(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持ユニットによって基板を水平姿勢で保持する基板保持工程と、
前記基板保持ユニットによって保持されている前記基板の上面に処理液を供給して液膜を形成する液膜形成工程と、
前記基板保持ユニットに保持された基板の上方において前記基板の中心から周縁に向かって前記基板の上面と平行にかつ放射状に不活性ガスを吐出することにより、前記基板の上面と平行に流れ、前記基板の上面を覆う不活性ガス流を形成する上面被覆工程と、
前記上面被覆工程と並行して行われ、前記基板の上面に向かって不活性ガスを吐出することにより、前記液膜形成工程によって形成された前記液膜を前記基板の上面から排除する液膜排除工程とを含み、
前記液膜排除工程が、前記基板の中心に向かって前記上面に対して垂直に不活性ガスを直線状に吐出する垂直ガス吐出工程と、前記基板上面の中心と周縁との間の中間位置を吐出目標位置として、前記基板の上面に対して外向き斜めの方向に不活性ガスを放射状に吐出する斜めガス吐出工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記垂直ガス吐出工程が、前記基板の中心に向かって前記上面に対して垂直に吐出される不活性ガスの流量を漸次的に増加させる垂直ガス流量増加工程を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記斜めガス吐出工程が、前記液膜の中央に形成された穴の周縁が前記吐出目標位置に達するタイミングで開始される、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記斜めガス吐出工程が、前記吐出目標位置に向かって斜めに吐出される不活性ガスの流量を漸次的に増加させる斜めガス流量増加工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記斜めガス吐出工程が、前記吐出目標位置を漸次的に前記基板の上面の周縁に向かって移動させる吐出目標位置移動工程を含む、請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記吐出目標位置移動工程が、基板の上面に対して外向き斜めの方向に不活性ガスを吐出する傾斜流吐出口を、前記基板の上面に対して上昇させる工程を含む、請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記斜めガス吐出工程が、前記基板の中心と前記基板の上面の周縁との間の第１吐出目標位置に向けて、前記基板の上面に対して外向き斜め方向に第１傾斜流吐出口から不活性ガスを放射状に吐出する工程と、前記第１吐出目標位置と前記周縁との間の第２吐出目標位置に向けて、前記基板の上面に対して外向き斜め方向に第２傾斜流吐出口から不活性ガスを吐出する工程とを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記液膜の中央に形成される穴の周縁の位置を検出する周縁位置検出工程をさらに含み、
前記液膜排除工程が、前記周縁位置検出工程による検出結果に応じて不活性ガスの吐出を制御する工程を含む、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】
前記液膜形成工程の開始に先立って前記上面被覆工程が開始される、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】
基板の主面に対向して配置される流体ノズルであって、
前記基板の主面に垂直に配置される中心軸線に沿って、前記基板の主面に垂直な直線状に流体を吐出する線状流吐出口と、
前記中心軸線に垂直な平面に沿って、前記中心軸線の周囲に放射状に流体を吐出することにより、前記基板の主面に平行で、かつ前記基板の主面を覆う平行気流を形成する平行流吐出口と、
前記中心軸線に対して傾斜した円錐面に沿って、前記中心軸線の周囲に放射状に流体を吐出することにより、前記基板の主面に対して斜めに入射する円錐状プロファイルの傾斜気流を形成する傾斜流吐出口と、
第１流体入口と、
前記第１流体入口と前記線状流吐出口とを連通させる第１流体路と、
第２流体入口と、
前記第２流体入口と前記平行流吐出口とを連通させ、前記第１流体路とは非連通の第２流体路と、
第３流体入口と、
前記第３流体入口と前記傾斜流吐出口とを連通させ、前記第１流体路および前記第２流体路のいずれとも非連通の第３流体路と
を含む、流体ノズル。
【請求項１１】
前記傾斜流吐出口が、基板の主面に対して異なる位置で流体を斜めに入射させる第１傾斜流吐出口および第２傾斜流吐出口を含み、
前記第３流体路が、前記第３流体入口と前記第１傾斜流吐出口とを連通させており、
第４流体入口と、
前記第４流体入口と前記第２傾斜流吐出口とを連通させ、前記第１流体路、前記第２流体路および前記第３流体路のいずれとも非連通の第４流体路とをさらに含む、請求項１０に記載の流体ノズル。
【請求項１２】
前記中心軸線の近傍で基板の主面に向けて流体を吐出する中心吐出口と、
第５流体入口と、
前記第５流体入口と前記中心吐出口とを連通させ、前記第１流体路、前記第２流体路および前記第３流体路のいずれとも非連通の第５流体路と
をさらに含む、請求項１０または１１に記載の流体ノズル。
【請求項１３】
基板を水平に保持する基板保持ユニットと、
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の流体ノズルと、
前記基板保持ユニットに保持される基板に対向するように、前記流体ノズルを保持するノズル保持ユニットと、
前記第１流体入口に結合された第１不活性ガス供給管と、
前記第２流体入口に結合された第２不活性ガス供給管と、
前記第３流体入口に結合された第３不活性ガス供給管と、
前記第１不活性ガス供給管の流路を開閉する第１不活性ガスバルブと、
前記第２不活性ガス供給管の流路を開閉する第２不活性ガスバルブと、
前記第３不活性ガス供給管の流路を開閉する第３不活性ガスバルブと、
前記第１不活性ガスバルブ、前記第２不活性ガスバルブおよび前記第３不活性ガスバルブを制御する制御ユニットと
を含む、基板処理装置。
【請求項１４】
前記流体ノズルが請求項１１に記載の流体ノズルであり、
前記第４流体入口に結合された第４不活性ガス供給管と、
前記第４不活性ガス供給管の流路を開閉する第４不活性ガスバルブとをさらに含み、
前記制御ユニットが、前記第４不活性ガスバルブをさらに制御する、請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記流体ノズルが請求項１２に記載の流体ノズルであり、
前記第５流体入口に結合された処理液供給管と、
前記処理液供給管の流路を開閉する処理液バルブとをさらに含み、
前記制御ユニットが、前記処理液バルブをさらに制御する、請求項１３または１４に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記第１不活性ガス供給管を流れる不活性ガスの流量を調整する第１流量調整ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットが、前記第１流量調整ユニットをさらに制御する、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記第３不活性ガス供給管を流れる不活性ガスの流量を調整する第２流量調整ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットが、前記第２流量調整ユニットをさらに制御する、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】
前記基板保持ユニットと前記流体ノズルとの前記中心軸線に沿う方向の距離を調整する距離調整ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットが前記距離調整ユニットをさらに制御する、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】
前記基板保持ユニットに保持された基板の上面の液膜の位置を検出する液膜位置検出ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットが、前記液膜位置検出ユニットの検出結果に応じて、少なくとも前記第３不活性ガスバルブを制御する、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】
前記制御ユニットが、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理方法を実行するようにプログラムされている、請求項１３〜１９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、液体で基板を処理する基板処理方法および基板処理装置、ならびに基板に流体を供給するための流体ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を処理するための基板処理装置が用いられる。基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、たとえば、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持された基板の上面に処理液を供給する処理液ノズルとを備えている。
【０００３】
この基板処理装置による基板の処理では、たとえば、回転状態の基板の上面中央部に向けて処理液ノズルから処理液が吐出される。処理液ノズルから吐出された処理液は、基板の上面中央部に着液し、基板の回転による遠心力を受けて、基板の上面周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板の上面全域に処理液が供給され、基板の上面に処理液による処理が行われる。処理液による処理が行われた後は、スピンチャックによって基板を高速回転させて当該基板を乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる。
【０００４】
特許文献１に記載された基板処理装置は、環状の上側気体吐出口と、同じく環状の下側気体吐出口と、中心気体吐出口とを有する気体吐出ノズルを備えている。上側気体吐出口および下側気体吐出口は、それぞれ、基板の主面に沿って窒素ガスを放射状に吐出する。上側気体吐出口および下側気体吐出口にそれぞれ連なる窒素ガス流路は互いに連通しており、したがって、上側気体吐出口および下側気体吐出口からは、同時に窒素ガスが吐出される。中心吐出口は基板の主面に対向しており、弱い窒素ガス流を吐出する。この窒素ガス流は基板の主面で方向を変えて、基板の主面に平行な窒素ガス流を形成する。したがって、上側気体吐出口、下側気体吐出口および中心吐出口から吐出された窒素ガスは、基板の主面に平行な３層の窒素ガス流を形成する。この３層の窒素ガス流は、基板の表面に、跳ね返った液滴やミストが付着することを防止する。
【０００５】
特許文献１の先行技術では、スピンチャックを高速回転させるスピンドライ工程において、基板の主面に平行な窒素ガス流が形成される。基板の表面の液体の排除は、専ら、基板の回転に伴う遠心力に依存しており、窒素ガス流は液体の排除に対して実質的な影響を及ぼしていない。中心吐出口からは基板の主面に向けて弱い窒素ガス流が吐出されるものの、基板上の液膜が除去されることのないように、十分に圧力が弱められる（特許文献１の段落００６８参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２３８７５８号公報
【特許文献２】特開２００８−０３４５５３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、スピンドライによる基板の乾燥は、基板上に液滴を残すおそれがある。具体的には、基板を高速回転させることにより、基板上の液膜が微小な液滴に分裂すると、その液滴に働く遠心力が弱いために、基板外への排除が困難になる場合がある。とりわけ、基板の回転中心付近に位置する微小液滴の排除が困難である。
そこで、この発明の目的は、基板上の液膜を良好に排除することができる基板処理方法および基板処理装置、ならびにそのために利用可能な流体ノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、基板保持ユニットによって基板を水平姿勢で保持する基板保持工程と、前記基板保持ユニットによって保持されている前記基板の上面に処理液を供給して液膜を形成する液膜形成工程と、前記基板保持ユニットに保持された基板の上方において前記基板の中心から周縁に向かって前記基板の上面と平行にかつ放射状に不活性ガスを吐出することにより、前記基板の上面と平行に流れ、前記基板の上面を覆う不活性ガス流を形成する上面被覆工程と、前記基板の上面に向かって不活性ガスを吐出することにより、前記液膜形成工程によって形成された前記液膜を前記基板の上面から排除する液膜排除工程とを含む、基板処理方法を提供する。
【０００９】
この方法によれば、基板の中心から周縁に向かって基板の上面と平行な不活性ガス流を形成して、その不活性ガス流によって、基板の上面を覆うことができる。それにより、基板の上面に、跳ね返った液滴やミストなどが付着することを抑制または防止でき、高品質な基板処理が可能になる。さらに、この方法では、基板の上面に向かって吐出される不活性ガスによって、基板の上面の液膜が排除される。不活性ガスの吹き付けによる液膜の排除は、基板の回転によって生じる遠心力に依存しない。したがって、遠心力の利用では排除できない液膜の排除が可能である。また、遠心力を利用できない場合（すなわち、基板を回転しない場合）であっても、基板の上面の液膜を排除することができる。
【００１０】
前記上面被覆工程は、前記液膜形成工程と同時に開始してもよく、前記液膜形成工程よりも前に開始してもよく、液膜形成工程の開始後に開始してもよい。また、前記上面被覆工程は、前記液膜形成工程と並行して行われる期間を有することが好ましい。
前記液膜排除工程は、前記上面被覆工程と同時に開始してもよく、前記上面被覆工程よりも前に開始してもよく、前記上面被覆工程よりも後に開始してもよい。また、前記液膜排除工程の少なくとも一部（好ましくは全部）の期間は、前記上面被覆工程と並行して行われることが好ましい。それにより、周囲から飛来する液滴やミスト等が基板の上面に付着することを抑制または防止した状態で、基板の上面の液膜を排除できる。
【００１１】
液膜形成工程は、基板の上面の全域を覆う液膜を形成してもよいし、基板の上面の一部を覆う液膜を形成してもよい。少なくとも、基板の上面の中央領域を覆う液膜が液膜形成工程において形成されてもよい。
この発明の一実施形態では、前記液膜排除工程が、前記基板の中心に向かって前記上面に対して垂直に不活性ガスを直線状に吐出する垂直ガス吐出工程を含む。
【００１２】
この方法によれば、基板の上面に対して垂直な方向に沿って、基板の中心に向けて不活性ガスが直線状に吐出される。それにより、基板の中心の液膜を不活性ガスによって確実に排除できる。直線状に吐出される不活性ガスは、基板の中心において液膜に穴を形成する（液膜開口工程）。すなわち、直線状の不活性ガス流は、液膜を貫通する穴を形成し、その穴から、基板の上面を露出させる。さらに、基板の上面にぶつかった不活性ガス流は、その方向を変えて、基板の中心から周縁へと向かう、基板の上面に平行な流れを形成する。これにより、穴が押し広げられ、液膜が基板の周縁へと押しやられる。こうして、基板の上面の液膜を基板外に排除することができる。
【００１３】
この発明の一実施形態では、前記垂直ガス吐出工程が、前記基板の中心に向かって前記上面に対して垂直に吐出される不活性ガスの流量を漸次的に増加させる垂直ガス流量増加工程を含む。
この方法により、不活性ガス流量が漸次的に増加することにより、液膜に形成された穴をスムーズに広げることができ、液膜を基板の周縁に向けて押し出すことができる。それにより、基板の上面の液膜を効率的に排除できる。また、不活性ガス流量を漸次増加させる場合には液膜に最初に穴を形成する際の流量が小さくてもこの穴をスムーズに広げることができる。液膜に最初に穴を形成する際の流量を小さくした場合には、液膜に最初に穴を形成する際の液跳ねを防止または抑制することができる。
【００１４】
この発明の一実施形態では、前記液膜排除工程が、前記基板上面の中心と周縁との間の中間位置を吐出目標位置として、基板の上面に対して外向き斜めの方向に不活性ガスを放射状に吐出する斜めガス吐出工程を含む。
この方法により、基板の上面に対して外向き斜めの方向に不活性ガスが放射状に吐出されることによって、基板の上面の液膜を一層効率的に排除できる。すなわち、外向き斜めの方向の不活性ガス流は、吐出直後から基板の外側に向かうベクトルを有しているので、液膜を強力に外方へと押し出すことができる。
【００１５】
この発明の一実施形態では、前記斜めガス吐出工程が、前記液膜の中央に形成された穴の周縁が前記吐出目標位置に達するタイミングで開始される。
この構成によれば、液膜に形成された穴の周縁が前記吐出目標位置に達すると、そのタイミングで当該吐出目標位置に向けて、外向き斜め方向に不活性ガス流が吐出される。この斜めの不活性ガス流は、穴の周縁を広げて、液膜を基板の外方へと押し出す。それにより、基板上に液膜が残留することを抑制または防止しながら、液膜を効率的に排除できる。
