(57)【要約】【課題】基板の上面において処理液に良好に置換させることができ、これにより、基板の上面を良好に処理することができる基板処理方法および基板処理装置を提供する。【解決手段】スピンチャック５に基板Ｗが水平に保持される。第１の下向き流れ形成工程においては、羽根ユニット８が近接位置Ｐ１に配置された状態で、吐出口６から処理液を吐出しながら、羽根ユニット８と基板Ｗの上面とが、回転軸線Ａ１まわりに相対回転させられる。各羽根４の一部分が浸漬するような薬液の液膜４１が基板Ｗの上面に保持され、かつ薬液の液膜４１に下向きの流れが形成される。【選択図】図７Ａ‐７Ｂ
2018056199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平に保持する基板保持工程と、
処理液を吐出する吐出口と、前記吐出口の周囲で周方向に交差する方向に延び、前記周方向に間隔を隔てて設けられた複数の羽根とを有する羽根ユニットを、前記吐出口が前記基板の上面の中央部に対向しかつ前記複数の羽根が前記基板の上面に沿う処理位置に配置した状態で、前記吐出口から処理液を吐出しながら、前記羽根ユニットと前記基板の上面とを、前記基板の中央部を鉛直方向に通る所定の回転軸線まわりに相対回転させることにより、各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような処理液の液膜を前記基板の上面に保持させかつ下向きの流れを前記処理液の液膜に形成する下向き流れ形成工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記下向き流れ形成工程の実行に先立って、前記吐出口が前記基板の上面の中央部に対向しかつ前記複数の羽根が前記基板の上面に沿う処理位置であって、各羽根の少なくとも一部分が前記基板の上面に保持される処理液の液膜に浸漬可能な処理位置に配置する羽根ユニット配置工程と、
前記下向き流れ形成工程の実行に先立って、前記処理位置に配置されている前記羽根ユニットの各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような処理液の液膜を前記基板の上面に保持させる処理液液膜保持工程とをさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記下向き流れ形成工程の実行に先立って、前記基板の上面に前供給液からなるパドル状の液膜を保持させる前供給液パドル保持工程をさらに含み、
前記羽根ユニット配置工程は、前記羽根ユニットを前記基板の上面から上方に離反する離反位置から前記処理位置に下降させて、各羽根を前記パドル状の液膜に接液させる前供給液接液工程を含み、
前記処理液液膜保持工程は、前記パドル状の液膜に含まれる前供給液を前記処理液に置換する置換工程を含む、請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記処理液液膜保持工程は、前記基板の上面に処理液からなるパドル状の液膜を保持させる処理液パドル保持工程を含み、
前記羽根ユニット配置工程は、前記羽根ユニットを前記基板の上面から上方に離反する離反位置から前記処理位置に下降させて、各羽根を前記パドル状の液膜に接液させる処理液接液工程とをさらに含む、請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記下向き流れ形成工程は、
前記吐出口から所定の第１の処理液を吐出しながら、前記処理位置に配置されている前記羽根ユニットと前記基板の上面とを前記回転軸線まわりに相対回転させることにより、各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような第１の処理液の液膜を前記基板の上面に保持させ、かつ下向きの流れを前記第１の処理液の液膜に形成する第１の下向き流れ形成工程と、
前記第１の下向き流れ形成工程の後、前記吐出口から前記第１の処理液とは液種の異なる所定の第２の処理液を吐出しながら、前記処理位置に配置されている前記羽根ユニットと前記基板の上面とを前記回転軸線まわりに相対回転させることにより、各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような第２の処理液の液膜を前記基板の上面に保持させ、かつ下向きの流れを前記第２の処理液の液膜に形成する第２の下向き流れ形成工程とを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記第１の処理液は薬液を含み、
前記第２の処理液はリンス液を含む、請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記第１の処理液はリンス液を含み、
前記第２の処理液は、水よりも低表面張力を有する低表面張力液体を含む、請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記羽根ユニットは、前記基板の上面に対向する基板対向面をさらに有し、
前記下向き流れ形成工程における、前記基板に対する前記羽根部材の回転速度および／または吐出口からの処理液の吐出流量は、前記基板の上面と前記基板対向面との間の空間が、前記処理液の液膜によって液密状態にならないように設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
基板を水平に保持する基板保持ユニットと、
前記基板の上面の中央部に対向して処理液を吐出するための吐出口と、前記吐出口の周囲で周方向に交差する方向に延び、前記周方向に間隔を隔てて設けられた複数の羽根とを有する羽根ユニットと、
前記羽根ユニットと、前記基板とを、前記基板の中央部を鉛直方向に通る所定の回転軸線まわりに相対回転させるための回転ユニットと、
前記吐出口に処理液を供給するための処理液供給ユニットと、
前記回転ユニットおよび前記処理液供給ユニットを制御するための制御装置とを含み、
前記制御装置は、前記回転ユニットおよび前記処理液供給ユニットを制御して、処理液を吐出する吐出口と、前記吐出口の周囲で周方向に交差する方向に延び、前記周方向に間隔を隔てて設けられた複数の羽根とを有する羽根ユニットを、前記吐出口が前記基板の上面の中央部に対向しかつ前記複数の羽根が前記基板の上面に沿う処理位置に配置した状態で、前記吐出口から処理液を吐出しながら、前記羽根ユニットと前記基板の上面とを、前記基板の中央部を鉛直方向に通る所定の回転軸線まわりに相対回転させることにより、各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような処理液の液膜を前記基板の上面に保持させかつ下向きの流れを前記処理液の液膜に形成する下向き流れ形成工程を実行する、基板処理装置。
【請求項１０】
基板を水平に保持する基板保持ユニットと、
前記基板の上面の中央部に対向して処理液を吐出するための吐出口と、前記吐出口の周囲で周方向に交差する方向に延び、前記周方向に間隔を隔てて設けられた複数の羽根とを有する羽根ユニットと、
前記羽根ユニットと、前記基板とを、前記基板の中央部を鉛直方向に通る所定の回転軸線まわりに相対回転させるための回転ユニットと、
前記吐出口に処理液を供給するための処理液供給ユニットとを含み、
各羽根の、前記基板に対する前記羽根ユニットの回転方向の下流側に側面を有し、前記側面は、前記回転方向に向かうに従って下方に向かって傾斜している、基板処理装置。
【請求項１１】
各羽根は、前記羽根の延びる方向に交差する断面形状が下に凸の山型をなしている、請求項１０に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象の基板には、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】
半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ等の基板の表面が処理液で処理される。基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転される基板の上面に処理液を供給するためのノズルとを備えている。
典型的な基板処理工程では、スピンチャックに保持された基板に対して薬液が供給される。その後、リンス液が基板に供給され、それによって、基板上の薬液がリンス液に置換される。その後、基板上のリンス液を排除するためのスピンドライ工程が行われる。スピンドライ工程では、基板が高速回転されることにより、基板に付着しているリンス液が振り切られて除去（乾燥）される。一般的なリンス液は脱イオン水である。
【０００３】
基板の表面に微細なパターンが形成されている場合には、薬液供給時に、パターン間の薬液への置換効率が悪く、それにより、薬液供給に要する時間が長くなるおそれがある。また、この場合、リンス液供給時においても、パターン間のリンス液から薬液への置換効率が悪く、それにより、リンス供給に要する時間が長くなるおそれがある。
