(57)【要約】【課題】パターンの倒壊を抑制しながら、基板のパターン形成面を乾燥させることができる基板処理方法および基板処理装置を提供する。【解決手段】基板Ｗのパターン形成面に昇華性物質を含む処理液を供給して処理液膜５７を形成し、処理液膜の温度を、昇華性物質の融点以上、かつ昇華性物質の沸点未満の温度範囲に保持しつつ処理液の供給を停止し、処理液膜の温度が上記の温度範囲にある間に、処理液膜を薄くし、薄くなった処理液膜をパターン形成面上で凝固させて凝固体を形成したのち、凝固体を昇華させてパターン形成面から除去する。【選択図】図５Ｆ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のパターン形成面に昇華性物質を含む処理液を供給して、前記パターン形成面に処理液膜を形成する処理液膜形成工程と、
前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満の温度範囲に保持する温度保持工程と、
前記処理液膜の温度が前記温度範囲にある間に、前記処理液膜を薄くする薄膜化工程と、
前記温度保持工程の後に、前記薄膜化工程によって薄くなった前記処理液膜を前記パターン形成面上で凝固させて前記昇華性物質の凝固体を形成する凝固工程と、
前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華工程と、
を含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記処理液膜形成工程が、前記パターン形成面の周縁にまで広がる前記処理液膜を形成する工程を含み、
前記薄膜化工程が、前記処理液の供給を停止した後に前記処理液膜を構成する前記処理液の一部を前記パターン形成面から除去することによって、前記処理液膜を薄くする除去薄膜化工程を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記除去薄膜化工程が、前記基板を水平に保持して回転させる基板回転工程を含む、請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記処理液膜形成工程が、前記処理液膜として、前記基板の直径よりも小さい処理液コアを、前記パターン形成面の中心を含む所定領域に形成するコア形成工程を含み、
前記薄膜化工程が、前記処理液コアを前記パターン形成面の周縁まで広げて薄くすることによって、前記処理液膜を薄くする拡大薄膜化工程を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記拡大薄膜化工程が、前記基板を水平に保持して回転させる基板回転工程を含む、請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記コア形成工程が、前記基板を水平に保持して第１回転速度で回転させる第１基板回転工程を含み、
前記拡大薄膜化工程が、前記基板を水平に保持して前記第１回転速度よりも高速度である第２回転速度で回転させる第２基板回転工程を含む、請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記拡大薄膜化工程の開始前に、前記処理液の供給を停止する処理液供給停止工程をさらに含む、請求項４〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記拡大薄膜化工程の実行中に前記パターン形成面への前記処理液の供給を継続することによって、前記処理液を前記処理液膜に補充する処理液補充工程をさらに含む、請求項４〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記温度保持工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に温調媒体を供給することによって、前記基板を介して、前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を調節する温調媒体供給工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記凝固工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に冷媒を供給することにより、当該基板を介して、前記昇華性物質の凝固点以下の温度にまで前記処理液膜を冷却する基板冷却工程を含み、
前記温調媒体供給工程が、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満の第１温度の第１熱媒を、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に供給する第１熱媒供給工程と、前記第１熱媒供給工程の後に実行され、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満であり、前記第１熱媒よりも低温の第２熱媒を、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に供給する第２熱媒供給工程とを含む、請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記凝固工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に冷媒を供給することにより、当該基板を介して、前記昇華性物質の凝固点以下の温度にまで前記処理液膜を冷却する基板冷却工程を含む、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１２】
前記温度保持工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に対向する対向面を有するヒータユニットから前記基板に伝達される熱によって、前記処理液の温度を調節するヒータ温調工程を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記温度保持工程が、熱媒供給ユニットによって、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に熱媒を供給する熱媒供給工程を含み、
前記凝固工程が、冷媒供給ユニットによって、前記基板の裏面に冷媒を供給する冷媒供給工程を含み、
前記熱媒供給ユニットによる熱媒の供給停止タイミングおよび前記冷媒供給ユニットによる冷媒の供給開始タイミングのうちの少なくとも一方を制御することによって、前記薄膜化工程のための薄膜化期間を調整し、それによって、薄膜化工程後の前記処理液膜の膜厚を制御する工程をさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記熱媒供給ユニットが、熱媒経路を通して前記熱媒を前記基板の裏面に供給するように構成されており、
前記冷媒供給ユニットが、冷媒経路を通して前記冷媒を前記基板の裏面に供給するように構成されており、
前記熱媒経路への前記熱媒の供給停止タイミング、または前記冷媒経路への前記冷媒の供給開始タイミングが、前記パターン形成面への前記処理液の供給を停止した以降である、請求項１３に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記熱媒経路および前記冷媒経路が、少なくとも部分的に配管を共有している、請求項１４に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
前記凝固工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に対向する対向面を有するクーラユニットへ前記基板から熱を伝達させることによって、前記基板を介して前記昇華性物質の凝固点以下の温度にまで前記処理液膜を冷却する基板冷却工程を含む、請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
前記温度保持工程が、前記処理液膜形成工程よりも早く開始される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１８】
前記処理液が、溶質としての前記昇華性物質と、溶媒とを含み、
前記温度保持工程が、前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を、前記溶媒の沸点未満に保持する工程を含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１９】
前記パターン形成面に、前記処理液と混和する前処理液を供給する前処理液供給工程をさらに含み、
前記前処理液供給工程の後に、前記処理液膜形成工程が実行される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
前記昇華工程と並行して実行され、前記パターン形成面における結露を防止する結露防止工程をさらに含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２１】
前記結露防止工程が、前記パターン形成面に、不活性ガスを供給する工程を含む、請求項２０に記載の基板処理方法。
【請求項２２】
前記不活性ガスが、室温よりも高温の高温不活性ガスである、請求項２１に記載の基板処理方法。
【請求項２３】
前記結露防止工程が、前記パターン形成面の近傍の空間の雰囲気を遮断する雰囲気遮断工程を含む、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２４】
前記結露防止工程が、前記基板の周囲の雰囲気を除湿する除湿工程を含む、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２５】
前記昇華工程と並行して実行され、前記凝固体の昇華を促進する昇華促進工程をさらに含む、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２６】
前記昇華促進工程が、前記パターン形成面の近傍の空間を減圧する減圧工程を含む、請求項２５に記載の基板処理方法。
【請求項２７】
前記昇華促進工程が、前記基板を回転させることによって、前記凝固体の昇華を促進する回転昇華促進工程を含む、請求項２５または２６に記載の基板処理方法。
【請求項２８】
前記昇華促進工程が、前記パターン形成面の近傍の雰囲気を加熱する雰囲気加熱工程を含む、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２９】
請求項１〜２８のいずれか一項に記載の基板処理方法に用いられる基板処理装置であって、
前記基板の前記パターン形成面に前記昇華性物質を含む前記処理液を供給する処理液供給ユニットと、
前記基板の前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満の温度に保持する温度保持ユニットと、
前記処理液膜を薄くする薄膜化ユニットと、
前記処理液膜を前記パターン形成面上で凝固させて前記凝固体を形成する凝固ユニットと、
前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華ユニットと、
前記処理液供給ユニット、前記温度保持ユニット、前記薄膜化ユニット、前記凝固ユニットおよび前記昇華ユニットを制御して、請求項１〜２８のいずれか一項の基板処理方法の各工程を実行する制御装置と、
を含む、基板処理装置。
【請求項３０】
基板のパターン形成面に昇華性物質を含む処理液を供給して、前記パターン形成面に処理液膜を形成する処理液供給工程と、
前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満の温度範囲に保持する温度保持工程と、
前記処理液供給工程による処理液の供給を停止した後、前記処理液膜の温度が前記温度範囲にある間に、前記処理液膜を構成する処理液の一部を前記パターン形成面から除去して、前記処理液膜を薄くする薄膜化工程と、
前記温度保持工程の後に、前記薄膜化工程によって薄くなった前記処理液膜を前記パターン形成面上で凝固させて凝固体を形成する凝固工程と、
前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華工程と、
を含む、基板処理方法。
【請求項３１】
前記温度保持工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に熱媒を接触させることにより、当該基板を介して、前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を調節する基板温度調節工程を含む、請求項３０に記載の基板処理方法。
【請求項３２】
前記基板温度調節工程が、前記処理液供給工程の開始よりも早く開始される、請求項３１に記載の基板処理方法。
【請求項３３】
前記凝固工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に、前記昇華性物質の凝固点以下の温度の冷媒を接触させることにより、当該基板を介して前記処理液膜を冷却する基板冷却工程を含む、請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項３４】
前記温度保持工程が、熱媒供給ユニットによって、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に熱媒を供給する熱媒供給工程を含み、
前記凝固工程が、冷媒供給ユニットによって、前記基板の裏面に冷媒を供給する冷媒供給工程を含み、
前記熱媒供給ユニットによる前記熱媒の供給停止タイミングおよび前記冷媒供給ユニットによる前記冷媒の供給開始タイミングのうちの少なくとも一方を制御することによって、前記薄膜化工程のための薄膜化期間を調整し、それによって、薄膜化工程後の処理液膜の膜厚を制御する工程をさらに含む、請求項３０〜３３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項３５】
前記熱媒供給ユニットが、熱媒経路を通して前記熱媒を前記基板の裏面に供給するように構成されており、
前記冷媒供給ユニットが、冷媒経路を通して前記冷媒を前記基板の裏面に供給するように構成されており、
前記熱媒経路への前記熱媒の供給停止タイミング、または前記冷媒経路への前記冷媒の供給開始タイミングが、前記処理液供給工程による前記処理液の供給を停止した以降である、請求項３４に記載の基板処理方法。
【請求項３６】
前記熱媒経路および前記冷媒経路が、少なくとも部分的に配管を共有している、請求項３５に記載の基板処理方法。
【請求項３７】
前記薄膜化工程が、前記基板を水平に保持して回転する基板回転工程を含む、請求項３０〜３６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項３８】
前記パターン形成面に、前記処理液と混和する前処理液を供給する前処理液供給工程をさらに含み、
前記前処理液供給工程の後に、前記処理液供給工程が実行される、請求項３０〜３７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項３９】
前記昇華工程と並行して実行され、前記パターン形成面における結露を防止する結露防止工程をさらに含む、請求項３０〜３８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項４０】
前記結露防止工程が、前記パターン形成面に、不活性ガスを供給する工程を含む、請求項３９に記載の基板処理方法。
【請求項４１】
前記不活性ガスが、室温よりも高温の高温不活性ガスである、請求項４０に記載の基板処理方法。
【請求項４２】
前記結露防止工程が、前記パターン形成面の近傍の空間の雰囲気を遮断する雰囲気遮断工程を含む、請求項３９〜４１のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項４３】
前記結露防止工程が、前記基板の周囲の雰囲気を除湿する除湿工程を含む、請求項３９〜４２のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項４４】
前記昇華工程と並行して実行され、前記凝固体の昇華を促進する昇華促進工程をさらに含む、請求項３０〜４３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項４５】
前記昇華促進工程が、前記パターン形成面の近傍の空間を減圧する減圧工程を含む、請求項４４に記載の基板処理方法。
【請求項４６】
前記昇華促進工程が、前記基板を回転させる基板回転工程を含む、請求項４４または４５に記載の基板処理方法。
【請求項４７】
前記昇華促進工程が、前記パターン形成面の近傍の雰囲気を加熱する雰囲気加熱工程を含む、請求項４４〜４６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項４８】
請求項３０〜４７のいずれか一項に記載の基板処理方法に用いられる基板処理装置であって、
前記基板の前記パターン形成面に前記昇華性物質を含む前記処理液を供給する処理液供給ユニットと、
前記基板の前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満の温度に保持する温度保持ユニットと、
前記処理液膜を構成する前記処理液の一部を前記パターン形成面から除去して、前記処理液膜を薄くする薄膜化ユニットと、
前記処理液膜を前記パターン形成面上で凝固させて前記凝固体を形成する凝固ユニットと、
前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華ユニットと、
前記処理液供給ユニット、前記温度保持ユニット、前記薄膜化ユニット、前記凝固ユニットおよび前記昇華ユニットを制御して、請求項３０〜４７のいずれか一項の基板処理方法の各工程を実行する制御装置と、
を含む、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板の例には、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、湿式の基板処理が実施される。
たとえば、ドライエッチング工程等を経て、凹凸を有する微細なパターンを形成した基板の表面（パターン形成面）には、反応副生成物であるエッチング残渣が存在している場合がある。また、パターン形成面には、金属不純物や有機汚染物質等が付着している場合もある。
【０００３】
これらの物質を除去するために、薬液を用いた薬液処理が実施される。薬液としては、エッチング液、洗浄液等が用いられる。また、薬液処理の後には、薬液をリンス液によって除去するリンス処理が行われる。リンス液としては、脱イオン水等が用いられる。
その後、リンス液を除去することによって基板を乾燥させる乾燥処理が行われる。
近年、基板のパターン形成面に形成される凹凸状のパターンの微細化に伴い、パターンの凸部のアスペクト比（凸部の高さと幅の比）が大きくなる傾向がある。
【０００４】
そのため、乾燥処理の際に、パターンの凸部間の凹部に入り込んだリンス液の液面（リンス液と、その上の気体との界面）に作用する表面張力によって、隣り合う凸部同士が引き寄せられて倒壊する場合がある。
たとえば、乾燥や化学的な変化等によって固体に変化し得る溶液を基板のパターン形成面に供給し、固体に変化させてパターンを支持する支持材を形成したのち、形成した支持材を、固相から液相を経ずに気相に変化させて除去する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
この方法によれば、液体の表面張力の影響を排除して、パターンの倒壊を抑制しながら、基板のパターン形成面を乾燥させることができる。
支持材を形成する材料としては、たとえば、常温での蒸気圧が高く、固相から液相を経ずに気相に変化する、いわゆる昇華性を有する物質（以下「昇華性物質」と記載する場合がある）が用いられる。
【０００６】
昇華性物質を用いた方法では、昇華性物質を含む処理液を基板のパターン形成面に供給して処理液膜を形成し、形成した処理液膜をパターン形成面上で凝固させて凝固体を形成する。次いで、形成した凝固体をパターンの凸部の支持材として用いて凸部の倒壊を抑制しながら、凝固体を昇華させて除去することにより、基板のパターン形成面を乾燥させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１６６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
昇華性物質を含む処理液を基板のパターン形成面に供給して処理液膜を形成する際には、基板の回転速度を大きくして、遠心力によって、余剰の処理液を除去することが好ましい。これは、処理液膜の膜厚を可及的に薄くして、凝固体の形成およびその昇華除去に要する時間を短縮するためである。
ところが、基板の回転に伴って処理液膜が高速で回転されるほど、処理液膜の液面から昇華性物質が気化しやすくなる。
【０００９】
そして、昇華性物質が気化する際に気化熱を奪うことにより、処理液膜の温度が低下して処理液膜の凝固が進行する。このような意図しない気化に伴う凝固現象の進行速度は、処理液膜を形成した後に実行される意図的な凝固工程における凝固現象よりも遅い。
そのため、処理液膜の凝固によって基板のパターン形成面に形成される凝固体に内部応力（歪み）が残留しやすく、凝固体の内部応力が大きくなってパターンが倒壊する原因となる。
【００１０】
また、処理液の供給工程から既に処理液膜の凝固が始まるため、凝固工程を経て基板のパターン形成面に形成される凝固体の最終膜厚が大きくなる傾向がある。凝固体の膜厚が過剰に大きくなることも、凝固体に残留する内部応力が大きくなってパターンが倒壊する一つの原因となる。
そこで、この発明の目的は、パターンの倒壊を抑制しながら、基板のパターン形成面を乾燥させることができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の一実施形態は、基板のパターン形成面に昇華性物質を含む処理液を供給して、前記パターン形成面に処理液膜を形成する処理液膜形成工程と、前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満の温度範囲に保持する温度保持工程と、前記処理液膜の温度が前記温度範囲にある間に、前記処理液膜を薄くする薄膜化工程と、前記温度保持工程の後に、前記薄膜化工程によって薄くなった前記処理液膜を前記パターン形成面上で凝固させて前記昇華性物質の凝固体を形成する凝固工程と、前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華工程とを含む、基板処理方法を提供する。
