特許 5954776 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5954776

(24)【登録日】2016年6月24日

(45)【発行日】2016年7月20日

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20160707BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20160707BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 643A

   H01L21/306 R

   H01L21/304 648G

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-123433(P2012-123433)

(22)【出願日】2012年5月30日

(65)【公開番号】特開2013-251335(P2013-251335A)

(43)【公開日】2013年12月12日

【審査請求日】2014年8月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100087701

【弁理士】

【氏名又は名称】稲岡 耕作

(74)【代理人】

【識別番号】100101328

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 実夫

(74)【代理人】

【識別番号】100170324

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 昌秀

(72)【発明者】

【氏名】太田 喬

(72)【発明者】

【氏名】橋詰 彰夫

【審査官】 井上 弘亘

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−３０８３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２２７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８３９３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持して、基板の中央部を通る基板回転軸線まわりに基板を回転させる基板保持回転手段と、
基板の主面に近づくに従って基板の主面の中心に近づくように基板の主面に対して傾いた内向き吐出方向に処理液を吐出することにより、前記基板保持回転手段に保持されている基板の主面内の位置である中心側着液位置に処理液を着液させる中心側ノズルと、
前記中心側ノズルからの処理液の吐出と並行して、基板の主面の中心からの距離が前記中心側着液位置までの距離よりも長い基板の主面内の周縁側着液位置に向けて、基板の主面に近づくに従って基板の主面の中心から遠ざかるように基板の主面に対して傾いた外向き吐出方向に処理液を吐出することにより、前記基板保持回転手段に保持されている基板の主面内の前記周縁側着液位置に処理液を着液させる周縁側ノズルと、
前記中心側着液位置が、基板の主面の中心と基板と同軸の円形の中心領域の外周縁との間で移動し、前記周縁側着液位置が、前記中心領域を同軸的に取り囲む環状の周縁領域の内周縁と基板の主面の外周縁との間で移動するように、前記基板回転軸線に交差するノズル移動方向に前記中心側ノズルおよび周縁側ノズルを移動させるノズル移動手段とを含む、基板処理装置。

【請求項2】

前記ノズル移動手段は、前記中心側着液位置が、基板の主面の中心と基板の主面を基板の径方向に二等分する円形の境界線との間で移動し、前記周縁側着液位置が、前記境界線と基板の主面の外周縁との間で移動するように、前記ノズル移動方向に前記中心側ノズルおよび周縁側ノズルを移動させる、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記中心側ノズルからの処理液の吐出流量と前記周縁側ノズルからの処理液の吐出流量との比を１：３（前記中心側ノズルからの処理液の吐出流量：前記周縁側ノズルからの処理液の吐出流量）に近づける流量制御手段をさらに含む、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記基板処理装置は、前記周縁側ノズルからの処理液の吐出方向を、前記外向き吐出方向と前記内向き吐出方向との間で変更する吐出角度変更手段をさらに含み、
前記吐出角度変更手段は、前記周縁側着液位置が基板の主面の外周縁に位置するときに、前記周縁側ノズルからの処理液の吐出方向を前記内向き吐出方向に維持する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。処理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】

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を処理する基板処理装置が用いられる。
特許文献１に記載の枚葉式の基板処理装置は、基板を水平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ている基板の下面（裏面）に向けて高温薬液を吐出する薬液吐出ノズルとを備えている。薬液吐出ノズルは、薬液が供給されるノズル孔と、このノズル孔に連続する３つの吐出口とを含む。ノズル孔内に供給された薬液は、回転状態の基板の下面に向けて３つの吐出口から斜めに吐出される。３つの吐出口から吐出された薬液は、それぞれ、基板の中心からの距離が異なる基板の下面内の３つの位置に供給される。基板の下面に当たった薬液は、基板の下面内を広がる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１９２８７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

基板に供給された処理液は、主として基板への熱伝導によって温度が低下する。特許文献１では、吐出口から吐出された薬液が、基板の中心からの距離が一定の位置に供給される。吐出口から吐出された薬液が最初に当たる位置以外の位置には、基板との接触によって温度が低下した薬液が供給されることに加えて、その位置でも薬液の熱が基板に奪われるので、薬液が基板に当たる位置での薬液の温度は、それ以外の位置での薬液の温度よりも高い。したがって、エッチングレートなどの薬液の処理能力が温度に依存する場合には、処理の均一性が低下してしまう。処理の均一性は、基板に作り込まれるデバイスの微細化に伴い更なる改善が求められている。

【0005】

そこで、本発明の目的は、処理液の温度の面内均一性を高めることができる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】

【0006】

前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持して、基板の中央部を通る基板回転軸線（Ａ１）まわりに基板を回転させる基板保持回転手段（４）と、基板の主面に近づくに従って基板の主面の中心（Ｃ１）に近づくように基板の主面に対して傾いた内向き吐出方向（Ｄ１）に処理液を吐出することにより、前記基板保持回転手段に保持されている基板の主面内の位置である中心側着液位置（Ｐｃ）に処理液を着液させる中心側ノズル（６）と、前記中心側ノズルからの処理液の吐出と並行して、基板の主面の中心からの距離が前記中心側着液位置までの距離よりも長い基板の主面内の周縁側着液位置（Ｐｅ）に向けて、基板の主面に近づくに従って基板の主面の中心から遠ざかるように基板の主面に対して傾いた外向き吐出方向に処理液を吐出することにより、前記基板保持回転手段に保持されている基板の主面内の前記周縁側着液位置に処理液を着液させる周縁側ノズル（７）と、前記中心側着液位置が、基板の主面の中心と基板と同軸の円形の中心領域（Ｒｃ）の外周縁との間で移動し、前記周縁側着液位置が、前記中心領域を同軸的に取り囲む環状の周縁領域（Ｒｅ）の内周縁と基板の主面の外周縁との間で移動するように、前記基板回転軸線に交差するノズル移動方向（Ｄ３）に前記中心側ノズルおよび周縁側ノズルを移動させるノズル移動手段（２０）とを含む、基板処理装置（１、２０１）である。基板の主面は、デバイス形成面である基板の表面であってもよいし、非デバイス形成面である基板の裏面（表面とは反対側の面）であってもよい。