パターン間における処理液への置換を促進させるべく、特許文献１に記載の手法や特許文献２に記載の手法が提案されている。特許文献１では、パターン間における液の流動性を高めるべく、基板上の処理液の液膜に超音波振動素子を接触させ、処理液の液膜に超音波振動を付与している。また、特許文献２では、基板の表面における処理液の流動性を高めるべく、基板の表面に洗浄液を供給しながら、基板の回転を低速回転と高速回転とで交互に切り換えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１２６１６７号公報
【特許文献２】特開２００４−１２２０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、近年では、基板処理を利用して作製される装置（たとえば半導体装置）の高集積化のために、微細で高アスペクト比のパターン（凸状パターン、ライン状パターンなど）が基板の表面に形成されるようになってきた。これに伴い、パターン間の底部において処理液への置換がより一層困難になることが考えられる。
微細で高アスペクト比のパターンであっても、特許文献１に記載の手法においてより大きな超音波振動を付与することで、処理液への置換効率を高めることが考えられるが、この場合、微細で高アスペクト比のパターンであるために、パターンの倒壊が生じるおそれがある。
【０００６】
また、微細で高アスペクト比のパターンであっても、特許文献２に記載の手法において高速回転と低速回転との速度差をより大きくすることで、処理液への置換効率を高めることが考えられるが、この場合、高速回転と低速回転との切り換え時に生じる処理液の淀みが大きくなり、この淀みが原因となって、液処理の面内均一性が低下するおそれがある。すなわち、特許文献１の手法または特許文献２の手法以外の新たな手法を用いて、基板上面における処理液の置換効率を高めることが求められていた。
【０００７】
そこで、この発明の一つの目的は、基板の上面において処理液に良好に置換させることができ、これにより、基板の上面を良好に処理することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、基板を水平に保持する基板保持工程と、処理液を吐出する吐出口と、前記吐出口の周囲で前記吐出口の周囲で周方向に交差する方向に延び、前記周方向に間隔を隔てて設けられた複数の羽根とを有する羽根ユニットを、前記吐出口が前記基板の上面の中央部に対向しかつ前記複数の羽根が前記基板の上面に沿う処理位置に配置した状態で、前記吐出口から処理液を吐出しながら、前記羽根ユニットと前記基板の上面とを、前記基板の中央部を鉛直方向に通る所定の回転軸線まわりに相対回転させることにより、各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような処理液の液膜を前記基板の上面に保持させかつ前記下向きの流れを前記処理液の液膜に形成する下向き流れ形成工程とを含む、基板処理方法を提供する。
【０００９】
この方法によれば、基板の上面に処理液の液膜が保持され、かつその処理液の液膜に各羽根の少なくとも一部分が浸漬している状態で、吐出口から薬液を吐出しながら羽根ユニットと基板の上面とを回転軸線まわりに相対回転させることにより、処理液の下向きの流れが処理液の液膜に形成され、そのため、基板の上面に処理液が押し付けられる。これにより、基板の上面において処理液に良好に置換させることができ、ゆえに、基板の上面を良好に処理することができる基板処理方法を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記下向き流れ形成工程の実行に先立って、前記吐出口が前記基板の上面の中央部に対向しかつ前記複数の羽根が前記基板の上面に沿う処理位置であって、各羽根の少なくとも一部分が前記基板の上面に保持される処理液の液膜に浸漬可能な処理位置に配置する羽根ユニット配置工程と、前記下向き流れ形成工程の実行に先立って、前記処理位置に配置されている前記羽根ユニットの各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような処理液の液膜を前記基板の上面に保持させる処理液液膜保持工程とをさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法である。
【００１１】
この方法によれば、羽根ユニットが処理位置に配置されている状態、および各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような処理液の液膜が基板の上面に保持されている状態を、下向き流れ形成工程の実行に先立って実現することができる。したがって、下向き流れ形成工程を良好に実行することができる。
請求項３に記載の発明は、前記下向き流れ形成工程の実行に先立って、前記基板の上面に前供給液からなるパドル状の液膜を保持させる前供給液パドル保持工程をさらに含み、前記羽根ユニット配置工程は、前記羽根ユニットを前記基板の上面から上方に離反する離反位置から前記処理位置に下降させて、各羽根を前記パドル状の液膜に接液させる前供給液接液工程を含み、前記処理液液膜保持工程は、前記パドル状の液膜に含まれる前供給液を前記処理液に置換する置換工程を含む、請求項２に記載の基板処理方法である。
【００１２】
この方法によれば、前供給液からなるパドル状の液膜を基板の上面に保持させた後、パドル状の液膜に各羽根を接液させる。その後、パドル状の液膜に含まれる前供給液が処理液に置換される。このような手法を採用することにより、羽根ユニットが処理位置に配置されている状態、および各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような処理液の液膜が基板の上面に保持されている状態を、それぞれ良好に実現することができる。
【００１３】
また、パドル状の液膜を、処理液ではなく前供給液を用いて設けるので、処理液の省液化を図ることができる。
請求項４に記載の発明は、前記処理液液膜保持工程は、前記基板の上面に処理液からなるパドル状の液膜を保持させる処理液パドル保持工程を含み、前記羽根ユニット配置工程は、前記羽根ユニットを前記基板の上面から上方に離反する離反位置から前記処理位置に下降させて、各羽根を前記パドル状の液膜に接液させる処理液接液工程とをさらに含む、請求項２に記載の基板処理方法である。
【００１４】
この方法によれば、処理液からなるパドル状の液膜を基板の上面に保持させた後、パドル状の液膜に各羽根を接液させる。このような手法を採用することにより、羽根ユニットが処理位置に配置されている状態、および各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような処理液の液膜を、それぞれ良好に実現することができる。
請求項５に記載の発明は、前記下向き流れ形成工程は、前記吐出口から所定の第１の処理液を吐出しながら、前記処理位置に配置されている前記羽根ユニットと前記基板の上面とを前記回転軸線まわりに相対回転させることにより、各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような第１の処理液の液膜を前記基板の上面に保持させ、かつ前記下向きの流れを前記第１の処理液の液膜に形成する第１の下向き流れ形成工程と、前記第１の下向き流れ形成工程の後、前記吐出口から前記第１の処理液とは液種の異なる所定の第２の処理液を吐出しながら、前記処理位置に配置されている前記羽根ユニットと前記基板の上面とを前記回転軸線まわりに相対回転させることにより、各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような第２の処理液の液膜を前記基板の上面に保持させ、かつ前記下向きの流れを前記第２の処理液の液膜に形成する第２の下向き流れ形成工程とを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【００１５】
この方法によれば、第１の下向き流れ形成工程により、第１の下向きの流れを処理液の液膜に形成することができ、これにより、基板の上面の隅々に第１の処理液を行き渡らせることができる。その結果、基板の上面において第１の処理液に良好に置換させることができる。また、第１の下向き流れ形成工程に次いで実行される第２の下向き流れ形成工程より、第２の下向きの流れを処理液の液膜に形成することができ、これにより、基板の上面の隅々に第２の処理液を行き渡らせることができる。その結果、基板の上面において第１の処理液から第２の処理液に良好に置換させることができる。
【００１６】
請求項６に記載のように、前記第１の処理液は薬液を含み、前記第２の処理液はリンス液を含んでいてもよい。この場合、第１の下向き流れ形成工程により、薬液の液膜に下向きの流れを形成することができ、これにより、基板の上面の隅々に薬液を行き渡らせることができる。その結果、基板の上面において良好に薬液に置換させることができる。また、第１の下向き流れ形成工程に次いで実行される第２の下向き流れ形成工程より、リンス液の液膜に下向きの流れを形成することができ、これにより、基板の上面の隅々にリンス液を行き渡らせることができる。その結果、基板の上面において薬液からリンス液に良好に置換させることができる。
