CN108511319A - 基板处理方法以及基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够良好地排除基板上的低表面张力液体的基板处理方法以及基板处理装置。该基板处理方法包括：基板保持工序，将基板保持为水平状态；处理液供给工序，向基板的上表面供给含有水的处理液；置换工序，向基板的上表面供给表面张力比水的表面张力低的低表面张力液体，由此利用低表面张力液体置换处理液；液膜形成工序，在置换工序后，继续向基板的上表面供给低表面张力液体，由此在基板的上表面形成低表面张力液体的液膜；开口形成工序，在液膜的中央区域形成开口；扩大排除工序，使开口向基板的周缘扩大，由此将液膜从基板的上表面排除；液膜接触工序，在开口形成工序开始后，使接近构件接近基板的周缘，由此使接近构件与液膜接触。

Description

基板处理方法以及基板处理装置
技术领域
本发明涉及处理基板的基板处理方法以及基板处理装置。作为处理对象的基板例如包括半导体晶圆、液晶显示装置用基板、有机EL(Electroluminescence：电致发光)显示装置等的FPD(Flat Panel Display：平板显示)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩膜用基板、陶瓷基板、太阳电池用基板等。
背景技术
在一张一张地处理基板的单张式基板处理装置的基板处理中，例如，向被旋转卡盘保持为大致水平的基板供给药液。然后，向基板供给冲洗液。由此，基板上的药液被置换为冲洗液。然后，进行用于排除基板上的冲洗液的旋转干燥工序。
如图14所示，在基板的表面形成有微细的图案的情况下，在旋转干燥工序中，可能无法将进入图案内部的冲洗液去除。由此，可能产生干燥不良。由于进入图案内部的冲洗液的液面(空气与液体的界面)形成在图案内，因此，液体的表面张力作用于液面与图案的接触位置。在该表面张力大的情况下，容易引起图案的倒塌。作为典型的冲洗液的水，表面张力大。因此，不能忽视旋转干燥工序中的图案的倒塌。
因此，考虑供给表面张力比水的表面张力低的低表面张力液体即异丙醇(Isopropyl Alcohol：IPA)，将进入图案的内部的水置换为IPA，然后去除IPA，由此，使基板的上表面干燥。
在日本特开2010-177371号公报所述的基板处理中，在基板上形成水的液膜后，利用IPA置换水的液膜。并且，通过吹送氮气而在IPA的液膜的中央部形成孔(开口)。由此，液膜变为环状。并且，通过基板的旋转使离心力作用于基板上的IPA，从而使环状的液膜的内径变大，由此，IPA的液膜被推出基板外。由此，从基板上去除IPA。
在通过使开口扩大而将IPA的液膜推出基板外的基板处理中，若开口的周缘接近基板的周缘，则位于基板的周缘的内侧的IPA推压位于基板的周缘的IPA的力变小。由此，位于基板的周缘的IPA难以被推出基板外。因此，有时，开口的扩大会在开口的周缘到达基板的周缘附近时停止，在基板的周缘残留IPA的液膜。在残留于基板的周缘的IPA蒸发时，若基板的周缘自然地干燥，则IPA的液面持续向图案作用表面张力。由此，可能会产生图案倒塌。
因此，在日本特开2010-177371号公报的基板处理中提出，在将IPA的液膜从基板上排除时，使基板以比较高的速度(700rpm)旋转。由此，离心力作用于IPA的液膜。因此，不仅从基板的上表面的中央附近排除IPA的液膜，也从基板的周缘排除IPA的液膜。但是，在通过使基板以高速度旋转而使IPA飞散至基板外的情况下，难以将进入基板的上表面的微细的图案内的IPA完全地去除。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于，提供能够良好地排除基板上的低表面张力液体的基板处理方法以及基板处理装置。
本发明的一实施方式提供一种基板处理方法，包括：基板保持工序，将基板保持为水平状态；处理液供给工序，向所述基板的上表面供给含有水的处理液；置换工序，向所述基板的上表面供给表面张力比水的表面张力低的低表面张力液体，由此利用所述低表面张力液体置换所述处理液；液膜形成工序，在所述置换工序后，继续向所述基板的上表面供给所述低表面张力液体，由此在所述基板的上表面形成所述低表面张力液体的液膜；开口形成工序，在所述液膜的中央区域形成开口；扩大排除工序，使所述开口向所述基板的周缘扩大，由此将所述液膜从所述基板的上表面排除；液膜接触工序，在所述开口形成工序开始后，使接近构件接近所述基板的周缘，由此使所述接近构件与所述液膜接触。
根据该方法，在液膜形成工序中，在基板的上表面形成低表面张力液体的液膜，在开口形成工序中，在液膜的中央区域形成开口。然后，在扩大排除工序中，使开口朝向基板的周缘而扩大，低表面张力液体的液膜从基板的上表面被排除。在开口形成工序开始后，接近构件接近基板的周缘且与低表面张力液体的液膜接触。因此，即使因开口的周缘随着开口的扩大而接近基板的周缘，导致向基板外推压位于基板的周缘的低表面张力液体的力变小，基板的周缘附近的低表面张力液体也可以沿着接近构件被排除至基板外。由此，能够不在基板的上表面残留有低表面张力液体的液滴，从而良好地排除基板上的低表面张力液体。
在本发明的一实施方式中，所述液膜接触工序与所述扩大排除工序并行执行。由此，在扩大排除工序中，基板的周缘附近的低表面张力液体能够沿着接近构件被排除至基板外。因此，能够使开口的扩大不停止，从而高效地排除基板的上表面的低表面张力液体。
在本发明的一实施方式中，在所述液膜接触工序中，以在所述接近构件与所述基板的周缘之间形成间隙的方式，使所述接近构件接近所述基板的周缘。由此，位于基板的周缘附近的低表面张力液体能够通过接近构件与基板的周缘之间的间隙。因此，相比基板的周缘与接近构件抵接的结构，能够高效地将位于基板的周缘附近的低表面张力液体排除至基板外。
在本发明的一实施方式中，所述基板保持工序包括使设置于基座的上表面且用于保持所述基板的周缘的基板保持件保持所述基板的周缘的工序。并且，在所述液膜接触工序中，使所述接近构件接近所述基板的周缘中的与被所述基板保持件保持的部分不同的部分。
位于基板的周缘附近的低表面张力液体不仅能够沿着接近构件被排除至基板外，还能够沿着保持基板的周缘的基板保持件被排除至基板外。通过使接近构件接近基板的周缘中的与被基板保持件保持的部分不同的部分，位于基板的周缘附近的低表面张力液体通过基板保持件与接近构件双方被排除至基板外。因此，能够更加高效地将位于基板的周缘附近的低表面张力液体排除至基板外。
在本发明的一实施方式中，所述接近构件是设置于所述基座的上表面的接近销。并且，在所述液膜接触工序中，使所述接近销从所述基板的外侧接近所述基板的周缘。由此，能够以使设置于基座的接近销从基板的外侧接近基板的周缘这样的简单结构，使接近构件与液膜接触。因此，无需特意设置相对于基座独立的其他接近构件。
在本发明的一实施方式中，所述接近构件设置于隔断构件，所述隔断构件与所述基板的上表面相向，所述隔断构件将所述隔断构件和所述基板之间的环境气体与周围的环境气体隔断。并且，在所述液膜接触工序中，使所述隔断构件从上方接近所述基板的周缘。通过使隔断构件从上方接近基板的周缘，能够使接近构件与液膜接触。由于隔断构件将基板和隔断构件之间的环境气体与周围的环境气体隔断，因此，能够抑制或防止因周围的环境气体给低表面张力液体的液膜以及基板带来污染。
在本发明的一实施方式中，所述液膜形成工序包括如下工序，即，在将所述基板上的所述低表面张力液体的温度保持在所述低表面张力液体的沸点以下的状态下，在所述基板的上表面形成所述液膜。由此，由于基板上的低表面张力液体的温度保持在沸点以下，因此，能够抑制低表面张力液体的蒸发。因此，能够抑制或防止因低表面张力液体的蒸发导致液膜的分裂。由此，能够将呈液块状态的液膜排除至基板外，因此，能够不在基板的上表面残留低表面张力液体的液滴，从而良好地排除基板上的低表面张力液体。
