CN110098137B - 基板处理方法及基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理方法，基板处理方法包括：基板保持工序，利用基板保持用具将基板保持为水平；液膜形成工序，通过向基板的上表面供给处理液，在基板的上表面形成处理液的液膜；液密加热工序，通过向设置在基板与基座之间的加热器单元与基板之间的空间供给热媒来使热媒充满空间，并且通过加热器单元加热热媒；开口形成工序，在通过液密加热工序加热基板使得基板的温度成为处理液的沸点以上的状态下，在基板上的液膜的中央区域形成开口；以及开口扩大工序，一边通过使基座旋转而使基板以沿着铅垂方向的旋转轴线为中心旋转，一边使开口扩展。液密加热工序在开口扩大工序的至少一部分的期间与开口扩大工序并行执行。

Description

基板处理方法及基板处理装置
技术领域
本申请基于2018年1月31日提交的日本专利申请2018-15253号主张优先权，该申请的全部内容通过引用并入本申请。
本发明涉及一种处理基板的基板处理方法及基板处理装置。作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：电致发光)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、光掩膜用基板、陶瓷基板、太阳能电池用基板等基板。
背景技术
在由逐张处理基板的单张式基板处理装置进行的基板处理中，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，由此将基板上的药液置换为冲洗液。然后，进行用于排除基板上的冲洗液的旋转干燥工序。
如图10所示，在基板的表面形成有图案的情况下，旋转干燥工序中，有可能不能除去进入图案内部的冲洗液。由此，有可能发生基板的干燥不良的情况。由于进入图案内部的冲洗液的液面(空气与液体的交界面)形成在图案内部，因此液体的表面张力作用于液面与图案的接触位置。在该表面张力较大的情况下，容易发生图案的倒塌。由于作为典型的冲洗液的水的表面张力较大，因此不容忽视旋转干燥工序中的图案的倒塌。
因此，提出一种供给表面张力低于水的有机溶剂即异丙醇(Isopropyl Alcohol:IPA)的方案。通过由IPA处理基板的上表面，将进入图案内部的水置换为IPA。然后通过除去IPA，来干燥基板的上表面。
然而，近年来，基板的表面形成有细微且高宽比高的细微图案(柱状图案、线状图案等)以实现高度集成。细微且高宽比高的细微图案容易倒塌。因此，在基板的上表面形成有IPA的液膜后，需要缩短表面张力作用于细微图案的时间。
因此，美国专利申请第2016/214148号说明书中提出了一种利用加热器加热基板的基板处理方法。通过由加热器加热基板，在IPA的液膜与基板的上表面之间形成IPA的气相层。由此，细微图案的内部被气相的IPA充满。该状态下，通过向液膜的中央吹送氮气，在液膜的中央形成开口，通过使该开口扩展，从基板上排除IPA。该方法中，由于细微图案的内部被气相的IPA充满，因此与使细微图案内部的IPA从上方缓慢蒸发的方法相比，能够缩短表面张力作用于细微图案的时间。
然而，美国专利申请第2016/214148号说明书中记载的基板处理方法中，为了将基板加热至形成IPA的气相层的温度，由加热器支承基板使得基板的下表面与加热器接触。该状态下，由于基板与旋转卡盘分离，因此不能使基板旋转。因此，根据美国专利申请第2016/214148号说明书所记载的基板处理方法，由于不能使离心力作用于液膜，因此仅通过氮气的吹送力来使液膜的开口扩展。但是，在该情况下氮气的吹送会使基板冷却，有可能发生在开口扩展时IPA不能维持为气相层的情况。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种能够一边在处理液的液膜与基板的上表面之间维持气相层、一边使形成在液膜中的开口扩展的基板处理方法及基板处理装置。
本发明的一个实施方式提供一种基板处理方法，其特征在于，所述基板处理方法包括：基板保持工序，利用基板保持用具来保持基板，所述基板保持用具设置在基座的上表面并将所述基板从所述基座的上表面向上方隔开间隔地保持为水平；液膜形成工序，通过向所述基板的上表面供给处理液，在所述基板的上表面形成所述处理液的液膜；液密加热工序，通过向在所述基板与所述基座之间设置的加热器单元与所述基板之间的空间供给热媒来用所述热媒充满所述空间，并且利用所述加热器单元加热所述热媒；开口形成工序，在通过所述液密加热工序加热所述基板使得所述基板的温度成为所述处理液的沸点以上的状态下，在所述基板上的所述液膜的中央区域形成开口；以及开口扩大工序，一边通过使所述基座旋转而使所述基板以沿着铅垂方向的旋转轴线为中心旋转，一边使所述开口扩展，所述液密加热工序在所述开口扩大工序的至少一部分期间与所述开口扩大工序并行执行。
根据该方法，在液密加热工序中，由加热器单元加热充满加热器单元与基板之间的空间的热媒，并且由充满该空间的热媒加热基板。因此，在由设置在基座上的基板保持用具保持基板的状态下，能够利用加热器单元经由通过热媒加热基板。因此，能够一边使基座旋转从而使基板旋转，一边充分加热基板。
在液膜中形成开口时，由于基板被加热至处理液的沸点以上，因此在液膜中基板的上表面附近的部分气化，在液膜与基板的上表面之间产生气相层。然后，在开口扩大时，在其至少一部分期间执行液密加热工序。因此，能够抑制基板的温度下降，并且使开口扩大。因此，能够在形成有气相层的状态下一边维持该气相层，一边使开口扩大。
需要说明的是，虽然液密加热工序在开口扩大工序的至少一部分期间内并行执行，但这意味着在开口扩大工序中，只要能够维持气相层，在开口扩大工序中也可以存在不进行液密加热工序的期间。
本发明的一个实施方式中，所述液密加热工序包括一边使所述基板旋转一边向所述空间供给所述热媒的旋转供给工序。因此，离心力作用于向基板与加热器单元之间的空间供给的热媒。由此，可以使热媒遍及该空间的整体。
本发明的一个实施方式中，所述液密加热工序至少持续到所述开口的周缘到达所述基板的上表面的外周区域。因此，在开口扩大工序中，可以更容易地维持气相层。
在开口的周缘到达基板的上表面的外周区域后，可以根据需要解除基板与加热器单元之间的空间的液密状态。由此，能够与基板的上表面的干燥并行执行基板的下表面的干燥。因此，可以缩短基板处理所需的时间。
本发明的一个实施方式中，所述基板处理方法还包括在所述空间被所述热媒充满后、且在所述开口形成工序开始前，使所述热媒的供给停止的热媒供给停止工序。
根据该方法，在加热器单元与基板之间的空间被热媒充满后、且在开口形成工序开始前，不能进行位于该空间的热媒的更换。因此，在从停止向该空间供给热媒起至开口形成工序开始为止的期间，通过从加热器单元传递的热，使位于该空间的热媒的温度充分上升。因此，开口形成工序中，可以更容易地维持气相层。
本发明的一个实施方式中，所述基板处理方法还包括：在执行所述开口扩大工序中，通过向所述基板的下表面的中央区域与所述加热器单元之间的位置供给所述热媒来更换位于所述空间的所述热媒的热媒更换工序。
位于基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的热媒容易受到基板与加热器单元之间的空间外的影响而温度下降。
因此，若在执行开口扩大工序中向基板的下表面的中央区域与加热器单元之间的位置供给热媒，则位于空间中的、基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的热媒可以被空间中基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的内侧的热媒推出空间外。因此，位于空间中的、基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的热媒被更换为不易受空间外的影响的内侧的热媒。因此，容易将基板的周缘部附近的温度维持在处理液的沸点以上直到开口扩大工序结束。
本发明的一个实施方式中，所述基板处理方法还包括：热媒供给停止工序，在所述空间被所述热媒充满后、且在所述开口形成工序开始前，停止供给所述热媒；以及热媒更换工序，在执行所述开口扩大工序中，通过向所述基板的下表面的中央区域与所述加热器单元之间的位置供给所述热媒来更换位于所述空间的所述热媒。并且，所述热媒更换工序中的所述热媒的供给流量小于所述热媒供给停止工序前的所述热媒的供给流量。
