特許 7633058 基板処理方法及び基板処理装置

(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】2025-02-10

(45)【発行日】2025-02-19

(54)【発明の名称】基板処理方法及び基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20250212BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 651H

H01L21/304 645D

H01L21/304 647A

H01L21/304 647Z

H01L21/304 651B

【請求項の数】 26

(21)【出願番号】P 2021051569

(22)【出願日】2021-03-25

(65)【公開番号】P2022149423

(43)【公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-12-18

(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】110002310

【氏名又は名称】弁理士法人あい特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】田中 孝佳

【審査官】佐藤 靖史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１５７１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５１８２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２７５７８８（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】

複数の構造物を含むパターンを有する基板を処理する基板処理方法であって、
処理液と、前記処理液に溶解しない複数の粒子とが混在した懸濁液を、前記基板の上面に供給することで、前記懸濁液の液膜を前記基板の上面に形成する懸濁液供給工程と、
互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間に前記粒子が堆積するように、前記基板の上面から前記処理液を排除する処理液排除工程と
を含む、基板処理方法。

【請求項2】

非液体によって、前記構造物と前記構造物との間に堆積した前記粒子を除去する粒子除去工程を更に含む、請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項3】

複数の構造物を含むパターンを有する基板を処理する基板処理方法であって、
処理液と、前記処理液に溶解しない複数の粒子とが混在した懸濁液を、前記基板の上面に供給することで、前記懸濁液の液膜を前記基板の上面に形成する懸濁液供給工程と、
互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間に前記粒子が残留し、前記粒子が前記構造物を支持するように、前記基板の上面から前記処理液を排除する処理液排除工程と
を含む、基板処理方法。

【請求項4】

前記粒子は、無機物であり、
前記非液体は、薬液の蒸気であり、
前記粒子除去工程では、前記基板の上面に前記薬液の蒸気を供給することで、前記構造物と前記構造物との間から前記粒子を除去する、請求項２に記載の基板処理方法。

【請求項5】

前記粒子は、シリカである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項6】

前記粒子は、有機物であり、
前記非液体は、紫外線又はオゾンであり、
前記粒子除去工程では、前記基板の上面に前記オゾンを供給することで、又は、前記基板の上面に前記紫外線を照射することで、前記構造物と前記構造物との間から前記粒子を除去する、請求項２に記載の基板処理方法。

【請求項7】

前記粒子は、ポリスチレンである、請求項６に記載の基板処理方法。

【請求項8】

前記処理液は、リンス液である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項9】

前記粒子のサイズは、互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間隔よりも小さい、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項10】

前記処理液排除工程では、前記基板を回転させることで、前記基板から前記処理液を排除する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項11】

前記処理液排除工程の実行時間は、所定工程の実行時間よりも長く、
前記所定工程は、前記処理液と同じ処理液であって、前記粒子の混在しない処理液を、回転によって基板から振り切る工程を示す、請求項１０に記載の基板処理方法。

【請求項12】

前記処理液排除工程よりも後であって、前記粒子除去工程よりも前において、前記基板を加熱する基板加熱工程を更に含む、請求項２に記載の基板処理方法。

【請求項13】

前記懸濁液供給工程よりも前において、薬液を前記基板の上面に供給する薬液供給工程と、
前記薬液供給工程の次に、リンス液を前記基板の上面に供給することで、前記薬液を洗い流すリンス液供給工程と
を更に含み、
前記懸濁液供給工程は、前記リンス液供給工程の次に実行される、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項14】

複数の構造物を含むパターンを有する基板を処理する基板処理装置であって、
処理液と、前記処理液に溶解しない複数の粒子とが混在した懸濁液を、前記基板の上面に供給することで、前記懸濁液の液膜を前記基板の上面に形成する懸濁液供給部と、
処理液排除制御を実行する制御部と
を備え、
前記処理液排除制御は、互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間に前記粒子を堆積させつつ、前記基板の上面から前記処理液を排除する制御を示す、基板処理装置。

【請求項15】

非液体によって、前記構造物と前記構造物との間に堆積した前記粒子を除去する粒子除去ユニットを更に備える、請求項１４に記載の基板処理装置。

【請求項16】

複数の構造物を含むパターンを有する基板を処理する基板処理装置であって、
処理液と、前記処理液に溶解しない複数の粒子とが混在した懸濁液を、前記基板の上面に供給することで、前記懸濁液の液膜を前記基板の上面に形成する懸濁液供給部と、
処理液排除制御を実行する制御部と
を備え、
前記処理液排除制御は、互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間に前記粒子を残留させ、前記粒子により前記構造物を支持させつつ、前記基板の上面から前記処理液を排除する制御を示す、基板処理装置。

【請求項17】

前記粒子は、無機物であり、
前記非液体は、薬液の蒸気であり、
前記粒子除去ユニットは、前記基板の上面に前記薬液の蒸気を供給することで、前記構造物と前記構造物との間から前記粒子を除去する、請求項１５に記載の基板処理装置。

【請求項18】

前記粒子は、シリカである、請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項19】

前記粒子は、有機物であり、
前記非液体は、紫外線又はオゾンであり、
前記粒子除去ユニットは、前記基板の上面に前記オゾンを供給することで、又は、前記基板の上面に前記紫外線を照射することで、前記構造物と前記構造物との間から前記粒子を除去する、請求項１５に記載の基板処理装置。

【請求項20】

前記粒子は、ポリスチレンである、請求項１９に記載の基板処理装置。

【請求項21】

前記処理液は、リンス液である、請求項１４から請求項２０のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項22】

前記粒子のサイズは、互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間隔よりも小さい、請求項１４から請求項２１のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項23】

前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部を回転させることで、前記基板を回転させる基板回転部と
を更に備え、
前記処理液排除制御は、前記基板回転部によって前記基板を回転させる制御を示す、請求項１４から請求項２２のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項24】

前記処理液排除制御の実行時間は、所定工程の実行時間よりも長く、
前記所定工程は、前記処理液と同じ処理液であって、前記粒子の混在しない処理液を、回転によって基板から振り切る工程を示す、請求項２３に記載の基板処理装置。

【請求項25】

前記処理液排除制御の実行時よりも後であって、前記粒子除去ユニットによる前記粒子の除去処理よりも前において、前記基板を加熱する基板加熱部を更に備える、請求項１５に記載の基板処理装置。

【請求項26】

前記懸濁液供給部による前記懸濁液の供給処理よりも前において、薬液を前記基板の上面に供給する薬液供給部と、
前記薬液供給部による前記薬液の供給処理の次に、リンス液を前記基板の上面に供給することで、前記薬液を洗い流すリンス液供給部と
を更に備え、
前記懸濁液供給部は、前記リンス液供給部による前記リンス液の供給処理の次に、前記基板の上面に前記懸濁液を供給する、請求項１４から請求項２５のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されている基板処理装置では、基板のパターン面に第１処理液を供給して第１湿式処理を実行する。次に、第１湿式処理を受けたパターン面に対して第１処理液の凝固点より高温の昇華性固体粒子を吹き付ける。その結果、パターン面に付着した第１処理液が除去されるとともに、パターン面が昇華性固体粒子で覆われる。次に、パターン面を覆う昇華性固体粒子を固相から気相に昇華させてパターン面から除去する。その結果、基板のパターン面に形成されている凹凸パターンを倒壊させることなく、基板を乾燥できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１５２６００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載されている基板処理装置では、凹凸パターンを構成する構造物と構造物との間隔によっては、昇華性固体粒子が構造物と構造物との間に進入し難い場合があり得る。特に、近年、凹凸パターンの微細化が進んでいるので、昇華性固体粒子が構造物と構造物との間に進入し難い場合が増加する可能性がある。例えば、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ ｔｒｅｎｃｈ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）及びＣａｐａｃｉｔｏｒのような高アスペクト比の構造物の研究開発が進んでいる。

【0005】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板のパターンを構成する構造物の倒壊を抑制するための粒子を、構造物と構造物との間に容易に進入させることができる基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一局面によれば、基板処理方法において、複数の構造物を含むパターンを有する基板を処理する。基板処理方法は、懸濁液供給工程と、処理液排除工程とを含む。懸濁液供給工程において、処理液と、前記処理液に溶解しない複数の粒子とが混在した懸濁液を、前記基板の上面に供給することで、前記懸濁液の液膜を前記基板の上面に形成する。処理液排除工程において、互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間に前記粒子が残留（好ましくは堆積）するように、前記基板の上面から前記処理液を排除する。
本発明の一態様においては、前記処理液排除工程は、互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間に前記粒子が残留し、前記粒子が前記構造物を支持するように、前記基板の上面から前記処理液を排除することが好ましい。

【0007】

本発明の一態様においては、基板処理方法は、非液体によって、前記構造物と前記構造物との間に残留（好ましくは堆積）した前記粒子を除去する粒子除去工程を更に含むことが好ましい。

【0008】

本発明の一態様においては、前記粒子は、無機物であり、前記非液体は、薬液の蒸気であることが好ましい。前記粒子除去工程では、前記基板の上面に前記薬液の蒸気を供給することで、前記構造物と前記構造物との間から前記粒子を除去することが好ましい。

【0009】

本発明の一態様においては、前記粒子は、シリカであることが好ましい。

【0010】

本発明の一態様においては、前記粒子は、有機物であり、前記非液体は、紫外線又はオゾンであることが好ましい。前記粒子除去工程では、前記基板の上面に前記オゾンを供給することで、又は、前記基板の上面に前記紫外線を照射することで、前記構造物と前記構造物との間から前記粒子を除去することが好ましい。

【0011】

本発明の一態様においては、前記粒子は、ポリスチレンであることが好ましい。

【0012】

本発明の一態様においては、前記処理液は、リンス液であることが好ましい。

【0013】

本発明の一態様においては、前記粒子のサイズは、互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間隔よりも小さいことが好ましい。