【0007】

この構成によれば、基板保持回転手段が基板回転軸線まわりに基板を回転させている状態で、中心側ノズルが、基板の主面内の中心側着液位置に向けて処理液を吐出する。これと並行して、周縁側ノズルが、基板の主面の中心からの距離が中心側着液位置までの距離よりも長い基板の主面内の周縁側着液位置に向けて処理液を吐出する。ノズル移動手段は、中心側着液位置を、基板の主面の中心と、基板と同軸の円形の中心領域の外周縁との間で移動させ、周縁側着液位置を、中心領域を同軸的に取り囲む環状の周縁領域の内周縁と、基板の主面の外周縁との間で移動させる。したがって、中心側ノズルから吐出された処理液は、中心領域だけに直接供給され、周縁側ノズルから吐出された処理液は、周縁領域だけに直接供給される。そのため、１つのノズルから吐出された処理液が、基板の主面全域に供給される場合よりも、基板上での処理液の温度を精度よくコントロールできる。これにより、処理液の温度の面内均一性を高めることができる。

【0008】

さらに、中心側ノズルは、基板の主面に近づくに従って基板の主面の中心に近づくように基板の主面に対して傾いた内向き吐出方向に処理液を吐出する。中心側ノズルから吐出された処理液は、基板上で遠心力を受けるものの、基板の中心に近づく方向の速度成分を有しているので、直ぐには基板上を外方に移動しない。中心側ノズルから吐出された処理液の熱は、基板に接触した瞬間に熱伝導により基板に移動する。中心側ノズルから吐出された処理液は、吐出されてから暫くの間、中心領域に留まるので、この処理液の熱は、中心領域に伝達される。そのため、中心領域での処理液の温度を精度よくコントロールできると共に、中心側ノズルから吐出された処理液の熱が、中心領域の周囲の領域に伝達されることを抑制または防止できる。これにより、処理液の温度の面内均一性をさらに高めることができる。

【0009】

請求項２に記載の発明は、前記ノズル移動手段は、前記中心側着液位置が、基板の主面の中心と基板の主面を基板の径方向に二等分する円形の境界線（Ｌ１）との間で移動し、前記周縁側着液位置が、前記境界線と基板の主面の外周縁との間で移動するように、前記ノズル移動方向に前記中心側ノズルおよび周縁側ノズルを移動させる、請求項１に記載の基板処理装置である。

【0010】

この構成によれば、基板保持回転手段が基板回転軸線まわりに基板を回転させている状態で、ノズル移動手段が、基板の主面の中心と、基板の主面を基板の径方向に二等分する円形の境界線との間で、中心側着液位置を移動させる。さらに、ノズル移動手段は、基板保持回転手段が基板回転軸線まわりに基板を回転させている状態で、境界線と、基板の主面の外周縁との間で、周縁側着液位置を移動させる。これにより、基板の主面が中心側着液位置および周縁側着液位置によって過不足なくスキャン（走査）され、中心側ノズルおよび周縁側ノズルから吐出された処理液が、基板の主面全域に供給される。

【0011】

請求項３に記載の発明は、前記中心側ノズルからの処理液の吐出流量と前記周縁側ノズルからの処理液の吐出流量との比を１：３（前記中心側ノズルからの処理液の吐出流量：前記周縁側ノズルからの処理液の吐出流量）に近づける流量制御手段（３、１３、１５）をさらに含む、請求項２に記載の基板処理装置である。
前述のように、基板の主面は、境界線によって中心領域と周縁領域とに二等分されている。中心領域の半径を「ｒ（基板の半径の１／２に相当）」と定義すると、周縁領域の外周縁の半径は、２ｒ（基板の半径に相当）である。中心領域の面積は、πｒ^２であり、周縁領域の面積は、３πｒ^２（＝４πｒ^２−πｒ^２）である。したがって、中心領域と周縁領域との面積比は、１：３である。

【0012】

流量制御手段は、略１：３の流量比で中心側ノズルおよび周縁側ノズルから処理液を吐出させる。前述のように、中心側ノズルから吐出された処理液は、中心領域だけに直接供給され、周縁側ノズルから吐出された処理液は、周縁領域だけに直接供給される。したがって、中心領域と周縁領域との面積比に等しい流量比で中心領域と周縁領域とに処理液が供給される。そのため、基板の主面全域に均一な流量で処理液が供給される。これにより、処理液の温度の面内均一性をさらに高めることができる。
請求項４記載の発明のように、前記基板処理装置は、前記周縁側ノズルからの処理液の吐出方向を、前記外向き吐出方向と前記内向き吐出方向との間で変更する吐出角度変更手段をさらに含み、前記吐出角度変更手段は、前記周縁側着液位置が基板の主面の外周縁に位置するときに、前記周縁側ノズルからの処理液の吐出方向を前記内向き吐出方向に維持してもよい。

