特許 6203098 基板処理装置及び基板処理方法

(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】6203098

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20170914BHJP

   B08B 3/02 20060101ALI20170914BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20170914BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20170914BHJP

   G02F 1/13 20060101ALN20170914BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 648G

   H01L21/304 643A

   B08B3/02 B

   B08B3/02 D

   H01L21/306 R

   H01L21/30 572B

   H01L21/304 643C

   !G02F1/13 101

【請求項の数】12

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-60462(P2014-60462)

(22)【出願日】2014年3月24日

(65)【公開番号】特開2014-209605(P2014-209605A)

(43)【公開日】2014年11月6日

【審査請求日】2016年8月8日

(31)【優先権主張番号】特願2013-73877(P2013-73877)

(32)【優先日】2013年3月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002428

【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000866

【氏名又は名称】特許業務法人三澤特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100088720

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 眞一

(74)【代理人】

【識別番号】100118430

【弁理士】

【氏名又は名称】中原 文彦

(72)【発明者】

【氏名】林 航之介

(72)【発明者】

【氏名】大田垣 崇

(72)【発明者】

【氏名】長嶋 裕次

(72)【発明者】

【氏名】磯 明典

【審査官】 鈴木 和樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２３７１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３４６４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１４６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３９０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２０９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６２２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１５３２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０１４９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００３４９６６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ０８Ｂ ３／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｇ０２Ｆ １／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を平面内で支持する支持部と、
前記支持部により支持された前記基板の表面に交わる軸を回転軸として前記支持部を回転させる回転機構と、
前記支持部により支持された前記基板の上方に位置し、前記基板の中心から周縁に並ぶように設けられ、前記回転機構により回転している前記支持部上の基板の表面に処理液をそれぞれ吐出する複数本のノズルと、
前記回転機構により回転している前記支持部上の基板の表面に形成される前記処理液の液膜の厚さに応じて、前記複数本のノズルにそれぞれ異なる吐出タイミングで前記処理液を吐出させる制御部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記複数本のノズルのうち第１のノズルから前記基板の表面に供給されて遠心力により前記基板の外周に向かって広がる処理液の液膜における前記第１のノズルより外周側に位置する第２のノズルの下方の膜厚が所定厚さ以下である場合、前記第２のノズルに前記処理液を吐出させ、
前記所定厚さは、前記第１のノズルから前記基板の表面に供給されて遠心力により前記基板の外周に向かって広がる処理液が、前記第２のノズルから前記基板の表面に供給された処理液によって前記基板の表面に滞留する液量を所定量以下とする厚さであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記液膜の厚さを測定する膜厚測定部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記複数本のノズルに前記基板の中心から周縁に向かう順序又は前記基板の周縁から中心に向かう順序で前記処理液を吐出させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記複数本のノズルから吐出する前記処理液の温度は前記ノズルごとに変えられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記複数本のノズルから吐出する前記処理液の濃度は前記基板の中心から周縁に向かう順序又は前記基板の周縁から中心に向かう順序で高くされていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

基板を平面内で回転させる工程と、
回転している前記基板の表面に、その基板の表面に形成される処理液の液膜の厚さに応じて、前記基板の上方に位置し前記基板の中心から周縁に並ぶ複数本のノズルからそれぞれ異なる吐出タイミングで処理液を吐出する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。

【請求項8】

前記処理液を吐出する工程では、前記複数本のノズルのうち第１のノズルから前記基板の表面に供給されて遠心力により前記基板の外周に向かって広がる処理液の液膜における前記第１のノズルより外周側に位置する第２のノズルの下方の膜厚が所定厚さ以下である場合、前記第２のノズルから前記処理液を吐出し、
前記所定厚さは、前記第１のノズルから前記基板の表面に供給されて遠心力により前記基板の外周に向かって流れる処理液が、前記第２のノズルから前記基板の表面に供給された処理液によって前記基板の表面に滞留する液量を所定量以下とする厚さであることを特徴とする請求項７に記載の基板処理方法。

【請求項9】

前記液膜の厚さを測定する工程をさらに有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の基板処理方法。

【請求項10】

前記処理液を吐出する工程では、前記基板の中心から周縁に向かう順序又は前記基板の周縁から中心に向かう順序で前記複数本のノズルから前記処理液を吐出することを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項11】

前記処理液を吐出する工程では、前記処理液の温度を前記ノズルごとに変えて前記複数本のノズルから前記処理液を吐出することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項12】

