TW201802882A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之基板處理方法係向保持水平之基板之上表面供給處理液，形成覆蓋基板上表面整個區域之處理液之液膜。加熱基板而使與基板之上表面接觸之處理液蒸發，於基板之上表面與處理液之液膜之間形成氣相層。形成氣相層之後，對基板上之液膜吹送氣體而於液膜開孔。向液膜之孔內之區域吹送氣體而於氣相層上使液膜移動。變更基板外周部之氣流之方向而將基板外周部之液膜排除。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種對基板進行處理之基板處理方法及基板處理裝置。對於處理對象之基板，例如包含半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、場發射顯示器(FED，Field Emission Display)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板、太陽能電池用基板等。
美國專利申請公開第2014/127908號說明書揭示有與對形成有高縱橫比之微細圖案之基板進行清洗之基板處理方法及基板處理裝置相關的一種先前技術。於該先前技術中，於利用淋洗液進行之淋洗處理之後，將基板上之淋洗液置換為有機溶劑。進而，使基板保持水平地進行旋轉，另一方面，使加熱器接近基板下表面而對基板進行加熱，使接觸基板之有機溶劑蒸發，而形成氣相層。於該氣相層上保持有機溶劑之液膜。自該狀態，於氣相層上使有機溶劑液膜移動而將有機溶劑自基板上排除。
如此，於該先前技術中，將基板上之淋洗液置換為表面張力更小之有機溶劑。進而，利用氣相層支持有機溶劑之液膜，藉此，有機溶劑之液面上升至相較微細圖案更上方，而有機溶劑之表面張力不會作用於微細圖案。於該狀態下將有機溶劑排出至基板 外。以此方式，抑制或防止因淋洗液或有機溶劑之表面張力引起之微細圖案之坍塌並且使基板乾燥。
但是，於該先前技術中，於基板之加熱過程中使基板旋轉，因此，必須於基板與加熱器之間確保間隔，由此，加熱耗費時間。因此，自加熱開始起直至氣液界面(氣相層與液膜之界面)上浮至微細圖案外為止需要較長時間。因此，自氣液界面對微細圖案長時間地作用表面張力，因此，有產生圖案坍塌之虞。當然，由於需要長時間之加熱，故而生產性之提昇受到限制。
關於該問題，只要於加熱基板時使加熱器接觸基板之下表面便可得到解決，但無法於接觸狀態下使基板旋轉。若使旋轉停止，則無法對液膜之排除利用離心力，因此，有於基板之外周部液膜之移動停止之虞。由於構成已停止之液膜之有機溶劑藉由蒸發而消失，故而有於隨機之位置液膜局部消失而產生液體分離之虞。伴隨於此，有液膜之舉動變得不穩定而產生微細圖案之坍塌之虞。
也許考慮使基板之旋轉停止，另一方面，對基板表面吹送大流量之惰性氣體而將基板外周部之液膜拂落。但是，有因大流量之惰性氣體之吹送導致基板及液膜之溫度降低而氣相層消失之虞。如此一來，有如下可能性，即，有機溶劑之液體進入至微細圖案內，表面張力作用於微細圖案而導致圖案坍塌。
亦考慮於液膜已移動至外周部之時間點使加熱器自基板離開而進行旋轉，藉由離心力促進液膜之移動。但是，有因加熱器自基板離開導致液膜之溫度降低而氣相層消失之虞。而且，藉由基板之旋轉而基板及液膜相對於周圍之環境相對移動，因此，基 板及液膜之熱被環境奪去而產生溫度降低，成為使氣相層消失之原因。由此，有如下可能性，即，有機溶劑之液體進入至微細圖案，表面張力作用於微細圖案，而導致圖案坍塌。
因此，本發明之目的之一在於提供一種可降低表面張力對基板表面之微細圖案之影響並且可使基板表面乾燥的基板處理方法及基板處理裝置。
本發明之一實施形態提供一種基板處理方法，其包含：液膜形成步驟，其對保持水平之基板之上表面供給處理液而形成覆蓋上述基板之上表面整個區域之處理液之液膜；氣相層形成步驟，其係藉由基板加熱單元加熱上述基板而使與上述基板之上表面接觸之處理液蒸發，於上述基板之上表面與上述處理液之間形成氣相層，而於上述氣相層上保持上述液膜；氣體排除步驟，其係於形成上述氣相層之後，向上述基板之上表面之上述液膜吹送氣體而將處理液局部排除，藉此，於上述液膜開孔，進而，使上述孔朝向基板之外周擴大，於上述氣相層上使上述液膜移動，藉此，將構成上述液膜之處理液朝上述基板外排除；以及氣流方向變更步驟，其係於上述基板之外周部附近將朝向該基板之外方流動之氣流之方向自第1方向變更為相較該第1方向朝向下方之第2方向，藉此，促進上述基板之外周部之上述液膜之移動，而促使上述液膜朝上述基板外排除。「氣流之方向」具體指基板之外周部附近之氣流之主要之流動方向(平均流動方向)。
根據該方法，藉由對基板進行加熱，而形成與基板之上表面接觸之處理液蒸發而形成之氣相層，並於該氣相層上保持處理液之液膜。即，處理液之液膜以自基板之上表面浮起之狀態保 持。於該狀態下，向液膜吹送氣體而開孔，並使該孔朝向基板之外周擴大，藉此，液膜以上浮狀態移動並排出至基板外。藉此，可抑制處理液對基板上之微細圖案帶來之表面張力，因此，可抑制或防止圖案之坍塌。另一方面，於基板之外周部附近朝向基板之外方之氣流之方向自第1方向變更為相較該第1方向朝向下方之第2方向。方向改變為該第2方向之氣流作用於液膜而促進其移動。藉此，可抑制或防止液膜滯留於基板之外周部，可抑制液膜之移動於基板上停止，並且可將液膜順利地排出至基板外。藉此，可更確實地抑制或防止基板表面之圖案之坍塌。
較佳為於保持於氣相層上之液膜排出至基板外之前，基板保持為非旋轉狀態。藉此，可抑制因液膜與環境之間之熱交換而導致液膜或基板之溫度降低，因此，可避免氣相層之消失並且可將液膜排出至基板外。藉此，可更確實地避免圖案坍塌。又，藉由將基板保持為非旋轉狀態，可於使基板加熱單元接觸基板之狀態下有效率地對基板進行加熱，且可持續進行其接觸狀態下之加熱直至液膜整體排除至基板外為止。藉此，容易於液膜整體排除之前於基板上保持氣相層，相應於此，可更確實地避免圖案坍塌。
於本發明之一實施形態中，上述第2方向包含相較水平方向朝向下方之成分。藉此，第2方向之氣流係以將基板上之液膜拽下至基板外之方式作用。藉此，可更確實地抑制或避免液膜於基板之外周部停滯，相應於此，可抑制圖案坍塌。
於本發明之一實施形態中，上述基板處理方法包含：基板旋轉步驟，其使上述基板旋轉；防護罩側方配置步驟，其於藉由上述基板旋轉步驟而旋轉之基板之側方配置承接自上述基板排 除至外方之處理液之防護罩；以及排氣步驟，其將上述防護罩之內部排氣；且上述氣流方向變更步驟包含防護罩相對位置變更步驟，該防護罩相對位置變更步驟係於結束上述基板旋轉步驟而基板之旋轉已停止之狀態下，持續上述排氣步驟並且使上述防護罩相對於基板相對地上下移動。
防護罩相對位置變更步驟係藉由使防護罩及基板之至少一者上下移動而變更防護罩與基板之相對高度的步驟。
藉由如此般變更用以承接處理液之防護罩之位置，可變更基板之外周部附近之氣流之方向。因此，無須設置用以變更氣流之方向之專用之零件。而且，由於用以承接自旋轉之基板排除之處理液之防護罩與基板之周端面之整體對向，故而可藉由使防護罩上下移動而遍及基板之周圍之全周同樣地變更氣流之方向。藉此，可更確實地抑制或避免基板之外周部之處理液之停滯。
於本發明之一實施形態中，上述防護罩相對位置變更步驟包含使防護罩之上端高度下降至基板之高度以下之高度的防護罩下降步驟。
藉此，可形成自基板之周端面朝向下方之氣流，因此，可將液膜自基板之上表面拽下。藉此，可利用氣流及重力更有效地避免液膜停滯於基板之外周部。
於本發明之一實施形態中，上述基板加熱單元包含具有可與基板之下表面接觸、分離地配置之加熱面之加熱器單元，上述氣相層形成步驟包含使上述加熱器單元之加熱面接觸上述基板之下表面之加熱面接觸步驟，且持續進行上述加熱面接觸步驟直至自上述基板之表面排除上述處理液之液膜為止。
藉此，於排除處理液之液膜之前加熱器單元之加熱面與基板之下表面接觸，因此，可於處理液之液膜全部排除之前維持基板之上表面之氣相層。因此，可確實地抑制或防止處理液之表面張力作用於基板上之圖案。而且，由於使加熱面接觸基板而進行加熱，故而可使基板之溫度迅速上升，相應於此，可於基板上迅速地形成氣相層。藉此，可縮短處理液之氣液界面與圖案接觸之時間，因此，可進一步抑制圖案之坍塌。而且，由於可縮短加熱時間，故而可提昇生產性。
於本發明之一實施形態中，上述氣體排除步驟包含增加上述氣體之流量之氣體流量增加步驟。藉此，可更確實地抑制基板上之液膜之移動停止，並且可使液膜移動。
於本發明之一實施形態中，上述氣流方向變更步驟與上述氣體流量增加步驟並行地執行。藉此，可更確實地抑制基板上之液膜之移動停止。
於本發明之一實施形態中，上述氣流方向變更步驟於上述氣體流量增加步驟開始之後開始。藉此，於處理液大致排除而孔擴大至基板之外周部之狀態下，氣流之方向變更，對殘留於外周部之液膜有效地作用方向已改變之氣流。藉此，可更確實地抑制處理液之移動停止。
於本發明之一實施形態中，上述氣流方向變更步驟於上述處理液之液膜開孔之後執行。藉此，可避免因氣流作用於液膜之力而使液膜分裂，可藉由氣流使孔擴大並且將液膜排除。藉此，可避免液膜之分裂，並且可確實地抑制液膜之移動停止。
於本發明之一實施形態中，上述氣體排除步驟包含如 下步驟：將吐出上述氣體之噴嘴配置於接近基板之上表面之接近位置並自上述噴嘴吐出上述氣體，藉此，於上述液膜開孔；以及針對上述噴嘴將上述噴嘴配置於上述接近位置之上方之氣體排除位置並自上述噴嘴吐出上述氣體，藉此，使上述孔擴大。
藉此，可藉由在接近基板之位置吐出氣體而利用小流量之氣體於液膜開孔。藉此，可避免於開孔步驟中氣相層消失。另一方面，於使孔擴大時，自遠離基板之氣體排除位置吐出氣體。藉此，即便增加氣體之流量，亦可抑制氣相層消失，因此，可藉由氣體輔助氣相層上之液膜之移動。
本發明進而提供一種基板處理裝置，其包含：基板保持單元，其將基板保持為水平；處理液供給單元，其對保持於上述基板保持單元之基板之上表面供給處理液；基板加熱單元，其對保持於上述基板保持單元之基板進行加熱；氣體供給單元，其朝向保持於上述基板保持單元之基板吹送氣體；氣流方向變更單元，其於保持於上述基板保持單元之基板之外周部附近將朝向該基板之外方流動之氣流之方向自第1方向變更為相較該第1方向朝向下方之第2方向；以及控制器，其對上述處理液供給單元、上述基板加熱單元、上述氣體供給單元及上述氣流方向變更單元進行控制。上述控制器構成為執行：液膜形成步驟，其係對保持於上述基板保持單元之基板之上表面自上述處理液供給單元供給處理液，藉此，形成覆蓋上述基板之上表面整個區域之處理液之液膜；氣相層形成步驟，其係藉由上述基板加熱單元加熱基板而使與上述基板之上表面接觸之處理液蒸發，於上述基板之上表面與上述處理液之間形成氣相層，而於上述氣相層上保持上述液膜；氣體排除步驟，其係於形 成上述氣相層之後，自上述氣體供給單元向上述液膜吹送氣體而將處理液局部排除，藉此，於上述液膜開孔，進而，使上述孔朝向基板之外周擴大，於上述氣相層上使上述液膜移動，藉此，將構成上述液膜之處理液朝上述基板外排除；以及氣流方向變更步驟，其係藉由上述氣流方向變更單元將上述基板之外周部附近之氣流之方向自上述第1方向變更為上述第2方向，藉此，促進上述基板之外周部之上述液膜之移動，而促使上述液膜朝上述基板外排除。