【0013】

なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの内部を水平方向から見た模式図である。

【図2】処理ユニットの内部を上から見た模式図である。

【図3】中心側ノズルおよび周縁側ノズルから基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。

【図4】従来のスキャンノズルを用いて基板に処理液を供給したときと、中心側ノズルおよび周縁側ノズルを用いて基板に処理液を供給したときの基板上での処理液の温度分布を示すグラフである。

【図5】本発明の第２実施形態に係る中心側ノズルおよび周縁側ノズルの拡大図である。

【図6】中心側ノズルおよび周縁側ノズルから基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の内部を水平方向から見た模式図である。図２は、処理ユニット２の内部を上から見た模式図である。図３は、中心側ノズル６および周縁側ノズル７から基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。

【0016】

図１に示すように、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１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、複数の処理ユニット２と、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置３とを含む。
図１に示すように、処理ユニット２は、基板Ｗを水平に保持して基板Ｗの中心Ｃ１を通る鉛直な基板回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンチャック４と、スピンチャック４に保持されている基板Ｗに向けて処理液を吐出する複数の処理液ノズル（リンス液ノズル５、中心側ノズル６、周縁側ノズル７）とを含む。

【0017】

図１に示すように、スピンチャック４は、基板Ｗを水平に保持している状態で基板回転軸線Ａ１まわりに回転可能な円盤状のスピンベース８と、スピンベース８を基板回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンモータ９とを含む。スピンチャック４は、基板Ｗを水平方向に挟んで当該基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックであってもよいし、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）を吸着することにより当該基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。図１および図２では、スピンチャック４が挟持式のチャックである場合が示されている。制御装置３は、スピンモータ９を制御することにより、基板回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させる。

【0018】

図１に示すように、複数の処理液ノズルは、基板Ｗの上面に向けてリンス液を吐出するリンス液ノズル５を含む。リンス液ノズル５は、固定された状態で基板Ｗの上面中央部に向けて処理液を吐出する固定ノズルである。リンス液ノズル５は、基板Ｗの上面に対する処理液の着液位置が基板Ｗの上面内で移動するように移動しながら処理液を吐出するスキャンノズルであってもよい。基板処理装置１は、リンス液ノズル５に接続されたリンス液配管１０と、リンス液配管１０に介装されたリンス液バルブ１１とを含む。リンス液バルブ１１が開かれると、リンス液供給源からのリンス液が、リンス液配管１０からリンス液ノズル５に供給され、基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液ノズル５から吐出される。リンス液ノズル５に供給されるリンス液は、純水（脱イオン水：Ｄeionzied Ｗater）、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、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水などであってもよい。

【0019】

図１に示すように、複数の処理液ノズルは、さらに、基板Ｗの中心Ｃ１（上面の中心）からの距離が異なる基板Ｗの上面内の複数の位置に向けて薬液を吐出する複数のスキャンノズルを含む。複数のスキャンノズルは、基板Ｗの上面内の中心側着液位置Ｐｃに向けて薬液を吐出する中心側ノズル６と、基板Ｗの上面内の周縁側着液位置Ｐｅに向けて薬液を吐出する周縁側ノズル７とを含む。中心側ノズル６は、複数のスキャンノズルのうちで基板Ｗの中心Ｃ１からの距離が最も短い基板Ｗの上面内の位置（中心側着液位置Ｐｃ）に向けて薬液を吐出するノズルであり、周縁側ノズル７は、複数のスキャンノズルのうちで基板Ｗの中心Ｃ１からの距離が最も長い基板Ｗの上面内の位置（周縁側着液位置Ｐｅ）に向けて薬液を吐出するノズルである。したがって、中心側着液位置Ｐｃは、周縁側着液位置Ｐｅよりも基板Ｗの中心Ｃ１側の位置であり、基板Ｗの中心Ｃ１から中心側着液位置Ｐｃまでの距離は、基板Ｗの中心Ｃ１から周縁側着液位置Ｐｅまでの距離よりも短い。

【0020】

図１に示すように、基板処理装置１は、中心側ノズル６に接続された中心配管１２と、中心配管１２に介装された流量調整バルブ１３と、周縁側ノズル７に接続された周縁配管１４と、周縁配管１４に介装された流量調整バルブ１５とを含む。基板処理装置１は、さらに、中心配管１２と周縁配管１４とに接続された集合配管１６と、集合配管１６に介装された集合バルブ１７と、集合配管１６に接続された薬液供給装置１８とを含む。

【0021】

図１に示すように、集合バルブ１７が開かれると、薬液供給装置１８内の薬液が、集合配管１６を通じて中心配管１２および周縁配管１４に供給される。集合配管１６から中心配管１２に供給された薬液は、流量調整バルブ１３の開度に対応する流量で、中心側ノズル６に供給される。同様に、集合配管１６から周縁配管１４に供給された薬液は、流量調整バルブ１５の開度に対応する流量で、周縁側ノズル７に供給される。したがって、集合バルブ１７が開かれると、共通の薬液供給源からの薬液、すなわち、種類が同じで、温度が同一の薬液が、中心側ノズル６および周縁側ノズル７に供給される。そして、集合バルブ１７が閉じられると、中心側ノズル６および周縁側ノズル７からの薬液の吐出が停止される。