前記処理液を吐出する工程では、前記処理液の濃度を前記基板の中心から周縁に向かう順序又は前記基板の周縁から中心に向かう順序で高くして前記複数本のノズルから前記処理液を吐出することを特徴とする請求項７ないし請求項１１のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板処理装置は、半導体や液晶パネルなどの製造工程において、ウェーハや液晶基板などの基板の表面に処理液（例えば、レジスト剥離液や洗浄液など）を供給して基板表面を処理する装置である。この基板処理装置の中には、基板を水平状態で回転させ、その基板表面の中央に対向する一本のノズルから基板表面に処理液を供給し、その処理液を回転による遠心力によって基板表面に広げるスピン処理を行う基板処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−３３６７６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述の基板処理装置では、基板中心付近には新しい処理液（新鮮な処理液）が供給されるが、基板中心付近に供給された処理液は遠心力によって基板周縁部へと流れていくため、基板周縁部には反応あるいは汚染が進行した処理液（古い処理液）が供給されることになる。このため、基板中心部と基板周縁部とでは処理に差が生じてしまう。この処理差を抑えるため、基板周縁部の処理が完了するまで処理液を供給し続けることになるが、その分処理時間が長くなり、さらに、処理液の消費量も大きくなってしまう。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、処理時間の短縮及び処理液消費量の削減を実現することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係る基板処理装置は、
基板を平面内で支持する支持部と、
前記支持部により支持された前記基板の表面に交わる軸を回転軸として前記支持部を回転させる回転機構と、
前記支持部により支持された前記基板の上方に位置し、前記基板の中心から周縁に並ぶように設けられ、前記回転機構により回転している前記支持部上の基板の表面に処理液をそれぞれ吐出する複数本のノズルと、
前記回転機構により回転している前記支持部上の基板の表面に形成される前記処理液の液膜の厚さに応じて、前記複数本のノズルにそれぞれ異なる吐出タイミングで前記処理液を吐出させる制御部とを備える。

【0007】

実施形態に係る基板処理方法は、
基板を平面内で回転させる工程と、
回転している前記基板の表面に、その基板の表面に形成される処理液の液膜の厚さに応じて、前記基板の上方に位置し前記基板の中心から周縁に並ぶ複数本のノズルからそれぞれ異なる吐出タイミングで処理液を吐出する工程と、
を有する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、処理時間の短縮及び処理液消費量の削減を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係るノズルごとの吐出タイミングを示すタイミングチャートである。

【図3】第１の実施形態に係るウェーハ半径位置と接触角との関係を示すグラフである。

【図4】第２の実施形態に係るノズルごとの吐出タイミングを示すタイミングチャートである。

【図5】第２の実施形態に係る外周ノズルの吐出タイミングを説明するための第１の説明図である。

【図6】第２の実施形態に係る外周ノズルの吐出タイミングを説明するための第２の説明図である。

【図7】第２の実施形態に係る外周ノズルの吐出タイミングを説明するための第３の説明図である。

【図8】第２の実施形態に係る外周ノズルの下部の液膜厚を拡大して示す図である。

【図9】第２の実施形態に係る外周ノズルの下部の液膜厚と残留パーティクル数との関係を示すグラフである。

【図10】第３の実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。

【図11】第３の実施形態に係るノズル配置を説明するための説明図である。

【図12】他の実施形態に係るノズル吐出順序を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。

【0011】

図１に示すように、第１の実施形態に係る基板処理装置１は、処理室となる処理ボックス２と、その処理ボックス２内に設けられたカップ３と、そのカップ３内で基板Ｗを水平状態で支持する支持部４と、その支持部４を水平面内で回転させる回転機構５とを備えている。さらに、基板処理装置１は、支持部４上の基板Ｗの表面に処理液をそれぞれ供給する複数本のノズル６ａ、６ｂ及び６ｃと、それらのノズル６ａ、６ｂ及び６ｃを支持して処理位置と待機位置とに移動させる揺動機構７と、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃに処理液を供給する液供給部８と、各部を制御する制御部９とを備えている。

【0012】

カップ３は、円筒形状に形成されており、支持部４を周囲から囲んで内部に収容する。カップ３の周壁の上部は径方向の内側に向かって傾斜しており、支持部４上の基板Ｗが露出するように開口している。このカップ３は、回転する基板Ｗ上から流れ落ちたあるいは飛散した処理液を受け取る。なお、カップ３の底部には、受け取った処理液を排出するための排出管（図示せず）が設けられている。

