(57)【要約】  基板表面から良好にリンス液を排除することにより、基板表面における筋状のパーティクルの発生を抑制または防止できる基板処理装置および基板処理方法を開示する。この基板処理装置は、基板を保持する基板保持機構上の基板を傾斜させる基板傾斜機構を備えている。基板上にリンス液を供給して液塊を形成した後、基板傾斜機構で、基板を微小角度だけ傾斜させる。すると、液塊は、分裂することなく、下方へと向かい、基板の上面に微小液滴を残すことなく落下する。その後、基板を水平姿勢に戻し、基板を乾燥させる。
2007083358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方表面を上方に向けた姿勢で基板を保持することができる基板保持機構と、
この基板保持機構に保持されている基板の前記一方表面にリンス液を供給するリンス液供給機構と、
前記基板保持機構に保持されている基板を、前記一方表面が水平面に沿う水平姿勢から、前記一方表面が水平面に対して所定角度だけ傾斜した傾斜姿勢へと傾斜させる基板傾斜機構と、
前記基板保持機構に保持されている基板の表面を乾燥させる基板乾燥手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記基板傾斜機構は、当該一方表面上のリンス液を当該一方表面上で液塊を成した状態のままで下方へと移動させて排除するように基板を傾斜させるものである、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板傾斜機構は、前記基板の一方表面上を移動する前記液塊の後縁が毎秒３〜２０ミリメートルの速さで移動するように基板を傾斜させるものである、請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板傾斜機構によって基板を傾斜させたときに、前記傾斜姿勢の基板の下方側端面に当接する当接部材をさらに含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記リンス液供給機構および前記基板傾斜機構を制御し、前記基板保持機構によって水平に保持されている基板の前記一方表面の一部または全域を、前記リンス液供給機構から供給されたリンス液の液膜で覆い、その後、前記基板傾斜機構によって前記基板を傾斜させる制御手段をさらに含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記制御手段は、さらに前記基板乾燥手段を制御し、前記基板傾斜機構によって前記基板を傾斜させることにより前記一方表面からリンス液を排除した後、前記基板乾燥手段によって基板上の液成分を乾燥させるものである、請求項５記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記基板乾燥手段は、前記基板保持機構に保持されている基板を回転させる基板回転手段を含み、
前記制御手段は、基板を乾燥させるときに、前記基板回転手段によって前記基板を回転させることにより、この基板の端面に残る液滴を振り切らせるものである、請求項６記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記基板傾斜機構によって基板を傾斜させることにより前記基板の一方表面からリンス液を排除した後、前記基板傾斜機構によって基板を傾斜姿勢から水平姿勢へと復帰させ、その後に、前記基板回転手段によって基板を回転させ、この基板の端面に残る液滴を振り切らせるものである、請求項７記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板乾燥手段は、前記基板保持機構に保持されている基板に赤外線を照射する赤外線発生手段を含む、請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記基板保持機構に保持された基板の前記一方表面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構をさらに含み、
前記制御手段は、さらに前記不活性ガス供給機構を制御し、基板を傾斜させてその一方表面からリンス液を排除するときに、前記基板の一方表面において少なくともリンス液が排除された領域に前記不活性ガス供給手段からの不活性ガスを供給させるものである、請求項５ないし９のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記基板保持機構に保持された基板の前記一方表面に近接配置可能な基板対向面を有する遮断部材と、
この遮断部材を前記基板保持機構に保持された基板の前記一方表面に対して近接／離反させる遮断部材移動機構とをさらに含み、
前記制御手段は、さらに前記遮断部材移動機構を制御し、前記不活性ガス供給手段からの不活性ガスが前記基板の一方表面に供給されるときに、前記遮断部材の基板対向面が前記基板の一方表面に近接した所定位置に配置されるように前記遮断部材移動機構を制御するものである、請求項１０記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記基板傾斜機構によって基板が傾斜されるときに、この基板の傾斜に倣って前記基板対向面が傾斜するように前記遮断部材を傾斜させる遮断部材傾斜機構をさらに含む、請求項１１記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記基板傾斜機構によって傾斜姿勢とされた基板の前記一方表面上のリンス液に新たにリンス液を供給するリンス液補給機構をさらに含む、請求項１ないし１２のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１４】
基板をほぼ水平に保持することができる基板保持機構と、
この基板保持機構に保持されている基板の上面にリンス液を供給するリンス液供給機構と、
前記基板保持機構に保持されている基板の上面に気体を吹き付けて当該基板の上面に気体吹き付け領域を形成するとともに、この気体吹き付け領域で基板の上面の全域を一方向にスキャンすることができるガスナイフ機構と、
前記基板の上面において、前記ガスナイフ機構が形成する気体吹き付け領域よりも、当該気体吹き付け領域のスキャン方向下流側の領域にリンス液を供給するリンス液補給機構と、
前記基板保持機構に保持されている基板の表面を乾燥させる基板乾燥手段とを含む、基板処理装置。
【請求項１５】
前記基板乾燥手段、前記リンス液供給機構、前記ガスナイフ機構および前記リンス液供給機構を制御し、前記リンス液供給機構によって前記基板の上面にリンス液を供給させた後、前記ガスナイフ機構が形成する気体吹き付け領域で基板の上面をスキャンさせるとともに前記リンス液補給機構から当該気体吹き付け領域のスキャン方向下流側の領域にリンス液を供給させることによって、基板の上面からリンス液を排除し、その後、前記基板乾燥手段によって基板上の液成分を乾燥させる制御手段をさらに含む、請求項１４記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記基板乾燥手段は、前記基板保持機構に保持されている基板を回転させる基板回転手段を含み、
前記制御手段は、基板を乾燥させるときに、前記基板回転手段によって前記基板を回転させることにより、この基板の端面に残る液滴を振り切らせるものである、請求項１５記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記ガスナイフ機構は、基板の上面に線状の前記気体吹き付け領域を形成するものである、請求項１４ないし１６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１８】
前記ガスナイフ機構は、前記気体吹き付け領域のスキャン方向上流側に向かって中央部が後退した凹形の線状気体吹き付け領域を基板の上面に形成するものであることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１９】
前記基板保持機構に保持されている基板を、その上面が水平面に沿う水平姿勢から、当該上面が水平面に対して所定角度だけ傾斜した傾斜姿勢へと傾斜させる基板傾斜機構をさらに含む、請求項１４ないし１８のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項２０】
基板保持機構によって、一方表面を上方に向けた姿勢で基板を保持する基板保持工程と、
この基板保持工程で前記基板保持機構に保持されている基板の前記一方表面にリンス液を供給するリンス液供給工程と、
このリンス液供給工程の後、前記基板保持機構に保持されている基板を、前記一方表面が水平面に沿う水平姿勢から、前記一方表面が水平面に対して所定角度だけ傾斜した傾斜姿勢へと傾斜させることにより、当該一方表面上のリンス液を当該一方表面上で液塊を成した状態のままで下方へと移動させて排除する基板傾斜工程と、
この基板傾斜工程の後に、前記基板の表面を乾燥させる乾燥工程とを含む、ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２１】
前記基板傾斜工程は、前記基板の一方表面上を移動する前記液塊の後縁が毎秒３〜２０ミリメートルの速さで移動するように基板を傾斜させる工程である、請求項２０記載の基板処理方法。
【請求項２２】
基板保持機構によって基板をほぼ水平に保持する基板保持工程と、
この基板保持工程で前記基板保持機構に保持されている基板の上面にリンス液を供給するリンス液供給工程と、
このリンス液供給工程の後、前記基板保持機構に保持されている基板の上面にガスナイフ機構によって気体を吹き付けて当該基板の上面に気体吹き付け領域を形成するとともに、この気体吹き付け領域で基板の上面の全域を一方向にスキャンするガスナイフ工程と、
このガスナイフ工程と並行して、前記基板の上面において、前記ガスナイフ機構が形成する気体吹き付け領域よりも、当該気体吹き付け領域のスキャン方向下流側の領域にリンス液を供給するリンス液補給工程と、
前記ガスナイフ工程およびリンス液補給工程の後に、前記基板の表面を乾燥させる乾燥工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２３】
前記乾燥工程は、前記基板保持機構に保持されている基板を回転させることにより、この基板の端面に残る液滴を振り切る工程を含む、請求項２０ないし２２のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項２４】
