(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の表面に存在する除去対象物を効率良く除去す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の上面に処理液が供給される（処理液供給工程）。基板Ｗの上面に供給された処理液を、基板Ｗの上面に存在する除去対象物に接触させた状態で固化または硬化させる。これによって、除去対象物１０３の見かけのサイズが拡大される（除去対象物拡大工程）。基板Ｗの上面に剥離液を供給して、見かけのサイズが拡大された除去対象物１０３を基板Ｗの上面から剥離し、前記除去対象物の見かけのサイズが拡大された状態を維持しながら前記除去対象物を基板の表面から除去する（除去工程）。【選択図】図６Ｄ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液を基板の表面に供給する処理液供給工程と、
前記基板の表面に供給された前記処理液を、前記基板の表面に存在する除去対象物に接触させた状態で固化または硬化させることによって、前記除去対象物の見かけのサイズを拡大する除去対象物拡大工程と、
前記基板の表面に剥離液を供給して、見かけのサイズが拡大された前記除去対象物を前記基板の表面から剥離し、前記除去対象物の見かけのサイズが拡大された状態を維持しながら前記除去対象物を基板の表面から除去する除去工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記除去対象物拡大工程が、前記基板の厚さ方向において、前記基板の表面に沿う前記剥離液の流れにおける境界層厚さよりも大きくなるように、前記除去対象物の見かけのサイズ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】
前記除去対象物拡大工程が、前記基板の表面に供給された前記処理液を固化または硬化させて前記除去対象物を保持する処理膜を前記基板の表面に形成する処理膜形成工程を含み、
前記除去工程が、前記処理膜とともに前記除去対象物を前記基板の表面から剥離する工程を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記除去工程が、前記剥離液によって前記処理膜を部分的に溶解して前記処理膜に貫通孔を形成する貫通孔形成工程を含む、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記除去工程が、前記貫通孔を介して前記処理膜と前記基板の表面との間に前記剥離液を進入させる剥離液進入工程をさらに含む、請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記処理液が、第１成分と前記第１成分よりも前記剥離液に対する溶解性が低い第２成分とを有する溶質と、前記溶質を溶解する溶媒とを有し、
前記処理膜形成工程が、前記第１成分によって形成される第１固体と前記第２成分によって形成される第２固体とを有する前記処理膜を形成する工程を含む、請求項３〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記処理液中の前記第１成分の含有量よりも前記処理液中の前記第２成分の含有量の方が多い、請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記処理液中の前記第１成分の含有量よりも前記処理液中の前記第２成分の含有量の方が少ない、請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記第１成分および前記第２成分が、合成樹脂である、請求項６〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
処理液を基板の表面に供給する処理液供給ユニットと、
前記処理液を固化または硬化させる固体形成ユニットと、
前記基板の表面に剥離液を供給する剥離液供給ユニットと、
前記処理液供給ユニット、前記固体形成ユニットおよび前記剥離液供給ユニットを制御するコントローラとを含み、
前記コントローラが、前記処理液供給ユニットから前記基板の表面に前記処理液を供給する処理液供給工程と、前記基板の表面に供給された前記処理液を前記固体形成ユニットに固化または硬化させることによって、前記基板の表面に存在する除去対象物の見かけのサイズを拡大する除去対象物拡大工程と、前記基板の表面に剥離液を供給して、見かけのサイズが拡大された前記除去対象物を前記基板の表面から剥離し、前記除去対象物の見かけのサイズが拡大された状態を維持しながら前記除去対象物を基板の表面から除去する除去工程とを実行するようにプログラムされている、基板処理装置。
【請求項１１】
前記コントローラが、前記除去対象物拡大工程において、前記基板の厚さ方向において、前記基板の表面に沿う前記剥離液の流れにおける境界層厚さよりも大きくなるように、前記除去対象物の見かけのサイズを拡大するようにプログラムされている、請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記コントローラが、前記除去対象物拡大工程において、前記基板の表面に供給された前記処理液を固化または硬化させて前記除去対象物を保持する処理膜を前記基板の表面に形成する処理膜形成工程を実行し、かつ、前記除去工程において、前記処理膜とともに前記除去対象物を前記基板の表面から剥離するようにプログラムされている、請求項１０または１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記コントローラが、前記除去工程において、前記剥離液に前記処理膜を部分的に溶解させて前記処理膜に貫通孔を形成する貫通孔形成工程を実行するようにプログラムされている、請求項１２に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記コントローラが、前記除去工程において、前記貫通孔を介して前記処理膜と前記基板の表面との間に前記剥離液を進入させるようにプログラムされている、請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記処理液が、第１成分と前記第１成分よりも前記剥離液に対する溶解性が低い第２成分とを有する溶質と、前記溶質を溶解する溶媒とを有し、
前記コントローラが、前記処理膜形成工程において、前記第１成分によって形成される第１固体と前記第２成分によって形成される第２固体とを含む前記処理膜を形成するようにプログラムされている、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記処理液中の前記第１成分の含有量よりも前記処理液中の前記第２成分の含有量の方が多い、請求項１５に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記処理液中の前記第１成分の含有量よりも前記処理液中の前記第２成分の含有量の方が少ない、請求項１５に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
前記第１成分および前記第２成分が、合成樹脂である、請求項１５〜１７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】
半導体装置の製造工程では、基板に付着した各種汚染物、前工程で使用した処理液やレジスト等の残渣、あるいは各種パーティクル等（以下「除去対象物」と総称する場合がある。）を除去するために、洗浄工程が実施される。
洗浄工程では、脱イオン水（ＤＩＷ：Deionized Water）等の洗浄液を基板に供給することにより、除去対象物を洗浄液の物理的作用によって除去する手法が一般的である。下記特許文献１には、ＤＩＷを基板の表面に供給することによって、基板上から除去対象物を除去する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２６００９９号公報
【特許文献２】特開２０１４−１９７７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
洗浄液によって除去対象物を基板上から除去する場合において、基板の表面に沿う方向における洗浄液の流速が大きいほど、除去対象物が洗浄液から受けるエネルギーが大きいので、除去対象物を基板の表面から剥がしやすい。
基板の表面を流れる洗浄液の流速は、その洗浄液の粘性の影響を受ける。詳しくは、基板の表面を流れる洗浄液は、その洗浄液の粘性に起因して基板に引っ張られる。そのため、基板の表面に沿う方向における洗浄液の流速は、基板の表面から充分に離れた位置よりも基板の表面近傍において小さくなる。
【０００５】
除去対象物は非常に微小であるため、特許文献１に記載の方法で基板の表面から除去対象物を除去する場合には、除去対象物は、基板の表面近傍において洗浄液を受ける。そのため、除去対象物は洗浄液から充分なエネルギーを受けることができないおそれがある。
そこで、特許文献２では、基板の上面に、溶質および揮発性を有する溶媒を含む処理液を供給し、当該処理液を固化または硬化させた処理膜を形成した後に、当該処理膜を溶解して除去する手法が提案されている。
【０００６】
この手法では、処理液が固化または硬化して処理膜が形成される際に、除去対象物が基板から引き離される。そして、引き離された除去対象物が処理膜中に保持される。次いで、基板の表面に溶解処理液が供給される。これにより、処理膜が基板上で溶解される。そして、基板の表面に沿う溶解処理液の流れを受けて除去対象物が基板の上面から除去される。
【０００７】
ところが、特許文献２の方法では、溶解処理液によって処理膜が溶解されることによって、除去対象物が溶解処理液中を浮遊し、基板に再付着する。このような再付着した除去対象物は、基板の表面を流れる溶解処理液から充分なエネルギーを受けることができない。したがって、除去対象物を基板の表面から効率良く除去できないおそれがある。
そこで、この発明の１つの目的は、基板の表面に存在する除去対象物を効率良く除去す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】
【０００８】
