(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置であって、
基板を略水平に載置するプレートと、
前記プレートに載置された基板の上方を覆うカバーと、
を備え、
前記カバーは、
基板の表面に近接する略水平な下面と、
基板に処理ガスを供給するガス流路と、
を備え、
前記ガス流路は、
略鉛直な中心軸を有する円筒形状を有し、処理ガスが前記中心軸回りに流れる渦流室と、
前記渦流室の下方に設けられ、前記渦流室と連通接続する縮径室であって、その上端からその下端に向かって内径が縮小する縮径室と、
前記縮径室の下方に設けられ、前記縮径室と連通接続する拡径室であって、その上端からその下端に向かって内径が拡大し、かつ、その下端が前記カバーの前記下面に開口している拡径室と、
を備え、
前記縮径室の上端の内径は、前記渦流室の内径よりも小さい基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記縮径室の上端の内径は、前記渦流室の内径の２分の１以下である基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記縮径室と前記拡径室との間に設けられる細径室を備え、
前記細径室は、円筒形状を有する基板処理装置。
【請求項４】
基板処理装置であって、
基板を略水平に載置するプレートと、
前記プレートに載置された基板の上方を覆うカバーと、
を備え、
前記カバーは、
基板の表面に近接する略水平な下面と、
基板に処理ガスを供給するガス流路と、
を備え、
前記ガス流路は、
略鉛直な中心軸を有する円筒形状を有し、処理ガスが前記中心軸回りに流れる渦流室と、
前記渦流室の下方に設けられ、前記渦流室と連通接続する縮径室であって、その上端からその下端に向かって内径が縮小する縮径室と、
前記縮径室の下方に設けられ、前記縮径室と連通接続する拡径室であって、その上端からその下端に向かって内径が拡大し、かつ、その下端が前記カバーの前記下面に開口している拡径室と、
前記縮径室と前記拡径室との間に設けられる細径室と、
を備え、
前記細径室は、円筒形状を有する基板処理装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の基板処理装置において、
前記細径室の内径は、前記縮径室の下端の内径と略同等以下である基板処理装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記拡径室の下端の内径は、前記渦流室の内径よりも大きい基板処理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記渦流室に対して前記渦流室の前記中心軸から外れた方向に向かって処理ガスを導入する導入ポートを備えている基板処理装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記カバーは、基板を処理するための前記プレート上の処理空間を略密閉する基板処理装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記プレートに載置される基板上の気体を、基板の周縁部の外方に吸引するための排気路を備えている基板処理装置。
【請求項１０】
基板に溶剤または疎水化処理剤のいずれかを含む処理ガスを供給する処理ガス供給ノズルであって、
円筒形状を有し、処理ガスが前記円筒形状の中心軸回りに流れる渦流室と、
前記渦流室に対して前記中心軸の一方向に設けられ、前記渦流室と連通接続する縮径室であって、前記一方向に向かって内径が縮小する縮径室と、
前記縮径室の前記一方向に設けられ、前記縮径室と連通接続し、処理ガスを放出する拡径室であって、前記一方向に向かって内径が拡大する拡径室と、
を備え、
前記縮径室の上端の内径は、前記渦流室の内径よりも小さい処理ガス供給ノズル。
【請求項１１】
基板に溶剤または疎水化処理剤のいずれかを含む処理ガスを供給する処理ガス供給ノズルであって、
円筒形状を有し、処理ガスが前記円筒形状の中心軸回りに流れる渦流室と、
前記渦流室に対して前記中心軸の一方向に設けられ、前記渦流室と連通接続する縮径室であって、前記一方向に向かって内径が縮小する縮径室と、
前記縮径室の前記一方向に設けられ、前記縮径室と連通接続し、処理ガスを放出する拡径室であって、前記一方向に向かって内径が拡大する拡径室と、
前記縮径室と前記拡径室との間に設けられる細径室と、
を備え、
前記細径室は、円筒形状を有する処理ガス供給ノズル。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の処理ガス供給ノズルにおいて、
