(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置であって、
基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
前記処理部に前記処理液を供給する処理液供給系と、
冷却部とを備え、
前記処理液供給系は、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記液体を前記処理液生成部に導く液体流路と、
前記処理液生成部により生成された前記処理液を前記処理部に導く処理液流路とを含み、
前記冷却部は、前記処理液供給系における前記液体および前記処理液のうち少なくとも一方を冷却し、
前記処理液生成部は、前記気体を加圧しつつ前記液体に供給することにより前記処理液を生成し、
前記基板処理装置は、
前記冷却部により冷却された前記液体および前記処理液のうち少なくとも一方の温度を検出する温度検出部と、
前記処理液生成部により生成される前記処理液中の気体の濃度が前記温度検出部により検出された温度かつ大気圧での前記処理液の溶解度よりも低くなるように、前記処理液生成部において前記液体に供給される前記気体の圧力を制御する制御部とをさらに備える、基板処理装置。
【請求項２】
基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記処理液生成部により生成された前記処理液を前記処理部に導く処理液流路と、
前記処理部において前記処理液流路から基板に供給される前記処理液を冷却する冷却部とを備え、
前記処理液流路は、前記処理部において処理される基板に前記処理液を吐出するノズルを含み、
前記冷却部は、前記処理部において前記ノズルから吐出されて基板に到達するまでの処理液を少なくとも冷却するように、または前記処理部において基板に接触した処理液を冷却するように構成された、基板処理装置。
【請求項３】
基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
前記処理部に前記処理液を供給する処理液供給系と、
冷却部とを備え、
前記処理液供給系は、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記液体を前記処理液生成部に導く液体流路と、
前記処理液生成部により生成された前記処理液を前記処理部に導く処理液流路とを含み、
前記冷却部は、前記処理液供給系における前記液体および前記処理液のうち少なくとも一方を冷却するとともに前記処理部において前記処理液流路から基板に供給される前記処理液を冷却する、基板処理装置。
【請求項４】
基板処理装置であって、
基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記処理液生成部により生成された前記処理液を前記処理部に導く処理液流路と、
前記処理部において前記処理液流路から基板に供給される前記処理液を冷却する冷却部とを備え、
前記処理部は、基板を保持する保持部を含み、
前記処理液流路は、前記処理部において前記保持部により保持される基板に前記処理液を吐出するノズルを含み、
前記冷却部は、前記保持部により保持される基板を取り囲む雰囲気を冷却し、
前記基板処理装置は、
前記雰囲気の温度を検出する第１の温度検出部と、
前記第１の温度検出部により検出された温度に基づいて、前記雰囲気の温度が常温よりも低くなるように前記冷却部を制御する制御部とをさらに備える、基板処理装置。
【請求項５】
前記処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第２の温度検出部と、
前記第１および第２の温度検出部により検出された温度に基づいて、前記雰囲気の温度が前記処理液流路を流れる前記処理液の温度以下となるように前記冷却部を制御する制御部とをさらに備える、請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
基板処理装置であって、
基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記処理液生成部により生成された前記処理液を前記処理部に導く処理液流路と、
前記処理部において前記処理液流路から基板に供給される前記処理液を冷却する冷却部とを備え、
前記処理部は、基板を保持する保持部を含み、
前記処理液流路は、前記処理部において前記保持部により保持される基板に前記処理液を吐出するノズルを含み、
前記冷却部は、前記保持部により保持される基板を冷却し、
前記基板処理装置は、
前記保持部により保持される基板の温度を検出する第３の温度検出部と、
前記第３の温度検出部により検出された温度に基づいて、前記保持部により保持される基板の温度が常温よりも低くなるように前記冷却部を制御する制御部とをさらに備える、基板処理装置。
【請求項７】
前記処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第４の温度検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記第３および第４の温度検出部により検出された温度に基づいて、前記保持部により保持される基板の温度が前記処理液流路を流れる前記処理液の温度以下となるように前記冷却部を制御する、請求項６記載の基板処理装置。
【請求項８】
基板に処理液を用いた処理を行うための処理室と、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記処理液生成部により生成された処理液を前記処理室に導く処理液流路と、
前記処理室内の圧力を調整可能に構成されかつ前記処理室内で基板に供給される処理液の圧力を大気圧よりも高く保持する圧力保持部と、
前記処理液流路を流れる処理液の圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部により検出された圧力に基づいて前記圧力保持部を制御する制御部とを備える、基板処理装置。
【請求項９】
基板に処理液を用いた処理を行うための処理室と、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記処理液生成部により生成された処理液を前記処理室に導く処理液流路と、
前記処理室内で基板に供給される処理液の圧力を大気圧よりも高く保持する圧力保持部と、
前記処理室内で基板を水平に保持する保持部と、
前記保持部を鉛直軸の周りで回転させる第１の回転駆動部とを備え、
前記処理液流路は、前記保持部により保持される基板の上面に前記処理液を吐出するノズルを含み、
前記圧力保持部は、
前記保持部により保持される基板の上面に対向するように構成された遮断板と、
前記遮断板を前記鉛直軸の周りで回転させる第２の回転駆動部とを含み、
前記遮断板は、前記ノズルから基板の上面に前記処理液が吐出される際に、基板の上面と当該遮断板との間の空間が前記処理液で満たされるように配置され、
前記第１および第２の回転駆動部は、前記ノズルから基板の上面に前記処理液が吐出される際に、前記保持部および前記遮断板をそれぞれ回転させる、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に種々の処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された基板処理装置では、薬液およびリンス液を用いて基板の洗浄処理が行われる。具体的には、基板にアルカリ性の薬液が供給された後、その薬液がリンス液により洗い流される。リンス液として酸性の炭酸水が用いられる。それにより、基板上に弱アルカリ性の液体が残留することによるペーハーショックの発生が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３４６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、デバイスの高密度化および高集積化に伴い、レジストパターンのさらなる微細化が求められている。レジストパターンの微細化のために、洗浄処理後の基板には、より高い清浄度が求められる。
【０００６】
本発明の目的は、処理液を用いて処理された基板の清浄度を向上させることが可能な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】
【０００７】
本発明者は、種々の実験および検討の結果、基板に供給される処理液にパーティクルが存在する場合、当該処理液に気泡が発生すると、当該処理液に気泡が発生しない場合に比べて処理液中のパーティクルが基板に付着しやすくなるという知見を得た。本発明者は、この知見に基づいて以下の発明を案出した。
【００１４】
