JP4960075B2

JP4960075B2 - 基板処理方法および基板処理装置

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Publication number: JP4960075B2
Application number: JP2006340206A
Authority: JP
Inventors: 篤郎永徳
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2026-12-18
Also published as: US20080142054A1; JP2008153452A; US8118945B2

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、セラミック基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板に対して処理液を用いた処理が行われる。具体的には、基板の主面に薬液を供給して当該基板に薬液処理が行われ、その後、薬液が供給された基板の主面に純水を供給して基板上の薬液を洗い流すリンス処理が行われる。
リンス処理が行われた後は、基板上に残留している純水を除去して基板を乾燥させる乾燥処理が行われる。この乾燥処理を行う方法としては、リンス処理後の基板の主面に、純水よりも揮発性が高く、表面張力の小さい有機溶剤であるＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を供給して基板上の純水をＩＰＡに置換し、その後、このＩＰＡを基板上から除去することにより当該基板を乾燥させるものがある。
特開２００３−９２２８０号公報

ところが、ＩＰＡは水溶性の溶媒であり、純水と自由に混ざり合うので、基板上の純水を完全に置換することができない。つまり、基板上に残るＩＰＡは微量の水分を含むことになる。この状態で、蒸気圧の高い溶媒（ＩＰＡ）が蒸発すると、蒸気圧の低い水分が基板上に残されることになる。この水分は、表面張力によるパターン倒れやウォーターマークの原因となる。

一方、ＩＰＡの代わりに、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などの非水溶性溶媒を用いて同様の処理を行うことが考えられる。しかし、非水溶性溶媒は、基板上に形成された微細な凹部内に入り込ませることが困難であり、基板上の水分を十分に置換することができず、乾燥不良となるおそれがある。
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ダメージや乾燥不良の発生を抑制しつつ基板を乾燥させ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を目的とする。

前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）に純水を供給して当該基板の主面を洗浄する洗浄処理工程と、この洗浄処理工程の後に、水溶性有機溶剤流体と、純水よりも表面張力が小さく、かつ、前記水溶性有機溶剤流体よりも水溶性の低いフッ素系有機溶剤流体とを含む混合有機溶剤流体を前記基板の主面に供給して、基板に付着している液体を前記混合有機溶剤の液体に置換する混合有機溶剤供給工程と、この混合有機溶剤供給工程の後に、前記水溶性有機溶剤流体を供給せずに、前記フッ素系有機溶剤流体を前記基板の主面に供給して、基板に付着している前記混合有機溶剤の液体を前記フッ素系有機溶剤の液体に置換するフッ素系有機溶剤供給工程とを含む、基板処理方法である。

なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すものとする。
この発明によれば、純水による洗浄処理が行われた基板の主面に、水溶性有機溶剤流体と、純水よりも表面張力が小さく、かつ、前記水溶性有機溶剤流体よりも水溶性の低いフッ素系有機溶剤流体とを含む混合有機溶剤流体を供給することにより、洗浄処理後の基板の主面に残留している純水を前記混合有機溶剤流体に溶け込ませつつ、前記残留している純水を前記混合有機溶剤の液体に置換することができる。

すなわち、フッ素系有機溶剤流体単体では純水と混和させることはできないが、フッ素系有機溶剤流体と水溶性有機溶剤流体とを混合した混合有機溶剤流体は純水と混和させることが可能である。したがって、このような混合有機溶剤流体を基板に供給すると、たとえば、基板上に微細パターンの凹部が形成されている場合であっても、基板上の水分を当該混合有機溶剤流体に良好に置換することができる。

この後に、水溶性有機溶剤流体を供給せずにフッ素系有機溶剤流体を供給すると、基板上の混合有機溶剤流体がフッ素系有機溶剤流体へと置換されていく。フッ素系有機溶剤流体は、水溶性が低いので、基板上から水分をさらに精密に排除することができる。こうして、基板上への水分の残留を抑制または防止することができるので、表面張力に起因するダメージを抑制または防止でき、かつ、ウォーターマークの発生を抑制して、乾燥不良を抑制または防止できる。

前記水溶性有機溶剤流体としては、請求項２記載の発明のように、純水と任意の割合で混和する水溶性有機溶剤流体を用いることができる。具体的には、前記水溶性有機溶剤流体として、たとえば、メタノール、エタノール、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、アセトン、Trans-1,2ジクロロエチレンなどを用いることができる。また、前記フッ素系有機溶剤流体としては、請求項２記載の発明のように、純水と任意の割合では混和しないフッ素系有機溶剤流体を用いることができる。具体的には、前記フッ素系有機溶剤流体として、たとえば、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などを用いることができる。

水溶性有機溶剤流体が純水と任意の割合で混和するので、これとフッ素系有機溶剤流体を混合した混合有機溶剤流体は基板上の水分と容易に混和する。これにより、基板上の水分は混合有機溶剤流体中に溶け込んで排除されることになる。そして、その後に、フッ素系有機溶剤流体が基板上に供給されることによって、このフッ素系有機溶剤流体と基板上の混合有機溶剤流体とが混和し、混合有機溶剤流体中に溶け込んだ微量の水分をも基板外に排除することができる。

請求項３記載の発明は、前記混合有機溶剤供給工程は、前記水溶性有機溶剤の液体と、前記フッ素系有機溶剤の液体とを含む混合有機溶剤の液体を前記基板の主面に供給する工程を含み、前記フッ素系有機溶剤供給工程は、前記フッ素系有機溶剤の液体を前記基板の主面に供給する工程を含む、請求項１または２記載の基板処理方法である。
この発明によれば、純水による洗浄処理が行われた基板の主面に、前記水溶性有機溶剤の液体と、前記フッ素系有機溶剤の液体とを含む混合有機溶剤の液体を供給し、さらに、この混合有機溶剤の液体が供給された後に、前記フッ素系有機溶剤の液体を基板の主面に供給することにより、洗浄処理後の基板の主面に残留している純水を、最終的に、フッ素系有機溶剤の液体に置換することができる。これにより、洗浄処理後の基板の主面に残留している純水を基板の主面から完全に排除して当該基板を良好に乾燥させることができる。

また、この場合、前記フッ素系有機溶剤の液体の供給が行われた後、たとえば基板回転手段（２）を用いて前記主面に交差する軸線まわりに基板を回転させることにより、前記主面上のフッ素系有機溶剤の液体を当該主面から振り切りつつ、振り切られずに前記主面に残ったフッ素系有機溶剤の液体をその揮発力によって蒸発させることにより当該基板を乾燥させてもよい。

この場合、洗浄処理後の基板の主面に残留している純水は、十分な揮発性を有するフッ素系有機溶剤の液体に置換されているので、高回転速度で基板を回転させなくても当該基板を十分に乾燥させることができる。したがって、前記高回転速度の回転により勢いよく振り切られたフッ素系有機溶剤の液体が、基板の周囲の部材に当たって跳ね返り、当該基板に再付着することを抑制することができる。これにより、再付着による基板の乾燥不良や基板の汚染を抑制することができる。

請求項４記載の発明は、前記フッ素系有機溶剤供給工程は、前記フッ素系有機溶剤の蒸気を前記基板の主面と当該主面に対向する対向面（２９）との間に供給することにより、前記基板の主面に前記フッ素系有機溶剤の蒸気を供給する工程を含む、請求項１または２記載の基板処理方法である。
この発明によれば、前記混合有機溶剤流体が供給された後に、前記フッ素系有機溶剤の蒸気を基板の主面に供給することにより、前記主面上の混合有機溶剤の液体にフッ素系有機溶剤の蒸気を溶け込ませるとともに、混合有機溶剤の液体を蒸発させることによって当該混合有機溶剤の液体をフッ素系有機溶剤の液体に置換することができる。これにより、前記主面から純水を完全に排除して当該基板を良好に乾燥させることができる。

また、前記フッ素系有機溶剤を蒸気で供給することにより、水分を含まない高純度のフッ素系有機溶剤を前記基板の主面に供給することができる。したがって、前記混合有機溶剤の液体を効率的にフッ素系有機溶剤の液体に置換することができる。
さらに、前記基板の主面と、この主面に対向する対向面との間にフッ素系有機溶剤の蒸気を供給することにより、供給されたフッ素系有機溶剤の蒸気が基板の周囲に拡散することを抑制することができるので、前記主面上におけるフッ素系有機溶剤の蒸気の濃度を高濃度に維持することができる。したがって、フッ素系有機溶剤の蒸気を効率的に基板の主面に供給することができる。また、混合有機溶剤の液体からフッ素系有機溶剤の液体への置換に要するフッ素有機溶剤の蒸気の供給量を抑制することができる。

