JP2017118064A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の表面上の低表面張力液体を良好に排除することができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】リンス液供給ノズル８から基板Ｗにリンス液が供給される。基板Ｗが加熱され、移動ノズル１０から基板Ｗに有機溶剤（低表面張力液体）が供給されることによって、リンス液が有機溶剤に置換される。基板Ｗに対する加熱が弱められ、移動ノズル１０から基板Ｗに有機溶剤が供給されることによって、有機溶剤の液膜が形成される。移動ノズル１０から基板Ｗの中央領域に有機溶剤が供給されずに基板Ｗの加熱が強められることによって、基板Ｗ上の液膜が排除される。【選択図】図１

Description

この発明は、液体で基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象になる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板等の基板が含まれる。

基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置による基板処理では、例えば、スピンチャックによってほぼ水平に保持された基板に対して薬液が供給される。その後、リンス液が基板に供給され、それによって、基板上の薬液がリンス液に置換される。その後、基板上のリンス液を排除するためのスピンドライ工程が行われる。
図２２に示すように、基板の表面に微細なパターンが形成されている場合、スピンドライ工程では、パターン内部に入り込んだリンス液を除去できないおそれがあり、それによって、乾燥不良が生じるおそれがある。パターン内部に入り込んだリンス液の液面（空気と液体との界面）は、パターン内に形成されるので、液面とパターンとの接触位置に、液体の表面張力が働く。この表面張力が大きい場合には、パターンの倒壊が起こりやすくなる。典型的なリンス液である水は、表面張力が大きいために、スピンドライ工程におけるパターンの倒壊が無視できない。

そこで、特許文献１では、基板の裏面に温水を供給して基板を加熱する一方で、水よりも表面張力が低い低表面張力液体であるイソプロピルアルコール（Isopropyl Alcohol: IPA）を基板の表面に供給することが提案されている。これにより水をＩＰＡ置換し、その後に遠心力によってＩＰＡを振り切ることによって基板上からＩＰＡを除去する。

特開２００９−２１２３０１号公報

特許文献１の方法では、遠心力によって低表面張力液体としてのＩＰＡを基板の表面上から排除しようとしているが、基板の表面の微細なパターン内に入り込んだＩＰＡを遠心力だけで完全に除去することは困難である。また、基板が温水によって加熱されているため、遠心力でＩＰＡを除去する前に、基板の表面上のＩＰＡの蒸発が均一に生じずに、局所的にＩＰＡが蒸発し尽くして基板が露出し、それによって基板の表面上に部分的に液滴が残ることがある。この液滴は、最終的に蒸発するまでに、ＩＰＡ（ＩＰＡに溶け込んだ微量の水分を含む場合がある）の液面がパターンに対して表面張力を作用し続ける。それによって、パターン倒壊が起こるおそれがある。

そこで、この発明の目的は、基板の表面上の低表面張力液体を良好に排除することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。

この発明は、基板を水平に保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給手段と、前記基板保持手段に保持された基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段と、前記基板保持手段に保持された基板を加熱する基板加熱手段と、前記処理液供給手段、前記低表面張力液体供給手段および前記基板加熱手段を制御する制御手段とを含む基板処理装置を提供する。前記制御手段は、前記処理液供給手段によって前記基板に処理液を供給させる処理液供給工程と、前記基板加熱手段によって前記基板を加熱しながら前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記処理液を置換させる置換工程と、前記基板加熱手段による基板の加熱を弱め、前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記低表面張力液体供給手段から前記基板の中央領域に低表面張力液体を供給せずに、前記基板加熱手段による前記基板の加熱を強め、前記基板上の液膜を排除する液膜排除工程とを実行する。

この構成によれば、基板が加熱されることによって、基板上の処理液が低表面張力液体で効率良く置換される。一方、低表面張力液体の液膜を形成する際には、基板に対する加熱が弱められるので、低表面張力液体の蒸発が抑制される。そのため、十分な厚みの液膜を効率良く形成でき、低表面張力液体が局所的に蒸発することに起因して液膜が分裂することを抑制することができる。そして、基板の中央領域に低表面張力液体を供給せずに再び基板の加熱を強めることによって、液膜を分裂させることなく塊状態で基板の表面上から排除することができる。したがって、基板の表面上に低表面張力液体の液滴を残すことなく、基板の表面上の低表面張力液体を良好に排除することができる。

この発明の一実施形態では、前記制御手段は、前記処理液供給手段によって前記基板に処理液を供給させる処理液供給工程と、前記基板加熱手段によって前記基板を加熱しながら前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記処理液を置換させる置換工程と、前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記基板加熱手段を制御して前記低表面張力液体の液膜中に対流を生じさせ、その対流による前記液膜の移動によって前記基板の表面から前記液膜を排除する液膜排除工程とを実行する。

この構成によれば、基板が加熱されることによって、処理液が低表面張力液体で効率良く置換される。また、基板に対する加熱の制御によって、低表面張力液体の液膜中に液膜を移動させる対流が生じるため、この対流によって液膜の自発的な移動が生じ、それによって、液膜を基板の表面から排除できる。その結果、液膜を分裂させることなく塊状態で基板の表面上から排除することができる。したがって、基板の表面上に低表面張力液体の液滴を残すことなく、基板の表面上の低表面張力液体を良好に排除することができる。

この発明の一実施形態では、前記液膜排除工程が、前記低表面張力液体の液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面において、前記基板から離れる方向の対流が生じるように前記基板加熱手段により前記基板を加熱し、それによって、前記開口を前記基板の周縁に向かって広げる開口拡大工程とを含む。

この構成によれば、低表面張力液体の液膜の中央領域に形成された開口の周縁における液膜の気液界面において、基板から離れる方向の対流が生じる。この対流は、開口を広げる方向に向かう自発的な移動を生じさせ、それによって、開口が拡大される。そのため、液膜を分裂させることなく基板の表面上から低表面張力液体を一層良好に排除することができる。

前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面は、前記基板の表面に対して、前記低表面張力液体の前記基板の表面に対する接触角よりも大きい角度で接していてもよい。液膜中で生じる対流に起因する液膜の自発的移動が生じているときに、このような状態となる。より具体的には、前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面が、前記基板の表面に対して、４５度以上の角度で接する状態となっていてもよい。基板を回転させることによって液膜に遠心力が作用していたり、開口内に気体を供給することによって、その気体による吹き付け力が液膜の開口周縁に作用していたりしてもよい。このような場合であっても、開口周縁における液膜の気液界面が、基板の表面に対して、低表面張力液体の当該基板に対する接触角よりも大きい角度（例えば４５度以上の角度）で接していることが好ましい。そうであれば、液膜の移動（例えば開口の拡大）に対する支配的なメカニズムは、液膜中の対流に起因する自発的移動であるといえる。

この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記低表面張力液体供給手段によって供給される低表面張力液体の前記基板の表面上における着液位置を変更する着液位置変更手段をさらに含む。前記制御手段は、前記着液位置変更手段を制御し、前記低表面張力液体の液膜に前記開口が形成された後に、前記開口の拡大に伴って、前記開口の周縁よりも外側に前記着液位置が位置するように前記着液位置を移動させる。

この構成によれば、開口の周縁よりも外側に低表面張力液体が十分に供給されるので、開口の周縁よりも外側の低表面張力液体が局所的に蒸発して液膜が分裂することを一層抑制できる。したがって、基板の表面上の低表面張力液体を一層良好に排除することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板加熱手段は、前記低表面張力液体の液膜に形成される前記開口の周縁の移動に応じて加熱位置を移動させる加熱位置移動手段を含む。

この構成によれば、開口の周縁の移動に応じて加熱位置が移動するため、開口の周縁に位置する液膜の気液界面において対流を良好に生じさせることができる。したがって、基板の表面上の低表面張力液体を一層良好に排除することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板保持手段に保持された基板を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転手段をさらに含む。前記制御手段は、前記基板回転手段をさらに制御して、前記置換工程において前記基板を回転させ、前記液膜形成工程において前記基板の回転を減速させ、前記液膜排除工程において前記基板を前記置換工程における回転速度よりも低速度で回転させる。

この構成によれば、置換工程では、基板の回転により発生する遠心力によって処理液を排除しながら低表面張力液体が基板表面に供給されるので、基板上の処理液を低表面張力液体に効率良く置換させることができる。また、液膜形成工程では、基板の回転を減速させることで遠心力を低減させることによって基板から排除される低表面張力液体の量が低減されるので、液膜を良好に形成することができる。また、液膜排除工程においては、基板を置換工程における回転速度よりも低速度で回転させることによって、加熱に起因する液膜の自発的移動が支配的な状態となり、適度な遠心力によって、その液膜の自発的移動を補助することができる。

この発明の一実施形態では、前記制御手段は、前記液膜排除工程において、前記液膜に作用する遠心力による前記液膜の移動速度よりも前記液膜中の対流による前記液膜の移動速度の方が高速であるように、前記基板加熱手段による前記基板の加熱および前記基板回転手段による前記基板の回転を制御する。
この構成によれば、液膜に作用する遠心力による液膜の移動速度よりも液膜中の対流による液膜の自発的移動速度の方が高速であるため、遠心力によって基板から排除される低表面張力液体の量を抑制できる。それにより、液膜が基板上で分裂することを一層抑制することができる。したがって、基板の表面上の低表面張力液体を一層良好に排除することができる。

この発明の一実施形態では、前記制御手段は、前記液膜排除工程において、前記液膜が前記基板上で分裂しない速度範囲で、前記基板の回転速度を一定に維持するか、または前記基板の回転速度を変更する。この構成によれば、液膜が基板上で分裂しない速度範囲で基板が回転するため、遠心力によって液膜の移動を補助しながら、液塊の状態を保って、液膜を基板外に排除できる。

この発明の一実施形態では、前記基板加熱手段は、前記基板の裏面中心に向けて温水を供給する中心温水供給手段を含む。この構成によれば、基板の裏面中心に向けて温水を供給することによって基板の中心付近の液膜の低表面張力液体の蒸発を促進でき、かつ基板の中心付近に液膜中の対流の始点を配置できる。それにより、基板の中心、すなわち液膜の中心付近において液膜に開口を生じさせ、かつその開口を外側へと広がらせるように液膜を移動させて液膜を基板外に排除することができる。

この発明の一実施形態では、前記基板加熱手段は、前記基板の中心から離れた外周位置で前記基板を加熱する外周部加熱手段をさらに含む。この構成によれば、外周位置で基板を加熱することによって、外周位置の低表面張力液体の蒸発を促進することができるので、効率良く液膜を排除することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板加熱手段は、前記基板の中心から離れた所定位置から前記基板の外周までの範囲に亘る環状領域を加熱する環状領域加熱手段を含む。

この構成によれば、基板の中心から離れた所定位置から基板の外周までの範囲に亘る環状領域を加熱することによって、基板全体を万遍なく加熱することができるので、液膜中の対流を維持でき、それによって、加熱による液膜の自発的移動によって、効率良く液膜を排除することができる。
前記低表面張力液体供給手段は、前記基板の温度よりも低い低表面張力液体を供給してもよい。これにより、基板との温度差によって、液膜中の対流が生じやすくなる。より具体的には、基板加熱手段による加熱位置付近における基板の温度よりも低表面張力液体の温度が低いことが好ましい。それによって、加熱位置付近において、基板から液膜の表面へと向かう対流を生じさせ、また促進させることができるので、基板上における液膜の自発的移動によって、液膜を基板外へと効率的に排除できる。

