JP5297056B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、基板表面に処理液を供給して該基板表面に対して所定の湿式処理を施した後、処理液で濡れた基板表面を乾燥させる基板処理装置および基板処理方法に関するものである。なお、乾燥処理対象となる基板には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：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等が含まれる。

薬液による薬液処理および純水などのリンス液によるリンス処理が行われた後、基板表面に付着するリンス液を除去すべく、数多くの乾燥方法が従来より提案されている。そのうちのひとつとして、純水よりも表面張力が低いＩＰＡ（イソプロピルアルコール：isopropyl alcohol）などの有機溶剤成分を含む液体（低表面張力溶剤）を用いた乾燥方法が知られている。この乾燥方法としては、例えば特許文献１に記載された乾燥方法がある。この乾燥方法を実行する基板処理装置では、基板表面に対してフッ酸処理を行った後、純水を基板表面に供給して洗浄処理（リンス処理）を施している。次いで、純水の供給停止後に途切れることなくあるいは純水を供給している途中から基板の表面にＩＰＡ液を供給している。これにより、基板表面上の純水にＩＰＡ液が溶解して純水がＩＰＡ液により置換される。その後、基板が高速回転されることによって基板表面からＩＰＡ液が除去され、基板表面の乾燥処理が行われる。

特開平９−３８５９５号公報（図５）

ところで、基板表面の直上空間、つまり基板表面の周囲雰囲気における湿度が比較的高い場合には、次のような問題が発生する。すなわち、基板表面にＩＰＡ液を供給する際に基板表面の周囲雰囲気の湿度が比較的高い場合には、当該周囲雰囲気に含まれる水分がＩＰＡ液に吸湿される一方、基板を高速回転させて基板表面からＩＰＡ液を除去する際にＩＰＡ液に吸湿された水分が基板表面に残留してウォーターマークが発生したり、基板表面上の微細パターン内に水分が残留してパターン倒壊を引き起こすことがあった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、処理液で濡れた基板表面をＩＰＡなどの低表面張力溶剤を用いて乾燥させる基板処理装置および基板処理方法において、基板表面にウォーターマークが発生したり、基板表面上のパターンが倒壊するなどの不具合を防止することを目的とする。

この発明にかかる基板処理装置の第１態様は、基板表面に処理液を供給して該基板表面に対して所定の湿式処理を施した後、処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を基板表面に供給してから該低表面張力溶剤を基板表面から除去することによって基板表面を乾燥させる基板処理装置において、基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板を所定の回転軸回りに回転させる基板回転手段と、基板保持手段に保持された基板の表面中央部へ低表面張力溶剤を吐出する溶剤吐出口を有し、基板表面に対向しながら基板表面から離間配置された遮断部材と、遮断部材と基板表面との間に形成される間隙空間に低露点空気を供給する低露点空気供給手段とを備え、遮断部材は、低露点空気供給手段からの低露点空気を基板表面の中央部に向けて吐出する中央気体吐出口と、基板保持手段に保持された基板の表面中央部へ処理液を吐出する処理液吐出口と、低露点空気供給手段からの低露点空気を間隙空間に供給するとともに、溶剤吐出口、中央気体吐出口および処理液吐出口に対して径方向外側に、しかも溶剤吐出口、中央気体吐出口および処理液吐出口を取り囲むように環状に形成された環状気体吐出口をさらに有しており、溶剤吐出口から低表面張力溶剤が吐出される間、環状気体吐出口から間隙空間に低露点空気が供給されることを特徴としている。
また、この発明にかかる基板処理装置の第２態様は、基板表面に処理液を供給して該基板表面に対して所定の湿式処理を施した後、処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を基板表面に供給してから該低表面張力溶剤を基板表面から除去することによって基板表面を乾燥させる基板処理装置において、基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板を所定の回転軸回りに回転させる基板回転手段と、基板保持手段に保持された基板の表面中央部へ低表面張力溶剤を吐出する溶剤吐出口を有し、基板表面に対向しながら基板表面から離間配置された遮断部材と、遮断部材と基板表面との間に形成される間隙空間に低露点空気を供給する低露点空気供給手段と、間隙空間に不活性ガスを供給するガス供給手段とを備え、遮断部材は、低露点空気供給手段からの低露点空気を間隙空間に供給するとともに、溶剤吐出口に対して径方向外側に、しかも溶剤吐出口を取り囲むように環状に形成された環状気体吐出口をさらに有しており、環状気体吐出口は、低露点空気供給手段からの低露点空気またはガス供給手段からの不活性ガスを選択的に吐出可能であり、溶剤吐出口から低表面張力溶剤が吐出される間、環状気体吐出口から間隙空間に低露点空気が供給され、基板表面を乾燥させる際には、ガス供給手段からの不活性ガスを環状気体吐出口から間隙空間に供給しつつ、基板回転手段により基板を回転させて基板表面に付着している低表面張力溶剤を基板表面から振り切って基板表面を乾燥させることを特徴としている。

また、この発明にかかる基板処理方法は、上記目的を達成するため、略水平姿勢で保持された基板を回転させながら基板の表面に処理液を供給して基板表面に対して所定の湿式処理を施す湿式処理工程と、処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を基板の表面中央部に吐出する溶剤吐出口を有する、遮断部材を処理液で濡れた基板表面に対向しながら基板表面から離間配置させた状態で基板表面に溶剤吐出口から低表面張力溶剤を吐出させて基板表面に付着している処理液を低表面張力溶剤に置換させる置換工程と、置換工程後に低表面張力溶剤を基板表面から除去して該基板表面を乾燥させる乾燥工程とを備え、遮断部材は、低露点空気または不活性ガスを選択的に遮断部材と基板表面との間に形成される間隙空間に供給するとともに、溶剤吐出口に対して径方向外側に、しかも溶剤吐出口を取り囲むように環状に形成された環状気体吐出口をさらに有しており、置換工程において、環状気体吐出口から間隙空間に低露点空気を供給し、乾燥工程において、環状気体吐出口から不活性ガスを間隙空間に供給しつつ、基板を回転させて基板表面に付着している低表面張力溶剤を基板表面から振り切って基板表面を乾燥させることを特徴としている。

このように構成された発明（基板処理装置および方法）では、遮断部材が基板表面に対向しながら基板表面から離間配置された状態で低表面張力溶剤が遮断部材の溶剤吐出口から基板の表面中心部に吐出される。これによって、基板表面に付着している処理液が低表面張力溶剤に置換される。また、こうして低表面張力溶剤が吐出されて置換処理が実行されている間、低露点空気（ＣＤＡ：Clean Dry Air）が遮断部材と基板表面との間に形成される間隙空間に供給される。したがって、基板表面の周囲雰囲気が低湿度雰囲気に保られて低表面張力溶剤が吐出されて低表面張力溶剤への水分の吸湿が抑制される。その結果、基板表面から低表面張力溶剤を除去して基板表面を乾燥させた際に水分が基板表面に残留するのを確実に防止することができ、ウォーターマークやパターン倒壊が効果的に抑制される。

