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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024034960
(43)【公開日】2024-03-13
(54)【発明の名称】基板乾燥装置、基板処理装置及び基板乾燥方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20240306BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 648G
H01L21/304 651B
H01L21/304 651L
H01L21/304 647A
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022139561
(22)【出願日】2022-09-01
(71)【出願人】
【識別番号】000002428
【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100081961
【弁理士】
【氏名又は名称】木内 光春
(74)【代理人】
【識別番号】100112564
【弁理士】
【氏名又は名称】大熊 考一
(74)【代理人】
【識別番号】100163500
【弁理士】
【氏名又は名称】片桐 貞典
(74)【代理人】
【識別番号】230115598
【弁護士】
【氏名又は名称】木内 加奈子
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼北（埀野） 陽子
【テーマコード（参考）】
5F157
【Ｆターム（参考）】
5F157AA09
5F157AB02
5F157AB14
5F157AB33
5F157AB49
5F157AB51
5F157AB64
5F157AB75
5F157AB91
5F157AC03
5F157AC56
5F157BB22
5F157BB45
5F157BC17
5F157BF22
5F157BF34
5F157BF72
5F157BF82
5F157CB13
5F157CB14
5F157CB15
5F157CD11
5F157CD46
5F157CE23
5F157CF22
5F157CF42
5F157CF44
5F157CF64
5F157CF90
5F157DA21
5F157DB32
5F157DB33
5F157DB34
5F157DB37
5F157DB51
(57)【要約】 （修正有）
【課題】基板のウォーターマークの発生を低減できる基板乾燥装置、基板処理装置及び基板乾燥方法を提供する。
【解決手段】乾燥装置（基板乾燥装置）３００は、乾燥室３１に搬入された基板Ｗを受け取る支持部３２と、支持部３２に支持された基板Ｗを回転させる駆動機構３３と、回転する基板Ｗの被処理面上に処理液を供給する供給部３４と、基板Ｗの被処理面に対向する対向面３５ａを有する遮蔽板３５と、遮蔽板３５を、基板Ｗに接離する方向に移動させる移動機構３６と、対向面３５ａと基板Ｗとの間の空間に酸素を含まないガスを供給することにより、基板Ｗの被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する給気部３７と、基板Ｗの被処理面上に供給された処理液の膜厚を測定する測定部３８と、測定部３８により測定された膜厚と、予め設定された膜厚に適した対向面３５ａと被処理面との距離（ギャップ）を示す情報に基づいて、ギャップを調整する調整部４２と、を有する。
【選択図】図３
【解決手段】乾燥装置（基板乾燥装置）３００は、乾燥室３１に搬入された基板Ｗを受け取る支持部３２と、支持部３２に支持された基板Ｗを回転させる駆動機構３３と、回転する基板Ｗの被処理面上に処理液を供給する供給部３４と、基板Ｗの被処理面に対向する対向面３５ａを有する遮蔽板３５と、遮蔽板３５を、基板Ｗに接離する方向に移動させる移動機構３６と、対向面３５ａと基板Ｗとの間の空間に酸素を含まないガスを供給することにより、基板Ｗの被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する給気部３７と、基板Ｗの被処理面上に供給された処理液の膜厚を測定する測定部３８と、測定部３８により測定された膜厚と、予め設定された膜厚に適した対向面３５ａと被処理面との距離（ギャップ）を示す情報に基づいて、ギャップを調整する調整部４２と、を有する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板が搬入される乾燥室と、
前記乾燥室に搬入された前記基板を受け取る支持部と、
前記支持部に支持された前記基板を回転させる駆動機構と、
回転する前記基板の被処理面上に、処理液を供給する供給部と、
前記被処理面に対向する対向面を有する遮蔽板と、
前記遮蔽板を、前記基板に接離する方向に移動させる移動機構と、
前記対向面と前記基板との間の空間に酸素を含まないガスを供給することにより、前記被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する給気部と、
前記被処理面上に供給された前記処理液の膜厚を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記膜厚と、予め設定された前記膜厚に適した前記対向面と前記被処理面との距離を示す情報に基づいて、前記距離を調整する調整部と、
を有する基板乾燥装置。
前記乾燥室に搬入された前記基板を受け取る支持部と、
前記支持部に支持された前記基板を回転させる駆動機構と、
回転する前記基板の被処理面上に、処理液を供給する供給部と、
前記被処理面に対向する対向面を有する遮蔽板と、
前記遮蔽板を、前記基板に接離する方向に移動させる移動機構と、
前記対向面と前記基板との間の空間に酸素を含まないガスを供給することにより、前記被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する給気部と、
前記被処理面上に供給された前記処理液の膜厚を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記膜厚と、予め設定された前記膜厚に適した前記対向面と前記被処理面との距離を示す情報に基づいて、前記距離を調整する調整部と、
を有する基板乾燥装置。
【請求項2】
前記測定部は、前記遮蔽板に設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板乾燥装置。
【請求項3】
前記測定部は、前記被処理面上の前記処理液の複数個所の前記膜厚を測定可能に設けられている請求項１記載の基板乾燥装置。
【請求項4】
前記調整部は、前記複数個所の膜厚のうち、最大の膜厚を基準として、前記距離を調整する請求項３記載の基板乾燥装置。
【請求項5】
前記調整部は、前記処理液の予め設定された前記膜厚に適した前記対向面と前記基板の前記被処理面との距離を、前記移動機構によって前記遮蔽板を昇降させることにより調整する請求項１記載の基板乾燥装置。
【請求項6】
前記基板を回転させながら基板処理液を供給することにより処理する処理装置と、
前記処理装置により処理済の前記基板を回転させながら洗浄液を供給することにより洗浄する洗浄装置と、
請求項１乃至５のいずれかに記載の基板乾燥装置と、
前記洗浄装置において洗浄された前記基板を、前記洗浄装置で供給された前記洗浄液による液膜が形成された状態で搬出し、前記基板乾燥装置に搬入する搬送装置と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
前記処理装置により処理済の前記基板を回転させながら洗浄液を供給することにより洗浄する洗浄装置と、
請求項１乃至５のいずれかに記載の基板乾燥装置と、
