(57)【要約】      （修正有）【課題】昇華性物質を含む凝固体の応力の影響を低減して、基板上のパターンの倒壊を減らす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。【解決手段】乾燥前処理液をパターン１６０が形成された基板の上面に供給することによって、乾燥前処理液の液膜１００が基板の上面上に形成される。液膜１００から溶媒を蒸発させて凝固体１０１を基板の上面に形成し、かつ、凝固体１０１を昇華させることによって、基板の上面から液膜１００が排除される（乾燥前処理液膜排除工程）。乾燥前処理液膜排除工程では、乾燥領域Ｄと凝固体残存領域Ｓと液残存領域Ｌとが、この順番で基板の上面の中央部から基板の上面の周縁部に向かって並ぶ領域並存状態が発生する（領域並存状態発生工程）。そして、領域並存状態を維持しながら凝固体残存領域Ｓが基板の上面の周縁部に向かって移動するように乾燥領域Ｄが拡大される（乾燥領域拡大工程）。【選択図】図７
2020035986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を経ずに固体から気体に変化する昇華性物質と前記昇華性物質を溶解させる溶媒とを含む溶液である乾燥前処理液をパターンが形成された基板の表面に供給することによって、前記基板の表面を覆う前記乾燥前処理液の液膜を前記基板の表面上に形成する乾燥前処理液膜形成工程と、
前記液膜から前記溶媒を蒸発させて前記昇華性物質を含む凝固体を前記基板の表面上に形成し、かつ、前記凝固体を昇華させることによって、前記基板の表面上から前記液膜を排除する乾燥前処理液膜排除工程とを含み、
前記乾燥前処理液膜排除工程が、前記凝固体が昇華して前記基板の表面が乾燥した乾燥領域と、前記凝固体が残存する凝固体残存領域と、前記液膜が残存する液残存領域とが、この順番で前記基板の表面の中央部から前記基板の表面の周縁部に向かって並ぶ領域並存状態を発生させる領域並存状態発生工程と、前記領域並存状態を維持しながら前記凝固体残存領域が前記基板の表面の周縁部に向かって移動するように前記乾燥領域を拡大する乾燥領域拡大工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記乾燥領域拡大工程が、平面視で前記乾燥領域を取り囲む環状に、前記凝固体残存領域を維持しながら、前記凝固体残存領域が前記基板の表面の周縁部に向かって移動するように前記乾燥領域を拡大する工程を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記乾燥領域の拡大中に、前記凝固体残存領域の前記凝固体と、前記液残存領域において前記凝固体残存領域に近接する部分の前記乾燥前処理液とに向けて気体を供給する気体供給工程をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記気体供給工程が、前記基板の表面に向けてノズルから気体を吐出する気体吐出工程と、前記乾燥領域の拡大に伴って、前記ノズルを前記基板の表面の周縁部に向けて移動させるノズル移動工程とを含む、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記乾燥領域の拡大中に、前記凝固体残存領域の前記凝固体と、前記液残存領域において前記凝固体残存領域に近接する部分の前記乾燥前処理液とを加熱する加熱工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記加熱工程が、前記乾燥領域の拡大に伴って、ヒータを前記基板の表面の周縁部に向けて移動させるヒータ移動工程を含む、請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記乾燥前処理液膜形成工程および前記乾燥前処理液膜排除工程と並行して、前記基板の表面の中央部を通る鉛直軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転工程をさらに含み、
前記基板回転工程が、前記乾燥前処理液膜排除工程の開始と同時に前記基板の回転を加速させる回転加速工程を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記領域並存状態発生工程が、前記基板の表面の中央部に向けて気体を吹き付けることによって前記液膜の中央部に前記乾燥領域および前記凝固体残存領域を形成する工程を含み、
前記回転加速工程が、前記領域並存状態発生工程における気体の吹き付けの開始と同時に前記基板の回転を加速させる工程を含む、請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記領域並存状態発生工程が、前記液膜の中央部を加熱することによって、前記液膜の中央部に前記乾燥領域および前記凝固体残存領域を形成する工程を含み、
前記回転加速工程が、前記領域並存状態発生工程における前記液膜の中央部の加熱の開始と同時に前記基板の回転を加速させる工程を含む、請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記基板の表面にリンス液を供給するリンス液供給工程と、
前記リンス液および前記乾燥前処理液の両方と相溶性を有する置換液を前記基板の表面に供給することによって、前記基板の表面上の前記リンス液を前記置換液で置換する置換工程とをさらに含み、
前記乾燥前処理液膜形成工程が、前記置換液によって前記リンス液が置換された後に、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１〜９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
液体を経ずに固体から気体に変化する昇華性物質と前記昇華性物質を溶解させる溶媒とを含む溶液である乾燥前処理液をパターンが形成された基板の表面に供給することによって、前記基板の表面を覆う前記乾燥前処理液の液膜を前記基板の表面上に形成する乾燥前処理液膜形成ユニットと、
前記液膜から前記溶媒を蒸発させて前記昇華性物質を含む凝固体を前記基板の表面上に形成し、かつ、前記凝固体を昇華させることによって、前記基板の表面上から前記液膜を排除する乾燥前処理液膜排除ユニットとを含み、
前記乾燥前処理液膜排除ユニットが、前記凝固体が昇華して前記基板の表面が乾燥した乾燥領域と、前記凝固体が残存する凝固体残存領域と、前記液膜が残存する液残存領域とが、この順番で前記基板の表面の中央部から前記基板の表面の周縁部に向かって並ぶ領域並存状態を発生させ、前記領域並存状態を維持しながら前記凝固体残存領域が前記基板の表面の周縁部に向かって移動するように前記乾燥領域を拡大させる、基板処理装置。
【請求項１２】
前記乾燥前処理液膜排除ユニットが、前記乾燥領域の拡大中に、前記凝固体残存領域の前記凝固体と、前記液残存領域において前記凝固体残存領域に近接する部分の前記乾燥前処理液とに向けて気体を供給する気体供給ユニットを含む、請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記乾燥前処理液膜排除ユニットが、前記乾燥領域の拡大中に、前記基板の表面の中央部を通る鉛直軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転ユニットを含む、請求項１１または１２に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記乾燥前処理液膜排除ユニットが、前記乾燥領域の拡大中に、前記凝固体残存領域の前記凝固体と、前記液残存領域において前記凝固体残存領域に近接する部分の前記乾燥前処理液とを加熱する加熱ユニットを含む、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象になる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置等の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、太陽電池用基板等の基板が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置等の製造工程では、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、薬液やリンス液等を基板に供給することが含まれる。リンス液が供給された後、リンス液を基板から除去し、基板を乾燥させる。基板を１枚ずつ処理する枚様式の基板処理装置では、基板の高速回転によって基板に付着している液体を除去することにより、基板を乾燥させるスピンドライが行われる。
【０００３】
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リンス液の表面張力がパターンに作用し、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）等の表面張力が低い液体を基板に供給したり、基板の表面を疎水化してパターンに対して液体が及ぼす表面張力を低減させるために、疎水化剤を基板に供給したりする手法が採られる。しかしながら、ＩＰＡや疎水化剤を用いてパターンに作用する表面張力を低減したとしても、パターンの強度によっては、パターン倒壊を充分に防止できないおそれがある。
【０００４】
近年、パターン倒壊を防止しつつ基板を乾燥させる技術として昇華乾燥が注目されている。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の一例が開示されている。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表面に供給され、基板上のＤＩＷ（脱イオン水）が昇華性物質の溶液に置換される。その後、昇華性物質の溶液中の溶媒を蒸発させることによって、昇華性物質が析出し、固体状態の昇華性物質からなる膜が形成される。そして、基板を加熱して昇華性物質を昇華させることによって、固体状態の昇華性物質からなる膜が基板から除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
昇華性物質が固体状態で維持されている時間が長いと、固体状態の昇華性物質に起因する応力がパターンに作用する時間が長くなりパターンが倒壊し易くなる。
特許文献１に開示された昇華乾燥では、基板の表面の全域において固体状態の昇華性物質が析出した後、固体状態の昇華性物質が昇華される。昇華性物質の析出や昇華が開始されるタイミングは、基板の表面の全体において同じではなく、基板の表面上の各位置によって異なる。そのため、昇華性物質が固体状態で維持されている時間は、昇華性物質の析出が開始されるタイミングが早い箇所ほど長くなるし、昇華性物質の昇華が開始されるタイミングが遅い箇所ほど長くなる。したがって、固体状態の昇華性物質に起因する応力がパターンに作用する時間が長くなった箇所が基板の表面上に発生するおそれがある。
【０００７】
そこで、この発明の１つの目的は、昇華性物質を含む凝固体に起因する応力の影響を低減して、基板上のパターンの倒壊を減らす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】
【０００８】
この発明の一実施形態は、液体を経ずに固体から気体に変化する昇華性物質と前記昇華性物質を溶解させる溶媒とを含む溶液である乾燥前処理液をパターンが形成された基板の表面に供給することによって、前記基板の表面を覆う前記乾燥前処理液の液膜を前記基板の表面上に形成する乾燥前処理液膜形成工程と、前記液膜から前記溶媒を蒸発させて前記昇華性物質を含む凝固体を前記基板の表面上に形成し、かつ、前記凝固体を昇華させることによって、前記基板の表面上から前記液膜を排除する乾燥前処理液膜排除工程とを含み、前記乾燥前処理液膜排除工程が、前記凝固体が昇華して前記基板の表面が乾燥した乾燥領域と、前記凝固体が残存する凝固体残存領域と、前記液膜が残存する液残存領域とが、この順番で前記基板の表面の中央部から前記基板の表面の周縁部に向かって並ぶ領域並存状態を発生させる領域並存状態発生工程と、前記領域並存状態を維持しながら前記凝固体残存領域が前記基板の表面の周縁部に向かって移動するように前記乾燥領域を拡大する乾燥領域拡大工程とを含む、基板処理方法を提供する。
【０００９】
この方法によれば、領域並存状態を維持しながら乾燥領域を拡大することによって、基板の表面から乾燥前処理液の液膜が排除される。これにより、基板の表面の全体を乾燥させることができる。
乾燥領域を拡大する際、凝固体残存領域が基板の表面の周縁部に向かって移動する。そのため、基板の表面上の任意の箇所において、当該箇所に形成された凝固体は、他の箇所における凝固体の形成を待つことなく、昇華される。したがって、基板の表面の全域に凝固体が形成された後に凝固体の昇華が開始される方法と比較して、基板の表面上の任意の箇所において、凝固体が維持される時間を短くすることができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を短くすることができる。
【００１０】
その結果、昇華性物質を含む凝固体に起因する応力の影響を低減できるので、基板上のパターンの倒壊を減らすことができる。
この発明の一実施形態では、前記乾燥領域拡大工程が、平面視で前記乾燥領域を取り囲む環状に、前記凝固体残存領域を維持しながら、前記凝固体残存領域が前記基板の表面の周縁部に向かって移動するように前記乾燥領域を拡大する工程を含む。そのため、凝固体残存領域が基板の表面の全域を隈無く走査しながら基板の表面の周縁部に向かって移動する。そのため、基板表面の全域において、凝固体に起因する応力がパターンに作用する時間を短くできる。それにより、基板の表面の全域に亘ってパターンの倒壊を減らすことができる。
【００１１】