【0022】

図１に示すように、中心側ノズル６は、基板Ｗの上面に近づくに従って基板Ｗの中心Ｃ１に近づくように基板Ｗの上面に対して傾いており、中心側ノズル６の吐出口６ａから中心側着液位置Ｐｃに向かう内向き吐出方向Ｄ１に薬液を吐出する。周縁側ノズル７は、基板Ｗの上面に近づくに従って基板Ｗの中心Ｃ１から遠ざかるように基板Ｗの上面に対して傾いており、周縁側ノズル７の吐出口７ａから周縁側着液位置Ｐｅに向かう外向き吐出方向Ｄ２に薬液を吐出する。したがって、中心側ノズル６および周縁側ノズル７は、互いに離間する方向に薬液を吐出する。内向き吐出方向Ｄ１は、基板Ｗの回転方向に直交する方向であってもよいし、基板Ｗの回転方向に対して傾いた方向であってもよい。外向き吐出方向Ｄ２についても同様である。

【0023】

薬液供給装置１８から中心側ノズル６および周縁側ノズル７に供給される薬液は、洗浄液であってもよいし、エッチング液であってもよいし、洗浄液およびエッチング液以外の液体であってもよい。具体的には、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも１つを含む液が、中心側ノズル６および周縁側ノズル７に供給されてもよい。また、リンス液が、中心側ノズル６および周縁側ノズル７に供給されてもよい。

【0024】

中心側ノズル６および周縁側ノズル７に供給される薬液の温度範囲は、たとえば、２０〜２００℃である。すなわち、中心側ノズル６および周縁側ノズル７に供給される薬液の温度は、室温（２０〜３０℃）であってもよいし、室温よりも高温であってもよい。図１では、薬液供給装置１８が、液温調整装置１９を備えており、室温よりも高温（たとえば、６０〜８０℃）の薬液が、中心側ノズル６および周縁側ノズル７に供給される場合が示されている。

【0025】

図２に示すように、基板処理装置１は、基板回転軸線Ａ１に交差するノズル移動方向Ｄ３に複数のスキャンノズルを移動させるノズル移動機構２０を含む。ノズル移動機構２０は、複数のスキャンノズルを個別に移動させる個別移動機構であってもよいし、複数のスキャンノズルを一体的に移動させる一体移動機構であってもよい。図１および図２では、ノズル移動機構２０が、一体移動機構である場合が示されている。

【0026】

図２に示すように、ノズル移動機構２０は、中心側ノズル６および周縁側ノズル７を保持するノズルアーム２１と、スピンチャック４の周囲で鉛直に延びるノズル回転軸線まわりにノズルアーム２１を回転させる駆動機構２２とを含む。駆動機構２２は、ノズルアーム２１に連結された鉛直な支軸と、支軸と同軸のモータとを含む構成であってもよいし、ノズルアーム２１に連結された鉛直な支軸と、支軸をその中心軸線まわりに回転させる動力を発生するモータと、支軸とモータとを連結する無端環状の伝動部材（たとえば、ベルト）と含む構成であってもよい。

【0027】

図２に示すように、ノズル移動機構２０は、平面視において基板Ｗの上面中央部を通る円弧状の軌跡Ｘ１に沿って中心側ノズル６および周縁側ノズル７を水平に移動させる。ノズル移動方向Ｄ３は、軌跡Ｘ１に沿う水平な方向である。ノズル移動機構２０は、中心側ノズル６および周縁側ノズル７が基板Ｗの上方に位置する処理位置（図２に示す位置）と、中心側ノズル６および周縁側ノズル７が基板Ｗの上方から離れた退避位置との間で、軌跡Ｘ１に沿って中心側ノズル６および周縁側ノズル７を水平に移動させる。中心側着液位置Ｐｃおよび周縁側着液位置Ｐｅは、中心側ノズル６および周縁側ノズル７の移動に伴って基板Ｗの上面内を移動する。中心側着液位置Ｐｃおよび周縁側着液位置Ｐｅは、軌跡Ｘ１上の位置である。

【0028】

図２に示すように、ノズル移動機構２０は、中心側ノズル６を移動させることにより、基板Ｗの中心Ｃ１と、基板Ｗと同軸の円形の中心領域Ｒｃ（境界線Ｌ１の内側の領域）の外周縁との間で、中心側着液位置Ｐｃを移動させる。また、ノズル移動機構２０は、周縁側ノズル７を移動させることにより、中心領域Ｒｃを同軸的に取り囲む円環状の周縁領域Ｒｅ（境界線Ｌ１の外側の領域）の内周縁と、基板Ｗの外周縁（基板Ｗの上面の外周縁）との間で、周縁側着液位置Ｐｅを移動させる。中心領域Ｒｃは、基板Ｗと同軸の円形の境界線Ｌ１によって取り囲まれた円形の領域であり、周縁領域Ｒｅは、境界線Ｌ１から基板Ｗの外周縁までの円環状の領域である。中心領域Ｒｃおよび周縁領域Ｒｅは、境界線Ｌ１に接する互いに異なる領域である。したがって、ノズル移動機構２０は、中心側着液位置Ｐｃおよび周縁側着液位置Ｐｅを互いに異なる領域内で移動させる。

【0029】

図３に示すように、境界線Ｌ１は、基板Ｗの上面を基板Ｗの径方向に二等分している。したがって、中心領域Ｒｃ（円形の領域）の半径と周縁領域Ｒｅ（円環状の領域）の幅（径方向への長さ）とは、互いに等しい。中心領域Ｒｃの半径を「ｒ（基板Ｗの半径の１／２に相当）」と定義すると、周縁領域Ｒｅの外周縁の半径は、２ｒ（基板Ｗの半径に相当）である。中心領域Ｒｃの面積は、πｒ^２であり、周縁領域Ｒｅの面積は、３πｒ^２（＝４πｒ^２−πｒ^２）である。したがって、中心領域Ｒｃと周縁領域Ｒｅとの面積比は、１：３である。

