JP6728009B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Description

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

基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置による基板処理では、たとえば、スピンチャックによってほぼ水平に保持された基板に対して薬液が供給される。その後、リンス液が基板に供給され、それによって、基板上の薬液がリンス液に置換される。その後、基板上のリンス液を排除するためのスピンドライ工程が行われる。
図９に示すように、基板の表面にパターンが形成されている場合、スピンドライ工程では、パターンの内部に入り込んだリンス液を除去できないおそれがあり、それによって、乾燥不良が生じるおそれがある。パターンの内部に入り込んだリンス液の液面（空気と液体との界面）は、パターンの内部に形成されるので、液面とパターンとの接触位置に、液体の表面張力が働く。この表面張力が大きい場合には、パターンの倒壊が起こりやすくなる。典型的なリンス液である水は、表面張力が大きいために、スピンドライ工程におけるパターンの倒壊が無視できない。

そこで、水よりも表面張力が低い有機溶剤であるイソプロピルアルコール（Isopropyl Alcohol: IPA）を供給して、基板の上面をＩＰＡで処理することによって、パターンの内部に入り込んだ水をＩＰＡに置換し、その後にＩＰＡを除去することで基板の上面を乾燥させることが考え得る。これにより、表面張力に起因するパターンの倒壊の問題が緩和される。また、基板の上面を撥水剤で処理することでパターンが受ける表面張力を低減することによって、パターンの倒壊を抑制する方法も考え得る。

ところが、近年、基板の表面には、高集積化のために、微細でかつアスペクト比の高い微細パターン（柱状のパターン、ライン状のパターン等）が形成されている。微細で高アスペクト比の微細パターンは倒壊し易いので、ＩＰＡの液膜を基板の上面に形成した後、基板にホットプレートを接触させた状態で基板を加熱する基板処理方法が提案されている（たとえば下記特許文献１）。それによって、ＩＰＡの液膜の一部が蒸発されて気相化し、微細パターン内部が気相のＩＰＡで満たされるため、微細パターンに作用する表面張力を小さくすることができる。

特開２０１５−１８５７６７号公報

したがって、基板の上面をＩＰＡや撥水剤などの有機溶剤で処理した後、基板にホットプレートを接触させた状態で基板を加熱することによって、微細パターンに作用する表面張力を一層低減することができると考えられる。
ＩＰＡや撥水剤などの有機溶剤による処理において、基板の上面に対してこれらの有機溶剤を効果的に作用させるためには、これらの有機溶剤の液膜を上面に保持させた状態で基板を加熱する必要がある。その際、有機溶剤の種類や処理内容によっては、基板を回転させないと、当該液膜が部分的に蒸発して基板の上面が部分的に露出するおそれがある。これでは、有機溶剤で基板の上面を充分に処理できないばかりか、液膜が蒸発する際に微細パターンに表面張力が作用し、微細パターンの倒壊が起こる可能性がある。

特許文献１の基板処理において、基板を充分に加熱するためには、基板にホットプレートを接触させなければならず、このような接触状態では基板を回転できないおそれがある。逆に、基板を回転させるためには、ホットプレートを基板から離隔させてホットプレートからの輻射熱で基板を加熱しなければならず、これでは基板を充分に加熱できないおそれがある。

そこで、この発明の１つの目的は、基板を有機溶剤で良好に処理し、かつ、基板を良好に乾燥させることができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。

この発明は、基板を水平に保持する基板保持工程と、前記水平に保持された基板を鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、前記水平に保持された基板の上面に、前記基板の上面を処理するための第１有機溶剤を供給することにより、前記基板の上面に前記第１有機溶剤の液膜を形成する液膜形成工程と、前記水平に保持された基板の下面に対向する対向面を有するヒータユニットの前記対向面と、前記基板の下面との間の空間に、第２有機溶剤の蒸気を供給する蒸気供給工程と、前記基板回転工程および前記液膜形成工程と並行して、前記第２有機溶剤の蒸気によって、前記回転状態の基板を加熱する基板加熱工程と、前記基板加熱工程後に、前記水平に保持された基板から前記第１有機溶剤の液膜を排除し、前記基板の回転を停止させ、かつ、前記基板を前記ヒータユニットに接触させた状態で、前記基板の上面を乾燥させる基板乾燥工程とを含む、基板処理方法を提供する。

この方法によれば、基板加熱工程では、ヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に供給された第２有機溶剤の蒸気によって基板が加熱される。第２有機溶剤の蒸気は、ヒータユニットからの輻射熱よりも基板を効率良く加熱することができる。そのため、基板にヒータユニットを接触させなくても、基板を充分に加熱することができる。つまり、回転状態の基板を充分に加熱することができる。それによって、第１有機溶剤の液膜が部分的に蒸発して基板の上面が部分的に露出することを抑制し、第１有機溶剤の液膜を良好に形成することができる。したがって、第１有機溶剤によって基板の上面を良好に処理することができる。

一方、基板乾燥工程では、基板の回転を停止させ、かつ、基板をヒータユニットに接触させることができる。それによって、基板を充分に加熱することができるので、基板を良好に乾燥させることができる。
以上のように、基板を第１有機溶剤で良好に処理し、かつ、基板を良好に乾燥させることができる。

この発明の一実施形態では、前記基板加熱工程が、前記ヒータユニットによって、前記空間に供給された前記第２有機溶剤の蒸気を加熱する工程を含む。この方法によれば、ヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に供給された第２有機溶剤の蒸気が加熱されるので、第２有機溶剤の蒸気によって基板を効率良く加熱することができる。
この発明の一実施形態では、前記第１有機溶剤が、前記基板の上面の撥水性を高める撥水剤を含む。

この方法によれば、液膜形成工程では、基板の上面の撥水性を高める撥水剤が基板の上面に供給される。撥水剤の液膜は比較的***し易いため、基板の上面に液膜を保持するためには、基板を回転させる必要がある。そこで、基板加熱工程では、回転状態の基板を加熱することができるため、撥水剤によって基板の上面を良好に処理することができる。
この発明の一実施形態では、前記第２有機溶剤が、水よりも揮発性の高い揮発性有機溶剤を含む。

この方法によれば、第２有機溶剤が、水よりも揮発性の高い揮発性有機溶剤を含む。そのため、第２有機溶剤が蒸気の状態で維持されやすい。したがって、ヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に供給された第２有機溶剤の蒸気が液化して基板に付着することを抑制できるので、基板を良好に乾燥させることができる。
この発明の一実施形態では、前記蒸気供給工程が、液状または霧状の前記第２有機溶剤を前記空間に供給する第２有機溶剤供給工程と、前記ヒータユニットによって液状または霧状の前記第２有機溶剤を加熱することによって液状または霧状の前記第２有機溶剤を気化させる第２有機溶剤気化工程とを含む。

この方法によれば、液状または霧状の第２有機溶剤は、ヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に供給されるため、ヒータユニットによって加熱される。この加熱によって液状または霧状の第２有機溶剤を気化させることができる。したがって、ヒータユニットを利用して、回転状態の基板を加熱するための蒸気をヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に供給することができる。なお、液状とは、液体の連続的な流体のことであり、霧状とは、液滴と気体とが混合された流体のことである。

この発明の一実施形態では、前記第２有機溶剤供給工程が、前記ヒータユニットの前記対向面に向けて液状または霧状の前記第２有機溶剤を供給する工程を含む。
この方法によれば、ヒータユニットの対向面に向けて液状または霧状の第２有機溶剤が供給されるので、ヒータユニットによって液状または霧状の第２有機溶剤が加熱されやすい。そのため、液状または霧状の第２有機溶剤の気化が促進される。したがって、ヒータユニットを効率良く利用して、回転状態の基板を加熱するための蒸気をヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に供給することができる。

この発明の一実施形態では、前記基板乾燥工程が、水よりも表面張力の低い低表面張力液体を前記基板の上面に供給することによって前記基板の上面から前記第１有機溶剤の液膜を排除し、前記基板の上面に前記低表面張力液体の液膜を形成する第２の液膜形成工程と、前記基板の上面から前記低表面張力液体の液膜を排除する排除工程とを含む。
この方法によれば、基板乾燥工程では、第１有機溶剤の液膜が基板の上面から排除され、水よりも表面張力の低い低表面張力液体の液膜が基板の上面に形成される。それによって、基板の上面に作用する表面張力を低減することができるので、低表面張力液体の液膜を基板の上面から排除することによって基板を良好に乾燥させることができる。

この発明の一実施形態では、前記排除工程が、前記低表面張力液体の液膜の中央領域に不活性ガスを供給することによって、前記低表面張力液体の液膜に開口を形成する開口形成工程と、前記開口を拡大することによって、前記基板の上面から前記低表面張力液体の液膜を排除する開口拡大工程とを含む。
この方法によれば、低表面張力液体の液膜の中央領域に不活性ガスを供給することによって、低表面張力液体の液膜の中央領域に液滴を残すことなく開口を形成することができる。この開口を拡大させて基板の上面から低表面張力液体の液膜を排除することによって、基板の上面を良好に乾燥させることができる。

この発明の一実施形態では、前記基板乾燥工程が、前記回転を停止させた状態の基板の下面に前記対向面を接触させるために前記ヒータユニットを前記基板の下面に接近させるヒータユニット移動工程を含む。
この方法によれば、回転を停止させた状態の基板の下面に対向面を接触させるためにヒータユニットを基板の下面に接近させることができるので、ヒータユニットが基板から離隔した状態と、ヒータユニットが基板に接触した状態とを確実に切り替えることができる。そのため、第１有機溶剤によって基板を処理する際には、ヒータユニットを基板から確実に離隔させることができるので、回転状態の基板を第２有機溶剤の蒸気で加熱することができる。また、基板を乾燥させる際には、ヒータユニットを基板に確実に接触させた状態で基板を加熱することができる。

この発明の一実施形態では、前記第１有機溶剤の組成と、前記第２有機溶剤の組成とが同じである。この方法によれば、第１有機溶剤の組成と第２有機溶剤の組成とが同じであるため、第２有機溶剤の蒸気によって基板を加熱する際に、第２有機溶剤の蒸気が基板の上面側に回り込んだ場合であっても、第１有機溶剤による基板の処理を阻害しない。したがって、第１有機溶剤によって基板の上面を良好に処理することができる。

この発明は、水平に保持した基板を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに回転させる基板保持回転手段と、前記基板の上面を処理するための第１有機溶剤の液膜を前記基板の上面に形成するために前記基板の上面に前記第１有機溶剤を供給する第１有機溶剤供給手段と、前記基板の下面に対向する対向面を有し、前記基板と接触する接触位置と前記基板から離隔した離隔位置との間で前記基板保持手段に対して相対的に移動可能なヒータユニットと、前記基板の下面と前記ヒータユニットの前記対向面との間の空間に、第２有機溶剤の蒸気を供給する第２有機溶剤供給手段とを含む基板処理装置を提供する。

この構成によれば、ヒータユニットを基板から離隔させた状態でヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に第２有機溶剤の蒸気を供給し、この蒸気によって基板を加熱することができる。第２有機溶剤の蒸気は、ヒータユニットからの輻射熱よりも効率良く基板を加熱することができる。そのため、基板にヒータユニットを接触させなくても、基板を充分に加熱することができる。つまり、回転状態の基板を充分に加熱することができる。それによって、第１有機溶剤の液膜が部分的に蒸発して基板の上面が部分的に露出することを抑制し、第１有機溶剤の液膜を良好に形成することができる。したがって、第１有機溶剤によって基板の上面を良好に処理することができる。

