(57)【要約】【課題】乾燥不良が生じることを抑制しつつ、基板を均一に乾燥させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】ＤＩＷの液膜が形成されたウエハＷの表面に、処理液ノズル３からＤＩＷを供給させつつ、ガスノズル４から窒素ガスを供給させて、前記表面の周縁に、前記液膜が除去された液膜除去領域Ｔを形成させる（図４（ｂ））。その後、ガスノズル４から前記表面への窒素ガスの供給位置を、当該表面の中心部（中心Ｏおよびその近傍）に移動させることにより、液膜除去領域Ｔ内に中心Ｏを配置させる（図４（ｃ））。そして、液膜除去領域Ｔが前記中心部に配置された状態で、ウエハＷを所定の高回転速度まで加速回転させるとともに、前記窒素ガスの供給位置を前記周縁に向けて移動させることにより、液膜除去領域Ｔを拡大させつつＤＩＷを前記表面から排除していく（図４（ｄ））。【選択図】図４
2008124429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の基板をほぼ水平に保持するための基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給するための処理液ノズルと、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に不活性ガスを供給するためのガスノズルと、
前記ガスノズルを前記主面に沿って移動させるためのガスノズル移動手段と、
前記基板保持手段によって保持された基板の主面に前記処理液ノズルから処理液を供給させることにより、前記主面の全域に処理液の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記液膜が形成された前記主面に、前記ガスノズルから不活性ガスを供給させることにより、前記主面の中心を含まない領域に、前記液膜が除去された液膜除去領域を形成させる液膜除去領域形成工程と、前記液膜除去領域形成工程の後、前記ガスノズルから不活性ガスを前記主面に供給させつつ、前記ガスノズル移動手段によって前記ガスノズルを移動させることにより、前記液膜除去領域を移動させて、当該液膜除去領域内に前記中心を配置させる液膜除去領域移動工程と、前記液膜除去領域移動工程の後、前記液膜除去領域を拡大させることにより前記主面から処理液を排除して基板を乾燥させる基板乾燥工程とを実行する制御手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、前記処理液ノズルから前記主面に処理液を供給させるものである、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記処理液ノズルを移動させるための処理液ノズル移動手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記処理液ノズル移動手段を制御して、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、前記処理液ノズルから前記主面に供給される処理液が前記液膜除去領域に到達しない位置に当該処理液ノズルを配置させるものである、請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記処理液ノズル移動手段を制御して、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程における前記処理液ノズルから前記主面への処理液の供給位置が、前記主面の周縁部に配置されるように当該処理液ノズルを移動させるものである、請求項３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記処理液ノズル移動手段を制御して、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程における前記主面に対する前記処理液ノズルの位置を、前記液膜形成工程における当該処理液ノズルの位置よりも前記主面に近づけさせるものである、請求項３または４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程における前記処理液ノズルから前記主面への処理液の供給流量を、前記液膜形成工程における供給流量よりも少なくさせるものである、請求項２〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、前記処理液ノズルから前記主面に処理液を供給させずに、前記ガスノズルから前記主面に不活性ガスを供給させるものである、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記液膜除去領域形成工程は、前記主面の周縁を含む領域に前記液膜除去領域を形成する工程であり、
前記液膜除去領域移動工程は、前記液膜除去領域を前記主面の周縁から前記中心に移動させる工程である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記主面に対向配置される対向面、および前記対向面に形成され前記主面に不活性ガスを供給するためのガス吐出口を有する対向部材と、
前記対向部材を移動させるための対向部材移動手段とをさらに含み、
前記制御手段は、前記液膜除去領域移動工程の後、前記ガスノズル移動手段によって前記ガスノズルを前記基板から退避させ、その後、前記対向部材移動手段を制御して前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記主面に対向配置させるとともに、前記ガス吐出口から不活性ガスを吐出させ、前記対向面が前記主面に対向配置された状態で、前記基板乾燥工程を実行するものである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記主面に対向配置される対向面を有し、前記ガスノズルと一体にされた対向部材をさらに含み、
前記制御手段は、前記ガスノズル移動手段によって前記ガスノズルおよび対向部材を一体移動させることにより、前記液膜除去領域移動工程において、前記液膜除去領域内に前記中心を配置させつつ、前記対向面を前記主面に対向配置させ、前記対向面が前記主面に対向配置された状態で、前記基板乾燥工程を実行するものである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記ガスノズルまたはガス吐出口から前記主面に不活性ガスを供給させつつ、前記基板乾燥工程を実行するものである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記基板乾燥工程において、前記主面に供給される不活性ガスには、純水よりも揮発性の高い有機溶剤の蒸気が含まれている、請求項１１記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記基板保持手段に保持された基板を回転させるための基板回転手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記基板乾燥工程において、前記基板回転手段を制御して前記基板保持手段に保持された基板を所定の回転速度で回転させるとともに、前記ガスノズルから前記主面に向けて不活性ガスを吐出させつつ、前記ガスノズル移動手段によって前記ガスノズルを移動させることにより、前記ガスノズルから前記主面への不活性ガスの供給位置を前記中心から前記主面の周縁に向けて移動させて前記基板を乾燥させるものである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
基板保持手段によってほぼ水平に保持された基板の主面に処理液を供給することにより、前記主面の全域に処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記液膜が形成された前記主面に、不活性ガスを供給することにより、前記主面の中心を含まない領域に、前記液膜が除去された液膜除去領域を形成する液膜除去領域形成工程と、