在本发明的一实施方式中，所述开口形成工序包括如下工序，即，使所述液膜的中央区域的温度比所述液膜形成工序中的所述液膜的温度高，由此在所述液膜中形成所述开口。由此，在低表面张力液体的液膜的中央区域形成开口。因此，在扩大排除工序中，能够使开口从基板的中央区域向基板的周缘均匀地扩大。因此，能够从基板的上表面均匀地排除低表面张力液体。
在本发明的一实施方式中，所述扩大排除工序包括如下工序，即，加热所述基板，以便在位于所述开口的周缘处的所述液膜的气液界面处，产生离开所述基板的方向的对流，从而使所述开口向所述基板的周缘扩大。
根据该方法，在低表面张力液体的液膜的开口的周缘处的液膜的气液界面处，产生离开基板的方向的对流，该开口形成于低表面张力液体的液膜的中央区域。该对流使开口产生朝向扩大的方向的自发的移动，由此，开口扩大。因此，能够不使液膜分裂，从而更加良好地从基板上排除低表面张力液体。
本发明的一实施方式提供一种基板处理装置，包括：用于基板保持单元，将基板保持为水平状态；处理液供给单元，用于向所述基板供给含有水的处理液；低表面张力液体供给单元，用于向所述基板供给表面张力比水的表面张力低的低表面张力液体；接近构件，用于接近所述基板的周缘；相对位置变更单元，用于变更所述接近构件与所述基板的相对位置；控制器，用于控制所述基板保持单元、所述处理液供给单元、所述低表面张力液体供给单元以及所述相对位置变更单元。并且，所述控制器被编程为执行以下工序：基板保持工序，用所述基板保持单元将基板保持为水平状态；处理液供给工序，从所述处理液供给单元向所述基板的上表面供给所述处理液；置换工序，从所述低表面张力液体供给单元向所述基板的上表面供给所述低表面张力液体，由此利用所述低表面张力液体置换所述处理液；液膜形成工序，在所述置换工序后，继续从所述低表面张力液体供给单元向所述基板的上表面供给所述低表面张力液体，由此在所述基板的上表面形成所述低表面张力液体的液膜；开口形成工序，在所述液膜的中央区域形成开口；扩大排除工序，使所述开口向所述基板的周缘扩大；液膜接触工序，在所述开口形成工序开始后，利用所述相对位置变更单元变更所述接近构件与所述基板的相对位置，由此使所述接近构件与所述液膜接触。
根据该结构，在液膜形成工序中，在基板的上表面形成低表面张力液体的液膜，在开口形成工序中，在液膜的中央区域形成开口。然后，在扩大排除工序中，使开口向基板的周缘扩大，由此低表面张力液体的液膜从基板的上表面被排除。在开口形成工序开始后，接近构件接近基板的周缘且与低表面张力液体的液膜接触。因此，即使因开口的周缘随着开口的扩大而接近基板的周缘，导致向基板外推压位于基板的周缘的低表面张力液体的力变小，基板的周缘附近的低表面张力液体也能够沿着接近构件被排除至基板外。由此，能够不在基板的上表面残留低表面张力液体的液滴，从而良好地排除基板上的低表面张力液体。
在本发明的一实施方式中，所述控制器被编程为，与所述扩大排除工序并行地执行所述液膜接触工序。因此，在扩大排除工序中，基板的周缘附近的低表面张力液体能够沿着接近构件被排除至基板外。因此，能够使开口的扩大不停止，从而高效地排除基板的上表面的低表面张力液体。
在本发明的一实施方式中，所述控制器被编程为，在所述液膜接触工序中，控制所述相对位置变更单元，以在所述接近构件与所述基板的周缘之间形成间隙的方式，使所述接近构件接近所述基板的周缘。因此，位于基板的周缘附近的低表面张力液体能够通过接近构件与基板的周缘之间的间隙。因此，相比基板的周缘与接近构件抵接的结构，能够高效地将位于基板的周缘附近的低表面张力液体排除至基板外。
在本发明的一实施方式中，所述基板保持单元包括基板保持件，该基板保持件设置于基座的上表面且用于保持所述基板的周缘。并且，所述控制器被编程为，在所述液膜接触工序中，控制所述相对位置变更单元，使所述接近构件接近所述基板的周缘中的与被所述基板保持件保持的部分不同的部分。
如上所述，位于基板的周缘附近的低表面张力液体不仅能够沿着接近构件被排除至基板外，还能够沿着保持基板的周缘的基板保持件被排除至基板外。通过使接近构件接近基板的周缘中的与被基板保持件保持的部分不同的部分，使得位于基板的周缘附近的低表面张力液体通过基板保持件与接近构件双方被排除至基板外。因此，能够更加高效地将位于基板的周缘附近的低表面张力液体排除至基板外。
在本发明的一实施方式中，所述接近构件是设置于所述基座的上表面的接近销。并且，所述控制器被编程为，在所述液膜接触工序中，控制所述相对位置变更单元，使所述接近构件从所述基板的外侧接近所述基板的周缘。由此，能够以使设置于基座的接近销从基板的外侧接近基板的周缘这样的简单结构，使接近构件与液膜接触。因此，无需特意设置相对于基座独立的其他接近构件。
在本发明的一实施方式中，所述接近构件设置于隔断构件，所述隔断构件与所述基板的上表面相向，所述隔断构件将所述隔断构件和所述基板之间的环境气体与周围的环境气体隔断。并且，所述控制器被编程为，在所述液膜接触工序中，使所述接近构件从上方接近所述基板的周缘。通过使隔断构件从上方接近基板的周缘，能够使接近构件与液膜接触。由于隔断构件将基板和隔断构件之间的环境气体与周围的环境气体隔断，因此，能够抑制或防止因周围的环境气体给低表面张力液体的液膜以及基板带来污染。
在本发明的一实施方式中，所述基板处理装置还包括基板加热单元，所述基板加热单元用于对所述基板进行加热。并且，所述控制器被编程为，在所述液膜形成工序中，控制所述基板加热单元，将所述基板上的所述低表面张力液体的温度保持在所述低表面张力液体的沸点以下。由此，由于基板上的低表面张力液体的温度被保持在沸点以下，因此，能够抑制低表面张力液体的蒸发。因此，能够抑制或防止因低表面张力液体的蒸发所引起的液膜的分裂。由此，能够将呈液块状态的液膜排除至基板外，因此，能够不在基板的上表面残留低表面张力液体的液滴，从而良好地排除基板上的低表面张力液体。
在本发明的一实施方式中，所述控制器被编程为，在所述开口形成工序中，控制所述基板加热单元，使所述液膜的中央区域的温度比所述液膜形成工序中的所述液膜的温度高，由此在所述液膜中形成所述开口。由此，在低表面张力液体的液膜的中央区域形成开口。因此，在扩大排除工序中，能够使开口从基板的中央区域向基板的周缘均匀地扩大。因此，能够从基板的上表面均匀地排除低表面张力液体。
在本发明的一实施方式中，所述控制器被编程为，在所述扩大排除工序中，控制所述基板加热单元，加热所述基板，以便在位于所述开口的周缘处的所述液膜的气液界面处，产生离开所述基板的方向的对流，从而使所述开口向所述基板的周缘扩大。由此，在低表面张力液体的液膜的开口的周缘处的液膜的气液界面处，产生离开基板的方向的对流，该开口形成于低表面张力液体的液膜的中央区域。该对流使开口产生朝向扩大的方向的自发的移动，由此，开口扩大。因此，能够不使液膜分裂，从而更加良好地从基板上排除低表面张力液体。
通过参照附图对以下叙述的实施方式的说明，本发明的上述的、或者其他的目的、特征以及效果将变得更加清楚。
附图说明
图1是用于说明本发明的第一实施方式的基板处理装置的内部的布局的示意性的俯视图。
图2是用于说明所述基板处理装置所具有的处理单元的结构例的示意图。
图3是沿着图2的III-III线的截面的示意图。
图4是设置于隔断构件的接近构件的周围的示意图，示出了隔断构件处于下位置的状态。
图5是用于说明所述基板处理装置的主要部分的电学结构的框图。
图6是用于说明所述基板处理装置进行的基板处理的一个例子的流程图。
图7是用于说明所述基板处理中的有机溶剂处理的一个例子的流程图。