請求項５記載の発明は、前記混合有機溶剤供給工程は、前記水溶性有機溶剤の蒸気と前記フッ素系有機溶剤の蒸気とを含む混合有機溶剤の蒸気を前記基板の主面と当該主面に対向する対向面との間に供給することにより、前記基板の主面に前記混合有機溶剤の蒸気を供給する工程を含む、請求項１，２または４記載の基板処理方法である。
この発明によれば、純水による洗浄処理が行われた基板の主面に、前記水溶性有機溶剤の蒸気と前記フッ素系有機溶剤の蒸気とを含む混合有機溶剤の蒸気を前記基板の主面に供給することにより、水分や不純物を含まない高純度の混合有機溶剤の蒸気を基板の主面に供給することができる。これにより、洗浄処理後の基板の主面に残留している純水に前記混合有機溶剤の蒸気を溶け込ませて、当該残留している純水を効率的に混合有機溶剤の液体に置換することができる。

また、前記基板の主面と、この主面に対向する対向面との間に前記混合有機溶剤の蒸気を供給することにより、前記主面上における混合有機溶剤の蒸気の濃度を高濃度に維持することができる。これにより、洗浄処理後の基板の主面に残留している純水をより効率的に混合有機溶剤の液体に置換することができるとともに、純水から混合有機溶剤の液体への置換に要する混合有機溶剤の蒸気の供給量を抑制することができる。

請求項６記載の発明は、前記フッ素系有機溶剤供給工程と並行して、前記対向面の温度を前記フッ素系有機溶剤流体の露点よりも高くするとともに、前記基板の主面の温度を前記フッ素系有機溶剤流体の露点以下にする工程をさらに含む、請求項４記載の基板処理方法である。
この発明によれば、基板の主面の温度をフッ素系有機溶剤流体の露点以下にすることにより、フッ素系有機溶剤の蒸気を前記主面上で結露させて、水分を含まない高純度のフッ素系有機溶剤の液体を当該主面に供給することができる。これにより、前記主面上の混合有機溶剤の液体を効率的にフッ素系有機溶剤の液体に置換して、前記基板を良好に乾燥させることができる。

また、前記対向面の温度をフッ素系有機溶剤流体の露点よりも高くすることにより、フッ素系有機溶剤の蒸気が前記対向面上で結露することを防止することができるので、当該フッ素系有機溶剤の蒸気が前記対向面上で消費されることを抑制することができる。これにより、前記基板の主面に効率的にフッ素系有機溶剤の蒸気を供給することができる。
請求項７記載の発明は、前記混合有機溶剤供給工程と並行して、前記対向面の温度を前記混合有機溶剤流体の露点よりも高くするとともに、前記基板の主面の温度を前記混合有機溶剤流体の露点以下にする工程をさらに含む、請求項５記載の基板処理方法である。

この発明によれば、基板の主面の温度を混合有機溶剤流体の露点以下にすることにより、混合有機溶剤の蒸気を前記主面上で結露させて、水分を含まない高純度の混合有機溶剤の液体を当該主面に供給することができる。これにより、洗浄処理後の基板の主面に残留している純水を、効率的に前記高純度の混合有機溶剤の液体に置換することができる。
また、前記対向面の温度を混合有機溶剤の露点よりも高くすることにより、混合有機溶剤の蒸気が前記対向面上で結露することを防止することができるので、当該混合有機溶剤の蒸気が前記対向面上で消費されることを抑制することができる。これにより、前記基板の主面に効率的に混合有機溶剤の蒸気を供給することができる。

請求項８記載の発明は、前記混合有機溶剤供給工程は、前記基板の主面に供給される前記混合有機溶剤流体を加熱する工程を含む、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。
この発明によれば、混合有機溶剤流体を加熱することにより、当該混合有機溶剤流体に含まれるフッ素系有機溶剤流体の水溶性を高めることができる。これにより、混合有機溶剤流体による純水の置換性を向上させることができる。すなわち、前記凹部にまで進入した純水であっても、前記混合有機溶剤流体を確実に溶け込ませて、当該混合有機溶剤の液体に置換することができる。

請求項９記載の発明は、前記フッ素系有機溶剤供給工程は、前記基板の主面に供給される前記フッ素系有機溶剤流体を加熱する工程を含む、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。
この発明によれば、フッ素系有機溶剤流体を加熱することにより、当該フッ素系有機溶剤流体の揮発性を向上させることができる。これにより、基板の乾燥性を向上させたり、基板の乾燥時間を短縮したりすることができる。
前記基板処理方法は、請求項１０記載の発明のように、前記洗浄処理工程の後であって前記混合有機溶剤供給工程の前に、水溶性有機溶剤流体を前記基板の主面に供給する水溶性有機溶剤供給工程をさらに含んでいてもよい。

請求項１１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持するための基板保持手段（２）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に純水を供給するための純水供給手段（１３）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に、水溶性有機溶剤流体と、純水よりも表面張力が小さく、かつ、前記水溶性有機溶剤流体よりも水溶性の低いフッ素系有機溶剤流体とを含む混合有機溶剤流体を供給するための混合有機溶剤供給手段（２１，２２，３３，３４）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に、前記フッ素系有機溶剤流体を供給するためのフッ素系有機溶剤供給手段（２２，３４）と、前記純水供給手段を制御して、前記基板の主面に純水を供給させることにより、当該主面を純水によって洗浄する洗浄処理工程と、この洗浄処理工程の後に、前記混合有機溶剤供給手段を制御して、前記基板の主面に前記混合有機溶剤流体を供給させることにより、基板に付着している液体を前記混合有機溶剤の液体に置換する混合有機溶剤供給工程と、この混合有機溶剤供給工程の後に、前記フッ素系有機溶剤供給手段を制御して、前記基板の主面に前記フッ素系有機溶剤流体を供給させることにより、基板に付着している前記混合有機溶剤の液体を前記フッ素系有機溶剤の液体に置換するフッ素系有機溶剤供給工程とを実行する制御手段（２７）とを含む、基板処理装置（１，１ａ，１ｂ）である。

この発明によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
請求項１２に記載の発明は、基板を保持するための基板保持手段（２）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に純水を供給するための純水供給手段（１３）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に水溶性有機溶剤流体を供給する水溶性有機溶剤供給手段（２１、３３）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に、前記水溶性有機溶剤流体と、純水よりも表面張力が小さく、かつ、前記水溶性有機溶剤流体よりも水溶性の低いフッ素系有機溶剤流体とを含む混合有機溶剤流体を供給するための混合有機溶剤供給手段（２１，２２，３３，３４）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に、前記フッ素系有機溶剤流体を供給するためのフッ素系有機溶剤供給手段（２２，３４）と、前記純水供給手段を制御して、前記基板の主面に純水を供給させることにより、当該主面を純水によって洗浄する洗浄処理工程と、この洗浄処理工程の後に、前記水溶性有機溶剤供給手段を制御して、前記基板の主面に前記水溶性有機溶剤流体を供給する水溶性有機溶剤供給工程と、この水溶性有機溶剤供給工程の後に、前記混合有機溶剤供給手段を制御して、前記基板の主面に前記混合有機溶剤流体を供給させることにより、基板に付着している液体を前記混合有機溶剤の液体に置換する混合有機溶剤供給工程と、この混合有機溶剤供給工程の後に、前記フッ素系有機溶剤供給手段を制御して、前記基板の主面に前記フッ素系有機溶剤流体を供給させることにより、基板に付着している前記混合有機溶剤の液体を前記フッ素系有機溶剤の液体に置換するフッ素系有機溶剤供給工程とを実行する制御手段（２７）とを含む、基板処理装置（１，１ａ，１ｂ）である。この発明によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。

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、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の構成を説明するための図解図である。この基板処理装置１は、基板としての半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）に処理液（薬液、リンス液または有機溶剤）による処理を施すための枚葉式の処理装置であり、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させるスピンチャック２（基板保持手段、基板回転手段）と、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面（上面）に薬液またはリンス液を供給する第１ノズル３と、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に有機溶剤を供給する第２ノズル４とを備えている。

スピンチャック２は、鉛直な方向に延びる回転軸５と、回転軸５の上端に水平に取り付けられた円板状のスピンベース６とを有している。スピンチャック２は、スピンベース６の上面周縁部に立設された複数本のチャックピン７によって、ウエハＷをほぼ水平に保持することができる。すなわち、複数本のチャックピン７は、スピンベース６の上面周縁部において、ウエハＷの外周形状に対応する円周上で適当な間隔をあけて配置されており、ウエハＷの裏面（下面）周縁部を支持しつつ、ウエハＷの周面の異なる位置に当接することにより、互いに協働してウエハＷを挟持し、このウエハＷをほぼ水平に保持することができる。

