CN109427623B - 基板干燥方法和基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板干燥方法和基板处理装置，所述基板干燥方法使具有图案的基板的表面干燥，其中，所述基板干燥方法包括：升华剂液膜配置工序，在所述基板的所述表面配置液体的升华剂的液膜；高蒸汽压液体配置工序，在配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜之上配置具有比所述升华剂高的蒸汽压且不含水的高蒸汽压液体的液膜；气化冷却工序，伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂冷却，由此，使所述升华剂的液膜固化在所述基板的所述表面形成升华剂膜；以及升华工序，使所述升华剂膜升华。

Description

基板干燥方法和基板处理装置
技术领域
本发明涉及基板干燥方法和基板处理装置。成为处理对象的基板例如包括半导体晶片、液晶显示装置用基板、有机EL(electroluminescence：场致发光)显示装置等的FPD(Flat Panel Display：平板显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太阳能电池用基板等。
背景技术
导体装置的制造工序中，用处理液对半导体晶片等的基板的表面进行处理。对基板一张一张地进行处理的单张式的基板处理装置具备：旋转卡盘，将基板保持为几乎水平，且使该基板旋转；以及喷嘴，用于向由该旋转卡盘旋转的基板的表面供给处理液。
在典型的基板处理工序中，向由旋转卡盘保持的基板供给药液。然后，向基板供给冲洗液，由此，将基板上的药液置换为冲洗液。然后，进行用于从基板上排除冲洗液的旋转干燥工序。在旋转干燥工序中，通过使基板高速旋转，甩掉附着于基板的冲洗液使其去除(干燥)。一般的冲洗液是去离子水。
为了抑制或防止在旋转干燥工序中产生图案倒塌，提出了日本特开2010-199261号公报所示的升华干燥技术。在日本特开2010-199261号公报中，通过向基板的表面供给超低温(约-60℃)的氮气，在基板的表面形成冻结膜。通过在形成冻结膜后，还继续供给超低温的氮气，使基板的表面的冻结膜所含的水成分升华，由此，在基板的表面不产生液相的情况下，使基板的表面干燥。
在日本特开2010-199261号公报的方法中，存在有必要向基板继续供给超低温(约-60℃)的氮气而需要相应的设备，此外，运行成本变得很大的担忧。
本申请的发明人进行了以下研究：将具有升华性且凝固点低的溶剂(作为一例，具有环状结构的氟类有机溶剂(凝固点约20.5℃)、叔丁基醇(凝固点约25℃)等)作为升华剂使用，向基板的表面供给这些液体的升华剂，并且将具有比升华剂的凝固点低的温度的液体作为用于使升华剂的溶剂固化(冻结)的调温用流体向基板的背面供给。具体来说，本申请发明人将具有约5℃～约15℃的液温的冷水作为调温用液体向基板的背面供给。然后，通过向基板的背面供给冷水使升华剂冷却，由此，使具有环状结构的氟类有机溶剂或叔丁基醇等的升华剂固化，从而在基板的表面形成升华剂膜。然后，通过使升华剂膜升华，使基板的表面干燥。
但是，在该方法中存在以下担忧：在基板的背面产生的水雾绕到基板的表面(表面)侧，使水混入固化后的升华剂膜中。若水混入升华剂膜中，则存在阻碍升华剂的升华的担忧。不仅如此，由于水在基板的表面液化，因此还存在促进图案倒塌的担忧。在任何情况下，在以向基板的背面供给具有比升华剂的凝固点低的温度的水的方式进行的升华剂的冷却固化中，不能实现良好地升华干燥。因此，要求一边防止水的混入一边良好地形成固体状的升华剂膜。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于，能够一边防止水的混入一边良好地形成固体状的升华剂膜，由此良好地实现升华干燥的基板干燥方法以及基板处理装置。
本发明提供一种基板干燥方法，使具有图案的基板的表面干燥，其中，所述基板干燥方法包括：升华剂液膜配置工序，在所述基板的所述表面配置液体的升华剂的液膜；高蒸汽压液体配置工序，在配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜之上配置具有比所述升华剂的蒸汽压高的蒸汽压且不含水的高蒸汽压液体的液膜；气化冷却工序，伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂冷却，由此，使所述升华剂的液膜固化而在所述基板的所述表面形成升华剂膜；以及升华工序，使所述升华剂膜升华。
根据该方法，在基板的表面配置升华剂的液膜。此外，在该升华剂的液膜之上配置具有比升华剂高的蒸汽压且不含水的高蒸汽压液体的液膜。在配置高蒸汽压液体的液膜之后(即在停止供给高蒸汽压液体之后)，通过伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热，使升华剂的液膜所含的升华剂冷却，从而使升华剂的液膜固化。由此，能够一边防止水的混入一边良好地形成升华剂膜。
此外，在升华工序中，伴随升华剂膜的升华夺走升华热，使升华剂膜维持为凝固点(融点)以下。因此，能够防止升华剂膜融解。由此，能够良好地实现升华干燥。
在本发明的一实施方式中，所述高蒸汽压液体的液膜所含的高蒸汽压液体具有比所述升华剂的液膜所含的升华剂的凝固点高的液温。
根据该方法，能够以比较高的液温使用高蒸汽压液体。根据高蒸汽压液体的种类(例如，在将凝固点约20.5℃的具有环状结构的氟类有机溶剂作为升华剂采用的情况下)，能够以常温使用高蒸汽压液体。该情况下，可以不使用高蒸汽压液体的温度调整用的单元，从而能够实现降低成本。
在本发明的一实施方式中，所述高蒸汽压液体的液膜所含的高蒸汽压液体具有比所述升华剂的液膜所含的升华剂小的比重，所述高蒸汽压液体配置工序包括连续流状供给工序，在所述连续流状供给工序中，从上方向配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜连续流状地供给高蒸汽压液体。然后，可以基于高蒸汽压液体与升华剂的比重差形成所述高蒸汽压液体的液膜。
根据该方法，从上方向升华剂的液膜连续流状地供给高蒸汽压液体。该情况下，还存在高蒸汽压液体和升华剂的液膜混合的担忧。
但是，由于高蒸汽压液体具有比升华剂小的比重，因此基于高蒸汽压液体和升华剂的比重差，能够在升华剂的液膜之上良好地形成高蒸汽压液体的液膜。
在本发明的一实施方式中，所述高蒸汽压液体配置工序包括高蒸汽压液体喷雾工序，在所述高蒸汽压液体喷雾工序中，从上方向配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜雾状喷出高蒸汽压液体的液滴。
根据该方法，由于向基板的表面雾状喷出高蒸汽压液体的液滴，因此能够向基板的表面的广范围均匀地供给高蒸汽压液体。由此，能够在升华剂的液膜之上良好地配置高蒸汽压液体的液膜。
在本发明的一实施方式中，所述高蒸汽压液体配置工序包括从与所述升华剂液膜配置工序中用于供给升华剂的喷嘴共同的喷嘴供给高蒸汽压液体的工序。
根据该方法，从与用于供给升华剂的喷嘴共同的喷嘴供给高蒸汽压液体。结束从喷嘴供给升华剂后，附着于喷嘴的喷出口的升华剂气化，随之，存在喷嘴的喷出口附近的管壁被冷却的担忧。在喷嘴的内部残留有升华剂的情况下，有存在于喷嘴的喷出口附近的升华剂固化的担忧。
但是，在紧接着升华剂液膜配置工序进行的高蒸汽压液体配置工序中，从同一喷嘴喷出高蒸汽压液体，由此，将喷嘴的内部的液体从升华剂置换为高蒸汽压液体。存在于喷嘴的喷出口附近的高蒸汽压液体不会因喷嘴的管壁的喷出口附近的冷却而固化。