（１）第１の発明に係る基板処理装置は、基板処理装置であって、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、処理部に処理液を供給する処理液供給系と、冷却部とを備え、処理液供給系は、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、液体を処理液生成部に導く液体流路と、処理液生成部により生成された処理液を処理部に導く処理液流路とを含み、冷却部は、処理液供給系における液体および処理液のうち少なくとも一方を冷却し、処理液生成部は、気体を加圧しつつ液体に供給することにより処理液を生成し、基板処理装置は、冷却部により冷却された液体および処理液のうち少なくとも一方の温度を検出する温度検出部と、処理液生成部により生成される処理液中の気体の濃度が温度検出部により検出された温度かつ大気圧での処理液の溶解度よりも低くなるように、処理液生成部において液体に供給される気体の圧力を制御する制御部とをさらに備えるものである。
【００１５】
この場合、液体流路を流れる液体および処理液流路を流れる処理液のうち少なくとも一方の温度が変化した場合でも、処理液生成部により生成される処理液中の気体の濃度が温度検出部により検出された温度かつ大気圧での処理液の溶解度よりも低くなるように、フィードバック制御が行われる。それにより、処理液供給系および処理部において、液体流路を流れる液体の温度変化による処理液からの気泡の発生を抑制することができる。
【００１６】
（２）第２の発明に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、処理液生成部により生成された処理液を処理部に導く処理液流路と、処理部において処理液流路から基板に供給される処理液を冷却する冷却部とを備え、処理液流路は、処理部において処理される基板に処理液を吐出するノズルを含み、冷却部は、処理部においてノズルから吐出されて基板に到達するまでの処理液を少なくとも冷却するように、または処理部において基板に接触した処理液を冷却するように構成されたものである。
【００１７】
その基板処理装置においては、処理液生成部により液体に気体が溶解され、処理液が生成される。生成された処理液は、処理液流路を通して処理部に供給される。処理部においては、基板に処理液を用いた処理が行われる。このとき、処理液流路を流れる処理液は、処理部においてノズルから吐出されることにより大気圧雰囲気に解放される。そのため、処理部において基板に供給される処理液の圧力は、処理液流路を流れる処理液の圧力に比べて低くなる。そのため、処理部においては液体に対する気体の溶解度が低下する。溶解度が低下することにより気体の濃度が溶解度を超えると、液体に溶解された気体の一部が気泡として処理液中に発生する。
【００１８】
上記の構成によれば、処理部においてノズルから吐出されて基板に到達するまでの処理液が少なくとも冷却部により冷却される。または、基板に接触した処理液が冷却部により冷却される。それにより、処理部において基板に供給される処理液の温度を低くすることができる。液体に対する気体の溶解度は、液体の温度が低くなるほど高くなる。したがって、処理部において基板に供給される処理液の圧力が処理液流路を流れる処理液の圧力に比べて低くなる場合でも、処理部における処理液中の気体の溶解度の低下が抑制される。それにより、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制されるので、気泡に起因して処理液中のパーティクルが基板に付着することが抑制される。その結果、処理液を用いて処理された基板の清浄度が向上される。
（３）第３の発明に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、処理部に処理液を供給する処理液供給系と、冷却部とを備え、処理液供給系は、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、液体を処理液生成部に導く液体流路と、処理液生成部により生成された処理液を処理部に導く処理液流路とを含み、冷却部は、処理液供給系における液体および処理液のうち少なくとも一方を冷却するとともに処理部において処理液流路から基板に供給される処理液を冷却するものである。
【００２１】
（４）第４の発明に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、処理液生成部により生成された処理液を処理部に導く処理液流路と、処理部において処理液流路から基板に供給される処理液を冷却する冷却部とを備える。また、処理部は、基板を保持する保持部を含み、処理液流路は、処理部において保持部により保持される基板に処理液を吐出するノズルを含み、冷却部は、保持部により保持される基板を取り囲む雰囲気を冷却し、基板処理装置は、雰囲気の温度を検出する第１の温度検出部と、第１の温度検出部により検出された温度に基づいて、雰囲気の温度が常温よりも低くなるように冷却部を制御する制御部とをさらに備えるものである。
【００２２】
この場合、基板を取り囲む雰囲気の温度が常温よりも低くなるようにフィードバック制御することができる。それにより、処理液が大気圧雰囲気に解放されるときに処理液中の気体の溶解度が低下することが抑制される。その結果、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
（５）基板処理装置は、処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第２の温度検出部と、第１および第２の温度検出部により検出された温度に基づいて、雰囲気の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるように冷却部を制御する制御部とをさらに備えてもよい。
【００２５】
（６）第５の発明に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、処理液生成部により生成された処理液を処理部に導く処理液流路と、処理部において処理液流路から基板に供給される処理液を冷却する冷却部とを備える。また、処理部は、基板を保持する保持部を含み、処理液流路は、処理部において保持部により保持される基板に処理液を吐出するノズルを含み、冷却部は、保持部により保持される基板を冷却し、基板処理装置は、保持部により保持される基板の温度を検出する第３の温度検出部と、第３の温度検出部により検出された温度に基づいて、保持部により保持される基板の温度が常温よりも低くなるように冷却部を制御する制御部とをさらに備える。
【００２６】
この場合、保持部により保持される基板の温度が常温よりも低くなるようにフィードバック制御することができる。それにより、処理液が大気圧雰囲気に解放されるときに処理液中の気体の溶解度が低下することが抑制される。その結果、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
（７）基板処理装置は、処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第４の温度検出部をさらに備え、制御部は、第３および第４の温度検出部により検出された温度に基づいて、保持部により保持される基板の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるように冷却部を制御してもよい。
【００２７】
（８）第６の発明に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行うための処理室と、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、処理液生成部により生成された処理液を処理室に導く処理液流路と、処理室内の圧力を調整可能に構成されかつ処理室内で基板に供給される処理液の圧力を大気圧よりも高く保持する圧力保持部と、処理液流路を流れる処理液の圧力を検出する圧力検出部と、圧力検出部により検出された圧力に基づいて圧力保持部を制御する制御部とを備えるものである。
【００２８】
その基板処理装置においては、処理液生成部により液体に気体が溶解され、処理液が生成される。生成された処理液は、処理液流路を通して処理室に供給される。処理室においては、基板に処理液を用いた処理が行われる。
【００２９】
液体に対する気体の溶解度は、圧力が低くなるほど低くなる。処理液の圧力が低下することにより処理液中の気体の濃度が溶解度を超えると、液体に溶解された気体の一部が気泡として処理液中に発生する。
【００３０】
上記の構成によれば、処理室内で基板に供給される処理液の圧力が、圧力保持部により大気圧よりも高く保持される。そのため、処理室内で基板に供給される処理液中の気体の溶解度は、大気圧での処理液中の気体の溶解度よりも高くなる。それにより、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制されるので、気泡に起因して処理液中のパーティクルが基板に付着することが抑制される。その結果、処理液を用いて処理された基板の清浄度が向上される。
【００３２】
また、圧力検出部により検出された圧力に基づいて処理室内の圧力が圧力保持部により大気圧よりも高く調整される。それにより、基板に供給される処理液の溶解度の低下が抑制される。したがって、簡単な操作で基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
