JP2019102698A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板の上面からパーティクルを良好に除去することができ、かつ、基板の上面を良好に乾燥することができる基板処理方法および基板処理装置を提供する。【解決手段】加熱により基板上の第１処理液を固化または硬化させることによって、基板の上面にパーティクル保持層が形成される（保持層形成工程）。剥離液（ＤＩＷ、ＳＣ１液）を基板の上面に供給することによって、パーティクル保持層が基板の上面から剥離して除去される（保持層除去工程）。パーティクル保持層の除去後、基板の上面に第２処理液（ＩＰＡ）を供給することによって、基板の上面を覆う第２処理液の液膜が形成される（液膜形成工程）。基板の加熱によって基板の上面と液膜との間に、液膜を保持する気相層が形成される（気相層形成工程）。気相層上で液膜を移動させることによって、液膜を構成する第２処理液が基板の上面から排除される（液膜排除工程）。【選択図】図４

Description

この発明は、基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。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、有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置等のＦＰＤ（Flat Panel 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。
枚葉式の基板処理装置による基板処理では、基板が１枚ずつ処理される。詳しくは、スピンチャックによって基板がほぼ水平に保持される。そして、基板の上面を洗浄する洗浄工程が実行された後、基板の上面を乾燥するために基板を高速回転させるスピンドライ工程が行われる。
洗浄工程では、基板に付着した各種汚染物、前工程で使用した処理液やレジスト等の残渣、あるいは各種パーティクルなど（以下「パーティクル」と総称する場合がある。）が除去される。具体的には、洗浄工程では、脱イオン水（ＤＩＷ）などの洗浄液を基板に供給することにより、パーティクルが物理的に除去されたり、パーティクルと化学的に反応する薬液を基板に供給することにより、当該パーティクルが化学的に除去されたりする。
しかし、基板上に形成されるパターンの微細化および複雑化が進んでいるため、パーティクルを物理的、あるいは化学的に除去することが容易でなくなりつつある。
そこで、基板の上面に、溶質および揮発性を有する溶媒を含む処理液を供給し、当該処理液を固化または硬化させた膜（以下「パーティクル保持層」という。）を形成した後、当該パーティクル保持層を除去する手法が提案されている（特許文献１）。
特開２０１４−１９７７１７号公報 特開２０１６−２１５９７号公報
ところが、特許文献１方法では、溶解処理液を基板の上面に供給することによって、パーティクル保持層を基板の上で溶解させるため、溶解しつつあるパーティクル保持層からパーティクルが脱落して、基板に再付着するおそれがある。そのため、パーティクル除去率が、期待するほど高くならない。
しかも、パーティクルの除去のために用いた溶解処理液や溶解処理液を洗い流すためのリンス液は、パターン内部に入り込むので、パターン内部に入り込んだ液体をスピンドライ工程において充分に除去できない場合は、表面張力がパターンに作用する。この表面張力により、パターンが倒壊するおそれがある。
詳しくは、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。そのため、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い。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、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）を用いる手法が提案されている（たとえば、下記特許文献２を参照）。具体的には、基板の上面にＩＰＡを供給することによって、パターンの内部に入り込んだ水をＩＰＡに置換し、その後にＩＰＡを除去することで基板の上面を乾燥させる。しかし、パターン内部に入り込んだ水を置換したＩＰＡの表面張力がパターンに作用する時間が長い場合やパターンの強度が低い場合はパターンの倒壊が起こり得る。
そこで、この発明の１つの目的は、基板の上面からパーティクルを良好に除去することができ、かつ、基板の上面を良好に乾燥することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
この発明の一実施形態は、基板を水平に保持する基板保持工程と、溶質と揮発性を有する溶媒とを含む第１処理液を、前記基板の上面に供給する第１処理液供給工程と、前記基板を加熱することにより、前記基板の上面に供給された前記第１処理液から、前記溶媒の少なくとも一部を揮発させることによって、前記第１処理液を固化または硬化させて、前記基板の上面にパーティクル保持層を形成する保持層形成工程と、前記パーティクル保持層を剥離する剥離液を前記基板の上面に供給することによって、前記パーティクル保持層を前記基板の上面から剥離して除去する保持層除去工程と、前記パーティクル保持層を前記基板上から除去した後、前記基板の上面に第２処理液を供給することによって、前記基板の上面を覆う前記第２処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記基板を加熱して前記基板の上面に接する前記第２処理液を蒸発させることによって前記基板の上面と前記液膜との間に、前記液膜を保持する気相層を形成する気相層形成工程と、前記気相層上で前記液膜を移動させることによって、前記液膜を構成する前記第２処理液を前記基板の上面から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、保持層形成工程において、第１処理液が固化または硬化されることによって、パーティクル保持層が基板の上面に形成される。第１処理液が固化または硬化される際に、パーティクルが基板から引き離される。引き離されたパーティクルはパーティクル保持層中に保持される。そのため、保持層除去工程において、基板の上面に剥離液を供給することで、パーティクルを保持した状態のパーティクル保持層を基板の上面から剥離して除去することができる。
また、この方法によれば、液膜形成工程において基板の上面を覆う第２処理液の液膜が形成される。そして、気相層形成工程において、基板を加熱することによって、その液膜と基板の上面との間に第２処理液が蒸発した気体からなる気相層が形成される。この気相層上に第２処理液の液膜が保持される。この状態で第２処理液の液膜を排除することによって、第２処理液の表面張力による基板の上面のパターンの倒壊を抑制または防止できる。気相層は、第２処理液との界面が基板の上面のパターン外に位置するように形成されることが好ましい。これにより、基板の上面のパターンに第２処理液の表面張力が働くことを回避でき、表面張力が働かない状態で第２処理液の液膜を基板外に排除できる。
以上により、基板の上面からパーティクルを良好に除去することができ、かつ、基板の表面を良好に乾燥することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記基板の下面に対向するヒータユニットを用いて前記基板を加熱する加熱工程をさらに含む。そして、前記加熱工程が、前記保持層形成工程において前記溶媒の少なくとも一部を揮発させるために、前記ヒータユニットを用いて前記基板を加熱する第１加熱工程と、前記気相層形成工程において前記気相層を形成するために、前記ヒータユニットを用いて前記基板を加熱する第２加熱工程とを含む。
この方法によれば、保持層形成工程および気相層形成工程において共通のヒータユニットを使用することができる。したがって、基板を加熱するためのユニットを複数設ける必要がない。
この発明の一実施形態では、前記加熱工程において前記ヒータユニットの温度が一定である。そして、前記基板処理方法が、前記加熱工程の実行中に、前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する距離変更工程をさらに含む。
ヒータユニットの温度変化に要する時間は、基板の温度変化に要する時間と比較して長い。そのため、加熱工程において、ヒータユニットの温度を変更して基板を加熱する場合、ヒータユニットが所望の温度に変化するまで待たなければ基板が所望の温度に達しない。したがって、基板処理に要する時間が長くなるおそれがある。
ヒータユニットから基板に伝達される熱量は、基板の下面とヒータユニットとの間の距離に応じて変化する。そこで、ヒータユニットの温度を一定に保った状態で、基板の下面とヒータユニットとの間の距離を変更することによって、基板の温度を所望の温度に変化させることができる。したがって、ヒータユニットの温度変化に要する時間を削減することができる。ひいては、基板処理に要する時間を削減することができる。
基板の下面とヒータユニットとの間の距離が短いほど、基板に伝達される熱量が大きくなり、基板の温度上昇の度合が大きくなる。たとえば、第１加熱工程では、基板の下面とヒータユニットとが離間した位置関係になるように基板の下面とヒータユニットとの間の距離を変更し、第２加熱工程では、基板の下面とヒータユニットとが接触する位置関係になるように基板の下面とヒータユニットとの距離を変更すれば、第２加熱工程における基板の温度を第１加熱工程における基板の温度よりも高く設定することができる。
この発明の一実施形態では、前記距離変更工程が、前記保持層形成工程で形成される前記パーティクル保持層の膜厚に応じて、前記第１加熱工程における前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する工程をさらに含む。
第１加熱工程では、加熱によって溶媒が揮発し、パーティクル保持層が収縮する。基板上からパーティクルを良好に除去するためには、第１加熱工程において、パーティクル保持層を所望の収縮率で収縮させることが好ましい。パーティクル保持層の収縮率とは、第１加熱工程開始直前の基板上の第１処理液の厚さに対する第１加熱工程後のパーティクル保持層の厚さの割合のことである。パーティクル保持層を所望の収縮率で収縮させるために必要な加熱温度は、パーティクル保持層の膜厚によって異なる。そこで、保持層形成工程で形成される予定のパーティクル保持層の膜厚に応じて基板の下面とヒータユニットとの間の距離を変更することで、加熱温度をパーティクル保持層の膜厚に応じた温度に調整することができる。それによって、パーティクル保持層の膜厚にかかわらず、パーティクル保持層が所望の収縮率で収縮させることができる。その結果、パーティクルを良好に除去することができる。
この発明の一実施形態では、前記第１処理液に含まれる前記溶質である溶質成分が、変質温度以上に加熱する前では前記剥離液に対して不溶性であり、かつ、前記変質温度以上に加熱することによって変質し、前記剥離液に対して可溶性になる性質を有する。そして、前記保持層形成工程では、前記基板の上面に供給された前記第１処理液の温度が前記変質温度未満の温度になるように前記基板が加熱される。
この方法によれば、保持層形成工程では、第１処理液の温度が変質温度未満の温度になるように基板が加熱されてパーティクル保持層が形成される。そのため、パーティクル保持層は、剥離液に対して難溶性ないし不溶性であるものの、当該剥離液によって剥離が可能である。したがって、保持層除去工程では、当該基板の上面に形成されたパーティクル保持層を、剥離液によって溶解させることなく、パーティクルを保持した状態のパーティクル保持層を、基板の上面から剥離して除去することができる。
その結果、パーティクルを保持した状態のパーティクル保持層を基板の上面から剥離することにより、パーティクルを高い除去率で除去することができる。さらに、パーティクル保持層の残渣が基板の上面に残ったり再付着したりするのを抑制することができる。
この発明の一実施形態では、前記保持層形成工程では、前記基板の上面に供給された前記第１処理液の温度が前記溶媒の沸点未満になるように前記基板が加熱される。
この方法によれば、保持層形成工程における加熱後のパーティクル保持層中に溶媒を残留させることができる。そのため、その後の保持層除去工程において、パーティクル保持層中に残留した溶媒と、供給された剥離液との相互作用によって、パーティクル保持層を基板の上面から剥離しやすくすることができる。すなわち、パーティクル保持層中に剥離液を浸透させて、基板との界面まで到達させることにより、パーティクル保持層を基板の上面から浮かせて剥離させることができる。