【００１２】
この方法によれば、温度保持工程において、処理液膜の温度を上述した温度範囲に保持することにより、処理液膜が凝固するのを抑制して、凝固工程前の処理液膜を液相に維持することができる。たとえば、処理液膜形成工程において処理液膜の部分的な凝固が発生しても、温度保持工程で再溶融させて液状とすることができる。
また、その後の薄膜化工程において、処理液膜の温度が上記の温度範囲にあり、処理液膜の凝固が発生しない間に、処理液膜を薄くすることによって、凝固工程で形成される凝固体の膜厚を低減することができる。
【００１３】
そのため、凝固工程において、基板のパターン形成面に、内部応力ができるだけ小さく、しかも膜厚が適度に調整された凝固体を形成することができる。
したがって、この方法によれば、その後の昇華工程において凝固体を昇華させて除去することにより、パターンの倒壊を抑制しながら、基板のパターン形成面を乾燥させることができる。
【００１４】
この発明の一実施形態では、前記処理液膜形成工程が、前記パターン形成面の周縁にまで広がる前記処理液膜を形成する工程を含む。そして、前記薄膜化工程が、前記処理液の供給を停止した後に前記処理液膜を構成する前記処理液の一部を前記パターン形成面から除去することによって、前記処理液膜を薄くする除去薄膜化工程を含む。
この方法によれば、パターン形成面の周縁にまで広がる処理液膜を構成する処理液の一部を除去することによって、処理液膜が薄膜化される。そのため、パターン形成面の全体に処理液を確実に行き渡らせることができ、かつ、凝固工程で形成される凝固体の膜厚を適度に低減することができる。
【００１５】
この発明の一実施形態では、前記除去薄膜化工程が、前記基板を水平に保持して回転させる基板回転工程を含む。そのため、基板の回転による遠心力によってパターン形成面上から処理液の一部を除去するという簡単な手法によって、処理液膜を薄膜化することができる。
この発明の一実施形態では、前記処理液膜形成工程が、前記処理液膜として、前記基板の直径よりも小さい処理液コアを、前記パターン形成面の中心を含む所定領域に形成するコア形成工程を含む。そして、前記薄膜化工程が、前記処理液コアを前記パターン形成面の周縁まで広げて薄くすることによって、前記処理液膜を薄くする拡大薄膜化工程を含む。
【００１６】
この方法によれば、パターン形成面の周縁にまで広がる薄い処理液膜は、パターン形成面の中心を含む所定領域に形成された処理液コアをパターン形成面の周縁まで広げることによって、形成される。そのため、凝固工程で形成される凝固体の膜厚を適度に低減することができる。さらに、パターン形成面の周縁にまで薄く広がる程度の量の処理液をパターン形成面に供給すればよいので、凝固体の形成のために使用される処理液の量を低減することができる。
【００１７】
この発明の一実施形態では、拡大薄膜化工程が、前記基板を水平に保持して回転させる基板回転工程を含む。そのため、基板の回転による遠心力によって処理液コアを薄く広げるという簡単な手法によって、処理液膜を薄膜化することができる。
この発明の一実施形態では、前記コア形成工程が、前記基板を水平に保持して第１回転速度で回転させる第１基板回転工程を含む。そして、前記拡大薄膜化工程が、前記基板を水平に保持して前記第１回転速度よりも高速度である第２回転速度で回転させる第２基板回転工程を含む。
【００１８】
この方法によれば、処理液コアの形成時には、比較的低速度である第１回転速度で基板が回転される。そのため、パターン形成面上の処理液に作用する遠心力が比較的小さい。したがって、処理液が基板の周縁に向けて広がるのを抑制しつつ、所定領域に均一に広がる処理液コアを形成することができる。一方、処理液コアを周縁にまで広げる際には、比較的高速度である第２回転速度で基板が回転される。そのため、パターン形成面上の処理液に作用する遠心力が比較的大きい。したがって、処理液を基板の周縁にまで速やかに広げることができる。
【００１９】
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記拡大薄膜化工程の開始前に、前記処理液の供給を停止する処理液供給停止工程をさらに含む。これにより、薄膜化工程において基板外に排出される処理液の量を低減できる。そのため、処理液の使用量を一層低減することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記拡大薄膜化工程の実行中に前記パターン形成面への前記処理液の供給を継続することによって、前記処理液を前記処理液膜に補充する処理液補充工程をさらに含む。そのため、パターン形成面の全体に万遍なく処理液を行き渡らせることができる。
【００２０】
この発明の一実施形態では、前記温度保持工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に温調媒体を供給することによって、前記基板を介して、前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を調節する温調媒体供給工程を含む。そのため、基板の裏面に温調媒体を供給する簡易な手法によって、処理液膜の温度を調節することができる。したがって、基板処理方法を実施するための基板処理装置の構成を簡略化することができる。
【００２１】
この発明の一実施形態では、前記凝固工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に冷媒を供給することにより、当該基板を介して、前記昇華性物質の凝固点以下の温度にまで前記処理液膜を冷却する基板冷却工程を含む。そして、前記温調媒体供給工程が、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満の第１温度の第１熱媒を、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に供給する第１熱媒供給工程と、前記第１熱媒供給工程の後に実行され、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満であり、前記第１熱媒よりも低温の第２熱媒を、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に供給する第２熱媒供給工程とを含む。
【００２２】
この方法によれば、温度保持工程において第１熱媒供給工程の後に第２熱媒供給工程が実行され、その後の凝固工程において基板冷却工程が実行される。すなわち、処理液膜は、凝固工程において、第１温度から昇華性物質の凝固点温度以下の温度にまで急激に冷却されるのではなく、温度保持工程において、第１温度から、第１温度よりも低い第２温度に一度冷却された後、凝固工程において第２温度から昇華性物質の凝固点温度以下の温度にまで冷却される。このように、処理液膜が段階的に冷却されるため、冷却の際に処理液膜に温度むらが発生するのを抑制できる。したがって、凝固工程において処理液膜に凝固しない部分が発生するのを抑制でき、凝固工程後の昇華工程における凝固体の昇華速度のむらの発生を抑制できる。
【００２３】
この発明の一実施形態では、前記凝固工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に冷媒を供給することにより、当該基板を介して、前記昇華性物質の凝固点以下の温度にまで前記処理液膜を冷却する基板冷却工程を含む。
この方法によれば、基板の裏面に冷媒を供給する簡易な手法によって、凝固工程を実行することができる。したがって、基板処理方法の工程、およびそれを実施するための基板処理装置の構成を簡略化することができる。
【００２４】
この発明の一実施形態では、前記温度保持工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に対向する対向面を有するヒータユニットから前記基板に伝達される熱によって、前記処理液の温度を調節するヒータ温調工程を含む。そのため、基板の裏面において対向面に対向する部分に、ヒータユニットが発する熱を均等に伝達できる。
この発明の一実施形態では、前記温度保持工程が、熱媒供給ユニットによって、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に熱媒を供給する熱媒供給工程を含み、前記凝固工程が、冷媒供給ユニットによって、前記基板の裏面に冷媒を供給する冷媒供給工程を含む。そして、前記基板処理方法が、前記熱媒供給ユニットによる熱媒の供給停止タイミングおよび前記冷媒供給ユニットによる冷媒の供給開始タイミングのうちの少なくとも一方を制御することによって、前記薄膜化工程のための薄膜化期間を調整し、それによって、薄膜化工程後の前記処理液膜の膜厚を制御する工程をさらに含む。
【００２５】
この方法によれば、熱媒の供給停止タイミングと冷媒の供給開始タイミングの少なくとも一方を制御する簡易な手法によって、薄膜化工程のための薄膜化期間を調整して、薄膜化工程後の処理液膜の膜厚を調整でき、その結果、凝固体の膜厚を調整することができる。
薄膜化期間の調整は、より具体的には、これらのタイミングと、処理液供給工程による処理液の供給停止のタイミングとを設定することによって実行することができる。たとえば、熱媒経路への熱媒の供給停止タイミング、または冷媒経路への冷媒の供給開始タイミングを、処理液供給工程による処理液の供給を停止した以降（同時を含む）に設定することもできる。
【００２６】
この発明の一実施形態では、前記熱媒経路および前記冷媒経路が、少なくとも部分的に配管を共有している。これにより、基板処理方法を実施するための基板処理装置の構成を、さらに簡略化することができる。
この発明の一実施形態では、前記凝固工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に対向する対向面を有するクーラユニットへ前記基板から熱を伝達させることによって、前記基板を介して前記昇華性物質の凝固点以下の温度にまで前記処理液膜を冷却する基板冷却工程を含む。そのため、基板の裏面においてクーラユニットの対向面に対向する部分の熱が、クーラユニットによって均等に奪われ、処理液膜が均等に冷却される。
【００２７】
この発明の一実施形態では、前記温度保持工程が、前記処理液膜形成工程よりも早く開始される。そのため、昇華性物質の融点以上、かつ昇華性物質の沸点未満の温度範囲に基板があらかじめ加熱された状態で処理液膜形成工程において処理液が供給される。そのため、処理液膜形成工程での処理液膜の凝固をさらに抑制することができる。また、処理液膜形成工程での処理液膜の凝固が抑制されるため、凝固した処理液膜を温度保持工程で再溶融させる必要がなく、温度保持工程の期間を短縮することもできる。
【００２８】
この発明の一実施形態では、前記処理液が、溶質としての前記昇華性物質と、溶媒とを含み、前記温度保持工程が、前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を、前記溶媒の沸点未満に保持する工程を含む。これにより、温度保持工程における溶媒の沸騰を抑制できる。そのため、沸騰によって、パターン形成面上の処理液が意図しない場所へ飛び散ることを抑制または防止できる。
【００２９】
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記パターン形成面に、前記処理液と混和する前処理液を供給する前処理液供給工程をさらに含む。そして、前記前処理液供給工程の後に、前記処理液膜形成工程が実行される。
この方法によれば、先に基板のパターン形成面に供給した前処理液と混和させることにより、基板のパターン形成面に処理液をスムースに行き渡らせやすくできる。
【００３０】
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記昇華工程と並行して実行され、前記パターン形成面における結露を防止する結露防止工程をさらに含む。
この方法によれば、凝固体が昇華する際に気化熱を吸収して凝固体自体や基板の温度が低下しても、それによって雰囲気中の水分が凝固体や基板のパターン形成面に結露するのを防止することができる。そのため、凝固体の表面に結露した水分によって、凝固体の昇華が妨げられたり、基板のパターン形成面に結露した水分によって生じる表面張力によって、パターンが倒壊したりするのを抑制することができる。
【００３１】
結露を防止するためには、たとえば、基板のパターン形成面に、不活性ガスを供給する工程、パターン形成面の近傍の空間の雰囲気を遮断する雰囲気遮断工程、基板の周囲の雰囲気を除湿する除湿工程等を実施することができる。不活性ガスを供給する工程では、結露を防止する効果を向上するために、室温よりも高温の高温不活性ガスを用いるのが好ましい。
【００３２】
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記昇華工程と並行して実行され、前記凝固体の昇華を促進する昇華促進工程をさらに含む。
この方法によれば、凝固体を、できるだけ短期間で昇華させて、昇華工程の期間を短縮することができる。
昇華を促進するためには、たとえば、基板のパターン形成面の近傍の空間を減圧する減圧工程、基板を回転させる回転昇華促進工程、パターン形成面の近傍の雰囲気を加熱する雰囲気加熱工程等を実施することができる。
【００３３】
この発明の一実施形態は、前記基板処理方法に用いられる基板処理装置であって、前記基板の前記パターン形成面に前記昇華性物質を含む前記処理液を供給する処理液供給ユニットと、前記基板の前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満の温度に保持する温度保持ユニットと、前記処理液膜を薄くする薄膜化ユニットと、前記処理液膜を前記パターン形成面上で凝固させて前記凝固体を形成する凝固ユニットと、前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華ユニットと、前記処理液供給ユニット、前記温度保持ユニット、前記薄膜化ユニット、前記凝固ユニットおよび前記昇華ユニットを制御して、前記基板処理方法の各工程を実行する制御装置とを含む、基板処理装置を提供する。
【００３４】
この構成によれば、温度保持工程において、処理液膜の温度を、上述した温度範囲に保持することにより、処理液膜が凝固するのを抑制して、凝固工程前の処理液膜を液相に維持することができる。たとえば、処理液供給工程において処理液膜の部分的な凝固が発生しても、温度保持工程で再溶融させて液状とすることができる。
また、その後の薄膜化工程において、処理液膜の温度が上記の温度範囲にあり、処理液膜の凝固が発生しない間に、処理液膜を薄くすることによって、凝固工程で形成される凝固体の膜厚を調整することができる。
【００３５】
そのため、凝固工程において、基板のパターン形成面に、内部応力ができるだけ小さく、しかも膜厚が適度に調整された凝固体を形成することができる。
したがって、この構成によれば、次の昇華工程において、凝固体を昇華させて除去することにより、パターンの倒壊を抑制しながら、基板のパターン形成面を乾燥させることができる。
【００３６】
この発明の他の実施形態は、基板のパターン形成面に昇華性物質を含む処理液を供給して、前記基板のパターン形成面に処理液膜を形成する処理液供給工程と、前記基板のパターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満の温度範囲に保持する温度保持工程と、前記処理液供給工程による処理液の供給を停止した後、前記処理液膜の温度が前記温度範囲にある間に、前記処理液膜を構成する処理液の一部を前記パターン形成面から除去して、前記処理液膜を薄くする薄膜化工程と、前記温度保持工程の後に、前記薄膜化工程によって薄くなった処理液膜を前記パターン形成面上で凝固させて凝固体を形成する凝固工程と、前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華工程とを含む、基板処理方法を提供する。
【００３７】
この方法によれば、温度保持工程において、処理液膜の温度を上述した温度範囲に保持することにより、処理液膜が凝固するのを抑制して、凝固工程前の処理液膜を液相に維持することができる。たとえば、処理液供給工程において処理液膜の部分的な凝固が発生しても、温度保持工程で再溶融させて液状とすることができる。
また、その後の薄膜化工程において、処理液膜の温度が上記の温度範囲にあり、処理液膜の凝固が発生しない間に余剰の処理液を除去して、凝固工程で形成される凝固体の膜厚を調整することができる。
【００３８】
そのため、凝固工程において、基板のパターン形成面に、内部応力ができるだけ小さく、しかも膜厚が適度に調整された凝固体を形成することができる。
したがって、この方法によれば、その後の昇華工程において凝固体を昇華させて除去することにより、パターンの倒壊を抑制しながら、基板のパターン形成面を乾燥させることができる。
【００３９】
この発明の他の実施形態では、前記温度保持工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に熱媒を接触させることにより、当該基板を介して、前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を調節する基板温度調節工程を含む。
この方法によれば、基板の裏面に熱媒を供給する簡易な手法によって、温度保持工程を実行することができる。したがって、基板処理方法を実施するための基板処理装置の構成を簡略化することができる。
【００４０】
この発明の他の実施形態では、前記基板温度調節工程が、前記処理液供給工程の開始よりも早く開始される。
この方法によれば、基板の裏面に熱媒を供給して、基板をあらかじめ加熱した状態で処理液供給工程を実行することにより、処理液供給工程での処理液膜の凝固をさらに抑制することができる。また、処理液供給工程での処理液膜の凝固が抑制されるため、凝固した処理液膜を温度保持工程で再溶融させる必要がなく、温度保持工程の期間を短縮することもできる。
【００４１】
この発明の他の実施形態では、前記凝固工程が、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に、前記昇華性物質の凝固点以下の温度の冷媒を接触させることにより、当該基板を介して前記処理液膜を冷却する基板冷却工程を含む。
この方法によれば、基板の裏面に冷媒を供給する簡易な手法によって、凝固工程を実行することができる。したがって、基板処理方法の工程、およびそれを実施するための基板処理装置の構成を簡略化することができる。
【００４２】
この発明の他の実施形態では、前記温度保持工程が、熱媒供給ユニットによって、前記基板における前記パターン形成面とは反対側の裏面に熱媒を供給する熱媒供給工程を含み、前記凝固工程が、冷媒供給ユニットによって、前記基板の裏面に冷媒を供給する冷媒供給工程を含む。そして、前記基板処理方法が、前記熱媒供給ユニットによる前記熱媒の供給停止タイミングおよび前記冷媒供給ユニットによる前記冷媒の供給開始タイミングのうちの少なくとも一方を制御することによって、前記薄膜化工程のための薄膜化期間を調整し、それによって、薄膜化工程後の前記処理液膜の膜厚を制御する工程をさらに含む。
【００４３】
この方法によれば、熱媒の供給停止タイミングと冷媒の供給開始タイミングの少なくとも一方を制御する簡易な手法によって、薄膜化工程のための薄膜化期間を調整して、薄膜化工程後の処理液膜の膜厚を調整でき、その結果、凝固体の膜厚を調整することができる。
薄膜化期間の調整は、より具体的には、これらのタイミングと、処理液供給工程による処理液の供給停止のタイミングとを設定することによって実行することができる。
【００４４】
たとえば、熱媒経路への熱媒の供給停止タイミング、または冷媒経路への冷媒の供給開始タイミングを、処理液供給工程による処理液の供給を停止した以降（同時を含む）に設定することもできる。
この発明の他の実施形態では、前記熱媒経路および前記冷媒経路が、少なくとも部分的に配管を共有している。
【００４５】
この方法によれば、基板処理方法を実施するための基板処理装置の構成を、さらに簡略化することができる。
この発明の他の実施形態では、前記薄膜化工程が、前記基板を水平に保持して回転する基板回転工程を含む。
この方法によれば、基板を回転させて、遠心力によって余剰の処理液を除去する簡易な手法によって、処理液膜を薄膜化することができる。
【００４６】
この発明の他の実施形態では、前記基板処理方法が、前記基板のパターン形成面に、前記処理液と混和する前処理液を供給する前処理液供給工程をさらに含む。そして、前記前処理液供給工程の後に、前記処理液供給工程が実行される。
この方法によれば、先に基板のパターン形成面に供給した前処理液と混和させることにより、基板のパターン形成面に処理液をスムースに行きわたらせて、乾燥処理の各工程を実行することができる。
【００４７】
この発明の他の実施形態では、前記基板処理方法が、前記昇華工程と並行して実行され、前記基板のパターン形成面における結露を防止する結露防止工程をさらに含む。
この方法によれば、凝固体が昇華する際に気化熱を吸収して凝固体自体や基板の温度が低下しても、それによって雰囲気中の水分が凝固体や基板のパターン形成面に結露するのを防止することができる。そのため、凝固体の表面に結露した水分によって、凝固体の昇華が妨げられたり、基板のパターン形成面に結露した水分によって生じる表面張力によって、パターンが倒壊したりするのを抑制することができる。
【００４８】
結露を防止するためには、たとえば、基板のパターン形成面に、不活性ガスを供給する工程、パターン形成面の近傍の空間の雰囲気を遮断する雰囲気遮断工程、基板の周囲の雰囲気を除湿する除湿工程等を実施することができる。不活性ガスを供給する工程では、結露を防止する効果を向上するために、室温よりも高温の高温不活性ガスを用いるのが好ましい。
【００４９】
この発明の他の実施形態では、前記基板処理方法が、前記昇華工程と並行して実行され、前記凝固体の昇華を促進する昇華促進工程をさらに含む。