图8A～图8E是用于说明有机溶剂处理(图6的S4)的情况的示意性的剖视图。
图9A是示意性地表示扩大排除工序中的开口的周缘附近的图。
图9B是示意性地表示滴在不旋转状态的基板上的有机溶剂的液滴附近的图。
图10A是有机溶剂处理(图6的S4)的液膜接触工序中的接近构件的周围的纵截面的示意图。
图10B是有机溶剂处理(图6的S4)的液膜接触工序中的接近构件的周围的横截面的示意图。
图11是俯视本发明的第二实施方式的基板处理装置的基座的周围时的示意图。
图12是表示第二实施方式的基板处理装置所具有的处理单元的结构例的示意图，示出了沿图11的XII-XII线的截面。
图13A～图13B是用于说明第二实施方式的基板处理装置进行的基板处理中的有机溶剂处理(图6的S4)的情况的示意性的剖视图。
图14是用于说明因表面张力导致图案倒塌的原理的图解性的剖视图。
具体实施方式
第一实施方式
图1是用于说明本发明的第一实施方式的基板处理装置1的内部布局的示意性俯视图。
基板处理装置1是一张一张地处理硅晶片等基板W的单张式装置。在本实施方式中，基板W是圆板状的基板。基板处理装置1包括：多个处理单元2，利用药液、冲洗液等处理液处理基板W；加载端口(loadport)LP，承载用于容纳处理单元2所处理的多张基板W的载体C；搬运机械手IR及CR，在加载端口LP与处理单元2之间搬运基板W；控制器3，控制基板处理装置1。搬运机械手IR在载体C与搬运机械手CR之间搬运基板W。搬运机械手CR在搬运机械手IR与处理单元2之间搬运基板W。多个处理单元2例如具有相同的结构。
图2是用于说明处理单元2的结构例的示意图。
处理单元2包括：旋转卡盘5，一边将一张基板W保持为水平的姿势，一边使基板W以通过基板W的中央部的铅垂的旋转轴线A1为中心旋转；隔断构件6，具有与基板W的上表面(上方的主表面)相向的相向面60a。隔断构件6将基板W的上表面和隔断构件6的相向面60a之间的环境气体与周围的环境气体隔断。周围的环境气体是指，基板W的上表面和相向面60a之间的空间以外的环境气体。隔断构件6为能够限制隔断构件6与基板W的上表面之间的环境气体和周围的环境气体之间的流体流动的构件即可，不是必需将隔断构件6与基板W的上表面之间的环境气体和周围的环境气体完全地隔断的构件。
处理单元2还包括：药液供给单元7，向基板W的上表面供给药液；冲洗液供给单元8，向基板W的上表面供给去离子水(Deionized Water：DIW)等冲洗液。处理单元2还包括：气体供给单元9，向基板W的上表面供给氮气(N2)等气体；有机溶剂供给单元10，向基板的上表面供给IPA等有机溶剂；加热流体供给单元11。
处理单元2还包括容纳旋转卡盘5的腔室14(参照图1)。在腔室14上形成有出入口(未图示)，该出入口用于向腔室14内搬入基板W或从腔室14内搬出基板W。在腔室14上具有用于开闭该出入口的闸门单元(未图示)。
旋转卡盘5包括多个卡盘销20、旋转基座21(基座)、旋转轴22、电动马达23。旋转轴22沿旋转轴线A1在铅垂方向上延伸。旋转轴22的上端与旋转基座21的下表面中央结合。
旋转基座21具有沿水平方向的圆板形状。在旋转基座21的上表面的周缘部，沿周向隔开间隔地配置有多个卡盘销20。旋转基座21和多个卡盘销20被包含于将基板W保持为水平状态的基板保持单元中。多个卡盘销20是设置于旋转基座21的上表面来保持基板W的周缘的基板保持件的一个例子。基板保持单元也称为基板保持架。
为了对卡盘销20进行开闭驱动，具有卡盘开闭单元25。卡盘开闭单元25例如包括连杆机构和驱动源。该驱动源例如包括滚珠丝杠机构和向其供给驱动力的电动马达。
电动马达23向旋转轴22供给旋转力。利用电动马达23使旋转轴22旋转，由此使旋转基座21旋转。由此，基板W以旋转轴线A1为中心旋转。电动马达23被包含于使基板W以旋转轴线A1为中心旋转的基板旋转单元中。
隔断构件6包括：相向部60，与基板W的上表面相向；环状部61，在俯视时以包围基板W的方式从相向部60的周缘部向下方延伸。相向部60形成为圆板状。相向部60在旋转卡盘5的上方大致水平地配置。相向部60具有与基板W的上表面相向的相向面60a。在相向部60中与相向面60a相反一侧的面固定有中空的旋转轴62。环状部61的内周面以随着朝向下方而朝向旋转半径方向的外侧的方式弯曲。环状部61的外周面沿铅垂方向延伸。
处理单元2还包括隔断构件支承构件63、隔断构件升降单元64、隔断构件旋转单元65。隔断构件支承构件63水平地延伸，并经由旋转轴62支承隔断构件6。隔断构件升降单元64经由隔断构件支承构件63与隔断构件6连接，驱动隔断构件6的升降。隔断构件升降单元64例如包括滚珠丝杠机构和向其供给驱动力的电动马达。隔断构件旋转单元65使隔断构件6以旋转轴线A1为中心旋转。隔断构件旋转单元65例如包括使旋转轴62旋转的电动马达。
隔断构件升降单元64能够使隔断构件6位于从下位置(后述的图8D以及图8E所示的位置)至上位置(后述的图8A以及图8B所示的位置)为止的任意位置(高度)。下位置是在隔断构件6的可动范围内隔断构件6的相向部60的相向面60a最接近基板W的上表面的位置。上位置是在隔断构件6的可动范围内隔断构件6的相向部60的相向面60a离基板W的上表面最远的位置。
药液供给单元7包括药液喷嘴30、药液供给管31、药液供给阀32。药液喷嘴30向基板W的上表面供给药液。药液供给管31与药液喷嘴30结合。从药液供给源向药液供给管31供给氢氟酸(氟化氢溶液：HF)等药液。药液供给阀32安装于药液供给管31。
药液并不限于氢氟酸，也可以是包含硫酸、醋酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、缓冲氢氟酸(BHF)、稀释氢氟酸(DHF)、氨水、过氧化氢溶液、有机酸(例如，柠檬酸、草酸等)、有机碱(例如，TMAH：四甲基氢氧化铵等)、表面活性剂、防腐剂中的至少一种成分的液体。作为将它们混合的药液的例子，可列举出SPM(sulfuric acid/hydrogenperoxide mixture：硫酸过氧化氢溶液混合液)、SC1(ammonia-hydrogen peroxide mixture：氨过氧化氢溶液混合液)、SC2(盐酸过氧化氢溶液混合液)等。
药液喷嘴30通过药液喷嘴移动单元35沿铅垂方向(与旋转轴线A1平行的方向)以及水平方向(与旋转轴线A1垂直的方向)移动。药液喷嘴30通过在水平方向上的移动，能够在中央位置与退避位置之间移动。药液喷嘴30在位于中央位置时，与基板W的上表面的旋转中心位置相向。旋转中心位置是指基板W的上表面中的与旋转轴线A1交叉的位置。药液喷嘴30在位于退避位置时，不与基板W的上表面相向。
冲洗液供给单元8包括冲洗液喷嘴40、冲洗液供给管41、冲洗液供给阀42。冲洗液喷嘴40向基板W的上表面供给冲洗液。冲洗液供给管41与冲洗液喷嘴40结合。从冲洗液供给源向冲洗液供给管41供给DIW等冲洗液。冲洗液供给阀42安装于冲洗液供给管41。
冲洗液并不限定于DIW，也可以是碳酸水、电解离子水、臭氧水、稀释浓度(例如，10ppm～100ppm左右)的盐酸水、还原水(富氢水)。冲洗液含有水。冲洗液供给单元8是供给含有水的处理液的处理液供给单元的一个例子。
冲洗液喷嘴40通过冲洗液喷嘴移动单元45沿铅垂方向(与旋转轴线A1平行的方向)以及水平方向(与旋转轴线A1垂直的方向)移动。冲洗液喷嘴40通过在水平方向上的移动，能够在中央位置与退避位置之间移动。冲洗液喷嘴40在位于中央位置时，与基板W的上表面的旋转中心位置相向。冲洗液喷嘴40在位于退避位置时，不与基板W的上表面相向。
