特許 7288770 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】2023-05-31

(45)【発行日】2023-06-08

(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 20060101AFI20230601BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20230601BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 643A

H01L21/306 R

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019039966

(22)【出願日】2019-03-05

(65)【公開番号】P2020145289

(43)【公開日】2020-09-10

【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

【審査官】今井 聖和

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１１１６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５６２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０９０５０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００１－２１０６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５２３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９１９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１１１６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１１５４７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と対向配置された面状ヒータにより前記基板が加熱されつつ、前記基板の主面に処理液による処理および前記主面を乾燥させる乾燥処理を行う基板処理方法であって、
ａ）前記面状ヒータを加熱状態とする工程と、
ｂ）前記加熱状態とされた前記面状ヒータに未処理の基板を対向配置する工程と、
ｃ）前記ｂ）工程の後、前記基板を水平状態で回転しつつ薬液成分を含む第１処理液を前記基板の一の主面の中央部に供給し、所定時間経過後に停止する工程と、
ｄ）前記ｃ）工程の少なくとも一部と並行して、前記主面上の前記第１処理液における前記薬液成分の濃度を低下させる第２処理液、前記主面上の前記第１処理液よりも温度が低い第２処理液、または、前記主面よりも温度が低い第２処理液を前記基板の周辺部に供給する工程と、
ｅ）前記ｃ）およびｄ）工程の後、前記面状ヒータの加熱により前記基板を乾燥させる工程と、
を備え、
前記ｄ）工程における前記第２処理液の前記基板の前記周辺部への供給が、前記ｃ）工程における前記第１処理液の前記基板の前記中央部への供給よりも先に開始され、前記第１処理液の前記基板の前記中央部への供給停止よりも先に停止されることを特徴とする基板処理方法。

【請求項2】

請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記基板の前記主面が上面であり、
前記第２処理液を吐出するノズルが、上下方向において前記基板と重ならない位置に配置され、
前記ノズルにおける前記第２処理液の吐出流量を変更することにより、前記上面において前記ノズルから吐出された前記第２処理液が衝突する位置が変更可能であ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、
前記基板の前記主面が上面であり、
前記ｅ）工程が、
ｅ１）前記基板の前記上面に有機溶剤である第３処理液を供給して、前記上面全体を覆う前記第３処理液の液膜を形成する工程と、
ｅ２）前記面状ヒータを用いて前記基板を加熱して、前記基板の前記上面と前記液膜との間に前記第３処理液の蒸気層を形成する工程と、
ｅ３）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、
ｅ４）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ｂ）ないしｄ）工程において、前記面状ヒータが前記基板から離間しており、前記ｅ）工程において、前記面状ヒータが前記基板に接触する、または、近接す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ｂ）工程と前記ｃ）工程との間であり、かつ前記ｄ）工程よりも前に、前記基板の前記主面に一定温度の第４処理液を供給する第４処理液供給工程をさらに備え、
前記第４処理液供給工程において、前記第４処理液の供給により、前記面状ヒータによって加熱された前記基板の前記主面が冷却され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、
前記基板において、前記主面とは反対側の主面が前記面状ヒータと対向する対向面であり、
前記ｃ）工程において、回転する前記基板の前記対向面に一定温度の第５処理液が供給され、前記対向面の全体が前記第５処理液により覆われることを特徴とする基板処理方法。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、
前記第１処理液が前記薬液成分を含む水溶液であり、
前記第２処理液が純水であることを特徴とする基板処理方法。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、
ｆ）前記ｅ）工程の後、前記面状ヒータに対向する位置から前記基板を取り出す工程と、
ｇ）前記ｆ）工程の後、未処理の他の基板に対して前記ｂ）ないしｅ）工程を繰り返す工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。

