JP2019207986A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＰＭのヒュームを含む雰囲気の周囲への拡散を抑制できる基板処理方法および基板処理装置を提供する。リンス液の供給に伴うヒートショックの発生を抑制でき、これにより、基板の表面へのダメージの付与を抑制または防止できる、基板処理方法および基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、ＳＰＭ工程（Ｓ３）と、ＳＰＭ工程（Ｓ３）の終了に引き続いて、基板の表面にＳＰＭを供給することなく基板を回転させることにより基板の表面に存在するＳＰＭの量を低減させるＳＰＭ低減工程（Ｓ４）と、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）の後、基板の表面にリンス液を供給する第１のリンス工程（Ｓ５）とを実行する。ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）に並行して、基板の裏面に冷却液が供給される。【選択図】図５

Description

この発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、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、太陽電池用基板などが含まれる。

従来から、基板の表面に、高温のＳＰＭ（Ｈ_２ＳＯ_４（硫酸）およびＨ_２Ｏ_２（過酸化水素水）を含む硫酸過酸化水素水混合液（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture）を供給することにより、基板の表面からレジストを除去する手法が提案されている（たとえば下記の特許文献１参照）。このような、ＳＰＭを用いた処理を行う枚葉式の基板処理装置は基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転される基板に処理液を供給するためのノズルとを含む。基板処理装置では、スピンチャックに保持された基板に対して高温のＳＰＭが供給されるＳＰＭ工程が実行される。その後、リンス液が基板に供給されるリンス工程が実行される。

特開２０１０−１０４２２号公報

特許文献１のＳＰＭ工程後には、基板の表面にＳＰＭが存在している。ＳＰＭ工程に次いで実行されるリンス工程において基板の表面にリンス液が供給されると、基板の表面に存在しているＳＰＭとリンス液とが反応し、ＳＰＭのヒュームが大量に発生するおそれがある。ＳＰＭのヒュームを含む雰囲気が、処理カップの上部開口を通って処理カップ外に流出しチャンバの内部に拡散すると、ＳＰＭのヒュームを含む雰囲気がパーティクルとなって基板に付着して当該基板を汚染したり、チャンバの内壁を汚染したりする原因になる。したがって、ＳＰＭのヒュームを含む雰囲気が周囲に拡散することを抑制または防止することが望ましい。

また、ＳＰＭは、硫酸と過酸化水素水との反応に伴う大きな反応熱により、硫酸の液温よりも高温まで温度上昇している。そのため、基板の表面に対するＳＰＭの供給終了後、ＳＰＭの供給により高温になっている基板の表面に低温のリンス液が供給されると、基板の表面温度が急激に低下し、基板の表面に形成されているパターンなどにヒートショックを与えることがあった。このヒートショックは、パターン倒壊の原因の１つであると考えられる。

この発明の目的の一つは、ＳＰＭのヒュームを含む雰囲気の周囲への拡散を抑制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。
また、この発明の他の目的は、リンス液の供給に伴うヒートショックの発生を抑制でき、これにより、基板の表面へのダメージの付与を抑制または防止できる、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。

前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、基板の表面を上方に向けた状態で基板保持ユニットによって水平姿勢に保持されている前記基板の表面にＳＰＭを供給するＳＰＭ工程と、前記ＳＰＭ工程の終了に引き続いて、前記基板の表面にＳＰＭを供給することなく、前記基板の中央部を通る回転軸線回りに前記基板を回転させることにより前記基板の表面からＳＰＭを排出させ、前記基板の表面を乾燥させない程度に前記基板の表面に存在するＳＰＭの量を低減させるＳＰＭ低減工程と、前記ＳＰＭ低減工程の後、前記基板の表面に、水を含むリンス液を供給するリンス工程とを含む、基板処理方法を提供する。

高温のＳＰＭにリンス液が供給されることにより、基板の表面の周囲に多量のヒュームが発生するおそれがある。
この方法によれば、ＳＰＭ工程の終了に引き続きリンス工程の開始に先立って、基板の表面にＳＰＭを供給せずに基板を回転させ、基板の表面からＳＰＭを排出させる。これにより、リンス工程の開始に先立って、基板の表面を乾燥させない程度に、基板の表面に存在する高温のＳＰＭの量を低減できる。基板の表面に存在する高温のＳＰＭの量を低減した後にリンス工程を開始するので、リンス工程において基板の表面の周囲に発生するＳＰＭのヒュームの量を抑制できる。これにより、ＳＰＭのヒュームを含む雰囲気の周囲への拡散を抑制できる。

また、基板の表面に存在する高温のＳＰＭの量が低減することにより、基板が温度低下する。加えて、基板の回転（空転）により、基板と周囲雰囲気との、単位時間当たりの接触面積が増大する。これらにより、基板が冷却される。そのため、ＳＰＭ工程の終了時よりも温度低下した状態で、リンス工程を開始できる。よってリンス液の供給に伴うヒートショックの発生を抑制でき、これにより、基板の表面へのダメージの付与を抑制または防止できる。

請求項２に記載の発明は、前記基板処理方法が、前記ＳＰＭ低減工程に並行して、前記基板における表面とは反対側の裏面に、前記基板の表面に供給されるＳＰＭよりも低い液温を有する冷却液を供給する裏面冷却液供給工程をさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、ＳＰＭ低減工程に並行して、基板の裏面に冷却液が供給される（裏面冷却液供給工程）。そのため、ＳＰＭ低減工程において、基板の表面に存在するＳＰＭを冷却できる。そのため、リンス工程の開始時における、基板の表面に存在するＳＰＭの温度を低くできる。ＳＰＭが高温になるのに従って、ＳＰＭのヒュームの発生量が増大する。これにより、リンス工程において基板の表面の周囲に発生するＳＰＭのヒュームの量をより一層抑制できる。

また、基板の裏面に冷却液が供給されるので、リンス工程の開始に先立って基板を温度低下できる。そのため、基板の温度が十分に低下した後にリンス工程を開始できる。これにより、リンス液の供給に伴うヒートショックの発生をより一層抑制でき、これにより、基板の表面へのダメージの付与をより効果的に抑制または防止できる。
請求項３に記載の発明は、前記基板処理方法が、前記裏面冷却液供給工程が、前記基板の裏面の中央部に向けて前記冷却液を吐出する中央部吐出工程と、前記中央部吐出工程に並行して、前記基板の裏面の周縁部に向けて前記冷却液を吐出する周縁部吐出工程とを含む、請求項２に記載の基板処理方法である。

この方法によれば、ＳＰＭ低減工程に並行して、基板の裏面の中央部と基板の裏面の周縁部とに、冷却液が供給される。これにより、基板を均一に冷却できる。
請求項４に記載のように、前記冷却液が、前記リンス液よりも高い液温を有していてもよい。
この方法によれば、基板にリンス液が供給される前に、当該リンス液よりも高い液温を有する冷却液が基板に供給される。そのため、冷却液による冷却とリンス液による冷却とを順に行うことにより、基板を段階的に温度低下できる。これにより、ヒートショックの発生をより一層抑制できる。

請求項５に記載のように、前記冷却液が、前記リンス液と同じ液温を有していてもよい。
この方法によれば、基板の裏面に供給される冷却液がリンス液と同じ温度であるので、基板の表面に存在するＳＰＭの液温をより一層低下できる。基板の表面に存在するＳＰＭの液温が十分に低下した後にリンス工程を開始するので、リンス工程において基板の表面の周囲に発生するＳＰＭのヒュームの量をより一層抑制できる。

請求項６に記載の発明は、前記リンス工程が、前記基板の表面の温度がＳＰＭ低減工程によって所定の低温まで降下させられた後に開始する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、所定の低温まで降下させられた後にリンス工程が開始される。そのため、ＳＰＭ低減工程において、基板の表面に存在するＳＰＭを冷却できる。そのため、リンス工程の開始時における、基板の表面に存在するＳＰＭの温度を低くできる。これにより、リンス工程において基板の表面の周囲に発生するＳＰＭのヒュームの量をより一層抑制できる。

請求項７に記載の発明は、前記基板処理方法が、前記ＳＰＭ低減工程に並行して前記基板の温度を温度センサによって検出する温度検出工程をさらに含み、検出された温度が前記所定の低温に達した場合に、前記ＳＰＭ低減工程が終了しかつ前記リンス工程が開始する、請求項６に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、温度センサによって検出された温度が前記所定の低温に達した場合に、リンス工程が開始する。これにより、基板の表面に存在するＳＰＭの温度が所定の低温まで確実に降下した後に、リンス工程を開始できる。これにより、リンス工程において基板の表面の周囲に発生するＳＰＭのヒュームの量をより一層抑制できる。

請求項８に記載の発明は、前記基板処理方法が、前記ＳＰＭ工程に並行して、前記基板を前記回転軸線回りに回転させる第１の基板回転工程をさらに含み、前記ＳＰＭ低減工程が、前記第１の基板回転工程と同じか、または前記第１の基板回転工程よりも速い回転速度で前記基板を回転させる工程を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。

この方法によれば、ＳＰＭ低減工程において、第１の基板回転工程と同じかまたは第１の基板回転工程よりも速い回転速度で基板が回転される。そのため、基板の表面に存在するＳＰＭに作用する遠心力が増大する。これにより、基板の表面らのＳＰＭの排出を促すことができる。
請求項９に記載の発明は、前記リンス工程に並行して、前記基板を前記回転軸線回りに回転させる第２の基板回転工程と、前記ＳＰＭ低減工程および前記リンス工程に並行して、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む筒状のガードを有し、当該基板保持ユニットを収容する処理カップの内部を排気するガード内排気工程と、前記リンス工程に並行して、前記ガードを、第１の高さ位置に維持する第１の高さ維持工程と、前記ＳＰＭ低減工程に並行して、前記ガードを、前記第１の高さ位置よりも高い第２の高さ位置に維持する第２の高さ維持工程とを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法である。

この方法によれば、ＳＰＭ低減工程およびリンス工程に並行して、処理カップの内部が排気される。また、ＳＰＭ低減工程に並行して、第２の高さ位置にガードが維持される。さらに、ＳＰＭ低減工程の後のリンス工程に並行して、第１の高さ位置に維持される。
基板の表面へのＳＰＭの供給の際に、基板の表面の周囲に大量のＳＰＭのヒュームが発生する。また、リンス工程においても、基板の表面に存在するＳＰＭとリンス液との反応により、基板の表面の周囲にＳＰＭのヒュームが発生する。ＳＰＭ低減工程において、第２の高さ位置にガードを配置しかつ処理カップの内部を排気している。ＳＰＭ低減工程において、ＳＰＭの供給の停止を維持することにより、基板の周囲に存在するＳＰＭのヒュームの量が減少する。すなわち、基板の表面の周囲に存在するＳＰＭのヒュームの量が低減した状態で、基板の表面へのリンス液の供給を開始できる。したがって、基板の表面へのリンス液の供給に伴ってＳＰＭのヒュームが発生したとしても、ＳＰＭのヒュームを含む雰囲気が処理カップ外に流出するようなことはない。これにより、ＳＰＭのヒュームを含む雰囲気の、周囲への拡散を抑制できる。