【0014】

本発明の一態様においては、前記処理液排除工程では、前記基板を回転させることで、前記基板から前記処理液を排除することが好ましい。

【0015】

本発明の一態様においては、前記処理液排除工程の実行時間は、所定工程の実行時間よりも長いことが好ましい。前記所定工程は、前記処理液と同じ処理液であって、前記粒子の混在しない処理液を、回転によって基板から振り切る工程を示すことが好ましい。

【0016】

本発明の一態様においては、基板処理方法は、前記処理液排除工程よりも後であって、前記粒子除去工程よりも前において、前記基板を加熱する基板加熱工程を更に含むことが好ましい。

【0017】

本発明の一態様においては、基板処理方法は、前記懸濁液供給工程よりも前において、薬液を前記基板の上面に供給する薬液供給工程と、前記薬液供給工程の次に、リンス液を前記基板の上面に供給することで、前記薬液を洗い流すリンス液供給工程とを更に含むことが好ましい。前記懸濁液供給工程は、前記リンス液供給工程の次に実行されることが好ましい。

【0018】

本発明の他の局面によれば、基板処理装置は、複数の構造物を含むパターンを有する基板を処理する。基板処理装置は、懸濁液供給部と、制御部とを備える。懸濁液供給部は、処理液と、前記処理液に溶解しない複数の粒子とが混在した懸濁液を、前記基板の上面に供給することで、前記懸濁液の液膜を前記基板の上面に形成する。制御部は、処理液排除制御を実行する。前記処理液排除制御は、互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間に前記粒子を残留（好ましくは堆積）させつつ、前記基板の上面から前記処理液を排除する制御を示す。
本発明の一態様においては、前記処理液排除制御は、互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間に前記粒子を残留させ、前記粒子により前記構造物を支持させつつ、前記基板の上面から前記処理液を排除する制御を示すことが好ましい。

【0019】

本発明の一態様においては、基板処理装置は粒子除去ユニットを更に備えることが好ましい。粒子除去ユニットは、非液体によって、前記構造物と前記構造物との間に残留（好ましくは堆積）した前記粒子を除去することが好ましい。

【0020】

本発明の一態様においては、前記粒子は、無機物であり、前記非液体は、薬液の蒸気であることが好ましい。前記粒子除去ユニットは、前記基板の上面に前記薬液の蒸気を供給することで、前記構造物と前記構造物との間から前記粒子を除去することが好ましい。

【0021】

本発明の一態様においては、前記粒子は、シリカであることが好ましい。

【0022】

本発明の一態様においては、前記粒子は、有機物であり、前記非液体は、紫外線又はオゾンであることが好ましい。前記粒子除去ユニットは、前記基板の上面に前記オゾンを供給することで、又は、前記基板の上面に前記紫外線を照射することで、前記構造物と前記構造物との間から前記粒子を除去することが好ましい。

【0023】

本発明の一態様においては、前記粒子は、ポリスチレンであることが好ましい。

【0024】

本発明の一態様においては、前記処理液は、リンス液であることが好ましい。

【0025】

本発明の一態様においては、前記粒子のサイズは、互いに隣り合う前記構造物と前記構造物との間隔よりも小さいことが好ましい。

【0026】

本発明の一態様においては、基板処理装置は、基板保持部と、基板回転部とを更に備えることが好ましい。基板保持部は、前記基板を保持することが好ましい。基板回転部は、前記基板保持部を回転させることで、前記基板を回転させることが好ましい。前記処理液排除制御は、前記基板回転部によって前記基板を回転させる制御を示すことが好ましい。

【0027】

本発明の一態様においては、前記処理液排除制御の実行時間は、所定工程の実行時間よりも長いことが好ましい。前記所定工程は、前記処理液と同じ処理液であって、前記粒子の混在しない処理液を、回転によって基板から振り切る工程を示すことが好ましい。

【0028】

本発明の一態様においては、基板加熱部を更に備えることが好ましい。基板加熱部は、前記処理液排除制御の実行時よりも後であって、前記粒子除去ユニットによる前記粒子の除去処理よりも前において、前記基板を加熱することが好ましい。

【0029】

本発明の一態様においては、基板処理装置は、薬液供給部と、リンス液供給部とを更に備えることが好ましい。薬液供給部は、前記懸濁液供給部による前記懸濁液の供給処理よりも前において、薬液を前記基板の上面に供給することが好ましい。リンス液供給部は、前記薬液供給部による前記薬液の供給処理の次に、リンス液を前記基板の上面に供給することで、前記薬液を洗い流すことが好ましい。前記懸濁液供給部は、前記リンス液供給部による前記リンス液の供給処理の次に、前記基板の上面に前記懸濁液を供給することが好ましい。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、基板のパターンを構成する構造物の倒壊を抑制するための粒子を、構造物と構造物との間に容易に進入させることができる基板処理方法及び基板処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の実施形態１に係る基板処理装置の内部を示す平面図である。

【図2】実施形態１に係る処理ユニットの内部を示す側面図である。

【図3】（ａ）は、実施形態１に係る懸濁液の液膜が基板の上面を覆っている状態を示す側面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す懸濁液の一部及び基板の一部を拡大して示す側面図である。

【図4】（ａ）は、実施形態１に係る薬液が基板のパターンを覆っている状態を示す図である。（ｂ）は、実施形態１に係る懸濁液が基板のパターンを覆っている状態を示す図である。（ｃ）は、実施形態１に係る懸濁液から処理液が減少し、パターンを構成する構造物間に粒子が堆積している状態を示す図である。

【図5】（ａ）は、実施形態１に係る懸濁液から処理液が除去され、基板のパターンを構成する構造物間に粒子が堆積している状態を示す図である。（ｂ）は、実施形態１に係る構造物間からの粒子の除去中の状態を示す図である。（ｃ）は、実施形態１に係る粒子が構造物間から除去された状態を示す図である。

【図6】（ａ）は、実施形態１に係る薬液が基板の別のパターンを覆っている状態を示す図である。（ｂ）は、実施形態１に係る懸濁液が基板のパターンを覆っている状態を示す図である。（ｃ）は、実施形態１に係る懸濁液から処理液が減少し、パターンを構成する構造物間に粒子が堆積している状態を示す図である。

【図7】（ａ）は、実施形態１に係る懸濁液から処理液が除去され、基板のパターンを構成する構造物間に粒子が堆積している状態を示す図である。（ｂ）は、実施形態１に係る構造物間からの粒子の除去中の状態を示す図である。（ｃ）は、実施形態１に係る粒子が構造物間から除去された状態を示す図である。

【図8】実施形態１に係る基板処理方法を示すフローチャートである。

【図9】本発明の実施形態２に係る処理ユニットの内部を示す側面図である。

【図10】実施形態２に係る基板処理方法を示すフローチャートである。

【図11】本発明の一実施形態に係る粒子除去ユニットを示す模式的断面図である。

【図12】本発明の別の実施形態に係る粒子除去ユニットを示す模式的断面図である。

【図13】本発明の更に別の実施形態に係る粒子除去ユニットを示す模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、図面には、説明の便宜のため、三次元直交座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を適宜記載している。そして、図中、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。

【0033】

（実施形態１）
図１～図８を参照して、本発明の実施形態１に係る基板処理装置１００を説明する。まず、図１を参照して、基板処理装置１００を説明する。図１は、基板処理装置１００の内部を示す平面図である。図１に示す基板処理装置１００は、複数の構造物を含むパターンを有する基板Ｗを処理する。

【0034】

基板Ｗは、例えば、半導体ウェハ（例えば、シリコンウェハ）、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、電界放出ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ：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、フォトマスク用基板、セラミック基板、又は、太陽電池用基板である。以下、一例として、基板Ｗは、シリコンウェハである。

【0035】

図１に示すように、基板処理装置１００は、複数のロードポートＬＰと、インデクサーロボットＩＲと、センターロボットＣＲと、複数の処理ユニット１と、制御装置２と、複数の流体ボックス３と、薬液キャビネット４と、粒子除去ユニット５とを備える。

【0036】

ロードポートＬＰの各々は、複数枚の基板Ｗを積層して収容する。インデクサーロボットＩＲは、ロードポートＬＰとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、インデクサーロボットＩＲと処理ユニット１との間、インデクサーロボットＩＲと粒子除去ユニット５との間、又は、処理ユニット１と粒子除去ユニット５との間で基板Ｗを搬送する。処理ユニット１の各々は、薬液によって基板Ｗを処理する。流体ボックス３の各々は流体機器を収容する。薬液キャビネット４は薬液を収容する。粒子除去ユニット５については後述する。

【0037】

具体的には、所定数の処理ユニット１（図１の例では３つの処理ユニット１）が鉛直方向に積層されて１つのタワーＴＷを構成している。ただし、図１の例では、複数のタワーＴＷ（図１の例では４つのタワーＴＷ）のうち、１つのタワーＴＷは、１つの処理ユニット１に代えて１つの粒子除去ユニット５を含む。複数のタワーＴＷは、平面視においてセンターロボットＣＲを取り囲むように配置される。なお、粒子除去ユニット５の配置は、特に限定されず、例えば、粒子除去ユニット５は、基板処理装置１００における専用スペースに配置されていてもよいし、基板処理装置１００の外部に配置されていてもよい。また、基板処理装置１００は、複数の粒子除去ユニット５を備えていてもよい。

【0038】

複数の流体ボックス３は、それぞれ、複数のタワーＴＷに対応している。薬液キャビネット４内の薬液は、いずれかの流体ボックス３を介して、流体ボックス３に対応するタワーＴＷに含まれる全ての処理ユニット１に供給される。

【0039】

制御装置２は、ロードポートＬＰ、インデクサーロボットＩＲ、センターロボットＣＲ、処理ユニット１、流体ボックス３、薬液キャビネット４、及び、粒子除去ユニット５を制御する。制御装置２は、例えば、コンピューターである。

【0040】

制御装置２は、制御部２１と、記憶部２２とを含む。制御部２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサーを含む。記憶部２２は、記憶装置を含み、データ及びコンピュータープログラムを記憶する。具体的には、記憶部２２は、半導体メモリー等の主記憶装置と、半導体メモリー、ソリッドステートドライブ、及び／又は、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置とを含む。記憶部２２は、リムーバブルメディアを含んでいてもよい。記憶部２２は、非一時的コンピューター読取可能記憶媒体の一例に相当する。