【0013】

支持部４は、カップ３内の中央付近に位置付けられ、水平面内で回転可能に設けられている。この支持部４は、ピンなどの支持部材４ａを複数有しており、これらの支持部材４ａにより、ウェーハや液晶基板などの基板Ｗを着脱可能に保持する。

【0014】

回転機構５は、支持部４に連結された回転軸やその回転軸を回転させる駆動源となるモータ（いずれも図示せず）などを有しており、モータの駆動により回転軸を介して支持部４を回転させる。この回転機構５は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。

【0015】

各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃは、支持部４上の基板Ｗの表面に沿ってその基板Ｗの中心から周縁に向かって並び、支持部４上の基板Ｗの表面上方に位置するように設けられている。これらのノズル６ａ、６ｂ及び６ｃは、液供給部８から供給された処理液を支持部４上の基板Ｗの上方から回転中の基板Ｗの表面に向けて吐出して、その基板表面に供給する。なお、図１では、ノズル本数は三本となっているが、この本数は例示であり、特に限定されるものではない。

【0016】

第１のノズルであるノズル６ａは、支持部４上の基板Ｗの表面の中心付近に対向する位置に設けられており、第２のノズルであるノズル６ｂは、支持部４上の基板Ｗの表面における半径方向の中央付近に対向する位置に設けられている。また、第３のノズルであるノズル６ｃは、支持部４上の基板Ｗの表面の周縁付近に対向する位置に設けられている。

【0017】

ここで、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃは、支持部４上の基板Ｗの表面に沿って半径方向に延びる一直線上に配置されている。ただし、これらのノズル６ａ、６ｂ及び６ｃの配置は一直線上に限るものではなく、例えば、その一直線を跨ぐように交互に配置されていても良く、基板Ｗの表面において直径が異なる三つの円の円周上にそれぞれ配置されていれば良い。

【0018】

なお、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃとしては、吐出口径の直径が１ｍｍ以上のノズルを用いることが望ましく（各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃの吐出口径はそれぞれ同じでも異なっていても良い）、また、基板Ｗの表面に対する吐出角度は９０度以下である。さらに、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃと基板Ｗの表面との離間距離は３ｍｍ以上とすることが望ましい。

【0019】

また、基板Ｗの裏面も処理する必要がある場合、すなわち基板Ｗの両面を処理する場合には、前述の各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃに加え、例えば、支持部４上の基板Ｗの裏面に向かって処理液を吐出するノズルを支持部４内に設け、そのノズルから処理液を回転中の基板Ｗの裏面の中央に供給するようにしても良い。

【0020】

揺動機構７は、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃを保持する保持ヘッド７ａと、その保持ヘッド７ａと共に各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃを支持部４上の基板Ｗの表面に沿って移動可能に支持するアーム７ｂと、そのアーム７ｂを水平面内で回転可能に支持する支柱７ｃとにより構成されている。この揺動機構７は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。

【0021】

ここで、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃは、前述の揺動機構７により、例えば、支持部４上の基板Ｗの表面に対向する処理位置と、その処理位置から退避して支持部４上の基板Ｗの設置及び搬出を可能とする待機位置とに移動する。

【0022】

液供給部８は、処理液を貯留するタンクや駆動源となるポンプ、供給量を調整する調整弁となるバルブ（いずれも図示せず）などを備えており、ポンプの駆動により各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃに処理液を供給する。この液供給部８は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。

【0023】

ここで、処理液としては、例えば、オゾン水やフッ化水素酸（ＨＦ）、超純水（ＤＩＷ）などを用いることが可能であり、その他にも処理内容に応じて各種の処理液を用いることができる。

【0024】

制御部９は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、基板処理に関する基板処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部とを備えている。この制御部９は、基板処理情報や各種プログラムに基づいて回転機構５や液供給部８などを制御し、回転中の支持部４上の基板Ｗの表面に対し、液供給部６から供給された処理液を各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから吐出して供給する基板処理の制御を行う。

【0025】

基板処理において、制御部９は、基板Ｗの中心から周縁に向かう順序で各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃに処理液を吐出させる制御を行う。詳述すると、制御部９は、ノズル６ａにつながる配管途中の開閉弁、ノズル６ｂにつながる配管途中の開閉弁及びノズル６ｃにつながる配管途中の開閉弁（いずれも図示せず）のそれぞれの開閉状態を制御し、基板Ｗの中心から周縁に向かう順序で各開閉弁を開状態にしていき、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃに処理液を吐出させる。

