JP6611172B2 - 基板処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、処理液を用いて基板の上面を処理する基板処理方法に関する。基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。

半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ等の基板の表面に処理液を供給して、その基板の表面が処理液を用いて処理される。
たとえば、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転される基板の上面に処理液を供給するためのノズルとを備えている。たとえば、スピンチャックに保持された基板に対して薬液が供給され、その後に水が供給されることにより、基板上の薬液がリンス液に置換される。その後、基板の上面上から水を排除するための乾燥処理が行われる。乾燥処理として、ＩＰＡ（isopropyl alcohol）等の低表面張力液の蒸気を、回転状態にある基板の表面に供給する手法が知られている。たとえば、ロタゴニ乾燥（特許文献１参照）はこの手法の一つの例である。

特開２０１３−１３１７８３号公報

このような乾燥方法として、具体的には、基板の上面に処理液（水）の液膜を形成し、その処理液の液膜に低表面張力液含有気体（低表面張力液の蒸気）を吹き付けることにより、液膜除去領域を形成する。そして、液膜除去領域を拡大させて基板の上面の全域を液膜除去領域で覆うことにより、処理液の液膜における液膜除去領域との境界（以下、「液膜境界」という）を基板中央部から基板の周縁まで移動させ、これにより、基板の上面を乾燥することができる。

本願発明者は、このような乾燥手法を採用する場合において、液膜境界における処理液の液面と基板上面とがなす角度（以下、「液膜境界における液面角度」という）を大きく保った状態で液膜境界を移動させることにより、パターン間に存在する処理液を極めて短時間で除去できることを知見している。乾燥時においては、パターン間に存在する処理液の除去時間が短くなるにつれて乾燥時におけるパターン倒壊を抑制することが可能であるから、パターン倒壊を抑制できる乾燥方法として本願発明者は注目している。

しかしながら、特許文献１に記載の手法では、液膜除去領域の拡大に伴って液膜境界が吐出口から離れる。そのため、液膜除去領域の拡大に伴って、液膜境界の周囲を低表面張力液含有気体の雰囲気に保つことができなくなる。この場合、液膜境界における液面角度が大きく保つことができず、その結果、液膜除去領域の拡大に伴ってパターンの倒壊が生じるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、液膜除去領域の形成から当該液膜除去領域が基板の上面全域に拡大するまでの期間に亘って低表面張力液含有気体を処理液の液膜における液膜除去領域との境界に供給し続けることができ、これにより、パターンの倒壊を抑制または防止しながら基板の上面から処理液を除去できる、基板処理方法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、上面にパターンが形成された基板を水平に保持する基板保持工程と、前記基板の上面に、前記パターンの高さよりも厚い処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、第１の吐出口が、前記基板の上面における、回転中心を含む所定の第１の領域に向き、かつ第２の吐出口が、前記基板の上面における、前記第１の領域の外側を取り囲む所定の第２の領域に向くように、前記第１および第２の吐出口を配置する吐出口配置工程と、空気よりも比重が大きくかつ前記処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む低表面張力液含有気体を前記第１の吐出口から吐出し、かつ前記低表面張力液含有気体を前記第２の吐出口から吐出しない第１の吐出工程と、前記第１の吐出工程の後、前記低表面張力液含有気体を前記第２の吐出口から吐出し、かつ前記低表面張力液含有気体を第１の吐出口から吐出しない第２の吐出工程と、前記第１および前記第２の吐出工程と並行して、前記基板を所定の鉛直軸線まわりに回転させる回転工程と、を含む、基板処理方法を提供する。

この方法によれば、第１の吐出工程では、第１の吐出口から低表面張力液含有気体が吐出され、かつ第２の吐出口から低表面張力液含有気体が吐出されない。すなわち、第１の吐出工程では、基板上面の第１の領域に向けて低表面張力液含有気体が吐出され、第１の領域を取り囲む第２の領域に向けては低表面張力液含有気体が吐出されない。また、第１の吐出工程の後の第２の吐出工程では、第２の吐出口から低表面張力液含有気体が吐出され、かつ第１の吐出口から低表面張力液含有気体が吐出されない。すなわち、第２の吐出工程では、基板上面の第１の領域に向けては低表面張力液含有気体が吐出されず、第１の領域を取り囲む第２の領域に向けて低表面張力液含有気体が吐出される。

第１の吐出工程では、基板を回転させながら、基板の上面における回転中心を含む領域に向けて低表面張力液含有気体を吐出する。基板の回転を速めると、基板の回転による遠心力を受けて、基板の上面における回転中心を含む領域の処理液が外方に押し拡げられる。その結果、処理液の液膜が部分的に薄膜化され、これにより、基板の上面における回転中心を含む領域に液膜除去領域が形成される。液膜除去領域には、処理液の液膜のうち液膜境界の付近の部分（以下、「液膜境界付近部分」という）に連なる処理液の薄膜が保持される。

液膜境界付近部分の周囲が低表面張力液含有気体の雰囲気にあると、処理液の薄膜のうち液膜境界の付近の部分（以下、「薄膜の液膜境界付近部分」という）と処理液の液膜のバルク部分との間に低表面張力液の濃度差、すなわち表面張力差が生じ、マランゴニ効果による処理液の収縮作用により、液膜境界付近部分が上方へとせり上がるような挙動を示す。その結果、液膜境界における処理液の液面と基板上面とがなす角度（以下、「液膜境界における液面角度」という）が大きくなる。

液膜除去領域の形成時、また、液膜除去領域が比較的小さいときは、第１の吐出工程を実行し、その後、液膜除去領域がある程度進行した所定のタイミングで、第１の吐出工程の実行を停止すると共に第２の吐出工程を実行開始する。すなわち、このタイミングで、低表面張力液含有気体が吐出される吐出口を第１の吐出口から第２の吐出口に切り換える。これにより、基板の上面における低表面張力液含有気体の供給位置を、液膜除去領域の拡大に伴う液膜境界の移動に追随して移動させることが可能である。したがって、液膜除去領域の形成から当該液膜除去領域が基板の全域に拡大するまでの期間に亘って、液膜境界付近部分の周囲を低表面張力液含有気体の雰囲気に保ち続けることができ、これにより、当該期間に亘って、液膜境界付近部分における液面角度を大きく保ち続けることができる。ゆえに、パターンの倒壊を抑制または防止しながら基板の上面から処理液を除去できる。

請求項２に記載の発明は、前記第１の吐出口から吐出される気体の吐出方向は鉛直下方を含み、前記第２の吐出口から吐出される気体の吐出方向は下斜め外方を含む、請求項１に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、第２の吐出工程において、低表面張力液含有気体が第２の吐出口から下斜め外方に向けて吐出される。低表面張力液の比重が空気よりも大きいために、第２の吐出口から吐出される低表面張力液含有気体は、基板の上面の近傍を、当該上面に沿って外方に向けて移動し、液膜境界に衝突する。そのため、低表面張力液含有気体を液膜境界に効率良く供給することができる。しかも、低表面張力液含有気体の移動方向と液膜境界の移動方向とが一致しているので、液膜境界の移動状況によらずに、液膜境界に低表面張力液含有気体を供給し続けることができる。

請求項３に記載の発明は、前記低表面張力液含有気体は、常温よりも高い温度を有している、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、第１の吐出口や第２の吐出口から吐出される低表面張力液含有気体は、常温よりも高い温度を有している。この場合、基板の上面に形成される処理液の液膜の液温が常温であると、基板の上面に供給される低表面張力液含有気体が処理液の液膜よりも高い温度を有するために、第１の吐出工程および第２の吐出工程において、低表面張力液含有気体の基板上面への結露量が増大し、これに伴い、処理液の薄膜が厚くなる。これにより、液膜境界付近部分と処理液の液膜のバルク部分との間における低表面張力液の濃度差、すなわち液膜境界付近部分と処理液の液膜のバルク部分との間の表面張力差が大きくなる。ゆえに、処理液の液膜に作用するマランゴニ効果が強まり、その結果、液膜境界における液面角度がより一層大きくなる。したがって、液膜除去領域の形成から当該液膜除去領域が基板の上面全域に拡大するまでの間に亘って、液膜境界における液面角度をより一層大きく保ち続けることができる。

請求項４に記載の発明は、前記第２の吐出工程は、前記低表面張力液の蒸気を含まずかつ前記低表面張力液よりも比重の小さい不活性ガスを前記第１の吐出口から吐出する工程を含む、請求項１〜３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、第２の吐出工程において、不活性ガスが基板上面の第１の領域に向けて吐出される。不活性ガスが基板の上面の中央部に供給されることにより、基板の上面の中央部上の雰囲気が当該気体に置換され、処理液の薄膜に含まれる低表面張力液の蒸発が進行する。これにより、基板の上面の中央部における処理液の除去（乾燥）を促進させることができる。

また、第１の領域に供給される不活性ガスは、第２の領域に向けて吐出されている低表面張力液含有気体を径方向外方へと押し拡げる。これにより、低表面張力液含有気体を液膜境界に押し当てることができ、ゆえに、液膜境界付近部分の周囲を、低表面張力液含有気体の雰囲気に保つことができる。
ＩＰＡ（isopropyl alcohol）やＨＦＥ（ハイドロフロロエーテル）等を前記低表面張力液として用いる場合、前記不活性ガスとして、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を採用できる。

