JP6427323B2 - 基板乾燥装置および基板乾燥方法 - Google Patents

Description

この発明は、半導体基板、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（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などの各種基板（以下、単に「基板」と記載する）に付着した液体を基板から除去する基板乾燥装置および基板乾燥方法に関するものである。

半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程では、液体を使用する様々な湿式処理を基板に対して施した後、湿式処理によって基板に付着した液体を除去するための乾燥処理を基板に対して施す。

湿式処理としては、基板表面の汚染物質を除去する洗浄処理が挙げられる。例えば、ドライエッチング工程により、凹凸を有する微細なパターンを形成した基板表面には、反応副生成物（エッチング残渣）が存在している。また、エッチング残渣の他に、基板表面には金属不純物や有機汚染物質などが付着している恐れがあり、これらの物質を除去するために、基板へ洗浄液を供給するなどの洗浄処理を行う。

洗浄処理の後には、洗浄液をリンス液により除去するリンス処理と、リンス液を乾燥する乾燥処理が施される。リンス処理としては、洗浄液が付着した基板表面に対して脱イオン水（ＤＩＷ：Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ）などのリンス液を供給し、基板表面の洗浄液を除去するリンス処理が挙げられる。リンス処理の後、必要に応じて、基板表面のリンス液をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などの置換液によって除去する置換処理を行うこともある（特許文献１）。その後、リンス液または置換液を除去することにより基板を乾燥させる乾燥処理を行う。

近年、基板に形成されるパターンの微細化に伴い、凹凸を有するパターンの凸部におけるアスペクト比（パターン凸部における高さと幅の比）が大きくなってきている。このため、乾燥処理時において、パターンの凹部に入り込んだ洗浄液やリンス液などの液体と、液体に接する気体との境界面に働く表面張力が、パターン中で隣接する凸部を引き寄せて、パターンを倒壊させるという問題があった。

このような表面張力に起因するパターンの倒壊を防ぐために、パターンの凹部に入り込んだ液体を凝固や析出により固体にする処理を施して、固体から気体へ昇華させて基板乾燥を行う技術が知られている。固体と、固体に接する気体との境界面には表面張力が働かないため、表面張力に起因するパターンの倒壊を防止することができる。特許文献２には、基板上の液体を凝固させて凍結膜とし、基板および凍結膜よりも低温で、かつ凍結膜の温度よりも低い露点を有するガスを供給することで、凍結膜を昇華させる乾燥技術が示されている。特許文献３には、基板上に昇華性物質の溶液を供給し、溶液中の溶媒を乾燥させて基板上を固相の昇華性物質で満たし、昇華性物質の昇華温度よりも高い温度に基板を加熱することで、昇華性物質を昇華させる乾燥技術が示されている。

特開２００３−４５８４３号公報 特開２０１０−１９９２６１号公報 特開２０１２−２４３８６９号公報

特許文献２の乾燥技術では、基板表面における凍結膜を昇華させる際に、凍結膜が液体に戻るのを防止するため、凍結膜の凝固点よりも低い温度の乾燥用気体を継続して供給する必要がある。低温の乾燥用気体の消費量は、基板上の凍結膜を除去するための昇華処理時間に依存し、昇華処理時間は、単位時間あたりに凍結膜が昇華する昇華量（凍結膜の昇華速度）を増加することにより短縮することができる。

凍結膜の昇華速度は、凍結膜における凍結体の昇華圧と、乾燥用気体における凍結体の分圧との差分に比例し、この差分が大きいほど昇華速度は速くなり、昇華処理時間は短くなる。凍結体の昇華圧は、凍結膜の温度が高くなるにつれて高くなる。しかしながら、特許文献２において、凍結膜は、昇華を利用するため、凍結体の凝固点よりも低い温度に保つ必要がある。したがって、凍結体の昇華圧は、凍結体の凝固点の温度で最大値となり、昇華処理時間の短縮が困難となる。よって、特許文献２の乾燥技術では、生産効率を向上させられないことや、低温の乾燥用気体の消費量を削減できないことが課題となっている。

特許文献３の乾燥技術は、基板表面における昇華性物質を加熱により昇華させて除去することによって、基板表面を乾燥させる技術である。昇華性物質を昇華させるためには熱エネルギーを昇華性物質へ与えることが必要となる。基板上の昇華性物質を全て昇華させるために必要な熱エネルギーの総量は、昇華性物質が吸収する顕熱と潜熱の総量となり、これらは使用する昇華性物質の種類と量に依存する。

昇華性物質を昇華させるための処理時間は、単位時間あたりに昇華性物質へ与えることのできる熱エネルギーに依存する。固体の昇華性物質を加熱し、固体の昇華性物質が昇華点の温度になると、与えられた熱エネルギーは昇華性物質の昇温ではなく、昇華に使用され、固体の昇華性物質を昇華点の温度以上に加熱することができない。

よって、単位時間あたりに昇華性物質へ与えられる熱エネルギーを、昇華点の温度以上とすることは困難であり、基板上の昇華性物質を除去するための昇華時間を短縮するには、使用する昇華性物質の量を少なくする必要がある。しかしながら、パターンの倒壊を防止するためには、ある程度の膜厚（すなわち、ある程度の量）の昇華性物質が必要となる。このように、処理時間の短縮と、パターンの倒壊防止との間にトレード・オフの関係があり、これらを両立させることが課題となっている。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板表面に付着した液体を除去して、基板を良好に乾燥させる乾燥処理において、液体の表面張力によるパターンの倒壊を防止し、かつ短時間で乾燥処理を行うとともに、乾燥処理にかかるエネルギーの消費量を低減することができる基板乾燥装置および基板乾燥方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本願の第１発明に係る基板乾燥装置は、処理液が付着した基板に、熱により気体の生成物に分解する乾燥補助物質を溶媒に溶解させた乾燥補助液を供給する乾燥補助液供給手段と、前記基板上の前記溶媒を除去し、前記乾燥補助物質を前記基板上に析出させる析出手段と、前記乾燥補助物質を加熱し、前記基板から前記乾燥補助物質を除去する加熱手段とを備える。
そして、乾燥補助物質の加熱により生成される生成物の基板への付着を防止するために、第１発明の一態様として、前記加熱手段により前記乾燥補助物質が加熱されるのと並行して前記基板へ窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段をさらに備える。また別の態様として、加熱手段を水蒸気の分圧が低い加熱された窒素ガスを前記基板の表面に供給する手段で構成する。さらに他の態様として、前記加熱手段により前記乾燥補助物質が加熱されるのと並行して前記基板へ窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段をさらに備えるとともに、加熱手段を水蒸気の分圧が低い加熱された窒素ガスを前記基板の表面に供給する手段で構成する。なお、第１発明では、前記乾燥補助物質として過塩素酸アンモニウムを用いる。

このように構成された第１発明は、基板上で固体化した乾燥補助物質を熱分解により除去する。本発明は、乾燥補助物質に、熱により気体の生成物に分解する物質を選ぶ。これにより、熱分解により発生した生成物が基板表面に残留するのを確実に防止できる。

本願の第２発明は、第１発明の基板乾燥装置であって、前記溶媒は、前記基板に付着した前記処理液と同一の物質である。

このように構成された第２発明は、前記溶媒が前記基板に付着した前記処理液と同一の物質であるため、前記乾燥補助液供給手段により前記乾燥補助液が供給された際に、前記処理液と前記溶媒が混合しやすく、前記基板の表面へより均一に前記乾燥補助物質を供給することができる。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の基板乾燥装置であって、前記析出手段は、前記基板上の前記溶媒へ乾燥気体を供給する手段であり、前記乾燥気体における前記溶媒の分圧は、前記基板上における前記溶媒の蒸気圧よりも低い分圧である。

本願の第４発明は、第１発明ないし第３発明の基板乾燥装置であって、前記析出手段は、前記基板上の前記溶媒を、常温よりも高く、かつ前記溶液に溶解した前記乾燥補助物質の熱分解温度よりも低い温度に加熱する手段である。

本願の第５発明は、第１発明ないし第４発明の基板乾燥装置であって、前記加熱手段は、前記基板に加熱した気体を供給する。

本願の第６発明は、第１発明ないし第５発明の基板乾燥装置であって、前記加熱手段は、前記基板に光を照射する。

本願の第７発明は、第１発明ないし第６発明の基板乾燥装置であって、前記加熱手段は、前記基板の主面に対向する対向板を加熱する。

本願の第８発明は、第１発明ないし第７発明の基板処理装置であって、前記乾燥補助液供給手段は、気体の生成物に分解する熱分解温度が、常温以上であり摂氏２００度以下である前記乾燥補助物質を、前記乾燥補助液として供給する。

本願の第９発明は、第８発明の基板乾燥装置であって、前記乾燥補助物質は、炭酸水素アンモニウム、または過塩素酸アンモニウムのうち、少なくとも１種類の物質を含む基板乾燥装置。

本願の第１０発明は、第１発明ないし第９発明の基板乾燥装置であって、前記基板を略水平状態で載置する基板保持部と、前記基板を略水平面上で回転させる基板回転機構とをさらに備える。

本願の第１１発明は、第１発明ないし第１０発明の基板乾燥装置であって、前記乾燥補助液を回収する乾燥補助液回収部をさらに備える。

また、上記の目的を達成するため、本願の第１２発明に係る基板乾燥方法は、処理液が付着した基板に、熱により気体の生成物に分解する乾燥補助物質を溶媒に溶解させた乾燥補助液を供給する乾燥補助液供給工程と、前記基板上の前記溶媒を除去し、前記乾燥補助物質を前記基板上に析出させる析出工程と、前記乾燥補助物質を加熱し、前記基板から前記乾燥補助物質を除去する加熱工程とを備える。
そして、乾燥補助物質の加熱により生成される生成物の基板への付着を防止するために、第１２発明の一態様として、前記加熱工程と並行して前記基板の表面に窒素ガスを供給して、前記気体の生成物を前記基板の表面から除去する窒素ガス供給工程をさらに備えている。また別の態様として、加熱工程を水蒸気の分圧が低い加熱された窒素ガスを前記基板の表面に供給する工程としている。さらに他の態様として、前記加熱工程と並行して前記基板の表面に窒素ガスを供給して、前記気体の生成物を前記基板の表面から除去する窒素ガス供給工程をさらに備えるとともに、加熱工程を水蒸気の分圧が低い加熱された窒素ガスを前記基板の表面に供給する工程としている。なお、第１発明では、前記乾燥補助物質として過塩素酸アンモニウムを用いる。

前述のように、本発明によれば、処理液が付着した基板表面に乾燥補助物質を溶媒に溶解した乾燥補助液を供給し、基板表面で乾燥補助液中の乾燥補助物質を析出させ、析出した乾燥補助物質を化学変化である熱分解により除去することで、乾燥補助物質の除去にかかる処理時間およびエネルギー消費量を低減することができる。

また、本発明によれば、熱により気体の生成物に分解する乾燥補助物質を使用することにより、基板表面から乾燥補助物質を除去する際に、固体の乾燥補助物質は、熱分解により気体の生成物となるため、基板表面のパターンの凸部に、液体に起因する表面張力がはたらくことを防止することができる。これにより、基板表面におけるパターンの凸部の倒壊を防ぐことができる。

また、本発明によれば、熱により気体の生成物に分解する乾燥補助物質を使用することにより、基板表面で分解した気体の生成物が、基板表面に残留するのを確実に防止することができる。