この発明の一実施形態は、処理液を基板の表面に供給する処理液供給工程と、前記基板の表面に供給された前記処理液を、前記基板の表面に存在する除去対象物に接触させた状態で固化または硬化させることによって、前記除去対象物の見かけのサイズを拡大する除去対象物拡大工程と、前記基板の表面に剥離液を供給して、見かけのサイズが拡大された前記除去対象物を前記基板の表面から剥離し、前記除去対象物の見かけのサイズが拡大された状態を維持しながら前記除去対象物を基板の表面から除去する除去工程とを含む、基板処理方法を提供する。
【０００９】
この方法によれば、除去対象物に接触させた状態で処理液を固化または硬化させることによって、除去対象物の見かけのサイズが拡大される。除去対象物の見かけのサイズとは、除去対象物が他の固体と一体化されたときの除去対象物および当該他の固体の全体のサイズである。見かけのサイズが拡大された除去対象物は、元の大きさの除去対象物よりも、基板の表面から離れた位置に達する。そのため、基板の表面を流れる剥離液から除去対象物が受けるエネルギーを増大させることができる。したがって、除去対象物が基板から剥離しやすくなる。
【００１０】
そして、除去対象物は、見かけのサイズが拡大された状態で基板から剥離されて剥離液とともに基板の表面から除去される。そのため、除去対象物が基板の表面から剥離された後においても、基板の表面を流れる剥離液から除去対象物が受けるエネルギーが増大された状態を維持することができる。したがって、剥離液とともに除去対象物を基板外へ速やかに排除することができる。
【００１１】
その結果、基板の表面に存在する除去対象物を効率良く除去することができる。
この発明の一実施形態では、前記除去対象物拡大工程が、前記除去対象物の見かけのサイズが前記剥離液の流れにおける境界層厚さよりも前記基板の厚さ方向において大きくなるように、前記除去対象物の見かけのサイズを拡大する工程を含む。
基板の厚さ方向において境界層厚さよりも基板の表面に近い位置では、剥離液の粘性に起因して剥離液の流速が低減される。基板の厚さ方向において境界層厚さよりも基板の表面から離れた位置では、流速への剥離液の粘性の影響を充分に抑制できる。そこで、除去対象物の見かけのサイズが、剥離液の流れにおける境界層厚さよりも大きければ、基板の表面を流れる剥離液から除去対象物が受けるエネルギーを充分に大きくすることができる。したがって、除去対象物を、基板から剥離しやすくすることができ、かつ、剥離液とともに基板外へ速やかに排除することができる。
【００１２】
この発明の一実施形態では、前記除去対象物拡大工程が、前記基板の表面に供給された前記処理液を固化または硬化させて前記除去対象物を保持する処理膜を前記基板の表面に形成する処理膜形成工程を含み、前記除去工程が、前記処理膜とともに前記除去対象物を前記基板の表面から剥離する工程を含む。
この方法によれば、処理液を固化または硬化することによって、処理膜を基板の表面に形成することができる。除去対象物は、処理膜によって保持されるので、除去対象物の見かけのサイズを処理膜の大きさに拡大することができる。そして、処理膜とともに除去対象物を剥離することによって、見かけのサイズが処理膜の大きさに拡大された状態を維持しながら基板の表面から除去対象物を除去できる。したがって、剥離液の流れから除去対象物が受けるエネルギーを充分に大きくすることができる。
【００１３】
この発明の一実施形態では、前記除去工程が、前記剥離液によって前記処理膜を部分的に溶解して前記処理膜に貫通孔を形成する貫通孔形成工程を含む。そのため、剥離液が基板の表面付近に到達しやすくなる。そのため、処理膜と基板との界面に剥離液を作用させて処理膜を基板から効率良く剥離することができる。その一方で、処理膜において貫通孔が形成された部分以外の部分が剥離液に溶解されずに固体状態で維持されるため、除去対象物の見かけのサイズが拡大された状態を維持できる。したがって、除去対象物を基板の表面から効率良く剥離しつつ、剥離液の流れから除去対象物が受けるエネルギーを充分に大きくすることができる。
【００１４】
この発明の一実施形態では、前記除去工程が、前記貫通孔を介して前記処理膜と前記基板の表面との間に前記剥離液を進入させる剥離液進入工程をさらに含む。そのため、処理膜と基板との界面に剥離液を作用させて処理膜を基板の表面から一層効率良く剥離することができる。
この発明の一実施形態では、前記処理液が、第１成分と前記第１成分よりも前記剥離液に対する溶解性が低い第２成分とを有する溶質と、前記溶質を溶解する溶媒とを有する。そして、前記処理膜形成工程が、前記第１成分によって形成される第１固体と前記第２成分によって形成される第２固体とを有する前記処理膜を形成する工程を含む。
【００１５】
この方法によれば、第１成分は剥離液に対する溶解性が第２成分よりも高い。そのため、第１成分によって形成される第１固体は、第２成分によって形成される第２固体よりも剥離液に溶解しやすい。そのため、基板の表面に剥離液を供給することで、剥離液は、主に第１固体を溶解して基板の表面付近に到達する。したがって、剥離液を処理膜と基板との界面に剥離液を作用させることができる。その一方で、第２固体は、その大部分が剥離液に溶解されずに固体状態で維持される。そのため、除去対象物が第２固体に保持された状態、すなわち、除去対象物の見かけのサイズが拡大された状態を維持できる。
【００１６】
その結果、除去対象物を基板の表面から効率良く剥離しつつ、基板の表面を流れる剥離液から除去対象物が受けるエネルギーを充分に大きくすることができる。
この発明の一実施形態では、前記処理液中の前記第１成分の含有量よりも前記処理液中の前記第２成分の含有量の方が多い。
この方法によれば、処理液中の第１成分の含有量よりも処理液中の第２成分の含有量の方が少ない構成と比較して、処理膜において剥離液によって溶解される部分を少なくすることができる。そのため、処理膜の部分的な溶解に伴って処理膜から離脱する除去対象物を少なくできる。したがって、大部分の除去対象物は、処理膜とともに基板の表面から除去できるので、基板への再付着を抑制しながら、除去対象物を効率的に基板外に排除できる。
【００１７】
この発明の一実施形態では、前記処理液中の前記第１成分の含有量よりも前記処理液中の前記第２成分の含有量の方が少ない。
この方法によれば、処理液中の第１成分の含有量よりも処理液中の第２成分の含有量の方が多い構成と比較して、処理膜において剥離液によって溶解される部分を多くすることができる。そのため、処理膜を比較的細かい膜片に分裂させることができる。処理膜が比較的細かい膜片に分裂されるので、膜片は、剥離液の流れから受ける力を受けて浮きやすく剥離液の流れに乗って基板外に排出されやすい。したがって、処理膜とともに除去対象物を基板から効率良く除去することができる。
【００１８】
この発明の一実施形態では、前記第１成分および前記第２成分が、合成樹脂である。
この発明の一実施形態は、処理液を基板の表面に供給する処理液供給ユニットと、前記処理液を固化または硬化させる固体形成ユニットと、前記基板の表面に剥離液を供給する剥離液供給ユニットと、前記処理液供給ユニット、前記固体形成ユニットおよび前記剥離液供給ユニットを制御するコントローラとを含む基板処理装置を提供する。
【００１９】
そして、前記コントローラが、前記処理液供給ユニットから前記基板の表面に前記処理液を供給する処理液供給工程と、前記基板の表面に供給された前記処理液を前記固体形成ユニットに固化または硬化させることによって、前記基板の表面に存在する除去対象物の見かけのサイズを拡大する除去対象物拡大工程と、前記基板の表面に前記剥離液供給ユニットから前記剥離液を供給することによって、見かけのサイズが拡大された前記除去対象物を前記基板の表面から剥離し、前記除去対象物の見かけのサイズが拡大された状態を維持しながら前記除去対象物を基板の表面から除去する除去工程とを実行するようにプログラムされている。
【００２０】
この構成によれば、除去対象物に接触させた状態で処理液を固化または硬化させることによって、除去対象物の見かけのサイズが拡大される。見かけのサイズが拡大された除去対象物は、元の大きさの除去対象物よりも、基板の表面から離れた位置に達する。そのため、基板の表面を流れる剥離液から除去対象物が受けるエネルギーを大きくすることができる。したがって、除去対象物が基板から剥離しやすくなる。
【００２１】
そして、除去対象物は、見かけのサイズが拡大された状態で基板から剥離されて剥離液とともに基板の表面から除去される。そのため、除去対象物が基板の表面から剥離された後においても、基板の表面を流れる剥離液から除去対象物が受けるエネルギーが増大された状態を維持することができる。したがって、剥離液とともに除去対象物を基板外へ速やかに排除することができる。
【００２２】
その結果、基板の表面に存在する除去対象物を効率良く除去することができる。
この発明の一実施形態では、前記コントローラが、前記除去対象物拡大工程において、前記基板の厚さ方向において、前記基板の表面に沿う前記剥離液の流れにおける境界層厚さよりも大きくなるように、前記除去対象物の見かけのサイズを拡大するようにプログラムされている。
【００２３】
基板の厚さ方向において境界層厚さよりも基板の表面に近い位置では、剥離液の粘性に起因して剥離液の流速が低減される。基板の厚さ方向において境界層厚さよりも基板の表面から離れた位置では、流速への剥離液の粘性の影響を充分に抑制できる。そこで、除去対象物の見かけのサイズが、剥離液の流れにおける境界層厚さよりも大きければ、基板の表面を流れる剥離液から除去対象物が受けるエネルギーを充分に大きくすることができる。したがって、除去対象物を、基板から剥離しやすくすることができ、かつ、剥離液とともに基板外へ速やかに排除することができる。
【００２４】
この発明の一実施形態は、前記コントローラが、前記除去対象物拡大工程において、前記基板の表面に供給された前記処理液を固化または硬化させて前記除去対象物を保持する処理膜を前記基板の表面に形成する処理膜形成工程を実行し、かつ、前記除去工程において、前記処理膜とともに前記除去対象物を前記基板の表面から剥離するようにプログラムされている。
【００２５】