由此，没必要在喷嘴设置用于防止升华剂固化的单元。由此，能够实现降低成本。
在本发明的一实施方式中，所述高蒸汽压液体配置工序包括从与所述升华剂液膜配置工序中用于供给升华剂的升华剂喷嘴不同的高蒸汽压液体喷嘴供给高蒸汽压液体的工序，所述基板干燥方法序还包括在从升华剂喷嘴供给升华剂之后对升华剂喷嘴加热的升华剂喷嘴加热工序。
根据该方法，在升华剂液膜配置工序中，从升华剂喷嘴供给升华剂。在高蒸汽压液体配置工序中，从高蒸汽压液体喷嘴供给高蒸汽压液体。在从升华剂喷嘴供给升华剂后对升华剂喷嘴加热。由此，能够防止升华剂固化。
在本发明的一实施方式中，还包括在所述气化冷却工序之前，向所述基板的与所述表面相反侧的面即背面供给具有比所述升华剂的蒸汽压高的蒸汽压的第二高蒸汽压液体且之后停止供给第二高蒸汽压液体的工序。
根据该方法，向基板的背面供给第二高蒸汽压液体。由于停止供给第二高蒸汽压液体，因此随着第二高蒸汽压液体的气化夺走气化热。即，由于不仅通过基板的表面侧的高蒸汽压液体，还通过基板的背面侧的第二高蒸汽压液体从升华剂夺走气化热，由此，能够在短时间内冷却升华剂的液膜。
在本发明的一实施方式中，所述基板处理方法包括：基板旋转工序，与所述升华剂液膜配置工序和所述气化冷却工序中的至少一个并行，使所述基板以规定的旋转轴线为中心旋转，以及高速旋转工序，与所述升华工序并行，使所述基板以比所述基板旋转工序快的速度并以规定的旋转轴线为中心旋转。
根据该方法，在升华工序中使基板高速旋转。借助该高速旋转，升华剂膜与其周围的环境气体的接触速度増大。由此，能够促进升华剂膜的升华，因此，能够使升华剂膜在短时间内升华。
本发明提供一种基板处理装置，其中，包括：基板保持单元，保持在表面具有图案的基板；旋转单元，用于使由所述基板保持单元保持的基板以规定的旋转轴线为中心旋转；升华剂供给单元，用于向所述基板的所述表面供给液体的升华剂；以及高蒸汽压液体供给单元，用于向所述基板中的所述表面供给具有比所述升华剂的蒸汽压高的蒸汽压且不含水的高蒸汽压液体。
根据该结构，向基板的表面供给升华剂。由此，在基板的上表面形成升华剂的液膜。此外，通过向基板的表面供给具有比升华剂高的蒸汽压且不含水的高蒸汽压液体，在升华剂的液膜之上配置高蒸汽压液体的液膜。在配置高蒸汽压液体的液膜后(即在停止供给高蒸汽压液体后)，伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂冷却，从而使升华剂的液膜固化。由此，能够一边防止水向基板的混入一边良好地形成升华剂膜。因此，能够良好地实现升华干燥。
在本发明的一实施方式中，通过所述高蒸汽压液体供给单元供给的高蒸汽压液体具有比通过所述升华剂供给单元供给的升华剂的凝固点高的液温。
根据该结构，能够以比较高的液温使用高蒸汽压液体。根据高蒸汽压液体的种类(例如，在将凝固点约为20.5℃的具有环状结构的氟类有机溶剂作为升华剂采用的情况下)，能够以常温使用高蒸汽压液体。该情况下，由于可以不使用高蒸汽压液体的温度调整用的单元，因此能够实现降低成本。
在本发明的一实施方式中，所述基板处理装置还包括控制装置，所述控制装置对所述旋转单元、所述升华剂供给单元和所述高蒸汽压液体供给单元进行控制，所述控制装置执行升华剂液膜配置工序、高蒸汽压液体供给工序、气化冷却工序和升华工序，在所述升华剂液膜配置工序中，通过所述旋转单元和所述升华剂供给单元在所述基板的所述表面配置升华剂的液膜，在所述高蒸汽压液体供给工序中，通过所述高蒸汽压液体供给单元在配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜之上配置高蒸汽压液体的液膜，在所述气化冷却工序中，伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂冷却，由此，使所述升华剂的液膜固化而在所述基板的所述表面形成升华剂膜，以及在所述升华工序中，通过所述旋转单元使所述升华剂膜升华。
根据该结构，在基板的表面配置升华剂的液膜。此外，在该升华剂的液膜之上配置具有比升华剂高的蒸汽压且不含水的高蒸汽压液体的液膜。在配置高蒸汽压液体的液膜后(即在停止供给高蒸汽压液体后)，伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂冷却，从而使升华剂的液膜固化。由此，能够一边防止水向基板的混入一边良好地形成升华剂膜。
此外，在升华工序中，伴随升华剂膜的升华夺走升华热，将升华剂膜维持为凝固点(融点)以下。因此，能够防止升华剂膜融解。由此，能够良好地实现升华干燥。
在本发明的一实施方式中，通过所述高蒸汽压液体供给单元供给的高蒸汽压液体具有比通过所述升华剂供给单元供给的升华剂小的比重，所述高蒸汽压液体供给单元包括连续流状供给单元，所述连续流状供给单元用于连续流状地供给高蒸汽压液体，所述控制装置在所述高蒸汽压液体配置工序中执行连续流状供给工序，在所述连续流状供给工序中，通过所述连续流状供给单元从上方向配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜连续流状地供给高蒸汽压液体，基于高蒸汽压液体与升华剂的比重差形成所述高蒸汽压液体的液膜。
根据该结构，从上方向升华剂的液膜连续流状地供给高蒸汽压液体。该情况下，存在在升华剂的液膜中混入高蒸汽压液体的担忧。
但是，由于高蒸汽压液体具有比升华剂小的比重，因此基于高蒸汽压液体和升华剂的比重差，能够在升华剂的液膜之上良好地形成高蒸汽压液体的液膜。
在本发明的一实施方式中，所述高蒸汽压液体供给单元包括高蒸汽压液体喷雾单元，所述高蒸汽压液体喷雾单元用于雾状喷出高蒸汽压液体的液滴。
根据该结构，向基板的表面雾状喷出高蒸汽压液体的液滴，因此能够向基板的表面的广范围均匀地供给高蒸汽压液体。由此，能够在升华剂的液膜之上良好地配置高蒸汽压液体的液膜。
在本发明的一实施方式中，所述升华剂供给单元和所述高蒸汽压液体供给单元包括从彼此共同的喷嘴向所述基板供给升华剂和高蒸汽压液体的单元。
根据该结构，从与用于供给升华剂的喷嘴共同的喷嘴供给高蒸汽压液体。在结束从喷嘴供给升华剂后，附着于喷嘴的喷出口的升华剂气化，随之，存在喷嘴的喷出口附近的管壁被冷却的担忧。在喷嘴的内部残留有升华剂的情况下，有存在于喷嘴的喷出口附近的升华剂固化的担忧。
但是，在紧接着升华剂液膜配置工序进行的高蒸汽压液体配置工序中，从同一喷嘴喷出高蒸汽压液体，由此，将喷嘴的内部的液体从升华剂置换为高蒸汽压液体。存在于喷嘴的喷出口附近的高蒸汽压液体不会因喷嘴的管壁的喷出口附近的冷却而固化。
由此，没必要在喷嘴设置用于防止升华剂的固化的单元。由此，能够实现降低成本。
在本发明的一实施方式中，所述升华剂供给单元包括升华剂喷嘴，所述升华剂喷嘴用于供给升华剂，所述高蒸汽压液体供给单元包括高蒸汽压液体喷嘴，所述高蒸汽压液体喷嘴是用于供给高蒸汽压液体的高蒸汽压液体喷嘴，与升华剂喷嘴不同，所述基板处理装置还包括升华剂喷嘴加热单元，所述升华剂喷嘴加热单元用于对升华剂喷嘴加热。
根据该结构，在升华剂液膜配置工序中，从升华剂喷嘴供给升华剂。在高蒸汽压液体配置工序中，从高蒸汽压液体喷嘴供给高蒸汽压液体。在从升华剂喷嘴供给升华剂后对升华剂喷嘴加热。由此，能够防止升华剂固化。
可通过参照附图和下面说明的实施方式，明确本发明中的所述或其他目的、特征及效果。
附图说明
图1是从上方观察本发明的一实施方式的基板处理装置的示意图。
图2是用于说明所述基板处理装置所具备的处理单元的结构例的图解性的剖视图。
图3是用于说明所述基板处理装置的主要部分的电结构的框图。
图4是放大表示使用所述基板处理装置的处理对象的基板的表面的剖视图。
图5是用于说明在所述处理单元中执行的第一基板处理例的内容的流程图。