气体供给单元9包括：气体喷嘴50，向基板W的上表面的中央区域供给氮气等气体；气体供给管51，与气体喷嘴50结合；气体阀52，安装于气体供给管51，用于开闭气体的流路。从气体供给源向气体供给管51供给氮气等气体。基板W的上表面的中央区域是包括基板W的旋转中心的区域。
作为从气体供给源向气体供给管51供给的气体，优选氮气等非活性气体。非活性气体并不限于氮气，只要是对于基板W的上表面以及图案而言为非活性的气体即可。作为非活性气体的例子，除了氮气以外，还可以列举出氩气等稀有气体。气体喷嘴50贯穿旋转轴62。气体喷嘴50的喷出口50a从沿上下方向贯穿隔断构件6的相向部60的通孔露出，与基板W的上表面相向。气体喷嘴50经由例如轴承(未图示)被旋转轴62支承。气体喷嘴50通过隔断构件升降单元64，与隔断构件6一起升降。
有机溶剂供给单元10包括有机溶剂喷嘴70、有机溶剂供给管71、有机溶剂阀72。有机溶剂喷嘴70向基板W的上表面供给有机溶剂。有机溶剂供给管71与有机溶剂喷嘴70结合。从有机溶剂供给源向有机溶剂供给管71供给IPA等有机溶剂。有机溶剂阀72安装于有机溶剂供给管71。
有机溶剂喷嘴70通过有机溶剂喷嘴移动单元75沿铅垂方向(与旋转轴线A1平行的方向)以及水平方向(与旋转轴线A1垂直的方向)移动。有机溶剂喷嘴70通过在水平方向上移动，能够在中央位置与退避位置之间移动。有机溶剂喷嘴70在位于中央位置时，与基板W的上表面的旋转中心位置相向。有机溶剂喷嘴70在位于退避位置时，不与基板W的上表面相向。有机溶剂供给单元10作为将比水的表面张力小的低表面张力液体供给向基板W的上表面的中央区域的低表面张力液体供给单元发挥作用即可。
作为低表面张力液体能够使用除IPA以外的有机溶剂。低表面张力液体为不与基板W的上表面以及在基板W上形成的图案(参照图14)发生化学反应(反应性差)的有机溶剂即可。更具体而言，可以将包括IPA、HFE(氢氟醚)、甲醇、乙醇、丙酮以及反式-1，2-二氯乙烯中的至少一种液体用作低表面张力液体。另外，低表面张力液体不一定仅由单组分组成，也可以是与其他组分混合的液体。低表面张力液体可以是例如IPA与纯水的混合液，也可以是IPA与HFE的混合液。
加热流体供给单元11包括加热流体喷嘴80、加热流体供给管81、加热流体阀82。加热流体喷嘴80向基板W的下表面的中心供给加热流体。加热流体供给管81与加热流体喷嘴80结合。从加热流体供给源向加热流体供给管81供给温水等加热流体。加热流体阀82安装于加热流体供给管81。
加热流体喷嘴80贯穿旋转轴22，在加热流体喷嘴80的上端具有面对基板W的下表面的中心的喷出口80a。向基板W的下表面的中心供给加热流体，由此特别针对基板W的中央区域进行加热。加热流体供给单元11是加热基板W的基板加热单元的一个例子。
供给至加热流体喷嘴80的加热流体例如是温水。温水是温度比室温高的水，例如80℃～85℃的水。加热流体并不限于温水，也可以是高温的氮气等气体。加热流体是能够加热基板W的流体即可。
隔断构件6包括多个突出部66，所述多个突出部66从隔断构件6的环状部61的内周面向下侧且向基板W的旋转径向的内侧突出。
图3是沿图2的III-III线的截面的示意图。卡盘销20沿围绕旋转轴线A1的旋转方向隔开相等间隔而配置。突出部66沿围绕旋转轴线A1的旋转方向隔开相等间隔而配置。突出部66的数量与卡盘销20的数量相同，在本实施方式中为四个。使隔断构件6和旋转基座21在旋转方向上对准，由此，能够使得在俯视时在旋转方向上每相邻的卡盘销20之间分别配置一个突出部66。突出部66在旋转方向上沿基板W的周缘延伸。在俯视时，突出部66的位置比基板W的周缘更靠基板W的外侧。
图4是突出部66的周围的示意图，示出隔断构件6位于下位置的状态。在隔断构件6位于下位置的状态下，突出部66从基板W的旋转径向的外侧与基板W的周缘相向。突出部66的内周面66a在隔断构件6位于下位置的状态下，作为接近相向面发挥作用，该接近相向面从基板W的旋转径向的外侧与基板W的周缘相向。在隔断构件6位于下位置的状态下，在突出部66的内周面66a与基板W的周缘之间形成有间隙G1。在隔断构件6位于下位置的状态下，隔断构件6的突出部66接近基板W的周缘Wa中的与被卡盘销20保持的部分Wb(参照图3)不同的部分Wc。在隔断构件6处于上位置的状态(图2所示的状态)下，隔断构件6退避至基板W的上方，因此，突出部66不从基板旋转径向的外侧与基板W相向。
这样，隔断构件6的突出部66是能够接近基板W的周缘的接近构件的一个例子。隔断构件升降单元64作为相对位置变更单元发挥作用，该相对位置变更单元变更作为接近构件的突出部66与基板W的相对位置。
图5是用于说明基板处理装置1的主要部分的电学结构的框图。控制器3具有微型计算机，按照规定的程序对基板处理装置1所具有的控制对象进行控制。更具体而言，控制器3包括处理器(CPU)3A和存储有控制程序的存储器3B，处理器3A执行程序，由此执行用于进行基板处理的各种控制。特别地，控制器3控制搬运机械手IR、CR，喷嘴移动单元35、45、55，电动马达23，隔断构件升降单元64，隔断构件旋转单元65，卡盘开闭单元25以及阀类32、42、52、72、82等的动作。
图6是用于说明基于基板处理装置1进行基板处理的一个例子的流程图，主要示出了通过控制器3执行程序所实现的处理。在基于基板处理装置1进行的基板处理中，例如，如图6所示，按照搬入基板(S1)、药液处理(S2)、DIW冲洗处理(S3)、有机溶剂处理(S4)、干燥处理(S5)以及搬出基板(S6)的顺序执行。
在基板处理中，首先，未处理的基板W被搬运机械手IR、CR从载体C搬入处理单元2，并被交付给旋转卡盘5(S1)。然后，基板W在直到被搬运机械手CR搬出为止的期间，以在旋转基座21的上表面的上方与旋转基座21的上表面隔开间隔的方式被保持为水平状态(基板保持工序)。在基板保持工序中，卡盘开闭单元25使卡盘销20保持基板W的周缘。
接着，在搬运机械手CR退避至处理单元2外之后，开始药液处理(S2)。
电动马达23使旋转基座21旋转。由此，被卡盘销20保持为水平状态的基板W旋转(基板旋转工序)。另一方面，药液喷嘴移动单元35将药液喷嘴30配置于基板W的上方的药液处理位置。在药液喷嘴30位于药液处理位置时，从药液喷嘴30喷出的药液滴落于基板W的上表面的旋转中心位置。
然后，打开药液供给阀32。由此，从药液喷嘴30朝向旋转状态的基板W的上表面喷出(供给)药液。被供给的药液因离心力遍布基板W的整个上表面。由此，由药液来处理基板W的上表面。
在进行一定时间的药液处理后，执行DIW冲洗处理(S3)。在DIW冲洗处理(S3)中，通过将基板W上的药液置换为DIW，能够从基板W上排除药液。
首先，冲洗液喷嘴移动单元45将冲洗液喷嘴40配置在基板W的上方的冲洗液处理位置。在冲洗液喷嘴40位于冲洗液处理位置时，从冲洗液喷嘴40喷出的冲洗液滴落于基板W的上表面的旋转中心位置。
然后，关闭药液供给阀32，打开冲洗液供给阀42。由此，从冲洗液喷嘴40向基板W的上表面供给(喷出)冲洗液(处理液供给工序)。从冲洗液喷嘴40喷出的冲洗液滴落于基板W的上表面的中央区域。供给至基板W上的DIW因离心力遍布基板W的整个上表面。由该DIW冲洗基板W上的药液。在此期间，药液喷嘴移动单元35使药液喷嘴30从基板W的上方移动至退避位置。
在进行一定时间的DIW冲洗处理后，进行使基板W干燥的有机溶剂处理(S4)。具体而言，有机溶剂喷嘴移动单元75使有机溶剂喷嘴70移动至有机溶剂处理位置。在有机溶剂喷嘴70位于有机溶剂处理位置时，从有机溶剂喷嘴70喷出的有机溶剂滴落于基板W的上表面的旋转中心位置。
