特許 7265874 基板処理方法および基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-19

(45)【発行日】2023-04-27

(54)【発明の名称】基板処理方法および基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20230420BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 651B

H01L21/304 651L

H01L21/304 651M

H01L21/304 648L

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019012311

(22)【出願日】2019-01-28

(65)【公開番号】P2020120077

(43)【公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-12-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100110847

【弁理士】

【氏名又は名称】松阪 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100136526

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100136755

【弁理士】

【氏名又は名称】井田 正道

(72)【発明者】

【氏名】奥谷 学

(72)【発明者】

【氏名】大須賀 勤

(72)【発明者】

【氏名】東 克栄

(72)【発明者】

【氏名】阿部 博史

(72)【発明者】

【氏名】吉原 直彦

【審査官】平野 崇

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１１２６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１０９８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する基板処理方法であって、
ａ）水平状態で保持された基板の上面に第１処理液を供給して、前記基板の上面全体を覆う前記第１処理液の液膜を形成する工程と、
ｂ）前記基板を加熱して、前記基板の上面上の前記第１処理液の前記液膜と前記上面との間に前記第１処理液の蒸気層を形成する工程と、
ｃ）第２処理液を前記基板の上面に供給することにより、前記上面から前記第１処理液の前記液膜を除去するとともに、前記蒸気層を消滅させ、前記液膜中の異物を除去する工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。

【請求項2】

基板を処理する基板処理方法であって、
ａ）水平状態で保持された基板の上面に第１処理液を供給して、前記基板の上面全体を覆う前記第１処理液の液膜を形成する工程と、
ｂ）前記基板を加熱して、前記基板の上面上の前記第１処理液の前記液膜と前記上面との間に前記第１処理液の蒸気層を形成する工程と、
ｃ）第２処理液を前記基板の上面に供給することにより、前記上面から前記第１処理液の前記液膜を除去する工程と、
ｄ）前記ｃ）工程の後に、前記基板の上面を全体に亘って覆う前記第２処理液の液膜を形成する工程と、
ｅ）前記基板を加熱して、前記液膜の前記基板の上面に接する部分を気化させることにより、前記上面と前記液膜との間に蒸気層を形成する工程と、
ｆ）前記蒸気層上の前記液膜の中央部に向けてガスを噴射することにより、前記液膜の前記中央部に穴を形成する工程と、
ｇ）前記穴に向けてガスを噴射することにより、前記穴を径方向外方へと広げて前記液膜を前記基板上から除去する工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載の基板処理方法であって、
前記ｂ）工程が、
前記基板を加熱して、前記液膜の前記基板の上面に接する部分を気化させることにより、前記上面と前記液膜との間に前記蒸気層を形成することを特徴とする基板処理方法。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、
前記ｃ）工程において、前記基板の加熱がＯＦＦ状態であることを特徴とする基板処理方法。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、
前記ｃ）工程において、前記基板を回転することにより前記第１処理液の前記液膜を除去するとともに、前記蒸気層を消滅させることを特徴とする基板処理方法。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、
前記ａ）工程において用いられる前記第１処理液と、前記ｃ）工程において用いられる前記第２処理液が同一であることを特徴とする基板処理方法。

【請求項7】

請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記基板の周囲を囲む円筒状の第１側壁部と、前記第１側壁部の上端から前記第１側壁部の径方向内方かつ上方に延びる円環板状の第１天蓋部または前記第１側壁部の上端から前記第１側壁部の径方向内方かつ水平に延びる円環板状の第１天蓋部とを有する第１ガード部が、前記基板の径方向外側に配置され、さらに、前記第１側壁部よりも径方向内側にて前記基板の周囲を囲む円筒状の第２側壁部と、前記第１天蓋部よりも下側において前記第２側壁部の上端から前記第２側壁部の径方向内方かつ上方に延びる円環板状の第２天蓋部または前記第２側壁部の上端から前記第２側壁部の径方向内方かつ水平に延びる円環板状の第２天蓋部とを有する第２ガード部が、前記基板の径方向外側に配置され、
前記基板処理方法が、
ｈ）前記ｇ）工程と並行して、前記第１ガード部を前記基板に対して相対的に下方に移動させ、前記第１天蓋部を、前記基板の前記上面よりも下側、かつ、前記第２天蓋部から上方に離間した位置に配置する工程と、
ｉ）前記ｅ）ないしｈ）工程と並行して、前記第１天蓋部と、前記第１天蓋部から下方に離間した前記第２天蓋部との間の空間であるガード排気空間を継続的に排気する工程と、
をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。

【請求項8】

請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記基板の周囲を囲む円筒状の側壁部と、前記側壁部の上端から前記側壁部の径方向内方かつ上方に延びる円環板状の天蓋部または前記側壁部の上端から前記側壁部の径方向内方かつ水平に延びる円環板状の天蓋部とを有するガード部が、前記基板の径方向外側に配置され、
前記基板処理方法が、
ｈ）前記ｇ）工程と並行して、前記ガード部を前記基板に対して相対的に下方に移動させ、前記天蓋部を、前記基板の前記上面よりも下側において、前記天蓋部の内周縁と前記基板の前記上面との間の上下方向の距離が４ｍｍ未満となる位置に配置する工程と、
ｉ）前記ｅ）ないしｈ）工程と並行して、前記ガード部の径方向内側の空間を継続的に排気する工程と、
をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。

【請求項9】

請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記基板の周囲を囲む円筒状の側壁部と、前記側壁部の上端から前記側壁部の径方向内方かつ上方に延びる円環板状の天蓋部または前記側壁部の上端から前記側壁部の径方向内方かつ水平に延びる円環板状の天蓋部とを有するガード部が、前記基板の径方向外側に配置され、
前記基板処理方法が、
ｈ）前記ｇ）工程と並行して、前記ガード部を前記基板に対して相対的に下方に移動させ、前記天蓋部を、前記基板の前記上面よりも下側に配置する工程と、
ｉ）前記ｅ）ないしｈ）工程と並行して、前記ガード部の径方向内側の空間を継続的に排気する工程と、
をさらに備え、
前記ｉ）工程が、前記ｈ）工程と並行して、前記ガード部の径方向内側の空間からの排気流量を増大させることを特徴とする基板処理方法。

【請求項10】

基板を処理する基板処理装置であって、
水平状態で保持された基板の上面に処理液を供給する処理液供給部と、
前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理液供給部により前記基板の上面に第１処理液を供給して、前記基板の上面全体を覆う前記第１処理液の液膜を形成し、前記加熱部により前記基板を加熱して、前記上面上の前記第１処理液の前記液膜と前記上面との間に前記第１処理液の蒸気層を形成し、その後、前記処理液供給部により第２処理液を前記基板の上面に供給することにより、前記上面から前記第１処理液の前記液膜を除去するとともに、前記蒸気層を消滅させ、前記液膜中の異物を除去する制御部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。

【請求項11】

基板を処理する基板処理装置であって、
水平状態で保持された基板の上面に処理液を供給する処理液供給部と、
前記基板を加熱する加熱部と、
前記基板の上面に向けてガスを噴射するガス噴射部と、
前記処理液供給部により前記基板の上面に第１処理液を供給して、前記基板の上面全体を覆う前記第１処理液の液膜を形成し、前記加熱部により前記基板を加熱して、前記上面上の前記第１処理液の前記液膜と前記上面との間に前記第１処理液の蒸気層を形成し、その後、前記処理液供給部により第２処理液を前記基板の上面に供給することにより、前記上面から前記第１処理液の前記液膜を除去する制御部と、
を備え、
前記制御部は、さらに、前記液膜を除去した後に、前記基板の上面を全体に亘って覆う前記第２処理液の液膜を形成し、前記加熱部により前記基板を加熱して、前記液膜の前記基板の上面に接する部分を気化させることにより、前記上面と前記液膜との間に蒸気層を形成し、前記ガス噴射部により前記蒸気層上の前記液膜の中央部に向けてガスを噴射することにより、前記液膜の前記中央部に穴を形成し、前記穴に向けてガスをさらに噴射することにより、前記穴を径方向外方へと広げて前記液膜を前記基板上から除去する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】

