JP7487013B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Description

本願は、基板処理方法および基板処理装置に関する。

従来より、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ている。この基板処理装置は、搬入された未処理の基板に対して、例えば、薬液等に基づく処理、基板を洗浄する洗浄処理、および、基板を乾燥させる乾燥処理等の各種処理を行う。そして、処理済みの基板が基板処理装置から搬出され、次の未処理の基板が基板処理装置に搬入される。このように基板処理装置は、順次に基板に対して１枚ずつ一連の処理を行う。

このような基板処理装置の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、基板処理装置は、洗浄処理として、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と純水との混合液の液滴を基板の主面に噴出し、基板の主面を洗浄している。具体的には、基板処理装置は、基板を保持する保持部と、ＩＰＡを供給する供給管と、純水を供給する供給管と、両供給管が合流する混合管と、混合管の先端に設けられるノズルとを備える。また、各供給管には、バルブが設けられる。両バルブが開くことにより、ＩＰＡおよび純水がそれぞれ供給管を通じて混合管に供給される。そして、ＩＰＡおよび純水の混合液が混合管を通じてノズルから基板へと吐出される。また、ノズルは二流体ノズルであって、混合液のみならず気体も供給される。このノズルは微細な液滴状に混合液を噴出する。基板に液滴状の混合液が噴出されることにより、基板に対する洗浄処理が行われる。

特開２０１５－１３３４４１号公報

基板処理装置が洗浄処理を終了する際には、ＩＰＡ、純水および気体の供給を停止させる。これにより、ノズルからの混合液の噴出が停止する。このとき、混合液は混合管内で静止する。ところで、イソプロピルアルコールと純水とが混合すると、当該混合液に気泡が生じ得る。この気泡は時間の経過とともに増加し得るので、ノズルからの混合液の噴出の停止中において、混合管の内部の気泡の量は時間の経過とともに増加し得る。

このように気泡が増加すると、次に基板処理装置がノズルから混合液を噴出する際に、当該気泡に起因して、種々の不具合を生じさせる。例えば、気泡のまわりにパーティクルが集まる等の諸要因により、基板上にパーティクルを付着させるおそれがある。また、気泡により混合液の流量低下を招いてしまう。そして、ノズルとして二流体ノズルが採用される場合には、この混合液の流量低下により、二流体ノズルに供給される気体に対する混合液の割合が低下する。その結果、混合液の液滴の勢いが増加し、基板にダメージを与えてしまう。

そこで、本願は、上記課題に鑑みてなされたものであり、混合液中の気泡に起因した不具合の発生を抑制できる技術を提供することを目的とする。

基板処理方法の第１の態様は、基板を保持する保持工程と、水を含む処理液およびイソプロピルアルコールを、それぞれ第１供給管および第２供給管を通じて混合管に供給し、前記処理液および前記イソプロピルアルコールが混合された混合液を、前記混合管を通じてノズルから、前記基板に吐出する混合液供給工程と、前記混合液供給工程の後に、前記処理液および前記イソプロピルアルコールのいずれか一方である置換液を供給して前記混合管における前記混合液を前記置換液で押し出して前記ノズルから吐出させ、前記混合液を前記置換液に置換する置換工程と、を備える。

基板処理方法の第２の態様は、第１の態様にかかる基板処理方法であって、前記混合液供給工程の後に、前記基板を乾燥させる乾燥工程をさらに備え、前記置換工程は、前記混合液供給工程の後、前記乾燥工程が終了するまでに開始される。

基板処理方法の第３の態様は、第１または第２の態様にかかる基板処理方法であって、前記置換工程では、前記混合液供給工程の後、基準時間内に前記混合液が供給されないときに、前記置換液を供給して前記混合管における前記混合液を前記置換液に置換する。

基板処理方法の第４の態様は、第３の態様にかかる基板処理方法であって、前記基準時間は、前記混合液における前記イソプロピルアルコールの濃度が高いほど、短く設定される。

基板処理方法の第５の態様は、第１の態様にかかる基板処理方法であって、前記混合管における気泡を気泡検出部で検出する検出工程をさらに備え、前記置換工程では、前記気泡検出部によって検出された気泡の量が許容量よりも大きいときに、前記置換液を供給して、前記混合管における前記混合液を前記混合液を前記置換液に置換する。

基板処理方法の第６の態様は、第１から第５のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記混合液は、前記処理液と前記イソプロピルアルコールとを混合することにより生じた気泡を含んでいる。

基板処理方法の第７の態様は、第１から第６のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記置換工程にて、平面視において前記基板よりも外側の待避位置に前記ノズルを移動させた状態で、前記置換液を供給して前記混合液を前記置換液に置換する。

基板処理方法の第８の態様は、第１から第７のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記置換工程において、前記置換液の供給および停止を繰り返して、前記混合液を前記置換液に置換する。

基板処理方法の第９の態様は、第１から第８のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記置換工程において、前記混合液供給工程における前記混合液の流量よりも大きい流量で前記置換液を供給する。

基板処理方法の第１０の態様は、第１から第９のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記置換液は、前記処理液である。

基板処理装置の第１の態様は、基板を保持する基板保持部と、ノズルと、水を含む処理液が供給される第１供給管と、イソプロピルアルコールが供給される第２供給管と、前記第１供給管から供給された前記処理液と、前記第２供給管から供給された前記イソプロピルアルコールとの混合液を前記ノズルに供給する混合管とを含む混合液供給部と、前記ノズルからの前記混合液の吐出が終了してから、前記処理液および前記イソプロピルアルコールのいずれか一方である置換液を前記混合管に供給して、前記混合管における前記混合液を前記置換液で押し出して前記ノズルから吐出させ、前記混合液を前記置換液で置換するように、前記混合液供給部を制御する制御部とを備える。

基板処理方法の第１の態様および基板処理装置の第１の態様によれば、混合液供給工程により、混合管の内部には、処理液およびイソプロピルアルコールの混合液が含まれる。この混合液には、処理液およびイソプロピルアルコールに対する気体の溶解度の差に起因して、気泡が生じ得る。この気泡の量は時間の経過とともに増加するので、混合液供給工程後の時間経過に伴って、気泡の量が増加し得る。

置換工程では、混合液供給工程の後に、混合管の内部の混合液が置換液に置換される。したがって、混合管の内部における気泡の発生を抑制できる。ひいては、次の混合液供給工程において、気泡に起因した不具合の発生を抑制できる。

基板処理方法の第２の態様によれば、混合液供給工程の後、早いタイミングで置換工程が行われる。よって、気泡の量が小さい状態で、置換液が混合液および気泡を押し出してノズルから吐出させる。気泡の量が小さいので、気泡をノズルから排出させやすい。

基板処理方法の第３の態様によれば、混合液供給工程の後の基準時間内に混合液が供給されないときに、混合管の内部の混合液が置換液に置換される。よって、基準時間の経過によって気泡の量が大きくなるような場合に、混合管の内部の混合液が置換液に置換される。

基板処理方法の第４の態様によれば、不要な置換工程の実行を抑制できる。

基板処理方法の第５の態様によれば、置換工程では、気泡の量が許容量よりも大きい場合、混合管の内部の混合液が置換液に置換される。したがって、以後の混合管の内部における気泡の発生を抑制できる。ひいては、次の混合液供給工程における気泡に起因した不具合の発生を抑制できる。また、気泡を検出しているので、不要な押し出し処理の実行をより確実に抑制できる。

基板処理方法の第６の態様によれば、基板への不要な混合液および置換液の供給を回避できる。

基板処理方法の第７の態様によれば、混合管内の気泡をより適切に排出できる。

基板処理方法の第８の態様によれば、混合管内の気泡をより適切に排出できる。

基板処理方法の第９の態様によれば、イソプロピルアルコールよりも溶解度の小さい水を含む処理液を置換液として採用している。これによれば、混合液が混合管の内部の処理液を押し出して排出する際に、混合液と処理液との境界で気泡が生じにくい。

基板処理装置の全体構成の一例を概略的に示す図である。 第１の実施の形態にかかる処理ユニットの構成の一例を概略的に示す側面図である。 ノズルの構成の一例を概略的に示す縦断面図である。 混合液供給部の構成の一例を概略的に示す図である。 薬液供給部の構成の一例を概略的に示す図である。 制御部の構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。 基板処理の流れの一例を示すフローチャートである。 押し出し処理の要否判断の一例を概略的に示すフローチャートである。 基板処理の流れの一例を示すフローチャートである。 基板処理の各ステップを時系列的に示す図である。 ノズルの吐出流量の一例を示すグラフである。 混合管に設けられた供給バルブの開閉の一例を示すタイミングチャートである。 第２の実施の形態にかかる処理ユニットの構成の一例を概略的に示す側面図である。 処理ユニットの動作の一例を示すフローチャートである。

以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略および構成の簡略化がなされるものである。また、図面に示される構成の大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。

また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。

また、以下に記載される説明において、「第１」または「第２」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。

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。「Ａ，ＢおよびＣの少なくともいずれか一つ」という表現は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ，ＢおよびＣのうち任意の２つ、ならびに、Ａ，ＢおよびＣの全てを含む。

＜第１の実施の形態＞
＜基板処理装置の概略構成＞
図１は、基板処理装置１００の構成の一例を概略的に示す平面図である。図１で示されるように、基板処理装置１００は、例えば、基板の一例としての半導体基板（ウエハ）Ｗの表面に付着した有機系の残渣を除去する処理に用いることができる枚葉式の装置である。有機系の残渣としては、例えば、基板Ｗの表面に不純物を注入するイオン注入処理等の後において基板Ｗの表面に残っている不要になったレジスト、あるいは基板Ｗの表面のうちの外周部の近傍に付着しているレジスト等に由来する有機系のゴミ等、が含まれる。また、基板処理装置１００は無機系の残渣除去および基板Ｗのエッチングにも用いることができる。

基板処理装置１００は、収容器としての複数のキャリアＣを保持する収容器保持機構としてのロードポートＬＰと、基板Ｗを処理する複数（この実施の形態では、１２台）の処理ユニット１０とを含む。具体的には、例えば、平面的に配置されている４台の処理ユニット１０でそれぞれ構成されている３組の処理ユニット１０が、鉛直方向に積層するように配置されている。

基板処理装置１００は、さらに、例えば、インデクサロボットＩＲと、センターロボットＣＲと、制御部９０とを含む。インデクサロボットＩＲは、例えば、ロードポートＬＰとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送することができる。センターロボットＣＲは、例えば、インデクサロボットＩＲと各処理ユニット１０との間で基板Ｗを搬送することができる。制御部９０は、例えば、基板処理装置１００に備えられた各部の動作およびバルブの開閉等を制御することができる。

ここでは、図１で示されるように、ロードポートＬＰと各処理ユニット１０とは、水平方向に間隔を空けて配置されている。ロードポートＬＰにおいて、複数枚の基板Ｗを収容する複数のキャリアＣは、平面視したときに水平な配列方向Ｄに沿って配列されている。ロードポートＬＰは、基板Ｗを搬入する搬入部として機能する。ここで、インデクサロボットＩＲは、例えば、キャリアＣから基板載置部１１０に複数枚の基板Ｗを１枚ずつ搬送することができるとともに、基板載置部１１０からキャリアＣに複数枚の基板Ｗを１枚ずつ搬送することができる。基板載置部１１０は、基板Ｗを載置する載置台を含む。

