(57)【要約】【課題】凸部が一方主面に形成された基板に対して基板処理を施す際に、基板の一方主面に形成された凸部が倒壊するのを効果的に防止する。【解決手段】凸部が一方主面に形成された基板に対して基板処理を施す基板処理部と、基板の一方主面に光を照射する光照射部と、を備え、基板処理中に、光照射部は凸部に光を集光させて当該光の圧力によって凸部を捕捉する。【選択図】図１
2017174934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸部が一方主面に形成された基板に対して基板処理を施す基板処理部と、
前記基板の前記一方主面に光を照射する光照射部と、を備え、
前記基板処理中に、前記光照射部は前記凸部に光を集光させて当該光の圧力によって前記凸部を捕捉することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記基板処理部は、前記基板の前記一方主面に付着した液体を除去して前記一方主面を乾燥させる乾燥機構を有する基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記光照射部は前記一方主面に形成された複数の凸部のうちの一部に光を集光させて捕捉し、
前記乾燥機構は、前記一方主面のうち前記光照射部により捕捉された前記凸部に隣接する領域に向けて乾燥用気体を供給して当該領域に付着する液体を除去して乾燥させる基板処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記光照射部は互いに隣接する２つの前記凸部の各々に対して光を集光させて前記２つの凸部を捕捉し、
前記乾燥機構は、前記一方主面のうち前記光照射部により捕捉された前記２つの凸部に挟まれた領域に向けて乾燥用気体を供給して当該領域に付着する液体を除去して乾燥させる基板処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記基板処理部は前記基板を物理洗浄する洗浄機構を有する基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記洗浄機構は、前記一方主面のうち前記光照射部により捕捉された前記凸部の周囲に対し、洗浄液に超音波を印加した超音波印加液を供給して洗浄する洗浄ノズルを有する基板処理装置。
【請求項７】
請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記洗浄機構は、前記一方主面のうち前記光照射部により捕捉された前記凸部の周囲に対し、洗浄液の液滴を供給して洗浄する洗浄ノズルを有する基板処理装置。
【請求項８】
請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記洗浄機構は、前記基板の他方主面のうち、前記基板を挟んで前記光照射部により捕捉された前記凸部の反対側の領域に当接して洗浄する洗浄ブラシを有する基板処理装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記光照射部は前記凸部の位置情報に基づいて前記光を集光させる位置を制御する基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記光照射部は、前記一方主面から前記凸部が立設される立設方向と平行な方向に光を照射し、前記光を前記凸部に集光させる基板処理装置。
【請求項１１】
一方主面に凸部が形成された基板に光を照射する光照射装置であって、
前記光を出射する光源と、
基板処理を受けている前記基板の前記凸部に前記光源からの光を集光させて当該光の圧力によって前記凸部を捕捉する集光部と、
を備えることを特徴とする光照射装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光照射装置であって、
前記凸部の位置情報に基づいて前記光源からの光の出射および出射停止を切り替えて前記一方主面への光の照射を制御する照射制御部を備える光照射装置。
【請求項１３】
基板の両主面のうち凸部が形成された一方主面に向けて照射される光を前記凸部に集光させて当該光の圧力によって前記凸部を捕捉する工程と、
前記凸部が捕捉された状態で前記基板に対して基板処理を施す工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、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などの各種基板（以下、単に「基板」と記載する）に対して基板処理を施す基板処理技術および当該基板処理に好適な光照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微細パターンを表面に有する基板に対して基板処理を施す基板処理技術においては、基板処理中にパターンが倒壊することが大きな問題となっている。例えば基板の両主面のうちパターンが形成された一方主面に付着した液体を乾燥させる、つまり基板処理として乾燥処理を行う際に、パターン間に存在する液体による毛管力により隣接するパターンが引き寄せられて倒壊することがあった。また、基板処理として物理洗浄、例えば超音波振動による洗浄処理を行う際に、洗浄液への超音波の印加によって気泡の発生と消滅、つまりキャビテーションが発生してパターンの倒壊が発生することがあった。
【０００３】
そこで、従来より、パターンが形成された一方主面を撥水保護膜で覆って毛管力の原因となる液体とパターンとの表面張力を小さくする対策（例えば特許文献１参照）や、キャビテーション抑制液を用いる対策（例えば特許文献２参照）などが講じられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９１０２号公報
【特許文献２】特開２０１５−１８５８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記対策はいずれもパターンに作用する外力を抑えることを主眼としたものであり、パターン自体を補強するものではない。また、パターンを構成する凸部のアスペクト比、つまり凸部の幅に対する高さの比が高くなるにしたがって上記対策のみで対応することが難しくなってきている。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板の一方主面に形成された凸部が倒壊するのを効果的に防止することができる技術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】
【０００７】
この発明の第１態様は、基板処理装置であって、凸部が一方主面に形成された基板に対して基板処理を施す基板処理部と、基板の一方主面に光を照射する光照射部と、を備え、基板処理中に、光照射部は凸部に光を集光させて当該光の圧力によって凸部を捕捉することを特徴としている。
【０００８】
この発明の第２態様は、一方主面に凸部が形成された基板に光を照射する光照射装置であって、光を出射する光源と、基板処理を受けている基板の凸部に光源からの光を集光させて当該光の圧力によって凸部を捕捉する集光部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
この発明の第３態様は、基板処理方法であって、基板の両主面のうち凸部が形成された一方主面に向けて照射される光を凸部に集光させて当該光の圧力によって凸部を捕捉する工程と、凸部が捕捉された状態で基板に対して基板処理を施す工程と、備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、基板の一方主面に形成された凸部に対して光を集光することで当該光の圧力によって凸部を捕捉して補強する。このため、基板に対して基板処理を行っている間に当該凸部が倒壊するのを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１に示す基板処理装置に装備される光照射部の構成および動作を示す図である。
【図３】図１に示す基板処理装置の電気的構成を示す図である。
【図４】図１に示す基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図５Ａ】光照射部の第１変形例を示す図である。
【図５Ｂ】光照射部の第２変形例を示す図である。
【図５Ｃ】光照射部の第３変形例を示す図である。
【図６Ａ】光照射部の第４変形例を示す図である。
【図６Ｂ】光照射部の第５変形例を示す図である。
【図７】光照射部による凸部の同時捕捉を模式的に示す図である。
【図８】光照射部の第６変形例を示す図である。
【図９Ａ】光照射部の第７変形例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示す光照射部に組み込まれた集光光学系の部分拡大図である。
【図１０Ａ】本発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示す基板処理装置における乾燥位置の部分拡大図である。
【図１１】本発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示す図である。
【図１２】本発明にかかる基板処理装置の第４実施形態を示す図である。
【図１３】本発明にかかる基板処理装置の第５実施形態を示す図である。
【図１４Ａ】本発明にかかる基板処理装置の第６実施形態を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示す基板処理装置に装備される洗浄ノズルの構成を模式的に示す図である。
【図１５】本発明にかかる基板処理装置の第７実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
Ａ．第１実施形態
図１は本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１に示す基板処理装置に装備される光照射部の構成および動作を示す図である。さらに、図３は図１に示す基板処理装置の電気的構成を示す図である。この基板処理装置１Ａは、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆに付着している不要物を除去するための洗浄処理（薬液処理、リンス処理、パドル形成処理、ＩＰＡ置換処理および乾燥処理を含む一連の処理）を「基板処理」として行う基板処理部１００と、基板処理部１００により乾燥処理を行っている間に光Ｌを基板Ｗの表面Ｗｆに照射する光照射部２００と、装置全体を制御する制御部３００とを備えている。なお、本明細書では、基板Ｗの表面Ｗｆとは、ｐｏｌｙ−Ｓｉ等からなる凸部２が形成された一方主面を意味している。