前記洗浄装置において洗浄された前記基板を、前記洗浄装置で供給された前記洗浄液による液膜が形成された状態で搬出し、前記基板乾燥装置に搬入する搬送装置と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項7】
乾燥室内において回転する基板の被処理面上に、供給部が処理液を供給する処理液供給工程と、
測定部が、前記被処理面上に供給された前記処理液の膜厚を測定する膜厚測定工程と、
前記被処理面に対向する対向面を有する遮蔽板を、移動機構が前記基板に接近する方向に移動させる接近工程と、
給気部が、前記対向面と前記基板との間の空間に酸素を含まないガスを供給することにより、前記被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する給気工程と、
前記測定部により測定された前記膜厚と、予め設定された前記膜厚に適した前記対向面と前記被処理面との距離を示す情報に基づいて、調整部が前記距離を調整する調整工程と、
前記処理液を、前記基板の回転による遠心力により排出させる乾燥工程と、
を含む基板乾燥方法。
測定部が、前記被処理面上に供給された前記処理液の膜厚を測定する膜厚測定工程と、
前記被処理面に対向する対向面を有する遮蔽板を、移動機構が前記基板に接近する方向に移動させる接近工程と、
給気部が、前記対向面と前記基板との間の空間に酸素を含まないガスを供給することにより、前記被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する給気工程と、
前記測定部により測定された前記膜厚と、予め設定された前記膜厚に適した前記対向面と前記被処理面との距離を示す情報に基づいて、調整部が前記距離を調整する調整工程と、
前記処理液を、前記基板の回転による遠心力により排出させる乾燥工程と、
を含む基板乾燥方法。
【請求項8】
前記処理液供給工程は、
前記洗浄液による液膜が形成され、支持部に支持された前記基板を駆動機構により回転させながら、前記供給部における第１の揮発性溶剤供給部からの第１の揮発性溶剤の供給により、前記洗浄液による前記液膜を前記第１の揮発性溶剤へ置換する第１の揮発性溶剤供給工程と、
前記供給部における第２の揮発性溶剤供給部から、撥水化膜を形成する撥水化剤を含み、気化する際の表面張力が前記第１の揮発性溶剤よりも小さい第２の揮発性溶剤の供給により、前記第１の揮発性溶剤の液膜を前記第２の揮発性溶剤に置換するとともに、前記基板に前記撥水化膜を形成させる撥水化膜形成工程と、
を含む請求項７記載の基板乾燥方法。
前記洗浄液による液膜が形成され、支持部に支持された前記基板を駆動機構により回転させながら、前記供給部における第１の揮発性溶剤供給部からの第１の揮発性溶剤の供給により、前記洗浄液による前記液膜を前記第１の揮発性溶剤へ置換する第１の揮発性溶剤供給工程と、
前記供給部における第２の揮発性溶剤供給部から、撥水化膜を形成する撥水化剤を含み、気化する際の表面張力が前記第１の揮発性溶剤よりも小さい第２の揮発性溶剤の供給により、前記第１の揮発性溶剤の液膜を前記第２の揮発性溶剤に置換するとともに、前記基板に前記撥水化膜を形成させる撥水化膜形成工程と、
を含む請求項７記載の基板乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板乾燥装置、基板処理装置及び基板乾燥方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体や液晶パネルなどを製造する製造工程では、ウェーハや液晶基板などの基板の被処理面に処理液を供給して被処理面を処理し、処理後、被処理面を洗浄、乾燥させる基板処理装置が用いられる。
【0003】
この基板処理装置の乾燥工程においては、パターン同士の間隔や構造、処理液の表面張力などに起因して、例えばメモリセルやゲート周りなどのパターンが倒壊して閉塞することがある。特に、近年の半導体の高集積化や高容量化に伴う微細化に伴って、配線幅や開口幅に対する深さの比率であるアスペクト比が高くなっているため、パターン倒壊は発生しやすくなっている。
【0004】
このようなパターン倒壊を抑制するために、ＤＩＷ（超純水）などのリンス液によるリンス処理後に、リンス液をＩＰＡ（２－プロパノール：イソプロピルアルコール）を用いる基板乾燥方法が提案されている。この基板乾燥方法は、基板表面上のＤＩＷ（超純水）を、ＩＰＡに置換した後、基板の高速回転により発生する遠心力によって、ＩＰＡを基板から振り切って排除することにより乾燥するものである。ＩＰＡはＤＩＷよりも表面張力が小さいため、基板表面から離脱する際に、表面張力によるパターン倒壊の可能性を低減できる。
【0005】
このような乾燥工程においては、基板の被処理面上の空間に、純水とともに酸素を含む雰囲気が存在していると、リンス液がＩＰＡに置換されるまでの間に、純水、酸素及び基板の被処理面上のシリコンが反応して、ウォーターマークが発生する。これは、純水、酸素、シリコンの３つの反応に起因するものであるため、このうちの酸素を基板の被処理面上の雰囲気から排除できれば、ウォーターマークの発生を抑制できることになる。
【0006】
そこで、基板と同じ大きさもしくは少し大きな円板の遮蔽板を基板に近接させ、基板と遮蔽板との間に窒素ガスを供給することにより、基板と遮蔽板との間にある酸素雰囲気を排出させることが行われている。このとき、遮蔽板の中心にあるノズルからＩＰＡが基板に供給される。ＩＰＡの供給が終わると、基板の回転を高速回転させて、基板の被処理面上のＩＰＡを振り切って、基板を乾燥させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平８－３１６１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
以上のように、遮蔽板は、基板との間の距離（ギャップ）が狭くなるように、遮蔽板を基板に近接させている。しかし、基板の回転速度（単位時間当たりの回転数）が低い場合には、遮蔽板のノズルから基板の被処理面上に供給される処理液の液膜が厚くなるため、基板の被処理面上の処理液が、遮蔽板の基板と対向する面（対向面）に付着することがある。また、処理液の揺れや撥ねによって、対向面に付着する場合もある。
【0009】
すると、基板の被処理面上の処理液を、基板の回転で振り切って乾燥させても、遮蔽板の対向面に付着した処理液が、基板に再付着してしまう。このように再付着した処理液は、ウォーターマークの原因になる。これに対処するため、遮蔽板を基板から離隔させてギャップを拡大させると、空間が広くなってしまうので、窒素ガスの供給によっても酸素を十分に排出できず、ウォーターマークの原因になる。しかし、基板に対する遮蔽板の位置を、酸素の排出に適しているとともに、処理液の付着が生じない間隔となるように調整することは困難であった。
【0010】
本発明の実施形態は、基板のウォーターマークの発生を低減できる基板乾燥装置、基板処理装置及び基板乾燥方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の実施形態の基板乾燥装置は、基板が搬入される乾燥室と、前記乾燥室に搬入された前記基板を受け取る支持部と、前記支持部に支持された前記基板を回転させる駆動機構と、回転する前記基板の被処理面上に、処理液を供給する供給部と、前記被処理面に対向する対向面を有する遮蔽板と、前記遮蔽板を、前記基板に接離する方向に移動させる移動機構と、前記対向面と前記基板との間の空間に酸素を含まないガスを供給することにより、前記被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する給気部と、前記被処理面上に供給された前記処理液の膜厚を測定する測定部と、前記測定部により測定された前記膜厚と、予め設定された前記膜厚に適した前記対向面と前記被処理面との距離を示す情報に基づいて、前記距離を調整する調整部と、を有する。
