(57)【要約】【課題】昇華性物質を含む固化膜の厚さを精密に制御し、パターンの倒壊率を低下させる。【解決手段】少なくともパターンＰ１の高さＨｐに基づいて設定される昇華性物質の濃度の範囲を表す設定濃度範囲を確認する。昇華性物質と溶媒とを含む原液を原液タンク内に貯留する。溶媒を含み、昇華性物質の濃度が原液における昇華性物質の濃度よりも低い希釈液を、原液タンクの外で原液と混合することにより、昇華性物質の濃度が設定濃度範囲内である乾燥前処理液を作成する。昇華性物質を含む固化膜を基板Ｗの表面に形成する。固化膜を昇華させることにより、基板Ｗの表面から固化膜を除去する。【選択図】図７
2020136355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成された基板の表面を乾燥させる基板乾燥方法であって、
少なくとも前記パターンの高さに基づいて設定される昇華性物質の濃度の範囲を表す設定濃度範囲を確認する設定濃度確認工程と、
前記昇華性物質と溶媒とを含む原液を原液タンク内に貯留する原液貯留工程と、
前記溶媒を含み、前記昇華性物質の濃度が前記原液における前記昇華性物質の濃度よりも低い希釈液を、前記原液タンクの外で前記原液と混合することにより、前記昇華性物質の濃度が前記設定濃度範囲内である乾燥前処理液を作成する乾燥前処理液作成工程と、
前記基板の前記表面上の前記乾燥前処理液から前記溶媒を蒸発させることにより、前記昇華性物質を含む固化膜を前記基板の前記表面に形成する固化膜形成工程と、
前記固化膜を昇華させることにより、前記基板の前記表面から前記固化膜を除去する昇華工程とを含む、基板乾燥方法。
【請求項２】
前記原液における前記昇華性物質の濃度は、前記原液における前記溶媒の濃度よりも低い、請求項１に記載の基板乾燥方法。
【請求項３】
前記乾燥前処理液における前記希釈液の濃度は、前記乾燥前処理液における前記原液の濃度よりも高い、請求項１または２に記載の基板乾燥方法。
【請求項４】
前記希釈液は、前記溶媒である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板乾燥方法。
【請求項５】
前記乾燥前処理液作成工程は、前記原液と前記希釈液とをノズルの方に流動させながら、前記原液および希釈液を混合する流動混合工程を含み、
前記基板乾燥方法は、前記原液および希釈液の混合液である前記乾燥前処理液を前記基板の前記表面に向けて前記ノズルに吐出させる吐出工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板乾燥方法。
【請求項６】
前記乾燥前処理液における前記昇華性物質の濃度を測定する濃度測定工程と、
前記昇華性物質の濃度が前記設定濃度範囲外である場合、前記原液および希釈液の混合比を変更すると共に、前記ノズルに前記乾燥前処理液を吐出させる吐出時間を延長する吐出時間延長工程と、をさらに含む、請求項５に記載の基板乾燥方法。
【請求項７】
前記乾燥前処理液が前記基板の前記表面に供給される前に、前記溶媒を前記基板の前記表面に供給する溶媒供給工程と、
前記乾燥前処理液における前記昇華性物質の濃度を測定する濃度測定工程と、
前記昇華性物質の濃度が前記設定濃度範囲を超えている場合、前記溶媒が前記基板の前記表面にある状態で、前記乾燥前処理液を前記基板の前記表面に向けて前記ノズルに吐出させると共に、前記ノズルに前記乾燥前処理液を吐出させる吐出時間を短縮する吐出時間短縮工程と、をさらに含む、請求項５に記載の基板乾燥方法。
【請求項８】
前記基板の前記表面に垂直な方向に見たときに前記基板のまわりに配置された筒状のポッドに向けて前記ノズルに前記乾燥前処理液を吐出させるプリディスペンス工程と、
前記ポッドに向けて前記ノズルから吐出された前記乾燥前処理液における前記昇華性物質の濃度を測定する濃度測定工程と、
前記ノズルから吐出された前記乾燥前処理液における前記昇華性物質の濃度が前記設定濃度範囲内であることを確認した後に、前記基板の前記表面に向けて前記ノズルに前記乾燥前処理液を吐出させる吐出工程と、をさらに含む、請求項５に記載の基板乾燥方法。
【請求項９】
前記原液タンク内の前記原液を第１ポンプで前記原液タンクの外に送る第１送液工程と、
前記第１ポンプによって送られた前記原液を含む前記乾燥前処理液を前記ノズルに向けて乾燥前処理液配管に案内させる供給工程と、
前記ノズルに向かって前記乾燥前処理液配管内を流れる前記乾燥前処理液の一部を、前記ノズルの上流で前記乾燥前処理液配管に接続された分岐配管に流入させる流入工程と、をさらに含む、請求項５〜８のいずれか一項に記載の基板乾燥方法。
【請求項１０】
前記分岐配管に流入した前記乾燥前処理液を前記原液タンク内に供給することにより、前記原液タンク内の前記原液における前記昇華性物質の濃度を低下させる補充工程をさらに含む、請求項９に記載の基板乾燥方法。
【請求項１１】
前記乾燥前処理液作成工程は、前記原液と前記希釈液とをミキシングタンク内で混合するタンク内混合工程を含み、
前記基板乾燥方法は、前記ミキシングタンク内で混合された前記原液および希釈液の混合液である前記乾燥前処理液を前記基板の前記表面に向けてノズルに吐出させる吐出工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板乾燥方法。
【請求項１２】
パターンが形成された基板の表面を乾燥させる基板処理装置であって、
少なくとも前記パターンの高さに基づいて設定される昇華性物質の濃度の範囲を表す設定濃度範囲を確認する設定濃度確認手段と、
前記昇華性物質と溶媒とを含む原液を貯留する原液タンクと、
前記溶媒を含み、前記昇華性物質の濃度が前記原液における前記昇華性物質の濃度よりも低い希釈液を、前記原液タンクの外で前記原液と混合することにより、前記昇華性物質の濃度が前記設定濃度範囲内である乾燥前処理液を作成する乾燥前処理液作成手段と、
前記基板の前記表面上の前記乾燥前処理液から前記溶媒を蒸発させることにより、前記昇華性物質を含む固化膜を前記基板の前記表面に形成する固化膜形成手段と、
前記固化膜を昇華させることにより、前記基板の前記表面から前記固化膜を除去する昇華手段とを含む、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を乾燥させる基板乾燥方法および基板処理装置に関する。基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置や有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置やＦＰＤなどの製造工程では、半導体ウエハやＦＰＤ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乾燥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、昇華性物質の溶液が基板の上面に供給され、基板上のＤＩＷが昇華性物質の溶液に置換される。その後、昇華性物質の溶液から溶媒を蒸発させて、昇華性物質を析出させる。これにより、固体の昇華性物質からなる膜が基板の上面に形成される。その後、基板が加熱される。これにより、基板上の昇華性物質が昇華し、基板から除去される。
【０００４】
特許文献１の段落００１６には、「溶液の温度を低くすることにより、昇華性物質の濃度が低くても（溶解させる昇華性物質が少量でも）高い飽和度の溶液を供給することができる。」と記載されている。特許文献１の段落００１７には、「高濃度の昇華性物質の溶液を供給することが望まれる場合には、循環管路３２にヒータを設け、昇華性物質の溶液を比較的高温に維持してもよい。」と記載されている。
【０００５】
特許文献１の段落００２７には、「ＤＩＷが昇華性物質の溶液で置換されてパターン間に昇華性物質の溶液が充填されたら、ウエハＷの回転を調整することにより、昇華性物質の溶液の膜厚を調整する。（中略）最終的に所望の膜厚の昇華性物質の膜（固体の膜）が得られるように、昇華性物質の溶液の膜厚を調整する。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２４３８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１において昇華性物質の濃度について言及している箇所は、特許文献１の段落００１６および００１７だけである。基板の表面に形成されたパターンの高さに基づいて昇華性物質の濃度を設定することは、特許文献１に開示されていない。
本願発明者らは、昇華乾燥において、昇華性物質を含む固化膜の厚さは、パターンの倒壊率に大きな影響を及ぼすとの知見を有している。具体的には、固化膜はパターンに対して厚すぎても薄すぎても、パターンの倒壊率が低下する。言い換えると、パターンの倒壊率を低下させる上で、固化膜の厚さには適切な範囲がある。この適切な範囲は、パターンに応じて変化する。たとえば、パターンの高さが変わると、固化膜の適切な厚さも変わる。
【０００８】
基板の上面上の昇華性物質の溶液の厚さと昇華性物質の濃度とは、固化膜の厚さに影響を与える要因に含まれる。特許文献１の段落００２７に記載されているように、特許文献１では、基板の回転を調整することにより、昇華性物質の溶液の厚さを調整している。しかしながら、基板の回転速度を変更することによって、ミリメートル単位やマイクロメートル単位で昇華性物質の溶液の厚さを精密に変更することは難しい。固化膜の適切な厚さの範囲が狭い場合、昇華性物質の溶液の厚さを精密に制御できないと、適切な厚さの固化膜を形成できない。
【０００９】
そこで、本発明の目的の一つは、昇華性物質を含む固化膜の厚さを精密に制御でき、パターンの倒壊率を低下させることができる基板乾燥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】
【００１０】
前記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、パターンが形成された基板の表面を乾燥させる基板乾燥方法であって、少なくとも前記パターンの高さに基づいて設定される昇華性物質の濃度の範囲を表す設定濃度範囲を確認する設定濃度確認工程と、前記昇華性物質と溶媒とを含む原液を原液タンク内に貯留する原液貯留工程と、前記溶媒を含み、前記昇華性物質の濃度が前記原液における前記昇華性物質の濃度よりも低い希釈液を、前記原液タンクの外で前記原液と混合することにより、前記昇華性物質の濃度が前記設定濃度範囲内である乾燥前処理液を作成する乾燥前処理液作成工程と、前記基板の前記表面上の前記乾燥前処理液から前記溶媒を蒸発させることにより、前記昇華性物質を含む固化膜を前記基板の前記表面に形成する固化膜形成工程と、前記固化膜を昇華させることにより、前記基板の前記表面から前記固化膜を除去する昇華工程とを含む、基板乾燥方法である。
【００１１】
この構成によれば、昇華性物質と溶媒とを含む原液に溶媒を含む希釈液を混ぜて、乾燥前処理液を作成する。その後、基板上の乾燥前処理液から溶媒を蒸発させて、昇華性物質を含む固化膜を基板の表面に形成する。その後、固化膜を昇華させて、基板の表面から固化膜を除去する。したがって、スピンドライなどの従来の乾燥方法に比べて、倒壊するパターンの数を減らしながら、基板を乾燥させることができる。
【００１２】
昇華乾燥において、固化膜はパターンに対して厚すぎても薄すぎても、パターンの倒壊率が低下する。固化膜の厚さには、パターンの高さに応じて変化する最適な範囲がある。乾燥前処理液の濃度、つまり、乾燥前処理液における昇華性物質の濃度は、固化膜の厚さに影響を与える要因の一つである。乾燥前処理液の濃度を制御すれば、乾燥前処理液の液膜の厚さだけを制御する場合に比べて、固化膜の厚さを精密に制御できる。
【００１３】
乾燥前処理液の濃度は、原液および希釈液の混合比に応じて変化する。乾燥前処理液の濃度は、少なくともパターンの高さに基づいて設定された設定濃度範囲内の値に調整されている。したがって、どのような高さのパターンが基板の表面に形成されていても、パターンの倒壊率を低下させることができる。これにより、乾燥後の基板の品質を高めることができる。
【００１４】
乾燥前処理液は、基板から離れた位置で作成されてもよいし、基板の表面上で作成されてもよい。つまり、基板から離れた位置で原液および希釈液を混合してもよいし、基板の表面上で原液および希釈液を混合してもよい。原液および希釈液の混合と乾燥前処理液の濃度の調整とは同時に行われてもよいし、別々に行われてもよい。たとえば、基板から離れた位置で原液および希釈液を混合して乾燥前処理液を作成し、その後、基板の表面上で原液または希釈液を乾燥前処理液に混合して、乾燥前処理液の濃度を調整してもよい。
