(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の表面上に低表面張力液体が残留することを抑制しつつ基板の表面を速やかに乾燥させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】基板処理装置１において、リンス液供給ノズル８から基板Ｗの表面にリンス液が供給される。また、有機溶剤供給ノズル９から基板Ｗの表面に有機溶剤が供給されることによって、リンス液が有機溶剤に置換されて基板Ｗの表面に有機溶剤の液膜が形成される。回転状態の基板Ｗの回転中心位置に向けて不活性ガス供給ノズル１０から不活性ガスが供給されることによって、有機溶剤の液膜に回転中心位置から広がる開口が形成され、その開口が回転中心位置から離れる方向に拡大される。開口の周縁よりも外側に着液位置が位置するように、有機溶剤の着液位置が開口の拡大に応じて回転中心位置以外の少なくとも２箇所に変更される。【選択図】図１
2020021945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに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表面に水を含む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の表面に向けて、水よりも表面張力が小さい低表面張力液体を吐出する低表面張力液体ノズルと、
前記低表面張力液体ノズルに連結されたアームと、
前記アームを駆動することにより、前記基板保持手段に保持された基板の表面に沿う方向に前記低表面張力液体ノズルを移動させるアーム駆動手段と、
前記基板の表面の前記回転軸線上の位置である回転中心位置に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の表面に対向する対向面を有する対向部材と、
前記基板保持手段に保持された基板に近接する下位置と、前記下位置よりも上方の上位置との間で、前記対向部材を前記鉛直方向に昇降させる昇降駆動手段と、
前記基板回転手段、前記処理液供給手段、前記低表面張力液体ノズル、前記アーム駆動手段、前記不活性ガス供給手段および前記昇降駆動手段を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段が、前記処理液供給手段から基板の表面に処理液を供給させる処理液供給工程と、前記昇降駆動手段によって前記下位置と前記上位置との間の低表面張力液体処理位置に前記対向部材を位置させることによって前記対向面と前記基板の表面との間の空間を周囲の雰囲気から遮断させた状態で、かつ、前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板との間に位置させた状態で前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて低表面張力液体を吐出させて前記処理液を低表面張力液体に置換して前記基板の表面に低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、前記対向部材が前記低表面張力液体処理位置に位置する状態で、前記基板回転手段によって前記基板を回転させながら前記不活性ガス供給手段から前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給させることにより、前記低表面張力液体の液膜に前記回転中心位置から広がる開口を形成する開口形成工程と、前記対向部材が前記低表面張力液体処理位置に位置する状態で前記基板回転手段によって前記基板を回転させながら前記不活性ガス供給手段から前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給させることにより、前記開口を前記回転中心位置から離れる方向に拡大させる開口拡大工程と、前記開口の周縁よりも外側に、前記基板の表面上での低表面張力液体の着液位置が位置するように、前記着液位置を前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも２箇所に変更されるように前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させる着液位置変更工程とを実行し、
前記制御手段が、前記低表面張力液体ノズルからの低表面張力液体の吐出が開始されてから、前記開口が拡大されて前記基板の表面から前記低表面張力液体の液膜が排除されるまでの間、前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板の表面との間に維持し、かつ、前記対向部材を前記低表面張力液体処理位置に維持する、基板処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記開口の周縁と前記着液位置との距離が一定に保たれるように、前記着液位置を移動させる、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記対向部材を前記回転軸線まわりに回転させる対向部材回転手段をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記不活性ガス供給手段が、前記回転中心位置に向けて不活性ガスを吐出する単一の吐出口を有する不活性ガスノズルを含み、
前記制御手段が、前記液膜形成工程において、前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成するために前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて低表面張力液体を吐出している間に、前記不活性ガスノズルの前記吐出口からの前記不活性ガスの吐出を開始する工程を実行し、前記開口形成工程において、前記不活性ガスノズルから吐出される不活性ガスの流量を増大させることによって前記低表面張力液体の液膜に前記開口を形成させる工程を実行する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記下位置は、前記対向面が前記基板の表面から０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記上位置は、前記対向面が前記基板の表面から１５０ｍｍ上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記低表面張力液体処理位置は、前記対向面が前記基板の表面から１５ｍｍ上方に配置されるときの前記対向部材の位置である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
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をさらに含み、
前記制御手段は、前記基板加熱手段を制御し、少なくとも前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に低表面張力液体を供給する期間中には、前記基板加熱手段によって基板を加熱させる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
水平に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給工程と、
水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を低表面張力液体ノズルから前記基板に向けて吐出することにより前記処理液を置換する置換工程と、
前記基板の表面に対向する対向面を有する対向部材を昇降させる昇降駆動手段によって前記基板に近接する下位置と前記下位置よりも上方の上位置との間の低表面張力液体処理位置に前記対向部材を位置させることによって、前記対向部材の前記対向面と前記基板の表面との間の空間を周囲の雰囲気から遮断する雰囲気遮断工程と、
前記対向部材を前記低表面張力液体処理位置に位置させ、かつ、前記低表面張力液体ノズルに連結されたアームをアーム駆動手段によって駆動して前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板との間に位置させた状態で、前記基板に低表面張力液体を前記低表面張力液体ノズルから吐出させることにより前記基板の表面に低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記対向部材が前記低表面張力液体処理位置に位置する状態で、鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板の表面の前記回転軸線上の位置である回転中心位置に向けて不活性ガスを供給することにより、前記低表面張力液体の液膜に前記回転中心位置から広がる開口を形成する開口形成工程と、
前記対向部材が前記低表面張力液体処理位置に位置する状態で前記基板を前記回転軸線まわりに回転させながら、前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給することにより前記開口を前記回転中心位置から離れる方向に拡大させる開口拡大工程と、
前記基板の表面での低表面張力液体の着液位置が前記開口の周縁よりも外側に位置するように、前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させた状態で、低表面張力液体を前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて吐出し、かつ、前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも２箇所に前記着液位置を変更させる着液位置変更工程とを含み、
前記液膜形成工程において前記低表面張力液体ノズルからの低表面張力液体の吐出が開始されてから、前記開口拡大工程において前記開口が拡大されて前記基板の表面から前記低表面張力液体の液膜が排除されるまでの間、前記低表面張力液体ノズルが前記対向面と前記基板の表面との間に維持され、かつ、前記対向部材が前記低表面張力液体処理位置に維持される、基板処理方法。
【請求項８】
前記着液位置変更工程は、前記開口の周縁と前記着液位置との距離が一定に保たれるように、前記着液位置を移動させる工程を含む、請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項９】
少なくとも前記置換工程、前記液膜形成工程および前記着液位置変更工程が、前記基板を加熱する工程を含む、請求項７または８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記液膜形成工程において、前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面へ向けて低表面張力液体を吐出している間に、前記回転中心位置に向けて不活性ガスを吐出する単一の吐出口を有する不活性ガスノズルの前記吐出口からの不活性ガスの吐出を開始する不活性ガス供給開始工程をさらに含み、