この構成によれば、処理液を固化または硬化することによって、処理膜を基板の表面に形成することができる。除去対象物は、処理膜によって保持されるので、除去対象物の見かけのサイズを処理膜の大きさに拡大することができる。そして、処理膜とともに除去対象物を剥離することによって、見かけのサイズが処理膜の大きさに拡大された状態を維持しながら基板の表面から除去対象物を除去できる。したがって、基板の表面を流れる剥離液から除去対象物が受けるエネルギーを充分に大きくすることができる。
【００２６】
この発明の一実施形態では、前記コントローラが、前記除去工程において、前記剥離液に前記処理膜を部分的に溶解させて前記処理膜に貫通孔を形成する貫通孔形成工程を実行するようにプログラムされている。そのため、剥離液が基板の表面付近に到達しやすくなる。そのため、処理膜と基板Ｗとの界面に剥離液を作用させて処理膜を基板から効率良く剥離することができる。その一方で、処理膜において貫通孔が形成された部分以外の部分が剥離液に溶解されずに固体状態で維持されるため、剥離液中においても除去対象物の見かけのサイズが拡大された状態を維持できる。したがって、除去対象物を基板の表面から効率良く剥離しつつ、剥離液の流れから除去対象物が受けるエネルギーを充分に大きくすることができる。
【００２７】
この発明の一実施形態では、前記コントローラが、前記除去工程において、前記貫通孔を介して前記処理膜と前記基板の表面との間に前記剥離液を進入させるようにプログラムされている。そのため、処理膜と基板との界面に剥離液を作用させて処理膜を基板の表面から一層効率良く剥離することができる。
この発明の一実施形態では、前記処理液が、第１成分と前記第１成分よりも前記剥離液に対する溶解性が低い第２成分とを有する溶質と、前記溶質を溶解する溶媒とを有する。そして、前記コントローラが、前記処理膜形成工程において、前記第１成分によって形成される第１固体と前記第２成分によって形成される第２固体とを含む前記処理膜を形成するようにプログラムされている。
【００２８】
この構成によれば、第１成分は剥離液に対する溶解性が第２成分よりも高い。そのため、第１成分によって形成される第１固体は、第２成分によって形成される第２固体よりも剥離液に溶解しやすい。そのため、基板の表面に剥離液を供給することで、剥離液は、主に第１固体を溶解して基板の表面付近に到達する。したがって、剥離液を処理膜と基板との界面に剥離液を作用させて、除去対象物を保持した状態の処理膜を基板の表面から効率良く剥離することができる。その一方で、第２固体は、その大部分が剥離液に溶解されずに固体状態で維持されるため、除去対象物の見かけのサイズが拡大された状態を維持できる。
【００２９】
その結果、除去対象物を基板の表面から効率良く剥離しつつ、基板の表面を流れる剥離液から除去対象物が受けるエネルギーを充分に大きくすることができる。
この発明の一実施形態では、前記処理液中の前記第１成分の含有量よりも前記処理液中の前記第２成分の含有量の方が多い。
この構成によれば、処理液中の第１成分の含有量よりも処理液中の第２成分の含有量の方が少ない構成と比較して、処理膜において剥離液によって溶解される部分を少なくすることができる。そのため、処理膜の部分的な溶解に伴って処理膜から離脱する除去対象物を少なくできる。したがって、大部分の除去対象物は、処理膜とともに基板の表面から除去できるので、基板への再付着を抑制しながら、除去対象物を効率的に基板外に排除できる。
【００３０】
この発明の一実施形態では、前記処理液中の前記第１成分の含有量よりも前記処理液中の前記第２成分の含有量の方が少ない。
この構成によれば、処理液中の第１成分の含有量よりも処理液中の第２成分の含有量の方が多い構成と比較して、処理膜において剥離液によって溶解される部分を多くすることができる。そのため、処理膜を比較的細かい膜片に分裂させることができる。処理膜が比較的細かい膜片に分裂されるので、膜片は、剥離液の流れから受ける力を受けて浮きやすく剥離液の流れに乗って基板外に排出されやすい。したがって、処理膜とともに除去対象物を基板から効率良く除去することができる。
【００３１】
この発明の一実施形態では、前記第１成分および前記第２成分が、合成樹脂であある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、この発明の一実施形態にかか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、前記基板処理の処理液供給工程（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、前記基板処理の薄膜化工程（ステップＳ６）の様子を説明するための模式図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、前記基板処理の加熱工程（ステップＳ７）の様子を説明するための模式図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、前記基板処理の緩衝工程（ステップＳ８）の様子を説明するための模式図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、前記基板処理の除去工程（ステップＳ９）の様子を説明するための模式図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、前記基板処理の第２リンス工程（ステップＳ１０）の様子を説明するための模式図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、前記基板処理の第２有機溶剤供給工程（ステップＳ１１）の様子を説明するための模式図である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、前記基板処理のスピンドライ工程（ステップＳ１２）の様子を説明するための模式図である。
【図６Ａ】図６Ａは、前記薄膜化工程（ステップＳ６）後の基板表面付近の様子を説明するための模式的な断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、前記加熱工程（ステップＳ７）後の基板表面付近の様子を説明するための模式的な断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、前記除去工程（ステップＳ９）実行中の基板表面付近の様子を説明するための模式的な断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、前記除去工程（ステップＳ９）実行中の基板表面付近の様子を説明するための模式的な断面図である。
【図７】図７は、基板の表面に沿う剥離液の流れにおける境界層厚さと除去対象物の大きさとを比較するための模式図である。
【図８】図８は、基板の表面に沿って流れる剥離液の流速と境界層厚さとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
図１は、この発明の一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。
【００３４】
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に供給される処理流体には、薬液、リンス液、処理液、剥離液、熱媒、不活性ガス等が含まれる。
【００３５】
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、チャンバ４内に基板Ｗを搬入したり、チャンバ４内から基板Ｗを搬出したりするための出入口（図示せず）が形成されている。チャンバ４には、この出入口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。
【００３６】
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、第１移動ノズル８と、第２移動ノズル９と、第３移動ノズル１０と、中央ノズル１１と、下面ノズル１２とをさらに含む。
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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と連通する連通孔６ｂが形成されている。
【００４０】
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、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。
【００４１】
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。
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。
【００４２】
この実施形態では、２つのガード７１（第１ガード７１Ａおよび第２ガード７１Ｂ）と、２つのカップ７２（第１カップ７２Ａおよび第２カップ７２Ｂ）とが設けられている例を示している。
第１カップ７２Ａおよび第２カップ７２Ｂのそれぞれは、上向きに開放された環状溝の形態を有している。
【００４３】
第１ガード７１Ａは、スピンベース２１を取り囲むように配置されている。第２ガード７１Ｂは、第１ガード７１Ａよりも基板Ｗの回転径方向外方でスピンベース２１を取り囲むように配置されている。
第１ガード７１Ａおよび第２ガード７１Ｂは、それぞれ、ほぼ円筒形状を有しており、各ガード７１Ａ，７１Ｂの上端部は、スピンベース２１に向かうように内方に傾斜している。
【００４４】
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１ガード７１Ａと一体に形成されており、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。
処理ユニット２は、第１ガード７１Ａおよび第２ガード７１Ｂをそれぞれ別々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、下位置と上位置との間で第１ガード７１Ａを昇降させる。ガード昇降ユニット７４は、下位置と上位置との間で第２ガード７１Ｂを昇降させる。
【００４５】
