(57)【要約】【課題】パターンの倒壊をより効果的に抑制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】基板処理例では、置換工程Ｓ５が実行される。置換工程Ｓ５では、リンス液が付着している基板Ｗの表面Ｗａにリンス液よりも表面張力の低い有機溶剤が供給される。基板Ｗの表面Ｗａへの有機溶剤の供給に並行して、基板Ｗの裏面Ｗｂに、温度が調整された温調液であって、表面Ｗａに供給される有機溶剤と同種の有機溶剤からなる温調液を供給する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンス液が付着している基板の表面に前記リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程と、
前記低表面張力液体供給工程と並行して、前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を供給する温調液供給工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、
前記リンス液供給工程に並行して、前記基板から排出され、処理カップによって受けられた液体の流通先を第１の配管に設定する第１の設定工程と、
前記低表面張力液体供給工程および前記温調液供給工程に並行して、前記基板から排出され、前記処理カップによって受けられた液体の流通先を、前記第１の流路に連通しない第２の配管に設定する第２の設定工程とをさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記処理カップが、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む複数の筒状のガードを含み、前記複数のガードのうち第１のガードに受けられた液体が前記第１の配管に導かれるようになっており、前記複数のガードのうち第２のガードに受けられた液体が前記第２の配管に導かれるようになっており、
前記第１の設定工程が、前記第１のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第１の液受け位置に配置する工程を含み、
前記第２の設定工程が、前記第２のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第２の液受け位置に配置する工程を含む、請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記第２の設定工程が、前記低表面張力液体供給工程の開始後に開始される、請求項２または３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記温調液供給工程が、前記低表面張力液体供給工程の開始と同時またはその後に開始される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、
前記温調液供給工程に先立ってかつ前記リンス液供給工程に並行して、前記基板の前記裏面に、温度が調整された温水を供給する温水供給工程とをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記温調液供給工程が、前記低表面張力液体供給工程の終了と同時またはその後に終了される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記温調液供給工程および前記低表面張力液体供給工程に並行して、遮断部材を、前記基板の前記表面に対して間隔を空けて対向配置して、前記基板の前記表面の上の空間を当該空間の周囲から遮断させる遮断工程をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記遮断工程に並行して、 前記基板の前記表面と前記遮断部材との間に気体を供給させる気体供給工程をさらに含む、請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記低表面張力液体が、前記リンス液よりも沸点が高い液体を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記温調液供給工程が、時間の経過に従って前記温調液の供給流量を減少させる温調液減少工程を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記温調液減少工程が、前記温調液の供給流量を、前記低表面張力液体供給工程における前記低表面張力液体の供給流量を下回るまで減少させる工程を含む、請求項１１に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
基板を保持する基板保持ユニットと、
前記基板保持ユニットに保持された基板の表面にリンス液を供給するリンス液供給ユニットと、
前記基板の前記表面に前記リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給ユニットと、
前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を供給するための温調液供給ユニットと、
前記リンス液供給ユニット、前記低表面張力液体供給ユニットおよび前記温調液供給ユニットを制御する制御装置とを含み、
前記制御装置が、前記低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程と、前記低表面張力液体供給工程と並行して、前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の低表面張力液体からなりかつ水を含まない温調液を供給する温調液供給工程とを実行する、基板処理装置。
【請求項１４】
前記基板から排出された液体を受け止める筒状の処理カップであって、互いに連通しない第１および第２の配管に接続可能に設けられた処理カップと、
前記基板から排出され、前記処理カップによって受けられた液体の流通先を、前記第１の配管と前記第２の配管との間で切り切り換えるための流通先切り換えユニットとをさらに含み、
前記制御装置が、前記流通先切り換えユニットをさらに制御しており、
前記制御装置が、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記リンス液供給ユニットにより前記基板の表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、前記リンス液供給工程に並行して、前記流通先切り換えユニットにより前記処理カップによって受けられた液体の流通先を前記第１の配管に設定する第１の設定工程と、前記低表面張力液体供給工程および前記温調液供給工程に並行して、前記流通先切り換えユニットにより前記処理カップによって受けられた液体の流通先を前記第２の配管に設定する第２の設定工程とをさらに実行する、請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記処理カップが、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む複数の筒状のガードを含み、前記複数のガードのうち第１のガードに受けられた液体が前記第１の配管に導かれるようになっており、前記複数のガードのうち第２のガードに受けられた液体が前記第２の配管に導かれるようになっており、
前記流通先切り換えユニットが、前記複数のガードのうち少なくとも一つのガードを昇降させるためのガード昇降ユニットを含み、
前記制御装置が、前記第１の設定工程において、前記昇降ユニットにより、前記第１のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第１の液受け位置に配置する工程を実行し、
前記制御装置が、前記第２の設定工程において、前記昇降ユニットにより、前記第２のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第２の液受け位置に配置する工程を実行する、請求項１４に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記制御装置が、前記第２の設定工程を、前記低表面張力液体供給工程の開始後に開始させる、請求項１５に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記制御装置が、前記温調液供給工程を、前記低表面張力液体供給工程の開始と同時またはその後に開始させる、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
前記基板の前記裏面に、温度が調整された温水を供給するための温水供給ユニットと、
前記制御装置が、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記リンス液供給ユニットにより前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、前記温調液供給工程に先立ってかつ前記リンス液供給工程に並行して、前記温水供給ユニットにより前記基板の前記裏面に前記温水を供給する温水供給工程とをさらに実行させる、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１９】
前記制御装置が、前記温調液供給工程を、前記低表面張力液体供給工程の終了と同時または前記低表面張力液体供給工程の終了よりも後に終了させる、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項２０】
前記基板保持ユニットに保持された前記基板の前記表面に対して間隔を空けて対向配置され、前記基板の前記表面の上の空間を当該空間の周囲から遮断する遮断部材をさらに含む、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項２１】
前記基板の前記表面と前記遮断部材との間に気体を供給するための気体供給ユニットをさらに含む、請求項２０に記載の基板処理装置。
【請求項２２】
前記低表面張力液体が、前記リンス液よりも沸点が高い液体を含む、請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項２３】
前記温調液供給工程が、時間の経過に従って前記温調液の供給流量を減少させる温調液減少工程を含む、請求項１３〜２２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項２４】
前記温調液減少工程が、前記温調液の供給流量を、前記低表面張力液体供給工程における前記低表面張力液体の供給流量を下回るまで減少させる工程を含む、請求項２３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）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ等の基板の表面が処理液で処理される。基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転される基板の表面に処理液を供給するためのノズルとを備えている。
典型的な基板処理工程では、スピンチャックに保持された基板に対して薬液が供給される。その後、リンス液が基板に供給され、それによって、基板上の薬液がリンス液に置換される。その後、基板上のリンス液を排除するためのスピンドライ工程が行われる。スピンドライ工程では、基板が高速回転されることにより、基板に付着しているリンス液が振り切られて除去（乾燥）される。一般的なリンス液は脱イオン水である。
【０００３】
基板の表面に微細なパターンが形成されている場合に、スピンドライ工程では、パターンの内部に入り込んだリンス液を除去できないおそれがあり、それによって、乾燥不良が生じるおそれがある。そこで、リンス液による処理後の基板の表面に、イソプロピルアルコール（isopropyl alcohol：ＩＰＡ）等の有機溶剤を供給して、基板の表面のパターンの隙間に入り込んだリンス液を有機溶剤に置換することによって基板の表面を乾燥させる手法が提案されている。
【０００４】
図１６に示すように、基板の高速回転により基板を乾燥させるスピンドライ工程では、液面（空気と液体との界面）が、パターン内に形成される。この場合、液面とパターンとの接触位置に、液体の表面張力が働く。この表面張力は、パターンを倒壊させる原因の一つである。
下記特許文献１のように、リンス処理後スピンドライ工程の前に液体の有機溶剤を基板の表面に供給する場合には、液体の有機溶剤がパターンの間に入り込む。有機溶剤の表面張力は、典型的なリンス液である水よりも低い。そのため、表面張力に起因するパターンの倒壊の問題が緩和される。
【０００５】