ここで、低表面張力溶剤を吐出している間のみならず、基板の乾燥を行っている間も低露点空気を吐出して基板表面の周囲雰囲気を低湿度雰囲気に保ちながら基板をスピン乾燥させてもよく、これによって基板の乾燥速度を向上させることができる。また、基板表面から除去された低表面張力溶剤が基板表面へ跳ね返るのを抑制でき、基板表面へのパーティクル付着を低減することができる。なお、スピン乾燥時に低露点空気の代わりに不活性ガスを供給してもよく、この場合には上記作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。つまり、基板表面の周囲雰囲気から低表面張力溶剤への酸素の溶解を低減することができるため、低表面張力溶剤の溶存酸素濃度の上昇を抑制することができる。その結果、基板表面に酸化膜が形成されたり、ウォーターマークが発生するのをより効果的に防止することができる。

また、低露点空気供給手段からの低露点空気を基板表面の中央部に向けて吐出する中央気体吐出口を遮断部材に設けてもよい。このように遮断部材に対して溶剤吐出口のみならず中央気体吐出口をさらに設けているので、基板表面の中央部に向けて低表面張力溶剤と低露点空気をそれぞれ吐出することが可能となっている。したがって、遮断部材を基板表面に対向配置した状態で間隙空間に低露点空気を確実に供給することができる。

また、基板表面の乾燥前に溶剤吐出口から低表面張力溶剤を吐出させて基板表面全体にパドル状の低表面張力溶剤による溶剤層を形成した後に、中央気体吐出口から基板の表面中央部に低露点空気を吐出させて溶剤層の中央部にホールを形成するとともにホールを基板の端縁方向に拡大させて基板表面を乾燥させてもよい。この構成によれば、基板乾燥時に基板の表面中央部に低表面張力溶剤が液滴状に残り、筋状パーティクルとなってウォーターマークが発生するのを確実に防止することができる。すなわち、基板を回転させて基板表面に付着する低表面張力溶剤を除去して乾燥させる際には、低表面張力溶剤に作用する遠心力は基板の表面中央部に位置する低表面張力溶剤ほど小さく、基板の表面端縁部から乾燥されていく。このとき、基板の表面中央部からその周囲にかけて液滴が残って、該液滴が基板の端縁方向に走り、この液滴の移動跡にウォーターマークが発生してしまうことがあった。これに対して、この発明によれば、上記したように基板表面の乾燥前に予め基板表面に形成したパドル状の低表面張力溶剤による溶剤層の中央部にホールを形成して該ホールを拡大させていくことにより基板の表面中央部に位置する低表面張力溶剤を排除しているので、ウォーターマークの発生を確実に防止できる。

また、基板保持手段に保持された基板の表面中央部へ処理液を吐出する処理液吐出口と、低露点空気供給手段からの低露点空気を間隙空間に供給する環状気体吐出口を遮断部材に設けてもよい。特に、環状気体吐出口については、処理液吐出口、溶剤吐出口および中央気体吐出口に対して径方向外側に、しかも処理液吐出口、溶剤吐出口および中央気体吐出口を取り囲むように環状に形成するのが望ましい。この構成によれば、基板表面に向けて低露点空気を吐出する２種類の気体吐出口が遮断部材に設けられているので、例えば次のようにして低露点空気の用途に応じて適切な流量および流速で低露点空気を基板表面に向けて供給することができる。すなわち、(1)基板表面の周囲雰囲気を低露点空気雰囲気に保つには、基板表面上の液体を吹き飛ばすことのないように比較的大流量かつ低速で低露点空気を供給することが望まれる。その一方で、(2)基板表面上の低表面張力溶剤による溶剤層を基板表面から除去する際には、基板の表面中央部に比較的小流量かつ高速で低露点空気を供給することが望まれる。したがって、２種類の気体吐出口、つまり基板の表面中央部に向けて低露点空気を吐出する中央気体吐出口と、該中央気体吐出口に対して径方向外側に、しかも環状に形成されて間隙空間に低露点空気を供給する環状気体吐出口とを遮断部材に設けることで、互いに流量および流速が異なる低露点空気を各吐出口から吐出させることができる。このため、上記(1)および(2)のいずれの場合にも、適切な流量および流速で低露点空気を基板表面に向けて供給することができる。

また、溶剤吐出口の口径は処理液吐出口の口径より小さくすることが好ましい。この構成によれば、次のような不具合の発生を防止できる。すなわち、低表面張力溶剤は処理液に比較して表面張力が低い。このため、処理液吐出用に形成された口径と同一口径の溶剤吐出口から低表面張力溶剤を吐出する場合には、低表面張力溶剤の吐出停止後、低表面張力溶剤が溶剤吐出口から落下するおそれがある。これに対して、本発明のように、低表面張力溶剤吐出用に溶剤吐出口の口径を処理液吐出口の口径より小さく形成することで、溶剤吐出口から低表面張力溶剤が落下するという不具合を防止できる。

また、遮断部材を基板の回転軸回りに回転させてもよい。この構成によれば、間隙空間に巻き込み気流が発生するのを抑制することができる。これにより、湿式処理や置換処理を実行する際に、ミスト状の処理液や低表面張力溶剤が間隙空間に侵入して基板表面に付着するのを防止できる。また、湿式処理や置換処理を実行する際に、遮断部材のうち基板表面と対向する基板対向面に付着する処理液や低表面張力溶剤を振り切り、基板対向面に処理液や低表面張力溶剤が滞留するのを防止できる。

なお、本発明に用いられる「低表面張力溶剤」としては、アルコール系有機溶剤や、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル：hydrofluoroether）、アセトン（acetone）およびTrans-1，2ジクロロエチレン（trans1,2-dichloroethylene）などを用いることができる。また、アルコール系有機溶剤としては、安全性、価格等の観点からイソプロピルアルコール、エチルアルコールまたはメチルアルコールを用いることができるが、特にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が好適である。また、低表面張力溶剤としては、単体成分のみからなる場合だけではなく、他の成分と混合した液であってもよい。例えば、ＩＰＡと純水の混合液であってもよいし、ＩＰＡとＨＦＥの混合液であってもよい。

また、低露点空気とは半導体装置や液晶表示装置などの電子部品を製造するプロセスに適合するように調湿・調温された空気を意味しており、例えば相対湿度１０．５％（露点温度が約−１０゜Ｃ）以下に減湿された空気である。

この発明によれば、低表面張力溶剤を吐出している間、遮断部材と基板表面との間に形成される間隙空間に低露点空気を吐出して基板表面の周囲雰囲気を低湿度雰囲気に保っているので、低表面張力溶剤への水分の吸湿を抑えることができる。そのため、基板表面から低表面張力溶剤を除去して基板表面を乾燥させた際に水分が基板表面に残留するのを確実に防止することができる。その結果、基板乾燥時にウォーターマークやパターン倒壊が発生するのを効果的に抑制することができ、基板乾燥を良好に行うことができる。

図１はこの発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置は半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆに付着している不要物を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の基板処理装置である。より具体的には、基板表面Ｗｆに対してフッ酸などの薬液による薬液処理および純水やＤＩＷ（deionized water）などのリンス液によるリンス処理を施した後、リンス液で濡れた基板表面Ｗｆを乾燥させる装置である。なお、この実施形態では、基板表面Ｗｆとはｐｏｌｙ−Ｓｉ等からなるデバイスパターンが形成されたパターン形成面をいう。

