基板処理方法および基板処理装置
【課題】基板表面を乾燥させる前に該基板表面に未使用の有機溶剤を供給して基板表面を乾燥に適した表面状態に調整した後に基板表面を乾燥させる基板処理方法および装置において、有機溶剤の消費量を抑制する。
【解決手段】基板処理した際に発生する使用済みのＩＰＡを回収し、再利用ＩＰＡとして貯留タンク７１に貯留している。そして、基板Ｗに乾燥処理の実行前に２段階のＩＰＡ供給を行っている。つまり、リンス処理を受けた基板Ｗに対して再利用ＩＰＡを供給して基板表面Ｗfに付着しているリンス液（ＤＩＷ）を再利用ＩＰＡに置換した後に未使用のＩＰＡを基板表面Ｗfに供給して乾燥処理に適した表面状態を形成している。
【解決手段】基板処理した際に発生する使用済みのＩＰＡを回収し、再利用ＩＰＡとして貯留タンク７１に貯留している。そして、基板Ｗに乾燥処理の実行前に２段階のＩＰＡ供給を行っている。つまり、リンス処理を受けた基板Ｗに対して再利用ＩＰＡを供給して基板表面Ｗfに付着しているリンス液（ＤＩＷ）を再利用ＩＰＡに置換した後に未使用のＩＰＡを基板表面Ｗfに供給して乾燥処理に適した表面状態を形成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を乾燥させる基板処理方法および基板処理装置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、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：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等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
薬液による薬液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、基板表面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、純水よりも表面張力が低いＩＰＡ（イソプロピルアルコール：isopropyl alcohol）などの有機溶剤を用いた乾燥方法が知られている。こ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ある。この乾燥方法を実行する基板処理装置では、基板表面に対してフッ酸処理を行った後、純水を基板表面に供給してリンス処理を施している。次いで、純水の供給停止後に途切れることなくあるいは純水を供給している途中から基板の表面にＩＰＡを供給している。これにより、基板表面上の純水にＩＰＡが溶解して純水がＩＰＡにより置換される。このように乾燥処理を行う前に基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整している（乾燥前処理）。そして、基板表面の全面がＩＰＡで濡れた状態のまま、基板が高速回転される。この基板回転によって基板表面からＩＰＡが除去され、基板表面の乾燥処理が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３８５９５号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＩＰＡなどの有機溶剤を使用する場合、有機溶剤のランニングコストや排液処理にかかる負担などを考慮して有機溶剤の消費量をできるだけ抑制したいと要請がある。しかしながら、従来技術では、乾燥性能のみに重点が置かれ、有機溶剤の消費量を抑制するための十分な検討がなされていなかった。
【０００５】
また、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おり、高アスペクト比のホールやトレンチなどの凹部が基板表面に形成されることが多くなっている。このような基板表面に対してＩＰＡを供給して凹部内部にまでＩＰＡを行き渡らせるためには、ある程度の時間ＩＰＡを供給し続ける必要があった。その結果、近年のパターン微細化の進行に伴って、ＩＰＡの使用量が増大する傾向にあった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板表面を乾燥させる前に該基板表面に有機溶剤を供給して基板表面を乾燥に適した表面状態に調整した後に基板表面を乾燥させる基板処理方法および装置において、有機溶剤の消費量を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる基板処理方法は、基板の表面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、再利用有機溶剤を基板の表面に供給する第１工程と、再利用有機溶剤で濡れた基板表面に未使用の有機溶剤を供給して基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整する第２工程と、第２工程後に基板表面から有機溶剤を除去して基板表面を乾燥する第３工程とを備え、第２工程は、基板表面から排出される余剰の有機溶剤を回収するとともに、当該回収後に実行される第１工程において使用される再利用有機溶剤として余剰の有機溶剤を貯留することを特徴としている。
【０００８】
また、この発明にかかる基板処理装置は、基板の表面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、再利用有機溶剤を貯留するタンクを有し、当該タンク内の再利用有機溶剤を基板表面に供給する第１供給手段と、再利用有機溶剤で濡れた基板表面に未使用の有機溶剤を供給して基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整する第２供給手段と、上記表面状態を有する基板表面から有機溶剤を除去して基板表面を乾燥させる乾燥手段と、第２供給手段により未使用有機溶剤を基板表面に供給した際に基板表面から排出される有機溶剤を再利用有機溶剤として回収してタンクに貯留する回収手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明（基板処理方法および装置）では、従来技術と同様に、基板表面を乾燥させる前に基板表面に有機溶剤が供給され、これによって基板表面に付着している液体成分（有機溶剤）の表面張力が低下して基板乾燥に適した表面状態が形成される。ただし、この発明では、従来技術とは異なり、有機溶剤の供給が２段階に分けて行われている。すなわち、一度使用された有機溶剤が再利用有機溶剤として基板の表面に供給された後、再利用有機溶剤で濡れた基板表面に未使用の有機溶剤が供給されて基板表面が基板乾燥に適した表面状態に調整される。そして、基板表面から有機溶剤が除去されて基板表面が乾燥される。このように未使用有機溶剤の供給によって基板表面は最終的に基板乾燥に適した状態となり、その表面状態のまま基板乾燥が実行されるため、優れた乾燥性能で基板を乾燥させることができる。しかも、この発明では、未使用有機溶剤を基板表面に供給した際に基板表面から排出される有機溶剤が回収され、その回収後に再利用有機溶剤として利用される。このように未使用有機溶剤を再利用することで有機溶剤の消費量が低減される。
【００１０】
ここで、再利用有機溶剤を基板表面に供給した際に基板表面から排出される余剰の有機溶剤を再利用有機溶剤として回収し、その回収後に使用される再利用有機溶剤として貯留しておき、再利用してもよい。このように再利用有機溶剤を再度利用することで有機溶剤の消費量がさらに低減される。
【００１１】