本発明は、基板を処理する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体デバイスの製造では、半導体基板（以下、単に「基板」という。）に対して様々な種類の処理液を利用して処理を行う基板処理装置が用いられている。例えば、表面上にレジストのパターンが形成された基板にエッチング液を供給することにより、基板の表面に対してエッチングが行われる。エッチング後の基板にはリンス液が供給され、基板上のエッチング液が除去される。そして、基板を高速に回転することにより、基板の乾燥が行われる。

【0003】

また、特許文献１では、基板上のパターンの倒壊を抑制しつつ基板を乾燥させる乾燥処理が開示されている。当該乾燥処理では、基板上のリンス液を有機溶剤に置換し、その後、基板を加熱することにより、基板の上面と有機溶剤の液膜との間に有機溶剤の蒸気層が形成される。そして、窒素ガスを噴射して液膜に穴を形成し、さらに穴を広げることにより、有機溶剤の液膜が除去される。特許文献２では、上記乾燥処理において液膜の穴を広げる際に、窒素ガスの流量を大きくすることにより、液膜を良好に除去する手法が開示されている。特許文献３では、上記乾燥処理において液膜の穴を広げる際に、基板の上面に向かって窒素ガスを噴射するとともに、基板の上面と平行にかつ放射状にガスを噴射することにより、上面にミスト等が付着することを抑制する手法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－１１２６５２号公報

【文献】特開２０１６－１３６５９９号公報

【文献】特開２０１６－１６２８４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記乾燥処理では、基板の加熱により上面と処理液の液膜との間に処理液の蒸気層を形成する際に、基板の上面に付着した異物が処理液の液膜に取り込まれて、液膜と共に浮遊することが、本願発明者により確認されている。しかしながら、上記特許文献１ないし３のように、液膜の穴を広げて液膜を除去する場合、液膜に取り込まれた異物の一部が上面に残留してしまう。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、蒸気層の形成に伴って処理液の液膜に取り込まれた異物を、基板の上面から適切に除去することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の発明は、基板を処理する基板処理方法であって、ａ）水平状態で保持された基板の上面に第１処理液を供給して、前記基板の上面全体を覆う前記第１処理液の液膜を形成する工程と、ｂ）前記基板を加熱して、前記基板の上面上の前記第１処理液の前記液膜と前記上面との間に前記第１処理液の蒸気層を形成する工程と、ｃ）第２処理液を前記基板の上面に供給することにより、前記上面から前記第１処理液の前記液膜を除去するとともに、前記蒸気層を消滅させ、前記液膜中の異物を除去する工程とを備える。
請求項２に記載の発明は、基板を処理する基板処理方法であって、ａ）水平状態で保持された基板の上面に第１処理液を供給して、前記基板の上面全体を覆う前記第１処理液の液膜を形成する工程と、ｂ）前記基板を加熱して、前記基板の上面上の前記第１処理液の前記液膜と前記上面との間に前記第１処理液の蒸気層を形成する工程と、ｃ）第２処理液を前記基板の上面に供給することにより、前記上面から前記第１処理液の前記液膜を除去する工程と、ｄ）前記ｃ）工程の後に、前記基板の上面を全体に亘って覆う前記第２処理液の液膜を形成する工程と、ｅ）前記基板を加熱して、前記液膜の前記基板の上面に接する部分を気化させることにより、前記上面と前記液膜との間に蒸気層を形成する工程と、ｆ）前記蒸気層上の前記液膜の中央部に向けてガスを噴射することにより、前記液膜の前記中央部に穴を形成する工程と、ｇ）前記穴に向けてガスを噴射することにより、前記穴を径方向外方へと広げて前記液膜を前記基板上から除去する工程とを備える。

【0008】

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理方法であって、前記ｂ）工程が、前記基板を加熱して、前記液膜の前記基板の上面に接する部分を気化させることにより、前記上面と前記液膜との間に前記蒸気層を形成する。

【0009】

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、前記ｃ）工程において、前記基板の加熱がＯＦＦ状態である。

【0010】

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、前記ｃ）工程において、前記基板を回転することにより前記第１処理液の前記液膜を除去するとともに、前記蒸気層を消滅させる。

【0011】

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、前記ａ）工程において用いられる前記第１処理液と、前記ｃ）工程において用いられる前記第２処理液が同一である。

【0013】

請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の基板処理方法であって、前記基板の周囲を囲む円筒状の第１側壁部と、前記第１側壁部の上端から前記第１側壁部の径方向内方かつ上方に延びる円環板状の第１天蓋部または前記第１側壁部の上端から前記第１側壁部の径方向内方かつ水平に延びる円環板状の第１天蓋部とを有する第１ガード部が、前記基板の径方向外側に配置され、さらに、前記第１側壁部よりも径方向内側にて前記基板の周囲を囲む円筒状の第２側壁部と、前記第１天蓋部よりも下側において前記第２側壁部の上端から前記第２側壁部の径方向内方かつ上方に延びる円環板状の第２天蓋部または前記第２側壁部の上端から前記第２側壁部の径方向内方かつ水平に延びる円環板状の第２天蓋部とを有する第２ガード部が、前記基板の径方向外側に配置され、前記基板処理方法が、ｈ）前記ｇ）工程と並行して、前記第１ガード部を前記基板に対して相対的に下方に移動させ、前記第１天蓋部を、前記基板の前記上面よりも下側、かつ、前記第２天蓋部から上方に離間した位置に配置する工程と、ｉ）前記ｅ）ないしｈ）工程と並行して、前記第１天蓋部と、前記第１天蓋部から下方に離間した前記第２天蓋部との間の空間であるガード排気空間を継続的に排気する工程とをさらに備える。

【0014】

請求項８に記載の発明は、請求項２に記載の基板処理方法であって、前記基板の周囲を囲む円筒状の側壁部と、前記側壁部の上端から前記側壁部の径方向内方かつ上方に延びる円環板状の天蓋部または前記側壁部の上端から前記側壁部の径方向内方かつ水平に延びる円環板状の天蓋部とを有するガード部が、前記基板の径方向外側に配置され、前記基板処理方法が、ｈ）前記ｇ）工程と並行して、前記ガード部を前記基板に対して相対的に下方に移動させ、前記天蓋部を、前記基板の前記上面よりも下側において、前記天蓋部の内周縁と前記基板の前記上面との間の上下方向の距離が４ｍｍ未満となる位置に配置する工程と、ｉ）前記ｅ）ないしｈ）工程と並行して、前記ガード部の径方向内側の空間を継続的に排気する工程とをさらに備える。

【0015】

請求項９に記載の発明は、請求項２に記載の基板処理方法であって、前記基板の周囲を囲む円筒状の側壁部と、前記側壁部の上端から前記側壁部の径方向内方かつ上方に延びる円環板状の天蓋部または前記側壁部の上端から前記側壁部の径方向内方かつ水平に延びる円環板状の天蓋部とを有するガード部が、前記基板の径方向外側に配置され、前記基板処理方法が、ｈ）前記ｇ）工程と並行して、前記ガード部を前記基板に対して相対的に下方に移動させ、前記天蓋部を、前記基板の前記上面よりも下側に配置する工程と、ｉ）前記ｅ）ないしｈ）工程と並行して、前記ガード部の径方向内側の空間を継続的に排気する工程とをさらに備え、前記ｉ）工程が、前記ｈ）工程と並行して、前記ガード部の径方向内側の空間からの排気流量を増大させる。