【００１７】
また、請求項７に記載のように、前記第１の処理液はリンス液を含み、前記第２の処理液は、水よりも低表面張力を有する低表面張力液体を含んでいてもよい。この場合、第１の下向き流れ形成工程により、水の液膜に下向きの流れを形成することができ、これにより、基板の上面の隅々に水を行き渡らせることができる。その結果、基板の上面において良好に水に置換させることができる。また、第１の下向き流れ形成工程に次いで実行される第２の下向き流れ形成工程より、低表面張力液体の液膜に下向きの流れを形成することができ、これにより、基板の上面の隅々に低表面張力液体を行き渡らせることができる。その結果、基板の上面において水から低表面張力液体に良好に置換させることができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、前記羽根ユニットは、前記基板の上面に対向する基板対向面をさらに有し、前記下向き流れ形成工程における、前記基板に対する前記羽根部材の回転速度および／または吐出口からの処理液の吐出流量は、前記基板の上面と前記基板対向面との間の空間が、前記処理液の液膜によって液密状態にならないように設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【００１９】
この方法によれば、下向き流れ形成工程において、処理液の液膜は、基板の上面と基板対向面との間の空間を液密状態にはしない。仮に、下向き流れ形成工程において、基板の上面と基板対向面との間の空間に処理液が液密状態で存在すると、処理液の液膜が、羽根だけでなく、基板対向面の全域とも接するようになり、そのため、羽根ユニットの回転に大きな影響を及ぼすおそれがある。
【００２０】
下向き流れ形成工程において、処理液の液膜は、基板の上面と基板対向面との間の空間を液密状態にはしないので、羽根ユニットの回転に大きな影響を及ぼすことなく、処理液の液膜に下向きの流れを形成することできる。
前記の目的を達成するための請求項９に記載の発明は、基板を水平に保持する基板保持ユニットと、前記基板の上面の中央部に対向して処理液を吐出するための吐出口と、前記吐出口の周囲で周方向に交差する方向に延び、前記周方向に間隔を隔てて設けられた複数の羽根とを有する羽根ユニットと、前記羽根ユニットと、前記基板とを、前記基板の中央部を鉛直方向に通る所定の回転軸線まわりに相対回転させるための回転ユニットと、前記吐出口に処理液を供給するための処理液供給ユニットと、前記回転ユニットおよび前記処理液供給ユニットを制御するための制御装置とを含み、前記制御装置は、前記回転ユニットおよび前記処理液供給ユニットを制御して、処理液を吐出する吐出口と、前記吐出口の周囲で周方向に交差する方向に延び、前記周方向に間隔を隔てて設けられた複数の羽根とを有する羽根ユニットを、前記吐出口が前記基板の上面の中央部に対向しかつ前記複数の羽根が前記基板の上面に沿う処理位置に配置した状態で、前記吐出口から処理液を吐出しながら、前記羽根ユニットと前記基板の上面とを、前記基板の中央部を鉛直方向に通る所定の回転軸線まわりに相対回転させることにより、各羽根の少なくとも一部分が浸漬するような処理液の液膜を前記基板の上面に保持させかつ前記下向きの流れを前記処理液の液膜に形成する下向き流れ形成工程を実行する、基板処理装置を提供する。
【００２１】
この構成によれば、基板の上面に処理液の液膜が保持され、かつその処理液の液膜に各羽根の少なくとも一部分が浸漬している状態で、羽根ユニットと基板の上面とを回転軸線まわりに相対回転させることにより、下向きの流れを処理液の液膜に形成することができる。下向きの流れが形成されることにより、基板の上面に処理液が押し付けられる。これにより、基板の上面において処理液に良好に置換させることができ、ゆえに、基板の上面を良好に処理することができる基板処理装置を提供することができる。
【００２２】
前記の目的を達成するための請求項１０に記載の発明は、基板を水平に保持する基板保持ユニットと、処理液を吐出する吐出口と、前記吐出口の周囲で周方向に交差する方向に延び、前記周方向に間隔を隔てて設けられた複数の羽根とを有する羽根ユニットと、前記羽根ユニットと、前記基板とを、前記基板の中央部を鉛直方向に通る所定の回転軸線まわりに相対回転させるための回転ユニットと、前記吐出口に処理液を供給するための処理液供給ユニットとを含み、各羽根の、前記基板に対する前記羽根ユニットの回転方向の下流側に側面を有し、前記側面は、前記回転方向に向かうに従って下方に向かって傾斜している、基板処理装置を提供する。
【００２３】
この構成によれば、吐出口から処理液が吐出されることにより、基板の上面に処理液の液膜が保持される。羽根ユニットを、基板の上面に近接して配置することにより、各羽根の少なくとも一部分が処理液の液膜に浸漬する。この場合、羽根ユニットと基板の上面とを回転軸線まわりに相対回転させると、処理液の液膜に下向きの流れが形成され、その結果、基板の上面に処理液が押し付けられる。これにより、基板の上面において処理液に良好に置換させることができ、ゆえに、基板の上面を良好に処理することができる基板処理装置を提供することができる。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、各羽根は、前記羽根の延びる方向に交差する断面形状が下に凸の山型をなしている、請求項１０に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、各羽根の断面形状を下に凸の山型とするので、回転方向の下流側の側面が回転方向に向かうに従って下方に向かって傾斜している羽根を、比較的簡単に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。
【図２】図２は、前記基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。
【図３】図３は、図２に示す羽根ユニットの底面図である。
【図４】図４は、図３の切断面線IV−IVから見た断面図である。
【図５】図５は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図６】図６は、前記処理ユニットによって実行される第１の基板処理例を説明するための流れ図である。
【図７Ａ−７Ｂ】図７Ａ−７Ｂは、前記第１の基板処理例を説明するための図解的な図である。
【図７Ｃ−７Ｄ】図７Ｃ−７Ｄは、図７Ｂに続く工程を説明するための図解的な図である。
【図７Ｅ−７Ｆ】図７Ｅ−７Ｆは、図７Ｄに続く工程を説明するための図解的な図である。
【図８】図８は、第１の下向き流れ形成工程を説明するための図である。
【図９】図９は、第２の下向き流れ形成工程を説明するための図である。
【図１０Ａ−１０Ｂ】図１０Ａ−１０Ｂは、前記処理ユニットによって実行される第２の基板処理例を説明するための図解的な図である。
【図１１】図１１は、羽根の第１の変形例を説明するための断面図である。
【図１２】図１２は、羽根の第２の変形例を説明するための断面図である。
【図１３】図１３は、羽根の第３の変形例を説明するための断面図である。
【図１４】図１４は、羽根の第４の変形例を説明するための、前記羽根ユニットの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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、この発明の一実施形態に係る基板処理装置１の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを、処理液や処理ガスによって一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、処理液を用いて基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２と、処理ユニット２で処理される複数枚の基板Ｗを収容するキャリヤＣが載置されるロードポートＬＰと、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットＩＲおよびＣＲと、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。搬送ロボットＩＲは、キャリヤＣと基板搬送ロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。基板搬送ロボットＣＲは、搬送ロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。複数の処理ユニット２は、たとえば、同様の構成を有している。
【００２７】
図２は、処理ユニット２の構成例を説明するための図解的な断面図である。図３は、羽根ユニット８の底面図である。図４は、図３の切断面線IV−IVから見た断面図である。