この発明の一実施形態では、前記剥離液が、前記溶媒に対する相溶性を有していてもよい。保持層形成工程において、パーティクル保持層中に溶媒を適度に残留させておくと、当該溶媒に対して相溶性の剥離液がパーティクル保持層中に浸透し、基板との界面にまで到達し得る。それにより、パーティクル保持層を基板の上面から浮かせて剥離させることができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記保持層除去工程の後でかつ前記液膜形成工程の前に、前記パーティクル保持層に含まれる前記溶質である溶質成分に対する溶解性を有する残渣除去液を前記基板の上面に供給することによって、前記パーティクル保持層を除去した後の前記基板の上面に残る残渣を除去する残渣除去工程をさらに含む。
この方法によれば、残渣除去液が、パーティクル保持層を形成する溶質成分を溶解させる性質を有する。そのため、パーティクル保持層の残渣を残渣除去液に溶解させて、基板の上面から除去することができる。
この発明の一実施形態では、前記残渣除去液が、前記第２処理液と同種の液体である。そのため、液膜形成工程において、基板の上面に残渣処理液を第２処理液に置換する時間を削減することができる。したがって、基板処理に要する時間を短縮することができる。
この発明の一実施形態では、前記液膜排除工程が、前記気相層が形成された後、前記基板上の前記液膜に気体を吹き付けて前記第２処理液を部分的に排除することによって、前記液膜の中央領域において前記液膜に穴を開ける穴開け工程と、前記穴を前記基板の外周に向かって広げ、前記気相層上で前記液膜を移動させることによって、前記液膜を構成する前記第２処理液を前記基板外に排除する穴広げ工程とを含む。
この方法によれば、液膜の中央領域に形成された穴を基板の外周に向かって広げることによって、基板上から液膜が排除される。そのため、第２処理液の液滴が基板上に残留することを抑制または防止できる。したがって、基板の上面を良好に乾燥させることができる。
この発明の一実施形態は、基板を水平に保持する基板保持ユニットと、溶質および揮発性を有する溶媒を含む第１処理液であって、前記溶媒の少なくとも一部が揮発することによって固化または硬化して前記基板の上面にパーティクル保持層を形成する前記第１処理液を、前記基板の上面に供給する第１処理液供給ユニットと、前記基板の下面に対向し、前記基板を加熱するヒータユニットと、前記基板の上面に、前記パーティクル保持層を剥離する剥離液を供給する剥離液供給ユニットと、前記基板の上面に第２処理液を供給する第２処理液供給ユニットと、前記第１処理液供給ユニット、前記ヒータユニット、前記剥離液供給ユニットおよび前記第２処理液供給ユニットを制御するコントローラとを含む基板処理装置を提供する。
そして、前記コントローラが、水平に保持された前記基板の上面に、前記第１処理液供給ユニットから前記第１処理液を供給する第１処理液供給工程と、前記ヒータユニットで前記基板を加熱することにより前記基板の上面に供給された前記第１処理液から前記溶媒の少なくとも一部を揮発させることによって、前記第１処理液を固化または硬化させて、前記基板の上面に前記パーティクル保持層を形成する保持層形成工程と、前記剥離液供給ユニットから前記剥離液を前記基板の上面に供給することによって、前記パーティクル保持層を前記基板の上面から剥離して除去する保持層除去工程と、前記パーティクル保持層を前記基板上から除去した後、前記第２処理液供給ユニットから前記基板の上面に前記第２処理液を供給することによって、前記基板の上面を覆う前記第２処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記ヒータユニットで前記基板を加熱して前記基板の上面に接する前記第２処理液を蒸発させることによって、前記基板の上面と前記液膜との間に、前記液膜を保持する気相層を形成する気相層形成工程と、前記気相層上で前記液膜を移動させることによって、前記液膜を構成する前記第２処理液を前記基板の上面から排除する液膜排除工程とを実行するようにプログラムされている。
この構成によれば、保持層形成工程において、第１処理液が固化または硬化されることによって、パーティクル保持層が基板の上面に形成される。第１処理液が固化または硬化される際に、パーティクルが基板から引き離される。引き離されたパーティクルはパーティクル保持層中に保持される。そのため、保持層除去工程において、基板の上面に剥離液を供給することで、パーティクルを保持した状態のパーティクル保持層を、基板の上面から剥離して除去することができる。
また、この構成によれば、液膜形成工程において基板の上面を覆う第２処理液の液膜が形成される。そして、気相層形成工程において、基板を加熱することによって、その液膜と基板の上面との間に第２処理液が蒸発した気体からなる気相層が形成される。この気相層上に第２処理液の液膜が保持される。この状態で第２処理液の液膜を排除することによって、第２処理液の表面張力による基板の上面のパターンの倒壊を抑制または防止できる。気相層は、第２処理液との界面が基板の上面のパターン外に位置するように形成されることが好ましい。これにより、基板の上面のパターンに第２処理液の表面張力が働くことを回避でき、表面張力が働かない状態で第２処理液の液膜を基板外に排除できる。
以上により、基板の表面からパーティクルを良好に除去することができ、かつ、基板の上面を良好に乾燥することができる。
この発明の一実施形態では、前記コントローラが、前記ヒータユニットを用いて前記基板を加熱する加熱工程を実行するようにプログラムされている。そして、前記加熱工程が、前記保持層形成工程において前記溶媒の少なくとも一部を揮発させるために、前記ヒータユニットを用いて前記基板を加熱する第１加熱工程と、前記気相層形成工程において前記気相層を形成するために、前記ヒータユニットを用いて前記基板を加熱する第２加熱工程とを含む。
この構成によれば、保持層形成工程および気相層形成工程において共通のヒータユニットを使用することができる。したがって、基板を加熱するためのユニットを複数設ける必要がない。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更するために前記ヒータユニットを前記基板保持ユニットに対して相対的に昇降させるヒータ昇降ユニットをさらに含む。そして、前記コントローラが、前記加熱工程において前記ヒータユニットの温度が一定になるように前記ヒータユニットを制御し、かつ、前記加熱工程の実行中に、前記ヒータ昇降ユニットを制御して、前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する距離変更工程を実行するようにプログラムされている。
ヒータユニットの温度変化に要する時間は、基板の温度変化に要する時間と比較して長い。そのため、加熱工程において、ヒータユニットの温度を変更して基板を加熱する場合、ヒータユニットが所望の温度に変化するまで待たなければ基板が所望の温度に達しない。したがって、基板処理に要する時間が長くなるおそれがある。
ヒータユニットから基板に伝達される熱量は、基板の下面とヒータユニットとの間の距離に応じて変化する。そこで、ヒータユニットの温度を一定に保った状態で、基板の下面とヒータユニットとの間の距離を変更することによって、基板の温度を所望の温度に変化させることができる。したがって、ヒータユニットの温度変化に要する時間を削減することができる。ひいては、基板処理に要する時間を削減することができる。
基板の下面とヒータユニットとの間の距離が短いほど、基板に伝達される熱量が大きくなり、基板の温度上昇の度合が大きくなる。たとえば、第１加熱工程では、基板の下面とヒータユニットとが離間した位置関係になるように基板の下面とヒータユニットとの間の距離を変更し、第２加熱工程では、基板の下面とヒータユニットとが接触する位置関係になるように基板の下面とヒータユニットとの距離を変更すれば、第２加熱工程における基板の温度を第１加熱工程における基板の温度よりも高く設定することができる。
この発明の一実施形態では、前記コントローラが、前記距離変更工程において、前記保持層形成工程で形成される前記パーティクル保持層の膜厚に応じて前記第１加熱工程における前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する工程を、実行するようにプログラムされている。
第１加熱工程では、加熱によって溶媒が揮発し、パーティクル保持層が収縮する。基板上からパーティクルを良好に除去するためには、第１加熱工程において、パーティクル保持層を所望の収縮率で収縮させることが好ましい。パーティクル保持層の収縮率とは、第１加熱工程開始直前の基板上の第１処理液の厚さに対する第１加熱工程後のパーティクル保持層の厚さの割合のことである。パーティクル保持層を所望の収縮率で収縮させるために必要な加熱温度は、パーティクル保持層の膜厚によって異なる。そこで、保持層形成工程で形成される予定のパーティクル保持層の膜厚に応じて基板の下面とヒータユニットとの間の距離を変更することで、加熱温度をパーティクル保持層の膜厚に応じた温度に調整することができる。それによって、パーティクル保持層の膜厚にかかわらず、パーティクル保持層が所望の収縮率で収縮させることができる。その結果、パーティクルを良好に除去することができる。
この発明の一実施形態では、前記第１処理液に含まれる前記溶質である溶質成分は、変質温度以上に加熱する前では前記剥離液に対して不溶性であり、かつ、前記変質温度以上に加熱することによって変質し、前記剥離液に対して可溶性になる性質を有する。そして、前記コントローラが、前記保持層形成工程において、前記基板の上面に供給された前記第１処理液の温度が前記変質温度未満の温度になるように、前記ヒータユニットに前記基板を加熱させるようにプログラムされている。
この構成によれば、保持層形成工程では、第１処理液の温度が変質温度未満の温度になるように基板が加熱されてパーティクル層が形成される。そのため、パーティクル保持層は、剥離液に対して難溶性ないし不溶性であるものの、当該剥離液によって剥離が可能である。したがって、保持層除去工程では、当該基板の上面に形成されたパーティクル保持層を、剥離液によって溶解させることなく、パーティクルを保持した状態のパーティクル保持層を、基板の上面から剥離して除去することができる。
その結果、パーティクルを保持した状態のパーティクル保持層を、基板の上面から剥離することにより、パーティクルを高い除去率で除去することができる。さらに、パーティクル保持層の残渣が基板の上面に残ったり再付着したりするのを抑制することができる。
この発明の一実施形態では、前記コントローラが、前記保持層形成工程において、前記基板の上面に供給された前記第１処理液の温度が前記溶媒の沸点未満になるように、前記ヒータユニットに前記基板を加熱させるようにプログラムされている。
この構成によれば、保持層形成工程における加熱後のパーティクル保持層中に溶媒を残留させることができる。そのため、その後の保持層除去工程において、パーティクル保持層中に残留した溶媒と、供給された剥離液との相互作用によって、パーティクル保持層を基板の上面から剥離しやすくすることができる。すなわち、パーティクル保持層中に剥離液を浸透させて、基板との界面まで到達させることにより、パーティクル保持層を基板の上面から浮かせて剥離させることができる。
この発明の一実施形態では、前記剥離液が、前記溶媒に対する相溶性を有していている。保持層形成工程においてパーティクル保持層中に溶媒を適度に残留させておくと、当該溶媒に対して相溶性の剥離液がパーティクル保持層中に浸透し、基板との界面に到達し得る。それにより、パーティクル保持層を基板の上面から浮かせて剥離させることができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記パーティクル保持層に含まれる前記溶質である溶質成分に対する溶解性を有する残渣除去液を前記基板の上面に供給する残渣除去液供給ユニットをさらに含む。そして、前記コントローラが、前記保持層除去工程の後でかつ前記液膜形成工程の前に、前記残渣除去液供給ユニットから、前記基板の上面に前記残渣除去液を供給することによって、前記パーティクル保持層を除去した後の前記基板の上面に残る残渣を除去する残渣除去工程を実行するようにプログラムされている。
この構成によれば、残渣除去液が、当該パーティクル保持層を形成する溶質成分を溶解させる性質を有する。そのため、パーティクル保持層の残渣を残渣除去液に溶解させて、基板の上面から除去することができる。