センターロボットＣＲは、例えば、基板載置部１１０から各処理ユニット１０に複数枚の基板Ｗを１枚ずつ搬送することができるとともに、各処理ユニット１０から基板載置部１１０に複数枚の基板Ｗを１枚ずつ搬送することができる。また、例えば、センターロボットＣＲは、必要に応じて複数の処理ユニット１０の間において基板Ｗを搬送することができる。インデクサロボットＩＲ、基板載置部１１０およびセンターロボットＣＲは、基板Ｗを搬入部（ロードポートＬＰ）から受け取り、処理ユニット１０に受け渡す基板受渡部として機能する。

図１の例では、インデクサロボットＩＲは、平面視Ｕ字状のハンドＨを有している。ここでは、インデクサロボットＩＲは２つのハンドＨを有する。２つのハンドＨは、互いに異なる高さに配置される。各ハンドＨは基板Ｗを水平な姿勢で支持することができる。インデクサロボットＩＲはハンドＨを水平方向および鉛直方向に移動させることができる。さらに、インデクサロボットＩＲは、鉛直方向に沿った軸を中心として回転（自転）することで、ハンドＨの向きを変更することができる。インデクサロボットＩＲは、受渡位置（図１でインデクサロボットＩＲが描かれている位置）を通る経路において配列方向Ｄに沿って移動する。受渡位置は、平面視したときにインデクサロボットＩＲと基板載置部１１０とが配列方向Ｄに直交する方向において対向する位置である。インデクサロボットＩＲは、任意のキャリアＣおよび基板載置部１１０にそれぞれハンドＨを対向させることができる。ここで、例えば、インデクサロボットＩＲはハンドＨを移動させることにより、キャリアＣに基板Ｗを搬入する搬入動作と、キャリアＣから基板Ｗを搬出する搬出動作とを行うことができる。また、例えば、インデクサロボットＩＲは受渡位置においてハンドＨを移動させることにより、基板載置部１１０に基板Ｗを搬入する搬入動作と、基板載置部１１０ら基板Ｗを搬出する搬出動作とを行うことができる。

図１の例では、センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲと同様に、平面視Ｕ字状のハンドＨを有している。ここでは、センターロボットＣＲは２つのハンドＨを有する。２つのハンドＨは、互いに異なる高さに配置される。各ハンドＨは基板Ｗを水平な姿勢で支持することができる。センターロボットＣＲは各ハンドＨを水平方向および鉛直方向に移動させることができる。さらに、センターロボットＣＲは、鉛直方向に沿った軸を中心として回転（自転）することで、ハンドＨの向きを変更することができる。センターロボットＣＲは、平面視したときに、複数台の処理ユニット１０に取り囲まれている。センターロボットＣＲは、任意の処理ユニット１０および基板載置部１１０のいずれかにハンドＨを対向させることができる。ここで、例えば、センターロボットＣＲはハンドＨを移動させることにより、各処理ユニット１０に基板Ｗを搬入する搬入動作と、各処理ユニット１０から基板Ｗを搬出する搬出動作とを行うことができる。また、例えば、センターロボットＣＲはハンドＨを移動させることにより、基板載置部１１０に基板Ｗを搬入する搬入動作と、基板載置部１１０から基板Ｗを搬出する搬出動作とを行うことができる。

未処理の基板ＷはキャリアＣからインデクサロボットＩＲによって取り出され、基板載置部１１０を経由してセンターロボットＣＲに受け渡される。センターロボットＣＲはこの未処理の基板Ｗを処理ユニット１０に搬入する。処理ユニット１０は基板Ｗに対して処理を行う。処理済みの基板ＷはセンターロボットＣＲによって処理ユニット１０から取り出され、必要に応じて他の処理ユニット１０を経由した上で、基板載置部１１０を介してインデクサロボットＩＲに受け渡される。インデクサロボットＩＲは処理済みの基板ＷをキャリアＣに搬入する。以上により、基板Ｗに対する処理が行われる。

＜処理ユニット＞
図２は、処理ユニット１０の構成の一例を概略的に示す側面図である。処理ユニット１０は、基板保持部の一例であるスピンチャック２０と、混合液供給部３０と、薬液供給部７０と、リンス液供給部８０と、処理カップ４０とを備える。

＜スピンチャック＞
スピンチャック２０は、基板Ｗを水平姿勢に保持する。水平姿勢とは、基板Ｗの厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢をいう。スピンチャック２０は、鉛直方向に沿って延びる回転軸２４の上端に水平姿勢で固定された円板形状のスピンベース２１を備える。スピンベース２１の下方には回転軸２４を回転させるスピンモータ２２が設けられる。スピンモータ２２は、回転軸２４を介してスピンベース２１を水平面内にて回転させる。また、スピンモータ２２および回転軸２４の周囲を取り囲むように筒状のカバー部材２３が設けられている。

円板形状のスピンベース２１の外径は、スピンチャック２０に保持される円形の基板Ｗの径よりも若干大きい。よって、スピンベース２１は、保持すべき基板Ｗの下面の全面と対向する上面２１ａを有している。

スピンベース２１の上面２１ａの周縁部には複数（本実施形態では４本）のチャックピン２６が立設されている。複数のチャックピン２６は、円形の基板Ｗの周縁に対応する円周上に沿って均等な間隔を空けて（本実施形態のように４個のチャックピン２６であれば９０°間隔にて）配置されている。各チャックピン２６は、基板Ｗの周縁に当接する保持位置と、基板Ｗの周縁から離れた開放位置と間で駆動可能に設けられている。複数のチャックピン２６は、スピンベース２１内に収容された図示省略のリンク機構によって連動して駆動される。スピンチャック２０は、複数のチャックピン２６をそれぞれの当接位置で停止させることにより、当該基板Ｗをスピンベース２１の上方で上面２１ａに近接した水平姿勢にて保持することができるとともに（図２参照）、複数のチャックピン２６をそれぞれの開放位置で停止させることにより、基板Ｗの保持を解除することができる。

スピンモータ２２はカバー部材２３によって囲まれている。カバー部材２３の上端部はスピンベース２１の直下に位置している。カバー部材２３の上端部には、カバー部材２３から外方へほぼ水平に張り出し、さらに下方に屈曲して延びる鍔状部材２５が設けられている。複数のチャックピン２６による把持によってスピンチャック２０が基板Ｗを保持した状態にて、スピンモータ２２が回転軸２４を回転させることにより、基板Ｗの中心を通る鉛直方向に沿った回転軸線ＣＸまわりに基板Ｗを回転させることができる。なお、スピンモータ２２の駆動は制御部９０によって制御される。

＜混合液供給部＞
混合液供給部３０は、スピンチャック２０に保持されている基板Ｗに向けて、混合液（後述）を供給する。ここでは、混合液供給部３０は、混合液にガスを衝突させて混合液の液滴を生成して、これを噴出するノズル３１を備える。

図３は、ノズル３１の構成の一例を概略的に示す縦断面図である。ノズル３１は、そのケーシング外で、混合液にガスを衝突させて混合液の液滴を生成する、所謂、外部混合型の二流体ノズルであり、ケーシングを構成する外筒３０１と、外筒３０１に内嵌された内筒３０２と、を備える。

外筒３０１および内筒３０２は、いずれも、円筒状の外形を呈し、中心軸Ｌを共有する同軸状に配置されている。また、外筒３０１の下端面３０１ａは、中心軸Ｌと直交するリング状の面となっている。

内筒３０２には、中心軸Ｌに沿う直線状の内部空間３０３が形成されている。この内部空間３０３は、内筒３０２の下端で円形に開口する。内部空間３０３の上端には、後述の混合管３２３（図４も参照）が、接続されている。混合管３２３から供給された混合液は、内部空間３０３に流入し、その下端の開口３０４から吐出（中心軸Ｌに沿って下向きに吐出）される。つまり、内部空間３０３は、混合液の流路であり、開口３０４は、混合液の吐出口である。以下において、内部空間３０３を「混合液流路３０３」ともいう。また、内部空間３０３の下端の開口３０４を「混合液吐出口３０４」ともいう。

内筒３０２は、大径部分３０２ａと、その下方に連続して設けられ、大径部分３０２ａよりも外径が小さい小径部分３０２ｂと、を備える。内筒３０２の外側に嵌められる外筒３０１の内径は、大径部分３０２ａの外径と等しく、外筒３０１は、その下端部分を除いてほぼ一定の内径を有している。したがって、小径部分３０２ｂの外壁と外筒３０１の内壁との間には間隙３０５が形成される。この間隙３０５は、中心軸Ｌを中心とした断面リング状の空間であり、外筒３０１の下端でリング状（すなわち、混合液吐出口３０４を取り囲むリング状）に開口する。

間隙３０５の上端付近には、外筒３０１の内外面を貫通して設けられたＬ字型の導入管３０６の一端が、連通している。この導入管３０６の他端には、後述のガス供給源３３５（図４も参照）と接続されたガス供給管３３１が、接続されている。ガス供給源３３５からガス供給管３３１および導入管３０６を介して供給されたガスは、間隙３０５に流入し、その下端の開口３０７から吐出される。つまり、間隙３０５は、ガスの流路であり、開口３０７はガスの吐出口である。以下において、間隙３０５を「ガス流路３０５」ともいう。また、間隙３０５の下端の開口３０７を「ガス吐出口３０７」ともいう。

小径部分３０２ｂの下端付近には、その外周面から径方向外方に向けて張り出すフランジ３０８が形成される。フランジ３０８には、これを貫通する貫通孔３０９が形成されており、ガス流路３０５に流入したガスは、この貫通孔３０９を通過する際に流れる方向を変換されて、中心軸Ｌのまわりを旋回するように流れる旋回流とされる。

小径部分３０２ｂにおける、フランジ３０８が形成されている部分よりも下側の部分には、フランジ３０８の下側面から中心軸Ｌに沿って突出する円筒状の短筒部３１０が形成されている。短筒部３１０は、その中心軸が中心軸Ｌと一致するように配置されている。短筒部３１０の外径は、外筒３０１の下端面３０１ａの内縁径よりも小さく、短筒部３１０の下端面と外筒３０１の下端面３０１ａとの間には、中心軸Ｌを取り囲むリング状の開口３０７が形成される。この開口３０７が、間隙（すなわち、ガス流路）３０５を外部空間に連通させる開口（すなわち、ガス吐出口）３０７を形成する。

ガス流路３０５に流入したガスは、フランジ３０８に形成された貫通孔３０９を通過する際に旋回流とされて、短筒部３１０の周囲の空間３１１に流入する。ここで、外筒３０１の内壁面における、短筒部３１０の周りを取り囲む部分は、下方に向かうにしたがって内径が小さくなる縮径形状に形成されている。したがって、短筒部３１０の周囲の空間３１１に流入したガスの旋回流は、当該空間３１１内で、旋回するにつれ中心軸Ｌに近づく渦巻き状の気流となって、ガス吐出口３０７から吐出される。ガス吐出口３０７から吐出された渦巻き状の気流は、混合液吐出口３０４から中心軸Ｌに沿って吐出される混合液を取り囲むように流れて、中心軸Ｌ上のある点Ｆに収束するように進む。以下において、この点Ｆを「収束点Ｆ」ともいう。