根据该方法，在加热器单元与基板之间的空间被热媒充满后、且在开口形成工序开始前，不进行位于该空间的热媒的更换。因此，在从停止向该空间供给热媒起至开口形成工序开始为止的期间，通过从加热器单元传递的热，使位于该空间的热媒的温度充分上升。因此，在开口形成工序中，可以更容易地维持气相层。
此外，若在执行开口扩大工序中向基板的下表面的中央区域与加热器单元之间的位置供给热媒，则位于空间中的、基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的热媒可以被空间中的、基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的内侧的热媒推出空间外。因此，位于空间中基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的热媒被更换为不易受空间外的影响的内侧的热媒。因此，容易将基板的周缘部附近的温度维持在处理液的沸点以上直到开口扩大工序结束。
此外，热媒供给停止工序前的热媒的流量较大。因此，能够缩短通过液密加热工序使基板的温度达到处理液的沸点以上所需的时间。
另一方面，更换位于基板与加热器单元之间的热媒时的热媒的流量较小。因此，能够延长向空间中的基板的下表面的中央区域与加热器单元之间的部分供给的热媒移动至空间中的基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分所需的时间。因此，向空间中的基板的下表面的中央区域与加热器单元之间的部分供给的热媒在移动至空间中的基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的期间被加热器单元更充分地加热。
本发明的一个实施方式中，所述开口形成工序包括将所述加热器单元配置在接近所述基板的第一位置的工序。并且，所述热媒更换工序包括将所述加热器单元配置在比所述第一位置更远离所述基板的第二位置的工序。
根据该方法，在开口形成工序中加热器单元被配置在第一位置。因此，基板与加热器单元之间的空间比较窄。因此，能够缩短使该空间成为液密状态所需的时间。另一方面，在热媒更换工序中加热器单元被配置在比第一位置更远离基板的第二位置。因此，基板与加热器单元之间的空间比较宽。因此，能够使通过热媒的供给而更换的单位时间内的热媒的量较小。因此，能够抑制由热媒的供给导致的位于空间的热媒的温度急剧下降。
本发明的一个实施方式中，所述开口形成工序包括通过向所述液膜的中央区域供给气体来形成所述开口的工序。因此，能够在液膜的中央区域迅速形成开口。
本发明的一个实施方式中，所述开口扩大工序包括由吸嘴吸引构成所述液膜的所述处理液的处理液吸引工序。
根据该方法，通过由吸嘴吸引处理液，从而辅助开口的扩大。因此，能够缩短开口扩大工序的执行所需的时间。进一步地，可以缩短基板处理所需的时间。
本发明的一个实施方式中，所述基板处理方法包括：冲洗液供给工序，向所述基板的上表面供给用于冲洗所述基板的上表面的冲洗液；以及置换工序，通过向所述基板的上表面供给作为所述处理液的、表面张力低于所述冲洗液的表面张力的低表面张力液体，将所述冲洗液置换为所述低表面张力液体。并且，所述液膜形成工序包括在所述基板的上表面形成作为所述液膜的所述低表面张力液体的液膜的工序。
因此，通过从基板上排除表面张力低于冲洗液的低表面张力液体的液膜，能够使基板的上表面干燥。因此，能够进一步降低在从基板上排除液膜时作用于基板的上表面的表面张力。
本发明的一个实施方式提供一种基板处理装置，其特征在于，所述基板处理装置具有：基板保持用具，设置在基座的上表面，并且将基板从所述基座的上表面向上方隔开间隔地为水平；处理液供给单元，向所述基板的上表面供给处理液；加热器单元，设置在所述基板与所述基座之间；热媒供给单元，向所述基板与所述加热器单元之间的空间供给热媒；开口形成单元，在形成于所述基板的上表面的所述处理液的液膜的中央区域形成开口；基板旋转单元，通过使所述基座旋转来使所述基板以沿着铅垂方向的旋转轴线为中心旋转；以及控制器，控制所述处理液供给单元、所述加热器单元、所述热媒供给单元、所述开口形成单元以及所述基板旋转单元。
并且，所述控制器执行：液膜形成工序，通过从所述处理液供给单元向被所述基板保持用具保持的所述基板的上表面供给处理液，从而在所述基板的上表面形成所述处理液的所述液膜；液密加热工序，通过从所述热媒供给单元向所述空间供给热媒来用所述热媒充满所述空间，并且利用所述加热器单元加热所述热媒；开口形成工序，在通过所述液密加热工序加热所述基板使得所述基板的温度成为所述处理液的沸点以上的状态下，由所述开口形成单元在所述液膜形成所述开口；以及开口扩大工序，一边由所述基板旋转单元使所述基板旋转一边使所述开口扩展，其中，所述液密加热工序在所述开口扩大工序的至少一部分的期间与所述开口扩大工序并行执行。
根据该结构，在液密加热工序中，由加热器单元加热充满加热器单元与基板之间的空间的热媒，并且由充满该空间的热媒加热基板。因此，在由设置在基座上的基板保持用具保持基板的状态下，能够由加热器单元通过热媒加热基板。因此，能够一边使基座旋转来使基板旋转，一边充分加热基板。
在液膜中形成开口时，由于基板被加热至处理液的沸点以上，因此在液膜中基板的上表面附近的部分气化，在液膜与基板的上表面之间产生气相层。此外，在开口扩大时，在其至少一部分的期间执行液密加热工序。因此，能够抑制基板的温度下降，并且使开口扩大。因此，能够在形成有气相层的状态下一边维持该气相层，一边使开口扩大。
需要说明的是，虽然液密加热工序在开口扩大工序的至少一部分期间内并行执行，但这意味着在开口扩大工序中，只要能够维持气相层，在开口扩大工序中也可以存在不进行液密加热工序的期间。
本发明的一个实施方式中，所述控制器在所述液密加热工序中执行：一边利用所述基板旋转单元使所述基板旋转一边从所述热媒供给单元向所述空间供给所述热媒的旋转供给工序。因此，离心力作用于向基板与加热器单元之间的空间供给的热媒。由此，可以使热媒遍及该空间的整体。
本发明的一个实施方式中，所述控制器使所述液密加热工序至少持续到所述开口的周缘到达所述基板的上表面的外周区域。因此，开口扩大工序中，可以更容易地维持气相层。此外，在开口的周缘到达基板的上表面的外周区域后，可以根据需要解除基板与加热器单元之间的空间的液密状态。由此，能够与基板的上表面的干燥并行执行基板的下表面的干燥。因此，可以缩短基板处理所需的时间。
本发明的一个实施方式中，所述控制器执行：在所述空间被所述热媒充满后、且在所述开口形成工序开始前，停止从所述热媒供给单元供给所述热媒的热媒供给停止工序。
根据该结构，在加热器单元与基板之间的空间被热媒充满后、且在开口形成工序开始前，不能进行位于该空间的热媒的更换。因此，在从停止向该空间供给热媒起至开口形成工序开始为止的期间，通过从加热器单元传递的热，使位于该空间的热媒的温度充分上升。因此，开口形成工序中，可以更容易地维持气相层。
本发明的一个实施方式中，所述控制器执行：在所述开口扩大工序中，通过从所述热媒供给单元向所述基板的下表面的中央区域与所述加热器单元之间的位置供给所述热媒，来更换位于所述空间的所述热媒的热媒更换工序。
位于基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的热媒容易受到基板与加热器单元之间的空间外的影响而温度下降。
因此，若在执行开口扩大工序中向基板的下表面的中央区域与加热器单元之间的位置供给热媒，则位于空间中的、基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的热媒可以被空间中基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的内侧的热媒推出空间外。因此，位于空间中的基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的热媒被更换为不易受空间外的影响的内侧的热媒。因此，容易将基板的周缘部附近的温度维持在处理液的沸点以上直到开口扩大工序结束。