【0026】

ここで、図２に示すように、第１のノズル６ａであるノズル１が所定間隔でＯＮ（吐出）になる。このノズル１がＯＮからＯＦＦとなったタイミングで、第２のノズル６ｂであるノズル２がＯＮになる。同じように、ノズル２がＯＮからＯＦＦとなったタイミングで、第３のノズル６ｃであるノズル３がＯＮになる。このようにして、基板Ｗの中心から周縁に向かう順序、すなわちノズル１、ノズル２及びノズル３の順番で各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから処理液が吐出され、回転中の基板Ｗの表面に供給される。なお、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃは、前述のＯＮになっている時間内において、予め設定した時間で処理液を間欠吐出する。

【0027】

このようにして、基板Ｗの中心から周縁に向かう順序で各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから処理液が間欠吐出され、回転する基板Ｗの表面に供給される。ノズル６ａから基板中心付近に供給された処理液は遠心力によって基板周縁部へと流れていき、同様に、ノズル６ｂから基板半径中央付近に供給された処理液も遠心力によって基板周縁部へと流れていく。また、ノズル６ｃから基板周縁付近に供給された処理液も遠心力によって基板周縁部へと流れていく。これにより、基板Ｗの表面は基板処理中、処理液によって覆われることになる。

【0028】

このとき、基板中心付近に加え、基板半径中央付近や基板周縁付近にも、新しい処理液（新鮮な処理液）が供給される。処理液が基板中心付近のみに供給される場合、基板半径中央付近や基板周縁付近には、反応あるいは汚染が進行した処理液（古い処理液）が供給されることになる。ところが、処理液が基板中心付近に加え基板半径中央付近や基板周縁付近にも直接供給される場合には、基板半径中央付近や基板周縁付近にも新しい処理液（新鮮な処理液）が供給されることになる。これにより、基板中心部と基板周縁部において処理に差が生じることが抑止される。また、基板Ｗの表面における処理（例えば、エッチングや清浄度など）の均一性が向上することになる。

【0029】

ここで、図３において、グラフＡ１はノズル６ａのみから処理液が供給された場合の結果であり（白丸参照）、グラフＡ２は前述のような順序で各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから処理液が間欠供給された場合の結果である（黒丸参照）。グラフＡ２では、接触角（ｄｅｇ）がグラフＡ１に比べ小さくなっている（接触角が小さい程、処理が進行している）。特に、円形状の基板Ｗであるウェーハの半径位置が２００ｍｍ付近で、接触角が１／２や２／３程度に小さくなっている。なお、ウェーハの直径は例えば４５０ｍｍである。

【0030】

したがって、前述のように各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから処理液をそれぞれ間欠吐出して基板表面に供給した場合には、接触角の変化がグラフＡ１からグラフＡ２となって接触角の差（例えば、最大値と最小値の差）が小さくなるため、基板中心付近と基板周縁付近の処理差など、基板Ｗの表面における各位置での処理差が小さくなることがわかる。このように前述の処理液供給により、基板中心部と基板周縁部において処理に差が生じることを抑止することが可能である。

【0031】

なお、処理中には各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃは揺動機構７により移動することは制限されている。これにより、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃの移動によりパーティクルが発生し、そのパーティクルによって処理中の基板Ｗが汚染されることを防止することができる。

【0032】

以上説明したように、第１の実施形態によれば、回転している基板Ｗの表面に、その基板Ｗの中心から周縁に並ぶ複数本のノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから処理液をそれぞれ吐出することによって、基板Ｗの中心部と周縁部において処理に差が生じることが抑止される。これにより、その処理差を抑えるため、基板周縁部の処理が完了するまで処理液を供給し続ける必要が無くなるので、その分処理時間を短縮し、さらに、処理液の消費量も削減することができる。このようにして、処理時間の短縮及び処理液消費量の削減を実現することができる。

【0033】

（第２の実施形態）
第２の実施形態について図４乃至図９を参照して説明する。

【0034】

第２の実施形態は基本的に第１の実施形態と同様である。第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点（ノズルごとの吐出タイミング）について説明し、その他の説明は省略する。

【0035】

図４に示すように、第１のノズル６ａ（ノズル１）は液供給開始のタイミングでＯＮ（吐出）になり、そのＯＮになるタイミングから時間ｔ１後にＯＦＦとなる。さらに、第１のノズル６ａは、前述のＯＦＦになるタイミングから時間ｔ２後にＯＮとなり、そのＯＮになるタイミングから時間ｔ３後にＯＦＦとなる。その後、第１のノズル６ａは、時間ｔ２の間隔で時間ｔ３だけＯＮになることを液供給終了のタイミングまで繰り返す。