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記乾燥領域の拡大中に、前記凝固体残存領域の前記凝固体と、前記液残存領域において前記凝固体残存領域に近接する部分の前記乾燥前処理液とに向けて気体を供給する気体供給工程をさらに含む。そのため、凝固体残存領域において凝固体の昇華を促進することができる。さらに、液残存領域において凝固体残存領域に近接する部分に存在する乾燥前処理液からの溶媒の蒸発を促進して凝固体の形成を促進することもできる。これにより、領域並存状態を維持しながら基板の表面の周縁部側への凝固体残存領域の移動および乾燥領域の拡大を促進することができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を一層短くすることができる。
【００１２】
この発明の一実施形態では、前記気体供給工程が、前記基板の表面に向けてノズルから気体を吐出する気体吐出工程と、前記乾燥領域の拡大に伴って、前記ノズルを前記基板の表面の周縁部に向けて移動させるノズル移動工程とを含む。そのため、乾燥領域の拡大によって凝固体残存領域が基板の表面の周縁部に向かって移動する間、基板の表面の中央部よりも凝固体残存領域に近い位置にノズルを維持することができる。したがって、乾燥領域の拡大中において、凝固体残存領域に効率良く気体を供給することができる。よって、凝固体残存領域において凝固体の昇華を一層促進することができる。さらに、液残存領域において凝固体残存領域に近接する部分に存在する乾燥前処理液からの溶媒の蒸発を促進して凝固体の形成を一層促進することもできる。これにより、乾燥領域の拡大を一層促進することができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を一層短くすることができる。
【００１３】
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記乾燥領域の拡大中に、前記凝固体残存領域の前記凝固体と、前記液残存領域において前記凝固体残存領域に近接する部分の前記乾燥前処理液とを加熱する加熱工程をさらに含む。そのため、凝固体残存領域において凝固体の昇華を促進することができる。さらに、液残存領域において凝固体残存領域に近接する部分に存在する乾燥前処理液からの溶媒の蒸発を促進して凝固体の形成を促進することもできる。これにより、領域並存状態を維持しながら基板の表面の周縁部側への凝固体残存領域の移動および乾燥領域の拡大を促進することができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を一層短くすることができる。
【００１４】
この発明の一実施形態では、前記加熱工程が、前記乾燥領域の拡大に伴って、ヒータを前記基板の表面の周縁部に向けて移動させるヒータ移動工程を含む。そのため、乾燥領域の拡大によって凝固体残存領域が基板の表面の周縁部に向かって移動する間、基板の中央部よりも凝固体残存領域に近い位置にヒータを維持することができる。したがって、乾燥領域の拡大中において、凝固体を効率良く加熱することができる。これにより、凝固体残存領域において凝固体の昇華を一層促進することができる。さらに、液残存領域において凝固体残存領域に近接する部分に存在する乾燥前処理液からの溶媒の蒸発を促進して凝固体の形成を一層促進することもできる。これにより、乾燥領域の拡大を一層促進することができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を一層短くすることができる。
【００１５】
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記乾燥前処理液膜形成工程および前記乾燥前処理液膜排除工程と並行して、前記基板の表面の中央部を通る鉛直軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転工程をさらに含む。そして、前記基板回転工程が、前記領域並存状態発生工程の開始と同時に前記基板の回転を加速させる回転加速工程を含む。
この方法によれば、乾燥前処理液膜形成工程および乾燥前処理液膜排除工程において基板が回転され、乾燥前処理液膜排除工程の開始と同時に基板の回転が加速される。つまり、基板は、乾燥前処理液膜形成工程において比較的低速度で回転され、乾燥前処理液膜排除工程において比較的高速度で回転される。
【００１６】
そのため、乾燥前処理液膜形成工程では、基板の表面上に充分に厚い液膜を形成することができるので、基板の表面の全体を乾燥前処理液の液膜で確実に覆うことができる。一方、乾燥前処理液膜排除工程では、液膜に作用する遠心力が増大するため乾燥前処理液の液膜が薄くされる。そのため、凝固体の形成のために蒸発させる溶媒の量が低減されるので、乾燥領域拡大工程において凝固体を速やかに形成することができる。さらに、乾燥前処理液の液膜が薄くされることによって、この液膜から形成される凝固体も薄くなる。そのため、乾燥領域拡大工程において、凝固体を速やかに昇華させることができる。したがって、乾燥領域を速やかに拡大することができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を一層短くすることができる。
【００１７】
この発明の一実施形態では、前記領域並存状態発生工程が、前記基板の表面の中央部に向けて気体を吹き付けることによって前記液膜の中央部に前記乾燥領域および前記凝固体残存領域を形成する工程を含む。そして、前記回転加速工程が、前記領域並存状態発生工程における気体の吹き付けの開始と同時に前記基板の回転を加速させる工程を含む。
この方法によれば、基板の回転は、領域並存状態発生工程における気体の吹き付けの開始と同時に加速される。そのため、気体の吹き付けの開始直前までは、液膜を充分に厚い状態で維持することができる。したがって、基板の表面の全体を乾燥前処理液の液膜で確実に覆うことができる。一方、気体の吹き付けの開始後は、基板の回転の加速に起因して液膜に作用する遠心力が増大するため、乾燥前処理液の液膜が薄くされる。そのため、凝固体の形成のために蒸発させる溶媒の量が低減されるので、凝固体を速やかに形成することができる。さらに、乾燥前処理液の液膜が薄くされることによって、この液膜から形成される凝固体も薄くなる。そのため、乾燥領域拡大工程において、凝固体を速やかに昇華させることができる。したがって、乾燥領域を速やかに拡大することができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を一層短くすることができる。
【００１８】
この発明の一実施形態では、前記領域並存状態発生工程が、前記液膜の中央部を加熱することによって、前記液膜の中央部に前記乾燥領域および前記凝固体残存領域を形成する工程を含む。そして、前記回転加速工程が、前記領域並存状態発生工程における前記液膜の中央部の加熱の開始と同時に前記基板の回転を加速させる工程を含む。
この方法によれば、基板の回転は、領域並存状態発生工程における液膜の中央部の加熱の開始と同時に加速される。そのため、液膜の中央部の加熱の開始直前までは、液膜を充分に厚い状態で維持することができる。したがって、基板の表面の全体を乾燥前処理液の液膜で確実に覆うことができる。一方、液膜の中央部の加熱の開始後は、基板の回転の加速に起因して液膜に作用する遠心力が増大するため、乾燥前処理液の液膜が薄くされる。そのため、凝固体の形成のために蒸発させる溶媒の量が低減されるので、凝固体を速やかに形成することができる。さらに、乾燥前処理液の液膜が薄くされることによって、この液膜から形成される凝固体も薄くなる。そのため、乾燥領域拡大工程において、凝固体を速やかに昇華させることができる。したがって、乾燥領域を速やかに拡大することができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を一層短くすることができる。
【００１９】
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記基板の表面にリンス液を供給するリンス液供給工程と、前記リンス液および前記乾燥前処理液の両方と相溶性を有する置換液を前記基板の表面に供給することによって、前記基板の表面上の前記リンス液を前記置換液で置換する置換工程とをさらに含む。そして、前記乾燥前処理液膜形成工程が、前記置換液によって前記リンス液が置換された後に、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。
【００２０】
この方法によれば、置換液は、リンス液および乾燥前処理液の両方と相溶性を有する。したがって、リンス液と乾燥前処理液とが混和しない場合であっても、基板の表面上のリンス液を置換液で置換した後に乾燥前処理液を基板の表面に供給することによって、基板の表面上に乾燥前処理液の液膜を形成することができる。したがって、リンス液と乾燥前処理液の選択の自由度が増大する。それにより、リンス液の種類によらずに、凝固体に起因する応力の、パターン倒壊に対する影響の観点から、適切な昇華性物質を含む乾燥前処理液を選択できるので、パターン倒壊を一層低減できる。
【００２１】
この発明の他の実施形態は、液体を経ずに固体から気体に変化する昇華性物質と前記昇華性物質を溶解させる溶媒とを含む溶液である乾燥前処理液をパターンが形成された基板の表面に供給することによって、前記基板の表面を覆う前記乾燥前処理液の液膜を前記基板の表面上に形成する乾燥前処理液膜形成ユニットと、前記液膜から前記溶媒を蒸発させて前記昇華性物質を含む凝固体を前記基板の表面上に形成し、かつ、前記凝固体を昇華させることによって、前記基板の表面上から前記液膜を排除する乾燥前処理液膜排除ユニットとを含み、前記乾燥前処理液膜排除ユニットが、前記凝固体が昇華して前記基板の表面が乾燥した乾燥領域と、前記凝固体が残存する凝固体残存領域と、前記液膜が残存する液残存領域とが、この順番で前記基板の表面の中央部から前記基板の表面の周縁部に向かって並ぶ領域並存状態を発生させ、前記領域並存状態を維持しながら前記凝固体残存領域が前記基板の表面の周縁部に向かって移動するように前記乾燥領域を拡大させる、基板処理装置を提供する。
【００２２】
この装置によれば、領域並存状態を維持しながら乾燥領域を拡大することによって、基板の表面から乾燥前処理の液膜が排除される。これにより、基板の表面の全体を乾燥させることができる。
乾燥領域を拡大する際、凝固体残存領域が基板の表面の周縁部に向かって移動する。そのため、基板の表面上の任意の箇所において、当該箇所に形成された凝固体は、他の箇所における凝固体の形成を待つことなく、昇華される。したがって、基板の表面の全域において凝固体が形成された後に凝固体の昇華が開始される方法と比較して、基板の表面上の任意の箇所に凝固体が維持される時間を短くすることができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を短くすることができる。
【００２３】
その結果、昇華性物質を含む凝固体に起因する応力の影響を低減できるので、基板上のパターンの倒壊を減らすことができる。
この発明の他の実施形態では、前記乾燥前処理液膜排除ユニットが、前記乾燥領域の拡大中に、前記凝固体残存領域の前記凝固体と、前記液残存領域において前記凝固体残存領域に近接する部分の前記乾燥前処理液とに向けて気体を供給する気体供給ユニットを含む。そのため、凝固体残存領域において凝固体の昇華を促進することができる。さらに、液残存領域において凝固体残存領域に近接する部分に存在する乾燥前処理液からの溶媒の蒸発を促進して凝固体の形成を促進することもできる。これにより、基板の表面の周縁部側への凝固体残存領域の移動および乾燥領域の拡大を促進することができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を一層短くすることができる。
【００２４】
この発明の他の実施形態では、前記乾燥前処理液膜排除ユニットが、前記乾燥領域の拡大中に、前記基板の表面の中央部を通る鉛直軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転ユニットを含む。この装置によれば、液膜に遠心力を作用させて液膜中の乾燥前処理液の一部を基板の表面から排除し、それによって液膜を薄くすることができる。そのため、凝固体の形成のために蒸発させる溶媒の量が低減されるので、凝固体を速やかに形成することができる。さらに、乾燥前処理液の液膜が薄くされることによって、この液膜から形成される凝固体も薄くなる。そのため、乾燥領域拡大工程において凝固体を速やかに昇華させることができる。したがって、乾燥領域を速やかに拡大することができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を一層短くすることができる。
【００２５】
この発明の他の実施形態は、前記乾燥前処理液膜排除ユニットが、前記乾燥領域の拡大中に、前記凝固体残存領域の前記凝固体と、前記液残存領域において前記凝固体残存領域に近接する部分の前記乾燥前処理液とを加熱する加熱ユニットを含む。そのため、凝固体残存領域において凝固体の昇華を促進することができる。さらに、液残存領域において凝固体残存領域に近接する部分に存在する乾燥前処理液からの溶媒の蒸発を促進して凝固体の形成を促進することもできる。これにより、基板の表面の周縁部側への凝固体残存領域の移動および乾燥領域の拡大を促進することができる。よって、凝固体に起因する応力が基板の表面上のパターンに作用する時間を一層短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、この発明の第１実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す模式的な平面図である。
【図２】図２は、前記基板処理装置に備えられる処理ユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【図３】図３は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、前記基板処理装置による基板処理の一例を説明するための流れ図である。
