(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転させる基板回転工程と、
前記基板の主面の全域を覆う液膜を形成するのに十分な量のエッチング液を処理液溜まりに貯留する工程と、
前記処理液溜まりに貯留されたエッチング液の全量を前記回転されている基板の主面に一気に供給することにより、前記基板の主面の全域を覆う液膜を形成する液膜形成工程と、
この液膜形成工程の後に、前記回転されている基板の主面に処理液ノズルからエッチング液を吐出する工程とを含み、
前記基板回転工程が、
前記液膜形成工程と並行して前記基板を第１回転速度で回転させる工程と、
前記液膜形成工程後に前記処理液ノズルからエッチング液を吐出する工程と並行して実行され、前記基板を前記第１回転速度よりも低速であり、かつ前記基板の回転中心と周端部とでエッチングレートが等しくなるように設定した第２回転速度で回転させる工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記液膜形成工程が、前記処理液溜まりに貯留されたエッチング液を加圧気体で押し出す加圧気体供給工程を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記処理液溜まりが、エッチング液を貯留するエッチング液溜まりであり、希釈液を貯留する希釈液溜まりがさらに設けられ、
前記液膜形成工程が、前記エッチング液溜まりに貯留された全量の前記エッチング液を一気に放出させ、前記希釈液溜まりに貯留された全量の前記希釈液を一気に放出させ、これらを混合させながら前記基板の主面に供給する工程を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記液膜形成工程が、前記処理液溜まりに貯留されたエッチング液を、前記回転されている基板の主面の上方の処理液放出位置で放出させるエッチング液放出工程を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記処理液溜まりにエッチング液を貯留する工程が、前記処理液溜まりを前記基板の主面の上方から退避した退避位置に配置して、前記処理液ノズルから吐出されたエッチング液を前記処理液溜まりに供給する工程を含む、請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記液膜形成工程では、前記処理液溜まりに貯留されたエッチング液の全量が重力を利用して前記基板の主面に供給される、請求項４または５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記処理液ノズルから前記基板に対して供給されて処理に用いられたエッチング液を回収して前記処理液溜まりに導くエッチング液回収工程をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理液で処理するための基板処理方法に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、基板を水平姿勢に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持された基板の表面に薬液を吐出する薬液吐出ノズルと、薬液処理後の基板にリンス液を吐出するリンス液吐出ノズルとを備えた基板処理装置を開示している。薬液吐出ノズルは、薬液バルブを介して薬液供給ユニットに接続されている。薬液供給ユニットは、薬液吐出ノズルに供給する薬液の流量を動的に変更できるように構成されている。
【０００３】
この構成によって、スピンチャックで基板を第１回転速度で回転させながら薬液吐出ノズルから第１流量で基板表面に薬液を供給する第１工程と、薬液吐出流量を保持したまま基板回転速度を第１回転速度よりも低速の第２回転速度とする第２工程と、基板回転速度を第２回転速度に保ったまま薬液吐出流量を第１流量よりも少ない第２流量とする第３工程とが実行される。第１工程では基板表面全体に薬液が行き渡り、第２工程では薬液の液盛りが形成され、第３工程では液盛りにフレッシュな薬液が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４７０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の先行技術では、薬液供給ユニットは、薬液の流量を動的に変更させることができる構成を有している。薬液の流量を動的に変更させるためには、薬液供給ユニットは、流量可変バルブを備えている必要がある。流量可変バルブは高価な部品であるから、相応のコスト増加は避けられない。
そこで、この発明の目的は、コストの増加を抑制しながら、基板の主面全域を覆う液膜を速やかに形成でき、それによって、基板処理の品質を向上できる基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１記載の発明は、基板を回転させる基板回転工程と、前記基板の主面の全域を覆う液膜を形成するのに十分な量のエッチング液を処理液溜まりに貯留する工程と、前記処理液溜まりに貯留されたエッチング液の全量を前記回転されている基板の主面に一気に供給することにより、前記基板の主面の全域を覆う液膜を形成する液膜形成工程と、この液膜形成工程の後に、前記回転されている基板の主面に処理液ノズルからエッチング液を吐出する工程とを含む、基板処理方法である。前記基板回転工程は、前記液膜形成工程と並行して前記基板を第１回転速度で回転させる工程と、前記液膜形成工程後に前記処理液ノズルからエッチング液を吐出する工程と並行して実行され、前記基板を前記第１回転速度よりも低速であり、かつ前記基板の回転中心と周端部とでエッチングレートが等しくなるように設定した第２回転速度で回転させる工程とを含む。
【００２２】
請求項２記載の発明は、前記液膜形成工程が、前記処理液溜まりに貯留されたエッチング液を加圧気体で押し出す加圧気体供給工程を含む、請求項１に記載の基板処理方法である。
【００２３】
請求項３記載の発明は、前記処理液溜まりが、エッチング液を貯留するエッチング液溜まりであり、希釈液を貯留する希釈液溜まりがさらに設けられ、前記液膜形成工程が、前記エッチング液溜まりに貯留された全量の前記エッチング液を一気に放出させ、前記希釈液溜まりに貯留された全量の前記希釈液を一気に放出させ、これらを混合させながら前記基板の主面に供給する工程を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
【００２４】
請求項４記載の発明は、前記液膜形成工程が、前記処理液溜まりに貯留されたエッチング液を、前記回転されている基板の主面の上方の処理液放出位置で放出させるエッチング液放出工程を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
請求項５記載の発明は、前記処理液溜まりにエッチング液を貯留する工程が、前記処理液溜まりを前記基板の主面の上方から退避した退避位置に配置して、前記処理液ノズルから吐出されたエッチング液を前記処理液溜まりに供給する工程を含む、請求項４に記載の基板処理方法である。
【００２５】
請求項６記載の発明は、前記液膜形成工程では、前記処理液溜まりに貯留されたエッチング液の全量が重力を利用して前記基板の主面に供給される、請求項４または５に記載の基板処理方法である。
請求項７記載の発明は、前記処理液ノズルから前記基板に対して供給されて処理に用いられたエッチング液を回収して前記処理液溜まりに導くエッチング液回収工程をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。
【図２】図２は、前記基板処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、薬液としてエッチング液を用いる場合において、基板の回転中心（センター）と周端部（エッジ）とでのエッチング処理の差を説明するためのモデル図である（基板回転速度が比較的低速の場合）。
