JP2018182048A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の上面の周縁領域に発生した処理液のミストによる基板の汚染を抑制または防止する基板処理装置を提供する。
【解決手段】ノズルヘッド１７は、第１のカバー２２を含む。第１のカバー２２は、液滴ノズル２１および第１のカバー２２が周縁位置Ｐｅに配置されている周縁配置状態において、液滴ノズル２１の第２の径方向Ｚ２を被覆する外壁８１を有している。外壁８１の下端縁８１ａは、基板Ｗの周端よりも内方でかつ基板Ｗの周端に沿って延びるように設けられている。
【選択図】図５

Description

この発明は、基板処理装置に関する。基板処理装置による処理対象となる基板の例には、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。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板の上面に洗浄液を供給して、その基板の上面を処理液で洗浄する洗浄処理が行われる。このような基板処理装置には、たとえば、処理液（洗浄液）と気体とを混合することにより処理液の液滴を形成し、この処理液の液滴を基板の上面に供給して洗浄処理を行うものがある。このような基板処理装置は、たとえば、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、回転されている基板の上面に向けて処理液の液滴を噴射する液滴ノズルと、スピンチャックに保持された基板の上方で液滴ノズルを移動（スキャン）させるノズル移動ユニットとを含む。

特開２００２−２７０５６４号公報

液滴ノズルからの処理液の液滴の噴射に伴って、基板の上面における噴射領域（供給領域）の周囲には処理液のミストが多量に発生するおそれがある。液滴ノズルが基板の上面の周縁領域に対向するように配置されている状態では、基板の上面の周縁領域の周囲に処理液のミストが多量に発生するおそれがある、この場合、処理液のミストを含む雰囲気が、スピンチャックのピン等を伝って下面に進入し、パーティクルとなって基板の下面を汚染するおそれがある。基板の下面にデバイス形成領域が設けられている場合には、このデバイス形成領域を汚染してしまう。

そこで、この発明の目的の一つは、基板の上面の周縁領域に発生した処理液のミストによる基板の汚染を抑制または防止する基板処理装置を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、基板を保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットに保持されている基板の中央部を通る所定の回転軸線回りに、当該基板を回転させる基板回転ユニットと、前記基板保持ユニットに保持されている基板の上面に処理液の液滴を吐出する吐出部を有する液滴ノズルと、前記液滴ノズルと一体移動可能に設けられ、前記吐出部の周囲を被覆する第１のカバーとを含み、前記第１のカバーは、前記液滴ノズルおよび前記第１のカバーが前記基板保持ユニットに保持されている基板の上面の周縁領域に対向する周縁位置に配置されている周縁配置状態において、前記ノズルの、回転半径方向の外方を被覆する外壁を有し、前記第１のカバーは、前記周縁配置状態において、前記外壁の少なくとも下端縁が前記基板の周端よりも内方でかつ前記基板の周端に沿って延びるように、かつ当該第１のカバーの回転方向の下流側の第１の端部が前記吐出部に対し前記回転方向の下流側に空隙を隔てられるように設けられている、基板処理装置を提供する。

この構成によれば、液滴ノズルの吐出部の周囲を被覆する第１のカバーが設けられている。液滴ノズルからの処理液の液滴の基板の上面への噴射に伴って、基板の上面における供給領域の周囲に、処理液のミストが発生する。液滴ノズルおよび第１のカバーの周縁配置状態では、供給領域が基板の上面の周縁領域に重なるから、基板の上面の周縁領域においてミストが発生する。

前記周縁配置状態において、第１のカバーの外壁の少なくとも下端縁が基板の周端よりも内方でかつ基板の周端に沿って延びている。そのため、基板の上面の周縁領域において発生した処理液のミストは、外壁によって、基板の上面の周縁領域よりも回転半径方向の外方への移動が規制される。そのため、この処理液のミストは、第１のカバーの内部に留まるようになる。これにより、基板の上面の周縁領域において発生した処理液のミストが、基板の周端から下面側に回り込むことを抑制または防止できる。これにより、基板の下面におけるパーティクルの発生を抑制または防止できる。

また、処理液の液滴の処理液の液膜への噴射により、基板の上面における供給領域において処理液の液膜の厚みが薄くなる。処理液の液滴の噴射に伴って発生した処理液のミストに含まれる液滴は、基板の回転に伴って、基板の上面を基板の回転方向の下流側に移動し、第１のカバーの、回転方向の下流側の第１の端部に衝突する。仮に跳ね返った液滴が、処理液の液膜の厚みの薄い供給領域に達すると、当該供給領域において基板の上面に付着し、パーティクルの原因になる。しかしながら、この構成では、第１のカバーの第１の端部が吐出部に対し空隙を隔てて設けられているので、第１のカバーの第１の端部に衝突する液滴の運動エネルギーは小さく、そのため、第１のカバーの第１の端部で跳ね返っても供給領域までは達しない。したがって、跳ね返った液滴が処理液の液膜の厚みの薄い供給領域に達することを抑制または防止でき、これにより、基板の上面におけるパーティクルの発生を抑制または防止できる。

以上により、基板の上面の周縁領域に発生した処理液のミストによる基板の汚染を抑制または防止することができる。
請求項２に記載の発明は、前記周縁配置状態において、前記第１のカバーの前記第１の端部は、水平方向に関し、前記吐出部と１００ｍｍ以上離隔するように設けられている、請求項１に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、第１のカバーの第１の端部が吐出部に対し大きな間隔を隔てて設けられているので、第１のカバーの第１の端部に衝突する処理液のミストの運動エネルギーは小さく、そのため、第１のカバーの第１の端部で跳ね返っても供給領域までは達しない。したがって、跳ね返った液滴が供給領域に達することをより効果的に抑制または防止でき、これにより、基板の上面におけるパーティクルの発生を、より効果的に抑制または防止できる。

請求項３に記載の発明は、前記第１のカバーは、前記周縁配置状態において、回転半径方向に垂直な水平方向に関する、前記第１のカバーの回転方向の上流側の第２の端部と前記吐出部との間の距離が、前記第１のカバーの前記第１の端部と前記吐出部との間の距離よりも短くなるように設けられている、請求項１または２に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、第１のカバーの第１の端部が吐出部に対し大きな間隔を隔てて設けられているので、第１のカバーの第１の端部に衝突する処理液のミストの運動エネルギーは小さく、そのため、第１のカバーの第１の端部で跳ね返っても供給領域までは達しない。したがって、跳ね返った液滴が供給領域に達することをより効果的に抑制または防止でき、これにより、基板の上面におけるパーティクルの発生を、より効果的に抑制または防止できる。

また、前記周縁配置状態において、第２の端部と吐出部との間の距離が、第１のカバーの第１の端部と前記吐出部との間の距離よりも短い。そのため、第１のカバーの内部空間の容積を削減しながら、基板の上面におけるパーティクルの発生を、抑制または防止できる。
請求項４に記載の発明は、前記第１のカバーは、前記周縁配置状態において、前記液滴ノズルを挟んで前記外壁に対し回転半径方向の内方に対向する内壁を有し、前記第１のカバーは、前記周縁配置状態において、前記外壁と前記吐出部との間の回転半径方向の距離が、前記内壁と前記吐出部との間の回転半径方向の距離よりも短くなるように設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、外壁と液滴ノズルの吐出部との間の距離を短くすることができる。これにより、前記周縁配置状態において、基板の上面の周縁領域において発生した処理液のミストの下面側の回り込みを抑制または防止しながら、液滴ノズルの吐出部を可能な限り基板の周端に近づけることができる。
請求項５に記載の発明は、前記外壁の下端縁は、前記外壁の全長に亘って水平に延びている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、外壁の下端縁が外壁の全長に亘って水平に延びているので、第１のカバーの内部空間から、外壁の下端縁と基板の上面との間を通って処理液のミストが流出することを、より効果的に抑制または防止できる。
請求項６に記載のように、前記外壁は、前記周縁配置状態において、鉛直方向に延びていてもよい。この場合、第１のカバーの内部空間の容積を削減することが可能である。