【0041】

次に、図２を参照して、処理ユニット１を説明する。図２は、処理ユニット１の内部を示す側面図である。

【0042】

図２に示すように、処理ユニット１は、チャンバー１１と、スピンチャック１２と、スピンモーター１３と、薬液ノズル１４と、ノズル移動部１５と、複数のガード１６と、懸濁液ノズル１７とを含む。また、基板処理装置１００は、バルブ６と、配管７と、バルブ８と、配管９とを更に備える。

【0043】

スピンチャック１２は、本発明の「基板保持部」の一例に相当する。スピンモーター１３は、本発明の「基板回転部」の一例に相当する。薬液ノズル１４は、本発明の「薬液供給部」の一例に相当する。懸濁液ノズル１７は、本発明の「懸濁液供給部」の一例に相当する。

【0044】

チャンバー１１は略箱形状を有する。チャンバー１１は、スピンチャック１２、スピンモーター１３、薬液ノズル１４、ノズル移動部１５、複数のガード１６、懸濁液ノズル１７、配管７の一部、及び、配管９の一部を収容する。

【0045】

スピンチャック１２は基板Ｗを保持する。具体的には、スピンチャック１２は、基板Ｗを略水平に保持する。

【0046】

スピンモーター１３は、基板Ｗを保持したスピンチャック１２を回転させることで、基板Ｗを回転させる。具体的には、スピンモーター１３は、スピンチャック１２を回転軸線ＡＸ１の周りに回転させる。従って、スピンチャック１２は、基板Ｗを水平に保持しながら、回転軸線ＡＸ１の周りに基板Ｗを回転させる。具体的には、スピンチャック１２は、スピンベース１２１と、複数のチャック部材１２２とを含む。スピンベース１２１は、略円板状であり、水平な姿勢で複数のチャック部材１２２を支持する。複数のチャック部材１２２は基板Ｗを水平な姿勢で保持する。なお、スピンチャック１２は、例えば、バキュームチャック、又は、ベルヌーイ効果を利用したベルヌーイチャックであってもよく、特に限定されない。

【0047】

薬液ノズル１４は、薬液を基板Ｗの上面に供給する。具体的には、配管７が薬液ノズル１４に薬液を供給する。バルブ６は、配管７に配置される。そして、バルブ６は、配管７の流路を開閉し、薬液ノズル１４に対する薬液の供給と供給停止とを切り替える。バルブ６が配管７の流路を開放すると、薬液ノズル１４は、薬液を基板Ｗに向けて供給する。

【0048】

薬液は、例えば、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ酸（ＨＦ）、フッ硝酸（フッ酸と硝酸（ＨＮＯ₃）との混合液）、バファードフッ酸（ＢＨＦ）、フッ化アンモニウム、ＨＦＥＧ（フッ酸とエチレングリコールとの混合液）、燐酸（Ｈ₃ＰＯ₄）、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（例えば、クエン酸、シュウ酸）、有機アルカリ（例えば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）、硫酸過酸化水素水混合液（ＳＰＭ）、アンモニア過酸化水素水混合液（ＳＣ１）、塩酸過酸化水素水混合液（ＳＣ２）、界面活性剤、又は、腐食防止剤である。

【0049】

ノズル移動部１５は、薬液ノズル１４を昇降したり、薬液ノズル１４を回動軸線ＡＸ２の周りに水平回動させたりする。ノズル移動部１５は、薬液ノズル１４を昇降させるために、例えば、ボールねじ機構と、ボールねじ機構に駆動力を与える電動モーターとを含む。また、ノズル移動部１５は、薬液ノズル１４を水平回動させるために、例えば、電動モーターを含む。

【0050】

懸濁液ノズル１７は、懸濁液を基板Ｗの上面に供給する。具体的には、配管９が懸濁液ノズル１７に懸濁液を供給する。バルブ８は、配管９に配置される。そして、バルブ８は、配管９の流路を開閉し、懸濁液ノズル１７に対する懸濁液の供給と供給停止とを切り替える。バルブ８が配管９の流路を開放すると、懸濁液ノズル１７は、懸濁液を基板Ｗに向けて供給する。なお、例えば、配管９は、懸濁液を貯留する懸濁液タンクに接続されている。

【0051】

懸濁液とは、固体粒子が液体中に分散した分散系のことである。懸濁液は、例えば、ゾルである。具体的には、懸濁液は、処理液と、処理液に溶解しない複数の粒子（多数の粒子）とが混在した物質である。処理液が分散媒であり、粒子が分散質である。粒子は固体粒子である。

【0052】

懸濁液の分散媒である処理液は、特に限定されないが、典型的には、リンス液である。リンス液は、薬液、薬液による処理後副産物、及び／又は、異物を、基板Ｗから洗い流すための液体であって、基板Ｗに対して化学的に作用しない液体である。

【0053】

リンス液は、例えば、脱イオン水（ＤＩＷ：Ｄｅｉｏｎｚｉｅｄ Ｗａｔｅｒ）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、または、希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水である。

【0054】

懸濁液の分散媒である処理液は、例えば、有機溶剤であってもよい。有機溶剤は、水溶性であり、リンス液よりも表面張力が小さい。例えば、有機溶剤は、低炭素の１価アルコール、エチレングリコール、または、低級ケトンである。低炭素の１価アルコールは、例えば、メタノール、エタノール、または、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）である。なお、処理液が有機溶剤である場合は、例えば、基板Ｗからリンス液によって薬液を洗い流した後に、懸濁液を基板Ｗに供給する。

【0055】

懸濁液の分散質である粒子は、分散媒である処理液に溶解しない固体である。粒子は、例えば、無機物又は有機物である。粒子が無機物である場合、粒子は、例えば、シリカ、シリコン、又は、シリコンナイトライドである。シリカは、例えば、二酸化ケイ素等の酸化シリコンである。粒子が有機物である場合、粒子は、例えば、ポリスチレンである。粒子がポリスチレンである場合、懸濁液は、例えば、ポリスチレンラテックスである。

【0056】

なお、例えば、ノズル移動部１５と同様の構成のノズル移動部（不図示）によって、懸濁液ノズル１７を昇降したり、懸濁液ノズル１７を水平回動させたりすることもできる。

【0057】

各ガード１６は略筒形状を有する。各ガード１６は、基板Ｗから排出された薬液又は懸濁液を受け止める。

【0058】

次に、図３を参照して、基板Ｗの上面に形成される懸濁液２５の液膜２６を説明する。図３（ａ）は、懸濁液２５の液膜２６が基板Ｗの上面を覆っている状態を示す側面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す懸濁液２５の液膜２６の一部及び基板Ｗの一部を拡大して示す側面図である。

【0059】

図３（ａ）に示すように、懸濁液ノズル１７は、懸濁液２５を、基板Ｗの上面に供給することで、懸濁液２５の液膜２６を基板Ｗの上面に形成する。

【0060】

図３（ｂ）に示すように、液膜２６の厚みｔ１は、特に限定されないが、例えば、１ｍｍ以上４ｍｍ以下である。基板Ｗの厚みｔ０は、特に限定されないが、例えば、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。

【0061】

引き続き図３（ｂ）を参照して、懸濁液２５を構成する処理液が基板Ｗから除去されて、懸濁液２５を構成する粒子が基板Ｗに残留する原理を説明する。懸濁液２５から処理液を除去する際は、懸濁液ノズル１７から基板Ｗへの懸濁液２５の供給を停止し、基板Ｗを回転させる。

【0062】

液膜２６が形成された基板Ｗが回転されると、液膜２６のうち領域２６１に存在する懸濁液２５は、遠心力によって流動する。従って、領域２６１の懸濁液２５が基板Ｗから振り切られる。その結果、液膜２６の液面が下降する。液面が下降して、液膜２６のうち領域２６２に存在する懸濁液２５は、基板Ｗの回転にも拘らず、ほとんど流動しない。従って、領域２６２では、懸濁液２５中の処理液が主に気化することで、液膜２６の液面が下降する。よって、懸濁液２５中の粒子は液面によって押し下げられる。従って、処理液中に分散していた多数の粒子が基板Ｗの上面に堆積していく。更に処理液の気化が進行すると、処理液が基板Ｗから除去され、基板Ｗの上面には、堆積した多数の粒子が残留する。

【0063】

例えば、領域２６１は、ミリメートルオーダーの領域である。例えば、領域２６２は、マイクロメートルオーダーの領域である。領域２６２は、領域２６１よりも基板Ｗに近接している。

【0064】

次に、図１、図２、図４及び図５を参照して、本発明の実施形態１に係る基板処理方法を説明する。図４（ａ）は、薬液供給工程において、薬液２７が基板ＷのパターンＰＴを覆っている状態を示す図である。図４（ｂ）は、懸濁液供給工程において、懸濁液２５が基板ＷのパターンＰＴを覆っている状態を示す図である。図４（ｃ）は、処理液排除工程において、懸濁液２５から処理液２５１が減少し、パターンＰＴを構成する構造物２３間に粒子が堆積している状態を示す図である。図５（ａ）は、処理液排除工程の完了後において、懸濁液２５から処理液２５１が除去され、基板ＷのパターンＰＴを構成する構造物２３間に粒子２５２が堆積している状態を示す図である。図５（ｂ）は、粒子除去工程において、構造物２３間からの粒子２５２の除去中の状態を示す図である。図５（ｃ）は、粒子除去工程の完了後において、粒子２５２が構造物２３間から除去された状態を示す図である。

【0065】

図４（ａ）に示すように、基板Ｗは、パターンＰＴを有する。つまり、基板Ｗの上面には、パターンＰＴが形成されている。パターンＰＴは、例えば、凹凸パターンである。パターンＰＴは、複数の構造物２３を含む。構造物２３は、例えば、微細構造物である。構造物２３のアスペクト比ＡＲは、例えば、１０以上１００以下である。アスペクト比ＡＲは、長さＬに対する長さＨの比率を示す（ＡＲ＝Ｈ／Ｌ）。長さＬは、例えば、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。長さＨは、例えば、５０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下である。長さＨは、構造物２３の第１方向Ｄ１の長さを示す。長さＬは、構造物２３の第２方向Ｄ２の長さを示す。