於本發明之一實施形態中，上述基板處理裝置進而包含：基板旋轉單元，其使保持於上述基板保持單元之基板旋轉；防護罩，其配置於保持於上述基板保持單元之基板之側方，承接藉由上述基板之旋轉而自基板朝側方飛散之液體；以及排氣單元，其將上述防護罩之內部排氣。而且，上述氣流方向變更單元包含防護罩相對位置變更單元，該防護罩相對位置變更單元使上述防護罩相對於保持於上述基板保持單元之基板相對地上下移動，而變更上述基板與上述防護罩之相對位置。
於本發明之一實施形態中，上述基板加熱單元包含具有可與保持於上述基板保持單元之基板之下表面接觸、分離地配置之加熱面的加熱器單元，且上述控制器以如下方式構成，即，於上述氣相層形成步驟中執行使上述加熱器單元之加熱面接觸上述基板之下表面之加熱面接觸步驟，且持續進行上述加熱面接觸步驟直至自上述基板之表面排除上述處理液之液膜為止。
本發明中之上述之或進而其他之目的、特徵及效果根據以下參照隨附圖式所敍述之實施形態之說明而明確。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制器
3A‧‧‧處理器
3B‧‧‧記憶體
5‧‧‧旋轉夾盤
6‧‧‧加熱器單元
6a‧‧‧加熱面
7‧‧‧升降單元
8‧‧‧承杯
9‧‧‧下表面噴嘴
9a‧‧‧吐出口
10‧‧‧DIW噴嘴
11‧‧‧第1移動噴嘴
12‧‧‧第2移動噴嘴
13‧‧‧腔室
15‧‧‧第1噴嘴移動單元
15a‧‧‧轉動軸
15b‧‧‧臂
15c‧‧‧臂驅動機構
16‧‧‧第2噴嘴移動單元
17‧‧‧排氣桶
18‧‧‧多重防護罩機構
20‧‧‧夾盤銷
21‧‧‧旋轉基座
22‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧電動馬達
24‧‧‧貫通孔
25‧‧‧夾盤銷驅動單元
26‧‧‧連桿機構
27‧‧‧驅動源
30‧‧‧升降軸
35‧‧‧有機溶劑供給管
36A‧‧‧第1惰性氣體供給管
36B‧‧‧第2惰性氣體供給管
36C‧‧‧第3惰性氣體供給管
37‧‧‧有機溶劑閥
38A‧‧‧第1惰性氣體閥
38B‧‧‧第2惰性氣體閥
38C‧‧‧第3惰性氣體閥
39A‧‧‧質量流量控制器
39B、39C‧‧‧流量可變閥
40‧‧‧供給管
40A、40B、40C‧‧‧過濾器
41、73‧‧‧藥液供給管
42‧‧‧惰性氣體供給管
43‧‧‧藥液閥
44‧‧‧惰性氣體閥
46‧‧‧DIW供給管
47‧‧‧DIW閥
48‧‧‧流體供給管
49‧‧‧流體閥
50‧‧‧基座部
51‧‧‧固持部
51a‧‧‧保持槽
52‧‧‧支撐部
52a‧‧‧支撐面
52b‧‧‧側面
53‧‧‧長桿部
54‧‧‧轉動支撐部
55‧‧‧夾盤轉動軸線
60‧‧‧板本體
61‧‧‧支撐銷
62‧‧‧加熱器
63‧‧‧饋電線
64‧‧‧加熱器通電單元
70‧‧‧中心軸線
71‧‧‧中心吐出口
72‧‧‧藥液吐出口
81‧‧‧線狀流吐出口
82‧‧‧第1平行流吐出口
83‧‧‧第2平行流吐出口
85‧‧‧線狀氣流
86‧‧‧第1平行氣流
87‧‧‧第2平行氣流
91‧‧‧內構成構件
91a、95a、99a、162A‧‧‧上表面
91b‧‧‧肩部
92‧‧‧中間構成構件
93‧‧‧外構成構件
93a、93b、95b、99b‧‧‧底面
95、98、99‧‧‧凸緣部
96‧‧‧凹處
100、120‧‧‧流體路
101、121‧‧‧流體入口
102、122‧‧‧第1緩衝部
103、123‧‧‧第1狹窄路
104、124‧‧‧第2緩衝部
105、125‧‧‧第2狹窄路
106、115‧‧‧管接頭
107‧‧‧管保持構件
108‧‧‧頂面部
109‧‧‧貫通孔
110、111‧‧‧插通孔
112‧‧‧螺栓
127‧‧‧托架
150‧‧‧液膜
151‧‧‧孔
152‧‧‧氣相層
153‧‧‧龜裂
155‧‧‧界面
161‧‧‧圖案
162‧‧‧構造體
171、223、224‧‧‧排氣管
172‧‧‧排氣設備
173、189、190‧‧‧排液配管
181、182、183、221、222‧‧‧防護罩
184、185、186‧‧‧防護罩升降單元
187、188‧‧‧環狀承杯
191、192、193‧‧‧圓筒部
194、195、196‧‧‧接液部
201、202、203‧‧‧排液路徑
222a‧‧‧接液面
225‧‧‧排氣切換單元
226‧‧‧主排氣管
231、232、301、302、303、304‧‧‧排氣路徑
A1‧‧‧旋轉軸線
C‧‧‧載體
CR、IR‧‧‧搬送機械手
D1、D11‧‧‧第1方向
D2、D12‧‧‧第2方向
LP‧‧‧裝載埠
T‧‧‧高度
W‧‧‧基板
W1‧‧‧寬度
W2‧‧‧間隔
圖1係用於說明本發明之一實施形態之基板處理裝置之內部之佈局的圖解俯視圖。
圖2係用於說明設於上述基板處理裝置之處理單元之構成例的圖解性剖面圖。圖2A至圖2D係用於說明設於上述處理單元之多重防護罩機構之複數個狀態的圖解性剖面圖。
圖3係設於上述處理單元之旋轉夾盤及加熱器單元之俯視圖。
圖4係用於說明設於上述旋轉夾盤之夾盤銷之構造例之立體圖。
圖5A及圖5B係夾盤銷之俯視圖，圖5A表示關閉狀態，圖5B表示打開狀態。
圖6A係用於說明設於上述處理單元之第1移動噴嘴之構成例之縱剖面圖。
圖6B係表示上述第1移動噴嘴之構成例之俯視圖。
圖6C係將上述第1移動噴嘴之構成例切除一部分而表示之側視圖。
圖6D係表示上述第1移動噴嘴之構成例之仰視圖。
圖7係用於說明基板處理裝置之主要部分之電氣構成之方塊圖。
圖8係用於說明利用基板處理裝置進行之基板處理之一例之流程圖。
圖9係用於說明有機溶劑處理(圖8之S4)之詳情之時序圖。
圖10A至圖10E係用於說明有機溶劑處理之一步驟之情況之圖解性剖面圖。
圖10F係用於說明旋轉基座乾燥處理(圖8之S5)之情況之圖解性剖面圖。
圖11A係表示開孔步驟中之液膜之狀態之俯視圖。圖11B係表示液膜之孔擴大至外周部之狀態之俯視圖。
圖12A及圖12B係用於說明基板之表面中之氣相層之形成之圖解性剖面圖，圖12C係用於說明液膜之分裂之剖面圖。
圖13A及圖13B係用於說明本發明之其他實施形態之處理單元之構成之圖解性剖面圖，表示氣流方向變更步驟之其他例。
圖1係用於說明本發明之一實施形態之基板處理裝置之內部之佈局的圖解俯視圖。基板處理裝置1係對矽晶圓等基板W逐片進行處理之單片式裝置。於本實施形態中，基板W為圓板狀之基板。基板處理裝置1包含利用處理液對基板W進行處理之複數個處理單元2、載置收容利用處理單元2處理之複數片基板W之載體C之裝載埠LP、於裝載埠LP與處理單元2之間搬送基板W之搬送機械手IR及CR、以及控制基板處理裝置1之控制器3。搬送機械手IR於載體C與搬送機械手CR之間搬送基板W。搬送機械手CR於搬送機械手IR與處理單元2之間搬送基板W。複數個處理單元2例如具有相同之構成。
圖2係用於說明處理單元2之構成例之圖解性剖面圖。處理單元2包含：旋轉夾盤5，其一面將一片基板W以水平姿勢保持，一面使基板W繞經過基板W之中央部之鉛垂之旋轉軸線A1旋轉；作為基板加熱單元之加熱器單元6，其對基板W自下表面(下方側之主面)側進行加熱；升降單元7，其使加熱器單元6於 基板W之下方上下移動；筒狀之承杯8，其包圍旋轉夾盤5；下表面噴嘴9，其對基板W之下表面供給處理流體；DIW噴嘴10，其對基板W之上表面(上方側之主面)供給作為淋洗液之去離子水(DIW)；第1移動噴嘴11，其可於基板W之上方移動；以及第2移動噴嘴12，其可於基板W之上方移動。處理單元2進而包含收容承杯8之腔室13(參照圖1)。雖省略圖示，但於腔室13形成有用於將基板W搬入/搬出之搬入/搬出口，且設有開閉該搬入/搬出口之擋板單元。
旋轉夾盤5係保持基板W之基板保持單元，且為使基板W旋轉之基板旋轉單元。具體而言，旋轉夾盤5包含夾盤銷20(夾盤構件、基板保持單元)、旋轉基座21、結合於旋轉基座21之下表面中央之旋轉軸22、對旋轉軸22賦予旋轉力之電動馬達23(基板旋轉單元)。基板保持單元亦稱為基板固持器。旋轉軸22沿著旋轉軸線A1沿鉛垂方向延伸，於本實施形態中，為中空軸。於旋轉軸22之上端結合有旋轉基座21。旋轉基座21具有沿著水平方向之圓盤形狀。於旋轉基座21之上表面之周緣部，沿著圓周方向隔開間隔地配置有複數個夾盤銷20。複數個夾盤銷20可於接觸基板W之周端而固持基板W之關閉狀態與自基板W之周端退避之打開狀態之間進行開閉。又，複數個夾盤銷20可於打開狀態下接觸基板W之周緣部之下表面而自下方支持基板W。
為了對夾盤銷20進行開閉驅動，而設有夾盤銷驅動單元25。夾盤銷驅動單元25例如包含內置於旋轉基座21之連桿機構26、及配置於旋轉基座21外之驅動源27。驅動源27例如包含滾珠螺桿機構、及對其賦予驅動力之電動馬達。夾盤銷驅動單元25 之具體構成例於日本專利特開2008-034553號公報等中有所記載。
加熱器單元6配置於旋轉基座21之上方。於加熱器單元6之下表面結合有沿著旋轉軸線A1沿鉛垂方向延伸之升降軸30。升降軸30插通形成於旋轉基座21之中央部之貫通孔24、及中空之旋轉軸22。升降軸30之下端延伸至相較旋轉軸22之下端更下方。於該升降軸30之下端結合有升降單元7。藉由使升降單元7作動，而加熱器單元6於自靠近旋轉基座21之上表面之下位置至支持基板W之下表面使基板W自夾盤銷20提昇之上位置之間進行上下移動。
升降單元7例如包含滾珠螺桿機構、及對其賦予驅動力之電動馬達。藉此，升降單元7可將加熱器單元6配置於下位置及上位置之間之任意之中間位置。例如，可於將加熱器單元6之上表面即加熱面6a配置於與基板W之下表面之間隔開既定之間隔之相隔位置的狀態下，藉由來自加熱面6a之輻射熱對基板W進行加熱。又，若利用加熱器單元6使基板W提昇，則可於使加熱面6a接觸基板W之下表面之接觸狀態下，藉由來自加熱面6a之熱傳導，利用更大之熱量對基板W進行加熱。
承杯8包含排氣桶17、及多重防護罩機構18。排氣桶17構成為圓筒狀，且於其側面結合有排氣管171。排氣管171例如連接於配置該基板處理裝置1之工廠中設置之排氣設備172。於排氣桶17之底部連接有排液配管173。多重防護罩機構18包含收容於排氣桶17之內部且可獨立進行升降的複數個(本實施形態中為3個)防護罩181、182、183。多重防護罩機構18進而包含分別使複數個防護罩181、182、183升降之防護罩升降單元184、185、 186。防護罩升降單元184、185、186作為使防護罩181、182、183分別相對於基板W上下移動而變更基板W與防護罩181、182、183之各者之相對位置的防護罩相對位置變更單元發揮功能。防護罩升降單元184、185、186之各者例如包含滾珠螺桿機構、及對其賦予驅動力之電動馬達。多重防護罩機構18進而包含複數個(本實施形態中為2個)環狀承杯187、188，該等收容於排氣桶17之內部。
