JP4641964B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、液体で濡れた基板表面を乾燥させる基板処理装置および基板処理方法に関するものである。なお、乾燥処理対象となる基板には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板等が含まれる。

処理液による洗浄処理および純水などのリンス液によるリンス処理が行われた後、基板上面に液膜状に付着するリンス液を除去すべく、数多くの乾燥方法が従来より提案されている。そのうちのひとつとして、マランゴニ効果を利用した乾燥方法が知られている。この乾燥方法は、表面張力差によって生まれる対流（マランゴニ対流）により基板を乾燥させる方法であり、特に枚葉式の基板処理装置では、マランゴニ効果を利用した乾燥処理とスピン乾燥処理とを組み合わせた、いわゆるロタゴニー乾燥が知られている。

このロタゴニー乾燥では、回転している基板の中心の上方からＩＰＡ（イソプロピルアルコール）ベーパと純水とをそれぞれノズルから基板に吹き付ける。そして、これらのノズルを徐々に基板の径方向外側に移動させていくことで、ＩＰＡベーパが吹き付けられている部分から乾燥がはじまり、基板の中心から周縁に乾燥領域が広がり基板全面を乾燥させている。つまり、基板上の純水を基板の回転に伴う遠心力の作用と、ＩＰＡベーパの吹き付けによるマランゴニ効果とにより基板から除去することで乾燥させている。

また、マランゴニ効果を利用した他の基板の乾燥方法としては、例えば特許文献１に記載された乾燥方法が知られている。この乾燥方法を実行する基板処理装置は、洗浄処理とすすぎ（リンス処理）が施された基板を複数のローラにより搬送しながら、該基板を乾燥させる装置である。この装置では、基板の搬送経路に沿って支切り板と水切りブロックとが直列配置されている。このため、水滴が付着している基板が支切り板に搬送されてくると、その水滴の大半が支切り板により除去される。それに続いて、基板は水切りブロックに搬送されてくるが、搬送中の基板と水切りブロックとの間には、僅かの隙間が形成されているため、支切り板をすり抜けてきた水滴は毛細管現象によって水切りブロックの幅方向に拡散される。さらに、この水切りブロックの出口側では、ＩＰＡガスを混合させた不活性ガスが基板表面に向けて供給されている。このガス供給によってマランゴニ効果が生じて残存水滴が蒸発乾燥される。

特開平１０−３２１５８７号公報（図１、図２）

ところで、基板表面に形成されるパターンの微細化が近年急速に進められているが、この微細化に伴って基板処理において新たな問題が生じることとなった。すなわち、乾燥処理を行っている間に、微細パターン同士が引き寄せられて倒壊する問題があった。具体的には、乾燥処理の進展に伴って液体と気体との界面が基板上に現れるが、微細パターン同士がパターンの間隙に発生する負圧によって引き寄せられて倒壊する問題があった。このパターンの間隙に発生する負圧の大きさは液体の表面張力に依存し、液体の表面張力が大きいほど大きくなる。そのため、純水で濡れた基板表面を乾燥させる場合には、純水よりも表面張力の小さな流体、例えばＩＰＡを用いることがパターン倒壊防止に有効となっている。

しかしながら、ロタゴニー乾燥では、基板を回転させながら基板の乾燥を行っているので次のような問題があった。すなわち、基板表面にＩＰＡベーパを供給しても、基板の回転に伴う気流の影響により基板からすぐにＩＰＡベーパが排出されてしまい、ＩＰＡを基板表面に付着する純水に十分に溶け込ませることができない。その結果、基板表面に付着する液体（純水＋ＩＰＡ）の表面張力を十分に低下させることができず、パターン倒壊防止に十分な効果を発揮することが困難となっていた。

また、ロタゴニー乾燥では、基板の回転に伴う遠心力とＩＰＡベーパの吹き付けによるマランゴニ効果とにより基板の中心から周縁にかけて乾燥領域を徐々に広げながら基板を乾燥させている。このため、基板に付着する純水に対して２種類の力、つまり遠心力とマランゴニ対流によって引き起こされる力とが作用する。しかしながら、ロタゴニー乾燥では、これら２種類の力のバランスを制御することが困難であり、気液固界面を制御することが事実上出来なかった。このため、気液固界面を一方向（径方向外向き）に、かつ均等な速度で移動させることができず、乾燥された基板表面領域が再び濡れるなどしてウォーターマーク発生等の乾燥不良を引き起こしてしまう場合があった。

その一方で、特許文献１に記載された乾燥方法によれば、上記した基板の回転に伴う不具合を引き起こすことはないものの、次のような問題が発生する場合があった。すなわち、基板表面に付着している水滴の大半を支切り板で掻き落として除去した後、基板表面に残存する水滴を水切りブロックの配設位置に送り込んでいる。そのため、支切り板で水滴の大半が掻き落とされて除去された後の基板表面には、水滴が除去されて乾燥した領域のなかに水滴が斑状に存在することとなる。このような斑状の水滴のうち小さいものはマランゴニ効果によらずに自然乾燥により乾燥してしまう。特に、残存する水滴が少量になった場合には、水切りブロックと基板表面との間で基板表面の全面に水滴が入り込まないような事態が生じ、その結果、基板表面にマランゴニ効果によらずに自然乾燥により乾燥した領域が発生してしまう。このように基板表面が自然乾燥により乾燥すると、残存した水滴に溶出した溶出物が自然乾燥の間に析出するため、その析出した溶出物がウォーターマークとなって乾燥不良を招いてしまうという問題があった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、液体で濡れた基板表面を乾燥させる際に、基板表面に形成されたパターンの倒壊が発生するのを防止しながら、基板表面を良好に乾燥させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

この発明は、液体で濡れた基板表面を上方に向けて水平に保持された基板を乾燥させる基板処理装置であって、上記目的を達成するため、基板表面に対向する対向面を有し、該対向面が基板表面から離間配置されるとともに該対向面と基板表面とに挟まれた間隙空間に液体が満たされて液密層が形成された状態で、基板に対して所定の移動方向に相対移動自在な近接部材と、近接部材を基板に対して移動方向に相対移動させる駆動手段と、液体に溶解して表面張力を低下させる溶剤成分を必須的に含む溶剤ガスを移動方向における液密層の上流側端部に向けて供給する溶剤ガス供給手段と、基板表面全体にパドル状の液体層を形成する液体層形成手段とを備え、近接部材は、対向面を規定する辺部のうち移動方向の上流側に位置する上流辺部と接続されるとともに該接続位置から移動方向の上流側を臨みながら基板表面から離れる方向に傾斜して設けられた延設面を有し、溶剤ガス供給手段は、近接部材の上流側端部の上方に配置されて液密層の上流側端部に向けて溶剤ガスを吐出するガスノズルを有し、前記駆動手段は、前記液体層形成手段により形成された前記液体層に前記近接部材を相対移動させて前記液密層を形成することを特徴としている。

また、この発明は、液体で濡れた基板表面を上方に向けて水平に保持された基板を乾燥させる基板処理方法であって、上記目的を達成するため、基板表面全体にパドル状の液体層を形成する工程と、基板表面に対向する対向面と、対向面を規定する辺部のうち所定の移動方向の上流側に位置する上流辺部と接続されるとともに該接続位置から移動方向の上流側を臨みながら基板表面から離れる方向に傾斜して設けられた延設面とを有する近接部材を、液体層中でかつ基板表面から対向面が離間するように配置することによって、対向面と基板表面とに挟まれた間隙空間に液体を満たして液密層を形成する工程と、液密層が形成された状態を維持しつつ近接部材を基板に対して移動方向に相対移動させる工程と、近接部材の上流側端部の上方に配置されるノズルから液体に溶解して表面張力を低下させる溶剤成分を必須的に含む溶剤ガスを移動方向における液密層の上流側端部に向けて供給する工程とを備えたことを特徴としている。