【００１３】
基板処理部１００は、基板Ｗに対して洗浄処理を施す処理空間をその内部に有する処理チャンバー（図示省略）を備え、当該処理チャンバー内に基板保持部１０１が設けられている。この基板保持部１０１は、図１に示すように、基板Ｗの表面Ｗｆを上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢に保持して回転させるものである。この基板保持部１０１は、基板Ｗよりも若干大きな外径を有する円盤状のスピンベース１０３と、略鉛直方向に延びる回転支軸１０５とが一体的に結合されたスピンチャック１０７を有している。回転支軸１０５はモータを含むチャック回転機構１０９の回転軸に連結されており、スピンチャック１０７が回転軸（鉛直軸）ＡＸ１回りに回転可能となっている。これら回転支軸１０５およびチャック回転機構１０９は、円筒状のケーシング１１１内に収容されている。また、回転支軸１０５の上端部には、スピンベース１０３が一体的にネジなどの締結部品によって連結され、スピンベース１０３は回転支軸１０５により略水平姿勢に支持されている。したがって、チャック回転機構１０９が制御部３００からの回転指令に応じて作動することで、スピンベース１０３が鉛直軸ＡＸ１回りに回転する。なお、制御部３００はチャック回転機構１０９を制御して、スピンベース１０３の回転速度を調整することが可能となっている。
【００１４】
スピンベース１０３の周縁部付近には、基板Ｗの周端部を把持するための複数個のチャックピン１１３が立設されている。チャックピン１１３は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３つ以上設けてあればよく、スピンベース１０３の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。
【００１５】
チャックピン１１３のそれぞれは、基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。スピンベース１０３に対して基板Ｗが受け渡しされる際には、複数のチャックピン１１３のそれぞれを解放状態とする一方、基板Ｗを回転させて所定の処理を行う際には、複数のチャックピン１１３のそれぞれを押圧状態とする。このように押圧状態とすることによって、チャックピン１１３は基板Ｗの周端部を把持してその基板Ｗをスピンベース１０３から上方に所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗはその表面Ｗｆを上方に向け、裏面Ｗｂを下方に向けた状態で支持される。なお、チャックピン１１３としては、公知の構成、例えば特開２０１３−２０６９８３号公報に記載されたものを用いることができる。
【００１６】
また、スピンチャック１０７により保持された基板Ｗの表面Ｗｆに対して種々の処理液を供給する処理液供給機構１１５が設けられている。この処理液供給機構１１５では、回動軸１１７が鉛直軸回りに回動可能に設けられている。また、回動軸１１７から水平方向にアーム１１９が延設されるとともに、当該アーム１１９の先端に対して処理液用ノズル１２１が下向きに取り付けられている。さらに、回動軸１１７に対して回動昇降機構１２０が接続されており、制御部３００からの移動指令に応じて回動昇降機構１２０がアーム１１９を鉛直方向に昇降させるとともに鉛直軸回りに回動させて処理液用ノズル１２１をスプラッシュガード１２３よりも外側の退避位置と基板Ｗの表面中心部に対向する位置との間を往復移動させる。
【００１７】
処理液用ノズル１２１は、薬液供給部１２５、ＤＩＷ供給部１２７およびＩＰＡ液供給部１２９と接続されており、制御部３００からの指令によって薬液供給部１２５からの薬液の供給、ＤＩＷ供給部１２７からのＤＩＷ（脱イオン水：Ｄｅ  Ｉｏｎｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ）の供給およびＩＰＡ液供給部１２９からのＩＰＡ（イソプロピルアルコール：isopropylalcohol）液の供給を選択的に受ける。ここでは、本実施形態では、薬液にはフッ酸またはＢＨＦ（BufferedHydrofluoricacid：バッファードフッ酸）などが用いられる。また、リンス液としてＤＩＷが用いられるが、ＤＩＷの代わりに純水、炭酸水、イオン水、オゾン水、還元水（水素水）または磁気水などの機能水を用いてもよい。また、ＩＰＡ液はリンス液（ＤＩＷ）よりも表面張力が低い低表面張力溶剤として用いられる。なお、本実施形態では、１つの処理液用ノズル１２１から３種類の処理液、つまり薬液、リンス液としてＤＩＷおよびＩＰＡ液を吐出するように構成しているが、ノズル本数やノズルと処理液との組み合わせなどについては任意であり、例えば薬液については専用のノズルから吐出するように構成してもよい。
【００１８】
処理液用ノズル１２１から基板Ｗに供給された処理液を回収するために、スプラッシュガード１２３がケーシング１１１の周囲に設けられている。このスプラッシュガード１２３はスピンチャック１０７に水平姿勢で保持されている基板Ｗの周囲を包囲するように配置されている。また、スプラッシュガード１２３はスピンチャック１０７の回転軸ＡＸ１に沿って昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード１２３は回転軸ＡＸ１に対して略回転対称な形状を有しており、それぞれスピンチャック１０７と同心円状に配置されて基板Ｗから飛散する処理液を受け止める複数段の（この例では２段の）ガード１３１と、ガード１３１から流下する処理液を受け止める液受け部１３３とを備えている。そして、制御部３００からの昇降指令に応じてガード昇降機構１３５がガード１３１を段階的に昇降させることで、回転する基板Ｗから飛散する処理液を分別して回収することが可能となっている。
【００１９】
また、スプラッシュガード１２３の周囲には、基板Ｗの表面Ｗｆに対して乾燥処理を施すための乾燥機構１３７が設けられている。この乾燥機構１３７では、回動軸１３９が鉛直軸回りに回動可能に設けられている。また、回動軸１３９から水平方向にアーム１４１が延設されるとともに、当該アーム１４１に乾燥ガス用ノズル１４３が斜め下向きに取り付けられている。さらに、回動軸１３９に対して回動昇降機構１４５が接続されており、制御部３００からの移動指令に応じて回動昇降機構１４５がアーム１４１を鉛直方向に昇降させるとともに鉛直軸回りに回動させて乾燥ガス用ノズル１４３をスプラッシュガード１２３よりも外側の退避位置と基板Ｗの表面中心部に対向する位置との間で往復移動される。
【００２０】
乾燥ガス用ノズル１４３は、乾燥ガス供給部１４７と接続されており、制御部３００からの指令によって乾燥ガス供給部１４７から基板Ｗに対して乾燥処理を施すための窒素ガスが乾燥ガスとして供給される。この乾燥ガス供給部１４７では、図３に示すように、窒素ガス貯留部１４９から圧送される窒素ガスが乾燥ガス用圧力調整部１５１により乾燥処理に適した圧力に減圧され、制御部３００からの供給指令に応じたタイミングで乾燥ガス用圧力調整部１５１により上記乾燥ガスとして供給される。なお、乾燥ガスとして、窒素ガス以外の不活性ガスを用いてもよい。
【００２１】
このように構成された基板処理部１００は制御部３００の指令に応じて後で詳述するように薬液処理、リンス処理、置換処理および乾燥処理を行うが、それらのうち乾燥処理と並行して基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２を光ピンセット効果により捕捉して補強するために光照射部２００が設けられている。光照射部２００は、光源２０１から出射される光を凸部２に集光させて光の圧力による凸部２の捕捉を行う光学部２０３と、光源２０１の点灯および消灯の切替によって光の照射を制御する照射制御部２０５とを備えている。
【００２２】
光学部２０３は、光を基板Ｗの表面Ｗｆの面法線方向、つまり凸部２が立設された立設方向で、しかも乾燥ガス用ノズル１４３からの乾燥ガスが表面Ｗｆに供給される位置の近傍に光を照射するように、アーム１４１の先端部に取り付けられている。このため、図１中の破線で示す拡大図に示すように、乾燥ガスの吹き付けによって乾燥処理が進行する領域あるいは近傍領域に位置する凸部２の頂部に対して光Ｌが集光し、光Ｌの圧力によって凸部２が捕捉される。別の角度から見ると、乾燥処理が進行する領域とは、光照射部２００により捕捉された凸部２に隣接する領域を意味している。
【００２３】
このように光Ｌを凸部２に集光させるために、光学部２０３は図２に示す落射光学系を構成している。光学部２０３は、光源２０１と、第１集光光学系２０７と、アパーチャ板２０９と、第２集光光学系２１１とを備えている。光学部２０３では、光源２０１から出射した光を第１集光光学系２０７によってアパーチャ板２０９のアパーチャ２１３に集光させ、さらに当該アパーチャ２１３から出射された光Ｌを第２集光光学系２１１により凸部２の頂部に集光させることが可能となっている。ここで、第２集光光学系２１１を構成するレンズとしては、例えば開口数が０．９５のものを用いることで凸部２を確実に捕捉することができる。
【００２４】
また、本実施形態では、図２に示すように、アーム１４１の移動に伴って照射制御部２０５が光源２０１の点灯および消灯を切り替える。というのも、光学部２０３による光Ｌの照射位置はアーム１４１の移動によって乾燥ガスの吹付位置と一緒に移動するからであり、凸部２の形成位置に基づいて点灯および消灯を制御する。例えば図２の（ａ）欄〜（ｃ）欄に示すように、アーム１４１の移動に伴って照射位置および吹付位置が一体的に（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順序で移動する場合、照射制御部２０５は次のように光源２０１の点灯および消灯を切り替える。すなわち、同図の（ａ）欄および（ｃ）欄に示すように、照射位置が凸部２と一致する間、当該凸部２は乾燥ガスの吹付位置に位置しており、乾燥ガスによる外力を受けるが、照射制御部２０５が光源２０１を点灯させて光ピンセット効果によって凸部２を捕捉して補強している。このため、乾燥ガスの吹付により凸部２が倒壊するのを効果的に防止することができる。一方、同図の（ｂ）欄に示すように、照射位置が凸部２と一致しない間、照射制御部２０５が光源２０１を消灯させて消費電力を抑制する。