一方、基板の上面を乾燥させる際には、基板の回転を停止させ、かつ、ヒータユニットを基板保持手段に対して相対移動させて基板に接触させることができる。それによって、基板を充分に加熱することができるので、基板を良好に乾燥させることができる。
以上のように、基板を第１有機溶剤で良好に処理し、かつ、基板を良好に乾燥させることができる。

この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板保持回転手段に前記基板を回転させる基板回転工程と、前記第１有機溶剤供給手段に前記基板の上面に前記第１有機溶剤を供給させることにより、前記基板の上面に前記第１有機溶剤の液膜を形成する液膜形成工程と、前記第２有機溶剤供給手段に前記第２有機溶剤の蒸気を前記空間に供給させる蒸気供給工程と、前記基板回転工程および液膜形成工程と並行して、前記第２有機溶剤の蒸気によって前記基板を加熱する基板加熱工程と、前記基板加熱工程後に、前記基板から前記第１有機溶剤の液膜を排除し、前記基板保持回転手段に前記基板の回転を停止させ、かつ、前記基板を前記ヒータユニットに接触させた状態で、前記基板の上面を乾燥させる基板乾燥工程とを実行する制御手段をさらに含む。

この構成によれば、制御手段によって、蒸気供給工程、基板加熱工程および基板乾燥工程が確実に実行される。したがって、基板を第１有機溶剤で良好に処理し、かつ、基板を良好に乾燥させることができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、水よりも表面張力の低い低表面張力液体を前記基板の上面に供給する低表面張力液体供給手段をさらに含む。そして、前記制御手段が、前記低表面張力液体供給手段に前記低表面張力液体を供給させることによって、前記基板の上面から前記第１有機溶剤の液膜を排除して前記基板の上面に前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、前記基板の上面から前記低表面張力液体の液膜を排除する排除工程とを実行する。

この構成によれば、低表面張力供給手段から基板の上面に水よりも表面張力の低い低表面張力液体を供給することによって、基板上の第１有機溶剤の液膜を排除し低表面張力液体の液膜を基板の上面に形成することができる。それによって、基板の上面に作用する表面張力を低減することができるので、低表面張力液体の液膜を基板の上面から排除することによって基板を良好に乾燥させることができる。

この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記低表面張力液体の液膜の中央領域に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに含む。そして、前記制御手段が、前記不活性ガス供給手段に不活性ガスを供給させて前記低表面張力液体の液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、前記開口を拡大することによって、前記基板の上面から前記低表面張力液体の液膜を排除する開口拡大工程とを実行する。

この構成によれば、不活性ガス供給手段から低表面張力液体の液膜の中央領域に不活性ガスを供給することによって、低表面張力液体の液膜の中央領域に液滴を残すことなく開口を形成することができる。この開口を拡大させて基板の上面から低表面張力液体の液膜を排除することによって、基板の上面を良好に乾燥させることができる。
この発明の一実施形態では、前記第１有機溶剤供給手段が、前記基板の上面の撥水性を高める撥水剤を前記基板の上面に供給する撥水剤供給手段を含む。

この構成によれば、基板の上面の撥水性を高める撥水剤が撥水剤供給手段から基板の上面に供給される。撥水剤の液膜は比較的***し易いため、基板の上面に液膜を保持するためには、基板を回転させる必要がある。そこで、第２有機溶剤の蒸気を利用してヒータユニットを基板から離隔させた状態で基板を加熱することによって、基板を加熱しながら基板を回転させることができる。そのため、撥水剤によって基板の上面を良好に処理することができる。

この発明の一実施形態では、前記第２有機溶剤供給手段が、前記第２有機溶剤の蒸気としての、水よりも揮発性の高い揮発性有機溶剤の蒸気を、前記空間に供給する揮発性有機溶剤供給手段を含む。
この構成によれば、水よりも揮発性の高い揮発性有機溶剤の蒸気が、揮発性有機溶剤供給手段からヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に供給される。そのため、この空間に供給された第２有機溶剤が蒸気の状態で維持されやすい。したがって、ヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に供給された第２有機溶剤の蒸気が液化して基板に付着することを抑制できるので、基板を良好に乾燥させることができる。

この発明の一実施形態では、前記第２有機溶剤供給手段が、液状または霧状の前記第２有機溶剤を前記空間に供給する第２有機溶剤ノズルと、前記空間に供給された液状または霧状の前記第２有機溶剤を加熱する前記ヒータユニットとを含む。
この構成によれば、第２有機溶剤ノズルが液状または霧状の第２有機溶剤をヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に供給するため、この空間に供給された液状または霧状の第２有機溶剤は、ヒータユニットによって加熱される。この加熱によって液状または霧状の第２有機溶剤を気化させることができる。したがって、ヒータユニットを利用して、回転状態の基板を加熱するための蒸気をヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に供給することができる。

なお、第２有機溶剤ノズルがストレートノズルである場合、ヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間には、液状の第２有機溶剤が供給される。第２有機溶剤ノズルがスプレーノズルである場合、当該空間には、霧状の第２有機溶剤が供給される。
この発明の一実施形態では、前記第２有機溶剤ノズルが、前記ヒータユニットの前記対向面に向けて液状または霧状の前記第２有機溶剤を供給する。

この構成によれば、ヒータユニットの対向面に向けて第２有機溶剤ノズルから第２有機溶剤が供給されるので、ヒータユニットによって第２有機溶剤が加熱されやすい。そのため、液状または霧状の第２有機溶剤の気化が促進される。したがって、ヒータユニットを利用して、ヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に回転状態の基板を加熱するための蒸気を効率良く供給することができる。

この発明の一実施形態では、前記ヒータユニットの前記対向面には、凹部が設けられている。この構成によれば、ヒータユニットの対向面には、凹部が設けられている。それによって、対向面が平坦な場合と比較して対向面の表面積が増大されている。そのため、ヒータユニットは、対向面と基板の下面との間の空間に供給される液状または霧状の第２有機溶剤の気化を一層促進することができる。

この発明の一実施形態では、前記第２有機溶剤供給手段が、前記ヒータユニットの前記対向面に露出した吐出口を有する対向面ノズルを含む。この構成によれば、対向面ノズルの吐出口がヒータユニットの対向面に露出している。そのため、対向面ノズルは、ヒータユニットの対向面と基板の下面との間の空間に第２有機溶剤を確実に供給することができる。

この発明の一実施形態では、前記第２有機溶剤供給手段が、前記ヒータユニットの側方に配置された側方ノズルを含む。この構成によれば、ヒータユニットの側方のスペースを利用して第２有機溶剤を供給するノズルを設けることができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記接触位置と前記離隔位置との間で前記ヒータユニットを前記基板保持手段に対して相対的に移動させるヒータユニット昇降機構をさらに含む。

この構成によれば、ヒータユニットを基板保持手段に対して相対移動させて、基板の下面に対向面を接触させるために基板Ｗの下面にヒータユニットを接近させることによって、ヒータユニットが基板に接触した状態と、ヒータユニットが基板から離隔した状態とを確実に切り替えることができる。そのため、第１有機溶剤によって基板を処理する際には、ヒータユニットを基板から確実に離隔させることができるので、回転状態の基板を第２有機溶剤の蒸気で加熱することができる。また、基板を乾燥させる際には、ヒータユニットを基板に確実に接触させた状態で基板を加熱することができる。

この発明の一実施形態では、前記第１有機溶剤の組成と前記第２有機溶剤の組成とが同じである。
この構成によれば、第１有機溶剤の組成と第２有機溶剤の組成とが同じであるため、第２有機溶剤の蒸気によって基板を加熱する際に、第２有機溶剤の蒸気が基板の上面側に回り込んだ場合であっても、第１有機溶剤による基板の処理を阻害しない。したがって、第１有機溶剤によって基板の上面を良好に処理することができる。

図１は、この発明の第１実施形態に係る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部分断面図である。 図３は、前記処理ユニットのスピンベースおよびヒータユニットの模式的な平面図である。 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６は、基板処理の詳細を説明するためのタイムチャートである。 図７Ａは、有機溶剤処理（図５のＳ４）を説明するための図解的な断面図である。 図７Ｂは、撥水剤処理（図５のＳ５）を説明するための図解的な断面図である。 図７Ｃは、乾燥処理（図５のＳ６）を説明するための図解的な断面図である。 図７Ｄは、乾燥処理（図５のＳ６）を説明するための図解的な断面図である。 図７Ｅは、乾燥処理（図５のＳ６）を説明するための図解的な断面図である。 図７Ｆは、乾燥処理（図５のＳ６）を説明するための図解的な断面図である。 図７Ｇは、乾燥処理（図５のＳ６）を説明するための図解的な断面図である。 図７Ｈは、乾燥処理（図５のＳ６）を説明するための図解的な断面図である。 図８は、この発明の第２実施形態に係る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部分断面図である。 図９は、表面張力によるパターン倒壊の原理を説明するための図解的な断面図である。

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。
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態に係る基板処理装置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、シリコンウエハ等の基板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、円形状の基板である。基板Ｗの表面には、微細なパターン（図９参照）が形成されている。

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部分断面図である。
処理ユニット２は、一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持しながら、基板Ｗの中央部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、基板Ｗの下面と対向する対向面６ａを有するヒータユニット６と、ヒータユニット６をスピンチャック５に対して上下に相対移動させる昇降ユニット７と、スピンチャック５を取り囲む筒状のカップ８と、基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとの間の空間７０に流体を供給する下面ノズル９と、基板Ｗの上面にリンス液としての脱イオン水（ＤＩＷ）を供給するＤＩＷノズル１０と、基板Ｗの上方で移動可能な第１移動ノズル１１と、基板Ｗの上方で移動可能な第２移動ノズル１２とを含む。処理ユニット２は、さらに、カップ８を収容するチャンバ１３（図１参照）を含む。図示は省略するが、チャンバ１３には、基板Ｗを搬入／搬出するための搬入／搬出口が形成されており、この搬入／搬出口を開閉するシャッタユニットが備えられている。

スピンチャック５は、水平に保持した基板Ｗを鉛直方向に沿う所定の回転軸線Ａ１まわりに回転させる基板保持回転手段の一例である。スピンチャック５は、チャックピン２０と、スピンベース２１と、スピンベース２１の下面中央に結合された回転軸２２と、回転軸２２に回転力を与える電動モータ２３とを含む。回転軸２２および電動モータ２３は、スピンベース２１の下方に設けられたハウジング２６によって取り囲まれている。回転軸２２は回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びており、この実施形態では中空軸である。回転軸２２の上端に、スピンベース２１が結合されている。スピンベース２１は、水平方向に沿う円盤形状を有している。スピンベース２１の上面の周縁部に、複数のチャックピン２０が周方向に間隔を空けて配置されている（後述する図３も参照）。複数のチャックピン２０は、基板Ｗの周端に接触して基板Ｗを把持する閉状態と、基板Ｗの周端から退避した開状態との間で開閉可能である。また、複数のチャックピン２０は、開状態において、基板Ｗの周縁部の下面に接触して、基板Ｗを下方から支持することができる。スピンベース２１およびチャックピン２０は、基板Ｗを水平に保持する基板保持手段の一例である。

電動モータ２３によって回転軸２２が回転されることにより、基板Ｗが回転軸線Ａ１まわりに回転される。以下では、基板Ｗの回転径方向内側を単に「径方向内方」といい、基板Ｗの回転径方向外側を単に「径方向外方」という。回転軸２２および電動モータ２３は、基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる基板回転手段の一例である。
処理ユニット２は、チャックピン２０を開閉駆動するために、チャックピン駆動ユニット２５をさらに含む。チャックピン駆動ユニット２５は、たとえば、スピンベース２１に内蔵されたリンク機構２７と、スピンベース２１外に配置された駆動源２８とを含む。駆動源２８は、たとえば、ボールねじ機構と、それに駆動力を与える電動モータとを含む。