この基板処理装置は、基板表面Ｗｆを上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢に保持して回転させるスピンチャック１と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆに向けて薬液を吐出する薬液吐出ノズル３と、スピンチャック１の上方位置に配置に配置された遮断部材９とを備えている。

スピンチャック１は、回転支軸１１がモータを含むチャック回転機構１３の回転軸に連結されており、チャック回転機構１３の駆動により回転軸Ｊ（鉛直軸）回りに回転可能となっている。これら回転支軸１１、チャック回転機構１３は、円筒状のケーシング２内に収容されている。回転支軸１１の上端部には、円盤状のスピンベース１５が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット４からの動作指令に応じてチャック回転機構１３を駆動させることによりスピンベース１５が回転軸Ｊ回りに回転する。このように、この実施形態では、チャック回転機構１３が本発明の「基板回転手段」として機能する。

スピンベース１５の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン１７が立設されている。チャックピン１７は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、スピンベース１５の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン１７のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン１７は、基板保持部が基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。

スピンベース１５に対して基板Ｗが受渡しされる際には、複数個のチャックピン１７を解放状態とし、基板Ｗに対して洗浄処理を行う際には、複数個のチャックピン１７を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン１７は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１５から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗはその表面（パターン形成面）Ｗｆを上方に向け、裏面Ｗｂを下方に向けた状態で支持される。このように、この実施形態では、チャックピン１７が本発明の「基板保持手段」として機能する。なお、基板保持手段としてはチャックピン１７に限らず、基板裏面Ｗｂを吸引して基板Ｗを支持する真空チャックを用いてもよい。

薬液吐出ノズル３は、薬液バルブ３１を介して薬液供給源と接続されている。このため、制御ユニット４からの制御指令に基づいて薬液バルブ３１が開閉されると、薬液供給源から薬液が薬液吐出ノズル３に向けて圧送され、薬液吐出ノズル３から薬液が吐出される。なお、薬液にはフッ酸またはＢＨＦ（Buffered Hydrofluoric acid：バッファードフッ酸）などが用いられる。また、薬液吐出ノズル３にはノズル移動機構３３（図２）が接続されており、制御ユニット４からの動作指令に応じてノズル移動機構３３が駆動されることで、薬液吐出ノズル３を基板Ｗの回転中心の上方の吐出位置と吐出位置から側方に退避した待機位置との間で往復移動させることができる。

遮断部材９は、板状部材９０と、内部が中空に仕上げられ、板状部材９０を支持する回転支軸９１と、回転支軸９１の中空部に挿通された内挿軸９５とを有している。板状部材９０は、中心部に開口部を有する円盤状の部材であって、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆに対向配置されている。板状部材９０は、その下面（底面）９０ａが基板表面Ｗｆと略平行に対向する基板対向面となっており、その平面サイズは基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成されている。板状部材９０は略円筒形状を有する回転支軸９１の下端部に略水平に取り付けられ、回転支軸９１は水平方向に延びるアーム９２により基板Ｗの中心を通る回転軸Ｊ回りに回転可能に保持されている。内挿軸９５の外周面と回転支軸９１の内周面との間にはベアリング（図示せず）が介在して取り付けられている。アーム９２には、遮断部材回転機構９３と遮断部材昇降機構９４が接続されている。

遮断部材回転機構９３は、制御ユニット４からの動作指令に応じて回転支軸９１を回転軸Ｊ回りに回転させる。回転支軸９１が回転させられると、板状部材９０が回転支軸９１とともに一体的に回転する。遮断部材回転機構９３は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの回転に応じて基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で板状部材９０（下面９０ａ）を回転させるように構成されている。このように、この実施形態では遮断部材回転機構９３が本発明の「遮断部材回転手段」として機能する。

また、遮断部材昇降機構９４は、制御ユニット４からの動作指令に応じて遮断部材９をスピンベース１５に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット４は遮断部材昇降機構９４を作動させることで、基板処理装置に対して基板Ｗを搬入出させる際には、スピンチャック１の上方の離間位置に遮断部材９を上昇させる。その一方で、基板Ｗに対して所定の処理を施す際には、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆのごく近傍に設定された所定の対向位置（図１に示す位置）まで遮断部材９を下降させる。この実施形態では、リンス処理が開始されてから遮断部材９を離間位置から対向位置に下降させ、乾燥処理が完了するまで継続して遮断部材９を対向位置に位置させる。

図３は図１の基板処理装置に装備された遮断部材の要部を示す縦断面図である。また、図４は図３のＡ―Ａ’線断面図（横断面図）である。回転支軸９１の中空部に内挿された内挿軸９５は、横断面が円形に形成されている。これは、内挿軸９５（非回転側部材）と回転支軸９１（回転側部材）との隙間の間隔を全周にわたって均等にするためであり、該隙間にシールガスを導入することで内挿軸９５と回転支軸９１との隙間を外部からシールされた状態としている。内挿軸９５には３本の流体供給路が鉛直軸方向に延びるように形成されている。すなわち、リンス液の通路となるリンス液供給路９６、ＩＰＡ液の通路となるＩＰＡ液供給路９７および低露点空気の通路となる中央空気供給路９８が内挿軸９５に形成されている。リンス液供給路９６、ＩＰＡ液供給路９７および中央空気供給路９８はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：polytetrafluoroethylene）からなる内挿軸９５にそれぞれ、ＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）製のチューブ９６ｂ，９７ｂ，９８ｂを軸方向に挿入することによって形成されている。

そして、リンス液供給路９６、ＩＰＡ液供給路９７および中央空気供給路９８の下端がそれぞれ、リンス液吐出口９６ａ（本発明の「処理液吐出口」に相当）、ＩＰＡ液吐出口９７ａ（本発明の「溶剤吐出口」に相当）および中央気体吐出口９８ａとなってスピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆと対向している。この実施形態では、内挿軸の直径が１８〜２０ｍｍに形成されている。また、リンス液吐出口９６ａ、ＩＰＡ液吐出口９７ａおよび中央気体吐出口９８ａの口径がそれぞれ、４ｍｍ、２〜３ｍｍ、４ｍｍに形成されている。このように、この実施形態では、ＩＰＡ液吐出口９７ａの口径がリンス液吐出口９６ａの口径よりも小さくなっている。これにより、以下に示す不具合を防止できる。すなわち、ＩＰＡ液はリンス液（ＤＩＷ）に比較して表面張力が低くなっている。このため、リンス液吐出用に形成された口径と同一口径のＩＰＡ液吐出口からＩＰＡ液を吐出させた場合には、ＩＰＡ液の吐出停止後、ＩＰＡ液がＩＰＡ液吐出口から落下するおそれがある。一方で、ＩＰＡ液吐出用に形成された口径と同一口径のリンス液吐出口からリンス液を吐出させた場合には、リンス液の吐出速度が速くなってしまう。その結果、電気的絶縁体であるリンス液（ＤＩＷ）が基板表面Ｗｆに比較的高速で衝突することにより、リンス液が直接に供給された基板表面Ｗｆの供給部位が帯電して酸化するおそれがある。これに対して、この実施形態では、ＩＰＡ液とリンス液の吐出口を個別に設けるとともに、ＩＰＡ液吐出口９７ａの口径をリンス液吐出口９６ａの口径よりも小さく形成している。このため、ＩＰＡ液吐出口からＩＰＡ液が落下するのを防止するとともに、リンス液吐出口からのリンス液の吐出速度が速くなるのを抑え、基板表面Ｗｆの帯電による酸化を抑制することができる。