第１ガード７１Ａおよび第２ガード７１Ｂがともに上位置に位置するとき、基板Ｗから飛散する液体は、第１ガード７１Ａによって受けられる。第１ガード７１Ａが下位置に位置し、第２ガード７１Ｂが上位置に位置するとき、基板Ｗから飛散する液体は、第２ガード７１Ｂによって受けられる。
ガード昇降ユニット７４は、たとえば、第１ガード７１Ａに結合された第１ボールねじ機構（図示せず）と、第１ボールねじに駆動力を与える第１モータ（図示せず）と、第２ガード７１Ｂに結合された第２ボールねじ機構（図示せず）と、第２ボールねじ機構に駆動力を与える第２モータ（図示せず）とを含む。
【００４６】
第１移動ノズル８は、スピンチャック５に保持された基板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。
第１移動ノズル８は、第１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。第１移動ノズル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。第１移動ノズル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。
【００４７】
第１移動ノズル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。第１移動ノズル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。
第１ノズル移動ユニット３６は、たとえば、鉛直方向に沿う回動軸（図示せず）と、回動軸に結合されて水平に延びるアーム（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。
【００４８】
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、アームを上下動させる。第１移動ノズル８はアームに固定される。アームの揺動および昇降に応じて、第１移動ノズル８が水平方向および鉛直方向に移動する。
第１移動ノズル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、第１移動ノズル８から下方に連続的に吐出される。
【００４９】
第１移動ノズル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。
【００５０】
第２移動ノズル９は、スピンチャック５に保持された基板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。
第２移動ノズル９は、第２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。第２移動ノズル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。第２移動ノズル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。
【００５１】
第２移動ノズル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。第２移動ノズル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。
第２ノズル移動ユニット３７は、第１ノズル移動ユニット３６と同様の構成を有している。すなわち、第２ノズル移動ユニット３７は、たとえば、鉛直方向に沿う回動軸（図示せず）と、回動軸および第２移動ノズル９に結合されて水平に延びるアーム（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。
【００５２】
第２移動ノズル９は、処理液を案内する処理液配管４１に接続されている。処理液配管４１に介装された処理液バルブ５１が開かれると、処理液が、第２移動ノズル９から下方に連続的に吐出される。
第２移動ノズル９から吐出される処理液は、溶質および溶媒を含んでいる。この処理液は、溶媒の少なくとも一部が揮発することによって固化または硬化される。この処理液は、基板Ｗ上で固化または硬化することによって、基板Ｗ上に存在するパーティクル等の除去対象物を保持する処理膜を形成する。
【００５３】
ここで、「固化」とは、たとえば、溶媒の揮発（蒸発）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。
第２移動ノズル９から吐出される処理液中の溶質には、第１成分および第２成分が含まれている。処理液に含まれる第１成分の量（含有量）は、処理液に含まれる第２成分の量（含有量）よりも少ない。
【００５４】
第１成分および第２成分は、たとえば、互いに性質が異なる合成樹脂である。第２移動ノズル９から吐出される処理液に含まれる溶媒は、第１成分および第２成分を溶解させる液体であればよい。
溶質として用いられる合成樹脂の例としては、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。
【００５５】
合成樹脂を溶解させる溶媒としては、たとえば、ＩＰＡ、ＰＧＥＥ（プロピレングリコールモノエチルエーテル）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコール１−モノメチルエーテル２−アセタート）、ＥＬ（乳酸エチル）等が挙げられる。
第３移動ノズル１０は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの上面に向けて剥離液を供給（吐出）する剥離液供給ユニットの一例であり、この実施形態では、スピンチャック５に保持された基板Ｗの上面に向けて緩衝液を供給（吐出）する緩衝液供給ユニットの一例でもある。
【００５６】
第３移動ノズル１０は、第３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。第３移動ノズル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。
第３移動ノズル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。第３移動ノズル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。第３移動ノズル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。
【００５７】
第３ノズル移動ユニット３８は、第１ノズル移動ユニット３６と同様の構成を有している。すなわち、第３ノズル移動ユニット３８は、たとえば、鉛直方向に沿う回動軸（図示せず）と、回動軸および第３移動ノズル１０に結合されて水平に延びるアーム（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。
【００５８】
第３移動ノズル１０は、第３移動ノズル１０に剥離液を案内する上側剥離液配管４２に接続されている。上側剥離液配管４２に介装された上側剥離液バルブ５２が開かれると、剥離液が、第３移動ノズル１０の吐出口から下方に連続的に吐出される。
第３移動ノズル１０は、第３移動ノズル１０に緩衝液を案内する上側緩衝液配管４３にも接続されている。上側緩衝液配管４３に介装された上側緩衝液バルブ５３が開かれると、緩衝液が、第３移動ノズル１０の吐出口から下方に連続的に吐出される。
【００５９】
剥離液は、基板Ｗ上の処理膜を基板Ｗの上面から剥離するための液体である。剥離液としては、処理液の溶質に含まれる第２成分よりも処理液の溶質に含まれる第１成分を溶解させやすい液体が用いられる。言い換えると、剥離液としては、剥離液に対する第１成分の溶解性（溶解度）が、剥離液に対する第２成分の溶解性（溶解度）よりも高い液体が用いられる。剥離液は、処理液に含有される溶媒と相溶性を有する（混和可能である）液体であることが好ましい。
【００６０】
剥離液は、たとえば、水系の剥離液である。水系の剥離液の例としては、ＤＩＷ、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。アルカリ水溶液の例としては、ＳＣ１液、アンモニア水溶液、ＴＭＡＨ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。
【００６１】
緩衝液は、処理膜に対する剥離液の剥離作用が緩衝するための液体である。剥離液に先立って処理膜に緩衝液を供給することによって、処理膜の一部に高濃度の剥離液が作用することを回避できる。これにより、処理膜に対して剥離液の供給に先立って緩衝液を供給しておくことで、処理膜の全体に対して満遍なく剥離液を作用させることができる。
緩衝液の例としては、ＤＩＷ、炭酸水、電解イオン水、希釈濃度（たとえば、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、希釈濃度（たとえば、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）のアンモニア水、還元水（水素水）等が挙げられる。すなわち、緩衝液としては、リンス液と同様の液体を用いることができる。
【００６２】
中央ノズル１１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１１の先端に設けられた吐出口１１ａは、基板Ｗの上面の中央領域に上方から対向する。基板Ｗの上面の中央領域とは、基板Ｗの上面において基板Ｗの回転中心を含む領域のことである。
中央ノズル１１は、流体を下方に吐出する複数のチューブ３１〜３３（第１チューブ３１、第２チューブ３２および第３チューブ３３）と、複数のチューブ３１〜３３を取り囲む筒状のケーシング３０とを含む。複数のチューブ３１〜３３およびケーシング３０は、回転軸線Ａ１に沿って上下方向に延びている。中央ノズル１１の吐出口１１ａは、複数のチューブ３１〜３３の吐出口でもある。
【００６３】
第１チューブ３１は、リンス液を基板Ｗの上面に供給するリンス液供給ユニットの一例である。第２チューブ３２は、気体を基板Ｗの上面と対向部材６の対向面６ａとの間に供給する気体供給ユニットとしての一例である。第３チューブ３３は、ＩＰＡ等の有機溶剤を基板Ｗの上面に供給する有機溶剤供給ユニットの一例である。