ヒータユニット６は、スピンベース２１の上方に配置されている。ヒータユニット６の下面には、回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びる昇降軸３０が結合されている。昇降軸３０は、スピンベース２１の中央部に形成された貫通孔２４と、中空の回転軸２２とを挿通している。昇降軸３０の下端は、回転軸２２の下端よりもさらに下方にまで延びている。この昇降軸３０の下端に、昇降ユニット７が結合されている。昇降ユニット７を作動させることにより、ヒータユニット６は、スピンベース２１の上面に近い下位置から、基板Ｗの下面に接触してチャックピン２０から持ち上げる上位置までの間で上下動する。下位置と上位置との間の位置には、ヒータユニット６の対向面６ａが基板Ｗの下面から離隔した第１離隔位置と、ヒータユニット６の対向面６ａが基板Ｗの下面から離隔し、かつ、第１離隔位置よりも基板Ｗの下面に近接した第２離隔位置とが含まれる。また、ヒータユニット６の対向面６ａが基板Ｗの下面と接触するときのヒータユニット６の位置を接触位置という。接触位置には、上位置と、第２離隔位置よりも上側で対向面６ａが基板Ｗの下面と接触する位置とが含まれる。

ヒータユニット６が第１離隔位置または第２離隔位置にある状態で、ヒータユニット６の対向面６ａと基板Ｗの下面との間には、空間７０が形成されている。ヒータユニット６が基板Ｗに接触していない状態では、対向面６ａからの輻射熱によって基板を加熱することができる。ヒータユニット６が接触位置にある状態で、対向面６ａからの熱伝導により、基板Ｗを大きな熱量で加熱することができる。

昇降ユニット７は、たとえば、ボールねじ機構と、それに駆動力を与える電動モータとを含む。これにより、昇降ユニット７は、下位置および上位置の間の任意の中間位置にヒータユニット６を配置できる。そのため、昇降ユニット７は、接触位置と第１離隔位置との間でヒータユニット６をスピンベース２１に対して相対的に移動（昇降）させることができるヒータユニット昇降機構として機能する。

第１移動ノズル１１は、第１ノズル移動ユニット１５によって、水平方向および鉛直方向に移動される。第１移動ノズル１１は、水平方向への移動によって、基板Ｗの上面の回転中心に対向する中心位置と、基板Ｗの上面に対向しないホーム位置（退避位置）との間で移動させることができる。基板Ｗの上面の回転中心とは、基板Ｗの上面における回転軸線Ａ１との交差位置である。基板Ｗの上面に対向しないホーム位置とは、平面視において、スピンベース２１の外方の位置であり、より具体的には、カップ８の外方の位置であってもよい。第１移動ノズル１１は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近したり、基板Ｗの上面から上方に退避したりできる。第１ノズル移動ユニット１５は、たとえば、鉛直方向に沿う回動軸と、回動軸に結合されて水平に延びるアームと、アームを駆動するアーム駆動機構とを含む。アーム駆動機構は、回動軸を鉛直な回動軸線まわりに回動させることによってアームを揺動させ、回動軸を鉛直方向に沿って昇降することにより、アームを上下動させる。第１移動ノズル１１はアームに固定される。アームの揺動および昇降に応じて、第１移動ノズル１１が水平方向および鉛直方向に移動する。

第２移動ノズル１２は、第２ノズル移動ユニット１６によって、水平方向および鉛直方向に移動される。第２移動ノズル１２は、水平方向への移動によって、基板Ｗの上面の回転中心に対向する中心位置と、基板Ｗの上面に対向しないホーム位置（退避位置）との間で移動させることができる。ホーム位置は、平面視において、スピンベース２１の外方の位置であり、より具体的には、カップ８の外方の位置であってもよい。第２移動ノズル１２は、鉛直方向への移動によって、基板Ｗの上面に接近したり、基板Ｗの上面から上方に退避したりできる。第２ノズル移動ユニット１６は、たとえば、鉛直方向に沿う回動軸と、回動軸に結合されて水平に延びるアームと、アームを駆動するアーム駆動機構とを含む。アーム駆動機構は、回動軸を鉛直な回動軸線まわりに回動させることによってアームを揺動させ、回動軸を鉛直方向に沿って昇降することにより、アームを上下動させる。第２移動ノズル１２はアームに固定される。アームの揺動および昇降に応じて、第２移動ノズル１２が水平方向および鉛直方向に移動する。

第１移動ノズル１１は、この実施形態では、基板Ｗの上面の撥水性を高める撥水剤を基板Ｗの上面に供給する撥水剤供給手段としての機能と、水よりも表面張力の低い低表面張力液体を基板Ｗの上面に供給する低表面張力液体供給手段としての機能と、窒素ガス等の不活性ガスを基板Ｗの上面に供給する不活性ガス供給手段としての機能とを有している。この実施形態では、低表面張力液体としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いる例を示している。

第１移動ノズル１１には、撥水剤供給管３９、低表面張力液体供給管３５および不活性ガス供給管３６が結合されている。撥水剤供給管３９には、その流路を開閉する撥水剤バルブ４０が介装されている。撥水剤供給管３９には、撥水剤供給源から、撥水剤が供給されている。低表面張力液体供給管３５には、その流路を開閉する低表面張力液体バルブ３７が介装されている。低表面張力液体供給管３５には、低表面張力液体供給源からＩＰＡなどの低表面張力液体が供給されている。不活性ガス供給管３６には、その流路を開閉する不活性ガスバルブ３８が介装されている。不活性ガス供給管３６には、不活性ガス供給源から窒素ガスなどの不活性ガスが供給されている。

撥水剤としては、たとえば、シリコン自体およびシリコンを含む化合物を疎水化させるシリコン系の撥水剤、または金属自体および金属を含む化合物を疎水化させるメタル系の撥水剤を用いることができる。メタル系の撥水剤は、たとえば、疎水基を有するアミン、および有機シリコン化合物の少なくとも一つを含む。シリコン系の撥水剤は、たとえば、シランカップリング剤である。シランカップリング剤は、たとえば、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）、ＴＭＳ（テトラメチルシラン）、フッ素化アルキルクロロシラン、アルキルジシラザン、および非クロロ系の撥水剤の少なくとも一つを含む。非クロロ系の撥水剤は、たとえば、ジメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジエチルアミン、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノトリメチルシラン、Ｎ−（トリメチルシリル）ジメチルアミンおよびオルガノシラン化合物の少なくとも一つを含む。

第１移動ノズル１１が供給する低表面張力液体としては、基板Ｗの上面および基板Ｗに形成されたパターン（図９参照）と化学反応しない（反応性が乏しい）有機溶剤を用いることができる。より具体的には、ＩＰＡ、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、メタノール、エタノール、アセトンおよびTrans-1,2ジクロロエチレンのうちの少なくとも１つを含む液を低表面張力液体として用いることができる。また、低表面張力液体は、単体成分のみからなる必要はなく、他の成分と混合した液体であってもよい。たとえば、ＩＰＡ液と純水との混合液であってもよいし、ＩＰＡ液とＨＦＥ液との混合液であってもよい。

第１移動ノズル１１が供給する撥水剤は、基板Ｗの上面を処理するための第１有機溶剤の一例である。すなわち、第１移動ノズル１１は、第１有機溶剤を基板Ｗの上面に供給する第１有機溶剤供給手段の一例である
不活性ガス供給管３６が供給する不活性ガスとは、窒素ガスに限らず、基板Ｗの上面およびパターンに対して不活性なガスのことであり、たとえばアルゴン等の希ガス類であってもよい。

第２移動ノズル１２は、この実施形態では、酸、アルカリ等の薬液を基板Ｗの上面に供給する薬液供給手段としての機能と、窒素ガス等の不活性ガスを基板Ｗの上面に供給する不活性ガス供給手段としての機能とを有している。より具体的には、第２移動ノズル１２は、液体と気体とを混合して吐出することができる二流体ノズルの形態を有していてもよい。二流体ノズルは、気体の供給を停止して液体を吐出すれば液体ノズルとして使用でき、液体の供給を停止して気体を吐出すればガスノズルとして使用できる。

第２移動ノズル１２には、薬液供給管４１および不活性ガス供給管４２が結合されている。薬液供給管４１には、その流路を開閉する薬液バルブ４３が介装されている。不活性ガス供給管４２には、その流路を開閉する不活性ガスバルブ４４と、不活性ガスの流量を可変する流量可変バルブ４５とが介装されている。薬液供給管４１には、薬液供給源から、酸、アルカリ等の薬液が供給されている。不活性ガス供給管４２には、不活性ガス供給源から、窒素ガス（Ｎ_２）等の不活性ガスが供給されている。

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）、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。
ＤＩＷノズル１０は、この実施形態では、基板Ｗの上面の回転中心に向けてＤＩＷを吐出するように配置された固定ノズルである。ＤＩＷノズル１０には、ＤＩＷ供給源から、ＤＩＷ供給管４６を介して、ＤＩＷが供給される。ＤＩＷ供給管４６には、その流路を開閉するためのＤＩＷバルブ４７が介装されている。ＤＩＷノズル１０は固定ノズルである必要はなく、少なくとも水平方向に移動する移動ノズルであってもよい。

ＤＩＷノズル１０は、ＤＩＷ以外のリンス液を供給するリンス液ノズルであってもよい。リンス液とは、ＤＩＷのほかにも、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、還元水（水素水）などを例示できる。
下面ノズル９は、この実施形態では、ヒータユニット６の対向面６ａと基板Ｗの下面との間の空間７０に水よりも揮発性の高いＩＰＡ等の液状の揮発性有機溶剤を供給する揮発性有機溶剤ノズルとしての機能と、ＤＩＷ等のリンス液を基板Ｗの下面に供給するリンス液ノズルとしての機能とを有している。下面ノズル９は、ヒータユニット６の対向面６ａに向けて液状の揮発性有機溶剤を供給する。下面ノズル９は、液状の揮発性有機溶剤を供給可能なストレートノズルの形態を有する。

この実施形態とは異なり、下面ノズル９が、霧状の揮発性有機溶剤を空間７０に供給するように構成されていてもよいし、下面ノズル９が、霧状の揮発性有機溶剤を対向面６ａに向けて供給するように構成されていてもよい。この場合、下面ノズル９は、霧状の揮発性有機溶剤を供給可能なスプレーノズルの形態を有していてもよい。
下面ノズル９は、中空の昇降軸３０を挿通し、さらに、ヒータユニット６を貫通している。下面ノズル９は、ヒータユニット６の対向面６ａから露出した吐出口９ａを上端に有する対向面ノズルの形態を有している。吐出口９ａは、平面視で回転軸線Ａ１と重なる位置に配置されている。

下面ノズル９には、揮発性有機溶剤供給管５０およびＤＩＷ供給管５１が結合されている。揮発性有機溶剤供給管５０には、その流路を開閉する揮発性有機溶剤バルブ５２が介装されている。ＤＩＷ供給管５１には、その流路を開閉するＤＩＷバルブ５３が介装されている。
揮発性有機溶剤としては、基板Ｗの上面、および、基板Ｗに形成されたパターン（図９参照）と化学反応しない（反応性が乏しい）、ＩＰＡ以外の有機溶剤を用いることができる。より具体的には、ＩＰＡ、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、メタノール、エタノール、アセトンおよびTrans-1,2ジクロロエチレンのうちの少なくとも１つを含む液を揮発性有機溶剤として用いることができる。また、揮発性有機溶剤は、単体成分のみからなる必要はなく、他の成分と混合した液体であってもよい。たとえば、ＩＰＡ液とＨＦＥ液との混合液であってもよい。揮発性有機溶剤としては、水の含有量が可能な限り低く抑えられていることが好ましい。揮発性有機溶剤として、上述の撥水剤を用いることもできる。

