JP7231350B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、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。処理対象の基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、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、有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板に対して必要に応じた処理が行われる。このような処理には、薬液やリンス液などの処理液を基板に供給することが含まれる。処理液が供給された後は、処理液を基板から除去し、基板を乾燥させる。
基板の表面にパターンが形成されている場合、基板を乾燥させるときに、基板に付着している処理液の表面張力に起因する力がパターンに加わり、パターンが倒壊することがある。その対策として、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などの表面張力が低い液体を基板に供給したり、パターンに対する液体の接触角を９０度に近づける疎水化剤を基板に供給したりする方法が採られる。しかしながら、ＩＰＡや疎水化剤を用いたとしても、パターンを倒壊させる倒壊力が零にはならないので、パターンの強度によっては、これらの対策を行ったとしても、十分にパターンの倒壊を防止できない場合がある。

近年、パターンの倒壊を防止する技術として昇華乾燥が注目されている。たとえば特許文献１には、昇華乾燥を行う基板処理方法および基板処理装置が開示されている。特許文献１に記載の昇華乾燥では、昇華性物質の融液が基板の表面に供給され、基板上のＤＩＷが昇華性物質の融液に置換される。その後、基板上の昇華性物質の融液が冷却され、昇華性物質の凝固体が形成される。その後、基板上の昇華性物質の凝固体を昇華させる。これにより、昇華性物質の融液が基板から除去され、基板が乾燥する。

特開２０１５－１４２０６９号公報

特許文献１では、隣り合う２つの凸状パターンの間だけでなく、パターンの上方にも昇華性物質の融液がある状態で、昇華性物質の融液を凝固させる。液体が極めて狭い空間に配置されると、凝固点降下が発生する。半導体ウエハなどの基板では、隣り合う２つのパターンの間隔が狭いので、パターンの間に位置する昇華性物質の凝固点が降下してしまう。したがって、パターンの間に位置する昇華性物質の凝固点は、パターンの上方に位置する昇華性物質の凝固点よりも低い。

パターンの間に位置する昇華性物質の凝固点だけが低いと、昇華性物質の融液の表層、つまり、昇華性物質の上面（液面）からパターンの上面までの範囲に位置する液体層が先に凝固し、パターンの間に位置する昇華性物質の融液が凝固せずに液体のまま残る場合がある。この場合、固体（昇華性物質の凝固体）と液体（昇華性物質の融液）の界面がパターンの近傍に形成され、パターンを倒壊させる倒壊力が発生することがある。パターンの微細化によってパターンがさらに脆弱になると、このような弱い倒壊力でも、パターンが倒壊してしまう。

また、パターンの間に位置する昇華性物質の融液が凝固していない状態でパターンが倒壊すると、隣り合う２つのパターンの先端部同士が互いに接触する場合がある。この場合、昇華性物質の凝固体を昇華させても、パターンの先端部同士が互いに接触した接着状態が維持され、パターンが垂直状態に戻らないことがある。したがって、昇華乾燥を行ったとしても、パターンの強度によっては、十分にパターンの倒壊を防止できない場合がある。

そこで、本発明の目的の一つは、昇華乾燥で基板を乾燥させたときに発生するパターンの倒壊を減らし、パターンの倒壊率を低下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。

本発明の一実施形態は、基板に形成されたパターンの表面に吸着する吸着物質を含む乾燥前処理液を、水平に保持されている前記基板の表面に供給して、前記パターンの表面に前記吸着物質を吸着させる乾燥前処理液供給工程と、水平に保持されている前記基板の表面上の一部の前記乾燥前処理液を鉛直な回転軸線まわりの前記基板の回転によって除去することにより、前記パターンの表面に吸着した前記吸着物質を含む吸着膜を前記パターンの表面に沿って形成するスピンオフ工程、を含む液体除去工程と、前記吸着膜を気体に変化させることにより前記基板の表面から除去する吸着膜除去工程とを含む、基板処理方法を提供する。

この構成によれば、吸着物質を含む乾燥前処理液を、水平に保持されている基板の表面に供給する。乾燥前処理液に含まれる吸着物質は、基板に形成されたパターンの表面に吸着する。そして、吸着物質がパターンの表面に吸着した状態で、基板を水平に保持しながら鉛直な回転軸線まわりに回転させる。これにより、乾燥前処理液が遠心力で基板の表面から排出され、基板の表面上の乾燥前処理液が減少する。

基板をある程度の回転速度で回転させると、殆どの乾燥前処理液が基板の表面から除去されるものの、パターンの表面に吸着した吸着物質は基板に残る。これにより、パターンの表面に吸着した吸着物質を含む吸着膜がパターンの表面に沿って形成される。つまり、隣り合う２つのパターンの間の空間が吸着膜で隙間なく埋められるのではなく、吸着膜の表面が空間を介してパターンの幅方向に互いに向かい合うようにパターンの表面が吸着膜でコーティングされる。

その一方で、基板上の乾燥前処理液がある程度まで減ると、乾燥前処理液の上面（液面）が隣り合う２つの凸状パターンの間に移動する。つまり、気体と液体（乾燥前処理液）との界面がパターンの間に移動し、乾燥前処理液の表面張力に起因する倒壊力が吸着膜を介してパターンに加わる。このとき、隣り合う２つのパターンが互いに近づく方向に倒壊したとしても、パターンの表面の少なくとも一部が吸着膜でコーティングされているので、この２つのパターンは、直接的に接するのではなく、吸着膜を介して接する。

吸着膜をパターンの表面に形成した後は、吸着膜を気体に変化させる。これにより、吸着膜が基板の表面から除去される。乾燥前処理液を除去するときに、隣り合う２つのパターンが互いに近づく方向に倒壊した場合は、この２つのパターンの間から吸着膜が除去される。パターンが塑性変形や破損していなければ、吸着膜を除去すると、倒壊したパターンは、パターンの復元力で垂直状態に戻る。言い換えると、吸着膜を除去するまでの間にパターンが倒壊しても、吸着膜を除去した後には、パターンが垂直状態に戻る。これにより、パターンの強度が高い場合だけでなく、パターンの強度が低い場合も、最終的なパターンの倒壊率を改善することができる。

パターンは、単一の材料で形成された構造物であってもよいし、基板の厚み方向に積層された複数の層を含む構造物であってもよい。パターンの表面は、基板の厚み方向に直交する基板の平面に対して垂直または概ね垂直な側面と、基板の平面と平行または概ね平行な上面とを含む。吸着膜は、たとえば、パターンの表面と平行または概ね平行な表面を有する薄膜である。吸着膜がパターンの表面全域に形成される場合、吸着膜の表面は、パターンの上面と平行または概ね平行な上面と、パターンの側面と平行または概ね平行な側面とを含む。パターンの表面全域ではなく、パターンの表面の一部だけが、吸着膜に覆われてもよい。たとえば、パターンの側面の上端部とパターンの上面とを含むパターンの表面の上端部だけ、もしくは、パターンの上面だけが吸着膜に覆われてもよい。

前記実施形態において、以下の特徴の少なくとも１つを、前記基板処理方法に加えてもよい。
前記吸着膜除去工程は、前記吸着膜を介して接する倒壊した２つの前記パターンの間から前記吸着膜を除去することにより、倒壊した前記パターンの形状を前記パターンの復元力で復元するパターン復元工程を含む。
この構成によれば、前述のように、隣り合う２つのパターンが互いに近づく方向に倒壊したとしても、この２つのパターンは、直接的に接するのではなく、吸着膜を介して接する。したがって、パターンが塑性変形や破損していなければ、吸着膜を除去すると、倒壊したパターンが弾性回復力で回復する。これにより、パターンの強度が低い場合であっても、最終的なパターンの倒壊率を改善することができる。

吸着膜を除去する前は、吸着膜の一部が倒壊した２つのパターンの間に介在する。吸着膜を除去した後に倒壊したパターンの形状が元に戻るのであれば、倒壊した２つのパターンの一部が、吸着膜を除去する前に直接的に接していてもよい。このような場合でも、吸着膜を除去すると、２つのパターンを倒壊状態に維持する接着力が弱まるので、パターンが塑性変形や破損していなければ、倒壊したパターンは、パターンの復元力で垂直状態に戻る。

前記吸着物質は、前記パターンの表面に化学的に吸着する物質である。
前記吸着物質は、前記パターンの表面に物理的に吸着する物質である。
前記乾燥前処理液供給工程は、前記吸着膜を形成する前に、前記基板の回転を停止させながら、もしくは、前記吸着膜を形成するときの前記基板の回転速度よりも小さい回転速度で前記基板を回転させながら、前記乾燥前処理液を前記パターンの表面に接触させる吸着促進工程を含む。

この構成によれば、吸着膜を形成する前に、基板の回転を停止させながら、もしくは、基板の回転速度を小さい値（吸着促進速度）に維持しながら、乾燥前処理液をパターンの表面に接触させる。基板の回転速度が零または小さいので、乾燥前処理液とパターンの表面との界面における乾燥前処理液の流動が緩やかになり、パターンの表面に対する吸着物質の吸着が促進される。これにより、より多くの吸着物質をパターンの表面に吸着させることができる。

前記吸着膜の厚みは、前記パターンの高さよりも小さい。
この構成によれば、薄い吸着膜がパターンの表面に形成される。つまり、吸着膜の厚みは、パターンの高さよりも小さい。吸着膜が薄いので、吸着膜を短時間で除去でき、吸着膜の除去に要するエネルギーの消費量を減らすことができる。吸着膜を加熱により除去する場合は、基板の加熱時間を短縮できるので、酸化等の基板の表面の変化を抑えることができる。さらに、吸着膜を気体に変化させたときに、残渣などの不要物が基板上に発生したとしても、吸着膜の体積が小さいので、不要物の発生量が少ない。したがって、不要物を短時間で除去できる。場合によって、不要物を除去しなくてもよい。

前記乾燥前処理液は、前記吸着物質と、前記吸着物質と溶け合う溶媒と、を含む溶液である。
この構成によれば、吸着物質と溶媒とが均一に溶け合った溶液である乾燥前処理液が基板に供給される。吸着物質の融液を基板に供給する場合、吸着物質の凝固点が室温以上であると、吸着物質を液体に維持するために吸着物質を加熱する必要がある。吸着物質を溶媒に溶かせば、吸着物質の凝固点が室温以上であったとしても、吸着物質と溶媒の混合により生じる凝固点降下により乾燥前処理液の凝固点を室温より低くできれば、乾燥前処理液を室温で液体に維持することができる。したがって、基板の処理に要するエネルギーの消費量を減らすことができる。

前記吸着物質の凝固点が室温以上である場合、前記乾燥前処理液の凝固点は、室温よりも低くてもよい。この場合、室温の前記乾燥前処理液を前記基板の表面に供給してもよい。前記溶媒は、単一物質であってもよいし、２つ以上の物質が溶け合った混合物質であってもよい。いずれの場合も、前記溶媒は、前記吸着物質よりも蒸気圧が高い高蒸気圧物質を含んでいてもよい。