【００３３】
（９）第７の発明に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行うための処理室と、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、処理液生成部により生成された処理液を処理室に導く処理液流路と、処理室内で基板に供給される処理液の圧力を大気圧よりも高く保持する圧力保持部と、処理室内で基板を水平に保持する保持部と、保持部を鉛直軸の周りで回転させる第１の回転駆動部とを備え、処理液流路は、保持部により保持される基板の上面に処理液を吐出するノズルを含み、圧力保持部は、保持部により保持される基板の上面に対向するように構成された遮断板と、遮断板を鉛直軸の周りで回転させる第２の回転駆動部とを含み、遮断板は、ノズルから基板の上面に処理液が吐出される際に、基板の上面と当該遮断板との間の空間が処理液で満たされるように配置され、第１および第２の回転駆動部は、ノズルから基板の上面に処理液が吐出される際に、保持部および遮断板をそれぞれ回転させるものである。
【００３４】
この場合、基板の上面に吐出される処理液は、大気圧雰囲気に解放されることなく基板の上面と当該遮断板との間の空間を流れる。このとき、基板の上面上を流れる処理液の圧力が大気圧よりも高く保持される。それにより、基板に供給される処理液中の気体の溶解度が低下することが抑制される。したがって、複雑な制御を要することなく、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、処理液を用いて処理された基板の清浄度を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１の基板処理装置に用いられるリンス液ユニットの一構成例を示すブロック図である。
【図３】純水に溶解する複数種類の気体と温度との関係を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係るリンス液ユニットの他の構成例を示すブロック図である。
【図５】第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。
【図６】第３の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。
【図７】第４の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。
【図８】第５の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。
【図９】第５の実施の形態に係る洗浄処理部においてリンス処理が行われる状態を示す一部拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等をいう。また、薬液とは、例えばバッファードフッ酸（ＢＨＦ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ酸（フッ化水素水：ＨＦ）、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、過酸化水素水もしくはアンモニア水等の水溶液、またはそれらの混合溶液をいう。さらに、機能水とは、酸化作用または還元作用等の所定の機能を有する水のうち、純水に予め定められた気体を溶解させることにより生成される水をいい、例えば、炭酸水、オゾン水、水素水または窒素水等を含む。
【００３８】
［１］第１の実施の形態
（１）基板処理装置の構成
図１は第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態に係る基板処理装置１００は、薬液ユニット１、リンス液ユニット２、洗浄処理部３および制御部４を含む。
【００３９】
洗浄処理部３においては、薬液による基板Ｗの洗浄処理（以下、薬液処理と呼ぶ。）およびリンス液による基板Ｗの洗浄処理（以下、リンス処理と呼ぶ。）が行われる。本実施の形態では、薬液処理に用いる薬液としてアルカリ性の薬液が用いられる。また、リンス処理に用いるリンス液として炭酸水を用いる。リンス液として炭酸水を用いる理由については後述する。
【００４０】
薬液ユニット１は、薬液貯留タンクを有するとともに配管、継ぎ手、バルブ、ポンプおよび温度調節器等の流体関連機器を含む。薬液貯留タンクには、薬液処理に用いられる薬液が一定量貯留されている。一方、リンス液ユニット２においては、リンス処理に用いられるリンス液が生成される。リンス液ユニット２の詳細は後述する。
【００４１】
洗浄処理部３はチャンバＣＨを備える。チャンバＣＨは複数の側面部、底面部および上面部を有する。チャンバＣＨの複数の側面部のうちの１つには、基板Ｗの搬入および搬出用の開口部（図示せず）およびその開口部を開閉可能なシャッタ（図示せず）が設けられている。シャッタが閉じられた状態で、チャンバＣＨ内の空間は、チャンバＣＨの外部から遮断される。
【００４２】
チャンバＣＨ内には、基板Ｗを水平に保持するとともに基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸の周りで基板Ｗを回転させるためのスピンチャック２１が設けられる。スピンチャック２１は、チャック回転駆動機構３６によって回転される回転軸２５の上端に固定されている。本実施の形態で用いられるスピンチャック２１は、基板Ｗの下面の略中央部を真空吸着することにより、基板Ｗを水平姿勢で保持する。
【００４３】
スピンチャック２１により保持される基板Ｗの中心部上方の処理位置とスピンチャック２１の外方の待機位置との間で移動可能に薬液処理用ノズル５０およびリンス処理用ノズル７０が設けられている。薬液処理用ノズル５０およびリンス処理用ノズル７０は、ノズル駆動機構（図示せず）によってそれぞれ独立に駆動される。
【００４４】
薬液処理用ノズル５０は、薬液処理用供給管ｐｐ１を介して薬液ユニット１に接続されている。リンス処理用ノズル７０は、リンス処理用供給管ｐｐ２を介してリンス液ユニット２に接続されている。
【００４５】
薬液処理用ノズル５０が処理位置にありかつリンス処理用ノズル７０が待機位置にある状態で、薬液ユニット１から薬液処理用供給管ｐｐ１を通して薬液処理用ノズル５０に薬液が供給される。それにより、基板Ｗの上面に薬液が供給され、薬液処理が行われる。一方、リンス処理用ノズル７０が処理位置にありかつ薬液処理用ノズル５０が待機位置にある状態で、リンス液ユニット２からリンス処理用供給管ｐｐ２を通してリンス処理用ノズル７０にリンス液が供給される。それにより、基板Ｗの上面にリンス液が供給され、リンス処理が行われる。
【００４６】
回転軸２５を取り囲むように処理カップ２３が設けられている。処理カップ２３の底部には、排液管３４および回収管３５が接続されている。処理カップ２３の上方には、基板Ｗから飛散する処理液を受け止めるためのガード２４が上下動可能に設けられている。ガード２４により受け止められる処理液は、ガード２４の鉛直方向の位置に応じて排液管３４または回収管３５に選択的に導かれる。
【００４７】
制御部４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含むコンピュータ等からなり、薬液ユニット１、リンス液ユニット２およびチャック回転駆動機構３６等の各構成要素の動作を制御する。それにより、チャンバＣＨ内に搬入された基板Ｗに薬液処理およびリンス処理が順次行われる。
【００４８】
（２）リンス液ユニットの詳細
一般に、アルカリ性の薬液を用いて基板Ｗの薬液処理が行われた後に純水を用いた基板Ｗのリンス処理が行われる場合には、基板Ｗ上でアルカリ性の薬液が純水により薄められる。それにより、弱アルカリ性領域（およそｐｈ９〜ｐｈ１０）の混合液が生成される。この場合、基板Ｗ上のアルミニウムなどの金属膜が損傷をうけるペーハーショックが起こる。加えて、純水により基板Ｗのリンス処理を行う場合には、基板Ｗが帯電することにより基板Ｗ上の金属膜が損傷を受ける場合がある。
【００４９】
そこで、本実施の形態では、リンス液として炭酸水（ＣＯ2 水）が用いられる。炭酸水は機能水の１つであり、酸化作用および導電性を有する。リンス液として炭酸水を用いることにより、ペーハーショックおよび基板Ｗの帯電を防止することができる。上記のように、炭酸水はリンス液ユニット２において生成される。
【００５０】
図２は、図１の基板処理装置に用いられるリンス液ユニットの一構成例を示すブロック図である。図２に示すように、リンス液ユニット２は、脱気モジュール３１０、冷却ユニット３２０、機能水生成部４００および温度センサＴＳ１を含む。また、リンス液ユニット２は、第１ポートＰＡ、第２ポートＰＢ、第３ポートＰＣ、第４ポートＰＤを有する。機能水生成部４００は、液体導入口ＰＥおよび機能水導出口ＰＦを有する。
【００５１】
第１ポートＰＡは、配管ｐｐ３を介して純水供給源８に接続される。純水供給源８は、例えば工場内の純水供給設備である。第２ポートＰＢは、リンス処理用供給管ｐｐ２を介して図１のリンス処理用ノズル７０に接続される。第３ポートＰＣは、配管ｐｐ４を介して気体供給源９に接続される。気体供給源９は、例えば工場内の二酸化炭素（ＣＯ2 ）供給設備である。第４ポートＰＤは、配管ｐｐ５を介して工場内の排液処理装置（図示せず）に接続される。