下面ノズル９が供給する揮発性有機溶剤は、第２有機溶剤の一例である。すなわち、下面ノズル９は、基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとの間の空間７０に液状の第２有機溶剤を供給する第２有機溶剤ノズルの一例である。
図３は、スピンベース２１およびヒータユニット６の模式的な平面図である。スピンチャック５のスピンベース２１は、平面視において、回転軸線Ａ１を中心とする円形であり、その直径は基板Ｗの直径よりも大きい。スピンベース２１の周縁部には、間隔を空けて複数個（この実施形態では６個）のチャックピン２０が配置されている。

ヒータユニット６は、円板状のホットプレートの形態を有しており、プレート本体６０と、ヒータ６２とを含む（図２も参照）。プレート本体６０は、平面視において、基板Ｗの外形とほぼ同形同大で、回転軸線Ａ１を中心とする円形に構成されている。より正確には、プレート本体６０は、基板Ｗの直径よりも僅かに小さい直径の円形の平面形状を有している。たとえば、基板Ｗの直径が３００ｍｍであり、プレート本体６０の直径（とくに対向面６ａの直径）がそれよりも６ｍｍだけ小さい２９４ｍｍであってもよい。この場合、プレート本体６０の半径は基板Ｗの半径よりも３ｍｍ小さい。

プレート本体６０の上面でもある対向面６ａは、水平面に沿う平面である。対向面６ａには、凹部６５が設けられている。凹部６５には、下面ノズル９の吐出口９ａから径方向外方に向けて放射状に延びる径方向凹部６５ａと、下面ノズル９の吐出口９ａまわり（回転軸線Ａ１まわり）の周方向に沿って延びる周方向凹部６５ｂとが含まれる。
この実施形態では、径方向凹部６５ａは、直線状に延びており、周方向凹部６５ｂは、平面視で円形状である。径方向凹部６５ａは、複数設けられていてもよい。複数の径方向凹部６５ａは、回転軸線Ａ１まわりの周方向に互いに間隔を空けて配置されている。周方向凹部６５ｂは、複数設けられていてもよい。複数の周方向凹部６５ｂは、回転径方向に間隔を空けて配置されている。径方向凹部６５ａは、周方向凹部６５ｂと交差しており、互いに連通している。各径方向凹部６５ａが、全ての周方向凹部６５ｂと連通していてもよいし、各周方向凹部６５ｂが、全ての径方向凹部６５ａと連通していてもよい。この実施形態とは異なり、径方向凹部６５ａが１つだけ設けられている形態も有り得るし、周方向凹部６５ｂが１つだけ設けられている形態も有り得る。図示しないが、対向面６ａは、基板Ｗを下側から支持する複数の突起を含んでいてもよい。

ヒータ６２は、プレート本体６０に内蔵されている抵抗体であってもよい。ヒータ６２に通電することによって、対向面６ａが室温（たとえば２０〜３０℃。たとえば２５℃）よりも高温に加熱される。具体的には、ヒータ６２への通電によって、第１移動ノズル１１から供給される有機溶剤の沸点よりも高温に対向面６ａを加熱することができる。ヒータユニット６の対向面６ａの温度は、たとえば１５０℃程度であり、対向面６ａは面内で均一である。輻射熱による加熱では、基板Ｗを３０℃程度まで温めることができる。図２に示すように、ヒータ６２への給電線６３は、昇降軸３０内に通されている。そして、給電線６３には、ヒータ６２に電力を供給するヒータ通電ユニット６４が接続されている。ヒータ通電ユニット６４は、基板処理装置１の動作中、常時、通電されてもよい。

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、マイクロコンピュータを備えており、所定の制御プログラムに従って、基板処理装置１に備えられた制御対象を制御する。より具体的には、制御ユニット３は、プロセッサ（ＣＰＵ）３Ａと、制御プログラムが格納されたメモリ３Ｂとを含み、プロセッサ３Ａが制御プログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御を実行するように構成されている。とくに、制御ユニット３は、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ、スピンチャック５を回転駆動する電動モータ２３、第１ノズル移動ユニット１５、第２ノズル移動ユニット１６、ヒータ通電ユニット６４、ヒータユニット６を昇降する昇降ユニット７、チャックピン駆動ユニット２５、バルブ類３７，３８，４０，４３，４４，４５，４７，５２，５３などの動作を制御する。

図５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。未処理の基板Ｗ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、スピンチャック５に渡される（Ｓ１）。この後、基板Ｗは、搬送ロボットＣＲによって搬出されるまで、スピンチャック５に水平に保持される（基板保持工程）。そして、制御ユニット３は、ヒータユニット６を下位置に配置するように昇降ユニット７を制御する。

次に、薬液処理（Ｓ２）について説明する。搬送ロボットＣＲが処理ユニット２外に退避した後、薬液処理（Ｓ２）が開始される。
制御ユニット３は、電動モータ２３を駆動してスピンベース２１を回転させる。これにより、水平に保持された基板Ｗが回転する（基板回転工程）。その一方で、制御ユニット３は、第２ノズル移動ユニット１６を制御して、第２移動ノズル１２を基板Ｗの上方の薬液処理位置に配置する。薬液処理位置は、第２移動ノズル１２から吐出される薬液が基板Ｗの上面の回転中心に着液する位置であってもよい。そして、制御ユニット３は、薬液バルブ４３を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて、第２移動ノズル１２から薬液が供給される。供給された薬液は遠心力によって基板Ｗの上面の全体に行き渡る。

薬液処理の間、制御ユニット３は、ＤＩＷバルブ５３を開いて、これにより、回転状態の基板Ｗの下面に向けて、下面ノズル９からＤＩＷが供給される。供給されたＤＩＷは遠心力により基板Ｗの下面の全体に行き渡る。これにより、基板Ｗの下面が洗浄される。そのため、薬液処理によって基板Ｗの上面に供給された薬液が基板Ｗの下面に回り込むことを抑制できる。また、基板Ｗの下面に薬液が付着した場合であっても、基板Ｗの下面に付着した薬液が、下面ノズル９から供給されるＤＩＷによって洗い流される。

次に、ＤＩＷリンス処理（Ｓ３）について説明する。一定時間の薬液処理の後、基板Ｗ上の薬液をＤＩＷに置換することにより、基板Ｗ上から薬液を排除するためのＤＩＷリンス処理（Ｓ３）が実行される。
具体的には、制御ユニット３は、薬液バルブ４３を閉じ、代わって、ＤＩＷバルブ４７を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けてＤＩＷノズル１０からＤＩＷが供給される。供給されたＤＩＷは遠心力によって基板Ｗの上面の全体に行き渡る。このＤＩＷによって基板Ｗ上の薬液が洗い流される。この間に、制御ユニット３は、第２ノズル移動ユニット１６を制御して、第２移動ノズル１２を基板Ｗの上方からカップ８の側方へと退避させる。ＤＩＷリンス処理が終了する前に、制御ユニット３は、ＤＩＷバルブ５３を閉じて下面ノズル９からの基板Ｗの下面へのＤＩＷの供給を停止させる。

次に、有機溶剤処理（Ｓ４）について説明する。
一定時間のＤＩＷリンス処理の後、基板Ｗ上のＤＩＷを、ＤＩＷよりも撥水剤となじみやすい有機溶剤（たとえばＩＰＡ）に置換する有機溶剤処理（Ｓ４）が実行される。制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、第１移動ノズル１１を基板Ｗの上方の有機溶剤リンス位置に移動させる。有機溶剤リンス位置は、第１移動ノズル１１から吐出される有機溶剤（たとえばＩＰＡ）が基板Ｗの上面の回転中心に着液する位置であってもよい。そして、制御ユニット３は、ＤＩＷバルブ４７を閉じて、たとえば低表面張力液体バルブ３７を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて、第１移動ノズル１１から低表面張力液体でもあるＩＰＡなどの有機溶剤が供給される。供給された有機溶剤は遠心力によって基板Ｗの上面の全体に行き渡り、基板Ｗ上のＤＩＷを置換する。

次に、撥水剤処理（Ｓ５）について説明する。一定時間の有機溶剤処理の後、基板Ｗ上のＩＰＡなどの有機溶剤を撥水剤に置換して基板Ｗの上面の撥水性を高める処理を行う撥水剤処理（Ｓ５）が実行される。
制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、第１移動ノズル１１を基板Ｗの上方の撥水剤処理位置に移動させる。撥水剤処理位置は、第１移動ノズル１１が基板Ｗの上面の回転中心に着液する位置であってもよく、有機溶剤リンス位置と同じ位置であってもよい。制御ユニット３は、低表面張力液体バルブ３７を閉じて、撥水剤バルブ４０を開く。それにより、回転状態の基板Ｗの上面に向けて、第１移動ノズル１１から撥水剤が供給される（撥水剤供給工程）。供給された撥水剤は遠心力によって基板Ｗの上面の全体に行き渡り、基板Ｗ上のＩＰＡを置換する。これにより、撥水剤が基板Ｗの上面に薄い膜形成し、基板Ｗの上面の撥水性が高められる。

次に、乾燥処理（Ｓ６）について説明する。一定時間の撥水剤処理の後、基板Ｗの上面の撥水剤をＩＰＡなどの低表面張力液体に置換して低表面張力液体の液膜を形成し、基板Ｗの上面から低表面張力液体の液膜を排除することによって基板Ｗの上面を乾燥させる乾燥処理（Ｓ６）が実行される。
制御ユニット３は、昇降ユニット７を制御して、ヒータユニット６を基板Ｗに向けて上昇させ、それによって、基板Ｗを加熱する。また、制御ユニット３は、スピンチャック５の回転を減速して基板Ｗの回転を停止し、かつ、低表面張力液体バルブ３７を閉じて低表面張力液体の供給を停止する。それにより、静止状態の基板Ｗ上に低表面張力液体の液膜が支持されたパドル状態とされる。そして、基板Ｗをヒータユニット６に接触させた状態で基板Ｗを加熱することによって、基板Ｗの上面に接している低表面張力液体の一部が蒸発し、それによって、低表面張力液体の液膜と基板Ｗの上面との間に気相層が形成される。その気相層に支持された状態の低表面張力液体の液膜が排除される。

低表面張力液体の液膜の排除に際して、制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、第１移動ノズル１１を基板Ｗの上方からカップ８の側方へと退避させる。そして、制御ユニット３は、第２ノズル移動ユニット１６を制御して、第２移動ノズル１２を基板Ｗの上方の気体吐出位置に配置する。気体吐出位置は、第２移動ノズル１２から吐出される不活性ガス流が基板Ｗの上面の回転中心に向けられる位置であってもよい。そして、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ４４を開いて、基板Ｗ上の低表面張力液体の液膜に向けて不活性ガスを吐出する。これにより、不活性ガスの吐出を受ける位置、すなわち、基板Ｗの中央において、低表面張力液体の液膜が不活性ガスによって排除され、低表面張力液体の液膜の中央に、基板Ｗの上面を露出させる開口が形成される。この開口を拡大することによって、基板Ｗ上の低表面張力液体が基板Ｗ外へと排出される。基板Ｗ上からＩＰＡが基板Ｗ外へと排出されることで、基板Ｗの上面を乾燥させることができる。このように、基板Ｗの回転を停止させ、かつ、基板Ｗをヒータユニット６に接触させた状態で、基板Ｗの上面が乾燥する（基板乾燥工程）。