【００１６】
穴の形成は、垂直ガス吐出工程によって行ってもよい。この場合、垂直ガス吐出工程よりも後に斜めガス吐出工程が開始されることが好ましい。斜めガス吐出工程中、垂直ガス吐出工程を並行して行ってもよい。
穴は、垂直ガス吐出工程によることなく形成されてもよい。たとえば、基板を加熱することによって、液膜に穴が形成されてもよい。
【００１７】
穴は、垂直ガス吐出工程によって吐出される不活性ガスによって広げられてもよい。また、基板を加熱すると、液膜の穴の部分では基板温度が比較的高く、液膜の下方では基板温度が比較的低くなる。この温度差によって、高温側から低温側へと液膜が移動する。この現象を利用して穴が広げられてもよい。また、基板外に流下する液に引かれて基板上の液が外方に移動することによって、穴が広げられてもよい。
【００１８】
この発明の一実施形態では、前記斜めガス吐出工程が、前記吐出目標位置に向かって斜めに吐出される不活性ガスの流量を漸次的に増加させる斜めガス流量増加工程を含む。
この方法によれば、不活性ガス流量が漸次的に増加することにより、液膜に形成された穴をスムーズに広げることができ、液膜を基板の周縁に向けて押し出すことができる。それにより、基板の上面の液膜を効率的に排除できる。
【００１９】
この発明の一実施形態では、前記斜めガス吐出工程が、前記吐出目標位置を漸次的に前記基板の上面の周縁に向かって移動させる吐出目標位置移動工程を含む。
この方法により、外向き斜めの不活性ガス流の吐出目標位置が基板の周縁に向かって移動するので、不活性ガス流の運動量を液膜に効率的に伝えることができ、それによって、液膜を効率的に基板外に排除できる。
【００２０】
この発明の一実施形態では、前記吐出目標位置移動工程が、基板の上面に対して外向き斜めの方向に不活性ガスを吐出する傾斜流吐出口を、前記基板の上面に対して上昇させる工程を含む。
この方法によれば、傾斜流吐出口を上昇させることによって、吐出目標位置を変更でき、それによって、基板上の液膜を効率的に基板外に排除できる。とくに、傾斜流吐出口から不活性ガスを吐出しながら当該傾斜流吐出口を上昇させれば、不活性ガスの傾斜流によって、基板の上面を外方に向けて走査できる。それにより、基板上の液膜を効率的に排除できる。
【００２１】
傾斜流吐出口の上昇に伴って不活性ガス流量を増加させてもよい。それにより、傾斜流吐出口から吐出目標位置までの距離の増加を不活性ガスの流量増加によって補うことができ、液膜に対して基板の外方に向かう十分な力を作用させることができる。それにより、基板上の液膜を効率的に排除できる。
この発明一実施形態では、前記斜めガス吐出工程が、前記基板の中心と前記基板の上面の周縁との間の第１吐出目標位置に向けて、前記基板の上面に対して外向き斜め方向に第１傾斜流吐出口から不活性ガスを放射状に吐出する工程と、前記第１吐出目標位置と前記周縁との間の第２吐出目標位置に向けて、前記基板の上面に対して外向き斜め方向に第２傾斜流吐出口から不活性ガスを吐出する工程とを含む。
【００２２】
この方法によれば、第１および第２傾斜流吐出口から、基板の中心からの距離が異なる第１および第２吐出目標位置に向けてそれぞれ不活性ガスが吐出されるので、基板上の液膜を一層効率的に排除できる。
たとえば、第１傾斜流吐出口からの不活性ガス流によって液膜の穴が広げられて第２吐出目標位置にその穴の周縁が達したタイミングで、第２傾斜流吐出口からの不活性ガス吐出を開始してもよい。それにより、液残りを抑制または防止しながら基板上の液膜を排除できる。第２傾斜流吐出口からの不活性ガスの吐出開始後は、第１傾斜流吐出口からの不活性ガスの吐出を停止してもよい。この場合、第１傾斜流吐出口から第２傾斜流吐出口への切り換えによって、吐出目標位置が基板の外周に向かって移動することになる。また、第２傾斜流吐出口からの不活性ガスの吐出開始後も、第１傾斜流吐出口からの不活性ガス吐出を継続してもよい。この場合、第１および第２傾斜流吐出口から同時に吐出される不活性ガスによって、基板上の液膜を強力に外方へと押し出すことができる。
【００２３】
前記斜めガス吐出工程は、前記第２吐出目標位置と前記周縁との間の第３吐出目標位置に向けて、前記基板の上面に対して外向き斜め方向に第３傾斜流吐出口から不活性ガスを吐出する工程をさらに含んでもよい。
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が前記液膜の中央に形成される穴の周縁の位置を検出する周縁位置検出工程をさらに含み、前記液膜排除工程が、前記周縁位置検出工程による検出結果に応じて不活性ガスの吐出を制御する工程を含む。
【００２４】
この方法では、液膜に形成された穴の周縁の位置が検出され、その検出結果に応じて不活性ガスの吐出が制御されることにより、基板上の液膜を一層効率的に排除できる。
たとえば、液膜の穴の周縁が外向き斜めの不活性ガス流の吐出目標位置に達したことを検出して、吐出目標位置に向けた外向き斜め方向への不活性ガスの吐出を開始することができる。また、穴の周縁の位置に応じて、外向き斜めの不活性ガス流の吐出目標位置を変更したり、不活性ガスの流量を増加させたりすることができる。また、液膜の穴が前記第１吐出目標位置に達したことを検出して第１傾斜流吐出口からの不活性ガス吐出を開始し、液膜の穴の周縁が前記第２吐出目標位置に達したことを検出して第２傾斜流吐出口からの不活性ガスの吐出を開始することができる。
【００２５】
前記周縁位置検出工程は、基板の上面の画像を撮像する撮像ユニットと、この撮像ユニットによって撮像された画像を分析（画像処理）して、液膜の穴の周縁の位置を特定する位置特定ユニットとを含む構成によって実行されてもよい。
この発明の一実施形態では、前記液膜形成工程の開始に先立って前記上面被覆工程が開始される。
【００２６】
この方法により、不活性ガス流で基板の上面を覆った状態で液膜を形成できるので、跳ね返った液滴や雰囲気中のミスト等が基板の上面に付着することを抑制または防止しつつ、液膜を形成できる。それにより、高品質な基板処理が可能になる。また、液膜排除工程中にも上面被覆工程を継続することにより、より高品質な基板処理を実現できる。
この発明は、基板の主面に対向して配置される流体ノズルであって、前記基板の主面に垂直に配置される中心軸線に沿って、前記基板の主面に垂直な直線状に流体を吐出する線状流吐出口と、前記中心軸線に垂直な平面に沿って、前記中心軸線の周囲に放射状に流体を吐出することにより、前記基板の主面に平行で、かつ前記基板の主面を覆う平行気流を形成する平行流吐出口と、前記中心軸線に対して傾斜した円錐面に沿って、前記中心軸線の周囲に放射状に流体を吐出することにより、前記基板の主面に対して斜めに入射する円錐状プロファイルの傾斜気流を形成する傾斜流吐出口と、第１流体入口と、前記第１流体入口と前記線状流吐出口とを連通させる第１流体路と、第２流体入口と、前記第２流体入口と前記平行流吐出口とを連通させ、前記第１流体路とは非連通の（独立した）第２流体路と、第３流体入口と、前記第３流体入口と前記傾斜流吐出口とを連通させ、前記第１流体路および前記第２流体路のいずれとも非連通の（いずれからも独立した）第３流体路とを含む、流体ノズルを提供する。
【００２７】
この流体ノズルを用いることにより、前述のような基板処理方法を実行できる。具体的には、第１流体入口に不活性ガスを供給することによって、線状流吐出口から、基板の主面に対して垂直に直線状に不活性ガスを吐出させることができる。また、第２流体入口に不活性ガスを供給することによって、基板の主面に平行にかつ放射状に不活性ガスを吐出させることができ、その不活性ガスが形成する平行気流（基板主面に平行な気流）によって、基板の主面を覆うことができる。さらに、第３流体入口に不活性ガスを供給することによって、傾斜流吐出口から基板の主面に対して外向き斜めの方向に不活性ガスを吐出させることができる。
【００２８】
そして、線状流吐出口、平行流吐出口および傾斜流吐出口に至る流体路がノズル内で独立しているので、それらの吐出口からの流体の吐出は、個別に制御可能である。それにより、たとえば、各吐出口からの流体の吐出開始、吐出終了、吐出流量などを他の吐出口から独立に制御できるので、ノズルを交換することなく、多様なプロセスを実現することができる。
【００２９】
この発明の一実施形態では、前記傾斜流吐出口が、基板の主面に対して異なる位置で流体を斜めに入射させる第１傾斜流吐出口および第２傾斜流吐出口を含み、前記第３流体路が、前記第３流体入口と前記第１傾斜流吐出口とを連通させており、第４流体入口と、前記第４流体入口と前記第２傾斜流吐出口とを連通させ、前記第１流体路、前記第２流体路および前記第３流体路のいずれとも非連通の（いずれからも独立した）第４流体路とをさらに含む（請求項１１）。
【００３０】
この構成では、第１傾斜流吐出口および第２傾斜流吐出口から基板の主面上の異なる位置を吐出目標位置として、流体を吐出させることができる。また、第１傾斜流吐出口および第２傾斜流吐出口に至る流体路がいずれも他の流体路から独立しているので、第１および第２傾斜流吐出口からの流体の吐出（吐出開始、吐出終了、吐出流量等）を個別に制御可能である。それにより、ノズルを交換することなく、より一層多様なプロセスを実現することができる。
【００３１】
この発明の一実施形態では、前記流体ノズルが、前記中心軸線の近傍で基板の主面に向けて流体を吐出する中心吐出口と、第５流体入口と、前記第５流体入口と前記中心吐出口とを連通させ、前記第１流体路、前記第２流体路および前記第３流体路のいずれとも非連通の（いずれからも独立した）第５流体路とをさらに含む（請求項１２）。請求項１１の発明と組み合わせられる場合には、第５流体路は第４流体路とも非連通であることが好ましい。
【００３２】
前記中心吐出口は、たとえば、前述の基板処理方法における処理液の供給のために用いることができる。したがって、ノズルを交換することなく、液膜形成工程、上面被覆工程および液膜排除工程を行える。
この発明は、基板を水平に保持する基板保持ユニットと、前述のような特徴を有する流体ノズルと、前記基板保持ユニットに保持される基板に対向するように、前記流体ノズルを保持するノズル保持ユニットと、前記第１流体入口に結合された第１不活性ガス供給管と、前記第２流体入口に結合された第２不活性ガス供給管と、前記第３流体入口に結合された第３不活性ガス供給管と、前記第１不活性ガス供給管の流路を開閉する第１不活性ガスバルブと、前記第２不活性ガス供給管の流路を開閉する第２不活性ガスバルブと、前記第３不活性ガス供給管の流路を開閉する第３不活性ガスバルブと、前記第１不活性ガスバルブ、前記第２不活性ガスバルブおよび前記第３不活性ガスバルブを制御する制御ユニットとを含む、基板処理装置を提供する。
【００３３】
この基板処理装置を用いることにより、前述の基板処理方法を実行することができる。第１、第２および第３不活性ガスバルブを制御することによって、線状流吐出口からの不活性ガスの吐出、平行流吐出口からの不活性ガスの吐出、および傾斜流吐出口からの不活性ガスの吐出を個別に制御できる。
この発明の一実施形態では、前記流体ノズルが請求項１１に記載の流体ノズルであり、前記基板処理装置が、前記第４流体入口に結合された第４不活性ガス供給管と、前記第４不活性ガス供給管の流路を開閉する第４不活性ガスバルブとをさらに含み、前記制御ユニットが、前記第４不活性ガスバルブをさらに制御する。
【００３４】
この基板処理装置を用いることにより、基板の主面（上面）上における異なる吐出目標位置に向けた不活性ガスの吐出を個別に制御できる。
この発明の一実施形態では、前記流体ノズルが請求項１２に記載の流体ノズルであり、前記基板処理装置が、前記第５流体入口に結合された処理液供給管と、前記処理液供給管の流路を開閉する処理液バルブとをさらに含み、前記制御ユニットが、前記処理液バルブをさらに制御する。
【００３５】
この構成により、処理液の供給を制御できるので、前述の基板処理方法における液膜形成工程を実行できる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記第１不活性ガス供給管を流れる不活性ガスの流量を調整する第１流量調整ユニットをさらに含み、前記制御ユニットが、前記第１流量調整ユニットをさらに制御する。
【００３６】
この構成により、線状流吐出口から吐出される不活性ガスの流量を制御できる。たとえば、線状流吐出口から基板の主面（上面）に向かって垂直に吐出される不活性ガスの流量を漸次的に増加させることができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記第３不活性ガス供給管を流れる不活性ガスの流量を調整する第２流量調整ユニットをさらに含み、前記制御ユニットが、前記第２流量調整ユニットをさらに制御する。
【００３７】
この構成により、傾斜流吐出口から吐出される不活性ガスの流量を制御できる。たとえば、傾斜流吐出口から基板の主面（上面）に向かって斜め外方に吐出される不活性ガスの流量を漸次的に増加させることができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板保持ユニットと前記流体ノズルとの前記中心軸線に沿う方向の距離を調整する距離調整ユニットをさらに含み、前記制御ユニットが前記距離調整ユニットをさらに制御する。
【００３８】
この構成により、基板保持ユニットに保持された基板の主面（上面）と流体ノズルとの距離を変化させることができる。たとえば、傾斜流吐出口から不活性ガスを吐出しながら流体ノズルを基板保持ユニットから遠ざけることにより、傾斜流吐出口から吐出される不活性ガスの吐出目標位置が基板の外方へと移動する。それにより、たとえば、基板の主面（上面）上の液膜を効率的に排除できる。
【００３９】
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置は、前記基板保持ユニットに保持された基板の上面の液膜の位置を検出する液膜位置検出ユニットをさらに含み、前記制御ユニットが、前記液膜位置検出ユニットの検出結果に応じて、少なくとも前記第３不活性ガスバルブを制御する。
この構成により、少なくとも傾斜流吐出口からの不活性ガスの吐出の開始および終了を液膜の位置に応じて制御できる。たとえば、液膜の穴が基板の内方から外方に向かって広がり、その周縁が傾斜流吐出口からの吐出目標位置に達したタイミングで、第３不活性ガスバルブを開くことができる。それにより、液膜を穴の内側から外側に向けて押しやることができるので、基板上の液膜を効率的に基板外に排除できる。
【００４０】
前記制御ユニットは、さらに、液膜位置検出ユニットの検出結果に応じて、前記第１流量調整ユニット、前記第２流量調整ユニット、前記距離調整ユニットなどを制御してもよい。また、前記基板処理装置が基板保持ユニットに保持された基板を回転させる基板回転ユニットを備えている場合には、前記制御ユニットは、さらに、液膜位置検出ユニットの検出結果に応じて、前記基板回転ユニットを制御してもよい。
【００４１】
この発明の一実施形態では、前記制御ユニットが、前述のような特徴を有する基板処理方法を実行するようにプログラムされている。この構成により、前述の基板処理方法を実行する基板処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、この発明の一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、前記処理ユニットに備えられたスピンチャックおよびヒータユニットの平面図である。
【図４】図４は、前記スピンチャックに備えられたチャックピンの構造例を説明するための斜視図である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂはチャックピンの平面図であり、図５Ａは閉状態を示し、図５Ｂは開状態を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、前記処理ユニットに備えられた第１移動ノズルの構成例を説明するための模式的な縦断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、前記第１移動ノズルの構成例を示す平面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、前記第１移動ノズルの構成例を一部切り欠いて示す側面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、前記第１移動ノズルの構成例を示す底面図である。
【図７】図７は、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８】図８は、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９】図９は、有機溶剤処理（図８のＳ４）の詳細を説明するためのタイムチャートである。
【図１０Ａ−１０Ｃ】図１０Ａ〜図１０Ｃは、有機溶剤処理（図８のＳ４）の各ステップの様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１０Ｄ−１０Ｆ】図１０Ｄ〜図１０Ｆは、有機溶剤処理（図８のＳ４）の各ステップの様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１０Ｇ−１０Ｈ】図１０Ｇおよび図１０Ｈは、有機溶剤処理（図８のＳ４）の各ステップの様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１０Ｉ】図１０Ｉは乾燥処理（図８のＳ５）の様子を説明するための図解的な断面図である。