この方法によれば、凝固体を、できるだけ短期間で昇華させて、昇華工程の期間を短縮することができる。
昇華を促進するためには、たとえば、基板のパターン形成面の近傍の空間を減圧する減圧工程、基板を回転させる基板回転工程、パターン形成面の近傍の雰囲気を加熱する雰囲気加熱工程等を実施することができる。
【００５０】
この発明の他の実施形態は、前記基板処理方法に用いられる基板処理装置であって、前記基板の前記パターン形成面に昇華性物質を含む前記処理液を供給する処理液供給ユニットと、前記基板の前記パターン形成面に形成された前記処理液膜の温度を、前記昇華性物質の融点以上、かつ前記昇華性物質の沸点未満の温度に保持する温度保持ユニットと、前記処理液膜を構成する前記処理液の一部を前記パターン形成面から除去して、前記処理液膜を薄くする薄膜化ユニットと、前記処理液膜を前記パターン形成面上で凝固させて前記凝固体を形成する凝固ユニットと、前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華ユニットと、前記処理液供給ユニット、前記温度保持ユニット、前記薄膜化ユニット、前記凝固ユニットおよび前記昇華ユニットを制御して、前記基板処理方法の各工程を実行する制御装置とを含む、基板処理装置を提供する。
【００５１】
この構成によれば、温度保持工程において、処理液膜の温度を、上述した温度範囲に保持することにより、処理液膜が凝固するのを抑制して、凝固工程前の処理液膜を液相に維持することができる。たとえば、処理液供給工程において処理液膜の部分的な凝固が発生しても、温度保持工程で再溶融させて液状とすることができる。
また、その後の薄膜化工程において、処理液膜の温度が上記の温度範囲にあり、処理液膜の凝固が発生しない間に、余剰の処理液を除去して、凝固工程で形成される凝固体の膜厚を調整することができる。
【００５２】
そのため、凝固工程において、基板のパターン形成面に、内部応力ができるだけ小さく、しかも膜厚が適度に調整された凝固体を形成することができる。
したがって、この構成によれば、次の昇華工程において、凝固体を昇華させて除去することにより、パターンの倒壊を抑制しながら、基板のパターン形成面を乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、この発明の第１実施形態にかかる基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。
【図２】図２は、前記基板処理装置に備えられる処理ユニットの概略構成を示す模式的な断面図である。
【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、前記処理ユニットによる基板処理の一例を説明するための流れ図である。
【図５Ａ】図５Ａは、前記基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、前記基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、前記基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、前記基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、前記基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、前記基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、前記基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、前記基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図６】図６は、前記基板処理の薄膜化工程とその前後の工程を説明するためのタイムチャートである。
【図７】図７は、前記基板処理装置に備えられる処理ユニットの変形例の要部を拡大して示す図解的な断面図である。
【図８】図８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の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図９】図９は、前記基板処理装置に備えられた処理流体供給配管の模式図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る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１１Ａ】図１１Ａは、第２実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第２実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、第２実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、第２実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１１Ｅ】図１１Ｅは、第２実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１１Ｆ】図１１Ｆは、第２実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１１Ｇ】図１１Ｇは、第２実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１１Ｈ】図１１Ｈは、第２実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の変形例を説明するための図解的な断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、第２実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の別の変形例を説明するための図解的な断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、第２実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の別の変形例を説明するための図解的な断面図である。
【図１４】図１４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の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、第３実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、第３実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、第３実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、第３実施形態に係る処理ユニットによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１６】図１６は、第４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の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図１７】図１７は、第４実施形態に係る処理ユニットによる基板処理を説明するための流れ図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、第４実施形態に係る処理ユニットによる基板処理を説明するための図解的な断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、第４実施形態に係る処理ユニットによる基板処理を説明するための図解的な断面図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、第４実施形態に係る処理ユニットによる基板処理を説明するための図解的な断面図である。
【図１８Ｄ】図１８Ｄは、第４実施形態に係る処理ユニットによる基板処理を説明するための図解的な断面図である。
【図１８Ｅ】図１８Ｅは、第４実施形態に係る処理ユニットによる基板処理を説明するための図解的な断面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、第４実施形態に係る処理ユニットによる基板処理におけるパーティクル保持層の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、第４実施形態に係る処理ユニットによる基板処理におけるパーティクル保持層の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図２０】図２０は、第５実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの概略構成を示す模式的な断面図である。
【図２１】図２１は、第５実施形態に係る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２２Ａ】図２２Ａは、第５実施形態に係る処理ユニットによる基板処理を説明するため図解的な断面図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、第５実施形態に係る処理ユニットによる基板処理を説明するため図解的な断面図である。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、第５実施形態に係る処理ユニットによる基板処理を説明するため図解的な断面図である。
【図２３】図２３は、第５実施形態の変形例に係る処理ユニットに備えられたクーラユニットおよびその周辺の模式図である。
【図２４】図２４は、第５実施形態の別の変形例に係る処理ユニットに備えられたクーラユニットおよびその周辺の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
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図解的な平面図である。
基板処理装置１は、シリコンウエハなどの基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、クリーンルーム内に配置されている。この実施形態では、基板Ｗは、円板状の基板である。
【００５５】
基板処理装置１は、基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２と、処理ユニット２で処理される複数枚の基板Ｗを収容するキャリヤＣが載置されるロードポートＬＰと、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットＩＲおよびＣＲと、基板処理装置１を制御する制御装置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。
【００５６】
図２は、基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の概略構成を示す模式図である。
処理ユニット２は、内部空間を有する箱型のチャンバ４と、チャンバ４内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持して、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック５とを含む。
処理ユニット２は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの上面であるパターン形成面に、薬液を供給する薬液供給ユニット６と、スピンチャック５に保持された基板Ｗのパターン形成面にリンス液を供給するリンス液供給ユニット７とをさらに含む。
【００５７】
処理ユニット２は、スピンチャック５に保持された基板Ｗのパターン形成面に、処理液と混和する前処理液を供給する前処理液供給ユニット８と、スピンチャック５に保持された基板Ｗのパターン形成面に、昇華性物質を含む処理液を供給する処理液供給ユニット９とをさらに含む。
処理ユニット２は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの、パターン形成面とは反対側の裏面に、温調媒体を供給する裏面供給ユニット１０と、スピンチャック５を取り囲む筒状の処理カップ１１とをさらに含む。温調媒体とは、基板Ｗを介して基板Ｗのパターン形成面上の処理液の温度を調節するための流体のことである。温調媒体には、熱媒と冷媒とが含まれる。熱媒とは、基板Ｗのパターン形成面上の処理液を加熱するための流体のことである。冷媒とは、基板Ｗのパターン形成面上の処理液を冷却するための流体のことである。
【００５８】
処理ユニット２は、昇華性物質の凝固体を昇華させる際に、基板Ｗのパターン形成面に結露が生じるのを防止する結露防止工程を実行する、第１の結露防止ユニット１２および第２の結露防止ユニット１３をさらに含む。
チャンバ４は、箱状の隔壁１４と、隔壁１４の上部から隔壁１４内（チャンバ４内に相当）に清浄空気を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）１５と、隔壁１４の下部からチャンバ４内の気体を排出する排気装置１６とを含む。
【００５９】
スピンチャック５としては、基板Ｗを水平方向に挟んで基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック５は、スピンモータ１７と、このスピンモータ１７の駆動軸と一体化されたスピン軸１８と、スピン軸１８の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース１９とを含む。スピン軸１８は、実施形態の場合、中空状に形成されている。
【００６０】
スピンベース１９は、基板Ｗの外径よりも大きな外径を有する水平な円形の上面１９ａを含む。上面１９ａには、その周縁部に複数個（３個以上。たとえば４個）の挟持部材１９ｂが配置されている。複数個の挟持部材１９ｂは、スピンベース１９の上面１９ａの周縁部において、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて、たとえば、等間隔に配置されている。
【００６１】
スピンチャック５は、基板Ｗを水平に保持して回転させることにより、基板Ｗのパターン形成面に形成された処理液膜を薄くする薄膜化工程を実行する、薄膜化ユニットの一例である。また、スピンチャック５は、凝固体を昇華させる際に基板を回転させることによって凝固体の昇華を促進する昇華促進工程を実行する、昇華促進ユニットの一例でもある。
【００６２】
薬液供給ユニット６は、薬液供給ノズル２０を含む。薬液供給ノズル２０は、第１のノズル移動機構２１によって移動される。薬液供給ノズル２０は、中央位置と退避位置との間で移動する。薬液供給ノズル２０は、中央位置に位置するとき、基板Ｗのパターン形成面の回転中心位置に対向する。薬液供給ノズル２０は、退避位置に位置するとき、基板Ｗのパターン形成面に対向しない。基板Ｗのパターン形成面の回転中心位置とは、基板Ｗのパターン形成面における回転軸線Ａ１との交差位置である。退避位置は、平面視においてスピンベース１９の外方の位置である。
【００６３】
薬液供給ノズル２０には、薬液供給管２２が接続されている。薬液供給管２２には、その流路を開閉するバルブ２３が介装されている。
薬液の具体例は、エッチング液、洗浄液である。さらに具体的には、薬液は、フッ酸、ＳＣ１液（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２液（塩酸過酸化水素水混合液）、フッ化アンモニウム、バッファードフッ酸（フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）などであってもよい。
【００６４】
リンス液供給ユニット７は、リンス液供給ノズル２４を含む。リンス液供給ノズル２４は、第２のノズル移動機構２５によって移動される。リンス液供給ノズル２４は、中央位置と退避位置との間で移動する。リンス液供給ノズル２４は、中央位置に位置するとき、基板Ｗのパターン形成面の回転中心位置に対向する。リンス液供給ノズル２４は、退避位置に位置するとき、基板Ｗのパターン形成面に対向しない。
【００６５】
リンス液供給ノズル２４には、リンス液供給管２６が接続されている。リンス液供給管２６には、その流路を開閉するバルブ２７が介装されている。
リンス液の具体例は、たとえば、脱イオン水（ＤＩＷ）である。リンス液は、ＤＩＷに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、アンモニア水、オゾン水、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。
【００６６】
前処理液供給ユニット８は、前処理液供給ノズル２８を含む。前処理液供給ノズル２８には、前処理液供給管３０が接続されている。前処理液供給管３０には、その流路を開閉するバルブ３１が介装されている。
前処理液としては、処理液と混和する溶媒等が用いられる。あらかじめ、前処理液を基板Ｗのパターン形成面に供給して行きわたらせた状態で処理液を供給することにより、処理液を基板Ｗのパターン形成面にスムースに行きわたらせることができる。
【００６７】
とくに、この実施形態では、前処理液として、リンス液と処理液の両方に混和する溶媒を用いるのが好ましい。このような前処理液を用いると、前工程で供給されて、基板Ｗのパターン形成面に残留したリンス液を、前処理液を介して、スムースに、処理液に置換させることができる。そのため、処理液を、基板Ｗのパターン形成面に、さらにスムースに行きわたらせることができる。
【００６８】
たとえば、水系のリンス液と、フッ化炭化水素化合物を含む処理液の両方に混和する前処理液の具体例は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）に代表される有機溶剤であるが、水と処理液の両方に混和する種々の溶剤を用いることができる。
処理液供給ユニット９は、処理液供給ノズル３２を含む。処理液供給ノズル３２には、処理液供給管３４が接続されている。処理液供給管３４には、その流路を開閉するバルブ３５が介装されている。
【００６９】
処理液としては、昇華性物質を含む処理液が用いられる。昇華性物質を含む処理液としては、たとえば、昇華性物質の融液等の、昇華性物質が融解状態で含まれるものや、あるいは、溶質としての昇華性物質を溶媒に溶解させた溶液などを用いることができる。ここで「融解状態」とは、昇華性物質が完全にまたは一部溶解することで流動性を有し、液状を呈している状態を指す。
【００７０】
昇華性物質としては、常温（５℃〜３５℃）での蒸気圧が高く、固相から液相を経ずに気相に変化する種々の物質が用いられる。
裏面供給ユニット１０は、裏面供給ノズル３６を含む。裏面供給ノズル３６は、中空状のスピン軸１８を挿通しており、基板Ｗの裏面の中心に臨む吐出口３６ａを上端に有している。
【００７１】
裏面供給ノズル３６は、この実施形態では、吐出口３６ａから、回転状態の基板Ｗの裏面の中心位置へ向けて温調媒体を供給する。供給された温調媒体は、遠心力の働きによって基板Ｗの裏面の略全域に行きわたる。供給された温調媒体が熱媒である場合は、基板Ｗおよび基板Ｗのパターン形成面に形成される処理液膜が加熱される。また、供給された温調媒体が冷媒である場合は、処理液膜が冷却される。基板Ｗの裏面の回転中心位置とは、基板Ｗの裏面における回転軸線Ａ１との交差位置である。
【００７２】
裏面供給ノズル３６には、熱媒供給管３７が接続されている。熱媒供給管３７には、その流路を開閉するバルブ３８、および熱媒供給管３７を流通する熱媒の流量を調整するバルブ３９が介装されている。
また、裏面供給ノズル３６には、さらに冷媒供給管４０が接続されている。冷媒供給管４０には、その流路を開閉するバルブ４１、および冷媒供給管４０を流通する冷媒の流量を調整するバルブ４２が介装されている。
【００７３】
熱媒供給管３７および冷媒供給管４０は、共有配管４３を介して裏面供給ノズル３６に接続されている。
裏面供給ユニット１０は、基板Ｗのパターン形成面に形成された処理液膜の温度を、昇華性物質の融点以上で、かつ昇華性物質の沸点未満の温度範囲（融解温度範囲）に保持する温度保持工程を実行する、熱媒供給ユニットの一例である。熱媒供給管３７、共有配管４３、および裏面供給ノズル３６は、熱媒供給ユニットの熱媒経路を構成する。
【００７４】
裏面供給ユニット１０は、薄膜化工程によって薄くなった処理液膜を基板Ｗのパターン形成面上で凝固させて昇華性物質の凝固体を形成する凝固工程を実行する、冷媒供給ユニットの一例でもある。冷媒供給管４０、共有配管４３、および裏面供給ノズル３６は、冷媒供給ユニットの冷媒経路を構成する。
熱媒経路および冷媒経路は、共有配管４３と裏面供給ノズル３６とを共有している。つまり、熱媒経路および冷媒経路が、少なくとも部分的に配管を共有している。したがって、基板処理装置１の構成を簡略化することができる。
【００７５】
熱媒の一例は、融解温度範囲に加熱されたＤＩＷである。冷媒の一例は、昇華性物質の凝固点（融点）以下の温度範囲（凝固温度範囲）に冷却されたＤＩＷである。
処理カップ１１は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗよりも外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。処理カップ１１は、スピンベース１９を取り囲んでいる。
【００７６】
処理カップ１１は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの周縁から外方に飛散する液体（薬液、リンス液、前処理液、または処理液）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。この実施形態では、４つのガード７１（第１ガード７１Ａ、第２ガード７１Ｂ、第３ガード７１Ｃおよび第４ガード７１Ｄ）と、３つのカップ７２（第１カップ７２Ａ、第２カップ７２Ｂおよび第３カップ７２Ｃ）とが設けられている例を示している。