【請求項9】

基板処理装置であって、
水平状態で基板を保持する保持部と、
前記基板に対向する面状ヒータと、
前記基板を前記保持部と共に回転する基板回転機構と、
前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部が、
ａ）前記面状ヒータを加熱状態とする工程と、
ｂ）前記保持部により未処理の基板を保持することにより、前記加熱状態とされた前記面状ヒータに前記基板を対向配置する工程と、
ｃ）前記ｂ）工程の後、前記基板回転機構により前記基板を回転しつつ、前記処理液供給部により薬液成分を含む第１処理液を前記基板の一の主面の中央部に供給し、所定時間経過後に停止する工程と、
ｄ）前記ｃ）工程の少なくとも一部と並行して、前記主面上の前記第１処理液における前記薬液成分の濃度を低下させる第２処理液、前記主面上の前記第１処理液よりも温度が低い第２処理液、または、前記主面よりも温度が低い第２処理液を、前記処理液供給部により前記基板の周辺部に供給する工程と、
ｅ）前記ｃ）およびｄ）工程の後、前記面状ヒータの加熱により前記基板を乾燥させる工程と、
を実行し、
前記ｄ）工程における前記第２処理液の前記基板の前記周辺部への供給が、前記ｃ）工程における前記第１処理液の前記基板の前記中央部への供給よりも先に開始され、前記第１処理液の前記基板の前記中央部への供給停止よりも先に停止され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供給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および２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、ホットプレートを利用して基板の下面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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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、特許文献１および２のように、基板の下面に面状ヒータが対向する装置では、当該面状ヒータの予熱により、基板の温度が意図せずに上昇することがある。この場合、基板を回転しつつ薬液成分を含む処理液を基板の中央部に供給する薬液処理では、基板上の処理液の温度が、外周縁に向かうに従って上昇する。その結果、基板の周辺部（特に、外周縁近傍）において処理液による処理の程度（例えば、エッチング量）が過度に大きくなってしまう。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、面状ヒータの熱による基板の昇温により、薬液成分を含む処理液による処理の程度が、基板の周辺部において過度に大きくなることを抑制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、基板と対向配置された面状ヒータにより前記基板が加熱されつつ、前記基板の主面に処理液による処理および前記主面を乾燥させる乾燥処理を行う基板処理方法であって、ａ）前記面状ヒータを加熱状態とする工程と、ｂ）前記加熱状態とされた前記面状ヒータに未処理の基板を対向配置する工程と、ｃ）前記ｂ）工程の後、前記基板を水平状態で回転しつつ薬液成分を含む第１処理液を前記基板の一の主面の中央部に供給し、所定時間経過後に停止する工程と、ｄ）前記ｃ）工程の少なくとも一部と並行して、前記主面上の前記第１処理液における前記薬液成分の濃度を低下させる第２処理液、前記主面上の前記第１処理液よりも温度が低い第２処理液、または、前記主面よりも温度が低い第２処理液を前記基板の周辺部に供給する工程と、ｅ）前記ｃ）およびｄ）工程の後、前記面状ヒータの加熱により前記基板を乾燥させる工程とを備え、前記ｄ）工程における前記第２処理液の前記基板の前記周辺部への供給が、前記ｃ）工程における前記第１処理液の前記基板の前記中央部への供給よりも先に開始され、前記第１処理液の前記基板の前記中央部への供給停止よりも先に停止される。

【0008】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理方法であって、前記基板の前記主面が上面であり、前記第２処理液を吐出するノズルが、上下方向において前記基板と重ならない位置に配置され、前記ノズルにおける前記第２処理液の吐出流量を変更することにより、前記上面において前記ノズルから吐出された前記第２処理液が衝突する位置が変更可能である。

【0009】

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、前記基板の前記主面が上面であり、前記ｅ）工程が、ｅ１）前記基板の前記上面に有機溶剤である第３処理液を供給して、前記上面全体を覆う前記第３処理液の液膜を形成する工程と、ｅ２）前記面状ヒータを用いて前記基板を加熱して、前記基板の前記上面と前記液膜との間に前記第３処理液の蒸気層を形成する工程と、ｅ３）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、ｅ４）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。

【0010】

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ｂ）ないしｄ）工程において、前記面状ヒータが前記基板から離間しており、前記ｅ）工程において、前記面状ヒータが前記基板に接触する、または、近接する。

【0011】

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ｂ）工程と前記ｃ）工程との間であり、かつ前記ｄ）工程よりも前に、前記基板の前記主面に一定温度の第４処理液を供給する第４処理液供給工程をさらに備え、前記第４処理液供給工程において、前記第４処理液の供給により、前記面状ヒータによって加熱された前記基板の前記主面が冷却される。

【0012】

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、前記基板において、前記主面とは反対側の主面が前記面状ヒータと対向する対向面であり、前記ｃ）工程において、回転する前記基板の前記対向面に一定温度の第５処理液が供給され、前記対向面の全体が前記第５処理液により覆われる。

【0013】

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、前記第１処理液が前記薬液成分を含む水溶液であり、前記第２処理液が純水である。

【0014】

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、ｆ）前記ｅ）工程の後、前記面状ヒータに対向する位置から前記基板を取り出す工程と、ｇ）前記ｆ）工程の後、未処理の他の基板に対して前記ｂ）ないしｅ）工程を繰り返す工程とを備える。

【0015】

請求項９に記載の発明は、基板処理装置であって、水平状態で基板を保持する保持部と、前記基板に対向する面状ヒータと、前記基板を前記保持部と共に回転する基板回転機構と、前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、制御部とを備え、前記制御部が、ａ）前記面状ヒータを加熱状態とする工程と、ｂ）前記保持部により未処理の基板を保持することにより、前記加熱状態とされた前記面状ヒータに前記基板を対向配置する工程と、ｃ）前記ｂ）工程の後、前記基板回転機構により前記基板を回転しつつ、前記処理液供給部により薬液成分を含む第１処理液を前記基板の一の主面の中央部に供給し、所定時間経過後に停止する工程と、ｄ）前記ｃ）工程の少なくとも一部と並行して、前記主面上の前記第１処理液における前記薬液成分の濃度を低下させる第２処理液、前記主面上の前記第１処理液よりも温度が低い第２処理液、または、前記主面よりも温度が低い第２処理液を、前記処理液供給部により前記基板の周辺部に供給する工程と、ｅ）前記ｃ）およびｄ）工程の後、前記面状ヒータの加熱により前記基板を乾燥させる工程とを実行し、前記ｄ）工程における前記第２処理液の前記基板の前記周辺部への供給が、前記ｃ）工程における前記第１処理液の前記基板の前記中央部への供給よりも先に開始され、前記第１処理液の前記基板の前記中央部への供給停止よりも先に停止される。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、面状ヒータの熱による基板の昇温により、薬液成分を含む処理液による処理の程度が、基板の周辺部において過度に大きくなることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【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3D】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図3E】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図4A】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図4B】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図5】処理中の基板の上面を模式的に示す図である。