【００５２】
リンス液ユニット２においては、第１ポートＰＡと機能水生成部４００の液体導入口ＰＥとをつなぐように配管ｐ１が設けられる。また、機能水生成部４００の機能水導出口ＰＦと第２ポートＰＡとをつなぐように配管ｐ２が設けられる。配管ｐ１には、第１ポートＰＡから機能水生成部４００に向かって脱気モジュール３１０、冷却ユニット３２０および温度センサＴＳ１がこの順で並ぶように介挿される。
【００５３】
機能水生成部４００は、気液混合モジュール３３０および複数のバルブｖ１，ｖ２，ｖ３を含む。機能水生成部４００においては、液体導入口ＰＥと機能水導出口ＰＦとをつなぐように配管ｐ３が設けられる。配管ｐ２には、バイパス管ｐｂが取り付けられている。バイパス管ｐｂの上流端から下流端に向かってバルブｖ１および気液混合モジュール３３０がこの順で介挿されている。
【００５４】
また、第３ポートＰＣと気液混合モジュール３３０とをつなぐように配管ｐ４が設けられる。配管ｐ４には、バルブｖ２が介挿されている。さらに、第４ポートＰＤと気液混合モジュール３３０とをつなぐように配管ｐ５が設けられる。配管ｐ５には、バルブｖ３が介挿されている。
【００５５】
上記の構成を有するリンス液ユニット２においては、ポンプ等により加圧された純水が配管ｐｐ３を通して純水供給源８からリンス液ユニット２の第１ポートＰＡに供給される。供給された純水は、第１ポートＰＡから脱気モジュール３１０に導かれる。脱気モジュール３１０は、純水に溶存する気体を除去する処理を行う。
【００５６】
脱気モジュール３１０により処理された純水は冷却ユニット３２０に導かれる。冷却ユニット３２０は、例えばペルチェ素子およびその駆動回路により構成され、配管ｐ１を流れる純水を冷却する。
【００５７】
温度センサＴＳ１は、冷却ユニット３２０により冷却された純水の温度を検出する。検出された純水の温度は、制御部４に与えられる。制御部４は、温度センサＴＳ１により検出された温度に基づいて、冷却後の純水の温度が常温よりも低い予め定められた温度範囲内になるように冷却ユニット３２０をフィードバック制御する。温度範囲は、例えば０℃よりも高く常温（例えば２５℃）よりも低い範囲に設定され、０℃よりも高く１５℃よりも低い範囲に設定されることが好ましく、０℃よりも高く１０℃よりも低い範囲に設定されることがより好ましい。
【００５８】
冷却ユニット３２０により冷却された純水は、機能水生成部４００の液体導入口ＰＥに供給される。機能水生成部４００においては、供給された純水の一部が、配管ｐ３からバイパス管ｐｂの上流端に流れ込む。バイパス管ｐｂに流れ込む純水は気液混合モジュール３３０に供給される。このとき、ポンプ等により加圧された二酸化炭素が配管ｐｐ４，ｐ４を通して気体供給源９から気液混合モジュール３３０に供給される。
【００５９】
気液混合モジュール３３０としては、例えば中空糸膜モジュールが用いられる。本例の中空糸膜モジュールは、ガス透過性を有する複数の中空糸膜が所定の収納容器内で束ねられた構造を有する。気液混合モジュール３３０においては、バイパス管ｐｂを流れる純水が複数の中空糸膜の内部に導かれる。また、複数の中空糸膜を収容する収納容器に二酸化炭素が供給され、収納容器内の二酸化炭素が加圧される。
【００６０】
この場合、複数の中空糸膜を流れる純水に、気体供給源９から供給される二酸化炭素が溶解する。それにより、炭酸水が生成される。生成された炭酸水は、バイパス管ｐｂの下流端から配管ｐ３に流れ込み、配管ｐ３を流れる純水中に混合される。このようにして生成される炭酸水が、機能水導出口ＰＦから配管ｐ２を通して第２ポートＰＢに導かれ、リンス処理用供給管ｐｐ２に供給される。
【００６１】
バルブｖ１，ｖ２の開閉状態は、制御部４により制御される。バルブｖ１の開度が調整されることにより、気液混合モジュール３３０に供給される純水の流量が調整される。バルブｖ２の開度が調整されることにより、気液混合モジュール３３０に供給される二酸化炭素の流量が調整される。それにより、収納容器内の二酸化炭素の圧力、すなわち純水に供給される二酸化炭素の圧力が調整される。したがって、バルブｖ１，ｖ２の開度を調整することにより、機能水生成部４００で生成される炭酸水の濃度を調整することができる。
【００６２】
また、バルブｖ３の開閉状態は、制御部４により制御される。バルブｖ３は、例えば気液混合モジュール３３０の交換またはメンテナンスの際に開かれる。この場合、気液混合モジュール３３０内の液体が配管ｐ５，ｐｐ５を通して排出される。
【００６３】
リンス液ユニット２においては、加圧された純水が純水供給源８から供給されることにより、加圧された純水が第１ポートＰＡから機能水生成部４００に流れ、加圧された炭酸水が機能水生成部４００から第２ポートＰＢに流れる。それにより、配管ｐ１を流れる純水の圧力ならびに配管ｐ２およびリンス処理用供給管ｐｐ２を流れる炭酸水の圧力は大気圧よりも高く保持される。
【００６４】
（３）第１の実施の形態の効果
機能水生成部４００において生成される炭酸水は、図２の配管ｐ２およびリンス処理用供給管ｐｐ２を通して図１のリンス処理用ノズル７０から基板Ｗに吐出される。このとき、洗浄処理部３内でリンス処理用ノズル７０を流れる炭酸水は大気圧雰囲気に解放される。そのため、基板Ｗに吐出される炭酸水の圧力は、ほぼ大気圧となり、配管ｐ２、リンス処理用供給管ｐｐ２およびリンス処理用ノズル７０を流れる炭酸水の圧力に比べて低くなる。
【００６５】
ヘンリーの法則によれば、一定の温度で一定量の液体に溶解する気体の量はその気体の圧力に比例する。そのため、洗浄処理部３においては、純水に対する二酸化炭素の溶解度が低下する。溶解度とは、ある物質（溶質）が他の物質（溶媒）に溶解する限界をいい、例えば飽和溶液中における溶質の濃度で表わされる。炭酸水中の二酸化炭素の溶解度が低下することにより二酸化炭素の濃度が溶解度を超えると、純水に溶解された二酸化炭素の一部が気泡として炭酸水中に発生する。基板Ｗに供給される処理液にパーティクルが存在する場合、当該処理液に気泡が発生すると処理液中のパーティクルが基板Ｗに付着しやすくなる。
【００６６】
図３は、純水に溶解する複数種類の気体と温度との関係を示す図である。図３においては、大気圧の純水に溶解する複数種類の気体と温度との関係がグラフにより示される。縦軸は単位体積当たりの純水に溶解する気体の体積を表し、横軸は純水の温度を表す。また、図３では、純水に対する二酸化炭素（ＣＯ２）および一酸化窒素（ＮＯ）の溶解度が太い実線および太い点線でそれぞれ示される。また、純水に対する酸素（Ｏ２）、一酸化炭素（ＣＯ）および空気の溶解度が実線、一点鎖線および点線でそれぞれ示される。
【００６７】
図３に示すように、純水に対する気体の溶解度は、いずれの気体についても純水の温度が低くなるほど高くなる。本実施の形態では、リンス液ユニット２において、炭酸水を生成するために用いられる純水が図２の冷却ユニット３２０により冷却される。基板Ｗのリンス処理において、炭酸水がリンス液ユニット２から図１のリンス処理用ノズル７０を通して基板Ｗに到達するまでの時間は極めて短い。そのため、本実施の形態では、冷却ユニット３２０により冷却された炭酸水は、常温よりも低い温度で基板Ｗ上に供給される。
【００６８】
この場合、上記のようにリンス処理用ノズル７０から吐出される炭酸水の圧力が、配管ｐ２、リンス処理用供給管ｐｐ２およびリンス処理用ノズル７０を流れる炭酸水の圧力に比べて低くなる場合でも、炭酸水における二酸化炭素の溶解度の低下が抑制される。それにより、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生が抑制される。したがって、気泡に起因して炭酸水中のパーティクルが基板Ｗに付着することが抑制される。その結果、炭酸水を用いて洗浄された基板Ｗの清浄度が向上される。
【００６９】
制御部４は、生成される炭酸水中の二酸化炭素の濃度が温度センサＴＳ１により検出された温度かつ大気圧での炭酸水中の二酸化炭素の溶解度よりも低くなるように、機能水生成部４００のバルブｖ２（図２）の開度をフィードバック制御してもよい。この場合、純水に供給される二酸化炭素の圧力が調整され、配管ｐ２、リンス処理用供給管ｐｐ２およびリンス処理用ノズル７０を流れる炭酸水の温度変化による炭酸水からの気泡の発生が抑制される。
【００７０】
本実施の形態では、リンス液として炭酸水を用いる例を説明したが、炭酸水に代えて、オゾン水、酸素水、水素水または窒素水等の他の機能水がリンス液として用いられてもよい。この場合、図２の機能水生成部４００には、気体供給源９からリンス液として用いられる機能水に対応する気体が供給される。例えば、リンス液として水素水が用いられる場合には、機能水生成部４００に水素が供給される。それにより、機能水生成部４００により水素水が生成される。
【００７１】
（４）リンス液ユニットの他の構成例