前記液体除去工程は、前記基板の表面上の一部の前記乾燥前処理液を前記基板の回転によって除去しているときに、前記基板の表面に向けて気体を吐出する気体供給工程をさらに含む。
この構成によれば、基板の表面上の乾燥前処理液の一部を基板の回転によって除去しているときに、基板の表面に向けて気体を吐出する。基板上の乾燥前処理液は、気体の圧力で基板から排出される。それと同時に、基板上の乾燥前処理液の一部は、気体の供給によって蒸発する。これにより、不要な乾燥前処理液を速やかに基板の表面から除去できる。

前記液体除去工程は、前記基板の表面上の一部の前記乾燥前処理液を前記基板の回転によって除去しているときに、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を加熱する液体加熱工程をさらに含む。
この構成によれば、基板の表面上の乾燥前処理液の一部を基板の回転によって除去しているときに、基板の表面上の乾燥前処理液を加熱する。これにより、乾燥前処理液の温度が上昇し、乾燥前処理液の蒸発が促進される。したがって、不要な乾燥前処理液を速やかに基板の表面から除去できる。

前記液体加熱工程は、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも高温の加熱ガスを前記基板の表面および裏面の少なくとも一方に向けて吐出する加熱ガス供給工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも高温の加熱液を前記基板の裏面に向けて吐出する加熱液供給工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも高温の加熱部材を、前記基板から離しながら前記基板の表面側または裏面側に配置する近接加熱工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液よりも高温の加熱部材を前記基板の裏面に接触させる接触加熱工程と、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液に光を照射する光照射工程と、のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。前記光照射工程は、前記基板の表面の全域に同時に光を照射する全体照射工程、または、前記基板の表面内の一部の領域を表す照射領域だけに光を照射しながら前記照射領域を前記基板の表面内で移動させる部分照射工程を含んでいてもよいし、前記全体照射工程および部分照射工程の両方を含んでいてもよい。

前記吸着膜除去工程は、前記吸着膜を昇華させる昇華工程と、前記吸着膜の分解（たとえば熱分解や光分解）により前記吸着膜を固体または液体から気体に変化させる分解工程と、前記吸着膜の反応（たとえば酸化反応）により前記吸着膜を固体または液体から気体に変化させる反応工程と、前記吸着膜にプラズマを照射するプラズマ照射工程と、のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。

前記昇華工程は、前記基板を水平に保持しながら鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、不活性ガスや空気などの気体を前記吸着膜に吹き付ける気体供給工程と、前記吸着膜を加熱する加熱工程と、前記吸着膜に接する雰囲気の圧力を低下させる減圧工程と、前記吸着膜に光を照射する光照射工程と、前記吸着膜に超音波振動を与える超音波振動付与工程と、のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。前記分解工程は、前記加熱工程、光照射工程、および超音波振動付与工程の少なくとも一つを含んでいてもよい。前記反応工程は、オゾンガスなどの活性ガスを前記吸着膜に接触させることにより、前記吸着膜を酸化させる酸化工程を含んでいてもよい。

本発明の他の実施形態は、基板に形成されたパターンの表面に吸着する吸着物質を含む乾燥前処理液を、水平に保持されている前記基板の表面に供給して、前記パターンの表面に前記吸着物質を吸着させる乾燥前処理液供給手段と、水平に保持されている前記基板の表面上の一部の前記乾燥前処理液を鉛直な回転軸線まわりの前記基板の回転によって除去することにより、前記パターンの表面に吸着した前記吸着物質を含む吸着膜を前記パターンの表面に沿って形成するスピンオフ手段、を含む液体除去手段と、前記吸着膜を気体に変化させることにより前記基板の表面から除去する吸着膜除去手段とを含む、基板処理装置を提供する。この構成によれば、前述の効果と同様な効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を上から見た模式図である。 基板処理装置を側方から見た模式図である。 基板処理装置に備えられたウェット処理ユニットの内部を水平に見た模式図である。 基板処理装置に備えられたドライ処理ユニットの内部を水平に見た模式図である。 制御装装置のハードウェアを示すブロック図である。 基板処理装置によって行われる基板の処理の一例について説明するための工程図である。 図５に示す処理が行われているときの基板の状態を示す模式図である。 図５に示す処理が行われているときの基板の状態を示す模式図である。 図５に示す処理が行われているときの基板の状態を示す模式図である。 図５に示す処理が行われているときの基板の状態を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係るスピンチャック、遮断部材、およびホットプレートを水平に見た模式図である。 本発明の第２実施形態に係るスピンチャックおよびホットプレートを上から見た模式図である。 液体除去工程が行われているときのスピンチャック、遮断部材、およびホットプレートを水平に見た模式図である。 吸着膜除去工程が行われているときのスピンチャック、遮断部材、およびホットプレートを水平に見た模式図である。 処理例１～処理例５について説明するための表である。 基板上のＨＦＥを乾燥前処理液で置換しているときの基板の状態を示す模式図である。 パターンの表面の上端部だけに接する吸着膜の断面を示す模式図である。 図１１Ａに示すパターンが倒壊したときの吸着膜の状態を示す模式図である。 電磁波発生装置が基板の上面内の一部の領域だけに電磁波を照射している状態を示す模式図である。 電磁波発生装置が基板の上面の全域に同時に電磁波を照射している状態を示す模式図である。 活性ガス供給装置が活性ガスを基板に供給している状態を示す模式図である。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
以下の説明において、基板処理装置１内の気圧は、特に断りがない限り、基板処理装置１が設置されるクリーンルーム内の気圧（たとえば１気圧またはその近傍の値）に維持されているものとする。
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１を上から見た模式図である。図１Ｂは、基板処理装置１を側方から見た模式図である。

図１Ａに示すように、基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、基板Ｗを収容するキャリアＣを保持するロードポートＬＰと、ロードポートＬＰ上のキャリアＣから搬送された基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２と、ロードポートＬＰ上のキャリアＣ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と、基板処理装置１を制御する制御装置３とを備えている。

搬送ロボットは、ロードポートＬＰ上のキャリアＣに対して基板Ｗの搬入および搬出を行うインデクサロボットＩＲと、複数の処理ユニット２に対して基板Ｗの搬入および搬出を行うセンターロボットＣＲとを含む。インデクサロボットＩＲは、ロードポートＬＰとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送し、センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、基板Ｗを支持するハンドＨ１を含み、インデクサロボットＩＲは、基板Ｗを支持するハンドＨ２を含む。

複数の処理ユニット２は、平面視でセンターロボットＣＲのまわりに配置された複数のタワーＴＷを形成している。図１Ａは、４つのタワーＴＷが形成されている例を示している。センターロボットＣＲは、いずれのタワーＴＷにもアクセス可能である。図１Ｂに示すように、各タワーＴＷは、上下に積層された複数（たとえば３つ）の処理ユニット２を含む。

複数の処理ユニット２は、薬液やリンス液などの処理液で基板Ｗを処理するウェット処理ユニット２ｗと、処理液を供給せずに基板Ｗを処理するドライ処理ユニット２ｄとを含む。ウェット処理ユニット２ｗおよびドライ処理ユニット２ｄは、同じタワーＴＷに含まれていてもよいし、別々のタワーＴＷに含まれていてもよい。図１Ａおよび図１Ｂは、各タワーＴＷの最も上の処理ユニット２がドライ処理ユニット２ｄであり、それ以外の処理ユニット２がウェット処理ユニット２ｗである例を示している。

図２は、基板処理装置１に備えられたウェット処理ユニット２ｗの内部を水平に見た模式図である。
ウェット処理ユニット２ｗは、内部空間を有する箱型のチャンバー４と、チャンバー４内で１枚の基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンチャック１０と、回転軸線Ａ１まわりにスピンチャック１０を取り囲む筒状の処理カップ２１とを含む。

チャンバー４は、基板Ｗが通過する搬入搬出口５ｂが設けられた箱型の隔壁５と、搬入搬出口５ｂを開閉するシャッター７とを含む。ＦＦＵ６（ファン・フィルター・ユニット）は、隔壁５の上部に設けられた送風口５ａの上に配置されている。ＦＦＵ６は、クリーンエアー（フィルターによってろ過された空気）を送風口５ａからチャンバー４内に常時供給する。チャンバー４内の気体は、処理カップ２１の底部に接続された排気ダクト８を通じてチャンバー４から排出される。これにより、クリーンエアーのダウンフローがチャンバー４内に常時形成される。排気ダクト８に排出される排気の流量は、排気ダクト８内に配置された排気バルブ９の開度に応じて変更される。

スピンチャック１０は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース１２と、スピンベース１２の上方で基板Ｗを水平な姿勢で保持する複数のチャックピン１１と、スピンベース１２の中央部から下方に延びるスピン軸１３と、スピン軸１３を回転させることによりスピンベース１２および複数のチャックピン１１を回転させるスピンモータ１４とを含む。スピンチャック１０は、複数のチャックピン１１を基板Ｗの外周面に接触させる挟持式のチャックに限らず、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）をスピンベース１２の上面１２ｕに吸着させることにより基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。

処理カップ２１は、基板Ｗから外方に排出された処理液を受け止める複数のガード２４と、複数のガード２４によって下方に案内された処理液を受け止める複数のカップ２３と、複数のガード２４および複数のカップ２３を取り囲む円筒状の外壁部材２２とを含む。図２は、４つのガード２４と３つのカップ２３とが設けられており、最も外側のカップ２３が上から３番目のガード２４と一体である例を示している。

ガード２４は、スピンチャック１０を取り囲む円筒部２５と、円筒部２５の上端部から回転軸線Ａ１に向かって斜め上に延びる円環状の天井部２６とを含む。複数の天井部２６は、上下に重なっており、複数の円筒部２５は、同心円状に配置されている。天井部２６の円環状の上端は、平面視で基板Ｗおよびスピンベース１２を取り囲むガード２４の上端２４ｕに相当する。複数のカップ２３は、それぞれ、複数の円筒部２５の下方に配置されている。カップ２３は、ガード２４によって下方に案内された処理液を受け止める環状の受液溝を形成している。

ウェット処理ユニット２ｗは、複数のガード２４を個別に昇降させるガード昇降ユニット２７を含む。ガード昇降ユニット２７は、上位置から下位置までの任意の位置にガード２４を位置させる。図２は、２つのガード２４が上位置に配置されており、残り２つのガード２４が下位置に配置されている状態を示している。上位置は、ガード２４の上端２４ｕがスピンチャック１０に保持されている基板Ｗが配置される保持位置よりも上方に配置される位置である。下位置は、ガード２４の上端２４ｕが保持位置よりも下方に配置される位置である。

回転している基板Ｗに処理液を供給するときは、少なくとも一つのガード２４が上位置に配置される。この状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、処理液が遠心力で基板Ｗから振り切られる。振り切られた処理液は、基板Ｗに水平に対向するガード２４の内面に衝突し、このガード２４に対応するカップ２３に案内される。これにより、基板Ｗから排出された処理液が処理カップ２１に集められる。

ウェット処理ユニット２ｗは、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗに向けて処理液を吐出する複数のノズルを含む。複数のノズルは、基板Ｗの上面に向けて薬液を吐出する薬液ノズル３１と、基板Ｗの上面に向けてリンス液を吐出するリンス液ノズル３５と、基板Ｗの上面に向けて乾燥前処理液を吐出する乾燥前処理液ノズル３９と、基板Ｗの上面に向けて置換液を吐出する置換液ノズル４３とを含む。