前記開口形成工程が、前記不活性ガスノズルから吐出される不活性ガスの流量を増大させることによって、前記低表面張力液体の液膜に前記開口を形成させる工程を含む、請求項７〜９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記下位置は、前記対向面が前記基板の表面から０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記上位置は、前記対向面が前記基板の表面から１５０ｍｍ上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記低表面張力液体処理位置は、前記対向面が前記基板の表面から１５ｍｍ上方に配置されるときの前記対向部材の位置である、請求項７〜１０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、液体で基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象になる基板には、たとえば、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、太陽電池用基板等の基板が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理では、例えば、スピンチャックによってほぼ水平に保持された基板に対して薬液が供給される。その後、リンス液が基板に供給され、それによって、基板上の薬液がリンス液に置換される。その後、基板上のリンス液を排除するためのスピンドライ工程が行われる。
図１４に示すように、基板の表面に微細なパターンが形成されている場合、スピンドライ工程では、液面（空気と液体との界面）がパターン内に形成される。この場合、液面とパターンとの接触位置に、液体の表面張力が働く。この表面張力が大きい場合には、パターンの倒壊が起こりやすくなる。典型的なリンス液である水は、表面張力が大きいために、スピンドライ工程におけるパターンの倒壊が無視できない。
【０００３】
そこで、水よりも表面張力が低い低表面張力液体であるイソプロピルアルコール（Isopropyl Alcohol: IPA）を供給して、パターンの内部に入り込んだ水をＩＰＡ置換し、その後にＩＰＡを除去することで基板の表面を乾燥させる手法が提案されている。
例えば、特許文献１では、基板の上面にＩＰＡを供給してＩＰＡの液膜を形成させ、基板の中央部を通る回転中心まわりに基板を回転させながら基板の上面中央部に窒素ガスを吹き付けることによって基板の上面中央部からＩＰＡを除去して穴を形成する。その後、基板の回転による遠心力や窒素ガスの吹き付け力によって環状の液膜の内径を大きくすることによって液膜を基板外に排除して、基板の表面を乾燥させる。
【０００４】
一方、特許文献２では、ＩＰＡ吐出ノズルおよび窒素ガス吐出ノズルを有するノズルヘッドを基板中心から周縁に向けてスキャンしながらＩＰＡ吐出ノズルからＩＰＡを吐出させる。それにより、基板に供給されるＩＰＡの液膜を遠心力および窒素ガスの吹き付け力により基板の外側へ押し出して、基板の表面を乾燥させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７７３７１号公報
【特許文献２】特開２００９−２１８５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の基板処理装置では、ＩＰＡの液膜を除去する際に、基板の回転中心から一定距離だけ離れた所定位置にＩＰＡを着液させ、ＩＰＡの液膜の内周が当該所定位置に達するとＩＰＡの供給を停止する。そのため、ＩＰＡの供給を停止した後に、ＩＰＡの液膜が分裂し、基板上にＩＰＡの液滴が残留する虞がある。具体的には、ＩＰＡの液膜からのＩＰＡの蒸発が均一に生じずに、ＩＰＡの液膜の一部が蒸発し尽くして基板が露出し、それによって液膜が分裂する虞がある。また、液膜に対する遠心力は、基板の周縁部において大きく、回転中心に近い領域では小さい。しかも、基板の周縁部においては、回転方向への液膜の線速度が大きいので、液膜と雰囲気との間の相対速度が大きく、蒸発が速やかに進行する。そのため、基板の周縁部上の液膜部分がそれよりも内方の液膜部分から分離して基板外へと排除される虞がある。
【０００７】
一方、特許文献２の基板処理装置では、ノズルヘッドを基板中心から周縁に向けてスキャンする際、窒素ガス吐出ノズルから窒素ガスを吐出させてＩＰＡの乾燥を補助している。そのため、ＩＰＡの環状の液膜は、基板の回転中心から離れた位置で吐出される窒素ガスによって基板の回転半径方向に押し出される。そのため、窒素ガスの吹き付け力は、ＩＰＡの環状液膜の内周の一部に対して局所的に作用するので、基板の回転中心まわりの周方向に関して不均一になる。これにより、ＩＰＡの液膜が分裂し、基板上にＩＰＡの液滴が残留する虞がある。
【０００８】
基板上に残留したＩＰＡの液滴は、基板上の微小なパターンの中に入り込み、そのＩＰＡの液滴に溶け込んだ水とともに、長時間にわたって当該微小なパターンに対して表面張力を及ぼし続ける。したがって、当該液滴が最終的に乾燥するまでに表面張力がパターンに与えるエネルギーが大きくなり、パターン倒壊が生じる虞がある。
そこで、この発明の目的は、基板上に低表面張力液体が残留することを抑制しつつ基板の表面を速やかに乾燥させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、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を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに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表面に水を含む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の表面に、水よりも表面張力が小さい低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段と、前記低表面張力液体供給手段から供給される低表面張力液体の前記基板の表面上での着液位置を変更する着液位置変更手段と、前記基板表面の前記回転軸線上の位置である回転中心位置に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記基板回転手段、前記処理液供給手段、前記低表面張力液体供給手段、前記着液位置変更手段および前記不活性ガス供給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、前記処理液供給手段から基板の表面に処理液を供給させ、前記低表面張力液体供給手段から前記基板の表面に低表面張力液体を供給させて前記処理液を低表面張力液体に置換して前記基板の表面に低表面張力液体の液膜を形成し、前記基板回転手段によって前記基板を回転させながら前記不活性ガス供給手段から前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給させることにより、前記低表面張力液体の液膜に前記回転中心位置から広がる開口を形成させ、かつ当該開口を前記回転中心位置から離れる方向に拡大させ、前記開口の周縁よりも外側に前記着液位置が位置するように、前記低表面張力液体の前記着液位置を前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも２箇所に変更させる。
【００１０】
この構成によれば、開口を回転中心位置から離れる方向に拡大させる際には不活性ガスが回転中心位置に向けて供給されるため、開口の周縁の低表面張力液体を素早く乾燥させながら、開口を回転中心位置から均一に広げることができる。また、開口の周縁よりも外側に低表面張力液体の着液位置が位置するように開口の拡大に応じて着液位置を少なくとも２箇所に変更させることによって、開口の周縁よりも外側には低表面張力液体が十分に供給される。そのため、蒸発または遠心力によって開口の周縁よりも外側の低表面張力液体が局所的になくなることを抑制できる。したがって、液膜の分裂を抑制または防止しながら基板外へと液膜を排除できるので、低表面張力液体またはそこに溶け込んだ処理液が液滴となって基板上に残ることを抑制または防止できる。こうして、基板の表面上に低表面張力液体等が残留することを抑制しつつ基板の表面を速やかに乾燥させることができる。それにより、低表面張力液体またはそこに溶け込んだ処理液による表面張力が作用する時間を短縮できる。
【００１１】
この発明の一実施形態では、前記制御手段は、前記開口の周縁と前記着液位置との距離が一定に保たれるように、前記着液位置を移動させる。この構成によれば、開口の拡大過程において、開口の周縁から着液位置までの距離が一定に保たれる。したがって、開口が形成されて環状になった低表面張力液体の液膜が局所的に乾燥して分裂することを一層確実に抑制または防止できる。
【００１２】
この発明の一実施形態では、前記低表面張力液体供給手段は、前記基板の表面に向けて低表面張力液体を供給するノズルを含み、前記着液位置変更手段は、前記ノズルを基板の表面に沿う方向に移動させるノズル移動手段を含む。この構成によれば、ノズル移動手段が基板の表面に沿う方向にノズルを移動させることによって、着液位置を任意に設定して変更することができる。ノズルの移動を無段階に行えば、着液位置を無段階に変更できるので、好ましい。それにより、液膜の開口の拡大に対して、着液位置を忠実に追従させることができる。
【００１３】
この発明の一実施形態では、前記低表面張力液体供給手段は、前記回転中心位置からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置された複数のノズルを含み、前記着液位置変更手段は、前記複数のノズルへの低表面張力液体の供給の有無をそれぞれ切り替える供給切替手段を含む。
この構成によれば、供給切替手段によって、複数のノズルへの低表面張力液体の供給の有無をそれぞれ切り替えるという簡易な構造で着液位置を変更することができる。
【００１４】
前記複数のノズルは、基板の回転半径方向に沿って並んで配置されていてもよい。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板保持手段に保持された基板の表面に対向する対向面を有し、前記対向面と前記基板の表面との間を周囲の雰囲気から離隔する対向部材をさらに含む。この構成によれば、対向部材の対向面と基板の表面との間が周囲の雰囲気から離隔されているため、開口よりも外側において低表面張力液体を蒸発しにくくすることができる。それにより、低表面張力液体の液膜の分裂を一層抑制することができる。
【００１５】
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板保持手段に保持された基板の表面に対向する対向面を有し、前記対向面と前記基板の表面との間を周囲の雰囲気から離隔する対向部材をさらに含む。そして、前記対向面に、前記複数のノズルに対応した複数の供給口が形成されており、前記複数の供給口から低表面張力液体が前記基板の表面に供給される。
【００１６】
この構成によれば、対向部材の対向面に形成された供給口から低表面張力液体が基板の表面に供給されるので、ノズルから低表面張力液体を基板に供給する際に、対向部材と基板との間に複数のノズルを配置するための間隔を確保する必要がない。したがって、対向部材を基板に近づけることができるので、開口の周縁よりも外側の低表面張力液体の蒸発を一層抑制することができる。
【００１７】
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記対向部材を前記回転軸線まわりに回転させる対向部材回転手段をさらに含む。
この構成によれば、対向部材回転手段が対向部材を回転軸線まわりに回転させることによって、対向面に付着した液滴を回転中心位置から離れる方向に遠心力で飛ばすことができる。これにより、対向面に付着した液滴が開口の周縁よりも回転中心位置側の基板の表面に落下することを抑制することができる。したがって、基板上での液滴の残留を一層確実に抑制できる。
【００１８】
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、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をさらに含む。そして、前記制御手段は、前記基板加熱手段を制御し、少なくとも前記低表面張力液体供給手段から前記基板表面に低表面張力液体を供給する期間中には、前記基板加熱手段によって基板を加熱させる。
