特許 7170511 基板処理装置および基板処理方法

(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】

(24)【登録日】2022-11-04

(45)【発行日】2022-11-14

(54)【発明の名称】基板処理装置および基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20221107BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 643A

H01L21/304 648G

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2018215450

(22)【出願日】2018-11-16

(65)【公開番号】P2020087999

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-06-18

(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】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】菊本 憲幸

【審査官】小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２６９６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４７２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１７０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０２９２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５９７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０６７６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４３７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４３７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８０５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０１６０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７８３８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する基板処理装置であって、
少なくとも１つの処理室と、
前記処理室の内部に配置されており、基板を保持する基板保持部と、
前記処理室の内部に配置されており、前記基板保持部に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する少なくとも１つのノズルと、
前記ノズルに接続されており、内部に処理液を流通させる処理液配管と、
内部にガスを流通させる少なくとも１つのガス配管と、
前記処理液配管および前記ガス配管が装填され、前記処理室に併設される少なくとも１つの流体モジュール装填部と、
前記処理液配管における、前記流体モジュール装填部の内部から前記ノズルまでの間の中間部に前記ガス配管を接続させる接続部と、
を含み、
前記処理液配管は、複数の配管部に分岐する分岐部を有しており、
前記接続部が、前記複数の配管部のうち少なくとも１つが前記ノズルに接続されており、
前記接続部が、前記分岐部と前記ノズルとを接続する前記配管部の中間部に設けられ、
前記処理液配管における前記接続部と前記ノズルとの間に設けられ、前記処理液配管を通過する前記処理液の気泡を捕捉する気泡捕捉部、
をさらに備える、基板処理装置。

【請求項2】

基板を処理する基板処理装置であって、
少なくとも１つの処理室と、
前記処理室の内部に配置されており、基板を保持する基板保持部と、
前記処理室の内部に配置されており、前記基板保持部に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する少なくとも１つのノズルと、
前記ノズルに接続されており、内部に処理液を流通させる処理液配管と、
内部にガスを流通させる少なくとも１つのガス配管と、
前記処理液配管および前記ガス配管が装填され、前記処理室に併設される少なくとも１つの流体モジュール装填部と、
前記処理液配管における、前記流体モジュール装填部の内部から前記ノズルまでの間の中間部に前記ガス配管を接続させる接続部と、
を含み、
前記処理液配管は、複数の配管部に分岐する分岐部を有しており、
前記接続部が、前記複数の配管部のうち少なくとも１つが前記ノズルに接続されており、
前記接続部が、前記分岐部と前記ノズルとを接続する前記配管部の中間部に設けられ、
前記処理液配管における前記接続部と前記ノズルとの間に設けられ、前記処理液配管を通過する前記処理液中のガス濃度を検出するガス濃度計、
をさらに備える、基板処理装置。

【請求項3】

基板を処理する基板処理装置であって、
少なくとも１つの処理室と、
前記処理室の内部に配置されており、基板を保持する基板保持部と、
前記処理室の内部に配置されており、前記基板保持部に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する少なくとも１つのノズルと、
前記ノズルに接続されており、内部に処理液を流通させる処理液配管と、
内部にガスを流通させる少なくとも１つのガス配管と、
前記処理液配管および前記ガス配管が装填され、前記処理室に併設される少なくとも１つの流体モジュール装填部と、
前記処理液配管における、前記流体モジュール装填部の内部から前記ノズルまでの間の中間部に前記ガス配管を接続させる接続部と、
を含み、
前記処理液配管は、複数の配管部に分岐する分岐部を有しており、
前記接続部が、前記複数の配管部のうち少なくとも１つが前記ノズルに接続されており、
前記接続部が、前記分岐部と前記ノズルとを接続する前記配管部の中間部に設けられ、
前記ガスが、窒素ガスを含む、基板処理装置。

【請求項4】

基板を処理する基板処理装置であって、
少なくとも１つの処理室と、
前記処理室の内部に配置されており、基板を保持する基板保持部と、
前記処理室の内部に配置されており、前記基板保持部に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する少なくとも１つのノズルと、
前記ノズルに接続されており、内部に処理液を流通させる処理液配管と、
内部にガスを流通させる少なくとも１つのガス配管と、
前記処理液配管および前記ガス配管が装填され、前記処理室に併設される少なくとも１つの流体モジュール装填部と、
前記処理液配管における、前記流体モジュール装填部の内部から前記ノズルまでの間の中間部に前記ガス配管を接続させる接続部と、
を含み、
前記処理液配管は、複数の配管部に分岐する分岐部を有しており、
前記接続部が、前記複数の配管部のうち少なくとも１つが前記ノズルに接続されており、
前記接続部が、前記分岐部と前記ノズルとを接続する前記配管部の中間部に設けられ、
前記ガスが、水素ガス、フッ化水素ガス、アンモニアガスまたは塩素ガスを含む、基板処理装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記接続部が、多連弁を含む、基板処理装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記接続部が、インラインミキサーを含む、基板処理装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記接続部が前記処理室の内部に設けられている、基板処理装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記処理液配管に設けられ、前記処理液配管内を通過する前記処理液の流量を調整する流量調整部と、
を備え、
前記接続部が、前記処理液配管における前記流量調整部と前記ノズルとの間に設けられている、基板処理装置。

【請求項9】

請求項１から請求項４のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記ノズルが少なくとも１つ設けられている複数の前記処理室を含み、
前記分岐部から分岐した先の複数の前記配管部が前記ノズル各々に接続されており、
前記配管部各々に少なくとも１つの前記ガス配管が接続されている、基板処理装置。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記処理液配管に接続されており、処理液を貯留する処理液槽、
をさらに備え、
前記接続部が、前記処理液配管における前記処理液槽と前記ノズルとの間に設けられている、基板処理装置。

【請求項11】

請求項１０の基板処理装置であって、
前記処理液槽に接続されており、前記処理液槽に貯留された処理液に前記ガスを供給するガス供給部、
をさらに備える、基板処理装置。

【請求項12】

請求項１から請求項１１のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記ガス配管に設けられ、前記ガス配管内を通過するガスを濾過するガスフィルター、
をさらに備える、基板処理装置。

【請求項13】

請求項１から請求項１２のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記処理液配管における前記ノズルと前記接続部との間に設けられ、前記処理液配管を通過する処理液を除去する処理液除去部、
をさらに備える、基板処理装置。

【請求項14】

基板を処理する基板処理方法であって、
ａ） 処理室の内部にて基板を保持することと、
ｂ） 前記処理室の内部に設けられたノズルに接続されている処理液配管に処理液を供給することと、
ｃ） 前記工程ｂ）によって前記処理液配管を通過する前記処理液中にガスを供給することと、
ｄ） 前記工程ｃ）によって前記ガスが供給された前記処理液を、前記ノズルから吐出させて前記基板に供給することと、
を含み、
前記処理液配管は、複数の配管部に分岐する分岐部を有しており、
前記複数の配管部のうち少なくとも１つが前記ノズルに接続されており、
前記分岐部と前記ノズルとを接続する前記配管部の中間部に、内部に前記ガスを流通させるガス配管が接続され、
ｅ） 前記工程ｃ）によって前記ガスが供給された、前記処理液配管を通過する前記処理液中の気泡を補足すること、
をさらに含む、基板処理方法。

【請求項15】

請求項１４の基板処理方法であって、
前記工程ｂ）は、
前記処理液を貯留する処理液槽から前記処理液を前記処理液配管に前記処理液を供給すること、
を含み、
前記工程ｃ）は、
前記処理液配管における前記処理液槽と前記ノズルとの間の位置に前記ガスを供給すること、
を含む、基板処理方法。

【請求項16】

請求項１４または請求項１５の基板処理方法であって、
前記工程ｂ）は、
前記処理液配管を通過する前記処理液の流量を、流量調整部が調整すること、
を含み、
前記工程ｃ）は、
前記処理液配管における前記流量調整部と前記ノズルとの間の位置に前記ガスを供給すること、
を含む、基板処理方法。

【請求項17】

請求項１４から請求項１６のいずれか１項の基板処理方法であって、
ｆ） 前記工程ｃ）によって前記ガスが供給された、前記処理液配管を通過する前記処理液を、前記処理液配管から排出すること、
をさらに含む、基板処理方法。