【００７７】
各カップ７２は、上向きに開放された溝状の形態を有している。各ガード７１は、スピンベース１９を取り囲む。第１ガード７１Ａ、第２ガード７１Ｂ、第３ガード７１Ｃおよび第４ガード７１Ｄは、この順番で内側から配置されている。第１カップ７２Ａは、第１ガード７１Ａによって下方に案内された液体を受け止める。第２カップ７２Ｂは、第２ガード７１Ｂによって下方に案内された液体を受け止める。第３カップ７２Ｃは、第２ガード７１Ｂと一体に形成されており、第３ガード７１Ｃによって案内された液体を受け止める。
【００７８】
処理ユニット２は、４つのガード７１をそれぞれ別々に昇降させるガード昇降機構７４を含む。ガード昇降機構７４は、各ガード７１を下位置と上位置との間で昇降させる。各ガード７１は、上位置と下位置との間の可動範囲の全域において、基板Ｗの側方に位置する。可動範囲には、上位置および下位置が含まれる。
ガード昇降機構７４は、たとえば、各ガード７１に取り付けられたボールねじ機構（図示せず）と、各ボールねじに駆動力を与えるモータ（図示せず）とを含む。
【００７９】
ガード昇降機構７４は、基板Ｗから主に薬液が飛散するときには、基板Ｗから飛散する液体が第２ガード７１Ｂによって受けられるように、複数のガード７１を昇降させる（後述する図５Ａを参照）。
ガード昇降機構７４は、基板Ｗから主にリンス液が飛散するときには、基板Ｗから飛散する液体が第１ガード７１Ａによって受けられるように、複数のガード７１を昇降させる（後述する図５Ｂを参照）。
【００８０】
ガード昇降機構７４は、基板Ｗから主に処理液が飛散するときには、基板Ｗから飛散する液体が第３ガード７１Ｃによって受けられるように、複数のガード７１を昇降させる（後述する図５Ｅ〜図５Ｇを参照）。
ガード昇降機構７４は、基板Ｗのパターン形成面を乾燥させるとき、および、基板Ｗから主に前処理液が飛散するときには、基板Ｗから飛散する液体が第４ガード７１Ｄによって受けられるように複数のガード７１を昇降させる（後述する図５Ｃ、図５Ｄおよび図５Ｈを参照）。そして、ガード７１に受け止められた液体は、図示しない回収装置または廃液装置に送られる。
【００８１】
第１の結露防止ユニット１２は、基板Ｗのパターン形成面に対向し基板Ｗとの間の雰囲気を周囲の雰囲気から遮断する遮断板４４と、基板Ｗのパターン形成面の中央領域に不活性ガスを供給する第１不活性ガスノズル４５とを含む。
遮断板４４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。遮断板４４は、スピンチャック５の上方で、水平に配置されている。遮断板４４の上面の中心には、中空軸４４ａが固定されている。中空軸４４ａは、回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びている。
【００８２】
中空軸４４ａには、鉛直方向に沿って中空軸４４ａを昇降させることによって、中空軸４４ａに固定された遮断板４４を昇降させる遮断板昇降機構４６が接続されている。遮断板昇降機構４６は、近接位置（後述する図５Ｈを参照）と、離間位置（後述する図５Ａを参照）との間で、遮断板４４を昇降させることができる。遮断板４４が近接位置に位置するとき、基板Ｗのパターン形成面と対向する遮断板４４の下面が基板Ｗのパターン形成面に近接する。離間位置は、近接位置よりも上方の位置である。
【００８３】
遮断板４４を近接位置まで下降させた状態では、遮断板４４の下面と基板Ｗのパターン形成面との間の雰囲気が周囲の雰囲気から遮断される。これにより、遮断板４４は、ガード７１から跳ね返った液体が基板Ｗのパターン形成面と遮断板４４の下面との間に入るのを抑制することができる。さらに、基板Ｗのパターン形成面に形成された凝固体を昇華させる際に、凝固体と接触する雰囲気中に含まれる水分の量を制限することができる。そして、雰囲気中の水分が凝固体や基板のパターン形成面に結露するのを防止することができる。
【００８４】
第１不活性ガスノズル４５には、第１不活性ガス供給管４７が接続されている。第１不活性ガス供給管４７には、その流路を開閉するバルブ４８が介装されている。
不活性ガスの具体例は、たとえば、窒素ガス（Ｎ２）である。不活性ガスは、窒素ガスには限られず、基板Ｗの表面およびパターンに対して不活性なガスのことであり、たとえば、アルゴン等の希ガス類であってもよい。とくに、結露を防止する効果を向上するために、室温よりも高温の高温不活性ガスを用いるのが好ましい。室温とは、クリーンルーム内の温度であり、処理ユニット２内の温度である。
【００８５】
この実施形態では、前処理液供給ノズル２８、処理液供給ノズル３２および第１不活性ガスノズル４５は、回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びており中空軸４４ａに挿通されたノズル収容部材８０に共通に収容されている。ノズル収容部材８０の下端部は、基板Ｗの上面の中央領域に対向している。前処理液供給ノズル２８の吐出口から前処理液を吐出させることにより、基板Ｗのパターン形成面の中央領域に前処理液が供給される。同様に、処理液供給ノズル３２の吐出口から処理液を吐出させることにより、基板Ｗのパターン形成面の中央領域に処理液が供給される。
【００８６】
前処理液供給ノズル２８、処理液供給ノズル３２および第１不活性ガスノズル４５のそれぞれは、基板Ｗのパターン形成面に臨む吐出口を下端に有している。前処理液供給ノズル２８、処理液供給ノズル３２および第１不活性ガスノズル４５は、中空軸４４ａに固定された遮断板４４とともに昇降する。
遮断板４４を下降させて、遮断板４４の下面が基板Ｗのパターン形成面に近接した近接位置において、第１不活性ガスノズル４５の吐出口は、基板Ｗのパターン形成面の回転中心位置に対向する。この状態で、第１不活性ガスノズル４５の吐出口から不活性ガスを吐出させることにより、基板Ｗのパターン形成面の中央領域に不活性ガスが供給される。供給された不活性ガスは、基板Ｗのパターン形成面の中央領域から、遮断板４４の下面と基板Ｗのパターン形成面との間の雰囲気を外方へ広がって、基板Ｗのパターン形成面の周縁から、雰囲気の外へ排出される。
【００８７】
これにより、遮断板４４によって周囲の雰囲気から遮断された、遮断板４４の下面と基板Ｗのパターン形成面との間の雰囲気が除湿される。そのため、基板Ｗのパターン形成面に形成された凝固体を昇華させる際に、雰囲気中の水分が凝固体や基板Ｗのパターン形成面に結露するのを防止することができる。とくに、高温不活性ガスを供給する場合には、基板Ｗのパターン形成面の付近の雰囲気が温められて、結露を防止する効果が向上する。
【００８８】
また、凝固体の表面上を不活性ガスが流通されることによって、凝固体の昇華が促進される。とくに、高温不活性ガスを供給する場合には、基板Ｗのパターン形成面の付近の雰囲気が温められて、凝固体の昇華がさらに促進される。そのため、第１不活性ガスノズル４５、第１不活性ガス供給管４７、およびバルブ４８は、凝固体の昇華を促進する昇華促進工程を実行する、昇華促進ユニットの一例でもある。
【００８９】
第２の結露防止ユニット１３は、処理カップ１１内で、スピンベース１９を取り囲んで基板Ｗよりも外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置された環状の冷却管４９を含んでいる。
冷却管４９には、冷媒供給管５０が接続されている。冷媒供給管５０は、冷媒供給管４０の、バルブ４２より下流側で、かつバルブ４１より上流側に接続されている。冷媒供給管５０には、その流路を開閉するバルブ５１が介装されている。また、図示していないが、冷却管４９には、冷却管４９内を流通した冷媒をチャンバ４外へ排出する冷媒排出配管が接続されている。
【００９０】
バルブ５１を開くことによって、冷媒供給管５０、冷却管４９、および冷媒排出管を通して冷媒が循環する。冷媒によって冷却管４９を冷却することにより、雰囲気中の水分を冷却管４９の表面に結露させて、雰囲気中から除去することができる。そのため、雰囲気中の水分が凝固体や基板Ｗのパターン形成面に結露するのを防止することができる。
ＦＦＵ１５は、隔壁１４の上方に配置されており、隔壁１４の天井に取り付けられている。ＦＦＵ１５は、隔壁１４の天井からチャンバ４内に清浄空気を送る。排気装置１６は、処理カップ１１の外壁部材７３に接続された排気ダクト５２を介して処理カップ１１の外壁部材７３の底部に接続されており、処理カップ１１の外壁部材７３の底部から処理カップ１１の内部を吸引する。ＦＦＵ１５および排気装置１６により、チャンバ４内にダウンフロー（下降流）が形成される。
【００９１】
ＦＦＵ１５および排気装置１６は、チャンバ４内にダウンフローを形成して、チャンバ４内を除湿することにより、凝固体を昇華させる際に、基板Ｗのパターン形成面に結露が生じるのを防止する結露防止工程を実行する。すなわち、ＦＦＵ１５および排気装置１６は、結露防止ユニットの一例として機能する。
また、ＦＦＵ１５および排気装置１６は、たとえば、ダウンフローの流速を高めて、チャンバ４内の換気を促進することにより、凝固体の昇華を促進する昇華促進工程を実行する。すなわち、ＦＦＵ１５および排気装置１６は、昇華促進ユニットの一例としても機能する。
【００９２】
また、排気装置１６は、処理カップ１１の底部から処理カップ１１の内部を減圧することにより、凝固体の昇華を促進する昇華促進工程を実行する、昇華促進ユニットの一例として機能する。
中空軸４４ａの内周面とノズル収容部材８０の外周面との間には、第２不活性ガスノズル８１が設けられている。第２不活性ガスノズル８１には、第２不活性ガス供給管８２が接続されている。第２不活性ガス供給管８２には、その流路を開閉するバルブ８３が介装されている。
【００９３】
第２不活性ガスノズル８１から供給される不活性ガスは、遮断板４４と基板Ｗのパターン形成面との間の空間に供給される。遮断板４４と基板Ｗのパターン形成面との間の空間に供給された不活性ガスは、基板Ｗのパターン形成面の中央領域から基板Ｗのパターン形成面の周縁に向けて移動する気流を形成する。この気流によって、ガード７１から跳ね返った液体を押し戻すことができる。そのため、不活性ガスが第２不活性ガスノズル８１から供給されている間は、ガード７１から跳ね返った液体が基板Ｗのパターン形成面へ付着するのを抑制できる。その結果、ガード７１からの跳ね返りに起因するパーティクルを抑制できる。遮断板４４と基板Ｗのパターン形成面との間の空間に効率的に気流を形成するためには、遮断板４４を近接位置に位置させることが好ましい。
【００９４】
なお、第２不活性ガスノズル８１から供給される不活性ガスの流量は、凝固体の昇華を促進させない程度の流量である。
基板Ｗのパターン形成面への処理流体の供給が停止されている間に裏面供給ノズル３６から基板Ｗの裏面に温調媒体が供給されている場合において、基板Ｗの裏面に供給された温調媒体がガード７１から跳ね返って基板Ｗのパターン形成面に付着すると、基板Ｗのパターン形成面に付着した温調媒体が基板Ｗのパターン形成面へ供給される処理流体によって洗い流されない。そのため、基板Ｗのパターン形成面に付着した温調媒体に起因してパーティクルが発生するおそれがある。
【００９５】
したがって、基板Ｗのパターン形成面への処理流体の供給が停止されている間に裏面供給ノズル３６から基板Ｗの裏面に温調媒体が供給されているときは、遮断板４４を近接位置に位置させることが一層好ましい。
一方、基板Ｗのパターン形成面へ処理流体が供給されている間では、遮断板４４が基板Ｗのパターン形成面に近接しすぎると、基板Ｗのパターン形成面に供給される処理流体がパターン形成面から跳ね返り、遮断板４４の下面に付着するおそれがある。そのため、基板Ｗのパターン形成面へ処理流体が供給されている間、遮断板４４は、離間位置と近接位置の間の位置である処理位置に配置されることが好ましい。
【００９６】
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。
基板処理装置１は、制御装置３を含む。制御装置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、制御装置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とを含み、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。とくに、制御装置３は、ＦＦＵ１５、排気装置１６、スピンモータ１７、第１のノズル移動機構２１、第２のノズル移動機構２５、遮断板昇降機構４６、ガード昇降機構７４、バルブ２３，２７，３１，３５，３８，３９，４１，４２，４８，５１，８３を制御するようにプログラムされている。
【００９７】
図４は、処理ユニットによる基板処理の一例を説明するための流れ図である。図５Ａ〜図５Ｈは、前記基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
処理ユニット２による基板処理では、まず、薬液処理工程が実行される（ステップＳ１）。薬液処理工程では、まず、スピンチャック５に基板Ｗを水平に保持させる（基板保持工程）。そして、制御装置３は、スピンモータ１７を駆動し、スピンベース１９を回転させて、基板Ｗの回転を開始する（基板回転工程）。薬液処理工程では、スピンベース１９は、基板回転速度である所定の薬液処理速度で回転される。薬液処理速度は、たとえば、８００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍである。基板処理が終了するまでの間、基板保持工程および基板回転工程が継続される。薬液処理工程では、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を離間位置に配置している。
【００９８】
次に、制御装置３は、第１のノズル移動機構２１を制御して、薬液供給ノズル２０を、基板Ｗの上方の中央位置に配置する。そして、制御装置３は、バルブ２３を開く。これにより、図５Ａに示すように、回転状態の基板Ｗの上面であるパターン形成面に向けて、薬液供給ノズル２０から薬液５３が供給される。供給された薬液５３は、遠心力の働きによって、基板Ｗのパターン形成面の略全面に行きわたる。
【００９９】
一定期間の薬液処理のあと、基板Ｗのパターン形成面上の薬液をリンス液に置換することによって、基板Ｗのパターン形成面上から薬液を排除するリンス処理工程が実行される（ステップＳ２）。リンス処理工程では、制御装置３は、バルブ２３を閉じて、薬液供給ノズル２０からの薬液５３の供給を停止させる。そして、制御装置３は、薬液供給ノズル２０を退避位置へ移動させる。
【０１００】
次いで、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、基板回転速度である所定のリンス処理速度で回転させる。リンス処理速度は、たとえば、８００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍである。リンス処理工程では、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、薬液処理工程に引き続き遮断板４４を離間位置に維持する。
次に、制御装置３は、第２のノズル移動機構２５を制御して、リンス液供給ノズル２４を、基板Ｗの上方の中央位置に配置する。そして、制御装置３は、バルブ２７を開く。これにより、図５Ｂに示すように、回転状態の基板Ｗのパターン形成面に向けて、リンス液供給ノズル２４からリンス液５４が供給される。供給されたリンス液５４は、遠心力の働きによって、基板Ｗのパターン形成面の略全面に行きわたって、薬液を置換する。
【０１０１】
一定期間のリンス処理の後、図５Ｃを参照して、基板Ｗのパターン形成面上のリンス液を前処理液に置換する前処理液供給工程が実行される（ステップＳ３）。前処理液供給工程では、制御装置３は、バルブ２７を閉じて、リンス液供給ノズル２４からのリンス液５４の供給を停止させる。そして、制御装置３は、リンス液供給ノズル２４を退避位置へ移動させる。
【０１０２】
そして、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、基板回転速度である所定の前処理液供給速度で回転させる。前処理液供給速度は、たとえば、１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍである。
そして、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を処理位置に配置する。遮断板４４が処理位置に達した後、制御装置３は、バルブ８３を開く。これにより、窒素ガス等の不活性ガスが第２不活性ガスノズル８１から供給される。そして、第２不活性ガスノズル８１から供給された不活性ガスが、基板Ｗのパターン形成面の中央領域から基板Ｗのパターン形成面の周縁に向けて移動する気流を形成する。
【０１０３】
そして、制御装置３は、バルブ３１を開く。これにより、回転状態の基板Ｗのパターン形成面に向けて、前処理液供給ノズル２８から前処理液５５が供給される。供給された前処理液５５は、遠心力の働きによって、基板Ｗのパターン形成面の略全面に行きわたって、リンス液を置換する。
一定期間の前処理液供給のあと、制御装置３は、バルブ３１を閉じて、前処理液供給ノズル２８からの前処理液５５の供給を停止させる。
【０１０４】
次いで、図５Ｄおよび図５Ｅを参照して、基板Ｗのパターン形成面上に処理液を供給する処理液供給工程（ステップＳ４）と、供給される処理液の温度を融解温度範囲に保持する温度保持工程（基板温度調節工程、ステップＳ５）とが実行される。この基板処理では、温度保持工程が、処理液供給工程の開始よりも早く開始される。
すなわち、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、基板回転速度である所定の処理液供給速度で回転させる。処理液供給速度は、たとえば、１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍである。
【０１０５】
そして、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を近接位置に配置する。遮断板４４が近接位置に配置された状態で、制御装置３は、バルブ３８を開く。これにより、熱媒経路を構成する、熱媒供給管３７と裏面供給ノズル３６とを通して、図５Ｄに示すように、回転状態の基板Ｗの裏面に向けて、裏面供給ノズル３６の上端の吐出口３６ａから、熱媒５６が供給される（熱媒供給工程）。遮断板４４が近接位置に配置された状態で、熱媒５６の供給を開始することにより、第４ガード７１Ｄから跳ね返った熱媒５６が基板Ｗのパターン形成面へ付着するのを抑制できる。
【０１０６】
供給された熱媒５６は、遠心力の働きによって、基板Ｗの裏面の略全域に行きわたって、基板Ｗおよび基板Ｗのパターン形成面の前処理液５５が加熱される。加熱の温度は、基板Ｗの厚み等を考慮して、次工程で供給される処理液を、融解温度範囲に設定する。
次いで、制御装置３は、スピンベース１９を処理液供給速度で回転させ続け、かつ基板Ｗの裏面へ熱媒５６を供給し続けながら、基板Ｗのパターン形成面に、処理液を供給する。
【０１０７】
具体的には、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を処理位置に配置する。遮断板４４が処理位置に配置された状態で、制御装置３は、バルブ３５を開く。これにより、図５Ｅに示すように、回転状態の基板Ｗのパターン形成面に向けて、処理液供給ノズル３２から処理液が供給される。供給された処理液は、遠心力の働きによって、前処理液と混和しながら基板Ｗのパターン形成面の略全面に行きわたって、前処理液を置換する。そして、基板Ｗのパターン形成面に処理液膜５７が形成される（処理液膜形成工程）。
【０１０８】
次に、図５Ｆを参照して、温度保持工程（ステップＳ５）を継続しながら、基板Ｗのパターン形成面に形成された処理液膜５７を薄膜化する薄膜化工程（ステップＳ６）が実行される。
具体的には、まず、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を近接位置に配置する。遮断板４４が近接位置に配置された状態で、制御装置３は、バルブ３５を閉じて、基板Ｗのパターン形成面への処理液の供給を停止する。遮断板４４が近接位置に配置された状態で処理液の供給を停止することにより、第３ガード７１Ｃから跳ね返った熱媒５６が基板Ｗのパターン形成面へ付着するのを抑制できる。この後、遮断板４４は、後述する昇華工程（ステップＳ８）が終了するまでの間、近接位置に維持される。
【０１０９】
また、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、基板回転速度である所定の薄膜化速度で回転させる。薄膜化速度は、たとえば、８００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍである。
そうすると、上述したように、基板Ｗの回転に起因する遠心力が基板Ｗ上の処理液に作用し、基板Ｗ上の処理液の一部が基板Ｗの周縁から排出されて、処理液膜５７が薄膜化される（除去薄膜化工程）。そのため、パターン形成面の全体に処理液を確実に行き渡らせることができ、かつ、処理液膜５７の膜厚を適度に低減することができる。ひいては、後述する凝固工程で形成される凝固体５９の膜厚を適度に低減することができる。また、基板Ｗの回転による遠心力によってパターン形成面上から処理液の一部を除去するという簡単な手法によって、処理液膜５７を薄膜化することができる。
【０１１０】
次に、温度保持工程（ステップＳ５）を終了し、図５Ｇに示すように、基板Ｗの裏面に冷媒を供給することによって、薄膜化した処理液膜５７を凝固させて凝固体５９を形成する凝固工程（ステップＳ７）が実行される。
具体的には、まず、制御装置３は、バルブ３８を閉じ、熱媒経路への熱媒５６の供給を停止して、温度保持工程（ステップＳ５）を終了させる。
【０１１１】
次いで、制御装置３は、バルブ４１を開いて、冷媒経路を構成する、冷媒供給管４０と、共有配管４３と、裏面供給ノズル３６とへの、冷媒の供給を開始する。バルブ４１を開いて冷媒経路への冷媒の供給を開始するタイミングは、バルブ３８を閉じて熱媒経路への熱媒の供給を停止するタイミングと同時でも後でもよい。
そうすると、冷媒が、冷媒経路を通して、裏面供給ノズル３６の上端の吐出口３６ａから、回転状態の基板Ｗの裏面に向けて供給される（冷媒供給工程）。