本発明に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。 図１のＢ１−Ｂ１線に沿った矢視断面図である。 図１の矢印Ｂ２から見た側面図である。 本発明に係る処理ユニットの全体構成を示す図である。 図４の処理ユニットにおける基板保持部、排液捕集部および雰囲気遮断部の構成を示す図である。 図４の処理ユニットにおける洗浄部の構成を示す図である。 図４の処理ユニットにおけるリンス部および乾燥気体供給部の構成を示す図である。 図７の乾燥気体供給部における乾燥気体供給ユニットの構成を示す図である。 図４の処理ユニットにおける乾燥補助液供給部の構成を示す図である。 第１実施形態に係る図９の乾燥補助液供給部における乾燥補助液供給ユニットの構成を示す図である。 図４の処理ユニットにおける制御ユニットの構成を示す図である。 第１実施形態に係る基板処理装置の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態における基板表面の様子を示す図である。 第１実施形態における基板表面の様子を示す図である。 第１実施形態における基板表面の様子を示す図である。 変形例に係る光照射部の構成を示す図である。 変形例に係る乾燥気体供給ユニットの構成を示す図である。 変形例に係る乾燥補助液供給ユニットの構成を示す図である。

以下の説明において、基板とは、半導体基板、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（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などの各種基板をいう。

以下の説明においては、一方主面のみに回路パターン等（以下「パターン」と記載する）が形成されている基板を例として用いる。ここで、パターンが形成されている主面を「表面」と称し、その反対側のパターンが形成されていない主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた基板の面を「下面」と称し、上方に向けられた基板の面を「上面」と称する。なお、以下においては上面を表面として説明する。

以下の説明において、常温とは、本発明に係る基板処理装置が設備されている工場内の雰囲気の温度を意味する。また、以下の実施形態では、常温を摂氏２０度±１５度の範囲とする。

以下の説明において、熱分解とは、物質に熱エネルギーが与えられることにより、不可逆に該物質が２種類以上の他の物質に分解する化学反応を意味する。また、熱分解温度とは、物質において一般に、熱分解が十分に生じ得る温度のことを意味する。

以下、本発明の実施の形態を、半導体基板の処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明する。なお、本発明は、半導体基板の処理に限らず、液晶表示器用のガラス基板などの各種の基板の処理にも適用することができる。

＜第１実施形態＞
図１、図２および図３はこの発明に係る基板処理装置９の概略構成を示す図である。図１は基板処理装置９の正面図であり、図２は図１の基板処理装置９のＢ１−Ｂ１線に沿った矢視断面図である。また、図３は図１の基板処理装置９を矢印Ｂ２側からみた側面図である。この装置は半導体基板等の基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」と記載する）に付着しているパーティクル等の汚染物質（以下「パーティクル等」と記載する）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。

なお、各図には方向関係を明確にするため、Ｚ軸を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とする座標系を適宜付している。また、各座標系において、矢印の先端が向く方向を＋（プラス）方向とし、逆の方向を−（マイナス）方向とする。

＜１−１．基板処理装置の全体構成＞
基板処理装置９は、基板Ｗを例えば２５枚収容したＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）９４９を載置するオープナー９４と、オープナー９４上のＦＯＵＰ９４９から未処理の基板Ｗを取り出し、また処理完了後の基板ＷをＦＯＵＰ９４９内に収納するインデクサユニット９３と、インデクサユニット９３とセンターロボット９６との間で基板Ｗの受け渡しを行うシャトル９５と、基板Ｗをセンターロボット９６でその内部に収容して洗浄を行う処理ユニット９１と、処理ユニット９１に供給される液体や気体の配管、バルブ等を収容する流体ボックス９２とで構成される。

まず、これらの平面的な配置について図２を用いて説明する。基板処理装置９の一端（図２において左端）には複数の（本実施形態においては３台の）オープナー９４が配置される。オープナー９４の図２における右側（＋Ｙ側）に隣接してインデクサユニット９３が配置される。インデクサユニット９３のＸ方向における中央付近であって、インデクサユニットの図２における右側（＋Ｙ側）に隣接してシャトル９５が配置され、シャトル９５の図２における右側（＋Ｙ側）に、シャトル９５と＋Ｙ方向に並ぶようにセンターロボット９６が配置される。このように、インデクサユニット９３と、シャトル９５およびセンターロボット９６は、直交する二本のラインの配置をなしている。

＋Ｙ方向に並ぶように配置されたシャトル９５とセンターロボット９６の図２における上側（−Ｘ側）と下側（＋Ｘ側）には処理ユニット９１と流体ボックス９２が配置されている。すなわち、シャトル９５とセンターロボット９６の図２における上側（−Ｘ側）または下側（＋Ｘ側）に、インデクサユニット９３の図２における右側（＋Ｙ側）に隣接して、流体ボックス９２、処理ユニット９１、処理ユニット９１、流体ボックス９２の順に配置されている。

なお、インデクサユニット９３の＋Ｘ側（図２における下側）の側面には後述する制御ユニット９７の操作部９７１が設置されている（図１参照）。

次に、オープナー９４について説明する。オープナー９４はその上部にＦＯＵＰ９４９を載置する載置面９４１と、ＦＯＵＰ９４９の正面（図１および図２におけるＦＯＵＰ９４９の右側（＋Ｙ側）の面）に対向して配置され、ＦＯＵＰ９４９の正面にある蓋部（図示省略）を開閉する開閉機構９４３（図３参照）を備える。

基板処理装置９の外部から自動搬送車両等により搬入されたＦＯＵＰ９４９は、オープナー９４の載置面９４１上に載置され、開閉機構９４３により蓋部が解放される。これにより、後述するインデクサユニット９３のインデクサロボット９３１が、ＦＯＵＰ９４９内の基板Ｗを搬出し、逆にＦＯＵＰ９４９内に基板Ｗを搬入することが可能となる。

次に、インデクサユニット９３について説明する。インデクサユニット９３には、ＦＯＵＰ９４９から処理工程前の基板Ｗを一枚ずつ取り出すとともに、処理工程後の基板ＷをＦＯＵＰ９４９に一枚ずつ収容し、更に基板Ｗをシャトル９５と受け渡しする、Ｚ軸方向に上下に配置された２組のハンド９３３を有するインデクサロボット９３１が備えられている。インデクサロボット９３１はＸ軸方向に水平移動自在であり、またＺ軸方向に昇降移動自在であるとともに、Ｚ軸周りに回転可能に構成されている。

次に、シャトル９５について説明する。シャトル９５には、基板Ｗの図２における上側（−Ｘ側）および下側（＋Ｘ側）の周縁部付近であって、インデクサロボット９３１のハンド９３３および後述するセンターロボット９６のハンド９６１と干渉しない位置を保持する、Ｚ軸方向に上下に配置された２組のハンド９５１と、２組のハンド９５１をそれぞれ独立してＹ軸方向に水平移動する水平移動機構（図示せず）とを備える。

シャトル９５はインデクサロボット９３１とセンターロボット９６双方との間で基板Ｗを受け渡し可能に構成されている。すなわち、図示しない水平移動機構によりハンド９５１が図２における左側（−Ｙ側）に移動した場合、インデクサロボット９３１のハンド９３３との間で基板Ｗの受け渡しが可能となり、また、ハンド９５１が図２における右側（＋Ｙ側）に移動した場合はセンターロボット９６のハンド９６１との間で基板Ｗの受け渡しが可能となる。

次に、センターロボット９６について説明する。センターロボット９６には、基板Ｗを１枚ずつ保持し、シャトル９５または処理ユニット９１との間で基板Ｗの受け渡しを行う、Ｚ軸方向に上下に配置された２組のハンド９６１と、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延設され、ハンド９６１の鉛直方向の移動の軸となる昇降軸９６３と、ハンド９６１を昇降移動させる昇降機構９６５と、ハンド９６１をＺ軸周りに回転させる回転機構９６７を備える。センターロボット９６はＺ軸方向に昇降軸９６３に沿って昇降移動自在であるとともに、回転機構９６７によってハンドがＺ軸周りに回転可能に構成されている。

なお、処理ユニット９１の後述する側壁であって、センターロボット９６に対向する面には、センターロボット９６のハンド９６１を伸ばして処理ユニット９１内に基板Ｗを搬入し、または搬出するための開口が設けられている。また、センターロボット９６が処理ユニット９１と基板Ｗの受け渡しを行わない場合に上記開口を閉塞して処理ユニット９１内部の雰囲気の清浄度を保持するためのシャッター９１１が設けられている。

なお、図１に示すように処理ユニット９１と流体ボックス９２は上下２段に積み上げる構成とされている。したがって、本実施形態における基板処理装置９には処理ユニット９１および流体ボックス９２はそれぞれ８台ずつ備えられている。

次に、インデクサロボット９３１、シャトル９５およびセンターロボット９６による基板Ｗの搬送の手順について説明する。基板処理装置９の外部から自動搬送車両等により搬入されたＦＯＵＰ９４９は、オープナー９４の載置面９４１上に載置され、開閉機構９４３により蓋部が解放される。インデクサロボット９３１はＦＯＵＰ９４９の所定の位置から下側のハンド９３３により基板Ｗを１枚取り出す。その後、インデクサロボット９３１はシャトル９５の前（図２におけるインデクサユニット９３のＸ軸方向中央付近）に移動する。同時にシャトル９５は下側のハンド９５１をインデクサユニット９３の側（図２における左側（−Ｙ側））へ移動する。

シャトル９５の前に移動したインデクサロボット９３１は下側のハンド９３３に保持した基板Ｗをシャトル９５の下側のハンド９５１に移載する。その後、シャトル９５は下側のハンド９５１をセンターロボット９６の側（図２における右側（＋Ｙ側））に移動する。また、センターロボット９６がシャトル９５にハンド９６１を向ける位置に移動する。

その後、センターロボット９６が下側のハンド９６１により、シャトル９５の下側のハンド９５１に保持された基板Ｗを取り出し、８つある処理ユニット９１のいずれかのシャッター９１１へハンド９６１を向けるように移動する。その後、シャッター９１１が開放され、センターロボット９６が下側のハンド９６１を伸ばして処理ユニット９１内に基板Ｗを搬入し、処理ユニット９１内での基板Ｗの洗浄処理が開始される。

処理ユニット９１内で処理が完了した基板Ｗは、センターロボット９６の上側のハンド９６１で搬出され、その後は上記未処理の基板Ｗを搬送する場合とは逆にセンターロボット９６の上側のハンド９６１、シャトル９５の上側のハンド９５１、インデクサロボット９３１の上側のハンド９３３の順に移載され、最終的にＦＯＵＰ９４９の所定の位置に収容される。

＜１−２．処理ユニット＞
次に、処理ユニット９１の構成について図４を用いて説明する。図４は処理ユニット９１の構成を示す模式図である。ここで、本実施形態における８つの処理ユニット９１はそれぞれ同じ構成であるため、図２における矢印Ｂ３の示す処理ユニット９１（図１において左下側の処理ユニット９１）を代表として以下説明する。

処理ユニット９１は、表面にパターンが形成された基板Ｗを略水平に保持し、回転する基板保持部１１と、基板保持部１１をその内側に収容し、基板保持部１１および基板Ｗからの飛散物等を受け止めて排気・排液する排液捕集部２１と、基板保持部１１に保持された基板表面Ｗｆに対向して配置され、基板表面Ｗｆの上方の空間を外気から遮断する雰囲気遮断部２３とを備える。

また、処理ユニット９１は、基板表面Ｗｆに洗浄液を供給する洗浄部４１と、基板表面Ｗｆに向けてリンス液を供給するリンス部５１と、基板表面Ｗｆに乾燥補助液を供給する乾燥補助液供給部３１と、基板表面Ｗｆに乾燥気体を供給する乾燥気体供給部５５と、後述する基板処理プログラムに基づいて基板処理装置９の各部の動作を制御する制御ユニット９７とを備える。