前記乾燥工程は、前記基板保持機構に保持されている基板に赤外線発生手段からの赤外線を照射する工程を含む、請求項２０ないし２２のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項２５】
前記リンス液供給工程は、前記基板保持工程で基板保持機構によって水平に保持されている基板の前記一方表面の全面をリンス液の液膜で覆う液膜被覆工程を含む、請求項２０ないし２４のいずれかに記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディプレイ用基板、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等に代表される各種の被処理基板を処理するための基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、被処理基板としての半導体ウエハ（以下単に「ウエハ」という。）の表面に対して処理液（薬液または純水）を供給する処理が行われる。とくに、ウエハを洗浄するための基板洗浄装置では、ウエハの表面に洗浄処理のための薬液が供給され、その後に純水が供給されてリンス処理が行われる。このリンス処理の後のウエハ表面には純水が付着しているので、この純水を除去するために、ウエハを高速回転させてウエハ表面の純水を振り切るための乾燥処理が行われる。【０００３】
この乾燥処理のために用いられる典型的な基板乾燥装置は、ウエハを水平に保持した状態で回転するスピンチャックと、このスピンチャックを高速回転させるための回転駆動機構とを備えている。この構成により、回転に伴って純水に働く遠心力を利用して、純水を振り切り、基板の乾燥を達成している。
【特許文献１】特開平１０−４１２７０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、たとえば、いわゆるＬｏｗ−ｋ膜（比誘電率が酸化シリコンよりも小さな材料からなる絶縁膜をいう。）が形成されたウエハなどでは、ウエハ表面は、疎水性になっている。そのため、ウエハ表面に純水を供給してリンス処理を行い、スピンチャックを高速回転させると、ウエハ上の純水の膜が分裂して多数の微小液滴となり、この多数の微小液滴がウエハ表面を放射状に移動する。これにより、ウエハ表面に筋状のパーティクルが放射状に形成される。【０００５】
この筋状のパーティクルは、一種のウォーターマークであり、通常の意味でのパーティクル（ウエハ表面の異物）とは異なる。しかし、ウエハ表面のパーティクル数を計数するパーティクルカウンタは、このような筋状のパーティクルも通常のパーティクルと区別することなく計数してしまう。
そのため、筋状のパーティクルの発生を抑制または防止することが課題となっていた。【０００６】
そこで、この発明の目的は、基板表面から良好にリンス液を排除することにより、基板表面における筋状のパーティクルの発生を抑制または防止す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である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の局面に係る基板処理装置は、一方表面を上方に向けた姿勢で基板（Ｗ）を保持することができる基板保持機構（１，１０１）と、この基板保持機構に保持されている基板の前記一方表面（上面）にリンス液を供給するリンス液供給機構（１５，１７，１１２，１２０）と、前記基板保持機構に保持されている基板を、前記一方表面が水平面に沿う水平姿勢から、前記一方表面が水平面に対して所定角度だけ傾斜した傾斜姿勢へと傾斜させる基板傾斜機構（２５，１０２）と、前記基板保持機構に保持されている基板の表面を乾燥させる基板乾燥手段（２，１０３）とを含む。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。【０００８】
この構成によれば、リンス液の供給後に基板傾斜機構によって基板を傾斜させることで、基板表面からリンス液を排除する過程で基板表面にリンス液の微小液滴が残留することを抑制できる。そして、基板乾燥手段によって基板の表面を乾燥させることができる。これにより、基板の表面及び端面全域のリンス液を良好に排除できる。
特に、基板表面上のリンス液を液塊の状態のままで下方へ移動させて排除させるようにすれば、基板表面で微小液滴が残留することがさらになく、リンス液は大きな液塊の状態で基板表面から排除されることになる。これにより、筋状のパーティクルの発生を抑制または防止しつつ、基板表面のリンス液を排除できる。【０００９】
ここで、「液塊」とは、基板表面上において所定の領域に広がるほぼ膜状の液体の塊のことである。なお、液塊は、リンス液排除中は単一の状態のままであるのが最も好ましいが、リンス液排除の過程で数個程度に分裂するものであってもよい。つまり、基板表面のうち、少なくともリンス液が排除された領域（リンス液の液塊の存在する領域よりも上側の領域）に微小液滴を残留させない範囲で、液塊が複数個となってもよい。【００１０】
処理対象の基板は、表面が疎水性の基板であっても親水性の基板であってもよいが、特に表面に微小液滴が残留しやすい疎水性の基板に対してより有効である。
リンス液としては、純水のほか、炭酸水、電解イオン水、水素水、磁気水などの機能水、または希薄濃度（たとえば１ｐｐｍ程度）のアンモニア水などが用いられる場合がある。【００１１】
前記基板傾斜機構は、前記基板の一方表面上を移動する前記液塊の後縁が毎秒３〜２０ミリメートルの速さで移動するように基板を傾斜させるものであることが好ましい。
この構成によれば、基板上でリンス液が形成する液塊の後縁（液塊で最も上側の縁部）を毎秒３〜２０ミリメートルの速さで移動するように基板が傾斜させられることにより、基板表面の微小液滴の残留を確実に防止できる。これにより、より効果的に筋状のパーティクルを抑制できる。【００１２】
前記基板処理装置は、前記基板傾斜機構によって基板を傾斜させたときに、前記傾斜姿勢の基板の下方側端面に当接する当接部材（５）をさらに含むことが好ましい。
この構成によれば、基板の下方側端面に当接する当接部材によって、基板から流れ落ちるリンス液をガイドすることができる。つまり、当接部材を伝ってリンス液が流下する。これにより、基板表面からリンス液を効率的に排除できる。なお、この当接部材が基板に当接するタイミングは、基板の傾斜が行なわれている期間（以下、基板傾斜期間）のうちのいつの時期であってもよい。たとえば、基板への当接は、基板傾斜期間の初期だけでもよいし、基板傾斜期間の終期だけでもよいし、基板傾斜期間中に渡って常に行なわれてもよい。【００１３】
前記当接部材は、基板保持機構に備えられた基板挟持部材であってもよく、このような基板挟持部材とは別に設けた部材であってもよい。また、前記当接部材は１つであってもよいし、複数個であってもよい。最も好ましくは、基板を傾斜させた際に最も低い位置の基板端面に当接するのがよい。
前記基板処理装置は、前記リンス液供給機構および前記基板傾斜機構を制御し、前記基板保持機構によって水平に保持されている基板の前記一方表面の一部または全域を、前記リンス液供給機構から供給されたリンス液の液膜で覆い、その後、前記基板傾斜機構によって前記基板を傾斜させる制御手段（４０，１１０）をさらに含むことが好ましい。これにより、基板の上面で基板の表面の一部または全域を覆うリンス液の液膜が形成される。とくに、全域にリンス液の液膜が形成される場合には、基板表面が酸素に触れることがなく、また、この大きな液膜の状態からリンス液の排除工程に移行できるため、リンス液を基板の上面から良好に排除できる。なお、基板保持機構に保持された基板を回転させる基板回転手段（２）が備えられる場合には、基板を停止状態または低速回転状態として、基板表面にリンス液の液膜で覆うようにするのが好ましい。【００１４】
前記制御手段は、さらに、前記基板乾燥手段を制御し、前記基板傾斜機構によって前記基板を傾斜させることにより前記一方表面からリンス液を排除した後、前記基板乾燥手段によって基板上の液成分を乾燥させるものであることが好ましい。この構成により、基板を傾斜させてリンス液を基板の上面から排除した後に、基板の表面が乾燥させられるので、基板の上面において微小液滴が移動することを抑制または防止できる。これにより、筋状のパーティクルの発生を抑制できる。【００１５】
前記基板乾燥手段は、前記基板保持機構に保持されている基板を回転させる基板回転手段（２）を含むものであってもよい。この場合に、前記制御手段は、基板を乾燥させるときに、前記基板回転手段によって前記基板を回転させることにより、この基板の端面に残る液滴を振り切らせるものであってもよい。この構成により、基板を傾斜させてリンス液を基板の上面から排除した後に、基板を回転させてその端面の微小液滴が振り切られるので、基板の上面において微小液滴が移動することを抑制または防止できる。これにより、筋状のパーティクルの発生を抑制できる。【００１６】
前記制御手段は、前記基板傾斜機構によって基板を傾斜させることにより前記基板の一方表面からリンス液を排除した後、前記基板傾斜機構によって基板を傾斜姿勢から水平姿勢へと復帰させ、その後に、前記基板回転手段によって基板を回転させ、この基板の端面に残る液滴を振り切らせるものであってもよい。
この構成によれば、基板を水平姿勢に戻してから基板回転手段によって基板を回転させ、基板端面の液滴を振り切る構成であるので、基板端面から振り切られた液滴が基板処理装置の斜め上方に飛散することを防止できる。また、基板回転手段として基板を保持して回転させることができる基板保持機構を用いる場合に、基板を傾斜させる際、基板保持機構自体を傾斜させる必要はなく、基板のみを傾斜させてもよい。したがって、基板傾斜機構の構成を簡単にすることができる。【００１７】
前記基板乾燥手段は、前記基板保持機構に保持されている基板に赤外線を照射する赤外線発生手段（１３５）を含むものであってもよい。この構成によれば、基板を高速回転させるのではなく、赤外線の照射によって、基板上の液成分（基板端面の液滴を含む）を蒸発させて排除し、基板を乾燥させることができる。つまり、この構成の場合、基板を非回転状態あるいは低回転状態として乾燥することも可能である。【００１８】
