JP6555706B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板等が含まれる。

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が用いられる。枚葉式の基板処理装置は、たとえば、基板を水平に保持して回転させる基板保持機構と、基板保持機構に保持された基板の上面に薬液を供給するノズルとを備えている。
特許文献１には、薬液のパドル処理が開示されている。この薬液のパドル処理では、基板保持機構によって基板の回転速度を零または低速にしながら、薬液ノズルから基板の上面中央部に向けて薬液を吐出させる。これにより、基板の上面に薬液の液膜が形成される。薬液の液膜が基板の上面全域に拡がった後は、基板への処理液の供給が停止される。

薬液のパドル処理では、基板の上面に薬液の液膜が保持（形成）された後、基板への薬液の供給が停止されるから、薬液の消費量の低減を図りながら、基板の上面を処理することができる。

特開２０１３−２０６９８４号公報

特許文献１のパドル処理では、基板上における薬液の保持は、専ら重力および表面張力に依存している。そのため、薬液の液膜が基板上に安定して保持されておらず、そのため、液膜に含まれる薬液量が少ない。基板の上面に供給された薬液は、時間の経過に伴って劣化（つまり、薬液に含まれる薬効成分の量が減少）する。したがって、液膜に含まれる薬液量が少ない場合には、比較的短時間のうちに、液膜中の薬効成分が存在しなくなり、その結果、薬液の液膜の処理性能は短時間のうちに低下する。したがって、特許文献１に記載のパドル処理では、薬液処理を、基板の上面に良好に施すことができない。

このような課題は、基板の回転速度を零または低速するパドル処理に限らず、基板の回転速度をそれ以上の速度で回転させる場合の処理にも共通する。
仮に、薬液の液膜の薬液量を従来よりも増大できれば、薬液の液膜に薬効成分が長時間存在するから、薬液の処理性能が高く維持され、薬液処理を基板の上面に良好に施すことができ、望ましい。

そこで、この発明の目的は、基板の上面に保持される薬液の液膜の薬液量を増大させることが可能であり、これにより、薬液処理を、基板の上面に良好に施すことができる、基板処理方法および基板処理装置を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、基板保持手段によって水平姿勢に保持されている基板の上面に薬液を供給して、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記液膜の周縁部の全周に向かう環状の気流であって、前記液膜の周縁部から流出しようとする薬液と干渉して前記液膜の周縁部を前記基板の上面中央部に向けて押すことにより、前記周縁部からの薬液の流出を抑制または阻止する気流を形成する気流形成工程とを含む、基板処理方法を提供する。

この方法によれば、基板の上面に薬液の液膜が形成される。また、基板周辺から、液膜の周縁部に向かう気流が形成され、この気流が、液膜の周縁部の薬液を基板の中央部に向けて押す。そのため、基板の周縁部からの薬液の流出を効果的に抑制でき、比較的多量の薬液を基板の上面に溜めることができる。これにより、液膜の薬液量を増大させることが可能である。ゆえに、薬液処理を、基板の上面に良好に施すことができる。

請求項２に記載の発明は、前記気流形成工程によって形成される前記気流は、前記基板の上面周縁部の周囲の領域において上方に向けて流れる上向きの気流を含む、請求項１に記載の基板処理方法である。
この明細書において、「上方に向けて流れる上向きの気流」とは、鉛直上方に向けて流れる気流だけでなく、鉛直方向に対して傾斜する傾斜方向に沿って流れる気流を含む趣旨である。この傾斜方向は、基板の上面中央部側に向けて傾斜する方向であってもよいし、基板の周縁部に沿う方向に向けて傾斜する方向であってもよい。

この方法によれば、基板の周縁部の周囲に上向きの気流が形成される。基板の上面の薬液が上向きの気流を乗り越えることは困難であるから、この上向きの気流によって、基板の上面周縁部から基板の側方への薬液の移動が阻止される。そのため、基板の上面周縁部において薬液が堰き止められる。これにより、液膜の周縁部を嵩高く保持できるから、液膜の厚みを分厚くすることも可能である。その結果、液膜の薬液量を、より一層増大させることが可能である。

請求項３に記載の発明は、前記気流形成工程によって形成される前記気流は、前記基板の側方から前記液膜の周縁部に向かう内向きの気流を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
この明細書において、「基板の側方から薬液の液膜の周縁部に向かう内向きの気流」とは、水平に向けて流れる気流だけでなく、水平に対して傾斜する傾斜方向に沿って流れる気流を含む趣旨である。この傾斜方向は、気流の流通方向に向かうに従って上方に向かう方向であってもよいし、気流の流通方向に向かうに従って下方に向かう方向であってもよい。

薬液の液膜に含まれる薬液の劣化度合いが、当該液膜の内部で偏っていることがある。このような薬液の液膜では、液膜中の薬効成分の面内分布が不均一であり、このような薬液の液膜を用いて基板の上面を処理すると、基板の上面に処理ムラが生じるおそれがある。
この方法によれば、基板の側方から薬液の液膜の周縁部に向かう内向きの気流が形成される。内向きの気流は、液膜の周縁部の薬液に気体を吹き付ける。気体を吹き付けられた薬液は、基板の中央部に向けて強い力で押されて、基板の中央部に向けて移動する。これにより、液膜に含まれる薬液を撹拌できる。ゆえに、液膜に含まれる薬液を、液膜の内部で混合することができ、これにより、液膜中の薬効成分の分布を均一に近づけることができる。これにより、基板の上面に対し薬液処理を均一に施すことができる。

請求項４に記載の発明は、前記液膜形成工程に並行して、前記基板を鉛直方向に延びる回転軸線まわりに回転させる基板回転工程をさらに含み、前記内向きの気流は、前記基板の上面周縁部において、前記内向きの気流の線速度方向が、前記基板の回転半径方向の内向きの成分を有する、請求項３に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板の回転による遠心力を受けて、液膜の周縁部の薬液は、基板周縁部から基板外に流出しようとする。薬液の液膜の周縁部に向けて流れる内向きの気流の線速度方向が、基板の回転半径方向の内向きの成分を有しているので、基板の上面周縁部から基板外に流出しようとする薬液を、基板の上面中央部に向けて強い力で押すことができる。これにより、より多量の薬液を基板の上面に溜めることが可能であり、薬液の液膜の薬液量を増大させることが可能である。

請求項５に記載の発明は、前記気流形成工程によって形成される前記気流は、筒状をなしている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この明細書において、「筒状」は、円筒状、コーン状、角形筒状を含む趣旨である。
この方法によれば、前記気流が筒状をなしているから、基板の全周に亘って、上面周縁部からの薬液の流出を抑制できる。これにより、基板の上面に保持される液膜の薬液量を、より一層増大させることが可能である。
前記の目的を達成するための請求項６に記載の発明は、基板保持手段によって水平姿勢に保持されている基板の上面に薬液を供給して、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記液膜の周縁部の全周に向かう環状の気流によって、前記周縁部から流出しようとする薬液と干渉して前記液膜の周縁部を前記基板の上面中央部に向けて押し、前記周縁部からの薬液の流出を抑制または阻止することにより前記液膜の厚みを厚くする液膜厚増加工程とを含む、基板処理方法を提供する。
この方法によれば、請求項１に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。

請求項７に記載の発明は、前記液膜形成工程は、前記基板の回転を停止させながら、または基板の上面に薬液をパドル状に保持可能な所定のパドル速度で前記基板を回転させながら、前記基板の上面に薬液を供給するパドル工程を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
基板の回転速度が零またはパドル速度である場合、基板の上面の薬液に作用する遠心力が零または小さい。加えて、基板には、液膜の周縁部の薬液を基板の中央部に向けて押す気流が形成される。これにより、液膜に含まれる薬液の量をより一層増大できる。

請求項８に記載の発明は、前記液膜形成工程は、前記基板の上面と、前記基板の上面に対向するように配置された対向面との間の空間を薬液により液密状態にすることにより前記液膜を形成する、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。
この構成によれば、基板の上面と対向面との間の空間を薬液により液密状態にすることにより、基板の上面に液膜が形成される。この場合、液膜の厚みを分厚く形成できるから、液膜に含まれる薬液量をより一層増大できる。

請求項９に記載の発明は、前記液膜が基板の上面の全域を覆った後に、前記基板への薬液の供給を停止する薬液供給停止工程をさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板の上面に薬液の液膜が形成された後、基板の上面への薬液の供給が停止される。液膜に多量の薬液が含まれるから、液膜に薬液を補充しなくても、薬液の処理性能が高く維持される。これにより、薬液の消費量の低減を図りつつ、薬液処理を、基板の上面に良好に施すことができる。

前記の目的を達成するための請求項１０に記載の発明は、基板を水平姿勢に保持する基板保持手段と、前記基板の上面に薬液を供給するための薬液供給手段と、前記基板の上面周縁部または当該上面周縁部の周囲の領域に向けて気体を吐出するための気体吐出手段と、前記薬液供給手段および前記気体吐出手段を制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、前記薬液供給手段によって、前記基板の上面に薬液を供給して、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記気体吐出手段によって、前記液膜の周縁部の全周に向かう環状の気流であって、前記液膜の周縁部から流出しようとする薬液と干渉して前記液膜の周縁部を前記基板の上面中央部に向けて押すことにより、前記周縁部からの薬液の流出を抑制または阻止する気流を形成する気流形成工程とを実行する、基板処理装置を提供する。この構成によれば、請求項１に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
前記の目的を達成するための請求項１１に記載の発明は、基板を水平姿勢に保持する基板保持手段と、前記基板の上面に薬液を供給するための薬液供給手段と、前記基板の上面周縁部または当該上面周縁部の周囲の領域に向けて気体を吐出するための気体吐出手段と、前記薬液供給手段および前記気体吐出手段を制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、前記薬液供給手段によって、前記基板の上面に薬液を供給して、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記気体吐出手段から吐出される環状の気流によって、前記液膜の周縁部から流出しようとする薬液と干渉して前記周縁部を前記基板の上面中央部に向けて押し、前記周縁部からの薬液の流出を抑制または阻止することにより前記液膜の厚みを厚くする液膜厚増加工程とを実行する、基板処理装置を提供する。この構成によれば、請求項１に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。

請求項１２に記載の発明は、前記気体吐出手段は、前記基板の上面周縁部の周囲の領域に向けて上向きに気体を吐出する第１の気体吐出手段を含む、請求項１０または１１に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項２に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項１３に記載の発明は、前記気体吐出手段は、前記基板の側方から前記液膜の周縁部に向けて内向きに気体を吐出する第２の気体吐出手段を含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項３に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。

請求項１４に記載の発明は、前記基板処理装置は、前記基板の上面周縁部に所定のクリアランスを隔てて対向配置させられる周縁部対向面を有する対向部材をさらに含み、前記気体吐出手段は、前記クリアランスに向けて気体を吐出する、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、クリアランスによって、気体吐出手段から吐出された気体のクリアランスへの流入が制限されるので、これにより、気流を液膜に作用させ易い。

請求項１５に記載の発明は、前記周縁部対向面は、前記基板の上面周縁部から前記基板の側方に流出する薬液を前記基板の上面へ案内する、請求項１４に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、クリアランスが気流によって塞がれる。そのため、基板の上面周縁部から基板の側方へと移動した薬液は、周縁部対向面によって基板の上面へと案内され、薬液の液膜に戻される。そのため、基板の上面からの薬液が流出しない。したがって、基板の上面に薬液を多量に溜めることができる。