混合液吐出口３０４から混合液が吐出されるとともに、ガス吐出口３０７からガスが吐出されると、ノズル３１の外部空間（具体的には、収束点Ｆおよびその付近）において、混合液とガスとが衝突して混合されて、混合液が微細な液滴となる。すなわち、混合液の液滴が生成される。生成された混合液の液滴は、ガスの気流によって加速されて噴流となる。すなわち、収束点Ｆの下方において、ガスは、旋回するにつれ中心軸Ｌから遠ざかりつつ下方に向かう渦巻き状の気流となっており、液滴は、この気流によって加速されることによって、基板Ｗに向けて噴射される。

図４は、混合液供給部３０の構成の一例を概略的に示す図である。ノズル３１には、これに混合液を供給する配管系である混合液配管系３２が接続されている。混合液配管系３２は、第１供給管３２１と、第２供給管３２２と、混合管３２３と、混合部３２４とを含んでいる。

第１供給管３２１の上流端は第１処理液供給源３２１４に接続されており、第１供給管３２１の下流端は混合部３２４に接続されている。第１処理液供給源３２１４は、第１処理液の供給源である。第１処理液は、水を含む処理液であり、例えば、純水（Deionized water：ＤＩＷ）または二酸化炭素水（ＣＯ_２水）である。以下では、第１処理液として純水を採用して説明する。

第１供給管３２１には、供給バルブ３２１１が設けられている。供給バルブ３２１１は第１供給管３２１の流路の開閉を切り替える。図４に例示されるように、第１供給管３２１には、流量調整バルブ３２１２および流量計３２１３が設けられてもよい。流量調整バルブ３２１２は、第１供給管３２１を流れる純水の流量を調整する。流量計３２１３は、第１供給管３２１を流れる純水の流量を検出する。

第２供給管３２２の上流端は第２処理液供給源３２２４に接続されており、第２供給管３２２の下流端は混合部３２４に接続されている。第２処理液供給源３２２４は、第２処理液の供給源である。第２処理液は、第１処理液とは異なる種類の処理液であって、例えば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）である。以下では、第２処理液としてＩＰＡを採用して説明する。

第２供給管３２２には、供給バルブ３２２１が設けられている。供給バルブ３２２１は第２供給管３２２の流路の開閉を切り替える。図４に例示されるように、第２供給管３２２には、流量調整バルブ３２２２および流量計３２２３が設けられてもよい。流量調整バルブ３２２２は、第２供給管３２２を流れるＩＰＡの流量を調整する。流量計３２２３は、第２供給管３２２を流れる第２処理液の流量を検出する。

混合部３２４は、第１供給管３２１から供給される純水と、第２供給管３２２から供給されるＩＰＡとを混合する。混合部３２４は例えばミキシングバルブである。

混合管３２３の上流端は混合部３２４に接続されており、混合管３２３の下流端はノズル３１（具体的には、内部空間３０３の上端）に接続されている。混合部３２４からの混合液は混合管３２３を流れてノズル３１に供給される。図４の例では、混合管３２３には、供給バルブ３２３１が設けられている。供給バルブ３２３１は混合管３２３の流路の開閉を切り替える。

ノズル３１には、これにガスを供給する配管系であるガス配管系３３も接続されている。ガス配管系３３はガス供給管３３１を含んでいる。ガス供給管３３１の下流端はノズル３１（具体的には、ノズル３１の導入管３０６）に接続されており、ガス供給管３３１の上流端はガス供給源３３５に接続されている。ガス供給源３３５は、ガス（ここでは、例えば、窒素（Ｎ_２）ガス）を供給する供給源である。もっとも、ガス供給源３３５は、窒素ガス以外のガス（例えば、窒素ガス以外の各種の不活性ガス、乾燥空気、等）を供給するものであってもよい。

ガス供給管３３１には、供給バルブ３３２が設けられている。供給バルブ３３２はガス供給管３３１の流路の開閉を切り替える。図４に例示されるように、ガス供給管３３１には、流量調整部３３３およびフィルタ３３４が設けられてもよい。流量調整部３３３は、ガス供給管３３１を流れるガスの流量を調整する。流量調整部３３３は例えばマスフローコントローラである。フィルタ３３４は、ガス供給管３３１を流れるガスの不純物を除去する。

上記の構成において、供給バルブ３２１１、供給バルブ３２２１、供給バルブ３２３１および供給バルブ３３２が開くと、第１処理液供給源３２１４から供給される純水、および、第２処理液供給源３２２４から供給されるＩＰＡの混合液と、ガス供給源３３５から供給される窒素ガスとが、ノズル３１に供給される。そして、ノズル３１で混合液と窒素ガスとが混合されて、混合液が微細な液滴となり、この液滴が噴流となって、ノズル３１から噴出される。

混合液供給部３０は、供給バルブ３２１１、供給バルブ３２２１、供給バルブ３２３１および供給バルブ３３２の開閉状態を適宜に制御することにより、純水またはＩＰＡを単独で基板Ｗに供給することもできる。例えば、供給バルブ３２２１および供給バルブ３３２が閉じた状態で、供給バルブ３２１１および供給バルブ３２３１が開くことにより、ノズル３１から液柱状の純水が吐出される。また、この状態で供給バルブ３３２が開くと、ノズル３１から液滴状の純水が噴出される。同様に、供給バルブ３２１１および供給バルブ３３２が閉じた状態で、供給バルブ３２２１および供給バルブ３２３１が開くことにより、ノズル３１から液柱状のＩＰＡが吐出される。また、この状態で供給バルブ３３２が開くと、ノズル３１から液滴状のＩＰＡが噴出される。

供給バルブ３２１１、供給バルブ３２２１、供給バルブ３２３１および供給バルブ３３２の各々は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０の制御下で開閉される。流量計３２１３および流量計３２２３の各々も、制御部９０と電気的に接続されており、各々の検出結果が制御部９０に出力される。流量調整バルブ３２１２および流量調整バルブ３２２２の各々も、制御部９０と電気的に接続されている。制御部９０は流量計３２１３の検出結果に基づいて、流量調整バルブ３２１２の開度を制御し、流量計３２２３の検出結果に基づいて、流量調整バルブ３２２２の開度を制御する。これにより、純水およびＩＰＡの流量が調整される。流量調整部３３３は制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０の制御下で、ガスの流量を調整する。以上のようにして、ノズル３１からの処理液の吐出態様（具体的には、吐出開始タイミング、吐出終了タイミング、吐出される処理液の種類、吐出流量、吐出される液滴の勢い、等）は、制御部９０によって制御される。

再び図２を参照して、ノズル３１は、その吐出方向（中心軸Ｌ）が鉛直方向に沿って配置される。なお、ノズル３１は、その吐出方向が鉛直方向に対して傾斜するように、配置されてもよい。例えば、ノズル３１は、平面視において、基板Ｗの中央部よりも離れた位置から基板Ｗの中央部に向かって混合液を噴出できるように、傾斜して配置されてもよい。

また、ノズル３１は、水平に延在するアーム３４の先端部に取り付けられている。アーム３４の基端部は、軸線を鉛直方向に沿わすような姿勢で配置された昇降軸３５の上端に連結されている。昇降軸３５は、ノズル基台３６に配設されている。

ノズル基台３６には、ノズル３１を移動させるためのノズル駆動部３７が配設されている。ノズル駆動部３７は、例えば、昇降軸３５をその軸線まわりに回転させる回転駆動部（例えば、サーボモータ）と、昇降軸３５をその軸線に沿って昇降させる昇降駆動部（例えば、ステッピングモータ）と、を含んで構成される。ノズル駆動部３７が昇降軸３５を回動させると、ノズル３１が、水平面内の円弧軌道に沿って移動し、ノズル駆動部３７が昇降軸３５を昇降させると、ノズル３１が、基板Ｗの上面と近接離間する方向に移動する。

ノズル駆動部３７は、回転駆動部および昇降駆動部の駆動により、ノズル３１を処理位置と待避位置との間で移動させる。処理位置は、ノズル３１が基板Ｗの上面に向かって処理液を吐出する位置である。待避位置は、ノズル３１が基板Ｗの上面に向かって処理液を吐出しない位置であって、基板Ｗの搬送経路と干渉しない位置である。より具体的には、待避位置は、例えば、平面視において基板Ｗよりも外側の位置である。図２の例では、待避位置で停止したノズル３１を二点鎖線で示している。

ノズル駆動部３７は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０の制御下で動作する。つまり、ノズル３１の位置は、制御部９０によって制御される。

＜待機ポッド＞
処理ユニット１０は、図２に示されるように、待機ポッド３９を含んでいる。待機ポッド３９はノズル３１の待避位置の鉛直下方に設けられている。待機ポッド３９は、例えば鉛直上方に開口する箱状の形状を有しており、ノズル３１から吐出された処理液を受け止める。

＜薬液供給部＞
図２の例では、処理ユニット１０は薬液供給部７０を含んでいる。薬液供給部７０はノズル７１を含む。ノズル７１は例えば一流体ノズルであり、スピンチャック２０によって保持された基板Ｗに向かって薬液を吐出する。図５は、薬液供給部７０の構成の一例を概略的に示す図である。ノズル７１には、これに薬液を供給する配管系である薬液配管系７２が接続されている。薬液配管系７２は薬液供給管７２１を含む。薬液供給管７２１の上流端は薬液供給源７２５に接続されており、薬液供給管７２１の下流端はノズル７１に接続されている。薬液供給源７２５は薬液の供給源である。薬液は、例えば、希フッ酸（ｄＨＦ）、または、有機物の除去用の薬液等であってもよい。

薬液供給管７２１には、供給バルブ７２２が設けられている。供給バルブ７２２は薬液供給管７２１の流路の開閉を切り替える。図５に例示されるように、薬液供給管７２１には、流量調整バルブ７２３および流量計７２４が設けられてもよい。流量調整バルブ７２３は、薬液供給管７２１を流れる薬液の流量を調整する。流量計７２４は、薬液供給管７２１を流れる薬液の流量を検出する。

供給バルブ７２２が開くと、薬液供給源７２５から薬液（ここでは希フッ酸）が薬液供給管７２１を流れてノズル７１に供給され、ノズル７１から吐出される。

供給バルブ７２２は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０の制御下で開閉される。流量計７２４は、制御部９０と電気的に接続されており、その検出結果は制御部９０に出力される。流量調整バルブ７２３は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０は流量計７２４の検出結果に基づいて、流量調整バルブ７２３の開度を制御する。これにより、薬液の流量が調整される。以上のように、ノズル７１からの薬液の吐出態様（具体的には、吐出開始タイミング、吐出終了タイミング、吐出流量、等）は、制御部９０によって制御される。

再び図２を参照して、ノズル７１は、水平に延在するアーム７４の先端部に取り付けられている。アーム７４の基端部は、軸線を鉛直方向に沿わすような姿勢で配置された昇降軸７５の上端に連結されている。昇降軸７５は、ノズル基台７６に配設されている。

ノズル基台７６には、ノズル７１を移動させるためのノズル駆動部７７が配設されている。ノズル駆動部７７は、例えば、昇降軸７５をその軸線まわりに回転させる回転駆動部（例えば、サーボモータ）と、昇降軸７５をその軸線に沿って昇降させる昇降駆動部（例えば、ステッピングモータ）と、を含んで構成される。ノズル駆動部７７が昇降軸７５を回動させると、ノズル７１が、水平面内の円弧軌道に沿って移動し、ノズル駆動部７７が昇降軸７５を昇降させると、ノズル７１が、基板Ｗの上面と近接離間する方向に移動する。