【0066】

第１方向Ｄ１は、基板Ｗに対して交差する方向を示す。図４（ａ）の例では、第１方向Ｄ１は、基板Ｗに対して略直交する方向を示す。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１に交差する。図４（ａ）の例では、第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１に略直交する。

【0067】

複数の構造物２３のうち、互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間隔Ｇは、例えば、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。

【0068】

構造物２３は、一例として、第１方向Ｄ１に沿って延びている。なお、図４（ａ）は、構造物２３を模式化して示しているに過ぎず、構造物２３は、基板Ｗの使用目的に応じた任意の形状及び構成をとり得る。

【0069】

例えば、構造物２３は、単層または複数層によって構成される。構造物２３が単層によって構成される場合、構造物２３は、絶縁層、半導体層、又は、導体層である。構造物２３が複数層によって構成される場合、構造物２３は、絶縁層を含んでもよいし、半導体層を含んでもよいし、導体層を含んでもよいし、絶縁層と半導体層と導体層とのうちの２以上を含んでもよい。

【0070】

絶縁層は、例えば、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜である。半導体層は、例えば、ポリシリコン膜又はアモルファスシリコン膜である。導体層は、例えば、金属膜である。金属膜は、例えば、チタン、タングステン、銅、及び、アルミニウムのうちの少なくとも１つを含む膜である。

【0071】

図２及び図４（ａ）に示すように、まず、薬液供給工程において、薬液ノズル１４は、基板Ｗの上面に薬液２７を供給する。その結果、基板Ｗが薬液によって処理される。

【0072】

次に、図２及び図４（ｂ）に示すように、懸濁液供給工程において、懸濁液ノズル１７は、基板Ｗの上面に懸濁液２５を供給する。その結果、基板Ｗの上面には、懸濁液２５の液膜２６が形成される。懸濁液２５は、処理液２５１と複数の粒子２５２（多数の粒子）とが混在した物質である。懸濁液２５において、複数の粒子２５２が処理液２５１中に分散している。粒子２５２は、基板Ｗを乾燥させる際に構造物２３が倒壊することを抑制する。この点の詳細は後述する。

【0073】

粒子２５２の粒径（サイズ）は、互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間隔Ｇよりも小さい。従って、実施形態１によれば、構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２を容易に進入させることができる。

【0074】

粒子２５２の粒径（サイズ）は、例えば、数ｎｍ以上数十ｎｍ以下である。例えば、粒子２５２の粒径は、２０ｎｍである。

【0075】

懸濁液２５における粒子２５２の密度は、例えば、体積分率０．１以上０．９以下である。懸濁液２５における粒子２５２の密度は、例えば、処理液排除工程（図４（ｃ）、図５（ａ））の完了時に、粒子２５２が構造物２３と構造物２３との間の空間ＳＰの「Ｍ／１０」以上を占めることの可能な値である。Ｍは実数である。Ｍは、例えば、「１」であり、「２」が好ましく、「３」が更に好ましく、「４」が更に好ましく、「５」が更に好ましく、「６」が更に好ましく、「７」が更に好ましく、「８」が更に好ましく、「９」が更に好ましく、「１０」が最も好ましい。処理液排除工程（図４（ｃ）、図５（ａ））の完了時に、構造物２３と構造物２３との間の空間ＳＰを占める粒子２５２が多いほど、効果的に構造物２３の倒壊を抑制できるからである。この点の詳細は後述する。

【0076】

次に、図４（ｃ）に示すように、処理液排除工程において、互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２が残留するように、基板Ｗの上面から処理液２５１を排除（除去）する。この場合、図３（ｂ）に示す領域２６２において処理液２５１が気化することによって、処理液２５１（懸濁液２５）の液面２５１ａが下降している。そして、互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２が残留している。従って、実施形態１によれば、基板Ｗから処理液２５１を排除する際に、粒子２５２が構造物２３を支持する。その結果、処理液２５１の表面張力によって構造物２３が倒壊することを抑制できる。

【0077】

具体的には、少なくとも構造物２３と構造物２３との間の処理液２５１が気化（除去）される期間（以下、「期間Ｔ」と記載する。）では、基板ＷのうちパターンＰＴが形成された領域全体にわたって、構造物２３と構造物２３との間に複数の粒子２５２が堆積している。換言すれば、少なくとも期間Ｔでは、構造物２３と構造物２３との間に複数の粒子２５２が敷き詰められている。更に換言すれば、少なくとも期間Ｔでは、構造物２３と構造物２３との間に複数の粒子２５２が充填されている。従って、複数の構造物２３が複数の粒子２５２によって支持されている。その結果、基板Ｗから処理液２５１を排除する際に、処理液２５１の表面張力によって構造物２３が倒壊することを抑制できる。

【0078】

特に、実施形態１では、図４（ｂ）に示すように、懸濁液２５を基板Ｗの上面に供給する。この段階で既に、粒子２５２は、構造物２３と構造物２３との間に進入している。そして、図４（ｃ）に示すように、懸濁液２５から処理液２５１を排除する。この場合、処理液２５１（懸濁液２５）の液面２５１ａの下降によって、粒子２５２がパターンＰＴに向かって押し下げられる。その結果、基板ＷのパターンＰＴを構成する構造物２３の倒壊を抑制するための粒子２５２を、構造物２３と構造物２３との間に容易に進入及び堆積させることができる。つまり、処理液２５１によって、構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２を容易に進入及び堆積させることができる。

【0079】

具体的には、処理液排除工程では、懸濁液２５の供給を停止した状態で基板Ｗを回転させることで、基板Ｗから処理液２５１を排除する。従って、実施形態１によれば、簡素な構成によって基板Ｗから処理液２５１を容易に排除できる。

【0080】

また、例えば、処理液排除工程の実行時間は、所定工程（以下、「所定工程ＳＴ」と記載する。）の実行時間よりも長い。所定工程ＳＴは、処理液２５１と同じ処理液であって、粒子２５２の混在しない処理液を、回転によって基板から振り切る工程を示す。処理液排除工程の実行時間が所定工程ＳＴの実行時間よりも長い理由は、処理液２５１には粒子２５２が混在しているため、粒子が混在しない処理液と比較して、処理液２５１の排除に時間を要するからである。実施形態１では、処理液排除工程の実行時間が所定工程ＳＴの実行時間よりも長いため、より確実に基板Ｗから処理液を排除できる。

【0081】

処理液２５１がリンス液である場合は、「所定工程ＳＴ」はリンス工程（リンス液供給工程）であり、「処理液２５１と同じ処理液であって、粒子２５２の混在しない処理液」はリンス液である。「リンス工程（リンス液供給工程）」は、薬液、薬液による処理後副産物、及び／又は、異物を、基板Ｗから洗い流す工程を示す。

【0082】

具体的には、処理液排除工程では、図２に示す制御部２１が、処理液排除制御を実行する。処理液排除制御は、互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２を残留させつつ、基板Ｗの上面から処理液２５１を排除する制御を示す。この場合、制御部２１は、スピンチャック１２を回転するようにスピンモーター１３を制御する。その結果、基板Ｗが回転する。この例では、処理液排除制御は、スピンモーター１３によって基板Ｗを回転させる制御を示す。そして、例えば、処理液排除制御の実行時間は、所定工程ＳＴの実行時間よりも長い。

【0083】

ここで、処理液排除工程では、粒子２５２が構造物２３と構造物２３との間の空間ＳＰの「Ｍ／１０」以上を占めるように、粒子２５２を空間ＳＰに残留させる。Ｍは実数である。Ｍは、例えば、「１」であり、「２」が好ましく、「３」が更に好ましく、「４」が更に好ましく、「５」が更に好ましく、「６」が更に好ましく、「７」が更に好ましく、「８」が更に好ましく、「９」が更に好ましく、「１０」が最も好ましい。

【0084】

次に、図５（ａ）に示すように、処理液排除工程が完了すると、処理液２５１が排除されて、互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２が残留している。図５（ａ）の例では、構造物２３と構造物２３との間に複数の粒子２５２が堆積している。換言すれば、構造物２３と構造物２３との間に複数の粒子２５２が敷き詰められている。更に換言すれば、構造物２３と構造物２３との間に複数の粒子２５２が充填されている。

【0085】

次に、図１及び図５（ｂ）に示すように、粒子除去工程において、粒子除去ユニット５は、非液体によって、パターンＰＴを構成する構造物２３と構造物２３との間に残留した粒子２５２を除去する。その結果、実施形態１では、基板Ｗの乾燥状態を維持したまま、基板Ｗから粒子２５２を除去できる。

【0086】

粒子除去工程の第１例～第３例を説明する。第１例では、懸濁液２５を構成する粒子２５２は無機物であり、懸濁液２５を構成する処理液２５１はリンス液である。この場合、粒子除去ユニット５は、気相洗浄（蒸気洗浄）によって、構造物２３と構造物２３との間に残留した粒子２５２を除去する。具体的には、粒子除去ユニット５は、基板Ｗの上面に、非液体（気体）である薬液の蒸気を供給することで、構造物２３と構造物２３との間から粒子２５２を除去する。実施形態１によれば、無機物である粒子２５２を、薬液の蒸気によって基板Ｗから効果的に除去できる。例えば、処理液２５１がリンス液で、粒子２５２がシリカである場合は、粒子除去ユニット５は、基板Ｗの上面にフッ酸の蒸気を供給することで、構造物２３と構造物２３との間から粒子２５２（シリカ）を除去する。この点の詳細は、図１１を参照して後述する。

