(57)【要約】【課題】基板の処理に要するエネルギーの消費量を減らしながら、基板の乾燥時に発生するパターンの倒壊率を低下させる。【解決手段】凝固体形成物質と溶解物質とを含み、凝固体形成物質の凝固点よりも低い凝固点を有する乾燥前処理液を基板Ｗの表面に供給する。その後、基板Ｗ上の乾燥前処理液の一部を固化させることにより、凝固体形成物質を含む凝固体１０１を乾燥前処理液中に形成する。その後、凝固体１０１を基板Ｗの表面に残しながら、基板Ｗ上の乾燥前処理液を除去する。その後、基板Ｗの表面に残った凝固体１０１を気体に変化させることにより基板の表面から除去する。【選択図】図５Ｂ
2020004908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝固体を形成する凝固体形成物質と、前記凝固体形成物質と溶け合う溶解物質と、を含み、前記凝固体形成物質の凝固点よりも低い凝固点を有する乾燥前処理液を基板の表面に供給する乾燥前処理液供給工程と、
前記基板の表面上の前記乾燥前処理液の一部を固化させることにより、前記凝固体形成物質を含む前記凝固体を前記乾燥前処理液中に形成する凝固体形成工程と、
前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を除去する液体除去工程と、
前記基板の表面に残った前記凝固体を気体に変化させることにより前記基板の表面から除去する固体除去工程と、を含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記凝固体形成工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を冷却する冷却工程を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記冷却工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を冷却して、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液における前記凝固体形成物質の飽和濃度を、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液における前記凝固体形成物質の濃度よりも低い値まで低下させる析出工程を含む、請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記基板の表面上の前記乾燥前処理液が冷却される前に、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液の一部を加熱によって蒸発させる事前加熱工程をさらに含む、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記溶解物質の蒸気圧は、前記凝固体形成物質の蒸気圧よりも高い、請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記乾燥前処理液における前記凝固体形成物質の濃度は、前記乾燥前処理液における前記凝固体形成物質および溶解物質の共晶点濃度以上であり、
前記冷却工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を前記乾燥前処理液の凝固点以下に冷却する凝固工程を含む、請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記冷却工程は、前記基板を介して前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を冷却することにより、前記乾燥前処理液のうち前記基板の表面に接する底層に前記凝固体を形成する間接冷却工程を含み、
前記液体除去工程は、前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記凝固体の上にある前記乾燥前処理液を除去する工程を含む、請求項２〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記間接冷却工程は、前記乾燥前処理液が前記基板の表面にある状態で、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも低温の流体である冷却流体を前記基板の裏面に供給する冷却流体供給工程を含む、請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記間接冷却工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも低温の冷却部材を前記基板の裏面側に配置する冷却部材配置工程を含む、請求項７または８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記液体除去工程は、前記基板を水平に保持しながら鉛直な回転軸線まわりに回転させることにより、前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を除去する基板回転保持工程を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記液体除去工程は、前記基板の表面に向けて気体を吐出することにより、前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を除去する気体供給工程を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記液体除去工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を加熱によって蒸発させることにより、前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を除去する蒸発工程を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記凝固体形成物質の凝固点は、室温以上であり、
前記乾燥前処理液の凝固点は、室温よりも低く、
前記乾燥前処理液供給工程は、室温の前記乾燥前処理液を前記基板の表面に供給する工程を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記凝固体が形成される前に、前記基板を水平に保持しながら鉛直な回転軸線まわりに回転させることにより、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液の一部を遠心力で除去して、前記乾燥前処理液の膜厚を減少させる膜厚減少工程をさらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記固体除去工程は、前記凝固体を固体から気体に昇華させる昇華工程と、前記凝固体の分解により前記凝固体を液体を経ずに気体に変化させる分解工程と、前記凝固体の反応により前記凝固体を液体を経ずに気体に変化させる反応工程と、のうちの少なくとも一つを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
前記凝固体が前記基板の表面に残った前記基板を、前記液体除去工程が行われる第１チャンバーから、前記固体除去工程が行われる第２チャンバーに搬送する基板搬送工程をさらに含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
凝固体を形成する凝固体形成物質と、前記凝固体形成物質と溶け合う溶解物質と、を含み、前記凝固体形成物質の凝固点よりも低い凝固点を有する乾燥前処理液を基板の表面に供給する乾燥前処理液供給手段と、
前記基板の表面上の前記乾燥前処理液の一部を固化させることにより、前記凝固体形成物質を含む前記凝固体を前記乾燥前処理液中に形成する凝固体形成手段と、
前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を除去する液体除去手段と、
前記基板の表面に残った前記凝固体を気体に変化させることにより前記基板の表面から除去する固体除去手段と、を備える、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象の基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、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、有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板に対して必要に応じた処理が行われる。このような処理には、薬液やリンス液などの処理液を基板に供給することが含まれる。処理液が供給された後は、処理液を基板から除去し、基板を乾燥させる。
基板の表面にパターンが形成されている場合、基板を乾燥させるときに、基板に付着している処理液の表面張力に起因する力がパターンに加わり、パターンが倒壊することがある。その対策として、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などの表面張力が低い液体を基板に供給したり、パターンに対する液体の接触角を９０度に近づける疎水化剤を基板に供給したりする方法が採られる。しかしながら、ＩＰＡや疎水化剤を用いたとしても、パターンを倒壊させる倒壊力が零にはならないので、パターンの強度によっては、これらの対策を行ったとしても、十分にパターンの倒壊を防止できない場合がある。
【０００３】
近年、パターンの倒壊を防止する技術として昇華乾燥が注目されている。たとえば特許文献１には、昇華乾燥を行う基板処理方法および基板処理装置が開示されている。特許文献１に記載の昇華乾燥では、昇華性物質の融液が基板の表面に供給され、基板上のＤＩＷが昇華性物質の融液に置換される。その後、基板上の昇華性物質を凝固させる。その後、基板上の昇華性物質の凝固体を昇華させる。これにより、昇華性物質の融液が基板から除去され、基板が乾燥する。特許文献１では、昇華性物質の具体例として、tert−ブチルアルコールが挙げられている。特許文献１の記載によると、tert−ブチルアルコールの凝固点は２５℃である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１４２０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、特許文献１では、昇華性物質の融液が基板に供給される。室温がたとえば２３℃の場合、昇華性物質の具体例の一つであるtert−ブチルアルコールの凝固点は室温よりも高い。したがって、基板処理装置が室温の空間に配置される場合は、昇華性物質を液体に維持するために昇華性物質を加熱する必要がある。
特許文献１の段落００４１には、tert−ブチルアルコールの液体を貯留する貯留タンクの内部が、tert−ブチルアルコールの凝固点よりも高い温度に維持されている、と記載されている。したがって、特許文献１に記載の基板処理装置は、室温の空間に配置されており、貯留タンクの内部がヒータで加熱されていると考えられる。そのため、ヒータを発熱させるエネルギーが必要である。
【０００６】
そこで、本発明の目的の一つは、基板の処理に要するエネルギーの消費量を減らしながら、基板の乾燥時に発生するパターンの倒壊率を低下させることができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、凝固体を形成する凝固体形成物質と、前記凝固体形成物質と溶け合う溶解物質と、を含み、前記凝固体形成物質の凝固点よりも低い凝固点を有する乾燥前処理液を基板の表面に供給する乾燥前処理液供給工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液の一部を固化させることにより、前記凝固体形成物質を含む前記凝固体を前記乾燥前処理液中に形成する凝固体形成工程と、前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を除去する液体除去工程と、前記基板の表面に残った前記凝固体を気体に変化させることにより前記基板の表面から除去する固体除去工程と、を含む、基板処理方法である。
【０００８】
この構成によれば、凝固体形成物質の融液を基板の表面に供給するのではなく、凝固体形成物質を含む乾燥前処理液を基板の表面に供給する。乾燥前処理液は、凝固体を形成する凝固体形成物質と、凝固体形成物質と溶け合う溶解物質とを含んでいる。つまり、凝固体形成物質および溶解物質が互いに溶け合わされ、これによって、乾燥前処理液の凝固点が低下している。乾燥前処理液の凝固点は、凝固体形成物質の凝固点よりも低い。
【０００９】
乾燥前処理液が常温常圧で液体であれば、つまり、乾燥前処理液の凝固点が常圧（基板処理装置内の圧力。たとえば１気圧またはその近傍の値）で室温（たとえば２３℃またはその近傍の値）よりも低ければ、乾燥前処理液を液体に維持するために乾燥前処理液を加熱しなくてもよい。したがって、乾燥前処理液を加熱するヒータを設けなくてもよい。乾燥前処理液の凝固点が常圧で室温以上であり、乾燥前処理液を液体に維持するために乾燥前処理液を加熱することが必要であったとしても、凝固体形成物質の融液を用いる場合に比べて、与える熱量を減らすことができる。これにより、エネルギーの消費量を減らすことができる。
【００１０】
乾燥前処理液が基板の表面に供給された後は、基板の表面上の乾燥前処理液の一部を固化させる。これにより、凝固体形成物質を含む凝固体が乾燥前処理液中に形成される。その後、残った乾燥前処理液を基板の表面から除去する。これにより、凝固体が基板の表面に残る。そして、凝固体を気体に変化させる。このようにして、基板の表面上から凝固体がなくなる。したがって、脆弱なパターンが基板の表面に形成されていても、隣り合う２つのパターンの間に液面を形成せずに基板を乾燥させるので、パターン倒壊を抑制しながら基板を乾燥させることができる。
【００１１】
乾燥前処理液が溶質と溶媒とが均一に溶け合った溶液である場合、凝固体形成物質および溶解物質の一方が溶質であり、凝固体形成物質および溶解物質の他方が溶媒であってもよい。凝固体形成物質および溶解物質の両方が溶質であってもよい。つまり、凝固体形成物質および溶解物質と溶け合う溶媒が乾燥前処理液に含まれていてもよい。この場合、溶媒の蒸気圧は、凝固体形成物質の蒸気圧と等しくてもよいし、異なっていてもよい。同様に、溶媒の蒸気圧は、溶解物質の蒸気圧と等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００１２】