図２に示すように、処理ユニット２は、内部空間を有する箱形のチャンバ４と、チャンバ４内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持して、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック（基板保持ユニット）５と、吐出口６と複数の羽根７とを有する羽根ユニット８と、第１の処理液としての薬液を吐出口６に供給する薬液供給ユニット（処理液供給ユニット）９と、第２処理液としてのリンス液を吐出口６に供給するリンス液供給ユニット（処理液供給ユニット）１０と、吐出口６に前供給液を供給する前供給液供給ユニット１１と、スピンチャック５を取り囲む筒状の処理カップ１２とを含む。
【００２８】
図２に示すように、チャンバ４は、箱状の隔壁１３と、隔壁１３の上部から隔壁１３内（チャンバ４内に相当）に清浄空気を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）１４と、隔壁１３の下部からチャンバ４内の気体を排出する排気装置（図示しない）とを含む。
図２に示すように、ＦＦＵ１４は隔壁１３の上方に配置されており、隔壁１３の天井に取り付けられている。ＦＦＵ１４は、隔壁１３の天井からチャンバ４内に清浄空気を送る。排気装置（図示しない）は、処理カップ１２内に接続された排気ダクト１５を介して処理カップ１２の底部に接続されており、処理カップ１２の底部から処理カップ１２の内部を吸引する。ＦＦＵ１４および排気装置（図示しない）により、チャンバ４内にダウンフロー（下降流）が形成される。
【００２９】
図２に示すように、スピンチャック５として、基板Ｗを水平方向に挟んで基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック５は、スピンモータ（回転ユニット）１６と、このスピンモータ１６の駆動軸と一体化された下スピン軸１７と、下スピン軸１７の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース１８とを含む。
【００３０】
図２に示すように、スピンベース１８は、基板Ｗの外径よりも大きな外径を有する水平な円形の上面１８ａを含む。上面１８ａには、その周縁部に複数個（３個以上。たとえば６個）の挟持部材１９が配置されている。複数個の挟持部材１９は、スピンベース１８の上面周縁部において、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けてたとえば等間隔に配置されている。
【００３１】
また、スピンチャック５としては、挟持式のものに限らず、たとえば、基板Ｗの裏面を真空吸着することにより、基板Ｗを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、スピンチャック５に保持された基板Ｗを回転させる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。
図２に示すように、羽根ユニット８は、対向板２０と、吐出口６と、複数（たとえば６つ）の羽根７と、上スピン軸２１とを含む。対向板２０は、基板Ｗとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板状である。対向板２０の下面には、基板Ｗの上面に対向する基板対向面２２が形成されている。基板対向面２２は、水平平坦面である。基板対向面２２の中央部には、対向板２０および上スピン軸２１を上下に貫通する円筒状の貫通穴２３が形成されている。貫通穴２３の内周壁は、円筒面によって区画されている。貫通穴２３の内部には、上下に延びる上ノズル２４が挿通している。
【００３２】
図２に示すように、上スピン軸２１には、電動モータを含む構成の羽根回転ユニット２５が結合されている。羽根回転ユニット２５は、対向板２０ごと上スピン軸２１を回転軸線Ａ２まわりに回転させる。対向板２０には、電動モータ、ボールねじ等を含む構成の羽根昇降ユニット２６が結合されている。羽根昇降ユニット２６は、上ノズル２４ごと対向板２０を鉛直方向に昇降する。羽根昇降ユニット２６は、対向板２０の基板対向面２２がスピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に近接する近接位置Ｐ１（処理位置。図７Ｂ等に示す位置）と、近接位置の上方に設けられた離反位置Ｐ２（図２および図７Ａ等に示す位置）の間で、羽根ユニット８を昇降させる。羽根昇降ユニット２６は、近接位置Ｐ１と離反位置Ｐ２との間の各位置で羽根ユニット８を保持可能である。
【００３３】
図３に示すように、吐出口６は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面中央部に対向して開口している。吐出口６は、上ノズル２４の先端に設けられた吐出口によって構成されている。吐出口６は、上ノズル２４に供給された液体（薬液、リンス液または前供給液）を下向きに吐出する。
複数の羽根７は、吐出口６の周囲において放射状に延びており、対向板２０の周囲に等間隔に設けられている。各羽根は、底面視で直線状である。各羽根７の内端は、貫通穴２３よりも外径側に所定の間隔Ｄ１だけ隔てた位置にある。間隔Ｄ１は、たとえば約１０ｍｍに設定されている。各羽根７の外端は、平面視で、基板Ｗの周端縁よりも外側に配置されている。各羽根７の内端と貫通穴２３との間に間隔Ｄ１が設けられているので、吐出口６から吐出された液体（薬液、リンス液または前供給液）が回転方向Ｄｒに並ぶ一致の羽根７に仕切られる複数の空間の各々に供給することができる。複数の羽根７は、基板対向面２２に固定されている。羽根７は、図４に示すように対向板２０と一体に設けられていてもよいし、対向板２０と別部材で設けられていてもよい。
【００３４】
図４に示すように、各羽根７は、羽根７の延びる方向に直交（交差）する断面形状（たとえば、対向板２０の周方向に沿う断面形状）が、下に凸の山型をなしている。すなわち、各羽根７は、対向板２０の第１の周方向（一方側の周方向）Ｃ１（図４の左側）に設けられた第１の側面２７と、対向板２０の第２の周方向（他方側の周方向）Ｃ２（図４の右側）に設けられた第２の側面２８とを有している。第１の側面２７および第２の側面２８は、それぞれ平坦面からなる。第１の側面２７および第２の側面２８は、それぞれ、基板対向面２２（水平面）に対して所定の角度θ１，θ２傾斜している。角度θ１および角度θ２は、たとえば約６０°である。各羽根７の先端７ａと基板対向面２２との間の距離Ｌ１は、たとえば約１ｍｍである。
【００３５】
図２に示すように、薬液供給ユニット９は、上ノズル２４に薬液を供給するための薬液配管３１と、薬液配管３１を開閉するための薬液バルブ３２と、薬液配管３１の開度を調節するための薬液流量調整バルブ３３とを含む。図示はしないが、薬液流量調整バルブ３３は、弁座が内部に設けられたバルブボディと、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他の流量調整バルブについても同様である。
【００３６】
薬液の具体例は、エッチング液および洗浄液である。さらに具体的には、薬液は、フッ酸、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、フッ化アンモニウム、バッファードフッ酸（フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）などであってもよい。
図２に示すように、リンス液供給ユニット１０は、上ノズル２４にリンス液を供給するためのリンス液配管３４と、リンス液配管３４を開閉するためのリンス液バルブ３５と、リンス液配管３４の開度を調節するためのリンス液流量調整バルブ３６とを含む。
【００３７】
リンス液の具体例は、たとえば脱イオン水（ＤＩＷ）であるが、ＤＩＷに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
図２に示すように、前供給液供給ユニット１１は、上ノズル２４に前供給液を供給するための前供給液配管３７と、前供給液配管３７を開閉するための前供給液バルブ３８と、前供給液配管３７の開度を調節するための前供給液流量調整バルブ３９とを含む。
【００３８】
前供給液の具体例は、たとえば脱イオン水（ＤＩＷ）であるが、ＤＩＷに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
リンス液バルブ３５および前供給液バルブ３８が閉じられた状態で、薬液バルブ３２が開かれると、薬液配管３１を介して上ノズル２４に薬液が供給され、吐出口６から下方に向けて薬液が吐出される。
【００３９】
また、薬液バルブ３２および前供給液バルブ３８が閉じられた状態で、リンス液バルブ３５が開かれると、リンス液配管３４を介して上ノズル２４にリンス液が供給され、吐出口６から下方に向けてリンス液が吐出される。
薬液バルブ３２およびリンス液バルブ３５が閉じられた状態で、前供給液バルブ３８が開かれると、前供給液配管３７を介して上ノズル２４に前供給液が供給され、吐出口６から下方に向けて前供給液が吐出される。
【００４０】
