(57)【要約】【課題】基板表面の微細パターンへの表面張力の影響を低減しながら基板表面を乾燥する。【解決手段】水平に保持された基板の上面に有機溶剤を供給して、基板上面全域を覆う有機溶剤の液膜が形成される（Ｔ１，Ｔ２）。基板を加熱して基板の上面に接する有機溶剤を蒸発させて、基板の上面と有機溶剤液膜との間に気相層が形成される（Ｔ３）。気相層が形成された後、基板上の液膜に小流量で不活性ガスを吹き付けて、液膜に穴が開けられる（Ｔ４）。大流量で液膜の穴内の領域に不活性ガスを吹き付けて、気相層上で液膜が移動させられる（Ｔ５）。ガード位置を変更することにより、基板外周部の気流の方向を変更して、基板外周部の液膜が排除される（Ｔ６）。【選択図】図９
2020080432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平に保持された基板の上面に処理液を供給して前記基板の上面全域を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
基板加熱手段によって前記基板を加熱して前記基板の上面に接する処理液を蒸発させ、前記基板の上面と前記処理液との間に気相層を形成し、前記気相層上に前記液膜を保持する気相層形成工程と、
前記気相層が形成された後、前記基板の上面の前記液膜に気体を吹き付けて処理液を部分的に排除することによって前記液膜に穴を開け、さらに前記穴を基板の外周に向かって広げ、前記気相層上で前記液膜を移動させることにより、前記液膜を構成する処理液を前記基板外に排除する気体排除工程と、
前記基板の外周部付近において当該基板の外方に向かって流れる気流の方向を第１方向から当該第１方向よりも下方に向かう第２方向に変更することによって、前記基板の外周部における前記液膜の移動を促進して、前記液膜の前記基板外への排除を促す気流方向変更工程とを含み、
前記気体排除工程が、前記気体の流量を増加する気体流量増加工程を含み、
前記気流方向変更工程が、前記気体流量増加工程と並行して実行される、基板処理方法。
【請求項２】
水平に保持された基板の上面に処理液を供給して前記基板の上面全域を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
基板加熱手段によって前記基板を加熱して前記基板の上面に接する処理液を蒸発させ、前記基板の上面と前記処理液との間に気相層を形成し、前記気相層上に前記液膜を保持する気相層形成工程と、
前記気相層が形成された後、前記基板の上面の前記液膜に気体を吹き付けて処理液を部分的に排除することによって前記液膜に穴を開け、さらに前記穴を基板の外周に向かって広げ、前記気相層上で前記液膜を移動させることにより、前記液膜を構成する処理液を前記基板外に排除する気体排除工程と、
前記基板の外周部付近において当該基板の外方に向かって流れる気流の方向を第１方向から当該第１方向よりも下方に向かう第２方向に変更することによって、前記基板の外周部における前記液膜の移動を促進して、前記液膜の前記基板外への排除を促す気流方向変更工程とを含み、
前記気体排除工程が、前記気体の流量を増加する気体流量増加工程を含み、
前記気流方向変更工程が、前記気体流量増加工程の開始よりも後に開始される、基板処理方法。
【請求項３】
前記第２方向が、水平方向よりも下方に向かう成分を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記基板加熱手段が、基板の下面に接離可能に配置された加熱面を有するヒータユニットを含み、
前記気相層形成工程が、前記ヒータユニットの加熱面を前記基板の下面に接触させる加熱面接触工程を含み、かつ前記加熱面接触工程が、前記基板の表面から前記処理液の液膜が排除されるまで継続される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記気流方向変更工程が、前記処理液の液膜の穴開けよりも後に実行される、請求項１
〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記気体排除工程が、
前記気体を吐出するノズルを基板の上面に接近させた接近位置に配置して前記ノズルから前記気体を吐出することにより前記液膜に穴を開ける工程と、
前記ノズルを前記接近位置よりも上方の気体排除位置に配置して前記ノズルから前記気体を吐出することにより前記穴を広げる工程とを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理する基板処理方法に関する。処理対象の基板の例は、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、太陽電池用基板を含む。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、高アスペクト比の微細パターンが形成された基板を洗浄する基板処理方法および基板処理装置に関する一つの先行技術を開示している。この先行技術では、リンス液によるリンス処理の後、基板上のリンス液が有機溶剤に置換される。さらに、基板を水平に保持して回転する一方で、ヒータを基板下面に接近させて基板を加熱し、基板に接触する有機溶剤を蒸発させて、気相層が形成される。この気相層の上に有機溶剤の液膜が保持される。その状態から、気相層上で有機溶剤液膜を移動させて、基板上から有機溶剤が排除される。
【０００３】
このように、この先行技術では、基板上のリンス液が、より表面張力の小さい有機溶剤に置換される。さらに有機溶剤の液膜が気相層で支えられることによって、有機溶剤の液面が微細パターンよりも上方に持ち上げられ、有機溶剤の表面張力が微細パターンに作用しなくなる。その状態で有機溶剤が基板外に排出される。こうして、リンス液または有機溶剤の表面張力に起因する微細パターンの倒壊を抑制または防止しながら、基板が乾燥される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１１２６５２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、この先行技術では、基板の加熱過程で基板を回転させているので、基板とヒータとの間に間隔を確保せざるを得ず、それによって、加熱に時間がかかる。したがって、加熱開始から気液界面（気相層と液膜との界面）が微細パターン外にまで浮上するまでに長時間を要する。したがって、気液界面から微細パターンに対して長い時間に亘って表面張力が作用するので、パターン倒壊が生じるおそれがある。むろん、長時間の加熱を要するために、生産性の向上が制限される。
【０００６】
この問題は、基板を加熱する際に基板の下面にヒータを接触させれば解決できるが、接触状態では基板を回転させることができない。回転を停止すれば、液膜の排除に遠心力を利用することができないので、基板の外周部で液膜の移動が停止するおそれがある。停止した液膜を構成する有機溶剤は蒸発によって失われるので、ランダムな位置で液膜が部分的に消滅して液割れが生じるおそれがある。それに伴って、液膜の挙動が不安定になり、微細パターンの倒壊が生じるおそれがある。
【０００７】
基板の回転を停止する一方で、基板表面に大流量の不活性ガスを吹き付けて基板外周部の液膜を払い落とすことが考えられるかもしれない。しかし、大流量の不活性ガスの吹き付けによって基板および液膜の温度が低下し、気相層が失われるおそれがある。そうすると、有機溶剤の液体が微細パターン内に入り込み、表面張力が微細パターンに作用して、パターン倒壊に至るおそれがある。
【０００８】
液膜が外周部まで移動した時点でヒータを基板から離して回転し、遠心力によって液膜の移動を促すことも考えられる。しかし、ヒータが基板から離れることで液膜の温度が低下し、気相層が失われるおそれがある。しかも、基板の回転によって基板および液膜が周囲の雰囲気に対して相対移動するので、基板および液膜の熱が雰囲気に奪われて温度低下が生じ、気相層を失う原因になる。よって、有機溶剤の液体が微細パターンに入り込み、表面張力が微細パターンに作用して、パターン倒壊に至るおそれがある。
【０００９】
そこで、この発明の一実施形態は、基板表面の微細パターンへの表面張力の影響を低減しながら基板表面を乾燥できる基板処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の一実施形態は、水平に保持された基板の上面に処理液を供給して前記基板の上面全域を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、基板加熱手段によって前記基板を加熱して前記基板の上面に接する処理液を蒸発させ、前記基板の上面と前記処理液との間に気相層を形成し、前記気相層上に前記液膜を保持する気相層形成工程と、前記気相層が形成された後、前記基板の上面の前記液膜に気体を吹き付けて処理液を部分的に排除することによって前記液膜に穴を開け、さらに前記穴を基板の外周に向かって広げ、前記気相層上で前記液膜を移動させることにより、前記液膜を構成する処理液を前記基板外に排除する気体排除工程と、前記基板の外周部付近において当該基板の外方に向かって流れる気流の方向を第１方向から当該第１方向よりも下方に向かう第２方向に変更することによって、前記基板の外周部における前記液膜の移動を促進して、前記液膜の前記基板外への排除を促す気流方向変更工程とを含む、基板処理方法を提供する。「気流の方向」とは、具体的には、基板の外周部付近における気流の主要な流れ方向（平均流れ方向）をいう。
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法は、さらに、水平に保持された基板を回転させる基板回転工程を含む。この場合に、前記気流方向変更工程は、前記基板回転工程を終了して前記基板の回転が停止した状態で実行されることが好ましい。
【００１１】
この方法によれば、基板が加熱されることによって、基板の上面に接する処理液が蒸発してできる気相層が形成され、その気相層の上に処理液の液膜が保持される。すなわち、処理液の液膜は、基板の上面から浮上した状態で保持される。その状態で、液膜に気体を吹き付けて穴開けし、その穴を基板の外周に向かって広げることにより、液膜を浮上状態で移動させて基板外へと排出される。これにより、処理液が基板上の微細なパターンに及ぼす表面張力を抑制できるので、パターンの倒壊を抑制または防止できる。一方、基板の外周部付近において基板の外方に向かう気流の方向が、第１方向からそれよりも下方に向かう第２方向へと変更される。この第２方向へと向きが変えられた気流は、液膜に作用してその移動を促進する。それにより、液膜が基板の外周部に滞留することを抑制または防止でき、液膜の移動が基板上で停止することを抑制しながら、液膜を基板外へとスムーズに排出できる。それにより、基板表面のパターンの倒壊を一層確実に抑制または防止できる。
【００１２】
気相層上に保持された液膜が基板外に排出されるまで、基板は非回転状態に保持されることが好ましい。それにより、液膜と雰囲気との間の熱交換に起因して液膜または基板の温度が低下することを抑制できるので、気相層の消失を回避しながら、液膜を基板外に排出できる。それにより、パターン倒壊を一層確実に回避できる。また、基板を非回転状態に保持することにより、基板加熱手段を基板に接触させた状態で基板を効率的に加熱でき、かつその接触状態での加熱を液膜全体が基板外に排除されるまで継続できる。それにより、液膜全体が排除されるまで基板上に気相層を保持しておくことが容易になり、それに応じて、パターン倒壊をより確実に回避できる。
【００１３】
この発明の一実施形態では、前記第２方向が、水平方向よりも下方に向かう成分を含む。これにより、第２方向の気流は、基板上の液膜を基板外に引きずり下ろすように作用する。それにより、液膜が基板の外周部で停滞することをより確実に抑制または回避でき、それに応じてパターン倒壊を抑制できる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記基板を回転させる基板回転工程と、前記基板回転工程によって回転される基板の側方に、前記基板から外方に排除される処理液を受けるガードを配置するガード側方配置工程と、前記ガードの内方を排気する排気工程とを含み、前記気流方向変更工程が、前記基板回転工程を終了して基板の回転が停止した状態で、前記排気工程を継続しながら、前記ガードを基板に対して相対的に上下動させるガード相対位置変更工程を含む。
【００１４】
ガード相対位置変更工程は、ガードおよび基板の少なくとも一方を上下動させることにより、ガードと基板との相対高さを変更する工程である。
このように、処理液を受けるためのガードの位置を変更することによって、基板の外周部付近の気流の方向を変更できる。したがって、気流の方向を変更するための専用の部品を設ける必要がない。しかも、回転する基板から排除される処理液を受けるためのガードは、基板の周端面の全体に対向しているので、ガードを上下動させることにより、基板の周囲の全周に渡って気流の方向を同様に変更できる。それにより、基板の外周部での処理液の停滞をより一層確実に抑制または回避できる。
【００１５】
この発明の一実施形態では、前記ガード相対位置変更工程が、ガードの上端高さを基板の高さ以下の高さまで下げるガード下降工程を含む。
これにより、基板の周端面から下方へと向かう気流を形成できるので、液膜を基板の上面から引きずり下ろすことができる。それにより、気流および重力を利用して、基板の外周部に液膜が停滞することを一層効果的に回避できる。
【００１６】
この発明の一実施形態では、前記基板加熱手段が、基板の下面に接離可能に配置された加熱面を有するヒータユニットを含み、前記気相層形成工程が、前記ヒータユニットの加熱面を前記基板の下面に接触させる加熱面接触工程を含み、かつ前記加熱面接触工程が、前記基板の表面から前記処理液の液膜が排除されるまで継続される。