第１チューブ３１は、リンス液を第１チューブ３１に案内する上側リンス液配管４４に接続されている。上側リンス液配管４４に介装された上側リンス液バルブ５４が開かれると、リンス液が、第１チューブ３１（中央ノズル１１）から基板Ｗの上面の中央領域に向けて連続的に吐出される。リンス液は、緩衝液と同様の液体であるため、第１チューブ３１は、緩衝液供給ユニットの一例でもある。
【００６４】
第２チューブ３２は、気体を第２チューブ３２に案内する気体配管４５に接続されている。気体配管４５に介装された気体バルブ５５が開かれると、気体が、第２チューブ３２（中央ノズル１１）から下方に連続的に吐出される。
第２チューブ３２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。第２チューブ３２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。
【００６５】
第３チューブ３３は、有機溶剤を第３チューブ３３に案内する有機溶剤配管４６に接続されている。有機溶剤配管４６に介装された有機溶剤バルブ５６が開かれると、有機溶剤が、第３チューブ３３（中央ノズル１１）から基板Ｗの上面の中央領域に向けて連続的に吐出される。
第３チューブ３３から吐出される有機溶剤は、剥離液によって処理膜を除去した後の基板Ｗの上面に残る残渣を除去する残渣除去液である。第３チューブ３３から吐出される有機溶剤は、処理液およびリンス液との相溶性を有することが好ましい。
【００６６】
第３チューブ３３から吐出される有機溶剤の例としては、ＩＰＡ、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、メタノール、エタノール、アセトンおよびTrans-1,2-ジクロロエチレンのうちの少なくとも１つを含む液等が挙げられる。
また、第３チューブ３３から吐出される有機溶剤は、単体成分のみからなる必要はなく、他の成分と混合した液体であってもよい。たとえば、ＩＰＡとＤＩＷとの混合液であってもよいし、ＩＰＡとＨＦＥとの混合液であってもよい。
【００６７】
下面ノズル１２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１２の吐出口１２ａ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１２の吐出口１２ａは、基板Ｗの下面の中央領域に下方から対向する。基板Ｗの下面の中央領域とは、基板Ｗの下面において基板Ｗの回転中心を含む領域のことである。
【００６８】
下面ノズル１２には、リンス液、剥離液、および熱媒を下面ノズル１２に共通に案内する共通配管８０の一端が接続されている。共通配管８０の他端には、共通配管８０にリンス液を案内する下側リンス液配管８１と、共通配管８０に剥離液を案内する下側剥離液配管８２と、共通配管８０に熱媒を案内する熱媒配管８３とが接続されている。
下側リンス液配管８１に介装された下側リンス液バルブ８６が開かれると、リンス液が、下面ノズル１２から基板Ｗの下面の中央領域に向けて連続的に吐出される。下側剥離液配管８２に介装された下側剥離液バルブ８７が開かれると、剥離液が、下面ノズル１２から基板Ｗの下面の中央領域に向けて連続的に吐出される。熱媒配管８３に介装された熱媒バルブ８８が開かれると、熱媒が、下面ノズル１２から基板Ｗの下面の中央領域に向けて連続的に吐出される。
【００６９】
下面ノズル１２は、基板Ｗの下面にリンス液を供給する下側リンス液供給ユニットの一例である。リンス液として用いられる液体は、緩衝液としても用いることができるので、下面ノズル１２は、下側緩衝液供給ユニットの一例でもある。
また、下面ノズル１２は、基板Ｗの下面に剥離液を供給する下側剥離液供給ユニットの一例である。また、下面ノズル１２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。下面ノズル１２は、基板Ｗを加熱する基板加熱ユニットでもある。
【００７０】
下面ノズル１２から吐出される熱媒は、たとえば、室温よりも高く、処理液に含まれる溶媒の沸点よりも低い温度（たとえば、６０℃〜８０℃）の高温ＤＩＷである。下面ノズル１２から吐出される熱媒は、高温ＤＩＷには限られず、室温よりも高く、処理液に含有される溶媒の沸点よりも低い温度（たとえば、６０℃〜８０℃）の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。
【００７１】
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。
【００７２】
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、第１ノズル移動ユニット３６、第２ノズル移動ユニット３７、第３ノズル移動ユニット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５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，８６，８７，８８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５Ｈは、前記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。
【００７３】
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）、第１リンス工程（ステップＳ３）、第１有機溶剤供給工程（ステップＳ４）、処理液供給工程（ステップＳ５）、薄膜化工程（ステップＳ６）、加熱工程（ステップＳ７）、緩衝工程（ステップＳ８）、除去工程（ステップＳ９）、第２リンス工程（ステップＳ１０）、第２有機溶剤供給工程（ステップＳ１１）、スピンドライ工程（ステップＳ１２）および基板搬出工程（ステップＳ１３）がこの順番で実行される。
【００７４】
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、スピンドライ工程（ステップＳ１２）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、上位置に退避している。
【００７５】
次に、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。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、ガード昇降ユニット７４が第１ガード７１Ａおよび第２ガード７１Ｂを上位置に移動させる。
そして、第１ノズル移動ユニット３６が第１移動ノズル８を処理位置に移動させる。第１移動ノズル８の処理位置は、たとえば中央位置である。そして、薬液バルブ５０が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面の中央領域に向けて、第１移動ノズル８から薬液が供給（吐出）される。薬液供給工程において、基板Ｗは、所定の薬液回転数、たとえば、８００ｒｐｍで回転される。
【００７６】
基板Ｗの上面に供給された薬液は、遠心力を受けて放射状に広がり、基板Ｗの上面の全体に行き渡る。これにより、基板Ｗの上面が薬液によって処理される。第１移動ノズル８からの薬液の吐出は、所定時間、たとえば、３０秒間継続される。
次に、第１リンス工程（ステップＳ３）が開始される。第１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。
【００７７】
具体的には、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、第１ノズル移動ユニット３６が第１移動ノズル８をホーム位置に移動させる。そして、対向部材昇降ユニット６１が対向部材６を上位置と下位置との間の処理位置に移動させる。対向部材６が処理位置に位置するとき、基板Ｗの上面と対向面６ａとの間の距離は、たとえば、３０ｍｍである。第１リンス工程において、第１ガード７１Ａおよび第２ガード７１Ｂの位置は、上位置に維持されている。
【００７８】
そして、上側リンス液バルブ５４が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面の中央領域に向けて、中央ノズル１１からリンス液が供給（吐出）される。また、下側リンス液バルブ８６が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの下面の中央領域に向けて、下面ノズル１２からリンス液が供給（吐出）される。第１リンス工程において、基板Ｗは、所定の第１リンス回転速度、たとえば、８００ｒｐｍで回転される。
【００７９】
中央ノズル１１から基板Ｗの上面に供給されリンス液は、遠心力を受けて放射状に広がり、基板Ｗの上面の全体に行き渡る。これにより、基板Ｗの上面の薬液が基板Ｗ外に洗い流される。
下面ノズル１２から基板Ｗの下面に供給されたリンス液は、遠心力を受けて放射状に広がり、基板Ｗの下面の全体に行き渡る。薬液供給工程によって基板Ｗから飛散した薬液が下面に付着した場合であっても、下面ノズル１２から供給されたリンス液によって、下面に付着した薬液が洗い流される。中央ノズル１１および下面ノズル１２からのリンス液の吐出は、所定時間、たとえば、３０秒間継続される。
【００８０】
次に、第１有機溶剤供給工程（ステップＳ４）が開始される。第１有機溶剤供給工程では、基板Ｗ上のリンス液が有機溶剤によって置換される。
具体的には、上側リンス液バルブ５４および下側リンス液バルブ８６が閉じられる。これにより、基板Ｗの上面および下面に対するリンス液の供給が停止される。そして、ガード昇降ユニット７４が、第２ガード７１Ｂを上位置に維持した状態で、第１ガード７１Ａを下位置に移動させる。対向部材６は、処理位置に維持される。
【００８１】
第１有機溶剤供給工程において、基板Ｗは、所定の第１有機溶剤回転速度、たとえば、３００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍで回転される。基板Ｗは、第１有機溶剤供給工程において一定の回転速度で回転する必要はない。たとえば、スピンモータ２３は、有機溶剤の供給開始時に基板Ｗを３００ｒｐｍで回転させ、基板Ｗに有機溶剤を供給しながら基板Ｗの回転速度が１５００ｒｐｍになるまで基板Ｗの回転を加速させてもよい。