【００１５】
昇華性物質の凝固点は、室温以上であってもよいし、室温未満であってもよい。昇華性物質の融液が原液である場合、昇華性物質の凝固点が室温以上であると、原液タンク内の昇華性物質をヒータで加熱し続ける必要がある。このヒータが故障すると、昇華性物質の融液が固体に変化し、原液タンクや配管が昇華性物質の固体で詰まる可能性もある。原液が昇華性物質と溶媒とを含む溶液である場合、昇華性物質の凝固点が室温以上であったとしても、原液タンク内の昇華性物質をヒータで加熱する必要がない。したがって、ヒータを設ける必要がないし、ヒータの故障に伴う問題が発生しない。
【００１６】
液体が極めて狭い空間に配置されると、凝固点降下が発生する。半導体ウエハなどの基板では、隣り合う２つのパターンの間隔が狭いので、パターンの間に位置する液体の凝固点が降下してしまう。したがって、隣り合う２つの凸状パターンの間だけでなく、パターンの上方にも液体がある状態で、液体を凝固させるときは、パターンの間に位置する液体の凝固点が、パターンの上方に位置する液体の凝固点よりも低い。
【００１７】
パターンの間に位置する液体の凝固点だけが低いと、基板の表面に形成された液膜の表層、つまり、液膜の上面（液面）からパターンの上面までの範囲に位置する液体層が先に凝固し、パターンの間に位置する液体が凝固せずに液体に維持される場合がある。この場合、固体と液体の界面がパターンの近傍に形成され、パターンを倒壊させる倒壊力が発生することがある。パターンの微細化によってパターンがさらに脆弱になると、このような弱い倒壊力でも、パターンが倒壊してしまう。
【００１８】
さらに、降下前の凝固点が低い上に凝固点が大幅に降下すると、基板の表面上の液体の温度を極めて低い値まで低下させないと、基板の表面上の液体が凝固しない。乾燥前処理液は、希釈液で希釈された原液であり、昇華性物質と溶媒とを含む。昇華性物質の凝固点は、室温以上であることが好ましく、溶媒の沸点より高いことがさらに好ましい。この場合、降下前の凝固点が高いので、凝固点が大幅に降下したとしても、乾燥前処理液の温度を極めて低い値まで低下させなくても、基板の表面上の乾燥前処理液を凝固させることができる。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。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、前記原液における前記昇華性物質の濃度は、前記原液における前記溶媒の濃度よりも低い、請求項１に記載の基板乾燥方法である。
この構成によれば、昇華性物質の濃度が低い原液を希釈液と混ぜる。つまり、原液における昇華性物質の濃度は、原液における溶媒の濃度よりも低い。原液における昇華性物質の濃度が極めて高い場合、原液の量が少し変わると、乾燥前処理液の濃度が大幅に変わる。昇華性物質の濃度が低い原液を用いれば、乾燥前処理液の濃度を容易に精密に制御できる。これにより、固化膜の厚さを精密に制御できる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記乾燥前処理液における前記希釈液の濃度は、前記乾燥前処理液における前記原液の濃度よりも高い、請求項１または２に記載の基板乾燥方法である。
この構成によれば、多量の希釈液を原液と混ぜる。つまり、乾燥前処理液における希釈液の濃度は、乾燥前処理液における原液の濃度よりも高い。原液の変化量が同じであれば、希釈液の濃度が高い場合は、原液の濃度が高い場合と比べて乾燥前処理液の濃度の変化量が小さい。したがって、希釈液の濃度が高い乾燥前処理液を作成することにより、乾燥前処理液の濃度を容易に精密に制御できる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、前記希釈液は、前記溶媒である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板乾燥方法である。
この構成によれば、原液に含まれる溶媒と同一名称の溶媒を原液と混ぜる。つまり、昇華性物質を溶媒で希釈した後に、この昇華性物質を溶媒でさらに希釈する。昇華性物質が希釈液に含まれないので、希釈液を貯留する希釈液タンク内で昇華性物質が析出することはない。さらに、昇華性物質が希釈液に含まれないので、希釈液における昇華性物質の濃度を管理する必要がない。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、前記乾燥前処理液作成工程は、前記原液と前記希釈液とをノズルの方に流動させながら、前記原液および希釈液を混合する流動混合工程を含み、前記基板乾燥方法は、前記原液および希釈液の混合液である前記乾燥前処理液を前記基板の前記表面に向けて前記ノズルに吐出させる吐出工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板乾燥方法である。
【００２３】
この構成によれば、原液および希釈液をミキシングタンク内で混ぜるのではなく、ノズルの方に流動させながら混合する。すなわち、原液および希釈液は、基板に向けて乾燥前処理液を吐出するノズルの方に下流に流れながら互いに混ざり合う。したがって、乾燥前処理液を作成しながら、ノズルの方に送ることができる。さらに、ミキシングタンクなどの乾燥前処理液を貯留するタンクを設ける必要がないので、基板処理装置を小型化できる。
【００２４】
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昇華性物質の濃度を測定する濃度測定工程と、前記昇華性物質の濃度が前記設定濃度範囲外である場合、前記原液および希釈液の混合比を変更すると共に、前記ノズルに前記乾燥前処理液を吐出させる吐出時間を延長する吐出時間延長工程と、をさらに含む、請求項５に記載の基板乾燥方法である。
【００２５】
この構成によれば、測定された乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲外である場合、乾燥前処理液の濃度を設定濃度範囲内の値に近づけるために、原液および希釈液の混合比を変更する。さらに、ノズルに乾燥前処理液を吐出させる吐出時間を延長する。乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲内の値で安定するにはある程度の時間がかかる。吐出時間を延長すれば、乾燥前処理液の濃度が安定するまで乾燥前処理液の吐出を継続でき、適切な濃度の乾燥前処理液をノズルに吐出させることができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、前記乾燥前処理液が前記基板の前記表面に供給される前に、前記溶媒を前記基板の前記表面に供給する溶媒供給工程と、前記乾燥前処理液における前記昇華性物質の濃度を測定する濃度測定工程と、前記昇華性物質の濃度が前記設定濃度範囲を超えている場合、前記溶媒が前記基板の前記表面にある状態で、前記乾燥前処理液を前記基板の前記表面に向けて前記ノズルに吐出させると共に、前記ノズルに前記乾燥前処理液を吐出させる吐出時間を短縮する吐出時間短縮工程と、をさらに含む、請求項５に記載の基板乾燥方法である。
【００２７】
この構成によれば、測定された乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲を超えている場合、ノズルに乾燥前処理液を吐出させる吐出時間を短縮する。吐出時間を短縮すると、基板の表面に供給される乾燥前処理液の総量が減少する。ノズルは、溶媒が基板の表面にある状態で乾燥前処理液を吐出する。基板上の溶媒がなくなる前に乾燥前処理液の吐出を停止すれば、乾燥前処理液を基板上の溶媒で希釈でき、乾燥前処理液の濃度を設定濃度範囲内の値まで低下させることができる。これにより、昇華性物質の濃度が設定濃度範囲内である乾燥前処理液を基板の表面に供給できる。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、前記基板の前記表面に垂直な方向に見たときに前記基板のまわりに配置された筒状のポッドに向けて前記ノズルに前記乾燥前処理液を吐出させるプリディスペンス工程と、前記ポッドに向けて前記ノズルから吐出された前記乾燥前処理液における前記昇華性物質の濃度を測定する濃度測定工程と、前記ノズルから吐出された前記乾燥前処理液における前記昇華性物質の濃度が前記設定濃度範囲内であることを確認した後に、前記基板の前記表面に向けて前記ノズルに前記乾燥前処理液を吐出させる吐出工程と、をさらに含む、請求項５に記載の基板乾燥方法である。
【００２９】
この構成によれば、基板ではなく、基板のまわりに配置された筒状のポッドに向けて乾燥前処理液を吐出する。それと同時に、ポッドに向けて吐出された乾燥前処理液における昇華性物質の濃度を測定する。昇華性物質の濃度が設定濃度範囲内であれば、ポッドではなく、基板に向けて乾燥前処理液を吐出する。これにより、昇華性物質の濃度が設定濃度範囲内である乾燥前処理液を基板の表面に確実に供給できる。
【００３０】
請求項９に記載の発明は、前記原液タンク内の前記原液を第１ポンプで前記原液タンクの外に送る第１送液工程と、前記第１ポンプによって送られた前記原液を含む前記乾燥前処理液を前記ノズルに向けて乾燥前処理液配管に案内させる供給工程と、前記ノズルに向かって前記乾燥前処理液配管内を流れる前記乾燥前処理液の一部を、前記ノズルの上流で前記乾燥前処理液配管に接続された分岐配管に流入させる流入工程と、をさらに含む、請求項５〜８のいずれか一項に記載の基板乾燥方法である。
【００３１】
この構成によれば、原液タンク内の原液を第１ポンプによって原液タンクの外に送り、希釈液と混合する。これにより、乾燥前処理液が作成される。作成された乾燥前処理液は、乾燥前処理液配管内を下流に流れ、ノズルから吐出される。乾燥前処理液の一部は、ノズルから吐出されるのではなく、ノズルの上流で乾燥前処理液配管に接続された分岐配管に流入する。
【００３２】
乾燥前処理液の流量の設定値が小さい場合、原液の実際の流量が原液の流量の設定値とは異なると、乾燥前処理液の濃度に大きな影響が生じ得る。その一方で、乾燥前処理液の流量の設定値が大きい場合、原液の実際の流量が原液の流量の設定値とは異なっていても、乾燥前処理液の濃度に生じる影響は、乾燥前処理液の流量の設定値が小さい場合に比べて小さい。乾燥前処理液の一部を分岐配管に流入させれば、乾燥前処理液の流量の設定値を増やすことができる。これにより、乾燥前処理液の濃度を精密に制御できる。
【００３３】
さらに、原液タンクから送り出される原液の流量を増やすために、ノズルから吐出される乾燥前処理液の流量を増やすのではなく、乾燥前処理液の一部を分岐配管に流入させる。分岐配管に流入した乾燥前処理液は、基板上の異物で汚染されていない。したがって、分岐配管に流入した乾燥前処理液を他のノズルに吐出させたり、他の用途に用いることができる。
【００３４】
請求項１０に記載の発明は、前記分岐配管に流入した前記乾燥前処理液を前記原液タンク内に供給することにより、前記原液タンク内の前記原液における前記昇華性物質の濃度を低下させる補充工程をさらに含む、請求項９に記載の基板乾燥方法である。
この構成によれば、ノズルに供給されずに分岐配管に流入した乾燥前処理液を、溶媒を含む補充液として用いる。具体的には、分岐配管に流入した乾燥前処理液を、原液タンク内に供給する。乾燥前処理液は、希釈液によって希釈された原液である。したがって、乾燥前処理液を原液タンク内に供給すると、原液タンク内の原液における昇華性物質の濃度が低下する。
【００３５】
溶媒が原液から蒸発すると、原液における昇華性物質の濃度が上昇し、昇華性物質が原液タンク内の原液中で析出するかもしれない。乾燥前処理液を原液タンク内に供給すれば、このような昇華性物質の析出を防止できる。さらに、溶媒を含む補充液を新たに準備するのではなく、分岐配管に流入した乾燥前処理液を補充液として用いるので、溶媒の使用量を減らすことができる。
【００３６】
請求項１１に記載の発明は、前記乾燥前処理液作成工程は、前記原液と前記希釈液とをミキシングタンク内で混合するタンク内混合工程を含み、前記基板乾燥方法は、前記ミキシングタンク内で混合された前記原液および希釈液の混合液である前記乾燥前処理液を前記基板の前記表面に向けてノズルに吐出させる吐出工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板乾燥方法である。
【００３７】