請求項１０に記載の発明は、前記基板処理方法が、前記リンス工程の後、前記基板の表面にＳＣ１を供給する工程をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板の表面に付着しているレジスト残渣を良好に取り除くことができる。また、基板の表面に残留している硫黄成分を良好に取り除くこともできる。

前記の目的を達成するための請求項１１に記載の発明は、基板の表面を上方に向けた状態で、当該基板を水平姿勢に保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットに保持されている基板を、当該基板の中央部を通る回転軸線まわりに回転させるための回転ユニットと、前記基板保持ユニットに保持されている基板の表面にＳＰＭを供給するためのＳＰＭ供給ユニットと、前記基板保持ユニットに保持されている基板の表面に、水を含むリンス液を供給するためのリンス液供給ユニットと、前記回転ユニット、前記ＳＰＭ供給ユニットおよび前記リンス液供給ユニットを制御する制御装置とを含み、前記制御装置が、前記ＳＰＭ供給ユニットによって前記基板の表面にＳＰＭを供給するＳＰＭ工程と、前記ＳＰＭ工程の終了に引き続いて、前記基板の表面にＳＰＭを供給することなく、前記基板の中央部を通る回転軸線回りに前記回転ユニットによって前記基板を回転させることにより前記基板の表面からＳＰＭを排出させ、前記基板の表面を乾燥させない程度に前記基板の表面に存在するＳＰＭの量を低減させるＳＰＭ低減工程と、前記ＳＰＭ低減工程の後、前記リンス液供給ユニットによって前記基板の表面にリンス液を供給するリンス工程とを実行する、基板処理装置を提供する。

高温のＳＰＭにリンス液が供給されることにより、基板の表面の周囲に多量のヒュームが発生するおそれがある。
この構成によれば、ＳＰＭ工程の終了に引き続きリンス工程の開始に先立って、基板の表面にＳＰＭを供給せずに基板を回転させ、基板の表面からＳＰＭを排出させる。これにより、リンス工程の開始に先立って、基板の表面を乾燥させない程度に、基板の表面に存在する高温のＳＰＭの量を低減できる。基板の表面に存在する高温のＳＰＭの量を低減した後にリンス工程を開始するので、リンス工程において基板の表面の周囲に発生するＳＰＭのヒュームの量を抑制できる。これにより、ＳＰＭのヒュームを含む雰囲気の周囲への拡散を抑制できる。

また、基板の表面に存在する高温のＳＰＭの量が低減することにより、基板が温度低下する。加えて、基板の回転（空転）により、基板と周囲雰囲気との、単位時間当たりの接触面積が増大する。これらにより、基板が冷却される。そのため、ＳＰＭ工程の終了時よりも温度低下した状態で、リンス工程を開始できる。よってリンス液の供給に伴うヒートショックの発生を抑制でき、これにより、基板の表面へのダメージの付与を抑制または防止できる。

請求項１２に記載の発明は、前記基板処理装置が、前記基板における表面とは反対側の裏面に、前記基板の表面に供給されるＳＰＭよりも低い液温を有する冷却液を供給する冷却液供給ユニットをさらに含み、前記制御装置が、前記ＳＰＭ低減工程に並行して、前記冷却液供給ユニットによって前記冷却液を供給する裏面冷却液供給工程をさらに実行する、請求項１１に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、ＳＰＭ低減工程に並行して、基板の裏面に冷却液が供給される（裏面冷却液供給工程）。そのため、ＳＰＭ低減工程において、基板の表面に存在するＳＰＭを冷却できる。そのため、リンス工程の開始時における、基板の表面に存在するＳＰＭの温度を低くできる。ＳＰＭが高温になるのに従って、ＳＰＭのヒュームの発生量が増大する。これにより、リンス工程において基板の表面の周囲に発生するＳＰＭのヒュームの量をより一層抑制できる。

また、基板の裏面に冷却液が供給されるので、リンス工程の開始に先立って基板を温度低下できる。そのため、基板の温度が十分に低下した後にリンス工程を開始できる。これにより、リンス液の供給に伴うヒートショックの発生をより一層抑制でき、これにより、基板の表面へのダメージの付与をより効果的に抑制または防止できる。
請求項１３に記載の発明は、前記冷却液供給ユニットが、前記基板保持ユニットに保持されている基板の裏面の中央部に対向する中央部吐出口と、前記基板保持ユニットに保持されている基板の裏面の周縁部に対向する周縁部吐出口とを有し、前記制御装置が、前記裏面冷却液供給工程において、前記基板の裏面の中央部に向けて前記中央部吐出口から前記冷却液を吐出する中央部吐出工程と、前記中央部吐出工程に並行して、前記周縁部吐出口から前記基板の裏面の周縁部に向けて前記冷却液を吐出する周縁部吐出工程とを実行する、請求項１２に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、ＰＭ低減工程に並行して、基板の裏面の中央部と基板の裏面の周縁部とに、冷却液が供給される。これにより、基板を均一に冷却できる。
請求項１４に記載のように、前記冷却液が、常温よりも高い液温を有していてもよい。
この構成によれば、基板にリンス液が供給される前に、当該リンス液よりも高い液温を有する冷却液が基板に供給される。そのため、冷却液による冷却とリンス液による冷却とを順に行うことにより、基板を段階的に温度低下できる。これにより、ヒートショックの発生をより一層抑制できる。

請求項１５に記載のように、前記冷却液が、前記リンス液と同じ液温を有していてもよい。
この構成によれば、基板の裏面に供給される冷却液がリンス液と同じ温度であるので、基板の表面に存在するＳＰＭの液温をより一層低下できる。基板の表面に存在するＳＰＭの液温が十分に低下した後にリンス工程を開始するので、リンス工程において基板の表面の周囲に発生するＳＰＭのヒュームの量をより一層抑制できる。

請求項１６に記載の発明は、前記制御装置が、前記基板の温度がＳＰＭ低減工程によって所定の低温まで降下させられた後に、前記リンス工程を開始する、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、所定の低温まで降下させられた後にリンス工程が開始される。そのため、ＳＰＭ低減工程において、基板の表面に存在するＳＰＭを冷却できる。そのため、リンス工程の開始時における、基板の表面に存在するＳＰＭの温度を低くできる。これにより、リンス工程において基板の表面の周囲に発生するＳＰＭのヒュームの量をより一層抑制できる。

請求項１７に記載の発明は、前記基板処理装置が、前記基板の温度を検出するための温度センサをさらに含み、前記制御装置が、前記ＳＰＭ低減工程に並行して前記基板の温度を前記温度センサによって検出する温度検出工程をさらに実行し、前記制御装置が、検出され温度が前記所定の低温に達した場合に、前記ＳＰＭ低減工程を終了し、前記ＳＰＭ低減工程を開始する、請求項１６に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、温度センサによって検出された温度が前記所定の低温に達した場合に、リンス工程が開始する。これにより、基板の表面に存在するＳＰＭの温度が所定の低温まで確実に降下した後に、リンス工程を開始できる。これにより、リンス工程において基板の表面の周囲に発生するＳＰＭのヒュームの量をより一層抑制できる。
請求項１８に記載の発明は、前記制御装置が、前記ＳＰＭ工程に並行して、前記基板を前記回転軸線回りに回転させる第１の基板回転工程をさらに実行し、前記制御装置が、前記ＳＰＭ低減工程において、前記第１の基板回転工程と同じか、または前記第１の基板回転工程よりも速い回転速度で前記基板を回転させる工程を実行する、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、ＳＰＭ低減工程において、第１の基板回転工程と同じかまたは第１の基板回転工程よりも速い回転速度で基板が回転される。そのため、基板の表面に存在するＳＰＭに作用する遠心力が増大する。これにより、基板の表面らのＳＰＭの排出を促すことができる。
請求項１９に記載の発明は、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲み、前記基板保持ユニットに保持されている基板から排出される処理液を捕獲するガードを有する処理カップと、前記処理カップの内部を排気する排気ユニットと、前記ガードを昇降させるガード昇降ユニットとをさらに含み、前記制御装置が、前記排気ユニットおよび前記ガード昇降ユニットをさらに制御し、前記制御装置が、前記リンス工程に並行して、前記基板を前記回転軸線回りに回転させる第２の基板回転工程と、前記ＳＰＭ低減工程および前記リンス工程に並行して前記ガードの内部を排気するガード内排気工程と、前記リンス工程に並行して、前記ガードを、第１の高さ位置に維持する第１の高さ維持工程と、前記ＳＰＭ低減工程に並行して、前記ガードを、前記第１の高さ位置よりも高い第２の高さ位置に維持する第２の高さ維持工程とを実行する、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、ＳＰＭ低減工程およびリンス工程に並行して、処理カップの内部が排気される。また、ＳＰＭ低減工程に並行して、第２の高さ位置にガードが維持される。さらに、ＳＰＭ低減工程の後のリンス工程に並行して、第１の高さ位置に維持される。
基板の表面へのＳＰＭの供給の際に、基板の表面の周囲に大量のＳＰＭのヒュームが発生する。また、リンス工程においても、基板の表面に存在するＳＰＭとリンス液との反応により、基板の表面の周囲にＳＰＭのヒュームが発生する。ＳＰＭ低減工程において、第２の高さ位置にガードを配置しかつ処理カップの内部を排気している。ＳＰＭ低減工程において、ＳＰＭの供給の停止を維持することにより、基板の周囲に存在するＳＰＭのヒュームの量が減少する。すなわち、基板の表面の周囲に存在するＳＰＭのヒュームの量が低減した状態で、基板の表面へのリンス液の供給を開始できる。したがって、基板の表面へのリンス液の供給に伴ってＳＰＭのヒュームが発生したとしても、ＳＰＭのヒュームを含む雰囲気が処理カップ外に流出するようなことはない。これにより、ＳＰＭのヒュームを含む雰囲気の、周囲への拡散を抑制できる。

請求項２０に記載の発明は、前記基板処理装置が前記基板保持ユニットに保持されている基板にＳＣ１を供給するためのＳＣ１供給ユニットをさらに含み、前記制御装置が、前記リンス工程の後、前記基板の表面にＳＣ１を供給する工程をさらに実行する、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の表面に付着しているレジスト残渣を良好に取り除くことができる。また、基板の表面に残留している硫黄成分を良好に取り除くこともできる。

図１は、本発明の第１の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図解的な平面図である。 図２は、前記基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 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処理対象の基板Ｗの表面を拡大して示す断面図である。 図５は、前記処理ユニットによる第１の基板処理例を説明するための流れ図である。 図６Ａ，６Ｂは、ＳＰＭ工程およびＳＰＭ低減工程を説明するための図解的な図である。 図６Ｃ，６Ｄは、ＳＰＭ低減工程および第１のリンス工程を説明するための図解的な図である。 図６Ｅ，６Ｆは、ＳＣ１工程および乾燥工程を説明するための図解的な図である。 図７は、前記処理ユニットによる第２の基板処理例に係るＳＰＭ低減工程を説明するための模式的な図である。 図８は、前記処理ユニットによる第３の基板処理例に係るＳＰＭ低減工程を説明するための模式的な図である。 図９は、前記第３の基板処理例に係る、ＳＰＭ低減工程から第１のリンス工程への移行時のフローチャートである。 図１０は、本発明の第２の実施形態に係る処理ユニットの下面ノズルの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図１１は、前記下面ノズルの構成例を説明するための模式的な平面図である。