また、この実施形態では、リンス液吐出口９６ａが遮断部材９の中心軸、つまり基板Ｗの回転軸Ｊから径方向外側にずれた位置に設けられている。これにより、リンス液吐出口９６ａから吐出されたリンス液が基板表面Ｗｆの一点（基板Ｗの回転中心Ｗ０）に集中して供給されるのが回避される。その結果、基板表面Ｗｆの帯電部位を分散させることができ、基板Ｗの帯電による酸化を低減することができる。その一方で、リンス液吐出口９６ａが回転軸Ｊから離れ過ぎると、基板表面Ｗｆ上の回転中心Ｗ０にリンス液を到達させることが困難となってしまう。そこで、この実施形態では、水平方向における回転軸Ｊからリンス液吐出口９６ａ（吐出口中心）までの距離Ｌを４ｍｍ程度に設定している。ここで、基板表面Ｗｆ上の回転中心Ｗ０にリンス液（ＤＩＷ）を供給し得る距離Ｌの上限値としては、以下に示す条件で２０ｍｍとなっている。

ＤＩＷの流量：２Ｌ／ｍｉｎ
基板回転数：１５００ｒｐｍ
基板表面の状態：表面中央部が疎水面
また、回転軸ＪからＩＰＡ液吐出口９７ａ（吐出口中心）までの距離の上限値についても、基板回転数を１５００ｒｐｍに設定する限り、上記した回転軸Ｊからリンス液吐出口９６ａ（吐出口中心）までの距離Ｌの上限値（２０ｍｍ）と基本的に同じである。

一方で、回転軸Ｊから中央気体吐出口９８ａ（吐出口中心）までの距離については、対向位置に位置決めされた遮断部材９（板状部材９０）と基板表面Ｗｆとの間に形成される間隙空間ＳＰに低露点空気を供給し得る限り、特に限定されず任意である。しかしながら、後述するようにして基板表面Ｗｆ上に形成されたＩＰＡ液による溶剤層に低露点空気を吹付けて該溶剤層を基板Ｗから排出させる観点からは、中央気体吐出口９８ａは回転軸Ｊ上あるいはその近傍位置に設けることが好ましい。

また、回転支軸９１の内壁面と内挿軸９５の外壁面との間に形成される空間部分が環状空気供給路９９を構成しており、環状空気供給路９９の下端が環状の気体吐出口９９ａとなっている。つまり、遮断部材９には、基板表面Ｗｆの中央部に向けて低露点空気を吐出する中央気体吐出口９８ａのほかに環状気体吐出口９９ａが、リンス液吐出口９６ａ、ＩＰＡ液吐出口９７ａおよび中央気体吐出口９８ａに対して径方向外側に、しかもリンス液吐出口９６ａ、ＩＰＡ液吐出口９７ａおよび中央気体吐出口９８ａを取り囲むようにして設けられている。この環状気体吐出口９９ａの開口面積は中央気体吐出口９８ａの開口面積に比較して遥かに大きく形成されている。このように、２種類のガス吐出口が遮断部材９に設けられているので、互いに流量および流速が異なる低露点空気を各吐出口から吐出させることができる。例えば(1)基板表面Ｗｆの周囲雰囲気を低露点空気雰囲気に保つには、基板表面Ｗｆ上の液体を吹き飛ばすことのないように比較的大流量かつ低速で低露点空気を供給することが望まれる。その一方で、(2)基板表面Ｗｆ上のＩＰＡ液による溶剤層を基板表面Ｗｆから除去する際には、基板Ｗの表面中央部に比較的小流量かつ高速で低露点空気を供給することが望まれる。したがって、上記(1)の場合には、主として環状気体吐出口９９ａから低露点空気を吐出させることにより、上記(2)の場合には、主として中央気体吐出口９８ａから低露点空気を吐出させることにより、低露点空気の用途に応じて適切な流量および流速で低露点空気を基板表面Ｗｆに向けて供給することができる。

また、内挿軸９５の先端（下端）は板状部材９０の下面９０ａと面一になっておらず、下面９０ａを含む同一平面から上方側に退避している（図３）。このような構成によれば、中央気体吐出口９８ａから吐出された低露点空気が基板表面Ｗｆに到達するまでに該低露点空気を拡散させ、低露点空気の流速をある程度減少させることができる。すなわち、中央気体吐出口９８ａからの低露点空気の流速が速すぎると、環状気体吐出口９９ａからの低露点空気と互いに干渉して基板表面Ｗｆ上のＩＰＡ液による溶剤層を基板Ｗから排出することが困難となる。その結果、基板表面Ｗｆ上に液滴が残ってしまう。これに対して、上記構成によれば、中央気体吐出口９８ａからの低露点空気の流速が緩和され、基板表面Ｗｆ上のＩＰＡ液による溶剤層を確実に基板Ｗから排出することができる。

図１に戻って説明を続ける。リンス液供給路９６の上端部はリンス液バルブ８３を介して工場のユーティリティ等で構成されるＤＩＷ供給源に接続されており、リンス液バルブ８３が開かれることにより、リンス液吐出口９６ａからＤＩＷをリンス液として吐出可能となっている。

また、ＩＰＡ液供給路９７の上端部はＩＰＡ液供給ユニット７に接続されている。このＩＰＡ液供給ユニット７はＩＰＡ液を貯留するタンク（図示省略）を有しており、制御ユニット４からの動作指令に応じて作動してタンク内のＩＰＡ液をＩＰＡ液供給路９７に圧送可能となっている。

中央空気供給路９８および環状空気供給路９９の上端部はそれぞれＣＤＡバルブ８４、８５を介して工場のユーティリティ等で構成されるＣＤＡ供給源に接続されている。そして、ＣＤＡバルブ８４が開かれることにより中央気体吐出口９８ａから低露点空気を吐出可能に、またＣＤＡバルブ８５が開かれることにより環状気体吐出口９９ａから低露点空気を吐出可能となっている。つまり、制御ユニット４の動作指令に応じてＣＤＡ供給源から中央空気供給路９８および環状空気供給路９９に個別に低露点空気を圧送可能となっており、対向位置に位置決めされた遮断部材９（板状部材９０）と基板表面Ｗｆとの間に形成される間隙空間ＳＰに低露点空気を供給することができる。なお、この実施形態では、ＣＤＡバルブ８４、８５、中央空気供給路９８および環状空気供給路９９が本発明の「低露点空気供給手段」として機能しているが、クリーンルーム内の空気を基板処理に適合するように調湿・調温するＣＤＡ供給ユニットを装置内に設け、制御ユニット４の動作指令に応じてＣＤＡ供給ユニットから低露点空気を供給するように構成してもよい。