【図１１】図１１Ａは、穴開けステップにおける液膜の状態を示す平面図である。図１１Ｂは、加熱のみにより液膜を移動しようとした場合の液膜の状態を示す平面図である。
【図１２】図１２Ａおよび図１２Ｂは、基板の表面における気相層の形成を説明するための図解的な断面図であり、図１２Ｃは、液膜の分裂を説明するための断面図である。
【図１３】図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃは、穴開けステップおよび穴広げステップを省いた場合（比較例）の課題を説明するための図解的な平面図である。
【図１４】図１４は、第１移動ノズルに備えられた傾斜流吐出口からの不活性ガスの吐出に関する変形例を説明するためのタイムチャートである。
【図１５】図１５は、傾斜流吐出口から不活性ガスを吐出している期間における第１移動ノズルの上下方向位置を変動させる変形例を示すタイムチャートである。
【図１６】図１６は、この発明の他の実施形態を説明するための概念図であり、第１移動ノズルの別の構成例を示す。
【図１７】図１７は、図１６の実施形態の処理内容を説明するためのタイムチャートであり、図９と同様の図示がされている。
【図１８】図１８は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の制御に関連する構成を説明するためのブロック図である。
【図１９】図１９は、図１８の実施形態における制御内容を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
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。
図１は、この発明の一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。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。基板処理装置１は、処理液で基板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を制御する制御ユニット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。
【００４４】
図２は、処理ユニット２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、一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持しながら、基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック５と、基板Ｗを下面（下方側の主面）側から加熱するヒータユニット６と、ヒータユニット６を基板Ｗの下方で上下動させる昇降ユニット７と、スピンチャック５を取り囲む筒状のカップ８と、基板Ｗの下面に処理流体を供給する下面ノズル９と、基板Ｗの上面（上方側の主面）にリンス液としての脱イオン水（ＤＩＷ）を供給するＤＩＷノズル１０と、基板Ｗの上方で移動可能な第１移動ノズル１１と、基板Ｗの上方で移動可能な第２移動ノズル１２とを含む。処理ユニット２は、さらに、カップ８を収容するチャンバ１３（図１参照）を含む。図示は省略するが、チャンバ１３には、基板Ｗを搬入／搬出するための搬入／搬出口が形成されており、この搬入／搬出口を開閉するシャッタユニットが備えられている。
【００４５】
スピンチャック５は、基板Ｗを保持する基板保持ユニットであり、かつ基板Ｗを回転させる基板回転ユニットである。具体的には、スピンチャック５は、チャックピン２０（チャック部材）と、スピンベース２１と、スピンベース２１の下面中央に結合された回転軸２２と、回転軸２２に回転力を与える電動モータ２３とを含む。回転軸２２は回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びており、この実施形態では中空軸である。回転軸２２の上端に、スピンベース２１が結合されている。スピンベース２１は、水平方向に沿う円盤形状を有している。スピンベース２１の上面の周縁部に、複数のチャックピン２０が周方向に間隔を空けて配置されている。複数のチャックピン２０は、基板Ｗの周端に接触して基板Ｗを把持する閉状態と、基板Ｗの周端から退避した開状態との間で開閉可能である。また、複数のチャックピン２０は、開状態において、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ことができる。
【００４６】
チャックピン２０を開閉駆動するために、チャックピン駆動ユニット２５が備えられている。チャックピン駆動ユニット２５は、たとえば、スピンベース２１に内蔵されたリンク機構２６と、スピンベース２１外に配置された駆動源２７とを含む。駆動源２７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。チャックピン駆動ユニット２５の具体的な構成例は、特許文献２などに記載がある。
【００４７】
ヒータユニット６は、スピンベース２１の上方に配置されている。ヒータユニット６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３０が結合されている。昇降軸３０は、スピンベース２１の中央部に形成された貫通孔２４と、中空の回転軸２２とを挿通している。昇降軸３０の下端は、回転軸２２の下端よりもさらに下方にまで延びている。この昇降軸３０の下端に、昇降ユニット７が結合されている。昇降ユニット７を作動させることにより、ヒータユニット６は、スピンベース２１の上面に近い下位置から、基板Ｗの下面を支持してチャックピン２０から持ち上げる上位置までの間で上下動する。
【００４８】
昇降ユニット７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。これにより、昇降ユニット７は、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６を配置できる。たとえば、ヒータユニット６の上面である加熱面６ａを基板Ｗの下面との間に所定の間隔を開けた離隔位置に配置した状態で、加熱面６ａからの輻射熱によって基板Ｗを加熱することができる。また、ヒータユニット６で基板Ｗを持ち上げれば、加熱面６ａを基板Ｗの下面に接触させた接触状態で、加熱面６ａからの熱伝導により、基板Ｗをより大きな熱量で加熱することができる。
【００４９】
第１移動ノズル１１は、第１ノズル移動ユニット１５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１１は、水平方向への移動によって、基板Ｗの上面の回転中心に対向する処理位置と、基板Ｗの上面に対向しないホーム位置（退避位置）との間で移動させることができる。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。基板Ｗの上面に対向しないホーム位置とは、平面視において、スピンベース２１の外方の位置であり、より具体的には、カップ８の外方の位置であってもよい。第１移動ノズル１１は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近させたり、基板Ｗの上面から上方に退避させたりすることができる。第１ノズル移動ユニット１５は、たとえば、鉛直方向に沿う回動軸１５ａと、回動軸１５ａに結合されて水平に延びるアーム１５ｂと、アーム１５ｂを駆動するアーム駆動機構１５ｃとを含む。アーム駆動機構１５ｃは、回動軸１５ａ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１５ｂを揺動させ、回動軸１５ａを鉛直方向に沿って昇降することにより、アーム１５ｂを上下動させる。第１移動ノズル１１はアーム１５ｂに固定されている。アーム１５ｂの揺動および昇降に応じて、第１移動ノズル１１が水平方向および垂直方向に移動する。
【００５０】
このように、第１ノズル移動ユニット１５は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの上面に対向するように第１移動ノズル１１を保持するノズル保持ユニットとしての機能を有している。さらに、第１ノズル移動ユニット１５は、スピンチャック５に保持された基板Ｗと第１移動ノズル１１との間の上下方向の距離を調節する距離調節ユニットとしての機能を有している。
【００５１】
第２移動ノズル１２は、第２ノズル移動ユニット１６によって、水平方向および垂直方向に移動される。第２移動ノズル１２は、水平方向への移動によって、基板Ｗの上面の回転中心に対向する位置と、基板Ｗの上面に対向しないホーム位置（退避位置）との間で移動させることができる。ホーム位置は、平面視において、スピンベース２１の外方の位置であり、より具体的には、カップ８の外方の位置であってもよい。第２移動ノズル１２は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近させたり、基板Ｗの上面から上方に退避させたりすることができる。第２ノズル移動ユニット１６は、たとえば、鉛直方向に沿う回動軸と、回動軸に結合されて水平に延びるアームと、アームを駆動するアーム駆動機構とを含む。アーム駆動機構は、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、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２移動ノズル１２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２移動ノズル１２が水平方向および垂直方向に移動する。
【００５２】
第１移動ノズル１１は、この実施形態では、有機溶剤を吐出する有機溶剤ノズルとしての機能と、窒素ガス等の不活性ガスを吐出するガスノズルとしての機能とを有している。第１移動ノズル１１には、有機溶剤供給管３５（処理液供給管）および第１〜第３不活性ガス供給管３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが結合されている。有機溶剤供給管３５には、その流路を開閉する有機溶剤バルブ３７（処理液バルブ）が介装されている。不活性ガス供給管３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃには、それぞれの流路を開閉する第１〜第３不活性ガスバルブ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃがそれぞれ介装されている。また、不活性ガス供給管３６Ａには、その流路を流れる不活性ガスの流量を正確に調節するためのマスフローコントローラ３９Ａ（第１流量調整ユニット）が介装されている。また、不活性ガス供給管３６Ｂには、その流路を流れる不活性ガスの流量を調節するための流量可変バルブ３９Ｂが介装されており、不活性ガス供給管３６Ｃには、その流路を流れる不活性ガスの流量を調節するための流量可変バルブ３９Ｃ（第２流量調整ユニット）が介装されている。さらに、不活性ガス供給管３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃには、それぞれ、異物を除去するためのフィルタ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃが介装されている。
【００５３】
有機溶剤供給管３５には、有機溶剤供給源から、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶剤が供給されている。不活性ガス供給管３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃには、不活性ガス供給源から、窒素ガス（Ｎ２）等の不活性ガスがそれぞれ供給されている。
第２移動ノズル１２は、この実施形態では、酸、アルカリ等の薬液を供給する薬液ノズルとしての機能を有している。より具体的には、第２移動ノズル１２は、液体と気体とを混合して吐出することができる二流体ノズルの形態を有していてもよい。二流体ノズルは、気体の供給を停止して液体を吐出すればストレートノズルとして使用できる。第２移動ノズル１２には、薬液供給管４１および不活性ガス供給管４２が結合されている。薬液供給管４１には、その流路を開閉する薬液バルブ４３が介装されている。不活性ガス供給管４２には、その流路を開閉する不活性ガスバルブ４４が介装されている。薬液供給管４１には、薬液供給源から、酸、アルカリ等の薬液が供給されている。不活性ガス供給管４２には、不活性ガス供給源から、窒素ガス（Ｎ２）等の不活性ガスが供給されている。
【００５４】
薬液の具体例は、エッチング液および洗浄液である。さらに具体的には、薬液は、フッ酸、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、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。
ＤＩＷノズル１０は、この実施形態では、基板Ｗの上面の回転中心に向けてＤＩＷを吐出するように配置された固定ノズルである。ＤＩＷノズル１０には、ＤＩＷ供給源から、ＤＩＷ供給管４６を介して、ＤＩＷが供給される。ＤＩＷ供給管４６には、その流路を開閉するためのＤＩＷバルブ４７が介装されている。ＤＩＷノズル１０は固定ノズルである必要はなく、少なくとも水平方向に移動する移動ノズルであってもよい。
【００５５】
下面ノズル９は、中空の昇降軸３０を挿通し、さらに、ヒータユニット６を貫通している。下面ノズル９は、基板Ｗの下面中央に臨む吐出口９ａを上端に有している。下面ノズル９には、流体供給源から流体供給管４８を介して処理流体が供給されている。供給される処理流体は、液体であってもよいし、気体であってもよい。流体供給管４８には、その流路を開閉するための流体バルブ４９が介装されている。
【００５６】
図３は、スピンチャック５およびヒータユニット６の平面図である。スピンチャック５のスピンベース２１は、平面視において、回転軸線Ａ１を中心とする円形であり、その直径は基板Ｗの直径よりも大きい。スピンベース２１の周縁部には、間隔を空けて複数個（この実施形態では６個）のチャックピン２０が配置されている。
ヒータユニット６は、円板状のホットプレートの形態を有しており、プレート本体６０と、支持ピン６１と、ヒータ６２とを含む。プレート本体６０は、平面視において、基板Ｗの外形とほぼ同形同大で、回転軸線Ａ１を中心とする円形に構成されている。より正確には、プレート本体６０は、基板Ｗの直径よりも僅かに小さい直径の円形の平面形状を有している。たとえば、基板Ｗの直径が３００ｍｍであり、プレート本体６０の直径（とくに加熱面６ａの直径）がそれよりも６ｍｍだけ小さい２９４ｍｍであってもよい。この場合、プレート本体６０の半径は基板Ｗの半径よりも３ｍｍ小さい。
【００５７】
プレート本体６０の上面は、水平面に沿う平面である。プレート本体６０の上面に複数の支持ピン６１（図２を併せて参照）が突出している。支持ピン６１は、たとえば、それぞれ半球状であり、プレート本体６０の上面から微小高さ（たとえば０．１ｍｍ）だけ突出している。したがって、基板Ｗが支持ピン６１に接触して支持されるとき、基板Ｗの下面はたとえば０．１ｍｍの微小間隔を開けてプレート本体６０の上面に対向する。これにより、基板Ｗを効率的かつ均一に加熱することができる。
【００５８】
プレート本体６０の上面は、支持ピン６１を有していなくてもよい。支持ピン６１を有していない場合には、基板Ｗをプレート本体６０の上面に接触させることができる。ヒータユニット６の加熱面６ａは、支持ピン６１を有している場合には、プレート本体６０の上面および支持ピン６１の表面を含む。また、支持ピン６１が備えられていない場合には、プレート本体６０の上面が加熱面６ａに相当する。以下では、支持ピン６１が基板Ｗの下面に接している状態を、加熱面６ａに基板Ｗの下面が接しているなどという場合がある。
【００５９】
ヒータ６２は、プレート本体６０に内蔵されている抵抗体であってもよい。図３には、複数の領域に分割されたヒータ６２を示している。ヒータ６２に通電することによって、加熱面６ａが室温（たとえば２０〜３０℃。たとえば２５℃）よりも高温に加熱される。具体的には、ヒータ６２への通電によって、第１移動ノズル１１から供給される有機溶剤の沸点よりも高温に加熱面６２ａを加熱することができる。図２に示すように、ヒータ６２への給電線６３は、昇降軸３０内に通されている。そして、給電線６３には、ヒータ６２に電力を供給するヒータ通電ユニット６４が接続されている。ヒータ通電ユニット６４は、基板処理装置１の動作中、常時、通電されてもよい。
【００６０】
支持ピン６１は、プレート本体６０の上面にほぼ均等に配置されている。プレート本体６０の外周端よりも外方に、チャックピン２０が配置されている。チャックピン２０の全体がプレート本体６０の外周端よりも外方に配置されている必要はなく、ヒータユニット６の上下動範囲に対向する部分がプレート本体６０の外周端よりも外方に位置していればよい。