ノズル駆動部７７は、回転駆動部および昇降駆動部の駆動により、ノズル７１を処理位置と待避位置との間で移動させる。処理位置は、ノズル７１が基板Ｗの上面に向かって薬液を吐出する位置であり、待避位置は、ノズル７１が基板Ｗの上面に向かって薬液を吐出しない位置であって、基板Ｗの搬送経路と干渉しない位置である。

ノズル駆動部７７は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０の制御下で動作する。つまり、ノズル７１の位置は、制御部９０によって制御される。

なお、図２の例では、ノズル７１はアーム７４に取り付けられているものの、ノズル７１がアーム３４の先端に取り付けられてもよい。つまり、ノズル７１がノズル３１と一体に移動してもよい。この場合、アーム７４、昇降軸７５、ノズル基台７６およびノズル駆動部７７は不要である。

＜リンス液供給部＞
図２の例では、処理ユニット１０はリンス液供給部８０を含んでいる。リンス液供給部８０はノズル８１を含む。ノズル８１は例えば一流体ノズルであり、基板Ｗの上面にリンス液を吐出する。ノズル８１は、スピンチャック２０によって保持された基板Ｗよりも上方空間において、基板Ｗと鉛直方向で向かい合う位置に設けられている。ノズル８１は、比較的面積の大きな下面を有しており、当該下面が基板Ｗの上面と向かい合って配置される。ノズル８１の下面は例えば平面視で円形状を有しており、その径は例えば基板Ｗの径の半分以上である。

ノズル８１には、これにリンス液を供給する配管系であるリンス液配管系８２が接続されている。リンス液配管系８２はリンス液供給管８２１を含む。リンス液供給管８２１の上流端はリンス液供給源８２５に接続されており、リンス液供給管８２１の下流端はノズル８１に接続されている。リンス液供給源８２５はリンス液の供給源である。リンス液は、例えば第１処理液（ここでは純水）よりも揮発性の高い処理液であり、例えばＩＰＡである。以下では、リンス液としてＩＰＡを採用して説明する。

リンス液供給管８２１には、供給バルブ８２２が設けられている。供給バルブ８２２はリンス液供給管８２１の流路の開閉を切り替える。図２に例示されるように、リンス液供給管８２１には、流量調整バルブ８２３および流量計８２４が設けられてもよい。流量調整バルブ８２３は、リンス液供給管８２１を流れるＩＰＡの流量を調整する。流量計８２４は、リンス液供給管８２１を流れるＩＰＡの流量を検出する。

供給バルブ８２２が開くと、リンス液供給源８２５からＩＰＡがリンス液供給管８２１を流れてノズル８１に供給され、ノズル８１から吐出される。

供給バルブ８２２は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０の制御下で開閉される。流量計８２４も、制御部９０と電気的に接続されており、その検出結果は制御部９０に出力される。流量調整バルブ８２３は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０は流量計８２４の検出結果に基づいて、流量調整バルブ８２３の開度を制御する。これにより、ＩＰＡの流量が調整される。以上のように、ノズル８１からのリンス液の吐出態様（具体的には、吐出開始タイミング、吐出終了タイミング、吐出流量、等）は、制御部９０によって制御される。

ノズル８１は、ノズル駆動部８３によって移動する。ノズル駆動部８３は、ノズル８１を昇降させる昇降駆動部（例えばステッピングモータ）を含んでいる。ノズル駆動部８３は制御部９０と電気的に接続されており、ノズル８１を、基板Ｗの上面と近接離間する方向に移動させる。つまり、ノズル８１の位置は制御部９０によって制御される。ノズル駆動部８３は、基板Ｗの上面に近い処理位置と、基板Ｗの上面から離れた待避位置との間でノズル８１を移動させる。処理位置は、ノズル８１が基板Ｗの上面にＩＰＡを吐出する位置である。待避位置は、ノズル８１が基板Ｗの上面にＩＰＡを吐出しない位置であり、基板Ｗの搬送経路と干渉しない位置である。ノズル８１はノズル駆動部８３によって水平に移動してもよい。

＜処理カップ＞
処理カップ４０は、スピンチャック２０に保持されて回転される基板Ｗから飛散する処理液を受け止める。

処理カップ４０は、互いに独立して昇降可能な内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３を含む。内カップ４１は、スピンチャック２０の周囲を取り囲み、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの中心を通る回転軸線ＣＸに対してほぼ回転対称となる形状を有している。この内カップ４１は、平面視円環状の底部４４と、底部４４の内周縁から上方に立ち上がる円筒状の内壁部４５と、底部４４の外周縁から上方に立ち上がる円筒状の外壁部４６と、内壁部４５と外壁部４６との間から立ち上がり、上端部が滑らかな円弧を描きつつ中心側（スピンチャック２０に保持される基板Ｗの回転軸線ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる第１案内部４７と、第１案内部４７と外壁部４６との間から上方に立ち上がる円筒状の中壁部４８とを一体的に含んでいる。

内壁部４５は、内カップ４１が最も上昇された状態で、カバー部材２３と鍔状部材２５との間に適当な隙間を保って収容されるような長さに形成されている。中壁部４８は、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、中カップ４２の後述する第２案内部５２と処理液分離壁５３との間に適当な隙間を保って収容されるような長さに形成されている。

第１案内部４７は、滑らかな円弧を描きつつ中心側（基板Ｗの回転軸線ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる上端部４７ｂを有している。また、内壁部４５と第１案内部４７との間は、使用済みの処理液を集めて廃棄するための廃棄溝４９とされている。第１案内部４７と中壁部４８との間は、使用済みの処理液を集めて回収するための円環状の内側回収溝５０とされている。さらに、中壁部４８と外壁部４６との間は、内側回収溝５０とは種類の異なる処理液を集めて回収するための円環状の外側回収溝５１とされている。

廃棄溝４９には、この廃棄溝４９に集められた処理液を排出するとともに、廃棄溝４９内を強制的に排気するための図示省略の排気液機構が接続されている。排気液機構は、例えば、廃棄溝４９の周方向に沿って等間隔で４つ設けられている。また、内側回収溝５０および外側回収溝５１には、内側回収溝５０および外側回収溝５１にそれぞれ集められた処理液を処理ユニット１の外部に設けられた回収タンクに回収するための回収機構（いずれも図示省略）が接続されている。なお、内側回収溝５０および外側回収溝５１の底部は、水平方向に対して微少角度だけ傾斜しており、その最も低くなる位置に回収機構が接続されている。これにより、内側回収溝５０および外側回収溝５１に流れ込んだ処理液が円滑に回収される。

中カップ４２は、スピンチャック２０の周囲を取り囲み、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの中心を通る回転軸線ＣＸに対してほぼ回転対称となる形状を有している。この中カップ４２は、第２案内部５２と、この第２案内部５２に連結された円筒状の処理液分離壁５３とを一体的に含んでいる。

第２案内部５２は、内カップ４１の第１案内部４７の外側において、第１案内部４７の下端部と同軸円筒状をなす下端部５２ａと、下端部５２ａの上端から滑らかな円弧を描きつつ中心側（基板Ｗの回転軸線ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる上端部５２ｂと、上端部５２ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部５２ｃとを有している。下端部５２ａは、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、第１案内部４７と中壁部４８との間に適当な隙間を保って内側回収溝５０内に収容される。また、上端部５２ｂは、内カップ４１の第１案内部４７の上端部４７ｂと上下方向に重なるように設けられ、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、第１案内部４７の上端部４７ｂに対してごく微小な間隔を保って近接する。さらに、上端部５２ｂの先端を下方に折り返して形成される折返し部５２ｃは、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、折返し部５２ｃが第１案内部４７の上端部４７ｂの先端と水平方向に重なるような長さとされている。

また、第２案内部５２の上端部５２ｂは、下方ほど肉厚が厚くなるように形成されており、処理液分離壁５３は上端部５２ｂの下端外周縁部から下方に延びるように設けられた円筒形状を有している。処理液分離壁５３は、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、中壁部４８と外カップ４３との間に適当な隙間を保って外側回収溝５１内に収容される。

外カップ４３は、中カップ４２の第２案内部５２の外側において、スピンチャック２０の周囲を取り囲み、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの中心を通る回転軸線ＣＸに対してほぼ回転対称となる形状を有している。この外カップ４３は、第３案内部としての機能を有する。外カップ４３は、第２案内部５２の下端部５２ａと同軸円筒状をなす下端部４３ａと、下端部４３ａの上端から滑らかな円弧を描きつつ中心側（基板Ｗの回転軸線ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる上端部４３ｂと、上端部４３ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部４３ｃとを有している。

下端部４３ａは、内カップ４１と外カップ４３とが最も近接した状態で、中カップ４２の処理液分離壁５３と内カップ４１の外壁部４６との間に適当な隙間を保って外側回収溝５１内に収容される。また、上端部４３ｂは、中カップ４２の第２案内部５２と上下方向に重なるように設けられ、中カップ４２と外カップ４３とが最も近接した状態で、第２案内部５２の上端部５２ｂに対してごく微小な間隔を保って近接する。さらに、上端部４３ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部４３ｃは、中カップ４２と外カップ４３とが最も近接した状態で、折返し部４３ｃが第２案内部５２の折返し部５２ｃと水平方向に重なるように形成されている。

また、内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３は互いに独立して昇降可能とされている。すなわち、内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３のそれぞれには個別にカップ昇降機構（図示省略）が設けられており、それによって別個独立して昇降される。このようなカップ昇降機構としては、例えばボールネジ機構やエアシリンダなどの公知の種々の機構を採用することができる。

また、処理カップ４０内の気体を外部に排気する排気構造が処理カップ４０に設けられていてもよい。

＜制御部９０＞
制御部９０は、基板処理装置１００内の各部の動作を制御する。図６は、制御部９０の構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。制御部９０のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同一である。すなわち、制御部９０は、各種演算処理を行うＣＰＵなどの処理部９１と、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）などの一時的な記憶媒体９２と、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ（Rea Only Memory）および制御用ソフトウェアまたはデータなどを記憶しておく磁気ディスクなどである非一時的な記憶媒体９３とを備えて構成される。制御部９０の処理部９１が所定の処理プログラムを実行することによって、基板処理装置１００の各動作機構が制御部９０に制御され、基板処理装置１００における処理が進行する。なお、制御部９０において実現される一部あるいは全部の機能部は、専用の論理回路等でハードウェア的に実現されてもよい。また、制御部９０の記憶媒体９２には、基板処理装置１００の処理内容を定めた処理レシピが記憶されている。

図６の例では、制御部９０と処理ユニット１０の内の各部との接続が示されている。制御部９０は、スピンチャック２０、混合液供給部３０、薬液供給部７０、リンス液供給部８０および処理カップ４０を制御する。制御部９０は、基板Ｗに対する処理の手順を規定した手順情報（処理レシピを含む）に基づいて、これらの各部を動作させることにより、基板Ｗに対する一連の処理が進行する。基板Ｗに対する処理の手順を規定した手順情報は、例えば、基板処理装置１００よりも上流側の装置によって制御部９０に通知されてもよく、あるいは、作業員が不図示のユーザインターフェースを介して制御部９０に入力してもよい。

＜基板処理の流れ＞
図７は、基板処理の流れの一例を示すフローチャートである。初期的には、処理ユニット１０内のノズル３１、ノズル７１、ノズル８１および処理カップ４０は各々の待避位置で停止している。