【００２５】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図２および図４を参照しつつ詳述する。図４は図１に示す基板処理装置の動作を示すフローチャートである。先ず、制御部３００はスプラッシュガード１２３のガード１３１を退避位置（下方位置）に位置させて、スピンチャック１０７をスプラッシュガード１２３の上端部から突出させる。そして、この状態で基板搬送手段（図示せず）により未処理の基板Ｗが装置内に搬入されると（ステップＳ１）、基板Ｗに対して洗浄処理（薬液処理＋リンス処理＋パドル形成処理＋ＩＰＡ置換処理＋乾燥処理）を実行する。この実施形態では、基板Ｗの表面Ｗｆを上方に向けた状態、つまり凸部２を鉛直上方に向けた状態で基板Ｗが装置内に搬入され、スピンチャック１０７に保持される。
【００２６】
続いて、制御部３００はスプラッシュガード１２３を第１高さ位置（図１に示す位置）に配置して、基板Ｗに対して薬液処理を実行する。すなわち、処理液用ノズル１２１を基板Ｗの表面中央部の直上位置に移動させるとともに、チャック回転機構１０９の駆動によりスピンチャック１０７に保持された基板Ｗを所定の回転速度（例えば８００ｒｐｍ）で回転させる（ステップＳ２）。そして、薬液供給部１２５から処理液用ノズル１２１に一定時間の間だけ薬液を圧送し、当該処理液用ノズル１２１から基板Ｗの表面中央部に薬液としてフッ酸を供給する。基板Ｗの表面Ｗｆに供給されたフッ酸は遠心力により広げられ、表面Ｗｆ全体がフッ酸により薬液処理される（ステップＳ３）。
【００２７】
薬液処理が終了すると、処理液用ノズル１２１をそのままの位置に位置決めした状態でスプラッシュガード１２３が第２高さ位置に配置され、基板Ｗに対するリンス処理が実行される。すなわち、制御部３００はＤＩＷ供給部１２７から処理液用ノズル１２１にＤＩＷをリンス液として圧送し、当該処理液用ノズル１２１から基板Ｗの表面中央部にＤＩＷを供給して所定時間だけリンス処理を行う（ステップＳ４）。なお、リンス処理時における基板Ｗの回転速度は例えば６００ｒｐｍに設定される。
【００２８】
このリンス処理が終了すると、制御部３００は基板Ｗの回転速度をリンス処理時の回転速度よりも遅い回転速度（この実施形態では１０ｒｐｍ）に減速する。これによって、リンス液（ＤＩＷ）が基板Ｗの表面Ｗｆに溜められてリンス液膜がパドル状に形成される（ステップＳ５：パドル形成処理）。なお、パドル形成処理時の回転速度は１０ｒｐｍに限定されるものではないが、リンス液に作用する遠心力がリンス液と基板表面との間で作用する表面張力よりも小さくなるという条件が満足する範囲で回転速度を設定する必要がある。というのも、リンス液の液膜をパドル状に形成するためには、上記条件の充足が必須だからである。
【００２９】
こうしてパドル形成が完了すると、制御部３００は処理液用ノズル１２１をそのままの位置に位置決めした状態でＤＩＷ供給部１２７からのリンス液（ＤＩＷ）の供給を停止することで処理液用ノズル１２１からのリンス液の吐出を停止するとともに、スプラッシュガード１２３をリンス液回収用の高さ位置に配置する。そして、制御部３００はＩＰＡ液供給部１２９を作動させてＩＰＡ液を処理液用ノズル１２１に圧送し、処理液用ノズル１２１から吐出させる（ステップＳ６：置換処理）。これによって、基板Ｗの表面中央部に向けてＩＰＡ液が供給される。また、この実施形態では、置換処理の進行に伴って基板Ｗの回転速度を変化させている。つまり、ＩＰＡ液供給の初期段階では、基板Ｗの表面中央部ではリンス液膜の中央部がＩＰＡ液に置換されて置換領域が液膜に形成される。このときの回転速度はパドル形成処理と同程度（この実施形態では１０ｒｐｍ）に設定されている。そして、ＩＰＡ液供給から所定時間、例えば２．５秒が経過すると、ＩＰＡ液供給を継続させたまま基板Ｗの回転速度を１０ｒｐｍから１００ｒｐｍに加速する。このように回転速度の加速によって基板表面上の液膜（リンス液領域＋ＩＰＡ液領域（置換領域））に作用する遠心力が増大してリンス液が振り切られるとともに置換領域が径方向に広がっていく。このとき、基板Ｗの表面Ｗｆ上に形成されるＩＰＡ液の液膜厚みは回転速度に対応する膜厚となり、薄肉化され、所定時間（この実施形態では１秒）経過すると、基板Ｗの表面外周部に存在していたリンス液は全て基板Ｗから振り落とされるとともに、置換領域が基板表面の全面に均一に広がって基板表面はＩＰＡ液膜（溶剤層）３で全面的に覆われる。さらに、制御部３００は０．５秒をかけて基板Ｗの回転速度を１００ｒｐｍから３００ｒｐｍに加速する。これは基板Ｗの表面Ｗｆに形成された微細パターン４（図１参照）の間隙内部に残留しているリンス液をＩＰＡ液に置換するために行われるものである。つまり、回転速度の加速によってＩＰＡ液が基板Ｗの表面Ｗｆで大きく流動し、これによって微細パターン４の間隙内部、つまり互いに隣接する２つの凸部２の間に残留していた残留リンス液がＩＰＡ液に置換される。これによって、基板表Ｗの表面Ｗｆに付着するリンス液がＩＰＡ液に確実に置換される。
【００３０】
こうして、置換処理が完了すると、制御部３００はチャック回転機構１０９の回転速度を高めてＩＰＡ液膜３（図２）に対して遠心力を与える。また、制御部３００からの移動指令に応じて回動昇降機構１４５がアーム１４１を鉛直方向に昇降させるとともに鉛直軸回りに回動させて乾燥ガス用ノズル１４３をスプラッシュガード１２３よりも外側の退避位置と基板Ｗの表面中心部に対向する位置との間を往復移動する。また、乾燥ガス用ノズル１４３が基板Ｗの表面Ｗｆに沿って移動している間、制御部３００からのガス供給指令に応じて乾燥ガス供給部１４７が乾燥ガスを乾燥ガス用ノズル１４３に圧送する。これによって、乾燥ガス用ノズル１４３から基板Ｗの表面Ｗｆに向けて乾燥ガスが吹き付けられる。したがって、基板Ｗの表面Ｗｆに付着するＩＰＡ液の一部は基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面Ｗｆから振り切られるとともに隣接する凸部２の間に残留するＩＰＡ液が蒸発する。こうして乾燥処理が実行される（ステップＳ７）。
【００３１】
また、上記乾燥処理と並行して、制御部３００は照射制御部２０５を制御して光学部２０３の直下位置（乾燥ガスの吹付位置またはその近傍位置）に凸部２が位置するタイミングで光源２０１を点灯して当該凸部２に光Ｌを集光させる。例えば、図２の（ａ）欄および（ｃ）欄に示すように、基板Ｗの表面Ｗｆに形成された複数の凸部２のうち光学部２０３の直下に位置する凸部２ａに対して光Ｌが集光されて当該光Ｌの圧力により凸部２ａが捕捉される（光ピンセット効果）。このように本実施形態では、凸部２ａを補強した状態で凸部２ａの壁面や凸部２ａに隣接する領域、つまり乾燥処理領域に向けて乾燥ガスが吹き付けられてＩＰＡ液を除去する。これによって、乾燥処理領域が乾燥され、処理済領域が拡幅されていく。なお、以下において光Ｌの集光による捕捉対象、あるいは捕捉されている凸部２を「凸部２ａ」と称するとともに、同図ならびに後で説明する図面において当該凸部２ａに対して適宜ハッチングを付して光Ｌが集光されていない凸部２と区別する。
【００３２】
そして、基板Ｗの乾燥処理が終了すると、制御部３００はチャック回転機構１０９を制御して基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ８）。そして、スプラッシュガード１２３を退避位置に位置させて、スピンチャック１０７をスプラッシュガード１２３の上方から突出させる。その後、基板搬送手段が処理済の基板Ｗを装置から搬出して、１枚の基板Ｗに対する一連の洗浄処理が終了する（ステップＳ９）。
【００３３】
以上のように、第１実施形態によれば、基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２ａに対して光Ｌを集光することで当該光Ｌの圧力によって凸部２を捕捉して補強した状態で乾燥処理を実行しているため、凸部２の倒壊を効果的に防止しながら基板Ｗの表面Ｗｆを乾燥させることができる。
【００３４】
ところで、上記第１実施形態で採用した光照射部２００では、光源２０１から出射した光を第１集光光学系２０７によってアパーチャ板２０９のアパーチャ２１３に集光させているが、光照射部２００の構成はこれに限定されるものではなく、図５Ａないし図５Ｃに示すように構成してもよい。
【００３５】
図５Ａは光照射部の第１変形例を示す図である。上記第１実施形態と同様に発散光を出射する光源２０１を用いる場合、図５Ａに示すように、第１集光光学系２０７を用いず、光源２０１から出射される光を直接アパーチャ板２０９に導光するように構成してもよい。
【００３６】
図５Ｂは光照射部の第２変形例を示す図である。凸部２の微細化に対応して凸部２に照射される光Ｌのスポット径を小さくするためには、光Ｌの波長を短くするのが好適である。そのために、光源２０１として例えばＫｒＦエキシマレーザ（発振波長λ＝２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（発振波長λ＝１９８ｎｍ）、Ｆ２レーザ（発振波長λ＝１５３ｎｍ）などを用いてもよい。この場合、図５Ｂに示すように、光源２０１から出力されたレーザ光を直接アパーチャ板２０９に照射し、アパーチャ２１３を通過した平行光を集光光学系２１１により凸部２ａに集光するように構成することができる。
【００３７】
図５Ｃは光照射部の第３変形例を示す図である。凸部２に照射される光Ｌの波長を短くするために、例えば図５Ｃに示すように、光源２０１から出射した光を波長変換素子２１５を介してアパーチャ板２０９に照射するように構成してもよい。ここで、光源２０１と波長変換素子２１５との組み合わせとしては、例えば光源２０１として、励起光源と固体レーザ部とを備えたレーザー装置を用いることができる。このレーザー装置では、励起光源から出力されるレーザ光を励起光とし、レーザ光の増幅とともに発振を行うことで近赤外線領域（波長１０６４ｎｍ）のレーザ光を出力する。ここで、固体レーザ部としては、励起光を吸収して１０６４ｎｍのレーザ光を出力するＮｄ：ＹＡＧ結晶層と、この結晶層の上下両面上に接合したクラッド層とを有するものを用いることができる。また、結晶層としては、上記したＮｄ：ＹＡＧ以外に、例えばＮｄ：ＹＶＯ４を用いることができる。また、光源２０１から出力される１０６４ｎｍレーザ光は波長変換素子２１５により例えば２６６ｎｍのレーザ光に変換され、アパーチャ板２０９のアパーチャ２１３に照射される。そして、アパーチャ２１３を通過した平行光が集光光学系２１１により凸部２ａに集光され、これによって凸部２ａを捕捉する。
【００３８】