【0087】

第２例では、懸濁液２５を構成する粒子２５２は有機物であり、懸濁液２５を構成する処理液２５１はリンス液である。この場合、粒子除去ユニット５は、基板Ｗの上面に、非液体（気体）であるオゾンを供給することで、構造物２３と構造物２３との間から粒子２５２を除去する。実施形態１によれば、有機物である粒子２５２をオゾンによって酸化及び分解することで、粒子２５２を基板Ｗから効果的に除去できる。例えば、処理液２５１がリンス液で、粒子２５２がポリスチレンである場合は、つまり、懸濁液２５がポリスチレンラテックスである場合は、粒子除去ユニット５は、基板Ｗの上面にオゾンを供給することで、構造物２３と構造物２３との間から粒子２５２（ポリスチレン）を除去する。この点の詳細は、図１２を参照して後述する。

【0088】

第３例では、懸濁液２５を構成する粒子２５２は有機物であり、懸濁液２５を構成する処理液２５１はリンス液である。この場合、粒子除去ユニット５は、基板Ｗの上面に、非液体（電磁波）である紫外線を照射することで、構造物２３と構造物２３との間から粒子２５２を除去する。実施形態１によれば、有機物である粒子２５２を紫外線によって酸化及び分解することで、粒子２５２を基板Ｗから効果的に除去できる。例えば、処理液２５１がリンス液で、粒子２５２がポリスチレンである場合は、つまり、懸濁液２５がポリスチレンラテックスである場合は、粒子除去ユニット５は、基板Ｗの上面に紫外線を照射することで、構造物２３と構造物２３との間から粒子２５２（ポリスチレン）を除去する。この点の詳細は、図１３を参照して後述する。

【0089】

次に、図５（ｃ）に示すように、粒子除去工程が完了すると、互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間から粒子２５２が除去されている。

【0090】

ここで、図１、図２、図６及び図７を参照して、基板ＷのパターンＰＴの他の例を説明する。図６（ａ）は、薬液供給工程において、薬液２７が基板ＷのパターンＰＴを覆っている状態を示す図である。図６（ｂ）は、懸濁液供給工程において、懸濁液２５が基板ＷのパターンＰＴを覆っている状態を示す図である。図６（ｃ）は、処理液排除工程において、懸濁液２５から処理液２５１が減少し、パターンＰＴを構成する構造物２３間に粒子が堆積している状態を示す図である。図７（ａ）は、処理液排除工程の完了後において、懸濁液２５から処理液２５１が除去され、基板ＷのパターンＰＴを構成する構造物２３間に粒子２５２が堆積している状態を示す図である。図７（ｂ）は、粒子除去工程において、構造物２３間からの粒子２５２の除去中の状態を示す図である。図７（ｃ）は、粒子除去工程の完了後において、粒子２５２が構造物２３間から除去された状態を示す図である。以下、図４及び図５を参照して説明した内容と異なる点を主に説明する。

【0091】

図６（ａ）に示すように、基板Ｗは、パターンＰＴを有する。パターンＰＴにおいて、複数の構造物２３の各々は、構造体２４１と、複数の凸部２４２とを有する。

【0092】

構造体２４１は、一例として、第１方向Ｄ１に沿って延びている。凸部２４２は、構造体２４１から第２方向Ｄ２に沿って突出する。複数の凸部２４２は、第１方向Ｄ１に間隔をあけて形成されている。従って、第２方向Ｄ２に互いに対向する凸部２４２と凸部２４２との間には空間ＳＰＸが存在する。なお、図６（ａ）は、構造物２３を模式化して示しているに過ぎず、構造物２３は、基板Ｗの使用目的に応じた任意の形状及び構成をとり得る。

【0093】

図２及び図６（ａ）に示すように、まず、薬液供給工程において、薬液ノズル１４は、基板Ｗの上面に薬液２７を供給する。その結果、基板Ｗが薬液によって処理される。

【0094】

次に、図２及び図６（ｂ）に示すように、懸濁液供給工程において、懸濁液ノズル１７は、基板Ｗの上面に懸濁液２５を供給する。その結果、基板Ｗの上面には、懸濁液２５の液膜２６が形成される。

【0095】

粒子２５２の粒径（サイズ）は、互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間隔Ｇよりも小さい。従って、懸濁液供給工程において、構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２が進入している。間隔Ｇは、例えば、第１方向Ｄ１に互いに隣り合う構造物２３と構造物２３とにおいて最も近接する部分の間隔を示す。

【0096】

次に、図６（ｃ）に示すように、処理液排除工程において、互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２が残留するように、基板Ｗの上面から処理液２５１を排除（除去）する。例えば、処理液排除工程では、懸濁液２５の供給を停止した状態で基板Ｗを回転させることで、基板Ｗから処理液２５１を排除（除去）する。

【0097】

処理液排除工程では、図３（ｂ）に示す領域２６２において処理液２５１が気化することによって、処理液２５１（懸濁液２５）の液面２５１ａが下降する。そして、第１方向Ｄ１に互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２が残留する。また、第２方向Ｄ２に隣り合う凸部２４２と凸部２４２との間にも、粒子２５２が残留する。従って、実施形態１によれば、基板Ｗから処理液２５１を排除する際に、粒子２５２は、構造体２４１だけでなく、凸部２４２も支持する。その結果、処理液２５１の表面張力によって構造体２４１及び凸部２４２が倒壊することを抑制できる。

【0098】

具体的には、少なくとも構造物２３と構造物２３との間の処理液２５１が気化（除去）される期間Ｔでは、基板ＷのうちパターンＰＴが形成された領域全体にわたって、第１方向Ｄ１に隣り合う構造物２３と構造物２３との間に複数の粒子２５２が堆積しているとともに、第２方向Ｄ２に隣り合う凸部２４２と凸部２４２との間に複数の粒子２５２が充填されている。換言すれば、少なくとも期間Ｔでは、構造物２３と構造物２３との間、及び、凸部２４２と凸部２４２との間に、複数の粒子２５２が敷き詰められている。従って、構造物２３の構造体２４１及び凸部２４２が複数の粒子２５２によって支持されている。その結果、基板Ｗから処理液２５１を排除する際に、処理液２５１の表面張力によって構造体２４１及び凸部２４２が倒壊することを抑制できる。

【0099】

特に、実施形態１では、図６（ｂ）に示すように、懸濁液２５を基板Ｗの上面に供給する。この段階で既に、粒子２５２は、第１方向Ｄ１に隣り合う構造物２３と構造物２３との間、及び、第２方向Ｄ２に隣り合う凸部２４２と凸部２４２との間に進入している。そして、図６（ｃ）に示すように、懸濁液２５から処理液２５１を排除する。この場合、処理液２５１（懸濁液２５）の液面２５１ａの下降によって、粒子２５２がパターンＰＴに向かって押し下げられる。その結果、粒子２５２を、構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２を容易に進入及び堆積させることができるとともに、凸部２４２と凸部２４２との間に粒子２５２を容易に進入及び充填させることができる。

【0100】

次に、図７（ａ）に示すように、処理液排除工程が完了すると、処理液２５１が排除されて、第１方向Ｄ１に隣り合う構造物２３と構造物２３との間、及び、第２方向Ｄ２に隣り合う凸部２４２と凸部２４２との間に粒子２５２が残留している。図７（ａ）の例では、構造物２３と構造物２３との間に複数の粒子が堆積しているとともに、凸部２４２と凸部２４２との間に複数の粒子２５２が充填されている。換言すれば、構造物２３と構造物２３との間、及び、凸部２４２と凸部２４２との間に、複数の粒子２５２が敷き詰められている。

【0101】

次に、図１及び図７（ｂ）に示すように、粒子除去工程において、粒子除去ユニット５は、非液体によって、パターンＰＴを構成する構造物２３と構造物２３との間、及び、凸部２４２と凸部２４２との間に残留した粒子２５２を除去する。その結果、実施形態１では、基板Ｗの乾燥状態を維持したまま、基板Ｗから粒子２５２を除去できる。

【0102】

次に、図７（ｃ）に示すように、粒子除去工程が完了すると、構造物２３と構造物２３との間、及び、凸部２４２と凸部２４２との間から粒子２５２が除去されている。

【0103】

以上、図４～図７を参照して説明したように、懸濁液供給工程、処理液排除工程、及び、粒子除去工程によって、基板ＷのパターンＰＴにおける構造物２３の倒壊を抑制しつつ、薬液による処理後の基板Ｗを乾燥できる。

【0104】

ここで、構造物２３の倒壊を抑制しつつ基板Ｗを乾燥する参考例を説明する。第１参考例では、粒子２５２を含まない有機溶剤（例えばＩＰＡ）及び／又は疎水化剤を利用することで、リンス液の表面張力に起因する構造物２３の倒壊を抑制する。しかしながら、構造物２３の倒壊をより効果的に抑制する技術が要望されている。

【0105】

第２参考例では、昇華技術によって、薬液による処理後の基板Ｗを乾燥する。昇華技術は、基板Ｗを薬液によって処理した後に、昇華性物質によってパターンＰＴを覆う。そして、昇華性物質を気体に昇華させることで、基板Ｗを乾燥する。具体的には、昇華性物質によってパターンＰＴを覆う際に、薬液を昇華性物質に置換する必要がある。この場合、例えば、昇華性物質を液体状態で薬液と置換し、その後に、冷却して昇華性物質を固体状態にする。又は、例えば、有機溶剤を揮発させることで、昇華性物質を析出させて固体状態にする。しかしながら、第２参考例では、例えばナノオーダーの構造物２３の隙間で凝固点降下が起こることで、昇華性物質が固体状態にならなかったり、パターンＰＴの種類によって最適な昇華性物質の濃度が変わったりと、状況によっては昇華性物質の性能が安定しない場合があり得る。

【0106】

これに対して、実施形態１では、薬液による処理後に懸濁液２５を基板Ｗに供給し、懸濁液２５を構成する粒子２５２によって、基板Ｗの乾燥時においてパターンＰＴの構造物２３を支持する。つまり、基板Ｗの乾燥時において、構造物２３が粒子２５２によって物理的に支持される。その結果、第１参考例と比較して、構造物２３の倒壊が更に効果的に抑制される。また、処理液２５１の下降によって構造物２３間に粒子２５２を堆積させる簡素な手法を用いているため、第２参考例と比較して、構造物２３の倒壊を抑制するための性能が安定している。

