(57)【要約】【課題】有機溶剤の消費量を抑制しつつ、基板表面を良好に乾燥させることができる基板処理方法および装置を提供する。【解決手段】乾燥前処理（基板表面Ｗfに高濃度ＩＰＡを供給する処理）を行うことで基板表面Ｗfに形成される液膜のＩＰＡ濃度は常に最終的に基板乾燥に適した値に調整されている。そして、その表面状態のまま基板乾燥が実行されるため、優れた乾燥性能で基板を乾燥させることができる。しかも、この実施形態では、リンス処理を受けた基板Ｗに対して乾燥前処理を直ちに行うのではなく、低濃度ＩＰＡを基板表面Ｗfに供給して基板表面Ｗfに付着しているリンス液（ＤＩＷ）をＩＰＡに置換した上で乾燥前処理を行っている。このように有機溶剤の供給を２段階で行っているため、ＩＰＡの消費量を抑制することができる。【選択図】図３
2009110985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面を乾燥させる基板処理方法であって、
低濃度有機溶剤を基板の表面に供給して前記有機溶剤の液膜を形成する第１工程と、
前記第１工程後に、前記低濃度有機溶剤よりも高い濃度を有する高濃度有機溶剤を前記基板表面に供給して前記基板表面上の液膜の有機溶剤濃度を基板乾燥に適した値に調整する第２工程と、
前記第２工程後に、前記基板表面から前記有機溶剤を除去して前記基板表面を乾燥する第３工程と
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記第１工程は、前記基板表面から排出される余剰の有機溶剤を回収して貯留するとともに、当該回収後の前記第１工程において回収した有機溶剤を前記低濃度有機溶剤として基板表面に供給する請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記第２工程は、前記基板表面から排出される余剰の有機溶剤を回収するとともに、当該回収後の前記第１工程において回収した有機溶剤を前記低濃度有機溶剤として基板表面に供給する請求項１または２記載の基板処理方法。
【請求項４】
表面が液体で濡れている、基板を乾燥させる請求項２または３記載の基板処理方法であって、
低濃度有機溶剤をタンクに貯留し、
前記タンクに貯留されている低濃度有機溶剤の濃度が所定濃度未満となると、前記タンク内の低濃度有機溶剤の一部または全部を排出するとともに、高濃度有機溶剤を前記タンクに補充して前記タンクに貯留される低濃度有機溶剤の濃度を前記所定濃度以上に高める基板処理方法。
【請求項５】
表面が液体で濡れている、基板を乾燥させる請求項２または３記載の基板処理方法であって、
低濃度有機溶剤をタンクに貯留し、
前記タンク内での低濃度有機溶剤の貯留量が所定量を超えると、前記タンクに貯留されている低濃度有機溶剤の一部を排出して貯留量を前記所定値以下に低減させる基板処理方法。
【請求項６】
表面が液体で濡れている、基板を乾燥させる請求項２または３記載の基板処理方法であって、
前記第３工程は、表面が有機溶剤で濡れた基板を回転させて乾燥させるとともに、基板回転により前記基板から振り切られた有機溶剤を回収し、当該回収後の前記第１工程において使用される前記低濃度有機溶剤として前記有機溶剤を貯留する基板処理方法。
【請求項７】
前記有機溶剤はイソプロピルアルコールである請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項８】
基板の表面を乾燥させる基板処理装置において、
低濃度有機溶剤を貯留する第１タンクを有し、前記第１タンク内の低濃度有機溶剤を基板表面に供給して前記有機溶剤の液膜を形成する第１供給手段と、
前記低濃度有機溶剤よりも濃度の高い高濃度有機溶剤を貯留する第２タンクを有し、前記低濃度有機溶剤の液膜を有する前記基板表面に前記第２タンク内の高濃度有機溶剤を供給することによって、前記基板表面に形成される液膜の有機溶剤濃度を基板乾燥に適した値に調整する第２供給手段と、
濃度調整された有機溶剤の液膜を前記基板表面から除去して前記基板表面を乾燥させる乾燥手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を乾燥させる基板処理方法および基板処理装置に関するものである。なお、乾燥処理対象となる基板には、半導体ウエハ、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（電界放出ディスプレイ：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等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
薬液による薬液処理および純水などのリンス液によるリンス処理が行われた後、基板表面に付着するリンス液を除去すべく、数多くの乾燥方法が従来より提案されている。そのうちのひとつとして、純水よりも表面張力が低いＩＰＡ（イソプロピルアルコール：isopropyl alcohol）などの有機溶剤を用いた乾燥方法が知られている。この乾燥方法としては、例えば特許文献１に記載された乾燥方法がある。この乾燥方法を実行する基板処理装置では、基板表面に対してフッ酸処理を行った後、純水を基板表面に供給してリンス処理を施している。次いで、純水の供給停止後に途切れることなくあるいは純水を供給している途中から基板の表面にＩＰＡを供給している。これにより、基板表面上の純水にＩＰＡが溶解して純水がＩＰＡにより置換される。このように乾燥処理を行う前に基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整している（乾燥前処理）。そして、基板表面の全面がＩＰＡで濡れた状態のまま、基板が高速回転される。この基板回転によって基板表面からＩＰＡが除去され、基板表面の乾燥処理が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３８５９５号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＩＰＡなどの有機溶剤を使用する場合、有機溶剤のランニングコストや排液処理にかかる負担などを考慮して有機溶剤の消費量をできるだけ抑制したいと要請がある。そこで、この要請を満足させるために、低濃度の有機溶剤を用いることが従来から提案されている。しかしながら、後で実験結果を参照しながら詳述するように、乾燥処理を行う際に基板表面に形成されている液膜の有機溶剤濃度が低下すると、乾燥不良が生じてしまう。つまり、良好な基板乾燥を行うためには、基板表面に形成される液膜が乾燥処理時点で基板乾燥に適した有機溶剤濃度を有している必要がある。このように、従来技術では、乾燥性能を良好にするという要求と、有機溶剤の消費量を抑制するという要求とを同時に満足させることが困難であった。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、有機溶剤の消費量を抑制しつつ、基板表面を良好に乾燥させることができる基板処理方法および装置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】
この発明にかかる基板処理方法は、基板の表面を乾燥させる基板処理方法であって、上記目的を達成するため、低濃度有機溶剤を基板の表面に供給して有機溶剤の液膜を形成する第１工程と、第１工程後に、低濃度有機溶剤よりも高い濃度を有する高濃度有機溶剤を基板表面に供給して基板表面上の液膜の有機溶剤濃度を基板乾燥に適した値に調整する第２工程と、第２工程後に、基板表面から有機溶剤を除去して基板表面を乾燥する第３工程とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