この構成によれば、原液および希釈液をミキシングタンク内で混合する。したがって、同一濃度の乾燥前処理液を多量に作成することができる。たとえば、１枚の基板に供給される乾燥前処理液の総量の何倍もの乾燥前処理液をミキシングタンク内に作成できる。ミキシングタンク内の乾燥前処理液は、ノズルに供給され、基板の表面に向けて吐出される。したがって、乾燥後の基板の品質を安定させることができる。
【００３８】
請求項１２に記載の発明は、パターンが形成された基板の表面を乾燥させる基板処理装置であって、少なくとも前記パターンの高さに基づいて設定される昇華性物質の濃度の範囲を表す設定濃度範囲を確認する設定濃度確認手段と、前記昇華性物質と溶媒とを含む原液を貯留する原液タンクと、前記溶媒を含み、前記昇華性物質の濃度が前記原液における前記昇華性物質の濃度よりも低い希釈液を、前記原液タンクの外で前記原液と混合することにより、前記昇華性物質の濃度が前記設定濃度範囲内である乾燥前処理液を作成する乾燥前処理液作成手段と、前記基板の前記表面上の前記乾燥前処理液から前記溶媒を蒸発させることにより、前記昇華性物質を含む固化膜を前記基板の前記表面に形成する固化膜形成手段と、前記固化膜を昇華させることにより、前記基板の前記表面から前記固化膜を除去する昇華手段とを含む、基板処理装置である。この構成によれば、前述の基板乾燥方法と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【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】基板処理装置に備えられた乾燥前処理液供給ユニットを示す模式図である。
【図４】第１電動バルブおよび第２電動バルブの鉛直断面を示す模式図である。
【図５】制御装置のハードウェアを示すブロック図である。
【図６】未処理の基板を収容したキャリアがロードポートに搬送されてから、キャリア内の全ての基板が処理されるまでの流れを示すフローチャートである。
【図７】パターンの高さと固化膜の厚さとの関係を説明するための基板の断面図である。
【図８】基板処理装置によって行われる基板の処理の一例について説明するための工程図である。
【図９Ａ】図８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９Ｂ】図８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９Ｃ】図８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１０】乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲外であった場合の処置の一例を示すタイムチャートである。
【図１１Ａ】乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲を超えている場合の処置の一例を示すタイムチャートである。
【図１１Ｂ】置換液の液膜で覆われた基板の上面に乾燥前処理液が供給されている状態を示す模式図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る乾燥前処理液供給ユニットを示す模式図である。
【図１３】乾燥前処理液ノズルがポッドに向けて乾燥前処理液を吐出してから、乾燥前処理液ノズルが基板に向けて乾燥前処理液を吐出するまでの流れを示すフローチャートである。
【図１４】乾燥前処理液ノズルの吐出口がポッド内の液体中に配置されている状態を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る乾燥前処理液供給ユニットを示す模式図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る乾燥前処理液供給ユニットを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
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。
【００４１】
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ＣＡ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ＣＡ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ＣＡ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。
【００４２】
搬送ロボットは、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡ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。
【００４３】
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。
【００４４】
基板処理装置１は、バルブなどの流体機器を収容する複数（たとえば４つ）の流体ボックスＦＢを備えている。４つの流体ボックスＦＢは、それぞれ、４つのタワーＴＷに対応している。キャビネットＣＣ内の液体は、いずれかの流体ボックスＦＢを介して、当該流体ボックスＦＢに対応するタワーＴＷに含まれる全ての処理ユニット２に供給される。基板処理装置１のキャビネットＣＣは、基板処理装置１の外壁１ａのまわりに配置されていてもよいし、基板処理装置１が設置されるクリーンルームの地下に配置されていてもよい。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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、処理液は、基板Ｗから外方に振り切られる。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カップ２３に集められる。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
図示はしないが、薬液バルブ３３は、薬液が通過する環状の弁座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。
【００５６】
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の上面に供給される処理位置と、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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の上面に供給される処理位置と、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。
【００５９】
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、乾燥前処理液が、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。
【００６０】
乾燥前処理液は、溶質に相当する昇華性物質と、昇華性物質と溶け合う溶媒と、を含む溶液である。昇華性物質は、常温（室温と同義）または常圧（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）で液体を経ずに固体から気体に変化する物質であってもよい。
乾燥前処理液の凝固点（１気圧での凝固点。以下同様。）は、室温（たとえば、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。昇華性物質の凝固点は、乾燥前処理液の凝固点よりも高い。昇華性物質の凝固点は、室温よりも高い。室温では、昇華性物質は固体である。昇華性物質の凝固点は、溶媒の沸点より高くてもよい。溶媒の蒸気圧は、昇華性物質の蒸気圧よりも高い。
【００６１】
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）、樟脳（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。
【００６２】
溶媒は、たとえば、純水、ＩＰＡ、メタノール、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。
以下では、昇華性物質が樟脳であり、溶媒がＩＰＡである例について説明する。樟脳の凝固点は、１７５〜１７７℃である。樟脳の凝固点は、ＩＰＡの沸点よりも高い。ＩＰＡの蒸気圧は、樟脳の蒸気圧よりも高い。したがって、ＩＰＡは、樟脳よりも蒸発し易い。ＩＰＡは、水よりも蒸気圧が高く、水よりも表面張力が低い。ＩＰＡは、水よりも分子量が大きい。
【００６３】
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。リンス液および乾燥前処理液の両方と溶け合うのであれば、置換液は、どのような液体であってもよい。置換液は、たとえば、ＩＰＡ（液体）である。置換液は、ＩＰＡおよびＨＦＥの混合液であってもよいし、これら以外であってもよい。
【００６４】
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、置換液と共に基板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。
【００６５】
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の上面に供給される処理位置と、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。
【００６６】
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の上面に供給される処理位置と、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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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と共に昇降する。処理流体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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
次に、乾燥前処理液供給ユニット１００について説明する。
図３は、基板処理装置１に備えられた乾燥前処理液供給ユニット１００を示す模式図である。図４は、第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８の鉛直断面を示す模式図である。
図３では、チャンバー４、流体ボックスＦＢ、およびキャビネットＣＣを四角または長方形で示している。図３において四角または長方形内に配置された部材は、チャンバー４、流体ボックスＦＢ、およびキャビネットＣＣのいずれかに収容されている。たとえば、乾燥前処理液バルブ４１は、流体ボックスＦＢ内に配置されている。これは、図１２、図１５、および図１６でも同様である。
【００７８】
図３に示すように、乾燥前処理液供給ユニット１００は、昇華性物質と溶媒とを含む溶液である原液を貯留する原液タンク１０１と、原液に含まれる溶媒と同一名称の溶媒である希釈液を貯留する希釈液タンク１０５とを含む。原液タンク１０１は、第１個別配管１０２によって、ミキシングバルブ１０９の第１個別流路１１２に接続されている。希釈液タンク１０５は、第２個別配管１０６によって、ミキシングバルブ１０９の第２個別流路１１３に接続されている。
【００７９】
原液タンク１０１内の原液は、第１個別配管１０２に介装された第１ポンプ１０３によってミキシングバルブ１０９に送られる。原液タンク１０１からミキシングバルブ１０９に送られる原液の流量は、第１個別配管１０２の内部を開閉する第１電動バルブ１０４によって変更される。同様に、希釈液タンク１０５内の希釈液は、第２個別配管１０６に介装された第２ポンプ１０７によってミキシングバルブ１０９に送られる。希釈液タンク１０５からミキシングバルブ１０９に送られる希釈液の流量は、第２個別配管１０６の内部を開閉する第２電動バルブ１０８によって変更される。
【００８０】