前記液膜除去領域形成工程の後、不活性ガスを前記主面に供給しつつ、前記主面への不活性ガスの供給位置を移動させることにより、前記液膜除去領域を移動させて、当該液膜除去領域内に前記中心を配置させる液膜除去領域移動工程と、
前記液膜除去領域移動工程の後、前記液膜除去領域を拡大させることにより前記主面から処理液を排除して基板を乾燥させる基板乾燥工程とを含む、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板処理装置および基板処理方法に関する。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、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板の表面に洗浄処理が行われる。基板を洗浄するための基板処理装置は、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表面に洗浄液を供給する洗浄液ノズルとを備えている。
スピンチャックによって回転されている基板の表面の回転中心付近に、洗浄液ノズルから洗浄液を供給することにより、当該洗浄液が基板の回転による遠心力を受けて基板の表面の全域に行き渡る。これにより、基板の表面全域を覆う洗浄液の液膜が形成され、基板の表面に洗浄処理が行われる。
【０００３】
洗浄処理が行われた後は、スピンチャックによって所定の高回転速度で基板を回転させることにより、洗浄液の液膜を基板の周囲に振り切って基板を乾燥させる。具体的には、たとえば下記特許文献１記載のように、前記表面の中心部（前記回転中心およびその近傍）にその真上から乾燥用空気を供給して当該中心部から液膜を排除しつつ、所定の高回転速度で基板を回転させることにより、基板を乾燥させる。
【特許文献１】特開平７−２９８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、基板の中心部に向けて乾燥用空気を吹き付ける際に、基板の回転中心付近に液滴が残ることがある。基板を回転させてその表面に付着している洗浄液を振り切る場合、回転中心付近にはほとんど遠心力が働かないため、前記液滴は乾燥用空気によって回転中心付近に捕獲された状態となり、容易には排除することができない。そのため、洗浄液の液滴が基板中心部の表面に残留したまま基板が乾燥させられて、基板中心部の表面にウォーターマークなどの乾燥不良が生じてしまうことがある。特に、フッ酸による処理が行われた基板や、Ｌｏｗ−ｋ膜が表面に形成された基板などのように表面が疎水性である基板には、乾燥不良が生じ易い。
【０００５】
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、乾燥不良が生じることを抑制しつつ、基板を均一に乾燥させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、処理対象の基板（Ｗ）をほぼ水平に保持するための基板保持手段（２）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給するための処理液ノズル（３）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に不活性ガスを供給するためのガスノズル（４）と、前記ガスノズルを前記主面に沿って移動させるためのガスノズル移動手段（１７）と、前記基板保持手段によって保持された基板の主面に前記処理液ノズルから処理液を供給させることにより、前記主面の全域に処理液の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記液膜が形成された前記主面に、前記ガスノズルから不活性ガスを供給させることにより、前記主面の中心（Ｏ）を含まない領域に、前記液膜が除去された液膜除去領域（Ｔ）を形成させる液膜除去領域形成工程と、前記液膜除去領域形成工程の後、前記ガスノズルから不活性ガスを前記主面に供給させつつ、前記ガスノズル移動手段によって前記ガスノズルを移動させることにより、前記液膜除去領域を移動させて、当該液膜除去領域内に前記中心を配置させる液膜除去領域移動工程と、前記液膜除去領域移動工程の後、前記液膜除去領域を拡大させることにより前記主面から処理液を排除して基板を乾燥させる基板乾燥工程とを実行する制御手段（２２）とを含む、基板処理装置（１，１ａ，１ｂ）である。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、基板保持手段によってほぼ水平に保持された基板の主面に処理液を供給して前記主面の全域に処理液の液膜を形成した後、前記液膜が形成された前記主面に、ガスノズルから不活性ガスを供給して、前記主面の中心を含まない領域に、前記液膜が除去された液膜除去領域を形成する。
【０００８】
そして、前記液膜除去領域が形成された後、ガスノズルから不活性ガスを前記主面に供給しつつ、ガスノズル移動手段によってガスノズルを移動させることにより、前記ガスノズルから前記主面への不活性ガスの供給位置を移動させて前記液膜除去領域を前記主面の中心部（前記中心およびその近傍）に移動させる。これにより、前記液膜除去領域内に前記中心が配置される。
【０００９】
前記液膜除去領域を前記主面の中心を含まない領域に予め形成し、これを前記主面の中心を含む位置まで移動することにより、前記主面に供給された不活性ガスによって当該主面上の処理液が捕獲されることを抑制または防止することができる。また、不活性ガス吐出時に基板の主面に液滴が生じたとしても、液膜除去領域を移動していく過程で、その液滴は主面上の液膜へと吸収されてしまう。したがって、前記主面上の液滴がそのまま蒸発して乾燥不良が生じることを抑制することができる。
【００１０】
前記液膜除去領域が移動された後は、当該液膜除去領域を拡大させることにより、前記主面から処理液を排除して基板を乾燥させることができる。このとき、前記液膜除去領域は、前記中心部に配置されており、当該液膜除去領域内に処理液は存在していない。したがって、前記中心部から確実に処理液を排除することができるとともに、前記液膜除去領域内に乾燥不良が生じることを抑制することができる。これにより、前記主面に乾燥不良が生じることを抑制しつつ、前記基板を均一に乾燥させることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記制御手段は、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、前記処理液ノズルから前記主面に処理液を供給させるものである、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、前記処理液ノズルから前記主面に処理液が供給される。そのため、前記主面上における処理液量は多く保たれ、前記主面上の前記液膜除去領域以外の領域が、処理液の前記液膜によって覆われた状態を維持することができる。したがって、当該領域で処理液が蒸発して乾燥不良が生じることを抑制することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記処理液ノズルを移動させるための処理液ノズル移動手段（１１,１２）をさらに含み、前記制御手段は、前記処理液ノズル移動手段を制御して、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、前記処理液ノズルから前記主面に供給される処理液が前記液膜除去領域に到達しない位置に当該処理液ノズルを配置させるものである、請求項２記載の基板処理装置である。
【００１３】
この発明によれば、前記制御手段が前記処理液ノズル移動手段を制御して、前記処理液ノズルを移動させることにより、前記処理液ノズルから前記主面に供給される処理液が前記液膜除去領域に到達しない位置に当該処理液ノズルを配置させる。これにより、処理液ノズルから供給された処理液が前記液膜除去領域に到達して当該液膜除去領域内に処理液の液滴が形成されることを抑制または防止でき、このような液滴に起因する乾燥不良を抑制することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記制御手段は、前記処理液ノズル移動手段を制御して、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程における前記処理液ノズルから前記主面への処理液の供給位置が、前記主面の周縁部（好ましくは、前記液膜除去領域から最も遠くなる前記主面の周縁部）に配置されるように当該処理液ノズルを移動させるものである、請求項３記載の基板処理装置である。