この発明の一実施形態では、水平に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給工程と、前記基板を加熱しながら水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板に供給することにより前記処理液を置換する置換工程と、前記基板の加熱を弱め、前記基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給することにより前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、前記基板の中央領域に低表面張力液体を供給せずに前記基板の加熱を強めることにより前記基板上の液膜を排除する液膜排除工程とを含む、基板処理方法を提供する。

この方法によれば、基板が加熱されることによって、基板上の処理液が低表面張力液体で効率良く置換される。一方、低表面張力液体の液膜を形成する際には、基板に対する加熱が弱められるので、低表面張力液体の蒸発が抑制される。そのため、十分な厚みの液膜を効率良く形成でき、低表面張力液体が局所的に蒸発することに起因して液膜が分裂することを抑制することができる。そして、基板の中央領域に低表面張力液体を供給せずに再び基板の加熱を強めることによって、液膜を分裂させることなく塊状態で基板の表面上から排除することができる。したがって、基板の表面上に低表面張力液体の液滴を残すことなく、基板の表面上の低表面張力液体を良好に排除することができる。

この発明の一実施形態では、水平に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給工程と、前記基板を加熱しながら水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板に供給することにより前記処理液を置換する置換工程と、前記基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給することにより前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、前記基板を加熱することにより水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体の液膜中に対流を生じさせ、その対流による前記液膜の移動によって前記基板の表面から前記液膜を排除する液膜排除工程とを含む、基板処理方法を提供する。

この方法によれば、基板が加熱されることによって、処理液が低表面張力液体で効率良く置換される。また、基板に対する加熱の制御によって、低表面張力液体の液膜中に液膜を移動させる対流が生じるため、この対流によって液膜の自発的な移動が生じ、それによって、液膜を基板の表面から排除できる。その結果、液膜を分裂させることなく塊状態で基板の表面上から排除することができる。したがって、基板の表面上に低表面張力液体の液滴を残すことなく、基板の表面上の低表面張力液体を良好に排除することができる。

この発明の一実施形態では、前記液膜排除工程は、前記低表面張力液体の液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面において、前記基板から離れる方向の対流が生じるよう前記基板を加熱し、それによって、前記開口を前記基板の周縁に向かって広げる開口拡大工程とを含む。
この方法によれば、低表面張力液体の液膜の中央領域に形成された開口の周縁における液膜の気液界面において、基板から離れる方向の対流が生じる。この対流は、開口を広げる方向に向かう自発的な移動を生じさせ、それによって、開口が拡大される。そのため、液膜を分裂させることなく基板の表面上から低表面張力液体を一層良好に排除することができる。

この発明の一実施形態では、基板処理方法が、前記開口拡大工程と並行して、前記基板の表面上における前記開口の周縁よりも外側に設定した着液位置に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給し、かつ、前記開口の拡大に従って当該着液位置を変更する着液位置変更工程をさらに含む。
この方法によれば、開口の周縁よりも外側に低表面張力液体が十分に供給されるので、開口の周縁よりも外側の低表面張力液体が局所的に蒸発して液膜が分裂することを抑制できる。したがって、基板の表面上の低表面張力液体を一層良好に排除することができる。

この発明の一実施形態では、基板処理方法が、前記置換工程において前記基板を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに回転させ、前記液膜形成工程において前記回転軸線まわりの前記基板の回転を減速させ、前記液膜排除工程において前記基板を前記回転軸線まわりに前記置換工程における回転速度よりも低速度で回転させる基板回転工程をさらに含む。

この方法によれば、置換工程では、基板の回転により発生する遠心力によって処理液を排除しながら低表面張力液体が基板表面に供給されるので、基板上の処理液を低表面張力液体に効率良く置換させることができる。また、液膜形成工程では、基板の回転を減速させることで遠心力を低減させることによって、基板から排除される低表面張力液体の量が低減されるので、液膜を良好に形成することができる。また、液膜排除工程においては、基板を置換工程における回転速度よりも低速度で回転させることによって、加熱に起因する液膜の自発的移動が支配的な状態となり、適度な遠心力によって、その液膜の自発的移動を補助することができる。

この発明の一実施形態では、前記液膜排除工程において、前記液膜に作用する遠心力による前記液膜の移動速度よりも前記液膜中の対流による液膜の移動速度の方が高速であるように、前記基板を加熱し回転させる。
この方法によれば、液膜に作用する遠心力による液膜の移動速度よりも液膜中の対流による液膜の自発的移動速度の方が高速であるため、遠心力によって基板から排除される低表面張力液体の量を抑制できる。それにより、液膜が基板上で分裂することを一層抑制することができる。したがって、基板の表面上の低表面張力液体を一層良好に排除することができる。

この発明の一実施形態では、前記基板回転工程は、前記液膜排除工程において、前記液膜が前記基板上で分裂しない速度範囲で、前記基板の回転速度を一定に維持するか、または前記基板の回転速度を変更する。
この方法によれば、液膜が基板上で分裂しない速度範囲で基板が回転するため、遠心力によって液膜の移動を補助しながら、液塊の状態を保って、液膜を基板外に排除できる。

図１は、この発明の第１実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図２は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図３は、前記処理ユニットによる基板処理の一例を説明するための流れ図である。 図４は、前記処理ユニットによる有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。 図５Ａは、前記有機溶剤処理の様子を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｂは、前記有機溶剤処理の様子を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｃは、前記有機溶剤処理の様子を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｄは、前記有機溶剤処理の様子を説明するための図解的な断面図である。 図６Ａは、開口拡大工程における開口の周縁付近を模式的に示した図である。図６Ｂは、回転していない状態の基板の表面上に滴下された有機溶剤の液滴付近を模式的に示した図である。 図７は、この発明の第２実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットによる有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。 図８は、第２実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の開口拡大工程の様子を説明するための図解的な断面図である。 図９は、この発明の第３実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図１０は、第３実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。 図１１は、第３実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の開口拡大工程の様子を説明するための図解的な断面図である。 図１２は、この発明の第４実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図１３は、第４実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の開口拡大工程の様子を説明するための図解的な断面図である。 図１４は、この発明の第５実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図１５は、第５実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。 図１６は、この発明の第６実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。 図１７は、第６実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の一例を説明するためのタイムチャートである。 図１８Ａは、第６実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の様子を説明するための図解的な断面図である。 図１８Ｂは、第６実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の様子を説明するための図解的な断面図である。 図１８Ｃは、第６実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の様子を説明するための図解的な断面図である。 図１８Ｄは、第６実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の様子を説明するための図解的な断面図である。 図１９は、この発明の第７実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図２０は、第７実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。 図２１Ａは、第７実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の開口形成工程の様子を説明するための図解的な断面図である。 図２１Ｂは、第７実施形態に係る処理ユニットによる有機溶剤処理の開口拡大工程の様子を説明するための図解的な断面図である。 図２２は、表面張力によるパターン倒壊の原理を説明するための図解的な断面図である。

以下では、この発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の構成例を説明するための図解的な断面図である。基板処理装置１は、シリコンウエハ等の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Ｗは、円形状の基板である。基板Ｗの表面には、微細なパターン（図２２参照）が形成されている。基板処理装置１は、液体で基板Ｗを処理する処理ユニット２を含む。例えば、基板処理装置１は、処理ユニット２のほかに、処理ユニット２に対して基板Ｗを搬入／搬出するための搬送ロボット（図示せず）を含んでいてもよい。また、基板処理装置１は、複数の処理ユニット２を含んでいてもよい。

処理ユニット２は、一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持して、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック５を含む。処理ユニット２は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの表面（上方側の主面）にフッ酸等の薬液を供給する薬液供給ノズル７と、スピンチャック５に保持された基板Ｗの表面にリンス液を供給するリンス液供給ノズル８とをさらに含む。リンス液供給ノズル８は、水を含む処理液を供給する処理液供給手段の一例である。

スピンチャック５は、チャックピン２０と、スピンベース２１と、回転軸２２と、基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる基板回転駆動機構２３とを含む。チャックピン２０およびスピンベース２１は、基板Ｗを水平に保持する基板保持手段の一例である。回転軸２２および基板回転駆動機構２３は、チャックピン２０およびスピンベース２１によって保持された基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる基板回転手段の一例である。

回転軸２２は、回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びており、この実施形態では、中空軸である。回転軸２２の上端は、スピンベース２１の下面の中央に結合されている。スピンベース２１は、水平方向に沿う円盤形状を有している。スピンベース２１の上面の周縁部には、基板Ｗを把持するための複数のチャックピン２０が周方向に間隔を空けて配置されている。基板回転駆動機構２３は、例えば、回転軸２２に回転力を与えることによって、基板Ｗ、チャックピン２０、スピンベース２１および回転軸２２を回転軸線Ａ１まわりに一体回転させる電動モータを含む。

薬液供給ノズル７は、薬液供給ノズル移動機構４０によって、例えば水平方向（回転軸線Ａ１に垂直な方向）に移動される。薬液供給ノズル７は、水平方向への移動によって、基板Ｗの表面の回転中心位置に対向する中央位置と、基板Ｗの表面に対向しない退避位置との間で移動させることができる。基板Ｗの表面の回転中心位置とは、基板Ｗの表面における回転軸線Ａ１との交差位置である。基板Ｗの表面に対向しない退避位置とは、平面視においてスピンベース２１の外方の位置である。薬液供給ノズル７には、薬液供給管４１が結合されている。薬液供給管４１には、その流路を開閉する薬液バルブ４２が介装されている。

薬液供給ノズル７に供給される薬液は、フッ酸に限らず、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（例えばクエン酸、蓚酸等）、有機アルカリ（例えば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等）、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも１つを含む液であってもよい。
リンス液供給ノズル８は、リンス液供給ノズル移動機構５０によって、例えば水平方向（回転軸線Ａ１に垂直な方向）に移動される。リンス液供給ノズル８は、水平方向への移動によって、基板Ｗの表面の回転中心位置に対向する中央位置と、基板Ｗの表面に対向しない退避位置との間で移動させることができる。リンス液供給ノズル８には、リンス液供給管５１が結合されている。リンス液供給管５１には、その流路を開閉するリンス液バルブ５２が介装されている。

リンス液供給ノズル８に供給されるリンス液は、例えば脱イオン水（ＤＩＷ）である。しかし、リンス液は、脱イオン水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれであってもよい。
処理ユニット２は、基板Ｗの上方で移動可能な移動ノズル１０と、スピンチャック５に保持された基板Ｗを加熱するための加熱流体を供給する加熱流体供給ノズル１１とをさらに含む。加熱流体供給ノズル１１は、チャックピン２０およびスピンベース２１に保持された基板Ｗを加熱する基板加熱手段の一例である。