薬液ノズル３１は、チャンバー４内で水平に移動可能なスキャンノズルであってもよいし、チャンバー４の隔壁５に対して固定された固定ノズルであってもよい。リンス液ノズル３５、乾燥前処理液ノズル３９、および置換液ノズル４３についても同様である。図２は、薬液ノズル３１、リンス液ノズル３５、乾燥前処理液ノズル３９、および置換液ノズル４３が、スキャンノズルであり、これら４つのノズルにそれぞれ対応する４つのノズル移動ユニットが設けられている例を示している。

薬液ノズル３１は、薬液ノズル３１に薬液を案内する薬液配管３２に接続されている。薬液配管３２に介装された薬液バルブ３３が開かれると、薬液が、薬液ノズル３１の吐出口から下方に連続的に吐出される。薬液ノズル３１から吐出される薬液は、硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸、リン酸、酢酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、および腐食防止剤の少なくとも１つを含む液であってもよいし、これ以外の液体であってもよい。

図示はしないが、薬液バルブ３３は、薬液が流れる内部流路と内部流路を取り囲む環状の弁座とが設けられたバルブボディと、弁座に対して移動可能な弁体と、弁体が弁座に接触する閉位置と弁体が弁座から離れた開位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他のバルブについても同様である。アクチュエータは、空圧アクチュエータまたは電動アクチュエータであってもよいし、これら以外のアクチュエータであってもよい。制御装置３は、アクチュエータを制御することにより、薬液バルブ３３を開閉させる。

薬液ノズル３１は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方に薬液ノズル３１を移動させるノズル移動ユニット３４に接続されている。ノズル移動ユニット３４は、薬液ノズル３１から吐出された薬液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、薬液ノズル３１が平面視で処理カップ２１のまわりに位置する待機位置と、の間で薬液ノズル３１を水平に移動させる。

リンス液ノズル３５は、リンス液ノズル３５にリンス液を案内するリンス液配管３６に接続されている。リンス液配管３６に介装されたリンス液バルブ３７が開かれると、リンス液が、リンス液ノズル３５の吐出口から下方に連続的に吐出される。リンス液ノズル３５から吐出されるリンス液は、たとえば、純水（脱イオン水：ＤＩＷ（Deionized Water））である。リンス液は、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。

リンス液ノズル３５は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方にリンス液ノズル３５を移動させるノズル移動ユニット３８に接続されている。ノズル移動ユニット３８は、リンス液ノズル３５から吐出されたリンス液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、リンス液ノズル３５が平面視で処理カップ２１のまわりに位置する待機位置と、の間でリンス液ノズル３５を水平に移動させる。

乾燥前処理液ノズル３９は、乾燥前処理液ノズル３９に乾燥前処理液を案内する乾燥前処理液配管４０に接続されている。乾燥前処理液配管４０に介装された乾燥前処理液バルブ４１が開かれると、乾燥前処理液が、乾燥前処理液ノズル３９の吐出口から下方に連続的に吐出される。同様に、置換液ノズル４３は、置換液ノズル４３に置換液を案内する置換液配管４４に接続されている。置換液配管４４に介装された置換液バルブ４５が開かれると、置換液が、置換液ノズル４３の吐出口から下方に連続的に吐出される。

乾燥前処理液は、パターンＰ１（図６Ａ参照）の表面に吸着する吸着物質と、吸着物質と溶け合う溶解物質とを含む。乾燥前処理液は、吸着物質および溶解物質が均一に溶け合った溶液である。吸着物質は溶質に相当し、溶解物質は溶媒に相当する。乾燥前処理液は、吸着物質の融液であってもよい。
乾燥前処理液の凝固点（１気圧での凝固点。以下同様。）は、吸着物質の凝固点よりも低い。同様に、溶解物質の凝固点は、吸着物質の凝固点よりも低い。乾燥前処理液の凝固点は、室温（２３℃またはその近傍の値）よりも低い。基板処理装置１は、室温に維持されたクリーンルーム内に配置されている。したがって、乾燥前処理液を加熱しなくても、乾燥前処理液を液体に維持できる。ただし、乾燥前処理液の凝固点は、室温以上であってもよく、溶解物質の凝固点は、吸着物質の凝固点より高くてもよい。

溶解物質は、単一物質であってもよいし、２つ以上の物質が溶け合った混合物質であってもよい。溶解物質の蒸気圧は、吸着物質の蒸気圧よりも高い。したがって、溶解物質は、吸着物質よりも蒸発し易い。溶解物質の蒸気圧は、水の蒸気圧より高くてもよいし、水の蒸気圧以下であってもよい。また、溶解物質の蒸気圧は、吸着物質の蒸気圧以下であってもよい。

吸着物質は、パターンＰ１の表面に化学的に吸着する物質であってもよい。つまり、吸着物質は、吸着物質とパターンＰ１の表面との化学反応によって、パターンＰ１の表面に吸着する物質であってもよい。もしくは、吸着物質は、パターンＰ１の表面に物理的に吸着する物質であってもよい。つまり、吸着物質は、吸着物質とパターンＰ１の表面との間に発生する電気的引力または分子間力によって、パターンＰ１の表面に吸着する物質であってもよい。

吸着物質は、常温または常圧で液体を経ずに固体から気体に変化する昇華性物質であってもよいし、昇華性物質以外の物質であってもよい。たとえば、吸着物質は、ヨウ素化合物、塩素化合物、または臭化化合物であってもよい。ヨウ素化合物には、ジヨードメタン、ヨードメタン、および１－ヨードプロパンが含まれる。塩素化合物には、ジクロロメタンが含まれる。臭化化合物には、臭化アンモニウムが含まれる。吸着物質は、アクリル樹脂等の熱分解性ポリマーまたは無機化合物であってもよい。吸着物質は、親水基および疎水基の両方を含む両親媒性分子であってもよい。

吸着物質と同様に、溶解物質は、昇華性物質であってもよいし、昇華性物質以外の物質であってもよい。乾燥前処理液に含まれる昇華性物質の種類は２つ以上であってもよい。つまり、吸着物質および溶解物質の両方が昇華性物質であり、吸着物質および溶解物質とは種類の異なる昇華性物質が乾燥前処理液に含まれていてもよい。
昇華性物質は、たとえば、２－メチル－２－プロパノール（別名：tert－ブチルアルコール、t－ブチルアルコール、ターシャリーブチルアルコール）やシクロヘキサノールなどのアルコール類、フッ化炭化水素化合物、１，３，５－トリオキサン（別名：メタホルムアルデヒド）、しょうのう（別名：カンフル、カンファー）、ナフタレン、ヨウ素、およびシクロヘキサンのいずれかであってもよいし、これら以外の物質であってもよい。

溶媒は、たとえば、純水、ＩＰＡ、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、アセトン、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、ＰＧＥＥ（プロピレングリコールモノエチルエーテル、１－エトキシ－２－プロパノール）、およびエチレングリコール、ハイドロフルオロカーボン（hydrofluorocarbon）からなる群より選ばれた少なくとも１種であってもよい。もしくは、昇華性物質が溶媒であってもよい。ＩＰＡおよびＨＦＥは、水よりも表面張力が低く、水よりも蒸気圧が高い物質である。

以下では、溶媒に相当する溶解物質がＩＰＡおよび純水の混合液であり、溶質に相当する吸着物質がヨウ素化合物または塩素化合物である例について説明する。乾燥前処理液に含まれるＩＰＡ（純度が９９．９ｗｔ％以上のＩＰＡ）、純水、および吸着物質の質量パーセント濃度は、それぞれ、５０ｗｔ％未満、５０ｗｔ％未満、および１ｗｔ％未満である。ただし、各成分の濃度はこれに限られない。

後述するように、置換液は、リンス液の液膜で覆われた基板Ｗの上面に供給され、乾燥前処理液は、置換液の液膜で覆われた基板Ｗの上面に供給される。置換液は、リンス液および乾燥前処理液の両方と溶け合う液体である。置換液は、たとえば、ＩＰＡである。ＩＰＡは、水およびフッ化炭化水素化合物の両方と溶け合う液体である。置換液は、ＩＰＡおよびＨＦＥの混合液であってもよい。

ＩＰＡおよびＨＦＥの混合液を基板Ｗに供給する場合、第１有機溶剤としてのＩＰＡを案内する第１溶剤配管と、第２有機溶剤としてのＨＦＥを案内する第２溶剤配管とを、置換液配管４４に接続すればよい。第１溶剤配管に介装された第１溶剤バルブおよび第２溶剤配管に介装された第２溶剤バルブの一方を開くと、ＩＰＡまたはＨＦＥが置換液配管４４に供給され、第１溶剤バルブおよび第２溶剤バルブの両方を開くと、ＩＰＡおよびＨＦＥの混合液が置換液配管４４に供給される。置換液ノズル４３とは別のノズルにＨＦＥを吐出させてもよい。

リンス液の液膜で覆われた基板Ｗの上面に置換液が供給されると、基板Ｗ上の殆どのリンス液は、置換液によって押し流され、基板Ｗから排出される。残りの微量のリンス液は、置換液に溶け込み、置換液中に拡散する。拡散したリンス液は、置換液とともに基板Ｗから排出される。したがって、基板Ｗ上のリンス液を効率的に置換液に置換できる。同様の理由により、基板Ｗ上の置換液を効率的に乾燥前処理液に置換できる。これにより、基板Ｗ上の乾燥前処理液に含まれるリンス液を減らすことができる。

乾燥前処理液ノズル３９は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方に乾燥前処理液ノズル３９を移動させるノズル移動ユニット４２に接続されている。ノズル移動ユニット４２は、乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、乾燥前処理液ノズル３９が平面視で処理カップ２１のまわりに位置する待機位置と、の間で乾燥前処理液ノズル３９を水平に移動させる。

同様に、置換液ノズル４３は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方に置換液ノズル４３を移動させるノズル移動ユニット４６に接続されている。ノズル移動ユニット４６は、置換液ノズル４３から吐出された置換液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、置換液ノズル４３が平面視で処理カップ２１のまわりに位置する待機位置と、の間で置換液ノズル４３を水平に移動させる。

ウェット処理ユニット２ｗは、スピンチャック１０の上方に配置された遮断部材５１を含む。図２は、遮断部材５１が円板状の遮断板である例を示している。遮断部材５１は、スピンチャック１０の上方に水平に配置された円板部５２を含む。遮断部材５１は、円板部５２の中央部から上方に延びる筒状の支軸５３によって水平に支持されている。円板部５２の中心線は、基板Ｗの回転軸線Ａ１上に配置されている。円板部５２の下面は、遮断部材５１の下面５１Ｌに相当する。遮断部材５１の下面５１Ｌは、基板Ｗの上面に対向する対向面である。遮断部材５１の下面５１Ｌは、基板Ｗの上面と平行であり、基板Ｗの直径以上の外径を有している。