【００１５】
この発明によれば、前記処理液ノズルから前記主面への処理液の供給位置を前記主面の周縁部に配置させることより、当該処理液ノズルから前記主面に供給される処理液が前記液膜除去領域に到達しないようにすることができる。これにより、前記液膜除去領域に乾燥不良が生じることを抑制することができる。
具体的には、基板の主面上において液膜除去領域が通る領域を回避するように、前記処理液ノズルからの処理液が前記基板の主面に着液するようにしておくことが好ましい。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記制御手段は、前記処理液ノズル移動手段を制御して、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程における前記主面に対する前記処理液ノズルの位置を、前記液膜形成工程における当該処理液ノズルの位置よりも前記主面に近づけさせるものである、請求項３または４記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記処理液ノズルを前記主面に近づけることにより、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程における前記処理液ノズルから前記主面への処理液の勢いを、前記液膜形成工程における前記勢いよりも弱めることができる。これにより、前記処理液ノズルから前記主面に供給される処理液の飛沫が前記液膜除去領域に到達しないようにして、前記液膜除去領域に乾燥不良が生じることを抑制することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、前記制御手段は、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程における前記処理液ノズルから前記主面への処理液の供給流量を、前記液膜形成工程における供給流量よりも少なくさせるものである、請求項２〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記処理液ノズルから前記主面への処理液の供給流量を少なくすることにより、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程における前記処理液ノズルから前記主面への処理液の勢いを、前記液膜形成工程における前記勢いよりも弱めることができる。これにより、基板の主面に供給されて跳ね返った処理液飛沫が前記液膜除去領域に到達することを抑制または防止でき、これにより、乾燥不良を抑制できる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記制御手段は、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、前記処理液ノズルから前記主面に処理液を供給させずに、前記ガスノズルから前記主面に不活性ガスを供給させるものである、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、前記処理液ノズルから前記主面に処理液が供給されない。そのため、前記液膜除去領域に処理液が進入することを阻止することができる。これにより、前記液膜除去領域内に処理液の液滴が形成されることを抑制または防止することができる。ゆえに、このような液滴に起因する乾燥不良を抑制することができる。
【００１９】
前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程では、基板が低回転速度（たとえば、５０ｒｐｍ以下。好ましくは、１０ｒｐｍ以下）で回転されるか、または、基板が停止状態に維持されていることが好ましい。このとき、前記主面上の前記液膜に遠心力がほとんど作用しないので、前記主面上の処理液が基板の側方に飛散することがほとんどない。そのため、前記主面上からの処理液の逸散を抑制することができ、前記液膜除去領域以外の領域から前記液膜が無くなることを抑制することができる。これにより、処理液ノズルから供給された処理液が前記液膜除去領域に到達して当該液膜除去領域内に処理液の液滴が形成されることを抑制または防止できる。
【００２０】
請求項８記載の発明は、前記液膜除去領域形成工程は、前記主面の周縁を含む領域に前記液膜除去領域を形成する工程であり、前記液膜除去領域移動工程は、前記液膜除去領域を前記主面の周縁から前記中心に移動させる工程である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記ガスノズルから前記主面への不活性ガスの供給位置が、前記主面の周縁から前記中心に移動するように、前記制御手段が前記ガスノズル移動手段を制御する。すなわち、前記液膜除去領域は前記周縁に形成され、そこから、前記中心に向けて移動させられる。
【００２１】
ここで、前記周縁は、通常、デバイスが形成されない非デバイス形成領域である。また、前記液膜除去領域形成工程において、前記主面への不活性ガスの供給によって当該主面上に処理液の液滴ができる場合がある。この液滴は液膜除去領域の移動に伴って主面上の液膜に吸収されるのであるが、一時的にせよ液滴が生じ、これが液滴除去領域内で蒸発し始めることにより、僅かな乾燥不良が生じてしまうかもしれない。そこで、前記液膜除去領域を前記周縁に最初に形成することにより、乾燥不良箇所を非デバイス形成領域に位置させることができるから、前記非デバイス形成領域の内側の領域であるデバイス形成領域での乾燥不良を防いで、このデバイス形成領域に形成されるデバイスの特性の悪化を抑制または防止することができる。
【００２２】
請求項９記載の発明は、前記主面に対向配置される対向面（２３）、および前記対向面に形成され前記主面に不活性ガスを供給するためのガス吐出口（２７）を有する対向部材（２４）と、前記対向部材を移動させるための対向部材移動手段（２９）とをさらに含み、前記制御装置は、前記液膜除去領域移動工程の後、前記ガスノズル移動手段によって前記ガスノズルを前記基板から退避させ、その後、前記対向部材移動手段を制御して前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記主面に対向配置させるとともに、前記ガス吐出口から不活性ガスを吐出させ、前記対向面が前記主面に対向配置された状態で、前記基板乾燥工程を実行するものである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２３】
この発明によれば、前記液膜除去領域移動工程の後、前記ガスノズルから前記主面への不活性ガスの供給を停止した状態で、前記ガスノズル移動手段によって前記ガスノズルを移動させて前記ガスノズルを基板から退避させる。そして、前記ガスノズルが退避された後、前記対向部材移動手段によって前記対向部材を移動させて前記対向面を前記主面に対向配置させるとともに、前記ガス吐出口から不活性ガスを吐出させる。これにより、前記対向面と前記主面との間の空間にその周囲の雰囲気が進入することを抑制するとともに、前記空間を不活性ガス雰囲気にすることができる。
【００２４】
また、前記基板乾燥工程は、前記対向面が前記主面に対向配置され、前記空間が不活性ガス雰囲気にされた状態で実行されるので、前記主面は、不活性ガスによって保護されながら乾燥させられる。したがって、前記主面に乾燥不良が生じることを確実に抑制することができる。