凝固体形成物質は、常温または常圧で液体を経ずに固体から気体に変化する昇華性物質であってもよいし、昇華性物質以外の物質であってもよい。同様に、溶解物質は、昇華性物質であってもよいし、昇華性物質以外の物質であってもよい。たとえば、凝固体形成物質が昇華性物質であり、溶解物質が凝固体形成物質とは種類の異なる昇華性物質であってもよい。
【００１３】
昇華性物質は、室温（たとえば２２〜２５℃）で常圧よりも低い値まで減圧すると昇華する物質であってもよい。この場合、凝固体に接する雰囲気の減圧という比較的簡単な方法で凝固体を昇華させることができる。もしくは、昇華性物質は、常圧で室温より高い温度に加熱すると昇華する物質であってもよい。この場合、凝固体の加熱という比較的簡単な方法で、凝固体を昇華させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記凝固体形成工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を冷却する冷却工程を含む、請求項１に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、基板の表面上の乾燥前処理液を冷却する。乾燥前処理液における凝固体形成物質の飽和濃度が、乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度を下回ると、凝固体形成物質を含む結晶が析出する。これにより、凝固体形成物質を含む凝固体を乾燥前処理液中に形成できる。乾燥前処理液の冷却温度が乾燥前処理液の凝固点よりも低ければ、乾燥前処理液の凝固により凝固体が乾燥前処理液中に形成される。これにより、凝固体形成物質を含む凝固体を乾燥前処理液中に形成できる。
【００１５】
乾燥前処理液の冷却温度は、室温よりも低く乾燥前処理液の凝固点以下の温度であってもよいし、室温よりも低く乾燥前処理液の凝固点よりも高い温度であってもよい。
請求項３に記載の発明は、前記冷却工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を冷却して、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液における前記凝固体形成物質の飽和濃度を、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液における前記凝固体形成物質の濃度よりも低い値まで低下させる析出工程を含む、請求項２に記載の基板処理方法である。
【００１６】
この構成によれば、基板の表面上の乾燥前処理液を冷却して、乾燥前処理液における凝固体形成物質の飽和濃度を低下させる。凝固体形成物質の飽和濃度が、凝固体形成物質の濃度を下回ると、凝固体形成物質の結晶または凝固体形成物質を主成分とする結晶が析出する。これにより、凝固体形成物質の純度が高い凝固体を乾燥前処理液中に形成することができ、凝固体形成物質の純度が高い凝固体を基板の表面に残すことができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液が冷却される前に、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液の一部を加熱によって蒸発させる事前加熱工程をさらに含む、請求項３に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、基板の表面上の乾燥前処理液を加熱する。これにより、乾燥前処理液の一部が蒸発し、基板上の乾燥前処理液が減少する。その後、基板の表面上の乾燥前処理液を冷却し、凝固体形成物質の飽和濃度を低下させる。乾燥前処理液の事前加熱によって基板上の乾燥前処理液が減少しているので、乾燥前処理液を加熱しない場合に比べて、短時間で凝固体を形成できる。
【００１８】
前記事前加熱工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも高温の加熱ガスを前記基板の表面および裏面の少なくとも一方に向けて吐出する加熱ガス供給工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも高温の加熱液を前記基板の裏面に向けて吐出する加熱液供給工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも高温の加熱部材を、前記基板から離しながら前記基板の表面側または裏面側に配置する近接加熱工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも高温の加熱部材を前記基板の裏面に接触させる接触加熱工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液に光を照射する光照射工程と、のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。前記光照射工程は、前記基板の表面の全域に向けて同時に光を照射する全体照射工程、または、前記基板の表面内の一部の領域を表す照射領域だけに向けて光を照射しながら前記照射領域を前記基板の表面内で移動させる部分照射工程を含んでいてもよいし、前記全体照射工程および部分照射工程の両方を含んでいてもよい。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記溶解物質の蒸気圧は、前記凝固体形成物質の蒸気圧よりも高い、請求項４に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、乾燥前処理液に含まれる溶解物質の蒸気圧が、乾燥前処理液に含まれる凝固体形成物質の蒸気圧よりも高い。したがって、乾燥前処理液を冷却する前に加熱すると、凝固体形成物質の蒸発速度（単位時間あたりの蒸発量）より大きい蒸発速度で溶解物質が蒸発する。これにより、乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度を高めることができる。したがって、乾燥前処理液を加熱しない場合に比べて、短時間で凝固体を形成できる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記乾燥前処理液における前記凝固体形成物質の濃度は、前記乾燥前処理液における前記凝固体形成物質および溶解物質の共晶点濃度以上であり、前記冷却工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を前記乾燥前処理液の凝固点以下に冷却する凝固工程を含む、請求項２に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、基板の表面上の乾燥前処理液を乾燥前処理液の凝固点以下に冷却する。これにより、乾燥前処理液の一部が凝固し、凝固体が次第に大きくなっていく。凝固体形成物質の濃度が凝固体形成物質および溶解物質の共晶点濃度以上であるから、乾燥前処理液の凝固が始まったときは、凝固体形成物質の凝固体または凝固体形成物質を主成分とする凝固体が乾燥前処理液中に形成される。これにより、凝固体形成物質の純度が高い凝固体を乾燥前処理液中に形成できる。
【００２１】
その一方で、乾燥前処理液の冷却によって凝固体形成物質の凝固が進むと、乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度が次第に低下していく。言い換えると、乾燥前処理液における溶解物質の濃度が次第に上昇していく。そして、溶解物質の濃度が上昇した乾燥前処理液が基板から除去され、凝固体形成物質の純度が高い凝固体が基板に残る。したがって、乾燥前処理液に含まれる凝固体形成物質を効率的に利用できる。
【００２２】
乾燥前処理液における凝固体形成物質および溶解物質の共晶点濃度は、乾燥前処理液を乾燥前処理液の凝固点以下に冷却したときに、凝固体形成物質および溶解物質の両方の結晶が乾燥前処理液から析出する濃度である。
請求項７に記載の発明は、前記冷却工程は、前記基板を介して前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を冷却することにより、前記乾燥前処理液のうち前記基板の表面に接する底層に前記凝固体を形成する間接冷却工程を含み、前記液体除去工程は、前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記凝固体の上にある前記乾燥前処理液を除去する工程を含む、請求項２〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【００２３】
この構成によれば、基板の表面上の乾燥前処理液を直接的に冷却するのではなく、基板を冷却することにより基板の表面上の乾燥前処理液を間接的に冷却する。したがって、基板の表面上の乾燥前処理液のうち基板の表面（パターンが形成されている場合は、パターンの表面を含む）に接する底層が効率的に冷却され、乾燥前処理液と基板との界面に凝固体が形成される。余剰の乾燥前処理液は、凝固体の上に残る。したがって、凝固体の上から乾燥前処理液を除去すれば、凝固体を基板の表面に残しながら、乾燥前処理液を基板の表面から除去できる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、前記間接冷却工程は、前記乾燥前処理液が前記基板の表面にある状態で、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも低温の流体である冷却流体を前記基板の裏面に供給する冷却流体供給工程を含む、請求項７に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、基板の表面上の乾燥前処理液よりも低温のガスおよび液体の少なくとも一方である冷却流体を基板の裏面に接触させる。これにより、基板の表面上の乾燥前処理液を間接的に冷却できる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、前記間接冷却工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも低温の冷却部材を前記基板の裏面側に配置する冷却部材配置工程を含む、請求項７または８に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、基板の表面上の乾燥前処理液よりも低温の冷却部材を、基板の表面とは反対の平面である基板の裏面側に配置する。冷却部材を基板の裏面に接触させる場合、基板は、直接的に冷却部材に冷却される。冷却部材を基板の裏面に接触させずに基板の裏面に近接させる場合、基板は、間接的に冷却部材に冷却される。したがって、いずれの場合も、流体を基板に接触させずに、基板の表面上の乾燥前処理液を間接的に冷却できる。
【００２６】
前記冷却工程は、前記間接冷却工程に加えてまたは代えて、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも低温の冷却ガスを前記基板の表面上の前記乾燥前処理液に向けて吐出する冷却ガス供給工程と、前記乾燥前処理液が前記基板の表面に供給される前に前記基板を冷却する事前冷却工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液に接する雰囲気の湿度よりも湿度が低い低湿度ガスを前記基板の表面上の前記乾燥前処理液に向けて吐出することにより、前記乾燥前処理液を蒸発させて、前記乾燥前処理液から気化熱を奪う気化冷却工程と、前記乾燥前処理液に前記凝固体形成物質を融解させることにより、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液から融解熱を奪う融解冷却工程と、のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００２７】
前記冷却工程が前記気化冷却工程を含む場合、前記低湿度ガスは、不活性ガス、クリーンエアー（フィルターによってろ過された空気）、またはドライエアー（除湿されたクリーンエアー）であってもよいし、これら以外のガスであってもよい。不活性ガスの一例である窒素ガスは、湿度がたとえば１０％以下のガスであり、クリーンエアーは、湿度がたとえば４０％以下のガスである。ドライエアーの湿度は、クリーンエアーの湿度よりも低い。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、前記液体除去工程は、前記基板を水平に保持しながら鉛直な回転軸線まわりに回転させることにより、前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を除去する基板回転保持工程を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、凝固体が乾燥前処理液中に形成された後に、基板を水平に保持しながら鉛直な回転軸線まわりに回転させる。基板上の乾燥前処理液は、遠心力によって基板から排出される。これにより、凝固体を基板の表面に残しながら、余剰の乾燥前処理液を基板の表面から除去できる。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、前記液体除去工程は、前記基板の表面に向けて気体を吐出することにより、前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を除去する気体供給工程を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、凝固体が乾燥前処理液中に形成された後に、基板の表面に気体を吹き付ける。基板上の乾燥前処理液は、気体の圧力で基板から排出される。これにより、凝固体を基板の表面に残しながら、余剰の乾燥前処理液を基板の表面から除去できる。
【００３０】