このように構成された発明（基板処理装置および方法）では、基板表面から近接部材の対向面が離間配置されるとともに、該対向面と基板表面とに挟まれた間隙空間に液体が満たされて液密層が形成される。そして、この状態を維持しつつ近接部材が基板に対して所定の移動方向に相対移動する。このため、該移動方向の上流側における液密層の界面（以下「上流側界面」という）、つまり気液固界面の位置が近接部材によってコントロールされ、上流側界面の乱れを防止することができる。また、液体に溶解して表面張力を低下させる溶剤成分を必須的に含む溶剤ガスが上記移動方向における液密層の上流側端部に向けて供給される。これにより該上流側端部で溶剤成分が液体に溶解して液密層の上流側界面での表面張力が低下してマランゴニ対流が引き起こされる。これによって、液密層を構成する液体が移動方向の下流側に引っ張られて上流側界面も下流側に移動する。その結果、この界面移動に対応する基板表面領域が乾燥する。

また、上記したように基板に付着する液体に溶剤ガスを溶解することにより乾燥を行っているので、基板表面に微細パターンが形成されていたとしても、パターンの倒壊を有効に防止しながら基板表面を乾燥させることができる。すなわち、上流側界面（気液固界面）の位置をコントロールしながら、マランゴニ効果により基板を乾燥させているので、上流側界面が移動方向に行きつ戻りつして液密層を構成する液体が微細パターンに負荷を与えることがなく、パターン倒壊を有効に防止しながら基板表面を乾燥させることができる。しかも、基板を回転させることなく乾燥処理を行っているため、基板の回転に伴う遠心力に起因してパターン倒壊を引き起こすことがない。さらに、パターンの隙間に存在する液体に対しても溶剤成分が溶解して該液体の表面張力を低下させる。また、基板の回転に伴う気流の影響により基板から溶剤ガスが拡散してしまうことがないため、溶剤ガスの濃度を高濃度に保つことができ、その結果、液体の表面張力の低下を促進することができる。これにより、パターンの間隙に発生する負圧を低減して、パターンの倒壊を効果的に防止することができる。

また、移動方向における液密層の上流側端部より下流側の基板表面全体にパドル状の液体層を形成しているため、上流側界面の移動に伴って乾燥領域がパドル状の液体層形成領域に向かって広がっていくことから、液体で濡れた状態からマランゴニ効果により完全に乾燥した状態に直接移行することとなる。したがって、自然乾燥により乾燥した領域が基板表面に発生することはないため、溶出物の析出によるウォーターマークの発生を未然に防止することができる。

ここで、液体層形成手段は、基板表面に対して液体を用いた所定の湿式処理を実行するとともに、該湿式処理の実行後に基板表面の全面にパドル状の液体層を形成する湿式処理手段を有し、基板表面の全面にパドル状の液体層が形成された後に、近接部材の対向面が基板表面から離間配置されて間隙空間に液密層が形成されるとしてもよい。この構成によれば、湿式処理手段を有効活用して、移動方向における液密層の上流側端部より下流側の基板表面全体にパドル状の液体層を形成することができるという利点がある。また、液体がリンス液で湿式処理がリンス処理であるとすると、リンス処理後にリンス液で濡れている基板表面を乾燥させる処理を好適に行うことができる。

また、液体層形成手段は、近接部材の対向面が基板表面から離間配置されて間隙空間に液密層が形成される前に、基板表面に向けて液体を供給して基板表面の全面にパドル状の液体層を形成する第１液体供給手段を有するようにしてもよい。この構成でも、移動方向における液密層の上流側端部より下流側の基板表面全体にパドル状の液体層を形成することができる。この第１液体供給手段の具体的な構成としては、例えば基板表面に向けて液体を吐出する第１ノズルを有するようにしてもよい。

また、近接部材の相対移動中に移動方向における液密層の上流側端部より下流側の基板表面に向けて液体を供給する第２液体供給手段をさらに備えるようにすると、パドル状の液体層が形成された状態を保持することができ、マランゴニ効果による乾燥の実行中に自然乾燥により乾燥した領域が発生するのをより確実に防止することができる。

また、第２液体供給手段として、近接部材の対向面を除く非対向面に向けて液体を吐出する第２ノズルを設けて、該第２ノズルから吐出された液体を非対向面に沿って、対向面を規定する辺部のうち移動方向の上流側に位置する上流辺部に向けて導くようにしてもよい。このように構成しても、乾燥領域を除く基板表面に液体が供給されることにより、パドル状の液体層が形成された状態を保持することができる。また、この構成によれば、第２ノズルから吐出された液体を上流辺部に向けて導いて液密層の上流側界面に液体が供給されることで、上流側界面にて溶剤ガスが液体に溶解した溶液（液体＋溶剤成分）中の溶剤成分濃度の変化が抑制される。これにより、基板表面の乾燥速度、つまりマランゴニ対流による液密層の上流側界面（気液固界面）の移動速度を一定にして、基板表面を均一に乾燥させることができる。その結果、乾燥不良を防止して基板表面を良好に乾燥させることができる。

さらに、第２ノズルから吐出された液体を非対向面に沿って、対向面を規定する辺部のうち上流辺部とともに移動方向の下流側に位置する下流辺部に向けて導くようにしてもよい。この構成によれば、上記した液密層の上流側界面に液体を供給することによる効果に加えて、パドル状の液体層を保持する効果が得られる。しかも、上流側界面への液体の供給は乾燥領域に隣接する領域に液体を供給することとなるため、上流側界面への液体の供給量は微量であることが要求される。そこで、第２ノズルから吐出された液体の一部を上流辺部に向けて、残余を下流辺部に向けて導くようにすることで第２ノズルから吐出される液体の流量制御性を向上させることができる。

また、近接部材は、非対向面として上流辺部と接続されるとともに該接続位置から移動方向の上流側を臨みながら基板表面から離れる方向に延設された延設面をさらに備えるようにし、第２ノズルから吐出された液体を延設面を介して上流辺部に向けて導くのが好ましい。この構成によれば、第２ノズルから吐出された液体が延設面に沿って上流辺部に向けて流下する間に該液体に溶剤ガスを溶け込ませることができる。したがって、液密層の上流側界面での表面張力を効果的に低下させることができ、マランゴニ対流を効率良く引き起こして基板表面に対する乾燥効率を高めることができる。

また、近接部材の上流側端部の形状については、対向面と延設面とが鋭角をなすように構成するのが好ましい。この構成によれば、延設面を介して液体を液密層の上流側界面に徐々に流下させることが可能となり、液体が延設面を流下する間に確実に溶剤ガスを該液体に溶け込ませることができ、基板表面に対する乾燥効率をさらに高めることができる。

また、近接部材は、延設面と対向して液体を上流辺部に向けて導く案内面をさらに備えるようにし、第２ノズルから吐出された液体で延設面と案内面との間を液密状態に満たしながら上流辺部に向けて液体を導くようにしてもよい。この構成によれば、上流側界面に液体を延設面と案内面との間でトラップしながら流下させることができるので、液体の供給量が微量であっても液体の流れを均一にすることができる。このため、上流側界面に供給される液体量を一定にして、基板表面を均一に乾燥させる上で非常に有効となっている。

また、上記移動方向において液密層の上流側に位置する上流側雰囲気を取り囲むカバー部材を設けて、上流側雰囲気に溶剤ガスを供給するようにしてもよい。これにより、溶剤ガスがカバー部材によって閉じ込められ、上流側雰囲気における溶剤ガスの濃度を高濃度に保つことができる。その結果、液密層の上流側端部での表面張力の低下を促進させ、パターン倒壊防止効果を高めることができる。

また、近接部材に、対向面の移動方向の上流側に基板表面に対向しながら離間配置されるとともに、ガス吐出口が開口された上流側対向部位をさらに設けて、ガス吐出口から溶剤ガスを液密層の移動方向の上流側に向けて吐出させるようにしてもよい。この構成によれば、ガス吐出口から吐出された溶剤ガスは液密層の上流側端部に接触した後、上流側対向部位と基板表面とに挟まれた空間を介して移動方向上流側あるいは移動方向に対して側方に排出されていく。そのため、溶剤ガスの流れを均等にして溶剤ガスの滞留を防止することができる。したがって、パーティクルの発生を抑制するとともに、基板表面を均一に乾燥させることができる。