图6是用于说明图5所示的升华干燥工序的流程图。
图7A～7F是表示执行所述升华干燥工序时的基板的周边的状态的示意图。
图8A～图8C是用于说明本发明的第一实施方式的效果的示意图。
图9是表示在本发明的第二实施方式中执行所述升华干燥工序时的基板的周边的状态的示意图。
图10是表示在本发明的第三实施方式中执行升华干燥工序时的基板的周边的状态的示意图。
图11是图解地表示图10的喷射喷嘴的结构的剖视图。
图12是表示本发明的变形例的图。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
图1是从上方观察本发明的第一实施方式的基板处理装置的示意图。基板处理装置1是对硅晶片等的基板W一张一张地进行处理的单张式的装置。在实施方式中，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，用处理液和冲洗液对基板W进行处理；装载埠LP，载置收容在处理单元2中处理的多张基板W的基板收容器；分度器机械手IR和基板搬运机械手CR，在装载埠LP和处理单元2之间搬运基板W；以及控制装置3，对基板处理装置1进行控制。分度器机械手IR在基板收容器和基板搬运机械手CR之间搬运基板W。基板搬运机械手CR在分度器机械手IR和处理单元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的结构例的图解性的剖视图。
处理单元2包括：箱形的腔室4；旋转卡盘(基板保持单元)5，在腔室4内将一张基板W保持为水平的姿势，使基板W以通过基板W的中心的铅垂的旋转轴线A1为中心旋转；升华剂供给单元，向由旋转卡盘5保持的基板W的上表面(基板W的表面Wa(参照图4等))供给液体的升华剂；高蒸汽压液体供给单元，向由旋转卡盘5保持的基板W的上表面(基板W的表面Wa(参照图4等))供给具有比水高的蒸汽压(比升华剂高的蒸汽压)且不包含水的高蒸汽压液体的一例的IPA(isopropyl alcohol：异丙醇)；遮断部件6，与由旋转卡盘5保持的基板W的上表面相对，将基板W的上方的空间与其周围的环境气体进行遮断；以及筒状的处理杯8，包围旋转卡盘5的侧方。
腔室4包括收容旋转卡盘5等的箱型的间隔壁11。
作为旋转卡盘5，采用了在水平方向上夹持基板W并将基板W保持为水平的夹持式的旋转卡盘。具体来说，旋转卡盘5包括：旋转马达(旋转单元)12；下旋转轴13，与该旋转马达12的驱动轴成为一体；以及圆板状的旋转基座14，大致水平地安装于下旋转轴13的上端。
旋转基座14包括具有比基板W的外径大的外径的水平的圆形的上表面14a。在上表面14a的周缘部配置有多个(三个以上。例如六个)夹持构件15。在旋转基座14的上表面周缘部，在与基板W的外周形状对应的圆周上隔开适当的间隔例如等间隔地配置多个夹持构件15。
遮断部件6包括：遮断板17；上旋转轴18，能够与遮断板17一体旋转；以及上面喷嘴19，在上下方向上贯通遮断板17的中央部。遮断板17包括：圆板部20，水平地配置；以及筒状部21，沿着圆板部20的外周缘设置。圆板部20是具有与基板W几乎相同直径或及其以上直径的圆板状。圆板部20在其下表面具有与基板W的上表面整个区域相对的圆形的基板相对面20a。在基板相对面20a的中央部形成有在上下方向上贯通圆板部20的圆筒状的贯通孔20b。贯通孔20b被圆筒状的内周面划分出来。
筒状部21可以是圆锥台状。如图2所示，筒状部21可以从圆板部20的外周缘向外方扩展的方式向下方延伸。此外，如图2所示，筒状部21的壁厚可以随着接近筒状部21的下端减小。
上旋转轴18能够以通过遮断板17的中心铅垂地延伸的旋转轴线A2(与基板W的旋转轴线A1一致的轴线)为中心旋转地设置。上旋转轴18是圆筒状。上旋转轴18的内周面形成于以旋转轴线A2为中心的圆筒面上。上旋转轴18的内部空间与遮断板17的贯通孔20b连通。上旋转轴18在遮断板17的上方能够相对水平延伸的支撑臂22旋转地支撑。
在实施方式中，上面喷嘴19作为中心轴喷嘴发挥作用。上面喷嘴19配置于旋转卡盘5的上方。上面喷嘴19由支撑臂22支撑。上面喷嘴19不能相对支撑臂22旋转。上面喷嘴19与遮断板17、上旋转轴18和支撑臂22一同升降。上面喷嘴19在其下端部形成有与由旋转卡盘5保持的基板W的上表面中央部相对的喷出口19a。
遮断板17与包括电动马达等的结构的遮断板旋转单元26连接。遮断板旋转单元26使遮断板17和上旋转轴18相对支撑臂22以旋转轴线A2为中心旋转。此外，支撑臂22与包括电动马达、滚珠螺杆等的结构的遮断部件升降单元27连接。遮断部件升降单元27使遮断部件6(遮断板17和上旋转轴18)和上面喷嘴19与支撑臂22一同在铅垂方向上升降。
遮断部件升降单元27使遮断板17在遮断位置(图2中用双点划线图示。一同参照图7A等)和退避位置(图2中用实线图示)之间升降，所述遮断位置是基板相对面20a接近由旋转卡盘5保持的基板W的上表面且筒状部21的下端的高度比基板W的高度低的位置，退避位置是比遮断位置向上方退避较大的位置。遮断部件升降单元27能够在遮断位置、接近位置(图2中用虚线图示)和退避位置保持遮断板17。遮断位置是在基板相对面20a和基板W的上表面之间形成遮断空间28(参照图7B等)的位置。遮断空间28没有与其周围的空间完全隔离，但是气体不会从其周围的空间流入遮断空间28。即，遮断空间28实质上与其周围的空间遮断。接近位置是比退避位置稍微靠近上方的位置。在遮断板17配置于接近位置的状态下，遮断板17的基板相对面20a和基板W之间的空间没有与其周围的空间遮断。
升华剂供给单元包括：上面喷嘴19；以及升华剂单元31，向上面喷嘴19供给液体的升华剂。升华剂单元31包括：升华剂配管32，与上面喷嘴19连接；升华剂阀33，安装在升华剂配管32上。向升华剂配管32供给的升华剂是具有升华性且凝固点低的溶剂，作为一例，可以例示出具有环状结构的氟类有机溶剂(凝固点约为20.5℃)、叔丁基醇(凝固点约为25℃)等的溶剂。向升华剂配管32供给的升华剂是具有比凝固点稍微高的温度的液体升华剂。在将具有环状结构的氟类有机溶剂作为升华剂采用的情况下，向升华剂配管32提供常温(约23℃～约25℃)的升华剂。在将叔丁基醇作为升华剂采用的情况下，向升华剂配管32提供温度调整为约30℃的升华剂。通过打开升华剂阀33，向上面喷嘴19供给液体的升华剂，由此，从喷出口19a向下方喷出液体升华剂。在将具有环状结构的氟类有机溶剂作为升华剂使用的情况下，可以不使用高蒸汽压液体的温度调整用的单元，由于能够以常温使用，因此能够实现降低成本。
上面喷嘴19与酸性药液供给单元34、碱性药液供给单元35、冲洗液供给单元36、高蒸汽压液体单元37和气体供给单元38连接。
酸性药液供给单元34包括：酸性药液配管41，与上面喷嘴19连接；以及酸性药液阀42，安装在酸性药液配管41上。向酸性药液配管41提供的酸性药液例如可以例示含有氢氟酸(HF)、盐酸、硫酸、磷酸、硝酸中的至少一种的药液。在实施方式中，采用氢氟酸(HF)作为酸性药液。通过打开酸性药液阀42，向上面喷嘴19供给酸性药液，由此，从喷出口19a向下喷出酸性药液。
碱性药液供给单元35包括：碱性药液配管43，与上面喷嘴19连接；以及碱性药液阀44，安装在碱性药液配管43上。向碱性药液配管43提供的碱性药液例如可以例示含有氨和羟基中的至少一种的药液。在实施方式中，采用SC1(含有NH4OH和H2O2的液体)作为酸性药液。通过打开碱性药液阀44，向上面喷嘴19供给酸性药液，由此，从喷出口19a向下喷出酸性药液。