この構成によれば、基板が加熱されることによって、開口の周縁の低表面張力液体の蒸発を促進して開口が拡大する速度を向上させることができる。これにより、基板の表面を一層速やかに乾燥させることができる。それにより、低表面張力液体またはそこに溶け込んだ処理液による表面張力が作用する時間を一層短縮できる。
【００１９】
この発明の一実施形態は、水平に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給工程と、水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板に供給することにより前記処理液を置換する置換工程と、前記基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給することにより前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板の表面の前記回転軸線上の位置である回転中心位置に向けて不活性ガスを供給することにより、前記低表面張力液体の液膜に前記回転中心位置から広がる開口を形成する開口形成工程と、前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給することにより前記開口を前記回転中心位置から離れる方向に拡大させる開口拡大工程と、前記基板の表面での着液位置が前記開口の周縁よりも外側に位置するように、水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板の表面に供給し、かつ、前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも２箇所に前記着液位置を変更させる着液位置変更工程とを含む、基板処理方法を提供する。
【００２０】
この方法によれば、開口を回転中心位置から離れる方向に拡大させる際には不活性ガスが回転中心位置に向けて供給されるため、開口の周縁の低表面張力液体を素早く乾燥させながら、開口を回転中心位置から均一に広げることができる。また、開口の周縁よりも外側に低表面張力液体の着液位置が位置するように開口の拡大に応じて着液位置を少なくとも２箇所に変更させることによって、開口の周縁よりも外側には低表面張力液体が十分に供給される。そのため、蒸発または遠心力によって開口の周縁よりも外側の低表面張力液体が基板の表面上から局所的になくなることを抑制できる。したがって、液膜の分裂を抑制または防止しながら基板外へと液膜を排除できるので、低表面張力液体またはそこに溶け込んだ処理液が液滴となって基板上に残ることを抑制または防止できる。こうして、基板の表面上に低表面張力液体等が残留することを抑制しつつ基板の表面を速やかに乾燥させることができる。それにより、低表面張力液体またはそこに溶け込んだ処理液による表面張力が作用する時間を短縮できる。
【００２１】
この発明の一実施形態では、前記着液位置変更工程は、前記開口の周縁と前記着液位置との距離が一定に保たれるように、前記着液位置を移動させる工程を含む。この方法によれば、開口の拡大過程において、開口の周縁から着液位置までの距離が一定に保たれる。したがって、開口が形成されて環状になった低表面張力液体の液膜が局所的に乾燥して分裂することを一層確実に抑制または防止できる。
【００２２】
この発明の一実施形態では、前記着液位置変更工程は、前記基板の表面に向けて低表面張力液体を供給するノズルを前記基板の表面に沿う方向に移動させる工程を含む。この方法によれば、ノズルを移動させることによって、着液位置を任意に設定して変更することができる。ノズルの移動を無段階に行えば、着液位置を無段階に変更できるので、好ましい。それにより、液膜の開口の拡大に対して、着液位置を忠実に追従させることができる。
【００２３】
この発明の一実施形態では、少なくとも前記置換工程、前記液膜形成工程および前記着液位置変更工程が、前記基板を加熱する工程を含む。この方法によれば、基板が加熱されることによって、開口の周縁の低表面張力液体の蒸発を促進して開口が拡大する速度を向上させることができる。これにより、基板の表面を一層速やかに乾燥させることができる。それにより、低表面張力液体またはそこに溶け込んだ処理液による表面張力が作用する時間を一層短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、この発明の第１実施形態に係る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２】図２は、第１実施形態に係る処理ユニットの模式的な平面図である。
【図３】図３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４】図４は、前記処理ユニット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５】図５は、前記処理ユニットによる基板処理の一例を説明するためのタイムチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、前記処理ユニットが有機溶剤によって基板を処理する様子を説明するための図解的な断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、前記処理ユニットが有機溶剤によって基板を処理する様子を説明するための図解的な断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、前記処理ユニットが有機溶剤によって基板を処理する様子を説明するための図解的な断面図である。
【図７】図７Ａは、開口形成工程における液膜の状態を示す平面図である。図７Ｂは、開口拡大工程における液膜の状態を示す平面図である。
【図８】図８は、この発明の第２実施形態に係る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９】図９は、この発明の第３実施形態に係る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１０Ａ】図１０Ａは、第３実施形態に係る処理ユニットが有機溶剤によって基板を処理する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、第３実施形態に係る処理ユニットが有機溶剤によって基板を処理する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、第３実施形態に係る処理ユニットが有機溶剤によって基板を処理する様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１１】図１１は、この発明の第４実施形態に係る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１２】図１２は、第１実施形態の処理ユニットの変形例を説明するための図解的な断面図である。
【図１３】図１３は、図１２の処理ユニットに備えられた遮断板付近の構成を示す模式的な底面図である。
【図１４】図１４は、表面張力によるパターン倒壊の原理を説明するための図解的な断面図である。
【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。
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の構成例を説明するための図解的な断面図である。基板処理装置１は、シリコンウエハ等の基板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、円形状の基板である。基板Ｗの表面には、微細なパターン（図１４参照）が形成されている。基板処理装置１は、液体で基板Ｗを処理する処理ユニット２を含む。例えば、基板処理装置１は、処理ユニット２のほかに、処理ユニット２に対して基板Ｗを搬入／搬出するための搬送ロボットを含んでいてもよい。また、基板処理装置１は、複数の処理ユニット２を含んでいてもよい。
【００２６】
処理ユニット２は、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５と、基板Ｗに対向し基板Ｗとの間の雰囲気を周囲の雰囲気から遮断（離隔）するための対向部材としての遮断板６とを含む。処理ユニット２は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの表面（上方側の主面）にフッ酸等の薬液を供給する薬液供給ノズル７と、スピンチャック５に保持された基板Ｗの表面に、リンス液を供給するリンス液供給ノズル８とをさらに含む。リンス液供給ノズル８は、水を含む処理液を供給する処理液供給手段の一例である。
【００２７】
スピンチャック５は、チャックピン２０と、スピンベース２１と、回転軸２２と、基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる基板回転駆動機構２３とを含む。チャックピン２０およびスピンベース２１は、基板Ｗを水平に保持する基板保持手段の一例である。回転軸２２および基板回転駆動機構２３は、基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる基板回転手段の一例である。
【００２８】
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の上端は、スピンベース２１の下面の中央に結合されている。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の上面の周縁部には、基板Ｗを把持するための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。基板回転駆動機構２３は、例えば、回転軸２２に回転力を与えることによって、基板Ｗ、チャックピン２０、スピンベース２１および回転軸２２を回転軸線Ａ１まわりに一体回転させる電動モータを含む。
【００２９】
遮断板６は、基板Ｗとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板状に形成され、スピンチャック５の上方でほぼ水平に配置されている。遮断板６は、スピンチャック５に保持された基板Ｗに対向する対向面６ａを有する。遮断板６の対向面６ａとは反対側の面には、スピンチャック５の回転軸２２と共通の回転軸線Ａ１を中心とする回転軸３０が固定されている。回転軸３０は、中空に形成されている。
【００３０】
回転軸３０には、回転軸３０に回転力を与えて遮断板６を回転軸線Ａ１まわりに回転させる対向部材回転手段としての遮断板回転駆動機構３１が結合されている。また、回転軸３０には、鉛直方向に沿って回転軸３０を昇降させることによって、回転軸３０に固定された遮断板６を昇降させる遮断板昇降駆動機構３２が結合されている。遮断板昇降駆動機構３２は、下位置から上位置までの任意の位置（高さ）に遮断板６を位置させることができる。下位置は、例えば、基板Ｗの表面から０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ上方に対向面６ａが配置される位置である。また、上位置は、例えば、基板Ｗの表面から１５０ｍｍ上方に対向面６ａが配置される位置である。遮断板６が基板Ｗの表面に十分に接近した位置にあるとき、対向面６ａと基板Ｗの表面との間は、遮断板６によって周囲（対向面６ａと基板Ｗとの表面との間の空間の外部）の雰囲気から離隔される。
【００３１】
薬液供給ノズル７は、薬液供給ノズル移動機構４０によって、例えば水平方向（回転軸線Ａ１に垂直な方向）に移動される。薬液供給ノズル７は、水平方向への移動によって、基板Ｗの表面の回転中心位置に対向する中央位置と、基板Ｗの表面に対向しない退避位置との間で移動させることができる。基板Ｗの表面の回転中心位置とは、基板Ｗの表面における回転軸線Ａ１との交差位置である。基板Ｗの表面に対向しない退避位置とは、平面視においてスピンベース２１の外方の位置である。薬液供給ノズル７には、薬液供給管４１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４２が介装されている。