なお、近接部材は、(1)親水性材料であること、(2)清浄度が要求されること、(3)加工容易性等の観点から石英で形成するのが好ましい。

また、本発明に用いられる溶剤ガスとしては、安全性、価格等の観点から溶剤成分としてＩＰＡ（イソプロピルアルコール）ベーパを含むガスを用いることが好ましい。なお、溶剤成分としてエチルアルコール、メチルアルコールの各種溶剤のベーパを用いるようにしてもよい。また、溶剤ガスは、このような溶剤のベーパそのものであってもよいが、基板表面に溶剤成分を送り込むために、窒素ガス等の不活性ガスをキャリアとして用いて、不活性ガスに溶剤成分を混合させたものであることが好ましい。

この発明によれば、基板表面から離間配置された対向面と基板表面とに挟まれた間隙空間に液体を満たして液密層を形成した状態で基板に対して近接部材を所定の移動方向に相対移動させるとともに、移動方向における液密層の上流側端部に向けて液体に溶解して表面張力を低下させる溶剤成分を必須的に含む溶剤ガスを供給している。これにより、上流側界面の位置を近接部材によってコントロールしつつ、上流側界面でマランゴニ対流が引き起こされ、上流側界面が下流側に移動して、該界面移動に対応する基板表面領域が乾燥する。また、移動方向における液密層の上流側端部より下流側の基板表面全体にパドル状の液体層を形成しているため、上流側界面の移動に伴って乾燥領域がパドル状の液体層形成領域に向かって広がっていくことから、液体で濡れた状態からマランゴニ効果により完全に乾燥した状態に直接移行し、自然乾燥により乾燥した領域が基板表面に発生することはなく、溶出物の析出によるウォーターマークの発生を未然に防止することができる。また、基板表面領域に微細パターンが含まれる場合であったとしても、上流側界面での表面張力を効果的に低下させているため、パターン倒壊を有効に防止することができる。

＜第１実施形態＞
図１は、この発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１の基板処理装置の部分拡大図である。詳しくは、図２（ａ）は基板処理装置の部分側面図であり、同図（ｂ）はその平面図である。この基板処理装置は半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆに付着した汚染物質を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の基板処理装置である。より具体的には、パターンが形成された基板表面Ｗｆに対して薬液による薬液処理および純水やＤＩＷ（=deionized water）などのリンス液によるリンス処理を施した後、リンス処理を受けた基板Ｗに対して乾燥処理を行う装置である。この基板処理装置では、最終的にリンス処理を受けた基板Ｗには、リンス液が基板表面Ｗｆの全体に付着した、いわゆるパドル状のリンス層２１が形成されており、この状態で乾燥処理を実行する。

この基板処理装置は、基板Ｗをその表面Ｗｆを上方に向けた状態で水平に保持して回転させるスピンチャック１と、スピンチャック１に保持された基板Ｗと対向しながら離間配置される近接ブロック３と、基板Ｗの上方から溶剤ガスを吐出する溶剤ガスノズル５と、基板表面Ｗｆに向けてリンス液を吐出するリンスノズル８とを備えている。

スピンチャック１は、回転支柱１１がモータを含むチャック回転駆動機構１３の回転軸に連結されており、チャック回転駆動機構１３の駆動により鉛直軸回りに回転可能となっている。この回転支柱１１の上端部には、円盤状のスピンベース１５が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット４からの動作指令に応じてチャック回転駆動機構１３を駆動させることによりスピンベース１５が鉛直軸回りに回転する。

スピンベース１５の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン１７が立設されている。チャックピン１７は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、スピンベース１５の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン１７のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部１７ａと、基板支持部１７ａに支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部１７ｂとを備えている。各チャックピン１７は、基板保持部１７ｂが基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部１７ｂが基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。

スピンベース１５に対して基板Ｗが受渡しされる際には、複数個のチャックピン１７を解放状態とし、基板Ｗに対して洗浄処理を行う際には、複数個のチャックピン１７を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン１７は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１５から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。基板Ｗは、その表面（パターン形成面）Ｗｆを上方に向け、裏面Ｗｂを下方に向けた状態で保持される。

さらに、基板Ｗに対して薬液処理およびリンス処理を実行する際に、薬液およびリンス液が基板Ｗの周辺に飛散するのを防止するために、スピンベース１５の周囲に飛散防止カップ１９が配備されている。この飛散防止カップ１９は、基板搬送手段（図示せず）がスピンベース１５に対して基板Ｗが受渡しされる際、および後述するようにして近接ブロック３により基板表面Ｗｆに対して乾燥処理を実行する際には、基板搬送手段および近接ブロック３との干渉を避けるため制御ユニット４からの制御信号に応じて、薬液およびリンス液を捕集可能な上方位置（図１の実線位置）から下方に退避した下方位置（図１の破線位置）に駆動される。

図３は、近接ブロックの斜視図である。近接ブロック３は、本発明の「近接部材」として、垂直断面形状が略台形となっている直角柱体であり、その一側面がリンス液で濡れた基板表面Ｗｆと対向する対向面３１となっている。近接ブロック３は水平方向に移動自在に設けられ、ブロック駆動機構４１が近接ブロック３の図３中、上下の両側部に連結されている。そのため、制御ユニット４からの動作指令に応じてブロック駆動機構４１を作動させることで近接ブロック３を所定の速度で水平方向Ｘに往復移動可能となっている。つまり、ブロック駆動機構４１の作動により近接ブロック３を基板Ｗの側方に退避した退避位置（図１の破線位置）から水平方向Ｘに移動させることで、近接ブロック３を基板表面Ｗｆに近接して対向させながら基板全面にわたって後述する乾燥処理を実行可能となっている。

この実施形態では、水平方向Ｘのうち同図の左手方向（−Ｘ）に近接ブロック３を移動させることで乾燥処理を実行しており、この水平方向（−Ｘ）が本発明の「所定の移動方向」に相当しているため、以下の説明においては、水平方向（−Ｘ）を単に「移動方向」と称する。なお、ブロック駆動機構４１としては、水平方向Ｘに延設されたガイドおよびボールネジに沿ってモータ駆動により近接ブロック３を移動させる送りネジ機構などの公知の機構を採用することができる。このように、この実施形態ではブロック駆動機構４１が本発明の「駆動手段」として機能している。

近接ブロック３の他の側面３２は移動方向の上流側（＋Ｘ）で、かつ上方を向いた面となっている。詳しくは、側面３２が対向面３１を規定する辺部のうち移動方向の上流側（＋Ｘ）に位置する上流辺部３３と接続されるとともに該上流辺部３３から移動方向の上流側（＋Ｘ）を臨みながら基板表面Ｗｆから離れる方向に傾斜して延設されており、本発明の「延設面」に相当している。上流辺部３３は、移動方向に対して直交する方向（図２（ｂ）の上下方向、以下「幅方向」という）に延びるとともに、幅方向の長さ、即ち対向面３１の幅方向の長さが基板径とほぼ同等あるいはそれ以上の長さで形成されており、近接ブロック３が移動方向に移動されることで、基板表面全体を処理可能となっている。また、近接ブロック３の上流側端部では、対向面３１と側面（延設面）３２とが鋭角θをなしている。

そして、対向面３１が基板表面Ｗｆから僅かに離間するように、しかもチャックピン１７の基板保持部１７ｂと干渉しないように近接ブロック３を配置することで基板表面Ｗｆにパドル状態で付着しているリンス層２１を構成するリンス液の一部が毛細管現象により対向面３１と基板表面Ｗｆとに挟まれた間隙空間ＳＰ全体に入り込んで液密層２３が形成される。なお、このような近接ブロック３は、(1)親水性材料であること、(2)清浄度が要求されること、(3)加工容易性等の観点から石英で形成することが好ましい。

近接ブロック３の上流側端部の上方には、移動方向の上流側（＋Ｘ）における液密層２３の端部、つまり上流側端部２３１に向けて溶剤ガスを供給するための溶剤ガスノズル５が配設されている。溶剤ガスノズル５は溶剤ガス供給ユニット４３と接続されており、制御ユニット４からの動作指令に応じて溶剤ガス供給ユニット４３を作動させることで溶剤ガスを溶剤ガスノズル５に圧送する。溶剤ガスとしては、リンス液（純水の場合、表面張力：７２ｄｙｎ／ｃｍ）に溶解して表面張力を低下させる溶剤成分、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）ベーパ（表面張力：２１〜２３ｄｙｎ／ｃｍ）を窒素ガス等の不活性ガスに混合させたものが用いられる。なお、溶剤成分はＩＰＡベーパに限定されず、エチルアルコール、メチルアルコールの各種溶剤のベーパを用いるようにしてもよい。要はリンス液に溶解して表面張力を低下させる溶剤成分であればよい。このように、この実施形態によれば、溶剤ガスノズル５および溶剤ガス供給ユニット４３が本発明の「溶剤ガス供給手段」として機能している。