また、回転軸５には、モータなどの駆動源を含むチャック回転駆動機構８が結合されている。複数本のチャックピン７でウエハＷを保持した状態で、チャック回転駆動機構８から回転軸５に駆動力を入力することにより、ウエハＷの表面の中心を通る鉛直な軸線まわりにウエハＷを回転させることができる。
なお、スピンチャック２としては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏面を真空吸着することによりウエハＷをほぼ水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。

第１ノズル３は、たとえば、連続流の状態で薬液またはリンス液を吐出するストレートノズルであり、その吐出口をウエハＷ側（下方）に向けた状態で、ほぼ水平に延びるアーム９の先端に取り付けられている。アーム９は、ほぼ鉛直に延びる支持軸１０に支持されており、この支持軸１０の上端部からほぼ水平に延びている。
支持軸１０は、その中心軸線まわりに回転可能にされており、支持軸１０を回転させて第１ノズル３をほぼ水平に移動させるための第１ノズル移動機構１１が結合されている。第１ノズル移動機構１１によって、第１ノズル３をほぼ水平に移動させることにより、第１ノズル３をスピンチャック２に保持されたウエハＷの上方に配置したり、ウエハＷの上方から退避させたりすることができる。

第１ノズル３には、フッ酸供給管１２および第１ＤＩＷ供給管１３が接続されている。このフッ酸供給管１２から薬液としてのフッ酸が第１ノズル３に供給され、この第１ＤＩＷ供給管１３からリンス液としてのＤＩＷ（脱イオン水）が第１ノズル３に供給されるようになっている。フッ酸供給管１２には、フッ酸バルブ１４が介装されており、このフッ酸バルブ１４を開閉することにより、第１ノズル３へのフッ酸の供給を制御することができる。また、第１ＤＩＷ供給管１３には、第１ＤＩＷバルブ１５が介装されており、この第１ＤＩＷバルブ１５を開閉することにより、第１ノズル３へのＤＩＷの供給を制御することができる。これらフッ酸バルブ１４および第１ＤＩＷバルブ１５のいずれか一方を開くことにより、フッ酸またはＤＩＷを第１ノズル３へ選択的に供給することができる。

第２ノズル４は、たとえば、連続流の状態で有機溶剤（液体）を吐出するストレートノズルであり、その吐出口をウエハＷ側（下方）に向けた状態で、ほぼ水平に延びるアーム１６の先端に取り付けられている。アーム１６は、ほぼ鉛直に延びる支持軸１７に支持されており、この支持軸１７の上端部からほぼ水平に延びている。
支持軸１７は、その中心軸線まわりに回転可能に設けられており、支持軸１７を回転させて第２ノズル４をほぼ水平に移動させるための第２ノズル移動機構１８が結合されている。第２ノズル移動機構１８によって、第２ノズル４をほぼ水平に移動させることにより、第２ノズル４をスピンチャック２に保持されたウエハＷの上方に配置したり、ウエハＷの上方から退避させたりすることができる。

第２ノズル４には、マニホールド１９を介して処理液供給管２０から有機溶剤が供給されるようになっている。マニホールド１９には、ＩＰＡ供給管２１およびＨＦＥ供給管２２が接続されている。このＩＰＡ供給管２１から水溶性有機溶剤流体としてのＩＰＡ（液体）がマニホールド１９に供給され、このＨＦＥ供給管２２からフッ素系有機溶剤流体としてのＨＦＥ（液体）が供給されるようになっている。

ＩＰＡは、ＤＩＷよりも揮発性が高く、表面張力の小さい水溶性有機溶剤の液体であり、ＤＩＷと任意の割合で混和することができる。ＨＦＥは、ＩＰＡおよびＤＩＷよりも揮発性が高く、表面張力の小さいフッ素系有機溶剤の液体であり、ＤＩＷと任意の割合では混和することができない。ＨＦＥとしては、たとえば、住友スリーエム株式会社製の商品名ノベック（登録商標）シリーズのＨＦＥを用いることができる。具体的には、ＨＦＥとして、たとえば、ノベック７１００／７１００ＤＬ（化学式：Ｃ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃）、ノベック７２００（化学式：Ｃ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅）、ノベック７３００（化学式：Ｃ₆Ｆ₁₃ＯＣＨ₃）などを用いることができる。各有機溶剤の表面張力は、ノベック７１００／７１００ＤＬ：１３．６ｍＮ／ｍ、ノベック７２００：１３．６ｍＮ／ｍ、ノベック７３００：１５ｍＮ／ｍである。すなわち、これらすべての有機溶剤の表面張力は、純水の表面張力（７６ｍＮ／ｍ）よりも低いことがわかる。

ＩＰＡ供給管２１には、開度調節可能なＩＰＡバルブ２３が介装されており、このＩＰＡバルブ２３を開閉することにより、マニホールド１９へのＩＰＡの供給を制御することができる。また、ＨＦＥ供給管２２には、同じく開度調節可能なＨＦＥバルブ２４が介装されており、このＨＦＥバルブ２４を開閉することにより、マニホールド１９へのＨＦＥの供給を制御することができる。これらＩＰＡバルブ２３およびＨＦＥバルブ２４のいずれか一方または両方を開くことにより、ＩＰＡおよびＨＦＥのいずれか一方または両方をマニホールド１９へ選択的に供給することができる。

また、ＩＰＡバルブ２３の開度を調節することにより、マニホールド１９に供給されるＩＰＡの供給量を制御することができ、ＨＦＥバルブ２４の開度を調節することにより、マニホールド１９に供給されるＨＦＥの供給量を制御することができる。ＩＰＡおよびＨＦＥの両方がマニホールド１９に供給される場合、マニホールド１９に同時に供給されるＩＰＡおよびＨＦＥの総体積に対するＩＰＡおよびＨＦＥの割合は、たとえば、ＩＰＡ５％、ＨＦＥ９５％となるように、ＩＰＡバルブ２３およびＨＦＥバルブ２４の各開度が調節される。

ＨＦＥ供給管２２には、ヒータ２５が介装されており、このヒータ２５によってＨＦＥ供給管２２を流通するＨＦＥが所定の温度（ＨＦＥの沸点よりも低い温度）に加熱されるようになっている。したがって、マニホールド１９には、加熱されたＨＦＥが供給されるようになっている。
マニホールド１９にＩＰＡおよびＨＦＥが供給されると、供給されたＩＰＡおよびＨＦＥは、マニホールド１９内で混合されて混合有機溶剤（液体）となり、混合有機溶剤として処理液供給管２０に供給される。ここで、マニホールド１９に供給されたＨＦＥは、ヒータ２５によって加熱されているので、処理液供給管２０には、加熱された混合有機溶剤が供給されるようになっている。また、処理液供給管２０に供給された混合有機溶剤は、処理液供給管２０の途中部に介装された攪拌フィン付流通管２６によって攪拌されるようになっている。このようにして、ＩＰＡおよびＨＦＥが十分に混合された混合有機溶剤が第２ノズル４に供給されるようになっている。

攪拌フィン付流通管２６は、管部材内に、それぞれ液体流通方向を軸にほぼ１８０度のねじれを加えた長方形板状体からなる複数の撹拌フィンを、液体流通方向に沿う管中心軸まわりの回転角度を９０度ずつ交互に異ならせた姿勢で管軸に沿って配列した構成のものであり、たとえば、株式会社ノリタケカンパニーリミテド・アドバンス電気工業株式会社製の商品名「ＭＸシリーズ：インラインミキサー」を用いることができる。

図２は、前記基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。この基板処理装置１は、制御装置２７を備えている。制御装置２７は、チャック回転駆動機構８、第１ノズル移動機構１１および第２ノズル移動機構１８の動作を制御する。また、制御装置２７は、フッ酸バルブ１４、第１ＤＩＷバルブ１５、ＩＰＡバルブ２３およびＨＦＥバルブ２４の開閉を制御する。また、制御装置２７は、ヒータ２５のオン／オフおよびヒータ２５による加熱温度を制御する。

図３は、前記第１実施形態に係る基板処理装置１によるウエハＷの処理の一例を示すフローチャートである。以下では、図１〜図３を参照する。
処理対象のウエハＷは、図示しない搬送ロボットによって搬送されてきて、搬送ロボットからスピンチャック２へと受け渡される。そして、ウエハＷがスピンチャック２に受け渡されると、制御装置２７は、チャック回転駆動機構８を制御して、スピンチャック２に保持されたウエハＷを所定の液処理回転速度で回転させる。また、制御装置２７は、第１ノズル移動機構１１を制御して第１ノズル３をスピンチャック２に保持されたウエハＷの上方に配置させる。