【0016】

請求項１０に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、水平状態で保持された基板の上面に処理液を供給する処理液供給部と、前記基板を加熱する加熱部と、前記処理液供給部により前記基板の上面に第１処理液を供給して、前記基板の上面全体を覆う前記第１処理液の液膜を形成し、前記加熱部により前記基板を加熱して、前記上面上の前記第１処理液の前記液膜と前記上面との間に前記第１処理液の蒸気層を形成し、その後、前記処理液供給部により第２処理液を前記基板の上面に供給することにより、前記上面から前記第１処理液の前記液膜を除去するとともに、前記蒸気層を消滅させ、前記液膜中の異物を除去する制御部とを備える。
請求項１１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、水平状態で保持された基板の上面に処理液を供給する処理液供給部と、前記基板を加熱する加熱部と、前記基板の上面に向けてガスを噴射するガス噴射部と、前記処理液供給部により前記基板の上面に第１処理液を供給して、前記基板の上面全体を覆う前記第１処理液の液膜を形成し、前記加熱部により前記基板を加熱して、前記上面上の前記第１処理液の前記液膜と前記上面との間に前記第１処理液の蒸気層を形成し、その後、前記処理液供給部により第２処理液を前記基板の上面に供給することにより、前記上面から前記第１処理液の前記液膜を除去する制御部とを備え、前記制御部は、さらに、前記液膜を除去した後に、前記基板の上面を全体に亘って覆う前記第２処理液の液膜を形成し、前記加熱部により前記基板を加熱して、前記液膜の前記基板の上面に接する部分を気化させることにより、前記上面と前記液膜との間に蒸気層を形成し、前記ガス噴射部により前記蒸気層上の前記液膜の中央部に向けてガスを噴射することにより、前記液膜の前記中央部に穴を形成し、前記穴に向けてガスをさらに噴射することにより、前記穴を径方向外方へと広げて前記液膜を前記基板上から除去する。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、蒸気層の形成に伴って第１処理液の液膜に取り込まれた異物を、基板の上面から適切に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】基板処理装置の構成を示す図である。

【図2A】基板を処理する流れを示す図である。

【図2B】基板を処理する流れを示す図である。

【図3A】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図3B】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図3C】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図4】処理中の基板の上面を模式的に示す図である。

【図5A】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図5B】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図5C】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図5D】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図6】処理中の基板の上面を模式的に示す図である。

【図7A】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図7B】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図7C】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図7D】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図8】比較例の処理中の基板の上面を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す図である。基板処理装置１は、円板状の基板９を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、基板保持回転部２１と、気液供給部３と、加熱部４と、カップ部６と、排気部７１と、制御部１１とを備える。制御部１１は、例えばＣＰＵ等を備えたコンピュータであり、基板処理装置１の全体制御を担う。

【0020】

基板保持回転部２１は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする円板状のベース部２１１を備える。ベース部２１１の上面には、複数の（例えば、３以上の）チャックピン２１２が設けられる。複数のチャックピン２１２は、中心軸Ｊ１を中心とする円周上において、周方向に等間隔に配置される。各チャックピン２１２は、モータおよび伝達機構を有するピン駆動機構（図示省略）により中心軸Ｊ１に平行な軸を中心として回動可能である。チャックピン２１２の先端には支持部２１３が設けられる。複数のチャックピン２１２における複数の支持部２１３は、ベース部２１１の上方において基板９の外周縁部を下方から支持する。ベース部２１１の上面は、基板９の下方を向く主面９２（以下、「下面９２」という。）と平行であり、両者は隙間を空けて互いに対向する。

【0021】

各支持部２１３上には上方に突出する把持部が設けられる。ピン駆動機構が、各チャックピン２１２を一の方向に回動することにより、複数の支持部２１３上の把持部が、基板９の外周端面に押し付けられる。これにより、複数の把持部により基板９が水平状態で把持（保持）された状態（以下、「基板把持状態」という。）となる。基板把持状態では、基板９の中心は、中心軸Ｊ１上に位置する。基板把持状態において、ピン駆動機構が、各チャックピン２１２を上記方向とは反対方向に回動することにより、複数の把持部が基板９の外周端面から離間した状態（以下、「把持解除状態」という。）となる。把持解除状態では、基板９の外周縁部が複数の支持部２１３により下方から支持される。

【0022】

基板保持回転部２１は、シャフト部２２１と、基板回転機構２２と、ケーシング２３とをさらに備える。シャフト部２２１は、中心軸Ｊ１を中心とする棒状であり、シャフト部２２１の上端がベース部２１１の下面の中央に固定される。基板回転機構２２はモータを有する。基板回転機構２２がシャフト部２２１の下端部を回転することにより、ベース部２１１が基板９と共に中心軸Ｊ１を中心として回転する。ケーシング２３は、略円筒状であり、シャフト部２２１および基板回転機構２２の周囲を囲む。

【0023】

加熱部４は、ヒータ４１と、ヒータ昇降機構４２とを備える。ヒータ４１は、中心軸Ｊ１を中心とする円板状であり、複数のチャックピン２１２に支持された基板９とベース部２１１との間に配置される。ヒータ４１は、基板９の下面９２側に位置する。ヒータ４１は、例えば、ニクロム線等の抵抗発熱体を有するホットプレートである。一例では、基板処理装置１の稼働中、ヒータ４１が常時通電されており、一定温度で加熱される。ヒータ４１は、抵抗発熱体以外の熱源を利用するものであってもよく、基板処理装置１の稼働中において、ヒータ４１のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられてもよい。ヒータのＯＮ／ＯＦＦが切換えられる例としてＬＥＤを加熱部とすることができる。ヒータにＬＥＤを用いると、電流をＯＮにすると速やかにヒータが加熱される。また電流をＯＦＦにするとヒータがすみやかに冷却される。そのまま、ホットプレートのように常時通電させなくてもよい。また、後述する昇降工程がなくてもよい。ヒータ４１の上面は、基板９の下面９２のほぼ全体に亘って広がり、下面９２に直接的に対向する。ヒータ４１の上面は、基板９の下面９２とほぼ平行である。図１のヒータ４１は、ヒータ上部４１１と、ヒータ下部４１２とを備える。ヒータ上部４１１は、基板９の下面９２に対向する円板状である。ヒータ下部４１２は、ヒータ上部４１１よりも直径が小さい円板状であり、ヒータ上部４１１の下側に連続する。

【0024】

ヒータ４１の下面（ヒータ下部４１２の下面）の中央には、中心軸Ｊ１を中心とする昇降軸４２１の上端が固定される。ベース部２１１およびシャフト部２２１には、上下方向に延びる中空部が中心軸Ｊ１上に設けられており、当該中空部内に昇降軸４２１が配置される。昇降軸４２１は、シャフト部２２１の下端よりも下方まで延びる。シャフト部２２１の下方において、昇降軸４２１の下端部がヒータ昇降機構４２に接続される。

【0025】

ヒータ昇降機構４２は、昇降軸４２１を介してヒータ４１を支持する。ヒータ昇降機構４２は、例えば、モータおよびボールねじを備え、モータの駆動により昇降軸４２１を上下方向に移動する。本処理例では、ヒータ４１の上面が複数の支持部２１３よりも上方に位置する上位置と、ヒータ４１の下面がベース部２１１に近接する下位置とに、ヒータ４１が選択的に配置される。下位置に配置されたヒータ４１の上面は、複数の支持部２１３よりも下方に位置する。ヒータ昇降機構４２は、上位置と下位置との間における任意の位置にヒータ４１を配置可能であってよい。

【0026】

把持解除状態において、ヒータ４１が下位置から上位置に移動することにより、複数の支持部２１３からヒータ４１の上面に基板９が受け渡される（後述の図５Ａ参照）。これにより、ヒータ４１が基板９の下面９２に接触し、基板９がヒータ４１により支持されつつ下面９２がほぼ均一に加熱される。また、ヒータ４１が上位置から下位置に移動することにより、ヒータ４１の上面から複数の支持部２１３に基板９が受け渡される。これにより、ヒータ４１が基板９の下面９２から離間し、基板９が複数の支持部２１３により支持される。ヒータ４１を下位置に配置した状態では、基板９の下面９２はほとんど加熱されない。以下の説明では、ヒータ４１が下位置に配置されることにより、基板９の加熱がＯＦＦ状態になるものとする。