第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８は、いずれも、電動ニードルバルブである。第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８の少なくとも一方は、電動ニードルバルブ以外の電動バルブであってもよい。図４に示すように、第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８は、液体が流れる内部流路１３１ａを形成するバルブボディ１３１と、内部流路１３１ａ内に配置された弁体１３２とを含む。弁体１３２は、内部流路１３１ａに設けられた環状の弁座１３３に接触する環状部１３２ａと、弁座１３３と同軸の円錐部１３２ｂとを含む。
【００８１】
第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８は、さらに、弁体１３２が弁座１３３から離れた開位置（実線で示す位置）から弁体１３２と弁座１３３との接触により内部流路１３１ａが塞がれる閉位置（二点鎖線で示す位置）までの範囲の任意の位置で弁体１３２を静止させるバルブアクチュエータ１３４を含む。バルブアクチュエータ１３４は、弁体１３２を弁体１３２の軸方向に移動させる力を発生する電動モータ１３５と、電動モータ１３５の回転を弁体１３２の軸方向への弁体１３２の直線運動に変換する運動変換機構１３６とを含む。弁体１３２は、電動モータ１３５の回転に応じて弁体１３２の軸方向に移動する。電動モータ１３５の回転角は、制御装置３によって制御される。
【００８２】
電動モータ１３５が正転方向に回転すると弁体１３２の環状部１３２ａが弁座１３３に近づく。電動モータ１３５が逆転方向に回転すると弁体１３２の環状部１３２ａが弁座１３３から遠ざかる。弁体１３２の円錐部１３２ｂと弁座１３３との間の環状の空間の面積は、弁体１３２の移動に伴って増加または減少する。これにより、第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８の開度が変更される。また、弁体１３２が閉位置に配置され、弁体１３２の環状部１３２ａが弁座１３３に押し付けられると、内部流路１３１ａが塞がれ、第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８が閉じられる。
【００８３】
図３に示すように、ミキシングバルブ１０９は、第１個別流路１１２および第２個別流路１１３に加えて、第１個別流路１１２での液体の逆流を防止する第１チェックバルブ１１０と、第２個別流路１１３での液体の逆流を防止する第２チェックバルブ１１１と、第１個別流路１１２および第２個別流路１１３の下流端に接続された集合流路１１４とを含む。
【００８４】
第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８の両方が開かれると、原液および希釈液は、ミキシングバルブ１０９の集合流路１１４内を下流に流れながら互いに混ざり合う（流動混合工程）。これにより、昇華性物質と溶媒とを含む原液が、原液に含まれる溶媒と同種類の溶媒である希釈液で希釈され、原液および希釈液の混合液である乾燥前処理液が作成される。
【００８５】
ミキシングバルブ１０９の集合流路１１４は、乾燥前処理液配管４０の上流端に接続されている。乾燥前処理液を撹拌するインラインミキサー１１５は、乾燥前処理液バルブ４１の上流で乾燥前処理液配管４０に介装されている。インラインミキサー１１５は、乾燥前処理液配管４０に介装されたパイプ１１５ｐと、パイプ１１５ｐ内に配置されており、液体の流通方向に延びる軸線まわりに捩れた撹拌フィン１１５ｆとを含む、スタティックミキサーである。原液タンク１０１および希釈液タンク１０５から供給された原液および希釈液は、ミキシングバルブ１０９で混合され、その後、インラインミキサー１１５でさらに混合される。これにより、昇華性物質および溶媒が均一に混ざり合う。
【００８６】
原液における昇華性物質の濃度は、原液における溶媒の濃度よりも低い。乾燥前処理液における希釈液の濃度は、乾燥前処理液における原液の濃度よりも高い。原液における昇華性物質および溶媒の質量比は、たとえば、１：１０（昇華性物質：溶媒）である。乾燥前処理液における昇華性物質および溶媒の質量比は、たとえば、１：５０〜１００（昇華性物質：溶媒）である。昇華性物質および溶媒の質量比は、これらに限られない。
【００８７】
乾燥前処理液供給ユニット１００は、乾燥前処理液配管４０から分岐した分岐配管１１６を含む。分岐配管１１６の上流端は、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内の一部の乾燥前処理液は、分岐配管１１６の上流端を通過し、乾燥前処理液ノズル３９に供給される（供給工程）。乾燥前処理液配管４０内の残りの乾燥前処理液は、分岐配管１１６の上流端から分岐配管１１６内に流入する（流入工程）。分岐配管１１６の下流端は、後述する補充タンク１２０に接続されている。分岐配管１１６の下流端は、他の乾燥前処理液配管４０に接続されていてもよいし、排液装置に接続されていてもよい。
【００８８】
乾燥前処理液供給ユニット１００は、乾燥前処理液配管４０から分岐配管１１６に流れる乾燥前処理液の流量を変更する流量調整バルブ１１８を備えていてもよい。制御装置３は、流量調整バルブ１１８の開度を変更する。乾燥前処理液配管４０から分岐配管１１６に流れる乾燥前処理液の流量は、流量調整バルブ１１８の開度に応じて変更される。乾燥前処理液供給ユニット１００は、流量調整バルブ１１８に代えて、直径が分岐配管１１６の内径よりも小さい孔が形成されたオリフィス板を備えていてもよい。この場合、乾燥前処理液は、オリフィス板の孔の面積に応じた流量で、乾燥前処理液配管４０から分岐配管１１６に流れる。
【００８９】
乾燥前処理液供給ユニット１００は、乾燥前処理液における昇華性物質の濃度（以下では、「乾燥前処理液の濃度」ともいう。）を測定する溶液濃度計１１７を備えている。図３は、溶液濃度計１１７が分岐配管１１６に介装されている例を示している。ミキシングバルブ１０９の下流であれば、溶液濃度計１１７は、どこに配置されていてもよい。たとえば、溶液濃度計１１７をインラインミキサー１１５の上流または下流に配置してもよいし、乾燥前処理液ノズル３９に配置してもよい。もしくは、乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液の濃度を、溶液濃度計１１７に測定させてもよい。たとえば、基板Ｗ上の乾燥前処理液の濃度を溶液濃度計１１７に測定させてもよいし、乾燥前処理液ノズル３９と基板Ｗとの間の空間にある乾燥前処理液の濃度を溶液濃度計１１７に測定させてもよい。
【００９０】
溶液濃度計１１７は、光学濃度計である。溶液濃度計１１７は、光学濃度計以外の濃度計であってもよい。制御装置３は、溶液濃度計１１７の検出値に基づいて、原液および希釈液の混合比、つまり、原液に対する希釈液の割合を変更する。具体的には、制御装置３は、溶液濃度計１１７の検出値に基づいて第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８の少なくとも一方の開度を変更する。これにより、乾燥前処理液に含まれる昇華性物質の割合が増加または減少し、乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲内の値に調整される。
【００９１】
制御装置３は、単に乾燥前処理液を基板Ｗに供給するのではなく、基板Ｗへの乾燥前処理液の供給と並行して、乾燥前処理液の濃度が適切であるかを監視する。必要であれば、原液および希釈液の混合比を調整し、乾燥前処理液の濃度を適切な値に変更する。これにより、昇華性物質の濃度が高精度で管理された乾燥前処理液を基板Ｗに供給できる。乾燥前処理液の濃度は、固化膜ＳＦ（図７参照）の厚さＴ１に影響を与える要因の一つである。したがって、固化膜ＳＦの厚さＴ１を精密に制御できる。
【００９２】
乾燥前処理液供給ユニット１００は、原液タンク１０１内に供給される補充液を貯留する補充タンク１２０を備えていてもよい。補充タンク１２０は、補充配管１２１によって原液タンク１０１に接続されている。補充タンク１２０内の補充液は、補充配管１２１に介装された補充ポンプ１２２によって原液タンク１０１に送られる。補充液は、昇華性物質と溶媒とを含む溶液である。補充液における昇華性物質の濃度は、原液における昇華性物質の濃度よりも低い。
【００９３】
乾燥前処理液供給ユニット１００は、補充タンク１２０内に溶媒を供給する溶媒配管１２３と、溶媒配管１２３の内部を開閉する溶媒バルブ１２４とを備えている。乾燥前処理液供給ユニット１００は、さらに、補充タンク１２０内の補充液を循環させる循環配管１２５と、補充タンク１２０内の補充液を循環配管１２５に送る循環ポンプ１２６と、循環配管１２５内の補充液における昇華性物質の濃度を測定する循環濃度計１２７とを備えている。循環配管１２５の上流端および下流端は、補充タンク１２０に接続されている。
【００９４】
乾燥前処理液配管４０から分岐した分岐配管１１６の下流端は、補充タンク１２０に接続されている。乾燥前処理液配管４０内を流れる乾燥前処理液は、分岐配管１１６を介して補充タンク１２０に供給され、補充タンク１２０内の補充液と混ざる。乾燥前処理液の濃度は、原液における昇華性物質の濃度よりも低い。補充タンク１２０内の補充液における昇華性物質は、循環濃度計１２７によって検出される。補充液における昇華性物質の濃度が基準濃度より高い場合、制御装置３は、溶媒バルブ１２４を開き、溶媒を補充タンク１２０内に供給する。これにより、補充液における昇華性物質の濃度が低下し、基準濃度に調整される。
【００９５】
原液タンク１０１内の原液には、昇華性物質と溶媒とが含まれる。溶媒が原液から蒸発すると、原液における昇華性物質の濃度が上昇し、昇華性物質が析出するかもしれない。この場合、第１個別配管１０２の上流端が昇華性物質の固体で詰まり、原液が第１個別配管１０２を流れないもしくは殆ど流れなくなる可能性がある。補充タンク１２０内の補充液を原液タンク１０１に供給すれば、原液における昇華性物質の濃度を飽和濃度未満に維持することができ、昇華性物質の析出を防止できる（補充工程）。
【００９６】
補充タンク１２０から原液タンク１０１への補充液の供給は、定期的に行われてもよいし、原液タンク１０１内の原液が第１個別配管１０２に送られた回数に応じて行われてもよい。もしくは、原液タンク１０１内の原液における昇華性物質の濃度を濃度計で測定し、濃度計の検出値に応じて補充タンク１２０から原液タンク１０１に補充液を供給してもよい。いずれの場合も、原液タンク１０１内の原液が補充液で薄まるので、第１個別配管１０２の上流端が昇華性物質の固体で詰まることを防止できる。
【００９７】
図５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３ｄ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ＣＰＵ３ｂ（central processing unit：中央処理装置）と、情報を記憶する主記憶装置３ｃとを含む。周辺装置３ｄは、プログラムＰ等の情報を記憶する補助記憶装置３ｅと、リムーバブルメディアＲＭから情報を読み取る読取装置３ｆと、ホストコンピュータＨＣ等の他の装置と通信する通信装置３ｇとを含む。
【００９８】
制御装置３は、入力装置および表示装置に接続されている。入力装置は、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、表示装置の画面に表示される。入力装置は、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。入力装置および表示装置を兼ねるタッチパネルディスプレイが基板処理装置１に設けられてもよい。
【００９９】
ＣＰＵ３ｂは、補助記憶装置３ｅに記憶されたプログラムＰを実行する。補助記憶装置３ｅ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３ｆを通じてリムーバブルメディアＲＭから補助記憶装置３ｅに送られたものであってもよいし、ホストコンピュータＨＣなどの外部装置から通信装置３ｇを通じて補助記憶装置３ｅに送られたものであってもよい。
【０１００】
補助記憶装置３ｅおよびリムーバブルメディアＲＭ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３ｅ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ＲＭ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ＲＭ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ＲＭは、一時的ではない有形の記録媒体である。
