TWI686891B

TWI686891B - 基板處理裝置及基板處理方法

Info

Publication number: TWI686891B
Application number: TW107138388A
Authority: TW
Inventors: 井上正史; 藤木博幸; 深津英司
Original assignee: 日商斯庫林集團股份有限公司
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2020-03-01
Also published as: JP6894830B2; WO2019107048A1; JP2019102482A; TW201926508A

Abstract

本發明之課題在於提供可精度良好地計測腔室內之環境氣體所包含之既定種類之氣體之濃度的基板處理裝置。並且，提供可精度良好地計測腔室內之濕度，藉此可抑制或防止圖案倒塌之基板處理裝置及基板處理方法。

本發明之基板處理裝置1包含有TDLAS氣體濃度計測單元11。TDLAS氣體濃度計測單元11包含有：發光部81，其具有發光二極體LD1、LD2；受光部82，其具有接受來自發光二極體LD1、LD2之光之受光二極體PD；及TDLAS氣體濃度計測部83，其以TDLAS方式來計測被形成於發光二極體與受光二極體之間且通過基板W上表面之上方空間SP1之光路89周圍之環境氣體的濕度。

Description

基板處理裝置及基板處理方法

本發明係關於基板處理裝置及基板處理方法。成為處理對象之基板，例如包含有半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、有機電致發光(EL；electroluminescence)顯示裝置等之平面顯示器(FPD；Flat Panel 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。

於半導體裝置之製造步驟中，利用處理液來處理半導體晶圓等基板之表面。一次一片地處理基板之單片式基板處理裝置包含有：腔室；旋轉夾頭，其被收容於腔室內，一邊將基板保持為大致水平，一邊使該基板進行旋轉；及噴嘴，其用以對藉由該旋轉夾頭所旋轉之基板之表面供給處理液。

於典型之基板處理步驟中，對旋轉夾頭所保持之基板供給藥液。其後，對基板供給沖洗液，藉此，基板上之藥液被置換為沖洗液。其後，進行用以將基板上之沖洗液加以排除之旋轉乾燥步驟。於旋轉乾燥步驟中，藉由基板被高速旋轉，附著於基板之沖洗液會被甩掉而被排除(乾燥)。一般的沖洗液為去離子水。

於在基板之表面形成有微細之圖案之情形時，在旋轉乾燥步驟中，存在有無法將進入至圖案之內部之沖洗液加以排除之可能性，藉此而存在有發生乾燥不良之可能性。因此，提案有如下之方法：對藉由沖洗液進行處理後之基板表面，供給異丙醇(isopropyl alcohol：IPA)等之有機溶劑，將進入至基板表面之圖案之間隙的沖洗液置換為有機溶劑，藉此使基板之表面乾燥。

如圖22所示，於藉由基板之高速旋轉使基板乾燥之旋轉乾燥步驟中，液面(空氣與液體之界面)被形成於圖案內。於該情形時，液體之表面張力作用於液面與圖案之接觸位置。該表面張力係導致圖案倒塌的原因之一。

如專利文獻1般，於在沖洗處理之後且旋轉乾燥步驟之前將液體之有機溶劑供給至基板之表面之情形時，液體之有機溶劑進入至圖案之間。有機溶劑之表面張力低於作為典型之沖洗液的水。因此，因表面張力所引起之圖案之倒塌之問題便被緩和。

然而，於進行有機溶劑之供給時，若基板表面之上方空間之濕度較高，水便會混入基板表面之低表面張力液體中，而導致被供給至基板表面之低表面張力液體之表面張力上升，其結果，存在有產生圖案之倒塌之可能性。因此，較佳為預先藉由濕度計來計測基板表面之上方空間之濕度。

於後述之專利文獻2中，揭示有用以計測腔室內之濕度之濕度計。專利文獻2所記載之濕度計不僅計測基板之表面(上表面)之上方空間的濕度，而且計測腔室內之上方空間側方向之空間的濕度。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2012-156561號公報

[專利文獻2]美國專利申請公開第2017/256392號公報

作為專利文獻2所記載之濕度計，例如有根據電阻伴隨著濕敏膜之吸濕除濕的變化而計測濕敏膜周圍之環境氣體之濕度的電阻式濕度計、或靜電容量會伴隨著濕敏膜之吸濕除濕之變化而計測濕敏膜周圍之環境氣體之濕度的靜電容量式濕度計。

然而，於將具有該等濕敏膜之濕度計配置於腔室內之情形時，會產出如下之問題。

亦即，存在有腔室內之環境氣體包含有處理液之情形。於處理液為IPA等之有機溶劑之情形時，存在有濕度計之濕敏膜會因觸碰有機溶劑而變質，其結果，無法藉由濕度計之濕敏膜精度良好地計測腔室內之環境氣體的情形。

又，為了防止濕度感測器之濕敏膜與有機溶劑之接觸，雖可考慮將防曝露構造組裝入濕度感測器，但由於採用藉由濕度感測器之濕敏膜與周圍之環境氣體接觸來計測濕度之機制，因此無法採用如此之防曝露構造。因此，有存在於腔室內之處理液會灑落於濕度感測器，而無法較高地確保濕度感測器之計測精度的情形。

亦即，於計測基板處理裝置之腔室內之濕度之情形時，藉由根據濕敏膜之變化來計測濕度之習知之濕度計，並無法精度良好地計測腔室內之濕度。

又，如此之問題並不限定於計測濕度(環境氣體所包含之水的濃度)之濕度計，亦為計測腔室內之環境氣體所包含之除了水以外之氣體之濃度的氣體濃度計測單元共通之課題。

因此，本發明之目的之一，在於提供可精度良好地計測腔室內之環境氣體所包含之既定種類之氣體之濃度的基板處理裝置。

又，本發明之另一目的，在於提供可精度良好地計測腔室內之濕度而可藉此抑制或防止圖案倒塌之基板處理裝置及基板處理方法。

本發明提供一種基板處理裝置，其包含有：腔室；基板保持單元，其被收容於上述腔室內，用以保持基板；以及TDLAS氣體濃度計測單元，其具有發光部、受光部及TDLAS氣體濃度計測部，該發光部具有發光二極體，該發光部具有接受來自上述發光二極體之光之受光二極體，而該TDLAS氣體濃度計測部以TDLAS方式來計測被形成於上述發光二極體與上述受光二極體之間之光路、且為以通過上述腔室內之既定區域之方式所配置之上述光路之周圍之環境氣體所包含之既定種類之氣體的濃度。

所謂「TDLAS」係指波長可調諧半導體雷射吸收光譜(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)。

根據該構成，在發光部與受光部之間所形成之光路，係以通過腔室內之既定區域之方式所配置。光路周圍之環境氣體所包含之既定種類之氣體的濃度，係藉由TDLAS氣體濃度計測部所計測。由於藉由TDLAS方式來計測光路周圍之環境，因此可不受存在於腔室內之處理液的影響而精度良好地計測腔室內之環境氣體所包含之既定種類之氣體的濃度。

於本發明一實施形態中，上述既定區域被設置於上述基板保持單元所保持之基板上表面之上方的上方空間。

根據該構成，在發光部與受光部之間所形成之光路會通過基板保持單元所保持之基板上表面之上方空間(以下，簡稱為「上方空間」)。藉此，可精度良好地計測上方空間之環境氣體所包含之既定種類之氣體的濃度。

假設，於作為濃度計測部而採用具有濕敏膜之濕度計來取代TDLAS氣體濃度計測部之情形時，為了計測上方空間之環境氣體所包含之氣體的濃度，必須將濕敏膜配置於上方空間。於該情形時，存在有濕敏膜會干涉周邊構件(對基板吐出處理液之噴嘴、或保持該噴嘴之臂、及與基板之上表面對向之對向構件)之問題。

根據該構成，可抑制或防止發生如此之與周邊構件之干涉的問題。

於本發明一實施形態中，上述基板處理裝置進一步包含有包圍上述基板保持單元之周圍之筒狀的防護件(guard)。而且，上述發光部及上述受光部亦可於上述腔室內被配置於上述防護件之外側。此外，於上述防護件亦可形成有使用可供上述發光二極體之發光波長穿透之材質所形成之穿透窗、且為供上述光路通過之穿透窗。

根據該構成，發光部及受光部於腔室之內部，被配置於防護件之外側。於防護件形成有使用可供發光二極體之發光波長穿透之材質所形成之穿透窗，且光路通過該穿透窗。藉此，可一邊將發光部及受光部配置於防護件之外側，一邊使光路通過上方空間內。所以，可一邊將發光部及受光部配置於防護件之外側，一邊精度良好地計測上方空間之環境氣體所包含之既定種類之氣體的濃度。

於本發明一實施形態中，上述基板處理裝置進一步包含有防護件升降單元，該防護件升降單元於可捕獲自上述基板之周緣部所飛散之處理液之上位置、與被設定於較上述上位置更下方之下位置且為自上述基板之周緣部之側方向朝下方退避之下位置之間，使上述防護件相對於上述基板保持單元升降。而且，於上述防護件位於上述上位置之情形時，上述光路亦可穿透上述穿透窗。

根據該構成，於防護件位於上位置之狀態下，光路通過穿透窗。於防護件位於下位置之狀態下，光路根本不會觸碰到防護件。藉此，可不受防護件相對於基板保持單元之高度位置影響而使光路通過在腔室內所預先規定之一高度區域。因此，可不受防護件相對於基板保持單元之高度位置影響而精度良好地計測腔室內之環境氣體所包含之既定種類之氣體的濃度。

於本發明一實施形態中，上述基板處理裝置進一步包含有包圍上述基板保持單元之周圍之筒狀的防護件。而且，上述發光部及上述受光部亦可由上述防護件所支撐。

根據該構成，發光部及受光部由防護件所支撐。藉此，可相對簡單地配置發光部及受光部。

於本發明一實施形態中，上述發光部及上述受光部被埋設於上述防護件之內周端部。

根據該構成，若發光部及受光部被埋設於防護件之內周端部，即可將光路良好地配置於上方空間。

於本發明一實施形態中，上述發光部包含有第1發光二極體、及發光波長與上述第1發光二極體不同之第2發光二極體。而且，上述TDLAS氣體濃度計測部亦可包含有複數個氣體濃度計測部，該等複數個氣體濃度計測部係以TDLAS方式來計測被形成於上述第1發光二極體與上述受光二極體之間之第1光路之周圍之環境氣體所包含之第1種氣體的濃度，且以TDLAS方式來計測被形成於上述第2發光二極體與上述受光二極體之間之第2光路之周圍之環境氣體所包含之第2種氣體的濃度者。

根據該構成，TDLAS氣體濃度計測部包含有複數個氣體濃度計測部。該複數個氣體濃度計測部以TDLAS方式來計測被形成於第1發光二極體與受光二極體之間之第1光路之周圍之環境氣體所包含之第1種氣體的濃度。又，複數個氣體濃度計測部以TDLAS方式來計測被形成於第2發光二極體與受光二極體之間之第2光路之周圍之環境氣體所包含之第2種氣體的濃度。藉此，於1個腔室，可分別精度良好地計測該腔室內之環境氣體所包含之數種氣體的濃度。