本发明的一个实施方式中，所述控制器执行：热媒供给停止工序，在所述空间被所述热媒充满后、且在所述开口形成工序开始前，停止从所述热媒供给单元供给所述热媒；以及热媒更换工序，在执行所述开口扩大工序中，通过从所述热媒供给单元向被所述热媒充满的所述空间中的所述基板的中央区域与所述加热器单元之间的位置供给所述热媒，来更换位于所述空间的所述热媒。并且，所述热媒更换工序中的所述热媒的供给流量小于所述热媒供给停止工序前的所述热媒的供给流量。
根据该结构，在加热器单元与基板之间的空间被所述热媒充满后、且在开口形成工序开始前，不进行位于该空间的热媒的更换。因此，在从停止向该空间供给热媒起至开口形成工序开始为止的期间，通过从加热器单元传导的热，使位于该空间的热媒的温度充分上升。因此，在开口形成工序中，可以更容易地维持气相层。
此外，若在执行开口扩大工序中向基板的下表面的中央区域与加热器单元之间的位置供给热媒，则位于空间中的、基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的热媒可以被空间中的、基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的内侧的热媒推出空间外。因此，位于空间中基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的热媒被更换为不易受空间外的影响的内侧的热媒。因此，容易将基板的周缘部附近的温度维持在处理液的沸点以上直到开口扩大工序结束。
此外，热媒供给停止工序前的热媒的流量较大。因此，能够缩短通过液密加热工序使基板的温度达到处理液的沸点以上所需的时间。
另一方面，更换位于基板与加热器单元之间的热媒时的热媒的流量较小。因此，能够延长向空间中的基板的下表面的中央区域与加热器单元之间的部分供给的热媒移动至空间中的基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分所需的时间。因此，向空间中的基板的下表面的中央区域与加热器单元之间的部分供给的热媒在移动至空间中的基板的下表面的周缘区域与加热器单元之间的部分的期间被加热器单元更充分地加热。
本发明的一个实施方式中，所述基板处理装置还具有使所述加热器单元升降的加热器升降单元。并且，所述控制器在所述开口形成工序中利用所述加热器升降单元将所述加热器单元配置在与所述基板接近的第一位置，并且在所述热媒更换工序中利用所述加热器升降单元将所述加热器单元配置在比所述第一位置更远离所述基板的第二位置。
根据该结构，在开口形成工序中加热器单元被配置在第一位置。因此，基板与加热器单元之间的空间比较窄。因此，能够缩短使该空间成为液密状态所需的时间。另一方面，在热媒更换工序中加热器单元被配置在比第一位置更远离基板的第二位置。因此，基板与加热器单元之间的空间比较宽。因此，能够使通过热媒的供给而更换的单位时间内的热媒的量较小。因此，能够抑制由热媒的供给导致的位于空间的热媒的温度急剧下降。
本发明的一个实施方式中，所述开口形成单元具有向所述基板的上表面的中央区域供给气体的气体供给单元。并且所述控制器在所述开口形成工序中执行通过从所述气体供给单元向所述液膜的中央区域供给气体来形成所述开口的工序。
本发明的一个实施方式中，所述基板处理装置还具有用于吸引所述基板上的所述处理液的吸嘴。并且，所述控制器在所述开口扩大工序中执行：由所述吸嘴吸引构成所述液膜的所述处理液的处理液吸引工序。
根据该结构，通过由吸嘴吸引处理液，从而辅助开口的扩大。因此，能够缩短开口扩大工序的执行所需的时间。进一步地，可以缩短基板处理所需的时间。
本发明的一个实施方式中，所述基板处理装置还具有向所述基板的上表面供给用于冲洗所述基板的上表面的冲洗液的冲洗液供给单元。并且，所述处理液供给单元还具有向所述基板的上表面供给表面张力低于所述冲洗液的表面张力的低表面张力液体的低表面张力液体供给单元。
并且，所述控制器执行：冲洗液供给工序，向所述基板的上表面供给所述冲洗液；以及置换工序，通过向所述基板的上表面供给所述低表面张力液体，来将所述冲洗液置换为所述低表面张力液体，在所述液膜形成工序中，在所述基板的上表面形成所述低表面张力液体的液膜。
因此，通过从基板上排除表面张力低于冲洗液的低表面张力液体的液膜，能够使基板的上表面干燥。因此，能够进一步降低在从基板上排除液膜时作用于基板的上表面的表面张力。
本发明的上述或其他目的、特征及效果通过参照附图进行的实施方式的说明而变得清楚。
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布局的示意性俯视图。
图2是所述基板处理装置中具有的处理单元的示意图。
图3是用于说明所述基板处理装置的主要部分的电气结构的框图。
图4是用于说明由所述基板处理装置进行的基板处理的一例的流程图。
图5是用于说明所述基板处理的低表面张力液体处理(图4的S4)的一例的流程图。
图6A～图6G是用于说明所述低表面张力液体处理的示意性剖视图。
图7A～图7C是在所述低表面张力液体处理中从基板上排除液膜时的基板的上表面周边的示意性剖视图。
图8是第二实施方式的基板处理装置中具有的处理单元的示意图。
图9是用于说明由第二实施方式的基板处理装置进行的基板处理中的低表面张力液体处理(图4的S4)的示意性剖视图。
图10是用于说明由表面张力导致的图案倒塌的原理的示意性剖视图。
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是逐张处理硅晶片等基板W的单张式装置。参照图1，基板处理装置1具有：利用处理流体来处理基板W的多个处理单元2；载置托架C的装载台LP，其中，托架C用于收纳利用处理单元2处理的多张基板W；在装载台LP与处理单元2之间搬送基板W的搬送机械手IR及CR；以及控制基板处理装置1的控制器3。
搬送机械手IR在托架C与搬送机械手CR之间搬送基板W。搬送机械手CR在搬送机械手IR与处理单元2之间搬送基板W。多个处理单元2例如具有同样的结构。处理流体包括后述的药液、冲洗液、处理液(低表面张力液体)、热媒等液体、或非活性气体等气体。
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具有旋转卡盘5、处理杯8、第一移动喷嘴15、第二移动喷嘴18、固定喷嘴17、下表面喷嘴19、以及加热器单元6。
旋转卡盘5一边将基板W保持为水平，一边以贯通基板W的中央部的铅垂的旋转轴线A1为中心旋转。旋转卡盘5被包括在将基板W保持为水平的基板保持单元中。基板保持单元也称为基板保持器。旋转卡盘5具有多个卡盘销20、旋转基座21、旋转轴22、以及电动马达23。
旋转基座21在水平方向具有圆板形状。在旋转基座21的上表面，多个卡盘销20在周向上隔开间隔地配置。多个卡盘销20设置在基座(旋转基座21)的上表面，并且多个卡盘销20被包括在基板保持用具中，该基板保持用具从基座的上表面向上方隔开间隔地将基板W保持为水平。
多个卡盘销20能够在与基板W的周端接触并把持基板W的闭状态与从基板W的周端退避的开状态之间进行开闭。此外，在开状态下，多个卡盘销20与基板W的周端分离而解除把持，另一方面，多个卡盘销20与基板W的周缘部的下表面接触来从下方支承基板W。
处理单元2还具有对多个卡盘销20进行开闭驱动的卡盘销驱动单元25。卡盘销驱动单元25例如具有内置在旋转基座21中的连杆机构27、以及配置在旋转基座21外的驱动源28。驱动源28例如具有滚珠螺杆机构、以及对该滚珠螺杆机构施加驱动力的电动马达。
旋转轴22沿旋转轴线A1在铅垂方向延伸。旋转轴22的上端部与旋转基座21的下表面中央结合。俯视下，在旋转基座21的中央区域形成有上下贯通旋转基座21的贯通孔21a。贯通孔21a与旋转轴22的内部空间22a连通。
电动马达23对旋转轴22施加旋转力。由电动马达23使旋转轴22旋转，从而使旋转基座21旋转。由此，基板W以旋转轴线A1为中心旋转。以下，将以旋转轴线A1为中心的径向的内侧简称为“径向内侧”，并且将以旋转轴线A1为中心的径向的外侧简称为“径向外侧”。电动马达23被包括在通过使基座(旋转基座21)旋转，从而使基板W以旋转轴线A1为中心旋转的基板旋转单元中。
处理杯8具有承接从被旋转卡盘5保持的基板W向外侧飞散的液体的多个挡板11、承接由多个挡板11向下方引导的液体的多个杯12、以及包围多个挡板11与多个杯12的圆筒状的外壁构件13。本实施方式中，示出了设置有两个挡板11(第一挡板11A及第二挡板11B)与两个杯12(第一杯12A及第二杯12B)的例子。