これにより、処理液の液膜が排除されるまでヒータユニットの加熱面が基板の下面に接触しているので、処理液の液膜全部が排除されるまで、基板の上面の気相層を維持できる。したがって、処理液の表面張力が基板上のパターンに作用することを確実に抑制または防止できる。しかも、加熱面を基板に接触させて加熱するので、基板の温度を速やかに上昇させることができ、それに応じて、気相層を基板上に速やかに形成できる。これにより、処理液の気液界面がパターンに接している時間を短くできるので、パターンの倒壊を一層抑制できる。そのうえ、加熱時間を短縮できるので、生産性を向上できる。
【００１７】
この発明の一実施形態では、前記気体排除工程が、前記気体の流量を増加する気体流量増加工程を含む。これにより、基板上の液膜の移動停止をより確実に抑制しながら、液膜を移動させることができる。
この発明の一実施形態では、前記気流方向変更工程が、前記気体流量増加工程と並行して実行される。これにより、基板上の液膜の移動停止を一層確実に抑制できる。
【００１８】
この発明の一実施形態では、前記気流方向変更工程が、前記気体流量増加工程の開始よりも後に開始される。これにより、処理液が概ね排除されて基板の外周部にまで穴が広げられた状態で、気流の方向が変更し、外周部に残る液膜に対して、方向が変えられた気流が効果的に作用する。それにより、処理液の移動停止をより確実に抑制できる。
この発明の一実施形態では、前記気流方向変更工程が、前記処理液の液膜の穴開けよりも後に実行される。これにより、気流が液膜に作用する力によって液膜が分裂することを回避でき、気流によって穴を拡大しながら液膜を排除できる。それにより、液膜の分裂を回避しながら、液膜の移動停止を確実に抑制できる。
【００１９】
この発明の一実施形態では、前記気体排除工程が、前記気体を吐出するノズルを基板の上面に接近させた接近位置に配置して前記ノズルから前記気体を吐出することにより前記液膜に穴を開ける工程と、前記ノズルを前記接近位置よりも上方の気体排除位置に配置して前記ノズルから前記気体を吐出することにより前記穴を広げる工程とを含む。
【００２０】
これにより、基板に接近した位置で気体を吐出することにより、小流量の気体で液膜に穴を開けることができる。これにより、穴開け工程において気相層が失われることを回避できる。その一方で、穴を広げるときには、基板から離れた気体排除位置から気体が吐出される。それにより、気体の流量を多くしても気相層が失われることを抑制できるので、気相層上での液膜の移動を気体によって補助できる。
【００２１】
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法は、前記気体排除工程の完了後に、水平に保持された前記基板を高速回転させるスピンドライ工程をさらに含み、前記気流方向変更工程は、前記スピンドライ工程の開始よりも前に実行される。
この発明は、さらに、基板を水平に保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板の上面に処理液を供給する処理液供給手段と、前記基板保持手段に保持された基板を加熱する基板加熱手段と、前記基板保持手段に保持された基板に向けて気体を吹き付ける気体供給手段と、前記基板保持手段に保持された基板の外周部付近において当該基板の外方に向かって流れる気流の方向を第１方向から当該第１方向よりも下方に向かう第２方向に変更する気流方向変更手段と、前記処理液供給手段、前記基板加熱手段、前記気体供給手段および前記気流方向変更手段を制御する制御手段とを含む、基板処理装置を提供する。前記制御手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面に前記処理液供給手段から処理液を供給することによって前記基板の上面全域を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記基板加熱手段によって基板を加熱して前記基板の上面に接する処理液を蒸発させ、前記基板の上面と前記処理液との間に気相層を形成し、前記気相層上に前記液膜を保持する気相層形成工程と、前記気相層が形成された後、前記気体供給手段から前記液膜に気体を吹き付けて処理液を部分的に排除することによって前記液膜に穴を開け、さらに前記穴を基板の外周に向かって広げ、前記気相層上で前記液膜を移動させることにより、前記液膜を構成する処理液を前記基板外に排除する気体排除工程と、前記気流方向変更手段によって前記基板の外周部付近の気流の方向を前記第１方向から前記第２方向に変更することにより、前記基板の外周部における前記液膜の移動を促進して、前記液膜の前記基板外への排除を促す気流方向変更工程とを実行するように構成されている。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置は、前記基板保持手段に保持された基板を回転させる基板回転手段をさらに含み、前記制御装置は、前記基板回転手段をさらに制御する。この場合に、前記制御装置は、前記基板保持手段に保持された基板を前記基板回転手段によって回転させる基板回転工程を実行し、前記基板回転工程を終了して前記基板の回転が停止した状態で、前記気流方向変更工程を実行することが好ましい。
【００２２】
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置は、前記基板保持手段に保持された基板を回転させる基板回転手段と、前記基板保持手段に保持された基板の側方に配置され、前記基板の回転によって基板から側方に飛び散る液を受けるガードと、前記ガードの内方を排気する排気手段とをさらに含む。そして、前記気流方向変更手段が、前記ガードを前記基板保持手段に保持された基板に対して相対的に上下動させて、前記基板と前記ガードとの相対位置を変更するガード相対位置変更手段を含む。
【００２３】
この発明の一実施形態では、前記基板加熱手段が、前記基板保持手段に保持された基板の下面に接離可能に配置された加熱面を有するヒータユニットを含み、前記制御手段が、前記気相層形成工程において、前記ヒータユニットの加熱面を前記基板の下面に接触させる加熱面接触工程を実行し、かつ前記加熱面接触工程を前記基板の表面から前記処理液の液膜が排除されるまで継続するように構成されている。
この発明の一実施形態では、前記制御手段は、前記気体排除工程の完了後に、前記基板保持手段に保持された前記基板を前記基板回転手段によって高速回転させるスピンドライ工程を実行し、前記気流方向変更工程を前記スピンドライ工程の開始よりも前に実行するように構成されている。
この発明の一実施形態では、前記制御手段は、前記気流方向変更工程を、前記処理液の液膜の穴開けよりも後に実行するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】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。
【図２】図２は、前記基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。
【図２Ａ−２Ｂ】図２Ａ〜図２Ｂは、前記処理ユニットに備えられた多重ガード機構の複数の状態を説明するための図解的な断面図である。
【図２Ｃ−２Ｄ】図２Ｃ〜図２Ｄは、前記処理ユニットに備えられた多重ガード機構の複数の状態を説明するための図解的な断面図である。
【図３】図３は、前記処理ユニットに備えられたスピンチャックおよびヒータユニットの平面図である。
【図４】図４は、前記スピンチャックに備えられたチャックピンの構造例を説明するための斜視図である。
【図５Ａ−５Ｂ】図５Ａおよび図５Ｂはチャックピンの平面図であり、図５Ａは閉状態を示し、図５Ｂは開状態を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、前記処理ユニットに備えられた第１移動ノズルの構成例を説明するための縦断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、前記第１移動ノズルの構成例を示す平面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、前記第１移動ノズルの構成例を一部切り欠いて示す側面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、前記第１移動ノズルの構成例を示す底面図である。
【図７】図７は、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８】図８は、基板処理装置による基板処理の一例を説明するための流れ図である。
【図９】図９は、有機溶剤処理（図８のＳ４）の詳細を説明するためのタイムチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、有機溶剤処理の一ステップの様子を説明するための図解的    な断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、有機溶剤処理の一ステップの様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、有機溶剤処理の一ステップの様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、有機溶剤処理の一ステップの様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、有機溶剤処理の一ステップの様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１０Ｆ】図１０Ｆはスピンベース乾燥処理（図８のＳ５）の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１１Ａ−１１Ｂ】図１１Ａは、穴開けステップにおける液膜の状態を示す平面図である。図１１Ｂは、液膜の穴が外周部まで広がった状態を示す平面図である。
【図１２Ａ−１２Ｃ】図１２Ａおよび図１２Ｂは、基板の表面における気相層の形成を説明するための図解的な断面図であり、図１２Ｃは、液膜の分裂を説明するための断面図である。
【図１３Ａ−１３Ｂ】図１３Ａおよび図１３Ｂは、この発明の他の実施形態に係る処理ユニットの構成を説明するための図解的な断面図であり、気流方向変更工程の他の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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、シリコンウエハなどの基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Ｗは、円板状の基板である。基板処理装置１は、処理液で基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２と、処理ユニット２で処理される複数枚の基板Ｗを収容するキャリヤＣが載置されるロードポートＬＰと、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットＩＲおよびＣＲと、基板処理装置１を制御する制御ユニット３とを含む。搬送ロボットＩＲは、キャリヤＣと搬送ロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。搬送ロボットＣＲは、搬送ロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。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。
【００２６】
図２は、処理ユニット２の構成例を説明するための図解的な断面図である。処理ユニット２は、一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持しながら、基板Ｗの中央部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５と、基板Ｗを下面（下方側の主面）側から加熱する基板加熱手段としてのヒータユニット６と、ヒータユニット６を基板Ｗの下方で上下動させる昇降ユニット７と、スピンチャック５を取り囲む筒状のカップ８と、基板Ｗの下面に処理流体を供給する下面ノズル９と、基板Ｗの上面（上方側の主面）にリンス液としての脱イオン水（ＤＩＷ）を供給するＤＩＷノズル１０と、基板Ｗの上方で移動可能な第１移動ノズル１１と、基板Ｗの上方で移動可能な第２移動ノズル１２とを含む。処理ユニット２は、さらに、カップ８を収容するチャンバ１３（図１参照）を含む。図示は省略するが、チャンバ１３には、基板Ｗを搬入／搬出するための搬入／搬出口が形成されており、この搬入／搬出口を開閉するシャッタユニットが備えられている。
【００２７】
スピンチャック５は、基板Ｗを保持する基板保持ユニットであり、かつ基板Ｗを回転させる基板回転ユニットである。具体的には、スピンチャック５は、チャックピン２０（チャック部材）と、スピンベース２１と、スピンベース２１の下面中央に結合された回転軸２２と、回転軸２２に回転力を与える電動モータ２３とを含む。回転軸２２は回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びており、この実施形態では中空軸である。回転軸２２の上端に、スピンベース２１が結合されている。スピンベース２１は、水平方向に沿う円盤形状を有している。スピンベース２１の上面の周縁部に、複数のチャックピン２０が周方向に間隔を空けて配置されている。複数のチャックピン２０は、基板Ｗの周端に接触して基板Ｗを把持する閉状態と、基板Ｗの周端から退避した開状態との間で開閉可能である。また、複数のチャックピン２０は、開状態において、基板Ｗの周縁部の下面に接触して、基板Ｗを下方から支持することができる。
【００２８】