また、この発明にかかる基板処理装置は、基板の表面を乾燥させる基板処理装置であって、上記目的を達成するため、低濃度有機溶剤を貯留する第１タンクを有し、第１タンク内の低濃度有機溶剤を基板表面に供給して有機溶剤の液膜を形成する第１供給手段と、低濃度有機溶剤よりも濃度の高い高濃度有機溶剤を貯留する第２タンクを有し、低濃度有機溶剤の液膜を有する基板表面に第２タンク内の高濃度有機溶剤を供給することによって、基板表面に形成される液膜の有機溶剤濃度を基板乾燥に適した値に調整する第２供給手段と、濃度調整された有機溶剤の液膜を基板表面から除去して基板表面を乾燥させる乾燥手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明（基板処理方法および装置）では、有機溶剤の供給が２段階に分けて行われている。すなわち、第１段目として、低濃度有機溶剤が基板の表面に供給されて有機溶剤の液膜が形成される。この段階で使用される有機溶剤は低濃度であるため、必ずしも基板乾燥に適しているわけではないものの、基板表面での表面張力を十分低下させるのに大きく寄与する。これに加えて、第２段目として、高濃度有機溶剤が基板表面に供給されて基板表面上の液膜の有機溶剤濃度が基板乾燥に適した値に調整される。そして、基板表面から有機溶剤が除去されて基板表面が乾燥される。このように高濃度有機溶剤の供給によって基板表面は最終的に基板乾燥に適した有機溶剤濃度となり、その表面状態のまま基板乾燥が実行されるため、優れた乾燥性能で基板を乾燥させることができる。
【０００９】
また、２段階供給は有機溶剤の消費量を抑制する上でも優れた作用効果を発揮する。基板表面に全体に有機溶剤成分を行き渡らせるためには比較的多くの有機溶剤を供給する必要がある。特に、基板表面に形成されるパターンが微細化されるのに伴ってパターン内に有機溶剤成分を確実に供給するために有機溶剤の供給時間を長く設定する必要がある。そのため、有機溶剤の液膜を形成する際（第１段目の有機溶剤供給）には比較的多くの有機溶剤が必要となる。これに対し、既に形成された有機溶剤の液膜に対して有機溶剤を供給した際には、有機溶剤成分は当該液膜に良好に混ざり合う。そこで、本発明では、比較的多くの有機溶剤が必要な第１段目については低濃度有機溶剤を用いて行う一方、有機溶剤の液膜への有機溶剤成分の混ざり合いが良好な第２段目については高濃度有機溶剤を用いている。その結果、高濃度有機溶剤の使用量を抑制することができ、有機溶剤の消費量を抑制することができる。
【００１０】
ここで、低濃度有機溶剤を基板の表面に供給した際に基板表面から排出される余剰の有機溶剤を回収して貯留するとともに、回収した有機溶剤を低濃度有機溶剤として再利用してもよい。このように低濃度有機溶剤の回収・再利用により有機溶剤の消費量はさらに抑制される。また、有機溶剤の再利用はこれに限定されるものではなく、高濃度有機溶剤を基板表面に供給して基板表面上の液膜の有機溶剤濃度を基板乾燥に適した値に調整する際に基板表面から排出される余剰の有機溶剤を回収して貯留するとともに、回収した有機溶剤を低濃度有機溶剤として再利用してもよい。これにより、上記と同様に、有機溶剤の消費量はさらに抑制される。
【００１１】
また、低濃度有機溶剤を基板表面に供給することで、基板表面に付着している液体を低濃度有機溶剤に置換してもよい。この場合、回収貯留される低濃度有機溶剤に液体が混入して有機溶剤の濃度が低下していく。そして、濃度低下した低濃度有機溶剤をそのまま用いると、基板表面上の液膜の有機溶剤濃度を基板乾燥に適した値に調整するために要する高濃度有機溶剤の量（以下「調整必要量」という）が増大して有機溶剤の消費量が増える。そこで、上記のようにして回収される低濃度有機溶剤をタンクに貯留する一方、低濃度有機溶剤の濃度が所定濃度未満となると、タンクに貯留されている低濃度有機溶剤の一部または全部を排出するとともに、高濃度有機溶剤をタンクに補充してタンクに貯留される低濃度有機溶剤の濃度を所定濃度以上に高めるように構成してもよい。これにより、低濃度有機溶剤の濃度が所定濃度以上に維持される。その結果、調整必要量を抑制して有機溶剤の消費量を抑制することができる。
【００１２】
また、有機溶剤の回収貯留により、タンクでの低濃度有機溶剤の貯留量が増大していく。そこで、タンク内での低濃度有機溶剤の貯留量が所定量を超えると、タンクに貯留されている低濃度有機溶剤の一部を排出して貯留量を所定値以下に低減させてもよい。これによって、タンクから低濃度有機溶剤がオーバーフローするのを確実に防止することができる。
【００１３】
また、基板を回転させて基板乾燥を行ってもよい。この場合、基板回転に伴って発生する遠心力によって基板から有機溶剤が振り切られるが、その有機溶剤を回収するとともに当該回収後に使用される低濃度有機溶剤として貯留しておき、再利用してもよい。このように低濃度有機溶剤を再度利用することで有機溶剤の消費量がさらに低減される。
【００１４】
有機溶剤としては、純水などの基板表面に付着している液体よりも表面張力が低いもの、例えばアルコール系有機溶剤を用いることができる。アルコール系有機溶剤としては、安全性、価格等の観点からイソプロピルアルコール、エチルアルコールまたはメチルアルコールを用いることができるが、特にイソプロピルアルコールが好適である。
【００１５】
なお、この明細書における「有機溶剤」とは濃度１００％のみならず、他の液体成分を含むものも含まれ、濃度が異なるものを示す場合には、「１００％ＩＰＡ」や「９０％ＩＰＡ」などのように濃度と溶剤成分とを併記して有機溶剤を特定している。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、基板表面に形成された液膜の有機溶剤濃度を基板乾燥に適した値に調整した後で、基板表面から有機溶剤を除去して基板表面を乾燥しているため、優れた乾燥性能で基板を乾燥させることができる。しかも、低濃度有機溶剤を基板の表面に供給して有機溶剤の液膜を形成した後に、高濃度有機溶剤を基板表面に供給して基板表面を基板乾燥に適したものとしているため、有機溶剤の消費量を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜有機溶剤濃度と乾燥性能との関係＞
本願発明者は、基板乾燥を行う際の基板表面に形成されている液膜の有機溶剤濃度が乾燥性能に及ぼす影響を調べるために、種々の実験を行った。そして、有機溶剤濃度を比較的高く設定することが乾燥性能を高めるために必須条件であるという知見を得た。以下、図１を参照しつつ実験内容を説明した後、その実験結果について説明する。
【００１８】
図１は有機溶剤濃度と乾燥性能との関係を検証するための実験手順を示す模式図である。ここでは、枚葉式の基板処理装置（大日本スクリーン製造社製、スピンプロセッサＳＳ―３０００）を用いてシリコンウエハ（基板）Ｗを強制的に汚染させる。具体的には、基板Ｗを回転させながら基板表面にパーティクル（Ｓｉ屑）を分散させた分散液を供給する。その後、以下の手順で一連の基板処理を行った。
【００１９】