第一杯12A及第二杯12B分别具有向上开放的槽状的形态。第一挡板11A包围旋转基座21。第二挡板11B在比第一挡板11A更靠径向外侧的位置包围旋转基座21。第一杯12A承接由第一挡板11A向下方引导的液体。第二杯12B与第一挡板11A一体地形成，承接由第二挡板11B向下方引导的液体。
再次参照图1，处理杯8被收纳在腔室4内。在腔室4中形成有用于向腔室4内搬入基板W、或从腔室4内搬出基板W的出入口(未图示)。在腔室4中具有用于开闭该出入口的闸门单元(未图示)。
再次参照图2，第一移动喷嘴15被包括在向基板W的上表面供给(喷出)药液的药液供给单元中。从第一移动喷嘴15喷出的药液例如是氢氟酸。但从第一移动喷嘴15喷出的药液不限于氢氟酸。
即，从第一移动喷嘴15喷出的药液可以是包括硫酸、醋酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、氨水、双氧水、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的药液。作为将这些药液混合而成的药液的例子，可以举出SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture：硫酸双氧水混合液)、SC1(ammonia-hydrogen peroxide mixture：氨双氧水混合液)等。
第一移动喷嘴15与引导药液的药液配管40连接。当安装在药液配管40上的药液阀50打开时，从第一移动喷嘴15向下方连续喷出药液。
第一喷嘴移动单元31使第一移动喷嘴15在水平方向及铅垂方向移动。第一移动喷嘴15能够在中心位置与原始位置(退避位置)之间移动。第一移动喷嘴15在位于中心位置时，与基板W的上表面的旋转中心相向。基板W的上表面的旋转中心是指基板W的上表面中的与旋转轴线A1相交的相交位置。第一移动喷嘴15在位于原始位置时，不与基板W的上表面相向，而是在俯视下位于处理杯8的外侧。第一移动喷嘴15能够通过在铅垂方向上的移动而接近基板W的上表面，或从基板W的上表面向上方退避。
第一喷嘴移动单元31例如具有沿铅垂方向的转动轴、与转动轴结合并在水平延伸的臂部、以及使转动轴升降并转动的转动轴驱动单元。转动轴驱动单元通过使转动轴以铅垂的转动轴线为中心转动而使臂部摆动。此外，转动轴驱动单元通过使转动轴沿铅垂方向升降而使臂部上下移动。第一移动喷嘴15被固定在臂部上。第一移动喷嘴15随着臂部的摆动及升降而在水平方向及铅垂方向移动。
固定喷嘴17被包括在向基板W的上表面供给(喷出)冲洗液的冲洗液供给单元中。冲洗液例如是DIW。除了DIW以外，还可以举出碳酸水、电解离子水、氢水、臭氧水、氨水及稀释浓度(例如，10ppm～100ppm左右)的盐酸水等作为冲洗液。
本实施方式中，固定喷嘴17与引导DIW的DIW配管42连接。当安装在DIW配管42上的DIW阀52打开时，从固定喷嘴17的喷出口向下方连续喷出DIW。
第二移动喷嘴18具有向基板W的上表面供给(喷出)IPA等低表面张力液体(处理液)的低表面张力液体供给单元(处理液供给单元)的功能、以及向基板W的上表面供给(喷出)氮气(N2气体)等气体的气体供给单元的功能。
低表面张力液体是表面张力比水等冲洗液低的液体。可以使用不与在基板W的上表面及基板W上形成的图案发生化学反应的(反应性差的)有机溶剂作为低表面张力液体。
更具体而言，可以使用含有IPA、HFE(氢氟醚)、甲醇、乙醇、丙酮及反-1,2-二氯乙烯中的至少一种的液体作为低表面张力液体。此外，低表面张力液体不一定仅由单一成分组成，也可以是与其他成分混合而成的液体。例如，低表面张力液体可以是IPA液与纯水的混合液，也可以是IPA液与HFE液的混合液。
优选，从第二移动喷嘴18喷出的气体是非活性气体。非活性气体是相对于基板W的上表面及图案非活性的气体，例如是氩气等稀有气体、或氮气。从第二移动喷嘴18喷出的气体也可以是空气。
第二移动喷嘴18具有沿铅垂方向喷出第二处理液的中心喷出口70。第二移动喷嘴18具有沿铅垂方向喷出直线状的气体的线状流喷出口71。此外，第二移动喷嘴18还具有沿水平方向向第二移动喷嘴18的周围放射状地喷出气体的水平流喷出口72。此外，第二移动喷嘴18还具有沿斜下方向向第二移动喷嘴18的周围放射状地喷出气体的倾斜流喷出口73。
从线状流喷出口71喷出的气体形成向基板W的上表面垂直地射入的线状气流。从水平流喷出口72喷出的气体形成与基板W的上表面平行并且覆盖基板W的上表面的水平气流。从倾斜流喷出口73喷出的气体形成相对于基板W的上表面倾斜地射入的圆锥状轮廓的倾斜气流。
第二移动喷嘴18上连接有IPA配管44及多个氮气配管45A、45B、45C。当安装在IPA配管44上的IPA阀54打开时，从第二移动喷嘴18的中心喷出口70向下方连续喷出IPA。
当安装在第一氮气配管45A上的第一氮气阀55A打开时，从第二移动喷嘴18的线状流喷出口71向下方连续喷出氮气。当安装在第二氮气配管45B上的第二氮气阀55B打开时，从第二移动喷嘴18的水平流喷出口72向水平方向连续喷出氮气。当安装在第三氮气配管45C上的第三氮气阀55C打开时，从第二移动喷嘴18的倾斜流喷出口73向斜下方向连续喷出氮气。
第一氮气配管45A上安装有用于准确地调节在第一氮气配管45A内流动的氮气的流量的质量流量控制器56。质量流量控制器56具有流量控制阀。此外，第二氮气配管45B上安装有用于调节在第二氮气配管45B内流动的氮气的流量的流量可变阀57B。此外，在第三氮气配管45C上安装有用于调节在第三氮气配管45C内流动的氮气的流量的流量可变阀57C。此外，在氮气配管45A、45B、45C上分别安装有用于除去异物的过滤器58A、58B、58C。
第二喷嘴移动单元33使第二移动喷嘴18在水平方向及铅垂方向移动。第二移动喷嘴18能够在中心位置与原始位置(退避位置)之间移动。第二移动喷嘴18在位于中心位置时，与基板W的上表面的旋转中心相向。第二移动喷嘴18在位于原始位置时，不与基板W的上表面相向，而使在俯视下位于处理杯8的外侧。第二移动喷嘴18能够通过在铅垂方向上的移动而接近基板W的上表面，或从基板W的上表面向上方退避。
第二喷嘴移动单元33具有与第一喷嘴移动单元31同样的结构。即，第二喷嘴移动单元33例如具有沿铅垂方向的转动轴、与转动轴及第二移动喷嘴18结合并且水平延伸的臂部、以及使转动轴升降并转动的转动轴驱动单元。
加热器单元6具有圆板状的加热板的形态。加热器单元6具有从下方与基板W的下表面相向的相向面6a。
加热器单元6具有板本体60、多个支承销61、以及加热器62。在俯视下，板本体60稍小于基板W。多个支承销61从板本体60的上表面突出。由板本体60的上表面与多个支承销61的表面构成相向面6a。加热器62可以是内置在板本体60中的电阻体。通过对加热器62通电，从而加热相向面6a。此外，从加热器通电单元64经由给电线63对加热器62供给电力。
加热器单元6配置在被卡盘销20保持的基板W的下表面与旋转基座21的上表面之间。处理单元2具有使加热器单元6相对于旋转基座21升降的加热器升降单元65。加热器升降单元65例如具有滚珠螺杆机构、以及对该滚珠螺杆机构施加驱动力的电动马达。
加热器单元6的下表面与沿旋转轴线A1在铅垂方向延伸的升降轴30结合。升降轴30插通中空的旋转轴22与在旋转基座21的中央部形成的贯通孔21a。给电线63穿过升降轴30的内部。加热器升降单元65可以经由升降轴30使加热器单元6升降，从而将加热器单元6配置在下位置与上位置之间的任意的中间位置。当加热器单元6位于下位置时，相向面6a与基板W的下表面之间的距离例如是15mm。当加热器单元6位于上位置时，相向面6a与基板W接触。当加热器单元6位于上位置时，也可以将基板W从卡盘销20传递给相向面6a并由相向面6a支承。
下表面喷嘴19被包括在向基板W的下表面与加热器单元6的相向面6a之间的空间100供给热媒的热媒供给单元中。下表面喷嘴19插通中空的升降轴30，并且贯通加热器单元6。在下表面喷嘴19的上端具有与基板W的下表面的旋转中心相向的喷出口19a。基板W的下表面的旋转中心是指基板W的下表面中的与旋转轴线A1相交的相交位置。
热媒是用于向基板W传递热量的液体。作为热媒，例如举出温水的例子。用作热媒的温水例如是温度高于常温(5℃～35℃)的DIW。用作热媒的温水的温度例如是75℃～80℃。下表面喷嘴19与温水配管43连接。当安装在温水配管43上的温水阀53打开时，从下表面喷嘴19的喷出口19a向基板W的下表面的中央区域连续喷出温水。基板W的下表面的中央区域是指包括基板W的下表面的旋转中心的规定区域。