なお、この構成の場合に、前記赤外線発生手段と前記基板保持機構に保持されている基板との間に配置され、前記赤外線発生手段から照射される赤外線のうち、少なくとも前記基板保持機構に保持されている基板が吸収する波長の赤外線を吸収し、それ以外の波長の赤外線を透過させるフィルタ板（１３７）をさら含むことが好ましい。これにより、基板の昇温を抑制しつつ、その表面の液成分に赤外線を吸収させて、その液成分を蒸発させることができる。これにより、基板の加熱に伴う基板材料の溶出を抑制できるので、ウォーターマークの発生を抑制できる。【００１９】
基板乾燥手段としては、さらに、基板保持機構に保持された基板に対して常温（たとえば、約２３℃）または加熱（たとえば４０℃〜１５０℃）されたガスを供給するガス供給機構（１８，１３８）を適用してもよい。ガス供給機構によって供給されるガスは、たとえば、空気や不活性ガス（窒素等）などであってもよく、これらとＩＰＡ（イソプロピルアルコール）蒸気またはＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）蒸気などの有機溶剤の蒸気との混合気体であってもよい。さらに、また、基板乾燥手段としては、基板保持機構に保持された基板の周囲の空間、たとえば基板保持機構が収容された処理室内を減圧する減圧乾燥機構が適用されてもよい。【００２０】
また、基板傾斜機構によって基板を傾斜させたときに基板の下端に残るリンス液の液滴を排除するために、傾斜姿勢の基板の下端に当接するスポンジなどの多孔質部材や吸引ノズル等の吸液部材を設けておいてもよい。これにより、基板上の液体を効率的に排除できる。
前記基板処理装置は、前記基板保持機構に保持された基板の前記一方表面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構（１８，１９）をさらに含んでいてもよい。この場合に、前記制御手段は、さらに前記不活性ガス供給機構を制御し、基板を傾斜させてその一方表面からリンス液を排除するときに、前記基板の一方表面において少なくともリンス液が排除された領域に前記不活性ガス供給手段からの不活性ガスを供給させるものであることが好ましい。【００２１】
この構成によれば、基板の上面のリンス液が排除された領域に不活性ガスを供給することにより、基板表面の露出域およびこの露出域とリンス液が存在する領域との境界領域（以下、「境界域」という。）を不活性ガス雰囲気中に置くことができ、基板表面における酸素に起因するパーティクルの発生を抑制できる。
前記基板処理装置は、前記基板保持機構に保持された基板の前記一方表面に近接配置可能な基板対向面（１１）を有する遮断部材（１０）と、この遮断部材を前記基板保持機構に保持された基板の前記一方表面に対して近接／離反させる遮断部材移動機構（２１）とをさらに含むことが好ましい。この場合に、前記制御手段は、さらに前記遮断部材移動機構を制御し、前記不活性ガス供給手段からの不活性ガスが前記基板の一方表面に供給されるときに、前記遮断部材の基板対向面が前記基板の一方表面に近接した所定位置に配置されるように前記遮断部材移動機構を制御するものであることが好ましい。【００２２】
この構成によれば、遮断部材の基板対向面を基板の上面に近接させて当該上面の近傍の空間を制限した状態で、この空間に不活性ガスが供給される。これにより、基板の上面の露出域および境界域の周囲を確実に不活性ガス雰囲気とすることができる。
前記基板処理装置は、前記基板傾斜機構によって基板が傾斜されるときに、この基板の傾斜に倣って前記基板対向面が傾斜するように前記遮断部材を傾斜させる遮断部材傾斜機構（６０）をさらに含むことが好ましい。【００２３】
この構成によれば、基板が傾斜されるときに、遮断部材の基板対向面もそれに応じて傾斜されるので、基板対向面を基板の上面に十分に近接させることができる。したがって、基板の上面からリンス液が排除される期間において、終始、基板の上面の近傍の空間が遮断部材によって良好に制限される。これにより、基板の上面の露出域および境界域の周辺を確実に不活性ガス雰囲気とすることができる。【００２４】
前記遮断部材傾斜機構は、基板傾斜機構と同一の傾斜機構（６０）であってもよい。このような傾斜機構は、たとえば、遮断部材を保持する遮断部材保持機構（２３）と前記基板保持機構とを保持する可動フレーム（６１）と、この可動フレームを所定の水平軸線まわりに回動させる回動駆動機構（６５）とを備える構成であってもよい。この構成により、可動フレームの回動により、遮断部材と基板保持機構に保持された基板とを一体的に傾斜させることができる。【００２５】
なお、前記不活性ガス供給手段は、前記基板の一方表面のリンス液の液塊が破壊される流量よりも小流量で不活性ガスを前記基板の一方表面に向けて供給することが好ましい。
この構成により、リンス液の液塊を保持できるから、リンス液の液塊の破壊に伴う筋状のパーティクルの発生を抑制または防止しつつ、基板の上面の露出域および境界域の近傍を不活性ガス雰囲気とすることができる。【００２６】
前記基板処理装置は、前記基板傾斜機構によって傾斜姿勢とされた基板の前記一方表面上のリンス液に新たにリンス液を供給するリンス液補給機構（５０）をさらに含むことが好ましい。
この構成によれば、基板表面上のリンス液に対して新たにリンス液を補給することで、基板上でのリンス液の液塊の分裂を防止することができる。したがって、傾斜姿勢のときの基板が水平面となす角度を大きくとってもリンス液の液塊の分裂を回避できるから、基板の上面からリンス液を速やかに排除することができる。その結果、処理時間を短縮することができる。【００２７】
この発明の第２の局面に係る基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持することができる基板保持機構（１）と、この基板保持機構に保持されている基板の上面にリンス液を供給するリンス液供給機構（１５，１７）と、前記基板保持機構に保持されている基板の上面に気体を吹き付けて当該基板の上面に気体吹き付け領域を形成するとともに、この気体吹き付け領域で基板の上面の全域を一方向にスキャンすることができるガスナイフ機構（７０）と、前記基板の上面において、前記ガスナイフ機構が形成する気体吹き付け領域よりも、当該気体吹き付け領域のスキャン方向下流側の領域にリンス液を供給するリンス液補給機構（７７〜８０）と、前記基板保持機構に保持されている基板の表面を乾燥させる基板乾燥手段（２）とを含む。【００２８】
この構成によれば、ガスナイフ機構によって基板の上面に気体を吹き付け、基板の上面における気体の吹き付け領域を一方向に移動させて基板の上面をスキャンすることより、基板の上面からリンス液が排除される。この際に、気体吹き付け領域の移動方向下流側では、基板表面にリンス液が供給されるので、この領域では、リンス液の液塊の分裂が生じにくく、大きな液塊の状態に保持される。こうして、基板の上面において、リンス液は、大きな液塊（好ましくは単一の液塊）の状態を保ったままで、ガスナイフ機構によって排除されていくことになる。その結果、筋状のパーティクルの発生を抑制または防止できる。【００２９】
こうして、ガスナイフ機構によって基板表面からリンス液を排除した後に、基板乾燥手段によって基板の表面を乾燥させれば、基板上に残る微量のリンス液を排除することができる。
前記基板処理装置は、前記基板乾燥手段、前記リンス液供給機構、前記ガスナイフ機構および前記リンス液供給機構を制御し、前記リンス液供給機構によって前記基板の上面にリンス液を供給させた後、前記ガスナイフ機構が形成する気体吹き付け領域で基板の上面をスキャンさせるとともに前記リンス液補給機構から当該気体吹き付け領域のスキャン方向下流側の領域にリンス液を供給させることによって、基板の上面からリンス液を排除し、その後、前記基板乾燥手段によって基板上の液成分を乾燥させる制御手段（４０）をさらに含むことが好ましい。【００３０】
この構成により、ガスナイフ機構によってリンス液を基板の上面から排除した後に、基板が乾燥させられるので、基板の上面において微小液滴が移動することを抑制または防止できる。これにより、筋状のパーティクルの発生を抑制できる。
前記基板乾燥手段は、前記基板保持機構に保持されている基板を回転させる基板回転手段（２）を含んでいてもよい。この場合に、前記制御手段は、基板を乾燥させるときに、前記基板回転手段によって前記基板を回転させることにより、この基板の端面に残る液滴を振り切らせるものであることが好ましい。この構成により、ガスナイフ機構によって基板表面からリンス液を排除した後に、基板保持回転機構によって基板を回転させれば、基板の端面に残る微量のリンス液を遠心力によって振り切ることができる。【００３１】
前記ガスナイフ機構は、基板の上面に線状の前記気体吹き付け領域（７５，８１〜８５）を形成するものであってもよい。この構成によれば、線状の気体吹き付け領域を移動させることにより、基板の上面から効率的にリンス液を排除できる。
前記ガスナイフ機構は、前記気体吹き付け領域のスキャン方向上流側に向かって中央部が後退した凹形の線状気体吹き付け領域（８１，８４）を基板の上面に形成するものであってもよい。この構成によれば、線状の気体吹き付け領域がその移動方向上流側に向かって中央部が後退した形状となっているため、当該線状の気体吹き付け領域の内側にリンス液を集めながら、このリンス液を基板の上面から排除していくことができる。これにより、リンス液の液塊の分裂をより確実に抑制または防止できる。【００３２】
前記基板処理装置は、前記基板保持機構に保持されている基板を、その上面が水平面に沿う水平姿勢から、当該上面が水平面に対して所定角度だけ傾斜した傾斜姿勢へと傾斜させる基板傾斜機構（２５）をさらに含むことが好ましい。
この構成によれば、基板の傾斜とガスナイフ機構との併用により、基板の上面の液滴をより確実に排除することができる。この場合に、ガスナイフのスキャン方向下流側の領域にはリンス液が補給されるから、基板の上面のリンス液の液塊が分裂することを抑制または防止でき、基板の上面にリンス液の微小液滴が残留することを抑制または防止できる。【００３３】
この発明の一つの局面に係る基板処理方法は、基板保持機構（１，１０１）によって、一方表面を上方に向けた姿勢で基板（Ｗ）を保持する基板保持工程と、この基板保持工程で前記基板保持機構に保持されている基板の前記一方表面（上面）にリンス液を供給するリンス液供給工程と、このリンス液供給工程の後、前記基板保持機構に保持されている基板を、前記一方表面が水平面に沿う水平姿勢から、前記一方表面が水平面に対して所定角度だけ傾斜した傾斜姿勢へと傾斜させることにより、当該一方表面上のリンス液を当該一方表面上で液塊を成した状態のままで下方へと移動させて排除する基板傾斜工程と、この基板傾斜工程の後に、前記基板の表面を乾燥させる乾燥工程とを含む。【００３４】
