JP2015092539A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板表面の洗浄液を揮発性溶媒に確実に置換して基板乾燥時のパターン倒壊を有効に防止する。【解決手段】基板処理装置１００において、洗浄室１０で有機溶媒供給部１５により洗浄液を低濃度の揮発性溶媒に置換する。次いで溶媒置換室３０に搬送後、溶媒供給部３４により低濃度の揮発性溶媒を高濃度の揮発性溶媒に置換した後に、基板Ｗを加熱して高濃度の揮発性溶媒を除去して基板を乾燥する。【選択図】図１

Description

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。

基板処理装置は、半導体等の製造工程において、ウェーハや液晶基板等の基板の表面に処理液を供給してその基板表面を処理し、その後、基板表面に超純水等の洗浄液を供給してその基板表面を洗浄し、更にこれを乾燥する装置である。この乾燥工程において、近年の半導体の高集積化や高容量化に伴う微細化によって、例えば基板上のメモリセルやゲート周りのパターンが倒壊する問題が発生している。これは、パターン同士の間隔や構造、洗浄液の表面張力等に起因している。基板乾燥時にパターン間に残存する洗浄液の表面張力によるパターン同士の引付けにより、パターン同士が弾性変形的に倒れ、パターン倒壊を生ずるものである。

そこで、上述のパターン倒壊を抑制することを目的として、表面張力が超純水よりも小さいＩＰＡ（２−プロパノール：イソプロピルアルコール）を用いた基板乾燥方法が提案されており（例えば、特許文献１参照）、基板表面上の超純水をＩＰＡに置換して基板乾燥を行なう方法が量産工場等で用いられている。

特許文献１に記載の基板処理装置では、基板の表面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、洗浄液が供給された基板の表面に揮発性溶媒を供給し、基板の表面の洗浄液を揮発性溶媒に置換する溶媒供給部とを設けている。

特開2008-34779号公報

しかしながら、特許文献1に記載の基板処理装置の溶媒供給部では、単一濃度の揮発性溶媒を基板の表面に唯１回供給するのみであり、洗浄液を揮発性溶媒に置換する効率が悪い。

基板の表面に供給された洗浄液が表面張力の低いＩＰＡ等の揮発性溶媒に十分に置換されないと、基板乾燥時のパターン倒壊を有効に防止することができない。このパターン倒壊は、半導体の微細化が進むとともに顕著になる。

本発明の課題は、基板表面の洗浄液を揮発性溶媒に確実に置換して基板乾燥時のパターン倒壊を有効に防止することにある。

本発明に係る基板処理装置は、基板の表面に洗浄液を供給し、この洗浄液を揮発性溶媒に置換し、基板の表面の加熱により揮発性溶媒を除去して基板の表面を乾燥する基板処理装置において、
前記洗浄液を低濃度の揮発性溶媒に置換し、その後更に、高濃度の揮発性溶媒に置換する溶媒置換手段を有してなるようにしたものである。

本発明に係る基板処理方法は、基板の表面に洗浄液を供給し、この洗浄液を揮発性溶媒に置換し、基板の表面の加熱により揮発性溶媒を除去して基板の表面を乾燥する基板処理方法において、
前記洗浄液を低濃度の揮発性溶媒に置換し、その後更に、高濃度の揮発性溶媒に置換する溶媒置換工程を有してなるようにしたものである。

本発明の基板処理装置及び基板処理方法によれば、基板表面の洗浄液を揮発性溶媒に確実に置換して基板乾燥時のパターン倒壊を有効に防止することができる。

図１は実施例１の基板処理装置を示す模式図である。 図２は洗浄室を示す模式図である。 図３は溶媒置換室を示す模式図である。 図４は実施例２の基板処理装置を示す模式図である。 図５は溶媒置換室と搬送ユニットと乾燥室を示す模式図である。 図６は基板表面における揮発性溶媒の乾燥状況を示す模式図である。 図７は実施例３の基板処理室を示す模式図である。

（実施例１）（図１〜図３）
実施例１の基板処理装置１００は、図１に示す如く、洗浄室１０と、搬送ユニット２０と、溶媒置換室３０と、搬送ユニット４０と、冷却ユニット５０を有し、洗浄室１０と溶媒置換室３０とを別室化している。

従って、基板処置装置１００は、洗浄室１０においてウェーハや液晶基板等の基板Ｗの表面に洗浄液を供給し、搬送ユニット２０によりこの基板Ｗを洗浄室１０から溶媒置換室３０に搬送し、溶媒置換室３０においてこの基板Ｗの表面の洗浄液を揮発性溶媒に置換するとともに、基板Ｗの表面の加熱により揮発性溶媒を除去して基板Ｗの表面を乾燥する。更に、この基板Ｗを搬送ユニット４０により溶媒置換室３０から冷却ユニット５０に搬送し、基板Ｗを自然冷却又は強制冷却する。

洗浄室１０は、図２に示す如く、外界に対して閉じられる不図示の処理ボックス内に、基板Ｗを水平状態で支持するテーブル１１と、テーブル１１を水平面内で回転させる回転機構１２とを有する。テーブル１１は、基板Ｗを脱着可能に保持するピン等の支持部材１１Ａを備える。回転機構１２は、モータ等の駆動によりテーブル１１を回転させる。

洗浄室１０は、薬液供給部１３、洗浄液供給部１４、有機溶媒供給部１５を備え、回転する基板Ｗの表面に薬液と洗浄液（例えば純水やオゾン水）と有機溶媒を順に供給する。

薬液供給部１３は、テーブル１１上の基板Ｗの表面に薬液、例えば、有機物除去処理用のＡＰＭ（アンモニア水及び過酸化水素水の混合液）を供給するノズル１３Ａを備える。

洗浄液供給部１４は、テーブル１１上の基板Ｗの表面に洗浄液、例えば、洗浄処理用の純水（超純水）を供給するノズル１４Ａを備える。洗浄液は、基板Ｗの表面に薬液供給部１３が供給した薬液を洗い流して洗浄する。

有機溶媒供給部１５は、テーブル１１上の基板Ｗの表面に有機溶媒を供給するノズル１５Ａを備える。有機溶媒としては、前述の洗浄液供給部１４が供給した洗浄液としての水に溶解又は混合可能な、ＩＰＡ、メタノール等のアルコール類（低沸点溶媒）、又はエーテル類、炭酸エチレン、ジメチルスルオキシド等の高沸点溶媒を採用できる。有機溶媒は、洗浄液供給部１４が基板Ｗの表面に供給した水等の洗浄液を有機溶媒に置換する。

尚、有機溶媒供給部１５が供給する有機溶媒として、ＩＰＡ等の揮発性有機溶媒を用いるときには、基板Ｗを搬送ユニット２０により洗浄室１０から溶媒置換室３０へ搬送する過程で、基板Ｗの表面の乾燥を防止するため、この有機溶媒を低濃度の例えば濃度50％以下の水溶液の状態で用いる。ここで、溶媒の濃度とは、純水に溶媒を混合した水溶液中における溶媒成分の体積百分率をいう（以下同じ。）。有機溶媒供給部１５が供給する有機溶媒として、高沸点溶媒を用いるときには、揮発しにくいから、水溶液濃度の制限はない。

即ち、有機溶媒供給部１５は、基板Ｗの表面の洗浄液を低濃度の揮発性溶媒（有機溶媒）に置換する低濃度溶媒置換手段を構成する。

搬送ユニット２０は、ロボット２１により、洗浄室１０において洗浄液と有機溶媒が表面に供給された基板Ｗを、それらの表面が洗浄液と有機溶媒との混合液により濡れた状態で溶媒置換室３０へ搬送する。