【０１０１】
補助記憶装置３ｅ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ＨＣ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。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。
【０１０２】
図６は、未処理の基板Ｗを収容したキャリアＣＡがロードポートＬＰに搬送されてから、キャリアＣＡ内の全ての基板Ｗが処理されるまでの流れを示すフローチャートである。図７は、パターンＰ１の高さＨｐと固化膜ＳＦの厚さＴ１との関係を説明するための基板Ｗの断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）は、パターンＰ１に対して固化膜ＳＦが厚すぎるまたは薄すぎる例を示しており、図７（ｃ）および図７（ｄ）は、パターンＰ１に対して固化膜ＳＦの厚さＴ１が適切である例を示している。以下では、図１Ａ、図５、および図６を参照する。図７については適宜参照する。
【０１０３】
基板処理装置１によって基板Ｗが処理されるときは、１枚以上の未処理の基板Ｗを収容したキャリアＣＡが、キャリア搬送装置によってロードポートＬＰの上に置かれる（図６のステップＳ１）。その後、キャリアＣＡ内の基板Ｗに対して適用されるべきレシピの番号が、ホストコンピュータＨＣから制御装置３に通知される（図６のステップＳ２）。制御装置３は、補助記憶装置に記憶されている複数のレシピの中から、ホストコンピュータＨＣによって通知された番号のレシピを検索し、見つかった１つのレシピを読み込む（図６のステップＳ３）。
【０１０４】
レシピには、設定濃度範囲が含まれる。制御装置３がレシピを読み込むと、制御装置３によって設定濃度範囲が確認される（設定濃度確認工程）。設定濃度範囲は、適切な厚さＴ１の固化膜ＳＦが形成されるときの乾燥前処理液の濃度の範囲であり、基板Ｗの表面に形成されたパターンＰ１に基づいて設定されている。レシピには、設定濃度範囲に加えて、乾燥前処理液ノズル３９に吐出させる乾燥前処理液の流量を表す吐出流量が含まれる。制御装置３は、レシピで指定された設定濃度範囲および吐出流量に基づいて第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８の開度を決定する。
【０１０５】
昇華乾燥では、昇華性物質を含む固化膜ＳＦを基板Ｗの表面に形成し、その後、固化膜ＳＦを昇華させる。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、固化膜ＳＦはパターンＰ１に対して厚すぎても薄すぎても、パターンＰ１の倒壊率が低下する。乾燥前処理液の濃度は、固化膜ＳＦの厚さＴ１に影響を与える要因の一つである。つまり、乾燥前処理液の液膜の厚さが同じであれば、固化膜ＳＦの厚さＴ１は、昇華性物質の濃度の上昇に伴って増加する。
【０１０６】
図７（ｃ）および図７（ｄ）に示すように、パターンＰ１の高さＨｐが変わると、固化膜ＳＦの適切な厚さＴ１も変わる。パターンＰ１の高さＨｐが同じであっても、パターンＰ１の材質、パターンＰ１の断面形状、およびパターンＰ１の分布を含む複数の要因のいずれかが変わると、固化膜ＳＦの適切な厚さＴ１も変わり得る。したがって、設定濃度範囲は、パターンＰ１の高さＨｐ等に応じて変化する。パターンＰ１に対して固化膜ＳＦの厚さＴ１が適切である場合、埋め込み率（（固化膜ＳＦの厚さＴ１／パターンＰ１の高さＨｐ）×１００）は、たとえば、７６を超え、２１９未満であり、好ましくは、８３以上、２１９未満である。埋め込み率は、この範囲外であってもよい。
【０１０７】
制御装置３は、ホストコンピュータＨＣによって指定されたレシピを読み込んだ後、このレシピで指定されている条件にしたがって基板処理装置１に１枚の基板Ｗを処理させる（図６のステップＳ４）。乾燥前処理液を基板Ｗに供給するときは、乾燥前処理液の濃度がレシピで指定された設定濃度範囲内になるように、第１電動バルブ１０４（図３参照）および第２電動バルブ１０８（図３参照）の開度が制御装置３によって調整される。これにより、パターンＰ１に対して適切な厚さＴ１の固化膜ＳＦが基板Ｗの表面に形成される。
【０１０８】
基板処理装置１が１枚の基板Ｗを処理すると、制御装置３は、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡ内の全ての基板Ｗが処理されたか否かを確認する（図６のステップＳ５）。未処理の基板ＷがキャリアＣＡ内にある場合（図６のステップＳ５でＮｏ）、全ての基板Ｗが処理されるまで基板Ｗの処理を繰り返す（図６のステップＳ５）。キャリアＣＡ内の全ての基板Ｗが処理されると（図６のステップＳ５でＹｅｓ）、処理済みの基板Ｗを収容したキャリアＣＡが、キャリア搬送装置によってロードポートＬＰの上から搬送される（図６のステップＳ６）。
【０１０９】
図８は、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理の一例について説明するための工程図である。図９Ａ〜図９Ｃは、図８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。以下では、図２および図８を参照する。図９Ａ〜図９Ｃについては適宜参照する。
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９Ａ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。
【０１１０】
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８のステップＳ１１）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１Ａ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。
【０１１１】
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８のステップＳ１２）。これにより、基板Ｗが液体供給速度で回転する。
【０１１２】
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８のステップＳ１３）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。
【０１１３】
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の上面に衝突した後、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。
【０１１４】
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８のステップＳ１４）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。
【０１１５】
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の上面に衝突した後、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。
【０１１６】
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８のステップＳ１５）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。
【０１１７】
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の上面に衝突した後、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。また、基板Ｗの上面全域を覆う置換液の液膜が形成された後、置換液ノズル４３に置換液の吐出を停止させながら、基板Ｗをパドル速度（たとえば、０を超える２０ｒｐｍ以下の速度）で回転させてもよい。
【０１１８】
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８のステップＳ１６）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。
【０１１９】
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の上面に衝突した後、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。
【０１２０】
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（液膜の厚さ）を減少させる膜厚減少工程（図８のステップＳ１７）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の回転速度を膜厚減少速度に維持する。膜厚減少速度は、液体供給速度と等しくてもよいし、異なっていてもよい。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さが減少する。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さが基板Ｗの回転速度に応じた値で安定する。
【０１２１】
次に、基板Ｗ上の乾燥前処理液から溶媒を蒸発させて、昇華性物質を含む固化膜ＳＦ（図９Ｂ参照）を基板Ｗ上に形成する固化膜形成工程（図８のステップＳ１８）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の回転速度を固化膜形成速度に維持する。固化膜形成速度は、液体供給速度と等しくてもよいし、異なっていてもよい。さらに、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を開くこと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。
【０１２２】
固化膜形成速度での基板Ｗの回転等が開始されると、乾燥前処理液の蒸発が促進され、基板Ｗ上の乾燥前処理液の一部が蒸発する。溶媒の蒸気圧が溶質に相当する昇華性物質の蒸気圧よりも高いので、溶媒は、昇華性物質の蒸発速度よりも大きい蒸発速度で蒸発する。したがって、昇華性物質の濃度が徐々に増加しながら、乾燥前処理液の膜厚が徐々に減少していく。乾燥前処理液の凝固点は、昇華性物質の濃度の上昇に伴って上昇する。図９Ａおよび図９Ｂを比較すると分かるように、乾燥前処理液の凝固点が乾燥前処理液の温度に一致すると、乾燥前処理液の凝固が始まり、基板Ｗの上面全域を覆う凝固体に相当する固化膜ＳＦが形成される。
【０１２３】
次に、基板Ｗ上の固化膜ＳＦを昇華させて、基板Ｗの上面から除去する昇華工程（図８のステップＳ１９）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の回転速度を昇華速度に維持する。昇華速度は、液体供給速度と等しくてもよいし、異なっていてもよい。さらに、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を開くこと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。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８のステップＳ２０）。
【０１２４】
昇華速度での基板Ｗの回転等が開始されると、基板Ｗ上の固化膜ＳＦの昇華が始まり、昇華性物質を含む気体が、基板Ｗ上の固化膜ＳＦから発生する。固化膜ＳＦから発生した気体（昇華性物質を含む気体）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。そして、昇華が始まってからある程度の時間が経つと、図９Ｃに示すように、全ての固化膜ＳＦが基板Ｗから除去される。
【０１２５】
次に、基板Ｗをチャンバー４から搬出する搬出工程（図８のステップＳ２１）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。
【０１２６】
図１０は、乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲外であった場合の処置の一例を示すタイムチャートである。以下では、図３および図１０を参照する。