チャックピン２０を開閉駆動するために、チャックピン駆動ユニット２５が備えられている。チャックピン駆動ユニット２５は、たとえば、スピンベース２１に内蔵されたリンク機構２６と、スピンベース２１外に配置された駆動源２７とを含む。駆動源２７は、たとえば、ボールねじ機構と、それに駆動力を与える電動モータとを含む。チャックピン駆動ユニット２５の具体的な構成例は、特開２００８−０３４５５３号公報などに記載がある。
【００２９】
ヒータユニット６は、スピンベース２１の上方に配置されている。ヒータユニット６の下面には、回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びる昇降軸３０が結合されている。昇降軸３０は、スピンベース２１の中央部に形成された貫通孔２４と、中空の回転軸２２とを挿通している。昇降軸３０の下端は、回転軸２２の下端よりもさらに下方にまで延びている。この昇降軸３０の下端に、昇降ユニット７が結合されている。昇降ユニット７を作動させることにより、ヒータユニット６は、スピンベース２１の上面に近い下位置から、基板Ｗの下面を支持してチャックピン２０から持ち上げる上位置までの間で上下動する。
【００３０】
昇降ユニット７は、たとえば、ボールねじ機構と、それに駆動力を与える電動モータとを含む。これにより、昇降ユニット７は、下位置および上位置の間の任意の中間位置にヒータユニット６を配置できる。たとえば、ヒータユニット６の上面である加熱面６ａを基板Ｗの下面との間に所定の間隔を開けた離隔位置に配置した状態で、加熱面６ａからの輻射熱によって基板Ｗを加熱することができる。また、ヒータユニット６で基板Ｗを持ち上げれば、加熱面６ａを基板Ｗの下面に接触させた接触状態で、加熱面６ａからの熱伝導により、基板Ｗをより大きな熱量で加熱することができる。
【００３１】
カップ８は、排気桶１７と、多重ガード機構１８とを含む。排気桶１７は、円筒状に構成されており、その側面には排気ダクト１７１が結合されている。排気ダクト１７１は、たとえば、当該基板処理装置１が配置される工場に備えられた排気設備１７２に接続される。排気桶１７の底部には、排液配管１７３が接続されている。多重ガード機構１８は、排気桶１７の内方に収容されて、独立して昇降可能な複数（この実施形態では３個）のガード１８１，１８２，１８３を含む。多重ガード機構１８は、さらに、複数のガード１８１，１８２，１８３をそれぞれ昇降させるガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６を含む。多重ガード機構１８は、さらに複数（この実施形態では２個）の環状カップ１８７，１８８を含み、これらは排気桶１７の内方に収容されている。
【００３２】
ガード１８１，１８２，１８３は、基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの周囲に飛散する処理液を受け止める。各ガード１８１は、スピンチャック５を取り囲む円筒部１９１，１９２，１９３と、各円筒部１９１，１９２，１９３の上端からスピンチャック５に接近する内方に向かって斜め上方に延びる液受け部１９４，１９５，１９６とを含む。
環状カップ１８８は、基板Ｗの回転半径方向の内側でスピンチャック５を取り囲むように配置されており、さらに環状カップ１８７は環状カップ１８８の内方においてスピンチャック５を取り囲むように環状カップ１８８と同心に配置されている。この実施形態では、環状カップ１８７，１８８は、ガード１８１と一体化されている。具体的には、環状カップ１８７はガード１８１の内方に配置されており、環状カップ１８８はガード１８２の外方に配置されている。ただし、いずれか一方または両方の環状カップ１８７，１８８がガード１８１から分離されていてもよい。環状カップ１８７，１８８の底部には、排液配管１８９，１９０が接続されている。ガード１８１によって受けられた処理液は内側の環状カップ１８７へと流下し、環状カップ１８７の底部に結合された排液配管１８９を通って排出される。ガード１８２によって受けられた処理液は外側の環状カップ１８８へと流下し、環状カップ１８８の底部に結合された排液配管１９０を通って排出される。ガード１８２によって受けられた処理液は、排気桶１７の底部へと流下し、排液配管１７３を通って排出される。
【００３３】
ガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６を作動させることにより、多重ガード機構１８は、少なくとも、次の第１〜第４状態をとることができる。
第１状態：最内方のガード１８１の液受け部１９４によって基板Ｗからの処理液を受ける状態（ポート１：図２Ａ参照）
第２状態：２番目のガード１８２の液受け部１９５によって基板Ｗからの処理液を受ける状態（ポート２：図２Ｂ参照）
第３状態：最外方のガード１８３の液受け部１９６によって基板Ｗからの処理液を受ける状態（ポート３：図２Ｃ参照）
第４状態：いずれのガードによっても基板Ｗからの処理液を受けない状態（ポート０：図２Ｄ参照）
図２Ａに示す第１状態では、ガード１８１の液受け部１９４（ポート１）によって処理液が受けられるようにガード１８１の高さが調整される。そして、ガード１８１，１８２が接近させられてそれらの間の空間（ポート２）が閉じられ、かつガード１８２，１８３が接近させられてそれらの間の空間（ポート３）が閉じられるように、ガード１８２，１８３の高さが調整される。この第１状態では、基板Ｗの回転によって周囲に飛び散る処理液は、排液経路２０１に沿って、ガード１８１（ポート１）によって受け止められ、環状カップ１８７へと導かれ、排液配管１８９から排液される。このとき、基板Ｗの近傍からガード１８１の内側の空間（ポート１）を通る排気経路３０１が形成され、この排気経路３０１を通って基板Ｗの周辺の雰囲気が排気され、排気桶１７を通って、排気ダクト１７１へと導かれる。
【００３４】
図２Ｂに示す第２状態では、ガード１８２の液受け部１９５によって処理液が受けられるようにガード１８２の高さが調整される。そして、ガード１８１，１８２の間が開かれてそれらの間の空間（ポート２）が開かれ、かつガード１８２，１８３が接近させられてそれらの間の空間（ポート３）が閉じられるように、ガード１８１，１８３の高さが調整される。この第２状態では、基板Ｗの回転によって周囲に飛び散る処理液は、排液経路２０２に沿って、ガード１８２（ポート２）によって受け止められ、環状カップ１８８へと導かれ、排液配管１９０から排液される。このとき、基板Ｗの近傍からガード１８２，１８３の間の空間（ポート２）を通る排気経路３０２が形成され、この排気経路３０２を通って基板Ｗの周辺の雰囲気が排気され、その排気は、排気桶１７を通って、排気ダクト１７１へと導かれる。
【００３５】
図２Ｃに示す第３状態では、ガード１８３の液受け部１９６によって処理液が受けられるようにガード１８３の高さが調整される。そして、ガード１８１，１８２が接近させられてそれらの間の空間（ポート２）が閉じられ、かつガード１８２，１８３の間が開かれてそれらの間の空間（ポート３）が開かれるように、ガード１８１，１８２の高さが調整される。この第３状態では、基板Ｗの回転によって周囲に飛び散る処理液は、排液経路２０３に沿って、ガード１８１（ポート３）によって受け止められ、排気桶１７の底部へと導かれ、排液配管１７３から排液される。このとき、基板Ｗの近傍からガード１８１，１８２の間の空間（ポート３）を通る排気経路３０３が形成され、この排気経路３０３を通って基板Ｗの周辺の雰囲気が排気され、その排気は、排気桶１７を通って、排気ダクト１７１へと導かれる。
【００３６】
図２Ｄに示す第４状態では、ガード１８１，１８２，１８３の全ての液受け部１９４，１９５，１９６が基板Ｗの高さよりも低い位置とされ、基板Ｗの周端面にいずれのガードも対向しない状態（ポート０）とされる。そして、ガード１８１，１８２が接近させられてそれらの間の空間（ポート２）が閉じられ、かつガード１８２，１８３が接近させられてそれらの間の空間（ポート３）が閉じられるように、ガード１８１，１８２，１８３の高さが調整される。この第４状態は、基板Ｗの回転を停止している状態で選択される。この第４状態では、ポート２，３が閉じられているので、基板Ｗの周辺の雰囲気は、排気経路３０４に従って、ガード１８１の内側の空間（ポート１）を通り、排気桶１７を通って、排気ダクト１７１へと導かれる。
【００３７】
図２を参照して、第１移動ノズル１１は、第１ノズル移動ユニット１５によって、水平方向および鉛直方向に移動される。第１移動ノズル１１は、水平方向への移動によって、基板Ｗの上面の回転中心に対向する処理位置と、基板Ｗの上面に対向しないホーム位置（退避位置）との間で移動させることができる。基板Ｗの上面の回転中心とは、基板Ｗの上面における回転軸線Ａ１との交差位置である。基板Ｗの上面に対向しないホーム位置とは、平面視において、スピンベース２１の外方の位置であり、より具体的には、カップ８の外方の位置であってもよい。第１移動ノズル１１は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近させたり、基板Ｗの上面から上方に退避させたりすることができる。第１ノズル移動ユニット１５は、たとえば、鉛直方向に沿う回動軸１５ａと、回動軸１５ａに結合されて水平に延びるアーム１５ｂと、アーム１５ｂを駆動するアーム駆動機構１５ｃとを含む。アーム駆動機構１５ｃは、回動軸１５ａを鉛直な回動軸線まわりに回動させることによってアーム１５ｂを揺動させ、回動軸１５ａを鉛直方向に沿って昇降することにより、アーム１５ｂを上下動させる。第１移動ノズル１１はアーム１５ｂに固定されている。アーム１５ｂの揺動および昇降に応じて、第１移動ノズル１１が水平方向および垂直方向に移動する。
【００３８】
このように、第１ノズル移動ユニット１５は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの上面に対向するように第１移動ノズル１１を保持するノズル保持ユニットとしての機能を有している。さらに、第１ノズル移動ユニット１５は、スピンチャック５に保持された基板Ｗと第１移動ノズル１１との間の上下方向の距離を調節する距離調節ユニットとしての機能を有している。
【００３９】
第２移動ノズル１２は、第２ノズル移動ユニット１６によって、水平方向および垂直方向に移動される。第２移動ノズル１２は、水平方向への移動によって、基板Ｗの上面の回転中心に対向する位置と、基板Ｗの上面に対向しないホーム位置（退避位置）との間で移動させることができる。ホーム位置は、平面視において、スピンベース２１の外方の位置であり、より具体的には、カップ８の外方の位置であってもよい。第２移動ノズル１２は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近させたり、基板Ｗの上面から上方に退避させたりすることができる。第２ノズル移動ユニット１６は、たとえば、鉛直方向に沿う回動軸と、回動軸に結合されて水平に延びるアーム（不図示）と、アームを駆動するアーム駆動機構（不図示）とを含む。アーム駆動機構は、回動軸を鉛直な回動軸線まわりに回動させることによってアームを揺動させ、回動軸を鉛直方向に沿って昇降することにより、アームを上下動させる。第２移動ノズル１２はアームに固定される。アームの揺動および昇降に応じて、第２移動ノズル１２が水平方向および垂直方向に移動する。
【００４０】
第１移動ノズル１１は、この実施形態では、有機溶剤を吐出する有機溶剤ノズルとしての機能と、窒素ガス等の不活性ガスを吐出するガスノズルとしての機能とを有している。第１移動ノズル１１には、有機溶剤供給管３５（処理液供給管）および第１〜第３不活性ガス供給管３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが結合されている。有機溶剤供給管３５には、その流路を開閉する有機溶剤バルブ３７（処理液バルブ）が介装されている。不活性ガス供給管３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃには、それぞれの流路を開閉する第１〜第３不活性ガスバルブ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃがそれぞれ介装されている。また、不活性ガス供給管３６Ａには、その流路を流れる不活性ガスの流量を正確に調節するためのマスフローコントローラ３９Ａ（第１流量調整ユニット）が介装されている。また、不活性ガス供給管３６Ｂには、その流路を流れる不活性ガスの流量を調節するための流量可変バルブ３９Ｂが介装されており、不活性ガス供給管３６Ｃには、その流路を流れる不活性ガスの流量を調節するための流量可変バルブ３９Ｃ（第２流量調整ユニット）が介装されている。さらに、不活性ガス供給管３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃには、それぞれ、異物を除去するためのフィルタ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃが介装されている。
【００４１】
有機溶剤供給管３５には、有機溶剤供給源から、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶剤が供給されている。不活性ガス供給管３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃには、不活性ガス供給源から、窒素ガス（Ｎ２）等の不活性ガスがそれぞれ供給されている。
第２移動ノズル１２は、この実施形態では、酸、アルカリ等の薬液を供給する薬液ノズルとしての機能を有している。より具体的には、第２移動ノズル１２は、液体と気体とを混合して吐出することができる二流体ノズルの形態を有していてもよい。二流体ノズルは、気体の供給を停止して液体を吐出すればストレートノズルとして使用できる。第２移動ノズル１２には、薬液供給管４１および不活性ガス供給管４２が結合されている。薬液供給管４１には、その流路を開閉する薬液バルブ４３が介装されている。不活性ガス供給管４２には、その流路を開閉する不活性ガスバルブ４４が介装されている。薬液供給管４１には、薬液供給源から、酸、アルカリ等の薬液が供給されている。不活性ガス供給管４２には、不活性ガス供給源から、窒素ガス（Ｎ２）等の不活性ガスが供給されている。