移動ノズル１０は、ノズル移動機構６０によって、水平方向（回転軸線Ａ１に垂直な方向）および鉛直方向（回転軸線Ａ１と平行な方向）に移動される。移動ノズル１０は、水平方向への移動によって、基板Ｗの表面の回転中心位置に対向する中央位置と、基板Ｗの表面に対向しない退避位置との間で移動することができる。ノズル移動機構６０は、例えば、鉛直方向に沿う回動軸と、回動軸に結合されて水平に延びるノズルアームと、ノズルアームを駆動するアーム駆動機構とを含む。アーム駆動機構は、回動軸を鉛直な回動軸線まわりに回動させることによってノズルアームを揺動させ、回動軸を鉛直方向に沿って昇降させることによってノズルアームを上下動させる。移動ノズル１０はノズルアームに固定される。ノズルアームの揺動および昇降に応じて、移動ノズル１０が水平方向および垂直方向に移動する。

移動ノズル１０は、この実施形態では、スピンチャック５に保持された基板Ｗの表面に、水よりも表面張力が低い低表面張力液体の一例である有機溶剤を供給する低表面張力液体供給手段としての機能を有している。
有機溶剤の一例としては、ＩＰＡが挙げられる。低表面張力液体としては、ＩＰＡに限らず、水よりも表面張力が小さく、かつ、基板Ｗの表面および基板Ｗに形成されたパターン（図２２参照）と化学反応しない、ＩＰＡ以外の有機溶剤を用いることができる。より具体的には、ＩＰＡ、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、メタノール、エタノール、アセトンおよびTrans-1,2ジクロロエチレンのうちの少なくとも１つを含む液を低表面張力液体として用いることができる。また、低表面張力液体は、単体成分のみからなる必要はなく、他の成分と混合した液体であってもよい。例えば、ＩＰＡ液と純水との混合液であってもよいし、ＩＰＡ液とＨＦＥ液との混合液であってもよい。

また、移動ノズル１０は、この実施形態では、基板Ｗの表面に向けて窒素ガス（Ｎ_２）等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段としての機能を有している。移動ノズル１０は、基板Ｗの表面において移動ノズル１０の下方の位置に不活性ガスを供給することができる。移動ノズル１０は、中央位置に配置された状態で基板Ｗの中心に向けて不活性ガスを供給することができる。移動ノズル１０は、移動ノズル１０の下方の位置だけでなく、基板Ｗの中心から離れた外周へ向けて不活性ガスを吐出することが可能であり、それにより、基板Ｗの表面を覆い、基板Ｗの表面に沿って流れる不活性ガス流Ｆを形成することができる。基板Ｗの外周とは、基板Ｗの周縁よりも僅かに基板Ｗの内側（中心側）の部分のことである。このように、移動ノズル１０は、基板Ｗの外周に向けて不活性ガスを吐出し、不活性ガス流Ｆを形成する不活性ガス流形成手段としての機能を有している。

不活性ガスは、窒素ガスに限らず、基板Ｗの表面およびパターンに対して不活性なガスであればよく、例えばアルゴン等の希ガス類であってもよい。
移動ノズル１０には、有機溶剤供給管６１、第１不活性ガス供給管６３および第２不活性ガス供給管６８が結合されている。有機溶剤供給管６１には、その流路を開閉する有機溶剤バルブ６２が介装されている。第１不活性ガス供給管６３には、その流路を開閉する第１不活性ガスバルブ６４が介装されている。第２不活性ガス供給管６８には、第２不活性ガスバルブ６９が介装されている。有機溶剤供給管６１には、有機溶剤供給源から、有機溶剤が供給される。第１不活性ガス供給管６３および第２不活性ガス供給管６８には、不活性ガス供給源から、不活性ガスが供給される。

加熱流体供給ノズル１１は、基板Ｗの裏面（下方側の主面）の中心に向けて加熱流体を供給することによって基板Ｗを加熱する。加熱流体供給ノズル１１は、回転軸２２を挿通しており、基板Ｗの裏面の中心に臨む吐出口１１ａを上端に有している。基板Ｗの裏面の中心への加熱流体の供給によって、基板Ｗの中央領域が特に加熱される。加熱流体供給ノズル１１には、加熱流体供給源から加熱流体供給管８０を介して加熱流体が供給される。供給される加熱流体は、例えば、温水である。温水は、室温よりも高温の水であり、例えば８０℃〜８５℃の水である。加熱流体は、温水に限らず、高温の窒素ガス等の気体であってもよく、基板Ｗを加熱することができる流体であればよい。加熱流体が温水である場合、加熱流体供給ノズル１１は、基板Ｗの裏面中心に向けて温水を供給する中心温水供給手段として機能する。加熱流体供給管８０には、その流路を開閉するための加熱流体バルブ８１が介装されている。

処理ユニット２は、図１に二点鎖線で示すように、基板Ｗに対向し基板Ｗとの間の雰囲気を周囲の雰囲気から遮断（離隔）するための対向部材としての遮断板６を含んでいてもよい。遮断板６は、基板Ｗとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板状に形成され、スピンチャック５の上方でほぼ水平に配置される。遮断板６は、下位置から上位置までの任意の位置（高さ）に移動することができる。遮断板６が基板Ｗの表面に十分に接近した位置にあるとき、遮断板６と基板Ｗとの間は、遮断板６によって周囲（遮断板６と基板Ｗとの間の空間の外部）の雰囲気から離隔される。

図２は、基板処理装置１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。基板処理装置１は、制御手段としての制御ユニット１２を含む。制御ユニット１２は、マイクロコンピュータを備え、所定の制御プログラムに従って基板処理装置１に備えられた制御対象を制御する。より具体的には、制御ユニット１２は、プロセッサ（ＣＰＵ）１２Ａと、制御プログラムが格納されたメモリ１２Ｂとを含み、プロセッサ１２Ａが制御プログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御を実行するように構成されている。特に、制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３、薬液供給ノズル移動機構４０、リンス液供給ノズル移動機構５０、ノズル移動機構６０、バルブ類４２，５２，６２，６４，６９，８１を制御するようにプログラムされている。

図３は、処理ユニット２による基板処理の一例を説明するための流れ図である。
処理ユニット２による基板処理では、まず、薬液処理工程が実行される（ステップＳ１）。薬液処理工程では、まず、制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３を駆動してスピンベース２１を回転させて基板Ｗの回転を開始する。薬液処理工程では、スピンベース２１は、所定の薬液回転速度で回転される。薬液回転速度は、例えば、８００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍである。

そして、制御ユニット１２は、薬液供給ノズル移動機構４０を制御して、薬液供給ノズル７を基板Ｗの上方の薬液処理位置に配置する。薬液処理位置は、薬液供給ノズル７から吐出される薬液が基板Ｗの表面の回転中心位置に着液可能な位置であってもよい。そして、制御ユニット１２は、薬液バルブ４２を開く。これにより、回転状態の基板Ｗの表面に向けて、薬液供給ノズル７から薬液が供給される。供給された薬液は遠心力によって基板Ｗの表面全体に行き渡る。

一定時間の薬液処理の後、基板Ｗの表面上の薬液をリンス液に置換することによって基板Ｗの表面上から薬液を排除するリンス処理工程が実行される（ステップＳ２）。
具体的には、制御ユニット１２は、リンス液供給ノズル移動機構５０を制御してリンス液供給ノズル８を基板Ｗの上方のリンス液処理位置に配置する。リンス液処理位置は、リンス液供給ノズル８から吐出されるリンス液が基板Ｗの表面の回転中心位置に着液する位置であってもよい。そして、制御ユニット１２は、薬液バルブ４２を閉じる。また、制御ユニット１２は、リンス液バルブ５２を開き、リンス液供給ノズル８に回転状態の基板Ｗの表面に向けてリンス液等の処理液を供給させる（処理液供給工程）。供給されたリンス液は遠心力によって基板Ｗの表面全体に行き渡り、薬液を置換する。

リンス処理工程では、制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３を制御してスピンベース２１を所定のリンス液回転速度で回転させる。リンス液回転速度は、例えば、８００ｒｐｍ〜１２００ｒｐｍである。
そして、基板Ｗの表面にリンス液を供給し続けることで、基板Ｗの表面上にリンス液の液膜が形成される。制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３を制御してスピンベース２１を所定のリンス液膜形成速度で回転させる。リンス液膜形成速度は、例えば、１０ｒｐｍである。

そして、リンス液よりも表面張力が低い低表面張力液体である有機溶剤によって基板Ｗを処理する有機溶剤処理工程が実行される（ステップＳ３）。そして、有機溶剤による処理を終えた後、制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３を制御して、基板Ｗを所定の乾燥回転速度で高速回転させる。乾燥回転速度は、例えば、１０００ｒｐｍである。乾燥回転速度は、１０００ｒｐｍに限られず、１０００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍの範囲で変更可能である。これにより、基板Ｗ上の液成分を遠心力によって振り切るための乾燥処理工程（ステップＳ４）が行われる。乾燥処理工程では、制御ユニット１２は、ノズル移動機構６０を制御して、移動ノズル１０を中央位置に配置させる。そして、第２不活性ガスバルブ６９を開いた状態にして基板Ｗの外周へ向けて不活性ガスを吐出させる。それにより、基板Ｗの表面を覆い、基板Ｗの表面に沿って流れる不活性ガス流Ｆが形成される。乾燥処理工程では、制御ユニット１２は、ノズル移動機構６０を制御して移動ノズル１０を退避位置に配置させ、その代わりに遮断板６を下位置へ移動させてもよい。乾燥処理工程は、スピンドライ工程ともいう。乾燥処理工程を実行することで基板処理装置１による基板処理が終了する。

次に、処理ユニット２による有機溶剤処理工程について詳細に説明する。
図４は、処理ユニット２による有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。図５Ａ〜図５Ｄは、有機溶剤処理の一例の様子を説明するための図解的な断面図である。
有機溶剤処理工程では、まず、制御ユニット１２は、ノズル移動機構６０を制御して、移動ノズル１０を基板Ｗの表面の回転中心位置に対向する中央位置に配置する（ステップＴ１）。

そして、基板Ｗの中心から外周に向かって基板Ｗの表面と平行にかつ放射状に流れる不活性ガス流Ｆを形成するために、基板Ｗの外周へ向けた不活性ガスの吐出が開始される（ステップＴ２）。具体的には、制御ユニット１２は、第２不活性ガスバルブ６９を開き、スピンチャック５によって基板Ｗが保持された状態で基板Ｗの外周へ向けて移動ノズル１０から不活性ガスを吐出させる。これにより、不活性ガス流Ｆが形成され、この不活性ガス流Ｆによって基板Ｗの表面が覆われる。そのため、スピンチャック５によって保持された基板Ｗの表面上にパーティクルが発生することを抑制または防止できる。

そして、図５Ａに示すように、リンス液を有機溶剤によって置換する置換工程が実行される。詳しくは、制御ユニット１２は、加熱流体バルブ８１を開き、加熱流体供給ノズル１１に加熱流体（例えば温水）の供給を開始させる（ステップＴ３）。加熱流体は、回転状態の基板Ｗの裏面中心に向けて吐出口１１ａから吐出される。
そして、制御ユニット１２は、リンス液バルブ５２を閉じてリンス液供給ノズル８からのリンス液の供給を停止させる。そして、制御ユニット１２は、リンス液供給ノズル８を退避位置へ移動させる。そして、制御ユニット１２は、有機溶剤バルブ６２を開いて移動ノズル１０からの有機溶剤の供給を開始させる（ステップＴ４）。移動ノズル１０から供給される有機溶剤は、基板Ｗの表面の回転中心位置を含む中央領域に向けて吐出される。移動ノズル１０から供給される有機溶剤の温度（有機溶剤温度）は、例えば５０℃である。