【0107】

次に、図１、図２、及び、図８を参照して、実施形態１に係る基板処理方法を説明する。基板処理装置１００が基板処理方法を実行する。基板処理方法においては、複数の構造物２３を含むパターンＰＴを有する基板Ｗが処理される。図６は、基板処理方法を示すフローチャートである。図６に示すように、基板処理方法は、工程Ｓ１～工程Ｓ８を含む。工程Ｓ１～工程Ｓ８は、制御部２１による制御に従って実行される。

【0108】

図１、図２、及び、図８に示すように、工程Ｓ１において、センターロボットＣＲは、基板Ｗを処理ユニット１に搬入する。そして、処理ユニット１において、スピンチャック１２は基板Ｗを保持する。更に、スピンモーター１３は、スピンチャック１２を回転させることで、基板Ｗを回転させる。

【0109】

次に、工程Ｓ２において、薬液ノズル１４は、薬液を、回転中の基板Ｗの上面に供給する。工程Ｓ２は、本発明の「薬液供給工程」の一例に相当する。

【0110】

次に、工程Ｓ３において、懸濁液ノズル１７は、懸濁液２５を、回転中の基板Ｗの上面に供給することで、懸濁液２５の液膜２６を基板Ｗの上面に形成する。工程Ｓ３は、本発明の「懸濁液供給工程」の一例に相当する。

【0111】

特に、懸濁液２５を構成する処理液２５１がリンス液である場合には、工程Ｓ３が、リンス工程としても機能する。なぜなら、懸濁液２５によって薬液が洗い流されるからである。従って、この場合、リンス工程を省略できるため、基板Ｗを処理する際の工数を削減できる。

【0112】

次に、工程Ｓ４において、基板Ｗにおいて互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２が残留するように、基板Ｗの上面から処理液２５１を排除する。つまり、工程Ｓ４において、制御部２１は処理液排除制御を実行する。工程Ｓ４は、本発明の「処理液排除工程」の一例に相当する。

【0113】

具体的には、工程Ｓ４において、スピンモーター１３は、スピンチャック１２を回転させることで基板Ｗを回転させる。この場合、図３（ｂ）の領域２６１の範囲では、遠心力による懸濁液２５の流動によって、基板Ｗから懸濁液２５が排除される。そして、図３（ｂ）の領域２６２の範囲では、懸濁液２５を構成する処理液２５１が気化することによって、基板Ｗから処理液２５１が排除される。この場合、少なくとも処理液２５１が構造物２３と構造物２３との間から気化する期間Ｔでは、構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２が残留する。つまり、構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２が堆積する。その結果、実施形態１によれば、粒子２５２によって構造物２３が支持されるため、処理液２５１の表面張力による構造物２３の倒壊を抑制できる。また、実施形態１では、処理液２５１によって、粒子２５２を構造物２３と構造物２３との間に容易に進入させることができる。

【0114】

工程Ｓ４での基板Ｗの回転速度は、例えば、工程Ｓ２及び工程Ｓ３での基板Ｗの回転速度よりも大きい。回転速度は、例えば、単位時間当たりの基板Ｗの回転数を示す。スピンモーター１３は、工程Ｓ４を所定期間実行すると、スピンチャック１２の回転を停止させることで、基板Ｗの回転を停止させる。所定期間は、例えば、実験的及び／又は経験的に定められる。

【0115】

次に、工程Ｓ５において、センターロボットＣＲは、基板Ｗを処理ユニット１から搬出する。

【0116】

次に、工程Ｓ６において、センターロボットＣＲは、基板Ｗを粒子除去ユニット５に搬入する。

【0117】

次に、工程Ｓ７において、粒子除去ユニット５は、非液体によって、基板Ｗの構造物２３と構造物２３との間に残留した粒子２５２を除去する。

【0118】

次に、工程Ｓ８において、センターロボットＣＲは、基板Ｗを粒子除去ユニット５から搬出する。そして、基板処理方法は終了する。

【0119】

以上、図８を参照して説明したように、実施形態１に係る基板処理方法によれば、工程Ｓ３、工程Ｓ４、及び、工程Ｓ７によって、基板ＷのパターンＰＴにおける構造物２３の倒壊を抑制しつつ、薬液による処理後の基板Ｗを乾燥できる。

【0120】

（実施形態２）
図９及び図１０を参照して、本発明の実施形態２に係る基板処理装置１００を説明する。実施形態２に係る基板処理装置１００が懸濁液供給工程の前にリンス液供給工程を実行する点で、実施形態２は実施形態１と主に異なる。その他、実施形態２に係る基板処理装置１００の全体構成は、図１を参照して説明した実施形態１に係る基板処理装置１００の全体構成と同様である。以下、実施形態２が実施形態１と異なる点を主に説明する。

【0121】

図９は、実施形態２に係る処理ユニット１の内部を示す側面図である。図９に示すように、実施形態２に係る処理ユニット１は、図２に示す実施形態１に係る処理ユニット１の構成に加えて、リンス液ノズル３１を備える。実施形態２に係る処理ユニット１は、基板加熱部３４を更に備えていてもよい。また、実施形態２に係る基板処理装置１００は、図１に示す実施形態１に係る基板処理装置１００の構成に加えて、配管３２及びバルブ３３を備える。

【0122】

リンス液ノズル３１は、リンス液を基板Ｗの上面に供給する。具体的には、配管３２がリンス液ノズル３１リンス液を供給する。バルブ３３は、配管３２に配置される。そして、バルブ３３は、配管３２の流路を開閉し、リンス液ノズル３１に対するリンス液の供給と供給停止とを切り替える。バルブ３３が配管３２の流路を開放すると、リンス液ノズル３１は、リンス液を基板Ｗに向けて供給する。リンス液ノズル３１は、本発明の「リンス液供給部」の一例に相当する。

【0123】

なお、例えば、ノズル移動部１５と同様の構成のノズル移動部（不図示）によって、リンス液ノズル３１を昇降したり、リンス液ノズル３１を水平回動させたりすることもできる。

【0124】

基板加熱部３４は、基板Ｗを加熱する。図９の例では、基板加熱部３４は、基板Ｗに対して離隔しており、基板Ｗの下方から基板Ｗを加熱する。具体的には、基板加熱部３４は、スピンベース１２１と基板Ｗとの間に配置される。基板加熱部３４は、略円板形状を有する。基板加熱部３４は、例えば、通電によって発熱するヒーターである。ヒーターは、例えば、発熱体（例えば、抵抗体）を有する。なお、基板Ｗの上方から基板Ｗを加熱してもよい。

【0125】

次に、図１、図９、及び、図１０を参照して、実施形態２に係る基板処理方法を説明する。図１０は、基板処理方法を示すフローチャートである。図１０に示すように、基板処理方法は、工程Ｓ１１～工程Ｓ２０を含む。工程Ｓ１１～工程Ｓ２０は、制御部２１による制御に従って実行される。

【0126】

図１、図９、及び、図１０に示すように、工程Ｓ１１において、センターロボットＣＲは、基板Ｗを処理ユニット１に搬入する。その他、工程Ｓ１１は、図８の工程Ｓ１と同様である。

【0127】

次に、工程Ｓ１２において、薬液ノズル１４は、薬液を、回転中の基板Ｗの上面に供給する。つまり、工程Ｓ１３及び工程Ｓ１４よりも前において、薬液ノズル１４は、薬液を、回転中の基板Ｗの上面に供給する。具体的には、リンス液ノズル３１によるリンス液の供給処理及び懸濁液ノズル１７による懸濁液２５の供給処理よりも前において、薬液ノズル１４は、薬液を、回転中の基板Ｗの上面に供給する。その他、工程Ｓ１２は、図８の工程Ｓ２と同様である。工程Ｓ１２は、本発明の「薬液供給工程」の一例に相当する。

【0128】

次に、工程Ｓ１３において、リンス液ノズル３１は、リンス液を、回転中の基板Ｗの上面に供給することで、基板Ｗから薬液を洗い流す。つまり、薬液ノズル１４による薬液の供給処理の次に、リンス液ノズル３１は、リンス液を、回転中の基板Ｗの上面に供給することで、基板Ｗから薬液を洗い流す。工程Ｓ１３は、本発明の「リンス液供給工程」の一例に相当する。

【0129】

次に、工程Ｓ１４において、懸濁液ノズル１７は、懸濁液２５を、回転中の基板Ｗの上面に供給することで、懸濁液２５の液膜２６を基板Ｗの上面に形成する。つまり、懸濁液ノズル１７は、リンス液ノズル３１によるリンス液の供給処理の次に、懸濁液ノズル１７は、基板Ｗの上面に懸濁液２５を供給する。その他、工程Ｓ１４は、図８の工程Ｓ３と同様である。工程Ｓ１４は、本発明の「懸濁液供給工程」の一例に相当する。

【0130】

特に、懸濁液２５を構成する処理液２５１がリンス液である場合は、工程Ｓ１３と相俟って、より効果的に基板Ｗから薬液を排出できる。

【0131】

次に、工程Ｓ１５において、基板Ｗにおいて互いに隣り合う構造物２３と構造物２３との間に粒子２５２が残留するように、基板Ｗの上面から処理液２５１を排除する。つまり、工程Ｓ１５において、制御部２１は処理液排除制御を実行する。その他、工程Ｓ１５は、図８の工程Ｓ４と同様である。工程Ｓ１５は、本発明の「処理液排除工程」の一例に相当する。

【0132】

次に、工程Ｓ１６において、基板加熱部３４は、回転中の基板Ｗを加熱する。つまり、工程Ｓ１４よりも後であって、工程Ｓ１９よりも前において、基板加熱部３４は、基板Ｗを加熱する。具体的には、処理液排除制御の実行時よりも後であって、粒子除去ユニット５による粒子２５２の除去処理よりも前において、基板Ｗを加熱する。従って、より確実に基板Ｗを乾燥させることができる。工程Ｓ１６は、本発明の「基板加熱工程」の一例に相当する。