再利用有機溶剤を基板表面に供給することで、基板表面に付着している液体を再利用有機溶剤に置換してもよい。この場合、未使用有機溶剤の供給前に液体が基板表面から除去されているため、基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整するために要する未使用有機溶剤の量（以下「調整必要量」という）を低減させることができる。
【００１２】
ところで、このように基板表面に付着している液体を再利用有機溶剤に置換すると、回収貯留される再利用有機溶剤に液体が混入して有機溶剤の濃度が低下していく。そして、濃度低下した再利用有機溶剤をそのまま用いると、未使用有機溶剤の調整必要量が増大して有機溶剤の消費量が増える。そこで、上記のようにして余剰の有機溶剤をタンクに再利用有機溶剤として回収することによりタンク内での再利用有機溶剤の濃度が所定濃度未満となると、タンクに貯留されている再利用有機溶剤の一部または全部を排出するとともに、未使用の有機溶剤をタンクに補充してタンクに貯留される再利用有機溶剤の濃度を所定濃度以上に高めるように構成してもよい。これにより、再利用有機溶剤の濃度が所定濃度以上に維持される。その結果、調整必要量を抑制して有機溶剤の消費量を抑制することができる。
【００１３】
また、有機溶剤の回収貯留により、タンクでの再利用有機溶剤の貯留量が増大していく。そこで、タンク内での再利用有機溶剤の貯留量が所定量を超えると、タンクに貯留されている再利用有機溶剤の一部を排出して貯留量を所定値以下に低減させてもよい。これによって、タンクから再利用有機溶剤がオーバーフローするのを確実に防止することができる。
【００１４】
また、基板を回転させて基板乾燥を行ってもよい。この場合、基板回転に伴って発生する遠心力によって基板から有機溶剤が振り切られるが、その有機溶剤を回収するとともに当該回収後に使用される再利用有機溶剤として貯留しておき、再利用してもよい。このように再利用有機溶剤を再度利用することで有機溶剤の消費量がさらに低減される。
【００１５】
有機溶剤としては、純水などの基板表面に付着している液体よりも表面張力が低いもの、例えばアルコール系有機溶剤を用いることができる。アルコール系有機溶剤としては、安全性、価格等の観点からイソプロピルアルコール、エチルアルコールまたはメチルアルコールを用いることができるが、特にイソプロピルアルコールが好適である。
【００１６】
なお、この明細書における「有機溶剤」とは濃度１００％のみならず、他の液体成分を含むものも含まれ、濃度が異なるものを示す場合には、「１００％ＩＰＡ」や「９０％ＩＰＡ」などのように濃度と溶剤成分とを併記して有機溶剤を特定している。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、一度使用された有機溶剤を再利用有機溶剤として基板の表面に供給した後、再利用有機溶剤で濡れた基板表面に未使用の有機溶剤を供給して基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整している。このため、基板表面を良好に乾燥させることができるとともに、その際に消費される有機溶剤の量を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１はこの発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置は半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗfに付着している不要物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、基板表面Ｗfに対してフッ酸などの薬液による薬液処理および純水やＤＩＷ（脱イオン水：deionized
water）などのリンス液によるリンス処理を施した後、リンス液で濡れた基板表面Ｗfを乾燥させる装置である。なお、この実施形態では、基板表面Ｗfとはｐｏｌｙ−Ｓｉ等からなるデバイスパターンが形成されたパターン形成面をいう。
【００１９】
この基板処理装置は、基板表面Ｗfを上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢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の表面Ｗfに向けて薬液を吐出する薬液吐出ノズル３と、スピンチャック１の上方位置に配置された遮断部材９とを備えている。
【００２０】
スピンチャック１は、回転支軸１１がモータを含むチャック回転機構１３の回転軸に連結されており、チャック回転機構１３の駆動により回転軸Ｊ（鉛直軸）回りに回転可能となっている。これら回転支軸１１、チャック回転機構１３は、円筒状のケーシング２内に収容されている。回転支軸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機構１３を駆動させることによりスピンベース１５が回転軸Ｊ回りに回転する。また、制御ユニット４はチャック回転機構１３を制御して回転速度を調整する。
【００２１】
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と、基板支持部に支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン１７は、基板保持部が基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板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。
【００２２】
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、後述する基板処理を基板Ｗに対して行う際には、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。これにより、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支持される。なお、基板保持手段としてはチャックピン１７に限らず、基板裏面Ｗｂを吸引して基板Ｗを支持する真空チャックを用いてもよい。
【００２３】
薬液吐出ノズル３は、薬液バルブ３１を介して薬液供給源と接続されている。このため、制御ユニット４からの制御指令に基づいて薬液バルブ３１が開閉されると、薬液供給源から薬液が薬液吐出ノズル３に向けて圧送され、薬液吐出ノズル３から薬液が吐出される。なお、薬液にはフッ酸またはＢＨＦ（バッファードフッ酸）などが用いられる。また、薬液吐出ノズル３にはノズル移動機構３３（図２）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ノズル移動機構３３が駆動されることで、薬液吐出ノズル３を基板Ｗの回転中心の上方の吐出位置と吐出位置から側方に退避した待機位置との間で往復移動させることができる。
【００２４】
遮断部材９は、板状部材９０と、内部が中空に仕上げられ、板状部材９０を支持する回転支軸９１と、回転支軸９１の中空部に挿通された内挿軸９５とを有している。板状部材９０は、中心部に開口部を有する円盤状の部材であって、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗfに対向配置されている。板状部材９０は、その下面（底面）９０ａが基板表面Ｗfと略平行に対向する基板対向面となっており、その平面サイズは基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成されている。板状部材９０は略円筒形状を有する回転支軸９１の下端部に略水平に取り付けられ、回転支軸９１は水平方向に延びるアーム９２により基板Ｗの中心を通る回転軸Ｊ回りに回転可能に保持されている。内挿軸９５の外周面と回転支軸９１の内周面との間にはベアリング（図示せず）が介在して取り付けられている。アーム９２には、遮断部材回転機構９３と遮断部材昇降機構９４が接続されている。