そして、制御ユニット１２は、加熱流体供給ノズル１１から加熱流体を供給させて基板Ｗを加熱しながら、移動ノズル１０から基板Ｗの回転中心位置に向けて有機溶剤を供給させることによってリンス液を有機溶剤で置換させる（ステップＴ５）。置換工程では、制御ユニット１２は、所定の置換速度でスピンベース２１が回転するように基板回転駆動機構２３を制御する。置換速度は、例えば、３００ｒｐｍである。

そして、図５Ｂに示すように基板Ｗの表面に有機溶剤の液膜６６を形成（液盛り）する液膜形成工程が実行される。詳しくは、制御ユニット１２は、移動ノズル１０から基板Ｗの表面の回転中心への有機溶剤の供給を継続する一方で、加熱流体バルブ８１を閉じることによって、基板Ｗの裏面中心への加熱流体の供給を停止させる（ステップＴ６）。これにより、基板Ｗへの加熱が弱められる。

そして、制御ユニット１２は、基板回転駆動機構２３を制御して、スピンベース２１の回転を減速させ、基板Ｗの回転を置換工程よりも減速させる（ステップＴ７）。具体的には、基板Ｗが所定の液膜形成速度で回転するように基板回転駆動機構２３が制御される（低回転液盛り工程）。液膜形成速度は、例えば、１０ｒｐｍである。液膜形成速度は、液膜６６が基板Ｗ上で分裂しない速度範囲で一定に維持されてもよい。また、液膜形成速度は、液膜６６が基板Ｗ上で分裂しない速度範囲で変更されてもよい。

そして、制御ユニット１２は、加熱流体供給ノズル１１からの基板Ｗへの加熱流体の供給を停止させることにより基板Ｗの加熱を弱め、移動ノズル１０から基板Ｗの表面への有機溶剤の供給を継続させることによって、基板Ｗの表面に有機溶剤の液膜６６を形成させる（ステップＴ８）。液膜形成工程で形成される液膜６６は、所定の厚みを有する。この厚みは、例えば、１ｍｍ程度である。

そして、図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、基板Ｗの中央領域へ有機溶剤を供給せずに、基板Ｗへの加熱を強めることによって、基板Ｗの表面上から液膜６６が排除される液膜排除工程が実行される。
詳しくは、制御ユニット１２は、有機溶剤バルブ６２を閉じることによって、移動ノズル１０からの基板Ｗへの有機溶剤の供給を停止させる（ステップＴ９）。また、制御ユニット１２は、加熱流体バルブ８１を開き、図５Ｃに示すように、加熱流体供給ノズル１１に加熱流体の供給を再開させる（ステップＴ１０）。加熱流体の温度は、例えば、８０℃〜８５℃であり、移動ノズル１０から供給されていた有機溶剤の温度（例えば５０℃）よりも高い。加熱流体の供給により、基板Ｗへの加熱が強められる。加熱が強められることで基板Ｗの中央領域の温度が７７℃〜８２℃に達する。基板Ｗの裏面中心に到達した直後から基板Ｗと加熱流体との熱交換が始まるので、基板Ｗの外周に達するまでに加熱流体の熱量が基板Ｗに奪われる。そのため、基板Ｗの外周の温度は、７１℃程度になる。

そして、制御ユニット１２が第１不活性ガスバルブ６４を開くことによって、基板Ｗの中心への不活性ガスの供給が開始される（ステップＴ１１）。
基板Ｗの中央領域が加熱されることによって、液膜６６の中央領域に開口６７が形成される開口形成工程が実行される（ステップＴ１２）。詳しくは、加熱流体供給ノズル１１から供給される加熱流体によって基板Ｗの裏面の中心が温められる。それによって、基板Ｗの中心付近の有機溶剤の表面張力が低下し、基板Ｗの中央領域においてのみ液膜６６が薄くなる。基板Ｗの中央領域における有機溶剤の温度が上昇するため、有機溶剤の蒸発が促進され、液膜６６の中央領域に開口６７が形成される。開口６７の形成は、基板Ｗの中心への不活性ガスの供給によって補助される。

そして、制御ユニット１２が、基板回転駆動機構２３を制御して、スピンベース２１の回転を減速させ、基板Ｗを置換工程における回転速度よりも低速度で回転させる（低回転乾燥工程）。具体的には、基板Ｗが所定の開口形成速度で回転するように基板回転駆動機構２３が制御される。開口形成速度は、例えば、１０ｒｐｍである。開口形成速度は、１０ｒｐｍに限られず、１０ｒｐｍ〜２０ｒｐｍ程度であればよい。

そして、制御ユニット１２は、第１不活性ガスバルブ６４を閉じることによって、移動ノズル１０からの基板Ｗの表面の中心への不活性ガスの供給を停止させる（ステップＴ１３）。そして、図５Ｄに示すように、基板Ｗの中央領域への加熱を続けることによって、開口６７を基板Ｗの周縁に向かって広げる開口拡大工程が実行される（ステップＴ１４）。

そして、制御ユニット１２が、基板回転駆動機構２３を制御して、スピンベース２１の回転を減速させ、基板Ｗを置換工程における回転速度よりも低速度で回転させる（低回転乾燥工程）。具体的には、基板Ｗが所定の開口拡大速度で回転するように基板回転駆動機構２３が制御される。開口拡大速度は、例えば、１０ｒｐｍである。開口拡大速度は、１０ｒｐｍに限られず、１０ｒｐｍ〜２０ｒｐｍ程度であればよい。開口６７が拡大し基板Ｗの表面から液膜６６が排除されることで有機溶剤による基板Ｗの処理が終了する。

図６Ａは、開口拡大工程における開口６７の周縁６７ａ付近を模式的に示した図である。図６Ｂは、回転していない状態の基板Ｗの表面上に滴下された有機溶剤の液滴Ａ付近を模式的に示した図である。
図６Ａに示すように、開口拡大工程では、基板Ｗの加熱によって、開口６７の周縁６７ａに位置する液膜６６の気液界面６６ａにおいて、基板Ｗの表面から離れる方向の対流Ｃが液膜６６中に生じている。この対流Ｃは、液膜６６中において、基板Ｗの表面に近い部分ほど液温が高いことによって生じる。対流Ｃは、基板Ｗの表面から離れる方向に沿って生じ、かつ気液界面６６ａに沿う流れを形成するので、開口６７が拡大する方向に向かう液膜６６の自発的な移動を生じさせる。開口拡大工程において、開口６７の周縁６７ａに位置する液膜６６の気液界面６６ａが、基板Ｗの表面に対して、有機溶剤の基板Ｗの表面に対する接触角θ２（図６Ｂ参照）よりも大きい角度θ１で接している。対流Ｃに起因する液膜６６の自発的移動が生じているときに、このような状態となる。接触角θ２は、有機溶剤の液滴Ａの気液界面と基板Ｗの表面との間で液膜６６の内部に形成される角度である。角度θ１は、気液界面６６ａに直交する平面上で当該気液界面６６ａが形成する曲線において基板Ｗの表面との交点を接点として引いた接線６６ｂと基板Ｗの表面との間で液膜６６の内部に形成される角度である。開口６７の周縁６７ａよりも外側とは、周縁６７ａに対して回転中心位置とは反対側をいう。角度θ１は、４５度以上であることが好ましい。

基板Ｗを回転させることによって液膜６６に遠心力が作用していたり、開口６７内に不活性ガスを供給することによって、その不活性ガスによる吹き付け力が液膜６６の開口６７の周縁６７ａに作用していたりしてもよい。このような場合であっても、開口６７の周縁６７ａにおける液膜６６の気液界面６６ａが、基板Ｗの表面に対して、有機溶剤の基板Ｗに対する接触角θ２よりも大きい角度θ１（例えば４５度以上の角度）で接していることが好ましい。そうであれば、液膜６６の移動（開口６７の拡大）に対する支配的なメカニズムは、液膜６６中の対流Ｃに起因する自発的移動であるといえる。

また、液膜６６の厚みは、１ｍｍ程度と十分に厚いため、基板Ｗの表面と液膜６６の上面との間の温度差が大きくなりやすいので、液膜６６内で対流Ｃが起こりやすい。液膜６６内において、基板Ｗの表面付近の有機溶剤の温度と液膜６６の表面付近の有機溶剤の温度との差は、３０℃〜３５℃であれば、対流Ｃが一層起こりやすい。
制御ユニット１２は、開口形成工程および開口拡大工程（液膜排除工程）において、液膜６６に作用する遠心力による液膜６６の移動速度よりも液膜６６中の対流Ｃによる液膜６６の移動速度の方が高速であるように、加熱流体バルブ８１および基板回転駆動機構２３を制御して、基板Ｗの加熱および回転を制御することが好ましい。液膜６６の移動速度とは、開口６７の周縁６７ａが基板Ｗの回転中心位置から離れる方向へ向かう速度である。

第１実施形態によれば、基板Ｗが加熱されることによって、基板Ｗ上のリンス液が有機溶剤で効率良く置換される。一方、液膜６６を形成する際には、基板Ｗに対する加熱が弱められるので、有機溶剤の蒸発が抑制される。そのため、十分な厚みの液膜６６を効率良く形成でき、有機溶剤が局所的に蒸発することに起因して液膜６６が分裂することを抑制することができる。そして、基板Ｗの中央領域に有機溶剤を供給せずに再び基板Ｗの加熱を強めることによって、液膜６６を分裂させることなく塊状態で基板Ｗの表面上から排除することができる。したがって、基板Ｗの表面上に有機溶剤の液滴を残すことなく、基板Ｗの表面上の有機溶剤を良好に排除することができる。それにより、基板Ｗ上の微細なパターン（図２２参照）に作用する有機溶剤等による表面張力を低減できるので、パターン倒壊を抑制又は防止できる。

また、基板Ｗに対する加熱の制御によって、基板Ｗの表面上に形成された液膜６６中に液膜６６を移動させる対流Ｃが生じるため、この対流Ｃによって液膜６６の自発的な移動が生じ、それによって、液膜６６を基板Ｗの表面から排除できる。その結果、液膜６６を分裂させることなく塊状態で基板Ｗの表面上から排除することができる。したがって、基板Ｗの表面上に有機溶剤の液滴を残すことなく、基板Ｗの表面上の有機溶剤を良好に排除することができる。

また、有機溶剤の液膜６６の中央領域に形成された開口６７の周縁６７ａにおける液膜６６の気液界面６６ａにおいて、基板Ｗから離れる方向の対流Ｃが生じる。この対流Ｃは、開口６７を広げる方向に向かう自発的な移動を生じさせ、それによって、開口６７が拡大される。そのため、液膜６６を分裂させることなく基板Ｗの表面上から有機溶剤を一層良好に排除することができる。