【００３２】
薬液供給ノズル７に供給される薬液は、フッ酸に限らず、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（例えばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（例えば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも１つを含む液であってもよい。
リンス液供給ノズル８は、リンス液供給ノズル移動機構５０によって、例えば水平方向（回転軸線Ａ１に垂直な方向）に移動される。リンス液供給ノズル８は、水平方向への移動によって、基板Ｗの表面の回転中心位置に対向する中央位置と、基板Ｗの表面に対向しない退避位置との間で移動させることができる。リンス液供給ノズル８には、リンス液供給管５１が結合されている。リンス液供給管５１には、その流路を開閉するリンス液バルブ５２が介装されている。
【００３３】
リンス液供給ノズル８に供給されるリンス液は、例えば脱イオン水（ＤＩＷ）である。しかし、リンス液は、脱イオン水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれであってもよい。
処理ユニット２は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの表面に、水よりも表面張力が低い低表面張力液体の一例である有機溶剤を供給する有機溶剤供給ノズル９と、回転中心位置に向けて窒素ガス（Ｎ２）等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズル１０と、スピンチャック５に保持された基板Ｗを加熱するための流体供給ノズル１１とをさらに含む。有機溶剤供給ノズル９は、基板Ｗの表面に低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段の一例である。不活性ガス供給ノズル１０は、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段の一例である。流体供給ノズル１１は、基板Ｗを加熱する基板加熱手段の一例である。
【００３４】
有機溶剤の一例としては、ＩＰＡが挙げられる。低表面張力液体としては、ＩＰＡに限らず、水よりも表面張力が小さく、かつ、基板Ｗの表面および基板Ｗに形成されたパターン（図１４参照）と化学反応しない、ＩＰＡ以外の有機溶剤を用いることができる。より具体的には、ＩＰＡ、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、メタノール、エタノール、アセトンおよびTrans-1,2ジクロロエチレンのうちの少なくとも１つを含む液を低表面張力液体として用いることができる。また、低表面張力液体は、単体成分のみからなる必要はなく、他の成分と混合した液体であってもよい。例えば、ＩＰＡ液と純水との混合液であってもよいし、ＩＰＡ液とＨＦＥ液との混合液であってもよい。
【００３５】
不活性ガスは、窒素ガスに限らず、基板Ｗの表面およびパターンに対して不活性なガスであればよく、例えばアルゴン等の希ガス類であってもよい。
有機溶剤供給ノズル９は、有機溶剤供給ノズル移動機構６０によって、水平方向および鉛直方向に移動される。有機溶剤供給ノズル９は、水平方向への移動によって、基板Ｗの表面の回転中心位置に対向する中央位置と、基板Ｗの表面に対向しない退避位置との間で移動させることができる。有機溶剤供給ノズル移動機構６０は、有機溶剤供給ノズル９を鉛直方向に移動させて、基板Ｗの表面に接近させたり基板Ｗの表面から上方に退避させたりすることができる。
【００３６】
有機溶剤供給ノズル移動機構６０は、例えば、鉛直方向に沿う回動軸６１と、回動軸６１に結合されて水平に延びるアーム６２と、アーム６２を駆動して基板Ｗの表面に沿う方向（回動軸６１の中心軸線まわりの回動方向）に有機溶剤供給ノズル９を移動させるノズル移動手段としてのアーム駆動機構６３とを含む。アーム駆動機構６３は、回動軸６１を鉛直方向に沿って昇降させることによって有機溶剤供給ノズル９を上下動させることができる。また、処理ユニット２の模式的な平面図である図２に示すように、アーム駆動機構６３が回動軸６１の中心軸線まわりにアーム６２を回動させることによって、有機溶剤供給ノズル９は、退避位置と中央位置との間で移動することができる。
【００３７】
有機溶剤供給ノズル９には、有機溶剤供給管６４が結合されている。有機溶剤供給管６４には、その流路を開閉する有機溶剤バルブ６５が介装されている。
不活性ガス供給ノズル１０は、遮断板６に結合された中空の回転軸３０に挿通されており、基板Ｗの表面の中央に臨む吐出口１０ａを下端に有している。不活性ガス供給ノズル１０は、遮断板６と共に鉛直方向に沿って昇降可能で、かつ、水平方向に移動しないように設けられている。不活性ガス供給ノズル１０は、例えば、回転軸３０に対して軸受（図示せず）等を介して連結されていてもよい。
【００３８】
不活性ガス供給ノズル１０には、不活性ガス供給管７０が結合されている。不活性ガス供給管７０には、その流路を開閉する不活性ガスバルブ７１が介装されている。
流体供給ノズル１１は、基板Ｗの裏面（下方側の主面）に向けて加熱流体を供給することで基板Ｗを加熱する。流体供給ノズル１１は、回転軸２２を挿通しており、基板Ｗの裏面の回転中心位置を含む中央領域に臨む吐出口１１ａを上端に有している。基板Ｗの裏面の回転中心位置とは、基板Ｗの裏面における回転軸線Ａ１との交差位置である。流体供給ノズル１１には、流体供給源から流体供給管８０を介して加熱流体が供給される。供給される加熱流体は、例えば、温水（室温よりも高温の水であって、かつ、有機溶剤の沸点よりも低温の水）であるが、温水に限らず、高温の窒素ガス等の気体であってもよく、基板Ｗを加熱することができる流体であればよい。流体供給管８０には、その流路を開閉するための流体バルブ８１が介装されている。
【００３９】
図３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。基板処理装置１は、制御手段としての制御ユニット１２を含む。制御ユニット１２は、マイクロコンピュータを備え、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。より具体的には、制御ユニット１２は、プロセッサ（ＣＰＵ）１２Ａと、制御プログラムが格納されたメモリ１２Ｂとを含み、プロセッサ１２Ａが制御プログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御を実行するように構成されている。特に、制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３、遮断板回転駆動機構３１、遮断板昇降駆動機構３２、薬液供給ノズル移動機構４０、リンス液供給ノズル移動機構５０、アーム駆動機構６３、バルブ類４２，５２，６５，７１，８１を制御するようにプログラムされている。
【００４０】
図４は、処理ユニット２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５は、処理ユニット２による基板処理の一例を説明するためのタイムチャートである。図５において「流体供給」は、流体供給ノズル１１からの温水の吐出状況を示す項目である。処理ユニット２による基板処理では、まず、薬液処理工程が行われる（ステップＳ１）。薬液処理工程では、まず、不活性ガスの供給が開始される。具体的には、制御ユニット１２は、不活性ガスバルブ７１を開き、スピンチャック５によって基板Ｗが保持された状態で不活性ガス供給ノズル１０に不活性ガスを供給させる。このときの不活性ガスの流量は例えば１０リットル／ｍｉｎである。
【００４１】
また、制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３を駆動してスピンベース２１を回転させて基板Ｗの回転を開始する。薬液処理工程では、スピンベース２１は、所定の薬液回転速度で回転される。薬液回転速度は、例えば、８００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍである。また、制御ユニット１２は、遮断板回転駆動機構３１を駆動させて所定の遮断板回転速度で遮断板６の回転を開始する。遮断板６は、基板Ｗの回転方向と同じ方向に基板Ｗと同じ速度で回転されてもよい。
【００４２】
そして、制御ユニット１２は、薬液供給ノズル移動機構４０を制御して、薬液供給ノズル７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、薬液供給ノズル７から吐出される薬液が基板Ｗの表面の回転中心位置に着液可能な位置であってもよい。そして、制御ユニット１２は、薬液バルブ４２を開く。これにより、回転状態の基板Ｗの表面に向けて、薬液供給ノズル７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の表面全体に行き渡る。一定時間の薬液処理の後、制御ユニット１２は、薬液バルブ４２を閉じた後、薬液供給ノズル移動機構４０を制御して薬液供給ノズル７を薬液処理位置から退避位置に移動させて薬液処理工程を終了する。
【００４３】
次に、基板Ｗの表面上の薬液をリンス液に置換することによって基板Ｗの表面上から薬液を排除するリンス処理工程が実行される（ステップＳ２）。具体的には、制御ユニット１２は、リンス液供給ノズル移動機構５０を制御してリンス液供給ノズル８を基板Ｗの上方のリンス液処理位置に配置する。リンス液処理位置は、リンス液供給ノズル８から吐出されるリンス液が基板Ｗの表面の回転中心位置に着液する位置であってもよい。また、制御ユニット１２は、リンス液バルブ５２を開き、リンス液供給ノズル８に回転状態の基板Ｗの表面に向けてリンス液等の処理液を供給させる（処理液供給工程）。供給されたリンス液は遠心力によって基板Ｗの表面全体に行き渡り、薬液を置換する。リンス処理工程では、制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３を制御してスピンベース２１を所定のリンス液回転速度で回転させる。リンス液回転速度は、例えば、８００ｒｐｍ〜１２００ｒｐｍである。
【００４４】
そして、基板Ｗの表面にリンス液を供給し続けることで、基板Ｗの表面上にリンス液の液膜が形成される。制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３を制御してスピンベース２１を所定のリンス液膜形成速度で回転させる。リンス液膜形成速度は、例えば、１０ｒｐｍである。基板Ｗの表面にリンス液の液膜が形成されると、制御ユニット１２はリンス液バルブ５２を閉じた後、リンス液供給ノズル移動機構５０を制御してリンス液供給ノズル８をリンス液処理位置から退避位置に移動させてリンス処理工程を終了する。
【００４５】
次に、リンス液よりも表面張力が低い低表面張力液である有機溶剤によって基板Ｗを処理する有機溶剤処理工程が実行される（ステップＳ３）。有機溶剤処理工程では、基板加熱工程が並行して実施される。基板加熱工程では、制御ユニット１２は、流体バルブ８１を開き、回転状態の基板Ｗの裏面の回転中心位置を含む中央領域に向けて加熱流体（例えば温水）を供給する。供給された加熱流体は遠心力によって基板Ｗの裏面全体に行き渡り、基板Ｗ全体が加熱される。
【００４６】
有機溶剤処理工程では、制御ユニット１２は、遮断板昇降駆動機構３２を駆動させて遮断板６を上位置と下位置との間の有機溶剤処理位置に位置させる。有機溶剤処理位置は、例えば、基板Ｗの表面から１５ｍｍ上方に対向面６ａが配置される位置である。この有機溶剤処理位置にある遮断板６は、対向面６ａと基板Ｗの表面との間の空間を外部雰囲気から離隔することができる。