請求項７に記載に記載のように、前記外壁は、前記周縁配置状態において、上方に向かうに従って回転半径方向の外方に向かうテーパ状に設けられていてもよい。この場合、干渉部材（挟持ピン等）との干渉を防止することができる。
請求項８に記載に記載のように、前記外壁は、前記周縁配置状態において、上方に向かうに従って回転半径方向の外方に向かうテーパ状に設けられた第１のテーパ部と、前記周縁配置状態において、前記第１のテーパに連続し、上方に向かうに従って回転半径方向の内方に向かうテーパ状に設けられた第２のテーパ部とを含んでいてもよい。この場合、干渉部材（挟持ピン等）との干渉を防止することができる。また、この場合、第１のカバーの内部空間の容積を削減することが可能である。

請求項９に記載の発明は、前記周縁配置状態において、前記吐出部よりも回転方向の下流側に当該吐出部と空隙を隔てて配置される吸引口を有し、前記第１のカバーによって区画される内部空間の雰囲気を前記吸引口から吸引する吸引ユニットをさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、内部空間の雰囲気が吸引口から吸引される。そのため、基板の上面の周縁領域において処理液のミストが発生しても、その処理液のミストは吸引口から吸引され、基板の上面の周縁領域から排除される。これにより、処理液のミストが、回転半径方向の外方に移動することを、より効果的に抑制または防止できる。

請求項１０に記載の発明は、前記吸引口は、水平方向に関し、前記吐出部と３０ｍｍ以上で離隔するように設けられている、請求項９のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、吸引口が吐出部と充分に離隔して設けられている。仮に吸引口が吐出部と近接して設けられていると、液滴ノズルからの処理液の液滴が、吸引口から吸引される結果、基板の上面に与えられる処理液の液滴の量が減少するおそれがある。

これに対し、この構成では、吸引口が吐出部と充分に離隔して設けられているので、液滴ノズルからの処理液の液滴が吸引口から吸引されることを抑制または防止することができ、これにより、基板の上面に十分な量の、処理液の液滴を与えることができる。
請求項１１に記載の発明は、前記周縁配置状態において、前記吸気口は、前記第１の端部と前記吐出部との間の中間位置よりも第１の端部側に寄って配置されている、請求項９または１０に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、吸引口が吐出部と充分に離隔して設けられている。仮に吸引口が吐出部と近接して設けられていると、液滴ノズルからの処理液の液滴が、吸引口から吸引される結果、基板の上面に与えられる処理液の液滴の量が減少するおそれがある。
これに対し、この構成では、吸引口が吐出部と充分に離隔して設けられているので、液滴ノズルからの処理液の液滴が吸引口から吸引されることを抑制または防止することができ、これにより、基板の上面に十分な量の、処理液の液滴を与えることができる。

請求項１２に記載の発明は、前記吸引口は、前記吐出部よりも、上方に配置されていてもよい。
請求項１３に記載の発明は、前記第１のカバーの内部空間において、前記吐出部に対し回転半径方向の外方を被覆する第２のカバーをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、前記周縁配置状態において、吐出部に対し回転半径方向の外方が、第１のカバーの外壁だけでなく、第２のカバーによっても被覆される。これにより、基板の上面の周縁領域において発生した処理液のミストが、基板の上面の周縁領域よりも回転半径方向の外方へ移動することを、より効果的に抑制できる。ゆえに、基板の上面の周縁領域において発生した処理液のミストが、基板の周端から下面側に回り込むことを、より効果的に抑制または防止できる。

請求項１４に記載の発明は、前記第２のカバーは、前記吐出部の周囲の一部のみを被覆する、請求項１３に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、第２のカバーは、前記吐出部の周囲の一部のみを被覆している。仮に、第２のカバーが前記吐出部の全周を包囲していると、第２のカバーと吐出部との間の距離が短いために第２のカバーに衝突する処理液のミストの運動エネルギーは大きく、第２のカバーで跳ね返った処理液のミストが供給領域に達し、基板の上面においてパーティクルが発生することがある。前記吐出部の一部のみを被覆することにより、このようなパーティクルの発生を抑制することができる。

請求項１５に記載のように、前記第２のカバーは、断面半円状に設けられていてもよい。
請求項１６に記載の発明は、前記基板の上面に処理液を供給する第１の処理液供給ユニットと、前記液滴ノズルに処理液を供給する第２の処理液供給ユニットと、前記基板回転ユニット、前記第１の処理液供給ユニットおよび前記第２の処理液供給ユニットを制御する制御装置とをさらに含み、前記制御装置は、前記第１の処理液供給ユニットを制御して、前記基板の上面に処理液を供給して前記上面に処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記基板を前記回転軸線回りに回転させる回転工程と、前記回転工程に並行して、前記第２の処理液供給ユニットを制御して、前記処理液の液膜に向けて前記液滴の前記吐出部から前記処理液の液滴を噴射する液滴噴射工程とを実行する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、液滴ノズルからの処理液の液滴の基板の上面への噴射に伴って、基板の上面における供給領域の周囲に、処理液のミストが発生する。前記周縁配置状態では、供給領域が基板の上面の周縁領域に重なるから、基板の上面の周縁領域において処理液のミストが発生するが、その処理液のミストが、基板の上面の周縁領域よりも回転半径方向の外方へ移動することが抑制される結果、基板の上面の周縁領域に発生した処理液のミストによる基板の汚染を抑制または防止することができる。

請求項１７に記載の発明は、前記液滴ノズルおよび前記第１のカバーを一体的に保持するアームと、前記アームを移動させることにより、前記液滴ノズルを、前記基板の上面に沿って移動させる移動ユニットとをさらに含み、前記制御装置は、前記液滴噴射工程において、前記移動ユニットを制御して前記液滴ノズルを前記周縁位置に配置する、請求項１６に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、基板を回転させながら、液滴ノズルおよび第１のカバーを走査させることができる。これにより、液滴ノズルからの処理液の液滴を、基板の上面の広範囲に供給することができる。
請求項１８に記載の発明は、前記制御装置は、前記液滴噴射工程において、前記移動ユニットを制御して、前記液滴ノズルを、前記周縁位置と、前記基板の上面の中央部に対向する中央位置Ｐｃとの間で移動させる、請求項１７に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、液滴を噴射しながら、液滴を周縁位置と中央位置Ｐｃとの間で移動させるので、基板の上面の全域に、液滴ノズルからの処理液の液滴を供給することができる。
請求項１９に記載の発明は、前記第１のカバーは、前記基板の上面に対向し、当該第１のカバーによって区画される内部空間の上端部を閉塞する対向壁をさらに含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、内部空間を略密閉の空間に設けることが可能である。
請求項２０に記載の発明は、前記対向壁は、前記周縁配置状態において、回転方向の下流側に向かうに従って前記下方に下がるように設けられている、請求項１９に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、内部空間の容積を削減することが可能である。

請求項２１に記載のように、前記第１のカバーは、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＰ、ＰＥおよびＰＶＣの少なくとも一つを用いて形成されていてもよい。

図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。 図２は、前記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に見た模式図である。 図３は、前記処理ユニットに含まれる液滴ノズルの構成を説明するための断面図である。 図４は、前記処理ユニットに含まれるノズルヘッドの移動を説明するための模式的な断面図である。 図５は、周縁位置に配置された状態における、前記ノズルヘッドの平面図である。 図６は、図５を、切断面線VI−VIから見た図である。 図７は、図５を、切断面線VII−VIIから見た図である。 図８は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図９は、前記処理ユニットによって実行される基板処理例を説明するための流れ図である。 図１０は、本発明の第１の変形例を説明するための図である。 図１１は、本発明の第２の変形例を説明するための図である。 図１２は、本発明の第３の変形例を説明するための図である。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。
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、処理液や処理ガスによって一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。

基板処理装置１は、複数のキャリヤＣを保持するロードポートＬＰと、基板Ｗの姿勢を上下反転させる反転ユニットＴＵと、基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２とを含む。ロードポートＬＰおよび処理ユニット２は、水平方向に間隔を空けて配置されている。反転ユニットＴＵは、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で搬送される基板Ｗの搬送経路上に配置されている。この実施形態では、処理ユニット２は、基板Ｗの裏面（非デバイス形成面）Ｗｂを洗浄する。複数の処理ユニット２は、たとえば、同様の構成を有している。