【００６１】
図４は、チャックピン２０の構造例を説明するための斜視図である。また、図５Ａおよび図５Ｂはチャックピン２０の平面図であり、図５Ａは閉状態を示し、図５Ｂは開状態を示す。
チャックピン２０は、鉛直方向に延びたシャフト部５３と、シャフト部５３の上端に設けられたベース部５０と、シャフト部５３の下端に設けられた回動支持部５４とを含む。ベース部５０は、把持部５１と、支持部５２とを含む。回動支持部５４は、鉛直方向に沿うチャック回動軸線５５まわりに回動可能にスピンベース２１に結合されている。シャフト部５３は、チャック回動軸線５５から離れた位置にオフセットされて、回動支持部５４に結合されている。より具体的には、シャフト部５３はチャック回動軸線５５よりも、回転軸線Ａ１から離れた位置に配置されている。したがって、チャックピン２０がチャック回動軸線５５まわりに回動されると、ベース部５０は、その全体が基板Ｗの周端面に沿って移動しながら、チャック回動軸線５５まわりに回動する。回動支持部５４は、スピンベース２１の内部に設けられたリンク機構２６（図２参照）に結合されている。このリンク機構２６からの駆動力によって、回動支持部５４は、チャック回動軸線５５まわりに所定角度範囲で往復回動する。
【００６２】
ベース部５０は、平面視において、くさび形に形成されている。ベース部５０の上面には、チャックピン２０の開状態で基板Ｗの周縁部下面に当接して基板Ｗを下方から支持する支持面５２ａが設けられている。換言すれば、ベース部５０は支持面５２ａを上面とする支持部５２を有している。把持部５１は、ベース部５０の上面において、支持部５２とは別の位置で上方に突出している。把持部５１は、基板Ｗの周端面に対向するようにＶ字状に開いた保持溝５１ａを有している。
【００６３】
回動支持部５４が図５Ｂに示す開状態からチャック回動軸線５５まわりに時計まわり方向に回動されるとき、把持部５１は基板Ｗの周端面に接近し、支持部５２は基板Ｗの回転中心から離反する。また、回動支持部５４が図５Ａに示す閉状態からチャック回動軸線５５まわりに反時計まわり方向に回動されるとき、把持部５１は基板Ｗの周端面から離反し、支持部５２は基板Ｗの回転中心に接近する。
【００６４】
図５Ａに示すチャックピン２０の閉状態では、保持溝５１ａに基板Ｗの周端面が入り込む。このとき、基板Ｗの下面は、支持面５２ａから微小距離だけ上方に離間した高さに位置する。図５Ｂに示すチャックピン２０の開状態では、保持溝５１ａから基板Ｗの周端面が脱していて、平面視において、把持部５１は基板Ｗの周端面よりも外方に位置する。チャックピン２０の開状態および閉状態のいずれにおいても、支持面５２ａは、少なくとも一部が基板Ｗの周縁部下面の下方に位置している。
【００６５】
チャックピン２０が開状態のとき、基板Ｗを支持部５２で支持できる。その開状態からチャックピン２０を閉状態に切り換えると、断面Ｖ字状の保持溝５１ａに案内されてせり上がりながら基板Ｗの周端面が保持溝５１ａ内へと案内され、保持溝５１ａの上下の傾斜面によって基板Ｗが挟持された状態に至る。その状態からチャックピン２０を開状態に切り換えると、基板Ｗの周端面が保持溝５１ａの下側傾斜面に案内されながら滑り降り、基板Ｗの周縁部下面が支持面５２ａに当接する。
【００６６】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、ベース部５０は、平面視において、ヒータユニット６のプレート本体６０に対向する縁部が、プレート本体６０の周縁形状に倣っている。すなわち、支持部５２は、平面視において、プレート本体６０よりも回転中心に対して外方に位置する側面５２ｂを有している。それにより、基板Ｗよりも若干小さい円形の加熱面６ａを有するプレート本体６０は、ヒータユニット６が上下動するときに、チャックピン２０と干渉しない。この非干渉位置関係は、チャックピン２０が閉状態および開状態のいずれにおいても保たれる。すなわち、チャックピン２０が閉状態のときも開状態のときも、支持部５２の側面５２ｂは、平面視において、ヒータユニット６の加熱面６ａから外方に離隔している。それによって、ヒータユニット６は、チャックピン２０が閉状態か開状態かを問わず、加熱面６ａを側面５２ｂの内側を通過させながら、昇降することができる。
【００６７】
基板Ｗの直径は、たとえば３００ｍｍであり、プレート本体６０の上面の直径はたとえば２９４ｍｍである。したがって、加熱面６ａは、基板Ｗの下面の中央領域および周縁領域を含むほぼ全域に対向している。チャックピン２０の閉状態および開状態のいずれにおいても、加熱面６ａの外周縁の外側に所定の微小間隔（たとえば２ｍｍ）以上の間隔を確保した状態で、支持部５２が配置される。
【００６８】
把持部５１は、チャックピン２０の閉状態において、その内側縁が、プレート本体６０の外周縁の外側に所定の微小間隔（たとえば２ｍｍ）以上の間隔を確保した状態で位置するように構成されている。したがって、ヒータユニット６は、チャックピン２０の閉状態および開状態のいずれにおいても、加熱面６ａを把持部５１の内側で上下させて、基板Ｗの下面に接触するまで上昇させることができる。
【００６９】
チャック回動軸線５５は、平面視において、回転軸線Ａ１（図２および図３参照）を中心とし、加熱面６ａの半径よりも小さな半径の円周上に位置している。
図６Ａは、第１移動ノズル１１の構成例を説明するための縦断面図（図６ＢのVIA-VIA断面図）である。また、図６Ｂはその平面図であり、図６Ｃはその側面図であり、図６Ｄはその底面図である。図６Ｃには、図６Ｂの矢印VICの方向に見た構成を一部切り欠いて表してある。
【００７０】
第１移動ノズル１１は、複数の吐出口を有する流体ノズルである。第１移動ノズル１１は、基板Ｗの主面に垂直に配置される中心軸線７０に沿って、基板Ｗの主面に垂直な直線状に流体（この実施形態では不活性ガス）を吐出する線状流吐出口８１を有している。さらに、第１移動ノズル１１は、中心軸線７０に垂直な平面に沿って、中心軸線７０の周囲に放射状に流体（この実施形態では不活性ガス）を吐出する平行流吐出口８２を有している。また、第１移動ノズル１１は、中心軸線７０に対して傾斜した円錐面に沿って、中心軸線７０の周囲に放射状に流体（この実施形態では不活性ガス）を吐出する傾斜流吐出口８３を有している。線状流吐出口８１から吐出された不活性ガスは、基板Ｗの主面に垂直に入射する線状気流８５を形成する。平行流吐出口８２から吐出された不活性ガスは、基板Ｗの上面に平行で、かつ基板Ｗの上面を覆う平行気流８６を形成する。傾斜流吐出口８３から吐出された不活性ガスは、基板Ｗの上面に対して斜めに入射する円錐状プロファイルの傾斜気流８７を形成する。
【００７１】
第１移動ノズル１１は、図６Ａに最もよく表れているように、内構成部材９１と、その外側に配置された中間構成部材９２と、その外側に配置された外構成部材９３とを含む。
内構成部材９１は、ほぼ円柱状に構成されており、下端部に外向きのフランジ部９５を有している。フランジ部９５は、中心軸線７０に対して外向き斜め下方に傾斜した円錐面状の上面９５ａを有している。また、フランジ部９５は、中心軸線７０と垂直な（すなわち基板Ｗの上面と平行な）底面９５ｂを有している。フランジ部９５の内側において、内構成部材９１の下端面には、基板Ｗの上面から離れる方向に窪んだ凹所９６が形成されている。凹所９６は、中心軸線７０のまわりに回転対称なほぼ円錐台形状に形成されている。
【００７２】
内構成部材９１の中央部には、中心軸線７０と平行に、３本の管３６Ａ，３５，７３が、上面９１ａから凹所９６まで通されている。具体的には、不活性ガス供給管３６Ａと、有機溶剤供給管３５と、薬液供給管７３（図２では図示省略）とが通されている。これらの供給管３６Ａ，３５，７３の下端部は、凹所９６内に配置されている。不活性ガス供給管３６Ａの下端部は、線状流吐出口８１を構成している。有機溶剤供給管３５の下端部は、中心軸線７０の近傍で基板Ｗの上面に向けて流体（この実施形態では処理液の一種としての有機溶剤）を吐出する中心吐出口７１を構成している。薬液供給管７３の下端部は、中心軸線７０の近傍で基板Ｗの上面に向けて流体（この実施形態では処理液の一種としての薬液）を吐出する薬液吐出口７２を構成している。
【００７３】
不活性ガス供給管３６Ａは、内構成部材９１の上端付近を流体入口（第１流体入口）とし、その流体入口と線状流吐出口８１との間を連通させる流体路（第１流体路）を提供している。同様に、有機溶剤供給管３５は、内構成部材９１の上端付近を流体入口（第５流体入口）とし、その流体入口と中心吐出口７１との間を連通させる流体路（第５流体路）を提供している。そして、薬液供給管７３は、内構成部材９１の上端付近を流体入口とし、その流体入口と薬液吐出口７２との間を連通させる流体路を提供している。
【００７４】
内構成部材９１の外周面には、ショルダ部９１ｂが中心軸線７０まわりに回転対称な環状に形成されている。このショルダ部９１ｂに、中間構成部材９２が係合している。より具体的には、中間構成部材９２は、円筒状に形成されており、その上端に内向きのフランジ部９８が形成されている。このフランジ部９８がショルダ部９１ｂに係合している。また、中間構成部材９２の下端部には、外向きのフランジ部９９が形成されている。フランジ部９９は、中心軸線７０に垂直な（すなわち基板Ｗの上面に平行な）上面９９ａを有している。また、フランジ部９９は、中心軸線７０に対して外向き斜め下方に傾斜した底面９９ｂを有している。この底面９９ｂは、内構成部材９１の下端部に形成されたフランジ部９５の上面９５ａに対向している。それにより、それらの底面９９ｂおよび上面９５ａの間に、中心軸線７０に対して外向き斜め下方に傾斜する円錐面形状の傾斜流吐出口８３が区画されている。
【００７５】
内構成部材９１の外周面と、中間構成部材９２の内周面との間には、流体路１００（第３流体路）が筒状に区画されている。流体路１００は、不活性ガス供給管３６Ｃに結合された流体入口１０１（第３流体入口。図６Ｂおよび図６Ｃ参照）および傾斜流吐出口８３に連通し、それによって、それらの間を連通させている。内構成部材９１の外周面および中間構成部材９２の内周面には凹凸が形成されており、それによって、流体路１００には、第１バッファ部１０２、第１狭窄路１０３、第２バッファ部１０４および第２狭窄路１０５が形成されている。流体入口１０１からの不活性ガスは第１バッファ部１０２に導入されて滞留することにより周方向に拡散し、さらに第１狭窄路１０３を通って第２バッファ部１０４に導入されて滞留することにより、再度、周方向に拡散される。そして、第２バッファ部１０４内の不活性ガスは、第２狭窄路１０５を通って傾斜流吐出口８３に至る。第１および第２バッファ部１０２，１０４で不活性ガスが均圧化されることにより、傾斜流吐出口８３は、全周にわたって均等な流量および流速で不活性ガスを放射状に吹き出すことができる。
【００７６】
中間構成部材９２の上面側から、外構成部材９３が被せられている。外構成部材９３は、中心軸線７０に直交する天面部１０８を有している。この天面部１０８の下面が中間構成部材９２の上端面に支持されている。天面部１０８には、内構成部材９１を上方に貫通させる貫通孔１０９が形成されている。外構成部材９３は、天面部１０８の上方から、当該天面部１０８に形成された挿通孔１１０および中間構成部材９２のフランジ部９８に形成された挿通孔１１１を挿通し、内構成部材９１に螺合するボルト１１２によって、内構成部材９１に結合されている。これにより、同時に、中間構成部材９２が内構成部材９１と外構成部材９３とに挟持され、それによって、内構成部材９１、中間構成部材９２および外構成部材９３が一体的に結合されている。
【００７７】
外構成部材９３には、中心軸線７０に対して回転対称なほぼ円筒状の空間が内方に形成されている。この空間内に、中間構成部材９２が収容されている。外構成部材９３の底面９３ａは、中心軸線７０に垂直な（すなわち基板Ｗの上面に平行な）平面に沿っており、中間構成部材９２のフランジ部９９の上面９９ａに対向している。これにより、それらの底面９３ｂおよび上面９９ａの間に、中心軸線７０に対して垂直な（すなわち基板Ｗの上面に平行な）平行流吐出口８２が区画されている。
【００７８】
中間構成部材９２の外周面と、外構成部材９３の内周面との間には、流体路１２０（第２流体路）が筒状に区画されている。流体路１２０は、不活性ガス供給管３６Ｂに結合された流体入口１２１（第２流体入口。図６Ｂおよび図６Ｄ参照）および平行流吐出口８２に連通し、それによって、それらの間を連通させている。中間構成部材９２の外周面および外構成部材９３の内周面（この実施形態では主として外構成部材９３の内周面）には凹凸が形成されており、それによって、流体路１２０には、第１バッファ部１２２、第１狭窄路１２３、第２バッファ部１２４および第２狭窄路１２５が形成されている。流体入口１２１からの不活性ガスは第１バッファ部１２２に導入されて滞留することにより周方向に拡散し、さらに第１狭窄路１２３を通って第２バッファ部１２４に導入されて滞留することにより、再度、周方向に拡散される。そして、第２バッファ部１２４内の不活性ガスは、第２狭窄路１２５を通って平行流吐出口８２に至る。第１および第２バッファ部１２２，１２４で不活性ガスが均圧化されることにより、平行流吐出口８２は、全周にわたって均等な流量および流速で不活性ガスを放射状に吹き出すことができる。
【００７９】
外構成部材９３は、ブラケット１２７を介して第１ノズル移動ユニット１５のアーム１５ｂに結合されている。
外構成部材９３の天面部１０８には、一対の流体入口１０１が配置されている。一対の流体入口１０１は、平面視において、中心軸線７０を挟んで対向する位置に配置されている。一対の流体入口１０１には、一対の不活性ガス供給管３６Ｃが、管継手１０６を介して結合されている。これにより、筒状の流体路１００には、中心軸線７０を中心として１８０度の角度間隔を空けた２箇所から不活性ガスが導入される。
【００８０】
内構成部材９１の上部は外構成部材９３の上方に突出しており、その上面９１ａから、不活性ガス供給管３６Ａ、有機溶剤供給管３５および薬液供給管７３が中心軸線７０に沿って挿入されている。内構成部材９１の上面には、供給管３６Ａ，３５，４０を保持する管保持部材１０７が配置されている。
外構成部材９３の側面には、流体入口１２１が配置されている。流体入口１２１には、管継手１１５を介して、不活性ガス供給管３６Ｂが結合されている。これにより、不活性ガス供給管３６Ｂからの不活性ガスを、流体入口１２１を介して、流体路１２０に導入できる。
【００８１】
図７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。制御ユニット３は、マイクロコンピュータを備えており、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。とくに、制御ユニット３は、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ、スピンチャック５を回転駆動する電動モータ２３、第１ノズル移動ユニット１５、第２ノズル移動ユニット１６、ヒータ通電ユニット６４、ヒータユニット６を昇降する昇降ユニット７、チャックピン駆動ユニット２５、バルブ類３７，４３，４４，４７，４９などの動作を制御する。また、制御ユニット３は、第１〜第３不活性ガスバルブ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃを開閉制御する。さらに、制御ユニット３は、マスフローコントローラ３９Ａの開度を制御して不活性ガス供給管３６Ａを通る不活性ガスの流量を制御する。また、制御ユニット３は、流量可変バルブ３９Ｂ，３９Ｃの開度を制御して、不活性ガス供給管３６Ｂ，３６Ｃを通る不活性ガスの流量を制御する。
【００８２】
図８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り、主として、制御ユニット３が動作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。未処理の基板Ｗは、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ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（Ｓ１）。このとき、制御ユニット３は、ヒータユニット６を下位置に配置するように昇降ユニット７を制御する。また、制御ユニット３は、チャックピン２０が開状態になるようにチャックピン駆動ユニット２５を制御する。その状態で、搬送ロボットＣＲは、基板Ｗをスピンチャック５に渡す。この後、基板Ｗは、搬送ロボットＣＲによって搬出されるまで、スピンチャック５に保持される（基板保持工程）。基板Ｗは、開状態のチャックピン２０の支持部５２（支持面５２ａ）に載置される。その後、制御ユニット３は、チャックピン駆動ユニット２５を制御して、チャックピン２０を閉状態とする。それにより、複数のチャックピン２０の把持部５１によって基板Ｗが把持される。
【００８３】