その後、制御装置２７は、フッ酸バルブ１４を開いて第１ノズル３からウエハＷの表面の回転中心付近に向けてフッ酸を供給させる（ステップＳ１）。ウエハＷの表面に供給されたフッ酸は、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの表面全域に瞬時に行き渡る。これにより、ウエハＷの表面全域にフッ酸による薬液処理が行われる。
フッ酸の供給が所定の薬液処理時間に亘って行われると、制御装置２７は、フッ酸バルブ１４を閉じて第１ノズル３からのフッ酸の供給を停止させるとともに、第１ＤＩＷバルブ１５を開いて第１ノズル３からウエハＷの表面の回転中心付近に向けてＤＩＷを供給させる（ステップＳ２）。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの表面全域に瞬時に行き渡る。これにより、ウエハＷの表面に残留していたフッ酸が洗い流される。すなわち、ウエハＷの表面全域にＤＩＷによるリンス処理が行われる。

ＤＩＷの供給が所定のリンス処理時間に亘って行われると、制御装置２７は、第１ＤＩＷバルブ１５を閉じて第１ノズル３からのＤＩＷの供給を停止させ、第１ノズル移動機構１１を制御して第１ノズル３をウエハＷの上方から退避させる。その後、制御装置２７は、第２ノズル移動機構１８を制御して、第２ノズル４をスピンチャック２に保持されたウエハＷの上方に配置させる。そして、制御装置２７は、ＩＰＡバルブ２３およびＨＦＥバルブ２４を開いてマニホールド１９にＩＰＡおよびＨＦＥを供給させる。

マニホールド１９に供給されたＩＰＡおよびＨＦＥは、マニホールド１９内で混合されて混合有機溶剤となり、混合有機溶剤として処理液供給管２０に供給される。そして、処理液供給管２０に供給された混合有機溶剤は、攪拌フィン付流通管２６によって攪拌された後、第２ノズル４からウエハＷの表面の回転中心付近に向けて供給される（ステップＳ３）。ウエハＷの表面に供給された混合有機溶剤は、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの表面全域に瞬時に行き渡る。これにより、リンス処理後のウエハＷの表面に残留しているＤＩＷが、混合有機溶剤に置換される。

具体的には、リンス処理後のウエハＷの表面に残留しているＤＩＷが、ウエハＷの表面に供給された混合有機溶剤によって押し流されるとともに、混合有機溶剤に溶け込んでいき、最終的に、混合有機溶剤に置換される。
ここで、混合有機溶剤には、水溶性有機溶剤であるＩＰＡが含まれているので、リンス処理後のウエハＷの表面に残留しているＤＩＷは、混合有機溶剤に含まれるＩＰＡに良好に溶け込んでいく。すなわち、ウエハＷの表面上のＤＩＷだけでなく、当該表面に形成されたパターン等の凹部にまで進入したＤＩＷもＩＰＡに溶け込んでいく。また、混合有機溶剤に含まれるＨＦＥは、このＤＩＷが溶け込んだＩＰＡと混和する。つまり、リンス処理後のウエハＷの表面に残留しているＤＩＷは、混合有機溶剤に均一に溶け込んでいく。さらに、ウエハＷの表面に供給された混合有機溶剤は加熱されているので、混合有機溶剤に含まれるＩＰＡおよびＨＦＥの水溶性が高められている。したがって、ＩＰＡだけでなく、ＨＦＥにもＤＩＷを直接溶け込ませるができる。これにより、ＤＩＷから混合有機溶剤への置換性が向上されている。

混合有機溶剤の供給が所定の処理時間に亘って行われると、制御装置２７は、ＩＰＡバルブ２３を閉じてマニホールド１９へのＩＰＡの供給を停止させる。これにより、マニホールド１９には、ＨＦＥのみが供給され、第２ノズル４からは、ＨＦＥのみが吐出される。そして、第２ノズル４から吐出されたＨＦＥは、ウエハＷの表面の回転中心付近に供給され、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの表面全域に瞬時に行き渡る（ステップＳ４）。これにより、ウエハＷの表面上の混合有機溶剤が、ＨＦＥに置換される。すなわち、ウエハＷの表面上の混合有機溶剤が、ウエハＷの表面に供給されたＨＦＥによって押し流されるとともに、ＨＦＥに溶け込んでいき、最終的に、ＨＦＥに置換される
ＨＦＥの供給が所定の処理時間に亘って行われると、制御装置２７は、ＨＦＥバルブ２４を閉じて第２ノズル４からのＨＦＥの供給を停止させ、第２ノズル移動機構１８を制御して第２ノズル４をウエハＷの上方から退避させる。その後、制御装置２７は、チャック回転駆動機構８を制御して、スピンチャック２に保持されたウエハＷの回転速度を前記液処理回転速度よりも速い所定の低回転速度（たとえば、３００〜１５００ｒｐｍ）に変更させる。これにより、ウエハＷの表面上のＨＦＥが、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周囲に振り切られる。また、振り切られずに残ったＨＦＥは、その揮発力によって蒸発していく。これにより、ウエハＷの表面が乾燥する（ステップＳ５、スピンドライ処理）。

このとき、ウエハＷの回転速度は、前記低回転速度にされているので、ウエハＷの表面のＨＦＥが勢いよくウエハＷの周囲に振り切られることを抑制することができる。これにより、振り切られたＨＦＥがウエハＷの周囲の部材に当たって跳ね返り、ウエハＷの表面に再付着することを抑制することができる。これにより、再付着による乾燥不良やウエハＷの汚染を抑制することができる。また、ウエハＷの表面には、十分な揮発性を有するＨＦＥのみが存在しているので、短時間で、かつ、良好にウエハＷを乾燥させることができる。

スピンドライ処理が所定のスピンドライ処理時間に亘って行われると、制御装置２７は、チャック回転駆動機構８を制御して、ウエハＷの回転を停止させる。そして、図示しない搬送ロボットによって、スピンチャック２から処理後のウエハＷが搬送されていく。
以上にようにこの第１実施形態では、水溶性有機溶剤流体としてのＩＰＡ（液体）と、フッ素系有機溶剤流体としてのＨＦＥ（液体）とを含む混合有機溶剤（液体）をリンス処理後のウエハＷの表面に供給することにより、混合有機溶剤に含まれるＩＰＡを介して、リンス処理後のウエハＷの表面に残留しているＤＩＷを混合有機溶剤に含まれるＨＦＥに溶け込ませることができる。これにより、リンス処理後のウエハＷの表面に残留しているＤＩＷを、混合有機溶剤に置換することができる。そして、混合有機溶剤が供給された後に、ＨＦＥのみをウエハＷの表面に供給することにより、この混合有機溶剤をＨＦＥに置換して、ウエハＷの表面からＤＩＷを完全に排除することができる。これにより、ＤＩＷがウエハＷの表面に取り残されることを抑制することができるので、パターン倒れなどのダメージや、ウォーターマークなどの乾燥不良がウエハＷの表面に生じることを抑制することができる。

図４は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置１ａの構成を説明するための図解図である。この図４において、図１に示す各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されている。以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
この図４における基板処理装置１ａの構成と、図１における基板処理装置１の構成との主要な相違点は、スピンチャック２の上方に遮断板２８が設けられていることにある。具体的には、遮断板２８は、ウエハＷとほぼ同じ直径（あるいはウエハＷよりも少し大きい直径）を有する円板状の部材であり、スピンチャック２の上方でほぼ水平に配置されている。遮断板２８の下面は、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に対向する対向面２９となっており、その中心部には開口が形成されている。開口は、遮断板２８を貫通する貫通孔に連通している。また、遮断板２８にはヒータ３０が内蔵されており、このヒータ３０によって、遮断板２８全体を所定の温度に加熱することができる。これにより、前記対向面２９全体を所定の温度に加熱することができる。

また、遮断板２８の上面には、回転軸５と共通の軸線上に配置された筒状の支軸３１が連結されている。この支軸３１は中空軸であり、その内部空間は前記貫通孔と連通している。支軸３１の内部空間には、ウエハＷの表面に有機溶剤の蒸気を供給するための蒸気供給管３２が接続されている。また、この蒸気供給管３２には、ＩＰＡ蒸気供給管３３およびＨＦＥ蒸気供給管３４が接続されている。このＩＰＡ蒸気供給管３３から水溶性有機溶剤流体としてのＩＰＡベーパが蒸気供給管３２に供給され、このＨＦＥ蒸気供給管３４からフッ素系有機溶剤流体としてのＨＦＥベーパが蒸気供給管３２に供給されるようになっている。

蒸気供給管３２に供給されたＩＰＡベーパまたはＨＦＥベーパは、支軸３１の内部空間および前記貫通孔を通って対向面２９に形成された開口からウエハＷの表面に向けて吐出されるようになっている。また、蒸気供給管３２に、ＩＰＡベーパおよびＨＦＥベーパの両方が供給された場合には、これらＩＰＡベーパおよびＨＦＥベーパが蒸気供給管３２内で混ざり合って混合有機溶剤の蒸気となり、混合有機溶剤の蒸気として対向面２９の開口からウエハＷの表面に向けて吐出されるようになっている。