【図４】図４は、薬液としてエッチング液を用いる場合において、基板の回転中心（センター）と周端部（エッジ）とでのエッチング処理の差を説明するためのモデル図である（基板回転速度が比較的高速の場合）。
【図５】図５は、この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、この発明の第３の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。
【図７】図７は、この発明の第４の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。
【図８】図８は、この発明の第５の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。
【図９】図９は、この発明の第６の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。この基板処理装置は、半導体ウエハ等の基板Ｗを処理液によって一枚ずつ処理するための枚葉型基板処理装置である。この基板処理装置は、処理チャンバ１と、処理チャンバ１内に設けられ、処理対象の基板Ｗを水平姿勢で保持して鉛直軸線まわりに回転可能なスピンチャック２と、スピンチャック２を鉛直軸線まわりに回転させる回転駆動機構３と、スピンチャック２に保持された基板Ｗに薬液を供給する薬液供給ユニット４と、スピンチャック２に保持された基板Ｗにリンス液（たとえば純水）を供給するリンス液供給ユニット８とを含む。基板処理装置は、さらに、薬液供給ユニット４によって供給される薬液と同種の薬液を一時的に貯留しておくための薬液バッファタンク５と、薬液バッファタンク５に加圧気体を供給して、当該薬液バッファタンク５に貯留された薬液を一気に押し出すための加圧気体供給ユニット６とを含む。スピンチャック２は、処理カップ９の内方に収容されている。処理カップ９は、上方に開口を有する有底筒状に形成されており、スピンチャック２から遠心力によって側方に飛び出す処理液を受け止めるように構成されている。基板処理装置は、さらに、回転駆動機構３、薬液供給ユニット４、加圧気体供給ユニット６などを制御するための制御ユニット７を含む。
【００２８】
スピンチャック２は、処理対象の主面を上方に向けた水平姿勢で基板Ｗを保持する。回転駆動機構３は、スピンチャック２を回転させることによって、基板Ｗを鉛直軸線まわりに回転させる。このように、スピンチャック２および回転駆動機構３によって、基板保持回転機構が構成されている。スピンチャック２の回転速度、すなわち基板Ｗの回転速度は、制御ユニット７が回転駆動機構３を制御することによって、可変制御される。
【００２９】
薬液供給ユニット４は、処理チャンバ１内に配置された薬液ノズル１１と、薬液ノズル１１に一端が接続され処理チャンバ１外に延びて薬液タンク１２に他端が結合された薬液配管１３（処理液供給路の一例）とを含む。薬液タンク１２には、予め所定の濃度に調合された薬液が保持されている。薬液は、エッチング液（たとえばフッ酸）であってもよい。薬液供給ユニット４は、さらに、薬液配管１３の途中に介装された薬液バルブ１４（処理液バルブの一例）と、薬液バルブ１４よりも上流側において薬液配管１３の途中に介装された流量計１５と、流量計１５よりも上流側において薬液配管１３の途中に介装されたポンプ１６とを含む。ポンプ１６および薬液タンク１２は、薬液を薬液配管１３に送り出す薬液供給源を構成している。流量計１５の出力信号は、制御ユニット７に入力されるようになっている。また、薬液バルブ１４の開閉およびポンプ１６の動作は、制御ユニット７によって制御される。薬液バルブ１４を開いてポンプ１６を作動させると、薬液タンク１２に貯留された薬液が汲み出されて、薬液配管１３を通り、薬液ノズル１１へと薬液が給送される。これにより、薬液ノズル１１から薬液が吐出され、その薬液が基板Ｗの主面（上面）に供給される。ポンプ１６は、予め定める流量で薬液が薬液ノズル１１から吐出されるように駆動される。その流量が許容範囲内であるかどうかが、流量計１５の出力信号に基づいて、制御ユニット７によって監視される。
【００３０】
薬液ノズル１１は、ノズル移動機構１７によって、処理チャンバ１内で移動させられるように構成されている。ノズル移動機構１７は、処理チャンバ１内に配置された揺動アーム１８と、揺動アーム１８を鉛直軸線まわりに揺動させる揺動駆動機構１９とを含む。薬液ノズル１１は、揺動アーム１８の先端部に固定されている。揺動アーム１８は、水平に延びており、揺動駆動機構１９によって、スピンチャック２の側方に設定された鉛直軸まわりに揺動される。これにより、揺動アーム１８の先端部は、水平面内で円弧軌道に沿って移動する。これにより、薬液ノズル１１は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面に対向する処理位置（スピンチャック２の上方の位置）と、スピンチャック２の上方から退避した退避位置との間で移動できる。処理位置は、たとえば、基板Ｗの回転中心に向けて薬液を吐出できる位置である。
【００３１】
リンス液供給ユニット８は、処理チャンバ１内に配置されたリンス液ノズル２１と、リンス液ノズル２１に一端が接続され処理チャンバ１外に延びてリンス液供給源２２に他端が結合されたリンス液配管２３とを含む。リンス液供給ユニット８は、さらに、リンス液配管２３の途中に介装されたリンス液バルブ２４を含む。リンス液バルブ２４の開閉は、制御ユニット７によって制御される。リンス液バルブ２４を開くと、リンス液供給源２２からのリンス液が、リンス液配管２３を通り、リンス液ノズル２１へと給送される。これにより、リンス液ノズル２１からリンス液が吐出され、そのリンス液が基板Ｗの主面（上面）に供給される。
【００３２】
リンス液ノズル２１は、薬液ノズル１１とともにノズル移動機構１７の揺動アーム１８に固定されていてもよい。また、リンス液ノズル２１は、ノズル移動機構とは別のノズル移動機構によって、スピンチャック２の上方の処理位置と、スピンチャック２の上方から側方に退避した退避位置との間で移動可能とされていてもよい。さらに、リンス液ノズル２１は、処理チャンバ１内で固定された固定ノズルの形態を有していてもよい。
【００３３】
薬液バッファタンク５は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの主面（上面）の全域を覆う液膜を形成するのに十分な量の薬液を貯留できる容積を有する薬液溜まりである。薬液バッファタンク５は、密閉容器であり、下面に薬液放出路２７が接続されており、上面からは気体配管３１が導入されている。薬液放出路２７は、薬液配管１３に接続されている。より具体的には、薬液放出路２７は、ポンプ１６と薬液バルブ１４との間において、薬液配管１３に接続されている。薬液放出路２７の途中には、薬液放出バルブ２８が介装されている。この薬液放出バルブ２８の開閉は、制御ユニット７によって制御される。
【００３４】
加圧気体供給ユニット６は、薬液バッファタンク５に貯留された薬液を加圧気体で押し出すように構成されている。すなわち、加圧気体供給ユニット６は、薬液バッファタンク５に接続された気体配管３１と、気体配管３１の途中に介装された加圧気体バルブ３２とを有している。気体配管３１には、加圧気体供給源３３からの加圧気体が供給されるようになっている。加圧気体は、窒素ガス等の不活性ガスであることが好ましい。加圧気体バルブ３２の開閉は、制御ユニット７によって制御される。
【００３５】
薬液バッファタンク５と加圧気体バルブ３２との間において、気体配管３１には、リリーフ配管３５の一端が接続されている。このリリーフ配管３５の他端は、薬液タンク１２内に導入されている。リリーフ配管３５の途中には、リリーフバルブ３６が介装されている。リリーフバルブ３６の開閉は、制御ユニット７によって制御される。