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の実施形態＞
図１は、この発明の第１の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図解的な平面図である。基板処理装置１は、シリコンウエハなどの基板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、円板状の基板である。

基板処理装置１は、処理液およびリンス液で基板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を収容する基板収容器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を搬送するインデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲと、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。インデクサロボットＩＲは、基板収容器Ｃと基板搬送ロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。基板搬送ロボットＣＲは、インデクサロボット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。

図２は、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。
処理ユニット２は、内部空間を有する箱形のチャンバ４と、チャンバ４内で一枚の基板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（基板保持ユニット）５と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの表面Ｗａに、ＳＰＭ（Ｈ_２ＳＯ_４（硫酸）およびＨ_２Ｏ_２（過酸化水素水）を含む硫酸過酸化水素水混合液（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture）を供給するためのＳＰＭ供給ユニット６と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの表面Ｗａに、ＳＣ１（ＮＨ_４ＯＨとＨ_２Ｏ_２とを含む混合液）を供給するためのＳＣ１供給ユニット７と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの表面Ｗａ（上面）に対向する遮断部材８と、遮断部材８の内部を上下に挿通し、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面の中央部に向けて、リンス液を含む処理流体を吐出するための中心軸ノズル９と、中心軸ノズル９にリンス液を供給するためのリンス液供給ユニット１０と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの下面（基板Ｗの裏面Ｗｂ）の中央部に向けて処理液を吐出する下面ノズル１１と、スピンチャック５を取り囲む筒状の処理カップ１２とを含む。

チャンバ４は、箱状の隔壁１４と、隔壁１４の上部から隔壁１４内（チャンバ４内に相当）に清浄空気を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）１５と、隔壁１４の下部からチャンバ４内の気体を排出する排気ユニット１３とを含む。
ＦＦＵ１５は隔壁１４の上方に配置されており、隔壁１４の天井に取り付けられている。ＦＦＵ１５は、隔壁１４の天井からチャンバ４内に清浄空気を送る。排気ユニット１３は、処理カップ１２内に接続された排気ダクト１６を介して処理カップ１２の底部に接続されており、処理カップ１２の底部から処理カップ１２の内部を吸引する。ＦＦＵ１５および排気ユニット１３により、チャンバ４内にダウンフロー（下降流）が形成される。

スピンチャック５として、基板Ｗを水平方向に挟んで基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック５は、スピンモータ（回転ユニット）１７と、このスピンモータ１７の駆動軸と一体化された回転軸１８と、回転軸１８の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース１９とを含む。
スピンベース１９は、基板Ｗの外径よりも大きな外径を有する水平な円形の上面１９ａを含む。上面１９ａには、その周縁部に複数個（３個以上。たとえば６個）の挟持部材２０が配置されている。複数個の挟持部材２０は、スピンベース１９の上面周縁部において、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けてたとえば等間隔に配置されている。

ＳＰＭ供給ユニット６は、ＳＰＭノズル２１と、ＳＰＭノズル２１が先端部に取り付けられたノズルアーム２２と、ノズルアーム２２を移動させることにより、ＳＰＭノズル２１を移動させるノズル移動ユニット２３（図３参照）とを含む。
ＳＰＭノズル２１は、たとえば、連続流の状態で、ＳＰＭの一例としてのＳＰＭを吐出するストレートノズルである。ＳＰＭノズル２１は、たとえば、基板Ｗの上面に向けて、垂直方向、傾斜方向または水平な方向に、ＳＰＭを吐出する垂直姿勢でノズルアーム２２に取り付けられている。ノズルアーム２２は水平方向に延びている。

ノズル移動ユニット２３は、揺動軸線まわりにノズルアーム２２を水平移動させることにより、ＳＰＭノズル２１を水平に移動させる。ノズル移動ユニット２３は、モータ等を含む構成である。ノズル移動ユニット２３は、ＳＰＭノズル２１から吐出されたＳＰＭが基板Ｗの上面に着液する処理位置と、ＳＰＭノズル２１が平面視でスピンチャック５の周囲に設定された退避位置との間で、ＳＰＭノズル２１を水平に移動させる。この実施形態では、処理位置は、たとえば、ＳＰＭノズル２１から吐出されたＳＰＭが基板Ｗの上面中央部に着液する中央位置である。

ＳＰＭ供給ユニット６は、ＳＰＭノズル２１にＨ_２ＳＯ_４を供給する硫酸供給ユニット２４と、ＳＰＭノズル２１にＨ_２Ｏ_２を供給する過酸化水素水供給ユニット２５とをさらに含む。
硫酸供給ユニット２４は、ＳＰＭノズル２１に一端が接続された硫酸配管２６と、硫酸配管２６を開閉するための硫酸バルブ２７とを含む。硫酸配管２６には、硫酸供給源から所定の高温に保たれたＨ_２ＳＯ_４が供給される。硫酸供給ユニット２４は、硫酸配管２６の開度を調整して、硫酸配管２６を流通するＨ_２ＳＯ_４の流量を調整する硫酸流量調整バルブをさらに備えていてもよい。この硫酸流量調整バルブは、弁座が内部に設けられたバルブボディと、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他の流量調整バルブについても同様である。

過酸化水素水供給ユニット２５は、ＳＰＭノズル２１に一端が接続された過酸化水素水配管２８と、過酸化水素水配管２８を開閉するための過酸化水素水バルブ２９とを含む。過酸化水素水配管２８には、過酸化水素水供給源から温度調整されていない常温（ＲＴ。約２３℃）程度のＨ_２Ｏ_２が供給される。過酸化水素水供給ユニット２５は、過酸化水素水配管２８の開度を調整して、過酸化水素水配管２８を流通するＨ_２Ｏ_２の流量を調整する過酸化水素水量調整バルブをさらに備えていてもよい。

硫酸バルブ２７および過酸化水素水バルブ２９が開かれると、硫酸配管２６からのＨ_２ＳＯ_４および過酸化水素水配管２８からのＨ_２Ｏ_２が、ＳＰＭノズル２１のケーシング内へと供給され、ケーシング内において十分に混合（攪拌）される。この混合によって、Ｈ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２とが均一に混ざり合い、Ｈ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２との反応によってＨ_２ＳＯ_４およびＨ_２Ｏ_２の混合液（ＳＰＭ）が生成される。ＳＰＭは、酸化力が強いペルオキソ一硫酸（Peroxymonosulfuric acid；Ｈ_２ＳＯ_５）を含み、混合前のＨ_２ＳＯ_４の温度よりも高い温度（１００℃以上。たとえば１６０〜２２０℃）まで昇温させられる。生成された高温のＳＰＭは、ＳＰＭノズル２１のケーシングの先端部（たとえば下端部）に開口した吐出口から吐出される。

ＳＣ１供給ユニット７は、ＳＣ１ノズル３０と、ＳＣ１ノズル３０が先端部に取り付けられたノズルアーム３１と、ノズルアーム３１を移動させることにより、ＳＣ１ノズル３０を移動させるノズル移動ユニット３２（図３参照）とを含む。ノズル移動ユニット３２は、揺動軸線まわりにノズルアーム３１を水平移動させることにより、ＳＣ１ノズル３０を水平に移動させる。ノズル移動ユニット３２は、モータ等を含む構成である。ノズル移動ユニット３２は、ＳＣ１ノズル３０から吐出されたＳＣ１が基板Ｗの表面Ｗａに着液する処理位置と、平面視でスピンチャック５の周囲に設定された退避位置との間で、ＳＣ１ノズル３０を水平に移動させる。換言すると、処理位置は、ＳＣ１ノズル３０から吐出されたＳＣ１の液滴の噴流が基板Ｗの表面Ｗａに吹き付けられる位置である。また、ノズル移動ユニット３２は、ＳＣ１ノズル３０から吐出されたＳＣ１の着液位置が基板Ｗの表面Ｗａの中央部と基板Ｗの表面Ｗａの周縁部との間で移動するように、ＳＣ１ノズル３０を水平に移動させる。

ＳＣ１ノズル３０は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの表面Ｗａに、ＳＣ１の液滴の噴流を吐出する（ＳＣ１を噴霧状に吐出する）。ＳＣ１ノズル３０は、ＳＣ１の微小の液滴を噴出する、公知の二流体ノズル（たとえば特開２０１７−００５２３０号公報等参照）の形態を有している。
ＳＣ１供給ユニット７は、ＳＣ１供給源からの常温の液体のＳＣ１をＳＣ１ノズル３０に供給するＳＣ１配管３４と、ＳＣ１配管３４を開閉するＳＣ１バルブ３５と、気体供給源からの気体をＳＣ１ノズル３０に供給する気体配管３６と、気体配管３６を開閉する気体バルブ３７とをさらに含む。ＳＣ１ノズル３０に供給される気体としては、一例として窒素ガス（Ｎ_２）等の不活性ガスを例示できるが、それ以外に、たとえば乾燥空気や清浄空気などを採用できる。

気体バルブ３７を開いてＳＣ１ノズル３０の気体吐出口から気体を吐出させながら、ＳＣ１バルブ３５を開いて液体吐出口からＳＣ１を吐出させる。これにより、ＳＣ１ノズル３０の下方近傍でＳＣ１に気体が衝突（混合）する。これにより、ＳＣ１の微小の液滴を生成することができ、ＳＣ１を噴霧状に吐出できる。ＳＣ１ノズル３０は、二流体ノズルの形態ではなく、ＳＣ１を連続流の態様で吐出するストレートノズルの形態を有していてもよい。

遮断部材８は、遮断板４１と、遮断板４１に一体回転可能に設けられた回転軸４２とを含む。遮断板４１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である。遮断板４１は、その下面に基板Ｗの表面Ｗａの全域に対向する円形の水平平坦面からなる基板対向面４１ａを有している。
回転軸４２は、遮断板４１の中心を通り鉛直に延びる回転軸線Ａ２（基板Ｗの回転軸線Ａ１と一致する軸線）まわりに回転可能に設けられている。回転軸４２は、円筒状である。回転軸４２は、遮断板４１の上方で水平に延びる支持アーム４３に相対回転可能に支持されている。

遮断板４１の中央部には、遮断板４１および回転軸４２を上下に貫通する円筒状の貫通穴４０が形成されている。貫通穴４０には、中心軸ノズル９が上下に挿通している。すなわち、中心軸ノズル９は、遮断板４１および回転軸４２を上下に貫通している。
中心軸ノズル９は、貫通穴４０の内部を上下に延びる円柱状のケーシングを備えている。中心軸ノズル９の下端は、基板対向面４１ａに開口して、吐出口９ａを形成している。