ケーシング２の周囲には、受け部材２１が固定的に取り付けられている。受け部材２１には、円筒状の仕切り部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃが立設されている。ケーシング２の外壁と仕切り部材２３ａの内壁との間の空間が第１排液槽２５ａを形成し、仕切り部材２３ａの外壁と仕切り部材２３ｂの内壁との間の空間が第２排液槽２５ｂを形成し、仕切り部材２３ｂの外壁と仕切り部材２３ｃの内壁との間の空間が第３排液槽２５ｃを形成している。

第１排液槽２５ａ、第２排液槽２５ｂおよび第３排液槽２５ｃの底部にはそれぞれ、排出口２７ａ，２７ｂ，２７ｃが形成されており、各排出口は相互に異なるドレインに接続されている。例えばこの実施形態では、第１排液槽２５ａは使用済みの薬液を回収するための槽であり、薬液を回収して再利用するための回収ドレインに連通されている。また、第２排液槽２５ｂは使用済みのリンス液を排液するための槽であり、廃棄処理のための廃棄ドレインに連通されている。さらに、第３排液槽２５ｃは使用済みのＩＰＡ液を排液するための槽であり、廃棄処理のための廃棄ドレインに連通されている。

各排液槽２５ａ〜２５ｃの上方にはスプラッシュガード６が設けられている。スプラッシュガード６はスピンチャック１に水平姿勢で保持されている基板Ｗの周囲を包囲するようにスピンチャック１の回転軸Ｊに対して昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード６は回転軸Ｊに対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック１と同心円状に径方向内側から外側に向かって配置された３つのガード６１，６２，６３を備えている。３つのガード６１，６２，６３は、最外部のガード６３から最内部のガード６１に向かって、順に高さが低くなるように設けられるとともに、各ガード６１，６２，６３の上端部が鉛直方向に延びる面内に収まるように配置されている。

スプラッシュガード６は、ガード昇降機構６５と接続され、制御ユニット４からの動作指令に応じてガード昇降機構６５の昇降駆動用アクチェータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで、スプラッシュガード６をスピンチャック１に対して昇降させることが可能となっている。この実施形態では、ガード昇降機構６５の駆動によりスプラッシュガード６を段階的に昇降させることで、回転する基板Ｗから飛散する処理液を第１〜第３排液槽２５ａ〜２５ｃに分別して排液させることが可能となっている。

ガード６１の上部には、断面くの字形で内方に開いた溝状の第１案内部６１ａが形成されている。そして、薬液処理時にスプラッシュガード６を最も高い位置（以下「第１高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液が第１案内部６１ａで受け止められ、第１排液槽２５ａに案内される。具体的には、第１高さ位置として、第１案内部６１ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液がガード６１を介して第１排液槽２５ａに案内される。

また、ガード６２の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部６２ａが形成されている。そして、リンス処理時にスプラッシュガード６を第１高さ位置よりも低い位置（以下「第２高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するリンス液が傾斜部６２ａで受け止められ、第２排液槽２５ｂに案内される。具体的には、第２高さ位置として、傾斜部６２ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するリンス液がガード６１の上端部とガード６２の上端部との間を通り抜けて第２排液槽２５ｂに案内される。

同様にして、ガード６３の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部６３ａが形成されている。そして、置換処理時にスプラッシュガード６を第２高さ位置よりも低い位置（以下「第３高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡ液が傾斜部６３ａで受け止められ、第２排液槽２５ｃに案内される。具体的には、第３高さ位置として、傾斜部６３ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡ液がガード６２の上端部とガード６３の上端部との間を通り抜けて第３排液槽２５ｃに案内される。

さらに、第３高さ位置よりも低い位置（以下「退避位置」という）に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上端部から突出させることで、基板搬送手段（図示せず）が未処理の基板Ｗをスピンチャック１に載置したり、処理済の基板Ｗをスピンチャック１から受け取ることが可能となっている。

次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図５および図６を参照しつつ詳述する。図５は図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。また、図６は図１の基板処理装置の動作を示す模式図である。先ず、制御ユニット４はスプラッシュガード６を退避位置に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上端部から突出させる。そして、この状態で基板搬送手段（図示せず）により未処理の基板Ｗが装置内に搬入されると（ステップＳ１）、基板Ｗに対して洗浄処理（薬液処理＋リンス処理＋パドル形成処理＋置換処理＋乾燥処理）を実行する。基板表面Ｗｆには例えばｐｏｌｙ−Ｓｉからなる微細パターンが形成されている。そこで、この実施形態では、基板表面Ｗｆを上方に向けた状態で基板Ｗが装置内に搬入され、スピンチャック１に保持される。なお、遮断部材９はスピンチャック１の上方の離間位置にあり、基板Ｗとの干渉を防止している。

続いて、制御ユニット４はスプラッシュガード６を第１高さ位置（図１に示す位置）に配置して、基板Ｗに対して薬液処理を実行する。すなわち、薬液吐出ノズル３を吐出位置に移動させるとともに、チャック回転機構１３の駆動によりスピンチャック１に保持された基板Ｗを所定の回転速度（例えば８００ｒｐｍ）で回転させる（ステップＳ２）。そして、薬液バルブ３１を開いて薬液吐出ノズル３から基板表面Ｗｆに薬液としてフッ酸を供給する。基板表面Ｗｆに供給されたフッ酸は遠心力により広げられ、基板表面Ｗｆ全体がフッ酸により薬液処理される（ステップＳ３）。基板Ｗから振り切られたフッ酸は第１排液槽２５ａに案内され、適宜再利用される。

薬液処理が終了すると、薬液吐出ノズル３が待機位置に移動される。そして、スプラッシュガード６が第２高さ位置に配置され、基板Ｗに対して本発明の「湿式処理」としてリンス処理が実行される。すなわち、制御ユニット４はリンス液バルブ８３を開いて、離間位置に位置する遮断部材９のリンス液吐出口９６ａからリンス液（ＤＩＷ）を吐出させてリンス処理を開始する（ステップＳ４：図６（ａ））。また、リンス液の吐出と同時に遮断部材９を対向位置に向けて下降させ、該対向位置に位置決めする。このように、薬液処理後、すぐに基板表面Ｗｆにリンス液を供給することで基板表面Ｗｆを継続して濡れた状態としておく。これは次のような理由による。すなわち、薬液処理後、フッ酸が基板Ｗから振り切られると、基板表面Ｗｆの乾燥がはじまる。その結果、基板表面Ｗｆが部分的に乾燥し、基板表面Ｗｆにシミ等が発生することがある。したがって、このような基板表面Ｗｆの部分的な乾燥を防止するため、基板表面Ｗｆを濡れた状態としておくことが重要となっている。

また、制御ユニット４はＣＤＡバルブ８５を開いて遮断部材９の環状気体吐出口９９ａから低露点空気を吐出させる（ステップＳ５：環状ＣＤＡ供給）。なお、両気体吐出口９８ａ、９９ａから同時に低露点空気を吐出させてもよいが、この場合、環状気体吐出口９９ａから比較的大流量の低露点空気を吐出させる一方、中央気体吐出口９８ａから吐出させる低露点空気の流量が微小量となるように、両吐出口から吐出させる低露点空気の流量バランスを調整するのが望ましい。