【請求項18】

請求項５の基板処理装置であって、
前記多連弁に、気泡を補足する気泡補足部が設けられる、基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、例えば、半導体基板、液晶表示装置および有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel 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、プリント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、半導体基板やガラス基板などの基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が用いられる場合がある。この種の基板処理装置は、例えば、基板の処理を行う複数の基板処理部を備える場合がある。各基板処理部は、基板を水平姿勢にて保持するとともに、当該基板を鉛直方向の軸まわりに回転させる。各基板処理部は、回転する基板の表面にノズルから処理液を供給する。これによって、各基板処理部は、基板を１つずつ処理する。

【0003】

基板に供給される処理液に、ガスを溶解させる場合がある。例えば、特許文献１には、不活性ガス溶存水生成ユニットが、純水から酸素を脱気し、その純水に窒素ガスを添加して、不活性ガス溶存水を生成することが記載されている。純水に窒素ガスを溶解させることによって、純水における酸素の溶存濃度を低下させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１７３２８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１では、不活性ガス溶存水が、流体ボックスの外部など、ノズルから比較的離れた位置にて生成される。この場合、不活性ガス溶存水は、ノズルに到達するまでに比較的長い配管を通過することになるため、液中の窒素ガスが抜けていくことにより、溶存濃度が大きく低下するおそれがあった。したがって、不活性ガス溶存水における窒素の溶存濃度を高く維持するためには、必要以上に多くのガスを混合させる場合があったため、ガスの使用量を低減する技術が求められている。

【0006】

本発明は、ノズルから吐出される処理液のガス溶存濃度の維持に必要なガスの量を低減する技術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】

【0007】

上記課題を解決するため、第１態様は、基板を処理する基板処理装置であって、少なくとも１つの処理室と、前記処理室の内部に配置されており、基板を保持する基板保持部と、前記処理室の内部に配置されており、前記基板保持部に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する少なくとも１つのノズルと、前記ノズルに接続されており、内部に処理液を流通させる処理液配管と、内部にガスを流通させる少なくとも１つのガス配管と、前記処理液配管および前記ガス配管が装填され、前記処理室に併設される少なくとも１つの流体モジュール装填部と、前記処理液配管における、前記流体モジュール装填部の内部から前記ノズルまでの間の中間部に前記ガス配管を接続させる接続部とを含み、前記処理液配管は、複数の配管部に分岐する分岐部を有しており、前記接続部が、前記複数の配管部のうち少なくとも１つが前記ノズルに接続されており、前記接続部が、前記分岐部と前記ノズルとを接続する前記配管部の中間部に設けられ、前記処理液配管における前記接続部と前記ノズルとの間に設けられ、前記処理液配管を通過する前記処理液の気泡を捕捉する気泡捕捉部をさらに備える。
第２態様は、基板を処理する基板処理装置であって、少なくとも１つの処理室と、前記処理室の内部に配置されており、基板を保持する基板保持部と、前記処理室の内部に配置されており、前記基板保持部に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する少なくとも１つのノズルと、前記ノズルに接続されており、内部に処理液を流通させる処理液配管と、内部にガスを流通させる少なくとも１つのガス配管と、前記処理液配管および前記ガス配管が装填され、前記処理室に併設される少なくとも１つの流体モジュール装填部と、前記処理液配管における、前記流体モジュール装填部の内部から前記ノズルまでの間の中間部に前記ガス配管を接続させる接続部とを含み、前記処理液配管は、複数の配管部に分岐する分岐部を有しており、前記接続部が、前記複数の配管部のうち少なくとも１つが前記ノズルに接続されており、前記接続部が、前記分岐部と前記ノズルとを接続する前記配管部の中間部に設けられ、前記処理液配管における前記接続部と前記ノズルとの間に設けられ、前記処理液配管を通過する前記処理液中のガス濃度を検出するガス濃度計をさらに備える。
第３態様は、基板を処理する基板処理装置であって、少なくとも１つの処理室と、前記処理室の内部に配置されており、基板を保持する基板保持部と、前記処理室の内部に配置されており、前記基板保持部に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する少なくとも１つのノズルと、前記ノズルに接続されており、内部に処理液を流通させる処理液配管と、内部にガスを流通させる少なくとも１つのガス配管と、前記処理液配管および前記ガス配管が装填され、前記処理室に併設される少なくとも１つの流体モジュール装填部と、前記処理液配管における、前記流体モジュール装填部の内部から前記ノズルまでの間の中間部に前記ガス配管を接続させる接続部とを含み、前記処理液配管は、複数の配管部に分岐する分岐部を有しており、前記接続部が、前記複数の配管部のうち少なくとも１つが前記ノズルに接続されており、前記接続部が、前記分岐部と前記ノズルとを接続する前記配管部の中間部に設けられ、前記ガスが、窒素ガスを含む。
第４態様は、基板を処理する基板処理装置であって、少なくとも１つの処理室と、前記処理室の内部に配置されており、基板を保持する基板保持部と、前記処理室の内部に配置されており、前記基板保持部に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する少なくとも１つのノズルと、前記ノズルに接続されており、内部に処理液を流通させる処理液配管と、内部にガスを流通させる少なくとも１つのガス配管と、前記処理液配管および前記ガス配管が装填され、前記処理室に併設される少なくとも１つの流体モジュール装填部と、前記処理液配管における、前記流体モジュール装填部の内部から前記ノズルまでの間の中間部に前記ガス配管を接続させる接続部とを含み、前記処理液配管は、複数の配管部に分岐する分岐部を有しており、前記接続部が、前記複数の配管部のうち少なくとも１つが前記ノズルに接続されており、前記接続部が、前記分岐部と前記ノズルとを接続する前記配管部の中間部に設けられ、前記ガスが、水素ガス、フッ化水素ガス、アンモニアガスまたは塩素ガスを含む。

【0008】

第５態様は、第１態様から第４態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記接続部が、多連弁を含む。

【0009】

第６態様は、第１態様から第５態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記接続部が、インラインミキサーを含む。

【0010】

第７態様は、第１態様から第６態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記接続部が前記処理室の内部に設けられている。

【0011】

第８態様は、第１態様から第７態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記処理液配管に設けられ、前記処理液配管内を通過する前記処理液の流量を調整する流量調整部と、を備え、前記接続部が、前記処理液配管における前記流量調整部と前記ノズルとの間に設けられている。

【0013】

第９態様は、第１態様から第４態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記ノズルが少なくとも１つ設けられている複数の前記処理室を含み、前記分岐部から分岐した先の複数の前記配管部が前記ノズル各々に接続されており、前記配管部各々に少なくとも１つの前記ガス配管が接続されている。

【0014】

第１０態様は、第１態様から第９態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記処理液配管に接続されており、処理液を貯留する処理液槽、をさらに備え、前記接続部が、前記処理液配管における前記処理液槽と前記ノズルとの間に設けられている。

【0015】

第１１態様は、第１０態様の基板処理装置であって、前記処理液槽に接続されており、前記処理液槽に貯留された処理液に前記ガスを供給するガス供給部をさらに備える。

【0020】

第１２態様は、第１態様から第１１態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記ガス配管に設けられ、前記ガス配管内を通過するガスを濾過するガスフィルターをさらに備える。

【0021】

第１３態様は、第１態様から第１２態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記処理液配管における前記ノズルと前記接続部との間に設けられ、前記処理液配管を通過する処理液を除去する処理液除去部をさらに備える。

【0022】

第１４態様は、基板を処理する基板処理方法であって、ａ）処理室の内部にて基板を保持することと、ｂ）前記処理室の内部に設けられたノズルに接続されている処理液配管に処理液を供給することと、ｃ）前記工程ｂ）によって前記処理液配管を通過する前記処理液中にガスを供給することと、ｄ）前記工程ｃ）によって前記ガスが供給された前記処理液を、前記ノズルから吐出させて前記基板に供給することとを含み、前記処理液配管は、複数の配管部に分岐する分岐部を有しており、前記複数の配管部のうち少なくとも１つが前記ノズルに接続されており、前記分岐部と前記ノズルとを接続する前記配管部の中間部に、内部に前記ガスを流通させるガス配管が接続され、ｅ） 前記工程ｃ）によって前記ガスが供給された、前記処理液配管を通過する前記処理液中の気泡を補足することをさらに含む。