防護罩181、182、183接住伴隨基板W之旋轉而朝基板W之周圍飛散之處理液。各防護罩181包含包圍旋轉夾盤5之圓筒部191、192、193、以及自各圓筒部191、192、193之上端朝向接近旋轉夾盤5之內部朝斜上方延伸的接液部194、195、196。
環狀承杯188係以於基板W之旋轉半徑方向之內側包圍旋轉夾盤5之方式配置，進而，環狀承杯187係以於環狀承杯188之內部包圍旋轉夾盤5之方式與環狀承杯188同心地配置。於本實施形態中，環狀承杯187、188與防護罩181一體化。具體而言，環狀承杯187配置於防護罩181之內部，且環狀承杯188配置於防護罩182之外方。但是，亦可為任一方或兩方之環狀承杯187、188與防護罩181分離。於環狀承杯187、188之底部連接有排液配管189、190。由防護罩181承接之處理液朝內側之環狀承杯187流下，並通過結合於環狀承杯187之底部之排液配管189排出。由防護罩182承接之處理液朝外側之環狀承杯188流下，並通過結合於環狀承杯188之底部之排液配管190排出。由防護罩182承接之處理液朝排氣桶17之底部流下，並通過排液配管173排出。
藉由使防護罩升降單元184、185、186作動，而多重防護罩機構18至少可獲得以下之第1~第4狀態。
第1狀態：藉由最內部之防護罩181之接液部194承接來自基板W之處理液之狀態(埠口1：參照圖2A)
第2狀態：藉由第2個防護罩182之接液部195承接來自基板W之處理液之狀態(埠口2：參照圖2B)
第3狀態：藉由最外方之防護罩183之接液部196承接來自基板W之處理液之狀態(埠口3：參照圖2C)
第4狀態：未藉由任一防護罩承接來自基板W之處理液之狀態(埠口0：參照圖2D)
於圖2A所示之第1狀態下，以藉由防護罩181之接液部194(埠口1)承接處理液之方式調整防護罩181之高度。然後，以使防護罩181、182接近而將其等之間之空間(埠口2)閉合，且使防護罩182、183接近而將其等之間之空間(埠口3)閉合的方式，調整防護罩182、183之高度。於該第1狀態下，藉由基板W之旋轉而朝周圍飛散之處理液係沿著排液路徑201由防護罩181(埠口1)接住，並導向環狀承杯187，自排液配管189排出。此時，形成自基板W之附近通過防護罩181之內側之空間(埠口1)之排氣路徑301，通過該排氣路徑301將基板W之周邊之環境排氣，並通過排氣桶17導向排氣管171。
於圖2B所示之第2狀態下，以藉由防護罩182之接液部195承接處理液之方式調整防護罩182之高度。然後，以防護罩181、182之間打開而其等之間之空間(埠口2)打開，且使防護罩182、183接近而將其等之間之空間(埠口3)閉合的方式，調整防護罩181、183之高度。於該第2狀態下，藉由基板W之旋轉而朝周圍飛散之處理液係沿著排液路徑202由防護罩182(埠口2)接住，並 導向環狀承杯188，自排液配管190排出。此時，形成自基板W之附近通過防護罩182、183之間之空間(埠口2)之排氣路徑302，通過該排氣路徑302將基板W之周邊之環境排氣，其排氣通過排氣桶17而導向排氣管171。
於圖2C所示之第3狀態下，以藉由防護罩183之接液部196承接處理液之方式調整防護罩183之高度。然後，以使防護罩181、182接近而將其等之間之空間(埠口2)閉合，且使防護罩182、183之間打開而將其等之間之空間(埠口3)打開的方式，調整防護罩181、182之高度。於該第3狀態下，藉由基板W之旋轉而朝周圍飛散之處理液係沿著排液路徑203由防護罩183(埠口3)接住，並導向排氣桶17之底部，自排液配管173排出。此時，形成自基板W之附近通過防護罩183、182之間之空間(埠口3)之排氣路徑303，通過該排氣路徑303將基板W之周邊之環境排氣，其排氣通過排氣桶17而導向排氣管171。
於圖2D所示之第4狀態下，設為如下狀態(埠口0)，即，防護罩181、182、183之所有接液部194、195、196設為較基板W之高度低之位置，任一防護罩均不與基板W之周端面對向。然後，以使防護罩181、182接近而將其等之間之空間(埠口2)閉合，且使防護罩182、183接近而將其等之間之空間(埠口3)閉合的方式，調整防護罩181、182、183之高度。該第4狀態係於使基板W之旋轉停止之狀態下選擇。於該第4狀態下，埠口2、3閉合，因此，基板W之周邊之環境係沿著排氣路徑304，通過防護罩181之內側之空間(埠口1)，通過排氣桶17而導向排氣管171。如上所述，排氣管171係將防護罩181、182、183之內部排氣之排氣單元之一 例。
參照圖2，第1移動噴嘴11藉由第1噴嘴移動單元15而於水平方向及鉛垂方向上移動。第1移動噴嘴11可藉由朝水平方向移動而於與基板W之上表面之旋轉中心對向之處理位置和不與基板W之上表面對向之起始位置(退避位置)之間移動。基板W之上表面之旋轉中心係指基板W之上表面中之與旋轉軸線A1之交叉位置。不與基板W之上表面對向之起始位置係俯視時為旋轉基座21之外方之位置，更具體而言，亦可為承杯8之外方之位置。第1移動噴嘴11可藉由朝鉛垂方向移動而向基板W之上表面接近或者自基板W之上表面退避至上方。第1噴嘴移動單元15例如包含沿著鉛垂方向之轉動軸15a、結合於轉動軸15a且水平地延伸之臂15b、及驅動臂15b之臂驅動機構15c。臂驅動機構15c係藉由使轉動軸15a繞鉛垂之轉動軸線轉動而使臂15b擺動，藉由使轉動軸15a沿著鉛垂方向升降而使臂15b上下移動。第1移動噴嘴11固定於臂15b。對應於臂15b之擺動及升降而第1移動噴嘴11沿水平方向及垂直方向移動。
如此，第1噴嘴移動單元15具有作為以與保持於旋轉夾盤5之基板W之上表面對向之方式保持第1移動噴嘴11的噴嘴保持單元之功能。進而，第1噴嘴移動單元15具有作為對保持於旋轉夾盤5之基板W與第1移動噴嘴11之間之上下方向之距離進行調節的距離調節單元之功能。
第2移動噴嘴12藉由第2噴嘴移動單元16而於水平方向及垂直方向上移動。第2移動噴嘴12可藉由沿水平方向移動而於與基板W之上表面之旋轉中心對向之位置和不與基板W之上 表面對向之起始位置(退避位置)之間移動。起始位置係俯視時為旋轉基座21之外方之位置，更具體而言，亦可為承杯8之外方之位置。第2移動噴嘴12可藉由朝鉛垂方向移動而向基板W之上表面接近或者自基板W之上表面退避至上方。第2噴嘴移動單元16例如包含沿著鉛垂方向之轉動軸、結合於轉動軸且水平地延伸之臂(未圖示)、及驅動臂之臂驅動機構(未圖示)。臂驅動機構係藉由使轉動軸繞鉛垂之轉動軸線轉動而使臂擺動，藉由使轉動軸沿著鉛垂方向升降而使臂上下移動。第2移動噴嘴12固定於臂。對應於臂之擺動及升降而第2移動噴嘴12於水平方向及垂直方向上移動。
於本實施形態中，第1移動噴嘴11具有作為吐出有機溶劑之有機溶劑噴嘴之功能、及作為吐出氮氣等惰性氣體之氣體噴嘴之功能。於第1移動噴嘴11結合有有機溶劑供給管35(處理液供給管)及第1~第3惰性氣體供給管36A、36B、36C。於有機溶劑供給管35介裝有開閉其流路之有機溶劑閥37(處理液閥)。於惰性氣體供給管36A、36B、36C分別介裝有開閉各流路之第1~第3惰性氣體閥38A、38B、38C。又，於惰性氣體供給管36A介裝有用以準確地調節流動於其流路之惰性氣體之流量之質量流量控制器39A(第1流量調整單元)。又，於惰性氣體供給管36B介裝有用以調節流動於其流路之惰性氣體之流量之流量可變閥39B，於惰性氣體供給管36C介裝有用以調節流動於其流路之惰性氣體之流量之流量可變閥39C(第2流量調整單元)。進而，於惰性氣體供給管36A、36B、36C分別介裝有用以去除異物之過濾器40A、40B、40C。
自有機溶劑供給源對有機溶劑供給管35供給異丙醇(IPA)等有機溶劑。自惰性氣體供給源對惰性氣體供給管36A、36B、 36C分別供給氮氣(N2)等惰性氣體。
於本實施形態中，第2移動噴嘴12具有作為供給酸、鹼等藥液之藥液噴嘴之功能。更具體而言，第2移動噴嘴12亦可具有可將液體與氣體混合吐出之雙流體噴嘴之形態。雙流體噴嘴若使氣體之供給停止而吐出液體則可用作直噴嘴。於第2移動噴嘴12結合有藥液供給管41及惰性氣體供給管42。於藥液供給管41介裝有開閉其流路之藥液閥43。於惰性氣體供給管42介裝有開閉其流路之惰性氣體閥44。自藥液供給源對藥液供給管41供給酸、鹼等藥液。自惰性氣體供給源對惰性氣體供給管42供給氮氣(N2)等惰性氣體。
藥液之具體例係蝕刻液及清洗液。更具體而言，藥液亦可為氫氟酸、SC1(氨水過氧化氫水混合液)、SC2(鹽酸過氧化氫水混合液)、緩衝氫氟酸(氫氟酸與氟化銨之混合液)等。
於本實施形態中，DIW噴嘴10係以朝向基板W之上表面之旋轉中心吐出DIW之方式配置之固定噴嘴。自DIW供給源經由DIW供給管46對DIW噴嘴10供給DIW。於DIW供給管46介裝有用以開閉其流路之DIW閥47。DIW噴嘴10無須為固定噴嘴，亦可為至少於水平方向上移動之移動噴嘴。
下表面噴嘴9插通中空之升降軸30，進而，貫通加熱器單元6。下表面噴嘴9於上端具有面向基板W之下表面中央之吐出口9a。自流體供給源經由流體供給管48對下表面噴嘴9供給處理流體。所供給之處理流體可為液體，亦可為氣體。於流體供給管48介裝有用以開閉其流路之流體閥49。
圖3係旋轉夾盤5及加熱器單元6之俯視圖。旋轉夾 盤5之旋轉基座21係俯視時以旋轉軸線A1為中心之圓形，且其直徑大於基板W之直徑。於旋轉基座21之周緣部，隔開間隔地配置有複數個(本實施形態中為6個)夾盤銷20。
加熱器單元6具有圓板狀之加熱板之形態，且包含板本體60、支持銷61、及加熱器62。板本體60構成為俯視時與基板W之外形大致相同形狀且相同大小、且以旋轉軸線A1為中心的圓形。更準確而言，板本體60具有直徑略小於基板W之直徑之圓形之平面形狀。例如，亦可為基板W之直徑為300mm，且板本體60之直徑(尤其是加熱面6a之直徑)為較基板W之直徑小6mm之294mm。於該情形時，板本體60之半徑較基板W之半徑小3mm。
板本體60之上表面係沿著水平面之平面。於板本體60之上表面突出有複數個支持銷61(同時參照圖2)。支持銷61例如分別為半球狀，且自板本體60之上表面以微小高度(例如0.1mm)突出。因此，於基板W接觸支持銷61而被支持時，基板W之下表面隔開例如0.1mm之微小間隔與板本體60之上表面對向。藉此，可有效率且均勻地對基板W進行加熱。
板本體60之上表面亦可不具有支持銷61。於不具有支持銷61之情形時，可使基板W接觸板本體60之上表面。加熱器單元6之加熱面6a於具有支持銷61之情形時，包含板本體60之上表面及支持銷61之表面。又，於未設置支持銷61之情形時，板本體60之上表面相當於加熱面6a。以下，有時將支持銷61與基板W之下表面接觸之狀態稱為基板W之下表面與加熱面6a接觸等。