また、開口拡大工程では、基板Ｗに不活性ガスを供給することなく開口６７を拡大させる。そのため、液膜６６の気液界面６６ａにおける対流Ｃが、不活性ガスによって冷却されることを防止できる。また、不活性ガスによって対流Ｃが乱されることを防止でき、不活性ガスによって液膜６６が破壊されることも防止できる。
また、置換工程では、基板Ｗの回転により発生する遠心力によって処理液を排除しながら有機溶剤が基板Ｗの表面に供給されるので、基板Ｗ上の処理液を有機溶剤に効率良く置換させることができる。また、液膜形成工程では、基板Ｗの回転を減速させることで遠心力を低減させることができる。これにより、基板Ｗから排除される有機溶剤の量が低減されるので液膜６６を良好に形成することができる。また、液膜排除工程においては、基板Ｗを置換工程における回転速度よりも低速度で回転させることによって、加熱に起因する液膜６６の自発的な移動が支配的な状態となり、適度な遠心力によって、液膜６６の自発的な移動を補助することができる。

また、液膜６６に作用する遠心力による液膜６６の移動速度よりも対流Ｃによる液膜６６の自発的移動速度の方が高速であるため、遠心力によって基板Ｗから排除される有機溶剤の量を抑制できる。それにより、液膜６６が基板Ｗ上で分裂することを一層抑制することができる。したがって、基板Ｗの表面上の有機溶剤を一層良好に排除することができる。

また、液膜６６が基板Ｗ上で分裂しない速度範囲で基板Ｗが回転するため、遠心力によって液膜６６の移動を補助しながら、液塊の状態を保って、液膜６６を基板Ｗ外に排除できる。
また、移動ノズル１０は、基板Ｗよりも温度が低い有機溶剤を供給しているため、基板Ｗとの温度差によって、液膜６６中の対流Ｃが生じやすくなる。より具体的には、加熱流体供給ノズル１１の加熱流体の供給による加熱位置付近における基板Ｗの温度よりも有機溶剤の温度が低いことが好ましい。それによって、加熱位置付近において、基板Ｗから液膜６６の表面へと向かう対流Ｃを生じさせ、また促進させることができるので、基板Ｗ上における液膜６６の自発的移動によって、液膜６６を基板Ｗ外へと効率的に排除できる。

また、基板Ｗの裏面中心に向けて加熱流体を供給することによって基板の中心付近（中央領域）の液膜６６の有機溶剤の蒸発を促進でき、かつ基板Ｗの中央領域に液膜６６中の対流Ｃの始点を配置できる。それにより、基板Ｗの中心、すなわち液膜６６の中心位置において液膜６６に開口６７を生じさせ、かつその開口６７を外側へと広がらせるように液膜６６を移動させて液膜６６を基板Ｗ外に排除することができる。基板Ｗの外側とは、基板Ｗの中心から離れる側のことをいう。

また、遮断板６が設けられている場合、基板Ｗと遮断板６との間の雰囲気の周囲の雰囲気に含まれる水分が液膜６６へ溶け込むのを抑制できる。
また、基板Ｗの裏面から表面への加熱流体の回り込みを抑制するために、加熱流体供給ノズル１１からの加熱流体の供給の停止（ステップＴ６）は、移動ノズル１０からの有機溶剤の供給の停止（ステップＴ９）よりも先に行うことが好ましい。

また、乾燥処理工程において移動ノズル１０が基板Ｗの中心だけでなく基板Ｗの外周へ向けても不活性ガスを供給することによって、基板Ｗの表面を保護することができる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る基板処理装置１Ｐは、第１実施形態に係る基板処理装置１と同じ構成を有している。図７は、この発明の第２実施形態に係る基板処理装置１Ｐに備えられた処理ユニット２Ｐによる有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。図８は、処理ユニット２Ｐによる有機溶剤処理の開口拡大工程の様子を説明するための図解的な断面図である。図７および図８ならびに後述する図９〜図２１Ｂでは、今まで説明した部材と同じ部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。

第２実施形態に係る処理ユニット２Ｐによる有機溶剤処理が第１実施形態に係る処理ユニット２による有機溶剤処理（図４参照）と主に異なる点は、開口拡大工程において、制御ユニット１２が、開口６７の拡大に応じて基板回転駆動機構２３を制御して、基板Ｗの回転を徐々に加速させる点である（ステップＴ２１）。基板Ｗの回転は、この例では、液膜形成速度から段階的に加速される。より具体的には、基板Ｗの回転速度は、１０ｒｐｍから、２０ｒｐｍに加速されて所定時間（例えば１０秒）維持され、その後、３０ｒｐｍに加速されて所定時間（例えば１０秒）維持され、その後、４０ｒｐｍに加速されて所定時間（例えば１０秒）維持され、その後、５０ｒｐｍに加速されて所定時間（例えば１０秒）維持される。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
基板Ｗの外周付近では、基板Ｗの中心付近と比較して、加熱流体供給ノズル１１から供給される加熱流体の熱が伝達されにくい。そのため、開口拡大工程において、開口６７の周縁６７ａが基板Ｗの外周付近にある場合は、開口６７の周縁６７ａが基板Ｗの中心付近にある場合と比較して、液膜６６の自発的移動速度が遅い。そのため、開口拡大工程において、開口６７の周縁６７ａが基板Ｗの外周に近づくのに従って基板Ｗの回転速度を徐々に加速させて遠心力を大きくすることによって、開口６７の周縁６７ａが基板Ｗの外周付近にあるときの液膜６６の移動の補助の度合いを大きくすることができる。

＜第３実施形態＞
図９は、この発明の第３実施形態に係る基板処理装置１Ｑに備えられた処理ユニット２Ｑの構成例を説明するための図解的な断面図である。
第３実施形態に係る処理ユニット２Ｑが第１実施形態に係る処理ユニット２（図１参照）と主に異なる点は、処理ユニット２Ｑが、基板Ｗの中心から離れた外周位置で基板Ｗを加熱する外周部加熱機構３０を含む点である。外周位置とは、加熱流体供給ノズル１１が基板Ｗの裏面の中心に加熱流体を供給することによって特に加熱することができる位置（中央領域）よりも基板Ｗの外側の位置である。外周部加熱機構３０は、外周位置で基板Ｗを加熱する外周部加熱手段の一例である。

第３実施形態の外周部加熱機構３０は、基板Ｗの中心からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置され、基板Ｗの裏面の中心から離れた位置に向けて加熱流体を供給する複数の外周位置加熱流体供給ノズル３１を含む。複数の外周位置加熱流体供給ノズル３１のそれぞれは、対応する外周位置に加熱流体を供給することができる。複数の外周位置加熱流体供給ノズル３１は、基板Ｗの回転半径方向に沿って並んでいる。これらの複数の外周位置加熱流体供給ノズル３１は、基板Ｗが回転軸線Ａ１まわりに回転されることによって、基板Ｗの裏面の環状領域に臨むことになる。環状領域とは、基板Ｗの中心を含む中央領域から離れた所定位置から基板Ｗの外周までの範囲に亘る領域である。

複数の外周位置加熱流体供給ノズル３１には、複数の加熱流体供給管３２がそれぞれ結合されており、複数の加熱流体供給管３２には、複数の加熱流体バルブ３３がそれぞれ介装されている。換言すれば、各外周位置加熱流体供給ノズル３１に個別の加熱流体供給管３２が結合されており、その加熱流体供給管３２に１つの加熱流体バルブ３３が介装されている。複数の加熱流体バルブ３３は、対応する外周位置加熱流体供給ノズル３１への加熱流体の供給の有無をそれぞれ切り替える供給切替手段を構成している。回転中心位置に最も近い外周位置加熱流体供給ノズル３１から順に符号３１ａ〜３１ｄを付し、外周位置加熱流体供給ノズル３１ａ〜３１ｄに対応する加熱流体バルブ３３のそれぞれには、符号３３ａ〜３３ｄを付す。

制御ユニット１２は、加熱流体バルブ８１と複数の加熱流体バルブ３３とを制御して、加熱流体を供給するノズルを変更することで、基板Ｗを加熱する位置を移動させることができる。加熱流体供給ノズル１１および複数の外周位置加熱流体供給ノズル３１のうち、基板Ｗにおいて開口６７の周縁６７ａが位置する部分を加熱できるノズルに加熱流体を供給させることで、開口６７の周縁６７ａにおける液膜６６の気液界面６６ａにおいて対流Ｃの発生を促進させることができる。

図１０は、処理ユニット２Ｑによる有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。図１１は、処理ユニット２Ｑによる有機溶剤処理の開口拡大工程の様子を説明するための図解的な断面図である。
第３実施形態に係る処理ユニット２Ｑによる有機溶剤処理が第１実施形態に係る処理ユニット２による有機溶剤処理（図４参照）と主に異なる点は、開口拡大工程において、基板Ｗを加熱する位置が移動する点である（ステップＴ３１）。

詳しくは、液膜６６の自発的な移動により、開口６７の周縁６７ａが中央領域よりも外側に移動すると、制御ユニット１２は、加熱流体バルブ８１を閉じて加熱流体供給ノズル１１からの基板Ｗの裏面の中心への加熱流体の供給を停止させる。そして、制御ユニット１２は、基板Ｗの回転中心位置に最も近い外周位置加熱流体供給ノズル３１ａに対応する加熱流体バルブ３３ａを開いて、基板Ｗにおいて開口６７の周縁６７ａが位置する部分の裏面へ向けて加熱流体の供給を開始する。

そして、開口６７の周縁６７ａが先ほどの外周位置加熱流体供給ノズル３１ａが基板Ｗを特に加熱できる位置よりも外側に基板Ｗ上を移動すると、制御ユニット１２は、外周位置加熱流体供給ノズル３１ａよりも外側の外周位置加熱流体供給ノズル３１ｂによる加熱流体の供給を開始するために、外周位置加熱流体供給ノズル３１ｂに対応する加熱流体バルブ３３ｂを開く。そして、制御ユニット１２は、加熱流体バルブ３３ａを閉じて外周位置加熱流体供給ノズル３１ａからの加熱流体の供給を停止する。

そして、開口６７の周縁６７ａが先ほどの外周位置加熱流体供給ノズル３１ｂが基板Ｗを特に加熱できる位置よりも外側に基板Ｗ上を移動すると、周縁６７ａの位置に適した外周位置加熱流体供給ノズル３１ｃ、３１ｄからの加熱流体の供給を開始するために、制御ユニット１２は、加熱流体バルブ３３ｃ、３３ｄを制御する。
制御ユニット１２は、複数の加熱流体バルブ３３を制御して、液膜６６が排除されるまで複数の外周位置加熱流体供給ノズル３１のうちのいずれかからの加熱流体の供給を続ける。

このように、加熱流体バルブ８１および複数の加熱流体バルブ３３は、開口６７の周縁６７ａの移動に応じて基板Ｗを加熱する位置を移動させる加熱位置移動手段として機能する。
第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、開口６７の周縁６７ａの移動に応じて加熱位置が移動するため、開口６７の周縁６７ａに位置する液膜６６の気液界面６６ａにおいて対流Ｃを良好に生じさせることができる。したがって、基板Ｗの表面上の有機溶剤を一層良好に排除することができる。

また、外周位置で基板Ｗを加熱することによって、外周位置の有機溶剤の蒸発を促進することができるので、効率良く液膜６６を排除することができる。
また、開口６７の周縁６７ａの位置に応じて、基板Ｗにおいて対流Ｃを発生させるために特に加熱が必要な部分のみを加熱することができるので、対流Ｃを発生させるための加熱流体の使用量を低減することができる。