前記渦流室に対して前記中心軸から外れた方向に向かって処理ガスを導入する導入ポートを備えている処理ガス供給ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示用のガラス基板、光ディスク用の基板など（以下、単に基板と称する）に、処理ガスを供給する基板処理装置および処理ガス供給ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置として、レジストと基板の密着性を高める疎水化処理を行う装置がある。この装置は、例えば、プレートと蓋とガス導入ポートを備える。プレートは基板を載置するとともに、基板を温調する。蓋は、プレートの上方に上下動可能に設けられる。ガス導入ポートは、蓋に設けられ、ヘキサメチルジシラザン（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ、以下、「ＨＭＤＳ」という）を含む処理ガスを供給する。この装置では、基板をプレートに載置し、プレートに載置された基板の上方を蓋が覆う。そして、ガス導入ポートがプレート上の基板に処理ガスを供給しつつ、プレートが基板を温調する。これにより、基板にＨＤＭＳを塗布する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５０３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
基板の全面にＨＭＤＳをむら無く散布することが困難である。ＨＭＤＳの塗布に偏りがあると、レジストの接着能力を適切に得ることができない。
【０００５】
例えば、ガス導入ポートに垂直な配管を接続する場合、導入ポートの直下に当たる基板の部分と、それ以外の基板の部分との間で、ＨＭＤＳの塗布がばらつく傾向がある。また、ガス導入ポートにエルボ管を介して水平な配管を接続した場合、導入ポートの直下に当たる部分から一方向に延びる基板の範囲と、それ以外の基板の範囲との間で、ＨＭＤＳの塗布がばらつく傾向がある。
【０００６】
基板のサイズが大きくなると、処理ガスが基板上を流れる距離が長くなり、処理ガスを供給する面積が増大するので、ＨＭＤＳの偏りが一層大きくなることが懸念される。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板に対する処理ガスの供給の均一性を高めることができる基板処理装置および処理ガス供給ノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明は、基板処理装置であって、基板を略水平に載置するプレートと、前記プレートに載置された基板の上方を覆うカバーと、を備え、前記カバーは、基板の表面に近接する略水平な下面と、基板に処理ガスを供給するガス流路と、を備え、前記ガス流路は、略鉛直な中心軸を有する円筒形状を有し、処理ガスが前記中心軸回りに流れる渦流室と、前記渦流室の下方に設けられ、前記渦流室と連通接続する縮径室であって、その上端からその下端に向かって内径が縮小する縮径室と、前記縮径室の下方に設けられ、前記縮径室と連通接続する拡径室であって、その上端からその下端に向かって内径が拡大し、かつ、その下端が前記カバーの前記下面に開口している拡径室と、を備える基板処理装置である。
【０００９】
［作用・効果］処理ガスは、渦流室から縮径室に下降し、さらに縮径室から拡径室に下降する。渦流室は、処理ガスが中心軸回りに渦状に（螺旋状に）流れることを許容する。縮径室は、処理ガスの旋回半径を制限する。処理ガスが縮径室を下降するにしたがって、許容される処理ガスの旋回半径は小さくなる。拡径室は、処理ガスの旋回半径の制限を緩和する。処理ガスが拡径室を下降するにしたがって、許容される処理ガスの旋回半径は大きくなる。そして、処理ガスは、拡径室の下端からカバーの下方に放出される。処理ガスは、下降するとともに、遠心力によって略水平方向外向に積極的に広がる。このため、処理ガスは、プレートに載置された基板とカバーの下面との間を、基板の中央部から基板の周縁部に向かう全方向に円滑に進む。このため、基板の表面全体に処理ガスをより均一に供給できる。
【００１０】
上述した発明において、前記渦流室の前記中心軸は、前記プレートに載置された基板の略中心を通ることが好ましい。渦流室では、処理ガスが基板の略中心を通る略鉛直な中心軸回りに流れるので、処理ガスは基板の中央部から基板の周縁部に向かって一層円滑に飛散できる。よって、基板の全面に処理ガスをより均一に供給できる。
【００１１】
上述した発明において、前記縮径室の中心軸は、前記渦流室の前記中心軸と同軸であり、前記拡径室の中心軸は、前記渦流室の前記中心軸と同軸であることが好ましい。縮径室および拡径室においても処理ガスは基板の略中心を通る略鉛直な中心軸回りに容易に流れることができるので、基板の全面に処理ガスをより均一に供給できる。
【００１２】
上述した発明において、前記拡径室の下端の開口は、基板の中央部と向かい合うことが好ましい。処理ガスを基板の中央部から基板の周縁部に飛散させることができるので、基板の全面に処理ガスをより均一に供給できる。
【００１３】
上述した発明において、前記拡径室の下端の内径は、前記渦流室の内径よりも大きいことが好ましい。許容される処理ガスの旋回半径が比較的に大きくなるまで拡径室が処理ガスを案内するので、処理ガスが拡径室から放出されるときに処理ガスは略水平方向外向に円滑に広がることができる。
【００１４】
上述した発明において、前記縮径室と前記拡径室との間に設けられる細径室を備え、前記細径室は、その内径が前記縮径室の下端の内径と略同等以下である円筒形状を有することが好ましい。細径室は、処理ガスの略鉛直下向きの速度成分を好適に増加させることができる。これにより、ガス流路から放出されるときの処理ガスの初速が高くなり、処理ガスは基板の周縁部まで速やかに到達できる。
【００１５】