基板処理装置１は、図１に示すように、さらに、ロードポートＬＰと反転ユニットＴＵとの間に配置されたインデクサロボットＩＲと、反転ユニットＴＵと処理ユニット２との間に配置されたセンターロボットＣＲ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。インデクサロボットＩＲは、ロードポートＬＰに保持されているキャリヤＣから反転ユニットＴＵに複数枚の基板Ｗを一枚ずつ搬送し、反転ユニットＴＵからロードポートＬＰに保持されているキャリヤＣに複数枚の基板Ｗを一枚ずつ搬送する。同様に、センターロボットＣＲは、反転ユニットＴＵから処理ユニット２に複数枚の基板Ｗを一枚ずつ搬送し、処理ユニット２から反転ユニットＴＵに複数枚の基板Ｗを一枚ずつ搬送する。センターロボットＣＲは、さらに、複数の処理ユニット２の間で基板Ｗを搬送する。

インデクサロボットＩＲは、基板Ｗを水平に支持するハンドＨ１を備えている。インデクサロボットＩＲは、ハンドＨ１を水平に移動させる。さらに、インデクサロボットＩＲは、ハンドＨ１を昇降させ、当該ハンドＨ１を鉛直軸線まわりに回転させる。同様に、センターロボットＣＲは、基板Ｗを水平に支持するハンドＨ２を備えている。センターロボットＣＲは、ハンドＨ２を水平に移動させる。さらに、センターロボットＣＲは、ハンドＨ２を昇降させ、当該ハンドＨ２を鉛直軸線まわりに回転させる。

キャリヤＣには、デバイス形成面である基板Ｗの表面Ｗａが上に向けられた状態（上向き姿勢）で基板Ｗが収容されている。制御装置３は、インデクサロボットＩＲによって、表面Ｗａが上向きの状態でキャリヤＣから反転ユニットＴＵに基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置３は、反転ユニットＴＵによって、基板Ｗを反転させる。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂが上に向けられる。その後、制御装置３は、センターロボットＣＲによって、裏面Ｗｂが上向きの状態で反転ユニットＴＵから処理ユニット２に基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置３は、処理ユニット２によって基板Ｗの裏面Ｗｂを処理させる。

基板Ｗの裏面Ｗｂが処理された後は、制御装置３は、センターロボットＣＲによって、裏面Ｗｂが上向きの状態で処理ユニット２から反転ユニットＴＵに基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置３は、反転ユニットＴＵによって基板Ｗを反転させる。これにより、基板Ｗの表面Ｗａが上に向けられる。その後、制御装置３は、インデクサロボットＩＲによって、表面Ｗａが上向きの状態で反転ユニットＴＵからキャリヤＣに基板Ｗを搬送させる。これにより、処理済みの基板ＷがキャリヤＣに収容される。制御装置３は、インデクサロボットＩＲ等にこの一連動作を繰り返し実行させることにより、複数枚の基板Ｗを一枚ずつ処理させる。

図２は、処理ユニット２の内部を水平方向に見た模式図である。
処理ユニット２は、内部空間を有する箱形の処理チャンバ４と、処理チャンバ４内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持して、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック（基板保持ユニット）５と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に、処理液の液滴を供給するための液滴供給ユニット６と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に、保護液を供給するための保護液供給ユニット（第１の処理液供給ユニット）７と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面にリンス液を供給するためのリンス液供給ユニット８と、スピンチャック５の側方を取り囲む筒状の処理カップ（図示しない）とを含む。

スピンチャック５として、基板Ｗを水平方向に挟んで基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック５は、スピンベース９と、スピンベース９よりも上方で基板Ｗの周端部を保持する複数の挟持ピン１０と、スピンベース９の中央に結合されたスピン軸１１と、スピン軸１１に回転力を与えるスピンモータ１２とを含む。スピン軸１１は、回転軸線Ａ１に沿って鉛直に延びている。スピン軸１１は、スピンベース９を貫通しており、スピンベース９よりも上方に上端を有する。

スピンベース９は、水平方向に沿う円板形状を有している。スピンベース９の周方向に間隔を空けてスピンベース９の上面の周端部に設けられている。スピンベース９は、基板Ｗの外径（たとえば約３００ｍｍ）よりも大きな外径を有する水平な円形の上面９ａを含む。なお、基板Ｗのサイズはそれ以外であってもよい。また、スピンベース９の外径は、基板Ｗの外径と同程度であってもよいし、基板Ｗの外径よりも小さくてもよい。

複数（３個以上。たとえば６個）の挟持ピン１０（図４を併せて参照）は、スピンベース９の上面周端部において、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けてたとえば等間隔に配置されている。スピンモータ１２によってスピン軸１１が回転されることにより、スピンベース９が回転される。これにより、基板Ｗが回転軸線Ａ１のまわりに回転される。

スピンチャック５は、複数の挟持ピン１０を開閉駆動するための開閉ユニット１３をさらに含む。開閉ユニット１３は、たとえば、リンク機構（図示しない）と、駆動源（図示しない）とを含む。当該駆動源は、ボールねじ機構や電動モータを含む。複数の挟持ピン１０は、開閉ユニット１３によって閉状態にされることによって基板Ｗを保持する。複数の挟持ピン１０は、開閉ユニット１３によって開状態にされることによって基板Ｗに対する保持を解放する。開閉ユニット１３は、磁力によって、複数の挟持ピン１０を開閉させるように構成されていてもよい。

スピンチャック５は、基板Ｗに下方から対向し、基板処理中に発生した処理液のミストから基板Ｗの下面を保護する保護ディスク１４をさらに含む。保護ディスク１４は、略円環状である。保護ディスク１４には、スピン軸１１が挿通している。保護ディスク１４は、挟持ピン１０に保持された基板Ｗとスピンベース９との間に配置されている。保護ディスク１４は、上下動可能である。

保護ディスク１４には、保護ディスク１４を昇降させる昇降ユニット１５が結合されている。保護ディスク１４は、昇降ユニット１５によって昇降されることによって、基板Ｗから下方に離間した離間位置（図２に実線で示す状態）と、当該離間位置よりも上方において挟持ピン１０に保持された基板Ｗの下面に近接した近接位置（図２に破線で示す状態）との間で移動可能である。昇降ユニット１５は、対向部材を昇降させる対向部材昇降ユニットの一例である。昇降ユニット１５は、たとえば、ボールねじ機構（図示しない）と、当該ボールねじ機構に駆動力を与える電動モータ（図示しない）とを含む。また、昇降ユニット１５は、磁力によって保護ディスク１４を昇降させるように構成されていてもよい。

保護ディスク１４の下面には、回転軸線Ａ１と平行に鉛直方向に延びたガイド軸５６が結合されている。ガイド軸５６は、スピンベース９の周方向に等間隔を隔てて複数箇所に配置されている。ガイド軸５６は、スピンベース９の対応箇所に設けられたリニア軸受５７と結合されている。ガイド軸５６は、このリニア軸受５７によって案内されながら、鉛直方向、すなわち回転軸線Ａ１に平行な方向へ移動可能である。また、保護ディスク１４の下面に結合されたガイド軸５６がリニア軸受５７と結合されているため、保護ディスク１４は、回転軸線Ａ１まわりにスピンベース９と一体回転する。

ガイド軸５６は、リニア軸受５７を貫通している。ガイド軸５６は、その下端に、外向きに突出したフランジ５８を備えている。フランジ５８がリニア軸受５７の下端に当接することにより、ガイド軸５６の上方への移動、すなわち保護ディスク１４の上方への移動が規制される。すなわち、フランジ５８は、保護ディスク１４の上方への移動を規制する規制部材である。