【図５Ａ】図５Ａは、前記基板処理の乾燥前処理液膜形成工程（ステップＳ５）の様子を説明するための模式図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、前記乾燥前処理液膜形成工程（ステップＳ５）の様子を説明するための模式図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、前記基板処理の乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）の様子を説明するための模式図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、前記乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）の様子を説明するための模式図である。
【図６Ａ】図６Ａは、前記乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）の領域並存状態発生工程における基板の平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、前記乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）の乾燥領域拡大工程における基板の平面図である。
【図７】図７は、前記乾燥領域拡大工程における基板の表面の様子を説明するための模式図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第２実施形態に係る基板処理装置に備えられる処理ユニットに備えられるスピンチャックおよびその周辺の部材の模式的な部分断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第２実施形態に係る処理ユニットに備えられるスピンベースおよびその周辺の部材の模式的な平面図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る基板処理装置による前記基板処理の乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）の様子を説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、第３実施形態に係る基板処理装置に備えられる処理ユニットに備えられるスピンチャックの周辺の模式図である。
【図１１】図１１は、第３実施形態に係る基板処理装置による前記基板処理の乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）の様子を説明するための模式図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、第４実施形態に係る基板処理装置による領域並存状態発生工程の様子を説明するための模式図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、第４実施形態に係る基板処理装置による乾燥領域拡大工程の様子を説明するための模式図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、第５実施形態に係る基板処理装置による領域並存状態発生工程の様子を説明するための模式図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、第５実施形態に係る基板処理装置による乾燥領域拡大工程の様子を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】
【００２７】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態にかかる基板処理装置１のレイアウトを示す模式的な平面図である。
基板処理装置１は、シリコンウエハなどの基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Ｗは、円板状の基板である。
【００２８】
基板処理装置１は、基板Ｗを流体で処理する複数の処理ユニット２と、処理ユニット２で処理される複数枚の基板Ｗを収容するキャリヤＣが載置されるロードポートＬＰと、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットＩＲおよびＣＲと、基板処理装置１を制御するコントローラ３とを含む。
搬送ロボットＩＲは、キャリヤＣと搬送ロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。搬送ロボットＣＲは、搬送ロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。複数の処理ユニット２は、たとえば、同様の構成を有している。詳しくは後述するが、処理ユニット２内で基板Ｗに供給される処理液には、薬液、リンス液、置換液、乾燥前処理液等が含まれる。
【００２９】
各処理ユニット２は、チャンバ４と、チャンバ４内に配置された処理カップ７とを備えており、処理カップ７内で基板Ｗに対する処理を実行する。チャンバ４には、搬送ロボットＣＲによって、基板Ｗを搬入したり基板Ｗを搬出したりするための出入口４ａが形成されている。チャンバ４には、出入口４ａを開閉するシャッタユニット（図示せず）が備えられている。
【００３０】
図２は、処理ユニット２の構成例を説明するための模式図である。処理ユニット２は、スピンチャック５と、対向部材６と、処理カップ７と、薬液ノズル８と、リンス液ノズル９と、乾燥前処理液ノズル１０と、置換液ノズル１１と、中央ノズル１２と、下面ノズル１３とを含む。
スピンチャック５は、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（鉛直軸線）まわりに基板Ｗを回転させる。スピンチャック５は、複数のチャックピン２０と、スピンベース２１と、回転軸２２と、スピンモータ２３とを含む。
【００３１】
スピンベース２１は、水平方向に沿う円板形状を有している。スピンベース２１の上面には、基板Ｗの周縁を把持する複数のチャックピン２０が、スピンベース２１の周方向に間隔を空けて配置されている。スピンベース２１および複数のチャックピン２０は、基板Ｗを水平に保持する基板保持ユニットを構成している。基板保持ユニットは、基板ホルダともいう。
【００３２】
回転軸２２は、回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びている。回転軸２２の上端部は、スピンベース２１の下面中央に結合されている。スピンモータ２３は、回転軸２２に回転力を与える。スピンモータ２３によって回転軸２２が回転されることにより、スピンベース２１が回転される。これにより、基板Ｗが回転軸線Ａ１のまわりに回転される。スピンモータ２３は、回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させる基板回転ユニットの一例である。
【００３３】
対向部材６は、スピンチャック５に保持された基板Ｗに上方から対向する。対向部材６は、基板Ｗとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板状に形成されている。対向部材６は、基板Ｗの上面（上側の表面）に対向する対向面６ａを有する。対向面６ａは、スピンチャック５よりも上方でほぼ水平面に沿って配置されている。
対向部材６において対向面６ａとは反対側には、中空軸６０が固定されている。対向部材６において平面視で回転軸線Ａ１と重なる部分には、対向部材６を上下に貫通し、中空軸６０の内部空間６０ａと連通する開口６ｂが形成されている。
【００３４】
対向部材６は、対向面６ａと基板Ｗの上面との間の空間内の雰囲気を当該空間の外部の雰囲気から遮断する。そのため、対向部材６は、遮断板とも呼ばれる。
処理ユニット２は、対向部材６の昇降を駆動する対向部材昇降ユニット６１をさらに含む。対向部材昇降ユニット６１は、たとえば、中空軸６０を支持する支持部材（図示せず）に結合されたボールねじ機構（図示せず）と、当該ボールねじ機構に駆動力を与える電動モータ（図示せず）とを含む。
【００３５】
対向部材昇降ユニット６１は、下位置から上位置までの任意の位置（高さ）に対向部材６を位置させることができる。下位置とは、対向部材６の可動範囲において、対向面６ａが基板Ｗに最も近接する位置である。上位置とは、対向部材６の可動範囲において、対向面６ａが基板Ｗから最も離間する位置である。
処理カップ７は、スピンチャック５に保持された基板Ｗから外方に飛散する液体を受け止める複数のガード７１と、複数のガード７１によって下方に案内された液体を受け止める複数のカップ７２と、複数のガード７１と複数のカップ７２とを取り囲む円筒状の外壁部材７３とを含む。図２は、４つのガード７１と３つのカップ７２とが設けられており、最も外側のカップ７２が上から３番目のガード７１と一体である例を示している。
【００３６】
処理ユニット２は、複数のガード７１を個別に昇降させるガード昇降ユニット７４を含む。ガード昇降ユニット７４は、たとえば、各ガード７１に結合された複数のボールねじ機構（図示せず）と、各ボールねじ機構に駆動力をそれぞれ与える複数のモータ（図示せず）とを含む。ガード昇降ユニット７４は、ガードリフタともいう。
ガード昇降ユニット７４は、上位置から下位置までの任意の位置にガード７１を位置させる。図２は、２つのガード７１が上位置に配置されており、残り２つのガード７１が下位置に配置されている状態を示している。ガード７１が上位置に位置するとき、ガード７１の上端７１ｕは、スピンチャック５に保持されている基板Ｗよりも上方に配置される。ガード７１が下位置に位置するとき、ガード７１の上端７１ｕは、スピンチャック５に保持されている基板Ｗよりも下方に配置される。
【００３７】
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７１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、処理液が遠心力で基板Ｗから振り切られる。振り切られた処理液は、基板Ｗに水平に対向するガード７１の内面に衝突し、このガード７１に対応するカップ７２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７に集められる。
【００３８】
薬液ノズル８は、薬液ノズル移動ユニット３５によって、水平方向および鉛直方向に移動される。薬液ノズル８は、中心位置と、ホーム位置（退避位置）との間で移動することができる。薬液ノズル８は、中心位置に位置するとき、基板Ｗの上面の回転中心に対向する。基板Ｗの上面の回転中心とは、基板Ｗの上面における回転軸線Ａ１との交差位置である。
【００３９】
薬液ノズル８は、ホーム位置に位置するとき、基板Ｗの上面には対向せず、平面視において、処理カップ７の外方に位置する。薬液ノズル８は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近したり、基板Ｗの上面から上方に退避したりできる。
薬液ノズル移動ユニット３５は、たとえば、薬液ノズル８を支持し水平に延びるアーム３５ａと、アーム３５ａを駆動するアーム駆動ユニット３５ｂとを含む。アーム駆動ユニット３５ｂは、アーム３５ａに結合され鉛直方向に沿って延びる回動軸（図示せず）と、回動軸を昇降させたり回動させたりする回動軸駆動ユニット（図示せず）とを含む。
【００４０】
回動軸駆動ユニットは、回動軸を鉛直な回動軸線まわりに回動させることによってアーム３５ａを揺動させる。さらに、回動軸駆動ユニットは、回動軸を鉛直方向に沿って昇降することにより、アーム３５ａを上下動させる。アーム３５ａの揺動および昇降に応じて、薬液ノズル８が水平方向および鉛直方向に移動する。
薬液ノズル８は、薬液を案内する薬液配管４０に接続されている。薬液配管４０に介装された薬液バルブ５０が開かれると、薬液が、薬液ノズル８から下方に連続的に吐出される。薬液ノズル８は、基板Ｗの上面に向けて薬液を供給（吐出）する薬液供給ユニットの一例である。
【００４１】
薬液ノズル８から吐出される薬液は、たとえば、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえば、クエン酸、蓚酸等）、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等）、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも１つを含む液である。これらを混合した薬液の例としては、ＳＰＭ液（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水混合液）、ＳＣ１液（ammonia-hydrogen peroxide mixture：アンモニア過酸化水素水混合液）等が挙げられる。
【００４２】
リンス液ノズル９は、リンス液ノズル移動ユニット３６によって、水平方向および鉛直方向に移動される。リンス液ノズル９は、中心位置と、ホーム位置（退避位置）との間で移動することができる。リンス液ノズル９は、中心位置に位置するとき、基板Ｗの上面の回転中心に対向する。
リンス液ノズル９は、ホーム位置に位置するとき、基板Ｗの上面には対向せず、平面視において、処理カップ７の外方に位置する。リンス液ノズル９は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近したり、基板Ｗの上面から上方に退避したりできる。
【００４３】
リンス液ノズル移動ユニット３６は、薬液ノズル移動ユニット３５と同様の構成を有している。すなわち、リンス液ノズル移動ユニット３６は、たとえば、リンス液ノズル９を支持し水平に延びるアーム３６ａと、アーム３６ａを駆動するアーム駆動ユニット３６ｂとを含む。