また、特許文献１に記載されている手法では、リンス液から有機溶剤への置換性を高めるべく、基板の表面への有機溶剤の供給と並行して、基板の表面と反対側の裏面に温水を供給し、基板を温めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１５６５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の手法においては、基板の裏面（裏面）への温水供給の際に、基板の裏面において温水の蒸発により水蒸気が発生する。そして、その水蒸気が基板の表面（表面）側に回り込み、基板の表面の低表面張力液体に混ざり込むおそれがある。基板の表面の低表面張力液体に水が混じる結果、基板の表面に供給された低表面張力液体の表面張力が上昇し、その結果、パターンの倒壊が生じるおそれがある。  
【０００８】
そこで、この発明の一つの目的は、パターンの倒壊を効果的に抑制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】
【０００９】
前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、リンス液が付着している基板の表面に前記リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程と、前記低表面張力液体供給工程と並行して、前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を供給する温調液供給工程とを含む、基板処理方法を提供する。
【００１０】
この方法によれば、低表面張力液体を基板の表面に供給する低表面張力液体供給工程と、この低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を基板の裏面に供給する温調液供給工程とが並行して実行される。温調液が、低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まないので、基板の表面に供給された低表面張力液体に水が混じることを効果的に抑制または防止できる。そのため、基板の表面に供給された低表面張力液体の表面張力の上昇を抑制または防止しながら、基板を温めることができる。これにより、パターンの倒壊を効果的に抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、前記リンス液供給工程に並行して、前記基板から排出され、処理カップによって受けられた液体の流通先を第１の配管に設定する第１の設定工程と、前記低表面張力液体供給工程および前記温調液供給工程に並行して、前記基板から排出され、前記処理カップによって受けられた液体の流通先を、前記第１の流路に連通しない第２の配管に設定する第２の設定工程とをさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法である。
【００１２】
この方法によれば、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程に並行して、基板から排出され、処理カップによって受けられた液体の流通先が、第２の配管に設定される。低表面張力液体供給工程において基板の表面に供給される液体は低表面張力液体である。また、温調液供給工程において、基板の裏面に供給される液体は低表面張力液体と同種の温調液である。そのため、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第２の配管を流れる液体は、単一種類の低表面張力液体であり、かつその液体には水は含まれない。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第２の配管を流れる液体を回収することにより、水の混ざっていない高純度の低表面張力液体を回収することが可能である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記処理カップが、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む複数の筒状のガードを含み、前記複数のガードのうち第１のガードに受けられた液体が前記第１の配管に導かれるようになっており、前記複数のガードのうち第２のガードに受けられた液体が前記第２の配管に導かれるようになっており、前記第１の設定工程が、前記第１のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第１の液受け位置に配置する工程を含み、前記第２の設定工程が、前記第２のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第２の液受け位置に配置する工程を含む、請求項２に記載の基板処理方法である。
【００１４】
この方法によれば、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程に並行して、第２のガードが第２の液受け位置に配置される。第２のガードに受けられた液体は、第２の配管に導かれる。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第２の配管を流れる液体は、単一種類の低表面張力液体であり、かつその液体には水は含まれない。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第２の配管を流れる液体を回収することにより、水の混ざっていない高純度の低表面張力液体を回収することが可能である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記第２の設定工程が、前記低表面張力液体供給工程の開始後に開始される、請求項２または３に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、低表面張力液体供給工程の開始後に、処理カップにおける流通先が第２の配管に設定されるので、第２の配管に導入される液体を、単一種類の低表面張力液体のみとすることができる。
【００１６】
そのため、水のほとんど混ざっていない低表面張力液体を回収することが可能であり、これにより、コストを別途かけることなく、回収した低表面張力液体を再利用のために用いることが可能である。
請求項５に記載の発明は、前記温調液供給工程が、前記低表面張力液体供給工程の開始と同時またはその後に開始される、請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理方法である。
【００１７】
この方法によれば、温調液供給工程が、低表面張力液体供給工程の開始に先立って開始されない。そのため、第１の配管に導入される低表面張力液体および温調液（低表面張力液体と同種の液体）の量を最小限に抑制することができる。そのため、第１の流路を流れる液体に含まれる低表面張力液体の割合を抑制することが可能であり、これにより、第１の流路から排出された液体を、コストを別途かけることなく廃棄処理することが可能である。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、 前記温調液供給工程に先立ってかつ前記リンス液供給工程に並行して、前記基板の前記裏面に、温度が調整された温水を供給する温水供給工程とをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【００１９】
この方法によれば、温調液供給工程に先立って実行されるリンス液供給工程に並行して、基板の裏面に温水が供給される。そのため、低表面張力液体供給工程の開始の直前まで基板を温めておくことが可能であり、これにより、低表面張力液体供給工程の開始から、基板の表面に供給された低表面張力液体の温度を高温に保つことができる。これにより、パターンの倒壊をより効果的に抑制することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、前記温調液供給工程が、前記低表面張力液体供給工程の終了と同時またはその後に終了される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、温調液供給工程が、低表面張力液体供給工程の終了と同時またはその後に終了される。
【００２１】
仮に、温調液が水である場合には、パターンの倒壊を抑制または防止するために温調液が基板の裏面から表面側に回り込むことを防止する必要があり、そのために、温調液供給工程を、低表面張力液体供給工程の終了に先立って終了させる必要がある。
これに対し、この方法では、基板の裏面に供給される温調液が、基板の表面に供給される低表面張力液体と同種の液体を含んでいるので、基板の裏面から表面側に温調液が回り込んでも問題が生じない。そのため、温調液供給工程を、低表面張力液体供給工程の終了に先立って終了させる必要がない。これにより、低表面張力液体供給工程の終了まで低表面張力液体を温めておくことができる。これにより、パターンの倒壊をより効果的に抑制または防止することができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、前記温調液供給工程および前記低表面張力液体供給工程に並行して、遮断部材を、前記基板の前記表面に対して間隔を空けて対向配置して、前記遮断部材と前記基板の前記表面の間の空間を当該空間の周囲から遮断させる遮断工程をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、遮断部材が基板の表面に対して間隔を空けて対向配置された状態で、基板の表面と遮断部材との間の空間が当該空間の周囲から遮断される。したがって、空間外の雰囲気に含まれる水分が基板の表面に供給されることを抑制でき、これにより、基板の表面に供給されている低表面張力液体に水が混じることを抑制できる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、前記遮断工程に並行して、 前記空間に気体を供給させる気体供給工程をさらに含む、請求項８に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、遮断部材が基板の表面に対して間隔を空けて対向配置された状態で、基板の表面と遮断部材との間の空間に気体が供給されることにより、その供給される気体が基板の表面と遮断部材との間に充満する。したがって、空間外の雰囲気に含まれる水分が基板の表面に供給されることをより効果的に抑制または防止でき、これにより、基板の表面に供給されている低表面張力液体に水が混じることを、より一層効果的に抑制することができる。
【００２４】
請求項１０に記載のように、前記低表面張力液体が、前記リンス液よりも沸点が高い液体を含んでいてもよい。
この方法によれば、基板を効率よく加熱することが可能である。また、低表面張力液体中に含まれるリンス成分を余すことなく蒸発させることもできる。
請求項１１に記載の発明は、前記温調液供給工程が、時間の経過に従って前記温調液の供給流量を減少させる温調液減少工程を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【００２５】
この方法によれば、温調液供給工程の終了後における、基板の裏面に付着している温調液の量を低減することができる。そのため、その後、その温調液の乾燥に要する期間を短縮化することができる。
請求項１２に記載の発明は、前記温調液減少工程が、前記温調液の供給流量を、前記低表面張力液体供給工程における前記低表面張力液体の供給流量を下回るまで減少させる工程を含む、請求項１１に記載の基板処理方法である。
【００２６】
この方法によれば、温調液供給工程の終了後において、基板の裏面に付着している温調液の量が基板の表面に付着している温調液の量よりも少ないので、基板の裏面の乾燥に要する時間を、基板の裏面の乾燥に要する時間と同程度またはそれ以下まで短縮させることができる。
前記の目的を達成するための請求項１３に記載の発明は、基板を保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットに保持された基板の表面にリンス液を供給するリンス液供給ユニットと、前記基板の前記表面に前記リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給ユニットと、前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を供給するための温調液供給ユニットと、前記リンス液供給ユニット、前記低表面張力液体供給ユニットおよび前記温調液供給ユニットを制御する制御装置とを含み、前記制御装置が、前記低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程と、前記低表面張力液体供給工程と並行して、前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の低表面張力液体からなりかつ水を含まない温調液を供給する温調液供給工程とを実行する、基板処理装置を提供する。
【００２７】
この構成によれば、低表面張力液体を基板の表面に供給する低表面張力液体供給工程と、この低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を基板の裏面に供給する温調液供給工程とが並行して実行される。温調液が、低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まないので、基板の表面に供給された低表面張力液体に水が混じることを効果的に抑制または防止できる。そのため、基板の表面に供給された低表面張力液体の表面張力の上昇を抑制または防止しながら、基板を温めることができる。これにより、パターンの倒壊を効果的に抑制することができる。