ガスノズルからの不活性ガスの供給を停止した状態で液膜除去領域を基板主面上に維持するために、基板を回転させて液膜除去領域の外側の液膜に遠心力を作用させておくことが好ましい。また、基板を回転させる代わりに、前記対向部材に備えられたガス吐出口から基板の主面に向けて不活性ガスを吐出させて、液膜除去領域への液膜の進入を阻止するようにしてもよい。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、前記主面に対向配置される対向面（３１）を有し、前記ガスノズルと一体にされた対向部材（３２）をさらに含み、前記制御装置は、前記ガスノズル移動手段によって前記ガスノズルおよび対向部材を一体移動させることにより、前記液膜除去領域移動工程において、前記液膜除去領域内に前記中心を配置させつつ、前記対向面を前記主面に対向配置させ、前記対向面が前記主面に対向配置された状態で、前記基板乾燥工程を実行するものである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２６】
この発明によれば、前記ガスノズルと前記対向部材とを前記ガスノズル移動手段によって一体移動させることにより、前記ガスノズルから前記主面への不活性ガスの供給位置を移動させて前記液膜除去領域内に前記中心を配置させつつ、前記対向面を前記主面に対向配置させる。すなわち、前記ガスノズルと前記対向部材とが一体にされているので、前記液膜除去領域の移動と、前記主面への前記対向面の対向配置とを同時に行わせることができる。したがって、前記液膜除去領域移動工程の後、前記対向面が前記主面に対向配置された状態で即座に前記基板乾燥工程を実行することができるので、処理時間の増加を抑制しつつ、前記主面に乾燥不良が生じることを確実に抑制することができる。
【００２７】
請求項１１記載の発明は、前記制御手段は、前記ガスノズルまたはガス吐出口から前記主面に不活性ガスを供給させつつ、前記基板乾燥工程を実行するものである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記ガスノズルまたはガス吐出口から吐出された不活性ガスによって、前記主面を保護しつつ当該主面を乾燥させることができるので、前記主面に乾燥不良が生じることを確実に抑制することができる。
【００２８】
請求項１２記載の発明は、前記基板乾燥工程において、前記主面に供給される不活性ガスには、純水よりも揮発性の高い有機溶剤の蒸気が含まれている、請求項１１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、たとえば純水を含む処理液の液膜が前記主面に形成されている場合に、前記基板乾燥工程において、前記純水よりも揮発性の高い有機溶剤の蒸気を含む不活性ガスを前記主面に供給することにより、不活性ガスによって前記主面を保護しつつ、前記主面に付着している処理液を前記有機溶剤に置換させながら基板を乾燥させることができる。これにより、前記主面に乾燥不良が生じることを確実に抑制するとともに、前記主面を速やかに乾燥させることができる。
【００２９】
請求項１３記載の発明は、前記基板保持手段に保持された基板を回転させるための基板回転手段（８）をさらに含み、前記制御手段は、前記基板乾燥工程において、前記基板回転手段を制御して前記基板保持手段に保持された基板を所定の回転速度で回転させるとともに、前記ガスノズルから前記主面に向けて不活性ガスを吐出させつつ、前記ガスノズル移動手段によって前記ガスノズルを移動させることにより、前記ガスノズルから前記主面への不活性ガスの供給位置を前記中心から前記主面の周縁に向けて移動させて前記基板を乾燥させるものである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００３０】
この発明によれば、前記基板回転手段によって前記基板保持手段に保持された基板を所定の回転速度で回転させることにより、前記主面に形成された前記液膜に前記基板の回転による遠心力を作用させる。これにより、その内側に前記液膜除去領域が配置された環状の前記液膜が、前記主面の周縁へと追いやられて、前記基板の周囲に振り切られていく。すなわち、前記液膜が前記主面の周縁へと追いやられるのに伴って、前記液膜除去領域が前記周縁に向けて拡大されていき、前記主面の全域から処理液が排除される。
【００３１】
一方、前記制御手段は、前記基板回転手段による前記基板の回転とともに、前記ガスノズル移動手段を制御してガスノズルを移動させることにより、前記ガスノズルから前記主面への不活性ガスの供給位置を前記中心から前記周縁に向けて移動させる。これにより、前記液膜除去領域を速やかに拡大させて、より短時間で前記基板を乾燥させることができる。
【００３２】
請求項１４記載の発明は、基板保持手段によってほぼ水平に保持された基板の主面に処理液を供給することにより、前記主面の全域に処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記液膜が形成された前記主面に、処理液を供給しつつ不活性ガスを供給することにより、前記主面の中心を含まない領域に、前記液膜が除去された液膜除去領域を形成する液膜除去領域形成工程と、前記液膜除去領域形成工程の後、処理液および不活性ガスを前記主面に供給しつつ、前記主面への不活性ガスの供給位置を移動させることにより、前記液膜除去領域を移動させて、当該液膜除去領域内に前記中心を配置させる液膜除去領域移動工程と、前記液膜除去領域移動工程の後、前記液膜除去領域を拡大させることにより前記主面から処理液を排除して基板を乾燥させる基板乾燥工程とを含む、基板処理方法である。
【００３３】
この発明によれば、請求項１に関連して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の構成を説明するための図解図である。この基板処理装置１は、処理対象の基板としての半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）に処理液（薬液または純水その他のリンス液）による処理を施すための枚葉式の処理装置であり、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させるスピンチャック２と、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面（上面）に処理液を供給する処理液ノズル３と、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面にガスを供給するガスノズル４とを備えている。
【００３５】
スピンチャック２は、鉛直な方向に延びる回転軸５と、回転軸５の上端に水平に取り付けられた円板状のスピンベース６とを有している。スピンチャック２は、スピンベース６の上面周縁部に立設された複数本のチャックピン７によって、ウエハＷをほぼ水平に保持することができる。
すなわち、複数本のチャックピン７は、スピンベース６の上面周縁部において、ウエハＷの外周形状に対応する円周上で適当な間隔をあけて配置されており、ウエハＷの裏面（下面）周縁部を支持しつつ、ウエハＷの周面の異なる位置に当接することにより、互いに協働してウエハＷを挟持し、このウエハＷをほぼ水平に保持することができるようになっている。
【００３６】
また、回転軸５には、モータなどの駆動源を含むチャック回転駆動機構８が結合されている。複数本のチャックピン７でウエハＷを保持した状態で、チャック回転駆動機構８から回転軸５に駆動力を入力することにより、ウエハＷの表面の中心Ｏを通る鉛直な軸線まわりにウエハＷを回転させることができるようになっている。
なお、スピンチャック２としては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏面を真空吸着することによりウエハＷをほぼ水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができ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。
【００３７】
処理液ノズル３は、たとえば、連続流の状態で処理液を吐出するストレートノズルであり、その吐出口をウエハＷ側（下方）に向けた状態で、ほぼ水平に延びるアーム９の先端に取り付けられている。アーム９は、ほぼ鉛直に延びる支持軸１０に支持されており、この支持軸１０の上端部からほぼ水平に延びている。支持軸１０は、その中心軸線まわりに回転可能に設けられている。
【００３８】