然后，关闭冲洗液供给阀42，打开有机溶剂阀72。从有机溶剂喷嘴70供给(喷出)的IPA等有机溶剂滴落于基板W的上表面的中央区域。供给至基板W上的有机溶剂因离心力遍布基板W的整个上表面。由该有机溶剂置换基板W上的冲洗液(置换工序)。在此期间，冲洗液喷嘴移动单元45使冲洗液喷嘴40从基板W的上方移动至退避位置。
然后，通过继续向基板W的上表面供给有机溶剂，在基板W的上表面形成有机溶剂的液膜(液膜形成工序)。然后，通过利用从加热流体喷嘴80供给的加热流体加热基板W，在有机溶剂的液膜的中央区域形成开口(开口形成工序)。然后，通过使该开口扩大(开口扩大工序)，从基板W的上表面排除有机溶剂(扩大排除工序)。
在进行一定时间的有机溶剂处理(S4)后，进行干燥处理(S5)。具体而言，电动马达23使基板W以比药液处理(S2)和冲洗液处理(S3)中的基板W的转速快的高转速(例如，3000rpm)进行旋转。由此，大的离心力作用于基板W的上表面的有机溶剂，基板W的上表面的有机溶剂被甩向基板W的周围。这样一来，从基板W去除冲洗液，使基板W干燥。并且，在从基板W高速旋转开始经过规定时间后，电动马达23使旋转基座21停止旋转基板W。
然后，搬运机械手CR进入处理单元2，从旋转卡盘5捧起处理过的基板W，并向处理单元2外搬出(S6)。该基板W从搬运机械手CR被交付给搬运机械手IR，由搬运机械手IR将该基板W收纳于载体C。
接着，说明有机溶剂处理(图6的S4)的详细内容。
图7是用于说明所述基板处理的有机溶剂处理的一个例子的流程图。图8A～图8E是用于说明有机溶剂处理(图6的S4)的情况的示意性的剖视图。如图7所示，在有机溶剂处理中，按照置换工序T1、液膜形成工序T2、开口形成工序T3、扩大排除工序T4的顺序执行。
参照图8A，在置换工序T1中，有机溶剂喷嘴移动单元75使有机溶剂喷嘴70向有机溶剂处理位置移动。并且，打开有机溶剂阀72，向基板W的上表面供给IPA等有机溶剂。由此，基板W的上表面的DIW等冲洗液被有机溶剂置换。
在置换工序T1中，打开加热流体阀82，向基板W的下表面的中央区域供给温水等加热流体。由此，加热流体遍布基板W的整个下表面，基板W被加热流体加热。加热流体的温度例如是80℃～85℃。因此，基板W的中央区域的温度达到77℃～82℃。由于在加热流体到达了基板W的下表面中心之后立即开始基板W与加热流体之间的热交换，因此，加热流体的热量被基板W夺走，直到加热流体到达基板W的外周为止。因此，基板W的外周的温度变为71℃左右。因此，基板W上的有机溶剂的温度比IPA的沸点(82.6℃)低。
在置换工序T1中，隔断构件升降单元64将隔断构件6配置于上位置。另外，在置换工序T1中，电动马达23使旋转基座21以例如300rpm旋转。此时，隔断构件旋转单元65也可以使隔断构件6与旋转基座21同步旋转。同步旋转是指向相同方向以相同速度旋转。
参照图8B，在液膜形成工序T2中，在基板W上的冲洗液已被有机溶剂置换后，继续从有机溶剂喷嘴70向基板W的上表面供给有机溶剂。由此，在基板W的上表面形成有机溶剂的液膜100。在液膜形成工序T2形成的液膜100的厚度为例如1mm左右。
在液膜形成工序T2中，减弱对基板W的加热。详细地说，继续向基板W的上表面供给有机溶剂，另一方面，关闭加热流体阀82。由此，停止向基板W的下表面的中心供给加热流体。在置换工序T1中，供给加热流体期间的基板W上的有机溶剂的温度比有机溶剂的沸点(IPA的沸点：82.6℃)低，因此，停止加热流体的供给后的基板W上的有机溶剂的温度保持在比有机溶剂的沸点低的温度。即，液膜形成工序T2包括如下工序，即，在将基板W上的有机溶剂的温度保持在有机溶剂的沸点以下的状态下，在基板W的上表面形成液膜100。
在液膜形成工序T2中，电动马达23使旋转基座21的旋转减速，相比置换工序T1使基板W的旋转减速。详细地说，电动马达23使基板W以使基板W上的液膜100在基板W上不致分裂的程度(在基板W上保持液膜100的程度)的速度旋转。将此时的基板W的转速称为液膜保持速度。液膜保持速度例如是10rpm。液膜保持速度可以在使液膜100在基板W上不致分裂的速度范围内维持恒定。另外，液膜保持速度也可以在使液膜100在基板W上不致分裂的速度范围内进行变更。隔断构件6与旋转基座21同步旋转。
参照图8C，在开口形成工序T3中，停止向基板W的上表面的中央区域供给有机溶剂，另一方面，加强基板W的加热。由此，在液膜100的中央区域形成开口101。
详细地说，通过关闭有机溶剂阀72，停止从有机溶剂喷嘴70向基板W的上表面供给有机溶剂。另外，通过打开加热流体阀82，再次开始向基板W的下表面的中心供给加热流体。由此，基板W的中央区域被加热，液膜100的中央区域的温度比液膜形成工序T2中的液膜100的温度高。由此，基板W的中央区域的有机溶剂的表面张力降低，仅在基板W的中央区域，液膜100变薄(参照图8C的双点划线)。由于液膜100的中央区域的有机溶剂的温度上升，因此，促进有机溶剂的蒸发，不久，在液膜100的中央区域形成开口101。
在开口形成工序T3中，通过打开气体阀52，向液膜100的中央区域吹送氮气等气体。因此，通过向基板W的中心供给气体，促进开口101的形成。在开口形成工序T3中，与液膜形成工序T2相同，旋转基座21(基板W)以液膜保持速度旋转，隔断构件6与旋转基座21同步旋转。
在开口形成工序T3中，在再次开始对基板W加热和向基板W的上表面吹送气体前，有机溶剂喷嘴移动单元75使有机溶剂喷嘴70移动至退避位置。并且，在开口形成工序T3中，在再次开始对基板W加热和向基板W的上表面吹送气体前，隔断构件升降单元64使隔断构件6移动至上位置与下位置之间的隔断位置。在隔断构件6位于隔断位置的状态下，环状部61中的、比突出部66更靠下侧的部分从基板旋转径向的外侧与基板W相向。由此，隔断构件6的相向部60和基板W的上表面之间的环境气体与外部的环境气体被隔断。
参照图8D和图8E，在扩大排除工序T4中，具体而言，通过继续对基板W的中央区域加热，使开口101向基板W的周缘扩大(开口扩大工序)，由此，液膜100被从基板W的上表面排除。图8E示出了图8D以后的状态，示出了开口101的周缘101a到达了基板W的周缘的状态。
在扩大排除工序T4中，继续向基板W的中央区域吹送氮气等气体。因此，通过向基板W的中心供给气体，促进开口101的扩大。在扩大排除工序T4中，也与液膜形成工序T2以及开口形成工序T3相同，旋转基座21(基板W)以液膜保持速度旋转。
详细地说，在扩大排除工序T4中，隔断构件升降单元64使隔断构件6从隔断位置移动至下位置。在隔断构件6从隔断位置向下位置移动前，隔断构件旋转单元65调整隔断构件6与旋转基座21在围绕旋转轴线A1的旋转方向上的相位，以使突出部66与卡盘销20在俯视时不重叠。在隔断构件6与旋转基座21以突出部66与卡盘销20在俯视时不重叠的方式同步旋转的情况下，能够省略调整隔断构件6与旋转基座21在围绕旋转轴线A1的旋转方向上的相位的处理。
通过隔断构件6移动至下位置，隔断构件6的突出部66从上方接近基板W的周缘。如图8D所示，优选地，隔断构件6在开口101的周缘101a到达基板W的周缘Wa附近前(变为图8E的状态前)移动至下位置。由此，以在隔断构件6的突出部66与基板W的周缘Wa之间形成间隙G1(参照图4)的方式，隔断构件6的突出部66接近基板W的周缘Wa，且突出部66与液膜100接触(液膜接触工序)。在该状态下，突出部66接近基板W的周缘中的、与被卡盘销20保持的部分Wb不同的部分Wc(参照图3以及后述图10B)。液膜接触工序在开口形成工序T3开始后执行。详细地说，液膜接触工序与扩大排除工序T4并行执行。
图9A是示意性地示出扩大排除工序T4中的开口101的周缘101a附近的图。图9B是示意性地示出滴在不旋转的状态下的基板W上的有机溶剂的液滴A附近的图。