加熱器62亦可為內置於板本體60之電阻器。於圖3 中表示分割為複數個區域之加熱器62。藉由對加熱器62通電，而將加熱面6a加熱至較室溫(例如20~30℃，例如25℃)高之溫度。具體而言，可藉由對加熱器62通電而將加熱面6a加熱至較自第1移動噴嘴11供給之有機溶劑之沸點高之溫度。如圖2所示，朝向加熱器62之饋電線63通至升降軸30內。而且，於饋電線63連接有對加熱器62供給電力之加熱器通電單元64。加熱器通電單元64亦可於基板處理裝置1之動作中始終通電。
支持銷61係大致均勻地配置於板本體60之上表面。於相較板本體60之外周端更外方配置有夾盤銷20。夾盤銷20之整體無須配置於相較板本體60之外周端更外方，只要與加熱器單元6之上下移動範圍對向之部分位於相較板本體60之外周端更外方即可。
圖4係用於說明夾盤銷20之構造例之立體圖。又，圖5A及圖5B係夾盤銷20之俯視圖，圖5A表示關閉狀態，圖5B表示打開狀態。
夾盤銷20包含沿鉛垂方向延伸之長桿部53、設置於長桿部53之上端之基座部50、及設置於長桿部53之下端之轉動支持部54。基座部50包含固持部51與支持部52。轉動支持部54係可繞沿著鉛垂方向之夾盤轉動軸線55轉動地結合於旋轉基座21。長桿部53偏移至距離夾盤轉動軸線55較遠之位置，且結合於轉動支持部54。更具體而言，長桿部53配置於相較夾盤轉動軸線55距離旋轉軸線A1更遠之位置。因此，若夾盤銷20繞夾盤轉動軸線55轉動，則基座部50之整體一面沿著基板W之周端面移動一面繞夾盤轉動軸線55轉動。轉動支持部54結合於設置於旋轉基座21 之內部之連桿機構26(參照圖2)。藉由來自該連桿機構26之驅動力，而轉動支持部54繞夾盤轉動軸線55於既定角度範圍內往復轉動。
基座部50於俯視時形成為楔狀。於基座部50之上表面，設置有於夾盤銷20之打開狀態下抵接於基板W之周緣部下表面而自下方支持基板W的支持面52a。換言之，基座部50具有將支持面52a設為上表面之支持部52。固持部51係於基座部50之上表面於與支持部52不同之位置朝上方突出。固持部51具有以與基板W之周端面對向之方式呈V字狀開放之保持槽51a。
於轉動支持部54自圖5B所示之打開狀態繞夾盤轉動軸線55沿順時針方向轉動時，固持部51向基板W之周端面接近，而支持部52遠離基板W之旋轉中心。又，於轉動支持部54自圖5A所示之關閉狀態繞夾盤轉動軸線55沿逆時針方向轉動時，固持部51遠離基板W之周端面，而支持部52向基板W之旋轉中心接近。
於圖5A所示之夾盤銷20之關閉狀態下，基板W之周端面進入至保持槽51a。此時，基板W之下表面位於在上方與支持面52a隔開微小距離之高度。於圖5B所示之夾盤銷20之打開狀態下，基板W之周端面脫離保持槽51a，於俯視時，固持部51位於相較基板W之周端面更外方。於夾盤銷20之打開狀態及關閉狀態之任一狀態下，支持面52a均為至少一部分位於基板W之周緣部下表面之下方。
於夾盤銷20為打開狀態時，可利用支持部52支持基板W。若將夾盤銷20自該打開狀態切換為關閉狀態，則一面沿剖 面V字狀之保持槽51a被導引而提昇一面將基板W之周端面朝保持槽51a內導引，成為由保持槽51a之上下之傾斜面夾持基板W之狀態。若將夾盤銷20自該狀態切換為打開狀態，則基板W之周端面一面沿保持槽51a之下側傾斜面被導引一面滑下，而基板W之周緣部下表面抵接於支持面52a。
如圖5A及圖5B所示，基座部50係於俯視時，與加熱器單元6之板本體60對向之緣部仿照板本體60之周緣形狀。即，支持部52具有於俯視時相較板本體60相對於旋轉中心位於更外方之側面52b。藉此，具有略小於基板W之圓形之加熱面6a之板本體60係於加熱器單元6上下移動時不會與夾盤銷20產生干涉。該非干涉位置關係於夾盤銷20為關閉狀態及打開狀態之任一狀態下均保持。即，於夾盤銷20為關閉狀態時及打開狀態時，支持部52之側面52b於俯視時均與加熱器單元6之加熱面6a向外方隔開。藉此，加熱器單元6不管夾盤銷20為關閉狀態還是打開狀態，均可使加熱面6a通過側面52b之內側並且進行升降。
基板W之直徑為例如300mm，板本體60之上表面之直徑為例如294mm。因此，加熱面6a與基板W之下表面之包含中央區域及周緣區域之大致整個區域對向。以如下狀態配置支持部52，即，於夾盤銷20之關閉狀態及打開狀態之任一狀態下，均於加熱面6a之外周緣之外側確保有既定之微小間隔(例如2mm)以上之間隔。
固持部51以如下方式構成，即，於夾盤銷20之關閉狀態下，以其內側緣於板本體60之外周緣之外側確保有既定之微小間隔(例如2mm)以上之間隔之狀態定位。因此，加熱器單元6 於夾盤銷20之關閉狀態及打開狀態之任一狀態下，均可使加熱面6a於固持部51之內側上下，並上升至與基板W之下表面接觸為止。
夾盤轉動軸線55位於俯視時以旋轉軸線A1(參照圖2及圖3)為中心且半徑較加熱面6a之半徑小之圓周上。
圖6A係用於說明第1移動噴嘴11之構成例之縱剖面圖(圖6B之VIA-VIA剖面圖)。又，圖6B為其俯視圖，圖6C為其側視圖，圖6D為其仰視圖。於圖6C中，將沿圖6B之箭頭VIC之方向觀察所得之構成切除一部分而表示。
第1移動噴嘴11係具有複數個吐出口之流體噴嘴。第1移動噴嘴11具有線狀流吐出口81，該線狀流吐出口81沿著與基板W之主面垂直地配置之中心軸線70，呈與基板W之主面垂直之直線狀吐出流體(本實施形態中為惰性氣體)。進而，第1移動噴嘴11具有沿著與中心軸線70垂直之平面朝中心軸線70之周圍呈放射狀吐出流體(本實施形態中為惰性氣體)的第1平行流吐出口82。又，第1移動噴嘴11係於第1平行流吐出口82之下方具有沿著與中心軸線70垂直之平面朝中心軸線70之周圍呈放射狀吐出流體(本實施形態中為惰性氣體)的第2平行流吐出口83。自線狀流吐出口81吐出之惰性氣體形成垂直地入射至基板W之主面之線狀氣流85。自第1平行流吐出口82吐出之惰性氣體形成與基板W之上表面平行且覆蓋基板W之上表面之第1平行氣流86。自第2平行流吐出口83吐出之惰性氣體於第1平行氣流86之下方形成與基板W之上表面平行且覆蓋基板W之上表面之第2平行氣流87。第1及第2平行氣流86、87合流而形成沿著基板W之上表面流動之層流。自線狀流吐出口81吐出之惰性氣體碰撞基板W之上表面之 後，形成沿著基板W之上表面呈放射狀流動之氣流。該氣流亦構成上述層流之一部分。
第1移動噴嘴11如圖6A中最清楚地表示般，包含內構成構件91、配置於該內構成構件91之外側之中間構成構件92、及配置於該中間構成構件92之外側之外構成構件93。
內構成構件91構成為大致圓柱狀，且於下端部具有朝外之凸緣部95。凸緣部95具有與中心軸線70垂直(即，與基板W之上表面平行)之上表面95a。又，凸緣部95具有與中心軸線70垂直(即，與基板W之上表面平行)之底面95b。於凸緣部95之內側，於內構成構件91之下端面形成有朝遠離基板W之上表面之方向凹陷之凹處96。凹處96形成為繞中心軸線70旋轉對稱之大致圓錐台形狀。
於內構成構件91之中央部，3根管36A、35、73與中心軸線70平行地自上表面91a貫通至凹處96。具體而言，貫通有惰性氣體供給管36A、有機溶劑供給管35、及藥液供給管73(圖2中省略圖示)。該等供給管36A、35、73之下端部配置於凹處96內。惰性氣體供給管36A之下端部構成線狀流吐出口81。有機溶劑供給管35之下端部構成於中心軸線70之附近朝向基板W之上表面吐出流體(本實施形態中，作為處理液之一種之有機溶劑)的中心吐出口71。藥液供給管73之下端部構成於中心軸線70之附近朝向基板W之上表面吐出流體(本實施形態中，作為處理液之一種之藥液)的藥液吐出口72。
惰性氣體供給管36A提供將內構成構件91之上端附近設為流體入口(第1流體入口)並使該流體入口與線狀流吐出口81 之間連通的流體路(第1流體路)。同樣地，有機溶劑供給管35提供將內構成構件91之上端附近設為流體入口(第5流體入口)並使該流體入口與中心吐出口71之間連通的流體路(第5流體路)。而且，藥液供給管73提供將內構成構件91之上端附近設為流體入口並使該流體入口與藥液吐出口72之間連通的流體路。
於內構成構件91之外周面，呈繞中心軸線70旋轉對稱之環狀地形成有肩部91b。於該肩部91b卡合有中間構成構件92。更具體而言，中間構成構件92形成為圓筒狀，且於其上端形成有朝內之凸緣部98。該凸緣部98卡合於肩部91b。又，於中間構成構件92之下端部形成有朝外之凸緣部99。凸緣部99具有與中心軸線70垂直(即，與基板W之上表面平行)之上表面99a。又，凸緣部99具有與中心軸線70垂直(即，與基板W之上表面平行)之底面99b。該底面99b與形成於內構成構件91之下端部之凸緣部95之上表面95a對向。藉此，於其等底面99b與上表面95a之間區劃有與中心軸線70垂直之第2平行流吐出口83。
於內構成構件91之外周面與中間構成構件92之內周面之間，呈筒狀地區劃有流體路100(第3流體路)。流體路100與結合於惰性氣體供給管36C之流體入口101(第3流體入口，參照圖6B及圖6C)及第2平行流吐出口83連通，藉此，使其等之間連通。於內構成構件91之外周面及中間構成構件92之內周面形成有凹凸，藉此，於流體路100形成有第1緩衝部102、第1狹窄路103、第2緩衝部104及第2狹窄路105。來自流體入口101之惰性氣體導入至第1緩衝部102並滯留，從而朝圓周方向擴散，進而，通過第1狹窄路103導入至第2緩衝部104並滯留，從而再次朝圓周方 向擴散。然後，第2緩衝部104內之惰性氣體通過第2狹窄路105而到達至第2平行流吐出口83。藉由利用第1及第2緩衝部102、104使惰性氣體均壓化，而第2平行流吐出口83可遍及全周以均等之流量及流速將惰性氣體呈放射狀吹出。
自中間構成構件92之上表面側被覆有外構成構件93。外構成構件93具有與中心軸線70正交之頂面部108。該頂面部108之下表面支持於中間構成構件92之上端面。於頂面部108形成有供內構成構件91貫通至上方之貫通孔109。外構成構件93係自頂面部108之上方插通形成於該頂面部108之插通孔110及形成於中間構成構件92之凸緣部98之插通孔111，並藉由螺合於內構成構件91之螺栓112而結合於內構成構件91。藉此，中間構成構件92同時由內構成構件91與外構成構件93夾持，從而內構成構件91、中間構成構件92及外構成構件93一體地結合。
於外構成構件93，於內部形成有相對於中心軸線70旋轉對稱之大致圓筒狀之空間。於該空間內收容有中間構成構件92。外構成構件93之底面93a沿著與中心軸線70垂直(即，與基板W之上表面平行)之平面，且與中間構成構件92之凸緣部99之上表面99a對向。藉此，於其等底面93a與上表面99a之間區劃有相對於中心軸線70垂直(即，與基板W之上表面平行)之第1平行流吐出口82。