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、乾燥前処理液の濃度は溶液濃度計１１７によって監視されている。乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲外であるとき、制御装置３は、第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８の少なくとも一方の開度を変更し、原液および希釈液の混合比を変更する（時刻Ｔ１１）。これにより、乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲内に入る。
【０１２７】
制御装置３は、原液および希釈液の混合比を変更した後、乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲内の目標濃度で安定するまで、第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８の少なくとも一方の開度を溶液濃度計１１７に基づいて変更する。図１０は、乾燥前処理液の濃度が、上昇および低下を交互に繰り返した後、目標濃度で安定する例を示している。
【０１２８】
乾燥前処理液ノズル３９に乾燥前処理液を吐出させる吐出時間はレシピで指定されている。乾燥前処理液の濃度が目標濃度で安定する前に吐出時間が終了する場合、制御装置３は、吐出時間を延長する（吐出時間延長工程）。これにより、目標濃度の乾燥前処理液が乾燥前処理液ノズル３９から吐出され、基板Ｗの上面全域が目標濃度の乾燥前処理液の液膜で覆われる。
【０１２９】
このように、昇華性物質の濃度が設定濃度範囲内である乾燥前処理液が最終的に乾燥前処理液ノズル３９から吐出されるので、乾燥前処理液の濃度が一時的に設定濃度範囲外であったとしても、適切な厚さＴ１の固化膜ＳＦを基板Ｗの上面に形成できる。したがって、倒壊するパターンＰ１の数を減らしながら、基板Ｗを乾燥させることができる。
図１１Ａは、乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲を超えている場合の処置の一例を示すタイムチャートである。図１１Ｂは、置換液の液膜で覆われた基板Ｗの上面に乾燥前処理液が供給されている状態を示す模式図である。以下では、図３、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照する。
【０１３０】
図１１Ａに示すように、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、乾燥前処理液の濃度は溶液濃度計１１７によって監視されている。乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲を超えているとき、制御装置３は、第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８の開度を変更せずに、つまり、原液および希釈液の混合比を変更せずに、乾燥前処理液ノズル３９に乾燥前処理液を吐出させる吐出時間を短縮する（吐出時間短縮工程）。したがって、乾燥前処理液ノズル３９から吐出される乾燥前処理液の総量が減少する。
【０１３１】
図１１Ｂに示すように、乾燥前処理液は、置換液の液膜で覆われている基板Ｗの上面に向けて吐出される。置換液は、乾燥前処理液に含まれる溶媒と同一名称の溶媒である。したがって、乾燥前処理液の吐出が開始されてからある程度の時間が経つまでは、乾燥前処理液と置換液とが基板Ｗの上面で混ざり合い、乾燥前処理液が置換液で薄められる。乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲を超えていても、乾燥前処理液を置換液で薄めれば、乾燥前処理液の濃度は、設定濃度範囲内の値に近づく。
【０１３２】
乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲を超えているとき、制御装置３は、乾燥前処理液および置換液の混合液における昇華性物質の濃度が設定濃度範囲内に入るように、吐出時間を短縮する。これにより、昇華性物質の濃度が設定濃度範囲内である乾燥前処理液が基板Ｗの上面で作成される。したがって、乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲を超えていても、適切な厚さＴ１の固化膜ＳＦを基板Ｗの上面に形成できる。
【０１３３】
以上のように第１実施形態では、昇華性物質と溶媒とを含む原液に溶媒を含む希釈液を混ぜて、乾燥前処理液を作成する。その後、基板Ｗ上の乾燥前処理液から溶媒を蒸発させて、昇華性物質を含む固化膜ＳＦを基板Ｗの表面に形成する。その後、固化膜ＳＦを昇華させて、基板Ｗの表面から固化膜ＳＦを除去する。したがって、スピンドライなどの従来の乾燥方法に比べて、倒壊するパターンＰ１の数を減らしながら、基板Ｗを乾燥させることができる。
【０１３４】
昇華乾燥において、固化膜ＳＦはパターンＰ１に対して厚すぎても薄すぎても、パターンＰ１の倒壊率が低下する。固化膜ＳＦの厚さＴ１には、パターンＰ１の高さＨｐに応じて変化する最適な範囲がある。乾燥前処理液の濃度、つまり、乾燥前処理液における昇華性物質の濃度は、固化膜ＳＦの厚さＴ１に影響を与える要因の一つである。乾燥前処理液の濃度を制御すれば、乾燥前処理液の液膜の厚さだけを制御する場合に比べて、固化膜ＳＦの厚さＴ１を精密に制御できる。
【０１３５】
乾燥前処理液の濃度は、原液および希釈液の混合比に応じて変化する。乾燥前処理液の濃度は、少なくともパターンＰ１の高さＨｐに基づいて設定された設定濃度範囲内の値に調整されている。したがって、どのような高さのパターンＰ１が基板Ｗの表面に形成されていても、パターンＰ１の倒壊率を低下させることができる。これにより、乾燥後の基板Ｗの品質を高めることができる。
【０１３６】
第１実施形態では、昇華性物質の濃度が低い原液を希釈液と混ぜる。つまり、原液における昇華性物質の濃度は、原液における溶媒の濃度よりも低い。原液における昇華性物質の濃度が極めて高い場合、原液の量が少し変わると、乾燥前処理液の濃度が大幅に変わる。昇華性物質の濃度が低い原液を用いれば、乾燥前処理液の濃度を容易に精密に制御できる。これにより、固化膜ＳＦの厚さＴ１を精密に制御できる。
【０１３７】
第１実施形態では、多量の希釈液を原液と混ぜる。つまり、乾燥前処理液における希釈液の濃度は、乾燥前処理液における原液の濃度よりも高い。原液の変化量が同じであれば、希釈液の濃度が高い場合は、原液の濃度が高い場合と比べて乾燥前処理液の濃度の変化量が小さい。したがって、希釈液の濃度が高い乾燥前処理液を作成することにより、乾燥前処理液の濃度を容易に精密に制御できる。
【０１３８】
第１実施形態では、原液に含まれる溶媒と同一名称の溶媒を原液と混ぜる。つまり、昇華性物質を溶媒で希釈した後に、この昇華性物質を溶媒でさらに希釈する。昇華性物質が希釈液に含まれないので、希釈液を貯留する希釈液タンク１０５内で昇華性物質が析出することはない。さらに、昇華性物質が希釈液に含まれないので、希釈液における昇華性物質の濃度を管理する必要がない。
【０１３９】
第１実施形態では、原液および希釈液をミキシングタンク１５１（図１６参照）内で混ぜるのではなく、ノズルの一例である乾燥前処理液ノズル３９の方に流動させながら混合する。すなわち、原液および希釈液は、基板Ｗ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の方に下流に流れながら互いに混ざり合う。したがって、乾燥前処理液を作成しながら、乾燥前処理液ノズル３９の方に送ることができる。さらに、ミキシングタンク１５１などの乾燥前処理液を貯留するタンクを設ける必要がないので、基板処理装置１を小型化できる。
【０１４０】
第１実施形態では、測定された乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲外である場合、乾燥前処理液の濃度を設定濃度範囲内の値に近づけるために、原液および希釈液の混合比を変更する。さらに、乾燥前処理液ノズル３９に乾燥前処理液を吐出させる吐出時間を延長する。乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲内の値で安定するにはある程度の時間がかかる。吐出時間を延長すれば、乾燥前処理液の濃度が安定するまで乾燥前処理液の吐出を継続でき、適切な濃度の乾燥前処理液を乾燥前処理液ノズル３９に吐出させることができる。
【０１４１】
第１実施形態では、測定された乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲を超えている場合、乾燥前処理液ノズル３９に乾燥前処理液を吐出させる吐出時間を短縮する。乾燥前処理液供給工程（図８のステップＳ１６）が行われる前には、溶媒供給工程の一例である置換液供給工程（図８のステップＳ１５）が行われる。したがって、乾燥前処理液ノズル３９は、溶媒の一例である置換液が基板Ｗの表面にある状態で乾燥前処理液を吐出する。
【０１４２】
吐出時間を短縮すると、基板Ｗの表面に供給される乾燥前処理液の総量が減少する。基板Ｗ上の置換液がなくなる前に乾燥前処理液の吐出を停止すれば、乾燥前処理液を基板Ｗ上の置換液で希釈でき、乾燥前処理液の濃度を設定濃度範囲内の値まで低下させることができる。これにより、昇華性物質の濃度が設定濃度範囲内である乾燥前処理液を基板Ｗの表面に供給できる。
【０１４３】
第１実施形態では、原液タンク１０１内の原液を第１ポンプ１０３によって原液タンク１０１の外に送り、希釈液と混合する。これにより、乾燥前処理液が作成される。作成された乾燥前処理液は、乾燥前処理液配管４０内を下流に流れ、乾燥前処理液ノズル３９から吐出される。乾燥前処理液の一部は、乾燥前処理液ノズル３９から吐出されるのではなく、乾燥前処理液ノズル３９の上流で乾燥前処理液配管４０に接続された分岐配管１１６に流入する。
【０１４４】
乾燥前処理液の流量の設定値が小さい場合、原液の実際の流量が原液の流量の設定値とは異なると、乾燥前処理液の濃度に大きな影響が生じ得る。その一方で、乾燥前処理液の流量の設定値が大きい場合、原液の実際の流量が原液の流量の設定値とは異なっていても、乾燥前処理液の濃度に生じる影響は、乾燥前処理液の流量の設定値が小さい場合に比べて小さい。乾燥前処理液の一部を分岐配管１１６に流入させれば、乾燥前処理液の流量の設定値を増やすことができる。これにより、乾燥前処理液の濃度を精密に制御できる。
【０１４５】
さらに、原液タンク１０１から送り出される原液の流量を増やすために、乾燥前処理液ノズル３９から吐出される乾燥前処理液の流量を増やすのではなく、乾燥前処理液の一部を分岐配管１１６に流入させる。分岐配管１１６に流入した乾燥前処理液は、基板Ｗ上の異物で汚染されていない。したがって、分岐配管１１６に流入した乾燥前処理液を他の乾燥前処理液ノズル３９に吐出させたり、他の用途に用いることができる。
【０１４６】
第１実施形態では、乾燥前処理液ノズル３９に供給されずに分岐配管１１６に流入した乾燥前処理液を、溶媒を含む補充液として用いる。具体的には、分岐配管１１６に流入した乾燥前処理液を、原液タンク１０１内に供給する。乾燥前処理液は、希釈液によって希釈された原液である。したがって、乾燥前処理液を原液タンク１０１内に供給すると、原液タンク１０１内の原液における昇華性物質の濃度が低下する。
【０１４７】
溶媒が原液から蒸発すると、原液における昇華性物質の濃度が上昇し、昇華性物質が原液タンク１０１内の原液中で析出するかもしれない。乾燥前処理液を原液タンク１０１内に供給すれば、このような昇華性物質の析出を防止できる。さらに、溶媒を含む補充液を新たに準備するのではなく、分岐配管１１６に流入した乾燥前処理液を補充液として用いるので、溶媒の使用量を減らすことができる。
【０１４８】
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実施形態の主な相違点は、乾燥前処理液を基板Ｗに供給する前に、ポッド１４１に向けて乾燥前処理液を吐出することである。
以下の図１２〜図１４において、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。
【０１４９】