【００８２】
そして、有機溶剤バルブ５６が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面の中央領域に向けて、中央ノズル１１から有機溶剤が供給（吐出）される。
中央ノズル１１から基板Ｗの上面に供給された有機溶剤は、遠心力を受けて放射状に広がり、基板Ｗの上面の全体に行き渡る。これにより、基板Ｗ上のリンス液が有機溶剤によって置換される。中央ノズル１１からの有機溶剤の吐出は、所定時間、たとえば、１０秒間継続される。
【００８３】
次に、処理液供給工程（ステップＳ５）が開始される。具体的には、有機溶剤バルブ５６が閉じられる。これにより、基板Ｗに対する有機溶剤の供給が停止される。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。そして、ガード昇降ユニット７４が、第１ガード７１Ａを上位置に移動させる。処理液供給工程において、基板Ｗは、所定の処理液回転速度、たとえば、１０ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍで回転される。
【００８４】
そして、図５Ａに示すように、第２ノズル移動ユニット３７が、第２移動ノズル９を処理位置に移動させる。第２移動ノズル９の処理位置は、たとえば、中央位置である。そして、処理液バルブ５１が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面の中央領域に向けて、第２移動ノズル９から処理液が供給（吐出）される（処理液供給工程、処理液吐出工程）。これにより、基板Ｗ上の有機溶剤が処理液によって置換されて、基板Ｗ上に処理液の液膜（処理液膜１０１）が形成される（処理液膜形成工程）。第２移動ノズル９からの処理液の供給は、所定時間、たとえば、２秒〜４秒の間継続される。
【００８５】
次に、処理膜形成工程（ステップＳ６およびステップＳ７）が実行される。処理膜形成工程では、基板Ｗ上の処理液が固化または硬化されて基板Ｗの上面に処理膜１００（図５Ｃ参照）が形成される。
処理膜形成工程では、薄膜化工程（スピンオフ工程）（ステップＳ６）が実行される。薄膜化工程では、まず、処理液バルブ５１が閉じられる。これにより、基板Ｗに対する処理液の供給が停止される。そして、第２ノズル移動ユニット３７によって第２移動ノズル９がホーム位置に移動される。
【００８６】
図５Ｂに示すように、薄膜化工程では、基板Ｗ上の処理液膜１０１の厚さが適切な厚さになるように、基板Ｗの上面への処理液の供給が停止された状態で遠心力によって基板Ｗの上面から処理液の一部が排除される。薄膜化工程では、対向部材６、第１ガード７１Ａおよび第２ガード７１Ｂが上位置に維持される。
薄膜化工程では、スピンモータ２３が、基板Ｗの回転速度を所定の薄膜化速度に変更する。薄膜化速度は、たとえば、３００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍである。基板Ｗの回転速度は、３００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍの範囲内で一定に保たれてもよいし、薄膜化工程の途中で３００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍの範囲内で適宜変更されてもよい。薄膜化工程は、所定時間、たとえば、３０秒間実行される。
【００８７】
図５Ｃを参照して、処理膜形成工程では、薄膜化工程後に、基板Ｗを加熱する加熱工程（ステップＳ７）が実行される。加熱工程では、基板Ｗ上の処理液の溶媒の一部を揮発（蒸発）させるために、基板Ｗ上の処理液膜１０１（図５Ｂ参照）を加熱する。
具体的には、対向部材昇降ユニット６１が、対向部材６を、上位置と下位置との間の近接位置に移動させる。近接位置は、下位置であってもよい。近接位置は、基板Ｗの上面から対向面６ａまでの距離がたとえば１ｍｍの位置である。加熱工程では、第１ガード７１Ａおよび第２ガード７１Ｂが上位置に維持される。
【００８８】
そして、気体バルブ５５が開かれる。これにより、基板Ｗの上面（処理液膜１０１の上面）と、対向部材６の対向面６ａとの間の空間に気体が供給される（気体供給工程）。
そして、熱媒バルブ８８が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの下面の中央領域に向けて、下面ノズル１２から熱媒が供給（吐出）される（熱媒供給工程、熱媒吐出工程）。下面ノズル１２から基板Ｗの下面に供給された熱媒は、遠心力を受けて放射状に広がり、基板Ｗの下面の全体に行き渡る。基板Ｗに対する熱媒の供給は、所定時間、たとえば、６０秒間継続される。加熱工程において、基板Ｗは、所定の加熱回転速度、たとえば、１０００ｒｐｍで回転される。
【００８９】
基板Ｗの下面に熱媒が供給されることによって、基板Ｗを介して、基板Ｗ上の処理液膜１０１が加熱される。これにより、処理液膜１０１中の溶媒の蒸発が促進される（溶媒蒸発工程、溶媒蒸発促進工程）。そのため、処理膜１００の形成に必要な時間を短縮することができる。下面ノズル１２は、処理液中の溶媒の蒸発させる蒸発ユニット（蒸発促進ユニット）として機能する。
【００９０】
薄膜化工程および加熱工程が実行されることによって、処理液が固化または硬化されて、基板Ｗ上に処理膜１００が形成される。このように、基板回転ユニット（スピンモータ２３）および下面ノズル１２は、処理液を固化または硬化させて固体（処理膜１００）を形成する固体形成ユニットに含まれる。
加熱工程では、基板Ｗ上の処理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。処理液を、溶媒の沸点未満の温度に加熱することにより、処理膜１００中に溶媒を適度に残留させることができる。これにより、処理膜１００内に溶媒が残留していない場合と比較して、その後の除去工程（ステップＳ９）において、処理膜１００中に残留した溶媒と、剥離液との相互作用によって、剥離液を処理膜１００になじませやすい。したがって、剥離液で処理膜１００を剥離しやすくなる。
【００９１】
遠心力によって基板Ｗ外に飛散した熱媒は、第１ガード７１Ａによって受けられる。第１ガード７１Ａによって受けられた熱媒は、第１ガード７１Ａから跳ね返る場合がある。しかしながら、対向部材６は、基板Ｗの上面に近接しているため、第１ガード７１Ａから跳ね返った熱媒から基板Ｗの上面を保護することができる。したがって、処理膜１００の上面への熱媒の付着を抑制することができるので、第１ガード７１Ａからの熱媒の跳ね返りに起因するパーティクルの発生を抑制できる。
【００９２】
さらに、中央ノズル１１からの気体の供給によって、対向部材６の対向面６ａと基板Ｗの上面との間の空間には、基板Ｗの上面の中央領域から基板Ｗの上面の周縁に向けて移動する気流Ｆが形成される。基板Ｗの上面の中央領域から基板Ｗの上面の周縁に向けて移動する気流Ｆを形成することによって、第１ガード７１Ａから跳ね返った熱媒を第１ガード７１Ａに向けて押し戻すことができる。したがって、処理膜１００の上面への熱媒の付着を一層抑制することができる。
【００９３】
次に、緩衝工程（ステップＳ８）が実行される。具体的には、熱媒バルブ８８が閉じられる。これにより、基板Ｗの下面に対する熱媒の供給が停止される。そして、気体バルブ５５が閉じられる。これにより、対向部材６の対向面６ａと基板Ｗの上面との間の空間への気体の供給が停止される。
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。そして、図５Ｄに示すように、第３ノズル移動ユニット３８が、第３移動ノズル１０を処理位置に移動させる。第３移動ノズル１０の処理位置は、たとえば、中央位置である。緩衝工程において、基板Ｗは、所定の緩衝回転速度、たとえば、８００ｒｐｍで回転される。
【００９４】
そして、上側緩衝液バルブ５３が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面の中央領域に向けて、第３移動ノズル１０から緩衝液が供給（吐出）される（緩衝液供給工程、緩衝液吐出工程）。基板Ｗの上面に供給された緩衝液は、遠心力により、基板Ｗの上面の全体に広がる。基板Ｗの上面への緩衝液の供給は、所定時間、たとえば、６０秒間継続される。
【００９５】
次の除去工程（ステップＳ９）で基板Ｗに供給される剥離液は、その濃度が高い場合に、とりわけ、剥離液の供給開始時に、基板Ｗの上面に局所的に作用することがある。そこで、剥離液に先立って緩衝液を基板Ｗの上面に供給することによって、処理膜１００に対する剥離液の作用が緩衝される。これにより、基板Ｗの上面に剥離液が局所的に作用することを回避できるため、基板Ｗの上面の全体に万遍なく剥離液を作用させることができる。
【００９６】
次に、図５Ｅを参照して、除去工程（ステップＳ９）が実行される。除去工程において、基板Ｗは、所定の除去回転速度、たとえば、８００ｒｐｍで回転される。
そして、上側緩衝液バルブ５３が閉じられる。これにより、基板Ｗの上面に対する緩衝液の供給が停止される。そして、上側剥離液バルブ５２が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面の中央領域に向けて、第３移動ノズル１０から剥離液が供給（吐出）される（上側剥離液供給工程、上側剥離液吐出工程）。基板Ｗの上面に供給された剥離液は、遠心力により、基板Ｗの上面の全体に広がる。基板Ｗの上面への剥離液の供給は、所定時間、たとえば、６０秒間継続される。
【００９７】
基板Ｗの上面に剥離液が供給されることによって、基板Ｗの上面から処理膜１００が剥離される。処理膜１００は、基板Ｗの上面から剥離される際に分裂して膜片となる。そして、分裂した処理膜１００の膜片は、基板Ｗの回転に伴う遠心力を受け、剥離液とともに基板Ｗ外へ排除される。これにより、基板Ｗの上面から処理膜１００とともに除去対象物が除去される。
【００９８】