【０１１２】
基板Ｗの裏面に供給された冷媒は、遠心力の働きにより、基板Ｗの裏面の略全域に行きわたって熱媒を置換する。これにより、基板Ｗのパターン形成面に形成された処理液膜５７の冷却が開始される。
制御装置３は、基板Ｗの裏面への冷媒５８の供給を続けながら、スピンモータ１７を制御して、基板回転速度である所定の凝固時速度でスピンベース１９を回転させる。凝固時速度は、たとえば、１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍである。これにより、基板Ｗのパターン形成面に形成された処理液膜５７が凝固して凝固体５９を形成する。
【０１１３】
ただし、冷媒は、冷媒経路と熱媒経路との共有部分、つまり共有配管４３および裏面供給ノズル３６に残留する熱媒を押し出しながら、徐々に基板Ｗの裏面に供給される。また、冷媒は、基板Ｗの裏面の熱媒を徐々に置換する。そのため、基板Ｗが所定の熱容量を有することと相まって、基板Ｗのパターン形成面に形成された処理液膜５７の温度は、徐々に低下する。
【０１１４】
したがって、温度保持工程（ステップＳ５）が終了した後、バルブ４１を開いて冷媒経路への冷媒の供給を開始した時点から遅れて、基板Ｗのパターン形成面に形成された処理液膜５７の凝固（凝固工程、ステップＳ７）が始まる。
熱媒および冷媒の温度、熱媒および冷媒の流量、厚み等に基づく基板Ｗの熱容量等を一定にすることにより、処理液膜５７の冷却を開始した時点から、処理液膜５７の凝固が始まるまでの期間を一定にすることができる。
【０１１５】
この場合、基板Ｗ上から処理液を排出させて処理液膜５７を薄膜化させる期間（薄膜化期間）の長さは、処理液膜５７の冷却を開始するタイミングを制御することによって、調整することができる。この実施形態では、処理液膜５７の冷却を開始するタイミングとは、バルブ３５を閉じて熱媒経路への熱媒の供給を停止し、代わって、バルブ４１を開いて冷媒経路への冷媒の供給を開始するタイミングである。
【０１１６】
薄膜化期間の長さを調整することによって、薄膜化工程後の処理液膜５７の膜厚を調整することができる。たとえば、薄膜化期間を長くするほど、処理液膜５７の膜厚を小さくすることができる。
図６は、基板処理のうち薄膜化とその前後の工程を説明するためのタイムチャートである。
【０１１７】
図６に示すように、処理液膜５７の冷却を開始するタイミングを、基板Ｗのパターン形成面への処理液の供給の停止よりも後とした場合には、処理液膜５７の冷却の開始よりも前に薄膜化工程が始まる。
図示しないが、処理液膜５７の冷却を開始するタイミングを、基板のパターン形成面への処理液の供給を停止した時点と同時とした場合には、この時点で薄膜化工程が開始され、処理液膜の凝固が始まった時点で薄膜化工程が終了する。
【０１１８】
そのため、図６に示すように処理液膜５７の冷却を開始するタイミングを基板Ｗのパターン形成面への処理液の供給の停止よりも後とした場合の方が、処理液膜５７の冷却を開始するタイミングを基板のパターン形成面への処理液の供給を停止した時点と同時とした場合と比較して、薄膜化処理の期間（薄膜化期間Ｔ）が長くなる。その結果、処理液膜５７の膜厚が、さらに小さくなる。
【０１１９】
したがって、処理液膜５７の冷却を開始するタイミングを、処理液の供給の停止と同時とするか、あるいは処理液の供給の停止よりも後とするかを選択することにより、薄膜化期間Ｔの長さを調整して、処理液膜５７の膜厚を制御することができる。
ただし、薄膜化後の処理液膜５７の膜厚は、基板Ｗのパターン形成面におけるパターンの凸部の高さより大きい範囲に維持する必要がある。処理液膜５７の厚みが、パターンの凸部の高さより小さくなると、表面張力によってパターンの倒壊が生じるおそれがあるためである。
【０１２０】
次に、図５Ｈを参照して、形成した凝固体５９を昇華させて、基板Ｗのパターン形成面から除去する昇華工程（ステップＳ８）が実行される。また、昇華工程と並行して、基板Ｗのパターン形成面における結露を防止する結露防止工程（ステップＳ９）と、凝固体の昇華を促進する昇華促進工程（ステップＳ１０）とが実行される。
具体的には、制御装置３は、バルブ４１を閉じて、基板Ｗの裏面への冷媒５８の供給を停止する。また、制御装置３は、ＦＦＵ１５および排気装置１６を駆動して、チャンバ４内にダウンフローを形成し、かつ排気ダクト５２を介して、処理カップ１１の底部から処理カップ１１の内部を減圧する（減圧工程）。これにより、凝固体５９の昇華が促進され、結露が防止される（昇華促進工程＋結露防止工程）。
【０１２１】
前述したように、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を近接位置に維持する。これにより、基板Ｗのパターン形成面の付近の雰囲気、具体的には遮断板４４と基板Ｗとの間の雰囲気が、周囲の雰囲気から遮断されて、結露が防止される（結露防止工程）。
また、制御装置３は、バルブ４８を開いて、第１不活性ガスノズル４５の下端の吐出口から、基板Ｗのパターン形成面の中央領域に不活性ガスを供給する。供給された不活性ガスにより、遮断板４４の下面と基板Ｗのパターン形成面との間の雰囲気が除湿され、結露が防止される（結露防止工程，除湿工程）。とくに、高温不活性ガスを供給する場合には、基板Ｗのパターン形成面の付近の雰囲気が温められて、結露を防止する効果が向上する。
【０１２２】
また、凝固体５９の表面上を不活性ガスが流通されることによって、凝固体５９の昇華が促進される（昇華促進工程）。とくに、高温不活性ガスを供給する場合には、基板Ｗのパターン形成面の付近の雰囲気が温められて、凝固体５９の昇華がさらに促進される（雰囲気加熱工程）。
さらに、制御装置３は、バルブ５１を開いて冷媒を循環させて、冷却管４９を冷却する。これにより、冷却管４９を結露トラップとして機能させ、雰囲気中の水分を冷却管４９の表面に結露させて、雰囲気中から除去することができる。すなわち、結露が防止される（結露防止工程）。
【０１２３】
この状態で、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、基板回転速度である所定の第１の昇華速度で回転させる。第１の昇華速度は、たとえば、１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍである。次いで、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、基板回転速度である所定の第２の昇華速度で回転させる。第２の昇華速度は、たとえば、５００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍである。これにより、基板Ｗのパターン形成面に形成された凝固体５９が昇華して除去されて、基板Ｗのパターン形成面が乾燥される（昇華工程，昇華促進工程，回転昇華促進工程）。
【０１２４】
この実施形態によれば、温度保持工程において、処理液膜５７の温度を、融解温度範囲に保持することにより、処理液膜５７が凝固するのを抑制して、凝固工程前の処理液膜５７を液相に維持することができる。たとえば、処理液供給工程（処理液膜形成工程）において処理液膜５７の部分的な凝固が発生しても、温度保持工程で再溶融させて液状とすることができる。
【０１２５】
また、その後の薄膜化工程において、処理液膜５７の温度が融解温度範囲にあり、処理液膜の凝固が発生しない間に、処理液膜５７を薄くすることによって、凝固工程で形成される凝固体５９の膜厚を低減することができる。
そのため、凝固工程において、基板Ｗのパターン形成面に、内部応力ができるだけ小さく、しかも膜厚が適度に調整された凝固体５９を形成することができる。
【０１２６】
その結果、液体の表面張力の影響を排除して、パターンの倒壊を抑制しながら、基板Ｗのパターン形成面を乾燥させることができる。
また、この実施形態によれば、基板Ｗの裏面に熱媒を供給する簡易な手法によって、温度保持工程を実行することができる。また、基板Ｗの裏面に冷媒を供給する簡易な手法によって、凝固工程を実行することができる。したがって、基板処理方法を実施するための基板処理装置の構成を簡略化することができる。
【０１２７】
また、この実施形態では、基板温度調節工程が、処理液供給工程の開始よりも早く開始される。そのため、基板Ｗの裏面に熱媒を供給して、基板Ｗを予め加熱した状態で処理液供給工程を実行することにより、処理液供給工程での処理液膜５７の凝固をさらに抑制することができる。また、処理液供給工程での処理液膜５７の凝固が抑制されるため、凝固した処理液膜５７を温度保持工程で再溶融させる必要がなく、温度保持工程の期間を短縮することもできる。
【０１２８】
図７は、第１実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の変形例の要部を拡大して示す図解的な断面図である。
図７の例の処理ユニット２は、第１不活性ガスノズル４５に代えて、不活性ガスを吐出するための第１の吐出口６０および第２の吐出口６１を備えた不活性ガスノズル６２を用いる点が、先の各図の例を用いて説明した実施の形態とは異なっている。なお、図示しないが、当該不活性ノズル６２が、不活性ガスに加えて前処理液および処理液を基板Ｗの上面に向けて吐出可能に設けられている場合や、前処理液供給ノズル２８や処理液供給ノズルが移動ノズルとして設けられている場合には、遮断板４４を省略することができる。その他の構成、および処理ユニットを用いた各工程は、先の各図の例と同様であるので、とくに、図２の処理ユニット２を併せて参照しながら、以下に、変更箇所を説明する。
【０１２９】
第１の吐出口６０は、先の第１不活性ガスノズル４５の吐出口４５ａと同様に、不活性ガスノズル６２の下端に、基板Ｗのパターン形成面に臨ませて設けられている。第１の吐出口６０は、図中に実線の矢印で示すように、基板Ｗのパターン形成面の中央領域に、回転軸線Ａ１に沿って、不活性ガスを略鉛直方向に吐出する。第１の吐出口６０には、不活性ガス供給管６３が接続されている。不活性ガス供給管６３には、その流路を開閉するバルブ６４が介装されている。
【０１３０】
第２の吐出口６１は、不活性ガスノズル６２の下端の外周面に環状に開口されている。第２の吐出口６１は、図中に破線の矢印で示すように、基板Ｗのパターン形成面に沿って、不活性ガスを横向きかつ放射状に吐出する。第２の吐出口６１には、不活性ガス供給管６５が接続されている。不活性ガス供給管６５には、その流路を開閉するバルブ６６が介装されている。
【０１３１】
不活性ガスノズル６２には、鉛直方向に沿って不活性ガスノズル６２を昇降させるノズル昇降機構６７が接続されている。ノズル昇降機構６７によって、不活性ガスノズル６２は、第１の吐出口６０を基板Ｗのパターン形成面に近接させた近接位置（図７参照）と、第１の吐出口６０を近接位置より上方に離間させた離間位置との間で昇降される。
不活性ガスノズル６２を下降させて、第１の吐出口６０が基板Ｗのパターン形成面に近接した近接位置において、不活性ガスノズル６２の第１の吐出口６０は、基板Ｗのパターン形成面の回転中心位置に対向する。
【０１３２】
この状態で、不活性ガスノズル６２の第２の吐出口６１から、基板Ｗのパターン形成面に沿って、不活性ガスを横向きかつ放射状に吐出すると、基板Ｗのパターン形成面上に、基板Ｗの回転中心位置から周縁へ向かう不活性ガスのガス流が形成される。これにより、基板Ｗのパターン形成面の付近の雰囲気が周囲の雰囲気から遮断される。
また、不活性ガスノズル６２の第１の吐出口６０から不活性ガスを吐出させることにより、基板Ｗのパターン形成面の中央領域に不活性ガスが供給される。供給された不活性ガスは、基板Ｗのパターン形成面の中央領域から、基板Ｗのパターン形成面上を外方へ広がって、基板Ｗのパターン形成面の周縁から、雰囲気の外へ排出される。これにより、基板Ｗのパターン形成面の付近の雰囲気が除湿される。そのため、基板Ｗのパターン形成面に形成された凝固体５９を昇華させる際に、雰囲気中の水分が凝固体５９や基板Ｗのパターン形成面に結露するのを防止することができる（結露防止工程）。また、凝固体５９の表面上を不活性ガスが流通されることによって、凝固体の昇華が促進される（昇華促進工程）。
【０１３３】
とくに、室温よりも高温の高温不活性ガスを供給する場合には、基板Ｗのパターン形成面の付近の雰囲気が温められて、結露を防止する効果が向上し、凝固体５９の昇華がさらに促進される。
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態に係る基板処理装置１Ｐに備えられる処理ユニット２Ｐの概略構成を示す模式的な断面図である。図８では、今まで説明した部材と同じ部材には、同じ参照符号を付して、その説明を省略する（後述する図９〜図１１Ｈにおいても同様）。
【０１３４】
第２実施形態に係る処理ユニット２Ｐが第１実施形態に係る処理ユニット２と主に異なる点は、薬液供給ノズル２０およびリンス液供給ノズル２４が、前処理液供給ノズル２８、処理液供給ノズル３２および第１不活性ガスノズル４５とともにノズル収容部材８０に収容されている点、および、裏面供給ノズル３６には熱媒供給管３７の代わりに処理流体供給管９０が接続されている点である。
【０１３５】
第２実施形態では、薬液供給ノズル２０およびリンス液供給ノズル２４がノズル収容部材８０に収容されているため、処理ユニット２Ｐには、ノズル移動機構２１および２２が備えられていない。
また、処理ユニット２Ｐは、処理液供給ノズル３２および処理液供給管３４内の処理液の温度を昇華性物質の融点以上に保つために、処理液供給ノズル３２および処理液供給管３４のうちの少なくとも一方を加熱するヒータ９９を含む。ヒータ９９は、たとえば、中空軸４４ａに内蔵されている。
【０１３６】
ヒータ９９は、処理液供給ノズル３２および処理液供給管３４内に残留した処理液を加熱することができる。さらに、ヒータ９９の熱が処理液供給ノズル３２および処理液供給管３４から処理液供給ノズル３２の吐出口に伝達することによって、吐出口が加熱される。そのため、処理液供給管３４内および処理液供給ノズル３２の吐出口に残留した処理液の熱量を補うことができる。したがって、処理液供給管３４内および処理液供給ノズル３２の吐出口に残留した処理液の固化を抑制または防止することができる。
【０１３７】
図９は、処理流体供給管９０の模式図である。第２実施形態に係る裏面供給ノズル３６に供給される処理流体には、温調流体だけでなく、薬液およびリンス液も含まれる。処理流体供給管９０は、処理流体送液管１００と、処理流体共通管１０１と、第１熱媒送液管１０２と、第２熱媒送液管１０３と、冷媒送液管１０４と、リンス液送液管１０５と、薬液送液管１０６とを含む。
【０１３８】
処理流体送液管１００は、処理流体共通管１０１から裏面供給ノズル３６の吐出口３６ａに処理流体を送る。第１熱媒送液管１０２は、第１熱媒供給源１１２から処理流体共通管１０１に第１熱媒を送る。第２熱媒送液管１０３は、第２熱媒供給源１１３から処理流体共通管１０１に第２熱媒を送る。冷媒送液管１０４は、冷媒供給源１１４から処理流体共通管１０１に冷媒を送る。リンス液送液管１０５は、リンス液供給源１１５から処理流体共通管１０１に、リンス液を送る。薬液送液管１０６は、薬液供給源１１６から処理流体共通管１０１に、薬液を送る。処理流体共通管１０１には、処理流体共通管１０１内の処理流体を排出する排液管１０７が接続されている。
【０１３９】
処理流体送液管１００には、処理流体送液管１００内の流路を開閉するバルブ１２０が介装されている。第１熱媒送液管１０２には、第１熱媒送液管１０２内の流路を開閉するバルブ１２２が介装されている。第２熱媒送液管１０３には、第２熱媒送液管１０３内の流路を開閉するバルブ１２３が介装されている。冷媒送液管１０４には、冷媒送液管１０４内の流路を開閉するバルブ１２４が介装されている。リンス液送液管１０５には、リンス液送液管１０５内の流路を開閉するバルブ１２５が介装されている。薬液送液管１０６には、薬液送液管１０６内の流路を開閉するバルブ１２６が介装されている。排液管１０７には、排液管１０７内の流路を開閉するバルブ１２７が介装されている。
【０１４０】
裏面供給ノズル３６の吐出口３６ａから吐出される第１熱媒は、基板Ｗを加熱する流体（たとえば、ＤＩＷ）であり、融解温度範囲内の第１温度（たとえば、６０℃〜８０℃）に保持されている。裏面供給ノズル３６の吐出口３６ａから吐出される第２熱媒は、基板Ｗを加熱する流体（たとえば、ＤＩＷ）であり、融解温度範囲内で第１温度よりも低い温度である第２温度（たとえば、２５℃）に保持されている。冷媒は、基板Ｗを冷却する流体（たとえば、ＤＩＷ）であり、凝固温度範囲内の温度（たとえば、４℃〜１９℃）に保持されている。
【０１４１】
図１０は、第２実施形態に係る基板処理装置１Ｐの主要部の電気的構成を示すブロック図である。基板処理装置１Ｐの制御装置３は、ＦＦＵ１５、排気装置１６、スピンモータ１７、遮断板昇降機構４６、ガード昇降機構７４、ヒータ９９、バルブ２３，２７，３１，３５，４８，８３，１２０，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２７を制御するようにプログラムされている。
【０１４２】
第２実施形態に係る処理ユニット２Ｐでは、図４に示す流れ図と同様の基板処理が可能である。図１１Ａ〜図１１Ｈは、処理ユニット２Ｐによって実行される基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
処理ユニット２Ｐによる基板処理では、まず、薬液処理工程が実行される（ステップＳ１）。薬液処理工程では、まず、スピンチャック５に基板Ｗを水平に保持させる（基板保持工程）。制御装置３は、スピンモータ１７を駆動し、スピンベース１９を回転させて、基板Ｗの回転を開始する（基板回転工程）。薬液処理工程では、スピンベース１９は、所定の薬液処理速度で回転される。薬液処理速度は、たとえば、８００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍである。基板処理が終了するまでの間、基板保持工程および基板回転工程が継続される。薬液処理工程では、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を離間位置に配置している。
【０１４３】
次に、制御装置３は、バルブ２３を開く。これにより、図１１Ａに示すように、回転状態の基板Ｗの上面であるパターン形成面に向けて、薬液供給ノズル２０から薬液５３が供給される。供給された薬液５３は、遠心力の働きによって、基板Ｗのパターン形成面の略全面に行きわたる。
そして、制御装置３は、バルブ１２０および１２６を開く。これにより、回転状態の基板Ｗの下面である裏面に向けて、裏面供給ノズル３６から薬液１５３が供給される。供給された薬液１５３は、遠心力の働きによって、基板Ｗの裏面の略全面に行きわたる。
【０１４４】
一定期間の薬液処理のあと、基板Ｗのパターン形成面上の薬液をリンス液に置換することによって、基板Ｗのパターン形成面上から薬液を排除するリンス処理工程が実行される（ステップＳ２）。
リンス処理工程では、制御装置３は、バルブ２３を閉じて、薬液供給ノズル２０からの薬液５３の供給を停止させる。そして、制御装置３は、バルブ２７を開く。これにより、図１１Ｂに示すように、回転状態の基板Ｗのパターン形成面に向けて、リンス液供給ノズル２４からリンス液５４が供給される。供給されたリンス液５４は、遠心力の働きによって、基板Ｗのパターン形成面の略全面に行きわたって、薬液５３を置換する。
【０１４５】
そして、制御装置３は、バルブ１２６を閉じてバルブ１２５を開く。これにより、回転状態の基板Ｗの下面である裏面に向けて、裏面供給ノズル３６から薬液１５３の代わりにリンス液１５４が供給される。供給されたリンス液１５４は、遠心力の働きによって、基板Ｗの裏面の略全面に行きわたって、薬液１５３を置換する。
リンス処理工程では、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、基板回転速度である所定のリンス処理速度で回転させる。リンス処理速度は、たとえば、８００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍである。リンス処理工程では、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、薬液処理工程に引き続き遮断板４４を離間位置に維持する。
【０１４６】
一定期間のリンス処理のあと、基板Ｗのパターン形成面上のリンス液を前処理液に置換する前処理液供給工程が実行される（ステップＳ３）。
前処理液供給工程では、制御装置３は、バルブ２７を閉じて、リンス液供給ノズル２４からのリンス液５４の供給を停止させる。そして、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、基板回転速度である所定の前処理液供給速度で回転させる。前処理液供給速度は、たとえば、３００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍである。そして、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を離間位置から処理位置に移動させる。そして、制御装置３は、バルブ８３を開く。これにより、基板Ｗと遮断板４４との間の空間に第２不活性ガスノズル８１から不活性ガスが供給される。
【０１４７】
そして、制御装置３は、バルブ３１を開く。これにより、図１１Ｃに示すように、回転状態の基板Ｗのパターン形成面に向けて、前処理液供給ノズル２８から前処理液５５が供給される。供給された前処理液５５は、遠心力の働きによって、基板Ｗのパターン形成面の略全面に行きわたって、リンス液５４を置換する。そして、制御装置３は、バルブ１２５を閉じてバルブ１２２を開く。これにより、回転状態の基板Ｗの下面である裏面に向けて、裏面供給ノズル３６からリンス液１５４の代わりに第１熱媒１５６が供給される（温調媒体供給工程，第１熱媒供給工程）。供給された第１熱媒１５６は、遠心力の働きによって、基板Ｗの裏面の略全面に行きわたる。第１熱媒１５６の供給によって、基板Ｗの温度が融解温度範囲内の温度に調整される。前処理液供給ノズル２８から供給される前処理液５５の温度を融解温度範囲内の温度にしておけば、基板Ｗの温度調整を一層速やかに実行することができる。
【０１４８】