【0012】
本発明の実施形態の基板処理装置は、前記基板を回転させながら基板処理液を供給することにより処理する処理装置と、前記処理装置により処理済の前記基板を回転させながら前記洗浄液を供給することにより洗浄する洗浄装置と、請求項１乃至４のいずれかに記載の基板乾燥装置と、前記洗浄装置において洗浄された前記基板を、前記洗浄装置で供給された前記洗浄液による液膜が形成された状態で搬出し、前記基板乾燥装置に搬入する搬送装置と、を有する。
【0013】
本発明の実施形態の基板乾燥方法は、乾燥室内において回転する基板の被処理面上に、供給部が処理液を供給する処理液供給工程と、測定部が、前記被処理面上に供給された前記処理液の膜厚を測定する膜厚測定工程と、前記被処理面に対向する対向面を有する遮蔽板を、移動機構が前記基板に接近する方向に移動させる接近工程と、給気部が、前記対向面と前記基板との間の空間に酸素を含まないガスを供給することにより、前記被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する給気工程と、前記測定部により測定された前記膜厚と、予め設定された前記膜厚に適した前記対向面と前記被処理面との距離を示す情報に基づいて、調整部が前記距離を調整する調整工程と、前記処理液を、前記基板の回転による遠心力により排出させる乾燥工程と、を含む。
【発明の効果】
【0014】
本発明の実施形態は、基板のウォーターマークの発生を低減できる基板乾燥装置、基板処理装置及び基板乾燥方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施形態の基板処理装置を示す簡略構成図である。
【図4】膜厚とギャップとの関係を示す説明図である。
【図5】膜厚とギャップとウォーターマーク数の関係を示すグラフである。
【図6】乾燥装置の基板搬入時（Ａ）、第１の揮発性溶剤供給時（Ｂ）を示す内部構成図である。
【図7】乾燥装置の第２の撥水性溶剤供給時及び膜厚測定時（Ａ）、ギャップ調整時（Ｂ）を示す内部構成図である。
【図8】乾燥装置の基板乾燥時を示す内部構成図である。
【図9】実施形態の基板乾燥処理の手順を示すフローチャートである。
【図10】第２の揮発性溶剤供給部の変形例を示す内部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
[概要］
図１に示すように、本実施形態の基板処理装置１は、各種の処理を行う装置を収容した複数のチャンバ１ａを備え、前工程でカセット（ＦＯＵＰ）１ｂに複数枚収容されて搬送されてきた基板Ｗに対して、各チャンバ１ａ内で１枚ずつ処理を行う枚葉処理の装置である。未処理の基板Ｗは、カセット１ｂから搬送ロボット１ｃによって１枚ずつ取り出され、バッファユニット１ｄに一時的に載置された後、以下に説明する各種装置により、各チャンバ１ａへの搬送及び処理が行われる。
[概要］
図１に示すように、本実施形態の基板処理装置１は、各種の処理を行う装置を収容した複数のチャンバ１ａを備え、前工程でカセット（ＦＯＵＰ）１ｂに複数枚収容されて搬送されてきた基板Ｗに対して、各チャンバ１ａ内で１枚ずつ処理を行う枚葉処理の装置である。未処理の基板Ｗは、カセット１ｂから搬送ロボット１ｃによって１枚ずつ取り出され、バッファユニット１ｄに一時的に載置された後、以下に説明する各種装置により、各チャンバ１ａへの搬送及び処理が行われる。
【0017】
基板処理装置１は、処理装置１１０、洗浄装置１２０、搬送装置２００、乾燥装置３００、制御装置４００を含む。処理装置１１０は、例えば、回転する基板Ｗに、基板処理液（例えば、リン酸水溶液、フッ酸及び硝酸の混合液、酢酸、硫酸及び過酸化水素水の混合液（ＳＰＭ：Sulfuric hydrogen Peroxide Mixture）等）を供給することによって、不要な膜を除去して回路パターンを残すエッチング装置である。洗浄装置１２０は、エッチング装置でエッチング処理された基板Ｗを、洗浄液Ｃ（図２参照）により洗浄する。搬送装置２００は、バッファユニット１ｄと各チャンバ１ａとの間、各チャンバ１ａの間で基板Ｗを搬送する。例えば、搬送装置２００は、処理装置１１０において処理済の基板Ｗを洗浄装置１２０に搬送し、洗浄装置１２０において洗浄された基板Ｗを乾燥装置３００に搬送する。乾燥装置（基板乾燥装置）３００は、洗浄液Ｃにより洗浄された基板Ｗを回転させながら、遠心力によって洗浄液Ｃを排除することにより、乾燥処理を行う。制御装置４００は、上記の各装置を制御する。
【0018】
なお、本実施形態により処理される基板Ｗは、例えば、半導体ウェーハである。以下、基板Ｗのパターン等が形成された面を被処理面とする。洗浄装置１２０における洗浄処理のための洗浄液Ｃ（図２参照）としては、アルカリ洗浄液（ＡＰＭ）、超純水（ＤＩＷ）を使用する。АＰＭは、アンモニア水と過酸化水素水を混合した薬液であり、残留有機物を除去するために使用する。ＤＩＷは、基板処理液によって処理された後に、基板Ｗの被処理面上に残留する基板処理液を洗い流すために使用する。また、ＤＩＷは、ＡＰＭ処理後、基板Ｗの被処理面上に残留するＡＰＭを洗い流すために使用する。洗浄液Ｃによる洗浄後、乾燥装置３００においては、処理液として揮発性溶剤を使用する。まず、乾燥装置３００では、洗浄液Ｃを置換するために、処理液として第１の揮発性溶剤（ＩＰＡ）を使用する。ＩＰＡは、表面張力がＤＩＷよりも小さく、揮発性が高いため、ＤＩＷを置換して表面張力によるパターン倒壊を低減するために使用する。
【0019】
さらに、本実施形態においては、処理液として第２の揮発性溶剤を用いる。第２の揮発性溶剤は、第１の揮発性溶剤よりも、気化する際の表面張力が小さい溶剤である。また、第２の揮発性溶剤の気化の温度は、第１の揮発性溶剤よりも高い。このような第２の揮発性溶剤としては、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノエチルアセテート）を使用することができる。また、第２の揮発性溶剤は、撥水化剤を含むものを用いる。撥水化剤は、基板Ｗの被処理面の水酸基（－ＯＨ）を、官能基（例えば、－ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５）へ置換して撥水化膜（Ｓｉ－Ｏ－Ｒ（Ｒ：官能基））を形成可能な修飾剤である。例えば、撥水化剤としては、シランカップリング剤であるＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を用いることができる。以下の説明での第２の揮発性溶剤の供給は、撥水化剤を含む第２の揮発性溶剤を供給する態様で行われる。
【0020】
ＰＧＭＥＡにＨＭＤＳを含めたものを用いる理由は、ＨＭＤＳは水分と反応しやすいためである。つまり、ＨＭＤＳは、空気中の水分と反応すると、基板Ｗの被処理面上での撥水効果を失う。このため、ＨＭＤＳをＰＧＭＥＡに混合することにより、空気中の水分と反応することを防いで、基板Ｗに供給することができる。なお、以下の説明では、第１の揮発性溶剤、第２の揮発性溶剤を区別しない場合には、単に処理液とする。
【0021】
［洗浄装置］
洗浄装置１２０は、図２に示すように、内部で洗浄処理を行う容器である洗浄室１１、基板Ｗを支持する支持部１２、支持部１２を回転させる回転機構１３、飛散する洗浄液Ｃを基板Ｗの周囲から受けるカップ１４、洗浄液Ｃを供給する供給部１５を有する。供給部１５は、洗浄液Ｃを滴下するノズル１５ａ、ノズル１５ａを移動させる移動機構１５ｂが設けられている。