【0133】

スピンモーター１３は、工程Ｓ１６を所定期間実行すると、スピンチャック１２の回転を停止させることで、基板Ｗの回転を停止させる。所定期間は、実験的及び／又は経験的に定められる。なお、工程Ｓ１５と工程Ｓ１６とが並行して実行されてもよい。

【0134】

次に、工程Ｓ１７において、センターロボットＣＲは、基板Ｗを処理ユニット１から搬出する。

【0135】

次に、工程Ｓ１８において、センターロボットＣＲは、基板Ｗを粒子除去ユニット５に搬入する。

【0136】

次に、工程Ｓ１９において、粒子除去ユニット５は、非液体によって、基板Ｗの構造物２３と構造物２３との間に残留した粒子２５２を除去する。

【0137】

次に、工程Ｓ２０において、センターロボットＣＲは、基板Ｗを粒子除去ユニット５から搬出する。そして、基板処理方法は終了する。

【0138】

以上、図１０を参照して説明したように、実施形態２に係る基板処理方法によれば、工程Ｓ１４、工程Ｓ１５、工程Ｓ１６、及び、工程Ｓ１９によって、基板ＷのパターンＰＴにおける構造物２３の倒壊を抑制しつつ、薬液による処理後の基板Ｗを乾燥できる。なお、基板処理方法は工程Ｓ１６を含まなくてもよい。

【0139】

次に、図１１～図１３を参照して、実施形態１及び実施形態２で使用する粒子除去ユニット５の３つの具体例を説明する。

【0140】

［フッ酸の蒸気による粒子２５２の除去］
図１１は、本発明の一実施形態に係る粒子除去ユニット５を示す模式的断面図である。図１１に示す粒子除去ユニット５は、懸濁液２５を構成する処理液２５１がリンス液で、懸濁液２５を構成する粒子２５２がシリカである場合に、処理液２５１が排除された基板Ｗの上面にフッ酸の蒸気を供給することで、基板Ｗの構造物２３と構造物２３との間から粒子２５２を除去する。なお、図８の工程Ｓ６又は図１０の工程Ｓ１８において、基板Ｗが粒子除去ユニット５に搬入される。従って、粒子除去ユニット５によって処理される基板Ｗは、懸濁液２５のうちの処理液２５１（リンス液）が排除されて粒子２５２（シリカ）が堆積した状態の基板Ｗ（図５（ａ）又は図７（ａ））である。

【0141】

図１１に示すように、粒子除去ユニット５は、処理蒸気の一例であるフッ化水素を含む蒸気を基板Ｗに供給するベーパ処理ユニットである。粒子除去ユニット５は、フッ酸（液体）を貯留するＨＦベーパ発生容器４Ａと、ＨＦベーパ発生容器４Ａを収容する密閉空間ＳＰ１が内部に設けられたチャンバー５Ａとを含む。ＨＦベーパ発生容器４Ａ内のフッ酸は、ＨＦベーパ発生容器４Ａに内蔵されたＨＦヒーター６Ａによって加熱されている。ＨＦベーパ発生容器４Ａ内のフッ酸の温度は、制御部２１によって制御される。

【0142】

粒子除去ユニット５は、ＨＦベーパ発生容器４Ａの下方に配置されたパンチングプレート７Ａと、パンチングプレート７Ａの下方に配置されたホットプレート８Ａとを含む。ホットプレート８Ａは、基板Ｗの上面がパンチングプレート７Ａに対向する基板保持位置（図１１に示す位置）で基板Ｗを水平に保持する。基板Ｗは、ホットプレート８Ａによって加熱されながら支持される。基板Ｗの温度は、制御部２１によって、一定温度に維持される。ホットプレート８Ａは、回転軸９Ａの上端部に連結されている。モーター等を含む回転駆動機構１０Ａは、回転軸９Ａに連結されている。回転駆動機構１０Ａが回転軸９Ａを回転させると、ホットプレート８Ａは、回転軸９Ａと共に鉛直軸線まわりに回転する。その結果、ホットプレート８Ａに保持されている基板Ｗが、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａａまわりに回転する。

【0143】

粒子除去ユニット５は、ホットプレート８Ａの周囲に配置された筒状のベローズ１１Ａと、ベローズ１１Ａを上下に伸縮させる伸縮ユニット（不図示）とをさらに含む。ホットプレート８Ａは、ベローズ１１Ａの内側に配置されている。伸縮ユニットは、ベローズ１１Ａの上端縁がパンチングプレート７Ａに当接し、ホットプレート８Ａの周囲の空間が密閉される密閉位置（実線で示す位置）と、ベローズ１１Ａの上端縁がホットプレート８Ａの上面よりも下方に退避した退避位置（二点鎖線で示す位置）との間でベローズ１１Ａを伸縮させる。

【0144】

ＨＦベーパ発生容器４Ａは、フッ酸の蒸気（フッ酸の蒸発によって生じた気体）によって満たされたベーパ発生空間ＳＰ２と、連通バルブ１４Ａを介してベーパ発生空間ＳＰ２に接続された流路１５Ａとを含む。ＨＦベーパ発生容器４Ａは、第１流量コントローラ１６Ａおよび第１バルブ１７Ａが介装された第１配管１８Ａに接続されている。ＨＦベーパ発生容器４Ａは、第１配管１８Ａを介して第１窒素ガス供給源１９Ａに接続されている。不活性ガスの一例である窒素ガスは、第１配管１８Ａを介してベーパ発生空間ＳＰ２に供給される。同様に、流路１５Ａは、第２流量コントローラ２０Ａおよび第２バルブ２１Ａが介装された第２配管２２Ａに接続されている。流路１５Ａは、第２配管２２Ａを介して第２窒素ガス供給源２３Ａに接続されている。窒素ガスは、第２配管２２Ａを介して流路１５Ａに供給される。

【0145】

連通バルブ１４Ａ、第１バルブ１７Ａ、および第２バルブ２１Ａは、制御部２１によって開閉される。連通バルブ１４Ａおよび第１バルブ１７Ａが開かれている状態では、ベーパ発生空間ＳＰ２を漂うフッ酸の蒸気が、第１窒素ガス供給源１９Ａからの窒素ガスの流れによって、連通バルブ１４Ａを介して流路１５Ａに供給される。従って、全てのバルブ１４Ａ、１７Ａ、２１Ａが開かれている状態では、流路１５Ａに供給されたＨＦベーパ（フッ酸の蒸気と窒素ガスとを含む気体）が、第２窒素ガス供給源２３Ａからの窒素ガスの流れによってパンチングプレート７Ａに導かれる。よって、ＨＦベーパが、パンチングプレート７Ａに形成された多数の貫通孔を通過し、ホットプレート８Ａに保持されている基板Ｗの上面に吹き付けられる。その結果、基板Ｗの構造物２３と構造物２３との間に堆積した粒子２５２（シリカ）が、構造物２３と構造物２３との間から除去される（図５（ｂ）、図５（ｃ）、図７（ｂ）、図７（ｃ））。

【0146】

また、第２バルブ２１Ａだけが開かれている状態では、窒素ガスだけが、パンチングプレート７Ａに導かれる。その結果、窒素ガスが基板Ｗの上面に吹き付けられる。基板処理装置１００は、さらに、チャンバー５Ａ内の気体を排出する排気ユニット２４Ａ（排気手段）を含む。

【0147】

［オゾンによる粒子２５２の除去］
図１２は、本発明の他の実施形態に係る粒子除去ユニット５を示す模式的断面図である。図１２に示す粒子除去ユニット５は、懸濁液２５がポリスチレンラテックスである場合に、懸濁液２５のうちの処理液２５１が排除された基板Ｗの上面にオゾンを供給することで、基板Ｗの構造物２３と構造物２３との間から粒子２５２（ポリスチレン）を除去する。なお、図８の工程Ｓ６又は図１０の工程Ｓ１８において、基板Ｗが粒子除去ユニット５に搬入される。従って、粒子除去ユニット５によって処理される基板Ｗは、懸濁液２５のうちの処理液２５１（リンス液）が排除されて粒子２５２（ポリスチレン）が堆積した状態の基板Ｗ（図５（ａ）又は図７（ａ））である。

【0148】

図１２に示すように、粒子除去ユニット５は、チャンバー２Ｂと、蓋部昇降機構３１Ｂと、ホットプレート４Ｂと、複数のリフトピン５１Ｂと、ピン昇降機構３２Ｂと、オゾンガス供給部６Ｂと、ガス排出部７１Ｂと、濃度測定部７２Ｂとを備える。制御部２１は、粒子除去ユニット５の全体制御を担う。

【0149】

チャンバー２Ｂは、チャンバー本体２１Ｂと、チャンバー蓋部２２Ｂとを備える。チャンバー本体２１Ｂは、円板状の底板部２１１Ｂと、円筒状の本体側部２１２Ｂとを備える。チャンバー蓋部２２Ｂは、円板状の天板部２２１Ｂと、円筒状の蓋側部２２２Ｂとを備える。天板部２２１Ｂの下面には、水平方向に広がるシャワープレート２２３Ｂが、プレート支持部２２４Ｂを介して固定される。シャワープレート２２３Ｂには、多数の貫通孔が形成される。蓋側部２２２Ｂと本体側部２１２Ｂとの間には、Ｏリング２３Ｂが設けられる。

【0150】

蓋部昇降機構３１Ｂは、チャンバー蓋部２２Ｂを上下方向に昇降する。図１２では、蓋側部２２２Ｂの下端面と本体側部２１２Ｂの上端面とがほぼ接触しており、チャンバー本体２１Ｂの上方がチャンバー蓋部２２Ｂにより閉塞される。図１２の状態では、蓋側部２２２Ｂの下端面と本体側部２１２Ｂの上端面との間が、Ｏリング２３Ｂにより密閉され、チャンバー２Ｂの内部において、外部から遮断された処理空間２０Ｂが形成される。蓋部昇降機構３１Ｂでは、例えば、モーター、又は、モーター以外のアクチュエーターが利用されてよい。