図４は、第１の実施の形態に係るリンス液ユニット２の他の構成例を示すブロック図である。図４のリンス液ユニット２においては、冷却ユニット３２０および温度センサＴＳ１が配管ｐ１ではなく配管ｐ２に介挿される。すなわち、冷却ユニット３２０が配管ｐ２における機能水生成部４００の下流に設けられる。また、冷却ユニット３２０の下流に温度センサＴＳ１が設けられる。それにより、本例の冷却ユニット３２０は、機能水生成部４００により生成された炭酸水を冷却する。また、冷却ユニット３２０により冷却された炭酸水の温度が温度センサＴＳ１により検出される。
【００７２】
この場合、図２の制御部４は、温度センサＴＳ１により検出された温度に基づいて、冷却後の炭酸水の温度が常温よりも低い予め定められた温度範囲内になるように冷却ユニット３２０をフィードバック制御する。本例においても、温度範囲は、例えば０℃よりも高く常温よりも低い範囲に設定され、０℃よりも高く１５℃よりも低い範囲に設定されることが好ましく、０℃よりも高く１０℃よりも低い範囲に設定されることがより好ましい。
【００７３】
また、図４のリンス液ユニット２は、図２のリンス液ユニット２の構成に加えてミキシングバルブ３４０を含むとともに第５ポートＰＧを有する。ミキシングバルブ３４０は、配管ｐ２における機能水生成部４００の下流に介挿される。ミキシングバルブ３４０と第５ポートＰＧとをつなぐように配管ｐ６が設けられる。第５ポートＰＧは、配管ｐｐ６を介して図１の薬液ユニット１に接続される。
【００７４】
ミキシングバルブ３４０には、機能水生成部４００から配管ｐ２を通して炭酸水が供給されるとともに、薬液ユニット１から配管ｐｐ６，ｐ６を通して薬液が供給される。ミキシングバルブ３４０においては、炭酸水と薬液とが混合される。炭酸水と薬液との混合液が、リンス処理用供給管ｐｐ２を通して図１のリンス処理用ノズル７０に供給される。それにより、炭酸水と薬液との混合液による基板Ｗの処理が行われる。
【００７５】
本例においても、機能水生成部４００により生成された炭酸水が冷却されることにより、混合液中に気泡が発生することが抑制される。その結果、基板Ｗを清浄に保ちつつ、機能水と薬液との混合液を用いた基板Ｗの処理を行うことが可能になる。なお、ミキシングバルブ３４０は、設けられなくてもよい。
【００７６】
［２］第２の実施の形態
第２の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第１の実施の形態に係る基板処理装置１００と同じ構成および動作を有する。図５は、第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。図５に示すように、第２の実施の形態に係る洗浄処理部３には、第１の実施の形態に係る洗浄処理部３（図１）の構成に加えて冷却気体供給部５１０および温度センサＴＳ２が設けられる。
【００７７】
冷却気体供給部５１０は、例えば配管を介して工場内の冷却気体供給設備に接続される。冷却気体供給部５１０は、例えばバルブ等の流量調整機構を含み、冷却気体供給設備から供給される冷却気体を洗浄処理部３のチャンバＣＨ内に導く。冷却気体としては、冷却された不活性ガスまたは空気等が用いられる。
【００７８】
温度センサＴＳ２は、スピンチャック２１により保持される基板Ｗの近傍に配置され、基板Ｗを取り囲む雰囲気の温度を検出する。検出された雰囲気の温度は、制御部４に与えられる。制御部４は、温度センサＴＳ２により検出された温度に基づいて、基板Ｗを取り囲む雰囲気の温度が常温よりも低い予め定められた温度範囲内になるように冷却気体供給部５１０をフィードバック制御する。その温度範囲は、例えば０℃よりも高く常温よりも低い範囲に設定され、０℃よりも高く１５℃よりも低い範囲に設定されることが好ましく、０℃よりも高く１０℃よりも低い範囲に設定されることがより好ましい。
【００７９】
また、第２の実施の形態に係るリンス液ユニット２には、第１の実施の形態に係る冷却ユニット３２０（図２）が設けられない。また、本例では、温度センサＴＳ１が機能水生成部４００（図２）の下流に設けられる。温度センサＴＳ１は機能水生成部４００により生成された炭酸水の温度を検出する。
【００８０】
上記の構成を有する基板処理装置においては、第１の実施の形態と同様に、リンス処理が行われる際に、リンス処理用ノズル７０を流れる炭酸水が大気圧雰囲気に解放される。炭酸水中の二酸化炭素の溶解度が低下することにより炭酸水から気泡が発生すると、炭酸水中のパーティクルが基板Ｗに付着しやすくなる。
【００８１】
そこで、本実施の形態では、リンス処理が行われる際に、基板Ｗを取り囲む雰囲気の温度が常温よりも低くなるようにその雰囲気が冷却される。それにより、リンス処理用ノズル７０から基板Ｗに吐出される炭酸水が冷却される。この場合、基板Ｗに供給される炭酸水中の二酸化炭素の溶解度の低下が抑制されるので、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生が抑制される。したがって、気泡に起因して炭酸水中のパーティクルが基板Ｗに付着することが抑制される。その結果、炭酸水を用いて洗浄された基板Ｗの清浄度が向上される。
【００８２】
制御部４は、温度センサＴＳ１，ＴＳ２により検出された温度に基づいて、基板Ｗを取り囲む雰囲気の温度が温度センサＴＳ１により検出される炭酸水の温度よりも低くなるように冷却気体供給部５１０をフィードバック制御してもよい。この場合、基板Ｗに吐出される炭酸水が、大気圧雰囲気に解放されるときに炭酸水中の二酸化炭素の溶解度が低下することがさらに抑制される。その結果、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生がさらに抑制される。
【００８３】
本実施の形態においては、第１の実施の形態で用いられる冷却ユニット３２０（図２）がリンス液ユニット２に設けられてもよい。この場合、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生がさらに抑制される。また、炭酸水に代えて、オゾン水、酸素水、水素水または窒素水等の他の機能水がリンス液として用いられてもよい。
【００８４】
［３］第３の実施の形態
第３の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第２の実施の形態に係る基板処理装置と同じ構成および動作を有する。図６は、第３の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。図６に示すように、第３の実施の形態に係る洗浄処理部３においては、図５の真空吸着方式のスピンチャック２１に代えて機械式のスピンチャック２１が用いられる。具体的には、本例のスピンチャック２１は、円板状のスピンベース２１ａおよび複数のチャックピン２１ｂを有する。複数のチャックピン２１ｂは、スピンベース２１ａ上に設けられ、基板Ｗの外周部を保持する。
【００８５】
また、本実施の形態では、スピンチャック２１を支持する回転軸２５が中空軸により構成される。回転軸２５の内部には、冷却流体供給管２６が設けられている。冷却流体供給管２６の先端には、下面ノズル２７が設けられている。下面ノズル２７は、スピンチャック２１に保持された基板Ｗの下面に近接するように配置される。冷却流体供給管２６の後端は冷却流体供給部２８に接続されている。
【００８６】
冷却流体供給部２８は、例えば工場内の冷却流体供給設備に接続される。冷却流体供給部２８は、例えばバルブ等の流量調整機構を含み、リンス処理が行われる際に、冷却流体供給設備から供給される冷却流体を冷却流体供給管２６に導く。冷却流体としては、冷却された純水、薬液、不活性ガスまたは空気等が用いられる。冷却流体供給管２６に導かれた冷却流体は、下面ノズル２７を通して回転する基板Ｗの下面中心部に吐出される。吐出された冷却流体は、遠心力により基板Ｗの中心部から外周部に向かって流れる。それにより、リンス処理中の基板Ｗが冷却流体により冷却される。
【００８７】
本例の洗浄処理部３においては、さらにスピンチャック２１上に温度センサＴＳ３が設けられる。温度センサＴＳ３は基板Ｗの温度を検出する。温度センサＴＳ３により検出された基板Ｗの温度は、制御部４に与えられる。制御部４は、温度センサＴＳ３により検出された温度に基づいて、基板Ｗの温度が常温よりも低い予め定められた温度範囲内になるように冷却流体供給部２８をフィードバック制御する。その温度範囲は、例えば０℃よりも高く常温よりも低い範囲に設定され、０℃よりも高く１５℃よりも低い範囲に設定されることが好ましく、０℃よりも高く１０℃よりも低い範囲に設定されることがより好ましい。
【００８８】
本実施の形態に係る基板処理装置においては、リンス処理が行われる際に、基板Ｗの温度が常温よりも低くなるように基板Ｗが冷却される。それにより、リンス処理用ノズル７０から基板Ｗに吐出される炭酸水が基板Ｗ上で冷却される。この場合、基板Ｗに供給される炭酸水中の二酸化炭素の溶解度の低下が抑制されるので、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生が抑制される。したがって、気泡に起因して炭酸水中のパーティクルが基板Ｗに付着することが抑制される。その結果、炭酸水を用いて洗浄された基板Ｗの清浄度が向上される。
【００８９】