このような溶剤ガスノズル５は１本でも幅方向にわたって溶剤ガスを拡散させて液密層２３の上流側端部２３１全体に供給することが可能であるが、幅方向に複数本のノズルあるいは幅方向に複数の吐出孔を開口させたノズルを配設することにより、液密層２３の上流側端部２３１全体にわたって均等に溶剤ガスを供給することができる。

図４は、溶剤ガス供給ユニットの構成の一例を示す図である。この溶剤ガス供給ユニット４３は、溶剤成分としてＩＰＡ液体を貯留する溶剤タンク５１を備え、溶剤タンク５１内の貯留空間のうちＩＰＡ液体が貯留されている貯留領域ＳＲが配管５２を介して窒素ガス供給部５３に連通されている。また、溶剤タンク５１内の貯留空間のうちＩＰＡ液体が貯留されていない未貯留領域ＵＳが配管５４を介して溶剤ガスノズル５に連通されている。したがって、窒素ガス供給部５３から窒素ガスを溶剤タンク５１に圧送することでＩＰＡ液体がバブリングされ、窒素ガスにＩＰＡが溶解して溶剤ガス（窒素ガス＋ＩＰＡベーパ）が生成され、未貯留領域ＵＳに出現する。配管５４には、開閉弁５５および溶剤ガス用の流量制御部５６が介挿されており、窒素ガス供給部５３、開閉弁５５、流量制御部５６を制御ユニットにより動作制御することで溶剤ガスノズル５への溶剤ガスの供給・供給停止を制御することができる。また、ＩＰＡベーパの溶剤ガス中の濃度を高めるために、配管５２に温調部５７を介装して、窒素ガスを高温側に温調するようにしてもよい。これにより、液密層２３の上流側端部２３１での表面張力を効率良く低下させ、乾燥を促進させることができる。なお、窒素ガスを温調することに替えて、溶剤タンク５１に貯留されるＩＰＡ液体を温調してもよい。これに対して、未貯留領域ＵＳに出現した溶剤ガス自体を高温側に温調することは、基板表面Ｗｆからリンス液への溶出物の溶出を促進させる結果となることから好ましくない。

溶剤ガスノズル５は近接ブロック３と同期して移動方向に移動されるように構成されている。すなわち、溶剤ガスノズル５と近接ブロック３とはリンク機構（図示せず）によって連結されており、ブロック駆動機構４１の作動により近接ブロック３と溶剤ガスノズル５とが一体的に移動方向に移動する。これにより、近接ブロック３の移動中に、近接ブロック３と溶剤ガスの吐出位置との間隔が予め定められた離間距離に保たれる。その結果、液密層２３の上流側端部２３１に吹き付けられる溶剤ガスの物理特性（流速や流量など）が安定し、乾燥処理を安定して良好に行うことができる。なお、溶剤ガスノズル５に独立した駆動手段を設けて溶剤ガスノズル５を近接ブロック３と連動して移動させるように構成してもよいが、溶剤ガスノズル５と近接ブロック３とを単一の駆動手段により一体的に移動させることにより、駆動構成を簡素化できる。

基板Ｗの上方には、基板Ｗのほぼ中心に対応する処理位置（図１の破線位置）と基板Ｗから外れた退避位置（図１の実線位置）との間で移動可能にリンス液供給用のリンスノズル８が設けられている。このリンスノズル８にはリンス液供給ユニット４８が接続されており、制御ユニット４からの動作指令に応じてリンス液供給ユニット４８を作動させることでリンス液をリンスノズル８に圧送する。これによりリンスノズル８から基板表面Ｗｆにリンス液が供給されてリンス処理が実行される。そして、リンス処理の実行後に、リンス液が基板表面Ｗｆの全体に付着した、いわゆるパドル状のリンス層２１が形成される。このように、この実施形態によれば、リンス処理が本発明の「湿式処理」に相当し、リンスノズル８およびリンス液供給ユニット４８が本発明の「液体層形成手段」および「湿式処理手段」として機能している。

次に、上記のように構成された基板処理装置における乾燥動作について図５および図６を参照しつつ説明する。図５は、図１の基板処理装置の動作を示す模式図である。また、図６は、近接ブロックの移動による乾燥動作を示す図である。基板搬送手段（図示せず）によって未処理の基板Ｗが装置内に搬入されると、制御ユニット４は飛散防止カップ１９をスピンベース１５を包囲する上方位置（図１の実線位置）に配置して、基板Ｗに対して洗浄処理（薬液処理＋リンス処理＋乾燥処理）を実行する。先ず、基板Ｗに対して薬液が供給され、所定の薬液処理が実行された後、基板Ｗに対してリンス処理が実行される。すなわち、図５（ａ）に示すように、基板Ｗのほぼ中心に対応する処理位置（図１の破線位置）に配置されたリンスノズル８から基板表面Ｗｆにリンス液を供給するとともに、チャック回転駆動機構１３の駆動により基板Ｗを回転させることでリンス液が遠心力により広げられ基板表面Ｗｆ全体がリンス処理される。

所定時間のリンス処理が終了すると、基板Ｗの回転が停止され、リンスノズル８が退避位置（図１の実線位置）に移動する。リンス処理を受けた基板表面Ｗｆ全体にはリンス液が盛られた状態で付着して、いわゆるパドル状のリンス層２１が形成される（図５（ｂ））。なお、リンス処理終了後に改めてリンスノズル８からリンス液を吐出させて基板表面Ｗｆの全体にパドル状のリンス層２１を形成するようにしてもよい。

そして、制御ユニット４は飛散防止カップ１９を下方位置（図１の破線位置）に下降させて、スピンベース１５を飛散防止カップ１９の上方から突出させた後、基板表面Ｗｆに対する乾燥処理を実行する。すなわち、図５（ｃ）に示すように、ブロック駆動機構４１を作動させることで近接ブロック３を一定速度で移動方向（−Ｘ）に移動させるとともに、溶剤ガス供給ユニット４３を作動させて溶剤ガスノズル５から溶剤ガスを吐出させる。

このように対向面３１と基板表面Ｗｆとに挟まれた間隙空間ＳＰにはリンス液（液体）が満たされて液密層２３が形成されており、例えば図６（ａ）に示す状態から同図（ｂ）に示す状態に近接ブロック３が移動方向（−Ｘ）に移動すると、移動方向における液密層２３の上流側端部２３１が近接ブロック３から外れて露出する。このとき液密層の上流側端部２３１に向けて供給された溶剤ガスが液密層２３を構成する液体に溶解して液密層２３の上流側界面２３１ａ（気液固界面）での表面張力が低下してマランゴニ対流が引き起こされる。これによって、液密層２３を構成する液体が移動方向の下流側（−Ｘ）に引っ張られて上流側界面２３１ａも下流側に移動し、この界面移動に対応する基板表面領域が乾燥する。

また、上記のように上流側界面２３１ａの移動に伴って乾燥領域が移動方向の下流側（−Ｘ）に広がっていくが、基板表面Ｗｆ全体が乾燥されるまでの間、上流側界面２３１ａに対して移動方向の下流側では、リンス液（液体）が基板表面Ｗｆと接液してパドル状のリンス層２１が形成された状態となっている。このため、基板表面Ｗｆからリンス液（液体）が自然乾燥によって乾燥するような事態が発生しない。

このように近接ブロック３および溶剤ガスノズル５を移動方向（―Ｘ）に移動させていくことで、乾燥される基板表面領域、つまり乾燥領域が広がっていく。したがって、近接ブロック３および溶剤ガスノズル５を基板全面に対してスキャンさせることで基板表面Ｗｆ全体を乾燥させることができる。