【0027】

なお、ヒータ４１の上面に複数の微小突起が設けられ、ヒータ４１が上位置に配置された状態で、基板９が複数の微小突起により支持されてもよい。この場合も、基板９がヒータ４１により支持されていると捉えることができる。また、複数の把持部により基板９が把持されたままで（すなわち、基板把持状態において）、上位置に配置されたヒータ４１が基板９の下面９２に接触または近接してもよい。上位置に配置されたヒータ４１が基板９の下面９２に接触または近接することにより、基板９がヒータ４１により加熱される。

【0028】

カップ部６は、内側ガード部６１と、外側ガード部６２と、最外周壁部６３と、液回収部６４と、カップ底部６５と、ガード昇降機構６６とを備える。内側ガード部６１、外側ガード部６２および最外周壁部６３は、中心軸Ｊ１から径方向外方に向かって順に設けられる。後述するように、内側ガード部６１および外側ガード部６２は、上下方向に移動可能であり、外側ガード部６２は、移動可能な最外のガード部である。

【0029】

内側ガード部６１は、内側側壁部６１１と、内側天蓋部６１２と、液案内部６１３とを備える。内側側壁部６１１は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状であり、ベース部２１１の周囲を囲む。内側天蓋部６１２は、内側側壁部６１１の上端から径方向内方かつ上方に延びる円環板状である。内側天蓋部６１２の内周縁は、中心軸Ｊ１を中心とする円形であり、複数のチャックピン２１２に近接する。液案内部６１３の上部は、内側側壁部６１１の内周面から径方向内方かつ下方に延びる円環板状である。液案内部６１３の下部は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状であり、当該上部から連続する。

【0030】

外側ガード部６２は、外側側壁部６２１と、外側天蓋部６２２とを備える。外側側壁部６２１は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状であり、内側側壁部６１１の周囲を囲む。上下方向に沿って見た場合、外側側壁部６２１は、内側側壁部６１１よりも径方向外側にて基板９の周囲を囲む。換言すると、内側側壁部６１１は、外側側壁部６２１よりも径方向内側にて基板９の周囲を囲む。外側天蓋部６２２は、外側側壁部６２１の上端から径方向内方かつ上方に延びる円環板状である。外側天蓋部６２２の内周縁は、中心軸Ｊ１を中心とする円形であり、複数のチャックピン２１２に近接する。外側天蓋部６２２は、内側天蓋部６１２よりも上側に位置する。上下方向に沿って見た場合に、外側天蓋部６２２の内周縁は、外側天蓋部６２２よりも下側に位置する内側天蓋部６１２の内周縁とほぼ重なる。すなわち、外側天蓋部６２２の内周縁の直径は、内側天蓋部６１２の内周縁の直径とほぼ同じである。図１のカップ部６では、外側天蓋部６２２の内周縁が外側ガード部６２の上端であり、内側天蓋部６１２の内周縁が内側ガード部６１の上端である。

【0031】

カップ底部６５は、ケーシング２３から径方向外方に向かって広がる環状板部である。カップ底部６５には、排出管（図示省略）が設けられ、排出管を介してカップ底部６５上における液体が外部に排出される。最外周壁部６３は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状であり、カップ底部６５の外周縁から上方に延びる。最外周壁部６３は、外側側壁部６２１の周囲を囲む。最外周壁部６３の上端には、排気リング６３１が設けられる。排気リング６３１は、最外周壁部６３から径方向内方に向かって広がる環状板部である。排気リング６３１の内周縁の直径は、外側側壁部６２１の直径よりも僅かに大きい。排気リング６３１の内周縁は、隙間を空けて外側側壁部６２１と対向する。排気リング６３１の内周縁と外側側壁部６２１との間には、中心軸Ｊ１を中心とする環状の間隙６９（以下、「最外排気間隙６９」という。）が形成される。最外周壁部６３には、カップ底部６５の近傍において排気口６３２が設けられる。後述するように、排気口６３２には、排気部７１が接続される。

【0032】

液回収部６４は、内側円筒部６４１と、環状底部６４２と、外側円筒部６４３とを備える。内側円筒部６４１および外側円筒部６４３は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状である。内側円筒部６４１は、ケーシング２３の外周面に固定される。環状底部６４２は、内側円筒部６４１の下端から径方向外方に向かって広がる環状板部である。外側円筒部６４３は、環状底部６４２の外周縁から上方に延びる。環状底部６４２には、排出管（図示省略）が設けられ、排出管を介して環状底部６４２上における液体が外部に排出される。内側ガード部６１における液案内部６１３の下部は、内側円筒部６４１と外側円筒部６４３との間に配置される。

【0033】

ガード昇降機構６６は、例えば、モータおよびボールねじを備え、内側ガード部６１および外側ガード部６２のそれぞれを上下方向に移動する。例えば、内側ガード部６１は、所定の上位置と下位置との間の任意の位置に配置可能であり、外側ガード部６２も、所定の上位置と下位置との間の任意の位置に配置可能である。基板処理装置１に対する基板９の搬入搬出時には、図１に示すように、内側ガード部６１が下位置に配置され、外側ガード部６２も下位置に配置される。これにより、内側ガード部６１の上端、および、外側ガード部６２の上端が、複数の支持部２１３および基板９よりも下方に配置され、外部の搬送機構と干渉することが防止される。

【0034】

外側ガード部６２の上端を基板９よりも上方に配置し、内側ガード部６１の上端を基板９よりも下方に配置した状態では（後述の図３Ｂ参照）、外側ガード部６２が基板９に対して径方向に直接的に対向する。この状態では、基板９から飛散する液体は、外側ガード部６２の内周面で受けられ、当該内周面および内側ガード部６１の外周面を介してカップ底部６５へと導かれる。外側ガード部６２の上端を基板９よりも上方に配置し、内側ガード部６１の上端も基板９よりも上方に配置した状態では（後述の図３Ａ参照）、内側ガード部６１が基板９に対して径方向に直接的に対向する。この状態では、基板９から飛散する液体は、内側ガード部６１の内周面で受けられ、液案内部６１３を介して液回収部６４へと導かれる。

【0035】

図１の排気部７１は、例えばポンプおよび排気管を有し、最外周壁部６３の排気口６３２に接続される。排気部７１は、最外周壁部６３の内部の気体を外部に排出する。内側ガード部６１の内側の空間は、液案内部６１３の下部と、液回収部６４の内側円筒部６４１および外側円筒部６４３との間の隙間を介して排気口６３２に連通する。内側ガード部６１の内側天蓋部６１２と、外側ガード部６２の外側天蓋部６２２との間の空間６８（以下、「ガード排気空間６８」という。）は、内側側壁部６１１と外側側壁部６２１との間の隙間を介して排気口６３２に連通する。排気リング６３１の内周縁と外側ガード部６２との間の最外排気間隙６９は、外側側壁部６２１と最外周壁部６３との間の隙間を介して排気口６３２に連通する。排気部７１では、内側ガード部６１の内側、ガード排気空間６８および最外排気間隙６９を介して、基板９周囲の雰囲気を排気することが可能である。また、排気部７１では、排気管に設けられるダンパの調整、または、ポンプの出力の調整等により、排気流量を変更することが可能である。

【0036】

気液供給部３は、第１ノズル３１と、第２ノズル３２と、第３ノズル３３とを備える。後述するように、気液供給部３は、第１ないし第３ノズル３１～３３を介して基板９の上方を向く主面９１（以下、「上面９１」という。）に処理液を供給する処理液供給部である。また、気液供給部３は、第３ノズル３３を介して基板９の上面９１に向けてガスを噴射するガス噴射部でもある。