上述した発明において、前記渦流室に対して前記渦流室の前記中心軸から外れた方向に向かって処理ガスを導入する導入ポートを備えていることが好ましい。導入ポートは、渦流室において処理ガスの中心軸回りの流れを好適に生じさせることができる。
【００１６】
上述した発明において、前記カバーは、基板を処理するための前記プレート上の処理空間を略密閉することが好ましい。基板の表面に処理ガスをより均一に供給できる。
【００１７】
上述した発明において、前記プレートに載置される基板上の気体を、基板の周縁部の外方に吸引するための排気路を備えていることが好ましい。基板上の処理ガスを排気路に向かって吸引することによって、基板の周縁部に向かう処理ガスの流れを一層強めることができる。これにより、処理ガスは、基板の表面上を一層円滑に流れることができ、基板の全面に処理ガスをより均一に供給できる。
【００１８】
また、本発明は、基板に溶剤または疎水化処理剤のいずれかを含む処理ガスを供給する処理ガス供給ノズルであって、円筒形状を有し、処理ガスが前記円筒形状の中心軸回りに流れる渦流室と、前記渦流室に対して前記中心軸の一方向に設けられ、前記渦流室と連通接続する縮径室であって、前記一方向に向かって内径が縮小する縮径室と、前記縮径室の前記一方向に設けられ、前記縮径室と連通接続し、処理ガスを放出する拡径室であって、前記一方向に向かって内径が拡大する拡径室と、を備える処理ガス供給ノズルである。
【００１９】
［作用・効果］処理ガスは、渦流室、縮径室、拡径室の順に流れる。渦流室は、処理ガスが中心軸回りに渦状に流れることを許容する。縮径室は、処理ガスの旋回半径を制限する。拡径室は、処理ガスの旋回半径の制限を緩和する。そして、処理ガスは、拡径室から放出される。放出された処理ガスは、渦流室の中心軸と直交する方向に能動的に広がる。このような処理ガス供給ノズルによれば、基板の表面全体に処理ガスをより均一に供給できる。
【００２０】
上述した発明において、前記渦流室に対して前記中心軸から外れた方向に向かって処理ガスを導入することが好ましい。導入ポートは、処理ガスの渦流を渦流室に効果的に発生させることができる。
【００２１】
なお、本明細書は、次のような処理ガス供給ノズルに係る発明も開示している。
【００２２】
（１）基板に溶剤または疎水化処理剤のいずれかを含む処理ガスを供給する処理ガス供給ノズルであって、略鉛直な中心軸を有する円筒形状を有し、処理ガスが前記中心軸回りに流れる渦流室と、前記渦流室の下方に設けられ、前記渦流室と連通接続する縮径室であって、その上端からその下端に向かって内径が縮小する縮径室と、前記拡径室の下方に設けられ、前記縮径室と連通接続する拡径室であって、その上端から下端に向かって内径が拡大し、かつ、その下端から処理ガスを放出する拡径室と、を備える処理ガス供給ノズル。
【００２３】
前記（１）に記載の処理ガス供給ノズルによれば、処理ガスは、渦流室、縮径室、拡径室の順に下降する。渦流室は、処理ガスが中心軸回りに渦状に流れることを許容する。縮径室は、処理ガスの旋回半径を制限する。拡径室は、処理ガスの旋回半径の制限を緩和する。そして、処理ガスは、拡径室の下端から放出される。放出された処理ガスは、渦流室の略水平方向外方に自ら広がる。このような処理ガス供給ノズルによれば、基板の表面全体に処理ガスをより均一に供給できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る基板処理装置および処理ガス供給ノズルによれば、基板に対する処理ガスの供給の均一性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す垂直断面図である。
【図２】カバー７の要部の垂直断面図である。
【図３】ノズルの垂直断面の斜視図である。
【図４】ノズルの水平断面図である。
【図５】図４に示すノズルの水平断面を上方から見た斜視図である。
【図６】基板処理装置の動作の手順を示すフローチャートである。
【図７】比較例におけるガス流路を示す垂直断面図である。
【図８】図８（ａ）は、実施例における処理ガスの流れを示す流線図であり、図８（ｂ）は比較例における処理ガスの流れを示す流線図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、処理ガスの導入流量が１．５Ｌ／ｍｉｎ、３．０Ｌ／ｍｉｎ、５．０Ｌ／ｍｉｎであるときの実施例における処理ガスの流れを示す流線図である。
【図１０】図１０（ａ）、１０（ｂ）、１０（ｃ）、１０（ｄ）はそれぞれ、渦流室、縮径室、細径室、拡径室の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す垂直断面図である。
実施例１に係る基板処理装置は、基板（例えば、半導体ウエハ）Ｗに疎水化処理を行う装置である。各図において、「Ｘ」、「Ｙ」は互いに直交する水平方向を示し、「Ｚ」は鉛直方向を示す。
【００２７】
＜全体の概略構成＞
基板処理装置１は、プレート５とカバー７とカバー昇降機構９を備える。プレート５は、基板Ｗを略水平に載置する。カバー７は、プレート５の上方に設けられ、プレート５に載置された基板Ｗの上方を覆う。カバー７は、カバー昇降機構９に接続されている。カバー昇降機構９は、カバー７を鉛直方向Ｚに昇降する。カバー昇降機構９は、例えばエアシリンダである。カバー７が上方に移動することによって、基板Ｗをプレート５に搬送することを許容し、基板Ｗをプレート５から搬出することを許容する。カバー７が下方位置にあるとき、カバー７は、プレート５の上方に処理空間Ａを区画形成する。この処理空間Ａで、プレート５上の基板Ｗに疎水化処理が行われる。図１は、下方位置にあるカバー７を示す。