請求項３に記載の方法は、請求項４に記載の方法と組み合わされることが望ましい。請求項３に記載の方法では、処理液の液膜に作用するマランゴニ効果を強めるべく、表面張力液含有気体が高温を有していることが望ましい。しかしながら、この場合、低表面張力液含有気体の基板の上面への結露量の増大に伴い、薄膜の液膜境界付近部分の厚みも増大する。薄膜の液膜境界付近部分の厚みがパターンの高さを超える場合には、液膜境界の移動（液膜除去領域の拡大）に伴ってパターンが倒壊するおそれがある。

しかしながら、請求項４に記載の方法では、第２の吐出工程において、不活性ガスが第１の吐出口から吐出される。不活性ガスの吐出により、液膜除去領域が押し拡げられる結果、液膜境界の移動が促進される。これにより、薄膜の液膜境界付近部分の厚みが厚くなる前に、液膜境界を基板の外周端まで移動させることができる。したがって、パターンＰが倒壊する前に、基板の上面の全域から処理液を除去する（乾燥させる）ことができる。

請求項５に記載の発明は、前記第１の吐出工程は、前記低表面張力液の蒸気を含まずかつ前記低表面張力液よりも比重の小さい不活性ガスを、前記第２の吐出口から吐出する工程を含む、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。
この方法によれば、第１の吐出工程において第２の吐出口から不活性ガスが吐出される。第１の吐出工程では、基板の回転中心を含む領域に液膜除去領域が小径で存在しているから、第２の領域には、処理液の液膜のバルク部分が位置している。したがって、第２の吐出口からの不活性ガスの吐出により、処理液の液膜のバルク部分の上面を不活性ガスで覆うことができる。これにより、第１の吐出工程において、処理液の液膜のバルク部分に低表面張力液含有気体の雰囲気が供給されることを抑制または防止できる。

仮に、液膜境界付近部分だけでなく液膜のバルク部分の上面の周囲も低表面張力液含有気体の雰囲気であると、マランゴニ効果が弱くなり、境界部分における液面角度が小さくなるおそれがある。これに対し、請求項５に記載の方法によれば、専ら液膜境界付近部分だけに低表面張力液張力液を供給するので、マランゴニ効果を強めることができ、その結果、境界部分における液面角度を大きく保ち続けることができる。

また、第１の吐出工程では、低表面張力液と不活性ガスとの比重差により、基板上面の近傍の低い位置を低表面張力液含有気体が流れ、基板上面から離れた高い位置を不活性ガスが流れる。そのため、第１の吐出口から吐出される低表面張力液含有気体を、基板の上面の近傍を、当該上面に沿って外方に向けて移動させることができ、これにより、低表面張力液含有気体を液膜境界に衝突させることができる。したがって、液膜境界が第１の領域外に移動した後も、低表面張力液含有気体を液膜境界に良好に供給し続けることができる。

ＩＰＡ（isopropyl alcohol）やＨＦＥ（ハイドロフロロエーテル）等を前記低表面張力液として用いる場合、前記不活性ガスとして、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を採用できる。
請求項６に記載のように、前記処理液は水を含み、前記低表面張力液は有機溶剤を含んでいてもよい。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る基板処理方法を実行するための基板処理装置の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。 図２は、前記基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図３は、前記基板処理装置に備えられた気体吐出ノズルの構成例を説明するための模式的な縦断面図である。 図４は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図５は、前記処理ユニットの処理対象の基板Ｗの表面を拡大して示す断面図である。 図６Ａは、前記基板処理装置による基板処理の一例を説明するための流れ図である。 図６Ｂは、前記基板処理の一例におけるリンス工程および乾燥工程を説明するためのタイムチャートである。 図７は、パドルリンス工程を説明するための図解的な断面図である。 図８は、図７に次いで実行される工程（パドルリンス工程）を説明するための図解的な断面図である。 図９は、図８に次いで実行される工程（第１の吐出工程）を説明するための図解的な断面図である。 図１０は、図９に次いで実行される工程（第１の吐出工程）を説明するための図解的な断面図である。 図１１は、図１０に次いで実行される工程（第２の吐出工程）を説明するための図解的な断面図である。 図１２は、図１１に次いで実行される工程（第２の吐出工程）を説明するための図解的な断面図である。 図１３は、図１２に次いで実行されるスピンドライ工程を説明するための図解的な断面図である。 図１４は、水の液膜境界付近部分に生じるマランゴニ効果を説明するための図である。 図１５は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法を実行するための基板処理装置に備えられた気体吐出ノズルの構成例を説明するための模式的な縦断面図である。 図１６は、前記基板処理装置による基板処理の一例におけるリンス工程およびスピンドライ工程を説明するためのタイムチャートである。 図１７は、本発明の第３の実施形態に係る基板処理方法を実行するための基板処理装置の構成を説明するための図解的な図である。

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方法を実行するための基板処理装置１の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。基板処理装置１は、シリコンウエハなどの基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Ｗは、円板状の基板である。基板処理装置１は、処理液で基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２と、処理ユニット２で処理される複数枚の基板Ｗを収容するキャリヤＣが載置されるロードポートＬＰと、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットＩＲおよびＣＲと、基板処理装置１を制御する制御ユニット３とを含む。搬送ロボットＩＲは、キャリヤＣと搬送ロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。搬送ロボットＣＲは、搬送ロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。複数の処理ユニット２は、たとえば、同様の構成を有している。

図２は、処理ユニット２の構成例を説明するための図解的な断面図である。
処理ユニット２は、箱形のチャンバ４と、チャンバ４内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持して、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック５と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に薬液を供給するための薬液供給ユニット６と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面にリンス液としての水（処理液）を供給するための水供給ユニット７と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上方に、空気よりも比重が大きい低表面張力液としての有機溶剤の一例のＩＰＡ（isopropyl alcohol）の蒸気（低表面張力液含有気体。ＩＰＡ Ｖａｐｏｒ）および不活性ガスの少なくとも一方を供給する気体吐出ノズル８と、スピンチャック５の周囲を取り囲む筒状のカップ９とを含む。

チャンバ４は、スピンチャック５やノズルを収容する箱状の隔壁１０と、隔壁１０の上部から隔壁１０内に清浄空気（フィルタによってろ過された空気）を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）１１と、隔壁１０の下部からチャンバ４内の気体を排出する排気ダクト１２とを含む。ＦＦＵ１１は、隔壁１０の上方に配置されており、隔壁１０の天井に取り付けられている。ＦＦＵ１１は、隔壁１０の天井からチャンバ４内に下向きに清浄空気を送る。排気ダクト１２は、カップ９の底部に接続されており、基板処理装置１が設置される工場に設けられた排気処理設備に向けてチャンバ４内の気体を導出する。したがって、チャンバ４内を下方に流れるダウンフロー（下降流）が、ＦＦＵ１１および排気ダクト１２によって形成される。基板Ｗの処理は、チャンバ４内にダウンフローが形成されている状態で行われる。

スピンチャック５として、基板Ｗを水平方向に挟んで基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック５は、スピンモータ１３と、このスピンモータ１３の駆動軸と一体化されたスピン軸１４と、スピン軸１４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１５とを含む。
スピンベース１５の上面には、その周縁部に複数個（３個以上。たとえば６個）の挟持部材１６が配置されている。複数個の挟持部材１６は、スピンベース１５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。

また、スピンチャック５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５に保持されている基板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。
薬液供給ユニット６は、薬液ノズル１７と、薬液ノズル１７に接続された薬液配管１８と、薬液配管１８に介装された薬液バルブ１９と、薬液ノズル１７を移動させる第１のノズル移動ユニット４３とを含む。薬液ノズル１７は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルである。薬液配管１８には、薬液供給源からの薬液が供給されている。

薬液バルブ１９が開かれると、薬液配管１８から薬液ノズル１７に供給された薬液が、薬液ノズル１７から下方に吐出される。薬液バルブ１９が閉じられると、薬液ノズル１７からの薬液の吐出が停止される。第１のノズル移動ユニット４３は、薬液ノズル１７から吐出された薬液が基板Ｗの上面に供給される処理位置と、薬液ノズル１７が平面視でスピンチャック５の側方に退避した退避位置との間で、薬液ノズル１７を移動させる。

薬液の具体例は、エッチング液および洗浄液である。さらに具体的には、薬液は、フッ酸、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、フッ化アンモニウム、バッファードフッ酸（フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）などであってもよい。
水供給ユニット７は、水ノズル２０と、水ノズル２０に接続された水配管２１と、水配管２１に介装された水バルブ２２と、水ノズル２０を移動させる第２のノズル移動ユニット４４とを含む。水ノズル２０は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルである。水配管２１には、水供給源からの常温（約２３℃）の水が供給されている。

水バルブ２２が開かれると、水配管２１から水ノズル２０に供給された水が、水ノズル２０から下方に吐出される。水バルブ２２が閉じられると、水ノズル２０からの水の吐出が停止される。第２のノズル移動ユニット４４は、水ノズル２０から吐出された薬液が基板Ｗの上面に供給される処理位置と、水ノズル２０が平面視でスピンチャック５の側方に退避した退避位置との間で、水ノズル２０を移動させる。

水の具体例は、たとえば脱イオン水（ＤＩＷ）であるが、ＤＩＷ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、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
なお、薬液ノズル１７および水ノズル２０は、スキャン可能に設けられている必要はなく、たとえば、スピンチャック５の上方において固定的に設けられ、基板Ｗの上面における所定の位置に処理液（薬液または水）が着液する、いわゆる固定ノズルの形態が採用されてもよい。