【００４２】
薬液の具体例は、エッチング液および洗浄液である。さらに具体的には、薬液は、フッ酸、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、バッファードフッ酸（フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）などであってもよい。
ＤＩＷノズル１０は、この実施形態では、基板Ｗの上面の回転中心に向けてＤＩＷを吐出するように配置された固定ノズルである。ＤＩＷノズル１０には、ＤＩＷ供給源から、ＤＩＷ供給管４６を介して、ＤＩＷが供給される。ＤＩＷ供給管４６には、その流路を開閉するためのＤＩＷバルブ４７が介装されている。ＤＩＷノズル１０は固定ノズルである必要はなく、少なくとも水平方向に移動する移動ノズルであってもよい。
【００４３】
下面ノズル９は、中空の昇降軸３０を挿通し、さらに、ヒータユニット６を貫通している。下面ノズル９は、基板Ｗの下面中央に臨む吐出口９ａを上端に有している。下面ノズル９には、流体供給源から流体供給管４８を介して処理流体が供給されている。供給される処理流体は、液体であってもよいし、気体であってもよい。流体供給管４８には、その流路を開閉するための流体バルブ４９が介装されている。
【００４４】
図３は、スピンチャック５およびヒータユニット６の平面図である。スピンチャック５のスピンベース２１は、平面視において、回転軸線Ａ１を中心とする円形であり、その直径は基板Ｗの直径よりも大きい。スピンベース２１の周縁部には、間隔を空けて複数個（この実施形態では６個）のチャックピン２０が配置されている。
ヒータユニット６は、円板状のホットプレートの形態を有しており、プレート本体６０と、支持ピン６１と、ヒータ６２とを含む。プレート本体６０は、平面視において、基板Ｗの外形とほぼ同形同大で、回転軸線Ａ１を中心とする円形に構成されている。より正確には、プレート本体６０は、基板Ｗの直径よりも僅かに小さい直径の円形の平面形状を有している。たとえば、基板Ｗの直径が３００ｍｍであり、プレート本体６０の直径（とくに加熱面６ａの直径）がそれよりも６ｍｍだけ小さい２９４ｍｍであってもよい。この場合、プレート本体６０の半径は基板Ｗの半径よりも３ｍｍ小さい。
【００４５】
プレート本体６０の上面は、水平面に沿う平面である。プレート本体６０の上面に複数の支持ピン６１（図２を併せて参照）が突出している。支持ピン６１は、たとえば、それぞれ半球状であり、プレート本体６０の上面から微小高さ（たとえば０．１ｍｍ）だけ突出している。したがって、基板Ｗが支持ピン６１に接触して支持されるとき、基板Ｗの下面はたとえば０．１ｍｍの微小間隔を開けてプレート本体６０の上面に対向する。これにより、基板Ｗを効率的かつ均一に加熱することができる。
【００４６】
プレート本体６０の上面は、支持ピン６１を有していなくてもよい。支持ピン６１を有していない場合には、基板Ｗをプレート本体６０の上面に接触させることができる。ヒータユニット６の加熱面６ａは、支持ピン６１を有している場合には、プレート本体６０の上面および支持ピン６１の表面を含む。また、支持ピン６１が備えられていない場合には、プレート本体６０の上面が加熱面６ａに相当する。以下では、支持ピン６１が基板Ｗの下面に接している状態を、加熱面６ａに基板Ｗの下面が接しているなどという場合がある。
【００４７】
ヒータ６２は、プレート本体６０に内蔵されている抵抗体であってもよい。図３には、複数の領域に分割されたヒータ６２を示している。ヒータ６２に通電することによって、加熱面６ａが室温（たとえば２０〜３０℃。たとえば２５℃）よりも高温に加熱される。具体的には、ヒータ６２への通電によって、第１移動ノズル１１から供給される有機溶剤の沸点よりも高温に加熱面６２ａを加熱することができる。図２に示すように、ヒータ６２への給電線６３は、昇降軸３０内に通されている。そして、給電線６３には、ヒータ６２に電力を供給するヒータ通電ユニット６４が接続されている。ヒータ通電ユニット６４は、基板処理装置１の動作中、常時、通電されてもよい。
【００４８】
支持ピン６１は、プレート本体６０の上面にほぼ均等に配置されている。プレート本体６０の外周端よりも外方に、チャックピン２０が配置されている。チャックピン２０の全体がプレート本体６０の外周端よりも外方に配置されている必要はなく、ヒータユニット６の上下動範囲に対向する部分がプレート本体６０の外周端よりも外方に位置していればよい。
【００４９】
図４は、チャックピン２０の構造例を説明するための斜視図である。また、図５Ａおよび図５Ｂはチャックピン２０の平面図であり、図５Ａは閉状態を示し、図５Ｂは開状態を示す。
チャックピン２０は、鉛直方向に延びたシャフト部５３と、シャフト部５３の上端に設けられたベース部５０と、シャフト部５３の下端に設けられた回動支持部５４とを含む。ベース部５０は、把持部５１と、支持部５２とを含む。回動支持部５４は、鉛直方向に沿うチャック回動軸線５５まわりに回動可能にスピンベース２１に結合されている。シャフト部５３は、チャック回動軸線５５から離れた位置にオフセットされて、回動支持部５４に結合されている。より具体的には、シャフト部５３はチャック回動軸線５５よりも、回転軸線Ａ１から離れた位置に配置されている。したがって、チャックピン２０がチャック回動軸線５５まわりに回動されると、ベース部５０は、その全体が基板Ｗの周端面に沿って移動しながら、チャック回動軸線５５まわりに回動する。回動支持部５４は、スピンベース２１の内部に設けられたリンク機構２６（図２参照）に結合されている。このリンク機構２６からの駆動力によって、回動支持部５４は、チャック回動軸線５５まわりに所定角度範囲で往復回動する。
【００５０】
ベース部５０は、平面視において、くさび形に形成されている。ベース部５０の上面には、チャックピン２０の開状態で基板Ｗの周縁部下面に当接して基板Ｗを下方から支持する支持面５２ａが設けられている。換言すれば、ベース部５０は支持面５２ａを上面とする支持部５２を有している。把持部５１は、ベース部５０の上面において、支持部５２とは別の位置で上方に突出している。把持部５１は、基板Ｗの周端面に対向するようにＶ字状に開いた保持溝５１ａを有している。
【００５１】
回動支持部５４が図５Ｂに示す開状態からチャック回動軸線５５まわりに時計まわり方向に回動されるとき、把持部５１は基板Ｗの周端面に接近し、支持部５２は基板Ｗの回転中心から離反する。また、回動支持部５４が図５Ａに示す閉状態からチャック回動軸線５５まわりに反時計まわり方向に回動されるとき、把持部５１は基板Ｗの周端面から離反し、支持部５２は基板Ｗの回転中心に接近する。
【００５２】
図５Ａに示すチャックピン２０の閉状態では、保持溝５１ａに基板Ｗの周端面が入り込む。このとき、基板Ｗの下面は、支持面５２ａから微小距離だけ上方に離間した高さに位置する。図５Ｂに示すチャックピン２０の開状態では、保持溝５１ａから基板Ｗの周端面が脱していて、平面視において、把持部５１は基板Ｗの周端面よりも外方に位置する。チャックピン２０の開状態および閉状態のいずれにおいても、支持面５２ａは、少なくとも一部が基板Ｗの周縁部下面の下方に位置している。
【００５３】
チャックピン２０が開状態のとき、基板Ｗを支持部５２で支持できる。その開状態からチャックピン２０を閉状態に切り換えると、断面Ｖ字状の保持溝５１ａに案内されてせり上がりながら基板Ｗの周端面が保持溝５１ａ内へと案内され、保持溝５１ａの上下の傾斜面によって基板Ｗが挟持された状態に至る。その状態からチャックピン２０を開状態に切り換えると、基板Ｗの周端面が保持溝５１ａの下側傾斜面に案内されながら滑り降り、基板Ｗの周縁部下面が支持面５２ａに当接する。
【００５４】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、ベース部５０は、平面視において、ヒータユニット６のプレート本体６０に対向する縁部が、プレート本体６０の周縁形状に倣っている。すなわち、支持部５２は、平面視において、プレート本体６０よりも回転中心に対して外方に位置する側面５２ｂを有している。それにより、基板Ｗよりも若干小さい円形の加熱面６ａを有するプレート本体６０は、ヒータユニット６が上下動するときに、チャックピン２０と干渉しない。この非干渉位置関係は、チャックピン２０が閉状態および開状態のいずれにおいても保たれる。すなわち、チャックピン２０が閉状態のときも開状態のときも、支持部５２の側面５２ｂは、平面視において、ヒータユニット６の加熱面６ａから外方に離隔している。それによって、ヒータユニット６は、チャックピン２０が閉状態か開状態かを問わず、加熱面６ａを側面５２ｂの内側を通過させながら、昇降することができる。
【００５５】
基板Ｗの直径は、たとえば３００ｍｍであり、プレート本体６０の上面の直径はたとえば２９４ｍｍである。したがって、加熱面６ａは、基板Ｗの下面の中央領域および周縁領域を含むほぼ全域に対向している。チャックピン２０の閉状態および開状態のいずれにおいても、加熱面６ａの外周縁の外側に所定の微小間隔（たとえば２ｍｍ）以上の間隔を確保した状態で、支持部５２が配置される。
【００５６】
把持部５１は、チャックピン２０の閉状態において、その内側縁が、プレート本体６０の外周縁の外側に所定の微小間隔（たとえば２ｍｍ）以上の間隔を確保した状態で位置するように構成されている。したがって、ヒータユニット６は、チャックピン２０の閉状態および開状態のいずれにおいても、加熱面６ａを把持部５１の内側で上下させて、基板Ｗの下面に接触するまで上昇させることができる。
【００５７】
チャック回動軸線５５は、平面視において、回転軸線Ａ１（図２および図３参照）を中心とし、加熱面６ａの半径よりも小さな半径の円周上に位置している。
図６Ａは、第１移動ノズル１１の構成例を説明するための縦断面図（図６ＢのVIA-VIA断面図）である。また、図６Ｂはその平面図であり、図６Ｃはその側面図であり、図６Ｄはその底面図である。図６Ｃには、図６Ｂの矢印VICの方向に見た構成を一部切り欠いて表してある。
【００５８】
第１移動ノズル１１は、複数の吐出口を有する流体ノズルである。第１移動ノズル１１は、基板Ｗの主面に垂直に配置される中心軸線７０に沿って、基板Ｗの主面に垂直な直線状に流体（この実施形態では不活性ガス）を吐出する線状流吐出口８１を有している。さらに、第１移動ノズル１１は、中心軸線７０に垂直な平面に沿って、中心軸線７０の周囲に放射状に流体（この実施形態では不活性ガス）を吐出する第１平行流吐出口８２を有している。また、第１移動ノズル１１は、中心軸線７０に垂直な平面に沿って、中心軸線７０の周囲に放射状に流体（この実施形態では不活性ガス）を吐出する第２平行流吐出口８３を第１平行流吐出口８２の下方に有している。線状流吐出口８１から吐出された不活性ガスは、基板Ｗの主面に垂直に入射する線状気流８５を形成する。第１平行流吐出口８２から吐出された不活性ガスは、基板Ｗの上面に平行で、かつ基板Ｗの上面を覆う第１平行気流８６を形成する。第２平行流吐出口８３から吐出された不活性ガスは、基板Ｗの上面に平行でかつ基板Ｗの上面を覆う第２平行気流８７を第１平行気流８６の下方に形成する。第１および第２平行気流８６，８７は、合流して、基板Ｗの上面に沿って流れる層流を形成する。線状流吐出口８１から吐出された不活性ガスは、基板Ｗの上面にぶつかった後、基板Ｗの上面に沿って放射状に流れる気流を形成する。この気流も、上記の層流の一部を成す。
【００５９】
第１移動ノズル１１は、図６Ａに最もよく表れているように、内構成部材９１と、その外側に配置された中間構成部材９２と、その外側に配置された外構成部材９３とを含む。
内構成部材９１は、ほぼ円柱状に構成されており、下端部に外向きのフランジ部９５を有している。フランジ部９５は、中心軸線７０に垂直な（すなわち基板Ｗの上面と平行な）上面９５ａを有している。また、フランジ部９５は、中心軸線７０と垂直な（すなわち基板Ｗの上面と平行な）底面９５ｂを有している。フランジ部９５の内側において、内構成部材９１の下端面には、基板Ｗの上面から離れる方向に窪んだ凹所９６が形成されている。凹所９６は、中心軸線７０のまわりに回転対称なほぼ円錐台形状に形成されている。
【００６０】
内構成部材９１の中央部には、中心軸線７０と平行に、３本の管３６Ａ，３５，７３が、上面９１ａから凹所９６まで通されている。具体的には、不活性ガス供給管３６Ａと、有機溶剤供給管３５と、薬液供給管７３（図２では図示省略）とが通されている。これらの供給管３６Ａ，３５，７３の下端部は、凹所９６内に配置されている。不活性ガス供給管３６Ａの下端部は、線状流吐出口８１を構成している。有機溶剤供給管３５の下端部は、中心軸線７０の近傍で基板Ｗの上面に向けて流体（この実施形態では処理液の一種としての有機溶剤）を吐出する中心吐出口７１を構成している。薬液供給管７３の下端部は、中心軸線７０の近傍で基板Ｗの上面に向けて流体（この実施形態では処理液の一種としての薬液）を吐出する薬液吐出口７２を構成している。
【００６１】
不活性ガス供給管３６Ａは、内構成部材９１の上端付近を流体入口（第１流体入口）とし、その流体入口と線状流吐出口８１との間を連通させる流体路（第１流体路）を提供している。同様に、有機溶剤供給管３５は、内構成部材９１の上端付近を流体入口（第５流体入口）とし、その流体入口と中心吐出口７１との間を連通させる流体路（第５流体路）を提供している。そして、薬液供給管７３は、内構成部材９１の上端付近を流体入口とし、その流体入口と薬液吐出口７２との間を連通させる流体路を提供している。
【００６２】