图3是用于说明基板处理装置1的主要部分的电气结构的框图。控制器3具有微型计算机，根据规定的程序控制基板处理装置1中具有的控制对象。更具体而言，控制器3构成为具有处理器(CPU)3A以及储存有程序的存储器3B，并且通过处理器3A执行程序，来执行用于基板处理的各种控制。
尤其，控制器3控制搬送机械手IR、CR，电动马达23，喷嘴移动单元31、33，加热器通电单元64，加热器升降单元65，卡盘销驱动单元25，以及阀类50、52、53、54、55A、55B、55C、56、57B、57C的动作。通过控制阀类50、52、53、54、55A、55B、55C、56、57B、57C，从而控制来自对应的喷嘴的处理流体的喷出。
图4是用于说明由基板处理装置1进行的基板处理的一例的流程图，主要示出了通过控制器3执行程序而实现的处理。
例如，如图4所示，在由基板处理装置1进行的基板处理中，按照基板搬入(S1)、药液处理(S2)、冲洗处理(S3)、低表面张力液体处理(S4)、干燥处理(S5)及基板搬出(S6)的顺序来执行。
在基板处理中，首先进行基板搬入(S1)。在进行基板搬入(S1)的期间，加热器单元6位于下位置，并且各喷嘴15、18位于退避位置。未处理的基板W由搬送机械手IR、CR从托架C被搬入处理单元2，传递给卡盘销20(S1)。然后，基板W被旋转卡盘5的卡盘销20水平地保持，直到被搬送机械手CR搬出(基板保持工序)。
接着，在搬送机械手CR退避到处理单元2之外后，开始药液处理(S2)。电动马达23使旋转基座21旋转。由此，被水平保持的基板W旋转(基板旋转工序)。另一方面，第一喷嘴移动单元31将第一移动喷嘴15配置在基板W的上方的药液处理位置。药液处理位置可以是从第一移动喷嘴15喷出的药液着落在基板W的上表面的旋转中心的位置。然后，打开药液阀50。由此，从第一移动喷嘴15向旋转状态下的基板W的上表面供给药液(药液供给工序)。供给的药液通过离心力而遍及基板W的整个上表面。
接着，在一定时间的药液处理(S2)后，通过由DIW(冲洗液)置换基板W上的药液，从而执行从基板W上排除药液的冲洗处理(S3)。
具体而言，关闭药液阀50，并且打开DIW阀52。由此，从固定喷嘴17向旋转状态下的基板W的上表面供给DIW(冲洗液供给工序)。供给的DIW通过离心力而遍及基板W的整个上表面。由该DIW冲洗基板W上的药液。在此期间，第一喷嘴移动单元31使第一移动喷嘴15从基板W的上方向退避位置退避。
接着，如稍后将详细叙述的，在一定时间的冲洗处理(S3)后，执行低表面张力液体处理(S4)。在低表面张力液体处理(S4)中，基板W上的DIW(冲洗液)被IPA(低表面张力液体)置换，然后，从基板W上除去低表面张力液体。图5是用于说明低表面张力液体处理(S4)的流程图。
在低表面张力液体处理(S4)中，首先，通过从第二移动喷嘴18向基板W的上表面供给IPA，从而将基板W上的DIW置换为IPA(置换工序T1)。然后，通过继续供给来自第二移动喷嘴18的IPA，从而在基板W上形成IPA的液膜(液膜形成工序T2)。然后，通过吹送来自第二移动喷嘴18的氮气，在IPA的液膜的中央区域形成开口(开口形成工序T3)。然后，因基板W的旋转而产生的离心力发挥作用，使得开口扩大(开口扩大工序T4)。在开口扩大工序T4中，基板W上的IPA最终被排除到基板W之外。
然后，执行用于使基板W的上表面及下表面干燥的干燥处理(S5)。具体而言，电动马达23使旋转基座21以高速旋转(例如，800rpm)的方式旋转。由此，大的离心力作用于基板W上的IPA，基板W上的IPA被甩向基板W的周围。
然后，搬送机械手CR进入处理单元2，从旋转卡盘5的卡盘销20拾取处理过的基板W，并向处理单元2外搬出(S6)。该基板W从搬送机械手CR被传递给搬送机械手IR，并由搬送机械手IR将该基板W收纳在托架C上。
接着，利用图6A～图6G具体说明低表面张力液体处理(S4)。图6A～图6G是用于说明低表面张力液体处理(S4)的示意性剖视图。
参照图6A，首先，执行置换工序T1。第二喷嘴移动单元33将第二移动喷嘴18配置于IPA供给位置。当第二移动喷嘴18位于IPA供给位置时，第二移动喷嘴18的中心喷出口70与基板W的上表面的旋转中心相向。并且，关闭DIW阀52来停止向基板W的上表面供给DIW。然后，在第二移动喷嘴18到达IPA供给位置的状态下，打开IPA阀54。由此，从第二移动喷嘴18向旋转状态下的基板W的上表面供给IPA。供给的IPA通过离心力而遍及基板W的整个上表面。由此，基板W上的DIW被IPA置换。
在置换工序T1中，电动马达23将旋转基座21的旋转速度变更为规定的置换速度。置换速度例如是300rpm。在置换工序T1中，加热器升降单元65将加热器单元6配置在以不与基板W接触的方式接近基板W的第一位置。当加热器单元6位于第一位置时，加热器单元6的相向面6a例如在下方与基板W的下表面分离2mm。在执行基板处理时，加热器通电单元64对加热器单元6供给电力，使得加热器单元6成为恒定的温度(例如，180℃～220℃)
参照图6B及图6C，接着，执行液膜形成工序T2。
如图6B所示，在液膜形成工序T2中，在基板W上的DIW被置换为IPA后从第二移动喷嘴18继续向基板W上供给IPA，从而在基板W上形成IPA的液膜150。
在液膜形成工序T2中，加热器升降单元65将加热器单元6维持在第一位置。在液膜形成工序T2中，打开温水阀53。由此，开始从下表面喷嘴19的喷出口19a向空间100喷出(供给)作为热媒的温水(热媒供给开始工序)。由于温水被供给到空间100中基板W的下表面的中央区域与加热器单元6的相向面6a之间的位置，因此从下表面喷嘴19的喷出口19a喷出的温水在空间100中从基板W的下表面的中央区域与加热器单元6之间的部分(空间100的中央部分101)向径向外侧逐渐扩展。通过继续供给温水，最终空间100被温水充满(液密工序)。
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，将旋转速度变更为规定的液膜保持速度。液膜保持速度例如是10～50rpm。在液膜形成工序T2中，可以使旋转基座21的旋转阶段性地减速。具体而言，旋转基座21的旋转减速至50rpm并将该状态维持规定时间，然后减速至10rpm。在使基板W旋转的同时向空间100供给温水(旋转供给工序)。
在从开始供给温水起至空间100被温水充满的期间，下表面喷嘴19按照第一供给流量向空间100供给温水。第一供给流量例如是500cc/min。被供给到空间100的温水(充满空间100的温水)被加热器单元6加热(液密加热工序)。液密加热工序至少持续到开口扩大工序T4的中途。
参照图6C，在液膜形成工序T2中，在空间100被温水充满后，关闭温水阀53。由此，在空间100被温水充满后、且在开口形成工序T3开始前，停止向空间100供给温水(热媒供给停止工序)。由于停止了热媒的供给，因此不进行位于空间100内的温水的更换。因此，当停止向空间100供给温水时，从加热器单元6传递的热使得充满空间100的温水的温度上升。
然后，关闭IPA阀54。由此，停止从第二移动喷嘴18向基板W的上表面供给IPA。由此，成为IPA的液膜150被支承在基板W上这样的充满状态。
基板W经由充满空间100的温水从加热器单元6接收热，从而被加热至IPA的沸点(82.4℃)以上的温度。基板W上的液膜150被基板W加热。由此，在液膜150与基板W的上表面的交界面中IPA蒸发。由此，在基板W的上表面与液膜150之间产生由IPA的气体构成的气相层。因此，基板W的整个上表面成为液膜150被支承在气相层上的状态。
接着，执行开口形成工序T3与开口扩大工序T4。
参照图6D，在通过液密加热工序加热基板W使得基板W的温度成为IPA的沸点以上的状态下，执行开口形成工序T3。具体而言，第二喷嘴移动单元33将第二移动喷嘴18配置在气体供给位置。当第二移动喷嘴18位于气体供给位置时，第二移动喷嘴18的线状流喷出口71与基板W的上表面的旋转中心相向。当第二移动喷嘴18到达气体供给位置时，打开第一氮气阀55A。由此，从第二移动喷嘴18的线状流喷出口71喷出(供给)气体。
从线状流喷出口71喷出的气体所形成的线状气流将液膜150的中央区域内的IPA向径向外侧推开。由此，在液膜150中快速形成开口151。如此，第二移动喷嘴18作为在液膜150的中央区域形成开口151的开口形成单元发挥功能。在开口形成工序T3中，加热器升降单元65将加热器单元6维持在第一位置。