【0023】

第１５態様は、第１４態様の基板処理方法であって、前記工程ｂ）は、前記処理液を貯留する処理液槽から前記処理液を前記処理液配管に前記処理液を供給すること、を含み、前記工程ｃ）は、前記処理液配管における前記処理液槽と前記ノズルとの間の位置に前記ガスを供給することを含む。

【0024】

第１６態様は、第１４態様または第１５態様の基板処理方法であって、前記工程ｂ）は、前記処理液配管を通過する前記処理液の流量を、流量調整部が調整すること、を含み、前記工程ｃ）は、前記処理液配管における前記流量調整部と前記ノズルとの間の位置に前記ガスを供給することを含む。

【0026】

第１７態様は、第１４態様から第１６態様のいずれか１つの基板処理方法であって、ｆ）前記工程ｃ）によって前記ガスが供給された、前記処理液配管を通過する前記処理液を、前記処理液配管から排出することをさらに含む。
第１８態様は、第５態様の基板処理装置であって、前記多連弁に、気泡を補足する気泡補足部が設けられる。

【発明の効果】

【0027】

第１から第４態様の基板処理装置によると、処理液配管における流体モジュール装填部内からノズルまでの間の中間部に配管内を流れる処理液にガスを混合させることができる。この場合、ノズルに到達するまでに処理液から抜けるガスの量を低減できるため、ガスの使用量を減らすことができる。また、処理液配管における分岐部で分岐した先の配管部にガスを混合できる。このため、ノズルに到達するまでの間に処理液から抜けるガスの量を低減できる。

【0028】

第５態様の基板処理装置によると、他蓮弁によって、処理液に対するガスの供給を制御できる。

【0029】

第６態様の基板処理装置によると、インラインミキサーによって処理液とガスの混合を促進することができるため、処理液に対するガスの溶解を促進できる。

【0030】

第７態様の基板処理装置によると、処理室の内部に接続部を設けられることによって、ノズル近くで処理液にガスを混合できる。このため、接続部からノズルまでの間で処理液から抜けるガスの量を低減できる。

【0031】

第８態様の基板処理装置によると、流量調整された処理液に対してガスを混合させることができる。

【0033】

第９態様の基板処理装置によると、処理液配管における分岐部より先の配管部にガスを供給できる。この場合、分岐部よりも手前で窒素ガスを供給するときよりもノズルに近い位置で処理液にガスを混合できる。このため、ノズルに到達するまでの間に処理液から抜けるガスの量を低減できる。

【0034】

第１０態様の基板処理装置によると、接続部おいて、処理液槽から供給される処理液に対してガスを混合させることができる。

【0035】

第１１態様の基板処理装置によると、処理液槽にガスを供給することによって、処理液のガス濃度を高めることができる。

【0036】

第１態様の基板処理装置によると、処理液に溶け込めずに発生したガスの気泡を捕捉できる。

【0037】

第２態様の基板処理装置によると、処理液に溶存するガスの濃度を検出できる。

【0038】

第３態様の基板処理装置によると、処理液に窒素ガスを溶解させることによって、酸素の溶存濃度を低下させることができる。

【0039】

第４態様の基板処理装置によると、水素ガス、フッ化水素ガス、アンモニアガスまたは塩素ガスが溶解した機能的な処理液を生成できる。

【0040】

第１２態様の基板処理装置によると、ガスが処理液に混合される手間の位置にガスフィルターを設けることによって、処理液に混合されるガスの清浄度を高めることができる。

【0041】

第１３態様の基板処理装置によると、処理液配管における接続部よりも先の部分で、処理液配管の内部の処理液を除去できる。例えば、処理液とガスとの混合を開始した初期段階において、処理液におけるガスの溶存濃度が低い場合に、当該処理液を処理液配管から除去できる。

【0042】

第１４態様の基板処理方法によると、処理液配管における流体モジュール装填部内からノズルまでの間の中間部に配管内を流れる処理液にガスを混合させることができる。この場合、ノズルに到達するまでに処理液から抜けるガスの量を低減できるため、ガスの使用量を減らすことができる。

【0043】

第１５態様の基板処理方法によると、処理液槽にガスを供給することによって、処理液のガス濃度を高めることができる。

【0044】

第１６態様の基板処理方法によると、流量調整された処理液に対してガスを混合させることができる。

【0046】

第１７態様の基板処理方法によると、ガスが供給された後の処理液を処理液配管から除去できる。例えば、ガス供給開始直後のガス濃度が不安定な処理液を処理液配管から排出することによって、当該処理液がノズルから基板に供給されることを抑制できる。
第１８態様の基板処理装置によると、処理液中に溶解できないガスの気泡を捕捉できる。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】第１実施形態の基板処理装置１のレイアウトを示す図解的な平面図である。

【図2】第１実施形態の処理ユニット６および流体ボックス７を模式的に示す図である。

【図3】第１実施形態の処理ユニット６における基板処理の流れを示す図である。

【図4】第２実施形態の基板処理装置１Ａを模式的に示す図である。

【図5】第３実施形態の基板処理装置１Ｂを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0048】

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

【0049】

相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」など）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」など）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」など）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸や面取りなどを有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「～の上」とは、特に断らない限り、２つの要素が接している場合のほか、２つの要素が離れている場合も含む。

【0050】

＜１． 第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の基板処理装置１のレイアウトを示す図解的な平面図である。基板処理装置１は、半導体ウエハである基板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、インデクサブロック２、および処理ブロック３を備えている。

【0051】

インデクサブロック２は、キャリア保持部４、インデクサロボットＩＲ、およびＩＲ移動機構５を備える。キャリア保持部４は、複数の基板Ｗを収容することが可能なキャリアＣを保持する。各キャリアＣは、所定のキャリア配列方向Ｕに沿って配列された状態で、キャリア保持部４に保持される。ＩＲ移動機構５は、キャリア配列方向Ｕに沿ってインデクサロボットＩＲを水平方向に移動させる。インデクサロボットＩＲは、キャリア保持部４に保持されたキャリアＣに基板Ｗを搬入する搬入動作、および基板ＷをキャリアＣから搬出する搬出動作を行う。キャリアＣは、例えば基板Ｗを密閉状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＲ（Standard Mechanical Interface）ポッド、またはＯＣ（Open Cassette）を含む。

【0052】

処理ブロック３は、インデクサブロック２に結合されている。処理ブロック３は、少なくとも１つの処理ユニット６（基板処理部）、少なくとも１つの流体ボックス７（モジュール装填部）、および少なくとも１のセンターロボットＣＲを備える。各処理ユニット６は、１つの基板Ｗを処理液で処理する。本実施形態の基板処理装置１は、１２個の処理ユニット６、１２個の流体ボックス７、１つのセンターロボットＣＲを備える。

【0053】

１２個の処理ユニット６は、鉛直方向に積層された３つ処理ユニット６を含む４つのタワーに分割されている。各タワーは、平面視においてセンターロボットＣＲを取り囲む４つの箇所のうちの１つに設けられている。ここでは、キャリア配列方向Ｕに２つの上記タワーが並べられ、キャリア配列方向Ｕに直行する水平方向Ｈに２つの上記タワーが並べられている。

【0054】

各流体ボックス７は、配管およびバルブなどの流体機器を収容する筐体を含む。基板処理装置１は、１つの処理ユニット６に対して、１つの流体ボックス７を有する。各流体ボックス７は、対応する処理ユニット６に対して処理液を供給する。各流体ボックス７は、処理ユニット６に対して水平方向Ｈに隣接する位置に配されている。つまり、各タワーにおいて、３つの流体ボックス７が上下に配列されている。

【0055】

センターロボットＣＲは、各処理ユニット６にアクセスする。センターロボットＣＲは、各処理ユニット６に基板Ｗを搬入する搬入動作、および各処理ユニット６から基板Ｗを搬出する搬出動作を行う。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲによってキャリアＣから搬出されてパス部ＰＳに載置された未処理の基板Ｗを受け取る。そして、処理ユニット６は、当該未処理の基板Ｗを、いずれかの処理ユニット６に搬入する。

【0056】

センターロボットＣＲは、各処理ユニット６から処理済の基板Ｗを搬出するとともに、当該処理済の基板Ｗをパス部ＰＳに載置する。処理済の基板Ｗは、インデクサロボットＩＲによってパス部ＰＳからキャリアＣに搬入される。インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲは、制御部８によってその動作が制御される。