また、上記第１実施形態では、光学部２０３が乾燥ガス用ノズル１４３と一体的に移動するように構成されているが、光学部２０３が乾燥ガス用ノズル１４３と独立して移動するように構成してもよく、あるいは図６Ａまたは図６Ｂに示すように、凸部２に集光する光Ｌを乾燥ガス用ノズル１４３の移動に連動して基板Ｗの表面Ｗｆに沿って走査するように構成してもよい。
【００３９】
図６Ａは光照射部の第４変形例を示す図である。この第４変形例は、第１実施形態で採用した光照射部２００の一部を変形したものである。すなわち、第４変形例では、光学部２０３のうち第２集光光学系２１１以外の部品、つまり光源２０１、第１集光光学系２０７およびアパーチャ板２０９により構成される移動体２１７が照射駆動部２１９により基板Ｗの表面Ｗｆに沿って移動される。また、第２集光光学系２１１は移動体２１７と基板Ｗとの間で複数の凸部２を覆うように設けられ、アパーチャ２１３の正立像を凸部２に結像するように構成されている。このため、図６Ａに示すように、照射駆動部２１９による移動体２１７のシフトに応じて光Ｌにより捕捉される凸部２ａが切り替わる。
【００４０】
図６Ｂは光照射部の第５変形例を示す図である。この第５変形例は、図５Ａに示す第１変形例にかかる光照射部２００の一部を変形したものである。すなわち、第５変形例では、光学部２０３のうちアパーチャ板２０９のみがアパーチャ駆動部２２１により基板Ｗの表面Ｗｆに沿って移動される。また、第２集光光学系２１１はアパーチャ板２０９と基板Ｗとの間で複数の凸部２を覆うように設けられ、アパーチャ２１３の正立像を凸部２に結像するように構成されている。このため、図６Ｂに示すように、アパーチャ駆動部２２１によるアパーチャ板２０９のシフトに応じて光Ｌにより捕捉される凸部２ａが切り替わる。なお、図５Ｂおよび図５Ｃに示す光照射部２００についても、アパーチャ駆動部２２１によるアパーチャ板２０９のシフトに応じて光Ｌにより捕捉される凸部２ａを切替えるように構成してもよい。
【００４１】
ところで、上記第１実施形態では、１つの凸部２ａに光Ｌを集光させて捕捉した状態で当該凸部２ａの近傍に乾燥ガスを供給してＩＰＡ液膜３の乾燥を行っているが、例えば図７に示すように隣接する凸部２の間隔ＷＤが狭くなるにしたがって凸部２の間に存在するＩＰＡ液による毛管力が大きくなる。このため、表面張力が比較的低いＩＰＡ液を用いるとともに一方の凸部２ａについては光Ｌにより捕捉しているものの、他方の凸部２が一方の２ａに引き寄せられて倒壊するリスクが高まる。そこで、同図に示すように光照射部２００により互いに隣接する凸部２ａ、２ａの各々に光Ｌを集光することで２つの凸部２ａ、２ａを同時に捕捉するのが望ましい。つまり、基板Ｗの表面Ｗｆのうち光照射部２００により捕捉される２つの凸部２ａ、２ａに挟まれた領域に向けて乾燥ガスを供給して当該領域に付着するＩＰＡ液を除去するのが望ましい。
【００４２】
この要望を満足させるためには、例えば特許第５３１８７０２号に記載の光学ヘッドとマイクロレンズとを組み合わせた光学デバイス（図８）や、特許第５７９３３０８号に記載の光学ヘッド（図９Ａ、図９Ｂ）を、光照射部２００として用いることができる。
【００４３】
図８は光照射部の第６変形例を示す図である。この第６変形例は、複数本の光ビームを空間光変調器により互いに独立してＯＮ／ＯＦＦ制御しながら出射する光学ヘッド２２３と、光学ヘッド２２３から出射される複数の光（図８では５本の光）をそれぞれ凸部２ａに集光する複数の集光レンズ２２５を配列したマイクロレンズ２２７とで構成されている。光学ヘッド２２３は、図８に示すように、光ビームを出射する半導体レーザなどにより構成された光源部２２９を有している。この光源部２２９はコリメータレンズ（図示省略）を有しており、半導体レーザから出射される光ビームはコリメータレンズを介して平行光とされて図示を省略するミラーを介して照明光学系２３１に入射する。
【００４４】
この照明光学系２３１は３枚のシリンドリカルレンズ２３３、２３５、２３７により構成されており、光源部２２９から出射してきた光ビームはシリンドリカルレンズ２３３、２３５、２３７の順で通過して空間光変調器２３９に入射する。空間光変調器２３９は薄板状またはスラブ状の電気光学結晶基板２４１と、電気光学結晶基板２４１の上方主面２４３上に配置される第１電極２４５と、電気光学結晶基板２４１の下方主面（図示省略）上に配置される第２電極（図示省略）と、第１電極２４５の各々に対して独立して所望の電位を印加する電位付与部２４７とを備えている。この電気光学結晶基板２４１は、電界を受けて発生する分極の向きが互いに反対である第１分極部および第２分極部を交互に配列した分極反転構造を有している。このため、第１電極２４５と第２電極の間で電位差を発生させて電界を周期分極反転構造内で生じさせると、当該電界を受けて発生する分極の向きが互いに反対となる。
【００４５】
複数（図８では「５本」）の第１電極２４５はいずれも入射光の進む方向Ｚと平行な方向に伸びるスラブ形状を有しており、入射光の進む方向Ｚとほぼ直交する方向Ｘにおける電極幅は格子周期（第１分極部および第２分極部からなる分極対の周期）の約３倍となっている。また、このような形状を有する第１電極２４５は電気光学結晶基板２４１の上方主面２４３上でＸ方向に格子周期より短い間隔で平行に配列されている。一方、電気光学結晶基板２４１の下方主面に対しては、当該下方主面全体を覆うように第２電極が配置されており、複数の第１電極２４５に対する共通電極として機能する。
【００４６】
このように構成された空間光変調器２３９では、第２電極は接地されるのに対し、複数の第１電極２４５は電位付与部２４７に接続され、照射制御部２０５からの照射指令に応じてそれぞれ独立して電位付与部２４７から電位付与を受ける。このため、電気光学結晶基板２４１の周期分極反転構造内では、電位付与部２４７から所定電位Ｖ1（０Ｖ以外の電位）が付与された第１電極２４５に対応する領域でのみ第１電極２４５と第２電極（共通電極）の間で生じる電界により分極方位に従った屈折率変化が発生して回折格子が形成される。しかも、回折格子によりブラッグ回折が生じる条件を満足するように設定されている。したがって、例えば図８に示すように、５本の第１電極２４５のうち２つの第１電極２４５に対してのみ電位を印加すると、各第１電極２４５に対応する周期分極反転構造の内部領域でのみ屈折率変化による回折格子が形成され、入射光のうち上記第１電極２４５と第２電極の間を進む光ビームのみがブラッグ回折して水平面（ＸＺ平面）内で方向Ｚに対して所定角度だけ傾いて空間光変調器２３９からブラッグ回折光ＢＬとして出射する。一方、第１電極２４５への電圧印加を行わずに第１電極２４５と第２電極の電位差がゼロであり、電界が発生しない場合には、両電極間の屈折率分布は一様となっており、回折格子は形成されない。したがって、この場合の光ビームはそのまま真っ直ぐに電気光学結晶基板２４１内を直進して電気光学結晶基板２４１から０次光Ｌとして出射する。
【００４７】
上記のように構成された空間光変調器２３９の出射側（図８の右手側）に、Ｙ方向にのみ正のパワーを有するシリンドリカルレンズ２４９、レンズ２５１、アパーチャ２５３を有するアパーチャ板２５５、レンズ２５７がこの順序で配置されている。シリンドリカルレンズ２４９はＹ方向にのみ正のパワーを有しており、空間光変調器２３９からの０次光またはブラッグ回折光ＢＬはシリンドリカルレンズ２４９にてＹ方向に関してほぼ平行な光とされ、正のパワーを有するレンズ２５１に入射する。
【００４８】
ここで、レンズ２５１の前側焦点は第１電極２４５の（＋Ｚ）側の端部近傍における電気光学結晶基板２４１内の位置とされ、レンズ２５１の後側焦点にアパーチャ２５３が位置するようにアパーチャ板２５５が配置される。したがって、電気光学結晶基板２４１中で回折を受けず、レンズ２４９を通過してＸ方向およびＹ方向の双方にほぼ平行とされる０次光はレンズ２５１を介してアパーチャ２５３に集光し、当該アパーチャ２５３を通過してレンズ２５７に入射する。このレンズ２５７は、前側焦点がアパーチャ２５３の近傍に位置するように配置されており、０次光Ｌはレンズ２５７を介してマイクロレンズ２２７の集光レンズ２２５に入射される。
【００４９】
各集光レンズ２２５では、０次光Ｌが入射されると、当該０次光Ｌを凸部２ａに集光させ、当該光Ｌによって凸部２ａを捕捉する。このように５本の第１電極２４５に対する電位付与をそれぞれ制御することで５チャンネル分の光変調を行い、凸部２ａ、２ａに対応する光を出射することができる。ここで、基板Ｗの表面Ｗｆにおける凸部２の形成位置は既知であるため、凸部２の位置情報に基づいて照射制御部２０５が電位を印加する第１電極２４５を選択することで各凸部２ａに対して正確に光Ｌを集光して凸部２ａを捕捉することができる。この点については、次の第７変形例においても同様である。
【００５０】
図９Ａは光照射部の第７変形例を示す図である。また、図９Ｂは図９Ａに示す光照射部に組み込まれた集光光学系の部分拡大図である。この第７変形例は、励起光源２６１と、固体レーザ部２６３と、固体レーザ部２６３から出力される近赤外線領域（波長１０６４［ｎｍ］）のレーザ光を２段階で波長変換して紫外線領域のレーザ光に変換し、当該レーザ光を変調するとともに０次光Ｌのみを凸部２ａに集光する光学デバイス２６５とを備えている。
【００５１】
励起光源２６１は、支持基板２６７と、支持基板２６７の上面に配置された共通電極２６９と、共通電極２６９の上面に配置された４つの半導体レーザ２７１とを有している。これら４つの半導体レーザ２７１は幅方向Ｘに配列されており、各半導体レーザ２７１の上面に設けられた電極（図示省略）と共通電極２６９とに所定電位を与えることで、各半導体レーザ２７１から励起光が幅方向Ｘと直交する光軸方向Ｚに出力され、固体レーザ部２６３に照射される。このように、本明細書ではレーザ光が進む方向を光軸方向Ｚとしている。
【００５２】
この固体レーザ部２６３は、支持基板２７３と、支持基板２７３の上面に配置された固体レーザ素子２７５とを備えている。この固体レーザ素子２７５は平板形状を有しており、半導体レーザ２７１からの励起光を吸収し、誘導放出によって生成されるレーザ光、例えば図５Ｃに示す光照射部（第３変形例）と同様に、近赤外線領域（波長１０６４ｎｍ）のレーザ光を光軸方向Ｚに伝播して光学デバイス２６５に出力する。
【００５３】