【００２８】
カバー７は、下面１１とガス流路１３を有する。下面１１は、略水平であり、基板Ｗより大きな円形を有する。カバー７が下方位置にあるとき、下面１１とプレート５の上面と距離は、例えば２ｍｍである。ガス流路１３は、基板Ｗに処理ガスを供給する。
【００２９】
ガス流路１３には、可撓なチューブ管６１の一端が接続される。チューブ管６１の他端は、処理ガスおよび不活性ガスを選択的に供給可能なガス供給部（不図示）に接続されている。処理ガスは、疎水化処理剤を含む。疎水化処理剤は、例えばＨＭＤＳであり、処理ガスは、例えばＨＭＤＳガスである。不活性ガスは、例えば窒素ガスである。
【００３０】
＜処理ガス流路の構成＞
図２は、カバー７の要部の垂直断面図である。図３は、ノズルの垂直断面の斜視図である。図４は、図２におけるｂ−ｂ断面図、すなわち、ノズルの水平断面図である。図５は、図４に示すノズルの水平断面を上方から見た斜視図である。
【００３１】
カバー７は、２つの部材、すなわち、ノズル２１とカバー本体２３とによって構成されている。ノズル２１は、カバー本体２３の中央に取り付けられている。上述した下面１１は、カバー本体２３に形成されている。ガス流路１３は、ノズル２１とカバー本体２３にまたがって形成されている。ノズル２１は、本発明における処理ガス供給ノズルの例である。
【００３２】
ガス流路１３は、渦流室３１と導入ポート３３と縮径室３５と細径室３７と拡径室３９とを備える。このうち、渦流室３１と導入ポート３３と縮径室３５と細径室３７は、ノズル２１の内部に形成される空間である。拡径室３９の一部（上部）はノズル２１に形成され、拡径室３９のその他（下部）はカバー本体２３に形成されている。
【００３３】
渦流室３１は、基板Ｗの略中心を通る略鉛直な軸Ｖを中心軸とする円筒形状を有する。
【００３４】
導入ポート３３は、渦流室３１に対して、軸Ｖから外れた方向Ｅに向かって処理ガスを導入する（図４、図５参照）。導入ポート３３の一端は、渦流室３１の周面３１ａに開口している。方向Ｅは、方向Ｅと交差する周面３１ａの部分における接線方向と近似することが好ましい。導入ポート３３の他端は、上述したチューブ管６１と接続される。導入ポート３３は、直線状に延びる水平な流路である。導入ポート３３の内径は、渦流室３１の内径ｄ１よりも十分に小さい。導入ポート３３の内径は、例えば渦流室３１の内径ｄ１の５分の１以下である。
【００３５】
縮径室３５は、渦流室３１の下方に配置され、渦流室３１と連通接続する。本実施例では、縮径室３５が渦流室３１に隣接している。すなわち、渦流室３１の下面に縮径室３５の上面が接している。縮径室３５の水平断面は円形である。縮径室３５の中心軸は軸Ｖと同軸であり、渦流室３１の中心軸と同軸である。縮径室３５の内径ｄ２は、縮径室３５の上端から縮径室３５の下端に向かって縮小する。
【００３６】
細径室３７は、縮径室３５の下方に配置され、縮径室３５と連通接続する。本実施例では、細径室３７の上面は、縮径室３５の下面に接している。細径室３７は、軸Ｖを中心軸とする円筒形状を有する。細径室３７の内径ｄ３は、縮径室３５の下端における細径室３５の内径ｄ２と略等しい。
【００３７】
拡径室３９は、細径室３７の下方に配置され、細径室３７と連通する。本実施例では、拡径室３９の上面が、細径室３７の下面に接している。拡径室３９の水平断面は円形である。拡径室３９の中心軸は、軸Ｖと同軸である。拡径室３９の内径ｄ４は、拡径室３９の上端から拡径室３９の下端に向かって拡大する。拡径室３９の下端における拡径室３９の内径ｄ４は渦流室３１の内径ｄ１より大きい。なお、本実施例では、拡径室３９の上部の周面３９ａと下部の周面３９ｂとで傾斜角が異なっており、周面３９ａの傾斜角よりも周面３９ｂの傾斜角が水平に近い（図２参照）。
【００３８】
拡径室３９の下端は、下面１１に開口している。すなわち、拡径室３９の下端は、下面１１と面一である。拡径室３９の下端の開口は、基板Ｗの表面の中央部と向かい合う。
【００３９】
＜プレート５に関連する構成＞
図１を参照する。基板処理装置１は、プレート５の上面に設けられる複数（例えば、３つ）のプロキシミティボール４１を備える。プロキシミティボール４１は、基板Ｗの下面と接触し、基板Ｗを略水平に支持する。これにより、プロキシミティボール４１は、プレート５の上面から基板Ｗを所定距離（例えば、０．１ｍｍ）だけ隔てる。
【００４０】
基板処理装置１は、基板Ｗを昇降可能に支持する複数（例えば３つ）の支持ピン４３を備える。プレート５には、プレート５を鉛直方向Ｚに貫通する複数（例えば３つ）の貫通孔４５を有する。各支持ピン４３はそれぞれ各貫通孔４５に挿入されている。各支持ピン４３の上端が基板Ｗの下面と接触する。各支持ピン４３は、プレート５の下方において支持ピン昇降機構４７に接続されている。支持ピン昇降機構４７は、各支持ピン４３を昇降させる。これにより、支持ピン４３は、基板Ｗを昇降して、プレート５（プロキシミティボール４１）に対して基板Ｗを受け渡すとともに、外部の基板搬送機構に対して基板Ｗを受け渡す。
【００４１】