冲洗液供给单元36包括：冲洗液配管45，与上面喷嘴19连接；以及冲洗液阀46，安装在冲洗液配管45上。向冲洗液配管45提供的冲洗液例如是去离子水(DIW)，但并不局限于DIW，可以是碳酸水、电解离子水、含氢水、臭氧水和稀释浓度(例如，10ppm～100ppm左右)的盐酸水中的任一种。通过打开冲洗液阀46，向上面喷嘴19供给冲洗液，由此，从喷出口19a向下喷出冲洗液。
高蒸汽压液体供给单元由高蒸汽压液体单元37和上面喷嘴19构成。高蒸汽压液体单元37包括：高蒸汽压液体配管53，与上面喷嘴19连接；以及高蒸汽压液体阀48，安装在高蒸汽压液体配管53上。向高蒸汽压液体配管53提供的高蒸汽压液体是具有比水高的蒸汽压(比升华剂高的蒸汽压)(即，沸点比水低)且不含水的液体。该高蒸汽压液体具有比所述升华剂的液膜所含的具有环状结构的氟类有机溶剂(比重1.05g/cm3)小的比重。
高蒸汽压液体例如是溶剂，更具体来说是IPA(isopropyl alcohol。比重0.78g/cm3)。作为这种高蒸汽压液体(溶剂)，除了IPA之外，例如可以例示甲醇、乙醇、丙酮和HFE(氢氟醚)。此外，作为高蒸汽压液体，除了仅由单体成分构成的情况之外，还可以是与其他成分混合的液体。例如，可以是IPA和丙酮的混合液，也可以是IPA和甲醇的混合液。
向高蒸汽压液体配管53供给的高蒸汽压液体的温度是比向升华剂配管32供给的升华剂(溶剂)的凝固点高数℃的温度。在作为向升华剂配管32供给的升华剂使用具有环状结构的氟类有机溶剂的情况下，向下面供给配管52提供常温的升华剂。在将叔丁基醇作为升华剂使用的情况下，向下面供给配管52提供具有约30℃的液温的升华剂。在实施方式中，由于将高蒸汽压液体作为IPA使用，因此高蒸汽压液体单元37作为供给比重比空气大且具有表面张力比水低的低表面张力液体的有机溶剂的单元发挥作用。
气体供给单元38包括：气体供给配管49，与上面喷嘴19连接；以及气体阀50，开闭气体供给配管49。向气体供给配管49提供的气体是被除湿的气体，尤其是被除湿的非活性气体。非活性气体例如包含氮气和氩气。通过打开气体阀50，向上面喷嘴19供给气体，由此，从喷出口19a向下喷出气体。
处理杯8配置于比由旋转卡盘5保持的基板W靠近外侧(从旋转轴线A1远离的方向)的位置。处理杯8包括：多个杯61～63(第一～第三杯61～63)，包围旋转基座14的周围；多个挡板64～66(内挡板64、中挡板65和外挡板66)，接收向基板W的周围飞散的处理液(药液、冲洗液、有机溶剂、疏水化剂等)；以及挡板升降单元67(参照图5)，使多个挡板64～66单独地升降。处理杯8配置于比由旋转卡盘5保持的基板W的外周靠近外侧(从旋转轴线A1远离的方向)的位置。
各杯61～63是圆筒状，包围旋转卡盘5的周围。从内侧数的第二个即第二杯62配置于比第一杯61靠近外侧的位置，最外侧的第三杯63配置于比第二杯62靠近外侧的位置。第三杯63例如与中挡板65成为一体，与中挡板65一同升降。各杯61～63形成有向上开放的环状的槽。
第一杯61的槽与排液配管76连接。导向第一杯61的槽的处理液通过排液配管76输送至机外的废液设备。
第二杯62的槽与回收配管77连接。导向第二杯62的槽的处理液(主要是药液)通过回收配管77输送至机外的回收设备，在该回收设备中被回收处理。
第三杯63的槽与回收配管78连接。导向第三杯63的槽的处理液(例如有机溶剂)通过回收配管78输送至机外的回收设备，在该回收设备中被回收处理。
各挡板64～66是圆筒状，包围旋转卡盘5的周围。各挡板64～66包括：圆筒状的引导部68，包围旋转卡盘5的周围；以及圆筒状的倾斜部69，从引导部68的上端朝向中心侧(接近基板W的旋转轴线A1的方向)倾斜上方延伸。各倾斜部69的上端部构成挡板64～66的内周部，具有比基板W和旋转基座14大的直径。三个倾斜部69在上下方向上重叠，三个引导部68同轴地配置。三个引导部68(挡板64～66的引导部68)分别能够进出对应的杯61～63内。即，处理杯8能够折叠，通过挡板升降单元67使三个挡板64～66中的至少一个升降，使处理杯8展开和折叠。另外，倾斜部69的截面形状可以是如图2所示的直线状，此外，例如可以形成平滑地凸出的圆弧的方式延伸。
各挡板64～66由挡板升降单元67驱动，且在上位置(各倾斜部69的上端部位于比基板W的上表面靠近上方的位置)和下位置(各倾斜部69的上端部位于比基板W的上表面靠近下方的位置)之间升降。
向基板W供给处理液(酸性药液、碱性药液、冲洗液、有机溶剂、升华剂、高蒸汽压液体等)和使基板W干燥，在任一挡板64～66与基板W的周端面相对的状态下进行。例如为了实现最外侧的外挡板66与基板W的周端面相对的状态(图7F所示的状态。以下有时称为“第三挡板相对状态”)，将内挡板64和中挡板65配置于下位置，将外挡板66配置于上位置。在第三挡板相对状态中，从处于旋转状态的基板W的周缘部排出的全部处理液由外挡板66接收。
此外，为了实现从内侧数第二个即中挡板65与基板W的周端面相对的状态(图7A等所示的状态。以下有时称为“第二挡板相对状态”)，将内挡板64配置于下位置，将中挡板65和外挡板66配置于上位置。在第二挡板对状态中，从处于旋转状态的基板W的周缘部排出的全部处理液由中挡板65接收。
此外，为了实现最内侧的内挡板64与基板W的周端面相对的状态(未图示。以下，有时称为“第一挡板相对状态”)，将三个挡板64～66全部配置于上位置。在第一挡板相对状态中，从处于旋转状态的基板W的周缘部排出的全部处理液由内挡板64接收。
例如，后述的HF工序S3(参照图5)、冲洗工序S4(参照图5)、SC1工序S5(参照图5)、冲洗工序S6(参照图5)、置换工序S7(参照图5)和升华干燥工序S8(参照图5)，在三个挡板64～66中的任一个与基板W的周端面相对的状态下进行。因此，向基板W供给处理液时向基板W的周围飞散的处理液通过内挡板64、中挡板65和外挡板66中的任一个导向任一个杯61～63。
图3是用于说明基板处理装置1的主要部分的电结构的框图。
控制装置3例如使用微型计算机构成。控制装置3具有CPU等的运算单元、固定存储器器件、硬盘驱动器等的存储单元和输入输出单元。存储单元存储有运算单元执行的程序。
此外，控制装置3与作为控制对象的、旋转马达12、遮断部件升降单元27、遮断板旋转单元26、挡板升降单元67等连接。控制装置3根据预先规定的程序，对旋转马达12、遮断部件升降单元27、遮断板旋转单元26、挡板升降单元67等的动作进行控制。
此外，控制装置3根据预先规定的程序，开闭升华剂阀33、酸性药液阀42、碱性药液阀44、冲洗液阀46、高蒸汽压液体阀54、气体阀50等。
以下，说明对在器件形成面即表面(表面)Wa形成有图案100的基板W进行处理的情况。
图4是放大表示使用基板处理装置1的处理对象的基板W的表面Wa的剖视图。处理对象的基板W例如是硅晶片，在其图案形成面即表面Wa形成有图案100。图案100例如是细微图案。图案100如图4所示，可以是行列状地配置具有凸形状(柱状)的结构体101的图案。该情况下，将结构体101的线宽W1例如设置为3nm～45nm左右，将图案100的间隙W2例如设置为10nm～数μm左右。图案100的膜厚T例如是0.2μm～1.0μm左右。此外，图案100可以例如高宽比(膜厚T相对线宽W1的比)是例如5～500左右(典型地是5～50左右)。
此外，图案100可以是将由细微的沟槽形成的线状的图案重复排列的图案。此外，图案100可以是在薄膜设置细微孔(空隙(void)或小孔(pore))而成的图案。
图案100例如包括绝缘膜。此外，图案100可以包括导体膜。更具体来说，图案100由层积多个膜的层积膜形成，而且可以包括绝缘膜和导体膜。图案100可以是由单层膜构成的图案。绝缘膜可以是硅氧化膜(SiO2膜)或硅氮化膜(SiN膜)。此外，导体膜可以是为了实现低电阻化而导入了杂质的非晶硅膜，也可以是金属膜(例如TiN膜)。