溶媒置換室３０は、図３に示す如く、外界に対して閉じられる処理ボックス３１内に、基板Ｗを水平状態で支持するテーブル３２と、テーブル３２を水平面内で回転させる回転機構３３とを有する。テーブル３２は、基板Ｗを脱着可能に保持するピン等の支持部材３２Ａを備える。処理ボックス３１は、洗浄室１０から搬送されてくる基板Ｗの搬入口となる基板搬入口３１Ａに開閉シャッタを備え、処理ボックス３１内で処理が行なわれた基板Ｗを冷却ユニット５０へ搬出するための基板搬出口３１Ｂに開閉シャッタを備える。回転機構３３は、モータ等の駆動によりテーブル３２を回転させる。

溶媒置換室３０は、溶媒供給部３４を有し、洗浄室１０において洗浄液と有機溶媒が供給された基板Ｗの表面に揮発性溶媒を供給するノズル３４Ａを備え、基板Ｗの表面の洗浄液及び有機溶媒を揮発性溶媒に置換する。揮発性溶媒としては、前述の洗浄液供給部１４が供給した洗浄液としての水と溶解又は混合可能、もしくは、洗浄室１０の有機溶媒供給部１５が供給した有機溶媒と溶解又は混合可能な、濃度100％等の高濃度のＩＰＡ、メタノール等のアルコール類、エーテル類、ケトン類等を採用できる。揮発性溶媒は、洗浄室１０の洗浄液供給部１４と有機溶媒供給部１５が基板Ｗの表面に供給した洗浄液と有機溶媒を揮発性溶媒に置換する。

即ち、溶媒供給部３４は、基板Ｗの表面の洗浄液及び低濃度の有機溶媒を高濃度の揮発性溶媒に置換する高濃度溶媒置換手段を構成する。

溶媒置換室３０は、処理ボックス３１の内部で、テーブル３２の周囲を囲む排液回収カップ３５を有する。排液回収カップ３５は、テーブル３２の周囲で同芯状をなす環状壁３５Ａ〜３５Ｃを備え、環状壁３５Ａと環状壁３５Ｂの環状間隙を第１回収部３５Ｆとし、環状壁３５Ｂと環状壁３５Ｃの環状間隙を第２回収部３５Ｓとする。

溶媒供給部３４が揮発性溶媒を供給開始した溶媒置換工程の初期段階で、排液回収カップ３５の環状壁３５Ｂが昇降部３５Ｌにより下降端に位置付けられると、第１回収部３５Ｆはテーブル３２上の基板Ｗの周囲にて大きく開口し、回転する基板Ｗの表面から振り切り除去される洗浄液、有機溶媒、揮発性溶媒を回収する。

溶媒供給部３４が揮発性溶媒を供給する溶媒置換工程の初期段階経過後、排液回収カップ３５の環状壁３５Ｂが昇降部３５Ｌにより上昇端に位置付けられると、第２回収部３５Ｓはテーブル３２上の基板Ｗの周囲にて大きく開口し、回転する基板Ｗの表面から振り切り除去される高濃度の揮発性溶媒を回収する。このとき、第１回収部３５Ｆの開口は小開口、又は閉鎖され、回収済の洗浄液、有機溶媒を基板Ｗの側へ戻すことなく、基板Ｗの表面の洗浄液、有機溶媒が揮発性溶媒に置換されることを促進する。

溶媒置換室３０は、揮発性溶媒に置換された基板Ｗの表面を加熱して乾燥する乾燥手段３６を有する。乾燥手段３６はテーブル３２の上方に、赤外線を透過する石英窓等を介して加熱手段としてのハロゲンランプ等のランプ３６Ａを配置し（加熱手段はホットプレート等でも良い）、基板Ｗの表面温度が揮発性溶媒の温度より高温となるように加熱する。ランプ３６Ａによる加熱作用で、図６（Ａ）に示す如く、基板Ｗの表面上のパターンＰに接触している揮発性溶媒の液体Ａ１が他の部分の揮発性溶媒の液体Ａ１よりも早く気化を始める。つまり、基板Ｗの表面に供給された揮発性溶媒の液体Ａ１のうち、基板Ｗの表面に接触している部分のみが気相になるように急速加熱される。これにより、基板Ｗの表面上のパターンＰの周囲には、揮発性溶媒の液体Ａ１の気化（沸騰）によりガスの層（気泡の集合）、即ち、揮発性溶媒の気層Ａ２が薄膜のように形成される。このため、隣り合うパターンＰの間の揮発性溶媒の液体Ａ１は、その気層Ａ２によって基板Ｗの表面に押し出されながら自らの表面張力で多数の液玉になる。尚、図６（Ｂ)は、液体が乾燥していく過程で基板表面の各部の乾燥速度に不均一を生じ、一部のパターンＰ間に液体Ａ１が残ったとき、その部分の液体Ａ１の表面張力によってパターンが倒壊する現象を示す。

乾燥手段３６は、処理ボックス３１の内部でテーブル３２の上方に、基板Ｗの表面に生成された上述の揮発性溶媒の液玉を不活性ガス、例えば窒素ガスからなる噴射ホットガスにより吹飛ばして除去する吹飛ばしガス供給ノズル３６Ｂを備える。処理ボックス３１の床面には、バキュームポンプ、排気ファン等が接続された排気管３７が開口し、上述の如くに基板Ｗの表面から除去された揮発性溶媒の液玉を吸引して外界へ排出する。尚、乾燥手段３６は、吹飛ばしガス供給ノズル３６Ｂに加えて、揮発性溶媒の液玉を吸引除去する吸引スリット（不図示）を備えても良い。

溶媒置換室３０は、低湿度のガス雰囲気形成手段３８を有する。ガス雰囲気形成手段３８は、処理ボックス３１の内部に低湿度ガスを供給するノズル３８Ａを備える。低湿度ガスとしては、乾燥空気等を採用し、処理ボックス３１内における基板Ｗの表面の乾燥を促進する。また、低湿度ガスとして、窒素等の不活性ガスを採用し、基板Ｗの表面のウォーターマーク（水シミ）の生成防止、高濃度の揮発性溶媒に対する防爆を図ることもできる。尚、この低湿度ガスによりパージされる処理ボックス３１内の水蒸気等のガスは、前述の排気管３７から外界に排出される。

搬送ユニット４０は、ロボット４１により、溶媒置換室３０において乾燥された基板Ｗを冷却ユニット５０へ搬送する。

冷却ユニット５０は、自然冷却又は強制冷却により、溶媒置換室３０からテーブル５１上に搬入された高温の基板Ｗを所定温度以下、例えば室温程度にまで冷却する。冷却後の基板Ｗは、基板収納カセット等に収納されて基板処理装置１００から搬出されるものになる。

以下、基板処理装置１００による基板Ｗの洗浄及び乾燥処理手順について説明する。ここで、基板処理装置１００は制御部１００Ａを有する。制御部１００Ａは、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、基板処理に関する基板処理情報や各種プログラム等を記憶する記憶部とを備えている。この制御部１００Ａは、基板処理情報や各種プログラムに基づいて、洗浄室１０、搬送ユニット２０、溶媒置換室３０、搬送ユニット４０、冷却ユニット５０の各部を下記(1)〜(7)の如くに制御する。