【0036】

第２のノズル６ｂ（ノズル２）は、第１のノズル６ａがＯＮからＯＦＦになるタイミングから時間ｔ４後にＯＮとなり、そのＯＮになるタイミングから時間ｔ３後にＯＦＦとなる。その後、第２のノズル６ｂは、時間ｔ２の間隔で時間ｔ３だけＯＮになることを繰り返す。また、第２のノズル６ｂがＯＮからＯＦＦになるタイミングから時間ｔ５後に、第１のノズル６ａがＯＦＦからＯＮになる。なお、図４では、ｔ１≧ｔ３、ｔ２＝ｔ３＋ｔ４＋ｔ５及び０≦ｔ５≦ｔ４という関係式が成り立っている。

【0037】

このような第１のノズル６ａ（内周ノズル）と第２のノズル６ｂ（外周ノズル）との吐出タイミングの関係は、内周ノズルと外周ノズルとの吐出タイミングの関係である。このため、その吐出タイミングの関係は、第２のノズル６ｂと第３のノズル６ｃとの吐出タイミングの関係にも適用される。すなわち、第２のノズル６ｂが内周ノズルとされ、第３のノズル６ｃが外周ノズルとされ、前述と同様の吐出タイミングが用いられる。

【0038】

次に、前述の吐出タイミングに基づく第２のノズル６ｂ（外周ノズル）の吐出タイミングについて基板Ｗの表面上での処理液の広がりと共に説明する。第１の実施形態と同様、処理液の供給時、基板Ｗは水平面内で回転している。なお、説明の簡略化のため、第１のノズル６ａ（内周ノズル）と第２のノズル６ｂ（外周ノズル）との吐出について主に説明するが、その内容は第２のノズル６ｂ（内周ノズル）と第３のノズル６ｃ（外周ノズル）との吐出でも同様である。

【0039】

図５に示すように、第１のノズル６ａ（ノズル１）が時間ｔ１だけＯＮになると（図４参照）、第１のノズル６ａから処理液が基板Ｗの表面上に所定量供給される。その基板Ｗの表面上に供給された処理液は遠心力によって基板Ｗの外周に向かって広がっていく。このとき、図６に示すように、基板Ｗ上の処理液は膜状にその内周部分よりも外周部分の方が厚くなるように広がっていく。

【0040】

第１のノズル６ａがＯＮからＯＦＦとなると、そのタイミングから時間ｔ４後に第２のノズル６ｂ（ノズル２）がＯＦＦからＯＮとなる（図４参照）。このとき、図７及び図８に示すように、第２のノズル６ｂの下方（直下付近）の処理液の膜厚は所定厚さＴ以下になっている。このタイミングで、第２のノズル６ｂは時間ｔ３だけＯＮになり、第２のノズル６ｂから処理液Ｌが基板Ｗの表面上に所定量供給される。なお、図７及び図８中の符号Ｌは、第２のノズル６ｂである外周ノズルから基板Ｗの表面上に供給される処理液を示している。

【0041】

次いで、第２のノズル６ｂがＯＮからＯＦＦとなると、そのタイミングから時間ｔ５後に第１のノズル６ａがＯＦＦからＯＮとなる（図４参照）。この第１のノズル６ａは時間ｔ３だけＯＮになり、第１のノズル６ａから処理液が基板Ｗの表面上に所定量供給される。

【0042】

その後、第１のノズル６ａでは、時間ｔ３の液供給が時間ｔ２の間隔で繰り返される（図４参照）。同様に、第２のノズル６ｂでも、時間ｔ３の液供給が時間ｔ２の間隔で繰り返される。このときも、前述のように、第２のノズル６ｂの下方の処理液の膜厚が所定厚さＴ以下となるタイミングで（図７及び図８参照）、処理液Ｌが第２のノズル６ｂから基板Ｗの表面上に所定量供給される。

【0043】

制御部９は、前述のような吐出タイミングに基づく吐出制御を行うことで、第１のノズル（内周ノズル）６ａから基板Ｗの表面に供給された処理液の液膜において第２のノズル（外周ノズル）６ｂの下方の膜厚が所定厚さＴ以下である場合に、第２のノズル６ｂに処理液を吐出させることになる。