此外，图案100可以是亲水性膜。作为亲水性膜可以例示TEOS膜(硅氧化膜的一种)。
图5是用于说明在处理单元2中执行的第一基板处理例的内容的流程图。参照图1～5，说明第一基板处理例。
未处理的基板W(例如直径300mm的圆形基板)通过分度器机械手IR和基板搬运机械手CR从基板收容器C向处理单元2搬入，搬入到腔室4内，基板W以其表面Wa(参照图4等)朝向上方的状态交至旋转卡盘5，由旋转卡盘5保持基板W(图5的S1：搬入基板W)。该状态下，基板W的背面Wb(参照图7A等)朝向下方。向腔室4搬入基板W，在遮断板17退避至退避位置的状态下，且挡板64～66配置于下位置的状态下进行。
在基板搬运机械手CR退避至处理单元2外后，控制装置3控制旋转马达12使旋转基座14的旋转速度上升至规定的液体处理速度(在约10～1200rpm的范围内，例如约300rpm)，使其维持为液体处理速度(图5的S2：开始旋转基板W)。
此外，控制装置3控制遮断部件升降单元27，使遮断板17从退避位置下降并配置于接近位置。
此外，控制装置3控制挡板升降单元67，通过使内挡板64、中挡板65和外挡板66上升至上位置，使内挡板64与基板W的周端面相对(实现第一挡板相对状态)。
若基板W的旋转达到液体处理速度，则接着，控制装置3执行向基板W的表面Wa供给作为酸性药液的一例的HF的HF工序S3(参照图5)。具体来说，控制装置3打开酸性药液阀42。由此，从上面喷嘴19的喷出口19a向旋转状态的基板W的表面Wa的中央部喷出HF。向基板W的表面Wa供给的HF受到由基板W的旋转产生的离心力向基板W的周缘部移动。由此，用HF对基板W的表面Wa的整个区域进行处理。
向基板W的周缘部移动的HF从基板W的周缘部向基板W的侧方排出。从基板W的周缘部排出的HF由内挡板64的内壁接收，沿着内挡板64的内壁流下，经由第一杯61和排液配管76输送至机外的废液处理设备。
若从开始喷出HF经过预先规定的期间，控制装置3关闭酸性药液阀42，停止从上面喷嘴19喷出HF。由此，结束HF工序S3。
接着，控制装置3执行用于将基板W上的HF置换为冲洗液来从基板W上排除药液的冲洗工序S4(参照图5)。具体来说，控制装置3一边维持处理杯8的第一挡板相对状态，一边打开冲洗液阀46。由此，从上面喷嘴19的喷出口19a向旋转状态的基板W的表面Wa的中央部喷出冲洗液。向基板W的表面Wa供给的冲洗液受到由基板W的旋转产生的离心力向基板W的周缘部移动。由此，用冲洗液洗掉附着在基板W上的HF。
从基板W的周缘部排出的冲洗液从基板W的周缘部向基板W的侧方排出。从基板W的周缘部排出的冲洗液由内挡板64的内壁接收，沿着内挡板64的内壁流下，经由第一杯61和排液配管76输送至机外的废液处理设备。若从打开冲洗液阀46经过预先规定的期间，则控制装置3关闭冲洗液阀46。由此，结束冲洗工序S4。
接着，控制装置3执行向基板W的表面Wa供给作为碱性药液的一例的SC1的SC1工序S5(参照图5)。具体来说，控制装置3打开碱性药液阀44。由此，从上面喷嘴19的喷出口19a向旋转状态的基板W的表面Wa的中央部喷出SC1。向基板W的表面Wa供给的SC1受到由基板W的旋转产生的离心力向基板W的周缘部移动。由此，用SC1对基板W的表面Wa的整个区域进行处理。
向基板W的周缘部移动的SC1从基板W的周缘部向基板W的侧方排出。从基板W的周缘部排出的SC1由内挡板64的内壁接收，沿着内挡板64的内壁流下，经由第一杯61和排液配管76输送至机外的废液处理设备。
从开始喷出SC1经过预先规定的期间，则控制装置3关闭碱性药液阀44，停止从上面喷嘴19喷出SC1。由此，结束SC1工序S5。
接着，控制装置3执行用于将基板W上的SC1置换为冲洗液来从基板W上排除药液的冲洗工序S6(参照图5)。具体来说，控制装置3一边维持处理杯8的第一挡板相对状态，一边打开冲洗液阀46。由此，从上面喷嘴19的喷出口19a向旋转状态的基板W的表面Wa的中央部喷出冲洗液。向基板W的表面Wa供给的冲洗液受到由基板W的旋转产生的离心力向基板W的周缘部移动。由此，用冲洗液洗掉附着在基板W上的SC1。
从基板W的周缘部排出的冲洗液从基板W的周缘部向基板W的侧方排出。从基板W的周缘部排出的冲洗液由内挡板64的内壁接收，沿着内挡板64的内壁流下，经由第一杯61和排液配管76输送至机外的废液处理设备。若从打开冲洗液阀46经过预先规定的期间，则控制装置3关闭冲洗液阀46。由此，结束冲洗工序S6。
接着，控制装置3执行置换工序S7(参照图5)。置换工序S7是将基板W上的冲洗液置换为表面张力比冲洗液(水)低的有机溶剂(该例中为IPA)的工序。控制装置3通过控制挡板升降单元67，使内挡板64和中挡板65下降至下位置，使外挡板66与基板W的周端面相对(实现第三挡板相对状态)。
此外，控制装置3打开高蒸汽压液体阀54。由此，从上面喷嘴19的喷出口19a向旋转状态的基板W的表面Wa的中央部喷出高蒸汽压液体。向基板W的表面Wa供给的高蒸汽压液体受到由基板W的旋转产生的离心力在基板W的表面Wa的整个区域扩散。由此，在基板W的表面Wa的整个区域，将附着于该表面Wa的冲洗液置换为高蒸汽压液体。在基板W的表面Wa移动的高蒸汽压液体从基板W的周缘部向基板W的侧方排出。从基板W的周缘部排出的高蒸汽压液体由外挡板66的内壁接收，沿着外挡板66的内壁流下，经由第三杯63和回收配管78输送至回收设备。
若从打开高蒸汽压液体阀54经过预先规定的期间，则控制装置3关闭高蒸汽压液体阀54。由此，结束置换工序S7。
此外，在结束置换工序S7后，控制装置3执行升华干燥工序S8(参照图5)。在升华干燥工序S8中，向基板W的表面Wa供给液体的升华剂，在基板W的表面Wa形成使图案100浸渍的厚度的液膜后，使其固化来形成升华剂膜。然后，通过使基板W高速旋转，使升华剂膜(所含的升华剂)升华。该情况下，由于基板W高速旋转时在基板W的表面Wa的图案100之间不存在液相，因此能够一边使图案倒塌的问题缓和，一边使基板W干燥。接着，详述升华干燥工序S8。
若在升华干燥工序S8中从开始高速旋转经过预先规定的期间，则控制装置3控制旋转马达12使旋转卡盘5停止旋转(图5的S9：停止旋转基板W)。此外，控制装置3控制挡板升降单元67，使外挡板66下降，使全部的挡板从基板W的周端面向下方退避。
然后，基板搬运机械手CR进入处理单元2，向处理单元2外搬出处理完的基板W(图5的S10：搬出基板W)。搬出的基板W从基板搬运机械手CR交至分度器机械手IR，通过分度器机械手IR容纳于基板收容器C。
图6是用于说明图5所示的升华干燥工序S8的流程图。图7A～图7F是表示在执行升华干燥工序S8时的基板W的周边的状态的示意图。
升华干燥工序S8包括：升华剂液膜配置工序T1，在基板W的表面Wa配置液体的升华剂的液膜81；高蒸汽压液体配置工序T2，在该升华剂的液膜81的上方配置具有比水高的蒸汽压(比升华剂高的蒸汽压)且不含水的高蒸汽压液体的液膜86；以及气化冷却工序T3，通过在配置高蒸汽压液体的液膜86后伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂的液膜81冷却。通过气化冷却工序T3使升华剂的液膜81所含的升华剂固化，从而在基板W的表面Wa形成固体状的升华剂膜82。升华干燥工序S8还包括使升华剂膜82升华的升华工序T4。
升华剂液膜配置工序T1包括：升华剂供给工序(参照图7A)，向基板W的表面Wa供给升华剂；以及薄化工序(参照图7B)，通过在不供给升华剂的情况下使基板W以旋转轴线A1为中心旋转，使供给的升华剂在基板W的表面Wa薄地扩散。