請求項１６に記載の発明は、前記気体吐出手段は、前記基板の上面周縁部の全周または当該上面周縁部の周囲の領域の全周に対向するリング状の気体吐出口を含む、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、気体吐出口を、前記基板の上面周縁部の全周または当該上面周縁部の周囲の領域の全周に対向するリング状に設けることにより、薬液の液膜の周縁部に向かう筒状の気流を形成することができる。気流の形状が筒状をなしていると、基板の全周に亘って、上面周縁部からの薬液の流出を抑制できる。これにより、基板の上面に保持される薬液の液膜の薬液量を、より一層増大させることが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す図である。 スピンチャックおよび気体吐出ノズルの構成を示す平面図である。 第１の実施形態に係る基板処理装置によって実行される処理例の概略を示すタイムチャートである。 前記処理例に含まれる薬液パドル工程における基板の状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す図である。 第２の気体吐出口から吐出される不活性ガスによって形成される気流を説明するための模式的な図である。 第２の実施形態に係る基板処理装置によって実行される薬液パドル工程における基板の状態を示す図解的な断面図である。 前記薬液パドル工程における基板の状態を示す図解的な平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す図である。 第３の気体吐出口から吐出される不活性ガスによって形成される気流を説明するための模式的な図である。 第３の実施形態に係る基板処理装置によって実行される処理例の概略を示すタイムチャートである。 第３の実施形態に係る基板処理装置によって実行される薬液パドル工程における基板の状態を示す図解的な断面図である。 第３の実施形態の第１の変形例に係る基板処理装置によって実行される薬液パドル工程における基板の状態を示す図解的な断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す図である。 第４の実施形態に係る基板処理装置によって実行される処理例の概略を示すタイムチャートである。 第４の実施形態に係る気流の流れを図解的に示す側面図である。 第４の実施形態に係る基板処理装置によって実行される薬液パドル工程における基板の状態を示す図解的な断面図である。 本発明の第２の変形例を説明するための図である。 本発明の第３の変形例を説明するための図である。 本発明の第４の変形例を説明するための図である。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置１の構成を模式的に示す図である。図２は、スピンチャック（基板保持手段）３および第１の気体吐出ノズル２２の構成を示す平面図である。
基板処理装置１は、円形の半導体ウエハ等の基板Ｗのデバイス形成領域側の表面に対して、処理流体としての処理液（薬液およびリンス液）を用いた処理（洗浄処理やエッチング処理など）を施すための枚葉型の装置である。

図１に示すように、基板処理装置１は、隔壁（図示しない）により区画された処理室２と、処理室２内に収容され、基板Ｗを保持して回転させるスピンチャック３と、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの表面（上面）に薬液（たとえばフッ酸（ＨＦ））を供給するための薬液供給ユニット（薬液供給手段）４と、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの表面（上面）にリンス液を供給するためのリンス液を供給するためのリンス液供給ユニット５と、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの側方に向けて上向きに気体を吐出する第１の気体吐出ユニット（第１の気体吐出手段）７と、スピンチャック３を取り囲む円筒状の処理カップ８と、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置９とを含む。

スピンチャック３として、基板Ｗを水平方向に挟んで基板Ｗを水平に保持する挟持式のものが採用されている。具体的には、スピンチャック３は、スピンモータ（基板回転手段）１０と、このスピンモータ１０の駆動軸と一体化されたスピン軸１１と、スピン軸１１の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース１２とを含む。スピンチャック３は、基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる。

図２に示すように、スピンベース１２の上面には、その周縁部に複数個（３個以上。図２では６個）の挟持部材１３が配置されている。複数個の挟持部材１３は、スピンベース１２の上面周縁部において、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。図２には、スピンチャック３に基板Ｗが非保持の状態を示している。
また、スピンチャック３としては、挟持式のものに限らず、たとえば、基板Ｗの裏面を真空吸着することにより、基板Ｗを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗを回転させ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。

図１に示すように、薬液供給ユニット４は、薬液を基板Ｗの上面に向けて吐出する薬液ノズル１４と、薬液ノズル１４が先端部に取り付けられたノズルアーム１５と、ノズルアーム１５を移動させることにより、薬液ノズル１４を移動させるノズル移動ユニット１６とを含む。
薬液ノズル１４は、たとえば、連続流の状態で薬液を吐出するストレートノズルであり、たとえば基板Ｗの上面に垂直な方向に薬液を吐出する垂直姿勢でノズルアーム１５に取り付けられている。ノズルアーム１５は水平方向に延びており、スピンチャック３の周囲で鉛直方向に延びる揺動軸線（図示しない）まわりに旋回可能に設けられている。

薬液供給ユニット４は、薬液ノズル１４に薬液を供給するための第１の薬液配管１７と、第１の薬液配管１７を開閉する第１の薬液バルブ１８とを含む。第１の薬液バルブ１８が開かれると、薬液供給源からの薬液（たとえばフッ酸）が、第１の薬液配管１７から薬液ノズル１４に供給される。これにより、薬液ノズル１４から薬液が吐出される。
ノズル移動ユニット１６は、揺動軸線まわりにノズルアーム１５を旋回させることにより、平面視で基板Ｗの上面中央部を通る軌跡に沿って薬液ノズル１４を水平に移動させる。ノズル移動ユニット１６は、処理位置とホーム位置との間で、薬液ノズル１４を水平に移動させる。薬液ノズル１４の処理位置は、薬液ノズル１４から吐出された薬液が、基板Ｗの上面中央部に着液するような位置である。薬液ノズル１４のホーム位置は、平面視でスピンチャック３の外側に設定された位置である。

薬液ノズル１４は、薬液ノズル１４の吐出口が基板Ｗの上面中央部に向けて固定的に配置された固定ノズルであってもよい。
リンス液供給ユニット５は、スピンチャック３に保持されている基板Ｗに向けてリンス液を吐出するリンス液ノズル１９と、リンス液ノズル１９にリンス液を供給する第１のリンス液配管２０と、第１のリンス液配管２０からリンス液ノズル１９へのリンス液の供給および供給停止を切り替える第１のリンス液バルブ２１とを含む。リンス液ノズル１９は、この実施形態では、リンス液ノズル１９の吐出口が静止された状態でリンス液を吐出する固定ノズルである。リンス液供給ユニット５は、リンス液ノズル１９を移動させることにより、基板Ｗの上面に対するリンス液の着液位置を移動させるリンス液ノズル移動装置を備えていてもよい。

第１のリンス液バルブ２１が開かれると、第１のリンス液配管２０からリンス液ノズル１９に供給されたリンス液が、リンス液ノズル１９から基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。リンス液は、たとえば、純水（脱イオン水：Ｄeionzied Ｗater）である。リンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。

第１の気体吐出ユニット７は、リング状の第１の気体吐出ノズル２２と、不活性ガス供給源からの不活性ガスを第１の気体吐出ノズル２２に供給するための第１のガス配管２３と、第１のガス配管２３を開閉する第１のガスバルブ２４とを含む。
不活性ガス供給源から供給される不活性ガスとして、たとえば窒素ガス（Ｎ_２）を例示できる。不活性ガスは、窒素ガスやアルゴンガス（Ａｒ）等の狭義の不活性ガスの他、エアーなどの周囲に影響を与えないガスを含む。

第１の気体吐出ノズル２２は、スピンチャック３の周囲を包囲するように配置されている。第１の気体吐出ノズル２２は、図２に示すようにリング状（無端状）の第１のノズル体２５と、第１のノズル体２５の上端面に形成されたリング状の第１の気体吐出口２６とを有している。第１の気体吐出ノズル２２は、処理カップ８に支持されていてもよいし、ノズルアーム１５とは別の専用の支持部材（図示しない）に支持されていてもよい。第１の気体吐出口２６は、スピンチャック３に保持される基板Ｗよりも上下方向に関し下方に配置されている。第１の気体吐出口２６は、スピンチャック３に保持される基板Ｗの側方に設定されるリング状領域（基板Ｗの上面周縁部の周囲の領域）２７に向けて、リング状領域２７の下方から、上向きかつリング状の不活性ガスを吐出する。この実施形態では、第１の気体吐出口２６からの不活性ガスの吐出方向は、鉛直上向きである。

第１のガスバルブ２４が開かれると、不活性ガス供給源からの不活性ガスが第１のガス配管２３を通って第１の気体吐出ノズル２２に供給され、第１の気体吐出口２６からリング状領域２７に向けてリング状に不活性ガスが吐出される。
図３は、基板処理装置１によって実行される処理例の概略を示すタイムチャートである。図４は、前記処理例に含まれる薬液パドル工程（ステップＳ３）における基板Ｗの状態を示す断面図である。図４では、薬液の液膜２９形成中の状態（すなわち、薬液の吐出状態）を示している。

基板処理装置１によって実行される処理例として、基板Ｗの表面（処理対象面）に形成された酸化膜をエッチングにより除去する洗浄処理を例に挙げる。以下、図１および図３を参照しつつ、処理例について説明する。図４については、適宜参照する。
この洗浄処理の実行に際しては、搬送ロボット（図示しない）が制御されて、処理室２内に未処理の基板Ｗが搬入される（ステップＳ１）。

基板Ｗは、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック３に受け渡される。このとき、基板Ｗの搬入の妨げにならないように、薬液ノズル４は、スピンチャック３の側方に設定されたホーム位置に配置されている。
スピンチャック３に基板Ｗが保持されると、制御装置９はスピンモータ１０を制御して、基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転開始させる（ステップＳ２）。基板Ｗは予め定めるパドル速度（たとえば、０〜５０ｒｐｍの範囲内で、たとえば３０ｒｐｍ）に維持される。

基板Ｗの回転速度がパドル速度に達すると、次いで、制御装置９は、基板Ｗの上面に当該上面を覆う薬液の液膜２９をパドル状に保持する薬液パドル工程（ステップＳ３）の実行を開始する。この明細書において、「パドル速度」とは、基板Ｗの上面に保持される液を、次に述べる「パドル状」に保持できる基板Ｗの回転速度であり、零または低速である。また、「パドル状」とは、基板Ｗの上面の液（薬液）に零または小さな遠心力しか作用せず、その結果、基板Ｗの上面に液が表面張力および重力により滞留して液膜を形成する状態をいう。この状態においては、基板Ｗの上面の液膜に作用する遠心力が、基板Ｗの上面と液膜との間で作用する表面張力および重力の和よりも小さいかあるいは拮抗している。

また、基板Ｗの回転速度がパドル速度に達すると、制御装置９は、第１のガスバルブ２４を開いて、第１の気体吐出ノズル２２の第１の気体吐出口２６から不活性ガスをリング状かつ鉛直上向きに吐出する（ステップＳ４）。このときの第１の気体吐出口２６からの不活性ガスの吐出流量は、たとえば５０Ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）に設定されている。第１の気体吐出口２６から吐出された不活性ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの側方を鉛直上方に向けて流れ、これにより、基板Ｗの側方に、基板Ｗの周囲を包囲する円筒状の鉛直上向きの気流（上向きの気流）２８が形成される（気流形成工程）。気流２８はカーテン状に形成されている。

また、基板Ｗの回転速度がパドル速度に達すると、制御装置９は、ノズル移動ユニット１６を制御して、薬液ノズル１４を基板Ｗの上方に移動させ、薬液ノズル１４を基板Ｗの回転中心上（回転軸線Ａ１上）に配置させる。
薬液ノズル１４が基板Ｗの上面中央部の上方に配置されると、制御装置９は、第１の薬液バルブ１８を開き、薬液ノズル１４から基板Ｗの上面中央部に向けて薬液（たとえばフッ酸）を吐出する（ステップＳ５）。