【0030】

図３に示すように、中心側着液位置Ｐｃから周縁側着液位置Ｐｅまでの距離Ｄは、基板Ｗの半径よりも小さい。図３では、距離Ｄが、基板Ｗの中心Ｃ１から周縁領域Ｒｅの内周縁（境界線Ｌ１）までの距離に等しく、中心領域Ｒｃの外周縁（境界線Ｌ１）から周縁領域Ｒｅの外周縁（基板Ｗの外周縁）までの距離に等しい場合が示されている。したがって、中心側着液位置Ｐｃが基板Ｗの中心Ｃ１上に位置している状態では、周縁側着液位置Ｐｅは、周縁領域Ｒｅの内周縁上に位置している。また、中心側着液位置Ｐｃが中心領域Ｒｃの外周縁上に位置している状態では、周縁側着液位置Ｐｅは、周縁領域Ｒｅの外周縁（基板Ｗの外周縁）上に位置している。たとえば、ノズル移動機構２０が、中心側着液位置Ｐｃを基板Ｗの中心Ｃ１から中心領域Ｒｃの外周縁に移動させると、周縁側着液位置Ｐｅは、周縁領域Ｒｅの内周縁から基板Ｗの外周縁に移動する。

【0031】

中心側着液位置Ｐｃが基板Ｗの中心Ｃ１上に配置され、周縁側着液位置Ｐｅが周縁領域Ｒｅの内周縁上に配置される位置は、中心側ノズル６および周縁側ノズル７のセンター位置（図３において実線で示す位置）であり、中心側着液位置Ｐｃが中心領域Ｒｃの外周縁上に配置され、周縁側着液位置Ｐｅが基板Ｗの外周縁上に配置される位置は、中心側ノズル６および周縁側ノズル７のエッジ位置（図３において二点鎖線で示す位置）である。制御装置３は、ノズル移動機構２０を制御することにより、中心側ノズル６および周縁側ノズル７をセンター位置とエッジ位置との間で移動させる。制御装置３が中心側ノズル６および周縁側ノズル７をセンター位置側に移動させると、中心側着液位置Ｐｃおよび周縁側着液位置Ｐｅが、互いに等しい速度で基板Ｗの中心Ｃ１に近づき、制御装置３が中心側ノズル６および周縁側ノズル７をエッジ位置側に移動させると、中心側着液位置Ｐｃおよび周縁側着液位置Ｐｅが、互いに等しい速度で基板Ｗの中心Ｃ１から遠ざかる。

【0032】

制御装置３は、スピンチャック４によって基板回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させながら、基板Ｗの上面に向けて中心側ノズル６および周縁側ノズル７から薬液を吐出させる。この状態で、制御装置３は、センター位置とエッジ位置との間で中心側ノズル６および周縁側ノズル７を複数回往復させる。これにより、中心領域Ｒｃの全域が中心側着液位置Ｐｃによってスキャン（走査）され、中心側ノズル６から吐出された薬液が中心領域Ｒｃの全域に供給される。同様に、周縁領域Ｒｅの全域が周縁側着液位置Ｐｅによってスキャンされ、周縁側ノズル７から吐出された薬液が周縁領域Ｒｅの全域に供給される。これにより、基板Ｗの上面全域に薬液が供給される（薬液供給工程）。

【0033】

中心側ノズル６への薬液の供給流量を変更する流量調整バルブ１３（図１参照）の開度と、周縁側ノズル７への薬液の供給流量を変更する流量調整バルブ１５（図１参照）の開度とは、制御装置３によって制御される。制御装置３は、流量調整バルブ１３の開度と流量調整バルブ１５の開度とを変更することにより、中心側ノズル６からの薬液の吐出流量と周縁側ノズル７からの薬液の吐出流量との比を１：３（中心側ノズル６からの薬液の吐出流量：周縁側ノズル７からの薬液の吐出流量）に近づけている。したがって、略１：３の流量比で中心領域Ｒｃと周縁領域Ｒｅとに薬液が供給される。前述のように、中心領域Ｒｃと周縁領域Ｒｅとの面積比は、１：３である。したがって、基板Ｗの上面内の各位置には、等しい流量で薬液が供給され、基板Ｗの上面全域に均一な流量で薬液が供給される。

【0034】

中心側ノズル６から吐出された薬液は、中心側着液位置Ｐｃに着液した後、基板Ｗの回転による遠心力を受ける。しかし、図３に示すように、中心側ノズル６は、基板Ｗの上面に近づくに従って基板Ｗの中心Ｃ１に近づくように、一定の角度で基板Ｗの上面に対して傾いた内向き吐出方向Ｄ１に薬液を吐出する。したがって、中心側ノズル６から吐出された薬液は、直ぐには基板Ｗ上を外方に移動しない。そのため、中心側着液位置Ｐｃが中心領域Ｒｃの外周縁に位置している状態でも、中心側ノズル６から吐出された薬液は、中心領域Ｒｃ内に一定時間滞在した後に周縁領域Ｒｅに移動する。中心側ノズル６から吐出された薬液の熱は、基板Ｗに接触した瞬間に熱伝導により基板Ｗに移動する。そのため、中心側ノズル６から吐出された薬液の熱は、中心領域Ｒｃに移動する。さらに、中心側ノズル６からの薬液の吐出流量が、周縁側ノズル７からの薬液の吐出流量よりも少ないので、薬液から基板Ｗの中央部（中心領域Ｒｃ）に伝達される熱量は、薬液から基板Ｗの周縁部（周縁領域Ｒｅ）に伝達される熱量よりも少ない。