【0044】

前述の所定厚さＴは、第１のノズル（内周ノズル）６ａから基板Ｗの表面に供給されて遠心力により基板Ｗの外周に向かって広がる処理液が、第２のノズル（外周ノズル）６ｂから基板Ｗの表面に供給された処理液Ｌによって滞留する液量を所定量以下とする厚さである。所定量とは、例えば、滞留した処理液が基板Ｗに対する処理に悪影響を生じさせない量であり、好ましくは０（ゼロ）である。なお、液膜厚の制御因子としては、基板Ｗの回転数や液流量、隣接するノズル間の距離、基板Ｗとノズルとの間の距離、液流速（例えばノズル径）などがある。

【0045】

ここで、例えば、所定厚さＴは５００μｍであることが望ましい。この数値は図９に示すグラフに基づいて求められる。図９に示すように、外周ノズルの下方（下部）の液膜厚が５００μｍ以下である場合には、残留パーティクル数（未処理パーティクル数）が０個である。ところが、外周ノズルの下方の液膜厚が５００μｍより大きくなると、すなわち６００μｍで残留パーティクル数が１００個、７００μｍで１０００個、８００μｍ以上で２０００個というように急激に増加する傾向にある。このため、所定厚さＴは５００μｍであることが望ましい。

【0046】

液膜厚が５００μｍ以下である場合には、第１のノズル６ａから基板Ｗの表面に供給されて遠心力により基板Ｗの外周に向かって広がる処理液が、第２のノズル６ｂから基板Ｗの表面に供給された処理液Ｌによって滞留する液量が所定量以下となる。すなわち、基板Ｗの表面をその外周に向かって広がる処理液の膜厚が５００μｍ以下で薄く、液量が少ない場合には、その液量が少ない処理液が第２のノズル６ｂから基板Ｗの表面に供給された処理液Ｌによって遮られても、滞留する液量は少なく所定量以下になる。この関係は第２のノズル６ｂと第３のノズル６ｃの間でも同様となる。このため、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃからそれぞれ供給された処理液が基板Ｗの表面上で干渉し、それらの処理液の流れが滞って（とどこおって）澱みが生じることが抑止されるので、確実に残留パーティクル数を少なくすることができる。

【0047】

一方、液膜厚が５００μｍより大きい場合には、第１のノズル６ａから基板Ｗの表面に供給されて遠心力により基板Ｗの外周に向かって広がる処理液が、第２のノズル６ｂから基板Ｗの表面に供給された処理液Ｌによって滞留する液量が所定量より多くなる。すなわち、基板Ｗの表面をその外周に向かって広がる処理液の膜厚が５００μｍより厚く、液量が多い場合には、その液量が多い処理液が第２のノズル６ｂから基板Ｗの表面に供給された処理液Ｌによって遮られると、滞留する液量は多く所定量を超えてしまう。この関係は第２のノズル６ｂと第３のノズル６ｃの間でも同様である。このため、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃからそれぞれ供給された処理液が基板Ｗの表面上で干渉し、それらの処理液の流れが滞って澱みが生じることになるため、処理液による処理能力が低下してしまう。

【0048】

以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、基板Ｗの表面上の処理液の液膜の厚さに応じて、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃにそれぞれ異なる吐出タイミングで処理液を吐出させることによって、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから個々に供給された処理液が基板Ｗの表面上で干渉することを抑えることが可能となる。このため、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから個々に供給された処理液が基板Ｗの表面上で干渉し、それらの処理液の流れが滞って澱みが生じることを抑止することができる。したがって、処理液の澱みの発生による処理差を抑えるため、基板周縁部の処理が完了するまで処理液を供給し続ける必要が無くなるので、その分処理時間を短縮し、さらに、処理液の消費量も削減することができる。

【0049】

（第３の実施形態）
第３の実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。

【0050】

第３の実施形態は基本的に第２の実施形態と同様である。第３の実施形態では、第２の実施形態との相違点（膜厚測定部及びノズル配置）について説明し、その他の説明は省略する。

【0051】

図１０に示すように、第３の実施形態では、基板Ｗ上の処理液の膜厚（液膜の厚さ）を測定する膜厚測定部１０が設けられている。膜厚測定部１０は、第２のノズル６ｂよりも基板Ｗの内周側であってその近傍に位置付けられており、第１のノズル６ａと第２のノズル６ｂとの間に設けられている。この膜厚測定部１０は、制御部９に電気的に接続されており、ノズル６ｂの下方（直下付近）の基板Ｗ上の処理液の膜厚を測定し、その測定結果を制御部９に入力する。なお、図１０中の符号Ｌは、第２のノズル６ｂである外周ノズルから基板Ｗの表面上に供給される処理液を示している。