【００４７】
次に、図６Ａ〜図６Ｃを用いて、有機溶剤処理工程をより詳細に説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、第１実施形態に係る処理ユニット２が有機溶剤によって基板Ｗを処理する様子を説明するための図解的な断面図である。図６Ａは後述する置換工程Ｔ１および液膜形成工程Ｔ２に対応し、図６Ｂは後述する開口形成工程Ｔ３に対応し、図６Ｃは後述する開口拡大工程Ｔ４および着液位置変更工程Ｔ５に対応する。
【００４８】
制御ユニット１２は、有機溶剤供給ノズル移動機構６０を制御して、有機溶剤供給ノズル９を退避位置から基板Ｗの上方の有機溶剤供給位置に移動させる。有機溶剤供給位置は、有機溶剤供給ノズル９から吐出される有機溶剤が基板Ｗの回転中心位置に着液する位置であって、本実施形態のように中央位置と一致していてもよい。有機溶剤供給ノズル９が有機溶剤供給位置に移動すると、制御ユニット１２は、有機溶剤バルブ６５を開く。これにより、図６Ａに示すように、回転状態の基板Ｗの表面に向けて、有機溶剤供給ノズル９から有機溶剤が供給される。
【００４９】
回転状態の基板Ｗの表面に有機溶剤が供給されることによって、供給された有機溶剤は遠心力によって基板Ｗの表面全体に行き渡り、基板Ｗの表面上のリンス液が有機溶剤によって置換される（置換工程Ｔ１）。制御ユニット１２は、所定の置換速度でスピンベース２１が回転するように基板回転駆動機構２３を制御する。置換速度は、例えば、１０ｒｐｍである。置換速度は、３００ｒｐｍ程度であってもよい。
【００５０】
基板Ｗの表面上のリンス液が有機溶剤に完全に置換されると、制御ユニット１２は、所定の有機溶剤液膜形成速度でスピンベース２１が回転するように基板回転駆動機構２３を制御する。有機溶剤液膜形成速度は、例えば、１０ｒｐｍである。基板Ｗの回転速度が低速であるため、基板Ｗの表面に供給される有機溶剤は遠心力によって基板Ｗから落下せず、表面張力により基板Ｗの表面の上に溜まっていく。こうして、基板Ｗの表面上に有機溶剤の液膜６６が形成される（液膜形成工程Ｔ２）。
【００５１】
次に、有機溶剤の液膜６６に開口６７を形成する開口形成工程Ｔ３が開始される。開口形成工程Ｔ３に入ると、制御ユニット１２は、アーム駆動機構６３を制御して有機溶剤供給ノズル９の有機溶剤供給位置（例えば中央位置）からの移動を開始する。有機溶剤供給ノズル９は有機溶剤の供給を継続している。有機溶剤供給ノズル９が中央位置から移動すると同時に、制御ユニット１２は、不活性ガスバルブ７１を調整して、不活性ガスの流量を所定の液膜排除流量まで増加させる。液膜排除流量は、例えば、２００リットル／ｍｉｎである。有機溶剤供給ノズル９が有機溶剤供給位置から移動すると基板Ｗの回転中心位置の液膜６６に有機溶剤が供給されなくなる。この状態で、大流量の不活性ガスが回転状態の基板Ｗの表面の回転中心位置の液膜６６に吹き付けられることで、図６Ｂおよび図７Ａに示すように、基板Ｗの回転中心位置で円形状に広がる開口６７が液膜６６に形成される。図７Ａは、開口形成工程Ｔ３における液膜の状態を示す平面図である。明瞭化のために、図７Ａ（および後述する図７Ｂ）において、有機溶剤の液膜６６に斜線を付してある。
【００５２】
不活性ガスをさらに供給し続けることで、不活性ガスの吹き付け力が回転中心から放射状に作用することによって、図７Ｂに示すように開口６７が回転中心位置から離れる方向に拡大される（開口拡大工程Ｔ４）。図７Ｂは、開口拡大工程Ｔ４における液膜６６の状態を示す平面図である。
開口形成工程Ｔ３および開口拡大工程Ｔ４では、制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３を制御して、スピンベース２１の回転を徐々に加速させる。具体的には、スピンベース２１の回転は、速度が３００ｒｐｍになるまで加速された後、３００ｒｐｍの速度で一定期間維持される。
【００５３】
そして、開口６７の周縁６７ａよりも外側に着液位置が位置するように、開口６７の拡大に応じて着液位置を変更する着液位置変更工程Ｔ５が実行される。開口６７の周縁６７ａよりも外側とは、周縁６７ａに対して回転中心位置とは反対側をいう。また、着液位置とは、基板Ｗの表面上において、有機溶剤供給ノズル９から供給される有機溶剤が着液する位置をいう。
【００５４】
図６Ｃに示すように、着液位置変更工程Ｔ５では、制御ユニット１２は、有機溶剤供給ノズル移動機構６０のアーム駆動機構６３を制御して有機溶剤供給ノズル９を基板Ｗの表面に沿う方向に移動させることによって、有機溶剤の基板Ｗの表面上での着液位置を変更させる（ノズル移動工程）。このように、アーム駆動機構６３は、着液位置変更手段として機能する。このとき、アーム駆動機構６３は、開口６７の周縁６７ａと着液位置との距離が一定に保たれるように開口６７の拡大に合わせて連続的に有機溶剤供給ノズル９を所定の範囲内で移動させることが好ましい。所定の範囲とは、中央位置から基板Ｗの外周よりも僅かに内側の位置（外周位置）までの範囲であってもよい。この場合、着液位置は、回転中心位置以外の２箇所以上の複数箇所に変更されることになる。また、アーム駆動機構６３は、着液位置を開口６７の拡大に応じて回転中心位置以外の少なくとも２箇所に段階的に（不連続に）変更してもよい。開口６７が拡大し、基板Ｗの表面から液膜６６が排除されることで有機溶剤による基板Ｗの処理が終了する。
【００５５】
少なくとも基板Ｗに有機溶剤を供給する期間中、すなわち、少なくとも有機溶剤処理工程Ｓ３（置換工程Ｔ１、液膜形成工程Ｔ２、開口形成工程Ｔ３、開口拡大工程Ｔ４および着液位置変更工程Ｔ５）では、制御ユニット１２は、流体バルブ８１を開いて基板Ｗの裏面に流体供給ノズル１１から加熱流体（例えば温水）を供給させて基板Ｗを加熱させる。
こうして、有機溶剤による処理を終えた後、制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３を制御して、基板Ｗを所定の乾燥回転速度で高速回転させる。乾燥回転速度は、例えば、２０００ｒｐｍである。これにより、基板Ｗ上の液成分を遠心力によって振り切るための乾燥処理工程（ステップＳ４）が行われる。乾燥処理工程では、制御ユニット１２は、遮断板昇降駆動機構３２を制御して、遮断板６を下位置へ移動させる。乾燥処理工程は、スピンドライ工程ともいう。
【００５６】
以上により、処理ユニット２による基板処理が終了する。
第１実施形態によれば、開口６７を回転中心位置から離れる方向に拡大させる際には不活性ガスが回転中心位置に向けて供給されるため、開口６７の周縁６７ａの有機溶剤を素早く乾燥させながら、開口６７を回転中心位置から均一に広げることができる。また、開口６７の周縁６７ａよりも外側に有機溶剤の着液位置が位置するように開口６７の拡大に応じて着液位置を少なくとも２箇所に変更させることによって、開口６７の周縁６７ａよりも外側には有機溶剤が十分に供給される。そのため、蒸発または遠心力によって開口６７の周縁６７ａよりも外側の有機溶剤が局所的になくなることを抑制できる。したがって、有機溶剤の液膜６６の分裂を抑制または防止しながら基板Ｗ外へと有機溶剤の液膜６６を排除できるので、有機溶剤またはそこに溶け込んだ水分が液滴となって基板Ｗ上に残ることを抑制または防止できる。こうして、基板Ｗの表面上に有機溶剤等が残留することを抑制しつつ基板Ｗの表面を速やかに乾燥させることができる。それにより、有機溶剤等による表面張力が基板Ｗ上の微細パターンに作用する時間を短縮できるので、パターン倒壊を抑制または防止できる。
【００５７】
また、開口６７が拡大する過程において、開口６７の周縁６７ａと着液位置との距離が一定に保たれる。それによって、開口６７が形成されて環状になった有機溶剤の液膜６６が局所的に乾燥して分裂することを一層確実に抑制または防止できる。
また、有機溶剤供給ノズル移動機構６０が基板Ｗの表面に沿う方向に有機溶剤供給ノズル９を移動させる構成であるので、着液位置を任意に設定して変更することができる。有機溶剤供給ノズル９の移動を無段階に行えば、着液位置を無段階に変更することができる。それにより、開口６７の拡大に伴う周縁６７ａの移動に対して、着液位置を忠実に追従させることができるので、液膜６６の分裂を確実に抑制できる。
【００５８】
また、開口６７が拡大していく過程において、遮断板６の対向面６ａと基板Ｗの表面との間が十分に近づけられ、それらの間の空間が周囲の雰囲気から離隔されている。そのため、基板Ｗの上方の雰囲気および気流を適正に制御することができる。より具体的には、遮断板６の対向面６ａと基板Ｗの表面との間が周囲の雰囲気から離隔されているため、液膜６６の上方の雰囲気中の有機溶剤の濃度を高く維持できる。それによって、開口６７の周縁６７ａよりも外側において有機溶剤を蒸発しにくくすることができる。これにより、液膜６６の分裂を一層抑制することができる。
【００５９】
また、遮断板回転駆動機構３１が遮断板６を回転軸線Ａ１まわりに回転させることによって、対向面６ａに付着した有機溶剤等の液滴を回転中心位置から離れる方向に遠心力で飛ばすことができる。これにより、対向面６ａに付着した液滴が開口６７の周縁６７ａよりも基板Ｗの回転中心位置側の表面に落下することを抑制することができる。したがって、基板Ｗ上に液滴が残留することをより確実に抑制できる。
【００６０】
また、流体供給ノズル１１からの加熱流体の供給により基板Ｗが加熱されることによって、開口６７の周縁６７ａの有機溶剤の蒸発を促進して開口６７が拡大する速度を向上させることができる。これにより、基板Ｗの表面をより一層速やかに乾燥させることができる。それにより、有機溶剤またはそれに溶け込んだ水分による表面張力が基板Ｗ上のパターンに作用する時間を一層短縮できる。
【００６１】
また、不活性ガス供給ノズル１０は、開口６７が形成されて拡大される間、不活性ガスを供給する位置を変えることなく、基板Ｗの表面の回転中心位置に向けて不活性ガスを供給し続ける。そのため、基板Ｗの回転中心位置の上方付近の雰囲気を乾燥状態に維持することができ、開口６７の拡大に応じて雰囲気が乾燥状態となる乾燥領域を回転中心位置から離れる方向に拡大させることができる。一方、遮断板６によって、液膜６６の上方の雰囲気の有機溶剤の濃度は、開口６７の上方の雰囲気よりも高く維持されている。そのため、周縁６７ａ付近の液膜６６の有機溶剤は蒸発されやすく、周縁６７ａよりも外側の液膜６６の有機溶剤は蒸発されにくくなっている。
【００６２】
したがって、開口６７の拡大に応じて不活性ガス供給ノズル１０が不活性ガスを供給する位置を回転中心位置から離れる方向に変更する構成の基板処理装置（例えば特許文献２参照）と比較して、第１実施形態の処理ユニット２では、液膜６６の分裂が発生しにくい。しかも、不活性ガス供給ノズル１０は、基板Ｗの回転中心位置に向けて不活性ガスを供給するので、開口６７が回転中心位置から放射状に均一に広がる。それにより、液膜６６の分裂を確実に抑制できる。
＜第２実施形態＞
図８は、この発明の第２実施形態に係る基板処理装置１Ｐに備えられた処理ユニット２Ｐの構成例を説明するための図解的な断面図である。なお、図８および後述する図９〜図１３では、今まで説明した部材と同じ部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
【００６３】
図８を参照して、第２実施形態の処理ユニット２Ｐが図１に示す第１実施形態の処理ユニット２と主に異なる点は次のとおりである。すなわち、処理ユニット２Ｐは、第１実施形態の流体供給ノズル１１（図１参照）の代わりに、基板加熱手段としての流体供給ノズル１１Ｐを含む。流体供給ノズル１１Ｐは、基板Ｗの裏面の回転中心位置を含む中央領域に向けて加熱流体を供給する中心流体供給ノズル８３と、中央領域よりも外側の所定位置から基板Ｗの裏面の外周までの範囲に亘る環状領域に加熱流体を供給する環状流体供給ノズル８４とを含む。
【００６４】