前記基板傾斜工程は、前記基板の一方表面上を移動する前記液塊の後縁が毎秒３〜２０ミリメートルの速さで移動するように基板を傾斜させる工程であることが好ましい。この方法により、基板の上面におけるリンス液の液塊の分裂をより確実に抑制または防止しつつ基板の上面からリンス液を排除できる。
この発明の他の局面に係る基板処理方法は、基板保持機構（１）によって基板（Ｗ）をほぼ水平に保持する基板保持工程と、この基板保持工程で前記基板保持機構に保持されている基板の上面にリンス液を供給するリンス液供給工程と、このリンス液供給工程の後、前記基板保持機構に保持されている基板の上面にガスナイフ機構（７０）によって気体を吹き付けて当該基板の上面に気体吹き付け領域（７５，８１〜８５）を形成するとともに、この気体吹き付け領域で基板の上面の全域を一方向にスキャンするガスナイフ工程と、このガスナイフ工程と並行して、前記基板の上面において、前記ガスナイフ機構が形成する気体吹き付け領域よりも、当該気体吹き付け領域のスキャン方向下流側の領域にリンス液を供給するリンス液補給工程と、前記ガスナイフ工程およびリンス液補給工程の後に、前記基板の表面を乾燥させる乾燥工程とを含む
前記乾燥工程は、前記基板保持機構に保持されている基板を回転させることにより、この基板の端面に残る液滴を振り切る工程を含んでいてもよい。【００３５】
また、前記乾燥工程は、前記基板保持機構に保持されている基板に赤外線発生手段からの赤外線を照射する工程を含んでいてもよい。
前記リンス液供給工程は、前記基板保持工程で基板保持機構によって水平に保持されている基板の前記一方表面の全面をリンス液の液膜で覆う液膜被覆工程を含むことが好ましい。【００３６】
なお、リンス液供給工程は、基板を停止状態または低速回転状態として、基板の上面にリンス液の大きな液塊を成長させる液塊成長工程を経て、前記液膜被覆工程が行なわれることが好ましい。
本発明における上述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の第１の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】前記基板処理装置に備えられたスピンチャックの平面図である。
【図３】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４】図４(a)〜４(e)は、前記基板処理装置による基板処理の流れを説明するための図である。
【図５】制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートである。
【図６】第１の実施形態の変形例を説明するための図解図である。
【図７】基板傾斜機構の変形例の構成を説明するための図解図である。
【図８】この発明の第２の実施形態の基板処理装置の構成を説明するための図解的な斜視図である。
【図９】第２実施形態の基板処理装置の全体の構成を示す図解図である。
【図１０】この発明の第３の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的な断面図である。
【図１１】前記第３の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。
【図１２】前記第３の実施形態に係る基板処理装置の制御のための構成を説明するためのブロック図である。
【図１３】前記第３の実施形態に係る基板処理装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１４】基板の傾斜とガスナイフとを併用して基板上の純水液塊を排除する実施形態を示す図解図である。
【図１５】図１５(a)〜１５(e)は、ガス吹き付け領域の形状の変形例を示す図解図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
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、この発明の第１の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。この基板処理装置は、たとえば半導体ウエハのようなほぼ円形の基板Ｗに対して処理液による処理を施すための枚葉式の処理装置であり、基板Ｗをほぼ水平な姿勢で保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な回転軸線まわりに回転させるためのスピンチャック１を備えている。基板Ｗは、たとえば、表面にＬｏｗ−ｋ膜が形成されたシリコンウエハのように、デバイス形成面が疎水性表面となっている基板である。このような基板Ｗが、そのデバイス形成面（疎水性表面）を上方に向けてスピンチャック１に保持される。【００３９】
スピンチャック１は、チャック回転駆動機構２によって回転される回転軸３の上端に固定されていて、ほぼ円板形状のスピンベース４と、このスピンベース４の周縁部の複数箇所にほぼ等角度間隔で設けられ、基板Ｗを挟持するための複数個の挟持部材５とを備えている。回転軸３は、中空軸となっていて、この回転軸３の内部には、処理液としての薬液または純水が選択的に供給される下面処理液供給管６が挿通されている。この下面処理液供給管６は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの下面中央に近接する位置まで延びていて、その先端には、基板Ｗの下面中央に向けて処理液を吐出する下面ノズル７が形成されている。【００４０】
下面処理液供給管６には、薬液（たとえばエッチング液）供給源からの薬液が薬液バルブ８を介して供給できるようになっており、純水供給源からの純水（脱イオン化された純水）が純水バルブ９を介して供給できるようになっている。
スピンチャック１の上方には、基板Ｗとほぼ同じ径を有し、基板Ｗの上面に対向する基板対向面１１を下面に有する円板状の遮断板１０が設けられている。遮断板１０の上面には、スピンチャック１の回転軸３と共通の軸線に沿う回転軸１２が固定されている。この回転軸１２は、中空軸であり、その内部には、基板Ｗの上面に処理液を供給するための処理液ノズル１５が挿通されている。この処理液ノズル１５には、薬液バルブ１６からの薬液または純水バルブ１７からの純水（脱イオン化された純水。リンス液の一例）を供給できるようになっている。【００４１】
また、回転軸１２の内壁面と、処理液ノズル１５の外壁面との間は、基板Ｗの上面の中央に向けて不活性ガスとしての窒素ガスを供給するための窒素ガス供給通路１８を形成している。この窒素ガス供給通路１８から供給された窒素ガスは、基板Ｗの上面と遮断板１０の下面（基板対向面１１）との間の空間に供給される。窒素ガス供給通路１８には、窒素ガスバルブ１９および流量調整部３０を介して窒素ガスが供給されるようになっている。流量調整部３０は、窒素ガス供給通路１８に供給される窒素ガスの供給流量を変更（たとえば２段階に変更）するためのものである。【００４２】
回転軸１２は、ほぼ水平な方向に沿って設けられたアーム２０の先端付近から垂下した状態に取り付けられている。アーム２０に関連して、このアーム２０を昇降させることにより、遮断板１０をスピンチャック１に保持された基板Ｗの上面に近接した近接位置と、スピンチャック１の上方に大きく退避した退避位置との間で昇降させるための遮断板昇降駆動機構２１が設けられている。さらに、アーム２０に関連して、遮断板１０をスピンチャック１による基板Ｗの回転にほぼ同期させて回転させるための遮断板回転駆動機構２２が設けられている。【００４３】
遮断板１０の基板対向面１１を基板Ｗの上面に近接させるとともに、基板対向面１１と基板Ｗとの間に窒素ガスを導入することで、基板Ｗの上面付近を窒素ガス雰囲気に保つことができる。
図２は、スピンチャック１の平面図である。スピンチャック１には、たとえば、３個の挟持部材５が、円盤状のスピンベース４の周縁部にほぼ等間隔で配置されている。各挟持部材５は、基板Ｗの周縁部の下面を点接触で支持する支持部３５と、基板Ｗの周端面に当接する挟持部３６とを有し、支持部３５を中心として鉛直軸線周りに回動するように構成されており、これにより、挟持部３６が基板Ｗの周端面に当接した挟持状態と、挟持部３６を基板Ｗの周端面から待避させた解放状態とをとり得るようになっている。これらの挟持部材５は、挟持部材駆動機構１３（図１参照）によって同期して駆動されるようになっている。【００４４】
図１および図２に示すように、スピンチャック１の側方には、スピンチャック１に保持されている基板Ｗを傾斜させるための基板傾斜機構２５が配置されている。この基板傾斜機構２５は、水平方向に延びて配置されたほぼＬ字形の揺動アーム２６と、この揺動アーム２６の先端部の上面に設けられた基板支持部材２７と、揺動アーム２６をその基端部を中心に鉛直軸線まわりに揺動させる揺動駆動機構２８と、揺動アーム２６を昇降させるアーム昇降駆動機構２９とを備えている。基板支持部材２７は、揺動駆動機構２８によって揺動アーム２６を揺動させることにより、スピンチャック１上に基板Ｗが保持された状態で、スピンベース４の上面と基板Ｗの下面との間に入り込むことができる。そして、さらに、アーム昇降駆動機構２９によって揺動アーム２６を上昇させることにより、基板支持部材２７の上端を基板Ｗの周縁部の下面に当接させ、この基板支持部材２７によって基板Ｗの周縁部を支持して持ち上げることができる。【００４５】
したがって、挟持部材５による基板Ｗの挟持を解除した状態で、基板支持部材２７によって基板Ｗの周縁部の一箇所を持ち上げることにより、基板Ｗの姿勢を、水平面とほぼ平行な水平姿勢から、水平面に対して傾斜した傾斜姿勢へと変更することができる。基板傾斜機構２５を作動させて基板Ｗを傾斜させるときには、スピンチャック１は、複数の挟持部材５のうちの少なくとも１つが傾斜方向に関して下方側に位置し、かつ、基板Ｗの下方へと進入する基板支持部材２７がいずれの挟持部材５とも干渉しないように、その回転位置が制御される。具体的には、３個の挟持部材５が円盤状スピンベース４の周縁部に沿ってほぼ等間隔に配置されている場合には、そのうちの１つがスピンチャック１の回転中心を挟んで基板支持部材２７と正対するように、スピンチャック１の回転位置が制御される。スピンチャック１の回転位置の制御は、たとえば、スピンチャック１に関連してロータリエンコーダ等の回転位置センサ３９（図３参照）を設けておき、この回転位置センサ３９の出力に基づいてチャック回転駆動機構２を制御することによって実現できる。【００４６】