於本發明另一實施形態中，上述腔室包含有互不相同之第1及第2腔室。而且，上述受光部亦可包含有被配置於上述第1腔室之第1受光二極體、及被配置於上述第2腔室之第2受光二極體。於該情形時，上述TDLAS氣體濃度計測部亦可包含有複數個腔室濃度計測部，該等複數個腔室濃度計測部係以TDLAS方式來計測被形成於上述發光二極體與上述第1受光二極體之間之第3光路、且為以通過上述第1腔室之內部空間之方式所配置之第3光路之周圍之環境氣體所包含之既定氣體的濃度，且以TDLAS方式來計測被形成於上述發光二極體與上述第2受光二極體之間之第4光路、且為以通過上述第2腔室之內部空間之方式配置之第4光路之周圍之環境氣體所包含之既定氣體的濃度者。

根據該構成，TDLAS氣體濃度計測部包含有複數個腔室濃度計測部。該複數個腔室濃度計測部以TDLAS方式來計測被形成於發光二極體與第1受光二極體之間之第3光路之周圍之環境氣體所包含之既定氣體的濃度。該第3光路係配置為通過第1腔室之內部空間。又，複數個腔室濃度計測部以TDLAS方式來計測被形成於發光二極體與第2受光二極體之間之第4光路之周圍之環境氣體所包含之既定氣體的濃度。該第4光路係配置為通過第2腔室之內部空間。藉此，於複數個腔室之各者，可分別精度良好地計測該腔室內之環境氣體所包含之既定種類之氣體的濃度。

於本發明一實施形態中，上述發光二極體被配置於上述腔室外。而且，上述發光部亦可進一步具有被配置於上述腔室內之第1窗、及將來自上述發光二極體之光導引至上述第1窗之光纜。

根據該構成，可一邊將發光二極體配置於腔室外，一邊將來自發光二極體之光導引至受光二極體。由於發光二極體被配置於腔室外，因此腔室內之環境氣體所包含之處理液不會對發光二極體造成不良影響。藉此，可不對發光二極體造成不良影響而精度良好地計測腔室內之環境氣體所包含之既定種類之氣體的濃度。

於本發明一實施形態中，上述基板處理裝置至少具有被設置於上述受光部及上述發光部之至少一者且被配置於較該一者更靠另一者側之第2窗，且進一步包含有被配置於上述受光部及上述發光部之至少上述一者且相對於上述第2窗將上述另一者側之區域加以開閉之擋板。

根據該構成，來自發光二極體之光經由第2窗被投出、及/或光經由第2窗而入射於受光二極體。相對於第2窗，與發光二極體及/或受光二極體相反之側係藉由擋板所開閉。於擋板之關閉狀態下，第2窗由擋板所封閉，而可抑制或防止處理液附著於第2窗之情形。藉此，由於可將第2窗保持為潔淨之狀態，因此可提高氣體濃度之計測精度。

於本發明一實施形態中，上述基板處理裝置進一步包含有朝向上述基板之上表面之著液位置吐出處理液之噴嘴。而且，上述光路亦可被配置於以俯視時避開上述基板之上表面之處理液之著液位置的位置。

根據該構成，光路以俯視時避開基板之上表面上處理液之著液位置。因此，可抑制或防止光路與噴嘴、或光路與自噴嘴被吐出且未到達上述著液位置之處理液產生干涉之情形。藉此，可進一步提高氣體濃度之計測精度。

於本發明一實施形態中，上述發光二極體被設為發出氨之吸收帶之波長的光。

根據該構成，由於發光二極體之發光波長包含氨之吸收帶之波長，因此可精度良好地計測腔室內之環境氣體所包含之氨的濃度。

於本發明一實施形態中，上述發光二極體被設為發出水之吸收帶之波長的光。

根據該構成，由於發光二極體之發光波長包含水之吸收帶之波長，因此可精度良好地計測腔室內之環境氣體所包含之水的濃度、即腔室內之濕度。

於本發明一實施形態中，上述基板處理裝置進一步包含有：低表面張力液體供給單元，其用以對上述基板保持單元所保持之基板之上表面供給具有低於水之低表面張力的低表面張力液體；低表面張力液體排除單元，其用以將存在於上述基板之上表面之低表面張力液體自上述基板之上表面加以排除；及控制裝置，其對上述低表面張力液體排除單元進行控制。而且，上述控制裝置亦可藉由上述TDLAS氣體濃度計測單元，在上述基板保持單元所保持之基板之上表面存在有低表面張力液體之狀態下，執行對上述基板保持單元所保持之基板之上表面之上方之上方空間中之濕度進行計測的濕度計測步驟。而且，上述控制裝置亦可於在上述濕度計測步驟所計測出之上述濕度低於既定濕度之情形時，藉由上述低表面張力液體排除單元來執行自上述基板之上表面將低表面張力液體加以排除之低表面張力液體排除步驟，而於在上述濕度計測步驟所計測出之上述濕度高於上述既定濕度之情形時，不執行上述低表面張力液體排除步驟。

根據該構成，於濕度計測步驟中，在基板保持單元所保持之基板之上表面存在有低表面張力液體之狀態下，上方空間之濕度係藉由TDLAS氣體濃度計測單元所計測。藉此，可精度良好地計測上方空間之濕度。而且，僅於在濕度計測步驟所計測出之濕度低於既定濕度之情形時，執行低表面張力液體排除步驟。由於低表面張力液體排除步驟在存在於基板上表面之低表面張力液體未混入水之狀態下所執行，因此可抑制或防止圖案倒塌。

於本發明一實施形態中，上述基板處理裝置進一步包含有：中洗液供給單元，其對上述基板保持單元所保持之基板之上表面供給沖洗液；低表面張力液體供給單元，其用以對上述基板保持單元所保持之基板之上表面，供給具有低於沖洗液之低表面張力之低表面張力液體；低表面張力液體排除單元，其用以將存在於上述基板之上表面之低表面張力液體自上述基板之上表面加以排除；及控制裝置，其對上述低表面張力液體排除單元進行控制。而且，上述控制裝置亦可藉由上述TDLAS氣體濃度計測單元，於上述基板保持單元所保持之基板之上表面存在有沖洗液之狀態下，執行對上述基板保持單元所保持之基板之上表面之上方之上方空間中之濕度進行計測的濕度計測步驟。而且，上述控制裝置亦可於在上述濕度計測步驟所計測出之上述濕度低於既定濕度之情形時，藉由上述低表面張力液體排除單元執行對上述基板之上表面供給低表面張力液體之低表面張力液體供給步驟，而於在上述濕度計測步驟所計測出之上述濕度高於上述既定濕度之情形時，不執行上述低表面張力液體供給步驟。

根據該構成，於濕度計測步驟中，在基板保持單元所保持之基板之上表面存在有沖洗液之狀態下，上方空間之濕度係藉由TDLAS氣體濃度計測單元所計測。藉此，可精度良好地計測上方空間之濕度。而且，低表面張力液體供給步驟僅於在濕度計測步驟所計測出之濕度低於既定濕度之情形時被執行。由於低表面張力液體供給步驟後之處理在存在於基板上表面之低表面張力液體未混入水之狀態下被執行，因此可抑制或防止圖案倒塌。

本發明係一種基板處理方法，其包含有：濕度計測步驟，其於基板保持單元所保持之基板之上表面存在有低表面張力液體之狀態下，對上述基板保持單元所保持之基板之上表面之上方之上方空間之濕度進行計測；及低表面張力液體排除步驟，其於在上述濕度計測步驟所計測出之上述濕度低於既定濕度之情形時，自上述基板之上表面將低表面張力液體加以排除；且於在上述濕度計測步驟所計測出之上述濕度高於上述既定濕度之情形時，不執行上述低表面張力液體排除步驟。

根據該方法，低表面張力液體排除步驟僅在濕度計測步驟所計測出之濕度低於既定濕度之情形時被執行。由於在存在於基板上表面之低表面張力液體未混入水之狀態下執行低表面張力液體排除步驟，因此可抑制或防止圖案倒塌。

本發明係一種基板處理方法，其包含有：濕度計測步驟，其於基板保持單元所保持之基板之上表面存在有沖洗液之狀態下，對上述基板保持單元所保持之基板之上表面之上方之上方空間之濕度進行計測；及低表面張力液體供給步驟，其於在上述濕度計測步驟所計測出之上述濕度低於既定濕度之情形時，對上述基板之上表面供給低表面張力液體；且於在上述濕度計測步驟所計測出之上述濕度高於上述既定濕度之情形時，不執行上述低表面張力液體供給步驟。

根據該方法，低表面張力液體供給步驟僅於在濕度計測步驟所計測出之濕度低於既定濕度之情形時被執行。由於低表面張力液體供給步驟後之處理在存在於基板上表面之低表面張力液體未混入水之狀態下被執行，因此可抑制或防止圖案倒塌。