ＩＰＡ蒸気供給管３３には、開度調節可能な第１蒸気バルブ３５が介装されており、この第１蒸気バルブ３５を開閉することにより、蒸気供給管３２へのＩＰＡベーパの供給を制御することができる。また、ＨＦＥ蒸気供給管３４には、開度調節可能な第２蒸気バルブ３６が介装されており、この第２蒸気バルブ３６を開閉することにより、蒸気供給管３２へのＨＦＥベーパの供給を制御することができる。これら第１および第２蒸気バルブ３５，３６のいずれか一方または両方を開くことにより、ＩＰＡベーパおよびＨＦＥベーパのいずれか一方または両方を蒸気供給管３２へ選択的に供給することができる。

また、第１蒸気バルブ３５の開度を調節することにより、蒸気供給管３２に供給されるＩＰＡベーパの供給量を制御することができ、第２蒸気バルブ３６の開度を調節することにより、蒸気供給管３２に供給されるＨＦＥベーパの供給量を制御することができる。ＩＰＡベーパおよびＨＦＥベーパの両方が蒸気供給管３２に供給される場合、蒸気供給管３２に同時に供給されるＩＰＡベーパおよびＨＦＥベーパの総体積に対するＩＰＡベーパの割合は、たとえば、５〜５０％となるように、第１蒸気バルブ３５および第２蒸気バルブ３６の各開度が調節される。

また、ＨＦＥ蒸気供給管３４には、ヒータ３７が介装されており、このヒータ３７によってＨＦＥ蒸気供給管３４を流通するＨＦＥベーパが所定の温度に加熱されるようになっている。したがって、蒸気供給管３２には、加熱されたＨＦＥベーパが供給され、この加熱されたＨＦＥベーパが対向面２９の開口から吐出されるようになっている。また、ＩＰＡベーパおよびＨＦＥベーパの両方が蒸気供給管３２に供給された場合、加熱された混合有機溶剤の蒸気が対向面２９の開口から吐出されるようになっている。

また、支軸３１には、遮断板昇降駆動機構３８と、遮断板回転駆動機構３９とが結合されている。遮断板昇降駆動機構３８によって、支軸３１および遮断板２８を昇降させることにより、遮断板２８をスピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に近接した近接位置（図４に示す位置）と、スピンチャック２の上方に大きく退避した退避位置との間で昇降させることができる。また、遮断板回転駆動機構３９は、主に遮断板２８の上面または下面に純水等の遮断板洗浄液が供給されて洗浄される際に遮断板２８を回転させるのに用いられ、ウエハＷの洗浄処理や乾燥処理などの処理中には、遮断板２８を非回転の状態とするようになっている。ただし、必要に応じて、ウエハＷの処理中、たとえばウエハＷの洗浄処理中や乾燥処理中に遮断板２８をスピンチャック２によるウエハＷの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）回転させるようにしてもよい。

また、スピンベース６ａの上面の中央部には開口が形成されており、回転軸５ａは中空軸にされている。回転軸５ａの内部空間とスピンベース６ａの上面に形成された開口とは、スピンベース６ａを貫通する貫通孔を介して連通している。また、回転軸５ａの内部空間には、管部材４０が回転軸５ａと非接触状態で挿通しており、管部材４０の内部空間は、ＤＩＷが流通するＤＩＷ流通路となっている。管部材４０の先端部は、スピンチャック２に保持されたウエハＷの裏面中央に近接する位置まで延びる下側ノズル４１を形成していて、その先端には、ウエハＷの裏面中央に向けてＤＩＷを吐出するＤＩＷ吐出口が形成されている。

また、管部材４０と回転軸５ａの内周面との間の筒状の空間は、窒素ガスが流通する窒素ガス流通路４２となっている。窒素ガス流通路４２はスピンベース６ａに形成された貫通孔と連通しており、下側ノズル４１と前記上面に形成された開口との間が、窒素ガスを吐出するための窒素ガス吐出口となっている。
ＤＩＷ流通路には、第２ＤＩＷ供給管４３が接続されており、この第２ＤＩＷ供給管４３からＤＩＷが供給されるようになっている。第２ＤＩＷ供給管４３には第２ＤＩＷバルブ４４が介装されており、この第２ＤＩＷバルブ４４を開閉することにより、ＤＩＷ流通路へのＤＩＷの供給を制御することができる。ＤＩＷ流通路に供給されたＤＩＷは、下側ノズル４１からスピンチャック２に保持されたウエハＷの裏面に向けて吐出される。

また、窒素ガス流通路４２には、窒素ガス供給管４５が接続されており、この窒素ガス供給管４５から窒素ガスが供給されるようになっている。窒素ガス供給管４５には窒素ガスバルブ４６が介装されており、この窒素ガスバルブ４６を開閉することにより、窒素ガス流通路４２への窒素ガスの供給を制御することができる。窒素ガス流通路４２に供給された窒素ガスは、窒素ガス吐出口からスピンチャック２に保持されたウエハＷの裏面に向けて吐出される。

図２に二点鎖線で示すように、遮断板昇降駆動機構３８および遮断板回転駆動機構３９の動作は、制御装置２７によって制御されるようになっている。また、第１蒸気バルブ３５、第２蒸気バルブ３６、第２ＤＩＷバルブ４４および窒素ガスバルブ４６の開閉は、制御装置２７によって制御されるようになっている。また、ヒータ３０，３７のオン／オフおよびヒータ３０，３７による加熱温度は、制御装置２７によって制御されるようになっている。

図５は、前記第２実施形態に係る基板処理装置１ａによるウエハＷの処理の一例を示すフローチャートであり、図６は、ウエハＷの処理状態を説明するための図である。この図５および図６において、図１および図３に示す各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されている。以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。

処理対象のウエハＷは、図示しない搬送ロボットによって搬送されてきて、搬送ロボットからスピンチャック２へと受け渡される。このとき、遮断板２８は、遮断板昇降駆動機構３８によって、スピンチャック２の上方に大きく退避した退避位置に配置されている。
そして、ウエハＷがスピンチャック２に受け渡されると、制御装置２７は、チャック回転駆動機構８を制御して、スピンチャック２に保持されたウエハＷを所定の回転速度で回転させる。また、制御装置２７は、第１ノズル移動機構１１を制御して第１ノズル３をスピンチャック２に保持されたウエハＷの上方に配置させる。

その後、制御装置２７は、フッ酸バルブ１４を開いて第１ノズル３からウエハＷの表面の回転中心付近に向けてフッ酸を供給させる（ステップＳ１）。ウエハＷの表面に供給されたフッ酸は、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの表面全域に瞬時に行き渡る。これにより、ウエハＷの表面全域にフッ酸による薬液処理が行われる。
フッ酸の供給が所定の薬液処理時間に亘って行われると、制御装置２７は、フッ酸バルブ１４を閉じて第１ノズル３からのフッ酸の供給を停止させるとともに、第１ＤＩＷバルブ１５を開いて第１ノズル３からウエハＷの表面の回転中心付近に向けてＤＩＷを供給させる。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの表面全域に瞬時に行き渡る。

一方、制御装置２７は、第１ノズル３からウエハＷの表面にＤＩＷを供給させつつ、第２ＤＩＷバルブ４４を開いて、下側ノズル４１からウエハＷの裏面の回転中心付近に向けてＤＩＷを供給させる（ステップＳ１２）。ウエハＷの裏面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの裏面全域に瞬時に行き渡る。これにより、ウエハＷの表面だけでなく、ウエハＷの裏面に残留しているフッ酸も洗い流される。すなわち、ウエハＷの表面および裏面全域にＤＩＷによるリンス処理が行われる。

ＤＩＷの供給が所定のリンス処理時間に亘って行われると、制御装置２７は、第１ＤＩＷバルブ１５を閉じて第１ノズル３からのＤＩＷの供給を停止させ、第２ＤＩＷバルブ４４を閉じて下側ノズル４１からのＤＩＷの供給を停止させる。その後、制御装置２７は、第１ノズル移動機構１１を制御して、第１ノズル３をウエハＷの上方から退避させ、第２ノズル移動機構１８を制御して、第２ノズル４をスピンチャック２に保持されたウエハＷの上方に配置させる。