【0057】

図２は、第１実施形態の処理ユニット６および流体ボックス７を模式的に示す図である。処理ユニット６は、隔壁９で区画された処理室１０と、スピンチャック１１、ノズル１２、およびカップ１４を備える。スピンチャック１１，ノズル１２、およびカップ１４は、処理室１０の内部に配されている。

【0058】

スピンチャック１１は、基板Ｗを水平に保持して回転させる。スピンチャック１１は、回転軸１５、回転駆動モータ１５１、スピンベース１６、複数の挟持部材１７を有する。回転軸１５は、鉛直方向に平行な回転軸線Ａ１に沿って延びる円柱状の部材である。回転駆動モータ１５１は、回転軸１５の下端部に連結されており、回転軸１５を回転軸線Ａ１まわりに回転させる。回転駆動モータ１５１は、制御部８に接続されており、制御部８からの制御信号に応じて動作する。スピンベース１６は、回転軸１５の上端部に設けられており、上面が水平面である円板状の部材である。各挟持部材１７は、スピンベース１６の上面の周縁部に分散して配されている。スピンチャック１１は、各挟持部材１７を基板Ｗの周端面に当接させることにより、スピンベース１６の上方において基板Ｗを水平姿勢（主面の法線が鉛直方向に沿う姿勢）で挟持する。また、スピンチャック１１は、円形である基板Ｗの中心を回転軸線Ａ１に一致させた状態で保持する。各挟持部材１７によって基板Ｗを保持した状態で、回転駆動モータ１５１の駆動力を回転軸１５に入力することによって、基板Ｗが回転軸線Ａ１まわりに回転させる。

【0059】

スピンチャック１１は、複数の挟持部材１７の代わりに、基板Ｗをスピンベース１６の上面に吸着する吸着機構を備えていてもよい。吸着機構は、例えば、スピンベース１６の上面に形成された１つ以上の溝、当該各溝に接続された１つ以上の孔、当該各孔に接続されて孔内の雰囲気を吸引する真空ポンプなどによって構成され得る。

【0060】

ノズル１２は、下端部に処理液を吐出する吐出口を有する。ノズル１２は、当該吐出口を下方に向けた状態で、スピンチャック１１の上方に配置される。なお、各処理ユニット６は、ノズル１２をスピンチャック１１の上方である上方位置と、スピンチャック１１の上方から外れた外方位置との間でノズル１２を水平方向に移動させる移動駆動モータを備えていてもよい。

【0061】

ノズル１２は、流体ボックス７から供給される処理液をスピンチャック１１に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出する。スピンチャック１１によって回転する基板Ｗの上面に処理液が供給されると、その処理液が基板Ｗの上面中央部に着液した後、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周縁に向かって広がる。したがって、スピンチャック１１が基板Ｗを回転させつつ、ノズル１２が処理液を吐出することによって、基板Ｗの上面全域に処理液が供給される。

【0062】

ノズル１２は、基板Ｗ上での処理液の着液位置が固定されている固定ノズルであってもよいし、基板Ｗ上での処理液の着液位置が基板Ｗ上で移動する、いわゆるスキャンノズルであってもよい。

【0063】

カップ１４は、上端が開放された有底筒状であり、スピンベース１６の水平方向の周囲を取り囲むことが可能である。ノズル１２から供給されて、基板Ｗの周囲に飛散する処理液は、カップ１４における基板Ｗの周端面に対向する内周面によって受け止められる。このようにカップ１４は、基板Ｗから飛散した処理液を受け止めて捕獲する。カップ１４の底部には、捕獲された処理液を流体ボックス７に導くための排液配管２１が接続されている。

【0064】

処理ユニット６が基板Ｗを処理する場合、スピンチャック１１によって回転する基板Ｗに、ノズル１２から処理液としての薬液が供給される。処理ユニット６において、薬液による処理が所定時間行われた後、スピンチャック１１によって回転する基板Ｗにノズル１２から処理液としてのリンス液が供給される。これにより、基板Ｗに付着している薬液がリンス液によって洗い流される。リンス処理が所定時間にわたって行われた後は、スピンチャック１１によって基板Ｗを高速回転させて当該基板Ｗを乾燥させる（スピンドライ）。

【0065】

本実施形態では、薬液とリンス液をひとまとめに「処理液」と称する場合がある。処理液は、基板Ｗの表面を処理するための流体であり、例えば、フッ酸などの薬液や脱イオン水（ＤＩＷ）などのリンス液やイソプロピルアルコール（Isopropyl Alcohol: IPA）などの有機溶剤を含む。薬液は、フッ酸に限られず、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（例えば、クエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（例えば、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つを含む液であってもよい。これらを混合した薬液の例としては、ＳＰＭ（sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水混合液）、ＳＣ１（ammonia-hydrogen peroxide mixture：アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（hydrochloric hydrogen preoxide mixed water solution：塩酸過酸化水素水混合水溶液）などが挙げられる。

【0066】

各流体ボックス７には、複数の供給モジュール２２、多連弁２３、および排液タンク２４などが収容されている。流体ボックス７、複数の供給モジュール２２、および多連弁２３によって１つの処理液供給部２５が構成されている。基板処理装置１は、各処理ユニット６に対して処理液供給部２５を１つずつ備えている。

【0067】

各流体ボックス７は、直方体状であり、その内部には、複数の供給モジュール２２を配置するための複数の配置空間２６が設けられている。各配置空間２６は、大きさが統一された空間であり、流体ボックス７の内部において鉛直方向に配列されている。すなわち、各供給モジュール２２は、流体ボックス７の内部において鉛直方向に配列される。このように、各供給モジュール２２を配列することによって、流体ボックス７の占有体積を低減でき、もって基板処理装置１の占有体積を低減できる。

【0068】

各供給モジュール２２は、処理液Ａ，Ｂ，Ｃおよび窒素ガスの各供給源（流体源）のいずれかから供給される処理液または窒素ガス（流体）をノズル１２に向けて供給する。各供給モジュール２２は、流体供給機能および流量調整機能などを有する。流体供給機能は、ノズル１２に処理液を供給する機能である。流量調整機能は、流体の流量を調整してノズル１２に供給する機能である。なお、供給モジュール２２は、２種類以上の流体を混合するための配管および弁など、またはノズル１２に流体を供給していない間に流体源から供給された流体を流体源に帰還させて流体を循環させるための配管および弁などを備えていてもよい。なお、供給モジュール２２については、例えば、特開２０１０－１４７２１２号公報に記載された処理液供給モジュールの構成を適用してもよい。

【0069】

各供給モジュール２２は、配置空間２６に配置可能な所定の大きさに統一されている。各供給モジュール２２は、トレー２７と、トレー２７に取り付けられた供給配管２８、流体機器群２９（機器）とを有する。トレー２７は、たとえば平面視矩形状であり、その大きさが複数の供給モジュール２２間で統一されている。各供給配管２８および各流体機器群２９は、対応するトレー２７の一方の面に沿って配置されており、平面的な配置に統一されている。

【0070】

供給配管２８は、たとえばＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン）などのフッ素樹脂により形成されており、流体機器群２９は、供給配管２８に介装されたバルブなどにより構成されている。流体機器群２９を構成する機器としては、たとえば、開閉バルブ（不図示）、流量調整バルブ３１，３３、流量計３２，３４、各供給モジュール２２に設けられた流体機器群２９は、供給モジュール２２の機能ごとに異なる構成を備えていてもよい。

【0071】

各流体ボックス７は、いずれの配置空間２６においても、トレー２７を取付けおよび取外し可能な取付構造を有する。各トレー２７は、それぞれ水平姿勢で流体ボックス７に取り付けられる。各トレー２７は、流体ボックス７内において、鉛直方向に間隔をあけて配列される。各供給配管２８および各流体機器群２９は、流体ボックス７の内部において、対応するトレー２７の上方に配置される。各トレー２７は、流体ボックス７の内部を鉛直方向に仕切る。各供給モジュール２２に設けられた供給配管２８および流体機器群２９は、各トレー２７によって他の供給配管２８および流体機器群２９から隔離される。