中心流体供給ノズル８３は、鉛直方向に沿って延びている。中心流体供給ノズル８３は、回転軸２２を挿通しており、基板Ｗの裏面の中心に臨む吐出口８３ａを上端に有している。環状流体供給ノズル８４は、中心流体供給ノズル８３の先端から径方向に延びたバーノズルの形態を有しており、基板Ｗの裏面の環状領域に臨む複数の吐出口８４ａを有している。複数の吐出口８４ａは、回転軸線Ａ１からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。これらの複数の吐出口８４ａは、基板Ｗが回転軸線Ａ１まわりに回転されることによって、基板Ｗの裏面の環状領域に臨むことになる。
【００６５】
中心流体供給ノズル８３の吐出口８３ａおよび環状流体供給ノズル８４の複数の吐出口８４ａから吐出された加熱流体（例えば温水）は、基板Ｗの裏面を伝い、遠心力によって外方へと広がって、基板Ｗの裏面を覆う液膜を形成する。複数の吐出口８３ａ，８４ａから吐出された加熱流体は、それらが対向する基板Ｗの裏面の各位置に到達し、その到達後に加熱流体と基板Ｗとの熱交換が始まる。したがって、基板Ｗの全域を均一に加熱することができる。中心流体供給ノズル８３だけを備える場合には、基板Ｗの裏面中心に到達した直後から基板Ｗと加熱流体との熱交換が始まるので、基板Ｗの外周に達するまでに加熱流体の大部分の熱量は基板Ｗに奪われてしまう。そのため、基板Ｗの加熱が必ずしも均一にならない。
【００６６】
第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、流体供給ノズル１１Ｐによって基板Ｗの中心から外周までを万遍なく加熱することができるため、液膜６６の開口６７が基板Ｗの外周付近に達した場合でも開口６７の周縁６７ａの有機溶剤を安定して蒸発させることができる。これにより、開口６７の拡大を基板Ｗの加熱によって良好に補助することができる。
【００６７】
また、第２実施形態に係る処理ユニット２Ｐは、第１実施形態に係る処理ユニット２とほぼ同じ基板処理が可能であるためその説明を省略する。
＜第３実施形態＞
図９は、この発明の第３実施形態に係る基板処理装置１Ｑに備えられた処理ユニット２Ｑの構成例を説明するための図解的な断面図である。
【００６８】
第３実施形態の処理ユニット２Ｑが図１に示す第１実施形態の処理ユニット２と主に異なる点は次のとおりである。すなわち、処理ユニット２Ｑは、有機溶剤供給ノズル９（図１参照）の代わりに、低表面張力液体供給手段としての複数の有機溶剤供給ノズル９Ｑを含む。また、処理ユニット２Ｑは、基板Ｗの回転中心と同心円状に基板Ｗを加熱する基板加熱手段としてのヒータ９０を含んでいる。
【００６９】
複数の有機溶剤供給ノズル９Ｑは、基板Ｗの表面の回転中心位置に向けて有機溶剤を供給する中心位置供給ノズル１００と、回転軸線Ａ１からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置され、基板Ｗの表面の回転中心位置から離れた位置に向けて有機溶剤を供給する複数の離間位置供給ノズル１０５（複数のノズル）とを含む。
中心位置供給ノズル１００は、遮断板６に結合された中空の中心軸３０Ｑに挿通されており、先端に設けられた吐出口１００ａから基板Ｗの表面の回転中心に向けて有機溶剤を吐出する。
【００７０】
複数の離間位置供給ノズル１０５は、この実施形態では、基板Ｗの回転半径方向に沿って並んでいる。複数の離間位置供給ノズル１０５は、複数の離間位置供給ノズル１０５に対応して遮断板６の対向面６ａに形成された複数の供給口６８に先端が収容されている。複数の離間位置供給ノズル１０５から吐出された有機溶剤は、供給口６８を通って基板Ｗの表面に供給される。複数の供給口６８は、この実施形態では、遮断板６を上下方向に貫通した貫通孔である。
【００７１】
中心位置供給ノズル１００には、有機溶剤供給管１０１が結合されている。有機溶剤供給管１０１には、その流路を開閉する有機溶剤バルブ１０２が介装されている。複数の離間位置供給ノズル１０５には、複数の有機溶剤供給管１０６がそれぞれ結合されており、複数の有機溶剤供給管１０６には、複数の有機溶剤バルブ１０７がそれぞれ介装されている。換言すれば、各離間位置供給ノズル１０５に個別の有機溶剤供給管１０６が結合されており、その有機溶剤供給管１０６に１つの有機溶剤バルブ１０７が介装されている。複数の有機溶剤バルブ１０７は、対応する離間位置供給ノズル１０５への有機溶剤の供給の有無をそれぞれ切り替える供給切替手段を構成している。離間位置供給ノズル１０５は、少なくとも２つ設けられており、少なくとも２つの離間位置供給ノズル１０５からの有機溶剤の供給が可能になっている。制御ユニット１２は、有機溶剤バルブ１０２および複数の有機溶剤バルブ１０７を制御することで、回転中心位置以外の少なくとも２箇所に着液位置を変更させることができる。すなわち、この実施形態では、有機溶剤バルブ１０２および複数の有機溶剤バルブ１０７は、着液位置変更手段の一例である。
【００７２】
有機溶剤供給管１０１および複数の有機溶剤供給管１０６には、共通の有機溶剤供給源からの有機溶剤が供給されていてもよい。この場合、複数の有機溶剤供給管１０６は、有機溶剤バルブ１０２よりも有機溶剤供給源側の有機溶剤供給管１０１から分岐していてもよい。
ヒータ９０は、例えば、遮断板６に内蔵され、回転径方向に延びる抵抗体であってもよい。ヒータ９０は、回転軸線Ａ１を取り囲む形状の円環状に形成されていてもよいし、回転軸線Ａ１まわりの周方向において円環の一部が途切れたＣ字状に形成されていてもよい。図９に示す例では、ヒータ９０は、回転径方向に沿って分けられた複数の領域を有しており、領域ごとに異なる温度に設定することができる。ヒータ９０の温度は、例えば、基板Ｗの回転中心位置から離れるに従って高温になるように領域ごとに設定されてもよい。ヒータ９０には、ヒータ９０に通電することによってヒータ９０の温度を上昇させるヒータ通電機構９１が接続されている。制御ユニット１２は、ヒータ通電機構９１を制御し、ヒータ９０への通電を制御することができる。
【００７３】
この処理ユニット２Ｑにより、第１実施形態に関連して説明した図４および図５に示す処理を実行することができる。以下では、第３実施形態の処理ユニット２Ｑによる基板処理の一例について、第１実施形態の処理ユニット２による基板処理と主に異なる部分（ステップＳ３）のみを説明し、処理ユニット２による基板処理と同じ部分（ステップＳ１、ステップＳ２およびステップＳ４）については説明を省略する。有機溶剤処理工程（ステップＳ３）についても、第１実施形態の処理ユニット２による基板処理と同じ処理についてはその説明を省略する。
【００７４】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、第３実施形態に係る処理ユニット２Ｑが有機溶剤によって基板Ｗを処理する様子を説明するための図解的な断面図である。図１０Ａは後述する置換工程Ｔ１および液膜形成工程Ｔ２に対応し、図１０Ｂは後述する開口形成工程Ｔ３に対応し、図１０Ｃは後述する開口拡大工程Ｔ４および着液位置変更工程Ｔ５に対応する。
有機溶剤処理工程では、基板加熱工程が並行して実施される。基板加熱工程は、少なくとも基板Ｗに有機溶剤を供給する期間中、すなわち、少なくとも有機溶剤処理工程Ｓ３（置換工程Ｔ１、液膜形成工程Ｔ２、開口形成工程Ｔ３、開口拡大工程Ｔ４および着液位置変更工程Ｔ５）に実行される。処理ユニット２Ｑによる基板処理における基板加熱工程では、制御ユニット１２は、ヒータ通電機構９１を制御して、ヒータ９０を通電させることによって、ヒータ９０の温度を上昇させる。温度が上昇したヒータ９０によって、ヒータ９０から離間して配置された回転状態の基板Ｗ全体が加熱される。また、基板加熱工程では、回転状態の基板Ｗの裏面の回転中心位置を含む中央領域に向けて加熱流体（例えば温水）を供給していてもよい。供給された加熱流体は遠心力によって基板Ｗの裏面全体に行き渡り、基板Ｗ全体が加熱される。
【００７５】
有機溶剤処理工程（ステップＳ３）に先立って、リンス処理工程（ステップＳ２）では、リンス液バルブ５２が閉じられ、リンス液供給ノズル８がリンス液供給位置から退避位置に移動させられている。リンス液供給ノズル８の退避後、有機溶剤処理工程（ステップＳ３）では、制御ユニット１２は、遮断板６を有機溶剤処理位置まで降下させる。リンス液供給ノズル８が退避した後は、遮断板６と基板Ｗの表面との間にノズル等の部材が存在しないため、遮断板６を基板Ｗに向けて近接させることができる。
【００７６】
また、制御ユニット１２が有機溶剤バルブ１０２を開き、中心位置供給ノズル１００からの基板Ｗの表面への有機溶剤の供給を開始させる（有機溶剤供給工程）。これにより、図１０Ａに示すように、回転状態の基板Ｗの表面に向けて、有機溶剤供給ノズル９Ｑから有機溶剤が供給される。このとき、制御ユニット１２は、さらに有機溶剤バルブ１０７を開いて離間位置供給ノズル１０５からも有機溶剤が供給されるようにしていてもよい。基板Ｗの表面に有機溶剤を供給する際、供給された有機溶剤は遠心力によって基板Ｗの表面全体に行き渡り、基板Ｗ上のリンス液が有機溶剤によって置換される（置換工程Ｔ１）。制御ユニット１２は、所定の置換速度でスピンベース２１が回転するように基板回転駆動機構２３を制御する。置換速度は、例えば、１０ｒｐｍである。置換速度は、３００ｒｐｍ程度であってもよい。
【００７７】
基板Ｗの表面上のリンス液が有機溶剤に完全に置換されると、制御ユニット１２は、所定の有機溶剤液膜形成速度でスピンベース２１が回転するように基板回転駆動機構２３を制御する。有機溶剤液膜形成速度は、例えば、１０ｒｐｍである。基板Ｗの回転速度が低速であるため、基板Ｗの表面に供給される有機溶剤は遠心力によって基板Ｗから落下せず、表面張力により基板Ｗの表面の上に溜まっていく。こうして、基板Ｗの表面上に有機溶剤の液膜６６が形成される（液膜形成工程Ｔ２）。
【００７８】
そして、有機溶剤の液膜６６に開口６７を形成する開口形成工程Ｔ３と、開口６７を回転中心位置から離れる方向に拡大させる開口拡大工程Ｔ４とを実行するために不活性ガスの供給量が増加される。具体的には、制御ユニット１２は、不活性ガスバルブ７１を調整して、不活性ガスの流量を所定の液膜排除流量まで増加させる。液膜排除流量は、例えば、２００リットル／ｍｉｎである。回転状態の基板Ｗの回転中心位置に向けて液膜排除流量の不活性ガスが供給されることによって、液膜６６に開口６７が形成される（開口形成工程Ｔ３）。開口６７は、平面視で、回転中心位置から広がる円形状である（図７Ａ参照）。図７Ｂに示すように、不活性ガスをさらに供給し続けることで開口６７が回転中心位置から離れる方向に拡大される（開口拡大工程Ｔ４）。
【００７９】
開口形成工程Ｔ３および開口拡大工程Ｔ４では、制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３を制御してスピンベース２１の回転を徐々に加速させる。具体的には、スピンベース２１の回転は、速度が３００ｒｐｍになるまで加速された後、３００ｒｐｍの速度で一定期間維持される。
そして、図１０Ｃに示すように、開口６７の周縁６７ａよりも外側に着液位置が位置するように、着液位置を開口６７の拡大に応じて変更する着液位置変更工程Ｔ５が実行される。着液位置変更工程Ｔ５では、制御ユニット１２は、液膜６６に開口６７が形成されると有機溶剤バルブ１０２を閉じる。また、制御ユニット１２は、複数の有機溶剤バルブ１０７を開いた状態に制御し、複数（少なくとも２つ）の離間位置供給ノズル１０５が基板Ｗの表面に有機溶剤を供給している状態にする。そして、制御ユニット１２は、開口６７の拡大に応じて離間位置供給ノズル１０５に対応する有機溶剤バルブ１０７を回転中心位置側から順次に閉じる。具体的には、制御ユニット１２は、離間位置供給ノズル１０５から供給される有機溶剤の着液位置に開口６７の周縁６７ａが到達する直前に離間位置供給ノズル１０５からの有機溶剤の供給を停止させるために、対応する有機溶剤バルブ１０７を閉じる。最も外側で有機溶剤を供給している離間位置供給ノズル１０５からの有機溶剤の着液位置に開口６７の周縁６７ａが到達する直前に全ての離間位置供給ノズル１０５からの有機溶剤の供給が停止される。