【図6A】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図6B】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図6C】基板処理装置の動作を説明するための図である。

【図7A】比較例の処理による基板のエッチング量の分布を示す図である。

【図7B】基板処理装置における基板処理による基板のエッチング量の分布を示す図である。

【図8】基板処理装置の他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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、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。

【0019】

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。

【0020】

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。後述するように、加熱部４により基板９が保持される場合を除き、ベース部２１１および複数のチャックピン２１２が、基板９を水平状態で保持する保持部となる。

【0021】

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。

【0022】

加熱部４は、面状ヒータ４１と、ヒータ昇降機構４２とを備える。面状ヒータ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。面状ヒータ４１は、基板９の下面９２側に位置する。面状ヒータ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、面状ヒータ４１が常時通電されており、一定温度で加熱（予熱）される。面状ヒータ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、面状ヒータ４１のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられてもよい。面状ヒータ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。面状ヒータ４１の上面は、基板９の下面９２とほぼ平行である。

【0023】

面状ヒータ４１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。

【0024】

ヒータ昇降機構４２は、昇降軸４２１を介して面状ヒータ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、面状ヒータ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、面状ヒータ４１の下面がベース部２１１に近接する下位置とに、面状ヒータ４１が選択的に配置される。下位置に配置された面状ヒータ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面状ヒータ４１を配置可能であってよい。

【0025】

把持解除状態において、面状ヒータ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から面状ヒータ４１の上面に基板９が受け渡される（後述の図６Ａ参照）。これにより、面状ヒータ４１が基板９の下面９２に接触し、基板９が面状ヒータ４１により支持されつつ下面９２がほぼ均一に加熱される。この状態では、面状ヒータ４１が、基板９を水平状態で保持する保持部となる。また、面状ヒータ４１が上位置から下位置に移動することにより、面状ヒータ４１の上面から複数の支持部２１３に基板９が受け渡される。すなわち、面状ヒータ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。下位置に配置された面状ヒータ４１の上面は、基板９の下面９２から所定距離（例えば、１５ｍｍ以下）だけ離間する。この状態においても、面状ヒータ４１からの放射熱により基板９の下面９２が僅かに加熱される。

【0026】

なお、面状ヒータ４１の上面に複数の微小突起が設けられ、面状ヒータ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が面状ヒータ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面状ヒータ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面状ヒータ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が面状ヒータ４１により積極的に加熱される。

【0027】

面状ヒータ４１および昇降軸４２１には、上下方向に延びる中空部が中心軸Ｊ１上に設けられる。当該中空部内には、気液供給部３の下部ノズル３６が配置される。下部ノズル３６は、上下方向に延びており、下部ノズル３６の上端面は、当該中空部内において面状ヒータ４１の上面近傍に配置される。下部ノズル３６は、面状ヒータ４１の中央部に位置し、基板９の下面９２の中央部（すなわち、中心近傍）に直接的に対向する。既述のように、面状ヒータ４１の上面に微小突起が設けられる場合には、下部ノズル３６の上端面が面状ヒータ４１の上面から僅かに突出してもよい。

【0028】

カップ部６は、内側ガード部６１と、外側ガード部６２と、ガード昇降機構６６とを備える。内側ガード部６１および外側ガード部６２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、ベース部２１１の周囲を囲む。中心軸Ｊ１を中心とする径方向において、内側ガード部６１の外方に、外側ガード部６２が設けられる。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。

【0029】

外側ガード部６２の上端を基板９より上方に配置し、内側ガード部６１の上端を基板９より下方に配置した状態では、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、回収される。外側ガード部６２の上端を基板９より上方に配置し、内側ガード部６１の上端も基板９より上方に配置した状態では、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、回収される。

【0030】

気液供給部３は、第１処理液ノズル３１と、リンス液ノズル３２と、気液ノズル３３と、第２処理液ノズル３５と、既述の下部ノズル３６とを備える。後述するように、気液供給部３は、第１処理液ノズル３１、リンス液ノズル３２、気液ノズル３３および第２処理液ノズル３５を介して基板９の上方を向く主面９１（以下、「上面９１」という。）に処理液を供給し、下部ノズル３６を介して基板９の下面９２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、気液ノズル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。

【0031】

第１処理液ノズル３１は、開閉弁３１２を介して第１処理液供給源３１１に接続される。第１処理液ノズル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（すなわち、中心近傍）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。第１処理液供給源３１１が薬液成分を含む第１処理液を第１処理液ノズル３１に供給することにより、第１処理液ノズル３１から下方に向かって第１処理液が吐出される。一例では、フッ化水素の水溶液であるフッ酸が第１処理液として用いられる。当該第１処理液は、例えば、基板９の上面９１に設けられた酸化膜をエッチングするエッチング液であり、ここでは、常温である。第１処理液に含まれる薬液成分は、フッ化水素以外であってもよく、第１処理液は、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）等の他の水溶液であってもよい。また、第１処理液は、水溶液以外であってもよく、第１処理液の温度が調整されていてもよい。