於中間構成構件92之外周面與外構成構件93之內周面之間，呈筒狀地區劃有流體路120(第2流體路)。流體路120與結合於惰性氣體供給管36B之流體入口121(第2流體入口，參照圖6B及圖6D)及第1平行流吐出口82連通，藉此，使其等之間連通。 於中間構成構件92之外周面及外構成構件93之內周面(本實施形態中，主要為外構成構件93之內周面)形成有凹凸，藉此，於流體路120形成有第1緩衝部122、第1狹窄路123、第2緩衝部124及第2狹窄路125。來自流體入口121之惰性氣體導入至第1緩衝部122並滯留，從而朝圓周方向擴散，進而，通過第1狹窄路123導入至第2緩衝部124並滯留，從而再次朝圓周方向擴散。然後，第2緩衝部124內之惰性氣體通過第2狹窄路125而到達至第1平行流吐出口82。藉由利用第1及第2緩衝部122、124使惰性氣體均壓化，而第1平行流吐出口82可遍及全周以均等之流量及流速將惰性氣體呈放射狀吹出。
外構成構件93經由托架127而結合於第1噴嘴移動單元15之臂15b。
於外構成構件93之頂面部108配置有一對流體入口101。一對流體入口101配置於俯視時隔著中心軸線70對向之位置。於一對流體入口101，經由管接頭106結合有一對惰性氣體供給管36C。藉此，對筒狀之流體路100自以中心軸線70為中心隔開180度之角度間隔之2個部位導入惰性氣體。
內構成構件91之上部朝外構成構件93之上方突出，且自其上表面91a沿著中心軸線70插入有惰性氣體供給管36A、有機溶劑供給管35及藥液供給管73。於內構成構件91之上表面配置有保持供給管36A、35、40之管保持構件107。
於外構成構件93之側面配置有流體入口121。於流體入口121經由管接頭115而結合有惰性氣體供給管36B。藉此，可將來自惰性氣體供給管36B之惰性氣體經由流體入口121導入至 流體路120。
圖7係用於說明基板處理裝置1之主要部分之電氣構成之方塊圖。控制器3具備微電腦，依據既定之控制程式對設於基板處理裝置1之控制對象進行控制。更具體而言，控制器3構成為包含處理器(中央處理單元(CPU，Central Processing Unit))3A、及儲存有控制程式之記憶體3B，藉由處理器3A執行控制程式而執行用於基板處理之各種控制。尤其是，控制器3對搬送機械手IR、CR、旋轉驅動旋轉夾盤5之電動馬達23、第1噴嘴移動單元15、第2噴嘴移動單元16、加熱器通電單元64、使加熱器單元6升降之升降單元7、夾盤銷驅動單元25、閥類37、43、44、47、49等之動作進行控制。又，控制器3對使防護罩181、182、183升降之防護罩升降單元184、185、186之動作進行控制。進而，控制器3對第1~第3惰性氣體閥38A、38B、38C進行開閉控制。進而，控制器3控制質量流量控制器39A之開度而控制通過惰性氣體供給管36A之惰性氣體之流量。又，控制器3控制流量可變閥39B、39C之開度而控制通過惰性氣體供給管36B、36C之惰性氣體之流量。
圖8係用於說明利用基板處理裝置1進行之基板處理之一例之流程圖，主要表示藉由控制器3執行動作程式而實現之處理。未處理之基板W由搬送機械手IR、CR自載體C搬入至處理單元2，並交接給旋轉夾盤5(S1)。此時，控制器3係以防護罩181、182、183成為低於旋轉夾盤5之基板保持高度之上述第4狀態(埠口0，參照圖2D)之方式控制防護罩升降單元184、185、186。進而，控制器3以將加熱器單元6配置於下位置之方式控制升降單元7。又，控制器3以夾盤銷20成為打開狀態之方式控制夾盤銷驅動單 元25。於上述狀態下，搬送機械手CR將基板W交接給旋轉夾盤5。其後，基板W於被搬送機械手CR搬出之前保持於旋轉夾盤5(基板保持步驟)。基板W載置於打開狀態之夾盤銷20之支持部52(支持面52a)。其後，控制器3控制夾盤銷驅動單元25而將夾盤銷20設為關閉狀態。藉此，藉由複數個夾盤銷20之固持部51固持基板W。
搬送機械手CR退避至處理單元2外之後，開始藥液處理(S2)。於開始藥液處理之前，控制器3例如以成為防護罩181、182間之空間(埠口2)與基板W之周端面對向並於該埠口2承接自基板W藉由離心力飛出之藥液之狀態(上述第2狀態，參照圖2B)的方式，控制防護罩升降單元184、185、186。於上述狀態下，控制器3驅動馬達23而使旋轉基座21以既定之藥液旋轉速度旋轉。另一方面，控制器3控制第2噴嘴移動單元16，將第2移動噴嘴12配置於基板W之上方之藥液處理位置。藥液處理位置亦可為自第2移動噴嘴12吐出之藥液著液於基板W之上表面之旋轉中心的位置。然後，控制器3將藥液閥43打開。藉此，自第2移動噴嘴12朝向旋轉狀態之基板W之上表面供給藥液。所供給之藥液藉由離心力而遍佈基板W之整面。藉由離心力而朝基板W之外方排除之藥液被防護罩182接住，並自環狀承杯188導向排液配管190。
於固定時間之藥液處理後，將基板W上之藥液置換為DIW，藉此，執行用以自基板W上排除藥液之DIW淋洗處理(S3)。具體而言，控制器3將藥液閥43關閉而結束藥液處理之後，例如以成為防護罩181之內表面(埠口1)與基板W之周端面對向並於該埠口1承接自基板W藉由離心力飛出之藥液之狀態(上述第1狀態，參照圖2A)的方式，控制防護罩升降單元184、185、186。 然後，控制器3將DIW閥47打開。藉此，自DIW噴嘴10朝向旋轉狀態之基板W之上表面供給DIW。所供給之DIW藉由離心力而遍佈基板W之整面。藉由該DIW將基板W上之藥液沖走。於該期間，控制器3控制第2噴嘴移動單元16而使第2移動噴嘴12自基板W之上方退避至承杯8之側方。
於固定時間之DIW淋洗處理後，執行將基板W上之DIW置換為作為表面張力更低之處理液(低表面張力液)之有機溶劑的有機溶劑處理(S4)。藉由離心力而朝基板W之外方排除之DIW被防護罩181接住，並自環狀承杯187導向排液配管189。
控制器3控制第1噴嘴移動單元15而使第1移動噴嘴11移動至基板W之上方之有機溶劑淋洗位置。有機溶劑淋洗位置亦可為自設於第1移動噴嘴11之中心吐出口71(有機溶劑噴嘴：參照圖6C)吐出之有機溶劑(例如IPA)著液於基板W之上表面之旋轉中心的位置。
然後，控制器3將惰性氣體閥38B、38C打開。藉此，自第1移動噴嘴11之第1平行流吐出口82及第2平行流吐出口83，自基板W之中心朝向周緣，與基板W之上表面平行且呈放射狀地吐出惰性氣體。藉此，形成與基板W之上表面平行地流動之惰性氣體流即平行氣流86、87，利用該平行氣流86、87覆蓋基板W之上表面之整個區域(準確而言，俯視時為第1移動噴嘴11之外側區域)(上表面被覆步驟)。
於上述狀態下，控制器3將DIW閥47關閉而結束DIW淋洗處理，進而，例如以成為防護罩182、183間之空間(埠口3)與基板W之周端面對向並於該埠口3承接自基板W藉由離心力 飛出之DIW之狀態(上述第3狀態，參照圖2C)的方式，控制防護罩升降單元184、185、186。於上述狀態下，控制器3將有機溶劑閥37打開。藉此，自第1移動噴嘴11(中心吐出口71)朝向旋轉狀態之基板W之上表面供給有機溶劑(液體)。所供給之有機溶劑藉由離心力而遍佈基板W之整面，置換基板W上之DIW。藉此，於基板W之上表面形成有機溶劑之液膜(液膜形成步驟)。藉由離心力而朝基板W之外方排除之有機溶劑被防護罩183接住，並導向結合於排氣桶17之底部之排液配管173。
於有機溶劑處理中，控制器3控制升降單元7而使加熱器單元6朝向基板W上升，藉此，加熱基板W。又，控制器3使旋轉夾盤5之旋轉減速而使基板W之旋轉停止，且將有機溶劑閥37關閉而使有機溶劑之供給停止。藉此，設為於靜止狀態之基板W上支持有有機溶劑液膜之覆液狀態。藉由基板W之加熱而使與基板W之上表面接觸之有機溶劑之一部分蒸發，藉此，於有機溶劑液膜與基板W之上表面之間形成氣相層。將支持於其氣相層之狀態之有機溶劑液膜排除。
於排除有機溶劑液膜時，控制器3控制第1噴嘴移動單元15，以線狀流吐出口81位於基板W之旋轉軸線A1上之方式使第1移動噴嘴11移動。然後，控制器3將惰性氣體閥38A打開，而自線狀流吐出口81朝向基板W上之有機溶劑液膜呈直線狀吐出惰性氣體(垂直氣體吐出步驟)。藉此，於接受惰性氣體之吐出之位置、即基板W之中央，藉由惰性氣體將有機溶劑液膜排除，而於有機溶劑液膜之中央開設使基板W之表面露出之孔(液膜開口步驟)。藉由使該孔擴大，而將基板W上之有機溶劑朝基板W外排出 (液膜排除步驟)。於該液膜排除步驟之末期，控制器3控制防護罩升降單元184、185、186，而設為最上方之防護罩183成為低於基板W之高度之位置之狀態(上述第4狀態，參照圖2D)。藉此，基板W之周圍之氣流之方向產生變化，於基板W之周圍產生朝向最內側之防護罩181(埠口1)之下降氣流。藉由該下降氣流拖動基板W上表面外周部之有機溶劑液膜並將其朝基板W外排除。
以此方式結束有機溶劑處理之後，控制器3藉由使防護罩183上升而將防護罩182、183之間之空間(埠口3)打開，並以該空間與旋轉基座21之上表面對向之方式控制防護罩升降單元184、185、186(參照圖10F)。於該狀態下，控制器3控制電動馬達23而使基板W以乾燥旋轉速度高速旋轉。藉此，進行用以藉由離心力將掉落至旋轉基座21上之有機溶劑甩開之旋轉基座乾燥處理(S5：旋轉乾燥)。被甩開之有機溶劑被防護罩183接住，並自排液配管173排出。
其後，控制器3控制第1噴嘴移動單元15而使第1移動噴嘴11退避，進而，控制電動馬達23而使旋轉夾盤5之旋轉停止。又，控制器3控制升降單元7而將加熱器單元6控制至下位置。又，控制器3係以防護罩181、182、183成為低於旋轉夾盤5之基板保持高度之上述第4狀態(埠口0，參照圖2D)的方式，控制防護罩升降單元184、185、186。進而，控制器3控制夾盤銷驅動單元25而將夾盤銷20控制至打開位置。藉此，基板W從由夾盤銷20之固持部51固持之狀態成為載置於支持部52之狀態。其後，搬送機械手CR進入至處理單元2，自旋轉夾盤5抄取已處理之基板W，並朝處理單元2外搬出(S6)。該基板W自搬送機械手CR交 接給搬送機械手IR，並藉由搬送機械手IR而收容至載體C。
圖9係用於說明有機溶劑處理(圖8之S4)之詳情之時序圖。又，圖10A~圖10E係用於說明有機溶劑處理之各步驟之情況之圖解性剖面圖，圖10F係用於說明旋轉基座乾燥處理(圖8之S5)之情況之圖解性剖面圖。
有機溶劑處理包含有機溶劑淋洗步驟T1、有機溶劑覆液步驟T2、提昇加熱步驟T3、開孔步驟T4、擴孔步驟T5、及外周液去除步驟T6，依序執行該等。
有機溶劑淋洗步驟T1係一面使基板W旋轉(基板旋轉步驟)一面對基板W之上表面供給有機溶劑的步驟(處理液供給步驟、有機溶劑供給步驟、液膜形成步驟)。如圖10A所示，自第1移動噴嘴11之中心吐出口71向基板W之上表面供給有機溶劑(例如IPA)。此時，控制器3將防護罩181、182、183設為上述第3狀態，使防護罩182、183之間之空間(埠口3)與基板W之周端面對向(防護罩側方配置步驟)。又，控制器3將惰性氣體閥38B、38C打開。藉此，自第1移動噴嘴11之第1及第2平行流吐出口82、83呈放射狀吐出惰性氣體，而基板W之上表面由平行氣流86、87覆蓋(上表面被覆步驟)。來自第1及第2平行流吐出口82、83之惰性氣體之吐出較佳為於自中心吐出口71吐出有機溶劑之前開始。來自第1及第2平行流吐出口82、83之惰性氣體之吐出流量亦可設為例如合計為100升/分左右。