センターロボットＣＲは未処理の基板Ｗを処理ユニット１０に搬入してスピンチャック２０上に載置し、スピンチャック２０が基板Ｗを保持する（ステップＳ１：保持工程に相当）。具体的には、スピンチャック２０は一群のチャックピン２６によって基板Ｗを保持する。これによって、基板Ｗが水平姿勢で保持された状態となる。

スピンチャック２０に基板Ｗが保持されると、スピンチャック２０の回転が開始され、これによって、スピンチャック２０によって保持された基板Ｗが、水平姿勢で回転開始される（ステップＳ２）。この基板Ｗの回転は後述のステップＳ６の終了まで継続される。

また、基板処理において基板Ｗの周縁から飛散する処理液を受け止めるために、処理カップ４０が必要に応じて上昇する。基板処理においては、基板Ｗに供給される処理液の種類に応じて、適宜に上昇させるカップが切り替えられるものの、この点は本実施の形態の本質とは異なるので、以下では、その説明を省略する。

次に、薬液処理が行われる（ステップＳ３）。例えば、ノズル駆動部７７により、ノズル７１が、基板Ｗよりも上方の処理位置に移動する。次に、供給バルブ７２２が開くことにより、ノズル７１から薬液（例えば希フッ酸）が回転中の基板Ｗの上面に吐出される。基板Ｗの上面に着液した薬液は遠心力を受けて基板Ｗの周縁側に移動して、当該周縁から外側に飛散する。薬液が基板Ｗの上面に作用することにより、基板Ｗに対する薬液処理が行われる。

例えば、薬液の供給開始から第１所定時間が経過すると、供給バルブ７２２が閉じる。これにより、ノズル７１からの薬液の吐出が停止する。次に、ノズル駆動部７７により、ノズル７１が待避位置へ移動する。

次に、リンス処理が行われる（ステップＳ４）。具体的な一例として、まず、ノズル駆動部３７により、ノズル３１が処理位置に下降する。次に、供給バルブ３２１１および供給バルブ３２３１が開く。これにより、水を含む第１処理液（ここでは純水）がノズル３１から回転中の基板Ｗの上面に吐出される。これにより、基板Ｗの上面の薬液が純水に置換される。なお、リンス処理（ステップＳ４）は省略されても構わない。

例えば、純水の供給開始から第２所定時間が経過すると、液滴処理が行われる（ステップＳ５：混合液供給工程に相当）。液滴処理においては、供給バルブ３２１１、供給バルブ３２２１、供給バルブ３２３１および供給バルブ３３２が開く。これにより、純水およびＩＰＡがそれぞれ第１供給管３２１および第２供給管３２２を通じて混合部３２４に供給され、混合部３２４からの混合液が混合管３２３を通じてノズル３１に供給される。また、窒素ガスがノズル３１に供給される。これにより、ノズル３１において、混合液と窒素ガスとが混合されて混合液の液滴が生成され、ノズル３１から、回転中の基板Ｗの上面に当該混合液の液滴が噴出される。

当該混合液の流量は例えば数百ｍＬ／分（例えば１００ｍＬ／分）程度に設定される。また、当該混合液におけるＩＰＡの濃度は、例えば、１０ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下に設定される。これにより、液滴処理によって基板Ｗの上面のパーティクルを適切に除去することができる。

この液滴処理においては、混合液の液滴の吐出と並行して、ノズル駆動部３７が、ノズル３１を、スピンベース２１上の基板Ｗの上面と非接触状態で近接する水平面内において、基板Ｗの回転方向と交差する方向に沿って移動させる。具体的には、ノズル駆動部３７は、ノズル３１から吐出された液滴の噴流が基板Ｗの上面中央部に衝突する第１位置と、ノズル３１から吐出された液滴の噴流が基板Ｗの上面周縁部に衝突する第２位置とを結ぶ円弧軌道に沿って、ノズル３１を往復移動させる。基板Ｗが回転している状態で、ノズル３１が第１位置と第２位置との間を往復移動すると、ノズル３１から吐出される混合液の液滴の着液位置が、基板Ｗの上面の全域を移動（走査（スキャン））し、基板Ｗの上面内の全ての位置に、混合液の液滴が衝突する。すなわち、基板Ｗの上面の全域に、混合液の液滴が供給される。

例えば、混合液の液滴の供給開始から第３所定時間が経過すると、供給バルブ３２１１、供給バルブ３２２１、供給バルブ３２３１および供給バルブ３３２を閉じる。これにより、混合液の液滴の噴出が停止する。次に、ノズル駆動部３７により、ノズル３１が待避位置に移動する。

次に、乾燥処理が行われる（ステップＳ６：乾燥工程に相当）。乾燥処理とは、基板Ｗを乾燥させる処理である。例えば、まず、ノズル駆動部８３により、ノズル８１が処理位置に移動する。次に、供給バルブ８２２が開く。これにより、高い揮発性を有するリンス液（ここではＩＰＡ）がノズル８１から回転中の基板Ｗの上面に吐出される。基板Ｗの上面に着液したＩＰＡは遠心力を受けて基板Ｗの周縁へ移動し、当該周縁から外側に飛散する。これにより、基板Ｗの上面の混合液がＩＰＡに置換される。

例えば、ＩＰＡの供給開始から第４所定時間が経過すると、供給バルブ８２２が閉じる。これにより、ＩＰＡの吐出が停止する。次に、ノズル駆動部８３により、ノズル８１が待避位置に上昇する。

次に、スピンチャック２０の回転速度が、高速の回転速度（例えば、液滴処理時の回転速度よりも高速の回転速度）に上昇される。これによって、基板Ｗに残存しているＩＰＡが振り切られて基板Ｗから除去され、基板Ｗが乾燥される（所謂、スピンドライ）。上述のように、基板Ｗの上面には揮発性の高いＩＰＡが存在しており、スピンドライによって容易にＩＰＡが蒸発する。これにより、ウォーターマークの発生を抑制できる。なお、乾燥処理において、必ずしもＩＰＡを供給する必要はない。つまり、ＩＰＡの供給を省略して、基板Ｗの高速回転により基板Ｗを乾燥させてもよい。

スピンチャック２０が高速の回転速度で回転され始めてから第５所定時間が経過すると、スピンチャック２０の回転が停止される。また、処理カップ４０が下降する。

次に、センターロボットＣＲが、当該基板Ｗを処理ユニット１０から搬出する（ステップＳ７）。以上で、当該基板Ｗに対する一連の処理が終了する。

上述のステップＳ１からステップＳ７の一連の処理が順次に基板Ｗに対して行われることにより、処理ユニット１０において、複数の基板Ｗが１枚ずつ処理される。

＜気泡の発生＞
ところで、混合液には気泡が生じ得る。これは、異なる２種の液体に対する気体（例えば空気）の溶解度の差に起因する、と考えられる。以下に具体的に説明する。

ここで、第１溶解度を有する第１液体と、第１溶解度よりも小さい第２溶解度を有する第２液体とを含む混合液に対する気体の溶解度について説明する。この混合液に対する気体の溶解度は、第１溶解度と、第２溶解度と、混合液における第１液体および第２液体の濃度とに応じて決定される。ここで、仮想溶解度を導入して混合液に対する気体の溶解度を説明する。仮想溶解度とは、第１溶解度、第２溶解度および濃度を用いて線形比例で算出される溶解度である。例えば、混合液における第１液体の濃度を第１濃度と呼び、混合液における第２液体の濃度を第２濃度と呼ぶと、仮想溶解度は、（第１溶解度）×（第１濃度）＋（第２溶解度）×（第２濃度）で表される。混合液に対する気体の溶解度は、この仮想溶解度よりも小さくなることが知られている。

したがって、例えば、気体がそれぞれ第１液体および第２液体に飽和状態で溶け込んでいる場合、第１液体と第２液体とを混合すると、溶け込んだ一部の気体が気泡として現出する。具体的には、混合液に対する溶解度と仮想溶解度との差分に相当する量だけ、気体が現出することになる。

つまり、純水とＩＰＡとを混合すると、溶解度の差異により、混合液には気泡が生じ得る。ところで、第２処理液供給源３２２４には、ＩＰＡを貯留するタンクが設けられ、このタンク内の上部空間に不活性ガス（例えば窒素ガス）が供給される場合がある。この場合、タンク内に貯留されたＩＰＡは窒素ガスによって押圧され、当該押圧力を受けてＩＰＡがタンクから第２供給管３２２に供給される。この場合、ＩＰＡには窒素ガスが溶解するので、純水とＩＰＡとの混合により、混合液には窒素ガスが気泡として現出し得る。

出願人が液滴処理（ステップＳ５）の後の混合管３２３の内部を確認すると、混合液におけるＩＰＡの濃度が高くなるほど、発生する気泡の量が増加することを確認した。つまり、ＩＰＡに対する気体の溶存度が高いために、当該ＩＰＡに溶存する気体が混合液で現出したものと考えられる。また、ＩＰＡの濃度が高いほど、混合液中の気泡の量は時間の経過とともに増加することが確認された。つまり、ノズル３１が待避位置で停止している期間において、気泡の量は時間の経過とともに増加した。

したがって、処理ユニット１０が液滴処理を終了してから、次に液滴処理を開始するまでの時間が長い場合には、混合部３２４および混合管３２３の内部における気泡の量が大きくなってしまう場合がある。

気泡の量が大きくなると、次の液滴処理では、当該気泡に起因して、不具合が発生する可能性がある。例えば、気泡のまわりにパーティクルが集まる等の諸要因により、基板Ｗの上面にパーティクルを付着させるおそれがある。また、気泡に起因して混合液の流量が低下することもある。混合液の流量が低下すると、混合液の流量に対する窒素ガスの流量が相対的に大きくなり、結果として、混合液の液滴の流速が高くなり、基板Ｗにダメージを与え得る。

そこで、このような気泡の発生を抑制するために、混合液におけるＩＰＡの濃度を小さく設定することが考えられる。しかしながら、ＩＰＡの濃度低下により、液滴処理によるパーティクル除去性能が低下する。よって、ＩＰＡの濃度はある程度必要である。例えば、混合液におけるＩＰＡの濃度が１０ｖｏｌ％以上かつ４０ｖｏｌ％以下に設定されると、パーティクル除去性能を高めることができる。その一方で、ＩＰＡの濃度が高くなると、上述のように、ノズル３１が待避位置で停止している時間において、時間の経過とともに混合液中に多くの気泡が発生し、当該気泡に起因して次の液滴処理において不具合が生じる。

＜押し出し処理（置換工程）＞
そこで、本実施の形態では、混合液中の気泡の発生を抑制するために、液滴処理が終了してから次の液滴処理が開始するまでに、押し出し処理を行う。押し出し処理とは、純水およびＩＰＡのいずれか一方の処理液（以下、置換液と呼ぶ）を供給し、混合部３２４および混合管３２３の内部の混合液を当該置換液で押し出して、ノズル３１から吐出させる処理である。この押し出し処理は、例えば、ノズル３１が待避位置で停止した状態で行われる。これによれば、ノズル３１から吐出される混合液は待機ポッド３９で受け止められて、回収または廃棄される。

この押し出し処理により、混合部３２４および混合管３２３の内部の混合液を置換液に置換する。置換液は単液であるので、これらの内部での気泡の発生を抑制することができる。

図９は、基板処理の流れの一例を示すフローチャートである。図９の例では、制御部９０は液滴処理（ステップＳ５）の直後に、押し出し処理（ステップＳ８：置換工程に相当）を実行する。図９の例では、押し出し処理（ステップＳ８）を乾燥処理（ステップＳ６）と並行して行っている。