気体吐出ノズル８は、ノズルアーム２３の先端部に取り付けられている。ノズルアーム２３には、ノズルアーム２３を昇降または揺動させて、気体吐出ノズル８を移動させる第３のノズル移動ユニット２４が結合されている。第３のノズル移動ユニット２４は、たとえば、サーボボータ、ボールねじ機構等を用いて構成されている。
図３は、気体吐出ノズル８の構成例を説明するための模式的な縦断面図である。図３では、気体吐出ノズル８が、基板Ｗの上面に近接して配置されている状態を示す。

気体吐出ノズル８は、第１の筒（内筒）３１と、第１の筒３１に外嵌され、第１の筒３１を包囲する第２の筒（外筒）３２とを有する２重の気体吐出ノズルである。第１の筒３１および第２の筒３２の各々は、その中心軸線が、鉛直軸線からなる共通の中心軸線Ａ２上に配置されている。第１の筒３１は、下端部分３１ａを除いて円筒状をなしている。第１の筒３１および第２の筒３２は、それぞれ、塩化ビニル、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ(perfluoro-alkylvinyl-ether-tetrafluoro-ethlene-copolymer)などの樹脂材料を用いて形成されている。

第１の筒３１の下端部分３１ａは、下方に向かって広がる第１のラッパ状部３３を含む。第１のラッパ状部３３の下端部分３３ａが気体吐出ノズル８の下端を構成している。第１の筒３１の内部空間は、第１の有機溶剤蒸気配管５１から供給される有機溶剤蒸気、または第２の不活性ガス配管６４から供給される不活性ガスが流通する第１の気体流路３４を構成している。第１の気体流路３４の下端は丸形に開口し、この開口により第１の吐出口３６が形成されている。また、第１の筒３１の下端部分３１ａがラッパ状に形成されている。そのため、第１の吐出口３６の中央部から吐出される気体は、鉛直下方に向けて吐出され、また、第１の吐出口３６の周縁部から吐出される気体は、下斜め外方に向けて吐出される。すなわち、第１の吐出口３６は、第１の気体流路３４を流通する気体（有機溶剤蒸気または不活性ガス）を全体として略下方に向けて吐出する。

第２の筒３２は、筒状部３７と、筒状部３７の上端部を閉鎖する閉鎖部３８とを含む。第１の筒３１の外周と閉鎖部３８の内周との間は、シール部材（図示しない）によって気密にシールされている。筒状部３７の下端部分３７ａは、下方に向かって広がる第２のラッパ状部３９を含む。第２のラッパ状部３９は、第１のラッパ状部３３よりも大きな屈曲率を有している。第２のラッパ状部３９の下端部分３９ａは、第１のラッパ状部３３の下端部分３３ａよりも、鉛直方向に対する傾斜角度が大きい。第２のラッパ状部３９の下端部分３９ａは、第１のラッパ状部３３の下端部分３３ａよりも上方に位置する。第１の筒３１と第２の筒３２の筒状部３７との間の空間は、第２の有機溶剤蒸気配管６１から供給される有機溶剤蒸気、または第２の不活性ガス配管６４から供給される不活性ガスが流通する第２の気体流路４２を構成している。

第２の気体流路４２の下端部分には、第１のラッパ状部３３の下端部分３３ａと第２のラッパ状部３９の下端部分３９ａとによって、下斜め外方に向く環状の第２の吐出口４０が区画されている。第２の吐出口４０は、第２の気体流路４２を流通する気体（有機溶剤蒸気または不活性ガス）を下斜め外方にかつ環状に吐出する。第２のラッパ状部３９の下端部分３９ａは、第１のラッパ状部３３の下端部分３３ａよりも、鉛直方向に対する傾斜角度が大きいので、第２の吐出口４０からの気体の吐出方向Ｄ２の、鉛直方向に対する傾斜角度は、第１の吐出口３６からの気体の吐出方向Ｄ１の、鉛直方向に対する傾斜角度よりも大きい。換言すると、第２の吐出口４０からの気体の吐出方向Ｄ２は、第１の吐出口３６からの気体の吐出方向Ｄ１よりも、鉛直方向に対する傾斜度合いが大きい。

気体吐出ノズル８の第１の気体流路３４には、有機溶剤蒸気供給源からの高温（常温よりも高い温度。たとえば約８０℃）の有機溶剤蒸気（たとえばＩＰＡ蒸気）が供給される第１の有機溶剤蒸気配管５１と、不活性ガス供給源からの不活性ガス（たとえば、窒素ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガスのうちの１つ以上）が供給される第１の不活性ガス配管５４とが接続されている。第１の不活性ガス配管５４に供給される不活性ガスは、気体吐出ノズル８に供給される有機溶剤蒸気よりも比重が小さい。第１の有機溶剤蒸気配管５１には、第１の有機溶剤蒸気配管５１を開閉するための第１の有機溶剤蒸気バルブ５２と、第１の有機溶剤蒸気配管５１の開度を調節して、第１の吐出口３６から吐出される有機溶剤蒸気の流量を調整するための第１の流量調整バルブ５３とが介装されている。図示はしないが、第１の流量調整バルブ５３は、弁座が内部に設けられたバルブボディと、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他の流量調整バルブについても同様である。第１の不活性ガス配管５４には、第１の不活性ガス配管５４を開閉するための第１の不活性ガスバルブ５５と、第１の不活性ガス配管５４の開度を調節して、第１の吐出口３６から吐出される不活性ガスの流量を調整するための第２の流量調整バルブ５６とが介装されている。第１の不活性ガスバルブ５５を閉じながら第１の有機溶剤蒸気バルブ５２を開くことにより、第１の有機溶剤蒸気配管５１からの高温の有機溶剤蒸気が第１の気体流路３４に供給される。第１の気体流路３４を流れて第１の気体流路３４の下端に達した高温の有機溶剤蒸気が、第１の吐出口３６から吐出される。また、第１の有機溶剤蒸気バルブ５２を閉じながら第１の不活性ガスバルブ５５を開くことにより、第１の不活性ガス配管５４からの不活性ガスが第１の気体流路３４に供給される。第１の気体流路３４を流れて第１の気体流路３４の下端に達した不活性ガスが第１の吐出口３６から吐出される。

気体吐出ノズル８の第２の気体流路４２には、有機溶剤蒸気供給源からの高温（常温よりも高い温度。たとえば約８０℃）の有機溶剤蒸気（たとえばＩＰＡ蒸気）が供給される第２の有機溶剤蒸気配管６１と、不活性ガス供給源からの不活性ガス（たとえば、窒素ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガスのうちの１つ以上）が供給される第２の不活性ガス配管６４とが接続されている。第２の有機溶剤蒸気配管６１に供給される有機溶剤蒸気は、気体吐出ノズル８に供給される有機溶剤蒸気よりも比重が小さい。第２の有機溶剤蒸気配管６１には、第２の有機溶剤蒸気配管６１を開閉するための第２の有機溶剤蒸気バルブ６２と、第２の有機溶剤蒸気配管６１の開度を調節して、第２の吐出口４０から吐出される有機溶剤蒸気の流量を調整するための第３の流量調整バルブ６３とが介装されている。第２の不活性ガス配管６４には、第２の不活性ガス配管６４を開閉するための第２の不活性ガスバルブ６５と、第２の不活性ガス配管６４の開度を調節して、第２の吐出口４０から吐出される不活性ガスの流量を調整するための第４の流量調整バルブ６６とが介装されている。第１の不活性ガスバルブ５５を閉じながら第２の有機溶剤蒸気バルブ６２を開くことにより、第１の有機溶剤蒸気配管５１からの高温の有機溶剤蒸気が第２の気体流路４２に供給される。第１の気体流路３４を流れて第２の気体流路４２の下端に達した高温の有機溶剤蒸気が、第２の吐出口４０から吐出される。また、第２の有機溶剤蒸気バルブ６２を閉じながら第２の不活性ガスバルブ６５を開くことにより、第２の不活性ガス配管６４からの不活性ガスが第２の気体流路４２に供給される。第２の気体流路４２を流れて第２の気体流路４２の下端に達した不活性ガスが第２の吐出口４０から吐出される。

基板処理装置１により基板Ｗに対して処理を行う際には、図３に示すように、スピンチャック５の回転に伴って、基板Ｗが回転軸線（所定の鉛直軸線）Ａ１まわりに回転する。この状態で、気体吐出ノズル８が、第１のラッパ状部３３の下端部分３３ａが基板Ｗの上面と所定の間隔（たとえば、約１０ｍｍ）を空けて対向する下位置に配置される。このとき、気体吐出ノズル８の中心軸線Ａ２は、回転軸線Ａ１と略一致している。

この状態で、第１の有機溶剤蒸気バルブ５２および第１の不活性ガスバルブ５５が選択的に開かれると、第１の吐出口３６から吐出された気体（有機溶剤蒸気または不活性ガス）が、基板Ｗの上面の回転中心Ａ０（回転軸線Ａ１上）を中心とする略円形の第１の領域４６に吹き付けられる。また、この状態で、第２の有機溶剤蒸気バルブ６２および第２の不活性ガスバルブ６５が選択的に開かれると、第２の吐出口４０から吐出された気体（有機溶剤蒸気または不活性ガス）が、第１の領域４６の外側を取り囲む略円環状の第２の領域４７に吹き付けられる。４５０ｍｍの基板Ｗを処理する基板処理装置１では、略円形の第１の領域４６の直径は、たとえば約５０ｍｍであり、略円環状の第２の領域４７の内径はたとえば約５０ｍｍであり、その外径はたとえば約１５０ｍｍである。