次に、制御装置２７は、ＩＰＡバルブ２３およびＨＦＥバルブ２４を開いてマニホールド１９にＩＰＡ（液体）およびＨＦＥ（液体）を供給させる。マニホールド１９に供給されたＩＰＡおよびＨＦＥは、マニホールド１９内で混合されて混合有機溶剤（液体）となり、混合有機溶剤として処理液供給管２０に供給される。そして、処理液供給管２０に供給された混合有機溶剤は、攪拌フィン付流通管２６によって攪拌された後、第２ノズル４からウエハＷの表面の回転中心付近に向けて供給される（ステップＳ１３）。ウエハＷの表面に供給された混合有機溶剤は、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの表面全域に瞬時に行き渡る。これにより、リンス処理後のウエハＷの表面に残留しているＤＩＷが、混合有機溶剤に置換される。

混合有機溶剤の供給が所定の処理時間に亘って行われると、制御装置２７は、ＩＰＡバルブ２３およびＨＦＥバルブ２４を閉じて、マニホールド１９へのＩＰＡおよびＨＦＥの供給を停止させる。その後、制御装置２７は、第２ノズル移動機構１８を制御して、第２ノズル４をウエハＷの上方から退避させる。
次に、制御装置２７は、遮断板昇降駆動機構３８を制御して、遮断板２８を下降させる。これにより、遮断板２８の対向面２９がスピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に近接した位置に配置される。

その後、制御装置２７は、第２蒸気バルブ３６を開いて、ＨＦＥ蒸気供給管３４から蒸気供給管３２にＨＦＥベーパを供給させる。蒸気供給管３２に供給されたＨＦＥベーパは、支軸３１の内部空間を通って対向面２９の開口からウエハＷの表面の回転中心付近に向けて吐出される。吐出されたＨＦＥベーパは、ウエハＷの表面と対向面２９との間でウエハＷの周縁に向かって広がっていく。これにより、ウエハＷの表面と対向面２９との間の空間にＨＦＥベーパが充満し、ウエハＷの表面全域にＨＦＥベーパが供給される（ステップＳ１４）。

このとき、制御装置２７は、ヒータ３０を制御して遮断板２８を所定の温度に加熱させている。具体的には、遮断板２８を加熱させることにより、対向面２９の温度をＨＦＥの露点よりも高い温度にさせている。また、制御装置２７は、窒素ガスバルブ４６を開いて、窒素ガス吐出口からウエハＷの裏面の回転中心付近に向けて窒素ガスを吐出させている。吐出された窒素ガスは、ウエハＷの裏面とスピンベース６ａの上面との間でウエハＷの周縁に向かって広がっていく。これにより、ウエハＷの裏面とスピンベース６ａの上面との間の空間に窒素ガスが充満し、ウエハＷの裏面全域に窒素ガスが供給される。そして、窒素ガスが供給されたウエハＷは、この窒素ガスの供給と、スピンチャック２によるウエハＷの回転とによって冷却される。制御装置２７は、ウエハＷの表面の温度がＨＦＥの露点以下になるように、窒素ガスの供給量およびウエハＷの回転速度を制御している。

ウエハＷの表面に供給されたＨＦＥベーパは、ウエハＷの表面の温度がＨＦＥの露点以下にされているので、図６（ａ）に示すように、ウエハＷの表面で結露して、水分を含まない高純度のＨＦＥの液体としてウエハＷの表面に供給される。すなわち、ＨＦＥなどのように水溶性の低い有機溶剤であっても、ＨＦＥの液体には極微量の水分が含まれている。したがって、ＨＦＥの液体をウエハＷの表面に供給すると、このＨＦＥに含まれる極微量の水分もウエハＷの表面に供給されてしまう。一方、ＨＦＥベーパは、ＨＦＥの液体からＨＦＥのみを蒸発させて得られたものであり、その中には、水分が含まれていない。したがって、このＨＦＥベーパを結露させて得られたＨＦＥの液体は、水分を含まず高純度となっている。

ウエハＷの表面に、ＨＦＥベーパおよびＨＦＥの液体を供給させ続けると、ウエハＷの表面上の混合有機溶剤（液体）中におけるＨＦＥの濃度が高まっていくとともに、図６（ｂ）に示すように、混合有機溶剤に含まれるＩＰＡや混合有機溶剤に溶け込んだＤＩＷが蒸発していく。そして、ウエハＷの表面上の混合有機溶剤は、最終的に、ＨＦＥの液体に置換される。これにより、リンス処理後のウエハＷの表面に残留しているＤＩＷが、ウエハＷの表面から完全に除去される。

このとき、対向面２９の温度は、ＨＦＥの露点よりも高い温度にされているので、ウエハＷの表面と対向面２９との間に介在するＨＦＥベーパが対向面２９で結露して消費されることが抑制されている。したがって、ウエハＷの表面にＨＦＥベーパを効率的に供給することができる。また、ウエハＷの表面には、遮断板２８の対向面２９が近接されているので、ＨＦＥベーパがウエハＷの上方に拡散することが抑制されている。したがって、ウエハＷの表面と対向面２９との間の空間におけるＨＦＥベーパの濃度が高濃度に維持されている。これにより、ウエハＷの表面にＨＦＥベーパを効率的に供給することができる。

ウエハＷの表面にＨＦＥベーパを供給させ続けると、前述のように、ウエハＷの表面上の混合有機溶剤がＨＦＥの液体に置換される。そして、混合有機溶剤がＨＦＥの液体に置換された後は、引き続き供給されるＨＦＥベーパの熱エネルギーやＨＦＥの揮発力などによって、ウエハＷの表面上のＨＦＥの液体が蒸発していき、ウエハＷが乾燥する。このとき、ＨＦＥベーパは、ヒータ３７によって加熱されており、その揮発力が高められている。したがって、より短時間で良好にウエハＷを乾燥させることができる。

ＨＦＥベーパの供給が所定の処理時間に亘って行われ、ウエハＷが乾燥すると、制御装置２７は、第２蒸気バルブ３６を閉じて、ウエハＷの表面へのＨＦＥベーパの供給を停止させる。その後、制御装置２７は、遮断板昇降駆動機構３８を制御して遮断板２８をスピンチャック２の上方に大きく退避させる。さらに、制御装置２７は、窒素ガスバルブ４６を閉じてウエハＷの裏面への窒素ガスの供給を停止させるとともに、チャック回転駆動機構８を制御して、ウエハＷの回転を停止させる。そして、図示しない搬送ロボットによって、スピンチャック２から処理後のウエハＷが搬送されていく。

なお、上述のウエハＷの乾燥処理の際に、遮断板２８をウエハＷ上面に近接させた状態で、ウエハＷを回転させながら乾燥することによって、ウエハＷ下面の乾燥を行うこともできる。この場合、ウエハＷ上面に近接する遮断板２８によって、ウエハＷの回転による遠心力で吹き飛んだウエハＷ下面側の水滴が、ウエハＷ上面側に付着してしまうことを防止することができる。

図７は、前記第２実施形態に係る基板処理装置１ａによるウエハＷの処理の他の例を示すフローチャートである。この図７において、図３および図５に示す各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されている。以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
この図７に示すウエハＷの処理例では、リンス処理まで（ステップＳ１２まで）、図５に示すウエハＷの処理例と同じ処理が行われる。

そして、ＤＩＷの供給が所定のリンス処理時間に亘って行われると、制御装置２７は、第１ＤＩＷバルブ１５を閉じて第１ノズル３からのＤＩＷの供給を停止させ、第２ＤＩＷバルブ４４を閉じて下側ノズル４１からのＤＩＷの供給を停止させる。その後、制御装置２７は、第１ノズル移動機構１１を制御して、第１ノズル３をウエハＷの上方から退避させる。

次に、制御装置２７は、遮断板昇降駆動機構３８を制御して遮断板２８を下降させて、遮断板２８の対向面２９をスピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に近接した位置に配置させる。
そして、制御装置２７は、第１蒸気バルブ３５および第２蒸気バルブ３６を開いて、蒸気供給管３２にＩＰＡベーパおよびＨＦＥベーパを供給させる。蒸気供給管３２に供給されたＩＰＡベーパおよびＨＦＥベーパは、蒸気供給管３２内で混ざり合って混合有機溶剤の蒸気となり、支軸３１の内部空間を通って対向面２９の開口から混合有機溶剤の蒸気としてウエハＷの表面に向けて吐出される。そして、吐出された混合有機溶剤の蒸気は、ウエハＷの表面と対向面２９との間でウエハＷの周縁に向かって広がっていく。これにより、ウエハＷの表面と対向面２９との間の空間に混合有機溶剤の蒸気が充満し、ウエハＷの表面全域に混合有機溶剤の蒸気が供給される（ステップＳ２３）。