そして、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ４４を閉じ、第２移動ノズル１２を退避させた後、電動モータ２３を制御して、基板Ｗを乾燥回転速度で高速回転させる。それにより、基板Ｗ上の液成分を遠心力によって振り切り、基板Ｗの上面を一層乾燥させる処理であるスピンドライが行われる。
次に、基板搬出（Ｓ７）について説明する。

その後、制御ユニット３は、電動モータ２３を制御してスピンチャック５の回転を停止させる。また、制御ユニット３は、昇降ユニット７を制御して、ヒータユニット６を下位置に制御する。さらに、制御ユニット３は、チャックピン駆動ユニット２５を制御して、チャックピン２０を開位置に制御する。その後、搬送ロボットＣＲが、処理ユニット２に進入して、スピンチャック５から処理済みの基板Ｗをすくい取って、処理ユニット２外へと搬出する（Ｓ７）。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。

図６は、基板処理の有機溶剤処理（図５のＳ４）、撥水剤処理（図５のＳ５）および乾燥処理（図５のＳ６）の詳細を説明するためのタイムチャートである。また、図７Ａは、有機溶剤処理を説明するための図解的な断面図である。図７Ｂは、撥水剤処理を説明するための図解的な断面図である。図７Ｃ〜図７Ｈは、乾燥処理を説明するための図解的な断面図である。

図６および図７Ａを参照して、有機溶剤処理では、制御ユニット３は、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、第１移動ノズル１１を中心位置に配置する。制御ユニット３は、低表面張力液体バルブ３７を開き、低表面張力液体でもあるＩＰＡ等の有機溶剤によって基板Ｗの上面のＤＩＷを置換する。また、有機溶剤処理では、制御ユニット３は、電動モータ２３を制御して、スピンベース２１が回転した状態を維持する（基板回転工程）。有機溶剤処理の間、基板Ｗは、たとえば４００ｒｐｍで回転させられる。また、ヒータユニット６は、第１離隔位置に配置されている。また、第２移動ノズル１２は、カップ８の側方のホーム位置に退避している。薬液バルブ４３および不活性ガスバルブ３８，４４は閉状態に制御される。したがって、第２移動ノズル１２は、不活性ガス（たとえば窒素ガス）を吐出しない。

図６および図７Ｂを参照して、撥水剤処理では、制御ユニット３が、第１ノズル移動ユニット１５を制御して、第１移動ノズル１１が中心位置に位置する状態を維持する。制御ユニット３は、撥水剤バルブ４０を開き、第１移動ノズル１１から基板Ｗの上面に撥水剤を供給させる。制御ユニット３は、基板Ｗの上面のＩＰＡを撥水剤で置換した後も撥水剤バルブ４０が開いた状態を維持し、基板Ｗの上面への撥水剤の供給を続ける。それによって、基板Ｗの上面に撥水剤（第１有機溶剤）の液膜９５が形成される（液膜形成工程）。また、撥水剤処理では、制御ユニット３は、電動モータ２３を制御して、スピンベース２１が回転した状態を維持する（基板回転工程）。撥水剤処理の間、基板Ｗは、たとえば２００ｒｐｍで回転させられる。また、第２移動ノズル１２は、カップ８の側方のホーム位置に退避した状態で維持される。薬液バルブ４３および不活性ガスバルブ３８，４４は閉状態に維持される。

制御ユニット３は、揮発性有機溶剤バルブ５２を開き、下面ノズル９からのヒータユニット６の対向面６ａへのＩＰＡなどの揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の供給を開始する（揮発性有機溶剤供給工程、第２有機溶剤供給工程）。そして、制御ユニット３は、昇降ユニット７を制御して、ヒータユニット６を第２離隔位置に移動させる。基板Ｗの上面への撥水剤の供給、ヒータユニット６の対向面６ａへの揮発性有機溶剤の供給、および、第２離隔位置へ向けてのヒータユニット６の移動は、この順番で開始される。これにより、基板Ｗの上面の全体に撥水剤が充分に広がった状態で、基板Ｗの全体が均一に加熱されるため、基板Ｗの上面において撥水剤による処理のむらが抑制される。基板Ｗの上面への撥水剤の供給、ヒータユニット６の対向面６ａへの揮発性有機溶剤の供給、および、第２離隔位置へ向けてのヒータユニット６の移動は、必ずしもこの順番で開始される必要はなく、開始の順番がこの実施形態とは異なっていてもよいし、同時に開始されてもよい。

下面ノズル９から対向面６ａへ向けて供給されるＩＰＡなどの揮発性有機溶剤は、たとえば液状である。対向面６ａ上に着液された揮発性有機溶剤は、吐出口９ａの周辺である対向面６ａの中央領域から対向面６ａの外周へ向けて広がる。その際、揮発性有機溶剤は、対向面６ａに設けられた凹部６５内へも進入する。対向面６ａの中央領域とは、対向面６ａと回転軸線Ａ１との交差位置を含む対向面６ａの中央辺りの領域のことである。

対向面６ａ上の液状の揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）は、ヒータユニット６によって加熱されることで気化する（揮発性有機溶剤気化工程、第２有機溶剤気化工程）。液状の揮発性有機溶剤が気化することによって、揮発性有機溶剤の蒸気が形成される。対向面６ａの上で形成された揮発性有機溶剤の蒸気は、対向面６ａと基板Ｗの下面との間の空間７０に供給される（蒸気供給工程）。揮発性有機溶剤の蒸気は、揮発性有機溶剤の沸点よりも高温である。一方、輻射熱による加熱によって基板Ｗは３０℃程度に加熱される。基板Ｗを３０℃よりも高温に加熱できる揮発性有機溶剤の蒸気を空間に供給することで、輻射熱で加熱される場合と比較して効率良く基板を加熱することができる。

このように、液状の揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）を空間７０に供給する揮発性有機溶剤ノズル（第２有機溶剤ノズル）としての下面ノズル９とヒータユニット６とは、揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の蒸気を空間７０に供給する揮発性有機溶剤供給手段（第２有機溶剤供給手段）を構成している。本実施形態とは異なり下面ノズル９が霧状のＩＰＡを空間７０に供給する場合であっても、下面ノズル９とヒータユニット６とが揮発性有機溶剤供給手段（第２有機溶剤供給手段）を構成する。

対向面６ａへの液状の揮発性有機溶剤の供給およびヒータユニット６による当該液状の揮発性有機溶剤の加熱を継続することによって、液状の揮発性有機溶剤が次々に気化され、空間７０に揮発性有機溶剤の蒸気が充満する。また、気化された揮発性有機溶剤の一部は、空間７０から基板Ｗおよびヒータユニット６の側方（径方向外方）へ流れる。気化された揮発性有機溶剤の気流によって、遠心力により基板Ｗの上面から飛び散った撥水剤の基板Ｗの下面への回り込みが抑制される。

空間７０に揮発性有機溶剤の蒸気が供給されることによって、上面への撥水剤の供給が継続された回転状態の基板Ｗが加熱される。すなわち、基板回転工程および液膜形成工程と並行して、ＩＰＡなどの揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の蒸気によって、回転状態の基板Ｗが加熱される（基板加熱工程）。このとき、ヒータユニット６によって、揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の蒸気が加熱され続けていてもよい（蒸気加熱工程）。また、基板Ｗは、揮発性有機溶剤の蒸気による加熱に加えて、ヒータユニット６の対向面６ａからの輻射熱によって加熱されていてもよい。

乾燥処理では、ＩＰＡなどの揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の蒸気による回転状態の基板の加熱（基板加熱工程）の後、基板Ｗから撥水剤（第１有機溶剤）の液膜９５を排除し、基板Ｗの回転を停止させ、かつ、基板Ｗをヒータユニット６に接触させた状態で、基板Ｗの上面を乾燥させる（基板乾燥工程）。
詳しくは、基板乾燥工程では、リンスステップＴ１と、パドルステップＴ２と、持ち上げパドルステップＴ３と、ノズル入れ替えステップＴ４と、開口形成ステップＴ５と、開口拡大ステップＴ６とが、この順で実行される。

リンスステップＴ１は、基板Ｗを回転しながら、基板Ｗの上面にＩＰＡなどの低表面張力液体を供給するステップである。図６および図７Ｃを参照して、基板Ｗの上面に第１移動ノズル１１からＩＰＡが供給される。供給された低表面張力液体は、遠心力を受けて基板Ｗの上面の中心から外方へと向かい、基板Ｗの上面を覆う液膜９０を形成する（第２の液膜形成工程）。液膜９０が基板Ｗの上面の全域を覆うことにより、撥水剤処理（図５のＳ６）で基板Ｗの上面に供給された撥水剤が全て低表面張力液体に置換され、撥水剤の液膜９５が基板Ｗの上面から排除される。

リンスステップＴ１の期間中、基板Ｗは、スピンチャック５によって、たとえば３００ｒｐｍ程度で回転させられる。第１移動ノズル１１は、基板Ｗの回転中心に対向する中心位置に配置される。低表面張力液体バルブ３７は開状態とされ、したがって、第１移動ノズル１１から吐出されるＩＰＡなどの低表面張力液体が基板Ｗの上面の回転中心に向けて上方から供給される。ヒータユニット６は、下位置よりも上方に位置制御され、たとえば第２離隔位置に維持される。第２移動ノズル１２は、カップ８の側方のホーム位置に退避した状態で維持されている。薬液バルブ４３および不活性ガスバルブ４４は閉状態に制御される。

リンスステップＴ１の開始後、すなわち基板Ｗの上面に対する撥水剤の供給の終了後、制御ユニット３は、所定期間（たとえばリンスステップＴ１が開始されてから終了されるまでの間）揮発性有機溶剤バルブ５２を開状態に維持し、基板Ｗの下面とヒータユニット６の対向面６ａとの間の空間７０にＩＰＡなどの揮発性有機溶剤の蒸気を供給し続けてもよい。これにより、気化された揮発性有機溶剤の気流が、遠心力により基板Ｗの上面から飛び散った撥水剤の基板Ｗの下面への回り込みを抑制することができる。リンスステップＴ１が終了するまで空間７０への揮発性有機溶剤の蒸気の供給を続けることによって、遠心力により基板Ｗの上面から飛び散った撥水剤の基板Ｗの下面への回り込みを一層抑制することができる。

パドルステップＴ２は、図７Ｄに示すように、基板Ｗの回転を減速して停止させ、基板Ｗの表面にＩＰＡなどの低表面張力液体の厚い液膜９０を形成して保持するステップである。
図６および図７Ｄを参照して、基板Ｗの回転は、この例では、リンスステップＴ１における回転速度から段階的に減速される（減速工程、漸次減速工程、段階的減速工程）。より具体的には、基板Ｗの回転速度は、３００ｒｐｍから、５０ｒｐｍに減速されて所定時間（たとえば１０秒）維持され、その後、１０ｒｐｍに減速されて所定時間（たとえば１０秒）維持され、その後、０ｒｐｍ（停止）に減速されて所定時間（たとえば１０秒）維持される（回転停止工程）。一方、第１移動ノズル１１は、中心位置に保持され、引き続き、基板Ｗの上面の回転中心に向けて低表面張力液体を吐出する。第１移動ノズル１１からの低表面張力液体の吐出は、パドルステップＴ２の全期間において継続される。すなわち、基板Ｗが停止しても、低表面張力液体の吐出が継続される。このように、基板Ｗの回転の減速から停止に至る全期間において低表面張力液体の供給が継続されることにより、基板Ｗの上面の至るところで低表面張力液体が失われることがない。また、基板Ｗの回転が停止した後も低表面張力液体の供給が継続されることにより、基板Ｗの上面に厚い液膜９０を形成できる。