一定期間の前処理液供給の後、制御装置３は、バルブ３１を閉じて、前処理液供給ノズル２８からの前処理液の供給を停止させる。
次いで、基板Ｗのパターン形成面上に処理液を供給する処理液供給工程（ステップＳ４）と、基板Ｗの裏面に温調媒体を供給することによって供給される処理液の温度を所定の温度範囲に保持する温度保持工程（温調媒体供給工程、ステップＳ５）とが実行される。第２実施形態では、温度保持工程が、処理液供給工程（処理液膜形成工程）の開始よりも早く開始されている。
【０１４９】
処理液供給工程では、基板Ｗのパターン形成面上に処理液を供給することによって、基板Ｗのパターン形成面に処理液膜５７が形成される（処理液膜形成工程）。処理液膜形成工程では、まず、図１１Ｄに示すように、処理液膜５７として、基板Ｗの直径よりも小さい処理液コア（処理液溜）１５０を、パターン形成面の中心を含む中央領域に形成する（コア形成工程）。コア形成工程で形成される処理液コア１５０は、基板Ｗの周縁にまで達していなければ、すなわち、基板Ｗの直径よりも小さければ、中央領域よりも広い所定領域にまで広がっていてもよい。コア形成工程における処理液供給ノズル３２からの処理液の吐出量は、基板Ｗのパターン形成面全体に処理液膜５７を供給する場合の処理液の吐出量よりも小さくされる。
【０１５０】
具体的には、コア形成工程では、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、所定のコア形成速度（第１回転速度）で回転させる（第１基板回転工程）。コア形成速度は、たとえば、１０ｒｐｍ〜５０ｒｐｍが好適である。なお、コア形成速度は、１０ｒｐｍ未満でもよく、基板Ｗの回転が停止（すなわち、０ｒｐｍ）していてもよい。コア形成工程では、基板Ｗが比較的低速度で回転されているため、処理液が基板Ｗの周縁に向けて広がるのを抑制しつつ、所定領域に均一に広がる（中央領域に留まる）処理液コア１５０を形成することができる。コア形成工程の実行中においても基板Ｗの裏面への第１熱媒１５６の供給が継続される。基板Ｗが比較的低速度で回転されているため、基板Ｗの裏面に供給される第１熱媒１５６は、遠心力によって基板Ｗの裏面の周縁にまで達する前に、裏面から下方に落下する。
【０１５１】
次に、温度保持工程（ステップＳ５）を継続しながら、基板Ｗのパターン形成面に形成された処理液膜５７を薄膜化する薄膜化工程（ステップＳ６）が実行される。
具体的には、図１１Ｅを参照して、まず、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を、処理位置から下降させて近接位置に配置する。遮断板４４が近接位置に配置された状態で、制御装置３は、バルブ３５を閉じて、基板Ｗのパターン形成面への処理液の供給を停止する（処理液供給停止工程）。遮断板４４が近接位置に配置された状態で、処理液の供給を停止することにより、第３ガード７１Ｃから跳ね返った温調媒体が基板Ｗのパターン形成面へ付着するのを抑制できる。
【０１５２】
また、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、所定の拡大薄膜化速度（第２回転速度）で回転させる（第２基板回転工程）。拡大薄膜化速度は、たとえば、３０００ｒｐｍである。薄膜化工程では、基板Ｗが比較的高速度で回転されるため、パターン形成面の中央領域に形成された処理液コア１５０が基板Ｗの周縁まで速やかに広がって薄くなる（拡大薄膜化工程）。
【０１５３】
拡大薄膜化工程では、制御装置３が、バルブ１２２を閉じ、バルブ１２３を開く。これにより、裏面供給ノズル３６から基板Ｗの裏面への第１熱媒１５６の供給が停止され、裏面供給ノズル３６から基板Ｗの裏面への第２熱媒１５７の供給が開始される（温調媒体供給工程，第２熱媒供給工程）。拡大薄膜化工程では、基板Ｗが比較的高速度で回転されるため、基板Ｗの裏面へ供給された第２熱媒１５７は、基板Ｗの裏面の周縁にまで広がる。
【０１５４】
パターン形成面の周縁にまで広がる薄い処理液膜５７は、基板Ｗの回転による遠心力によって処理液コア１５０をパターン形成面の周縁まで広げるという簡単な手法によって、形成される。そのため、薄膜化工程の後に実行される凝固工程で形成される凝固体５９の膜厚を適度に低減することができる。さらに、パターン形成面の周縁にまで薄く広がる程度の量の処理液をパターン形成面に供給すればよいので、凝固体５９の形成のために使用される処理液の量を低減することができる。
【０１５５】
また、この基板処理では、拡大薄膜化工程の開始前に、処理液供給停止工程が実行されるので、薄膜化工程において基板Ｗ外に排出される処理液の量を低減できる。そのため、処理液の使用量を一層低減することができる。
図１１Ｅに示す拡大薄膜化工程では、処理液供給停止工程を実行しているが、図１２に示すように、処理液供給停止工程を実行せずに、拡大薄膜化工程中に基板Ｗのパターン形成面への処理液の供給を継続してもよい。これにより、基板Ｗのパターン形成面上の処理液膜５７に処理液が補充される（処理液補充工程）。そのため、パターン形成面の全体に万遍なく処理液を行き渡らせることができる。図１２に示すように、処理液供給停止工程を実行せずに、拡大薄膜化工程中に基板Ｗのパターン形成面への処理液の供給を継続する場合、遮断板４４は、処理位置に配置される。
【０１５６】
次に、温度保持工程（ステップＳ５）が終了され、薄膜化した処理液膜５７を凝固させて凝固体５９を形成する凝固工程（ステップＳ７）が実行される。
具体的には、まず、拡大薄膜化工程中に処理液の供給が継続されていた場合は、制御装置３は、バルブ３５を閉じてパターン形成面への処理液の供給を停止し、遮断板昇降機構４６を制御して遮断板４４を近接位置に配置する。拡大薄膜化工程中において処理液の供給が停止されていた場合は、遮断板４４が近接位置に維持される。
【０１５７】
そして、制御装置３は、バルブ１２３を閉じ、基板Ｗの裏面への第２熱媒１５７の供給を停止する。これにより、温度保持工程（ステップＳ５）が終了される。そして、図１１Ｆに示すように、制御装置３は、バルブ１２４を開き、基板Ｗの裏面への冷媒５８の供給を開始する。
そして、制御装置３は、基板Ｗの裏面への冷媒５８の供給を続けながら、スピンモータ１７を制御して、所定の凝固時速度でスピンベース１９を回転させる。凝固時速度は、たとえば、１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍである。これにより、図１１Ｇに示すように、基板Ｗのパターン形成面に形成された処理液膜５７が凝固して凝固体５９が形成される。
【０１５８】
次に、形成した凝固体５９を昇華させて、基板Ｗのパターン形成面から除去する昇華工程（ステップＳ８）が実行される。また、昇華工程と並行して、基板のパターン形成面における結露を防止する結露防止工程（ステップＳ９）と、凝固体の昇華を促進する昇華促進工程（ステップＳ１０）とが実行される。
具体的には、制御装置３は、バルブ１２４を閉じて、基板Ｗの裏面への冷媒５８の供給を停止する。また、制御装置３は、ＦＦＵ１５および排気装置１６を駆動して、チャンバ４内にダウンフローを形成し、かつ排気ダクト５２を介して、処理カップ１１の底部から処理カップ１１の内部を減圧する。これにより、凝固体５９の昇華が促進され、結露が防止される（昇華促進工程＋結露防止工程）。
【０１５９】
次に、図１１Ｈに示すように、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を近接位置に維持する。これにより、基板Ｗのパターン形成面の付近の雰囲気、具体的には遮断板４４と基板Ｗとの間の雰囲気が、周囲の雰囲気から遮断されて、結露が防止される（結露防止工程）。
また、制御装置３は、バルブ４８を開いて、第１不活性ガスノズル４５の下端の吐出口４５ａから、基板Ｗのパターン形成面の中央領域に不活性ガスを供給する。供給された不活性ガスにより、遮断板４４の下面と基板Ｗのパターン形成面との間の雰囲気が除湿され、結露が防止される（結露防止工程）。とくに、高温不活性ガスを供給する場合には、基板Ｗのパターン形成面の付近の雰囲気が温められて、結露を防止する効果が向上する。
【０１６０】
また、凝固体５９の表面上を不活性ガスが流通されることによって、凝固体５９の昇華が促進される（昇華促進工程）。とくに、高温不活性ガスを供給する場合には、基板Ｗのパターン形成面の付近の雰囲気が温められて、凝固体５９の昇華がさらに促進される。
この状態で、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、所定の第１の昇華速度で回転させる。第１の昇華速度は、たとえば、１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍである。次いで、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、基板回転速度である所定の第２の昇華速度で回転させる。第２の昇華速度は、たとえば、５００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍである。これにより、基板Ｗのパターン形成面に形成された凝固体５９が昇華して除去されて、基板Ｗのパターン形成面が乾燥される（昇華工程＋昇華促進工程）。
【０１６１】
その結果、第１実施形態と同様に、液体の表面張力の影響を排除して、パターンの倒壊を抑制しながら、基板Ｗのパターン形成面を乾燥させることができる。
また、第２実施形態では、温度保持工程（温調媒体供給工程）において第１熱媒供給工程の後に第２熱媒供給工程が実行され、その後の凝固工程において基板冷却工程が実行される。すなわち、処理液膜５７は、凝固工程において、融解温度範囲（昇華性物質の融点以上で、かつ昇華性物質の沸点未満の温度範囲）内の第１温度から凝固温度範囲（昇華性物質の凝固点（融点）以下の温度範囲）内の温度にまで急激に冷却されるのではなく、温度保持工程において、第１温度から、融解温度範囲内において第１温度よりも低い第２温度に一度冷却された後、凝固工程において凝固温度範囲内の温度にまで冷却される。このように、処理液膜５７が段階的に冷却されるため、冷却の際に処理液膜５７に温度むらが発生するのを抑制できる。したがって、凝固工程において処理液膜５７に凝固しない部分が発生するのを抑制でき、凝固工程後の昇華工程における凝固体５９の昇華速度のむらの発生を抑制できる。
【０１６２】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、処理ユニット２Ｐによる基板処理の変形例を説明するための図解的な断面図である。
図１１Ａ〜図１１Ｈで説明した基板処理では、薄膜化工程において、処理液膜５７としての処理液コア１５０を広げて薄くしている（拡大薄膜化工程）。しかしながら、処理液コア１５０を形成しない基板処理が実行されてもよい。
【０１６３】
具体的には、処理ユニット２Ｐによる基板処理の変形例では、処理液コア１５０（図１１Ｄ参照）を形成することなく、図１３Ａに示すように、ステップＳ４の処理液膜形成工程（処理液供給工程）において、基板Ｗのパターン形成面の周縁にまで広がる処理液膜５７が形成される。このとき、前処理液供給工程において開始された基板Ｗの裏面への第１熱媒１５６の供給（図１１Ｃを参照）は、継続されている。制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、基板回転速度である所定の処理液供給速度で回転させる。処理液供給速度は、たとえば、１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍである。
【０１６４】
その後、図１３Ｂに示すように、ステップＳ６の薄膜化工程において、パターン形成面への処理液の供給を停止する。そして、基板Ｗの裏面への第１熱媒１５６の供給を停止し、その代わりに、基板Ｗの裏面へ第２熱媒１５７を供給する。これにより、図１１Ａ〜図１１Ｈで説明した基板処理と同様に、処理液膜５７が段階的に冷却される。
制御装置３は、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を、基板回転速度である所定の除去薄膜化速度で回転させる。薄膜化速度は、たとえば、数１０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍである。基板Ｗの回転に起因する遠心力によって、パターン形成面上の処理液の一部がパターン形成面から除去される。これにより、処理液膜５７が薄くされる（除去薄膜化工程）。そのため、パターン形成面の全体に処理液を確実に行き渡らせることができ、かつ、凝固工程で形成される凝固体５９の膜厚を適度に低減することができる。
【０１６５】
＜第３実施形態＞
図１４は、第３実施形態に係る基板処理装置１Ｑに備えられる処理ユニット２Ｑの概略構成を示す模式的な断面図である。図１４では、今まで説明した部材と同じ部材には、同じ参照符号を付して、その説明を省略する（後述する図１５Ａ〜図１５Ｄにおいても同様）。
【０１６６】
第３実施形態に係る処理ユニット２Ｑが第２実施形態に係る処理ユニット２Ｐと主に異なる点は、スピンベース１９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。
【０１６７】
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に通電することによって、対向面１３０ａが加熱される。そして、ヒータ１３３には、給電線１３４を介して、ヒータ通電機構１３５から電力が供給される。
【０１６８】
ヒータユニット１３０は、スピンベース１９の上方に配置されている。処理ユニット２Ｑは、ヒータユニット１３０をスピンベース１９に対して相対的に昇降させるヒータ昇降機構１３６を含む。ヒータ昇降機構１３６は、たとえば、ボールねじ機構と、それに駆動力を与える電動モータとを含む。
ヒータユニット１３０の下面には、回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びる昇降軸１３７が結合されている。昇降軸１３７は、スピンベース１９の中央部に形成された貫通孔と、中空のスピン軸１８とを挿通している。昇降軸１３７内には、給電線１３４が通されている。ヒータ昇降機構１３６は、昇降軸１３７を介してヒータユニット１３０を昇降させることによって、下位置および上位置の間の任意の中間位置にヒータユニット１３０を配置できる。
【０１６９】
ヒータユニット１３０は、スピンベース１９に対して相対的に昇降（移動）するので、基板Ｗの下面とヒータユニット１３０の上面との間の距離が変化する。すなわち、ヒータ昇降機構１３６は、距離変更ユニットとして機能する。
裏面供給ノズル３６は、中空の昇降軸１３７を挿通し、さらに、ヒータユニット１３０を貫通している。裏面供給ノズル３６の吐出口３６ａは、基板Ｗの裏面の中心に臨んでいる。裏面供給ノズル３６には処理流体供給管９０および第３不活性ガス供給管１４５が接続されている。第３不活性ガス供給管１４５には、その流路を開閉するバルブ１４６が介装されている。バルブ１４６は、制御装置３によって開閉される（図１０参照）。バルブ１４６が開かれることによって、裏面供給ノズル３６の吐出口３６ａから基板Ｗの裏面の中央領域に不活性ガスが供給される。供給された不活性ガスは、基板Ｗのパターン形成面の中央領域から、基板Ｗの裏面とヒータユニット１３０の対向面１３０ａとの間の雰囲気を外方へ広がって、基板Ｗの裏面の周縁から、雰囲気の外へ排出される。
【０１７０】
ヒータユニット１３０は、上位置まで上昇させられる過程で、挟持部材１９ｂ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、複数の挟持部材１９ｂ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。
【０１７１】
複数の挟持部材１９ｂを開閉する構成として、処理ユニット２Ｑは、複数の挟持部材１９ｂを開閉駆動する挟持部材駆動機構１４０をさらに含む。挟持部材駆動機構１４０は、たとえば、スピンベース１９に内蔵されたリンク機構１４１と、スピンベース１９外に配置された駆動源１４２とを含む。駆動源１４２は、たとえば、ボールねじ機構と、それに駆動力を与える電動モータとを含む。
【０１７２】
図１０に二点鎖線で示した部分を参照して、第３実施形態に係る制御装置３は、第２実施形態に係る制御装置３が制御する対象に加えて、ヒータ通電機構１３５、ヒータ昇降機構１３６、および挟持部材駆動機構１４０を制御する。
第３実施形態に係る処理ユニット２Ｑ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、処理ユニット２Ｑによる基板処理は、温度保持工程（ステップＳ５）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２実施形態に係る処理ユニット２Ｐによる基板処理とほぼ同じである。
【０１７３】
図１５Ａ〜図１５Ｄは、処理ユニット２Ｑによって実行される基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
処理ユニット２Ｑによる基板処理の温度保持工程では、基板Ｗの裏面に第１熱媒および第２熱媒を供給する代わりに、基板Ｗに対するヒータユニット１３０の相対位置を変更することによって、基板Ｗの温度が調整される（ヒータ温調工程）。
【０１７４】
具体的には、図１５Ａに示すように、コア形成工程において、制御装置３は、ヒータ昇降機構１３６を制御して、ヒータユニット１３０を基板Ｗの裏面に非接触で近接する第１加熱位置に位置させる。これにより、基板Ｗの全体が均一に加熱される。コア形成工程において、基板Ｗを回転させる必要がない場合、第１加熱位置は、ヒータユニット１３０が基板Ｗを持ち上げる位置であってもよい。この場合、挟持部材１９ｂは、開状態にされている必要がある。
【０１７５】
図示しないが、前処理液供給工程においても、ヒータユニット１３０を第１加熱位置に配置することによって、温度保持工程を処理液供給工程（処理液膜形成工程）の開始よりも早く開始してもよい。
そして、図１５Ｂに示すように、拡大薄膜化工程において、制御装置３は、ヒータ昇降機構１３６を制御して、ヒータユニット１３０を第１加熱位置よりも基板Ｗの裏面から離間する第２加熱位置に移動させる。
【０１７６】
そして、図１５Ｃに示すように、温度保持工程終了後の凝固工程では、制御装置３が、ヒータ昇降機構１３６を制御して、ヒータユニット１３０を下位置に移動させる。そして、制御装置３が、バルブ１２０，１２４を開く。これにより、第２実施形態における基板処理と同様に、裏面供給ノズル３６から基板Ｗの裏面への冷媒５８の供給が開始される。そして、基板Ｗのパターン形成面に形成された処理液膜５７が凝固して凝固体５９が形成される。
【０１７７】
また、ヒータユニット１３０によって基板Ｗの加熱を行わないときは、図１５Ｄに示すように、制御装置３が、ヒータ昇降機構１３６を制御して、ヒータユニット１３０を下位置に配置する。そして、制御装置３がバルブ１４６を開く。これにより、裏面供給ノズル３６から基板Ｗの裏面とヒータユニット１３０の対向面１３０ａとの間に不活性ガスが供給される。これにより、基板Ｗの裏面とヒータユニット１３０の対向面１３０ａとの間の雰囲気、および、基板Ｗが冷却されるので、ヒータユニット１３０による基板Ｗの加熱を停止することができる。
【０１７８】
なお、第３実施形態の基板処理において、制御装置３は、ヒータユニット１３０の温度が一定に保たれるように、ヒータ通電機構１３５を制御することが好ましい。
詳しくは、ヒータユニット１３０の温度変化に要する時間は、基板Ｗの温度変化に要する時間と比較して長い。そのため、加熱工程において、ヒータユニット１３０の温度を変更して基板Ｗを加熱する場合、ヒータユニット１３０が所望の温度に変化するまで待たなければ基板Ｗが所望の温度に達しない。したがって、基板処理に要する時間が長くなるおそれがある。
【０１７９】
ヒータユニット１３０から基板Ｗに伝達される熱量は、基板Ｗの下面とヒータユニット１３０との間の距離に応じて変化する。そこで、ヒータユニット１３０の温度を一定に保った状態で、基板Ｗの下面とヒータユニット１３０との間の距離を変更することによって、基板の温度を所望の温度に変化させることができる。これにより、ヒータユニット１３０の温度変化に要する時間を削減することができる。ひいては、基板処理に要する時間を削減することができる。
【０１８０】
＜第４実施形態＞
図１６は、第４実施形態に係る基板処理装置１Ｒに備えられる処理ユニット２Ｒの概略構成を示す模式的な断面図である。図１６では、今まで説明した部材と同じ部材には、同じ参照符号を付して、その説明を省略する（後述する図１７〜図１９Ｂにおいても同様）。
【０１８１】
第４実施形態に係る処理ユニット２Ｒが第３実施形態に係る処理ユニット２Ｑと主に異なる点は、処理ユニット２Ｒが、薬液供給ノズル２０の代わりに、保持層形成液供給ノズル１６０および剥離液供給ノズル１６１を含んでいる点である。保持層形成液供給ノズル１６０は、基板Ｗのパターン形成面に保持層形成液を供給する保持層形成液供給ユニットに含まれる。剥離液供給ノズル１６１は、基板Ｗのパターン形成面に剥離液を供給する剥離液供給ユニットに含まれる。
【０１８２】
保持層形成液供給ノズル１６０および剥離液供給ノズル１６１は、リンス液供給ノズル２４、前処理液供給ノズル２８、処理液供給ノズル３２および第１不活性ガスノズル４５とともにノズル収容部材８０に収容されている。
保持層形成液供給ノズル１６０は、基板Ｗの上面の中央領域に向けて保持層形成液を供給（吐出）する。保持層形成液供給ノズル１６０には、保持層形成液供給管１６２が接続されている。保持層形成液供給管１６２には、その流路を開閉するバルブ１６３が介装されている。バルブ１６３は、制御装置３によって開閉される（図１０参照）。
【０１８３】
保持層形成液は、溶質と、揮発性を有する溶媒とを含む。保持層形成液は、溶媒の少なくとも一部が揮発して固化または硬化することによって、基板Ｗのパターン形成面に付着していたパーティクルを当該基板Ｗから引き離して保持するパーティクル保持層を形成する。
ここで「固化」とは、たとえば、溶媒の揮発に伴い、分子間や原子間に作用する力等によって溶質が固まることを指す。「硬化」とは、たとえば、重合や架橋等の化学的な変化によって、溶質が固まることを指す。したがって、「固化または硬化」とは、様々な要因によって溶質が「固まる」ことを表している。
【０１８４】