【００８０】
また、着液位置変更工程Ｔ５では、制御ユニット１２は、複数の有機溶剤バルブ１０７を回転中心位置側から順次に閉じるのではなく、拡大中の開口６７の周縁６７ａの位置に適した一つの離間位置供給ノズル１０５のみから有機溶剤が供給されるように複数の有機溶剤バルブ１０７の開閉を制御してもよい。拡大中の開口６７の周縁６７ａの位置に適した離間位置供給ノズル１０５とは、周縁６７ａの外側に位置する離間位置供給ノズル１０５のうち、最も周縁６７ａに近い位置に位置する離間位置供給ノズル１０５であってもよい。
【００８１】
第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、複数の有機溶剤バルブ１０７によって、対応する離間位置供給ノズル１０５への有機溶剤の供給の有無をそれぞれ切り替えるという簡易な構造で着液位置を変更することができる。
また、複数の離間位置供給ノズル１０５に対応した複数の供給口６８から有機溶剤が基板Ｗの表面に供給されるため、遮断板６と基板Ｗとの間に複数の離間位置供給ノズル１０５を配置するための間隔を確保する必要がない。したがって、遮断板６を基板Ｗに近づけた状態で複数の離間位置供給ノズル１０５から有機溶剤を供給することができるので、周縁６７ａよりも外側の液膜６６の有機溶剤の蒸発を一層抑制することができる。
＜第４実施形態＞
図１１は、この発明の第４実施形態に係る基板処理装置１Ｒに備えられた処理ユニット２Ｒの構成例を説明するための図解的な断面図である。
【００８２】
第４実施形態の処理ユニット２Ｒが図９に示す第３実施形態の処理ユニット２Ｑと主に異なる点は次のとおりである。すなわち、処理ユニット２Ｒは、第３実施形態のヒータ９０（図９参照）の代わりに、下方から基板Ｗを加熱する基板加熱手段としてのヒータ９０Ｒを含んでいる。ヒータ９０Ｒは、例えば、スピンベース２１に内蔵され、回転径方向に延びる抵抗体である。ヒータ９０Ｒは、回転軸線Ａ１を取り囲む円環状に形成されていてもよいし、回転軸線Ａ１まわりの周方向において円環の一部が途切れたＣ字状に形成されていてもよい。ヒータ９０Ｒは、この実施形態では、回転径方向に沿って分けられた複数の領域を有しており、領域ごとに異なる温度に設定することができる。ヒータ９０Ｒの温度は、例えば、基板Ｗの回転中心位置から離れるに従って高温になるように領域ごとに設定されていてもよい。ヒータ９０Ｒには、ヒータ９０Ｒに通電することによってヒータ９０Ｒの温度を上昇させるヒータ通電機構９１Ｒが接続されている。ヒータ９０Ｒは、回転軸２２内に通された給電線９２によってヒータ通電機構９１Ｒからの電力が供給されている。制御ユニット１２は、ヒータ通電機構９１Ｒを制御し、ヒータ９０Ｒへの通電を制御することができる。
【００８３】
第４実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果を奏する。
また、第４実施形態に係る処理ユニット２Ｒは、第３実施形態に係る処理ユニット２Ｑとほぼ同じ基板処理が可能であるためその説明を省略する。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
【００８４】
例えば、図１２に第１実施形態の変形例に係る処理ユニット２を示す。この処理ユニット２では、有機溶剤供給ノズル移動機構６０は、アーム６２を当該アーム６２の延びる方向に沿って直線的に移動させるアーム駆動機構６３Ｓを含む。アーム駆動機構６３Ｓは、有機溶剤供給ノズル９を基板Ｗの表面に沿って、基板Ｗの回転半径方向に移動させるノズル移動手段を構成している。また、アーム駆動機構６３Ｓは、有機溶剤供給ノズル９を基板Ｗの表面に沿って、基板Ｗの回転半径方向に着液位置を変更させる着液位置変更手段としても機能する。
【００８５】
この場合において、図１３に底面図を示すように、有機溶剤供給ノズル９の移動経路に沿って直線状に延びた溝状の切り欠き６ｂが遮断板６の対向面６ａ側に開くように形成されていてもよい。これにより、有機溶剤供給ノズル９およびアーム６２は、切り欠き６ｂ内で直線移動でき、その移動の際に遮断板６と干渉しない。また、有機溶剤処理工程（ステップＳ３）を開始する前に薬液供給ノズル７およびリンス液供給ノズル８は基板Ｗと遮断板６との間の空間から退避している。そのため、有機溶剤供給ノズル９が中央位置と退避位置との間のいずれの位置にある場合であっても、遮断板６を下位置に近い位置に配置することができる。したがって、有機溶剤処理工程（ステップＳ３）において遮断板６を基板Ｗに接近した位置に配置することができる。これにより、基板Ｗの表面付近の雰囲気をその周囲から一層効果的に遮断（離隔）することができる。
【００８６】
この変形例は、第２実施形態にも適用することができる。
前述の図９（第３実施形態）には、複数の離間位置供給ノズル１０５が遮断板６に形成された供給口６８を通して基板Ｗの表面に有機溶剤を供給する構成を示した。しかし、遮断板６に供給口６８を設ける代わりに、複数の離間位置供給ノズル１０５を遮断板６の対向面６ａと基板Ｗの上面との間で保持してもよい。この場合、有機溶剤を供給するときに、離間位置供給ノズル１０５を配置できる間隔を対向面６ａと基板Ｗとの間に確保する必要がある。しかし、その一方で、遮断板回転駆動機構３１（図１参照）を設ければ、遮断板回転駆動機構３１によって遮断板６を回転させることができるので、対向面６ａに付着した液滴を遠心力によって振り切ることができる。
【００８７】
また、複数の離間位置供給ノズル１０５は、遮断板６に一体的に組み込んでもよい。例えば、遮断板６の内部に複数の有機溶剤流路を形成し、複数の有機溶剤流路を対向面６ａにおいて回転軸線Ａ１からの距離が異なる位置で開口して複数の吐出口を形成してもよい。各有機溶剤供給路への有機溶剤の供給を制御することによって、複数の吐出口から選択的に有機溶剤を吐出させることができる。
【００８８】
また、有機溶剤処理工程（ステップＳ３）の液膜形成工程Ｔ２では基板回転速度を置換工程Ｔ１時の略１０〜３００ｒｐｍから略１０ｒｐｍまで低下させたが、必ずしも液膜形成工程Ｔ２時に基板回転速度をこのように低下させる必要はない。例えば、液膜形成工程Ｔ２において、置換工程Ｔ１時の基板回転速度を維持してもよい。
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
【００８９】
この明細書および添付図面からは、特許請求の範囲に記載した特徴以外にも、以下のような特徴が抽出され得る。
Ａ１．
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を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに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表面に水を含む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の表面に、水よりも表面張力が小さい低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段と、
前記低表面張力液体供給手段から供給される低表面張力液体の前記基板の表面上での着液位置を変更する着液位置変更手段と、
前記基板表面の前記回転軸線上の位置である回転中心位置に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の表面に対向する対向面を有する対向部材と、
前記基板保持手段に保持された基板に近接する下位置と、前記下位置よりも上方の上位置との間で、前記対向部材を前記鉛直方向に昇降させる昇降駆動手段と、
前記基板回転手段、前記処理液供給手段、前記低表面張力液体供給手段、前記着液位置変更手段、前記不活性ガス供給手段および前記昇降駆動手段を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段が、前記処理液供給手段から基板の表面に処理液を供給させる処理液供給工程と、前記対向面と前記基板との間の空間が周囲の雰囲気から遮断される雰囲気遮断位置に前記対向部材が位置するように前記昇降駆動手段が前記対向部材を移動させる雰囲気遮断工程と、前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で、前記不活性ガス供給手段から前記基板の表面に向けて不活性ガスを供給させながら前記低表面張力液体供給手段から前記基板の表面に低表面張力液体を供給させて前記処理液を低表面張力液体に置換して前記基板の表面に低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で、前記基板回転手段によって前記基板を回転させながら前記不活性ガス供給手段から前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給させることにより、前記低表面張力液体の液膜に前記回転中心位置から広がる開口を形成する開口形成工程と、前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で前記基板回転手段によって前記基板を回転させながら前記不活性ガス供給手段から前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給させることにより、前記開口を前記回転中心位置から離れる方向に拡大させる開口拡大工程と、前記開口の周縁よりも外側に前記着液位置が位置するように、前記低表面張力液体の前記着液位置を前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも２箇所に変更させる着液位置変更工程とを実行し、
前記開口形成工程において前記回転中心位置に向けて供給される不活性ガスの流量が、前記液膜形成工程において前記基板の表面に供給される不活性ガスの流量よりも大きい、基板処理装置。
【００９０】
Ａ２．
前記制御手段は、前記開口の周縁と前記着液位置との距離が一定に保たれるように、前記着液位置を移動させる、項Ａ１に記載の基板処理装置。
Ａ３．
前記低表面張力液体供給手段は、前記基板の表面に向けて低表面張力液体を吐出する低表面張力液体ノズルを含み、
前記着液位置変更手段は、前記低表面張力液体ノズルに連結されたアームと、前記アームを駆動することにより、前記低表面張力液体ノズルを基板の表面に沿う方向に移動させるアーム駆動手段とを含み、
前記制御手段が、前記液膜形成工程において、前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板との間に位置させた状態で、前記低表面張力液体ノズルから低表面張力液体を吐出させる工程を実行し、前記着液位置変更工程において、前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させながら、低表面張力液体を前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて吐出させ、低表面張力液体の前記着液位置が前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも２箇所に変更されるように前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させる工程を実行する、項Ａ１またはＡ２に記載の基板処理装置。
【００９１】
Ａ４．
前記制御手段が、前記低表面張力液体ノズルからの低表面張力液体の吐出が開始されてから、前記開口が拡大されて前記基板の表面から前記低表面張力液体の液膜が排除されるまでの間、前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板の表面との間に維持し、かつ、前記対向部材を前記雰囲気遮断位置に維持する、項Ａ３に記載の基板処理装置。