ヒータユニット６の位置は、リンスステップＴ１のときと同じ位置であり、第２離隔位置である。これにより、基板Ｗは、対向面６ａからの輻射熱によって予熱される（基板予熱工程）。チャックピン２０は、基板Ｗの回転が停止した後、その停止状態が保持されている間に、閉状態から開状態へと切り換わる。それにより、チャックピン２０は、基板Ｗの周縁部を把持せずに基板Ｗの周縁部の下面を下方から支持する。そのため、基板Ｗの上面の全域が開放される。第２移動ノズル１２は、ホーム位置のままである。薬液バルブ４３、不活性ガスバルブ３８，４４および撥水剤バルブ４０は閉状態に制御される。

持ち上げパドルステップＴ３は、図７Ｅに示すように、ヒータユニット６で基板Ｗを持ち上げた状態で、すなわち、対向面６ａを基板Ｗの下面に接触させた状態で、基板Ｗを加熱しながら、基板Ｗの上面に低表面張力液体の液膜９０を保持するステップである。
図６および図７Ｅを参照して、制御ユニット３は、電動モータ２３を制御して、基板Ｗの回転が停止した状態を維持する（回転停止工程）。回転停止状態の基板Ｗの下面に対向面６ａを接触させるためにヒータユニット６上昇させ、ヒータユニット６を基板Ｗの下面に接近させる（ヒータユニット移動工程）。ヒータユニット６が第２離隔位置から上位置まで上昇させられて、所定時間（たとえば１０秒間）保持される。ヒータユニット６が上位置まで上昇させられる過程で、チャックピン２０から対向面６ａに基板Ｗが渡され、対向面６ａに基板Ｗの下面が接触する（ヒータユニット接触工程）。第１移動ノズル１１からの低表面張力液体の吐出は、持ち上げパドルステップＴ３の途中まで継続される。したがって、ヒータユニット６の対向面６ａが基板Ｗの下面に接触し、対向面６ａからの熱伝導による基板Ｗの急加熱が開始され、基板Ｗに与えられる熱量が増加（熱量増加工程）するときには、低表面張力液体の供給は継続している。それにより、基板Ｗの急激な昇温に伴うＩＰＡの蒸発によって低表面張力液体の液膜９０に不特定の位置で穴があくことを回避している。低表面張力液体の供給は、ヒータユニット６の対向面６ａが基板Ｗの下面に接触した後（熱量増加工程の後）、所定時間の経過の後に停止される（供給停止工程）。すなわち、制御ユニット３は、低表面張力液体バルブ３７を閉じて、第１移動ノズル１１からの低表面張力液体の吐出を停止させる。

スピンチャック５の回転は停止状態であり、第２移動ノズル１２はホーム位置にあり、薬液バルブ４３、不活性ガスバルブ３８，４４および撥水剤バルブ４０は閉状態である。第１移動ノズル１１は基板Ｗの回転中心の上方に位置している。
第１移動ノズル１１からの低表面張力液体の供給が停止された後、所定時間が経過するまで、ヒータユニット６は上位置に保持される。基板Ｗの上面に供給された低表面張力液体は、中心に供給される新たな低表面張力液体によって外周側へと押しやられ、その過程で、ヒータユニット６によって加熱された基板Ｗの上面からの熱で加熱されて昇温していく。低表面張力液体の供給を継続している期間には、基板Ｗの上面の中央領域の低表面張力液体の温度は比較的低い。そこで、低表面張力液体の供給を停止した後、所定の短時間だけヒータユニット６の接触状態を保持することによって、基板Ｗの上面の中央領域における低表面張力液体を昇温できる。それにより、基板Ｗの上面に支持された低表面張力液体の液膜９０の温度を均一化できる。

基板Ｗの上面からの熱を受けた液膜９０では、基板Ｗの上面との界面において蒸発が生じる。それによって、基板Ｗの上面と液膜９０との間に、低表面張力液体の気体からなる気相層が生じる。したがって、液膜９０は、基板Ｗの上面の全域において、気相層上に支持された状態となる（気相層形成工程）。
ノズル入れ替えステップＴ４は、図７Ｆに示すように、第１移動ノズル１１を中心位置から退避させ、代わって、第２移動ノズル１２を中心位置に配置するステップである。具体的には、図６および図７Ｆを参照して、低表面張力液体の供給を停止した後に、第１移動ノズル１１は、カップ８の側方に設定したホーム位置に退避させられる。その後、第２移動ノズル１２が、ホーム位置から回転軸線Ａ１上の中心位置に移動させられる。ノズル入れ替えステップＴ４の期間中、ヒータユニット６は上位置から若干下に下降させられる。それにより、基板Ｗは、ヒータユニット６からチャックピン２０に渡され、対向面６ａは、基板Ｗの下面から間隔を空けた非接触状態で基板Ｗの下面に対向する。これにより、基板Ｗの加熱は対向面６ａからの輻射熱による加熱に切り換わり、基板Ｗに与えられる熱量が減少する（熱量減少工程）。これによって、ノズルを入れ替えている間に基板Ｗが過熱することを回避し、蒸発によって液膜９０に亀裂（とくに基板Ｗの外周領域での亀裂）が生じることを回避している。

そして、開口形成ステップＴ５および開口拡大ステップＴ６が実行されることによって基板Ｗの上面から低表面張力液体の液膜９０が排除される（排除工程）。排除工程には、液膜９０の中央領域に不活性ガスを供給することによって、液膜９０に開口９１を形成する開口形成工程と、開口９１を拡大することによって、基板Ｗの上面から液膜９０を排除する開口拡大工程とが含まれる。液膜９０の中央領域とは、液膜９０における回転軸線Ａ１との交差位置を含む液膜９０の中央辺りの領域のことである。

開口形成ステップＴ５は、図７Ｇに示すように、第２移動ノズル１２（不活性ガス供給手段）から液膜９０の中央領域に向けて小流量（第１流量。たとえば３リットル／分）で不活性ガス（たとえば窒素ガス）を吹き付け（供給し）、低表面張力液体の液膜９０の中央領域に小さな開口９１を開けて基板Ｗの上面の中央領域を露出させるステップである（開口形成工程）。基板Ｗの回転は停止状態のままであり、したがって、静止状態の基板Ｗ上の液膜９０に対して開口形成ステップＴ５が行われる。

図６および図７Ｇを参照して、制御ユニット３は、不活性ガスバルブ４４を開き、かつ流量可変バルブ４５の開度を制御することによって、第２移動ノズル１２から小流量（第１流量。たとえば３リットル／分）で不活性ガス（たとえば窒素ガス）を吐出させる。不活性ガスの吐出とほぼ同時にヒータユニット６が上昇させられる。それにより、対向面６ａが基板Ｗの下面に接触し、基板Ｗがヒータユニット６によって持ち上げられる（ヒータユニット移動工程）。

したがって、不活性ガスが基板Ｗの上面に到達する時点ではヒータユニット６から基板Ｗに与えられる熱量が少ないので、不活性ガスによる基板Ｗの冷却とヒータユニット６による加熱とに起因する基板Ｗの上下面間の温度差を少なくできる。それにより、基板Ｗの上下面の温度差に起因する基板Ｗの反りを回避できる。不活性ガスを供給したときにヒータユニット６を基板Ｗの下面に接触させていると、基板Ｗの上面側の温度がその下面側の温度よりも低くなり、基板Ｗは上面側が窪むように反るおそれがある。この場合、基板Ｗの上面は、中心部が低く周縁部が高くなるので、液膜９０の外方への移動が妨げられる。そこで、この実施形態では、ヒータユニット６を基板Ｗの下面から離隔させた状態で不活性ガスを基板Ｗの上面中央に供給し、基板Ｗの上下面における温度差を緩和している。

一方、開口９１の形成の直後から（すなわち、ほぼ同時に）、基板Ｗの急加熱が始まる（再熱量増加工程）。それにより、不活性ガスによる開口９１の形成によって液膜９０の外方への移動が始まると、基板Ｗの加熱が速やかに（ほぼ同時に）開始され、それによって、液膜９０は止まることなく基板Ｗの外方へと移動していく。
より具体的には、開口９１が形成された液膜９０がなくなった中央領域では、液膜９０が存在しているその周囲の領域に比較して、基板Ｗの温度が速やかに上昇する。それによって、開口９１の周縁において基板Ｗ内に大きな温度勾配が生じる。すなわち、開口９１の周縁の内側が高温で、その外側が低温になる。この温度勾配によって、気相層上に支持されている液膜９０が低温側、すなわち、外方に向かって移動を始め、それによって、液膜９０の中央の開口９１が拡大していく。

こうして、基板Ｗの加熱により生じる温度勾配を利用して、開口９１を拡大し、基板Ｗ上の液膜９０を基板Ｗ外へと排除できる（開口拡大工程、液膜移動工程）。より具体的には、基板Ｗの上面において、パターンが形成された領域内の液膜９０は、温度勾配による低表面張力液体の移動によって排除できる。
不活性ガスの吹き付けによって基板Ｗの回転中心に開口９１を形成した後に、長い時間を空けてヒータユニット６を基板Ｗに接触させると、その間に、開口９１の拡大が停止する。このとき、液膜９０の内周縁は、内方に向かったり外方に向かったりする平衡状態となる。このとき、基板Ｗの表面に形成されたパターン内に有機溶剤の液面が入り込み、表面張力によるパターン倒壊の原因となるおそれがある。そこで、この実施形態では、不活性ガスガスによる開口９１の形成とほぼ同時にヒータユニット６を基板Ｗの下面に接触させて、基板Ｗに与える熱量を瞬時に増加させている。

開口拡大ステップＴ６は、図６および図７Ｈに示すように、第２移動ノズル１２から吐出される不活性ガスの流量を増量し、大流量（第２流量。たとえば３０リットル／分）の不活性ガスを基板Ｗの中心に吹き付けて、液膜９０の中央の開口９１を不活性ガスによってさらに拡大するステップである（開口拡大工程）。すなわち、制御ユニット３は、流量可変バルブ４５を制御して、第２移動ノズル１２に供給される不活性ガスの流量を増加させる。それにより、基板Ｗの上面の外周領域まで移動した液膜９０がさらに基板Ｗ外へと押しやられる。基板Ｗの回転は停止状態に保持される。

具体的には、温度勾配によって開口９１が広がっていく過程で、さらに不活性ガスの流量を増加させることで、液膜９０の移動が停止することを回避して、液膜９０の基板Ｗ外方に向かう移動を継続させることができる。温度勾配を利用する液膜９０の移動だけでは、基板Ｗの上面の周縁領域で液膜９０の移動が止まるおそれがある。そこで、不活性ガスの流量を増加させることで、液膜９０の移動をアシストでき、それによって、基板Ｗの上面の全域から液膜９０を排除できる。

不活性ガスの流量を増量した後に、ヒータユニット６が下降させられ、対向面６ａからチャックピン２０に基板Ｗが渡される。その後、大流量での不活性ガス吐出が終了するまでに、チャックピン２０が閉状態とされ、チャックピン２０によって基板Ｗが把持される。図６に示した例では、ヒータユニット６は、チャックピン２０に基板Ｗが渡された後、基板Ｗの下面に微小距離を隔てて対向する非接触加熱位置に短時間保持され、その後、さらに下降されて、基板Ｗの下面に所定距離だけ隔てて対向する第１離隔位置に配置される。