本發明前述或又一目的、特徵及效果，係參照隨附圖式，並藉由以下所述實施形態之說明而被明確化。

1‧‧‧基板處理裝置

2‧‧‧處理單元

3‧‧‧控制裝置

4‧‧‧腔室

5‧‧‧旋轉夾頭

6‧‧‧SC1供給單元

7‧‧‧SC2供給單元

8‧‧‧沖洗液供給單元

9‧‧‧遮斷構件

10‧‧‧處理杯

11‧‧‧TDLAS氣體濃度計測單元

12‧‧‧貫通孔

12a‧‧‧內周壁

13‧‧‧筒狀間隙

13a‧‧‧周圍氣體吐出口

14‧‧‧間隔壁

15‧‧‧FFU

16‧‧‧排氣管

17‧‧‧旋轉軸

18‧‧‧旋轉基座

18a‧‧‧上表面

19‧‧‧夾持銷

21‧‧‧SC1噴嘴

22‧‧‧SC1配管

23‧‧‧SC1閥

24‧‧‧第1噴嘴臂

25‧‧‧第1臂支撐軸

26‧‧‧第1擺動馬達

31‧‧‧SC2噴嘴

32‧‧‧SC2配管

33‧‧‧SC2閥

34‧‧‧第2噴嘴臂

35‧‧‧第2臂支撐軸

36‧‧‧第2擺動馬達

41‧‧‧沖洗液噴嘴

42‧‧‧沖洗液配管

43‧‧‧沖洗液閥

44‧‧‧第3噴嘴臂

45‧‧‧第3臂支撐軸

46‧‧‧第3擺動馬達

47‧‧‧遮斷板

48‧‧‧上旋轉軸

49‧‧‧上表面噴嘴

49a‧‧‧外周壁

50‧‧‧基板對向面

51‧‧‧支撐臂

52‧‧‧第1噴嘴配管

52a‧‧‧第1吐出口

53‧‧‧第2噴嘴配管

53a‧‧‧第2吐出口

54‧‧‧有機溶劑配管

55‧‧‧有機溶劑閥

56‧‧‧惰性氣體配管

57‧‧‧惰性氣體閥

58‧‧‧遮斷板旋轉單元

59‧‧‧遮斷構件升降單元

60‧‧‧惰性氣體配管

61‧‧‧第1杯

62‧‧‧第2杯

63‧‧‧第3杯

64‧‧‧第1防護件

64a‧‧‧內周端部

65‧‧‧第2防護件

65a‧‧‧內周端部

66‧‧‧第3防護件

66a‧‧‧內周端部

67‧‧‧防護件升降單元

68‧‧‧導引部

69‧‧‧傾斜部

76‧‧‧排液配管

77‧‧‧回收配管

78‧‧‧回收配管

79‧‧‧排液配管

80‧‧‧回收配管

81‧‧‧發光部

81A‧‧‧發光部

82‧‧‧受光部

83‧‧‧TDLAS氣體濃度計測部

84‧‧‧發光窗

85‧‧‧光纜

85a‧‧‧前端面

85b‧‧‧基端面

86‧‧‧第1罩部

87‧‧‧受光窗

88‧‧‧第2罩部

89‧‧‧光路

90‧‧‧LED驅動部

91‧‧‧信號處理部

92‧‧‧運算部

93‧‧‧穿透窗

100‧‧‧圖案

101‧‧‧構造體

202‧‧‧處理單元

203‧‧‧有機溶劑噴嘴

204‧‧‧有機溶劑配管

205‧‧‧有機溶劑閥

301‧‧‧基板處理裝置

302‧‧‧處理單元

302A‧‧‧第1處理單元

302B‧‧‧第2處理單元

311‧‧‧TDLAS氣體濃度計測單元

381‧‧‧發光部

382‧‧‧受光部

383‧‧‧TDLAS氣體濃度計測部

385‧‧‧光纜

401‧‧‧擋板

402‧‧‧擋板

403‧‧‧鏡

A1‧‧‧旋轉軸線

A2‧‧‧擺動軸線

A3‧‧‧擺動軸線

A4‧‧‧擺動軸線

A5‧‧‧旋轉軸線

C‧‧‧基板收容器

C1‧‧‧第1軌跡

C2‧‧‧第2軌跡

CR‧‧‧基板搬送機器手臂

IR‧‧‧分度機器手臂

LD1‧‧‧第1發光二極體

LD2‧‧‧第2發光二極體

LP‧‧‧負載埠

M‧‧‧旋轉馬達

P1‧‧‧著液位置

P2‧‧‧著液位置

PD‧‧‧受光二極體

PD1‧‧‧第1受光二極體

PD2‧‧‧第2受光二極體

SP‧‧‧上方空間

SP1‧‧‧上方空間

T‧‧‧膜厚

W‧‧‧基板

W1‧‧‧線寬

W2‧‧‧間隙

W3‧‧‧間隔

Wa‧‧‧正面

圖1係自上方觀察本發明第1實施形態之基板處理裝置之示意圖。

圖2係沿著水平方向觀察上述基板處理裝置所具備之處理單元之內部之示意圖。

圖3係自上方觀察上述處理單元之內部之示意圖。

圖4係用以對圖2所示之發光部之構成進行說明之示意圖。

圖5係用以對圖2所示之受光部之構成進行說明之示意圖。

圖6係表示防護件與受光部及發光部之關係之示意圖。

圖7係用以對上述基板處理裝置之主要部分之電氣構成進行說明之方塊圖。

圖8係將上述基板處理裝置之處理對象之基板之表面放大而表示之剖面圖。

圖9係用以對在上述處理單元所執行之基板處理例之內容進行說明之流程圖。

圖10係用以對SC1步驟進行說明之示意圖。

圖11係自沖洗步驟朝向SC2步驟之移行時之流程圖。

圖12係用以對SC2步驟進行說明之示意圖。

圖13係用以對置換步驟進行說明之示意圖。

圖14係自置換步驟朝向乾燥步驟之移行時之流程圖。

圖15係沿著水平方向觀察本發明第2實施形態之處理單元之內部之示意圖。

圖16係用以對置換步驟進行說明之示意圖。

圖17係自上方觀察本發明第3實施形態之基板處理裝置之示意圖。

圖18係沿著水平方向觀察上述基板處理裝置所具備之處理單元之內部之示意圖。

圖19係表示本發明第1變形例之示意圖。

圖20係表示本發明第2變形例之示意圖。

圖21係表示本發明第3變形例之示意圖。

圖22係用以對因表面張力所引起之圖案倒塌之原理進行說明之圖解的剖面圖。

<第1實施形態>

圖1係自上方觀察本發明第1實施形態之基板處理裝置之示意圖。基板處理裝置1係一次一片地對矽晶圓等基板W進行處理之單片式裝置。

於本實施形態中，基板W為圓板狀的基板。基板處理裝置1包含有：複數個處理單元2，其利用處理液及沖洗液對基板W進行處理；負載埠LP，其載置有收容要在處理單元2被處理之複數片基板W之基板收容器C；分度機器手臂IR及基板搬送機器手臂CR，其等於負載埠LP與處理單元2之間搬送基板W；以及控制裝置3，其對基板處理裝置1進行控制。分度機器手臂IR於基板收容器C與基板搬送機器手臂CR之間搬送基板W。基板搬送機器手臂CR於分度機器手臂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係用以對處理單元2之構成例進行說明之圖解的剖面圖。圖3係自上方觀察處理單元2之內部之示意圖。圖4係用以對發光部81之構成進行說明之示意圖。圖5係用以對受光部82之構成進行說明之示意圖。

處理單元2包含有：箱形之腔室4；旋轉夾頭(基板保持單元)5，其於腔室4內將一片基板W以水平之姿勢加以保持，並使基板W繞通過基板W中心之鉛直之旋轉軸線A1旋轉；SC1供給單元6，其用以對基板W之上表面供給第1藥液之一例之SC1(標準清潔液1；包含NH₄OH與H₂O₂之混合液)；SC2供給單元7，其用以對基板W之上表面供給第2藥液之一例之SC2(標準清潔液2；包含HC1與H₂O₂之混合液)；沖洗液供給單元8，其用以對旋轉夾頭5所保持之基板W之上表面供給沖洗液；遮斷構件9，其與旋轉夾頭5所保持之基板W之上表面相對向；處理杯10，其包圍旋轉夾頭5之周圍；及TDLAS氣體濃度計測單元11，其用以利用TDLAS方式來計測基板W上表面之上方之上方空間(以俯視時與基板W之上表面重疊之空間。以下簡稱為「上方空間」)SP之環境氣體的氨濃度及濕度。

如圖2所示，腔室4包含有：箱狀之間隔壁14，其收容旋轉夾頭5；作為送風單元之FFU(風扇過濾器單元；fan filter unit)15，其自間隔壁14之上部朝間隔壁14內輸送潔淨空氣(藉由過濾器過濾後之空氣)；及排氣管16，其自間隔壁14之下部將腔室4內之氣體加以排出。FFU 15係配置於間隔壁14之上方，且被安裝於間隔壁14之天花板。FFU 15自間隔壁14之天花板朝腔室4內向下輸送低濕度之潔淨空氣。排氣管16係連接於處理杯10之底部，朝向於設置有基板處理裝置1之工廠所設置之排氣處理設備將腔室4內之氣體導出。因此，在腔室4內朝下方流動之下降流(down flow)係藉由FFU 15及排氣管16所形成。基板W之處理係於在腔室4內形成有下降流之狀態下所進行。

如圖2所示，作為旋轉夾頭5，採用將基板W沿著水平方向夾著並將基板W保持為水平之夾持式夾頭。具體而言，旋轉夾頭5包含有旋轉馬達(表面張力液體排除單元)M、與該旋轉馬達M之驅動軸被一體化之旋轉軸17、及大致水平地被安裝於旋轉軸17之上端之圓板狀之旋轉基座18。旋轉基座18之直徑與基板W之直徑相當、或大於基板W之直徑。

如圖2及圖3所示，於旋轉基座18之上表面18a，在其周緣部配置有複數個(3個以上。例如6個)夾持銷19。複數個夾持銷19於旋轉基座18之上表面18a之外周部，在對應於基板W之外周形狀之圓周上隔著適當之間隔(例如等間隔)被配置。

又，作為旋轉夾頭5，並不限定於夾持式者，例如亦可採用藉由真空吸附基板W之背面，而將基板W以水平之姿勢加以保持，而且藉由在該狀態下繞鉛直之旋轉軸線旋轉，使旋轉夾頭5所保持之基板W旋轉之真空吸附式者(真空吸盤)。

如圖2所示，SC1供給單元6包含有：SC1噴嘴21，其朝向基板W之上表面吐出SC1；SC1配管22，其將SC1導引至SC1噴嘴21；及SC1閥23，其將SC1配管22加以開閉。若SC1閥23被打開，來自SC1供給源之SC1便自SC1配管22被供給至SC1噴嘴21。藉此，SC1自SC1噴嘴21被吐出。

SC1供給單元6進一步包含有：第1噴嘴臂24，其於前端部安裝有SC1噴嘴21；第1臂支撐軸25，其係支撐第1噴嘴臂24者，且於旋轉夾頭5之側方向大致鉛直地延伸；及第1擺動馬達26，其被結合於第1臂支撐軸25。第1擺動馬達26例如為伺服馬達。藉由第1擺動馬達26，可使第1噴嘴臂24以被設定於旋轉夾頭5側方向之鉛直的擺動軸線A2(參照圖3。即第1臂支撐軸25之中心軸線)為中心而於水平面內擺動，藉此可使SC1噴嘴21繞擺動軸線A2轉動。

藉由一邊自SC1噴嘴21吐出SC1，一邊使SC1噴嘴21在對向於基板W之上表面中央部之中央位置與對向於基板W之上表面周緣部之周緣位置之間移動，自SC1噴嘴21被吐出之SC1之著液位置描繪出通過旋轉軸線A1之圓弧狀之第1軌跡C1。

如圖2所示，SC2供給單元7包含有：SC2噴嘴31，其朝向基板W之上表面吐出SC2；SC2配管32，其將SC2導引至SC2噴嘴31；及SC2閥33，其將SC2配管32加以開閉。若SC2閥33被打開，來自SC2供給源之SC2便自SC2配管32被供給至SC2噴嘴31。藉此，SC2自SC2噴嘴31被吐出。

SC2供給單元7進一步包含有：第2噴嘴臂34，其於前端部安裝有SC2噴嘴31；第2臂支撐軸35，其係支撐第2噴嘴臂34之第2臂支撐軸35者，且於旋轉夾頭5之側方向大致鉛直地延伸；及第2擺動馬達36，其被結合於第2臂支撐軸35。第2擺動馬達36例如為伺服馬達。藉由第2擺動馬達36，可使第2噴嘴臂34以被設定於旋轉夾頭5之側方向之鉛直之擺動軸線A3(參照圖3。即第2臂支撐軸35之中心軸線)為中心而於水平面內擺動，藉此可使SC2噴嘴31繞擺動軸線A3轉動。

藉由一邊自SC2噴嘴31吐出SC2，一邊使SC2噴嘴31在對向於基板W之上表面中央部之中央位置與對向於基板W之上表面周緣部之周緣位置之間移動，自SC2噴嘴31被吐出之SC2之著液位置描繪出通過旋轉軸線A1之圓弧狀之第2軌跡C2。

如圖2所示，沖洗液供給單元8包含有：沖洗液噴嘴41，其朝向基板W之上表面吐出沖洗液；沖洗液配管42，其將沖洗液導引至沖洗液噴嘴41；及沖洗液閥43，其將沖洗液配管42加以開閉。若沖洗液閥43被打開，來自沖洗液供給源之沖洗液自沖洗液配管42便被供給至沖洗液噴嘴41。藉此，沖洗液自沖洗液噴嘴41被吐出。