【0032】

リンス液ノズル３２は、開閉弁３２２を介してリンス液供給源３２１に接続される。リンス液ノズル３２は、例えば、第１処理液ノズル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が処理液であるリンス液をリンス液ノズル３２に供給することにより、リンス液ノズル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、例えば常温の純水（DeIonized Water）である。この場合に、後述の純水供給源３６１がリンス液供給源３２１を兼ねてもよい。また、純水以外のリンス液が用いられてもよい。第１処理液ノズル３１およびリンス液ノズル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。

【0033】

気液ノズル３３は、開閉弁３３２を介して有機溶剤供給源３３１に接続される。気液ノズル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が処理液である有機溶剤を気液ノズル３３に供給することにより、気液ノズル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。

【0034】

気液ノズル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。気液ノズル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が気液ノズル３３に不活性ガスを供給することにより、気液ノズル３３から下方に向かって不活性ガスが噴射される。気液ノズル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。気液ノズル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。

【0035】

第２処理液ノズル３５は、上下方向において基板９と重ならない位置に配置される固定ノズルである。図１の例では、第２処理液ノズル３５は、外側ガード部６２の上方に配置され、図示省略の支持部材により、基板回転機構２２等に対してその位置が固定された状態で支持される。第２処理液ノズル３５は、開閉弁３５２および流量調整弁３５３を介して第２処理液供給源３５１に接続される。第２処理液ノズル３５の吐出口の中心線Ｌ１（図１中の一点鎖線Ｌ１）は、基板９の上面９１の中央部において当該上面９１と交わる。第２処理液供給源３５１が第２処理液を第２処理液ノズル３５に供給することにより、第２処理液ノズル３５から基板９の上面９１に向かって第２処理液が吐出される。本実施の形態における第２処理液は、常温の純水（DeIonized Water）である。後述するように、純水以外の第２処理液が用いられてもよい。

【0036】

流量調整弁３５３により、第２処理液ノズル３５から第２処理液が第１吐出流量以上で吐出される場合には、第２処理液は、中心線Ｌ１に沿って直線状に基板９へと向かい、上面９１の中央部に衝突（着弾）する。一方、第２処理液ノズル３５から第２処理液が第１吐出流量よりも小さい吐出流量で吐出される場合には、上面９１において中央部よりも手前の位置（第２処理液ノズル３５側の位置）、すなわち、径方向において中央部よりも外側の周辺部に第２処理液が衝突する。実際には、流量調整弁３５３が第２処理液ノズル３５における第２処理液の吐出流量を変更することにより、上面９１において、第２処理液ノズル３５から吐出された第２処理液が衝突する位置（径方向の位置）が変更可能である。なお、第２処理液が常温の純水である場合、リンス液供給源３２１と同様に、純水供給源３６１が第２処理液供給源３５１を兼ねてもよい。

【0037】

既述のように、下部ノズル３６は、面状ヒータ４１および昇降軸４２１の中空部内に設けられ、下部ノズル３６の上端面は、基板９の下面９２の中央部に直接的に対向する。下部ノズル３６は、開閉弁３６２を介して純水供給源３６１に接続される。純水供給源３６１が下部ノズル３６に常温の純水（DeIonized Water）を供給することにより、下部ノズル３６から上方に向かって、すなわち、基板９の下面９２の中央部に向かって純水が吐出される。純水以外の処理液が下部ノズル３６から吐出されてもよい。

【0038】

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。まず、面状ヒータ４１を通電することにより、面状ヒータ４１が加熱状態（ＯＮ状態）とされる（ステップＳ１０）。既述のように、基板処理装置１の稼働中、面状ヒータ４１が常時、加熱状態とされてもよい。

【0039】

基板処理装置１では、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未処理の基板９が搬入され、複数の支持部２１３上に載置される（ステップＳ１１）。このとき、面状ヒータ４１は下位置に配置されており、当該基板９が、加熱状態とされた面状ヒータ４１と直接的に対向する、すなわち、面状ヒータ４１に対向配置される。続いて、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。

【0040】

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、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。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してもよい。以下の処理では、基板９に供給される処理液の種類に応じて、基板９に対向するガード部６１，６２が適宜切り換えられてよい。

【0041】

続いて、開閉弁３６２を開いて、純水供給源３６１が下部ノズル３６に純水を供給することにより、図３Ａに示すように、下部ノズル３６から基板９の下面９２への純水の供給が開始される（ステップＳ１２）。純水は、下面９２の中央部近傍に連続的に供給される。下面９２では、基板９の回転による遠心力により純水が基板９の外周縁に向かって広がり、下面９２の全体に純水が供給される。換言すると、下面９２において純水の層が形成される。図３Ａでは、基板９に平行斜線を付すとともに、矢印Ａ１により基板９が回転していることを示している（他の図において同様）。基板９の外周縁から飛散する純水は、カップ部６により受けられ、回収される。

【0042】

また、ノズル移動機構により、第１処理液ノズル３１およびリンス液ノズル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。既述のように、基板処理装置１では、第１処理液ノズル３１およびリンス液ノズル３２が同一のアームに支持されており、両者は互いに近接する。開閉弁３２２を開いて、リンス液供給源３２１がリンス液ノズル３２にリンス液を供給することにより、リンス液ノズル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Ｓ１３）。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。基板９の外周縁から飛散するリンス液は、カップ部６により受けられ、回収される。なお、リンス液ノズル３２からのリンス液の吐出は、連続的であっても、断続的であってもよい。後述する第２処理液ノズル３５からの第２処理液の吐出、第１処理液ノズル３１からの第１処理液の吐出、気液ノズル３３からの有機溶剤の吐出、および、気液ノズル３３からの不活性ガスの噴出において同様である。