自中心吐出口71供給之有機溶劑受到離心力而自基板W之上表面之中心朝向外方，形成覆蓋基板W之上表面之液膜150。藉由液膜150覆蓋基板W之上表面整個區域，而DIW淋洗 處理(圖8之S3)中供給至基板W之上表面之DIW(其他處理液)全部置換為有機溶劑。由於基板W之上表面由惰性氣體之平行氣流86、87覆蓋，故而可抑制或防止自處理室內壁彈回之液滴或環境中之霧等附著於基板W之上表面。藉由離心力而朝基板W外排除之有機溶劑被防護罩183接住並排出。
於有機溶劑淋洗步驟T1之期間中，基板W藉由旋轉夾盤5而以有機溶劑淋洗處理速度(液體供給速度，例如300rpm左右)旋轉(液體供給速度旋轉步驟)。第1移動噴嘴11配置於基板W之旋轉中心之上方。有機溶劑閥37設為打開狀態，因此，自中心吐出口71吐出之有機溶劑(例如IPA)自上方朝向基板W之上表面之旋轉中心供給。夾盤銷20設為關閉狀態，而基板W由固持部51固持，並隨旋轉夾盤5一起進行旋轉。加熱器單元6係將位置控制為下位置之上方，於在下方與基板W之下表面隔開既定之微少距離(例如2mm)之接近位置配置其加熱面6a。藉此，基板W藉由來自加熱面6a之輻射熱而預熱(基板預熱步驟)。加熱器單元6之加熱面6a之溫度為例如150℃左右，且於面內均勻。第2移動噴嘴12退避至承杯8之側方之起始位置。藥液閥43及惰性氣體閥38A、38C、44控制為關閉狀態。
有機溶劑覆液步驟T2係如圖10B所示般使基板W之旋轉減速並停止而於基板W之表面形成並保持有機溶劑之較厚之液膜150的步驟。
於本例中，基板W之旋轉係自有機溶劑淋洗處理速度階段性地減速(減速步驟、逐步減速步驟、階段性地減速步驟)。更具體而言，基板W之旋轉速度自300rpm減速為50rpm並維持 既定時間(例如10秒)，其後，減速為10rpm並維持既定時間(例如10秒)，其後，減速為0rpm(停止)並維持既定時間(例如10秒)。另一方面，第1移動噴嘴11保持於旋轉軸線A1上，繼而，朝向基板W之上表面之旋轉中心自中心吐出口71吐出有機溶劑，且自第1及第2平行流吐出口82、83吐出惰性氣體而形成平行氣流86、87。來自中心吐出口71之有機溶劑之吐出係於有機溶劑覆液步驟T2之整個期間持續。即，即便基板W停止，亦持續吐出有機溶劑。藉由如此般於自基板W之旋轉之減速至停止之整個期間持續供給有機溶劑，而不會產生於基板W之上表面之各部位處理液消失之情況。又，藉由在基板W之旋轉已停止後亦持續供給有機溶劑，可於基板W之上表面形成較厚之液膜150。
加熱器單元6之位置為與有機溶劑淋洗步驟時相同之位置，且為加熱面6a於下方與基板W之下表面隔開既定之微少距離(例如2mm)之接近位置。藉此，基板W藉由來自加熱面6a之輻射熱而預熱(基板預熱步驟)。夾盤銷20係於基板W之旋轉停止後保持其停止狀態之期間，自關閉狀態切換為打開狀態。藉此，成為基板W之周緣部下表面由夾盤銷20之支持部52自下方支持之狀態，而固持部51自基板W之上表面周緣部離開，因此，基板W之上表面整個區域開放。第2移動噴嘴12保持於起始位置。
有機溶劑覆液步驟T2中之防護罩181、182、183之位置與有機溶劑淋洗步驟T1之情形相同。
提昇加熱步驟T3係如下步驟(加熱面接觸步驟)，即，如圖10C所示，於利用加熱器單元6使基板W提昇之狀態，即，使加熱面6a接觸基板W之下表面之狀態下，一面加熱基板W，一 面於基板W之上表面保持有機溶劑液膜150。
加熱器單元6自接近位置上升至上位置，並保持既定時間(例如10秒鐘)。於加熱器單元6上升至上位置之過程中，基板W自夾盤銷20之支持部52交接至加熱面6a，由加熱面6a(更具體而言為支持銷61，參照圖2)支持基板W(加熱器單元接近步驟、加熱器單元接觸步驟)。來自第1移動噴嘴11(中心吐出口71)之有機溶劑之吐出係於藉由加熱器單元6使基板W提昇而加熱器單元6到達至上位置之前持續進行。因此，加熱器單元6之加熱面6a接觸基板W之下表面而基於來自加熱面6a之熱傳導之基板W之快速加熱開始，對基板W賦予之熱量增加(熱量增加步驟)時，持續供給有機溶劑。藉此，避免因伴隨基板W之急遽升溫之有機溶劑之蒸發而於有機溶劑之液膜150於不特定之位置開孔。有機溶劑之供給係於加熱器單元6之加熱面6a接觸基板W之下表面後(熱量增加步驟之後)停止(供給停止步驟)。即，控制器3將有機溶劑閥37關閉而使來自中心吐出口71之有機溶劑之吐出停止。
旋轉夾盤5之旋轉為停止狀態，第2移動噴嘴12位於起始位置，且惰性氣體閥44為關閉狀態。第1移動噴嘴11(中心吐出口71)位於基板W之旋轉中心之上方。
於有機溶劑之供給停止後，加熱器單元6保持於上位置。供給至基板W之有機溶劑被供給至中心之新的有機溶劑朝外周側推擠，於其過程中，利用來自經加熱器單元6加熱之基板W之上表面之熱加熱而升溫。於持續供給有機溶劑之期間，基板W之中央區域之有機溶劑之溫度相對較低。因此，藉由使有機溶劑之供給停止並保持加熱器單元6之接觸狀態，而可使基板W之中央 區域之有機溶劑升溫。藉此，可使支持於基板W之上表面之有機溶劑之液膜150之溫度均勻化。
於接受來自基板W之上表面之熱之有機溶劑液膜150，於與基板W之上表面之界面產生蒸發。藉此，於基板W之上表面與有機溶劑液膜150之間產生由有機溶劑之氣體形成之氣相層。因此，有機溶劑液膜150成為於基板W之上表面之整個區域支持於氣相層上之狀態(氣相層形成步驟)。
開孔步驟T4係如下步驟(垂直氣體吐出步驟、開孔步驟)，即，如圖10D所示，自第1移動噴嘴11之線狀流吐出口81朝向基板W之中心垂直地以小流量(第1流量，例如3升/分)吹送惰性氣體(例如氮氣)之線狀氣流85，於有機溶劑液膜150之中央部開設較小之孔151而使基板W之上表面之中央部露出。該開孔步驟T4與提昇加熱步驟T3並行地執行。由於線狀氣流85為小流量，故而可於有機溶劑液膜150開設較小之孔151時防止或抑制有機溶劑液膜150中之液體飛濺。基板W之旋轉仍為停止狀態，因此，對靜止狀態之基板W上之液膜150進行開孔步驟。將於有機溶劑液膜150之中央部開孔之狀態之俯視圖示於圖11A。為了明瞭化，而於圖11A中，對有機溶劑液膜150標註斜線而表示。
更具體而言，控制器3一面使來自第1及第2平行流吐出口82、83之惰性氣體之吐出持續進行，一面控制第1噴嘴移動單元15，使第1移動噴嘴11下降至中心下位置(接近位置)，而使第1移動噴嘴11靠近基板W。藉此，自第1及第2平行流吐出口82、83吐出之惰性氣體所形成之平行氣流86、87靠近基板W之上表面。又，控制器3將惰性氣體閥38A打開，且控制質量流量 控制器39A，藉此，自線狀流吐出口81以小流量吐出惰性氣體。此時，加熱器單元6之加熱面6a接觸基板W之下表面，基板W仍然藉由加熱器單元6而提昇，基於加熱器單元6之接觸加熱持續進行。
另一方面，藉由基於惰性氣體之開孔而液膜150開始朝外方移動時，液膜150逐漸朝基板W之外方移動。
更具體而言，於被開孔而失去液膜150之中央區域，與存在液膜150之其周圍之區域相比，基板W之溫度迅速上升。藉此，於孔151之周緣於基板W內產生較大之溫度梯度。即，孔151之周緣之內側為高溫，而其外側為低溫。藉由該溫度梯度，而支持於氣相層上之有機溶劑液膜150開始朝向低溫側、即外方移動，藉此，有機溶劑液膜150之中央之孔151逐漸擴大。
如此，可利用藉由基板W之加熱而產生之溫度梯度將基板W上之有機溶劑液膜150朝基板W外排除(液膜排除步驟、加熱排除步驟、液膜移動步驟)。更具體而言，於基板W之上表面，形成有圖案之區域內之液膜150可藉由基於溫度梯度之有機溶劑之移動而排除。
由於在藉由吹送惰性氣體而於基板W之旋轉中心形成孔151之前持續加熱基板W，故而當形成孔151時，孔151開始不停止地擴大。
擴孔步驟T5係如下步驟(液膜排除步驟、氣體流量增加步驟、氣體排除步驟、液膜移動步驟)，即，如圖10E所示，使第1移動噴嘴11上升至中心上位置，並且使自線狀流吐出口81吐出之惰性氣體之流量增量，朝向基板W之中心吹送大流量(第2流 量，例如30升/分)之惰性氣體，藉由惰性氣體使有機溶劑液膜150之中央之孔151進一步擴大。擴孔步驟T5與提昇加熱步驟T3並行地執行。
控制器3控制質量流量控制器39A，使供給至第2移動噴嘴12之惰性氣體之流量增加。與流量之增加對應地，流速亦增加。藉由惰性氣體流量之增加而已移動至基板W之上表面之外周區域之液膜150被進一步推擠至基板W外。基板W之旋轉保持為停止狀態。又，控制器3控制第1噴嘴移動單元15，使第1移動噴嘴11上升至中心上位置。
具體而言，於藉由溫度梯度而孔151逐漸擴大之過程中，使惰性氣體之流量進一步增加，藉此，可避免液膜150之移動停止而使液膜150持續朝向基板W外方之移動。若僅為利用溫度梯度之有機溶劑液膜150之移動，則有於基板W之上表面之周緣區域液膜150之移動停止之虞。因此，可藉由使惰性氣體之流量增加而輔助液膜150之移動。
但是，即便如此，仍有如圖11B所示般於基板W之上表面之外周部液膜150之移動停止之虞。因此，於本實施形態中，執行外周液去除步驟T6(氣流方向變更步驟)。外周液去除步驟T6與提昇加熱步驟T3並行地執行。
於提昇加熱步驟T3中，於外周液去除步驟T6之前之期間，防護罩181、182、183之位置與有機溶劑淋洗步驟T1及有機溶劑覆液步驟T2之情形相同。即，防護罩181、182、183為上述第3狀態，防護罩182、183之間之空間(埠口3)與基板W之周端面對向。此時，防護罩183之上端位於較基板W更上方。
於外周液去除步驟中，如圖10E所示，使惰性氣體之流量增加(例如逐漸增加至80升/分)，另一方面，使防護罩183下降至下位置(防護罩相對位置變更步驟)。下位置係指防護罩183之上端與基板W相同或者較基板W低之位置。即，控制器3藉由控制防護罩升降單元184、185、186而將防護罩181、182、183控制為上述第4狀態(埠口0)。藉此，基板W之外周部之氣流之方向產生變化。如此，使防護罩181、182、183上下移動之防護罩升降單元184、185、186作為使基板W之外周部之氣流之方向變化之氣流方向變更單元發揮功能。
具體而言，於防護罩181、182、183為第3狀態(參照圖2C、圖10D)時，防護罩183之接液部196之中央部與基板W之周端面對向，防護罩183之上端位於基板W之上方。此時，沿著圖2C所示之排氣路徑303將防護罩183之內部(基板W側)之空間排氣(排氣步驟)，因此，於基板W之周端面附近，基板W之附近之環境被抽吸至防護罩183內。由於防護罩183之上端位於基板W之上方，故而基板W之外周部附近之氣流之主要之流動方向(平均流動方向)為與基板W平行之方向(水平方向)或者為具有朝向上方之成分之方向即第1方向D1(參照圖10D)。