【0072】

流体ボックス７の内部において、各供給モジュール２２に設けられた供給配管２８および流体機器群２９を他の供給配管２８および流体機器群２９から隔離することにより、たとえば隣接する２つの供給モジュール２２に温度の異なる処理液が供給される場合でも、これらの供給モジュール２２にそれぞれ設けられた２つの供給配管２８を流れる処理液が互いに影響を受けてその温度が変化することを低減できる。また、隣接する２つの供給モジュール２２にそれぞれ酸性の処理液およびアルカリ性の処理液が供給される場合であっても、たとえば供給配管２８に浸透してその外部に移動した酸性の処理液とアルカリ性の処理液とが接触することを低減できる。

【0073】

図２に示すように、この実施形態では、４つの供給モジュール２２が流体ボックス７に収容されている。最も上段に配置された供給モジュール２２には、窒素ガスが供給される。また、上から２段目～４段目の供給モジュール２２には、それぞれ、異なる処理液（順に、処理液Ａ、処理液Ｂ、処理液Ｃ）が供給される。以下の説明では、４つの供給モジュール２２を区別するため、上から順番に、「第１の供給モジュール２２」、「第２の供給モジュール２２」、「第３の供給モジュール２２」、および「第４の供給モジュール２２」と称する場合がある。

【0074】

各供給モジュール２２は、多連弁２３に接続されている。多連弁２３に接続されたノズル供給配管３０はノズル１２に接続されている。第２～第４の供給モジュール２２の供給配管２８の１つと、ノズル供給配管３０は、処理液配管を構成している。

【0075】

第１～第４の供給モジュール２２は、それぞれ多連弁２３に接続されている。多連弁２３は、複数のエア弁２３ｖ（空気圧により開閉される開閉バルブ）と複数の流路とが一体的に形成されたものである。個々のエア弁２３ｖは制御部８に接続されており、各エア弁２３ｖの開閉動作の制御は制御部８によって行われる。多連弁２３に設けられた個々のエア弁２３ｖを開閉させることにより、第１～第４の供給モジュール２２からそれぞれ供給される流体をノズル１２に供給できる。

【0076】

多連弁２３は、第１～第４の供給モジュール２２から供給される流体を、ノズル供給配管３０を介してノズル１２に供給する。また、多連弁２３は、第１～第４の供給モジュール２２のうち２つ以上から供給された流体その内部で混合して、混合処理液をノズル１２に供給する。

【0077】

なお、流体ボックス７の内部に、多連弁２３に接続されない供給モジュール２２が配置されてもよい。また、当該供給モジュール２２から、処理室１０にノズル１２とは別に設置されたノズルに流体を供給してもよい。この場合、多連弁２３を介さないため、供給モジュール２２に供給された流体を多連弁２３に存在する他の流体と混合させずに基板Ｗに供給できる。

【0078】

ノズル１２からスピンチャック１１に保持された基板Ｗに供給された処理液は、基板Ｗの周囲に排出され、カップ１４によって捕獲される。カップ１４によって捕獲された処理液は、カップ１４の底部に接続された排液配管２１によって、排液タンク２４に導かれる。

【0079】

なお、ノズル１２以外にも、処理室１０の内部において基板Ｗに処理液を吐出するノズルが設けられてもよい。例えば、基板Ｗの裏面に処理液を吐出するノズルを設けてもよい。この場合、例えば、回転軸１５およびスピンベース１６の中心に鉛直方向に延びる流路を形成して、当該流路に流体を供給することによって、基板Ｗの裏面側の中心部に処理液が供給されてもよい。

【0080】

各供給モジュール２２は、それぞれ機能の異なる複数の供給モジュール２２を含む供給モジュール群２０から基板処理装置１の仕様に応じて選択されたものである。すなわち、この実施形態では、予め準備または設計された供給モジュール群２０から基板処理装置１の仕様に応じた複数の供給モジュール２２が選択され、この選択された複数の供給モジュール２２が流体ボックス７に取り付けられる。これにより、基板処理装置１の仕様に応じた処理液供給部２５が構成される。

【0081】

供給モジュール群２０を構成する各供給モジュール２２は、トレー２７、供給配管２８、および流体機器群２９を有する。供給モジュール群２０を構成する各供給モジュール２２は、配置空間２６に配置可能な所定の大きさに統一されている。したがって、供給モジュール群２０から選択した供給モジュール２２であれば、いずれの配置空間２６にも配置できる。これにより、供給モジュール群２０から基板処理装置１の仕様に応じた複数の供給モジュール２２を選択し、この選択した供給モジュール２２を流体ボックス７に取り付けることができる。また、処理液供給部２５の仕様を変更する場合でも、流体ボックス７に取り付けられた供給モジュール２２を流体ボックス７から外して、外された位置に他の供給モジュール２２を取り付ければよいので、容易に処理液供給部２５の仕様を変更できる。

【0082】

第１の供給モジュール２２は、窒素ガスを多連弁２３に供給する。第１の供給モジュール２２の供給配管２８のうち、一方端はガス配管２８１を介して窒素ガス源に接続されており、他方端はガス配管２８３を介して多連弁２３に接続されている。第１の供給モジュール２２は、多連弁２３に供給される窒素ガスの流量を調整する流量調整バルブ３１を有する。流量調整バルブ３１は、供給配管２８の中間に配置されており、供給配管２８の内部（流路）の開度を調整することによって窒素ガスの流量を変更する。供給配管２８は制御部８に接続されており、供給配管２８の開度調整は制御部８からの制御信号に応じて行われる。第１の供給モジュール２２に供給配管２８の内部（流路）を開閉する開閉バルブが設けられてもよい。開閉バルブを制御部８によって制御することにより、多連弁２３への窒素ガスの供給がオンオフ制御されてもよい。

【0083】

第１の供給モジュール２２は、流量計３２を備える。流量計３２は、供給配管２８における、流量調整バルブ３１よりも出口側（多連弁２３に近い側）の部分に接続されている。流量計３２は、供給配管２８の内部を通過する窒素ガスの流量を検出する。流量計３２は、制御部８に接続されており、検出された流量に応じた検出信号を制御部８に適宜送信する。

【0084】

第４の供給モジュール２２は、供給配管２８を介して処理液Ａを多連弁２３に供給する。当該供給配管２８の一方側は配管３６を介して処理液Ａの供給源に接続されており、当該供給配管２８の他方側は処理液配管２８５を介して多連弁２３に接続されている。

【0085】

第４の供給モジュール２２は、多連弁２３に供給される処理液Ａの流量を調整する流量調整バルブ３３を有する。流量調整バルブ３３は、供給配管２８の中間に配置されており、供給配管２８の内部の開度を調整することによって、処理液Ａの流量を変更する。流量調整バルブ３３は制御部８に接続されており、流量調整バルブ３３の開度調整は制御部８からの制御信号に応じて行われる。第４の供給モジュール２２に供給配管２８の内部（流路）を開閉する開閉バルブが設けられてもよい。開閉バルブを制御部８によって制御することにより、多連弁２３への処理液Ａの供給のオンオフが制御されてもよい。

【0086】

第４の供給モジュール２２は、流量計３４を備える。流量計３４は、供給配管２８における流量調整バルブ３３よりも出口側（多連弁２３に近い側）の部分に接続されている。流量計３４は、供給配管２８の内部を通過する処理液Ａの流量を検出する。流量計３２は、制御部８に接続されており、検出された流量に応じた検出信号を制御部８に適宜送信する。

【0087】

第４の供給モジュール２２に供給される処理液は、処理液槽３５に貯留されている。処理液槽３５と第４の供給モジュール２２の供給配管２８は、配管３６で接続されている。また、処理液槽３５は、配管３７を介して処理液Ａの供給源と接続されている。配管３７の中間には、配管３７の内部（流路）を開閉する開閉動作を行う開閉バルブ３８が配置されている。開閉バルブ３８は制御部８に接続されている。開閉バルブ３８の開閉制御は、制御部８からの制御命令に応じて行われる。

【0088】

処理液槽３５は、配管３９を介して窒素ガスの供給源と接続されている。配管３９の中間には配管３９の内部（流路）を開閉する開閉動作を行う開閉バルブ４０が設けられている。開閉バルブ４０は制御部８に接続されている。開閉バルブ４０の開閉動作は、制御部８からの制御命令に応じて行われる。

【0089】

配管３９は、処理液槽３５の内部に連通しており、処理液槽３５の内部に貯留された処理液Ａに対して窒素ガスを供給する。これにより、処理液槽３５の内部において、窒素ガスが混入されたガス溶存液を生成できる。なお、処理液槽３５に窒素ガスを供給する構成を備えることは必須ではなく、省略してもよい。