遮断部材５１は、遮断部材５１を鉛直に昇降させる遮断部材昇降ユニット５４に接続されている。遮断部材昇降ユニット５４は、上位置（図２に示す位置）から下位置までの任意の位置に遮断部材５１を位置させる。下位置は、薬液ノズル３１などのスキャンノズルが基板Ｗと遮断部材５１との間に進入できない高さまで遮断部材５１の下面５１Ｌが基板Ｗの上面に近接する近接位置である。上位置は、スキャンノズルが遮断部材５１と基板Ｗとの間に進入可能な高さまで遮断部材５１が退避した離間位置である。

複数のノズルは、遮断部材５１の下面５１Ｌの中央部で開口する上中央開口６１を介して処理液や処理ガスなどの処理流体を下方に吐出する中心ノズル５５を含む。中心ノズル５５は、回転軸線Ａ１に沿って上下に延びている。中心ノズル５５は、遮断部材５１の中央部を上下に貫通する貫通穴内に配置されている。遮断部材５１の内周面は、径方向（回転軸線Ａ１に直交する方向）に間隔を空けて中心ノズル５５の外周面を取り囲んでいる。中心ノズル５５は、遮断部材５１とともに昇降する。処理液を吐出する中心ノズル５５の吐出口は、遮断部材５１の上中央開口６１の上方に配置されている。

中心ノズル５５は、中心ノズル５５に不活性ガスを案内する上気体配管５６に接続されている。基板処理装置１は、中心ノズル５５から吐出される不活性ガスを加熱または冷却する上温度調節器５９を備えていてもよい。上気体配管５６に介装された上気体バルブ５７が開かれると、不活性ガスの流量を変更する流量調整バルブ５８の開度に対応する流量で、不活性ガスが、中心ノズル５５の吐出口から下方に連続的に吐出される。中心ノズル５５から吐出される不活性ガスは、窒素ガスである。不活性ガスは、ヘリウムガスやアルゴンガスなどの窒素ガス以外のガスであってもよい。

遮断部材５１の内周面と中心ノズル５５の外周面は、上下に延びる筒状の上気体流路６２を形成している。上気体流路６２は、不活性ガスを遮断部材５１の上中央開口６１に導く上気体配管６３に接続されている。基板処理装置１は、遮断部材５１の上中央開口６１から吐出される不活性ガスを加熱または冷却する上温度調節器６６を備えていてもよい。上気体配管６３に介装された上気体バルブ６４が開かれると、不活性ガスの流量を変更する流量調整バルブ６５の開度に対応する流量で、不活性ガスが、遮断部材５１の上中央開口６１から下方に連続的に吐出される。遮断部材５１の上中央開口６１から吐出される不活性ガスは、窒素ガスである。不活性ガスは、ヘリウムガスやアルゴンガスなどの窒素ガス以外のガスであってもよい。

複数のノズルは、基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出する下面ノズル７１を含む。下面ノズル７１は、スピンベース１２の上面１２ｕと基板Ｗの下面との間に配置されたノズル円板部と、ノズル円板部から下方に延びるノズル筒状部とを含む。下面ノズル７１の吐出口は、ノズル円板部の上面中央部で開口している。基板Ｗがスピンチャック１０に保持されているときは、下面ノズル７１の吐出口が、基板Ｗの下面中央部に上下に対向する。

下面ノズル７１は、加熱流体の一例である温水（室温よりも高温の純水）を下面ノズル７１に案内する加熱流体配管７２に接続されている。下面ノズル７１に供給される純水は、加熱流体配管７２に介装された下ヒータ７５によって加熱される。加熱流体配管７２に介装された加熱流体バルブ７３が開かれると、温水の流量を変更する流量調整バルブ７４の開度に対応する流量で、温水が、下面ノズル７１の吐出口から上方に連続的に吐出される。これにより、温水が基板Ｗの下面に供給される。

下面ノズル７１は、さらに、冷却流体の一例である冷水（室温よりも低温の純水）を下面ノズル７１に案内する冷却流体配管７６に接続されている。下面ノズル７１に供給される純水は、冷却流体配管７６に介装されたクーラー７９によって冷却される。冷却流体配管７６に介装された冷却流体バルブ７７が開かれると、冷水の流量を変更する流量調整バルブ７８の開度に対応する流量で、冷水が、下面ノズル７１の吐出口から上方に連続的に吐出される。これにより、冷水が基板Ｗの下面に供給される。

下面ノズル７１の外周面とスピンベース１２の内周面は、上下に延びる筒状の下気体流路８２を形成している。下気体流路８２は、スピンベース１２の上面１２ｕの中央部で開口する下中央開口８１を含む。下気体流路８２は、不活性ガスをスピンベース１２の下中央開口８１に導く下気体配管８３に接続されている。基板処理装置１は、スピンベース１２の下中央開口８１から吐出される不活性ガスを加熱または冷却する下温度調節器８６を備えていてもよい。下気体配管８３に介装された下気体バルブ８４が開かれると、不活性ガスの流量を変更する流量調整バルブ８５の開度に対応する流量で、不活性ガスが、スピンベース１２の下中央開口８１から上方に連続的に吐出される。

スピンベース１２の下中央開口８１から吐出される不活性ガスは、窒素ガスである。不活性ガスは、ヘリウムガスやアルゴンガスなどの窒素ガス以外のガスであってもよい。基板Ｗがスピンチャック１０に保持されているときに、スピンベース１２の下中央開口８１が窒素ガスを吐出すると、窒素ガスは、基板Ｗの下面とスピンベース１２の上面１２ｕとの間をあらゆる方向に放射状に流れる。これにより、基板Ｗとスピンベース１２との間の空間が窒素ガスで満たされる。

図３は、基板処理装置１に備えられたドライ処理ユニット２ｄの内部を水平に見た模式図である。
ドライ処理ユニット２ｄは、内部空間を有する箱型のチャンバー４と、チャンバー４内で基板Ｗを加熱する加熱ユニット９１とを含む。加熱ユニット９１は、基板Ｗを水平に支持しながら加熱するホットプレート９２と、ホットプレート９２の上方で基板Ｗを水平に支持する複数のリフトピン９７と、複数のリフトピン９７を昇降させるリフト昇降ユニット９８とを含む。

ホットプレート９２は、基板Ｗを加熱する加熱部材の一例である。ホットプレート９２は、通電によりジュール熱を発生する発熱体９３と、基板Ｗを水平に支持すると共に、発熱体９３を収容するアウターケース９４とを含む。発熱体９３およびアウターケース９４は、基板Ｗの下方に配置される。発熱体９３は、発熱体９３に電力を供給する配線（図示せず）に接続されている。発熱体９３の温度は、制御装置３によって変更される。制御装置３が発熱体９３を発熱させると、基板Ｗの全体が均一に加熱される。

ホットプレート９２のアウターケース９４は、基板Ｗの下方に配置される円板状のベース部９５と、ベース部９５の上面から上方に突出する複数の半球状の突出部９６とを含む。ベース部９５の上面は、基板Ｗの下面と平行であり、基板Ｗの外径以上の外径を有している。複数の突出部９６は、ベース部９５の上面から上方に離れた位置で基板Ｗの下面に接触する。複数の突出部９６は、基板Ｗが水平に支持されるように、ベース部９５の上面内の複数の位置に配置されている。基板Ｗは、基板Ｗの下面がベース部９５の上面から上方に離れた状態で水平に支持される。

複数のリフトピン９７は、ホットプレート９２を貫通する複数の貫通穴にそれぞれ挿入されている。リフトピン９７は、基板Ｗの下面に接触する半球状の上端部を含む。複数のリフトピン９７の上端部は、同じ高さに配置されている。リフト昇降ユニット９８は、複数のリフトピン９７の上端部がホットプレート９２よりも上方に位置する上位置（図３において二点鎖線で示す位置）と、複数のリフトピン９７の上端部がホットプレート９２の内部に退避した下位置（図３において実線で示す位置）との間で、複数のリフトピン９７を鉛直方向に移動させる。

図４は、制御装置３のハードウェアを示すブロック図である。
制御装置３は、コンピュータ本体３ａと、コンピュータ本体３ａに接続された周辺装置３ｄとを含む、コンピュータである。コンピュータ本体３ａは、各種の命令を実行するＣＰＵ３ｂ（central processing unit：中央処理装置）と、情報を記憶する主記憶装置３ｃとを含む。周辺装置３ｄは、プログラムＰ等の情報を記憶する補助記憶装置３ｅと、リムーバブルメディアＭから情報を読み取る読取装置３ｆと、ホストコンピュータ等の他の装置と通信する通信装置３ｇとを含む。

制御装置３は、入力装置および表示装置に接続されている。入力装置は、ユーザーやメンテナンス担当者などの操作者が基板処理装置１に情報を入力するときに操作される。情報は、表示装置の画面に表示される。入力装置は、キーボード、ポインティングデバイス、およびタッチパネルのいずれかであってもよいし、これら以外の装置であってもよい。入力装置および表示装置を兼ねるタッチパネルディスプレイが基板処理装置１に設けられていてもよい。

ＣＰＵ３ｂは、補助記憶装置３ｅに記憶されたプログラムＰを実行する。補助記憶装置３ｅ内のプログラムＰは、制御装置３に予めインストールされたものであってもよいし、読取装置３ｆを通じてリムーバブルメディアＭから補助記憶装置３ｅに送られたものであってもよいし、ホストコンピュータなどの外部装置から通信装置３ｇを通じて補助記憶装置３ｅに送られたものであってもよい。

補助記憶装置３ｅおよびリムーバブルメディアＭは、電力が供給されていなくても記憶を保持する不揮発性メモリーである。補助記憶装置３ｅは、たとえば、ハードディスクドライブ等の磁気記憶装置である。リムーバブルメディアＭは、たとえば、コンパクトディスクなどの光ディスクまたはメモリーカードなどの半導体メモリーである。リムーバブルメディアＭは、プログラムＰが記録されたコンピュータ読取可能な記録媒体の一例である。リムーバブルメディアＭは、一時的ではない有形の記録媒体である。

補助記憶装置３ｅは、複数のレシピを記憶している。レシピは、基板Ｗの処理内容、処理条件、および処理手順を規定する情報である。複数のレシピは、基板Ｗの処理内容、処理条件、および処理手順の少なくとも一つにおいて互いに異なる。制御装置３は、ホストコンピュータによって指定されたレシピにしたがって基板Ｗが処理されるように基板処理装置１を制御する。以下の各工程は、制御装置３が基板処理装置１を制御することにより実行される。言い換えると、制御装置３は、以下の各工程を実行するようにプログラムされている。

次に、基板Ｗの処理の一例について説明する。
処理される基板Ｗは、たとえば、シリコンウエハなどの半導体ウエハである。基板Ｗの表面は、トランジスタやキャパシタ等のデバイスが形成されるデバイス形成面に相当する。基板Ｗは、パターン形成面である基板Ｗの表面にパターンＰ１（図６Ａ参照）が形成された基板Ｗであってもよいし、基板Ｗの表面にパターンＰ１が形成されていない基板Ｗであってもよい。後者の場合、後述する薬液供給工程でパターンＰ１が形成されてもよい。

図５は、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理の一例について説明するための工程図である。図６Ａ～図６Ｄは、図５に示す処理が行われているときの基板Ｗの状態を示す模式図である。以下では、図２、図３、および図５を参照する。図６Ａ～図６Ｄについては適宜参照する。
基板処理装置１によって基板Ｗが処理されるときは、ウェット処理ユニット２ｗ内に基板Ｗを搬入する搬入工程（図５のステップＳ１）が行われる。