保持層形成液の溶質として用いられる樹脂は、たとえば、所定の変質温度以上に加熱前は水に対して難溶性ないし不溶性で、変質温度以上に加熱することで変質して水溶性になる性質を有する樹脂（以下「感熱水溶性樹脂」と記載する場合がある。）である。
感熱水溶性樹脂は、たとえば、所定の変質温度以上(たとえば、２００℃以上)に加熱することで分解して、極性を持った官能基を露出させることによって、水溶性を発現する。
【０１８５】
保持層形成液の溶媒としては、変質前の感熱水溶性樹脂に対する溶解性を有し、かつ揮発性を有する溶媒を用いることができる。ここで「揮発性を有する」とは、水と比較して揮発性が高いことを意味する。保持層形成液の溶媒としては、たとえば、ＰＧＥＥ（プロピレングリコールモノエチルエーテル）が用いられる。
剥離液供給ノズル１６１は、基板Ｗの上面の中央領域に向けて、剥離液を供給（吐出）する。剥離液は、保持層形成液が形成するパーティクル保持層を基板Ｗのパターン形成面から剥離するための液である。剥離液は、保持層形成液に含まれる溶媒との相溶性を有する液体を用いることが好ましい。
【０１８６】
剥離液は、たとえば、水系の剥離液である。水系の剥離液としては、剥離液は、ＤＩＷには限られず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、アルカリ水溶液等が挙げられる。アルカリ水溶液としては、ＳＣ１液（アンモニア過酸化水素水混合液）、アンモニア水溶液、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の４級水酸化アンモニウムの水溶液、コリン水溶液等が挙げられる。
【０１８７】
剥離液供給ノズル１６１には、剥離液供給管１６４が接続されている。剥離液供給管１６４には、その流路を開閉するバルブ１６５が介装されている。バルブ１６５は、制御装置３によって開閉される（図１０参照）。
図１７は、第４実施形態に係る処理ユニット２Ｒ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１８Ａ〜図１８Ｅは、処理ユニット２Ｒによる基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。図１７に示す基板処理が、図４に示す基板処理と異なる点は、薬液処理工程（ステップＳ１）の代わりに、保持層形成液供給工程（ステップＳ１１）、保持層形成工程（ステップＳ１２）および保持層除去工程（ステップＳ１３）がこの順番で実行される点である。
【０１８８】
処理ユニット２Ｒによる基板処理では、図１８Ａに示すように、保持層形成液供給工程が実行される（ステップＳ１１）。保持層形成液供給工程では、まず、スピンチャック５に基板Ｗを水平に保持させる（基板保持工程）。制御装置３は、スピンモータ１７を駆動し、スピンベース１９を回転させて、基板Ｗの回転を開始する（基板回転工程）。
保持層形成液供給工程では、スピンベース１９は、基板回転速度である所定の保持層形成液供給速度で回転される。保持層形成液供給速度は、たとえば、１０ｒｐｍである。
【０１８９】
保持層形成液供給工程では、制御装置３は、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を、たとえば処理位置に配置する。保持層形成液供給工程では、制御装置３は、ヒータ昇降機構１３６を制御して、ヒータユニット１３０を下位置に配置する。
基板処理が終了するまでの間、基板保持工程および基板回転工程が継続される。ただし、ヒータユニット１３０が基板Ｗを持ち上げる場合には、基板Ｗの回転は停止される。
【０１９０】
遮断板４４が処理位置に配置された後、制御装置３は、バルブ１６３を開く。これにより、回転状態の基板Ｗの上面であるパターン形成面に向けて、保持層形成液供給ノズル１６０から保持層形成液１７０が供給される。供給された保持層形成液１７０は、遠心力の働きによって、基板Ｗのパターン形成面の略全面に行きわたる。
図１８Ｂおよび図１８Ｃに示すように、基板Ｗに保持層形成液を一定時間供給した後、保持層形成液を固化または硬化させて、基板Ｗのパターン形成面にパーティクル保持層２００（図１８Ｃ参照）を形成する保持層形成工程が実行される（ステップＳ１２）。保持層形成工程では、まず、バルブ１６３が閉じられる。これにより、保持層形成液供給ノズル１６０からの保持層形成液１７０の供給が停止される。
【０１９１】
図１８Ｂを参照して、保持層形成工程では、まず、基板Ｗ上の保持層形成液１７０の液膜の厚さを適切な厚さにするために、遠心力によって基板Ｗのパターン形成面から保持層形成液１７０の一部を排除するスピンオフ工程が実行される。スピンオフ工程では、制御装置３が、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を基板回転速度である所定のスピンオフ速度で回転させる。スピンオフ速度は、たとえば、３００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍである。スピンオフ工程では、遮断板４４は、処理位置に維持され、ヒータユニット１３０は、下位置に維持される。
【０１９２】
図１８Ｃを参照して、保持層形成工程では、スピンオフ工程後に、基板Ｗ上の保持層形成液の溶媒の一部を揮発させるために、基板Ｗを加熱する（基板Ｗに対する加熱を強める）基板加熱工程が実行される。
基板加熱工程では、ヒータ昇降機構１３６が、ヒータユニット１３０を第３加熱位置に配置する。第３加熱位置は、たとえば、第３実施形態で説明した第１加熱位置と同じ位置である。これにより、基板Ｗ上の保持層形成液が加熱される。基板加熱工程では、制御装置３が、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を近接位置に配置する。基板加熱工程では、制御装置３が、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を基板回転速度である所定の基板加熱時速度で回転させる。基板加熱時速度は、たとえば、１０００ｒｐｍである。
【０１９３】
基板加熱工程では、基板Ｗ上の保持層形成液の温度が溶媒の沸点未満となるように、基板Ｗが加熱されることが好ましい。保持層形成液を、溶媒の沸点未満の温度に加熱することにより、先に説明したように、パーティクル保持層２００中に溶媒を残留させることができる。そして、パーティクル保持層２００中に残留した溶媒と、剥離液との相互作用によって、当該パーティクル保持層２００を、基板Ｗのパターン形成面から剥離しやすくできる。
【０１９４】
基板加熱工程では、基板Ｗ上の保持層形成液の温度が溶媒の沸点未満となることに加えて、基板Ｗ上の保持層形成液の温度が感熱水溶性樹脂の変質温度未満となるように、基板Ｗが加熱されることが好ましい。保持層形成液を変質温度未満の温度に加熱することにより、当該感熱水溶性樹脂を水溶性に変質させずに、基板Ｗのパターン形成面に、水系の剥離液に対して難溶性ないし不溶性のパーティクル保持層２００を形成することができる。
【０１９５】
基板加熱工程が実行されることによって、保持層形成液１７０が固化または硬化されて、基板Ｗ上にパーティクル保持層２００が形成される。図１９Ａに示すように、パーティクル保持層２００が形成される際に、基板Ｗのパターン形成面に付着していたパーティクル２０１が、当該基板Ｗから引き離されて、パーティクル保持層２００中に保持される。
保持層形成液は、パーティクル２０１を保持できる程度に固化または硬化すればよい。保持層形成液の溶媒が完全に揮発する必要はない。また、パーティクル保持層２００を形成する「溶質成分」とは、保持層形成液に含まれる溶質そのものであってもよいし、溶質から導かれるもの、たとえば、化学的な変化の結果として得られるものであってもよい。
【０１９６】
図１８Ｄおよび図１８Ｅに示すように、保持層形成工程の後、基板Ｗのパターン形成面に剥離液を供給することによって基板Ｗのパターン形成面から、パーティクル保持層２００を剥離して除去する保持層除去工程が実行される（ステップＳ１３）。
保持層除去工程では、剥離液としても機能するＤＩＷ等のリンス液が基板Ｗのパターン形成面に供給される第１剥離液供給工程と、ＳＣ１等の剥離液がパターン形成面に供給される第２剥離液供給工程とが実行される。
【０１９７】
図１８Ｄを参照して、第１剥離液供給工程では、制御装置３が、スピンモータ１７を制御して、スピンベース１９を基板回転速度である所定の第１剥離液速度で回転させる。第１剥離液速度は、たとえば、８００ｒｐｍである。第１剥離液供給工程では、制御装置３が、遮断板昇降機構４６を制御して、遮断板４４を処理位置に移動させる。第１剥離液供給工程では、制御装置３が、ヒータ昇降機構１３６を制御して、ヒータユニット１３０を下位置に移動させる。そして、制御装置３がバルブ２７を開く。これにより、回転状態の基板Ｗのパターン形成面に向けてリンス液供給ノズル２４からリンス液が供給される。基板Ｗのパターン形成面に供給されたリンス液１７１は、遠心力によって、基板Ｗのパターン形成面の全体に行き渡る。基板Ｗのパターン形成面に供給されたリンス液１７１は、遠心力によって基板Ｗから径方向外方に排除される。
【０１９８】
図１８Ｅを参照して、第２剥離液供給工程では、スピンモータ１７が、スピンベース１９の回転速度を所定の第２剥離液速度に変更する。第２剥離液速度は、たとえば、８００ｒｐｍである。そのため、第２剥離液供給工程では、第１剥離液供給工程における基板Ｗの回転速度が維持される。そして、制御装置３が、バルブ２３を閉じ、バルブ１６６を開く。これにより、剥離液供給ノズル１６１から基板Ｗのパターン形成面にＳＣ１液等の剥離液が供給される。パターン形成面に供給された剥離液１７２は、遠心力によって、基板Ｗのパターン形成面の全体に行き渡って、基板Ｗ上のリンス液１７１を置換する。パターン形成面に供給された剥離液は、遠心力によって基板Ｗから径方向外方に排除される。第２剥離液供給工程では、ヒータユニット１３０は下位置に維持されている。
【０１９９】
剥離液として用いられるＤＩＷやＳＣ１液等の水系の剥離液は、溶媒としてのＰＧＥＥとの相溶性を有する。しかも、感熱水溶性樹脂をその変質温度未満に加熱して形成されたパーティクル保持層２００は、前述したように、水系の剥離液であるＤＩＷやＳＣ１液に対して難溶性ないし不溶性である。そのため、これらの剥離液は、パーティクル保持層２００中に残留するＰＧＥＥとの相互作用によって、当該パーティクル保持層２００を形成する溶質成分を溶解させることなく、パーティクル保持層２００中に浸透する。そして、剥離液は、基板Ｗとの界面に達する。これにより、図１９Ｂに示すように、パーティクル２０１を保持したままのパーティクル保持層２００が、基板Ｗのパターン形成面から浮いて剥離する。
【０２００】
基板Ｗのパターン形成面から剥離したパーティクル保持層２００は、基板Ｗの回転による遠心力の働きによって、リンス液や剥離液とともに、基板Ｗのパターン形成面の周縁から排出される。すなわち、基板Ｗのパターン形成面から、剥離したパーティクル保持層２００が除去される。
リンス液は、ＳＣ１液よりも、剥離液としての効果は低い。しかし、リンス液は、ＳＣ１液に先立って供給されて、パーティクル保持層２００中に浸透することで、当該パーティクル保持層２００中に残留するＰＧＥＥの少なくとも一部を置換する。そして、ＤＩＷは、次工程で供給されるＳＣ１液の、パーティクル保持層２００中への浸透を補助する働きをする。そのため、剥離液の供給に先立って、リンス液を供給するのが好ましいが、リンス液の供給（第１剥離液供給工程）は、省略されてもよい。
【０２０１】
保持層除去工程（ステップＳ１３）の後、図４に示す基板処理と同様に、リンス液処理工程（ステップＳ２）〜昇華促進工程（ステップＳ１０）が実行される。
保持層除去工程後の前処理液供給工程では、基板Ｗのパターン形成面に、前処理液として、たとえば、ＩＰＡが供給される。ＩＰＡは、パーティクル保持層２００を形成する溶質成分を溶解させる性質を有する。そのため、ＩＰＡは、パーティクル保持層２００の残渣（剥離液によって剥離しなかったパーティクル保持層２００）を溶解させて、基板Ｗのパターン形成面に処理液を供給する前に基板Ｗのパターン形成面から残渣を除去する残渣除去液（前処理液）として機能する。これにより、基板Ｗのパターン形成面のパーティクル２０１の量を一層低減した状態で、基板Ｗのパターン形成面を乾燥させることができる。
【０２０２】
第４実施形態によれば、保持層形成工程において、基板Ｗを介して基板Ｗ上の保持層形成液１７０がヒータユニット１３０によって加熱される。これにより、保持層形成液１７０が固化または硬化されることによって、パーティクル保持層２００が基板Ｗのパターン形成面に形成される。保持層形成液が固化または硬化される際に、パーティクル２０１が基板Ｗから引き離される。引き離されたパーティクル２０１はパーティクル保持層２００中に保持される。そのため、保持層除去工程において、基板Ｗのパターン形成面に剥離液を供給することで、パーティクル２０１を保持した状態のパーティクル保持層２００を、基板Ｗのパターン形成面から剥離して除去することができる。
【０２０３】
以上により、基板Ｗのパターン形成面からパーティクル２０１を良好に除去することができ、かつ、基板Ｗの表面を良好に乾燥することができる。
保持層形成工程では、基板Ｗのパターン形成面に供給された保持層形成液１７０の温度が変質温度未満の温度になるように基板Ｗが加熱される。
この方法によれば、保持層形成工程では、保持層形成液の温度が変質温度未満の温度になるように基板Ｗが加熱されてパーティクル保持層２００が形成される。そのため、パーティクル保持層２００は、剥離液に対して難溶性ないし不溶性であるものの、当該剥離液によって剥離が可能である。したがって、保持層除去工程では、基板Ｗのパターン形成面に形成されたパーティクル保持層２００を、溶解させることなく、パーティクル２０１を保持した状態で、基板Ｗのパターン形成面から剥離して除去することができる。
【０２０４】
その結果、パーティクル２０１を保持した状態のパーティクル保持層２００を基板Ｗのパターン形成面から剥離することにより、パーティクル２０１を高い除去率で除去することができる。さらに、剥離液１７２に対するパーティクル保持層２００の溶解に起因する残渣が基板Ｗのパターン形成面に残ったり再付着したりするのを抑制することができる。
第４実施形態では、保持層形成液の溶質として、感熱水溶性樹脂を用いるとした。しかしながら、保持層形成液の溶質として用いられる樹脂は、感熱水溶性樹脂以外の樹脂であってもよい。
【０２０５】
保持層形成液に含まれる溶質として用いられる感熱水溶性樹脂以外の樹脂は、たとえば、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド等が挙げられる。保持層形成液の溶質として、これらの樹脂のいずれかを用いる場合、溶質として用いる樹脂を溶解し得る任意の溶媒を用いることができる。
【０２０６】
保持層形成液の溶質として感熱水溶性樹脂以外の樹脂は変質温度を有しないので、保持層形成工程の基板加熱工程では、保持層形成液の溶質として感熱水溶性樹脂を用いた場合のように保持層形成液の温度が感熱水溶性樹脂の変質温度未満となる必要はなく、基板Ｗ上の保持層形成液の温度が溶媒の沸点未満となるように基板Ｗが加熱されればよい。
保持層形成液の溶質として感熱水溶性樹脂以外の樹脂を用いる場合、残渣除去液として、当該樹脂に対する溶解性を有する任意の液体を用いることができる。保持層形成液の溶質として感熱水溶性樹脂以外の樹脂を用いる場合、残渣除去液としては、たとえばシンナー、トルエン、酢酸エステル類、アルコール類、グリコール類等の有機溶媒、酢酸、蟻酸、ヒドロキシ酢酸等の酸性液を用いることができる。
【０２０７】
保持層形成液の溶質としては、前述した各種樹脂以外にも、たとえば、樹脂以外の有機化合物や、有機化合物と他の混合物を用いてもよい。あるいは、有機化合物以外の化合物であってもよい。
剥離液としては、水系でない他の剥離液を用いることもできる。その場合には、当該剥離液に難溶性ないし不溶性のパーティクル保持層２００を形成する溶質、剥離液に対して相溶性を有し、溶質に対して溶解性を有する溶媒、剥離液に対して相溶性を有し、溶質に対して溶解性を有する残渣除去液等を適宜、組み合わせればよい。
【０２０８】
＜第５実施形態＞
図２０は、第５実施形態に係る基板処理装置１Ｓに備えられる処理ユニット２Ｓの概略構成を示す模式的な断面図である。図２０では、今まで説明した部材と同じ部材には、同じ参照符号を付して、その説明を省略する（後述する図２１〜図２４においても同様）。
第５実施形態に係る処理ユニット２Ｓは、以下の点において第３実施形態に係る処理ユニット２Ｑと異なる。処理ユニット２Ｓが処理ユニット２Ｑと主に異なる点は、処理ユニット２Ｓが、ヒータユニット１３０の代わりにクーラユニット１８０を含む点である。
【０２０９】
クーラユニット１８０は、円板状のクーラプレートの形態を有している。クーラユニット１８０は、基板Ｗの下面に下方から対向する対向面１８０ａを有する。
クーラユニット１８０は、プレート本体１８１と、プレート本体１８１に内蔵された内蔵冷媒管１８２とを含む。プレート本体１８１は、平面視において、基板Ｗよりも僅かに小さい。対向面１８０ａは、プレート本体１８１の上面によって構成されている。
【０２１０】
内蔵冷媒管１８２には、内蔵冷媒管１８２に冷媒を供給する冷媒供給管１８３と、内蔵冷媒管１８２から冷媒を排出する冷媒排出管１８４とが接続されている。クーラユニット１８０の下面には、回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びる中空の昇降軸１８５が結合されている。昇降軸１８５は、スピンベース１９の中央部に形成された貫通孔と、中空のスピン軸１８とを挿通している。
【０２１１】
冷媒供給管１８３および冷媒排出管１８４は、昇降軸１８５を挿通している。冷媒供給管１８３には、バルブ１８６が介装されている。バルブ１８６が開かれることにより、内蔵冷媒管１８２に冷媒が供給される。内蔵冷媒管１８２に冷媒が供給されることによって、クーラユニット１８０が冷却される。
クーラユニット１８０は、スピンベース１９の上方に配置されている。処理ユニット２Ｓは、クーラユニット１８０をスピンベース１９に対して相対的に昇降させるクーラ昇降機構１８７を含む。クーラ昇降機構１８７は、たとえば、ボールねじ機構と、それに駆動力を与える電動モータとを含む。
【０２１２】
クーラ昇降機構１８７は、昇降軸１８５を介してクーラユニット１８０を昇降させることによって、下位置および上位置の間の任意の中間位置にクーラユニット１８０を配置できる。
クーラユニット１８０は、上位置まで上昇させられる過程で、挟持部材１９ｂから基板Ｗを持ち上げて対向面１８０ａ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。クーラユニット１８０は、下位置に位置するとき、クーラユニット１８０の可動範囲において基板Ｗから最も離間している。
【０２１３】
裏面供給ノズル３６は、中空の昇降軸１８５を挿通し、さらに、クーラユニット１８０を貫通している。裏面供給ノズル３６の吐出口３６ａは、基板Ｗの裏面の中心に臨んでいる。第５実施形態において裏面供給ノズル３６から基板Ｗの裏面に供給される熱媒は、窒素ガスや空気等の気体である。
図２１は、基板処理装置１Ｓの主要部の電気的構成を示すブロック図である。基板処理装置１Ｓの制御装置３は、ＦＦＵ１５、排気装置１６、スピンモータ１７、遮断板昇降機構４６、ガード昇降機構７４、ヒータ９９、バルブ２３，２７，３１，３５，４８，８３，１４６，１８６、挟持部材駆動機構１４０およびクーラ昇降機構１８７を制御するようにプログラムされている。
【０２１４】
第５実施形態に係る処理ユニット２Ｓ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、処理ユニット２Ｓによる基板処理は、凝固工程（ステップＳ７）における基板Ｗの冷却がクーラユニット１８０を用いて行われる点を除いては、第３実施形態に係る処理ユニット２Ｑによる基板処理とほぼ同じである。
図２２Ａ〜図２２Ｃは、処理ユニット２Ｓによって実行される基板処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
【０２１５】
処理ユニット２Ｓによる基板処理の温度保持工程（ステップＳ５）では、高温（たとえば第１温度）の窒素ガス等の気体が第１熱媒として用いられ（図２２Ａ参照）、第１熱媒よりも低温（たとえば第２温度）の窒素ガスが第２熱媒として用いられる（図２２Ｂ参照）。温度保持工程では、制御装置３は、クーラ昇降機構１８７を制御して、クーラユニット１８０を下位置に配置する。
【０２１６】
図２２Ｃに示すように、凝固工程（ステップＳ７）では、制御装置３は、バルブ１８６を開き、内蔵冷媒管１８２への冷媒の供給を開始する。そして、制御装置３は、クーラ昇降機構１８７を制御して、クーラユニット１８０を冷却位置に配置する。冷却位置は、たとえば、下位置と上位置との間の位置である。
クーラユニット１８０は、冷却位置に位置するとき、基板Ｗの裏面に非接触で近接している。これにより、基板Ｗからクーラユニット１８０へ熱が伝達され（奪われ）て、基板Ｗが冷却される（基板冷却工程）。そのため、基板Ｗを介して昇華性物質の凝固点以下の温度にまで処理液膜５７が冷却される。したがって、基板の裏面においてクーラユニット１８０の対向面に対向する部分の熱が、クーラユニット１８０によって均等に奪われ、処理液膜５７が均等に冷却される。第５実施形態とは異なり、クーラユニット１８０は、冷却位置に位置するとき、基板Ｗに接触していてもよい。
【０２１７】
第５実施形態とは異なり、基板処理においてクーラユニット１８０を昇降させずに、冷媒の供給の有無（バルブ１８６の切り替え）のみによって、基板Ｗの冷却を制御してもよい。また、第５実施形態とは異なり、バルブ１８６は、基板処理の実行中において、常時、開かれていて、クーラユニット１８０の昇降のみによって、基板Ｗの冷却を制御してもよい。
【０２１８】
図示しないが、クーラユニット１８０によって基板Ｗの冷却を行わないときは、制御装置３がバルブ１４６を開き裏面供給ノズル３６から基板Ｗの裏面とクーラユニット１８０の対向面１８０ａとの間に常温以上の温度の不活性ガスを供給してもよい。これにより、基板Ｗの裏面とクーラユニット１８０の対向面１８０ａとの間の雰囲気、および、基板Ｗが加熱されることによって、基板Ｗの温度が常温に戻されるので、基板Ｗの冷却が停止される。
【０２１９】