中心軸ノズル９は、支持アーム４３によって、当該支持アーム４３に対し回転不能に支持されている。中心軸ノズル９は、遮断板４１、回転軸４２および支持アーム４３と共に昇降する。中心軸ノズル９の上流端には、リンス液供給ユニット１０が接続されている。
リンス液供給ユニット１０は、中心軸ノズル９にリンス液を案内するリンス液配管４４と、リンス液配管４４を開閉するリンス液バルブ４５とを含む。リンス液は、たとえば水である。この実施形態において、水は、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）のアンモニア水のいずれかである。リンス液バルブ４５が開かれると、リンス液供給源からのリンス液が、リンス液配管４４から中心軸ノズル９に供給される。これにより、中心軸ノズル９の吐出口９ａから下方に向けてリンス液が吐出される。

中心軸ノズル９には、不活性ガス供給ユニット４６が接続されている。不活性ガス供給ユニット４６は、中心軸ノズル９の上流端に接続された不活性ガス配管４７と、不活性ガス配管４７の途中部に介装された不活性ガスバルブ４８とを含む。不活性ガスは、たとえば窒素ガス（Ｎ_２）である。不活性ガスバルブ４８が開かれると、中心軸ノズル９の吐出口９ａから下方に向けて不活性ガスが吐出される。不活性ガスバルブ４８が閉じられると、吐出口９ａからの不活性ガスの吐出が停止される。

遮断板４１には、電動モータ等を含む構成の遮断板回転ユニット４９が結合されている。遮断板回転ユニット４９は、遮断板４１および回転軸４２を、支持アーム４３に対して回転軸線Ａ２まわりに回転させる。
支持アーム４３には、電動モータ、ボールねじ等を含む構成の遮断部材昇降ユニット５０が結合されている。遮断部材昇降ユニット５０は、遮断部材８（遮断板４１および回転軸４２）ならびに中心軸ノズル９を、支持アーム４３と共に鉛直方向に昇降する。

遮断部材昇降ユニット５０は、遮断板４１を、基板対向面４１ａがスピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に近接する遮断位置（図６Ｆに示す位置）と、遮断位置よりも大きく上方に退避した退避位置（図２に実線で図示）の間で昇降させる。遮断部材昇降ユニット５０は、遮断位置、中間位置（図６Ｃおよび図６Ｄに示す位置）および退避位置で遮断板４１を保持可能である。遮断板４１が遮断位置にある状態の、基板対向面４１ａが基板Ｗの上面との間の空間は、その周囲の空間から完全に隔離されているわけではないが、当該空間に対する、周囲の空間からの気体の流入はない。すなわち、当該空間は、実質的にその周囲の空間と遮断されている。

下面ノズル１１は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）の中央部に対向する単一の吐出口１１ａを有している。吐出口１１ａは、鉛直上方に向けて液を吐出する。吐出された液は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの下面の中央部に対してほぼ垂直に入射する。下面ノズル１１には、下面供給配管５１が接続されている。下面供給配管５１は、鉛直に配置された中空軸からなる回転軸１８の内部に挿通されている。

下面供給配管５１には、リンス液配管５２と、冷却液配管５３と、ＳＣ１配管５４とが、それぞれ接続されている。
リンス液配管５２には、リンス液配管５２を開閉するためのリンス液バルブ５５が介装されている。リンス液配管５２に供給されるリンス液は、たとえば常温（ＲＴ。約２３℃）の水である。この実施形態において、水は、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）のアンモニア水のいずれかである。リンス液配管５２およびリンス液バルブ５５によって、下リンス液供給ユニット７１が構成されている。

冷却液配管５３には、冷却液配管５３を開閉するための冷却液バルブ５６が介装されている。冷却液は、たとえば常温（ＲＴ。約２３℃）の水である。この実施形態において、水は、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）のアンモニア水のいずれかである。この実施形態では、冷却液配管５３および冷却液バルブ５６によって、冷却液供給ユニット７２が構成されている。

ＳＣ１配管５４には、ＳＣ１配管５４を開閉するためのＳＣ１バルブ５７が介装されている。
冷却液バルブ５６およびＳＣ１バルブ５７が閉じられている状態でリンス液バルブ５５が開かれると、リンス液供給源からのリンス液が、リンス液配管５２および下面供給配管５１を介して下面ノズル１１に供給される。下面ノズル１１に供給されたリンス液は、吐出口１１ａからほぼ鉛直上向きに吐出される。下面ノズル１１から吐出されたリンス液は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの下面中央部に対してほぼ垂直に入射する。

リンス液バルブ５５およびＳＣ１バルブ５７が閉じられている状態で冷却液バルブ５６が開かれると、冷却液供給源からの冷却液が、冷却液配管５３および下面供給配管５１を介して下面ノズル１１に供給される。下面ノズル１１に供給された冷却液は、吐出口１１ａからほぼ鉛直上向きに吐出される。下面ノズル１１から吐出された冷却液は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの下面中央部に対してほぼ垂直に入射する。

リンス液バルブ５５および冷却液バルブ５６が閉じられている状態でＳＣ１バルブ５７が開かれると、ＳＣ１供給源からのＳＣ１が、ＳＣ１配管５４および下面供給配管５１を介して下面ノズル１１に供給される。下面ノズル１１に供給されたＳＣ１は、吐出口１１ａからほぼ鉛直上向きに吐出される。下面ノズル１１から吐出されたＳＣ１は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの下面中央部に対してほぼ垂直に入射する。

処理カップ１２は折り畳み可能であり、ガード昇降ユニット６６（図３参照）が３つのガード６３〜６５のうちの少なくとも一つを昇降させることにより、処理カップ１２の展開および折り畳みが行われる。
処理カップ１２は、スピンベース１９の周囲を取り囲む複数のカップ６１，６２と、基板Ｗの周囲に飛散した処理液を受け止める複数のガード６３〜６５と、複数のガード６３〜６５を個別に昇降させるガード昇降ユニット６６（図３参照）とを含む。処理カップ１２は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの外周よりも外側に配置されている。

各カップ６１，６２は、円筒状であり、スピンチャック５の周囲を取り囲んでいる。内側から２番目の第２のカップ６２は、第１のカップ６１よりも外側に配置されている。各カップ６１，６２は、上向きに開いた環状の溝を形成している。第１のカップ６１の溝には、回収／排液配管６７が接続されている。第１のカップ６１の溝に導かれた処理液は、回収／排液配管６７を通して回収設備または廃液設備に選択的に送られ、当該設備で処理される。第２のカップ６２の溝には、回収／排液配管６８が接続されている。第２のカップ６２の溝に導かれた処理液は、回収／排液配管６８を通して回収設備または廃液設備に選択的に送られ、当該設備で処理される。

各ガード６３〜６５は、円筒状であり、スピンチャック５の周囲を取り囲んでいる。各ガード６３〜６５は、スピンチャック５の周囲を取り囲む円筒状の案内部６９と、案内部６９の上端から中心側（基板Ｗの回転軸線Ａ１に近づく方向）に斜め上方に延びる円筒状の傾斜部７０とを含む。各傾斜部７０の上端部は、ガード６３〜６５の内周部を構成しており、基板Ｗおよびスピンベース１９よりも大きな直径を有している。３つの傾斜部７０は、上下に重ねられており、３つの案内部６９は、同軸的に配置されている。案内部６９（ガード６３，ガード６４の案内部６９）は、それぞれ、対応するカップ６１，６２内に出入り可能である。すなわち、処理カップ１２は、折り畳み可能であり、ガード昇降ユニット６６が３つのガード６３〜６５の少なくとも一つを昇降させることにより、処理カップ１２の展開および折り畳みが行われる。なお、傾斜部７０は、その断面形状が図２に示すように直線状であってもよいし、また、たとえば滑らかな上に凸の円弧を描きつつ延びていてもよい。

ガード昇降ユニット６６（図３参照）は、ガードの上端部が基板Ｗより上方に位置する上位置（第２の高さ位置）ＵＰと、ガードの上端部が基板Ｗより下方に位置する退避位置ＲＰとの間で、各ガード６３〜６５を昇降させる。ガード昇降ユニット６６は、上位置ＵＰと退避位置ＲＰとの間の任意の位置で各ガード６３〜６５を保持可能である。基板Ｗへの処理液の供給や基板Ｗの乾燥は、いずれかのガード６３〜６５が基板Ｗの周端面に対向している状態で行われる。

最も内側の第１のガード６３を基板Ｗの周端面に対向させる、処理カップ１２の第１のガード対向状態（図６Ｃ〜６Ｅ参照）では、第１〜第３のガード６３〜６５の全てが、ガードの上端部が基板Ｗより上方に位置する液捕獲位置（第１の高さ位置）ＣＰに配置される。内側から２番目の第２のガード６４を基板Ｗの周端面に対向させる、処理カップ１２の第２のガード対向状態（図示しない）では、第２および第３のガード６４，６５が液捕獲位置ＣＰに配置され、かつ第１のガード６３が退避位置ＲＰに配置される。最も外側の第３のガード６５を基板Ｗの周端面に対向させる、処理カップ１２の第３のガード対向状態（図６Ｆ参照）では、第３のガード６５が液捕獲位置ＣＰに配置され、かつ第１および第２のガード６３，６４が退避位置ＲＰに配置される。全てのガードを、基板Ｗの周端面から退避させる退避状態（図２参照）では、第１〜第３のガード６３〜６５の全てが退避位置に配置される。

また、処理カップ１２には、第１のガード６３が基板Ｗの周端面に対向する状態として、第１のガード対向状態の他に、第１のガード捕獲状態（図６Ａ，６Ｂ参照）がさらに用意されている。処理カップ１２の第１のガード捕獲状態では、第１、第２および第３のガード６３，６４，６５のいずれもが、液捕獲位置ＣＰよりも上方に設定された上位置ＵＰに配置される。第１のガード６３が上位置ＵＰに位置する状態（すなわち、処理カップ１２の第１のガード捕獲状態）で、第１のガード６３の内周端（上端）とスピンチャック５に保持されている基板Ｗとの間の距離が大きく確保される。

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。
制御装置３は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御装置３はＣＰＵ等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットは、演算ユニットが実行するコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含む。記録媒体には、制御装置３に後述する第１の基板処理例または第２の基板処理例を実行させるようにステップ群が組み込まれている。

制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、排気ユニット１３、スピンモータ１７、第１のノズル移動ユニット２３、第２のノズル移動ユニット３２、遮断板回転ユニット４９および遮断部材昇降ユニット５０、ガード昇降ユニット６６等の動作を制御する。また、制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、硫酸バルブ２７、過酸化水素水バルブ２９、ＳＣ１バルブ３５、気体バルブ３７、リンス液バルブ４５、不活性ガスバルブ４８、リンス液バルブ５５、冷却液バルブ５６、ＳＣ１バルブ５７等の開閉動作を制御する。