図２に示すように、カップ９は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗよりも外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。カップ９は、スピンベース１５を取り囲んでいる。スピンチャック５が基板Ｗを回転させている状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、基板Ｗに供給された処理液が基板Ｗの周囲に振り切られる。処理液が基板Ｗに供給されるとき、上向きに開いたカップ９の上端部９ａは、スピンベース１５よりも上方に配置される。したがって、基板Ｗの周囲に排出された薬液や水などの処理液は、カップ９によって受け止められる。そして、カップ９に受け止められた処理液は、図示しない回収装置または廃液装置に送られる。

図４は、基板処理装置１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御ユニット３は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御ユニット３はＣＰＵ等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。

制御ユニット３は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータ１３、第１〜第３のノズル移動ユニット４３，４４，２４等の動作を制御する。さらに、制御ユニット３は、薬液バルブ１９、水バルブ２２、第１の有機溶剤蒸気バルブ５２、第１の不活性ガスバルブ５５、第２の有機溶剤蒸気バルブ６２、第２の不活性ガスバルブ６５、第１の流量調整バルブ５３、第２の流量調整バルブ５６、第３の流量調整バルブ６３、第４の流量調整バルブ６６等の開閉動作等を制御する。

図５は、処理ユニット２の処理対象の基板Ｗの表面を拡大して示す断面図である。処理対象の基板Ｗは、たとえばシリコンウエハであり、そのパターン形成面である表面（上面１０３）にパターンＰが形成されている。パターンＰは、たとえば微細パターンである。パターンＰは、図５に示すように、凸形状（柱状）を有する構造体１０２が行列状に配置されたものであってもよい。この場合、構造体１０２の線幅Ｗ１はたとえば１０ｎｍ〜４５ｎｍ程度に、パターンＰの隙間Ｗ２はたとえば１０ｎｍ〜数μｍ程度に、それぞれ設けられている。パターンＰの膜厚Ｔは、たとえば、１μｍ程度である。また、パターンＰは、たとえば、アスペクト比（線幅Ｗ１に対する膜厚Ｔの比）が、たとえば、５〜５００程度であってもよい（典型的には、５〜５０程度である）。

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

また、パターンＰは、親水性膜であってもよい。親水性膜として、ＴＥＯＳ膜（シリコン酸化膜の一種）を例示できる。
図６Ａは、基板処理装置１による基板処理の一例を説明するための流れ図である。図６Ｂは、基板処理装置１において実行される、リンス工程（Ｓ３）および乾燥工程（Ｓ４）を説明するためのタイムチャートである。図７〜図１３は、パドルリンス工程Ｔ１１からスピンドライ工程Ｔ３までの各工程を説明するための図解的な図である。図１４は、水の液膜境界付近部分７０ａに生じるマランゴニ効果を説明するための図である。

図１〜図１３を参照しながら基板処理について説明する。図１４については適宜参照する。
未処理の基板Ｗ（たとえば直径４５０ｍｍの円形基板）は、搬送ロボットＩＲ，ＣＲによってキャリヤＣから処理ユニット２に搬入され、チャンバ４内に搬入され、基板Ｗがその表面（パターン形成面）を上方に向けた状態でスピンチャック５に受け渡され、スピンチャック５に基板Ｗが保持される（Ｓ１：基板搬入工程（基板保持工程））。基板Ｗの搬入に先立って、薬液ノズル１７、水ノズル２０および気体吐出ノズル８は、スピンチャック５の側方に設定されたホーム位置に退避させられている。

搬送ロボットＣＲが処理ユニット２外に退避した後、制御ユニット３は、薬液工程（ステップＳ２）を実行する。具体的には、制御ユニット３は、スピンモータ１３を制御してスピンベース１５を所定の液処理速度（たとえば約８００ｒｐｍ）で回転させる。また、制御ユニット３は、第１のノズル移動ユニット４３を制御することにより、薬液ノズル１７を退避位置から処理位置に移動させる。その後、制御装置３は、薬液バルブ１９を開いて、回転状態の基板Ｗの上面に向けて薬液ノズル１７から薬液を吐出させる。薬液ノズル１７から吐出された薬液は、基板Ｗの上面に供給された後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。さらに、制御装置３は、基板Ｗが回転している状態で、基板Ｗの上面に対する薬液の供給位置を中央部と周縁部との間で移動させる。これにより、薬液の供給位置が、基板Ｗの上面全域を通過し、基板Ｗの上面全域が走査（スキャン）され、基板Ｗの上面全域が均一に処理される。薬液の吐出開始から所定の期間が経過すると、制御ユニット３は、薬液バルブ１９を閉じて、薬液ノズル１７からの薬液の吐出を停止させ、その後、第１のノズル移動ユニット４３を制御することにより、薬液ノズル１７をスピンチャック５の上方から退避させる。

次いで、制御ユニット３は、リンス工程（ステップＳ３）を実行する。リンス工程は、基板Ｗ上の薬液を水に置換して基板Ｗ上から薬液を排除する工程である。具体的には、制御ユニット３は、第２のノズル移動ユニット４４を制御することにより、リンス液ノズル２２を退避位置から処理位置に移動させる。制御ユニット３は、水バルブ２２を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて、水ノズル２０から水が供給される。供給された水は遠心力によって基板Ｗの全面に行き渡る。この水によって、基板Ｗ上に付着している薬液が洗い流される。

水の供給開始から所定の期間が経過すると、基板Ｗの上面全域が水に覆われている状態で、制御ユニット３は、スピンモータ１３を制御して、基板Ｗの回転速度を液処理速度からパドル速度（零または約４０ｒｐｍ以下の低回転速度。図６Ｂの例では、たとえば約１０ｒｐｍ）まで段階的に減速させる。その後、基板Ｗの回転速度をパドル速度に維持する（パドルリンス工程Ｔ１１（液膜形成工程））。これにより、図７に示すように、基板Ｗの上面に、基板Ｗの上面全域を覆う水の液膜（処理液の液膜）７０がパドル状に支持される。この状態では、基板Ｗの上面の水の液膜７０に作用する遠心力が水と基板Ｗの上面との間で作用する表面張力よりも小さいか、あるいは前記の遠心力と前記の表面張力とがほぼ拮抗している。基板Ｗの減速により、基板Ｗ上の水に作用する遠心力が弱まり、基板Ｗ上から排出される水の量が減少する。また、パドルリンス工程Ｔ１１において、パドル状の水の液膜７０の後も基板Ｗへの水の供給が続行されてもよい。

基板Ｗをパドル速度に減速してから所定の期間が経過すると、制御ユニット３は、第３のノズル移動ユニット２４を制御して、気体吐出ノズル８を退避位置から基板Ｗの中央部上方へと引き出す。この状態では、気体吐出ノズル８の中心軸線Ａ２が回転軸線Ａ１と略一致している。
基板Ｗをパドル速度に減速してから所定の期間が経過すると、制御ユニット３は、水バルブ２２を閉じて、水ノズル２０からの水の吐出を停止する。その後、制御装置３は、第２のノズル移動ユニット４４を制御することにより、水ノズル２０を退避位置に戻す。

その後、制御ユニット３は、第３のノズル移動ユニット２４を制御して、気体吐出ノズル８を下位置まで下降させる（吐出口配置工程）。水ノズル２０から所定の期間が経過すると、制御ユニット３は、スピンモータ１３を制御して、基板Ｗの回転を加速させる。これにより、パドルリンス工程Ｔ１１が終了する（リンス工程（Ｓ３）が終了する）。
次いで、制御ユニット３は、乾燥工程（ステップＳ４）を実行する。乾燥工程（Ｓ４）において、制御ユニット３は、スピンモータ１３を制御して基板Ｗの回転速度を所定の第１の回転速度（たとえば約５０ｒｐｍ）まで上昇させる（回転工程）。基板Ｗの回転（約５０ｒｐｍの回転）による遠心力を受けて、基板Ｗの中央部の水が外方に押し拡げられ、その結果、基板Ｗの中央部において水の液膜７０が部分的に薄膜化され、これにより、基板Ｗの中央部に円形の液膜除去領域７５が形成される（図９参照）。液膜除去領域７５の形成後も、制御ユニット３は、スピンモータ１３を制御して基板Ｗの回転速度を第１の回転速度（たとえば約５０ｒｐｍ）に維持する（回転工程）。これにより、液膜除去領域７５はゆっくりと拡大する（図１０参照）。すなわち、水の液膜７０における液膜除去領域７５との境界８０（以下、「液膜境界８０」という）は、径方向外方に向けて移動する。

その後、所定のタイミングになると、制御ユニット３は、スピンモータ１３を制御して、基板Ｗの回転速度を、第１の回転速度よりも速い所定の第２の回転速度（たとえば約１００ｒｐｍ）まで上昇させ、その速度に維持する（回転工程）。基板Ｗの回転速度の上昇に伴って液膜除去領域７５はさらに拡大し、基板Ｗの上面の全域に拡大させられる。そのため、液膜境界８０も、径方向外方に向けて移動する。