スピンチャック５は、基板Ｗの下面と保護ディスク１４との間の空間に気体を供給する気体供給ユニット１６をさらに含む。気体供給ユニット１６は、基板Ｗの下面と保護ディスク１４との間の空間に気体を供給する気体ノズル６６と、気体ノズル６６と、気体ノズル６６に結合された気体供給管６７と、気体供給管６７に介装され、気体の流路を開閉する気体バルブ６８とを含む。気体供給管６７には、気体供給源から、窒素ガスなどの気体が供給されている。気体ノズル６６は、スピン軸１１に挿通されている。気体ノズル６６の上端は、スピン軸１１の上端から露出されている。また、図２の例では、気体ノズル６６の上端よりも上方には、気体ノズル６６から吐出される気体を整流する整流部材６９が設けられている。

液滴供給ユニット６は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に処理液の液滴を供給するためのノズルヘッド１７と、先端部においてノズルヘッド１７を保持するノズルアーム１８と、ノズルアーム１８を回動可能に支持する支持軸１９に結合された接続されたアーム移動ユニット（移動ユニット）２０とを含む。アーム移動ユニット２０がノズルアーム１８を揺動することにより、平面視で基板Ｗの上面中央部を通る軌跡Ｘ１（図４参照）に沿ってノズルヘッド１７を水平に移動させる。

ノズルヘッド１７は、処理液の液滴を吐出する液滴ノズル２１と、液滴ノズル２１の周囲を被覆する第１のカバー２２と、第１のカバー２２の内部の雰囲気を吸引する吸引ノズル２３とを含む。
液滴ノズル２１は、処理液の微小の液滴を噴出する二流体ノズルの形態を有している。液滴ノズル２１には、液滴ノズル２１に処理液と気体とを供給する流体供給ユニット（第２の処理液供給ユニット）２４が接続されている。流体供給ユニット２４は、処理液供給源からの常温の液体の処理液を液滴ノズル２１に供給する処理液配管２５と、気体供給源からの気体を液滴ノズル２１に供給する気体配管２６とを含む。

処理液として、洗浄薬液や水等を例示できる。洗浄薬液は、ＳＣ１（ＮＨ₄ＯＨとＨ₂Ｏ₂とを含む液）やアンモニア水（ＮＨ₄ＯＨを含む液）などのアルカリ薬液や、酸性薬液を例示できる。水は、たとえば脱イオン水（ＤＩＷ）であるが、ＤＩＷに限らず、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、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。

処理液配管２５には、処理液配管２５から液滴ノズル２１への処理液の吐出および供給停止を切り換える処理液バルブ２７と、処理液配管２５の開度を調節して、液滴ノズル２１に供給される処理液の流量を調整するための第１の流量調整バルブ２８とが介装されている。図示はしないが、第１の流量調整バルブ２８は、弁座が内部に設けられたバルブボディと、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他の流量調整バルブについても同様である。

気体配管２６には、気体配管２６から液滴ノズル２１への気体の吐出および供給停止を切り換える気体バルブ２９と、気体配管２６の開度を調節して、液滴ノズル２１に供給される気体の流量を調整するための第２の流量調整バルブ３０とが介装されている。液滴ノズル２１に供給される気体としては、一例として窒素ガス（Ｎ₂）を例示できるが、窒素ガス以外の不活性ガス、たとえば乾燥空気や清浄空気などを採用することもできる。

図３は、液滴ノズル２１の構成を図解的に示す断面図である。
図３に示すように、液滴ノズル２１は、ほぼ円柱状の外形を有している。液滴ノズル２１は、ケーシングを構成する外筒３６と、外筒３６の内部に嵌め込まれた内筒３７とを含む。
外筒３６および内筒３７は、各々共通の中心軸線ＣＬ上に同軸配置されており、互いに連結されている。内筒３７の内部空間は、処理液配管２５からの処理液が流通する直線状の処理液流路３８となっている。また、外筒３６および内筒３７との間には、気体配管２６から供給される気体が流通する円筒状の気体流路３９が形成されている。

処理液流路３８は、内筒３７の上端で処理液導入口４０として開口している。処理液流路３８には、この処理液導入口４０を介して処理液配管２５からの処理液が導入される。また、処理液流路３８は、内筒３７の下端で、中心軸線ＣＬ上に中心を有する円状の処理液吐出口４１として開口している。処理液流路３８に導入された処理液は、この処理液吐出口４１から吐出される。

気体流路３９は、中心軸線ＣＬと共通の中心軸線を有する円筒状の間隙であり、外筒３６および内筒３７の上端部で閉塞され、外筒３６および内筒３７の下端で、中心軸線ＣＬ上に中心を有し、処理液吐出口４１を取り囲む円環状の気体吐出口４２として開口している。気体流路３９の下端部は、気体流路３９の長さ方向における中間部よりも流路面積が小さくされ、下方に向かって小径となっている。また、外筒３６の中間部には、気体流路３９に連通する気体導入口４３が形成されている。

気体導入口４３には、外筒３６を貫通した状態で気体配管２６が接続されており、気体配管２６の内部空間と気体流路３９とが連通されている。気体配管２６からの気体は、この気体導入口４３を介して気体流路３９に導入され、気体吐出口４２から吐出される。
気体バルブ２９を開いて気体吐出口４２から気体を吐出させながら、処理液バルブ２７を開いて処理液吐出口４１から処理液を吐出させることにより、液滴ノズル２１の近傍で処理液に気体を衝突（混合）させることにより処理液の微小の液滴を生成することができ、処理液を噴霧状に吐出することができる。この実施形態では、処理液吐出口４１および気体吐出口４２によって、処理液の液滴を吐出する吐出部２１ａが形成されている。

図２に示すように、第１のカバー２２は、平面視略円弧状に形成されている。第１のカバー２２は、液滴ノズルの側方を取り囲む側壁５１と、この側壁５１を上方から閉鎖する上壁（対向壁）５２とを有している。第１のカバー２２の下面は開放している。第１のカバー２２は、側壁５１と、対向壁５２と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面との間で、内部空間５３が形成される。第１のカバー２２は、液滴ノズル２１から吐出される処理液に起因するミストが、内部空間５３から流出することを抑制する。側壁５１と、対向壁５２とは、樹脂材料を用いて一体に形成されている。この樹脂材料として、 前記第１のカバーは、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）およびＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）の少なくとも一つが用いられている。

吸引ノズル２３には、吸引配管６２が接続されている。吸引配管６２には、吸引配管６２を開閉するための吸引バルブ６３が介装されている。吸引配管６２の他端側（先端）には、吸引装置が接続されている。吸引装置は、たとえはエジェクタ式の吸引装置である。吸引装置として、エジェクタ式に代えてサイフォン式やダイヤフラム式を採用してもよい。この実施形態では、吸引ノズル２３、吸引配管６２および吸引装置によって吸引ユニットが構成されている。

図４は、ノズルヘッド１７の移動を説明するための模式的な平面図である。
アーム移動ユニット２０は、スピンチャック５の上方を含む水平面内でノズルヘッド１７（液滴ノズル２１、第１のカバー２２および吸引ノズル２３を含む。）を水平に移動させる。図４では、見易さのため、ノズルヘッド１７およびノズルアーム１８を太線で示している。アーム移動ユニット２０は、ノズルヘッド１７を、スピンチャック５に保持された基板Ｗの上面中央部（具体的には、回転軸線Ａ１）を通る円弧状の軌跡Ｘ１に沿って水平に移動させる。アーム移動ユニット２０は、ノズルヘッド１７から吐出された処理液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、ノズルヘッド１７が平面視でスピンチャック５の周囲に設定された退避位置との間で、ノズルヘッド１７を水平に移動させる。さらに、アーム移動ユニット２０は、ノズルヘッド１７を、基板Ｗの中央部の上方の中央位置Ｐｃ（図４に実線で図示）と、基板Ｗの上面の周縁位置Ｐｅ（図４に破線で図示）との間で水平移動させる。ノズルヘッド１７が周縁位置Ｐｅに配置された状態では、基板Ｗの上面における処理液の液滴の供給領域ＤＡ（以下、単に「供給領域ＤＡ」という。図６および図７参照）が、基板Ｗの上面の周縁領域５０に配置される。中央位置Ｐｃおよび周縁位置Ｐｅは、いずれも処理位置である。