基板Ｗの上面中央部に供給された薬液は、基板Ｗの上面中央部に着液し、後続の薬液によって押されて基板Ｗ上を外方に広がっていく。基板Ｗがパドル速度で回転しているから、薬液に作用する遠心力は小さい。そのため、基板Ｗに供給された薬液は、基板Ｗの周囲に飛散せずに基板Ｗ上に溜まる。これにより、基板Ｗの上面の全域に、薬液の液膜２９がパドル状に保持される（ステップＳ３：薬液パドル工程（液膜形成工程））。

また、薬液パドル工程（ステップＳ３）では、気流２８により、気流２８の内側の空間が、気流２８の外側から遮断される。基板Ｗ上の液膜２９に含まれる薬液が気流２８を乗り越えて当該気流２８の内外を移動することは困難であるから、気流２８によって、基板Ｗの上面周縁部３０から基板Ｗの側方への薬液の移動が阻止される。すなわち、気流２８によって、基板Ｗの上面周縁部３０の全周において薬液が堰き止められ、そのため、基板Ｗの上面周縁部３０からの薬液の流出はほとんどない。そのため、液膜２９の周縁部２９Ａが嵩高く保持される。したがって、基板Ｗの上面に、厚みの分厚い液膜２９が形成される。この場合、基板Ｗの側方に気流２８を形成しない場合の薬液の液膜（図４に二点鎖線で図示）の厚みｔ０と比較して、基板Ｗの上面に形成される液膜２９の厚みｔ１が分厚い。

薬液の吐出開始から予め定める時間が経過すると、制御装置９は、第１の薬液バルブ１８を閉じて、薬液ノズル１４からの薬液の吐出を停止する。また、制御装置９は、ノズル移動ユニット１６を制御して、薬液吐出停止後の薬液ノズル１４を、ホーム位置に戻す。
薬液の吐出停止後も、基板Ｗの回転速度は、パドル速度に維持されている。また、第１の気体吐出口２６からの不活性ガスの吐出も続行されており、そのため、基板Ｗの周囲を包囲する円筒状の気流２８も引き続き形成されている。したがって、薬液の液膜２９の厚みは、分厚い（厚みがｔ１）まま維持されている。

分厚い液膜２９を用いて、基板Ｗの上面が洗浄処理される。分厚い液膜２９は、薬液の液膜２９に含まれる薬液量が、基板Ｗの側方に気流２８を形成しない場合の液膜（図４に二点鎖線で図示）と比較して多く、そのため、薬液の液膜２９に薬効成分が長時間存在するから、液膜２９の薬液処理性能が高い。このような分厚い液膜２９を用いるから、薬液パドル工程（ステップＳ３）における薬液処理効率（洗浄効率）を向上させることができる。

薬液の吐出停止から予め定める時間が経過すると、制御装置９は、スピンモータ１０を制御して基板Ｗの回転速度を、パドル速度から液処理速度（たとえば約３００ｒｐｍ）まで上昇させ、この液処理速度に維持する。これにより、基板Ｗの上面の薬液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面周縁部３０から飛散し、その結果、基板Ｗの上面から液膜２９は消滅する。

次いで、リンス液を基板Ｗに供給するリンス工程（ステップＳ７）が行われる。具体的には、制御装置９は、第１のリンス液バルブ２１を開いて、リンス液ノズル１９からのリンス液を、基板Ｗの上面中央部に向けて吐出する。基板Ｗの上面中央部に着液したリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面を基板Ｗの上面周縁部３０に向けて流れる。これにより、基板Ｗの上面の全域において薬液が洗い流される。基板Ｗの上面に供給されたリンス液は、基板Ｗの上面周縁部３０から基板Ｗの側方に向けて飛散し、処理カップ８に受け止められた後、排液処理される。リンス液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置９は、第１のリンス液バルブ２１を閉じてリンス液の吐出を停止する。これにより、リンス工程（ステップＳ７）が終了する。

リンス工程（ステップＳ７）の終了後、制御装置９は、第１のリンス液バルブ２１を閉じてリンス液ノズル１９からのリンス液の吐出を停止する。その後、制御装置９は、スピンモータ１０を制御して基板Ｗを高回転速度（たとえば約１０００ｒｐｍ）まで加速させ、この高回転速度に維持する（ステップＳ８：スピンドライ工程）。これにより、基板Ｗに付着しているリンス液が振り切られて基板Ｗが乾燥される。スピンドライ工程（ステップＳ８）が予め定める期間に亘って行われると、制御装置９は、スピンモータ１０を駆動して、スピンチャック３の回転（基板Ｗの回転）を停止させる。これにより、１枚の基板Ｗに対する洗浄処理が終了し、搬送ロボットによって、処理済みの基板Ｗが処理室２から搬出される（ステップＳ９）。

以上により第１の実施形態によれば、薬液パドル工程（ステップＳ３）において、基板Ｗの上面にパドル状の薬液の液膜２９が形成される。また、基板Ｗの側方に、基板Ｗの周囲を包囲する鉛直上向きの気流２８が形成される。基板Ｗの上面の薬液が気流２８を乗り越えて当該気流２８の内外を移動することは困難であるから、気流２８によって、基板Ｗの上面周縁部３０から基板Ｗの側方への薬液の移動が阻止される。そのため、基板Ｗの上面周縁部３０において薬液を堰き止めることができ、基板Ｗの上面周縁部３０からの薬液の流出を効果的に抑制できる。これにより、液膜２９の周縁部２９Ａを嵩高く保持できるから、液膜２９の厚みを分厚くでき、その結果、液膜２９に含まれる薬液量を、より一層増大させることができる。これにより、液膜２９の処理性能を高く維持できるから、薬液処理の処理効率を向上できる。

また、気流２８が円筒状をなしているから、基板Ｗの上面周縁部３０の全周において薬液を堰き止めることができる。これにより、薬液の液膜２９の厚みを全体的に分厚くできる。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置２０１の構成を図解的に示す図である。図６は、第２の気体吐出口２２６から吐出される不活性ガスによって形成される気流（内向きの気流）２２８を説明するための模式的な図である。

基板処理装置２０１は、基板処理装置１と同様に、基板Ｗの表面に対して、処理流体としての処理液を用いた処理を施すための枚葉型の装置である。
第２の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には、図１〜図４の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。第２の実施形態に係る基板処理装置２０１が、第１の実施形態に係る基板処理装置１と相違する点は、第１の気体吐出ユニット７に代えて、第２の気体吐出ユニット２０７を設けた点である。第２の気体吐出ユニット２０７は、スピンチャック３に保持されている基板Ｗ上の薬液の液膜２２９の周縁部２２９Ａ（図７参照）に向けて斜め下方内向きに不活性ガスを吹き付けるためのものである。

第２の気体吐出ユニット２０７は、リング状の第２の気体吐出ノズル２２２と、不活性ガス供給源からの不活性ガスを第２の気体吐出ノズル２２２に供給するための第２のガス配管２２３と、第２のガス配管２２３を開閉する第２のガスバルブ２２４とを含む。
第２の気体吐出ノズル２２２は、スピンチャック３の上方の空間を包囲するように配置されている。第２の気体吐出ノズル２２２は、リング状の第２のノズル体２２５と、第２のノズル体２２５に形成されたリング状（無端状）の第２の気体吐出口２２６とを有している。第２の気体吐出ノズル２２６は、処理カップ８に支持されていてもよいし、ノズルアーム１５とは別の専用の支持部材（図示しない）に支持されていてもよい。第２の気体吐出口２２６は、基板Ｗの側方の上方の位置に配置されている。第２のガスバルブ２２４が開かれると、不活性ガス供給源からの不活性ガスが第２のガス配管２２３を通って第２の気体吐出ノズル２２２に供給され、これにより、第２の気体吐出口２２６の円周方向各所から内向きかつ斜め下向きかつリング状に不活性ガスが吐出される。具体的には、図６に示すように、第２の気体吐出口２２６から、スピンチャック３に保持される基板Ｗの上面周縁部３０に向かう吐出方向Ｄ２に向けて不活性ガスが吐出される。

図６に示すように、第２の気体吐出口２２６の円周方向各所からの不活性ガスは、基板Ｗの上面周縁部３０上に対して吐出方向Ｄ２に入射し、基板Ｗの上面に形成された薬液の液膜２２９の周縁部２２９Ａに吹き付けられる。吐出方向Ｄ２は、基板Ｗの上面に対して傾いている。基板Ｗの上面と吐出方向Ｄ２とがなす角度（入射角度）θＶ２（図６参照）は、たとえば、３０〜６０度の範囲内における所定の角度に設定されている。また、吐出方向Ｄ２は、平面視において基板Ｗの法線方向（回転方向Ｒ）に対して回転軸線Ａ１の方に傾斜している。基板Ｗの接線方向と吐出方向Ｄ２とがなす角度（入射角度）θＨ２（図８参照）は、たとえば、４５〜７０度の範囲内における所定の鋭角に設定されている。すなわち、第２の気体吐出口２２６の円周方向各所は、平面視において、基板Ｗの回転中心（中心軸線Ａ１）からずれた位置に向けて不活性ガスを吐出する。第２の気体吐出口２２６からの不活性ガスの吐出により、基板Ｗの側方から、基板Ｗの上面周縁部３０に向かう円筒状の気流２２８が形成される。図６に示すように、内向きの気流２２８は、下方に向かうに従って小径になる円筒状（すなわち、コーン状）のプロファイルを有している。

基板処理装置２０１では、図３に示す処理例と同等の処理が実行させられる。処理室２内に未処理の基板Ｗが搬入された後（図３のステップＳ１）、制御装置９はスピンモータ１０を制御して、基板Ｗを回転開始させる（図３のステップＳ２）。次いで、薬液パドル工程（図３のステップＳ３）、リンス工程（図３のステップＳ７）およびスピンドライ工程（図３のステップＳ８）が順次実行される。スピンドライ工程（ステップＳ８）の実行後は、基板Ｗの回転が停止させられ、その後、処理済みの基板Ｗが処理室２から搬出される（図３のステップＳ９）。

図７は、基板処理装置２０１によって実行される薬液パドル工程（ステップＳ３）における基板Ｗの状態を示す図解的な断面図である。図８は、薬液パドル工程（ステップＳ３）における基板Ｗの状態を示す図解的な平面図である。図３および図５を参照して、薬液パドル工程（ステップＳ３）について説明する。また、図７および図８は適宜参照する。
薬液パドル工程（ステップＳ３）では、制御装置９は、第２のガスバルブ２２４を開いて、第２の気体吐出ノズル２２２の第２の気体吐出口２２６から不活性ガスを、リング状かつ斜め下向きに吐出する（ステップＳ４）。このときの第２の気体吐出口２２６からの不活性ガスの吐出流量は、たとえば５０Ｌ／ｍｉｎに設定されている。第２の気体吐出口２２６から吐出された不活性ガスは、図７および図８に示すように、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面周縁部３０に吹き付けられる。これにより、基板Ｗの側方から、基板Ｗの上面周縁部３０に向かう円筒状の気流２２８が形成される（気流形成工程）。気流２２８はカーテン状に形成されている。