液膜除去領域７５が基板Ｗの上面の全域に拡大した後、制御ユニット３は、基板Ｗの回転を、振り切り乾燥速度（たとえば約１５００ｒｐｍ）までさらに加速させる。基板Ｗの回転の加速から所定の期間が経過すると、制御ユニット３は、スピンモータ１３を制御してスピンチャック５の回転を停止させる。その後、搬送ロボットＣＲが、処理ユニット２に進入して、処理済みの基板Ｗを処理ユニット２外へと搬出する（ステップＳ５）。その基板Ｗは、搬送ロボットＣＲから搬送ロボットＩＲへと渡され、搬送ロボットＩＲによって、キャリヤＣに収納される。

乾燥工程（Ｓ４）では、気体吐出ノズル８から気体（有機溶剤蒸気および不活性ガス）が吐出される。
乾燥工程（Ｓ４）において、制御ユニット３は、第１の回転速度への基板Ｗの加速と同時に、第１の吐出工程Ｔ１を実行開始する。具体的には、制御ユニット３は、第１の不活性ガスバルブ５５を閉じながら第１の有機溶剤蒸気バルブ５２を開き、かつ第２の有機溶剤蒸気バルブ６２を閉じながら第２の不活性ガスバルブ６５を開く。そのため、第１の有機溶剤蒸気配管５１からの高温の有機溶剤蒸気が第１の気体流路３４に供給されると共に、第２の不活性ガス配管６４からの不活性ガスが第２の気体流路４２に供給される。これにより、高温の有機溶剤蒸気が第１の吐出口３６から吐出方向Ｄ１に吐出されると共に、不活性ガスが第２の吐出口４０から吐出方向Ｄ２に吐出される。第１の吐出口３６から吐出された高温の有機溶剤蒸気は、略円形の第１の領域４６（図３参照）に吹き付けられ、第２の吐出口４０から吐出された不活性ガスは、略円環状の第２の領域４７（図３参照）に吹き付けられる。この実施形態に係る第１の吐出工程Ｔ１では、第１の吐出口３６から吐出される有機溶剤蒸気の吐出流量は、たとえば約３０（リットル／分）であり、第２の吐出口４０から吐出される不活性ガスの吐出流量は、たとえば約１０（リットル／分）である。第１の吐出口３６および第２の吐出口４０からの気体の吐出により、基板Ｗ上方の空間のうち基板Ｗ上面の近傍領域（以下、単に「近傍領域」）１１（図９参照）が、有機溶剤蒸気と不活性ガスとで満たされる。

第１の吐出工程Ｔ１では、基板Ｗの回転速度が第１の回転速度（約５０ｒｐｍ）に維持される。そして、前述のように基板Ｗの回転（約５０ｒｐｍの回転）による遠心力の働きにより、基板Ｗの上面における回転中心Ａ０を含む領域に、小径の液膜除去領域７５が形成される。
高温の有機溶剤蒸気の吹き付けにより、液膜除去領域７５の周囲は、高温の有機溶剤蒸気の雰囲気で満たされている。これにより、水の液膜７０のうち液膜境界８０の付近の部分（以下、「液膜境界付近部分７０ａ」という）に、高温の有機溶剤蒸気が供給される。液膜除去領域７５には水の薄膜７６が形成されている。有機溶剤が薄膜７６に多量に溶け込んでいるため、水の薄膜７６が有機溶剤を高い濃度で含んでいる。さらに液膜除去領域７５の周囲が有機溶剤蒸気の雰囲気に保たれているために有機溶剤蒸気の拡散は進行せず、その結果、水の薄膜７６に含まれる有機溶剤の蒸発の進行が抑制または防止される。したがって、液膜除去領域７５では、水の全てを完全に除去することはできず、水の薄膜７６が保持される。この実施形態では、水の薄膜７６の厚みは、数百ｎｍのオーダーと厚く、かつパターンＰの高さよりは低く設定されている。

水の薄膜７６が厚いのは、次に述べる理由に基づく。すなわち、第１の吐出口３６から吐出される有機溶剤蒸気は、常温（たとえば約２３℃）よりも高い温度（たとえば約８０℃）を有している。一方、水ノズル２０から吐出される水の液温は常温であり、そのため、基板Ｗの上面に形成される水の液膜７０の液温も常温である。このように、基板Ｗの上面に供給される有機溶剤蒸気が水の液膜７０よりも高い温度を有しているために、第１の吐出工程Ｔ１において、基板Ｗ上面に有機溶剤蒸気が多量に結露し、これに伴い水の薄膜７６が厚くなる。すなわち、この実施形態では、基板Ｗの上面に供給される有機溶剤蒸気の温度が高温（たとえば約８０℃）であるために、水の薄膜７６がぶ厚く設定される。

また、第１の吐出工程Ｔ１において、不活性ガスが第２の吐出口４０から吐出される。第１の吐出工程Ｔ１では、液膜除去領域７５が基板Ｗの回転中心Ａ０を含む領域に小径で存在しているから、第２の領域４７には、水の液膜７０のバルク部分９２が位置している。したがって、第２の吐出口４０からの不活性ガスの吐出により、水の液膜７０のバルク部分９２の上面を不活性ガスで覆うことができる。

図１４に示すように、液膜境界付近部分７０ａの周囲が有機溶剤蒸気の雰囲気にあると、水の薄膜７６のうち液膜境界８０の付近の部分（以下、「薄膜の液膜境界付近部分７６ａ」という）と水の液膜７０のバルク部分９２との間に有機溶剤の濃度差、すなわち表面張力差が生じ、マランゴニ効果による水の収縮作用により、液膜境界付近部分７０ａが上方へとせり上がるような挙動を示す。その結果、液膜境界付近部分７０ａにおける水の液面角度（水平面に対する角度）θ（以下、「液膜境界８０における液面角度θ」という）が大きくなる。

この第１の吐出工程Ｔ１では、水の液膜７０のバルク部分９２の上面を不活性ガスで覆うために、専ら液膜境界付近部分７０ａだけに有機溶剤蒸気を供給しており、また、当該有機溶剤蒸気として高温の有機溶剤蒸気を採用している。そのため、液膜境界付近部分７０ａと水の液膜７０のバルク部分９２との間における有機溶剤蒸気の濃度差を大きくすることができ、そのため液膜境界付近部分７０ａと水の液膜７０のバルク部分９２との間の表面張力差を大きくすることができる。これにより、水の液膜７０に作用するマランゴニ効果が強まり、その結果、液膜境界８０における液面角度θがより一層大きくなる。

前述のように、液膜除去領域７５の形成後も、基板Ｗの回転速度が第１の回転速度（たとえば約５０ｒｐｍ）に維持され、これにより、液膜除去領域７５はある程度の大きさまで拡大する。液膜除去領域７５の拡大に伴い、液膜境界８０が、基板Ｗの径方向外方に向けて移動する。このとき、図１０に示すように、液膜境界８０が第１の領域４６外に出ることもある。

しかしながら、この場合には、図１０に示すように、有機溶剤と不活性ガスとの比重差により、近傍領域１１のうち基板Ｗ上面に近い低い位置を、有機溶剤の蒸気が流れ、近傍領域１１のうち基板Ｗ上面から離れた高い位置を、不活性ガスが流れる。そのため、第１の吐出口３６から吐出される有機溶剤蒸気を、基板Ｗの上面の近傍を、当該上面に沿って外方に向けて移動させることができ、有機溶剤蒸気を液膜境界８０に衝突させることができる。したがって、液膜境界８０が第１の領域４６外に移動した後も、有機溶剤蒸気を液膜境界８０に良好に供給し続けることができる。

また、第１の吐出工程Ｔ１の開始タイミングが、第１の回転速度への基板Ｗの加速タイミングと同時として説明したが、第１の回転速度への基板Ｗの加速タイミングよりも早くてもよい。
また、制御ユニット３は、第２の回転速度への基板Ｗの加速と同時に、第２の吐出工程Ｔ２を実行開始する。具体的には、制御ユニット３は、第１の有機溶剤蒸気バルブ５２を閉じて第１の不活性ガスバルブ５５を開き、かつ第２の不活性ガスバルブ６５を閉じて、第２の有機溶剤蒸気バルブ６２を開く。そのため、第１の不活性ガス配管５４からの不活性ガスが第１の気体流路３４に供給されると共に、第２の有機溶剤蒸気配管６１からの高温の有機溶剤蒸気が第２の気体流路４２に供給される。これにより、不活性ガスが第１の吐出口３６から吐出方向Ｄ１に吐出されると共に、高温の有機溶剤蒸気が第２の吐出口４０から吐出方向Ｄ２に吐出される。第１の吐出口３６から吐出された不活性ガスは、略円形の第１の領域４６（図３参照）に吹き付けられ、第２の吐出口４０から吐出された高温の有機溶剤蒸気は、略円環状の第２の領域４７（図３参照）に吹き付けられる。この実施形態に係る第２の吐出工程Ｔ２では、第１の吐出口３６から吐出される不活性ガスの吐出流量は、たとえば約３０（リットル／分）であり、第２の吐出口４０から吐出される有機溶剤蒸気の吐出流量は、たとえば約１００（リットル／分）である。