(1)基板Ｗが洗浄室１０におけるテーブル１１上にセットされた状態で、テーブル１１が所定の回転数で回転し、次いで、薬液供給部１３のノズル１３Ａから吐出される薬液、即ちＡＰＭが基板Ｗの表面の中央に所定時間供給される。薬液は、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面の全域に広がっていく。

(2)薬液供給部１３による薬液の供給が停止されてから、洗浄液供給部１４のノズル１４Ａから吐出される洗浄液、即ち、純水が基板Ｗの表面の中央に所定時間供給される。洗浄液は、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面の全域に広がり、既に供給されていた薬液を洗浄する。

(3)洗浄液供給部１４による洗浄液の供給が停止されてから、有機溶媒供給部１５のノズル１５Ａから吐出される有機溶媒、即ち低濃度のＩＰＡが基板Ｗの表面の中央に所定時間供給される。低濃度のＩＰＡは、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面の全域に広がり、既に供給されていた洗浄液は、低濃度のＩＰＡに置換される。

(4)洗浄室１０においてテーブル１１が回転停止され、有機溶媒供給部１５による有機溶媒、即ち低濃度のＩＰＡの供給が停止され、テーブル１１上の基板Ｗは洗浄済となる。これによって洗浄済となった基板Ｗの表面は、低濃度ＩＰＡ、もしくは低濃度ＩＰＡと混合された洗浄液の液が液膜として形成された状態となる。次いで、搬送ユニット２０のロボット２１が、テーブル１１上で洗浄済となり上記状態の基板Ｗを取出し、この基板Ｗを溶媒置換室３０の処理ボックス３１内に搬入してテーブル３２上にセットする。その後、ガス雰囲気形成手段３８のノズル３８Ａが低湿度ガス、例えば、乾燥空気又は窒素等の不活性ガスを処理ボックス３１内に供給する。

(5)基板Ｗが溶媒置換室３０におけるテーブル３２上にセットされた状態で、テーブル３２が所定の回転数で回転され、次いで、溶媒供給部３４のノズル３４Ａから吐出される揮発性溶媒、即ち高濃度のＩＰＡが基板Ｗの表面の中央に所定時間供給される。揮発性溶媒は、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面の全域に広がり、基板Ｗの表面は、滞留していた洗浄液及び有機溶媒から揮発性溶媒に置換される。即ち、基板Ｗの表面は、低濃度ＩＰＡ、もしくは低濃度ＩＰＡと混合された洗浄液が、高濃度ＩＰＡに置換されることになる。

尚、このときのテーブル３２、即ち基板Ｗの回転数は、基板Ｗの表面が露出しない程度に、揮発性溶媒の膜が基板Ｗの表面上で薄膜となるように設定されている。また、溶媒供給部３４のノズル３４Ａから吐出されるＩＰＡの温度はその沸点未満とされ、ＩＰＡを確実に液体の状態として基板Ｗの表面に供給することにより、基板Ｗの表面の全域において超純水及び有機溶媒が確実にＩＰＡに均等に置換されるようにする。

(6)溶媒供給部３４によるＩＰＡの供給が停止された後、乾燥手段３６のランプ３６Ａが点灯し、回転するテーブル３２上の基板Ｗを所定時間加熱する。これにより、基板Ｗの表面上のパターンＰに接触している揮発性溶媒の液体Ａ１を瞬時に気化し、基板Ｗの表面上における他の部分の揮発性溶媒Ａ１を直ちに液玉化させることが可能になる。

ここで、乾燥手段３６のランプ３６Ａによる加熱作用では、基板ＷのパターンＰに接触している揮発性溶媒たるＩＰＡを瞬時に気化させるため、数秒で数百度の高温まで基板Ｗを加熱することが重要である。また、ＩＰＡは加熱せず、基板Ｗだけを加熱することも必要である。このためには、波長500〜3000nmにピーク強度を有するランプ３６Ａを用いることが望ましい。また、確実な乾燥のためには、基板Ｗの最終温度（加熱による到達する最終温度）は、処理液や溶媒の大気圧における沸点よりも20℃以上高めの加熱温度であることが望ましく、加えて、最終温度に達する時間が10秒以内、例えば、数10msec〜数秒の範囲内であることが望ましい。

また、乾燥手段３６のランプ３６Ａによる加熱作用で基板Ｗの表面に生成されたＩＰＡの液玉は、基板Ｗの回転による遠心力で外周に飛ばされるとともに、吹飛ばしガス供給ノズル３６Ｂの噴射ホットガスにより外周に飛ばされて除去される。除去されたＩＰＡの液玉は、処理ボックス３１の床面に開口している排気管３７に吸引されて排出される。これにより、基板Ｗの表面の乾燥が終了する。

(7)溶媒置換室３０においてテーブル３２が回転停止され、ランプ３６Ａが消灯されると、搬送ユニット４０のロボット４１が、テーブル３２上で乾燥済となった基板Ｗを取出し、この高温の基板Ｗを冷却ユニット５０内にセットする。基板Ｗは、冷却ユニット５０内で自然冷却又は強制冷却される。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(A)低濃度溶媒置換手段としての有機溶媒供給部１５と、高濃度溶媒置換手段としての溶媒供給部３４を設け、基板Ｗの表面に供給した洗浄液を低濃度の揮発性溶媒に置換し、その後更に、高濃度の揮発性溶媒に置換するものとしたから、洗浄液を短時間で効率的に置換できる。

上述(A)の理由は以下の通りである。
即ち、揮発性溶媒、例えばＩＰＡは純水よりも表面張力が小さいので、アスペクト比の高いパターン間でも入り易い。

ところが、ＩＰＡは純水に容易に混ざり合うものではない。このため、純水による洗浄が終了した基板に対して濃度100％のＩＰＡを基板にかけた場合、ＩＰＡと純水との界面付近では両者混ざり合うものの、パターン間に純水が存在している状態では、ＩＰＡがパターン間まで到達することが非常に難しい。このため、前述したパターン倒壊やウォーターマークの原因となる。

これに対し、純水による洗浄が終了した基板に対して、まずＩＰＡ濃度２０％の(純水＋ＩＰＡ）混合液を所定時間供給し、次にＩＰＡ濃度50％の(純水＋ＩＰＡ）混合液を所定時間供給し、更にその後、ＩＰＡ濃度70％の液を所定時間供給し、最後にＩＰＡ濃度100％の液を所定時間供給する場合を考える。

ＩＰＡ濃度20％の(純水＋ＩＰＡ）混合液は、基板表面に存在する純水と組成が近いため、容易に混ざり合う。ＩＰＡ濃度50％の(純水＋ＩＰＡ）混合液を供給するときには、基板上の液はすでに純水からＩＰＡ濃度20％の(純水＋ＩＰＡ）混合液に置換されている。そしてＩＰＡ濃度50％の(純水＋ＩＰＡ）混合液はＩＰＡ濃度20％の(純水＋ＩＰＡ）混合液と組成が近いため、両者は容易に混ざり合う。ＩＰＡ濃度70％の液を供給するときには、基板上の液はＩＰＡ濃度50％の(純水＋ＩＰＡ）混合液となっている。ＩＰＡ濃度70％の液はＩＰＡ濃度50％の(純水＋ＩＰＡ）混合液と組成が近いため、両者は容易に混ざり合う。ＩＰＡ濃度100％の液を供給するときには、基板上の液はＩＰＡ濃度70％の(純水＋ＩＰＡ）混合液となっている。ＩＰＡ濃度100％の液はＩＰＡ濃度70％の(純水＋ＩＰＡ）混合液と組成が近いため、両者は容易に混ざり合う。