＜第４実施形態＞
図１２は、第４実施形態に係る基板処理装置１Ｒに備えられた処理ユニット２Ｒの構成例を説明するための図解的な断面図である。
第４実施形態に係る処理ユニット２Ｒが第１実施形態に係る処理ユニット２（図１参照）と主に異なる点は、外周位置で基板Ｗを加熱する外周部加熱機構３０Ｒが、複数のヒータ９０を含む点である。外周部加熱機構３０Ｒは、チャックピン２０およびスピンベース２１に保持された基板Ｗを加熱する基板加熱手段の一例である。複数のヒータ９０は、例えば、スピンベース２１に内蔵され、回転径方向に延びる抵抗体である。複数のヒータ９０は、基板Ｗの下方から外周位置に対向している。複数のヒータ９０は、基板Ｗが回転軸線Ａ１まわりに回転されることによって、基板Ｗの裏面の環状領域に対向することになる。

複数のヒータ９０は、回転径方向に沿って配置されている。複数のヒータ９０には、各ヒータ９０に通電することによって各ヒータ９０の温度を上昇させるヒータ通電機構９１が連結されている。各ヒータ９０は、回転軸２２内に通された給電線９２によってヒータ通電機構９１からの電力が供給されている。この実施形態では、複数のヒータ９０は、共通のヒータ通電機構９１に連結されているが、複数のヒータ９０のそれぞれに異なるヒータ通電機構が連結されていてもよい。制御ユニット１２は、ヒータ通電機構９１を制御して、通電するヒータ９０を変更することによって、基板Ｗを加熱する位置を移動させることができる。開口６７の周縁６７ａにおける液膜６６の気液界面６６ａにおいて対流Ｃの発生を促進させるためには、開口６７の周縁６７ａに下方から対向するヒータ９０を用いて基板Ｗを加熱することが好ましい。

また、外周部加熱機構３０Ｒでは、ヒータ９０ごとに異なる温度に設定できてもよい。各ヒータ９０の温度は、例えば、基板Ｗの回転中心位置から離れるに従って高温になるように設定されてもよい。
ヒータ９０は、回転軸線Ａ１を取り囲む形状の円環状に形成されていてもよいし、周方向において円環の一部が途切れたＣ字状に形成されていてもよい。ヒータ９０が円環状に形成されている場合、ヒータ９０は、環状領域を加熱する環状領域加熱手段として機能する。

制御ユニット１２は、ヒータ通電機構９１を制御して各ヒータ９０への通電を制御することによって、ヒータ９０が基板Ｗを加熱する位置を移動させることができる。
図１３は、処理ユニット２Ｒによる有機溶剤処理の開口拡大工程の様子を説明するための図解的な断面図である。
第４実施形態に係る処理ユニット２Ｒによる有機溶剤処理は、第３実施形態に係る処理ユニット２Ｑによる有機溶剤処理（図１０参照）と同じく、開口拡大工程において、基板Ｗを加熱する位置が移動する（ステップＴ３１）。

詳しくは、液膜６６の自発的な移動により、開口６７の周縁６７ａが中央領域よりも外側に基板Ｗ上を移動すると、制御ユニット１２は、加熱流体バルブ８１を閉じて加熱流体供給ノズル１１からの基板Ｗの裏面の中心への加熱流体の供給を停止させる。そして、制御ユニット１２は、ヒータ通電機構９１を制御して、基板Ｗの回転中心位置に最も近いヒータ９０ａに通電し、基板Ｗにおいて開口６７の周縁６７ａが位置する部分の加熱を開始する。

そして、開口６７の周縁６７ａが先ほどのヒータ９０ａよりも外側のヒータ９０ｂと対向する位置まで基板Ｗの外周へ向けてさらに移動すると、制御ユニット１２は、ヒータ通電機構９１を制御してヒータ９０ｂによる基板Ｗの加熱を開始させる。そして、制御ユニット１２は、ヒータ通電機構９１を制御して、ヒータ９０ａによる基板Ｗの加熱を停止する。

そして、開口６７の周縁６７ａが先ほどのヒータ９０ｂよりもさらに外側のヒータ９０ｃと対向する位置まで基板Ｗの外周へ向けてさらに移動すると、制御ユニット１２は、ヒータ通電機構９１を制御してヒータ９０ｃによる基板Ｗの加熱を開始させる。そして、制御ユニット１２は、ヒータ通電機構９１を制御して、ヒータ９０ｂによる基板Ｗの加熱を停止する。

制御ユニット１２は、ヒータ通電機構９１を制御して、液膜６６が排除されるまで、複数のヒータ９０のいずれかによる加熱を続ける。
このように、ヒータ通電機構９１は、基板Ｗを加熱する位置を移動させる加熱位置移動手段として機能する。
第４実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果を奏する。

また、ヒータ９０が環状領域加熱手段として機能する場合、ヒータ９０が環状領域を加熱することによって、基板Ｗ全体を（特に周方向に）万遍なく加熱することができるので、液膜６６中の対流Ｃを維持でき、それによって、加熱による液膜６６の自発的移動によって、効率良く液膜６６を排除することができる。
＜第５実施形態＞
図１４は、この発明の第５実施形態に係る基板処理装置１Ｓに備えられた処理ユニット２Ｓの構成例を説明するための図解的な断面図である。

第５実施形態に係る基板処理装置１Ｓに備えられた処理ユニット２Ｓが第１実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット２と主に異なる点は次のとおりである。すなわち、処理ユニット２Ｓは、第１実施形態の加熱流体供給ノズル１１（図１参照）の代わりに、基板加熱手段としての加熱流体供給ノズル１１Ｓを含む。加熱流体供給ノズル１１Ｓは、基板Ｗの裏面の回転中心位置を含む中央領域に向けて加熱流体を供給する中心加熱流体供給ノズル８３と、基板Ｗの中心から離れた外周位置に加熱流体を供給する外周位置加熱流体供給ノズル８４とを含む。

中心加熱流体供給ノズル８３は、鉛直方向に沿って延びている。中心加熱流体供給ノズル８３は、回転軸２２を挿通しており、基板Ｗの裏面の中心に臨む吐出口８３ａを上端に有している。中心加熱流体供給ノズル８３は、加熱流体が温水である場合、基板Ｗの裏面中心に向けて温水を供給する中心温水供給手段として機能する。
外周位置加熱流体供給ノズル８４は、外周位置で基板Ｗを加熱する外周部加熱手段として機能する。外周位置加熱流体供給ノズル８４は、中心加熱流体供給ノズル８３の先端から回転径方向に延びたバーノズルの形態を有している。

外周位置加熱流体供給ノズル８４は、複数設けられていてもよい。第５実施形態では、外周位置加熱流体供給ノズル８４は、２つ設けられており、基板Ｗの回転方向に関して互いに１８０度離間している。
外周位置加熱流体供給ノズル８４は、基板Ｗの裏面の中心から離れた外周位置に臨む複数の吐出口８４ａを有している。複数の吐出口８４ａは、回転軸線Ａ１からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。これらの複数の吐出口８４ａは、基板Ｗが回転軸線Ａ１まわりに回転されることによって、基板Ｗの裏面の環状領域に臨むことになる。

図１５は、第５実施形態に係る処理ユニット２Ｓによる有機溶剤処理の詳細を説明するための流れ図である。
第５実施形態に係る処理ユニット２Ｓによる有機溶剤処理は、第１実施形態に係る処理ユニット２による有機溶剤処理（図４参照）と僅かに異なる。
すなわち、処理ユニット２Ｓによる有機溶剤処理は、基板Ｗの裏面の中心への加熱流体の供給を開始するステップＴ３（図４参照）の代わりに、加熱流体供給ノズル１１Ｓにより基板Ｗの裏面の中心および基板Ｗの裏面の複数の外周位置へ向けた加熱流体の供給を開始するステップＴ５１を実行する。

また、処理ユニット２Ｓによる有機溶剤処理は、基板Ｗの裏面の中心への加熱流体の供給を停止するステップＴ６（図４参照）の代わりに、加熱流体供給ノズル１１Ｓにより基板Ｗの裏面の中心および基板Ｗの裏面の複数の外周位置へ向けた加熱流体の供給を停止するステップＴ５２を実行する。
また、処理ユニット２Ｓによる有機溶剤処理は、基板Ｗの裏面の中心への加熱流体の供給を再開するステップＴ１０（図４参照）の代わりに、加熱流体供給ノズル１１Ｓにより基板Ｗの裏面の中心および基板Ｗの裏面の複数の外周位置へ向けた加熱流体の供給を再開するステップＴ５３を実行する。

また、外周位置加熱流体供給ノズル８４によって基板Ｗの環状領域も加熱されるが、基板Ｗは回転しているため、基板Ｗの中央領域のように常に加熱流体によって加熱され続けるわけではない。そのため、基板Ｗの環状領域は、基板Ｗの中央領域よりも温度が低い。例えば、基板Ｗの中央領域の温度が７７℃〜８２℃であり、基板Ｗの外周の温度は、７５℃程度である。そのため、基板Ｗの環状領域に開口６７が形成されることを抑制できる。

第５実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、加熱流体供給ノズル１１Ｓから加熱流体が供給される外周位置で基板Ｗを加熱することによって、外周位置の有機溶剤の蒸発を加速させることができるので、効率良く液膜６６を排除することができる。
＜第６実施形態＞
第６実施形態に係る基板処理装置１Ｔは、第５実施形態に係る基板処理装置１Ｓと（図１４参照）同じ構成を有している。

図１６は、第６実施形態に係る処理ユニット２Ｔ有機溶剤処理の様子を説明するための流れ図である。図１７は、第６実施形態に係る処理ユニット２Ｔによる有機溶剤処理の一例を説明するためのタイムチャートである。図１８Ａ〜図１８Ｄは、第６実施形態に係る処理ユニット２Ｔによる有機溶剤処理の様子を説明するための図解的な断面図である。
第６実施形態に係る処理ユニット２Ｔによる有機溶剤処理が第１実施形態に係る処理ユニット２による有機溶剤処理（図４参照）と主に異なる点は次のとおりである。すなわち、処理ユニット２Ｔによる有機溶剤処理では、不活性ガスを用いずに開口６７を形成する。また、処理ユニット２Ｔによる有機溶剤処理では、開口６７を拡大させる際、基板Ｗに有機溶剤を供給しながら有機溶剤の着液位置を変更する。着液位置とは、基板Ｗの表面において、移動ノズル１０から供給される有機溶剤が着液する位置をいう。

詳しくは、第６実施形態の有機溶剤処理では、第１実施形態の有機溶剤処理と同様に、まず、制御ユニット１２は、ノズル移動機構６０を制御して、移動ノズル１０を基板Ｗの表面の回転中心位置に対向する中央位置に配置する（ステップＴ１）。そして、不活性ガス流Ｆを形成するために、基板Ｗの外周へ向けた不活性ガスの吐出が開始される（ステップＴ２）。

そして、図１８Ａに示すように、リンス液を有機溶剤によって置換する置換工程が実行される。詳しくは、制御ユニット１２は、加熱流体バルブ８１を開き、加熱流体供給ノズル１１Ｓからの加熱流体の供給を開始させる（ステップＴ６１）。加熱流体は、回転状態の基板Ｗの裏面中心に向けて吐出口８３ａから吐出され、基板Ｗの裏面の複数の外周位置に向けて複数の吐出口８４ａから吐出される。加熱流体供給ノズル１１Ｓから供給される加熱流体の温度（加熱流体温度）は、例えば、８０℃〜８５℃であり、加熱流体供給ノズル１１Ｓから供給される加熱流体の供給量（加熱流体供給量）は、例えば、１８００ミリリットル／ｍｉｎである。