【0035】

一方、図３に示すように、周縁側ノズル７は、基板Ｗの上面に近づくに従って基板Ｗの中心Ｃ１から遠ざかるように、一定の角度で基板Ｗの上面に対して傾いた外向き吐出方向Ｄ２に薬液を吐出する。したがって、周縁側ノズル７から吐出された薬液は、周縁側着液位置Ｐｅに着液した後、直ぐに周縁領域Ｒｅ内を外方に移動する。そのため、周縁側ノズル７から吐出された薬液は、殆ど温度が低下していない状態、すなわち、薬液の全ての熱が基板Ｗに奪われていない状態で基板Ｗの外周縁に到達する。周縁側着液位置Ｐｅが周縁領域Ｒｅの内周縁に位置している状態で、周縁側ノズル７から基板Ｗの上面に垂直な方向に薬液を吐出すると、周縁側ノズル７から吐出された薬液が、中心領域Ｒｃに進入してしまう場合がある。したがって、周縁側ノズル７から外向きに薬液を吐出することにより、周縁側ノズル７から吐出された薬液が、中心領域Ｒｃに進入することを抑制または防止できる。そのため、周縁側ノズル７から吐出された薬液の熱は、周縁領域Ｒｅに伝達される。また、中心側ノズル６から中心領域Ｒｃに供給された薬液が、周縁領域Ｒｅに流れるものの、中心領域Ｒｃに供給される薬液の流量が少ないので、中心領域Ｒｃからの薬液によって周縁領域Ｒｅにもたらされる熱的な影響は、無視できるほどに小さい。

【0036】

このように、中心側ノズル６が内向きに薬液を吐出するので、中心側ノズル６から吐出された薬液は、より長い時間、基板Ｗの中央部に滞在する。したがって、基板Ｗの中央部は、中心側ノズル６から吐出された薬液によって効率的に加熱される。そのため、基板Ｗの中央部に与えられる熱量を維持しつつ、中心側ノズル６からの薬液の吐出流量を低減できる。その一方で、周縁側ノズル７から吐出された薬液は、基板Ｗの中央部に接触しないで周縁部に供給されるので、基板Ｗの周縁部は、液温が低下していない薬液によって効果的に加熱される。さらに、基板Ｗの周縁部は、基板Ｗの中央部よりも面積が広いものの、周縁側ノズル７からの薬液の吐出流量が、中心側ノズル６からの薬液の吐出流量よりも多いので、基板Ｗの各位置に伝達される熱量が均一化される。これにより、基板Ｗの面内全域の温度が均一化されると共に、基板Ｗ上での薬液の温度が、基板Ｗの面内全域で均一化される。

【0037】

制御装置３は、中心側ノズル６および周縁側ノズル７からの薬液の吐出を開始させてから所定時間が経過した後、中心側ノズル６および周縁側ノズル７からの薬液の吐出を停止させる。その後、制御装置３は、リンス液バルブ１１（図１参照）を開いて、基板Ｗの上面に向けてリンス液ノズル５からリンス液（たとえば、純水）を吐出させる。リンス液ノズル５から吐出されたリンス液は、基板Ｗの上面全域に供給される（リンス液供給工程）。これにより、基板Ｗ上の薬液が洗い流される。制御装置３は、リンス液ノズル５からのリンス液の吐出を停止させた後、スピンチャック４によって基板Ｗを高回転速度（たとえば、数千ｒｐｍ）で回転させる（乾燥工程）。これにより、基板Ｗ上の液体が基板Ｗの周囲に振り切られ、基板Ｗが乾燥する。

【0038】

図４は、従来のスキャンノズルを用いて基板Ｗに処理液を供給したときと、中心側ノズル６および周縁側ノズル７を用いて基板Ｗに処理液を供給したときの基板Ｗ上での処理液の温度分布を示すグラフである。
図４の実線の温度分布は、直径３００ｍｍの円板状の基板Ｗをスピンチャック４によって３００ｒｐｍで回転させながら、中心側ノズル６および周縁側ノズル７から基板Ｗの上面に向けて温水（室温よりも高温の純水）を吐出させ、この状態で、中心側ノズル６および周縁側ノズル７をセンター位置とエッジ位置との間で移動させたときの測定値である。図４の一点鎖線の温度分布は、直径３００ｍｍの円板状の基板Ｗをスピンチャック４によって３００ｒｐｍで回転させながら、従来のスキャンノズルから基板Ｗの上面に向けて温水を吐出させ、この状態で、温水の着液位置を基板Ｗの中心Ｃ１と基板Ｗの外周縁との間で移動させたときの測定値である。２つの測定条件は、使用したノズルを除き、同一である。