この明細書において、基板Ｗの上面の周縁領域５０とは、基板Ｗの周端縁から、幅約０．５〜１０ｍｍの環状領域をいう。
液滴ノズル２１、第１のカバー２２および吸引ノズル２３は、液滴ノズル２１、第１のカバー２２および吸引ノズル２３の位置関係が一定に保たれた状態で移動する。したがって、アーム移動ユニット２０がノズルアーム１８を回動させると、液滴ノズル２１は、第１のカバー２２および吸引ノズル２３と共に軌跡Ｘ１に沿って水平に移動する。

図５は、周縁位置Ｐｅに配置された状態（周縁位置配置状態）における、ノズルヘッド１７の平面図である。図６は、図５を、切断面線VI−VIから見た図である。図７は、図５を、切断面線VII−VIIから見た図である。
以下では、洗浄工程（図９のＳ４）において、基板Ｗを回転方向Ｄｒに回転させる場合を説明する。また、基板Ｗの回転に伴う回転半径方向の内方を第１の径方向Ｚ１とし、基板Ｗの回転に伴う回転半径方向の外方を第２の径方向Ｚ２とする。

図５は、周縁位置Ｐｅに配置された状態（以下、「周縁位置配置状態」という場合がある）における、ノズルヘッド１７の平面図である。図６は、図５を、切断面線VI−VIから見た図である。図７は、図５を、切断面線VII−VIIから見た図である。なお、図６では、液滴ノズル２１の断面形状は図示しておらず、図７では、第２のカバー８９の図示を省略している。

図６および図７では、洗浄工程（図９のＳ４）において基板Ｗを回転方向Ｄｒに回転させる場合を示している。また、基板Ｗの回転に伴う回転半径方向の内方を第１の径方向Ｚ１とし、基板Ｗの回転に伴う回転半径方向の外方を第２の径方向Ｚ２とする。
図５〜図７を参照しながら、ノズルヘッド１７の構成について詳述する。
液滴ノズル２１は、図３に示す構成のものである。液滴ノズル２１は、外筒３６（図３参照）および内筒３７（図３参照）の双方が鉛直方向に延びるようにノズルアーム１８（図２参照）によって保持されている。そのため、吐出部２１ａ（処理液吐出口４１（図３参照）および気体吐出口４２（図３参照））は鉛直下方に向けて処理液の液滴を吐出する。吐出部２１ａと基板の上面との間の間隔Ｗ２は、たとえば約２０ｍｍ程度に設定されている。

第１のカバー２２の側壁５１は、筒状をなしている。第１のカバー２２の側壁５１は、ノズルヘッド１７の周縁位置配置状態において、液滴ノズル２１の吐出部２１ａの第２の径方向Ｚ２側を被覆する外壁８１と、吐出部２１ａの第１の径方向Ｚ１側を被覆する内壁８２と、吐出部２１ａの回転方向ＤＲの上流側を被覆する後壁８３とを一体的に有している。第１のカバー２２の側壁５１は、平面視で略三角形状である。外壁８１、内壁８２、後壁８３は、それぞれ鉛直方向に延びている。外壁８１、内壁８２および後壁８３の下端縁は、それぞれ、全長に亘って、互いに同じ高さでかつ水平に延びている。外壁８１、内壁８２および後壁８３の各下端縁（下端縁８１ａを含む）と、基板Ｗの上面との間の間隔Ｗ１は、約５ｍｍ程度に設定されている。

ノズルヘッド１７の周縁位置配置状態において、第１のカバー２２の外壁８１は、平面視において、図５に示すように、基板Ｗの周端よりも内方（極微小の間隔を隔てて）でかつ基板Ｗの周端に沿って円弧状に延びている。換言すると、外壁８１の下端縁８１ａが、基板Ｗの周端よりも内方でかつ基板Ｗの周端に沿って延びている。
第１のカバー２２の内壁８２は、平坦状であり、外壁８１に対し第１の径方向Ｚ１に対向している。ノズルヘッド１７の周縁位置配置状態において、内壁８２は、平面視で、第１の径方向Ｚ１および第２の径方向Ｚ２に垂直な方向に延びている。

第１のカバー２２の後壁８３は、平坦状である。ノズルヘッド１７の周縁位置配置状態において、後壁８３は、平面視で、第１の径方向Ｚ１および第２の径方向Ｚ２に所定角度傾斜している。後壁８３は、第１の径方向Ｚ１に向かうに従って、回転方向Ｄｒの下流側に向かって延びる。
外壁８１と内壁８２との接続部分８４、外壁８１と後壁８３との接続部分８５、および、内壁８２と後壁８３との接続部分８６は、液滴ノズル２１側を中心とする平面視円弧状に湾曲されて形成されている。これらの接続部分８４，８５，８６は、それぞれ鉛直方向に延びている。外壁８１と内壁８２との接続部分８４のうち、回転方向Ｄｒの下流側の先端部が、第１のカバー２２の下流側端部である第１の端部８７である。また、内壁８２と後壁８３との接続部分８６のうち、回転方向Ｄｒの上流側の先端部が、第１のカバー２２の下流側端部である第２の端部８８である。

液滴ノズル２１は、平面視において、接続部分８５の近傍に設けられている。すなわち、第１のカバー２２は、平面視において、液滴ノズル２１に対して、回転方向Ｄｒに非対称である。具体的には、第１のカバー２２は、周縁配置状態において、第１の径方向Ｚ１および第２の径方向Ｚ２に垂直な水平方向Ｘ２（図５参照）に関する、第２の端部８８と吐出部２１ａとの間の距離Ｗ１２が、第１の端部８７と吐出部２１ａとの間の距離Ｗ１１よりも短くなるように設けられている。第１の端部８７と吐出部２１ａとの間の距離Ｗ１０は、たとえば約１００ｍｍ程度に設定されている。この距離Ｗ１０が５０ｍｍ未満であると、基板Ｗの上面においてパーティクルの悪化が見られる。

また、第１のカバー２２は、平面視において、液滴ノズル２１に対して、第１の径方向Ｚ１および第２の径方向Ｚ２にも非対称である。具体的には、外壁８１と吐出部２１ａとの回転半径方向の距離Ｗ１３が、内壁８２と吐出部２１ａとの間の回転半径方向の距離Ｗ１４よりも短くなるように設けられている。
吸引ノズル２３は、筒状（たとえば円筒状）の管壁を有している。吸引ノズル２３は、鉛直方向に延びるようにノズルアーム１８（図２参照）によって保持されている。吸引ノズル２３には、下端に吸引口２３ａが形成されている。吸引口２３ａと基板Ｗの上面との間の間隔Ｗ２は、たとえば約３０ｍｍ程度に設定されている。すなわち、吸引口２３ａは、吐出部２１ａよりも、上方に配置されている。吸引口２３ａを吐出部２１ａよりも上方に配置することにより、吐出部２１ａからのスプレー拡がりと、吸引口２３ａとの干渉を避けることができる。

吸引口２３ａは、平面視で、吐出部２１ａと所定の間隔Ｗ１５を空けて配置されている。間隔Ｗ２は、たとえば約３０ｍｍ以上で離隔している必要がある。仮に、間隔Ｗ１５が３０ｍｍ未満であると、液滴ノズル２１から吐出される処理液の液滴が吸引口２３ａから吸引され、その結果、供給領域ＤＡに与えられる処理液の液滴の量が減少することが考えられ、それに起因して、洗浄不良が生じるおそれがある。

また、吸引口２３ａは、第１の端部８７と吐出部２１ａとの間の中間位置よりも第１の端部８７側に寄って配置されている。
ノズルヘッド１７は、内部空間において、吐出部２１ａに対し第２の径方向Ｚ２を被覆する第２のカバー８９をさらに含む。第２のカバー８９は、液滴ノズル２１と同心に設けられている。第２のカバー８９は、平面視で、中央より、第１の径方向Ｚ１側の半分が切り欠かれている。すなわち、第２のカバー８９は、平面視で半円状をなしている。第２のカバー８９の下端縁８９ａと、基板Ｗの上面との間の間隔Ｗ４は、約５ｍｍ程度に設定されている。すなわち、外壁８１の下端縁８１ａと第２のカバー８９の下端縁８９ａとは、高さが揃っている。