支持軸１０には、支持軸１０を回転させることにより処理液ノズル３をほぼ水平に移動させる処理液ノズル移動機構１１と、支持軸１０を昇降させることにより処理液ノズル３を昇降させる処理液ノズル昇降駆動機構１２とが結合されている。処理液ノズル移動機構１１によって、支持軸１０を回転させて処理液ノズル３をほぼ水平に移動させることにより、処理液ノズル３をスピンチャック２に保持されたウエハＷの上方に配置したり、ウエハＷの上方から退避させたりすることができる。具体的には、処理液ノズル３からウエハＷの表面への処理液の供給位置が、前記表面の中心Ｏと、前記表面の周縁との間で円弧状の軌跡を描きながら移動するように、ウエハＷの上方で処理液ノズル３を移動させることができる。また、処理液ノズル昇降駆動機構１２によって支持軸１０を昇降させることにより、処理液ノズル３をスピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に近づけたり、スピンチャック２の上方に退避させたりすることができる。
【００３９】
処理液ノズル３には、ＤＩＷ供給管１３が接続されており、ＤＩＷ供給管１３からリンス液としてのＤＩＷ（脱イオン化された純水）が処理液ノズル３に供給されるようになっている。ＤＩＷ供給管１３には、ＤＩＷバルブ１４が介装されており、このＤＩＷバルブ１４を開閉することにより、処理液ノズル３へのＤＩＷの供給を制御することができる。
ガスノズル４は、その吐出口をウエハＷ側（下方）に向けた状態で、ほぼ水平に延びるアーム１５の先端に取り付けられている。アーム１５は、ほぼ鉛直に延びる支持軸１６に支持されており、この支持軸１６の上端部からほぼ水平に延びている。支持軸１６は、その中心軸線まわりに回転可能に設けられている。
【００４０】
支持軸１６には、支持軸１６を回転させることによりガスノズル４をほぼ水平に移動させるガスノズル移動機構１７が結合されている。ガスノズル移動機構１７によって、支持軸１６を回転させてガスノズル４をほぼ水平に移動させることにより、ガスノズル４をスピンチャック２に保持されたウエハＷの上方に配置したり、ウエハＷの上方から退避させたりすることができる。具体的には、ガスノズル４からウエハＷの表面へのガスの供給位置が、前記表面の中心Ｏと、前記表面の周縁との間で円弧状の軌跡を描きながら移動するように、ウエハＷの上方でガスノズル４を移動させることができる。
【００４１】
ガスノズル４には、窒素ガス供給管１８が接続されており、窒素ガス供給管１８から不活性ガスとしての窒素ガスがガスノズル４に供給されるようになっている。窒素ガス供給管１８には、窒素ガスバルブ２０が介装されており、この窒素ガスバルブ２０を開閉することにより、ガスノズル４への窒素ガスの供給を制御することができる。
図２は、前記基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。この基板処理装置１は、制御装置２２を備えている。制御装置２２は、チャック回転駆動機構８、処理液ノズル移動機構１１、処理液ノズル昇降駆動機構１２およびガスノズル移動機構１７の動作を制御する。また、制御装置２２は、ＤＩＷバルブ１４および窒素ガスバルブ２０の開閉を制御する。
【００４２】
図３は、前記基板処理装置１によるウエハＷの処理の一例を示すフローチャートであり、図４は、前記ウエハＷの処理の一例における処理状態を図解的に示す図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、それぞれの処理状態におけるウエハＷの平面図（上側）および縦断面図（下側）を示している。
以下では、図１〜図４を参照しつつ、薬液（フッ酸）による処理がその表面に施され、前記表面が疎水性となったウエハＷを処理する場合について説明する。
【００４３】
処理対象のウエハＷは、図示しない搬送ロボットによって搬送されてきて、搬送ロボットからスピンチャック２へと受け渡される（ステップＳ１）。
ウエハＷがスピンチャック２に受け渡されると、制御装置２２は、チャック回転駆動機構８を制御して、スピンチャック２に保持されたウエハＷを所定の低回転速度（たとえば、５０ｒｐｍ以下。好ましくは、１０ｒｐｍ以下）で回転させる。また、制御装置２２は、処理液ノズル移動機構１１を制御して、処理液ノズル３を、スピンチャック２に保持されたウエハＷの上方に配置させる。
【００４４】
その後、制御装置２２は、窒素ガスバルブ２０を閉じるとともに、ＤＩＷバルブ１４を開いて、図４（ａ）に示すように、処理液ノズル３からウエハＷの表面の回転中心（本実施形態では、ウエハＷの表面の中心Ｏとほぼ同一位置）付近に向けて、第１供給流量でＤＩＷを吐出させる（ステップＳ２）。
ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの表面全域に行き渡る。これにより、ウエハＷの表面がＤＩＷによって洗浄され、ウエハＷの表面全域にリンス処理が施される。また、ウエハＷの表面には、当該表面全域を覆うＤＩＷの液膜が形成されており（液膜形成工程）、この液膜の膜厚は、ウエハＷの表面が親水性である場合に比べて厚くなっている。
【００４５】
ＤＩＷの供給が所定のリンス処理時間に亘って行われると、制御装置２２は、チャック回転駆動機構８を制御してウエハＷの回転を停止させるとともに、処理液ノズル３からのＤＩＷの供給流量を前記第１供給流量から第２供給流量（第２供給流量＜第１供給流量）に変更させる。そして、制御装置２２は、処理液ノズル移動機構１１を制御して、処理液ノズル３から前記表面へのＤＩＷの供給位置を前記表面の周縁部に配置させる。さらに、制御装置２２は、処理液ノズル昇降駆動機構１２を制御して処理液ノズル３を降下させることにより、処理液ノズル３を前記表面に近づけさせる。
【００４６】
次に、制御装置２２は、ガスノズル移動機構１７を制御して、ガスノズル４をウエハＷの上方に配置させ、窒素ガスバルブ２０を開いてガスノズル４からウエハＷの表面に向けて窒素ガスを吐出させる（ステップＳ３）。そして、制御装置２２は、ガスノズル４から窒素ガスを吐出させた状態で、ガスノズル移動機構１７を制御して、ガスノズル４を前記回転中心の上方に移動させる（ステップＳ４）。
【００４７】
これにより、ウエハＷの表面に窒素ガスが供給されるとともに、その供給位置が前記回転中心に向けて移動される。具体的には、図４（ｂ）に示すように、ガスノズル４から吐出された窒素ガスが、最初に、前記表面の周縁に供給され、当該周縁からＤＩＷが除去される。すなわち、前記周縁に、ＤＩＷの液膜が除去された液膜除去領域Ｔが形成される（液膜除去領域形成工程）。そして、この液膜除去領域Ｔは、図４（ｃ）に示すように、前記表面への窒素ガスの供給位置の移動に伴って、前記液膜の周縁に形成された窪み状の形状から円形状に変化しつつ前記回転中心に向かって移動させられ、当該液膜除去領域Ｔ内に前記回転中心が配置される（液膜除去領域移動工程）。このとき、ウエハＷの表面は疎水性となっているので、前記表面が親水性である場合に比べて、液膜除去領域Ｔを容易に移動させることができる。
【００４８】
また、ガスノズル４が前記回転中心の上方に移動されている間、処理液ノズル３からは前記表面に向けて前記第２供給流量でＤＩＷが吐出され続けており、処理液ノズル３から前記表面へのＤＩＷの供給位置は、液膜除去領域Ｔから最も遠くなる前記表面の周縁部、すなわち、最初に液膜除去領域Ｔが形成される周縁部に対して回転中心を挟んで対向する周縁部に配置されている。こうして、ＤＩＷの供給位置は、液膜除去領域Ｔの移動経路を回避するように定められている。
【００４９】
はじめに液膜除去領域Ｔを前記表面の周縁に形成することにより、前記周縁に供給された窒素ガスによってＤＩＷが捕獲されることを抑制または防止することができる。また、窒素ガスの供給時に液滴が生じても、この液滴は液膜除去領域Ｔの移動に伴って、ＤＩＷの液膜に吸収される。したがって、液膜除去領域Ｔ内でＤＩＷが蒸発してウォーターマークなどの乾燥不良が生じることを抑制または防止することができる。また仮に、窒素ガスの最初の供給時に生じた液滴に起因する乾燥不良が生じたとしても、前記周縁は非デバイス形成領域であるので、前記非デバイス形成領域の内側の領域であるデバイス形成領域に形成されるデバイスの特性の悪化を抑制または防止することができる。
【００５０】