ここで、図５Ａに示す処理液供給工程（ステップＳ５）で基板Ｗの上面に供給された処理液は、基板Ｗの周縁を伝って基板Ｗの下面に回り込むことがある。また、基板Ｗから飛散した処理液が、第１ガード７１Ａから跳ね返って基板Ｗの下面に付着することがある。このような場合であっても、図５Ｃに示すように、加熱工程（ステップＳ７）において基板Ｗの下面に熱媒が供給されるので、その熱媒の流れによって、基板Ｗの下面から処理液を排除することができる。
【００９９】
さらに、処理液供給工程（ステップＳ５）に起因して基板Ｗの下面に付着した処理液が固化または硬化して固体を形成することがある。このような場合であっても、図５Ｅに示すように、除去工程（ステップＳ９）において基板Ｗの上面に剥離液が供給されている間、下側剥離液バルブ８７を開いて下面ノズル１２から基板Ｗの下面に剥離液を供給（吐出）することによって、その固体を基板Ｗの下面から剥離することができる（下側剥離液供給工程、下側剥離液吐出工程）。
【０１００】
さらに、図５Ｄに示すように緩衝工程（ステップＳ８）において基板Ｗの上面に緩衝液が供給されている間、下側リンス液バルブ８６を開いて下面ノズル１２から基板Ｗの下面に緩衝液としてのリンス液を供給（吐出）すれば、基板Ｗの下面に供給される剥離液の作用を緩衝することができる（下側緩衝液供給工程、下側緩衝液吐出工程）。
次に、第２リンス工程（ステップＳ１０）が実行される。具体的には、上側剥離液バルブ５２および下側剥離液バルブ８７が閉じられる。これにより、基板Ｗの上面および下面に対する剥離液の供給が停止される。そして、第３ノズル移動ユニット３８が、第３移動ノズル１０をホーム位置に移動させる。
【０１０１】
そして、図５Ｆに示すように、対向部材昇降ユニット６１が、対向部材６を処理位置に移動させる。第２リンス工程において、基板Ｗは、所定の第２リンス回転速度、たとえば、８００ｒｐｍで回転される。第１ガード７１Ａおよび第２ガード７１Ｂは、上位置に維持される。
そして、上側リンス液バルブ５４が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面の中央領域に向けて、中央ノズル１１からリンス液が供給（吐出）される（第２上側リンス液供給工程、第２上側リンス液吐出工程）。基板Ｗの上面に供給されたリンス液は、遠心力を受けて放射状に広がり、基板Ｗの上面の全体に行き渡る。これにより、基板Ｗの上面に付着していた剥離液がリンス液で洗い流される。
【０１０２】
そして、下側リンス液バルブ８６が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの下面の中央領域に向けて、下面ノズル１２からリンス液が供給（吐出）される（第２下側リンス液供給工程、第２下側リンス液吐出工程）。これにより、基板Ｗの下面に付着していた剥離液がリンス液で洗い流される。基板Ｗの上面および下面へのリンス液の供給は、所定時間、たとえば、３５秒間継続される。
【０１０３】
次に、第２有機溶剤供給工程（ステップＳ１１）が実行される。具体的には、ガード昇降ユニット７４が第１ガード７１Ａを下位置に移動させる。そして、対向部材６は、処理位置に維持される。第２有機溶剤供給工程において、基板Ｗは、所定の第２有機溶剤回転速度、たとえば、３００ｒｐｍで回転される。
そして、上側リンス液バルブ５４および下側リンス液バルブ８６が閉じられる。これにより、基板Ｗの上面および下面に対するリンス液の供給が停止される。そして、図５Ｇに示すように、有機溶剤バルブ５６が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面の中央領域に向けて、中央ノズル１１から有機溶剤が供給（吐出）される（第２有機溶剤供給工程、第２有機溶剤吐出工程、残渣除去液供給工程）。基板Ｗの上面への有機溶剤の供給は、所定時間、たとえば、３０秒間継続される。
【０１０４】
基板Ｗの上面に供給された有機溶剤は、遠心力を受けて放射状に広がり、基板Ｗの上面の全体に行き渡る。これにより、基板Ｗの上面のリンス液が有機溶剤で置換される。基板Ｗの上面に供給された有機溶剤は、基板Ｗの上面に残る処理膜１００の残渣を溶解したのち、基板Ｗの上面の周縁から排出される（残渣除去工程）。
次に、スピンドライ工程（ステップＳ１２）が実行される。具体的には、図５Ｈを参照して、有機溶剤バルブ５６が閉じられる。これにより、基板Ｗの上面への有機溶剤の供給が停止される。そして、対向部材昇降ユニット６１が、対向部材６を処理位置よりも下方の乾燥位置に移動させる。対向部材６が乾燥位置に位置するとき、対向部材６の対向面６ａと基板Ｗの上面との間の距離は、たとえば、１．５ｍｍである。
【０１０５】
そして、スピンモータ２３が基板Ｗの回転を加速し、基板Ｗを高速回転させる。スピンドライ工程において基板Ｗは、乾燥速度、たとえば、１５００ｒｐｍで回転される。スピンドライ工程は、所定時間、たとえば、３０秒間実行される。それによって、大きな遠心力が基板Ｗ上の有機溶剤に作用し、基板Ｗ上の有機溶剤が基板Ｗの周囲に振り切られる。
そして、スピンモータ２３が基板Ｗの回転を停止させる。ガード昇降ユニット７４が第１ガード７１Ａおよび第２ガード７１Ｂを下位置に移動させる。気体バルブ５５が閉じられる。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。
【０１０６】
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Ｓ１３）。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。
次に、図６Ａ〜図６Ｄを参照して、処理膜１００が基板Ｗから剥離されるときの様子について説明する。図６Ａは、薄膜化工程（ステップＳ６）後の基板Ｗの上面付近の様子を示している。図６Ｂは、加熱工程（ステップＳ７）後の基板Ｗの上面付近の様子を示している。図６Ｃおよび図６Ｄは、除去工程（ステップＳ９）実行中の基板Ｗの上面付近の様子を示している。
【０１０７】
処理液供給工程（ステップＳ５）において基板Ｗの上面に処理液膜１０１が形成されることによって、基板Ｗの上面に存在する除去対象物１０３に処理液が接触する。そのため、図６Ａに示すように、薄膜化工程（ステップＳ６）によって処理液膜１０１が薄膜化された後も、処理液は除去対象物１０３に接触した状態で維持される。
加熱工程（ステップＳ７）では、処理液を除去対象物１０３に接触させた状態で、基板Ｗ上の処理液膜１０１が加熱されて固化または硬化される。これにより、図６Ｂに示すように、除去対象物１０３を保持した処理膜１００が形成される。詳しくは、溶媒の少なくとも一部が蒸発することによって、処理液の溶質に含まれる第１成分が第１固体１１０を形成し、処理液の溶質に含まれる第２成分が第２固体１１１を形成する。
【０１０８】
除去対象物１０３を保持する処理膜１００が形成されることによって、除去対象物１０３の見かけのサイズが、厚さ方向Ｔにおける処理膜１００の厚さＤに拡大される（除去対象物拡大工程）。除去対象物１０３の見かけのサイズとは、除去対象物１０３が他の固体（処理膜１００）と一体化されたときの除去対象物１０３および処理膜１００の全体の厚さ方向Ｔにおけるサイズである。
【０１０９】
そして、図６Ｃを参照して、除去工程において、処理膜１００が部分的に溶解される。基板Ｗの上面に剥離液が供給されると、第２成分よりも剥離液に対する溶解性が高い第１成分によって形成されている第１固体１１０が主に溶解される。これにより、処理膜１００において第１固体１１０が偏在している部分に貫通孔１０２が形成される（貫通孔形成工程）。
【０１１０】
貫通孔１０２は、特に、基板Ｗの厚さ方向Ｔ（処理膜１００の厚さ方向でもある）に第１固体１１０が延びている部分に形成されやすい。貫通孔１０２は、平面視で、たとえば、直径数ｎｍの大きさである。
第２固体１１１も剥離液に溶解される。しかし、剥離液に対する第２成分の溶解性は第１成分の溶解性よりも低いため、第２固体１１１は、剥離液によってその表面付近が僅かに溶解されるだけである。そのため、貫通孔１０２を介して基板Ｗの上面付近まで到達した剥離液は、第２固体１１１において基板Ｗの上面付近の部分を僅かに溶解させる。これにより、図６Ｃの拡大図に示すように、剥離液が、基板Ｗの上面付近の第２固体１１１を徐々に溶解させながら、処理膜１００と基板Ｗの上面との間の隙間Ｇ１に進入していく（剥離液進入工程）。
【０１１１】
そして、たとえば、貫通孔１０２の周縁を起点として処理膜１００が分裂して膜片となり、図６Ｄに示すように、処理膜１００の膜片が除去対象物１０３を保持した状態で基板Ｗから剥離される（処理膜分裂工程、剥離工程）。
そして、処理膜１００が剥離液に流されて基板Ｗ外に排除されることによって、処理膜１００とともに除去対象物１０３が基板Ｗの上面から除去される。すなわち、除去対象物１０３の見かけのサイズが拡大された状態を維持しながら、除去対象物１０３が基板Ｗの上面から除去される（除去工程）。
【０１１２】
次に、基板Ｗの上面を流れる剥離液から除去対象物１０３が受けるエネルギーについて説明する。基板Ｗの上面を流れる剥離液の流速は、その剥離液の粘性の影響を受ける。そのため、基板Ｗの上面に沿う方向における剥離液の流速は、基板Ｗの上面から充分に離れた位置よりも基板Ｗの上面近傍において小さくなる。
剥離液の流れにおいて、剥離液の粘性の影響を強く受ける層のことを境界層ＢＬという。基板Ｗの厚さ方向Ｔ（剥離液の流れる方向に対する直交方向）における境界層ＢＬの大きさを、境界層厚さδという。
【０１１３】
図７は、基板Ｗの上面に沿う剥離液の流れにおける境界層厚さδと除去対象物１０３の大きさとを比較するための模式図である。図８は、基板Ｗの上面に沿って流れる剥離液の流速と境界層厚さδとの関係を示すグラフである。図８では、横軸が剥離液の流速Ｖを示しており、縦軸が境界層厚さδを示している。
境界層ＢＬの外側における剥離液の流速をＶとすると、流速Ｖにおける境界層厚さδは、下記式（１）で表される。αは、係数である。ｖは、剥離液の動粘度を示している。ｘは、基板Ｗの上面の任意の位置を原点としたときの、当該原点と剥離液が流れる方向に沿って当該原点から離間した位置との間の距離である。
【０１１４】
【数１】
2019212697.tif 000003
図７に実線で示すように、基板Ｗの厚さ方向Ｔにおける除去対象物１０３のサイズｄ１（除去対象物１０３が球体の場合は直径）が境界層厚さδ以下である場合、基板Ｗの上面に付着した除去対象物１０３は、流速Ｖよりも小さい流速の剥離液流からエネルギーを受ける。