請求項１２に記載の発明は、前記液体除去工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を加熱によって蒸発させることにより、前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を除去する蒸発工程を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、凝固体が乾燥前処理液中に形成された後に、基板の表面上の乾燥前処理液を加熱する。これにより、乾燥前処理液が蒸発し、基板から排出される。したがって、凝固体を基板の表面に残しながら、余剰の乾燥前処理液を基板の表面から除去できる。
【００３１】
前記液体除去工程は、前記基板回転保持工程、気体吹付工程、および蒸発工程の少なくとも一つに加えてまたは代えて、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液に接する雰囲気の圧力を低下させる減圧工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液に光を照射する光照射工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液に超音波振動を与える超音波振動付与工程と、のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００３２】
請求項１３に記載の発明は、前記凝固体形成物質の凝固点は、室温以上であり、前記乾燥前処理液の凝固点は、室温よりも低く、前記乾燥前処理液供給工程は、室温の前記乾燥前処理液を前記基板の表面に供給する工程を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、室温の乾燥前処理液を基板に供給する。凝固体形成物質の凝固点が室温以上である一方で、乾燥前処理液の凝固点は室温よりも低い。凝固体形成物質の融液を基板に供給する場合は、凝固体形成物質を液体に維持するために凝固体形成物質を加熱する必要がある。これに対して、乾燥前処理液を基板に供給する場合は、乾燥前処理液を加熱しなくても乾燥前処理液を液体に維持できる。これにより、基板の処理に要するエネルギーの消費量を減らすことができる。
【００３３】
請求項１４に記載の発明は、前記凝固体が形成される前に、前記基板を水平に保持しながら鉛直な回転軸線まわりに回転させることにより、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液の一部を遠心力で除去して、前記乾燥前処理液の膜厚を減少させる膜厚減少工程をさらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、凝固体が乾燥前処理液中に形成される前に、基板を水平に保持しながら鉛直な回転軸線まわりに回転させる。基板の表面上の乾燥前処理液の一部は、遠心力で基板から除去される。これにより、乾燥前処理液の膜厚が減少する。その後、凝固体を形成する。乾燥前処理液の膜厚が減少しているので、凝固体を短時間で形成でき、凝固体を薄くできる。したがって、凝固体の形成に要する時間と凝固体の気化に要する時間を短縮できる。これにより、基板の処理に要するエネルギーの消費量を減らすことができる。
【００３４】
請求項１５に記載の発明は、前記固体除去工程は、前記凝固体を固体から気体に昇華させる昇華工程と、前記凝固体の分解（たとえば熱分解）により前記凝固体を液体を経ずに気体に変化させる分解工程と、前記凝固体の反応（たとえば酸化反応）により前記凝固体を液体を経ずに気体に変化させる反応工程と、のうちの少なくとも一つを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【００３５】
前記昇華工程は、前記基板を水平に保持しながら鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板回転保持工程と、前記凝固体に気体を吹き付ける気体供給工程と、前記凝固体を加熱する加熱工程と、前記凝固体に接する雰囲気の圧力を低下させる減圧工程と、前記凝固体に光を照射する光照射工程と、前記凝固体に超音波振動を与える超音波振動付与工程と、のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００３６】
請求項１６に記載の発明は、前記凝固体が前記基板の表面に残った前記基板を、前記液体除去工程が行われる第１チャンバーから、前記固体除去工程が行われる第２チャンバーに搬送する基板搬送工程をさらに含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この構成によれば、基板が第１チャンバーの中に配置されているときに、凝固体を基板の表面に残しながら、基板の表面上の乾燥前処理液を除去する。その後、基板を第１チャンバーから第２チャンバーに搬送する。そして、基板が第２チャンバーの中に配置されているときに、基板の表面に残った凝固体を気化させる。このように、乾燥前処理液の除去と凝固体の除去とを別々のチャンバーで行うので、第１チャンバーおよび第２チャンバー内の構造を簡素化でき、個々のチャンバーを小型化できる。
【００３７】
請求項１７に記載の発明は、凝固体を形成する凝固体形成物質と、前記凝固体形成物質と溶け合う溶解物質と、を含み、前記凝固体形成物質の凝固点よりも低い凝固点を有する乾燥前処理液を基板の表面に供給する乾燥前処理液供給手段と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液の一部を固化させることにより、前記凝固体形成物質を含む前記凝固体を前記乾燥前処理液中に形成する凝固体形成手段と、前記凝固体を前記基板の表面に残しながら、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を除去する液体除去手段と、前記基板の表面に残った前記凝固体を気体に変化させることにより前記基板の表面から除去する固体除去手段と、を備える、基板処理装置である。この構成によれば、前述の効果と同様な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を上から見た模式図である。
【図１Ｂ】基板処理装置を側方から見た模式図である。
【図２】基板処理装置に備えられた処理ユニットの内部を水平に見た模式図である。
【図３】制御装置のハードウェアを示すブロック図である。
【図４】基板処理装置によって行われる基板の処理の一例（第１処理例）について説明するための工程図である。
【図５Ａ】図４に示す基板の処理が行われているときの基板の状態を示す模式図である。
【図５Ｂ】図４に示す基板の処理が行われているときの基板の状態を示す模式図である。
【図５Ｃ】図４に示す基板の処理が行われているときの基板の状態を示す模式図である。
【図５Ｄ】図４に示す基板の処理が行われているときの基板の状態を示す模式図である。
【図６】乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度および飽和濃度の変化の仕方のイメージを示すグラフである。
【図７】基板処理装置によって行われる基板の処理の他の例（第２処理例）について説明するための工程図である。
【図８Ａ】図７に示す基板の処理が行われているときの基板の状態を示す模式図である。
【図８Ｂ】図７に示す基板の処理が行われているときの基板の状態を示す模式図である。
【図８Ｃ】図７に示す基板の処理が行われているときの基板の状態を示す模式図である。
【図９】基板上の乾燥前処理液の凝固点および温度の変化の仕方のイメージを示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るスピンチャックおよび遮断部材を水平に見た模式図である。
【図１１Ａ】基板上の乾燥前処理液を内蔵ヒータで加熱しているときの基板の状態を示す模式図である。
【図１１Ｂ】基板上の乾燥前処理液をクーリングプレートで冷却しているときの基板の状態を示す模式図である。
【図１２】余剰の乾燥前処理液を除去するウェット処理ユニットから凝固体を液体を経ずに気体に変化させるドライ処理ユニットへの基板の搬送について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
以下の説明において、基板処理装置１内の気圧は、特に断りがない限り、基板処理装置１が設置されるクリーンルーム内の気圧（たとえば１気圧またはその近傍の値）に維持されているものとする。
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１を上から見た模式図である。図１Ｂは、基板処理装置１を側方から見た模式図である。
【００４０】
図１Ａに示すように、基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、基板Ｗを収容するキャリアＣを保持するロードポートＬＰと、ロードポートＬＰ上のキャリアＣから搬送された基板Ｗを処理液や処理ガスなどの処理流体で処理する複数の処理ユニット２と、ロードポートＬＰ上のキャリアＣ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と、基板処理装置１を制御する制御装置３とを備えている。
【００４１】
搬送ロボットは、ロードポートＬＰ上のキャリアＣに対して基板Ｗの搬入および搬出を行うインデクサロボットＩＲと、複数の処理ユニット２に対して基板Ｗの搬入および搬出を行うセンターロボットＣＲとを含む。インデクサロボットＩＲは、ロードポートＬＰとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送し、センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、基板Ｗを支持するハンドＨ１を含み、インデクサロボットＩＲは、基板Ｗを支持するハンドＨ２を含む。
【００４２】
複数の処理ユニット２は、平面視でセンターロボットＣＲのまわりに配置された複数のタワーＴＷを形成している。図１Ａは、４つのタワーＴＷが形成されている例を示している。センターロボットＣＲは、いずれのタワーＴＷにもアクセス可能である。図１Ｂに示すように、各タワーＴＷは、上下に積層された複数（たとえば３つ）の処理ユニット２を含む。
【００４３】
図２は、基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の内部を水平に見た模式図である。
処理ユニット２は、基板Ｗに処理液を供給するウェット処理ユニット２ｗである。処理ユニット２は、内部空間を有する箱型のチャンバー４と、チャンバー４内で１枚の基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンチャック１０と、回転軸線Ａ１まわりにスピンチャック１０を取り囲む筒状の処理カップ２１とを含む。
【００４４】
チャンバー４は、基板Ｗが通過する搬入搬出口５ｂが設けられた箱型の隔壁５と、搬入搬出口５ｂを開閉するシャッター７とを含む。ＦＦＵ６（ファン・フィルター・ユニット）は、隔壁５の上部に設けられた送風口５ａの上に配置されている。ＦＦＵ６は、クリーンエアー（フィルターによってろ過された空気）を送風口５ａからチャンバー４内に常時供給する。チャンバー４内の気体は、処理カップ２１の底部に接続された排気ダクト８を通じてチャンバー４から排出される。これにより、クリーンエアーのダウンフローがチャンバー４内に常時形成される。排気ダクト８に排出される排気の流量は、排気ダクト８内に配置された排気バルブ９の開度に応じて変更される。
【００４５】
スピンチャック１０は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース１２と、スピンベース１２の上方で基板Ｗを水平な姿勢で保持する複数のチャックピン１１と、スピンベース１２の中央部から下方に延びるスピン軸１３と、スピン軸１３を回転させることによりスピンベース１２および複数のチャックピン１１を回転させるスピンモータ１４とを含む。スピンチャック１０は、複数のチャックピン１１を基板Ｗの外周面に接触させる挟持式のチャックに限らず、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）をスピンベース１２の上面１２ｕに吸着させることにより基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。
【００４６】
処理カップ２１は、基板Ｗから外方に排出された処理液を受け止める複数のガード２４と、複数のガード２４によって下方に案内された処理液を受け止める複数のカップ２３と、複数のガード２４および複数のカップ２３を取り囲む円筒状の外壁部材２２とを含む。図２は、４つのガード２４と３つのカップ２３とが設けられており、最も外側のカップ２３が上から３番目のガード２４と一体である例を示している。
【００４７】
ガード２４は、スピンチャック１０を取り囲む円筒部２５と、円筒部２５の上端部から回転軸線Ａ１に向かって斜め上に延びる円環状の天井部２６とを含む。複数の天井部２６は、上下に重なっており、複数の円筒部２５は、同心円状に配置されている。天井部２６の円環状の上端は、平面視で基板Ｗおよびスピンベース１２を取り囲むガード２４の上端２４ｕに相当する。複数のカップ２３は、それぞれ、複数の円筒部２５の下方に配置されている。カップ２３は、ガード２４によって下方に案内された処理液を受け止める環状の受液溝を形成している。
【００４８】
処理ユニット２は、複数のガード２４を個別に昇降させるガード昇降ユニット２７を含む。ガード昇降ユニット２７は、上位置から下位置までの任意の位置にガード２４を位置させる。図２は、２つのガード２４が上位置に配置されており、残り２つのガード２４が下位置に配置されている状態を示している。上位置は、ガード２４の上端２４ｕがスピンチャック１０に保持されている基板Ｗが配置される保持位置よりも上方に配置される位置である。下位置は、ガード２４の上端２４ｕが保持位置よりも下方に配置される位置である。
【００４９】
回転している基板Ｗに処理液を供給するときは、少なくとも一つのガード２４が上位置に配置される。この状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、基板Ｗに供給された処理液が基板Ｗの周囲に振り切られる。振り切られた処理液は、基板Ｗに水平に対向するガード２４の内面に衝突し、このガード２４に対応するカップ２３に案内される。これにより、基板Ｗから排出された処理液が処理カップ２１に集められる。