沖洗液供給單元8進一步包含有：第3噴嘴臂44，其於前端部安裝有沖洗液噴嘴41；第3臂支撐軸45，其係支撐第3噴嘴臂44之第3臂支撐軸45者，且於旋轉夾頭5之側方向大致鉛直地延伸；及第3擺動馬達46，其被結合於第3臂支撐軸45。第3擺動馬達46例如為伺服馬達。藉由第3擺動馬達46，可使第3噴嘴臂44以被設定於旋轉夾頭5之側方向之鉛直之擺動軸線A4(參照圖3。即第3臂支撐軸45之中心軸線)為中心而於水平面內擺動，藉此可使沖洗液噴嘴41繞擺動軸線A4轉動。

沖洗液例如為水。於本實施形態中，水為純水(去離子水)、碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水、及稀釋濃度(例如10~100ppm左右)之氨水中之任一者。

如圖2所示，遮斷構件9包含有：遮斷板47；上旋轉軸48，其可一體旋轉地被設置於遮斷板47；及上表面噴嘴49，其沿著上下方向貫通遮斷板47之中央部。遮斷板47係具有與基板 W大致相同之直徑、或以上之直徑之圓板狀。遮斷板47於其下表面具有由對向於基板W之上表面全域之圓形水平平坦面所構成的基板對向面50。

上旋轉軸48係設為可繞著通過遮斷板47之中心且鉛直地延伸之旋轉軸線A5(與基板W之旋轉軸線A1一致之軸線)旋轉。上旋轉軸48為圓筒狀。上旋轉軸48之內周面係形成為以旋轉軸線A5為中心之圓筒面。上旋轉軸48可相對旋轉地被支撐於在遮斷板47之上方水平地延伸之支撐臂51。

於遮斷板47之中央部，形成有沿著上下貫通遮斷板47及上旋轉軸48之圓筒狀的貫通孔12。貫通孔12之內周壁12a係藉由圓筒面所劃分。於貫通孔12，沿上下插通有上表面噴嘴49。

上表面噴嘴49係由支撐臂51所支撐。上表面噴嘴49作為中心軸噴嘴而發揮功能。上表面噴嘴49相對於支撐臂51無法旋轉。上表面噴嘴49與遮斷板47、上旋轉軸48、及支撐臂51一起升降。

上表面噴嘴49包含有於貫通孔12之內部沿著上下延伸之圓柱狀的套管(casing)、以及於套管之內部沿著上下插通之第1噴嘴配管(表面張力液體供給單元)52及第2噴嘴配管(表面張力液體排除單元)53。第1噴嘴配管52及第2噴嘴配管53均為內管。第1噴嘴配管52之下端於套管之下端面開口，而形成第1吐出口52a。於第1噴嘴配管52連接有有機溶劑供給單元(表面張力液體供給單元)。有機溶劑供給單元包含有被連接於第1噴嘴配管52之上游端側之有機溶劑配管54、及被介裝於有機溶劑配管54之中途部之有機溶劑閥55。若有機溶劑閥55被打開，液體之有機溶劑便自第1噴嘴配管52之第1吐出口52a朝向下方被吐出。若將有機溶劑閥55關閉，則停止自第1吐出口52a吐出液體之有機溶劑。

有機溶劑例如為IPA(異丙醇；isopropyl alcohol)，作為如此之有機溶劑，除了IPA以外，可例示例如甲醇、乙醇、丙酮、EG(乙二醇)及HFE(氫氟醚)。又，作為有機溶劑，不僅存在僅由單獨成分所構成之情形，亦可為與其他成分混合而成之液體。例如，既可為IPA與丙酮之混合液，亦可為IPA與甲醇之混合液。

第2噴嘴配管53之下端於套管之下端面開口，而形成第2吐出口53a。於第2噴嘴配管53連接有惰性氣體供給單元(表面張力液體排除單元)。惰性氣體供給單元包含有：惰性氣體配管56，其被連接於第2噴嘴配管53之上游端側；及惰性氣體閥57，其被介裝於惰性氣體配管56之中途部。若惰性氣體閥57被打開，惰性氣體便自第2噴嘴配管53之第2吐出口53a朝向下方被吐出。若惰性氣體閥57被關閉，自第2吐出口53a之惰性氣體之吐出便被停止。

於本實施形態中，惰性氣體雖為氮氣，但並不限定於氮氣，亦可為氦氣或氬氣等其他的惰性氣體。又，惰性氣體既可為單一成分之氣體，亦可為氮氣與除了氮氣以外之氣體之混合氣體。

又，藉由上表面噴嘴49之外周壁49a、及貫通孔12之筒狀的內周壁12a，形成筒狀之筒狀間隙13。筒狀間隙13作為供惰性氣體流通之流路而發揮功能。筒狀間隙13之下端呈包圍上表面噴嘴49之環狀開口而形成有周圍氣體吐出口13a。於筒狀間隙13連接有導引來自惰性氣體供給源之惰性氣體之惰性氣體配管60。

於遮斷板47結合有包含電動馬達等之構成之遮斷板旋轉單元58。遮斷板旋轉單元58使遮斷板47及上旋轉軸48相對於支撐臂51繞旋轉軸線A5旋轉。又，於支撐臂51結合有包含電動馬達、滾珠螺桿等之構成之遮斷構件升降單元59。遮斷構件升降單元59將遮斷構件9(遮斷板47及上旋轉軸48)及上表面噴嘴49與支撐臂51一起沿著鉛直方向升降。

遮斷構件升降單元59使遮斷板47於基板對向面50接近旋轉夾頭5所保持之基板W之上表面之遮斷位置(圖2以虛線圖示。亦一併參照圖7A等)、與較遮斷位置大幅度地朝上方退避之退避位置(圖2以實線圖示)之間升降。遮斷構件升降單元59可於遮斷位置、接近位置(圖2中利用二點鏈線圖示)及退避位置將遮斷板47加以保持。在遮斷板47位於遮斷位置之狀態下基板對向面50與基板W之上表面之間，空間雖未與其周圍之空間完全地被隔離，但氣體不會自周圍之空間朝向該空間流入。亦即，該空間實質上與其周圍之空間被遮斷。接近位置係較退避位置稍微上方之位置。於遮斷板47被配置於接近位置之狀態下，遮斷板47之基板對向面50與基板W之間之空間，未與其周圍之空間被遮斷。

處理杯10係配置於較旋轉夾頭5所保持之基板W更外側(自旋轉軸線A1離開之方向)。處理杯10包含有：第1至第3杯61~63，其等包圍旋轉基座18之周圍；第1防護件64、第2防護件65及第3防護件66，其等承接飛散至基板W之周圍之處理液(藥液、沖洗液、有機溶劑、疏水化劑等)；以及防護件升降單元67(參照圖8)，其使第1至第3防護件64~66個別地升降。處理杯10係配置於較旋轉夾頭5所保持之基板W之外周更外側(自旋轉軸線A1離開之方向)。

第1至第3杯61~63分別為圓筒狀，且包圍旋轉夾頭5之周圍。自內側起第2個之第2杯62係配置於較第1杯61更外側，而最外側之第3杯63係配置於較第2杯62更外側。第3杯63例如與第2防護件65為一體，且與第2防護件65一起升降。第1至第3杯61~63分別形成朝向上開口之環狀的溝。

於第1杯61之溝連接有排液配管76。被導引至第1杯61之溝之處理液，通過排液配管76被輸送至機體外之廢液設備。

於第2杯62之溝連接有回收配管77。被導引至第2杯62之溝之處理液(主要為藥液)，通過回收配管77被輸送至機體外之回收設備，並於該回收設備被回收處理。

於第3杯63之溝連接有回收配管78。被導引至第3杯63之溝之處理液(例如有機溶劑)，通過回收配管78被輸送至機體外之回收設備，並於該回收設備被回收處理。

第1至第3防護件64~66分別為圓筒狀，且包圍旋轉夾頭5之周圍。第1至第3防護件64~66分別包含有包圍旋轉夾頭5之周圍之圓筒狀的導引部68、及自導引部68之上端朝斜上方延伸至中心側(接近基板W之旋轉軸線A1之方向)之圓筒狀的傾斜部69。各傾斜部69之上端部構成對應之第1至第3防護件64~66之內周部，且具有大於基板W及旋轉基座18之直徑。3個傾斜部69沿著上下被重疊，且3個導引部68同軸地被配置。3個導引部68(第1至第3防護件64~66之導引部68)分別可進出對應之第1至第3杯61~63內。亦即，處理杯10為可摺疊，且藉由防護件升降單元67使第1至第3防護件64~66中之至少一者升降，可進行處理杯10之展開及摺疊。再者，傾斜部69其剖面形狀亦可如圖 2所示般為直線狀，或者，亦可一邊描繪例如平滑地且凸起之圓弧一邊延伸。

第1至第3防護件64~66分別藉由防護件升降單元67之驅動，而於上位置(各傾斜部69之上端部位於較基板W之上表面更上方之位置)與下位置(各傾斜部69之上端部位於較基板W之上表面更下方之位置)之間被升降。

朝向基板W之處理液(SC1、SC2、沖洗液及有機溶劑)之供給與基板W之乾燥，係於第1至第3防護件64~66中之任一者對向於基板W之周端面之狀態下被進行。例如，為了實現最內側之第1防護件64對向於基板W之周端面之狀態(圖10所示之狀態。以下，存在有稱為「第1防護件對向狀態」之情形)，將第1至第3防護件64~66全部配置於上位置。於第1防護件對向狀態下，自處於旋轉狀態之基板W之周緣部所排出之全部處理液，藉由第1防護件64所承接。例如，於後述之SC1步驟(圖9之S3)、沖洗步驟(圖9之S4、圖9之S6)、與覆液沖洗(puddle rinse)步驟(圖9之S7)中，處理杯10被設為第1防護件對向狀態。

又，為了實現自內側起第2個之第2防護件65對向於基板W之周端面之狀態(圖12所示之狀態。以下，存在有稱為「第2防護件對向狀態」之情形)，將第1防護件64配置於下位置，而將第2防護件65及第3防護件66配置於上位置。於第2防護件對向狀態下，自處於旋轉狀態之基板W之周緣部所排出之全部處理液，藉由第2防護件65所承接。例如，於後述之SC2步驟(圖9之S5)中，處理杯10被設為第2防護件對向狀態。

又，例如，為了實現最外側之第3防護件66對向於基板W之周端面之狀態(圖13所示之狀態。以下，存在有稱為「第3防護件對向狀態」之情形)，將第1防護件64及第2防護件65配置於下位置，而將第3防護件66配置於上位置。於第3防護件對向狀態下，自處於旋轉狀態之基板W之周緣部所排出之全部處理液，藉由第3防護件66所承接。例如，於後述之置換步驟(圖9之S8)及乾燥步驟(S9)中，處理杯10被設為第3防護件對向狀態。