参照图6E及图6F，通过使开口151向基板W的外周扩展，并且使液膜150在气相层上移动来执行开口扩大工序T4。
如图6E所示，在开口扩大工序T4中，电动马达23使旋转基座21的旋转减速，将旋转速度变更为规定的第一扩大速度。第一扩大速度例如是10rpm～50rpm。由于因基板W的旋转而产生的离心力发挥作用，因此基板W上的IPA以开口扩大的状态向基板W外排除。
在开口扩大工序T4中，加热器升降单元65使加热器单元6从第一位置下降至第二位置。第二位置是比第一位置更远离基板W的位置。当加热器单元6位于第二位置时，加热器单元6的相向面6a例如与基板W的下表面分离4mm。
然后，打开温水阀53。由此，向基板W的下表面与加热器单元6的相向面6a之间的空间100供给作为热媒的温水。再次开始从下表面喷嘴19的喷出口19a向空间100中基板W的下表面的中央区域与加热器单元6的相向面6a之间的部分(中央部分101)喷出(供给)温水。通过向中央部分101供给新的温水，从而将位于空间100中基板W的下表面的周缘区域与加热器单元6的相向面6a之间的部分(周缘部分102)的温水向空间100外推出。如此，通过继续向中央部分101供给新的温水，将位于空间100的温水更换为新的温水(热媒更换工序)。基板W的下表面的周缘区域是指基板W的下表面中的包括基板W的周缘部的区域。在进行热媒更换工序的期间，加热器单元6被配置在第二位置。
在热媒更换工序中，下表面喷嘴19按照比第一供给流量小的流量即第二供给流量向空间100供给温水。第二供给流量例如是100cc/min。因此，热媒更换工序中的温水的供给流量小于热媒供给停止工序前的温水的供给流量。在使基板W旋转的同时向空间100供给温水。
在由离心力将液膜150向基板W外推出的基板处理中，当开口151的周缘151a接近基板W的上表面的周缘区域时，位于比基板W的上表面的周缘区域更靠径向内侧的IPA将位于基板W的上表面的周缘区域的IPA推出的力变小。由此，难以将基板W的上表面的周缘区域的IPA向基板W外推出。基板W的上表面的周缘区域是指基板W的上表面中的基板W的周缘部附近的区域。
因此，如图6F所示，当开口151的扩大使得开口151的周缘151a到达基板W的上表面的周缘区域时，电动马达23使旋转基座21的旋转加速，将旋转速度变更为规定的第二扩大速度。第二扩大速度例如是50rpm～100rpm。由此，能够从基板W上排除IPA。
如图6G所示，在从基板W上排除了液膜150后，关闭温水阀53。并且，加热器升降单元65使加热器单元6从第二位置下降至下位置。由此，空间100的液密状态被解除。换言之，在该基板处理中，从液膜形成工序T2的中途起至开口扩大工序T4结束为止的期间，持续进行液密加热工序。由于在加热器单元6到达下位置后也继续进行基板W的旋转，因此附着在基板W的下表面的温水被离心力排除。
此时，可以打开第一氮气阀55A及第三氮气阀55C，从第二移动喷嘴18喷出氮气。具体而言，从第二移动喷嘴18的线状流喷出口71喷出的氮气形成线状气流，而从第二移动喷嘴18的倾斜流喷出口73喷出的氮气形成倾斜气流。线状气流及倾斜气流向基板W的上表面吹送，使基板W上残存的液体成分蒸发。
接着，如上所述，进行干燥处理(S5)，然后，将基板W搬出处理单元2。由此，由基板处理装置1进行的基板处理结束。
图7A及图7B是用于说明基板W的表面的气相层152的形成的示意性剖视图。在基板W的表面上形成有细微的图案161。图案161包括在基板W的表面上形成的细微的凸状的构造体162。构造体162可以包括绝缘体膜，也可以包括导体膜。此外，构造体162可以是多个膜层叠而成的层叠膜。在线状的构造体162邻接的情况下，在该构造体162之间形成槽。在该情况下，构造体162的宽度W1可以是10nm～45nm左右，构造体162之间的间隔W2可以是10nm～数μm左右。构造体162的高度T例如可以是50nm～5μm左右。在构造体162为筒状的情况下，在其内侧形成有孔。
如图7A所示，在液膜形成工序T2中，在基板W的表面上形成的液膜150充满图案161的内部(邻接的构造体162之间的空间或筒状的构造体162的内部空间)。
当通过液密加热工序使得温水的温度成为IPA的沸点以上时，与基板W的表面接触的IPA蒸发，产生IPA的气体，如图7B所示，形成气相层152。气相层152充满图案161的内部，进一步到达图案161的外侧，在比构造体162的上表面162A更位于上方的位置形成与液膜150的交界面155。液膜150被支承在该交界面155上。该状态下，由于IPA的液面不与图案161接触，因此不会发生由液膜150的表面张力导致的图案倒塌。
在通过基板W的加热使IPA蒸发时，液相的IPA从图案161内被瞬间排出。然后，液相的IPA被支承在形成的气相层152上，使液相的IPA与图案161隔离。于是，IPA的气相层152夹在图案161的上表面(构造体162的上表面162A)与液膜150之间，并支承液膜150。
如图7C所示，若从基板W的上表面浮起的液膜150中产生裂缝153，则在干燥后会成为水印等缺陷的原因。因此，在本实施方式中，在使基板W的旋转减速之后停止供给IPA，从而在基板W上形成厚的液膜150，避免了裂缝153的产生。
在液膜150被支承于气相层152上的状态下，作用于液膜150上的摩擦阻力小到足以被视作零。因此，当与基板W的上表面平行的方向的力施加于液膜150时，液膜150可以轻易地移动。本实施方式中，可以在液膜150的中央形成开口151，由此通过在开口151的周缘101a处的温度差产生IPA的流动，从而通过使被支承在气相层152上的液膜150移动来辅助开口151的扩大。
第一实施方式中，通过向加热器单元6与基板W之间的空间100供给温水(热媒)，从而使温水充满空间100，并且由加热器单元6加热温水(液密加热工序)。然后，在通过液密加热工序加热基板W使得基板W的温度成为IPA(处理液、低表面张力液体)的沸点以上的状态下，在基板W上的IPA的液膜150的中央区域形成开口151(开口形成工序)。然后，在使基板W旋转的同时使开口151扩大(开口扩大工序)。此外，与开口扩大工序并行地执行液密加热工序。
根据本实施方式，在液密加热工序中，充满加热器单元6与基板W之间的空间100的温水被加热器单元6加热，并且由充满空间100的温水加热基板W。因此，能够在由设置在旋转基座21上的多个卡盘销20保持基板W的状态下，由加热器单元6经由温水加热基板W。因此，能够一边使旋转基座21旋转从而使基板W旋转一边充分加热基板W。
在液膜150上形成开口151时，由于基板W被加热至IPA的沸点以上，因此液膜150中的在基板W的上表面附近的部分被加热至IPA的沸点。因此，在液膜150与基板W的上表面之间产生气相层152。然后，在开口151扩大时，执行液密加热工序。因此，既能够抑制基板W的温度下降，又能够使开口151扩大。因此，能够一边维持形成有气相层152的状态，一边使开口151扩大。
第一实施方式中，在液密加热工序中，一边使基板W旋转一边向空间100供给温水(旋转供给工序)。因此，离心力作用于被供给到空间100的温水。由此，可以使温水遍及整个空间100内。
第一实施方式中，持续进行液密加热工序直到开口扩大工序T4结束。因此，在开口扩大工序T4中，能够更可靠地维持气相层152。
第一实施方式中，在空间100被温水充满后、且在开口形成工序开始前，停止供给温水(热媒供给停止工序)。因此，在加热器单元6与基板W之间的空间100被温水充满后、且在开口形成工序开始前，不进行位于空间100的热媒的更换。因此，在从停止向空间100供给温水起至开口形成工序开始为止的期间，利用从加热器单元6传递的热，位于空间100的热媒的温度充分上升。因此，在开口形成工序中，可以更容易维持气相层152。
位于基板W的周缘与加热器单元6之间的温水容易受到空间100外的影响而温度下降。第一实施方式中，在执行开口扩大工序T4时，通过向基板W的下表面的中央区域与加热器单元6之间的位置(空间100的中央部分101)供给温水，更换位于空间100的温水(热媒更换工序)。