図２に示すように、処理カップ１２は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗよりも外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。処理カップ１２は、スピンベース１８を取り囲んでいる。スピンチャック５が基板Ｗを回転させている状態で、処理液（オゾン水の液滴や、水の液滴、薬液、リンス液）が基板Ｗに供給されると、基板Ｗに供給された処理液が基板Ｗの周囲に振り切られる。処理液が基板Ｗに供給されるとき、上向きに開いた処理カップ１２の上端部１２ａは、スピンベース１８よりも上方に配置される。したがって、基板Ｗの周囲に排出された処理液は、処理カップ１２によって受け止められる。そして、処理カップ１２に受け止められた処理液は、図示しない回収装置または廃液装置に送られる。
【００４１】
図５は、基板処理装置１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御装置３は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御装置３はＣＰＵ等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。
【００４２】
また、制御装置３には、制御対象として、スピンモータ１６、羽根回転ユニット２５、羽根昇降ユニット２６、薬液バルブ３２、薬液流量調整バルブ３３、リンス液バルブ３５、リンス液流量調整バルブ３６、前供給液バルブ３８、前供給液流量調整バルブ３９等が接続されている。制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータ１６、羽根回転ユニット２５、羽根昇降ユニット２６等の動作を制御する。また、制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、薬液バルブ３２、リンス液バルブ３５、前供給液バルブ３８等を開閉する。また、制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、薬液流量調整バルブ３３、リンス液流量調整バルブ３６、前供給液流量調整バルブ３９等の開度を調節する。
【００４３】
図６は、処理ユニット２によって実行される第１の基板処理例を説明するための流れ図である。図７Ａ〜７Ｆは、第１の基板処理例を説明するための図解的な図である。図８は、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６を説明するための図である。図９は、第２の下向き流れ形成工程Ｓ７を説明するための図である。
以下、図１〜図５および図６を参照しながら、第１の基板処理例について説明する。図７Ａ〜７Ｆについては適宜参照する。処理ユニット２によって実行される第１の基板処理例は、洗浄処理またはエッチング処理である。処理ユニット２によって第１の基板処理例が施されるときには、未洗浄の基板Ｗが、チャンバ４の内部に搬入される（図６のステップＳ０）。基板Ｗの表面には、微細で高アスペクト比のパターン１００（図８および図９参照）が形成されている。
【００４４】
具体的には、羽根ユニット８が離反位置Ｐ２に退避している状態で、制御装置３は、基板Ｗを保持している基板搬送ロボットＣＲ（図１参照）のハンドＨ（図１参照）をチャンバ４の内部に進入させる。これにより、基板Ｗが、その表面（処理対象面）を上方に向けた状態でスピンチャック５に受け渡される。その後、スピンチャック５に基板Ｗが保持される（基板保持工程。図６のステップＳ１）。
【００４５】
スピンチャック５に基板Ｗが保持された後、制御装置３はスピンモータ１６（図２参照）を制御して、基板ＷをＤｒ１に向けて回転開始させる（図６のステップＳ２）。
基板Ｗの回転開始後、次いで、制御装置３は、前供給液パドル保持工程（図６のステップＳ３）の実行を開始する。前供給液パドル保持工程Ｓ３は、基板Ｗの上面に、当該上面を覆う前供給液のパドル状の液膜４３を保持させる工程である。「パドル状」とは、基板Ｗの回転が、零または低速の速度で行われる結果、液体の液膜に零または小さな遠心力しか作用しないので、基板Ｗの上面に液体が滞留して液膜を形成するような状態をいう。この明細書において同じ。
【００４６】
具体的には、前供給液パドル保持工程Ｓ３において、制御装置３は、薬液バルブ３２（図２参照）およびリンス液バルブ３５（図２参照）を閉じた状態に保ちながら前供給液バルブ３８（図２参照）を開いて、図７Ａに示すように、上ノズル２４の吐出口６から前供給液を吐出する。吐出された前供給液は、基板Ｗの上面の中央部に供給される。このときにおける上ノズル２４の吐出口６からの前供給液の吐出流量は、０．２〜２．０（リットル／分）の範囲でたとえば０．５（リットル／分）に設定されている。
【００４７】
また、制御装置３はスピンモータ１６（図２参照）を制御して、図７Ａに示すように、基板Ｗの回転をパドル速度まで減速させ、その後、基板Ｗの回転を所定のパドル速度（０〜１００ｒｐｍの範囲内で、たとえば約５０ｒｐｍ）に維持させる。「パドル速度」とは、基板Ｗをパドル速度で回転させたときに、基板Ｗの上面の液体に作用する遠心力が、その液体と基板Ｗの上面との間で作用する表面張力よりも小さいか、あるいは前記の遠心力と前記の表面張力とがほぼ拮抗するような速度をいう。この明細書において同じ。
【００４８】
このように、基板Ｗがパドル速度で回転させられているから、基板Ｗ上の前供給液に作用する遠心力は小さく、そのため、基板Ｗの上面からの前供給液の排出が抑制される。これにより、図７Ａに示すように、前供給液の液膜４３が基板Ｗの上面にパドル状に保持される（前供給液パドル保持工程）。基板Ｗの上面における前供給液の液膜４３の形成後、制御装置３は前供給液バルブ３８を閉じて、上ノズル２４の吐出口６からの前供給液の吐出を停止する。上ノズル２４からの前供給液の吐出停止後も、基板Ｗのパドル速度での回転は続行される。
【００４９】
次いで、制御装置３は羽根昇降ユニット２６（図２参照）を制御して、羽根ユニット８を下降させ、羽根ユニット８を近接位置Ｐ１に配置する（前供給液接液工程。図６のステップＳ４）。これにより、図７Ｂに示すように、前供給液の液膜４３に各羽根７が接液し、各羽根７の一部分（略下半分程度）が前供給液の液膜４３に浸漬する。
このとき、前供給液の液膜４３は、対向板２０の基板対向面２２には接していない。すなわち、基板対向面２２と基板Ｗの上面との間は、前供給液の液密状態には保たれていない。
【００５０】
次いで、制御装置３は、リンス液バルブ３５（図２参照）および前供給液バルブ３８（図２参照）を閉じた状態に保ちながら薬液バルブ３２（図２参照）を開いて、上ノズル２４の吐出口６から薬液を吐出する。吐出された薬液は、基板Ｗの上面の中央部に供給される。このときにおける上ノズル２４の吐出口６からの薬液の吐出流量は、０．２〜２．０（リットル／分）の範囲でたとえば０．５（リットル／分）に設定されている。基板Ｗの上面に薬液が供給されることにより、パドル状の液膜４３に含まれる前供給液が薬液に置換される（置換工程。図６のステップＳ５）。薬液の吐出開始から予め定める期間が経過することにより、パドル状の液膜に含まれる前供給液が全て薬液に置換される。
【００５１】
以上により、羽根ユニット８が近接位置Ｐ１に配置されている状態、および各羽根７の一部分が浸漬するような薬液の液膜（処理液の液膜）４１が保持されている状態を、それぞれ良好に実現することができる。
次いで、制御装置３は、薬液バルブ３２（図２参照）を開状態に維持しながら（吐出口６からの薬液の吐出を維持しながら）、スピンモータ１６（図２参照）を制御して、図７Ｃに示すように、基板Ｗの回転を第１の液処理速度Ｖ２（たとえば１００〜２０００ｒｐｍ。たとえば約１０００ｒｐｍ）まで加速させる。また、制御装置３は、羽根回転ユニット２５（図２参照）を制御して、図７Ｃに示すように、羽根ユニット８を、基板Ｗの回転方向Ｄｒ１とは反対の回転方向Ｄｒ２に、第２の液処理速度Ｖ３（たとえば１００〜２０００ｒｐｍ。たとえば約１０００ｒｐｍ）で回転させる。これにより、羽根ユニット８が基板Ｗに対して回転方向Ｄｒ（回転方向Ｄｒ２と同方向）に向けて回転する。すなわち、基板Ｗの上面に薬液の液膜４１が保持され、かつその薬液の液膜４１に各羽根７の一部分が浸漬している状態で、吐出口６から薬液を吐出しながら羽根ユニット８と基板Ｗの上面とが回転軸線Ａ１まわりに相対回転させられる（図６のステップＳ６）。これにより、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６が実行される。この第１の下向き流れ形成工程Ｓ６において、基板Ｗの第１の液処理速度Ｖ２、羽根ユニット８の第２の液処理速度Ｖ３および吐出口６からの薬液の吐出流量は、基板Ｗの上面と基板対向面２２との間の空間が、薬液の液膜４１によって液密状態にならないように設けられている。基板Ｗの上面と基板対向面２２との間の空間が、薬液の液膜４１によって液密状態にならないので、羽根ユニット８の回転に大きな影響を及ぼすことがない。
【００５２】