洗浄装置１２０は、図２に示すように、内部で洗浄処理を行う容器である洗浄室１１、基板Ｗを支持する支持部１２、支持部１２を回転させる回転機構１３、飛散する洗浄液Ｃを基板Ｗの周囲から受けるカップ１４、洗浄液Ｃを供給する供給部１５を有する。供給部１５は、洗浄液Ｃを滴下するノズル１５ａ、ノズル１５ａを移動させる移動機構１５ｂが設けられている。
【0022】
支持部１２に支持され、回転機構１３により回転する基板Ｗの被処理面に、ノズル１５ａから洗浄液Ｃを供給することにより、洗浄処理が行われる。洗浄処理は、処理装置１１０でエッチング処理された基板Ｗの被処理面にＡＰＭを供給してＡＰＭ洗浄を行い、ＡＰＭ洗浄後に、ＤＩＷによる純水リンス処理を行うことにより、基板Ｗの被処理面に残留していたＡＰＭを純水により洗い流す。これにより、基板Ｗの被処理面はＤＩＷの洗浄液Ｃにより液盛りされる。洗浄室１１には、基板Ｗを搬出入する開口１１ａが設けられ、開口１１ａは扉１１ｂによって開閉可能に構成されている。
【0023】
［搬送装置］
搬送装置２００は、ハンドリング装置２０を有する。ハンドリング装置２０は、基板Ｗを把持するロボットハンド２１と、移動機構２２を有する。ロボットハンド２１は、基板Ｗを把持する。移動機構２２は、ロボットハンド２１を移動させる。搬送装置２００は、バッファユニット１ｄと各種装置との間、各種装置の間で、基板Ｗを搬送する。例えば、エッチング処理を終えた基板Ｗを処理装置１１０から搬出して、基板Ｗの被処理面上に洗浄液（ＤＩＷ）Ｃの液膜が形成された状態で、洗浄装置１２０へ搬入する。また、移動機構２２は、ロボットハンド２１を移動させることにより、洗浄を終えた基板Ｗを洗浄装置１２０から搬出してし、基板Ｗの被処理面上に洗浄液（ＤＩＷ）Ｃの液膜が形成された状態で、乾燥装置３００へ搬入する。なお、基板Ｗの被処理面上に洗浄液（ＤＩＷ）Ｃの液膜が形成された状態で搬送するのは、基板Ｗの搬送中に、基板Ｗの被処理面にパーティクルが付着するのを防止するためである。
搬送装置２００は、ハンドリング装置２０を有する。ハンドリング装置２０は、基板Ｗを把持するロボットハンド２１と、移動機構２２を有する。ロボットハンド２１は、基板Ｗを把持する。移動機構２２は、ロボットハンド２１を移動させる。搬送装置２００は、バッファユニット１ｄと各種装置との間、各種装置の間で、基板Ｗを搬送する。例えば、エッチング処理を終えた基板Ｗを処理装置１１０から搬出して、基板Ｗの被処理面上に洗浄液（ＤＩＷ）Ｃの液膜が形成された状態で、洗浄装置１２０へ搬入する。また、移動機構２２は、ロボットハンド２１を移動させることにより、洗浄を終えた基板Ｗを洗浄装置１２０から搬出してし、基板Ｗの被処理面上に洗浄液（ＤＩＷ）Ｃの液膜が形成された状態で、乾燥装置３００へ搬入する。なお、基板Ｗの被処理面上に洗浄液（ＤＩＷ）Ｃの液膜が形成された状態で搬送するのは、基板Ｗの搬送中に、基板Ｗの被処理面にパーティクルが付着するのを防止するためである。
【0024】
［乾燥装置］
図２及び図３に示すように、乾燥装置３００は、乾燥室３１、支持部３２、駆動機構３３、供給部３４（第１の揮発性溶剤供給部３４１、第２の揮発性溶剤供給部３４２）、遮蔽板３５、移動機構３６、給気部３７、測定部３８、カップ３９を有する。乾燥室３１は、基板Ｗが搬入される。乾燥室３１は、内部において基板Ｗを乾燥処理するためのチャンバ１ａである。乾燥室３１は、例えば直方体や立方体などの箱形状である。乾燥室３１の内壁は、防塵性を高めるために、シリカによりコーティングされている。乾燥室３１には、基板Ｗを搬出入させるための開口３１ａが設けられている。開口３１ａは、扉３１ｂによって開閉可能に設けられている。このような乾燥室３１には、後述する供給部３４（第１の揮発性溶剤供給部３４１、第２の揮発性溶剤供給部３４２）、遮蔽板３５、移動機構３６、給気部３７、測定部３８、カップ３９が収容されている。
図２及び図３に示すように、乾燥装置３００は、乾燥室３１、支持部３２、駆動機構３３、供給部３４（第１の揮発性溶剤供給部３４１、第２の揮発性溶剤供給部３４２）、遮蔽板３５、移動機構３６、給気部３７、測定部３８、カップ３９を有する。乾燥室３１は、基板Ｗが搬入される。乾燥室３１は、内部において基板Ｗを乾燥処理するためのチャンバ１ａである。乾燥室３１は、例えば直方体や立方体などの箱形状である。乾燥室３１の内壁は、防塵性を高めるために、シリカによりコーティングされている。乾燥室３１には、基板Ｗを搬出入させるための開口３１ａが設けられている。開口３１ａは、扉３１ｂによって開閉可能に設けられている。このような乾燥室３１には、後述する供給部３４（第１の揮発性溶剤供給部３４１、第２の揮発性溶剤供給部３４２）、遮蔽板３５、移動機構３６、給気部３７、測定部３８、カップ３９が収容されている。
【0025】
また、乾燥室３１には、導入口３１ｃ、排気口３１ｄが設けられている。導入口３１ｃには、配管、バルブ及び清浄なガス（Ｎ２等）を供給する給気装置を含む給気部３１ｅが接続されている。排気口３１ｄには、配管、バルブ及びガスを排気する排気装置を含む排気部３１ｆが接続されている。導入口３１ｃから清浄なガスを乾燥室３１内に供給することで、乾燥室３１内を正常な雰囲気にすることができる。また、導入口３１ｃからガスを乾燥室３１内に供給し、排気口３１ｄから乾燥室３１内のガスを排出する構成を作ることで、乾燥室３１内の気体の流れを作るようにしている。
【0026】
支持部３２は、基板Ｗを支持する。支持部３２は、回転テーブル３２ａ、複数の保持部材３２ｂ、回転軸３２ｃを有する。回転テーブル３２ａは、基板Ｗよりも大きな径の円筒形状であり、上面が平坦な円盤となっている。複数の保持部材３２ｂは、基板Ｗの外周に沿う位置に等間隔で配置され、回転テーブル３２ａの上面との間に間隔を空けて、基板Ｗを水平状態に保持する。複数の保持部材３２ｂは、図示しない開閉機構によって、基板Ｗの縁部に接する閉位置と、基板Ｗの縁部から離れる開位置との間を移動可能に設けられている。回転軸３２ｃは、回転テーブル３２ａを下方から支持し、回転の中心となる鉛直方向の軸である。
【0027】
駆動機構３３は、支持部３２に支持された基板Ｗを回転させる機構である。駆動機構３３は、モータ等の駆動源を有し、回転軸３２ｃを介して支持部３２を回転させる。
【0028】
供給部３４は、回転する基板Ｗの被処理面上に、処理液を供給する。供給部３４は、図３に示すように、第１の揮発性溶剤供給部３４１、第２の揮発性溶剤供給部３４２を有する。第１の揮発性溶剤供給部３４１は、乾燥室３１に搬入され、支持部３２に支持された基板Ｗの被処理面上に、第１の揮発性溶剤Ｖを供給する。第１の揮発性溶剤供給部３４１は、ノズル３４１ａを有する。ノズル３４１ａは、基板Ｗの被処理面の中心付近に向けて第１の揮発性溶剤Ｖを供給する。ノズル３４１ａには、乾燥室３１外の貯留部３４１ｂから配管（不図示）を介して第１の揮発性溶剤ＶであるＩＰＡが供給される（図６（Ｂ）参照）。ノズル３４１ａは、後述する遮蔽板３５の中心軸に沿って配置されるとともに、遮蔽板３５とともに移動可能に設けられている。
【0029】
洗浄装置１２０における洗浄処理において、ＡＰＭによるアルカリ洗浄後のＤＩＷによる純水リンス処理で、最終的に基板Ｗの被処理面上はＤＩＷの洗浄液Ｃにより液盛されている。このように液盛された状態で、洗浄装置１２０から乾燥装置３００に搬入された基板Ｗに対して、ＩＰＡが供給されることにより、ＤＩＷがＩＰＡに置換される。
【0030】
第２の揮発性溶剤供給部３４２は、基板Ｗの被処理面上のＤＩＷを置換したＩＰＡに、第２の揮発性溶剤ＨであるＰＧＭＥＡ（ＨＭＤＳを含む溶剤）を供給する（図７（Ａ）参照）。第２の揮発性溶剤供給部３４２は、ノズル３４２ａ、揺動アーム３４２ｂ、揺動機構３４２ｃを有する。ノズル３４２ａは、基板Ｗの被処理面の中心付近に向けて第２の揮発性溶剤Ｈを供給する。ノズル３４２ａには、乾燥室３１外の貯留部から配管（いずれも不図示）などを介してＰＧＭＥＡが供給される。
【0031】