【0039】

従来のスキャンノズルを用いた場合、基板Ｗの周縁部に供給される温水には、基板Ｗの中央部によって熱が奪われた温水が含まれている。そのため、図４を見ると分かるように、従来のスキャンノズルを用いた場合には、基板Ｗ上での処理液の温度は、基板Ｗの中央部で最も高く、基板Ｗの中央部から離れるに従って緩やかに減少している。これに対して、中心側ノズル６および周縁側ノズル７を用いた場合は、基板Ｗの周縁部に供給される温水の流量が、基板Ｗの中央部に供給される温水の流量よりも多い上に、周縁側ノズル７から吐出された温水が、基板Ｗの周縁部に直接供給されるので、基板Ｗ上での処理液の温度が、ほぼ一定であり、液温の最大値と液温の最小値との差が、従来のスキャンノズルを用いた場合よりも小さい。したがって、温水の熱が、基板Ｗの全域に効果的に伝達されており、基板Ｗ上での処理液の温度の面内均一性が、従来のスキャンノズルを用いた場合よりもが高い。そのため、中心側ノズル６および周縁側ノズル７を用いることにより、従来のスキャンノズルを用いた場合よりも処理の均一性を高めることができる。

【0040】

以上のように第１実施形態では、中心側ノズル６から吐出された処理液は、中心領域Ｒｃだけに直接供給され、周縁側ノズル７から吐出された処理液は、周縁領域Ｒｅだけに直接供給される。さらに、中心側ノズル６は、基板Ｗの中心Ｃ１側に傾いた内向き吐出方向Ｄ１に処理液を吐出するので、中心側ノズル６から吐出された処理液は、吐出されてから暫くの間、中心領域Ｒｃに留まる。さらに、周縁側ノズル７は、基板Ｗの外周縁側に傾いた外向き吐出方向Ｄ２に処理液を吐出するので、周縁側ノズル７から吐出された処理液は、周縁領域Ｒｅだけに供給される。中心側ノズル６および周縁側ノズル７から吐出された処理液の熱は、基板Ｗに接触した瞬間に熱伝導により基板Ｗに移動する。そのため、中心側ノズル６から吐出された処理液の熱は、中心領域Ｒｃに移動し、周縁側ノズル７から吐出された処理液の熱は、周縁領域Ｒｅに移動する。さらに、中心領域Ｒｃおよび周縁領域Ｒｅには、中心領域Ｒｃおよび周縁領域Ｒｅの面積比に等しい流量比で処理液が供給される。そのため、等しい流量の処理液が、基板Ｗの上面内の各位置に供給され、基板Ｗによって奪われる処理液の熱量が、基板Ｗの面内全域で均一化される。これにより、処理液の温度の面内均一性を高めることができる。したがって、処理の均一性を高めることができる。

【0041】

［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る中心側ノズル６および周縁側ノズル７の拡大図である。図６は、中心側ノズル６および周縁側ノズル７から基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。
図５に示すように、第２実施形態に係る基板処理装置２０１は、第１実施形態に係る基板処理装置１の構成に加えて、周縁側ノズル７からの処理液の吐出角度を変更する吐出角度変更機構２２３を備えている。

【0042】

図５に示すように、吐出角度変更機構２２３は、ノズルアーム２１に設けられたスライド溝２２４と、このスライド溝２２４に沿って周縁側ノズル７が移動できるように周縁側ノズル７とノズルアーム２１とを連結する連結ピン２２５と、周縁側ノズル７をスライド溝２２４に沿って移動させる回動機構２２６とを含む。連結ピン２２５および回動機構２２６は、ノズルアーム２１に保持されており、中心側ノズル６および周縁側ノズル７と共に軌跡Ｘ１（図２参照）に沿って移動する。回動機構２２６は、エアシリンダやモータなどのアクチュエータであってもよいし、アクチュエータと、アクチュエータの動力を周縁側ノズル７に伝達する伝達部材とを備えていてもよい。

【0043】

図５に示すように、周縁側ノズル７は、ノズルアーム２１に対して連結ピン２２５の中心軸線（水平軸線）まわりに回動可能である。回動機構２２６は、内向き姿勢（二点鎖線で示す姿勢）と外向き姿勢（実線で示す姿勢）との間で周縁側ノズル７をスライド溝２２４に沿って移動させる。図６に示すように、内向き姿勢は、周縁側ノズル７が、基板Ｗの上面に近づくに従って基板Ｗの中心Ｃ１に近づくように基板Ｗの上面に対して傾いた内向き吐出方向Ｄ１に薬液を吐出する姿勢である。外向き姿勢は、周縁側ノズル７が、基板Ｗの上面に近づくに従って基板Ｗの中心Ｃ１から遠ざかるように基板Ｗの上面に対して傾いた外向き吐出方向Ｄ２に薬液を吐出する姿勢である。

【0044】

図５に示すように、回動機構２２６は、制御装置３に制御される。図６に示すように、中心側着液位置Ｐｃが基板Ｗの中心Ｃ１上に配置され、周縁側着液位置Ｐｅが周縁領域Ｒｅの内周縁上に配置されるセンター位置（実線で示す位置）では、制御装置３は、周縁側ノズル７を外向き姿勢に維持する。その一方で、中心側着液位置Ｐｃが中心領域Ｒｃの外周縁上に配置され、周縁側着液位置Ｐｅが基板Ｗの外周縁上に配置されるエッジ位置（二点鎖線で示す位置）では、制御装置３は、周縁側ノズル７を内向き姿勢に維持する。制御装置３は、さらに、周縁側ノズル７を回動機構２２６によって内向き姿勢と外向き姿勢との間で一定の回転角度で回転させながら、中心側ノズル６および周縁側ノズル７をノズル移動機構２０によってセンター位置とエッジ位置との間で移動させる。