以上の理由から、純水に対して、最初からＩＰＡ濃度100％の液をかけるよりは、低濃度から順次高濃度へと変化させることで、パターン間にＩＰＡが行き届き、洗浄液の確実な置換が行なえる。

(B)低濃度溶媒置換手段（有機溶媒供給部１５）と高濃度溶媒置換手段（溶媒供給部３４）のそれぞれを、別の処理室である洗浄室１０と溶媒置換室３０のそれぞれに設けた。そして、洗浄室１０から基板Ｗが取り出され、その基板Ｗが溶媒置換室３０に搬送される時、その基板Ｗの表面には、乾燥処理に用いる揮発性溶媒の最終濃度（本実施例では100％）よりは低濃度（本実施例では濃度50％以下）のＩＰＡ、もしくは低濃度ＩＰＡと混合された洗浄液の液が液膜として形成された状態となっている。従って、基板Ｗを洗浄室１０から溶媒置換室３０に搬送する過程で、基板Ｗの表面の乾燥を防止でき、基板Ｗの表面の乾燥によるウォーターマークの形成を抑止できる。

尚、本実施例によれば以下の作用も奏する。
(a)基板Ｗの表面に洗浄液と有機溶媒を供給する洗浄室１０と、洗浄液と有機溶媒が供給された基板Ｗの表面に揮発性溶媒を供給し、基板Ｗの表面の洗浄液及び有機溶媒を揮発性溶媒に置換する溶媒置換室３０とを別室化した。従って、溶媒置換室３０には、洗浄液の供給系が一切設けられず、溶媒置換室内に洗浄液としての、例えば超純水が付着したり、その水蒸気の浮遊を生ずるおそれがない。従って、溶媒置換室３０で基板Ｗの表面に揮発性溶媒を供給し、基板の表面に洗浄室１０で供給済の洗浄液や有機溶媒を揮発性溶媒に置換するとき、揮発性溶媒がそれらの余分な水や水蒸気等を吸着することがないし、基板Ｗの表面に新たに付着することがなく、その置換を促進することができる。これにより、基板Ｗのパターン間隙に存在する洗浄液及び有機溶媒を表面張力の低い揮発性溶媒に速やかに置換し、基板Ｗの乾燥時のパターン倒壊を有効に防止できる。

(b)基板Ｗの表面の洗浄液及び有機溶媒を揮発性溶媒に上述の如くに速やかに置換できるから、揮発性溶媒の消費量を低減でき、基板Ｗの生産性を向上できる。

(c)溶媒置換室３０に設けた乾燥手段３６による基板Ｗの加熱により、基板Ｗの表面上のパターンの周囲で置換済の揮発性溶媒たるＩＰＡが速やかに気化し、パターンＰの周囲にはＩＰＡが気化した気層が薄膜のように形成される。これにより、基板Ｗの隣り合うパターンの間のＩＰＡの液体がその気層によって押し出されながら自らの表面張力で多数の液玉になる。このようにして基板Ｗの表面に生成されたＩＰＡの液玉は、基板Ｗの回転による遠心力で外周に飛ばされ（乾燥手段３６を構成する、吹飛ばしガス供給ノズル３６Ｂ、又は吸引スリットを併せ用いることもある）、直ちに除去される。従って、基板Ｗの全表面でＩＰＡの液体を瞬時に乾燥させることができ、パターンの間にＩＰＡの残留を生ずることがなく、そのような残留ＩＰＡの表面張力によるパターンの倒壊を抑止できる。

(d)溶媒置換室３０が低湿度のガス雰囲気形成手段３８を有することにより、上述(c)において、基板Ｗの表面の周辺空間を低湿度として基板Ｗの表面の乾燥を促進し、乾燥手段３６による乾燥時間を短縮できる。

(e)低湿度のガス雰囲気形成手段３８が窒素等の不活性ガスを供給することにより、基板Ｗの表面の周辺空間を不活性ガス雰囲気で覆い、基板Ｗの表面上の酸素濃度を低減し、ウォーターマークの発生を防ぐことができる。また、揮発性溶媒が供給された基板Ｗの表面の周辺空間を不活性ガス雰囲気で覆うことにより、揮発性溶媒に対する防爆面での安全性を確保できる。

（実施例２）（図４、図５）
実施例２の基板処理装置２００が実施例１の基板処理装置１００と異なる点は、乾燥手段３６付きの溶媒置換室３０を、図４、図５に示す如くの溶媒置換室２１０、搬送ユニット２２０及び乾燥室２３０が順に連続配置されたものに変え、洗浄室１０と溶媒置換室２１０とを別室化したことに加え、溶媒置換室２１０と乾燥室２３０とを別室化したことにある。

従って、基板処理装置２００は、洗浄室１０においてウェーハや液晶基板等の基板Ｗの表面に洗浄液及び有機溶媒を供給し、搬送ユニット２０によりこの基板Ｗを洗浄室１０から溶媒置換室２１０に搬送し、この溶媒置換室２１０において基板Ｗの表面の洗浄液及び有機溶媒を揮発性溶媒に置換し、搬送ユニット２２０によりこの基板Ｗを乾燥室２３０に搬送し、この乾燥室２３０において基板Ｗの表面の加熱により揮発性溶媒を除去して基板Ｗの表面を乾燥する。更に、この基板Ｗを搬送ユニット４０により乾燥室２３０から冷却ユニット５０に搬送し、基板Ｗを自然冷却又は強制冷却する。

基板処理装置２００において、洗浄室１０、搬送ユニット２０、４０、冷却ユニット５０は、基板処理装置１００におけると同様である。

溶媒置換室２１０は、図５に示す如く、外界に対して閉じられる処理ボックス２１１内に、基板Ｗを水平状態で支持するテーブル２１２と、テーブル２１２を水平面内で回転させる回転機構２１３とを有する。テーブル２１２は、基板Ｗを脱着可能に保持するピン等の支持部材２１２Ａを備える。処理ボックス２１１は、洗浄室１０から搬送されてくる基板Ｗの搬入口となる基板搬入口２１１Ａに開閉シャッタを備え、処理ボックス２１１内で処理が行なわれた基板Ｗを搬送ユニット２２０へ受け渡すための基板搬出口２１１Ｂに開閉シャッタを備える。回転機構２１３は、モータ等の駆動によりテーブル２１２を回転させる。

溶媒置換室２１０は、溶媒供給部２１４を有し、洗浄室１０において洗浄液と有機溶媒が供給された基板Ｗの表面に、揮発性溶媒を供給するノズル２１４Ａを備え、基板Ｗの表面の洗浄液及び有機溶媒を揮発性溶媒に置換する。揮発性溶媒としては、洗浄室１０の洗浄液供給部１４が供給した洗浄液としての水と溶解又は混合可能、もしくは洗浄室１０の有機溶媒供給部１５が供給した有機溶媒と溶解又は混合可能な、濃度100％等の高濃度のＩＰＡ、メタノール等のアルコール類、エーテル類、ケトン類等を採用できる。揮発性溶媒は、洗浄室１０の洗浄液供給部１４と有機溶媒供給部１５が基板Ｗの表面に供給した洗浄液と有機溶媒を揮発性溶媒に置換する。