搬送ロボットＣＲが処理ユニット２外に退避した後、薬液処理（Ｓ２）が開始される。制御ユニット３は、電動モータ２３を駆動してスピンベース２１を所定の薬液回転速度で回転させる。その一方で、制御ユニット３は、第２ノズル移動ユニット１６を制御して、第２移動ノズル１２を基板Ｗの上方の薬液処理位置に配置する。薬液処理位置は、第２移動ノズル１２から吐出される薬液が基板Ｗの上面の回転中心に着液する位置であってもよい。そして、制御ユニット３は、薬液バルブ４３を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて、第２移動ノズル１２から薬液が供給される。供給された薬液は遠心力によって基板Ｗの全面に行き渡る。
【００８４】
一定時間の薬液処理の後、基板Ｗ上の薬液をＤＩＷに置換することにより、基板Ｗ上から薬液を排除するためのＤＩＷリンス処理（Ｓ３）が実行される。具体的には、制御ユニット３は、薬液バルブ４３を閉じ、代わって、ＤＩＷバルブ４７を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けてＤＩＷノズル１０からＤＩＷが供給される。供給されたＤＩＷは遠心力によって基板Ｗの全面に行き渡る。このＤＩＷによって基板Ｗ上の薬液が洗い流される。この間に、制御ユニット３は、第２ノズル移動ユニット１６を制御して、第２移動ノズル１２を基板Ｗの上方からカップ８の側方へと退避させる。
【００８５】
一定時間のＤＩＷリンス処理の後、基板Ｗ上のＤＩＷを、より表面張力の低い処理液（低表面張力液）である有機溶剤に置換する有機溶剤処理（Ｓ４）が実行される。
制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、第１移動ノズル１１を基板Ｗの上方の有機溶剤リンス位置に移動させる。有機溶剤リンス位置は、第１移動ノズル１１に備えられた中心吐出口７１（有機溶剤ノズル：図６Ｃ参照）から吐出される有機溶剤（たとえばＩＰＡ）が基板Ｗの上面の回転中心に着液する位置であってもよい。
【００８６】
そして、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ３８Ｂを開く。それにより、第１移動ノズル１１の平行流吐出口８２から、基板Ｗの中心から周縁に向かって、基板Ｗの上面と平行にかつ放射状に不活性ガスが吐出される。それにより、基板Ｗの上面と平行に流れる不活性ガス流である平行気流８６が形成され、その平行気流８６によって基板Ｗの上面の全域（正確には平面視で第１移動ノズル１１の外側領域）が覆われる（上面被覆工程）。
【００８７】
その状態で、制御ユニット３は、ＤＩＷバルブ４７を閉じて、有機溶剤バルブ３７を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて、第１移動ノズル１１（中心吐出口７１）から有機溶剤（液体）が供給される。供給された有機溶剤は遠心力によって基板Ｗの全面に行き渡り、基板Ｗ上のＤＩＷを置換する。それによって、基板Ｗの上面に有機溶剤の液膜が形成される（液膜形成工程）。
【００８８】
有機溶剤処理において、制御ユニット３は、昇降ユニット７を制御して、ヒータユニット６を基板Ｗに向けて上昇させ、それによって、基板Ｗを加熱する。また、制御ユニット３は、スピンチャック５の回転を減速して基板Ｗの回転を停止し、かつ有機溶剤バルブ３７を閉じて有機溶剤の供給を停止する。それにより、静止状態の基板Ｗ上に有機溶剤液膜が支持されたパドル状態とされる。基板Ｗの加熱によって、基板Ｗの上面に接している有機溶剤の一部が蒸発し、それによって、有機溶剤液膜と基板Ｗの上面との間に気相層が形成される。その気相層に支持された状態の有機溶剤液膜が排除される。
【００８９】
有機溶剤液膜の排除に際して、制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、線状流吐出口８１が基板Ｗの回転軸線Ａ１上に位置するように、第１移動ノズル１１を移動させる。そして、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ３８Ａを開いて、基板Ｗ上の有機溶剤液膜に向けて不活性ガスを線状流吐出口８１から直線状に吐出させる（垂直ガス吐出工程）。これにより、不活性ガスの吐出を受ける位置、すなわち、基板Ｗの中央において、有機溶剤液膜が不活性ガスによって排除され、有機溶剤液膜の中央に、基板Ｗの表面を露出させる穴が空けられる（液膜開口工程）。この穴を広げることによって、基板Ｗ上の有機溶剤が基板Ｗ外へと排出される（液膜排除工程）。基板Ｗ上面の外周部の液膜を基板Ｗ外に押しやるために、制御ユニット３は、適切なタイミングで、不活性ガスバルブ３８Ｃを開く。それにより、傾斜流吐出口８３から、外向きの斜め方向に不活性ガスが放射状（円錐状）に吐出され、液膜が外方へと押しやられる。
【００９０】
こうして、有機溶剤処理を終えた後、制御ユニット３は、電動モータ２３を制御して、基板Ｗを乾燥回転速度で高速回転させる。それにより、基板Ｗ上の液成分を遠心力によって振り切るための乾燥処理（Ｓ５：スピンドライ）が行われる。
その後、制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５を制御して第１移動ノズル１１を退避させ、さらに、電動モータ２３を制御してスピンチャック５の回転を停止させる。また、制御ユニット３は、昇降ユニット７を制御して、ヒータユニット６を下位置に制御する。さらに、制御ユニット３は、チャックピン駆動ユニット２５を制御して、チャックピン２０を開位置に制御する。これにより、基板Ｗは、チャックピン２０の把持部５１に把持された状態から、支持部５２に載置された状態となる。その後、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（Ｓ６）。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。
【００９１】
図９は、有機溶剤処理（図８のＳ４）の詳細を説明するためのタイムチャートである。また、図１０Ａ〜図１０Ｈは、有機溶剤処理の各ステップの様子を説明するための図解的な断面図であり、図１０Ｉは乾燥処理（図８のＳ５）の様子を説明するための図解的な断面図である。
有機溶剤処理は、有機溶剤リンスステップＴ１と、有機溶剤パドルステップＴ２と、持ち上げパドルステップＴ３と、保温ステップＴ４と、穴開けステップＴ５と、穴広げステップＴ６と、外周液落としステップＴ７とを含み、これらが順に実行される。
【００９２】
有機溶剤リンスステップＴ１は、基板Ｗを回転しながら、基板Ｗの上面に有機溶剤を供給するステップ（処理液供給工程、有機溶剤供給工程、液膜形成工程）である。図１０Ａに示すように、基板Ｗの上面に中心吐出口７１から有機溶剤（たとえばＩＰＡ）が供給される。また、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ３８Ｂを開く。それにより、第１移動ノズル１１の平行流吐出口８２から不活性ガスが放射状に吐出され、基板Ｗの上面が平行気流８６で覆われる（上面被覆工程）。平行流吐出口８２からの不活性ガスの吐出は、中心吐出口７１からの有機溶剤吐出よりも先に開始されることが好ましい。平行流吐出口８２からの不活性ガスの吐出流量は、たとえば１００リットル／分程度とされてもよい。
【００９３】
供給された有機溶剤は、遠心力を受けて基板Ｗの上面の中心から外方へと向かい、基板Ｗの上面を覆う液膜１５０を形成する。液膜１５０が基板Ｗの上面全域を覆うことにより、ＤＩＷリンス処理（図８のＳ３）で基板Ｗの上面に供給されたＤＩＷ（別の処理液）が全て有機溶剤に置換される。基板Ｗの上面が不活性ガスの平行気流８６で覆われているので、処理室内壁から跳ね返った液滴や雰囲気中のミスト等が基板Ｗの上面に付着することを抑制または防止できる。
【００９４】
有機溶剤リンスステップＴ１の期間中、基板Ｗは、スピンチャック５によって、有機溶剤リンス処理速度（液供給速度。たとえば３００ｒｐｍ程度）で回転させられる（液供給速度回転工程）。第１移動ノズル１１は、基板Ｗの回転中心の上方に配置される。有機溶剤バルブ３７は開状態とされ、したがって、中心吐出口７１から吐出される有機溶剤（たとえばＩＰＡ）が基板Ｗの上面の回転中心に向けて上方から供給される。チャックピン２０は閉状態とされ、基板Ｗは把持部５１によって把持され、スピンチャック５とともに回転する。ヒータユニット６は、下位置よりも上方に位置制御され、基板Ｗの下面から所定距離（たとえば２ｍｍ）だけ下方に離隔した離隔位置にその加熱面６ａが配置される。これにより、基板Ｗは、加熱面６ａからの輻射熱によって予熱される（基板予熱工程）。ヒータユニット６の加熱面の温度は、たとえば１５０℃程度であり、面内で均一である。第２移動ノズル１２は、カップ８の側方のホーム位置に退避している。薬液バルブ４３および不活性ガスバルブ３８Ａ，３８Ｃ，４４は閉状態に制御される。
【００９５】
有機溶剤パドルステップＴ２は、図１０Ｂに示すように、基板Ｗの回転を減速して停止させ、基板Ｗの表面に有機溶剤の厚い液膜１５０を形成して保持するステップである。
基板Ｗの回転は、この例では、有機溶剤リンス処理速度から段階的に減速される（減速工程、漸次減速工程、段階的減速工程）。より具体的には、基板Ｗの回転速度は、３００ｒｐｍから、５０ｒｐｍに減速されて所定時間（たとえば１０秒）維持され、その後、１０ｒｐｍに減速されて所定時間（たとえば１０秒）維持され、その後、０ｒｐｍ（停止）に減速されて所定時間（たとえば１０秒）維持される。一方、第１移動ノズル１１は、回転軸線Ａ１上に保持され、引き続き、基板Ｗの上面の回転中心に向けて中心吐出口７１から有機溶剤を吐出し、かつ平行流吐出口８２から不活性ガスを吐出して平行気流８６を形成する。中心吐出口７１からの有機溶剤の吐出は、有機溶剤パドルステップＴ２の全期間において継続される。すなわち、基板Ｗが停止しても、有機溶剤の吐出が継続される。このように、基板Ｗの回転の減速から停止に至る全期間において有機溶剤の供給が継続されることにより、基板Ｗの上面の至るところで処理液が失われることがない。また、基板Ｗの回転が停止した後も有機溶剤の供給が継続されることにより、基板Ｗの上面に厚い液膜１５０を形成できる。
【００９６】
ヒータユニット６の位置は、有機溶剤リンスステップのときと同じ位置であり、加熱面６ａが基板Ｗの下面から所定距離（たとえば２ｍｍ）だけ下方に離隔した離隔位置である。これにより、基板Ｗは、加熱面６ａからの輻射熱によって予熱される（基板予熱工程）。チャックピン２０は、基板Ｗの回転が停止した後、その停止状態が保持されている間に、閉状態から開状態へと切り換わる。それにより、基板Ｗの周縁部下面がチャックピン２０の支持部５２によって下方から支持された状態となり、把持部５１が基板Ｗの上面周縁部から離れるので、基板Ｗの上面全域が開放される。第２移動ノズル１２は、ホーム位置のままである。
【００９７】
持ち上げパドルステップＴ３は、図１０Ｃに示すように、ヒータユニット６で基板Ｗを持ち上げた状態で、すなわち、加熱面６ａを基板Ｗの下面に接触させた状態で、基板Ｗを加熱しながら、基板Ｗの上面に有機溶剤液膜１５０を保持するステップである。
ヒータユニット６が離隔位置から上位置まで上昇させられて、所定時間（たとえば１０秒間）保持される。ヒータユニット６が上位置まで上昇させられる過程で、チャックピン２０の支持部５２から加熱面６ａに基板Ｗが渡され、加熱面６ａ（より具体的には支持ピン６１。図２参照）によって基板Ｗが支持される（ヒータユニット接近工程、ヒータユニット接触工程）。第１移動ノズル１１（中心吐出口７１）からの有機溶剤の吐出は、持ち上げパドルステップＴ３の途中まで継続される。したがって、ヒータユニット６の加熱面６ａが基板Ｗの下面に接触し、加熱面６ａからの熱伝導による基板Ｗの急加熱が開始され、基板Ｗに与えられる熱量が増加（熱量増加工程）するときには、有機溶剤の供給は継続している。それにより、基板Ｗの急激な昇温に伴う有機溶剤の蒸発によって有機溶剤の液膜１５０に不特定の位置で穴があくことを回避している。有機溶剤の供給は、ヒータユニット６の加熱面６ａが基板Ｗの下面に接触した後（熱量増加工程の後）、所定時間の経過の後に停止される（供給停止工程）。すなわち、制御ユニット３は、有機溶剤バルブ３７を閉じて、中心吐出口７１からの有機溶剤の吐出を停止させる。
【００９８】
スピンチャック５の回転は停止状態であり、第２移動ノズル１２はホーム位置にあり、不活性ガスバルブ４４は閉状態である。第１移動ノズル１１（中心吐出口７１）は基板Ｗの回転中心の上方に位置している。
有機溶剤の供給が停止された後、所定時間が経過するまで、ヒータユニット６は上位置に保持される。基板Ｗに供給された有機溶剤は、中心に供給される新たな有機溶剤によって外周側へと押しやられ、その過程で、ヒータユニット６によって加熱された基板Ｗの上面からの熱で加熱されて昇温していく。有機溶剤の供給を継続している期間には、基板Ｗの中央領域の有機溶剤の温度は比較的低い。そこで、有機溶剤の供給を停止した後、所定の短時間だけヒータユニット６の接触状態を保持することによって、基板Ｗの中央領域における有機溶剤を昇温できる。それにより、基板Ｗの上面に支持された有機溶剤の液膜１５０の温度を均一化できる。
【００９９】
基板Ｗの上面からの熱を受けた有機溶剤液膜１５０では、基板Ｗの上面との界面において蒸発が生じる。それによって、基板Ｗの上面と有機溶剤液膜１５０との間に、有機溶剤の気体からなる気相層が生じる。したがって、有機溶剤液膜１５０は、基板Ｗの上面の全域において、気相層上に支持された状態となる（気相層形成工程）。
保温ステップＴ４は、基板Ｗの過熱を回避しつつ、気相層および有機溶剤液膜１５０を維持するために基板Ｗを保温するステップである。具体的には、図１０Ｄに示すように、ヒータユニット６は上位置から若干下に下降させられる。それにより、基板Ｗは、ヒータユニット６からチャックピン２０の支持部５２に渡され、加熱面６ａは、基板Ｗの下面から所定の微小距離だけ間隔を空けた非接触状態で基板Ｗの下面に対向する。これにより、基板Ｗの加熱は加熱面６ａからの輻射熱による加熱に切り換わり、基板Ｗに与えられる熱量が減少する（熱量減少工程）。これによって、基板Ｗが過熱することを回避し、蒸発によって有機溶剤液膜１５０に亀裂（とくに基板Ｗの外周領域での亀裂）が生じることを回避している。
【０１００】
穴開けステップＴ５は、図１０Ｅに示すように、第１移動ノズル１１の線状流吐出口８１から基板Ｗの中心に向けて垂直に小流量（第１流量。たとえば３リットル／分）で不活性ガス（たとえば窒素ガス）の線状気流８５を吹き付け、有機溶剤液膜１５０の中央部に小さな穴１５１を開けて基板Ｗの上面の中央部を露出させるステップである（垂直ガス吐出工程、穴開け工程）。線状気流８５は小流量であるため、有機溶剤液膜１５０に小さな穴１５１を開ける際に有機溶剤液膜１５０での液跳ねが防止または抑制することができる。基板Ｗの回転は停止状態のままであり、したがって、静止状態の基板Ｗ上の液膜１５０に対して穴開けステップが行われる。有機溶剤液膜１５０の中央部に穴開けした状態の平面図を図１１Ａに示す。明瞭化のために、図１１Ａにおいて、有機溶剤液膜１５０は斜線を付して示す。
【０１０１】
より具体的には、制御ユニット３は、平行流吐出口８２からの不活性ガスの吐出を継続しながら、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、第１移動ノズル１１を中心下位置まで下降させ、第１移動ノズル１１を基板Ｗに近づける。それにより、平行流吐出口８２から吐出される不活性ガスが形成する平行気流８６が基板Ｗの上面に近づく。また、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ３８Ａを開き、かつマスフローコントローラ３９Ａを制御することによって、線状流吐出口８１から小流量で不活性ガスを吐出させる。不活性ガスの吐出とほぼ同時にヒータユニット６が上昇させられる。それにより、不活性ガスによって有機溶剤液膜１５０の中央部に小さな穴１５１が開けられたタイミングよりも微小時間（たとえば１秒）だけ遅れて、加熱面６ａが基板Ｗの下面に接触し、基板Ｗがヒータユニット６によって持ち上げられる。
【０１０２】
したがって、不活性ガスが基板Ｗの上面に到達する時点ではヒータユニット６から基板Ｗに与えられる熱量が少ないので、不活性ガスによる基板Ｗの冷却とヒータユニット６による加熱とに起因する基板Ｗの上下面間の温度差を少なくできる。それにより、基板Ｗの上下面の温度差に起因する基板Ｗの反りを回避できる。不活性ガスを供給したときにヒータユニット６を基板Ｗの下面に接触させていると、基板Ｗの上面側の温度がその下面側の温度よりも低くなり、基板Ｗは上面側が窪むように反るおそれがある。この場合、基板Ｗの上面は、中心部が低く周縁部が高くなるので、有機溶剤液膜１５０の外方への移動が妨げられる。そこで、この実施形態では、ヒータユニット６を基板Ｗの下面から離隔させた状態で不活性ガスを基板Ｗの上面中央に供給し、基板Ｗの上下面における温度差を緩和している。
【０１０３】
一方、有機溶剤液膜１５０の穴開けの直後から（すなわち、ほぼ同時に）、基板Ｗの急加熱が始まる（再熱量増加工程）。それにより、不活性ガスによる穴開けによって液膜１５０の外方への移動が始まると、基板Ｗの加熱が速やかに（ほぼ同時に）開始され、それによって、液膜１５０は止まることなく基板Ｗの外方へと移動していく。
より具体的には、穴開けされて液膜１５０がなくなった中央領域では、液膜１５０が存在しているその周囲の領域に比較して、基板Ｗの温度が速やかに上昇する。それによって、穴１５１の周縁において基板Ｗ内に大きな温度勾配が生じる。すなわち、穴１５１の周縁の内側が高温で、その外側が低温になる。この温度勾配によって、図１０Ｆに示すように、気相層上に支持されている有機溶剤液膜１５０が低温側、すなわち、外方に向かって移動を始め、それによって、有機溶剤液膜１５０の中央の穴１５１が拡大していく。