【0037】

第１ノズル３１は、開閉弁３１２を介して薬液供給源３１１に接続される。第１ノズル３１は、モータおよびアームを有するノズル移動機構（図示省略）により、基板９の上面９１の中央部に対向する対向位置と、基板９に対して径方向外方に離れた待機位置とに選択的に配置される。薬液供給源３１１が第１ノズル３１に薬液を供給することにより、第１ノズル３１から下方に向かって薬液が吐出される。薬液は、例えばフッ酸、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、バッファードフッ酸（フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）等である。

【0038】

第２ノズル３２は、開閉弁３２２を介してリンス液供給源３２１に接続される。第２ノズル３２は、例えば、第１ノズル３１と同じアームに支持されており、上記ノズル移動機構により、基板９の上面９１の中央部に対向する対向位置と、基板９に対して径方向外方に離れた待機位置とに選択的に配置される。リンス液供給源３２１が第２ノズル３２にリンス液を供給することにより、第２ノズル３２から下方に向かってリンス液が吐出される。リンス液は、例えば純水（DeIonized Water）である。純水以外のリンス液が用いられてもよい。また、第１ノズル３１および第２ノズル３２の移動が、個別のノズル移動機構により行われてもよい。

【0039】

第３ノズル３３は、開閉弁３３２を介して有機溶剤供給源３３１に接続される。第３ノズル３３は、モータおよびアームを有する他のノズル移動機構（図示省略）により、基板９の上面９１の中央部に対向する対向位置と、基板９に対して径方向外方に離れた待機位置とに選択的に配置される。有機溶剤供給源３３１が第３ノズル３３に有機溶剤を供給することにより、第３ノズル３３から下方に向かって有機溶剤が吐出される。好ましい有機溶剤は、リンス液よりも表面張力が低く、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）である。ＩＰＡ以外の有機溶剤（例えば、メタノール、エタノール、アセトン、ハイドロフルオロエーテル等）が用いられてもよい。

【0040】

第３ノズル３３には、さらに、開閉弁３４２および流量調整弁３４３を介して不活性ガス供給源３４１が接続される。第３ノズル３３では、例えば、処理液（有機溶剤）の吐出口の周囲に、ガス噴射口が設けられる。不活性ガス供給源３４１が第３ノズル３３に不活性ガスを供給することにより、第３ノズル３３から下方に向かって不活性ガスが噴射される。第３ノズル３３では、流量調整弁３４３により不活性ガスの噴射流量が高精度に調整可能である。不活性ガスは、例えば窒素ガスである。窒素ガス以外の不活性ガスが用いられてもよい。また、基板９上に形成された膜やパターンの種類等によっては、不活性ガス以外の種類のガス（例えば、乾燥空気）が用いられてもよい。第３ノズル３３では、径方向外方に向かってガスを噴射するガス噴射口が追加されてもよい。

【0041】

図２Ａおよび図２Ｂは、基板処理装置１が基板９を処理する流れを示す図である。以下の説明における基板処理装置１の動作は、原則として制御部１１の制御により行われる。図１の基板処理装置１では、排気部７１が駆動され、最外周壁部６３の内部が、予め設定された通常排気流量で排気される（ステップＳ１１）。なお、基板処理装置１の稼働中、排気部７１が常時駆動されていてもよい。

【0042】

内側ガード部６１が下位置に配置され、外側ガード部６２も下位置に配置された状態で、外部の搬送機構により基板９が搬入され、複数の支持部２１３上に載置される（ステップＳ１２）。各チャックピン２１２が回転し、支持部２１３上の把持部が基板９の外周端面に押し付けられる。これにより、複数の把持部により基板９が把持された基板把持状態が形成される。その後、基板回転機構２２により所定の回転速度での基板９の回転が開始される。このとき、ヒータ４１は下位置に配置されており、基板９の加熱はＯＦＦ状態である。

【0043】

カップ部６では、ガード昇降機構６６により、内側ガード部６１および外側ガード部６２が上方に移動し、図３Ａに示すように、内側ガード部６１が基板９に対して径方向に直接的に対向する。また、ノズル移動機構により、第１ノズル３１および第２ノズル３２が、基板９の上面９１の中央部に対向する対向位置に配置される。開閉弁３１２を開いて、薬液供給源３１１が第１ノズル３１に薬液を供給することにより、第１ノズル３１から上面９１の中央部に薬液が供給される（ステップＳ１３）。上面９１では、基板９の回転による遠心力により薬液が基板９の外周縁に向かって広がり、上面９１の全体に薬液が供給される。基板９の外周縁から飛散する薬液は、内側ガード部６１の内周面により受けられ、液回収部６４において回収される（後述のリンス液の供給時において同様）。なお、第１ノズル３１からの薬液の吐出は、連続的であっても、断続的であってもよい。後述する第２ノズル３２からのリンス液の吐出、第３ノズル３３からの有機溶剤の吐出、および、第３ノズル３３からの不活性ガスの噴出において同様である。

【0044】

薬液の供給が所定時間継続されると、薬液の供給が停止される。続いて、開閉弁３２２を開いて、リンス液供給源３２１が第２ノズル３２にリンス液を供給することにより、第２ノズル３２から上面９１の中央部近傍にリンス液が供給される（ステップＳ１４）。上面９１では、基板９の回転によりリンス液が基板９の外周縁に向かって広がり、上面９１の全体にリンス液が供給される。リンス液の供給により、上面９１に付着する薬液が除去される。リンス液の供給は所定時間継続され、その後、停止される。

【0045】

続いて、内側ガード部６１が下方に移動し、図３Ｂに示すように、外側ガード部６２が基板９に対して径方向に直接的に対向する。また、第１ノズル３１および第２ノズル３２が、基板９に対して径方向外方に離れた待機位置に移動するとともに、第３ノズル３３が基板９の上面９１の中央部に対向する対向位置に配置される。開閉弁３３２を開いて、有機溶剤供給源３３１が第３ノズル３３に有機溶剤を供給することにより、第３ノズル３３から上面９１の中央部に有機溶剤が供給される。このとき、基板９は第１回転速度で回転する。上面９１では、遠心力により有機溶剤が基板９の外周縁に向かって広がり、上面９１の全体に有機溶剤が供給される。すなわち、上面９１に付着するリンス液が有機溶剤に置換される。基板９の外周縁から飛散する有機溶剤は、外側ガード部６２の内周面により受けられ、カップ底部６５において回収される。なお、第２ノズル３２からのリンス液の供給停止後、第３ノズル３３からの有機溶剤の供給開始までの間に、上面９１が乾燥することを避けるため、図示省略の純水ノズルから、上面９１に純水が供給されてもよい。

【0046】

有機溶剤の供給開始から所定時間が経過すると、基板回転機構２２により基板９の回転速度が段階的に低減される。本処理例では、基板９の回転速度が、第１回転速度よりも小さい第２回転速度に低減され、第２回転速度での基板９の回転が所定時間継続された後、基板９の回転が停止される。基板９の回転停止後、第３ノズル３３からの有機溶剤（第１処理液）の吐出が停止される。これにより、水平状態で保持された基板９の上面９１上に、図３Ｃに示すように有機溶剤の液膜８１（有機溶剤のパドル）が形成される（ステップＳ１５）。有機溶剤の液膜８１は、基板９の上面９１を全体に亘って覆う、すなわち、上面９１の全体に亘る液膜８１が形成される。ここでは、有機溶剤の液膜８１は、基板９の回転が停止した状態で上面９１に残留する有機溶剤の塊である。

【0047】

図４は、基板９の上面９１を模式的に示す図である。図４の最も左側に示すように、基板９の上面９１には、所定のパターンが形成されており、当該パターンは、例えば直立する多数のパターン要素９３を含む。有機溶剤の液膜８１の厚さは、パターン要素９３の高さよりも十分に大きく、パターン要素９３の全体が有機溶剤の液膜８１に含まれる（覆われる）。