制御部４は、温度センサＴＳ１，ＴＳ３により検出された温度に基づいて、基板Ｗの温度が温度センサＴＳ１により検出される炭酸水の温度よりも低くなるように冷却流体供給部２８をフィードバック制御してもよい。この場合、基板Ｗに吐出される炭酸水が、大気圧雰囲気に解放されるときに炭酸水中の二酸化炭素の溶解度が低下することがさらに抑制される。その結果、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生がさらに抑制される。
【００９０】
本実施の形態においては、第１の実施の形態で用いられる冷却ユニット３２０（図２）がリンス液ユニット２に設けられてもよい。また、第２の実施の形態で用いられる冷却気体供給部５１０（図５）が洗浄処理部３に設けられてもよい。これらの場合、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生がさらに抑制される。また、炭酸水に代えて、オゾン水、酸素水、水素水または窒素水等の他の機能水がリンス液として用いられてもよい。
【００９１】
［４］第４の実施の形態
第４の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第２の実施の形態に係る基板処理装置と同じ構成および動作を有する。図７は、第４の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。図７に示すように、第４の実施の形態に係る洗浄処理部３には、図５の冷却気体供給部５１０に代えて気体供給部６１０、排気部６２０および圧力センサＰＳ２が設けられる。上記のように、チャンバＣＨは、基板Ｗの搬入および搬出用の開口部（図示せず）がシャッタ（図示せず）で閉じられることにより、内部空間が密閉されるように形成されている。
【００９２】
気体供給部６１０は、例えば配管を介して工場内の気体供給設備（図示せず）に接続される。気体供給部６１０は、例えばバルブ等の流量調整機構を含み、気体供給設備から供給される気体を洗浄処理部３のチャンバＣＨ内に導く。気体供給部６１０からチャンバＣＨ内に導かれる気体としては、リンス液に溶解されている気体が用いられる。例えばリンス液として炭酸水が用いられる場合、チャンバＣＨ内に供給される気体は二酸化炭素である。
【００９３】
排気部６２０は、例えば配管を介して工場内の排気処理装置（図示せず）に接続される。排気部６２０は、例えばバルブ等の流量調整機構を含み、チャンバＣＨ内の気体を排気処理装置に排出する。圧力センサＰＳ２は、チャンバＣＨ内の圧力を検出する。圧力センサＰＳ２により検出された圧力は、制御部４に与えられる。
【００９４】
上記の構成によれば、チャンバＣＨの内部空間が密閉された状態で、気体供給部６１０によりチャンバＣＨ内に供給される二酸化炭素の流量および排気部６２０によりチャンバＣＨから排出される気体の流量を調整することにより、チャンバＣＨ内の圧力を制御することができる。
【００９５】
そこで、本例の制御部４は、リンス処理が行われる際に、圧力センサＰＳ２により検出された圧力に基づいて、チャンバＣＨ内の圧力が大気圧よりも高くなるように気体供給部６１０および排気部６２０をフィードバック制御する。この場合、チャンバＣＨ内で、基板Ｗに供給される炭酸水の圧力が大気圧よりも高く保持される。それにより、基板Ｗに供給される炭酸水中の二酸化炭素の溶解度は、大気圧での炭酸水中の二酸化炭素の溶解度よりも高くなる。したがって、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生が抑制されるので、気泡に起因して炭酸水中のパーティクルが基板Ｗに付着することが抑制される。その結果、炭酸水を用いて処理された基板Ｗの清浄度が向上される。
【００９６】
また、上記の構成によれば、チャンバＣＨ内の圧力を調整することにより、簡単な操作で基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生が抑制される。
【００９７】
さらに、上記の例では、チャンバＣＨ内の圧力を大気圧よりも高く調整するために、二酸化炭素がチャンバＣＨ内に供給される。したがって、リンス処理が行われる際に、チャンバＣＨ内で基板Ｗに供給される炭酸水に二酸化炭素とは異なる種類の気体（窒素または酸素等）が溶解しない。その結果、炭酸水の改質が防止される。
【００９８】
図７に示すように、リンス液ユニット２には、図５の温度センサＴＳ１に代えて図２の配管ｐ２を流れる炭酸水の圧力を検出する圧力センサＰＳ１が設けられてもよい。この場合、制御部４は、圧力センサＰＳ１，ＰＳ２により検出された圧力に基づいて、チャンバＣＨ内の圧力が配管ｐ２を流れる炭酸水の圧力よりも高くなるように気体供給部６１０および排気部６２０をフィードバック制御してもよい。この場合、基板Ｗに吐出される炭酸水中の二酸化炭素の溶解度が低下することがさらに抑制される。その結果、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生がさらに抑制される。
【００９９】
本実施の形態においては、第１の実施の形態で用いられる冷却ユニット３２０（図２）がリンス液ユニット２に設けられてもよい。また、第２の実施の形態で用いられる冷却気体供給部５１０（図５）が洗浄処理部３に設けられてもよい。さらに、第３の実施の形態で用いられるスピンチャック２１（図６）、冷却流体供給管２６（図６）、下面ノズル２７（図６）および冷却流体供給部２８（図６）が洗浄処理部３に設けられてもよい。これらの場合、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生がさらに抑制される。また、炭酸水に代えて、オゾン水、酸素水または窒素水等の他の機能水がリンス液として用いられてもよい。
【０１００】
なお、リンス液として窒素水が用いられる場合には、リンス処理が行われる際にチャンバＣＨに供給される気体として窒素ガスを用いることが好ましい。それにより、基板Ｗに供給される窒素水の改質が防止される。
【０１０１】
［５］第５の実施の形態
第５の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第２の実施の形態に係る基板処理装置と同じ構成および動作を有する。図８は、第５の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。
【０１０２】
図８の洗浄処理部３においては、スピンチャック２１よりも上方で水平方向に延びるアーム８１が設けられている。アーム８１の先端部は、スピンチャック２１により保持される基板Ｗの中心部上方に位置する。
【０１０３】
アーム８１の先端部から鉛直下方向に支持軸８２が設けられている。その支持軸８２の下端に、遮断板８３が取り付けられている。遮断板８３は、中心部に開口を有する円板形状を有する。また、遮断板８３は、支持軸８２に取り付けられた状態で、スピンチャック２１に保持される基板Ｗの上面に対向するように設けられる。
【０１０４】
支持軸８２の内部には、遮断板８３の開口に連通した気体供給路８４が設けられている。気体供給路８４には、例えば窒素が供給される。また、気体供給路８４の内部には、遮断板８３の開口に連通するようにリンス処理用供給管ｐｐ２が挿入されている。
【０１０５】
アーム８１には、遮断板昇降駆動機構３７および遮断板回転駆動機構３８が接続されている。遮断板昇降駆動機構３７および遮断板回転駆動機構３８は、図５の制御部４により制御される。遮断板昇降駆動機構３７は、遮断板８３をスピンチャック２１に保持される基板Ｗの上面に近接した下方位置とスピンチャック２１から上方に離れた上方位置との間で上下動させる。
【０１０６】
本実施の形態に係る基板処理装置においては、アーム８１が上方位置に配置された状態で、基板Ｗの薬液処理が行われる。その後、遮断板昇降駆動機構３７によりアーム８１が上方位置から下方位置まで移動される。さらに、遮断板回転駆動機構３８により遮断板８３が回転される。この状態で、リンス処理用供給管ｐｐ２から基板Ｗに炭酸水が供給され、リンス処理が行われる。
【０１０７】
リンス処理が終了すると、基板Ｗへの炭酸水の供給が停止され、基板Ｗと遮断板８３との間の空間に気体供給路８４から窒素が供給される。それにより、基板Ｗの上面が乾燥する。その後、基板Ｗへの窒素の供給が停止され、アーム８１が下方位置から上方位置まで移動される。また、遮断板８３の回転が停止される。
【０１０８】
図９は、第５の実施の形態に係る洗浄処理部３においてリンス処理が行われる状態を示す一部拡大側面図である。図９では、基板Ｗに供給される炭酸水がドットパターンで示される。図９に示すように、本実施の形態においては、遮断板８３の下方位置は、リンス処理が行われる際に基板Ｗの上面と遮断板８３との間の空間が炭酸水で満たされるように設定される。
【０１０９】
この場合、リンス処理において基板Ｗの上面に供給される炭酸水は、大気圧雰囲気に解放されることなく基板Ｗの上面と遮断板８３との間の空間を流れる。このとき、基板Ｗ上を流れる炭酸水の圧力が大気圧よりも高く保持される。それにより、基板Ｗに供給される炭酸水中の二酸化炭素の溶解度が低下することが抑制される。したがって、複雑な制御を要することなく、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生が抑制される。