図２に示すように、保護液供給ユニット７は、保護液ノズル７１を含む。保護液ノズル７１は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック５の上方で、その吐出口を基板Ｗの上面中央部に向けて固定的に配置されている。保護液ノズル７１には、保護液供給源からの保護液が供給される保護液配管７２が接続されている。保護液配管７２の途中部には、保護液ノズル７１からの保護液の供給／供給停止を切り換えるための保護液バルブ７３が介装されている。保護液バルブ７３が開かれると、保護液配管７２から保護液ノズル７１に供給された連続流の保護液が、保護液ノズル７１の下端に設定された吐出口から吐出される。また、保護液バルブ７３が閉じられると、保護液配管７２から保護液ノズル７１への保護液の供給が停止される。

保護液ノズル７１から吐出される保護液は、ＳＣ１（ＮＨ₄ＯＨとＨ₂Ｏ₂とを含む液）やアンモニア水（ＮＨ₄ＯＨを含む液）などの薬液や水を例示できるが、この実施形態では、処理液と同じ種類の薬液が採用される。
保護液ノズル７１は、スピンチャック５の上方でなく、処理カップにおいて固定的に配置されていてもよい。

図２に示すように、リンス液供給ユニット８は、リンス液ノズル７４を含む。リンス液ノズル７４は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック５の上方で、その吐出口を基板Ｗの上面中央部に向けて固定的に配置されている。リンス液ノズル７４には、リンス液供給源からのリンス液が供給されるリンス液配管７５が接続されている。リンス液配管７５の途中部には、リンス液ノズル７４からのリンス液の供給／供給停止を切り換えるためのリンス液バルブ７６が介装されている。リンス液バルブ７６が開かれると、リンス液配管７５からリンス液ノズル７４に供給された連続流のリンス液が、リンス液ノズル７４の下端に設定された吐出口から吐出される。また、リンス液バルブ７６が閉じられると、リンス液配管７５からリンス液ノズル７４へのリンス液の供給が停止される。リンス液は、たとえば脱イオン水（ＤＩＷ）であるが、ＤＩＷに限らず、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、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。

なお、保護液ノズル７１およびリンス液ノズル７４は、それぞれ、スピンチャック５に対して固定的に配置されている必要はなく、たとえば、スピンチャック５の上方において水平面内で揺動可能なアームに取り付けられて、このアームの揺動により基板Ｗの上面における処理液（薬液、リンス液または処理液）の着液位置がスキャンされる、いわゆるスキャンノズルの形態が採用されてもよい。

図８は、基板処理装置１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御装置３は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御装置３はＣＰＵ等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。

また、制御装置３には、制御対象として、スピンモータ１２、アーム移動ユニット２０等が接続されている。制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータ１２、アーム移動ユニット２０等の動作を制御する。また、制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、処理液バルブ２７、気体バルブ２９、吸引バルブ６３、保護液バルブ７３、リンス液バルブ７６等を開閉する。また、制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、流量調整バルブ２８，３０の開度を調整する。

図９は、処理ユニット２によって実行される基板処理例を説明するための流れ図である。図１、図２、図５〜図９を参照しながら、この基板処理例について説明する。
この基板処理例は、基板Ｗの裏面（非デバイス形成面）から異物（パーティクル）を除去するための洗浄処理である。
未処理の基板Ｗは、ロボットＩＲ，ＣＲによってキャリヤＣから処理ユニット２に搬入され、処理チャンバ４内に搬入され（Ｓ１：基板Ｗ搬入）、基板Ｗがその裏面Ｗｂを上方に向けた状態でスピンチャック５に受け渡され、スピンチャック５に基板Ｗが保持される。処理チャンバ４への基板Ｗの搬入に先立って、液滴ノズル２１は、退避位置に退避させられている。

この状態で、制御装置３は、昇降ユニット１５を制御して、保護ディスク１４を近接位置に配置する。
また、制御装置３は、気体バルブ６８を開いて、基板Ｗの下面と保護ディスク１４との間の空間に気体を供給する。気体は、整流部材６９等の働きによって、接近位置にある保護ディスク１４と基板Ｗの表面Ｗａ（下面）との間の狭空間に向かって、回転軸線Ａ１を中心とした放射状に吹き出される。

センターロボットＣＲが処理ユニット２外に退避させられた後、制御装置３は、スピンモータ１２を制御して基板Ｗの回転を開始させる（図９のステップＳ２）。基板Ｗは予め定める液処理速度（たとえば数十〜数百ｒｐｍ）まで上昇させられ、その液処理速度に維持される（回転工程）。基板Ｗの回転速度が液処理速度に達すると、次いで、制御装置３は、保護液を保護液ノズル７１から基板Ｗに供給して、基板Ｗの上面を保護液で覆うカバー工程（液膜形成工程。図９のステップＳ３）を実行する。具体的には、制御装置３は、スピンチャック５によって基板Ｗを回転させながら、保護液バルブ７３を開いて、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面中央部に向けて、保護液ノズル７１から保護液を吐出させる。保護液ノズル７１から吐出された保護液は、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に拡がる。これにより、基板Ｗの上面全域に保護液が供給され、基板Ｗの上面に、基板Ｗの上面の全域を覆う保護液の液膜（処理液の液膜ＬＦ（図６および図７参照））が形成される。この処理液の液膜ＬＦは、基板Ｗの上面の全域を覆うものでなくても、少なくとも軌跡Ｘ１の全域を覆う大きさおよび形状に設けられていれば足りる。保護液バルブ７３が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、保護液バルブ７３を閉じて保護液ノズル７１からの保護液の吐出を停止させる。

次に、制御装置３は、処理液の液滴を液滴ノズル２１から基板Ｗの上面に供給して基板Ｗの上面を洗浄する洗浄工程（液滴噴射工程。図９のステップＳ４）を実行する。洗浄工程（Ｓ４）においては、制御装置３は、基板Ｗを液処理速度で回転させながら、アーム移動ユニット２０によって、中央位置Ｐｃと周縁位置Ｐｅとの間で液滴ノズル２１を軌跡Ｘ１に沿って複数回往復させる（ハーフスキャン）。図４において実線で示すように、中央位置Ｐｃは、液滴ノズル２１から供給領域ＤＡが基板Ｗの上面中心部に配置されるような位置であり、周縁位置Ｐｅは、平面視において液滴ノズル２１からの供給領域ＤＡが基板Ｗの上面の周縁領域５０に配置されるような位置である。

供給領域ＤＡの往復移動（ノズルアーム１８の往復揺動動作）が予め定める回数行われると、洗浄工程（Ｓ４）は終了する。具体的には、制御装置３は、制御装置３は、アーム移動ユニット２０を制御して、ノズルヘッド１７を退避位置へと退避させる。
洗浄工程（Ｓ４）において、前述の説明では、基板Ｗの上面への保護液の供給を停止させながら、基板Ｗの上面に処理液の液滴を供給するとして説明したが、保護液ノズル７１からの保護液を基板Ｗの上面に供給しながら、基板Ｗの上面に処理液の液滴を供給するようにしてもよい。

また、洗浄工程（Ｓ４）において、供給領域ＤＡを、基板Ｗの上面の中央部と基板Ｗの上面の周端部とで移動させる（ハーフスキャン）場合を例に挙げて説明したが、基板Ｗの上面の一の周端部と、当該一の周端部と上面の中央部に対し反対側の他の周端部との間で移動させてもよい（フルスキャン）。
また、洗浄工程（Ｓ４）において、供給領域ＤＡの移動は、往復移動ではなく、一方向移動であってもよい。

次いで、リンス液を基板Ｗに供給するリンス工程（図９のステップＳ５）が行われる。具体的には、制御装置３は、リンス液バルブ７６を開いて、基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液ノズル７４からリンス液を吐出させる。リンス液ノズル７４から吐出されたリンス液は、基板Ｗの上面中央部に着液する。基板Ｗの上面中央部に着液したリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面上を基板Ｗの周端部に向けて流れる。これにより、基板Ｗ上の処理液（洗浄工程（Ｓ４）により除去された汚染物質を含む処理液）が、リンス液によって外方に押し流され、基板Ｗの周囲に排出される。これにより、洗浄工程（Ｓ４）に用いられた処理液が、基板Ｗの上面から排除される。リンス工程（Ｓ５）の開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ７６を閉じて、リンス液ノズル７４からのリンス液の吐出を停止させる。