具体的には、遮断部材５１が上位置に位置しており、全てのガード２４が下位置に位置しており、全てのスキャンノズルが待機位置に位置している状態で、センターロボットＣＲ（図１Ａ参照）が、基板ＷをハンドＨ１で支持しながら、ハンドＨ１をウェット処理ユニット２ｗ内に進入させる。そして、センターロボットＣＲは、基板Ｗの表面が上に向けられた状態でハンドＨ１上の基板Ｗを複数のチャックピン１１の上に置く。その後、複数のチャックピン１１が基板Ｗの外周面に押し付けられ、基板Ｗが把持される。センターロボットＣＲは、基板Ｗをスピンチャック１０の上に置いた後、ハンドＨ１をウェット処理ユニット２ｗの内部から退避させる。

次に、上気体バルブ６４および下気体バルブ８４が開かれ、遮断部材５１の上中央開口６１およびスピンベース１２の下中央開口８１が窒素ガスの吐出を開始する。これにより、基板Ｗと遮断部材５１との間の空間が窒素ガスで満たされる。同様に、基板Ｗとスピンベース１２との間の空間とが窒素ガスで満たされる。その一方で、ガード昇降ユニット２７が少なくとも一つのガード２４を下位置から上位置に上昇させる。その後、スピンモータ１４が駆動され、基板Ｗの回転が開始される（図５のステップＳ２）。これにより、基板Ｗが液体供給速度で回転する。

次に、薬液を基板Ｗの上面に供給し、基板Ｗの上面全域を覆う薬液の液膜を形成する薬液供給工程（図５のステップＳ３）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が上位置に位置しており、少なくとも一つのガード２４が上位置に位置している状態で、ノズル移動ユニット３４が薬液ノズル３１を待機位置から処理位置に移動させる。その後、薬液バルブ３３が開かれ、薬液ノズル３１が薬液の吐出を開始する。薬液バルブ３３が開かれてから所定時間が経過すると、薬液バルブ３３が閉じられ、薬液の吐出が停止される。その後、ノズル移動ユニット３４が薬液ノズル３１を待機位置に移動させる。

薬液ノズル３１から吐出された薬液は、液体供給速度で回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。そのため、薬液が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域を覆う薬液の液膜が形成される。薬液ノズル３１が薬液を吐出しているとき、ノズル移動ユニット３４は、基板Ｗの上面に対する薬液の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、着液位置を中央部で静止させてもよい。

次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗの上面に供給して、基板Ｗ上の薬液を洗い流すリンス液供給工程（図５のステップＳ４）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が上位置に位置しており、少なくとも一つのガード２４が上位置に位置している状態で、ノズル移動ユニット３８がリンス液ノズル３５を待機位置から処理位置に移動させる。その後、リンス液バルブ３７が開かれ、リンス液ノズル３５がリンス液の吐出を開始する。純水の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット２７は、基板Ｗから排出された液体を受け止めるガード２４を切り替えるために、少なくとも一つのガード２４を鉛直に移動させてもよい。リンス液バルブ３７が開かれてから所定時間が経過すると、リンス液バルブ３７が閉じられ、リンス液の吐出が停止される。その後、ノズル移動ユニット３８がリンス液ノズル３５を待機位置に移動させる。

リンス液ノズル３５から吐出された純水は、液体供給速度で回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の薬液は、リンス液ノズル３５から吐出された純水に置換される。これにより、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜が形成される。リンス液ノズル３５が純水を吐出しているとき、ノズル移動ユニット３８は、基板Ｗの上面に対する純水の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、着液位置を中央部で静止させてもよい。

次に、リンス液および乾燥前処理液の両方と溶け合う置換液を基板Ｗの上面に供給し、基板Ｗ上の純水を置換液に置換する置換液供給工程（図５のステップＳ５）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が上位置に位置しており、少なくとも一つのガード２４が上位置に位置している状態で、ノズル移動ユニット４６が置換液ノズル４３を待機位置から処理位置に移動させる。その後、置換液バルブ４５が開かれ、置換液ノズル４３が置換液の吐出を開始する。置換液の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット２７は、基板Ｗから排出された液体を受け止めるガード２４を切り替えるために、少なくとも一つのガード２４を鉛直に移動させてもよい。置換液バルブ４５が開かれてから所定時間が経過すると、置換液バルブ４５が閉じられ、置換液の吐出が停止される。その後、ノズル移動ユニット４６が置換液ノズル４３を待機位置に移動させる。

置換液ノズル４３から吐出された置換液は、液体供給速度で回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の純水は、置換液ノズル４３から吐出された置換液に置換される。これにより、基板Ｗの上面全域を覆う置換液の液膜が形成される。置換液ノズル４３が置換液を吐出しているとき、ノズル移動ユニット４６は、基板Ｗの上面に対する置換液の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、着液位置を中央部で静止させてもよい。

次に、乾燥前処理液を基板Ｗの上面に供給して、乾燥前処理液の液膜を基板Ｗ上に形成する乾燥前処理液供給工程（図５のステップＳ６）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が上位置に位置しており、少なくとも一つのガード２４が上位置に位置している状態で、ノズル移動ユニット４２が乾燥前処理液ノズル３９を待機位置から処理位置に移動させる。その後、乾燥前処理液バルブ４１が開かれ、乾燥前処理液ノズル３９が乾燥前処理液の吐出を開始する。乾燥前処理液の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット２７は、基板Ｗから排出された液体を受け止めるガード２４を切り替えるために、少なくとも一つのガード２４を鉛直に移動させてもよい。

乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液は、液体供給速度で回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の置換液は、乾燥前処理液ノズル３９から吐出された乾燥前処理液に置換される。これにより、基板Ｗの上面全域を覆う乾燥前処理液の液膜が形成される。乾燥前処理液ノズル３９が乾燥前処理液を吐出しているとき、ノズル移動ユニット４２は、基板Ｗの上面に対する乾燥前処理液の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、着液位置を中央部で静止させてもよい。

図６Ａは、乾燥前処理液が供給された基板Ｗの断面の一例を示している。乾燥前処理液がパターンＰ１の表面を含む基板Ｗの上面（基板Ｗの表面）に接すると、乾燥前処理液に含まれる吸着物質が基板Ｗの上面に吸着する。同様の現象が基板Ｗの上面のあらゆる場所で起こり、乾燥前処理液に含まれる吸着物質が基板Ｗの上面の各部に吸着する。図６Ａは、吸着物質の１つの分子が基板Ｗの上面の各部に吸着し、吸着物質の単分子膜が基板Ｗの上面に沿って形成された例を示している。この例では、基板Ｗの上面に吸着している乾燥前処理液と基板Ｗの上面に吸着していない乾燥前処理液との間に境界があるように描かれているが、実際にはこのような境界は存在しない。

乾燥前処理液の液膜を形成した後は、基板Ｗの上面全域が乾燥前処理液の液膜で覆われた状態を維持しながら、基板Ｗの上面に対する吸着物質の吸着を促進させる吸着促進工程（図５のステップＳ７）が行われる。
具体的には、乾燥前処理液ノズル３９が乾燥前処理液を吐出している状態で、スピンモータ１４が基板Ｗの回転速度を低下させる。このとき、スピンモータ１４は、基板Ｗの回転を停止させてもよいし、基板Ｗを液体供給速度よりも小さい吸着促進速度（たとえば、０を超える２０ｒｐｍ以下の速度）で回転させてもよい。基板Ｗの回転速度が低下した後、乾燥前処理液バルブ４１が閉じられ、乾燥前処理液の吐出が停止される。さらに、ノズル移動ユニット４２が乾燥前処理液ノズル３９を待機位置に移動させ、遮断部材昇降ユニット５４が遮断部材５１を上位置から下位置に下降させる。

基板Ｗの回転速度が低下すると、基板Ｗ上の乾燥前処理液に加わる遠心力が弱まり、基板Ｗから排出される乾燥前処理液の流量が減少する。さらに、基板Ｗ上の乾燥前処理液に加わる遠心力が小さいので、乾燥前処理液は、乾燥前処理液と基板Ｗとの間に働く力で基板Ｗの上面に留まる。そのため、乾燥前処理液の吐出が停止された後も、基板Ｗの上面全域が乾燥前処理液の液膜で覆われた状態が維持される。基板Ｗの回転速度が零または小さいので、乾燥前処理液とパターンＰ１との界面における乾燥前処理液の流動が緩やかになり、パターンＰ１の表面に対する吸着物質の吸着が促進される。

次に、吸着物質を含む吸着膜１０１（図６Ｂ参照）を形成するために、基板Ｗを液体除去速度で回転させることにより、基板Ｗの上面上の一部の乾燥前処理液を除去する液体除去工程（図５のステップＳ８）が行われる。
具体的には、遮断部材５１が下位置に位置しており、遮断部材５１の上中央開口６１が窒素ガスを吐出している状態で、スピンモータ１４が基板Ｗの回転速度を吸着促進速度よりも大きい液体除去速度まで上昇させて、液体除去速度に維持する。液体除去速度は、液体供給速度と等しくてもよいし、異なっていてもよい。基板Ｗの回転速度が上昇すると、基板Ｗから排出される乾燥前処理液の流量が増加し、基板Ｗの上面上の乾燥前処理液が減少する。

基板Ｗが液体除去速度で回転すると、殆どの乾燥前処理液は、基板Ｗの上面から除去される。しかしながら、パターンＰ１の表面に吸着した吸着物質は、吸着物質と基板Ｗとの間に働く力で基板Ｗに残る。パターンＰ１の表面を含む基板Ｗの上面に残った乾燥前処理液の表層は、乾燥により濃縮され、固体状の薄膜に変化する。これにより、図６Ｂに示すように、パターンＰ１の表面に吸着した吸着物質を含む吸着膜１０１がパターンＰ１の表面に沿って形成される。基板Ｗの上面に残った乾燥前処理液は、その表層だけが固体に変化してもよいし、その全体が固体に変化してもよい。もしくは、基板Ｗの上面に残った乾燥前処理液がゲル状に変化してもよい。

吸着膜１０１は、最終的に基板Ｗから除去される犠牲膜に相当する。吸着膜１０１は、乾燥前処理液が固化した固化膜であってもよい。図６Ｂに示す例では、吸着膜１０１は、パターンＰ１の側面Ｐｓを覆う側面膜１０１ｓと、パターンＰ１の上面Ｐｕを覆う上面膜１０１ｕと、基板Ｗの底面（基板Ｗの平面Ｗｓ）を覆う底面膜１０１ｂとを含む。側面膜１０１ｓの上端部と上面膜１０１ｕとは、パターンＰ１の先端部を覆う先端膜を構成している。吸着膜１０１の厚みＴ１は、パターンＰ１の高さＨｐよりも小さい。吸着膜１０１の厚みＴ１は、パターンＰ１の幅Ｗｐより小さくてもよいし、隣り合う２つのパターンＰ１の間隔Ｇ１より小さくてもよい。吸着膜１０１は、吸着物質の単分子膜であってもよい。この場合、吸着膜１０１の厚みＴ１は、数ナノメートルもしくは数オングストロームである。