内構成部材９１の外周面には、ショルダ部９１ｂが中心軸線７０まわりに回転対称な環状に形成されている。このショルダ部９１ｂに、中間構成部材９２が係合している。より具体的には、中間構成部材９２は、円筒状に形成されており、その上端に内向きのフランジ部９８が形成されている。このフランジ部９８がショルダ部９１ｂに係合している。また、中間構成部材９２の下端部には、外向きのフランジ部９９が形成されている。フランジ部９９は、中心軸線７０に垂直な（すなわち基板Ｗの上面に平行な）上面９９ａを有している。また、フランジ部９９は、中心軸線７０に垂直な（すなわち基板Ｗの上面に平行な）底面９９ｂを有している。この底面９９ｂは、内構成部材９１の下端部に形成されたフランジ部９５の上面９５ａに対向している。それにより、それらの底面９９ｂおよび上面９５ａの間に、中心軸線７０に垂直な第２平行流吐出口８３が区画されている。
【００６３】
内構成部材９１の外周面と、中間構成部材９２の内周面との間には、流体路１００（第３流体路）が筒状に区画されている。流体路１００は、不活性ガス供給管３６Ｃに結合された流体入口１０１（第３流体入口。図６Ｂおよび図６Ｃ参照）および第２平行流吐出口８３に連通し、それによって、それらの間を連通させている。内構成部材９１の外周面および中間構成部材９２の内周面には凹凸が形成されており、それによって、流体路１００には、第１バッファ部１０２、第１狭窄路１０３、第２バッファ部１０４および第２狭窄路１０５が形成されている。流体入口１０１からの不活性ガスは第１バッファ部１０２に導入されて滞留することにより周方向に拡散し、さらに第１狭窄路１０３を通って第２バッファ部１０４に導入されて滞留することにより、再度、周方向に拡散される。そして、第２バッファ部１０４内の不活性ガスは、第２狭窄路１０５を通って第２平行流吐出口８３に至る。第１および第２バッファ部１０２，１０４で不活性ガスが均圧化されることにより、第２平行流吐出口８３は、全周にわたって均等な流量および流速で不活性ガスを放射状に吹き出すことができる。
【００６４】
中間構成部材９２の上面側から、外構成部材９３が被せられている。外構成部材９３は、中心軸線７０に直交する天面部１０８を有している。この天面部１０８の下面が中間構成部材９２の上端面に支持されている。天面部１０８には、内構成部材９１を上方に貫通させる貫通孔１０９が形成されている。外構成部材９３は、天面部１０８の上方から、当該天面部１０８に形成された挿通孔１１０および中間構成部材９２のフランジ部９８に形成された挿通孔１１１を挿通し、内構成部材９１に螺合するボルト１１２によって、内構成部材９１に結合されている。これにより、同時に、中間構成部材９２が内構成部材９１と外構成部材９３とに挟持され、それによって、内構成部材９１、中間構成部材９２および外構成部材９３が一体的に結合されている。
【００６５】
外構成部材９３には、中心軸線７０に対して回転対称なほぼ円筒状の空間が内方に形成されている。この空間内に、中間構成部材９２が収容されている。外構成部材９３の底面９３ａは、中心軸線７０に垂直な（すなわち基板Ｗの上面に平行な）平面に沿っており、中間構成部材９２のフランジ部９９の上面９９ａに対向している。これにより、それらの底面９３ｂおよび上面９９ａの間に、中心軸線７０に対して垂直な（すなわち基板Ｗの上面に平行な）第１平行流吐出口８２が区画されている。
【００６６】
中間構成部材９２の外周面と、外構成部材９３の内周面との間には、流体路１２０（第２流体路）が筒状に区画されている。流体路１２０は、不活性ガス供給管３６Ｂに結合された流体入口１２１（第２流体入口。図６Ｂおよび図６Ｄ参照）および第１平行流吐出口８２に連通し、それによって、それらの間を連通させている。中間構成部材９２の外周面および外構成部材９３の内周面（この実施形態では主として外構成部材９３の内周面）には凹凸が形成されており、それによって、流体路１２０には、第１バッファ部１２２、第１狭窄路１２３、第２バッファ部１２４および第２狭窄路１２５が形成されている。流体入口１２１からの不活性ガスは第１バッファ部１２２に導入されて滞留することにより周方向に拡散し、さらに第１狭窄路１２３を通って第２バッファ部１２４に導入されて滞留することにより、再度、周方向に拡散される。そして、第２バッファ部１２４内の不活性ガスは、第２狭窄路１２５を通って第１平行流吐出口８２に至る。第１および第２バッファ部１２２，１２４で不活性ガスが均圧化されることにより、第１平行流吐出口８２は、全周にわたって均等な流量および流速で不活性ガスを放射状に吹き出すことができる。
【００６７】
外構成部材９３は、ブラケット１２７を介して第１ノズル移動ユニット１５のアーム１５ｂに結合されている。
外構成部材９３の天面部１０８には、一対の流体入口１０１が配置されている。一対の流体入口１０１は、平面視において、中心軸線７０を挟んで対向する位置に配置されている。一対の流体入口１０１には、一対の不活性ガス供給管３６Ｃが、管継手１０６を介して結合されている。これにより、筒状の流体路１００には、中心軸線７０を中心として１８０度の角度間隔を空けた２箇所から不活性ガスが導入される。
【００６８】
内構成部材９１の上部は外構成部材９３の上方に突出しており、その上面９１ａから、不活性ガス供給管３６Ａ、有機溶剤供給管３５および薬液供給管７３が中心軸線７０に沿って挿入されている。内構成部材９１の上面には、供給管３６Ａ，３５，４０を保持する管保持部材１０７が配置されている。
外構成部材９３の側面には、流体入口１２１が配置されている。流体入口１２１には、管継手１１５を介して、不活性ガス供給管３６Ｂが結合されている。これにより、不活性ガス供給管３６Ｂからの不活性ガスを、流体入口１２１を介して、流体路１２０に導入できる。
【００６９】
図７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。制御ユニット３は、マイクロコンピュータを備えており、所定の制御プログラムに従って、基板処理装置１に備えられた制御対象を制御する。とくに、制御ユニット３は、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ、スピンチャック５を回転駆動する電動モータ２３、第１ノズル移動ユニット１５、第２ノズル移動ユニット１６、ヒータ通電ユニット６４、ヒータユニット６を昇降する昇降ユニット７、チャックピン駆動ユニット２５、バルブ類３７，４３，４４，４７，４９などの動作を制御する。また、制御ユニット３は、ガード１８１，１８２，１８３を昇降するガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６の動作を制御する。さらに、制御ユニット３は、第１〜第３不活性ガスバルブ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃを開閉制御する。さらに、制御ユニット３は、マスフローコントローラ３９Ａの開度を制御して不活性ガス供給管３６Ａを通る不活性ガスの流量を制御する。また、制御ユニット３は、流量可変バルブ３９Ｂ，３９Ｃの開度を制御して、不活性ガス供給管３６Ｂ，３６Ｃを通る不活性ガスの流量を制御する。
【００７０】
図８は、基板処理装置１による基板処理の一例を説明するための流れ図であり、主として、制御ユニット３が動作プログラムを実行することによって実現される処理が示されている。未処理の基板Ｗは、搬送ロボット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、スピンチャック５に渡される（Ｓ１）。このとき、制御ユニット３は、ガード１８１，１８２，１８３がスピンチャック５の基板保持高さよりも低くなる前記第４状態（ポート０。図２Ｄ参照）となるように、ガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６を制御する。さらに、制御ユニット３は、ヒータユニット６を下位置に配置するように昇降ユニット７を制御する。また、制御ユニット３は、チャックピン２０が開状態になるようにチャックピン駆動ユニット２５を制御する。その状態で、搬送ロボットＣＲは、基板Ｗをスピンチャック５に渡す。この後、基板Ｗは、搬送ロボットＣＲによって搬出されるまで、スピンチャック５に保持される（基板保持工程）。基板Ｗは、開状態のチャックピン２０の支持部５２（支持面５２ａ）に載置される。その後、制御ユニット３は、チャックピン駆動ユニット２５を制御して、チャックピン２０を閉状態とする。それにより、複数のチャックピン２０の把持部５１によって基板Ｗが把持される。
【００７１】
搬送ロボットＣＲが処理ユニット２外に退避した後、薬液処理（Ｓ２）が開始される。薬液処理を開始する前に、制御ユニット３は、たとえば、ガード１８１，１８２間の空間（ポート２）が基板Ｗの周端面に対向し、このポート２で基板Ｗから遠心力によって飛び出す薬液を受ける状態（前記第２状態。図２Ｂ参照）となるように、ガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６を制御する。その状態で、制御ユニット３は、電動モータ２３を駆動してスピンベース２１を所定の薬液回転速度で回転させる。その一方で、制御ユニット３は、第２ノズル移動ユニット１６を制御して、第２移動ノズル１２を基板Ｗの上方の薬液処理位置に配置する。薬液処理位置は、第２移動ノズル１２から吐出される薬液が基板Ｗの上面の回転中心に着液する位置であってもよい。そして、制御ユニット３は、薬液バルブ４３を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて、第２移動ノズル１２から薬液が供給される。供給された薬液は遠心力によって基板Ｗの全面に行き渡る。遠心力によって基板Ｗの外方へと排除されていく薬液は、ガード１８２によって受け止められ、環状カップ１８８から排液配管１９０へと導かれる。
【００７２】
一定時間の薬液処理の後、基板Ｗ上の薬液をＤＩＷに置換することにより、基板Ｗ上から薬液を排除するためのＤＩＷリンス処理（Ｓ３）が実行される。具体的には、制御ユニット３は、薬液バルブ４３を閉じて薬液処理を終了した後、たとえば、ガード１８１の内面（ポート１）が基板Ｗの周端面に対向し、このポート１で基板Ｗから遠心力によって飛び出す薬液を受ける状態（前記第１状態。図２Ａ参照）となるように、ガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６を制御する。そして、制御ユニット３は、ＤＩＷバルブ４７を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けてＤＩＷノズル１０からＤＩＷが供給される。供給されたＤＩＷは遠心力によって基板Ｗの全面に行き渡る。このＤＩＷによって基板Ｗ上の薬液が洗い流される。この間に、制御ユニット３は、第２ノズル移動ユニット１６を制御して、第２移動ノズル１２を基板Ｗの上方からカップ８の側方へと退避させる。
【００７３】
一定時間のＤＩＷリンス処理の後、基板Ｗ上のＤＩＷを、より表面張力の低い処理液（低表面張力液）である有機溶剤に置換する有機溶剤処理（Ｓ４）が実行される。遠心力によって基板Ｗの外方へと排除されていくＤＩＷは、ガード１８１によって受け止められ、環状カップ１８７から排液配管１８９へと導かれる。
制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、第１移動ノズル１１を基板Ｗの上方の有機溶剤リンス位置に移動させる。有機溶剤リンス位置は、第１移動ノズル１１に備えられた中心吐出口７１（有機溶剤ノズル：図６Ｃ参照）から吐出される有機溶剤（たとえばＩＰＡ）が基板Ｗの上面の回転中心に着液する位置であってもよい。
【００７４】
そして、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ３８Ｂ，３８Ｃを開く。それにより、第１移動ノズル１１の第１平行流吐出口８２および第２平行流吐出口８３から、基板Ｗの中心から周縁に向かって、基板Ｗの上面と平行にかつ放射状に不活性ガスが吐出される。それにより、基板Ｗの上面と平行に流れる不活性ガス流である平行気流８６，８７が形成され、その平行気流８６，８７によって基板Ｗの上面の全域（正確には平面視で第１移動ノズル１１の外側領域）が覆われる（上面被覆工程）。
【００７５】
その状態で、制御ユニット３は、ＤＩＷバルブ４７を閉じてＤＩＷリンス処理を終了し、さらに、たとえば、ガード１８２，１８３間の空間（ポート３）が基板Ｗの周端面に対向し、このポート３で基板Ｗから遠心力によって飛び出す薬液を受ける状態（前記第３状態。図２Ｃ参照）となるように、ガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６を制御する。その状態で、制御ユニット３は、有機溶剤バルブ３７を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて、第１移動ノズル１１（中心吐出口７１）から有機溶剤（液体）が供給される。供給された有機溶剤は遠心力によって基板Ｗの全面に行き渡り、基板Ｗ上のＤＩＷを置換する。それによって、基板Ｗの上面に有機溶剤の液膜が形成される（液膜形成工程）。遠心力によって基板Ｗの外方へと排除される有機溶剤は、ガード１８３によって受け止められ、排気桶１７の底部に結合された排液配管１７３へと導かれる。
【００７６】
有機溶剤処理において、制御ユニット３は、昇降ユニット７を制御して、ヒータユニット６を基板Ｗに向けて上昇させ、それによって、基板Ｗを加熱する。また、制御ユニット３は、スピンチャック５の回転を減速して基板Ｗの回転を停止し、かつ有機溶剤バルブ３７を閉じて有機溶剤の供給を停止する。それにより、静止状態の基板Ｗ上に有機溶剤液膜が支持されたパドル状態とされる。基板Ｗの加熱によって、基板Ｗの上面に接している有機溶剤の一部が蒸発し、それによって、有機溶剤液膜と基板Ｗの上面との間に気相層が形成される。その気相層に支持された状態の有機溶剤液膜が排除される。
【００７７】