図２は、前記基板処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。基板搬送ロボットによって未処理の基板Ｗが処理チャンバ１に導入されてスピンチャック２に渡されると，制御ユニット７は、基板Ｗを第１回転速度（たとえば１０００ｒｐｍ程度）で回転させる（ステップＳ１）。すなわち、制御ユニット７は、回転駆動機構３を制御して、スピンチャック２を第１回転速度で回転させる。その後、薬液処理が開始される。
【００３６】
薬液処理に先立って、制御ユニット７は、薬液バッファタンク５に薬液を注入する薬液注入動作を実行する（ステップＳ１１）。具体的には、制御ユニット７は、薬液バルブ１４および加圧気体バルブ３２を閉じ、薬液放出バルブ２８およびリリーフバルブ３６を開いた状態でポンプ１６を作動させる。これにより、ポンプ１６から汲み出された薬液は、薬液配管１３から薬液放出路２７を通って薬液バッファタンク５内へと流れ込む。薬液バッファタンク５内の気体は、気体配管３１からリリーフ配管３５を通って薬液タンク１２へと押し出される。薬液バッファタンク５に貯留すべき薬液の量に応じた時間だけポンプ１６を作動させることによって、必要量の薬液を薬液バッファタンク５に溜めることができる。その後、制御ユニット７は、ポンプ１６の作動は継続する一方で、リリーフバルブ３６を閉じる。さらに、制御ユニット７は、加圧気体バルブ３２を開いて、薬液バッファタンク５に加圧気体を供給させ、薬液バッファタンク５内を加圧させる（ステップＳ１２）。
【００３７】
薬液処理は、全面液膜形成工程（ステップＳ２）と、小流量処理工程（ステップＳ３）とを含む。
全面液膜形成工程（ステップＳ２）においては、薬液バッファタンク５に貯留された全ての薬液が一気に基板Ｗの主面（上面）に供給される。具体的には、制御ユニット７は、薬液バルブ１４を開く。これにより、薬液バッファタンク５に貯留されていた薬液の全量が、加圧気体によって薬液配管１３に押し出されて一気に放出され（ステップＳ１３）、薬液ノズル１１から基板Ｗの上面に向けて大流量で一気に吐出される。なお、このときまでに、制御ユニット７は、ノズル移動機構１７を制御して、薬液ノズル１１をスピンチャック２の上方の処理位置まで移動させている。薬液ノズル１１から薬液が大流量で吐出され、かつ、基板Ｗが第１回転速度で回転されていることによって、基板Ｗの主面上では、薬液が瞬時に全域に拡がり、基板Ｗの主面全域を覆う液膜が形成される。より具体的には、薬液バッファタンク５には、たとえば３０ｃｃ〜７０ｃｃの薬液が貯留され、その全量がたとえば約２秒間で吐出し尽くされる。これにより、基板Ｗの主面全域が瞬時に液膜で覆われる。
【００３８】
その後、制御ユニット７は、加圧気体バルブ３２を閉じて加圧を停止し、薬液放出バルブ２８を閉じる（ステップＳ１４）。これによって、ポンプ１６によって薬液タンク１２から汲み出された薬液が、薬液配管１３から薬液ノズル１１へと供給され、薬液ノズル１１から小流量で薬液が吐出される。この薬液が基板Ｗの主面に供給される。こうして、小流量処理工程（ステップＳ３）が実行される。このとき、制御ユニット７は、回転駆動機構３を制御することによって、スピンチャック２の回転速度、すなわち基板Ｗの回転速度を第２回転速度（たとえば１００ｒｐｍ程度）まで減速する。すなわち、第２回転速度は、第１回転速度よりも低速な回転速度である。したがって、小流量処理工程（ステップＳ３）では、基板Ｗが低速回転されている状態で、基板Ｗの表面の液膜に対して小流量で薬液が補給される。このときの、薬液ノズル１１からの吐出流量は、たとえば、０．２５リットル／分程度であってもよい。このような小流量処理工程は、たとえば、３０秒程度継続される。
【００３９】
その後、制御ユニット７は、薬液バルブ１４を閉じ、ポンプ１６を停止させて薬液処理を終了させ、リンス工程（ステップＳ４）を実行する。すなわち、制御ユニット７は、リンス液バルブ２４を開いて、リンス液ノズル２１から基板Ｗの主面に向けてリンス液を吐出させる。さらに、制御ユニット７は、回転駆動機構３を制御して、スピンチャック２の回転速度、すなわち基板Ｗの回転速度を所定のリンス処理速度（たとえば１０００ｒｐｍ）に制御する。これにより、基板Ｗの主面に供給されたリンス液がその全域に行き渡り、基板Ｗの主面上の薬液がリンス液に置換される。リンス液の供給は、たとえば、３０秒程度継続される。
【００４０】
その後、制御ユニット７は、リンス液ノズル２１を閉じてリンス液の吐出を停止させ、リンス工程（ステップＳ４）を終える。そして、制御ユニット７は、回転駆動機構３を制御して、スピンチャック２の回転速度、すなわち基板Ｗの回転速度を所定の乾燥処理速度（たとえば３０００ｒｐｍ程度）に制御して乾燥工程を実行する（ステップＳ５）。これにより、基板Ｗの主面に残る水分が遠心力によって振り切られ、いわゆるスピンドライ処理によって、基板Ｗが乾燥される。このスピンドライ処理は、たとえば、１０秒程度継続される。
【００４１】
こうして乾燥工程を終えると、基板搬送ロボットによって、処理済みの基板Ｗが処理チャンバ１外へと搬出される。その後は、未処理基板Ｗが搬入されるたびに、同様の動作が繰り返される。
図３は、薬液としてエッチング液を用いる場合において、基板の回転中心（センター）と周端部（エッジ）とでのエッチング処理の差を説明するためのモデル図である。横軸は、エッチング液吐出開始からの時間、縦軸はエッチング量である。
【００４２】
エッチング液を基板の回転中心に吐出すると、そのエッチング液が遠心力によって基板の周端部に達するまでに時間差が生じる。そのため、周端部でのエッチングの開始は、回転中心でのエッチングの開始から遅れ時間Ｄだけ遅れることになる。この遅れ時間Ｄの間に、回転中心ではエッチング量ΔＥだけのエッチングが進行し、このエッチング量ΔＥはエッチング液吐出時間を長くしても解消しない。
【００４３】
そこで、前述の実施形態では、薬液処理の開始に際して、薬液バッファタンク５に貯留された薬液が一気に基板Ｗの主面上に吐出され、基板Ｗの主面全域が瞬時に薬液の液膜で覆われるようにしている。これによって、遅れ時間Ｄを実質的に零にすることができるので、基板Ｗの回転中心と周端部との間においてエッチング処理開始の時間差に起因するエッチング量の差をなくすことができる。
【００４４】
一方、本件発明者は、エッチング液の吐出流量を少なく（たとえば０．２５リットル／分）してエッチング液の消費量低減を図る場合に、基板面内におけるエッチング均一性には、基板の回転速度が関与していること発見している。具体的には、基板の回転速度が速い（たとえば１０００rpm）と、図４に示すように、基板の回転中心（センター）でのエッチング量直線と、基板の周端部（エッジ）におけるエッチング量直線とが平行にならない。換言すれば、回転中心におけるエッチングレートが、周端部におけるエッチングレートよりも大きくなる。そのため、エッチング液吐出時間が長くなるにつれて、エッチング量の差が大きくなる。
【００４５】
そこで、前述の実施形態では、小流量処理工程において、基板回転速度を低速な第２回転速度としている。これにより、基板Ｗの回転中心と周端部とで薬液による処理がほぼ等しく進行する。その結果、基板Ｗの主面の全域に対して均一な薬液処理を施すことができる。
以上のように、この実施形態によれば、薬液バッファタンク５に貯留された薬液を一気に供給する構成を用いることによって、流量可変バルブのような高価な部品を用いることなく、基板Ｗの主面全域を覆う液膜を形成できる。そして、基板Ｗの主面全域に薬液を行き渡らせた後は、薬液ノズル１１から小流量で薬液を供給すればよいから、基板Ｗの主面内における処理の均一性を犠牲にすることなく、薬液の消費量を抑制して、ランニングコストを低減できる。このようにして、基板処理装置の生産コストおよびランニングコストをいずれも低減しながら、面内均一性の高い基板処理を実現できる。
【００４６】