TDLAS氣體濃度計測單元11藉由TDLAS方式(波長可調諧半導體雷射吸收光譜(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)方式)來計測氣體之成分濃度。TDLAS方式係對氣體分子之成分所固有之吸收光譜之強度進行計測，而對對象氣體之成分濃度進行計測的計測方式。該方式係著眼於吸收光譜依氣體種類別而為固有、以及吸光度與氣體之成分濃度及光路長度成正比(朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律)者。利用TDLAS方式所進行之氣體之成分濃度之計測，其優點在於高速應答性。利用該方式所進行之氣體之成分濃度之計測，於日本專利特開2011-242222號公報、日本專利5333370號公報、美國專利申請公開第2012/188550號公報、日本專利特開2013-50403號公報、日本專利特開2016-70686號公報、日本專利特開2016-70687號公報、及國際公報第2016/047701號公報等中已為周知。

如圖4所示，TDLAS氣體濃度計測單元11包含有發光部81、受光部82、及濃度計測部83。

如圖2及圖4所示，發光部81包含有被配置於腔室4外之發光二極體、被配置於腔室4內之發光窗(第1窗、第2窗)84、及將來自發光二極體之光導引至發光窗84之光纜85。

發光二極體具有第1發光二極體LD1及第2發光二極體LD2。第1及第2發光二極體LD1、LD2為波長可變型之發光二極體。

光纜85係光於內部進行傳播之光纖纜線。如圖4所示，第1及第2發光二極體LD1、LD2分別被配置為對向於光纜85之基端面85b，且於該狀態下藉由第1及第2發光二極體LD1、LD2之發光，來自第1及第2發光二極體LD1、LD2之光進入光纜85之基端面85b。自基端面85b進入光纜85內部之光，一邊全反射一邊被傳播，並自前端面85a被放出。藉此，前端面85a發光。

發光窗84係設置於覆蓋光纜85之前端面85a之第1罩部86。發光窗84係配置於第1罩部86中與前端面85a對向之部分。發光窗84係使用藍寶石等所形成之平板狀的透鏡。

發光窗84、光纜85及第1罩部86藉由未圖示之保持器而被保持於腔室4內固定之高度位置。由於藉由光纜85將發光窗84與第1及第2發光二極體LD1、LD2加以連接，因此一邊將第1及第2發光二極體LD1、LD2配置於腔室4外，一邊將來自第1及第2發光二極體LD1、LD2之光導引至受光二極體PD。

受光部82包含有被配置於腔室4內之受光窗(第2窗)87、及接受自發光二極體所發出並進入受光窗87之光的受光二極體PD。受光窗87係設置於覆蓋受光二極體PD之第2罩部88。受光窗87係配置於第2罩部88中與受光二極體PD對向之部分。受光窗87係使用藍寶石等所形成之平板狀的透鏡。受光窗87、第2罩部88及受光二極體PD藉由未圖示之保持器而被保持於腔室4內固定之高度位置。

如圖2及圖3所示，發光窗84及受光窗87係配置為隔著旋轉夾頭5及處理杯10相互地對向。

藉由使第1及第2發光二極體LD1、LD2之一者發光，形成自發光窗84至受光窗87之光路89。該光路89水平地橫越上方空間SP。用以覆蓋光路89周圍之構件未被設置。亦即，光路89曝露於上方空間SP。

於本實施形態中，發光窗84及受光窗87之高度位置係以光路89之高度位置(既定區域之高度位置。以下，存在有稱為「上表面接近位置」之情形)成為與旋轉夾頭5所保持之基板W之上表面隔著間隔W3(0.1mm~20mm)之高度位置之方式被設定。於本實施形態中，光路89之高度位置(上表面接近位置)被設定於較接近位置(圖2以二點鏈線圖示)之遮斷板47之基板對向面50更下方。

發光窗84及受光窗87之高度位置係以光路89之高度位置(既定區域之高度位置。以下，存在有稱為「上表面接近位置」之情形)成為與旋轉夾頭5所保持之基板W之上表面隔著間隔W3(0.1mm~20mm)之高度位置之方式所設定。又，如圖3所示，發光窗84及受光窗87之俯視位置係以光路89於俯視時避開以俯視時SC1噴嘴21之第1軌跡C1及基板之上表面旋轉中心(吐出有機溶劑之上表面噴嘴49被對向配置)之方式所設定。發光窗84及受光窗87之距離腔室4之底面的高度相互地相同。

由於光路89以避開SC1噴嘴21之第1軌跡C1及基板之上表面旋轉中心之方式被設置，因此可抑制或防止光路89與SC1噴嘴21、或光路89與剛自SC1噴嘴21或上表面噴嘴49被吐出之處理液(SC1、沖洗液)產生干涉之情形。藉此，可使氣體濃度之計測精度進一步提高。

TDLAS氣體濃度計測部83以TDLAS方式來計測光路89周圍之環境氣體所包含之既定種類之氣體(發光LED(發光二極體；Light Emitting Diode)之發光波長與吸收帶一致之氣體)的濃度。藉由TDLAS氣體濃度計測部83所計測出之氣體的濃度，係光路89各處之平均值。TDLAS氣體濃度計測部83具有LED驅動部90、信號處理部91及運算部92。

LED驅動部90驅動第1及第2發光二極體LD1、LD2。於本實施形態中，LED驅動部90使第1發光二極體LD1發出氨(第1種氣體。NH₃)之吸收帶之波長(約1.5μm)的光。又，LED驅動部90使第2發光二極體LD2發出水(第2種氣體。H₂O)之吸收帶之波長(約1.4μm)的光。

亦即，第1發光二極體LD1與第2發光二極體LD2，發光波長相互地不同。LED驅動部90例如藉由將偏移電路、掃描電路、及正弦波產生電路加以組合而得以實現。

實際之環境由於包含有計測對象之氣體以外的成分(干涉成分)，因此必須進行排除該等干涉成分之影響後的光譜計測。運算部92自藉由受光二極體PD所檢測出之波形(吸收信號波形)，去除干涉成分之影響，而擷取吸收光譜。運算部92係藉由例如放大器及低通濾波器而得以實現。

信號處理部91儲存有氣體之濃度與吸收光譜之強度(波峰高度)之對應關係。而且，根據藉由運算部92所得到之吸收光譜之強度，來算出計測對象之氣體之成分濃度。信號處理部91係藉由例如微電腦而得以實現。

藉由在使第2發光二極體LD2關燈之狀態下使第1發光二極體LD1發光，而使光路89(第1光路)藉由包含氨(NH₃)之吸收帶之波長(約1.5μm)之光所形成。此時，TDLAS氣體濃度計測部83根據受光二極體PD所接受之光的強度，來計測光路89周圍之環境氣體所包含之氨濃度。

另一方面，藉由在使第1發光二極體LD1關燈之狀態下使第2發光二極體LD2發光，而使光路89(第2光路)藉由包含水(水蒸氣。H₂O)之吸收帶之波長(約1.4μm)之光所形成。此時，TDLAS氣體濃度計測部83根據受光二極體PD所接受之光的強度，來計測光路89周圍之環境氣體中所包含之水的濃度、即光路89周圍之環境氣體的濕度。

如此，由於LED驅動部90使第1及第2發光二極體LD1、LD2之發光波長相互地不同，因此可藉由TDLAS氣體濃度計測部83來計測2種氣體(即氨及水(水蒸氣))之濃度。TDLAS氣體濃度計測部83可計測光路89周圍之環境氣體中所包含之2種氣體的濃度。換言之，TDLAS氣體濃度計測部83作為複數個氣體濃度計測部而發揮功能。

又，由於第1及第2發光二極體LD1、LD2被配置於腔室4外，因此腔室4內之環境氣體所包含之處理液不會對第1及第2發光二極體LD1、LD2造成不良影響。藉此，可不對第1及第2發光二極體LD1、LD2造成不良影響而精度良好地計測上方空間SP之環境氣體中之氨濃度及濕度之各者。

如前所述，光路89之高度位置被設定於前述之上表面接近位置，且發光窗84及受光窗87相對於處理杯10之第1至第3防護件64~66被配置於徑向之外方向。於第1至第3防護件64~66全部被配置於下位置之狀態(參照圖2)下，光路89雖不會觸碰第1至第3防護件64~66，但於任一第1至第3防護件64~66對向於基板W之周端面之狀態(第1防護件對向狀態、第2防護件對向狀態或第3防護件對向狀態)下，光路89會觸碰到第1至第3防護件64~66。此時，若第1至第3防護件64~66之光路89所觸碰之部分係使用不透明材料所形成，便存在有光路89會被第1至第3防護件64~66所遮蔽之可能性。

圖6係表示第1至第3防護件64~66、與發光部81及受光部82之關係之示意圖。

如圖6所示，第1至第3防護件64~66之大部分係使用一般之樹脂材料所形成。該樹脂材料雖使用約1.3μm~約1.5μm之波長之光無法穿透之不穿透材料所形成，但於第1至第3防護件64~66之一部分分別形成有穿透窗93。各穿透窗93於對應之第1至第3防護件64~66上被設置於在該第1至第3防護件64~66位於上位置之狀態下光路89會觸碰該第1至第3防護件64~66之高度位置。穿透窗93僅被設置於與發光窗84(即發光部81)及受光窗87(即受光部82)對向之圓周方向位置。

穿透窗93係使用例如石英所形成。包含約1.3μm~約1.5μm之範圍之波長之光會穿透石英。石英係可供第1及第2發光二極體LD1、LD2之發光波長穿透之材質。因此，於各第1至第3防護件64~66位於上位置之狀態下，光路89會通過穿透窗93。於第1至第3防護件64~66位於下位置之狀態下，光路89根本不會觸碰到第1至第3防護件64~66。藉此，可不受各防護件之高度位置影響而精度良好地計測上方空間SP(尤其，與旋轉夾頭5所保持之基板W之上表面隔著W3之高度之上表面接近位置)之環境氣體之氨濃度及該環境氣體的濕度。

藉此，可一邊將發光窗84及受光窗87分別配置於第1至第3防護件64~66之外側，一邊使光路89通過上方空間SP內。所以，可一邊將發光窗84及受光窗87配置於第1至第3防護件64~66之外側，一邊精度良好地計測上方空間SP之環境氣體之氨濃度及該環境氣體的濕度之各者。

圖7係用以對基板處理裝置1之主要部分之電氣構成進行說明之方塊圖。

控制裝置3係使用例如微電腦所構成。控制裝置3具有CPU(中央處理單元；Central Processing Unit)等之運算單元、固定記憶體元件、硬碟驅動器等之儲存單元、及輸出入單元。於儲存單元中儲存有由運算單元執行之程式。

又，於控制裝置3，作為控制對象而連接有旋轉馬達M、遮斷板旋轉單元58、遮斷構件升降單元59、及防護件升降單元67等。控制裝置3係依照所預先規定之程式，來控制旋轉馬達M、遮斷板旋轉單元58、遮斷構件升降單元59、及防護件升降單元67等之動作。

又，控制裝置3依照所預先規定之程式，將SC1閥23、SC2閥33、沖洗液閥43、有機溶劑閥55加以開閉。

又，被輸入至控制裝置3來自TDLAS氣體濃度計測單元11之檢測輸出(即計測結果)。

其次，對處理單元2所執行之基板處理例之內容進行說明。以下，針對對元件形成面、即在正面Wa形成有圖案100之基板W進行處理之情形進行說明。

圖8係將基板處理裝置1之處理對象之基板W之正面Wa加以放大來表示之剖面圖。處理對象之基板W例如為矽晶圓，且於其圖案形成面即正面Wa形成有圖案100。圖案100例如為微細圖案。如圖8所示，圖案100亦可為具有凸形狀(柱狀)之構造體101呈矩陣狀地被配置而成者。於該情形時，構造體101之線寬W1例如被設為3nm~45nm左右，而圖案100之間隙W2例如被設為10nm~數μm左右。圖案100之膜厚T例如為0.2μm~1.0μm左右。又，圖案100，例如縱橫比(膜厚T相對於線寬W1之比)亦可為例如5~500左右(典型而言為5~50左右)。