リンス液ノズル９は、リンス液を案内するリンス液配管４１に接続されている。リンス液配管４１に介装されたリンス液バルブ５１が開かれると、リンス液が、リンス液ノズル９から下方に連続的に吐出される。リンス液ノズル９は、基板Ｗの上面に向けて処理液を供給（吐出）する処理液供給ユニットの一例である。
【００４４】
リンス液ノズル９から吐出されるリンス液は、たとえば、ＤＩＷである。リンス液としては、ＤＩＷ以外にも、水を含有する液体を用いることができる。リンス液としては、ＤＩＷ以外に、たとえば、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、アンモニア水および希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水等を用いることができる。
【００４５】
乾燥前処理液ノズル１０は、乾燥前処理液ノズル移動ユニット３７によって、水平方向および鉛直方向に移動される。乾燥前処理液ノズル１０は、中心位置と、ホーム位置（退避位置）との間で移動することができる。
乾燥前処理液ノズル１０は、中心位置に位置するとき、基板Ｗの上面の回転中心に対向する。乾燥前処理液ノズル１０は、ホーム位置に位置するとき、基板Ｗの上面には対向せず、平面視において、処理カップ７の外方に位置する。乾燥前処理液ノズル１０は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近したり、基板Ｗの上面から上方に退避したりできる。
【００４６】
乾燥前処理液ノズル移動ユニット３７は、薬液ノズル移動ユニット３５と同様の構成を有している。すなわち、乾燥前処理液ノズル移動ユニット３７は、たとえば、乾燥前処理液ノズル１０を支持し水平に延びるアーム３７ａと、アーム３７ａを駆動するアーム駆動ユニット３７ｂとを含む。
乾燥前処理液ノズル１０は、乾燥前処理液ノズル１０に乾燥前処理液を案内する乾燥前処理液配管４２に接続されている。乾燥前処理液配管４２に介装された乾燥前処理液バルブ５２が開かれると、乾燥前処理液が、乾燥前処理液ノズル１０の吐出口から下方に連続的に吐出される。乾燥前処理液ノズル１０は、基板Ｗの上面に向けて乾燥前処理液を供給（吐出）する乾燥前処理液供給ユニットの一例である。
【００４７】
乾燥前処理液ノズル１０から吐出される乾燥前処理液は、溶質に相当する昇華性物質と、昇華性物質と溶け合う（昇華性物質を溶解させる）溶媒とを含む溶液である。乾燥前処理液から溶媒が蒸発（揮発）することによって、固体状態の昇華性物質（凝固体）が析出する。
乾燥前処理液に含まれる昇華性物質は、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。
【００４８】
乾燥前処理液に含まれる昇華性物質は、たとえば、２−メチルー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等のアルコール類、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。
【００４９】
乾燥前処理液に含まれる溶媒は、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。
【００５０】
たとえば、昇華性物質として樟脳を用いた場合には、溶媒としてＩＰＡ、アセトン、およびＰＧＥＥ等を用いることができる。樟脳の凝固点（１気圧での凝固点。以下同様。）は、１７５℃〜１７７℃である。溶媒がＩＰＡ、アセトンおよびＰＧＥＥのいずれかであっても、樟脳の凝固点は、溶媒の沸点よりも高い。樟脳の凝固点は、乾燥前処理液の凝固点よりも高い。乾燥前処理液の凝固点は、常温（２３℃またはその近傍の値）よりも低い。基板処理装置１は、常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。
【００５１】
この実施形態とは異なり、乾燥前処理液に含まれる溶媒は、昇華性物質と同様の性質を有する物質であってもよい。つまり、乾燥前処理液は、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２種類以上の物質を含んでいてもよい。２種類の昇華性物質からなる乾燥前処理液の例としては、たとえば、溶質としてのシクロヘキサノールと、溶媒としてのシクロヘキサンとを含む溶液が挙げられる。
【００５２】
置換液ノズル１１は、置換液ノズル移動ユニット３８によって、水平方向および鉛直方向に移動される。置換液ノズル１１は、中心位置と、ホーム位置（退避位置）との間で移動することができる。
置換液ノズル１１は、中心位置に位置するとき、基板Ｗの上面の回転中心に対向する。置換液ノズル１１は、ホーム位置に位置するとき、基板Ｗの上面には対向せず、平面視において、処理カップ７の外方に位置する。置換液ノズル１１は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近したり、基板Ｗの上面から上方に退避したりできる。
【００５３】
置換液ノズル移動ユニット３８は、薬液ノズル移動ユニット３５と同様の構成を有している。すなわち、置換液ノズル移動ユニット３８は、たとえば、置換液ノズル１１を支持し水平に延びるアーム３８ａと、アーム３８ａを駆動するアーム駆動ユニット３８ｂとを含む。
置換液ノズル１１は、置換液ノズル１１に置換液を案内する置換液配管４３に接続されている。置換液配管４３に介装された置換液バルブ５３が開かれると、置換液が、置換液ノズル１１の吐出口から下方に連続的に吐出される。置換液ノズル１１は、基板Ｗの上面に向けて置換液を供給（吐出）する置換液供給ユニットの一例である。
【００５４】
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。つまり、置換液は、リンス液および乾燥前処理液の両方に対して相溶性（混和性）を有する。置換液は、たとえば、ＩＰＡ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は、水およびフッ化炭化水素化合物のいずれとも混和する液体である。
【００５５】
中央ノズル１２は、対向部材６の中空軸６０の内部空間６０ａに収容されている。中央ノズル１２の先端に設けられた吐出口１２ａは、基板Ｗの上面の中央部に上方から対向する。基板Ｗの上面の中央部とは、基板Ｗの回転中心およびその周辺の領域のことである。一方、基板Ｗの上面の周縁およびその周辺の領域のことを、基板の上面の周縁部という。
中央ノズル１２は、気体を中央ノズル１２に案内する第１気体配管４４に接続されている。第１気体配管４４には、第１気体バルブ５４および第１気体流量調整バルブ５８が介装されている。第１気体バルブ５４が開かれると、気体が、中央ノズル１２の吐出口１２ａから下方に連続的に吐出される。第１気体流量調整バルブ５８の開度が調整されることによって、中央ノズル１２の吐出口１２ａから吐出される気体の流量が調整される。
【００５６】
中央ノズル１２から吐出される気体は、たとえば、窒素ガス（Ｎ２）等の不活性ガスである。中央ノズル１２から吐出される気体は、空気であってもよい。不活性ガスとは、窒素ガスに限られず、基板Ｗの上面や、基板Ｗの上面に形成されたパターンに対して不活性なガスのことである。不活性ガスの例としては、窒素ガスの他に、アルゴン等の希ガス類が挙げられる。
【００５７】
対向部材６の中空軸６０の内周面と中央ノズル１２の外周面とは、上下に延びる筒状の気体流路６５を形成している。気体流路６５は、不活性ガス等の気体を気体流路６５に案内する第２気体配管４５に接続されている。第２気体配管４５には、第２気体バルブ５５および第２気体流量調整バルブ５９が介装されている。第２気体バルブ５５が開かれると、気体が、気体流路６５の下端部から下方に連続的に吐出される。第２気体流量調整バルブ５９の開度が調整されることによって、気体流路６５から吐出される気体の流量が調整される。
【００５８】
気体流路６５から吐出される気体は、中央ノズル１２から吐出される気体と同様の気体である。すなわち、気体流路６５から吐出される気体は、たとえば、窒素ガス（Ｎ２）等の不活性ガスであってもよいし、空気であってもよい。
気体流路６５から吐出される気体および中央ノズル１２から吐出される気体は、共に対向部材６の開口６ｂを経由して、基板Ｗの上面の中央部に吹き付けられる。
【００５９】
下面ノズル１３は、スピンベース２１の上面中央部で開口する貫通孔２１ａに挿入されている。下面ノズル１３の吐出口１３ａは、スピンベース２１の上面から露出されている。下面ノズル１３の吐出口１３ａは、基板Ｗの下面の中央部に下方から対向する。
下面ノズル１３は、熱媒を下面ノズル１３に案内する熱媒配管４６に接続されている。熱媒配管４６に介装された熱媒バルブ５６が開かれると、熱媒が、下面ノズル１３から基板Ｗの下面の中央部に向けて連続的に吐出される。下面ノズル１３は、基板Ｗを加熱するための熱媒を基板Ｗに供給する熱媒供給ユニットの一例である。
【００６０】
下面ノズル１３から吐出される熱媒は、たとえば、室温よりも高く、乾燥前処理液に含まれる溶媒の沸点よりも低い温度を有する高温ＤＩＷである。たとえば、乾燥前処理液に含まれる溶媒がＩＰＡである場合、高温ＤＩＷの温度は６０℃〜８０℃に設定される。下面ノズル１３から吐出される熱媒は、高温ＤＩＷには限られず、高温不活性ガスや高温空気等の高温気体であってもよい。
【００６１】
図３は、基板処理装置１の主要部の電気的構成を示すブロック図である。コントローラ３は、マイクロコンピュータを備え、所定の制御プログラムに従って基板処理装置１に備えられた制御対象を制御する。
具体的には、コントローラ３は、プロセッサ（ＣＰＵ）３Ａと、制御プログラムが格納されたメモリ３Ｂとを含む。コントローラ３は、プロセッサ３Ａが制御プログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御を実行するように構成されている。
【００６２】
とくに、コントローラ３は、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ、スピンモータ２３、ノズル移動ユニット３５〜３８、対向部材昇降ユニット６１、ガード昇降ユニット７４、バルブ５０〜５６，５８，５９を制御するようにプログラムされている。
図４は、基板処理装置１による基板処理の一例を説明するための流れ図である。図４には、主として、コントローラ３がプログラムを実行することによって実現される処理が示されている。図５Ａ〜図５Ｄは、基板処理の各工程の様子を説明するための模式図である。
【００６３】
以下では、主に図２および図４を参照する。図５Ａ〜図５Ｄについては適宜参照する。
基板処理装置１による基板処理では、たとえば、図４に示すように、基板搬入工程（ステップＳ１）、薬液供給工程（ステップＳ２）、リンス工程（ステップＳ３）、置換工程（ステップＳ４）、乾燥前処理液膜形成工程（ステップＳ５）、乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）および、基板搬出工程（ステップＳ７）がこの順番で実行される。
【００６４】
まず、未処理の基板Ｗは、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ（図１参照）によってキャリヤＣから処理ユニット２に搬入され、スピンチャック５に渡される（ステップＳ１）。これにより、基板Ｗは、スピンチャック５によって水平に保持される（基板保持工程）。スピンチャック５による基板Ｗの保持は、乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）が終了するまで継続される。基板Ｗの搬入時には、対向部材６は、上位置に退避しており、複数のガード７１は、下位置に退避している。
【００６５】
搬送ロボットＣＲが処理ユニット２外に退避した後、薬液供給工程（ステップＳ２）が開始される。薬液供給工程では、基板Ｗの上面が薬液によって処理される。
具体的には、スピンモータ２３が、スピンベース２１を回転させる。これにより、水平に保持された基板Ｗが回転される（基板回転工程）。そして、対向部材６が上位置に位置する状態で、薬液ノズル移動ユニット３５が薬液ノズル８を処理位置に移動させる。薬液ノズル８の処理位置は、たとえば中央位置である。そして、少なくとも１つのガード７１が上位置に位置する状態で、薬液バルブ５０が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面の中央部に向けて、薬液ノズル８から薬液が供給（吐出）される（薬液供給工程、薬液吐出工程）。
【００６６】
薬液ノズル８から吐出された薬液は、回転状態の基板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の上面全体に供給され、基板Ｗの上面全体を覆う薬液の液膜が形成される。
次に、リンス工程（ステップＳ３）が開始される。リンス工程では、基板Ｗ上の薬液がリンス液によって洗い流される。
【００６７】
具体的には、薬液の吐出が開始されてから所定時間が経過すると、薬液バルブ５０が閉じられる。これにより、基板Ｗに対する薬液の供給が停止される。そして、薬液ノズル移動ユニット３５が薬液ノズル８をホーム位置に移動させる。そして、対向部材６を上位置に維持したまま、リンス液ノズル移動ユニット３６がリンス液ノズル９を処理位置に移動させる。リンス液ノズル９の処理位置は、たとえば中央位置である。そして、リンス液バルブ５１が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面の中央部に向けて、リンス液ノズル９からリンス液が供給（吐出）される（リンス液供給工程、リンス液吐出工程）。
【００６８】
リンス液の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット７４は、基板Ｗから排出される液体を受け止めるガード７１を切り替えるために、少なくとも一つのガード７１を鉛直に移動させてもよい。