さらに、この実施形態では、薬液バッファタンク５に貯留された薬液を基板Ｗの主面に一気に供給するときには、基板Ｗが第１回転速度で高速回転しているので、基板Ｗの主面全域を覆う液膜を瞬時に形成できる。これにより、基板Ｗの主面の至るところで薬液による処理を実質的に同時に開始させることができる。その一方で、液膜形成後に薬液ノズル１１から薬液を吐出させるときには、基板回転速度が低速の第２回転速度とされる。これによって、基板Ｗの主面上の液膜に対して新しい薬液が供給され、供給された薬液は基板Ｗ上で回転半径外方側へと拡がっていく。その際に、基板回転速度を低速に維持することにより、基板Ｗの主面の回転中心付近と周端縁付近とにおいて、薬液の置換がほぼ等しく生じ、それによって、処理の進行速度がほぼ等しくなる。つまり、基板Ｗの主面の至るところで薬液による処理を実質的に同時に開始させることができ、かつ処理進行速度をほぼ等しくできる。その結果、基板処理の面内均一性を向上することができる。
【００４７】
図５は、この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。この図５において、前述の図１に示された各部の対応部分には、同一参照符号を付して示す。
この実施形態では、薬液バッファタンク５が、処理チャンバ１内に設けられている。そして、薬液バッファタンク５を、スピンチャック２の上方の放出位置（処理液放出位置）と、スピンチャック２の上方から側方に退避した退避位置との間で移動させるためのバッファタンク移動機構４０が設けられている。バッファタンク移動機構４０は、たとえば、薬液バッファタンク５を先端部に支持する水平な揺動アームと、この揺動アームを処理カップ９外に設けた鉛直軸まわりに揺動させる揺動駆動機構と、揺動アームを上下動する昇降駆動機構とを含んでいてもよい。この場合、たとえば、退避位置は、処理カップ９の側方であってもよい。
【００４８】
薬液バッファタンク５の底部に結合された薬液放出路２７は、下方に開放しており、その途中に薬液放出バルブ２８が介装されている。一方、薬液バッファタンク５には、薬液注入配管４１の一端が結合されており、その他端は、薬液バルブ１４とポンプ１６との間において薬液配管１３に接続されている。薬液注入配管４１の途中には、薬液注入バルブ４２が介装されている。バッファタンク移動機構４０の動作および薬液注入バルブ４２の開閉は、制御ユニット７によって制御される。
【００４９】
この他の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
薬液バッファタンク５に対する薬液注入動作は、次のとおりである。制御ユニット７は、薬液バルブ１４、加圧気体バルブ３２および薬液放出バルブ２８を閉じ、リリーフバルブ３６および薬液注入バルブ４２を開いた状態でポンプ１６を作動させる。これにより、ポンプ１６から汲み出された薬液は、薬液配管１３から薬液注入配管４１を通って薬液バッファタンク５内へと流れ込む。薬液バッファタンク５内の気体は、気体配管３１からリリーフ配管３５を通って薬液タンク１２へと押し出される。薬液バッファタンク５に貯留すべき薬液の量に応じた時間だけポンプ１６を作動させることによって、必要量の薬液を薬液バッファタンク５に溜めることができる。その後、制御ユニット７は、ポンプ１６の作動は継続する一方で、リリーフバルブ３６および薬液注入バルブ４２を閉じる。さらに、制御ユニット７は、加圧気体バルブ３２を開いて、薬液バッファタンク５に加圧気体を供給させ、薬液バッファタンク５内を加圧させる。
【００５０】
処理の流れは、前述の第１の実施形態の場合と同様である（図２参照）。すなわち、薬液処理は、全面液膜形成工程（図２のステップＳ２参照）および小流量処理工程（ステップＳ３）を含む。
全面液膜形成工程（ステップＳ２）においては、薬液バッファタンク５に貯留された全ての薬液が一気に基板Ｗの主面（上面）に供給される。具体的には、制御ユニット７は、薬液放出バルブ２８を開く。これにより、薬液バッファタンク５に貯留されていた薬液の全量が、重力および加圧気体により、薬液放出路２７を通って押し出され、基板Ｗの上面に向けて大流量で一気に放出される。このように、この実施形態では、加圧気体供給ユニット６、薬液放出路２７および薬液放出バルブ２８が、薬液バッファタンク５に貯留された薬液を基板Ｗの主面に一気に供給して当該主面の全域を覆う液膜形成ユニットを構成している。なお、薬液放出バルブ２８を開くときまでに、制御ユニット７は、バッファタンク移動機構４０を制御して、薬液バッファタンク５をスピンチャック２の上方の放出位置まで移動させている。
【００５１】
薬液バッファタンク５から薬液が大流量で一気に放出され、かつ、基板Ｗが第１回転速度で高速回転されていることによって、基板Ｗの主面上では、薬液が瞬時に全域に拡がり、基板Ｗの主面全域を覆う液膜が形成される。より具体的には、薬液バッファタンク５には、たとえば３０ｃｃ〜７０ｃｃの薬液が貯留され、その全量がたとえば約２秒間で吐出し尽くされる。これにより、基板Ｗの主面全域が瞬時に液膜で覆われる。
【００５２】
その後、制御ユニット７は、加圧気体バルブ３２を閉じて加圧を停止し、薬液放出バルブ２８を閉じる。さらに、制御ユニット７は、バッファタンク移動機構４０を制御して、薬液バッファタンク５を、スピンチャック２の上方から退避した退避位置まで移動させる。そして、制御ユニット７は、薬液バルブ１４を開いて、薬液ノズル１１から基板Ｗの主面に向けて小流量で薬液が吐出される。こうして、小流量処理工程（ステップＳ２）が実行される。このときまでに、制御ユニット７は、ノズル移動機構１７を制御して、薬液ノズル１１をスピンチャック２の上方の処理位置まで移動させている。
【００５３】
以後、第１の実施形態と同様の動作が行われる。
以上のとおり、この実施形態によれば、必要時に薬液バッファタンク５を基板Ｗの主面の上方の放出位置に移動させて、そこで薬液を放出させることができる。したがって、重力を利用して薬液を一気に放出できる。また、スピンチャック２への処理対象基板Ｗの搬入時や、スピンチャック２からの処理済み基板Ｗの搬出時には、薬液バッファタンク５を基板Ｗの主面の上方から退避させておくことができ、邪魔にならない。さらに、薬液ノズル１１から薬液を吐出しているときや、リンス液ノズル２１からリンス液を吐出しているときも、薬液バッファタンク５から基板Ｗの主面上への薬液等の落下が生じないように、薬液バッファタンク５を退避位置に退避させておくことができる。
【００５４】
その他、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
図６Ａおよび図６Ｂは、この発明の第３の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。図６Ａおよび図６Ｂにおいて、前述の図５に示された各部の対応部分には同一参照符号を付すこととする。図６Ｂは、図６Ａに示された処理チャンバ１内の構成の平面図である。
【００５５】
この実施形態では、第２の実施形態の構成と比較すると、加圧気体供給に関する構成が省かれ、薬液注入配管４１に関連する構成が省かれている。
そして、バッファタンク移動機構４０によって移動される薬液バッファタンク５の退避位置が、薬液ノズル１１のノズル退避位置の直下に設定されている。図６Ａにおいて、薬液バッファタンク５の放出位置を二点鎖線で示し、退避位置を実線で示す。薬液バッファタンク５が退避位置にあり、かつ薬液ノズル１１がノズル退避位置にあるとき、制御ユニット７は、薬液バルブ１４を開く。これにより、ポンプ１６によって薬液配管１３に送り出された薬液が薬液ノズル１１から吐出され、その薬液が、薬液バッファタンク５の上面に形成された薬液注入口４５から当該薬液バッファタンク５の内部へと注入される。こうして、薬液バッファタンク５への薬液注入動作を行うことができる。
【００５６】
全面液膜形成工程（図２のステップＳ２）においては、薬液バッファタンク５に貯留された全ての薬液が一気に基板Ｗの主面（上面）に供給される。具体的には、制御ユニット７は、薬液放出バルブ２８を開く。これにより、薬液バッファタンク５に貯留されていた薬液の全量が、重力により、薬液放出路２７を通って流下し、基板Ｗの上面に向けて大流量で一気に放出される。このように、この実施形態では、薬液放出路２７および薬液放出バルブ２８が、基板Ｗの主面の全域を覆う液膜を瞬時に形成するための液膜形成ユニットを構成している。むろん、薬液放出バルブ２８を開くときまでに、制御ユニット７は、バッファタンク移動機構４０を制御して、薬液バッファタンク５をスピンチャック２の上方の放出位置（図６Ａに二点鎖線で示す位置）まで移動させている。薬液バッファタンク５から薬液が大流量で放出され、かつ、基板Ｗが第１回転速度で高速回転されていることによって、基板Ｗの主面上では、薬液が瞬時に全域に拡がり、基板Ｗの主面全域を覆う液膜が形成される。