図４は、基板処理装置１による処理対象の基板Ｗの表面Ｗａを拡大して示す断面図である。処理対象の基板Ｗは、たとえばシリコンウエハであり、そのパターン形成面である表面Ｗａにパターン１００が形成されている。パターン１００は、たとえば微細パターンである。パターン１００は、図４に示すように、凸形状（柱状）を有する構造体１０１が行列状に配置されたものであってもよい。この場合、構造体１０１の線幅Ｗ１はたとえば１０ｎｍ〜４５ｎｍ程度に、パターン１００の隙間Ｗ２はたとえば１０ｎｍ〜数μｍ程度に、それぞれ設けられている。パターン１００の膜厚Ｔは、たとえば、１μｍ程度である。また、パターン１００は、たとえば、アスペクト比（線幅Ｗ１に対する膜厚Ｔの比）が、たとえば、５〜５００程度であってもよい（典型的には、５〜５０程度である）。

また、パターン１００は、微細なトレンチにより形成されたライン状のパターンが、繰り返し並ぶものであってもよい。また、パターン１００は、薄膜に、複数の微細穴（ボイド（void）またはポア（pore））を設けることにより形成されていてもよい。
パターン１００は、たとえば絶縁膜を含む。また、パターン１００は、導体膜を含んでいてもよい。より具体的には、パターン１００は、複数の膜を積層した積層膜により形成されており、さらには、絶縁膜と導体膜とを含んでいてもよい。パターン１００は、単層膜で構成されるパターンであってもよい。絶縁膜は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）やシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）であってもよい。また、導体膜は、低抵抗化のための不純物を導入したアモルファスシリコン膜であってもよいし、金属膜（たとえば金属配線膜）であってもよい。

また、パターン１００は、親水性膜であってもよい。親水性膜として、ＴＥＯＳ膜（シリコン酸化膜の一種）を例示できる。
図５は、処理ユニット２による第１の基板処理例を説明するための流れ図である。図１〜図５を参照しながら第１の基板処理例について説明する。この第１の基板処理例は、基板Ｗの上面（主面）からレジストを除去するレジスト除去処理である。基板Ｗの表面Ｗａ（図４参照）には、その表面Ｗａの全域を覆うようにレジストが堆積されている。基板Ｗは、レジストをアッシングするための処理を受けていないものとする。

処理ユニット２によって基板Ｗに第１の基板処理例が施されるときには、チャンバ４の内部に、高ドーズでのイオン注入処理後の基板Ｗが搬入される（図５のステップＳ１）。
制御装置３は、ノズル等が全てスピンチャック５の上方から退避しており、かつ全てのガード６３〜６５が退避位置ＲＰに配置されている状態で、基板Ｗを保持している基板搬送ロボットＣＲ（図１参照）のハンドＨをチャンバ４の内部に進入させる。これにより、基板Ｗがその表面Ｗａ（デバイス形成面）を上方に向けた状態でスピンチャック５に受け渡され、スピンチャック５に保持される。

また、この第１の基板処理例は、排気ユニット１３によって処理カップ１２の内部が吸引されている状態で実行される（ガード内排気工程）。排気ユニット１３の排気により、チャンバ４の内部空間に、下方に向かう気流が形成される。
スピンチャック５に基板Ｗが保持された後、制御装置３は、スピンモータ１７を制御して基板Ｗの回転を開始させる（図５のステップＳ２）。基板Ｗは予め定める液処理速度（１００〜５００ｒｐｍの範囲内で、たとえば３００ｒｐｍ）まで上昇させられ、その液処理速度に維持される。また、制御装置３は、ガード昇降ユニット６６を制御して、第１〜第３のガード６３〜６５の各々を、退避位置ＲＰから上位置ＵＰまで上昇させる。これにより、図６Ａに示すように、処理カップ１２が第１のガード捕獲状態になる（第２の高さ維持工程）。

基板Ｗの回転速度が液処理速度に達すると、制御装置３は、図６Ａに示すように、ＳＰＭ工程（図５のステップＳ３）を実行開始する（第１の基板回転工程）。
具体的には、制御装置３は、ノズル移動ユニット２３を制御して、ＳＰＭノズル２１を、退避位置から処理位置に移動させる。また、制御装置３は、硫酸バルブ２７および過酸化水素水バルブ２９を同時に開く。これにより、硫酸配管２６を通ってＨ_２ＳＯ_４がＳＰＭノズル２１に供給されると共に、過酸化水素水配管２８を通ってＨ_２Ｏ_２がＳＰＭノズル２１に供給される。ＳＰＭノズル２１の内部においてＨ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２とが混合され、高温（たとえば、１６０〜２２０℃）のＳＰＭが生成される。そのＳＰＭが、ＳＰＭノズル２１の吐出口から吐出され、基板Ｗの表面Ｗａの中央部に着液する。

ＳＰＭノズル２１から吐出されたＳＰＭは、基板Ｗの表面Ｗａに着液した後、遠心力によって基板Ｗの表面Ｗａに沿って外方に流れる。そのため、ＳＰＭが基板Ｗの表面Ｗａの全域に供給され、基板Ｗの表面Ｗａの全域を覆うＳＰＭの液膜ＬＦが基板Ｗ上に形成される。これにより、レジストとＳＰＭとが化学反応し、基板Ｗ上のレジストがＳＰＭによって基板Ｗから除去される。基板Ｗの周縁部に移動したＳＰＭは、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に向けて飛散し、第１のガード６３の内壁に捕獲される。捕獲されたＳＰＭは、第１のガード６３の内壁を伝って流下し、第１のカップ６１に集められた後、回収／排液配管６７を介して、回収設備または廃液設備に選択的に送られる。

また、ＳＰＭ工程（Ｓ３）では、使用されるＳＰＭが極めて高温（たとえば、１６０〜２２０℃）であるため、基板ＷへのＳＰＭの供給により、大量のＳＰＭのヒュームＦが基板Ｗの表面Ｗａの周囲に発生し、基板Ｗの表面Ｗａの周囲に浮遊する。
ＳＰＭ工程（Ｓ３）において、処理カップ１２が第１のガード対向状態である場合（処理カップ１２が図６Ｃに示す状態である場合）、第１〜第３のガード６３〜６５の高さ位置が、基板Ｗから飛散するＳＰＭを受け止めるという目的を達成するためには十分である。しかしながら、基板Ｗの表面Ｗａの周囲に存在するＳＰＭのヒュームＦを含む雰囲気が、処理カップ１２の上部開口１２ａ（第３のガード６５の上端によって区画される）を通って処理カップ１２外に流出して、チャンバ４の内部に拡散するおそれがある。ＳＰＭのヒュームＦを含む雰囲気は、パーティクルとなって基板Ｗに付着して当該基板Ｗを汚染したり、チャンバ４の隔壁１４の内壁を汚染したりする原因となるので、このような雰囲気が周囲に拡散することは望ましくない。そのため、ＳＰＭ工程（Ｓ３）に並行して、処理カップ１２が第１のガード捕獲状態に維持されている。

また、ＳＰＭ工程（Ｓ３）において、制御装置３が、ノズル移動ユニット２３を制御して、ＳＰＭノズル２１を、基板Ｗの表面Ｗａの周縁部に対向する周縁位置と、基板Ｗの上面の中央部に対向する中央位置との間で移動するようにしてもよい。この場合、基板Ｗの上面におけるＳＰＭの着液位置が、基板Ｗの上面の全域を走査させられる。これにより、基板Ｗの上面全域を均一に処理できる。

ＳＰＭの吐出開始から予め定める期間（たとえば、約３０秒間）が経過すると、ＳＰＭ工程（Ｓ３）が終了し、ＳＰＭ工程（Ｓ３）の終了に引き続いてＳＰＭ低減工程（図５のステップＳ４）が開始される。このＳＰＭ低減工程（Ｓ４）においても、処理カップ１２が第１のガード捕獲状態のまま維持される（第２の高さ維持工程）。
具体的には、制御装置３は、硫酸バルブ２７および過酸化水素水バルブ２９を閉じる。これにより、図６Ｂに示すように、ＳＰＭノズル２１からのＳＰＭの吐出が停止する。その後、制御装置３は、基板Ｗの回転速度を、液処理速度のまま維持し続ける。基板Ｗの表面ＷａへのＳＰＭの供給を停止した状態で、液処理速度のまま回転し続けるので、基板のＷの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの表面Ｗａに形成されているＳＰＭの液膜ＬＦに含まれるＳＰＭが、基板Ｗ外に排出される。これにより、図６Ｂに示すように、基板Ｗの表面Ｗａに形成されているＳＰＭの液膜ＬＦの厚みが薄くなり、やがて、基板Ｗの表面Ｗａに存在するＳＰＭが液膜状をなさないようになる。

また、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）において、制御装置３は、ノズル移動ユニット２３を制御して、ＳＰＭノズル２１を退避位置に戻させる。また、制御装置３は遮断部材昇降ユニット５０を制御して、退避位置に配置されている遮断部材８を、退避位置と遮断位置との間に設定されたリンス処理位置（図６Ｂに示す位置）まで降下させ、そのリンス処理位置に保持させる。

また、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）に並行して、制御装置３は、図６Ｂに示すように、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に冷却液を供給する。具体的には、制御装置３は、ＳＰＭノズル２１からのＳＰＭの吐出と同期して冷却液バルブ５６を開く。これにより、下面ノズル１１の吐出口１１ａから冷却液が上向きに吐出され、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に供給される。下面ノズル１１から吐出される冷却液は、常温（ＲＴ）の水である。

基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に供給された冷却液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域に広がる。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域に冷却液が供給される。基板Ｗの裏面Ｗｂを移動する冷却液は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に向けて飛散し、第１のガード６３の内壁に捕獲される。捕獲された冷却液は、第１のガード６３の内壁を伝って流下し、第１のカップ６１に集められた後、回収／排液配管６７を介して廃液設備に送られる。

ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）の回転速度および／またはＳＰＭ低減工程（Ｓ４）の期間が、基板Ｗの表面Ｗａに存在するＳＰＭを排出させるものの、基板Ｗの表面Ｗａが乾燥することのないような回転速度および／または期間に設定されている。なぜなら、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）において、基板Ｗの表面Ｗａが乾燥してしまうとパーティクルが発生するからである。

また、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）において、第１のガード６３を上位置ＵＰに維持し（処理カップ１２が第１のガード捕獲状態に維持され）かつ処理カップ１２の内部を排気している。ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）において、ＳＰＭの供給を停止し続けることにより、基板Ｗの表面Ｗａの周囲に存在するＳＰＭのヒュームＦの量が、ＳＰＭ工程（Ｓ４）に比べて減少する。

次いで、図６Ｃ，６Ｄに示すように、基板Ｗの表面Ｗａに付着しているＳＰＭを、リンス液を用いて洗い流す第１のリンス工程（図５のステップＳ５）が行われる。図６Ｃは、第１のリンス工程（Ｓ５）の初期段階を示し、図６Ｄは、第１のリンス工程（Ｓ５）の初期段階よりも後の段階を示している。第１のリンス工程（Ｓ５）において、基板Ｗの回転速度は、液処理速度に維持されている（第２の基板回転工程）。

具体的には、ＳＰＭの吐出停止から予め定める期間（たとえば、約３．５秒間）が経過すると、制御装置３は、ガード昇降ユニット６６を制御して、第１〜第３のガード６３〜６５を、それぞれ上位置ＵＰから液捕獲位置ＣＰまで下降させる。これにより、図６Ｃに示すように、処理カップ１２が第１のガード対向状態になる（第２の高さ維持工程）。また、制御装置３は、冷却液バルブ５６を閉じると共に、リンス液バルブ４５およびリンス液バルブ５５を開く。