第１の下向き流れ形成工程Ｓ６では、吐出口６から吐出された薬液が、回転方向Ｄｒに並ぶ一致の羽根７に仕切られる各空間に供給される。また、図８に示すように、各羽根７の先端７ａ（下端）が基板Ｗの上面に距離Ｌ２を介して隔てられている。距離Ｌ２は、たとえば約０．５ｍｍである。基板Ｗに対する羽根ユニット８の回転に伴って、第１の側面（回転方向Ｄｒの下流側の側面）２８が薬液を押し退ける。そのため、薬液の液膜４１における羽根７の先端７ａよりも下側の領域において下向きの流れ５１が形成され、この下向きの流れ５１により、基板Ｗの上面（中央部を除いた領域）に薬液が押し付けられる。とくに、この実施形態では、各羽根７の第１の側面２８が回転方向Ｄｒに向かうに従って下方に向かって傾斜しているので、下向きの流れ５１を、より効果的に形成することができる。
【００５３】
また、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６では、吐出口６から薬液が下向きに吐出されるので、吐出口６からの薬液の吹き付けにより、基板Ｗの上面の中央部に薬液が押し付けられる。
したがって、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６では、パターン１００が微細で高アスペクト比のパターンであっても、パターン１００間にも薬液を行き渡らせることができ、その底部（すなわち、基板Ｗ本体の上面ＵＳ近傍）にも薬液を行き渡らせることができる。これにより、微細で高アスペクト比のパターン１００を倒壊させることなく、パターン１００間において薬液への置換効率を高めることができる。
【００５４】
基板Ｗの第１の液処理速度Ｖ２への加速から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、薬液バルブ３２（図２参照）を閉じ、かつリンス液バルブ３５（図２参照）を開く。そのため、図７Ｄに示すように、上ノズル２４の吐出口６から吐出される液体が薬液からリンス液に切り換わる。吐出されたリンス液は、基板Ｗの上面の中央部に供給される。このときにおける上ノズル２４の吐出口６からのリンス液の吐出流量は、０．２〜２．０（リットル／分）の範囲でたとえば０．５（リットル／分）に設定されている。基板Ｗの上面にリンス液が供給されることにより、図７Ｄに示すように、パドル状の液膜４１に含まれる薬液がリンス液に置換される。リンス液の吐出開始から予め定める期間が経過することにより、パドル状の液膜に含まれる薬液が全てリンス液に置換される。これにより、各羽根７の一部分が浸漬するようなリンス液の液膜（処理液の液膜）４２が保持されている状態を、良好に実現することができる。
【００５５】
また、制御装置３は、基板Ｗの回転を第１の液処理速度Ｖ２に維持し、羽根ユニット８の回転方向Ｄｒへの相対回転を、第２の液処理速度Ｖ３に維持する。すなわち、基板Ｗの上面にリンス液の液膜４２が保持され、かつそのリンス液の液膜４２に各羽根７の一部分が浸漬している状態で、吐出口６からリンス液を吐出しながら羽根ユニット８と基板Ｗの上面とが回転軸線Ａ１まわりに相対回転させられる（図６のステップＳ７）。これにより、第２の下向き流れ形成工程Ｓ７が実行される。この第２の下向き流れ形成工程Ｓ７において、基板Ｗの第１の液処理速度Ｖ２、羽根ユニット８の第２の液処理速度Ｖ３および吐出口６からのリンス液の吐出流量は、基板Ｗの上面と基板対向面２２との間の空間が、リンスの液膜４２によって液密状態にならないように設けられている。基板Ｗの上面と基板対向面２２との間の空間が、リンス液の液膜４２によって液密状態にならないので、羽根ユニット８の回転に大きな影響を及ぼすことがない。
【００５６】
第２の下向き流れ形成工程Ｓ７では、図８に示すように、各羽根７の先端７ａが基板Ｗの上面に距離Ｌ２を介して隔てられている。基板Ｗに対する羽根ユニット８の回転に伴って、第１の側面２８がリンス液を押し退ける。そのため、リンス液の液膜４２における羽根７の先端７ａよりも下側の領域において下向きの流れ５２が形成され、この下向きの流れ５１により、基板Ｗの上面（中央部を除いた領域）にリンス液が押し付けられる。とくに、この実施形態では、各羽根７の第１の側面２８が回転方向Ｄｒに向かうに従って下方に向かって傾斜しているので、下向きの流れ５２を、より効果的に形成することができる。
【００５７】
また、第２の下向き流れ形成工程Ｓ７では、吐出口６からリンス液が下向きに吐出されるので、吐出口６からのリンス液の吹き付けにより、基板Ｗの上面の中央部にリンス液が押し付けられる。
したがって、第２の下向き流れ形成工程Ｓ７では、パターン１００が微細で高アスペクト比のパターンであっても、パターン１００間にもリンス液を行き渡らせることができ、その底部（すなわち、基板Ｗ本体の上面ＵＳ近傍）にもリンス液を行き渡らせることができる。これにより、微細で高アスペクト比のパターン１００を倒壊させることなく、パターン１００間において薬液からリンス液への置換効率を高めることができる。
【００５８】
基板Ｗの液処理速度への加速から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、基板Ｗのリンス液の供給を続行しながら、羽根ユニット８の乾燥を行う。具体的には、制御装置３は、羽根昇降ユニット２６（図２参照）を制御して、図７Ｅに示すように、羽根ユニット８を上昇させて羽根ユニット８を離反位置Ｐ２に配置する（図６のステップＳ８）。その後、制御装置３は、羽根回転ユニット２５（図２参照）を制御して、羽根ユニット８の回転を第１のスピンドライ速度（たとえば数千ｒｐｍ）Ｖ４に加速させる（図６のステップＳ９）。これにより、大きな遠心力が羽根７に付着している液体に加わり、羽根７に付着している液体が羽根ユニット８の周囲に振り切られる。このようにして、羽根ユニット８から液体が除去され、羽根ユニット８が乾燥させられる。羽根ユニット８の高速回転開始から予め定める期間が経過すると、羽根ユニット８の回転は停止する（図６のステップＳ１０）。
【００５９】
羽根ユニット８の回転停止後において、基板Ｗの液処理速度への加速から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１６（図２参照）を制御して、図７Ｆに示すように、第１の液処理速度Ｖ２よりも大きい第２のスピンドライ速度Ｖ５（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗを加速させ、その第２のスピンドライ速度で基板Ｗを回転させる（図６のステップＳ１１）。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上の液体に加わり、基板Ｗに付着している液体が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから液体が除去され、基板Ｗが乾燥する。
【００６０】
基板Ｗの高速回転の開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１６を制御することにより、スピンチャック５による基板Ｗの回転を停止させる（図６のステップＳ１２）。
次いで、チャンバ４内から基板Ｗが搬出される（図６のステップＳ１３）。具体的には、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドＨをチャンバ４の内部に進入させる。そして、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドＨにスピンチャック５上の基板Ｗを保持させる。その後、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドＨをチャンバ４内から退避させる。これにより、処理後の基板Ｗがチャンバ４から搬出される。
【００６１】
以上によりこの実施形態によれば、基板Ｗの上面に薬液の液膜４１が保持され、かつその薬液の液膜４１に各羽根７の一部分が浸漬している状態で、吐出口６から薬液を吐出しながら羽根ユニット８と基板Ｗの上面とを回転軸線Ａ１まわりに相対回転させることにより、薬液の下向きの流れ５１が薬液の液膜４１に形成され、そのため、基板Ｗの上面に薬液が押し付けられる。これにより、基板Ｗの上面（とくにパターン１００間）において薬液に良好に置換させることができ、ゆえに、基板Ｗの上面を良好に処理することができる。
【００６２】
また、羽根ユニット８が近接位置Ｐ１に配置されている状態、および各羽根７の一部分が浸漬するような薬液の液膜４１が基板Ｗの上面に保持されている状態を、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６の実行に先立って実現することができるから、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６を良好に実行することができる。
さらに、前供給液からなるパドル状の液膜４３を基板Ｗの上面に保持させた後、パドル状の液膜４３に各羽根７を接液させる。その後、パドル状の液膜４３に含まれる前供給液が薬液に置換される。このような手法を採用することにより、羽根ユニット８が近接位置Ｐ１に配置されている状態、および各羽根７の一部分が浸漬するような薬液の液膜４１を、それぞれ良好に実現することができる。