【0043】

既述のように、基板処理装置１では、面状ヒータ４１を下位置に配置した状態においても、基板９の下面９２が加熱される。したがって、基板９は、複数の支持部２１３上に載置された後、その温度が次第に上昇する。本実施の形態では、リンス液は常温の純水であり、リンス液ノズル３２からのリンス液の供給により、基板９の上面９１が冷却（除熱）される。また、下部ノズル３６からの常温の純水の供給により、基板９の下面９２が冷却される。さらに、下面９２に形成される純水の層により、面状ヒータ４１による基板９の加熱が抑制される。なお、上面９１へのリンス液の供給、および、下面９２への純水の供給を行う場合でも、面状ヒータ４１により基板９は僅かに加熱され、後述の薬液処理の際には、基板９の温度が、常温よりも例えば１℃以上３℃以下高くなる。

【0044】

基板処理装置１では、さらに、開閉弁３５２を開いて、第２処理液供給源３５１が第２処理液ノズル３５に第２処理液を供給することにより、第２処理液ノズル３５から基板９の上面９１への第２処理液の吐出が開始される（ステップＳ１４）。第２処理液ノズル３５からの第２処理液の吐出は、上面９１へのリンス液の供給に並行して行われる。このとき、流量調整弁３５３により、第２処理液が第１吐出流量よりも小さい第２吐出流量で第２処理液ノズル３５から吐出されるため、第２処理液は、基板９の中心から離れた周辺部に衝突する。以下の説明では、上面９１において第２処理液ノズル３５から吐出された第２処理液が衝突する位置を「衝突位置」という。衝突位置は、第２処理液の着弾位置である。ここでの衝突位置は、基板９の外周縁よりも内側（中心側）であり、上面９１の中央部よりも外側である。上面９１に供給された第２処理液は、基板９の回転により外周縁に向かって広がり、外周縁から飛散する。

【0045】

上面９１へのリンス液の供給が所定時間継続されると、リンス液の供給が停止される。続いて、開閉弁３１２を開いて、第１処理液供給源３１１が第１処理液ノズル３１に第１処理液を供給することにより、図３Ｂに示すように、第１処理液ノズル３１から上面９１の中央部への第１処理液の供給が開始される（ステップＳ１５）。すなわち、薬液成分を含む第１処理液による薬液処理が、基板９の上面９１に対して開始される。上面９１では、第１処理液ノズル３１から供給される第１処理液が、基板９の回転により外周縁に向かって広がり、上面９１の全体に第１処理液が供給される。基板９の外周縁から飛散する第１処理液は、カップ部６により受けられ、回収される。

【0046】

このとき、上面９１の中央部に供給された第１処理液は、面状ヒータ４１の熱により昇温した基板９の上面９１から熱を受けつつ外周縁に向かって広がる。また、第２処理液ノズル３５から上面９１の周辺部への第２処理液の供給も継続されている。したがって、上面９１において、第２処理液の衝突位置から径方向外側の領域では、純水である第２処理液により、第１処理液における薬液成分の濃度が低下する、すなわち、第１処理液が希釈される。図３Ｂでは、薬液成分の濃度が低い部分を白く描いている。薬液成分による上面９１に対するエッチングレート（単位時間当たりのエッチング量）は、薬液成分の濃度に依存するため、上面９１において第２処理液の衝突位置から径方向外側の領域、特に、外周縁近傍では、エッチングレートが、後述する第２処理液の非吐出時よりも小さくなる。エッチングレートは、第１処理液の温度にも依存する。第２処理液の衝突位置から径方向外側の領域では、常温の第２処理液の混合により第１処理液の温度が低下することによっても、エッチングレートが、第２処理液の非吐出時よりも小さくなる。

【0047】

第１処理液の供給開始から所定時間が経過すると、図３Ｃに示すように、第２処理液ノズル３５からの第２処理液の吐出が停止される（ステップＳ１６）。このとき、第１処理液ノズル３１からの第１処理液の供給は継続されており、上面９１の中央部に供給された第１処理液は、基板９の外周縁に向かうに従って、その温度が上昇する。また、上面９１の周辺部への第２処理液の供給を停止した状態では、第２処理液による第１処理液の希釈、および、温度低下が生じることもない。その結果、上面９１において周辺部に対するエッチングレート、特に、外周縁近傍に対するエッチングレートが、第２処理液の吐出時よりも大きくなる。

【0048】

第１処理液ノズル３１から上面９１への第１処理液の供給は、第２処理液の吐出を停止した後も所定時間継続され、その後、停止される（ステップＳ１７）。続いて、リンス液供給源３２１がリンス液ノズル３２にリンス液を供給することにより、図３Ｄに示すように、リンス液ノズル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Ｓ１８）。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に付着する第１処理液が除去される。リンス液の供給は所定時間継続され、その後、停止される。