ここで、貫通孔４５を封止する構成例を説明する。各支持ピン４３の上端には、略水平な円板状の封止部４３ａが取り付けられている。各貫通孔４５には、封止部４３ａを収容可能な凹部４５ａが形成されている。各支持ピン４３が下方位置にあるとき、封止部４３ａは、凹部４５ａと密着し、処理空間Ａと貫通孔４５の内部とを遮断する。このとき、支持ピン４３の上端はプレート５の上面と同じ高さ位置にあり、支持ピン４３はプロキシミティボール４１に支持される基板Ｗと接触しない。
【００４２】
基板処理装置１は基板Ｗの温度を調整する温調部４９を備える。温調部４９は、プレート５の内部に設けられている。温調部４９は、例えばヒータである。温調部４９は、プレート５の温度を調整することによって、プレート５に載置された基板Ｗに熱処理を施す。
【００４３】
プレート５は、環状の排気スリット５１を有する。排気スリット５１は、基板Ｗが載置される領域の外方に、この領域を囲むように配置されている。排気スリット５１は、プレート５の上面から下方に凹んだ溝状の空間であり、処理空間Ａと連通する。
【００４４】
基板処理装置１は、排気スリット５１に連通接続される複数（例えば８個以上）の排気ポート５３を備える。例えば、８個の排気ポート５３が、排気スリット５１の周方向に略均等に配置されている。排気スリット５１と排気ポート５３は、本発明における排気路の例である。
【００４５】
基板処理装置１は、さらに、排気管５５とポンプ５６と排気タンク５７とを備えている。排気管５５の一端側は、各排気ポート５３に接続されている。排気管５５の他端は、排気タンク５７に接続されている。ポンプ５６は、排気管５５に介挿される。ポンプ５６は、処理空間Ａの気体を吸引・排出し、排気タンク５７に導く。これにより、処理空間Ａは減圧される。
【００４６】
基板処理装置１は、プレート５の上面に設けられる環状のシール部材５９を備える。シール部材５９は、環状の排気スリット５１の外方に配置されている。プレート５の上面は、排気スリット５１の内方の領域に比べて、シール部材５９が設置されるスリット５１の外方の領域では僅かに高くなっている。シール部材５９は、例えばＯリングである。カバー７が下方位置にあるとき、カバー７の下面１１とシール部材５９とが接触する。これにより、処理空間Ａの側方が密閉される。
【００４７】
＜動作＞
次に、基板処理装置１の動作例を説明する。図６は、基板処理装置１の動作の手順を示すフローチャートである。
【００４８】
＜ステップＳ１＞  基板をプレートに載置する
外部の基板搬送機構がプレート５の上方に１枚の基板Ｗを搬送する。支持ピン４３が上昇し、基板搬送機構から基板Ｗを受け取る。支持ピン４３は下降し、基板Ｗをプレート５に載置する。より詳しくは、基板Ｗはプロキシミティボール４１上に略水平に載置される。
【００４９】
＜ステップＳ２＞  カバーが下降する
カバー７が下方位置に下降し、閉塞された処理空間Ａを形成する。下面１１は、基板Ｗの表面（上面）に近接する。
【００５０】
＜ステップＳ３＞  ガス流路が処理ガスを供給する
ポンプ５６が処理空間Ａから気体を排出し、温調部４９がプレート５上の基板Ｗの温度を温調する（熱処理する）。これにより、処理空間Ａが減圧され、かつ、基板Ｗが所定の温度に調整される。この状態において、不図示のガス供給部がガス流路１３に処理ガスを供給する。処理ガスは、導入ポート３３、渦流室３１、縮径室３５、細径室３７、拡径室３９の順に流れ、処理空間Ａ（厳密には、基板Ｗの表面の中央部）に放出される。処理ガスは、処理空間Ａ（より厳密には、基板Ｗの表面とカバー７の下面１１との間の空間）を飛散する。処理ガスが基板Ｗの表面を流れる際、処理ガスに含まれる疎水化処理剤が基板Ｗの表面において液化し、基板Ｗに塗布される。処理ガスが基板Ｗの周縁部の外方まで流れると、排気スリット５１および排気ポート５３を通じて排出される。
【００５１】
処理ガスの流れをより詳しく説明する。導入ポート３３が渦流室３１に対して軸Ｖから外れた方向Ｅに向かって処理ガスを導入する。導入された処理ガスは渦流室３１の周面３１ａに沿って流れる。すなわち、処理ガスは、渦流室３１において軸Ｖ回りに流れる。このように、導入ポート３３は、渦流室３１に処理ガスの渦流（「螺旋流」とも言う）を生成する。図４では、渦流室３１における処理ガスの流れ（渦流）Ｆを模式的に例示する。
【００５２】
渦流室３１の渦流は、例えば、以下のように各室３５、３７，３９を流れることが許容されている。すなわち、渦流室３１の渦流が縮径室３５に流入すると、渦流は軸Ｖ回りに旋回しながら下降する。渦流が下降するにしたがって、渦流の旋回半径は縮小する。縮径室３５の渦流が細径室３７に流入すると、軸Ｖ回りの渦流は旋回半径を略一定に保ちながら下降する。細径室３７の渦流が拡径室３９に流入すると、軸Ｖ回りの渦流は旋回半径を拡大しながら下降する。そして、拡径室３９の下端から処理空間Ａに処理ガスが放出される。
【００５３】
なお、一部の処理ガスが、各室３１、３５、３７、３９を旋回せずに、一方向（例えば下方）に直進してもよい。
【００５４】
軸Ｖ回りの渦流には遠心力（慣性力）が働くので、処理ガスは略水平方向外方に自ら積極的に広がろうとする。よって、ガス流路１３から放出されたとき、渦流の向きは、基板Ｗの中央部に向かう下向きの成分のほかに、基板Ｗの周縁部に向かう略水平方向外向きの成分を含む。ガス流路１３から処理ガスが放出されると、処理ガスは下降するとともに略水平方向外方に積極的に広がる。そして、処理ガスは、基板Ｗの中央部から基板Ｗの周縁部に向かって円滑に流れる。このため、基板Ｗの全面に処理ガスをより均一に供給でき、疎水化処理剤を基板Ｗにより均一に塗布できる。また、処理ガスが散布される範囲は、基板Ｗの中央部から全ての方向に向かって略均等に（略同心円状に）拡大し易い。