この発明の一実施形態では、前記第２処理液供給ユニットが前記残渣除去液供給ユニットとして機能する。この構成によれば、液膜形成工程で用いる第２処理液供給ユニットを、残渣除去工程でも使用することができる。そのため、残渣除去工程と液膜形成工程とで基板の上面に液体を供給するユニットを変更することなく、残渣除去工程とその後の液膜形成工程とを連続して実行することができる。したがって、基板処理に要する時間を短縮することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板の上面に向けて気体を供給する気体供給ユニットをさらに含む。そして、前記コントローラが、前記気相層が形成された後、前記気体供給ユニットから前記基板に気体を吹き付けて前記基板上の前記液膜の前記第２処理液を部分的に排除することによって、前記液膜に穴を開ける穴開け工程と、前記穴を前記基板の外周に向かって広げ、前記気相層上で前記液膜を移動させることによって、前記液膜を構成する前記第２処理液を前記基板外に排除する穴広げ工程とを前記液膜排除工程において実行するようにプログラムされている。
この構成によれば、液膜の中央領域に形成された穴を基板の外周に向かって広げることによって、基板上から液膜が排除される。そのため、第２処理液の液滴が基板上に残留することを抑制または防止できる。したがって、基板の上面を良好に乾燥させることができる。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の内部のレイアウトを説明するための模式的な平面図である。 図２は、前記基板処理装置に備えられた処理ユニットの模式図である。 図３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４は、前記基板処理装置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５Ａは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｂは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｃは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｄは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｅは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｆは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｇは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｈは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｉは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｊは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｋは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｌは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図５Ｍは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。 図６Ａは、前記基板処理におけるパーティクル保持層の様子を説明するための図解的な断面図である。 図６Ｂは、前記基板処理におけるパーティクル保持層の様子を説明するための図解的な断面図である。 図７Ａは、前記乾燥工程において基板上から液膜が排除される際の基板の上面の周辺の模式的な断面図である。 図７Ｂは、前記乾燥工程において基板上から液膜が排除される際の基板の上面の周辺の模式的な断面図である。 図７Ｃは、前記乾燥工程において基板上から液膜が排除される際の基板の上面の周辺の模式的な断面図である。
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。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置１の内部のレイアウトを説明するための模式的な平面図である。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。図１を参照して、基板処理装置１は、処理流体で基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２と、処理ユニット２で処理される複数枚の基板Ｗを収容するキャリヤＣが載置されるロードポートＬＰと、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットＩＲおよびＣＲと、基板処理装置１を制御するコントローラ３とを含む。
搬送ロボットＩＲは、キャリヤＣと搬送ロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。搬送ロボットＣＲは、搬送ロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。複数の処理ユニット２は、たとえば、同様の構成を有している。処理流体には、後述する、第１処理液、第２処理液、リンス液、剥離液、残渣除去液等の液体や不活性ガス等の気体が含まれる。
図２は、処理ユニット２の構成例を説明するための模式図である。処理ユニット２は、スピンチャック５と、処理カップ８と、第１移動ノズル１５と、第２移動ノズル１６と、固定ノズル１７と、第３移動ノズル１８と、下面ノズル１９と、ヒータユニット６とを含む。
スピンチャック５は、基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転させる。スピンチャック５は、基板Ｗを水平に保持する基板保持ユニットの一例である。基板保持ユニットは、基板ホルダともいう。スピンチャック５は、複数のチャックピン２０と、スピンベース２１と、回転軸２２と、電動モータ２３とを含む。
スピンベース２１は、水平方向に沿う円板形状を有している。スピンベース２１の上面には、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。複数のチャックピン２０は、基板Ｗの周端に接触して基板Ｗを把持する閉状態と、基板Ｗの周端から退避した開状態との間で開閉可能である。また、開状態において、複数のチャックピン２０は、基板Ｗの周端から離間して把持を解除する一方で、基板Ｗの周縁部の下面に接触して、基板Ｗを下方から支持する。
処理ユニット２は、複数のチャックピン２０を開閉駆動するチャックピン駆動ユニット２５をさらに含む。チャックピン駆動ユニット２５は、たとえば、スピンベース２１に内蔵されたリンク機構２７と、スピンベース２１外に配置された駆動源２８とを含む。駆動源２８は、たとえば、ボールねじ機構と、それに駆動力を与える電動モータとを含む。
回転軸２２は、回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びている。回転軸２２の上端部は、スピンベース２１の下面中央に結合されている。平面視におけるスピンベース２１の中央領域には、スピンベース２１を上下に貫通する貫通孔２１ａが形成されている。貫通孔２１ａは、回転軸２２の内部空間２２ａと連通している。
電動モータ２３は、回転軸２２に回転力を与える。電動モータ２３によって回転軸２２が回転されることにより、スピンベース２１が回転される。これにより、基板Ｗが回転軸線Ａ１のまわりに回転される。以下では、回転軸線Ａ１を中心とした径方向の内方を単に「径方向内方」といい、回転軸線Ａ１を中心とした径方向の外方を単に「径方向外方」という。電動モータ２３は、基板Ｗを回転軸線Ａ１のまわりに回転させる基板回転ユニットに含まれる。
処理カップ８は、スピンチャック５に保持された基板Ｗから外方に飛散する液体を受け止める複数のガード１１と、複数のガード１１によって下方に案内された液体を受け止める複数のカップ１２と、複数のガード１１と複数のカップ１２とを取り囲む円筒状の外壁部材１３とを含む。この実施形態では、２つのガード１１（第１ガード１１Ａおよび第２ガード１１Ｂ）と、２つのカップ１２（第１カップ１２Ａおよび第２カップ１２Ｂ）とが設けられている例を示している。
第１カップ１２Ａおよび第２カップ１２Ｂのそれぞれは、上向きに開放された溝状の形態を有している。第１ガード１１Ａは、スピンベース２１を取り囲む。第２ガード１１Ｂは、第１ガード１１Ａよりも径方向外方でスピンベース２１を取り囲む。第１カップ１２Ａは、第１ガード１１Ａによって下方に案内された液体を受け止める。第２カップ１２Ｂは、第１ガード１１Ａと一体に形成されており、第２ガード１１Ｂによって下方に案内された液体を受け止める。
図１を再び参照して、処理カップ８は、チャンバ４内に収容されている。チャンバ４には、チャンバ４内に基板Ｗを搬入したり、チャンバ４内から基板Ｗを搬出したりするための出入口（図示せず）が形成されている。チャンバ４には、この出入口を開閉するシャッタユニット（図示せず）が備えられている。
図２を再び参照して、第１移動ノズル１５は、基板Ｗの上面に向けて第１処理液を供給（吐出）する第１処理液供給ユニットの一例である。第１移動ノズル１５から吐出される第１処理液は、溶質と、揮発性を有する溶媒とを含む。第１処理液は、溶媒の少なくとも一部が揮発して固化または硬化することによって、基板Ｗの上面に付着していたパーティクルを当該基板Ｗから引き離して保持するパーティクル保持層を形成する。
ここで「固化」とは、たとえば、溶媒の揮発に伴い、分子間や原子間に作用する力等によって溶質が固まることを指す。「硬化」とは、たとえば、重合や架橋等の化学的な変化によって、溶質が固まることを指す。したがって、「固化または硬化」とは、様々な要因によって溶質が「固まる」ことを表している。
第１処理液の溶質として用いられる樹脂は、たとえば、所定の変質温度以上に加熱前は水に対して難溶性ないし不溶性で、変質温度以上に加熱することで変質して水溶性になる性質を有する樹脂（以下「感熱水溶性樹脂」と記載する場合がある。）である。
感熱水溶性樹脂は、たとえば、所定の変質温度以上(たとえば、２００℃以上)に加熱することで分解して、極性を持った官能基を露出させることによって、水溶性を発現する。
第１処理液の溶媒としては、変質前の感熱水溶性樹脂に対する溶解性を有し、かつ揮発性を有する溶媒を用いることができる。ここで「揮発性を有する」とは、水と比較して揮発性が高いことを意味する。第１処理液の溶媒としては、たとえば、ＰＧＥＥ（プロピレングリコールモノエチルエーテル）が用いられる。
第１移動ノズル１５は、第１処理液を案内する第１処理液配管４０に接続されている。第１処理液配管４０に介装された第１処理液バルブ５０が開かれると、第１処理液が、第１移動ノズル１５の吐出口から下方に連続的に吐出される。
第１移動ノズル１５は、第１ノズル移動ユニット３１によって、水平方向および鉛直方向に移動される。第１移動ノズル１５は、中心位置と、ホーム位置（退避位置）との間で移動することができる。第１移動ノズル１５は、中心位置に位置するとき、基板Ｗの上面の回転中心に対向する。基板Ｗの上面の回転中心とは、基板Ｗの上面における回転軸線Ａ１との交差位置である。第１移動ノズル１５は、ホーム位置に位置するとき、基板Ｗの上面には対向せず、平面視において、処理カップ８の外方に位置する。第１移動ノズル１５は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近したり、基板Ｗの上面から上方に退避したりできる。
第１ノズル移動ユニット３１は、たとえば、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アームと、回動軸を昇降させたり回動させたりする回動軸駆動ユニットとを含む。回動軸駆動ユニットは、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アームを揺動させる。さらに、回動軸駆動ユニットは、回動軸を鉛直方向に沿って昇降することにより、アームを上下動させる。第１移動ノズル１５はアームに固定される。アームの揺動および昇降に応じて、第１移動ノズル１５が水平方向および鉛直方向に移動する。
第２移動ノズル１６は、基板Ｗの上面に向けて剥離液を供給（吐出）する剥離液供給ユニットの一例である。剥離液は、第１処理液が形成するパーティクル保持層を基板Ｗの上面から剥離するための液である。剥離液は、第１処理液に含まれる溶媒との相溶性を有する液体を用いることが好ましい。
剥離液は、たとえば、水系の剥離液である。水系の剥離液としては、剥離液は、ＤＩＷには限られず、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、アルカリ水溶液等が挙げられる。アルカリ水溶液としては、ＳＣ１液（アンモニア過酸化水素水混合液）、アンモニア水溶液、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の４級水酸化アンモニウムの水溶液、コリン水溶液等が挙げられる。