即ち、溶媒供給部２１４は、基板Ｗの表面の洗浄液及び有機溶媒を高濃度の揮発性溶媒に置換する高濃度溶媒置換手段を構成する。

溶媒置換室２１０は、処理ボックス２１１の内部で、テーブル２１２の周囲を囲む排液回収カップ２１５を有する。排液回収カップ２１５は、テーブル２１２の周囲で同芯状をなす環状壁２１５Ａ〜２１５Ｃを備え、環状壁２１５Ａと環状壁２１５Ｂの環状間隙を第１回収部２１５Ｆとし、環状壁２１５Ｂと環状壁２１５Ｃの環状間隙を第２回収部２１５Ｓとする。

溶媒供給部２１４が揮発性溶媒を供給開始した溶媒置換工程の初期段階で、排液回収カップ２１５の環状壁２１５Ｂが昇降部２１５Ｌにより下降端に位置付けられると、第１回収部２１５Ｆはテーブル２１２上の基板Ｗの周囲にて大きく開口し、回転する基板Ｗの表面から振り切り除去される洗浄液、有機溶媒、揮発性溶媒を回収する。

溶媒供給部２１４が揮発性溶媒を供給する溶媒置換工程の初期段階経過後、排液回収カップ２１５の環状壁２１５Ｂが昇降部２１５Ｌにより上昇端に位置付けられると、第２回収部２１５Ｓはテーブル２１２上の基板Ｗの周囲にて大きく開口し、回転する基板Ｗの表面から振り切り除去される高濃度の揮発性溶媒を回収する。このとき、第１回収部２１５Ｆの開口は小開口、又は閉鎖され、回収済の洗浄液、有機溶媒を基板Ｗの側へ戻すことなく、基板Ｗの表面の洗浄液、有機溶媒が揮発性溶媒に置換されることを促進する。

溶媒置換室２１０は、低湿度のガス雰囲気形成手段２１６を有している。ガス雰囲気形成手段２１６は、処理ボックス２１１の内部に低湿度ガスを供給するノズル２１６Ａを備える。低湿度ガスとしては、乾燥空気等を採用し、処理ボックス２１１内において基板Ｗの表面の洗浄液、有機溶媒が揮発性溶媒に置換することの促進を図る。また、低湿度ガスとして、窒素等の不活性ガスを採用し、基板Ｗの表面のウォーターマークの生成防止、高濃度の揮発性溶媒に対する防爆を図ることもできる。尚、この低湿度ガスによりパージされる処理ボックス２１１内の水蒸気等のガスは、処理ボックス２１１の床面に開口している排気管２１７に吸引されて外界へ排出される。排気管２１７はバキュームポンプ、排気ファン等に接続されている。

搬送ユニット２２０は、外界に対して閉じられる搬送室２２１の内部にロボット２２２を配置している。搬送室２２１は、基板Ｗを乾燥室２３０へ受け渡すための基板搬出口２２１Ａに開閉シャッタを備える。

搬送室２２１は、低湿度のガス雰囲気形成手段２２４を有している。ガス雰囲気形成手段２２４は、搬送室２２１の内部に低湿度ガスを供給するノズル２２４Ａを備える。低湿度ガスとしては、例えば、乾燥空気を用いる。窒素等の不活性ガスを採用し、基板Ｗの表面のウォーターマークの生成防止に加え、高濃度の揮発性溶媒に対する防爆を図ることもできる。尚、この低湿度ガスによりパージされる搬送室２２１内の揮発性溶媒のガスは、搬送室２２１の床面に開口している排気管２２５に吸引されて外界へ排出される。排気管２２５はバキュームポンプ、排気ファン等に接続されている。

搬送ユニット２２０は、ロボット２２２により、溶媒置換室２１０において表面の液体を揮発性溶媒に置換された基板Ｗを乾燥室２３０へ搬送する。搬送ユニット２２０は、基板Ｗを溶媒置換室２１０から搬送室２２１に搬入するときだけ溶媒置換室２１０の基板搬出口２１１Ｂを開き、基板Ｗを搬送室２２１から乾燥室２３０に搬出するときだけ基板搬出口２２１Ａを開く。基板Ｗはガス雰囲気形成手段２２４により形成された低湿度のガス雰囲気の搬送室２２１を通って、溶媒置換室２１０から乾燥室２３０に搬送されるものになる。

乾燥室２３０は、図５に示す如く、外界に対して閉じられる処理ボックス２３１内に、基板Ｗを水平状態で支持するテーブル２３２と、テーブル２３２を水平面内で回転させる回転機構２３３とを有する。テーブル２３２は、基板Ｗを脱着可能に保持するピン等の支持部材２３２Ａを備える。処理ボックス２３１は、基板Ｗを冷却ユニット５０へ受け渡すための基板搬出口２３１Ａに開閉シャッタを備える。回転機構２３３は、モータ等の駆動によりテーブル２３２を回転させる。

乾燥室２３０は、溶媒置換室２１０において揮発性溶媒に置換された基板Ｗの表面を加熱して乾燥する乾燥手段２３４を有する。乾燥手段２３４は、テーブル２３２の上方に、赤外線を透過する石英窓等を介して加熱手段としてのハロゲンランプ等のランプ２３４Ａを配置し（加熱手段はホットプレート等でも良い）、基板Ｗの表面温度が揮発性溶媒の温度より高温となるように加熱する。ランプ２３４Ａによる加熱作用で、図６（Ａ）に示す如く、基板Ｗの表面上のパターンＰに接触している揮発性溶媒の液体Ａ１が他の部分の揮発性溶媒の液体Ａ１よりも早く気化を始める。つまり、基板Ｗの表面に供給された揮発性溶媒の液体Ａ１のうち、基板Ｗの表面に接触している部分のみが気相になるように急速加熱される。これにより、基板Ｗの表面上のパターンＰの周囲には、揮発性溶媒の液体Ａ１の気化（沸騰）によりガスの層（気泡の集合）、即ち、揮発性溶媒の気層Ａ２が薄膜のように形成される。このため、隣り合うパターンＰの間の揮発性溶媒の液体Ａ１はその気層Ａ２によって基板Ｗの表面に押し出されながら自らの表面張力で多数の液玉になる。尚、図６（Ｂ)は液体が乾燥していく過程で基板表面の各部の乾燥速度に不均一を生じ、一部のパターンＰ間に液体Ａ１が残ったとき、その部分の液体Ａ１の表面張力によってパターンが倒壊する現象を示す。

乾燥手段２３４は、処理ボックス２３１の内部でテーブル２３２の上方に、基板Ｗの表面に生成された上述の揮発性溶媒の液玉を不活性ガス、例えば窒素ガスからなる噴射ホットガスにより吹飛ばして除去する吹飛ばしガス供給ノズル２３４Ｂを備える。処理ボックス２３１の床面には、バキュームポンプ、排気ファン等が接続された排気管２３５が開口し、上述の如くに基板Ｗの表面から除去された揮発性溶媒の液玉を吸引して外界へ排出する。尚、乾燥手段２３４は、吹飛ばしガス供給ノズル２３４Ｂに加えて揮発性溶媒の液玉を吸引除去する吸引スリット（不図示）を備えても良い。

乾燥室２３０は、低湿度のガス雰囲気形成手段２３６を有する。ガス雰囲気形成手段２３６は、処理ボックス２３１の内部に低湿度ガスを供給するノズル２３６Ａを備える。低湿度ガスとしては、乾燥空気等を採用し、処理ボックス２３１内における基板Ｗの表面の乾燥を促進する。また、低湿度ガスとして、窒素等の不活性ガスを採用し、基板Ｗの表面のウォーターマークの生成防止、高濃度の揮発性溶媒に対する防爆を図ることもできる。