【００２５】
遮断部材回転機構９３は、制御ユニット４からの動作指令に応じて回転支軸９１を回転軸Ｊ回りに回転させる。回転支軸９１が回転させられると、板状部材９０が回転支軸９１とともに一体的に回転する。遮断部材回転機構９３は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの回転に応じて基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で板状部材９０（下面９０ａ）を回転させるように構成されている。
【００２６】
また、遮断部材昇降機構９４は、制御ユニット４からの動作指令に応じて遮断部材９をスピンベース１５に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット４は遮断部材昇降機構９４を作動させることで、基板処理装置に対して基板Ｗを搬入出させる際には、スピンチャック１の上方の離間位置に遮断部材９を上昇させる。その一方で、基板Ｗに対して所定の処理を施す際には、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗfのごく近傍に設定された所定の対向位置（図１に示す位置）まで遮断部材９を下降させる。この実施形態では、リンス処理が開始されてから遮断部材９を離間位置から対向位置に下降させ、乾燥処理が完了するまで継続して遮断部材９を対向位置に位置させる。
【００２７】
回転支軸９１の中空部に内挿された内挿軸９５は、横断面が円形に形成されている。これは、内挿軸９５（非回転側部材）と回転支軸９１（回転側部材）との隙間の間隔を全周にわたって均等にするためであり、該隙間にシールガスを導入することで内挿軸９５と回転支軸９１との隙間を外部からシールされた状態としている。内挿軸９５には３本の流体供給路（図示省略）が鉛直軸方向に延びるように形成されている。すなわち、リンス液の通路となるリンス液供給路、再利用ＩＰＡの通路となる第１溶剤供給路および未使用ＩＰＡの通路となる第２溶剤供給路が内挿軸９５に形成されている。リンス液供給路、第１溶剤供給路および第２溶剤供給路はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：polytetrafluoroethylene）からなる内挿軸９５にそれぞれ、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂：polymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinylether）製のチューブ（図示省略）を軸方向に挿入することによって形成されている。そして、リンス液供給路、第１溶剤供給路および第２溶剤供給路の下端がそれぞれ、リンス液吐出口、第１溶剤吐出口および第２溶剤吐出口となってスピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗfと対向している。
【００２８】
また、回転支軸９１の内壁面と内挿軸９５の外壁面との間に形成される空間部分がガス供給路９９を構成しており、ガス供給路９９の下端が環状のガス吐出口となっている。このため、窒素ガスの用途に応じて適切な流量および流速で窒素ガスを基板表面Ｗfに向けて供給することができる。なお、内挿軸９５に対し、上記３種類の流体供給路以外に、窒素ガスを供給する流体供給経路をさらに設けて基板表面Ｗfの中央部に窒素ガスを供給するように構成してもよい。
【００２９】
リンス液供給路の上端部はリンス液バルブ４１を介して工場のユーティリティ等で構成されるＤＩＷ供給源に接続されており、リンス液バルブ４１が開かれることにより、リンス液吐出口からＤＩＷをリンス液として吐出可能となっている。
【００３０】
また、第１溶剤供給路の上端部には、本発明の「第１供給手段」に相当する第１溶剤供給ユニット７が接続されている。第１溶剤供給ユニット７は、後述するようにしてＩＰＡを回収して再利用ＩＰＡとして貯留する貯留タンク７１を有している。この貯留タンク７１には後述する排出口から伸びる回収配管７２の一端が取り込まれている。また、貯留タンク７１には、その一端が第１溶剤供給路に接続された第１溶剤供給管７３の他端が挿入され、貯留タンク７１に貯留されている再利用ＩＰＡをバルブ７４を介して第１溶剤供給路に供給可能に構成されている。この第１溶剤供給管７３には、貯留タンク７１に貯留されている再利用ＩＰＡを第１溶剤供給管７３に送り出す定量ポンプ７５や、定量ポンプ７５により第１溶剤供給管７３に送り出される再利用ＩＰＡ中の異物を除去するフィルタ７６が設けられている。さらに、第１溶剤供給管７３にはＩＰＡ濃度を監視するための濃度計７７が介装されている。濃度計７７としては、近赤外線液体成分濃度計が用いられる。近赤外線液体成分濃度計は、液中に赤外線を照射し、液中の成分濃度に応じた赤外線の吸収現象から吸収量を検知器で捉えることにより液中の目的とする成分濃度を求めるものである。
【００３１】
また、第１溶剤供給管７３には、バルブ７４と濃度計７７との間に溶剤循環管７８の一端が分岐接続される一方、溶剤循環管７８の他端が貯留タンク７１に接続されている。この溶剤循環管７８には循環用バルブ７９が介装されている。そして、装置の稼動中は、定量ポンプ７５が常に駆動され、基板Ｗに再利用ＩＰＡを供給しない間は、バルブ７４が閉じられる一方、循環用バルブ７９が開かれる。これにより、貯留タンク７１から定量ポンプ７５により送り出される再利用ＩＰＡが溶剤循環管７８を通じて貯留タンク７１に戻される。つまり、基板Ｗに再利用ＩＰＡを供給しない間は、貯留タンク７１、第１溶剤供給管７３および溶剤循環管７８からなる循環経路を再利用ＩＰＡが循環する。その一方で、基板Ｗに再利用ＩＰＡを供給するタイミングになると、バルブ７４が開かれる一方、循環用バルブ７９が閉じられる。これにより、貯留タンク７１から送り出される再利用ＩＰＡが第１溶剤供給路に供給される。このように、基板Ｗに再利用ＩＰＡを供給しない間は、再利用ＩＰＡを循環させておくことによって、ＤＩＷとＩＰＡとが攪拌され、ＤＩＷとＩＰＡとを十分に混ざり合った状態とすることができる。また、バルブ７４の開成後、異物が除去された再利用ＩＰＡを速やかに第１溶剤供給路に供給することができる。なお、同図中の符号７０１は貯留タンク７１の下方側面に取り付けられた排出管であり、この排液管７０１にバルブ７０２が介挿されている。また、符号７０３は貯留タンク７１内に貯留された再利用ＩＰＡの貯留レベルを検出するセンサであり、貯留レベルが一定値に達して再利用ＩＰＡが所定量を超えたことを検出すると、その検出結果を示す信号がセンサ７０３から制御ユニット４に与えられる。そして、その信号に基づき制御ユニット４が開成指令をバルブ７０２に与えると、バルブ７０２が開いて貯留タンク７１内の再利用ＩＰＡを排液管７０１を介して排出する。
【００３２】
第２溶剤供給路の上端部には、本発明の「第２供給手段」に相当する第２溶剤供給ユニット８が接続されている。第２溶剤供給ユニット８は、未使用のＩＰＡを貯留する貯留タンク８１を有している。この貯留タンク８１には、その一端が第２溶剤供給路に接続された第２溶剤供給管８２の他端が挿入され、貯留タンク８１に貯留されている未使用ＩＰＡをバルブ８３を介して第２溶剤供給路に供給可能に構成されている。この第２溶剤供給管８２には、貯留タンク８１に貯留されている未使用ＩＰＡを第２溶剤供給管８２に送り出す定量ポンプ８４や、定量ポンプ８４により第２溶剤供給管８２に送り出される未使用ＩＰＡ中の異物を除去するフィルタ８５が設けられている。そして、基板Ｗに未使用ＩＰＡを供給しない間はバルブ８３が閉じられる。その一方で、基板Ｗに未使用ＩＰＡを供給するタイミングになると、バルブ８３が開かれる。これにより、貯留タンク８１から送り出される未使用ＩＰＡが第２溶剤供給路に供給される。このように、バルブ８３の開成後、異物が除去された未使用ＩＰＡを速やかに第２溶剤供給路に供給することができる。なお、この実施形態では、未使用ＩＰＡとして１００％ＩＰＡを用いている。