【００２８】
請求項１４に記載の発明は、前記基板から排出された液体を受け止める筒状の処理カップであって、互いに連通しない第１および第２の配管に接続可能に設けられた処理カップと、前記基板から排出され、前記処理カップによって受けられた液体の流通先を、前記第１の配管と前記第２の配管との間で切り切り換えるための流通先切り換えユニットとをさらに含み、前記制御装置が、前記流通先切り換えユニットをさらに制御しており、前記制御装置が、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記リンス液供給ユニットにより前記基板の表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、前記リンス液供給工程に並行して、前記流通先切り換えユニットにより前記処理カップによって受けられた液体の流通先を前記第１の配管に設定する第１の設定工程と、前記低表面張力液体供給工程および前記温調液供給工程に並行して、前記流通先切り換えユニットにより前記処理カップによって受けられた液体の流通先を前記第２の配管に設定する第２の設定工程とをさらに実行する、請求項１３に記載の基板処理装置である。
【００２９】
この構成によれば、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程に並行して、基板から排出され、処理カップによって受けられた液体の流通先が、第２の配管に設定される。低表面張力液体供給工程において基板の表面に供給される液体は低表面張力液体である。また、温調液供給工程において、基板の裏面に供給される液体は低表面張力液体と同種の温調液である。そのため、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第２の配管を流れる液体は、単一種類の低表面張力液体であり、かつその液体には水は含まれない。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第２の配管を流れる液体を回収することにより、水の混ざっていない高純度の低表面張力液体を回収することが可能である。
【００３０】
請求項１５に記載の発明は、前記処理カップが、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む複数の筒状のガードを含み、前記複数のガードのうち第１のガードに受けられた液体が前記第１の配管に導かれるようになっており、前記複数のガードのうち第２のガードに受けられた液体が前記第２の配管に導かれるようになっており、前記流通先切り換えユニットが、前記複数のガードのうち少なくとも一つのガードを昇降させるためのガード昇降ユニットを含み、前記制御装置が、前記第１の設定工程において、前記昇降ユニットにより、前記第１のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第１の液受け位置に配置する工程を実行し、前記制御装置が、前記第２の設定工程において、前記昇降ユニットにより、前記第２のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第２の液受け位置に配置する工程を実行する、請求項１４に記載の基板処理装置である。
【００３１】
この構成によれば、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程に並行して、第２のガードが第２の液受け位置に配置される。第２のガードに受けられた液体は、第２の配管に導かれる。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第２の配管を流れる液体は、単一種類の低表面張力液体であり、かつその液体には水は含まれない。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第２の配管を流れる液体を回収することにより、水の混ざっていない高純度の低表面張力液体を回収することが可能である。
【００３２】
請求項１６に記載の発明は、前記制御装置が、前記第２の設定工程を、前記低表面張力液体供給工程の開始後に開始させる、請求項１５に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、低表面張力液体供給工程の開始後に、処理カップにおける流通先が第２の配管に設定されるので、第２の配管に導入される液体を、同一種類の低表面張力液体のみとすることができる。
【００３３】
そのため、水のほとんど混ざっていない低表面張力液体を回収することが可能であり、これにより、コストを別途かけることなく、回収した低表面張力液体を再利用のために用いることが可能である。
請求項１７に記載の発明は、前記制御装置が、前記温調液供給工程を、前記低表面張力液体供給工程の開始と同時またはその後に開始させる、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００３４】
この構成によれば、温調液供給工程が、低表面張力液体供給工程の開始に先立って開始されない。そのため、第１の配管に導入される低表面張力液体および温調液（低表面張力液体と同種の液体）の量を最小限に抑制することができる。そのため、第１の流路を流れる液体に含まれる低表面張力液体の割合を抑制することが可能であり、これにより、第１の流路から排出された液体を、コストを別途かけることなく廃棄処理することが可能である。
【００３５】
請求項１８に記載の発明は、前記基板の前記裏面に、温度が調整された温水を供給するための温水供給ユニットと、前記制御装置が、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記リンス液供給ユニットにより前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、 前記温調液供給工程に先立ってかつ前記リンス液供給工程に並行して、前記温水供給ユニットにより前記基板の前記裏面に前記温水を供給する温水供給工程とをさらに実行させる、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００３６】
この構成によれば、温調液供給工程に先立って実行されるリンス液供給工程に並行して、基板の裏面に温水が供給される。そのため、低表面張力液体供給工程の開始の直前まで基板を温めておくことが可能であり、これにより、低表面張力液体供給工程の開始から、低表面張力液体の温度を高温に保つことができる。これにより、パターンの倒壊をより効果的に抑制することができる。
【００３７】
請求項１９に記載の発明は、前記制御装置が、前記温調液供給工程を、前記低表面張力液体供給工程の終了と同時または前記低表面張力液体供給工程の終了よりも後に終了させる、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、温度液供給工程が、低表面張力液体供給工程の終了と同時またはその後に終了される。
【００３８】
仮に、温調液が水である場合には、パターンの倒壊を抑制または防止するために温調液が基板の裏面から表面側に回り込むことを防止する必要があり、そのために、温調液供給工程を、低表面張力液体供給工程の終了に先立って終了させる必要がある。
これに対し、この方法では、基板の裏面に供給される温調液が、基板の表面に供給される低表面張力液体と同種の液体を含んでいるので、基板の裏面から表面側に温調液が回り込んでも問題が生じない。そのため、温調液供給工程を、低表面張力液体供給工程の終了に先立って終了させる必要がない。これにより、低表面張力液体供給工程の終了まで低表面張力液体を温めておくことができる。これにより、パターンの倒壊をより効果的に抑制または防止することができる。
【００３９】
請求項２０に記載の発明は、前記基板保持ユニットに保持された前記基板の前記表面に対して間隔を空けて対向配置され、前記基板の前記表面の上の空間を当該空間の周囲から遮断する遮断部材をさらに含む、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、遮断部材が基板の表面に対して間隔を空けて対向配置された状態で、基板の表面と遮断部材との間の空間が当該空間の周囲から遮断される。したがって、空間外の雰囲気に含まれる水分が基板の表面に供給されることを抑制でき、これにより、基板の表面に供給されている低表面張力液体に水が混じることを抑制できる。
【００４０】
請求項２１に記載の発明は、前記空間に気体を供給するための気体供給ユニットをさらに含む、請求項２０に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、遮断部材が基板の表面に対して間隔を空けて対向配置された状態で、基板の表面と遮断部材との間の空間に気体が供給されることにより、その供給される気体が基板の表面と遮断部材との間に充満する。したがって、空間外の雰囲気に含まれる水分が基板の表面に供給されることをより効果的に抑制または防止でき、これにより、基板の表面に供給されている低表面張力液体に水が混じることを、より一層効果的に抑制することができる。
【００４１】
請求項２２に記載の発明は、前記低表面張力液体が、前記リンス液よりも沸点が高い、請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板を効率よく加熱することが可能である。また、低表面張力液体中に含まれるリンス成分を余すことなく蒸発させることもできる。
請求項２３に記載の発明は、前記温調液供給工程が、時間の経過に従って前記温調液の供給流量を減少させる温調液減少工程を含む、請求項１３〜２２のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００４２】
この構成によれば、温調液供給工程の終了後における、基板の裏面に付着している温調液の量を低減することができる。そのため、その後、その温調液の乾燥に要する期間を短縮化することができる。
請求項２４に記載の発明は、前記温調液減少工程が、前記温調液の供給流量を、前記低表面張力液体供給工程における前記低表面張力液体の供給流量を下回るまで減少させる工程を含む、請求項２３に記載の基板処理装置である。
【００４３】
この構成によれば、温調液供給工程の終了後において、基板の裏面に付着している温調液の量が基板の表面に付着している温調液の量よりも少ないので、基板の裏面の乾燥に要する時間を、基板の裏面の乾燥に要する時間と同程度またはそれ以下まで短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の内部のレイアウトを説明するための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た処理ユニットおよび貯留ボックスの構成例を説明するための図解的な断面図である。
【図３】図３は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図４】図４は、前記基板処理装置による処理対象の基板Ｗの表面を拡大して示す断面図である。
【図５】図５は、前記処理ユニットにおいて実行される第１の基板処理例の内容を説明するための流れ図である。
【図６】図６は、図５のリンス液供給工程を説明する模式的な図である。
【図７】図７は、図５の置換工程を説明する模式的な図である。
【図８】図８は、前記第１の基板処理例における、制御装置の主たる制御内容を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】図９は、この発明の第２の実施形態に係る処理ユニットにおいて実行される第２の基板処理例における、制御装置の主たる制御内容を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、この発明の第３の実施形態に係る処理ユニットにおいて実行される第３の基板処理例の内容を説明するための流れ図である。
【図１１】図１１は、この発明の第４の実施形態に係る処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。
【図１２】図１２は、この発明の第５の実施形態に係る処理ユニットの下面ノズルの構成例を説明するための図解的な断面図である。
【図１３】図１３は、前記下面ノズルの構成例を説明するための模式的な平面図である。
【図１４】図１４は、この発明の第６の実施形態に係る処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。
【図１５】図１５は、この発明の変形処理例を示す図である。
【図１６】図１６は、表面張力によるパターンの倒壊の原理を説明するための図解的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置１の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。