【0090】

第２および第３の供給モジュール２２各々においても、図示を省略するが、処理液Ｂ，Ｃの流量を調整する流量調整バルブ、処理液Ｂ，Ｃの多連弁２３への供給をオンオフ開閉バルブ、および処理液Ｂ，Ｃの流量を検出する流量計が適宜設けられる。

【0091】

第１の供給モジュール２２の供給配管２８には、ガスフィルター４１が設けられている。ガスフィルター４１は、供給配管２８内を通過する窒素ガスを濾過することによって、窒素ガスに含まれる微小粒子を除去する。これにより、窒素ガスが浄化される。

【0092】

ノズル供給配管３０の中間部には、サックバック部４２、気泡捕捉部４３、およびガス濃度計４４がノズル１２に近い側に設けられている。サックバック部４２は、ノズル供給配管３０に接続された排出配管４２１と、排出配管４２１に接続されたサックバックバルブ４２２とを有する。サックバックバルブ４２２は、制御部８に接続されており、制御部８からの制御命令に応じて、排出配管４２１内に吸引力を作用させる。これにより、ノズル供給配管３０の内部の処理液が、排出配管４２１側に吸引されて外部に適宜排出される。

【0093】

気泡捕捉部４３は、ノズル供給配管３０の内部を通過する処理液中のエアを捕捉して、ノズル供給配管３０の外部に適宜排出する。気泡捕捉部４３は、例えば中空糸膜をフィルターとして備えていてもよい。また、気泡捕捉部４３は、配管の内部の空気を外部に放出する空気抜き弁を備えていてもよい。

【0094】

気泡捕捉部４３を備えることによって、ノズル供給配管３０を通過する処理液において、溶けきれなかった窒素ガスなどの気泡を除去できるため、ノズル１２から基板Ｗに向けて気泡が吐出されることを抑制できる。これにより、基板Ｗに気泡が付着することを抑制できるため、気泡の付着による処理不良を低減できる。なお、多連弁２３に気泡捕捉部が設けられてもよい。例えば、多連弁２３の最上部に気泡捕捉部として、気泡捕捉ための空間、および空気抜き弁を設けてもよい。この場合、発生した気泡を多連弁２３の内部で上昇させて多連弁２３の上部にためた後、空気抜き弁を介して外部に放出してもよい。

【0095】

ガス濃度計４４は、ノズル供給配管３０の中間部に接続されており、ノズル供給配管３０の内部を通過する処理液に溶け込んでいる窒素の濃度（溶存濃度）を検出する。ガス濃度計４４は、制御部８に接続されており、検出されたガス濃度を示す検出信号を制御部８に送信する。ガス濃度計４４は、窒素以外のガス（酸素など）の溶存濃度を検出してもよい。

【0096】

配管３６、第４の供給モジュール２２の供給配管２８、処理液配管２８５およびノズル供給配管３０は、ノズル１２に連通しており、内部に処理液を流通させる処理液配管１０１を構成する。ガス配管２８１、第１の供給モジュール２２の供給配管２８、ガス配管２８３は、内部（流路）にガスを流通させるガス配管１０３の一例である。流体ボックス７は、その内部に処理液配管１０１の一部である第４の供給モジュール２２の供給配管２８、および処理液配管２８５、並びにガス配管１０３の一部であるガス配管２８３が装填される、流体モジュール装填部の一例である。多連弁２３は、ガス配管１０３を処理液配管１０１に接続する接続部の一例である。当該多連弁２３は、流体ボックス７の内部に設けられている。すなわち、多連弁２３（接続部）は、処理液配管１０１における、流体ボックス７の内部からノズル１２までの間の中間部に設けられている。

【0097】

処理液Ａの流量を調整する流量調整バルブ３３（流量調整部）は、処理液配管１０１の一部である、第４の供給モジュール２２の供給配管２８に設けられている。また、接続部である多連弁２３は、処理液配管１０１における、流量調整バルブ３３とノズル１２との間に設けられている。この位置に多連弁２３を設けることにより、流量調整バルブ３３によって流量調整された処理液Ａに対して、窒素ガスを混合させることができる。これにより、ノズル１２における処理液Ａのユースポイント近くで処理液Ａ中の窒素ガスの濃度を高めることで溶存酸素濃度を低減し精度よく制御することができる。

【0098】

処理液配管１０１は処理液槽３５に接続されており、多連弁２３が処理液配管１０１における処理液槽３５とノズル１２との間に設けられている。このため、多連弁２３において、処理液槽３５から供給される処理液Ａに対して窒素ガスと混合させることができる。また、処理液槽３５に窒素ガスが供給されることにより、処理液Ａ中の窒素ガスの濃度をさらに高めることができる。ノズル１２から吐出される処理液Ａ中の窒素ガス濃度が高く維持されることによって、処理液Ａ中の酸素の溶存濃度を低減できる。これにより、基板Ｗの表面に供給された処理液Ａ中の酸素が、基板Ｗの表面に作用（酸化作用など）を及ぼすことを低減できる。

【0099】

気泡捕捉部４３は、処理液配管１０１における多連弁２３とノズル１２とを連結するノズル供給配管３０の中間部に設けられている。このため、多連弁２３において窒素ガスと混合された処理液Ａにおいて、溶けきれなかった窒素ガス、あるいは処理液Ａに溶け込めずに発生した窒素ガスまたは酸素ガスなどの気泡を除去できる。

【0100】

ガス濃度計４４は、処理液配管１０１における多連弁２３とノズル１２とを連結するノズル供給配管３０の中間部に設けられている。このため、窒素ガスが混合された後の処理液Ａ中における窒素の溶存濃度を検出できる。

【0101】

ガスフィルター４１は、ガス配管１０３の一部である、第１の供給モジュール２２の供給配管２８に設けられている。多連弁２３は、ガスフィルター４１とノズル１２との間に設けられている。このため、多連弁２３において処理液Ａに混合させる窒素ガスの清浄度を高めることができる。

【0102】

サックバック部４２は、処理液配管１０１における、多連弁２３とノズル１２とを接続するノズル供給配管３０の中間部に設けられている。このため、窒素ガス濃度が安定しない初期の処理液Ａを、サックバック部４２によってノズル供給配管３０から排出できる。これにより、窒素の溶存濃度が低い処理液Ａが、基板Ｗに供給されることを抑制できる。

【0103】

＜基板処理装置１の動作＞
図３は、第１実施形態の処理ユニット６における基板処理の流れを示す図である。以下、特に断らない限り、基板処理装置１の動作部の動作は、制御部８の制御下で行われる。また、以下の説明では、窒素ガスが混合された処理液Ａを基板Ｗに供給して処理する例を説明する。処理ユニット６における基板処理は、搬入工程Ｓ１０、保持工程Ｓ１１、回転工程Ｓ１２、処理液供給工程Ｓ１３、ガス供給工程Ｓ１４、混合工程Ｓ１５、初期排出工程Ｓ１６、処理液吐出工程Ｓ１７、供給停止工程Ｓ１８、スピンドライ工程Ｓ１９、および搬出工程Ｓ２０を含む。

【0104】

搬入工程Ｓ１０は、センターロボットＣＲが１つの処理ユニット６に未処理の基板Ｗを搬入することを含む。搬入工程Ｓ１０の後、保持工程Ｓ１１が行われる。保持工程Ｓ１１は、スピンチャック１１の各挟持部材１７が基板Ｗを水平姿勢に保持することを含む。保持工程Ｓ１１によって基板Ｗが保持されると、回転工程Ｓ１２が行われる。回転工程Ｓ１２は、回転駆動モータ１５１が回転軸１５を第１回転速度で回転させることによって、基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させることを含む。

【0105】

回転工程Ｓ１２の後、処理液供給工程Ｓ１３が行われる。処理液供給工程Ｓ１３は、処理液配管１０１に処理液Ａを供給することを含む。詳細には、不図示のポンプが駆動されることによって、処理液槽３５に貯留された処理液Ａが、配管３６、第４の供給モジュール２２の供給配管２８、および処理液配管２８５を流通して多連弁２３に送られる。