また、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、処理液ノズル３から前記表面に向けてＤＩＷが吐出され続けているので、前記表面上のＤＩＷの量が多く保たれて、液膜除去領域Ｔ以外の領域が処理液の液膜によって覆われた状態を維持することができる。これにより、液膜除去領域Ｔ以外の領域でＤＩＷが蒸発して、当該領域に乾燥不良が生じることを抑制することができる。
【００５１】
さらに、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、処理液ノズル３から前記表面へのＤＩＷの供給位置を、液膜除去領域Ｔから最も遠くなる前記表面の周縁部に配置させることにより、処理液ノズル３から吐出されたＤＩＷの一部が液膜除去領域Ｔ内に到達することを抑制することができる。これにより、液膜除去領域Ｔ内でＤＩＷが蒸発して当該液膜除去領域Ｔに乾燥不良が生じることを抑制することができる。
【００５２】
さらにまた、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、前記表面へのＤＩＷの供給流量（前記第２供給流量）は前記液膜形成工程における前記供給流量（前記第１供給流量）よりも少なくされており、前記表面に対する処理液ノズル３の位置は前記液膜形成工程における前記位置よりも前記表面に近づけられているので、前記表面にＤＩＷが供給される勢いを前記液膜形成工程における前記勢いよりも弱めることができる。これにより、処理液ノズル３から吐出されたＤＩＷの一部（とくにウエハＷの表面で跳ね返った処理液飛沫）が液膜除去領域Ｔ内に到達することを確実に抑制することができる。
【００５３】
液膜除去領域Ｔが前記主面の中心部（前記回転中心およびその近傍）に移動されると、制御装置２２は、ＤＩＷバルブ１４を閉じて、処理液ノズル３からのＤＩＷの吐出を停止させるとともに、処理液ノズル移動機構１１を制御して、処理液ノズル３をウエハＷの上方から退避させる。
次に、制御装置２２は、チャック回転駆動機構８を制御して、非回転状態でスピンチャック２に保持されたウエハＷを所定の高回転速度まで、連続的または段階的にその回転速度を上げながら加速回転させるとともに、ガスノズル４から窒素ガスを吐出させつつガスノズル移動機構１７を制御して、ガスノズル４を前記周縁の上方に向けて移動させる（ステップＳ５）。
【００５４】
これにより、その内側に液膜除去領域Ｔが配置された環状の前記液膜に、ウエハＷの加速回転によって連続的または段階的に増加する遠心力が作用して、前記液膜が徐々に前記周縁へと追いやられ、ウエハＷの周囲に振り切られていく。また、ガスノズル４から前記表面への窒素ガスの供給位置は、前記回転中心から前記周縁に向けて移動されているので、前記液膜は、速やかに前記周縁へと追いやられていく。
【００５５】
液膜除去領域Ｔは、図４（ｄ）に示すように、前記液膜が前記周縁へと追いやられるのに伴って、前記周縁へと拡大されていく。すなわち、液膜除去領域Ｔの拡大に伴って前記表面からＤＩＷが除去されていき、液膜除去領域Ｔが前記表面の全域に広がることにより、前記表面の全域からＤＩＷが完全に排除される。そして、前記表面の全域からＤＩＷが完全に排除された後、ウエハＷの表面に付着している微少量のＤＩＷが蒸発することにより、ウエハＷが乾燥する（基板乾燥工程）。
【００５６】
このとき、液膜除去領域Ｔ内にＤＩＷは存在しておらず、また、前記表面の中心部のＤＩＷは確実に除去されているので、ウエハＷの表面全域に乾燥不良が生じることを抑制しつつ、当該表面全域を均一に乾燥させることができる。また、前記表面は、ガスノズル４から吐出された窒素ガスによって保護されながら乾燥するので、当該表面に乾燥不良が生じることを確実に抑制することができる。
【００５７】
前記表面の全域からＤＩＷが排除され、ウエハＷの表面が乾燥すると、制御装置２２は、窒素ガスバルブ２０を閉じて、ガスノズル４からの窒素ガスの吐出を停止させるとともに、ガスノズル移動機構１７を制御して、ガスノズル４をウエハＷの上方から退避させる。そして、ウエハＷの回転速度が減速されてウエハＷの回転が停止し、図示しない搬送ロボットによって、スピンチャック２から処理後のウエハＷが搬送されていく（ステップＳ６）。
【００５８】
以上にようにこの第１実施形態では、液膜除去領域ＴをウエハＷの表面の周縁に形成することにより、前記表面に供給された窒素ガスによって、ＤＩＷが捕獲されることを抑制または防止することができる。さらに、液膜除去領域ＴをウエハＷの表面の中心部に移動させることにより、当該中心部からＤＩＷを良好に排除することができる。すなわち、液膜除去領域Ｔ内に乾燥不良が生じることを抑制または防止しつつ、前記表面から確実にＤＩＷを排除して、ウエハＷを均一に乾燥させることができる。したがって、表面が疎水性であるウエハＷであっても、乾燥不良が生じることを抑制しつつ当該表面を均一に乾燥させることができる。
【００５９】
図５は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置１ａの構成を説明するための図解図であり、図６は、前記第２実施形態に係る基板処理装置１ａによるウエハＷの処理の一例を示すフローチャートである。この図５および図６において、図１および図３に示す各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されており、以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。また、以下では、図２、図５、図６を参照する。
【００６０】
この図５における基板処理装置１ａの構成と、図１における基板処理装置１の構成との主要な相違点は、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に対向配置される対向面２３を有する遮断板２４がスピンチャック２の上方に設けられていることにある。
具体的には、遮断板２４は、ウエハＷとほぼ同じ直径（あるいはウエハＷよりも少し小さい直径）を有する円板状の部材であり、その下面が前記対向面２３となっている。遮断板２４の上面には、スピンチャック２の回転軸５と共通の鉛直な中心軸線に沿う回転軸２５が固定されている。
【００６１】
この回転軸２５は、中空軸であり、その内部には、ウエハＷの表面に窒素ガスを供給するためのガス供給路２６が形成されている。ガス供給路２６の下端は、ウエハＷの表面に窒素ガスを吐出するためのガス吐出口２７として対向面２３で開口している。ガス供給路２６には、窒素ガスバルブ２８を介して窒素ガスが供給されるようになっている。
また、回転軸２５には、遮断板昇降駆動機構２９と、遮断板回転駆動機構３０とが結合されている。遮断板昇降駆動機構２９によって、回転軸２５および遮断板２４を昇降させることにより、遮断板２４をスピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に近接した近接位置（図５に示す位置）と、スピンチャック２の上方に大きく退避した退避位置との間で昇降させることができる。遮断板回転駆動機構３０によって、遮断板２４をスピンチャック２によるウエハＷの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）回転させることができる。
【００６２】
この第２実施形態に係る基板処理装置１ａによるウエハＷの処理の一例では、前記液膜除去領域移動工程まで（ステップＳ１〜Ｓ４まで）、前述の基板処理装置１によるウエハＷの処理の一例と同一の処理が行われる。
そして前記液膜除去領域移動工程の後、制御装置２２は、チャック回転駆動機構８を制御して、スピンチャック２に保持されたウエハＷを所定の低回転速度（たとえば、５０ｒｐｍ以下。好ましくは、１０ｒｐｍ以下）で回転させる。その後、制御装置２２は、窒素ガスバルブ２０を閉じてガスノズル４からの窒素ガスの吐出を停止させ、ガスノズル移動機構１７を制御して、ウエハＷの上方からガスノズル４を退避させる（ステップＳ１０）。このとき、ウエハＷは前記所定の低回転速度で回転されているので、環状の液膜は、液膜除去領域Ｔの周囲に前記回転による遠心力を受けて維持されている。したがって、液膜除去領域Ｔは、前記中心部で維持されている。