高蒸汽压液体配置工序T2包括：高蒸汽压液体供给工序(参照图7C)，向升华剂的液膜81之上供给连续流状的高蒸汽压液体；以及表层形成工序(参照图7D)，由于高蒸汽压液体的比重比升华剂的比重小，因此基于供给的高蒸汽压液体和升华剂的比重差来形成升华剂的液膜81的表层。
在升华干燥工序S8中，若在固化后的升华剂膜82中混合有水，则存在阻碍升华剂的升华的担忧。不仅如此，由于水在基板W的表面液化，因此存在促进图案倒塌的担忧。因此，有必要以在升华剂的液膜81和固化后的升华剂膜82中不会混入水的方式，在从基板W的表面Wa尽可能排除水分的状态下(即，将基板W的表面Wa保持为低湿度)进行升华干燥工序S8。因此，在遮断空间28(参照图7A等)中，进行升华干燥工序S8。
在开始升华干燥工序S8(升华剂液膜配置工序T1)时，控制装置3控制遮断部件升降单元27，使遮断板17从接近位置下降至遮断位置。由此，在基板相对面20a和基板W的表面Wa之间形成遮断空间28。此外，控制装置3通过控制挡板升降单元67，使内挡板64下降至下位置，使中挡板65与基板W的周端面相对(实现第二挡板相对状态)。
然后，控制装置3执行升华剂液膜配置工序T1。具体来说，控制装置3在升华剂供给工序(参照图7A)中一边将基板W的旋转维持为液体处理速度，一边打开升华剂阀33。由此，从上面喷嘴19的喷出口19a向旋转状态的基板W的表面Wa的中央部喷出液体的升华剂。向基板W的表面Wa供给的升华剂受到由基板W的旋转产生的离心力向基板W的周缘部移动。由此，如图7A所示，形成覆盖基板W的表面Wa的整个区域的升华剂的液膜80。
接着，在薄化工序(图7B参照)中，控制装置3一边关闭升华剂阀33(即，在停止从上面喷嘴19供给升华剂的状态下)，一边使基板W以液处理速度(约300rpm)旋转。在薄化工序中，借助由基板W的旋转产生的离心力，能够使升华剂在基板W的表面Wa扩散。薄化后的升华剂的液膜81的厚度例如约为10μm。由此，能够在基板W的表面Wa良好地形成适当薄的厚度的升华剂的液膜81，并且能够使升华剂的液膜81的厚度在基板W的面内均匀化。
接着，控制装置3在薄化工序(参照图7B)中一边关闭升华剂阀33(即，在停止从上面喷嘴19供给升华剂的状态下)，一边使基板W以液体处理速度(约300rpm)旋转。在薄化工序中，借助由基板W的旋转产生的离心力，能够使升华剂在基板W的表面Wa扩散。薄化后的升华剂的液膜81的厚度例如约10μm。由此，能够在基板W的表面Wa良好地形成适当薄的厚度的升华剂的液膜81，并且能够使升华剂的液膜81的厚度在基板W的面内均匀化。
接着，控制装置3执行高蒸汽压液体配置工序T2。具体来说，在升华剂供给工序(参照图7C)中，控制装置3一边将基板W的旋转维持为液处理速度，一边打开高蒸汽压液体阀54。由此，如图7C所示，从上面喷嘴19的喷出口19a向升华剂的液膜81的中央部供给连续流状的高蒸汽压液体。向基板W的表面Wa供给的高蒸汽压液体受到由基板W的旋转产生的离心力，在升华剂的液膜81上向基板W的周缘部移动。该高蒸汽压液体具有比向基板W的表面Wa供给的升华剂的凝固点(FP)高数℃的液温(TIPA)(TIPA＞FP)。因此，由于向基板W供给高蒸汽压液体，因此基板W的表面Wa上的升华剂的液膜81不会被立即冷却至该升华剂的凝固点以下。若从打开高蒸汽压液体阀54经过预先规定的期间，则控制装置3关闭高蒸汽压液体阀54。
由于向升华剂的液膜81之上供给连续流状的高蒸汽压液体，因此升华剂和高蒸汽压液体暂时混合，但是随着时间的流逝，借助供给的高蒸汽压液体和升华剂的比重差，高蒸汽压液体的层上浮(分离)于升华剂的液膜81的表面。由此，形成构成升华剂的液膜81的表层的高蒸汽压液体的液膜86。即，高蒸汽压液体的液膜86配置在升华剂的液膜81之上。(表层形成工序(参照图7D))。
接着，控制装置3执行气化冷却工序T3(参照图7E)。在该气化冷却工序T3期间，使基板W以液体处理速度继续旋转。
在停止供给高蒸汽压液后(即，配置高蒸汽压液体的液膜86后)，在升华剂的液膜81之上具有高的蒸汽压的高蒸汽压液体的气化被促进。在升华剂的液膜81之上伴随高蒸汽压液体的气化，从升华剂的液膜81夺走气化热。由此还使升华剂的液膜81冷却。伴随这样的冷却，升华剂的液膜81所含的升华剂温度降低至该升华剂的凝固点(FP)以下(更具体来说，比凝固点(FP)低的温度)。由此，使升华剂的液膜81所含的升华剂固化。通过使升华剂的液膜81所含的全部升华剂固化，在基板W的表面Wa形成固体状的升华剂膜82。升华剂膜82的温度Ts比凝固点低(FP＞Ts)。
若从关闭高蒸汽压液体阀54经过预先规定的期间，则结束气化冷却工序T3。
接着，控制装置3执行升华工序T4(参照图7F)。控制装置3通过控制挡板升降单元67，使中挡板65下降至下位置，使外挡板66与基板W的周端面相对(实现第三挡板相对状态)。此外，控制装置3使基板W的旋转加速至高速(例如约1500rpm)(比升华剂液膜配置工序T1和气化冷却工序T3高的旋转速度)。此外，控制装置3控制遮断板旋转单元26，使遮断板17以同等的速度向与基板W的旋转相同的方向旋转。随着基板W的高速旋转，升华剂膜82与其周围的环境气体之间的接触速度增大。由此，能够促进升华剂膜82的升华，从而能够在短期间内使升华剂膜升华。
此外，在升华工序T4中，控制装置3打开气体阀50。由此，从上面喷嘴19的喷出口19a向旋转状态的基板W的表面Wa的中央部喷出被除湿的气体。由此，能够一边将遮断空间28保持为低湿度状态，一边进行升华工序T4。
该升华工序T4中，随着升华剂膜82的升华夺走升华热，使升华剂膜82维持为凝固点(融点)以下。因此，能够防止升华剂膜82所含的升华剂融解。由此，能够良好地实现升华干燥。
根据以上所述的该实施方式，在基板W的表面Wa配置升华剂的液膜81。此外，在该升华剂的液膜81的上方(与基板W相反侧)配置具有比水高的蒸汽压(比升华剂高的蒸汽压)且不含水的高蒸汽压液体的液膜86。在配置高蒸汽压液体的液膜86后(即在停止供给高蒸汽压液体后)，伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂的液膜81冷却，从而使升华剂的液膜81所含的升华剂固化。由此，能够一边防止水向基板W的混入一边良好地形成升华剂膜82。
此外，在升华工序T4中，伴随升华剂膜82的升华夺走升华热，将升华剂膜82维持为凝固点(融点)以下。因此，能够防止升华剂膜82所含的升华剂融解。由此，能够良好地实现升华干燥。
但是，若结束从上面喷嘴19喷出升华剂后在该状态下放置，则附着于上面喷嘴19的喷出口19a的升华剂气化，随之，存在上面喷嘴19的喷出口19a附近的管壁被冷却的担忧。如图8A所示，在升华剂残留于上面喷嘴19的喷出口19a的内部的情况下，之后，如图8B所示，有存在于上面喷嘴19的喷出口19a附近的升华剂固化的担忧。
但是，在紧接着升华剂液膜配置工序T1进行的高蒸汽压液体配置工序T2中，从同一上面喷嘴19喷出高蒸汽压液体，由此，如图8C所示，将上面喷嘴19的内部的液体从升华剂置换为高蒸汽压液体。在气化冷却工序T3中，在上面喷嘴19的内部存在高蒸汽压液体。存在于上面喷嘴19的喷出口19a附近的高蒸汽压液体不会因上面喷嘴19的喷出口19a附近的管壁被冷却而固化。由此，在上面喷嘴19的喷出口19a附近没必要设置用于防止升华剂固化的单元。由此，能够实现降低成本。
此外，在上述的说明中，说明了升华剂液膜配置工序T1包括升华剂供给工序(参照图7A)和薄化工序(参照图7B)，但是可以省略薄化工序(参照图7B)。
＜第二实施方式＞
图9是表示在本发明的第二实施方式中执行升华干燥工序S8时的基板W的周边的状态的示意图。
在第二实施方式中，对于与上述的第一实施方式共同的部分标注与图1～图8C的情况相同的附图标记并省略说明。