この押し出し処理では、混合液供給部３０は、例えば、置換液として純水を供給する。具体的には、供給バルブ３２２１および供給バルブ３３２を閉じた状態で、供給バルブ３２１１および供給バルブ３２３１が開く。これにより、純水が第１供給管３２１から混合部３２４に供給される。純水の供給により、混合部２３４および混合管３２３の内部の混合液が純水によって押し出されて、ノズル３１から待機ポッド３９に吐出される。よって、混合部３２４および混合管３２３の内部の混合液はその上流側から順次に純水に置換される。混合液が全て吐出されると、続けて純水がノズル３１から吐出される。

例えば、純水の供給開始から第５所定時間が経過すると、供給バルブ３２１１および供給バルブ３２３１が閉じる。これにより、純水の供給が停止する。第５所定時間は、混合部３２４および混合管３２３の内部の混合液が純水に置換されるのに十分な時間に設定される。

これによれば、混合液が純水に置換されるので、以後の気泡の発生を抑制することができる。したがって、次に液滴処理を行う場合に、気泡に起因した不具合の発生を抑制することができる。

なお、上述の例では、押し出し処理を開始するトリガとして、液滴処理の終了以外の条件を採用していない。つまり、液滴処理が終了するたびに、常に押し出し処理を行っている。これによれば、確実に次の液滴処理での気泡に起因した不具合の発生を抑制することができる。ただし、押し出し処理は常に必要とは限らない。なぜなら、液滴処理の終了から次の液滴処理の開始までの時間が短い場合には、気泡の量はさほど増加しないからである。

そこで、制御部９０は、液滴処理の終了後、基準時間Ｔｒｅｆ内に混合液を基板Ｗに供給しないとき、つまり、次の液滴処理を行わないときに、押し出し処理を行う。一方で、基準時間Ｔｒｅｆ内に次の液滴処理を行うときには、押し出し処理を行わない。

図８は、この押し出し処理の要否判断の一例を概略的に示すフローチャートである。まず、制御部９０は、液滴処理の終了から次の液滴処理の開始までの時間（以下、液滴待機時間Ｔ１と呼ぶ）を取得する（ステップＳ１１）。液滴待機時間Ｔ１は、例えば、基板Ｗに対する処理の手順を規定した手順情報に含まれている。当該手順情報は、例えば、基板処理装置１００よりも上流側の装置から制御部９０に通知されたり、あるいは、作業員による入力によって制御部９０に通知される。

次に、制御部９０は、液滴待機時間Ｔ１が基準時間Ｔｒｅｆ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。基準時間Ｔｒｅｆは例えば予め設定されており、具体的には、数分（例えば５分程度）に設定される。

液滴待機時間Ｔ１が基準時間Ｔｒｅｆ以上であるときには、制御部９０は押し出し処理が必要であると判断する（ステップＳ１３）。一方で、液滴待機時間Ｔ１が基準時間Ｔｒｅｆ未満であるときには、押し出し処理は不要であると判断する（ステップＳ１４）。

図１０は、基板処理の各ステップを時系列的に示す図である。図１０の例では、各ステップＳ１～Ｓ８が実行されるタイミングを示している。図１０の例では、３枚の基板Ｗである基板Ｗ１、基板Ｗ２、基板Ｗ３に対する基板処理が示されている。

図１０の例では、基板Ｗ１に対してステップＳ１からステップＳ７の基板処理が実行され、続けて、次の基板Ｗ２に対して同様の基板処理が実行される。つまり、図１０の例では、基板Ｗ２に対する基板処理が基板Ｗ１に対する基板処理と連続的に行われる。よって、基板Ｗ１に対する基板処理の終了から次の基板Ｗ２に対する基板処理の開始までの時間は非常に短い。

この場合、基板Ｗ１に対する液滴処理（ステップＳ５）の終了から次の基板Ｗ２に対する液滴処理（ステップＳ５）の開始までの液滴待機時間Ｔ１は基準時間Ｔｒｅｆよりも短くなる。よって、この液滴待機時間Ｔ１において、押し出し処理（ステップＳ８）は行われていない。つまり、液滴待機時間Ｔ１が基準時間Ｔｒｅｆよりも短いので、押し出し処理を行わなくても、次の基板Ｗ２に対する液滴処理（ステップＳ５）の開始時点における気泡の量は比較的に小さい。よって、押し出し処理を行わなくても、液滴処理を適切に行うことができる。また、押し出し処理を行わないことで、置換液（ここでは純水）の消費量を低減させることができる。

一方で、図１０の例では、基板Ｗ２の基板処理の後、所定の時間間隔を経て、基板Ｗ３に対する基板処理が実行されている。つまり、図１０の例では、基板Ｗ２に対する基板処理の終了から次の基板Ｗ３に対する基板処理の開始までの時間は比較的に長い。

例えば、基板処理装置１００は、規定枚数の基板Ｗを１単位として基板処理を実行する場合がある。この規定枚数は、例えば、ロードポートＬＰに搬入されるキャリアＣ内に含まれる基板Ｗの枚数に設定され得る。この１単位内の基板Ｗに対する基板処理は連続して行われ、当該単位内の最後の基板Ｗ（例えば基板Ｗ２）に対する基板処理が終了すると、所定の時間間隔を経て、次の単位の最初の基板Ｗ（例えば基板Ｗ３）に対する基板処理が開始される場合がある。

このような場合には、基板Ｗ２に対する液滴処理（ステップＳ５）の終了から次の基板Ｗ３に対する液滴処理（ステップＳ５）の開始までの液滴待機時間Ｔ１が、基準時間Ｔｒｅｆよりも長くなることがある。この場合、この液滴待機時間Ｔ１において押し出し処理（ステップＳ８）が実行される。図１０の例では、基板Ｗ２に対する乾燥処理（ステップＳ６）と並行して、押し出し処理（ステップＳ８）が実行される。これにより、混合部３２４および混合管３２３の内部の混合液を純水で置換することができる。よって、混合液に起因した気泡の発生を抑制することができる。

したがって、基板Ｗ３に対する液滴処理（ステップＳ５）において気泡に起因した不具合の発生を抑制できる。より具体的には、押し出し処理が行われていない場合に比べて、基板Ｗの上面に残留するパーティクルの個数を約半減させることができた。また、混合液の流量低下に起因した基板Ｗへのダメージも低減できる。

以上のように、混合液供給部３０が混合液の供給を終了してから、基準時間Ｔｒｅｆ内に混合液が供給されない場合には、押し出し処理が行われる。これにより、混合部３２４よび混合管３２３の内部における気泡の発生を抑制できる。ひいては、次の液滴処理において、気泡に起因した不具合の発生を抑制することができる。

また、上述の例では、混合液供給部３０は押し出し処理（ステップＳ８）において、ノズル３１が待避位置で停止した状態で、置換液（ここでは純水）を混合部３２４に供給する。これによれば、混合液および純水は待機ポッド３９に吐出され、基板Ｗには吐出されない。よって、基板Ｗに対する不要な処理液（ここでは純水）の供給を回避できる。また、液滴処理の後に速やかに、基板Ｗに対する次の処理（ここでは乾燥処理）を開始することができる。

また、上述の例では、混合液供給部３０は押し出し処理（ステップＳ８）において、ガスをノズル３１に供給していない。これによれば、ガスの消費量を低減させることができる。

＜置換液＞
水に対する酸素の溶解度はＩＰＡに対する酸素の溶解度よりも高く、水に対する窒素の溶解度はＩＰＡに対する窒素の溶解度よりも高い。よって、空気は水よりもＩＰＡに多く溶解することが可能である。

上述の例では、押し出し処理（ステップＳ８）において、置換液として、水を含む第１処理液（ここでは純水）を採用している。つまり、溶解度の大きいＩＰＡではなく、溶解度の小さい純水を採用している。この押し出し処理によれば、混合部３２４および混合管３２３の内部は、溶解度の小さい純水で満たされる。

この状態で、混合液供給部３０が純水およびＩＰＡを混合部３２４に供給すると、混合液が混合部３２４および混合管３２３の内部の純水を押し出してノズル３１から吐出させる。このとき、混合液と純水との界面でも気泡が生じ得るものの、純水の溶解度は小さいので、比較的に気泡は生じにくい。

他方、押し出し処理（ステップＳ８）において、置換液としてＩＰＡを採用することも可能である。この場合でも、混合部３２４および混合管３２３の内部の混合液を置換液（ＩＰＡ）に置換できるので、気泡の発生を抑制できる。

しかしながら、この状態で、混合液供給部３０が純水およびＩＰＡを混合部３２４に供給すると、混合液が混合部３２４および混合管３２３の内部のＩＰＡを押し出してノズル３１から吐出させる。このとき、混合液は、溶解度の高いＩＰＡを押し出すので、混合液とＩＰＡとの界面で気泡が発生する可能性がある。

したがって、気泡の発生を低減するという観点では、押し出し処理（ステップＳ８）において、置換液として第１処理液（ここでは純水）を採用することが望ましい。これにより、上記の気泡の発生を抑制できる。

＜流量＞
さて、液滴処理の後の混合部３２４および混合管３２３の内部では、混合液が存在しているので、気泡が生じ得る。そして、押し出し処理では、置換液（ここでは純水）が混合液を押し出してノズル３１から吐出させる。このとき、混合液中の気泡も混合液および純水の流れにしたがって移動して、ノズル３１から吐出される。しかしながら、一部の気泡が残留する可能性もある。

そこで、押し出し処理における置換液の流量を高く設定するとよい。図１１は、ノズル３１からの吐出流量の一例を示すグラフである。図１１に例示されるように、押し出し処理（ステップＳ８）における置換液の流量は、液滴処理（ステップＳ５）における混合液の流量よりも高く設定されてもよい。置換液の流量は混合液の流量の例えば２倍以上、例えば、２５０ｍＬ／分程度に設定される。

このように押し出し処理における置換液の流量が高く設定されることにより、押し出し処理において当該気泡に作用する力が大きくなり、当該気泡をノズル３１側へと移動させやすくなる。よって、当該気泡をより適切に排出することができる。

＜供給バルブの開閉＞
押し出し処理において、混合管３２３に設けられた供給バルブ３２３１の開閉を繰り返し切り替えてもよい。図１２は、供給バルブ３２３１の開閉の一例を示すタイミングチャートである。図１２の例では、液滴処理（ステップＳ５）において、供給バルブ３２３１が比較的長期間に亘って開状態を維持するのに対して、押し出し処理（ステップＳ８）において、供給バルブ３２３１は開閉を繰り返し切り替える。

この開閉の切り替えによって、供給バルブ３２３１は振動する。この振動は、混合管３２３から混合部３２４およびノズル３１にも伝達する。よって、これらの内部に気泡が生じていた場合、当該振動が気泡にも作用し、各内部において当該振動に応じて気泡が移動する。よって、気泡が各内部の段差（例えば継手等の段差）で静止していたとしても、当該気泡が振動によって当該段差から移動し、置換液の流れに乗ってノズル３１から排出される。したがって、気泡をより適切にノズル３１から排出することができる。

なお、押し出し処理において、第１供給管３２１に設けられた供給バルブ３２１１は開閉を繰り返し切り替えることなく開状態を維持してもよい。あるいは、供給バルブ３２１１の開閉を繰り返し切り替えてもよい。