【００５５】
さらに、ポンプ５６が排気スリット５１を介して処理空間Ａから気体を排出することによって、基板Ｗ上の処理ガスが基板Ｗの周縁部の外方に吸引される。これにより、基板Ｗの周縁部に向かう処理ガスの流れを一層強めることができる。
【００５６】
＜ステップＳ４＞  ガス流路が不活性ガスを供給する
不図示のガス供給部が処理ガスに代えて不活性ガスをガス流路１３に供給する。ガス流路１３は、不活性ガスを基板Ｗに供給する。これにより、処理空間Ａの処理ガスが不活性ガスに置換される。なお、本ステップＳ４も、処理空間Ａが減圧され、かつ、基板Ｗが所定の温度に調整された状態で実行される。
【００５７】
＜ステップＳ５＞  カバーが上昇する
カバー７が上昇する。
【００５８】
＜ステップＳ６＞  プレートから基板を搬出する
支持ピン４３が上昇し、プレート５上の基板Ｗを持ち上げる。外部の基板搬送機構は、支持ピン４３に支持される基板Ｗを受け取り、基板処理装置１から基板Ｗを搬出する。
【００５９】
このように本実施例に係る基板処理装置１によれば、ガス流路１０３が渦流室３１と縮径室３５と細径室３７と拡径室３９を備えているので、基板Ｗの表面全体に処理ガスをより均一に供給できる。
【００６０】
渦流室３１は軸Ｖを中心軸とするので、渦流室３１の渦流は基板Ｗの略中心を通る略鉛直な軸Ｖ回りに流れる。このため、遠心力が処理ガスに対して適切な向きに作用する。その結果、処理ガスは基板Ｗの中央部から基板Ｗの周縁部に向かって好適に飛散できる。
【００６１】
縮径室３５、細径室３７および拡径室３９の各中心軸は、渦流室３１の中心軸と同軸であるので、処理ガスは基板Ｗの周縁部に向かって一層好適に飛散できる。また、処理ガスは、各室３１、３５、３７、３９を円滑に流れることができる。
【００６２】
拡径室３９の下端の開口は基板の中央部と向かい合うので、ガス流路１３は基板Ｗの全面に処理ガスをより均一に供給できる。
【００６３】
拡径室３９の下端における拡径室３９の内径ｄ４は渦流室３１の内径ｄ１よりも大きいので、拡径室３９は処理ガスを処理空間Ａに円滑に放出できる。
【００６４】
細径室３７は、処理ガスの鉛直下方の速度成分を確実に増加させることができる。これにより、ガス流路から放出されるときの処理ガスの速度を十分に確保でき、処理ガスを基板の周縁部まで飛散させることができる。
【００６５】
ガス流路１３は導入ポート３３を備えているので、渦流室３１に渦流を好適に発生させることができる。
【００６６】
カバー７は処理空間Ａを略密閉するので、ガス流路１３は基板Ｗの表面に処理ガスをより均一に供給できる。
【００６７】
基板処理装置１は排気スリット５１および排気ポート５３を備えているので、基板Ｗの周縁部に向かう処理ガスの流れを一層強めることができる。これにより、基板の全面に処理ガスをより均一に供給できる。
【００６８】
＜実施例と比較例の対比＞
処理ガスの流れに関し、実施例におけるガス流路１３と比較例におけるガス流路を対比する。
【００６９】
図７は、比較例におけるガス流路１０１を示す垂直断面図である。なお、実施例と同じ構成については同符号を付す。ガス流路１０１は、いわゆるストレート型である。ガス流路１０１は、直線流室１０３と拡径室１０５を備える。直線流室１０３は、軸Ｖを中心とする円筒形状を有する。直線流室１０３の上端には、チューブ管６１の一端が接続される。直線流室１０３の内径は、チューブ管６１の内径と略等しい。直線流室１０３では、処理ガスの渦流は発生せず、処理ガスは下方に向かって直進する。拡径室１０５は、直線流室１０３の下面に連通接続されている。拡径室１０５の内径は、拡径室１０５の上端から下端に向かって拡大する。拡径室１０５の下端は下面１１に開口している。拡径室１０５の下端の開口は基板Ｗの表面の中央部と向かい合う。
【００７０】
図８（ａ）は、実施例において基板Ｗ上を流れる処理ガスをシミュレーションした流線図であり、図８（ｂ）は比較例において基板Ｗ上を流れる処理ガスをシミュレーションした流線図である。
【００７１】
図８（ａ）に示すように、実施例では、処理ガスは、基板Ｗの中央部から基板Ｗの周縁部の全周に向かって放射状に流れる。処理ガスは、いずれの方向にも略直線的に進む。基板Ｗの中央部から周縁部に到達するまでの距離は、処理ガスが進む方向によって大きく変動しない。処理ガスがこのように流れるので、基板Ｗの表面に処理ガスをより均一に供給できる。
【００７２】
図８（ｂ）に示すように、比較例では、処理ガスは、基板Ｗ上の数カ所で渦を巻いており、基板Ｗの中央部から基板Ｗの周縁部の全周に向かって放射状に流れない。処理ガスのほとんどが基板Ｗ上で大きく屈曲しており、直線的に進まない。基板Ｗの中央部から周縁部に到達するまでの距離は、処理ガスが進む方向によって大きく変動する。処理ガスがこのように流れるので、処理ガスが過剰に供給される範囲と処理ガスの供給が不足する範囲が発生し、基板Ｗの表面に対する処理ガスの供給ムラが大きい。
【００７３】