【００４６】
基板処理装置１は、基板Ｗを収容する複数の基板収容器Ｃを保持する複数のロードポートＬＰと、複数のロードポートＬＰから搬送された基板Ｗを薬液等の処理液で処理する複数の処理ユニット２と、複数のロードポートＬＰから複数の処理ユニット２に基板Ｗを搬送する搬送ロボットと、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。搬送ロボットは、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間の経路上で基板Ｗを搬送するインデクサロボットＩＲと、インデクサロボットＩＲと処理ユニット２との間の経路上で基板Ｗを搬送する基板搬送ロボットＣＲとを含む。
【００４７】
基板処理装置１は、低表面張力液体としての有機溶剤の一例の液体のＩＰＡ（isopropyl alcohol）を貯留する有機溶剤タンク３１（図２参照）等を収容する貯留ボックス４を備えている。貯留ボックスは、図１の例では基板処理装置１のフレーム５の外に配置されているが、フレーム５の中に収容されていてもよい。貯留ボックス４は、図１の例のように複数設けられていてもよい。この場合、各貯留ボックス４は、複数の処理ユニット２に対応して設けられていてもよいし、処理ユニット２に一対一対応で設けられていてもよい。各貯留ボックス４内の有機溶剤タンク３１に貯留されている有機溶剤は、その貯留ボックス４に対応する処理ユニット２に供給される。
【００４８】
図２は、基板処理装置１に備えられた処理ユニット２および貯留ボックス４の構成例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は、内部空間を有する箱形のチャンバー６と、チャンバー６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（基板保持ユニット）７と、スピンチャック７に保持されている基板Ｗの上面（基板Ｗの表面Ｗａ）に薬液を供給するための薬液供給ユニット８と、スピンチャック７に保持されている基板Ｗの上面にリンス液を供給するためのリンス液供給ユニット９と、有機溶剤タンク３１に貯留されている有機溶剤を、スピンチャック７に保持されている基板Ｗの上面に向けて有機溶剤を吐出するための有機溶剤ノズル１０と、スピンチャック７に保持されている基板Ｗの下面（基板Ｗの裏面Ｗｂ）の中央部に向けて温調液としての有機溶剤を吐出する下面ノズル１１と、スピンチャック７の側方を取り囲む筒状の処理カップ４０とを含む。下面ノズル１１から吐出される温調液は、有機溶剤ノズル１０からの有機溶剤と同種の有機溶剤からなり、水を含まない。
【００４９】
チャンバー６は、スピンチャック７やノズルを収容する箱状の隔壁１２と、隔壁１２の上部から隔壁１２内に清浄空気（フィルタによってろ過された空気）を送る送風ユニットしてのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット。図示しない）と、隔壁１２の下部からチャンバー６内の気体を排出する排気ダクト（図示しない）とを含む。ＦＦＵおよび排気ダクトにより、チャンバー６内を下方に流れるダウンフロー（下降流）が形成される。基板Ｗの処理は、チャンバー６内にダウンフローが形成されている状態で行われる。
【００５０】
スピンチャック７として、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７は、スピンモータ１３と、このスピンモータ１３の駆動軸と一体化されたスピン軸１４と、スピン軸１４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１５とを含む。
スピンベース１５の上面１５ａには、その周縁部に複数個（３個以上。たとえば６個）の挟持部材１６が配置されている。複数個の挟持部材１６は、スピンベース１５の上面周縁部において、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配置されている。
【００５１】
また、スピンチャック７としては、挟持式のものに限らず、たとえば、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）を真空吸着することにより、基板Ｗを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、スピンチャック７に保持されている基板Ｗを回転させる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。
薬液供給ユニット８は、薬液ノズル１７を含む。薬液ノズル１７は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック７の上方で、その吐出口を基板Ｗの上面中央部に向けて固定的に配置されている。薬液ノズル１７には、薬液供給源からの薬液が、薬液バルブ１８を介して供給される。薬液バルブ１８が開かれると、薬液ノズル１７に供給された連続流の薬液が、薬液ノズル１７の先端に設定された吐出口から吐出される。また、薬液バルブ１８が閉じられると、薬液ノズル１７からの薬液の吐出が停止される。薬液は、フッ酸に限られず、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、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも１つを含む液であってもよい。薬液供給ユニット８は、薬液ノズル１７を移動させることにより、基板Ｗの上面に対する薬液の着液位置を基板Ｗの面内で走査させる薬液ノズル移動装置を備えていてもよい。
【００５２】
リンス液供給ユニット９は、リンス液ノズル１９を含む。リンス液ノズル１９は、たとえば連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック７の上方で、その吐出口を基板Ｗの上面中央部に向けて固定的に配置されている。リンス液ノズル１９は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック７の上方で、その吐出口を基板Ｗの上面中央部に向けて固定的に配置されている。リンス液ノズル１９には、リンス液供給源からのリンス液が、リンス液バルブ２０を介して供給される。リンス液バルブ２０が開かれると、リンス液ノズル１９に供給された連続流のリンス液が、リンス液ノズル１９の先端に設定された吐出口から吐出される。また、リンス液バルブ２０が閉じられると、リンス液ノズル１９からのリンス液の吐出が停止される。
【００５３】
リンス液は、たとえば水である。この水として、ＤＩＷ（脱イオン水）を挙げることができるが、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、還元水（水素水）、アンモニア水、脱気水などであってもよい。リンス液供給ユニット９は、リンス液ノズル１９を移動させることにより、基板Ｗの上面に対するリンス液の着液位置を基板Ｗの面内で走査させるリンス液ノズル移動装置を備えていてもよい。
【００５４】
有機溶剤ノズル１０は、たとえば、連続流の状態で液体状の有機溶剤を吐出するストレートノズルである。この実施形態では、有機溶剤はＩＰＡである。有機溶剤ノズル１０は、たとえば基板Ｗの上面に垂直な方向に処理液を吐出する垂直姿勢でノズルアーム２１に取り付けられている。有機溶剤ノズル１０には、有機溶剤ノズル１０を基板Ｗの上面に沿って移動させる第１のノズル移動ユニット２２が結合されている。第１のノズル移動ユニット２２は、有機溶剤ノズル１０から吐出された有機溶剤が基板Ｗの上面に供給される処理位置と、有機溶剤ノズル１０が平面視でスピンチャック７の側方に退避した退避位置との間で、有機溶剤ノズル１０を移動させる。有機溶剤ノズル１０には、第１の有機溶剤配管２３の下流端２３ａが接続されている。第１の有機溶剤配管２３の途中部には、第１の有機溶剤配管２３を開閉するための第１の有機溶剤バルブ２４が介装されている。第１の有機溶剤配管２３の上流端２３ｂは、次に述べる有機溶剤供給ユニット３０の循環配管３２の接続部３８に接続されている。この実施形態では、有機溶剤ノズル１０、第１の有機溶剤配管２３、第１の有機溶剤バルブ２４および有機溶剤供給ユニット３０によって、上面側有機溶剤供給ユニット（低表面張力液体供給ユニット）が構成されている。
【００５５】
下面ノズル１１は、スピンチャック７に保持された基板Ｗの下面の中央部に対向する単一の吐出口１１ａを有している。吐出口１１ａは、鉛直上方に向けて液を吐出する。吐出された液は、スピンチャック７に保持されている基板Ｗの下面の中央部に対してほぼ垂直に入射する。
下面ノズル１１には、下面供給配管２５が接続されている。下面ノズル１１は、鉛直に配置された中空軸からなるスピン軸１４の内部に挿通されている。下面供給配管２５には、温調液としての有機溶剤を供給するための第２の有機溶剤配管２６が接続されている。第２の有機溶剤配管２６には、第２の有機溶剤バルブ２７が介装されている。第２の有機溶剤配管２６には、有機溶剤タンク３１から有機溶剤が供給されるようになっている。第２の有機溶剤配管２６の他端は、次に述べる有機溶剤供給ユニット３０の循環配管３２の接続部３８に接続されている。この実施形態では、下面ノズル１１、第２の有機溶剤配管２６、第２の有機溶剤バルブ２７および有機溶剤供給ユニット３０によって、下面側有機溶剤供給ユニット（温調液供給ユニット）が構成されている。
【００５６】
第２の有機溶剤バルブ２７が開かれると、第２の有機溶剤配管２６および下面供給配管２５を介して下面ノズル１１に有機溶剤が供給される。下面ノズル１１は、供給された有機溶剤をほぼ鉛直上向きに吐出し、下面ノズル１１から吐出された有機溶剤は、スピンチャック７に保持された基板Ｗの下面中央部に対してほぼ垂直に入射する。
基板処理装置１は、有機溶剤ノズル１０に、有機溶剤を供給するための第１の有機溶剤供給ユニットと、下面ノズル１１に、所定の高温に温度調整された有機溶剤を供給するための第２の有機溶剤供給ユニットとを備えている。この実施形態では、第１の有機溶剤供給ユニットおよび第２の有機溶剤供給ユニットは、共通の有機溶剤供給ユニット３０によって構成されている。
【００５７】
有機溶剤供給ユニット３０は、有機溶剤を貯留する有機溶剤タンク３１と、有機溶剤タンク３１内の有機溶剤を循環させるための循環配管３２と、有機溶剤タンク３１内の有機溶剤を循環配管３２に送る送液装置Ｐと、循環配管３２を循環する有機溶剤の温度を所望の高温に調整する温度調整器３３と、循環配管３２を循環する有機溶剤中の異物を除去するフィルタ３４と、循環配管３２を循環する有機溶剤の圧力を所定に保つための圧力調整ユニット３５とを含む。
【００５８】
循環配管３２の上流端３２ａおよび下流端３２ｂは、有機溶剤タンク３１に接続されている。循環配管３２は、有機溶剤タンク３１内の有機溶剤を汲み上げて循環配管３２内に導く供給部３７と、第１の有機溶剤配管２３の一端２３ａおよび第２の有機溶剤配管２６の上流端２６ａが接続された接続部３８と、接続部３８を通過した有機溶剤を有機溶剤タンク３１に導く帰還部３９を含む。供給部３７に、第１の有機溶剤配管２３の他端および第２の有機溶剤配管２６の他端がそれぞれ接続されている。有機溶剤は、たとえばＩＰＡである。
【００５９】
第１の有機溶剤バルブ２４が開かれると、有機溶剤ノズル１０から下方に向けて有機溶剤が吐出される。第２の有機溶剤バルブ２７が開かれると、下面ノズル１１から上方に向けて有機溶剤が吐出される。
送液装置Ｐは、供給部３７に介装されている。送液装置Ｐは、たとえばポンプである。ポンプは、有機溶剤タンク３１内の薬液を吸い込み、その吸い込んだ有機溶剤を吐出する。送液装置Ｐは、有機溶剤タンク３１内の気圧を上昇させることにより有機溶剤タンク３１内の薬液を循環配管３２に送る加圧装置であってもよい。
【００６０】
温度調整器３３は、供給部３７に介装されている。温度調整器３３は、有機溶剤タンク３１内に配置されていてもよい。温度調整器３３は、室温（たとえば約２３℃）よりも高い温度から室温よりも低い温度まで範囲内の温度で有機溶剤を温度調整（加熱または冷却）する。供給部３７を流れる有機溶剤が帰還部３９に供給されて有機溶剤タンク３１に戻される。
【００６１】
圧力調整ユニット３５は、循環配管３２の開度を調整する開度調整ユニットを含む。開度調整ユニットとして、ニードルバルブやレギュレータ等を例示することができる。
第１の有機溶剤バルブ２４が開かれることにより、供給部３７を流れる有機溶剤が有機溶剤ノズル１０に供給される。また、第２の有機溶剤バルブ２７が開かれることにより、供給部３７を流れる有機溶剤が下面ノズル１１に供給される。
【００６２】
処理カップ４０は、スピンチャック７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４０は、スピンベース１５の周囲を取り囲む複数のカップ４１〜４３（第１〜第３のカップ４３〜４３）と、基板Ｗの周囲に飛散した処理液（薬液、リンス液、有機溶剤、疎水化剤等）を受け止める複数のガード４４〜４６（内ガード４４、中ガード４５および外ガード４６）と、複数のガード４４〜４６を個別に昇降させるガード昇降ユニットガード昇降ユニット（切り換えユニット）４７とを含む。処理カップ４０は、スピンチャック７に保持されている基板Ｗの外周よりも外側（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。