有機溶剤液膜の排除に際して、制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、線状流吐出口８１が基板Ｗの回転軸線Ａ１上に位置するように、第１移動ノズル１１を移動させる。そして、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ３８Ａを開いて、基板Ｗ上の有機溶剤液膜に向けて不活性ガスを線状流吐出口８１から直線状に吐出させる（垂直ガス吐出工程）。これにより、不活性ガスの吐出を受ける位置、すなわち、基板Ｗの中央において、有機溶剤液膜が不活性ガスによって排除され、有機溶剤液膜の中央に、基板Ｗの表面を露出させる穴が空けられる（液膜開口工程）。この穴を広げることによって、基板Ｗ上の有機溶剤が基板Ｗ外へと排出される（液膜排除工程）。この液膜排除工程の末期において、制御ユニット３は、ガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６を制御して、最上方のガード１８３が基板Ｗの高さよりも低い位置となる状態（前記第４状態。図２Ｄ参照）とする。これにより、基板Ｗの周囲の気流の方向が変化し、基板Ｗの周囲では、最も内側のガード１８１（ポート１）に向かう下降気流が生じる。この下降気流によって基板Ｗ上面外周部の有機溶剤液膜が引きずられ、基板Ｗ外へと排除される。
【００７８】
こうして、有機溶剤処理を終えた後、制御ユニット３は、ガード１８３を上昇させることによってガード１８２，１８３の間の空間（ポート３）を開き、この空間がスピンベース２１の上面に対向するようにガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６を制御する（図１０Ｆ参照）。この状態で、制御ユニット３は、電動モータ２３を制御して、基板Ｗを乾燥回転速度で高速回転させる。それにより、スピンベース２１上に落下した有機溶剤を遠心力によって振り切るためのスピンベース乾燥処理（Ｓ５：スピンドライ）が行われる。振り切られた有機溶剤は、ガード１８３によって受け止められ、排液配管１７３から排液される。
【００７９】
その後、制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５を制御して第１移動ノズル１１を退避させ、さらに、電動モータ２３を制御してスピンチャック５の回転を停止させる。また、制御ユニット３は、昇降ユニット７を制御して、ヒータユニット６を下位置に制御する。また、制御ユニット３は、ガード１８１，１８２，１８３がスピンチャック５の基板保持高さよりも低くなる前記第４状態（ポート０。図２Ｄ参照）となるように、ガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６を制御する。さらに、制御ユニット３は、チャックピン駆動ユニット２５を制御して、チャックピン２０を開位置に制御する。これにより、基板Ｗは、チャックピン２０の把持部５１に把持された状態から、支持部５２に載置された状態となる。その後、搬送ロボットＣＲが、処理ユニット２に進入して、スピンチャック５から処理済みの基板Ｗをすくい取って、処理ユニット２外へと搬出する（Ｓ６）。その基板Ｗは、搬送ロボットＣＲから搬送ロボットＩＲへと渡され、搬送ロボットＩＲによって、キャリヤＣに収納される。
【００８０】
図９は、有機溶剤処理（図８のＳ４）の詳細を説明するためのタイムチャートである。また、図１０Ａ〜図１０Ｅは、有機溶剤処理の各ステップの様子を説明するための図解的な断面図であり、図１０Ｆはスピンベース乾燥処理（図８のＳ５）の様子を説明するための図解的な断面図である。
有機溶剤処理は、有機溶剤リンスステップＴ１と、有機溶剤パドルステップＴ２と、持ち上げ加熱ステップＴ３と、穴開けステップＴ４と、穴広げステップＴ５と、外周液落としステップＴ６とを含み、これらが順に実行される。
【００８１】
有機溶剤リンスステップＴ１は、基板Ｗを回転しながら（基板回転工程）、基板Ｗの上面に有機溶剤を供給するステップ（処理液供給工程、有機溶剤供給工程、液膜形成工程）である。図１０Ａに示すように、基板Ｗの上面に第１移動ノズル１１の中心吐出口７１から有機溶剤（たとえばＩＰＡ）が供給される。このとき、制御ユニット３は、ガード１８１，１８２，１８３を前記第３状態として、ガード１８２，１８３の間の空間（ポート３）を基板Ｗの周端面に対向させる（ガード側方配置工程）。また、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ３８Ｂ，３８Ｃを開く。それにより、第１移動ノズル１１の第１および第２平行流吐出口８２，８３から不活性ガスが放射状に吐出され、基板Ｗの上面が平行気流８６，８７で覆われる（上面被覆工程）。第１および第２平行流吐出口８２，８３からの不活性ガスの吐出は、中心吐出口７１からの有機溶剤吐出よりも先に開始されることが好ましい。第１および第２平行流吐出口８２，８３からの不活性ガスの吐出流量は、たとえば合計で１００リットル／分程度とされてもよい。
【００８２】
中心吐出口７１から供給された有機溶剤は、遠心力を受けて基板Ｗの上面の中心から外方へと向かい、基板Ｗの上面を覆う液膜１５０を形成する。液膜１５０が基板Ｗの上面全域を覆うことにより、ＤＩＷリンス処理（図８のＳ３）で基板Ｗの上面に供給されたＤＩＷ（別の処理液）が全て有機溶剤に置換される。基板Ｗの上面が不活性ガスの平行気流８６，８７で覆われているので、処理室内壁から跳ね返った液滴や雰囲気中のミスト等が基板Ｗの上面に付着することを抑制または防止できる。遠心力によって基板Ｗ外へと排除されていく有機溶剤は、ガード１８３によって受けられて、排出されていく。
【００８３】
有機溶剤リンスステップＴ１の期間中、基板Ｗは、スピンチャック５によって、有機溶剤リンス処理速度（液供給速度。たとえば３００ｒｐｍ程度）で回転させられる（液供給速度回転工程）。第１移動ノズル１１は、基板Ｗの回転中心の上方に配置される。有機溶剤バルブ３７は開状態とされ、したがって、中心吐出口７１から吐出される有機溶剤（たとえばＩＰＡ）が基板Ｗの上面の回転中心に向けて上方から供給される。チャックピン２０は閉状態とされ、基板Ｗは把持部５１によって把持され、スピンチャック５とともに回転する。ヒータユニット６は、下位置よりも上方に位置制御され、基板Ｗの下面から所定の微少距離（たとえば２ｍｍ）だけ下方に離隔した近接位置にその加熱面６ａが配置される。これにより、基板Ｗは、加熱面６ａからの輻射熱によって予熱される（基板予熱工程）。ヒータユニット６の加熱面６ａの温度は、たとえば１５０℃程度であり、面内で均一である。第２移動ノズル１２は、カップ８の側方のホーム位置に退避している。薬液バルブ４３および不活性ガスバルブ３８Ａ，３８Ｃ，４４は閉状態に制御される。
【００８４】
有機溶剤パドルステップＴ２は、図１０Ｂに示すように、基板Ｗの回転を減速して停止させ、基板Ｗの表面に有機溶剤の厚い液膜１５０を形成して保持するステップである。
基板Ｗの回転は、この例では、有機溶剤リンス処理速度から段階的に減速される（減速工程、漸次減速工程、段階的減速工程）。より具体的には、基板Ｗの回転速度は、３００ｒｐｍから、５０ｒｐｍに減速されて所定時間（たとえば１０秒）維持され、その後、１０ｒｐｍに減速されて所定時間（たとえば１０秒）維持され、その後、０ｒｐｍ（停止）に減速されて所定時間（たとえば１０秒）維持される。一方、第１移動ノズル１１は、回転軸線Ａ１上に保持され、引き続き、基板Ｗの上面の回転中心に向けて中心吐出口７１から有機溶剤を吐出し、かつ第１および第２平行流吐出口８２，８３から不活性ガスを吐出して平行気流８６，８７を形成する。中心吐出口７１からの有機溶剤の吐出は、有機溶剤パドルステップＴ２の全期間において継続される。すなわち、基板Ｗが停止しても、有機溶剤の吐出が継続される。このように、基板Ｗの回転の減速から停止に至る全期間において有機溶剤の供給が継続されることにより、基板Ｗの上面の至るところで処理液が失われることがない。また、基板Ｗの回転が停止した後も有機溶剤の供給が継続されることにより、基板Ｗの上面に厚い液膜１５０を形成できる。
【００８５】
ヒータユニット６の位置は、有機溶剤リンスステップのときと同じ位置であり、加熱面６ａが基板Ｗの下面から所定の微少距離（たとえば２ｍｍ）だけ下方に離隔した近接位置である。これにより、基板Ｗは、加熱面６ａからの輻射熱によって予熱される（基板予熱工程）。チャックピン２０は、基板Ｗの回転が停止した後、その停止状態が保持されている間に、閉状態から開状態へと切り換わる。それにより、基板Ｗの周縁部下面がチャックピン２０の支持部５２によって下方から支持された状態となり、把持部５１が基板Ｗの上面周縁部から離れるので、基板Ｗの上面全域が開放される。第２移動ノズル１２は、ホーム位置のままである。
【００８６】
有機溶剤パドルステップＴ２におけるガード１８１，１８２，１８３の位置は、有機溶剤リンスステップＴ１の場合と同様である。
持ち上げ加熱ステップＴ３は、図１０Ｃに示すように、ヒータユニット６で基板Ｗを持ち上げた状態で、すなわち、加熱面６ａを基板Ｗの下面に接触させた状態で、基板Ｗを加熱しながら、基板Ｗの上面に有機溶剤液膜１５０を保持するステップ（加熱面接触工程）である。
【００８７】
ヒータユニット６が近接位置から上位置まで上昇させられて、所定時間（たとえば１０秒間）保持される。ヒータユニット６が上位置まで上昇させられる過程で、チャックピン２０の支持部５２から加熱面６ａに基板Ｗが渡され、加熱面６ａ（より具体的には支持ピン６１。図２参照）によって基板Ｗが支持される（ヒータユニット接近工程、ヒータユニット接触工程）。第１移動ノズル１１（中心吐出口７１）からの有機溶剤の吐出は、ヒータユニット６によって基板Ｗが持ち上げられ、ヒータユニット６が上位置に達するまで継続される。したがって、ヒータユニット６の加熱面６ａが基板Ｗの下面に接触し、加熱面６ａからの熱伝導による基板Ｗの急加熱が開始され、基板Ｗに与えられる熱量が増加（熱量増加工程）するときには、有機溶剤の供給は継続している。それにより、基板Ｗの急激な昇温に伴う有機溶剤の蒸発によって有機溶剤の液膜１５０に不特定の位置で穴があくことを回避している。有機溶剤の供給は、ヒータユニット６の加熱面６ａが基板Ｗの下面に接触した後（熱量増加工程の後）に、停止される（供給停止工程）。すなわち、制御ユニット３は、有機溶剤バルブ３７を閉じて、中心吐出口７１からの有機溶剤の吐出を停止させる。
【００８８】
スピンチャック５の回転は停止状態であり、第２移動ノズル１２はホーム位置にあり、不活性ガスバルブ４４は閉状態である。第１移動ノズル１１（中心吐出口７１）は基板Ｗの回転中心の上方に位置している。
有機溶剤の供給が停止された後、ヒータユニット６は上位置に保持される。基板Ｗに供給された有機溶剤は、中心に供給される新たな有機溶剤によって外周側へと押しやられ、その過程で、ヒータユニット６によって加熱された基板Ｗの上面からの熱で加熱されて昇温していく。有機溶剤の供給を継続している期間には、基板Ｗの中央領域の有機溶剤の温度は比較的低い。そこで、有機溶剤の供給を停止し、ヒータユニット６の接触状態を保持することによって、基板Ｗの中央領域における有機溶剤を昇温できる。それにより、基板Ｗの上面に支持された有機溶剤の液膜１５０の温度を均一化できる。
【００８９】
基板Ｗの上面からの熱を受けた有機溶剤液膜１５０では、基板Ｗの上面との界面において蒸発が生じる。それによって、基板Ｗの上面と有機溶剤液膜１５０との間に、有機溶剤の気体からなる気相層が生じる。したがって、有機溶剤液膜１５０は、基板Ｗの上面の全域において、気相層上に支持された状態となる（気相層形成工程）。
穴開けステップＴ４は、図１０Ｄに示すように、第１移動ノズル１１の線状流吐出口８１から基板Ｗの中心に向けて垂直に小流量（第１流量。たとえば３リットル／分）で不活性ガス（たとえば窒素ガス）の線状気流８５を吹き付け、有機溶剤液膜１５０の中央部に小さな穴１５１を開けて基板Ｗの上面の中央部を露出させるステップである（垂直ガス吐出工程、穴開け工程）。この穴開けステップＴ４は、持ち上げ加熱ステップＴ３と並行して実行される。線状気流８５は小流量であるため、有機溶剤液膜１５０に小さな穴１５１を開ける際に有機溶剤液膜１５０での液跳ねが防止または抑制することができる。基板Ｗの回転は停止状態のままであり、したがって、静止状態の基板Ｗ上の液膜１５０に対して穴開けステップが行われる。有機溶剤液膜１５０の中央部に穴開けした状態の平面図を図１１Ａに示す。明瞭化のために、図１１Ａにおいて、有機溶剤液膜１５０は斜線を付して示す。
【００９０】
より具体的には、制御ユニット３は、第１および第２平行流吐出口８２，８３からの不活性ガスの吐出を継続しながら、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、第１移動ノズル１１を中心下位置（接近位置）まで下降させ、第１移動ノズル１１を基板Ｗに近づける。それにより、第１および第２平行流吐出口８２，８３から吐出される不活性ガスが形成する平行気流８６，８７が基板Ｗの上面に近づく。また、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ３８Ａを開き、かつマスフローコントローラ３９Ａを制御することによって、線状流吐出口８１から小流量で不活性ガスを吐出させる。このとき、ヒータユニット６の加熱面６ａは基板Ｗの下面に接触しており、基板Ｗはヒータユニット６によって持ち上げられたままであり、ヒータユニット６による接触加熱は継続している。
【００９１】
一方、不活性ガスによる穴開けによって液膜１５０の外方への移動が始まると、液膜１５０は基板Ｗの外方へと移動していく。
より具体的には、穴開けされて液膜１５０がなくなった中央領域では、液膜１５０が存在しているその周囲の領域に比較して、基板Ｗの温度が速やかに上昇する。それによって、穴１５１の周縁において基板Ｗ内に大きな温度勾配が生じる。すなわち、穴１５１の周縁の内側が高温で、その外側が低温になる。この温度勾配によって、気相層上に支持されている有機溶剤液膜１５０が低温側、すなわち、外方に向かって移動を始め、それによって、有機溶剤液膜１５０の中央の穴１５１が拡大していく。