洗浄液としては、水酸化アンモニウム、過酸化水素水および水の混合液（以下「ＳＣ−１」と記載する）、塩酸、過酸化水素水および水の混合液（以下「ＳＣ−２」と記載する）、希弗酸（以下「ＤＨＦ」と記載する）、または硫酸、過酸化水素水および水の混合液（以下「ＳＰＭ」と記載する）などが挙げられる。なお、本実施形態では、洗浄液としてＳＣ−１を用いる。

リンス液としては、脱イオン水（Ｄｅ Ｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ：以下「ＤＩＷ」と記載する）、イソプロピルアルコール（Ｉｓｏ Ｐｒｏｐｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ：以下「ＩＰＡ」と記載する）などが挙げられる。なお、本実施形態ではリンス液としてＤＩＷを用いる。

本実施形態では、乾燥補助液には、乾燥補助物質を溶媒に溶解させた、乾燥補助物質の溶液を用いる。

乾燥補助物質としては、炭酸水素アンモニウム（化学式：ＮＨ_４ＨＣＯ_３。熱分解温度：摂氏５８度。熱分解した際の生成物：水蒸気、二酸化炭素およびアンモニア。ＤＩＷに対して可溶性をもつ）、または過塩素酸アンモニウム（化学式：ＮＨ_４ＣｌＯ_４。熱分解温度：摂氏１５０度程度。熱分解した際の生成物：塩素、水蒸気、窒素および酸素。ＤＩＷに対して可溶性をもつ）などが挙げられ、熱により気体の生成物に分解する物質が用いられる。

また、乾燥補助物質の溶媒としては、ＤＩＷやＩＰＡが挙げられ、乾燥補助物質が可溶な溶媒が選択される。なお、本実施形態では、乾燥補助液として、炭酸水素アンモニウムをＤＩＷに溶解させた、炭酸水素アンモニウム水溶液を用いる。

また、本発明において、乾燥補助物質は、熱分解温度が常温以上であり、摂氏２００度以下である物質を用いることが好ましい。熱分解温度が常温以上である乾燥補助物質を選ぶことにより、常温において熱分解を生じることなく基板表面Ｗｆに乾燥補助液を供給することができる。また、熱分解温度が摂氏２００度以下である物質を選ぶことにより、後述する加熱工程において、処理ユニット９１を摂氏２００度より高い温度にしなくても、熱分解を生じさせることができるため、処理ユニット９１を構成する部材に耐熱性の高い部材を用いる必要がなく、装置の製造コストを削減することができる。

乾燥気体は、気体中に含まれる水蒸気の露点が、基板Ｗ近傍の雰囲気の温度よりも低い（すなわち、気体中に含まれる水蒸気の分圧が、基板Ｗ近傍の雰囲気における水の蒸気圧よりも低い）気体である。乾燥気体としては、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、または清浄乾燥空気（Ｃｌｅａｎ Ｄｒｙ Ａｉｒ，窒素ガスと酸素ガスの分圧比が約８０％：約２０％の気体）が挙げられる。なお、本実施形態では、窒素ガスを乾燥空気として用いる。

次に、処理ユニット９１について説明する。処理ユニット９１は、中空の略角柱形状を有する側壁９０１と、側壁９０１に略水平に固設され、処理ユニット９１内の空間を仕切る上側ベース部材９０２および下側ベース部材９０３と、側壁９０１の内部であって上側ベース部材９０２の上方である上側空間９０５と、側壁９０１の内部であって、上側ベース部材９０２の下方であり、かつ下側ベース部材９０３の上方である処理空間９０４と、側壁９０１の内部であって下側ベース部材９０３の下方である下側空間９０６とを備える。なお、本実施形態において側壁９０１は略角柱形状としたが、側壁の形状はそれに限定されず、略円柱形状やその他の形状としても良い。

なお、前述のとおり側壁９０１の内センターロボット９６に対向する側には、センターロボットが処理ユニット９１内に基板Ｗを搬入し、または搬出可能な開口と、その開口を閉塞して処理ユニット９１内部の雰囲気の清浄度を保持するためのシャッター９１１が設けられている。

上側ベース部材９０２は側壁９０１の上方（図４における上側）に略水平に固設され、処理ユニット９１の内部の空間である上側空間９０５と処理空間９０４との間を仕切っている。上側ベース部材９０２の中央付近には、上側ベース部材９０２の下面から、処理ユニット９１の上端に連通する雰囲気導入路９０７が設けられている。また、雰囲気導入路９０７の上端付近には、処理空間９０４へ清浄な雰囲気を供給するファンフィルタユニット９０８が設けられている。上側空間９０５内の雰囲気導入路９０７に設置されたファンフィルタユニット９０８は、処理ユニット９１上方から雰囲気を取り込み、内蔵したＨＥＰＡフィルタ等により雰囲気中の微粒子等を捕集した上で、下方である処理空間９０４内へ清浄化された雰囲気を供給する。

下側ベース部材９０３は側壁９０１の中程（図４における下側）に略水平に固設され、処理ユニット９１の内部の空間である処理空間９０４と下側空間９０６との間を仕切っている。下側ベース部材９０３には複数の排気口９０９が設けられており、各排気口９０９は図示しない排気系統に接続され、処理空間９０４内の雰囲気を外部に排出している。

ここで、処理空間９０４内は清浄な雰囲気が保たれており、基板Ｗの洗浄等が行われる空間である。また、上側空間９０５および下側空間９０６は処理空間９０４内に設置される各部材を駆動するための駆動源等が配設される空間である。

ファンフィルタユニット９０８を通して処理空間９０４内に供給された雰囲気は、処理空間９０４の上方から下方へ向かう流れとなり、最終的に排気口９０９から処理空間９０４の外に排出される。これにより、後述する基板Ｗを処理する各工程において発生する微細な液体の微粒子等を、処理空間９０４の中を上から下に向かって流れる気流により下向きに移動させて排気口９０９から排出する。よって、これら微粒子が基板Ｗや処理空間９０４内の各部材に付着することを防止できる。

次に、基板保持部１１、排液捕集部２１および雰囲気遮断部２３の構成について図５を用いて説明する。図５は基板保持部１１、排液捕集部２１および雰囲気遮断部２３の構成を示す模式図である。

まず、基板保持部１１について説明する。基板保持部１１のベースユニット１１１は下側ベース部材９０３の上に固設されており、ベースユニット１１１の上方に、中心部に開口を有する円板状のスピンベース１１３が回転可能に略水平に支持されている。スピンベース１１３の下面中心には中心軸１１７の上端がネジなどの締結部品によって固定されている。また、スピンベース１１３の周縁付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個の基板保持部材１１５が立設されている。基板保持部材１１５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１１３の周縁に沿って等角度間隔で配置されている。各基板保持部材１１５のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する支持ピンと、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を保持する保持ピンとを備えている。

各基板保持部材１１５は公知のリンク機構や褶動部材等を介して基板保持部材駆動機構１１９内のエアシリンダに連結されている。なお、基板保持部材駆動機構１１９はスピンベース１１３の下側であってベースユニット１１１の内部に設置されている。また、基板保持部材駆動機構１１９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７が基板保持部１１へ動作指令を行い、基板保持部材駆動機構１１９のエアシリンダを伸縮する。これにより、各基板保持部材１１５を、その保持ピンが基板Ｗの外周端面を押圧する「閉状態」と、その保持ピンが基板Ｗの外周端面から離れる「開状態」との間を切り替え可能としている。なお、基板保持部材１１５の駆動源としてエアシリンダ以外に、モーターやソレノイド等の公知の駆動源を用いることも可能である。

そして、スピンベース１１３に対して基板Ｗが受渡しされる際には、各基板保持部材１１５を開状態とし、基板Ｗに対して洗浄処理等を行う際には、各基板保持部材１１５を閉状態とする。各基板保持部材１１５を閉状態とすると、各基板保持部材１１５が基板Ｗの周縁部を把持し、基板Ｗをスピンベース１１３から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持する。これにより、基板表面Ｗｆを上方に向け、基板裏面Ｗｂを下方に向けた状態で保持される。

また、基板保持部１１の中心軸１１７には、モーターを含む基板回転機構１２１の回転軸が連結されている。なお、基板回転機構１２１は下側ベース部材９０３の上であってベースユニット１１１の内部に設置される。また、基板回転機構１２１は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７が基板保持部１１へ動作指令を行い、基板回転機構１２１を駆動する。これにより、中心軸１１７に固定されたスピンベース１１３が回転中心軸Ａ１を中心に回転する。

次に、排液捕集部２１について説明する。基板保持部１１の周囲であって下側ベース部材９０３の上側に略円環状のカップ２１０が、基板保持部１１に保持されている基板Ｗの周囲を包囲するように設けられている。カップ２１０は基板保持部１１および基板Ｗから飛散する液体などを捕集することが可能なように回転中心軸Ａ１に対して略回転対称な形状を有している。なお、各図中において、カップ２１０については説明のため断面形状を示している。

カップ２１０は互いに独立して昇降可能な内構成部材２１１、中構成部材２１３および外構成部材２１５で構成される。図５に示すとおり、内構成部材２１１の上に中構成部材２１３および外構成部材２１５が重ねられた構造を有する。内構成部材２１１、中構成部材２１３および外構成部材２１５は、下側空間９０６に設けられた、モーターおよびボールネジ等の公知の駆動機構で構成されたガード昇降機構２１７にそれぞれ接続されている。また、ガード昇降機構２１７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７が排液捕集部２１へ動作指令を行い、ガード昇降機構２１７を駆動する。これにより、内構成部材２１１、中構成部材２１３および外構成部材２１５がそれぞれ独立に、又は複数の部材が同期して回転中心軸Ａ１に沿って上下方向に移動する。

内構成部材２１１には、内構成部材２１１、中構成部材２１３および外構成部材２１５それぞれで捕集された液体をそれぞれ別の経路で排液処理系へ導くための収集溝が３つ設けられている。それぞれの収集溝は回転中心軸Ａ１を中心とする略同心円状に設けられ、各収集溝には図示しない排液処理系へと接続する配管がそれぞれ管路接続されている。

カップ２１０は内構成部材２１１、中構成部材２１３および外構成部材２１５のそれぞれの上下方向の位置を組合せて使用する。すなわち、内構成部材２１１、中構成部材２１３および外構成部材２１５の全てが下位置にあるホームポジション、内構成部材２１１および中構成部材２１３が下位置であって外構成部材２１５のみ上位置にある外捕集位置、内構成部材２１１が下位置であって中構成部材２１３および外構成部材２１５が上位置に有る中捕集位置、および内構成部材２１１、中構成部材２１３および外構成部材２１５の全てが上位置にある内捕集位置である。

ホームポジションはセンターロボット９６が基板Ｗを処理ユニット９１内に搬入出する場合などにおいて取られる位置である。外捕集位置は外構成部材２１５で受け止めた液体を捕集して外側の収集溝に導く位置であり、中捕集位置は中構成部材２１３で受け止めた液体を中間の収集溝に導く位置であり、また、内捕集位置は内構成部材２１１で受け止めた液体を内側の収集溝に導く位置である。

このような構成の排液捕集部２１を用いることにより、処理に使用される液体に応じて内構成部材２１１、中構成部材２１３および外構成部材２１５のそれぞれの位置を変更して分別捕集することが可能となる。したがって、それぞれの液体を分別し、対応する排液処理系に排出することで、液体の再利用や混合することが危険な複数の液体を分別して処理することが可能となる。

次に、雰囲気遮断部２３について説明する。雰囲気遮断部２３の基板対向部材である遮断部材２３１は、中心部に開口を有する円板状に形成されている。遮断部材２３１の下面は、基板表面Ｗｆと略平行に対向する基板対向面となっている。また、遮断部材２３１の直径は基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成されている。遮断部材２３１は、その内部が中空であって略円筒形状を有する支持軸２３３の下方に回転可能に略水平に支持される。