図１２は、本発明の第２実施形態に係る乾燥前処理液供給ユニット１００を示す模式図である。図１３は、乾燥前処理液ノズル３９がポッド１４１に向けて乾燥前処理液を吐出してから、乾燥前処理液ノズル３９が基板Ｗに向けて乾燥前処理液を吐出するまでの流れを示すフローチャートである。図１４は、乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐがポッド１４１内の液体中に配置されている状態を示す断面図である。
【０１５０】
図１２では、開いているバルブを黒色で塗りつぶしている。たとえば、図１２は、乾燥前処理液バルブ４１および第２電動バルブ１０８が開いており、第１電動バルブ１０４が閉じていることを示している。これは、図１５でも同様である。
図１２に示すように、処理ユニット２は、待機位置に位置する乾燥前処理液ノズル３９から吐出された液体を受け止める筒状のポッド１４１を備えている。ポッド１４１は、平面視で処理カップ２１のまわりに配置されている。ポッド１４１は、ドレインバルブ１４３が介装されたドレイン配管１４２に接続されている。ドレインバルブ１４４が閉じられているときに、待機位置に位置する乾燥前処理液ノズル３９が液体を吐出すると、液体がポッド１４２内に溜まる。ドレイン配管１４２は、補充タンク１２０に接続されている。
【０１５１】
溶液濃度計１１７は、乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液の濃度を測定する。図１２は、溶液濃度計１１７がドレイン配管１４２に接続されている例を示している。溶液濃度計１１７は、ドレイン配管１４２内の乾燥前処理液の濃度を測定する。溶液濃度計１１７は、ポッド１４１内の乾燥前処理液の濃度を測定してもよい。
図１３に示すように、制御装置３は、待機位置に位置する乾燥前処理液ノズル３９に乾燥前処理液を吐出させながら、溶液濃度計１１７に乾燥前処理液の濃度を測定させる（時刻Ｔ２１〜時刻Ｔ２３）。乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液は、基板Ｗではなく、ポッド１４１に供給される（プリディスペンス工程）。ポッド１４１内の乾燥前処理液は、ドレイン配管１４２に排出される。溶液濃度計１１７は、ドレイン配管１４２に排出された乾燥前処理液の濃度を測定する。ドレイン配管１４２内の乾燥前処理液は、補充タンク１２０に回収されてもよいし、回収されなくてもよい。
【０１５２】
溶液濃度計１１７によって測定された乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲外であった場合、制御装置３は、第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８の少なくとも一方の開度を変更し、原液および希釈液の混合比を変更する（時刻Ｔ２２）。その後、制御装置３は、乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲内の目標濃度で安定するまで、第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８の少なくとも一方の開度を溶液濃度計１１７に基づいて変更する。
【０１５３】
乾燥前処理液の濃度が目標濃度で安定すると、制御装置３は、乾燥前処理液ノズル３９に乾燥前処理液の吐出を停止させる（時刻Ｔ２３）。その後、制御装置３は、ノズル移動ユニット４２に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、制御装置３は、処理位置に位置する乾燥前処理液ノズル３９に乾燥前処理液を吐出させる（時刻Ｔ２４〜時刻Ｔ２５）。このとき、原液および希釈液の混合比は、乾燥前処理液の濃度が目標濃度で安定した値に設定される。したがって、目標濃度の乾燥前処理液が基板Ｗの上面に供給される。
【０１５４】
基板Ｗへの乾燥前処理液の供給が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、乾燥前処理液ノズル３９に乾燥前処理液の吐出を停止させる（時刻Ｔ２５）。その後、制御装置３は、ノズル移動ユニット４２に乾燥前処理液ノズル３９を処理位置から待機位置に移動させる。乾燥前処理液ノズル３９が待機位置に移動した後、制御装置３は、第１電動バルブ１０４を開かずに、第２電動バルブ１０８および乾燥前処理液バルブ４１を開いてもよい。この場合、希釈液だけが、ミキシングバルブ１０９を介して乾燥前処理液配管４０に供給される。
【０１５５】
希釈液だけが乾燥前処理液配管４０に供給されると、乾燥前処理液配管４０内の乾燥前処理液は、希釈液によって乾燥前処理液ノズル３９の方に下流に押される。これにより、乾燥前処理液ノズル３９および乾燥前処理液配管４０内に残留している乾燥前処理液が乾燥前処理液ノズル３９から吐出される。その後、希釈液だけが乾燥前処理液ノズル３９から吐出される。これにより、昇華性物質の固体が乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐで析出し、乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐが昇華性物質の固体で詰まることを防止できる。
【０１５６】
さらに、残留している乾燥前処理液の排出は、乾燥前処理液ノズル３９が処理位置に位置しているときではなく、乾燥前処理液ノズル３９が待機位置に位置しているときに行われる。したがって、基板Ｗがスピンチャック１０から搬出される前に、残留している乾燥前処理液の排出を開始できる。加えて、乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液および希釈液は、ポッド１４１に受け止められるので、スピンベース１２が乾燥前処理液または希釈液で濡れることを防止できる。
【０１５７】
なお、基板Ｗへの乾燥前処理液の供給が終了した後は、図１４に示すように、乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐをポッド１４１内の液体中に配置してもよい。溶媒が含まれるのであれば、ポッド１４１内の液体は、どのような液体であってもよい。希釈液または乾燥前処理液が、ポッド１４１内に溜められてもよい。たとえば、基板Ｗへの乾燥前処理液の供給を開始する前に乾燥前処理液ノズル３９に吐出させた乾燥前処理液をポッド１４１内に溜めてもよい。
【０１５８】
乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐは、乾燥前処理液ノズル３９内に残留している乾燥前処理液を排出した後にポッド１４１内の液体中に配置されてもよいし、乾燥前処理液が乾燥前処理液ノズル３９内に残留したままポッド１４１内の液体中に配置されてもよい。乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐをポッド１４１内の液体中に配置すれば、乾燥前処理液ノズル３９内の液体が空気に触れることはない。したがって、乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐで溶媒が蒸発し、乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐで昇華性物質が析出することを防止できる。
【０１５９】
第２実施形態では、第１実施形態に係る効果に加えて、次の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ではなく、基板Ｗのまわりに配置された筒状のポッド１４１に向けて乾燥前処理液を吐出する。それと同時に、ポッド１４１に向けて吐出された乾燥前処理液における昇華性物質の濃度を測定する。昇華性物質の濃度が設定濃度範囲内であることが確認された後、ポッド１４１ではなく、基板Ｗに向けて乾燥前処理液を吐出する。これにより、昇華性物質の濃度が設定濃度範囲内である乾燥前処理液を基板Ｗの表面に確実に供給できる。
【０１６０】
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実施形態の主な相違点は、乾燥前処理液が遮断部材５１の下面５１Ｌの中央部から吐出されることである。
以下の図１５において、図１〜図１４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。
【０１６１】
図１５は、本発明の第３実施形態に係る乾燥前処理液供給ユニット１００を示す模式図である。
第３実施形態では、中心ノズル５５（図２参照）に代えて、乾燥前処理液ノズル３９が、遮断部材５１の中央部に配置されている。乾燥前処理液ノズル３９は、遮断部材５１に保持されており、遮断部材５１と共に昇降する。乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐ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の上方に配置されている。図示はしないが、不活性ガスを案内する上気体配管５６（図２参照）は、乾燥前処理液ノズル３９に接続されている。
【０１６２】
乾燥前処理液ノズル３９が乾燥前処理液を吐出した後は、乾燥前処理液が、乾燥前処理液ノズル３９および乾燥前処理液配管４０内に残留する。この場合、制御装置３は、基板Ｗがスピンチャック１０から搬出された後、第１電動バルブ１０４を開かずに、第２電動バルブ１０８および乾燥前処理液バルブ４１を開く。そのため、希釈液だけが、ミキシングバルブ１０９を介して乾燥前処理液配管４０に供給される。
【０１６３】
希釈液だけが乾燥前処理液配管４０に供給されると、乾燥前処理液配管４０内の乾燥前処理液は、希釈液によって乾燥前処理液ノズル３９の方に下流に押される。これにより、乾燥前処理液ノズル３９および乾燥前処理液配管４０内に残留している乾燥前処理液が乾燥前処理液ノズル３９から吐出される。溶媒が、乾燥前処理液ノズル３９の先端、つまり、乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐで乾燥前処理液から蒸発すると、昇華性物質の固体が乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐで析出し、乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐが昇華性物質の固体で詰まることがある。残留している乾燥前処理液を乾燥前処理液ノズル３９から除去すれば、このような現象を回避できる。
【０１６４】
希釈液による乾燥前処理液の除去は、基板Ｗがスピンチャック１０の上にない状態で行われる。そのため、乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液は、基板Ｗの上面ではなく、スピンベース１２の上面１２ｕに供給される。残留している全ての乾燥前処理液が吐出されると、希釈液だけが乾燥前処理液ノズル３９から吐出される。希釈液も、スピンベース１２の上面１２ｕに供給される。これにより、スピンチャック１０上の乾燥前処理液が希釈液で洗い流される。その後、制御装置３は、第２電動バルブ１０８および乾燥前処理液バルブ４１を閉じ、乾燥前処理液配管４０への希釈液の供給を停止する。
【０１６５】
希釈液が乾燥前処理液ノズル３９から吐出された後、制御装置３は、スピンチャック１０上の希釈液を洗い流すために、純水などのリンス液をスピンベース１２の上面１２ｕに供給してもよい。この場合、制御装置３は、乾燥前処理液ノズル３９にリンス液を吐出させてもよいし、乾燥前処理液ノズル３９以外のノズルにリンス液を吐出させてもよい。また、乾燥前処理液、希釈液、およびリンス液のいずれかがスピンベース１２に供給されているとき、制御装置３は、スピンベース１２を静止させていてもよいし、回転させていてもよい。
【０１６６】
希釈液が乾燥前処理液ノズル３９から吐出されているときは、乾燥前処理液ノズル３９および乾燥前処理液配管４０の内部が希釈液で満たされている。第２電動バルブ１０８および乾燥前処理液バルブ４１が閉じられると、希釈液が乾燥前処理液ノズル３９および乾燥前処理液配管４０内に保持される。したがって、乾燥前処理液配管４０への希釈液の供給を停止した後に、少量の希釈液が乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐから落下する可能性がある。これを防止するために、サックバックバルブ１４４を乾燥前処理液配管４０に介装してもよい。
【０１６７】