この実施形態では、第２移動ノズル１６は、ＳＣ１液を案内するＳＣ１液配管４１に接続されている。ＳＣ１液配管４１に介装されたＳＣ１液バルブ５１が開かれると、剥離液としてのＳＣ１液が、第２移動ノズル１６の吐出口から下方に連続的に吐出される。
第２移動ノズル１６は、第２ノズル移動ユニット３２によって、水平方向および鉛直方向に移動される。第２移動ノズル１６は、中心位置と、ホーム位置（退避位置）との間で移動することができる。第２移動ノズル１６は、中心位置に位置するとき、基板Ｗの上面の回転中心に対向する。第２移動ノズル１６は、ホーム位置に位置するとき、基板Ｗの上面には対向せず、平面視において、処理カップ８の外方に位置する。第２移動ノズル１６は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近したり、基板Ｗの上面から上方に退避したりできる。
第２ノズル移動ユニット３２は、第１ノズル移動ユニット３１と同様の構成を有している。すなわち、第２ノズル移動ユニット３２は、たとえば、鉛直方向に沿う回動軸と、回動軸および第２移動ノズル１６に結合されて水平に延びるアームと、回動軸を昇降させたり回動させたりする回動軸駆動ユニットとを含む。
固定ノズル１７は、基板Ｗの上面に向けてリンス液を供給（吐出）するリンス液供給ユニットとしての一例である。
リンス液は、例えば、ＤＩＷである。リンス液としては、ＤＩＷ以外にも、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、アンモニア水および希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水等が挙げられる。
この実施形態では、固定ノズル１７は、ＤＩＷを案内するＤＩＷ配管４２に接続されている。ＤＩＷ配管４２に介装されたＤＩＷバルブ５２が開かれると、ＤＩＷが、固定ノズル１７の吐出口から下方に連続的に吐出される。前述したように、ＤＩＷは剥離液としても機能するため、固定ノズル１７は、基板Ｗの上面に向けて剥離液を供給（吐出）する剥離液供給ユニットとしても機能する。
第３移動ノズル１８は、基板Ｗの上面に向けて第２処理液を供給（吐出）する第２処理液供給ユニットとしての機能と、基板Ｗの上面に向けて窒素ガス（Ｎ２ガス）等の気体を供給（吐出）する気体供給ユニットとしての機能とを有する。
第２処理液は、たとえば、水よりも表面張力の低い低表面張力液体である。低表面張力液体としては、基板Ｗの上面および基板Ｗに形成されたパターンと化学反応しない（反応性が乏しい）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。たとえば、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。
第３移動ノズル１８から吐出される気体は、不活性ガスであることが好ましい。不活性ガスは、基板Ｗの上面およびパターンに対して不活性なガスのことであり、例えばアルゴン等の希ガス類であってもよい。第３移動ノズル１８から吐出される気体は、空気であってもよい。
第３移動ノズル１８は、鉛直方向に沿って第２処理液を吐出する中心吐出口７０を有している。第３移動ノズル１８は、鉛直方向に沿って直線状の気体を吐出する線状流吐出口７１を有している。さらに、第３移動ノズル１８は、水平方向に沿って第３移動ノズル１８の周囲に放射状に気体を吐出する水平流吐出口７２を有している。また、第３移動ノズル１８は、斜め下方向に沿って、第３移動ノズル１８の周囲に放射状に気体を吐出する傾斜流吐出口７３を有している。
線状流吐出口７１から吐出された気体は、基板Ｗの上面に垂直に入射する線状気流を形成する。水平流吐出口７２から吐出された気体は、基板Ｗの上面に平行で、かつ基板Ｗの上面を覆う水平気流を形成する。傾斜流吐出口７３から吐出された気体は、基板Ｗの上面に対して斜めに入射する円錐状プロファイルの傾斜気流を形成する。
第３移動ノズル１８には、ＩＰＡ配管４４および複数の窒素ガス配管４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃが接続されている。ＩＰＡ配管４４に介装されたＩＰＡバルブ５４が開かれると、ＩＰＡが、第３移動ノズル１８の中心吐出口７０から下方に連続的に吐出される。
第１窒素ガス配管４５Ａに介装された第１窒素ガスバルブ５５Ａが開かれると、第３移動ノズル１８の線状流吐出口７１から下方に窒素ガスが連続的に吐出される。第２窒素ガス配管４５Ｂに介装された第２窒素ガスバルブ５５Ｂが開かれると、第３移動ノズル１８の水平流吐出口７２から水平方向に窒素ガスが連続的に吐出される。第３窒素ガス配管４５Ｃに介装された第３窒素ガスバルブ５５Ｃが開かれると、第３移動ノズル１８の傾斜流吐出口７３から斜め下方向に窒素ガスが連続的に吐出される。
第１窒素ガス配管４５Ａには、第１窒素ガス配管４５Ａ内を流れる窒素ガスの流量を正確に調節するためのマスフローコントローラ５６が介装されている。マスフローコントローラ５６は、流量制御バルブを有している。また、第２窒素ガス配管４５Ｂには、第２窒素ガス配管４５Ｂ内を流れる窒素ガスの流量を調節するための流量可変バルブ５７Ｂが介装されている。また、第３窒素ガス配管４５Ｃには、第３窒素ガス配管４５Ｃ内を流れる窒素ガスの流量を調節するための流量可変バルブ５７Ｃが介装されている。さらに、窒素ガス配管４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃには、それぞれ、異物を除去するためのフィルタ５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃが介装されている。
第３移動ノズル１８の中心吐出口７０から吐出されるＩＰＡは、第２処理液（低表面張力液体）でもあり、残渣除去液でもある。残渣除去液とは、第１処理液の溶質に対する溶解性を有する液体のことである。そのため、第３移動ノズル１８は、基板Ｗの上面に向けて残渣除去液を供給（吐出）する残渣処理液供給ユニットとしても機能する。
第１処理液の溶質として感熱水溶性樹脂を用いる場合、残渣除去液として、変質前の感熱水溶性樹脂に対する溶解性を有する液体を用いることができる。第１処理液の溶質として感熱水溶性樹脂を用いる場合、残渣除去液として用いられる液体は、たとえばＩＰＡである。残渣除去液は、水系の剥離液との相溶性を有する液体であることが好ましい。
第３移動ノズル１８は、第３ノズル移動ユニット３３によって、水平方向および鉛直方向に移動される。第３移動ノズル１８は、中心位置と、ホーム位置（退避位置）との間で移動することができる。第３移動ノズル１８は、中心位置に位置するとき、基板Ｗの上面の回転中心に対向する。第３移動ノズル１８は、ホーム位置に位置するとき、基板Ｗの上面には対向せず、平面視において、処理カップ８の外方に位置する。より具体的には、第３移動ノズル１８は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近したり、基板Ｗの上面から上方に退避したりできる。
第３ノズル移動ユニット３３は、第１ノズル移動ユニット３１と同様の構成を有している。すなわち、第３ノズル移動ユニット３３は、たとえば、鉛直方向に沿う回動軸と、回動軸および第３移動ノズル１８に結合されて水平に延びるアームと、回動軸を昇降させたり回動させたりする回動軸駆動ユニットとを含む。
ヒータユニット６は、円板状のホットプレートの形態を有している。ヒータユニット６は、基板Ｗの下面に下方から対向する対向面６ａを有する。
ヒータユニット６は、プレート本体６０と、複数の支持ピン６１と、ヒータ６２とを含む。プレート本体６０は、平面視において、基板Ｗよりも僅かに小さい。複数の支持ピン６１は、プレート本体６０の上面から突出している。プレート本体６０の上面と、複数の支持ピン６１の表面とによって対向面６ａが構成されている。ヒータ６２は、プレート本体６０に内蔵されている抵抗体であってもよい。ヒータ６２に通電することによって、対向面６ａが加熱される。そして、ヒータ６２には、給電線６３を介して、ヒータ通電ユニット６４から電力が供給される。
ヒータユニット６は、スピンベース２１の上方に配置されている。処理ユニット２は、ヒータユニット６をスピンベース２１に対して相対的に昇降させるヒータ昇降ユニット６５を含む。ヒータ昇降ユニット６５は、たとえば、ボールねじ機構と、それに駆動力を与える電動モータとを含む。
ヒータユニット６の下面には、回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びる昇降軸３０が結合されている。昇降軸３０は、スピンベース２１の中央部に形成された貫通孔２１ａと、中空の回転軸２２とを挿通している。昇降軸３０内には、給電線６３が通されている。ヒータ昇降ユニット６５は、昇降軸３０を介してヒータユニット６を昇降させることによって、下位置および上位置の間の任意の中間位置にヒータユニット６を配置できる。ヒータユニット６は、ヒータユニット６が下位置に位置するとき、対向面６ａと基板Ｗの下面との間の距離は、たとえば、１５ｍｍである。
ヒータユニット６は、スピンベース２１に対して相対的に昇降（移動）するので、基板Ｗの下面とヒータユニット６の上面との間の距離が変化する。すなわち、ヒータ昇降ユニット６５は、距離変更ユニットとして機能する。
下面ノズル１９は、中空の昇降軸３０を挿通し、さらに、ヒータユニット６を貫通している。下面ノズル１９は、基板Ｗの下面中央に臨む吐出口を上端に有している。下面ノズル１９には流体配管４３が接続されている。流体配管４３に介装された流体バルブ５３が開かれると、基板Ｗの下面に向けて処理流体が連続的に吐出される。
図３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。コントローラ３は、マイクロコンピュータを備えており、所定の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、コントローラ３は、プロセッサ（ＣＰＵ）３Ａと、プログラムが格納されたメモリ３Ｂとを含み、プロセッサ３Ａが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、コントローラ３は、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ、電動モータ２３、ノズル移動ユニット３１，３２，３３、ヒータ通電ユニット６４、ヒータ昇降ユニット６５、チャックピン駆動ユニット２５およびバルブ類５０，５１，５２，５３，５４，５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５６，５７Ｂ，５７Ｃ等の動作を制御する。バルブ類５０，５１，５２，５３，５４，５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５６，５７Ｂ，５７Ｃが制御されることによって、対応するノズルからの流体の吐出の有無や吐出流量が制御される。
図４は、基板処理装置１による基板処理の一例を説明するための流れ図であり、主として、コントローラ３がプログラムを実行することによって実現される処理が示されている。図５Ａ〜図５Ｍは、前記基板処理を説明するための図解的な断面図である。
未処理の基板Ｗは、搬送ロボットＩＲ，ＣＲによってキャリヤＣから処理ユニット２に搬入され、スピンチャック５に渡される（Ｓ１）。そして、複数のチャックピン２０が閉状態にされる。これにより、基板Ｗは、スピンチャック５によって水平に保持される（基板保持工程）。
そして、ヒータ昇降ユニット６５が、ヒータユニット６を下位置に配置する。ヒータ通電ユニット６４は、基板処理の間、常時、通電されている。そのため、基板Ｗは、搬送ロボットＣＲによって搬出されるまでの間、ヒータユニット６によって加熱され続ける（加熱工程）。また、加熱工程において、ヒータユニット６の温度は一定（たとえば１９５℃）に維持される。加熱工程の実行中にヒータ昇降ユニット６５がヒータユニット６を昇降させることによって、基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとの間の距離が変更される（距離変更工程）。
次に、図５Ａを参照して、第１処理液供給工程が実行される（Ｓ２）。第１処理液供給工程は、たとえば、２．４秒の間に実行される。第１処理液供給工程では、まず、電動モータ２３（図２参照）がスピンベース２１を回転させる。これにより、基板Ｗが回転される。第１処理液供給工程では、スピンベース２１は、所定の第１処理液供給速度で回転される。第１処理液供給速度は、たとえば、１０ｒｐｍである。