撥水化剤を含む第２の揮発性溶剤Ｈを供給することにより、基板Ｗの被処理面に撥水化膜が形成されるので、基板Ｗの被処理面を親水性のシラノール基から撥水性のメチル基に変えて、基板Ｗの被処理面上の界面エネルギーを下げることにより、第１の揮発性溶剤Ｖを浮かび上がらせ、基板Ｗの被処理面上の液体の除去を促進できる。なお、ここでいう撥水性とは、液体を弾く性質、つまり撥液性をいい、水を弾く性質には限定されない。
【0032】
揺動アーム３４２ｂは、先端にノズル３４２ａが設けられ、ノズル３４２ａを、支持部３２上の基板Ｗの被処理面の中心付近に対向する供給位置と、その供給位置から退避して基板Ｗの搬入や搬出を可能とする退避位置とに移動させる。揺動機構３４２ｃは、揺動アーム３４２ｂを揺動させる機構である。
【0033】
遮蔽板３５は、基板Ｗの被処理面に対向し、基板Ｗよりも大きな径を有する板体である。遮蔽板３５は円形であり、その下面は基板Ｗと対向する平坦な対向面３５ａとなっている。対向面３５ａは、回転テーブル３２ａと平行に配置され、支持部３２に支持された基板Ｗと平行に対向する。対向面３５ａの中心には、第１の揮発性溶剤Ｖ及びパージガスを供給するための開口３５ｂが形成されている。
【0034】
また、遮蔽板３５の上面には、その中心を含む位置から上方に延びた支持体３５ｃが設けられている。支持体３５ｃの内部には、中心軸に沿って下方に延びて、開口３５ｂに連通した通気路３５ｄが設けられている。通気路３５ｄの上方は、支持体３５ｃの側面に延びた接続口３５ｅに連通している。
【0035】
さらに、通気路３５ｄの内部には、中心軸に沿って、第１の揮発性溶剤供給部３４１のノズル３４１ａが挿入されている。ノズル３４１ａの下端は、開口３５ｂに達して、基板Ｗの中心に向かっているので、基板Ｗの被処理面の中心付近に向けて第１の揮発性溶剤Ｖが供給可能となる。
【0036】
移動機構３６は、遮蔽板３５を、基板Ｗに対して接離する方向に移動させる機構である。移動機構３６は、遮蔽板３５を、待機位置と供給位置との間で移動させる。待機位置は、遮蔽板３５が基板Ｗの搬入出を妨げることがない高さの位置（図６（Ａ）参照）である。また、供給位置は、待機位置よりも低く、基板Ｗに処理液を供給開始する高さの位置（図６（Ｂ）参照）である。移動機構３６としては、例えば、遮蔽板３５の支持体３５ｃが取り付けられたアームを昇降させるシリンダ、ボールねじ機構など、回転テーブル３２ａの回転軸３２ｃに平行な方向に、遮蔽板３５を移動させる種々の機構を適用可能であるが、詳細は省略する。
【0037】
給気部３７は、対向面３５ａと基板Ｗとの間の空間に酸素を含まないガスを供給することにより、基板Ｗの被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する。給気部３７は、このガス（以下、パージガスとする）を供給する給気装置３７ａを含み、図示はしないが、弁を有する配管を介して接続口３５ｅに接続されている。パージガスとしては、Ｎ２などの不活性ガスを用いる。遮蔽板３５が基板Ｗに近接することで、遮蔽板３５の対向面３５ａと基板Ｗの被処理面上との間に狭い空間が形成される。給気部３７からパージガスを供給することにより、通気路３５ｄを介して、開口３５ｂから基板Ｗの中心付近にパージガスが吹き出すことで、この狭い空間内の酸素が排除される。つまり、結果的に基板Ｗの被処理面上に存在する酸素が排除されることになる。
【0038】
測定部３８は、支持部３２に支持された基板Ｗの被処理面上に供給されたの処理液の膜厚を測定する。測定部３８は、遮蔽板３５に設けられている。また、測定部３８は、処理液の複数個所を測定可能に設けられている。より具体的には、測定部３８は、検出部３８ａを有する。検出部３８ａとしては、例えば、レーザ変位計やカメラなどを用いる。検出部３８ａは、遮蔽板３５の中心から外周に向かう半径方向に沿って、複数配設されている。例えば、遮蔽板３５の対向面３５ａに下端が開口するように、半径方向の中心軸に近い位置、外周に近い位置、その中間位置に形成された３つの穴３５ｆに、それぞれ検出部３８ａが埋め込まれている。検出部３８ａの検出面は、穴３５ｆの開口から基板Ｗに向かう。
【0039】
測定部３８による膜厚測定法としては、例えば、光干渉原理を用いることができる。なお、別の例として、支持部３２内に重量計を用いることが可能である。この重量計を用いる場合には、基板Ｗの被処理面上の液膜の重量（液膜の重量＝液膜を含む基板の重さ－基板の重さ）を理論的あるいは実験的に液膜の厚さに換算する。
【0040】
カップ３９は、支持部３２を周囲から囲むように円筒形状に形成されている（図２参照）。カップ３９の周壁の上部は、径方向の内側に向かって傾斜し、支持部３２上の基板Ｗが露出するように開口している。カップ３９は、回転する基板Ｗから飛散した洗浄液Ｃを受けて、下方に流す。カップ３９の底面には、流れ落ちる洗浄液Ｃを排出するための排出口（不図示）が形成されている。なお、カップ３９は、駆動機構３３に接続され、支持部３２とともに昇降可能に設けられている。
【0041】
［制御装置］
制御装置４００は、基板処理装置１の各部を制御するコンピュータである。制御装置４００は、プログラムを実行するプロセッサと、プログラムや動作条件などの各種情報を記憶するメモリ、各要素を駆動する駆動回路を有する。なお、制御装置４００は、情報を入力する入力装置、情報を表示する表示装置を有している。
制御装置４００は、基板処理装置１の各部を制御するコンピュータである。制御装置４００は、プログラムを実行するプロセッサと、プログラムや動作条件などの各種情報を記憶するメモリ、各要素を駆動する駆動回路を有する。なお、制御装置４００は、情報を入力する入力装置、情報を表示する表示装置を有している。
【0042】
制御装置４００は、処理装置１１０、洗浄装置１２０、搬送装置２００、乾燥装置３００を制御する。例えば、制御装置４００は、支持部３２に支持された基板Ｗを回転させながら、第１の揮発性溶剤供給部３４１からの第１の揮発性溶剤Ｖの供給により洗浄液Ｃの液膜を第１の揮発性溶剤Ｖへ置換させ、第２の揮発性溶剤供給部３４２からの第２の揮発性溶剤Ｈの供給により基板Ｗの被処理面上に供給された第１の揮発性溶剤Ｖを、第２の揮発性溶剤Ｈへ置換させた後、第２の揮発性溶剤Ｈの液膜を基板Ｗの回転による遠心力により排出させる。なお、後述するように、制御装置４００は、測定部３８による測定結果の処理液の膜厚に応じて、対向面３５ａと処理液表面との距離を調整する。
【0043】
このような制御装置４００は、機構制御部４１、調整部４２、記憶部４３を有する。機構制御部４１は、各部の機構を制御する。例えば、機構制御部４１は、駆動機構３３を制御することにより、支持部３２の回転速度、回転開始及び回転停止のタイミングを制御する。また、機構制御部４１は、検出部３８ａの膜厚の測定及び移動機構３６の動作を制御することにより、遮蔽板３５の高さを変えて、対向面３５ａと処理液表面との距離を調整する。さらに、機構制御部４１は、第１の揮発性溶剤供給部３４１による第１の揮発性溶剤Ｖの吐出、第２の揮発性溶剤供給部３４２によるノズル３４２ａの揺動及び第２の揮発性溶剤Ｈの吐出、給気部３７によるパージガスの供給などの動作を制御する。
【0044】
調整部４２は、測定部３８により測定された処理液の膜厚（以下、単に膜厚とする）と、予め設定された膜厚に適した対向面３５ａと基板Ｗの被処理面との距離（以下、ギャップとする）を示す情報に基づいて、ギャップを調整する。つまり、調整部４２は、処理液の膜厚に適した対向面３５ａと基板Ｗの被処理面との距離を、移動機構３６によって遮蔽板３５を昇降させることにより調整する。基本的には、ギャップが狭すぎると、基板Ｗの処理液と対向面３５ａとの接触が生じる。これにより、基板Ｗの乾燥時に、被処理面に対向面３５ａに付着した処理液が落下して残留する。残留した処理液が乾燥すると、ウォーターマークとなって現れる。このようなウォーターマークは、液滴が点々と被処理面上にランダムに付着することによるものであるため、散点的に現れることになる。一方、ギャップが広すぎると、対向面３５ａと被処理面との間に掲載される窒素雰囲気に酸素が入り込みやすくなる。このため、被処理面のシリコン、水が酸素と反応したウォーターマークが増大する。