まず、基板Ｗを３００ｒｐｍで回転させながら、基板表面Ｗfに薬液としてフッ酸を供給する（ＨＦ供給）。基板表面Ｗfに供給されたフッ酸は遠心力により広げられ、基板表面Ｗf全体がフッ酸により薬液処理される。この薬液処理が終了すると、基板回転を同一回転数で継続させたままリンス液としてＤＩＷ（脱イオン水：deionized water）を基板表面Ｗfに供給してリンス処理を実行する（図１（ａ））。これによって、基板表面Ｗf全体をリンス処理する。このリンス処理後、ＤＩＷ供給を停止する。そして、このＤＩＷ供給停止後、０．５秒間が経過してパドル状ＤＩＷ液膜の膜厚が基板Ｗの全面でほぼ均一になるのを待つ（同図（ｂ））。この後、一連の処理（置換領域形成処理、第１置換処理および第２置換処理）を互いに異なる有機溶剤濃度で実行する。ここでは、有機溶剤濃度として、９０％ＩＰＡ、９５％ＩＰＡおよび１００％ＩＰＡの３種類を用いている。この置換領域形成処理では、ＩＰＡを基板表面Ｗfの中央部に供給する。このＩＰＡ供給によって、同図（ｃ）に示すように、基板Ｗの表面中央部ではＤＩＷ液膜の中央部がＩＰＡに置換されて置換領域ＳＲが液膜に形成される。ＩＰＡ供給から２．５秒が経過すると、ＩＰＡ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。これによって、置換領域ＳＲが基板Ｗの径方向に広がっていく（同図（ｄ））。そして、加速後１．５秒が経過すると、さらに基板Ｗの回転速度を１００ｒｐｍから３００ｒｐｍに加速する（同図（ｅ））。これによって、基板表面Ｗf全体にＩＰＡ薄膜が形成される。すなわち、９０％ＩＰＡを用いることで９０％ＩＰＡの薄膜が、９５％ＩＰＡを用いることで９５％ＩＰＡの薄膜が、また１００％ＩＰＡを用いることで９０％ＩＰＡの薄膜が基板表面Ｗfに形成される。こうして、置換処理が完了すると、基板Ｗの回転速度を１０００ｒｐｍに高めて基板表面Ｗfに付着するＩＰＡを振り切り、基板Ｗに対して乾燥処理（スピンドライ）を実行する。
【００２０】
そして、９０％ＩＰＡで基板処理した基板表面と、９５％ＩＰＡで基板処理した基板表面と、１００％ＩＰＡで基板処理した基板表面とをＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のパーティクル評価装置ＳＰ１−ＴＢＩを用いてモニターしたところ、図２（ａ）〜（ｃ）に示すパーティクル分布が観測された。なお、同図において、白丸ラインは基板Ｗの周端部を示すとともに、白点は基板表面Ｗfに付着するパーティクルを示している。これらの図から明らかなように、ＩＰＡ濃度の低下に伴ってパーティクル数が増加し、９０％ＩＰＡを用いて基板処理した場合には、基板Ｗの周縁部分にパーティクルが現れることで乾燥不良が観察された。このように９０％（ｍｏｌ分率では０．６８）のＩＰＡを用いたとしても乾燥不良が発生し、それよりも高濃度のＩＰＡを使用しないと優れた乾燥性能が得られないことがわかる。
【００２１】
そこで、本発明にかかる実施形態では、この知見に基づき、９０％を超える高濃度ＩＰＡの供給によって基板表面Ｗfに形成される液膜を最終的に基板乾燥に適したＩＰＡ濃度に調整し、その表面状態のまま基板乾燥を実行することで優れた乾燥性能で基板Ｗを乾燥させるものである。一方、ＩＰＡの消費量を抑制するためにＩＰＡ供給を、９０％以下の低濃度ＩＰＡを用いた第１段目の低濃度ＩＰＡ供給と、９０％を超えるＩＰＡ供給との２段階で構成している。以下、図３〜図９を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図３はこの発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また、図４は図３の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置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に用いられる枚葉式の基板処理装置である。より具体的には、基板表面Ｗfに対してフッ酸などの薬液による薬液処理および純水やＤＩＷ（脱イオン水：deionized
water）などのリンス液によるリンス処理を施した後、リンス液で濡れた基板表面Ｗfを乾燥させる装置である。なお、この実施形態では、基板表面Ｗfとはｐｏｌｙ−Ｓｉ等からなるデバイスパターンが形成されたパターン形成面をいう。
【００２３】
この基板処理装置は、基板表面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スピンチャック１と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗfに向けて薬液を吐出する薬液吐出ノズル３と、スピンチャック１の上方位置に配置された遮断部材９とを備えている。
【００２４】
スピンチャック１は、回転支軸１１がモータを含むチャック回転機構１３の回転軸に連結されており、チャック回転機構１３の駆動により回転軸Ｊ（鉛直軸）回りに回転可能となっている。これら回転支軸１１、チャック回転機構１３は、円筒状のケーシング２内に収容されている。回転支軸１１の上端部には、円盤状のスピンベース１５が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット４からの動作指令に応じてチャック回転機構１３を駆動させることによりスピンベース１５が回転軸Ｊ回りに回転する。また、制御ユニット４はチャック回転機構１３を制御して回転速度を調整する。
【００２５】
スピンベース１５の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン１７が立設されている。チャックピン１７は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、スピンベース１５の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン１７のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン１７は、基板保持部が基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板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。
【００２６】
スピンベース１５に対して基板Ｗが受渡しされる際には、複数個のチャックピン１７を解放状態とし、後述する基板処理を基板Ｗに対して行う際には、複数個のチャックピン１７を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン１７は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１５から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（パターン形成面）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、基板保持手段としてはチャックピン１７に限らず、基板裏面Ｗｂを吸引して基板Ｗを支持する真空チャックを用いてもよい。
【００２７】
薬液吐出ノズル３は、薬液バルブ３１を介して薬液供給源と接続されている。このため、制御ユニット４からの制御指令に基づいて薬液バルブ３１が開閉されると、薬液供給源から薬液が薬液吐出ノズル３に向けて圧送され、薬液吐出ノズル３から薬液が吐出される。なお、薬液にはフッ酸またはＢＨＦ（バッファードフッ酸）などが用いられる。また、薬液吐出ノズル３にはノズル移動機構３３（図４）が接続されており、制御ユニット４からの動作指令に応じてノズル移動機構３３が駆動されることで、薬液吐出ノズル３を基板Ｗの回転中心の上方の吐出位置と吐出位置から側方に退避した待機位置との間で往復移動させることができる。
【００２８】