支持軸２３３の上端部は遮断部材２３１を回転する遮断部材回転機構２３５の下面に固設される。遮断部材回転機構２３５は、中空モーター２３７および中空軸２３９で構成される。中空軸２３９の一端（図５における上端）は中空モーター２３７の回転軸に連結されており、他端（図５における下端）は支持軸２３３の中を通して遮断部材２３１の上面に連結されている。

また、遮断部材回転機構２３５は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７が雰囲気遮断部２３へ動作指令を行い、遮断部材回転機構２３５を駆動する。これにより、遮断部材２３１を支持軸２３３の中心を通る回転中心軸Ａ５周りに回転する。遮断部材回転機構２３５は、基板保持部１１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遮断部材２３１を回転させるように構成されている。なお、スピンベース１１３と遮断部材２３１は、回転中心軸Ａ１とＡ５が略一致するよう配設されている。したがって、スピンベース１１３と遮断部材２３１略同じ回転中心軸の周りに回転する。

なお、遮断部材回転機構２３５の上面から遮断部材２３１の中心部の開口にいたるまで、後述する配管５１５，５５５が挿通可能なように、中空モーター２３７および中空軸２３９の内部空間を含む連通した中空部が形成されている。

遮断部材回転機構２３５の一側面（図５における左側面）にはアーム２４１の一端が接続され、アーム２４１の他端は上下軸２４３の図５における上端付近に接続されている。上下軸２４３は排液捕集部２１のカップ２１０の周方向外側であって、下側ベース部材９０３の上に固設された円筒形状のベース部材２４５に昇降可能に取り付けられる。上下軸２４３には、ベース部材２４５の中を通して、モーターおよびボールネジ等の公知の駆動機構で構成された遮断部材昇降機構２４７が接続されている。

なお、遮断部材昇降機構２４７は下側空間９０６に設けられている。また、遮断部材昇降機構２４７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７が雰囲気遮断部２３へ動作指令を行い、遮断部材昇降機構２４７を駆動する。これにより、遮断部材２３１をスピンベース１１３に近接し、逆に離間する。

すなわち、制御ユニット９７は、遮断部材昇降機構２４７の動作を制御して処理ユニット９１に対して基板Ｗを搬入出させる際や、基板Ｗに対して、後述する洗浄工程、および乾燥補助液供給工程を行う際には、遮断部材２３１を基板保持部１１の上方の離間位置に上昇させる。一方、基板Ｗに対して後述するリンス工程、析出工程、加熱工程および冷却工程を行う際には、遮断部材２３１を基板保持部１１に保持された基板表面Ｗｆのごく近傍に設定された対向位置まで下降させる。

次に、洗浄部４１の構成について図６を用いて説明する。図６は洗浄部４１の構成を示す模式図である。基板表面Ｗｆに洗浄液を供給するノズル４１１は、上側ベース部材９０２の下面に設置されたノズル駆動機構４１３に昇降および旋回可能に支持されている。ノズル駆動機構４１３のベース部材４１５は、上側ベース部材９０２の下面であって雰囲気導入路９０７の外側に下方に伸びるように固設されている。

ベース部材４１５の下方には、旋回上下軸４１７が上下および回転自在に保持されている。なお、ベース部材４１５は旋回上下軸４１７と、後述する上下駆動部４２１および旋回駆動部４１９を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸４１７の下面にはアーム４２３の一端が結合されており、アーム４２３の他端にノズル４１１が取り付けられている。

旋回上下軸４１７はベース部材４１５の中を通して、モーターおよびボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部４２１および、モーターおよびギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部４１９に接続されている。また、上下駆動部４２１および旋回駆動部４１９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。なお、上下駆動部４２１および旋回駆動部４１９は上側空間９０５に配設される。

制御ユニット９７がノズル駆動機構４１３へ動作指令を行い、上下駆動部４２１を駆動する。これにより、旋回上下軸４１７が上下に移動し、アーム４２３に取り付けられているノズル４１１を上下に移動する。また、制御ユニット９７がノズル駆動機構４１３へ動作指令を行い、旋回駆動部４１９を駆動する。これにより、旋回上下軸４１７が回転中心軸Ａ４を中心に回転し、アーム４２３を旋回することで、アーム４２３に取り付けられたノズル４１１を揺動する。

ノズル４１１は配管４２７を介して洗浄液供給ユニット４２５に、管路接続されている。配管４２７には開閉弁４２９が介挿されており、開閉弁４２９は常時閉成とされている。また、開閉弁４２９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７が洗浄部４１へ動作指令を行い、開閉弁４２９を開成する。これにより、洗浄液が洗浄液供給ユニット４２５から配管４２７、およびノズル４１１を介して基板表面Ｗｆに供給される。なお、洗浄液供給ユニット４２５は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。

この、洗浄液供給ユニット４２５、配管４２７、開閉弁４２９、ノズル４１１およびノズル駆動機構４１３が、洗浄部４１を構成する。

次に、リンス部５１および乾燥気体供給部５５の構成について図７を用いて説明する。図７は、リンス部５１および乾燥気体供給部５５の構成を示す模式図である。リンス部５１は基板表面Ｗｆに向けてリンス液（ＤＩＷ）を供給するものであり、乾燥気体供給部５５は基板表面Ｗｆに向けて乾燥気体（窒素ガス）を供給するものである。

まず、リンス部５１および乾燥気体供給部５５の管路構成について説明する。上記の雰囲気遮断部２３の遮断部材回転機構２３５の上面から、遮断部材２３１の中心部の開口まで連通する中空部の内部に外側供給管２７１が挿通されるとともに、当該外側供給管２７１に内側供給管２７３が挿通され、いわゆる二重管構造となっている。この外側供給管２７１および内側供給管２７３の下方端部は遮断部材２３１の開口に延設されており、内側供給管２７３の先端にノズル２７５が設けられている。

次に、リンス部５１について説明する。リンス部５１はリンス液の供給源であるリンス液供給ユニット５１３から基板表面Ｗｆにリンス液を供給する。図示しないＤＩＷタンク、温度調整ユニットおよびポンプを有するリンス液供給ユニット５１３に配管５１５の一端が管路接続されている。配管５１５の他端は内側供給管２７３に管路接続されている。また、リンス液供給ユニット５１３のポンプは基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。

配管５１５には開閉弁５１９が介挿されている。なお、開閉弁５１９は常時閉成されている。開閉弁５１９は制御ユニット９７に電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７がリンス部５１へ動作指令を行い、開閉弁５１９を開成する。これにより、リンス液がリンス液供給ユニット５１３から配管５１５、内側供給管２７３およびノズル２７５を介して基板表面Ｗｆに供給される。

この、リンス液供給ユニット５１３、配管５１５、開閉弁５１９、内側供給管２７３、およびノズル２７５がリンス部５１を構成する。なお、リンス液供給ユニット５１３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。

次に、乾燥気体供給部５５について説明する。乾燥気体供給部５５は乾燥気体の供給源である乾燥気体供給ユニット５５３から基板表面Ｗｆに乾燥気体を供給する。乾燥気体供給ユニット５５３には、配管５５５の一端が管路接続し、配管５５５の他端は外側供給管２７１に管路接続している。

図８に、本実施形態における乾燥気体供給ユニット５５３の構成を示す。乾燥気体供給ユニット５５３は、乾燥気体として用いる窒素ガスを貯留する窒素ガスタンク５５６と、窒素ガスタンク５５６からの窒素ガスを圧送するポンプ５５７と、窒素ガスを加熱するガス加熱ユニット５５９と、ガス加熱ユニット５５９に供給される窒素ガスの流量を制御するマスフローコントローラ５５８とを有する。

ここで、ガス加熱ユニット５５９は、抵抗加熱ヒータなど、公知の加熱手段を用いることができる。窒素ガスタンク５５６には、常温の窒素ガスが貯留されている。なお、本実施形態では窒素ガスタンク５５６を設けるが、本発明の実施に関してはこれに限られず、乾燥気体供給ユニット５５３に窒素ガスタンク５５６を設けずに、工場ユーティリティー側から直接窒素ガスを供給する構成とすることも可能である。

ポンプ５５７、マスフローコントローラ５５８、およびガス加熱ユニット５５９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。なお、ポンプ５５７は基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。

制御ユニット９７が乾燥気体供給部５５へ動作指令を行うと、マスフローコントローラ５５８が所定流量となるように開放される。これにより、窒素ガスタンク５５６内の常温の窒素ガスが、ポンプ５５７によりガス加熱ユニット５５９へ圧送され、ガス加熱ユニット５５９を介した後、配管５５５、および外側供給管２７１の内面と内側供給管２７３の外面との間の空間を通って、基板表面Ｗｆに供給される。

加熱した窒素ガスを基板表面Ｗｆへ供給する際には、制御ユニット９７が乾燥気体供給部５５へ動作指令を行い、ガス加熱ユニット５５９による窒素ガスの加熱が行われる。

この、乾燥気体供給ユニット５５３、配管５５５、窒素ガスタンク５５６、ポンプ５５７、マスフローコントローラ５５８、ガス加熱ユニット５５９、および外側供給管２７１の内面と内側供給管２７３の外面が、乾燥気体供給部５５を構成する。なお、乾燥気体供給ユニット５５３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。

次に、乾燥補助液供給部３１の構成について図９を用いて説明する。図９は乾燥補助液供給部３１の構成を示す模式図である。基板Ｗに乾燥補助液を供給するノズル３１１は、上側ベース部材９０２の下面に設置されたノズル駆動機構３１３に昇降および旋回可能に支持されている。ノズル駆動機構３１３のベース部材３１５は、上側ベース部材９０２の下面であって雰囲気導入路９０７の外側に下方に伸びるように固設されている。

ベース部材３１５の下方には、旋回上下軸３１７が上下および回転自在に保持されている。なお、ベース部材３１５は旋回上下軸３１７と、後述する上下駆動部３２１および旋回駆動部３１９を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸３１７の下面にはアーム３２３の一端が結合されており、アーム３２３の他端にノズル３１１が取り付けられている。

旋回上下軸３１７はベース部材３１５の中を通して、モーターおよびボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部３２１および、モーターおよびギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部３１９に接続されている。また、上下駆動部３２１および旋回駆動部３１９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。なお、上下駆動部３２１および旋回駆動部３１９は上側空間９０５に配設される。

制御ユニット９７が乾燥補助液供給部３１へ動作指令を行い、上下駆動部３２１を駆動する。これにより、旋回上下軸３１７が上下に移動し、アーム３２３に取り付けられているノズル３１１を上下に移動する。また、制御ユニット９７が乾燥補助液供給部３１へ動作指令を行い、旋回駆動部３１９を駆動する。これにより、旋回上下軸３１７が回転中心軸Ａ２を中心に回転し、アーム３２３を旋回することで、アーム３２３に取り付けられたノズル３１１を揺動する。

ノズル３１１は配管３３５を介して、乾燥補助液供給ユニット３３３に管路接続されている。配管３３５には開閉弁３３７が介挿されており、開閉弁３３７は常時閉成とされている。また、開閉弁３３７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７が乾燥補助液供給部３１へ動作指令を行い、開閉弁３３７を開成する。これにより、乾燥補助液が乾燥補助液供給ユニット３３３から配管３３５およびノズル３１１を介して基板表面Ｗｆに供給される。なお、乾燥補助液供給ユニット３３３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。

図１０に本実施形態における乾燥補助液供給ユニット３３３の構成を示す。乾燥補助液供給ユニット３３３は、乾燥補助液として用いる炭酸水素アンモニウム水溶液を貯留する炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９内の炭酸水素アンモニウム水溶液を撹拌する撹拌部３４９、および炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９を加圧して炭酸水素アンモニウム水溶液を送出する加圧部３４５で構成される。

炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９内には、ＤＩＷに炭酸水素アンモニウムを溶解させた炭酸水素アンモニウム水溶液が貯留されている。本実施形態では、炭酸水素アンモニウムの濃度が１％である炭酸水素アンモニウム水溶液を炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９に貯留する。

撹拌部３４９は、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９内の炭酸水素アンモニウム水溶液を撹拌する回転部３５１と、回転部３５１の回転を制御する撹拌制御部３５３を備えている。撹拌制御部３５３は制御ユニット９７と電気的に接続している。回転部３５１は、回転軸の先端（図１０における回転部３５１の下端）にプロペラ状の攪拌翼を備えており、制御ユニット９７が撹拌制御部３５３へ動作指令を行い、回転部３５１が回転することで、攪拌翼が炭酸水素アンモニウム水溶液を撹拌し、炭酸水素アンモニウム水溶液において、ＤＩＷに溶解する炭酸水素アンモニウムの濃度を均一化する。

また、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９内の炭酸水素アンモニウム水溶液の濃度を均一にする方法としては、上記した方法に限られず、別途循環用のポンプを設けて炭酸水素アンモニウム水溶液を循環する方法等、公知の方法を用いることができる。

加圧部３４５は、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９を加圧する気体の供給源である窒素ガスタンク３４１、窒素ガスを加圧するポンプ３４３および配管３４７で構成される。窒素ガスタンク３４１は配管３４７により炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９と管路接続されており、また配管３４７にはポンプ３４３が介挿されている。

炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９内には気圧センサ（図示省略）が設けられ、制御ユニット９７と電気的に接続されている。制御ユニット９７は、気圧センサが検出した値に基づいてポンプ３４３の動作を制御することにより、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９内の気圧を大気圧より高い所定の気圧に維持する。これにより、制御ユニット９７が乾燥補助液供給部３１へ動作指令を行い、開閉弁３３７を開成すると、加圧されている炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９内から炭酸水素アンモニウム水溶液が押し出され、配管３３５を介してノズル３１１から吐出される。なお、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３３９は、上記のとおり窒素ガスによる気圧を用いて炭酸水素アンモニウム水溶液を供給するため、気密に構成されることが好ましい。

次に、制御ユニット９７の構成について図１１を用いて説明する。図１１は制御ユニット９７の構成を示す模式図である。制御ユニット９７は、基板処理装置９の各部と電気的に接続しており（図５から図１０まで参照）、各部の動作を制御する。制御ユニット９７は、演算処理部９７３やメモリ９７５を有するコンピュータにより構成されている。演算処理部９７３としては、各種演算処理を行うＣＰＵを用いる。また、メモリ９７５は、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備える。磁気ディスクには、基板Ｗに応じた基板処理条件が、基板処理プログラム９７７（レシピとも呼ばれる）として予め格納されおり、ＣＰＵがその内容をＲＡＭに読み出し、ＲＡＭに読み出された基板処理プログラムの内容に従ってＣＰＵが基板処理装置９の各部を制御する。なお、制御ユニット９７には基板処理プログラム９７７の作成・変更や、複数の基板処理プログラム９７７の中から所望のものを選択するために用いる操作部９７１（図１参照）が接続されている。

＜１−３．基板処理の工程＞
次に、上記のように構成された基板処理装置９における基板処理動作について説明する。ここで、基板表面Ｗｆには、凹凸のパターンが前工程により形成されている。パターンは、凸部および凹部を備えている。凸部は、１００〜２００ｎｍの範囲の高さであり、１０〜２０ｎｍの範囲の幅である。また、隣接する凸部間の距離（凹部の幅）は、１０〜２０ｎｍの範囲である。

以下、図４から図１１までを適宜参照しながら、図１２を用いて基板処理の工程を説明する。図１２は本実施形態における基板処理装置９の全体の動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明において特に断らない限り、雰囲気遮断部２３は、遮断部材２３１が対向位置にある場合、基板保持部１１の基板回転機構１２１がスピンベース１１３を回転する方向に略同じ回転数で遮断部材２３１を回転するものとする。

まず、所定の基板Ｗに応じた基板処理プログラムが操作部９７１で選択され、実行指示される。その後、基板Ｗを処理ユニット９１に搬入する準備として、制御ユニット９７が動作指令を行い以下の動作をする。

すなわち、雰囲気遮断部２３が遮断部材２３１の回転を停止し、基板保持部１１がスピンベース１１３の回転を停止する。雰囲気遮断部２３が遮断部材２３１を離間位置へ移動すると共に、基板保持部１１がスピンベース１１３を基板Ｗの受け渡しに適した位置へ位置決めする。また、排液捕集部２１がカップ２１０をホームポジションに位置決めする。スピンベース１１３が基板Ｗの受け渡しに適した位置に位置決めされた後、基板保持部１１が基板保持部材１１５を開状態とする。

また、乾燥補助液供給部３１がノズル３１１を、洗浄部４１がノズル４１１をそれぞれ退避位置（各ノズルがカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。更に、開閉弁３３７、４２９、および５１９を閉成する。また、マスフローコントローラ５５８を流量０（ゼロ）に設定する。

基板Ｗを処理ユニット９１に搬入する準備が完了した後、未処理の基板Ｗを処理ユニット９１へ搬入する基板搬入工程（ステップＳ１０１）を行う。すなわち、インデクサロボット９３１がオープナー９４上のＦＯＵＰ９４９の所定の位置にある基板Ｗを下側のハンド９３３で取り出し、シャトル９５の下側のハンド９５１に載置する。その後、シャトル９５の下側のハンド９５１をセンターロボット９６の側に移動し、センターロボット９６がシャトル９５の下側のハンド９５１上の基板Ｗを、下側のハンド９６１で取り上げる。

その後、処理ユニット９１のシャッター９１１が開かれ、センターロボット９６が下側のハンド９６１を処理ユニット９１の中に伸ばし、基板Ｗを基板保持部１１の基板保持部材１１５の支持ピンの上に載置する。基板Ｗの処理ユニット９１への搬入が終了すると、センターロボット９６が下側のハンド９６１を縮めて処理ユニット９１の外に出る。その後、シャッター９１１が閉じる。

未処理の基板Ｗが処理ユニット９１内に搬入され、基板保持部材１１５の支持ピンの上に載置されると、制御ユニット９７が基板保持部１１へ動作指令を行い、基板保持部材１１５を閉状態とする。

未処理の基板Ｗが基板保持部１１に保持された後、基板表面Ｗｆに対して、洗浄液であるＳＣ−１を供給する洗浄工程（ステップＳ１０２）を行う。まず、制御ユニット９７が基板保持部１１へ動作指令を行い、スピンベース１１３の回転を開始し、洗浄工程の間、回転を維持する。また、制御ユニット９７が排液捕集部２１へ動作指令を行い、カップ２１０を中捕集位置に位置決めする。なお、雰囲気遮断部２３の遮断部材２３１は離間位置を維持する。

ここで、基板Ｗの回転速度は、基板表面Ｗｆに供給された洗浄液が基板表面Ｗｆの全面に拡散可能となるように、１００〜１０００ｒｐｍとすることが好ましい。本実施形態では、洗浄工程における基板Ｗの回転速度を５００ｒｐｍとして説明する。

次に、制御ユニット９７が洗浄部４１へ動作指令を行い、ノズル４１１を基板表面Ｗｆの中心付近上空へ位置決めする。ノズル４１１の位置決めが完了した後、制御ユニット９７が洗浄部４１へ動作指令を行い、開閉弁４２９を開成する。これにより、ＳＣ−１を、洗浄液供給ユニット４２５から配管４２７およびノズル４１１を介して基板表面Ｗｆの中心付近に供給する。

基板表面Ｗｆの中心付近に供給されたＳＣ−１は、基板Ｗが回転することにより生ずる遠心力により、基板Ｗの中心から基板Ｗの周縁部に向かって流動し、基板表面Ｗｆ全面に拡散する。このＳＣ−１の流動に伴って、基板表面Ｗｆに形成されたパターンの凹部にまでＳＣ−１が侵入し、基板表面Ｗｆに付着したパーティクル等を除去する。

基板表面Ｗｆの全面にＳＣ−１が拡散した後、制御ユニット９７が洗浄部４１へ動作指令を行い、開閉弁４２９を閉成する。また、制御ユニット９７が洗浄部４１へ動作指令を行い、ノズル４１１を退避位置（ノズル４１１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ位置決めする。

次に、ＳＣ−１が付着している基板表面Ｗｆにリンス液としてＤＩＷを供給するリンス工程（ステップＳ１０３）を行う。まず、制御ユニット９７が排液捕集部２１へ動作指令を行い、カップ２１０を外捕集位置に位置決めする。また、制御ユニット９７が雰囲気遮断部２３へ動作指示を行い、遮断部材２３１を対向位置へ移動する。

リンス工程における基板Ｗの回転速度は、基板表面Ｗｆに供給されたリンス液としてのＤＩＷが基板表面Ｗｆの全面に拡散可能であり、かつ基板表面Ｗｆを拡散する流れにより、基板表面Ｗｆに付着した洗浄液を排除可能なように１００〜１０００ｒｐｍとすることが好ましい。以下では、リンス工程における基板Ｗの回転速度を８００ｒｐｍとして説明する。

遮断部材２３１を対向位置に位置決めした後、制御ユニット９７がリンス部５１へ動作指示を行い、開閉弁５１９を開成する。

これにより、ＤＩＷをリンス液供給ユニット５１３から、配管５１５、内側供給管２７３およびノズル２７５を介して基板表面Ｗｆへ供給する。基板表面Ｗｆの中心付近に供給されたＤＩＷは、基板Ｗの回転による遠心力により、基板周縁方向に流動し、最終的には基板周縁部から基板Ｗ外へ飛散し、排液捕集部２１に捕集されて排液される。

なお、リンス液として用いられるＤＩＷは、洗浄工程において基板Ｗに付着した洗浄液だけでなく、雰囲気の中に浮遊していたパーティクル等が基板Ｗに付着したものなどを除去する役割も果たす。

リンス工程終了後、制御ユニット９７がリンス部５１へ動作指令を行い、開閉弁５１９を閉成する。

次に、リンス液が付着している基板表面Ｗｆに乾燥補助液として炭酸水素アンモニウム水溶液を供給する乾燥補助液供給工程（ステップＳ１０４）を行う。まず、制御ユニット９７が排液捕集部２１へ動作指令を行い、カップ２１０を内捕集位置に位置決めする。また、制御ユニット９７が雰囲気遮断部２３へ動作指示を行い、遮断部材２３１を離間位置へ移動する。

次に、制御ユニット９７が乾燥補助液供給部３１へ動作指令を行い、ノズル３１１を基板表面Ｗｆの中心付近上空へ位置決めする。ノズル３１１の位置決めが完了した後、制御ユニット９７が乾燥補助液供給部３１へ動作指令を行い、開閉弁３３７を開成する。これにより、炭酸水素アンモニウム水溶液を、乾燥補助液供給ユニット３３３から配管３３５およびノズル３１１を介して基板表面Ｗｆの中心付近に供給する。

基板表面Ｗｆの中心付近に供給された炭酸水素アンモニウム水溶液は、基板Ｗが回転することにより生ずる遠心力により、基板Ｗの中心から基板Ｗの周縁部に向かって流動し、基板表面Ｗｆ全面に拡散する。この炭酸水素アンモニウム水溶液の流動に伴って、基板表面Ｗｆに形成されたパターンの凹部にまで炭酸水素アンモニウム水溶液が侵入し、炭酸水素アンモニウム水溶液を供給する前に基板表面Ｗｆに付着していたリンス液としてのＤＩＷを除去する。