如图9A所示，在扩大排除工序T4中，通过基板W的加热，在位于开口101的周缘101a处的液膜100的气液界面100a处，在液膜100中产生离开基板W的上表面的方向的对流102。该对流102在液膜100中因越接近基板W的上表面的部分则液温越高而产生。对流102沿离开基板W的上表面的方向产生，且形成沿气液界面100a的流动，因此，使液膜100产生朝向开口101扩大的方向的自发的移动。
在扩大排除工序T4中，位于开口101的周缘101a处的液膜100的气液界面100a以角度θ1与基板W的上表面相接，该角度θ1比有机溶剂与基板W的上表面的接触角θ2(参照图9B)大。在因对流102而产生液膜100的自发的移动时，变为这样的状态。接触角θ2是在有机溶剂的液滴A的气液界面与基板W的上表面之间形成于液膜100的内部的角度。角度θ1是在切线101b与基板W的上表面之间形成于液膜100的内部的角度。切线101b是指，在与气液界面100a正交的平面上，将该气液界面100a所形成的曲线与基板W的上表面的交点作为切点引出的切线。开口101的周缘101a的外侧是指相对于周缘101a与旋转中心位置相反的一侧。优选地，角度θ1在45度以上。
可以通过使基板W旋转而使离心力作用于液膜100，或者也可以通过向开口101内供给气体而使该气体的吹力作用于液膜100的开口101的周缘101a。优选地，在这样的情况下，开口101的周缘101a处的液膜100的气液界面100a也以角度θ1(例如，45度以上的角度)与基板W的上表面相接，该角度θ1比有机溶剂与基板W的接触角θ2大。这样一来，可以说对液膜100的移动(开口101的扩大)起主导作用的机理是因液膜100中的对流102所引起的自发的移动。
另外，液膜100的厚度为1mm左右，足够厚，因此，在基板W的上表面与液膜100的上表面之间的温差容易变得很大，由此，容易在液膜100内产生对流102。在液膜100内，若基板W的上表面附近的有机溶剂的温度与液膜100的表面附近的有机溶剂的温度之差为30℃～35℃，则更加容易产生对流102。
在扩大排除工序T4中，优选地，控制加热流体阀82和电动马达23从而控制基板W的加热以及旋转，以使相比因作用于液膜100的离心力所引起的液膜100的移动速度和因氮气等气体的吹送所引起的液膜100的移动速度之和，因液膜100中的对流102所引起的液膜100的移动速度更高。液膜100的移动速度是指，开口101的周缘101a朝向离开基板W的旋转中心位置的方向的速度。
根据第一实施方式，在液膜形成工序T2中，在基板W的上表面形成有IPA等有机溶剂的液膜100，在开口形成工序T3中，在液膜100的中央区域形成有开口101。然后，在扩大排除工序T4中，开口101朝向基板W的周缘而扩大，由此将液膜100从基板W的上表面排除。在开口形成工序T3开始后，隔断构件6的突出部66接近基板W的周缘Wa且与液膜100接触。因此，即使因开口101的周缘101a随着开口101的扩大而接近基板W的周缘Wa，导致向基板W外推压位于基板W的周缘Wa附近的有机溶剂的力变小，基板W的周缘Wa附近的有机溶剂也会沿着突出部66被排出基板W外(参照图10A)。因此，能够不使液膜100分裂，从而将呈液块状态的液膜100从基板W的上表面排除。由此，能够良好地排除基板W上的有机溶剂，而在基板W的上表面不残留有机溶剂的液滴。
根据第一实施方式，液膜接触工序与扩大排除工序T4并行执行。由此，在扩大排除工序T4中，基板W的周缘Wa附近的有机溶剂沿着突出部66被排出基板W外。因此，能够使开口101的扩大不停止，而高效地排除基板W的上表面的有机溶剂。
根据第一实施方式，在液膜接触工序中，以在隔断构件6的突出部66与基板W的周缘Wa之间形成间隙G1的方式，使隔断构件6的突出部66接近基板W的周缘Wa。由此，位于基板W的周缘Wa附近的有机溶剂能够通过间隙G1。因此，如图10B所示，在液膜接触工序中，有机溶剂不仅沿着突出部66的周向端面66b被排除至基板W外，还可以通过突出部66与基板W的周缘Wa之间的间隙G1被排除至基板W外。因此，相比基板W的周缘Wa与突出部66抵接的结构，能够高效地将位于基板W的周缘Wa附近的有机溶剂排除至基板W外。
根据第一实施方式，设置于旋转基座21的上表面的卡盘销20保持基板W的周缘Wa。并且，在液膜接触工序中，突出部66接近基板W的周缘Wa中的与被卡盘销20保持的部分Wb不同的部分Wc。
参照图10B，位于基板W的周缘附近的有机溶剂不仅沿着突出部66被排除至基板W外，还可以沿着保持基板W的周缘Wa的卡盘销20被排除至基板W外。通过突出部66接近基板W的周缘Wa中的与被卡盘销20保持的部分Wb不同的部分Wc，使得位于基板W的周缘Wa附近的有机溶剂通过卡盘销20和突出部66被排除至基板W外。因此，能够将位于基板W的周缘Wa附近的有机溶剂排除至基板W外。
根据第一实施方式，在隔断构件6上设置有突出部66(接近构件)，该隔断构件6与基板W的上表面相向，将该隔断构件6和基板W之间的环境气体与周围的环境气体隔断。并且，在液膜接触工序中，隔断构件6的突出部66从上方接近基板W的周缘Wa。通过使隔断构件6的突出部66从上方接近基板W的周缘Wa，能够使隔断构件6的突出部66与液膜100接触。由于隔断构件6将基板W和隔断构件6的相向面60a之间的环境气体与周围的环境气体隔断，因此，能够防止因周围的环境气体给液膜100以及基板W带来污染。
根据第一实施方式，在液膜形成工序T2中，在将基板W上的IPA等有机溶剂的温度保持在有机溶剂的沸点(例如，82.6℃)以下的状态下，在基板W的上表面形成液膜100。由此，由于基板W上的有机溶剂的温度被保持在沸点以下，因此，能够抑制有机溶剂的蒸发。因此，能够抑制或防止因有机溶剂的蒸发所引起的液膜100的分裂。由此，能够将呈液块状态的液膜100排除至基板W外，因此，能够良好地排除基板W上的有机溶剂，而在基板W的上表面不残留有机溶剂的液滴。
根据第一实施方式，在开口形成工序T3中，通过使液膜100的中央区域的温度高于液膜形成工序T2中的液膜100的温度，在液膜100中形成开口101。由此，在有机溶剂的液膜100的中央区域形成开口101。因此，能够使开口101从基板W的中央区域朝向基板W的周缘Wa均匀地扩大。因此，能够从基板W的上表面均匀地排除有机溶剂。
根据第一实施方式，在扩大排除工序T4中，加热基板W，以使在位于开口101的周缘101a处的液膜100的气液界面100a处，产生离开基板W的方向的对流102。由此，开口101朝向基板W的周缘Wa扩大。由此，在液膜100的开口101的周缘101a处的液膜100的气液界面100a处，产生离开基板W的方向的对流102，该开口101形成于液膜100的中央区域。该对流102使开口101产生朝向扩大方向的自发的移动，由此，开口101被扩大。因此，能够不使呈液块状态的液膜100分裂，从而更加良好地从基板W上排除有机溶剂。
而且，根据第一实施方式，在置换工序T1中，一边通过因基板W的旋转所产生的离心力排除冲洗液，一边向基板W的上表面供给有机溶剂。因此，能够将基板W上的冲洗液高效地置换为有机溶剂。另外，在液膜形成工序T2中，能够通过使基板W的旋转减速来降低离心力。由此，由于从基板W排除的有机溶剂的量降低，因此，能够良好地形成液膜100。另外，在开口形成工序T3和扩大排除工序T4中，使基板W以比置换工序T1中的转速低的速度进行旋转，由此因加热所引起的液膜100的自发的移动占据主导的状态，能够用适当的离心力来促进液膜100的自发的移动。
而且，根据第一实施方式，因对流102所引起的液膜100的自发的移动速度比因作用于液膜100的离心力所引起的液膜100的移动速度高，因此，能够抑制因受离心力而从基板W被排除的有机溶剂的量。由此，能够进一步抑制液膜100在基板W上分裂。因此，能够更加良好地排除基板W上的有机溶剂。