以下、基板処理装置２００による基板Ｗの洗浄及び乾燥処理手順について説明する。ここで、基板処理装置２００は制御部２００Ａを有する。制御部２００Ａは、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、基板処理に関する基板処理情報や各種プログラム等を記憶する記憶部とを備えている。この制御部２００Ａは、基板処理情報や各種プログラムに基づいて、洗浄室１０、搬送ユニット２０、溶媒置換室２１０、搬送ユニット２２０、乾燥室２３０、搬送ユニット４０、冷却ユニット５０の各部を下記(1)〜(8)の如くに制御する。

(1)基板Ｗが洗浄室１０におけるテーブル１１上にセットされた状態で、テーブル１１が所定の回転数で回転し、次いで、薬液供給部１３のノズル１３Ａから吐出される薬液、即ちＡＰＭが基板Ｗの表面の中央に所定時間供給される。薬液は、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面の全域に広がっていく。

(2)薬液供給部１３による薬液の供給が停止されてから、洗浄液供給部１４のノズル１４Ａから吐出される洗浄液、即ち、純水が基板Ｗの表面の中央に所定時間供給される。洗浄液は、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面の全域に広がり、既に供給されていた薬液を洗浄する。

(3)洗浄液供給部１４による洗浄液の供給が停止されてから、有機溶媒供給部１５のノズル１５Ａから吐出される有機溶媒、即ち低濃度のＩＰＡが基板Ｗの表面の中央に所定時間供給される。低濃度のＩＰＡは、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面の全域に広がり、既に供給されていた洗浄液は、低濃度のＩＰＡに置換される。

(4)洗浄室１０においてテーブル１１が回転停止され、有機溶媒供給部１５による有機溶媒、即ち低濃度のＩＰＡの供給が停止され、テーブル１１上の基板Ｗは洗浄済となる。これによって洗浄済となった基板Ｗの表面は、低濃度ＩＰＡ、もしくは低濃度ＩＰＡと混合された洗浄液の液が液膜として形成された状態となる。次いで、搬送ユニット２０のロボット２１が、テーブル１１上で洗浄済となり上記状態の基板Ｗを取出し、この基板Ｗを溶媒置換室２１０の処理ボックス２１１内に搬入してテーブル２１２上にセットする。その後、ガス雰囲気形成手段２１６のノズル２１６Ａが低湿度ガス、例えば乾燥空気又は窒素等の不活性ガスを処理ボックス２１１内に供給する。

(5)基板Ｗが溶媒置換室２１０におけるテーブル２１２上にセットされた状態で、テーブル２１２が所定の回転数で回転され、次いで、溶媒供給部２１４のノズル２１４Ａから吐出される揮発性溶媒、即ち高濃度のＩＰＡが基板Ｗの表面の中央に所定時間供給される。揮発性溶媒は、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面の全域に広がり、基板Ｗの表面は、滞留していた洗浄液及び有機溶媒から揮発性溶媒に置換される。即ち、基板Ｗの表面は、低濃度ＩＰＡ、もしくは低濃度ＩＰＡと混合された洗浄液が、高濃度ＩＰＡに置換されることになる。

尚、このときのテーブル２１２、即ち基板Ｗの回転数は、基板Ｗの表面が露出しない程度に、揮発性溶媒の膜が基板Ｗの表面上で薄膜となるように設定されている。また、溶媒供給部２１４のノズル２１４Ａから吐出されるＩＰＡの温度はその沸点未満とされ、ＩＰＡを確実に液体の状態として基板Ｗの表面に供給することにより、基板Ｗの表面の全域において超純水及び有機溶媒が確実にＩＰＡに均等に置換されるようにする。

(6)溶媒置換室２１０において、テーブル２１２が回転停止され、溶媒供給部２１４によるＩＰＡの供給が停止されると、搬送ユニット２２０のロボット２２２が、テーブル２１２上で揮発性溶媒に置換済となった基板Ｗを取出し、この基板Ｗをガス雰囲気形成手段２２４により低湿度のガス雰囲気とされている搬送室２２１経由で、乾燥室２３０の処理ボックス２３１内に搬入してテーブル２３２上にセットする。その後、ガス雰囲気形成手段２３６のノズル２３６Ａが低湿度ガス、例えば、乾燥空気又は窒素等の不活性ガスを処理ボックス２３１内に供給する。

(7)基板Ｗが乾燥室２３０におけるテーブル２３２上にセットされた状態で、テーブル２３２が所定の回転数で回転され、次いで、乾燥手段２３４のランプ２３４Ａが点灯し、回転するテーブル２３２上の基板Ｗを所定時間加熱する。これにより、基板Ｗの表面上のパターンＰに接触している揮発性溶媒の液体Ａ１を瞬時に気化し、基板Ｗの表面上における他の部分の揮発性溶媒Ａ１を直ちに液玉化させることが可能になる。

ここで、乾燥手段２３４のランプ２３４Ａによる加熱作用では、基板ＷのパターンＰに接触している揮発性溶媒たるＩＰＡを瞬時に気化させるため、数秒で数百度の高温まで基板Ｗを加熱することが重要である。また、ＩＰＡは加熱せず、基板Ｗだけを加熱することも必要である。このためには、波長500〜3000nmにピーク強度を有するランプ２３４Ａを用いることが望ましい。また、確実な乾燥のためには、基板Ｗの最終温度（加熱による到達する最終温度）は、処理液や溶媒の大気圧における沸点よりも20℃以上高めの加熱温度であることが望ましく、加えて、最終温度に達する時間が10秒以内、例えば、数10msec〜数秒の範囲内であることが望ましい。

また、乾燥手段２３４のランプ２３４Ａによる加熱作用で基板Ｗの表面に生成されたＩＰＡの液玉は、基板Ｗの回転による遠心力で外周に飛ばされるとともに、吹飛ばしガス供給ノズル２３４Ｂの噴射ホットガスにより外周に飛ばされて除去される。除去されたＩＰＡの液玉は、処理ボックス２３１の床面に開口している排気管２３５に吸引されて排出される。これにより、基板Ｗの表面の乾燥が終了する。

(8)乾燥室２３０においてテーブル２３２が回転停止され、ランプ２３４Ａが消灯されると、搬送ユニット４０のロボット４１が、テーブル２３２上で乾燥済となった基板Ｗを取出し、この高温の基板Ｗを冷却ユニット５０内にセットする。基板Ｗは冷却ユニット５０内で自然冷却又は強制冷却される。

本実施例によれば、実施例１による前述(A)、(B)、(a)、(b)の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。但し、前述(A)、(B)において、高濃度溶媒置換手段としての溶媒供給部３４は溶媒供給部２１４に変わり、溶媒置換室３０は溶媒置換室２１０に変わる。

(i)溶媒置換室２１０において、低湿度のガス雰囲気形成手段２１６が窒素等の不活性ガスを供給することにより、基板Ｗの表面の周辺空間を不活性ガス雰囲気で覆い、基板Ｗの表面上の酸素濃度を低減し、ウォーターマークの生成を防ぐことができる。また、揮発性溶媒が供給された基板Ｗの表面の周辺空間を不活性ガス雰囲気で覆うことにより、揮発性溶媒に対する防爆面での安全性を確保できる。

(ii)溶媒置換室２１０から乾燥室２３０に基板Ｗを移送する搬送ユニット２２０が、低湿度のガス雰囲気形成手段２２４を有する。揮発性溶媒に置換された基板Ｗの表面の周辺空間を不活性ガス雰囲気で覆って基板Ｗを搬送することにより、高濃度の揮発性溶媒が供給された基板であってもその搬送中における乾燥が抑制され、防爆面の安全性を向上できるとともに、基板周囲の酸素濃度を低減してウォーターマークの生成を抑えながら基板Ｗを搬送することができる。