チャックピン２０で基板Ｗが把持された後、第２移動ノズル１２への不活性ガスの供給が停止され、第２移動ノズル１２がホーム位置へと退避する。それとともに、たとえば３０〜１００ｒｐｍでスピンチャック５とともに基板Ｗが回転させられる。それにより、大流量の不活性ガスの供給によっても排除しきれずに基板Ｗの外周部（とくに周端面）に残るＩＰＡが振り落とされる。

第１実施形態によれば、基板加熱工程では、ヒータユニット６の対向面６ａと基板Ｗの下面との間の空間７０に供給されたＩＰＡなどの揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の蒸気によって基板Ｗが加熱される。揮発性有機溶剤の蒸気は、ヒータユニット６からの輻射熱よりも基板Ｗを効率的に加熱することができる。そのため、基板Ｗにヒータユニット６を接触させなくても、基板Ｗを充分に加熱することができる。つまり、回転状態の基板Ｗを充分に加熱することができる。それによって、撥水剤（第１有機溶剤）の液膜９５が部分的に蒸発して基板Ｗの上面が部分的に露出することを抑制し、撥水剤の液膜９５を良好に形成することができる。したがって、撥水剤によって基板Ｗの上面を良好に処理することができる。

一方、基板乾燥工程では、基板Ｗの回転を停止させ、かつ、基板Ｗをヒータユニット６に接触させた状態で、基板Ｗの上面を乾燥させることができる。それによって、基板Ｗを充分に加熱することができるので、基板Ｗを良好に乾燥させることができる。
以上のように、基板Ｗを撥水剤（第１有機溶剤）で良好に処理し、かつ、基板Ｗを良好に乾燥させることができる。

また第１実施形態によれば、空間７０に供給された揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の蒸気がヒータユニット６によって加熱されるので、揮発性有機溶剤の蒸気によって基板Ｗを効率的に加熱することができる。
また第１実施形態によれば、液膜形成工程では、基板Ｗの上面の撥水性を高める撥水剤が第１移動ノズル１１（撥水剤供給手段、第１有機溶剤供給手段）から基板Ｗの上面に供給される。撥水剤の液膜９５は比較的***し易いため、基板Ｗの上面に液膜９５を保持するためには、基板Ｗを回転させる必要がある。そこで、基板加熱工程では、回転状態の基板Ｗを加熱することができるため、撥水剤によって基板Ｗの上面を良好に処理することができる。

また第１実施形態によれば、水よりも揮発性の高い揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）が、ヒータユニット６の対向面６ａと基板Ｗの下面との間の空間７０に供給される。そのため、空間７０に供給された揮発性有機溶剤が蒸気の状態で維持されやすい。したがって、空間７０に供給された揮発性有機溶剤の蒸気が液化して基板に付着することを抑制できるので、基板Ｗを良好に乾燥させることができる。

また第１実施形態によれば、液状または霧状の揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）は、空間７０に供給されるため、ヒータユニット６によって加熱される。この加熱によって液状または霧状の揮発性有機溶剤を気化させることができる。したがって、ヒータユニット６を利用して、回転状態の基板Ｗを加熱するための蒸気を空間７０に供給することができる。

また、予め気化された揮発性有機溶剤を空間７０に供給する構成では、揮発性有機溶剤供給管５０や揮発性有機溶剤供給源にヒータを設けたり、液体よりも体積の大きい気体の揮発性有機溶剤を揮発性有機溶剤供給源に収容したりしなければならず、基板処理装置１の構成が複雑化する。一方、第１実施形態のように液状または霧状の揮発性有機溶剤を空間７０に供給する構成では、ヒータユニット６とは別にヒータを設ける必要がないし、液状の揮発性有機溶剤を有機溶剤供給源に収容すればよい。そのため、簡単な構成の基板処理装置を用いて基板を有機溶剤で良好に処理し、かつ、基板を良好に乾燥させることができる。

また第１実施形態によれば、ヒータユニット６の対向面６ａに向けて下面ノズル９から揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）が供給されるので、ヒータユニット６によって第２有機溶剤が加熱されやすい。そのため、液状または霧状の揮発性有機溶剤の気化が促進される。したがって、ヒータユニット６を効率良く利用して、回転状態の基板Ｗを加熱するための蒸気を空間７０に供給することができる。

また、第１実施形態によれば、基板乾燥工程では、第１移動ノズル１１（低表面張力供給手段）から基板Ｗの上面にＩＰＡなどの低表面張力液体を供給することによって、撥水剤の液膜９５が基板Ｗの上面から排除され、ＩＰＡの液膜９０が基板Ｗの上面に形成される。それによって、基板Ｗの上面に作用する表面張力を低減することができるので、低表面張力液体の液膜９０を基板Ｗの上面から排除することによって基板Ｗを良好に乾燥させることができる。

また第１実施形態によれば、低表面張力液体の液膜９０の中央領域に不活性ガスを供給することによって、低表面張力液体の液膜９０の中央領域に液滴を残すことなく開口９１を形成することができる。この開口９１を拡大させて基板Ｗの上面からＩＰＡの液膜９０を排除することによって、基板Ｗの上面を良好に乾燥させることができる。
また第１実施形態によれば、ヒータユニット６をスピンチャック５に対して相対移動させて、基板Ｗの下面に対向面６ａを接触させるために基板Ｗの下面にヒータユニット６を接近させることによって、ヒータユニット６が基板Ｗに接触した状態と、ヒータユニット６が基板Ｗから離隔した状態とを確実に（容易に）切り替えることができる。そのため、撥水剤（第１有機溶剤）によって基板Ｗを処理する際には、ヒータユニット６を基板Ｗから確実に離隔させることができるので、回転状態の基板Ｗを揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の蒸気で加熱することができる。また、基板Ｗを乾燥させる際には、ヒータユニット６を基板Ｗに確実に接触させた状態で基板Ｗを加熱することができる。

また第１実施形態によれば、ヒータユニット６の対向面６ａには、凹部６５が設けられている。そのため、対向面６ａが平坦な場合と比較して対向面６ａの表面積が増大されているので、ヒータユニット６は、空間７０に供給される液状または霧状のＩＰＡなどの揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の気化を一層促進することができる。
また第１実施形態によれば、対向面ノズルである下面ノズル９の吐出口９ａがヒータユニット６の対向面６ａに露出している。そのため、下面ノズル９は、対向面６ａと基板のＷ下面との間の空間７０にＩＰＡなどの揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）を確実に供給することができる。

また、第１実施形態において、揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）に第１有機溶剤と同じ組成の撥水剤を用いる場合、撥水剤（第２有機溶剤）の蒸気によって基板Ｗを加熱する際に、撥水剤（第２有機溶剤）の蒸気が基板Ｗの上面側に回り込んだ場合であっても、撥水剤（第１有機溶剤）による基板Ｗの処理を阻害しない。したがって、撥水剤（第１有機溶剤）によって基板Ｗの上面を良好に処理することができる。
＜第２実施形態＞
図８は、この発明の第２実施形態に係る基板処理装置１Ｐに備えられた処理ユニット２Ｐの構成例を説明するための図解的な断面図である。

第２実施形態に係る処理ユニット２Ｐが第１実施形態に係る処理ユニット２（図２参照）と主に異なる点は、処理ユニット２Ｐが、ヒータユニット６の側方に配置された側方ノズル１４を含む点である。側方ノズル１４は、たとえば、側方ノズル支持部材１８の内部に挿通支持されている。側方ノズル支持部材１８は、スピンベース２１の下方で回転軸２２および電動モータ２３を取り囲むハウジング２６から上方に延びており、スピンベース２１の側方に配置された側方ノズル１４は、ヒータユニット６の対向面６ａに向く吐出口１４ａを上端部に有している。

側方ノズル１４は、この実施形態では、ヒータユニット６の対向面６ａと基板Ｗの下面との間の空間７０に水よりも揮発性の高いＩＰＡ等の揮発性有機溶剤の蒸気を供給する揮発性有機溶剤供給手段としての機能を有している。第２実施形態では、側方ノズル１４が供給する揮発性有機溶剤が、第２有機溶剤の一例であり、側方ノズル１４が、第２有機溶剤を基板Ｗの上面に供給する第２有機溶剤供給手段の一例である。

側方ノズル１４には、揮発性有機溶剤供給管５４が結合されている。揮発性有機溶剤供給管５４には、その流路を開閉する揮発性有機溶剤バルブ５５が介装されている。一方、下面ノズル９には、揮発性有機溶剤供給管５０が結合されておらず、下面ノズル９の吐出口９ａからは揮発性有機溶剤が吐出されないように構成されていてもよい。
側方ノズル１４は、霧状の揮発性有機溶剤をヒータユニット６の対向面６ａと基板Ｗの下面との間の空間７０に供給する。詳しくは、側方ノズル１４は、ヒータユニット６の対向面６ａに向けて霧状の揮発性有機溶剤を供給する。側方ノズル１４は、対向面６ａに向けて空間７０に霧状の第２有機溶剤を供給する第２有機溶剤ノズルの一例である。この実施形態とは異なり、下面ノズル９が、液状の揮発性有機溶剤を空間７０に供給するように構成されていてもよいし、下面ノズル９が液状の揮発性有機溶剤を対向面６ａに向けて供給するように構成されていてもよい。

第２実施形態の基板処理装置１Ｐでは、第１実施形態の基板処理装置１と同様の基板処理が可能である。基板処理装置１Ｐによる基板処理では、制御ユニット３が、側方ノズル１４に結合された揮発性有機溶剤バルブ５５を制御する。
第２実施時形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するので、基板ＷをＩＰＡなどの撥水剤（第１有機溶剤）で良好に処理し、かつ、基板Ｗを良好に乾燥させることができる。また、第２実施形態によれば、ヒータユニット６の側方のスペースを利用して第２有機溶剤を供給するノズル（側方ノズル１４）を設けることができる
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。

たとえば、上述の各実施形態に係る基板処理装置１，１Ｐでは、第１移動ノズル１１が供給する撥水剤が、第１有機溶剤であり、第１移動ノズル１１が、第１有機溶剤を基板Ｗの上面に供給する第１有機溶剤供給手段であると説明した。しかし、これらの実施形態とは異なり、第１移動ノズル１１が供給する低表面張力液体が、基板Ｗの上面を処理するための第１有機溶剤であってもよい。この場合、上述の実施形態と同様に、第１移動ノズル１１が、第１有機溶剤としての低表面張力液体を基板Ｗの上面に供給する第１有機溶剤供給手段の一例である。この場合、基板処理装置１，１Ｐにおいて、第１移動ノズル１１が、撥水剤を基板Ｗの上面に供給する撥水剤供給手段としての機能を有していなくてもよい。すなわち、第１移動ノズル１１は、水よりも表面張力の低いＩＰＡなどの低表面張力液体を基板Ｗの上面に供給する低表面張力液体供給手段としての機能と、窒素ガス等の不活性ガスを基板Ｗの上面に供給する不活性ガス供給手段としての機能とを有するように構成されていてもよい。

第１移動ノズル１１が、第１有機溶剤としての低表面張力液体（たとえばＩＰＡ）を基板Ｗの上面に供給する第１有機溶剤供給手段の一例である場合、基板処理装置１，１Ｐによる基板処理では、有機溶剤処理（Ｓ４）および撥水剤処理（Ｓ５）が実行されなくてもよい（図５参照）。この場合、乾燥処理（Ｓ６）のリンスステップＴ１（図６および図７Ｃ参照）では、撥水剤をＩＰＡなどの低表面張力液体で置換する代わりに、ＤＩＷリンス処理（Ｓ３）で基板Ｗの上面に供給したＤＩＷを低表面張力液体で置換する。そして、リンスステップＴ１の間、第２有機溶剤としての揮発性有機溶剤（たとえばＩＰＡ）の蒸気が基板Ｗの下面に供給される。