【００５７】
これ以後の動作は、第２の実施形態の場合と同様である。
この実施形態によれば、薬液バッファタンク５が退避位置に位置しているときには、薬液ノズル１１を利用して薬液バッファタンク５に薬液を注入できる。これにより、薬液バッファタンク５への薬液注入のための専用の構成を設けなくてもよいので、コストダウンを図ることができる。
【００５８】
図７は、この発明の第４の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。この図７において、前述の図１に示された各部の対応部分には同一参照符号を付すこととする。
この実施形態では、スピンチャック２に保持された基板Ｗに供給された使用済みの薬液が、処理カップ９によって受け止められ、さらに薬液回収配管４８（処理液回収手段の一例）を通って回収されて、薬液バッファタンク５に導かれるようになっている。薬液回収配管４８の途中には、三方弁４９が介装されている。三方弁４９には、ドレン配管５０が接続されている。三方弁４９は、制御ユニット７によって制御される。
【００５９】
三方弁４９を制御して、薬液回収配管４８の上流側（処理カップ９側）および下流側（薬液バッファタンク５側）を連通させると、使用済みの薬液が薬液回収配管４８を通って薬液バッファタンク５へと注入される。こうして、薬液バッファタンク５への薬液注入を行うことができる。三方弁４９を制御して、薬液回収配管４８の上流側とドレン配管５０とを連通させると、使用済みの薬液は、薬液回収配管４８からドレン配管５０に導かれて排液される。これにより、薬液バッファタンク５に過剰の薬液が注入されることを回避できる。また、この状態では、前述の第１の実施形態の場合と同様にして、薬液配管１３からの薬液を薬液バッファタンク５へと注入することもできる。
【００６０】
このように、この実施形態によれば、使用済みの薬液を回収して薬液バッファタンク５に貯留させ、この貯留された薬液を基板Ｗの主面全域を覆う液膜の形成に再利用できる。これによって、薬液消費量を一層低減できるので、ランニングコストを一層低減できる。
図８は、この発明の第５の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。この図８において、図１に示された各部の対応部分には同一参照符号を付すこととする。この実施形態では、図１に示された構成に加えて、リンス液バッファタンク５５と、リンス液バッファタンク５５に貯留されたリンス液を押し出すための加圧気体供給ユニット６０とが備えられている。
【００６１】
リンス液バッファタンク５５は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの主面（上面）の全域を覆う液膜を形成するのに十分な量のリンス液を貯留できる容積を有するリンス液溜まりである。リンス液バッファタンク５５は、密閉容器であり、下面にリンス液放出路５７が接続されており、上面からは気体配管６１が導入されている。リンス液放出路５７は、リンス液配管２３に接続されている。より具体的には、リンス液放出路５７は、リンス液供給源２２とリンス液バルブ２４との間において、リンス液配管２３に接続されている。リンス液放出路５７の途中には、リンス液放出バルブ５８が介装されている。このリンス液放出バルブ５８の開閉は、制御ユニット７によって制御される。
【００６２】
リンス液バッファタンク５５に貯留されたリンス液を加圧気体で押し出すために、加圧気体供給ユニット６０が備えられている。加圧気体供給ユニット６０は、リンス液バッファタンク５５に接続された気体配管６１と、気体配管６１の途中に介装された加圧気体バルブ６２とを有している。気体配管６１には、加圧気体供給源６３からの加圧気体が供給されるようになっている。加圧気体は、窒素ガス等の不活性ガスであることが好ましい。加圧気体バルブ６２の開閉は、制御ユニット７によって制御される。
【００６３】
リンス液バッファタンク５５と加圧気体バルブ６２との間において、気体配管６１には、リリーフ配管６５の一端が接続されている。このリリーフ配管３５の他端は、大気に開放されている。リリーフ配管６５の途中には、リリーフバルブ６６が介装されている。リリーフバルブ６６の開閉は、制御ユニット７によって制御される。
リンス液バッファタンク５５に対するリンス液の注入は、次のようにして行われる。すなわち、制御ユニット７は、リンス液バルブ２４および加圧気体バルブ６２を閉じ、リンス液放出バルブ５８およびリリーフバルブ６６を開く。これにより、リンス液供給源２２の元圧によって、リンス液が、リンス液配管２３からリンス液放出路５７を通ってリンス液バッファタンク５５内へと流れ込む。リンス液バッファタンク５５内の気体は、気体配管６１からリリーフ配管６５を通って大気中へ押し出される。その状態で、リンス液バッファタンク５５に貯留すべきリンス液の量に応じた時間だけ待機することによって、必要量のリンス液をリンス液バッファタンク５５に溜めることができる。その後、制御ユニット７は、リリーフバルブ６６を閉じる。さらに、制御ユニット７は、加圧気体バルブ６２を開いて、リンス液バッファタンク５５に加圧気体を供給させ、リンス液バッファタンク５５内を加圧させる。このような動作がリンス工程（図２のステップＳ４）の開始まで（たとえば薬液処理期間中）に実行される。
【００６４】
その後、リンス工程を開始するために、制御ユニット７がリンス液バルブ２４を開くと、リンス液バッファタンク５５に貯留された全てのリンス液が一気に基板Ｗの主面（上面）に供給される。具体的には、リンス液バッファタンク５５に貯留されていたリンス液の全量が、加圧気体によってリンス液配管２３に押し出され、リンス液ノズル２１から基板Ｗの上面に向けて大流量で一気に吐出される。リンス液ノズル２１からリンス液が大流量で吐出され、かつ、基板Ｗがリンス処理速度で高速回転されていることによって、基板Ｗの主面上では、リンス液が瞬時に全域に拡がり、基板Ｗの主面全域を覆う液膜が形成される。より具体的には、リンス液バッファタンク５５には、たとえば３０ｃｃ〜７０ｃｃのリンス液が貯留され、その全量がたとえば約２秒間で吐出し尽くされる。これにより、基板Ｗの主面全域が瞬時にリンス液の液膜で覆われ、基板Ｗの主面の全域において、薬液による処理を実質的に同時に停止させることができる。
【００６５】
その後、制御ユニット７は、加圧気体バルブ６２を閉じて加圧を停止し、リンス液放出バルブ５８を閉じる。これ以後は、リンス液供給源２２からのリンス液が、リンス液ノズル２１から通常の流量で基板Ｗの主面に吐出される。
このように、この実施形態によれば、リンス工程の始めに大量のリンス液を基板Ｗの主面に一気に供給できるので、基板Ｗの主面全域において、薬液による処理を同時に停止させることができる。これによって、基板処理の面内均一性を一層向上できる。
【００６６】
図９は、この発明の第６の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図である。この図９において、前述の図１の各部の対応部分には同一参照符号を付すこととする。
前述の第１〜第５の実施形態では、調合済みの薬液が薬液タンク１２に貯留されていて、その薬液が薬液ノズル１１からそのまま吐出される例を示した。これに対して、第６の実施形態では、薬液原液（調合前の薬液）が薬液タンク１２に貯留されており、この薬液原液を配管途中で希釈液（この実施形態では脱イオン水（ＤＩＷ））で希釈することにより、適正濃度に調整された薬液が調合されるようになっている。
【００６７】