こうして基板表面Ｗｆに対する乾燥処理が終了すると、裏面Ｗｂに付着した液体成分を基板Ｗから除去するために、裏面Ｗｂに対する乾燥処理を実行する。すなわち、図５（ｄ）に示すように、制御ユニット４は飛散防止カップ１９を上方位置に配置するとともに、チャック回転駆動機構１３の駆動により基板Ｗを回転させることで裏面Ｗｂに付着する液体成分の振り切り処理（スピンドライ）を実行する。その後、制御ユニット４は、飛散防止カップ１９を下方位置に配置させて、スピンベース１５を飛散防止カップ１９の上方から突出させる。この状態で基板搬送手段が処理済の基板Ｗを装置から搬出して、１枚の基板Ｗに対する一連の洗浄処理が終了する。

以上のように、この実施形態によれば、近接ブロック３を基板表面Ｗｆに対して近接させて液密層２３を形成した状態で近接ブロック３を移動方向に移動させるとともに、液密層２３の上流側端部２３１に向けて、液密層２３を構成する液体に溶解して表面張力を低下させる溶剤成分を含む溶剤ガスを供給している。これにより、上流側界面２３１ａ（気液固界面）の位置をコントロールしつつ、上流側端部２３１でマランゴニ対流を引き起こして上流側界面２３１ａを下流側に移動させることで基板表面領域を乾燥させている。このように、近接ブロック３により上流側界面２３１ａの乱れを防止しながらマランゴニ効果によって基板表面領域を乾燥させることができ、該基板表面領域でのウォーターマーク等の乾燥不良の発生を防止することができる。

また、リンス処理終了時に基板表面Ｗｆの全体にパドル状のリンス層２１を形成しているため、基板表面Ｗｆに斑状に残存したリンス液の液滴が自然乾燥により乾燥するような事態の発生を避けることができ、これによってウォーターマーク等の乾燥不良の発生を未然に防止することができる。

また、図６に示すように基板表面領域に微細パターンＦＰが形成されていたとしても、上流側界面２３１ａ（気液固界面）の位置をコントロールしながら、マランゴニ効果により基板表面Ｗｆを乾燥させているので、上流側界面２３１ａが移動方向に行きつ戻りつして液密層２３を構成する液体が微細パターンＦＰに負荷を与えることがなく、パターン倒壊を有効に防止しながら基板表面Ｗｆを乾燥させることができる。また、基板Ｗを回転させることなく基板表面Ｗｆに対して乾燥処理を行っているため、基板Ｗの回転に伴う遠心力に起因してパターン倒壊を引き起こすことがない。さらに、微細パターンＦＰの隙間に存在する液体に対しても溶剤成分が溶解して該液体の表面張力を低下させることにより、パターンの間隙に発生する負圧を低減して、パターンの倒壊を効果的に防止することができる。

＜第２実施形態＞
図７は、この発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を示す図である。具体的には、同図（ａ）は基板処理装置の部分側面図であり、同図（ｂ）はその平面図である。この第２実施形態にかかる基板処理装置が第１実施形態と大きく相違する点は、近接ブロック３にカバー部材５８が装着されている点である。なお、その他の構成および動作は基本的に第１実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。

この実施形態では、移動方向において近接ブロック３の上流側（＋Ｘ）には、液密層２３の上流側端部２３１の全体を覆うようにカバー部材５８が近接ブロック３に取り付けられている。これにより、液密層２３の上流側（＋Ｘ）に位置する上流側雰囲気ＵＡがカバー部材５８によって取り囲まれる。カバー部材５８の上面には、１個または幅方向に複数個のガス供給孔５８１が形成されており、ガス供給孔５８１を介して溶剤ガス供給ユニット４３とカバー部材５８で取り囲まれた上流側雰囲気ＵＡとが連通されている。そして、制御ユニット４からの動作指令に応じて溶剤ガス供給ユニット４３が作動することで溶剤ガス供給ユニット４３から上流側雰囲気ＵＡに溶剤ガスが供給される。したがって、溶剤ガスがカバー部材５８によって閉じ込められ、上流側雰囲気ＵＡにおける溶剤ガスの濃度を高濃度に保つことができる。その結果、液密層２３の上流側端部２３１での表面張力の低下を促進させ、パターン倒壊防止効果を高めることができる。しかも、このカバー部材５８は、移動方向の長さが幅方向に亘って同一寸法になっている。これにより、カバー部材５８の内部に、移動方向の長さが幅方向（長手方向）に均一な空間を含んで、幅方向に溶剤ガスの濃度を均一に保つことができる。その結果、幅方向に均一に基板表面Ｗｆを乾燥させることができる。

＜第３実施形態＞
図８は、この発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示す図である。また、図９は図８の基板処理装置の部分拡大図である。詳しくは、図９（ａ）は基板処理装置の部分側面図であり、同図（ｂ）はその平面図である。この第３実施形態にかかる基板処理装置が第１実施形態と大きく相違する点は、近接ブロック３の相対移動中に、移動方向において近接ブロック３の下流側の基板表面Ｗｆのリンス層２１に向けて液体を追加供給している点である。なお、その他の構成および動作は第１実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。

この第３実施形態では、移動方向において近接ブロック３の下流側であって、基板Ｗの上方位置に液体供給用の液体ノズル７が１本または複数本設けられている。この液体ノズル７には液体供給ユニット４５が接続されており、制御ユニット４からの動作指令に応じて液体供給ユニット４５を作動させることで基板Ｗに付着するリンス液と同一成分の液体を液体ノズル７に圧送する。これにより液体ノズル７から基板表面Ｗｆに接液するリンス層２１に液体が供給される。これにより、液密層２３の上流側端部２３１よりも移動方向の下流側において、基板表面Ｗｆにパドル状のリンス層２１が形成された状態が確実に保持される。このように、この実施形態では、液体ノズル７および液体供給ユニット４５が本発明の「第２液体供給手段」として機能している。

このように、この実施形態によれば、基板表面Ｗｆ全体が乾燥されるまでの間、液体ノズル７からリンス層２１に液体を供給することで、液密層２３の上流側端部２３１よりも移動方向の下流側（−Ｘ）において基板表面Ｗｆにパドル状のリンス層２１が形成された状態を保持している。したがって、基板表面Ｗｆから液体が自然乾燥により乾燥する領域が発生するのを確実に避けることができ、基板表面Ｗｆの全体をマランゴニ効果のみによって乾燥させることができる。その結果、ウォータマークの発生を確実に防止して基板表面Ｗｆを良好に乾燥させることができる。

＜第４実施形態＞
図１０は、この発明にかかる基板処理装置の第４実施形態を示す図である。この第４実施形態にかかる基板処理装置が第２実施形態と大きく相違する点は、近接ブロック３の相対移動中に近接ブロック３の上面３４に液体を追加供給している点である。すなわち、この第４実施形態は、第３実施形態に対して、近接ブロック３にカバー部材５８を装着するとともに、基板表面Ｗｆに接液するリンス層２１に直接に液体を追加供給するのに替えて、近接ブロック３の上面３４に液体を追加供給する点で相違している。なお、その他の構成および動作は第２、第３実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。

この実施形態では、近接ブロック３の上方位置に液体供給用の液体ノズル７１が１本または幅方向に沿って複数本設けられている。この液体ノズル７１には液体供給ユニット４５が接続されており、近接ブロック３の移動とともに、液体供給ユニット４５から基板Ｗに付着するリンス液と同一成分の液体が液体ノズル７１に圧送され、該液体ノズル７１から近接ブロック３の上面３４に向けて吐出される。これにより、液密層２３の上流側界面２３１ａの移動とともに近接ブロック３の上面３４に液体が供給される。このように、この実施形態では、液体ノズル７１が本発明の「第２ノズル」として機能し、液体ノズル７１および液体供給ユニット４５が本発明の「第２液体供給手段」として機能している。

近接ブロック３の上面３４に供給された液体は、上面３４から側面３２（延設面）に沿って上流辺部３３に向けて流下する一方、上面３４から近接ブロック３の下流側を臨む側面３５に沿って、対向面３１を規定する辺部のうち移動方向の下流側（−Ｘ）に位置する下流辺部３６に向けて流下する。これにより、上流辺部３３に向けて流下した液体は液密層２３の上流側界面２３１ａに供給される一方、下流辺部３６に向けて流下した液体はリンス層２１と液密層２３との境界部分に供給される。その結果、上流側界面２３１ａまたは該上流側界面２３１ａよりも移動方向の下流側（−Ｘ）において基板表面Ｗｆと接液するリンス層２１に液体が追加供給される。したがって、第３実施形態と同様に、基板表面Ｗｆが自然乾燥により乾燥する領域が発生するのをより確実に防止して基板表面Ｗｆを良好に乾燥させることができる。このように、この実施形態によれば、側面３２、３４、３５が本発明の「非対向面」として機能している。