この実施形態においても第１実施形態と同様の効果を奏する。
低表面張力液体（第１有機溶剤）および揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の両方が同じ組成の有機溶剤（たとえばＩＰＡ）である場合、第２有機溶剤の蒸気によって基板Ｗを加熱する際に、第２有機溶剤の蒸気が基板Ｗの上面側に回り込んだ場合であっても、第１有機溶剤による基板Ｗの処理を阻害しない。したがって、第１有機溶剤によって基板Ｗの上面を良好に処理することができる。

また、上述の各実施形態に係る基板処理装置１，１Ｐでは、ヒータユニット６の対向面６ａに液状または霧状の揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）が供給され、ヒータユニット６によって液状または霧状の揮発性有機溶剤が加熱されて気化することによって、空間７０にＩＰＡの蒸気が供給されると説明した。しかし、これらの実施形態とは異なり、下面ノズル９または側方ノズル１４が、空間７０に向けて揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の蒸気を供給するように構成されていてもよい。この場合、第２有機溶剤の蒸気を空間７０に供給する第２有機溶剤供給手段には、ヒータユニット６は含まれず、第２有機溶剤供給手段は、下面ノズル９または側方ノズル１４によって構成される。

また、上述の各実施形態において、下面ノズル９から空間７０へのＩ揮発性有機溶剤（第２有機溶剤）の蒸気の供給は、乾燥工程（図５のＳ６）のパドルステップＴ２が終了するまでの間、継続させてもよい。
また、上述の各実施形態では、第１移動ノズル１１が、揮発性有機溶剤供給手段および低表面張力液体供給手段として機能すると説明したが、上述の実施形態とは異なり、揮発性有機溶剤供給手段として機能するノズルと、低表面張力液体供給手段として機能するノズルとが、別々に設けられた構成であってもよい。

また、上述の実施形態では、第２移動ノズル１２が、ＩＰＡの液膜９０の中央領域に不活性ガスを供給すると説明したが、上述の実施形態とは異なり、第１移動ノズル１１が、ＩＰＡの液膜９０の中央領域に不活性ガスを供給するように構成されていてもよい。この場合、基板処理の乾燥処理（図５のＳ６）において、ノズル入れ替えステップＴ４が省略される。

また、上述の実施形態では、ヒータユニット６がスピンチャック５に対して相対移動する構成について説明したが、上述の実施形態とは異なり、スピンチャック５に保持された基板Ｗが昇降するように構成されていてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。

１ 基板処理装置
１Ｐ 基板処理装置
２ 処理ユニット
２Ｐ 処理ユニット
３ 制御ユニット（制御手段）
５ スピンチャック（基板保持回転手段）
６ ヒータユニット
６ａ 対向面
７ 昇降ユニット（ヒータユニット昇降機構）
９ 下面ノズル（第２有機溶剤供給手段、揮発性有機溶剤供給手段、第２有機溶剤ノ
ズル、対向面ノズル）
９ａ 吐出口
１１ 第１移動ノズル（第１有機溶剤供給手段、撥水剤供給手段、低表面張力液体供給
手段、不活性ガス供給手段）
１２ 第２移動ノズル（不活性ガス供給手段）
１４ 側方ノズル（第２有機溶剤供給手段、揮発性有機溶剤供給手段、第２有機溶剤ノ
ズル）
７０ 空間
９０ 液膜
９１ 開口
９５ 液膜
Ａ１ 回転軸線
Ｗ 基板

Claims (23)

1. 基板を水平に保持する基板保持工程と、
   前記水平に保持された基板を鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、
   前記水平に保持された基板の上面に、前記基板の上面を処理するための第１有機溶剤を供給することにより、前記基板の上面に前記第１有機溶剤の液膜を形成する液膜形成工程と、
   前記水平に保持された基板の下面に対向する対向面を有するヒータユニットの前記対向面と、前記基板の下面との間の空間に、第２有機溶剤の蒸気を供給する蒸気供給工程と、
   前記基板回転工程および前記液膜形成工程と並行して、前記第２有機溶剤の蒸気によって、前記回転状態の基板を加熱する基板加熱工程と、
   前記基板加熱工程後に、前記水平に保持された基板から前記第１有機溶剤の液膜を排除し、前記基板の回転を停止させ、かつ、前記基板を前記ヒータユニットに接触させた状態で、前記基板の上面を乾燥させる基板乾燥工程とを含み、
   前記基板加熱工程が、前記空間に供給された前記第２有機溶剤の蒸気を前記ヒータユニットによって加熱することで、前記加熱された蒸気によって前記基板を加熱する工程を含む、基板処理方法。
2. 前記第１有機溶剤が、前記基板の上面の撥水性を高める撥水剤を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記第２有機溶剤が、水よりも揮発性の高い揮発性有機溶剤を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
4. 前記蒸気供給工程が、液状または霧状の前記第２有機溶剤を前記空間に供給する第２有機溶剤供給工程と、前記ヒータユニットによって液状または霧状の前記第２有機溶剤を加熱することによって液状または霧状の前記第２有機溶剤を気化させる第２有機溶剤気化工程とを含む、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２有機溶剤供給工程が、前記ヒータユニットの前記対向面に向けて液状または霧状の前記第２有機溶剤を供給する工程を含む、請求項４に記載の基板処理方法。
6. 前記蒸気供給工程が、前記対向面に液状の第２有機溶剤を供給し、前記対向面上の前記液状の第２有機溶剤を前記ヒータユニットで加熱して蒸発させることで、前記第２有機溶剤の蒸気を前記空間に供給する工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
7. 前記基板乾燥工程が、水よりも表面張力の低い低表面張力液体を前記基板の上面に供給することによって前記基板の上面から前記第１有機溶剤の液膜を排除し、前記基板の上面に前記低表面張力液体の液膜を形成する第２の液膜形成工程と、前記基板の上面から前記低表面張力液体の液膜を排除する排除工程とを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
8. 前記排除工程が、前記低表面張力液体の液膜の中央領域に不活性ガスを供給することによって、前記低表面張力液体の液膜に開口を形成する開口形成工程と、前記開口を拡大することによって、前記基板の上面から前記低表面張力液体の液膜を排除する開口拡大工程とを含む、請求項７に記載の基板処理方法。
9. 前記基板乾燥工程が、前記回転を停止させた状態の基板の下面に前記対向面を接触させるために前記ヒータユニットを前記基板の下面に接近させるヒータユニット移動工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
10. 前記第１有機溶剤の組成と、前記第２有機溶剤の組成とが同じである、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
11. 水平に保持した基板を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに回転させる基板保持回転手段と、
    前記基板の上面を処理するための第１有機溶剤の液膜を前記基板の上面に形成するために前記基板の上面に前記第１有機溶剤を供給する第１有機溶剤供給手段と、
    前記基板の下面に対向する対向面を有し、前記基板と接触する接触位置と前記基板から離隔した離隔位置との間で前記基板保持回転手段に対して相対的に移動可能なヒータユニットと、
    前記基板の下面と前記ヒータユニットの前記対向面との間の空間に、第２有機溶剤の蒸気を供給する第２有機溶剤供給手段と、
    前記第１有機溶剤供給手段、前記ヒータユニットおよび前記第２有機溶剤供給手段を制御する制御手段とを含み、
    前記制御手段が、前記基板保持回転手段に前記基板を回転させる基板回転工程と、前記第１有機溶剤供給手段に前記基板の上面に前記第１有機溶剤を供給させることにより、前記基板の上面に前記第１有機溶剤の液膜を形成する液膜形成工程と、前記第２有機溶剤供給手段に前記第２有機溶剤の蒸気を前記空間に供給させる蒸気供給工程と、前記基板回転工程および液膜形成工程と並行して、前記第２有機溶剤の蒸気によって前記基板を加熱する基板加熱工程と、前記基板加熱工程後に、前記基板から前記第１有機溶剤の液膜を排除し、前記基板保持回転手段に前記基板の回転を停止させ、かつ、前記基板を前記ヒータユニットに接触させた状態で、前記基板の上面を乾燥させる基板乾燥工程とを実行し、
    前記制御手段が、前記基板加熱工程において、前記空間に供給された前記第２有機溶剤の蒸気を前記ヒータユニットで加熱することで、前記加熱された蒸気によって前記基板を加熱する工程を実行する、基板処理装置。
12. 水よりも表面張力の低い低表面張力液体を前記基板の上面に供給する低表面張力液体供給手段をさらに含み、
    前記制御手段が、前記低表面張力液体供給手段に前記低表面張力液体を供給させることによって、前記基板の上面から前記第１有機溶剤の液膜を排除して前記基板の上面に前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、前記基板の上面から前記低表面張力液体の液膜を排除する排除工程とを実行する、請求項１１に記載の基板処理装置。
13. 前記低表面張力液体の液膜の中央領域に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに含み、
    前記制御手段が、前記不活性ガス供給手段に不活性ガスを供給させて前記低表面張力液体の液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、前記開口を拡大することによって、前記基板の上面から前記低表面張力液体の液膜を排除する開口拡大工程とを実行する、請求項１２に記載の基板処理装置。
14. 前記第１有機溶剤供給手段が、前記基板の上面の撥水性を高める撥水剤を前記基板の上面に供給する撥水剤供給手段を含む、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
15. 前記第２有機溶剤供給手段が、前記第２有機溶剤の蒸気としての、水よりも揮発性の高い揮発性有機溶剤の蒸気を、前記空間に供給する揮発性有機溶剤供給手段を含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
16. 前記第２有機溶剤供給手段が、液状または霧状の前記第２有機溶剤を前記空間に供給する第２有機溶剤ノズルと、前記空間に供給された液状または霧状の前記第２有機溶剤を加熱する前記ヒータユニットとを含む、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
17. 前記第２有機溶剤ノズルが、前記ヒータユニットの前記対向面に向けて液状または霧状の前記第２有機溶剤を供給する、請求項１６に記載の基板処理装置。
18. 前記第２有機溶剤供給手段が、前記対向面に液状の第２有機溶剤を供給する第２有機溶剤ノズルと、前記ヒータユニットとによって構成されており、
    前記制御手段が、前記蒸気供給工程において、前記対向面に向けて前記第２有機溶剤ノズルから液状の第２有機溶剤を供給し、前記対向面上の前記液状の第２有機溶剤を前記ヒータユニットで加熱して蒸発させることで、前記第２有機溶剤の蒸気を前記空間に供給する工程を実行する、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
19. 前記ヒータユニットの前記対向面には、凹部が設けられている、請求項１７または１８に記載の基板処理装置。
20. 前記第２有機溶剤供給手段が、前記ヒータユニットの前記対向面に露出した吐出口を有する対向面ノズルを含む、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
21. 前記第２有機溶剤供給手段が、前記ヒータユニットの側方に配置された側方ノズルを含む、請求項１１〜２０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
22. 前記接触位置と前記離隔位置との間で前記ヒータユニットを前記基板保持回転手段に対して相対的に移動させるヒータユニット昇降機構をさらに含む、請求項１１〜２１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
23. 前記第１有機溶剤の組成と前記第２有機溶剤の組成とが同じである、請求項１１〜２２のいずれか一項に記載の基板処理装置。

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