【０１０４】
こうして、基板Ｗの加熱により生じる温度勾配を利用して、基板Ｗ上の有機溶剤液膜１５０を基板Ｗ外へと排除できる（液膜排除工程、加熱排除工程、液膜移動工程）。より具体的には、基板Ｗの上面において、パターンが形成された領域内の液膜１５０は、温度勾配による有機溶剤の移動によって排除できる。
不活性ガスの吹き付けによって基板Ｗの回転中心に穴１５１を形成した後に、長い時間を空けてヒータユニット６を基板Ｗに接触させると、その間に、穴１５１の拡大が停止する。このとき、液膜１５０の内周縁は、内方に向かったり外方に向かったりする平衡状態となる。このとき、基板Ｗの表面に形成されたパターン内に有機溶剤の液面が入り込み、表面張力によるパターン倒壊の原因となるおそれがある。そこで、この実施形態では、不活性ガスによる穴開けとほぼ同時にヒータユニット６を基板Ｗの下面に接触させて、基板Ｗに与える熱量を瞬時に増加させている。
【０１０５】
穴広げステップＴ６は、図１０Ｇに示すように、線状流吐出口８１から吐出される不活性ガスの流量を増量し、大流量（第２流量。たとえば３０リットル／分）の不活性ガスを基板Ｗの中心に吹き付けて、有機溶剤液膜１５０の中央の穴１５１を不活性ガスによってさらに広げるステップである（液膜排除工程、垂直ガス流量増加工程、気体排除工程、液膜移動工程）。すなわち、制御ユニット３は、マスフローコントローラ３９Ａを制御して、第２移動ノズル１２に供給される不活性ガスの流量を増加させる。流量の増加に応じて、流速も増加する。不活性ガス流量の増加により、基板Ｗの上面の外周領域まで移動した液膜１５０がさらに基板Ｗ外へと押しやられる。基板Ｗの回転は停止状態に保持される。
【０１０６】
具体的には、温度勾配によって穴１５１が広がっていく過程で、さらに不活性ガスの流量を増加させることで、液膜１５０の移動が停止することを回避して、液膜１５０の基板Ｗ外方に向かう移動を継続させることができる。温度勾配を利用する有機溶剤液膜１５０の移動だけでは、図１１Ｂの平面図に示すように、基板Ｗの上面の周縁領域で液膜１５０の移動が止まってしまうおそれがある。そこで、不活性ガスの流量を増加させることで、液膜１５０の移動をアシストでき、それによって、基板Ｗの上面の全域から有機溶剤液膜１５０を排除できる。
【０１０７】
不活性ガスの流量を増量した後に、ヒータユニット６が下降させられ、加熱面６ａからチャックピン２０の支持部５２に基板Ｗが渡される。その後、大流量での不活性ガス吐出が終了するまでに、チャックピン２０が閉状態とされ、その把持部５１によって基板Ｗが把持される。図９に示した例では、ヒータユニット６は、チャックピン２０に基板Ｗが渡された後、基板Ｗの下面に微小距離を隔てて対向する非接触加熱位置に短時間保持され、その後、さらに下降されて、基板Ｗの下面に所定距離だけ隔てて対向する離隔位置に配置される。
【０１０８】
外周液落としステップＴ７は、図１０Ｈに示すように、傾斜流吐出口８３から外向きの斜め方向に放射状に不活性ガスを吐出させ（斜めガス吐出工程）、かつ基板Ｗを回転させることによって、基板Ｗの外周部に残る有機溶剤液膜を振り落とすステップである。チャックピン２０で基板Ｗが把持された後、スピンチャック５が低速の外周振り落とし速度で回転させられる。具体的には、たとえば３０〜１００ｒｐｍでスピンチャック５とともに基板Ｗが回転させられる。その一方で、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ３８Ｃを開いて、傾斜流吐出口８３から不活性ガスを吐出させる。吐出流量は、たとえば１００リットル／分程度であってもよい。傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出は、基板Ｗの回転を開始する前から行われてもよく、チャックピン２０で基板Ｗが把持される前から開始されてもよい。傾斜流吐出口８３から吐出される不活性ガスは、円錐状のプロファイルを有する放射状の傾斜気流８７を形成する。この傾斜気流８７は、基板Ｗの中心と周縁との間の中間位置に設定された吐出目標位置１７１（回転軸線Ａ１を中心とする円周で定義される位置）に向かい、その吐出目標位置１７１で基板Ｗにぶつかり、基板Ｗの上面に平行に外側へと向かう。それにより、液膜１５０の穴１５１を広げて、液膜１５０を基板Ｗの外方へと押しやることができる。
【０１０９】
制御ユニット３は、不活性ガスバルブ３８Ｂを開状態に保持しており、したがって、基板Ｗの上面は、平行流吐出口８２から吐出される不活性ガスが形成する平行気流８６で覆われている。したがって、基板Ｗの上面に液滴やミスト等の異物が付着することを抑制または防止しながら、基板Ｗ上の液膜１５０を排除できる。
傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出は、液膜１５０の穴１５１の周縁が前記吐出目標位置１７１に達するタイミングで開始されることが好ましい。すなわち、制御ユニット３は、液膜１５０の穴１５１の周縁が吐出目標位置１７１に達するタイミングに整合するように調整されたタイミングで、不活性ガスバルブ３８Ｃを開く。
【０１１０】
外周液落としステップＴ７に続けて、図１０Ｉに示すように、スピンドライステップＴ８（乾燥処理。図８のＳ５）が実行される。平行流吐出口８２からの不活性ガスの吐出、および傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出は継続される。傾斜流吐出口８３から吐出される不活性ガスが形成する傾斜気流８７は、基板Ｗの上面にぶつかって、基板Ｗの上面に平行な外方へと向きを変える。これにより、基板Ｗの上面は、基板Ｗの上面に平行な２層の不活性ガス気流で覆われる。その状態で、制御ユニット３は、スピンチャック５の回転を高速な乾燥回転速度（たとえば８００ｒｐｍ）まで加速させる。これにより、遠心力によって、基板Ｗの表面の液成分を完全に振り切ることができる。基板Ｗの上面は不活性ガス気流によって覆われているので、周囲に飛び散って跳ね返った液滴や周囲のミストが基板Ｗの上面に付着することを回避できる。
【０１１１】
スピンドライステップＴ８の後は、スピンチャック５の回転が停止され、ヒータユニット６が下位置に下降させられる。また、不活性ガスバルブ３８Ｂ，３８Ｃが閉じられて、平行流吐出口８２および傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出が停止される。そして、第１移動ノズル１１は、ホーム位置に移動される。その後は、制御ユニット３は、チャックピン２０を開状態とし、搬送ロボットＣＲによって、処理済みの基板Ｗを処理ユニット２から搬出させる。
【０１１２】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、基板Ｗの表面における気相層の形成を説明するための図解的な断面図である。基板Ｗの表面には、微細なパターン１６１が形成されている。パターン１６１は、基板Ｗの表面に形成された微細な凸状の構造体１６２を含む。構造体１６２は、絶縁体膜を含んでいてもよいし、導体膜を含んでいてもよい。また、構造体１６２は、複数の膜を積層した積層膜であってもよい。ライン状の構造体１６２が隣接する場合には、それらの間に溝（溝）が形成される。この場合、構造体１６２の幅Ｗ１は１０ｎｍ〜４５ｎｍ程度、構造体１６２同士の間隔Ｗ２は１０ｎｍ〜数μｍ程度であってもよい。構造体１６２の高さＴは、たとえば５０ｎｍ〜５μｍ程度であってもよい。構造体１６２が筒状である場合には、その内方に孔が形成されることになる。
【０１１３】
有機溶剤パドルステップＴ２では、図１２Ａに示すように、基板Ｗの表面に形成された有機溶剤液膜１５０は、パターン１６１の内部（隣接する構造体１６２の間の空間または筒状の構造体１６２の内部空間）を満たしている。
持ち上げパドルステップＴ３では、基板Ｗが加熱され、有機溶剤の沸点（ＩＰＡの場合は８２．４℃）よりも所定温度（たとえば、１０〜５０℃）だけ高い温度となる。それにより、基板Ｗの表面に接している有機溶剤が蒸発し、有機溶剤の気体が発生して、図１２Ｂに示すように、気相層１５２が形成される。気相層１５２は、パターン１６１の内部を満たし、さらに、パターン１６１の外側に至り、構造体１６２の上面１６２Ａよりも上方に有機溶剤液膜１５０との界面１５５を形成している。この界面１５５上に有機溶剤液膜１５０が支持されている。この状態では、有機溶剤の液面がパターン１６１に接していないので、有機溶剤液膜１５０の表面張力に起因するパターン倒壊が起こらない。
【０１１４】
基板Ｗの加熱によって有機溶剤が蒸発するとき、液相の有機溶剤はパターン１６１内から瞬時に排出される。そして、形成された気相層１５２上に液相の有機溶剤が支持され、パターン１６１から離隔させられる。こうして、有機溶剤の気相層１５２は、パターン１６１の上面（構造体１６２の上面１６２Ａ）と有機溶剤液膜１５０との間に介在して、有機溶剤液膜１５０を支持する。
【０１１５】
図１２Ｃに示すように、基板Ｗの上面から浮上している有機溶剤液膜１５０に亀裂１５３が生じると、乾燥後にウォータマーク等の欠陥の原因となる。そこで、この実施形態では、基板Ｗの回転を停止した後に有機溶剤の供給を停止して、基板Ｗ上に厚い有機溶剤液膜１５０を形成して、亀裂の発生を回避している。ヒータユニット６を基板Ｗに接触させるときには、基板Ｗの回転が停止しているので、液膜１５０が遠心力によって分裂することがなく、したがって、液膜１５０に亀裂が生じることを回避できる。さらに、ヒータユニット６の出力および基板Ｗとの接触時間を調節して、有機溶剤の蒸気が液膜１５０を突き破って吹き出さないようにし、それによって、亀裂の発生を回避している。より具体的には、保温ステップＴ４では、ヒータユニット６を基板Ｗから離隔させることで基板Ｗの過熱を回避し、それによって、有機溶剤液膜１５０に亀裂が生じることを回避している。
【０１１６】
気相層１５２上に有機溶剤液膜１５０が支持されている状態では、有機溶剤液膜１５０に働く摩擦抵抗は、零とみなせるほど小さい。そのため、基板Ｗの上面に平行な方向の力が有機溶剤液膜１５０に加わると、有機溶剤液膜１５０は簡単に移動する。この実施形態では、有機溶剤液膜１５０の中央に穴開けし、それによって、穴１５１の縁部での温度差によって有機溶剤の流れを生じさせて、気相層１５２上に支持された有機溶剤液膜１５０を移動させて排除している。
【０１１７】
図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃは、穴開けステップＴ５および穴広げステップＴ６を省いた場合（比較例）の課題を説明するための図解的な平面図である。明瞭化のために、図１３Ａ〜図１３Ｃにおいて、有機溶剤液膜１５０に斜線を付す。
静止状態の基板Ｗの上面全域を覆う有機溶剤液膜１５０が形成された状態から、ヒータユニット６を基板Ｗに接触させて基板Ｗの加熱を継続すると、液相の有機溶剤の蒸発が進み、やがて、基板Ｗ上のいずれかの位置で液相層がなくなる。穴開けステップＴ５を省いた場合には、図１３Ａに示すように、基板Ｗ上の不特定の複数の位置で液相層がなくなって複数の穴１５７が形成される。液相層が無くなった位置では基板Ｗの温度が上昇するので、図１３Ｂに示すように、温度差によって、複数の穴１５７がそれぞれ広がっていく。ところが、このように不特定の複数位置から乾燥が始まると、図１３Ｃに示すように、基板Ｗ上の複数の位置に、複数の分離した液膜１５０が分散して残留する。この残留した液膜１５０は、パーティクルやパターン倒壊の原因となる。
【０１１８】
そこで、この実施形態では、気相層１５２上の液膜１５０が基板Ｗ上面の全域を覆っている状態で、基板Ｗの中央に不活性ガスを吹き付けて液膜１５０に一つの穴１５１を開けている（穴開けステップＴ５）。これにより、その一つの穴１５１から有機溶剤液膜１５０の排除が始まるので、液残りを生じることなく、有機溶剤液膜１５０を基板Ｗ外に排除できる。しかも、基板Ｗの回転を停止した状態で穴１５１を広げて有機溶剤液膜１５０が排除されるので、遠心力に起因する有機溶剤液膜１５０の分裂を回避できる。
【０１１９】
以上のように、この実施形態によれば、ＤＩＷリンス処理の後に、基板Ｗの表面のＤＩＷを有機溶剤で置換して、基板Ｗの上面全域を覆う有機溶剤液膜１５０が形成される。この有機溶剤液膜１５０が基板Ｗの上面全域を覆う状態を維持しながら、基板Ｗの回転が減速させられて停止される。そして、基板Ｗの回転が停止し、さらに、ヒータユニット６が基板Ｗの下面に接触するまで、有機溶剤の供給が継続され、その後に有機溶剤の供給が停止される。それによって、基板Ｗの上面に有機溶剤の厚い液膜１５０が形成され、かつヒータユニット６の接触による基板Ｗの急激な昇温に際しても、その液膜１５０に亀裂が生じることがない。こうして、有機溶剤液膜１５０が基板Ｗの上面を覆っている状態を終始維持しながら、ヒータユニット６による基板Ｗの加熱によって、基板Ｗの上面と液膜１５０との間に有機溶剤の気相層１５２が基板Ｗの上面全域にわたって形成される。気相層１５２は、基板Ｗの表面のパターンの内部を満たし、かつパターンの上面よりも上に液膜１５０との界面を有する。したがって、パターン内に有機溶剤の液面が存在しないので、パターンは表面張力を受けない。よって、気相層１５２に支持された状態で液膜１５０を基板Ｗ外に排除することによって、パターンの倒壊を抑制または防止できる。
【０１２０】
この実施形態では、液膜１５０の排除に際して、その中央に向けて基板Ｗの上面に垂直な方向に不活性ガスの線状気流８５が吐出され、それによって、一つの穴１５１が形成される。この一つの穴１５１が、温度勾配および大流量不活性ガス供給による液膜１５０の移動によって外方へと押し広げられる。このとき、基板Ｗの回転は停止しているので、液膜１５０は大きな厚さを保持したまま、分裂することなく、気相層１５２上を基板Ｗの外方へと移動して、基板Ｗ外に排除されていく。温度勾配に加えて大流量不活性ガス供給によって液膜１５０の移動を補助しているので、液膜１５０の移動が途中で止まることがなく、有機溶剤が基板Ｗの内方に戻ってパターン内にその液面を形成することがない。これにより、有機溶剤液膜１５０を排除する過程におけるパターン倒壊を回避できる。さらに、外周領域まで押しやられた液膜１５０は、円錐状のプロファイルを有する傾斜気流８７によってさらに外方に押しやられ、かつ基板Ｗの低速回転によって振り落とされる。それによって、基板Ｗの表面から液膜１５０が完全に排除される。
【０１２１】
このようにして、有機溶剤液膜１５０は、気相層１５２の形成まで基板Ｗの上面全域を覆った状態を保ち、その後、基板Ｗ上からの排除が始まると、分裂することも、停止することもなく、基板Ｗの外方へと導かれる。これにより、基板Ｗ上のパターンの倒壊を効果的に抑制または防止しながら、基板Ｗ上の液成分を排除することができる。
また、平行流吐出口８２からは、有機溶剤の吐出開始前から不活性ガスが吐出され、それによって、基板Ｗの上面を覆う平行気流８６が形成される。これにより、跳ね返った液や雰囲気中のミストが基板Ｗの表面に付着することを回避しながら、有機溶剤の液膜１５０の形成およびその排除を行うことができる。これにより、高品質な基板処理を実現できる。
【０１２２】
第１移動ノズル１１は、線状吐出口８１に対応した流体路としての不活性ガス供給管３６Ａと、平行流吐出口８２に対応した流体路１２０と、傾斜流吐出口８３に対応した流体路１００とを有しており、これらはそれぞれ独立した流体路である。そのため、それらの吐出口８１，８２，８３からの不活性ガスの吐出は、個別に制御可能である。それにより、第１移動ノズル１１を回転軸線Ａ１上に配置したままで、穴開けステップ、穴広げステップ、外周液落としステップおよびスピンドライステップを行うことができる。
【０１２３】
また、この実施形態では、第１移動ノズル１１は、有機溶剤を吐出する中心吐出口７１（有機溶剤供給管３５）を備えている。そのため、有機溶剤の液膜を形成する工程（有機溶剤リンスステップ、有機溶剤パドルステップ）および有機溶剤液膜を支持する気相層を形成する工程（持ち上げパドルステップ、保温ステップ）も、第１移動ノズル１１を回転軸線Ａ１上に配置したままで行える。それにより、平行流吐出口８２から吐出される不活性ガスが形成する平行気流８６で基板Ｗの上方を保護した状態で、それらの工程を実行することができる。
【０１２４】
図１４は、傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出に関する変形例を説明するためのタイムチャートであり、図９と同様の図示がされている。
この変形例では、外周液落としステップＴ７において、参照符号１８１で示すように、傾斜流吐出口８３から吐出される不活性ガスの流量が漸次的に（図１４の例では段階的に）増加する（斜めガス流量増加工程）。より具体的には、制御ユニット３は、流量可変バルブ３９Ｃの開度を漸次的に増加させることによって、傾斜流吐出口８３から吐出される不活性ガスの流量を増大させる。流量の増大に応じて、流速も増加する。流量の漸次的増加は、段階的増加であってもよいし、連続的増加であってもよい。図１４には、段階的に流量を増加させる例を示す。
【０１２５】