そして、第１ノズル移動ユニット３１が第１移動ノズル１５を、中央位置に配置する。そして、第１処理液バルブ５０が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて、第１移動ノズル１５から第１処理液が供給される。基板Ｗの上面に供給された第１処理液は、遠心力によって、基板Ｗの上面の全体に行き渡る。余剰の第１処理液は、遠心力によって基板Ｗから径方向外方に排除される。
基板Ｗに第１処理液を一定時間供給した後、第１処理液を固化または硬化させて、基板Ｗの上面にパーティクル保持層１００（図５Ｃ参照）を形成する保持層形成工程が実行される（Ｓ３）。保持層形成工程では、まず、第１処理液バルブ５０が閉じられる。これにより、第１移動ノズル１５からの第１処理液の供給が停止される。そして、第１ノズル移動ユニット３１によって第１移動ノズル１５が退避位置に移動される。
図５Ｂを参照して、保持層形成工程では、まず、基板Ｗ上の第１処理液の液膜の厚さを適切な厚さにするために、遠心力によって基板Ｗの上面から第１処理液の一部を排除するスピンオフ工程が実行される。
スピンオフ工程では、電動モータ２３が、スピンベース２１の回転速度を所定のスピンオフ速度に変更する。スピンオフ速度は、たとえば、３００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍである。スピンベース２１の回転速度は、３００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍの範囲内で一定に保たれてもよいし、スピンオフ工程の途中で３００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍの範囲内で適宜変更されてもよい。スピンオフ工程は、たとえば、３０秒の間に実行される。
図５Ｃを参照して、保持層形成工程では、スピンオフ工程後に、基板Ｗ上の第１処理液の溶媒の一部を揮発させるために、基板Ｗを加熱する（基板Ｗに対する加熱を強める）第１加熱工程が実行される。
第１加熱工程では、ヒータ昇降ユニット６５が、ヒータユニット６を近接位置に配置する。近接位置は、下位置と上位置との間の位置である。ヒータユニット６が近接位置に位置するとき、対向面６ａが基板Ｗの下面に非接触である。ヒータユニット６が近接位置に位置するとき、対向面６ａは、基板Ｗの下面から所定距離（たとえば４ｍｍ）だけ下方に離隔している。第１加熱工程は、たとえば、６０秒の間で実行される。第１加熱工程では、電動モータ２３が、スピンベース２１の回転速度を所定の第１加熱時速度に変更する。第１加熱時速度は、たとえば、１０００ｒｐｍである。
第１加熱工程では、基板Ｗ上の第１処理液の温度が溶媒の沸点未満となるように、基板Ｗが加熱されることが好ましい。第１処理液を、溶媒の沸点未満の温度に加熱することにより、先に説明したように、パーティクル保持層１００中に溶媒を残留させることができる。そして、パーティクル保持層１００中に残留した溶媒と、剥離液との相互作用によって、当該パーティクル保持層１００を、基板Ｗの上面から剥離しやすくできる。
第１加熱工程では、基板Ｗ上の第１処理液の温度が溶媒の沸点未満となることに加えて、基板Ｗ上の第１処理液の温度が感熱水溶性樹脂の変質温度未満となるように、基板Ｗが加熱されることが好ましい。第１処理液を変質温度未満の温度に加熱することにより、当該感熱水溶性樹脂を水溶性に変質させずに、基板Ｗの上面に、水系の剥離液に対して難溶性ないし不溶性のパーティクル保持層１００を形成することができる。
第１加熱工程が実行されることによって、第１処理液が固化または硬化されて、基板Ｗ上にパーティクル保持層１００が形成される。図６Ａに示すように、パーティクル保持層１００が形成される際に、基板Ｗの上面に付着していたパーティクル１０１が、当該基板Ｗから引き離されて、パーティクル保持層１００中に保持される。
第１処理液は、パーティクル１０１を保持できる程度に固化または硬化すればよい。第１処理液の溶媒が完全に揮発する必要はない。また、パーティクル保持層１００を形成する「溶質成分」とは、第１処理液に含まれる溶質そのものであってもよいし、溶質から導かれるもの、たとえば、化学的な変化の結果として得られるものであってもよい。
図５Ｄおよび図５Ｅに示すように、保持層形成工程の後、基板Ｗの上面に剥離液を供給することによって基板Ｗの上面から、パーティクル保持層１００を剥離して除去する保持層除去工程が実行される（Ｓ４）。保持層除去工程では、第１剥離液としてＤＩＷが基板Ｗの上面に供給される第１剥離液供給工程と、第２剥離液としてＳＣ１液が供給される第２剥離液供給工程とが実行される。
図５Ｄを参照して、第１剥離液供給工程では、電動モータ２３が、スピンベース２１の回転速度を所定の第１剥離液速度に変更する。第１剥離液速度は、たとえば、８００ｒｐｍである。そして、ヒータ昇降ユニット６５が、ヒータユニット６を下位置に移動させる。そして、ＤＩＷバルブ５２が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて固定ノズル１７からＤＩＷが供給される。基板Ｗの上面に供給されたＤＩＷは、遠心力によって、基板Ｗの上面の全体に行き渡る。余剰のＤＩＷは、遠心力によって基板Ｗから径方向外方に排除される。第１剥離液供給工程は、たとえば、６０秒間継続される。
図５Ｅを参照して、第２剥離液供給工程では、電動モータ２３が、スピンベース２１の回転速度を所定の第２剥離液速度に変更する。第２剥離液速度は、たとえば、８００ｒｐｍである。そのため、第２剥離液供給工程では、第１剥離液供給工程における基板Ｗの回転速度が維持される。そして、第２ノズル移動ユニット３２が、第２移動ノズル１６を中央位置に移動させる。そして、ＤＩＷバルブ５２が閉じられ、その一方で、ＳＣ１液バルブ５１が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて第２移動ノズル１６からＳＣ１液が供給される。基板Ｗの上面に供給されたＳＣ１液は、遠心力によって、基板Ｗの上面の全体に行き渡って、基板Ｗ上のＤＩＷを置換する。余剰のＳＣ１液は、遠心力によって基板Ｗから径方向外方に排除される。第２剥離液供給工程では、ヒータユニット６は下位置に維持されている。
ＤＩＷおよびＳＣ１液は、ともに、溶媒としてのＰＧＥＥとの相溶性を有する。しかも、感熱水溶性樹脂をその変質温度未満に加熱して形成されたパーティクル保持層１００は、前述したように、水系の剥離液であるＤＩＷやＳＣ１液に対して難溶性ないし不溶性である。そのため、これらの剥離液は、パーティクル保持層１００中に残留するＰＧＥＥとの相互作用によって、当該パーティクル保持層１００を形成する溶質成分を溶解させることなく、パーティクル保持層１００中に浸透する。そして、剥離液は、基板Ｗとの界面に達する。これにより、図６Ｂに示すように、パーティクル１０１を保持したままのパーティクル保持層１００が、基板Ｗの上面から浮いて剥離する。
基板Ｗの上面から剥離したパーティクル保持層１００は、基板Ｗの回転による遠心力の働きによって、剥離液とともに、基板Ｗの上面の周縁から排出される。すなわち、基板Ｗの上面から、剥離したパーティクル保持層１００が除去される。
ＤＩＷは、ＳＣ１液よりも、剥離液としての効果は低い。しかし、ＤＩＷは、ＳＣ１液に先立って供給されて、パーティクル保持層１００中に浸透することで、当該パーティクル保持層１００中に残留するＰＧＥＥの少なくとも一部と置換する。そして、ＤＩＷは、次工程で供給されるＳＣ１液の、パーティクル保持層１００中への浸透を補助する働きをする。
そのため、剥離液としては、ＳＣ１液の供給に先立って、ＤＩＷを供給するのが好ましいが、ＤＩＷの供給（第１剥離液供給工程）は、省略されてもよい。すなわち、剥離液としては、ＳＣ１液のみを用いてもよい。
図５Ｆを参照して、保持層除去工程の後、基板Ｗ上の剥離液をリンス液で置換するリンス工程が実行される（Ｓ５）。リンス工程は、たとえば、６０秒の間で実行される。
リンス工程では、電動モータ２３が、スピンベース２１の回転速度を所定のリンス速度に変更する。リンス速度は、たとえば、８００ｒｐｍである。そのため、リンス工程では、第２剥離液供給工程における基板Ｗの回転速度が維持される。そして、ＳＣ１液バルブ５１が閉じられて、第２ノズル移動ユニット３２が第２移動ノズル１６を退避位置に移動させる。そして、ＤＩＷバルブ５２が再び開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて固定ノズル１７からＤＩＷが供給される。基板Ｗの上面に供給されたＤＩＷは、遠心力によって、基板Ｗの上面の全体に行き渡り、基板Ｗ上のＳＣ１液が置換される。余剰のＤＩＷは、遠心力によって基板Ｗから径方向外方に排除される。
図５Ｇを参照して、リンス工程の後に残渣除去液としてのＩＰＡを基板Ｗ上に供給することによって、パーティクル保持層１００を除去した後の基板Ｗの上面に残る残渣を除去する残渣除去工程が実行される（Ｓ６）。残渣除去工程は、たとえば、６０秒の間で実行される。
残渣除去工程では、電動モータ２３が、スピンベース２１の回転速度を所定の残渣除去速度に変更する。残渣除去速度は、たとえば、３００ｒｐｍである。そして、ＤＩＷバルブ５２が閉じられる。そして、第３ノズル移動ユニット３３が第３移動ノズル１８を中央位置に移動させる。そして、ＩＰＡバルブ５４が開かれる。これにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて第３移動ノズル１８からＩＰＡが供給される。基板Ｗの上面に供給されたＩＰＡは、遠心力によって、基板Ｗの上面の全体に行き渡り、基板Ｗ上のＤＩＷが置換される。余剰のＩＰＡは、遠心力によって基板Ｗから径方向外方に排除される。
残渣除去工程では、ヒータ昇降ユニット６５は、ヒータユニット６を近接位置に配置する。これにより、ＤＩＷからＩＰＡへの置換効率が向上される。残渣除去工程では、第２窒素ガスバルブ５５Ｂも開かれる。これにより、第３移動ノズル１８の水平流吐出口７２から窒素ガス等の気体が放射状に吐出され、基板Ｗの上面が水平気流８２で覆われる（上面被覆工程）。水平流吐出口７２からの窒素ガスの吐出は、中心吐出口７０からのＩＰＡの吐出よりも先に開始されることが好ましい。水平流吐出口７２からの窒素ガスの吐出流量は、たとえば１００リットル／分程度である。基板Ｗの上面が窒素ガスの水平気流８２で覆われているので、チャンバ４の内壁から跳ね返った液滴や雰囲気中のミスト等が基板Ｗの上面に付着することを抑制または防止できる。
図５Ｈを参照して、残渣除去工程の後、基板Ｗの上面への第２処理液（低表面張力液体）としてのＩＰＡの供給が継続されることによって、ＩＰＡの液膜１５０が形成される液膜形成工程が実行される（Ｓ７）。液膜形成工程は、たとえば、１５．４秒の間に実行される。
詳しくは、基板Ｗの回転を減速して停止させ、基板Ｗの表面に第２処理液としてのＩＰＡの厚い液膜１５０が形成される（第２処理液パドル工程）。基板Ｗの回転は、この例では、残渣除去速度から段階的に減速される（減速工程、漸次減速工程、段階的減速工程）。より具体的には、基板Ｗの回転速度は、３００ｒｐｍから、５０ｒｐｍに減速されて所定時間維持され、その後、１０ｒｐｍに減速されて所定時間維持され、その後、０ｒｐｍ（停止）に減速されて所定時間維持される。
一方、第３移動ノズル１８は、回転軸線Ａ１上に保持され、引き続き、基板Ｗの上面の回転中心に向けて中心吐出口７０から第２処理液としてのＩＰＡを吐出し、かつ水平流吐出口７２から不活性ガスを吐出して水平気流８２を形成する。中心吐出口７０からのＩＰＡの吐出は、液膜形成工程の全期間において継続される。すなわち、基板Ｗの回転が停止しても、有機溶剤の吐出が継続される。このように、基板Ｗの回転の減速から停止に至る全期間においてＩＰＡの供給が継続されることにより、基板Ｗの上面の至るところでＩＰＡが失われることがない。また、基板Ｗの回転が停止した後もＩＰＡの供給が継続されることにより、基板Ｗの上面に厚い液膜１５０を形成できる。
ヒータユニット６の位置は、残渣除去工程（Ｓ６）のときと同じ位置であり、たとえば、近接位置である。これにより、基板Ｗは、対向面６ａからの輻射熱によって予熱される（基板予熱工程）。チャックピン２０は、基板Ｗの回転が停止した後、その停止状態が保持されている間に、閉状態から開状態へと切り換わる。それにより、チャックピン２０が、基板Ｗの周縁部下面を下方から支持し、基板Ｗの上面周縁部から離れた状態となるので、基板Ｗの上面全域が開放される。
次に、図５Ｉを参照して、ヒータユニット６で基板Ｗを持ち上げた状態で、すなわち、対向面６ａを基板Ｗの下面に接触させた状態で、基板Ｗを加熱することによって、液膜１５０と基板Ｗの上面との間に気相層を形成する気相層形成工程が実行される（Ｓ９）。気相層形成工程は、たとえば、２０秒の間に実行される。
気相層形成工程において、ヒータ昇降ユニット６５は、ヒータユニット６を上位置まで上昇させる。これによって、基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとが接触する位置関係になった状態で、ヒータユニット６を用いて基板Ｗが加熱される（第２加熱工程）。