リンス液バルブ４５の開成により、液処理速度で回転している基板Ｗの表面Ｗａの中央部に向けて、中心軸ノズル９の吐出口９ａからリンス液が吐出される。中心軸ノズル９から吐出されたリンス液は、ＳＰＭが付着している基板Ｗの表面Ｗａの中央部に着液する。基板Ｗの表面Ｗａの中央部に着液したリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの表面Ｗａを基板Ｗの周縁部に向けて流れる。これにより、図６Ｃに示すように、基板Ｗの表面Ｗａの全域においてＳＰＭおよびレジスト（およびレジスト残渣）が洗い流される。基板Ｗの周縁部に移動したリンス液は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に向けて飛散し、第１のガード６３の内壁に捕獲される。

また、第１のリンス工程（Ｓ５）において、図６Ｄに示すように、基板Ｗの表面Ｗａへのリンス液の供給に伴ってＳＰＭのヒュームＦが発生する場合がある。しかしながら、前述のように、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）の終了時には、基板の表面Ｗａの周囲に存在するＳＰＭのヒュームＦの量が低減している。この状態で、基板Ｗの表面Ｗａへのリンス液の供給を開始するので、第１のリンス工程（Ｓ５）において、ＳＰＭのヒュームＦを含む雰囲気が、処理カップ１２の上部開口１２ａを通って処理カップ１２外に流出するようなことはない。これにより、ＳＰＭのヒュームＦを含む雰囲気の、周囲への拡散を抑制できる。

また、冷却液バルブ５６の閉成およびリンス液バルブ５５の開成により、下面ノズル１１の吐出口１１ａからリンス液が上向きに吐出され、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に供給される。下面ノズル１１から吐出されるリンス液は、常温の水である。すなわち、この基板処理例では、下面ノズル１１から吐出される冷却液が、下面ノズル１１から吐出されるリンス液と同じ液温を有している。

基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に供給されたリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの裏面Ｗｂの全域に広がる。これにより、図６Ｄに示すように、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域にリンス液が供給される。基板Ｗの裏面Ｗｂを移動するリンス液は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に向けて飛散する。基板Ｗの周縁部から飛散するリンス液は、第１のガード６３の内壁に捕獲される。

第１のガード６３の内壁に捕獲されたリンス液は、第１のガード６３の内壁を伝って流下し、第１のカップ６１に集められた後、回収／排液配管６７を介して廃液設備に送られる。
リンス液バルブ４５およびリンス液バルブ５５の開成から予め定める期間（たとえば約２３秒間）が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ４５およびリンス液バルブ５５を閉じる。これにより、中心軸ノズル９の吐出口９ａからのリンス液の吐出が停止され、かつ下面ノズル１１の吐出口１１ａからのリンス液の吐出が停止される。また、制御装置３は遮断部材昇降ユニット５０を制御して、リンス処理位置に配置されている遮断部材８を、退避位置まで上昇させ、その退避位置に保持させる。

次いで、図６Ｅに示すように、ＳＣ１を用いて基板Ｗの表面Ｗａを洗浄するＳＣ１工程（図５のステップＳ６）が行われる。具体的には、ＳＣ１工程（Ｓ６）において、制御装置３は、ノズル移動ユニット３２を制御することにより、ＳＣ１ノズル３０を退避位置から処理位置に移動させる。その後、制御装置３は、ＳＣ１バルブ３５および気体バルブ３７を開く。これにより、図６Ｅに示すように、ＳＣ１ノズル３０から、ＳＣ１の液滴の噴流が吐出される。また、制御装置３は、ＳＣ１ノズル３０からのＳＣ１の液滴の噴流の吐出に並行して、ノズル移動ユニット３２を制御して、ＳＣ１ノズル３０を中央位置と周縁位置との間で往復移動させる（ハーフスキャン）。これにより、ＳＣ１ノズル３０からのＳＣ１の着液位置を、基板Ｗの表面Ｗａの中央部と基板Ｗの表面Ｗａの周縁部との間で往復移動できる。これにより、ＳＣ１の着液位置を、基板Ｗの表面Ｗａの全域を走査できる。基板Ｗの表面ＷａへのＳＣ１の供給により、レジスト残渣を、基板Ｗの表面Ｗａから除去できる。また、基板Ｗの表面ＷａへのＳＣ１の供給により、基板Ｗの表面Ｗａから硫黄成分を除去できる。基板Ｗの表面Ｗａに供給されたＳＣ１は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に向けて飛散し、第１のガード６３の内壁に捕獲される。

また、ＳＣ１工程（Ｓ６）において、基板Ｗの表面ＷａへのＳＣ１の供給に並行して、図６Ｄに示すように、基板Ｗの裏面ＷｂにＳＣ１を供給する。具体的には、制御装置３が、ＳＣ１バルブ５７を開く。これにより、下面ノズル１１の吐出口１１ａからＳＣ１が上向きに吐出され、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に供給される。基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に供給されたＳＣ１は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの裏面Ｗｂの全域に広がる。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域にＳＣ１が供給される。基板Ｗの裏面Ｗｂを移動するＳＣ１は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に向けて飛散する。基板Ｗの周縁部から飛散するＳＣ１は、第１のガード６３の内壁に捕獲される。

第１のガード６３の内壁に捕獲されたＳＣ１は、第１のガード６３の内壁を伝って流下し、第１のカップ６１に集められた後、回収／排液配管６７を介して廃液設備に送られる。
そして、ＳＣ１バルブ３５およびＳＣ１バルブ５７の開成から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、ＳＣ１バルブ３５および気体バルブ３７を閉じると共に、ＳＣ１バルブ５７を閉じる。これにより、ＳＣ１ノズル３０からのＳＣ１の液滴の噴流の吐出が停止され、かつ下面ノズル１１の吐出口１１ａからのＳＣ１の吐出が停止される。これにより、ＳＣ１工程（Ｓ６）が終了する。その後、制御装置３がノズル移動ユニット３２を制御して、ＳＣ１ノズル３０を退避位置に戻させる。

次いで、基板Ｗの表面Ｗａに付着しているＳＣ１を、リンス液を用いて洗い流す第２のリンス工程（図５のステップＳ７）が行われる。
具体的には、制御装置３は遮断部材昇降ユニット５０を制御して、退避位置に配置されている遮断部材８を、リンス処理位置まで降下させ、そのリンス処理位置に保持させる。
また、制御装置３は、リンス液バルブ４５を開く。これにより、処理速度で回転している基板Ｗの表面Ｗａの中央部に向けて、中心軸ノズル９の吐出口９ａからリンス液が吐出される。中心軸ノズル９から吐出されたリンス液は、ＳＰＭによって覆われている基板Ｗの表面Ｗａの中央部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの表面Ｗａを基板Ｗの周縁部に向けて流れる。これにより、基板Ｗの表面Ｗａの全域においてＳＣ１（およびレジスト残渣）が洗い流される。基板Ｗの周縁部に移動したリンス液は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に向けて飛散し、第１のガード６３の内壁に捕獲される。

また、リンス液バルブ５５の開成により、下面ノズル１１の吐出口１１ａからリンス液が上向きに吐出され、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に供給される。基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に供給されたリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの裏面Ｗｂの全域に広がる。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域にリンス液が供給される。基板Ｗの裏面Ｗｂを移動するリンス液は、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に向けて飛散する。基板Ｗの周縁部から飛散するリンス液は、第１のガード６３の内壁に捕獲される。

第１のガード６３の内壁に捕獲されたリンス液は、第１のガード６３の内壁を伝って流下し、第１のカップ６１に集められた後、回収／排液配管６７を介して廃液設備に送られる。
リンス液バルブ４５およびリンス液バルブ５５の開成から予め定める期間（たとえば約２３秒間）が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ４５およびリンス液バルブ５５を閉じる。これにより、中心軸ノズル９の吐出口９ａからのリンス液の吐出が停止され、かつ下面ノズル１１の吐出口１１ａからのリンス液の吐出が停止される。

また、制御装置３は、ガード昇降ユニット６６を制御して、第１および第２のガード６３，６４を、液捕獲位置ＣＰから退避位置まで下降させる。これにより、処理カップ１２が第３のガード対向状態になる。
また、制御装置３は、遮断部材昇降ユニット５０を制御して、遮断部材８を遮断位置に向けて下降させ、遮断位置に保持する。

次いで、図６Ｆに示すように、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程（図５のステップＳ８）が行われる。具体的には、この状態で、制御装置３はスピンモータ１７を制御することにより、基板Ｗの回転を、ＳＰＭ工程（Ｓ３）から第２のリンス工程（Ｓ７）までの回転速度よりも大きい乾燥速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで加速させ、乾燥速度に維持する。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上の液体に加わり、基板Ｗに付着している液体が基板Ｗの周囲に振り切られる。

また、制御装置３は遮断板回転ユニット４９を制御することにより、遮断板４１を回転軸線Ａ２回りに回転させる。これにより、遮断板４１の回転に同期して基板Ｗが回転する。また、制御装置３は、不活性ガスバルブ４８を開いて、吐出口９ａから不活性ガスを吐出する。
基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１７を制御することにより、スピンチャック５による基板Ｗの回転を停止させる（図５のステップＳ９）。制御装置３は、遮断部材昇降ユニット５０を制御して、遮断部材８を上昇させ、退避位置まで退避させる。

次いで、チャンバ４内から基板Ｗが搬出される（図５のステップＳ１０）。具体的には、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドをチャンバ４の内部に進入させる。そして、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドにスピンチャック５上の基板Ｗを保持させる。その後、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドをチャンバ４内から退避させる。これにより、表面Ｗａからレジストが除去された基板Ｗがチャンバ４から搬出される。

以上により、この実施形態によれば、ＳＰＭ工程（Ｓ３）の終了に引き続き第１のリンス工程（Ｓ５）の開始に先立って、基板Ｗの表面ＷａにＳＰＭを供給せずに基板Ｗを回転させ、基板Ｗの表面ＷａからＳＰＭを排出させる（ＳＰＭ低減工程（Ｓ４））。これにより、第１のリンス工程（Ｓ５）の開始に先立って、基板Ｗの表面Ｗａを乾燥させない程度に、基板Ｗの表面Ｗａに存在する高温のＳＰＭの量を低減できる。基板Ｗの表面Ｗａに存在する高温のＳＰＭの量を低減した後に第１のリンス工程（Ｓ５）を開始するので、第１のリンス工程（Ｓ５）において基板Ｗの表面Ｗａの周囲に発生するＳＰＭのヒュームＦの量を抑制できる。これにより、ＳＰＭのヒュームＦを含む雰囲気の周囲への拡散を抑制できる。ゆえに、ＳＰＭのヒュームＦを含む雰囲気がパーティクルとなって基板Ｗに付着して当該基板Ｗを汚染したり、チャンバ４の隔壁１４の内面（内壁）を汚染したりすることを抑制できる。