このように、傾斜流吐出口８３から吐出される不活性ガスの流量を漸次的に増加させることによって、基板Ｗの外方にまで押しやられた液膜に対して、さらに外方への力を確実に作用させることができる。それにより、基板Ｗ上の液膜をより確実に排除できる。
図１５は、傾斜流吐出口８３から不活性ガスを吐出している期間における第１移動ノズルの上下方向位置を変動させる変形例を示すタイムチャートであり、図１４と同様の図示がされている。
【０１２６】
この変形例では、外周液落としステップＴ７において、第１移動ノズル１１は、参照符号１８２で示すように、中心下位置から、回転軸線Ａ１に沿って（すなわち、中心軸線７０に沿って）漸次的に上昇させられる。すなわち、制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５（距離調整ユニットの一例）を制御して、第１移動ノズル１１を漸次的に上昇させる。これにより、傾斜流吐出口８３が上昇するので、傾斜流吐出口８３から吐出される不活性ガスの基板Ｗ上面における吐出目標位置１７１が、基板Ｗの周縁側へと漸次的に移動する（吐出目標位置移動工程）。したがって、有機溶剤の液膜に形成される穴の周縁が外方へと広がるにつれて、その周縁を追うように、吐出目標位置１７１が基板Ｗの周縁側へと移動する。それによって、傾斜流吐出口８３から吐出された不活性ガスが形成する傾斜気流８７は、基板Ｗの外周領域を外方へと走査する。これにより、傾斜気流８７は、基板Ｗ上の液膜に対して確実に外方へと押しやる力を及ぼす。こうして、基板Ｗ上の液膜を一層確実に排除できる。
【０１２７】
図１５の例では、第１移動ノズル１１の漸次的上昇は、上昇速度を一定とした連続的な上昇であるが、第１移動ノズル１１を段階的に上昇させてもよい。
また、図１５の変形例では、第１移動ノズル１１の上昇に合わせて、参照符号１８３で示すように、傾斜流吐出口８３から吐出される不活性ガスの流量が漸次的に増加させられている。すなわち、制御ユニット３は、流量可変バルブ３９Ｃを制御して、傾斜流吐出口８３に供給される不活性ガスの流量を漸次的に増加させる。これにより、第１移動ノズル１１の上昇によって傾斜流吐出口８３から吐出目標位置１７１までの距離が長くなると、それを補うように、傾斜流吐出口８３からの吐出流量を増加させることができる。それによって、液膜をより確実に基板Ｗ外へと排除できる。
【０１２８】
図１５では、傾斜流吐出口８３からの吐出流量が連続的に増加する例を示してあるが、吐出流量の漸次的な増加は、図１４に示した例のような段階的な増加であってもよい。また、第１移動ノズル１１を上昇させて吐出目標位置を移動させる過程において、傾斜流吐出口８３からの吐出流量が一定に保たれてもよい。
図１６は、この発明の第２の実施形態を説明するための概念図であり、第１移動ノズル１１の別の構成例を示す。この実施形態では、第１移動ノズル１１は、傾斜流吐出口８３とは別の傾斜流吐出口８４を有している。より具体的には、平行流吐出口８２の下方に第１傾斜流吐出口８３が配置され、さらに、平行流吐出口８２と第１傾斜流吐出口８３との間に第２傾斜流吐出口８４が配置されている。第１傾斜流吐出口８３および第２傾斜流吐出口８４は、基板Ｗの上面において、基板Ｗの中心と周縁との間の中間位置に設定された第１および第２吐出目標位置１７１，１７２に向けて不活性ガスを放射状に吐出する。
【０１２９】
より具体的には、第１傾斜流吐出口８３から吐出される不活性ガスは、回転軸線Ａ１を中心とした円周位置である第１吐出目標位置１７１に向けて、円錐状のプロファイルの第１傾斜気流８７を形成する。同様に第２傾斜流吐出口８４から吐出される不活性ガスは、回転軸線Ａ１を中心とした円周位置である第２吐出目標位置１７２に向けて、円錐状のプロファイルの第２傾斜気流８８を形成する。第２吐出目標位置１７２は、第１吐出目標位置１７１よりも外側、すなわち、回転軸線Ａ１からより遠い位置に配置されている。
【０１３０】
第２傾斜流吐出口８４は、第１移動ノズル１１内に形成された流体路１３０（第４流体路）に連通している。流体路１３０は、第１移動ノズル１１の流体入口１３１（第４流体入口）に連通しており、それによって、流体入口１３１と第２傾斜流吐出口８４とを連通させている。流体路１３０は、第１移動ノズル１１内の流体路１００，１２０のいずれとも連通しておらず、第１不活性ガス供給管３６Ａの流路とも連通していない、独立した流体路である。
【０１３１】
流体入口１３１には、第４不活性ガス供給管３６Ｄが接続されている。第４不活性ガス供給管３６Ｄは、不活性ガス供給源から、流体入口１３１に不活性ガス（たとえば窒素ガスを）を供給する。第４不活性ガス供給管３６Ｄには、その流路を開閉する不活性ガスバルブ３８Ｄと、その流路の開度を調整して流量を可変する流量可変バルブ３９Ｄと、異物を除去するためのフィルタ４０Ｄとが介装されている。不活性ガスバルブ３８Ｄおよび流量可変バルブ３９Ｄは、制御ユニット３によって制御される。
【０１３２】
図１７は、処理内容を説明するためのタイムチャートであり、図９と同様の図示がされている。
この実施形態では、参照符号１８５で示すように、穴広げステップＴ６の途中から第１傾斜流吐出口８３からの不活性ガス吐出が開始され、その吐出は、スピンドライステップＴ８の終了まで継続される。一方、外周液落としステップＴ７では、参照符号１８６で示すように、第２傾斜流吐出口８４からの不活性ガス吐出が開始され、その吐出は、スピンドライステップＴ８の終了まで継続される。このような不活性ガスの吐出は、制御ユニット３が不活性ガスバルブ３８Ｃ，３８Ｄを制御することによって達成される。
【０１３３】
第１傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出は、基板Ｗ上の液膜に形成される穴の周縁が第１吐出目標位置１７１に達したタイミング（より好ましくはその直後のタイミング）で開始されることが好ましい。同様に、第２傾斜流吐出口８４からの不活性ガスの吐出は、基板Ｗ上の液膜に形成される穴の周縁が第２吐出目標位置１７２に達したタイミング（より好ましくはその直後のタイミング）で開始されることが好ましい。
【０１３４】
このように、第１傾斜流吐出口８３および第２傾斜流吐出口８４からの不活性ガスの吐出を順次開始することにより、基板Ｗ上の液膜の位置に応じて、液膜を基板Ｗの外方へと確実に押しやって排除できる。
なお、この実施形態において、制御ユニット３は、流量可変バルブ３９Ｃを制御することにより、第１傾斜流吐出口８３から吐出される不活性ガスの流量を漸次的（段階的または連続的）に増加させてもよい。同様に、制御ユニット３は、流量可変バルブ３９Ｄを制御することにより、第２傾斜流吐出口８４から吐出される不活性ガスの流量を漸次的（段階的または連続的）に増加させてもよい。
【０１３５】
さらに、制御ユニット３は、たとえば、第２傾斜流吐出口８４からの不活性ガスの吐出を開始した後に、第１ノズル移動ユニット１５を制御することにより、第１移動ノズル１１を漸次的（段階的または連続的）に上昇させて基板Ｗの表面から遠ざけてもよい。これにより、第１吐出目標位置１７１および第２吐出目標位置１７２が基板Ｗの外方へと移動するので、第１傾斜気流８７および第２傾斜気流８８で基板Ｗの外方に向けて基板Ｗの上面を走査できる。それにより、基板Ｗ上の液膜を一層確実かつ効率的に排除できる。
【０１３６】
第１傾斜気流８７および第２傾斜気流８８は、基板Ｗの上面にぶつかって、基板Ｗの上面に平行な外向きへと方向を変える。したがって、スピンドライ工程では、平行気流８６と合わせて３層の平行気流が基板Ｗ上に形成されることになる。それにより、基板Ｗの上面に液滴やミストが付着することを回避しながら、基板Ｗを乾燥させることができる。
図１８は、この発明の第３の実施形態に係る基板処理装置の制御に関連する構成を説明するためのブロック図である。図１８において、前述の図１６に示された各部の対応部分には同一参照符号を付して示す。
【０１３７】
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の上面を撮像する撮像ユニット１４０が備えられている。撮像ユニット１４０が出力する画像データは、制御ユニット３に入力される。
図１９は、穴開けステップＴ５の後に撮像ユニット１４０が出力する画像データを用いて制御ユニット３が実行する処理を説明するためのフローチャートである。制御ユニット３は、撮像ユニット１４０が出力する画像を処理し（ステップＳ１１）、その処理結果を用いて、基板Ｗ上の液膜の位置を特定する（ステップＳ１２）。さらに、制御ユニット３は、基板Ｗ上の液膜に形成された穴の周縁の位置を特定する（ステップＳ１３。周縁位置検出工程）。
【０１３８】
さらに、制御ユニット３は、その特定された周縁の位置が第１傾斜流吐出口８３に対応した第１吐出目標位置１７１に達したかどうか、より具体的には、第１吐出目標位置１７１またはそれよりも外方に周縁が位置しているかどうかを判断する（ステップＳ１４）。さらに具体的には、穴の周縁のうち最も回転軸線Ａ１に近い部分が、第１吐出目標位置１７１またはそれよりも外方にあるかどうかを判断する。この判断が肯定されるまで、制御ユニット３は、ステップＳ１１からの処理を繰り返す。液膜に形成された穴の周縁が第１吐出目標位置１７１に達すると（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、制御ユニット３は第１傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出を開始させる（ステップＳ１５）。
【０１３９】
第１傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出を開始した後、制御ユニット３は、さらに、撮像ユニット１４０が出力する画像データを取得して、画像処理を行う（ステップＳ１６）。制御ユニット３は、その処理結果を用いて、基板Ｗ上の液膜の位置を特定する（ステップＳ１７）。さらに、制御ユニット３は、基板Ｗ上の液膜に形成された穴の周縁の位置を特定する（ステップＳ１８。周縁位置検出工程）。
【０１４０】
さらに、制御ユニット３は、その特定された周縁の位置が第２傾斜流吐出口８４に対応した第２吐出目標位置１７２に達したかどうか、より具体的には、第２吐出目標位置１７２またはそれよりも外方に周縁が位置しているかどうかを判断する（ステップＳ１９）。さらに具体的には、穴の周縁のうち最も回転軸線Ａ１に近い部分が、第２吐出目標位置１７２またはそれよりも外方にあるかどうかを判断する。この判断が肯定されるまで、制御ユニット３は、ステップＳ１６からの処理を繰り返す。液膜に形成された穴の周縁が第２吐出目標位置１７２に達すると（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、制御ユニット３は第２傾斜流吐出口８４からの不活性ガスの吐出を開始させる（ステップＳ２０）。その後、所定時間の経過の後、スピンドライステップが開始される。
【０１４１】
このように、この実施形態では、撮像ユニット１４０および制御ユニット３の機能によって、基板Ｗ上の液膜の位置を検出する液膜位置検出ユニットが構成されている。また、制御ユニット３は、撮像ユニット１４０が出力する画像データに基づいて、穴の周縁の位置を特定する位置特定ユニットとしての機能を有している。
この実施形態では、基板Ｗ上の液膜の位置を検出し、その検出された結果に基づいて、傾斜流吐出口８３，８４からの不活性ガスの吐出が制御されている。それにより、傾斜気流８７，８８を最適なタイミングで形成できるから、液膜を一層効率的に基板Ｗ外に排除できる。
【０１４２】
なお、この実施形態は、一つの傾斜流吐出口８３を有する第１実施形態の移動ノズル１１を用いる場合にも適用できる。この場合には、図１９のステップＳ１６〜Ｓ２０の処理を省けばよい。
以上、この発明の一実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。この発明の範囲に含まれるいくつかの形態を以下に例示的に列挙する。
【０１４３】
１．前述の実施形態では、リンス液としてのＤＩＷを有機溶剤に置換し、その有機溶剤を基板外に排除するために不活性ガスを用いる例が示されている。しかし、この発明は、有機溶剤処理（図８のステップＳ４）を有しないプロセスに対しても適用可能である。より具体的には、基板を薬液で処理する薬液処理工程、その後に基板上の薬液をリンス液（ＤＩＷなど）で置換するリンス処理工程、その後に基板上のリンス液を基板外に排除するリンス液排除工程を含む基板処理方法に対して、この発明を適用してもよい。その場合に、前述の実施形態に倣って、リンス液排除工程において前述の第１移動ノズル１１を用い、平行流吐出口８２から放射状に吐出される不活性ガスによって平行気流８６を基板の上方に形成し、線状流吐出口８１から基板の中心に向けて垂直に不活性ガスを吐出して線状気流８５を形成し、傾斜流吐出口８３，８４から基板の上面に対して外向き斜めの方向に不活性ガスを放射状に吐出して傾斜気流８７，８８を形成すればよい。不活性ガス流量の漸次的増加、第１移動ノズル１１の上昇等による吐出目標位置の移動なども、前述の実施形態に倣って、適宜、適用してもよい。
【０１４４】
２．前述の実施形態では、平行流吐出口８２が一つだけ備えられた流体ノズル（第１移動ノズル１１）の構造を示した。しかし、平行流吐出口は、２つ以上設けられていてもよい。その場合に、流体ノズル内には、それぞれの平行流吐出口に対応した独立した複数の流体路が形成されていてもよいし、複数（少なくとも２つ）の平行流吐出口で共有される流体路が形成されていてもよい。
【０１４５】
３．前述の実施形態では、傾斜流吐出口８３，８４が一つまたは２つ備えられた流体ノズル（第１移動ノズル１１）の構造を示した。しかし、傾斜流吐出口は３つ以上備えられていてもよい。また、傾斜流吐出口が備えられておらず、線状吐出口８１および平行流吐出口８２が備えられた流体ノズルがこの発明の基板処理方法または基板処理装置に適用されてもよい。さらには、線状吐出口が備えられておらず、少なくとも一つの平行流吐出口と、少なくとも一つの傾斜流吐出口とが備えられた流体ノズルが、この発明の基板処理方法または基板処理装置に適用されてもよい。
【０１４６】
４．前述の実施形態では、処理液としての有機溶剤を吐出する中心吐出口７１を備えた流体ノズル（第１移動ノズル１１）の構造を示した。しかし、処理液を吐出する機能を有しない流体ノズルを用いることとして、処理液の吐出は別のノズルによって行うようにしてもよい。
５．前述の実施形態では、線状流吐出口８１から不活性ガスを直線状に吐出する穴開けステップＴ５の前に、ヒータユニット６の加熱面６ａを基板Ｗの下面から離間させる保温ステップＴ４が設けられている。この保温ステップＴ４を省いて、持ち上げパドルステップＴ３によって基板Ｗを昇温した後、この持ち上げパドルステップＴ３に続いて穴開けステップＴ５を実行してもよい。
【０１４７】
６．前述の実施形態では、スピンドライステップＴ８において、傾斜流吐出口８３，８４からの不活性ガスの吐出を継続している。しかし、スピンドライステップＴ８では、傾斜流吐出口８３，８４からの不活性ガスの吐出を停止してもよい。また、前述の実施形態では、穴広げステップＴ６が終わると、線状流吐出口８１からの不活性ガスの吐出を停止している。しかし、線状流吐出口８１からの不活性ガスの吐出は、外周液落としステップＴ７まで継続してもよいし、さらにスピンドライステップＴ８まで継続してもよい。
【０１４８】
７．図９には、外周液落としステップＴ７において傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出を開始する例を示してある。しかし、傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出は、穴広げステップＴ６の途中から開始してもよい。より具体的には、傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出は、吐出目標位置まで液膜の穴の周縁が達したタイミング（より好ましくはその直後のタイミング）で開始されることが好ましい。
【０１４９】
８．図１７には、第２傾斜流吐出口８４からの不活性ガス吐出開始後も第１傾斜流吐出口８３からの不活性ガス吐出を継続する例を示した。しかし、第２傾斜流吐出口８４からの不活性ガス吐出を開始した後に、第１傾斜流吐出口８３からの不活性ガスの吐出を停止してもよい。
９．図１８には、撮像ユニット１４０を用いて液膜に形成された穴の周縁の位置を特定する構成を示した。しかし、撮像ユニット１４０を用いずに、たとえば、超音波センサ等の適切なセンサを用いて基板Ｗ上の液膜の位置を直接的に検出する構成を採用してもよい。
【０１５０】
１０．不活性ガスとしては、窒素ガスのほかにも、清浄空気その他の不活性ガスを採用できる。
１１．処理対象の基板は、円形である必要はなく、矩形の基板であってもよい。
１２．第１実施形態などに示した方法において使用可能な有機溶剤は、ＩＰＡのほかにも、メタノール、エタノール、アセトン、ＨＥＦ（ハイドルフルオロエーテル）を例示できる。これらは、いずれも水（ＤＩＷ）よりも表面張力が小さい有機溶剤である。この発明は、有機溶剤以外の処理液にも適用可能である。たとえば、水などのリンス液を基板外に排除するためにこの発明を適用してもよい。リンス液としては、水のほかにも、炭酸水、電界イオン水、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）などを例示できる。
【０１５１】