図６Ｂは、隣り合う２つのパターンＰ１が互いに近づく方向に倒壊した直後の状態を示している。基板Ｗ上の乾燥前処理液がある程度まで減ると、乾燥前処理液の上面（液面）が隣り合う２つの凸状パターンＰ１の間に移動する。つまり、気体と液体（乾燥前処理液）との界面がパターンＰ１の間に移動し、乾燥前処理液の表面張力に起因する倒壊力が吸着膜１０１を介してパターンＰ１に加わる。このとき、隣り合う２つのパターンＰ１が互いに近づく方向に倒壊したとしても、パターンＰ１の表面の少なくとも一部が吸着膜１０１でコーティングされているので、この２つのパターンＰ１は、直接的に接するのではなく、吸着膜１０１を介して接する。

倒壊したパターンＰ１は、パターンＰ１の復元力（弾力）で基板Ｗの底面（基板Ｗの平面Ｗｓ）に対して垂直な垂直状態に戻ろうとする。その一方で、倒壊した２つのパターンＰ１の先端部をそれぞれ覆う２つの側面膜１０１ｓが互いに接触すると、２つの側面膜１０１ｓの間に接着力が発生する。この接着力がパターンＰ１の復元力より強い場合、倒壊したパターンＰ１は、垂直状態に戻らずに、基板Ｗの底面に対して傾いた倒壊状態に維持される。

図６Ｃは、隣り合う２つのパターンＰ１が互いに近づく方向に倒壊した後にある程度の時間が経過したときの状態を示している。乾燥前処理液を基板Ｗから除去するとき、基板Ｗ上の一部の乾燥前処理液は、気化してあらゆる方向に流れる。倒壊した２つのパターンＰ１の根本付近で気化した乾燥前処理液は、この２つのパターンＰ１の先端部の間に介在する吸着膜１０１に付着する。そのため、図６Ｃにおいて破線の丸で示すように、倒壊した２つのパターンＰ１の先端部付近では、他の位置に比べて吸着膜１０１が厚くなる。

なお、吸着物質を含む吸着膜１０１を形成するために、基板Ｗの上面上の一部の乾燥前処理液を基板Ｗの回転によって除去しているときに、基板Ｗの上面上の乾燥前処理液を加熱してもよい。たとえば、加熱流体バルブ７３を開いて、下面ノズル７１に温水を吐出させてもよいし、下温度調節器８６によって加熱された窒素ガスをスピンベース１２の下中央開口８１に吐出させてもよい。基板Ｗの上面上の乾燥前処理液を加熱すれば、吸着膜１０１の形成に要する時間を短縮できる。

吸着膜１０１が形成された後は、乾燥または実質的に乾燥した基板Ｗをウェット処理ユニット２ｗからドライ処理ユニット２ｄに搬送する搬送工程（図５のステップＳ１０）が行われる。
具体的には、スピンモータ１４が止まり、基板Ｗの回転が停止される（図５のステップＳ９）。さらに、遮断部材昇降ユニット５４が遮断部材５１を上位置まで上昇させ、ガード昇降ユニット２７が全てのガード２４を下位置まで下降させる。さらに、上気体バルブ６４および下気体バルブ８４が閉じられ、遮断部材５１の上中央開口６１とスピンベース１２の下中央開口８１とが窒素ガスの吐出を停止する。その後、センターロボットＣＲが、ハンドＨ１をウェット処理ユニット２ｗ内に進入させる。センターロボットＣＲは、複数のチャックピン１１が基板Ｗの把持を解除した後、スピンチャック１０上の基板ＷをハンドＨ１で支持する。その後、センターロボットＣＲは、基板ＷをハンドＨ１で支持しながら、ハンドＨ１をウェット処理ユニット２ｗの内部から退避させる。これにより、基板Ｗがウェット処理ユニット２ｗから搬出される。

基板Ｗがウェット処理ユニット２ｗから搬出された後は、複数のリフトピン９７が上位置に位置している状態で、センターロボットＣＲが、基板ＷをハンドＨ１で支持しながら、ハンドＨ１をドライ処理ユニット２ｄ内に進入させる。そして、センターロボットＣＲは、基板Ｗの表面が上に向けられた状態でハンドＨ１上の基板Ｗを複数のリフトピン９７の上に置く。その後、リフト昇降ユニット９８が複数のリフトピン９７を下位置まで下降させる。これにより、複数のリフトピン９７上の基板Ｗがホットプレート９２の上に置かれる。センターロボットＣＲは、基板Ｗを複数のリフトピン９７の上に置いた後、ハンドＨ１をドライ処理ユニット２ｄの内部から退避させる。

次に、基板Ｗ上の吸着膜１０１を気体に変化させて、基板Ｗの上面から除去する吸着膜除去工程（図５のステップＳ１１）が行われる。
具体的には、ホットプレート９２が基板Ｗを介して基板Ｗ上の吸着膜１０１を除去温度（たとえば、１００℃よりも高い温度）で加熱する。吸着膜１０１に含まれる吸着物質が昇華性物質である場合、吸着膜１０１が除去温度で加熱されると、基板Ｗ上の吸着膜１０１は、液体を経ずに気体に変化する。吸着膜１０１に含まれる吸着物質が昇華性物質以外の物質である場合、吸着膜１０１が除去温度で加熱されると、基板Ｗ上の吸着膜１０１は、熱分解により気体に変化する。吸着膜１０１から発生した気体（吸着物質を含む気体）は、排気ダクト８を通じてドライ処理ユニット２ｄの内部から排出される。これにより、吸着膜１０１が基板Ｗの上面から除去される。

乾燥前処理液を除去したときにパターンＰ１が倒壊したとしても、吸着膜１０１を除去すると、図６Ｄに示すように、倒壊した２つのパターンＰ１の先端部の間から吸着膜１０１がなくなる。これにより、２つのパターンＰ１を倒壊状態に維持する接着力が弱まる。パターンＰ１が塑性変形や破損していなければ、倒壊したパターンＰ１は、パターンＰ１の復元力（図６Ｄ中の黒色の矢印参照）で垂直状態に戻る。したがって、余剰の乾燥前処理液を除去したときにパターンＰ１が倒壊しても、吸着膜１０１を除去した後には、パターンＰ１が垂直状態に戻る。これにより、パターンＰ１の強度が低い場合であっても、最終的なパターンＰ１の倒壊率を改善することができる。

吸着膜１０１を除去した後は、基板Ｗをドライ処理ユニット２ｄから搬出する搬出工程（図５のステップＳ１２）が行われる。
具体的には、リフト昇降ユニット９８が複数のリフトピン９７を下位置から上位置まで上昇させる。これにより、ホットプレート９２上の基板Ｗが複数のリフトピン９７によって持ち上げられ、ホットプレート９２から上方に離れる。その後、センターロボットＣＲが、ハンドＨ１をドライ処理ユニット２ｄ内に進入させる。この状態で、リフト昇降ユニット９８が複数のリフトピン９７を下位置まで下降させる。これにより、複数のリフトピン９７上の基板ＷがハンドＨ１の上に置かれる。センターロボットＣＲは、基板ＷがハンドＨ１の上に置かれた後、ハンドＨ１をドライ処理ユニット２ｄの内部から退避させる。これにより、処理済みの基板Ｗがドライ処理ユニット２ｄから搬出される。

以上のように本実施形態では、吸着物質を含む乾燥前処理液を、水平に保持されている基板Ｗの表面に供給する。乾燥前処理液に含まれる吸着物質は、基板Ｗに形成されたパターンＰ１の表面に吸着する。そして、吸着物質がパターンＰ１の表面に吸着した状態で、基板Ｗを水平に保持しながら鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転させる。これにより、乾燥前処理液が遠心力で基板Ｗの表面から排出され、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液が減少する。

基板Ｗをある程度の回転速度で回転させると、殆どの乾燥前処理液が基板Ｗの表面から除去されるものの、パターンＰ１の表面に吸着した吸着物質は基板Ｗに残る。これにより、パターンＰ１の表面に吸着した吸着物質を含む吸着膜１０１がパターンＰ１の表面に沿って形成される。つまり、隣り合う２つのパターンＰ１の間の空間が吸着膜１０１で隙間なく埋められるのではなく、吸着膜１０１の表面が空間を介してパターンＰ１の幅方向に互いに向かい合うようにパターンＰ１の表面が吸着膜１０１でコーティングされる。

その一方で、基板Ｗ上の乾燥前処理液がある程度まで減ると、乾燥前処理液の上面（液面）が隣り合う２つの凸状パターンＰ１の間に移動する。つまり、気体と液体（乾燥前処理液）との界面がパターンＰ１の間に移動し、乾燥前処理液の表面張力に起因する倒壊力が吸着膜１０１を介してパターンＰ１に加わる。このとき、隣り合う２つのパターンＰ１が互いに近づく方向に倒壊したとしても、パターンＰ１の表面の少なくとも一部が吸着膜１０１でコーティングされているので、この２つのパターンＰ１は、直接的に接するのではなく、吸着膜１０１を介して接する。

吸着膜１０１をパターンＰ１の表面に形成した後は、吸着膜１０１を気体に変化させる。これにより、吸着膜１０１が基板Ｗの表面から除去される。乾燥前処理液を除去するときに、隣り合う２つのパターンＰ１が互いに近づく方向に倒壊した場合は、この２つのパターンＰ１の間から吸着膜１０１が除去される。パターンＰ１が塑性変形や破損していなければ、吸着膜１０１を除去すると、倒壊したパターンＰ１は、パターンＰ１の復元力で垂直状態に戻る。言い換えると、吸着膜１０１を除去するまでの間にパターンＰ１が倒壊しても、吸着膜１０１を除去した後には、パターンＰ１が垂直状態に戻る。これにより、パターンＰ１の強度が高い場合だけでなく、パターンＰ１の強度が低い場合も、最終的なパターンＰ１の倒壊率を改善することができる。パターンＰ１が形成されたサンプルを用いて前述の基板Ｗの処理の一例と同様の処理を行ったところ、パターンＰ１の倒壊率が実際に改善されたことが確認された。

本実施形態では、吸着膜１０１を形成する前に、基板Ｗの回転を停止させながら、もしくは、基板Ｗの回転速度を小さい値（吸着促進速度）に維持しながら、乾燥前処理液をパターンＰ１の表面に接触させる。基板Ｗの回転速度が零または小さいので、乾燥前処理液とパターンＰ１の表面との界面における乾燥前処理液の流動が緩やかになり、パターンＰ１の表面に対する吸着物質の吸着が促進される。これにより、より多くの吸着物質をパターンＰ１の表面に吸着させることができる。

本実施形態では、薄い吸着膜１０１がパターンＰ１の表面に形成される。つまり、吸着膜１０１の厚みＴ１（図６Ｂ参照）は、パターンＰ１の高さＨｐ（図６Ａ参照）よりも小さい。吸着膜１０１が薄いので、吸着膜１０１を短時間で除去でき、吸着膜１０１の除去に要するエネルギーの消費量を減らすことができる。吸着膜１０１を加熱により除去する場合は、基板Ｗの加熱時間を短縮できるので、酸化等の基板Ｗの表面の変化を抑えることができる。さらに、吸着膜１０１を気体に変化させたときに、残渣などの不要物が基板Ｗ上に発生したとしても、吸着膜１０１の体積が小さいので、不要物の発生量が少ない。したがって、不要物を短時間で除去できる。場合によって、不要物を除去しなくてもよい。