このとき、制御装置２７は、ヒータ３０を制御して遮断板２８を所定の温度に加熱させている。具体的には、遮断板２８を加熱させることにより、対向面２９の温度を混合有機溶剤の露点よりも高い温度にさせている。また、制御装置２７は、窒素ガスバルブ４６を開いて、窒素ガス吐出口からウエハＷの裏面の回転中心付近に向けて窒素ガスを吐出させている。吐出された窒素ガスは、ウエハＷの裏面とスピンベース６ａの上面との間でウエハＷの周縁に向かって広がっていく。これにより、ウエハＷの裏面とスピンベース６ａの上面との間の空間に窒素ガスが充満し、ウエハＷの裏面全域に窒素ガスが供給される。そして、窒素ガスが供給されたウエハＷは、この窒素ガスの供給と、スピンチャック２によるウエハＷの回転とによって冷却される。制御装置２７は、ウエハＷの表面の温度が混合有機溶剤の露点以下になるように、窒素ガスの供給量およびウエハＷの回転速度を制御している。

ウエハＷの表面に供給された混合有機溶剤の蒸気は、ウエハＷの表面で結露して、水分を含まない高純度の混合有機溶剤の液体としてウエハＷの表面に供給される。そして、ウエハＷの表面に、混合有機溶剤の蒸気および混合有機溶剤の液体を供給させ続けると、リンス処理後のウエハＷの表面に残留していたＤＩＷ中における混合有機溶剤の濃度が高まっていき、最終的に、混合有機溶剤の液体に置換される。

このとき、対向面２９の温度は、混合有機溶剤の露点よりも高い温度にされているので、ウエハＷの表面と対向面２９との間に介在する混合有機溶剤の蒸気が対向面２９で結露して消費されることが抑制されている。したがって、ウエハＷの表面に混合有機溶剤の蒸気を効率的に供給することができる。また、ウエハＷの表面には、遮断板２８の対向面２９が近接されているので、混合有機溶剤の蒸気がウエハＷの上方に拡散することが抑制されている。したがって、ウエハＷの表面と対向面２９との間の空間における混合有機溶剤の蒸気の濃度が高濃度に維持されている。これにより、ウエハＷの表面に混合有機溶剤の蒸気を効率的に供給することができる。

混合有機溶剤の蒸気の供給が所定の処理時間に亘って行われると、制御装置２７は、第１蒸気バルブ３５を閉じて蒸気供給管３２へのＩＰＡベーパの供給を停止させる。これにより、蒸気供給管３２には、ＨＦＥベーパのみが供給され、ウエハＷの表面には、ＨＦＥベーパのみが供給される(スッテプＳ２４)。
またこのとき、制御装置２７は、ヒータ３０を制御して、対向面２９の温度をＨＦＥの露点よりも高い温度にさせている。また、制御装置２７は、スピンチャック２によるウエハＷの回転速度およびウエハＷの裏面への窒素ガスの供給量を制御して、ウエハＷの表面の温度がＨＦＥの露点以下になるようにウエハＷを冷却させている。

ウエハＷの表面に供給されたＨＦＥベーパは、ウエハＷの表面の温度がＨＦＥの露点以下にされているので、ウエハＷの表面で結露して、水分を含まない高純度のＨＦＥの液体としてウエハＷの表面に供給される。そして、ウエハＷの表面に、ＨＦＥベーパおよびＨＦＥの液体を供給させ続けると、ウエハＷの表面上の混合有機溶剤（液体）中におけるＨＦＥの濃度が高まっていくとともに、混合有機溶剤に含まれるＩＰＡや混合有機溶剤に溶け込んだＤＩＷが蒸発していく。そして、ウエハＷの表面上の混合有機溶剤は、最終的に、ＨＦＥの液体に置換される。これにより、リンス処理後のウエハＷの表面に残留していたＤＩＷが、ウエハＷの表面から完全に除去される。

ＨＦＥベーパの供給が所定の処理時間に亘って行われ、ウエハＷが乾燥すると、制御装置２７は、第２蒸気バルブ３６を閉じて、ウエハＷの表面へのＨＦＥベーパの供給を停止させる。その後、制御装置２７は、遮断板回転駆動機構３９を制御して遮断板２８の回転を停止させ、遮断板昇降駆動機構３８を制御して遮断板２８をスピンチャック２の上方に大きく退避させる。さらに、制御装置２７は、窒素ガスバルブ４６を閉じてウエハＷの裏面への窒素ガスの供給を停止させるとともに、チャック回転駆動機構８を制御して、ウエハＷの回転を停止させる。そして、図示しない搬送ロボットによって、スピンチャック２から処理後のウエハＷが搬送されていく。

図８は、本発明の第３実施形態に係る基板処理装置１ｂの構成を説明するための図解図である。この図８において、図４に示す各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されている。以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
この図８における基板処理装置１ｂの構成と、図４における基板処理装置１ａの構成との主要な相違点は、有機溶剤の蒸気を吐出するための複数の蒸気吐出口４７が対向面２９の全域に亘って均一に形成されていることにある。また、遮断板２８ａには、支軸３１の内部空間に連通する蒸気流路４８と、この蒸気流路４８から分岐され、各蒸気吐出口４７に連通する複数の分岐蒸気流路４９が形成されている。

この第３実施形態では、複数の蒸気吐出口４７から有機溶剤の蒸気（ＩＰＡベーパ、ＨＦＥベーパまたは混合有機溶剤の蒸気）をウエハＷの表面に向けて吐出させることにより、ウエハＷの表面に有機溶剤の蒸気を均一に供給することができる。したがって、複数の蒸気吐出口４７から混合有機溶剤の蒸気をウエハＷの表面に均一に供給することができるので、リンス処理後のウエハＷの表面に残留しているＤＩＷを、より確実に混合有機溶剤の液体に置換することができる。また、複数の蒸気吐出口４７からＨＦＥベーパをウエハＷの表面に均一に供給することができるので、ウエハＷの表面上の混合有機溶剤の液体を、より確実にＨＦＥの液体に置換することができる。

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、図３の処理例では、ＨＦＥが供給された後、スピンドライ処理によってウエハＷを乾燥させる例について説明したが、ウエハＷを回転させずに、ＨＦＥの揮発力のみを用いてＨＦＥを蒸発させてウエハＷを乾燥させてもよい。

また、前述の図５および図７の処理例では、ウエハＷを回転させつつ、ウエハＷの裏面に窒素ガスを供給することにより、ウエハＷを冷却する例について説明したが、下側ノズル４１からウエハＷの裏面にＤＩＷを供給させることによりウエハＷを冷却してもよい。このとき、ウエハＷは回転されていてもよいし、回転されていなくてもよい。また、ウエハＷの裏面に窒素ガスを供給させてもよいし、供給させなくてもよい。また、ウエハＷを冷却するために供給される窒素ガスは、予め冷却されていてもよい。

また、前述の処理例では、リンス処理が行われた後、混合有機溶剤（液体または蒸気）をウエハＷの表面に供給する例について説明したが、混合有機溶剤の供給に先立って、水溶性有機溶剤流体としてのＩＰＡのみを供給してもよい。この場合、ウエハＷの表面に供給されるＩＰＡは、液体であってもよいし、蒸気であってもよい。
また、前述の処理例では、加熱された混合有機溶剤（液体または蒸気）およびＨＦＥ（液体または蒸気）をウエハＷの表面に供給する例について説明したが、これらの有機溶剤を加熱せずに、たとえば室温状態でウエハＷの表面に供給してもよい。室温状態のＨＦＥを混合有機溶剤が供給されたウエハＷの表面に供給することにより、供給されたＨＦＥが、ウエハＷの表面上の混合有機溶剤の液体やＤＩＷを溶かし込みながらゆっくりと蒸発していくので、加熱されたＨＦＥを供給する場合に比べて、ウエハＷの表面からＤＩＷを完全に排除し易い。

また、前述の第２および３実施形態では、ＩＰＡの蒸気であるＩＰＡベーパおよびＨＦＥの蒸気であるＨＦＥベーパを用いる例について説明したが、キャリアガスとしての窒素ガスを含むＩＰＡベーパおよびＨＦＥベーパを用いてもよい。
また、前述の第１〜３実施形態では、薬液としてフッ酸を用いる例について説明したが、フッ酸に限らず、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水のうちの少なくとも１種以上を含む液を薬液として用いてもよい。