遮断部材９は、板状部材９０と、内部が中空に仕上げられ、板状部材９０を支持する回転支軸９１と、回転支軸９１の中空部に挿通された内挿軸９５とを有している。板状部材９０は、中心部に開口部を有する円盤状の部材であって、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗfに対向配置されている。板状部材９０は、その下面（底面）９０ａが基板表面Ｗfと略平行に対向する基板対向面となっており、その平面サイズは基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成されている。板状部材９０は略円筒形状を有する回転支軸９１の下端部に略水平に取り付けられ、回転支軸９１は水平方向に延びるアーム９２により基板Ｗの中心を通る回転軸Ｊ回りに回転可能に保持されている。内挿軸９５の外周面と回転支軸９１の内周面との間にはベアリング（図示せず）が介在して取り付けられている。アーム９２には、遮断部材回転機構９３と遮断部材昇降機構９４が接続されている。
【００２９】
遮断部材回転機構９３は、制御ユニット４からの動作指令に応じて回転支軸９１を回転軸Ｊ回りに回転させる。回転支軸９１が回転させられると、板状部材９０が回転支軸９１とともに一体的に回転する。遮断部材回転機構９３は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの回転に応じて基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で板状部材９０（下面９０ａ）を回転させるように構成されている。
【００３０】
また、遮断部材昇降機構９４は、制御ユニット４からの動作指令に応じて遮断部材９をスピンベース１５に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット４は遮断部材昇降機構９４を作動させることで、基板処理装置に対して基板Ｗを搬入出させる際には、スピンチャック１の上方の離間位置に遮断部材９を上昇させる。その一方で、基板Ｗに対して所定の処理を施す際には、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗfのごく近傍に設定された所定の対向位置（図３に示す位置）まで遮断部材９を下降させる。この実施形態では、リンス処理が開始されてから遮断部材９を離間位置から対向位置に下降させ、乾燥処理が完了するまで継続して遮断部材９を対向位置に位置させる。
【００３１】
回転支軸９１の中空部に内挿された内挿軸９５は、横断面が円形に形成されている。これは、内挿軸９５（非回転側部材）と回転支軸９１（回転側部材）との隙間の間隔を全周にわたって均等にするためであり、該隙間にシールガスを導入することで内挿軸９５と回転支軸９１との隙間を外部からシールされた状態としている。内挿軸９５には３本の流体供給路（図示省略）が鉛直軸方向に延びるように形成されている。すなわち、リンス液の通路となるリンス液供給路、再利用ＩＰＡの通路となる第１溶剤供給路および未使用ＩＰＡの通路となる第２溶剤供給路が内挿軸９５に形成されている。リンス液供給路、第１溶剤供給路および第２溶剤供給路はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：polytetrafluoroethylene）からなる内挿軸９５にそれぞれ、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂：polymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinylether）製のチューブ（図示省略）を軸方向に挿入することによって形成されている。そして、リンス液供給路、第１溶剤供給路および第２溶剤供給路の下端がそれぞれ、リンス液吐出口、第１溶剤吐出口および第２溶剤吐出口となってスピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗfと対向している。
【００３２】
また、回転支軸９１の内壁面と内挿軸９５の外壁面との間に形成される空間部分がガス供給路９９を構成しており、ガス供給路９９の下端が環状のガス吐出口となっている。このため、窒素ガスの用途に応じて適切な流量および流速で窒素ガスを基板表面Ｗfに向けて供給することができる。なお、内挿軸９５に対し、上記３種類の流体供給路以外に、窒素ガスを供給する流体供給経路をさらに設けて基板表面Ｗfの中央部に窒素ガスを供給するように構成してもよい。
【００３３】
リンス液供給路の上端部はリンス液バルブ４１を介して工場のユーティリティ等で構成されるＤＩＷ供給源に接続されており、リンス液バルブ４１が開かれることにより、リンス液吐出口からＤＩＷをリンス液として吐出可能となっている。
【００３４】
また、第１溶剤供給路の上端部には、本発明の「第１供給手段」に相当する第１溶剤供給ユニット７が接続されている。第１溶剤供給ユニット７は、本発明の「低濃度有機溶剤」としてＩＰＡ濃度が９０％以下の低濃度ＩＰＡを貯留する貯留タンク７１を有しており、後述するようにして使用済みのＩＰＡを回収して貯留タンク７１に貯留する。この貯留タンク７１には後述する排出口から伸びる回収配管７２の一端が取り込まれている。また、貯留タンク７１には、その一端が第１溶剤供給路に接続された第１溶剤供給管７３の他端が挿入され、貯留タンク７１に貯留されている低濃度ＩＰＡをバルブ７４を介して第１溶剤供給路に供給可能に構成されている。この第１溶剤供給管７３には、貯留タンク７１に貯留されている低濃度ＩＰＡを第１溶剤供給管７３に送り出す定量ポンプ７５や、定量ポンプ７５により第１溶剤供給管７３に送り出される低濃度ＩＰＡ中の異物を除去するフィルタ７６が設けられている。さらに、第１溶剤供給管７３にはＩＰＡ濃度を監視するための濃度計７７が介装されている。濃度計７７としては、近赤外線液体成分濃度計が用いられる。近赤外線液体成分濃度計は、液中に赤外線を照射し、液中の成分濃度に応じた赤外線の吸収現象から吸収量を検知器で捉えることにより液中の目的とする成分濃度を求めるものである。
【００３５】
また、第１溶剤供給管７３には、バルブ７４と濃度計７７との間に溶剤循環管７８の一端が分岐接続される一方、溶剤循環管７８の他端が貯留タンク７１に接続されている。この溶剤循環管７８には循環用バルブ７９が介装されている。そして、装置の稼動中は、定量ポンプ７５が常に駆動され、基板Ｗに低濃度ＩＰＡを供給しない間は、バルブ７４が閉じられる一方、循環用バルブ７９が開かれる。これにより、貯留タンク７１から定量ポンプ７５により送り出される低濃度ＩＰＡが溶剤循環管７８を通じて貯留タンク７１に戻される。つまり、基板Ｗに低濃度ＩＰＡを供給しない間は、貯留タンク７１、第１溶剤供給管７３および溶剤循環管７８からなる循環経路を低濃度ＩＰＡが循環する。その一方で、基板Ｗに低濃度ＩＰＡを供給するタイミングになると、バルブ７４が開かれる一方、循環用バルブ７９が閉じられる。これにより、貯留タンク７１から送り出される低濃度ＩＰＡが第１溶剤供給路に供給される。このように、基板Ｗに低濃度ＩＰＡを供給しない間は、低濃度ＩＰＡを循環させておくことによって、低濃度ＩＰＡを構成するＤＩＷとＩＰＡとが攪拌され、ＤＩＷとＩＰＡとを十分に混ざり合った状態とすることができる。また、バルブ７４の開成後、異物が除去された低濃度ＩＰＡを速やかに第１溶剤供給路に供給することができる。なお、同図中の符号７０１は貯留タンク７１の下方側面に取り付けられた排出管であり、この排液管７０１にバルブ７０２が介挿されている。また、符号７０３は貯留タンク７１内に貯留された低濃度ＩＰＡの貯留レベルを検出するセンサであり、貯留レベルが一定値に達して低濃度ＩＰＡが所定量を超えたことを検出すると、その検出結果を示す信号がセンサ７０３から制御ユニット４に与えられる。そして、その信号に基づき制御ユニット４が開成指令をバルブ７０２に与えると、バルブ７０２が開いて貯留タンク７１内の低濃度ＩＰＡを排液管７０１を介して排出する。