また、この実施形態によれば、液体ノズル７１から吐出された液体が側面３２に沿って上流辺部３３に向けて流下する間に該液体に溶剤ガスを溶け込ませることができる。これにより、基板表面Ｗｆに接液するリンス液（液体）に対して表面張力が低下された液体が液密層２３の上流側界面２３１ａに効率良く送り込まれる。したがって、上流側界面２３１ａでの表面張力を効果的に低下させることができ、マランゴニ対流を効率良く引き起こして基板表面Ｗｆに対する乾燥効率を高めることができる。しかも、この実施形態によれば、対向面３１と側面（延設面）３２とが鋭角をなすように構成しているので、側面（延設面）３２を介して液体を液密層２３の上流側界面２３１ａに徐々に流下させることが可能となり、液体が側面３２を流下する間に確実に溶剤ガスを該液体に溶け込ませることができる。その結果、基板表面Ｗｆに対する乾燥効率をさらに高めることができる。

さらに、この実施形態によれば、次のような優れた作用効果を発揮することができる。すなわち、基板表面Ｗｆに向けて近接ブロック３を介して液体を供給、より具体的には近接ブロックの側面３２、３４、３５に沿って液体を基板表面Ｗｆに供給しているので液体ノズル７１から吐出された液体は近接ブロック３により整流されて基板表面Ｗｆに導かれる。このため、基板表面Ｗｆに直接に液体を供給する場合と比較して、液体の流れを均一にして液体を基板表面Ｗｆに供給することができ、液体が飛散するなどして基板表面Ｗｆに液滴残りが発生するのを抑制することができる。

また、基板表面Ｗｆの乾燥不良を防止する上では、乾燥速度、つまり液密層２３の上流側界面２３１ａの移動速度を一定とすることが望ましい。この実施形態は、このような乾燥速度を一定とする上でも、非常に有効となっている。すなわち、この実施形態によれば、液密層２３の上流側界面２３１ａに液体が供給されることで、上流側界面２３１ａにて、溶剤成分が液体に溶解した溶液（液体＋溶剤成分）中の溶剤成分濃度の変化を抑制することができる。これにより、上流側界面２３１ａでの表面張力の低下度合いをほぼ一定として、マランゴニ対流による上流側界面２３１ａ（気液固界面）の移動速度を一定にすることができる。このように、上流側界面２３１ａの移動速度を一定にすることで、基板表面Ｗｆへの液滴残りを防止しながら基板表面Ｗｆを均一に乾燥させることができる。

また、液密層２３の上流側界面２３１ａへの液体の供給は乾燥領域に隣接する領域に液体を供給することとなるため、上流側界面２３１ａへの液体の供給量は微量であることが要求される。これに対して、この実施形態によれば、液体ノズル７１から吐出された液体の一部を上流辺部３３に向けて、残余を下流辺部３６に向けて導くように構成しているので、液体ノズル７１から吐出される液体の流量制御性を向上させることができる。

＜第５実施形態＞
図１１は、この発明にかかる基板処理装置の第５実施形態を示す図である。この第５実施形態にかかる基板処理装置が第４実施形態と大きく相違する点は、液体ノズル７１から吐出された液体を側面３２との間で液密状態に満たしながら上流辺部３３に向けて導くための構成を追加している点と、溶剤ガスの滞留を防止するための構成を追加している点である。なお、その他の構成および動作は基本的に第４実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。

この実施形態では、近接ブロック３は、上記実施形態で用いられ、対向面３１と基板表面Ｗｆとに挟まれた間隙空間ＳＰに液密層２３を形成する本体部３ａと、移動方向において本体部３ａの上流側（＋Ｘ）に該本体部３ａと対向して配設された対向部３ｂとを備えている。対向部３ｂは本体部３ａと同様に、垂直断面形状が略台形となっている直角柱体であり、その一側面が本体部３ａの側面（延設面）３２と対向して、液体ノズル７１から吐出された液体を上流辺部３３に向けて導く案内面３７となっている。そして、液体ノズル７１から吐出された液体は、上面３４から側面（延設面）３２と案内面３７との間を液密状態に満たしながら上流辺部３３に向けて流下していく。したがって、液密層２３の上流側界面２３１ａに液体を側面３２と案内面３７との間でトラップしながら流下させることができるので、上流辺部３３に向けて導かれる液体の供給量が微量であっても液体の流れを均一にすることができる。このため、上流側界面２３１ａに供給される液体量を一定にして、マランゴニ対流による上流側界面２３１ａ（気液固界面）の移動速度を一定速度にコントロールすることができる。したがって、基板表面Ｗｆを均一に乾燥する上で非常に有効となっている。また、上記実施形態と同様に、液体の追加供給によりパドル状のリンス層２１が形成された状態を保持することができ、基板表面Ｗｆにおいて自然乾燥により乾燥する領域が発生するのをより確実に防止して、基板表面Ｗｆを良好に乾燥させることができる。

また、対向部３ｂの下面３８（本発明の「上流側対向部位」に相当）は、基板表面Ｗｆと対向する対向面となっており、該下面３８にはガス吐出口３９が開口されている。対向部３ｂの内部には、溶剤ガス供給ユニット４３と連通されたマニホールド４０が設けられており、制御ユニット４からの動作指令に応じて溶剤ガス供給ユニット４３が作動することで溶剤ガス供給ユニット４３から溶剤ガスがマニホールド４０に供給される。さらに、マニホールド４０からガス吐出口３９を介して溶剤ガスが液密層２３の上流側端部２３１に向けて吐出される。このため、ガス吐出口３９から吐出された溶剤ガスは液密層２３の上流側端部２３１に接触した後、対向部３ｂの下面３８と基板表面Ｗｆとに挟まれた空間を介して移動方向上流側（−Ｘ）あるいは移動方向に対して側方、つまり幅方向に排出されていく。そのため、溶剤ガスの流れを均等にして溶剤ガスの滞留を防止することができる。したがって、パーティクル発生を抑制するとともに、上流側界面２３１ａに溶剤ガスを均一に供給して基板表面Ｗｆを均一に乾燥させることができる。

＜第６実施形態＞
図１２は、この発明にかかる基板処理装置の第６実施形態を示す図である。この第６実施形態にかかる基板処理装置が第５実施形態と大きく相違する点は、近接ブロック３を移動させながら液体ノズル７１から近接ブロック３に液体を供給するのに替えて、近接ブロック３への液体の供給を近接ブロック３による基板表面Ｗｆに対するスキャン実行前に行っている点である。なお、その他の構成および動作は第５実施形態と同様である。

この実施形態では、移動方向において近接ブロック３の初期位置、つまり近接ブロック３が基板表面Ｗｆに対向配置され、基板表面Ｗｆに対するスキャンを実行する直前に液体を側面（延設面）３２と案内面３７との間に供給しておく。そして、近接ブロック３が基板表面Ｗｆに対してスキャンされると、つまり上記した初期位置から移動方向に移動されると、側面（延設面）３２と案内面３７との間から徐々に液体が上流辺部３３に向けて流下して、上流側界面２３１ａに供給される。乾燥領域に隣接する上流側界面２３１ａに供給する液体の供給量は微量であることから、このように側面３２と案内面３７との間に溜めた液体によって、基板表面Ｗｆ全体を十分に乾燥させることができる。また、１枚の基板Ｗの全面を乾燥処理する間、上流側界面２３１ａに継続して適量の液体を供給するように、対向面３１と側面３２との間の角度を最適化して近接ブロック３を形成しておくことが好ましい。

この実施形態によれば、第５実施形態と同様にして、液密層２３の上流側界面２３１ａに液体を側面３２と案内面３７との間でトラップしながら流下させることができるので、上流辺部３３に向けて導かれる液体の供給量が微量であっても液体の流れを均一にすることができる。このため、上流側界面２３１ａに供給される液体量を一定にして、基板表面Ｗｆを均一に乾燥させることができる。さらに、液体ノズル７１を近接ブロック３と同期して移動させる必要がないため、装置構成を簡素化することができる。また、上記実施形態と同様に、液体の追加供給によりパドル状のリンス層２１が形成された状態を保持することができ、基板表面Ｗｆにおいて自然乾燥により乾燥する領域が発生するのをより一層確実に防止して、基板表面Ｗｆを良好に乾燥させることができる。