また、制御装置９は、ノズル移動ユニット１６を制御して、薬液ノズル１４を基板Ｗの上方に移動させ、薬液ノズル１４を基板Ｗの回転中心上（回転軸線Ａ１上）に配置させる。また、薬液ノズル１４が基板Ｗの上面中央部の上方に配置されると、制御装置９は、第１の薬液バルブ１８を開き、薬液ノズル１４から基板Ｗの上面中央部に向けて薬液（たとえばフッ酸）を吐出する（ステップＳ５）。

基板Ｗの上面中央部に供給された薬液は、基板Ｗの上面中央部に着液し、後続の薬液によって押されて基板Ｗ上を外方に広がっていく。基板Ｗがパドル速度で回転しているから、薬液に作用する遠心力は小さい。そのため、基板Ｗに供給された薬液は、基板Ｗの周囲に飛散せずに基板Ｗ上に溜まる。これにより、基板Ｗの上面の全域に、薬液の液膜２２９がパドル状に保持される。

また、筒状の気流２２８は、基板Ｗの側方から液膜２２９の周縁部２２９Ａに向けて流れ、基板Ｗの全周において、液膜２２９の周縁部２２９Ａに含まれる薬液に不活性ガスを吹き付ける。吐出方向Ｄ２が、平面視において基板Ｗの接線方向（回転方向Ｒ）に対して回転軸線Ａ１の方に鋭角に傾斜しているので、気流２２８の線速度方向ＤＬが、基板Ｗの回転半径方向の内向きの成分を有している。

基板Ｗの回転による遠心力を受けて、液膜２２９の周縁部２２９Ａに含まれる薬液は、基板Ｗの上面周縁部３０から基板Ｗ外に流出しようとする。しかしながら、気流２２８の線速度方向ＤＬが基板Ｗの回転半径方向の内向きの成分を有しているので、気流２２８によって不活性ガスを吹き付けられた薬液は、基板Ｗの上面中央部に向けて強い力で押され、基板Ｗの上面中央部に向けて流れる。これにより、基板Ｗの全周において、基板Ｗの上面周縁部３０からの薬液の流出が抑制できる。

基板Ｗの全周において、基板Ｗの上面周縁部３０からの薬液の流出が抑制されるので、液膜２２９の周縁部２２９Ａは比較的嵩高く保持される。したがって、基板Ｗの上面に、厚みの分厚い液膜２２９が形成される。この場合、基板Ｗの側方に気流２２８を形成しない場合の液膜（図７に二点鎖線で図示）の厚みｔ０と比較して、基板Ｗの上面に形成される液膜２２９の厚みｔ２はやや分厚い。

薬液の吐出開始から予め定める時間が経過すると、制御装置９は、第１の薬液バルブ１８を閉じて、薬液ノズル１４からの薬液の吐出を停止する。また、制御装置９は、ノズル移動ユニット１６を制御して、薬液吐出停止後の薬液ノズル１４を、ホーム位置に戻す。
薬液の吐出停止後も、基板Ｗの回転速度は、パドル速度に維持されている。また、第２の気体吐出口２２６からの不活性ガスの吐出も続行されており、そのため、基板Ｗの側方から、基板Ｗの上面周縁部３０に向かう円筒状の気流２２８も引き続き形成されている。したがって、液膜２２９の厚みは、やや分厚い（厚みがｔ２）まま維持されている。

やや分厚い液膜２２９を用いて、基板Ｗの上面が洗浄処理される。液膜２２９に含まれる薬液量が、基板Ｗの側方に気流２２８を形成しない場合の薬液の液膜（図７に二点鎖線で図示）と比較して多く、そのため、液膜２２９に薬効成分が長時間存在するから、液膜２２９の薬液処理性能が高い。このような分厚い液膜２２９を用いるから、薬液パドル工程（ステップＳ３）における薬液処理効率を向上させることができる。

また、不活性ガスを吹き付けられた薬液は、基板Ｗの上面中央部に向く方向（図８に破線で示す矢印の方向）に向けて強い力で押され、基板Ｗの上面中央部に向けて移動する。気流２２８によって、液膜２２９に含まれる薬液を撹拌できるので、劣化している薬液と劣化していない薬液とを混合することができ、ゆえに、液膜２２９中の薬効成分の分布を均一化できる。これにより、薬液パドル工程（ステップＳ３）において、基板Ｗの上面に対し薬液処理を均一に施すことができる。

薬液の吐出停止から予め定める時間が経過すると、制御装置９は、スピンモータ１０を制御して基板Ｗの回転速度を、パドル速度から液処理速度（たとえば約３００ｒｐｍ）まで上昇させ、この液処理速度に維持する。これにより、基板Ｗの上面の薬液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面周縁部３０から飛散し、その結果、基板Ｗの上面から液膜２２９は消滅する。これにより、薬液パドル工程（ステップＳ３）は終了する。

以上により第２の実施形態によれば、薬液パドル工程（ステップＳ３）において、基板Ｗの上面にパドル状の薬液の液膜２２９が形成される。また、基板Ｗの側方から液膜２２９の周縁部２２９Ａに向けて流れる筒状の気流２２８が形成される。気流２２８によって不活性ガスを吹き付けられた薬液は、基板Ｗの上面中央部に向けて押され、基板Ｗの上面中央部に向けて流れる。これにより、液膜２２９に含まれる薬液が撹拌される。ゆえに、液膜２２９に含まれる薬液を、液膜２２９の内部で混合することができ、これにより、液膜２２９中の薬効成分の分布を均一化できる。これにより、基板Ｗの上面に対し薬液処理を均一に施すことができる。

また、液膜２２９の周縁部２２９Ａに含まれる薬液は、基板Ｗの上面周縁部３０から基板Ｗ外に流出しようとする。しかしながら、液膜２２９の周縁部２２９Ａに向けて流れる気流２２８が、その線速度方向ＤＬが基板Ｗの回転半径方向の内向きの成分を有しているので、基板Ｗの上面周縁部３０から基板Ｗ外に流出しようとする薬液を、回転軸線Ａ１に向けて押すことができる。これにより、基板Ｗの上面周縁部３０からの薬液の流出を抑制でき、これにより、液膜２２９に含まれる薬液量を、増大させることができる。これにより、液膜２２９の処理性能を高く維持できるから、薬液処理の処理効率を向上できる。

図９は、本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置３０１の構成を図解的に示す図である。図１０は、第３の気体吐出口３２６から吐出される不活性ガスによって形成される気流３２８を説明するための模式的な図である。
基板処理装置３０１は、基板処理装置１と同様に、基板Ｗの表面に対して、処理流体としての処理液を用いた処理を施すための枚葉型の装置である。

第３の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には、図１〜図４の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。第３の実施形態に係る基板処理装置３０１が、第１の実施形態に係る基板処理装置１と相違する主たる点は、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に対向する第１の対向部材３０３を設けた点、および第１の気体吐出ユニット７に代えて、第３の気体吐出ユニット（第１の気体吐出手段、第２の気体吐出手段）３０７を設けた点である。

第１の対向部材３０３は、円板状である。第１の対向部材３０３の直径は、基板Ｗの直径よりも大きい。第１の対向部材３０３は、第１の対向部材３０３の中心軸線がスピンチャック３の回転軸線Ａ１上に位置するように水平に配置されている。
第１の対向部材３０３の下面は、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの上面に対向している。第１の対向部材３０３は、ホルダ３０４によって水平な姿勢で支持されている。

図９に示すように、第１の対向部材３０３は、水平に配置された円板状の対向部３０５と、対向部３０５の外周縁に設けられた筒状部３０６とを含む。筒状部３０６は、対向部３０５の外周縁から斜め下方に延びており、回転軸線Ａ１を通る鉛直面で切断した断面形状が外側斜め上方に凸の略円弧状をなしている。
筒状部３０６の下端部３０６Ａの内径が、筒状部３０６の下端部３０６Ａの最大内径であり、この内径が基板Ｗの直径よりも大きい。対向部３０５の下面３０８は、基板Ｗの上面中央部に対向している。筒状部３０６の内周面（周縁部対向面）３２０は、基板Ｗの上面周縁部３０に対向している。筒状部３０６の内周面３２０は、全周に亘って対向部３０５の下面３０８に連なっており、対向部３０５の下面３０８の外周縁から下方に延びている。

また、基板処理装置３０１は、薬液供給ユニット４（図１参照）およびリンス液供給ユニット５（図１参照）に代えて、基板Ｗの上面に薬液およびリンス液を選択的に供給する処理液供給ユニット（薬液供給手段）３０９を備えている。
図９に示すように、処理液供給ユニット３０９は、第１の対向部材３０３の中心軸線（回転軸線Ａ１）に沿って延びる筒状の処理液ノズル３１０を含む。処理液ノズル３１０は、ホルダ３０４内に収容されている。処理液ノズル３１０は、第１の対向部材３０３の中心軸線に沿って延びる中心軸ノズルを構成している。

図９に示すように、処理液供給ユニット３０９は、処理液ノズル３１０の上端部に接続された処理液配管３１１と、処理液配管３１１を介して処理液ノズル３１０に接続された処理液供給装置３１２とを含む。処理液供給装置３１２は、処理液配管３１１に接続された第２の薬液配管３１３と、第２の薬液配管３１３を開閉するための第２の薬液バルブ３１４と、処理液配管３１１に接続された第２のリンス液配管３１５と、第２のリンス液配管３１５を開閉するための第２のリンス液バルブ３１６とを含む。処理液供給装置３１２は、処理液ノズル３１０に薬液およびリンス液を選択的に供給する。処理液ノズル３１０に供給された処理液（薬液またはリンス液）は、処理液ノズル３１０の下端で開口する処理液吐出口３１７から吐出される。処理液吐出口３１７は、基板Ｗの上面中央部の上方に配置されている。処理液ノズル３１０は、処理液吐出口３１７からたとえば真下に向けて処理液を吐出する。

第２のリンス液バルブ３１６が閉じられた状態で第２の薬液バルブ３１４が開かれると、薬液供給源からの薬液（たとえばフッ酸）が第２の薬液配管３１３から処理液配管３１１に供給され、処理液吐出口３１７から薬液が吐出される。また、第２の薬液バルブ３１４が閉じられた状態で第２のリンス液バルブ３１６が開かれると、リンス液供給源からのリンス液が第２のリンス液配管３１５から処理液配管３１１に供給され、処理液吐出口３１７からリンス液が吐出される。

第３の気体吐出ユニット３０７は、リング状（無端状）の第３の気体吐出ノズル３２２と、不活性ガス供給源からの不活性ガスを第３の気体吐出ノズル３２２に供給するための第３のガス配管３２３と、第３のガス配管３２３を開閉する第３のガスバルブ３２４とを含む。第３の気体吐出ノズル３２２は、リング状の第３のノズル体３２５と、第３のノズル体３２５に形成されたリング状の第３の気体吐出口３２６とを有している。第３の気体吐出ノズル３２２は第１の対向部材３０３に結合されている。すなわち、第３の気体吐出ノズル３２２は第１の対向部材３０３に支持されている。