リンス液吐出口９６ａから基板表面Ｗｆに供給されたリンス液は基板Ｗの回転に伴う遠心力により広げられ、基板表面Ｗｆ全体がリンス処理される（湿式処理工程）。つまり、基板表面Ｗｆに残留付着するフッ酸がリンス液によって洗い流され基板表面Ｗｆから除去される。基板Ｗから振り切られた使用済みのリンス液は第２排液槽２５ｂに案内され、廃棄される。また、間隙空間ＳＰに低露点空気が供給されることで基板表面Ｗｆの周囲雰囲気が低湿度雰囲気に保たれている。なお、リンス処理時における基板Ｗの回転速度は例えば６００ｒｐｍに設定される。

また、上記したリンス処理ならびに後述のパドル形成処理、置換処理および乾燥処理を実行する際には、遮断部材９の板状部材９０を基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で回転させる。これにより、板状部材９０の下面９０ａと基板表面Ｗｆとの間に相対的な回転速度差が発生するのを防止して、間隙空間ＳＰに巻き込み気流が発生するのを抑制することができる。このため、ミスト状のリンス液およびＩＰＡ液が間隙空間ＳＰに侵入して基板表面Ｗｆに付着するのを防止可能となっている。また、板状部材９０を回転させることで下面９０ａに付着するリンス液やＩＰＡ液を振り切り、下面９０ａにリンス液やＩＰＡ液が滞留するのを防止可能となっている。

所定時間のリンス処理が終了すると、制御ユニット４は基板Ｗの回転速度をリンス処理時の回転速度よりも遅い回転速度（この実施形態では１０ｒｐｍ）に減速する。これによって、同図（ｂ）に示すように、低露点空気が間隙空間ＳＰに継続的にして供給された状態のままリンス液吐出口９６ａから吐出されるリンス液（ＤＩＷ）が基板表面Ｗｆに溜められてリンス液膜がパドル状に形成される（ステップＳ６：パドル形成処理）。なお、パドル形成処理時の回転速度は１０ｒｐｍに限定されるものではないが、リンス液に作用する遠心力がリンス液と基板表面との間で作用する表面張力よりも小さくなるという条件が満足する範囲で回転速度を設定する必要がある。というのも、リンス液の液膜をパドル状に形成するためには、上記条件の充足が必須だからである。

こうしてパドル形成が完了すると、制御ユニット４はリンス液バルブ８３を閉じてリンス液の吐出を停止するとともに、スプラッシュガード６を第３高さ位置に配置する。そして、制御ユニット４は間隙空間ＳＰへの低露点空気の供給を継続したままＩＰＡ液供給ユニット７を作動させてＩＰＡ液吐出口９７ａからＩＰＡ液を吐出させる（ステップＳ７）。これによって、間隙空間ＳＰが低湿度雰囲気に保たれた状態のまま基板Ｗの表面中央部に向けてＩＰＡ液が供給される（同図（ｃ））。また、この実施形態では、置換処理の進行に伴って基板Ｗの回転速度を変化させている。つまり、ＩＰＡ液供給の初期段階では、基板Ｗの表面中央部ではリンス液膜の中央部がＩＰＡ液に置換されて置換領域が液膜に形成される。このときの回転速度はパドル形成処理と同程度（この実施形態では１０ｒｐｍ）に設定されている。そして、ＩＰＡ液供給から所定時間、例えば２．５秒が経過すると、ＩＰＡ液供給を継続させたまま基板Ｗの回転速度を１０ｒｐｍから１００ｒｐｍに加速する。このように回転速度の加速によって基板表面上の液膜（リンス液領域＋ＩＰＡ液領域（置換領域））に作用する遠心力が増大してリンス液が振り切られるとともに置換領域が径方向に広がっていく。このとき、基板表面上の液膜厚みは回転速度に対応する厚みと薄くなり、所定時間（この実施形態では１秒）経過すると、基板Ｗの表面外周部に存在していたリンス液は全て基板Ｗから振り落とされるとともに、置換領域が基板表面の全面に均一に広がって基板表面はＩＰＡ液膜（溶剤層）４１で全面的に覆われる。さらに、制御ユニット４は０．５秒をかけて基板Ｗの回転速度を１００ｒｐｍから３００ｒｐｍに加速する。これは基板表面に形成された微細パターン（図示省略）の間隙内部に残留しているリンス液をＩＰＡ液に置換するために行われるものである。つまり、回転速度の加速によってＩＰＡ液が基板表面で大きく流動し、これによって微細パターンの間隙内部では残留リンス液がＩＰＡ液に置換される。これによって、基板表面に付着するリンス液がＩＰＡ液に確実に置換される。

こうして、置換処理が完了すると、制御ユニット４は環状気体吐出口９９ａからの低露点空気の吐出を継続させたままチャック回転機構１３の回転速度を高めて基板Ｗを高速回転（例えば１０００〜３０００ｒｐｍ）させる。これにより、基板表面Ｗｆに付着するＩＰＡ液が振り切られ、基板Ｗの乾燥処理（スピンドライ）が実行される（ステップＳ８；乾燥工程）。この乾燥処理の開始時点より制御ユニット４はＣＤＡバルブ８４を開いて中央気体吐出口９８ａからも低露点空気を吐出させる（ステップＳ９）。これによって、中央気体吐出口９８ａおよび環状気体吐出口９９ａから低露点空気が吐出されて間隙空間ＳＰは低露点空気で満たされて低湿度状態で乾燥処理が実行される。なお、基板Ｗの乾燥処理が終了すると、制御ユニット４はチャック回転機構１３を制御して基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ１０）とともに、ＣＤＡバルブ８４、８５を閉じて低露点空気の吐出を停止する（ステップＳ１１）。そして、スプラッシュガード６を退避位置に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上方から突出させる。その後、基板搬送手段が処理済の基板Ｗを装置から搬出して、１枚の基板Ｗに対する一連の洗浄処理が終了する（ステップＳ１２）。

以上のように、この実施形態によれば、基板表面Ｗｆに付着しているリンス液をＩＰＡ液に置換する間、低露点空気（ＣＤＡ）が間隙空間ＳＰに供給されて基板表面Ｗｆの周囲雰囲気が低湿度雰囲気に保たれている。このため、ＩＰＡ液吐出口９７ａから吐出されたＩＰＡ液への水分の吸湿を効果的に抑制することができる。その結果、基板表面ＷｆからＩＰＡ液を除去して基板表面Ｗｆを乾燥させた際に、ＩＰＡ液中の水分が基板表面Ｗｆに残留するという現象を確実に抑えてウォーターマークやパターン倒壊を効果的に抑制することができる。

また、この実施形態では、置換処理の間のみならず、基板Ｗの乾燥処理中にも低露点空気を吐出して基板表面Ｗｆの周囲雰囲気を低湿度雰囲気に保っているため、基板Ｗの乾燥速度を向上させることができる。また、基板表面Ｗｆから除去されたＩＰＡ液が基板表面Ｗｆへ跳ね返ることも効果的に抑制することができ、基板表面Ｗｆへのパーティクル付着の低減が可能となっている。