図３は、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。チャック回転駆動機構２、挟持部材駆動機構１３、遮断板昇降駆動機構２１、遮断板回転駆動機構２２、揺動駆動機構２８およびアーム昇降駆動機構２９の動作は、コンピュータからなる制御装置４０によって制御されるようになっている。この制御装置４０は、さらに、薬液バルブ１６、純水バルブ１７、窒素ガスバルブ１９、薬液バルブ８および純水バルブ９の開閉を制御する。制御装置４０には、スピンチャック１の回転位置を検出する回転位置センサ３９の出力信号が入力されるようになっている。【００４７】
図４(a)〜４(e)は、前記基板処理装置による基板Ｗの処理の流れを説明するための図である。また、図５は、制御装置４０による制御内容を説明するためのタイムチャートであり、スピンチャック１の回転／停止（図５(a)）、薬液バルブ１６の開閉（図５(b)）、純水バルブ１７の開閉（図５(c)）、基板傾斜機構２５による基板Ｗの傾斜の状態（図５(d)）、および窒素ガスバルブ１９の開閉（図５(e)）が示されている。【００４８】
基板搬送ロボット（図示せず）から未処理の基板Ｗがスピンチャック１に受け渡されると、制御装置４０は、まず、図４(a)に示すように、基板Ｗに薬液を供給する薬液処理工程を実行する。具体的には、制御装置４０は、挟持部材駆動機構１３を制御することにより、挟持部材５を、基板Ｗを挟持した挟持状態とする。次いで、制御装置４０は、チャック回転駆動機構２を制御してスピンチャック１を回転させる。それとともに、制御装置４０は、薬液バルブ８，１６を開き、処理液ノズル１５から基板Ｗの上面に向けて薬液を供給させる。このとき、遮断板１０は、基板Ｗから上方に離隔した位置に退避されており、純水バルブ１７は閉状態に保持されている。【００４９】
このようにして、基板Ｗの上下面に薬液が供給されるとともに、スピンチャック１とともに基板Ｗが水平姿勢で回転されることにより、基板Ｗの上下面全域に薬液が広がり、この薬液による基板処理が進行する。この薬液処理工程中、窒素ガスバルブ１９は開かれていてもよいし、閉じられていてもよい。
このような薬液処理が一定時間に渡って行われると、次に、制御装置４０は、図４(b)に示すように、基板Ｗ上の薬液を純水に置換するリンス処理工程を実行する。すなわち、制御装置４０は、薬液バルブ８，１６を閉じ、代わって純水バルブ９，１７を開く。これにより、基板Ｗの上下面に純水が供給されるとともに、スピンチャック１とともに基板Ｗが水平姿勢で回転され、基板Ｗの上下面全域に純水が広がる。こうして、基板Ｗの上下面において薬液が純水に置換されていく。このリンス処理工程中には、窒素ガスバルブ１９が開かれ、基板Ｗの周囲は窒素ガス雰囲気とされることが好ましい。【００５０】
リンス処理工程の末期には、制御装置４０はチャック回転駆動機構２を制御することにより、スピンチャック１の回転速度を減速していき、その回転を停止させる。このとき、制御装置４０は、回転位置センサ３９の出力に基づいて、スピンチャック１の回転停止位置を制御する。すなわち、前述のように、スピンチャック１の回転中心を挟んで基板傾斜機構２５の基板支持部材２７に対向する位置にいずれかの挟持部材５が位置し、いずれの挟持部材５も基板支持部材２７と干渉しないように、スピンチャック１の回転停止位置が制御される。【００５１】
スピンチャック１の回転を停止した後、一定時間（たとえば５秒程度）だけ遅れて、制御装置４０は純水バルブ９，１７を閉じる。したがって、スピンチャック１の回転が極低速回転状態となると、基板Ｗの上面では純水液塊４５が成長し始める（液塊成長工程）。そして、スピンチャック１の回転停止後にも継続される純水の供給により、純水バルブ９，１７を閉じるときまでに、基板Ｗの上面には、図４(c)に示すように、そのほぼ全域を覆う純水液塊（液膜）４５が成長することになる（液膜被覆工程）。スピンチャック１の回転停止後の液膜被覆工程では、制御装置４０は、挟持部材駆動機構１３を制御して、挟持部材５を解除状態とする。これにより、挟持部材５を伝って純水が流下することを抑制でき、純水液塊４５を成長させやすくなる。【００５２】
この状態から、制御装置４０は、図４(d)に示すように、基板Ｗを傾斜させて基板Ｗの上面から純水を排除する純水排除工程を実行する。すなわち、制御装置４０は、揺動駆動機構２８およびアーム昇降駆動機構２９を制御して、基板支持部材２７をスピンベース４の上面と基板Ｗの下面との隙間に入り込ませる。このとき、制御装置４０は、挟持部材駆動機構１３の制御により、挟持部材５を解除状態に保持し、基板Ｗの挟持を解放しておく。基板Ｗの挟持が解放された状態で、制御装置４０は、アーム昇降駆動機構２９を制御し、基板支持部材２７を所定の高さまで上昇させる。【００５３】
これにより、基板Ｗが水平面に対して所定の角度θ（たとえば、１度〜５度）だけ傾斜した傾斜姿勢となる。角度θは、純水液塊４５が、分裂することなく、単一の液塊の状態を保持して下方へと移動し、基板Ｗの上面から排除されていくように定められる。より具体的には、このような角度が傾斜姿勢の基板Ｗと水平面との間に形成されるように、基板支持部材２７を上昇させるときの高さが定められる。【００５４】
純水液塊４５が単一の液塊の状態で基板Ｗの下方側から排除するには、基板Ｗの上面で移動する純水液塊４５の後縁４５ａ（純水液塊４５の最も上側の縁部）の移動速度が毎秒３〜２０ミリメートル、さらに好ましくは毎秒３〜５ミリメートルとなるように前記角度θを定めることが好ましい。
傾斜姿勢の基板Ｗの下方側端縁には、スピンチャック１の回転中心を挟んで基板支持部材２７に対向する位置（すなわち、傾斜姿勢の基板Ｗの最も低い位置の端面に対応する位置）にある挟持部材５が当接することになる。そのため、基板Ｗの上面を流れ落ちてきた純水液塊４５は、当該挟持部材５を伝うようにガイドされ、基板Ｗの上面からスムーズに流下していく。【００５５】
基板Ｗを傾斜させることによる純水排除工程に先だって、制御装置４０は、遮断板昇降駆動機構２１を制御し、遮断板１０が傾斜後の基板Ｗに接触しない程度に、基板対向面１１を基板Ｗの上面に近接させる。具体的には、水平姿勢の基板Ｗの上面から所定の下限高さ（＝基板直径×ｔａｎθ）以上の高さに基板対向面１１が位置していれば、遮断板１０は基板Ｗと接しない。【００５６】
また、制御装置４０は、純水排除工程中、窒素ガスバルブ１９を開成状態に保持する。こうして、基板Ｗの上方の空間が遮断板１０によって制限され、この制限された空間が窒素ガスで満たされることになる。この状態で、基板傾斜機構２５による基板Ｗの傾斜操作が開始される。これにより、基板Ｗの上面において純水が排除された領域（露出域）およびこの露出域と純水液塊４５が存在する領域との境界領域（境界域）は、純水排除工程中、終始、窒素ガス雰囲気中に置かれることになるから、これら領域に酸化物が形成されたりすることを抑制または防止できる。【００５７】
純水排除工程では、制御装置４０は、流量調整部３０を制御することにより、窒素ガスの供給流量を所定の小流量とする。このときの窒素ガスの供給流量は、基板Ｗ上の純水液塊４５が破壊される流量よりも少ない値に定められる。具体的には、このときの窒素ガスの供給流量は、１〜１０リットル／分とされることが好ましく、５リットル／分とされることがより好ましい。【００５８】
純水排除工程中、遮断板１０は、回転させてもよいし、停止状態としてもよい。
こうして、基板Ｗ上の純水液塊４５が排除された後には、制御装置４０は、アーム昇降駆動機構２９を制御して、基板支持部材２７を下降させる。これにより、基板Ｗは、挟持部材５によって支持された水平姿勢へと戻される。さらに、制御装置４０は、揺動駆動機構２８を制御することにより、揺動アーム２６を揺動させて、基板支持部材２７をスピンチャック１の側方に退避させる。【００５９】
次いで、制御装置４０は、挟持部材駆動機構１３を制御し、挟持部材５によって基板Ｗを挟持させる。そして、図４(e)に示すように、制御装置４０は、チャック回転駆動機構２を制御して、スピンチャック１を所定の乾燥回転速度（たとえば３０００rｐｍ）で一定時間（たとえば１５秒〜３０秒）回転させ、乾燥工程を実行する。これにより、基板Ｗの周端面に微小な水滴が残っていても、この水滴が遠心力によって振り切られる。この微小な水滴は、基板Ｗの上面のデバイス形成領域を通ることはないから、筋状のパーティクルの原因となることはない。【００６０】
乾燥工程では、制御装置４０は、遮断板昇降駆動機構２１を制御して、遮断板１０の基板対向面１１を基板Ｗの上面に、たとえば０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ程度の距離まで近接させ、遮断板回転駆動機構２２によって基板Ｗと同方向に遮断板１０を回転させる。これにより、基板Ｗの上方の空間が制限され、この制限された空間が窒素ガスに満たされ、さらに、この窒素ガスは基板Ｗの外方に向かう気流を形成することになる。したがって、基板Ｗの上面に不所望な酸化物が形成されたり、処理室内からの飛散物が基板Ｗの表面に付着したりすることを抑制または防止できる。【００６１】
乾燥工程では、制御装置４０は、流量調整部３０を制御することにより、窒素ガスの供給流量を所定の大流量とする。このときの窒素ガスの供給流量は、純水排除工程のとの供給流量よりも大きくされる。具体的には、このときの窒素ガスの供給流量は、５〜２０リットル／分とされることが好ましく、１０リットル／分とされることがより好ましい。
このような乾燥工程を一定時間（たとえば１５秒〜３０秒）だけ行った後、制御装置４０は、チャック回転駆動機構２を制御してスピンチャック１の回転を停止させ、遮断板昇降駆動機構２１を制御して遮断板１０を上方に退避させ、挟持部材駆動機構１３を制御して挟持部材５による基板Ｗの挟持を解除させ、さらに、窒素ガスバルブ１９を閉じる。【００６２】
その後、基板搬送ロボットによって、処理済みの基板Ｗがスピンチャック１から搬出される。
以上のようにこの実施形態によれば、スピンチャック１を高速回転させて乾燥工程を行う前に、基板Ｗを傾斜させることによって、基板Ｗ上で成長した大きな純水液塊４５を分裂させることなく基板Ｗ外に排除することができる。すなわち、純水液塊４５は、基板Ｗの上面に微小液滴を残すことなく落下する。したがって、基板Ｗの上面（デバイス形成面）に微細な液滴が残留することがないので、筋状のパーティクルの問題を克服できる。【００６３】