【００６３】
各カップ４１〜４３は、円筒状であり、スピンチャック７の周囲を取り囲んでいる。内側から２番目の第２のカップ４２は、第１のカップ４１よりも外側に配置されており、最も外側の第３のカップ４３は、第２のカップ４２よりも外側に配置されている。第３のカップ４３は、たとえば、中ガード４５と一体であり、中ガード４５と共に昇降する。各カップ４１〜４３は、上向きに開いた環状の溝を形成している。
【００６４】
第１のカップ４１の溝には、第１の排液配管（第１の配管）５６が接続されている。第１のカップ４１の溝に導かれた処理液（主としてリンス液）は、第１の排液配管５６を通して工場内の排液ユーティリティ５９に送られる。排液ユーティリティ５９は、基板処理装置１が設置される工場に設けられた排液設備である。排液ユーティリティ５９は、工場内にある他の装置にも共通して接続される。
【００６５】
第２のカップ４２の溝には、第２の排液配管（第１の配管）５７が接続されている。第２のカップ４２の溝に導かれた処理液（主として薬液）は、第２の排液配管５７を通して機外の排液処理設備６０に送られ、この排液処理設備６０において排液処理される。
第３のカップ４３の溝には、回収配管（第２の配管）５８が接続されている。第３のカップ４３の溝に導かれた処理液（たとえば有機溶剤）は、回収配管５８を通して機外の回収設備６１に送られ、この回収設備６１において回収処理される。
【００６６】
各ガード４４〜４６は、円筒状であり、スピンチャック７の周囲を取り囲んでいる。各ガード４４〜４６は、スピンチャック７の周囲を取り囲む円筒状の案内部４８と、案内部４８の上端から中心側（基板Ｗの回転軸線Ａ１に近づく方向）に斜め上方に延びる円筒状の傾斜部４９とを含む。各傾斜部４９の上端部は、ガード４４〜４６の内周部を構成しており、基板Ｗおよびスピンベース１５よりも大きな直径を有している。３つの傾斜部４９は、上下に重ねられており、３つの案内部４８は、同軸的に配置されている。３つの案内部４８（ガード４４〜４６の案内部４８）は、それぞれ、対応するカップ４１〜４３内に出入り可能である。すなわち、処理カップ４０は、折り畳み可能であり、ガード昇降ユニット４７が３つのガード４４〜４６の少なくとも一つを昇降させることにより、処理カップ４０の展開および折り畳みが行われる。なお、傾斜部４９は、その断面形状が図２に示すように直線状であってもよいし、また、たとえば滑らかな上に凸の円弧を描きつつ延びていてもよい。
【００６７】
各ガード４４〜４６は、ガード昇降ユニット４７の駆動によって、上位置（各傾斜部４９の上端部が、基板Ｗの上面よりも上方の位置）と、下位置（各傾斜部４９の上端部が、基板Ｗの上面よりも下方の位置）との間で昇降させられる。
基板Ｗへの処理液（薬液、リンス液、有機溶剤、疎水化剤等）の供給や基板Ｗの乾燥は、いずれかのガード４４〜４６が、基板Ｗの周端面に対向している状態で行われる。たとえば最も外側の外ガード４６が基板Ｗの周端面に対向している状態（図８に示す状態。以下、「第３のガード対向状態」という場合がある）を実現するために、内ガード４４および中ガード４５を下位置に配置し、外ガード４６を上位置に配置する。第３のガード対向状態では、回転状態にある基板Ｗの周縁部から排出される処理液の全てが、外ガード４６によって受け止められる。このときの外ガード４６の上位置が、外ガード４６の第２の液受け位置に相当する。
【００６８】
また、内側から２番目の中ガード４５が基板Ｗの周端面に対向している状態（以下、「第２のガード対向状態」という場合がある）を実現するために、内ガード４４を下位置に配置し、中ガード４５および外ガード４６を上位置に配置する。第２のガード対向状態では、回転状態にある基板Ｗの周縁部から排出される処理液の全てが、中ガード４５によって受け止められる。このときの中ガード４５の上位置が、中ガード４５の第２の液受け位置に相当する。
【００６９】
また、最も内側の内ガード４４が基板Ｗの周端面に対向している状態（図７に示す状態。以下、「第１のガード対向状態」という場合がある）を実現するために、３つのガード４４〜４６の全てを上位置に配置する。第１のガード対向状態では、回転状態にある基板Ｗの周縁部から排出される処理液の全てが、内ガード４４によって受け止められる。このときの内ガード４４の上位置が、内ガード４４の第１の液受け位置に相当する。
【００７０】
たとえば、後述する薬液工程Ｓ３（図５参照）や、リンス液供給工程Ｓ４（図５参照）、置換工程Ｓ５（図５参照）では、３つのガード４４〜４６のいずれかが、基板Ｗの周端面に対向している状態で行われる。したがって、基板Ｗに処理液が供給されているときに基板Ｗの周囲に飛散した処理液は、内ガード４４、中ガード４５、および外ガード４６のいずれかによって、いずれかのカップ４１〜４３に案内される。
【００７１】
図３は、基板処理装置１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御装置３は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御装置３はＣＰＵ等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。
【００７２】
また、制御装置３には、制御対象として、スピンモータ１３、第１のノズル移動ユニット２２およびガード昇降ユニット４７等が接続されている。制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータ１３、第１のノズル移動ユニット２２およびガード昇降ユニット４７等の動作を制御する。
また、制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、薬液バルブ１８、リンス液バルブ２０、第１の有機溶剤バルブ２４、第２の有機溶剤バルブ２７を開閉する。
【００７３】
以下では、デバイス形成面である、表面（表面）Ｗａにパターン５０が形成された基板Ｗを処理する場合について説明する。
図４は、基板処理装置１による処理対象の基板Ｗの表面Ｗａを拡大して示す断面図である。処理対象の基板Ｗは、たとえばシリコンウエハであり、そのパターン形成面である表面Ｗａにパターン５０が形成されている。パターン５０は、たとえば微細パターンである。パターン５０は、図４に示すように、凸形状（柱状）を有する構造体５１が行列状に配置されたものであってもよい。この場合、構造体５１の線幅Ｗ１はたとえば１０ｎｍ〜４５ｎｍ程度に、パターン５０の隙間Ｗ２はたとえば１０ｎｍ〜数μｍ程度に、それぞれ設けられている。パターン５０の膜厚Ｔは、たとえば、１μｍ程度である。また、パターン５０は、たとえば、アスペクト比（線幅Ｗ１に対する膜厚Ｔの比）が、たとえば、５〜５００程度であってもよい（典型的には、５〜５０程度である）。
【００７４】
また、パターン５０は、微細なトレンチにより形成されたライン状のパターンが、繰り返し並ぶものであってもよい。また、パターン５０は、薄膜に、複数の微細穴（ボイド（void）またはポア（pore））を設けることにより形成されていてもよい。
パターン５０は、たとえば絶縁膜を含む。また、パターン５０は、導体膜を含んでいてもよい。より具体的には、パターン５０は、複数の膜を積層した積層膜により形成されており、さらには、絶縁膜と導体膜とを含んでいてもよい。パターン５０は、単層膜で構成されるパターンであってもよい。絶縁膜は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）やシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）であってもよい。また、導体膜は、低抵抗化のための不純物を導入したアモルファスシリコン膜であってもよいし、金属膜（たとえば金属配線膜）であってもよい。
【００７５】
また、パターン５０は、親水性膜であってもよい。親水性膜として、ＴＥＯＳ膜（シリコン酸化膜の一種）を例示できる。
図５は、処理ユニット２において実行される第１の基板処理例の内容を説明するための流れ図である。図６は、図５のリンス液供給工程Ｓ４を説明する模式的な図である。図７は、図５の置換工程Ｓ５を説明する模式的な図である。
【００７６】
図１〜図５を参照しながら、第１の基板処理例について説明する。図６〜図８については適宜参照する。
未処理の基板Ｗ（たとえば直径４５０ｍｍの円形基板）は、インデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲによって基板収容器Ｃから処理ユニット２に搬入され、チャンバー６内に搬入され、基板Ｗがその表面Ｗａ（図６等参照）を上方に向けた状態でスピンチャック７に受け渡され、スピンチャック７に基板Ｗが保持される（図５のＳ１：基板Ｗ搬入）。この状態において、基板Ｗの裏面Ｗｂ（図６等参照）は下方を向いている。チャンバー６への基板Ｗの搬入は、かつガード４４〜４６が下位置に配置された状態で行われる。
【００７７】
基板搬送ロボットＣＲが処理ユニット２外に退避した後、制御装置３は、スピンモータ１３を制御してスピンベース１５の回転速度を、所定の液処理速度（約１０〜１２００ｒｐｍの範囲内で、たとえば約８００ｒｐｍ）まで上昇させ、その液処理速度に維持させる（図５のＳ２：基板Ｗ回転開始）。
また、制御装置３は、ガード昇降ユニット４７を制御して、内ガード４４、中ガード４５および外ガード４６を上位置に上昇させることにより、内ガード４４を基板Ｗの周端面に対向させる（第１のガード対向状態を実現）。
【００７８】
基板Ｗの回転が液処理速度に達すると、制御装置３は、基板Ｗの上面に薬液を供給する薬液工程Ｓ３（図５参照）を実行する。具体的には、制御装置３は、薬液バルブ１８を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に向けて、薬液ノズル１７から薬液が吐出される。基板Ｗの上面に供給された薬液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周縁部に移動する。これにより、基板Ｗの上面の全域が薬液を用いて処理される。
【００７９】
基板Ｗの周縁部に移動した薬液は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に排出される。基板Ｗの周縁部から排出される薬液は、内ガード４４の内壁に受け止められ、内ガード４４の内壁を伝って流下し、第１のカップ４１および第１の排液配管５６を介して、工場内の排液ユーティリティ５９に送られる。
薬液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、薬液バルブ１８を閉じて、薬液ノズル１７からの薬液の吐出を停止する。これにより、薬液工程Ｓ３が終了する。
【００８０】
次いで、制御装置３は、基板Ｗ上の薬液をリンス液に置換して基板Ｗ上から薬液を排除するためのリンス液供給工程Ｓ４（図５参照）を実行する。具体的には、制御装置３は、処理カップ４０の第１のガード対向状態を維持しながら、リンス液バルブ２０を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて、リンス液ノズル１９からリンス液が吐出される。基板Ｗの上面に供給されたリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周縁部に移動する。これにより、基板Ｗ上に付着している薬液がリンス液によって洗い流される。
【００８１】
基板Ｗの周縁部から排出されたリンス液は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に排出される。基板Ｗの周縁部から排出されたリンス液は、内ガード４４の内壁に受け止められ、内ガード４４の内壁を伝って流下し、第１のカップ４１および第１の排液配管５６を介して、工場内の排液ユーティリティ５９に送られる。
リンス液バルブ２０が開かれてから予め定める期間が経過すると、制御装置３はリンス液バルブ２０を閉じる。これにより、リンス液供給工程Ｓ４が終了する。
【００８２】
次いで、制御装置３は、置換工程Ｓ５（図５参照）を実行する。置換工程Ｓ５は、基板Ｗ上のリンス液を、リンス液（水）よりも表面張力の低い有機溶剤（この例では、ＩＰＡ）に置換する工程である。制御装置３は、ガード昇降ユニット４７を制御して、図７に示すように、内ガード４４および中ガード４５を下位置に下降させることにより、外ガード４６を基板Ｗの周端面に対向させる（第３のガード対向状態を実現）。
【００８３】
また、制御装置３は、第１のノズル移動ユニット２２を制御して、有機溶剤ノズル１０を、スピンチャック７の側方の退避位置から、基板Ｗの上面中央部に上方に移動させる。そして、制御装置３は、第１の有機溶剤バルブ２４を開いて、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）の中央部に向けて有機溶剤ノズル１０から、液体の有機溶剤を吐出する。有機溶剤ノズル１０から吐出される有機溶剤は、高温（たとえば、ＩＰＡの沸点かＩＰＡの沸点（約８２℃）に近い温度約７２〜約８２℃の範囲でたとえば約７２℃）に温度調整された有機溶剤である。有機溶剤ノズル１０から吐出される有機溶剤の流量は、たとえば約０．３（リットル／分）である。