【００５０】
処理ユニット２は、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗに向けて処理液を吐出する複数のノズルを含む。複数のノズルは、基板Ｗの上面に向けて薬液を吐出する薬液ノズル３１と、基板Ｗの上面に向けてリンス液を吐出するリンス液ノズル３５と、基板Ｗの上面に向けて乾燥前処理液を吐出する乾燥前処理液ノズル３９と、基板Ｗの上面に向けて置換液を吐出する置換液ノズル４３とを含む。
【００５１】
薬液ノズル３１は、チャンバー４内で水平に移動可能なスキャンノズルであってもよいし、チャンバー４の隔壁５に対して固定された固定ノズルであってもよい。リンス液ノズル３５、乾燥前処理液ノズル３９、および置換液ノズル４３についても同様である。図２は、薬液ノズル３１、リンス液ノズル３５、乾燥前処理液ノズル３９、および置換液ノズル４３が、スキャンノズルであり、これら４つのノズルにそれぞれ対応する４つのノズル移動ユニットが設けられている例を示している。
【００５２】
薬液ノズル３１は、薬液ノズル３１に薬液を案内する薬液配管３２に接続されている。薬液配管３２に介装された薬液バルブ３３が開かれると、薬液が、薬液ノズル３１の吐出口から下方に連続的に吐出される。薬液ノズル３１から吐出される薬液は、硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸、リン酸、酢酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、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、および腐食防止剤の少なくとも１つを含む液であってもよいし、これ以外の液体であってもよい。
【００５３】
図示はしないが、薬液バルブ３３は、薬液が流れる内部流路と内部流路を取り囲む環状の弁座とが設けられたバルブボディと、弁座に対して移動可能な弁体と、弁体が弁座に接触する閉位置と弁体が弁座から離れた開位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他のバルブについても同様である。アクチュエータは、空圧アクチュエータまたは電動アクチュエータであってもよいし、これら以外のアクチュエータであってもよい。制御装置３は、アクチュエータを制御することにより、薬液バルブ３３を開閉させる。
【００５４】
薬液ノズル３１は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方に薬液ノズル３１を移動させるノズル移動ユニット３４に接続されている。ノズル移動ユニット３４は、薬液ノズル３１から吐出された薬液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、薬液ノズル３１が平面視で処理カップ２１のまわりに位置する待機位置と、の間で薬液ノズル３１を水平に移動させる。
【００５５】
リンス液ノズル３５は、リンス液ノズル３５にリンス液を案内するリンス液配管３６に接続されている。リンス液配管３６に介装されたリンス液バルブ３７が開かれると、リンス液が、リンス液ノズル３５の吐出口から下方に連続的に吐出される。リンス液ノズル３５から吐出されるリンス液は、たとえば、純水（脱イオン水：ＤＩＷ（Deionized Water））である。リンス液は、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
【００５６】
リンス液ノズル３５は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方にリンス液ノズル３５を移動させるノズル移動ユニット３８に接続されている。ノズル移動ユニット３８は、リンス液ノズル３５から吐出されたリンス液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、リンス液ノズル３５が平面視で処理カップ２１のまわりに位置する待機位置と、の間でリンス液ノズル３５を水平に移動させる。
【００５７】
乾燥前処理液ノズル３９は、乾燥前処理液ノズル３９に処理液を案内する乾燥前処理液配管４０に接続されている。乾燥前処理液配管４０に介装された乾燥前処理液バルブ４１が開かれると、処理液が、乾燥前処理液ノズル３９の吐出口から下方に連続的に吐出される。同様に、置換液ノズル４３は、置換液ノズル４３に置換液を案内する置換液配管４４に接続されている。置換液配管４４に介装された置換液バルブ４５が開かれると、置換液が、置換液ノズル４３の吐出口から下方に連続的に吐出される。
【００５８】
乾燥前処理液は、凝固体１０１（図５Ｂ参照）を形成する凝固体形成物質と、凝固体形成物質と溶け合う溶解物質とを含む。乾燥前処理液は、溶質と溶媒とが均一に溶け合った溶液である。凝固体形成物質および溶解物質のいずれが溶質であってもよい。凝固体形成物質および溶解物質と溶け合う溶媒が乾燥前処理液に含まれる場合は、凝固体形成物質および溶解物質の両方が溶質であってもよい。
【００５９】
凝固体形成物質は、常温または常圧で液体を経ずに固体から気体に変化する昇華性物質であってもよいし、昇華性物質以外の物質であってもよい。同様に、溶解物質は、昇華性物質であってもよいし、昇華性物質以外の物質であってもよい。乾燥前処理液に含まれる昇華性物質の種類は２つ以上であってもよい。つまり、凝固体形成物質および溶解物質の両方が昇華性物質であり、凝固体形成物質および溶解物質とは種類の異なる昇華性物質が乾燥前処理液に含まれていてもよい。
【００６０】
昇華性物質は、たとえば、２−メチル−２−プロパノール（別名：tert−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール）やシクロヘキサノールなどのアルコール類、フッ化炭化水素化合物、１，３，５−トリオキサン（別名：メタホルムアルデヒド）、しょうのう（別名：カンフル、カンファー）、ナフタレン、およびヨウ素のいずれかであってもよいし、これら以外の物質であってもよい。
【００６１】
溶媒は、たとえば、純水、ＩＰＡ、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、アセトン、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、ＰＧＥＥ（プロピレングリコールモノエチルエーテル、１−エトキシ−２−プロパノール）、およびエチレングリコールからなる群より選ばれた少なくとも１種であってもよい。もしくは、昇華性物質が溶媒であってもよい。
【００６２】
以下では、凝固体形成物質が昇華性物質である例について説明する。凝固体形成物質および溶解物質の両方が昇華性物質である場合、乾燥前処理液は、シクロヘキサノールおよびtert−ブチルアルコールだけを含む溶液であってもよい。もしくは、これらにＩＰＡなどの溶媒が含まれていてもよい。ＩＰＡの蒸気圧は、tert−ブチルアルコールの蒸気圧よりも高く、シクロヘキサノールの蒸気圧よりも高い。tert−ブチルアルコールの蒸気圧は、シクロヘキサノールの蒸気圧よりも高い。したがって、tert−ブチルアルコールは、シクロヘキサノールの蒸発速度よりも大きい蒸発速度で蒸発する。
【００６３】
シクロヘキサノールの凝固点（１気圧での凝固点。以下同様。）は、２４℃またはその近傍の値である。tert−ブチルアルコールの凝固点は、２５℃またはその近傍の値である。乾燥前処理液がシクロヘキサノールおよびtert−ブチルアルコールだけを含む溶液である場合、乾燥前処理液の凝固点は、シクロヘキサノールの凝固点よりも低く、tert−ブチルアルコールの凝固点よりも低い。つまり、乾燥前処理液の凝固点は、乾燥前処理液に含まれる各成分の凝固点よりも低い。乾燥前処理液の凝固点は、室温（２３℃またはその近傍の値）よりも低い。基板処理装置１は、室温に維持されたクリーンルーム内に配置されている。したがって、乾燥前処理液を加熱しなくても、乾燥前処理液を液体に維持できる。
【００６４】
後述するように、置換液は、リンス液の液膜で覆われた基板Ｗの上面に供給され、乾燥前処理液は、置換液の液膜で覆われた基板Ｗの上面に供給される。置換液は、リンス液および乾燥前処理液の両方と溶け合う液体である。置換液は、たとえば、ＩＰＡまたはＨＦＥである。置換液は、ＩＰＡおよびＨＦＥの混合液であってもよいし、ＩＰＡおよびＨＦＥの少なくとも一方とこれら以外の成分とを含んでいてもよい。ＩＰＡおよびＨＦＥは、水およびフッ化炭化水素化合物の両方と溶け合う液体である。ＨＦＥは難溶解性だが、ＩＰＡに混ざるため、基板Ｗ上のリンス液をＩＰＡで置換した後、ＨＦＥを基板Ｗに供給してもよい。
【００６５】
リンス液の液膜で覆われた基板Ｗの上面に置換液が供給されると、基板Ｗ上の殆どのリンス液は、置換液によって押し流され、基板Ｗから排出される。残りの微量のリンス液は、置換液に溶け込み、置換液中に拡散する。拡散したリンス液は、置換液とともに基板Ｗから排出される。したがって、基板Ｗ上のリンス液を効率的に置換液に置換できる。同様の理由により、基板Ｗ上の置換液を効率的に乾燥前処理液に置換できる。これにより、基板Ｗ上の乾燥前処理液に含まれるリンス液を減らすことができる。
【００６６】
乾燥前処理液ノズル３９は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方に乾燥前処理液ノズル３９を移動させるノズル移動ユニット４２に接続されている。ノズル移動ユニット４２は、乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、乾燥前処理液ノズル３９が平面視で処理カップ２１のまわりに位置する待機位置と、の間で乾燥前処理液ノズル３９を水平に移動させる。
【００６７】
同様に、置換液ノズル４３は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方に置換液ノズル４３を移動させるノズル移動ユニット４６に接続されている。ノズル移動ユニット４６は、置換液ノズル４３から吐出された置換液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、置換液ノズル４３が平面視で処理カップ２１のまわりに位置する待機位置と、の間で置換液ノズル４３を水平に移動させる。
【００６８】
処理ユニット２は、スピンチャック１０の上方に配置された遮断部材５１を含む。図２は、遮断部材５１が円板状の遮断板である例を示している。遮断部材５１は、スピンチャック１０の上方に水平に配置された円板部５２を含む。遮断部材５１は、円板部５２の中央部から上方に延びる筒状の支軸５３によって水平に支持されている。円板部５２の中心線は、基板Ｗの回転軸線Ａ１上に配置されている。円板部５２の下面は、遮断部材５１の下面５１Ｌに相当する。遮断部材５１の下面５１Ｌは、基板Ｗの上面に対向する対向面である。遮断部材５１の下面５１Ｌは、基板Ｗの上面と平行であり、基板Ｗの直径以上の外径を有している。
【００６９】
遮断部材５１は、遮断部材５１を鉛直に昇降させる遮断部材昇降ユニット５４に接続されている。遮断部材昇降ユニット５４は、上位置（図２に示す位置）から下位置（図１１Ａ参照）までの任意の位置に遮断部材５１を位置させる。下位置は、薬液ノズル３１などのスキャンノズルが基板Ｗと遮断部材５１との間に進入できない高さまで遮断部材５１の下面５１Ｌが基板Ｗの上面に近接する近接位置である。上位置は、スキャンノズルが遮断部材５１と基板Ｗとの間に進入可能な高さまで遮断部材５１が退避した離間位置である。
【００７０】
複数のノズルは、遮断部材５１の下面５１Ｌの中央部で開口する上中央開口６１を介して処理液や処理ガスなどの処理流体を下方に吐出する中心ノズル５５を含む。中心ノズル５５は、回転軸線Ａ１に沿って上下に延びている。中心ノズル５５は、遮断部材５１の中央部を上下に貫通する貫通穴内に配置されている。遮断部材５１の内周面は、径方向（回転軸線Ａ１に直交する方向）に間隔を空けて中心ノズル５５の外周面を取り囲んでいる。中心ノズル５５は、遮断部材５１とともに昇降する。処理液を吐出する中心ノズル５５の吐出口は、遮断部材５１の上中央開口６１の上方に配置されている。
【００７１】
中心ノズル５５は、中心ノズル５５に不活性ガスを案内する上気体配管５６に接続されている。基板処理装置１は、中心ノズル５５から吐出される不活性ガスを加熱または冷却する上温度調節器５９を備えていてもよい。上気体配管５６に介装された上気体バルブ５７が開かれると、不活性ガスの流量を変更する流量調整バルブ５８の開度に対応する流量で、不活性ガスが、中心ノズル５５の吐出口から下方に連続的に吐出される。中心ノズル５５から吐出される不活性ガスは、窒素ガスである。不活性ガスは、ヘリウムガスやアルゴンガスなどの窒素ガス以外のガスであってもよい。
【００７２】
遮断部材５１の内周面と中心ノズル５５の外周面は、上下に延びる筒状の上気体流路６２を形成している。上気体流路６２は、不活性ガスを遮断部材５１の上中央開口６１に導く上気体配管６３に接続されている。基板処理装置１は、遮断部材５１の上中央開口６１から吐出される不活性ガスを加熱または冷却する上温度調節器６６を備えていてもよい。上気体配管６３に介装された上気体バルブ６４が開かれると、不活性ガスの流量を変更する流量調整バルブ６５の開度に対応する流量で、不活性ガスが、遮断部材５１の上中央開口６１から下方に連続的に吐出される。遮断部材５１の上中央開口６１から吐出される不活性ガスは、窒素ガスである。不活性ガスは、ヘリウムガスやアルゴンガスなどの窒素ガス以外のガスであってもよい。
【００７３】
複数のノズルは、基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出する下面ノズル７１を含む。下面ノズル７１は、スピンベース１２の上面１２ｕと基板Ｗの下面との間に配置されたノズル円板部と、ノズル円板部から下方に延びるノズル筒状部とを含む。下面ノズル７１の吐出口は、ノズル円板部の上面中央部で開口している。基板Ｗがスピンチャック１０に保持されているときは、下面ノズル７１の吐出口が、基板Ｗの下面中央部に上下に対向する。
【００７４】