【0045】
発明者は、対向面３５ａに処理液が付着しないギャップとして、処理液の膜厚に応じた最適な値が存在することに着目した。つまり、発明者は、ギャップ及び膜厚と、ウォーターマークの発生数との間には相関があり、膜厚に対して、ウォーターマークの発生数が許容値未満となるギャップが存在することを見出した。簡単な例としては、図４（Ａ）に示すように、処理液Ｌの膜厚が厚い場合にはギャップＧを大きくして、図４（Ｂ）に示すように、膜厚が薄い場合にはギャップＧを小さくすることになる。
【0046】
但し、処理液Ｌの膜厚は、基板Ｗ毎に常に同じになるとは限らず、処理液Ｌの種類や温度、基板Ｗの回転速度、液膜の表面のうねりなどによっても異なる。このため、これらの条件によっても、対向面３５ａへの処理液の付着のし易さは異なる。そこで、膜厚に対して、ウォーターマークが許容値未満となるギャップをあらかじめ実験により求めておくことが好ましい。記憶部４３は、このような膜厚とギャップの関係を示す情報を、記憶しておく。つまり、予め膜厚に適した対向面３５ａと被処理面との距離を示す情報が設定されている。
【0047】
図５に、膜厚とギャップとウォーターマーク数の関係を示す。なお、ここでいうウォーターマーク数は、対向面３５ａではなく、基板Ｗに形成されたウォーターマークの数である。膜厚が薄い数μｍの場合、ギャップが３ｍｍ程度（例えば２～５ｍｍ）と小さい方が、ウォーターマーク数が少ない。ギャップが１０ｍｍより大きくなる場合は、対向面３５ａと被処理面との間のＮ２雰囲気を維持することが難しくなるため、徐々にウォーターマーク数が増加する傾向にある。このため、膜厚が数μｍの場合には、遮蔽板３５と基板Ｗとの間の好ましいギャップの範囲が、３～１０ｍｍとなる。より好ましくは、測定された膜厚の最大値が、１０μｍ以下であれば、３ｍｍ程度のギャップを保つ。例えば、膜厚の最大値が１０μｍであれば、ギャップを３ｍｍとする。
【0048】
一方、膜厚が厚い数ｍｍの場合、ギャップが３ｍｍ程度（例えば２～５ｍｍ）と小さいと、ウォーターマーク数が増加する。これは、基板Ｗの被処理面上の液膜が遮蔽板３５に接触することで、基板Ｗが汚染されるためである。また、ギャップが２０ｍｍより大きい場合は、対向面３５ａと被処理面との間のＮ２雰囲気を維持することが難しくなるため、ウォーターマーク数が増加する。このため、膜厚が数ｍｍの場合には、遮蔽板３５と基板Ｗとの間の好ましいギャップの範囲が、７～２０ｍｍとなる。より好ましくは、測定された膜厚が１ｍｍ以上であれば、５ｍｍ程度のギャップを保つ。例えば、膜厚の最大値が３ｍｍであれば、ギャップを８ｍｍとする。このように、膜厚が厚くなると、遮蔽板３５への液跳ねのリスクが高まるため、ギャップを広くとる必要がある。
【0049】
また、基板Ｗの被処理面上に処理液が供給中であって、遮蔽板３５が基板Ｗに近接した状態の時に、常に処理液の膜厚を測定している状況でリアルタイムでギャップ調整を行う場合にも、上記と同様に、測定された膜厚が厚い場合、薄い場合に応じて、常に最適なギャップを維持できるように遮蔽板３５の高さが調整される。このように、膜厚の測定と遮蔽板３５の昇降を連動させることによって、対向面３５ａと被処理面との間のＮ２雰囲気を維持した状態で、対向面３５ａへの処理液が付着することを低減できる。
【0050】
さらに、調整部４２は、測定部３８により測定された複数個所の膜厚のうち、最大の膜厚を基準として、ギャップを調整する。処理液の種類を変更した場合、基板Ｗの回転速度が変化した場合など、処理液が波打つ場合、膜厚が基板Ｗの被処理面上の箇所によって相違する。このうち、最も厚い箇所において、対向面３５ａへの付着が生じやすいため、この箇所を基準としてギャップを調整することにより、膜厚変動を早期に検知して、処理液の付着を低減できる。
【0051】
［動作］
以上のような本実施形態の基板処理装置１の動作を、上記の図１～図５に加えて、図６～図８の説明図、図９のフローチャートを参照して説明する。なお、以下のような手順により基板Ｗを処理することにより基板Ｗを製造する基板製造方法、基板Ｗを乾燥させる基板乾燥方法も、本実施形態の一態様である。
以上のような本実施形態の基板処理装置１の動作を、上記の図１～図５に加えて、図６～図８の説明図、図９のフローチャートを参照して説明する。なお、以下のような手順により基板Ｗを処理することにより基板Ｗを製造する基板製造方法、基板Ｗを乾燥させる基板乾燥方法も、本実施形態の一態様である。
【0052】
まず、図２に示すように、処理装置１１０におけるエッチング処理後の基板Ｗは、搬送装置２００により洗浄装置１２０に搬入される。洗浄装置１２０においては、基板Ｗを保持した支持部１２が回転しながら、供給部１５が基板Ｗの被処理面の回転中心にＡＰＭを供給してアルカリによるリンス処理を行った後、ＤＩＷを供給することによる純水リンス処理を行う。搬送装置２００は、洗浄後、ＤＩＷである洗浄液Ｃによって液盛された基板Ｗを、洗浄装置１２０から搬出し、乾燥装置３００に搬入する。
【0053】
図６（Ａ）に示すように、被処理面に洗浄液Ｃの液膜（ＤＩＷ）が形成された状態で、乾燥装置３００の乾燥室３１の開口３１ａから搬入された基板Ｗを、支持部３２の保持部材３２ｂが保持する（ステップＳ０１）。図６（Ｂ）に示すように、駆動機構３３が支持部３２とともに基板Ｗを回転させるとともに、給気部３７によって給気部３７が、パージガスを対向面３５ａの開口３７ｂから排出させる（ステップＳ０２）。そして、遮蔽板３５が待機位置から処理液の供給位置まで下降して（ステップＳ０３）、第１の揮発性溶剤供給部３４１が、基板Ｗの被処理面の回転中心に第１の揮発性溶剤ＶであるＩＰＡを供給する（ステップＳ０４）。
【0054】
これにより、基板Ｗの回転による遠心力によって、ＩＰＡが基板Ｗの被処理面の全域に行き渡り、基板Ｗの被処理面上に液盛されたＤＩＷがＩＰＡに置換されるアルコールリンス処理が行われる。なお、ここでは、ＤＩＷよりも表面張力が低いＩＰＡに置換されるため、基板Ｗの被処理面上に形成されるパターンの間に働く表面張力が低減される。
【0055】
そして、図７（Ａ）に示すように、駆動機構３３が支持部３２とともに基板Ｗを回転させながら、遮蔽板３５が待機位置まで上昇して、第２の揮発性溶剤供給部３４２の揺動アーム３４２ｂが揺動することにより、基板Ｗの被処理面の回転中心の上方までノズル３４２ａが移動し、ノズル３４２ａが回転中心に、第２の揮発性溶剤ＨであるＰＧＭＥＡを供給する（ステップＳ０５）。これにより、基板Ｗの回転による遠心力によって、ＰＧＭＥＡが基板Ｗの被処理面の全域に行き渡るとともに、ＰＧＭＥＡに含まれたＨＭＤＳが、基板Ｗの被処理面に結合して撥水化膜が形成される。つまり、基板Ｗの被処理面上に存在する第１の揮発性溶剤Ｖが、第２の揮発性溶剤ＨのＰＧＭＥＡに置換され、ＰＧＭＥＡに含まれたＨＭＤＳによって、被処理面の水酸基が官能基に置換して撥水化膜が形成されることになる。
【0056】
さらに、図７（Ｂ）に示すように、揺動アーム３４２ｂがノズル３４２ａを基板Ｗの上方から退避させて、遮蔽板３５が基板Ｗに接近しながら、第１の揮発性溶剤供給部３４１が、基板Ｗの被処理面の回転中心に第１の揮発性溶剤ＶであるＩＰＡを供給する（ステップＳ０６）。ＰＧＭＥＡに含まれたＨＭＤＳは、大気中の水分と反応するとパーティクルが発生する。このため、第２の揮発性溶剤Ｈが残留すると、基板Ｗの被処理面上にパーティクルが残留することになる。そこで、本実施形態では、第２の揮発性溶剤Ｈを供給した後、基板Ｗの被処理面上に再度、第１の揮発性溶剤Ｖを供給して、第２の揮発性溶剤Ｈを洗い流す。これとともに、測定部３８の検出部３８ａは、基板Ｗの被処理面上の膜厚の測定を開始する（ステップＳ０７）。