リンス液ノズル９から吐出されたリンス液は、回転状態の基板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、リンス液が基板Ｗの上面全体に供給され、基板Ｗの上面全体を覆うリンス液の液膜が形成される。
【００６９】
次に、リンス液および乾燥前処理液の両方に対する相溶性を有する置換液を基板Ｗの上面に供給し、基板Ｗ上のリンス液を置換液に置換する置換工程（ステップＳ４）が行われる。
具体的には、リンス液の吐出が開始されてから所定時間が経過すると、リンス液バルブ５１が閉じられる。これにより、基板Ｗに対するリンス液の供給が停止される。そして、リンス液ノズル移動ユニット３６がリンス液ノズル９をホーム位置に移動させる。そして、対向部材６が上位置に位置する状態で、置換液ノズル移動ユニット３８が置換液ノズル１１を処理位置に移動させる。置換液ノズル１１の処理位置は、たとえば中央位置である。そして、置換液バルブ５３が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面の中央部に向けて、置換液ノズル１１から置換液が供給（吐出）される（置換液供給工程、置換液吐出工程）。
【００７０】
置換液の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット７４は、基板Ｗから排出される液体を受け止めるガード７１を切り替えるために、少なくとも一つのガード７１を鉛直に移動させてもよい。
置換液ノズル１１から吐出された置換液は、回転状態の基板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、置換液が基板Ｗの上面全体に供給され、基板Ｗの上面全体を覆う置換液の液膜が形成される。
【００７１】
次に、基板Ｗ上のリンス液が置換液で置換された後に、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１００（乾燥前処理液膜）を基板Ｗ上に形成する乾燥前処理液膜形成工程（ステップＳ５）が行われる。
具体的には、置換液の吐出が開始されてから所定時間が経過すると、置換液バルブ５３が閉じられる。これにより、基板Ｗに対する置換液の供給が停止される。そして、置換液ノズル移動ユニット３８が置換液ノズル１１をホーム位置に移動させる。そして、対向部材６が上位置に位置する状態で、乾燥前処理液ノズル移動ユニット３７が乾燥前処理液ノズル１０を処理位置に移動させる。乾燥前処理液ノズル１０の処理位置は、たとえば中央位置である。そして、乾燥前処理液バルブ５２が開かれる。これにより、図５Ａに示すように、回転状態の基板Ｗの上面の中央部に向けて、乾燥前処理液ノズル１０から乾燥前処理液が供給（吐出）される。
【００７２】
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７４は、基板Ｗから排出される液体を受け止めるガード７１を切り替えるために、少なくとも一つのガード７１を鉛直に移動させてもよい。
乾燥前処理液膜形成工程においても基板Ｗの回転は継続されている。すなわち、基板回転工程は、乾燥前処理液膜形成工程と並行して実行される。乾燥前処理液の吐出中、基板Ｗは、所定の乾燥前処理液速度で回転される。乾燥前処理液速度は、たとえば、３００ｒｐｍである。乾燥前処理液ノズル１０から吐出された乾燥前処理液は、回転状態の基板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、乾燥前処理液が基板Ｗの上面全体に供給され、基板Ｗの上面全体を覆う乾燥前処理液の液膜１００が形成される。このように、乾燥前処理液ノズル１０は、基板Ｗの上面に乾燥前処理液の液膜１００を形成する乾燥前処理液膜形成ユニットとして機能する。
【００７３】
乾燥前処理液ノズル１０が乾燥前処理液を吐出しているとき、乾燥前処理液ノズル移動ユニット３７は、乾燥前処理液の着液位置が中央部で静止するように乾燥前処理液ノズル１０の位置を固定していてもよいし、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の間で移動するように乾燥前処理液ノズル１０を移動させてもよい。
乾燥前処理液の吐出が開始されてから所定時間が経過すると、乾燥前処理液バルブ５２が閉じられる。これにより、基板Ｗに対する乾燥前処理液の供給が停止される。そして、乾燥前処理液ノズル移動ユニット３７が、乾燥前処理液ノズル１０をホーム位置に移動させる。乾燥前処理液の吐出の停止とほぼ同時に、図５Ｂに示すように、基板Ｗの回転が減速される。基板Ｗの回転速度は、所定のパドル速度に変更される。パドル速度は、乾燥前処理液の供給を停止した状態であっても液膜１００を基板Ｗ上に保持することができる程度に低い速度である。パドル速度は、たとえば、１０ｒｐｍ〜５０ｒｐｍである。
【００７４】
次に、乾燥前処理液の液膜１００から溶媒を蒸発させて凝固体１０１（図５Ｃ参照）を基板Ｗの上面に形成し、かつ、凝固体１０１を昇華させることによって、基板Ｗの上面から液膜１００を排除する乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）が行われる。
具体的には、図５Ｃに示すように、対向部材昇降ユニット６１が、対向部材６を下位置に移動させる。そして、第１気体バルブ５４および第２気体バルブ５５が開かれる。これにより、対向部材６の開口６ｂから、基板Ｗの上面の中央部に向けて、窒素ガス等の気体が吹き付けられる。
【００７５】
基板Ｗの上面の中央部への気体の吹き付けによって、乾燥前処理液の液膜１００の回転中心付近の溶媒が蒸発されて凝固体１０１が形成される。基板Ｗの上面の中央部への気体の吹き付けが継続されることによって、当該凝固体１０１が昇華して基板Ｗの上面が乾燥され、乾燥した部分の周囲の溶媒が蒸発して凝固体１０１が形成される。
これにより、基板Ｗの上面の中央部に、基板Ｗの上面が乾燥した乾燥領域Ｄと、凝固体１０１が残存した凝固体残存領域Ｓとが形成される。凝固体残存領域Ｓよりも基板Ｗの上面の周縁部側には、乾燥前処理液の液膜１００が残存する液残存領域Ｌが維持されている。
【００７６】
図６Ａに示すように、気体の吹き付けによって形成された乾燥領域Ｄは、平面視で、基板Ｗの上面の回転中心を中心とする円形状である。凝固体残存領域Ｓは、平面視で乾燥領域Ｄを取り囲む円環状であり、基板Ｗの上面の周縁部側から乾燥領域Ｄに隣接する。液残存領域Ｌは、平面視で乾燥領域Ｄおよび凝固体残存領域Ｓを取り囲む円環状であり、基板Ｗの上面の周縁部側から凝固体残存領域Ｓに隣接する。
【００７７】
このように、基板Ｗの上面の中央部への気体の吹き付けによって、乾燥領域Ｄと、凝固体残存領域Ｓと、液残存領域Ｌとがこの順番で基板Ｗの上面の中央部から基板Ｗの上面の周縁部に向かって並ぶ領域並存状態が発生する（領域並存状態発生工程）。
乾燥前処理液膜排除工程においても基板回転工程は継続されている。すなわち、基板回転工程は、乾燥前処理液膜排除工程と並行して実行される。
【００７８】
基板Ｗの回転は、気体の吹き付けの開始とほぼ同時に加速される（回転加速工程）。すなわち、回転加速工程は、乾燥前処理液膜排除工程の開始とほぼ同時に実行される。基板Ｗの回転速度は、所定の液膜排除速度に変更される。液膜排除速度は、パドル速度よりも高速度であり、たとえば、３００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍである。
液膜排除速度での基板Ｗの回転によって、基板Ｗ上の液膜１００が薄くなる。そのため、凝固体１０１を形成するために必要な溶媒の蒸発量と、基板Ｗの上面を乾燥させるために必要な凝固体１０１の昇華量とが低減される。これにより、領域並存状態の発生が促進される。
【００７９】
また、熱媒バルブ５６が開かれることによって、気体の吹き付けの開始と同時に下面ノズル１３から基板Ｗの下面の中央部に向けて熱媒が吐出される。下面ノズル１３から吐出された熱媒は、回転状態の基板Ｗの下面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの下面に沿って外方に流れる。これにより、熱媒が基板Ｗの下面の全体に広がる。基板Ｗの下面に供給された熱媒によって基板Ｗが加熱される。熱媒は、基板Ｗを介して基板Ｗ上の液膜１００を加熱する。そのため、溶媒の蒸発および凝固体１０１の昇華が促進される。その結果、領域並存状態の発生が促進される。
【００８０】
領域並存状態が発生した後も、基板Ｗの上面の中央部に対する気体の吹き付け、液膜排除速度での基板Ｗの回転、および基板Ｗの下面の中央部に対する熱媒の供給が継続される。そのため、凝固体残存領域Ｓにおいて凝固体１０１が昇華されて基板Ｗが乾燥され、かつ、液残存領域Ｌにおいて凝固体残存領域Ｓに近接する部分の乾燥前処理液の溶媒が蒸発して新たに凝固体１０１が形成される。これにより、図５Ｄに示すように、領域並存状態を維持しながら凝固体残存領域Ｓが基板Ｗの上面の周縁部に向かって移動するように乾燥領域Ｄが拡大される（乾燥領域拡大工程）。
【００８１】
詳しくは、乾燥領域Ｄの拡大中において、基板Ｗの上面の中央部に対して吹き付けられた気体は、基板Ｗの上面に沿って基板Ｗの上面の周縁部に向かって流れる。気体は、基板Ｗの上面の周縁部に向かう途中で、凝固体１０１、および、液残存領域Ｌの液膜１００において凝固体残存領域Ｓに隣接する部分にぶつかる。これにより、気体が、凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１と、液残存領域Ｌの液膜１００において凝固体残存領域Ｓに近接する部分との両方に供給される（気体供給工程）。これにより、凝固体残存領域Ｓにおいて凝固体１０１の昇華が促進され、液残存領域Ｌにおいて凝固体残存領域Ｓに近接する部分の乾燥前処理液の溶媒の蒸発が促進される。すなわち、中央ノズル１２および気体流路６５は、気体供給ユニットとして機能する。
【００８２】
乾燥領域Ｄの拡大中の所定のタイミングにおいて、第１気体流量調整バルブ５８および第２気体流量調整バルブ５９を制御して、中央ノズル１２および気体流路６５から吐出される気体の少なくとも一方の流量を増加させてもよい。
また、乾燥領域Ｄの拡大中において、下面ノズル１３から基板Ｗの下面に供給された熱媒によって、基板Ｗを介して液膜１００の全体が加熱される。そのため、凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１、および、液残存領域Ｌの液膜１００において凝固体残存領域Ｓに近接する部分も加熱される（加熱工程）。これにより、凝固体残存領域Ｓにおいて凝固体１０１の昇華が促進され、液残存領域Ｌにおいて凝固体残存領域Ｓに近接する部分の乾燥前処理液の溶媒の蒸発が促進される。すなわち、下面ノズル１３は、加熱ユニットとして機能する。
【００８３】
図６Ｂに示すように、乾燥領域Ｄは、乾燥領域Ｄを取り囲む円環状に凝固体残存領域Ｓを維持しながら、凝固体残存領域Ｓが基板Ｗの上面の周縁部に向かって移動するように拡大する。乾燥領域Ｄは、乾燥領域Ｄの拡大中において、平面視で基板Ｗの上面の回転中心を中心とする円形状に維持されている。液残存領域Ｌは、乾燥領域Ｄの拡大中において、乾燥領域Ｄを取り囲む円環状を維持している。
【００８４】
図示しないが、乾燥領域Ｄが拡大されることによって、やがて凝固体残存領域Ｓの外周縁が基板Ｗの上面の周縁にまで達して液残存領域Ｌが消滅する。最終的には、乾燥領域Ｄがさらに拡大されることによって、乾燥領域Ｄの周縁が基板Ｗの周縁にまで達して凝固体残存領域Ｓが消滅する。つまり、乾燥領域Ｄが基板Ｗの上面の全域に広がる。言い換えると、基板Ｗの上面の全体から液膜１００および凝固体１０１が排除されて基板Ｗの上面が乾燥される（乾燥前処理液膜排除工程）。
【００８５】
このように、基板Ｗの上面の中央部に対する気体の吹き付け、液膜排除速度での基板Ｗの回転、および基板Ｗの下面の中央部に対する熱媒の供給によって、基板Ｗの上面から乾燥前処理液の液膜１００および凝固体１０１が排除される。詳しくは、領域並存状態が発生され、領域並存状態を維持しながら凝固体残存領域Ｓが基板Ｗの上面の周縁部に向かって移動するように乾燥領域Ｄが拡大される。この実施形態では、気体供給ユニット（中央ノズル１２および気体流路６５）と、スピンモータ２３と、下面ノズル１３とによって、乾燥前処理液膜排除ユニットが構成されている。
【００８６】
基板Ｗの上面から液膜１００および凝固体１０１が排除されると、基板Ｗの回転が停止される。ガード昇降ユニット７４が全てのガード７１を下位置に移動させる。そして、第１気体バルブ５４、第２気体バルブ５５および熱媒バルブ５６が閉じられる。そして、対向部材昇降ユニット６１が対向部材６を上位置に移動させる。
搬送ロボットＣＲが、処理ユニット２に進入して、スピンチャック５のチャックピン２０から処理済みの基板Ｗをすくい取って、処理ユニット２外へと搬出する（ステップＳ７）。その基板Ｗは、搬送ロボットＣＲから搬送ロボットＩＲへと渡され、搬送ロボットＩＲによって、キャリヤＣに収納される。
【００８７】
図７は、前記乾燥領域拡大工程における基板の上面の様子を説明するための模式図である。
基板処理が実行される基板Ｗの上面には、微細なパターン１６０が形成されている。パターン１６０は、基板Ｗの上面に形成された微細な凸状の構造体１６１と、隣接する構造体１６１の間に形成された凹部（溝）１６２とを含む。構造体１６１が筒状である場合には、その内方に凹部が形成されることになる。
【００８８】
構造体１６１は、絶縁体膜を含んでいてもよいし、導体膜を含んでいてもよい。また、構造体１６１は、複数の膜を積層した積層膜であってもよい。
パターン１６０のアスペクト比は、たとえば、１０〜５０である。構造体１６１の幅は１０ｎｍ〜４５ｎｍ程度、構造体１６１同士の間隔は１０ｎｍ〜数μｍ程度であってもよい。構造体１６１の高さは、たとえば５０ｎｍ〜５μｍ程度であってもよい。
【００８９】