【００９２】
Ａ５．
前記低表面張力液体供給手段は、前記回転中心位置からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置された複数のノズルを含み、
前記着液位置変更手段は、前記複数のノズルへの低表面張力液体の供給の有無をそれぞれ切り替える供給切替手段を含む、項Ａ１またはＡ２に記載の基板処理装置。
【００９３】
Ａ６．
前記複数のノズルが、前記基板の回転半径方向に沿って並んで配置されている、項Ａ５に記載の基板処理装置。
Ａ７．
前記対向部材には、前記回転中心位置からの距離が互いに異なる複数の位置のそれぞれに、前記対向部材を上下に貫通する貫通孔が形成されており、
前記複数のノズルが、前記基板保持手段に保持された基板の表面に先端が対向するように複数の前記貫通孔にそれぞれ収容される、項Ａ５またはＡ６に記載の基板処理装置。
【００９４】
Ａ８．
前記供給切替手段が、前記複数のノズルへの低表面張力液体の供給の有無をそれぞれ切り替える複数の切替バルブを含み、
前記制御手段が、前記液膜形成工程において、全ての前記切替バルブを開くことによって、前記基板の表面に向けて全ての前記ノズルから低表面張力液体を吐出して処理液を低表面張力液体に置換して前記低表面張力液体の液膜を形成する工程を実行し、前記着液位置変更工程において、前記開口の拡大に応じて前記切替バルブを順次に閉じることによって、前記開口の周縁よりも内側に位置する前記ノズルからの低表面張力液体の吐出を停止して前記開口の周縁よりも外側に前記着液位置が位置するように前記着液位置を変更する工程を実行する、項Ａ５〜Ａ７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【００９５】
Ａ９．
前記対向部材を前記回転軸線まわりに回転させる対向部材回転手段をさらに含む、項Ａ１〜Ａ６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
Ａ１０．
前記不活性ガス供給手段が、前記回転中心位置に向けて不活性ガスを吐出する単一の吐出口を有する不活性ガスノズルを含み、
前記制御手段が、前記液膜形成工程において、前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成するために前記低表面張力液体供給手段から前記基板の表面に低表面張力液体を供給している間に、前記不活性ガスノズルの前記吐出口からの前記不活性ガスの吐出を開始する工程を実行し、前記開口形成工程において、前記不活性ガスノズルから吐出される不活性ガスの流量を増大させることによって前記低表面張力液体の液膜に前記開口を形成させる工程を実行する、項Ａ１〜Ａ９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【００９６】
Ａ１１．
前記下位置は、前記対向面が前記基板の表面から０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記上位置は、前記対向面が前記基板の表面から１５０ｍｍ上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記雰囲気遮断位置は、前記対向面が前記基板の表面から１５ｍｍ上方に配置されるときの前記対向部材の位置である、項Ａ１〜Ａ１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【００９７】
Ａ１２．
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をさらに含み、
前記制御手段は、前記基板加熱手段を制御し、少なくとも前記低表面張力液体供給手段から前記基板表面に低表面張力液体を供給する期間中には、前記基板加熱手段によって基板を加熱させる、項Ａ１〜Ａ１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【００９８】
Ａ１３．
水平に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給工程と、
水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板に供給することにより前記処理液を置換する置換工程と、
前記基板の表面に対向する対向面を有する対向部材を鉛直方向に昇降させて、前記対向面と前記基板の表面との間の空間を周囲の雰囲気から遮断する雰囲気遮断位置に前記対向部材を配置する雰囲気遮断工程と、
前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で、前記基板の表面に向けて不活性ガスを供給させながら前記基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給することにより前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で、鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板の表面の前記回転軸線上の位置である回転中心位置に向けて不活性ガスを供給することにより、前記低表面張力液体の液膜に前記回転中心位置から広がる開口を形成する開口形成工程と、
前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で前記基板を前記回転軸線まわりに回転させながら、前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給することにより前記開口を前記回転中心位置から離れる方向に拡大させる開口拡大工程と、
前記基板の表面での着液位置が前記開口の周縁よりも外側に位置するように、水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板の表面に供給し、かつ、前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも２箇所に前記着液位置を変更させる着液位置変更工程とを含み、
前記開口形成工程において前記回転中心位置に向けて供給される不活性ガスの流量が、前記液膜形成工程において前記基板の表面に供給される不活性ガスの流量よりも大きい、基板処理方法。
【００９９】
Ａ１４．
前記着液位置変更工程は、前記開口の周縁と前記着液位置との距離が一定に保たれるように、前記着液位置を移動させる工程を含む、項Ａ１３に記載の基板処理方法。
Ａ１５．
前記液膜形成工程が、低表面張力液体ノズルに連結されたアームをアーム駆動手段によって駆動して前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板との間に位置させた状態で、前記水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて吐出させることにより、前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する工程を含み、
前記着液位置変更工程が、前記基板の表面での着液位置が前記開口の周縁よりも外側に位置するように前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させた状態で、前記水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて吐出し、かつ、前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも２箇所に前記着液位置が変更されるように前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させる工程を含む、項Ａ１３またはＡ１４に記載の基板処理方法。
【０１００】
Ａ１６．
前記液膜形成工程において前記低表面張力液体ノズルからの低表面張力液体の吐出が開始されてから、前記開口拡大工程において前記開口が拡大されて前記基板の表面から前記低表面張力液体の液膜が排除されるまでの間、前記低表面張力液体ノズルが前記対向面と前記基板の表面との間に維持され、かつ、前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に維持される、項Ａ１５に記載の基板処理方法。
【０１０１】
Ａ１７．
前記液膜形成工程が、前記対向部材を上下に貫通し、前記回転中心位置からの距離が互いに異なる複数の位置に形成された複数の貫通孔に、前記基板の表面に先端が対向するようにそれぞれ収容された複数のノズルの少なくとも一つから、前記水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板の表面に向けて吐出することにより、前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する工程を含み、
前記着液位置変更工程が、前記基板の表面での前記着液位置が前記開口の周縁よりも外側に位置するように、前記水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を吐出する前記ノズルを切り替えることで、前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも２箇所に前記着液位置を変更させる工程を含む、項Ａ１３に記載の基板処理方法。
【０１０２】
Ａ１８．
前記複数のノズルが、前記基板の回転半径方向に沿って並んで配置されている、項Ａ１７に記載の基板処理方法。
Ａ１９．
前記液膜形成工程が、前記基板の表面に向けて全ての前記ノズルから低表面張力液体を吐出して前記低表面張力液体の液膜を形成する工程を含み、
前記着液位置変更工程が、複数の前記ノズルからの低表面張力液体の吐出の有無を切り替える切替バルブを前記開口の拡大に応じて順次に閉じることによって、前記開口の周縁よりも内側に位置する前記ノズルからの低表面張力液体の吐出を停止して前記開口の周縁よりも外側に前記着液位置が位置するように前記着液位置を変更する工程を含む、項Ａ１７または１８に記載の基板処理方法。
【０１０３】
Ａ２０．
少なくとも前記置換工程、前記液膜形成工程および前記着液位置変更工程が、前記基板を加熱する工程を含む、項Ａ１３〜Ａ１９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【符号の説明】
【０１０４】
１  基板処理装置
１Ｐ  基板処理装置
１Ｑ  基板処理装置
１Ｒ  基板処理装置
６  遮断板（対向部材）
８  リンス液供給ノズル（処理液供給手段）
９  有機溶剤供給ノズル（低表面張力液体供給手段、ノズル）
９Ｑ  有機溶剤供給ノズル（低表面張力液体供給手段）
１０  不活性ガス供給ノズル（不活性ガス供給手段）
１１  流体供給ノズル（基板加熱手段）
１１Ｐ  流体供給ノズル（基板加熱手段）
１２  制御ユニット（制御手段）
２０  チャックピン（基板保持手段）
２１  スピンベース（基板保持手段）
２２  回転軸（基板回転手段）
２３  基板回転駆動機構（基板回転手段）
３１  遮断板回転駆動機構（対向部材回転手段）
６３  アーム駆動機構（ノズル移動手段、着液位置変更手段）
６３Ｓ  アーム駆動機構（ノズル移動手段、着液位置変更手段）
６６  液膜
６７  開口
６７ａ  周縁
９０  ヒータ（基板加熱手段）
９０Ｒ  ヒータ（基板加熱手段）
１０２  有機溶剤バルブ（着液位置変更手段）
１０５  離間位置供給ノズル（複数のノズル）
１０７  有機溶剤バルブ（供給切替手段、着液位置変更手段）
Ａ１  回転軸線
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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