＜第７実施形態＞
図１３は、この発明にかかる基板処理装置の第７実施形態である乾燥処理装置を備えた基板処理システムを示す図である。また、図１４は、図１３の乾燥処理装置を示す図である。これまでの実施形態では、スピンチャック１に保持された基板Ｗに対して薬液処理およびリンス処理などの湿式処理を施した後に、そのまま同一装置内でリンス処理済の基板に対して近接ブロック３を移動方向にスキャンさせて乾燥処理を実行するように構成していたのに対して、この実施形態では、湿式処理と乾燥処理とを分離して行うようにしている。すなわち、図１３に示す基板処理システムでは、基板Ｗに対して薬液処理およびリンス処理を施す湿式処理装置１００と、近接ブロック３が組み込まれ、基板Ｗを乾燥する乾燥処理装置２００とを一定距離だけ離間して配置するとともに、湿式処理装置１００で最終的にリンス処理を受けた基板を基板搬送装置３００により乾燥処理装置２００に搬送して乾燥処理を実行する。なお、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

この実施形態の乾燥処理装置２００では、基板Ｗのほぼ中心の上方位置（図１４の破線位置）と基板Ｗから外れた退避位置（図１４の実線位置）との間で移動可能な液体ノズル７４が設けられている。この液体ノズル７４には液体供給ユニット４９が接続されており、制御ユニット４からの動作指令に応じて液体供給ユニット４９を作動させることで所定の液体を液体ノズル７４に圧送する。これにより液体ノズル７４から基板表面Ｗｆに液体が供給される。液体としては例えば純水やＤＩＷが用いられる。なお、この液体は、この実施形態では湿式処理装置１００で用いられるリンス液と同一でなくてもよい。このように、この実施形態では、液体ノズル７４が本発明の「第１ノズル」に相当し、液体ノズル７４および液体供給ユニット４９が、本発明の「液体層形成手段」および「第１液体供給手段」として機能することとなる。

そして、基板搬送装置３００により基板Ｗを乾燥処理装置２００に搬送した後であって、近接ブロック３の対向面３１を基板表面Ｗｆに対向させて液密層２３を形成する前に、液体ノズル７４を基板Ｗのほぼ中心の上方位置（図１４の破線位置）に配置し、液体供給ユニット４９を作動させて液体ノズル７４から基板表面Ｗｆに液体を供給するとともに基板Ｗを回転させて、基板表面Ｗｆの全体にパドル状の液体層を形成する。この実施形態によれば、近接ブロック３の対向面３１を基板表面Ｗｆに対向させて液密層２３を形成する前に、液体ノズル７４から供給した液体により基板表面Ｗｆの全体にパドル状の液体層を形成しているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜その他＞
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、近接ブロック３は幅方向の長さが基板Ｗと同一あるいはそれよりも長く延びる棒状形状を有しているが、近接ブロック３の外形形状はこれに限定されるものではなく、例えば基板Ｗの外周形状に対応した半リング形状を有するものを用いてもよい。また、上記実施形態では、基板Ｗを固定配置した状態で近接ブロック３を移動させて乾燥処理を実行しているが、基板側も同時に相対移動させるように構成してもよい。また、近接ブロック３を固定配置する一方、基板Ｗのみを移動させてもよい。要は、基板表面Ｗｆから離間配置された対向面３１と基板表面Ｗｆとに挟まれた間隙空間ＳＰにリンス液を満たして液密層２３を形成した状態で、基板Ｗに対して近接ブロック３を移動方向に相対移動させるように構成すればよい。

また、上記第３実施形態では、液体ノズル７から近接ブロック３に対して移動方向の下流側（―Ｘ）で基板表面Ｗｆに向けて液体を供給しているが、液体の供給方法はこれに限定されない。例えば図１５に示すように、近接ブロック３の上面３４に、１本または複数本の液体供給用ポート７２を取り付けて近接ブロック３の内部を通して液体を液密層２３に供給するようにしてもよい。液体供給用ポート７２は近接ブロック３の内部に設けられた供給通路７３に接続されている。また、液体供給用ポート７２は液体供給ユニット４５に連通されている。そして、制御ユニット４からの動作指令に応じて液体供給ユニット４５が作動することで液体供給ユニット４５から液体が液体供給用ポート７２および供給通路７３を介して近接ブロック３と基板表面Ｗｆとに挟まれた間隙空間ＳＰに供給される。したがって、液密層２３に液体が追加供給されることで、基板表面Ｗｆにパドル状のリンス層２１が形成された状態が保持される。その結果、上記実施形態と同様に、基板表面Ｗｆにおいて自然乾燥により乾燥した領域が発生するのを避けることができ、ウォーターマーク発生を未然に防止することができる。

また、上記第３実施形態では、図８に示すように、液体ノズル７から近接ブロック３に対して移動方向の下流側（―Ｘ）で基板表面Ｗｆに向けて液体を供給しているが、これに限られず、例えば、液体ノズル７に代えて、リンスノズル８を液体ノズル７の位置に位置決め可能に構成し、このリンスノズル８から近接ブロック３に対して移動方向の下流側（―Ｘ）で基板表面Ｗｆに向けて液体を供給するようにしてもよい。この形態によれば、液体ノズル７および液体供給ユニット４５が不要になるため、構成を簡素化することができる。なお、これらの場合において、液体ノズル７やリンスノズル８を近接ブロック３とともに移動可能に構成し、液体ノズル７やリンスノズル８を近接ブロック３とともに移動させつつ、近接ブロック３に対して移動方向の下流側（―Ｘ）で基板表面Ｗｆに向けて液体を供給するようにしてもよい。

また、上記第７実施形態では、基板搬送装置３００により基板Ｗを乾燥処理装置２００に搬送した後であって近接ブロック３の移動前に、液体ノズル７４から液体を供給して基板表面Ｗｆの全体にパドル状の液体層を形成しているが、本発明はこれに限られない。例えば、湿式処理装置１００でリンス処理を受けた基板表面の全体にパドル状のリンス層を形成した状態で、基板を基板搬送装置３００により乾燥処理装置２００に搬送して、乾燥処理を実行してもよい。この形態では、湿式処理装置１００が本発明の「液体層形成手段」および「湿式処理手段」に相当する。この形態によれば、液体ノズル７４および液体供給ユニット４５が不要になるため、上記第７実施形態に比べて乾燥処理装置２００の構成を簡素化することができる。

また、近接ブロック３の形状については上記実施形態のように対向面３１に対して側面（延設面）３２が鋭角θとなるように構成されているが、近接ブロック３の形状はこれに限定されるものではなく、例えば対向面３１に対して側面３２が直角となるように構成してもよい。なお、対向面３１に対して側面３２を直角とする場合には、液体を側面３２に溜めることはできないことから、液体を供給しながら乾燥処理を実行するときは、第３〜第５実施形態や図１４に示す形態のように、液体ノズル７、７１や液体供給用ポート７２から液体を供給する必要がある。

また、上記実施形態では略円盤状の基板Ｗに対して乾燥処理を施しているが、本発明にかかる基板処理装置の適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば液晶表示用ガラス基板などのように角型基板の基板表面を乾燥させる基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。例えば図１６に示すように、本発明の「駆動手段」に相当する複数の搬送ローラ６８を搬送方向（＋Ｘ）に配置するとともに、該搬送ローラ６８により基板Ｗを搬送しながら上記実施形態と同一構成の近接ブロック３を固定配置してもよい。この基板処理装置においては、基板Ｗが搬送方向（＋Ｘ）に搬送されるため、本発明の「所定の移動方向」は搬送方向と反対の方向（−Ｘ）に相当するが、基本的な動作は上記実施形態と全く同一であり、同様の作用効果が得られる。