また、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）では、基板Ｗの表面Ｗａに存在する高温のＳＰＭの量が低減することにより、基板Ｗが温度低下する。加えて、基板Ｗの回転（空転）により、基板Ｗと周囲雰囲気との、単位時間当たりの接触面積が増大する。これらにより、基板Ｗが冷却される。そのため、ＳＰＭ工程（Ｓ３）の終了時よりも温度低下した状態で、第１のリンス工程（Ｓ５）を開始できる。よって、リンス液の供給に伴うヒートショックの発生を抑制でき、これにより、基板Ｗの表面Ｗａに形成されるパターン１００へのダメージの付与を抑制または防止できる。

また、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）に並行して、基板Ｗの裏面Ｗｂに冷却液が供給される（裏面冷却液供給工程）。そのため、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）において、基板Ｗの表面Ｗａに存在するＳＰＭを冷却できる。そのため、第１のリンス工程（Ｓ５）の開始時における、基板Ｗの表面Ｗａに存在するＳＰＭの温度を低くできる。ＳＰＭが高温になるのに従ってＳＰＭのヒュームＦの発生量が増大する。これにより、第１のリンス工程（Ｓ５）において基板Ｗの表面Ｗａの周囲に発生するＳＰＭのヒュームＦの量をより一層抑制できる。

とくに、この実施形態では、基板Ｗの裏面Ｗｂに供給される冷却液がリンス液と同じ温度であるので、基板Ｗの表面Ｗａに存在するＳＰＭの液温をより一層低下できる。基板Ｗの表面Ｗａに存在するＳＰＭの液温が十分に低下した後に第１のリンス工程（Ｓ５）を開始するので、第１のリンス工程（Ｓ５）において基板Ｗの表面Ｗａの周囲に発生するＳＰＭのヒュームＦの量をより一層抑制できる。

また、裏面冷却液供給工程において、基板Ｗの裏面Ｗｂに冷却液が供給されるので、第１のリンス工程（Ｓ５）の開始に先立って基板Ｗを温度低下できる。そのため、基板Ｗの温度が十分に低下した後に第１のリンス工程（Ｓ５）を開始できる。これにより、リンス液の供給に伴うヒートショックの発生をより一層抑制でき、これにより、基板Ｗの表面Ｗａへのダメージの付与をより効果的に抑制または防止できる。

また、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）に並行して、第１のガード６３が上位置ＵＰに維持される（処理カップ１２が第１のガード捕獲状態に維持される）。また、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）および第１のリンス工程（Ｓ５）に並行して、第１のガード６３の内部が排気される。
ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）において、第１のガード６３を上位置ＵＰに維持し（処理カップ１２が第１のガード捕獲状態に維持され）かつ処理カップ１２の内部を排気する。ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）において、ＳＰＭの供給を停止し続けることにより、基板Ｗの表面Ｗａの周囲に存在するＳＰＭのヒュームＦの量が減少する。すなわち、基板の表面Ｗａの周囲に存在するＳＰＭのヒュームＦの量が低減した状態で、基板Ｗの表面Ｗａへのリンス液の供給を開始できる。したがって、第１のリンス工程（Ｓ５）において、基板Ｗの表面Ｗａへのリンス液の供給に伴ってＳＰＭのヒュームＦが発生したとしても、ＳＰＭのヒュームＦを含む雰囲気が上部開口１２ａを通って処理カップ１２外に流出するようなことはない。これにより、ＳＰＭのヒュームＦを含む雰囲気の、周囲への拡散を抑制できる。

図７は、第２の基板処理例に係るＳＰＭ低減工程（Ｓ４）を説明するための模式的な図である。
第２の基板処理例が第１の基板処理例と相違する点は、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）に並行して実行される裏面冷却液供給工程において、常温の水でなく、常温よりも高い液温（約４０℃〜約６０℃）を有する温水（ＨＯＴ ＤＩＷ）を冷却液として、基板Ｗの裏面Ｗｂに供給するようにした点である。

この場合、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）に次いで実行される第１のリンス工程（Ｓ５）において、基板Ｗの裏面Ｗｂに供給されるリンス液は、たとえば常温である。すなわち、この基板処理例では、下面ノズル１１から吐出される冷却液が、下面ノズル１１から吐出されるリンス液よりも高い液温を有している。
その他の点において、第２の基板処理例は、第１の基板処理例と共通している。

第２の基板処理例によれば、基板Ｗにリンス液が供給される前に、当該リンス液よりも高い液温を有する冷却液が基板Ｗに供給される。そのため、冷却液による冷却とリンス液による冷却とを順に行うことにより、基板Ｗを段階的に温度低下できる。これにより、ヒートショックをより一層抑制できる。
図８は、第３の基板処理例に係るＳＰＭ低減工程（Ｓ４）を説明するための模式的な図である。図９は、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）から第１のリンス工程（Ｓ５）への移行時のフローチャートである。

図８に示すように、処理ユニット２が、基板Ｗの表面Ｗａの温度を検出する温度センサ１０２をさらに備えていてもよい。温度センサ１０２は、たとえば放射温度計である。温度センサ１０２による検出出力が制御装置３（図３等参照）に入力されるようになっている。
ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）中は、制御装置３は、温度センサ１０２の検出出力を常時監視している（温度検出工程。図９のステップＴ１）。

そして、検出温度が、閾値（所定の低温）にまで下がった場合（図９のステップＴ２でＹＥＳ）には、制御装置３は、リンス液バルブ４５およびリンス液バルブ５５を閉じて、中心軸ノズル９および下面ノズル１１からのリンス液の吐出を開始する（図９のステップＴ３）。これにより、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）が終了して、第１のリンス工程（Ｓ５）に移行する（図９のステップＴ４）。一方、検出温度が閾値に達した場合（図９のステップＴ２でＮＯ）には、図９の処理がリターンされ、この処理が繰り返し実行（ループ）される。

すなわち、検出温度が閾値に下がるまで第１のリンス工程（Ｓ５）には移行せず、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）が継続される。そして、検出温度が閾値に達した場合に、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）が終了しかつ第１のリンス工程（Ｓ５）が開始する。
この基板処理例によれば、温度センサ１０２による検出温度が閾値に達した場合に、第１のリンス工程（Ｓ５）が開始する。これにより、基板Ｗの表面Ｗａに存在するＳＰＭの温度が低温まで確実に降下した後に、第１のリンス工程（Ｓ５）を開始できる。これにより、第１のリンス工程（Ｓ５）において基板Ｗの表面Ｗａの周囲に発生するＳＰＭのヒュームＦの量をより一層抑制できる。これにより、ＳＰＭのヒュームＦに起因する基板Ｗのパーティクル汚染を抑制または防止できる。
＜第２の実施形態＞
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る処理ユニット２０２の下面ノズル２１１の構成例を説明するための図解的な断面図である。図１１は、下面ノズル２１１の構成例を説明するための模式的な平面図である。

処理ユニット２０２は、単一の吐出口１１ａを有する下面ノズル１１に代えて、バーノズルの形態を有する下面ノズル２１１を備えている。下面ノズル２１１は、図１０および図１１に示すように、基板Ｗの中央部から基板Ｗの周縁部まで、基板Ｗの回転半径方向ＤＬに沿って水平に延びるバー状（棒状）のノズル部２０４を含む。ノズル部２０４の上面には、冷却液を吐出する複数の吐出口２０５が開口している。複数の吐出口２０５は、基板Ｗの回転半径方向ＤＬに沿って配列されている。複数の吐出口２０５は、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に対向する中央部吐出口２０５ａと、基板Ｗの裏面Ｗｂの周縁部に対向する周縁部吐出口２０５ｂとを含む。

ノズル部２０４の内部には、複数の吐出口２０５に供給される冷却液を案内する内部流路２０６が形成されている。複数の吐出口２０５は、内部流路２０６に連通している。ノズル部２０４には、冷却液配管５３に連通している。内部流路２０６は、下面供給配管５１の下流端（上端）に接続されている。これにより、基板Ｗを回転半径方向ＤＬに均一に冷却できる。図１０および図１１の例では、各吐出口２０５の開口面積は互いに等しい。しかしながら、吐出口２０５の開口面積を互いに異ならせてもよい。

吐出口２０５は、基板Ｗの裏面Ｗｂに向けて吐出方向に冷却液を吐出する。この吐出方向は、鉛直上方であってもよいし、鉛直上方に対し、基板Ｗの回転方向Ｄｒの上流側または下流側に傾いていてもよい。
この場合、制御装置３が、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）に並行して実行される裏面冷却液供給工程において、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に向けて中央部吐出口２０５ａから冷却液を吐出する中央部吐出工程と、基板Ｗの裏面Ｗｂの周縁部に向けて周縁部吐出口２０５ｂから冷却液を吐出する周縁部吐出工程とを実行する。

第２の実施形態に係る処理ユニット２０２においては、第１の基板処理例だけでなく、第２の基板処理例や第３の基板処理例を実行可能である。
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、第１〜第３の基板処理例において、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）における基板Ｗの回転速度が、ＳＰＭ工程（Ｓ３）における基板Ｗの回転速度と同等である。しかしながら、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）における基板Ｗの回転速度が、ＳＰＭ工程（Ｓ３）における基板Ｗの回転速度（たとえば約３００ｒｐｍ）よりも速くてもよい（たとえば５００ｒｐｍ）。

この場合、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）において基板Ｗの表面Ｗａに作用する遠心力が増大するので、基板Ｗの表面ＷａからのＳＰＭの排出を促すことができる。これにより、第１のリンス工程（Ｓ５）の開始時における、基板Ｗの表面Ｗａに存在する高温のＳＰＭの量をより一層低減できる。そのため、第１のリンス工程（Ｓ５）において基板Ｗの表面Ｗａの周囲に発生するＳＰＭのヒュームＦの量をより一層抑制できる。

また、第１および第２の基板処理例において、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）の回転速度および／またはＳＰＭ低減工程（Ｓ４）の期間が、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）の終了時に、基板Ｗの表面Ｗａの温度が閾値（所定の低温）まで下がるような速度および／または期間に設定されていてもよい。この場合、基板Ｗの表面Ｗａの温度が閾値（所定の低温）まで下がった後に、第１のリンス工程（Ｓ５）が開始される。この場合、基板Ｗの表面Ｗａに存在するＳＰＭの液温が十分に低下した後に第１のリンス工程（Ｓ５）を開始するので、第１のリンス工程（Ｓ５）において基板Ｗの表面Ｗａの周囲に発生するＳＰＭのヒュームの量をより一層抑制できる。

また、第１の基板処理例および第３の基板処理例のように、同じ液種で同じ温度の液体を、リンス液および冷却液として用いる場合には、下リンス液供給ユニット７１を、冷却液供給ユニットとして使用することもできる。この場合、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）の開始時に、リンス液バルブ５５を開き、下面ノズル１１から吐出されるリンス液を冷却液と使用する。そして、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）の終了時も、リンス液バルブ５５を閉じることなく、下面ノズル１１からのリンス液の吐出を継続したまま、第１のリンス工程（Ｓ５）に移行する。この場合、冷却液供給ユニット７２を廃止してもよい。