乾燥領域拡大工程では、昇華によって、凝固体１０１が徐々に薄くなる。凝固体残存領域Ｓでは、凝固体１０１において形成されてからの経過時間が長い部分ほど、昇華が進んでいる。そのため、凝固体１０１の厚みは、形成されてからの経過時間が長い部分ほど薄い。すなわち、凝固体１０１は、基板Ｗの上面において周縁部側から中央部側に向かって薄くなる。構造体１６１の先端よりも上方の凝固体１０１が昇華した後、凹部１６２内の凝固体１０１が昇華する。凹部１６２内の凝固体１０１が昇華し尽くされることによって、基板Ｗの上面が乾燥される。これにより、基板Ｗの上面において、これまで凝固体残存領域Ｓであった部分が乾燥領域Ｄとなる。全ての凝固体１０１が昇華し尽くされる前に、凝固体残存領域Ｓと液残存領域Ｌとの境界付近の溶媒が蒸発して新たに凝固体１０１が形成される。そのため、液膜１００および凝固体１０１の位置が図７に二点鎖線で示す位置から図７に実線で示す位置に移動するように、凝固体残存領域Ｓが基板Ｗの上面の周縁部に向かって徐々に移動する。その結果、領域並存状態を維持しながら凝固体残存領域Ｓが基板Ｗの上面の周縁部に向かって移動するように乾燥領域Ｄが拡大される（乾燥領域拡大工程）。
【００９０】
第１実施形態によれば、領域並存状態を維持しながら乾燥領域Ｄを拡大することによって、基板Ｗの上面から乾燥前処理の液膜１００が排除される。これにより、基板Ｗの上面の全体を乾燥させることができる。
乾燥領域Ｄを拡大する際、凝固体残存領域Ｓが基板の上面の周縁部に向かって移動する。そのため、基板Ｗの上面の任意の箇所において、当該箇所に形成された凝固体１０１は、他の箇所における凝固体１０１の形成を待つことなく、昇華される。したがって、基板Ｗの上面の全域に凝固体１０１が形成された後に凝固体１０１の昇華が開始される方法と比較して、基板Ｗの上面の任意の箇所において、凝固体１０１が維持される時間を短くすることができる。言い換えると、凝固体１０１に起因する応力が基板Ｗの上面のパターン１６０の構造体１６１に作用する時間を短くすることができる。
【００９１】
その結果、昇華性物質を含む凝固体１０１に起因する応力の影響を低減できるので、パターン１６０の構造体１６１の倒壊を減らすことができる。
また、第１実施形態によれば、乾燥領域拡大工程において、凝固体残存領域Ｓを円環状に維持しながら、凝固体残存領域Ｓが基板Ｗの上面の周縁部に向かって移動するように乾燥領域Ｄが拡大される。そのため、凝固体残存領域Ｓが基板Ｗの上面の全域を隈無く走査しながら基板Ｗの上面の周縁部に向かって移動する。そのため、基板Ｗの上面の全域において、凝固体１０１に起因する応力がパターンに作用する時間を短くできる。それにより、基板Ｗの上面の全域に亘ってパターン１６０の構造体１６１の倒壊を減らすことができる。
【００９２】
また、第１実施形態によれば、乾燥領域Ｄの拡大中に、凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１と、液残存領域Ｌにおいて凝固体残存領域Ｓに近接する部分に存在する乾燥前処理液とに向けて、対向部材６の開口６ｂから気体が供給される。そのため、凝固体残存領域Ｓにおいて凝固体１０１の昇華を促進することができる。さらに、液残存領域Ｌにおいて凝固体残存領域Ｓに近接する部分に存在する乾燥前処理液からの溶媒の蒸発を促進して凝固体１０１の形成を促進することもできる。これにより、基板Ｗの上面の周縁部側への凝固体残存領域Ｓの移動および乾燥領域Ｄの拡大を促進することができる。よって、凝固体１０１に起因する応力が基板Ｗの上面のパターン１６０の構造体１６１に作用する時間を一層短くすることができる。
【００９３】
また、第１実施形態によれば、乾燥領域Ｄの拡大中に、下面ノズル１３から吐出される熱媒によって、基板Ｗを介して、凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１と、液残存領域Ｌにおいて凝固体残存領域Ｓに近接する部分の乾燥前処理液とが加熱される。そのため、凝固体残存領域Ｓにおいて凝固体１０１の昇華を促進することができ、液残存領域Ｌにおいて凝固体残存領域Ｓに近接する部分に存在する液膜１００からの溶媒の蒸発を促進して凝固体１０１の形成を促進することができる。これにより、領域並存状態を維持しながら基板Ｗの上面の周縁部側への凝固体残存領域Ｓの移動および乾燥領域Ｄの拡大を促進することができる。よって、凝固体１０１に起因する応力が基板Ｗの上面のパターン１６０の構造体１６１に作用する時間を一層短くすることができる。
【００９４】
また、第１実施形態によれば、基板Ｗの回転は、領域並存状態発生工程の開始（気体の吹き付けの開始）と同時に加速される。つまり、基板Ｗは、気体の吹き付けの開始直前までは比較的低速度（パドル速度）で回転され、気体の吹き付け開始後では比較的高速度（液膜排除速度）で回転される。
そのため、気体の吹き付けの開始直前までは、液膜１００を充分に厚い状態で維持することができる。したがって、基板Ｗの上面の全体を乾燥前処理液の液膜１００で確実に覆うことができる。一方、気体の吹き付けの開始後は、液膜１００に作用する遠心力が増大するため乾燥前処理液の液膜１００が薄くされる。そのため、凝固体１０１の形成のために蒸発させる溶媒の量が低減されるので、凝固体１０１を速やかに形成することができる。さらに、乾燥前処理液の液膜１００が薄くされることによって、液膜１００から形成される凝固体１０１も薄くなる。したがって、凝固体１０１を速やかに昇華させることができる。これにより、乾燥前処理液膜排除工程において、乾燥領域Ｄを速やかに拡大することができる。
【００９５】
また、第１実施形態によれば、置換液は、リンス液および乾燥前処理液の両方と相溶性を有する。したがって、リンス液と乾燥前処理液とが混和しない場合であっても、基板Ｗ上のリンス液を置換液で置換した後に乾燥前処理液を基板Ｗの上面に供給することによって、基板の上面に乾燥前処理液の液膜１００を形成することができる。したがって、リンス液と乾燥前処理液の選択の自由度が増大する。それにより、リンス液の種類によらずに、凝固体１０１に起因する応力の、パターン倒壊に対する影響の観点から、適切な昇華性物質を含む乾燥前処理液を選択できるので、パターン１６０の構造体１６１の倒壊を一層低減できる。
【００９６】
＜第２実施形態＞
図８Ａは、第２実施形態に係る基板処理装置１に備えられる処理ユニット２Ｐに備えられるスピンチャック５の周辺の模式的な部分断面図である。図８Ｂは、処理ユニット２Ｐに備えられるスピンベース２１およびその周辺の部材の模式的な平面図である。図８Ａおよび図８Ｂならびに後述する図９において、前述の図１〜図７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。
【００９７】
第２実施形態に係る処理ユニット２Ｐが第１実施形態の処理ユニット２（図２参照）と主に異なる点は、スピンベース２１と基板Ｗとの間に、昇降可能なヒータユニット１３０が設けられている点である。
ヒータユニット１３０は、円板状のホットプレートの形態を有している。ヒータユニット１３０は、基板Ｗの下面に下方から対向する対向面１３０ａを有する。
【００９８】
ヒータユニット１３０は、プレート本体１３１と、複数の支持ピン１３２と、ヒータ１３３とを含む。プレート本体１３１は、平面視において、基板Ｗよりも僅かに小さい。複数の支持ピン１３２は、プレート本体１３１の上面から突出している。プレート本体１３１の上面と、複数の支持ピン１３２の表面とによって対向面１３０ａが構成されている。
ヒータ１３３は、プレート本体１３１に内蔵されている抵抗体であってもよい。ヒータ１３３には、給電線１３４を介して、ヒータ通電ユニット１３５から電力が供給される。ヒータ１３３に通電することによって、対向面１３０ａが加熱される。ヒータ通電ユニット１３５は、たとえば、電源装置である。
【００９９】
ヒータユニット１３０は、ヒータユニット１３０の中央部から下方に延びる支軸１３６によって水平に支持されている。
ヒータユニット１３０の中心線は、基板Ｗの回転軸線Ａ１上に配置されている。スピンベース２１が回転しても、ヒータユニット１３０は回転しない。ヒータユニット１３０の外径は、基板Ｗの直径よりも小さい。複数のチャックピン２０は、ヒータユニット１３０のまわりに配置されている。
【０１００】
ヒータユニット１３０は、スピンベース２１に対して上下に移動可能である。ヒータユニット１３０は、支軸１３６を介してヒータ昇降ユニット１３７に接続されている。ヒータ昇降ユニット１３７は、上位置（実線で示す位置）と下位置（二点鎖線で示す位置）との間でヒータユニット１３０を鉛直に昇降させる。上位置は、ヒータユニット１３０が基板Ｗの下面に接触する接触位置である。下位置は、ヒータユニット１３０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２１の上面との間に配置される離間位置である。
【０１０１】
ヒータ昇降ユニット１３７は、たとえば、たとえば、ボールねじ機構（図示せず）と、それに駆動力を与える電動モータ（図示せず）とを含む。ヒータ昇降ユニット１３７は、ヒータリフタともいう。
ヒータユニット１３０は、上位置まで上昇させられる過程で、チャックピン２０から基板Ｗを持ち上げて対向面１３０ａによって基板Ｗを支持するように構成されていてもよい。そのためには、複数のチャックピン２０は、基板Ｗの周端に接触して基板Ｗを把持する閉状態と、基板Ｗの周端から退避した開状態との間で開閉可能であり、開状態において、基板Ｗの周端から離間して把持を解除する一方で、基板Ｗの周縁部の下面に接触して、基板Ｗを下方から支持するように構成されている必要がある。
【０１０２】
複数のチャックピン２０を開閉する構成として、処理ユニット２Ｐは、複数のチャックピン２０を開閉駆動するチャックピン駆動ユニット１４０をさらに含む。チャックピン駆動ユニット１４０は、たとえば、スピンベース２１に内蔵されたリンク機構１４１と、スピンベース２１外に配置された駆動源１４２とを含む。駆動源１４２は、たとえば、ボールねじ機構（図示せず）と、それに駆動力を与える電動モータ（図示せず）とを含む。
【０１０３】
ヒータ昇降ユニット１３７は、上位置から下位置までの任意の位置にヒータユニット１３０を位置させる。基板Ｗが複数のチャックピン２０に下方から支持されており、かつ、複数のチャックピン２０による基板Ｗの把持が解除されている状態で、ヒータユニット１３０が上位置まで上昇すると、ヒータユニット１３０の複数の支持ピン１３２が基板Ｗに下面に接触し、基板Ｗがヒータユニット１３０に支持される。
【０１０４】
その後、基板Ｗは、ヒータユニット１３０によって持ち上げられ、複数のチャックピン２０から上方に離れる。上位置に位置するヒータユニット１３０が下位置まで下降すると、ヒータユニット１３０上の基板Ｗが複数のチャックピン２０の上に置かれ、ヒータユニット１３０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２０とヒータユニット１３０との間で受け渡される。
【０１０５】
図３に二点鎖線で示した部分を参照して、第２実施形態に係るコントローラ３は、第１実施形態に係るコントローラ３が制御する対象に加えて、ヒータ通電ユニット１３５、ヒータ昇降ユニット１３７、およびチャックピン駆動ユニット１４０を制御する。
第２実施形態に係る基板処理装置１では、図４に示す流れ図と同様の基板処理が可能である。詳しくは、第２実施形態に係る基板処理は、乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）における基板Ｗの温度調整（加熱）がヒータユニット１３０を用いて行われる点を除いては、第１実施形態に係る基板処理とほぼ同じである。図９は、第２実施形態に係る基板処理装置１による基板処理の乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）の様子を説明するための模式図である。
【０１０６】
具体的には、図９に示すように、ヒータユニット１３０に電力が供給された状態で、基板Ｗの上面への気体の供給の開始とほぼ同時に、ヒータ昇降ユニット１３７が、ヒータユニット１３０を、下位置から基板Ｗの下面に非接触で近接する近接位置に移動させる。これにより、ヒータユニット１３０の輻射熱によって、基板Ｗの上面への気体の供給の開始（領域並存状態の発生）とほぼ同時に基板Ｗの加熱が開始される。
【０１０７】
ヒータユニット１３０の設定温度によっては、ヒータユニット１３０が下位置に位置する状態であってもヒータユニット１３０の輻射熱によって、基板Ｗが加熱される場合がある。この場合、ヒータユニット１３０の輻射熱によって、基板Ｗの上面への気体の供給の開始とほぼ同時に基板Ｗの加熱が強められる。
ヒータユニット１３０による基板Ｗの加熱は、乾燥領域Ｄの拡大中にも継続される。これにより、基板Ｗを介して凝固体１０１および液膜１００の全体が加熱される。すなわち、凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１、および液残存領域Ｌにおいて凝固体残存領域Ｓに近接する部分の液膜１００も加熱される（加熱工程）。第２実施形態では、ヒータユニット１３０が、加熱ユニットとして機能する。
【０１０８】
基板Ｗの回転は、第１実施形態と同様に、基板Ｗへの気体の供給の開始とほぼ同時に加速される（基板回転工程、回転加速工程）。基板Ｗの回転速度は、所定のパドル速度から所定の液膜排除速度に変更される。
乾燥領域Ｄの拡大中も、中央ノズル１２および気体流路６５からの気体の吐出が継続されることによって、気体が、凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１、および液残存領域Ｌにおいて凝固体残存領域Ｓに近接する部分の液膜１００に供給される（気体供給工程）。
【０１０９】
第２実施形態では、中央ノズル１２および気体流路６５からの気体の吐出によって領域並存状態が発生し、乾燥領域Ｄの拡大が促進される。また、ヒータユニット１３０による加熱およびスピンモータ２３による基板Ｗの回転によって、領域並存状態の発生および乾燥領域Ｄの拡大が促進されている。したがって、気体供給ユニット（中央ノズル１２および気体流路６５）と、スピンモータ２３と、ヒータユニット１３０とによって、乾燥前処理液膜排除ユニットが構成されている。