【0106】

また、回転工程Ｓ１２の後、ガス供給工程Ｓ１４が行われる。ガス供給工程Ｓ１４は、ガス配管１０３に窒素ガスを供給することを含む。詳細には、窒素ガス源からの窒素ガスが、ガス配管２８１、第１の供給モジュール２２の供給配管２８、およびガス配管２８３を流通して、多連弁２３に送られる。

【0107】

処理液供給工程Ｓ１３およびガス供給工程Ｓ１４の後、混合工程Ｓ１５が行われる。混合工程Ｓ１５は、多連弁２３における第１のエア弁２３ｖ、および第４のエア弁２３ｖを開けることを含む。各エア弁２３ｖの開放によって、多連弁２３において、処理液配管１０１のノズル供給配管３０に向けて流れる処理液Ａに対して、ガス配管１０３からの窒素ガスが供給される。これによって、多連弁２３の内部において処理液Ａに窒素ガスが混合され、その処理液Ａがノズル供給配管３０に供給される。

【0108】

混合工程Ｓ１５が行われた後の一定時間の間、初期排出工程Ｓ１６が行われる。初期排出工程Ｓ１６は、第１および第４のエア弁２３ｖが開放された後の一定時間の間、サックバック部４２が、ノズル供給配管３０の内部の処理液Ａを、排出配管４２１を通じて排出することを含む。これにより、混合開始直後の窒素の溶存濃度が安定しない処理液Ａを排出できるため、酸素の溶存濃度が高い状態の処理液Ａが基板Ｗに供給されることを抑制できる。

【0109】

初期排出工程Ｓ１６の後、処理液吐出工程Ｓ１７が行われる。処理液吐出工程Ｓ１７は、窒素ガスが混合された処理液Ａ（窒素ガス溶存処理液）を、ノズル供給配管３０を通じてノズル１２に供給すること、およびその処理液Ａをノズル１２の吐出口から基板Ｗの上面に向けて吐出することを含む。これにより、窒素ガスが溶存する処理液Ａが、回転中の基板Ｗに供給される（処理液吐出工程Ｓ１７）。基板Ｗに供給された処理液Ａは、基板Ｗの回転により遠心力を受けて、基板Ｗの周縁に向けて広がる。処理液Ａは、基板Ｗの周縁から外方へ飛散して、カップ１４の内周面にて受け止められ、排液配管２１を通じて排液タンク２４に排出される。

【0110】

処理液吐出工程Ｓ１７は、第４の供給モジュール２２に設けられた流量計３４が、多連弁２３に供給される処理液Ａの流量を検出すること、および第４の供給モジュール２２に設けられた流量調整バルブ３３が多連弁２３に供給される処理液Ａの流量を調整することを含む。詳細には、制御部８が、流量計３４から送られてくる検出信号に応じて、第４の供給モジュール２２の供給配管２８を通過する処理液の流量が既定の値となるように流量調整バルブ３３の開度を調整する。これにより、多連弁２３に供給される処理液Ａの流量が適正に調整される。

【0111】

処理液吐出工程Ｓ１７は、第１の供給モジュール２２に設けられた流量計３２が、多連弁２３に供給される窒素ガスの流量を検出すること、および第１の供給モジュール２２に設けられた流量調整バルブ３１が多連弁２３に供給される窒素ガスの流量を調整することを含む。詳細には、制御部８が、流量計３２から送られてくる検出信号に応じて、第１の供給モジュール２２の供給配管２８を通過する窒素ガスの流量が既定の値となるように、流量調整バルブ３１の開度を調整する。これにより、多連弁２３に供給される窒素ガスの流量が適正に調整される。

【0112】

処理液吐出工程Ｓ１７は、気泡捕捉部４３が、ノズル供給配管３０を通過する処理液Ａに発生した気泡を捕捉することを含む。これにより、気泡を含む処理液Ａが基板Ｗに供給されることを抑制できる。

【0113】

処理液吐出工程Ｓ１７の後、供給停止工程Ｓ１８が行われる。供給停止工程Ｓ１８は、処理液吐出工程Ｓ１７にて基板Ｗに処理液Ａが供給されてから規定の時間が経過した後、制御部８が多連弁２３の第１および第４のエア弁２３ｖを閉じることを含む。これによって、ノズル供給配管３０への処理液Ａの供給が停止される。

【0114】

供給停止工程Ｓ１８の後、スピンドライ工程Ｓ１９が行われる。スピンドライ工程Ｓ１９は、回転駆動モータ１５１が回転軸１５を第１回転速度から第１回転速度よりも高速の第２回転速度で回転させて、基板Ｗを第２回転速度で既定時間の間、高速回転させることを含む。基板Ｗを高速回転させることによって、基板Ｗの上面に供給された処理液Ａが基板Ｗの外方に振り切られ、基板Ｗの表面の乾燥が促進される。

【0115】

スピンドライ工程Ｓ１９の後、搬出工程Ｓ２０が行われる。搬出工程Ｓ２０は、回転駆動モータ１５１が回転軸１５の回転を停止させること、挟持部材１７が回転を停止した基板Ｗの保持を解除すること、およびセンターロボットＣＲがその保持が解除された基板Ｗを処理室１０から搬出することを含む。

【0116】

以上のように、本実施形態の基板処理装置１によると、処理室１０に併設される流体ボックス７に配された多連弁２３において、配管内を流れる処理液Ａに対して、窒素ガスが混合される。このように、ノズル１２に比較的近い位置で窒素ガスを処理液Ａに混合させることができるため、接続部である多連弁２３からノズル１２まで処理液Ａが移動する間に、処理液Ａから抜ける窒素ガスの量を低く抑えることができる。これにより、ノズル１２から吐出される処理液Ａ中の窒素ガス濃度を維持するために使用する窒素ガス量を低減できる。また、ノズル１２から吐出される処理液Ａにおいて、窒素ガスの溶存濃度を高く維持し、かつ精度よく制御できるため、当該処理液Ａにおいて、酸素の溶存濃度が高まることを抑制できる。

【0117】

本実施形態では、接続部として多連弁２３を備えることにより、３つ以上の複数の流体を切り替えて混合させることが可能となっているが、多連弁２３を備えることは必須ではない。例えば、接続部として、ガス配管２８３とノズル供給配管３０とを連結する三方継ぎ手を有していてもよい。三方継ぎ手によってノズル供給配管３０およびガス配管２８３を接続することによって、ノズル供給配管３０に窒素ガスを混合させた処理液Ａを供給できる。

【0118】

接続部は、インラインミキサーを含んでもよい。インラインミキサーは、少なくとも２つの流体を配管中で混合する可動部を持たない部材であり、流体自身の流れによって攪拌混合させる。インラインミキサーは、例えば配管内に配置され、所定の攪拌形状の開口を有するミキシング構造を有していてもよい。窒素ガスを含む処理液Ａが撹拌形状の開口を通過することによって、処理液Ａおよび窒素ガスの流れが不均一に変更され（攪拌され）、もって処理液Ａと窒素ガスの混合が促進される。インラインミキサーは、例えば多連弁２３の直後に設けるとよい。また、多連弁２３の内部にミキシング構造が設けられていてもよい。

【0119】

基板処理装置１においては、接続部である多連弁２３が、処理室１０の外部である流体ボックス７に設けられている。しかしながら、多連弁２３を、例えば処理室１０の内部に設けられてもよい。この場合、多連弁２３が流体ボックス７に設けられたときよりもノズル１２に近い位置で処理液Ａに窒素ガスを混合できる。このため、窒素ガスの使用量をさらに低減できる。

【0120】

基板処理装置１においては、多連弁２３において、処理液Ａに窒素ガスが供給される場合を説明した。しかしながら、処理液Ａに供給されるガスは、窒素ガスに限定されるものではない。例えば、多連弁２３におよび窒素ガス以外の不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｋｒ、またはＸｅガス、もしくはこれらのうち２以上を混合したガス）を供給する供給モジュール２２を設けてもよい。また、多連弁２３に活性ガス（例えば、水素ガス、フッ化水素ガス、アンモニアガス、塩素ガス、またはこれらのうち２つ以上を混合させた混合ガスなど）を供給する供給モジュール２２が設けられてもよい。この場合、多連弁２３において、基板Ｗの表面に作用する活性ガスを溶存させた機能的な処理液を生成できる。

【0121】

＜２． 第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号またはアルファベット文字を追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。