具体的に説明すると、薬液バルブ１４とポンプ１６との間（より正確には薬液バルブ１４と流量計１５との間）において薬液配管１３に薬液原液バルブ７４が介装されている。この薬液原液バルブ７４よりも上流側の薬液配管１３は、薬液原液が流通する薬液原液ラインである。この薬液原液ラインに、薬液バッファタンク５の薬液放出路２７が接続されている。
【００６８】
一方、薬液バルブ１４と薬液原液バルブ７４との間の薬液配管１３には、希釈液供給ユニット８１からの希釈液が供給されるようになっている。すなわち、薬液バルブ１４と薬液原液バルブ７４との間の薬液配管１３には、希釈液配管８３の一端が接続されている。この希釈液配管８３の他端は希釈液供給源８２に接続されている。希釈液配管８３の途中には、希釈液バルブ８４および流量計８５が介装されている。したがって、希釈液バルブ８４を開くことにより、薬液配管１３および希釈液配管８３の合流点８０において、薬液および希釈液を、それらを流量比に応じた混合比で混合させることができ、これによって、薬液原液を所定の濃度に希釈した薬液が調合される。流量計８５の出力信号は制御ユニット７に入力されるようになっており、希釈液バルブ８４の開閉は制御ユニット７によって制御されるようになっている。
【００６９】
この実施形態の基板処理装置は、希釈液バッファタンク７５（処理液溜まりの一例）と、希釈液バッファタンク７５に貯留された希釈液を押し出すための加圧気体供給ユニット９０とを有している。この実施形態では、全面液膜形成工程（図２のステップＳ２）において、薬液バッファタンク５内の薬液原液および希釈液バッファタンク７５内の希釈液が一気に放出され、それらが混合されて調合された薬液がスピンチャック２に保持された基板Ｗの主面上に一気に供給されて、その全域を覆う液膜が形成される。したがって、薬液バッファタンク５および希釈液バッファタンク７５は、それらに貯留された薬液および希釈液が混合されて調製される薬液がスピンチャック２に保持された基板Ｗの主面（上面）の全域を覆う液膜を形成するのに十分な量となるように、それぞれ所定の量の薬液および希釈液を貯留できる容積を有する処理液溜まりである。
【００７０】
希釈液バッファタンク７５は、密閉容器であり、下面に希釈液放出路７７が接続されており、上面からは気体配管９１が導入されている。希釈液放出路７７は、希釈液配管８３に接続されている。より具体的には、希釈液放出路７７は、希釈液バルブ８４と希釈液供給源８２との間（より正確には、希釈液バルブ８４と流量計８５との間）において、希釈液配管８３に接続されている。希釈液放出路７７の途中には、希釈液放出バルブ７８が介装されている。この希釈液放出バルブ７８の開閉は、制御ユニット７によって制御される。
【００７１】
加圧気体供給ユニット９０は、希釈液バッファタンク７５に貯留された希釈液を加圧気体で押し出すように構成されている。すなわち、加圧気体供給ユニット９０は、希釈液バッファタンク７５に接続された気体配管９１と、気体配管９１の途中に介装された加圧気体バルブ９２とを有している。気体配管９１は、加圧気体バルブ３２の上流側で気体配管３１に合流しており、加圧気体供給源３３からの加圧気体が供給されるようになっている。加圧気体バルブ９２の開閉は、制御ユニット７によって制御される。
【００７２】
希釈液バッファタンク７５と加圧気体バルブ９２との間において、気体配管９１には、リリーフ配管９５の一端が接続されている。このリリーフ配管９５の他端は、大気に開放されている。リリーフ配管９５の途中には、リリーフバルブ９６が介装されている。リリーフバルブ９６の開閉は、制御ユニット７によって制御される。
希釈液バッファタンク７５に対する希釈液の注入は、次のようにして行われる。すなわち、制御ユニット７は、希釈液バルブ８４および加圧気体バルブ９２を閉じ、希釈液放出バルブ７８およびリリーフバルブ９６を開く。これにより、希釈液供給源８２の元圧によって、希釈液が、希釈液配管８３から希釈液放出路７７を通って希釈液バッファタンク７５内へと流れ込む。希釈液バッファタンク７５内の気体は、気体配管９１からリリーフ配管９５を通って大気中へ押し出される。その状態で、希釈液バッファタンク７５に貯留すべき希釈液の量に応じた時間だけ待機することによって、必要量の希釈液を希釈液バッファタンク７５に溜めることができる。その後、制御ユニット７は、リリーフバルブ９６を閉じる。さらに、制御ユニット７は、加圧気体バルブ９２を開いて、希釈液バッファタンク７５に加圧気体を供給させ、希釈液バッファタンク７５内を加圧させる。このような動作が薬液処理の開始までに実行される。そして、同様の動作が薬液バッファタンク５に関しても実行され、薬液バッファタンク５内に薬液原液が注入され、薬液バッファタンク５内が加圧される。この動作の詳細は、第１の実施形態の場合と同様である。
【００７３】
薬液処理は、第１の実施形態と同じく、全面液膜形成工程（図２のステップＳ２）と、小流量処理工程（図２のステップＳ３）とを含む。
全面液膜形成工程（ステップＳ２）においては、薬液バッファタンク５に貯留された全ての薬液原液と、希釈液バッファタンク７５に貯留された全ての希釈液とが、合流点８０で混合されて調合された薬液として、一気に基板Ｗの主面（上面）に供給される。具体的には、制御ユニット７は、薬液バルブ１４を開くとともに、さらに薬液原液バルブ７４および希釈液バルブ８４を開く。これにより、薬液バッファタンク５に貯留されていた薬液原液の全量が加圧気体によって薬液配管１３に押し出され、かつ希釈液バッファタンク７５に貯留されていた希釈液の全量が加圧気体によって希釈液配管８３に押し出される。これにより、薬液原液および希釈液が、薬液配管１３の途中の合流点８０で混合されて調合済み薬液となり、その調合済み薬液が、薬液ノズル１１から基板Ｗの上面に向けて大流量で一気に吐出される。なお、このときまでに、制御ユニット７は、ノズル移動機構１７を制御して、薬液ノズル１１をスピンチャック２の上方の処理位置まで移動させている。薬液ノズル１１から薬液が大流量で吐出され、かつ、基板Ｗが第１回転速度で高速回転されていることによって、基板Ｗの主面上では、薬液が瞬時に全域に拡がり、基板Ｗの主面全域を覆う液膜が形成される。
【００７４】
その後、制御ユニット７は、加圧気体バルブ３２，９２を閉じて加圧を停止し、薬液放出バルブ２８および希釈液放出バルブ７８を閉じる。これによって、ポンプ１６によって薬液タンク１２から汲み出された薬液原液と、希釈液供給源８２からの希釈液とが、合流点８０へと供給されて、それらの流量比に対応する混合比で混合されることにより、薬液が調合される。より具体的には、薬液原液の流量は４ｃｃ／分程度であってもよく、希釈液の流量は２００ｃｃ／分程度であってもよい。この場合の流量比（すなわち混合比）は、薬液原液：希釈液＝１：５０である。こうして調合された薬液が、薬液配管１３から薬液ノズル１１へと供給され、薬液ノズル１１から小流量で薬液が吐出される。この薬液が基板Ｗの主面に供給される。こうして、小流量処理工程が実行される。このとき、制御ユニット７は、回転駆動機構３を制御することによって、スピンチャック２の回転速度、すなわち基板Ｗの回転速度を第２回転速度まで減速する。したがって、小流量処理工程では、基板Ｗが低速回転されている状態で、基板Ｗの表面の液膜に対して小流量で薬液が補給される。
【００７５】
その後、制御ユニット７は、薬液バルブ１４、薬液原液バルブ７４および希釈液バルブ８４を閉じ、ポンプ１６を停止させて薬液処理を終了させ、リンス工程を実行する。これ以後の動作は、第１の実施形態と同様である。
このように、この実施形態によれば、薬液原液と希釈液とを配管途中で混合して薬液を調合する構成において、薬液処理の当初に全面液膜形成工程を実行することができる。しかも、薬液原液および希釈液にそれぞれ対応する薬液バッファタンク５および希釈液バッファタンク７５を設け、それらから同時に薬液原液および希釈液を薬液配管１３に流し込んで合流させるようにしているので、全面液膜形成工程においても、薬液原液と希釈液とを所定の混合比で混合でき、その混合比が不安定になったりすることがない。
【００７６】