また、この実施形態では、遮断部材９に対してＩＰＡ液吐出口９７ａのみならず中央気体吐出口９８ａを設けているので、遮断部材９を基板表面Ｗｆに対向配置した状態で基板表面Ｗｆの中央部に向けてＩＰＡ液と低露点空気をそれぞれ吐出することが可能となっている。したがって、遮断部材９を基板表面に対向配置させたまま間隙空間ＳＰへの低露点空気の吐出を開始することができ、間隙空間ＳＰに低露点空気を確実に供給して効率的に低湿度雰囲気を形成することができる。また、ＩＰＡ液と低露点空気を同時に吐出することができ、スループットの面でも有利である。というのも、ＩＰＡ液を薬液供給と同様にノズル供給方式を採用した場合にはＩＰＡ液を供給している間、遮断部材９を離間位置に退避させておく必要があり、置換処理中に間隙空間ＳＰに低湿度雰囲気を形成するのは困難であるし、遮断部材の移動やノズル移動を伴うためである。これに対し、本実施形態によれば、上記したように当該問題を一挙に解決することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば図７および図８に示すようにスピン乾燥時に低露点空気の代わりに窒素ガスなどの不活性ガスを供給可能に構成してもよい。以下、図７および図８を参照しつつ本発明にかかる他の実施形態について説明する。

図７はこの発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す図である。また、図８は図７の基板処理装置の動作を示す模式図である。この実施形態が図１の実施形態と大きく相違する点は、中央気体吐出口９８ａおよび環状気体吐出口９９ａからの気体の吐出態様であり、その他の構成および動作については同一である。つまり、この実施形態では、中央気体吐出口９８ａは窒素バルブ８７を介して工場のユーティリティ等で構成される窒素ガス供給源に接続されている。そして、窒素バルブ８７が開かれることにより中央気体吐出口９８ａから窒素ガスを吐出可能となっている。一方、環状気体吐出口９９ａに対しては窒素バルブ８８を介して窒素ガス供給源が接続されており、制御ユニット４がＣＤＡバルブ８５および窒素バルブ８８を開閉制御することによって環状気体吐出口９９ａから低露点空気または窒素ガスを選択的に吐出可能となっている。

そして、基板搬送手段（図示せず）により未処理の基板Ｗが装置内に搬入されると、制御ユニット４は装置各部を制御して基板Ｗに対して洗浄処理（薬液処理＋リンス処理＋パドル形成処理＋置換処理＋乾燥処理）を実行する。すなわち、上記実施形態と同様にして薬液処理を行った後、制御ユニット４はＣＤＡバルブ８５を開いて環状気体吐出口９９ａから低露点空気を吐出しながら、上記実施形態と同様にしてリンス処理（図８（ａ））、パドル形成処理（同図（ｂ））および置換処理（同図（ｃ））を実行する。

次に乾燥処理を実行する際、制御ユニット４はＣＤＡバルブ８５を閉じる一方、窒素バルブ８８を開いて低露点空気に代えて窒素ガスを環状気体吐出口９９ａから吐出する。また、制御ユニット４は窒素バルブ８７を開いて窒素ガスを中央気体吐出口９８ａから吐出する。これにより、間隙空間ＳＰに窒素ガスが供給されて基板表面Ｗｆの周囲雰囲気が低湿度雰囲気から不活性ガス雰囲気に切り替わり、その不活性ガス雰囲気で乾燥処理が実行される。したがって、この周囲雰囲気からＩＰＡ液への酸素の溶解を低減させることができ、ＩＰＡ液の溶存酸素濃度の上昇を抑制することができる。その結果、基板表面Ｗｆに酸化膜が形成されたり、ウォーターマークが発生するのをより効果的に防止することができる。

また、上記実施形態では、置換処理に続いて乾燥処理を直ちに実行しているが、置換処理と乾燥処理の間に、図９に示す乾燥前処理を実行してもよい。以下、図９を参照しつつ本発明にかかる別の実施形態について説明する。

図９はこの発明にかかる基板処理装置の別の実施形態を示す図である。この実施形態では、置換処理が完了した（図９（ａ））後に、次に示す乾燥前処理工程を実行して基板表面Ｗｆ上のＩＰＡ液を基板Ｗから排出させる。先ず、制御ユニット４はＩＰＡ液供給ユニット７からのＩＰＡ液の供給を停止するとともに基板Ｗの表面中央部に向けて中央気体吐出口９８ａから低露点空気あるいは窒素ガスなどの乾燥用ガスを吹きつける。つまり、中央気体吐出口９８ａから吐出させる乾燥用ガスの流量を環状気体吐出口９９ａから吐出させる乾燥用ガスの流量に比較して相対的に高めるように両吐出口から吐出させる乾燥用ガスの流量バランスを調整する。そうすると、図９（ｂ）に示すように、中央気体吐出口９８ａから基板表面Ｗｆに吹き付けられる乾燥用ガス（低露点空気または窒素ガス）によってＩＰＡ液膜４１の中央部のＩＰＡ液が基板Ｗの径方向外側に押し退けられてＩＰＡ液膜（溶剤層）４１の中央部にホール４２が形成され、その表面部分が乾燥される。そして、引き続き、乾燥用ガスを基板Ｗの表面中央部に吹き付けていくことで、図９（ｃ）に示すように、先に形成されたホール４２が基板Ｗの端縁方向（同図の左右方向）に拡大していき、ＩＰＡ液膜４１の中央側のＩＰＡ液が中央側から基板端縁側に徐々に押し遣られて乾燥領域が広がっていく。これにより、基板Ｗの表面中央部にＩＰＡ液を残すことなく、基板Ｗの表面中央部に付着するＩＰＡ液を除去することができる。この後にスピン乾燥が実行されて基板表面全体が乾燥される。

以上のように、この実施形態によれば、乾燥前処理工程を実行することによって乾燥工程（スピンドライ）の間に基板Ｗの表面中央部にＩＰＡ液が液滴状に残り、筋状パーティクルとなって基板表面Ｗｆにウォーターマークが形成されるのを確実に防止できる。

また、上記した実施形態の置換処理では、基板表面に形成されたパターンが倒壊するなどの不具合を防止して乾燥性能を高めるために低表面張力液としてＩＰＡ液を用いて置換処理を行っているが、ＩＰＡ液以外に、エチルアルコール、メチルアルコール、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル：hydrofluoroether）、アセトン（acetone）およびTrans-1，2ジクロロエチレン（trans1,2-dichloroethylene）などの各種有機溶剤を低表面張力液として用いるようにしてもよい。また、低表面張力溶剤としては、単体成分のみからなる場合だけではなく、他の成分と混合した液であってもよい。例えば、ＩＰＡと純水の混合液であってもよいし、ＩＰＡとＨＦＥの混合液であってもよい。

また、上記実施形態では、半導体ウエハ等の基板Ｗに対して薬液処理、リンス処理、置換処理および乾燥処置を行う装置および方法に本発明を適用しているが、基板Ｗの種類や処理内容はこれに限定されるものではなく、処理液を基板に供給して湿式処理を施した後に、処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を基板表面に供給してから該低表面張力溶剤を基板表面から除去することによって基板表面を乾燥させる基板処理装置および方法に本発明を適用することができる。

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、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などを含む基板全般に湿式処理および乾燥処理を施す基板処理装置および方法に適用することができる。