【００３３】
ガス供給路９９の上端部はガス供給ユニット１８（図２）と接続されており、制御ユニット４の動作指令に応じてガス供給ユニット１８からガス供給路９９に窒素ガスを圧送可能となっている。これにより、対向位置に位置決めされた遮断部材９（板状部材９０）と基板表面Ｗfとの間に形成される間隙空間ＳＰに窒素ガスを供給することができる。
【００３４】
ケーシング２の周囲には、受け部材２１が固定的に取り付けられている。受け部材２１には、円筒状の仕切り部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃが立設されている。仕切り部材２３ａの内壁と仕切り部材２３ｂの外壁との間の空間が第１排液槽２５ａを形成し、仕切り部材２３ｂの内壁と仕切り部材２３ｃの外壁との間の空間が第２排液槽２５ｂを形成し、ケーシング２の外壁と仕切り部材２３ｃの内壁との間の空間が第３排液槽２５ｃを形成している。
【００３５】
第１排液槽２５ａ、第２排液槽２５ｂおよび第３排液槽２５ｃの底部にはそれぞれ、排出口２７ａ，２７ｂ，２７ｃが形成されている。これらのうち排出口２７ｂは回収配管７２に接続される一方、残りの排出口２７ａ，２７ｃは相互に異なるドレインに接続されている。例えばこの実施形態では、第１排液槽２５ａは使用済みの薬液およびリンス液を回収するための槽であり、薬液およびリンス液を回収するための回収ドレインに連通されている。また、第２排液槽２５ｂは使用済みのＩＰＡを回収するための槽であり、排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に連通されている。
【００３６】
排液槽２５ａ〜２５ｃの上方にはスプラッシュガード６が設けられている。スプラッシュガード６はスピンチャック１に水平姿勢で保持されている基板Ｗの周囲を包囲するようにスピンチャック１の回転軸Ｊに対して昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード６は回転軸Ｊに対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック１と同心円状に径方向内側から外側に向かって配置された３つのガード６１，６２，６３を備えている。３つのガード６１，６２，６３は、最外部のガード６１から最内部のガード６３に向かって、順に高さが低くなるように設けられるとともに、各ガード６１，６２，６３の上端部が鉛直方向に延びる面内に収まるように配置されている。
【００３７】
スプラッシュガード６は、ガード昇降機構６５と接続され、制御ユニット４からの動作指令に応じてガード昇降機構６５の昇降駆動用アクチェータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで、スプラッシュガード６をスピンチャック１に対して昇降させることが可能となっている。この実施形態では、ガード昇降機構６５の駆動によりスプラッシュガード６を段階的に昇降させることで、回転する基板Ｗから飛散する処理液を分別して排液させることが可能となっている。
【００３８】
スプラッシュガード６を最も低い位置（以下「退避位置」という）に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上端部から突出させることで、基板搬送手段（図示せず）が未処理の基板Ｗをスピンチャック１に載置したり、処理済の基板Ｗをスピンチャック１から受け取ることが可能となっている。
【００３９】
ガード６１の上部には、断面くの字形で内方に開いた溝状の第１案内部６１ａが形成されている。そして、薬液処理時にスプラッシュガード６を退避位置よりも高い位置（以下「第１高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液が第１案内部６１ａで受け止められ、第１排液槽２５ａに案内される。具体的には、第１高さ位置として、第１案内部６１ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液やリンス液がガード６１を介して第１排液槽２５ａに案内される。
【００４０】
また、ガード６２の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部６２ａが形成されている。そして、リンス処理時にスプラッシュガード６を第１高さ位置よりも高い位置（以下「第２高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡが傾斜部６２ａで受け止められ、第２排液槽２５ｂに案内される。具体的には、第２高さ位置として、傾斜部６２ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡがガード６１の上端部とガード６２の上端部との間を通り抜けて第２排液槽２５ｂに案内される。そして、ＩＰＡは排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収貯留される。このように、本実施形態では、ガード６２、第２排液槽２５ｂおよび回収配管７２が本発明の「回収手段」として機能している。
【００４１】
なお、この実施形態では、スプラッシュガード６を第１高さ位置に移動させて薬液およびリンス液を排出するが、薬液とリンス液を個別に分離して排出してもよい。つまり、スプラッシュガード６を第１高さ位置に移動させて薬液を排出し、スプラッシュガード６を第２高さ位置に移動させてリンス液を排出してもよい。この場合、スプラッシュガード６を第３高さ位置に移動させてＩＰＡを回収することができる。つまり、ガード６３の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部６３ａが形成されている。そして、スプラッシュガード６を第２高さ位置よりも高い位置（以下「第３高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡが傾斜部６３ａで受け止められ、第３排液槽２５ｃに案内される。具体的には、第３高さ位置として、傾斜部６３ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡがガード６２の上端部とガード６３の上端部との間を通り抜けて第３排液槽２５ｃに案内される。ただし、この場合には、回収配管７２の他端を排出口２７ｃに接続する必要があり、ガード６３、第３排液槽２５ｃおよび回収配管７２が本発明の「回収手段」として機能している。
【００４２】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図３および図４を参照しつつ詳述する。図３は図１の基板処理装置の動作を示すタイミングチャートである。また、図４は図１の基板処理装置の動作を示す模式図である。この装置では、制御ユニット４はメモリ（図示省略）に記憶されているプログラムにしたがって装置各部を制御して基板Ｗに対して一連の処理を施す。すなわち、制御ユニット４はスプラッシュガード６を退避位置に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上端部から突出させる。そして、この状態で基板搬送手段（図示せず）により未処理の基板Ｗが装置内に搬入されると、基板Ｗに対して一連の基板処理（薬液処理＋リンス処理＋置換処理＋乾燥前処理＋乾燥処理）を実行する。基板表面Ｗfには例えばｐｏｌｙ−Ｓｉからなる微細パターンが形成されている。そこで、この実施形態では、基板表面Ｗfを上方に向けた状態で基板Ｗが装置内に搬入され、スピンチャック１に保持される。なお、遮断部材９はスピンチャック１の上方の離間位置にあり、基板Ｗとの干渉を防止している。