第二实施方式的处理单元201和第一实施方式的处理单元2的不同点在于，具备与基板W的背面Wb的中央部相对的下面喷嘴202。
下面喷嘴202具有与由旋转卡盘5保持的基板W的下表面的中央部相对的单个喷出口202a。喷出口202a向铅垂上方喷出液体。喷出的液体向由旋转卡盘5保持的基板W的下表面的中央部几乎垂直地入射。下面喷嘴202与第二高蒸汽压液体配管203连接。在第二高蒸汽压液体配管203上安装有第二高蒸汽压液体阀204。向第二高蒸汽压液体配管203提供的第二高蒸汽压液体是具有比水高的蒸汽压(比升华剂高的蒸汽压)(即，沸点比水(升华剂)低)且不含水的液体。高蒸汽压液体例如是溶剂，更具体来说是IPA(isopropyl alcohol)。作为这种第二高蒸汽压液体(溶剂)，除了IPA之外，例如可以例示出甲醇、乙醇、丙酮和HFE(氢氟醚)。此外，作为第二高蒸汽压液体，除了仅由单体成分构成的情况之外，可以是与其他成分进行混合的液体。例如，可以是IPA和丙酮的混合液，也可以是IPA和甲醇的混合液。如该实施方式那样，可以是与向基板W的表面供给的高蒸汽压液体相同种类的液体，也可以是不同种类的液体。
若打开第二高蒸汽压液体阀204，则从喷出口202a向铅垂上方喷出高蒸汽压液体。该状态下，若关闭第二高蒸汽压液体阀204，则停止从喷出口202a喷出高蒸汽压液体。
在实施方式中，控制装置3在气化冷却工序T3之前，向基板W的背面Wb供给第二高蒸汽压液体且之后停止供给第二高蒸汽压液体。
根据第二实施方式，向基板W的背面Wb供给第二高蒸汽压液体。通过停止供给第二高蒸汽压液体，随着第二高蒸汽压液体的气化夺走气化热。即，由于不仅通过基板W的表面Wa侧的高蒸汽压液体从升华剂夺走气化热，而且还通过基板W的背面Wb侧的第二高蒸汽压液体从升华剂夺走气化热，由此，能够在短时间内冷却升华剂的液膜81。
＜第三实施方式＞
图10是表示在本发明的第三实施方式中执行升华干燥工序S8时的基板W的周边的状态的示意图。图11是图解地表示图10的喷射喷嘴302的结构的剖视图。
在第三实施方式中，对与上述的第一实施方式共通的部分标注与图1～图8C的情况相同的附图标记并省略说明。
第三实施方式的处理单元301与第一实施方式的处理单元2的不同点在于，不仅通过在上下方向上贯通遮断板17的上面喷嘴19，还通过雾状喷出处理液的液滴的喷射喷嘴(喷雾单元)302，向基板W的表面Wa喷出升华剂和高蒸汽压液体。
喷射喷嘴302具有喷出处理液的微小的液滴的多个流体喷嘴(更详细地双流体喷嘴)的形态。喷射喷嘴302与向喷射喷嘴302供给处理液和气体的流体供给单元连接。
如图11所示，喷射喷嘴302具有几乎圆柱状的外形。喷射喷嘴302包括：外筒336，构成壳体；以及内筒337，嵌入外筒336的内部。
外筒336和内筒337分别以共同的中心轴线CL为中心同轴地配置，且彼此连接。内筒337的内部空间成为使来自处理液配管325的处理液流通的直线状的处理液流路338。此外，在外筒336和内筒337之间形成有使从气体配管326供给的气体流通的圆筒状的气体流路339。
处理液流路338在内筒337的上端开口作为处理液导入口340。经由该处理液导入口340向处理液流路338中导入来自处理液配管325的处理液。此外，处理液流路338在内筒337的下端开口作为在中心轴线CL上具有中心的圆状的处理液喷出口341。向处理液流路338中导入的处理液从该处理液喷出口341喷出。
气体流路339是具有与中心轴线CL共同的中心轴线的圆筒状的间隙，且被外筒336和内筒337的上端部堵塞，在外筒336和内筒337的下端开口作为在中心轴线CL上具有中心且包围处理液喷出口341的圆环状的气体喷出口342。气体流路339的下端形成为流路面积比气体流路339的长度方向的中间部小且朝向下方缩径。此外，在外筒336的中间部形成有与气体流路339连通的气体导入口343。
在气体导入口343以贯通外筒336的状态连接有气体配管326，使气体配管326的内部空间和气体流路339连通。来自气体配管326的气体经由该气体导入口343导入气体流路339，从气体喷出口342喷出。
通过一边从气体喷出口342喷出气体，一边从处理液喷出口341喷出处理液，在喷射喷嘴302的附近使气体与处理液冲突(混合)来能够生成处理液的微小的液滴，从而能够喷雾状地喷出处理液。在实施方式中，由处理液喷出口341和气体喷出口342形成有雾状喷出处理液液滴的喷雾部。
在向基板W的表面Wa供给升华剂时，优选供给连续流状的升华剂。因此，控制装置3进行控制，向处理液配管325供给升华剂，并且不从气体配管326供给气体。由此，从喷射喷嘴302向基板W的表面Wa喷出连续流状的升华剂。
另一方面，在向基板W的表面Wa供给高蒸汽压液体时，优选供给高蒸汽压液体的液滴，以使能够在广范围均匀地供给高蒸汽压液体的液滴。因此，控制装置3进行控制，向处理液配管325供给高蒸汽压液体，并且向气体配管326供给气体。由此，从喷射喷嘴302向基板W的表面Wa上的升华剂的液膜81喷出高蒸汽压液体的液滴(高蒸汽压液体喷雾工序)。
根据该实施方式，由于向基板W的表面Wa雾状喷出高蒸汽压液体的液滴，因此能够向升华剂的液膜81之上在广范围内均匀地供给高蒸汽压液体。由此，能够在升华剂的液膜81之上良好地配置高蒸汽压液体的液膜。
以上，以本发明的三个实施方式为例进行了说明，但是本发明还能以其他方式实施。
在上述的各实施方式中，以用共同的喷嘴进行升华剂液膜配置工序T1中的升华剂的喷出和高蒸汽压液体配置工序T2中的高蒸汽压液体的喷出的情况为例进行了说明，但是可以用彼此不同的喷嘴进行各工序中的液体的喷出。即，在升华剂液膜配置工序T1中，如图12所示，从升华剂喷嘴401喷出升华剂。在高蒸汽压液体配置工序T2中，从高蒸汽压液体喷嘴403喷出高蒸汽压液体。该情况下，在升华剂喷嘴401的顶端部设置有加热器402(升华剂喷嘴加热单元)。加热器402例如是电阻式的加热器。由此，在从升华剂喷嘴401供给升华剂之后对升华剂喷嘴401加热(升华剂喷嘴加热工序)。由此，能够防止升华剂喷嘴401的顶端部中的升华剂固化。另外，作为升华剂喷嘴加热单元，除了加热器402之外，可以采用内外的双重配管结构，用在外侧的配管中流动的调温液对存在于内侧的配管的升华剂加热。
此外，在上述的实施方式中，说明了基板处理装置1是对由半导体晶片构成的基板W进行处理的装置的情况，基板处理装置可以是对液晶显示装置用基板、有机EL(electroluminescence：场致发光)显示装置等的FPD(Flat Panel Display：平板显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太阳能电池用基板等的基板进行处理的装置。
详细地说明了本发明的实施方式，但这些仅是为了明确本发明的技术内容而使用的具体例，本发明不应限定于这些具体例来解釈，本发明的范围仅由附加的权利要求书限定。
本申请与2017年8月31日向日本国专利厅提出的特愿2017-167867号对应，该申请的全部公开通过引用编入于此。

Claims (15)

1.一种基板干燥方法，使具有图案的基板的表面干燥，其中，所述基板干燥方法包括：
升华剂液膜配置工序，在所述基板的所述表面配置液体的升华剂的液膜；
高蒸汽压液体配置工序，在配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜之上配置具有比所述升华剂的蒸汽压高的蒸汽压且不含水的高蒸汽压液体的液膜；
气化冷却工序，伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂冷却，由此，使所述升华剂的液膜固化而在所述基板的所述表面形成升华剂膜；以及
升华工序，使所述升华剂膜升华，