第５実施形態では、クーラユニット１８０は、プレート本体１８１と、内蔵冷媒管１８２とを含むとした。しかしながら、クーラユニット１８０は、第５実施形態とは異なる構成を有していてもよい。たとえば、図２３に示すように、クーラユニット１８０は、プレート本体１８１と、プレート本体１８１に内蔵されたペルチェ素子１８８とを含んでいてもよい。ペルチェ素子１８８に通電することによって、対向面１８０ａが冷却される。そして、ペルチェ素子１８８には、給電線１８９を介して、クーラ通電機構１９０から電力が供給される。クーラ通電機構１９０は、制御装置３によって制御される（図２１の二点鎖線参照）。ペルチェ素子１８８は、プレート本体１８１に内蔵されている必要はなく、図２４に示すように、プレート本体１８１の表面（たとえば下面）に取り付けられていてもよい。
【０２２０】
ペルチェ素子１８８が設けられている構成においても、第５実施形態と同様の基板処理が可能である。ただし、基板Ｗの冷却は、クーラユニット１８０の昇降、および、ペルチェ素子１８８の通電の切替のうちの少なくとも一方によって行われる。
なお、処理液として、昇華性物質の融液を用いる場合、昇華性物質の凝固点が０℃以下であれば、溶解状態を維持するために熱媒を用いる必要はなく、熱媒の使用を省略することができる。この場合、第５実施形態において温度保持工程を省略して基板処理を実行することができる。
【０２２１】
また、第５実施形態の構成の基板処理装置１Ｓにおいても、処理流体送液管１００を介して、裏面供給ノズル３６から、熱媒以外の処理流体が供給されるように構成されていてもよい。
《処理液》
以上の実施の形態（第１実施形態〜第５実施形態）、およびその変形例で用いる処理液としては、前述したように、昇華性物質の融液等の、昇華性物質が融解状態で含まれるものや、あるいは、溶質としての昇華性物質を溶媒に溶解させた溶液などを用いることがで
きる。
【０２２２】
昇華性物質としては、前述したように、常温（５℃〜３５℃）での蒸気圧が高く、固相から液相を経ずに気相に変化する種々の物質が用いられる。昇華性物質としては、たとえば、ヘキサメチレンテトラミン、１，３，５−トリオキサン、１−ピロリジンカルボジチオ酸アンモニウム、メタアルデヒド、炭素数２０〜４８程度のパラフィン、ｔ−ブタノール、パラジクロロベンゼン、ナフタレン、Ｌ−メントール、フッ化炭化水素化合物等が用いられる。とくに、昇華性物質としては、フッ化炭化水素化合物を用いることができる。
【０２２３】
化合物(Ａ)：炭素数３〜６のフルオロアルカン、またはその誘導体
化合物(Ｂ)：炭素数３〜６のフルオロシクロアルカン、またはその誘導体
化合物(Ｃ)：炭素数１０のフルオロビシクロアルカン、またはその誘導体
化合物(Ｄ)：フルオロテトラシアノキノジメタン、またはその誘導体
化合物(Ｅ)：３つ以上のホスファゼン単位を持つフルオロシクロホスファゼン、またはその誘導体
〈化合物(Ａ)〉
化合物(Ａ)としては、式(１)：
ＣｍＨｎＦ２ｍ＋２−ｎ      (１)
〔式中ｍは３〜６の数を示し、ｎは０≦ｎ≦２ｍ＋１の数を示す。〕
で表される、炭素数３〜６のフルオロアルカン、またはその誘導体が挙げられる。
【０２２４】
具体的には、炭素数３のフルオロアルカンとしては、たとえば、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ３、ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＦ２ＣＦ３、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ３、ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＨ３、ＣＨ２ＦＣＦ２ＣＨ３、ＣＨ２ＦＣＦ２ＣＨ２Ｆ、ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＨＦＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＨＦＣＦ３、ＣＨＦ２ＣＨＦＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＨＦＣＨ２Ｆ、ＣＨＦ２ＣＨＦＣＨＦ２、ＣＨ３ＣＨＦＣＨ３、ＣＨ２ＦＣＨＦＣＨ３、ＣＨＦ２ＣＨＦＣＨ３、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＨ２ＣＦ３、ＣＨＦ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＨ２ＣＨ２Ｆ、ＣＨ２ＦＣＨ２ＣＨＦ２、ＣＨＦ２ＣＨ２ＣＨＦ２、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨＦ２等が挙げられる。
【０２２５】
炭素数４のフルオロアルカンとしては、たとえば、ＣＦ３(ＣＦ２)２ＣＦ３、ＣＦ３(ＣＦ２)２ＣＨ２Ｆ、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨＦ２(ＣＦ２)２ＣＨＦ２、ＣＨＦ２ＣＨＦＣＦ２ＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＨＦＣＨ２ＣＦ３、ＣＨＦ２ＣＨＦＣＨＦＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ３、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ３、ＣＦ３ＣＨＦＣＦ２ＣＨ３、ＣＨＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ３等が挙げられる。
【０２２６】
炭素数５のフルオロアルカンとしては、たとえば、ＣＦ３(ＣＦ２)３ＣＦ３、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、ＣＨＦ２(ＣＦ２)３ＣＦ３、ＣＨＦ２(ＣＦ２)３ＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＨ(ＣＦ３)ＣＨ２ＣＦ３、ＣＦ３ＣＨＦＣＦ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＦ３ＣＦ(ＣＦ３)ＣＨ２ＣＨＦ２、ＣＨＦ２ＣＨＦＣＦ２ＣＨＦＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨＦ２(ＣＦ２)２ＣＨＦＣＨ３、ＣＨＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨＦ２、ＣＦ３(ＣＨ２)３ＣＦ３、ＣＦ３ＣＨＦＣＨＦＣＦ２ＣＦ３等が挙げられる。
【０２２７】
炭素数６のフルオロアルカンとしては、たとえば、ＣＦ３(ＣＦ２)４ＣＦ３、ＣＦ３(ＣＦ２)４ＣＨＦ２、ＣＦ３(ＣＦ２)４ＣＨ２Ｆ、ＣＦ３ＣＨ(ＣＦ３)ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、ＣＨＦ２(ＣＦ２)４ＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ(ＣＦ３)ＣＦ３、ＣＦ３ＣＦ２(ＣＨ２)２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ３ＣＨ２(ＣＦ２)２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＦ３(ＣＦ２)３ＣＨ２ＣＦ３、ＣＦ３ＣＨ(ＣＦ３)(ＣＨ２)２ＣＦ３、ＣＨＦ２ＣＦ２(ＣＨ２)２ＣＦ２ＣＨＦ２、ＣＦ３(ＣＦ２)２(ＣＨ２)２ＣＨ３等が挙げられる。
【０２２８】
また、炭素数３〜６のフルオロアルカンの誘導体としては、上記いずれかのフルオロアルカンに、フッ素以外のハロゲン（具体的には、塩素、臭素、ヨウ素）、水酸基、酸素原子、アルキル基、カルボキシル基およびパーフルオロアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基が置換した化合物等が挙げられる。
アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基等が挙げられる。
【０２２９】
パーフルオロアルキル基としては、たとえば、飽和パーフルオロアルキル基、不飽和パーフルオロアルキル基が挙げられる。また、パーフルオロアルキル基は、直鎖構造または分岐構造の何れであってもよい。パーフルオロアルキル基としては、たとえば、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロ−ｎ−プロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロ−ｎ−ブチル基、パーフルオロ−ｓｅｃ−ブチル基、パーフルオロ−ｔｅｒｔ−ブチル基、パーフルオロ−ｎ−アミル基、パーフルオロ−ｓｅｃ−アミル基、パーフルオロ−ｔｅｒｔ−アミル基、パーフルオロイソアミル基、パーフルオロ−ｎ−ヘキシル基、パーフルオロイソヘキシル基、パーフルオロネオヘキシル基、パーフルオロ−ｎ−へプチル基、パーフルオロイソへプチル基、パーフルオロネオへプチル基、パーフルオロ−ｎ−オクチル基、パーフルオロイソオクチル基、パーフルオロネオオクチル基、パーフルオロ−ｎ−ノニル基、パーフルオロネオノニル基、パーフルオロイソノニル基、パーフルオロ−ｎ−デシル基、パーフルオロイソデシル基、パーフルオロネオデシル基、パーフルオロ−ｓｅｃ−デシル基、パーフルオロ−ｔｅｒｔ−デシル基等が挙げられる。
【０２３０】
〈化合物(Ｂ)〉
化合物(Ｂ)としては、式(２)：
ＣｍＨｎＦ２ｍ−ｎ      (２)
〔式中、ｍは３〜６の数を示し、ｎは０≦ｎ≦２ｍ−１の数を示す。〕
で表される、炭素数３〜６のフルオロシクロアルカン、またはその誘導体が挙げられる。
【０２３１】
具体的には、炭素数３〜６のフルオロシクロアルカンとしては、たとえば、モノフルオロシクロヘキサン、ドデカフルオロシクロヘキサン、１，１，４−トリフルオロシクロヘキサン、１，１，２，２−テトラフルオロシクロブタン、１，１，２，２，３−ペンタフルオロシクロブタン、１，２，２，３，３，４−ヘキサフルオロシクロブタン、１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロシクロブタン、１，１，２，２，３，４−ヘキサフルオロシクロブタン、１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロシクロペンタン、１，１，２，２，３，４−ヘキサフルオロシクロペンタン、１，１，２，２，３，３，４−へプタフルオロシクロペンタン、１，１，２，２，３，４，５−へプタフルオロシクロペンタン、１，１，２，２，３，３，４，４−オクタフルオロシクロペンタン、１，１，２，２，３，３，４，５−オクタフルオロシクロペンタン、１，１，２，２，３，４，５，６−オクタフルオロシクロヘキサン、１，１，２，２，３，３，４，４−オクタフルオロシクロヘキサン、１，１，２，２，３，３，４，５−オクタフルオロシクロヘキサン、１，１，２，２，３，４，４，５，６−ノナフルオロシクロヘキサン、１，１，２，２，３，３，４，４，５−ノナフルオロシクロヘキサン、１，１，２，２，３，３，４，５，６−ノナフルオロシクロヘキサン、１，１，２，２，３，３，４，５，５，６−デカフルオロシクロヘキサン、１，１，２，２，３，３，４，４，５，６−デカフルオロシクロヘキサン、１，１，２，２，３，３，４，４，５，５−デカフルオロシクロヘキサン、１，１，２，２，３，３，４，４，５，６−デカフルオロシクロヘキサン、パーフルオロシクロプロパン、パーフルオロシクロブタン、パーフルオロシクロペンタン、パーフルオロシクロヘキサン等が挙げられる。
【０２３２】
また、炭素数３〜６のフルオロシクロアルカンの誘導体としては、上記いずれかのフルオロシクロアルカンに、化合物(Ａ)で開示した少なくとも１種の置換基が置換した化合物等が挙げられる。
炭素数３〜６のフルオロシクロアルカンの誘導体の具体例としては、たとえば、１，２，２，３，３−テトラフルオロ−１−トリフルオロメチルシクロブタン、１，２，４，４−テトラフルオロ−１−トリフルオロメチルシクロブタン、２，２，３，３−テトラフルオロ−１−トリフルオロメチルシクロブタン、１，２，２−トリフルオロ−１−トリメチルシクロブタン、１，４，４，５，５−ペンタフルオロ−１，２，２，３，３−ペンタメチルシクロペンタン、１，２，５，５−テトラフルオロ−１，２−ジメチルシクロペンタン、３，３，４，４，５，５，６，６−オクタフルオロ−１，２−ジメチルシクロヘキサン、１，１，２，２−テトラクロロ−３，３，４，４−テトラフルオロシクロブタン、２−フルオロシクロヘキサノール、４，４‐ジフルオロシクロヘキサノン、４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸、１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−ウンデカフルオロ−１−(ノナフルオロブチル)シクロヘキサン、パーフルオロメチルシクロプロパン、パーフルオロジメチルシクロプロパン、パーフルオロトリメチルシクロプロパン、パーフルオロメチルシクロブタン、パーフルオロジメチルシクロブタン、パーフルオロトリメチルシクロブタン、パーフルオロメチルシクロペンタン、パーフルオロジメチルシクロペンタン、パーフルオロトリメチルシクロペンタン、パーフルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオロジメチルシクロヘキサン、パーフルオロトリメチルシクロヘキサン等が挙げられる。
【０２３３】
〈化合物(Ｃ)〉
化合物(Ｃ)の、炭素数１０のフルオロビシクロアルカンとしては、たとえば、フルオロビシクロ[４．４．０]デカン、フルオロビシクロ[３．３．２]デカン、ペルフルオロビシクロ[４．４．０]デカン、ペルフルオロビシクロ[３．３．２]デカン等が挙げられる。
また、化合物(Ｃ)としては、前記炭素数１０のフルオロビシクロアルカンに置換基が結合した誘導体も挙げられる。置換基としては、フッ素以外のハロゲン（具体的には、塩素、臭素、ヨウ素）、ハロゲン原子を有してもよいシクロアルキル基、またはハロゲン原子を有してもよいシクロアルキル基を有するアルキル基が挙げられる。
【０２３４】
ハロゲン原子を有してもよいシクロアルキル基において、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。また、ハロゲン原子を有してもよいシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、ペルフルオロシクロプロピル基、ペルフルオロシクロブチル基、ペルフルオロシクロペンチル基、ペルフルオロシクロヘキシル基、ペルフルオロシクロへプチル基等が挙げられる。
【０２３５】
前記ハロゲン原子を有してもよいシクロアルキル基を有するアルキル基において、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。また、ハロゲン原子を有してもよいシクロアルキル基を有するアルキル基において、ハロゲン原子を有してもよいシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、ペルフルオロシクロプロピル基、ペルフルオロシクロブチル基、ペルフルオロシクロペンチル基、ペルフルオロシクロヘキシル基、ペルフルオロシクロへプチル基等が挙げられる。ハロゲン原子を有してもよいシクロアルキル基を有するアルキル基の具体例としては、たとえば、ジフルオロ(ウンデカフルオロシクロヘキシル)メチル基等が挙げられる。
【０２３６】
炭素数１０のフルオロビシクロアルカンに置換基が結合した化合物(Ｃ)の具体例としては、たとえば、２−[ジフルオロ(ウンデカフルオロシクロヘキシル)メチル]−１，１，２，３，３，４，４，４ａ，５，５，６，６，７，７，８，８，８ａ−へプタデカフルオロデカヒドロナフタレン等が挙げられる。
〈化合物(Ｄ)〉
化合物(Ｄ)のフルオロテトラシアノキノジメタンとしては、たとえば、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン等が挙げられる。
【０２３７】
また、化合物(Ｄ)としては、フルオロテトラシアノキノジメタンに、フッ素以外のハロゲン（具体的には、塩素、臭素、ヨウ素）がすくなくとも１つ結合した誘導体も挙げられる。
〈化合物(Ｅ)〉
化合物(Ｅ)のフルオロシクロホスファゼンとしては、ヘキサフルオロシクロトリホスファゼン、オクタフルオロシクロテトラホスファゼン、デカフルオロシクロペンタホスファゼン、ドデカフルオロシクロヘキサホスファゼン等が挙げられる。
【０２３８】
また、化合物(Ｅ)としては、フルオロシクロホスファゼンに置換基が結合した誘導体も挙げられる。置換基としては、フッ素以外のハロゲン（具体的には、塩素、臭素、ヨウ素）、フエノキシ基、アルコキシ基(−ＯＲ基)等が挙げられる。アルコキシ基のＲとしては、たとえば、メチル基、エチル基等のアルキル基、トリフルオロメチル基等のフルオロアルキル基、フェニル基等の芳香族基等が挙げられる。
【０２３９】
フルオロシクロホスファゼンに置換基が結合した化合物(Ｅ)としては、たとえば、ヘキサクロロシクロトリホスファゼン、オクタクロロシクロテトラホスファゼン、デカクロロシクロペンタホスファゼン、ドデカクロロシクロヘキサホスファゼン、ヘキサフェノキシシクロトリホスファゼン等が挙げられる。
昇華性物質としては、とくに、１，１，２，２，３，３，４−ヘプタフルオロシクロペンタンが好ましい。この化合物は、２０℃での蒸気圧が約８２６６Ｐａ、融点（凝固点）が２０．５℃、沸点が８２．５℃である。したがって、温度保持工程に用いる熱媒体の温度、凝固工程に用いる冷媒の温度等を、これらのデータに応じて適宜設定すればよい。
【０２４０】
〈溶媒〉
融解状態の昇華性物質を混合させる場合、溶媒としては、融解状態の昇華性物質に対して相溶性を示す溶媒が好ましい。また、溶質としての昇華性物質を溶解させる場合には、当該昇華性物質に対し溶解性を示す溶媒が好ましい。
溶媒としては、たとえば、ＤＩＷ、純水、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、エステル、アルコール、エーテル等からなる群より選ばれた少なくとも１種が挙げられる。
【０２４１】
具体的には、たとえば、ＤＩＷ、純水、メタノール、エタノール、ＩＰＡ、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、ＤＭＡ（ジメチルアセトアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ヘキサン、トルエン、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）、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）、ＰＧＰＥ（プロピレングリコールモノプロピルエーテル）、ＰＧＥＥ（プロピレングリコールモノエチルエーテル）、ＧＢＬ（γ−ブチロラクトン）、アセチルアセトン、３−ペンタノン、２−へプタノン、乳酸エチル、シクロヘキサノン、ジブチルエーテル、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、エチルノナフルオロイソブチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、及びｍ−キシレンヘキサフルオライドからなる群より選ばれた少なくとも１種が挙げられる。
【０２４２】
処理液中における昇華性物質の含有量は特に限定されず、適宜設定することができる。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。たとえば、上述した実施形態は、適宜組み合わせることができる。
たとえば、第１実施形態において、薬液、リンス液、前処理液および処理液は、たとえば、ライン状に配列された複数のノズル穴から、基板Ｗのパターン形成面の略全面にほぼ同時に供給するようにしてもよい。同様に、熱媒体および冷媒は、たとえば、ライン状に配列された複数のノズル穴から、基板Ｗの裏面にほぼ同時に供給するようにしてもよい。
【０２４３】
また、第１実施形態において、処理液の温度を、昇華性物質の融点以上、かつ昇華性物質の沸点未満の温度範囲に保持するために、基板Ｗの裏面へ熱媒体５６を供給する代わりに、ランプや電熱ヒータなどの熱源からの熱を利用してもよい。また、処理液を冷却して凝固させるために、基板Ｗの裏面へ冷媒５８を供給する代わりに、冷却された不活性ガスを供給したり、ペルチェ素子等を用いたりしてもよい。
【０２４４】
また、第１実施形態において、凝固体の昇華を促進するために、遮断板４４に、減圧配管を設けて、遮断板４４と基板Ｗとの間の雰囲気を減圧したり、遮断板４４を加熱したりしてもよい。
基板処理装置１，１Ｐ，１Ｑ，１Ｒ、１Ｓによる基板処理の各工程には、各実施形態で示した工程に、他の工程が追加されてもよい。
【０２４５】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で、種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【０２４６】
１ 基板処理装置
１Ｐ 基板処理装置
１Ｑ 基板処理装置
１Ｒ 基板処理装置
１Ｓ 基板処理装置
２ 処理ユニット
２Ｐ 処理ユニット
２Ｑ 処理ユニット
２Ｒ 処理ユニット
２Ｓ 処理ユニット
３ 制御装置
８ 前処理液供給ユニット
９ 処理液供給ユニット
１０ 裏面供給ユニット
１２、１３ 結露防止ユニット
５５ 前処理液
５６ 熱媒
５７ 処理液膜
５８ 冷媒
５９ 凝固体
１３０ ヒータユニット
１５０ 処理液コア
１５６ 第１熱媒
１５７ 第２熱媒
１８０ クーラユニット
Ｗ 基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１１Ｈ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３】
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【図２４】
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