【００９２】
こうして、基板Ｗの加熱により生じる温度勾配を利用して、基板Ｗ上の有機溶剤液膜１５０を基板Ｗ外へと排除できる（液膜排除工程、加熱排除工程、液膜移動工程）。より具体的には、基板Ｗの上面において、パターンが形成された領域内の液膜１５０は、温度勾配による有機溶剤の移動によって排除できる。
不活性ガスの吹き付けによって基板Ｗの回転中心に穴１５１を形成する前から継続して基板Ｗが加熱されているので、穴１５１が形成されると、穴１５１は止まることなく拡大し始める。
【００９３】
穴広げステップＴ５は、図１０Ｅに示すように、第１移動ノズル１１を中心上位置まで上昇させるとともに、線状流吐出口８１から吐出される不活性ガスの流量を増量し、大流量（第２流量。たとえば３０リットル／分）の不活性ガスを基板Ｗの中心に吹き付けて、有機溶剤液膜１５０の中央の穴１５１を不活性ガスによってさらに広げるステップである（液膜排除工程、気体流量増加工程、気体排除工程、液膜移動工程）。穴広げステップＴ５は、持ち上げ加熱ステップＴ３と並行して実行される。
【００９４】
制御ユニット３は、マスフローコントローラ３９Ａを制御して、第２移動ノズル１２に供給される不活性ガスの流量を増加させる。流量の増加に応じて、流速も増加する。不活性ガス流量の増加により、基板Ｗの上面の外周領域まで移動した液膜１５０がさらに基板Ｗ外へと押しやられる。基板Ｗの回転は停止状態に保持される。また、制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、第１移動ノズル１１を中心上位置まで上昇させる。
【００９５】
具体的には、温度勾配によって穴１５１が広がっていく過程で、さらに不活性ガスの流量を増加させることで、液膜１５０の移動が停止することを回避して、液膜１５０の基板Ｗ外方に向かう移動を継続させることができる。温度勾配を利用する有機溶剤液膜１５０の移動だけでは、基板Ｗの上面の周縁領域で液膜１５０の移動が止まってしまうおそれがある。そこで、不活性ガスの流量を増加させることで、液膜１５０の移動をアシストできる。
【００９６】
しかし、それでもなお、図１１Ｂに示すように、基板Ｗの上面の外周部で液膜１５０の移動が止まるおそれがある。そこで、この実施形態では、外周液落としステップＴ６（気流方向変更工程）が実行される。外周液落としステップＴ６は、持ち上げ加熱ステップＴ３と並行して実行される。
持ち上げ加熱ステップＴ３において、外周液落としステップＴ６よりも前の期間には、ガード１８１，１８２，１８３の位置は、有機溶剤リンスステップＴ１および有機溶剤パドルステップＴ２の場合と同様である。すなわち、ガード１８１，１８２，１８３は前記第３状態であり、ガード１８２，１８３の間の空間（ポート３）が基板Ｗの周端面に対向している。このとき、ガード１８３の上端は、基板Ｗよりも上方に位置している。
【００９７】
外周液落としステップＴ６では、図１０Ｅに示すように、不活性ガスの流量を増加（たとえば８０リットル／分まで漸増）させる一方で、ガード１８３が下位置に下降させられる（ガード相対位置変更工程）。下位置とは、ガード１８３の上端が基板Ｗと同じかまたはそれよりも低くなる位置である。すなわち、制御ユニット３は、ガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６を制御することにより、ガード１８１，１８２，１８３を前記第４状態（ポート０）に制御する。これにより、基板Ｗの外周部における気流の方向が変化する。
【００９８】
具体的には、ガード１８１，１８２，１８３が第３状態（図２Ｃ、図１０Ｄ参照）のときには、ガード１８３の液受け部１９６の中央部が基板Ｗの周端面に対向しており、ガード１８３の上端は基板Ｗよりも上に位置している。このときには、図２Ｃに示す排気経路３０３に沿ってガード１８３の内方（基板Ｗ側）の空間が排気されるので（排気工程）、基板Ｗの周端面付近では、基板Ｗの近傍の雰囲気は、ガード１８３内へと吸引されている。ガード１８３の上端が基板Ｗよりも上に位置しているため、基板Ｗの外周部付近における気流の主要な流れ方向（平均流れ方向）は、基板Ｗに平行な方向（水平方向）であるか、あるいは上方に向かう成分を有する方向である第１方向Ｄ１（図１０Ｄ参照）である。
【００９９】
ガード１８３が下降されて下位置となり（ガード下降工程）、ガード１８１，１８２，１８３が前記第４状態（図２Ｄ、図１０Ｅ参照）となると、ガード１８３の上端が基板Ｗの周端面よりも下に位置している。このときには、図２Ｄに示す排気経路３０４に沿ってガード１８３の内方（基板Ｗ側）の空間が排気されるので（排気工程）、ガード１８１の開口（ポート１）によって、基板Ｗの周囲の雰囲気が吸引される。そのため、基板Ｗの周端面近傍の気流は、基板Ｗの周端面を巻き込むように下方に向かう気流が形成される。このとき、基板Ｗの外周部付近における気流の主要な流れ方向（平均流れ方向）は、下向きの成分を含む第２方向Ｄ２（図１０Ｅ参照）である。基板Ｗ上面の外周部の液膜１５０は、下向きの成分を含む第２方向Ｄ２の気流に引きずられて移動し、基板Ｗの外方へと引きずり落とされる。それにより、基板Ｗの外周部で液膜１５０の移動が停滞することを抑制または防止しながら、基板Ｗの上面の全域から有機溶剤液膜１５０を排除できる。
【０１００】
この状態が、有機溶剤液膜１５０が全て排除を排除するのに十分な所定時間だけ保持される。その後、制御ユニット３は、ガード昇降ユニット１８４，１８５，１８６を制御して、ガード１８１，１８２，１８３を前記第３状態（図２Ｃ、図１０Ｆ参照）とする。より正確には、図１０Ｆの状態は前記第３状態とは異なっており、ガード１８２，１８３の間の空間（ポート３）が、スピンベース２１の上面に対応する高さとなるように、ガード１８１，１８２，１８３の高さが制御される。さらに正確には、図１０Ｆでは、ガード１８２，１８３の間の空間（ポート３）は、基板Ｗの周端面およびスピンベース２１の上面に側方から対向している。一方、ヒータユニット６が下降させられて、加熱面６ａからチャックピン２０の支持部５２に基板Ｗが渡される。その後、チャックピン２０が閉状態とされ、その把持部５１によって基板Ｗが把持される。このときまでに、線状流吐出口８１からの不活性ガスの供給が停止される。
【０１０１】
制御ユニット３は、外周液落としステップＴ６の間も、不活性ガスバルブ３８Ｂ，３８Ｃを開状態に保持しており、したがって、基板Ｗの上面は、第１および第２平行流吐出口８２，８３から吐出される不活性ガスが形成する平行気流８６，８７で覆われている。したがって、基板Ｗの上面に液滴やミスト等の異物が付着することを抑制または防止しながら、基板Ｗ上の液膜１５０を排除できる。
【０１０２】
スピンチャック５によって基板Ｗが保持された後、図１０Ｆに示すように、スピンドライステップＴ７（スピンベース乾燥処理。図８のＳ５）が実行される。第１平行流吐出口８２および第２平行流吐出口８３からの不活性ガスの吐出は継続される。これにより、基板Ｗの上面は、基板Ｗの上面に平行な２層の不活性ガス気流で覆われる。その状態で、制御ユニット３は、スピンチャック５の回転を高速な乾燥回転速度（たとえば８００ｒｐｍ）まで加速される。これにより、それ以前の工程においてスピンベース２１の上面に落下した有機溶剤を、遠心力によって、振り切ることができる。基板Ｗの上面は不活性ガス気流によって覆われているので、周囲に飛び散って跳ね返った液滴や周囲のミストが基板Ｗの上面に付着することを回避できる。スピンベース２１から外方に飛び出す液滴は、ガード１８３の液受け部１９６によって受けられ、排液配管１７３へと導かれて排出される。
【０１０３】
スピンドライステップＴ７の後は、スピンチャック５の回転が停止される。また、不活性ガスバルブ３８Ｂ，３８Ｃが閉じられて、第１平行流吐出口８２および第２平行流吐出口８３からの不活性ガスの吐出が停止される。そして、第１移動ノズル１１は、ホーム位置に移動される。その後は、制御ユニット３は、ガード１８１，１８２，１８３を前記第４状態（図２Ｄ参照）に制御するとともに、チャックピン２０を開状態とし、搬送ロボットＣＲによって、処理済みの基板Ｗを処理ユニット２から搬出させる。
【０１０４】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、基板Ｗの表面における気相層の形成を説明するための図解的な断面図である。基板Ｗの表面には、微細なパターン１６１が形成されている。パターン１６１は、基板Ｗの表面に形成された微細な凸状の構造体１６２を含む。構造体１６２は、絶縁体膜を含んでいてもよいし、導体膜を含んでいてもよい。また、構造体１６２は、複数の膜を積層した積層膜であってもよい。ライン状の構造体１６２が隣接する場合には、それらの間に溝（溝）が形成される。この場合、構造体１６２の幅Ｗ１は１０ｎｍ〜４５ｎｍ程度、構造体１６２同士の間隔Ｗ２は１０ｎｍ〜数μｍ程度であってもよい。構造体１６２の高さＴは、たとえば５０ｎｍ〜５μｍ程度であってもよい。構造体１６２が筒状である場合には、その内方に孔が形成されることになる。
【０１０５】
有機溶剤パドルステップＴ２では、図１２Ａに示すように、基板Ｗの表面に形成された有機溶剤液膜１５０は、パターン１６１の内部（隣接する構造体１６２の間の空間または筒状の構造体１６２の内部空間）を満たしている。
持ち上げ加熱ステップＴ３では、ヒータユニット６の加熱面６ａが基板Ｗに接触することによって基板Ｗが効率的に加熱され、有機溶剤の沸点（ＩＰＡの場合は８２．４℃）よりも所定温度（たとえば、１０〜５０℃）だけ高い温度となる。それにより、基板Ｗの表面に接している有機溶剤が蒸発し、有機溶剤の気体が発生して、図１２Ｂに示すように、気相層１５２が形成される。気相層１５２は、パターン１６１の内部を満たし、さらに、パターン１６１の外側に至り、構造体１６２の上面１６２Ａよりも上方に有機溶剤液膜１５０との界面１５５（気液界面）を形成している。この界面１５５上に有機溶剤液膜１５０が支持されている。この状態では、有機溶剤の液面がパターン１６１に接していないので、有機溶剤液膜１５０の表面張力に起因するパターン倒壊が起こらない。
【０１０６】
基板Ｗの加熱によって有機溶剤が蒸発するとき、液相の有機溶剤はパターン１６１内から瞬時に排出される。そして、形成された気相層１５２上に液相の有機溶剤が支持され、パターン１６１から離隔させられる。こうして、有機溶剤の気相層１５２は、パターン１６１の上面（構造体１６２の上面１６２Ａ）と有機溶剤液膜１５０との間に介在して、有機溶剤液膜１５０を支持する。
【０１０７】
図１２Ｃに示すように、基板Ｗの上面から浮上している有機溶剤液膜１５０に亀裂１５３が生じると、乾燥後にウォータマーク等の欠陥の原因となるうえ、液膜１５０の挙動が不安定となってパターン倒壊を招くおそれがある。そこで、この実施形態では、基板Ｗの回転を停止した後に有機溶剤の供給を停止して、基板Ｗ上に厚い有機溶剤液膜１５０を形成して、亀裂の発生を回避している。ヒータユニット６を基板Ｗに接触させるときには、基板Ｗの回転が停止しているので、液膜１５０が遠心力によって分裂することがなく、したがって、液膜１５０に亀裂が生じることを回避できる。さらに、ヒータユニット６の出力を調節して、有機溶剤の蒸気が液膜１５０を突き破って吹き出さないようにし、それによって、亀裂の発生を回避している。
【０１０８】
気相層１５２上に有機溶剤液膜１５０が支持されている状態では、有機溶剤液膜１５０に働く摩擦抵抗は、零とみなせるほど小さい。そのため、基板Ｗの上面に平行な方向の力が有機溶剤液膜１５０に加わると、有機溶剤液膜１５０は簡単に移動する。この実施形態では、有機溶剤液膜１５０の中央に穴開けし、それによって、穴１５１の縁部での温度差によって有機溶剤の流れを生じさせ、かつ線状流吐出口８１から吹き出される不活性ガスによって内方から液膜１５０を押し出すことで、気相層１５２上に支持された有機溶剤液膜１５０を移動させている。さらに、穴１５１を広げる過程で、ガード１８３が下降させられ、それによって、基板Ｗの周端面近傍の気流の方向が下向き（第２方向Ｄ２、図１０Ｅ参照）に変化する。この下向きの気流によって、液膜１５０を引きずり下ろす力が生じる。それにより、基板Ｗの外周での液膜１５０の停滞を抑制または防止でき、液膜１５０の移動が途中で停止することを抑制または防止しながら、全液膜１５０を塊の状態のままで基板Ｗ外に排除できる。
【０１０９】
以上のように、この実施形態によれば、ＤＩＷリンス処理の後に、基板Ｗの表面のＤＩＷを有機溶剤で置換して、基板Ｗの上面全域を覆う有機溶剤液膜１５０が形成される。この有機溶剤液膜１５０が基板Ｗの上面全域を覆う状態を維持しながら、基板Ｗの回転が減速させられて停止される。そして、基板Ｗの回転が停止し、さらに、ヒータユニット６が基板Ｗの下面に接触するまで、有機溶剤の供給が継続され、その後に有機溶剤の供給が停止される。それによって、基板Ｗの上面に有機溶剤の厚い液膜１５０が形成され、かつヒータユニット６の接触による基板Ｗの急激な昇温に際しても、その液膜１５０に亀裂が生じることがない。こうして、有機溶剤液膜１５０が基板Ｗの上面を覆っている状態を終始維持しながら、ヒータユニット６による基板Ｗの加熱によって、基板Ｗの上面と液膜１５０との間に有機溶剤の気相層１５２が基板Ｗの上面全域にわたって形成される。気相層１５２は、基板Ｗの表面のパターンの内部を満たし、かつパターンの上面よりも上に液膜１５０との界面を有する。したがって、パターン内に有機溶剤の液面が存在しないので、パターンは表面張力を受けない。よって、気相層１５２に支持された状態で液膜１５０を基板Ｗ外に排除することによって、パターンの倒壊を抑制または防止できる。
【０１１０】