【0151】

ホットプレート４Ｂは、処理空間２０Ｂに配置される。ホットプレート４Ｂには、電熱線を含むヒーター４０Ｂが設けられる。ヒーター４０Ｂによって、ホットプレート４Ｂが、所定の設定温度に加熱される。ホットプレート４Ｂは、チャンバー本体２１Ｂに対して固定される。円板状である底板部２１１Ｂ、天板部２２１Ｂおよびホットプレート４Ｂの中心軸はほぼ同じである。以下の説明では、当該中心軸を中心とする周方向を、単に「周方向」という。

【0152】

ホットプレート４Ｂには、複数の貫通孔４１Ｂが周方向に一定の角度間隔で配置される。底板部２１１Ｂには、上下方向において各貫通孔４１Ｂと重なる位置に貫通孔２１３Ｂが設けられる。複数のリフトピン５１Ｂのそれぞれは、貫通孔４１Ｂおよび貫通孔２１３Ｂのいずれかの組合せに挿入される。複数のリフトピン５１Ｂの下端は、ピン支持板５２Ｂに固定される。底板部２１１Ｂの下方において、各リフトピン５１Ｂの周囲は、ベローズ５３Ｂにより囲まれる。

【0153】

ピン昇降機構３２Ｂは、ステッピングモーターを備え、ピン支持板５２Ｂを上下方向に昇降する。その結果、複数のリフトピン５１Ｂが上下方向に移動する。図１２では、複数のリフトピン５１Ｂの先端（上端）がホットプレート４Ｂの貫通孔４１Ｂの内部に配置される。ピン昇降機構３２Ｂでは、例えば、他の種類のモーター、又は、モーター以外のアクチュエーターが利用されてもよい。

【0154】

粒子除去ユニット５では、複数のリフトピン５１Ｂの先端が貫通孔４１Ｂの内部に配置される際には、基板Ｗがホットプレート４Ｂの上面に載置され、水平な姿勢にて保持される。以下、このような保持状態を「第１保持状態」と記載する。また、複数のリフトピン５１Ｂの先端がホットプレート４Ｂの上面よりも上方に配置される際には、基板Ｗが複数のリフトピン５１Ｂにより下方から支持され、水平な姿勢にて保持される。以下、このような保持状態を「第２保持状態」と記載する。

【0155】

オゾンガス供給部６Ｂは、オゾンガス供給源６１Ｂと、ガス供給管６２Ｂと、ガス供給弁６３Ｂと、ガスノズル６４Ｂとを備える。ガスノズル６４Ｂは、ガス供給口６４１Ｂを有する。ガスノズル６４Ｂは、ガス供給管６２Ｂを介してオゾンガス供給源６１Ｂに接続される。ガス供給弁６３Ｂを開くことにより、ガスノズル６４Ｂのガス供給口６４１Ｂから処理空間２０Ｂにオゾン（Ｏ₃）ガスが供給される。

【0156】

オゾンガスは、シャワープレート２２３Ｂの多数の貫通孔を通過し、基板Ｗの上面９１Ｂに対して一様に供給される。オゾンガスは、例えば、オゾンを所定のガスで希釈したものである。オゾンガスには、他の種類の酸化性ガス等が混合されてもよい。

【0157】

具体的には、第１保持状態又は第２保持状態において、基板Ｗの上面９１Ｂにオゾンガスが供給される。その結果、基板Ｗの構造物２３と構造物２３との間に堆積した粒子２５２（ポリスチレン）が、オゾンによって酸化及び分解されて、構造物２３と構造物２３との間から除去される（図５（ｂ）、図５（ｃ）、図７（ｂ）、図７（ｃ））。

【0158】

ガス排出部７１Ｂは、ガス排出口７１１Ｂと、ガス排出管７１２Ｂとを備える。処理空間２０Ｂのガスは、ガス排出口７１１Ｂおよびガス排出管７１２Ｂを介して外部に排出される。ガス排出管７１２Ｂには、濃度測定部７２Ｂが接続される。濃度測定部７２Ｂは、処理空間２０Ｂから排出されるガス（排出ガス）における所定成分の濃度を測定する。

【0159】

［紫外線による粒子２５２の除去］
図１３は、本発明の更に他の実施形態に係る粒子除去ユニット５を示す模式的断面図である。図１３に示す粒子除去ユニット５は、懸濁液２５がポリスチレンラテックスである場合に、懸濁液２５のうちの処理液２５１が排除された基板Ｗの上面に紫外線を照射することで、基板Ｗの構造物２３と構造物２３との間から粒子２５２（ポリスチレン）を除去する。なお、図８の工程Ｓ６又は図１０の工程Ｓ１８において、基板Ｗが粒子除去ユニット５に搬入される。従って、粒子除去ユニット５によって処理される基板Ｗは、懸濁液２５のうちの処理液２５１（リンス液）が排除されて粒子２５２（ポリスチレン）が堆積した状態の基板Ｗ（図５（ａ）又は図７（ａ））である。

【0160】

図１３に示すように、粒子除去ユニット５は、紫外線照射部３Ｃと、基板保持部５Ｃと、収容部７Ｃと、複数の気体供給部１０Ｃと、排気部１１Ｃと、移動機構１３Ｃと、回転機構１５Ｃとを含む。

【0161】

基板保持部５Ｃは基板Ｗを保持する。具体的には、基板保持部５Ｃは、基板Ｗを水平に保持しながら、基板保持部５Ｃの回転軸線Ａｂの回りに基板Ｗを回転させる。回転軸線Ａｂは鉛直方向に略平行であり、基板Ｗの中心を通る。更に具体的には、基板保持部５Ｃは、スピンベース５１Ｃと、複数のチャック部材５３Ｃとを含む。複数のチャック部材５３Ｃは基板Ｗを水平な姿勢で保持する。スピンベース５１Ｃは、略円板状又は略円柱状であり、水平な姿勢で複数のチャック部材５３Ｃを支持する。

【0162】

移動機構１３Ｃは基板保持部５Ｃを鉛直方向に沿って移動させる。具体的には、移動機構１３Ｃは、第１位置と第２位置との間で、基板保持部５Ｃを往復移動させる。第１位置は、基板保持部５Ｃが紫外線照射部３Ｃに近い位置を示す。図１３では、第１位置に位置する基板保持部５Ｃを図示している。第２位置は、基板保持部５Ｃが紫外線照射部３Ｃから遠い位置を示す。第１位置は、紫外線を用いた処理を基板Ｗに対して行うときの基板保持部５Ｃの位置である。第２位置は、基板Ｗの授受を行うときの基板保持部５Ｃの位置である。移動機構１３Ｃは、例えば、ボールねじ機構を含む。

【0163】

回転機構１５Ｃは、回転軸線Ａｂの回りに基板保持部５Ｃを回転させる。その結果、基板保持部５Ｃに保持された基板Ｗが、回転軸線Ａｂの回りに回転する。回転機構１５Ｃは、例えば、モーターを含む。

【0164】

紫外線照射部３Ｃと基板保持部５Ｃとは、回転軸線Ａｂに沿って配置され、互いに対向している。紫外線照射部３Ｃは、空間ＳＰＡを隔てて、基板Ｗと対向する。紫外線照射部３Ｃは紫外線を発生する。紫外線照射部３Ｃは、基板Ｗの上面に紫外線を照射する。例えば、紫外線照射部３Ｃは、基板Ｗの回転中に、基板Ｗの上面に紫外線を照射する。その結果、基板Ｗの構造物２３と構造物２３との間に堆積した粒子２５２（ポリスチレン）が、紫外線によって酸化及び分解されて、構造物２３と構造物２３との間から除去される（図５（ｂ）、図５（ｃ）、図７（ｂ）、図７（ｃ））。

【0165】

具体的には、紫外線照射部３Ｃは、電極３３Ｃと、電極３５Ｃと、石英ガラス板３１Ｃとを含む。電極３３Ｃは略平板状の形状を有している。電極３５Ｃは略板平板状の形状を有している。また、電極３５Ｃは複数の開口３５１Ｃを有する。電極３５Ｃは、空間を隔てて電極３３Ｃと対向する。電極３５Ｃは、電極３３Ｃに対して石英ガラス板３１Ｃ側に位置している。石英ガラス板３１Ｃは基板Ｗ側に設けられている。

【0166】

電極３３Ｃと電極３５Ｃとの間の空間には放電用ガスが存在している。そして、電極３３Ｃと電極３５Ｃとの間には高い周波数の高電圧が印加される。その結果、放電用ガスが励起されてエキシマ状態となる。放電用ガスはエキシマ状態から基底状態へ戻る際に紫外線を発生する。紫外線は電極３５Ｃの開口３５１Ｃを通過し、さらに石英ガラス板３１Ｃを透過して基板Ｗに照射される。

【0167】

収容部７Ｃは、基板保持部５Ｃ、移動機構１３Ｃ、および、回転機構１５Ｃを収容する。そして、紫外線照射部３Ｃは、収容部７Ｃの上部開口を塞ぐ。従って、紫外線照射部３Ｃと収容部７Ｃとはチャンバーとして機能する。

【0168】

気体供給部１０Ｃの各々は、貫通孔７１Ｃから、不活性ガスを空間ＳＰＡに供給する。不活性ガスは、例えば、窒素又はアルゴンである。排気部１１Ｃは、貫通孔７３Ｃから、収容部７Ｃの内部の気体を排気する。

【0169】

以上、図面を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、または、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。

【0170】

また、図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0171】

本発明は、基板処理方法及び基板処理装置に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0172】

５ 粒子除去ユニット
１２ スピンチャック（基板保持部）
１３ スピンモーター（基板回転部）
１４ 薬液ノズル（薬液供給部）
１７ 懸濁液ノズル（懸濁液供給部）
２１ 制御部
３１ リンス液ノズル（リンス液供給部）
３４ 基板加熱部
１００ 基板処理装置
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】