本実施形態では、吸着物質と溶媒とが均一に溶け合った溶液である乾燥前処理液が基板Ｗに供給される。吸着物質の融液を基板Ｗに供給する場合、吸着物質の凝固点が室温以上であると、吸着物質を液体に維持するために吸着物質を加熱する必要がある。吸着物質を溶媒に溶かせば、吸着物質の凝固点が室温以上であったとしても、吸着物質と溶媒の混合により生じる凝固点降下により乾燥前処理液の凝固点を室温より低くできれば、乾燥前処理液を室温で液体に維持することができる。したがって、基板Ｗの処理に要するエネルギーの消費量を減らすことができる。

本実施形態では、基板Ｗの表面上の乾燥前処理液の一部を基板Ｗの回転によって除去しているときに、気体の一例である窒素ガスを基板Ｗの表面に向けて吐出する。基板Ｗ上の乾燥前処理液は、気体の圧力で基板Ｗから排出される。それと同時に、基板Ｗ上の乾燥前処理液の一部は、気体の供給によって蒸発する。これにより、不要な乾燥前処理液を速やかに基板Ｗの表面から除去できる。

次に、第２実施形態について説明する。
第１実施形態に対する第２実施形態の主要な相違点は、内蔵ヒータ１１１が遮断部材５１に内蔵されており、下面ノズル７１の代わりにホットプレート９２が設けられていることである。
図７Ａは、本発明の第２実施形態に係るスピンチャック１０、遮断部材５１、およびホットプレート９２を水平に見た模式図である。図７Ｂは、スピンチャック１０およびホットプレート９２を上から見た模式図である。図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、および図８Ｂにおいて、前述の図１～図６Ｄに示された構成と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

図７Ａに示すように、内蔵ヒータ１１１は、遮断部材５１の円板部５２の内部に配置されている。内蔵ヒータ１１１は、遮断部材５１とともに昇降する。基板Ｗは、内蔵ヒータ１１１の下方に配置される。内蔵ヒータ１１１は、たとえば、通電によりジュール熱を発生する発熱体である。内蔵ヒータ１１１の温度は、制御装置３によって変更される。制御装置３が内蔵ヒータ１１１を発熱させると、基板Ｗの全体が均一に加熱される。

ホットプレート９２は、スピンベース１２の上方に配置されている。図７Ｂに示すように、ホットプレート９２の中心線は、基板Ｗの回転軸線Ａ１上に配置されている。スピンチャック１０が回転しても、ホットプレート９２は回転しない。ホットプレート９２の外径は、基板Ｗの直径よりも小さい。複数のチャックピン１１は、ホットプレート９２のまわりに配置されている。基板Ｗは、ホットプレート９２の上方に配置される。

図７Ａに示すように、ホットプレート９２は、ホットプレート９２の中央部から下方に延びる支軸１１３によって水平に支持されている。ホットプレート９２は、スピンベース１２に対して上下に移動可能である。ホットプレート９２は、支軸１１３を介してプレート昇降ユニット１１４に接続されている。プレート昇降ユニット１１４は、上位置（図７Ａにおいて実線で示す位置）と下位置（図７Ａにおいて二点鎖線で示す位置）との間でホットプレート９２を鉛直に昇降させる。上位置は、ホットプレート９２が基板Ｗの下面に接触する接触位置である。下位置は、ホットプレート９２が基板Ｗから離れた状態で基板Ｗの下面とスピンベース１２の上面１２ｕとの間に配置される近接位置である。

プレート昇降ユニット１１４は、上位置から下位置までの任意の位置にホットプレート９２を位置させる。基板Ｗが複数のチャックピン１１に支持されており、基板Ｗの把持が解除されている状態で、ホットプレート９２が上位置まで上昇すると、ホットプレート９２の複数の突出部９６が基板Ｗに下面に接触し、基板Ｗがホットプレート９２に支持される。その後、基板Ｗは、ホットプレート９２によって持ち上げられ、複数のチャックピン１１から上方に離れる。この状態で、ホットプレート９２が下位置まで下降すると、ホットプレート９２上の基板Ｗが複数のチャックピン１１の上に置かれ、ホットプレート９２が基板Ｗから下方に離れる。これにより、基板Ｗは、複数のチャックピン１１とホットプレート９２との間で受け渡される。

図８Ａは、液体除去工程が行われているときのスピンチャック１０、遮断部材５１、およびホットプレート９２を水平に見た模式図である。
図８Ａでは、遮断部材５１およびホットプレート９２がそれぞれの下位置に配置されている。制御装置３は、液体除去工程（図５のステップＳ８）において、基板Ｗの上面上の一部の乾燥前処理液を基板Ｗの回転によって除去しているときに、内蔵ヒータ１１１およびホットプレート９２の少なくとも一方を発熱させて、基板Ｗの上面上の乾燥前処理液を加熱してもよい。基板Ｗの上面上の乾燥前処理液を加熱すれば、吸着膜１０１の形成に要する時間を短縮できる。

図８Ｂは、吸着膜除去工程が行われているときのスピンチャック１０、遮断部材５１、およびホットプレート９２を水平に見た模式図である。
図８Ｂでは、遮断部材５１が下位置に配置されており、ホットプレート９２が上位置に配置されている。ホットプレート９２は、ホットプレート９２が基板Ｗに接する上位置ではなく、ホットプレート９２が基板Ｗから離れた下位置に配置されていてもよい。制御装置３は、吸着膜除去工程（図５のステップＳ１１）において、内蔵ヒータ１１１およびホットプレート９２の少なくとも一方を発熱させて、基板Ｗ上の吸着膜１０１を除去温度で加熱してもよい。この場合、基板Ｗ上の吸着膜１０１をウェット処理ユニット２ｗ内で除去できる。さらに、内蔵ヒータ１１１およびホットプレート９２の両方を発熱させれば、吸着膜１０１の除去に要する時間を短縮できる。

なお、内蔵ヒータ１１１およびホットプレート９２に基板Ｗ上の吸着膜１０１を加熱させるのではなく、室温よりも高温の加熱ガスを基板Ｗの上面に向けて吐出することにより、基板Ｗ上の吸着膜１０１を除去温度で加熱してもよい。たとえば、上温度調節器５９（図２参照）によって加熱された窒素ガスを中心ノズル５５に吐出させてもよいし、上温度調節器６６（図２参照）によって加熱された窒素ガスを遮断部材５１の上中央開口６１に吐出させてもよい。

基板Ｗの表面上の一部の乾燥前処理液を除去するときに、内蔵ヒータ１１１、ホットプレート９２、および加熱ガスの少なくとも一つを用いて基板Ｗ上の乾燥前処理液を加熱すると、吸着膜１０１の形成と吸着膜１０１の除去とが同時に進行し得る。この場合、基板Ｗの表面上の一部の乾燥前処理液を除去した後ではなく、基板Ｗの表面上の一部の乾燥前処理液を除去しながら、吸着膜１０１を気体に変化させることができる。

基板Ｗ上の吸着膜１０１をウェット処理ユニット２ｗの中で除去する場合、ドライ処理ユニット２ｄで除去する場合に比べて、パターンＰ１が倒壊状態に維持される倒壊持続時間が短縮する。倒壊持続時間が長いと、倒壊したパターンＰ１の形状が記憶され、形状を元に戻す弾性回復力が弱まる場合がある。ウェット処理ユニット２ｗで基板Ｗ上の吸着膜１０１を除去すれば、倒壊持続時間を短縮できるので、吸着膜１０１を除去した後も倒壊状態に維持されるパターンＰ１を減らすことができる。

他の実施形態
本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
たとえば、吸着促進工程（図５のステップＳ７）を行わずに、液体除去工程（図５のステップＳ８）を行ってもよい。

純水などの基板Ｗ上のリンス液を乾燥前処理液で置換できる場合は、図９の処理例１のように、リンス液の一例である純水を置換液の一例であるＩＰＡで置換する置換液供給工程を行わずに、乾燥前処理液供給工程を行ってもよい。
図９の最上段には５つの工程が示されている。リンス液の一例である純水はＤＩＷと表記されている。スピンオフは、基板Ｗの回転により一部の乾燥前処理液を除去することを意味している。図９中の丸印は、最上段に示された工程が実行されることを意味しており、図９中の空欄は、最上段に示された工程が実行されないことを意味している。図９の処理例２は、図５に示す基板Ｗの処理の一例に相当する。

図９の処理例３に示すように、乾燥前処理液を供給する前にＩＰＡを基板Ｗに供給するのではなく、スピンオフの後にＩＰＡを基板Ｗに供給してもよい。図９の処理例４に示すように、乾燥前処理液を供給する前だけでなく、スピンオフの後も、ＩＰＡを基板Ｗに供給してもよい。スピンオフにより吸着膜１０１を形成したときに、残渣などの不要物が基板Ｗ上に発生する場合がある。このような場合でも、スピンオフの後にＩＰＡを基板Ｗに供給すれば、基板Ｗ上の不要物をＩＰＡで洗い流すことができる。

また、図９の処理例５に示すように、ＩＰＡを供給した後にＨＦＥを基板Ｗに供給し、その後、乾燥前処理液を基板Ｗに供給してもよい。つまり、置換液供給工程は、第１置換液の一例であるＩＰＡを基板Ｗに供給する第１置換液供給工程と、第２置換液の一例であるＨＦＥを基板Ｗに供給する第２置換液供給工程とを含んでいてもよい。図示はしないが、図９の処理例５において、スピンオフの後にＩＰＡを基板Ｗに供給してもよい。

第１実施形態では、乾燥前処理液に含まれる吸着物質の濃度が１ｗｔ％未満であり、乾燥前処理液の主成分がＩＰＡおよび純水である例について説明した。図９の処理例５では、基板Ｗ上の純水がＩＰＡで置換され、その後、基板Ｗ上のＩＰＡがＨＦＥで置換される。その後、基板Ｗ上のＨＦＥが乾燥前処理液で置換される。ＨＦＥの密度は、水の密度よりも大きく、ＩＰＡの密度よりも大きい。

ＨＦＥの密度が乾燥前処理液の密度よりも大きい場合、すなわち、ＨＦＥおよび乾燥前処理液の間に比重差がある場合、図１０に示すように、ＨＦＥの表層だけが乾燥前処理液に置換され、ＨＦＥの底層が基板Ｗに残ることがある。この場合、パターンＰ１の先端部だけに吸着物質が吸着する。この状態で、スピンオフを実行すると、パターンＰ１の先端部だけに吸着膜１０１が形成される。この場合、パターンＰ１の表面全域を覆う吸着膜１０１を形成した場合に比べて吸着膜１０１の体積が小さいので、吸着膜１０１を短時間で除去でき、吸着膜１０１の除去に要するエネルギーの消費量を減らすことができる。