【0048】

続いて、各チャックピン２１２が回転し、複数の把持部が基板９の外周端面から離間した把持解除状態が形成される。把持解除状態では、複数の支持部２１３により基板９が下方から支持される。そして、ヒータ昇降機構４２により、ヒータ４１が下位置から上位置に移動することにより、図５Ａに示すように、複数の支持部２１３からヒータ４１の上面に基板９が受け渡される。これにより、ヒータ４１が基板９の下面９２に接触し、基板９がヒータ４１により水平状態で支持されつつ、下面９２がほぼ均一に、かつ、急激に加熱される。

【0049】

基板９は、ヒータ４１により有機溶剤の沸点以上の温度（例えば、１８０～２２０℃）に加熱される。有機溶剤の液膜８１は、基板９の上面９１から熱を受けることにより、上面９１との界面において液膜８１の一部（すなわち、上面９１に接する部分）が気化する。このように、基板９を下面９２側から加熱することにより、図４の左から２番目に示すように、上面９１と有機溶剤の液膜８１との間に有機溶剤の蒸気層８２が形成される（ステップＳ１６）。蒸気層８２の存在により、上面９１の全体に亘って液膜８１が上面９１から浮遊する。このとき、パターン要素９３および基板９の上面９１に付着した異物８９（例えば、ポリマー等の不要物）が、有機溶剤の液膜８１に取り込まれ、液膜８１と共に上面９１から浮遊する。例えば、蒸気層８２の厚さは、パターン要素９３の高さよりも大きく、パターン要素９３のほぼ全体が蒸気層８２に含まれる。

【0050】

基板処理装置１では、ヒータ４１が上位置に配置された後、基板９の加熱を継続すべき加熱時間が実験等により予め得られている。当該加熱時間が経過すると、ヒータ４１が上位置から下位置に移動することにより、図５Ｂに示すように、ヒータ４１の上面から複数の支持部２１３に基板９が受け渡される。これにより、ヒータ４１による基板９の加熱がＯＦＦ状態となる。ヒータ４１による基板９の加熱を上記加熱時間に制限することにより、有機溶剤の液膜８１の気化が過度に進行し、液膜８１に穴が発生することを防止または抑制することが可能となる。なお、ＯＦＦ状態では、ヒータ４１の輻射熱により有機溶剤の沸点よりも低い温度に基板９が加熱されてもよい。その後、複数の支持部２１３では、把持部が基板９の外周端面に押し付けられ、基板把持状態が形成される。

【0051】

続いて、図５Ｃに示すように、第３ノズル３３から基板９の上面９１の中央部に新たな有機溶剤が供給される。これにより、図４の左から３番目に示すように、有機溶剤の蒸気層８２が消滅し、パターン要素９３の全体が有機溶剤に含まれる。また、有機溶剤の供給開始後、基板回転機構２２による基板９の回転が開始（再開）され、基板９が第３回転速度で回転する。異物８９を含む有機溶剤（すなわち、異物が溶解または浮遊した有機溶剤の液膜８１）は遠心力により基板９の外周縁から飛散し、図４の最も右側に示すように、異物８９が上面９１から除去される（ステップＳ１７）。基板９から飛散する有機溶剤は、外側ガード部６２の内周面により受けられ、カップ底部６５において回収される。以上のように、新たな有機溶剤（第２処理液）の供給により、異物８９を含む液膜８１が除去され、上面９１の全体が新たな有機溶剤により覆われる（すなわち、異物８９を含む液膜８１および蒸気層８２が新たな有機溶剤に置換される。）。

【0052】

本処理例では、第３ノズル３３から常温の有機溶剤が吐出されるが、加熱された有機溶剤が吐出されてもよい。この場合、異物８９が新たな有機溶剤に取り込まれやすくなり、異物８９をより効率よく上面９１から除去することが可能となる。また、ステップＳ１７では、第３ノズル３３が基板９の上面９１に沿って移動しつつ、新たな有機溶剤が吐出されてもよい。

【0053】

有機溶剤の供給開始から所定時間が経過すると、基板回転機構２２により基板９の回転速度が段階的に低減される。本処理例では、基板９の回転速度が、第３回転速度よりも小さい第４回転速度に低減され、第４回転速度での基板９の回転が所定時間継続された後、基板９の回転が停止される。基板９の回転停止後、第３ノズル３３からの有機溶剤の吐出が停止される。これにより、図５Ｄに示すように、基板９の上面９１を全体に亘って覆う有機溶剤の液膜８１ａ（有機溶剤のパドル）が再度形成される（ステップＳ１８）。図６の最も左側に示すように、有機溶剤の液膜８１ａの厚さは、パターン要素９３の高さよりも十分に大きく、パターン要素９３の全体が有機溶剤の液膜８１ａに含まれる。

【0054】

把持解除状態が形成された後、ヒータ４１が下位置から上位置に移動することにより、図７Ａに示すように、複数の支持部２１３からヒータ４１の上面に基板９が受け渡される。これにより、基板９がヒータ４１により水平状態で支持されるとともに、基板９の下面９２がヒータ４１により急激に加熱される。基板９は、有機溶剤の沸点以上の温度となる。有機溶剤の液膜８１ａは、基板９の上面９１から熱を受けることにより、上面９１との界面において液膜８１ａの一部（すなわち、上面９１に接する部分）が気化する。その結果、図６の左から２番目に示すように、上面９１と有機溶剤の液膜８１ａとの間に有機溶剤の蒸気層８２ａが形成される（ステップＳ１９）。このとき、パターン要素９３および基板９の上面９１に異物（上記ステップＳ１７で除去されなかった異物）が残存する場合には、当該異物が、有機溶剤の液膜８１ａに取り込まれ、液膜８１ａと共に上面９１から浮遊する。例えば、蒸気層８２ａの厚さは、パターン要素９３の高さよりも大きく、パターン要素９３の全体が蒸気層８２ａに含まれる。

【0055】

基板処理装置１では、上面９１の全体に亘って蒸気層８２ａを形成するのに要する加熱時間が予め得られている。当該加熱時間が経過すると、開閉弁３４２を開いて、不活性ガス供給源３４１が第３ノズル３３に不活性ガスを供給することにより、図７Ｂに示すように、第３ノズル３３から液膜８１ａの中央部（上面９１の中央部）に向かって不活性ガスが、第１流量で噴射される。これにより、図６の左から３番目に示すように、液膜８１ａの中央部において液膜８１ａを貫通する穴８３が形成される（ステップＳ２０）。

【0056】

このとき、ヒータ４１による基板９の加熱も継続されており、図６の最も右側に示すように、穴８３が径方向外方へと広がる、すなわち、穴８３の直径が次第に大きくなる。また、流量調整弁３４３では、不活性ガスの流量が漸次（ここでは、段階的に）増大される。すなわち、第３ノズル３３では、第１流量よりも大きい第２流量で穴８３に向けて不活性ガスが噴射され、その後、第２流量よりも大きい第３流量で穴８３に向けて不活性ガスが噴射される。これにより、図７Ｃに示すように、液膜８１ａに形成された穴８３が径方向外方へとさらに広がる。換言すると、環状に連続した液膜８１ａの内径が漸次大きくなる。なお、不活性ガスの流量の増大に伴って、ノズル移動機構により、第３ノズル３３の上下方向の位置が変更されてもよい（例えば、基板９の上面９１に近づけられる。）。

【0057】

カップ部６では、不活性ガスの流量の増大に並行して、ガード昇降機構６６により、外側ガード部６２が下方に移動する。これにより、図７Ｄに示すように、外側天蓋部６２２が、基板９の上面９１よりも下側であり、かつ、内側天蓋部６１２から上方に離間した位置に配置される（ステップＳ２１）。図７Ｄの例では、上記位置は、径方向において外側天蓋部６２２の内周縁がヒータ上部４１１の側面に対向する位置であり、以下、上記位置を「ヒータ上部対向位置」という。外側天蓋部６２２をヒータ上部対向位置に配置することにより、外側天蓋部６２２の内周縁とヒータ上部４１１の側面との間に、環状間隙６７が形成される。