そして、制御ユニット１２は、リンス液バルブ５２を閉じてリンス液供給ノズル８からのリンス液の供給を停止させる。そして、制御ユニット１２は、有機溶剤バルブ６２を開いて移動ノズル１０からの有機溶剤の供給を開始させる（ステップＴ４）。移動ノズル１０から供給される有機溶剤は、基板Ｗの表面の回転中心位置を含む中央領域に向けて吐出される。移動ノズル１０から供給される有機溶剤の温度（有機溶剤温度）は、例えば、５０℃であり、移動ノズル１０から供給される有機溶剤の供給量（有機溶剤供給量）は、例えば、３００ミリリットル／ｍｉｎである。

そして、制御ユニット１２は、加熱流体供給ノズル１１Ｓから加熱流体を供給させて基板Ｗを加熱しながら、移動ノズル１０から基板Ｗへ有機溶剤を供給させることによってリンス液を有機溶剤で置換させる（ステップＴ５）。置換工程では、制御ユニット１２は、所定の置換速度でスピンベース２１が回転するように基板回転駆動機構２３を制御する。置換工程における基板Ｗの回転は、この例では、段階的に加速される。より具体的には、基板Ｗの回転速度は、１０ｒｐｍから、１００ｒｐｍに加速されて所定時間維持され、その後、３００ｒｐｍに加速されて所定時間維持される。置換工程における基板Ｗの回転は、例えば、合計で７１．５秒間行われる。

そして、図１８Ｂに示すように基板Ｗの表面に有機溶剤の液膜６６を形成（液盛り）する液膜形成工程が実行される。詳しくは、制御ユニット１２が、加熱流体バルブ８１を閉じることによって、基板Ｗの裏面の中心および基板Ｗの裏面の外周位置への加熱流体の供給を停止させる（ステップＴ６２）。これにより、基板Ｗへの加熱が弱められる。
そして、制御ユニット１２が、基板回転駆動機構２３を制御して、スピンベース２１の回転を徐々に減速させ、基板Ｗの回転を置換工程よりも減速させる（ステップＴ７）。具体的には、基板Ｗが所定の液膜形成速度で回転するようになるまで徐々に基板Ｗの回転が減速される。液膜形成速度は、例えば、１０ｒｐｍである。

そして、制御ユニット１２は、加熱流体供給ノズル１１からの基板Ｗへの加熱流体の供給を停止させることにより基板Ｗの加熱を弱め、移動ノズル１０から基板Ｗの表面へ有機溶剤を供給させることによって、基板Ｗの表面に有機溶剤の液膜６６を形成させる（ステップＴ８）。液膜形成工程で形成される液膜６６は、所定の厚みを有する。この厚みは、例えば、１ｍｍ程度である。液膜６６の形成は、基板Ｗが液膜形成速度で回転するようになってから実行される（低回転液盛り工程）。

そして、基板Ｗの中央領域へ有機溶剤を供給せずに、基板Ｗへの加熱を強めることによって、基板Ｗの表面上から液膜６６が排除される液膜排除工程が実行される。
詳しくは、制御ユニット１２が、有機溶剤バルブ６２を閉じることによって、移動ノズル１０から基板Ｗへの有機溶剤の供給を停止させる（ステップＴ９）。また、制御ユニット１２は、加熱流体バルブ８１を開き、図１８Ｃに示すように、加熱流体供給ノズル１１Ｓに、基板Ｗの裏面の中心および基板Ｗの裏面の複数の外周位置へ向けた加熱流体の供給を再開させる（ステップＴ６３）。加熱流体の温度は、例えば、８０℃〜８５℃であり、移動ノズル１０から供給されていた有機溶剤の温度（例えば５０℃）よりも高い。加熱流体の供給の再開により、基板Ｗへの加熱が強められる。加熱が強められることで基板Ｗの中央領域の温度が７７℃〜８２℃に達する。基板Ｗの外周の温度は、外周位置加熱流体供給ノズル８４から供給される加熱流体により加熱されることで、７５℃程度に達する。

そして、制御ユニット１２は、ノズル移動機構６０を制御して、中央位置にある移動ノズル１０の外周対向位置への移動を開始させる（ステップＴ６４）。外周対向位置とは、移動ノズル１０が基板Ｗの外周と対向する位置のことである。ステップＴ６４では、ノズル移動機構６０は、ノズル移動手段として機能する。
基板Ｗの中央領域が加熱されることによって、液膜６６の中央領域に開口６７が形成される開口形成工程が実行される（ステップＴ１２）。

そして、図１８Ｄに示すように、基板Ｗの中央領域に有機溶剤を供給せずに基板Ｗの中央領域への加熱を続けることによって、開口６７を基板Ｗの周縁に向かって広げる開口拡大工程が実行される（ステップＴ１４）。
そして、制御ユニット１２は、開口６７の周縁６７ａが基板Ｗの中央領域よりも外側へ移動すると、有機溶剤バルブ６２を開くことによって、基板Ｗの中央領域よりも外側への移動ノズル１０からの有機溶剤の供給を開始させる（ステップＴ６５）。移動ノズル１０から供給される有機溶剤の温度（有機溶剤温度）は、例えば、５０℃である。有機溶剤温度が室温以上である場合は、対流Ｃ（図６Ａ参照）が発生しやすい。有機溶剤温度が基板Ｗの温度（例えば、７５℃〜８２℃）よりも低い場合は、基板Ｗの表面付近の有機溶剤と液膜６６の表面（上方の面）付近の有機溶剤との間に温度差が生じるため、対流Ｃが発生しやすくなる。移動ノズル１０から供給される有機溶剤の供給量（有機溶剤供給量）は、例えば、５０ミリリットル／ｍｉｎである。

そして、開口拡大工程と並行して、開口６７の拡大に応じて基板Ｗへの有機溶剤の着液位置が変更される（ステップＴ６６）。詳しくは、制御ユニット１２は、ノズル移動機構６０を制御して、液膜６６に開口６７が形成された後に、開口６７の拡大に伴って、開口６７の周縁６７ａよりも外側に着液位置が位置するように移動ノズル１０を基板Ｗの表面に沿う方向に移動させることによって、着液位置を変更させる（ノズル移動工程）。このとき、ノズル移動機構６０は、有機溶剤の基板Ｗの表面上における着液位置を変更する着液位置変更手段として機能する。回転半径方向への着液位置の移動速度（着液位置移動速度）は、例えば１３ｍｍ／ｓであり、液膜６６の気液界面６６ａ（図６Ａ参照）の移動速度とほぼ等しい。ノズル移動機構６０は、移動ノズル１０を外周対向位置まで移動させることによって、着液位置を基板Ｗの外周まで移動させる。そして、制御ユニット１２は、有機溶剤バルブ６２を閉じて基板Ｗの表面への有機溶剤の供給を停止する。

開口６７が拡大し基板Ｗの表面から液膜６６が排除されることで有機溶剤による基板Ｗの処理が終了する。
第６実施形態によれば、第５実施形態と同様の効果を奏する。
また、開口６７の拡大に応じて有機溶剤の着液位置が変更されるので、開口６７の周縁６７ａよりも外側には、有機溶剤が十分に供給されるので、開口６７の周縁６７ａよりも外側の有機溶剤が局所的に蒸発して液膜６６が分裂することを抑制できる。したがって、基板Ｗの表面上の有機溶剤を一層良好に排除することができる。

また、不活性ガスを用いずに、加熱流体供給ノズル１１Ｓという簡単な機構を用いて開口６７を形成することができる。
＜第７実施形態＞
図１９は、第７実施形態に係る基板処理装置１Ｕに備えられた処理ユニット２Ｕの構成例を説明するための図解的な断面図である。この処理ユニット２Ｕは、基板加熱手段としての加熱流体供給ノズル１１Ｕを含む。加熱流体供給ノズル１１Ｕが、中心加熱流体供給ノズル８３と、中心加熱流体供給ノズル８３とは別体で設けられた外周部加熱手段としての外周位置加熱流体供給ノズル８５とを含む。

詳しくは、外周位置加熱流体供給ノズル８５は、中心加熱流体供給ノズル８３を取り囲み鉛直方向に延びる中空の支持部材８６の先端から径方向に延びたバーノズルの形態を有しており、基板Ｗの裏面の中心から離れた外周位置に臨む複数の吐出口８５ａを有している。
外周位置加熱流体供給ノズル８５は、複数設けられていてもよい。第７実施形態では、外周位置加熱流体供給ノズル８５は、２つ設けられており、基板Ｗの回転方向に関して互いに１８０度離間している。各外周位置加熱流体供給ノズル８５は、中心加熱流体供給ノズル８３に結合された加熱流体供給管８０とは別の複数の加熱流体供給管８７にそれぞれ結合されている。複数の加熱流体供給管８７のそれぞれには、複数の加熱流体バルブ８８が介装されている。換言すれば、各外周位置加熱流体供給ノズル８５に個別の加熱流体供給管８７が結合されており、その加熱流体供給管８７に１つの加熱流体バルブ８８が介装されている。加熱流体供給管８０および加熱流体供給管８７には、共通の加熱流体供給源から加熱流体が供給されていてもよい。

制御ユニット１２は、加熱流体バルブ８１，８８を制御することによって、中心加熱流体供給ノズル８３による加熱流体の供給と外周位置加熱流体供給ノズル８５による加熱流体の供給とを切り替えることができる。
図２０は、第７実施形態に係る処理ユニット２Ｕによる有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。図２１Ａは、第７実施形態に係る処理ユニット２Ｕによる有機溶剤処理の開口形成工程の様子を説明するための図解的な断面図である。図２１Ｂは、第７実施形態に係る処理ユニット２Ｕによる有機溶剤処理の開口拡大工程の様子を説明するための図解的な断面図である。

第７実施形態に係る処理ユニット２Ｕによる有機溶剤処理が第１実施形態に係る処理ユニット２による有機溶剤処理（図４参照）と異なる点は次のとおりである。処理ユニット２Ｕによる有機溶剤処理では、中心加熱流体供給ノズル８３による基板Ｗの裏面の中心へ向けた加熱流体の供給を行わず、外周位置加熱流体供給ノズル８５による基板Ｗの裏面の外周位置へ向けた加熱流体の供給のみを行う。

詳しくは、処理ユニット２Ｕによる有機溶剤処理は、基板Ｗの裏面の中心への加熱流体の供給を開始するステップＴ３（図４参照）の代わりに、制御ユニット１２が、加熱流体バルブ８８を開き、外周位置加熱流体供給ノズル８５から基板Ｗの裏面の外周位置へ向けて加熱流体の供給を開始させるステップＴ７１を実行する。
また、処理ユニット２Ｕによる有機溶剤処理は、基板Ｗの裏面の中心への加熱流体の供給を停止するステップＴ６（図４参照）の代わりに、制御ユニット１２が、加熱流体バルブ８８を閉じ、外周位置加熱流体供給ノズル８５からの基板Ｗの裏面の外周位置へ向けた加熱流体の供給を停止させるステップＴ７２を実行する。