【００８４】
置換工程Ｓ５において、基板Ｗの上面に供給された有機溶剤は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面の全域に広がる。これにより、基板Ｗの上面の全域において、当該上面に付着しているリンス液が、有機溶剤によって置換される。
基板Ｗの上面を移動する有機溶剤は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に排出される。基板Ｗの周縁部から排出される有機溶剤は、外ガード４６の内壁に受け止められ、外ガード４６の内壁を伝って流下し、第３のカップ４３および回収配管５８を介して、回収設備６１に送られる。
【００８５】
また、置換工程Ｓ５では、制御装置３は、基板Ｗの上面への有機溶剤の供給に並行して、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）中央部に温調液としての有機溶剤を供給する。具体的には、制御装置３は第２の有機溶剤バルブ２７を開き、これにより、下面ノズル１１から有機溶剤が上向きに吐出され、基板Ｗの下面中央部に供給される。下面ノズル１１から吐出される有機溶剤は、高温（たとえば、ＩＰＡの沸点かＩＰＡの沸点（約８２℃）に近い温度約７２〜約８２℃の範囲でたとえば約７２℃に温度調整された有機溶剤である。下面ノズル１１から吐出される有機溶剤の流量は、たとえば約２．０（リットル／分）である。
【００８６】
基板Ｗの下面中央部に供給された有機溶剤は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの下面の全域に広がる。これにより、基板Ｗの下面の全域に有機溶剤が供給される。
基板Ｗの下面を移動する有機溶剤は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に排出される。基板Ｗの周縁部から排出される有機溶剤は、外ガード４６の内壁に受け止められ、外ガード４６の内壁を伝って流下し、第３のカップ４３および回収配管５８を介して、回収設備６１に送られる。
【００８７】
有機溶剤の供給開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、第１の有機溶剤バルブ２４を閉じる。これにより、基板Ｗの上面に対する有機溶剤の供給が停止される。また、制御装置３は、基板Ｗの上面への有機溶剤の供給停止（第１の有機溶剤バルブ２４の閉成）と同期して、制御装置３は、第２の有機溶剤バルブ２７を閉じる。これにより、基板Ｗの下面に対する有機溶剤の供給が停止される。これにより、置換工程Ｓ５が終了する。有機溶剤の供給停止の後に、制御装置３は、第１のノズル移動ユニット２２を制御して、有機溶剤ノズル１０を退避位置に退避させる。
【００８８】
また、置換工程Ｓ５の終了後には、制御装置３は、スピンドライ工程Ｓ６（図５参照）を実行する。具体的には、制御装置３は、液処理速度よりも大きい所定のスピンドライ速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗを加速させ、そのスピンドライ速度で基板Ｗを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上の液体に加わり、基板Ｗに付着している液体が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから液体が除去され、基板Ｗが乾燥する。
【００８９】
スピンドライ工程Ｓ６の開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１３を制御してスピンチャック７の回転を停止させる（図５のＳ７：基板Ｗ回転停止）。また、制御装置３は、ガード昇降ユニット４７を制御して、外ガード４６に下降させて、全てのガードを基板Ｗの周端面から下方に退避させる。
その後、基板搬送ロボットＣＲが、処理ユニット２に進入して、処理済みの基板Ｗを処理ユニット２外へと搬出する（図５のＳ８：基板Ｗ搬出）。搬出された基板Ｗは、基板搬送ロボットＣＲからインデクサロボットＩＲへと渡され、インデクサロボットＩＲによって、基板収容器Ｃに収納される。
【００９０】
図８は、前記第１の基板処理例のリンス液供給工程Ｓ４および置換工程Ｓ５における、制御装置３の主たる制御内容を説明するためのタイミングチャートである。
リンス液供給工程Ｓ４において、第１の排液配管５６に導出される排液は、主にリンス液であるが、リンス液には、薬液や有機溶剤が混入しているおそれがある。環境負荷低減の観点から、有機溶剤を所定濃度以上含有している排液を廃棄することはできない。有機溶剤を所定濃度以上含有している排液は、別途廃棄設備において、有機溶剤を排液から分離する必要がある。
【００９１】
仮に、置換工程Ｓ５において基板Ｗをより高温状態に保つために、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）への有機溶剤の供給（温調液供給工程）を、リンス液供給工程Ｓ４に並行して行うことも考えられる。しかし、この場合、第１の排液配管５６に導出される排液の有機溶剤濃度が所定濃度を超えるおそれがある。この排液を適切に廃棄処理すると、多大なコストが生じるおそれがある（１つ目の問題）。
【００９２】
また、置換工程Ｓ５において、回収配管５８から回収される有機溶剤は、回収設備６１において回収される。回収した有機溶剤に水が混ざっている場合には、回収した有機溶剤をそのまま再利用のために用いることができず、回収設備６１とは別の回収処理設備（図示しない）において、有機溶剤から水を分離除去する必要がある。したがって、回収配管５８から回収される有機溶剤に水が含まれている場合、多大なコストが生じるおそれがある（２つ目の問題）。
【００９３】
１つ目の問題を解決すべく、この実施形態では、図８に示すように、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）への有機溶剤の供給（温調液供給工程）を、リンス液供給工程Ｓ４に並行して行っていない。すなわち、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）への有機溶剤の供給（温調液供給工程）を、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）への有機溶剤の供給（表面張力液体供給工程）に先立って開始していない。具体的には、制御装置３は、第１の有機溶剤バルブ２４および第２の有機溶剤バルブ２７を同時に開いている。これにより、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）への有機溶剤の供給（温調液供給工程）と、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）への有機溶剤の供給（表面張力液体供給工程）とが同時に開始される。
【００９４】
そのため、第１の排液配管５６に導かれる有機溶剤の量（有機溶剤ノズル１０および下面ノズル１１からの有機溶剤の総量）を最小限に止めることができる。すなわち、第１の排液配管５６を流れる液体に含まれる有機溶剤の割合を低下できる、これにより、第１の排液配管５６を流れる排液を、有機溶剤の含有濃度が低い排液とすることができる。その結果、排出された排液を、コストを別途かけることなく廃棄処理することができる。
【００９５】
２つ目の問題を解決すべく、この実施形態では、図８に示すように、第１のガード対向状態から第３のガード対向状態への処理カップ４０の遷移を、置換工程Ｓ５の開始後に開始している。具体的には、第１の有機溶剤バルブ２４および第２の有機溶剤バルブ２７が開かれてから予め定める期間が経過すると、制御装置３は、ガード昇降ユニット４７を制御して、第２および第３のガード４５の上昇を開始させる。その後、外ガード４６が、基板Ｗの周端面に対向して配置される（第１のガード対向状態が実現されている）。このときガードの昇降動作に要する時間はたとえば１．５秒間である。
【００９６】
第１のガード対向状態から第３のガード対向状態への処理カップ４０の遷移が、第１の有機溶剤バルブ２４および第２の有機溶剤バルブ２７が開かれた後（すなわち、有機溶剤供給工程の開始後）に開始されるので、回収配管５８に導入される液体を、互いに同一種類の有機溶剤（有機溶剤ノズル１０および下面ノズル１１からの有機溶剤）のみとすることができる。これにより、回収配管５８を介して回収設備６１において有機溶剤を回収することにより、水のほとんど混ざっていない高純度の有機溶剤を回収することができる。その結果、回収した有機溶剤を、コストを別途かけることなく再利用のために用いることができる。
【００９７】
第１の有機溶剤バルブ２４および第２の有機溶剤バルブ２７の開成から予め定める期間が経過すると、制御装置３は第１の有機溶剤バルブ２４および第２の有機溶剤バルブ２７を閉じる。すなわち、この実施形態では、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）への有機溶剤の供給（調液有機溶剤供給工程）が、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）への有機溶剤の供給（有機溶剤供給工程）の終了と同時に終了される。
【００９８】
たとえば、温調液が水である場合には、特開２０１２−１５６５６１号公報に記載のように、パターン５０の倒壊を抑制または防止するために、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）から上面（表面Ｗａ）側に温調液が回り込むことを防止する必要があり、そのために、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）への有機溶剤の供給を、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）への有機溶剤の供給の終了に先立って終了させる必要がある。
【００９９】
これに対し、この実施形態では、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）に供給される温調液が、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に供給される有機溶剤と同種の有機溶剤（たとえばＩＰＡ）であるので、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）から上面（表面Ｗａ）側に温調液が回り込んでも問題が生じない。これにより、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）への温調液の供給を、スピンドライ工程Ｓ６の開始の直前まで継続することができる。これにより、パターン５０の倒壊をより効果的に抑制または防止することができる。
【０１００】
以上により、この実施形態によれば、置換工程Ｓ５において、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）への有機溶剤の供給（有機溶剤供給工程）と、この有機溶剤と同種の液体を含みかつ水を含まない有機溶剤液の、基板Ｗの裏面Ｗｂへの供給（温調液供給工程）とが並行して実行される。
基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に供給される温調液が、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に供給される有機溶剤と同種の有機溶剤であり、かつ水を含まないので、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に存在する有機溶剤に水が混じることを効果的に抑制または防止できる。そのため、置換工程Ｓ５において、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に供給された有機溶剤の表面張力の上昇を抑制または防止しながら、基板Ｗを温めることができる。これにより、パターン５０の倒壊をより効果的に抑制することができる。
【０１０１】
なお、処理カップ４０の第１のガード対向状態ではなく、処理カップ４０の第２のガード対向状態において、薬液工程Ｓ３が実行されてもよい。
＜第２の実施形態＞
図９は、この発明の第２の実施形態に係る処理ユニット２０２において実行される第２の基板処理例における、制御装置３の主たる制御内容を説明するためのタイミングチャートである。
【０１０２】
第２の実施形態に係る基板処理装置は、処理ユニット２０２（図２において破線で図示）をさらに備えている。その余の点において、処理ユニット２０２は、処理ユニット２と共通する。処理ユニット２０２は、スピンチャック７に保持されている基板Ｗの下面（基板Ｗの裏面）に温水を供給する温水供給ユニット２０３をさらに含む。