(iii)乾燥室２３０における基板Ｗの加熱により、基板Ｗの全表面でＩＰＡの液体を瞬時に乾燥させ、残留ＩＰＡの表面張力によるパターンの倒壊を抑止できる。

乾燥室２３０は、溶媒置換室２１０と別室化され、揮発性溶媒の供給系が一切設けられていないから、この乾燥室２３０に持ち込まれる揮発性溶媒は、基板Ｗが溶媒置換室２１０から持ち込む分のみであり、防爆面での安全性に優れる。

(iv)乾燥室２３０にガス雰囲気形成手段２３６を設けたことにより、基板Ｗの表面の周辺空間を低湿度として基板Ｗの表面の乾燥を促進し、乾燥手段２３４による乾燥時間を短縮できる。

また、低湿度のガス雰囲気形成手段２３６が窒素等の不活性ガスを供給することにより、基板Ｗの表面の周辺空間を不活性ガス雰囲気で覆い、基板Ｗの表面上の酸素濃度を低減し、ウォーターマークの生成を防ぐことができる。また、揮発性溶媒が供給された基板Ｗの表面の周辺空間を不活性ガス雰囲気で覆うことにより、揮発性溶媒に対する防爆面での安全性を確保できる。

（実施例３）（図７）
実施例３は、実施例１の基板処理装置１００における洗浄室１０及び溶媒置換室３０を一体化した、基板処理室３００を構成したものである。

基板処理室３００は、図７に示す如く、処理室となる処理ボックス３０１と、その処理ボックス３０１内に設けられたカップ３０２と、そのカップ３０２内で基板Ｗを水平状態で支持するテーブル３０３と、そのテーブル３０３を水平面内で回転させる回転機構３０４と、テーブル３０３の周囲で昇降する溶媒吸引排出部３０５とを備えている。更に、基板処理室３００は、テーブル３０３上の基板Ｗの表面に薬液を供給する薬液供給部３０６と、テーブル３０３上の基板Ｗの表面に洗浄液を供給する洗浄液供給部３０７と、揮発性溶媒を供給する溶媒供給部３０８と、ガスを供給するガス供給部３０９と、揮発性溶媒が供給された基板Ｗを加熱する加熱手段３１１と、各部を制御する制御部３２０とを備えている。

処理ボックス３０１は、基板出し入れ口３０１Ａを周壁の一部に開口している。基板出し入れ口３０１Ａはシャッタ３０１Ｂにより開閉される。

カップ３０２は、円筒形状に形成されており、テーブル３０３を周囲から囲んで内部に収容する。カップ３０２の周壁の上部は斜め上向きに縮径しており、テーブル３０３上の基板Ｗが上方に向けて露出するように開口している。このカップ３０２は、回転する基板Ｗから流れ落ちた或いは飛散した薬液、洗浄液を受け取る。尚、カップ３０２の底部には、受け取った薬液、洗浄液を排出するための排出管（図示せず）が設けられている。

テーブル３０３は、カップ３０２の中央付近に位置付けられ、水平面内で回転可能に設けられている。このテーブル３０３は、ピン等の支持部材３０３Ａを複数有しており、これらの支持部材３０３Ａにより、ウェーハや液晶基板等の基板Ｗを脱着可能に保持する。

回転機構３０４は、テーブル３０３に連結された回転軸やその回転軸を回転させる駆動源となるモータ（いずれも図示せず）等を有しており、モータの駆動により回転軸を介してテーブル３０３を回転させる。この回転機構３０４は制御部３２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部３２０により制御される。

溶媒吸引排出部３０５は、テーブル３０３の周囲を囲んで環状に開口する溶媒吸引口３０５Ａを備える。溶媒吸引排出部３０５は、溶媒吸引口３０５Ａを昇降する昇降機構（図示せず）を有し、テーブル３０３のテーブル面より下位に溶媒吸引口３０５Ａを位置付ける待機位置と、テーブル３０３に保持された基板Ｗの周囲に溶媒吸引口３０５Ａを位置付ける作業位置とに、溶媒吸引口３０５Ａを昇降する。溶媒吸引口３０５Ａは、回転する基板Ｗ上から飛散した揮発性溶媒を吸引して受け取る。尚、溶媒吸引口３０５Ａには、揮発性溶媒を吸引するための排気ファン又はバキュームポンプ（図示せず）、及び吸引して受け取った揮発性溶媒を排出するための排出管（図示せず）が接続されている。

薬液供給部３０６は、テーブル３０３上の基板Ｗの表面に対して斜め方向から薬液を吐出するノズル３０６Ａを有しており、このノズル３０６Ａからテーブル３０３上の基板Ｗの表面に薬液、例えばレジスト剥離処理用のＡＰＭ（アンモニア水及び過酸化水素水の混合液）を供給する。ノズル３０６Ａはカップ３０２の周壁の上部に装着されており、その角度や吐出流速等は基板Ｗの表面中心付近に薬液が供給されるように調整されている。この薬液供給部３０６は制御部３２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部３２０により制御される。尚、薬液供給部３０６は、薬液を貯留するタンクや駆動源となるポンプ、供給量を調整する調整弁となるバルブ（いずれも図示せず）等を備えている。

洗浄液供給部３０７は、テーブル３０３上の基板Ｗの表面に対して斜め方向から洗浄液を吐出するノズル３０７Ａを有しており、このノズル３０７Ａからテーブル３０３上の基板Ｗの表面に洗浄液、例えば洗浄処理用の純水（超純水）を供給する。ノズル３０７Ａはカップ３０２の周壁の上部に装着されており、その角度や吐出流速等は基板Ｗの表面中心付近に薬液が供給されるように調整されている。この洗浄液供給部３０７は制御部３２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部３２０により制御される。尚、洗浄液供給部３０７は、洗浄液を貯留するタンクや駆動源となるポンプ、供給量を調整する調整弁となるバルブ（いずれも図示せず）等を備えている。

溶媒供給部３０８は、テーブル３０３上の基板Ｗの表面に対して斜め方向から揮発性溶媒を吐出するノズル３０８Ａを有しており、このノズル３０８Ａからテーブル３０３上の基板Ｗの表面に揮発性溶媒、例えばＩＰＡを供給する。この溶媒供給部３０８は、洗浄液供給部３０７によって供給された洗浄液で洗浄された基板Ｗの表面に揮発性溶媒を供給し、基板Ｗの表面の洗浄液を揮発性溶媒に置換する。ノズル３０８Ａはカップ３０２の周壁の上部に装着されており、その角度や吐出流速等は基板Ｗの表面中心付近に揮発性溶媒が供給されるように調整されている。この溶媒供給部３０８は制御部３２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部３２０により制御される。尚、溶媒供給部３０８は、揮発性溶媒を貯留するタンクや駆動源となるポンプ、供給量を調整する調整弁となるバルブ（いずれも図示せず）等を備えている。

ガス供給部３０９は、テーブル３０３上の基板Ｗの表面に対して斜め方向からガスを吐出するノズル３０９Ａを有しており、このノズル３０９Ａからテーブル３０３上の基板Ｗの表面にガス、例えば窒素ガスを供給し、処理ボックス３０１内で基板Ｗの表面上の空間を窒素ガス雰囲気にする。ノズル３０９Ａはカップ３０２の周壁の上部に装着されており、その角度や吐出流速等は基板Ｗの表面中心付近にガスが供給されるように調整されている。このガス供給部３０９は制御部３２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部３２０により制御される。尚、ガス供給部３０９は、ガスを貯留するタンクや供給量を調整する調整弁となるバルブ（いずれも図示せず）等を備えている。