また、上記実施形態では、基板表面Ｗｆの全面にパドル状のリンス層２１または液体層を形成した後に、近接ブロック３の対向面３１が基板表面Ｗｆから離間配置されて間隙空間ＳＰに液密層２３を形成するようにしているが、この発明は、基板表面Ｗｆの全面にパドル状のリンス層２１または液体層を形成するのに限られない。要は、移動方向における液密層２３の上流側端部２３１より下流側（−Ｘ）の基板表面Ｗｆ全体にパドル状のリンス層または液体層を形成すればよい。これによって、液体で濡れた状態からマランゴニ効果による乾燥が行われることとなり、自然乾燥による乾燥は発生せず、基板表面Ｗｆをマランゴニ効果のみにより良好に乾燥することができる。

また、上記実施形態では、乾燥処理を施すべき基板表面Ｗｆが上方を向いた状態で該基板Ｗに対して近接ブロック３を移動方向に相対移動させて乾燥処理を行っているが、基板姿勢はこれに限定されるものではない。

さらに、上記実施形態では、リンス液で濡れた基板表面Ｗｆを乾燥させているが、リンス液以外の液体で濡れた基板表面を乾燥させる基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などを含む基板全般の表面に対して乾燥処理を施す基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。

この発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図である。 図１の基板処理装置の部分拡大図である。 近接ブロックの斜視図である。 溶剤ガス供給ユニットの構成の一例を示す図である。 図１の基板処理装置の動作を示す模式図である。 近接ブロックの移動による乾燥動作を示す図である。 この発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を示す図である。 この発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示す図である。 図８の基板処理装置の部分拡大図である。 この発明にかかる基板処理装置の第４実施形態を示す図である。 この発明にかかる基板処理装置の第５実施形態を示す図である。 この発明にかかる基板処理装置の第６実施形態を示す図である。 この発明にかかる基板処理装置の第７実施形態である乾燥処理装置を備えた基板処理システムを示す図である。 図１３の乾燥処理装置を示す図である。 本発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す側面図である。 本発明にかかる基板処理装置の別の実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

３…近接ブロック（近接部材）、７…液体ノズル（第２液体供給手段）、８…リンスノズル（液体層形成手段、湿式処理手段）、３１…対向面、３２…側面（非対向面、延設面）、３３…上流辺部、３４、３５…側面（非対向面）、３６…下流辺部、３７…案内面、３８…下面（上流側対向部位）、３９…ガス吐出口、４１…ブロック駆動機構（駆動手段）、４５…液体供給ユニット（第２液体供給手段）、４８…リンス液供給ユニット（液体層形成手段、湿式処理手段）、４９…液体供給ユニット（液体層形成手段、第１液体供給手段）、５８…カバー部材、７１…液体ノズル（第２ノズル、第２液体供給手段）、７４…液体ノズル（液体層形成手段、第１ノズル、第１液体供給手段）、１００…湿式処理装置（液体層形成手段、湿式処理手段）、２３１…（液密層の）上流側端部（移動方向における液密層の上流側端部）、２３１ａ…（液密層の）上流側界面、ＳＰ…間隙空間、ＵＡ…（液密層の）上流側雰囲気、Ｗ…基板、Ｗｆ…基板表面、Ｘ…移動方向、θ…鋭角

Claims (15)

1. 液体で濡れた基板表面を上方に向けて水平に保持された基板を乾燥させる基板処理装置において、
   前記基板表面に対向する対向面を有し、該対向面が前記基板表面から離間配置されるとともに該対向面と前記基板表面とに挟まれた間隙空間に前記液体が満たされて液密層が形成された状態で、前記基板に対して所定の移動方向に相対移動自在な近接部材と、
   前記近接部材を前記基板に対して前記移動方向に相対移動させる駆動手段と、
   前記液体に溶解して表面張力を低下させる溶剤成分を必須的に含む溶剤ガスを前記移動方向における前記液密層の上流側端部に向けて供給する溶剤ガス供給手段と、
   前記基板表面全体にパドル状の液体層を形成する液体層形成手段とを備え、
   前記近接部材は、前記対向面を規定する辺部のうち前記移動方向の上流側に位置する上流辺部と接続されるとともに該接続位置から前記移動方向の上流側を臨みながら前記基板表面から離れる方向に傾斜して設けられた延設面を有し、
   前記溶剤ガス供給手段は、前記近接部材の上流側端部の上方に配置されて前記液密層の上流側端部に向けて前記溶剤ガスを吐出するガスノズルを有し、
   前記駆動手段は、前記液体層形成手段により形成された前記液体層に前記近接部材を相対移動させて前記液密層を形成する
   ことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記液体層形成手段は、前記基板表面に対して前記液体を用いた所定の湿式処理を実行するとともに、該湿式処理の実行後に前記基板表面の全面に前記パドル状の液体層を形成する湿式処理手段を有する請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記液体がリンス液であり、前記湿式処理手段は、前記湿式処理としてリンス処理を実行する請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記液体層形成手段は、前記近接部材の前記対向面が前記基板表面から離間配置されて前記間隙空間に前記液密層が形成される前に、前記基板表面に向けて前記液体を供給して前記基板表面の全面に前記パドル状の液体層を形成する第１液体供給手段を有する請求項１記載の基板処理装置。
5. 前記第１液体供給手段は、前記基板表面に向けて前記液体を吐出する第１ノズルを有する請求項４記載の基板処理装置。
6. 前記近接部材の相対移動中に前記移動方向における前記液密層の上流側端部より下流側の前記基板表面に向けて前記液体を供給する第２液体供給手段をさらに備えた請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。
7. 前記第２液体供給手段は、前記近接部材の対向面を除く非対向面に向けて前記液体を吐出する第２ノズルを有し、
   前記近接部材は、前記第２ノズルから前記非対向面に吐出された前記液体を前記非対向面に沿って、前記上流辺部に向けて導く請求項６記載の基板処理装置。
8. 前記近接部材は、前記第２ノズルから前記非対向面に吐出された前記液体を前記非対向面に沿って、前記対向面を規定する辺部のうち前記上流辺部とともに前記移動方向の下流側に位置する下流辺部に向けて導く請求項７記載の基板処理装置。
9. 前記近接部材は、前記第２ノズルから吐出された前記液体を前記延設面を介して前記上流辺部に向けて導く請求項７または８記載の基板処理装置。
10. 前記近接部材の上流側端部では、前記対向面と前記延設面とが鋭角をなしている請求項９記載の基板処理装置。
11. 前記近接部材は、前記延設面と対向して前記液体を前記上流辺部に向けて導く案内面をさらに有し、前記第２ノズルから吐出された前記液体で前記延設面と前記案内面との間を液密状態に満たしながら前記上流辺部に向けて前記液体を導く請求項９または１０記載の基板処理装置。
12. 前記溶剤ガス供給手段は、前記移動方向において前記液密層の上流側に位置する上流側雰囲気を取り囲むカバー部材を有し、前記上流側雰囲気に前記溶剤ガスを供給する請求項１ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置。
13. 前記近接部材は、前記対向面の前記移動方向の上流側に前記基板表面に対向しながら離間配置されるとともに、ガス吐出口が開口された上流側対向部位をさらに有し、
    前記溶剤ガス供給手段は、前記ガス吐出口から前記溶剤ガスを前記液密層の前記移動方向の上流側に向けて吐出する請求項１ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置。
14. 前記近接部材が石英で形成されている請求項１ないし１３のいずれかに記載の基板処理装置。
15. 液体で濡れた基板表面を上方に向けて水平に保持された基板を乾燥させる基板処理方法において、
    前記基板表面全体にパドル状の液体層を形成する工程と、
    前記基板表面に対向する対向面と、前記対向面を規定する辺部のうち所定の移動方向の上流側に位置する上流辺部と接続されるとともに該接続位置から前記移動方向の上流側を臨みながら前記基板表面から離れる方向に傾斜して設けられた延設面とを有する近接部材を、前記液体層中でかつ前記基板表面から前記対向面が離間するように配置することによって、前記対向面と前記基板表面とに挟まれた間隙空間に前記液体を満たして液密層を形成する工程と、
    前記液密層が形成された状態を維持しつつ前記近接部材を前記基板に対して前記移動方向に相対移動させる工程と、
    前記近接部材の上流側端部の上方に配置されるノズルから前記液体に溶解して表面張力を低下させる溶剤成分を必須的に含む溶剤ガスを前記移動方向における前記液密層の上流側端部に向けて供給する工程と
    を備えたことを特徴とする基板処理方法。
    

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