サックバックバルブ１４４が作動しているか否かにかかわらず、液体は乾燥前処理液配管４０内を流れる。乾燥前処理液ノズル３９および乾燥前処理液配管４０の内部が希釈液で満たされた状態で制御装置３がサックバックバルブ１４４を作動させると、乾燥前処理液配管４０の内部空間に通じるサックバックバルブ１４４の内部空間が広がり、乾燥前処理液ノズル３９内の希釈液がサックバックバルブ１４４の方に逆流する。これにより、希釈液の表面（液面）が乾燥前処理液ノズル３９の吐出口３９ｐから遠ざかる。
【０１６８】
希釈液による乾燥前処理液の除去を行っても、微量の乾燥前処理液が乾燥前処理液配管４０等に残留する場合がある。この場合、乾燥前処理液ノズル３９が乾燥前処理液を吐出しない期間が長いと、残留した乾燥前処理液が乾燥前処理液ノズル３９に移動し、乾燥前処理液ノズル３９内の希釈液における昇華性物質の濃度が高まるかもしれない。サックバックバルブ１４４を作動させて、希釈液の表面を後退させれば、希釈液が蒸発し難くなるので、残留した乾燥前処理液が乾燥前処理液ノズル３９に移動したとしても、昇華性物質が析出することを防止できる。
【０１６９】
次に、第４実施形態について説明する。
第１実施形態に対する第４実施形態の主な相違点は、原液および希釈液をミキシングバルブ１０９（図３参照）内で混合するのではなく、ミキシングタンク１５１内で混合することである。
以下の図１６において、図１〜図１５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。
【０１７０】
図１６は、本発明の第４実施形態に係る乾燥前処理液供給ユニット１００を示す模式図である。
乾燥前処理液供給ユニット１００は、第１実施形態に係るミキシングバルブ１０９（図３参照）に代えて、原液および希釈液を混合するミキシングタンク１５１を備えている。ミキシングタンク１５１は、キャビネットＣＣ内に配置されている。第１個別配管１０２および第２個別配管１０６の下流端は、ミキシングタンク１５１に接続されている。原液および希釈液は、ミキシングタンク１５１の中に供給され、ミキシングタンク１５１の中で混合される（タンク内混合工程）。これにより、乾燥前処理液が作成される。
【０１７１】
乾燥前処理液配管４０の上流端は、ミキシングタンク１５１の表面ではなく、ミキシングタンク１５１の中に配置されている。乾燥前処理液供給ユニット１００は、ミキシングタンク１５１内に気体を供給するガス供給配管１５２と、ガス供給配管１５２の内部を開閉するガス供給バルブ１５３とを含む。ガス供給配管１５２からミキシングタンク１５１に供給される気体は、窒素ガスである。空気などの窒素ガス以外の気体が、ガス供給配管１５２からミキシングタンク１５１に供給されてもよい。
【０１７２】
ミキシングタンク１５１内の乾燥前処理液を乾燥前処理液ノズル３９に供給するときは、第１電動バルブ１０４および第２電動バルブ１０８を閉じ、ガス供給バルブ１５３を開く。これにより、気体の一例である窒素ガスが、ガス供給配管１５２からミキシングタンク１５１内に供給され、ミキシングタンク１５１内の気圧が上昇する。ミキシングタンク１５１内の乾燥前処理液は、ミキシングタンク１５１内の気圧の上昇により乾燥前処理液配管４０内に送られ、乾燥前処理液ノズル３９に向かって乾燥前処理液配管４０内を流れる。これにより、ミキシングタンク１５１内の乾燥前処理液が、乾燥前処理液ノズル３９に供給され、乾燥前処理液ノズル３９から吐出される。
【０１７３】
循環配管１２５の上流端および下流端は、ミキシングタンク１５１に接続されている。循環配管１２５内の乾燥前処理液の濃度は、溶液濃度計１１７によって測定される。溶液濃度計１１７によって測定された乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲外である場合、制御装置３は、原液および希釈液の少なくとも一方をミキシングタンク１５１内に供給し、ミキシングタンク１５１内の乾燥前処理液の濃度を変更する。これにより、ミキシングタンク１５１内の乾燥前処理液の濃度が設定濃度範囲内の値に維持される。
【０１７４】
制御装置３は、未処理の基板Ｗを収容したキャリアＣＡ（図１Ａ参照）がロードポートＬＰに搬送された後に、ミキシングタンク１５１内で乾燥前処理液を作成してもよい。もしくは、制御装置３は、未処理の基板Ｗを収容したキャリアＣＡがロードポートＬＰに搬送される前に、ミキシングタンク１５１内で乾燥前処理液を作成してもよい。つまり、設定濃度範囲が指定される前に、乾燥前処理液が作成されてもよい。この場合、乾燥前処理液の濃度を任意の一定の値に維持し、設定濃度範囲が指定された後に、乾燥前処理液の濃度を調整すればよい。
【０１７５】
ミキシングタンク１５１は、ドレインバルブ１５５が介装されたドレイン配管１５４に接続されている。ミキシングタンク１５１の中で乾燥前処理液を作成するときは、ドレインバルブ１５５を閉じる。ミキシングタンク１５１の内部を洗浄するときは、ドレインバルブ１５５を開き、ミキシングタンク１５１内の全ての液体をドレイン配管１５４に排出する。その後、希釈液タンク１０５内の希釈液をミキシングタンク１５１の中に供給し、ミキシングタンク１５１内の汚れと共にドレイン配管１５４に排出する。これにより、ミキシングタンク１５１の内部が希釈液で洗浄される。
【０１７６】
乾燥前処理液供給ユニット１００は、ミキシングタンク１５１を迂回するバイパス配管１５６と、バイパス配管１５６の内部を開閉するバイパスバルブ１５７とを備えていてもよい。バイパス配管１５６の上流端は、第２ポンプ１０７の下流で且つ第２電動バルブ１０８の上流の位置で第２個別配管１０６に接続されている。バイパス配管１５６の下流端は、乾燥前処理液バルブ４１の下流で乾燥前処理液配管４０に接続されている。バイパスバルブ１５７は常時閉じられている。
【０１７７】
第２電動バルブ１０８を閉じ、バイパスバルブ１５７を開くと、希釈液は、ミキシングタンク１５１に供給されずに、乾燥前処理液配管４０に供給される。これにより、希釈液だけが、乾燥前処理液ノズル３９および乾燥前処理液配管４０に供給される。乾燥前処理液配管４０内の乾燥前処理液は、希釈液によって乾燥前処理液ノズル３９の方に下流に押される。これにより、乾燥前処理液ノズル３９および乾燥前処理液配管４０内に残留している乾燥前処理液が乾燥前処理液ノズル３９から吐出される。
【０１７８】
第４実施形態では、第１実施形態に係る効果に加えて、次の効果を奏することができる。具体的には、第４実施形態では、原液および希釈液をミキシングタンク１５１内で混合する。したがって、同一濃度の乾燥前処理液を多量に作成することができる。たとえば、１枚の基板Ｗに供給される乾燥前処理液の総量の何倍もの乾燥前処理液をミキシングタンク１５１内に作成できる。ミキシングタンク１５１内の乾燥前処理液は、乾燥前処理液ノズル３９に供給され、基板Ｗの表面に向けて吐出される。したがって、乾燥後の基板Ｗの品質を安定させることができる。
【０１７９】
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、原液における昇華性物質の濃度は、原液における溶媒の濃度と等しくてもよいし、原液における溶媒の濃度より高くてもよい。
【０１８０】
乾燥前処理液における希釈液の濃度は、乾燥前処理液における原液の濃度と等しくてもよいし、乾燥前処理液における原液の濃度より低くてもよい。
希釈液は、溶媒以外の成分を含んでいてもよい。たとえば、希釈液における昇華性物質の濃度が原液における昇華性物質の濃度よりも低ければ、希釈液は、昇華性物質と溶媒とを含んでいてもよい。
【０１８１】
原液タンク１０１に供給される補充液は、昇華性物質および溶媒の溶液ではなく、ＩＰＡなどの溶媒であってもよい。この場合、溶媒配管１２３内の補充液を、原液タンク１０１に直接供給してもよい。
固化膜ＳＦは、ウェット処理ユニット２ｗとは異なる処理ユニット２で除去されてもよい。固化膜ＳＦを除去する処理ユニット２は、基板処理装置１の一部であってもよいし、基板処理装置１とは異なる基板処理装置の一部であってもよい。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、固化膜ＳＦを除去する処理ユニット２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、固化膜ＳＦを除去する前に、基板処理装置１から別の基板処理装置に基板Ｗを搬送してもよい。
【０１８２】
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。
第１電動バルブ１０４に代えて、第１個別配管１０２の内部を開閉する第１開閉バルブと、第１個別配管１０２内を流れる液体の流量を変更する第１流量調整バルブとを設けてもよい。同様に、第２電動バルブ１０８に代えて、第２個別配管１０６の内部を開閉する第２開閉バルブと、第２個別配管１０６内を流れる液体の流量を変更する第２流量調整バルブとを設けてもよい。
【０１８３】
分岐配管１１６を省略してもよい。この場合、溶液濃度計１１７は、乾燥前処理液配管４０内の乾燥前処理液の濃度を測定してもよい。もしくは、乾燥前処理液ノズル３９が基板Ｗに向けて乾燥前処理液を吐出した後に、乾燥前処理液配管４０に残留する乾燥前処理液を分岐配管１１６に逆流させてもよい。つまり、分岐配管１１６をサックバック配管として用いてもよい。
【０１８４】
ミキシングタンク１５１内の気圧を上昇させるのではなく、ポンプを用いて、ミキシングタンク１５１内の乾燥前処理液を乾燥前処理液ノズル３９に供給してもよい。
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、円筒部に取り囲まれる。
【０１８５】
遮断部材５１は、スピンチャック１０と共に回転軸線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の下面に純水などの液体を供給する場合は、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液体を減らすことができるからである。
【０１８６】
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。
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。
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。
【０１８７】
制御装置３は、設定濃度確認手段の一例である。乾燥前処理液供給ユニット１００は、乾燥前処理液作成手段の一例である。スピンチャック１０および中心ノズル５５は、固化膜形成手段の一例である。スピンチャック１０および中心ノズル５５は、昇華手段の一例でもある。
【符号の説明】
【０１８８】
１        ：基板処理装置
３        ：制御装置
１０      ：スピンチャック
３９      ：乾燥前処理液ノズル
４０      ：乾燥前処理液配管
５５      ：中心ノズル
１００    ：乾燥前処理液供給ユニット
１０１    ：原液タンク
１０３    ：第１ポンプ
１０５    ：希釈液タンク
１０９    ：ミキシングバルブ
１１６    ：分岐配管
１１７    ：溶液濃度計
１２０    ：補充タンク
１４１    ：ポッド
１４４    ：サックバックバルブ
１５１    ：ミキシングタンク
Ｈｐ      ：パターンの高さ
Ｐ１      ：パターン
ＳＦ      ：固化膜
Ｔ１      ：固化膜の厚さ
Ｗ        ：基板
【図１Ａ】
2020136355.tif 000003
【図１Ｂ】
2020136355.tif 000004
【図２】
2020136355.tif 000005
【図３】
2020136355.tif 000006
【図４】
2020136355.tif 000007
【図５】
2020136355.tif 000008
【図６】
2020136355.tif 000009
【図７】
2020136355.tif 000010
【図８】
2020136355.tif 000011
【図９Ａ】
2020136355.tif 000012
【図９Ｂ】
2020136355.tif 000013
【図９Ｃ】
2020136355.tif 000014
【図１０】
2020136355.tif 000015
【図１１Ａ】
2020136355.tif 000016
【図１１Ｂ】
2020136355.tif 000017
【図１２】
2020136355.tif 000018
【図１３】
2020136355.tif 000019
【図１４】
2020136355.tif 000020
【図１５】
2020136355.tif 000021
【図１６】
2020136355.tif 000022