【００４３】
続いて、制御ユニット４はスプラッシュガード６を第１高さ位置に配置して、基板Ｗに対して薬液処理を実行する（図４（ａ））。すなわち、薬液吐出ノズル３を吐出位置に移動させるとともに、チャック回転機構１３の駆動によりスピンチャック１に保持された基板Ｗを２００〜１２００ｒｐｍの範囲内で定められる回転速度（例えば８００ｒｐｍ）で回転させる。そして、薬液バルブ３１を開いて薬液吐出ノズル３から基板表面Ｗfに薬液としてフッ酸を供給する（ＨＦ供給）。基板表面Ｗfに供給されたフッ酸は遠心力により広げられ、基板表面Ｗf全体がフッ酸により薬液処理される。基板Ｗから振り切られたフッ酸は第１排液槽２５ａに案内され、回収ドレインに送られる。
【００４４】
薬液処理が終了すると、薬液吐出ノズル３が待機位置に移動される。そして、スプラッシュガード６が第１高さ位置のまま基板Ｗに対してリンス処理が実行される。すなわち、リンス液バルブ４１を開いて、離間位置に位置する遮断部材９のリンス液吐出口からリンス液を吐出させる（ＤＩＷ供給）。また、リンス液の吐出と同時に遮断部材９を対向位置に向けて下降させ、該対向位置に位置決めする。このように、薬液処理後、すぐに基板表面Ｗfにリンス液を供給することで基板表面Ｗfを継続して濡れた状態としておく。これは次のような理由による。すなわち、薬液処理後、フッ酸が基板Ｗから振り切られると、基板表面Ｗfの乾燥がはじまる。その結果、基板表面Ｗfが部分的に乾燥し、基板表面Ｗfにシミ等が発生することがある。したがって、このような基板表面Ｗfの部分的な乾燥を防止するため、基板表面Ｗfを濡れた状態としておくことが重要となっている。また、遮断部材９のガス吐出口から窒素ガスを吐出させる。
【００４５】
リンス液吐出口から基板表面Ｗfに供給されたリンス液は基板Ｗの回転に伴う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。つまり、基板表面Ｗfに残留付着するフッ酸がリンス液によって洗い流され基板表面Ｗfから除去される。また、基板Ｗから振り切られた使用済みのリンス液は第１排液槽２５ａに案内され、回収ドレインを介して廃棄される（図４（ｂ））。また、間隙空間ＳＰに窒素ガスが供給されることで基板表面Ｗfの周囲雰囲気が低酸素濃度雰囲気に保たれている。このため、リンス液の溶存酸素濃度の上昇を抑制することができる。なお、リンス処理時における基板Ｗの回転速度は前半において例えば６００ｒｐｍに設定され、リンス処理の後半において例えば３００ｒｐｍに減速される（図３）。このようにしてリンス処理を受けた基板Ｗでは、基板表面Ｗf上にＤＩＷ液膜が回転速度に応じた膜厚で形成されている。
【００４６】
また、上記したリンス処理および後述の処理（置換処理、乾燥前処理、乾燥処理）を実行する際には、遮断部材９の板状部材９０を基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で回転させる。これにより、板状部材９０の下面９０ａと基板表面Ｗfとの間に相対的な回転速度差が発生するのを防止して、間隙空間ＳＰに巻き込み気流が発生するのを抑制することができる。このため、ミスト状のリンス液および低表面張力溶剤が間隙空間ＳＰに侵入して基板表面Ｗfに付着するのを防止できる。また、板状部材９０を回転させることで下面９０ａに付着するリンス液や次に説明するＩＰＡを振り切り、下面９０ａにリンス液やＩＰＡが滞留するのを防止できる。
【００４７】
所定時間のリンス処理が終了すると、制御ユニット４はスプラッシュガード６を第２高さ位置に配置する（図４（ｃ））。それに続いて、再利用ＩＰＡを用いた置換処理が実行される。すなわち、制御ユニット４は、リンス処理の終了後に、バルブ７４を開く一方、循環用バルブ７９を閉じる。これにより、貯留タンク７１から送り出される再利用ＩＰＡが第１溶剤供給路に供給され、第１溶剤吐出口から基板表面Ｗfに向けて吐出される（図４（ｄ））。ここで用意される再利用ＩＰＡの濃度は後述する。この再利用ＩＰＡ供給によって、基板Ｗの表面中央部ではＤＩＷ液膜の中央部が再利用ＩＰＡに置換されて置換領域がＤＩＷ液膜に形成され、さらに再利用ＩＰＡ供給が継続されることで、置換領域が基板Ｗの径方向に拡大して基板表面Ｗfの全面が再利用ＩＰＡに置換される（置換処理）。なお、基板Ｗから振り切られた使用済みのＩＰＡは第２排液槽２５ｂに案内され、さらに排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収される。こうして回収されたＩＰＡは次の基板Ｗに対する置換処理時に使用する再利用ＩＰＡとして貯留タンク７１に貯留される。
【００４８】
こうして、置換処理が完了すると、制御ユニット４は、バルブ７４を閉じる一方、循環用バルブ７９を開く。これにより、貯留タンク７１、第１溶剤供給管７３および溶剤循環管７８からなる循環経路を再利用ＩＰＡが循環して上記のようにして回収したＩＰＡを既に貯留されている再利用ＩＰＡと混合させる。また、置換処理の開始時においては基板表面ＷfにＤＩＷが存在しており、置換処理の初期段階にＤＩＷが微量（ＤＩＷ液膜を構成するＤＩＷ量）ながら貯留タンク７１に回収されることとなるが、上記循環動作によりＤＩＷとＩＰＡとが攪拌され、ＤＩＷとＩＰＡとを十分に混ざり合った状態とすることができる。
【００４９】
また、制御ユニット４は、上記のようにバルブ７４、７９を開閉制御するとともに、バルブ８３を開いて乾燥前処理を行う。この乾燥前処理では、貯留タンク８１内の未使用ＩＰＡが第２溶剤供給路に供給され、第２溶剤吐出口から基板表面Ｗfに向けて吐出される（図４（ｅ））。この未使用ＩＰＡ供給によって、基板表面Ｗfが未使用のＩＰＡで濡れて次の基板乾燥に適した表面状態となる。なお、基板Ｗから振り切られた使用済みのＩＰＡは、置換処理と同様に、第２排液槽２５ｂに案内され、さらに排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収される。こうして回収されたＩＰＡは次の基板Ｗに対する置換処理時に使用する再利用ＩＰＡとして貯留タンク７１に貯留される。
【００５０】
乾燥前処理においては、基板表面Ｗf上に形成されている再利用ＩＰＡを未使用ＩＰＡに置換するのが望ましい。ただし、後述するように基板表面Ｗf上の再利用ＩＰＡの全部を未使用ＩＰＡに置換することが乾燥処理にとって必須条件というわけではなく、未使用ＩＰＡの供給によって次の乾燥処理に適した表面状態を形成することが重要であり、未使用ＩＰＡの供給目的および意義はこの点にある。
【００５１】