第２の吐出工程Ｔ２では、基板Ｗの回転速度が第２の回転速度（約１００ｒｐｍ）に維持される。これにより、液膜除去領域７５が基板Ｗの全域まで拡大される。液膜除去領域７５の拡大に伴い、液膜境界８０が、基板Ｗの径方向外方に向けて移動する。
第２の吐出工程Ｔ２において、第２の吐出口４０から高温の有機溶剤蒸気が下斜め外方に向けて吐出される。有機溶剤の比重が空気よりも大きいために、第２の吐出口４０から吐出される有機溶剤蒸気は、近傍領域１１のうち基板Ｗ上面に近い低い位置を、当該上面に沿って外方に向けて移動し、液膜境界８０に衝突する。これにより、第２の吐出工程Ｔ２において、有機溶剤蒸気を液膜境界８０に良好に供給することができる。しかも、有機溶剤蒸気の移動方向と液膜境界８０の移動方向とが共に径方向外方で一致しているので、液膜境界８０の移動状況によらずに、液膜境界８０に高温の有機溶剤蒸気を供給し続けることができる。

また、第２の吐出工程Ｔ２においても、基板Ｗの上面に供給される有機溶剤蒸気が水の液膜７０よりも高い温度を有している。そのため、基板Ｗ上面に有機溶剤蒸気が多量に結露し、これに伴い水の薄膜７６が厚くなる。したがって、水の薄膜７６の厚みは、第１の吐出工程Ｔ１と同様、数百ｎｍのオーダーとぶ厚く設定されている。
また、第２の吐出工程Ｔ２において、第１の吐出口３６から基板Ｗ上面の第１の領域４６に向けて不活性ガスが吐出される。不活性ガスが基板Ｗの上面の第１の領域４６に供給されることにより、基板Ｗの上面中央部の雰囲気が不活性ガスに置換され、水の薄膜７６に含まれる有機溶剤蒸気の蒸発が進行する。これにより、基板Ｗの上面の中央部から水の薄膜が除去され、基板Ｗの上面の中央部が乾燥される。

また、第１の領域４６に供給される不活性ガスは、第２の領域４７に向けて吐出されている有機溶剤蒸気を径方向外方へと押し拡げる。これにより、第１の吐出口３６から吐出され、基板Ｗ上面の近傍を当該上面に沿って移動している有機溶剤蒸気を、液膜境界８０に押し当てることができ、ゆえに、液膜境界付近部分７０ａの周囲を、有機溶剤蒸気の雰囲気に保つことができる。この場合、気体吐出ノズル８から吐出される不活性ガスとして、アルゴンガス等のより比重の大きな気体を採用することにより、有機溶剤の蒸気をより一層押し拡げ易くなる。

ところで、前述のように、基板Ｗの上面に供給される有機溶剤蒸気が水の液膜７０よりも高い温度を有しているために、基板Ｗ上面に有機溶剤蒸気が多量に結露する。有機溶剤蒸気の結露のために、薄膜の液膜境界付近部分７６ａの厚みがパターンＰの高さを超えると、液膜境界８０の移動（液膜除去領域７５の拡大）に伴ってパターンＰが倒壊するおそれがある。

しかしながら、第２の吐出工程Ｔ２では、第１の吐出口３６から吐出される不活性ガスにより液膜除去領域７５が押し拡げられる結果、液膜境界８０の移動が促進される。これにより、薄膜の液膜境界付近部分７６ａの厚みが厚くなる前に、液膜境界８０を基板Ｗの外周端まで移動させる（すなわち、液膜除去領域７５を基板Ｗの上面の全域まで広げる）ことができる。したがって、パターンＰが倒壊する前に、基板Ｗの上面の全域から水を除去する（乾燥させる）ことができる。

また、第２の吐出工程Ｔ２の開始タイミングが、第２の回転速度への基板Ｗの加速タイミングと同時として説明したが、第２の回転速度への基板Ｗの加速タイミングよりも早くてもよい。
第２の吐出工程Ｔ２の開始から予め定める期間（たとえば５秒間）が経過すると、液膜除去領域７５は既に、基板Ｗの上面の全域に拡大している。このタイミングで、制御ユニット３は、基板Ｗの回転を、振り切り乾燥速度（たとえば約１５００ｒｐｍ）までさらに加速させる。すなわち、制御ユニット３は、スピンドライ工程Ｔ３を実行開始する。

また、制御ユニット３は、振り切り乾燥速度（たとえば約１５００ｒｐｍ）への基板Ｗの加速と同時に、スピンドライ工程Ｔ３を実行開始する。具体的には、制御ユニット３は、第１の有機溶剤蒸気バルブ５２の閉状態および第１の不活性ガスバルブ５５の開状態を維持しながら、第２の有機溶剤蒸気バルブ６２を閉じて第２の不活性ガスバルブ６５を開く。これにより、第１の吐出口３６および第２の吐出口４０の双方から不活性ガスが吐出される。第１の吐出口３６から吐出された不活性ガスは、略円形の第１の領域４６（図３参照）に吹き付けられ、第２の吐出口４０から吐出された不活性ガスは、略円環状の第２の領域４７（図３参照）に吹き付けられる。

スピンドライ工程Ｔ３が終了すると、制御ユニット３は、第３のノズル移動ユニット２４を制御して、気体吐出ノズル８を基板Ｗの中央部上方へと引き上げた後退避位置へと退避させる。
以上により、この実施形態によれば、第１の吐出工程Ｔ１では、第１の吐出口３６から基板Ｗの上面の第１の領域４６に向けて有機溶剤蒸気が吐出され、かつ第２の吐出口４０から、第１の領域４６を取り囲む第２の領域４７に向けて不活性ガスが吐出される。

第１の吐出工程Ｔ１では、基板Ｗを回転させながら、基板Ｗの上面における回転中心Ａ０を含む領域に有機溶剤蒸気が供給される。基板Ｗの回転（５０ｒｐｍの回転）による遠心力を受けて、基板Ｗの上面における回転中心Ａ０を含む領域の水が外方に押し拡げられる。その結果、基板Ｗの上面における回転中心Ａ０を含む領域において水の液膜７０が部分的に薄膜化され、これにより、基板Ｗの中央部に液膜除去領域７５が形成される。液膜除去領域には、液膜境界付近部分７０ａに連なる水の薄膜７６が保持される。

液膜境界付近部分７０ａの周囲が有機溶剤蒸気の雰囲気にあると、薄膜の液膜境界付近部分７６ａと水の液膜７０のバルク部分９２との間に有機溶剤の濃度差、すなわち表面張力差が生じ、マランゴニ効果による水の収縮作用により、液膜境界付近部分７０ａが上方へとせり上がるような挙動を示す。その結果、液膜境界８０にお0ける液面角度θが大きくなる。

そして、この実施形態では、液膜除去領域７５が比較的小さいときは第１の吐出工程Ｔ１を実行開始し、その後、液膜除去領域７５拡大中の所定のタイミングで、第１の吐出工程Ｔ１の実行を停止すると共に第２の吐出工程Ｔ２を実行開始する。すなわち、液膜除去領域７５の拡大がある程度進行したタイミングで、有機溶剤が吐出される吐出口を第１の吐出口３６から第２の吐出口４０に切り換える。これにより、基板Ｗの上面における有機溶剤蒸気の供給位置を、液膜除去領域７５の拡大に伴う液膜境界８０の移動に追随して移動させることが可能である。したがって、液膜除去領域７５の形成から当該液膜除去領域７５が基板Ｗの全域に拡大するまでの期間に亘って、液膜境界付近部分７０ａの周囲を有機溶剤蒸気の雰囲気に保ち続けることができ、これにより、当該期間に亘って、液膜境界８０における液面角度θを大きく保ち続けることができる。ゆえに、パターンＰの倒壊を抑制または防止しながら基板Ｗの上面から水を除去できる。

また、この実施形態に係る基板処理方法の採用により、基板Ｗの上面が親水性を示す場合（たとえば、パターンＰ（図５等参照）が親水性膜である場合）であっても、液膜境界８０における液面角度θが小さくなり過ぎるのを防止できる。したがって、基板Ｗの上面が親水性を示す場合であっても、パターンＰの倒壊を抑制しながら基板Ｗの上面から水を除去できる。

また、基板Ｗの上面に供給される有機溶剤蒸気が水の液膜７０よりも高い温度を有しているために、第１の吐出工程Ｔ１および第２の吐出工程Ｔ２において、基板Ｗ上面への有機溶剤蒸気の結露量が増大し、これに伴い、水の薄膜７６が厚くなる（数百ｎｍのオーダー）。これにより、液膜境界付近部分７０ａと水の液膜７０のバルク部分９２との間における有機溶剤蒸気の濃度差、すなわち液膜境界付近部分７０ａと水の液膜７０のバルク部分９２との間の表面張力差が大きくなる。ゆえに、水の液膜７０に作用するマランゴニ効果が強まり、その結果、液膜境界８０における液面角度θがより一層大きくなる。したがって、液膜除去領域７５の形成から当該液膜除去領域７５が基板Ｗの上面全域に拡大するまでの間に亘って、液膜境界８０における液面角度θをより一層大きく保ち続けることができる。