【0122】

図４は、第２実施形態の基板処理装置１Ａを模式的に示す図である。図４においては、基板処理装置１Ａが備える１つの処理ユニット６Ａ、および１つの流体ボックス７Ａを示している。処理ユニット６Ａは、処理室１０内に、２つのノズル１２Ａ，１２Ｂを備える。ノズル１２Ａは、流体ボックス７Ａから供給される窒素ガス溶存処理液を基板Ｗの上面に吐出する。ノズル１２Ｂは、流体ボックス７Ａから供給される窒素ガス溶存処理液を基板Ｗの下面に吐出する。ノズル１２Ｂは、例えばスピンベース１６の中央部に設けられた孔の内部などに適宜設けられる。流体ボックス７Ａは、処理ユニット６Ａに併設されており、窒素ガスを混合させた処理液Ａを供給することが可能である。

【0123】

処理液配管１０１Ａは、処理液Ａの供給源に接続されている。処理液配管１０１Ａは、流体ボックス７Ａに配置された中間部に、分岐部１０５を有する。処理液配管１０１Ａは、分岐部１０５において、２つの分岐配管１０７Ａ，１０７Ｂに分岐している。分岐配管１０７Ａは接続部２３Ａに接続しており、分岐配管１０７Ｂは接続部２３Ｂに接続している。接続部２３Ａ，２３Ｂは、多連弁２３または三つ叉継ぎ手などを含み、１つの配管に他の配管を接続する部分である。

【0124】

接続部２３Ａには、窒素ガスの供給源に接続されたガス配管１０３Ａが接続されている。接続部２３Ａは、分岐配管１０７Ａから供給される処理液Ａに対して窒素ガスを供給する。これにより、処理液Ａに対して窒素ガスが混合される。ノズル供給配管３０Ａは、ノズル１２Ａと接続部２３Ａとを接続する。ノズル供給配管３０Ａは、接続部２３Ａにおいて窒素ガスが混合された処理液Ａをノズル１２Ａに供給する。

【0125】

接続部２３Ｂには、窒素ガスの供給源に接続されたガス配管１０３Ｂが接続されている。接続部２３Ｂは、分岐配管１０７Ｂから供給される処理液Ａに対して窒素ガスを供給する。これにより、処理液Ａに対して窒素ガスが混合される。ノズル供給配管３０Ｂは、ノズル１２Ｂと接続部２３Ｂとを接続する。ノズル供給配管３０Ｂは、接続部２３Ｂにおいて窒素ガスが混合された処理液Ａをノズル１２Ｂに供給する。流体ボックス７Ａ、分岐部１０５を含む処理液配管１０１Ａ、接続部２３Ａ，２３Ｂは、処理液供給部２５Ａを構成する。

【0126】

本実施形態では、処理液配管１０１Ａにおける分岐部１０５から分岐してノズル１２Ａに接続される配管部（分岐配管１０７Ａおよびノズル供給配管３０Ａ）の中間部に、接続部２３Ａが設けられている。これにより、処理液配管１０１Ａにおける分岐部１０５より先（ノズル１２Ａ側）の配管部に窒素ガスを供給できる。この場合、分岐部１０５より手前（供給源側）で窒素ガスを混合させるときよりも、ノズル１２Ａに近い位置で処理液Ａに窒素ガスを混合できる。したがって、ノズル１２Ａに到達するまでの間に処理液Ａから抜ける窒素ガスの量を低減できる。

【0127】

同様に、処理液配管１０１Ａにおける分岐部１０５から分岐してノズル１２Ｂに接続される配管部（分岐配管１０７Ｂおよびノズル供給配管３０Ｂ）の中間部に接続部２３Ｂが設けられている。これにより、処理液配管１０１Ａにおける分岐部１０５より先（ノズル１２Ｂ側）の配管部に窒素ガスを供給できる。この場合、分岐部１０５より手前（供給源側）で窒素ガスを混合させるときよりも、ノズル１２Ｂに近い位置で処理液Ａに窒素ガスを混合できる。したがって、ノズル１２Ｂに到達するまでの間に処理液Ａから抜ける窒素ガスの量を低減できる。

【0128】

接続部２３Ａ，２３Ｂは、処理ユニット６Ａの処理室１０内に設けられてもよい。この場合、接続部２３Ａ，２３Ｂが流体ボックス７Ａに設けられるときよりも、ノズル１２Ａ，１２Ｂに近い位置で窒素ガスを処理液Ａに供給できる。このため、ノズル１２Ａ，１２Ｂに到達するまでの間に処理液Ａから抜ける窒素ガスの量を低減できる。このため、窒素ガスの使用量を低減できる。また、各ノズル１２Ａ，１２Ｂから吐出される処理液Ａ中における窒素の溶存濃度を高く維持できるため、当該処理液Ａ中における酸素の溶存濃度の上昇を低減、かつ精度よく制御できる。

【0129】

＜３． 第３実施形態＞
図５は、第３実施形態の基板処理装置１Ｂを示す図である。図５においては、基板処理装置１Ｂが備える２つの処理ユニット６Ｂおよび流体ボックス７Ａを示している。基板処理装置１Ｂにおいては、第２実施形態の基板処理装置１Ａと同様に、処理液供給部２５Ａから処理液が供給される。ただし、本実施形態では、１つの処理液供給部２５Ａから、２つの異なる処理ユニット６Ｂ各々に配置されたノズル１２Ａに処理液を供給する。以下の説明では、図６に示す上下の２つの処理ユニット６Ｂのうち、上側を「第１の処理ユニット６Ｂ」と称し、下側を「第２の処理ユニット６Ｂ」と称する場合がある。

【0130】

接続部２３Ａは、処理液配管１０１Ａにおける分岐部１０５から分岐して第１の処理ユニット６Ｂのノズル１２Ａに接続される配管部（分岐配管１０７Ａおよびノズル供給配管３０Ａ）の中間部に設けられている。これにより、処理液配管１０１Ａにおける分岐部１０５より先（ノズル１２Ａ側）の配管部に窒素ガスを供給できる。この場合、分岐部１０５より手前（供給源側）で窒素ガスを混合させるときよりも、ノズル１２Ａに近い位置で処理液Ａに窒素ガスを混合できる。したがって、ノズル１２Ａに到達するまでの間に処理液Ａから抜ける窒素ガスの量を低減できる。

【0131】

接続部２３Ｂは、処理液配管１０１Ａにおける分岐部１０５から分岐して第２の処理ユニット６Ｂのノズル１２Ａに接続される配管部（分岐配管１０７Ａおよびノズル供給配管３０Ｂ）の中間部に設けられている。これにより、処理液配管１０１Ａにおける分岐部１０５より先（ノズル１２Ａ側）の配管部に窒素ガスを供給できる。この場合、分岐部１０５より手前（供給源側）で窒素ガスを混合させるときよりも、ノズル１２Ａに近い位置で処理液Ａに窒素ガスを混合できる。したがって、ノズル１２Ａに到達するまでの間に処理液Ａから抜ける窒素ガスの量を低減できる。

【0132】

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態および各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

【符号の説明】

【0133】

１，１Ａ，１Ｂ 基板処理装置
６，６Ａ，６Ｂ 処理ユニット
７，７Ａ 流体ボックス
８ 制御部
１０ 処理室
１１ スピンチャック
１２，１２Ａ，１２Ｂ ノズル
１７ 挟持部材（基板保持部）
２２ 供給モジュール
２３ 多連弁（接続部）
２３Ａ，２３Ｂ 接続部
２５，２５Ａ 処理液供給部
２９ 流体機器群
３０，３０Ａ，３０Ｂ ノズル供給配管（処理液配管）
３１，３３ 流量調整バルブ
３２，３４ 流量計
３５ 処理液槽
３６ 配管（処理液配管）
４２ サックバック部
４２１ 排出配管
４２２ サックバックバルブ
４３ 気泡捕捉部
４４ ガス濃度計
１０１，１０１Ａ 処理液配管
１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ ガス配管
１０５ 分岐部
１０７Ａ，１０７Ｂ 分岐配管
２８１，２８３ ガス配管
２８５ 処理液配管
Ａ１ 回転軸線
ＩＲ インデクサロボット
Ｓ１１ 保持工程
Ｓ１３ 処理液供給工程
Ｓ１４ ガス供給工程
Ｓ１５ 混合工程
Ｓ１６ 初期排出工程
Ｓ１７ 処理液吐出工程
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】