また、前述の第１〜３実施形態では、水溶性有機溶剤流体としてＩＰＡを例示したが、ＩＰＡに限らず、たとえば、メタノール、エタノール、アセトン、Trans-1,2ジクロロエチレンなどの他の水溶性有機溶剤流体を用いてもよい。
水溶性有機溶剤流体として、Trans-1,2-ジクロロエチレンを用いる場合、ウエハＷの表面に供給される混合有機溶剤流体中におけるＨＦＥおよびTrans-1,2-ジクロロエチレンのそれぞれの体積の割合を、ＨＦＥ：５０％、Trans-1,2-ジクロロエチレン５０％としてもよい。また、水溶性有機溶剤流体として、Trans-1,2-ジクロロエチレンおよびエタノールの２つの水溶性有機溶剤流体を用いる場合、各水溶性有機溶剤流体に対応する供給管やバルブ等（図示せず）を設けるとともに、ウエハＷの表面に供給される混合有機溶剤流体中におけるＨＦＥ、Trans-1,2-ジクロロエチレンおよびエタノールのそれぞれの体積の割合を、ＨＦＥ：５２．７％、Trans-1,2-ジクロロエチレン４４．６％、エタノール：２．７％としてもよい。

また、前述の第１〜３実施形態では、ＩＰＡ（液体または蒸気）と混合されるＨＦＥ（液体または蒸気）を、ヒータ２５またはヒータ３７によって予め加熱して混合有機溶剤（液体または蒸気）を加熱する例について説明したが、ＨＦＥを予め加熱することなく、処理液供給管２０または蒸気供給管３２にヒータ（図示せず）を設けて、混合有機溶剤となった状態で当該混合有機溶剤を加熱してもよい。

また、ＨＦＥだけでなく、ＩＰＡ供給管２１またはＩＰＡ蒸気供給管３３にヒータ（図示せず）を設けて、ＨＦＥと混合されるＩＰＡを予め加熱することにより、混合有機溶剤を加熱してもよい。しかしながら、ＩＰＡは可燃性が高いので、ＨＦＥのみ、または混合有機溶剤を加熱することが好ましい。
また、前述の第１〜３実施形態では、ほぼ水平に保持して回転する基板（ウエハＷ）の表面に処理液を供給して基板を処理するものを取り上げたが、回転していない状態（非回転状態）の基板の表面に処理液を供給して基板を処理するものであってもよい。なお、前記非回転状態の基板とは、回転も移動もしていない状態（静止状態）の基板であってもよいし、回転せずに所定の方向に移動している状態（移動状態）の基板であってもよい。

また、前述の第１〜３実施形態では、処理対象となる基板としてウエハＷを取り上げたが、ウエハＷに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ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、セラミック基板などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。

本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。前記基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。前記第１実施形態に係る基板処理装置によるウエハの処理の一例を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。前記第２実施形態に係る基板処理装置によるウエハの処理の一例を示すフローチャートである。前記図５の処理時におけるウエハの処理状態を説明するための図である。前記第２実施形態に係る基板処理装置によるウエハの処理の他の例を示すフローチャートである。本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。

符号の説明

１，１ａ、１ｂ基板処理装置
２スピンチャック（基板保持手段）
１３第１ＤＩＷ供給管（純水供給手段）
２１ＩＰＡ供給管（混合有機溶剤供給手段）
２２ＨＦＥ供給管（フッ素系有機溶剤供給手段、混合有機溶剤供給手段）
２７制御装置（制御手段）
２９対向面
３３ＩＰＡ蒸気供給管（混合有機溶剤供給手段）
３４ＨＦＥ蒸気供給管（フッ素系有機溶剤供給手段、混合有機溶剤供給手段）
Ｗウエハ（基板）

Claims

基板に純水を供給して当該基板の主面を洗浄する洗浄処理工程と、
この洗浄処理工程の後に、水溶性有機溶剤流体と、純水よりも表面張力が小さく、かつ、前記水溶性有機溶剤流体よりも水溶性の低いフッ素系有機溶剤流体とを含む混合有機溶剤流体を前記基板の主面に供給して、基板に付着している液体を前記混合有機溶剤の液体に置換する混合有機溶剤供給工程と、
この混合有機溶剤供給工程の後に、前記水溶性有機溶剤流体を供給せずに、前記フッ素系有機溶剤流体を前記基板の主面に供給して、基板に付着している前記混合有機溶剤の液体を前記フッ素系有機溶剤の液体に置換するフッ素系有機溶剤供給工程とを含む、基板処理方法。
前記水溶性有機溶剤流体は、純水と任意の割合で混和するものであり、
前記フッ素系有機溶剤流体は、純水と任意の割合では混和しないものである、請求項１記載の基板処理方法。
前記混合有機溶剤供給工程は、前記水溶性有機溶剤の液体と、前記フッ素系有機溶剤の液体とを含む混合有機溶剤の液体を前記基板の主面に供給する工程を含み、
前記フッ素系有機溶剤供給工程は、前記フッ素系有機溶剤の液体を前記基板の主面に供給する工程を含む、請求項１または２記載の基板処理方法。
前記フッ素系有機溶剤供給工程は、前記フッ素系有機溶剤の蒸気を前記基板の主面と当該主面に対向する対向面との間に供給することにより、前記基板の主面に前記フッ素系有機溶剤の蒸気を供給する工程を含む、請求項１または２記載の基板処理方法。
前記混合有機溶剤供給工程は、前記水溶性有機溶剤の蒸気と前記フッ素系有機溶剤の蒸気とを含む混合有機溶剤の蒸気を前記基板の主面と当該主面に対向する対向面との間に供給することにより、前記基板の主面に前記混合有機溶剤の蒸気を供給する工程を含む、請求項１，２または４記載の基板処理方法。
前記フッ素系有機溶剤供給工程と並行して、前記対向面の温度を前記フッ素系有機溶剤流体の露点よりも高くするとともに、前記基板の主面の温度を前記フッ素系有機溶剤流体の露点以下にする工程をさらに含む、請求項４記載の基板処理方法。
前記混合有機溶剤供給工程と並行して、前記対向面の温度を前記混合有機溶剤流体の露点よりも高くするとともに、前記基板の主面の温度を前記混合有機溶剤流体の露点以下にする工程をさらに含む、請求項５記載の基板処理方法。
前記混合有機溶剤供給工程は、前記基板の主面に供給される前記混合有機溶剤流体を加熱する工程を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
前記フッ素系有機溶剤供給工程は、前記基板の主面に供給される前記フッ素系有機溶剤流体を加熱する工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
前記洗浄処理工程の後であって前記混合有機溶剤供給工程の前に、水溶性有機溶剤流体を前記基板の主面に供給する水溶性有機溶剤供給工程をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
基板を保持するための基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に純水を供給するための純水供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に、水溶性有機溶剤流体と、純水よりも表面張力が小さく、かつ、前記水溶性有機溶剤流体よりも水溶性の低いフッ素系有機溶剤流体とを含む混合有機溶剤流体を供給するための混合有機溶剤供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に、前記フッ素系有機溶剤流体を供給するためのフッ素系有機溶剤供給手段と、
前記純水供給手段を制御して、前記基板の主面に純水を供給させることにより、当該主面を純水によって洗浄する洗浄処理工程と、この洗浄処理工程の後に、前記混合有機溶剤供給手段を制御して、前記基板の主面に前記混合有機溶剤流体を供給させることにより、基板に付着している液体を前記混合有機溶剤の液体に置換する混合有機溶剤供給工程と、この混合有機溶剤供給工程の後に、前記フッ素系有機溶剤供給手段を制御して、前記基板の主面に前記フッ素系有機溶剤流体を供給させることにより、基板に付着している前記混合有機溶剤の液体を前記フッ素系有機溶剤の液体に置換するフッ素系有機溶剤供給工程とを実行する制御手段とを含む、基板処理装置。
基板を保持するための基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に純水を供給するための純水供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に水溶性有機溶剤流体を供給する水溶性有機溶剤供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に、前記水溶性有機溶剤流体と、純水よりも表面張力が小さく、かつ、前記水溶性有機溶剤流体よりも水溶性の低いフッ素系有機溶剤流体とを含む混合有機溶剤流体を供給するための混合有機溶剤供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に、前記フッ素系有機溶剤流体を供給するためのフッ素系有機溶剤供給手段と、
前記純水供給手段を制御して、前記基板の主面に純水を供給させることにより、当該主面を純水によって洗浄する洗浄処理工程と、この洗浄処理工程の後に、前記水溶性有機溶剤供給手段を制御して、前記基板の主面に前記水溶性有機溶剤流体を供給する水溶性有機溶剤供給工程と、この水溶性有機溶剤供給工程の後に、前記混合有機溶剤供給手段を制御して、前記基板の主面に前記混合有機溶剤流体を供給させることにより、基板に付着している液体を前記混合有機溶剤の液体に置換する混合有機溶剤供給工程と、この混合有機溶剤供給工程の後に、前記フッ素系有機溶剤供給手段を制御して、前記基板の主面に前記フッ素系有機溶剤流体を供給させることにより、基板に付着している前記混合有機溶剤の液体を前記フッ素系有機溶剤の液体に置換するフッ素系有機溶剤供給工程とを実行する制御手段とを含む、基板処理装置。