図６は、前述の実施形態の変形例を説明するための図解図である。この変形例では、基板Ｗの表面にリンス液としての純水を供給しながら、基板Ｗ上における純水供給位置を移動させることができる移動ノズル５０が備えられている。この移動ノズル５０には、純水供給源からの純水が純水バルブ５１を介して供給されている。この純水バルブ５１の開閉は、前述の制御装置４０によって制御される。また、移動ノズル５０をスピンチャック１の上方で水平方向に移動させるためにノズル移動機構５２が設けられており、このノズル移動機構５２の動作も、制御装置４０によって制御されるようになっている。【００６４】
基板傾斜機構２５によって基板Ｗを傾斜させ、この基板Ｗの上面の純水液塊４５を排除する純水排除工程中において、制御装置４０は、純水バルブ５１を開くとともに、ノズル移動機構５２を制御して、移動ノズル５０を傾斜姿勢の基板Ｗの上方で移動させる。より具体的には、移動ノズル５０からの純水の着液点５５が、基板Ｗ上で移動する純水液塊４５の後縁４５ａよりも下方側にあり、したがって、純水液塊４５内に位置する状態が保持されるように、移動ノズル５０が移動させられる。【００６５】
この構成によれば、移動ノズル５０から純水液塊４５に新たな純水を補給することで、純水液塊４５の分裂をより確実に防止することができるから、基板Ｗの上面の純水をより効率的に排除することができる。したがって、基板Ｗを傾斜姿勢としたときの水平面に対する角度θを比較的大きくとっても純水液塊４５の分裂を阻止できるから、基板Ｗの上面からの純水の排除をより速やかに進行させることができる。これにより、処理時間を短縮できる。【００６６】
図７は、基板Ｗを傾斜させるための基板傾斜機構の変形例の構成を説明するための図解図である。この基板傾斜機構６０は、アーム２０、遮断板昇降駆動機構２１および遮断板回転駆動機構２２を含む遮断板保持機構２３と、スピンチャック１とを共通に保持する可動フレーム６１を備えている。この可動フレーム６１は、スピンチャック１にほぼ水平に保持された基板Ｗのほぼ中心を通る水平な回転軸線６２まわりに回転する一対の回転支持軸６３，６４によって支持されている。そして、一方の回転支持軸６３には、この回転支持軸６３を回転軸線６２まわりに双方向に回転させることができる回転駆動機構６５が結合されている。この回転駆動機構６５は、前述の制御装置４０によって制御されるようになっている。【００６７】
この構成では、回転駆動機構６５の制御によって、スピンチャック１および遮断板１０を一体的に角度θだけ傾斜させることで、前述の純水排除工程を実行することができる。そして、遮断板１０の基板対向面１１が基板Ｗの傾斜に倣って傾斜し、両者が平行状態に保持されるから、純水排除工程において、遮断板１０の基板対向面１１を基板Ｗの上面により近接した位置に配置することができる。これにより、基板Ｗの上面付近を確実に窒素ガス雰囲気とすることができる。【００６８】
図８は、この発明の第２の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的な斜視図であり、図９は、動作状態を示す図解的な側面図である。これらの図８および図９において、前述の図１〜図７に示された各部と機能的に同等の部分には同一の参照符号を付して示す。
この基板処理装置は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上方（遮断板１０の下方）で水平方向に移動することができるガスナイフ機構７０を備えている。ガスナイフ機構７０は、直線スロット状のガス吐出口７１ａを有するガスノズル７１と、このガスノズル７１に不活性ガスとしての窒素ガスを供給する窒素ガス供給管７２と、この窒素ガス供給管７２に介装された窒素ガスバルブ７３と、ガスノズル７１をスピンチャック１の上方で水平方向に移動させるガスノズル移動機構７４とを備えている。窒素ガスバルブ７３の開閉、およびガスノズル移動機構７４の動作は、制御装置４０によって制御されるようになっている。【００６９】
ガスノズル７１は、ガス吐出口７１ａから吐出される窒素ガスによってガスナイフ７６を形成し、このガスナイフ７６は、基板Ｗの表面に、直線状のガス吹き付け領域７５を形成する。このガス吹き付け領域７５は、基板Ｗの直径よりも長い範囲に渡っている。
さらに、この基板処理装置は、基板Ｗの表面にリンス液としての純水を供給しながら、基板Ｗ上における純水供給位置を移動させることができる一対の移動ノズル７７，７８を備えている。これらの移動ノズル７７，７８には、純水供給源からの純水が純水バルブ７９を介して供給されている。この純水バルブ７９の開閉は、前述の制御装置４０によって制御される。また、移動ノズル７７，７８をスピンチャック１の上方で水平方向に移動させるためにノズル移動機構８０が設けられている。このノズル移動機構８０の動作も、制御装置４０によって制御されるようになっている。【００７０】
前述の第１の実施形態では、基板Ｗの上面の純水液塊４５を基板Ｗを傾斜させることによって排除しているが、この第２の実施形態では、基板Ｗを傾斜させるのではなく、ガスナイフ機構７０によって純水液塊４５が基板Ｗの上面から排除される。
すなわち、図４(c)までの工程が第１の実施形態の場合と同様に行われ、水平姿勢の基板Ｗの上面のほぼ全域を覆う純水液塊４５が形成された状態で、ガスノズル移動機構７４が作動させられる。具体的には、制御装置４０は、窒素ガスバルブ７３を開いてガスノズル７１に窒素ガスを供給させるとともに、ガスノズル移動機構７４を作動させる。これにより、このガスノズル７１のガス吹き付け領域７５は、基板Ｗの上面を、一周端部からこれに対向する他の周端部に至るまで一方向にスキャンする。これにより、ガスノズル７１から吐出される窒素ガスによって形成されるガスナイフ７６により、純水液塊４５が基板Ｗ上から掃き落とされて排除される。【００７１】
さらに、制御装置４０は、ノズル移動機構８０を制御し、移動ノズル７７，７８の着液点を、ガスナイフ７６の移動方向Ｒに関してガス吹き付け領域７５よりも下流側において、ガスナイフ７６の移動方向Ｒと同方向に移動させる。
これにより、ガスナイフ７６によって基板Ｗの上面から純水液塊４５を排除していく一方で、ガスナイフ７６の移動方向下流側における純水の供給によって、純水液塊４５の分裂を防ぐことができる。したがって、純水液塊４５は、大きな液塊（好ましくは単一の液塊）の状態を保持しつつ基板Ｗの上面から排除されていくから、基板Ｗの上面のデバイス形成領域に微小な液滴が残留するおそれはない。【００７２】
一対の移動ノズル７７，７８は、この実施形態では、基板Ｗを挟んで互いに対向する位置から基板Ｗの上面に純水を供給するように配置されている。これらの移動ノズル７７，７８は、ストレートノズルであってもよいし、シャワー状に純水を分散して基板Ｗの上面に供給するシャワーノズルであってもよい。移動ノズルは一対設ける必要はなく、一つの移動ノズルで基板Ｗの上面の液塊４５に純水を補給するようにしてもよい。【００７３】
制御装置４０は、移動ノズル７７，７８の着液点が基板Ｗの周端部に達するか、その直前のタイミングで、純水バルブ７９を閉じる。そして、ガスナイフ７６のガス吹き付け領域７５が基板Ｗの上面の全域を走査し終えると、制御装置４０は、ガスノズル移動機構７４を制御し、ガスノズル７１をスピンチャック１の側方に退避させるとともに、窒素ガスバルブ７３を閉じる。【００７４】
その後は、第１の実施形態と同様に、図４(e)に示された乾燥工程が行われる。すなわち、制御装置４０は、チャック回転駆動機構２を制御して、スピンチャック１を高速回転させ、基板Ｗの周端面に残る微小な液滴を振り切って乾燥させる。また、制御装置４０は、遮断板昇降駆動機構２１を制御して、遮断板１０の基板対向面１１を基板Ｗの上面に近接させ、さらに、遮断板回転駆動機構２２を制御して遮断板１０を回転させる。【００７５】
このように、この実施形態によっても、基板Ｗの上面の純水液塊４５を大きな液塊の状態に保持しつつ、基板Ｗの上面から排除しているから、基板Ｗの上面に筋状のパーティクルが生じることを抑制または防止できる。
図１０は、この発明の第３の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的な断面図である。また、図１１は、その図解的な平面図である。この基板処理装置は、１枚の基板Ｗを非回転状態で保持する基板保持機構１０１と、この基板保持機構１０１に保持された基板Ｗの姿勢を水平姿勢と傾斜姿勢とに変更する基板姿勢変更機構１０２と、基板保持機構１０１に保持されている基板Ｗの上面に薬液を供給する薬液ノズル１１１と、基板保持機構１０１に保持されている基板Ｗの上面にリンス液としての純水を供給する純水ノズル１１２と、基板保持機構１０１上の基板Ｗを乾燥させる基板乾燥ユニット１０３とを備えている。図１１には、基板乾燥ユニット１０３を除いた構成の平面図が示されている。【００７６】
基板保持機構１０１は、基板Ｗをそのデバイス形成面を上面として非回転状態で保持するものである。この基板保持機構１０１は、ベース１０４と、このベース１０４の上面から突出した３本の支持ピン１３１，１３２，１３３とを備えている。支持ピン１３１，１３２，１３３は、基板Ｗの中心を重心とする正三角形の頂点に対応する位置にそれぞれ配置されている（ただし、図１０では、便宜上、支持ピン１３１，１３２，１３３を実際の配置と異ならせて図示してある。）これらの支持ピン１３１，１３２，１３３は、鉛直方向に沿って配置されており、ベース１０４に取り付けられている。これらのうち１つの支持ピン１３３は、ベース１０４に対して昇降可能に取り付けられており、他の２つの支持ピン１３１，１３２は、ベース１０４に固定されて設けられている。これらの支持ピン１３１，１３２，１３３は、それらの頭部が基板Ｗの下面に当接し、この基板Ｗを支持するようになっている。  基板姿勢変更機構１０２は、支持ピン１３１，１３２，１３３のうちの一つの支持ピン１３３を昇降させるシリンダ１０５を備えている。このシリンダ１０５の駆動軸１０５ａが支持ピン１３３に結合されている。したがって、シリンダ１０５を駆動することにより、支持ピン１３３を昇降させ、その基板支持高さを、他の２本の支持ピン１３１，１３２の基板支持高さと異ならせることができる。その結果、基板Ｗを図１０において実線で示す水平姿勢から、図１０において二点鎖線で示す傾斜姿勢へと傾斜させることができる。【００７７】
なお、２つの支持ピン１３１，１３２はベース１０４に固定されて設けられているとしたが、必ずしも固定されている必要はなく、支持ピン１３３のようにベース１０４に対して昇降可能に取り付けられていてもよい。すなわち、支持ピン１３１，１３２，１３３のうちの少なくとも１つの支持ピンがベース１０４に対して昇降可能に取り付けられていれば、基板Ｗの傾斜を実現させることができる。また、少なくとも２つの支持ピンがベース１０４に対して昇降可能である場合には、基板Ｗの傾斜方向を任意に選ぶこともできる。【００７８】