於防護罩183下降而成為下位置(防護罩下降步驟)，從而防護罩181、182、183成為上述第4狀態時(參照圖2D、圖10E)，防護罩183之上端位於基板W之周端面之下方。此時，沿著圖2D所示之排氣路徑304將防護罩183之內部(基板W側)之空間排氣(排氣步驟)，因此，藉由防護罩181之開口(埠口1)而抽吸基板W之周圍之氣體。因此，基板W之周端面附近之氣流形成以將基板W之 周端面捲入之方式朝向下方之氣流。此時，基板W之外周部附近之氣流之主要之流動方向(平均流動方向)為包含向下之成分之第2方向D2(參照圖10E)。基板W上表面之外周部之液膜150被包含向下之成分之第2方向D2之氣流拖動而移動，並朝基板W之外方拽下。藉此，可抑制或防止於基板W之外周部液膜150之移動停滯，並且可自基板W之上表面之整個區域排除有機溶劑液膜150。
將該狀態保持足以將有機溶劑液膜150全部排除之既定時間。其後，控制器3控制防護罩升降單元184、185、186，將防護罩181、182、183設為上述第3狀態(參照圖2C、圖10F)。更準確而言，圖10F之狀態不同於上述第3狀態，以防護罩182、183之間之空間(埠口3)成為與旋轉基座21之上表面對應之高度的方式控制防護罩181、182、183之高度。更準確而言，於圖10F中，防護罩182、183之間之空間(埠口3)自側方與基板W之周端面及旋轉基座21之上表面對向。另一方面，使加熱器單元6下降而自加熱面6a將基板W交接給夾盤銷20之支持部52。其後，將夾盤銷20設為關閉狀態，而由其固持部51固持基板W。直至此時，停止自線狀流吐出口81供給惰性氣體。
控制器3於外周液去除步驟T6之期間亦將惰性氣體閥38B、38C保持為打開狀態，因此，基板W之上表面由自第1及第2平行流吐出口82、83吐出之惰性氣體所形成之平行氣流86、87覆蓋。因此，可抑制或防止液滴或霧等異物附著於基板W之上表面，並且可將基板W上之液膜150排除。
藉由旋轉夾盤5保持基板W之後，如圖10F所示，執行旋轉乾燥步驟T7(旋轉基座乾燥處理，圖8之S5)。持續自第1 平行流吐出口82及第2平行流吐出口83吐出惰性氣體。藉此，基板W之上表面由與基板W之上表面平行之2層惰性氣體氣流覆蓋。於該狀態下，控制器3使旋轉夾盤5之旋轉加速至高速之乾燥旋轉速度(例如800rpm)。藉此，可藉由離心力將在此之前之步驟中掉落至旋轉基座21之上表面之有機溶劑甩開。由於基板W之上表面由惰性氣體氣流覆蓋，故而可避免朝周圍飛散並彈回之液滴或周圍之霧附著於基板W之上表面。自旋轉基座21朝外方飛出之液滴被防護罩183之接液部196接住，並導向排液配管173而排出。
於旋轉乾燥步驟T7之後，使旋轉夾盤5之旋轉停止。又，將惰性氣體閥38B、38C關閉，而停止自第1平行流吐出口82及第2平行流吐出口83吐出惰性氣體。而且，第1移動噴嘴11移動至起始位置。其後，控制器3將防護罩181、182、183控制為上述第4狀態(參照圖2D)，並且將夾盤銷20設為打開狀態，藉由搬送機械手CR將已處理之基板W自處理單元2搬出。
圖12A及圖12B係用於說明基板W之表面之氣相層之形成的圖解性剖面圖。於基板W之表面形成有微細之圖案161。圖案161包含形成於基板W之表面之微細之凸狀之構造體162。構造體162亦可包含絕緣體膜，還可包含導體膜。又，構造體162亦可為將複數個膜積層而成之積層膜。於線狀之構造體162鄰接之情形時，於其等之間形成槽(groove)。於該情形時，亦可為構造體162之寬度W1為10nm~45nm左右，且構造體162彼此之間隔W2為10nm~數μm左右。構造體162之高度T亦可為例如50nm~5μm左右。於構造體162為筒狀之情形時，於其內部形成孔。
於有機溶劑覆液步驟T2中，如圖12A所示，形成於 基板W之表面之有機溶劑液膜150充滿圖案161之內部(鄰接之構造體162之間之空間或筒狀之構造體162之內部空間)。
於提昇加熱步驟T3中，藉由加熱器單元6之加熱面6a接觸基板W而基板W有效率地進行加熱，成為較有機溶劑之沸點(IPA之情形時為82.4℃)高既定溫度(例如10~50℃)之溫度。藉此，與基板W之表面接觸之有機溶劑蒸發，產生有機溶劑之氣體，而如圖12B所示，形成氣相層152。氣相層152充滿圖案161之內部，進而，到達至圖案161之外側，於較構造體162之上表面162A更上方形成與有機溶劑液膜150之界面155(氣液界面)。於該界面155上支持有有機溶劑液膜150。於該狀態下，有機溶劑之液面未與圖案161接觸，因此，不會產生因有機溶劑液膜150之表面張力引起之圖案坍塌。
因基板W之加熱而有機溶劑蒸發時，液相之有機溶劑瞬間自圖案161內排出。而且，液相之有機溶劑支持於所形成之氣相層152上，而與圖案161相隔。如此，有機溶劑之氣相層152介存於圖案161之上表面(構造體162之上表面162A)與有機溶劑液膜150之間，並支持有機溶劑液膜150。
若如圖12C所示，於自基板W之上表面浮起之有機溶劑液膜150產生龜裂153，則於乾燥後成為水印等缺陷之原因，而且，有液膜150之舉動變得不穩定而導致圖案坍塌之虞。因此，於本實施形態中，於使基板W之旋轉停止後使有機溶劑之供給停止，於基板W上形成較厚之有機溶劑液膜150，而避免產生龜裂。於使加熱器單元6接觸基板W時，基板W之旋轉停止，因此，液膜150不會因離心力而分裂，因此可避免於液膜150產生龜裂。進 而，調節加熱器單元6之輸出，使得有機溶劑之蒸氣不戳破液膜150而吹出，藉此，避免產生龜裂。
於在氣相層152上支持有有機溶劑液膜150之狀態下，作用於有機溶劑液膜150之摩擦阻力小至可視為零之程度。因此，若與基板W之上表面平行之方向之力施加於有機溶劑液膜150，則有機溶劑液膜150簡單地移動。於本實施形態中，於有機溶劑液膜150之中央開孔，藉此，藉由孔151之緣部之溫度差而產生有機溶劑之流動，且藉由自線狀流吐出口81吹出之惰性氣體自內部將液膜150擠出，藉此，使支持於氣相層152上之有機溶劑液膜150移動。進而，於使孔151擴大之過程中，使防護罩183下降，藉此，基板W之周端面附近之氣流之方向變化為向下(第2方向D2，參照圖10E)。藉由該向下之氣流，而產生將液膜150拽下之力。藉此，可抑制或防止基板W之外周之液膜150之停滯，從而可抑制或防止液膜150之移動於中途停止，並且可將整個液膜150保持塊狀態地排除至基板W外。
如上所述，根據本實施形態，於DIW淋洗處理之後，利用有機溶劑置換基板W之表面之DIW，形成覆蓋基板W之上表面整個區域之有機溶劑液膜150。一面維持該有機溶劑液膜150覆蓋基板W之上表面整個區域之狀態，一面使基板W之旋轉減速並停止。而且，於基板W之旋轉停止，進而，加熱器單元6接觸基板W之下表面之前，持續供給有機溶劑，其後，使有機溶劑之供給停止。藉此，於基板W之上表面形成有機溶劑之較厚之液膜150，且即便於基於加熱器單元6之接觸之基板W之急遽之升溫時，亦不會於其液膜150產生龜裂。如此，一面始終維持有機溶劑液膜150 覆蓋基板W之上表面之狀態，一面藉由加熱器單元6對基板W之加熱，於基板W之上表面與液膜150之間遍及基板W之上表面整個區域形成有機溶劑之氣相層152。氣相層152充滿基板W之表面之圖案之內部，且於圖案之上表面之上方具有與液膜150之界面。因此，於圖案內不存在有機溶劑之液面，故而圖案未受到表面張力。由此，藉由在支持於氣相層152之狀態下將液膜150排除至基板W外，可抑制或防止圖案之坍塌。
於本實施形態中，於排除液膜150時，朝向其中央沿與基板W之上表面垂直之方向吐出惰性氣體之線狀氣流85，藉此，形成一個孔151。該一個孔151藉由基於溫度梯度及大流量惰性氣體供給之液膜150之移動而朝外方擴展。此時，由於基板W之旋轉停止，故而液膜150保持較大之厚度不會分裂地於氣相層152上朝基板W之外方移動，而排除至基板W外。由於除溫度梯度以外亦藉由大流量惰性氣體供給而輔助液膜150之移動，故而液膜150之移動不會於中途停止，不會產生有機溶劑返回至基板W之內部而於圖案內形成其液面之情況。藉此，可避免排除有機溶劑液膜150之過程中之圖案坍塌。
進而，推擠至外周區域之液膜150被藉由防護罩183之下降而方向已變化之氣流朝基板W外拖動，從而可一面抑制或防止停滯一面朝基板W外排除。藉此，自基板W之表面將液膜150完全排除。於該期間，加熱器單元6之加熱面6a仍然與基板W之背面接觸，因此，可於確實地保持氣相層152之狀態下將液膜150之全部排除至基板W外。而且，由於基板W之旋轉停止，故而可抑制因液膜150與環境之熱交換而導致液膜150及基板W之溫度 降低。藉此，亦確實地保持氣相層152。進而，無須將向基板W之上表面吹送之惰性氣體之流量增多至擔心液膜150或基板W之溫度降低之程度。藉此，亦可抑制液膜150及基板W之溫度降低而確實地保持氣相層152。
又，由於使加熱器單元6之加熱面6a接觸基板W而進行加熱，故而可使基板W之溫度迅速上升，相應於此，可於基板W上迅速形成氣相層152。藉此，可縮短有機溶劑之氣液界面與基板W上之微細圖案接觸之時間，因此，可進一步抑制微細圖案之坍塌。而且，可縮短加熱時間，因此，可提昇生產性。
有機溶劑液膜150於形成氣相層152之前保持覆蓋基板W之上表面整個區域之狀態，其後，若開始自基板W上排除，則既不分裂亦不停止地導向基板W之外方。藉此，可有效地抑制或防止基板W上之圖案之坍塌，並且可將基板W上之液體成分排除。
又，於有機溶劑之吐出開始前自第1及第2平行流吐出口82、83吐出惰性氣體，藉此，形成覆蓋基板W之上表面之平行氣流86、87。藉此，可避免彈回之液體或環境中之霧附著於基板W之表面，並且可進行有機溶劑之液膜150之形成及其排除。藉此，可實現高品質之基板處理。
又，於本實施形態中，可藉由變更用以承接有機溶劑之防護罩183之位置而變更基板W之外周部附近之氣流之方向。因此，無須設置用以變更氣流之方向之專用之零件。而且，用以承接自旋轉之基板W排除之處理液之防護罩183與基板W之周端面之整體對向，因此，藉由使防護罩183上下移動，可遍及基板W 之周圍之全周同樣地變更氣流之方向。藉此，可更確實地避免基板W之外周部之有機溶劑之停滯。
又，於本實施形態中，將有機溶劑朝基板W外排除時，使防護罩183之上端高度下降至基板W之高度以下之高度。藉此，可形成自基板W之周端面朝向下方之氣流，因此，可將有機溶劑液膜150自基板W之上表面拽下。藉此，可利用氣流及重力更有效地避免液膜150停滯於基板W之外周部。
又，於本實施形態中，藉由使防護罩183下降進行之氣流方向之變更係與惰性氣體之流量增加並行地執行。藉此，可更確實地抑制基板W上之液膜150之移動停止。
又，於本實施形態中，藉由使防護罩183下降進行之氣流方向之變更係於惰性氣體流量之增加開始之後開始。藉此，於有機溶劑大體上排除而孔151擴大至基板W之外周部之狀態下，氣流之方向變更，而對殘留於基板W上表面之外周部之液膜150有效地作用方向已改變之氣流。藉此，可更確實地抑制有機溶劑液膜150之移動停止。