ここで、基板Ｗの回転速度は、基板表面Ｗｆに供給された乾燥補助液としての炭酸水素アンモニウム水溶液が基板表面Ｗｆの全面に拡散可能となるように、１００〜１０００ｒｐｍとすることが好ましい。以下では、乾燥補助液供給工程における基板Ｗの回転速度を１０００ｒｐｍとして説明する。

図１２のフローチャートに戻る。基板表面Ｗｆの全面に炭酸水素アンモニウム水溶液が拡散した後、制御ユニット９７が乾燥補助液供給部３１へ動作指令を行い、開閉弁３３７を閉成する。また、制御ユニット９７が乾燥補助液供給部３１へ動作指令を行い、ノズル３１１を退避位置（ノズル３１１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ位置決めする。

次に、乾燥補助液が付着している基板表面Ｗｆに乾燥気体として窒素ガスを供給し、乾燥補助液に含まれる溶媒（ＤＩＷ）を乾燥除去することで、基板表面Ｗｆに炭酸水素アンモニウムを析出させる析出工程（ステップＳ１０５）を行う。まず、制御ユニット９７が排液捕集部２１へ動作指令を行い、カップ２１０は内捕集位置を維持する。また、制御ユニット９７が雰囲気遮断部２３へ動作指示を行い、遮断部材２３１を対向位置へ移動する。

次に、制御ユニット９７が乾燥気体供給部５５へ動作指令を行い、マスフローコントローラ５５９を所定流量となるように開放する。

これにより、常温の窒素ガスが乾燥気体供給ユニット５５３の窒素ガスタンク５５６から、配管５５５、外側供給管２７１の内面と内側供給管２７３の外面との間隙を介して基板表面Ｗｆへ供給される。

本実施形態の窒素ガスには、窒素ガスにおける水蒸気の分圧が、基板表面Ｗｆにおける炭酸水素アンモニウム水溶液の溶媒としての水の蒸気圧よりも低い窒素ガスを使用する。このような窒素ガスの供給により、炭酸水素アンモニウム水溶液の溶媒が蒸発し、基板表面Ｗｆから除去されると、固体の炭酸水素アンモニウムが基板表面Ｗｆに析出する。析出工程の途中における基板表面Ｗｆの様子を図１３に示す。

図１３は、析出工程（Ｓ１０５）の途中における基板表面Ｗｆの様子を模式的に示す図である。図１３において、基板表面Ｗｆには凸部７２と凹部７４を有するパターン７０が形成されている。また、乾燥補助液供給工程（Ｓ１０４）において基板表面Ｗｆに供給された炭酸水素アンモニウム水溶液８１の液膜は、パターン７０の凸部７２よりも厚く、また、パターン７０の凹部７４にも、炭酸水素アンモニウム水溶液８１が充填されている。析出工程では、図１３に示すように、常温の窒素ガス８２が基板表面Ｗｆへ供給される。

析出工程における基板Ｗの回転速度は、乾燥補助液供給工程と同様に１０００ｒｐｍである。ここで、基板表面Ｗｆにおける炭酸水素アンモニウム水溶液の液膜の厚さと、析出工程により得られる固体の炭酸水素アンモニウムの膜厚について、説明する。

本実施形態では、乾燥補助液供給工程、および析出工程における基板Ｗの回転速度が１０００ｒｐｍであり、乾燥補助液供給工程において供給する炭酸水素アンモニウム水溶液の濃度が１％である。基板Ｗの回転速度が１０００ｒｐｍのとき、基板表面Ｗｆの炭酸水素アンモニウム水溶液の膜厚は、膜厚が最も薄くなる基板表面Ｗｆの周縁部において３０μｍ程となる。炭酸水素アンモニウム水溶液における炭酸水素アンモニウムの濃度が１％であり、炭酸水素アンモニウムの密度が１．５９ｇ／ｃｍ^３のとき、析出工程により炭酸水素アンモニウム水溶液から溶媒を乾燥させて、基板表面Ｗｆに析出する固体の炭酸水素アンモニウムの膜厚は、３００ｎｍ程度となる。凸部７２の高さは１００〜２００ｎｍであるため、基板表面Ｗｆに析出する炭酸水素アンモニウムは、パターン７０の凸部７２よりも厚く、凹部７４内を炭酸水素アンモニウムで充填することができる。

図１２のフローチャートに戻る。析出工程の終了後、固体の炭酸水素アンモニウムが析出した基板表面Ｗｆに、加熱した窒素ガスを供給し、炭酸水素アンモニウムを熱分解により除去する加熱工程（ステップＳ１０６）を行う。

加熱工程が開始されると、まず、制御ユニット９７が乾燥気体供給部５５へ動作指令を行い、マスフローコントローラ５５８を所定の流量に設定し、窒素ガスの供給を維持する。また、制御ユニット９７が雰囲気遮断部２３と排液捕集部２１へ動作指令を行い、遮断部材２３１の回転を維持し、カップ２１０は内捕集位置を維持する。

次に、制御ユニット９７が、乾燥気体供給部５５へ動作指令を行い、ガス加熱ユニット５５９を動作させ、ガス加熱ユニット５５９内を通過する窒素ガスの加熱を開始する。本実施形態では、ガス加熱ユニット５５９により、窒素ガスを炭酸水素アンモニウムの熱分解温度（摂氏５８度）より高い温度である摂氏６０度まで加熱する。

なお、本実施形態では、マスフローコントローラ５５８により、析出工程から加熱工程、および後述する冷却工程に至るまで、常に基板表面Ｗｆへ窒素ガスが供給されている。これにより、基板周辺の雰囲気の中に浮遊していたパーティクル等が基板表面Ｗｆに付着することを防止することができる。

ガス加熱ユニット５５９により加熱された窒素ガスが基板表面Ｗｆに供給されると、基板表面Ｗｆにおける固体の炭酸水素アンモニウムが、窒素ガスから与えられる熱により水蒸気と、二酸化炭素と、アンモニアに分解する。そして、常に新鮮な窒素ガスが乾燥気体供給部５５から基板表面Ｗｆに供給されることで、基板表面Ｗｆで生じた水蒸気、二酸化炭素、およびアンモニアは、窒素ガスに押し流されて基板表面Ｗｆから除去される。ここで、加熱工程の途中における基板表面Ｗｆの様子を図１４に示す。

図１４は、加熱工程（Ｓ１０６）の途中における基板表面Ｗｆの様子を模式的に示す図である。図１４では、図１３と同様に、基板表面Ｗｆに凸部７２と凹部７４を有するパターン７０が形成されている。また、析出工程（Ｓ１０５）において基板表面Ｗｆに析出した固体の炭酸水素アンモニウム８３の膜は、パターン７０の凸部７２よりも厚く、また、パターン７０の凹部７４にも、固体の炭酸水素アンモニウム８３が充填されている。加熱工程では、図１４に示すように、摂氏６０度の窒素ガス８４が基板表面Ｗｆへ供給される。

上記のように、炭酸水素アンモニウムが熱により分解して生成する気体の生成物は、水蒸気、二酸化炭素、およびアンモニアである。これらの生成物の中でも、特に水蒸気は、チャンバ９０２や雰囲気遮断部２３などで冷却されることにより凝集し、液相になるおそれがある。水蒸気が液相になった後、水滴として基板Ｗに付着すると、パターン７０の凸部７２に水滴の表面張力が働き、凸部７２が倒壊するおそれがある。また、基板Ｗに付着した液滴は、基板表面Ｗｆにウォーターマークを形成するおそれもある。

このような基板Ｗへの水滴の付着を防ぐために、水蒸気の分圧の低い窒素ガス（すなわち、露点の低い窒素ガス）を使用することや、加熱工程中に窒素ガスを継続して供給することが好ましい。これにより、チャンバ９０２内における水蒸気の凝集を防いだり、基板表面Ｗｆの近傍に存在する水蒸気を窒素ガスによって押しのけたりすることができ、基板表面Ｗｆへの水滴の付着を防ぐことができる。

なお、本実施形態では、加熱工程において基板表面Ｗｆに供給する窒素ガスの温度を摂氏６０度としたが、本発明の実施に関してはこれに限られず、窒素ガスの供給温度は、乾燥補助物質が熱により気体の生成物に分解する温度（すなわち、熱分解温度）よりも高く、かつ、乾燥補助物質の融点よりも低い温度であればよい。乾燥補助物質の融点よりも低い温度の窒素ガスを供給することで、乾燥補助物質は基板表面Ｗｆにおいて固体の状態を保つことができる。これにより、図１４に示すようなパターン７０において、乾燥補助物質が融解して発生する液体の表面張力により、凸部７２が倒壊することを防ぐことができる。

なお、乾燥補助物質が、熱により気体の生成物に分解する性質の他、さらに昇華性を有する物質であるとき（すなわち、常圧において、融点ではなく、固体から気体へ相転移をする昇華点を有するとき）、昇華点以上の温度で窒素ガスを供給し、乾燥補助物質の熱分解と昇華を並行して生じさせ、基板表面Ｗｆから乾燥補助物質を除去してもよい。

図１２のフローチャートに戻る。基板表面Ｗｆ全面の炭酸水素アンモニウムを、摂氏６０度の窒素ガスにより、気体の生成物に分解して除去した後、基板表面Ｗｆに常温の窒素ガスを供給し、加熱工程により高温になった基板Ｗを冷却し、基板処理室９１内に残留した気体の生成物（水蒸気、二酸化炭素、およびアンモニア）を窒素ガスによって排除して、処理ユニット９１を窒素ガスで充填する冷却工程（ステップＳ１０７）を行う。

冷却工程が開始されると、まず、制御ユニット９７が乾燥気体供給部５５へ動作指令を行い、マスフローコントローラ５５８を所定の流量に設定し、窒素ガスの供給を維持する。また、制御ユニット９７が雰囲気遮断部２３と排液捕集部２１へ動作指令を行い、遮断部材２３１の回転を維持し、カップ２１０は内捕集位置を維持する。

次に、制御ユニット９７が、乾燥気体供給部５５へ動作指令を行い、ガス加熱ユニット５５９の加熱動作を停止させ、ガス加熱ユニット５５９内を通過する窒素ガスの加熱を停止する。ガス加熱ユニット５５９の停止後、しばらくは、窒素ガスはガス加熱ユニット５５９の予熱により加熱された状態で基板表面Ｗｆに供給されるが、やがて、ガス加熱ユニット５５９が冷却されると、基板表面Ｗｆには常温の窒素ガスが供給される。ここで、加熱工程の途中における基板表面Ｗｆの様子を図１５に示す。

図１５は、冷却工程（Ｓ１０７）の途中における基板表面Ｗｆの様子を模式的に示す図である。図１５では、図１３と同様に、基板表面Ｗｆに凸部７２と凹部７４を有するパターン７０が形成されている。また、析出工程（Ｓ１０５）において基板表面Ｗｆに析出した固体の炭酸水素アンモニウム８３の膜は、上記の加熱工程（Ｓ１０６）により既に除去されている。基板表面Ｗｆには、常温の窒素ガス８５が供給される。

ここで、基板Ｗの回転速度は、基板表面Ｗｆの全面に窒素ガスが拡散し、基板Ｗを均一に冷却することが可能であるような回転速度であることが好ましく、１００〜１０００ｒｐｍの範囲が挙げられる。なお、本実施形態では、工程における基板Ｗの回転速度を１０００ｒｐｍとして説明する。

基板Ｗを高温のまま基板処理室９１から搬出してしまうと、後述する基板Ｗの搬出工程の際に、基板Ｗを支持するハンド９６１や、基板Ｗを収納するＦＯＵＰ９４９が高温の基板Ｗに触れ、変形してしまうおそれがある。基板Ｗに対して常温の窒素ガスを供給することにより、加熱工程において、高温になった基板Ｗを冷却することができる。これにより、ハンド９６１やＦＯＵＰ９４９等の、破損や変形を防ぐことができる。