光学デバイス２６５は、強誘電体結晶により構成される強誘電体基板２７７と、強誘電体基板２７７を下方から支持する支持基板２７９と、強誘電体基板２７７の下面と支持基板２７９の上面との間に介挿されて強誘電体基板２７７を支持基板２７９で支持しながら一体化させる金属膜（図示省略）とを備えている。強誘電体基板２７７では、互いに異なる周期分極反転構造を有する波長変換部２８１、２８３が形成されている。また、波長変換部２８３の出力側に空間光変調部２８５が設けられ、さらに空間光変調部２８５の出力側に集光光学部２８７が設けられている。
【００５４】
波長変換部２８１は、分極の向きが互いに反対である第１分極部および第２分極部が交互に配列された周期分極反転構造を有している。そして、波長変換部２８１では分極反転グレーティングが形成されており、導波型第２高調波発生部として機能し、レーザ光の半分の波長、つまり５３２［ｎｍ］のレーザ光を発生する。
【００５５】
波長変換部２８３も、波長変換部２８１と同様に、分極の向きが互いに反対である第１分極部および第２分極部が交互に配列された周期分極反転構造を有している。そして、波長変換部２８３では、分極反転グレーティングが形成されており、和周波数発生部として機能する。つまり、第２高調波の光（波長５３２［ｎｍ］）と、波長変換部２８１で変換されずに透過してきた光（波長１０６４［ｎｍ］）との和周波数の光（波長３５５［ｎｍ］）が発生する。このように単一の強誘電体基板２７７内で２段階の波長変換（１０６４［ｎｍ］→５３２［ｎｍ］→３５５［ｎｍ］）が行われた後で、空間光変調部２８５に伝播される。
【００５６】
空間光変調部２８５は、波長変換部２８３と集光光学部２８７との間に設けられた周期分極反転構造部２８９を有している。この周期分極反転構造部２８９は第６変形例（図８）と同一構造を有しており、周期分極反転構造部２８９の上方位置に配置された各電極に対して照射制御部２０５からの照射指令に応じた電位を与えることで光変調可能となっている。このため、第６変形例と同様に、空間光変調部２８５から各電極に対応して０次光または回折光が集光光学部２８７に出力される。
【００５７】
集光光学部２８７は分極反転により形成される複数のマイクロレンズ２９１を有している。すなわち、集光光学部２８７では、電界を受けて発生する分極の向きがマイクロレンズ２９１と、マイクロレンズ２９１の周辺部とで互いに反対となる分極反転構造部２９３を有している。このようにマイクロレンズ２９１と、マイクロレンズ２９１の周辺部とは結晶の軸方位が逆であるが、元々均一な方位を持った結晶に例えば第２分極部に相当する部分に結晶が固有に持っている分極反転電圧を一時的に印加するなどして部分的に結晶の軸方位を反転させて作製しており、本実施形態ではマイクロレンズ２９１の周辺部は元々の結晶の軸方位であり、マイクロレンズ２９１は分極反転加工された軸方位となっている。
【００５８】
また、複数のマイクロレンズ２９１はＸＺ平面内で２次元配列されている。より具体的には、Ｚ方向に５個のマイクロレンズ２９１が一列に配列された小レンズ群を一単位とし、当該小レンズ群がＺ方向に４組一列に配列されて大レンズ群が形成されている。さらに、Ｘ方向に当該大レンズ群が空間光変調部２８９のチャンネル数、つまり電極の個数と同数個、しかも電極と同一ピッチで一列に配列されている。
【００５９】
このように構成された集光光学部２８７では、ＸＺ平面内で空間光変調部２８９から出力される変調光は中間位置で集光されて反転像を形成する。また、この反転像はＸＺ平面内で後段側の小レンズ群により凸部２ａに集光される。
【００６０】
また、各マイクロレンズ２９１は結晶方位軸（Ｙ軸）に対して直交する方向Ｘにのみパワーを有しており、Ｙ方向にはパワーを有していない。そこで、本変形例では、強誘電体基板２７７の出射面の近傍にＹ方向にパワーを有するシリンドリカルレンズ２９７を配置している。また、所望の波長のレーザ光のみを捕捉処理に供するために、出射面に波長選択膜などのフィルター２９５を設けている。
【００６１】
こうして、特定波長のレーザ光Ｌを凸部２ａに集光して凸部２ａを捕捉している。このように各電極に対する電位付与をそれぞれ制御することで電極の数だけ光変調を行い、凸部２ａ、２ａに対応する光を出射することができる。なお、図９Ｂ中の符号２９９はブラッグ回折光ＢＬ（同図中の破線）を遮光するために、ブラッグ回折光の光路上に設けられた微小穴である。
【００６２】
Ｂ．第２実施形態
上記第１実施形態では、低表面張力溶剤を用いて乾燥処理を行う基板処理装置１Ａに本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆるマランゴニ対流を利用した乾燥処理を行う基板処理装置に対しても本発明を適用可能である。以下、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照しつつ本発明の第２実施形態について説明する。
【００６３】
図１０Ａは本発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を示す図である。また、図１０Ｂは図１０Ａに示す基板処理装置における乾燥位置の部分拡大図である。この基板処理装置１Ｂは、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆに付着している不要物を除去するための洗浄処理（リンス処理および乾燥処理を含む一連の処理）を「基板処理」として行う基板処理部１００と、基板処理部１００により乾燥処理を行っている間に光Ｌを基板Ｗの表面Ｗｆに照射する光照射部２００と、装置全体を制御する制御部３００とを備えている。
【００６４】
第２実施形態にかかる基板処理部１００は、マランゴニ効果を利用して乾燥処理を行っている点で、第１実施形態と相違しているが、基板Ｗの保持態様および回転機構などは同一である。そこで、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成に同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
第２実施形態では、第１実施形態にかかる基板処理装置１Ａで装備されていた乾燥機構１３７の代わりに、マランゴニ乾燥機構１５３が設けられている。このマランゴニ乾燥機構１５３では、図１０Ａに示すように、スピンチャック１０７に保持された基板Ｗの表面Ｗｆと対向しながら離間配置される近接ブロック１５５と、基板Ｗの斜め上方から溶剤ガス（本実施形態ではＩＰＡガス）を吐出する溶剤ガスノズル１５７とが設けられている。
【００６６】
近接ブロック１５５は、垂直断面形状が略台形で図１０Ａの紙面に対して垂直な方向に延設された直角柱体であり、その一側面がリンス処理によりＤＩＷ（リンス液）で濡れた基板Ｗの表面Ｗｆと対向する対向面となっている。近接ブロック１５５は溶剤ガスノズル１５７および光照射部２００の光学部２０３とともに移動機構１５９に接続されている。そして、スプラッシュガード１２３のガード１３１が退避位置（下方位置）に位置した状態で、近接ブロック１５５、溶剤ガスノズル１５７および光学部２０３が一体的に移動可能となっている。
【００６７】
溶剤ガスノズル１５７はＩＰＡガスの吐出口を斜め下方に向けて配置された状態でＩＰＡガス供給機構１６１と接続されている。このため、制御部３００の制御指令に応じてＩＰＡガス供給機構１６１がＩＰＡガスを溶剤ガスノズル１５７に圧送すると、近接ブロック１５５の先端部に向けてＩＰＡガスを供給し、先端部周囲にＩＰＡガス雰囲気を形成可能となっている。
【００６８】
このように構成された基板処理装置１Ｂでは、第１実施形態と同様にしてリンス処理が終了すると、基板Ｗの回転が停止され、処理液用ノズル１２１が退避位置（図１０Ａの実線位置）に移動する。リンス処理を受けた基板Ｗの表面Ｗｆ全体にはＤＩＷが盛られた状態で付着して、いわゆるパドル状のリンス層が形成される。それに続いて、制御部３００によってガード１３１が退避位置（下方位置）に下降し、マランゴニ乾燥処理が実行される。すなわち、近接ブロック１５５を一定速度で移動方向Ｘに移動させるとともに溶剤ガスノズル１５７から溶剤ガスを吐出させる。これにより近接ブロック１５５の先端部の周囲でマランゴニ乾燥が実行される。このマランゴニ乾燥は、例えば特許第４６４１９６４号に記載の過程によるものである。
【００６９】
このように第２実施形態では、基板Ｗの表面ＷｆのうちＩＰＡガスが供給された乾燥位置でマランゴニ乾燥処理が実行される。この乾燥位置では、マランゴニ対流によって乾燥処理が進行するが、その際に凸部２の倒壊が問題となることがある。そこで、第２実施形態では、上記したマランゴニ乾燥処理と並行して基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２を光ピンセット効果により捕捉して補強するために、第１実施形態と同様に、光照射部２００が設けられている。この光照射部２００は、第１実施形態と同様に、光学部２０３および照射制御部２０５を備えている。
【００７０】
光学部２０３は、光を基板Ｗの表面Ｗｆの面法線方向、つまり凸部２が立設された立設方向で、しかも上記マランゴニ対流が生じている領域または近傍領域に光を照射するように配置されている。このため、図１０Ｂ中の破線で示す拡大図に示すように、マランゴニ乾燥処理が進行する領域あるいは近傍領域に位置する各凸部２ａの頂部に対して光Ｌが集光し、光Ｌの圧力によって各凸部２ａが捕捉される。このため、マランゴニ対流によって凸部２ａが倒壊するのを効果的に防止することができる。また、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、マランゴニ乾燥機構１５３の移動に伴って照射制御部２０５が光源２０１の点灯および消灯を切り替え、消費電力の抑制を図っている。
【００７１】
以上のように、第２実施形態によれば、基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２に対して光Ｌを集光することで当該光Ｌの圧力によって凸部２を捕捉して補強した状態でマランゴニ乾燥処理を実行しているため、凸部２の倒壊を効果的に防止しながら洗浄後の基板Ｗの表面Ｗｆを良好に乾燥させることができる。なお、第２実施形態においても、近接ブロック１５５の延設方向（図１０Ａや図１０Ｂの紙面に対して垂直な方向）に存在する複数の凸部２ａを捕捉するために、図８や図９Ａに示す光照射部２００が用いられている。
【００７２】
Ｃ．第３実施形態
上記第２実施形態では、ＤＩＷによるリンス処理後にマランゴニ乾燥処理を実行する基板処理装置１Ｂに本発明を適用しているが、図１１に示すようにロタゴニー乾燥処理を本発明の「基板処理」として実行する基板処理装置１Ｃに対して本発明を適用することができる。以下、図１１を参照しつつ本発明の第３実施形態について説明する。