このようにして乾燥処理に適した表面状態に基板表面Ｗfが調整されると、制御ユニット４はバルブ８３を閉じて乾燥前処理を終了し、次の乾燥処理を実行する。すなわち、制御ユニット４はチャック回転機構１３の回転速度を高めて基板Ｗを高速回転（例えば１０００ｒｐｍ）させる。これにより、基板表面Ｗfに付着するＩＰＡが振り切られ、基板Ｗの乾燥処理（スピンドライ）が実行される（乾燥処理）。この乾燥処理の初期段階では、基板表面Ｗfに付着している余剰のＩＰＡが基板Ｗから振り切られるが、この使用済みのＩＰＡは、置換処理や乾燥前処理と同様に、第２排液槽２５ｂに案内され、さらに排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収される。こうして回収されたＩＰＡは次の基板Ｗに対する置換処理時に使用する再利用ＩＰＡとして貯留タンク７１に貯留される。また、パターンの間隙にはＩＰＡが入り込んでいるので、パターン倒壊やウォーターマーク発生を防止できる。また、間隙空間ＳＰはガス吐出口から供給される窒素ガスで満たされていることから、乾燥時間を短縮するとともに基板Ｗに付着するＩＰＡへの被酸化物質の溶出を低減してウォーターマークの発生をさらに効果的に抑制することができる。このように、本実施形態では、いわゆるスピン乾燥により基板乾燥を行っており、チャック回転機構１３が本発明の「乾燥手段」に相当している。
【００５２】
基板Ｗの乾燥処理が終了すると、制御ユニット４はチャック回転機構１３を制御して基板Ｗの回転を停止させる。そして、スプラッシュガード６を退避位置に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上方から突出させる。その後、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に対する一連の基板処理が終了する。そして、次の基板Ｗについても、上記と同様の処理が実行されるが、上記のようにして回収されたＩＰＡが次の基板Ｗに対する置換処理において再利用ＩＰＡとして使用される。
【００５３】
以上のように、基板表面Ｗfを乾燥させる前に基板表面ＷfにＩＰＡを供給して基板表面Ｗfに付着している液体成分をＤＩＷからＩＰＡに置換して表面張力を低下させている。すなわち、乾燥前処理（基板表面Ｗfに未使用ＩＰＡを供給する処理）を行うことで基板表面Ｗfは常に最終的に基板乾燥に適した表面状態に調整されている。そして、その表面状態のまま基板乾燥が実行されるため、優れた乾燥性能で基板を乾燥させることができる。
【００５４】
しかも、この実施形態では、リンス処理を受けた基板Ｗに対して乾燥前処理を直ちに行うのではなく、再利用ＩＰＡを基板表面Ｗfに供給して基板表面Ｗfに付着しているリンス液（ＤＩＷ）をＩＰＡに置換した上で乾燥前処理を行っている。この再利用ＩＰＡは、当該基板Ｗよりも先に基板処理した際に発生する使用済みのＩＰＡを回収し、貯留タンク７１に貯留したものである。したがって、本実施形態では、新たに消費するＩＰＡは乾燥前処理で使用されるＩＰＡ量のみであり、リンス処理後に未使用ＩＰＡを基板Ｗに供給していた従来技術に比べ、本実施形態によれば、再利用ＩＰＡを用いる分だけＩＰＡの消費量を低減することができる。
【００５５】
特に、近年ではパターンの微細化に伴い基板表面Ｗfに高アスペクト比のホールやトレンチなどの凹部が形成されることが多くなっており、凹部の内部にまでＩＰＡを行き渡らせるためには、ある程度の時間ＩＰＡを供給し続ける必要があり、このことが従来、ＩＰＡ消費量を増大させる主要因のひとつとなっていた。しかしながら、本実施形態では、再利用ＩＰＡを供給する時間を増大させて凹部の内部にまでしっかりとＩＰＡを送り込んだとしても、その処理により未使用のＩＰＡが新たに消費されるわけではなく、ＩＰＡ消費量は増えない。したがって、高アスペクト比のホールやトレンチなどの凹部を有する基板Ｗに対して少ないＩＰＡ消費量で良好な基板処理を行うことができる。
【００５６】
また、この実施形態では、置換処理において基板Ｗから排出される余剰のＩＰＡを回収しているが、その置換処理の初期段階でＤＩＷが微量（ＤＩＷ液膜を構成するＤＩＷ量）ながら貯留タンク７１に回収されることとなり、再利用ＩＰＡの濃度を低下させる方向に作用する。しかしながら、本実施形態では、乾燥前処理において供給された未使用ＩＰＡを乾燥前処理中や乾燥処理において貯留タンク７１に回収しており、これが再利用ＩＰＡの濃度を高める方向に作用する。したがって、再利用ＩＰＡの濃度が急激に低下することはなく、再利用ＩＰＡを用いて上記基板処理を繰り返して行うことができる。
【００５７】
ここで、ＩＰＡ濃度の重要性を検討するため、ＩＰＡ濃度の変化がパターン倒壊を引き起こす力に与える影響を調べた結果について図５を参照しつつ説明する。パターン倒壊を引き起こす力は
２γ×ｃｏｓθ・・・式（１）
であり、パターンの間隙に付着する液体の表面張力γ（以下、単に「表面張力γ」という）と、基板表面と液体との間の接触角θ（以下、単に「接触角θ」という）に応じた値ｃｏｓθとの積の大きさに依存する。そこで、本願発明者は、ＩＰＡ濃度と表面張力γとの関係およびＩＰＡ濃度と接触角θとの関係についてそれぞれ評価した。ここでは、リンス液として用いられるＤＩＷとＩＰＡとを混合して混合液を生成した。そして、混合液（ＤＩＷ＋ＩＰＡ）中のＩＰＡの体積百分率、つまりＩＰＡ濃度を変化させたときの表面張力γおよび接触角θを測定した。
【００５８】
図５は、表面張力γおよび接触角θと、ＩＰＡ濃度との関係を示すグラフである。図５に記載される横軸はＩＰＡ濃度を表しており、ＩＰＡ濃度が０（ｖｏｌ％）はＤＩＷ単体であることを、ＩＰＡ濃度が１００（ｖｏｌ％）はＩＰＡ液体単体であることを示している。これら表面張力γと接触角θは、協和界面科学株式会社製ＬＣＤ−４００Ｓを用いて測定した。ここで、表面張力γの測定は懸滴法（ペンダント・ドロップ法）により、接触角θは液滴法により測定した。なお、接触角θの測定には表面にｐｏｌｙ−Ｓｉが形成された基板を用いて最終的にＨＦ処理された基板表面と液体（混合液、ＤＩＷ単体、またはＩＰＡ液体単体）との間の接触角を測定している。
【００５９】
図５から明らかなように、パターン倒れを防止するためには１００％ＩＰＡを用いるのが最も好ましく、本実施形態では上記したように未使用ＩＰＡとして１００％ＩＰＡを用いている。一方、ＩＰＡ濃度が数十％低下したとしても、表面張力γの増大は比較的小さい。このことは再利用ＩＰＡの濃度が多少低下したとしても、微細パターンの凹部に介在することでパターン倒れを効果的に防止可能であることを示しており、再利用ＩＰＡを用いることの有効性が明らかとなっている。
【００６０】
また、ＩＰＡ濃度が低下するにしたがって表面張力γが増加することから、最初の基板Ｗに対して一連の基板処理を実行する際（イニシャル時）には、図６（ａ）に示すように、貯留タンク７１には未使用のＩＰＡを最小限だけ貯留しておくのが好適である。そして、基板処理を繰り返して実行する間に、同図（ｂ）に示すように、貯留タンク７１に再利用ＩＰＡが貯まっていき再利用ＩＰＡの液面が上昇していく。なお、同図中の符号７０４は１回の置換処理に必要なＩＰＡ量を検出する下限センサであり、この下限センサ７０４により検出される液面位置がイニシャル時の液面位置に相当している。また、符号７０５は許容される再利用ＩＰＡ量を検出する上限センサであり、符号７０６は再利用ＩＰＡのオーバーフローを検出するためのセンサである。
【００６１】
ところで、上記したように基板処理を繰り返して実行する間に、貯留タンク７１に再利用ＩＰＡが貯まっていき再利用ＩＰＡの液面が上昇していく。また、ＩＰＡ濃度も徐々に低下していく。したがって、基板処理を良好に行うためには、次に説明するように、再利用ＩＰＡの量および濃度を適当なタイミング、例えば１枚の基板Ｗに対する基板処理が完了する毎に検出し、その検出結果に基づき適切に対応するのが望ましい。
【００６２】