【０１１０】
乾燥領域Ｄ、凝固体残存領域Ｓおよび液残存領域Ｌの形状や、乾燥領域Ｄの拡大の原理は、第１実施形態と同様であるため、これらの説明を省略する（図６Ａ〜図７参照）。
第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
第２実施形態の基板処理では、ヒータユニット１３０に加えて、下面ノズル１３から基板Ｗの下面への熱媒の供給によって、液膜１００および凝固体１０１を加熱することもできる。
【０１１１】
乾燥前処理液膜排除工程において、基板Ｗを回転させる必要がない場合、ヒータユニット１３０は、基板Ｗを持ち上げてもよい。この場合、チャックピン２０は、開状態にされている必要がある。
＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態に係る基板処理装置１に備えられる処理ユニット２Ｑに備えられるスピンチャック５の周辺の模式図である。図１０および後述する図１１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。
【０１１２】
第３実施形態に係る処理ユニット２Ｑが第１実施形態の処理ユニット２（図２参照）と主に異なる点は、内蔵ヒータ１５０が対向部材６に内蔵されている点である。
図１０に示すように、内蔵ヒータ１５０は、対向部材６の内部に配置されている。内蔵ヒータ１５０は、対向部材６とともに昇降する。基板Ｗは、内蔵ヒータ１５０の下方に配置される。内蔵ヒータ１５０は、たとえば、抵抗体である。内蔵ヒータ１５０には、給電線（図示せず）を介して、ヒータ通電ユニット１５２から電力が供給される。内蔵ヒータ１５０に通電することによって、対向部材６の対向面６ａが加熱される。ヒータ通電ユニット１５２は、たとえば、電源装置である。
【０１１３】
図３に二点鎖線で示した部分を参照して、第３実施形態に係るコントローラ３は、第１実施形態に係るコントローラ３が制御する対象に加えて、ヒータ通電ユニット１５２を制御する。
第３実施形態に係る基板処理装置１では、図４に示す流れ図と同様の基板処理が可能である。詳しくは、第３実施形態に係る基板処理は、乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）における液膜１００および凝固体１０１の加熱が内蔵ヒータ１５０を用いて行われる点を除いては、第１実施形態に係る基板処理とほぼ同じである。図１１は、第３実施形態に係る基板処理装置１による乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）の様子を説明するための模式図である。
【０１１４】
具体的には、図１１に示すように、内蔵ヒータ１５０に電力が供給された状態で、対向部材昇降ユニット６１が、基板Ｗの上面への気体の供給の開始とほぼ同時に、対向部材６を下位置に配置する。これにより、内蔵ヒータ１５０の輻射熱によって、基板Ｗの上面への気体の供給の開始（領域並存状態の発生）とほぼ同時に、基板Ｗ上の液膜１００の加熱が開始される。
【０１１５】
内蔵ヒータ１５０による基板Ｗの加熱は、乾燥領域Ｄの拡大中にも継続される。これにより、乾燥領域Ｄの拡大中にも凝固体１０１および液膜１００の全体が加熱される。すなわち、凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１、および液残存領域Ｌの液膜１００において凝固体残存領域Ｓに近接する部分が加熱される（加熱工程）。第３実施形態では、内蔵ヒータ１５０が、加熱ユニットとして機能する。
【０１１６】
乾燥領域Ｄの拡大中には、中央ノズル１２および気体流路６５からの気体の吐出によって、気体が、凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１、および液残存領域Ｌにおいて凝固体残存領域Ｓに近接する部分の液膜１００に吹き付けられる（気体供給工程）。
基板Ｗの回転は、第１実施形態と同様に、基板Ｗへの気体の供給の開始とほぼ同時に加速される（基板回転工程、回転加速工程）。基板Ｗの回転速度は、所定のパドル速度から所定の液膜排除速度に変更される。
【０１１７】
第３実施形態では、中央ノズル１２および気体流路６５からの気体の吐出によって領域並存状態が発生し、乾燥領域Ｄの拡大が促進される。また、内蔵ヒータ１５０による加熱およびスピンモータ２３による基板Ｗの回転によって、領域並存状態の発生および乾燥領域Ｄの拡大が促進されている。したがって、気体供給ユニット（中央ノズル１２および気体流路６５）と、スピンモータ２３と、内蔵ヒータ１５０とによって、乾燥前処理液膜排除ユニットが構成されている。
【０１１８】
乾燥領域Ｄ、凝固体残存領域Ｓおよび液残存領域Ｌの形状や、乾燥領域Ｄの拡大の原理は、第１実施形態と同様であるため、これらの説明を省略する（図６Ａ〜図７参照）。
第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、第３実施形態によれば、内蔵ヒータ１５０が基板Ｗの上面に対向する対向部材６に内蔵されているため、基板Ｗの上面に保持された液膜１００および凝固体１０１を、基板Ｗを介することなく直接加熱することができる。したがって、基板Ｗの上面に保持された液膜１００および凝固体１０１を一層効率良く加熱することができる。
【０１１９】
第３実施形態の基板処理では、内蔵ヒータ１５０に加えて、下面ノズル１３から基板Ｗの下面への熱媒の供給によって、液膜１００および凝固体１０１を加熱してもよい。
＜第４実施形態＞
図１２Ａは、第４実施形態に係る基板処理装置による領域並存状態発生工程の様子を説明するための模式図である。図１２Ｂは、第４実施形態に係る基板処理装置１による乾燥領域拡大工程の様子を説明するための模式図である。図１２Ａおよび図１２Ｂにおいて、前述の図１〜図１１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。
【０１２０】
第４実施形態に係る処理ユニット２Ｒが第１実施形態の処理ユニット２（図２参照）と主に異なる点は、少なくとも水平方向に移動可能な移動ヒータ１２０を含む点である。移動ヒータ１２０は、たとえば、赤外線ヒータである。
移動ヒータ１２０は、赤外線を発する赤外線ランプ１２１と、赤外線ランプ１２１を収容するランプハウジング１２２とを含む。赤外線ランプ１２１は、ランプハウジング１２２内に配置されている。赤外線ランプ１２１は、たとえば、フィラメントと、フィラメントを収容する石英管とを含む。移動ヒータ１２０は、平面視で、基板Ｗの上面よりも小さい。
【０１２１】
移動ヒータ１２０は、ヒータ移動ユニット１２３によって、水平方向および鉛直方向に移動される。移動ヒータ１２０は、中心位置と、ホーム位置（退避位置）との間で移動することができる。移動ヒータ１２０は、中心位置に位置するとき、基板Ｗの上面の中央部に対向し、基板Ｗの上面の中央部を加熱する。
移動ヒータ１２０は、ホーム位置に位置するとき、基板Ｗの上面には対向せず、平面視において、処理カップ７の外方に位置する。移動ヒータ１２０は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近したり、基板Ｗの上面から上方に退避したりできる。
【０１２２】
ヒータ移動ユニット１２３は、たとえば、移動ヒータ１２０を支持し水平に延びるアーム１２３ａと、アーム１２３ａを駆動するアーム駆動ユニット１２３ｂとを含む。アーム駆動ユニット１２３ｂは、アーム１２３ａに結合され鉛直方向に沿って延びる回動軸（図示せず）と、回動軸を昇降させたり回動させたりする回動軸駆動ユニット（図示せず）とを含む。
【０１２３】
回動軸駆動ユニットは、回動軸を鉛直な回動軸線まわりに回動させることによってアーム１２３ａを揺動させる。さらに、回動軸駆動ユニットは、回動軸を鉛直方向に沿って昇降することにより、アーム１２３ａを上下動させる。アーム１２３ａの揺動および昇降に応じて、移動ヒータ１２０が水平方向および鉛直方向に移動する。
第４実施形態に係るコントローラ３は、第１実施形態に係るコントローラ３が制御する対象に加えて、ヒータ移動ユニット１２３を制御する（図３参照）。
【０１２４】
第４実施形態に係る基板処理装置１では、図４に示す流れ図と同様の基板処理が可能である。詳しくは、第４実施形態に係る基板処理は、乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）における領域並存状態の発生および乾燥領域Ｄの拡大が、主に移動ヒータ１２０による加熱によって行われる点を除いては、第１実施形態に係る基板処理とほぼ同じである。以下では、第４実施形態に係る基板処理の乾燥前処理液膜排除工程について説明する。
【０１２５】
図１２Ａに示すように、ヒータ移動ユニット１２３が、移動ヒータ１２０を中央位置に移動させる。移動ヒータ１２０が中心位置に移動することによって、乾燥前処理液の液膜１００において基板Ｗの上面の中央部に位置する部分（液膜１００の中央部）が移動ヒータ１２０の輻射熱によって加熱され始める。
移動ヒータ１２０による液膜１００の加熱の開始とほぼ同時に、基板Ｗの回転が加速される（回転加速工程）。基板Ｗの回転速度は、第１実施形態に係る基板処理と同様に、パドル速度から液膜排除速度に変更される。
【０１２６】
乾燥前処理液の液膜１００の中央部が加熱されることによって、液膜１００の回転中心付近の溶媒が蒸発されて凝固体１０１が形成される。液膜１００の中央部に対する加熱が継続されることによって、図１２Ａに示すように、当該凝固体１０１が昇華して基板Ｗの上面が乾燥され、基板Ｗの上面において乾燥した部分の周囲の溶媒が蒸発して凝固体１０１が形成される。
【０１２７】
このように、移動ヒータ１２０で乾燥前処理液の液膜１００の中央部を加熱することによって、領域並存状態が発生する（領域並存状態発生工程）。
液膜排除速度での基板Ｗの回転によって、基板Ｗ上の液膜１００が薄くなる。そのため、凝固体１０１を形成するために必要な溶媒の蒸発量と、基板Ｗの上面を乾燥させるために必要な凝固体１０１の昇華量とが低減される。また、移動ヒータ１２０による液膜１００および凝固体１０１の加熱によって、溶媒の蒸発および凝固体１０１の昇華が促進される。
【０１２８】
領域並存状態が発生した後も、移動ヒータ１２０による加熱、および、液膜排除速度での基板Ｗの回転が継続される。そのため、領域並存状態を維持しながら凝固体残存領域Ｓが基板Ｗの上面に向かって移動するように乾燥領域Ｄが拡大される（乾燥領域拡大工程）。
詳しくは、図１２Ｂに示すように、乾燥領域Ｄの拡大に伴って、ヒータ移動ユニット１２３は、移動ヒータ１２０を基板Ｗの上面の周縁部に向けて移動させる（ヒータ移動工程）。たとえば、移動ヒータ１２０は、凝固体残存領域Ｓに対向するように、移動する。そのため、乾燥領域Ｄの拡大中において、移動ヒータ１２０は、凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１と、その周辺部分、すなわち、液残存領域Ｌの液膜１００において凝固体残存領域Ｓに近接する部分とを加熱する（加熱工程）。
【０１２９】
移動ヒータ１２０は、基板Ｗが回転しているため、回転軸線Ａ１まわりの回転方向の全周において凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１と、液残存領域Ｌの液膜１００において凝固体残存領域Ｓに近接する部分とを加熱することができる。第４実施形形態では、移動ヒータ１２０が、加熱ユニットとして機能する。
第４実施形態では、移動ヒータ１２０による加熱によって領域並存状態が発生し、乾燥領域Ｄの拡大が促進される。また、スピンモータ２３による基板Ｗの回転によって、領域並存状態の発生および乾燥領域Ｄの拡大が促進されている。移動ヒータ１２０およびスピンモータ２３によって、乾燥前処理液膜排除ユニットが構成されている。
【０１３０】
乾燥領域Ｄ、凝固体残存領域Ｓおよび液残存領域Ｌの形状や、乾燥領域Ｄの拡大の原理は、第１実施形態と同様であるため、これらの説明を省略する（図６Ａ〜図７参照）。
第４実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
第４実施形態では、乾燥前処理液の液膜１００の中央部を加熱することによって、液膜１００の中央部に乾燥領域Ｄおよび凝固体残存領域Ｓが形成される。すなわち、乾燥前処理液の液膜１００の中央部を加熱することによって、領域並存状態が発生する。領域並存状態発生工程において、液膜１００の中央部の加熱の開始とほぼ同時に基板Ｗの回転が加速される。
【０１３１】
そのため、液膜１００の中央部の加熱の開始直前までは、液膜１００を充分に厚い状態で維持することができる。したがって、基板Ｗの上面の全体を乾燥前処理液の液膜１００で確実に覆うことができる。一方、液膜１００の中央部の加熱の開始後は、液膜１００に作用する遠心力が増大するため乾燥前処理液の液膜１００が薄くなる。そのため、凝固体１０１の形成のために蒸発させる溶媒の量が低減されるので、凝固体１０１を速やかに形成することができる。さらに、乾燥前処理液の液膜１００が薄くされることによって、この液膜１００から形成される凝固体１０１も薄くされる。そのため、乾燥領域拡大工程において、凝固体１０１を速やかに昇華させることができる。これにより、乾燥領域Ｄを速やかに拡大することができる。よって、凝固体１０１に起因する応力が基板Ｗの上面のパターン１６０の構造体１６１（図７参照）に作用する時間を一層短くすることができる。
【０１３２】