＜押し出し処理のタイミング＞
図１０を参照して、押し出し処理（ステップＳ８）は、液滴処理（ステップＳ５）の終了から次の液滴処理（ステップＳ５）の開始までに実行されればよい。つまり、押し出し処理（ステップＳ８）は、液滴待機時間Ｔ１が経過するまでに実行されればよい。

例えば、押し出し処理（ステップＳ８）は、次の基板Ｗ（例えば基板Ｗ３）に対する基板処理中に実行してもよい。例えば、図１０の二点鎖線で示されるように、押し出し処理（ステップＳ８）を、次の基板Ｗ３に対する薬液処理（ステップＳ３）と並行して行ってもよい。この場合でも、押し出し処理（ステップＳ８）により気泡を排出できるので、基板Ｗ３に対する液滴処理（ステップＳ５）を適切に行うことができる。

ただし、液滴待機時間Ｔ１において、時間の経過とともに気泡の量が増加するので、遅いタイミングで押し出し処理を行うと、気泡の排出がやや困難となり得る。よって、より早いタイミングで押し出し処理を行うことが望ましい。例えば、押し出し処理を、次の基板Ｗ３の搬入（ステップＳ１）までに開始することが望ましい。

例えば、基板Ｗ２が処理ユニット１０から搬出された後、次の基板Ｗ３が処理ユニット１０に搬入されるまでのアイドル期間において、押し出し処理（ステップＳ８）が実行されてもよい。図１０の例では、この押し出し処理（ステップＳ８）を、基板Ｗ２の搬出（ステップＳ７）と、次の基板Ｗ３の搬入（ステップＳ１）との間における二点鎖線のブロックで示している。これによれば、より早いタイミングで押し出し処理（ステップＳ８）を行うので、気泡がより少ない状態で押し出し処理（ステップＳ８）を行うことができる。よって、押し出し処理において、気泡をより適切に排出することができる。

さらに望ましくは、基板Ｗ２に対する乾燥処理（ステップＳ６）の終了までに、押し出し処理（ステップＳ８）を開始するとよい。これによれば、さらに早いタイミングで押し出し処理（ステップＳ８）を行うことになるので、気泡をさらに適切に排出することができる。

なお、上述の押し出し処理の実行タイミングの説明では、基準時間Ｔｒｅｆが示された図１０を参照しているが、押し出し処理の開始トリガとして基準時間Ｔｒｅｆを採用することは必須ではない。押し出し処理を液滴処理の終了後に常に行う場合であっても、押し出し処理は次の液滴処理の開始までに行えばよい。もちろん、気泡の排出を容易にするという意味で、上述のように、押し出し処理をより早いタイミングで行うことが望ましい。

＜混合管の容量＞
混合管３２３の容量が大きくなるにつれて、混合管３２３の内部の混合液を置換液に置換するために必要な置換液の量が大きくなる。これにより、置換液の消費量が増加する。そこで、混合管３２３の容量は例えば２０ｍＬ以下、好ましくは１０ｍＬ以下となるように、設定されるとよい。これにより、置換液の消費量を低減させることができる。

＜基準時間の設定＞
溶解度の高いＩＰＡの濃度が高くなると、気泡の量が大きくなり得る。よって、ＩＰＡの濃度が高い場合に合わせて基準時間Ｔｒｅｆを設定すると、基準時間Ｔｒｅｆはより小さい値に設定される。この場合、液滴処理で吐出される混合液のＩＰＡ濃度が低くてもよければ、液滴待機時間Ｔ１が基準時間Ｔｒｅｆ以上であっても、次の液滴処理の開始時の気泡の量は許容量未満である可能性もある。この場合、不要な押し出し処理が実行される。

一方で、ＩＰＡ濃度が低い場合に合わせて基準時間Ｔｒｅｆを設定すると、基準時間Ｔｒｅｆはより大きい値に設定される。この場合、液滴処理で吐出される混合液のＩＰＡ濃度が高くなれば、液滴待機時間Ｔ１が基準時間Ｔｒｅｆ未満であっても、次の液滴処理の開始時の気泡の量が許容量を超える可能性もある。この場合、次の液滴処理において不具合が発生する。

そこで、制御部９０は、基準時間Ｔｒｅｆを、液滴処理における混合液のＩＰＡ濃度が高いほど短く設定してもよい。例えば、基準時間Ｔｒｅｆは、ＩＰＡの濃度の増加に対して階段状に短く設定されてもよく、あるいは、単調減少（例えば比例）に短く設定されてもよい。基準時間ＴｒｅｆとＩＰＡの濃度との関係は、例えばテーブルまたは数式等で設定されてもよい。

ＩＰＡの濃度の情報は基板の処理を規定する手順情報等に含まれる。制御部９０は液滴処理に用いられる混合液におけるＩＰＡの濃度の情報を手順情報から読み取り、当該ＩＰＡの濃度と上記関係とに基づいて、基準時間Ｔｒｅｆを設定する。

これによれば、不要な押し出し処理の実行を抑制しつつ、次の液滴処理における不具合の発生を抑制することができる。

＜配管系＞
混合部３２４および混合管３２３は、その内部における段差または曲がり角が少なくなるように、設計されるとよい。これによれば、気泡が段差または曲がり角に引っかかることを抑制でき、気泡の排出を容易にすることができる。

＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、液滴待機時間Ｔ１に基づいて押し出し処理の要否を判断した。具体的には、液滴待機時間Ｔ１が、予め設定された基準時間Ｔｒｅｆ以上であるときに、押し出し処理が必要であると判断した。ところで、気泡の発生量にはばらつきがあるので、次の液滴処理における不具合をより確実に避けるためには、基準時間Ｔｒｅｆを少し短く設定することが望ましい。しかしながら、このように基準時間Ｔｒｅｆを短く設定すれば、気泡の発生量が小さい場合でも、押し出し処理が行われる場合がある。このような不要な押し出し処理は望ましくない。

そこで、第２の実施の形態では、混合管３２３の内部に気泡が生じているかどうかをモニタし、その結果に基づいて押し出し処理の要否を判断する。以下、第２の実施の形態について述べる。

第２の実施の形態にかかる基板処理装置１００は第１の実施の形態と同様である。ただし、第２の実施の形態では、処理ユニット１０の内部構成が相違する。図１３は、第２の実施の形態にかかる処理ユニット１０の構成の一例を概略的に示す図である。第２の実施の形態にかかる処理ユニット１０は、気泡検出部６０の有無という点で、第１の実施の形態にかかる処理ユニット１０と相違する。

気泡検出部６０は、混合管３２３の内部の混合液中に生じる気泡を検出する。例えば、気泡検出部６０は光学的に当該気泡を検出する。より具体的な一例として、気泡検出部６０はカメラ６１を含む。カメラ６１は、例えば固体撮像素子の一つであるＣＣＤ（Charge Coupled Device）と、レンズなどの光学系とを含む。

カメラ６１は、少なくともノズル３１が待避位置で停止した状態での混合管３２３が撮像領域に含まれるように、配置される。撮像領域には、混合管３２３の全てが含まれる必要はなく、混合管３２３の長手方向の一部が含まれていればよい。カメラ６１は当該撮像領域を撮像して、撮像画像データを取得する。カメラ６１は撮像画像データを制御部９０に出力する。

混合管３２３は透明な部材によって構成される。よって、混合管３２３の内部の混合液の状態が外部から視認可能である。したがって、カメラ６１によって取得される撮像画像データには、混合管３２３の内部の混合液が写っている。

制御部９０は当該撮像画像データを解析して、混合管３２３の内部の気泡を検出する。画像処理のアルゴリズムは特に制限されないが、簡単な一例を概説する。例えば、気泡が生じていない状態でカメラ６１によって取得された撮像画像データを、参照画像データとして記憶媒体９３に予め記憶しておく。なお、撮像画像データのうち、混合管３２３を含む領域のみを切り出し、当該領域を参照画像データとして記憶媒体９３に予め記憶させてもよい。以下では、当該領域が参照画像データとして記憶されるものとする。

制御部９０は、液滴待機時間Ｔ１においてカメラ６１によって取得された撮像画像データと、参照画像データとの比較に基づいて、気泡を検出する。例えば、制御部９０は、撮像画像データのうち混合管３２３を含む領域を切り出し、当該領域と参照画像データとの差異を示す指標（例えば各画素の差の絶対値の総和）を算出する。制御部９０は、当該指標が基準値よりも大きいときに、許容できない程度の気泡が生じていると判断する。

なお、この例では、制御部９０による画像解析機能およびカメラ６１が気泡検出部６０を構成しているといえる。もちろん、制御部９０とは別の制御部が当該画像解析機能を有し、当該別の制御部およびカメラ６１が気泡検出部６０を構成してもよい。

また、気泡検出部６０は、必ずしもカメラ６１を含む必要はない。例えば、気泡検出部６０は、不図示の発光器および受光器を含んでいてもよい。発光器は混合管３２３の長手方向の一部に対して光を照射する。受光器は混合管３２３の当該一部に対して発光器とは反対側に設けられ、混合管３２３を透過した光を受光する。受光器が受光した光の光量は、混合管３２３の内部の気泡の量に応じて変動するので、当該光の光量に基づいて、気泡の発生を検出することができる。

＜基板処理＞
処理ユニット１０による基板処理に関する動作の一例は、第１の実施の形態と同様であり、例えば図７のフローチャートと同様である。ただし、第２の実施の形態では、混合管３２３の内部において、気泡検出部６０が、許容できない程度の気泡を検出したときに、押し出し処理が実行される。

＜押し出し処理＞
図１４は、処理ユニット１０の動作の一例を示すフローチャートである。この一連の処理は、繰り返し実行される。例えば、制御部９０は液滴処理（ステップＳ５）が終了したか否かを判断する（ステップＳ２１）。液滴処理が未だ終了していないときには、制御部９０は再びステップＳ２１を実行する。

液滴処理が終了しているときには、気泡検出部６０は気泡の検出動作を開始する（ステップＳ２２：検出工程）。具体的な一例として、カメラ６１が撮像領域を所定時間ごとに撮像して順次に撮像画像データを取得し、当該撮像画像データを制御部９０に出力する。制御部９０は当該撮像画像データを解析して、気泡の量が許容量以上であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。当該許容量は、次の液滴処理において不具合が生じない程度の値であって、予め設定される。

気泡の量が許容量未満であるときには、制御部９０は、次の基板Ｗに対する液滴処理が開始されたか否かを判断する（ステップＳ２５）。液滴処理が開始された場合には、この一連の処理を終了する。つまり、図１４の例では、液滴処理を実行している期間では、気泡の検出動作を行わない。逆に言えば、気泡の検出動作は液滴待機時間Ｔ１において行われる。これにより、不要な処理の実行を抑制することができる。

液滴処理が未だ開始しない場合には、制御部９０は、次に取得された撮像画像データについて、再びステップＳ２３の判断を行う。つまり、制御部９０は次の撮像画像データを解析し、当該撮像画像データについて、気泡の量が許容量以上であるか否かを判断する。

気泡の量が許容量以上であるときには、混合液供給部３０は押し出し処理を実行する（ステップＳ２４）。この押し出し処理は、次の液滴処理を開始する前に実行される。つまり、押し出し処理は液滴待機時間Ｔ１において実行される。押し出し処理の実行により、混合部３２４および混合管３２３の内部の混合液および気泡が置換液（ここでは純水）によって押し出されてノズル３１から吐出される。これにより、混合部３２４および混合管３２３の内部の混合液が純水に置換される。よって、以後の気泡の発生を抑制できる。次に、制御部９０はステップＳ２５を実行する。