また、第２の吐出工程Ｔ２において、第２の吐出口４０から有機溶剤蒸気が下斜め外方に向けて吐出される。有機溶剤の比重が空気よりも重いために、第２の吐出口４０から吐出される有機溶剤蒸気は、近傍領域１１のうち基板Ｗ上面に近い低い位置を、当該上面に沿って外方に向けて移動し、液膜境界８０に衝突する。そのため、有機溶剤蒸気を液膜境界８０に良好に供給することができる。しかも、有機溶剤蒸気の移動方向と液膜境界８０の移動方向とが共に径方向外方で一致しているので、液膜境界８０の移動状況によらずに、液膜境界８０に有機溶剤蒸気を供給し続けることができる。

ところで、気体吐出ノズル８から高温の有機溶剤蒸気を吐出する場合、基板Ｗの上面への有機溶剤蒸気の結露量の増大に伴い、薄膜の液膜境界付近部分７６ａの厚みも増大するおそれがある。薄膜の液膜境界付近部分７６ａの厚みがパターンＰの高さを超える場合には、液膜境界８０の移動（液膜除去領域７５の拡大）に伴ってパターンＰが倒壊するおそれがある。

この実施形態では、第２の吐出工程Ｔ２において、第１の吐出口３６から不活性ガスが吐出され、そのため、液膜除去領域７５が押し拡げられる結果、液膜境界８０の移動が促進される。これにより、薄膜の液膜境界付近部分７６ａの膜厚が厚くなる前に、液膜境界８０を基板Ｗの外周端まで移動させる（すなわち、液膜除去領域７５を基板Ｗの上面の全域まで広げる）ことができる。したがって、パターンＰが倒壊する前に、基板Ｗの上面の全域から水を除去する（乾燥させる）ことができる。

図１５は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法を実行するための基板処理装置２０１に備えられた気体吐出ノズル２０８の構成例を説明するための模式的な縦断面図である。
第２の実施形態において、第１の実施形態に示された各部に対応する部分には、図１〜図１３の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。

第２の実施形態に係る基板処理装置２０１に含まれる気体吐出ノズル２０８が、第１の実施形態に係る基板処理装置１に含まれる気体吐出ノズル８と相違する点は、第２の気体流路４２の外方を環状の第３の気体流路２１６で取り囲むことにより、３重の気体吐出ノズルを構成するようにした点である。
具体的には、気体吐出ノズル２０８は、第２の筒３２を包囲する第３の筒（外筒）２１２をさらに含む。第３の筒２１２は、中心軸線Ａ２を中心軸線としている。第３の筒２１２は、筒状部２１３と、筒状部２１３の上端部を閉鎖する閉鎖部２１４とを含む。第２の筒３２の外周と閉鎖部２１４の内周との間は、シール部材（図示しない）によって気密にシールされている。筒状部２１３の下端部分２１３ａは、下方に向かって広がる第３のラッパ状部２１５を含む。第３のラッパ状部２１５は、第２のラッパ状部３９よりも大きな屈曲率を有している。第３のラッパ状部２１５の下端部分２１５ａは、第２のラッパ状部３９の下端部分３９ａよりも、鉛直方向に対する傾斜角度が大きい。第３のラッパ状部２１５の下端部分３９ａは、第２のラッパ状部３９の下端部分３９ａよりも上方に位置する。第２の筒３２と第３の筒２１２の筒状部２１３との間の空間は、第３の不活性ガス配管２１８から供給される不活性ガスが流通する第３の気体流路２１６を構成している。

第３の気体流路２１６の下端部分には、第２のラッパ状部３９の下端部分３９ａと第３のラッパ状部２１５の下端部分２１５ａとによって、下斜め外方に向く環状の第３の吐出口２１７が区画されている。第３の吐出口２１７は、第３の気体流路２１６を流通する不活性ガスを下斜め外方にかつ環状に吐出する。第３のラッパ状部２１５の下端部分２１５ａは、第２のラッパ状部３９の下端部分３９ａよりも、鉛直方向に対する傾斜角度が大きいので、第３の吐出口２１７からの気体の吐出方向Ｄ３の、鉛直方向に対する傾斜角度は、第２の吐出口４０からの気体の吐出方向Ｄ２の、鉛直方向に対する傾斜角度よりも大きい。換言すると、第３の吐出口２１７からの気体の吐出方向Ｄ３は、第２の吐出口４０からの気体の吐出方向Ｄ２よりも、鉛直方向に対する傾斜度合いが大きい。

気体吐出ノズル２０８の第３の気体流路２１６には、活性ガス供給源からの不活性ガス（たとえば、窒素ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガスのうちの１つ以上）が供給される第３の不活性ガス配管２１８が接続されている。第３の不活性ガス配管２１８には、第３の不活性ガス配管２１８を開閉するための第３の不活性ガスバルブ２１９と、第３の不活性ガス配管２１８の開度を調節して、第３の吐出口２１７から吐出される不活性ガスの流量を調整するための第４の流量調整バルブ２２０とが介装されている。第３の不活性ガスバルブ２１９を開くことにより、第３の不活性ガス配管２１８からの不活性ガスが第３の気体流路２１６に供給され、第３の気体流路２１６を流れて第３の気体流路２１６の下端に達した不活性ガスが第３の吐出口２１７から吐出される。

なお、第３の吐出口２１７からの気体の吐出方向Ｄ３は、下斜め外向きであるとして説明したが外向き（つまり横向き）であってもよい。
図１６は、基板処理装置２０１による基板処理の一例におけるリンス工程およびスピンドライ工程を説明するためのタイムチャートである。
基板処理装置２０１による基板処理例は、第１の吐出口３６および第２の吐出口４０からの気体の吐出制御については、図６Ａを用いて説明した、基板処理装置１による基板処理例と同等であるので、その説明を省略する。

気体吐出ノズル８が下位置に配置された後、第１の吐出工程Ｔ１になると、具体的には、制御ユニット３は、第３の不活性ガスバルブ２１９を開いて、不活性ガスを第３の吐出口２１７から吐出方向Ｄ３に吐出する。第３の吐出口２１７から吐出された不活性ガスは、第２の領域４７の外側の円環状の領域に吹き付けられる。その後、スピンドライ工程Ｔ３が終了するまで、第３の吐出口２１７からの不活性ガスの吐出が続行される。

この第２の実施形態によれば、前述の第１の実施形態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。
図１７は、本発明の第３の実施形態に係る基板処理方法を実行するための基板処理装置３０１の構成を説明するための図解的な図である。
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１４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５に保持されている基板Ｗの上面に対向する対向部材３０２を設け、対向部材３０２に、気体吐出ノズル３０８が一体移動可能に設けられている点である。

対向部材３０２は、円板状である。対向部材３０２の直径は、基板Ｗの直径と同等か、基板Ｗの直径よりも大きい。対向部材３０２の下面には、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に対向する、平坦面からなる円形の対向面３０４が形成されている。対向面３０４は、基板Ｗの上面の全域と対向している。対向部材３０２は、ホルダ３０５によって、対向部材３０２の中心軸線がスピンチャック５の回転軸線Ａ１上に位置するように、かつ水平姿勢で支持されている。

対向部材３０２の上面には、対向部材３０２の中心を通る鉛直軸線（スピンチャック５の回転軸線Ａ１と一致する鉛直軸線）を中心軸線とする中空円筒状のホルダ３０５が固定されている。ホルダ３０５は、中空に形成されており、その内部には、気体吐出ノズル３０８が鉛直方向に延びた状態で挿通されている。気体吐出ノズル３０８は、第１の実施形態に係る気体吐出ノズル８（図３等参照）と略同等の構成を備えている。

気体吐出ノズル３０８は、対向部材３０２の中央部に形成された貫通穴３１２を介して、対向面３０４よりも下方に突出している。気体吐出ノズル３０８は、第１および第２の吐出口３６，４０が、対向面３０４よりも下方に露出するように、対向部材３０２に対して位置決めされている。より具体的には、対向面３０４と、第２の吐出口４０の上端との隙間は若干量である。

ホルダ３０５には、支持部材昇降ユニット３１１が結合されている。制御ユニット３は、支持部材昇降ユニット３１１を制御して、対向部材３０２の対向面３０４が、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に近接する近接位置と、スピンチャック５の上方に大きく退避した退避位置との間で昇降させる。対向部材３０２が近接位置に位置するとき、気体吐出ノズル３０８の第１のラッパ状部３３の下端部分３３ａと基板Ｗの上面とは、所定の間隔（たとえば、約７ｍｍ）を空けて対向している。また、対向面３０４と基板Ｗの上面との間が狭間隔（たとえば、約１０ｍｍ）に設定されている。

第３の実施形態に係る基板処理装置３０１では、第１の実施形態の基板処理例（図６Ａ〜図１３に示す基板処理例）と同等の処理が実行される。乾燥工程（図６ＡのステップＳ４）では、制御ユニット３は、支持部材昇降ユニット３１１を制御して、対向部材３０２を近接位置に配置する。その後、気体吐出ノズル３０８からの有機溶剤蒸気および不活性ガスの吐出が行われる。気体吐出ノズル３０８の第１および第２の吐出口３６，４０からの気体の吐出タイミング等および基板Ｗの回転の態様は、第１の実施形態の基板処理例（図６Ａ〜図１３に示す基板処理例）の場合と同等である。そのため、第３の実施形態では、第１の実施形態に関連して説明した効果と同等の効果を奏する。