因此，若在执行开口扩大工序T4时向基板W的下表面的中央区域与加热器单元之间的位置供给温水，则可以使位于空间100的周缘部分102的温水被位于空间100中的比周缘部分102更靠内侧的温水向空间100外推出。因此，位于空间100的周缘部分102的热媒被更换为难以受到空间100外的影响的、位于空间100中的比周缘部分102更靠内侧的温水。因此，容易将基板W的周缘部附近的温度维持在处理液的沸点以上，直到开口扩大工序T4结束。
此外，热媒供给停止工序前的热媒的流量较大。因此，能够缩短通过液密加热工序使基板W的温度达到IPA的沸点以上所需的时间。
另一方面，更换位于基板W与加热器单元6之间的温水时的温水的流量较小。因此，能够延长被供给到空间100的中央部分101的温水移动到空间100的周缘部分102所需的时间。因此，被供给到空间100的中央部分101的温水在移动到空间100的周缘部分102前被加热器单元6更充分地加热。
第一实施方式中，在开口形成工序中，加热器单元6配置在与基板W接近的第一位置。此外，在热媒更换工序中，加热器单元6配置在比第一位置更远离基板W的第二位置。
根据该方法，在开口形成工序T3中加热器单元6被配置在第一位置。因此，空间100较窄。因此，能够缩短使空间100成为液密状态所需的时间。另一方面，在热媒更换工序中加热器单元6被配置在比第一位置更远离基板W的第二位置。因此，空间100较宽。因此，能够使通过温水的供给而更换的单位时间内的温水的量较小。因此，能够抑制由温水的供给导致的位于空间100的温水的温度急剧下降。
第一实施方式中，执行冲洗液供给工序及置换工序，在液膜形成工序中，形成作为低表面张力液体的IPA的液膜150。然后，通过从基板W上排除表面张力低于DIW(冲洗液)的IPA(低表面张力液体)的液膜150，从而能够干燥基板W的上表面。因此，能够进一步降低从基板W上排除液膜150时作用于基板W的上表面的表面张力。
第二实施方式
图8是第二实施方式的基板处理装置1P中具有的处理单元2P的示意图。图9是用于说明由基板处理装置1P进行的基板处理中的低表面张力液体处理(S4)的示意性剖视图。图8及图9中，对与上述构件相同的构件标记相同的附图标记，并省略其说明。
第二实施方式的处理单元2P与第一实施方式的处理单元2的主要不同点在于，第二实施方式的处理单元2P中设置有吸嘴90。
吸嘴90被包括在吸引基板W上的IPA(处理液)的吸引单元中。吸嘴90与引导IPA的吸引管91的一端连接。在吸引管91上安装有开闭该流路的吸引阀92。吸引管91的另一端与真空泵等吸引装置93连接。在设置在吸嘴90的下端的吸引口90a与基板W上的IPA接触的状态下，通过打开吸引阀92，开始由吸引装置93进行的IPA的吸引。
吸嘴移动单元95使吸嘴90沿水平方向及铅垂方向移动。吸嘴90可以在中心位置与原始位置(退避位置)之间移动。吸嘴90在位于中心位置时，与基板W的上表面的旋转中心相向。吸嘴90在位于原始位置时，不与基板W的上表面相向，而是在俯视下位于处理杯8的外侧。更具体而言，吸嘴90通过在铅垂方向移动，能够与基板W的上表面接近，或从基板W的上表面向上方退避。
吸嘴移动单元95具有与第一喷嘴移动单元31同样的结构。即，吸嘴移动单元95例如具有沿铅垂方向的转动轴、与转动轴及吸嘴90结合并且水平延伸的臂部、以及使转动轴升降或转动的转动轴驱动单元。
吸引阀92、吸引装置93及吸嘴移动单元95被控制器3控制(参照图3)。
通过利用基板处理装置1P，可以执行与由基板处理装置1进行的基板处理相同的基板处理。
在由基板处理装置1P进行的基板处理中，在开口扩大工序T4开始前，吸嘴移动单元95将吸嘴90配置在与基板W的周缘相向的位置。然后，如图9所示，在开口扩大工序T4中，打开吸引阀92，吸引装置93开始吸引。于是，吸嘴90开始吸引构成基板W上的液膜150的IPA。由此，辅助基板W上的开口151的扩大(液膜150的排除)。因此，能够缩短开口扩大工序T4的执行所需的时间。进而，能够缩短基板处理所需的时间。
第二实施方式中，在吸嘴90配置在与基板W的周缘相向的位置的状态下，开始开口扩大工序T4。然而，在开口扩大工序T4中，吸嘴90也可以随着开口151的扩大而向基板W的外侧移动。此时，吸嘴90一边维持开口151的周缘151a与基板W的周缘之间的位置一边移动。
本发明不限于以上说明的实施方式，可以通过其他形态来实施。
上述的实施方式中，在执行开口扩大工序T4时，向空间100供给温水。然而，也可以与上述的实施方式不同地，在执行开口扩大工序T4时，停止向空间100供给温水。
上述的实施方式中，在开口扩大工序T4中，从基板W上排除液膜150。然而，也可以在开口扩大工序T4结束时不完全排除液膜150。即，也可以在通过一边使基板W旋转一边使开口151扩展而使开口151的周缘151a到达基板W的上表面的外周区域之后，利用除了开口151的扩大以外的方法来从基板W的上表面排除液膜150。作为开口151的扩大以外的方法，例如可以举出从第二移动喷嘴18吹送气体等(周缘液膜排除工序)。在该情况下，在周缘液膜排除工序中也执行液膜加热工序。即，也能够在开口扩大工序T4结束后执行液密加热工序。
上述的实施方式中，液密加热工序至少持续至开口扩大工序T4结束。然而，只要能够在从在液膜150上形成开口151起至从基板W上排除液膜150为止的期间内维持气相层152即可，液密加热工序可以根据需要在开口扩大工序T4的中途结束。即，液密加热工序可以在开口扩大工序T4的至少一部分的期间中与开口扩大工序T4并行执行。
优选，液密加热工序至少持续至开口151的周缘151a到达基板W的上表面的外周区域。基板W的上表面的外周区域是基板W的上表面的中央区域与周缘区域之间的区域。通过在开口151的周缘151a到达基板W的上表面的外周区域时解除空间100的液密状态，能够与液膜150的排除(基板W的上表面的干燥)并行地执行基板W的下表面的干燥。因此，可以缩短基板处理所需的时间。
此外，上述的实施方式中，说明了在基板W上形成低表面张力液体的液膜150，并且一边在液膜150与基板W的上表面之间维持气相层152一边从基板W上排除液膜150的基板处理的例子。
与上述的实施方式不同地，本发明也适用于在基板W上形成低表面张力液体以外的处理液(例如，DIW等冲洗液)的液膜，并且一边在该液膜与基板W的上表面之间维持气相层一边从基板W上排除该处理液的液膜的基板处理。在处理液为DIW的情况下，省略了图4的低表面张力液体处理(S4)。取而代之，在冲洗处理(S3)中执行图5的置换工序T1、液膜形成工序T2、口形成工序T3及开口扩大工序T4。
此外，上述的实施方式中，下表面喷嘴19具有与基板W的下表面的旋转中心相向的喷出口19a。然而，与上述的实施方式不同地，下表面喷嘴19也可以具有在旋转半径方向排列的多个喷出口。
以上详细说明了本发明的实施方式，但这些仅为阐明本发明的技术内容的具体例，本发明不应被解释为限定于这些具体例，本发明的范围仅由权利要求所限定。

Claims (18)

1.一种基板处理方法，其特征在于，包括：
基板保持工序，利用基板保持用具来保持基板，所述基板保持用具设置在基座的上表面并将所述基板从所述基座的上表面向上方隔开间隔地保持为水平；
液膜形成工序，通过向所述基板的上表面供给处理液，在所述基板的上表面形成所述处理液的液膜；
液密加热工序，通过向在所述基板和所述基座之间设置的加热器单元与所述基板之间的空间供给热媒来用所述热媒充满所述空间，并且利用所述加热器单元加热所述热媒；
开口形成工序，在通过所述液密加热工序加热所述基板使得所述基板的温度成为所述处理液的沸点以上的状态下，在所述基板上的所述液膜的中央区域形成开口；
开口扩大工序，一边通过使所述基座旋转而使所述基板以沿着铅垂方向的旋转轴线为中心旋转，一边使所述开口扩展；以及
热媒更换工序，在执行所述开口扩大工序中，通过向所述基板的下表面的中央区域与所述加热器单元之间的位置供给所述热媒，来更换位于所述空间的所述热媒，
所述液密加热工序在所述开口扩大工序的至少一部分期间与所述开口扩大工序并行执行。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
所述液密加热工序包括：一边使所述基板旋转一边向所述空间供给所述热媒的旋转供给工序。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
所述液密加热工序至少持续到所述开口的周缘到达所述基板的上表面的外周区域。
4.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