また、第１〜第３の基板処理例において、リンス液が常温であるとして説明したが、リンス液として、常温の水でなく、常温よりも高い液温（約４０℃〜約６０℃）を有する温水（ＨＯＴ ＤＩＷ）を使用してもよい。
第１〜第３の基板処理例を互いに組み合わせてもよい。
また、第１〜第３の基板処理例において、ＳＰＭ低減工程（Ｓ４）に並行して、裏面冷却液供給工程を実行しなくてもよい。

また、前述の第１〜第３の基板処理例において、ＳＰＭ工程（Ｓ３）に先立って、基板Ｗの表面Ｗａに除電液を供給する第１の除電液供給工程が実行されてもよい。除電液は、たとえば炭酸水である。この場合、基板Ｗの持ち込み帯電に起因する静電気放電の発生を効果的に抑制できる。
また、第１〜第３の基板処理例において、ＳＰＭ工程（Ｓ３）に先立って、基板Ｗの表面Ｗａを、第１の洗浄薬液を用いて洗浄する第１の洗浄工程が実行されてもよい。このような第１の洗浄薬液として、たとえばフッ酸（ＨＦ）を例示できる。

また、第１〜第３の基板処理例において、乾燥工程（Ｓ８）に先立って、低表面張力を有する有機溶剤（乾燥液）を供給して基板Ｗの表面Ｗａに存在するリンス液を有機溶剤によって置換する有機溶剤置換工程が実行されてもよい。この有機溶剤置換工程は、処理カップ１２が第３のガード対向状態にある状態で実行される。
また、第１〜第３の基板処理例において、遮断部材８に一体化された中心軸ノズル９からリンス液を吐出するものを例に挙げて説明したが、遮断部材８とは別に設けられたリンス液ノズルから、基板Ｗの表面Ｗａの中央部に向けてリンス液を吐出するようにしてもよい。

また、第１〜第３の基板処理例としてレジスト除去処理を例に挙げたが、レジストに限られず、ＳＰＭを用いて、他の有機物の除去をする処理であってもよい。
また、第１および第２実施形態において、ＳＰＭ供給ユニット６として、Ｈ_２ＳＯ_４およびＨ_２Ｏ_２の混合をＳＰＭノズル２１の内部で行うノズル混合タイプのものを例に挙げて説明したが、ＳＰＭノズル２１の上流側に配管を介して接続された混合部を設け、この混合部において、Ｈ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２との混合が行われる配管混合タイプのものを採用することもできる。

また、前述の各実施形態において、基板処理装置１が半導体ウエハからなる基板Ｗの表面Ｗａを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置が、液晶表示装置用基板、有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置などの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、太陽電池用基板などの基板を処理する装置であってもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ ：基板処理装置
２ ：処理ユニット
３ ：制御装置
４ ：チャンバ
５ ：スピンチャック（基板保持ユニット）
６ ：ＳＰＭ供給ユニット
１０ ：リンス液供給ユニット
１２ ：処理カップ
１３ ：排気ユニット
１７ ：スピンモータ（回転）
６３ ：第１のガード（ガード）
６６ ：ガード昇降ユニット
７１ ：下リンス液供給ユニット
７２ ：冷却液供給ユニット
ＣＰ ：液捕獲位置（第１の高さ位置）
Ａ１ ：回転軸線
Ｆ ：ヒューム
ＬＦ ：液膜
ＵＰ ：上位置（第２の高さ位置）
Ｗ ：基板
Ｗａ ：表面
Ｗｂ ：裏面

Claims (20)

1. 基板の表面を上方に向けた状態で基板保持ユニットによって水平姿勢に保持されている前記基板の表面にＳＰＭを供給するＳＰＭ工程と、
   前記ＳＰＭ工程の終了に引き続いて、前記基板の表面にＳＰＭを供給することなく、前記基板の中央部を通る回転軸線回りに前記基板を回転させることにより前記基板の表面からＳＰＭを排出させ、前記基板の表面を乾燥させない程度に前記基板の表面に存在するＳＰＭの量を低減させるＳＰＭ低減工程と、
   前記ＳＰＭ低減工程の後、前記基板の表面に、水を含むリンス液を供給するリンス工程とを含む、基板処理方法。
2. 前記ＳＰＭ低減工程に並行して、前記基板における表面とは反対側の裏面に、前記基板の表面に供給されるＳＰＭよりも低い液温を有する冷却液を供給する裏面冷却液供給工程をさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記裏面冷却液供給工程が、前記基板の裏面の中央部に向けて前記冷却液を吐出する中央部吐出工程と、前記中央部吐出工程に並行して、前記基板の裏面の周縁部に向けて前記冷却液を吐出する周縁部吐出工程とを含む、請求項２に記載の基板処理方法。
4. 前記冷却液が、前記リンス液よりも高い液温を有している、請求項２または３に記載の基板処理方法。
5. 前記冷却液が、前記リンス液と同じ液温を有している、請求項２または３に記載の基板処理方法。
6. 前記リンス工程が、前記ＳＰＭ低減工程によって前記基板の表面の温度が所定の低温まで降下させられた後に開始する、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ＳＰＭ低減工程に並行して前記基板の温度を温度センサによって検出する温度検出工程をさらに含み、
   検出された温度が前記所定の低温に達した場合に、前記ＳＰＭ低減工程が終了しかつ前記リンス工程が開始する、請求項６に記載の基板処理方法。
8. 前記ＳＰＭ工程に並行して、前記基板を前記回転軸線回りに回転させる第１の基板回転工程をさらに含み、
   前記ＳＰＭ低減工程が、前記第１の基板回転工程と同じか、または前記第１の基板回転工程よりも速い回転速度で前記基板を回転させる工程を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
9. 前記リンス工程に並行して、前記基板を前記回転軸線回りに回転させる第２の基板回転工程と、
   前記ＳＰＭ低減工程および前記リンス工程に並行して、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む筒状のガードを有し、当該基板保持ユニットを収容する処理カップの内部を排気するガード内排気工程と、
   前記リンス工程に並行して、前記ガードを、第１の高さ位置に維持する第１の高さ維持工程と、
   前記ＳＰＭ低減工程に並行して、前記ガードを、前記第１の高さ位置よりも高い第２の高さ位置に維持する第２の高さ維持工程とを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
10. 前記リンス工程の後、前記基板の表面にＳＣ１を供給する工程をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
11. 基板の表面を上方に向けた状態で、当該基板を水平姿勢に保持する基板保持ユニットと、
    前記基板保持ユニットに保持されている基板を、当該基板の中央部を通る回転軸線まわりに回転させるための回転ユニットと、
    前記基板保持ユニットに保持されている基板の表面にＳＰＭを供給するためのＳＰＭ供給ユニットと、
    前記基板保持ユニットに保持されている基板の表面に、水を含むリンス液を供給するためのリンス液供給ユニットと、
    前記回転ユニット、前記ＳＰＭ供給ユニットおよび前記リンス液供給ユニットを制御する制御装置とを含み、
    前記制御装置が、前記ＳＰＭ供給ユニットによって前記基板の表面にＳＰＭを供給するＳＰＭ工程と、前記ＳＰＭ工程の終了に引き続いて、前記基板の表面にＳＰＭを供給することなく、前記基板の中央部を通る回転軸線回りに前記回転ユニットによって前記基板を回転させることにより前記基板の表面からＳＰＭを排出させ、前記基板の表面を乾燥させない程度に前記基板の表面に存在するＳＰＭの量を低減させるＳＰＭ低減工程と、前記ＳＰＭ低減工程の後、前記リンス液供給ユニットによって前記基板の表面にリンス液を供給するリンス工程とを実行する、基板処理装置。
12. 前記基板における表面とは反対側の裏面に、前記基板の表面に供給されるＳＰＭよりも低い液温を有する冷却液を供給する冷却液供給ユニットをさらに含み、
    前記制御装置が、前記ＳＰＭ低減工程に並行して、前記冷却液供給ユニットによって前記冷却液を供給する裏面冷却液供給工程をさらに実行する、請求項１１に記載の基板処理装置。
13. 前記冷却液供給ユニットが、前記基板保持ユニットに保持されている基板の裏面の中央部に対向する中央部吐出口と、前記基板保持ユニットに保持されている基板の裏面の周縁部に対向する周縁部吐出口とを有し、
    前記制御装置が、前記裏面冷却液供給工程において、前記基板の裏面の中央部に向けて前記中央部吐出口から前記冷却液を吐出する中央部吐出工程と、前記中央部吐出工程に並行して、前記周縁部吐出口から前記基板の裏面の周縁部に向けて前記冷却液を吐出する周縁部吐出工程とを実行する、請求項１２に記載の基板処理装置。
14. 前記冷却液が、前記リンス液よりも高い液温を有している、請求項１２または１３に記載の基板処理装置。
15. 前記冷却液が、前記リンス液と同じ液温を有している、請求項１２または１３に記載の基板処理装置。
16. 前記制御装置が、前記ＳＰＭ低減工程によって前記基板の表面の温度が所定の低温まで降下させられた後に、前記リンス工程を開始する、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
17. 前記基板の温度を検出するための温度センサをさらに含み、
    前記制御装置が、前記ＳＰＭ低減工程に並行して前記基板の温度を前記温度センサによって検出する温度検出工程をさらに実行し、
    前記制御装置が、検出された温度が前記所定の低温に達した場合に、前記ＳＰＭ低減工程を終了し、前記ＳＰＭ低減工程を開始する、請求項１６に記載の基板処理装置。
18. 前記制御装置が、前記ＳＰＭ工程に並行して、前記基板を前記回転軸線回りに回転させる第１の基板回転工程をさらに実行し、
    前記制御装置が、前記ＳＰＭ低減工程において、前記第１の基板回転工程と同じか、または前記第１の基板回転工程よりも速い回転速度で前記基板を回転させる工程を実行する、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
19. 前記基板保持ユニットの周囲を取り囲み、前記基板保持ユニットに保持されている基板から排出される処理液を捕獲するガードを有する処理カップと、
    前記処理カップの内部を排気する排気ユニットと、
    前記ガードを昇降させるガード昇降ユニットとをさらに含み、
    前記制御装置が、前記排気ユニットおよび前記ガード昇降ユニットをさらに制御し、
    前記制御装置が、前記リンス工程に並行して、前記基板を前記回転軸線回りに回転させる第２の基板回転工程と、前記ＳＰＭ低減工程および前記リンス工程に並行して前記ガードの内部を排気するガード内排気工程と、前記リンス工程に並行して、前記ガードを、第１の高さ位置に維持する第１の高さ維持工程と、前記ＳＰＭ低減工程に並行して、前記ガードを、前記第１の高さ位置よりも高い第２の高さ位置に維持する第２の高さ維持工程とを実行する、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
20. 前記基板保持ユニットに保持されている基板にＳＣ１を供給するためのＳＣ１供給ユニットをさらに含み、
    前記制御装置が、前記リンス工程の後、前記基板の表面にＳＣ１を供給する工程をさらに実行する、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の基板処理装置。

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