又，圖案100亦可為藉由微細之溝槽所形成之線狀的圖案重複地排列而成者。又，圖案100亦可藉由在薄膜設置複數個微細孔(孔隙(void)或細孔(pore))所形成。

圖案100包含例如絕緣膜。又，圖案100亦可包含導體膜。更具體而言，圖案100係由積層複數個膜而成之積層膜所形成，且亦可進一步包含有絕緣膜及導體膜。圖案100亦可為由單層膜所構成之圖案。絕緣膜亦可為氧化矽膜(SiO₂膜)或氮化矽膜(SiN膜)。又，導體膜既可為導入有用於低電阻化之雜質之非晶矽膜，亦可為金屬膜(例如TiN膜)。

又，圖案100亦可為親水性膜。作為親水性膜，可例示TEOS(正矽酸乙酯；tetraethoxysilane)膜(氧化矽膜之一種)。

圖9係用以對處理單元2所執行之第1基板處理例之內容進行說明之流程圖。圖10係用以對SC1步驟(S3)進行說明之示意圖。圖11係自沖洗步驟(S4)朝向SC2步驟(S5)之移行時之流程圖。圖12係用以對SC2步驟(S5)進行說明之示意圖。圖13係用以對置換步驟(S8)進行說明之示意圖。圖14係自置換步驟(S8)朝向乾燥步驟(S9)之移行時之流程圖。一邊參照圖1至圖9，一邊對第1基板處理例進行說明。適當地參照圖10至圖14。

未處理之基板W(例如直徑300mm之圓形基板)藉由分度機器手臂IR及基板搬送機器手臂CR而自基板收容器C被搬入處理單元2，接著被搬入腔室4內，基板W於其正面Wa(參照圖8)朝向上方之狀態下被交接至旋轉夾頭5，基板W被保持於旋轉夾頭5(圖9之S1：基板W搬入)。基板W朝向腔室4之搬入，係於遮斷構件9(遮斷板47)退避至退避位置之狀態下、且於第1至第3防護件64~66被配置於下位置之狀態下所進行。

於基板搬送機器手臂CR退避至處理單元2外之後，控制裝置3控制旋轉馬達M使旋轉基座18及基板W之旋轉速度上升至既定之液處理速度(約10~1200rpm之範圍內，例如約300rpm)，其後，使之維持於該液處理速度(圖9之S2：基板W旋轉開始)。

若基板W之旋轉達到液處理速度，控制裝置3便執行對基板W之上表面供給液體SC1的SC1步驟(圖9之S3)。

具體而言，控制裝置3對第1擺動馬達26進行控制，使SC1噴嘴21自退避位置移動至基板W之上方。藉此，如圖10所示，SC1噴嘴21被配置於基板W之上方。

其後，控制裝置3對防護件升降單元67進行控制(參照圖2)，使第1至第3防護件64~66上升至上位置，藉此實現第1防護件64對向於基板W之周端面之第1防護件對向狀態。亦即，SC1步驟(S3)係於遮斷構件9被配置於退避位置、且處理杯10之第1防護件對向狀態下所執行。

於SC1步驟(S3)中，控制裝置3將SC1閥23打開。藉此，朝向旋轉狀態之基板W之上表面(正面Wa(參照圖8))，SC1自SC1噴嘴21被吐出。又，控制裝置3對第1擺動馬達26進行控制，使來自SC1噴嘴21之SC1之著液位置P1(參照圖10)，於基板W之上表面中央部與上表面周緣部之間沿著圓弧狀之第1軌跡C1(參照圖3)往返移動。藉此，SC1之著液位置P1於基板W之上表面全域掃描，藉此使用SC1對基板W之上表面之全域進行處理。

被供給至基板W上之SC1，自基板W之上表面周緣部朝向基板W之側方向飛散。自基板W之上表面周緣部飛散之SC1，係由第1防護件64之內壁所承接，沿著第1防護件64之內壁流下，並經由第1杯61及排液配管76(參照圖2)而被輸送至機體體外之排液處理設備。

若自SC1之吐出開始起經過預先規定之期間，控制裝置3便將SC1閥23加以關閉，而停止SC1自SC1噴嘴21之吐出，藉此使SC1步驟(S3)結束並移行至沖洗步驟(S4)。於SC1步驟(S3)結束後，控制裝置3對第1擺動馬達26進行控制，使SC1噴嘴21返回至退避位置。

其次，對沖洗步驟(圖9之S4)進行說明。沖洗步驟(S4)係用以將基板W上之SC1置換為沖洗液而自基板W上將SC1加以排除之步驟。

具體而言，控制裝置3對第3擺動馬達46進行控制，使沖洗液噴嘴41自退避位置移動至基板W之上方。藉此，沖洗液噴嘴41被拉出至基板W之上方，而被配置於基板W之上表面中央部上。

於沖洗步驟(S4)中，控制裝置3將沖洗液閥43打開。藉此，朝向旋轉狀態之基板W之上表面(正面Wa(參照圖8))，沖洗液自沖洗液噴嘴41被吐出。被供給至基板W之上表面之沖洗液，受到基板W之旋轉所產生之離心力而遍及基板W之全域。藉此，附著於基板W上之SC1，於基板W之全域藉由沖洗液所沖掉。沖洗液受到基板W之旋轉所產生之離心力而移動至基板W之周緣部，並自基板W之周緣部朝向基板W之側方向飛散。自基板W之周緣部所飛散之沖洗液係由第1防護件64之內壁所承接，沿著第1防護件64之內壁流下，並經由第1杯61及排液配管79，被輸送至機體外之回收處理設備。

若自沖洗液之供給開始起經過預先規定之期間，便可移行至SC2步驟(圖9之S5，參照圖12)。

若自沖洗液之吐出開始起經過預先規定之期間(圖11之T1為YES)，控制裝置3便藉由TDLAS氣體濃度計測單元11來計測基板W之上表面之上表面接近位置之氨濃度(圖11之T2)。然後，於此時之計測濕度低於閾值濃度之情形時(圖11之T3為YES)，控制裝置3將沖洗液閥43關閉，而停止沖洗液自沖洗液噴嘴41之吐出(圖11之T4)，藉此使沖洗步驟(S4)結束並移行至SC2步驟(S5)(圖11之T5)。於沖洗步驟(S4)結束後，控制裝置3對第3擺動馬達46進行控制，使沖洗液噴嘴41返回退避位置。

另一方面，於計測氨濃度為閾值濃度以上之情形時 (圖11之T3為NO)，返回圖11之處理，使該處理被重複執行(循環(loop))。亦即，於計測氨濃度下降至未滿閾值濃度之前，不會移行至SC2步驟(S5)，而繼續執行沖洗步驟(S4)。

於計測氨濃度下降至未滿閾值濃度之情形時，於基板W之上表面不會有氯的殘留。氨具有容易殘留之性質，而且，若乾燥後亦殘留，便存在有對圖案之電特性亦造成不良影響之可能性。此外，於後述之SC2步驟(S5)中，存在有發生與SC1之混合接觸之可能性。因此，藉由監視基板W上表面之正上方之氨濃度，來檢測基板W之上表面處之氨殘留。

控制裝置3將沖洗液閥43關閉，而停止沖洗液自沖洗液噴嘴41之吐出。藉此，沖洗步驟(S4)結束。其後，控制裝置3對第3擺動馬達46進行控制，使沖洗液噴嘴41返回退避位置。

接著，控制裝置3執行對基板W之上表面供給液體之SC2的SC2步驟(圖9之S5。參照圖12)。

具體而言，控制裝置3對第2擺動馬達36進行控制，使SC2噴嘴31自退避位置移動至基板W之上方。藉此，如圖12所示，SC2噴嘴31被配置於基板W之上方。

其後，控制裝置3對防護件升降單元67進行控制(參照圖2)，使處於第1防護件對向狀態之處理杯10之第1防護件64下降至下位置。藉此，可實現第2防護件65對向於基板W之周端面之第2防護件對向狀態。亦即，SC2步驟(S5)在遮斷構件9被配置於退避位置、且處理杯10之第2防護件對向狀態下被執行。

於SC2步驟(S5)中，控制裝置3將SC2閥33打開。藉此，朝向旋轉狀態之基極W之上表面(正面Wa(參照圖8))，SC2 自SC2噴嘴31被吐出。又，控制裝置3對第2擺動馬達36進行控制，使來自SC2噴嘴31之SC2之著液位置P2(參照圖12)，在基極W之上表面中央部與上表面周緣部之間，沿著圓弧狀之第2軌跡C2(參照圖3)往返移動。藉此，SC2之著液位置P2於基板W之上表面全域掃描，藉此，使用SC2來處理基板W之上表面之全域。

被供給至基板W上之SC2，自基板W之上表面周緣部朝向基板W之側方向飛散。自基板W之上表面周緣部所飛散之SC2，係由第1防護件64之內壁所承接，沿著第1防護件64之內壁流下，並經由第1杯61及回收配管80(參照圖2)，被輸送至機體外之回收處理設備。

若自SC2之吐出開始起經過預先規定之期間，控制裝置3便將SC2閥33關閉，而停止SC2自SC2噴嘴31之吐出。藉此，SC2步驟(S5)結束。其後，控制裝置3對第2擺動馬達36進行控制，使SC2噴嘴31返回退避位置。

接著，控制裝置3執行用以將基板W上之SC2置換為沖洗液而自基板W上將SC2加以排除之沖洗步驟(圖9之S6)。

於沖洗液噴嘴41被拉出至基板W之上方後，控制裝置3對防護件升降單元67(參照圖2)進行控制，使處於第2防護件對向狀態之處理杯10之第1防護件64上升至上位置。藉此，可實現第1防護件64對向於基板W之周端面之第1防護件對向狀態。亦即，SC1步驟(S5)在遮斷構件9被配置於退避位置、且處理杯10之第2防護件對向狀態下所執行。沖洗步驟(S6)由於為與沖洗步驟(S4)相當之步驟，因此省略說明。

若自沖洗液之供給開始起經過預先規定之期間，控制裝置3接著便進行在停止沖洗液對基板W之供給之狀態下將沖洗液之液膜(處理液之液膜)保持於基板W上之覆液沖洗步驟(圖9之S7)。具體而言，控制裝置3藉由控制旋轉夾頭5，而於基板W之上表面全域被沖洗液覆蓋之狀態下，使基板W之旋轉停止、或者使基板W之旋轉速度下降至較沖洗步驟(S6)中之旋轉速度更低速之低旋轉速度(例如約10~100rpm)。藉此，於基板W之上表面，形成覆蓋基板W之上表面全域之覆液(puddle)狀之沖洗液的液膜。於該狀態下，作用於基板W上表面之沖洗液之液膜的離心力小於在沖洗液與基板W之上表面之間作用之表面張力、或者上述離心力與上述表面張力大致制衡。藉由基板W之減速，作用於基板W上之沖洗液之離心力變弱，自基板W上被排出之沖洗液之量減少。