また、処理ユニット２Ｕによる有機溶剤処理は、基板Ｗの裏面の中心への加熱流体の供給を再開するステップＴ１０（図４参照）の代わりに、制御ユニット１２が、加熱流体バルブ８８を開き、外周位置加熱流体供給ノズル８５からの基板Ｗの裏面の外周位置へ向けた加熱流体の供給を再開させるステップＴ７３を実行する。
また、図２１Ａに示すように、処理ユニット２Ｕによる有機溶剤処理では、制御ユニット１２は、第１不活性ガスバルブ６４を開き、移動ノズル１０から基板Ｗの中心への不活性ガスを供給させる（ステップＴ１１）。第７実施形態の有機溶剤処理では、この不活性ガスの供給によって基板Ｗ上の液膜６６に開口６７が形成される。

そして、図２１Ｂに示すように、開口拡大工程では、外周位置加熱流体供給ノズル８５からの基板Ｗの裏面の外周位置への加熱流体の供給によって外周位置で基板Ｗが加熱される。
第７実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、加熱流体供給ノズル１１Ｓから加熱流体が供給される外周位置で基板Ｗを加熱することによって、外周位置の有機溶剤の蒸発を加速させることができるので、効率良く液膜６６を排除することができる。

また、第７実施形態の有機溶剤処理では、制御ユニット１２は、中心加熱流体供給ノズル８３から基板Ｗの裏面の中心に加熱流体を供給させて基板Ｗの中心の加熱を補助してもよい。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。

例えば、基板Ｗの外周が加温不足により液膜６６を完全に排除できない場合、乾燥処理工程の前に、制御ユニット１２が基板回転駆動機構２３を制御して、基板Ｗの回転を徐々に加速させることによって液膜６６を排除してもよい。基板Ｗの回転は、例えば、段階的に加速される。より具体的には、基板Ｗの回転速度は、１０ｒｐｍから、２０ｒｐｍに加速されて所定時間（例えば１０秒）維持され、その後、３０ｒｐｍに加速されて所定時間（例えば１０秒）維持され、その後、４０ｒｐｍに加速されて所定時間（例えば１０秒）維持され、その後、５００ｒｐｍに加速されて所定時間（例えば１０秒）維持される。

また、基板Ｗの外周が加温不足により液膜６６を完全に排除できない場合、乾燥処理工程の前に、制御ユニット１２は、第１不活性ガスバルブ６４を開いて、移動ノズル１０から開口６７の周縁６７ａに不活性ガスを供給させてもよい。このときの不活性ガスの流量は例えば５０リットル／ｍｉｎである。
また、各実施形態の有機溶剤処理では、液膜形成工程において、加熱流体の供給を停止するステップＴ６，Ｔ５２，Ｔ６２，Ｔ７２を実行するとしたが、加熱流体の供給を完全に停止する必要はない。すなわち、制御ユニット１２が加熱流体バルブ８１，８８を制御することによって加熱流体の供給量を低減することによって基板Ｗへの加熱を弱めてもよいし、制御ユニット１２が加熱流体の温度を低下させることによって基板Ｗへの加熱を弱めてもよい。

加熱流体の供給量が低減されることによって基板Ｗへの加熱が弱められている場合は、制御ユニット１２が加熱流体バルブ８１，８８を制御することによって加熱流体の供給量を増大させて基板Ｗへの加熱を強める。また、前述の液膜形成工程において加熱流体の温度が低下されることによって基板Ｗへの加熱が弱められている場合は、制御ユニット１２が加熱流体バルブ８１，８８を制御することによって加熱流体の温度を上昇させて基板Ｗへの加熱を強める。

また、第１実施形態〜第５実施形態および第７実施形態の有機溶剤処理のステップＴ１３を実行するとしたが、下方へ向けた不活性ガスの供給を完全に停止する必要はない。すなわち、制御ユニット１２は、第１不活性ガスバルブ６４を制御して、移動ノズル１０から供給される不活性ガスの流量を低減させてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。

１ 基板処理装置
１Ｐ 基板処理装置
１Ｑ 基板処理装置
１Ｒ 基板処理装置
１Ｓ 基板処理装置
１Ｔ 基板処理装置
１Ｕ 基板処理装置
８ リンス液供給ノズル（処理液供給手段）
１０ 移動ノズル（低表面張力供給手段）
１１ 加熱流体供給ノズル（基板加熱手段、中心温水供給手段）
１１Ｓ 加熱流体供給ノズル（基板加熱手段）
１１Ｕ 加熱流体供給ノズル（基板加熱手段）
１２ 制御ユニット（制御手段）
２０ チャックピン（基板保持手段）
２１ スピンベース（基板保持手段）
２２ 回転軸（基板回転手段）
２３ 基板回転駆動機構（基板回転手段）
３０ 外周部加熱機構（基板加熱手段、外周部加熱手段）
３０Ｒ 外周部加熱機構（基板加熱手段、外周部加熱手段）
３３ 加熱流体バルブ（加熱位置移動手段）
６０ ノズル移動機構（着液位置変更手段）
６６ 液膜
６６ａ 気液界面
６７ 開口
６７ａ 周縁
８１ 加熱流体バルブ（加熱位置移動手段）
８３ 中心加熱流体供給ノズル（中心温水供給手段）
８４ 外周位置加熱流体供給ノズル（外周部加熱手段）
８５ 外周位置加熱流体供給ノズル（外周部加熱手段）
９０ ヒータ（環状領域加熱手段）
９１ ヒータ通電機構（加熱位置移動手段）
Ａ１ 回転軸線
Ｗ 基板

Claims (21)

1. 基板を水平に保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板を加熱する基板加熱手段と、
   前記処理液供給手段、前記低表面張力液体供給手段および前記基板加熱手段を制御する制御手段とを含み、
   前記制御手段が、前記処理液供給手段によって前記基板に処理液を供給させる処理液供給工程と、前記基板加熱手段によって前記基板を加熱しながら前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記処理液を置換させる置換工程と、前記基板加熱手段による基板の加熱を弱め、前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記低表面張力液体供給手段から前記基板の中央領域に低表面張力液体を供給せずに、前記基板加熱手段による前記基板の加熱を強め、前記基板上の液膜を排除する液膜排除工程とを実行する、基板処理装置。
2. 基板を水平に保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板を加熱する基板加熱手段と、
   前記処理液供給手段、前記低表面張力液体供給手段および前記基板加熱手段を制御する制御手段とを含み、
   前記制御手段が、前記処理液供給手段によって前記基板に処理液を供給させる処理液供給工程と、前記基板加熱手段によって前記基板を加熱しながら前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記処理液を置換させる置換工程と、前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記基板加熱手段を制御して前記低表面張力液体の液膜中に対流を生じさせ、その対流による前記液膜の移動によって前記基板の表面から前記液膜を排除する液膜排除工程とを実行する、基板処理装置。
3. 前記液膜排除工程が、前記低表面張力液体の液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面において、前記基板から離れる方向の対流が生じるように前記基板加熱手段により前記基板を加熱し、それによって、前記開口を前記基板の周縁に向かって広げる開口拡大工程とを含む、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記開口拡大工程において、前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面が、前記基板の表面に対して、前記低表面張力液体の前記基板の表面に対する接触角よりも大きい角度で接している、請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記開口拡大工程において、前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面が、前記基板の表面に対して、４５度以上の角度で接している、請求項３または４に記載の基板処理装置。
6. 前記低表面張力液体供給手段によって供給される低表面張力液体の前記基板の表面上における着液位置を変更する着液位置変更手段をさらに含み、
   前記制御手段は、前記着液位置変更手段を制御し、前記低表面張力液体の液膜に前記開口が形成された後に、前記開口の拡大に伴って、前記開口の周縁よりも外側に前記着液位置が位置するように前記着液位置を移動させる、請求項３〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記基板加熱手段は、前記低表面張力液体の液膜に形成される前記開口の周縁の移動に応じて加熱位置を移動させる加熱位置移動手段を含む、請求項３〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記基板保持手段に保持された基板を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転手段をさらに含み、
   前記制御手段は、前記基板回転手段をさらに制御して、前記置換工程において前記基板を回転させ、前記液膜形成工程において前記基板の回転を減速させ、前記液膜排除工程において前記基板を前記置換工程における回転速度よりも低速度で回転させる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記制御手段は、前記液膜排除工程において、前記液膜に作用する遠心力による前記液膜の移動速度よりも前記液膜中の対流による前記液膜の移動速度の方が高速であるように、前記基板加熱手段による前記基板の加熱および前記基板回転手段による前記基板の回転を制御する、請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記制御手段は、前記液膜排除工程において、前記液膜が前記基板上で分裂しない速度範囲で、前記基板の回転速度を一定に維持するか、または前記基板の回転速度を変更する、請求項８または９に記載の基板処理装置。
11. 前記基板加熱手段は、前記基板の裏面中心に向けて温水を供給する中心温水供給手段を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
12. 前記基板加熱手段は、前記基板の中心から離れた外周位置で前記基板を加熱する外周部加熱手段をさらに含む請求項１１に記載の基板処理装置。
13. 前記基板加熱手段は、前記基板の中心から離れた所定位置から前記基板の外周までの範囲に亘る環状領域を加熱する環状領域加熱手段を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
14. 前記低表面張力液体供給手段は、前記基板の温度よりも低い低表面張力液体を供給する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
15. 水平に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給工程と、
    前記基板を加熱しながら水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板に供給することにより前記処理液を置換する置換工程と、
    前記基板の加熱を弱め、前記基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給することにより前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、
    前記基板の中央領域に低表面張力液体を供給せずに前記基板の加熱を強めることにより前記基板上の液膜を排除する液膜排除工程とを含む、基板処理方法。
16. 水平に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給工程と、
    前記基板を加熱しながら水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板に供給することにより前記処理液を置換する置換工程と、
    前記基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給することにより前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、
    前記基板を加熱することにより水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体の液膜中に対流を生じさせ、その対流による前記液膜の移動によって前記基板の表面から前記液膜を排除する液膜排除工程とを含む、基板処理方法。
17. 前記液膜排除工程は、前記低表面張力液体の液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面において、前記基板から離れる方向の対流が生じるよう前記基板を加熱し、それによって、前記開口を前記基板の周縁に向かって広げる開口拡大工程とを含む、請求項１５または１６に記載の基板処理方法。
18. 前記開口拡大工程と並行して、前記基板の表面上における前記開口の周縁よりも外側に設定した着液位置に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給し、かつ、前記開口の拡大に従って当該着液位置を変更する着液位置変更工程をさらに含む、請求項１７に記載の基板処理方法。
19. 前記置換工程において前記基板を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに回転させ、前記液膜形成工程において前記回転軸線まわりの前記基板の回転を減速させ、前記液膜排除工程において前記基板を前記回転軸線まわりに前記置換工程における回転速度よりも低速度で回転させる基板回転工程をさらに含む、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
20. 前記液膜排除工程において、前記液膜に作用する遠心力による前記液膜の移動速度よりも前記液膜中の対流による液膜の移動速度の方が高速であるように、前記基板を加熱し回転させる、請求項１９に記載の基板処理方法。
21. 前記基板回転工程は、前記液膜排除工程において、前記液膜が前記基板上で分裂しない速度範囲で、前記基板の回転速度を一定に維持するか、または前記基板の回転速度を変更する、請求項１９または２０に記載の基板処理方法。
    

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