【００３６】
第２溶剤供給路の上端部には、本発明の「第２供給手段」に相当する第２溶剤供給ユニット８が接続されている。第２溶剤供給ユニット８は、本発明の「高濃度有機溶剤」として１００％ＩＰＡを貯留する貯留タンク８１を有している。この貯留タンク８１には、その一端が第２溶剤供給路に接続された第２溶剤供給管８２の他端が挿入され、貯留タンク８１に貯留されている高濃度ＩＰＡをバルブ８３を介して第２溶剤供給路に供給可能に構成されている。この第２溶剤供給管８２には、貯留タンク８１に貯留されている高濃度ＩＰＡを第２溶剤供給管８２に送り出す定量ポンプ８４や、定量ポンプ８４により第２溶剤供給管８２に送り出される高濃度ＩＰＡ中の異物を除去するフィルタ８５が設けられている。そして、基板Ｗに高濃度ＩＰＡを供給しない間はバルブ８３が閉じられる。その一方で、基板Ｗに高濃度ＩＰＡを供給するタイミングになると、バルブ８３が開かれる。これにより、貯留タンク８１から送り出される高濃度ＩＰＡが第２溶剤供給路に供給される。このように、バルブ８３の開成後、異物が除去された高濃度ＩＰＡを速やかに第２溶剤供給路に供給することができる。なお、この実施形態では、高濃度ＩＰＡとして１００％ＩＰＡを用いているが、９０％を超えるＩＰＡを高濃度ＩＰＡとして用いてもよい。
【００３７】
ガス供給路９９の上端部はガス供給ユニット１８（図４）と接続されており、制御ユニット４の動作指令に応じてガス供給ユニット１８からガス供給路９９に窒素ガスを圧送可能となっている。これにより、対向位置に位置決めされた遮断部材９（板状部材９０）と基板表面Ｗfとの間に形成される間隙空間ＳＰに窒素ガスを供給することができる。
【００３８】
ケーシング２の周囲には、受け部材２１が固定的に取り付けられている。受け部材２１には、円筒状の仕切り部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃが立設されている。仕切り部材２３ａの内壁と仕切り部材２３ｂの外壁との間の空間が第１排液槽２５ａを形成し、仕切り部材２３ｂの内壁と仕切り部材２３ｃの外壁との間の空間が第２排液槽２５ｂを形成し、ケーシング２の外壁と仕切り部材２３ｃの内壁との間の空間が第３排液槽２５ｃを形成している。
【００３９】
第１排液槽２５ａ、第２排液槽２５ｂおよび第３排液槽２５ｃの底部にはそれぞれ、排出口２７ａ，２７ｂ，２７ｃが形成されている。これらのうち排出口２７ｂは回収配管７２に接続される一方、残りの排出口２７ａ，２７ｃは相互に異なるドレインに接続されている。例えばこの実施形態では、第１排液槽２５ａは使用済みの薬液およびリンス液を回収するための槽であり、薬液およびリンス液を回収するための回収ドレインに連通されている。また、第２排液槽２５ｂは使用済みのＩＰＡを回収するための槽であり、排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に連通されている。
【００４０】
排液槽２５ａ〜２５ｃの上方にはスプラッシュガード６が設けられている。スプラッシュガード６はスピンチャック１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スピンチャック１の回転軸Ｊに対して昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード６は回転軸Ｊに対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック１と同心円状に径方向内側から外側に向かって配置された３つのガード６１，６２，６３を備えている。３つのガード６１，６２，６３は、最外部のガード６１から最内部のガード６３に向かって、順に高さが低くなるように設けられるとともに、各ガード６１，６２，６３の上端部が鉛直方向に延びる面内に収まるように配置されている。
【００４１】
スプラッシュガード６は、ガード昇降機構６５と接続され、制御ユニット４からの動作指令に応じてガード昇降機構６５の昇降駆動用アクチェータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで、スプラッシュガード６をスピンチャック１に対して昇降させることが可能となっている。この実施形態では、ガード昇降機構６５の駆動によりスプラッシュガード６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排液させることが可能となっている。
【００４２】
スプラッシュガード６を最も低い位置（以下「退避位置」という）に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上端部から突出させることで、基板搬送手段（図示せず）が未処理の基板Ｗをスピンチャック１に載置したり、処理済の基板Ｗをスピンチャック１から受け取ることが可能となっている。
【００４３】
ガード６１の上部には、断面くの字形で内方に開いた溝状の第１案内部６１ａが形成されている。そして、薬液処理時にスプラッシュガード６を退避位置よりも高い位置（以下「第１高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液が第１案内部６１ａで受け止められ、第１排液槽２５ａに案内される。具体的には、第１高さ位置として、第１案内部６１ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液やリンス液がガード６１を介して第１排液槽２５ａに案内される。
【００４４】
また、ガード６２の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部６２ａが形成されている。そして、リンス処理時にスプラッシュガード６を第１高さ位置よりも高い位置（以下「第２高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡが傾斜部６２ａで受け止められ、第２排液槽２５ｂに案内される。具体的には、第２高さ位置として、傾斜部６２ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡがガード６１の上端部とガード６２の上端部との間を通り抜けて第２排液槽２５ｂに案内される。そして、ＩＰＡは排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収貯留される。このように、本実施形態では、ガード６２、第２排液槽２５ｂおよび回収配管７２が使用済みのＩＰＡを貯留タンク７１に回収する「回収手段」として機能している。
【００４５】
なお、この実施形態では、スプラッシュガード６を第１高さ位置に移動させて薬液およびリンス液を排出するが、薬液とリンス液を個別に分離して排出してもよい。つまり、スプラッシュガード６を第１高さ位置に移動させて薬液を排出し、スプラッシュガード６を第２高さ位置に移動させてリンス液を排出してもよい。この場合、スプラッシュガード６を第３高さ位置に移動させてＩＰＡを回収することができる。つまり、ガード６３の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部６３ａが形成されている。そして、スプラッシュガード６を第２高さ位置よりも高い位置（以下「第３高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡが傾斜部６３ａで受け止められ、第３排液槽２５ｃに案内される。具体的には、第３高さ位置として、傾斜部６３ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡがガード６２の上端部とガード６３の上端部との間を通り抜けて第３排液槽２５ｃに案内される。ただし、この場合には、回収配管７２の他端を排出口２７ｃに接続する必要があり、ガード６３、第３排液槽２５ｃおよび回収配管７２が「回収手段」として機能している。