下面ノズル７１は、加熱流体の一例である温水（室温よりも高温の純水）を下面ノズル７１に案内する加熱流体配管７２に接続されている。下面ノズル７１に供給される純水は、加熱流体配管７２に介装された下ヒータ７５によって加熱される。加熱流体配管７２に介装された加熱流体バルブ７３が開かれると、温水の流量を変更する流量調整バルブ７４の開度に対応する流量で、温水が、下面ノズル７１の吐出口から上方に連続的に吐出される。これにより、温水が基板Ｗの下面に供給される。
【００７５】
下面ノズル７１は、さらに、冷却流体の一例である冷水（室温よりも低温の純水）を下面ノズル７１に案内する冷却流体配管７６に接続されている。下面ノズル７１に供給される純水は、冷却流体配管７６に介装されたクーラー７９によって冷却される。冷却流体配管７６に介装された冷却流体バルブ７７が開かれると、冷水の流量を変更する流量調整バルブ７８の開度に対応する流量で、冷水が、下面ノズル７１の吐出口から上方に連続的に吐出される。これにより、冷水が基板Ｗの下面に供給される。
【００７６】
下面ノズル７１の外周面とスピンベース１２の内周面は、上下に延びる筒状の下気体流路８２を形成している。下気体流路８２は、スピンベース１２の上面１２ｕの中央部で開口する下中央開口８１を含む。下気体流路８２は、不活性ガスをスピンベース１２の下中央開口８１に導く下気体配管８３に接続されている。基板処理装置１は、スピンベース１２の下中央開口８１から吐出される不活性ガスを加熱または冷却する下温度調節器８６を備えていてもよい。下気体配管８３に介装された下気体バルブ８４が開かれると、不活性ガスの流量を変更する流量調整バルブ８５の開度に対応する流量で、不活性ガスが、スピンベース１２の下中央開口８１から上方に連続的に吐出される。
【００７７】
スピンベース１２の下中央開口８１から吐出される不活性ガスは、窒素ガスである。不活性ガスは、ヘリウムガスやアルゴンガスなどの窒素ガス以外のガスであってもよい。基板Ｗがスピンチャック１０に保持されているときに、スピンベース１２の下中央開口８１が窒素ガスを吐出すると、窒素ガスは、基板Ｗの下面とスピンベース１２の上面１２ｕとの間をあらゆる方向に放射状に流れる。これにより、基板Ｗとスピンベース１２との間の空間が窒素ガスで満たされる。
【００７８】
図３は、制御装置３のハードウェアを示すブロック図である。
制御装置３は、コンピュータ本体３ａと、コンピュータ本体３ａに接続された周辺装置３ｂとを含む、コンピュータである。コンピュータ本体３ａは、各種の命令を実行するＣＰＵ９１（central processing unit：中央処理装置）と、情報を記憶する主記憶装置９２とを含む。周辺装置３ｂは、プログラムＰ等の情報を記憶する補助記憶装置９３と、リムーバブルメディアＭから情報を読み取る読取装置９４と、ホストコンピュータ等の他の装置と通信する通信装置９５とを含む。
【００７９】
制御装置３は、入力装置９６および表示装置９７に接続されている。入力装置９６は、ユーザーやメンテナンス担当者などの操作者が基板処理装置１に情報を入力するときに操作される。情報は、表示装置９７の画面に表示される。入力装置９６は、キーボード、ポインティングデバイス、およびタッチパネルのいずれかであってもよいし、これら以外の装置であってもよい。入力装置９６および表示装置９７を兼ねるタッチパネルディスプレイが基板処理装置１に設けられていてもよい。
【００８０】
ＣＰＵ９１は、補助記憶装置９３に記憶されたプログラムＰを実行する。補助記憶装置９３内のプログラムＰは、制御装置３に予めインストールされたものであってもよいし、読取装置９４を通じてリムーバブルメディアＭから補助記憶装置９３に送られたものであってもよいし、ホストコンピュータなどの外部装置から通信装置９５を通じて補助記憶装置９３に送られたものであってもよい。
【００８１】
補助記憶装置９３およびリムーバブルメディアＭは、電力が供給されていなくても記憶を保持する不揮発性メモリーである。補助記憶装置９３は、たとえば、ハードディスクドライブ等の磁気記憶装置である。リムーバブルメディアＭは、たとえば、コンパクトディスクなどの光ディスクまたはメモリーカードなどの半導体メモリーである。リムーバブルメディアＭは、プログラムＰが記録されたコンピュータ読取可能な記録媒体の一例である。リムーバブルメディアＭは、一時的ではない有形の記録媒体である。
【００８２】
補助記憶装置９３は、複数のレシピを記憶している。レシピは、基板Ｗの処理内容、処理条件、および処理手順を規定する情報である。複数のレシピは、基板Ｗの処理内容、処理条件、および処理手順の少なくとも一つにおいて互いに異なる。制御装置３は、ホストコンピュータによって指定されたレシピにしたがって基板Ｗが処理されるように基板処理装置１を制御する。以下の各工程は、制御装置３が基板処理装置１を制御することにより実行される。言い換えると、制御装置３は、以下の各工程を実行するようにプログラムされている。
【００８３】
次に、基板Ｗを処理する２つの例について説明する。
処理される基板Ｗは、たとえば、シリコンウエハなどの半導体ウエハである。基板Ｗの表面は、トランジスタやキャパシタ等のデバイスが形成されるデバイス形成面に相当する。基板Ｗは、パターン形成面である基板Ｗの表面にパターンＰ１（図５Ｂ参照）が形成された基板Ｗであってもよいし、基板Ｗの表面にパターンＰ１が形成されていない基板Ｗであってもよい。後者の場合、後述する薬液供給工程でパターンＰ１が形成されてもよい。
【００８４】
第１処理例
最初に、乾燥前処理液中に凝固体形成物質を含む凝固体１０１を析出させるために、基板Ｗ上の乾燥前処理液を冷却する例について説明する。
図４は、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理の一例（第１処理例）について説明するための工程図である。図５Ａ〜図５Ｄは、図４に示す基板Ｗの処理が行われているときの基板Ｗの状態を示す模式図である。図６は、乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度および飽和濃度の変化の仕方のイメージを示すグラフである。以下では、図２および図４を参照する。図５Ａ〜図５Ｄおよび図６については適宜参照する。
【００８５】
基板処理装置１によって基板Ｗが処理されるときは、チャンバー４内に基板Ｗを搬入する搬入工程（図４のステップＳ１）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が上位置に位置しており、全てのガード２４が下位置に位置しており、全てのスキャンノズルが待機位置に位置している状態で、センターロボットＣＲ（図１参照）が、基板ＷをハンドＨ１で支持しながら、ハンドＨ１をチャンバー４内に進入させる。そして、センターロボットＣＲは、基板Ｗの表面が上に向けられた状態でハンドＨ１上の基板Ｗを複数のチャックピン１１の上に置く。その後、複数のチャックピン１１が基板Ｗの外周面に押し付けられ、基板Ｗが把持される。センターロボットＣＲは、基板Ｗをスピンチャック１０の上に置いた後、ハンドＨ１をチャンバー４の内部から退避させる。
【００８６】
次に、上気体バルブ６４および下気体バルブ８４が開かれ、遮断部材５１の上中央開口６１およびスピンベース１２の下中央開口８１が窒素ガスの吐出を開始する。これにより、基板Ｗと遮断部材５１との間の空間が窒素ガスで満たされる。同様に、基板Ｗとスピンベース１２との間の空間とが窒素ガスで満たされる。その一方で、ガード昇降ユニット２７が少なくとも一つのガード２４を下位置から上位置に上昇させる。その後、スピンモータ１４が駆動され、基板Ｗの回転が開始される（図４のステップＳ２）。これにより、基板Ｗが液体供給速度で回転する。
【００８７】
次に、薬液を基板Ｗの上面に供給し、基板Ｗの上面全域を覆う薬液の液膜を形成する薬液供給工程（図４のステップＳ３）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が上位置に位置しており、少なくとも一つのガード２４が上位置に位置している状態で、ノズル移動ユニット３４が薬液ノズル３１を待機位置から処理位置に移動させる。その後、薬液バルブ３３が開かれ、薬液ノズル３１が薬液の吐出を開始する。薬液バルブ３３が開かれてから所定時間が経過すると、薬液バルブ３３が閉じられ、薬液の吐出が停止される。その後、ノズル移動ユニット３４が、薬液ノズル３１を待機位置に移動させる。
【００８８】
薬液ノズル３１から吐出された薬液は、液体供給速度で回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。そのため、薬液が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域を覆う薬液の液膜が形成される。薬液ノズル３１が薬液を吐出しているとき、ノズル移動ユニット３４は、基板Ｗの上面に対する薬液の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
【００８９】
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗの上面に供給して、基板Ｗ上の薬液を洗い流すリンス液供給工程（図４のステップＳ４）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が上位置に位置しており、少なくとも一つのガード２４が上位置に位置している状態で、ノズル移動ユニット３８がリンス液ノズル３５を待機位置から処理位置に移動させる。その後、リンス液バルブ３７が開かれ、リンス液ノズル３５がリンス液の吐出を開始する。純水の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット２７は、基板Ｗから排出された液体を受け止めるガード２４を切り替えるために、少なくとも一つのガード２４を鉛直に移動させてもよい。リンス液バルブ３７が開かれてから所定時間が経過すると、リンス液バルブ３７が閉じられ、リンス液の吐出が停止される。その後、ノズル移動ユニット３８が、リンス液ノズル３５を待機位置に移動させる。
【００９０】
リンス液ノズル３５から吐出された純水は、液体供給速度で回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の薬液は、リンス液ノズル３５から吐出された純水に置換される。これにより、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜が形成される。リンス液ノズル３５が純水を吐出しているとき、ノズル移動ユニット３８は、基板Ｗの上面に対する純水の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
【００９１】
次に、リンス液および乾燥前処理液の両方と溶け合う置換液を基板Ｗの上面に供給し、基板Ｗ上の純水を置換液に置換する置換液供給工程（図４のステップＳ５）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が上位置に位置しており、少なくとも一つのガード２４が上位置に位置している状態で、ノズル移動ユニット４６が置換液ノズル４３を待機位置から処理位置に移動させる。その後、置換液バルブ４５が開かれ、置換液ノズル４３が置換液の吐出を開始する。置換液の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット２７は、基板Ｗから排出された液体を受け止めるガード２４を切り替えるために、少なくとも一つのガード２４を鉛直に移動させてもよい。置換液バルブ４５が開かれてから所定時間が経過すると、置換液バルブ４５が閉じられ、置換液の吐出が停止される。その後、ノズル移動ユニット４６が、置換液ノズル４３を待機位置に移動させる。
【００９２】
置換液ノズル４３から吐出された置換液は、液体供給速度で回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の純水は、置換液ノズル４３から吐出された置換液に置換される。これにより、基板Ｗの上面全域を覆う置換液の液膜が形成される。置換液ノズル４３が置換液を吐出しているとき、ノズル移動ユニット４６は、基板Ｗの上面に対する置換液の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
【００９３】
次に、乾燥前処理液を基板Ｗの上面に供給して、乾燥前処理液の液膜を基板Ｗ上に形成する乾燥前処理液供給工程（図４のステップＳ６）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が上位置に位置しており、少なくとも一つのガード２４が上位置に位置している状態で、ノズル移動ユニット４２が乾燥前処理液ノズル３９を待機位置から処理位置に移動させる。その後、乾燥前処理液バルブ４１が開かれ、乾燥前処理液ノズル３９が乾燥前処理液の吐出を開始する。乾燥前処理液の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット２７は、基板Ｗから排出された液体を受け止めるガード２４を切り替えるために、少なくとも一つのガード２４を鉛直に移動させてもよい。乾燥前処理液バルブ４１が開かれてから所定時間が経過すると、乾燥前処理液バルブ４１が閉じられ、乾燥前処理液の吐出が停止される。その後、ノズル移動ユニット４２が、乾燥前処理液ノズル３９を待機位置に移動させる。
【００９４】
乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液は、液体供給速度で回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の置換液は、乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液に置換される。これにより、基板Ｗの上面全域を覆う乾燥前処理液の液膜が形成される。乾燥前処理液ノズル３９が乾燥前処理液を吐出しているとき、ノズル移動ユニット４２は、基板Ｗの上面に対する乾燥前処理液の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
【００９５】
次に、基板Ｗ上の乾燥前処理液の一部を除去して、基板Ｗの上面全域が乾燥前処理液の液膜で覆われた状態を維持しながら、基板Ｗ上の乾燥前処理液の膜厚（液膜の厚み）を減少させる膜厚減少工程（図４のステップＳ７）が行われる。