所述基板处理方法还包括：在所述空间被所述热媒充满后、且在所述开口形成工序开始前使所述热媒的供给停止的热媒供给停止工序。
5.一种基板处理方法，其特征在于，包括：
基板保持工序，利用基板保持用具来保持基板，所述基板保持用具设置在基座的上表面并将所述基板从所述基座的上表面向上方隔开间隔地保持为水平；
液膜形成工序，通过向所述基板的上表面供给处理液，在所述基板的上表面形成所述处理液的液膜；
液密加热工序，通过向在所述基板和所述基座之间设置的加热器单元与所述基板之间的空间供给热媒来用所述热媒充满所述空间，并且利用所述加热器单元加热所述热媒；
开口形成工序，在通过所述液密加热工序加热所述基板使得所述基板的温度成为所述处理液的沸点以上的状态下，在所述基板上的所述液膜的中央区域形成开口；
开口扩大工序，一边通过使所述基座旋转而使所述基板以沿着铅垂方向的旋转轴线为中心旋转，一边使所述开口扩展；
热媒供给停止工序，在所述空间被所述热媒充满后、且在所述开口形成工序开始前，停止供给所述热媒；以及
热媒更换工序，在执行所述开口扩大工序中，通过向所述基板的下表面的中央区域与所述加热器单元之间的位置供给所述热媒来更换位于所述空间的所述热媒，
所述液密加热工序在所述开口扩大工序的至少一部分期间与所述开口扩大工序并行执行，
所述热媒更换工序中的所述热媒的供给流量小于在所述热媒供给停止工序前的所述热媒的供给流量。
6.根据权利要求5所述的基板处理方法，其特征在于，
所述开口形成工序包括将所述加热器单元配置在接近所述基板的第一位置的工序，
所述热媒更换工序包括将所述加热器单元配置在比所述第一位置更远离所述基板的第二位置的工序。
7.根据权利要求1或5所述的基板处理方法，其特征在于，
所述开口形成工序包括通过向所述液膜的中央区域供给气体来形成所述开口的工序。
8.根据权利要求1或5所述的基板处理方法，其特征在于，
所述开口扩大工序包括由吸嘴吸引构成所述液膜的所述处理液的处理液吸引工序。
9.根据权利要求1或5所述的基板处理方法，其特征在于，
所述基板处理方法包括：
冲洗液供给工序，向所述基板的上表面供给用于冲洗所述基板的上表面的冲洗液；以及
置换工序，通过向所述基板的上表面供给作为所述处理液的、表面张力低于所述冲洗液的表面张力的低表面张力液体，将所述冲洗液置换为所述低表面张力液体，
所述液膜形成工序包括在所述基板的上表面形成作为所述液膜的所述低表面张力液体的液膜的工序。
10.一种基板处理装置，其特征在于，具有：
基板保持用具，设置在基座的上表面，并且将基板从所述基座的上表面向上方隔开间隔地为水平；
处理液供给单元，向所述基板的上表面供给处理液；
加热器单元，设置在所述基板与所述基座之间；
热媒供给单元，向所述基板与所述加热器单元之间的空间供给热媒；
开口形成单元，在形成于所述基板的上表面的所述处理液的液膜的中央区域形成开口；
基板旋转单元，通过使所述基座旋转来使所述基板以沿着铅垂方向的旋转轴线为中心旋转；以及
控制器，控制所述处理液供给单元、所述加热器单元、所述热媒供给单元、所述开口形成单元以及所述基板旋转单元，
所述控制器执行：
液膜形成工序，通过从所述处理液供给单元向被所述基板保持用具保持的所述基板的上表面供给处理液，从而在所述基板的上表面形成所述处理液的所述液膜；
液密加热工序，通过从所述热媒供给单元向所述空间供给热媒来用所述热媒充满所述空间，并且利用所述加热器单元加热所述热媒；
开口形成工序，在通过所述液密加热工序加热所述基板使得所述基板的温度成为所述处理液的沸点以上的状态下，由所述开口形成单元在所述液膜形成所述开口；
开口扩大工序，一边由所述基板旋转单元使所述基板旋转一边使所述开口扩展；以及
热媒更换工序，在执行所述开口扩大工序中，通过从所述热媒供给单元向所述基板的下表面的中央区域与所述加热器单元之间的位置供给所述热媒，来更换位于所述空间的所述热媒，
所述液密加热工序在所述开口扩大工序的至少一部分期间与所述开口扩大工序并行执行。
11.根据权利要求10所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制器在所述液密加热工序中执行：一边利用所述基板旋转单元使所述基板旋转一边从所述热媒供给单元向所述空间供给所述热媒的旋转供给工序。
12.根据权利要求10或11所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制器使所述液密加热工序至少持续到所述开口的周缘到达所述基板的上表面的外周区域。
13.根据权利要求10或11所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制器执行：在所述空间被所述热媒充满后、且在所述开口形成工序开始前停止从所述热媒供给单元供给所述热媒的热媒供给停止工序。
14.一种基板处理装置，其特征在于，具有：
基板保持用具，设置在基座的上表面，并且将基板从所述基座的上表面向上方隔开间隔地为水平；
处理液供给单元，向所述基板的上表面供给处理液；
加热器单元，设置在所述基板与所述基座之间；
热媒供给单元，向所述基板与所述加热器单元之间的空间供给热媒；
开口形成单元，在形成于所述基板的上表面的所述处理液的液膜的中央区域形成开口；
基板旋转单元，通过使所述基座旋转来使所述基板以沿着铅垂方向的旋转轴线为中心旋转；以及
控制器，控制所述处理液供给单元、所述加热器单元、所述热媒供给单元、所述开口形成单元以及所述基板旋转单元，
所述控制器执行：
液膜形成工序，通过从所述处理液供给单元向被所述基板保持用具保持的所述基板的上表面供给处理液，从而在所述基板的上表面形成所述处理液的所述液膜；
液密加热工序，通过从所述热媒供给单元向所述空间供给热媒来用所述热媒充满所述空间，并且利用所述加热器单元加热所述热媒；
开口形成工序，在通过所述液密加热工序加热所述基板使得所述基板的温度成为所述处理液的沸点以上的状态下，由所述开口形成单元在所述液膜形成所述开口；
开口扩大工序，一边由所述基板旋转单元使所述基板旋转一边使所述开口扩展；热媒供给停止工序，在所述空间被所述热媒充满后、且在所述开口形成工序开始前，停止从所述热媒供给单元供给所述热媒；以及
热媒更换工序，在执行所述开口扩大工序中，通过从所述热媒供给单元向被所述热媒充满的所述空间中的所述基板的中央区域与所述加热器单元之间的位置供给所述热媒，来更换位于所述空间的所述热媒，
所述液密加热工序在所述开口扩大工序的至少一部分期间与所述开口扩大工序并行执行，
所述热媒更换工序中的所述热媒的供给流量小于在所述热媒供给停止工序前的所述热媒的供给流量。
15.根据权利要求14所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具有使所述加热器单元升降的加热器升降单元，
所述控制器在所述开口形成工序中利用所述加热器升降单元将所述加热器单元配置在与所述基板接近的第一位置，并且在所述热媒更换工序中利用所述加热器升降单元将所述加热器单元配置在比所述第一位置更远离所述基板的第二位置。
16.根据权利要求10或14所述的基板处理装置，其特征在于，
所述开口形成单元具有向所述基板的上表面的中央区域供给气体的气体供给单元，
所述控制器在所述开口形成工序中执行：通过从所述气体供给单元向所述液膜的中央区域供给气体来形成所述开口的工序。
17.根据权利要求10或14所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具有用于吸引所述基板上的所述处理液的吸嘴，
所述控制器在所述开口扩大工序中执行：由所述吸嘴吸引构成所述液膜的所述处理液的处理液吸引工序。
18.根据权利要求10或14所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具有向所述基板的上表面供给用于冲洗所述基板的上表面的冲洗液的冲洗液供给单元，
所述处理液供给单元具有向所述基板的上表面供给表面张力低于所述冲洗液的表面张力的低表面张力液体的低表面张力液体供给单元，
所述控制器执行：
冲洗液供给工序，向所述基板的上表面供给所述冲洗液；以及
置换工序，通过向所述基板的上表面供给所述低表面张力液体，来将所述冲洗液置换为所述低表面张力液体；
在所述液膜形成工序中，在所述基板的上表面形成所述低表面张力液体的液膜。
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