たとえば、薬液原液ラインに第１流量可変バルブを配置し、希釈液配管に第２流量可変バルブを配置して、薬液処理開始時に薬液原液および希釈液をそれぞれ大流量で合流点に供給する構成が考えられるかもしれない。しかし、このような構成は、流量可変バルブを用いるためにコスト高となる問題に加えて、流量可変時に薬液原液と希釈液との混合比が不安定になるという問題もある。すなわち、薬液流量が変化するときに薬液の濃度を一定に保つことが難しい。
【００７７】
この実施形態の構成では、このような問題がなく、流量可変バルブを用いない安価な構成でありながら、全面液膜形成工程および小流量処理工程において、一定の濃度に調合された薬液を基板Ｗの主面に供給できる。これにより、高品質な基板処理を実現することができる。
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、図７の構成に示した処理液回収手段を図６Ａおよび図６Ｂに示した構成に適用して、退避位置にある薬液バッファタンク５内に使用済みの薬液を注入するようにしてもよい。また、図８に示したリンス液バッファタンク５５およびそれに関連する構成は、その他の実施形態においても備えることができる。また、図９には、薬液原液を希釈液で希釈する構成を示したが、この構成は、２種類の処理液を配管内で混合して調合済み処理液を生成する場合に広く適用できる。むろん、３種類以上の処理液の配管内混合も同様にして行うことができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
この明細書および添付図面の記載から導き出される特徴の例を以下に記す。
１．基板を保持して回転させる基板保持回転機構（２，３）と、前記基板保持回転機構に保持された基板の主面に向けて処理液（とくに薬液）を吐出する処理液ノズル（１１，２１）を有する処理液供給機構（４，８）と、前記基板の主面の全域を覆う液膜を形成するのに十分な量の処理液（処理液ノズルから供給される処理液と同種の処理液が好ましい）を貯留する処理液溜まり（５，５５，７５）と、前記処理液溜まりに貯留された処理液を一気に前記基板の主面に供給することにより、前記基板の主面の全域を覆う液膜を形成する液膜形成手段（６，２７，２８，４０，５７，５８，６０，７７，７８，９０）と、前記液膜形成手段および前記処理液供給機構を制御して、前記液膜形成手段によって前記基板の主面の全域を覆う液膜を形成させた後に、前記処理液ノズルから前記基板（当該液膜が主面に形成されている状態の基板）の主面に向けて処理液を吐出させる制御手段（７）とを含む、基板処理装置。なお、括弧内の英数字は前述の実施形態における対応構成要素等を表す。
この構成によれば、基板保持回転機構によって基板を回転させておく一方で、処理液溜まりに貯留された処理液を一気に基板の主面に供給することによって、基板主面の全域を覆う液膜を瞬時に形成でき、基板主面の全域に処理液を行き渡らせることができる。これにより、基板主面の至るところで、処理液による処理を同時に開始させることができる。その後は、処理液ノズルから、基板の主面に向けて処理液を吐出（液膜形成時よりもはるかに少ない流量で吐出）し、基板保持回転機構によって基板を回転させることにより、基板の主面の全域において処理液を新液に置換することができる。この場合の処理液供給流量は小流量で足りるので、処理液の消費量を抑制できる。
また、前述の構成では、処理液溜まりに貯留された処理液を一気に供給する構成を用いることによって、流量可変バルブのような高価な部品を用いることなく、基板主面の全域を覆う液膜を形成できる。そして、基板主面の全域に処理液を行き渡らせた後は、処理液ノズルから小流量で処理液を供給すればよいから、基板主面内における処理の均一性を犠牲にすることなく、処理液の消費量を抑制して、ランニングコストを低減できる。このようにして、基板処理装置の生産コストおよびランニングコストをいずれも低減しながら、面内均一性の高い基板処理を実現できる。
２．前記制御手段が、前記基板保持回転機構を制御し、前記液膜形成手段によって前記基板の主面の全域を覆う液膜を形成するときは、第１回転速度で前記基板を回転させ、前記基板の主面の全域を覆う液膜が形成された後に前記処理液ノズルから前記基板の主面に向けて処理液が吐出されるときは、前記第１回転速度よりも低速の第２回転速度で前記基板を回転させる、項１に記載の基板処理装置。
この構成によれば、処理液溜まりに貯留された処理液を基板の主面に一気に供給するときには、基板が第１回転速度で高速回転しているので、基板の主面に達した処理液は遠心力を受けて瞬時に当該主面の全域に拡がる。したがって、基板の主面全域を覆う液膜を瞬時に形成できる。これにより、基板主面の至るところで処理液による処理を実質的に同時に開始させることができる。その一方で、液膜形成後に処理液ノズルから処理液を吐出させるときには、基板回転速度が低速の第２回転速度とされる。これによって、基板主面上の液膜に対して新しい処理液が供給され、供給された処理液は基板上で回転半径外方へと拡がっていく。その際に、基板回転速度を低速に維持することにより、基板主面の回転中心付近と周端縁付近とにおいて、処理液の置換がほぼ等しく生じ、それによって、処理の進行速度がほぼ等しくなる。つまり、基板主面の至るところで処理液による処理を実質的に同時に開始させることができ、かつ処理進行速度をほぼ等しくできる。その結果、基板処理の面内均一性を一層向上することができる。
３．前記処理液供給機構が、処理液を送り出す処理液供給源（１２，１６，２２，８２）と前記処理液ノズルとの間を接続する処理液供給路（１３，２３，８３）を含み、前記処理液溜まりが、前記処理液供給路に接続されている、項１または２に記載の基板処理装置。
この構成により、処理液供給源からの処理液を、処理液供給路を利用して処理液溜まりに導いて、当該処理液溜まりに貯留させることができる。また、処理液溜まりに貯留された処理液を、処理液供給路を利用して基板主面に供給することができる。
４．前記液膜形成手段が、前記処理液溜まりに貯留された処理液を加圧気体で押し出す加圧気体供給機構（６，６０，９０）を含む、項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。この構成により、加圧気体を利用した安価な構成で、処理液溜まりに貯留された処理液を一気に放出させて基板主面へと供給できる。
５．前記加圧気体供給機構が、前記処理液溜まりに接続された気体配管（３１，６１，９１）と、前記気体配管に介装された加圧気体バルブ（３２，６２，９２）とを含み、前記処理液供給機構が、前記処理液供給路に介装された処理液バルブ（１４，２４，８４）を含み、前記処理液溜まりが、前記処理液供給源と前記処理液バルブとの間において前記処理液供給路に接続されており、前記気体配管に接続されたリリーフ配管（３５，６５，９５）と、前記リリーフ配管に介装されたリリーフバルブ（３６，６６，９６）とをさらに含む、項４に記載の基板処理装置。
この構成によれば、処理液バルブ、加圧気体バルブおよびリリーフバルブを閉じた状態でポンプを作動させると、処理液供給源からの処理液を処理液溜まりに導いて、この処理液溜まりに処理液を貯留できる。また、処理液バルブを開き、リリーフバルブを閉じ、加圧気体バルブを開くと、処理液溜まり内が加圧されることにより、処理液溜まりに貯留された処理液が、処理液供給路へと押し出され、処理液ノズルから基板主面へと一気に放出される。
むろん、処理液溜まりへの処理液の供給は、処理液供給路を介して行う必要はなく、別の経路で行われてもよい。また、処理液溜まりから基板主面への処理液の放出に関しても、処理液供給路を利用する必要はなく、別途設けた放出経路から行ってもよい。
６．前記処理液溜まりが、第１種類の処理液を貯留する第１処理液溜まり（５）と、第２種類の処理液を貯留する第２処理液溜まり（７５）とを含み、前記液膜形成手段が、前記第１処理液溜まりから第１種類の処理液を一気に放出させ、前記第２処理液溜まりから第２種類の処理液を一気に放出させ、これらを混合させながら前記基板の主面に供給するように構成されている、項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