温水供給ユニット２０３は、下面ノズル７０と、下面供給配管２５と、下面供給配管２５に接続された温水配管２０４と、温水配管２０４に介装された温水バルブ２０５とを含む。温水配管２０４には、温水供給源からの温水（たとえば、ＩＰＡの沸点（約８２℃）に近い温度７２℃に温度調整された温水）が供給されるようになっている。
【０１０３】
すなわち、この実施形態では、下面供給配管２５に、第２の有機溶剤配管２６と、温水配管２０４とが接続されている。温水バルブ２０５を閉じながら第２の有機溶剤バルブ２７を開くことにより、下面ノズル１１から上方に向けて有機溶剤が上向きに吐出される。また、第２の有機溶剤バルブ２７を閉じながら温水バルブ２０５を開くことにより、下面ノズル１１から上方に向けて温水が上向きに吐出される。
【０１０４】
温水は、高温に温度調整された水である。この水として、ＤＩＷ（脱イオン水）を挙げることができるが、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、還元水（水素水）、アンモニア水、脱気水などであってもよい。
図９に示すように、第２の基板処理例が第１の基板処理例と相違する点は、下面ノズル１１からの有機溶剤の供給に先立って、リンス液供給工程Ｓ４に並行して、下面ノズル１１から基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）に温水を供給する点にある。リンス液供給工程Ｓ４では、制御装置３は、基板Ｗの上面へのリンス液の供給に並行して、基板Ｗの下面中央部に温水を供給する。具体的には、制御装置３は第２の有機溶剤バルブ２７を閉じながら温水バルブ２０５を開き、これにより、下面ノズル１１から温水が上向きに吐出され、基板Ｗの下面中央部に供給される。下面ノズル１１から吐出される温水の流量は、たとえば約２．０（リットル／分）である。
【０１０５】
リンス液バルブ２０が開かれてから予め定める期間が経過すると、制御装置３はリンス液バルブ２０および温水バルブ２０５を閉じる。これにより、リンス液供給工程Ｓ４が終了する。また、制御装置３は、リンス液バルブ２０および温水バルブ２０５の閉成に同時に、第１の有機溶剤バルブ２４および第２の有機溶剤バルブ２７を開く。これにより、有機溶剤ノズル１０および下面ノズル１１からそれぞれ有機溶剤が吐出されて、置換工程Ｓ５が開始する。
【０１０６】
この実施形態によれば、リンス液供給工程Ｓ４に並行して、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）に温水が供給される。そのため、置換工程Ｓ５の開始の直前まで基板Ｗを温めておくことが可能であり、これにより、置換工程Ｓ５の開始から、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に供給された有機溶剤の温度を高温に保つことができる。これにより、パターン５０の倒壊をより効果的に抑制することができる。
【０１０７】
図１０の例では、リンス液供給工程Ｓ４の長期間にわたり基板Ｗに温水を供給しているが、リンス液供給工程Ｓ４の終了前の暫くの期間において、基板Ｗに温水を供給するようにしてもよい。
＜第３の実施形態＞
図１０は、第３の実施形態に係る処理ユニット３０２において実行される第３の基板処理例の内容を説明するための流れ図である。
【０１０８】
第３の実施形態に係る基板処理装置は、処理ユニット３０２を備えている。処理ユニット３０２は、図２に破線で示すように、疎水化剤供給ユニット３０３（図２において破線で図示）をさらに備えている。
疎水化剤供給ユニット３０３は、疎水化剤ノズル３０４を含む。（図２において破線で図示）。疎水化剤ノズル３０４は、たとえば連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック７の上方で、その吐出口を基板Ｗの上面中央部に向けて固定的に配置されている。疎水化剤ノズル３０４には、疎水化剤供給源からの疎水化剤が、疎水化剤バルブ３０５を介して供給される。疎水化剤バルブ３０５が開かれると、疎水化剤ノズル３０４に供給された連続流の疎水化剤が、疎水化剤ノズル３０４の先端に設定された吐出口から吐出される。また、疎水化剤バルブ３０５が閉じられると、疎水化剤ノズル３０４からの疎水化剤の吐出が停止される。
【０１０９】
疎水化剤は、シリコン系の疎水化剤であってもよいし、メタル系の疎水化剤であってもよい。シリコン系の疎水化剤は、シリコン（Ｓｉ）自体およびシリコンを含む化合物を疎水化させる疎水化剤である。シリコン系疎水化剤は、たとえば、シランカップリング剤である。シランカップリング剤は、たとえば、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）、ＴＭＳ（テトラメチルシラン）、フッ素化アルキルクロロシラン、アルキルジシラザン、および非クロロ系疎水化剤の少なくとも一つを含む。非クロロ系疎水化剤は、たとえば、ジメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジエチルアミン、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノトリメチルシラン、Ｎ−（トリメチルシリル）ジメチルアミンおよびオルガノシラン化合物の少なくとも一つを含む。メタル系の疎水化剤は、たとえば高い配位性を有し、主として配位結合によって金属を疎水化する溶剤である。この疎水化剤は、たとえば、疎水基を有するアミン、および有機シリコン化合物の少なくとも一つを含む。
【０１１０】
疎水化剤供給ユニット３０３は、疎水化剤ノズル３０４を移動させることにより、基板Ｗの上面に対する疎水化剤の着液位置を基板Ｗの面内で走査させる疎水化剤ノズル移動装置を備えていてもよい。
第３の基板処理例では、インデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲによる基板Ｗの搬入（ステップＳ１１）の後、スピンチャック７に基板Ｗが保持される。その後、制御装置３が、スピンモータ１３を制御して基板Ｗの回転を開始させる（ステップＳ１２）。基板Ｗの回転が液処理速度に達すると、制御装置３は、基板Ｗの上面に薬液を供給する薬液工程Ｓ１３を実行する。薬液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、薬液工程Ｓ１３が終了する。次いで、制御装置３は、基板Ｗ上の薬液をリンス液に置換して基板Ｗ上から薬液を排除するためのリンス液供給工程Ｓ１４を実行する。次いで、制御装置３は、第１の置換工程Ｓ１５を実行する。有機溶剤の吐出開始から予め定める期間が経過すると、第１の置換工程Ｓ１５が終了する。Ｓ１１〜Ｓ１５の工程は、それぞれ第１の基板処理例（図５参照）に係るＳ１〜Ｓ５と同等の工程であるので、詳細な説明を省略する。
【０１１１】
第１の置換工程Ｓ１５の終了後、次いで、制御装置３は、液体の疎水化剤を基板Ｗの上面に供給する疎水化剤供給工程Ｓ１６を実行する。疎水化剤供給工程Ｓ１６は、基板Ｗ上の有機溶剤を、疎水化剤に置換する工程である。
具体的には、制御装置３は、ガード昇降ユニット４７を制御して、外ガード４６を上位置に維持しながら、中ガード４５を上昇させて上位置に配置することにより、中ガード４５を基板Ｗの周端面に対向させる（第２のガード対向状態を実現）。また、制御装置３は、疎水化剤バルブ３０５を開いて、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）の中央部に向けて疎水化剤ノズル３０４から、液体の疎水化剤を吐出する。
【０１１２】
基板Ｗの上面の中央部に着液した疎水化剤は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板の上面の周縁部に向けて流れる。そして、基板Ｗ上に存在する有機溶剤が、疎水化剤に置換される。基板Ｗの上面に疎水化剤が供給されることにより、疎水化剤がパターン５０の奥深くにまで入り込んで、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）が疎水化される（疎水化処理）。
基板Ｗの周縁部に移動した疎水化剤は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に排出される。基板Ｗの周縁部から排出される疎水化剤は、中ガード４５の内壁に受け止められ、中ガード４５の内壁を伝って流下し、第２のカップ４２および第２の排液配管５７を介して、排液処理設備６０に送られる。
【０１１３】
疎水化処理が所定時間にわたって行われると、制御装置３は、疎水化剤バルブ３０５を閉じて、疎水化剤の吐出を停止させる。これにより、疎水化剤供給工程Ｓ１６が終了する。
次いで、制御装置３は、第２の置換工程Ｓ１７を実行する。第２の置換工程Ｓ１７は、第１の基板処理例（図５参照）に係る置換工程Ｓ５と同等の工程であるので、詳細な説明を省略する。
【０１１４】
また、置換工程Ｓ５の終了後には、制御装置３は、スピンドライ工程Ｓ１８を実行する。スピンドライ工程Ｓ１８は、第１の基板処理例（図５参照）に係るスピンドライ工程Ｓ６と同等の工程であるので、詳細な説明を省略する。
スピンドライ工程Ｓ１８の開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１３を制御してスピンチャック７の回転を停止させる（Ｓ１９：基板Ｗ回転停止）。また、制御装置３は、ガード昇降ユニット４７を制御して、全てのガードを基板Ｗの周端面から下方に退避させる。
【０１１５】
その後、基板搬送ロボットＣＲが、処理ユニット２に進入して、処理済みの基板Ｗを処理ユニット２外へと搬出する（Ｓ２０：基板Ｗ搬出）。搬出された基板Ｗは、基板搬送ロボットＣＲからインデクサロボットＩＲへと渡され、インデクサロボットＩＲによって、基板収容器Ｃに収納される。
＜第４の実施形態＞
図１１は、この発明の第４の実施形態に係る処理ユニット４０２の構成例を説明するための図解的な断面図である。
【０１１６】
図１１において、前述の第１の実施形態（図１〜図８に示す実施形態）と共通する部分には、図１〜図８の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。
処理ユニット４０２が、処理ユニット２と相違する主たる点は、有機溶剤ノズル１０を廃止し、これに代えて遮断部材４０３および有機溶剤ノズル４０７および気体ノズル４０８を設けた点にある。
【０１１７】
遮断部材４０３は、円板状である。遮断部材４０３の直径は、基板Ｗの直径と同等か、基板Ｗの直径よりも大きい。遮断部材４０３の下面には、スピンチャック７に保持されている基板Ｗの上面（Ｗａ）に対向する、平坦面からなる円形の対向面４０４が形成されている。この実施形態では、対向面４０４は、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）の全域と対向している。遮断部材４０３は、ホルダ４０５によって、遮断部材４０３の中心軸線がスピンチャック７の回転軸線Ａ１上に位置するように、かつ水平姿勢で支持されている。
【０１１８】
遮断部材４０３の上面には、遮断部材４０３の中心を通る鉛直軸線（スピンチャック７の回転軸線Ａ１と一致する鉛直軸線）を中心軸線とする中空円筒状のホルダ４０５が固定されている。ホルダ４０５には、対向部材昇降ユニット４０６が結合されている。制御装置３（図３等参照）は、対向部材昇降ユニット４０６を制御して、遮断部材４０３の対向面４０４が、スピンチャック７に保持されている基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に近接する近接位置（図１１に一点鎖線で示す位置）と、スピンチャック７の上方に大きく退避した退避位置（図１１に実線で示す位置）との間で昇降させる。ホルダ４０５は、中空に形成されており、その内部に有機溶剤ノズル４０７および気体ノズル４０８がそれぞれ鉛直方向に延びた状態で挿通されている。
【０１１９】
有機溶剤ノズル４０７の先端には、単一の吐出口４０７ａが形成されている。吐出口４０７ａは、遮断部材４０３の中央部に形成された貫通穴４０９を介して対向面４０４に開口している。有機溶剤ノズル４０７には、第１の実施形態の場合と同様に、有機溶剤供給ユニット３０からの有機溶剤が供給されるようになっている。
気体ノズル４０８の先端には、単一の吐出口４０８ａが形成されている。吐出口４０８ａは、貫通穴４０９を介して対向面４０４に開口している。
【０１２０】
処理ユニット４０２は、気体ノズル４０８に気体を供給するための気体供給ユニット４１０をさらに備える。気体供給ユニット４１０は、気体ノズル４０８の上流端に接続された気体供給配管４１１と、気体供給配管４１１を開閉する気体バルブ４１２とを含む。気体は、不活性ガス、とくに除湿された不活性ガスである。不活性ガスは、たとえば、窒素ガスやアルゴンガスを含む。
【０１２１】
処理ユニット４０２では、たとえば前述の第１の基板処理例（図５参照）と同様の基板処理例が実行される。