図９に示すように、第１の対向部材３０３には、ホルダ３０４を介して対向部材昇降ユニット３１８が結合されている。対向部材昇降ユニット３１８は、第１の対向部材３０３の筒状部３０６が、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの上面周縁部３０（図１２参照）に近接する処理位置（図９に示す位置）と、処理位置の上方に設定された退避位置（図９に二点鎖線で示す位置）との間で第１の対向部材３０３を昇降させる。第１の対向部材３０３の昇降に応じて、第１の対向部材３０３も昇降する。対向部材昇降ユニット３１８は、リニアガイドやボールねじ等の駆動部品を含む。たとえば、ホルダ３０４の周囲には、ホルダ３０４を包囲する、耐薬性を有する樹脂（たとえばポリテトラフルオロエチレン (ＰＴＦＥ：polytetrafluoroethylene）)製のベローズが設けられており、このベローズで囲まれた空間に、前記の駆動部品が収容されている。

第１の対向部材３０３が処理位置まで下降させられている状態では、第３の気体吐出ノズル３２２はスピンチャック３の周囲を包囲するように配置される。この状態で、第３の気体吐出口３２６は、基板Ｗの側方の下方に配置されている。第３のガスバルブ３２４が開かれると、不活性ガス供給源からの不活性ガスが第３のガス配管３２３を通って第３の気体吐出ノズル３２２に供給され、これにより、第３の気体吐出口３２６の円周方向各所から、内向きかつ斜め上向きに不活性ガスが吐出される。不活性ガスはリング状に吐出される。

具体的には、第３の気体吐出口３２６から、後述するクリアランスＣ１（基板Ｗの上面周縁部の周囲の領域。図１２参照）に向かう吐出方向Ｄ３に向けて不活性ガスが吐出される。吐出方向Ｄ３は、基板Ｗの上面に対して傾いている。基板Ｗの上面と吐出方向Ｄ３とがなす角度（入射角度）は、たとえば、３０〜６０度の範囲内における所定の角度に設定されている。また、吐出方向Ｄ３は、平面視において基板Ｗの周縁部の法線方向に沿っている。第３の気体吐出口３２６の円周方向各所は、平面視において、基板Ｗの回転中心（中心軸線Ａ１）に向けて不活性ガスを吐出する。これにより、図１０に示すように、基板Ｗの側方の下方位置から、クリアランスＣ１に向かう円筒状の気流３２８が形成される。円筒状の気流３２８は、上方に向かうに従って小径になる円筒状（すなわち、コーン状）のプロファイルを有している。

図１１は、基板処理装置３０１によって実行される処理例の概略を示すタイムチャートである。図１２は、前記処理例に含まれる薬液パドル工程（ステップＳ１３）における基板Ｗの状態を示す断面図である。図１２では、薬液の液膜３２９形成中の状態（すなわち、薬液の吐出状態）を示している。
図１１に示す処理例は、図３に示す処理例と同様、基板Ｗの表面に形成された酸化膜をエッチングにより除去する洗浄処理の処理例である。基板処理装置３０１で実行される処理例は、図３に示す処理例と同等の処理であるが、第１の対向部材３０３を昇降させるステップ（ステップＳ１３およびＳ１８）を含む点で、図３に示す処理例と相違している。以下、図９および図１１を参照しつつ、処理例について説明する。図１２については、適宜参照する。

処理室２内に未処理の基板Ｗが搬入される（ステップＳ１１）。基板Ｗの搬入の際には、第１の対向部材３０３が退避位置に退避されている。基板Ｗの搬入後、制御装置９はスピンモータ１０を制御して基板Ｗを回転開始させる（ステップＳ１２）。ステップＳ１１およびＳ１２の各ステップは、図３に示すステップＳ１およびＳ２のそれぞれと同等の処理である。

その後、制御装置９は、対向部材昇降ユニット３１８を制御して、第１の対向部材３０３を下降させ、処理位置に配置する（ステップＳ１３）。その状態で、薬液パドル工程（ステップＳ１４）が実行させられる。図１２に示すように、第１の対向部材３０３が処理位置に配置させられた状態では、筒状部３０６の内周面（周縁部対向面）３２０と、基板Ｗの上面周縁部３０とは、所定のクリアランスＣ１を隔てて対向している。クリアランスＣ１は、第１の対向部材３０３および基板Ｗの円周方向の全域に亘って設けられており、その間隔がたとえば２ｍｍに設定されている。また、第１の対向部材３０３が処理位置に配置させられた状態では、リング状の第３の気体吐出口３２６が、リング状のクリアランスＣ１に対向している。

第１の対向部材３０３および処理液ノズル３１０は、基板Ｗの回転に依らずに静止している。また、第１の対向部材３０３が処理位置に配置させられた状態では、処理液ノズル３１０の処理液吐出口３１７は、基板Ｗの回転中心上（回転軸線Ａ１上）に位置している。
薬液パドル工程（ステップＳ１４）では、制御装置９は、第３のガスバルブ３２４を開いて、第３の気体吐出口３２６から、不活性ガスを、リング状かつ斜め上向きに吐出する（ステップＳ１５）。このときの第３の気体吐出口３２６からの不活性ガスの吐出流量は、たとえば５０Ｌ／ｍｉｎに設定されている。第３の気体吐出口３２６から吐出された不活性ガスは、図１２に示すように、クリアランスＣ１に向けて吹き付けられる。これにより、クリアランスＣ１の内部に、円筒状の斜め上向きの気流（上向きの気流、内向きの気流）３２８が形成される（気流形成工程）。気流３２８は、膜状の気体カーテンであり、基板Ｗの周囲を包囲するように設けられる。クリアランスＣ１によって、気体吐出口３２６から吐出された不活性ガスのクリアランスＣ１への流入が制限されるので、これにより、気流３２８を液膜３２９に作用させ易い。

また、制御装置９は、第２のリンス液バルブ３１６を閉じたまま第２の薬液バルブ３１４を開いて、処理液吐出口３１７から基板Ｗの上面中央部に向けて薬液（たとえばフッ酸）を吐出する（ステップＳ１６）。
基板Ｗの上面中央部に供給された薬液は、基板Ｗの上面中央部に着液し、後続の薬液によって押されて基板Ｗ上を外方に広がっていく。基板Ｗがパドル速度で回転しているから、薬液に作用する遠心力は小さい。そのため、基板Ｗに供給された薬液は、基板Ｗの周囲に飛散せずに基板Ｗ上に溜まる。これにより、基板Ｗの上面の全域に、薬液の液膜３２９がパドル状に保持される（ステップＳ１７：液膜形成工程）。

また、気流３２８により、気流３２８の内側の空間が、気流３２８の外側から遮断される。基板Ｗ上の液膜３２９に含まれる薬液が気流３２８を乗り越えて当該気流３２８の内外を移動することは困難であるから、気流３２８によって、基板Ｗの上面周縁部３０から基板Ｗの側方への薬液の移動が阻止される。すなわち、気流３２８によって、基板Ｗの上面周縁部３０の全周において薬液が堰き止められ、そのため、基板Ｗの上面周縁部３０からの薬液の流出はほとんどない。そのため、液膜３２９の周縁部３２９Ａが嵩高く保持される。したがって、基板Ｗの上面に、厚みの分厚い液膜３２９が形成される。この場合、基板Ｗの側方に気流３２８を形成しない場合の液膜（図１２に二点鎖線で図示）の厚みｔ０と比較して、基板Ｗの上面に形成される液膜３２９の厚みｔ３が分厚い。

また、不活性ガスを吹き付けられた薬液は、基板Ｗの上面中央部に向けて強い力で押され、基板Ｗの上面中央部に向けて移動する。気流３２８によって、液膜３２９に含まれる薬液を撹拌できるので、劣化している薬液と劣化していない薬液とを混合することができ、ゆえに、液膜３２９に含まれる薬液の薬効成分の分布を均一化できる。
薬液の吐出開始から予め定める時間が経過すると、制御装置９は、第２の薬液バルブ３１４を閉じて、処理液吐出口３１７からの薬液の吐出を停止する。

薬液の吐出停止後も、基板Ｗの回転速度は、パドル速度に維持されている。また、第３の気体吐出口３２６からの不活性ガスの吐出も続行され、かつ第１の対向部材３０３が処理位置に配置されているから、基板Ｗの周囲を包囲する円筒状の気流３２８も引き続き形成されている。したがって、液膜３２９の厚みは、分厚い（厚みがｔ３）まま維持されている。

分厚い液膜３２９を用いて、基板Ｗの上面が洗浄処理される。分厚い液膜３２９は、液膜３２９に含まれる薬液量が、基板Ｗの側方に気流３２８を形成しない場合の液膜（図１２に二点鎖線で図示）と比較して多く、そのため、液膜３２９に薬効成分が長時間存在するから、液膜３２９の薬液処理性能が高い。このような分厚い液膜３２９を用いるから、薬液パドル工程（ステップＳ１４）における薬液処理効率を向上させることができる。

薬液の吐出停止から予め定める時間が経過すると、制御装置９は、スピンモータ１０を制御して基板Ｗの回転速度を、パドル速度から液処理速度（たとえば約３００ｒｐｍ）まで上昇させ、この液処理速度に維持する。これにより、基板Ｗの上面の薬液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面周縁部３０から飛散し、その結果、基板Ｗの上面から液膜３２９は消滅する。

また、制御装置９は、対向部材昇降ユニット３１８を制御して、第１の対向部材３０３を退避位置まで上昇させる（ステップＳ１８）。次いで、リンス液を基板Ｗに供給するリンス工程（ステップＳ１９）が行われる。具体的には、第１の対向部材３０３が退避位置にある状態で、制御装置９は、第２の薬液バルブ３１４を閉じたまま第２のリンス液バルブ３１６を開いて、処理液吐出口３１７から基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液を吐出する。リンス液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置９は、第２のリンス液バルブ３１６を閉じてリンス液の吐出を停止する。これにより、リンス工程（ステップＳ１９）が終了する。

次いで、スピンドライ工程（ステップＳ２０）が実行され、その後、基板Ｗの回転が停止させられ、処理済みの基板Ｗが処理室２から搬出される（ステップＳ２１）。ステップＳ１９およびＳ２０の各ステップは、図３に示すステップＳ８およびＳ９のそれぞれと同等の処理である。
以上により第３の実施形態によれば、薬液パドル工程（ステップＳ１４）において、基板Ｗの上面にパドル状の液膜３２９が形成される。また、基板Ｗの上面周縁部３０と第１の対向部材３０３の内周面３２０との間のクリアランスＣ１に、基板Ｗの周囲を包囲する斜め上向きの気流３２８が形成される。基板Ｗの上面の薬液が気流３２８を乗り越えて当該気流３２８の内外を移動することは困難であるから、気流３２８によって、基板Ｗの上面周縁部３０から基板Ｗの側方への薬液の移動が阻止される。そのため、基板Ｗの上面周縁部３０において薬液を堰き止めることができ、基板Ｗの上面周縁部３０からの薬液の流出を効果的に抑制できる。これにより、液膜３２９の周縁部３２９Ａを嵩高く保持できるから、液膜３２９の厚みを分厚くでき、その結果、液膜３２９に含まれる薬液量を、より一層増大させることができる。これにより、液膜３２９の処理性能を高く維持できるから、薬液処理の処理効率を向上できる。

また、気流３２８が円筒状をなしているから、基板Ｗの上面周縁部３０の全周において薬液を堰き止めることができる。これにより、液膜３２９の厚みを全体的に分厚くできる。
また、不活性ガスを吹き付けられた薬液は、基板Ｗの上面中央部に向けて押され、基板Ｗの上面中央部に向けて移動する。すなわち、気流３２８によって、液膜３２９に含まれる薬液を撹拌できる。ゆえに、液膜３２９中の薬効成分の分布を均一化できる。これにより、薬液パドル工程（ステップＳ３）において、基板Ｗの上面に対し薬液処理を均一に施すことができる。