【００７３】
図１１は本発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示す図である。この基板処理装置１Ｃは、マランゴニ効果を利用した乾燥処理とスピン乾燥処理とを組み合わせたものであり、処理液供給機構１１５およびマランゴニ乾燥機構１５３の代わりに、ロタゴニー乾燥機構１６３が設けられる点で第３実施形態は第２実施形態と相違している。このロタゴニー乾燥機構１６３では、ＤＩＷを下方に向けて吐出する洗浄ノズル１６５と、ＩＰＡガスを下方に向けて吐出する溶剤ガスノズル１６７とが光照射部２００の光学部２０３とともに移動機構１６９に接続されている。そして、溶剤ガスノズル１６７、光学部２０３および洗浄ノズル１６５がこの順序で基板Ｗの回転中心から径方向に向かう方向に配列された状態で移動機構１６９によって水平方向に一体的に移動可能となっている。なお、この水平移動はスプラッシュガード１２３のガード１３１が退避位置（下方位置）に位置した状態で行われる。
【００７４】
洗浄ノズル１６５および溶剤ガスノズル１６７の底面には吐出口が基板Ｗの表面Ｗｆに向けて設けられるとともに、洗浄ノズル１６５および溶剤ガスノズル１６７はそれぞれＤＩＷ供給機構１７１およびＩＰＡガス供給機構１７３に接続されている。このため、制御部３００の制御指令に応じてＤＩＷ供給機構１７１からＤＩＷが洗浄ノズル１６５に圧送されて基板Ｗの表面ＷｆのＤＩＷ供給位置に向けて吐出し、また制御部３００の制御指令に応じてＩＰＡガス供給機構１７３からＩＰＡガスが溶剤ガスノズル１６７に圧送されて基板Ｗの表面ＷｆのうちＤＩＷ供給位置よりも基板Ｗの回転中心側のガス供給位置に噴射可能となっている。なお、その他の構成は第１実施形態と同一であるため、同一構成に対して同一符号または相当符号を付して説明を省略する。
【００７５】
このように構成された基板処理装置１Ｃでは、制御部３００によってガード１３１が退避位置（下方位置）に下降した状態で、ロタゴニー乾燥処理が実行される。すなわち、基板Ｗを回転させながら洗浄ノズル１６５が基板Ｗの回転中心の上方位置に位置決めされると、基板Ｗを回転させながら溶剤ガスノズル１６７、光学部２０３および洗浄ノズル１６５を一体的にガード１３１の外側に向けて移動させてＤＩＷおよびＩＰＡガスをそれぞれ洗浄ノズル１６５および溶剤ガスノズル１６７から基板Ｗの表面Ｗｆに吹き付ける。そして、これらのノズル１６５、１３４を徐々に基板Ｗの径方向外側に移動させていくことで、ＩＰＡガスが吹き付けられている部分から乾燥がはじまり、基板Ｗの回転中心から周縁に乾燥領域が広がり、これによって基板Ｗの表面Ｗｆ全面を乾燥させる。
【００７６】
このように第３実施形態では、基板Ｗの表面ＷｆのうちＩＰＡガスとＤＩＷとが接する乾燥位置でマランゴニ乾燥処理が実行される。この乾燥位置では、マランゴニ対流によって乾燥処理が進行するが、その際に凸部２の倒壊が問題となることがある。そこで、第３実施形態では、図１１に示すように洗浄ノズル１６５と溶剤ガスノズル１６７との間に配置された光学部２０３から乾燥位置の凸部２に光Ｌを集光させ、光ピンセット効果により捕捉して補強する。このために、第２実施形態と同様に、マランゴニ対流によって凸部２ａが倒壊するのを効果的に防止することができる。また、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、ロタゴニー乾燥機構１６３の移動に伴って照射制御部２０５が光源２０１の点灯および消灯を切り替え、消費電力の抑制を図っている。
【００７７】
以上のように、第３実施形態によれば、基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２に対して光Ｌを集光することで当該光Ｌの圧力によって凸部２を捕捉して補強した状態でロタゴニー乾燥処理を実行しているため、凸部２の倒壊を効果的に防止しながら基板Ｗの表面Ｗｆを良好に乾燥させることができる。
【００７８】
Ｄ．第４実施形態
上記第１実施形態ないし第３実施形態では、回転する基板Ｗの表面Ｗｆに乾燥ガスやＩＰＡガスなどの乾燥用気体を供給して表面Ｗｆに付着する液体を除去して乾燥させる基板処理装置１Ａ〜１Ｃに対して本発明を適用しているが、基板Ｗを搬送しながら乾燥処理を行う基板処理装置に対して本発明を適用することができる（第４実施形態）。以下、図１２を参照しつつ第４実施形態について説明する。
【００７９】
図１２は本発明にかかる基板処理装置の第４実施形態を示す図である。この基板処理装置１Ｄは、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆに付着している不要物を除去するための洗浄処理（リンス処理および乾燥処理を含む一連の処理）を「基板処理」として行う基板処理部４００と、基板処理部４００により乾燥処理を行っている間に光Ｌを基板Ｗの表面Ｗｆに照射する光照射部２００と、装置全体を制御する制御部３００とを備えている。
【００８０】
基板処理部４００は、洗浄処理を実行するための洗浄室４０１と、乾燥処理を実行するための乾燥室４０３とを備えている。洗浄室４０１には、複数の搬送ローラで構成されたローラ搬送機構４０５と、ローラ搬送機構４０５で搬送される基板Ｗの表面にＤＩＷなどの洗浄液を供給する洗浄液供給機構４０７とを有している。洗浄液供給機構４０７は、搬送ローラの上方に配置される複数の洗浄液吐出ノズル４０９と、洗浄液タンク４１１と、ポンプ４１３と、バルブ４１５とを備えている。そして、制御部３００からの洗浄処理指令に応じてローラ搬送機構４０５が作動して表面Ｗｆを上方に向けた水平姿勢で基板Ｗを水平方向Ｘに搬送する。
【００８１】
また、この基板Ｗの水平搬送と並行してバルブ４１５が開くとともにポンプ４１３が作動して洗浄液タンク４１１に貯留されている洗浄液がポンプ４１３およびバルブ４１５を介して各洗浄液吐出ノズル４０９に供給され、乾燥室４０３に向けて搬送される基板Ｗの表面Ｗｆに向けて各洗浄液吐出ノズル４０９から吐出される。これによって、Ｘ方向に搬送されている基板Ｗの表面Ｗｆに対して洗浄液が供給され、基板Ｗに付着している薬液やパーティクルなどを洗浄して除去する。なお、本実施形態では、洗浄室４０１内で処理済の洗浄液を回収し、洗浄液タンク４１１に戻して再利用してラニングコストの低減を図っているが、使い捨て方式を採用してもよいことは言うまでもない。また、水洗処理を一定回数行う毎に洗浄液の入替えを行うように構成してもよい。
【００８２】
乾燥室４０３には、複数の搬送ローラで構成されたローラ搬送部４１７と、ローラ搬送部４１７で搬送される基板Ｗの表面Ｗｆおよび裏面Ｗｂにそれぞれ対向して配置されたエアナイフ４１９、４２１と、エアナイフ４１９、４２１に高圧エアを供給するエア供給機構４２３とを備えている。これらのエアナイフ４１９、４２１は図１２の紙面に対して垂直な方向に延設されており、ローラ搬送部４１７により搬送される基板Ｗの幅方向にわたって表面Ｗｆおよび裏面Ｗｂに高圧エアを吹き付けるもので、乾燥室４０３では高圧エアの吹き付けにより洗浄液を除去して基板Ｗを乾燥させる。
【００８３】
このように構成された基板処理装置１Ｄの洗浄室４０１に対して基板Ｗが図示を省略する搬送ロボットなどにより搬入されると、当該基板Ｗに対して洗浄室４０１内で洗浄液による洗浄処理が実行された後で当該基板Ｗを乾燥室４０３に搬送する。この乾燥室４０３では、基板Ｗに対して高圧エアが吹き付けられて乾燥処理が実行される。
【００８４】
ここで、表面Ｗｆへの高圧エアの吹き付けによって乾燥処理が進行するが、その際に凸部２の倒壊が問題となることがある。そこで、第４実施形態では、上記した高圧エアの吹き付けによる乾燥処理と並行して基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２を光ピンセット効果により捕捉して補強するために、第１実施形態と同様に、光照射部２００が設けられている。この光照射部２００は、第１実施形態と同様に、光学部２０３および照射制御部２０５を備えている。
【００８５】
光学部２０３は、光を基板Ｗの表面Ｗｆの面法線方向、つまり凸部２が立設された立設方向で、しかもエアナイフ４１９からの高圧エアの吹付位置の近傍に光Ｌを集光するように配置されている。このため、図１２中の破線で示す拡大図に示すように、エアナイフ４１９による乾燥処理が進行する領域の近傍に位置する各凸部２ａの頂部に対して光Ｌが集光し、光Ｌの圧力によって各凸部２ａが捕捉される。このため、高圧エアによって凸部２ａが倒壊するのを効果的に防止することができる。また、第４実施形態においては、基板Ｗの搬送に伴って基板Ｗの表面Ｗｆのうち高圧エアが吹き付けられる領域が順次切り替わる。これに対応し、照射制御部２０５が光源２０１の点灯および消灯を切り替え、消費電力の抑制を図っている。
【００８６】
以上のように、第４実施形態によれば、基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２に対して光Ｌを集光することで当該光Ｌの圧力によって凸部２を捕捉して補強した状態でエアナイフ４１９による乾燥処理を実行しているため、凸部２の倒壊を効果的に防止しながら洗浄処理後の基板Ｗの表面Ｗｆを良好に乾燥させることができる。なお、第４実施形態においても、エアナイフ４１９の延設方向（図１２の紙面に対して垂直な方向）に存在する複数の凸部２ａを捕捉するために、図８や図９Ａに示す光照射部２００が用いられている。
【００８７】
Ｅ．第５実施形態
上記第１実施形態ないし第４実施形態では、基板Ｗの表面Ｗｆに付着している液体（ＤＩＷ、洗浄液やＩＰＡ液）を除去して乾燥する際に光Ｌを集光させて凸部２ａを捕捉しているが、基板Ｗの表面Ｗｆを洗浄する際に光Ｌの集光によって凸部２ａを捕捉するように構成してもよい（第５実施形態）。以下、図１３を参照しつつ第４実施形態について説明する。
【００８８】
図１３は本発明にかかる基板処理装置の第５実施形態を示す図である。この基板処理装置１Ｅは、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆに付着している不要物を超音波印加液により洗浄する、いわゆる超音波洗浄処理を「基板処理」として行う基板処理部１００と、基板処理部１００により超音波洗浄処理を行っている間に光Ｌを基板Ｗの表面Ｗｆに照射する光照射部２００と、装置全体を制御する制御部３００とを備えている。
【００８９】