詳しくは、ヒータユニット６が上位置まで上昇させられる過程で、チャックピン２０から対向面６ａに基板Ｗが渡され、対向面６ａによって基板Ｗが支持される（ヒータユニット接近工程、ヒータユニット接触工程）。そして、ＩＰＡバルブ５４が閉じられて、中心吐出口７０からのＩＰＡの吐出が停止される。スピンベース２１の回転は停止状態で維持されている。第３移動ノズル１８（中心吐出口７０）は基板Ｗの回転中心の上方に位置している。
基板Ｗの上面からの熱を受けた液膜１５０では、基板Ｗの上面との界面において蒸発が生じる。それによって、基板Ｗの上面と液膜１５０との間に、ＩＰＡの気体からなる気相層が生じる。したがって、液膜１５０は、基板Ｗの上面の全域において、気相層上に支持された状態となる。
次に、気相層上で液膜１５０を移動させることによって、液膜１５０を構成するＩＰＡを基板Ｗの上面から排除する液膜排除工程が実行される（Ｓ９およびＳ１０）。液膜排除工程では、穴開け工程（図５Ｊ参照）と、穴広げ工程（図５Ｋ参照）とが実行される。
まず、図５Ｊを参照して、液膜排除工程では、第１移動ノズル１５の線状流吐出口７１から基板Ｗの中心に向けて垂直に小流量（第１流量。たとえば５リットル／分）で気体（たとえば窒素ガス）の線状気流８１を吹き付けることによって、液膜１５０の中央領域に小さな穴１５１を開ける穴開け工程が実行される（Ｓ９）。線状気流８１は小流量であるため、液膜１５０に小さな穴１５１を開ける際に液膜１５０での液跳ねが防止または抑制することができる。基板Ｗの回転は停止状態のままであり、したがって、静止状態の基板Ｗ上の液膜１５０に対して穴開け工程が行われる。
次に、図５Ｋを参照して、液膜排除工程では、穴１５１を基板Ｗの外周に向かって広げ、気相層上で液膜１５０を移動させることによって、液膜１５０を構成する第２処理液を基板Ｗ外に排除する穴広げ工程が実行される（Ｓ１０）。
液膜１５０の穴開けの直後から（すなわち、ほぼ同時に）、基板Ｗの急加熱が始まる。それにより、窒素ガスによる穴開けによって液膜１５０の外方への移動が始まると、基板Ｗの加熱が速やかに（ほぼ同時に）開始され、それによって、液膜１５０は止まることなく基板Ｗの外方へと移動していく。
より具体的には、穴開けされて液膜１５０がなくなった中央領域では、液膜１５０が存在しているその周囲の領域に比較して、基板Ｗの温度が速やかに上昇する。それによって、穴１５１の周縁において基板Ｗ内に大きな温度勾配が生じる。すなわち、穴１５１の周縁の内側が高温で、その外側が低温になる。この温度勾配によって、気相層上に支持されている液膜１５０が低温側、すなわち、外方に向かって移動を始め、それによって、液膜１５０の中央の穴１５１が拡大していく。
こうして、基板Ｗの加熱により生じる温度勾配を利用して、基板Ｗ上の液膜１５０を基板Ｗ外へと排除できる（加熱排除工程）。より具体的には、基板Ｗの上面において、パターンが形成された領域内の液膜１５０は、温度勾配によるＩＰＡの移動によって排除できる。
そして、図５Ｌに示すように、マスフローコントローラ５６が、線状流吐出口７１から吐出される不活性ガスの流量を増量する。これにより、大流量（第２流量。たとえば８０リットル／分）の窒素ガスが基板Ｗの中心に吹き付けられ、液膜１５０の中央の穴１５１がさらに広げられる（気体排除工程、液膜移動工程）。流量の増加に応じて、流速も増加する。窒素ガス流量の増加により、基板Ｗの上面の外周領域まで移動した液膜１５０がさらに基板Ｗ外へと押しやられる。基板Ｗの回転は停止状態に保持される。
具体的には、温度勾配によって穴１５１が広がっていく過程で、窒素ガスの流量を増加させることで、液膜１５０の移動が停止することを回避して、液膜１５０の基板Ｗ外方に向かう移動を継続させることができる。温度勾配を利用する液膜１５０の移動だけでは、基板Ｗの上面の周縁領域で液膜１５０の移動が止まってしまうおそれがある。そこで、窒素ガスの流量を増加させることで、液膜１５０の移動をアシストでき、それによって、基板Ｗの上面の全域から液膜１５０を排除できる。
第２窒素ガスバルブ５５Ｂは開状態に保持されている。そのため、基板Ｗの上面は、水平流吐出口７２から吐出される窒素ガスが形成する水平気流８２で覆われている。したがって、基板Ｗの上面に液滴やミスト等の異物が付着することを抑制または防止しながら、基板Ｗ上の液膜１５０を排除できる。
液膜１５０が排除された後、図５Ｍに示すように、スピンドライ工程が実行される（Ｓ１１）。まず、ヒータ昇降ユニット６５がヒータユニット６を下位置に配置する。その過程で基板Ｗがチャックピン２０によって支持される。基板Ｗがチャックピン２０に支持されると、チャックピン駆動ユニット２５がチャックピン２０を閉状態にして、チャックピン２０に基板Ｗを把持させる。そして、マスフローコントローラ５６が線状流吐出口７１から吐出される不活性ガスの流量を低減する。これにより、中流量（たとえば１５リットル／分）の窒素ガスが基板Ｗの中心に吹き付けられる。その状態で、電動モータ２３は、スピンベース２１の回転を高速な乾燥回転速度（たとえば８００ｒｐｍ）まで加速される。これにより、遠心力によって、基板Ｗの表面の液成分を完全に振り切ることができる。
スピンドライ工程では、水平気流８２の形成が継続されている。そのため、基板Ｗの上面は窒素ガス気流によって覆われているので、周囲に飛び散って跳ね返った液滴や周囲のミストが基板Ｗの上面に付着することを回避できる。
スピンドライ工程では、図５Ｍに二点鎖線で示すように、第３窒素ガスバルブ５５Ｃを開き、傾斜流吐出口７３から窒素ガスを吐出させてもよい。傾斜流吐出口７３から吐出される窒素ガスが形成する傾斜気流８３は、基板Ｗの上面にぶつかって、基板Ｗの上面に平行な外方へと向きを変える。
スピンドライ工程の後は、スピンベース２１の回転が停止され、窒素ガスバルブ５５Ａ〜５５Ｃが閉じられて、第３移動ノズル１８からの窒素ガスの吐出が停止される。そして、第３ノズル移動ユニット３３は、第３移動ノズル１８を退避させる。さらに、チャックピン駆動ユニット２５は、チャックピン２０を開状態にする。これにより、基板Ｗは、チャックピン２０に載置された状態となる。その後、搬送ロボットＣＲが、処理ユニット２に進入して、スピンチャック５から処理済みの基板Ｗをすくい取って、処理ユニット２外へと搬出する基板搬出工程が実行される（Ｓ１２）。その基板Ｗは、搬送ロボットＣＲから搬送ロボットＩＲへと渡され、搬送ロボットＩＲによって、キャリヤＣに収納される。
図７Ａおよび図７Ｂは、基板Ｗの表面における気相層の形成を説明するための図解的な断面図である。基板Ｗの表面には、微細なパターン１６１が形成されている。パターン１６１は、基板Ｗの表面に形成された微細な凸状の構造体１６２を含む。構造体１６２は、絶縁体膜を含んでいてもよいし、導体膜を含んでいてもよい。また、構造体１６２は、複数の膜を積層した積層膜であってもよい。ライン状の構造体１６２が隣接する場合には、それらの間に溝（溝）が形成される。この場合、構造体１６２の幅Ｗ１は１０ｎｍ〜４５ｎｍ程度、構造体１６２同士の間隔Ｗ２は１０ｎｍ〜数μｍ程度であってもよい。構造体１６２の高さＴは、たとえば５０ｎｍ〜５μｍ程度であってもよい。構造体１６２が筒状である場合には、その内方に孔が形成されることになる。
液膜形成工程（Ｓ７）では、図７Ａに示すように、基板Ｗの表面に形成された液膜１５０は、パターン１６１の内部（隣接する構造体１６２の間の空間または筒状の構造体１６２の内部空間）を満たしている。
気相形成工程（Ｓ８）では、ヒータユニット６と基板Ｗとが接触した状態で基板Ｗが加熱され、第２処理液の沸点（ＩＰＡの場合は８２．４℃）よりも高い温度（１１０℃〜１５０℃）となる。それにより、基板Ｗの表面に接している第２処理液が蒸発し、第２処理液の気体が発生して、図７Ｂに示すように、気相層１５２が形成される。気相層１５２は、パターン１６１の内部を満たし、さらに、パターン１６１の外側に至り、構造体１６２の上面１６２Ａよりも上方に液膜１５０との界面１５５を形成している。この界面１５５上に液膜１５０が支持されている。この状態では、有機溶剤の液面がパターン１６１に接していないので、液膜１５０の表面張力に起因するパターン倒壊が起こらない。
基板Ｗの加熱によって有機溶剤が蒸発するとき、液相の有機溶剤はパターン１６１内から瞬時に排出される。そして、形成された気相層１５２上に液相の有機溶剤が支持され、パターン１６１から離隔させられる。こうして、有機溶剤の気相層１５２は、パターン１６１の上面（構造体１６２の上面１６２Ａ）と液膜１５０との間に介在して、液膜１５０を支持する。
図７Ｃに示すように、基板Ｗの上面から浮上している液膜１５０に亀裂１５３が生じると、乾燥後にウォータマーク等の欠陥の原因となる。そこで、この実施形態では、基板Ｗの回転を停止した後に有機溶剤の供給を停止して、基板Ｗ上に厚い液膜１５０を形成して、亀裂の発生を回避している。ヒータユニット６を基板Ｗに接触させるときには、基板Ｗの回転が停止しているので、液膜１５０が遠心力によって分裂することがなく、したがって、液膜１５０に亀裂が生じることを回避できる。さらに、ヒータユニット６の出力および基板Ｗとの接触時間を調節して、有機溶剤の蒸気が液膜１５０を突き破って吹き出さないようにし、それによって、亀裂の発生を回避してもよい。より具体的には、ヒータユニット６を基板Ｗから離隔させることで基板Ｗの過熱を回避し、それによって、液膜１５０に亀裂が生じることを回避してもよい。
気相層１５２上に液膜１５０が支持されている状態では、液膜１５０に働く摩擦抵抗は、零とみなせるほど小さい。そのため、基板Ｗの上面に平行な方向の力が液膜１５０に加わると、液膜１５０は簡単に移動する。この実施形態では、液膜１５０の中央に穴開けし、それによって、穴１５１の縁部での温度差によってＩＰＡの流れを生じさせて、気相層１５２上に支持された液膜１５０を移動させて排除している。
この実施形態の基板処理では、図４に示すように、第１処理液供給工程と、保持層形成工程と、保持層除去工程と、液膜形成工程と、気相層形成工程と、液膜排除工程とがこの順番で実行される。保持層形成工程において、第１処理液が固化または硬化されることによって、パーティクル保持層１００が基板Ｗの上面に形成される。第１処理液が固化または硬化される際に、パーティクル１０１が基板Ｗから引き離される。引き離されたパーティクル１０１はパーティクル保持層１００中に保持される。そのため、保持層除去工程において、基板Ｗの上面に剥離液を供給することで、パーティクル１０１を保持した状態のパーティクル保持層１００を基板Ｗの上面から剥離して除去することができる。
また、液膜形成工程において基板Ｗの上面を覆うＩＰＡ（第２処理液）の液膜１５０が形成される。そして、気相層形成工程において、基板Ｗを加熱することによって、その液膜１５０と基板Ｗの上面との間に第２処理液が蒸発した気体からなる気相層１５２が形成される。この気相層１５２上に第２処理液の液膜１５０が保持される。この状態で第２処理液の液膜１５０を排除することによって、第２処理液の表面張力による基板Ｗの上面のパターン１６１の倒壊を抑制または防止できる。気相層１５２は、第２処理液との界面が基板Ｗの上面のパターン１６１外に位置するように形成されることが好ましい。これにより、基板Ｗの上面のパターン１６１に第２処理液の表面張力が働くことを回避でき、表面張力が働かない状態で第２処理液の液膜１５０を基板Ｗ外に排除できる。
以上により、基板Ｗの上面からパーティクルを良好に除去することができ、かつ、基板Ｗの上面を良好に乾燥することができる。
この実施形態によれば、加熱工程が、保持層形成工程においてヒータユニット６を用いて基板Ｗを加熱する第１加熱工程と、気相層形成工程においてヒータユニット６を用いて基板Ｗを加熱する第２加熱工程とを含む。この方法によれば、保持層形成工程および気相層形成工程において共通のヒータユニット６を使用することができる。したがって、基板Ｗを加熱するためのユニットを複数設ける必要がない。
この実施形態によれば、加熱工程においてヒータユニット６の温度が一定である。そして、加熱工程の実行中に、基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとの間の距離が変更される（距離変更工程）。
ヒータユニット６の温度変化に要する時間は、基板Ｗの温度変化に要する時間と比較して長い。そのため、加熱工程において、ヒータユニット６の温度を変更して基板Ｗを加熱する場合、ヒータユニット６が所望の温度に変化するまで待たなければ基板Ｗが所望の温度に達しない。したがって、基板処理に要する時間が長くなるおそれがある。
ヒータユニット６から基板Ｗに伝達される熱量は、基板Ｗの下面とヒータユニット６との間の距離に応じて変化する。そこで、ヒータユニット６の温度を一定に保った状態で、基板Ｗの下面とヒータユニットとの間の距離を変更することによって、基板の温度を所望の温度に変化させることができる。したがって、ヒータユニット６の温度変化に要する時間を削減することができる。ひいては、基板処理に要する時間を削減することができる。