制御装置３は、気体バルブ６８を閉じて、基板Ｗの下面と保護ディスク１４との間の空間への気体の供給を停止する。
次いで、制御装置３は、基板Ｗを乾燥させるスピンドライ工程（図９のステップＳ６）を実行する。具体的には、制御装置３は、スピンモータ１２を制御することにより、洗浄工程（図９のＳ４）およびリンス工程（図９のＳ５）における回転速度よりも大きい乾燥回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗを加速させ、乾燥回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上の液体に加わり、基板Ｗに付着している液体が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから液体が除去され、基板Ｗが乾燥する。そして、基板Ｗの加速から所定時間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１２を制御することにより、スピンチャック５による基板Ｗの回転を停止させる（図９のステップＳ７）。

基板Ｗの回転停止後、制御装置３は、昇降ユニット１５を制御することにより、保護ディスク１４を離間位置へと下降させる。これにより、保護ディスク１４の上面と基板Ｗの表面Ｗａ（下面）との間に、センターロボットＣＲのハンドＨ２を進入させることができるだけの空間が確保される。
次に、処理チャンバ４内から基板Ｗが搬出される（図９のステップＳ８）。具体的には、制御装置３は、センターロボットＣＲのハンドＨ２を処理チャンバ４の内部に進入させる。そして、制御装置３は、センターロボットＣＲのハンドＨ２にスピンチャック５上の基板Ｗを保持させる。その後、制御装置３は、センターロボットＣＲのハンドを処理チャンバ４内から退避させる。これにより、洗浄処理後の基板Ｗが処理チャンバ４から搬出される。

以上によりこの実施形態によれば、液滴ノズル２１の吐出部２１ａの周囲を被覆する第１のカバー２２が設けられている。液滴ノズル２１からの処理液の液滴を処理液の液膜ＬＦに噴射することに伴って、基板Ｗの上面における供給領域ＤＡの周囲に、処理液のミストＭが発生する。ノズルヘッド１７の周端配置状態では、供給領域ＤＡが基板Ｗの上面の周縁領域５０に重なるから、基板Ｗの上面の周縁領域５０において処理液のミストが発生する。

ノズルヘッド１７の周端配置状態において、第１のカバー２２の外壁８１の下端縁８１ａが基板Ｗの周端よりも内方でかつ基板Ｗの周端に沿って延びている。そのため、基板Ｗの上面の周縁領域５０において発生した処理液のミストＭは、外壁８１によって、周縁領域５０よりも第２の径方向Ｚ２への移動が規制される。これにより、基板Ｗの上面の周縁領域５０において発生した処理液のミストＭが、基板Ｗの周端から下面側に回り込むことを抑制または防止できる。これにより、これにより、基板Ｗの下面（表面Ｗａ）におけるパーティクルの発生を抑制または防止できる。

また、この実施形態では、第１のカバー２２の外壁８１の下端縁８１ａが外壁８１の全長に亘って水平に延び、かつ下端縁８９ａと基板Ｗの上面との距離Ｗ１が微小距離（たとえば約５ｍｍ）に設定されているので、周縁領域５０よりも第２の径方向Ｚ２への処理液のミストＭの移動を、外壁８１によってより効果的に規制することができる。下端縁８９ａと基板Ｗの上面との距離Ｗ１を微小距離にする場合、仮に、外壁８１の下端縁８１ａを基板Ｗの周端よりも第２の径方向に張り出すように設けるとすると、外壁８１が挟持ピン１０（図２等参照）と干渉するおそれがある。この実施形態では、第１のカバー２２の外壁８１の下端縁８１ａが、基板Ｗの周端よりも内方でかつ基板Ｗの周端に沿って延びているので、外壁８１と挟持ピン１０とが干渉することなく、外壁８１の下端縁８１ａと基板Ｗの上面との距離Ｗ１を微小距離に設けることができる。

また、この実施形態によれば、処理液の液滴の処理液の液膜ＬＦへの噴射により、基板の上面における供給領域ＤＡにおいて処理液の液膜ＬＦの厚みが薄くなる。処理液の液滴の噴射に伴って発生した処理液のミストＭに含まれる液滴ＭＤは、基板Ｗの回転に伴って、基板Ｗの上面を回転方向Ｄｒの下流側に移動し、第１のカバー２２の接続部分８４（図７参照）に衝突する。しかしながら、第１のカバー２２の接続部分８４が吐出部２１ａに対し、大きな間隔を隔てて設けられているので、第１のカバー２２の接続部分８４（に衝突する液滴ＭＤ（図７参照）の運動エネルギーは小さい。そのため、第１のカバー２２の接続部分８４（で跳ね返っても供給領域ＤＡまでは達しない。したがって、跳ね返った液滴ＭＤが液膜ＬＦの厚みの薄い供給領域ＤＡに達することを抑制または防止でき、これにより、基板Ｗの上面におけるパーティクルの発生を抑制または防止できる。

また、この実施形態によれば、内部空間５３の雰囲気が吸引口２３ａから吸引される。そのため、基板Ｗの上面の周縁領域５０において処理液のミストＭが発生しても、その処理液のミストＭは吸引口２３ａから吸引され、基板Ｗの上面の周縁領域５０から排除される。これにより、処理液のミストＭを含む雰囲気が第１のカバー２２の外部に流出することを、より効果的に抑制または防止できる。内部空間５３内の容積は可能な限り少ないことが望ましく、この場合、吸引口２３ａからの吸引力を高く保つことができる。

また、吸引口２３ａが、液滴ノズル２１の吐出部２１ａと充分に離隔して設けられているので、液滴ノズル２１からの処理液の液滴が吸引口２３ａから吸引されることを抑制または防止することができ、これにより、基板Ｗの上面に十分な量の、処理液の液滴を与えることができる。
また、この実施形態では、ノズルヘッド１７の周縁配置状態において、吐出部２１ａに対し第２の径方向Ｚ２が、第１のカバー２２の外壁８１だけでなく、第２のカバー８９によっても被覆される。これにより、基板Ｗの上面の周縁領域５０において発生した処理液のミストが、基板の上面の周縁領域５０よりも第２の径方向Ｚ２へ移動することを、より効果的に抑制できる。これにより、基板Ｗの上面の周縁領域において発生した処理液のミストが、基板Ｗの周端から下面側に回り込むことを、より効果的に抑制または防止できる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の実施形態において、外壁８１が鉛直に延びているとして説明したが、図１０に示すように、外壁８１に代えて、上方に向かうに従って第２の径方向Ｚ２に延びるテーパ状の外壁１８１を採用してもよい。また、図１１に示すように、外壁８１に代えて、上方に向かうに従って第２の径方向Ｚ２に延びるテーパ状に設けられた第１のテーパ２０１と、第１のテーパ２０１に連続し、上方に向かうに従って第２の径方向Ｚ２に向かうテーパ状に設けられた第２のテーパ部２０２とを含む外壁２８２を採用してもよい。

さらに、第１のカバー２２において、図１２に示すように、対向壁５２に代えて、回転方向Ｄｒの下流側に向かうに従って下方に下がる対向壁１５２が設けられていてもよい。
また、第２のカバー８９が断面半円状であるとして説明したが、第２のカバー８９は、液滴ノズル２１の周囲を１８０°よりも広範囲で包囲する断面Ｃ状であってもよい。しかし、第２のカバー８９は全周を包囲するものであってはならない。また、第２のカバー８９の構成を廃止してもよい。