所述高蒸汽压液体的液膜所含的高蒸汽压液体具有比所述升华剂的液膜所含的升华剂的凝固点高的液温。
2.根据权利要求1所述的基板干燥方法，其中，
所述高蒸汽压液体配置工序包括高蒸汽压液体喷雾工序，在所述高蒸汽压液体喷雾工序中，从上方向配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜雾状喷出高蒸汽压液体的液滴。
3.根据权利要求1所述的基板干燥方法，其中，
所述高蒸汽压液体配置工序包括从与所述升华剂液膜配置工序中用于供给升华剂的喷嘴共同的喷嘴供给高蒸汽压液体的工序。
4.根据权利要求1所述的基板干燥方法，其中，
所述高蒸汽压液体配置工序包括从与所述升华剂液膜配置工序中用于供给升华剂的升华剂喷嘴不同的高蒸汽压液体喷嘴供给高蒸汽压液体的工序，
所述基板干燥方法还包括在从升华剂喷嘴供给升华剂之后对升华剂喷嘴加热的升华剂喷嘴加热工序。
5.一种基板干燥方法，使具有图案的基板的表面干燥，其中，所述基板干燥方法包括：
升华剂液膜配置工序，在所述基板的所述表面配置液体的升华剂的液膜；
高蒸汽压液体配置工序，在配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜之上配置具有比所述升华剂的蒸汽压高的蒸汽压且不含水的高蒸汽压液体的液膜；
气化冷却工序，伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂冷却，由此，使所述升华剂的液膜固化而在所述基板的所述表面形成升华剂膜；以及
升华工序，使所述升华剂膜升华，
所述高蒸汽压液体的液膜所含的高蒸汽压液体具有比所述升华剂的液膜所含的升华剂小的比重，
所述高蒸汽压液体配置工序包括连续流状供给工序，在所述连续流状供给工序中，从上方向配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜连续流状地供给高蒸汽压液体，
基于高蒸汽压液体和升华剂的比重差形成所述高蒸汽压液体的液膜。
6.一种基板干燥方法，使具有图案的基板的表面干燥，其中，所述基板干燥方法包括：
升华剂液膜配置工序，在所述基板的所述表面配置液体的升华剂的液膜；
高蒸汽压液体配置工序，在配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜之上配置具有比所述升华剂的蒸汽压高的蒸汽压且不含水的高蒸汽压液体的液膜；
气化冷却工序，伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂冷却，由此，使所述升华剂的液膜固化而在所述基板的所述表面形成升华剂膜；
升华工序，使所述升华剂膜升华；以及
在所述气化冷却工序之前，向所述基板的与所述表面相反侧的面即背面供给具有比所述升华剂的蒸汽压高的蒸汽压的第二高蒸汽压液体且之后停止供给第二高蒸汽压液体的工序。
7.一种基板干燥方法，使具有图案的基板的表面干燥，其中，所述基板干燥方法包括：
升华剂液膜配置工序，在所述基板的所述表面配置液体的升华剂的液膜；
高蒸汽压液体配置工序，在配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜之上配置具有比所述升华剂的蒸汽压高的蒸汽压且不含水的高蒸汽压液体的液膜；
气化冷却工序，伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂冷却，由此，使所述升华剂的液膜固化而在所述基板的所述表面形成升华剂膜；
升华工序，使所述升华剂膜升华；
基板旋转工序，与所述升华剂液膜配置工序和所述气化冷却工序中的至少一个并行，使所述基板以规定的旋转轴线为中心旋转，以及
高速旋转工序，与所述升华工序并行，使所述基板以比所述基板旋转工序快的速度并以规定的旋转轴线为中心旋转。
8.一种基板处理装置，其中，所述基板处理装置包括：
基板保持单元，保持表面具有图案的基板；
旋转单元，用于使由所述基板保持单元保持的基板以规定的旋转轴线为中心旋转；
升华剂供给单元，用于向所述基板的所述表面供给液体的升华剂；
高蒸汽压液体供给单元，用于向所述基板的所述表面供给具有比所述升华剂的蒸汽压高的蒸汽压且不含水的高蒸汽压液体；以及
控制装置，对所述旋转单元、所述升华剂供给单元和所述高蒸汽压液体供给单元进行控制，
所述控制装置执行升华剂液膜配置工序、高蒸汽压液体供给工序、气化冷却工序和升华工序，
在所述升华剂液膜配置工序中，通过所述旋转单元和所述升华剂供给单元在所述基板的所述表面配置升华剂的液膜，
在所述高蒸汽压液体供给工序中，通过所述高蒸汽压液体供给单元在配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜之上配置高蒸汽压液体的液膜，
在所述气化冷却工序中，伴随高蒸汽压液体的气化夺走气化热使升华剂冷却，由此，使所述升华剂的液膜固化而在所述基板的所述表面形成升华剂膜，以及
在所述升华工序中，通过所述旋转单元使所述升华剂膜升华。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，
通过所述高蒸汽压液体供给单元供给的高蒸汽压液体具有比通过所述升华剂供给单元供给的升华剂的凝固点高的液温。
10.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，
通过所述高蒸汽压液体供给单元供给的高蒸汽压液体具有比通过所述升华剂供给单元供给的升华剂小的比重，
所述高蒸汽压液体供给单元包括连续流状供给单元，所述连续流状供给单元用于连续流状地供给高蒸汽压液体，
所述控制装置在所述高蒸汽压液体配置工序中执行连续流状供给工序，在所述连续流状供给工序中，通过所述连续流状供给单元从上方向配置于所述基板的所述表面的升华剂的液膜连续流状地供给高蒸汽压液体，
基于高蒸汽压液体和升华剂的比重差形成所述高蒸汽压液体的液膜。
11.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，
所述控制装置还执行：
在所述气化冷却工序之前，向所述基板的与所述表面相反侧的面即背面供给具有比所述升华剂的蒸汽压高的蒸汽压的第二高蒸汽压液体且之后停止供给第二高蒸汽压液体的工序。
12.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，
所述控制装置还执行基板旋转工序和高速旋转工序，
所述基板旋转工序与所述升华剂液膜配置工序和所述气化冷却工序中的至少一个并行，在所述基板旋转工序中，使所述基板以规定的旋转轴线为中心旋转，
所述高速旋转工序与所述升华工序并行，在所述高速旋转工序中，使所述基板以比所述基板旋转工序快的速度并以规定的旋转轴线为中心旋转。
13.根据权利要求8或9所述的基板处理装置，其中，
所述高蒸汽压液体供给单元包括高蒸汽压液体喷雾单元，所述升华剂喷雾单元用于雾状喷出高蒸汽压液体的液滴。
14.根据权利要求8或9所述的基板处理装置，其中，
所述升华剂供给单元和所述高蒸汽压液体供给单元包括从彼此共同的喷嘴向所述基板供给升华剂和高蒸汽压液体的单元。
15.根据权利要求8或9所述的基板处理装置，其中，
所述升华剂供给单元包括升华剂喷嘴，所述升华剂喷嘴用于供给升华剂，
所述高蒸汽压液体供给单元包括高蒸汽压液体喷嘴，所述高蒸汽压液体喷嘴是用于供给高蒸汽压液体的高蒸汽压液体喷嘴，与升华剂喷嘴不同，
所述基板处理装置还包括升华剂喷嘴加热单元，所述升华剂喷嘴加热单元用于对升华剂喷嘴加热。
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