図１３は、第３の実施形態の第１の変形例に係る基板処理装置によって実行される薬液パドル工程（ステップＳ１４）における基板Ｗの状態を示す図解的な断面図である。
第１の変形例では、第１の対向部材３０３（図９参照）に代えて、第２の対向部材３５３が設けられている。第２の対向部材３５３は、水平に配置された円板状の対向部３５５と、対向部３５５の外周縁に設けられた筒状部３５６とを含む。筒状部３５６の回転軸線Ａ１を通る鉛直面で切断した断面形状は外側横向きに凸の半円形状をなしている。

対向部３５５の直径は、基板Ｗの直径と略同等である。筒状部３５６の下端部３５６Ａの径は、基板Ｗの直径よりも大きい。したがって、筒状部３５６の最大径は、基板Ｗの直径よりも大きい。対向部３５５の下面３５８は、基板Ｗの上面に対向している。筒状部３５６の内周面（周縁部対向面）３７０は、全周に亘って対向部３５５の下面３５８に連なっている。第２の対向部材３５３が処理位置まで下降されている状態で、筒状部３５６の下端部３５６Ａが、基板Ｗの上面周縁部３０とクリアランス（基板Ｗの上面周縁部の周囲の領域）Ｃ２を介して隔てられている。クリアランスＣ２は、第２の対向部材３５３および基板Ｗの円周方向の全域に亘って設けられており、その間隔がたとえば２ｍｍに設定されている。

また、第２の対向部材３５３が処理位置まで下降されている状態では、第３の気体吐出ノズル３２２はスピンチャック３の周囲を包囲するように配置されており、この状態で、第３の気体吐出口３２６は、筒状部３５６の内周面３７０と基板Ｗの上面周縁部３０との間のクリアランスＣ２に対向して配置されている。
薬液パドル工程（ステップＳ１４）では、第３の気体吐出口３２６から吐出される不活性ガスが、クリアランスＣ２に向けて吹き付けられる。これにより、クリアランスＣ２の内部に、円筒状の斜め上向きの気流３２８が形成され（気流形成工程）、リング状のクリアランスＣ２が、円筒状の気流３２８によって塞がれる。このときの第３の気体吐出口３２６からの不活性ガスの吐出流量は、たとえば５０Ｌ／ｍｉｎに設定されている。

液膜３２９の周縁部３２９Ａに含まれる薬液は、基板Ｗの上面周縁部３０から基板Ｗの側方に流出しようとする。しかしながら、クリアランスＣ２が気流３２８によって塞がれているので、基板Ｗの上面周縁部３０から基板Ｗの側方に流出した薬液は、筒状部３５６の下端部３５６Ａに捕獲され、断面半円状の筒状部３５６の内周面３７０によって巻き上げられて、液膜３２９に戻される。これにより、液膜３２９に含まれる薬液量を多く保つことができる。

図１４は、本発明の第４の実施形態に係る基板処理装置４０１の構成を図解的に示す図である。
第４の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には、図１〜図４の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。第４の実施形態に係る基板処理装置４０１が、第１の実施形態に係る基板処理装置１と相違する主たる点は、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に対向するカバー部材４０３を設けた点、および第１の気体吐出ユニット７に代えて、第４の気体吐出ユニット４０７（第１の気体吐出手段、第２の気体吐出手段）を設けた点である。

カバー部材４０３は、円板状である。カバー部材４０３の直径は、基板Ｗの直径よりも大きいが、スピンベース１２の直径よりは小さい。カバー部材４０３は、カバー部材４０３の中心軸線がスピンチャック３の回転軸線Ａ１上に位置するように水平に配置されている。カバー部材４０３の下端部（下端部４０６Ａ）の直径は、複数の挟持部材１３を通る円４００（図２に二点鎖線で図示）の直径とほぼ同じ大きさである。

カバー部材４０３の下面は、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの上面に対向している。カバー部材４０３の上面には、回転軸線Ａ１上に沿う支軸４０４が固定されている。支軸４０４は中空に形成されており、その内部には、処理液ノズル４１０が挿通されている。カバー部材４０３には、支軸４０４を介してカバー部材回転ユニット４５１が結合されている。カバー部材回転ユニット４５１は、カバー部材４０３および支軸４０４を回転軸線Ａ１まわりに回転させる。

支軸４０４は、昇降可能な昇降部材４５２によって上方から支持されている。支軸４０４の外周面には、その上端部に径方向外方に向けて突出する円環状のフランジ部４０４Ａが形成されている。昇降部材４５２は、フランジ部４０４Ａの下面と当接可能な支持爪４５３を備えている。支持爪４５３の内周縁は、フランジ部４０４Ａの外周縁よりも小径とされている。フランジ部４０４Ａの下面と支持爪４５３との係合により、支軸４０４が昇降部材４５２に支持される。

昇降部材４５２には、昇降部材４５２を昇降させる昇降部材昇降ユニット４１８が結合されている。昇降部材昇降ユニット４１８が駆動されることにより昇降部材４５２が昇降し、これにより、カバー部材４０３が、複数の挟持部材１３の上面１３Ａに載置される支持される処理位置（図１４に実線にて図示）と、処理位置からカバー部材４０３の上方に大きく退避した退避位置（図１４に二点鎖線にて図示）との間で昇降されるようになっている。

カバー部材４０３は、水平に配置された円板状の対向部４０５と、対向部４０５の外周縁に設けられた筒状部４０６とを含む。筒状部４０６は、対向部４０５の外周縁から斜め下方に延びており、回転軸線Ａ１を通る鉛直面で切断した断面形状が外側斜め上方に凸の略円弧状をなしている。筒状部４０６の下端部４０６Ａ（図１７参照）の内径が、筒状部４０６の最大内径であり、この内径が基板Ｗの直径と略同等とされている。対向部４０５の下面（対向面）４０８は、基板Ｗの上面中央部に対向している。筒状部４０６の下端面（下端部４０６Ａの下面）が、複数の挟持部材１３の上面１３Ａに対向している。

筒状部４０６の内周面４２０は、全周に亘って対向部４０５の下面４０８に連なっており、対向部４０５の下面４０８の外周縁から下方に延びている。筒状部４０６の内周面４２０は、断面形状が上に凸の略円弧状をなす湾曲面である。
また、基板処理装置４０１は、薬液供給ユニット４（図１参照）およびリンス液供給ユニット５（図１参照）に代えて、基板Ｗの上面に薬液およびリンス液を選択的に供給する処理液供給ユニット（薬液供給手段）４０９を備えている。

処理液供給ユニット４０９は、カバー部材４０３の中心軸線（回転軸線Ａ１）に沿って延びる筒状の処理液ノズル４１０を含む。処理液ノズル４１０は、支軸４０４内に挿通されている。処理液ノズル４１０は、支軸４０４とは別部材で設けられたケース（図示しない）によって保持されている。ケースは、カバー部材４０３および支軸４０４と共に昇降する。したがって、処理液ノズル４１０は、カバー部材４０３および支軸４０４と共に昇降する。

また、ケースが、カバー部材回転ユニット４５１とは連結されていない。したがって、処理液ノズル４１０は、カバー部材４０３および支軸４０４が回転軸線Ａ１まわりに回転する際、静止している。処理液ノズル４１０は、カバー部材４０３の中心軸線に沿って延びる中心軸ノズルを構成している。
また、処理液供給ユニット４０９は、処理液ノズル４１０の上端部に接続された処理液配管４１１と、処理液配管４１１を介して処理液ノズル４１０に接続された処理液供給装置４１２とを含む。処理液供給装置４１２は、処理液配管４１１に接続された第３の薬液配管４１３と、第３の薬液配管４１３を開閉するための第３の薬液バルブ４１４と、処理液配管４１１に接続された第３のリンス液配管４１５と、第３のリンス液配管４１５を開閉するための第３のリンス液バルブ４１６とを含む。処理液供給装置４１２は、処理液ノズル４１０に薬液およびリンス液を選択的に供給する。処理液ノズル４１０に供給された処理液（薬液またはリンス液）は、処理液ノズル４１０の下端で開口する処理液吐出口４１７から吐出される。処理液吐出口４１７は、基板Ｗの上面中央部の上方に配置されている。処理液ノズル４１０は、処理液吐出口４１７からたとえば真下に向けて処理液を吐出する。

第３のリンス液バルブ４１６が閉じられた状態で第３の薬液バルブ４１４が開かれると、薬液供給源からの薬液（たとえばフッ酸）が第３の薬液配管４１３から処理液配管４１１に供給され、処理液吐出口４１７から薬液が吐出される。また、第３の薬液バルブ４１４が閉じられた状態で第３のリンス液バルブ４１６が開かれると、リンス液供給源からのリンス液が第３のリンス液配管４１５から処理液配管４１１に供給され、処理液吐出口４１７からリンス液が吐出される。

第４の気体吐出ユニット４０７は、リング状の第４の気体吐出ノズル４２２と、不活性ガス供給源からの不活性ガスを第４の気体吐出ノズル４２２に供給するための第４のガス配管４２３と、第４のガス配管４２３を開閉する第４のガスバルブ４２４とを含む。第４の気体吐出ノズル４２２は、リング状の第４のノズル体４２５と、第４のノズル体４２５に形成されたリング状（無端状）の第４の気体吐出口４２６とを有している。

第４の気体吐出ノズル４２２はカバー部材４０３に結合されている。すなわち、第４の気体吐出ノズル４２２はカバー部材４０３に支持されている。カバー部材４０３の昇降に応じて、カバー部材４０３も昇降する。また、カバー部材４０３の回転に応じて、第４の気体吐出ユニット４０７も回転する。
第２の対向部材４０３が処理位置まで下降させられている状態で、第４の気体吐出ノズル４２２はスピンチャック３の周囲を包囲するように配置されている。第４の気体吐出口４２６は、基板Ｗの側方の下方の位置に配置されている。第４のガスバルブ４２４が開かれると、不活性ガス供給源からの不活性ガスが第４のガス配管４２３を通って第４の気体吐出ノズル４２２に供給され、これにより、第４の気体吐出口４２６の円周方向各所から内向きかつ斜め上向きに向けて不活性ガスが吐出される。不活性ガスはリング状に吐出される。

具体的には、第４の気体吐出口４２６から、カバー部材４０３の下端部４０６Ａと基板Ｗの上面周縁部３０との間に向かう吐出方向Ｄ４に向けて不活性ガスが吐出される。吐出方向Ｄ４は、基板Ｗの上面に対して傾いている。基板Ｗの上面と吐出方向Ｄ４とがなす角度（入射角度）は、たとえば、３０〜６０度の範囲内における所定の角度に設定されている。また、吐出方向Ｄ４は、平面視において基板Ｗの周縁部の法線方向に沿っている。すなわち、第４の気体吐出口４２６の円周方向各所は、平面視において、基板Ｗの回転中心（中心軸線Ａ１）に向けて不活性ガスを吐出する。これにより、基板Ｗの側方の下方位置から、カバー部材４０３の下端部４０６Ａと基板Ｗの上面周縁部３０との間に向かう円筒状の気流（上向きの気流、内向きの気流）４２８が形成される。内向きの気流４２８は、気流３２８（図１０参照）と同様に上方に向かうに従って小径になる円筒状（すなわち、コーン状）のプロファイルを有している。