具体的には、乾燥前処理液の吐出が停止される前または後に、スピンモータ１４が基板Ｗの回転速度を膜厚減少速度まで減少させて、膜厚減少速度に維持する。膜厚減少速度は、乾燥前処理液の吐出が停止されているときに、基板Ｗの上面全域が乾燥前処理液の液膜で覆われた状態が維持されるように設定されている。膜厚減少速度は、たとえば、数１０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍである。基板Ｗ上の乾燥前処理液は、乾燥前処理液の吐出が停止された後も、遠心力によって基板Ｗから外方に排出される。そのため、基板Ｗ上の乾燥前処理液の液膜の厚みが減少する。基板Ｗ上の乾燥前処理液がある程度排出されると、単位時間当たりの基板Ｗからの乾燥前処理液の排出量が零または概ね零に減少する。これにより、基板Ｗ上の乾燥前処理液の液膜の厚みが安定する。
【００９６】
次に、基板Ｗ上の乾燥前処理液よりも高温の温水を基板Ｗの下面に供給して、基板Ｗ上の乾燥前処理液を事前加熱温度に加熱する事前加熱工程（図４のステップＳ８）が行われる。
具体的には、遮断部材昇降ユニット５４が遮断部材５１を上位置から下位置に下降させる。これにより、遮断部材５１の下面５１Ｌが基板Ｗの上面に近接する。このとき、上気体バルブ６４が開かれており、遮断部材５１の上中央開口６１が窒素ガスを下方に吐出している。スピンモータ１４は、遮断部材５１が下位置に到達する前または後に、基板Ｗの回転速度を膜厚減少速度よりも大きい液体供給速度まで増加させて、液体供給速度に維持する。そして、遮断部材５１が下位置に位置しており、基板Ｗが液体供給速度で回転している状態で、加熱流体バルブ７３が開かれ、下面ノズル７１が温水の吐出を開始する。
【００９７】
下面ノズル７１から上方に吐出された温水は、基板Ｗの下面中央部に着液した後、回転している基板Ｗの下面に沿って外方に流れる。これにより、温水が基板Ｗの下面全域に供給される。温水の温度は、室温よりも高く、水の沸点よりも低い。基板Ｗの温度と基板Ｗ上の乾燥前処理液の温度とは、温水の温度よりも低い。したがって、基板Ｗ上の乾燥前処理液は、基板Ｗを介して均一に加熱される。これにより、基板Ｗ上の乾燥前処理液が事前加熱温度に加熱される。そして、加熱流体バルブ７３が開かれてから所定時間が経過すると、加熱流体バルブ７３が閉じられ、温水の吐出が停止される。
【００９８】
図５Ａに示すように、基板Ｗ上の乾燥前処理液を加熱すると、乾燥前処理液に含まれる凝固体形成物質および溶解物質が蒸発する。これにより、基板Ｗ上の乾燥前処理液の一部が蒸発し、乾燥前処理液の厚みが減少する。溶解物質の蒸気圧が凝固体形成物質の蒸気圧よりも高いので、溶解物質の蒸発速度は、凝固体形成物質の蒸発速度よりも大きい。したがって、乾燥前処理液の加熱を続けると、乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度が高まり、乾燥前処理液の凝固点が上昇する。乾燥前処理液の加熱は、凝固体形成物質を含む結晶が析出する前に停止されてもよいし、凝固体形成物質を含む結晶が乾燥前処理液中に析出した後に停止されてもよい。
【００９９】
次に、基板Ｗ上の乾燥前処理液における凝固体形成物質の飽和濃度を、基板Ｗ上の乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度よりも低い値まで低下させるために、基板Ｗ上の乾燥前処理液よりも低温の冷水を基板Ｗの下面に供給して、基板Ｗ上の乾燥前処理液を冷却する析出工程（図４のステップＳ９）が行われる。
具体的には、加熱流体バルブ７３が閉じられた後、遮断部材５１が下位置に位置しており、基板Ｗが液体供給速度で回転している状態で、冷却流体バルブ７７が開かれ、下面ノズル７１が冷水の吐出を開始する。下面ノズル７１から上方に吐出された冷水は、基板Ｗの下面中央部に着液した後、回転している基板Ｗの下面に沿って外方に流れる。これにより、冷水が基板Ｗの下面全域に供給される。冷水の温度は、室温よりも低く、基板Ｗ上の乾燥前処理液の凝固点よりも高い。基板Ｗの温度と基板Ｗ上の乾燥前処理液の温度とは、冷水の温度よりも高い。したがって、基板Ｗ上の乾燥前処理液は、基板Ｗを介して均一に冷却される。そして、冷却流体バルブ７７が開かれてから所定時間が経過すると、冷却流体バルブ７７が閉じられ、冷水の吐出が停止される。
【０１００】
図６に示すように、乾燥前処理液を加熱すると、乾燥前処理液における凝固体形成物質の飽和濃度が上昇し、乾燥前処理液を冷却すると、乾燥前処理液における凝固体形成物質の飽和濃度が低下する。図６は、時刻Ｔ１で、乾燥前処理液における凝固体形成物質の飽和濃度が、乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度と等しくなる例を示している。時刻Ｔ１の後は、乾燥前処理液における凝固体形成物質の飽和濃度が乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度を下回り、凝固体形成物質を含む結晶が析出する。これにより、凝固体形成物質を含む凝固体１０１（図５Ｂ参照）が乾燥前処理液中に形成される。乾燥前処理液の加熱によって凝固体形成物質の濃度が上昇しているので、乾燥前処理液を加熱しない場合と比較して、凝固体１０１が短時間で形成される。
【０１０１】
さらに、基板Ｗ上の乾燥前処理液は、直接冷却されるのではなく、基板Ｗを介して間接的に冷却される。凝固膜に相当する凝固体１０１の形成は、基板Ｗ上の乾燥前処理液の表層ではなく、基板Ｗ上の乾燥前処理液のうち基板Ｗの上面（表面）に接する底層１０２から始まる。したがって、乾燥前処理液の冷却を開始した直後は、基板Ｗ上の乾燥前処理液の底層１０２だけが固化しており、基板Ｗ上の乾燥前処理液のうち底層１０２の上に位置する表層の少なくとも一部は固化していない。そのため、乾燥前処理液の冷却によって凝固体１０１が形成された直後は、凝固体１０１の上に乾燥前処理液が存在している。
【０１０２】
凝固体１０１の厚みは、乾燥前処理液の冷却温度、乾燥前処理液の冷却時間、基板Ｗ上の乾燥前処理液の量、基板Ｗ上の乾燥前処理液の厚み、および乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度、を含む複数の条件に応じて変化する。図５Ｂは、凝固体１０１の厚みがパターンＰ１の高さを超え、パターンＰ１の全体が凝固体１０１に埋まるまで、凝固体１０１が大型化した例を示している。余剰の乾燥前処理液を基板Ｗから除去するときに、パターンＰ１の倒壊が発生しないのであれば、パターンＰ１の先端部だけが凝固体１０１から突出していてもよい。
【０１０３】
凝固体１０１が乾燥前処理液中に形成された後は、図５Ｃに示すように、凝固体１０１を基板Ｗの上面に残しながら、余剰の乾燥前処理液を基板Ｗの上面から除去する液体除去工程（図４のステップＳ１０）が行われる。
乾燥前処理液の除去は、回転している基板Ｗの上面に向けて窒素ガスを吐出することにより行ってもよいし、基板Ｗを回転方向に加速することにより行ってもよい。もしくは、窒素ガスの吐出および基板Ｗの加速の両方を行ってもよい。乾燥前処理液の冷却によって凝固体１０１が形成された後に、余剰の乾燥前処理液が基板Ｗから除去されるのであれば、乾燥前処理液の除去は、乾燥前処理液の冷却を開始する前または後に開始されてもよいし、乾燥前処理液の冷却を開始するのと同時に開始されてもよい。
【０１０４】
窒素ガスの吐出によって余剰の乾燥前処理液を排出する場合、遮断部材５１が下位置に位置している状態で、上気体バルブ５７を開いて、中心ノズル５５に窒素ガスの吐出を開始させる。中心ノズル５５から下方に吐出された窒素ガスは、基板Ｗの上面と遮断部材５１の下面５１Ｌとの間の空間を放射状に流れる。中心ノズル５５からの窒素ガスの吐出に加えてまたは代えて、流量調整バルブ６５の開度を変更して、遮断部材５１の上中央開口６１から吐出される窒素ガスの流量を増加させてもよい。いずれの場合も、基板Ｗ上の余剰の乾燥前処理液は、放射状に流れる窒素ガスの圧力を受けて基板Ｗ上を外方に流れる。これにより、余剰の乾燥前処理液が基板Ｗから除去される。
【０１０５】
基板Ｗの加速によって余剰の乾燥前処理液を排出する場合、スピンモータ１４は、基板Ｗの回転速度を膜厚減少速度よりも大きい液除去速度まで増加させて、液除去速度に維持する。基板Ｗ上の余剰の乾燥前処理液は、基板Ｗの回転によって発生する遠心力を受けて基板Ｗ上を外方に流れる。これにより、余剰の乾燥前処理液が基板Ｗから除去される。したがって、窒素ガスの吐出と基板Ｗの加速の両方を行えば、余剰の乾燥前処理液を速やかに基板Ｗから除去できる。
【０１０６】
次に、基板Ｗ上の凝固体１０１を昇華させて、基板Ｗの上面から除去する昇華工程（図４のステップＳ１１）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が下位置に位置している状態で、スピンモータ１４が、基板Ｗの回転速度を液除去速度よりも大きい昇華速度まで増加させて、昇華速度に維持する。上気体バルブ５７が閉じられている場合は、上気体バルブ５７を開いて、中心ノズル５５に窒素ガスの吐出を開始させる。上気体バルブ５７が開かれている場合は、流量調整バルブ５８の開度を変更して、中心ノズル５５から吐出される窒素ガスの流量を増加させてもよい。昇華速度での基板Ｗの回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ１４が止まり、基板Ｗの回転が停止される（図４のステップＳ１２）。
【０１０７】
昇華速度での基板Ｗの回転等が開始されると、図５Ｄに示すように、基板Ｗ上の凝固体１０１は、液体を経ずに気体に変化する。そして、凝固体１０１から発生した気体（凝固体形成物質を含む気体）は、基板Ｗと遮断部材５１との間の空間を放射状に流れ、基板Ｗの上方から排出される。これにより、凝固体１０１が基板Ｗの上面から除去される。さらに、凝固体１０１の昇華を開始する前に、純水などの液体が基板Ｗの下面に付着していたとしても、この液体は基板Ｗの回転によって基板Ｗから除去される。これにより、凝固体１０１などの不要な物質が基板Ｗから除去され、基板Ｗが乾燥する。このように、隣り合う２つのパターンＰ１の間に液面を形成せずに基板Ｗを乾燥させるので、パターンＰ１の倒壊率を低下させることができる。
【０１０８】
次に、基板Ｗをチャンバー４から搬出する搬出工程（図４のステップＳ１３）が行われる。
具体的には、遮断部材昇降ユニット５４が遮断部材５１を上位置まで上昇させ、ガード昇降ユニット２７が全てのガード２４を下位置まで下降させる。さらに、上気体バルブ６４および下気体バルブ８４が閉じられ、遮断部材５１の上中央開口６１とスピンベース１２の下中央開口８１とが窒素ガスの吐出を停止する。その後、センターロボットＣＲが、ハンドＨ１をチャンバー４内に進入させる。センターロボットＣＲは、複数のチャックピン１１が基板Ｗの把持を解除した後、スピンチャック１０上の基板ＷをハンドＨ１で支持する。その後、センターロボットＣＲは、基板ＷをハンドＨ１で支持しながら、ハンドＨ１をチャンバー４の内部から退避させる。これにより、処理済みの基板Ｗがチャンバー４から搬出される。
【０１０９】
第２処理例
次に、乾燥前処理液の一部を固化させるために、基板Ｗ上の乾燥前処理液をその凝固点以下に冷却する例について説明する。
図７は、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理の一例（第２処理例）について説明するための工程図である。図８Ａ〜図８Ｃは、図７に示す基板Ｗの処理が行われているときの基板Ｗの状態を示す模式図である。図９は、基板Ｗ上の乾燥前処理液の凝固点および温度の変化の仕方のイメージを示すグラフである。以下では、図２および図７を参照する。図８Ａ〜図８Ｃおよび図９については適宜参照する。
【０１１０】
以下では、凝固工程が開始されてから昇華工程が終了するまでの流れを説明する。それ以外の工程は、第１処理例と同様であるので、その説明を省略する。
前述の膜厚減少工程（図７のステップＳ７）が行われた後は、基板Ｗ上の乾燥前処理液よりも低温の冷水を基板Ｗの下面に供給して、基板Ｗ上の乾燥前処理液を乾燥前処理液の凝固点以下に冷却する凝固工程（図７のステップＳ１４）が行われる。
【０１１１】
具体的には、加熱流体バルブ７３が閉じられた後、遮断部材５１が下位置に位置しており、基板Ｗが液体供給速度で回転している状態で、冷却流体バルブ７７が開かれ、下面ノズル７１が冷水の吐出を開始する。下面ノズル７１から上方に吐出された冷水は、基板Ｗの下面中央部に着液した後、回転している基板Ｗの下面に沿って外方に流れる。これにより、冷水が基板Ｗの下面全域に供給される。冷水の温度は、室温および基板Ｗ上の乾燥前処理液の凝固点よりも低い。基板Ｗの温度と基板Ｗ上の乾燥前処理液の温度とは、冷水の温度よりも高い。したがって、基板Ｗ上の乾燥前処理液は、基板Ｗを介して均一に冷却される。そして、冷却流体バルブ７７が開かれてから所定時間が経過すると、冷却流体バルブ７７が閉じられ、冷水の吐出が停止される。
【０１１２】
乾燥前処理液の冷却温度が基板Ｗ上の乾燥前処理液の凝固点よりも低いので、乾燥前処理液の冷却を続けると、乾燥前処理液の実際の温度が乾燥前処理液の凝固点まで低下する。図９は、時刻Ｔ２で、乾燥前処理液の実際の温度が乾燥前処理液の凝固点に等しくなる例を示している。時刻Ｔ２の後は、基板Ｗ上の乾燥前処理液の一部が凝固し、凝固体１０１が次第に大きくなっていく。凝固体形成物質の濃度は、たとえば凝固体形成物質および溶解物質の共晶点濃度以上である。したがって、乾燥前処理液の凝固が始まったときは、凝固体形成物質の凝固体１０１または凝固体形成物質を主成分とする凝固体１０１が乾燥前処理液中に形成される。これにより、凝固体形成物質の純度が高い凝固体１０１を乾燥前処理液中に形成できる。
【０１１３】
さらに、基板Ｗ上の乾燥前処理液は、直接冷却されるのではなく、基板Ｗを介して間接的に冷却される。凝固体１０１の形成は、基板Ｗ上の乾燥前処理液の表層ではなく、基板Ｗ上の乾燥前処理液のうち基板Ｗの上面（表面）に接する底層１０２から始まる。したがって、図８Ａに示すように、乾燥前処理液の冷却を開始した直後は、基板Ｗ上の乾燥前処理液の底層１０２だけが固化しており、基板Ｗ上の乾燥前処理液のうち底層１０２の上に位置する表層の少なくとも一部は固化していない。そのため、乾燥前処理液の冷却によって凝固体１０１が形成された直後は、凝固体１０１の上に乾燥前処理液が存在している。
【０１１４】