また、図示を省略するが、基板Ｗ上の流れる処理ガスの速度分布を解析した結果、実施例と比較例とでは、処理ガスの速度が最も高い範囲は基板Ｗの中央部である点で共通しているが、実施例では、比較例に比べて、処理ガスの速度が最も高い範囲が小さい。特に、比較例では、処理ガスの速度が最も高い範囲が基板Ｗの中心から特定の方向に延びた、いびつな形状を有している。また、基板Ｗの中央部以外の範囲（例えば、基板Ｗの中心から基板Ｗの半径の３分の１以上離れた範囲）に関しては、実施例では処理ガスの速度が同程度であり、比較例に比べて処理ガスの速度のばらつきが小さい。そのため、実施例では、基板Ｗの中心からの距離と処理ガスの速度との関係は、基板Ｗの中心からの向きによって、比較的に変動しない。これらのことから、実施例では、比較例に比べて、処理ガスが円滑に流れると言える。
【００７４】
＜実施例における導入流量と処理ガスの流れの関係＞
図９は、ガス流路１３に処理ガスを導入する流量（以下、「導入流量」と言う）を変えて、処理ガスの基板Ｗ上の流れをシミュレーションした流線図である。図９（ａ）は導入流量が１．５Ｌ／ｍｉｎである場合を示し、図９（ｂ）は導入流量が３．０Ｌ／ｍｉｎである場合を示し、図９（ｃ）は導入流量が流量５．０Ｌ／ｍｉｎである場合を示す。
【００７５】
各図９（ａ）、９（ｂ）、９（ｃ）に示すように、流量が小さいほど、処理ガスの流れがより均一になる。ただし、図９（ｃ）に示すように、流量が大きくなっても、処理ガスは基板Ｗの中央部から周縁部の全週に向かって略直線的に進み、基板Ｗの中央部から周縁部に到達するまでの距離は、処理ガスが進む方向によって大きく変動しない。よって、本実施例のガス流路１３によれば、広範囲な流量において、基板Ｗの表面に処理ガスをより均一に供給できる。
【００７６】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００７７】
（１）上述した実施例では、各室３１、３５、３７、３９の寸法などの関係について、詳述しなかったが、次のように設定してもよい。
【００７８】
図１０（ａ）、１０（ｂ）、１０（ｃ）、１０（ｄ）はそれぞれ、渦流室３１、縮径室３５、細径室３７、拡径室３９の斜視図である。
【００７９】
縮径室３５の上端の内径ｄ２ｔは、渦流室３１の内径ｄ１より小さくてもよい。例えば、縮径室３５の上端の内径ｄ２ｔは、例えば、渦流室３１の内径ｄ１の２分の１以下であってもよい。これによれば、渦流室３１から縮径室３５に処理ガスが流入するときに、処理ガスの旋回半径を効果的に絞ることができる。あるいは、例えば、縮径室３５の上端の内径ｄ２ｔは、渦流室３１の内径ｄ１と同等であってもよい。これによれば、渦流室３１から縮径室３５に処理ガスが円滑に流入できる。
【００８０】
縮径室３５の下端の内径ｄ２ｂは、例えば、渦流室３１の内径ｄ１の３分の１以下であってもよい。これによれば、縮径室３５は、処理ガスの旋回半径を十分に縮小できる。
【００８１】
縮径室３５は、円錐台形状であってもよい。すなわち、縮径室３５の内径ｄ２は、縮径室３５の上端から縮径室３５の下端に向かって一定の割合で縮小してもよい。これによれば、処理ガスの旋回半径を一層円滑に制限することができる。
【００８２】
縮径室３５の高さｈ２は、渦流室３１の高さｈ１より小さくてもよい。例えば、縮径室３５の高さｈ２は、例えば、渦流室３１の高さｈ１の２分の１以下であってもよい。これによれば、縮径室３５は、処理ガスの旋回半径を急峻に絞ることができる。
【００８３】
上述した実施例では、細径室３７の内径ｄ３は、縮径室３５の下端の内径ｄ２ｂと略等しかったが、これに限られない。例えば、細径室３７の内径ｄ３は、縮径室３５の下端の内径ｄ２ｂよりも小さくてもよい。これによれば、縮径室３５から細径室３７に処理ガスが流入するとき、処理ガスの旋回半径をさらに制限できる。
【００８４】
細径室３７の高さｈ３は、渦流室３１の高さｈ１より小さくてもよい。これによれば、細径室３７において、処理ガスの下向きの速度成分が過度に増加することを好適に抑制できる。
【００８５】
拡径室３９の上端の内径ｄ４ｔは、細径室３７の内径ｄ３と略等しくてもよい。これによれば、細径室３７から拡径室３９に処理ガスが円滑に流入できる。また、拡径室３９の上端の内径ｄ４ｔは細径室３７の内径ｄ３より小さくてもよい。これによれば、細径室３７から拡径室３９に処理ガスが流入するとき、処理ガスの旋回半径をさらに制限できる。あるいは、拡径室３９の上端の内径ｄ４ｔは細径室３７の内径ｄ３より大きくてもよい。これによれば、細径室３７から拡径室３９に処理ガスが流入するとき、処理ガスの旋回半径の制限を緩和できる。
【００８６】
拡径室３９は、円錐台形状であってもよい。すなわち、拡径室３９の内径ｄ４は、拡径室３９の上端から拡径室３９の下端に向かって一定の割合で拡大してもよい。これによれば、処理ガスの旋回半径の制限を一層円滑に緩和できる。
【００８７】
拡径室３９の下端の内径ｄ４ｂは、縮径室３５の上端の内径ｄ２ｔと略同等以上であってもよい。これによれば、拡径室３９は、処理ガスを処理空間Ａに円滑に放出できる。
【００８８】
拡径室３９の高さｈ４は、渦流室３１の高さｈ１より大きくてもよい。これによれば、拡径室３９は、処理ガスを処理空間Ａに円滑に案内できる。
【００８９】