また、吸引口２３ａが、吐出部２１ａよりも上方に配置されているとして説明したが、吸引口２３ａの高さ位置が、吐出部２１ａと同程度であってもよいし、吐出部２１ａよりも低くてもよい。
また、前述の実施形態において、洗浄工程（図９のＳ４）中において、ノズルヘッド１７を周縁位置Ｐｅと中央位置Ｐｃとの間で移動させる構成を例に挙げて説明したが、洗浄工程（図９のＳ４）中において、ノズルヘッド１７を周縁位置Ｐｅに常時配置するようにしてもよい。この場合、ノズルヘッド１７の構成が、周縁位置Ｐｅに固定的に配置されるような構成であってもよい。

また、前述の実施形態において、基板Ｗの下面を、気体でなく液体（たとえば、ＤＩＷ等の水）によって保護するようにしてもよい。
また、前述の実施形態において、基板Ｗの下面を保護流体で保護する構成を廃止してもよい。
また、前述の実施形態において、処理対象面である基板Ｗの上面が、基板Ｗの裏面（デバイス非形成面）Ｗｂであるとして説明したが、基板Ｗの表面（デバイス形成面）Ｗａを処理対象面としてもよい。

また、前述の実施形態では、基板処理装置１が円板状の基板Ｗを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１が、液晶表示装置用ガラス基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。
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。

１ ：基板処理装置
３ ：制御装置
４ ：処理チャンバ
５ ：スピンチャック
７ ：保護液供給ユニット（第１の処理液供給ユニット）
１８ ：ノズルアーム
２０ ：アーム移動ユニット（移動ユニット）
２１ ：液滴ノズル
２１ａ ：吐出部
２２ ：第１のカバー
２３ ：吸引ノズル（吸引ユニット）
２４ ：流体供給ユニット（第２の処理液供給ユニット）
５０ ：上面の周縁領域
５２ ：対向壁
５３ ：内部空間
６２ ：吸引配管（吸引ユニット）
６３ ：吸引バルブ（吸引ユニット）
８１ ：外壁
８１ａ ：下端縁
８２ ：内壁
８３ ：後壁
８７ ：第１の端部
８８ ：第２の端部
８９ ：第２のカバー
８９ａ ：下端縁
１５２ ：対向壁
１８１ ：外壁
２０１ ：第１のテーパ
２０２ ：第２のテーパ部
２８２ ：外壁
Ａ１ ：回転軸線
ＬＦ ：処理液の液膜
Ｍ ：処理液のミスト
Ｐｃ ：中央位置
Ｐｅ ：周縁位置
Ｗ ：基板
Ｚ１ ：第１の径方向（回転半径方向の内方）
Ｚ２ ：第２の径方向（回転半径方向の外方）
Ｗ１１ ：距離（第１の端部と吐出部との間の距離）
Ｗ１２ ：距離（第２の端部と吐出部との間の距離）
Ｗ１３ ：距離（外壁と吐出部との間の回転半径方向の距離）
Ｗ１４ ：距離（内壁と吐出部との間の回転半径方向の距離）

Claims (21)

1. 基板を保持する基板保持ユニットと、
   前記基板保持ユニットに保持されている基板の中央部を通る所定の回転軸線回りに、当該基板を回転させる基板回転ユニットと、
   前記基板保持ユニットに保持されている基板の上面に処理液の液滴を吐出する吐出部を有する液滴ノズルと、
   前記液滴ノズルと一体移動可能に設けられ、前記吐出部の周囲を被覆する第１のカバーとを含み、
   前記第１のカバーは、前記液滴ノズルおよび前記第１のカバーが前記基板保持ユニットに保持されている基板の上面の周縁領域に対向する周縁位置に配置されている周縁配置状態において、前記液滴ノズルの、回転半径方向の外方を被覆する外壁を有し、
   前記第１のカバーは、前記周縁配置状態において、前記外壁の少なくとも下端縁が、前記基板の周端よりも内方でかつ前記基板の周端に沿って延びるように、かつ当該第１のカバーの回転方向の下流側の第１の端部が前記吐出部に対し前記回転方向の下流側に空隙を隔てられるように設けられている、基板処理装置。
2. 前記周縁配置状態において、前記第１のカバーの前記第１の端部は、水平方向に関し、前記吐出部と１００ｍｍ以上離隔するように設けられている、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記第１のカバーは、前記周縁配置状態において、回転半径方向に垂直な水平方向に関する、前記第１のカバーの回転方向の上流側の第２の端部と前記吐出部との間の距離が、前記第１のカバーの前記第１の端部と前記吐出部との間の距離よりも短くなるように設けられている、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記第１のカバーは、前記周縁配置状態において、前記液滴ノズルを挟んで前記外壁に対し回転半径方向の内方に対向する内壁を有し、
   前記第１のカバーは、前記周縁配置状態において、前記外壁と前記吐出部との間の回転半径方向の距離が、前記内壁と前記吐出部との間の回転半径方向の距離よりも短くなるように設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記外壁の下端縁は、前記外壁の全長に亘って水平に延びている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記外壁は、前記周縁配置状態において、鉛直に延びている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記外壁は、前記周縁配置状態において、上方に向かうに従って回転半径方向の外方に向かうテーパ状に設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記外壁は、
   前記周縁配置状態において、上方に向かうに従って回転半径方向の外方に向かうテーパ状に設けられた第１のテーパ部と、
   前記周縁配置状態において、前記第１のテーパに連続し、上方に向かうに従って回転半径方向の内方に向かうテーパ状に設けられた第２のテーパ部とを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記周縁配置状態において、前記吐出部よりも回転方向の下流側に当該吐出部と空隙を隔てて配置される吸引口を有し、前記第１のカバーによって区画される内部空間の雰囲気を前記吸引口から吸引する吸引ユニットをさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
10. 前記吸引口は、水平方向に関し、前記吐出部と３０ｍｍ以上で離隔するように設けられている、請求項９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
11. 前記周縁配置状態において、前記吸気口は、前記第１の端部と前記吐出部との間の中間位置よりも第１の端部側に寄って配置されている、請求項９または１０に記載の基板処理装置。
12. 前記吸引口は、前記吐出部よりも、上方に配置されている、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
13. 前記第１のカバーの内部空間において、前記吐出部に対し回転半径方向の外方を被覆する第２のカバーをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
14. 前記第２のカバーは、前記吐出部の周囲の一部のみを被覆する、請求項１３に記載の基板処理装置。
15. 前記第２のカバーは、断面半円状に設けられている、請求項１４に記載の基板処理装置。
16. 前記基板の上面に処理液を供給する第１の処理液供給ユニットと、
    前記液滴ノズルに処理液を供給する第２の処理液供給ユニットと、
    前記基板回転ユニット、前記第１の処理液供給ユニットおよび前記第２の処理液供給ユニットを制御する制御装置とをさらに含み、
    前記制御装置は、
    前記第１の処理液供給ユニットを制御して、前記基板の上面に処理液を供給して前記上面に処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
    前記基板を前記回転軸線回りに回転させる回転工程と、
    前記回転工程に並行して、前記第２の処理液供給ユニットを制御して、前記処理液の液膜に向けて前記液滴の前記吐出部から前記処理液の液滴を噴射する液滴噴射工程とを実行する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
17. 前記液滴ノズルおよび前記第１のカバーを一体的に保持するアームと、
    前記アームを移動させることにより、前記液滴ノズルを、前記基板の上面に沿って移動させる移動ユニットとをさらに含み、
    前記制御装置は、前記液滴噴射工程において、前記移動ユニットを制御して前記液滴ノズルを前記周縁位置に配置する、請求項１６に記載の基板処理装置。
18. 前記制御装置は、前記液滴噴射工程において、前記移動ユニットを制御して、前記液滴ノズルを、前記周縁位置と、前記基板の上面の中央部に対向する中央位置Ｐｃとの間で移動させる、請求項１７に記載の基板処理装置。
19. 前記第１のカバーは、前記基板の上面に対向し、当該第１のカバーによって区画される内部空間の上端部を閉塞する対向壁をさらに含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
20. 前記対向壁は、前記周縁配置状態において、回転方向の下流側に向かうに従って前記下方に下がるように設けられている、請求項１９に記載の基板処理装置。
21. 前記第１のカバーは、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＰ、ＰＥおよびＰＶＣの少なくとも一つを用いて形成されている、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の基板処理装置。

Images