【００６３】
次に、制御装置２２は、遮断板昇降駆動機構２９を制御して遮断板２４を降下させることにより、対向面２３をウエハＷの表面に近接して対向配置させるとともに、窒素ガスバルブ２８を開いてガス供給路２６に窒素ガスを供給し、ガス吐出口２７からウエハＷの表面に向けて窒素ガスを吐出させる（ステップＳ１１）。これにより、対向面２３とウエハＷの表面との間の空間にその周囲の雰囲気が進入することが抑制されるとともに、前記空間が窒素ガス雰囲気となる。
【００６４】
そして、制御装置２２は、対向面２３がウエハＷの表面に対向配置された状態で、所定の低回転状態でスピンチャック２に保持されたウエハＷを、前記所定の低回転速度から所定の高回転速度まで、連続的または段階的にその回転速度を上げながら加速回転させるとともに、遮断板回転駆動機構３０を制御して、ウエハＷの回転に同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）遮断板２４を回転させる（ステップ１２）。
【００６５】
これにより、ガス吐出口２７から吐出された窒素ガスが、ウエハＷと遮断板２４との回転に伴って、前記表面の周縁に向けて広がっていく。また、前記液膜は、ウエハＷの加速回転によって連続的または段階的に増加する遠心力を受けて前記ウエハＷの周縁へと徐々に追いやられながらウエハＷの周囲に振り切られ、ウエハＷの表面は、窒素ガスによって保護されながら乾燥していく（基板乾燥工程）。
【００６６】
前記表面の全域からＤＩＷが排除され、ウエハＷの表面が乾燥すると、制御装置２２は、窒素ガスバルブ２８を閉じて、ガス吐出口２７からの窒素ガスの吐出を停止させる。そして、制御装置２２は、遮断板回転駆動機構３０を制御して遮断板２４の回転を停止させ、遮断板昇降駆動機構２９を制御して遮断板２４をスピンチャック２の上方に大きく退避させる。その後、ウエハＷの回転速度が減速されてウエハＷの回転が停止し、図示しない搬送ロボットによって、スピンチャック２から処理後のウエハＷが搬送されていく（ステップＳ６）。
【００６７】
以上のようにこの第２実施形態では、遮断板２４の対向面２３をウエハＷの表面に近接して対向配置させ、対向面２３と前記表面との間の空間を窒素ガス雰囲気に保ちながら、前記表面を乾燥させることができる。これにより、前記表面を窒素ガスによって確実に保護することができるので、前記表面に乾燥不良が生じることを確実に抑制しつつ、当該表面を均一に乾燥させることができる。
【００６８】
図７は、本発明の第３実施形態に係る基板処理装置１ｂの構成を説明するための図解図であり、図８は、前記第３実施形態に係る基板処理装置１ｂによるウエハＷの処理の一例を示すフローチャートである。この図７および図８において、図１および図３に示す各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されており、以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。また、以下では、図３、図７、図８を参照する。
【００６９】
この図７における基板処理装置１ｂの構成と、図１における基板処理装置１の構成との主要な相違点は、ガスノズル４の先端部に、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に対向配置される対向面３１を有する遮断板３２が取り付けられていることにある。
具体的には、遮断板３２は、ウエハＷよりも小さい直径（あるいはウエハＷとほぼ同じ直径）を有する円板状の部材であり、その下面が前記対向面３１となっている。遮断板３２は、ガスノズル４と同軸（ガスノズル４および遮断板３２の中心軸線が同軸）となるようにガスノズル４に取り付けられている。
【００７０】
ガスノズル４および遮断板３２は、ガスノズル移動機構１７によって、ほぼ水平に一体移動されるようになっており、スピンチャック２に保持されたウエハＷの上方にガスノズル４を配置させることにより、当該ウエハＷの表面に対向面３１を近接して対向配置させることができる（図７参照）。
この第３実施形態に係る基板処理装置１ｂによるウエハＷの処理の一例では、前記液膜除去領域形成工程まで（ステップＳ１〜Ｓ３まで）、前述の基板処理装置１によるウエハＷの処理の一例と同一の処理が行われる。
【００７１】
そして、前記液膜除去領域形成工程の後、制御装置２２は、ガスノズル移動機構１７を制御してガスノズル４および遮断板３２をほぼ水平に一体移動させ、液膜除去領域Ｔを前記表面の中心部に移動させつつ、前記対向面３１をウエハＷの表面に近接して対向配置させる（ステップＳ２０、液膜除去領域移動工程）。これにより、対向面３１とウエハＷの表面との間の空間にその周囲の雰囲気が進入することが抑制されるとともに、前記空間が窒素ガス雰囲気となる。
【００７２】
次に、制御装置２２は、対向面３１がウエハＷの表面に対向配置された状態で、チャック回転駆動機構８を制御して、非回転状態でスピンチャック２に保持されたウエハＷを所定の高回転速度まで、連続的または段階的にその回転速度を上げながら加速回転させる（ステップＳ２１）。これにより、前記液膜が、ウエハＷの加速回転によって連続的または段階的に増加する遠心力を受けてウエハＷの周縁へと徐々に追いやられながらウエハＷの周囲に振り切られ、ウエハＷの表面は、窒素ガスによって保護されながら乾燥していく（基板乾燥工程）。このとき、第１実施形態の場合と同様に、ガスノズル４および遮断板３２を回転半径外方側に向けて一体的に移動させるようしてもよい。
【００７３】
前記表面の全域からＤＩＷが排除され、ウエハＷの表面が乾燥されると、制御装置２２は、窒素ガスバルブ２０を閉じて、ガスノズル４からの窒素ガスの吐出を停止させるとともに、ガスノズル移動機構１７を制御して、ガスノズル４および遮断板３２をウエハＷの上方から退避させる。そして、ウエハＷの回転速度が減速されてウエハＷの回転が停止し、図示しない搬送ロボットによって、スピンチャック２から処理後のウエハＷが搬送されていく（ステップＳ６）。
【００７４】
以上のようにこの第３実施形態では、ガスノズル４と遮断板３２とを一体とし、ガスノズル移動機構１７によってほぼ水平に一体移動させることにより、液膜除去領域Ｔの移動と、前記表面への対向面３１の対向配置とを同時に行わせることができる。これにより、液膜除去領域Ｔを前記中心部に移動させた後、即座に前記基板乾燥工程を実行することができるので、ウエハＷの処理時間の増加を抑制しつつ、窒素ガスによって前記表面を確実に保護しながら当該表面を乾燥させることができる。
【００７５】
図９は、本発明の第４実施形態に係る基板処理装置によるウエハＷの処理例を示すフローチャートである。図１０は、図９の処理例における処理状態を図解的に示す図である。この図９および図１０において、前述した第１実施形態における各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
【００７６】
第４実施形態が第１実施形態と相違する点は、液膜除去領域形成工程中および液膜除去領域移動工程中に処理液ノズル３からウエハＷの表面にＤＩＷを供給しない構成とする点である。
この第４実施形態に係るウエハＷの処理例では、液膜形成工程（ステップＳ１，Ｓ２）の終了まで、第１実施形態にかかるウエハＷの処理例と同一の処理が行われる。
【００７７】
そして、ＤＩＷの供給開始から所定のリンス処理時間が経過すると、制御装置２２は、ＤＩＷバルブ１４を閉じて処理液ノズル３からのＤＩＷの吐出を停止させるとともに（ステップＳ３０）、処理液ノズル移動機構１１を制御して、処理液ノズル３をウエハＷの上方から、ウエハＷの側方の退避位置に退避させる。制御装置２２は、チャック回転駆動機構８を制御してウエハＷの所定の低回転速度（ウエハＷ上にＤＩＷの液膜を保持することができる回転速度。たとえば、５０ｒｐｍ以下。好ましくは、１０ｒｐｍ以下）での回転を継続させる。そして、制御装置２２は、ガスノズル移動機構１７を制御して、ガスノズル４をウエハＷの上方に配置させるとともに、窒素ガスバルブ２０を開いて、ガスノズル４からウエハＷの表面に向けて窒素ガスを吐出させる（ステップＳ３）。具体的には、ガスノズル４から吐出された窒素ガスが、最初に、ウエハＷの表面の周縁に供給され、ウエハＷの表面の周縁からＤＩＷが除去される。これにより、ウエハＷの表面の周縁に、ＤＩＷの液膜が除去された液膜除去領域Ｔが形成される（液膜除去領域形成工程、図１０（ｂ）参照。）。