【0052】

膜厚測定部１０としては、例えば、レーザ変位計やレーザ干渉計などを用いることが可能である。また、膜厚測定部１０の個数も特に限定されるものではなく、膜厚測定部１０を第３のノズル６ｃよりも基板Ｗの内周側であってその近傍に設け、第３のノズル６ｃの吐出タイミング用に用いるようにしても良い。

【0053】

制御部９は、膜厚測定部１０の測定結果に基づき、第２のノズル６ｂから処理液を吐出させるタイミングを調整する。例えば、制御部９は、第１のノズル６ａからの液供給開始後、膜厚測定部１０により測定された処理液の膜厚が所定厚さＴ（例えば、５００μｍ）以下になった場合に、第２のノズル６ｂに処理液を吐出させる。このときの吐出タイミングは膜厚の実測値に基づくタイミングとなり、吐出タイミングの精度を向上させることができる。

【0054】

図１１に示すように、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃは、それらのノズルのうち一番内周側のノズル６ａと外周側のノズル６ｃとの間に存在するノズル６ｂの吐出口が、一番内周側のノズル６ａの吐出口と外周側のノズル６ｃの吐出口を通る仮想直線Ｌ１上からずらされ、その仮想直線Ｌ１上に位置しないように設けられている。さらに、ノズル６ｂは、仮想直線Ｌ１から回転方向Ｌ２に所定距離だけずらされて設けられている。これにより、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃからそれぞれ供給された処理液が基板Ｗの表面上で干渉することを抑えることが可能となり、それらの処理液の流れが滞って澱みが発生することを確実に抑止することができる。

【0055】

以上説明したように、第３の実施形態によれば、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、基板Ｗの表面上の処理液の膜厚を測定することによって、測定した膜厚に応じて各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃにそれぞれ異なる吐出タイミングで処理液を吐出させることができる。これにより、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃからそれぞれ供給された処理液が基板Ｗの表面上で干渉することを確実に抑えることが可能となり、それらの処理液の流れが滞って澱みが発生することを確実に抑止することができる。

【0056】

加えて、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃのうち、一番内周側のノズル６ａと外周側のノズル６ｃとの間に存在するノズル６ｂの吐出口を、一番内周側のノズル６ａの吐出口と外周側のノズル６ｃの吐出口を通る仮想直線Ｌ１上からずらし、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃを設けることによって、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃからそれぞれ供給された処理液が基板Ｗの表面上で干渉することをより確実に抑えることができる。

【0057】

また、ノズル６ａを設けず、各ノズル６ｂ及び６ｃのみが存在する場合には、それらのノズル６ｂ及び６ｃのうち、基板中央と外周側のノズル６ｃとの間に存在するノズル６ｂの吐出口を、基板中央と外周側のノズル６ｃの吐出口を通る仮想直線上からずらし、各ノズル６ｂ及び６ｃを設けることによって、各ノズル６ｂ及び６ｃからそれぞれ供給された処理液が基板Ｗの表面上で干渉することをより確実に抑えることができる。

【0058】

（他の実施形態）
前述の第１又は第２の実施形態では、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃからそれぞれ異なる吐出タイミング、すなわち基板Ｗの中心から周縁に向かう順序で各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから処理液を吐出しているが、これに限るものではなく、例えば、その順序を変えることも可能であり、前述の逆の周縁から中心に向かう順序で各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから処理液を吐出するようにしても良く、また、処理途中にその順序を変更するようにしても良い。ただし、基板Ｗの表面が乾燥することを防止するためには、支持部４上の基板Ｗの表面の中心付近に対向するノズル６ａから最初に処理液を吐出することが望ましい。

【0059】

例えば、ＨＦによるエッチング処理が終わり、オゾン水を用いた親水化処理を行うステップでは、図１２に示すように、ノズル６ａ→ノズル６ｂ→ノズル６ｃ→ノズル６ａ→ノズル６ｂ→ノズル６ｃ・・・というように基板Ｗの内周側から外周側への順序を繰り返し、間欠吐出を行って基板Ｗの全面を親水化することが可能である。また、ノズル６ａ→ノズル６ｂ→ノズル６ｃ→ノズル６ｂ→ノズル６ａ・・・というように基板Ｗの内周側から外周側へさらに外周側から内周側への順序を繰り返し、間欠吐出を行って基板Ｗの全面を親水化することも可能である。どちらの場合でも、内周及び外周に順序を繰り返すことで、常に新鮮なオゾン水を供給することが可能となるので、基板Ｗの全面を親水化することができる。なお、新鮮なオゾン水とは、オゾン水中に溶存しているオゾンガスが気化して抜けていない液体である。