【0049】

リンス液の供給が停止されると、第１処理液ノズル３１およびリンス液ノズル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、気液ノズル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。基板処理装置１では、リンス液ノズル３２からのリンス液の供給停止後、上面９１が乾燥することを避けるため、第２処理液ノズル３５から、純水である第２処理液が上面９１に供給されてもよい。この場合、第２処理液ノズル３５から第２処理液が第１吐出流量以上で吐出され、図３Ｅに示すように、第２処理液は、上面９１の中央部に衝突する。例えば、上面９１の中央部への第２処理液の供給は、後述する、気液ノズル３３からの有機溶剤の吐出開始まで継続される。

【0050】

気液ノズル３３が対向位置に配置されると、下部ノズル３６から基板９の下面９２への純水の供給が停止される（ステップＳ１９）。気液ノズル３３を対向位置に配置する前に、または、後述する有機溶剤の供給を開始した後に、下部ノズル３６から下面９２への純水の供給が停止されてもよい。続いて、開閉弁３３２を開いて、有機溶剤供給源３３１が気液ノズル３３に有機溶剤を供給することにより、図４Ａに示すように、気液ノズル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、基板９の回転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に付着する純水（またはリンス液）が有機溶剤に置換される。

【0051】

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、気液ノズル３３からの有機溶剤の吐出が停止される。これにより、水平状態で保持された基板９の上面９１上に、図４Ｂ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Ｓ２０）。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。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。

【0052】

図５は、基板９の上面９１を模式的に示す図である。図５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）。

【0053】

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、面状ヒータ４１が下位置から上位置に移動することにより、図６Ａに示すように、複数の支持部２１３から面状ヒータ４１の上面に基板９が受け渡される。これにより、面状ヒータ４１が基板９の下面９２に接触し、基板９が面状ヒータ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。

【0054】

基板９は、面状ヒータ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５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Ｓ２１）。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。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。蒸気層８２を形成する際には、複数のチャックピン２１２により基板９を保持しつつ、面状ヒータ４１が、下位置に配置された状態よりも基板９の下面９２に近接することにより、基板９が加熱されてもよい。

【0055】

基板処理装置１では、上面９１の全体に亘って蒸気層８２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が気液ノズル３３に不活性ガスを供給することにより、図６Ｂに示すように、気液ノズル３３から液膜８１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、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（図５の左から３番目参照）（ステップＳ２２）。

【0056】

このとき、面状ヒータ４１による基板９の加熱も継続されており、図５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、気液ノズル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６Ｃに示すように、液膜８１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８１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、気液ノズル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】

気液ノズル３３からの不活性ガスの噴射が継続されることにより、液膜８１の穴８３が基板９の外周縁まで広がり、液膜８１が上面９１から除去される（ステップＳ２３）。すなわち、上面９１の乾燥が完了する。上記ステップＳ２０～Ｓ２３は、基板９の上面９１を乾燥させる乾燥処理である。その後、面状ヒータ４１が上位置から下位置に移動することにより、面状ヒータ４１の上面から複数の支持部２１３に基板９が受け渡される。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。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等が除去される、すなわち、ベース部２１１等が乾燥される（ステップＳ２４）。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Ｓ２２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等が、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。

【0058】

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。気液ノズル３３からの不活性ガスの噴射も停止され、気液ノズル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Ｓ２５）。換言すると、面状ヒータ４１に対向する位置から基板９が取り出される。制御部１１では、次の処理対象である未処理の他の基板９の有無が確認される。次の処理対象の基板９が存在する場合には（ステップＳ２６）、上記ステップＳ２５の直後に（処理済みの基板９の搬出に続けて）、外部の搬送機構により次の処理対象の基板９が搬入され、複数の支持部２１３上に載置される（ステップＳ１１）。その後、当該基板９に対して、ステップＳ１２～Ｓ２５の処理が行われる。以上のように、基板処理装置１では、複数の未処理の基板９に対して図２Ａおよび図２Ｂの上記ステップＳ１１～Ｓ２５の処理が順次行われる（繰り返される）。次の処理対象の基板９が存在しない場合には、基板処理装置１における処理が完了する（ステップＳ２６）。なお、次の処理対象の基板９が存在しない場合に、面状ヒータ４１への通電を停止して、面状ヒータ４１が非加熱状態（ＯＦＦ状態）とされてもよい。

【0059】

ここで、図２Ａおよび図２ＢにおけるステップＳ１４，Ｓ１６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、基板９の上面９１に対する薬液処理において、第２処理液ノズル３５から上面９１の周辺部への第２処理液の供給が行われない。その結果、薬液処理の全期間において、面状ヒータ４１の予熱による基板９の昇温により、基板９の外周縁に向かうに従って第１処理液の温度が上昇する。

【0060】

図７Ａは、比較例の処理による基板９の上面９１のエッチング量の分布を示す図であり、図７Ａでは、濃度が高い（黒い）ほど、エッチング量が大きいことを示している（後述の図７Ｂにおいて同様）。エッチング量の分布は、薬液処理の全期間における平均的なエッチングレートの分布と捉えることも可能である。図７Ａに示すように、比較例の処理では、基板９の上面９１において、外周縁に向かうに従ってエッチング量が大きくなり、周辺部、特に、外周縁近傍においてエッチング量が過度に大きくなる。なお、第１処理液ノズル３１からの第１処理液が衝突する中央部においても、エッチング量が僅かに大きくなる。