【0045】

周縁側着液位置Ｐｅが基板Ｗの外周縁付近に位置している状態で、周縁側ノズル７が、外向き吐出方向Ｄ２に処理液を吐出すると、周縁側ノズル７から吐出された処理液が、基板Ｗ上で遠心力を受けることに加えて、基板Ｗの中心Ｃ１から離れる方向の速度成分を有しているので、周縁側着液位置Ｐｅに着液した処理液は、直ぐに基板Ｗの周囲に振り切られる。そのため、処理液が基板Ｗの処理に殆ど寄与しない。その一方で、図６に示すように、周縁側着液位置Ｐｅが基板Ｗの外周縁付近に位置している状態で、周縁側ノズル７が、内向き吐出方向Ｄ１に処理液を吐出すると、周縁側ノズル７から吐出された処理液が、基板Ｗの中心Ｃ１に近づく方向の速度成分を有しているので、周縁側着液位置Ｐｅに着液した処理液は、直ぐには基板Ｗの周囲に排出されない。そのため、処理液を効率的に利用できる。さらに、基板Ｗの周縁部での処理液の滞在時間が増加するので、基板Ｗの周縁部を効率的に加熱できる。

【0046】

［他の実施形態］
本発明の第１および第２実施形態の説明は以上であるが、本発明は、前述の第１および第２実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、第１実施形態では、周縁側ノズルは、外向き吐出方向に処理液を吐出する場合について説明したが、周縁側ノズルは、内向き吐出方向に処理液を吐出してもよいし、基板の上面に垂直な垂直方向に処理液を吐出してもよい。

【0047】

また、第１および第２実施形態では、複数のスキャンノズルが、２つのスキャンノズル（中心側ノズルおよび周縁側ノズル）を備えている場合について説明したが、複数のスキャンノズルは、３つ以上のスキャンノズルを備えていてもよい。
具体的には、複数のスキャンノズルは、中心側ノズルおよび周縁側ノズルに加えて、基板の上面の中心からの距離が中心側着液位置までの距離よりも長く、周縁側着液位置までの距離よりも短い基板の上面内の中間着液位置に向けて、中心側ノズルおよび周縁側ノズルからの処理液の吐出と並行して処理液を吐出する中間ノズルを備えていてもよい。この場合、ノズル移動機構は、中間着液位置が、中心領域と周縁領域との間の環状の中間領域の内周縁と中間領域の外周縁との間で移動するように、中心側ノズル、周縁側ノズル、および中間ノズルを移動させる。中間ノズルからの処理液の吐出方向は、内向き吐出方向、外向き吐出方向、および垂直方向のいずれであってもよい。

【0048】

また、第１および第２実施形態では、中心側ノズルに処理液を供給する中心配管と、周縁側ノズルに処理液を供給する周縁配管とが、集合配管に接続されており、共通の処理液供給源からの処理液が、中心側ノズルおよび周縁側ノズルに供給される場合について説明した。しかし、中心配管および周縁配管が別々の配管に接続されており、別々の処理液供給源からの処理液が、中心側ノズルおよび周縁側ノズルに供給されてもよい。

【0049】

また、第１および第２実施形態では、ノズル移動機構が、平面視において基板の上面中央部を通る円弧状の軌跡に沿って複数のスキャンノズルを移動させる場合について説明したが、ノズル移動機構は、平面視において基板の上面中央部を通る直線状の軌跡に沿って複数のスキャンノズルを移動させてもよい。
また、第１および第２実施形態では、流量調整バルブの開度に対応する流量で、中心側ノズルおよび周縁側ノズルから処理液が吐出される場合について説明したが、基板の上面内の各位置に均一な流量で処理液が供給されるように、中心配管および周縁配管の流路面積が設定されてもよい。この場合、基板処理装置は、流量調整バルブを備えていなくてもよい。

【0050】

また、第１および第２実施形態では、中心領域の半径と周縁領域の幅とが等しく、ノズル移動機構が、中心側着液位置を基板の中心から中心領域の外周縁に移動させると、周縁側着液位置が周縁領域の内周縁から基板の外周縁に移動する場合について説明した。しかし、中心領域の半径と周縁領域の幅とは異なっていてもよい。この場合、基板処理装置は、中心側ノズルおよび周縁側ノズルの一方をノズルアームに対して水平方向にスライドさせるスライド機構をさらに備えていてもよい。

【0051】

また、第１および第２実施形態では、中心側ノズルが、基板（基板の上面）に対して傾いている場合について説明したが、中心側ノズルの吐出口（吐出方向）が基板に対して傾いていれば、中心側ノズル自体は、基板に対して垂直であってもよいし、基板に対して外向きに傾いていてもよい。
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】

【0052】

１ ：基板処理装置
３ ：制御装置（流量制御手段）
４ ：スピンチャック（基板保持回転手段）
６ ：中心側ノズル
７ ：周縁側ノズル
１３ ：流量調整バルブ（流量制御手段）
１５ ：流量調整バルブ（流量制御手段）
２０ ：ノズル移動機構（ノズル移動手段）
２０１ ：基板処理装置
Ａ１ ：基板回転軸線
Ｃ１ ：基板の主面の中心
Ｄ１ ：内向き吐出方向
Ｄ２ ：外向き吐出方向
Ｄ３ ：ノズル移動方向
Ｌ１ ：境界線
Ｐｃ ：中心側着液位置
Ｐｅ ：周縁側着液位置
Ｒｃ ：中心領域
Ｒｅ ：周縁領域
Ｗ ：基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】