【０１１５】
一方、図７に二点鎖線で示すように、基板Ｗの厚さ方向Ｔにおける除去対象物１０３のサイズｄ２が境界層厚さδよりも大きい場合、基板Ｗの上面に付着した除去対象物１０３は、流速Ｖよりも小さい流速の剥離液流に加えて、流速Ｖの剥離液流からもエネルギーを受ける。すなわち、基板Ｗの厚さ方向Ｔにおける除去対象物１０３のサイズｄ２が境界層厚さδよりも大きい場合、基板Ｗの上面に付着した除去対象物１０３は、基板Ｗの上面から剥離するために充分なエネルギーを剥離液から受けられる可能性が高い。
【０１１６】
しかし、図８に示すように、基板Ｗの上面に存在する一般的な除去対象物１０３のサイズｄ１は、５０ｎｍよりも小さい。また、基板Ｗの上面に沿って流れる剥離液の流速Ｖが０ｍ／ｓよりも大きく１００ｍ／ｓよりも小さい場合（０ｍ／ｓ＜Ｖ＜１００ｍ／ｓ）、境界層厚さδは、５０ｎｍよりも大きい。基板Ｗの上面を流れる剥離液の流速Ｖは、一般的に、０ｍ／ｓよりも大きく１００ｍ／ｓよりも小さい。
【０１１７】
したがって、基板Ｗの上面に存在する一般的な除去対象物１０３のサイズｄ１は、剥離液の流速Ｖにかかわらず、境界層厚さδよりも遥かに小さい。これでは、基板Ｗの上面に存在する除去対象物１０３は、基板Ｗの上面に沿って流れる剥離液から充分なエネルギーを受けることができないおそれがある。
そこで、本実施形態によれば、除去対象物１０３に接触させた状態で処理液を固化または硬化させて処理膜１００を形成することによって、除去対象物１０３の見かけのサイズが拡大される。処理膜１００が形成されることによって、基板Ｗの厚さ方向Ｔにおける除去対象物１０３の見かけのサイズは、処理膜１００の厚さＤとなるため、元の大きさの除去対象物１０３よりも大きい。そのため、見かけのサイズが拡大された除去対象物１０３は、元の大きさの除去対象物１０３よりも基板Ｗの上面から離れた位置に達する。
【０１１８】
そのため、基板Ｗの上面に沿って流れる剥離液から除去対象物１０３が受けるエネルギーを大きくすることができる。したがって、処理膜１００に保持された除去対象物１０３が基板Ｗから剥離しやすくなる。
そして、除去対象物１０３は、見かけのサイズが拡大された状態で基板Ｗから剥離されて剥離液とともに基板Ｗの上面から除去される。そのため、除去対象物１０３が基板Ｗの上面から剥離された後においても、基板Ｗの上面を流れる剥離液から除去対象物１０３が受けるエネルギーが増大された状態を維持することができる。
【０１１９】
その結果、基板Ｗの上面に存在する除去対象物１０３を効率良く除去することができる。
また、基板Ｗの上面から剥離した処理膜１００は、除去対象物１０３とともに基板Ｗの上面から浮き上がるので、剥離液内で基板Ｗの上面から一層離間する。そのため、基板Ｗの上面から剥離した処理膜１００は、一層流速が大きい剥離液からエネルギーを受ける可能性が高い。したがって、基板Ｗの上面から剥離した処理膜１００は、剥離液によって基板Ｗ外に流されやすい。
【０１２０】
また、前述したように、基板Ｗの厚さ方向Ｔにおいて、基板Ｗの上面から境界層厚さδよりも離れた位置においては、剥離液の粘性に起因する基板Ｗの上面に沿って流れる剥離液の流速の低減が実質的に生じない。図６Ｂに示すように、加熱工程（ステップＳ７）後の除去対象物１０３の見かけのサイズ（処理膜１００の厚さＤ）が境界厚さδよりも大きければ（Ｄ＞δ）、除去対象物１０３が基板Ｗの上面を流れる剥離液から受けるエネルギーを充分に大きくすることができる。したがって、除去対象物１０３を、基板Ｗから剥離しやすくすることができ、かつ、剥離液とともに基板Ｗ外へ速やかに排除することができる。
【０１２１】
また、この実施形態によれば、剥離液によって処理膜１００を部分的に溶解することによって、処理膜１００に貫通孔１０２が形成される。そのため、剥離液が基板Ｗの上面付近に到達しやすくなる。そのため、処理膜１００と基板Ｗとの界面に剥離液を作用させて処理膜１００を基板Ｗから効率良く剥離することができる。その一方で、処理膜１００において貫通孔１０２が形成された部分以外の部分（第２固体１１１）は、剥離液に溶解されずに固体状態で維持されるため、剥離液中においても除去対象物１０３の見かけのサイズが拡大された状態を維持できる。したがって、除去対象物１０３を基板Ｗの上面から効率良く剥離しつつ、剥離液の流れから除去対象物１０３が受けるエネルギーを充分に大きくすることができる。
【０１２２】
また、この実施形態によれば、貫通孔１０２を介して処理膜１００と基板Ｗの上面との間に剥離液が進入する。そのため、処理膜１００と基板Ｗとの界面に剥離液を作用させて処理膜１００を基板Ｗの上面から一層効率良く剥離することができる。
また、この実施形態によれば、第１成分は剥離液に対する溶解性が第２成分よりも高い。そのため、第１成分によって形成される第１固体１１０は、第２成分によって形成される第２固体１１１よりも剥離液に溶解しやすい。そのため、基板Ｗの上面に剥離液を供給することで、剥離液は、主に第１固体１１０を溶解して基板Ｗの上面付近に到達する。したがって、剥離液を処理膜１００と基板Ｗとの界面に剥離液を作用させることができる。その一方で、第２固体１１１は、その大部分が剥離液に溶解されずに固体状態で維持される。そのため、除去対象物１０３が第２固体１１１に保持された状態、すなわち、除去対象物１０３の見かけのサイズが拡大された状態を維持できる。
【０１２３】
その結果、除去対象物１０３を基板Ｗの上面から効率良く剥離しつつ、基板Ｗの上面を流れる剥離液から除去対象物１０３が受けるエネルギーを充分に大きくすることができる。
また、この実施形態では、処理液中の第１成分の含有量よりも処理液中の第２成分の含有量の方が多い。そのため、処理液中の第１成分の含有量よりも処理液中の第２成分の含有量の方が少ない構成と比較して、処理膜１００において剥離液によって溶解される部分を少なくすることができる。したがって、処理膜１００の部分的な溶解に伴って処理膜１００から離脱する除去対象物１０３を少なくできる。その結果、大部分の除去対象物１０３は、処理膜１００とともに基板Ｗの上面から除去できるので、基板Ｗへの再付着を抑制しながら、除去対象物１０３を効率的に基板Ｗ外に排除できる。
【０１２４】
さらに、処理液中の第１成分の含有量よりも処理液中の第２成分の含有量の方が少ない構成と比較して、処理膜１００において剥離液によって溶解される部分を少ないため、処理膜１００を比較的大きい膜片に分裂させることができる。処理膜１００が比較的大きい膜片に分裂されるので、膜片は、剥離液の流れから力を受ける表面積を増やすことができる。したがって、剥離液の流れに乗って基板Ｗ外に排出されやすい。したがって、除去対象物１０３を処理膜１００とともに基板Ｗから効率良く除去することができる。
【０１２５】
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、基板処理装置１では、薬液供給工程（ステップＳ２）、第１リンス工程（ステップＳ３）および第１有機溶剤供給工程（ステップＳ４）が省略された基板処理が行われてもよい。
【０１２６】
また、上述の実施形態における基板処理では、処理膜形成工程（ステップＳ６およびステップＳ７）において、熱媒による基板Ｗの加熱によって処理液の溶媒が蒸発した。しかしながら、基板Ｗは、熱媒の供給に限られず、たとえば、スピンベース２１や対向部材６に内蔵されたヒータ等（図示せず）によって加熱されてもよい。この場合、当該ヒータが、基板加熱ユニットおよび蒸発ユニット（蒸発促進ユニット）として機能する。
【０１２７】
また、処理膜１００の形成には、必ずしも基板Ｗの加熱を行う必要はない。すなわち、薄膜化工程（ステップＳ６）において、溶媒が充分に揮発（蒸発）した場合には、その後の加熱工程（ステップＳ７）は、実行しなくてもよい。とくに、処理膜１００の内部に溶媒を残留させてもよい場合には、基板Ｗを加熱させなくても所望の度合まで溶媒を蒸発させやすい。
【０１２８】
また、上述した基板処理において、緩衝工程（ステップＳ８）を省略することも可能である。
また、上述した各実施形態では、処理液における第２成分の含有量は、処理液における第１成分の含有量よりも多い。しかしながら、処理液における第２成分の含有量は、処理液における第１成分の含有量よりも少なくてもよい。
【０１２９】
この場合、処理液中の第１成分の含有量よりも処理液中の第２成分の含有量の方が多い構成と比較して、処理膜１００において剥離液によって溶解される部分を多くすることができる。そのため、処理膜１００を比較的細かい膜片に分裂させることができる。処理膜１００が比較的細かい膜片に分裂されるので、膜片は、剥離液の流れから受ける力を受けて浮きやすく剥離液の流れに乗って基板Ｗ外に排出されやすい。したがって、処理膜１００を基板Ｗから効率良く除去することができる。
【０１３０】
また、上述した実施形態では、処理液に含まれる溶質の各成分（第１成分および第２成分）は、合成樹脂である。しかしながら、溶質の各成分は、必ずしも合成樹脂である必要はなく、処理液に含まれる溶媒によって溶解され、剥離液による溶解性が第２成分よりも第１成分の方が高くなるものであればよい。そうであるならば、溶質の各成分は、たとえば、金属や塩であってもよい。
【０１３１】
また、上述した実施形態では、処理液に含まれる溶質には、第１成分および第２成分が含まれる。しかしながら、溶質は、単一の成分を含むように構成されていてもよいし、剥離液に対する溶解性が互いに異なる３つ以上の成分を含んでいてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１      ：基板処理装置
３      ：コントローラ
９      ：第２移動ノズル（処理液供給ユニット）
１０    ：第３移動ノズル（剥離液供給ユニット）
１２    ：下面ノズル（固体形成ユニット）
２３    ：スピンモータ（固体形成ユニット）
１００  ：処理膜
１０３  ：除去対象物
１１０  ：第１固体
１１１  ：第２固体
Ｔ      ：厚さ方向
δ      ：境界層厚さ
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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