【００６３】
また、パドル状の液膜４３を、薬液ではなく前供給液を用いて設けるので、薬液の省液化を図ることができる。
また、基板Ｗの上面にリンス液の液膜４２が保持され、かつそのリンス液の液膜４２に各羽根７の一部分が浸漬している状態で、羽根ユニット８と基板Ｗの上面とを回転軸線Ａ１まわりに相対回転させることにより、リンス液の下向きの流れ５２がリンス液の液膜４２に形成され、そのため、基板Ｗの上面にリンス液が押し付けられる。これにより、基板Ｗの上面（とくにパターン１００間）において薬液からリンス液に良好に置換させることができ、ゆえに、基板Ｗの上面を良好に処理することができる。
【００６４】
また、第１および第２の下向き流れ形成工程Ｓ６，Ｓ７において、処理液の液膜４１，４２は、基板Ｗの上面と基板対向面２２との間の空間を液密状態にはしない。仮に、第１または第２の下向き流れ形成工程Ｓ６，Ｓ７において、基板Ｗの上面と基板対向面２２との間の空間に処理液が液密状態で存在すると、処理液の液膜４１，４２が、羽根７だけでなく、基板対向面２２の全域とも接するようになり、そのため、羽根ユニット８の回転に大きな影響を及ぼすおそれがある。この実施形態では、第１または第２の下向き流れ形成工程Ｓ６，Ｓ７において、処理液の液膜４１，４２は、基板Ｗの上面と基板対向面２２との間の空間を液密状態にはしないので、羽根ユニット８の回転に大きな影響を及ぼすことなく、処理液の液膜４１，４２に下向きの流れを形成することできる。
【００６５】
図１０Ａ，１０Ｂは、処理ユニット２によって実行される第２の基板処理例を説明するための図解的な図である。
第２の基板処理例が、図６等に示す第１の基板処理例と相違する点は、薬液からなるパドル状の液膜４１を基板Ｗの上面に保持させる一方で、羽根ユニット８を離反位置Ｐ２から近接位置Ｐ１に下降させて薬液の液膜４１に接液させることにより、羽根ユニット８が近接位置Ｐ１に配置されている状態、および各羽根７の一部分が浸漬するような薬液の液膜４１が保持されている状態をそれぞれ実現するようにした点である。第２の基板処理例について、第１の基板処理例と相違する点のみを詳細に説明する。
【００６６】
図１〜図５および図６を参照しながら、第２の基板処理例について説明する。図１０Ａ，１０Ｂについては適宜参照する。
スピンチャック５に基板Ｗが保持された後、制御装置３はスピンモータ１６（図２参照）を制御して、基板ＷをＤｒ１に向けて回転開始させる。
基板Ｗの回転開始（図６のステップＳ２）後、次いで、制御装置３は、薬液パドル保持工程（処理液パドル保持工程）の実行を開始する。薬液パドル保持工程は、基板Ｗの上面に、当該上面を覆う薬液のパドル状の液膜４１を保持させる工程である。
【００６７】
具体的には、薬液パドル保持工程において、制御装置３は、リンス液バルブ３５（図２参照）および前供給液バルブ３８（図２参照）を閉じた状態に保ちながら薬液バルブ３２（図２参照）を開いて、図１０Ａに示すように、上ノズル２４の吐出口６から薬液を吐出する。吐出された薬液は、基板Ｗの上面の中央部に供給される。このときにおける上ノズル２４の吐出口６からの薬液の吐出流量は、０．２〜２．０（リットル／分）の範囲でたとえば０．５（リットル／分）に設定されている。
【００６８】
また、制御装置３はスピンモータ１６（図２参照）を制御して、図１０Ａに示すように、基板Ｗの回転をパドル速度まで減速させ、その後、基板Ｗの回転をパドル速度に維持させる。
このように、基板Ｗがパドル速度で回転させられているから、基板Ｗ上の薬液に作用する遠心力は小さく、そのため、基板Ｗの上面からの薬液の排出が抑制される。これにより、図７Ａに示すように、薬液の液膜４１が基板Ｗの上面にパドル状に保持される。基板Ｗの上面における薬液の液膜４１の形成後、制御装置３は薬液バルブ３２を閉じて、上ノズル２４の吐出口６からの薬液の吐出を停止する。上ノズル２４からの薬液の吐出停止後も、基板Ｗのパドル速度での回転は続行される。
【００６９】
次いで、制御装置３は羽根昇降ユニット２６（図２参照）を制御して、羽根ユニット８を下降させ、羽根ユニット８を近接位置Ｐ１に配置する（処理液接液工程）。これにより、図１０Ｂに示すように、薬液の液膜４１に各羽根７が接液し、各羽根７の一部分（略下半分程度）が薬液の液膜４１に浸漬する。
このとき、薬液の液膜４１は、対向板２０の基板対向面２２には接していない。すなわち、基板対向面２２と基板Ｗの上面との間は、薬液の液密状態には保たれていない。
【００７０】
その後は、前述の第１の基板処理例と同等の処理が実行される。具体的には、第１の基板処理例の第１の下向き流れ形成工程Ｓ６に移行する。
第２の基板処理例においても、第１の基板処理例において述べた作用効果と同等の作用効果を奏する。
また、第２の基板処理例では、第１の基板処理例の置換工程（図６のステップＳ５）を廃止できるから、第１の基板処理例と比較して、処理時間の短縮化を図ることができる。
【００７１】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施できる。
たとえば、第１の基板処理例および第２の基板処理例において、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６（図６参照）または第２の下向き流れ形成工程Ｓ７（図６参照）において、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６の開始前（羽根ユニット８と基板Ｗとの相対回転開始前）の基板対向面２２と基板Ｗの上面との間の空間が、前供給液や処理液（薬液またはリンス液）で液密状態とされていてよい。但し、この場合、第１または第２の下向き流れ形成工程Ｓ６，Ｓ７には、基板対向面２２と基板Ｗの上面との間の空間が処理液の液密状態であることが望ましい。
【００７２】
また、第１の基板処理例における上ノズル２４からの前供給液の吐出（図７Ａ参照）、および第２の基板処理例における上ノズル２４からの薬液の吐出（図１０Ａ参照）は、それぞれ、羽根ユニット８が離反位置Ｐ２でなく、近接位置Ｐ１と離反位置Ｐ２との間の中間位置に配置されている状態で行われていてもよい。
また、羽根７の形態として、前述の実施形態では、羽根７の延びる方向に直交（交差）する断面形状（たとえば、対向板２０の周方向Ｃ１，Ｃ２に沿う断面形状）が、下に凸の山型をなしているとして説明したが、他の形態を採用することもできる。
【００７３】
すなわち、図１１に示す羽根１０７のように、羽根７の延びる方向に直交（交差）する断面形状（たとえば、対向板２０の周方向に沿う断面形状）が、下に凸の半円状であってもよい。
羽根１０７は、対向板２０の第１の周方向Ｃ１（図１１の左側）に設けられた、断面円弧状の第３の側面１２７と、対向板２０の第２の周方向Ｃ２（図１１の右側）に設けられた、断面円弧状の第４の側面１２８とを有している。
【００７４】
第１の下向き流れ形成工程Ｓ６（図Ａ参照）または第２の下向き流れ形成工程Ｓ７（図６参照）において、各羽根１０７の第３の側面（回転方向Ｄｒの下流側の側面）１２７が回転方向Ｄｒに向かうに従って下方に向かって傾斜しているので、処理液の液膜４１，４２に下向きの流れ５１，５２を、より効果的に形成することができる。
また、図１２に示す羽根２０７のように、羽根７の延びる方向に直交（交差）する断面形状（たとえば、対向板２０の周方向に沿う断面形状）が、上底２０１が下底２０２より短く、かつ上底２０１の両端にある２つの内角の大きさがいずれも鋭角であってもよい。
【００７５】
羽根２０７は、対向板２０の第１の周方向Ｃ１（図１２の左側）に設けられた第５の側面２２７と、対向板２０の第２の周方向Ｃ２（図１２の右側）に設けられた第６の側面２２８とを有している。第５の側面２２７および第６の側面２２８は、それぞれ平坦面からなる。第５の側面２２７および第６の側面２２８は、それぞれ、基板対向面２２（水平面）に対して所定の角度θ５，θ６傾斜している。角度θ５および角度θ６は、たとえば約６０°である。
【００７６】
第１の下向き流れ形成工程Ｓ６（図６参照）または第２の下向き流れ形成工程Ｓ７（図６参照）において、各羽根２０７の第５の側面（回転方向Ｄｒの下流側の側面）２２７が回転方向Ｄｒに向かうに従って下方に向かって傾斜しているので、処理液の液膜４１，４２に下向きの流れ５１，５２を、より効果的に形成することができる。
また、図１３に示す羽根３０７のように、羽根７の延びる方向に直交（交差）する断面形状（たとえば、対向板２０の周方向に沿う断面形状）が、上底３０１の、対向板２０の第１の周方向Ｃ１（基板Ｗに対する羽根ユニット８の回転方向Ｄｒの下流側。図１３の左側）の大きさが鋭角であり、上底３０１の、対向板２０の第２の周方向Ｃ２（基板Ｗに対する羽根ユニット８の回転方向Ｄｒの上流側。図１３の右側）の内角の大きさが鈍角であってもよい。
【００７７】