又，於本實施形態中，藉由使防護罩183下降進行之氣流方向之變更於在有機溶劑之液膜150開設孔151之後執行。藉此，可避免因氣流作用於液膜150之力而導致液膜150分裂，可藉由氣流使孔151擴大並且將液膜150排除。如此，可避免液膜150之分裂並且可確實地抑制液膜150之移動停止。
又，於本實施形態中，將第1移動噴嘴11配置於接近基板W之上表面之中心下位置(接近位置)而自該第1移動噴嘴11吐出惰性氣體，藉此於液膜150開設孔151。而且，於使該孔151 擴大時，第1移動噴嘴11上升至中心上位置(氣體排除位置)，自其中心上位置吐出惰性氣體。藉此，可藉由在接近基板W之位置吐出惰性氣體而利用小流量之惰性氣體於液膜150開設孔151。藉此，可避免於開孔步驟T4中氣相層152消失。另一方面，於使孔151擴大時，自遠離基板W之中心上位置(氣體排除位置)吐出惰性氣體。藉此，即便使惰性氣體之流量增多，亦可抑制氣相層152消失，因此，可藉由惰性氣體輔助氣相層152上之液膜150之移動。
圖13A及圖13B係用於說明本發明之其他實施形態之處理單元之構成的圖解性剖面圖，表示氣流方向變更步驟之其他例。於該構成例中，設置有2個防護罩221、222。防護罩221之內部之空間經由排氣管223排氣，防護罩222之內部之空間經由排氣管224排氣。排氣管223、224經由排氣切換單元225結合於主排氣管226。排氣切換單元225包含例如閥。主排氣管226連接於工廠之排氣設備(未圖示)。排氣管223、224及主排氣管226包含於將防護罩221、222之內部排氣之排氣單元。
排氣切換單元225將排氣管223、224擇一地連接於主排氣管226。藉此，基板W之環境之排氣路徑於通過防護罩221、222之間之排氣路徑231與通過防護罩221之內側之排氣路徑232之間切換。
於圖13A中表示如下狀態，即，使防護罩221、222之間之空間與基板W之周端面對向，且使排氣管224與主排氣管226連通。此時，基板W之外周部之附近之氣流之主要之流動方向(平均流動方向)係自基板W之周端面朝向防護罩221之接液面222a之第1方向D11，為例如大致水平。
另一方面，於圖13B中表示如下狀態，即，將防護罩221、222之配置設為與圖13A之情形相同，另一方面，使排氣管223與主排氣管226連通。此時，基板W之外周部之附近之氣流之主要之流動方向(平均流動方向)係自基板W之周端面朝向下方之第2方向D12。藉由沿該第2方向D12流動之氣流而將基板W之外周部之液膜150朝基板W之外方拖動並使其流下。
如此，於本實施形態中，並不變更防護罩221、222之位置，而藉由排氣路徑之切換而變更基板W之外周部附近之氣流之流動方向。於本實施形態中，於切換排氣路徑後，防護罩222亦以自側方覆蓋基板W之周端面之方式配置，因此，有可於保護基板W之附近之狀態下進行處理之優點。於本實施形態中，排氣切換單元225作為使基板W之外周部之氣流之方向變化之氣流方向變更單元發揮功能。
以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明亦可以進而其他之形態實施。例如，於上述實施形態中，於提昇加熱步驟T3之末期變更基板W外周附近之氣流之方向而執行外周液去除步驟T6。但是，於基板W之旋轉停止後，不對基板W上之液膜150作用離心力，因此，無須利用防護罩183承接液體，故而亦可使防護罩183下降。因此，例如，亦可於自基板W之旋轉停止之時間點(圖9之例中為有機溶劑覆液步驟T2之中途)至液膜150之孔151擴大至基板W之外周部之時間點之任意之時點使防護罩183下降而變更基板W外周部附近之氣流之方向。
又，於上述第1實施形態中，以防護罩183之上端低於基板W之方式使防護罩183下降而執行外周液去除步驟T6。但 是，下位置上之防護罩183之上端亦可為與基板W相同之高度或者較基板W更靠上方。藉由使防護罩183自某位置下降，而基板W之外周部附近之氣流之方向相較防護罩183之下降前之方向朝下。藉由此種氣流方向之變更，而作用於基板W外周部之液膜150之力變大，因此，可使液膜150朝向基板W之外方移動。變更方向後之氣流之方向並非必須為相對於水平面朝向下方側之方向，亦可為水平方向，還可為相較水平方向朝向上方側之方向。但是，方向變更後之氣流之方向為相對於水平面朝向下方側之方向之情形時，藉由氣流將液膜150拽下之力變強。
又，於上述實施形態中，於基於氣流方向之變更之外周液去除步驟T6中，加熱器單元6之加熱面6a接觸基板W。但是，亦可使加熱器單元6相對於基板W為非接觸狀態而執行外周液去除步驟T6。於該情形時，亦可利用旋轉夾盤5保持基板W並使基板W以液膜150不朝周圍飛散之程度之低速旋轉。
又，於上述第1實施形態中，藉由使防護罩183相對於基板W下降而變更氣流方向，但例如亦可不改變防護罩183之高度而使加熱器單元6上升而變更基板W之高度。例如，可藉由使基板W上升至較防護罩183之上端高之位置而使基板W之外周部之氣流之方向朝下。
又，作為惰性氣體，除氮氣以外，亦可採用潔淨空氣其他惰性氣體。進而，處理對象之基板無須為圓形，亦可為矩形之基板。又，可使用之有機溶劑除IPA以外，亦可例示甲醇、乙醇、丙酮、氫氟醚(HEF，hydrofluoroether)。該等均為表面張力較水(DIW)小之有機溶劑。
對本發明之實施形態進行了詳細說明，但該等僅是用以使本發明之技術內容明確之具體例，本發明不應限定於該等具體例進行解釋，本發明之範圍僅由隨附之申請專利範圍限定。
本申請案與於2016年3月31日向日本專利廳提出之日本專利特願2016-072093號對應，且本申請之所有揭示以引用之形式併入於本文中。

Claims (13)

  1. 一種基板處理方法，其包含：液膜形成步驟，其係對保持水平之基板之上表面供給處理液而形成覆蓋上述基板之上表面整個區域之處理液之液膜；氣相層形成步驟，其係藉由基板加熱單元加熱上述基板而使與上述基板之上表面接觸之處理液蒸發，於上述基板之上表面與上述處理液之間形成氣相層，而於上述氣相層上保持上述液膜；氣體排除步驟，其係於形成上述氣相層之後，向上述基板之上表面之上述液膜吹送氣體而將處理液局部排除，藉此，於上述液膜開孔，進而，使上述孔朝向基板之外周擴大，於上述氣相層上使上述液膜移動，藉此，將構成上述液膜之處理液朝上述基板外排除；以及氣流方向變更步驟，其係於上述基板之外周部附近將朝向該基板之外方流動之氣流之方向自第1方向變更為相較該第1方向朝向下方之第2方向，藉此，促進上述基板之外周部之上述液膜之移動而促使上述液膜朝上述基板外排除。
  2. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述第2方向包含相較水平方向朝向下方之成分。
  3. 如請求項1或2之基板處理方法，其包含：基板旋轉步驟，其使上述基板旋轉；防護罩側方配置步驟，其於藉由上述基板旋轉步驟而旋轉之基板之側方，配置承接自上述基板排除至外方之處理液之防護罩；以及排氣步驟，其將上述防護罩之內部排氣；上述氣流方向變更步驟包含防護罩相對位置變更步驟，該防護罩 相對位置變更步驟係於結束上述基板旋轉步驟而基板之旋轉已停止之狀態下，一面持續上述排氣步驟，一面使上述防護罩相對於基板相對地上下移動。
  4. 如請求項3之基板處理方法，其中，上述防護罩相對位置變更步驟包含使防護罩之上端高度下降至基板之高度以下之高度的防護罩下降步驟。
  5. 如請求項1或2之基板處理方法，其中，上述基板加熱單元包含具有可與基板之下表面接觸、分離地配置之加熱面的加熱器單元，上述氣相層形成步驟包含使上述加熱器單元之加熱面接觸上述基板之下表面之加熱面接觸步驟，且持續進行上述加熱面接觸步驟直至自上述基板之表面排除上述處理液之液膜為止。
  6. 如請求項1或2之基板處理方法，其中，上述氣體排除步驟包含增加上述氣體之流量之氣體流量增加步驟。
  7. 如請求項6之基板處理方法，其中，上述氣流方向變更步驟與上述氣體流量增加步驟並行地執行。
  8. 如請求項6之基板處理方法，其中，上述氣流方向變更步驟於上述氣體流量增加步驟開始之後開始。
  9. 如請求項1或2之基板處理方法，其中，上述氣流方向變更步驟於上述處理液之液膜開孔之後執行。
  10. 如請求項1或2之基板處理方法，其中，上述氣體排除步驟包含如下步驟：將吐出上述氣體之噴嘴配置於接近基板之上表面之接近位置並自上述噴嘴吐出上述氣體，藉此，於上述液膜開孔；以及 針對上述噴嘴將上述噴嘴配置於相較上述接近位置更上方之氣體排除位置，並自上述噴嘴吐出上述氣體，藉此，使上述孔擴大。
  11. 一種基板處理裝置，其包含：基板保持單元，其將基板保持為水平；處理液供給單元，其對保持於上述基板保持單元之基板之上表面供給處理液；基板加熱單元，其對保持於上述基板保持單元之基板進行加熱；氣體供給單元，其朝向保持於上述基板保持單元之基板吹送氣體；氣流方向變更單元，其於保持於上述基板保持單元之基板之外周部附近將朝向該基板之外方流動之氣流之方向自第1方向變更為相較該第1方向朝向下方之第2方向；以及控制器，其對上述處理液供給單元、上述基板加熱單元、上述氣體供給單元及上述氣流方向變更單元進行控制；上述控制器構成為執行：液膜形成步驟，其係自上述處理液供給單元對保持於上述基板保持單元之基板之上表面供給處理液，藉此，形成覆蓋上述基板之上表面整個區域之處理液之液膜；氣相層形成步驟，其係藉由上述基板加熱單元加熱基板而使與上述基板之上表面接觸之處理液蒸發，於上述基板之上表面與上述處理液之間形成氣相層，而於上述氣相層上保持上述液膜；氣體排除步驟，其係於形成上述氣相層之後，自上述氣體供給單元向上述液膜吹送氣體而將處理液局部排除，藉此，於上述液膜開孔，進而，使上述孔朝向基板之外周擴大，於上述氣相層上使上述液膜移動，藉此，將構成上述液膜之處理液朝上述基板外排除；以及氣流方向變更步 驟，其係藉由上述氣流方向變更單元將上述基板之外周部附近之氣流之方向自上述第1方向變更為上述第2方向，藉此，促進上述基板之外周部之上述液膜之移動，而促使上述液膜朝上述基板外排除。
  12. 如請求項11之基板處理裝置，其進而包含：基板旋轉單元，其使保持於上述基板保持單元之基板旋轉；防護罩，其配置於保持於上述基板保持單元之基板之側方，承接藉由上述基板之旋轉而自基板朝側方飛散之液體；以及排氣單元，其將上述防護罩之內部排氣；上述氣流方向變更單元包含防護罩相對位置變更單元，該防護罩相對位置變更單元係使上述防護罩相對於保持於上述基板保持單元之基板相對地上下移動，而變更上述基板與上述防護罩之相對位置。
  13. 如請求項11或12之基板處理裝置，其中，上述基板加熱單元包含具有可與保持於上述基板保持單元之基板之下表面接觸、分離地配置之加熱面的加熱器單元，上述控制器以如下方式構成，即，於上述氣相層形成步驟中，執行使上述加熱器單元之加熱面接觸上述基板之下表面之加熱面接觸步驟，且持續進行上述加熱面接觸步驟直至自上述基板之表面排除上述處理液之液膜為止。
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