また、第４実施形態によれば、乾燥領域Ｄの拡大に伴って、移動ヒータ１２０が基板Ｗの上面の周縁部に向けて移動する。そのため、乾燥領域Ｄの拡大によって凝固体残存領域Ｓが基板Ｗの上面の周縁部に向かって移動する間、基板Ｗの上面の中央部よりも凝固体残存領域Ｓに近い位置に移動ヒータ１２０を維持することができる。したがって、乾燥領域Ｄの拡大中において、凝固体１０１を効率良く加熱することができる。これにより、凝固体残存領域Ｓにおいて凝固体１０１の昇華を一層促進することができる。さらに、液残存領域Ｌの液膜１００において凝固体残存領域Ｓに近接する部分に存在する乾燥前処理液からの溶媒の蒸発を促進して凝固体１０１の形成を一層促進することもできる。そのため、乾燥領域Ｄの拡大を一層促進することができる。
【０１３３】
第４実施形態の基板処理では、乾燥領域Ｄの拡大は、移動ヒータ１２０による加熱と基板Ｗの回転とによって促進される。しかしながら、乾燥領域Ｄの拡大中において、中央ノズル１２および気体流路６５の少なくとも一方（気体供給ユニット、図２参照。）から基板Ｗの上面へ気体を供給してもよい（気体供給工程）。これにより、乾燥領域Ｄの拡大が一層促進される。
【０１３４】
第４実施形態の基板処理では、移動ヒータ１２０に加えて、下面ノズル１３（加熱ユニット、図２参照。）から基板Ｗの下面への熱媒の供給によって、液膜１００および凝固体１０１を加熱することもできる（加熱工程）。
＜第５実施形態＞
図１３Ａは、第５実施形態に係る基板処理装置１による領域並存状態発生工程の様子を説明するための模式図である。図１３Ｂは、第５実施形態に係る基板処理装置による乾燥領域拡大工程の様子を説明するための模式図である。図１３Ａおよび図１３Ｂにおいて、前述の図１〜図１２Ｂ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。
【０１３５】
第５実施形態に係る処理ユニット２Ｓが第１実施形態の処理ユニット２（図２参照）と主に異なる点は、少なくとも水平方向に移動可能であり、基板Ｗの上面に向けて気体を吐出することができる移動気体ノズル１４を含む点である。
移動気体ノズル１４は、気体ノズル移動ユニット３９によって、水平方向および鉛直方向に移動される。移動気体ノズル１４は、中心位置と、ホーム位置（退避位置）との間で移動することができる。
【０１３６】
移動気体ノズル１４は、中心位置に位置するとき、基板Ｗの上面の回転中心に対向する。移動気体ノズル１４は、ホーム位置に位置するとき、基板Ｗの上面には対向せず、平面視において、処理カップ７の外方に位置する。移動気体ノズル１４は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近したり、基板Ｗの上面から上方に退避したりできる。
気体ノズル移動ユニット３９は、たとえば、移動気体ノズル１４を支持し水平に延びるアーム３９ａと、アーム３９ａを駆動するアーム駆動ユニット３９ｂとを含む。アーム駆動ユニット３９ｂは、アーム３９ａに結合され鉛直方向に沿って延びる回動軸（図示せず）と、回動軸を昇降させたり回動させたりする回動軸駆動ユニット（図示せず）とを含む。
【０１３７】
回動軸駆動ユニットは、回動軸を鉛直な回動軸線まわりに回動させることによってアーム３９ａを揺動させる。さらに、回動軸駆動ユニットは、回動軸を鉛直方向に沿って昇降することにより、アーム３９ａを上下動させる。アーム３９ａの揺動および昇降に応じて、移動気体ノズル１４が水平方向および鉛直方向に移動する。
移動気体ノズル１４は、気体を移動気体ノズル１４に案内する移動気体配管４７に接続されている。移動気体配管４７に介装された移動気体バルブ５７が開かれると、気体が、移動気体ノズル１４の吐出口から下方に連続的に吐出される。
【０１３８】
移動気体ノズル１４から吐出される気体は、たとえば、窒素ガス（Ｎ２）等の不活性ガスである。移動気体ノズル１４から吐出される気体は、空気であってもよい。
第５実施形態に係るコントローラ３は、第１実施形態に係るコントローラ３が制御する対象に加えて、移動気体バルブ５７および気体ノズル移動ユニット３９を制御する（図３参照）。
【０１３９】
第５実施形態に係る基板処理装置１では、図４に示す流れ図と同様の基板処理が可能である。詳しくは、第５実施形態に係る基板処理は、乾燥前処理液膜排除工程（ステップＳ６）における乾燥領域Ｄおよび凝固体残存領域Ｓの形成、および、乾燥領域Ｄの拡大が、主に移動気体ノズル１４からの気体の吹き付けによって行われる点を除いては、第１実施形態に係る基板処理とほぼ同じである。以下では、第５実施形態に係る基板処理の乾燥前処理液膜排除工程について説明する。
【０１４０】
図１３Ａに示すように、気体ノズル移動ユニット３９が、移動気体ノズル１４を中央位置に移動させる。移動気体ノズル１４が中心位置に位置する状態で、移動気体バルブ５７が開かれる。これにより、移動気体ノズル１４の吐出口から基板Ｗの上面に向けて気体が吐出される（気体吐出工程）。移動気体ノズル１４から吐出された気体は、基板Ｗの上面の中央部に吹き付けられ、領域並存状態が発生する。
【０１４１】
基板Ｗの回転は、移動気体ノズル１４から基板Ｗへの気体の供給の開始とほぼ同時に加速される（基板回転工程、回転加速工程）。基板Ｗの回転速度は、所定のパドル速度から所定の液膜排除速度に変更される。
移動気体バルブ５７が開かれるタイミングとほぼ同じタイミングで熱媒バルブ５６が開かれる。これにより、移動気体ノズル１４からの気体の吐出開始とほぼ同時に、下面ノズル１３からの熱媒の吐出が開始される。下面ノズル１３から基板Ｗの下面への熱媒の供給によって、基板Ｗを介して、基板Ｗ上の液膜１００が加熱される。これにより、領域並存状態の発生が促進される。
【０１４２】
そして、図１３Ｂに示すように、乾燥領域Ｄの拡大に伴って、気体ノズル移動ユニット３９が、移動気体ノズル１４を、基板Ｗの上面の周縁部に向けて移動させる（ノズル移動工程）。たとえば、移動気体ノズル１４の吐出口が凝固体残存領域Ｓに対向するように、移動気体ノズル１４を移動させる。そのため、乾燥領域Ｄの拡大中において、移動気体ノズル１４の吐出口から吐出される気体は、凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１に供給される。移動気体ノズル１４の吐出口から吐出される気体は、直接または間接的に凝固体残存領域Ｓの周辺部分、すなわち、液残存領域Ｌの液膜１００において凝固体残存領域Ｓに近接する部分にも供給される（気体供給工程）。
【０１４３】
移動気体ノズル１４は、基板Ｗが回転しているため、回転軸線Ａ１まわりの回転方向の全周において凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１と、液残存領域Ｌの液膜１００において凝固体残存領域Ｓに近接する部分とに気体を吹き付けることができる。そのため、移動気体ノズル１４が、気体供給ユニットとして機能する。
乾燥領域Ｄの拡大中にも、下面ノズル１３から基板Ｗの下面への熱媒の供給が継続される。そのため、凝固体残存領域Ｓの凝固体１０１および液残存領域Ｌの液膜１００において凝固体残存領域Ｓに近接する部分が加熱される（加熱工程）。下面ノズル１３は、加熱ユニットとして機能する。
【０１４４】
第５実施形態では、移動気体ノズル１４から基板Ｗへの気体の供給によって領域並存状態が発生し、乾燥領域Ｄの拡大が促進される。また、下面ノズル１３から基板Ｗへの熱媒の供給、および、スピンモータ２３による基板Ｗの回転によって、領域並存状態の発生および乾燥領域Ｄの拡大が促進されている。したがって、移動気体ノズル１４と、スピンモータ２３と、下面ノズル１３とによって、乾燥前処理液膜排除ユニットが構成されている。
【０１４５】
質量パーセント濃度が０．６２ｗｔ％以上２．０６ｗｔ％以下の樟脳を溶質（昇華性物質）として含み、溶媒としてＩＰＡを含む乾燥前処理液を用いて、基板Ｗの上面の全体に凝固体１０１を形成した後に凝固体１０１を昇華させた場合には、パターン１６０の構造体１６１の倒壊率は、８３％以下であった。また、質量パーセント濃度が１．０４ｗｔ％以上１．２５ｗｔ％以下の樟脳を溶質として含み、溶媒としてＩＰＡを含む乾燥前処理液を用いて、基板Ｗの上面の全体に凝固体１０１を形成した後に凝固体１０１を昇華させた場合には、パターン１６０の構造体１６１の倒壊率は、２０％以下であった。
【０１４６】
したがって、基板Ｗの中央部に向けた気体の供給が開始された後、乾燥前処理液中の樟脳の質量パーセント濃度が０．６２ｗｔ％以上２．０６ｗｔ％以下になるタイミングで移動気体ノズル１４の移動が開始されることが好ましい。そうであるならば、パターン１６０の構造体１６１の倒壊率を低減することができる。乾燥前処理液中の樟脳の質量パーセント濃度が１．０４ｗｔ％以上１．２５ｗｔ％以下になるタイミングで、移動気体ノズル１４の移動が開始されることが一層好ましい。そうであるならば、パターン１６０の倒壊率を一層低減することができる。
【０１４７】
乾燥領域Ｄ、凝固体残存領域Ｓおよび液残存領域Ｌの形状や、乾燥領域Ｄの拡大の原理は、第１実施形態と同様であるため、これらの説明を省略する（図６Ａ〜図７参照）。
第５実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、第５実施形態によれば、乾燥領域Ｄの拡大に伴って、移動気体ノズル１４が基板Ｗの上面の周縁部に向けて移動する。そのため、乾燥領域Ｄの拡大によって凝固体残存領域Ｓが基板Ｗの上面の周縁部に向かって移動する間、凝固体残存領域Ｓに近い位置に移動気体ノズル１４を維持することができる。したがって、乾燥領域Ｄの拡大中において、凝固体残存領域Ｓに効率良く気体を供給することができる。そのため、凝固体残存領域Ｓにおいて凝固体１０１の昇華を一層促進することができる。さらに、液残存領域Ｌの液膜１００において凝固体残存領域Ｓに近接する部分からの溶媒の蒸発を促進して凝固体１０１の形成を一層促進することもできる。これにより、乾燥領域Ｄの拡大を一層促進することができる。よって、凝固体１０１に起因する応力が基板Ｗの上面のパターン１６０の構造体１６１（図７参照）に作用する時間を一層短くすることができる。
【０１４８】
第５実施形態の基板処理では、乾燥領域Ｄの拡大は、移動気体ノズル１４から気体の供給と基板Ｗの回転と、下面ノズル１３から基板Ｗの下面への熱媒の供給とによって促進される。しかしながら、乾燥領域Ｄの拡大中において、中央ノズル１２および気体流路６５の少なくともいずれか（図２参照）から基板Ｗの上面へ気体を供給してもよい。これにより、乾燥領域Ｄの拡大が一層促進される。
【０１４９】
第５実施形態の基板処理では、移動気体ノズル１４から吐出される気体によって、領域並存状態が発生し乾燥領域Ｄが拡大されるとした。しかしながら、中央ノズル１２および気体流路６５の少なくともいずれかから吐出された気体が、領域並存状態を発生させてもよい。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
【０１５０】
たとえば、上述の実施形態では、薬液ノズル８、リンス液ノズル９、乾燥前処理液ノズル１０および置換液ノズル１１は、移動ノズルである。しかしながら、薬液ノズル８、リンス液ノズル９、乾燥前処理液ノズル１０および置換液ノズル１１は、水平方向および鉛直方向における位置が固定された固定ノズルであってもよい。また、薬液、リンス液、乾燥前処理液、および置換液の少なくともいずれかが、中央ノズル１２から吐出されるように構成されていてもよい。
【０１５１】
また、たとえば、中央ノズル１２、気体流路６５および移動気体ノズル１４から吐出される気体は、高温不活性ガスや高温空気等の高温気体であってもよい。そうであるならば、溶媒の蒸発や凝固体１０１の昇華を促進することができる。
また、上述の各実施形態では、乾燥前処理液の吐出の停止とほぼ同時に、基板Ｗの回転が所定のパドル速度まで減速される。しかしながら、乾燥前処理液の吐出後に基板Ｗの回転を減速することなく、基板Ｗの上面の中央部に向けて気体を供給して領域並存状態を発生させてもよい。そうであるならば、基板Ｗの上面からの乾燥処理液の液膜１００の除去に要する時間を短縮することができる。
【０１５２】
また、上述の各実施形態において、基板処理装置１には、基板Ｗの上面の様子を観察するためのカメラ等の撮像ユニットが設けられていてもよい。撮像ユニットを用いて、凝固体１０１の形成および昇華の時間を観察した結果に基づいて、基板Ｗの上面に供給される気体の流量や、移動気体ノズル１４や移動ヒータ１２０の移動速度をフィードバック制御してもよい。
【０１５３】
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１        ：基板処理装置
１２      ：中央ノズル（気体供給ユニット、乾燥前処理液膜排除ユニット）
１３      ：下面ノズル（加熱ユニット、乾燥前処理液膜排除ユニット）
１４      ：移動気体ノズル（気体供給ユニット、乾燥前処理液膜排除ユニット）
２３      ：スピンモータ（基板回転ユニット、乾燥前処理液膜排除ユニット）
６５      ：気体流路（気体供給ユニット、乾燥前処理液膜排除ユニット）
１００    ：液膜（乾燥前処理液の液膜）
１０１    ：凝固体
１２０    ：移動ヒータ（加熱ユニット、乾燥前処理液膜排除ユニット）
１３０    ：ヒータユニット（加熱ユニット、乾燥前処理液膜排除ユニット）
１５０    ：内蔵ヒータ（加熱ユニット、乾燥前処理液膜排除ユニット）
１６０    ：パターン
Ａ１      ：回転軸線（鉛直軸線）
Ｄ        ：乾燥領域
Ｌ        ：液残存領域
Ｓ        ：凝固体残存領域
Ｗ        ：基板
【図１】
2020035986.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2020035986.tif 000012
【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
2020035986.tif 000019
【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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