加熱手段３１１は、複数のランプ３１１Ａを有しており、テーブル３０３の上方に設けられ、各ランプ３１１Ａの点灯によりテーブル３０３上の基板Ｗの表面に光を照射する。この加熱手段３１１は移動機構３１１Ｂにより上下方向（昇降方向）に移動可能に構成されており、カップ３０２に近接した照射位置（図７中の実線で示すように、基板Ｗの表面に近接した位置）とカップ３０２から所定距離だけ離間した待機位置（図７中の一点鎖線で示すように、基板Ｗの表面から離間した位置）とに移動する。この加熱手段３１１は制御部３２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部３２０により制御される。加熱手段３１１は、基板処理装置１００における乾燥手段３６と同様にして、基板Ｗの表面上のパターンＰに接触している揮発性溶媒の液体Ａ１を瞬時に気化させ、基板Ｗの表面上における他の部分の揮発性溶媒の液体Ａ１を直ちに液玉化させる。加熱手段３１１による加熱作用で基板Ｗの表面に生成されたＩＰＡの液玉は、基板Ｗの回転による遠心力で外周に飛ばされ、溶媒吸引排出部３０５の溶媒吸引口３０５Ａに吸引され除去される。

しかるに、本実施例では、溶媒供給部３０８が、洗浄液供給部３０７によって基板Ｗの表面に供給された洗浄液を低濃度の揮発性溶媒で置換し、その後更に、高濃度の揮発性溶媒で置換する溶媒置換手段を構成する。

溶媒置換手段（溶媒供給部３０８）は、本実施例では、単一の処理ボックス３０１内に設けられ、溶媒供給部３０８のノズル３０８Ａから、まず低濃度の揮発性溶媒が例えば濃度50％以下の水溶液の状態で吐出され、基板Ｗの表面の洗浄液を置換し、その後更に、高濃度の揮発性溶媒が例えば濃度100％等の水溶液の状態で吐出され、基板Ｗの表面の洗浄液及び低濃度の揮発性溶媒を置換する。これにより、洗浄液供給部３０７により基板Ｗの表面に供給された洗浄液を、短時間で効率的に置換できる。

溶媒供給部３０８のノズル３０８Ａは、３種類以上の濃度（例えば20％、50％、100％）の揮発性溶媒を、低濃度から中濃度、高濃度の順（順次濃度が高くなる）に吐出するものでも良い。

尚、基板処理装置１００又は基板処理装置２００においては、低濃度溶媒置換手段（有機溶媒供給部１５）のノズル１５Ａから低濃度〜中濃度の２種類の濃度の揮発性溶媒を順に吐出し、高濃度溶媒置換手段（溶媒供給部３４）のノズル３４Ａ又は高濃度溶媒置換手段（溶媒供給部２１４）のノズル２１４Ａから中濃度〜高濃度の２種類の濃度の揮発性溶媒を順に吐出しても良い。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

ガス雰囲気形成手段３８、２１６、２３６による低湿度ガスの供給動作は、基板Ｗがそれぞれの供給位置に位置付けられた後に開始されるようにしたが、位置付けられる前から供給が開始されるようにしても良い。

各実施例において、乾燥手段３６、２３４、加熱手段３１１による基板Ｗの加熱は、処理ボックス３１、２３１、３０１内を減圧した状態で行なうようにしても良い。処理ボックス３１、２３１、３０１内におけるＩＰＡなど揮発性溶媒の沸点が下がり、大気圧下に比べて低い温度で沸騰するので、基板に与える熱ダメージを軽減することができる。

各実施例において、基板Ｗに対する洗浄液の供給が停止してから有機溶媒供給部１５、３０８からＩＰＡなどの有機溶媒の供給を開始したが、洗浄液による洗浄の終期で、まだ洗浄水が基板Ｗに対して供給されているときから有機溶媒の供給を開始させるようにしても良い。

本発明によれば、基板表面の洗浄液を揮発性溶媒に確実に置換して基板乾燥時のパターン倒壊を有効に防止することができる。

１０ 洗浄室
１５ 有機溶媒供給部（低濃度溶媒置換手段）
３０ 溶媒置換室
３４ 溶媒供給部（高濃度溶媒置換手段）
３６ 乾燥手段
３８ ガス雰囲気形成手段
１００ 基板処理装置
２００ 基板処理装置
２１０ 溶媒置換室
２１６ ガス雰囲気形成手段
２２０ 搬送ユニット
２２４ ガス雰囲気形成手段
２３０ 乾燥室
２３６ ガス雰囲気形成手段
３００ 基板処理室
３０８ 溶媒供給部（溶媒置換手段）
Ｗ 基板

Claims (8)

1. 基板の表面に洗浄液を供給し、この洗浄液を揮発性溶媒に置換し、基板の表面の加熱により揮発性溶媒を除去して基板の表面を乾燥する基板処理装置において、
   前記洗浄液を低濃度の揮発性溶媒に置換し、その後更に、高濃度の揮発性溶媒に置換する溶媒置換手段を有してなることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記溶媒置換手段が、単一の処理室に設けられてなる請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記低濃度〜高濃度の濃度の異なる揮発性溶媒のそれぞれによって洗浄液を置換する複数の溶媒置換手段を有し、各溶媒置換手段が別の処理室のそれぞれに設けられてなる請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記洗浄液を前記低濃度の揮発性溶媒に置換する低濃度溶媒置換手段が、基板の表面に洗浄液と低濃度の揮発性溶媒を供給する洗浄室に設けられ、
   前記洗浄液を前記高濃度の揮発性溶媒に置換する高濃度溶媒置換手段が、洗浄液と低濃度の揮発性溶媒が供給された基板の表面に高濃度の揮発性溶媒を供給し、基板の表面の洗浄液及び低濃度の揮発性溶媒を高濃度の揮発性溶媒に置換する溶媒置換室に設けられてなる請求項３に記載の基板処理装置。
5. 基板の表面に洗浄液を供給し、この洗浄液を揮発性溶媒に置換し、基板の表面の加熱により揮発性溶媒を除去して基板の表面を乾燥する基板処理方法において、
   前記洗浄液を低濃度の揮発性溶媒に置換し、その後更に、高濃度の揮発性溶媒に置換する溶媒置換工程を有してなることを特徴とする基板処理方法。
6. 前記溶媒置換工程が、単一の処理室にて行なわれる請求項５に記載の基板処理方法。
7. 前記低濃度〜高濃度の濃度の異なる揮発性溶媒のそれぞれによって洗浄液を置換する複数の溶媒置換工程を有し、各溶媒置換工程が別の処理室のそれぞれにて行なわれる請求項５に記載の基板処理方法。
8. 前記洗浄液を前記低濃度の揮発性溶媒に置換する低濃度溶媒置換工程が、基板の表面に洗浄液と低濃度の揮発性溶媒を供給する洗浄室にて行なわれ、
   前記洗浄液を前記高濃度の揮発性溶媒に置換する高濃度溶媒置換工程が、洗浄液と低濃度の揮発性溶媒が供給された基板の表面に高濃度の揮発性溶媒を供給し、基板の表面の洗浄液及び低濃度の揮発性溶媒を高濃度の揮発性溶媒に置換する溶媒置換室にて行なわれる請求項７に記載の基板処理方法。

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