另外，基板W以使液膜100在基板W上不致分裂的速度范围旋转，因此，能够利用离心力促进液膜100的移动，并保持液块的状态，从而能够将液膜100排除至基板W外。
另外，有机溶剂喷嘴70供给温度比基板W的温度低的有机溶剂，因此，通过基板W与有机溶剂的温差，使得液膜100中的对流102容易产生。更具体而言，优选地，有机溶剂的温度低于加热流体喷嘴80供给加热流体来进行加热的加热位置附近的基板W的温度。由此，能够在加热位置附近产生或促进从基板W向液膜100的上表面的对流102。因此，能够通过基板W上的液膜100的自发的移动，将液膜100高效地排除至基板W外。
另外，通过向基板W的下表面的中心供给加热流体，能够促进基板的中心附近(中央区域)的液膜100的有机溶剂的蒸发，并且能够将液膜100中的对流102的起点配置在基板W的中央区域。由此，使液膜100在基板W的中心即液膜100的中心位置产生开口101，并且以使该开口101向外侧扩大的方式使液膜100移动，从而能够将液膜100排除至基板W外。
第二实施方式
图11是在俯视本发明的第二实施方式的基板处理装置1P的旋转基座21的周围时的示意图。图12是表示基板处理装置1P所具有的处理单元2的结构例的示意图，示出了沿图11的XII-XII线的截面。在图11以及图12中，对与以上说明的构件相同的构件赋予相同的附图标记，并省略其说明(后述的图13A以及图13B也一样)。
参照图11以及图12，基板处理装置1P与第一实施方式的基板处理装置1(参照图2)主要的不同点在于，处理单元2包括：多个接近销90，设置于旋转基座21的上表面且能够接近基板W的周缘；接近销驱动单元95，使各个接近销90以沿铅垂方向通过各个接近销90的转动轴线A2为中心旋转。
接近销90例如具有沿铅垂方向延伸的柱状的形态。接近销90在俯视时为大致椭圆形状。接近销90配置于在围绕旋转轴线A1的旋转方向上相邻的卡盘销20彼此之间。在该实施方式中，卡盘销20在基板W的旋转方向上隔开90°间隔配置有四个。接近销90在基板W的旋转方向上相邻的卡盘销20彼此之间等间隔地配置有两个。
接近销90包括：被支承部91，被旋转基座21支承为能够转动；延伸部92，与被支承部91一体设置且从被支承部91向转动轴线A2的旋转径向的外侧延伸。接近销驱动单元95包括电动马达，该电动马达将以转动轴线A2为中心旋转的旋转力赋予接近销90的被支承部91。
利用接近销驱动单元95使接近销90以转动轴线A2为中心转动，使得接近销90的延伸部92接近基板W的周缘Wa，或者远离基板W的周缘Wa。将延伸部92最接近基板W的周缘Wa时的接近销90的位置(图11中双点划线所示的接近销90的位置)称为接近位置。将延伸部92离基板W的周缘Wa最远时的接近销90的位置(图11中实线所示的接近销90的位置)称为离开位置。
在接近销90位于接近位置的状态下，在接近销90的延伸部92与基板W的周缘Wa之间形成间隙G2。在接近销90处于接近位置的状态下，接近销90的延伸部92接近基板W的周缘Wa中的与被卡盘销20保持的部分Wb不同的部分Wc。
这样，接近销90是能够接近基板W的周缘Wa的接近构件的一个例子。接近销驱动单元95作为相对位置变更单元发挥作用，该相对位置变更单元用于变更作为接近构件的接近销90与基板W的相对位置。
与第一实施方式的隔断构件6不同，在第二实施方式的隔断构件6上未设置环状部61和突出部66。第二实施方式的控制器3控制接近销驱动单元95(参照图5的双点划线)。
图13A和图13B是用于说明基板处理装置1P进行的基板处理中的有机溶剂处理(图6的S4)的情况的示意性的剖视图。图13B示出了图13A以后的状态，示出了开口101的周缘101a到达了基板W的周缘Wa的状态。
在第二实施方式的基板处理装置1P进行的基板处理中，能够进行与第一实施方式的基板处理装置1的基板处理相同的基板处理。但是，如图13A和图13B所示，在扩大排除工序T4中，接近销驱动单元95使接近销90以转动轴线A2为中心转动，由此，使接近销90从基板旋转径向的外侧(从基板W的外侧)接近基板W的周缘Wa，并且使接近销90(延伸部92)与液膜100接触(液膜接触工序)。
因此，根据第二实施方式，即使因开口101的周缘101a随着开口101的扩大而接近基板W的周缘Wa，导致向基板W外推压位于基板W的周缘Wa的有机溶剂的力变小的情况下，基板W的周缘Wa附近的有机溶剂也可以沿着接近销90被排出基板W外(参照图13B中的粗线箭头)。因此，能够不使液膜100分裂，从而将呈液块状态的液膜100从基板W的上表面排除。由此，能够不在基板W的上表面残留有机溶剂的液滴，从而良好地排除基板W上的有机溶剂。
根据第二实施方式，在液膜接触工序中，以在接近销90的延伸部92与基板W的周缘Wa之间形成间隙G2的方式，使接近销90的延伸部92接近基板W的周缘Wa。由此，位于基板W的周缘Wa附近的有机溶剂能够通过间隙G2。因此，如图13B中的粗线箭头所示，在液膜接触工序中，有机溶剂不仅沿着接近销90被排除至基板W外，还可以通过延伸部92与基板W的周缘Wa之间的间隙G2被排除至基板W外。因此，相比基板W的周缘Wa与延伸部92抵接的结构，能够高效地将位于基板W的周缘Wa附近的有机溶剂排除至基板W外。
根据第二实施方式，设置于旋转基座21的上表面的接近销90作为接近构件发挥作用。并且，在液膜接触工序中，使接近销90从基板W的旋转径向的外侧(基板W的外侧)接近基板W的周缘Wa。由此，能够以使设置于旋转基座21的接近销90从基板W的外侧接近基板W的周缘Wa这样的简单结构，使接近销90与液膜100接触。因此，无需特意设置相对于旋转基座21独立的其他接近构件。
根据第二实施方式，除了上述的效果以外，也能够达到与第一实施方式相同的效果。
本发明并不限定于以上说明的实施方式，还能够以其他方式实施。
例如，在开口形成工序T3中，通过对基板W的加热，在液膜100中形成开口101，但也可以不对基板W加热，仅通过吹送气体而在液膜100中形成开口101。
另外，加热流体供给单元11不仅对基板W的中央区域进行加热，还可以对基板W的外周区域进行加热。具体而言，加热流体供给单元11也可以具有呈杆(bar)状喷嘴的加热流体喷嘴，该杆状形态从加热流体喷嘴80的顶端沿旋转径向延伸。由此，基板W的外周区域被加热。外周区域是指，相比能够通过加热流体喷嘴80向基板W的下表面的中心供给加热流体来特别加热的位置(中央区域)更靠基板W的外侧的区域。另外，加热流体供给单元11除了加热流体喷嘴80，还可以具有多个加热流体喷嘴，所述多个加热流体喷嘴分别配置于距基板W的中心的距离不同的多个位置，向远离基板W的下表面的中心的位置供给加热流体。通过加热基板W的外周区域，能够加速外周区域的有机溶剂的蒸发，因此，能够高效地排除液膜100。
另外，也可以在旋转基座21设置加热器来作为基板加热单元。加热器是内置于旋转基座21且沿旋转径向延伸的电阻体。加热器从下方与基板W相向。加热器因基板W以旋转轴线A1为中心旋转而与基板W的下表面的环状区域相向。环状区域是指，在从离开包括基板W的中心的中央区域的规定位置至基板W的外周的整个范围内的区域。
另外，在上述的实施方式中，在扩大排除工序T4中，通过向基板W供给气体，促进了开口101的扩大。但是，与上述的实施方式不同，在扩大排除工序T4中，也可以存在不向基板W供给气体的情况。