【0058】

ヒータ上部対向位置は、外側天蓋部６２２の内周縁と基板９の上面９１との間の上下方向の距離が、例えば４ｍｍ未満となる位置であり、好ましくは１～３ｍｍとなる位置である。図７Ｄの例では、内側天蓋部６１２の内周縁が、ヒータ４１の上面の外周縁から下方に延びる側面よりも下側に配置される、詳細には、径方向においてヒータ下部４１２の側面と対向する位置に配置される。これにより、環状間隙６７を介した排気において、圧力損失が大きくなることを抑制することが可能となる。図７Ｄの状態では、外側天蓋部６２２と、外側天蓋部６２２から下方に離間した内側天蓋部６１２との間のガード排気空間６８の幅（上下方向の幅）が、有機溶剤の供給時における幅（図５Ｃ参照）よりも小さくなる。

【0059】

既述のように、排気部７１では、最外周壁部６３の内部が排気されており、内側ガード部６１の内側、ガード排気空間６８および最外排気間隙６９を介して、基板９周囲の雰囲気が排気される。詳細には、外側天蓋部６２２の内周縁が、ヒータ上部対向位置に配置されることにより、図７Ｄ中に矢印Ａ１で示すように、上下方向において基板９に近い位置で（上記環状間隙６７を介して）、基板９の周囲が排気される。これにより、第３ノズル３３から噴出された不活性ガスが、基板９の上面９１近傍を上面９１に沿って流れやすくなり、液膜８１ａの穴８３を適切に広げることが可能となる。また、基板９の外周縁近傍における、ミスト状またはガス状の異物を含む雰囲気（図７Ｄ中に抽象的に示す雰囲気Ｆ）を効率よく吸引するとともに、外周縁近傍における有機溶剤を上面９１から効率よく除去することが可能となる。

【0060】

また、ガード排気空間６８の幅が比較的小さいことにより、図７Ｄ中に矢印Ａ２で示すように、基板９の外周縁から斜め下方へと有機溶剤を引き込んで、上面９１上の有機溶剤をより効率よく除去することが可能となる。さらに、図７Ｄ中に矢印Ａ３で示すように、外側ガード部６２の周囲に設けられた最外排気間隙６９を介して、最外排気間隙６９の上方の空間の排気も行われる。このとき、外側天蓋部６２２の全体が、基板９の上面９１よりも下側に配置されることにより、最外排気間隙６９からの排気の影響により、有機溶剤や異物等が基板９よりも上側の空間に広がることを抑制することが可能となる。排気部７１（図１参照）では、不活性ガスの流量の増大に合わせて、排気流量が既述の通常排気流量から増大されるため、基板９周囲の雰囲気に含まれるミスト状またはガス状の異物が、基板９の上面９１に付着して上面９１が汚染されることがより確実に防止または抑制される。

【0061】

基板処理装置１では、不活性ガスの噴射が継続されることにより、液膜８１ａの穴８３が基板９の外周縁まで広がり、液膜８１ａが上面９１から除去される（ステップＳ２２）。既述のように、不活性ガスの噴射に並行して、排気部７１により最外周壁部６３の内部が排気されることにより、基板９の外周縁近傍における液膜８１ａの除去が促進される。

【0062】

その後、ヒータ４１が上位置から下位置に移動することにより、ヒータ４１の上面から複数の支持部２１３に基板９が受け渡される。また、ヒータ４１による基板９の加熱がＯＦＦ状態となる。複数の支持部２１３では、把持部が基板９の外周端面に押し付けられ、基板把持状態が形成される。また、外側ガード部６２が上方に移動し、外側ガード部６２が基板９に対して径方向に直接的に対向する（図５Ｄ参照）。そして、基板回転機構２２が基板９およびベース部２１１を回転することにより、ベース部２１１および複数のチャックピン２１２に付着した有機溶剤が除去される、すなわち、ベース部２１１等が乾燥される（ステップＳ２３）。このとき、基板９の上面９１に対する不活性ガスの噴射が、ステップＳ２０から継続されることにより、ベース部２１１等から飛散した有機溶剤が、カップ部６で跳ね返って基板９の上面９１に付着することが防止または抑制される。

【0063】

基板９およびベース部２１１の回転は所定時間継続された後、停止される。第３ノズル３３からの不活性ガスの噴射も停止され、第３ノズル３３が待機位置へと移動する。また、内側ガード部６１が下位置に配置され、外側ガード部６２も下位置に配置される。そして、複数の把持部が基板９の外周端面から離間した後（把持解除状態）、外部の搬送機構により基板９が基板処理装置１の外部に搬出される（ステップＳ２４）。その後、排気部７１が停止される（ステップＳ２５）。既述のように、基板処理装置１の稼働中、排気部７１が常時駆動されていてもよい。以上により、基板処理装置１における基板９の処理が完了する。

【0064】

ここで、図２Ａおよび図２ＢにおけるステップＳ１７～Ｓ１９を省略した比較例の処理について説明する。比較例の処理では、図８の最も左側に示すように、基板９の上面９１と有機溶剤の液膜８１（異物８９を含む液膜８１、すなわち、異物８９が溶解または浮遊した有機溶剤の液膜８１）との間に有機溶剤の蒸気層８２が形成されると（ステップＳ１６）、図８の左から２番目に示すように、液膜８１の中央部に向けて不活性ガスを噴射することにより、液膜８１の中央部において液膜８１を貫通する穴８３が形成される（ステップＳ２０）。そして、穴８３に向けて不活性ガスの噴射を継続することにより、穴８３が径方向外方に広がり、液膜８１が基板９上から除去される（ステップＳ２２）。この場合、図８の最も右側に示すように、液膜８１に取り込まれた異物８９の一部が、液膜８１の除去（上面９１の乾燥）の際に、パターン要素９３等に付着して上面９１に残留してしまう。

【0065】

これに対し、基板処理装置１では、基板９の上面９１と有機溶剤の液膜８１との間に有機溶剤の蒸気層８２を形成した後（ステップＳ１５，Ｓ１６）、新たな有機溶剤を上面９１に供給することにより、上面９１から有機溶剤の液膜８１が除去される（ステップＳ１７）。これにより、蒸気層８２の形成に伴って有機溶剤の液膜８１に取り込まれた異物８９を、液膜８１と共に基板９の上面９１から適切に除去することができる。また、新たな有機溶剤の供給と共に、基板９を回転することにより、異物８９を含む液膜８１を上面９１から効率よく除去することができる。なお、第３ノズル３３から基板９上に供給される新たな有機溶剤の流量等によっては、基板９の回転が省略されてもよい。

【0066】

ところで、ステップＳ１７において、基板９の上面９１に新たな有機溶剤を供給する際に、ヒータ４１による基板９の加熱を継続する（すなわち、基板９の加熱をＯＦＦ状態としない）ことも考えられる。しかしながら、この場合、有機溶剤の温度によっては、第３ノズル３３から有機溶剤が直接供給される基板９の中央部が比較的低温となり、基板９の外周部が高温となるため、基板９が反ってしまい、上面９１の全体において有機溶剤を保持することが困難となる。換言すると、上面９１の一部の領域において有機溶剤が存在しない状態となり、有機溶剤の表面張力の影響によりパターン要素９３が倒壊する可能性がある。したがって、上面９１に有機溶剤を供給する際に、パターン要素９３の倒壊をより確実に防止または抑制するには、基板９の加熱がＯＦＦ状態であることが好ましい（有機溶剤の液膜８１，８１ａを形成するステップＳ１５，Ｓ１８において同様）。なお、ステップＳ１７において基板９に供給される新たな有機溶剤が比較的高温である場合には、基板９の反りは抑制されるため、ヒータ４１による基板９の加熱を継続しても上記問題は生じない。