【００４６】
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５および図６を参照しつつ詳述する。図５は図３の基板処理装置の動作を示すタイミングチャートである。また、図６は図３の基板処理装置の動作を示す模式図である。この装置では、制御ユニット４はメモリ（図示省略）に記憶されているプログラムにしたがって装置各部を制御して基板Ｗに対して一連の処理を施す。すなわち、制御ユニット４はスプラッシュガード６を退避位置に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６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、基板Ｗに対して一連の基板処理（薬液処理＋リンス処理＋置換処理＋乾燥前処理＋乾燥処理）を実行する。基板表面Ｗfには例えばｐｏｌｙ−Ｓｉからなる微細パターンが形成されている。そこで、この実施形態では、基板表面Ｗfを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１に保持される。なお、遮断部材９はスピンチャック１の上方の離間位置にあり、基板Ｗとの干渉を防止している。
【００４７】
続いて、制御ユニット４はスプラッシュガード６を第１高さ位置に配置して、基板Ｗに対して薬液処理を実行する（図６（ａ））。すなわち、薬液吐出ノズル３を吐出位置に移動させるとともに、チャック回転機構１３の駆動によりスピンチャック１に保持された基板Ｗを２００〜１２００ｒｐｍの範囲内で定められる回転速度（例えば８００ｒｐｍ）で回転させる。そして、薬液バルブ３１を開いて薬液吐出ノズル３から基板表面Ｗfに薬液としてフッ酸を供給する（ＨＦ供給）。基板表面Ｗfに供給されたフッ酸は遠心力により広げられ、基板表面Ｗf全体がフッ酸により薬液処理される。基板Ｗから振り切られたフッ酸は第１排液槽２５ａに案内され、回収ドレインに送られる。
【００４８】
薬液処理が終了すると、薬液吐出ノズル３が待機位置に移動される。そして、スプラッシュガード６が第１高さ位置のまま基板Ｗに対してリンス処理が実行される。すなわち、リンス液バルブ４１を開いて、離間位置に位置する遮断部材９のリンス液吐出口からリンス液を吐出させる（ＤＩＷ供給）。また、リンス液の吐出と同時に遮断部材９を対向位置に向けて下降させ、該対向位置に位置決めする。このように、薬液処理後、すぐに基板表面Ｗfにリンス液を供給することで基板表面Ｗfを継続して濡れた状態としておく。これは次のような理由による。すなわち、薬液処理後、フッ酸が基板Ｗから振り切られると、基板表面Ｗfの乾燥がはじまる。その結果、基板表面Ｗfが部分的に乾燥し、基板表面Ｗfにシミ等が発生することがある。したがって、このような基板表面Ｗfの部分的な乾燥を防止するため、基板表面Ｗfを濡れた状態としておくことが重要となっている。また、遮断部材９のガス吐出口から窒素ガスを吐出させる。
【００４９】
リンス液吐出口から基板表面Ｗfに供給されたリンス液は基板Ｗの回転に伴う遠心力により広げられ、基板表面Ｗf全体がリンス処理される。つまり、基板表面Ｗfに残留付着するフッ酸がリンス液によって洗い流され基板表面Ｗfから除去される。また、基板Ｗから振り切られた使用済みのリンス液は第１排液槽２５ａに案内され、回収ドレインを介して廃棄される（図６（ｂ））。また、間隙空間ＳＰに窒素ガスが供給されることで基板表面Ｗfの周囲雰囲気が低酸素濃度雰囲気に保たれている。このため、リンス液の溶存酸素濃度の上昇を抑制することができる。なお、リンス処理時における基板Ｗの回転速度は前半において例えば６００ｒｐｍに設定され、リンス処理の後半において例えば３００ｒｐｍに減速される（図５）。このようにしてリンス処理を受けた基板Ｗでは、基板表面Ｗf上にＤＩＷ液膜が回転速度に応じた膜厚で形成されている。
【００５０】
また、上記したリンス処理および後述の処理（置換処理、乾燥前処理、乾燥処理）を実行する際には、遮断部材９の板状部材９０を基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で回転させる。これにより、板状部材９０の下面９０ａと基板表面Ｗfとの間に相対的な回転速度差が発生するのを防止して、間隙空間ＳＰに巻き込み気流が発生するのを抑制することができる。このため、ミスト状のリンス液および低表面張力溶剤が間隙空間ＳＰに侵入して基板表面Ｗfに付着するのを防止できる。また、板状部材９０を回転させることで下面９０ａに付着するリンス液や次に説明するＩＰＡを振り切り、下面９０ａにリンス液やＩＰＡが滞留するのを防止できる。
【００５１】
所定時間のリンス処理が終了すると、制御ユニット４はスプラッシュガード６を第２高さ位置に配置する（図６（ｃ））。それに続いて、低濃度ＩＰＡを用いた置換処理が実行される。すなわち、制御ユニット４は、リンス処理の終了後に、バルブ７４を開く一方、循環用バルブ７９を閉じる。これにより、貯留タンク７１から送り出される低濃度ＩＰＡが第１溶剤供給路に供給され、第１溶剤吐出口から基板表面Ｗfに向けて吐出される（図６（ｄ））。この低濃度ＩＰＡ供給によって、基板Ｗの表面中央部ではＤＩＷ液膜の中央部が低濃度ＩＰＡに置換されて置換領域がＤＩＷ液膜に形成され、さらに低濃度ＩＰＡ供給が継続されることで、置換領域が基板Ｗの径方向に拡大して基板表面Ｗfの全面が低濃度ＩＰＡに置換される（置換処理）。これによって、基板表面Ｗf上に低濃度ＩＰＡからなる液膜が形成される。なお、基板Ｗから振り切られた使用済みのＩＰＡは第２排液槽２５ｂに案内され、さらに排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収される。こうして回収されたＩＰＡは次の基板Ｗに対する置換処理時に使用する低濃度ＩＰＡとして貯留タンク７１に貯留される。
【００５２】
こうして、置換処理が完了すると、制御ユニット４は、バルブ７４を閉じる一方、循環用バルブ７９を開く。これにより、貯留タンク７１、第１溶剤供給管７３および溶剤循環管７８からなる循環経路を低濃度ＩＰＡが循環して上記のようにして回収したＩＰＡを既に貯留されている低濃度ＩＰＡと混合させる。また、置換処理の開始時においては基板表面ＷfにＤＩＷが存在しており、置換処理の初期段階にＤＩＷが微量（ＤＩＷ液膜を構成するＤＩＷ量）ながら貯留タンク７１に回収されることとなるが、上記循環動作によりＤＩＷとＩＰＡとが攪拌され、ＤＩＷとＩＰＡとを十分に混ざり合った状態とすることができる。
【００５３】
また、制御ユニット４は、上記のようにバルブ７４、７９を開閉制御するとともに、バルブ８３を開いて乾燥前処理を行う。この乾燥前処理では、貯留タンク８１内の高濃度ＩＰＡが第２溶剤供給路に供給され、第２溶剤吐出口から基板表面Ｗfに向けて吐出される（図６（ｅ））。この高濃度ＩＰＡ供給によって、基板表面Ｗfに形成される液膜のＩＰＡ濃度が基板乾燥に適した値（この実施形態では１００％）に調整されて次の基板乾燥に適した表面状態となる。なお、基板Ｗから振り切られた使用済みのＩＰＡは、置換処理と同様に、第２排液槽２５ｂに案内され、さらに排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収される。こうして回収されたＩＰＡは貯留タンク７１に送られ、既に貯留されている低濃度ＩＰＡと混ざり合って次の基板Ｗに対する置換処理時に使用する低濃度ＩＰＡとして貯留タンク７１に貯留される。