この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。 図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。 図１の基板処理装置に装備された遮断部材の要部を示す縦断面図である。 図３のＡ―Ａ’線断面図である。 図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。 図１の基板処理装置の動作を示す模式図である。 この発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す図である。 図７の基板処理装置の動作を示す模式図である。 この発明にかかる基板処理装置の別の実施形態を示す図である。

符号の説明

７…ＩＰＡ液供給ユニット
９…遮断部材
１３…チャック回転機構（基板回転手段）
１７…チャックピン（基板保持手段）
４１…ＩＰＡ液膜（溶剤層）
４２…ホール
９３…遮断部材回転機構（遮断部材回転手段）
９７ａ…ＩＰＡ液吐出口（溶剤吐出口）
９８ａ…中央気体吐出口
９９ａ…環状気体吐出口
ＳＰ…間隙空間
Ｗ…基板
Ｗｆ…基板表面

Claims (12)

1. 基板表面に処理液を供給して該基板表面に対して所定の湿式処理を施した後、前記処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を前記基板表面に供給してから該低表面張力溶剤を前記基板表面から除去することによって前記基板表面を乾燥させる基板処理装置において、
   基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板を所定の回転軸回りに回転させる基板回転手段と、
   前記基板保持手段に保持された前記基板の表面中央部へ前記低表面張力溶剤を吐出する溶剤吐出口を有し、前記基板表面に対向しながら前記基板表面から離間配置された遮断部材と、
   前記遮断部材と前記基板表面との間に形成される間隙空間に低露点空気を供給する低露点空気供給手段とを備え、
   前記遮断部材は、前記低露点空気供給手段からの前記低露点空気を前記基板表面の中央部に向けて吐出する中央気体吐出口と、前記基板保持手段に保持された前記基板の表面中央部へ前記処理液を吐出する処理液吐出口と、前記低露点空気供給手段からの前記低露点空気を前記間隙空間に供給するとともに、前記溶剤吐出口、前記中央気体吐出口および前記処理液吐出口に対して径方向外側に、しかも前記溶剤吐出口、前記中央気体吐出口および前記処理液吐出口を取り囲むように環状に形成された環状気体吐出口をさらに有しており、
   前記溶剤吐出口から前記低表面張力溶剤が吐出される間、前記環状気体吐出口から前記間隙空間に前記低露点空気が供給されることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記低露点空気供給手段から前記低露点空気を前記間隙空間に供給しつつ、前記基板回転手段により前記基板を回転させて前記基板表面に付着している前記低表面張力溶剤を前記基板表面から振り切って前記基板表面を乾燥させる請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記環状気体吐出口の開口面積は前記中央気体吐出口の開口面積よりも大きい請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 前記基板表面の乾燥前に前記溶剤吐出口から前記低表面張力溶剤を吐出させて前記基板表面全体にパドル状の前記低表面張力溶剤による溶剤層を形成した後に、前記中央気体吐出口から前記基板の表面中央部に前記低露点空気を吐出させて前記溶剤層の中央部にホールを形成するとともに前記ホールを前記基板の端縁方向に拡大させて前記基板表面を乾燥させる請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記溶剤吐出口の口径は、前記処理液吐出口の口径より小さい請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記湿式処理の開始に伴って前記環状気体吐出口から前記低露点空気の吐出を開始し、前記基板回転手段により前記基板を回転させて前記基板表面に付着している前記低表面張力溶剤を前記基板表面から振り切って前記基板表面を乾燥させる際には、前記環状気体吐出口に加えて前記中央気体吐出口からも前記低露点空気を吐出する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 基板表面に処理液を供給して該基板表面に対して所定の湿式処理を施した後、前記処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を前記基板表面に供給してから該低表面張力溶剤を前記基板表面から除去することによって前記基板表面を乾燥させる基板処理装置において、
   基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板を所定の回転軸回りに回転させる基板回転手段と、
   前記基板保持手段に保持された前記基板の表面中央部へ前記低表面張力溶剤を吐出する溶剤吐出口を有し、前記基板表面に対向しながら前記基板表面から離間配置された遮断部材と、
   前記遮断部材と前記基板表面との間に形成される間隙空間に低露点空気を供給する低露点空気供給手段と、
   前記間隙空間に不活性ガスを供給するガス供給手段とを備え、
   前記遮断部材は、前記低露点空気供給手段からの前記低露点空気を前記間隙空間に供給するとともに、前記溶剤吐出口に対して径方向外側に、しかも前記溶剤吐出口を取り囲むように環状に形成された環状気体吐出口をさらに有しており、
   前記環状気体吐出口は、前記低露点空気供給手段からの前記低露点空気または前記ガス供給手段からの前記不活性ガスを選択的に吐出可能であり、
   前記溶剤吐出口から前記低表面張力溶剤が吐出される間、前記環状気体吐出口から前記間隙空間に前記低露点空気が供給され、
   前記基板表面を乾燥させる際には、前記ガス供給手段からの前記不活性ガスを前記環状気体吐出口から前記間隙空間に供給しつつ、前記基板回転手段により前記基板を回転させて前記基板表面に付着している前記低表面張力溶剤を前記基板表面から振り切って前記基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理装置。
8. 前記遮断部材を前記基板の回転軸回りに回転させる遮断部材回転手段をさらに備える請求項１ないし７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記溶剤吐出口から前記低表面張力溶剤が吐出されている間に、前記基板回転手段は前記基板の回転速度を加速する請求項１ないし８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
10. 前記遮断部材は、板状部材と、前記板状部材を支持し、内部が中空に仕上げられた支軸と、前記支軸の中空部に挿通された内挿軸とを有しており、
    前記環状気体吐出口は前記支軸の内壁面と前記内挿軸の外壁面との間に形成される請求項１ないし９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
11. 略水平姿勢で保持された基板を回転させながら前記基板の表面に処理液を供給して前記基板表面に対して所定の湿式処理を施す湿式処理工程と、
    前記処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を前記基板の表面中央部に吐出する溶剤吐出口を有する、遮断部材を前記処理液で濡れた前記基板表面に対向しながら前記基板表面から離間配置させた状態で前記基板表面に前記溶剤吐出口から前記低表面張力溶剤を吐出させて前記基板表面に付着している処理液を前記低表面張力溶剤に置換させる置換工程と、
    前記置換工程後に前記低表面張力溶剤を前記基板表面から除去して該基板表面を乾燥させる乾燥工程とを備え、
    前記遮断部材は、低露点空気または不活性ガスを選択的に前記遮断部材と前記基板表面との間に形成される間隙空間に供給するとともに、前記溶剤吐出口に対して径方向外側に、しかも前記溶剤吐出口を取り囲むように環状に形成された環状気体吐出口をさらに有しており、
    前記置換工程において、前記環状気体吐出口から前記間隙空間に前記低露点空気を供給し、
    前記乾燥工程において、前記環状気体吐出口から前記不活性ガスを前記間隙空間に供給しつつ、前記基板を回転させて前記基板表面に付着している前記低表面張力溶剤を前記基板表面から振り切って前記基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法。
12. 前記湿式処理工程において前記間隙空間に前記低露点空気を供給する請求項１１記載の基板処理方法。

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