【0061】

一方、図１の基板処理装置１における基板処理では、薬液処理（ステップＳ１５，Ｓ１７）の一部に並行して、基板９の周辺部に第２処理液が供給される（ステップＳ１４，Ｓ１６）。これにより、第２処理液を吐出している間、基板９の周辺部において、第１処理液の温度が低下するとともに、第１処理液における薬液成分の濃度が低下する。その結果、図７Ｂに示すように、第２処理液の衝突位置から径方向外側（図７Ｂ中の白い破線の円Ｃ１の外側）の領域においてエッチング量を小さくすることが可能となる。すなわち、基板９の周辺部、特に、外周縁近傍において、第１処理液によるエッチング量（すなわち、第１処理液による処理の程度）が過度に大きくなることを抑制することが可能となる。実際には、第２処理液の衝突位置および吐出期間を調整することにより、エッチング量の均一性を向上することが可能となる。

【0062】

なお、仮に、基板９に対向する位置に面状ヒータ４１を設けない場合には、基板９の昇温は生じないため、図７Ｂと同様に、第１処理液が衝突する基板９の中央部においてエッチング量が大きくなり、外周縁に向かうに従ってエッチング量が小さくなる（すなわち、山型の分布となる。）。したがって、第２処理液を基板９の周辺部に供給する基板処理装置１では、基板９に対向する位置に面状ヒータ４１を設けつつ、面状ヒータ４１を設けない場合における薬液処理と近似した、エッチング量の分布を実現することが可能となる。

【0063】

上記基板処理では、第１処理液が薬液成分を含む水溶液であり、第２処理液が純水である。これにより、第１処理液と第２処理液との混合により不要物が発生することを防止しつつ、第１処理液の希釈により基板９の周辺部におけるエッチング量を小さくすることができる。また、上下方向において基板９と重ならない位置に配置された固定ノズルが、第２処理液ノズル３５として利用される。このような固定ノズルは、従来の基板処理装置においても設けられている場合が多いため、大きな設計変更または改造を行うことなく、第２処理液ノズル３５を利用した上記基板処理を実現することが可能となる。

【0064】

ところで、上記基板処理では、薬液処理後に、面状ヒータ４１の加熱により基板９を乾燥させる乾燥処理（ステップＳ２０～Ｓ２３）が行われる。面状ヒータ４１の温度を上昇させるにはある程度の時間を要するため、乾燥処理の前に面状ヒータ４１を予熱する必要があり、薬液処理から乾燥処理までの間、面状ヒータ４１が加熱状態とされる。また、基板９の搬入後、薬液処理が完了するまで、面状ヒータ４１が基板９から離間し、乾燥処理において、面状ヒータ４１が基板９に接触する、または、（薬液処理時によりも）近接する。既述のように、基板処理装置１では、薬液処理において、面状ヒータ４１を基板９から離間させる場合でも、面状ヒータ４１の熱による基板９の昇温が生じてしまう。このように、面状ヒータ４１の予熱による不可避な基板９の昇温が生じる場合でも、薬液処理の一部に並行して、第２処理液を基板９の周辺部に供給する上記基板処理では、基板９の周辺部においてエッチング量が過度に大きくなることを抑制することが可能である。

【0065】

乾燥処理では、有機溶剤（第３処理液）の液膜８１が形成され（ステップＳ２０）、基板９の加熱により、上面９１と液膜８１との間に蒸気層８２が形成される（ステップＳ２１）。そして、不活性ガスの噴射により、液膜８１の中央部に穴８３が形成され（ステップＳ２２）、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８１が除去される（ステップＳ２３）。これにより、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。なお、パターン要素９３の倒壊等が問題とならない場合には、基板処理装置１において、面状ヒータ４１の加熱により基板９を乾燥させる他の乾燥処理（例えば、加熱のみによる有機溶剤の除去等）が採用されてもよい。

【0066】

上記基板処理では、基板９の搬入後、薬液処理の直前に、基板９の上面９１に一定温度の液（第４処理液）が供給される。これにより、複数の基板９に対する基板処理において、薬液処理の開始時における当該複数の基板９の温度をほぼ一定にすることができ、薬液処理を同じ条件で安定して行うことができる。なお、上記第４処理液が、リンス液ノズル３２とは異なるノズルから供給されてもよい。第４処理液としては、純水、または、後述する機能水が好適である。

【0067】

また、上面９１とは反対側の主面（下面９２）が面状ヒータ４１と対向する対向面であり、薬液処理において、回転する基板９の対向面に一定温度の液（第５処理液）が供給され、対向面の全体が当該液により覆われる。これにより、薬液処理において、面状ヒータ４１の熱の影響を低減することができる。第５処理液としては、純水、または、後述する機能水が好適である。

【0068】

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。

【0069】

上記実施の形態では、薬液処理の開始時を含む期間において、基板９の周辺部に第２処理液が供給されるが、薬液処理の終了時を含む期間において、第２処理液が供給されてもよい。また、薬液処理の開始後、かつ、終了前の期間において、第２処理液が周辺部に供給されてもよい。さらに、薬液処理の全期間において、第２処理液が供給されてもよい。以上のように、基板９の周辺部への第２処理液の供給は、薬液処理の少なくとも一部に並行して行われていればよい。これにより、基板９の周辺部において第１処理液によるエッチング量が過度に大きくなることを抑制することが可能となる。また、第２処理液は、純水に限定されず機能水であってもよい。機能水は、例えば炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。