図７はこの発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す図である。この実施形態では、制御ユニット４は基板Ｗに対する基板処理が完了して基板Ｗが搬出されるタイミングでメモリに記憶されているプログラムにしたがって以下のステップＳ１〜Ｓ６を実行する。この実施形態では、ステップＳ１で濃度計７７により再利用ＩＰＡの濃度が検出される。そして、その検出結果（ＩＰＡ濃度）が予め設定した濃度、つまり表面張力γが十分に低くパターン倒れを効果的に防止することができる濃度以上であるか否かを制御ユニット４は判定している。ここで、再利用ＩＰＡの濃度が設定濃度未満となっている（ステップＳ２で「ＮＯ」）場合には、バルブ７０２が開いて貯留タンク７１内の再利用ＩＰＡの一部を排液管７０１を介して排出するとともに、未使用ＩＰＡの補充をユーザに促して貯留タンク７１内の再利用ＩＰＡの濃度を高める（ステップＳ３）。この動作は、再利用ＩＰＡの濃度が設定濃度以上となるまで繰り返して行われる。なお、この実施形態では、未使用ＩＰＡの補充をユーザによるマニュアル操作により行うように構成しているが、例えば図８に示すように構成して自動補充するように構成してもよい。すなわち、図８に示す装置では、フィルタ８５の下流側で第２溶剤供給管８２から配管８６が分岐され、貯留タンク７１に連通されている。また、この分岐配管８６にはバルブ８７が介挿されている。そして、制御ユニット４が、未使用ＩＰＡの補充が必要であると判断した際に、バルブ８７を開いて貯留タンク８１内の未使用ＩＰＡを配管８６を介して貯留タンク７１に補充してもよい。
【００６３】
図７に戻って説明を続ける。再利用ＩＰＡの濃度が設定濃度以上であると判定した際には、貯留タンク７１に貯留されている再利用ＩＰＡ量が検出される（ステップＳ４）。この実施形態では、センサ７０３からの信号に基づき制御ユニット４は、貯留タンク７１内での再利用ＩＰＡが所定の設定量未満であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、再利用ＩＰＡの量が設定量以上となっている、つまりセンサ７０３から検出信号が与えられている場合、制御ユニット４は貯留タンク７１内での再利用ＩＰＡが所定の設定量以上となっている（ステップＳ２で「ＮＯ」）と判定し、バルブ７０２が開いて貯留タンク７１内の再利用ＩＰＡの一部を排液管７０１を介して排液して貯留タンク７１内の再利用ＩＰＡ量を設定量未満に減少させる。
【００６４】
上記実施形態において、再利用ＩＰＡの濃度は１５〜９５％の濃度範囲で設定され、好ましくは７０〜９５％の濃度である。
【００６５】
以上のように、この実施形態によれば、再利用ＩＰＡの量および濃度が常に設定範囲に調整され、この調整状態で基板処理が行われる。その結果、基板処理を良好に行うことができる。ここでは、センサ７０３のみを設けてＩＰＡ量を制御しているが、図６に示すように、下限センサ７０４、上限センサ７０５および／またはオーバーフローセンサ７０６をさらに設けることで貯留タンク７１内での再利用ＩＰＡ量をさらに高精度に検出してＩＰＡ量のさらなる適正化を図ってもよい。
【００６６】
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、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Ｗfを乾燥させる基板処理方法および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。
【００６７】
また、上記実施形態では、乾燥前処理に使用する有機溶剤としてＩＰＡを用いているが、他のアルコール系有機溶剤、例えばエチルアルコール（Ethanol）やメチルアルコール（methanol）などを用いることができる。また、アルコール系有機溶剤以外に、ＤＩＷなどの基板表面に付着している液体よりも表面張力が低い有機溶剤を乾燥前処理に使用する有機溶剤として用いることができる。
【００６８】
また、上記実施形態では、リンス液としてＤＩＷを用いているが、炭酸水（ＤＩＷ＋ＣＯ2）など乾燥前処理に使用する有機溶剤と反応しない液体をリンス液として用いるようにしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態において、再利用ＩＰＡの濃度調整は未使用ＩＰＡの補充によって行なわれているが、純水やＤＩＷの供給によって行なってもよい。また再利用ＩＰＡＤ中のＩＷの濃度を近赤外線液体成分濃度計で求めることで、ＤＩＷを自動補充するように構成してもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、リンス処理以後、遮断部材を基板表面に近接対向位置させる構成としているが、遮断部材が無い構成としてもよい。例えば図９に示すように、それぞれスピンベース側部の待機位置と基板の回転中心の上方とを揺動可能に構成された２本の吐出ノズル９１０、９２０を設け、吐出ノズル９１０から再利用ＩＰＡを、吐出ノズル９２０から未使用ＩＰＡを吐出するようにしても良い。この場合、リンス液の吐出は薬液吐出ノズル３を含めた３本のうち一体において共有させて、切り替えて吐出するようにしても良いし、別途４本目の吐出ノズルを専用に設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
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、ＦＥＤ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。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。
【図３】図１の基板処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の基板処理装置の動作を示す模式図である。
【図５】表面張力および接触角と、ＩＰＡ濃度との関係を示すグラフである。
【図６】この発明にかかる基板処理装置の別の実施形態を示す図である。
【図７】この発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す図である。
【図８】この発明にかかる基板処理装置のさらに別の実施形態を示す図である。
【図９】この発明にかかる基板処理装置のさらに他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
６…スプラッシュガード（回収手段）
７…第１溶剤供給ユニット（第１供給手段）
８…第２溶剤供給ユニット（第２供給手段）
１３…チャック回転機構（乾燥手段）
２７ｂ…排出口（回収手段）
２７ｃ…排出口（回収手段）
７１…貯留タンク
７２…回収配管（回収手段）
７３…第１溶剤供給管（第１供給手段）
７５…定量ポンプ（第１供給手段）
８１…貯留タンク（第２供給手段）
８２…第２溶剤供給管（第２供給手段）
８４…定量ポンプ（第２供給手段）
Ｗf…基板表面
Ｗ…基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を乾燥させる基板処理方法および基板処理装置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、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：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等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