【０１１０】
本実施の形態においては、第１の実施の形態で用いられる冷却ユニット３２０（図２）がリンス液ユニット２に設けられてもよい。また、第２の実施の形態で用いられる冷却気体供給部５１０（図５）が洗浄処理部３に設けられてもよい。さらに、第３の実施の形態で用いられるスピンチャック２１（図６）、冷却流体供給管２６（図６）、下面ノズル２７（図６）および冷却流体供給部２８（図６）が洗浄処理部３に設けられてもよい。また、第４の実施の形態で用いられるチャンバＣＨ（図７）、気体供給部６１０（図７）および排気部６２０（図７）が洗浄処理部３に設けられてもよい。これらの場合、基板Ｗに供給される炭酸水からの気泡の発生がさらに抑制される。また、炭酸水に代えて、オゾン水、酸素水、水素水または窒素水等の他の機能水がリンス液として用いられてもよい。
【０１１１】
［６］他の実施の形態
（１）第１の実施の形態に関して
図２および図４のリンス液ユニット２においては、冷却ユニット３２０は機能水生成部４００の上流または下流に設けられているが、本発明はこれに限られない。冷却ユニット３２０は、機能水生成部４００に設けられてもよい。この場合、機能水生成部４００において機能水が生成されるとともに生成された機能水が冷却される。
【０１１２】
第１の実施の形態に係る基板処理装置１００は枚葉式の基板処理装置であるが、本発明はこれに限定されない。基板処理装置１００はバッチ式の基板処理装置であってもよい。
【０１１３】
（２）第２の実施の形態に関して
第２の実施の形態に係る基板処理装置は枚葉式の基板処理装置であるが、本発明はこれに限定されない。基板処理装置はバッチ式の基板処理装置であってもよい。
【０１１４】
（３）第３の実施の形態に関して
第３の実施の形態に係る基板処理装置においては、スピンチャック２１により回転する基板Ｗの裏面に冷却流体を供給することにより基板Ｗが冷却されるが、本発明はこれに限定されない。回転しない基板Ｗにリンス液を供給することによりリンス処理が可能である場合には、スピンチャック２１に代えてクーリングプレート上でリンス処理を行ってもよい。
【０１１５】
（４）第４の実施の形態に関して
第４の実施の形態に係る基板処理装置は枚葉式の基板処理装置であるが、本発明はこれに限定されない。基板処理装置はバッチ式の基板処理装置であってもよい。
【０１１６】
（５）第１〜第５の実施の形態に関して
第１〜第５の実施の形態においては、図３のリンス液ユニット２に脱気モジュール３１０が設けられるが、本発明はこれに限定されない。図３の純水供給源８から予め脱気された純水がリンス液ユニット２に供給される場合には、脱気モジュール３１０は設けられなくてもよい。それにより、リンス液ユニット２の小型化が実現される。
【０１１７】
上記の実施の形態では、基板Ｗの薬液処理にアルカリ性の薬液が用いられる。これに限らず、薬液としては、基板Ｗの処理内容に応じて他の薬液が用いられてもよい。なお、薬液とは、例えばバッファードフッ酸（ＢＨＦ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ酸（フッ化水素水：ＨＦ）、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、過酸化水素水もしくはアンモニア水等の水溶液、またはそれらの混合溶液をいう。
【０１１８】
第１〜第５の実施の形態に係る基板処理装置においては、基板Ｗに薬液処理およびリンス処理が順次行われるが、本発明はこれに限られない。各基板処理装置においては、基板Ｗにリンス処理のみが行われてもよい。
【０１１９】
［７］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１２０】
上記実施の形態においては、リンス液として用いられる機能水が処理液の例であり、洗浄処理部３が処理部の例であり、リンス処理用供給管ｐｐ２およびリンス処理用ノズル７０が処理液供給系の例である。
【０１２１】
また、図２および図４の冷却ユニット３２０、図５の冷却気体供給部５１０ならびに図６のスピンチャック２１、回転軸２５、冷却流体供給管２６、下面ノズル２７および冷却流体供給部２８が冷却部の例である。
【０１２２】
また、純水が予め定められた液体の例であり、二酸化炭素、オゾン、酸素、水素または窒素等が予め定められた気体の例であり、機能水生成部４００が処理液生成部の例であり、図２および図４の配管ｐ１が液体流路の例であり、図２および図４の配管ｐ２、リンス処理用供給管ｐｐ２およびリンス処理用ノズル７０が処理液流路の例である。
【０１２３】
また、温度センサＴＳ１が温度検出部、第２の温度検出部および第４の温度検出部の例であり、温度センサＴＳ２が第１の温度検出部の例であり、温度センサＴＳ３が第３の温度検出部の例であり、スピンチャック２１が保持部の例であり、リンス処理用ノズル７０および図８のリンス処理用供給管ｐｐ２の先端部がノズルの例であり、チャンバＣＨが処理室の例であり、気体供給部６１０、排気部６２０および遮断板８３が圧力保持部の例である。
【０１２４】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。
［８］参考形態
（１）第１の参考形態に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、処理部に処理液を供給する処理液供給系と、冷却部とを備え、処理液供給系は、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、液体を処理液生成部に導く液体流路と、処理液生成部により生成された処理液を処理部に導く処理液流路とを含み、冷却部は、処理液供給系における液体および処理液のうち少なくとも一方を冷却するものである。
その基板処理装置においては、液体が液体流路を通して処理液生成部に導かれる。処理液生成部により液体に気体が溶解され、処理液が生成される。生成された処理液は、処理液流路を通して処理部に供給される。
処理部においては、基板に処理液を用いた処理が行われる。このとき、処理液供給系により供給される処理液は、処理部において大気圧雰囲気に解放される。そのため、処理部において基板に供給される処理液の圧力は、処理液流路を流れる処理液の圧力に比べて低くなる。ヘンリーの法則によれば、一定の温度で一定量の液体に溶解する気体の量はその気体の圧力に比例する。そのため、処理部においては液体に対する気体の溶解度が低下する。溶解度が低下することにより気体の濃度が溶解度を超えると、液体に溶解された気体の一部が気泡として処理液中に発生する。
上記の構成によれば、処理液供給系における液体または処理液のうち少なくとも一方が冷却部により冷却されるので、処理部において基板に供給される処理液の温度を低くすることができる。液体に対する気体の溶解度は、液体の温度が低くなるほど高くなる。したがって、処理部において基板に供給される処理液の圧力が処理液供給系における液体および処理液の圧力に比べて低くなる場合でも、処理部における処理液中の気体の溶解度の低下が抑制される。それにより、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制されるので、気泡に起因して処理液中のパーティクルが基板に付着することが抑制される。その結果、処理液を用いて処理された基板の清浄度が向上される。
（２）冷却部は、処理部における処理液の温度が常温よりも低くなるように、処理液供給系における液体および処理液のうち少なくとも一方を冷却してもよい。
この場合、処理部における処理液中の気体の溶解度が高くなるので、処理部において基板に供給される処理液中の気体の濃度が溶解度を超えることが抑制される。したがって、基板に供給される処理液からの気泡の発生を抑制することができる。
（３）処理液生成部は、気体を加圧しつつ液体に供給することにより処理液を生成し、冷却部は、液体流路を流れる液体を冷却し、基板処理装置は、冷却部により冷却された液体の温度を検出する温度検出部と、処理液生成部により生成される処理液中の気体の濃度が温度検出部により検出された温度かつ大気圧での処理液の溶解度よりも低くなるように、処理液生成部において液体に供給される気体の圧力を制御する制御部とをさらに備えてもよい。
この場合、液体流路を流れる液体の温度が変化した場合でも、処理液生成部により生成される処理液中の気体の濃度が温度検出部により検出された温度かつ大気圧での処理液の溶解度よりも低くなるように、フィードバック制御が行われる。それにより、処理液供給系および処理部において、液体流路を流れる液体の温度変化による処理液からの気泡の発生を抑制することができる。
（４）第２の参考形態に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、処理液生成部により生成された処理液を処理部に導く処理液流路と、処理部において処理液流路から基板に供給される処理液を冷却する冷却部とを備えるものである。