第５実施形態にかかる基板処理部１００は、洗浄液に超音波を印加した超音波印加液を基板Ｗの表面Ｗｆに供給することで表面Ｗｆの洗浄を行っている点で、第１実施形態と相違しているが、基板Ｗの保持態様および回転機構などは同一である。そこで、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成に同一符号を付して説明を省略する。
【００９０】
第５実施形態では、第１実施形態にかかる基板処理装置１Ａで装備されていた処理液供給機構１１５および乾燥機構１３７の代わりに、超音波洗浄機構１７５が設けられている。この超音波洗浄機構１７５では、図１３に示すように、回動軸１７７が鉛直軸回りに回動可能に設けられている。また、回動軸１７７から水平方向にアーム１７９が延設されるとともに、当該アーム１７９に超音波ノズル１８１が斜め下向きに取り付けられている。さらに、回動軸１７７に対して回動昇降機構１８３が接続されており、制御部３００からの移動指令に応じて回動昇降機構１８３がアーム１７９を鉛直方向に昇降させるとともに鉛直軸回りに回動させて超音波ノズル１８１をスプラッシュガード１２３よりも外側の退避位置と基板Ｗの表面中心部に対向する位置との間を往復移動する。
【００９１】
超音波ノズル１８１は、先端部に設けられたノズル口を基板Ｗの表面Ｗｆに対向させて配置されている。この超音波ノズル１８１は、上記ノズル口以外に、洗浄液を導入するための導入口および振動子（図示省略）を有している。導入口は洗浄液供給部１８５に接続されており、洗浄液供給部１８５から供給される洗浄液を超音波ノズル１８１の内部に案内する機能を有している。
【００９２】
洗浄液供給部１８５は、洗浄液としてＤＩＷ、純水、ＤＩＷや純水に対して脱気処理を施した脱気水、気体成分を溶解させたガス溶解水などを準備し、制御部３００からの指令に応じて洗浄液を超音波ノズル１８１に圧送する。そして、制御部３００からの制御信号に基づき発振器１８７から発振信号が超音波ノズル１８１内の振動子に出力されると、振動子が振動して超音波を発生させる。これによって、超音波が洗浄液に印加されて超音波ノズル１８１で超音波印加液が生成され、所定流量でノズル口から基板Ｗの表面Ｗｆに向けて吐出される。これによって、基板Ｗの表面Ｗｆのうち超音波印加液が供給された超音波洗浄位置で超音波洗浄処理が実行される。
【００９３】
この超音波洗浄位置では、キャビテーションの発生によって優れた洗浄効果が得られるが、その一方で凸部２の倒壊が問題となることがある。そこで、第５実施形態では、上記した超音波洗浄処理と並行して基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２を光ピンセット効果により捕捉して補強するために、第１実施形態と同様に、光照射部２００が設けられている。この光照射部２００は、第１実施形態と同様に、光学部２０３および照射制御部２０５を備えている。
【００９４】
光学部２０３は、光を基板Ｗの表面Ｗｆの面法線方向、つまり凸部２が立設された立設方向で、しかも上記超音波洗浄位置の近傍に光を照射するように、アーム１７９の先端部に取り付けられている。このため、図１３中の破線で示す拡大図に示すように、超音波印加液の供給によって超音波洗浄処理が進行する領域の近傍に位置する凸部２ａの頂部に対して光Ｌが集光し、光Ｌの圧力によって凸部２ａが捕捉される。このため、キャビテーションによって凸部２ａが倒壊するのを効果的に防止することができる。また、第５実施形態においても、第１実施形態と同様に、アーム１７９の移動に伴って照射制御部２０５が光源２０１の点灯および消灯を切り替え、消費電力の抑制を図っている。
【００９５】
以上のように、第５実施形態によれば、基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２に対して光Ｌを集光することで当該光Ｌの圧力によって凸部２を捕捉して補強した状態で超音波洗浄処理を実行しているため、凸部２の倒壊を効果的に防止しながら基板Ｗの表面Ｗｆを良好に洗浄することができる。なお、第５実施形態においても、光照射部２００に対して第１実施形態の変形例を適用することができる。
【００９６】
Ｆ．第６実施形態
図１４Ａは本発明にかかる基板処理装置の第６実施形態を示す図である。また、図１４Ｂは図１４Ａに示す基板処理装置に装備される洗浄ノズルの構成を模式的に示す図である。この基板処理装置１Ｆは、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆに付着している不要物を洗浄液の微細な液滴により洗浄する洗浄処理を「基板処理」として行う基板処理部１００と、基板処理部１００により洗浄処理を行っている間に光Ｌを基板Ｗの表面Ｗｆに照射する光照射部２００と、装置全体を制御する制御部３００とを備えている。
【００９７】
第６実施形態にかかる基板処理部１００は、振動するＤＩＷの微細な液滴を基板Ｗの表面Ｗｆに供給することで表面Ｗｆの洗浄を行っている点で、第１実施形態と相違しているが、基板Ｗの保持態様および回転機構などは同一である。そこで、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成に同一符号を付して説明を省略する。
【００９８】
第６実施形態では、第１実施形態にかかる基板処理装置１Ａで装備されていた処理液供給機構１１５および乾燥機構１３７の代わりに、液滴洗浄機構１６０が設けられている。この液滴洗浄機構１６０では、図１４Ａに示すように、回動軸１６２が鉛直軸回りに回動可能に設けられている。また、回動軸１６２から水平方向にアーム１６４が延設されるとともに、当該アーム１６４に洗浄ノズル１６６が斜め下向きに取り付けられている。さらに、回動軸１６２に対して回動昇降機構１６８が接続されており、制御部３００からの移動指令に応じて回動昇降機構１６８がアーム１６４を鉛直方向に昇降させるとともに鉛直軸回りに回動させて洗浄ノズル１６６をスプラッシュガード１２３よりも外側の退避位置と基板Ｗの表面中心部に対向する位置との間を往復移動する。
【００９９】
洗浄ノズル１６６は、図１４Ｂに示すように、円筒の筒状体１７０に圧電素子（ピエゾ素子）１７２を貼設して構成される。洗浄ノズル１６６は樹脂製のホルダー１７４を介してアーム１６４（図１４Ａ）に取り付けられる。円筒形状の筒状体１７０の内側には中空空間が形成されており、その両端は開口されている。筒状体１７０の壁面には複数（本実施形態では２０個）の吐出口１７６が穿設されている。２０個の吐出口１７６は筒状体１７０の長手方向に沿って一列に配列されている。各吐出口１７６は、筒状体１７０の側壁を貫通する略円筒形状である。また、筒状体１７０の壁面のうち複数の吐出口１７６と対向する部位の外壁面には圧電素子１７２が貼設されている。圧電素子１７２は高周波発生器１７８と電気的に接続されており、所定周波数の交流電圧の印加を受ける。
【０１００】
筒状体１７０の内側空間の一端側開口は洗浄液供給機構１８０と連通接続されている。この洗浄液供給機構１８０はＤＩＷや純水などの洗浄液を洗浄ノズル１６６に圧送する。一方、筒状体１７０の内側空間の他端側開口はバルブ１８２を介して装置外部の排出部（図示省略）と接続されており、洗浄ノズル１６６から装置外部への洗浄液の排出が可能となっている。
【０１０１】
このように構成された液滴洗浄機構１６０では、洗浄処理を行っていないときにも常時連続して洗浄液供給機構１８０から洗浄液が送給されている。洗浄処理を行っていないときには、バルブ１８２が開放されており、筒状体１７０の内部に送給された洗浄液はそのまま装置外部に排出され続けている。すなわち、洗浄ノズル１６６がスプラッシュガード１２３よりも外方の待避位置にて待機しているとき、および、待避位置から基板Ｗ上方の洗浄位置に移動しているときも洗浄ノズル１６６には洗浄液が供給され続けており、その洗浄液は装置外部に排出され続けている。
【０１０２】
一方、基板Ｗが回転している状態で洗浄ノズル１６６が基板Ｗの表面Ｗｆの上方の洗浄位置まで移動すると、洗浄ノズル１６６から洗浄液の液滴が基板Ｗの表面Ｗｆに向けた液滴噴射方向に噴射される。また、回動昇降機構１６８によって洗浄ノズル１６６が基板Ｗの中心部上方と端縁部上方との間で揺動されて洗浄処理が進行する。洗浄処理を行うときには、洗浄ノズル１６６への洗浄液の送給を行いつつバルブ１８２を閉止する。このため、筒状体１７０内部における洗浄液の液圧が上昇し、それによって２０個の吐出口１７６から洗浄液が噴射される。また、洗浄処理を行うときには、高周波発生器１７８が所定周波数の交流電圧を圧電素子１７２に印加する。これによって、圧電素子１７２が膨張収縮を繰り返し、筒状体１７０内部の洗浄液に所定周波数の振動が付与される。筒状体１７０の内部における洗浄液の液圧を高めるとともに、その洗浄液に振動を与えると、２０個の吐出口１７６から液圧により流出する洗浄液が振動により分散・分断されて洗浄液の液滴が生成されて噴射される。ここで、吐出口１７６から流れ出る液流が分断されて液滴が生成されるのは、例えば特開２０１３−１６５２９１号公報に記載の過程によるものである。
【０１０３】
このように第６実施形態では、基板Ｗの表面Ｗｆのうち洗浄ノズル１６６から噴射された液滴が供給された洗浄位置で洗浄処理が実行される。この洗浄位置では、液滴の運動エネルギーによって物理的な洗浄力によって優れた洗浄効果が得られるが、その一方で凸部２の倒壊が問題となることがある。そこで、第６実施形態では、上記した洗浄処理と並行して基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２を光ピンセット効果により捕捉して補強するために、第１実施形態と同様に、光照射部２００が設けられている。この光照射部２００は、第１実施形態と同様に、光学部２０３および照射制御部２０５を備えている。
【０１０４】
光学部２０３は、光を基板Ｗの表面Ｗｆの面法線方向、つまり凸部２が立設された立設方向で、しかも上記超音波洗浄位置の近傍に光を照射するように、アーム１６４の先端部に取り付けられている。このため、図１４Ａ中の破線で示す拡大図に示すように、超音波印加液１６７の供給によって洗浄処理が進行する領域の近傍に位置する各凸部２ａの頂部に対して光Ｌが集光し、光Ｌの圧力によって各凸部２ａが捕捉される。このため、キャビテーションによって凸部２ａが倒壊するのを効果的に防止することができる。また、第６実施形態においても、第１実施形態と同様に、アーム１６４の移動に伴って照射制御部２０５が光源２０１の点灯および消灯を切り替え、消費電力の抑制を図っている。
【０１０５】