基板Ｗの下面とヒータユニット６との間の距離が短いほど、基板Ｗに伝達される熱量が大きくなり、基板Ｗの温度上昇の度合が大きくなる。たとえば、第１加熱工程では、基板Ｗの下面とヒータユニット６とが離間した位置関係になるように基板Ｗの下面とヒータユニット６との間の距離を変更し、第２加熱工程では、基板Ｗの下面とヒータユニット６とが接触する位置関係になるように基板Ｗの下面とヒータユニット６との距離を変更すれば、第２加熱工程における基板Ｗの温度を第１加熱工程における基板Ｗの温度よりも高く設定することができる。
この実施形態によれば、第１処理液に含まれる溶質は、感熱水溶性樹脂である。保持層形成工程の第１加熱工程では、基板Ｗの上面に供給された第１処理液の温度が変質温度未満の温度になるように基板Ｗが加熱される。
この方法によれば、保持層形成工程では、第１処理液の温度が変質温度未満の温度になるように基板Ｗが加熱されてパーティクル保持層１００が形成される。そのため、パーティクル保持層１００は、ＳＣ１液やＤＩＷ等の剥離液に対して難溶性ないし不溶性であるものの、剥離液によって剥離が可能である。したがって、保持層除去工程では、基板Ｗの上面に形成されたパーティクル保持層１００を剥離液によって溶解させることなく、パーティクル１０１を保持した状態のパーティクル保持層１００を基板Ｗの上面から剥離して除去することができる。
その結果、パーティクル１０１を保持した状態のパーティクル保持層１００を基板Ｗの上面から剥離することにより、パーティクル１０１を高い除去率で除去することができる。さらに、パーティクル保持層１００の残渣が基板Ｗの上面に残ったり再付着したりするのを抑制することができる。
この実施形態によれば、保持層形成工程では、基板Ｗの上面に供給された第１処理液の温度が溶媒の沸点未満になるように基板Ｗが加熱される。そのため、保持層形成工程の第１加熱工程後のパーティクル保持層１００中に溶媒を残留させることができる。そのため、その後の保持層除去工程において、パーティクル保持層１００中に残留した溶媒と、供給された剥離液との相互作用によって、パーティクル保持層１００を基板Ｗの上面から剥離しやすくすることができる。すなわち、パーティクル保持層１００中に剥離液を浸透させて、基板Ｗとの界面まで到達させることにより、パーティクル保持層１００を基板Ｗの上面から浮かせて剥離させることができる。
この実施形態では、剥離液がＳＣ１液またはＤＩＷであり、第１処理液の溶媒がＰＧＥＥであるため、剥離液が溶媒に対する相溶性を有している。保持層形成工程において、パーティクル保持層１００中に溶媒を適度に残留させておくと、当該溶媒に対して相溶性の剥離液がパーティクル保持層１００中に浸透し、基板Ｗとの界面にまで到達し得る。それにより、パーティクル保持層１００を基板Ｗの上面から浮かせて剥離させることができる。
この実施形態によれば、保持層除去工程の後でかつ液膜形成工程の前に、ＩＰＡ等の残渣除去液を基板Ｗの上面に供給することによって、パーティクル保持層１００を除去した後の基板Ｗの上面に残る残渣が除去される（残渣除去工程）。残渣除去液は、パーティクル保持層１００を形成する溶質成分を溶解させる性質を有する。そのため、液膜形成工程の前に、パーティクル保持層１００の残渣を残渣除去液に溶解させて、基板Ｗの上面から除去することができる。
この実施形態によれは、残渣除去液が、第２処理液と同一の液体である。そのため、液膜形成工程において、基板Ｗの上面に残渣処理液を第２処理液に置換する時間を削減することができる。したがって、基板処理に要する時間を短縮することができる。
また、第２処理液供給ユニットである第３移動ノズル１８が残渣除去液供給ユニットとしても機能する。つまり、液膜形成工程で用いる第３移動ノズル１８を、残渣除去工程でも使用することができる。そのため、残渣除去工程と液膜形成工程とで基板Ｗの上面に液体を供給するユニットを変更することなく、残渣除去工程とその後の液膜形成工程とを連続して実行することができる。
この実施形態によれば、液膜排除工程が、穴開け工程と、穴広げ工程とを含む。そのため、液膜排除工程において、液膜１５０の中央領域に形成された穴１５１を外周に向かって広げることによって、基板Ｗ上から液膜が排除される。そのため、第２処理液の液滴が基板Ｗ上に残留することを抑制または防止できる。したがって、基板の上面を良好に乾燥させることができる。
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。
たとえば、第１加熱工程における基板Ｗの加熱温度を、保持層形成工程において形成される予定のパーティクル保持層１００の厚さ（膜厚）に応じた温度にするために、距離変更工程において、第１加熱工程における基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとの間の距離を変更してもよい。
パーティクル保持層１００の膜厚は、基板Ｗの上面に形成されたパターンの種類（高さ）に応じて設定される。パーティクル保持層１００の膜厚は、処理液供給工程における基板回転速度を変更して基板Ｗ上の第１処理液の厚さを変更することによって、調整することができる。詳しくは、基板Ｗ上の第１処理液の厚さは、基板回転速度が高いほど薄くなるため、パーティクル保持層１００の膜厚も、基板回転速度が高いほど薄くなる。
また、第１加熱工程では、基板Ｗ上の第１処理液が加熱されることによって溶媒が揮発し、それによって、パーティクル保持層１００が形成される。溶媒の揮発によってパーティクル保持層１００が収縮するため、パーティクル保持層１００の膜厚は、第１加熱工程開始直前の基板Ｗ上の第１処理液の厚さよりも薄くなる。第１加熱工程開始時の基板Ｗ上の第１処理液の液膜の厚さに対する第１加熱工程後のパーティクル保持層１００の厚さの割合を、パーティクル保持層１００の収縮率という。
基板Ｗの回転によって基板Ｗの上面の第１処理液が薄くなると、第１加熱工程の開始前に基板Ｗ上にパーティクル保持層１００が形成されることがある。この場合、収縮率は、第１加熱工程開始時の基板Ｗ上のパーティクル保持層１００の厚さに対する第１加熱工程後のパーティクル保持層１００の厚さの割合である。
パーティクル保持層１００の収縮率は、パーティクルの除去効果に影響する。特に、収縮率が大きいほど、良好なパーティクル除去効果が得られる傾向がある。好適なパーティクル除去効果を得るためには、パーティクル保持層１００を所望の収縮率で収縮させる必要がある。加熱温度と収縮率との関係は、膜厚の大きさによって異なるため、所望の収縮率でパーティクル保持層１００を収縮させるために必要な加熱温度は、膜厚に応じて異なる。
そこで、保持層形成工程において形成される予定のパーティクル保持層１００の膜厚に応じた温度に基板Ｗが加熱されるように、第１加熱工程における基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとの間の距離が予め設定されればよい（距離設定工程）。距離変更工程において、第１加熱工程における基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとの間の距離が、距離設定工程で予め設定された距離に変更されることによって、溶媒の揮発により形成されたパーティクル保持層１００が所定の加熱温度で加熱される。これにより、パーティクル保持層１００を所望の収縮率で収縮させることができるので、基板Ｗ上からパーティクルを良好に除去することができる。
たとえば、基板Ｗ上に形成されるパーティクル保持層１００の厚さが第１層厚（たとえば３０ｎｍ）になる回転速度で、第１処理液供給工程において基板Ｗが回転される場合、本実施形態のように、第１加熱工程におけるヒータユニット６の位置が近接位置に設定される。基板Ｗ上に形成されるパーティクル保持層１００の厚さが第２層厚（たとえば７５ｎｍ）になる回転速度で、第１処理液供給工程において基板Ｗが回転される場合、本実施形態とは異なり、第１加熱工程におけるヒータユニット６の位置が下位置に設定される。
ヒータユニット６の温度が１９５℃である場合、基板Ｗは、下位置に位置するヒータユニット６によって９０℃まで加熱される。ヒータユニット６の温度が１９５℃である場合、基板Ｗは、近接位置に位置するヒータユニット６によって１１０℃まで加熱される。第１処理液の溶質として用いられる感熱水溶性樹脂の変質温度は、２００℃であり、第１処理液の溶媒として用いられるＰＧＥＥの沸点は、１３２℃である。そのため、ヒータユニット６の温度が１９５℃である場合、第１加熱位置が下位置および近接位置、ならびにこれらの間の任意の位置に設定されれば、第１加熱工程において、基板Ｗ上の第１処理液の温度が溶媒の沸点未満となり、かつ、基板Ｗ上の第１処理液の温度が感熱水溶性樹脂の変質温度未満となるように、基板Ｗを加熱することができる。
また、この態様であれば、ヒータユニット６の温度を１９５℃等の一定温度に維持しながら、第１加熱位置を適宜変更することによって、基板Ｗの加熱温度を変更することができる。ヒータユニット６の温度自体を変更する場合、変更途中の温度は、設定温度よりも高温になるオーバーシュート等が起こるため、ヒータユニット６の温度が設定温度になって安定するまでに要する時間が長期化し得る。そこで、ヒータユニット６を一定の温度に保つことで、ヒータユニット６の温度変更に要する時間を低減することができ、より安定的に加熱処理を行うことができる。
また、上述の実施形態では、第１処理液の溶質として、感熱水溶性樹脂を用いるとした。しかしながら、第１処理液の溶質として用いられる樹脂は、感熱水溶性樹脂以外の樹脂であってもよい。
第１処理液に含まれる溶質として用いられる感熱水溶性樹脂以外の樹脂は、たとえば、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド等が挙げられる。第１処理液において、これらの樹脂を用いる場合、溶質として用いる樹脂を溶解し得る任意の溶媒を用いることができる。
第１処理液の溶質として感熱水溶性樹脂以外の樹脂は変質温度を有しないので、パーティクル保持層形成工程の第１加熱工程では、第１処理液の溶質として感熱水溶性樹脂を用いた場合のように第１処理液の温度が感熱水溶性樹脂の変質温度未満となる必要はなく、基板Ｗ上の第１処理液の温度が溶媒の沸点未満となるように基板Ｗが加熱されればよい。
第１処理液の溶質として感熱水溶性樹脂以外の樹脂を用いる場合、残渣除去液として、いずれかの樹脂に対する溶解性を有する任意の液体を用いることができる。第１処理液の溶質として感熱水溶性樹脂以外の樹脂を用いる場合、残渣除去液としては、たとえばシンナー、トルエン、酢酸エステル類、アルコール類、グリコール類等の有機溶媒、酢酸、蟻酸、ヒドロキシ酢酸等の酸性液を用いることができる。
第１処理液の溶質としては、前述した各種樹脂以外にも、たとえば、樹脂以外の有機化合物や、有機化合物と他の混合物を用いてもよい。あるいは、有機化合物以外の化合物であってもよい。
剥離液としては、水系でない他の剥離液を用いることもできる。その場合には、当該剥離液に難溶性ないし不溶性のパーティクル保持層１００を形成する溶質、剥離液に対して相溶性を有し、溶質に対して溶解性を有する溶媒、剥離液に対して相溶性を有し、溶質に対して溶解性を有する残渣除去液等を適宜、組み合わせればよい。
また、上述の実施形態では、第２処理液は、水よりも表面張力の低い低表面張力液体であるとした。しかし、第２処理液は、低表面張力液体に限られず、ＤＩＷであってもよい。
また、上述の実施形態では、第３移動ノズル１８から吐出されるＩＰＡを、第２処理液および残渣処理液として用いるとした。つまり、上述の実施形態では、第２処理液として用いられる液体と、残渣処理液として用いられる液体とが、同一の液体であった。しかし、第２処理液として用いられる液体と、残渣処理液として用いられる液体とが、同一の液体でなくても、同種の液体であれば、残渣除去工程および液膜形成工程に要する時間を短縮することができる。同種の液体とは、液体を主に構成する分子が互いに同じである複数の液体のことをいう。つまり、同種の液体とは、互いに純度の異なるＩＰＡ等である。
上述の実施形態では、基板Ｗを保持するスピンチャック５に対してヒータユニット６を昇降させることによって、基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとの間の距離を変更するとした。上述の実施形態とは異なり、ヒータユニット６に対してスピンチャック５を昇降させることによって、基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとの間の距離を変更する構成であってもよいし、ヒータユニット６とスピンチャック５とを相対的に上下動させることによって、基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとの間の距離を変更する構成であってもよい。