【0067】

上記基板処理では、新たな有機溶剤の供給による液膜８１の除去（ステップＳ１７）の後、当該新たな有機溶剤の液膜８１ａが形成され（ステップＳ１８）、基板９の下面９２側からの加熱により、上面９１と液膜８１ａとの間に蒸気層８２ａが形成される（ステップＳ１９）。そして、不活性ガスの噴射により、液膜８１ａの中央部に穴８３が形成され（ステップＳ２０）、不活性ガスの更なる噴射により、穴８３が径方向外方へと広げられて液膜８１ａが除去される（ステップＳ２２）。これにより、基板９の上面９１上の異物をさらに除去するとともに、乾燥処理において有機溶剤の表面張力の影響によりパターン要素９３が倒壊することを防止または抑制することができる。また、新たな有機溶剤の供給（有機溶剤の液膜８１の除去）に連続して当該有機溶剤の液膜８１ａが形成されることにより、異物８９の除去に係るステップＳ１５～Ｓ１７の処理と、上記乾燥処理とを効率よく行うことができる。

【0068】

基板処理装置１では、液膜８１ａの加熱による蒸気層８２ａの形成から、液膜８１ａの除去が完了するまでの間、すなわち、ステップＳ１９～Ｓ２２に並行して、外側ガード部６２の径方向内側の空間が継続的に排気される（ガード排気空間６８も同様）。また、蒸気層８２ａの形成よりも前に、外側ガード部６２が、基板９の径方向外側において基板９と径方向に対向する位置に配置される。これにより、蒸気層８２ａの形成の際に発生する有機溶剤の雰囲気を、基板９の周囲から適切に排気することができ、有機溶剤の雰囲気に含まれる、ミスト状またはガス状の異物が基板９に付着することを防止または抑制することができる。

【0069】

また、液膜８１ａの穴８３を広げる際に（すなわち、ステップＳ２２に並行して）、外側ガード部６２が下方に移動し、外側天蓋部６２２が、基板９の上面９１よりも下側であるヒータ上部対向位置に配置される（ステップＳ２１）。これにより、上下方向において基板９に近い位置で基板９の周囲を排気し、ミスト状またはガス状の異物が基板９に付着することをさらに防止または抑制することができる。さらに、ステップＳ１９よりも前に、内側ガード部６１が、基板９の径方向外側において基板９よりも下側に配置されており、ステップＳ２１において、外側天蓋部６２２が、内側ガード部６１の内側天蓋部６１２から上方に離間した位置に配置される。これにより、基板９の外周縁から斜め下方へと有機溶剤を引き込んで、上面９１上の有機溶剤を効率よく除去することが可能となる。その結果、有機溶剤の液膜８１ａを除去する際に、液膜８１ａの残渣の抑制と、異物の付着の抑制とを両立することが実現される。

【0070】

上記基板処理では、有機溶剤の液膜８１ａの除去において（すなわち、ステップＳ２２に並行して）、排気部７１により外側ガード部６２の径方向内側の空間からの排気流量が増大される。これにより、基板９の外周縁近傍における雰囲気をより確実に排気することができ、当該雰囲気に含まれるミスト状またはガス状の異物が基板９に付着することをさらに防止または抑制することができる。

【0071】

上記基板処理装置１および基板処理方法では様々な変形が可能である。

【0072】

上記実施の形態では、基板９の上面９１を全体に亘って覆う有機溶剤の液膜８１を形成し、上面９１と液膜８１との間に、およそ上面９１の全体に亘る蒸気層８２を形成することにより、上面９１の全体における異物の剥離を一括して行うことが可能であるが、基板処理装置１の設計によっては、上面９１の一部において蒸気層８２が形成されてもよい。

【0073】

上記ステップＳ１５～Ｓ１７、すなわち、有機溶剤の液膜８１の形成、有機溶剤の蒸気層８２の形成、および、新たな有機溶剤による液膜８１の除去は、繰り返し行われてもよい。これにより、基板９の上面９１に付着した異物を、より確実に除去することが可能となる。また、上記ステップＳ１５～Ｓ１７の処理は、基板９の乾燥に係る上記ステップＳ１８～Ｓ２２から独立して行われてもよい。換言すると、基板９の上面９１に付着した異物を適切に除去することが可能な上記ステップＳ１５～Ｓ１７の処理は、例えば、薬液処理等の前工程として行うことも可能である。

【0074】

上記実施の形態では、液膜８１の形成に用いられる有機溶剤と、液膜８１の除去に用いられる新たな有機溶剤とが同種であるが、当該有機溶剤と当該新たな有機溶剤とが異なる種類であってもよい。換言すると、液膜８１の形成に用いられる第１処理液と、液膜８１の除去に用いられる第２処理液とが異なる種類であってもよい。以上のように、基板処理装置１では、水平状態で保持された基板９の上面９１に第１処理液を供給して、上面９１全体を覆う第１処理液の液膜が形成される。また、基板９を加熱して、上面９１上の第１処理液の液膜と上面９１との間に第１処理液の蒸気層が形成される。そして、第２処理液を基板９の上面９１に供給することにより、上面９１から第１処理液の液膜が除去される。これにより、蒸気層の形成に伴って第１処理液の液膜に取り込まれた異物を、基板９の上面９１から適切に除去することができる。基板処理装置１では、第１処理液として、有機溶剤以外の処理液（例えば、純水等）が利用されてもよい。液膜８１を除去するという観点では、第２処理液は有機溶剤に限定されない。さらに、ステップＳ１８の処理は第２処理液と異なる種類の有機溶媒であってもよい。また、ステップＳ１７とステップＳ１８で使用する有機溶媒は異なる種類であってもよい。

【0075】

加熱部４において、ヒータ４１の形状は適宜変更されてもよい。また、加熱部４では、ランプを用いたヒータ等を設けることも可能である。ヒータの構造によっては、ヒータ自体のＯＮ／ＯＦＦにより、基板９の加熱のＯＮ状態とＯＦＦ状態とが切り替えられてもよい。加熱部４は、必ずしも基板９の真下に配置される必要はなく、基板９の斜め下に配置されてもよい。また、基板９の加熱により、処理液（第１処理液または第２処理液）の液膜と上面９１との間に蒸気層が形成可能であるならば、加熱部４は基板９の下面９２側以外に上方、側方に配置されてもよい。

【0076】

内側ガード部６１において、内側天蓋部６１２が、内側側壁部６１１の上端から径方向内方かつ水平に延びる円環板状であってもよい。同様に、外側ガード部６２において、外側天蓋部６２２が、外側側壁部６２１の上端から径方向内方かつ水平に延びる円環板状であってもよい。

【0077】

ステップＳ２１では、基板９を支持するヒータ４１が上方に移動することにより、外側天蓋部６２２がヒータ上部対向位置に配置されてもよい。このように、ステップＳ２１では、外側ガード部６２が、基板９に対して相対的に下方に移動すればよい。

【0078】

基板処理装置１において処理が行われる基板は半導体基板には限定されず、ガラス基板や他の基板であってもよい。また、基板の形状は、円板状以外であってもよい。

【0079】

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

【符号の説明】

【0080】

１ 基板処理装置
３ 気液供給部
４ 加熱部
９ 基板
１１ 制御部
６１ 内側ガード部
６２ 外側ガード部
６８ ガード排気空間
８１，８１ａ 液膜
８２，８２ａ 蒸気層
８３ （液膜の）穴
９１ （基板の）上面
９２ （基板の）下面
６１１ 内側側壁部
６１２ 内側天蓋部
６２１ 外側側壁部
６２２ 外側天蓋部
Ｓ１１～Ｓ２５ ステップ

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8】