另外，在上述的实施方式中，在扩大排除工序T4中，对液膜100的移动(开口101的扩大)起主导作用的机理是因液膜100中的对流102引起的自发的移动。但是，在扩大排除工序T4中，对液膜100的移动起主导作用的机理不必需是因对流102引起的自发的移动。即，若液膜100能以液块状态被排除至基板W外的话，对液膜100的移动起主导作用的机理是因气体的吹送或离心力引起的也可以。而且，若块状态的液膜100能被排除至基板W外的话，则在扩大排除工序T4中，不加热基板W，而仅通过气体的吹力以及离心力中的至少一者来扩大开口101也可以。
另外，在第一实施方式中，通过隔断构件6移动至下位置，使得隔断构件6的突出部66接近基板W的周缘Wa。然而，也可以与第一实施方式不同，而是构成为基板W进行升降。例如，设置有使旋转基座21升降的基座升降单元，基座升降单元也可以包含于用于变更基板W与隔断构件6的突出部66的相对位置的相对位置变更单元。
另外，与上述的实施方式不同，不是必需设置隔断构件6的突出部66与基板W的周缘Wa之间的间隙G1、接近销90的延伸部92与基板W的周缘Wa之间的间隙G2，也可以是不设置间隙G1、G2的结构。
已经详细说明了本发明的实施方式，但这些仅是用于阐明本发明的技术内容的具体例子，本发明并不应被解释为限定于这些具体例子，本发明的范围仅由权利要求的范围来限定。
本申请主张2017年2月24日向日本专利局提交的日本特愿2017-033609号的专利申请的优先权，该申请的全部公开内容通过引用而与本申请的内容结合。

Claims (18)

1.一种基板处理方法，包括：
基板保持工序，将基板保持为水平状态；
处理液供给工序，向所述基板的上表面供给含有水的处理液；
置换工序，向所述基板的上表面供给表面张力比水的表面张力低的低表面张力液体，由此利用所述低表面张力液体置换所述处理液；
液膜形成工序，在所述置换工序后，继续向所述基板的上表面供给所述低表面张力液体，由此在所述基板的上表面形成所述低表面张力液体的液膜；
开口形成工序，在所述液膜的中央区域形成开口；
扩大排除工序，使所述开口向所述基板的周缘扩大，由此将所述液膜从所述基板的上表面排除；
液膜接触工序，在所述开口形成工序开始后，使接近构件接近所述基板的周缘，由此使所述接近构件与所述液膜接触。
2.如权利要求1所述的基板处理方法，其中，
所述液膜接触工序与所述扩大排除工序并行执行。
3.如权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，
在所述液膜接触工序中，以在所述接近构件与所述基板的周缘之间形成间隙的方式，使所述接近构件接近所述基板的周缘。
4.如权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，
所述基板保持工序包括使设置于基座的上表面且用于保持所述基板的周缘的基板保持件保持所述基板的周缘的工序，
在所述液膜接触工序中，使所述接近构件接近所述基板的周缘中的与被所述基板保持件保持的部分不同的部分。
5.如权利要求4所述的基板处理方法，其中，
所述接近构件是设置于所述基座的上表面的接近销，
在所述液膜接触工序中，使所述接近销从所述基板的外侧接近所述基板的周缘。
6.如权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，
所述接近构件设置于隔断构件，所述隔断构件与所述基板的上表面相向，所述隔断构件将所述隔断构件和所述基板之间的环境气体与周围的环境气体隔断，
在所述液膜接触工序中，使所述隔断构件从上方接近所述基板的周缘。
7.如权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，
所述液膜形成工序包括如下工序，即，在将所述基板上的所述低表面张力液体的温度保持在所述低表面张力液体的沸点以下的状态下，在所述基板的上表面形成所述液膜。
8.如权利要求7所述的基板处理方法，其中，
所述开口形成工序包括如下工序，即，使所述液膜的中央区域的温度比所述液膜形成工序中的所述液膜的温度高，由此在所述液膜中形成所述开口。
9.如权利要求7所述的基板处理方法，其中，
所述扩大排除工序包括如下工序，即，加热所述基板，以便在位于所述开口的周缘处的所述液膜的气液界面处，产生离开所述基板的方向的对流，从而使所述开口向所述基板的周缘扩大。
10.一种基板处理装置，包括：
基板保持单元，用于将基板保持为水平状态，
处理液供给单元，用于向所述基板供给含有水的处理液，
低表面张力液体供给单元，用于向所述基板供给表面张力比水的表面张力低的低表面张力液体，
接近构件，用于接近所述基板的周缘，
相对位置变更单元，用于变更所述接近构件与所述基板的相对位置，
控制器，用于控制所述基板保持单元、所述处理液供给单元、所述低表面张力液体供给单元以及所述相对位置变更单元；
所述控制器被编程为执行以下工序：
基板保持工序，用所述基板保持单元将基板保持为水平状态，
处理液供给工序，从所述处理液供给单元向所述基板的上表面供给所述处理液，
置换工序，从所述低表面张力液体供给单元向所述基板的上表面供给所述低表面张力液体，由此利用所述低表面张力液体置换所述处理液，
液膜形成工序，在所述置换工序后，继续从所述低表面张力液体供给单元向所述基板的上表面供给所述低表面张力液体，由此在所述基板的上表面形成所述低表面张力液体的液膜，
开口形成工序，在所述液膜的中央区域形成开口，
扩大排除工序，使所述开口向所述基板的周缘扩大，
液膜接触工序，在所述开口形成工序开始后，利用所述相对位置变更单元变更所述接近构件与所述基板的相对位置，由此使所述接近构件与所述液膜接触。
11.如权利要求10所述的基板处理装置，其中，
所述控制器被编程为，与所述扩大排除工序并行地执行所述液膜接触工序。
12.如权利要求10或11所述的基板处理装置，其中，
所述控制器被编程为，在所述液膜接触工序中，控制所述相对位置变更单元，以在所述接近构件与所述基板的周缘之间形成间隙的方式，使所述接近构件接近所述基板的周缘。
13.如权利要求10或11所述的基板处理装置，其中，
所述基板保持单元包括基板保持件，该基板保持件设置于基座的上表面且用于保持所述基板的周缘，
所述控制器被编程为，在所述液膜接触工序中，控制所述相对位置变更单元，使所述接近构件接近所述基板的周缘中的与被所述基板保持件保持的部分不同的部分。
14.如权利要求13所述的基板处理装置，其中，
所述接近构件是设置于所述基座的上表面的接近销，
所述控制器被编程为，在所述液膜接触工序中，控制所述相对位置变更单元，使所述接近构件从所述基板的外侧接近所述基板的周缘。
15.如权利要求10或11所述的基板处理装置，其中，
所述接近构件设置于隔断构件，所述隔断构件与所述基板的上表面相向，所述隔断构件将所述隔断构件和所述基板之间的环境气体与周围的环境气体隔断，
所述控制器被编程为，在所述液膜接触工序中，使所述接近构件从上方接近所述基板的周缘。
16.如权利要求10或11所述的基板处理装置，其中，
所述基板处理装置还包括基板加热单元，所述基板加热单元用于对所述基板进行加热，
所述控制器被编程为，在所述液膜形成工序中，控制所述基板加热单元，将所述基板上的所述低表面张力液体的温度保持在所述低表面张力液体的沸点以下。
17.如权利要求16所述的基板处理装置，其中，
所述控制器被编程为，在所述开口形成工序中，控制所述基板加热单元，使所述液膜的中央区域的温度比所述液膜形成工序中的所述液膜的温度高，由此在所述液膜中形成所述开口。
18.如权利要求16所述的基板处理装置，其中，
所述控制器被编程为，在所述扩大排除工序中，控制所述基板加热单元，加热所述基板，以便在位于所述开口的周缘处的所述液膜的气液界面处，产生离开所述基板的方向的对流，从而使所述开口向所述基板的周缘扩大。
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