また、第３の実施形態では、気体吐出ノズル３０８からの有機溶剤蒸気および不活性ガス第１の実施形態に関連して説明した作用効果に加えて、基板Ｗの上方の狭空間３１０（すなわち、近傍領域１１）を、基板Ｗの周囲と遮断することができるから、近傍領域１１を流れる有機溶剤蒸気の気流および不活性ガスの気流が外乱の影響を受け難い。これにより、液膜除去領域７５の形成から当該液膜除去領域７５が基板Ｗの全域に拡大するまでの期間に亘って、有機溶剤蒸気の気流および不活性ガスの気流を安定的に保つことができる。

以上、この発明の３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、各実施形態において、第２の吐出工程Ｔ２における第１の吐出口３６からの有機溶剤蒸気の吐出流量を、吐出開始後に増大させるようにしてもよい。この場合、液膜除去領域７５の拡大に伴って回転中心Ａ０から離れる液膜境界８０に、有機溶剤蒸気を供給し続けることができる。

また、前述の各実施形態において、気体吐出ノズル８，２０８，３０８が吐出する低表面張力含有気体として有機溶剤蒸気を吐出する構成を例に挙げたが、有機溶剤蒸気とキャリアガスとしての不活性ガス（たとえば窒素ガス）との混合ガスを吐出する構成であってもよい。
また、前述の各実施形態において、気体吐出ノズル８，２０８，３０８から吐出される有機溶剤蒸気が、常温よりも高い温度の有機溶剤蒸気であるとして、常温の有機溶剤蒸気を気体吐出ノズル８，２０８，３０８から吐出させるようにしてもよい。この場合、基板Ｗの上面に形成される水の液膜７０の液温を常温よりも低くすれば、基板Ｗの上面に供給される有機溶剤蒸気が、水の液膜７０よりも高い温度を有するようになり、この場合、第１の吐出工程Ｔ１および第２の吐出工程Ｔ２において基板Ｗの上面に形成される水の薄膜７６を厚く保つことができる。

また、第１の吐出工程Ｔ１および／または第２の吐出工程Ｔ２において、気体吐出ノズル８，２０８，３０８からの気体の吐出に並行して、基板Ｗの周縁部（水の液膜７０のバルク部分９２）に、水ノズル２０（図２参照）等を用いて水を供給するようにしてもよい。この場合、液膜除去領域７５に水が供給されることがないように、拡大する液膜除去領域７５が基板Ｗの上面全域を覆う前（すなわち、液膜境界８０が基板Ｗの上面周縁に達する前）の所定のタイミングで、水の供給を停止する必要がある。

また、前述の各実施形態において、第１の吐出工程Ｔ１において、第２の吐出口４０から不活性ガスを吐出しなくてもよい。この場合、近傍領域１１が有機溶剤蒸気の雰囲気で満たされる。そのため、気体吐出ノズル８，２０８，３０８の下位置への配置後、第１の吐出口３６、第２の吐出口４０、第３の吐出口２１７から不活性ガスを吐出することにより、近傍領域１１に不活性ガスを充満させていることが望ましい。この場合には、第１の吐出工程Ｔ１において、水の液膜７０のバルク部分９２の上面を不活性ガスで覆うことができ、これにより、専ら液膜境界付近部分７０ａだけに有機溶剤蒸気を供給することができる。

また、第３の実施形態の構成を第２の実施形態に組み合わせた構成としてもよい。すなわち、３重ノズルに構成された気体吐出ノズル２０８を、第３の実施形態に係る対向部材３０２の内部に組み込んだ構成としてもよい。
また、気体吐出ノズルの態様として、第１〜第３の実施形態において気体吐出ノズル８，２０８，３０８の合計３態様示したが、気体吐出ノズルがその他の態様をなしていてもよい。

すなわち、前述の実施形態で説明した気体吐出ノズル８，２０８，３０８は、複数の吐出口のうち外側の吐出口になるほど、当該吐出口の位置が高い構成が採用されていたが、全ての吐出口の高さ位置が揃っていてもよい。また、前述の実施形態で説明した気体吐出ノズル８，２０８，３０８は、複数の吐出口のうち外側の吐出口になるほど、当該吐出口からの気体の吐出方向の、鉛直方向に対する傾斜角度が大きくなるとして説明したが、全ての吐出口からの気体の吐出方向が揃っていても（たとえば鉛直下向き）であってもよい。

また、気体吐出ノズルは、２重ノズルまたは３重ノズルに限られず、４重以上の多重ノズルを採用することもできる。
また、この実施形態では、第１の吐出工程Ｔ１において第１の吐出口３６から吐出される有機溶剤蒸気（基板Ｗの上面に供給される有機溶剤蒸気）が高温（約８０℃）であるとして説明したが、第１の吐出工程Ｔ１において、常温の有機溶剤蒸気、または常温以上沸点（８２．４℃）未満の所定の温度（たとえば約３０℃〜約６０℃）の有機溶剤溶剤蒸気が、第１の吐出口３６から吐出されてもよい。この場合、液膜除去領域７５に形成される水の薄膜７６の厚みは数ｎｍになる。

この場合、液膜境界付近部分７０ａと水の液膜７０のバルク部分９２との間における低表面張力液の濃度差は、前述の各実施形態の場合ほど大きくないが、それでも、すなわち液膜境界付近部分７０ａと水の液膜７０のバルク部分９２との間の表面張力差が存在し、そのため、水の液膜７０にマランゴニ効果を作用させることができる。ゆえに、液膜境界付近部分７０ａが上方へとせり上がるような挙動を示す。したがって、液膜除去領域７５の形成から当該液膜除去領域７５が基板Ｗの全域に拡大するまでの期間に亘って、液膜境界８０における液面角度θを大きく保ち続けることができる。

また、前述の各実施形態において、第２の吐出工程Ｔ２における基板Ｗの回転速度（第２の回転速度）を、第１の吐出工程Ｔ１における基板Ｗの回転速度（第１の回転速度）と同程度の回転速度としてもよい。
また、空気よりも比重が大きくかつ水よりも低い表面張力を有する低表面張力液として、有機溶剤の一例であるＩＰＡを例に挙げて説明したが、このような低表面張力液として、ＩＰＡ以外に、たとえば、メタノール、エタノール、アセトン、ＥＧ（エチレングリコール）、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール、イソブチルアルコール、２−ブタノールなどの有機溶剤を採用できる。

また、前述の各実施形態では、処理液の液膜（水の液膜７０）を構成する処理液が水である場合を例に挙げて説明したが、液膜を構成する処理液が、ＩＰＡ（液体）であってもよい。この場合、低表面張力液として、ＨＦＥまたはＥＧを採用できる。
また、前述の各実施形態では、基板処理装置１，２０１，３０１が円板状の基板Ｗを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１，２０１，３０１が、液晶表示装置用ガラス基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。

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

１ ：基板処理装置
３ ：制御ユニット
８ ：気体吐出ノズル
２４ ：第３のノズル移動ユニット
３４ ：第１の気体流路
３６ ：第１の吐出口
４０ ：第２の吐出口
４２ ：第２の気体流路
４６ ：第１の領域
４７ ：第２の領域
５２ ：第１の有機溶剤蒸気バルブ
５５ ：第１の不活性ガスバルブ
６２ ：第２の有機溶剤蒸気バルブ
６５ ：第２の不活性ガスバルブ
７０ ：水の液膜
７５ ：液膜除去領域
７５ａ ：界面付近部分
７６ ：水の薄膜
７６ａ ：界面付近部分
８０ ：液膜境界
９２ ：バルク部分
２０１ ：基板処理装置
２０８ ：気体吐出ノズル
２１６ ：第３の気体流路
２１７ ：第３の吐出口
２１９ ：第３の不活性ガスバルブ
Ａ０ ：回転中心
Ａ１ ：回転軸線
Ｗ ：基板

Claims (6)

1. 上面にパターンが形成された基板を水平に保持する基板保持工程と、
   前記基板の上面に、前記パターンの高さよりも厚い処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
   第１の吐出口が、前記基板の上面における、回転中心を含む所定の第１の領域に向き、かつ第２の吐出口が、前記基板の上面における、前記第１の領域の外側を取り囲む所定の第２の領域に向くように、前記第１および第２の吐出口を配置する吐出口配置工程と、
   空気よりも比重が大きくかつ前記処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む低表面張力液含有気体を前記第１の吐出口から吐出し、かつ前記低表面張力液含有気体を前記第２の吐出口から吐出しない第１の吐出工程と、
   前記第１の吐出工程の後、前記低表面張力液含有気体を前記第２の吐出口から吐出し、かつ前記低表面張力液含有気体を第１の吐出口から吐出しない第２の吐出工程と、
   前記第１および前記第２の吐出工程と並行して、前記基板を所定の鉛直軸線まわりに回転させる回転工程と、を含む、基板処理方法。
2. 前記第１の吐出口から吐出される気体の吐出方向は鉛直下方を含み、
   前記第２の吐出口から吐出される気体の吐出方向は下斜め外方を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記低表面張力液含有気体は、常温よりも高い温度を有している、請求項１または２に記載の基板処理方法。
4. 前記第２の吐出工程は、前記低表面張力液の蒸気を含まずかつ前記低表面張力液よりも比重の小さい不活性ガスを前記第１の吐出口から吐出する工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
5. 前記第１の吐出工程は、前記低表面張力液の蒸気を含まずかつ前記低表面張力液よりも比重の小さい不活性ガスを、前記第２の吐出口から吐出する工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
6. 前記処理液は水を含み、
   前記低表面張力液は有機溶剤を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。

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