図１５は、基板処理装置４０１によって実行される処理例の概略を示すタイムチャートである。図１６は、前記処理例に含まれる薬液パドル工程（ステップＳ３４）における基板Ｗの状態を示す断面図である。図１７では、薬液の液膜４２９形成中の状態（すなわち、薬液の吐出状態）を示している。
図１６に示す処理例は、図３に示す処理例と同様、基板Ｗの表面に形成された酸化膜をエッチングにより除去する洗浄処理の処理例である。基板処理装置４０１で実行される処理例は、図３に示す処理例と同等の処理であるが、カバー部材４０３を昇降させるステップ（ステップＳ３２およびＳ３８）を含む点、および基板Ｗの上面に対し、薬液により液密処理を行う点で、図３に示す処理例と相違している。以下、図１４および図１５を参照しつつ、処理例について説明する。図１６および図１７については、適宜参照する。

処理室２内に未処理の基板Ｗが搬入される（ステップＳ３１）。基板Ｗの搬入の際には、カバー部材４０３が退避位置に退避されている。ステップＳ３１は、図３に示すステップＳ１と同等の処理である。
基板Ｗの搬入後、制御装置９は、昇降部材昇降ユニット４１８を制御して、カバー部材４０３を下降させ、カバー部材４０３の下端部４０６Ａを各挟持部材１３の上面１３Ａに載置する。これにより、カバー部材４０３が処理位置に配置されると共に、カバー部材４０３が挟持部材１３の上面１３Ａとの摩擦係合により、複数の挟持部材１３に支持される（ステップＳ３２）。

図１６に示すように、カバー部材４０３が処理位置に配置させられた状態では、カバー部材４０３の下端部４０６Ａと基板Ｗの上面周縁部３０との間において隣り合う挟持部材１３の間に隙間（基板Ｗの上面周縁部の周囲の領域、クリアランス）４３２が形成されている。各隙間４３２は、カバー部材４０３および基板Ｗの上面で区画された上処理空間４３１に連通している。隙間４３２は、複数の挟持部材１３を除いて円周方向の全域に亘って設けられている。隙間４３２の間隔は、たとえば２ｍｍに設定されている。また、図１７に示すように、カバー部材４０３が処理位置に配置させられた状態では、リング状の第４の気体吐出口４２６が、隙間４３２に対向している（図１７では１つの隙間４３２のみ図示）。

図１４および図１５に示すように、カバー部材４０３の載置後、制御装置９はスピンモータ１０を制御して基板Ｗを回転開始させる（ステップＳ３３）。ステップＳ３３は、図３に示すステップＳ３と同等の処理である。このとき、基板Ｗの回転速度がパドル速度と低速であるので、カバー部材４０３と挟持部材１３との摩擦係合は外れず、そのため、カバー部材４０３も基板Ｗと一体的に回転する。また、カバー部材４０３の処理状態では、処理液ノズル４１０の処理液吐出口４１７は、基板Ｗの回転中心上（回転軸線Ａ１上）に位置している。

その状態で、薬液液密工程（ステップＳ３４）が実行させられる。薬液液密工程（ステップＳ３４）では、制御装置９は、第４のガスバルブ４２４を開いて、第４の気体吐出口４２６から不活性ガスを、リング状かつ斜め上向きに吐出する（ステップＳ３５）。このときの第４の気体吐出口４２６からの不活性ガスの吐出流量は、たとえば５０Ｌ／ｍｉｎに設定されている。第４の気体吐出口４２６から吐出された不活性ガスは、図１２に示すように、複数の隙間４３２に向けて吹き付けられる。これにより、複数の隙間４３２の内部に、円筒状の斜め上向きの気流４２８が形成される（気流形成工程）。

また、制御装置９は、第３のリンス液バルブ４１６を閉じたまま第３の薬液バルブ４１４を開いて、処理液吐出口４１７から基板Ｗの上面中央部に向けて薬液（たとえばフッ酸）を吐出する（ステップＳ３６）。処理液吐出口４１７からの薬液は、基板Ｗの上面とカバー部材４０３の下面４１９とで挟まれた上処理空間４３１を、処理液吐出口４１７を中心として放射状に拡がる。処理液吐出口４１７からの薬液の吐出が続行されると、やがて、上処理空間４３１に薬液が充填する。この状態で、上処理空間４３１が薬液により液密状態にされる。これにより、基板Ｗの上面の全域に、液膜４２９に保持される（ステップＳ３７：液膜形成工程）。上処理空間４３１に対する薬液の供給に伴って、上処理空間４３１から薬液が溢れる。上処理空間４３１から溢れる薬液は、隙間４３２から通してスピンチャック３の側方へ流出し、処理カップ８によって受け止められた後、図外の排液処理設備へ導かれる。

基板Ｗの側方から隙間４３２に向かう気流４２８が形成されている。そのため、気流４２８が、基板Ｗの側方から隙間４３２に向けて不活性ガスを吹き付ける。上処理空間４３１を隙間４３２から流出しようとしている薬液は、気流４２８によって基板Ｗの上面中央部に向けて強い力で押され、基板Ｗの上面中央部側に向けて移動する。そのため、隙間４３２からの薬液の流出を抑制できる。これにより、上処理空間４３１を薬液の液密状態に保つことができ、これにより、基板Ｗの上面に、厚みの分厚い液膜４２９を円滑に形成できる。

また、気流４２８によって、液膜４２９に含まれる薬液を撹拌できるので、劣化している薬液と劣化していない薬液とを混合することができ、ゆえに、液膜４２９中の薬効成分の分布を均一化できる。これにより、薬液液密工程（ステップＳ３４）において、基板Ｗの上面に対し薬液処理を均一に施すことができる。
上処理空間４３１が薬液により液密状態にされてから予め定める時間が経過すると、制御装置９は、第３の薬液バルブ４１４を閉じて、処理液ノズル４１０からの薬液の吐出を停止する。また、制御装置９は、昇降部材昇降ユニット４１８を制御して、第３の対向部材３０３を退避位置まで上昇させる（ステップＳ３８）。これにより、第３の対向部材３０３と基板Ｗとの間が広がる結果、基板Ｗの上面から液膜４２９が消滅する。

その後、制御装置９は、スピンモータ１０を制御して基板Ｗの回転速度を、パドル速度から液処理速度（たとえば約３００ｒｐｍ）まで上昇させ、この液処理速度に維持する。
次いで、リンス液を基板Ｗに供給するリンス工程（ステップＳ３９）が行われる。具体的には、カバー部材４０３が退避位置にある状態で、制御装置９は、第４の薬液バルブ４１４を閉じたまま第３のリンス液バルブ４１６を開いて、処理液吐出口４１７から基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液を吐出する。リンス液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置９は、第３のリンス液バルブ４１６を閉じてリンス液の吐出を停止する。これにより、リンス工程（ステップＳ３９）が終了する。

次いで、スピンドライ工程（ステップＳ４０）が実行され、その後、基板Ｗの回転が停止させられ、処理済みの基板Ｗが処理室２から搬出される（ステップＳ４１）。ステップＳ４０およびＳ４１の各ステップは、図３に示すステップＳ８およびＳ９のそれぞれと同等の処理である。
以上により第４の実施形態によれば、薬液液密工程（ステップＳ３４）において、上処理空間４３１に薬液が供給されると共に、基板Ｗの側方から隙間４３２に向かう気流４２８が形成される。そのため、隙間４３２からの薬液の流出を抑制できる。これにより、基板Ｗの上面に、厚みの分厚い液膜４２９を円滑に形成できる。

また、気流４２８によって、液膜４２９に含まれる薬液を撹拌できるので、劣化している薬液と劣化していない薬液とを混合することができ、ゆえに、液膜４２９に含まれる薬液の薬効成分の分布を均一化できる。これにより、薬液液密工程（ステップＳ３４）において、基板Ｗの上面に対し薬液処理を均一に施すことができる。
以上、この発明の４つの実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。

たとえば、第３および第４の実施形態において、吐出方向Ｄ３，Ｄ４を、平面視において基板Ｗの法線方向に対し傾斜させてもよい。具体的には、平面視において基板Ｗの接線方向（回転方向Ｒ）に対して回転軸線Ａ１の方に鋭角に傾斜させる。この場合、基板Ｗの上面周縁部３０から基板Ｗ外に流出しようとする薬液を、回転軸線Ａ１に向けて強い力で押すことができる。これにより、より多量の薬液を基板Ｗの上面に溜めることが可能であり、液膜３２９，４２９に含まれる薬液量を増大させることが可能である。

また、気流３２８，４２８の線速度方向ＤＬが、基板Ｗの回転方向Ｒに対し鋭角で傾斜しているので、気流３２８，４２８によって、基板Ｗの上面の薬液を、その流れと傾斜する方向に押すことができる。これにより、基板Ｗの上面の液膜３２９，４２９に含まれる薬液を、より一層良好に撹拌することができる。
また、第１の実施形態において、気流２８を、基板Ｗの上面周縁部３０において、気流２８の線速度方向が、鉛直方向に対し回転方向Ｒに沿う方向に傾斜していてもよい。この場合、気流２８の線速度方向ＤＬが、鉛直方向に対し傾斜しているので、気流２８によって、基板Ｗの上面の薬液を、その流れと傾斜する方向に押すことができる。これにより、基板Ｗの上面の液膜２９に含まれる薬液を撹拌することができる。

また、第２実施形態において、薬液パドル工程（ステップＳ３）における基板Ｗの回転速度が極めて低い場合には、気流２２８の線速度方向ＤＬが、回転軸線Ａ１に向かう方向であってもよい。
また、各実施形態において、気体吐出口２６，２２６，３２６，４２６が、基板Ｗの周縁部（上面周縁部３０を含む）の全周に対向するリング状であるとして説明したが、リング状の吐出口でなく、多数の吐出口をリング状に並置したものであってもよい。

また、気体吐出口２６，２２６，３２６，４２６は、基板Ｗの周縁部の全周に対向するものに限られず、基板Ｗの周縁部の一部に対向するように設けられていてもよい。
また、第１〜第３実施形態の薬液パドル工程（ステップＳ３，Ｓ１４）において、基板Ｗをパドル速度で回転させるとして説明したが、前述のパドル速度よりもやや速い速度（たとえば１００ｒｐｍ）で回転させることも可能である。この場合、基板Ｗの回転速度が増大するために、基板Ｗの上面の液膜２９，２２９，３２９に遠心力が作用し、基板Ｗの上面からの薬液の流出が促進するから、液膜２９，２２９，３２９の厚みは、前述の薬液パドル工程（ステップＳ３，Ｓ１４）よりも薄くなる。しかしながら、基板Ｗを回転させることで、基板Ｗの上面に保持される液膜２９，２２９，３２９に薬液の流れを形成できるから、液膜２９，２２９，３２９に含まれる薬液を撹拌することができる。そのため、液膜２９，２２９，３２９中の薬効成分の分布を、よりより一層均一化でき、これにより、基板Ｗの上面に対し薬液処理を均一に施すことができる。

また、基板Ｗの回転速度を、リンス工程（ステップＳ７，Ｓ１９）と同等の回転速度とすることもできる。この場合には、基板Ｗの回転中は、薬液を吐出し続ける必要がある。
また、第１〜第３の実施形態の薬液パドル工程（ステップＳ３，Ｓ１４）および第４実施形態の薬液液密工程（ステップＳ３４）において、基板Ｗを回転させずに静止状態に維持するようにしてもよい。