この構成によれば、第１種類の処理液および第２種類の処理液をそれぞれ第１処理液溜まりおよび第２処理液溜まりに貯留しておき、それらを供給直前に混合（たとえば配管内で混合）して、基板主面に供給することにより、調合済みの処理液によって基板の主面全域を瞬時に覆うことができる。
たとえば、第１処理液ラインに第１流量可変バルブを配置し、第２処理液ラインに第２流量可変バルブを配置して、処理開始時に第１処理液および第２処理液をそれぞれ大流量で、第１および第２処理液ラインの合流点に供給する構成が考えられるかもしれない。しかし、このような構成は、流量可変バルブを用いるためにコスト高となる問題に加えて、流量可変時に第１および第２処理液の混合比が不安定になるという問題もある。すなわち、処理液流量が変化するときに処理液の混合比を一定に保つことが難しい。項６の構成は、このような課題に対する解決手段を提供する。
７．前記液膜形成手段が、前記基板保持回転機構に保持された基板の主面の上方の処理液放出位置と当該処理液放出位置から離れた退避位置との間で前記処理液溜まりを移動させる移動機構（４０）と、前記処理液溜まりに貯留された処理液を前記処理液放出位置で放出させる処理液放出機構（２７，２８）とを含む、項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
この構成によれば、必要時に処理液溜まりを基板主面の上方の処理液放出位置に移動させて、そこで処理液を放出させることができる。したがって、重力を利用して処理液を一気に放出できる。また、基板保持回転機構への処理対象基板の搬入時や、基板保持回転機構からの処理済み基板の搬出時には、処理液溜まりを基板主面付近から退避させておくことができ、邪魔にならない。さらに、処理液ノズルから処理液を吐出しているときも、処理液溜まりから基板主面上への処理液等の落下が生じないように、処理液溜まりを退避位置に退避させておくことができる。
８．前記処理液溜まりが前記退避位置に位置しているときに、前記処理液ノズルから吐出された処理液が前記処理液溜まりに供給されるように構成されている、項１または２に係る項７に記載の基板処理装置。
この構成によれば、処理液溜まりが退避位置に位置しているときに、処理液ノズルを利用して処理液溜まりに処理液を供給できる。これにより、処理液溜まりへの処理液供給のための専用の構成を設けなくてもよいので、コストダウンを図ることができる。
たとえば、処理液ノズルを基板の主面に対向する処理位置と当該処理位置から退避したノズル退避位置との間で移動させるノズル移動機構（１７）が備えられている場合には、ノズル退避位置が、退避位置にある処理液溜まりの処理液注入口（４５）に向けて処理液を吐出できる位置であることが好ましい。より具体的には、ノズル退避位置が処理液溜まりの退避位置の直上であってもよい。このような構成により、基板主面への処理液の供給のために処理液ノズルが用いられていない期間を利用して、処理液溜まりに処理液を供給することができる。
９．前記処理液ノズルから前記基板保持回転機構に保持された基板に対して供給されて処理に用いられた処理液を回収して前記処理液溜まりに導く処理液回収機構（４８，４９）をさらに含む、項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
この構成によれば、使用済みの処理液を回収して処理液溜まりに貯留させ、この貯留された処理液を再利用して、基板主面全域を覆う液膜を形成できる。これによって、処理液消費量を一層低減できるので、ランニングコストを一層低減できる。
１０．基板を回転させる基板回転工程と、前記基板の主面の全域を覆う液膜を形成するのに十分な量の処理液を処理液溜まりに貯留する工程と、前記処理液溜まりに貯留された処理液を前記回転されている基板の主面に一気に供給することにより、前記基板の主面の全域を覆う液膜を形成する液膜形成工程と、この液膜形成工程の後に、前記回転されている基板の主面に処理液ノズルから処理液を吐出する工程とを含む、基板処理方法。
１１．前記基板回転工程が、前記液膜形成工程と並行して前記基板を第１回転速度で回転させる工程と、前記液膜形成工程後に前記処理液ノズルから処理液を吐出する工程と並行して前記基板を前記第１回転速度よりも低速の第２回転速度で回転させる工程とを含む、項１０に記載の基板処理方法。
１２．前記液膜形成工程が、前記処理液溜まりに貯留された処理液を加圧気体で押し出す加圧気体供給工程を含む、項１０または１１に記載の基板処理方法。
１３．前記処理液溜まりが、第１種類の処理液を貯留する第１処理液溜まりと、第２種類の処理液を貯留する第２処理液溜まりとを含み、前記液膜形成工程が、前記第１処理液溜まりから第１種類の処理液を一気に放出させ、前記第２処理液溜まりから第２種類の処理液を一気に放出させ、これらを混合させながら前記基板の主面に供給する工程を含む、項１０〜１２のいずれか一項に記載の基板処理方法。
１４．前記液膜形成工程が、前記処理液溜まりに貯留された処理液を、前記回転されている基板の主面の上方の処理液放出位置で放出させる処理液放出工程を含む、項１０〜１２のいずれか一項に記載の基板処理方法。
１５．前記処理液溜まりに処理液を貯留する工程が、前記処理液溜まりを前記基板の主面の上方から退避した退避位置に配置して、前記処理液ノズルから吐出された処理液を前記処理液溜まりに供給する工程を含む、項１４に記載の基板処理方法。
１６．前記処理液ノズルから前記基板に対して供給されて処理に用いられた処理液を回収して前記処理液溜まりに導く処理液回収工程をさらに含む、項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
処理液の種類としては、エッチング液、ポリマー除去液、レジスト剥離液、シリル化液、現像液などを例示できる。
【符号の説明】
【００７８】
１    処理チャンバ
２    スピンチャック
３    回転駆動機構
４    薬液供給ユニット
５    薬液バッファタンク
６    加圧気体供給ユニット
７    制御ユニット
８    リンス液供給ユニット
９    処理カップ
１１    薬液ノズル
１２    薬液タンク
１３    薬液配管
１４    薬液バルブ
１５    流量計
１６    ポンプ
１７    ノズル移動機構
１８    揺動アーム
１９    揺動駆動機構
２１    リンス液ノズル
２２    リンス液供給源
２３    リンス液配管
２４    リンス液バルブ
２７    薬液放出路
２８    薬液放出バルブ
３１    気体配管
３２    加圧気体バルブ
３３    加圧気体供給源
３５    リリーフ配管
３６    リリーフバルブ
４０    バッファタンク移動機構
４１    薬液注入配管
４２    薬液注入バルブ
４５    薬液注入口
４８    薬液回収配管
４９    三方弁
５０    ドレン配管
５５    リンス液バッファタンク
５７    リンス液放出路
５８    リンス液放出バルブ
６０    加圧気体供給ユニット
６１    気体配管
６２    加圧気体バルブ
６３    加圧気体供給源
６５    リリーフ配管
６６    リリーフバルブ
７４    薬液原液バルブ
７５    希釈液バッファタンク
７７    希釈液放出路
７８    希釈液放出バルブ
８０    合流点
８１    希釈液供給ユニット
８２    希釈液供給源
８３    希釈液配管
８４    希釈液バルブ
８５    流量計
９０    加圧気体供給ユニット
９１    気体配管
９２    加圧気体バルブ
９５    リリーフ配管
９６    リリーフバルブ
Ｗ    基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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