【0060】

一方、例えば、ＨＦにより基板Ｗの表面にある酸化膜をエッチングする時には、ノズル６ｃ→ノズル６ｂ→ノズル６ａ→ノズル６ｂ→ノズル６ｃ・・・というように基板Ｗの外周側から内周側へさらに内周側から外周側への順序を繰り返し、基板Ｗの外周部をエッチングしてから順次間欠吐出を行うことが可能である。あるいは、ノズル６ａ及びノズル６ｂをグループＡとし、グループＡ→ノズル６ｃ→グループＡ→ノズル６ｃ・・・というように基板Ｗの中心部付近への間欠吐出を行い、その中心部のエッチング後に基板Ｗの外周部のみをエッチングすることが可能である。さらに、ノズル６ｂ及びノズル６ｃをグループＢとし、グループＢ→ノズル６ａ→グループＢ→ノズル６ａ・・・というように基板Ｗの外周側から内周側へさらに内周側から外周側への順序を繰り返し、基板Ｗの外周部をエッチングしてから順次間欠吐出を行うことが可能である。

【0061】

なお、グループＡでは、ノズル６ａとノズル６ｂの吐出切替が繰り返され、どちらのノズル６ａ及び６ｂでも間欠吐出が行われる。また、グループＢでも、ノズル６ｂとノズル６ｃの吐出切替が繰り返され、どちらのノズル６ｂ及び６ｃでも間欠吐出が行われる。ただし、必ずしも間欠吐出が行われる必要は無く、連続吐出が行われても良い。

【0062】

前述のように、基板Ｗの表面上の酸化膜、すなわち処理対象膜が存在する場合には、処理対象膜の厚さに応じて様々な順序を用いることが可能である。例えば、処理対象膜の外周部が内周部に比べて厚い場合には、外周部に積極的に処理液を供給する順序を用いる。一方、処理対象膜の内周部が外周部に比べて厚い場合には、内周部に積極的に処理液を供給する順序を用いる。

【0063】

また、前述の第１又は第２の実施形態においては、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃを基板Ｗの表面に対してほぼ垂直に設けているが、これに限るものではなく、基板Ｗの表面に対して傾けて設けるようにしても良く、例えば、基板Ｗの回転方向の上流側に倒して傾けるようにしても良い。

【0064】

また、前述の第１又は第２の実施形態においては、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから吐出する処理液としては、同じ処理液を用いているが、これに限るものではなく、例えば、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから吐出する処理液の濃度を基板Ｗの中心から周縁に向かう順序あるいはその逆の周縁から中心に向かう順序で高くするようにしても良い。また、基板Ｗの外周側にいくほど周速が速いため、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃから吐出する処理液の温度を基板Ｗの中心から周縁に向かう順序で高くするようにしても良い。すなわち、基板Ｗの外周側にいくほど周速が速くなるため、基板Ｗの温度は中心部に比べて外周の方が低いので、外周に供給する処理液の温度を高くすることが望ましい。このように処理液の濃度や温度を調整する場合には、前述の処理差をより抑えることが可能となるので、処理時間の短縮及び処理液消費量の削減を促進することができる。

【0065】

ここで、処理液の濃度を高くする手段としては、例えば、濃度が異なる処理液をそれぞれ異なるタンクに貯留しておき、それらのタンクから個別に各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃに処理液を供給する手段がある。さらに、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃにつながる各配管の途中に純水などを供給する配管を接続し、その純水を処理液に混合することでそれぞれの処理液の濃度を変える手段もある。また、処理液の温度を変える手段としては、例えば、各ノズル６ａ、６ｂ及び６ｃに温度が異なる処理液を供給する配管を接続する手段がある。

【0066】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、第１の処理液や第２の処理液などの供給は、それぞれの供給時間が重ならない実施形態で説明したが、一部重なっても構わない。また、上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0067】

１ 基板処理装置
４ 支持部
５ 回転機構
６ａ ノズル
６ｂ ノズル
６ｃ ノズル
９ 制御部
１０ 膜厚測定部
Ｌ 処理液
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】