薬液ノズル１１１は、この実施形態では、基板Ｗのほぼ中心に向けて薬液を吐出するストレートノズルである。この薬液ノズル１１１には、薬液バルブ１１９を介して薬液が供給されるようになっている。
純水ノズル１１２に対しては、純水バルブ１２０を介して純水供給源からの純水が供給されるようになっている。純水ノズル１１２は、この実施形態では、基板Ｗのほぼ中心に向けて純水を供給するストレートノズルの形態を有している。【００７９】
基板乾燥ユニット１０３は、基板保持機構１０１の上方に配置されている。この基板乾燥ユニット１０３は、基板Ｗとほぼ同じ径を有する円板状の板状ヒータ（たとえばセラミックス製ヒータ）１３５を備えている。この板状ヒータ１３５は、昇降機構１３４によって昇降される支持筒１３６によってほぼ水平姿勢で支持されている。さらに、板状ヒータ１３５の下方には、この板状ヒータ１３５とほぼ同じ径の薄い円板状のフィルタ板１３７がほぼ水平に（すなわち、板状ヒータ１３５とほぼ平行に）設けられている。フィルタ板１３７は、石英ガラス製のものであり、円板状ヒータ１３５は、石英ガラスからなるフィルタ板１３７を介して基板Ｗの上面に赤外線を照射することができる。【００８０】
支持筒１３６の内部には、基板Ｗの上面の中央部分に向けて冷却ガスとしてのほぼ室温程度（約２１〜２３℃）に温度調整された窒素ガスを供給するための第１窒素ガス供給通路１３８が形成されている。この第１窒素ガス供給通路１３８から供給された窒素ガスは、基板Ｗの上面とフィルタ板１３７の下面（基板対向面）との間の空間に供給される。第１窒素ガス供給通路１３８には、窒素ガスバルブ１３９を介して窒素ガスが供給されるようになっている。【００８１】
また、第１窒素ガス供給通路１３８の周囲には、フィルタ板１３７の上面と板状ヒータ１３５の下面との間の空間内に、冷却ガスとしてのほぼ室温程度（約２１〜２３℃）に温度調整された窒素ガスを供給するための第２窒素ガス供給通路１４０が形成されている。この第２窒素ガス供給通路１４０から供給された窒素ガスは、フィルタ板１３７の上面と板状ヒータ１３５の下面との間の空間に供給される。第２窒素ガス供給通路１４０には、窒素ガスバルブ１４１を介して窒素ガスが供給されるようになっている。【００８２】
基板保持機構１０１上の基板Ｗを乾燥させるときには、板状ヒータ１３５に通電し、窒素ガスバルブ１３９，１４１を開くとともに、フィルタ板１３７の基板対向面（下面）を基板Ｗの表面に接近させる（たとえば、距離１mm程度まで接近）。これにより、フィルタ板１３７を通過した赤外線によって基板Ｗ表面の水分が蒸発させられることになる。
石英ガラスからなるフィルタ板１３７は、赤外線のうち、一部の波長領域の赤外線を吸収する。すなわち、板状ヒータ１３５から照射される赤外線の中で、石英ガラスが吸収する波長の赤外線はフィルタ板１３７によって遮断され、基板Ｗにはほとんど照射されない。そして、フィルタ板１３７、つまり石英ガラスを透過する波長領域の赤外線が選択的に基板Ｗに照射されることとなる。具体的には、赤外線セラミック製ヒータからなる板状ヒータ１３５は、約３〜２０μｍの波長領域の赤外線を照射する。また、例えば５ｍｍの厚さの石英ガラスは４μｍ以上の波長の赤外線を吸収する。したがって、これらの赤外線セラミック製ヒータと石英ガラスを用いた場合、約３μｍから４μｍ未満の波長の赤外線が選択的に基板Ｗに照射されることとなる。【００８３】
一方、水は、波長３μｍおよび６μｍの赤外線を特に吸収する性質を持っている。水に吸収された赤外線のエネルギーは、水分子を振動させ、振動させられた水分子間で摩擦熱が発生する。つまり、水が特に吸収する波長の赤外線を水に照射することによって、効率的に水を加熱し、乾燥させることができる。したがって、基板Ｗ上に約３μｍの波長の赤外線が照射されると、基板Ｗ上に付着している純水の微小液滴は、赤外線を吸収し、加熱乾燥される。【００８４】
また、基板Ｗ自体は、シリコン基板の場合、７μｍよりも長い波長の赤外線を吸収し７μｍよりも短い波長の赤外線を透過させる性質を持っているので、３μｍの波長の赤外線を照射しても、ほとんど加熱されない。つまり、赤外線セラミック製ヒータから照射される赤外線のうち、水に効率的に吸収され、基板Ｗ自体を透過する波長領域の赤外線が選択的に基板Ｗに照射されることによって、基板Ｗ自体をほとんど加熱することなく、基板Ｗに付着している微小液滴を効率的に加熱乾燥させることができる。フィルタ板１３７としては、水に効率的に吸収される波長の赤外線を透過させ、かつ、基板Ｗ自体が吸収する波長の赤外線を吸収するような材質のものが用いられればよい。【００８５】
板状ヒータ（セラミック製ヒータ）１３５を通電させると、この板状ヒータ１３５から基板Ｗへの対流熱の伝熱が考えられるが、この伝熱はフィルタ板１３７によって遮断される。しかし、板状ヒータ１３５の下面とフィルタ板１３７の上面との間の空間は対流熱により温度が上昇するので、これによりフィルタ板１３７が次第に加熱され、このフィルタ板１３７からの対流熱が基板Ｗに伝熱し、基板Ｗが加熱されるおそれがある。そこで、板状ヒータ１３５の下面とフィルタ板１３７の上面との間の空間に冷却ガスとして窒素ガスを供給することで、その空間の昇温を抑制する。また、フィルタ板１３７は板状ヒータ１３５からの赤外線を吸収するが、板状ヒータ１３５とフィルタ板１３７の間への窒素ガスの供給によって、フィルタ板１３７の昇温も抑制でき、フィルタ板１３７からの対流熱による基板Ｗの加熱も防止できる。【００８６】
図１２は、前記基板処理装置の制御のための構成を説明するためのブロック図である。この基板処理装置には、コンピュータ等を含む制御部１１０が備えられている。この制御部１１０は、シリンダ１０５の動作、薬液バルブ１１９および純水バルブ１２０の開閉、昇降機構１３４の動作、板状ヒータ１３５への通電、ならびに窒素ガスバルブ１３９，１４０の開閉を制御する。【００８７】
図１３は、この実施形態の基板処理装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。未処理の基板Ｗは、図示しない基板搬送ロボットによって当該基板処理装置に搬入され、基板保持機構１０１の支持ピン１３１，１３２，１３２に受け渡される（ステップＳ１）。このとき、支持ピン１３１，１３２，１３３の基板支持高さは等しくされており、基板Ｗは水平姿勢で支持されることになる。この状態から、制御部１１０は、薬液バルブ１１９を開き、薬液ノズル１１１から、薬液を基板Ｗの中心に向けて吐出させる（ステップＳ２）。このときの薬液流量は、基板Ｗの上面に供給された薬液が液盛り状態（パドル）で保持される流量とされる。こうして、基板Ｗの上面に薬液を液盛りすることができる。比較的粘土の低い薬液（たとえば、アンモニア過酸化水素水混合液）は、ストレートノズルの形態を有する薬液ノズル１１１からの供給によって、基板Ｗ表面の全域に容易に広がる。基板Ｗの表面全域に薬液が行き渡ると、制御部１１０は、薬液バルブ１１９を閉じて、薬液の供給を停止する（ステップＳ３）。そして、水平姿勢の基板Ｗの上面に薬液が液盛りされた状態を、一定時間だけ保持する。液盛りされた薬液は、基板Ｗが水平姿勢に保持されている限り、その表面張力によって基板Ｗの上面に保持される。【００８８】
その後、制御部１１０は、シリンダ１０５を駆動して、支持ピン１３３の基板支持高さを上昇させる。その結果、基板Ｗは、基板支持ピン１３３から基板Ｗの中心に向かう方向へと下降する傾斜姿勢となる。これにより、基板Ｗ上面に液盛りされていた薬液は、基板Ｗから流下する（ステップＳ４）。
基板Ｗの傾斜姿勢を一定時間だけ保持した後、制御部１１０は、シリンダ１０５を駆動して、支持ピン１３３の基板支持高さを元の高さに戻す。これにより、基板Ｗは水平姿勢となる（ステップＳ５）。この状態で、制御部１１０は、純水バルブ１２０を開き、純水ノズル１１２から、基板Ｗの中心に向けて純水を吐出させる（ステップＳ６）。このとき、供給される純水の流量は、水平姿勢の基板Ｗの表面に純水を液盛りすることができる流量とされる。こうして、基板Ｗの上面に純水が液盛り（パドル）され、その上面の全域に純水が行き渡ると、制御部１１０は、純水バルブ１２０を閉じる（ステップＳ７）。基板Ｗ上の純水は、基板Ｗが水平姿勢に保持されている限り、その表面張力によって基板Ｗ上に液盛り状態で保持される。【００８９】
こうして、基板Ｗの表面に純水が液盛りされた状態が、一定時間だけ保持されると、制御部１１０は、シリンダ１０５を駆動して、支持ピン１３３の基板支持高さを上昇させ、基板Ｗを傾斜姿勢とする。これにより、基板Ｗの表面に液盛りされた純水は、基板Ｗから流下して排液される（ステップＳ８）。
制御部１１０は、基板Ｗを一定時間だけ前記傾斜姿勢に保持した後、シリンダ１０５を駆動し、支持ピン１３３の基板支持高さを元の高さに戻す。これにより、基板Ｗは水平姿勢に戻される（ステップＳ９）。【００９０】
次いで、制御部１１０は、昇降機構１３４によって、フィルタ板１３７の基板対向面（下面）が基板Ｗの上面に所定距離（たとえば１mm）まで接近した状態となる所定の処理位置まで、板状ヒータ１３５を下降させる。むろん、これに先だって、薬液ノズル１１１および純水ノズル１１２は基板Ｗの外方へと退避させられる。この状態で、制御部１１０は、板状ヒータ１３５に通電する。これにより、フィルタ板１３７を通過して基板Ｗ表面に至る赤外線によって、傾斜排液後の基板Ｗ上に残る水滴が蒸発させられる。また、制御部１１０は、窒素ガスバルブ１３９，１４１を開いて、第１および第２窒素ガス供給通路１３８，１４０へと窒素ガスを供給する。これにより、基板Ｗとフィルタ板１３７との間の空間、およびフィルタ板１３７と板状ヒータ１３５との間の空間に、室温に温度調整された窒素ガス（冷却ガス）が供給される。これにより、板状ヒータ１３５およびフィルタ板１３７から基板Ｗへの伝熱を抑制しつつ、基板Ｗ上面を窒素ガス雰囲気に保持し、赤外線を基板Ｗ上面に残る水滴に吸収させるとともに、第１窒素ガス供給通路１３８からの窒素ガスの供給によって、基板乾燥処理を行うことができる（ステップＳ１０）。【００９１】
この乾燥処理の後、処理済みの基板Ｗは、基板搬送ロボットによって装置外に搬出される（ステップＳ１１）。
こうして、１枚の基板Ｗに対する処理が終了する。さらに処理すべき未処理基板がある場合には、同様の処理が繰り返される。
以上のようにこの実施形態によれば、基板保持機構１０１に設けられた３本の支持ピン１３１，１３２，１３３のうちの少なくとも一本をシリンダ１０５によって上下動させる構成によって、支持ピン１３１，１３２，１３３上に支持された基板Ｗを傾斜させ、基板Ｗ上の薬液または純水を排除することができる。【００９２】