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
３ ：コントローラ
５ ：スピンチャック（基板保持ユニット）
６ ：ヒータユニット
１５ ：第１移動ノズル（第１処理液供給ユニット）
１６ ：第２移動ノズル（剥離液供給ユニット）
１７ ：固定ノズル（剥離液供給ユニット）
１８ ：第３移動ノズル（第２処理液供給ユニット、残渣除去液供給ユニット、気体供給ユニット）
６５ ：ヒータ昇降ユニット
１００ ：パーティクル保持層
１５０ ：液膜
１５１ ：穴
１５２ ：気相層
Ｗ ：基板

Claims (22)

  1. 基板を水平に保持する基板保持工程と、
    溶質と揮発性を有する溶媒とを含む第１処理液を、前記基板の上面に供給する第１処理液供給工程と、
    前記基板を加熱することにより、前記基板の上面に供給された前記第１処理液から、前記溶媒の少なくとも一部を揮発させることによって、前記第１処理液を固化または硬化させて、前記基板の上面にパーティクル保持層を形成する保持層形成工程と、
    前記パーティクル保持層を剥離する剥離液を前記基板の上面に供給することによって、前記パーティクル保持層を前記基板の上面から剥離して除去する保持層除去工程と、
    前記パーティクル保持層を前記基板上から除去した後、前記基板の上面に第２処理液を供給することによって、前記基板の上面を覆う前記第２処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
    前記基板を加熱して前記基板の上面に接する前記第２処理液を蒸発させることによって前記基板の上面と前記液膜との間に、前記液膜を保持する気相層を形成する気相層形成工程と、
    前記気相層上で前記液膜を移動させることによって、前記液膜を構成する前記第２処理液を前記基板の上面から排除する液膜排除工程とを含む、基板処理方法。
  2. 前記基板の下面に対向するヒータユニットを用いて前記基板を加熱する加熱工程をさらに含み、
    前記加熱工程が、前記保持層形成工程において前記溶媒の少なくとも一部を揮発させるために、前記ヒータユニットを用いて前記基板を加熱する第１加熱工程と、前記気相層形成工程において前記気相層を形成するために、前記ヒータユニットを用いて前記基板を加熱する第２加熱工程とを含む、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記加熱工程において前記ヒータユニットの温度が一定であり、
    前記加熱工程の実行中に、前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する距離変更工程をさらに含む、請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 前記距離変更工程が、前記第１加熱工程において前記基板の下面と前記ヒータユニットとが離間した位置関係になるように、前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する工程と、前記第２加熱工程において前記基板の下面と前記ヒータユニットとが接触する位置関係になるように、前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する工程とを含む、請求項３に記載の基板処理方法。
  5. 前記距離変更工程が、前記保持層形成工程で形成される前記パーティクル保持層の膜厚に応じて、前記第１加熱工程における前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する工程をさらに含む、請求項３または４に記載の基板処理方法。
  6. 前記第１処理液に含まれる前記溶質である溶質成分は、変質温度以上に加熱する前では前記剥離液に対して不溶性であり、かつ、前記変質温度以上に加熱することによって変質し、前記剥離液に対して可溶性になる性質を有し、
    前記保持層形成工程では、前記基板の上面に供給された前記第１処理液の温度が前記変質温度未満の温度になるように前記基板が加熱される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  7. 前記保持層形成工程では、前記基板の上面に供給された前記第１処理液の温度が前記溶媒の沸点未満になるように前記基板が加熱される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  8. 前記剥離液が、前記溶媒に対する相溶性を有している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  9. 前記保持層除去工程の後でかつ前記液膜形成工程の前に、前記パーティクル保持層に含まれる前記溶質である溶質成分に対する溶解性を有する残渣除去液を前記基板の上面に供給することによって、前記パーティクル保持層を除去した後の前記基板の上面に残る残渣を除去する残渣除去工程をさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  10. 前記残渣除去液が、前記第２処理液と同種の液体である、請求項９に記載の基板処理方法。
  11. 前記液膜排除工程が、前記気相層が形成された後、前記基板上の前記液膜に気体を吹き付けて前記第２処理液を部分的に排除することによって、前記液膜の中央領域において前記液膜に穴を開ける穴開け工程と、前記穴を前記基板の外周に向かって広げ、前記気相層上で前記液膜を移動させることによって、前記液膜を構成する前記第２処理液を前記基板外に排除する穴広げ工程とを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  12. 基板を水平に保持する基板保持ユニットと、
    溶質および揮発性を有する溶媒を含む第１処理液であって、前記溶媒の少なくとも一部が揮発することによって固化または硬化して前記基板の上面にパーティクル保持層を形成する前記第１処理液を、前記基板の上面に供給する第１処理液供給ユニットと、
    前記基板の下面に対向し、前記基板を加熱するヒータユニットと、
    前記基板の上面に、前記パーティクル保持層を剥離する剥離液を供給する剥離液供給ユニットと、
    前記基板の上面に第２処理液を供給する第２処理液供給ユニットと、
    前記第１処理液供給ユニット、前記ヒータユニット、前記剥離液供給ユニットおよび前記第２処理液供給ユニットを制御するコントローラとを含み、
    前記コントローラが、水平に保持された前記基板の上面に、前記第１処理液供給ユニットから前記第１処理液を供給する第１処理液供給工程と、前記ヒータユニットで前記基板を加熱することにより前記基板の上面に供給された前記第１処理液から前記溶媒の少なくとも一部を揮発させることによって、前記第１処理液を固化または硬化させて、前記基板の上面に前記パーティクル保持層を形成する保持層形成工程と、前記剥離液供給ユニットから前記剥離液を前記基板の上面に供給することによって、前記パーティクル保持層を前記基板の上面から剥離して除去する保持層除去工程と、前記パーティクル保持層を前記基板上から除去した後、前記第２処理液供給ユニットから前記基板の上面に前記第２処理液を供給することによって、前記基板の上面を覆う前記第２処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記ヒータユニットで前記基板を加熱して前記基板の上面に接する前記第２処理液を蒸発させることによって、前記基板の上面と前記液膜との間に、前記液膜を保持する気相層を形成する気相層形成工程と、前記気相層上で前記液膜を移動させることによって、前記液膜を構成する前記第２処理液を前記基板の上面から排除する液膜排除工程とを実行するようにプログラムされている、基板処理装置。
  13. 前記コントローラが、前記ヒータユニットを用いて前記基板を加熱する加熱工程を実行するようにプログラムされており、
    前記加熱工程が、前記保持層形成工程において前記溶媒の少なくとも一部を揮発させるために、前記ヒータユニットを用いて前記基板を加熱する第１加熱工程と、前記気相層形成工程において前記気相層を形成するために、前記ヒータユニットを用いて前記基板を加熱する第２加熱工程とを含む、請求項１２に記載の基板処理装置。
  14. 前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更するために前記ヒータユニットを前記基板保持ユニットに対して相対的に昇降させるヒータ昇降ユニットをさらに含み、
    前記コントローラが、前記加熱工程において前記ヒータユニットの温度が一定になるように前記ヒータユニットを制御し、かつ、前記加熱工程の実行中に、前記ヒータ昇降ユニットを制御して、前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する距離変更工程を実行するようにプログラムされている、請求項１３に記載の基板処理装置。
  15. 前記距離変更工程が、前記第１加熱工程において前記基板の下面と前記ヒータユニットとが離間した位置関係になるように、前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する工程と、前記第２加熱工程において前記基板の下面と前記ヒータユニットとが接触する位置関係となるように、前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する工程とを含む、請求項１４に記載の基板処理装置。
  16. 前記コントローラが、前記距離変更工程において、前記保持層形成工程で形成される前記パーティクル保持層の膜厚に応じて前記第１加熱工程における前記基板の下面と前記ヒータユニットとの間の距離を変更する工程を、実行するようにプログラムされている、請求項１４または１５に記載の基板処理装置。
  17. 前記第１処理液に含まれる前記溶質である溶質成分は、変質温度以上に加熱する前では前記剥離液に対して不溶性であり、かつ、前記変質温度以上に加熱することによって変質し、前記剥離液に対して可溶性になる性質を有し、
    前記コントローラが、前記保持層形成工程において、前記基板の上面に供給された前記第１処理液の温度が前記変質温度未満の温度になるように、前記ヒータユニットに前記基板を加熱させるようにプログラムされている、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  18. 前記コントローラが、前記保持層形成工程において、前記基板の上面に供給された前記第１処理液の温度が前記溶媒の沸点未満になるように、前記ヒータユニットに前記基板を加熱させるようにプログラムされている、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  19. 前記剥離液が、前記溶媒に対する相溶性を有している、請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  20. 前記パーティクル保持層に含まれる前記溶質である溶質成分に対する溶解性を有する残渣除去液を前記基板の上面に供給する残渣除去液供給ユニットをさらに含み、
    前記コントローラが、前記保持層除去工程の後でかつ前記液膜形成工程の前に、前記残渣除去液供給ユニットから、前記基板の上面に前記残渣除去液を供給することによって、前記パーティクル保持層を除去した後の前記基板の上面に残る残渣を除去する残渣除去工程を実行するようにプログラムされている、請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  21. 前記第２処理液供給ユニットが前記残渣除去液供給ユニットとして機能する、請求項２０に記載の基板処理装置。
  22. 前記基板の上面に向けて気体を供給する気体供給ユニットをさらに含み、
    前記コントローラが、前記気相層が形成された後、前記気体供給ユニットから前記基板に気体を吹き付けて前記基板上の前記液膜の前記第２処理液を部分的に排除することによって、前記液膜に穴を開ける穴開け工程と、前記穴を前記基板の外周に向かって広げ、前記気相層上で前記液膜を移動させることによって、前記液膜を構成する前記第２処理液を前記基板外に排除する穴広げ工程とを前記液膜排除工程において実行するようにプログラムされている、請求項１２〜２１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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