また、第３および第４の実施形態において、第３および第４の気体吐出ノズル３２２，４２２が、第１および第２の対向部材３０３，３５３に支持されておらず、処理カップ８や専用の支持部材など支持されていてもよい。
また、第３実施形態において、第１および第２の対向部材３０３，３５３には、筒状部３５６があれば足り、対向部３５５は必ずしも必要でなく省略することも可能である。

また、前述の各実施形態では、気体吐出口２６，２２６，３２６，４２６が気体吐出ノズル２２，２２２，３２２，４２２に設けられていると説明したが、気体吐出口は、ノズル以外に設けられていてもよく、たとえば、基板Ｗの周辺部材によって区画されていてもよい。
たとえば、図１８に示す第２の変形例のように、スピンベース１２の周縁部から上方に向けて突出する環状の突出部５０１と基板Ｗの周端面とによって、リング状の気体吐出口５０２が区画されていてもよい。具体的には、スピン軸１１内に下面ノズル５０５が挿通されており、下面ノズル５０５の先端の吐出口５０５Ａが、スピンベース１２を上下に貫通して、挟持部材（図示しない）によって支持された基板Ｗの下面中央部に対向している。下面ノズル５０５の吐出口５０５Ａから吐出された不活性ガスは、基板Ｗの下面とスピンベース１２の上面との空間をスピンベース１２の周縁部に流れ、気体吐出口５０２からリング状に吐出する。気体吐出口５０２から吐出される不活性ガスにより円筒状（コーン状）の気流５０３が形成され、この気流５０３が、基板Ｗの上面の薬液の液膜５０４の周縁部５０４Ａに向けて流れる。

また、図１９に示す第３の変形例のように、基板Ｗを挟持しながら基板Ｗを回転させる挟持部材５１１をベース５１２から分離する場合に、非回転のベース５１２の周縁部に設けられる筒状部材５１３と基板Ｗの周端面とによって、リング状の気体吐出口５１４が区画されていてもよい。筒状部材５１３は、回転軸線Ａ１を通る鉛直面で切断した断面形状が、回転軸線Ａ１側を向く円弧状をなしている。挟持部材５１１には、モータ等の駆動ユニット５１８が結合されている。また、ベース５１２は非回転であり、ベース５１２を支持する支持軸５１９内に下面ノズル５１７が挿通されており、下面ノズル５１７の先端の吐出口５１７Ａが、ベース５１２を上下に貫通して、挟持部材５１１によって支持された基板Ｗの下面中央部に対向している。下面ノズル５１７の吐出口５１７Ａから吐出された不活性ガスは、基板Ｗの下面とベース５１２の上面との空間をベース５１２の周縁部に流れ、筒状部材５１３によってベース５１２の内側方向に向く方向に反転されて、気体吐出口５１４からリング状に吐出する。気体吐出口５１４から吐出される不活性ガスにより気流５１５が形成され、この気流５１５が、基板Ｗの上面の薬液の液膜５１６の周縁部５１６Ａに向けて流れる。

また、図２０に示す第４の変形例のように、基板Ｗの周縁部に対向してリング状部材５２１，５２６を配置する場合、リング状部材５２１，５２６に気体吐出口が形成されていてもよい。たとえば、親水性材料からなるリング状部材５２１は、基板Ｗの周端面を包囲するように配置される。リング状部材５２１の内部には、不活性ガスが流通するコーン状のガス流通路５２４が形成されており、ガス流通路５２４がリング状部材５２１の上面に開口している。ガス流通路５２４を流通する不活性ガスは、気体吐出口５２２からリング状に吐出する。気体吐出口５２２から吐出される不活性ガスにより円筒状（コーン状）の気流５２３が形成され、この気流５２３が、基板Ｗの上面の薬液の液膜５２５の周縁部５２５Ａに向けて流れる。

また、疎水性材料からなるリング状部材５２６は、図２０に二点鎖線で示すように、基板Ｗ上の液膜５２５の周囲を包囲するように配置される。この場合、リング状部材５２６にガス流通路が形成され、ガス流通路がリング状部材５２６の内周面に開口して、気体吐出口を形成していてもよい。気体吐出口から吐出される不活性ガスにより気流が形成され、この気流が、基板Ｗの上面の薬液の液膜５２５の周縁部５２５Ａに向けて流れる。

また、基板Ｗの上面に液膜状に保持される薬液として、フッ酸を例示したが、それ以外の薬液（エッチング液、無機薬液、有機薬液、ポリマー除去液）を薬液として用いることができる。具体的には、薬液としては、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、アンモニア水、過酸化水素水、リン酸、酢酸、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも１つを含む液を例示することができる。

また、前述の実施形態では、基板Ｗが円板状である場合について説明したが、基板Ｗは、四角形状であってもよい。この場合、気体吐出ユニット７，２０７，３０７，４０７から吐出される気体は、四角筒状であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 基板処理装置
３ スピンチャック（基板保持手段）
４ 薬液供給ユニット（薬液供給手段）
７ 第１の気体吐出ユニット（第１の気体吐出手段）
９ 制御装置
１０ スピンモータ（基板回転手段）
２２ 第１の気体吐出ノズル
２６ 気体吐出口
２７ リング状領域（基板の上面周縁部の周囲の領域）
２８ 気流（上向きの気流）
２９ 薬液の液膜
２９Ａ 周縁部
２０１ 基板処理装置
２２２ 第２の気体吐出ノズル
２２６ 気体吐出口
２２８ 気流（内向きの気流）
２２９ 薬液の液膜
２２９Ａ 周縁部
３０１ 基板処理装置
３０３ 第１の対向部材
３０７ 第３の気体吐出ユニット（第１の気体吐出手段、第２の気体吐出手段）
３０９ 処理液供給ユニット（薬液供給手段）
３２０ 内周面（周縁部対向面）
３２２ 第３の気体吐出ノズル
３２６ 気体吐出口
３２８ 気流（上向きの気流、内向きの気流）
３２９ 薬液の液膜
３２９Ａ 周縁部
３５３ 第２の対向部材
３７０ 内周面（周縁部対向面）
４０１ 基板処理装置
４０３ カバー部材
４０７ 第４の気体吐出ユニット（第１の気体吐出手段、第２の気体吐出手段）
４０８ 下面（対向面）
４０９ 処理液供給ユニット（薬液供給手段）
４２８ 気流（上向きの気流、内向きの気流）
４２９ 薬液の液膜
４２９Ａ 周縁部
４３２ 隙間（基板の上面周縁部の周囲の領域、クリアランス）
Ａ１ 回転軸線
Ｃ１ クリアランス（基板の上面周縁部の周囲の領域、クリアランス）
Ｃ２ クリアランス（基板の上面周縁部の周囲の領域、クリアランス）
ＤＬ 線速度方向
Ｗ 基板

Claims (16)

1. 基板保持手段によって水平姿勢に保持されている基板の上面に薬液を供給して、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成する液膜形成工程と、
   前記液膜の周縁部の全周に向かう環状の気流であって、前記液膜の周縁部から流出しようとする薬液と干渉して前記液膜の周縁部を前記基板の上面中央部に向けて押すことにより、前記周縁部からの薬液の流出を抑制または阻止する気流を形成する気流形成工程とを含む、基板処理方法。
2. 前記気流形成工程によって形成される前記気流は、前記基板の上面周縁部の周囲の領域において上方に向けて流れる上向きの気流を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記気流形成工程によって形成される前記気流は、前記基板の側方から前記液膜の周縁部に向かう内向きの気流を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
4. 前記液膜形成工程に並行して、前記基板を鉛直方向に延びる回転軸線まわりに回転させる基板回転工程をさらに含み、
   前記内向きの気流は、前記基板の上面周縁部において、前記内向きの気流の線速度方向が、前記基板の回転半径方向の内向きの成分を有する、請求項３に記載の基板処理方法。
5. 前記気流形成工程によって形成される前記気流は、筒状をなしている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
6. 基板保持手段によって水平姿勢に保持されている基板の上面に薬液を供給して、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成する液膜形成工程と、
   前記液膜の周縁部の全周に向かう環状の気流によって、前記周縁部から流出しようとする薬液と干渉して前記液膜の周縁部を前記基板の上面中央部に向けて押し、前記周縁部からの薬液の流出を抑制または阻止することにより前記液膜の厚みを厚くする液膜厚増加工程とを含む、基板処理方法。
7. 前記液膜形成工程は、前記基板の回転を停止させながら、または基板の上面に薬液をパドル状に保持可能な所定のパドル速度で前記基板を回転させながら、前記基板の上面に薬液を供給するパドル工程を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
8. 前記液膜形成工程は、前記基板の上面と、前記基板の上面に対向するように配置された対向面との間の空間を薬液により液密状態にすることにより前記液膜を形成する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
9. 前記液膜が基板の上面の全域を覆った後に、前記基板への薬液の供給を停止する薬液供給停止工程をさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
10. 基板を水平姿勢に保持する基板保持手段と、
    前記基板の上面に薬液を供給するための薬液供給手段と、
    前記基板の上面周縁部または当該上面周縁部の周囲の領域に向けて気体を吐出するための気体吐出手段と、
    前記薬液供給手段および前記気体吐出手段を制御する制御装置とを含み、
    前記制御装置は、
    前記薬液供給手段によって、前記基板の上面に薬液を供給して、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成する液膜形成工程と、
    前記気体吐出手段によって、前記液膜の周縁部の全周に向かう環状の気流であって、前記液膜の周縁部から流出しようとする薬液と干渉して前記液膜の周縁部を前記基板の上面中央部に向けて押すことにより、前記周縁部からの薬液の流出を抑制または阻止する気流を形成する気流形成工程とを実行する、基板処理装置。
11. 基板を水平姿勢に保持する基板保持手段と、
    前記基板の上面に薬液を供給するための薬液供給手段と、
    前記基板の上面周縁部または当該上面周縁部の周囲の領域に向けて気体を吐出するための気体吐出手段と、
    前記薬液供給手段および前記気体吐出手段を制御する制御装置とを含み、
    前記制御装置は、
    前記薬液供給手段によって、前記基板の上面に薬液を供給して、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成する液膜形成工程と、
    前記気体吐出手段から吐出される環状の気流によって、前記液膜の周縁部から流出しようとする薬液と干渉して前記周縁部を前記基板の上面中央部に向けて押し、前記周縁部からの薬液の流出を抑制または阻止することにより前記液膜の厚みを厚くする液膜厚増加工程とを実行する、基板処理装置。
12. 前記気体吐出手段は、前記基板の上面周縁部の周囲の領域に向けて上向きに気体を吐出する第１の気体吐出手段を含む、請求項１０または１１に記載の基板処理装置。
13. 前記気体吐出手段は、前記基板の側方から前記液膜の周縁部に向けて内向きに気体を吐出する第２の気体吐出手段を含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
14. 前記基板処理装置は、前記基板の上面周縁部に所定のクリアランスを隔てて対向配置させられる周縁部対向面を有する対向部材をさらに含み、
    前記気体吐出手段は、前記クリアランスに向けて気体を吐出する、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
15. 前記周縁部対向面は、前記基板の上面周縁部から前記基板の側方に流出する薬液を前記基板の上面へ案内する、請求項１４に記載の基板処理装置。
16. 前記気体吐出手段は、前記基板の上面周縁部の全周または当該上面周縁部の周囲の領域の全周に対向するリング状の気体吐出口を含む、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

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