凝固体１０１の厚みは、乾燥前処理液の冷却温度、乾燥前処理液の冷却時間、基板Ｗ上の乾燥前処理液の量、基板Ｗ上の乾燥前処理液の厚み、および乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度、を含む複数の条件に応じて変化する。図８Ａは、凝固体１０１の厚みがパターンＰ１の高さを超え、パターンＰ１の全体が凝固体１０１に埋まるまで、凝固体１０１が大型化した例を示している。余剰の乾燥前処理液を基板Ｗから除去するときに、パターンＰ１の倒壊が発生しないのであれば、パターンＰ１の先端部だけが凝固体１０１から突出していてもよい。
【０１１５】
凝固体１０１が乾燥前処理液中に形成された後は、図８Ｂに示すように、凝固体１０１を基板Ｗの上面に残しながら、余剰の乾燥前処理液を基板Ｗの上面から除去する液体除去工程（図７のステップＳ１０）が行われる。
乾燥前処理液の除去は、回転している基板Ｗの上面に向けて窒素ガスを吐出することにより行ってもよいし、基板Ｗを回転方向に加速することにより行ってもよい。もしくは、窒素ガスの吐出および基板Ｗの加速の両方を行ってもよい。乾燥前処理液の冷却によって凝固体１０１が形成された後に、余剰の乾燥前処理液が基板Ｗから除去されるのであれば、乾燥前処理液の除去は、乾燥前処理液の冷却を開始する前または後に開始されてもよいし、乾燥前処理液の冷却を開始するのと同時に開始されてもよい。
【０１１６】
窒素ガスの吐出によって余剰の乾燥前処理液を排出する場合、遮断部材５１が下位置に位置している状態で、上気体バルブ５７を開いて、中心ノズル５５に窒素ガスの吐出を開始させる。中心ノズル５５から下方に吐出された窒素ガスは、基板Ｗの上面と遮断部材５１の下面５１Ｌとの間の空間を放射状に流れる。中心ノズル５５からの窒素ガスの吐出に加えてまたは代えて、遮断部材５１の上中央開口６１から吐出される窒素ガスの流量を増加させてもよい。いずれの場合も、基板Ｗ上の余剰の乾燥前処理液は、放射状に流れる窒素ガスの圧力を受けて基板Ｗ上を外方に流れる。これにより、余剰の乾燥前処理液が基板Ｗから除去される。
【０１１７】
基板Ｗの加速によって余剰の乾燥前処理液を排出する場合、スピンモータ１４は、基板Ｗの回転速度を膜厚減少速度よりも大きい液除去速度まで増加させて、液除去速度に維持する。基板Ｗ上の余剰の乾燥前処理液は、基板Ｗの回転によって発生する遠心力を受けて基板Ｗ上を外方に流れる。これにより、余剰の乾燥前処理液が基板Ｗから除去される。したがって、窒素ガスの吐出と基板Ｗの加速の両方を行えば、余剰の乾燥前処理液を速やかに基板Ｗから除去できる。
【０１１８】
次に、基板Ｗ上の凝固体１０１を昇華させて、基板Ｗの上面から除去する昇華工程（図７のステップＳ１１）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が下位置に位置している状態で、スピンモータ１４が、基板Ｗの回転速度を液除去速度よりも大きい昇華速度まで増加させて、昇華速度に維持する。上気体バルブ５７が閉じられている場合は、上気体バルブ５７を開いて、中心ノズル５５に窒素ガスの吐出を開始させる。上気体バルブ５７が開かれている場合は、中心ノズル５５から吐出される窒素ガスの流量を増加させてもよい。昇華速度での基板Ｗの回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ１４が止まり、基板Ｗの回転が停止される（図７のステップＳ１２）。
【０１１９】
昇華速度での基板Ｗの回転等が開始されると、図８Ｃに示すように、基板Ｗ上の凝固体１０１は、液体を経ずに気体に変化する。そして、凝固体１０１から発生した気体（凝固体形成物質を含む気体）は、基板Ｗと遮断部材５１との間の空間を放射状に流れ、基板Ｗの上方から排出される。これにより、凝固体１０１が基板Ｗの上面から除去される。さらに、凝固体１０１の昇華を開始する前に、純水などの液体が基板Ｗの下面に付着していたとしても、この液体は基板Ｗの回転によって基板Ｗから除去される。これにより、凝固体１０１などの不要な物質が基板Ｗから除去され、基板Ｗが乾燥する。このように、隣り合う２つのパターンＰ１の間に液面を形成せずに基板Ｗを乾燥させるので、パターンＰ１の倒壊率を低下させることができる。
【０１２０】
以上のように第１実施形態では、凝固体形成物質の融液を基板Ｗの表面に供給するのではなく、凝固体形成物質を含む乾燥前処理液を基板Ｗの表面に供給する。乾燥前処理液は、凝固体１０１を形成する凝固体形成物質と、凝固体形成物質と溶け合う溶解物質とを含んでいる。つまり、凝固体形成物質および溶解物質が互いに溶け合わされ、これによって、乾燥前処理液の凝固点が低下している。乾燥前処理液の凝固点は、凝固体形成物質の凝固点よりも低い。
【０１２１】
乾燥前処理液が常温常圧で液体であれば、つまり、乾燥前処理液の凝固点が常圧（基板処理装置１内の圧力。たとえば１気圧またはその近傍の値）で室温（たとえば２３℃またはその近傍の値）よりも低ければ、乾燥前処理液を液体に維持するために乾燥前処理液を加熱しなくてもよい。したがって、乾燥前処理液を加熱するヒータを設けなくてもよい。乾燥前処理液の凝固点が常圧で室温以上であり、乾燥前処理液を液体に維持するために乾燥前処理液を加熱することが必要であったとしても、凝固体形成物質の融液を用いる場合に比べて、与える熱量を減らすことができる。これにより、エネルギーの消費量を減らすことができる。
【０１２２】
乾燥前処理液が基板Ｗの表面に供給された後は、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液の一部を固化させる。これにより、凝固体形成物質を含む凝固体１０１が乾燥前処理液中に形成される。その後、残った乾燥前処理液を基板Ｗの表面から除去する。これにより、凝固体１０１が基板Ｗの表面に残る。そして、凝固体１０１を気体に変化させる。このようにして、基板Ｗの表面上から凝固体１０１がなくなる。したがって、脆弱なパターンＰ１が基板Ｗの表面に形成されていても、隣り合う２つのパターンＰ１の間に液面を形成せずに基板Ｗを乾燥させるので、パターン倒壊を抑制しながら基板Ｗを乾燥させることができる。
【０１２３】
第１処理例では、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液を冷却して、乾燥前処理液における凝固体形成物質の飽和濃度を低下させる。凝固体形成物質の飽和濃度が、凝固体形成物質の濃度を下回ると、凝固体形成物質の結晶または凝固体形成物質を主成分とする結晶が析出する。これにより、凝固体形成物質の純度が高い凝固体１０１を乾燥前処理液中に形成することができ、凝固体形成物質の純度が高い凝固体１０１を基板Ｗの表面に残すことができる。
【０１２４】
第１処理例では、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液を加熱する。これにより、乾燥前処理液の一部が蒸発し、基板Ｗ上の乾燥前処理液が減少する。その後、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液を冷却し、凝固体形成物質の飽和濃度を低下させる。乾燥前処理液の事前加熱によって基板Ｗ上の乾燥前処理液が減少しているので、乾燥前処理液を加熱しない場合に比べて、短時間で凝固体１０１を形成できる。
【０１２５】
第１処理例では、乾燥前処理液に含まれる溶解物質の蒸気圧が、乾燥前処理液に含まれる凝固体形成物質の蒸気圧よりも高い。したがって、乾燥前処理液を冷却する前に加熱すると、凝固体形成物質の蒸発速度（単位時間あたりの蒸発量）より大きい蒸発速度で溶解物質が蒸発する。これにより、乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度を高めることができる。したがって、乾燥前処理液を加熱しない場合に比べて、短時間で凝固体１０１を形成できる。
【０１２６】
第２処理例では、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液を乾燥前処理液の凝固点以下に冷却する。これにより、乾燥前処理液の一部が凝固し、凝固体１０１が次第に大きくなっていく。凝固体形成物質の濃度が凝固体形成物質および溶解物質の共晶点濃度以上であるから、乾燥前処理液の凝固が始まったときは、凝固体形成物質の凝固体１０１または凝固体形成物質を主成分とする凝固体１０１が乾燥前処理液中に形成される。これにより、凝固体形成物質の純度が高い凝固体１０１を乾燥前処理液中に形成できる。
【０１２７】
その一方で、乾燥前処理液の冷却によって凝固体形成物質の凝固が進むと、乾燥前処理液における凝固体形成物質の濃度が次第に低下していく。言い換えると、乾燥前処理液における溶解物質の濃度が次第に上昇していく。そして、溶解物質の濃度が上昇した乾燥前処理液が基板Ｗから除去され、凝固体形成物質の純度が高い凝固体１０１が基板Ｗに残る。したがって、乾燥前処理液に含まれる凝固体形成物質を効率的に利用できる。
【０１２８】
第１および第２処理例では、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液を直接的に冷却するのではなく、基板Ｗを冷却することにより基板Ｗの表面上の乾燥前処理液を間接的に冷却する。したがって、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液のうち基板Ｗの表面（パターンＰ１が形成されている場合は、パターンＰ１の表面を含む）に接する底層１０２が効率的に冷却され、乾燥前処理液と基板Ｗとの界面に凝固体１０１が形成される。余剰の乾燥前処理液は、凝固体１０１の上に残る。したがって、凝固体１０１の上から乾燥前処理液を除去すれば、凝固体１０１を基板Ｗの表面に残しながら、乾燥前処理液を基板Ｗの表面から除去できる。
【０１２９】
第１および第２処理例では、室温の乾燥前処理液を基板Ｗに供給する。凝固体形成物質の凝固点が室温以上である一方で、乾燥前処理液の凝固点は室温よりも低い。凝固体形成物質の融液を基板Ｗに供給する場合は、凝固体形成物質を液体に維持するために凝固体形成物質を加熱する必要がある。これに対して、乾燥前処理液を基板Ｗに供給する場合は、乾燥前処理液を加熱しなくても乾燥前処理液を液体に維持できる。これにより、基板Ｗの処理に要するエネルギーの消費量を減らすことができる。
【０１３０】
第１および第２処理例では、凝固体１０１が乾燥前処理液中に形成される前に、基板Ｗを水平に保持しながら鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転させる。基板Ｗの表面上の乾燥前処理液の一部は、遠心力で基板Ｗから除去される。これにより、乾燥前処理液の膜厚が減少する。その後、凝固体１０１を形成する。乾燥前処理液の膜厚が減少しているので、凝固体１０１を短時間で形成でき、凝固体１０１を薄くできる。したがって、凝固体１０１の形成に要する時間と凝固体１０１の気化に要する時間を短縮できる。これにより、基板Ｗの処理に要するエネルギーの消費量を減らすことができる。
【０１３１】
次に、第２実施形態について説明する。
第１実施形態に対する第２実施形態の主要な相違点は、内蔵ヒータ１１１が遮断部材５１に内蔵されており、下面ノズル７１の代わりにクーリングプレート１１２が設けられていることである。
図１０は、本発明の第２実施形態に係るスピンチャック１０および遮断部材５１を水平に見た模式図である。図１０、図１１Ａ、および図１１Ｂにおいて、前述の図１〜図９に示された構成と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【０１３２】
図１０に示すように、内蔵ヒータ１１１は、遮断部材５１の円板部５２の内部に配置されている。内蔵ヒータ１１１は、遮断部材５１とともに昇降する。基板Ｗは、内蔵ヒータ１１１の下方に配置される。内蔵ヒータ１１１は、たとえば、通電により発熱する電熱線である。内蔵ヒータ１１１の温度は、制御装置３によって変更される。制御装置３が内蔵ヒータ１１１を発熱させると、基板Ｗの全体が均一に加熱される。
【０１３３】
クーリングプレート１１２は、スピンベース１２の上方に配置されている。基板Ｗは、クーリングプレート１１２の上方に配置される。複数のチャックピン１１は、クーリングプレート１１２のまわりに配置されている。クーリングプレート１１２の中心線は、基板Ｗの回転軸線Ａ１上に配置されている。クーリングプレート１１２の外径は、基板Ｗの直径よりも小さい。クーリングプレート１１２の温度は、制御装置３によって変更される。制御装置３がクーリングプレート１１２の温度を低下させると、基板Ｗの全体が均一に冷却される。
【０１３４】
クーリングプレート１１２は、クーリングプレート１１２の中央部から下方に延びる支軸５３によって水平に支持されている。クーリングプレート１１２は、基板Ｗの下面と平行な上面１１２ｕを含む。クーリングプレート１１２は、上面１１２ｕから上方に突出した複数の突起１１２ｐを含んでいてもよい。クーリングプレート１１２は、スピンベース１２に対して上下に移動可能である。スピンチャック１０が回転しても、クーリングプレート１１２は回転しない。
【０１３５】
クーリングプレート１１２は、支軸５３を介してプレート昇降ユニット１１４に接続されている。プレート昇降ユニット１１４は、上位置（図１０において実線で示す位置）と下位置（図１０において二点鎖線で示す位置）との間でクーリングプレート１１２を鉛直に昇降させる。上位置は、クーリングプレート１１２が基板Ｗの下面に接触する接触位置である。下位置は、クーリングプレート１１２が基板Ｗから離れた状態で基板Ｗの下面とスピンベース１２の上面１２ｕとの間に配置される近接位置である。
【０１３６】
プレート昇降ユニット１１４は、上位置から下位置までの任意の位置にクーリングプレート１１２を位置させる。基板Ｗが複数のチャックピン１１に支持されており、基板Ｗの把持が解除されている状態で、クーリングプレート１１２が上位置まで上昇すると、クーリングプレート１１２の複数の突起１１２ｐが基板Ｗに下面に接触し、基板Ｗがクーリングプレート１１２に支持される。その後、基板Ｗは、クーリングプレート１１２によって持ち上げられ、複数のチャックピン１１から上方に離れる。この状態で、クーリングプレート１１２が下位置まで下降すると、クーリングプレート１１２上の基板Ｗが複数のチャックピン１１の上に置かれ、クーリングプレート１１２が基板Ｗから下方に離れる。これにより、基板Ｗは、複数のチャックピン１１とクーリングプレート１１２との間で受け渡される。