なお、本実施形態では、冷却工程を行うが、加熱工程において供給する窒素ガスの温度が、上記のようなハンド９６１やＦＯＵＰ９４９における耐熱温度と比べて低いような場合には、冷却工程を省略することで、窒素ガスの消費量を削減してもよい。

冷却工程の終了後、制御ユニット９７が乾燥気体供給部５５へ動作指令を行い、マスフローコントローラ５５８を流量０（ゼロ）に設定する。また、制御ユニット９７が雰囲気遮断部２３へ動作指令を行い、遮断部材２３１の回転を停止する。また、制御ユニット９７が雰囲気遮断部２３へ動作指令を行い、遮断部材２３１を離間位置へ移動する。

また、制御ユニット９７が基板保持部１１へ動作指令を行い、スピンベース１１３の回転を停止する。また、制御ユニット９７が排液捕集部２１へ動作指令を行い、カップ２１０をホームポジションに位置決めする。スピンベース１１３の回転が停止した後、制御ユニット９７が基板保持部１１へ動作指令を行い、スピンベース１１３を基板Ｗの受け渡しに適した位置へ位置決めする。

最後に、基板Ｗを処理ユニット９１から搬出する基板搬出工程を行う（ステップＳ１０８）。基板搬出工程が開始されると、制御ユニット９７が基板保持部１１へ動作指令を行い、基板保持部材１１５を開状態として基板Ｗを支持ピンの上に載置する。

その後、シャッター９１１を開放し、センターロボット９６が上側のハンド９６１を処理ユニット９１の中に伸ばし、基板保持部１１からハンド９６１へ基板Ｗが受け渡される。ハンド９６１により基板Ｗを保持した後、基板Ｗを処理ユニット９１の外に搬出し、シャトル９５の上側のハンド９５１に移載する。その後、シャトル９５は上側のハンド９５１をインデクサユニット９３の側に移動する。

そして、インデクサロボット９３１が上側のハンド９３３でシャトル９５の上側のハンド９５１に保持されている基板Ｗを取り出し、ＦＯＵＰ９４９の所定の位置に搬入し、一連の処理が終了する。

以上のように、本実施形態では、基板表面Ｗｆで固体化した乾燥補助物質を、熱によって分解させ、気体の生成物とすることで乾燥補助物質の除去を実現している。このような基板乾燥装置では、同一の構成により、乾燥補助液の溶媒の乾燥に用いる乾燥気体の供給と、乾燥補助物質の除去に用いる加熱した乾燥気体の供給と、基板Ｗの冷却に用いる乾燥気体の供給を行うことができる。これにより、構成を複雑化することなく、基板の乾燥を行うことができるため、装置の製造コストを削減することができる。

また、このような基板乾燥方法では、不可逆な反応である熱分解により、基板表面Ｗｆで固体化した乾燥補助物質の除去を実現しているため、熱分解により生じた生成物が再び乾燥補助物質に戻って基板表面Ｗｆに再付着することを確実に防止することができる。また、乾燥補助物質の熱分解における反応速度は、供給する乾燥気体の温度を高くすれば、速くすることができるため、乾燥気体の供給温度を比較的高温に保つことで、加熱工程に掛かる時間を短縮することが可能であり、工程の短時間化によって生産効率を向上させ、装置の動作にかかる電力や乾燥気体の消費量を低減することができる。

さらに、このような基板乾燥方法では、基板表面Ｗｆで固体化した乾燥補助物質を、固体の状態のまま、熱によって分解させ、気体の生成物とすることで、基板表面Ｗｆのパターン７０における凸部７２が、液体の表面張力により倒壊することを防止することができる。

＜２．変形例＞
なお、本発明は前述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前述したもの以外に種々の変更をすることが可能である。

＜２−１．基板保持部にヒータを設置＞
第１実施形態では、加熱工程（Ｓ１０６）に用いる加熱手段として、ガス加熱ユニット５５９を用いたが、本発明の実施に関してはこれに限られず、加熱手段を以下に説明する種々の位置に設置されていてもよい。また、析出工程（Ｓ１０５）において、基板表面Ｗｆにおける乾燥補助液の溶媒を除去するために、これらの加熱手段を用いてもよい。

図５に示す基板保持部１１が、基板Ｗを加熱するヒータを有していてもよい。スピンベース１１３に抵抗加熱ヒータを設置し、基板保持部材１１５により保持した基板Ｗを基板裏面Ｗｂから加熱できる構成としてもよい。

以上説明したように、上記変形例では、基板裏面Ｗｂに対して対向するスピンベース１１３が、本発明の「基板の主面」に対向する「対向板」に相当する。そして、スピンベース１１３に設けられた抵抗加熱ヒータが、本発明における、対向板を加熱する「加熱手段」として機能する。

＜２−２．雰囲気遮断部にヒータを設置＞
図５に示す雰囲気遮断部２３がヒータを有していてもよい。雰囲気遮断部２３において、支持軸２３３等に抵抗加熱ヒータを設置し、外側供給管２７１の内面と内側供給管２７３の外面との間の空間を通過する乾燥気体を加熱してもよい。また、遮断部材２３１に抵抗加熱ヒータを設置し、雰囲気遮断部２３が基板Ｗに対して対向位置に位置づけされる際に、基板表面Ｗｆの全面を加熱できる構成としてもよい。

以上説明したように、上記変形例では、基板表面Ｗｆに対して対向する遮断部材２３１が、本発明の「基板の主面」に対向する「対向板」に相当する。そして、遮断部材２３１に設けられた抵抗加熱ヒータが、本発明における、対向板を加熱する「加熱手段」として機能する。

＜２−３．加熱手段として光照射部を設置＞
上記では、加熱手段として抵抗加熱ヒータを用いたが、本発明の実施に関してはこれに限られず、加熱手段として各種の光源を用いてもよい。図５に示す遮断部材２３１において基板表面Ｗｆと対向する面に、赤外光を照射する赤外光照射部を設置し、基板表面Ｗｆに向けて赤外光を照射することで、基板表面Ｗｆにおける乾燥補助液を加熱してもよい。光源としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いてもよいし、フィラメントなどの発光素子を用いてもよい。

また、光源からの光を照射する光照射部を、別の構成として設けてもよい。図１６を用いて、変形例に係る光照射部の構成について説明する。図１６は、光照射部４４の構成を示す模式図である。

基板表面Ｗｆに光を照射する複数の光源４４１は、上側ベース部材９０２の下面に設置された光照射部駆動機構４４３に昇降および旋回可能に支持されている。光照射部駆動機構４４３のベース部材４４５は、上側ベース部材９０２の下面であって雰囲気導入路９０７の外側に下方に伸びるように固設されている。

ここで、光源４４１としては、基板Ｗの材料として一般に用いられるシリコンの吸収波長帯域である赤外光を発するＬＥＤを用いる。

ベース部材４４５の下方には、旋回上下軸４４７が上下および回転自在に保持されている。なお、ベース部材４４５は旋回上下軸４４７と、後述する上下駆動部４５１および旋回駆動部４４９を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸４４７の下面にはアーム４５３の一端が結合されており、アーム４５３の他端に複数の光源４４１が取り付けられている。

旋回上下軸４４７はベース部材４４５の中を通して、モーターおよびボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部４５１および、モーターおよびギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部４４９に接続されている。また、上下駆動部４５１および旋回駆動部４４９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。なお、上下駆動部４５１および旋回駆動部４４９は上側空間９０５に配設される。

制御ユニット９７が光照射部駆動機構４４３へ動作指令を行い、上下駆動部４５１を駆動する。これにより、旋回上下軸４４７が上下に移動し、アーム４５３に取り付けられている複数の光源４４１を上下に移動する。また、制御ユニット９７が光照射部駆動機構４４３へ動作指令を行い、旋回駆動部４４９を駆動する。これにより、旋回上下軸４４７が回転中心軸Ａ６を中心に回転し、アーム４５３を旋回することで、アーム４５３に取り付けられた複数の光源４４１を揺動する。

複数の光源４４１は、それぞれ、点灯コントローラ４５５と電気的に接続されている。点灯コントローラ４５５は、制御ユニット９７から出力される制御信号に基づいて、各光源４４１に供給する電流値を調整し、各光源４４１はこの供給電流に応じた強度で赤外光を照射する。赤外光が基板Ｗに吸収されることで、基板Ｗは加熱される。

この、光源４４１、点灯コントローラ４５５、および光照射部駆動機構４４３が、光照射部４４を構成する。

＜２−４．析出工程において乾燥補助液を加熱する＞
第１実施形態では、析出工程（Ｓ１０５）において、常温の乾燥気体の供給により炭酸水素アンモニウム水溶液の溶媒を除去したが、ガス加熱ユニット５５９により加熱した乾燥気体を供給してもよい。これにより、供給する乾燥気体における飽和水蒸気量が多くなり、乾燥気体が、より多くの水蒸気を含むことができる。また、加熱した乾燥気体により基板表面Ｗｆの炭酸水素アンモニウムが加熱され、炭酸水素アンモニウム水溶液の溶媒であるＤＩＷの蒸気圧が大きくなることによっても、炭酸水素アンモニウム水溶液の溶媒の除去を促進することができる。このとき、乾燥気体の供給温度は、常温（摂氏２５度）よりも高く、かつ水の沸点（摂氏１００度）や炭酸水素アンモニウム水溶液中に溶解している炭酸水素アンモニウムの熱分解温度（摂氏７０度程度）よりも低い温度であること好ましい。

また、上記のように、スピンベース１１３や遮断部材２３１に設置された抵抗加熱ヒータにより炭酸水素アンモニウム水溶液を加熱してもよい。これにより、炭酸水素アンモニウム水溶液の溶媒であるＤＩＷの蒸気圧が大きくなることによっても、炭酸水素アンモニウム水溶液における溶媒の除去を促進することができる。このとき、炭酸水素アンモニウム水溶液の加熱温度は、常温（摂氏２５度）よりも高く、かつ水の沸点（摂氏１００度）や炭酸水素アンモニウム水溶液中に溶解している炭酸水素アンモニウムの熱分解温度（摂氏７０度程度）よりも低い温度であることが好ましい。

＜２−５．分岐配管を有する乾燥気体供給ユニット＞
第１実施形態では、乾燥気体供給ユニット５５３において、窒素ガスタンク５５６から配管５５５まで、流路が分岐することなく、窒素ガスが供給された。しかしながら、本発明の実施に関してはこれに限られず、乾燥気体供給ユニット５５３を、図１７に示すような構成としてもよい。

図１７は、変形例に係る乾燥気体供給ユニット５６３の構成を示す図である。乾燥気体供給ユニット５６３は、乾燥気体として用いる窒素ガスを貯留する窒素ガスタンク５６４と、一端が窒素ガスタンク５６４と管路接続し、他端が第１分岐配管５７２と第２分岐配管５７３とに分岐する配管５７１と、配管５７１に介挿され、窒素ガスを圧送するポンプ５６５と、第１分岐配管５７２に介挿され、窒素ガスを加熱するガス加熱ユニット５６８と、第１分岐配管５７２に介挿され、ガス加熱ユニット５６８に供給される窒素ガスの流量を制御するマスフローコントローラ５６６と、第２分岐配管５７３に介挿され、第２分岐配管５７３を通る窒素ガスの流量を制御するマスフローコントローラ５６７とを有する。

第１分岐配管５７２と第２分岐配管５７３は、配管５７１と反対側の一端で合流し、配管５５５と管路接続する。

ここで、図８に示す乾燥気体供給ユニット５５３と同様に、ガス加熱ユニット５６８は、抵抗加熱ヒータなど、公知の加熱手段を用いることができる。また、窒素ガスタンク５６４には、常温の窒素ガスが貯留されている。