置換工程Ｓ５では、制御装置３は、遮断部材４０３を近接位置に配置させ、第１の有機溶剤バルブ２４を開いて有機溶剤ノズル４０７から有機溶剤を吐出させ、かつ気体バルブ４１２を開いて気体ノズル４０８から有機溶剤を吐出させる。有機溶剤ノズル４０７から吐出された有機溶剤は、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）の中央部に着液する。有機溶剤ノズル４０７から吐出された有機溶剤は、高温（たとえば、ＩＰＡの沸点かＩＰＡの沸点（約８２℃）に近い温度約７２〜約８２℃の範囲でたとえば約７２℃）に温度調整された有機溶剤である。有機溶剤ノズル４０７から吐出される有機溶剤の流量は、たとえば約０．３（リットル／分）である。
【０１２２】
遮断部材４０３が近接位置に配置されることにより、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）と対向面４０４との間の空間４１５（微小空間）が狭空間化され、かつ遮断部材４０３の下面の周縁部が、基板Ｗの上面よりも下方に配置される。これにより、空間４１５が当該空間４１５の周囲から遮断される。また、気体ノズル４０８から吐出された気体は、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）の中央部に吹き付けられる。気体ノズル４０８から吐出される気体の流量は、約５０〜約１００（リットル／分）の範囲でたとえば約５０（リットル／分）である。置換工程Ｓ５において、気体ノズル４０８から吐出された気体は、対向面４０４と基板Ｗの上面との間に供給され、不活性ガスによって満たされる。
【０１２３】
この実施形態では、遮断部材４０３が基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に対して微小間隔を空けて対向配置された状態で、空間４１５が当該空間４１５の周囲から遮断されるので、空間４１５外の雰囲気に含まれる水分が基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に供給されることを抑制でき、これにより、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に供給されている有機溶剤に水が混じることを抑制できる。さらに、この実施形態では、空間４１５への不活性ガスの供給により、不活性ガスが空間４１５に充満する。したがって、空間外の雰囲気に含まれる水分が基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に供給されることを抑制でき、これにより、基板Ｗの上面（表面Ｗａ）に供給されている有機溶剤に水が混じることを抑制できる。
【０１２４】
なお、遮断部材４０３が、スピンチャック７（スピンベース１５）の回転に従って回転する従動型の遮断部材４０３であってもよい。この場合、遮断部材４０３は、基板処理中において、スピンチャック７に一体回転可能に支持される。
また、この実施形態において、空間４１５に気体を供給するための気体供給ユニット４１０を廃止してもよい。
＜第５の実施形態＞
図１２は、この発明の第５の実施形態に係る処理ユニット５０２の下面ノズル５０３の構成例を説明するための図解的な断面図である。図１３は、下面ノズル５０３の構成例を説明するための模式的な平面図である。
【０１２５】
処理ユニット５０２は、単一の吐出口１１ａを有する下面ノズル１１に代えて、バーノズルの形態を有する下面ノズル５０３を備えている。下面ノズル５０３は、図１２および図１３に示すように、基板Ｗの回転半径方向ＤＬに沿って水平に延びるバー状（棒状）のノズル部５０４を含む。ノズル部５０４の上面には、温調液としての有機溶剤を吐出する複数の吐出口５０５が開口している。複数の吐出口５０５は、基板Ｗの回転半径方向ＤＬに沿って配列されている。
【０１２６】
ノズル部５０４の内部には、複数の吐出口５０５に供給される有機溶剤を案内する内部流路５０６が形成されている。複数の吐出口５０５は、内部流路５０６に連通している。ノズル部５０４は、下面供給配管２５の下流端部（上端部）に接続されている。内部流路５０６は、下面供給配管２５の内部に連通している。図１２および図１３の例では、各吐出口５０５の開口面積は互いに等しい。しかし、吐出口５０５の開口面積を互いに異ならせるようにしてもよい。たとえば、基板Ｗの周縁側の吐出口５０５の開口面積を、回転軸線Ａ１側の吐出口５０５の開口面積よりも大きくしてもよい。回転中の基板Ｗは周縁側が中心側よりも低温になりやすいため、吐出口の開口面積をこのように互いに異ならせることにより基板Ｗを回転半径方向ＤＬに均一に加熱することができる。
【０１２７】
吐出口５０５は、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ（図６等参照））に向けて吐出方向に有機溶剤を吐出する。この吐出方向は、鉛直上方であってもよいし、鉛直上方に対し、基板Ｗの回転方向Ｄｒの上流側または下流側に傾いていてもよい。
＜第６の実施形態＞
図１４は、この発明の第６の実施形態に係る処理ユニット６０２および貯留ボックス６０４の構成例を説明するための図解的な断面図である。図１４において、前述の第１の実施形態（図１〜図８に示す実施形態）と共通する部分には、図１〜図８の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。
【０１２８】
処理ユニット６０２および貯留ボックス６０４が、第１の実施形態に係る処理ユニット２および貯留ボックス４と相違する点は、回収配管５８によって回収された有機溶剤を、有機溶剤タンク３１に供給するようにした点である。すなわち、回収配管５８の流通先が有機溶剤タンク３１に設定されている。図１４の例では、回収配管５８によって回収された有機溶剤が有機溶剤タンク３１に直接的に供給される構成を示しているが、他のユニットや配管を介して有機溶剤タンク３１に供給されるようになっていてもよい。
【０１２９】
以上、この発明の６つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の実施形態で実施することもできる。
たとえば、第２の実施形態〜第６の実施形態のうち２つ以上の実施形態を組み合わせるようにしてもよい。
また、前述の第１の基板処理例（図８参照）および第２の基板処理例（図９参照）において、基板Ｗの裏面Ｗｂへの温調液としての有機溶剤の供給が、たとえば図８において破線で示すように、基板Ｗの表面Ｗａへの有機溶剤の供給の開始後に開始されるようになっていてもよい。この場合においても、基板Ｗの裏面Ｗｂへの温調液としての有機溶剤の供給が、基板Ｗの表面Ｗａへの有機溶剤の供給の開始に先立って開始されない。そのため、第１の排液配管５６に進入する有機溶剤および温調液（有機溶剤と同種の液体）の量を最小限に抑制することができる。そのため、第１の排液配管５６を流れる液体に含まれる有機溶剤の割合を低く抑制することが可能であり、これにより、第１の排液配管５６から排出された液体を、コストを別途かけることなく廃棄処理することが可能である。
【０１３０】
また、前述の第１の基板処理例（図８参照）および第２の基板処理例（図９参照）において、基板Ｗの裏面Ｗｂへの温調液としての有機溶剤の供給が、たとえば図８において破線で示すように、基板Ｗの表面Ｗａへの有機溶剤の供給の終了以降に終了されるようになっていてもよい。この場合、基板Ｗの裏面Ｗｂへの有機溶剤の供給が、スピンドライ工程Ｓ６の開始後以降に終了されるようになっていてもよい。これにより、基板Ｗの表面Ｗａへの有機溶剤の供給の終了まで、基板Ｗを温めておくことができる。これにより、パターン５０の倒壊をより効果的に抑制または防止することができる。
【０１３１】
また、前述の第１の基板処理例（図８参照）および第２の基板処理例（図９参照）に係る置換工程Ｓ５，Ｓ１５，Ｓ１７において、時間の経過に従って、基板Ｗの裏面Ｗｂへの有機溶剤の供給流量を減少させるようにしてもよい。この場合には、第２の有機溶剤配管２６の開度を調整する開度調整バルブが必要になる。また、この場合には、図１５に示すように、基板Ｗの裏面Ｗｂへの有機溶剤の供給流量が、置換工程Ｓ５，Ｓ１５，Ｓ１７の終了時において基板Ｗの裏面Ｗｂへの有機溶剤の供給流量を下回るまで減少させるようにしてもよい。これにより、置換工程Ｓ５，Ｓ１５，Ｓ１７の終了時に基板Ｗの裏面Ｗｂに付着している有機溶剤の量を少なくすることができ、これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの乾燥に要する時間を、基板Ｗの裏面Ｗｂの乾燥に要する時間と同程度またはそれ以下まで短縮させることができる。
【０１３２】
また、前述の各実施形態に係る有機溶剤供給ユニット３０は、循環配管３２において有機溶剤を循環させることにより、有機溶剤を昇温（温度調整）させるものを例に挙げて説明したが、たとえばワンパスのヒータにより有機溶剤を昇降させるようにしてもよい。
また、温調液としての有機溶剤として、有機溶剤の一例であるＩＰＡを例に挙げて説明したが、このような有機溶剤として、ＩＰＡ以外に、たとえば、メタノール、エタノール、アセトン、ＥＧ（エチレングリコール）、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール、イソブチルアルコール、２−ブタノールなどの有機溶剤を採用できる。これらの有機溶剤は、リンス液（水）よりも沸点が低い。
【０１３３】
また、温調液としてのリンス液（水）よりも沸点が高い有機溶剤を使用することもできる。このような有機溶剤として、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール、イソブチルアルコール、２−ブタノールを例示することができる。この場合には、置換工程Ｓ５において、より高温の有機溶剤を用いるために基板Ｗを効率よく加熱することができる。加えて、有機溶剤にリンス成分が混入するようなことがあっても、有機溶剤をリンス液（水）の沸点よりも高温化させることにより、有機溶剤に含まれるリンス成分を余すことなく蒸発させることができる。これにより、パターン５０の倒壊をより一層抑制することができる。
【０１３４】
前述の各実施形態において、有機溶剤ノズル１０および下面ノズル１１に対し、共通の有機溶剤供給ユニット３０からの有機溶剤が供給されるとして説明したが、有機溶剤ノズル１０および下面ノズル１１に対し、互いに異なる有機溶剤供給ユニットからの有機溶剤が供給されるようになっていてもよい。この場合には、各有機溶剤供給ユニットが保持する有機溶剤の温度を互いに異ならせることも可能であり、この場合には、有機溶剤ノズル１０から吐出される有機溶剤の液温と、下面ノズル１１から吐出される有機溶剤の液温とを互いに異ならせることができる。
【０１３５】
また、前述の実施形態において、基板処理装置１，６０１が半導体ウエハからなる基板Ｗを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置が、液晶表示装置用基板、有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などの基板を処理する装置であってもよい。
【０１３６】
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】
【０１３７】
１        ：基板処理装置
２        ：処理ユニット
３        ：制御装置
７        ：スピンチャック（基板保持ユニット）
９        ：リンス液供給ユニット
１０      ：有機溶剤ノズル（低表面張力液体供給ユニット）
１１      ：下面ノズル（温調液供給ユニット）
２３      ：第１の有機溶剤配管（低表面張力液体供給ユニット）
２４      ：第１の有機溶剤バルブ（低表面張力液体供給ユニット）
２６      ：第２の有機溶剤配管（温調液供給ユニット）
２７      ：第２の有機溶剤バルブ（温調液供給ユニット）
３０      ：有機溶剤供給ユニット（低表面張力液体供給ユニット）
４０      ：処理ユニット
４７      ：ガード昇降ユニット（切り換えユニット）
２０２    ：処理ユニット
３０２    ：処理ユニット
４０２    ：処理ユニット
４０３    ：遮断部材
４０５    ：空間
４１０    ：気体供給ユニット
５０２    ：処理ユニット
６０１    ：基板処理装置
６０２    ：処理ユニット
６０４    ：貯留ボックス
Ｗ        ：基板
Ｗａ      ：表面
Ｗｂ      ：裏面
【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５】
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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１１】
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【図１２】
2019057583.tif 000014
【図１３】
2019057583.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2019057583.tif 000017
【図１６】
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