【００５４】
乾燥前処理においては、基板表面Ｗf上に形成されている低濃度ＩＰＡを高濃度ＩＰＡに置換するのが望ましい。ただし、後述するように基板表面Ｗf上の低濃度ＩＰＡの全部を高濃度ＩＰＡに置換することが乾燥処理にとって必須条件というわけではなく、高濃度ＩＰＡの供給によって基板表面Ｗfに形成される液膜のＩＰＡ濃度が基板乾燥に適した値に調整されて次の乾燥処理に適した表面状態を形成することが重要であり、高濃度ＩＰＡの供給目的および意義はこの点にある。つまり、「有機溶剤濃度と乾燥性能との関係」に基づくと、高濃度ＩＰＡの供給は、基板表面Ｗfに形成される液膜のＩＰＡ濃度が９０％を超えるように調整することを主目的とするものである。
【００５５】
このようにして乾燥処理に適した表面状態に基板表面Ｗfが調整されると、制御ユニット４はバルブ８３を閉じて乾燥前処理を終了し、次の乾燥処理を実行する。すなわち、制御ユニット４はチャック回転機構１３の回転速度を高めて基板Ｗを高速回転（例えば１０００ｒｐｍ）させる。これにより、基板表面Ｗfに付着するＩＰＡが振り切られ、基板Ｗの乾燥処理（スピンドライ）が実行される（乾燥処理）。この乾燥処理の初期段階では、基板表面Ｗfに付着しているＩＰＡが基板Ｗから振り切られるが、この使用済みのＩＰＡは、置換処理や乾燥前処理と同様に、第２排液槽２５ｂに案内され、さらに排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収される。こうして回収されたＩＰＡは貯留タンク７１に送られ、既に貯留されている低濃度ＩＰＡと混ざり合って次の基板Ｗに対する置換処理時に使用する低濃度ＩＰＡとして貯留タンク７１に貯留される。また、パターンの間隙にはＩＰＡが入り込んでいるので、パターン倒壊やウォーターマーク発生を防止できる。また、間隙空間ＳＰはガス吐出口から供給される窒素ガスで満たされていることから、乾燥時間を短縮するとともに基板Ｗに付着するＩＰＡへの被酸化物質の溶出を低減してウォーターマークの発生をさらに効果的に抑制することができる。このように、本実施形態では、いわゆるスピン乾燥により基板乾燥を行っており、チャック回転機構１３が本発明の「乾燥手段」に相当している。
【００５６】
基板Ｗの乾燥処理が終了すると、制御ユニット４はチャック回転機構１３を制御して基板Ｗの回転を停止させる。そして、スプラッシュガード６を退避位置に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６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に対する一連の基板処理が終了する。そして、次の基板Ｗについても、上記と同様の処理が実行されるが、上記のようにして回収されたＩＰＡが次の基板Ｗに対する置換処理において低濃度ＩＰＡとして使用される。
【００５７】
以上のように、基板表面Ｗfを乾燥させる前に基板表面ＷfにＩＰＡを供給して基板表面Ｗfに付着している液体成分をＤＩＷからＩＰＡに置換して表面張力を低下させている。すなわち、乾燥前処理（基板表面Ｗfに高濃度ＩＰＡを供給する処理）を行うことで基板表面Ｗfに形成される液膜のＩＰＡ濃度は常に最終的に基板乾燥に適した値に調整されている。そして、その表面状態のまま基板乾燥が実行されるため、優れた乾燥性能で基板Ｗを乾燥させることができる。
【００５８】
しかも、この実施形態では、リンス処理を受けた基板Ｗに対して乾燥前処理を直ちに行うのではなく、低濃度ＩＰＡを基板表面Ｗfに供給して基板表面Ｗfに付着しているリンス液（ＤＩＷ）をＩＰＡに置換した上で乾燥前処理を行っている。このように有機溶剤の供給を２段階で行っているため、ＩＰＡの消費量を抑制することができる。その理由を詳しく説明する。基板表面Ｗfに全体にＩＰＡを行き渡らせるためには比較的多くのＩＰＡを供給する必要がある。特に、基板表面Ｗfに形成されるパターンが微細化されるのに伴ってパターン内にＩＰＡを確実に供給するためにＩＰＡの供給時間を長く設定する必要がある。そのため、ＩＰＡの液膜を形成する際（第１段目のＩＰＡ供給）には比較的多くのＩＰＡが必要となる。これに対し、既に形成されたＩＰＡの液膜に対してＩＰＡを供給した際には、ＩＰＡは当該液膜に良好に混ざり合う。したがって、比較的多くのＩＰＡが必要な第１段目を低濃度ＩＰＡを用いて行う一方、ＩＰＡの液膜へのＩＰＡ成分の混ざり合いが良好な第２段目を高濃度ＩＰＡを用いることで、高濃度ＩＰＡの使用量を抑制することができ、ＩＰＡの消費量を抑制することができる。
【００５９】
また、第１段目のＩＰＡ供給において低濃度ＩＰＡを用いることは次の観点からも消費量の削減に効果的である。リンス処理が完了した時点では、例えば図７（ａ）に示すように、微細パターンＦＰの間隙にＤＩＷが存在している。ここで、高濃度ＩＰＡ（例えば１００％ＩＰＡ）を用いて微細パターンＦＰの間隙に付着するＤＩＷをＩＰＡと置換させるとなると、多量の高濃度ＩＰＡを勢いよく供給する必要があり、必然的にＩＰＡの消費量が増大してしまう。一方、ＩＰＡの供給量を減少させると、例えば同図（ｂ）に示すように基板表面Ｗｆに付着するＤＩＷの表層部分にＩＰＡを混入させることができたとしても、微細パターンＦＰの間隙にＩＰＡ成分を入り込ませて表面張力を低下させることは困難である。これに対して、低濃度ＩＰＡを基板Ｗに供給することで、同図（ｃ）に示すように基板上のリンス液（ＤＩＷ）が低濃度ＩＰＡに置換され、微細パターンＦＰの間隙に付着するリンス液も低濃度ＩＰＡに置換される。このように低濃度ＩＰＡを用いた方が微細パターンＦＰの間隙にＩＰＡ成分を入り込ませて表面張力を低減させることができ、しかもＩＰＡの消費量を抑制することができる。
【００６０】
しかも、この実施形態では、低濃度ＩＰＡは、当該基板Ｗよりも先に基板処理した際に発生する使用済みのＩＰＡを回収し、貯留タンク７１に貯留したものである。したがって、本実施形態では、新たに消費するＩＰＡは乾燥前処理で使用されるＩＰＡ量のみであり、リンス処理後に高濃度ＩＰＡを基板Ｗに供給していた従来技術に比べ、本実施形態によれば、低濃度ＩＰＡを用いる分だけＩＰＡの消費量を低減することができる。
【００６１】
また、この実施形態では、置換処理において基板Ｗから排出されるＩＰＡを回収しているが、その置換処理の初期段階でＤＩＷが微量（ＤＩＷ液膜を構成するＤＩＷ量）ながら貯留タンク７１に回収されることとなり、低濃度ＩＰＡの濃度を低下させる方向に作用する。しかしながら、本実施形態では、乾燥前処理において供給された高濃度ＩＰＡを乾燥前処理中や乾燥処理において貯留タンク７１に回収しており、これが低濃度ＩＰＡの濃度を高める方向に作用する。したがって、低濃度ＩＰＡの濃度が急激に低下することはなく、低濃度ＩＰＡを用いて上記基板処理を繰り返して行うことができる。
【００６２】
ところで、上記したように基板処理を繰り返して実行する間に、貯留タンク７１に低濃度ＩＰＡが貯まっていき低濃度ＩＰＡの液面が上昇していく。また、ＩＰＡ濃度も徐々に低下していく。したがって、基板処理を良好に行うためには、次に説明するように、低濃度ＩＰＡの量および濃度を適当なタイミング、例えば１枚の基板Ｗに対する基板処理が完了する毎に検出し、その検出結果に基づき適切に対応するのが望ましい。
【００６３】