以上のように、第６実施形態によれば、基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２に対して光Ｌを集光することで当該光Ｌの圧力によって凸部２を捕捉して補強した状態で洗浄処理を実行しているため、凸部２の倒壊を効果的に防止しながら基板Ｗの表面Ｗｆを良好に洗浄することができる。なお、第６実施形態においては、吐出口１７６の配列方向に存在する複数の凸部２ａを捕捉するために、図８や図９Ａに示す光照射部２００が用いられている。
【０１０６】
Ｇ．第７実施形態
上記第５実施形態および第６実施形態では、基板Ｗの表面Ｗｆを物理洗浄する基板処理装置１Ｅ、１Ｆに対して本発明を適用しているが、裏面Ｗｂを物理洗浄する基板処理装置に対して本発明を適用することができる（第７実施形態）。以下、図１５を参照しつつ第７実施形態について説明する。
【０１０７】
図１５は本発明にかかる基板処理装置の第７実施形態を示す図である。この基板処理装置１Ｇは、半導体ウエハ等の基板Ｗの裏面Ｗｂの周縁領域に付着している不要物を除去するためのブラシ洗浄処理を「基板処理」として行う基板処理部５００と、基板処理部５００によりブラシ洗浄処理を行っている間に光Ｌを基板Ｗの表面Ｗｆに照射する光照射部２００と、装置全体を制御する制御部３００とを備えている。
【０１０８】
基板処理部５００は、基板Ｗの表面Ｗｆを上方に向けた略水平姿勢で保持して回転させるスピンチャック５０１と、基板Ｗの裏面Ｗｂの周縁領域に洗浄液を供給するための洗浄液ノズル５０３と、基板Ｗから排出される洗浄液を捕獲するためのスプラッシュガード５０５と、基板Ｗの裏面Ｗｂの周縁領域を洗浄するためのブラシ機構５０７とを備えている。
【０１０９】
スピンチャック５０１は真空吸着式のチャックである。このスピンチャック５０１は、鉛直な方向に延びたスピン軸５０９と、このスピン軸５０９の上端に取り付けられて基板Ｗを略水平な姿勢でその下面を吸着して保持する吸着ベース５１１と、スピン軸５０９と同軸に結合された回転軸を有するスピンモータ５１３とを備えている。このため、制御部３００からの回転指令に応じてスピンモータ５１３が駆動されると、基板Ｗはスピン軸５０９の中心を通る鉛直軸線まわりに回転される。
【０１１０】
洗浄液ノズル５０３は、吐出口を基板Ｗの裏面Ｗｂの周縁領域に向けた状態で、吸着ベース５１１よりも下方に配置されている。また、洗浄液ノズル５０３は洗浄液供給機構５２５と接続されている。このため、制御部３００からの指令に応じて洗浄液供給機構５２５が洗浄液を洗浄液ノズル５０３に圧送すると、洗浄液ノズル５０３から上方に向けて吐出され、裏面Ｗｂの周縁領域に着液される。なお、洗浄液としては、例えばＤＩＷや純水が用いられるが、これ以外にも、炭酸水、イオン水、オゾン水、還元水（水素水）または磁気水などの機能水であってもよいし、アンモニア水またはアンモニア水と過酸化水素水との混合液などの薬液であってもよい。
【０１１１】
スプラッシュガード５０５は回転軸に対して略回転対称な形状を有し、スピンチャック５０１と同心円状に配置されている。また、スプラッシュガード５０５は複数のシリンダ５１５によって昇降可能に構成されており、ブラシ洗浄処理中にスプラッシュガード５０５は上昇され、基板Ｗから飛散する洗浄液を受け止めることが可能となっている。
【０１１２】
ブラシ機構５０７は、基板Ｗの裏面Ｗｂの周縁領域を洗浄するための裏面洗浄ブラシ５１７を有している。裏面洗浄ブラシ５１７は保持部材５１９によって水平方向に移動不能に保持されている。この保持部材５１９はシリンダ５２１のロッド５２３の先端部に固定されている。このため、制御部３００からの上昇指令に応じてロッド５２３が伸長すると、保持部材５１９とともに裏面洗浄ブラシ５１７が上昇して裏面Ｗｂの周縁領域に当接する。つまり、ブラシ洗浄位置に位置決めされる。逆に、制御部３００からの下降指令に応じてロッド５２３が収縮すると、保持部材５１９とともに裏面洗浄ブラシ５１７が下降して裏面Ｗｂの周縁領域から離間してブラシ洗浄処理を終了する。
【０１１３】
このように構成された基板処理装置１Ｇでは、図示を省略する搬送ロボットによって基板Ｗが搬入されてスピンチャック５０１により保持されると、スプラッシュガード５０５が上昇してブラシ洗浄処理の準備が整う。すると、スピンモータ５１３が駆動されて基板Ｗを回転させる。また、こうして回転している基板Ｗの裏面Ｗｂに向けて洗浄液を吐出して着液させるとともに裏面洗浄ブラシ５１７をブラシ洗浄位置に位置決めして裏面Ｗｂの周縁領域に対するブラシ洗浄処理を実行する。
【０１１４】
このブラシ洗浄処理中においては、裏面洗浄ブラシ５１７が基板Ｗの裏面Ｗｂに対して相対的に摺動して周縁領域に付着するパーティクルなどの付着物を物理的に除去することができるが、その際に発生する振動が基板Ｗの表面Ｗｆ側に伝播して凸部２の倒壊が問題となることがある。そこで、第７実施形態では、ブラシ洗浄処理と並行して、基板Ｗの表面Ｗｆのうちブラシ洗浄位置の直上領域およびその周辺領域（これらを含めて「直上領域Ｒｆ」という）に形成された凸部２を光ピンセット効果により捕捉して補強するために、第１実施形態と同様に、光照射部２００が設けられている。この光照射部２００は、第１実施形態と同様に、光学部２０３および照射制御部２０５を備えている。
【０１１５】
光学部２０３は、上記直上領域Ｒｆの上方に固定配置されて直上領域Ｒｆに向けて光を照射するように配置されている。このため、図１５中の破線で示す拡大図に示すように、直上領域Ｒｆに形成された各凸部２ａの頂部に対して光Ｌが集光し、光Ｌの圧力によって各凸部２ａが捕捉される。このため、ブラシ洗浄処理によって凸部２ａが倒壊するのを効果的に防止することができる。また、第７実施形態においては、基板Ｗの回転に伴って照射制御部２０５が光源２０１の点灯および消灯を切り替え、消費電力の抑制を図っている。
【０１１６】
以上のように、第７実施形態によれば、基板Ｗの表面Ｗｆに形成された凸部２に対して光Ｌを集光することで当該光Ｌの圧力によって凸部２を捕捉して補強した状態でブラシ洗浄処理を実行しているため、凸部２の倒壊を効果的に防止しながら基板Ｗの裏面Ｗｂの周縁領域を良好に洗浄することができる。なお、第２実施形態においても、光照射部２００に対して第１実施形態の変形例を適用することができる。
【０１１７】
Ｈ．その他
上記したように、光照射部２００が本発明の「光照射装置」の一例に相当している。また、第２集光光学系２１１、マイクロレンズ２２７および集光光学部２８７が本発明の「集光部」として機能している。また、第１実施形態では乾燥ガスおよび乾燥ガス用ノズル１４３がそれぞれ本発明の「乾燥用気体」および「乾燥機構」の一例に相当し、第２実施形態ではＩＰＡガスおよび溶剤ガスノズル１５７がそれぞれ本発明の「乾燥用気体」および「乾燥機構」の一例に相当し、第３実施形態ではＩＰＡガスおよび溶剤ガスノズル１６７がそれぞれ本発明の「乾燥用気体」および「乾燥機構」の一例に相当し、第４実施形態では高圧エアおよびエアナイフ４１９、４２１がそれぞれ本発明の「乾燥用気体」および「乾燥機構」の一例に相当している。また、第５実施形態での超音波ノズル１８１、第６実施形態での洗浄ノズル１６６および第７実施形態での裏面洗浄ブラシ５１７がそれぞれ本発明の「洗浄機構」の一例に相当している。また、基板Ｗの表面Ｗｆおよび裏面Ｗｂがそれぞれ本発明の「一方主面」および「他方主面」に相当している。
【０１１８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記第１実施形態ないし第４実施形態では、基板Ｗの表面Ｗｆに付着した液体を除去して乾燥するために乾燥用気体を基板Ｗの表面Ｗｆに供給しているが、乾燥させるための手段はこれに限定されるものではなく、例えば熱を供給したり、液体の沸点以上に昇温された部材を当接させるように構成してもよい。
【０１１９】
また、上記光照射部２００の第４変形例（図６Ａ）では移動体２１７のシフトにより、また第５変形例（図６Ｂ）ではアパーチャ板２０９のシフトにより、光Ｌによる凸部２ａの捕捉をシフトさせているが、基板Ｗを移動させて光Ｌにより捕捉される凸部２を切り替えるように構成してもよい。
【０１２０】
また、空間光変調器として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（Digital
Micromirror Device）を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、一方主面に凸部が形成された基板に対して基板処理を施す基板処理技術全般ならびに基板処理技術において使用する光照射技術全般に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１Ａ〜１Ｇ…基板処理装置
２、２ａ…凸部
３…ＩＰＡ液膜
４…微細パターン
１００，４００，５００…基板処理部
１３７…乾燥機構
１４３…乾燥ガス用ノズル
４１９，４２１…エアナイフ
１５７，１６７…溶剤ガスノズル
１６０…液滴洗浄機構
１６１，１７３…ＩＰＡガス供給機構
１６５，１６６…洗浄ノズル
１６７…超音波印加液
１７５…超音波洗浄機構
２００…光照射部（光照射装置）
２０１…光源
２１１…（第２）集光光学系（集光部）
２２７…マイクロレンズ（集光部）
２８７…集光光学部（集光部）
５１７…裏面洗浄ブラシ
Ｌ…光
Ｗ…基板
Ｗｂ…裏面（他方主面）
Ｗｆ…表面（一方主面）
【図１】
2017174934.tif 000003
【図２】
2017174934.tif 000004
【図３】
2017174934.tif 000005
【図４】
2017174934.tif 000006
【図５Ａ】
2017174934.tif 000007
【図５Ｂ】
2017174934.tif 000008
【図５Ｃ】
2017174934.tif 000009
【図６Ａ】
2017174934.tif 000010
【図６Ｂ】
2017174934.tif 000011
【図７】
2017174934.tif 000012
【図８】
2017174934.tif 000013
【図９Ａ】
2017174934.tif 000014
【図９Ｂ】
2017174934.tif 000015
【図１０Ａ】
2017174934.tif 000016
【図１０Ｂ】
2017174934.tif 000017
【図１１】
2017174934.tif 000018
【図１２】
2017174934.tif 000019
【図１３】
2017174934.tif 000020
【図１４Ａ】
2017174934.tif 000021
【図１４Ｂ】
2017174934.tif 000022
【図１５】
2017174934.tif 000023