【００７８】
そして、制御装置２２は、窒素ガスバルブ２０を開いてガスノズル４から窒素ガスを吐出させた状態のまま、ガスノズル移動機構１７を制御して、ガスノズル４をウエハＷの表面の回転中心の上方に移動させる（ステップＳ４）。これにより、ウエハＷの表面に窒素ガスが供給されるとともに、その供給位置がウエハＷの表面の回転中心に向けて移動される。液膜除去領域ＴはウエハＷの表面への窒素ガスの供給位置の移動に伴って、液膜の周縁に形成された窪み状の形状から円形状に変化しつつ、ウエハＷの表面の回転中心に向かって移動させられる。これにより、液膜除去領域Ｔ内にウエハＷの回転中心が配置される（液膜除去領域移動工程、図１０（ｃ）参照。）。その後、基板乾燥工程が行われ（ステップＳ５、図１０（ｄ）参照。）、基板乾燥工程の終了後には図示しない搬送ロボットによって処理後のウエハＷが搬出されていく（ステップＳ６）。
【００７９】
この実施形態では、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、処理液ノズル３からウエハＷの表面にＤＩＷが供給されない。そのため、液膜除去領域Ｔに処理液が進入することを阻止することができ、液膜除去領域Ｔ内にＤＩＷの液滴が形成されることを抑制または防止することができる。これにより、液膜除去領域Ｔに乾燥不良が生じることを抑制することができる。
【００８０】
また、前記液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程では、ウエハＷが低回転速度で回転されているので、このとき、ウエハＷの表面の液膜に遠心力がほとんど作用しないので、ウエハＷの表面上のＤＩＷがウエハＷの側方に飛散することがほとんどない。そのため、ウエハＷの表面上からのＤＩＷの逸散を抑制することができ、液膜除去領域Ｔ以外の領域から液膜が無くなることを抑制することができる。これにより、処理液ノズル３から供給されたＤＩＷが液膜除去領域Ｔに到達して液膜除去領域Ｔ内にＤＩＷの液滴が形成されることを抑制または防止できる。ゆえに、液膜除去領域Ｔに乾燥不良が生じることを抑制することができる。
【００８１】
なお、前述の説明では、液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、ウエハＷが低回転速度で回転される場合を例にとって説明したが、液膜除去領域形成工程および液膜除去領域移動工程において、ウエハＷが回転停止されていてもよい。かかる場合、ウエハ上からのＤＩＷの逸散をより一層抑制することができる。
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の第１〜４実施形態では、前記基板乾燥工程において、主として、前記所定の高回転速度までウエハＷを加速回転させることにより、ＤＩＷの液膜をウエハＷの周囲に振り切る例について説明したが、ウエハＷを回転させずに、または一定の回転速度で回転させつつ、ウエハＷの表面への窒素ガスの供給流量を増加させることにより、前記液膜を前記周縁に追いやって当該表面から排除してもよい。
【００８２】
また、第２実施形態および第３実施形態においても、液膜除去領域形成工程中および液膜除去領域移動工程中に、処理液ノズル３からウエハＷの表面にＤＩＷを供給しない構成としてもよい。
さらに、前述の第１〜第４実施形態では、ウエハＷの表面に窒素ガスが供給される例について説明したが、前記表面に供給される窒素ガスに、純水よりも揮発性の高い有機溶剤であるＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気が含まれていてもよい（図１、図５、図７参照）。
【００８３】
ＩＰＡの蒸気を含む窒素ガスをウエハＷの表面に供給することにより、前記基板乾燥工程において、前記表面に付着しているＤＩＷをＩＰＡに置換して速やかにウエハＷを乾燥させることができる。
また、ＩＰＡの蒸気を含む窒素ガスをウエハＷの表面に供給する場合、前記基板乾燥工程において、ウエハＷを回転させずに前記ＩＰＡの蒸気を含む窒素ガスの供給流量を増加させることにより、ウエハＷの表面からＤＩＷの液膜を排除して当該ウエハＷを乾燥させてもよい。
【００８４】
前記純水よりも揮発性が高い有機溶剤としては、ＩＰＡ以外に、たとえば、メタノール、エタノール、アセトン、およびＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などが挙げられる。
また、前述の第１〜第４実施形態では、前記液膜除去領域移動工程において、スピンチャック２の回転を停止させながら、ガスノズル４を前記回転中心の上方に移動させる例について説明したが、スピンチャック２およびウエハＷを低回転速度で回転させながら、ガスノズル４を移動させてもよい。
【００８５】
さらに、前述の第１〜第４実施形態では、前記液膜除去領域形成工程において、液膜除去領域ＴがウエハＷの表面の周縁に形成される例について説明したが、前記周縁を除く前記表面の中心Ｏを含まない領域に液膜除去領域Ｔを形成してもよい。
また、前述の第１〜第４実施形態では、リンス液としてＤＩＷを例示したが、ＤＩＷに限らず、純水、オゾン水、水素水、炭酸水などの他のリンス液を用いてもよい。
【００８６】
さらに、前述の第１〜第４実施形態では、不活性ガスとして窒素ガスを例示したが、窒素ガスに限らず、アルゴンガスなどの他の不活性ガスを用いてもよい。
さらにまた、前述の第１〜第４実施形態では、処理対象の基板として半導体ウエハＷを取り上げたが、半導体ウエハＷに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ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などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図２】前記基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図３】前記基板処理装置によるウエハの処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】前記ウエハの処理の一例における処理状態を図解的に示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図６】前記第２実施形態に係る基板処理装置によるウエハの処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図８】前記第３実施形態に係る基板処理装置によるウエハの処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施形態に係る基板処理装置によるウエハの処理例を示すフローチャートである。
【図１０】図９の処理例における処理状態を図解的に示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１，１ａ，１ｂ  基板処理装置
２      スピンチャック（基板保持手段）
３      処理液ノズル
４      ガスノズル
８      チャック回転駆動機構（基板回転手段）
１１    処理液ノズル移動機構（処理液ノズル移動手段）
１２    処理液ノズル昇降駆動機構（処理液ノズル移動手段）
１７    ガスノズル移動機構（ガスノズル移動手段）
２２    制御装置（制御手段）
２３,３１  対向面
２４,３２  遮断板（対向部材）
２７    ガス吐出口
２９    遮断板昇降駆動機構（対向部材移動手段）
Ｏ      中心
Ｔ      液膜除去領域
Ｗ      ウエハ（基板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図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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