【０１３７】
図１１Ａは、基板Ｗ上の乾燥前処理液を内蔵ヒータ１１１で加熱しているときの基板Ｗの状態を示す模式図である。
図１１Ａに示すように、事前加熱工程（図４のステップＳ８）において、温水を基板Ｗの下面に供給するのではなく、内蔵ヒータ１１１の温度を室温よりも高い温度に上昇させてもよい。温水と内蔵ヒータ１１１の両方を用いて基板Ｗ上の乾燥前処理液を加熱する場合は、第１実施形態に係る遮断部材５１に内蔵ヒータ１１１を内蔵すればよい。
【０１３８】
内蔵ヒータ１１１を用いる場合、遮断部材昇降ユニット５４に遮断部材５１を上昇または下降させて、上下方向における遮断部材５１と基板Ｗとの間隔を変更すれば、内蔵ヒータ１１１の温度が同じであっても、基板Ｗ上の乾燥前処理液の温度を変更することができる。したがって、内蔵ヒータ１１１の温度だけでなく、遮断部材５１と基板Ｗとの間隔も調整すれば、基板Ｗ上の乾燥前処理液の温度をより精密に調整できる。
【０１３９】
図１１Ｂは、基板Ｗ上の乾燥前処理液をクーリングプレート１１２で冷却しているときの基板Ｗの状態を示す模式図である。
図１１Ｂに示すように、析出工程（図４のステップＳ９）および凝固工程（図７のステップＳ１４）の少なくとも一方において、冷水を基板Ｗの下面に供給するのではなく、クーリングプレート１１２の温度を室温よりも低い温度に低下させてもよい。この場合、クーリングプレート１１２を基板Ｗの下面に接触させてもよいし、基板Ｗの下面に近接させてもよい。つまり、クーリングプレート１１２は、上位置から下位置までのいずれの位置に配置されていてもよい。遮断部材５１に内蔵された内蔵ヒータ１１１と同様に、クーリングプレート１１２の温度だけでなく、クーリングプレート１１２と基板Ｗとの間隔も調整すれば、基板Ｗ上の乾燥前処理液の温度をより精密に調整できる。
【０１４０】
第２実施形態では、第１実施形態に係る作用効果に加えて、次の作用効果を奏することができる。具体的には、第２実施形態では、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液よりも低温の冷却部材の一例であるクーリングプレート１１２を、基板Ｗの表面とは反対の平面である基板Ｗの裏面側に配置する。クーリングプレート１１２を基板Ｗの裏面に接触させる場合、基板Ｗは、直接的に冷却部材に冷却される。冷却部材を基板Ｗの裏面に接触させずに基板Ｗの裏面に近接させる場合、基板Ｗは、間接的に冷却部材に冷却される。したがって、いずれの場合も、流体を基板Ｗに接触させずに、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液を間接的に冷却できる。
【０１４１】
次に、第３実施形態について説明する。
第１実施形態に対する第３実施形態の主要な相違点は、凝固体１０１を液体を経ずに気体に変化させる固体除去工程が、昇華工程ではなく、基板Ｗにプラズマを照射するプラズマ照射工程であり、プラズマ照射工程が、別の処理ユニット２で行われることである。
図１２は、余剰の乾燥前処理液を除去するウェット処理ユニット２ｗから凝固体１０１を液体を経ずに気体に変化させるドライ処理ユニット２ｄへの基板Ｗの搬送について説明するための模式図である。図１２において、前述の図１〜図１１Ｂに示された構成と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【０１４２】
基板処理装置１に設けられた複数の処理ユニット２は、基板Ｗに処理液を供給するウェット処理ユニット２ｗに加えて、基板Ｗに処理液を供給せずに基板Ｗを処理するドライ処理ユニット２ｄを含む。図１２は、ドライ処理ユニット２ｄが、チャンバー４ｄ内に処理ガスを案内する処理ガス配管１２１と、チャンバー４ｄ内の処理ガスをプラズマに変化させるプラズマ発生装置１２２とを含む例を示している。プラズマ発生装置１２２は、基板Ｗの上方に配置される上電極１２３と、基板Ｗの下方に配置される下電極１２４とを含む。
【０１４３】
図４に示す搬入工程（図４のステップＳ１）から液体除去工程（図４のステップＳ１０）までの工程、または、図７に示す搬入工程（図７のステップＳ１）から液体除去工程（図７のステップＳ１０）までの工程は、ウェット処理ユニット２ｗのチャンバー４内で行われる。その後、図１２に示すように、基板Ｗは、センターロボットＣＲによって、ウェット処理ユニット２ｗのチャンバー４から搬出され、ドライ処理ユニット２ｄのチャンバー４ｄに搬入される。基板Ｗの表面に残った凝固体１０１は、チャンバー４ｄ内のプラズマに起因する化学反応（たとえばオゾンガスによる酸化）および物理反応により液体を経ずに気体に変化する。これにより、基板Ｗから凝固体１０１が除去される。
【０１４４】
第３実施形態では、第１実施形態に係る作用効果に加えて、次の作用効果を奏することができる。具体的には、第３実施形態では、基板Ｗがウェット処理ユニット２ｗのチャンバー４の中に配置されているときに、凝固体１０１を基板Ｗの表面に残しながら、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液を除去する。その後、基板Ｗをウェット処理ユニット２ｗのチャンバー４からドライ処理ユニット２ｄのチャンバー４ｄに搬送する。そして、基板Ｗがドライ処理ユニット２ｄのチャンバー４ｄの中に配置されているときに、基板Ｗの表面に残った凝固体１０１を気化させる。このように、乾燥前処理液の除去と凝固体１０１の除去とをそれぞれチャンバー４およびチャンバー４ｄで行うので、チャンバー４およびチャンバー４ｄ内の構造を簡素化でき、チャンバー４およびチャンバー４ｄを小型化できる。
【０１４５】
他の実施形態
本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
たとえば、第１処理例および第２処理例の少なくとも一方において、基板Ｗ上の乾燥前処理液を液体に維持するために、乾燥前処理液の凝固点よりも高く、乾燥前処理液の沸点よりも低い液体維持温度に、基板Ｗ上の乾燥前処理液を維持する温度保持工程を行ってもよい。
【０１４６】
乾燥前処理液の凝固点と室温との差が小さいと、基板Ｗ上の乾燥前処理液を意図的に冷却する前に、凝固体１０１が乾燥前処理液中に形成される場合がある。このような意図しない凝固体１０１の形成を防止するために、基板Ｗに対する乾燥前処理液の供給を開始してから、基板Ｗ上の乾燥前処理液の冷却を開始するまでの期間において、温度保持工程を行ってもよい。たとえば、加熱した窒素ガスを基板Ｗの上面または下面に向けて吐出してもよいし、温水などの加熱液を基板Ｗの下面に向けて吐出してもよい。
【０１４７】
純水などの基板Ｗ上のリンス液を乾燥前処理液で置換できる場合は、基板Ｗ上のリンス液を置換液に置換する置換液供給工程を行わずに、乾燥前処理液供給工程を行ってもよい。
事前加熱工程は、加熱液の一例である温水を基板Ｗの下面に接触させるのではなく、基板Ｗ上の乾燥前処理液よりも高温の加熱ガスを基板Ｗの上面または下面に向けて吐出してもよい。たとえば、加熱した窒素ガスを基板Ｗの上面または下面に向けて吐出してもよい。加熱液の吐出と加熱ガスの吐出の両方を行ってもよい。
【０１４８】
第２実施形態において、冷却部材の一例であるクーリングプレート１１２の代わりに、加熱部材の一例であるホットプレートを設けてもよい。この場合、事前加熱工程を行うときに、ホットプレートを発熱させながら基板Ｗの下面に接触させてもよいし、ホットプレートを発熱させながら基板Ｗの下面に接触させずに基板Ｗの下面とスピンベース１２の上面１２ｕとの間に配置してもよい。
【０１４９】
基板処理装置１は、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗの上面に向けて光を照射する加熱ランプを備えていてもよい。この場合、事前加熱工程を行うときに、加熱ランプに光を照射させればよい。
加熱ランプは、基板Ｗの上面全域に向けて同時に光を照射する全体照射ランプであってもよいし、基板Ｗの上面内の一部の領域を表す照射領域だけに向けて光を照射する部分照射ランプであってもよい。後者の場合、部分照射ランプを移動させることにより、照射領域を基板Ｗの上面内で移動させるランプ移動ユニットを基板処理装置１に設ければよい。
【０１５０】
析出工程（図４のステップＳ９）および凝固工程（図７のステップＳ１４）の少なくとも一方は、冷却液の一例である冷水を基板Ｗの下面に接触させるのではなく、基板Ｗ上の乾燥前処理液よりも低温の冷却ガスを基板Ｗの上面または下面に向けて吐出してもよい。たとえば、冷却した窒素ガスを基板Ｗの上面または下面に向けて吐出してもよい。冷却液の吐出と冷却ガスの吐出の両方を行ってもよい。
【０１５１】
液体除去工程（図４のステップＳ１０および図７のステップＳ１０）は、乾燥前処理液中の凝固体１０１が液体に戻らない温度で基板Ｗ上の乾燥前処理液を加熱して、余剰の乾燥前処理液を蒸発させる蒸発工程であってもよい。
たとえば、加熱した窒素ガスを基板Ｗの上面に向けて吐出してもよい。この場合、余剰の乾燥前処理液は、基板Ｗの上面に沿って放射状に流れる窒素ガスの圧力で基板Ｗから除去されるだけでなく、加熱による蒸発によって基板Ｗから除去される。したがって、余剰の乾燥前処理液をより短い時間で除去できる。余剰の乾燥前処理液の除去をさらに促進するために、加熱した窒素ガスの吐出に加えて、基板Ｗを回転方向に加速させてもよい。
【０１５２】
基板Ｗ上の乾燥前処理液の膜厚を減少させる膜厚減少工程（図４および図７のステップＳ７）を行わずに、乾燥前処理液供給工程（図４のステップＳ６）の後に、事前加熱工程（図４のステップＳ８）または凝固工程（図７のステップＳ１４）を行ってもよい。
遮断部材５１は、円板部５２に加えて、円板部５２の外周部から下方に延びる筒状部を含んでいてもよい。この場合、遮断部材５１が下位置に配置されると、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗは、円筒部２５に取り囲まれる。
【０１５３】
遮断部材５１は、スピンチャック１０とともに回転軸線Ａ１まわりに回転してもよい。たとえば、遮断部材５１が基板Ｗに接触しないようにスピンベース１２上に置かれてもよい。この場合、遮断部材５１がスピンベース１２に連結されるので、遮断部材５１は、スピンベース１２と同じ方向に同じ速度で回転する。
遮断部材５１が省略されてもよい。ただし、基板Ｗの下面に冷水を供給して、基板Ｗ上の乾燥前処理液を冷却する場合は、遮断部材５１が設けられていることが好ましい。基板Ｗの外周面を伝って基板Ｗの下面から基板Ｗの上面の方に回り込んだ液滴や、処理カップ２１から内側に跳ね返った液滴を遮断部材５１で遮断でき、基板Ｗ上の乾燥前処理液に混入する冷水を減らすことができるからである。
【０１５４】
第３実施形態に係るドライ処理ユニット２ｄは、ウェット処理ユニット２ｗが備えられた基板処理装置１とは異なる基板処理装置に備えられていてもよい。つまり、ウェット処理ユニット２ｗが備えられた基板処理装置１と、ドライ処理ユニット２ｄが備えられた基板処理装置とが、同じ基板処理システムに設けられており、余剰の乾燥前処理液を除去した基板Ｗを、ウェット処理ユニット２ｗが備えられた基板処理装置１からドライ処理ユニット２ｄが備えられた基板処理装置に搬送してもよい。
【０１５５】
基板処理装置１は、円板状の基板Ｗを処理する装置に限らず、多角形の基板Ｗを処理する装置であってもよい。
基板処理装置１は、枚葉式の装置に限らず、複数枚の基板Ｗを一括して処理するバッチ式の装置であってもよい。
前述の全ての構成の２つ以上が組み合わされてもよい。前述の全ての工程の２つ以上が組み合わされてもよい。
【０１５６】
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。
乾燥前処理液ノズル３９は、乾燥前処理液供給手段の一例である。下面ノズル７１およびクーリングプレート１１２は、凝固体形成手段の一例である。中心ノズル５５およびスピンモータ１４は、液体除去手段の一例である。中心ノズル５５およびスピンモータ１４は、固体除去手段の一例である。
【符号の説明】
【０１５７】
１        ：基板処理装置
２ｄ      ：ドライ処理ユニット
２ｗ      ：ウェット処理ユニット
３        ：制御装置
４、４ｄ  ：チャンバー
１０      ：スピンチャック
１４      ：スピンモータ
３９      ：乾燥前処理液ノズル
４３      ：置換液ノズル
５５      ：中心ノズル
５６      ：上気体配管
５９      ：上温度調節器
６２      ：上気体流路
６３      ：上気体配管
６６      ：上温度調節器
７１      ：下面ノズル
７２      ：加熱流体配管
７５      ：下ヒータ
７６      ：冷却流体配管
７９      ：クーラー
８２      ：下気体流路
８３      ：下気体配管
８６      ：下温度調節器
１０１    ：凝固体
１０２    ：乾燥前処理液の底層
１１１    ：内蔵ヒータ
１１２    ：クーリングプレート
１１４    ：プレート昇降ユニット
１２２    ：プラズマ発生装置
Ａ１      ：基板の回転軸線
ＣＲ      ：センターロボット
Ｗ        ：基板
【図１Ａ】
2020004908.tif 000003
【図１Ｂ】
2020004908.tif 000004
【図２】
2020004908.tif 000005
【図３】
2020004908.tif 000006
【図４】
2020004908.tif 000007
【図５Ａ】
2020004908.tif 000008
【図５Ｂ】
2020004908.tif 000009
【図５Ｃ】
2020004908.tif 000010
【図５Ｄ】
2020004908.tif 000011
【図６】
2020004908.tif 000012
【図７】
2020004908.tif 000013
【図８Ａ】
2020004908.tif 000014
【図８Ｂ】
2020004908.tif 000015
【図８Ｃ】
2020004908.tif 000016
【図９】
2020004908.tif 000017
【図１０】
2020004908.tif 000018
【図１１Ａ】
2020004908.tif 000019
【図１１Ｂ】
2020004908.tif 000020
【図１２】
2020004908.tif 000021