羽根３０７は、対向板２０の第２の周方向Ｃ２に設けられた第７の側面３２７と、対向板２０の第２の周方向Ｃ２に設けられた第８の側面３２８とを有している。第７の側面３２７および第８の側面３２８は、それぞれ平坦面からなる。第７の側面３２７は、それぞれ、基板対向面２２（水平面）に対して所定の角度θ７傾斜している。角度θ７は、たとえば約６０°である。
【００７８】
第１の下向き流れ形成工程Ｓ６（図６参照）または第２の下向き流れ形成工程Ｓ７（図６参照）において、各羽根３０７の第７の側面（回転方向Ｄｒの下流側の側面）３２７が回転方向Ｄｒに向かうに従って下方に向かって傾斜しているので、処理液の液膜４１，４２に下向きの流れ５１，５２を、より効果的に形成することができる。
また、複数の羽根として、羽根７，１０７，２０７，３０７と、それ以外の態様の羽根７，１０７，２０７，３０７とが混在されていてもよい。また、一つの羽根に、羽根７，１０７，２０７，３０７と同等の断面形状を有する部分と、それ以外の態様の羽根７，１０７，２０７，３０７と同等の断面形状を有する部分とが混在されていてもよい。
【００７９】
また、羽根７の形態として、前述の実施形態では、底面視で直線状をなしている（すなわち、複数の羽根７が放射状に延びている）として説明したが、図１４に示すように、羽根４０７が、底面視において、回転方向Ｄｒの上流側に凸の湾曲状（流線形状）をなしていてもよい。
また、図１１〜図１３に示す変形例と、図１４に示す変形例とを組み合わせてもよい。
【００８０】
また、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６（図６参照）または第２の下向き流れ形成工程Ｓ７（図６参照）において、羽根ユニット８の回転方向Ｄｒ２が基板Ｗの回転方向Ｄｒ１と同方向であってもよい。このとき、羽根ユニット８の回転速度が基板Ｗの回転速度よりも速いとき、羽根ユニット８の基板Ｗに対する回転方向Ｄｒは、羽根ユニット８の回転方向Ｄｒ２と反対方向となる。また、羽根ユニット８の回転速度が基板Ｗの回転速度よりも遅いとき、羽根ユニット８の基板Ｗに対する回転方向Ｄｒは、羽根ユニット８の回転方向Ｄｒ２と同方向となる。
【００８１】
また、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６（図６参照）または第２の下向き流れ形成工程Ｓ７（図６参照）において、羽根ユニット８は回転せずに静止状態であってもよい。この場合、羽根ユニット８の基板Ｗに対する回転方向Ｄｒは、基板Ｗの回転方向Ｄｒ１と反対方向となる。
また、羽根７，１０７，２０７，３０７，４０７の個数は６つであると説明したが、２つ以上５つ以下であってもよいし、７つ以上であってもよい。
【００８２】
また、各羽根７の側面（第１の側面２８、第３の側面１２８、第５の側面２２８および第７の側面３２８）、が回転方向Ｄｒに向かうに従って下方に向かって傾斜していると説明したが、各羽根７の側面２８，１２８，２２８，２２８が水平面に略垂直であってもよい。この場合、であっても下方流が形成される。
また、第１および第２の下向き流れ形成工程Ｓ６，Ｓ７において、羽根７，１０７，２０７，３０７，４０７の一部分ではなく羽根７，１０７，２０７，３０７，４０７の全部が、処理液の液膜４１，４２に浸漬していてよい。換言すると、第１および第２の下向き流れ形成工程Ｓ６，Ｓ７において、基板Ｗの上面と基板対向面２２との間の空間が、処理液の液膜４１，４２によって液密状態にされていてもよい。
【００８３】
また、前供給液として、リンス液と同じ種類の液を用いる場合には、リンス液供給ユニット１０を用いて、上ノズル２４に前供給液を供給することができる。この場合、前供給液供給ユニット１１を廃止することもできる。
また、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６および第２の下向き流れ形成工程Ｓ７の一方のみを実行するようにしてもよい。具体的には、第１の下向き流れ形成工程Ｓ６を実行し、その実行後には、基板Ｗの上面に、羽根ユニット８とは別のリンス液ノズルから連続流のリンス液を供給することにより、基板Ｗの上面の薬液を洗い流すようにしてもよい。
【００８４】
また、前述の実施形態では、第１の処理液が薬液であり、第２の処理液がリンス液である場合を例に挙げて説明したが、第１の処理液がリンス液であり、第２の処理液が低表面張力液体であってもよい。
処理対象の基板Ｗの表面（上面）にパターン１００が形成されている場合、パターン１００の倒壊を防止するために、パターン１００間に入り込んだリンス液を、リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液体の一例である液体有機溶剤に置換することによって基板Ｗの上面を乾燥させる。具体的には、制御装置３は、基板Ｗの上面にリンス液を供給するリンス工程の後、スピンドライ工程（図６のステップＳ１１と同等の工程）の前に、基板Ｗの上面に有機溶剤を供給する有機溶剤供給工程を実行する。有機溶剤供給工程では、パターン１００間に存在しているリンス液が、有機溶剤によって置換される。これにより、パターン１００の倒壊の問題が緩和される。
【００８５】
この場合、リンス工程において第１の下向き流れ形成工程（図６の第１の下向き流れ形成工程Ｓ６と同等）が実行される。つまり、基板Ｗの上面にリンス液の液膜が保持され、かつそのリンス液の液膜に各羽根７の一部分が浸漬している状態で、吐出口６からリンス液を吐出しながら羽根ユニット８と基板Ｗの上面とが回転軸線Ａ１まわりに相対回転させられる。
【００８６】
また、有機溶剤供給工程において第２の下向き流れ形成工程（図６の第２の下向き流れ形成工程Ｓ７と同等）が実行される。つまり、基板Ｗの上面に有機溶剤の液膜が保持され、かつその有機溶剤の液膜に各羽根７の一部分が浸漬している状態で、吐出口６から有機溶剤を吐出しながら羽根ユニット８と基板Ｗの上面とが回転軸線Ａ１まわりに相対回転させられる。
【００８７】
これにより、有機溶剤供給工程において、有機溶剤の液膜に下向きの流れが形成され、この下向きの流れにより、基板Ｗの上面（中央部を除いた領域）に有機溶剤が押し付けられる。また、吐出口６から有機溶剤が下向きに吐出されるので、吐出口６からの有機溶剤の吹き付けにより、基板Ｗの上面の中央部に有機溶剤が押し付けられる。
したがって、パターン１００が微細で高アスペクト比のパターンであっても、パターン１００間にも有機溶剤を行き渡らせることができ、その底部にも有機溶剤を行き渡らせることができる。これにより、パターン１００間において、リンス液から有機溶剤への置換効率を高めることができる。
【００８８】
この場合、第２の下向き流れ形成工程のみを実行するようにしてもよい。具体的には、羽根ユニット８とは別のリンス液ノズルから連続流のリンス液を供給することにより、基板Ｗの上面にリンス液の液膜を形成し、その後に、第２の下向き流れ形成工程が実行されるようになっていてもよい。
また、前述の実施形態では、基板処理装置１が円板状の基板を処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１は、液晶表示装置用ガラス基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。
【００８９】
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。
【符号の説明】
【００９０】
１      ：基板処理装置
２      ：処理ユニット
３      ：制御装置
５      ：スピンチャック（基板保持ユニット）
６      ：吐出口
７      ：羽根
８      ：羽根ユニット
９      ：薬液供給ユニット（処理液供給ユニット）
１０    ：リンス液供給ユニット（処理液供給ユニット）
１６    ：スピンモータ（回転ユニット）
２７    ：第１の側面
４１    ：薬液の液膜（処理液の液膜）
４２    ：リンス液の液膜（処理液の液膜）
１０７  ：羽根
１２７  ：第３の側面
２０７  ：羽根
２２７  ：第５の側面
３０７  ：羽根
３２７  ：第７の側面
Ａ１    ：回転軸線
【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７Ａ−７Ｂ】
2018056199.tif 000009
【図７Ｃ−７Ｄ】
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【図７Ｅ−７Ｆ】
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【図８】
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【図９】
2018056199.tif 000013
【図１０Ａ−１０Ｂ】
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【図１１】
2018056199.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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