【0057】
調整部４２は、記憶部４３に記憶された膜厚とギャップの情報を参照して、測定された膜厚から、最適なギャップとなるように、機構制御部４１を介して、移動機構３６を作動させ、遮蔽板３５の対向面３５ａと基板Ｗとのギャップを調整する（ステップＳ０８）。つまり、処理液の供給中に、遮蔽板３５に処理液が付着しないように、ギャップを調整する。このとき、給気部３７がパージガスを対向面３５ａと基板Ｗとの間に供給しているので、ギャップの雰囲気から酸素が排出される。
【0058】
そして、図８に示すように、基板Ｗを回転させながら、所定時間が経過するまで（ステップＳ０９のＮＯ）、第１の揮発性溶剤Ｖの液膜を、遠心力によって振り切る乾燥処理が行われる。なお、この間にも、測定部３８による膜厚の測定（ステップＳ０７）と、調整部４２によるギャップの調整が行われる（ステップＳ０８）。
【0059】
このように、第２の揮発性溶剤Ｈを用いて撥水化膜を形成することにより、パターンの倒壊を低減して、基板Ｗを乾燥させることができる。つまり、上記のように、ＩＰＡの液膜に浸透した撥水化剤によって、パターン間に撥水化膜が形成され、親液性が低下して液体の接触角が上がる。これにより、基板Ｗの表面上にある液体の表面張力がより一層低くなるため、パターン同士が引き合う力を弱くすることができ、パターン倒壊を抑制できる。また、パージガスによって、遮蔽板３５の対向面３５ａと基板Ｗとの間の酸素を排除するため、酸素との反応によってウォーターマークの発生を防止できる。
【0060】
所定時間経過後（ステップＳ０９のＹＥＳ）、駆動機構３３が支持部３２とともに基板Ｗの回転を停止し（ステップＳ１０）、遮蔽板３５が上昇する（ステップＳ１１）、そして、搬送装置２００が基板Ｗを開口３１ａから搬出する（ステップＳ１２）。
【0061】
［効果］
（１）以上のような本実施形態の乾燥装置（基板乾燥装置）３００は、基板Ｗが搬入される乾燥室３１と、乾燥室３１に搬入された基板Ｗを受け取る支持部３２と、支持部３２に支持された基板Ｗを回転させる駆動機構３３と、回転する基板Ｗの被処理面上に、処理液を供給する供給部３４と、基板Ｗの被処理面に対向し、基板Ｗよりも大きな径の対向面３５ａを有する遮蔽板３５と、遮蔽板３５を、基板Ｗに接離する方向に移動させる移動機構３６と、対向面３５ａと基板Ｗとの間の空間に酸素を含まないガスを供給することにより、基板Ｗの被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する給気部３７と、基板Ｗの被処理面上に供給された処理液の膜厚を測定する測定部３８と、測定部３８により測定された膜厚と、予め設定された膜厚に適した対向面３５ａと被処理面との距離（ギャップ）を示す情報に基づいて、ギャップを調整する調整部４２とを有する。
（１）以上のような本実施形態の乾燥装置（基板乾燥装置）３００は、基板Ｗが搬入される乾燥室３１と、乾燥室３１に搬入された基板Ｗを受け取る支持部３２と、支持部３２に支持された基板Ｗを回転させる駆動機構３３と、回転する基板Ｗの被処理面上に、処理液を供給する供給部３４と、基板Ｗの被処理面に対向し、基板Ｗよりも大きな径の対向面３５ａを有する遮蔽板３５と、遮蔽板３５を、基板Ｗに接離する方向に移動させる移動機構３６と、対向面３５ａと基板Ｗとの間の空間に酸素を含まないガスを供給することにより、基板Ｗの被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する給気部３７と、基板Ｗの被処理面上に供給された処理液の膜厚を測定する測定部３８と、測定部３８により測定された膜厚と、予め設定された膜厚に適した対向面３５ａと被処理面との距離（ギャップ）を示す情報に基づいて、ギャップを調整する調整部４２とを有する。
【0062】
より具体的には、調整部４２は、処理液の予め設定された膜厚に適した対向面３５ａと基板Ｗの被処理面とのギャップを、移動機構３６によって遮蔽板３５を昇降させることにより調整する。
【0063】
本実施形態の基板処理装置１は、基板Ｗを回転させながら基板処理液を供給することにより処理する処理装置１１０と、処理装置１１０により処理済の基板Ｗを回転させながら洗浄液Ｃを供給することにより洗浄する洗浄装置１２０と、乾燥装置３００と、洗浄装置１２０において洗浄された基板Ｗを、洗浄装置１２０で供給された洗浄液Ｃによる液膜が形成された状態で搬出し、乾燥装置３００に搬入する搬送装置２００と、を有する。
【0064】
本実施形態の基板乾燥方法は、乾燥室３１内において回転する基板Ｗの被処理面上に、供給部３４が処理液を供給する処理液供給工程と、測定部３８が、基板Ｗの被処理面上に供給された処理液の膜厚を測定する膜厚測定工程と、基板Ｗの被処理面に対向し、基板Ｗよりも大きな径の対向面３５ａを有する遮蔽板３５を、移動機構３６が基板Ｗに接近する方向に移動させる接近工程と、給気部３７が、対向面３５ａと基板Ｗとの間の空間に酸素を含まないパージガスを供給することにより、基板Ｗの被処理面上の雰囲気中の酸素を排除する給気工程と、測定部３８により測定された膜厚と、予め設定された膜厚に適した対向面３５ａと被処理面との距離（ギャップ）を示す情報に基づいて、調整部４２がギャップを調整する調整工程と、処理液を、基板Ｗの回転による遠心力により排出させる乾燥工程と、を含む。
【0065】
このように、処理液の膜厚に応じて、対向面３５ａと処理液表面との距離を調整するため、パージガスによる酸素を排除するとともに、対向面３５ａへの処理液の付着を防げることで、基板Ｗの乾燥工程で、対向面３５ａからの処理液の落下によるウォーターマークの発生を防止できる。つまり、対向面３５ａに処理液が付着すると、被処理面上の液膜を排除している途中で、対向面３５ａから処理液が落下して、乾燥処理が行われている被処理面に付着し、その付着した部分だけが残って、最終的には自然乾燥によるウォーターマークを形成させる。しかし、本実施形態では、遮蔽板３５が基板Ｗに近接した状態で処理液を供給している状態から、処理液を振り切って乾燥させるまでの間、遮蔽板３５に処理液が付着しないため、処理液の落下によるウォーターマークの発生を防ぐことができる。
【0066】
（２）測定部３８は、遮蔽板３５に設けられている。このため、基板Ｗの被処理面上に処理液が供給中であって、遮蔽板３５が基板Ｗに近接した状態の時に、常に対向面３５ａに対する測定対象までの距離を正確に測定し、リアルタイムに膜厚を検出することができるので、膜厚の変動に応じて、ギャップを調整して処理液の付着を低減できる。
【0067】
（３）測定部３８は、処理液の複数個所を測定可能に設けられている。このため、基板Ｗの面内で膜厚にばらつきがあっても、複数箇所の測定結果に基づいて最適なギャップを決定できる。
【0068】
（４）調整部４２は、複数個所の膜厚のうち、最大の膜厚を基準として、ギャップを調整する。このため、対向面３５ａに最も処理液が付着し易い膜厚を基準にギャップを調整するので、処理液の付着を防ぐギャップに調整できる。
【0069】
（５）処理液供給工程は、洗浄液Ｃによる液膜が形成され、支持部３２に支持された基板Ｗを駆動機構３３により回転させながら、第１の揮発性溶剤供給部３４１からの第１の揮発性溶剤Ｖの供給により洗浄液Ｃによる液膜を第１の揮発性溶剤Ｖへ置換する第１の揮発性溶剤供給工程と、第２の揮発性溶剤供給部３４２から、撥水化膜を形成する撥水化剤を含み、気化する際の表面張力が第１の揮発性溶剤Ｖよりも小さい第２の揮発性溶剤Ｈの供給により、第１の揮発性溶剤Ｖの液膜を第２の揮発性溶剤Ｈに置換するとともに、基板Ｗに撥水化膜を形成させる撥水化膜形成工程と、を含む。
【0070】