ポンプ５６５、マスフローコントローラ５６６、マスフローコントローラ５６７、およびガス加熱ユニット５６８は制御ユニット９７と電気的に接続されている。なお、ポンプ５６５は基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。また、ガス加熱ユニット５６８も、基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。マスフローコントローラ５６６、およびマスフローコントローラ５６７は、常時においてはガスの流量が０に設定され、閉成されている。

制御ユニット９７が乾燥気体供給部５５へ動作指令を行い、マスフローコントローラ５６６を流量０に設定し、マスフローコントローラ５６７を所定流量となるように開放すると、窒素ガスタンク５６４内の常温の窒素ガスが、ポンプ５６５により配管５７１から第２分岐配管５７３へ圧送され、ガス加熱ユニット５５９を介さずに、配管５５５、および外側供給管２７１の内面と内側供給管２７３の外面との間の空間を通って、基板表面Ｗｆに供給される。

また、制御ユニット９７が乾燥気体供給部５５へ動作指令を行い、マスフローコントローラ５６７を流量０に設定し、マスフローコントローラ５６６を所定流量となるように開放すると、窒素ガスタンク５６４内の常温の窒素ガスが、ポンプ５６５により配管５７１から第１分岐配管５７２へ圧送され、ガス加熱ユニット５５９を介した後、配管５５５、および外側供給管２７１の内面と内側供給管２７３の外面との間の空間を通って、基板表面Ｗｆに供給される。

例えば、ガス加熱ユニット５５９が制御ユニット９７による動作指令を受けてから、内部を通過する窒素ガスを所望の温度まで加熱できる状態になるまで、比較的時間がかかるような場合（すなわち、ガス加熱ユニット５５９の立上時間が長い場合）、図８のような構成では、加熱した窒素ガスを基板表面Ｗｆに供給するまで立上時間分のロスが生じるおそれがある。そこで、図１７のように配管５７１を第１分岐配管５７２と第２分岐配管５７３とに分岐して、第１分岐配管５７２のみにガス加熱ユニット５６８を介挿し、ガス加熱ユニット５６８を常時動作させることで、立上時間を短縮することができる。

このような構成において、常温の窒素ガスを使用する工程では、第２分岐配管５７３を介して窒素ガスを供給し、加熱した窒素ガスを使用する工程では、第１分岐配管５７２を介して窒素ガスを供給する。これにより、窒素ガスの温度の切替をより速く行うことができ、各工程にかかる時間を短縮することができる。

＜２−６．ろ過フィルタを有する乾燥補助液供給ユニット＞
図１８に第１実施形態の変形例おける乾燥補助液供給ユニット３３３の構成を示す。乾燥補助液供給ユニット３３３は、炭酸水素アンモニウム水溶液を貯留する炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３内の炭酸水素アンモニウム水溶液を撹拌する撹拌部３８３、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３を加圧して炭酸水素アンモニウム水溶液を送出する加圧部３７９およびろ過により炭酸水素アンモニウム水溶液に含まれる不純物や、ＤＩＷに溶解しきれなかった固体の炭酸水素アンモニウムを除去するろ過フィルタ３８９で構成される。

撹拌部３８３は、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３内の炭酸水素アンモニウム水溶液を撹拌する回転部３８５と、回転部３８５の回転を制御する撹拌制御部３８７を備えている。撹拌制御部３８７は制御ユニット９７と電気的に接続している。回転部３８５は、回転軸の先端（図１８における回転部３８５の下端）にプロペラ状の攪拌翼を備えており、制御ユニット９７が撹拌制御部３８７へ動作指令を行い、回転部３８５が回転することで、攪拌翼が炭酸水素アンモニウム水溶液を撹拌し、炭酸水素アンモニウム水溶液における炭酸水素アンモニウムの濃度を均一化する。

また、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３内の炭酸水素アンモニウム水溶液の濃度を均一にする方法としては、前述した方法に限られず、別途循環用のポンプを設けて炭酸水素アンモニウム水溶液を循環する方法等、公知の方法を用いることができる。

加圧部３７９は、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３を加圧する気体の供給源である窒素ガスタンク３７５、窒素ガスを加圧するポンプ３７７および配管３８１で構成される。窒素ガスタンク３７５は配管３８１により炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３と管路接続されており、また配管３８１にはポンプ３７７が介挿されている。

濾過フィルタ３８９は配管３３５の経路途中に介挿されている。濾過フィルタ３８９は炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３から供給された炭酸水素アンモニウム水溶液に含まれる、ＤＩＷおよびＤＩＷに溶解した炭酸水素アンモニウムよりも粒径の大きな不純物を、ろ過により除去するフィルタである。

ろ過フィルタ３８９を用いることにより、基板表面Ｗｆに供給される炭酸水素アンモニウム水溶液に含まれる不純物を低減することが可能となる。不純物の低減により、析出工程において基板表面Ｗｆに析出する炭酸水素アンモニウムに含まれる不純物が低減する。これにより、加熱工程時において炭酸水素アンモニウムが熱により分解した後、基板表面Ｗｆに不純物などの残留物が生じるのを防ぐことができる。

炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３内には気圧センサ（図示省略）が設けられ、制御ユニット９７と電気的に接続されている。制御ユニット９７は、気圧センサが検出した値に基づいてポンプ３７７の動作を制御することにより、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３内の気圧を大気圧より高い所定の気圧に維持する。これにより、制御ユニット９７が乾燥補助液供給部３１へ動作指令を行い、開閉弁３３７を開成すると、加圧されている炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３内から炭酸水素アンモニウム水溶液が押し出され、配管３３５を介してノズル３１１から吐出される。なお、炭酸水素アンモニウム水溶液タンク３７３は、上記のとおり窒素ガスによる気圧を用いて炭酸水素アンモニウム水溶液を供給するため、気密に構成されることが好ましい。

＜２−７．基板表面における乾燥補助物質の膜厚低減＞
また、第１実施形態における析出工程後に、基板表面Ｗｆに形成された固体の炭酸水素アンモニウムの膜は、パターン７０を充填する程度の厚みであればよい。このため、第１実施形態における析出工程後に、炭酸水素アンモニウムが可溶な溶媒（ＤＩＷなど）を基板表面Ｗｆの膜へ供給し、基板表面Ｗｆにおける余分な炭酸水素アンモニウムを溶媒へ溶解させることで、基板表面Ｗｆにおける固体の炭酸水素アンモニウムの膜の膜厚を必要な厚みまで低減させるようにしてもよい。必要厚みが得られた後は、常温の窒素ガスを基板表面Ｗｆへ供給することで、基板表面Ｗｆにおける固体の炭酸水素アンモニウムの膜に付着したＤＩＷを蒸発により除去する。これにより、加熱工程において熱により分解させる炭酸水素アンモニウムの量を低減することができ、加熱工程における処理時間の短縮が可能となる。

９ 基板処理装置
１１ 基板保持部
２１ 排液捕集部
２３ 雰囲気遮断部
３１ 乾燥補助液供給部
４１ 洗浄部
４４ 光照射部
５１ リンス部
５５ 乾燥気体供給部
７０ パターン
７２ 凸部
７４ 凹部
８１ 炭酸水素アンモニウム水溶液
８２ 常温の窒素ガス
８３ 固体の炭酸水素アンモニウム
８４ 摂氏６０度の窒素ガス
８５ 常温の窒素ガス
９１ 処理ユニット
９７ 制御ユニット
１２１ 基板回転機構
５５９ ガス加熱ユニット
Ｗ 基板
Ｗｆ 基板表面
Ｗｂ 基板裏面

Claims (14)

1. 処理液が付着した基板に、熱により気体の生成物に分解する乾燥補助物質を溶媒に溶解させた乾燥補助液を供給する乾燥補助液供給手段と、
   前記基板上の前記溶媒を除去し、前記乾燥補助物質を前記基板上に析出させる析出手段と、
   前記乾燥補助物質を加熱し、前記基板から前記乾燥補助物質を除去する加熱手段と、
   前記加熱手段により前記乾燥補助物質が加熱されるのと並行して前記基板へ窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、
   を備え、
   前記乾燥補助物質は過塩素酸アンモニウムである基板乾燥装置。
2. 処理液が付着した基板に、熱により気体の生成物に分解する乾燥補助物質を溶媒に溶解させた乾燥補助液を供給する乾燥補助液供給手段と、
   前記基板上の前記溶媒を除去し、前記乾燥補助物質を前記基板上に析出させる析出手段と、
   前記乾燥補助物質を加熱し、前記基板から前記乾燥補助物質を除去する加熱手段と、を備え、
   前記加熱手段は、水蒸気の分圧が低い加熱された窒素ガスを前記基板の表面に供給する手段であり、
   前記乾燥補助物質は過塩素酸アンモニウムである基板乾燥装置。
3. 請求項１に記載の基板乾燥装置であって、
   前記加熱手段は、水蒸気の分圧が低い加熱された窒素ガスを前記基板の表面に供給する手段である基板乾燥装置。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の基板乾燥装置であって、
   前記溶媒は、前記基板に付着した前記処理液と同一の物質である基板乾燥装置。
5. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の基板乾燥装置であって、
   前記析出手段は、前記基板上の前記溶媒へ乾燥気体を供給する手段であり、
   前記乾燥気体における前記溶媒の分圧は、前記基板上における前記溶媒の蒸気圧よりも低い分圧である基板乾燥装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の基板乾燥装置であって、
   前記析出手段は、前記基板上の前記溶媒を、常温よりも高く、かつ前記乾燥補助液に溶解した前記乾燥補助物質が熱により分解する熱分解温度よりも低い温度に加熱する手段である基板乾燥装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の基板乾燥装置であって、
   前記加熱手段は、前記基板に加熱した気体を供給する、基板乾燥装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の基板乾燥装置であって、
   前記加熱手段は、前記基板に光を照射する、基板乾燥装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の基板乾燥装置であって、
   前記加熱手段は、前記基板の主面に対向する対向板を加熱する、基板乾燥装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の基板乾燥装置であって、
    前記基板を略水平状態で載置する基板保持部と、
    前記基板を略水平面上で回転させる基板回転機構と、
    をさらに備える基板乾燥装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の基板乾燥装置であって、
    前記乾燥補助液を回収する乾燥補助液回収部をさらに備える基板乾燥装置。
12. 処理液が付着した基板に、熱により気体の生成物に分解する乾燥補助物質を溶媒に溶解させた乾燥補助液を供給する乾燥補助液供給工程と、
    前記基板上の前記溶媒を除去し、前記乾燥補助物質を前記基板上に析出させる析出工程と、
    前記乾燥補助物質を加熱し、前記基板から前記乾燥補助物質を除去する加熱工程と、
    前記加熱工程と並行して前記基板の表面に窒素ガスを供給して、前記気体の生成物を前記基板の表面から除去する窒素ガス供給工程と、
    を備え、
    前記乾燥補助物質は過塩素酸アンモニウムである基板乾燥方法。
13. 請求項１２に記載の基板乾燥方法であって、
    前記加熱工程は、水蒸気の分圧が低い加熱された窒素ガスを前記基板の表面に供給する工程である基板乾燥方法。
14. 処理液が付着した基板に、熱により気体の生成物に分解する乾燥補助物質を溶媒に溶解させた乾燥補助液を供給する乾燥補助液供給工程と、
    前記基板上の前記溶媒を除去し、前記乾燥補助物質を前記基板上に析出させる析出工程と、
    前記乾燥補助物質を加熱し、前記基板から前記乾燥補助物質を除去する加熱工程と、
    を備え、
    前記加熱工程は、水蒸気の分圧が低い加熱された窒素ガスを前記基板の表面に供給する工程であり、
    前記乾燥補助物質は過塩素酸アンモニウムである基板乾燥方法。
    
    
    

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