その基板処理装置においては、処理液生成部により液体に気体が溶解され、処理液が生成される。生成された処理液は、処理液流路を通して処理部に供給される。処理部においては、基板に処理液を用いた処理が行われる。このとき、処理液流路を流れる処理液は、処理部において大気圧雰囲気に解放される。そのため、処理部において基板に供給される処理液の圧力は、処理液流路を流れる処理液の圧力に比べて低くなる。そのため、処理部においては液体に対する気体の溶解度が低下する。溶解度が低下することにより気体の濃度が溶解度を超えると、液体に溶解された気体の一部が気泡として処理液中に発生する。
上記の構成によれば、処理部において処理液流路から基板に供給される処理液が冷却部により冷却されるので、処理部において基板に供給される処理液の温度を低くすることができる。液体に対する気体の溶解度は、液体の温度が低くなるほど高くなる。したがって、処理部において基板に供給される処理液の圧力が処理液流路を流れる処理液の圧力に比べて低くなる場合でも、処理部における処理液中の気体の溶解度の低下が抑制される。それにより、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制されるので、気泡に起因して処理液中のパーティクルが基板に付着することが抑制される。その結果、処理液を用いて処理された基板の清浄度が向上される。
（５）処理部は、基板を保持する保持部を含み、処理液流路は、処理部において保持部により保持される基板に処理液を吐出するノズルを含み、冷却部は、保持部により保持される基板を取り囲む雰囲気の温度が常温よりも低くなるように雰囲気を冷却してもよい。
この場合、基板を取り囲む雰囲気が常温よりも低い温度まで冷却されることにより、ノズルから基板に吐出される処理液が冷却される。それにより、処理液が大気圧雰囲気に解放されるときに処理液中の気体の溶解度が低下することが抑制される。その結果、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
（６）基板処理装置は、処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第１の温度検出部と、雰囲気の温度を検出する第２の温度検出部と、第１および第２の温度検出部により検出された温度に基づいて、雰囲気の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるように冷却部を制御する制御部とをさらに備えてもよい。
この場合、基板を取り囲む雰囲気の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるようにフィードバック制御することができる。それにより、処理液が大気圧雰囲気に解放されるときに処理液中の気体の溶解度が低下することがさらに抑制される。その結果、基板に供給される処理液からの気泡の発生がさらに抑制される。
（７）処理部は、基板を保持する保持部を含み、処理液流路は、処理部において保持部により保持される基板に処理液を吐出するノズルを含み、冷却部は、保持部により保持される基板を冷却してもよい。
この場合、保持部により保持される基板が冷却されることにより、ノズルから基板に吐出される処理液が冷却される。それにより、処理液が大気圧雰囲気に解放されるときに処理液中の気体の溶解度が低下することが抑制される。その結果、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
（８）基板処理装置は、処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第３の温度検出部と、保持部により保持される基板の温度を検出する第４の温度検出部と、第３および第４の温度検出部により検出された温度に基づいて、保持部により保持される基板の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるように冷却部を制御する制御部とをさらに備えてもよい。
この場合、保持部により保持される基板の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるようにフィードバック制御することができる。それにより、処理液が大気圧雰囲気に解放されるときに処理液中の気体の溶解度が低下することがさらに抑制される。その結果、基板に供給される処理液からの気泡の発生がさらに抑制される。
（９）第３の参考形態に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行うための処理室と、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、処理液生成部により生成された処理液を処理室に導く処理液流路と、処理室内で基板に供給される処理液の圧力を大気圧よりも高く保持する圧力保持部とを備えるものである。
その基板処理装置においては、処理液生成部により液体に気体が溶解され、処理液が生成される。生成された処理液は、処理液流路を通して処理室に供給される。処理室においては、基板に処理液を用いた処理が行われる。
液体に対する気体の溶解度は、圧力が低くなるほど低くなる。処理液の圧力が低下することにより処理液中の気体の濃度が溶解度を超えると、液体に溶解された気体の一部が気泡として処理液中に発生する。
上記の構成によれば、処理室内で基板に供給される処理液の圧力が、圧力保持部により大気圧よりも高く保持される。そのため、処理室内で基板に供給される処理液中の気体の溶解度は、大気圧での処理液中の気体の溶解度よりも高くなる。それにより、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制されるので、気泡に起因して処理液中のパーティクルが基板に付着することが抑制される。その結果、処理液を用いて処理された基板の清浄度が向上される。
（１０）圧力保持部は、処理室内の圧力を調整可能に構成されてもよい。
この場合、処理室内の圧力が圧力保持部により大気圧よりも高く調整される。それにより、基板に供給される処理液の溶解度の低下が抑制される。したがって、簡単な操作で基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
（１１）基板処理装置は、処理室内で基板を水平に保持する保持部をさらに備え、処理液流路は、保持部により保持される基板の上面に処理液を吐出するノズルを含み、圧力保持部は、保持部により保持される基板の上面に対向するように構成された遮断板を含み、遮断板は、ノズルから基板の上面に処理液が吐出される際に、基板の上面と当該遮断板との間の空間が処理液で満たされるように配置されてもよい。
この場合、基板の上面に吐出される処理液は、大気圧雰囲気に解放されることなく基板の上面と当該遮断板との間の空間を流れる。このとき、基板の上面上を流れる処理液の圧力が大気圧よりも高く保持される。それにより、基板に供給される処理液中の気体の溶解度が低下することが抑制される。したがって、複雑な制御を要することなく、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明は、基板の処理に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１  薬液ユニット
２  リンス液ユニット
３  洗浄処理部
４  制御部
８  純水供給源
９  気体供給源
２１  スピンチャック
２１ａ  スピンベース
２１ｂ  チャックピン
２３  処理カップ
２４  ガード
２５  回転軸
２６  冷却流体供給管
２７  下面ノズル
２８  冷却流体供給部
３４  排液管
３５  回収管
３６  チャック回転駆動機構
３７  遮断板昇降駆動機構
３８  遮断板回転駆動機構
５０  薬液処理用ノズル
７０  リンス処理用ノズル
８１  アーム
８２  支持軸
８３  遮断板
８４  気体供給路
１００  基板処理装置
３１０  脱気モジュール
３２０  冷却ユニット
３３０  気液混合モジュール
３４０  ミキシングバルブ
４００  機能水生成部
５１０  冷却気体供給部
６１０  気体供給部
６２０  排気部
ＣＨ  チャンバ
ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５，ｐ６，ｐｐ３，ｐｐ４，ｐｐ５，ｐｐ６  配管
ＰＡ  第１ポート
ＰＢ  第２ポート
ＰＣ  第３ポート
ＰＤ  第４ポート
ＰＥ  液体導入口
ＰＦ  機能水導出口
ＰＧ  第５ポート
ｐｐ１  薬液処理用供給管
ｐｐ２  リンス処理用供給管
ｐｂ  バイパス管
ＰＳ１，ＰＳ３  圧力センサ
ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３  温度センサ
ｖ１，ｖ２，ｖ３  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】
0006571942.tif 000007
【図７】
0006571942.tif 000008
【図８】
0006571942.tif 000009
【図９】
0006571942.tif 000010