図９の処理例１～処理例５において、図９の最上段に示される少なくとも一つの工程と並行して基板Ｗを加熱してもよい。たとえば、図２に示す加熱流体バルブ７３を開いて、下面ノズル７１に温水を吐出させてもよい。もしくは、図７Ａに示す遮断部材５１の内蔵ヒータ１１１およびホットプレート９２の少なくとも一方を発熱させてもよい。基板Ｗ上の液体を別の液体で置換するときに基板Ｗを加熱すれば、液体の置換効率を向上させることができる。

図１１Ａに示されるような、パターンＰ１の上面Ｐｕだけに接する吸着膜１０１を形成してもよい。図１１Ａは、隣り合う２つのパターンＰ１の間の空間で、吸着膜１０１が下方に凹んでおり、パターンＰ１に接していない例を示している。このような吸着膜１０１は、たとえば、第１実施形態で用いられる乾燥前処理液よりも粘性が高い乾燥前処理液を基板Ｗに供給し、吸着促進工程（図５のステップＳ７）における基板Ｗの回転速度（吸着促進速度）を上昇させることで形成される。

基板Ｗの上面にＩＰＡがある状態で基板Ｗの下面側から基板Ｗを加熱すると、基板Ｗ上のＩＰＡは基板Ｗを介して加熱される。ＩＰＡの沸点以上の温度でＩＰＡを加熱すると、隣り合う２つのパターンＰ１の間に位置するＩＰＡが蒸発し、隣り合う２つのパターンＰ１の間の空間の少なくとも一部がＩＰＡの蒸気で満たされる。この状態で乾燥前処理液を基板Ｗに供給しても、乾燥前処理液に含まれる吸着物質は、パターンＰ１の上面Ｐｕを除くパターンＰ１の表面に吸着しない。これは、パターンＰ１の上面Ｐｕを除くパターンＰ１の表面がＩＰＡの蒸気に接しているからである。これにより、パターンＰ１の上面Ｐｕだけに接する吸着膜１０１が形成される。

なお、ＩＰＡの液体とＩＰＡの蒸気との界面がパターンＰ１の上面Ｐｕに達していれば、たとえパターンＰ１の上面Ｐｕに吸着膜１０１が形成されても、パターンＰ１に対する吸着膜１０１の吸着強度は弱い。よって、吸着膜１０１に含まれる吸着物質が熱分解性ポリマーの場合、熱分解に要する除去温度を下げることができ、吸着膜１０１を短時間で除去できる。これにより、吸着膜１０１の除去に要するエネルギーの消費量を減らすことができる。

図１１Ａに示されるような吸着膜１０１を形成した場合、パターンＰ１の表面のうち上端部だけが確実に吸着膜１０１に接触するので、パターンＰ１に生じる応力を小さくできる。つまり、隣り合う２つのパターンＰ１が互いに近づく方向に倒壊したとしても、図１１Ｂに示すように、吸着膜１０１の一部が、この２つのパターンＰ１の間に挟まり、クッションの役割を果たす。したがって、パターンＰ１の表面が傷つくことを防止できる。

図１２Ａまたは図１２Ｂに示す電磁波発生装置１１５が、ホットプレート９２に代えてもしくは加えて、ドライ処理ユニット２ｄに設けられてもよい。もしくは、図１２Ｃに示す活性ガス供給装置１１６が、ホットプレート９２に代えてもしくは加えて、ドライ処理ユニット２ｄ（図３参照）に設けられてもよい。電磁波発生装置１１５および活性ガス供給装置１１６は、ドライ処理ユニット２ｄではなく、ウェット処理ユニット２ｗに設けられてもよい。

図１２Ａおよび図１２Ｂに示す電磁波発生装置１１５は、基板Ｗ上の吸着膜１０１に電磁波を照射することにより、吸着膜１０１を気体に変化させる。図１２Ｃに示す活性ガス供給装置１１６は、オゾンガスやフッ化水素含有ガスなどの活性ガスを吸着膜１０１に接触させることにより、吸着膜１０１を気体に変化させる。ホットプレート９２を用いて吸着膜１０１を気体に変化させたときに残渣などの不要物が基板Ｗに残る場合は、電磁波または活性ガスを用いて、この不要物を熱分解、酸化、または、灰化により除去してもよい。

電磁波発生装置１１５が発する電磁波は、可視光線、赤外線、および紫外線のいずれかであってもよいし、これら以外であってもよい。つまり、電磁波発生装置１１５は、可視光線および赤外線を発するランプヒータであってもよいし、紫外線を発するＵＶランプであってもよい。また、電磁波発生装置１１５は、図１２Ａに示すように基板Ｗの上面内の一部の領域を表す照射領域だけに電磁波を照射する部分照射装置１１５Ａであってもよいし、図１２Ｂに示すように基板Ｗの上面の全域に同時に電磁波を照射する全体照射装置１１５Ｂであってもよい。前者の場合、照射領域が基板Ｗの上面内で移動するように部分照射装置１１５Ａを移動させればよい。

遮断部材５１は、円板部５２に加えて、円板部５２の外周部から下方に延びる筒状部を含んでいてもよい。この場合、遮断部材５１が下位置に配置されると、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗは、円筒部に取り囲まれる。
遮断部材５１は、スピンチャック１０とともに回転軸線Ａ１まわりに回転してもよい。たとえば、遮断部材５１が基板Ｗに接触しないようにスピンベース１２上に置かれてもよい。この場合、遮断部材５１がスピンベース１２に連結されるので、遮断部材５１は、スピンベース１２と同じ方向に同じ速度で回転する。

遮断部材５１が省略されてもよい。ただし、基板Ｗの下面に純水などの液体を供給する場合は、遮断部材５１が設けられることが好ましい。基板Ｗの外周面を伝って基板Ｗの下面から基板Ｗの上面の方に回り込んだ液滴や、処理カップ２１から内方に跳ね返った液滴を遮断部材５１で遮断でき、基板Ｗ上の乾燥前処理液に混入する液体を減らすことができるからである。

ウェット処理ユニット２ｗおよびドライ処理ユニット２ｄは、同じ基板処理装置ではなく、別々の基板処理装置に設けられていてもよい。つまり、ウェット処理ユニット２ｗが備えられた基板処理装置１と、ドライ処理ユニット２ｄが備えられた基板処理装置とが、同じ基板処理システムに設けられており、吸着膜１０１を除去する前に、基板処理装置１から別の基板処理装置に基板Ｗを搬送してもよい。

基板処理装置１は、円板状の基板Ｗを処理する装置に限らず、多角形の基板Ｗを処理する装置であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
乾燥前処理液ノズル３９は、乾燥前処理液供給手段の一例である。スピンモータ１４は、スピンオフ手段および液体除去手段の一例である。ホットプレート９２および内蔵ヒータ１１１は、吸着膜除去手段の一例である。制御装置３は、吸着促進手段の一例である。中心ノズル５５および遮断部材５１の上中央開口６１は、気体供給手段および液体除去手段の一例である。下面ノズル７１およびスピンベース１２の下中央開口８１は、液体加熱手段および液体除去手段の一例である。

１ ：基板処理装置
２ ：処理ユニット
３ ：制御装置
１０ ：スピンチャック
１４ ：スピンモータ
３９ ：乾燥前処理液ノズル
５５ ：中心ノズル
５９ ：上温度調節器
６１ ：遮断部材の上中央開口
６６ ：上温度調節器
７１ ：下面ノズル
７５ ：下ヒータ
７９ ：クーラー
８１ ：スピンベースの下中央開口
８６ ：下温度調節器
９２ ：ホットプレート
１０１ ：吸着膜
１１１ ：内蔵ヒータ
Ａ１ ：回転軸線
Ｈｐ ：パターンの高さ
Ｐ１ ：パターン
Ｐｓ ：パターンの側面
Ｐｕ ：パターンの上面
Ｔ１ ：吸着膜の厚み
Ｗ ：基板
Ｗｐ ：パターンの幅

Claims (9)

1. 基板に形成されたパターンの表面に吸着する吸着物質を含む乾燥前処理液を、水平に保持されている前記基板の表面に供給して、前記パターンの表面に前記吸着物質を吸着させる乾燥前処理液供給工程と、
   前記パターンの表面に吸着した前記吸着物質を含む吸着膜が形成される前に、鉛直な回転軸線まわりの前記基板の回転を開始し、水平に保持されている前記基板の表面上の一部の前記乾燥前処理液を鉛直な前記回転軸線まわりの前記基板の回転によって除去することにより、前記パターンの表面に吸着した前記吸着物質を含み、乾燥によりゲル状に変化した前記吸着膜を前記パターンの表面に沿って形成するスピンオフ工程、を含む液体除去工程と、
   前記吸着膜を気体に変化させることにより前記基板の表面から除去する吸着膜除去工程とを含み、
   前記吸着膜除去工程は、前記吸着膜を介して接する倒壊した２つの前記パターンの間から前記吸着膜を除去することにより、倒壊した前記パターンの形状を前記パターンの復元力で復元するパターン復元工程を含む、基板処理方法。
2. 前記吸着物質は、前記パターンの表面に化学的に吸着する物質である、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記吸着物質は、前記パターンの表面に物理的に吸着する物質である、請求項１に記載の基板処理方法。
4. 前記乾燥前処理液供給工程は、前記吸着膜を形成する前に、前記基板の回転を停止させながら、もしくは、前記吸着膜を形成するときの前記基板の回転速度よりも小さい回転速度で前記基板を回転させながら、前記乾燥前処理液を前記パターンの表面に接触させる吸着促進工程を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
5. 前記吸着膜の厚みは、前記パターンの高さよりも小さい、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
6. 前記乾燥前処理液は、前記吸着物質と、前記吸着物質と溶け合う溶媒と、を含む溶液である、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
7. 前記液体除去工程は、前記基板の表面上の一部の前記乾燥前処理液を前記基板の回転によって除去しているときに、前記基板の表面に向けて気体を吐出する気体供給工程をさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
8. 前記液体除去工程は、前記基板の表面上の一部の前記乾燥前処理液を前記基板の回転によって除去しているときに、前記基板の表面上の前記乾燥前処理液を加熱する液体加熱工程をさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
9. 基板に形成されたパターンの表面に吸着する吸着物質を含む乾燥前処理液を、水平に保持されている前記基板の表面に供給して、前記パターンの表面に前記吸着物質を吸着させる乾燥前処理液供給手段と、
   前記パターンの表面に吸着した前記吸着物質を含む吸着膜が形成される前に、鉛直な回転軸線まわりの前記基板の回転を開始し、水平に保持されている前記基板の表面上の一部の前記乾燥前処理液を鉛直な前記回転軸線まわりの前記基板の回転によって除去することにより、前記パターンの表面に吸着した前記吸着物質を含み、乾燥によりゲル状に変化した前記吸着膜を前記パターンの表面に沿って形成するスピンオフ手段、を含む液体除去手段と、
   前記吸着膜を気体に変化させることにより前記基板の表面から除去する吸着膜除去手段とを含み、
   前記吸着膜除去手段は、前記吸着膜を介して接する倒壊した２つの前記パターンの間から前記吸着膜を除去することにより、倒壊した前記パターンの形状を前記パターンの復元力で復元するパターン復元手段を含む、基板処理装置。

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