【0070】

既述のように、基板処理装置１では、第２処理液ノズル３５における第２処理液の吐出流量を変更することにより、上面９１における第２処理液の衝突位置を変更することが可能である。また、薬液処理に並行して行われる第２処理液の吐出期間も変更可能である。したがって、第２処理液の衝突位置および吐出期間を調整することにより、径方向におけるエッチング量のプロファイルを、ある程度自在に変更することが可能となる。この場合に、基板９に対する要求等によっては、エッチング量の均一性が低下してもよい。

【0071】

また、第２処理液ノズル３５は、固定ノズル以外であってもよく、例えば、図８に示すように、ノズル移動機構により基板９の上面９１沿って移動可能な第２処理液ノズル３５ａが利用されてもよい。エッチングの際には、第２処理液ノズル３５ａは、基板９の周辺部の上方に配置され、周辺部に向けて第２処理液を吐出する。図８の例では、中央部と周辺部との間における第１処理液の温度差等に応じて、基板９における第２処理液の衝突位置を精度よく調整することが可能であるとともに、衝突位置に依存することなく、第２処理液の吐出流量を変更することが可能となる。その結果、径方向におけるエッチング量のプロファイルを、容易に変更することが実現される。第２処理液ノズルが基板９の側方に配置され、第２処理液が、基板９の側方から上面９１の周辺部に供給されてもよい。

【0072】

基板９の周辺部に向けて吐出される第２処理液は、僅かに加熱された純水であってもよい。この場合、当該第２処理液は、基板９上の第１処理液の温度を低下させないが、第１処理液を希釈することにより、基板９の周辺部においてエッチングレートが小さくなる。また、第２処理液が、薬液成分を含む低温の処理液であってもよい。この場合、当該第２処理液は、基板９上の第１処理液を希釈しないが、基板９上の第１処理液の温度を低下させることにより、基板９の周辺部においてエッチングレートが小さくなる。さらに、第２処理液が、上面９１の周辺部における温度を低下させるものであってもよい。例えば、上面９１の中央部への第１処理液の供給開始から短時間の期間において、上面９１よりも温度が低い第２処理液が上面９１の周辺部に供給され、その後、第２処理液により除熱された当該周辺部に第１処理液が到達する。この場合も、基板９の周辺部においてエッチングレートが小さくなる。

【0073】

第１処理液を希釈する、第１処理液の温度を低下させる、または、上面９１の周辺部の温度を低下させるという観点では、他の種類の液が、第２処理液として用いられてもよい。このように、基板処理装置１では、基板９上の第１処理液における薬液成分の濃度を低下させる、または、基板９上の第１処理液、もしくは、上面９１よりも温度が低い様々な液（第１処理液における薬液成分の濃度を低下させ、かつ、第１処理液の温度を低下させる液を含む。）を、第２処理液として利用することが可能である。また、基板処理装置１の設計によっては、第１処理液が基板９の下面９２の中央部に供給され、第２処理液が下面９２の周辺部に供給されてもよい。

【0074】

基板処理装置１では、基板９を面状ヒータ４１により積極的に加熱しつつ（例えば、面状ヒータ４１を基板９の下面９２に接触または近接させた状態で）、薬液処理が行われてもよい。この場合も、薬液処理の少なくとも一部に並行して、基板９の周辺部に第２処理液を供給することにより、基板９の周辺部においてエッチング量が過度に大きくなることを抑制することが可能となる。

【0075】

上記実施の形態では、第１処理液が、エッチング液である場合について述べたが、第１処理液は、エッチング液以外に、基板９の上面を改質させる薬液成分を含む液等であってもよい。この場合でも、薬液処理の少なくとも一部に並行して、基板９の周辺部に第２処理液を供給することにより、基板９の周辺部において第１処理液による改質の程度が過度に大きくなることが抑制される。以上のように、基板処理装置１における上記基板処理では、面状ヒータ４１の熱による基板９の昇温により、薬液成分を含む処理液による処理の程度が、基板９の周辺部において過度に大きくなることを抑制することが可能である。

【0076】

面状ヒータ４１は、対向配置されるのであるならば、必ずしも基板９の真下に配置される必要はなく、例えば、基板９の上方または側方に配置されてもよい。基板処理装置１では、基板保持回転部２１、気液供給部３の各ノズル、加熱部４等を含む構成を処理部（チャンバ）として、複数の処理部が設けられてよい。また、図２Ａおよび図２Ｂに示す処理が、複数の処理部において互いに並行して、かつ、各処理部において複数の基板９に対して連続して行われてもよい。

【0077】

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。

【0078】

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】

【0079】

１ 基板処理装置
３ 気液供給部
９ 基板
１１ 制御部
２２ 基板回転機構
３５，３５ａ 第２処理液ノズル
４１ 面状ヒータ
８１ 液膜
８２ 蒸気層
８３ （液膜の）穴
９１ （基板の）上面
９２ （基板の）下面
２１１ ベース部
２１２ チャックピン
Ｓ１０～Ｓ２６ ステップ

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図8】