以上のように、第２の実施の形態では、混合液供給部３０は、気泡検出部６０の検出結果に応じて、押し出し処理を実行する。これによれば、実際に許容量を超える気泡が検出されたときに押し出し処理が行われる。この押し出し処理が行われることにより、次の液滴処理における不具合の発生を抑制することができる。また、許容量を超える気泡が検出されないときには、押し出し処理が実行されない。よって、不要な押し出し処理の実行も抑制することができる。

以上のように、基板処理方法および基板処理装置１００は詳細に説明されたが、上記の説明は、全ての局面において、例示であって、この基板処理装置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、この開示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。上記各実施の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。

例えば、上述の例では、ノズル３１は二流体ノズルであるものの、一流体ノズルであってもよい。この場合、ノズル３１は、水を含む第１処理液とＩＰＡとの混合液を、液柱状に吐出する。この場合でも、ノズル３１が混合液の吐出を停止すると、混合部３２４および混合管３２３の内部において、時間の経過とともに気泡の量が増大し得る。この状態で、ノズル３１が再び混合液を吐出すると、当該気泡により、ノズル３１からの混合液が飛び散ったり、あるいは、気泡が吐出された瞬間の混合液の流量が少なくなって、基板Ｗの上面の一部で混合液に覆われない領域が生じたりする。このような不具合は好ましくなく、気泡の発生の抑制が望まれる。

そこで、ノズル３１が一流体ノズルであっても、処理ユニット１０は第１または第２の実施の形態のように、液滴待機時間Ｔ１において押し出し処理を行う。これにより、気泡に起因した不具合の発生を抑制することができる。

また、上述の例では、ノズル３１は、鉛直方向に沿った吐出方向（中心軸Ｌ）に混合液を吐出するものの、必ずしもこれに限らない。ノズル３１は、鉛直方向に対して傾斜した吐出方向（中心軸Ｌ）に混合液を噴出してもよい。

また、第１の実施の形態の具体例では、制御部９０は液滴待機時間Ｔ１を手順情報から読み出し、液滴待機時間Ｔ１が基準時間Ｔｒｅｆ以上であるときに、押し出し処理が必要であると判断している。しかしながら、押し出し工程の要否判断は必ずしもこれに限らない。例えば、制御部９０は、液滴処理（ステップＳ５）が終了してからの経過時間を測定し、当該経過時間が基準時間Ｔｒｅｆ以上になったときに、押し出し工程が必要であると判断してもよい。経過時間は例えば不図示のタイマ回路によって測定できる。

２０ 基板保持部（スピンチャック）
３０ 混合液供給部
３１ ノズル
３２１ 第１供給管
３２２ 第２供給管
３２３ 混合管
６０ 気泡検出部
９０ 制御部
１００ 基板処理装置
Ｓ１ 保持工程（ステップ）
Ｓ５ 混合液供給工程（ステップ）
Ｓ６ 乾燥工程（ステップ）
Ｓ８ 置換工程（ステップ）
Ｔｒｅｆ 基準時間
Ｗ 基板

Claims (11)

1. 基板を保持する保持工程と、
   水を含む処理液およびイソプロピルアルコールを、それぞれ第１供給管および第２供給管を通じて混合管に供給し、前記処理液および前記イソプロピルアルコールが混合された混合液を、前記混合管を通じてノズルから、前記基板に吐出して前記基板からパーティクルを除去する洗浄工程と、
   前記洗浄工程の後に、前記処理液および前記イソプロピルアルコールのいずれか一方である置換液を供給して前記混合管における前記混合液を前記置換液で押し出して前記ノズルから吐出させ、前記混合液を前記置換液に置換する置換工程と、
   前記洗浄工程の後に、前記基板を乾燥させる乾燥工程と
   を備え、
   前記置換工程は、前記洗浄工程の後、前記乾燥工程が終了するまでに開始され、前記置換工程にて、平面視において前記基板よりも外側の待避位置に前記ノズルを移動させた状態で、前記置換液を供給して前記混合液を前記置換液に置換する、基板処理方法。
2. 基板を保持する保持工程と、
   水を含む処理液およびイソプロピルアルコールを、それぞれ第１供給管および第２供給管を通じて混合管に供給し、前記処理液および前記イソプロピルアルコールが混合された混合液を、前記混合管を通じてノズルから、前記基板に吐出して前記基板からパーティクルを除去する洗浄工程と、
   前記洗浄工程の後に、前記処理液および前記イソプロピルアルコールのいずれか一方である置換液を供給して前記混合管における前記混合液を前記置換液で押し出して前記ノズルから吐出させ、前記混合液を前記置換液に置換する置換工程と、
   前記洗浄工程の後に、前記基板を乾燥させる乾燥工程と
   を備え、
   前記置換工程は、前記洗浄工程の後、前記乾燥工程が終了するまでに開始され、
   前記置換液は、前記処理液である、基板処理方法。
3. 基板を保持する保持工程と、
   水を含む処理液およびイソプロピルアルコールを、それぞれ第１供給管および第２供給管を通じて混合管に供給し、前記処理液および前記イソプロピルアルコールが混合された混合液を、前記混合管を通じてノズルから、前記基板に吐出する混合液供給工程と、
   前記混合液供給工程の後に、前記処理液および前記イソプロピルアルコールのいずれか一方である置換液を供給して前記混合管における前記混合液を前記置換液で押し出して前記ノズルから吐出させ、前記混合液を前記置換液に置換する置換工程と、
   を備え、
   前記置換工程では、前記混合液供給工程の後、基準時間内に前記混合液が供給されないときに、前記置換液を供給して前記混合管における前記混合液を前記置換液に置換し、
   前記基準時間は、前記混合液における前記イソプロピルアルコールの濃度が高いほど、短く設定される、基板処理方法。
4. 請求項１または請求項２に記載の基板処理方法であって、
   前記混合管における気泡を気泡検出部で検出する検出工程をさらに備え、
   前記置換工程では、前記気泡検出部によって検出された気泡の量が許容量よりも大きいときに、前記置換液を供給して、前記混合管における前記混合液を前記置換液に置換する、基板処理方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
   前記混合液は、前記処理液と前記イソプロピルアルコールとを混合することにより生じた気泡を含んでいる、基板処理方法。
6. 基板を保持する保持工程と、
   水を含む処理液およびイソプロピルアルコールを、それぞれ第１供給管および第２供給管を通じて混合管に供給し、前記処理液および前記イソプロピルアルコールが混合された混合液を、前記混合管を通じてノズルから、前記基板に吐出して前記基板からパーティクルを除去する洗浄工程と、
   前記洗浄工程の後に、前記処理液および前記イソプロピルアルコールのいずれか一方である置換液を供給して前記混合管における前記混合液を前記置換液で押し出して前記ノズルから吐出させ、前記混合液を前記置換液に置換する置換工程と
   を備え、
   前記置換工程において、前記置換液の供給および停止を繰り返して、前記混合液を前記置換液に置換する、基板処理方法。
7. 請求項１、請求項２、請求項４および請求項６のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
   前記置換工程において、前記洗浄工程における前記混合液の流量よりも大きい流量で前記置換液を供給する、基板処理方法。
8. 基板を保持する基板保持部と、
   ノズルと、水を含む処理液が供給される第１供給管と、イソプロピルアルコールが供給される第２供給管と、前記第１供給管から供給された前記処理液と、前記第２供給管から供給された前記イソプロピルアルコールとの混合液を前記ノズルに供給する混合管とを含む混合液供給部と、
   前記ノズルを移動させるノズル駆動部と、
   前記ノズルから前記混合液を吐出させて前記基板からパーティクルを除去した後に、前記処理液および前記イソプロピルアルコールのいずれか一方である置換液を前記混合管に供給して、前記混合管における前記混合液を前記置換液で押し出して前記ノズルから吐出させ、前記混合液を前記置換液で置換するように、前記混合液供給部を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記パーティクルを除去した後に前記基板を乾燥させる乾燥処理を行い、前記置換液による置換を、前記混合液供給部による前記混合液の供給の後、前記乾燥処理が終了するまでに開始し、前記置換にて、平面視において前記基板よりも外側の待避位置に前記ノズルを移動させた状態で、前記置換液を供給して前記混合液を前記置換液に置換するように前記ノズル駆動部および前記混合液供給部を制御する、基板処理装置。
9. 基板を保持する基板保持部と、
   ノズルと、水を含む処理液が供給される第１供給管と、イソプロピルアルコールが供給される第２供給管と、前記第１供給管から供給された前記処理液と、前記第２供給管から供給された前記イソプロピルアルコールとの混合液を前記ノズルに供給する混合管とを含む混合液供給部と、
   前記ノズルから前記混合液を吐出させて前記基板からパーティクルを除去した後に、前記処理液および前記イソプロピルアルコールのいずれか一方である置換液を前記混合管に供給して、前記混合管における前記混合液を前記置換液で押し出して前記ノズルから吐出させ、前記混合液を前記置換液で置換するように、前記混合液供給部を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記パーティクルを除去した後に前記基板を乾燥させる乾燥処理を行い、前記置換液による置換を、前記混合液供給部による前記混合液の供給の後、前記乾燥処理が終了するまでに開始するように前記混合液供給部を制御し、
   前記置換液は、前記処理液である、基板処理装置。
10. 基板を保持する基板保持部と、
    ノズルと、水を含む処理液が供給される第１供給管と、イソプロピルアルコールが供給される第２供給管と、前記第１供給管から供給された前記処理液と、前記第２供給管から供給された前記イソプロピルアルコールとの混合液を前記ノズルに供給する混合管とを含む混合液供給部と、
    前記ノズルからの前記混合液の吐出が終了してから、前記処理液および前記イソプロピルアルコールのいずれか一方である置換液を前記混合管に供給して、前記混合管における前記混合液を前記置換液で押し出して前記ノズルから吐出させ、前記混合液を前記置換液で置換するように、前記混合液供給部を制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、前記混合液供給部による前記混合液の供給の後、基準時間内に前記混合液が供給されないときに、前記置換液を供給して前記混合管における前記混合液を前記置換液に置換するように前記混合液供給部を制御し、
    前記基準時間は、前記混合液における前記イソプロピルアルコールの濃度が高いほど、短く設定される、基板処理装置。
11. 基板を保持する基板保持部と、
    ノズルと、水を含む処理液が供給される第１供給管と、イソプロピルアルコールが供給される第２供給管と、前記第１供給管から供給された前記処理液と、前記第２供給管から供給された前記イソプロピルアルコールとの混合液を前記ノズルに供給する混合管とを
    含む混合液供給部と、
    前記ノズルから前記混合液を吐出させて、前記基板からパーティクルを除去した後に、前記処理液および前記イソプロピルアルコールのいずれか一方である置換液を前記混合管に供給して、前記混合管における前記混合液を前記置換液で押し出して前記ノズルから吐出させ、前記混合液を前記置換液で置換するように、前記混合液供給部を制御する制御部と
    を備え、
    制御部は、前記パーティクルを除去した後に、前記置換液の供給および停止を繰り返して、前記混合液を前記置換液に置換するように前記混合液供給部を制御する、基板処理装置。

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