この実施形態では、液膜１５０の排除に際して、その中央に向けて基板Ｗの上面に垂直な方向に不活性ガスの線状気流８５が吐出され、それによって、一つの穴１５１が形成される。この一つの穴１５１が、温度勾配および大流量不活性ガス供給による液膜１５０の移動によって外方へと押し広げられる。このとき、基板Ｗの回転は停止しているので、液膜１５０は大きな厚さを保持したまま、分裂することなく、気相層１５２上を基板Ｗの外方へと移動して、基板Ｗ外に排除されていく。温度勾配に加えて大流量不活性ガス供給によって液膜１５０の移動を補助しているので、液膜１５０の移動が途中で止まることがなく、有機溶剤が基板Ｗの内方に戻ってパターン内にその液面を形成することがない。これにより、有機溶剤液膜１５０を排除する過程におけるパターン倒壊を回避できる。
【０１１１】
さらに、外周領域まで押しやられた液膜１５０は、ガード１８３の下降によって方向が変化した気流によって基板Ｗ外へと引きずられることにより、停滞を抑制または防止しながら基板Ｗ外へと排除される。それによって、基板Ｗの表面から液膜１５０が完全に排除される。この間、ヒータユニット６の加熱面６ａは基板Ｗの裏面に接したままであるので、気相層１５２を確実に保ったままで液膜１５０の全部を基板Ｗ外へと排除できる。しかも、基板Ｗの回転は停止しているので、液膜１５０と雰囲気との熱交換によって液膜１５０および基板Ｗの温度の低下を抑制できる。それによっても、気相層１５２が確実に保たれる。さらに、基板Ｗの上面に吹き付ける不活性ガスの流量を、液膜１５０または基板Ｗの温度低下が懸念されるほど多くする必要がない。これによっても、液膜１５０および基板Ｗの温度低下を抑制して、気相層１５２を確実に保つことができる。
【０１１２】
また、ヒータユニット６の加熱面６ａを基板Ｗに接触させて加熱するので、基板Ｗの温度を速やかに上昇させることができ、それに応じて、気相層１５２を基板Ｗ上に速やかに形成できる。これにより、有機溶剤の気液界面が基板Ｗ上の微細パターンに接している時間を短くできるので、微細パターンの倒壊を一層抑制できる。そのうえ、加熱時間を短縮できるので、生産性を向上できる。
【０１１３】
有機溶剤液膜１５０は、気相層１５２の形成まで基板Ｗの上面全域を覆った状態を保ち、その後、基板Ｗ上からの排除が始まると、分裂することも、停止することもなく、基板Ｗの外方へと導かれる。これにより、基板Ｗ上のパターンの倒壊を効果的に抑制または防止しながら、基板Ｗ上の液成分を排除することができる。
また、第１および第２平行流吐出口８２，８３からは、有機溶剤の吐出開始前から不活性ガスが吐出され、それによって、基板Ｗの上面を覆う平行気流８６，８７が形成される。これにより、跳ね返った液や雰囲気中のミストが基板Ｗの表面に付着することを回避しながら、有機溶剤の液膜１５０の形成およびその排除を行うことができる。これにより、高品質な基板処理を実現できる。
【０１１４】
また、この実施形態では、有機溶剤を受けるためのガード１８３の位置を変更することによって、基板Ｗの外周部付近の気流の方向を変更できる。したがって、気流の方向を変更するための専用の部品を設ける必要がない。しかも、回転する基板Ｗから排除される処理液を受けるためのガード１８３は、基板Ｗの周端面の全体に対向しているので、ガード１８３を上下動させることにより、基板Ｗの周囲の全周に渡って気流の方向を同様に変更できる。それにより、基板Ｗの外周部での有機溶剤の停滞をより一層確実に回避できる。
【０１１５】
また、この実施形態では、有機溶剤を基板Ｗ外に排除するときに、ガード１８３の上端高さが基板Ｗの高さ以下の高さまで下げられる。これにより、基板Ｗの周端面から下方へと向かう気流を形成できるので、有機溶剤液膜１５０を基板Ｗの上面から引きずり下ろすことができる。それにより、気流および重力を利用して、基板Ｗの外周部に液膜１５０が停滞することを一層効果的に回避できる。
【０１１６】
また、この実施形態では、ガード１８３を下降させることによる気流方向の変更は、不活性ガスの流量増加と並行して実行される。これにより、基板Ｗ上の液膜１５０の移動停止を一層確実に抑制できる。
また、この実施形態では、ガード１８３を下降させることによる気流方向の変更は、不活性ガス流量の増加開始よりも後に開始される。これにより、有機溶剤が概ね排除されて基板Ｗの外周部にまで穴１５１が広げられた状態で、気流の方向が変更し、基板Ｗ上面の外周部に残る液膜１５０に対して、方向が変えられた気流が効果的に作用する。それにより、有機溶剤液膜１５０の移動停止をより確実に抑制できる。
【０１１７】
また、この実施形態では、ガード１８３を下降させることによる気流方向の変更が、有機溶剤の液膜１５０に穴１５１を開けた後に実行される。これにより、気流が液膜１５０に作用する力によって液膜１５０が分裂することを回避でき、気流によって穴１５１を拡大しながら液膜１５０を排除できる。こうして、液膜１５０の分裂を回避しながら、液膜１５０の移動停止を確実に抑制できる。
【０１１８】
また、この実施形態では、第１移動ノズル１１を基板Ｗの上面に接近させた中心下位置（接近位置）に配置して当該第１移動ノズル１１から不活性ガスを吐出することにより液膜１５０に穴１５１が開けられる。そして、その穴１５１を広げるときには、第１移動ノズル１１は、中心上位置（気体排除位置）まで上昇させられ、その中心上位置から不活性ガスを吐出する。これにより、基板Ｗに接近した位置で不活性ガスを吐出することにより、小流量の不活性ガスで液膜１５０に穴１５１を開けることができる。これにより、穴開けステップＴ４において気相層１５２が失われることを回避できる。その一方で、穴１５１を広げるときには、基板Ｗから離れた中心上位置（気体排除位置）から不活性ガスが吐出される。それにより、不活性ガスの流量を多くしても気相層１５２が失われることを抑制できるので、気相層１５２上での液膜１５０の移動を不活性ガスによって補助できる。
【０１１９】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、この発明の他の実施形態に係る処理ユニットの構成を説明するための図解的な断面図であり、気流方向変更工程の他の例を示す。この構成例では、２つのガード２２１，２２２が設けられている。ガード２２１の内方の空間は排気ダクト２２３を介して排気され、ガード２２２の内方の空間は排気ダクト２２４を介して排気される。排気ダクト２２３，２２４は、排気切換ユニット２２５を介して主排気ダクト２２６に結合されている。主排気ダクト２２６は、工場の排気設備（図示せず）に接続される。
【０１２０】
排気切換ユニット２２５は、排気ダクト２２３，２２４を択一的に主排気ダクト２２６に接続する。それにより、基板Ｗの雰囲気の排気経路は、ガード２２１，２２２の間を通る排気経路２３１と、ガード２２１の内側を通る排気経路２３２との間で切り替わる。
図１３Ａには、ガード２２１，２２２の間の空間を基板Ｗの周端面に対向させ、かつ排気ダクト２２４を主排気ダクト２２６に連通させた状態を示す。このとき、基板Ｗの外周部の近傍における気流の主たる流れ方向（平均流れ方向）は、基板Ｗの周端面からガード２２１の液受け面２２２ａに向かう第１方向Ｄ１１であり、たとえばほぼ水平である。
【０１２１】
一方、図１３Ｂには、ガード２２１，２２２の配置を図１３Ａの場合と同様にする一方で、排気ダクト２２３を主排気ダクト２２６に連通させた状態を示す。このとき、基板Ｗの外周部の近傍における気流の主たる流れ方向（平均流れ方向）は、基板Ｗの周端面から下方に向かう第２方向Ｄ１２である。この第２方向Ｄ１２に流れる気流によって、基板Ｗの外周部の液膜１５０が基板Ｗの外方へと引きずられて流下させられる。
【０１２２】
このように、この実施形態では、ガード２２１，２２２の位置を変更するのではなく、排気経路の切換えによって、基板Ｗの外周部付近の気流の流れ方向を変更している。この実施形態では、排気経路を切り換えた後にも、ガード２２２が基板Ｗの周端面を側方から覆うように配置されているので、基板Ｗの近傍を保護した状態で処理を行える利点がある。
【０１２３】
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、持ち上げ加熱ステップＴ３の末期において基板Ｗ外周付近の気流の方向を変更して外周液落としステップＴ６を実行している。しかし、基板Ｗの回転が停止した後は基板Ｗ上の液膜１５０に対して遠心力が働かないから、ガード１８３で液を受ける必要がないので、ガード１８３を下げてもよい。したがって、たとえば、基板Ｗの回転が停止する時点（図９の例では有機溶剤パドルステップＴ２の途中）から液膜１５０の穴１５１が基板Ｗの外周部まで広がる時点までの任意のタイミングで、ガード１８３を下げて、基板Ｗ外周部付近の気流の方向を変更してもよい。
【０１２４】
また、前述の第１の実施形態では、ガード１８３の上端が基板Ｗよりも低くなるようにガード１８３を下げて外周液落としステップＴ６を実行している。しかし、下位置におけるガード１８３の上端は基板Ｗと同じ高さかそれよりも上であってもよい。ガード１８３を或る位置から下げることによって、基板Ｗの外周部付近における気流の方向が、ガード１８３の下降前の方向よりも下向きになる。このような気流方向の変更によって、基板Ｗ外周部の液膜１５０に作用する力が大きくなるので、液膜１５０を基板Ｗの外方に向かって移動させることができる。方向を変更した後の気流の方向は、必ずしも水平面に対して下方側に向かう方向である必要はなく、水平方向であってもよく、水平方向よりも上方側に向かう方向であってもよい。ただし、方向変更後の気流の方向が水平面に対して下方側に向かう方向である方が、気流によって液膜１５０を引きずり落とす力が強くなる。
【０１２５】
また、前述の実施形態では気流方向の変更による外周液落としステップＴ６ではヒータユニット６の加熱面６ａが基板Ｗに接触している。しかし、ヒータユニット６を基板Ｗに対して非接触状態として外周液落としステップＴ６を実行してもよい。この場合には、基板Ｗをスピンチャック５で保持し、液膜１５０が周囲に飛び散らない程度の低速で基板Ｗを回転してもよい。
【０１２６】
また、前述の第１の実施形態では、基板Ｗに対してガード１８３を下げることによって気流方向を変更しているが、たとえば、ガード１８３の高さを変えずに、ヒータ６を上昇させて基板Ｗの高さを変更してもよい。たとえば、基板Ｗをガード１８３の上端よりも高い位置まで上昇させることにより、基板Ｗの外周部における気流の方向を下向きにすることができる。
【０１２７】
また、不活性ガスとしては、窒素ガスのほかにも、清浄空気その他の不活性ガスを採用できる。さらに、処理対象の基板は、円形である必要はなく、矩形の基板であってもよい。また、使用可能な有機溶剤は、ＩＰＡのほかにも、メタノール、エタノール、アセトン、ＨＥＦ（ハイドルフルオロエーテル）を例示できる。これらは、いずれも水（ＤＩＷ）よりも表面張力が小さい有機溶剤である。
【０１２８】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
Ｗ  基板
Ｄ１，Ｄ１１  第１方向
Ｄ２，Ｄ１２  第２方向
１  基板処理装置
２  処理ユニット
３  制御ユニット
５  スピンチャック
６  ヒータユニット
６ａ  加熱面
７  昇降ユニット
８  カップ
１０  ＤＩＷノズル
１１  第１移動ノズル
１２  第２移動ノズル
１５  第１ノズル移動ユニット
１６  第２ノズル移動ユニット
１７  排気桶
１８  多重ガード機構
２０  チャックピン
２１  スピンベース
２２  回転軸
２３  電動モータ
３５  有機溶剤供給管
３６Ａ〜３６Ｄ  第１〜第４不活性ガス供給管
３７  有機溶剤バルブ
３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄ  不活性ガスバルブ
３９Ａ  マスフローコントローラ
３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ  流量可変バルブ
４１  薬液供給管
４２  不活性ガス供給管
４３  薬液バルブ
４４  不活性ガスバルブ
４６  ＤＩＷ供給管
４７  ＤＩＷバルブ
４８  流体供給管
４９  流体バルブ
８１  線状流吐出口
８２  第１平行流吐出口
８３  第２平行流吐出口
８５  線状気流
８６，８７  平行気流
１５０  有機溶剤の液膜
１５１  有機溶剤液膜の穴
１５２  気相層
１６１  パターン
１７１  排気ダクト
１７２  排気設備
１７３  排液配管
１８１，１８２，１８３  ガード
１８４，１８５，１８６  ガード昇降ユニット
１８７，１８８  環状カップ
１８９，１９０  排液配管
１９１，１９２，１９３  円筒部
１９４，１９５，１９６  液受け部
２０１，２０２，２０３  排液経路
３０１，３０２，３０３  排気経路
２２１，２２２  ガード
２２３，２２４  排気ダクト
２２５  排気切換ユニット
２２６  主排気ダクト
２３１，２３２  排気経路
【図１】
2020080432.tif 000003
【図２】
2020080432.tif 000004
【図２Ａ−２Ｂ】
2020080432.tif 000005
【図２Ｃ−２Ｄ】
2020080432.tif 000006
【図３】
2020080432.tif 000007
【図４】
2020080432.tif 000008
【図５Ａ−５Ｂ】
2020080432.tif 000009
【図６Ａ】
2020080432.tif 000010
【図６Ｂ】
2020080432.tif 000011
【図６Ｃ】
2020080432.tif 000012
【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１１Ａ−１１Ｂ】
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【図１２Ａ−１２Ｃ】
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【図１３Ａ−１３Ｂ】
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