上述した実施例では、渦流室３１の中心軸ｃ１は軸Ｖであったが、これに限られない。渦流室３１の中心軸ｃ１を、基板Ｗの略中心から外れた略鉛直な軸に変更してもよい。拡径室３９の下端が基板Ｗの表面と向かい合っていれば、本変形実施例であっても、基板Ｗに対する処理ガスの供給の均一性を高めることができる。
【００９０】
同様に、縮径室３５、細径室３７および拡径室３９の各中心軸ｃ２、ｃ３、ｃ４の少なくともいずれかを、基板Ｗの略中心から外れた略鉛直な軸に変更してもよい。
【００９１】
上述した実施例では、各室３１、３５、３７、３９の各中心軸ｃ１ーｃ４は、同軸であったが、これに限られない。中心軸ｃ１ーｃ４の少なくとも２つ以上が、同軸でなくてもよい。
【００９２】
（２）上述した実施例では、拡径室３９はノズル２１とカバー本体２３にわたって形成されていたが、これに限られない。例えば、拡径室３９の全部がノズル２１に形成されてもよい。あるいは、拡径室３９の全部が、カバー本体２３に形成されてもよい。すなわち、ノズル２１に拡径室３９を形成しなくてもよい。いずれの変形実施例においても、拡径室３９の下端が、下面１１と面一であることが好ましい。
【００９３】
また、上述した実施例では、ノズル２１とカバー本体２３は分離可能な別個の部材であったが、これに限られない。ノズル２１とカバー本体２３を分離不能な１部材として一体に構成してもよい。
【００９４】
（３）上述した実施例では、ガス流路１３は細径室３７を備えていたが、これに限られない。すなわち、細径室３７を省略してもよい。例えば、縮径室３５の下面が拡径室３９の上面に接していてもよい。本変形実施例によっても、基板Ｗに対する処理ガスの供給の均一性を高めることができる。
【００９５】
（４）導入ポート３３は、直線的な流路であったが、これに限られない。例えば、導入ポート３３は、渦流室３１の周面３１ａに沿って湾曲した流路であってもよい。本変形実施例によっても、渦流室３１に処理ガスの渦流を生成できる。また、導入ポート３３は、水平な流路であったが、これに限られない。例えば、導入ポート３３は水平面に対して勾配を有する流路でもよい。
【００９６】
（５）渦流室３１に処理ガスを案内するフィンを取り付けてもよい。これによれば、渦流室３１は、渦流の生成を促進できる。また、フィン自体で渦流室３１に十分な渦流を生成できる場合には、導入ポート３３は渦流室３１の中心軸ｃ１に向かって処理ガスを導入してもよい。
【００９７】
（５）上述した実施例では、ガス流路１３が供給する処理ガスは疎水化処理剤を含んでいたが、これに限られない。例えば、ガス流路１３は溶剤を含む処理ガスを供給してもよい。
【００９８】
このように、ガス流路１３は種々の処理ガスを供給できるため、基板処理装置１を、疎水化処理以外の処理を行う装置に変更できる。例えば、レジスト膜の形成後の基板Ｗに処理ガスを供給する装置に変更してもよい。また、露光前、露光後、現像前または現像後の基板Ｗに処理ガスを供給する装置に変更してもよい。例えば、ＤＳＡ（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  Ｓｅｌｆ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ：誘導自己組織化）技術に用いられる自己組織化材料を基板Ｗに塗布することによってＤＳＡ膜が形成された基板Ｗに対して、処理ガスを供給する処理を行う装置に変更してもよい。ＤＳＡ膜の形成後の基板Ｗを処理する場合、処理ガスは溶剤を含むことが好まく、溶剤は、例えば、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、二硫化炭素およびテトラヒドロフランのうち少なくとも１つ以上であることが好ましい。
【００９９】
（６）上述した実施例および上記（１）から（５）で説明した各変形実施例については、さらに各構成を他の変形実施例の構成に置換または組み合わせるなどして適宜に変更してもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１    …基板処理装置
５    …プレート
７    …カバー
１１    …下面
１３    …ガス流路
２１    …ノズル（処理ガス供給ノズル）
２３    …カバー本体
３１    …渦流室
３３    …導入ポート
３５    …縮径室
３７    …細径室
３９    …拡径室
４９    …温調部
５１    …排気スリット（排気路）
５３    …排気ポート（排気路）
ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４    …中心軸
ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４    …内径
ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４    …高さ
Ｖ    …軸
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】
0006487747.tif 000008
【図８】
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【図９】
0006487747.tif 000010
【図１０】
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