控制裝置3於基板W靜止之狀態或基板W以低旋轉速度進行旋轉之狀態下，將沖洗液閥43關閉，停止沖洗液自沖洗液噴嘴41之吐出。又，亦可於在基板W之上表面形成覆液狀之沖洗液之液膜後，繼續進行對基板W之上表面之沖洗液之供給。於沖洗液自沖洗液噴嘴41之吐出停止後，控制裝置3對第3擺動馬達46進行控制，使沖洗液噴嘴41返回退避位置。

接著，控制裝置3執行置換步驟(圖9之S8，參照圖14)。置換步驟(S8)係將基板W上之沖洗液置換為表面張力低於沖洗液(水)之有機溶劑(於該例子中為IPA)之步驟。

具體而言，控制裝置3對遮斷構件升降單元59進行控制，使遮斷板47下降，而如圖13所示般配置於接近位置。

又，控制裝置3對防護件升降單元67進行控制，使處於第2防護件對向狀態之處理杯10之第2防護件65下降至下位置，藉此實現第3防護件66對向於基板W之周端面之第3防護件對向狀態。亦即，置換步驟(S8)在遮斷構件9被配置於接近位置、且處理杯10之第3防護件對向狀態下被執行。

於置換步驟(S8)中，控制裝置3一邊將基板W之旋轉維持於覆液速度(零或低速之低旋轉速度(例如約10~100rpm))，一邊將有機溶劑閥55打開。藉此，如圖13所示，有機溶劑自上表面噴嘴49之第1吐出口52a朝向基板W之上表面中央部被吐出。藉此，基板W之上表面上之沖洗液被置換為有機溶劑，形成覆蓋基板W之上表面全域之覆液狀之有機溶劑之液膜。其後，該覆液狀之有機溶劑之液膜，在維持覆蓋基板W之全域之狀態下被保持。若即便停止有機溶劑之供給，有機溶劑亦不會斷液，則亦可停止有機溶劑之供給。然而，若停止有機溶劑之供給有機溶劑便會斷液，則繼續進行有機溶劑之供給。

涵蓋圖9所示之基板處理例之間之整個期間，小流量(例如約10(公升/分鐘))之惰性氣體自周圍氣體吐出口13a被吐出。藉由該惰性氣體之吐出，惰性氣體被供給至位於接近位置之遮斷板47與基板W之上表面之間之空間。伴隨著惰性氣體朝向該空間之供給，該空間之環境氣體之濕度下降。若自置換步驟(S8)之開始起經過預先規定之期間，便可移行至乾燥步驟(S9)。

如圖14所示，若自置換步驟(S8)之開始起經過預先規定之期間(圖14之E1為YES)，控制裝置3便藉由TDLAS氣體濃度計測單元11來計測基板W之上表面之上表面接近位置之水的濃度、即濕度(計測步驟。圖14之E2)。然後，於此時之計測濕度低於閾值濕度(例如約5%)之情形時(圖14之E3為YES)，控制裝置3結束置換步驟(S8)，並移行至乾燥步驟(S9)(圖14之E4)。

另一方面，於計測濕度為閾值濕度(例如約5%)以上之情形時(圖14之E3為NO)，返回圖14之處理，而重複執行(循環(loop))該處理。亦即，於計測濕度下降到未滿閾值濕度(例如約5%)之前，不會移行至乾燥步驟(S9)，而繼續進行置換步驟(S8)。

其次，對乾燥步驟(低表面張力液體排除步驟，圖9之S9)進行說明。於開始乾燥步驟(S9)時，控制裝置3對遮斷構件升降單元59進行控制，使遮斷板47進一步下降至遮斷位置(圖2以虛線圖示)。乾燥步驟(S9)包含有：液塊排除步驟，其自基板W之上表面將覆液狀之有機溶劑之液膜以液塊之狀態加以排除；及旋轉乾燥步驟，其使基板W甩乾。液塊排除步驟包含有開孔步驟及孔擴大步驟。首先，執行開孔步驟，並於開孔步驟結束後，執行孔擴大步驟。

開孔步驟係於覆液狀之液膜之中央部形成液體被排除後之圓形之孔(即乾燥區域)的步驟。具體而言，控制裝置3將惰性氣體閥57打開。藉此，氣體(惰性氣體)自上表面噴嘴49之第2吐出口53a朝向下被吐出。此時氣體之吐出流量為約50(公升/分鐘)~100(公升/分鐘)。藉由氣體之吹抵壓力(氣體壓力)，位於覆液狀之液膜之中央部之液體被吹飛而被排除。藉此，於基板W之上表面中央部形成孔。

於孔擴大步驟中，控制裝置3對旋轉馬達M進行控制，使基板W之旋轉速度上升至既定之孔擴大速度(例如約200rpm)。此時，藉由作用於基板W上之覆液狀之液膜的離心力，孔開始擴大。然後，控制裝置3於達到開孔速度之後，使基板W之旋轉進一步逐漸地加速。藉此，孔被擴大至基板W之全域，藉此，覆液狀之液膜全部被排出至基板W外。於孔擴大至基板W之上表面全域之後，控制裝置3將惰性氣體閥57關閉，而停止氣體自第2吐出口53a之吐出。由於覆液狀之液膜在該孔擴大之整個期間內保持液塊狀態，因此液塊分裂後之液體不會殘存於基板W之上表面。亦即，藉由執行開孔步驟及孔擴大步驟，可一邊防止液膜之液塊的分裂，一邊將覆液狀之液膜自基板W上加以排除。

於孔擴大步驟結束後(液塊排除步驟結束後)，控制裝置3執行旋轉乾燥步驟。具體而言，控制裝置3使基板W進一步加速至旋轉乾燥速度(例如約2400rpm)。藉此，基板W之上表面上之液體被甩掉。

若自旋轉乾燥步驟之開始起經過預先規定之期間，控制裝置3便對旋轉馬達M進行控制使旋轉夾頭5之旋轉(即基板W之旋轉)停止，對遮斷板旋轉單元58進行控制使遮斷板47之旋轉停止，且對遮斷構件升降單元59進行控制使遮斷板47上升並退避至退避位置。此外，控制裝置3將第1至第3防護件64~66全部配置於下位置(圖9之S10)。其後，基板搬送機器手臂CR進入處理單元2，將處理完畢之基板W搬出處理單元2外(圖9之S11)。所搬出之基板W自基板搬送機器手臂CR被交接至分度機器手臂IR，並藉由分度機器手臂IR被收納於基板收容器C。

如前所述，於自置換步驟(S8)之開始起經過預先規定之期間中，僅於計測濕度低於閾值濕度(例如約5%)之情形時，移行至乾燥步驟(S9)，而於計測濕度為閾值濕度(例如約5%)以上之情形時，繼續進行置換步驟(S8)。因此，在存在於基板W上表面之低表面張力液體未混入水之狀態下，由於液體之有機溶劑會自基板W之上表面被排除，因此可抑制或防止圖案倒塌。

如以上所述，根據本實施形態，被形成於發光窗84與受光窗87之間之光路89以通過腔室4內之上方空間SP(尤其上表面接近位置)之方式被配置。而且，光路89周圍之環境氣體之氨濃度及濕度由TDLAS氣體濃度計測部83所計測。藉由TDLAS方式來計測光路89周圍之環境氣體。因此，可不受存在於上方空間SP之處理液影響，且一邊避免與周邊構件(SC1噴嘴21、SC2噴嘴31、沖洗液41、第1噴嘴臂24、第2噴嘴臂34、第3噴嘴臂44)之干涉，一邊精度良好地計測氨濃度及濕度之各者。

又，由於利用TDLAS方式所進行之計測具有高速反應性，因此可於短時間內計測出氨濃度及濕度，藉此，可及時地執行對應於氨濃度及濕度之處理。

<第2實施形態>

圖15係沿著水平方向觀察本發明第2實施形態之處理單元202之內部之示意圖。圖16係用以對處理單元202所執行之基板處理例之置換步驟(S9)進行說明之示意圖。

於第2實施形態中，對與前述之第1實施形態共通之部分，標註與圖1至圖14之情形相同之元件符號並省略說明。

第2實施形態之處理單元202與第1實施形態之處理單元2之差異點，在於廢除遮斷構件9(參照圖2)，並且設置用以吐出有機溶劑之有機溶劑噴嘴203來取代上表面噴嘴49(參照圖2)。於圖15之例子中，有機溶劑噴嘴203係由第2噴嘴臂34所支撐。

有機溶劑噴嘴203例如為以連續流之狀態吐出液體狀之有機溶劑之直線型噴嘴。有機溶劑例如為IPA(異丙醇；isopropyl alcohol)，作為如此之有機溶劑，除了IPA以外，例如可例示甲醇、乙醇、丙酮、EG(乙二醇)及HFE(氫氟醚)。又，作為有機溶劑，不僅存在僅由單獨成分所構成之情形，亦可為與其他的成分混合而成之液體。例如，既可為IPA與丙酮之混合液，亦可為IPA與甲醇之混合液。

有機溶劑噴嘴203例如以對基板W之上表面朝垂直之方向吐出處理液之垂直姿勢被安裝於第2噴嘴臂34。於有機溶劑噴嘴203連接有導引來自有機溶劑供給源之有機溶劑的有機溶劑配管204。於有機溶劑配管204之中途部，介裝有用以將有機溶劑配管204加以開閉之有機溶劑閥205。藉由有機溶劑閥205被打開，有機溶劑自有機溶劑噴嘴203朝向下方被吐出。

於處理單元202中，執行與圖9所示之基板處理例相當之基板處理例。

於置換步驟(圖9之S8)中，控制裝置3一邊將基板W之旋轉維持於覆液速度(零或低速之低旋轉速度(例如約10~100rpm))，一邊將有機溶劑閥205打開。藉此，如圖16所示，有機溶劑自有機溶劑噴嘴203朝向基板W之上表面中央部被吐出。藉此，基板W之上表面上之沖洗液被置換為有機溶劑，而形成覆蓋基板上表面之全域之覆液狀之有機溶劑的液膜。其後，該覆液狀之有機溶劑之液膜以維持覆蓋基板W之全域之狀態被保持。若即使停止有機溶劑之供給，有機溶劑亦不會斷液，則亦可停止有機溶劑之供給。然而，若停止有機溶劑之供給有機溶劑便會斷液，則繼續進行有機溶劑之供給。

涵蓋圖9所示之基板處理例之間之整個期間，低濕度之潔淨空氣(即乾燥氣體)自被安裝於天花板之FFU 15被供給至上方空間SP。伴隨著低濕度空氣朝向上方空間SP之供給，上方空間SP之環境之濕度下降。若自置換步驟(圖9之S8)之開始起經過預先規定之期間，便可移行至乾燥步驟(圖9之S9)。是否自置換步驟(圖9之S8)移行至乾燥步驟(圖9之S9)，係根據使用圖14所說明之處理來決定。