図８はこの発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す図である。この実施形態では、制御ユニット４は基板Ｗに対する基板処理が完了して基板Ｗが搬出されるタイミングでメモリに記憶されているプログラムにしたがって以下のステップＳ１〜Ｓ６を実行する。この実施形態では、ステップＳ１で濃度計７７により低濃度ＩＰＡの濃度が検出される。そして、その検出結果（ＩＰＡ濃度）が予め設定した濃度、つまり表面張力γが十分に低くパターン倒れを効果的に防止することができる濃度（７０％）以上であるか否かを制御ユニット４は判定している。ここで、低濃度ＩＰＡの濃度が設定濃度未満となっている（ステップＳ２で「ＮＯ」）場合には、バルブ７０２が開いて貯留タンク７１内の低濃度ＩＰＡの一部を排液管７０１を介して排出するとともに、高濃度ＩＰＡの補充をユーザに促して貯留タンク７１内の低濃度ＩＰＡの濃度を高める（ステップＳ３）。この動作は、低濃度ＩＰＡの濃度が設定濃度以上となるまで繰り返して行われる。なお、この実施形態では、高濃度ＩＰＡの補充をユーザによるマニュアル操作により行うように構成しているが、例えば図９に示すように構成して自動補充するように構成してもよい。すなわち、図９に示す装置では、フィルタ８５の下流側で第２溶剤供給管８２から配管８６が分岐され、貯留タンク７１に連通されている。また、この分岐配管８６にはバルブ８７が介挿されている。そして、制御ユニット４が、高濃度ＩＰＡの補充が必要であると判断した際に、バルブ８７を開いて貯留タンク８１内の高濃度ＩＰＡを配管８６を介して貯留タンク７１に補充してもよい。
【００６４】
図８に戻って説明を続ける。低濃度ＩＰＡの濃度が設定濃度以上であると判定した際には、貯留タンク７１に貯留されている低濃度ＩＰＡ量が検出される（ステップＳ４）。この実施形態では、センサ７０３からの信号に基づき制御ユニット４は、貯留タンク７１内での低濃度ＩＰＡが所定の設定量未満であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、低濃度ＩＰＡの量が設定量以上となっている、つまりセンサ７０３から検出信号が与えられている場合、制御ユニット４は貯留タンク７１内での低濃度ＩＰＡが所定の設定量以上となっている（ステップＳ２で「ＮＯ」）と判定し、バルブ７０２が開いて貯留タンク７１内の低濃度ＩＰＡの一部を排液管７０１を介して排液して貯留タンク７１内の低濃度ＩＰＡ量を設定量未満に減少させる。
【００６５】
以上のように、この実施形態によれば、低濃度ＩＰＡの量および濃度が常に設定範囲に調整され、この調整状態で基板処理が行われる。その結果、基板処理を良好に行うことができる。
【００６６】
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。例えば上記実施形態では、リンス液で濡れた基板表面Ｗfを乾燥させているが、リンス液以外の液体で濡れた基板表面Ｗfを乾燥させる基板処理方法および基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、基板Ｗから排出されるＩＰＡを回収して低濃度ＩＰＡとして再利用しているが、一度使用したＩＰＡを排液する基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。つまり、貯留タンク７１に予め低濃度ＩＰＡを十分に貯留しておき、当該貯留タンク７１内の低濃度ＩＰＡを使い切るように構成してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態において、再利用ＩＰＡの濃度調整は未使用ＩＰＡの補充によって行なわれているが、純水やＤＩＷの供給によって行なってもよい。また再利用ＩＰＡＤ中のＩＷの濃度を近赤外線液体成分濃度計で求めることで、ＤＩＷを自動補充するように構成してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、乾燥前処理に使用する有機溶剤としてＩＰＡを用いているが、他のアルコール系有機溶剤、例えばエチルアルコール（Ethanol）やメチルアルコール（methanol）などを用いることができる。また、アルコール系有機溶剤以外に、ＤＩＷなどの基板表面に付着している液体よりも表面張力が低い有機溶剤を乾燥前処理に使用する有機溶剤として用いることができる。
【００７０】
また、上記実施形態では、リンス液としてＤＩＷを用いているが、炭酸水（ＤＩＷ＋ＣＯ2）など乾燥前処理に使用する有機溶剤と反応しない液体をリンス液として用いるようにしてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、リンス処理以後、遮断部材を基板表面に近接対向位置させる構成としているが、遮断部材が無い構成としてもよい。例えば図１０に示すように、それぞれスピンベース側部の待機位置と基板の回転中心の上方とを揺動可能に構成された２本の吐出ノズル９１０、９２０を設け、吐出ノズル９１０から再利用ＩＰＡを、吐出ノズル９２０から未使用ＩＰＡを吐出するようにしても良い。この場合、リンス液の吐出は薬液吐出ノズル３を含めた３本のうち一体において共有させて、切り替えて吐出するようにしても良いし、別途４本目の吐出ノズルを専用に設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
この発明は、半導体ウエハ、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を含む基板全般の表面に対して乾燥処理を施す基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】有機溶剤濃度と乾燥性能との関係を検証するための実験手順を示す模式図である。
【図２】図１の実験結果を示す図である。
【図３】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。
【図４】図３の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。
【図５】図３の基板処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図３の基板処理装置の動作を示す模式図である。
【図７】図３の基板処理装置の動作を示す模式図である。
【図８】この発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す図である。
【図９】この発明にかかる基板処理装置の別の実施形態を示す図である。
【図１０】この発明にかかる基板処理装置のさらに他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
６…スプラッシュガード（回収手段）
７…第１溶剤供給ユニット（第１供給手段）
８…第２溶剤供給ユニット（第２供給手段）
１３…チャック回転機構（乾燥手段）
２７ｂ…排出口（回収手段）
２７ｃ…排出口（回収手段）
７１…貯留タンク（第１タンク、第１供給手段）
７２…回収配管（回収手段）
７３…第１溶剤供給管（第１供給手段）
７５…定量ポンプ（第１供給手段）
８１…貯留タンク（第２タンク、第２供給手段）
８２…第２溶剤供給管（第２供給手段）
８４…定量ポンプ（第２供給手段）
Ｗf…基板表面
Ｗ…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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