このため、遮蔽板３５が基板Ｗに近接した状態の時に、処理液に揺らぎが発生しやすい置換中に、常に膜厚をリアルタイムに測定して、膜厚変動に追従させてギャップを調整できるので、より確実に対向面３５ａへの処理液の付着を低減できる。
【0071】
（変形例）
（１）測定部３８は、揺動するアームの先端に検出部３８ａが設けられ、アームの揺動により基板Ｗの処理面に対向する位置に移動した検出部３８ａによって測定する構成であってもよい。この場合、アームの揺動に従って検出部３８ａが移動しながら、又は検出部３８ａが間欠的に停止して、複数箇所を測定するようにしてもよい。検出部３８ａの数も、上記の態様には限定されない。１つであっても、２つであっても、４つ以上であってもよい。
（１）測定部３８は、揺動するアームの先端に検出部３８ａが設けられ、アームの揺動により基板Ｗの処理面に対向する位置に移動した検出部３８ａによって測定する構成であってもよい。この場合、アームの揺動に従って検出部３８ａが移動しながら、又は検出部３８ａが間欠的に停止して、複数箇所を測定するようにしてもよい。検出部３８ａの数も、上記の態様には限定されない。１つであっても、２つであっても、４つ以上であってもよい。
【0072】
（２）第１の揮発性溶剤Ｖは、ＩＰＡには限定されない。例えば、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）等を用いることができる。撥水化剤としてのシランカップリング剤は、ＨＭＤＳには限定されない。例えば、ＴＭＳＤＥＡ（テトラメチルシリルジエチルアミン）等を用いることができる。第２の揮発性溶剤Ｈも、上記のＰＧＭＥＡには限定されない。例えば、ＩＰＡを用いてもよい。
【0073】
（３）処理装置１１０の処理は、最終的に洗浄と乾燥が必要となる処理であれば、処理の内容及び基板処理液は、上記で例示したものには限定されない。処理対象となる基板Ｗについても、上記で例示したものには限定されない。また、洗浄装置１２０に使用される洗浄液Ｃ、乾燥装置３００において使用される処理液も、上記で例示したものには限定されない。なお、乾燥装置３００において使用される処理液は、遠心力によって基板Ｗから排除される液体であればよく、洗浄液Ｃも、ここでいう処理液に含まれる場合がある。
【0074】
（４）乾燥装置３００は、洗浄装置１２０と共通化してもよい。すなわち、乾燥装置３００と共通のチャンバ１ａ内に、洗浄液Ｃを供給する供給部１５を設けてもよい。これにより、乾燥処理の前に、回転する基板Ｗの被処理面にノズル１５ａから洗浄液Ｃを供給することにより、洗浄処理が行うことができる。例えば、処理装置１１０でエッチング処理され、乾燥装置３００のチャンバ１ａに搬入された基板Ｗの被処理面にＡＰＭを供給してＡＰＭ洗浄を行い、ＡＰＭ洗浄後に、ＤＩＷによる純水リンス処理を行うことにより、基板Ｗの被処理面に残留していたＡＰＭを純水により洗い流してもよい。なお、洗浄装置１２０と乾燥装置３００とを共通化するなど、乾燥装置３００と他の装置を共通化して一つの処理装置として構成する場合、この装置を乾燥装置３００と見做すことができる。
【0075】
（５）第２の揮発性溶剤供給部３４２を、遮蔽板３５から第２の揮発性溶剤Ｈを供給する構成としてもよい。例えば、図１０に示すように、第２の揮発性溶剤供給部３４２のノズル３４２ａを、基板Ｗの被処理面の中心付近に向けて第２の揮発性溶剤Ｈを供給可能に設ける。つまり、ノズル３４２ａを、通気路３５ｄの内部に、中心軸に沿って挿入するとともに、遮蔽板３５とともに移動可能に設ける。ノズル３４２ａには、乾燥室３１外の図示しない貯留部から配管を介して、第２の揮発性溶剤ＨであるＨＭＤＳを含むＰＧＭＡが供給される。ノズル３４２ａの下端は、開口３５ｂに達して、基板Ｗの中心に向かっているので、基板Ｗの被処理面の中心付近に向けて第２の揮発性溶剤Ｈが供給可能となる。
【0076】
これにより、上記の第１の揮発性溶剤Ｖ（ＩＰＡ）供給→第２の揮発性溶剤Ｈ（ＨＭＤＳを含むＰＧＭＡ）供給→第１の揮発性溶剤Ｖ（ＩＰＡ）供給→乾燥という工程において、ノズル３４１ａから最初の第１の揮発性溶剤Ｖを基板Ｗの被処理面に供給するときに、遮蔽板３５を基板Ｗに近接した位置にすることができ、さらに、ノズル３４２ａから第２の揮発性溶剤Ｈを供給するとき、ノズル３４１ａから再度第１の揮発性溶剤Ｖを供給するときにも、遮蔽板３５を基板Ｗに近接した位置することができる。このため、最初の第１の揮発性溶剤Ｖの供給時から、第２の揮発性溶剤Ｈの供給時、再度の第１の揮発性溶剤Ｖの供給時、乾燥までの工程において、上記のように、測定部３８によって基板Ｗの被処理面上の処理液の膜厚を測定し、調整部４２が、測定された膜厚と、膜厚に適した対向面３５ａと被処理面とのギャップを示す情報に基づいて、ギャップを調整することができる。これにより、全ての工程において、遮蔽板３５への処理液の付着を防止して、処理液の落下によるウォーターマークの発生を防ぐことができる。
【0077】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。前述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。
以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。前述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。
【符号の説明】
【0078】
１ 基板処理装置
１ａ チャンバ
１ｂ カセット
１ｃ 搬送ロボット
１ｄ バッファユニット
１１ 洗浄室
１１ａ 開口
１１ｂ 扉
１２ 支持部
１３ 回転機構
１４ カップ
１５ 供給部
１５ａ ノズル
１５ｂ 移動機構
２０ ハンドリング装置
２１ ロボットハンド
２２ 移動機構
３１ 乾燥室
３１ａ 開口
３１ｂ 扉
３１ｃ 導入口
３１ｄ 排気口
３１ｅ 給気部
３１ｆ 排気部
３２ 支持部
３２ａ 回転テーブル
３２ｂ 保持部材
３２ｃ 回転軸
３３ 駆動機構
３４ 供給部
３５ 遮蔽板
３５ａ 対向面
３５ｂ 開口
３５ｃ 支持体
３５ｄ 通気路
３５ｅ 接続口
３５ｆ 穴
３６ 移動機構
３７ 給気部
３７ａ 給気装置
３８ 測定部
３８ａ 検出部
３９ カップ
４１ 機構制御部
４２ 調整部
４３ 記憶部
１１０ 処理装置
１２０ 洗浄装置
２００ 搬送装置
３００ 乾燥装置
３４１ 第１の揮発性溶剤供給部
３４１ａ ノズル
３４１ｂ 貯留部
３４２ 第２の揮発性溶剤供給部
３４２ａ ノズル
３４２ｂ 揺動アーム
３４２ｃ 揺動機構
４００ 制御装置
１ａ チャンバ
１ｂ カセット
１ｃ 搬送ロボット
１ｄ バッファユニット
１１ 洗浄室
１１ａ 開口
１１ｂ 扉
１２ 支持部
１３ 回転機構
１４ カップ
１５ 供給部
１５ａ ノズル
１５ｂ 移動機構
２０ ハンドリング装置
２１ ロボットハンド
２２ 移動機構
３１ 乾燥室
３１ａ 開口
３１ｂ 扉
３１ｃ 導入口
３１ｄ 排気口
３１ｅ 給気部
３１ｆ 排気部
３２ 支持部
３２ａ 回転テーブル
３２ｂ 保持部材
３２ｃ 回転軸
３３ 駆動機構
３４ 供給部
３５ 遮蔽板
３５ａ 対向面
３５ｂ 開口
３５ｃ 支持体
３５ｄ 通気路
３５ｅ 接続口
３５ｆ 穴
３６ 移動機構
３７ 給気部
３７ａ 給気装置
３８ 測定部
３８ａ 検出部
３９ カップ
４１ 機構制御部
４２ 調整部
４３ 記憶部
１１０ 処理装置
１２０ 洗浄装置
２００ 搬送装置
３００ 乾燥装置
３４１ 第１の揮発性溶剤供給部
３４１ａ ノズル
３４１ｂ 貯留部
３４２ 第２の揮発性溶剤供給部
３４２ａ ノズル
３４２ｂ 揺動アーム
３４２ｃ 揺動機構
４００ 制御装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】