１３．穴開けステップにおいて、室温（たとえば２５℃）よりも高温の不活性ガスを用いてもよい。この場合には、不活性ガスが基板Ｗに到達したときの基板Ｗの上下面間の温度差を少なくできる。したがって、ヒータユニット６を基板Ｗの下面に接触させたままで、穴開けステップのための高温不活性ガス吐出を行ってもよい。不活性ガスの温度は、基板Ｗの温度に近いほど好ましい。
【０１５２】
１４．前述の実施形態では、有機溶剤パドルステップＴ２における基板Ｗの回転の漸次的減速が段階的に行われているが、連続的に回転を減速してもよい。たとえば、１０秒以上かけて３００ｒｐｍから０ｒｐｍまで回転速度を連続的（たとえば直線的）に減速すれば、液膜１５０が基板Ｗの上面全域を覆う状態を保持できる。
１５．有機溶剤パドルステップＴ２において基板Ｗの回転を減速するときに、第１移動ノズル１１から吐出される有機溶剤の流量を増加させてもよい（増流量減速工程）。この場合に、基板Ｗの回転の減速はステップ的に行われてもよいし、前述の実施形態のように、漸次的に行われてもよい。有機溶剤の供給流量を増加させることによって、基板Ｗの上面の外周領域における液切れが生じ難くなるので、基板Ｗの回転を速やかに減速して停止させることができる。これにより、短時間で基板Ｗの回転を停止できるので、生産性を向上できる。
【０１５３】
１６．前述の実施形態では、ヒータユニット６から基板Ｗに与えられる熱量を増減するために、ヒータユニット６と基板Ｗとの距離を変更している。しかし、ヒータユニット６と基板Ｗとの間の位置関係の変更に代えて、またはそれとともに、ヒータユニット６の出力を変化させることにより、基板Ｗに与える熱量を増減してもよい。
１７．前述の実施形態では、気相層１５２を形成するときに、ヒータユニット６を基板Ｗの下面に接触させている。しかし、ヒータユニット６からの輻射熱によって気相層１５２を形成できるのであれば、ヒータユニット６を基板Ｗの下面から離隔させたままで、気相層１５２の形成のための基板加熱を行ってもよい。ただし、ヒータユニット６の加熱面６ａを基板Ｗに接触させる方が、雰囲気温度の変化等の外乱の影響を抑制できるので、加熱の面内均一性を高めることができる。また、基板Ｗに対しては、有機溶剤の蒸発によって奪われる気化熱を補って気相層１５２を形成および保持できる熱量を与える必要がある。したがって、加熱面６ａを基板Ｗに接触させることにより、基板Ｗを効率的、安定的かつ速やかに加熱できる。
【０１５４】
１８．前述の実施形態では、有機溶剤パドルステップＴ２の途中から基板Ｗの回転を完全に停止して静止状態にしている。また、有機溶剤パドルステップＴ２に続く持ち上げパドルステップＴ３、保温ステップＴ４、および穴開けステップＴ５を通して、基板Ｗの静止状態を維持している。しかし、基板Ｗの上に有機溶剤の液膜を保持し続けることができるのであれば、有機溶剤パドルステップＴ２から穴開けステップＴ５までの期間の全部または一部の期間において基板を静止状態とせず、静止状態と同一視できる程度の低速（たとえば１０ｒｐｍ程度）で回転させるようにしてもよい。たとえば、穴開けステップＴ５において基板Ｗをこのような速度で回転させてもよい。
【０１５５】
１９．回転軸線Ａ１周りにヒータユニット６を回転させるための電動モータ等からなる回転ユニットをさらに備えてもよい。この場合、ヒータユニット６を基板Ｗの回転に同期して回転させることができる。
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。
【０１５６】
この明細書および添付図面からは、特許請求の範囲に記載した特徴以外にも、以下のような特徴が抽出され得る。これらの特徴は、課題を解決するための手段の項に記載した特徴と任意に組み合わせ可能である。
Ａ１．水平に保持された基板の上面に処理液を供給して前記基板の上面全域を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記基板を加熱して前記基板の上面に接する処理液を蒸発させ、前記基板の上面と前記処理液との間に気相層を形成し、前記気相層上に前記液膜を保持する気相層形成工程と、
前記気相層が形成された後、前記基板上の前記液膜に第１流量で気体を吹き付けて処理液を部分的に排除することによって前記液膜に穴を開ける穴開け工程と、
前記基板を加熱することにより、前記穴を前記基板の外周に向かって広げ、前記気相層上で液膜を移動させることにより、前記液膜を構成する処理液を基板外に排除する加熱排除工程と、
前記穴開け工程の後、前記基板の表面における前記穴内の領域に、前記第１流量よりも大きい第２流量で気体を吹き付け、前記穴を基板の外周に向かって広げ、前記気相層上で液膜を移動させることにより、前記液膜を構成する処理液を前記基板外に排除する気体排除工程と
を含む、基板処理方法。
【０１５７】
Ａ２．前記穴開け工程では前記基板を静止状態とする、Ａ１に記載の基板処理方法。
Ａ３．加熱排除工程の後、前記基板を鉛直方向に沿う回転軸線まわりに外周振り落とし速度で回転することにより、前記基板の外周部の処理液を前記基板外に振り落とす回転振り落とし工程をさらに含む、Ａ２に記載の基板処理方法。
Ａ４．前記回転振り落とし工程の後、前記基板を前記回転軸線まわりに、前記外周振り落とし速度よりも高速な乾燥速度で回転させる高速回転乾燥工程をさらに含む、Ａ３に記載の基板処理方法。
【０１５８】
Ａ５．前記液膜形成工程は、
前記基板を鉛直方向に沿う回転軸線まわりに液供給速度で回転する液供給速度回転工程と、
前記液供給速度回転工程中に前記基板の上面への処理液の供給を開始して、前記基板の上面全域を覆う前記液膜を形成する処理液供給工程と、
前記処理液供給工程の実行中に、前記液膜が前記基板の上面全域を覆う状態を保持しながら、前記基板の回転を前記液供給速度から停止まで減速する減速工程と、
前記減速工程の後に、前記処理液の前記基板の上面への供給を停止する供給停止工程と
を含む、Ａ１〜Ａ４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【０１５９】
Ａ６．前記減速工程が、前記基板の回転速度を漸次的に減少させる漸次減速工程を含む、Ａ５に記載の基板処理方法。
Ａ７．前記漸次減速工程が、前記基板の回転速度を段階的に減速する段階的減速工程を含む、Ａ６に記載の基板処理方法。
Ａ８．前記漸次減速工程が、前記基板の回転速度を連続的に減少させる連続的減速工程を含む、Ａ６に記載の基板処理方法。
【０１６０】
Ａ９．前記減速工程が、前記処理液の供給流量を増加させた状態で前記基板の回転速度を減速させる増流量減速工程を含む、Ａ５〜Ａ８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
Ａ１０．前記処理液供給工程が、前記処理液としての有機溶剤を供給する有機溶剤供給工程であり、
前記有機溶剤供給工程の前に、前記基板の上面に前記有機溶剤とは別の処理液を供給する工程をさらに含み、
前記減速工程が、前記基板上の全ての前記別の処理液を前記有機溶剤が置換した後に開始される、Ａ５〜Ａ９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【０１６１】
Ａ１１．前記気相層形成工程が、前記基板に与える熱量を増加させる熱量増加工程を含み、
前記液膜形成工程が、前記基板の上面に処理液を供給する処理液供給工程と、前記熱量増加工程の開始よりも後に前記処理液の供給を停止する供給停止工程とを含む、Ａ１〜Ａ１０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【０１６２】
Ａ１２．前記液膜形成工程中に、前記気相層形成工程よりも少ない熱量で前記基板を予熱する基板予熱工程をさらに含み、
前記熱量増加工程が、前記基板に与える熱量を前記基板予熱工程よりも増加させる工程である、Ａ１１に記載の基板処理方法。
Ａ１３．前記基板予熱工程が、ヒータユニットを前記基板の下面から所定距離だけ離れた離隔位置に配置して、前記ヒータユニットからの輻射熱で前記基板を加熱する工程を含み、
前記熱量増加工程が、前記基板予熱工程における前記離隔位置よりも前記ヒータユニットを前記基板の下面に接近させる工程を含む、Ａ１２に記載の基板処理方法。
【０１６３】
Ａ１４．前記熱量増加工程が、前記ヒータユニットを前記基板の下面に接触させる工程を含む、Ａ１３に記載の基板処理方法。
Ａ１５．前記穴開け工程が、処理液の前記基板の上面への供給を停止した後に実行される、Ａ１〜Ａ１４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
Ａ１６．前記気相層形成工程が、前記基板に与える熱量を増加させる熱量増加工程と、前記熱量増加工程の後に、前記基板に与える熱量を減少させる熱量減少工程と、を含み、
前記加熱排除工程が、前記熱量減少工程の後に、前記基板に与える熱量を再び増加させる再熱量増加工程を含み、
前記熱量減少工程によって前記基板に与える熱量が減少させられた状態で、前記穴開け工程が開始される、Ａ１〜Ａ１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【０１６４】
Ａ１７．前記穴開け工程の開始と前記再熱量増加工程の開始とがほぼ同時である、Ａ１６に記載の基板処理方法。
Ａ１８．前記穴開け工程が、室温よりも高温の気体を吹き付ける工程を含む、Ａ１〜Ａ１７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
Ａ１９．前記処理液が有機溶剤である、Ａ１〜Ａ１８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【０１６５】
Ａ２０．基板を水平に保持する基板保持手段（５）と、
前記基板保持手段に保持されている基板の上面に処理液を供給することにより、基板の上面全域を覆う処理液の液膜を形成する処理液供給手段（３５）と、
前記基板保持手段に保持されている基板を、基板の上面全域が処理液の液膜で覆われている状態で、処理液の沸点以上の温度で加熱することにより、処理液を蒸発させて、処理液の液膜と基板の上面との間に気相層を形成する加熱手段（６）と、
基板上の処理液に気体を吹き付ける気体吹き付け手段（３６Ａ）と、
基板上に前記気相層によって支持されている処理液の液膜に前記気体吹き付け手段から第１流量で気体を吹き付けて、当該液膜に穴を開ける穴開け工程と、前記加熱手段によって基板を加熱することにより前記穴を基板の外周に向かって広げ、前記気相層上で液膜を移動させて処理液を基板外に排除する加熱排除工程と、前記穴内の領域に前記気体吹き付け手段から前記第１流量よりも大きい第２流量で気体を吹き付けて前記穴を基板の外周に向かって広げることにより処理液を基板外に排除する気体排除工程とを実行する制御手段（３）とを含む、基板処理装置。なお、括弧内の数字は、前述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表す。以下同じ。
【０１６６】
Ａ２１．前記基板保持手段に保持された基板を鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転させる基板回転手段（２３）をさらに含み、
前記制御手段は、前記加熱排除工程よりも後に、前記基板回転手段によって基板を外周振り落とし速度で回転することにより、基板の外周部の処理液を基板外に振り落とす回転振り落とし工程をさらに実行する、Ａ２０に記載の基板処理装置。
【０１６７】
Ｂ１．水平に保持された基板の上面全域を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記基板を加熱して基板の上面に接する処理液を蒸発させ、前記基板の上面と前記処理液との間に気相層を形成し、前記気相層上に前記液膜を保持する気相層形成工程と、
前記気相層が形成された後、前記基板を静止状態に保持して、前記基板の外周へと前記液膜を移動させる液膜移動工程と、
前記液膜移動工程の後に、前記基板を鉛直な回転軸線まわりに振り落とし回転速度で回転して、前記基板の外周部に残る液膜を遠心力によって振り落とす回転振り落とし工程と、
前記回転振り落とし工程の後に、前記基板を前記回転軸線まわりに、前記振り落とし回転速度よりも高速な乾燥回転速度で回転させて基板を乾燥させる乾燥工程と
を含む基板処理方法。
【０１６８】
Ｂ２．基板を水平に保持する基板保持手段（５）と、
前記基板保持手段に保持された基板を鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転させる基板回転手段（２３）と、
前記基板保持手段に保持されている基板の上面に処理液を供給することにより、基板の上面全域を覆う処理液の液膜を形成する処理液供給手段（３５）と、
前記基板保持手段に保持されている基板を、基板の上面全域が処理液の液膜で覆われている状態で、処理液の沸点以上の温度で加熱することにより、処理液を蒸発させて、処理液の液膜と基板の上面との間に気相層を形成する加熱手段（６）と、
前記基板保持手段、前記基板回転手段、前記処理液供給手段および前記加熱手段を制御して、Ｂ１に記載の基板処理方法を実行する制御手段（３）とを含む、基板処理装置。
【符号の説明】
【０１６９】
１        ：基板処理装置
２        ：処理ユニット
３        ：制御ユニット
５        ：スピンチャック
６        ：ヒータユニット
７        ：昇降ユニット
１０      ：ＤＩＷノズル
１１      ：第１移動ノズル
１２      ：第２移動ノズル
１３      ：チャンバ
１５      ：第１ノズル移動ユニット
１６      ：第２ノズル移動ユニット
２０      ：チャックピン
２１      ：スピンベース
２２      ：回転軸
２３      ：電動モータ
３５      ：有機溶剤供給管
３６Ａ    ：第１不活性ガス供給管
３６Ｂ    ：第２不活性ガス供給管
３６Ｃ    ：第３不活性ガス供給管
３６Ｄ    ：第４不活性ガス供給管
３７      ：有機溶剤バルブ
３８Ａ    ：第１不活性ガスバルブ
３８Ｂ    ：第２不活性ガスバルブ
３８Ｃ    ：第３不活性ガスバルブ
３８Ｄ    ：第４不活性ガスバルブ
３９Ａ    ：マスフローコントローラ
３９Ｂ    ：流量可変バルブ
３９Ｃ    ：流量可変バルブ
３９Ｄ    ：流量可変バルブ
４１      ：薬液供給管
４３      ：薬液バルブ
４６      ：ＤＩＷ供給管
４７      ：ＤＩＷバルブ
６２      ：ヒータ
７０      ：中心軸線
７１      ：中心吐出口
７２      ：薬液吐出口
８１      ：線状吐出口
８２      ：平行流吐出口
８３      ：傾斜流吐出口（第１傾斜流吐出口）
８４      ：傾斜流吐出口（第２傾斜流吐出口）
８５      ：線状気流
８６      ：平行気流
８７      ：傾斜気流（第１傾斜気流）
８８      ：傾斜気流（第２傾斜気流）
１００    ：流体路
１０１    ：流体入口
１２０    ：流体路
１２１    ：流体入口
１３０    ：流体路
１４０    ：撮像ユニット
１５０    ：有機溶剤液膜
１５１    ：穴
１５２    ：気相層
１７１    ：第１吐出目標位置
１７２    ：第２吐出目標位置
Ａ１      ：回転軸線
Ｃ        ：キャリヤ
ＣＲ      ：搬送ロボット
ＩＲ      ：搬送ロボット
ＬＰ      ：ロードポート
Ｔ１      ：有機溶剤リンスステップ
Ｔ２      ：有機溶剤パドルステップ
Ｔ３      ：持ち上げパドルステップ
Ｔ４      ：保温ステップ
Ｔ５      ：ステップ
Ｔ６      ：ステップ
Ｔ７      ：外周液落としステップ
Ｔ８      ：スピンドライステップ
Ｗ        ：基板
【図１】
0006566414.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006566414.tif 000006
【図６Ａ】
0006566414.tif 000007
【図６Ｂ】
0006566414.tif 000008
【図６Ｃ】
0006566414.tif 000009
【図６Ｄ】
0006566414.tif 000010
【図７】
0006566414.tif 000011
【図８】
0006566414.tif 000012
【図９】
0006566414.tif 000013
【図１０Ａ−１０Ｃ】
0006566414.tif 000014
【図１０Ｄ−１０Ｆ】
0006566414.tif 000015
【図１０Ｇ−１０Ｈ】
0006566414.tif 000016
【図１０Ｉ】
0006566414.tif 000017
【図１１】
0006566414.tif 000018
【図１２】
0006566414.tif 000019
【図１３】
0006566414.tif 000020
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0006566414.tif 000024
【図１８】
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【図１９】
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