於第2實施形態中，亦發揮與於第1實施形態所述之作用效果相當之作用效果。

<變形處理例>

於處理單元2、202所執行之基板處理例中，雖已作為自置換步驟(圖9之S8)朝向乾燥步驟(圖9之S9)之移行時執行圖14所示之處理者而進行說明，但圖14所示之處理亦可於自覆液沖洗步驟(圖9之S7)朝向置換步驟(低表面張力液體供給步驟。圖9之S8)之移行時進行。此外，亦可於自沖洗步驟(圖9之S6)朝向覆液沖洗步驟(圖9之S7)之移行時進行。亦即，於該變形處理例中，圖14所示之處理係於置換步驟(圖9之S8)之前先被執行。以下，對在自覆液沖洗步驟(圖9之S7)朝向置換步驟(圖9之S8)之移行時進行圖 14所示之處理之情形進行說明。

若自覆液沖洗步驟(圖9之S7)之開始起經過預先規定之期間，控制裝置3便藉由TDLAS氣體濃度計測單元11來計測基板W上表面之上表面接近位置之水的濃度、即濕度。而且，於此時之計測濕度低於閾值濕度(例如，約30%~40%之範圍之既定濃度)之情形時，控制裝置3結束覆液沖洗步驟(圖9之S7)，並移行至置換步驟(圖9之S8)。

另一方面，於計測濕度高於閾值濕度(例如，約30%~40%之範圍之既定濃度)之情形時，返回圖14之處理，而重複執行(循環(loop))該處理。亦即，於計測濕度下降至閾值濕度(例如，約30%~40%之範圍之既定濃度)之前，不會移行至置換步驟(圖9之S8)，而繼續執行覆液沖洗步驟(圖9之S7)。

於本變形處理例中，僅於濕度計測步驟所計測出之濕度低於既定濕度之情形時，執行置換步驟(圖9之S8)。由於在存在於基板W上表面之有機溶劑未混入水之狀態下執行置換步驟(圖9之S8)以後之處理，因此可抑制或防止圖案倒塌。

<其他變形處理例>

又，於第1及第2實施形態中，亦可設為在乾燥步驟(圖9之S9)中不執行液塊排除步驟，而僅藉由旋轉乾燥步驟自基板之上表面將有機溶劑加以排除(乾燥)。於該情形時，僅旋轉馬達M相當於有機溶劑排除單元。於該情形時，由於在置換步驟(圖9之S8)中有機溶劑之液膜不一定要呈覆液狀，因此於置換步驟(圖9之S8)中亦可使基板W以與液處理速度相當之旋轉速度旋轉，於該情形時，亦可省略覆液沖洗步驟(圖9之S7)。

<第3實施形態>

圖17係自上方觀察本發明第3實施形態之基板處理裝置301之示意圖。圖18係沿著水平方向觀察基板處理裝置301所具備之複數個處理單元302之內部之示意圖。

於第3實施形態中，對與前述之第1實施形態共通之部分標註與圖1至圖14之情形相同之元件符號並省略說明。

第3實施形態之基板處理裝置301與第1實施形態之基板處理裝置1之差異點，並非在各處理單元設置TDLAS氣體濃度計測單元，而在於利用TDLAS氣體濃度計測單元311來計測複數個處理單元302之腔室4內之氣體的濃度。亦即，TDLAS氣體濃度計測單元311作為複數個腔室濃度計測部而發揮功能。

處理單元302除了不具備TDLAS氣體濃度計測單元11(參照圖2)的部分以外，為與處理單元2相當之構成。於圖18中，省略處理單元302詳細之構成的圖示。

TDLAS氣體濃度計測單元311包含有發光部381、受光部382及TDLAS氣體濃度計測部383。於圖18中，表示成為1個TDLAS氣體濃度計測單元311之計測對象之處理單元302之個數例如為2個之情形。

發光部381包含有：發光二極體(第1及第2發光二極體LD1、LD2)，其等被配置於各處理單元302之腔室外；發光窗(第1窗)84，其被配置於各處理單元302之腔室4內；以及光纜385，其將來自發光二極體之光導引至發光窗84。具有發光二極體之單元之個數，無關於處理單元302之個數而僅為1個。光纜385其前端側分支，且被連接於各處理單元302內之發光窗84。亦即，光纜385與複數個發光窗84及第1及第2發光二極體LD1、LD2連接。除了光纜385之前端側分支的部分以外，光纜385為與光纜85(參照圖2等)相當之構成。

受光部382係設置於各處理單元302。受光部382為與受光部82相當之構成。受光部382包含有：受光窗87，其被配置於腔室4內；及受光二極體PD，其接受自發光二極體所發出且進入受光窗87之光。

將圖18之左側所示之處理單元302設為第1處理單元302A，而將圖18之右側所示之處理單元302設為第2處理單元302B。此時，將第1處理單元302A之受光二極體PD設為第1受光二極體PD1，而將第2處理單元302B之受光二極體PD設為第2受光二極體PD2。此時，藉由使第1及第2發光二極體LD1、LD2發光，而於第1處理單元302A之腔室(第1腔室)4內，形成將發光窗84與受光窗87連結之光路(第3光路)89，且於第2處理單元302B之腔室(第2腔室)4內，形成將發光窗84與受光窗87連結之光路(第4光路)89。

TDLAS氣體濃度計測部383根據藉由被設置於各處理單元302之受光部382之受光二極體PD所檢測出之波形(吸收信號波形)，來計測各處理單元302之腔室4內之氣體的濃度(各光路89(第3及第4光路)之周圍之環境氣體所包含之氣體的濃度)。除了TDLAS氣體濃度計測部383之計測對象跨及複數個處理單元302的部分以外，TDLAS氣體濃度計測部383為與第1實施形態之 TDLAS氣體濃度計測部83相當之構成。

於第3實施形態中，除了與第1實施形態所述之作用效果相當之作用效果以外，亦發揮下述之作用效果。

亦即，於該實施形態中，可使用1個TDLAS氣體濃度計測單元311於複數個處理單元302之腔室4之各者中，計測該腔室4內之環境氣體之氣體的濃度。藉此，相較於將TDLAS氣體濃度計測單元設置於每個處理單元之情形，可削減發光二極體之單元數及TDLAS氣體濃度計測部383之個數，而可謀求成本下降。

成為1個TDLAS氣體濃度計測單元311之計測對象之處理單元302之個數當然亦可為3個以上。亦即，複數個氣體濃度計測部雖設為2個，但亦可為3個以上。

<變形例>

以上，雖已對本發明之3個實施形態進行說明，但本發明亦可以其他形態來實施。

例如，亦可如圖19所示之發光部81A般，於第1及第2發光二極體LD1、LD2與發光窗(第2窗)84之間不介存有光纜85、385(參照圖2、圖18)，而使自第1及第2發光二極體LD1、LD2所發出之光直接進入發光窗84。於該情形時，第1及第2發光二極體LD1、LD2成為被配置於腔室4內。

又，亦可如圖19中以二點鏈線所表示般，相對於發光窗84而於受光側設置用以將發光窗84加以開閉之擋板401。又，亦可相對於受光窗87而於發光側設置用以將受光窗87加以開閉之擋板402。擋板401、402僅於自第1及第2發光二極體LD1、LD2 發出光之情形時(即使用TDLAS氣體濃度計測單元來進行濃度計測之情形時)成為打開狀態，而於除此以外之狀態下被設為關閉狀態。既可設置有擋板401、402雙方，亦可僅設置擋板401、402中之一者。於該情形時，僅於需要用來進行計測時，發光窗84之受光側及/或受光窗87之發光側才會打開，而於除此以外時，發光窗84之受光側及/或受光窗87之發光側閉合。因此，可將發光窗84及/或受光窗87保持為潔淨之狀態，所以，可提高使用TDLAS氣體濃度計測單元之濃度計測的精度。

又，亦可如圖20所示般，發光部及受光部為反射型。亦即，亦可於發光窗84(發光部81)與受光窗87(受光部82、382)之間配置鏡403。於該情形時，亦可將發光窗84(發光部81)及受光窗87(受光部82、382)如圖20所示般相對於旋轉軸線A1，集中地配置於同一側。於該情形時，相較於圖3所示之第1實施形態之情形，可增長2倍光路89之距離，藉此，可進行更高精度之計測。

又，於前述之各實施形態中，發光部81(發光窗84、光纜85及第1罩部86)、與受光部82、382(受光窗84、第2罩部88及受光二極體PD)亦可並非由專用之保持器所支撐，而由防護件所支撐。

作為該一例，於圖21中，在所有防護件64、65、66之內周端部64a、65a、66a埋設有第1及第2發光二極體LD1、LD2及受光二極體PD。而且，第1及第2發光二極體LD1、LD2及受光二極體PD被配置為隔著旋轉夾頭5及上方空間SP相互地沿著橫向而對向。但是，不需要在所有第1至第3防護件64、65、66均埋設，而只要埋設於其中之至少1個之內周端部64a、65a、66a 即可(較佳為至少埋設於最外側之第3防護件66)。又，亦可設為光纜85、385被埋設於第1至第3防護件64~66，且自第1至第3防護件64~66之內周端部64a、65a、66a，光纜85、385之前端面與受光二極體PD相互地沿著橫向而對向。

又，於將發光部81及受光部82、382設置於防護件之情形時，亦可設為以自最外側之防護件之升降軸朝上方擴展之方式設置支撐部，並使該支撐部支撐發光部81及受光部82、382。

又，於前述之各實施形態中，雖已列舉將TDLAS氣體濃度計測單元11、311之計測對象設為氨及水之合計2種氣體之情形為例進行說明，但既可將1種氣體設為計測對象，亦可為3種以上。作為可藉由TDLAS氣體濃度計測單元11、311進行計測之氣體，可例示有HF(氟化氫)、HCL(氯化氫)、HF、CO2(二氧化碳)、CO(一氧化碳)、H2S(硫化氫)、CH4(甲烷)、HCN(氰化氫)等。例如，HF之吸收體之波長為約1.3μm。

於計測對象之氣體為1種之情形時，1個發光部所包含之LED之個數為1個便足夠。於計測對象之氣體為複數種之情形時，至少與該種類對應之個數之LED被包含於1個發光部中。

再者，於前述之各實施形態中，作為藥液(第1及第2藥液)，雖已分別列舉SC1及SC2為例進行說明，但藥液亦可為包含例如硫酸、乙酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、氨水、雙氧水、有機酸(例如檸檬酸、草酸等)、有機鹼(例如TMAH：氫氧化四甲基銨等)、界面活性劑、及防腐蝕劑中之至少1者之液體。

此外，雖已列舉處理杯10為3段之杯之情形為例進行說明，但處理杯10既可為單段之杯，亦可為兩段之杯，亦可為4 段以上之多段杯。

又，於前述之實施形態中，雖已對基板處理裝置1為對由半導體晶圓所構成之基板W之表面進行處理之裝置的情形進行說明，但基板處理裝置亦可為對液晶顯示裝置用基板、有機EL(電致發光；electroluminescence)顯示裝置等之FPD(平面顯示器；Flat Panel 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基板進行處理之裝置。

雖已對本發明之實施形態詳細地進行說明，但該等僅為用以使本發明之技術內容明確化之具體例，本發明不應被限定於該等具體例而加以解釋，本發明之範圍僅藉由隨附之申請專利範圍所限定。

本申請案對應於2017年11月28日向日本特許廳所提出申請之日本專利特願2017-228040號，該申請案所有揭示內容係藉由引用而寫入本說明書中。