さらに、この実施形態では、基板保持機構１０１によって基板Ｗを回転する構成ではなく、基板Ｗを水平姿勢または傾斜姿勢に保持して、処理液を基板Ｗに供給するようにしている。すなわち、基板Ｗを非回転状態に保持して、基板Ｗの上面を処理液の液膜で覆うようにして、この処理液で基板Ｗの表面処理を行っている。したがって、基板Ｗの外方へと処理液が勢い良く飛び出すことがない。そのため、飛散する処理液を受け止めるガードなどが不要であり、構成を簡単にすることができ、基板処理装置のコストダウンを図ることができる。さらに、処理液の飛沫の装置内への拡散を従来の装置に比較して著しく抑制することができるので、薬液付着物からの雰囲気拡散の問題も抑制または防止できる。またさらに、基板Ｗ外に高速に飛び出した液滴がガードで跳ね返って基板Ｗに再付着するといった問題もないので、基板処理の品質を向上することができる。【００９３】
しかも、基板Ｗを高速に回転させる必要がないので、基板回転のためのモータを設ける必要がない。したがって、モータ周辺の発塵対策も不要である。その結果、基板処理装置の製造コストを一層低減することができる。
また、ガードおよびモータが不要であるので、基板保持機構１０１の周辺に大きなスペースを確保する必要もない。そのため、小さなスペースで基板Ｗを液処理できるので、基板処理装置の大幅な小型化が可能になる。逆に言えば、基板処理装置の大きさを従来と同程度とすることにすれば、多数の基板処理ユニットを当該基板処理装置に備えることが可能になる。より具体的には、同種または異種の多数の基板処理ユニットを上下に積層配置したりすることが可能になる。【００９４】
さらに、薬液を基板Ｗ上に液盛りして薬液処理を行う構成であるため、薬液使用量を著しく少なくすることができる。これにより、ランニングコストを低減することができる。さらに、薬液処理後のリンス処理は純水の液盛り処理によって行っているので、純水の使用量も低減でき、それに応じて装置のランニングコストを低減できる。
また、基板Ｗの乾燥を基板Ｗの高速回転によって行う構成では、高速回転に伴って放射状に飛散する微小液滴に起因するウォータマークが生じおそれがあるが、この実施形態では、基板Ｗを非回転状態として赤外線乾燥を行うようにしているので、ウォータマークの発生も抑制または防止できる。【００９５】
さらに、基板Ｗを高速回転させる必要がないことから、基板Ｗを強固に支持する支持部材を設ける必要がない。また、そのような支持部材に起因する大きな負荷が基板Ｗにかかるという問題もなく、基板Ｗの欠け等の不良を抑制または防止できる。
さらにまた、基板Ｗを高速回転させる構成では、薬液または空気と基板表面との摩擦に起因する静電気の発生の問題が不可避であるが、この実施形態では、基板Ｗを基本的に非回転で処理するようにしているので、摩擦帯電の問題を抑制または防止できる。【００９６】
薬液と純水とを分離して排液するには、たとえば、支持ピン１３１および１３２の一方または両方を昇降させるためのシリンダを追加すればよい。これにより、基板Ｗの傾斜方向を２方向または３方向に切り換えることができるから、処理液の排液方向を処理液の種類毎に異ならせることができる。上記の例では、薬液の排液方向と純水の排液方向とを異ならせることができる。これにより、薬液を回収して再利用する一方で、純水を工場の廃液設備へと導くことができる。【００９７】
なお、この実施形態においては、基板Ｗを非回転状態に保持して、基板Ｗの上面を処理液の液膜で覆うようにして、この処理液で基板Ｗの表面処理を行っているとしたが、基板Ｗを低回転状態（たとえば１０〜２００ｒｐｍ程度）に保持して基板Ｗの上面に処理液を供給しつつ、この処理液で基板Ｗの表面処理を行ってもよい。あるいは、基板Ｗを基板乾燥ユニット１０３によって乾燥させるときのみ、基板Ｗを低回転状態としてもよい。このような基板Ｗの低回転状態は、たとえば、基板Ｗ表面に対してほぼ直交する回転軸を有し、基板Ｗの端面に当接する複数のローラを回転させることで実現できる。この場合、基板Ｗを高速回転させないため、モータやシリンダなどの回転駆動源を安価で小さなものとすることができ、コスト的、スペース的に有利となる。また、処理液供給時には、処理液の飛散も最小限に抑えることができる。さらに、この基板Ｗの低回転は、連続的に行なってもよいし、間欠的に行なってもよい。【００９８】
以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前記の第１および第２の実施形態では、基板Ｗの周端面を挟持する、いわゆるメカニカルチャックからなるスピンチャック１を用いているが、基板Ｗの下面を吸着して保持するバキュームチャック型のスピンチャックを用いてもよい。また、第１および第２の実施形態において、第３の実施形態において説明した基板乾燥ユニット１０３を用いれば、乾燥工程において基板Ｗを高速回転させる必要がないから、基板Ｗを非回転状態または低回転状態で保持する基板保持機構を適用することができる。【００９９】
また、前記の実施形態では、不活性ガスとして窒素ガスが用いられているが、他にも、アルゴンガスを不活性ガスとして用いることができる。また、不活性ガスに代えて、フィルタなどによって清浄化された空気（クリーンエア）を用いてもよい。これらの不活性ガスや清浄空気を用いたガス乾燥工程を行うこともできる。すなわち、上述の基板乾燥ユニット１０３に替えて、常温（たとえば２３℃）や４０℃〜１５０℃に加熱された不活性ガスまたは清浄空気を基板Ｗ表面に供給することによって、基板Ｗ表面を乾燥するようにしてもよい。この場合にも、やはり、ガス乾燥工程において基板Ｗを高速回転させる必要は必ずしもなく、基板Ｗを非回転状態または低回転状態で保持する基板保持機構を適用できる。不活性ガスや清浄空気等のガスを用いた乾燥の際には、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）蒸気やＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）蒸気などの有機溶剤の蒸気の供給が併用されてもよい。【０１００】
このほか、乾燥工程には、基板Ｗの周囲の空間、たとえば上記第１〜３の実施形態において基板を保持する機構（１，１０１）を少なくとも収容する処理室内を減圧する減圧乾燥工程が適用されてもよい。
また、前記の実施形態では、リンス液として純水が用いられているが、炭酸水、電解イオン水、水素水、磁気水などの機能水、または希薄濃度（たとえば１ｐｐｍ程度）のアンモニア水などをリンス液として用いることもできる。【０１０１】
さらに、前記の第１の実施形態では、基板Ｗを傾斜させる機構として、基板Ｗのみを傾斜させるもの（図１）、およびスピンチャック１を傾斜させるもの（図７）を例示したが、スピンチャック１等を収容した処理室全体を傾斜させたり、また、基板処理装置全体を傾斜させたりして基板Ｗを水平面に対して傾斜させるようにしてもよい。
また、図１４に図解的に示すように、前記第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせて、基板Ｗを傾斜させる一方で、同時に、ガスノズル７１に形成されたガスナイフ７６によって、傾斜した基板Ｗの下方側へと純水液塊４５を掃き出す構成としてもよい。この場合も、ガスナイフ７６の移動方向下流側には、移動ノズル７７，７８からの純水を純水液塊４５に補給することにより、純水液塊４５の分裂を防止することが好ましい。【０１０２】
また、前記第２の実施形態では、直線状のガス吹き付け領域７５を基板Ｗ表面に形成するガスノズル７１が用いられているが、図１５(a)，１５(b)，１５(c)に示すように折れ線状のガス吹き付け領域８１，８２，８３を形成するガスノズルが適用されてもよく、図１５(d)，１５(e)に示すような曲線状（円弧形状）のガス吹き付け領域８４，８５を形成するガスノズルが適用されてもよい。【０１０３】
たとえば、図１５(a)，１５(d)のガス吹き付け領域８１，８４は、各中央部が、ガスナイフの移動方向Ｒに対して上流側に向かって窪んだ形状を有している。この場合、基板Ｗ上面の純水を内方に集めながら純水液塊を移動方向Ｒ側へと押しやっていくことができるので、純水液塊の分裂が生じにくい。
ガスノズルとしては、基板Ｗ上におけるガス吹き付け領域が線状のもの以外にも、たとえば楕円形のガス吹き付け領域を基板Ｗ上に形成するものが適用されてもよい。【０１０４】
また、前述の実施形態では、リンス液（純水）を単一の液塊状態のまま、基板表面から排除するようにしているが、リンス液排除の過程において、基板表面に微小液滴が残留しない程度にリンス液の液塊が複数個の塊に分裂してもよい。たとえば、図１５の(b)，１５(c)，１５(e)の実施形態においては、リンス液排除過程の末期で、それぞれ２つ、３つの液塊に分離する。【０１０５】
また、前述の実施形態では、液膜被覆工程において、基板Ｗの上面のほぼ全域を液膜（純水液塊）が覆うようにしているが、基板Ｗの上面の一部のみを液膜が覆うようにしてもよい。
また、前述の第１および第３の実施形態において、基板Ｗを傾斜させて基板Ｗ表面のリンス液を排除した後に基板の端面に残る液滴を吸い取る吸液部材を設けてもよい。この吸液部材は、ＰＶＡ製スポンジなどの多孔質部材、またはコンバム等の吸引機構が接続された吸引ノズル、等で構成されていてもよく、基板Ｗに対して近接／離間可能な移動アーム上に取り付けられるのが好ましい。これにより、基板Ｗ表面からリンス液が排除された後に、移動アームに設けられた吸液部材が基板Ｗに近づいて基板Ｗ端面のうちの、基板Ｗの傾斜時に一番低くされた部分に近接又は接触し、この基板Ｗ端面の液滴を吸い取ることができる。したがって、この後の基板Ｗの乾燥工程において、より確実に基板Ｗを乾燥させることができる。【０１０６】
また、前述の実施形態では、デバイス形成面（上面）が疎水性の基板Ｗを例にとったが、親水性の基板に対しても、この発明を適用できる。さらに、前述の実施形態では、円形の基板Ｗを処理対象とする場合について説明したが、液晶表示装置用ガラス基板やプラズマディプレイ用ガラス基板のような角形基板を処理する装置に対しても、この発明を適用することができる。
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。
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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