薬液による薬液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、基板表面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、純水よりも表面張力が低いＩＰＡ（イソプロピルアルコール：isopropyl alcohol）などの有機溶剤を用いた乾燥方法が知られている。こ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ある。この乾燥方法を実行する基板処理装置では、基板表面に対してフッ酸処理を行った後、純水を基板表面に供給してリンス処理を施している。次いで、純水の供給停止後に途切れることなくあるいは純水を供給している途中から基板の表面にＩＰＡを供給している。これにより、基板表面上の純水にＩＰＡが溶解して純水がＩＰＡにより置換される。このように乾燥処理を行う前に基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整している（乾燥前処理）。そして、基板表面の全面がＩＰＡで濡れた状態のまま、基板が高速回転される。この基板回転によって基板表面からＩＰＡが除去され、基板表面の乾燥処理が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３８５９５号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＩＰＡなどの有機溶剤を使用する場合、有機溶剤のランニングコストや排液処理にかかる負担などを考慮して有機溶剤の消費量をできるだけ抑制したいと要請がある。しかしながら、従来技術では、乾燥性能のみに重点が置かれ、有機溶剤の消費量を抑制するための十分な検討がなされていなかった。
【０００５】
また、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おり、高アスペクト比のホールやトレンチなどの凹部が基板表面に形成されることが多くなっている。このような基板表面に対してＩＰＡを供給して凹部内部にまでＩＰＡを行き渡らせるためには、ある程度の時間ＩＰＡを供給し続ける必要があった。その結果、近年のパターン微細化の進行に伴って、ＩＰＡの使用量が増大する傾向にあった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板表面を乾燥させる前に該基板表面に有機溶剤を供給して基板表面を乾燥に適した表面状態に調整した後に基板表面を乾燥させる基板処理方法および装置において、有機溶剤の消費量を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる基板処理方法は、基板の表面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、再利用有機溶剤を基板の表面に供給する第１工程と、再利用有機溶剤で濡れた基板表面に未使用の有機溶剤を供給して基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整する第２工程と、第２工程後に基板表面から有機溶剤を除去して基板表面を乾燥する第３工程とを備え、第２工程は、基板表面から排出される余剰の有機溶剤を回収するとともに、当該回収後に実行される第１工程において使用される再利用有機溶剤として余剰の有機溶剤を貯留することを特徴としている。
【０００８】
また、この発明にかかる基板処理装置は、基板の表面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、再利用有機溶剤を貯留するタンクを有し、当該タンク内の再利用有機溶剤を基板表面に供給する第１供給手段と、再利用有機溶剤で濡れた基板表面に未使用の有機溶剤を供給して基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整する第２供給手段と、上記表面状態を有する基板表面から有機溶剤を除去して基板表面を乾燥させる乾燥手段と、第２供給手段により未使用有機溶剤を基板表面に供給した際に基板表面から排出される有機溶剤を再利用有機溶剤として回収してタンクに貯留する回収手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明（基板処理方法および装置）では、従来技術と同様に、基板表面を乾燥させる前に基板表面に有機溶剤が供給され、これによって基板表面に付着している液体成分（有機溶剤）の表面張力が低下して基板乾燥に適した表面状態が形成される。ただし、この発明では、従来技術とは異なり、有機溶剤の供給が２段階に分けて行われている。すなわち、一度使用された有機溶剤が再利用有機溶剤として基板の表面に供給された後、再利用有機溶剤で濡れた基板表面に未使用の有機溶剤が供給されて基板表面が基板乾燥に適した表面状態に調整される。そして、基板表面から有機溶剤が除去されて基板表面が乾燥される。このように未使用有機溶剤の供給によって基板表面は最終的に基板乾燥に適した状態となり、その表面状態のまま基板乾燥が実行されるため、優れた乾燥性能で基板を乾燥させることができる。しかも、この発明では、未使用有機溶剤を基板表面に供給した際に基板表面から排出される有機溶剤が回収され、その回収後に再利用有機溶剤として利用される。このように未使用有機溶剤を再利用することで有機溶剤の消費量が低減される。
【００１０】
ここで、再利用有機溶剤を基板表面に供給した際に基板表面から排出される余剰の有機溶剤を再利用有機溶剤として回収し、その回収後に使用される再利用有機溶剤として貯留しておき、再利用してもよい。このように再利用有機溶剤を再度利用することで有機溶剤の消費量がさらに低減される。
【００１１】
再利用有機溶剤を基板表面に供給することで、基板表面に付着している液体を再利用有機溶剤に置換してもよい。この場合、未使用有機溶剤の供給前に液体が基板表面から除去されているため、基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整するために要する未使用有機溶剤の量（以下「調整必要量」という）を低減させることができる。
【００１２】
ところで、このように基板表面に付着している液体を再利用有機溶剤に置換すると、回収貯留される再利用有機溶剤に液体が混入して有機溶剤の濃度が低下していく。そして、濃度低下した再利用有機溶剤をそのまま用いると、未使用有機溶剤の調整必要量が増大して有機溶剤の消費量が増える。そこで、上記のようにして余剰の有機溶剤をタンクに再利用有機溶剤として回収することによりタンク内での再利用有機溶剤の濃度が所定濃度未満となると、タンクに貯留されている再利用有機溶剤の一部または全部を排出するとともに、未使用の有機溶剤をタンクに補充してタンクに貯留される再利用有機溶剤の濃度を所定濃度以上に高めるように構成してもよい。これにより、再利用有機溶剤の濃度が所定濃度以上に維持される。その結果、調整必要量を抑制して有機溶剤の消費量を抑制することができる。
【００１３】
また、有機溶剤の回収貯留により、タンクでの再利用有機溶剤の貯留量が増大していく。そこで、タンク内での再利用有機溶剤の貯留量が所定量を超えると、タンクに貯留されている再利用有機溶剤の一部を排出して貯留量を所定値以下に低減させてもよい。これによって、タンクから再利用有機溶剤がオーバーフローするのを確実に防止することができる。
【００１４】
また、基板を回転させて基板乾燥を行ってもよい。この場合、基板回転に伴って発生する遠心力によって基板から有機溶剤が振り切られるが、その有機溶剤を回収するとともに当該回収後に使用される再利用有機溶剤として貯留しておき、再利用してもよい。このように再利用有機溶剤を再度利用することで有機溶剤の消費量がさらに低減される。
【００１５】
有機溶剤としては、純水などの基板表面に付着している液体よりも表面張力が低いもの、例えばアルコール系有機溶剤を用いることができる。アルコール系有機溶剤としては、安全性、価格等の観点からイソプロピルアルコール、エチルアルコールまたはメチルアルコールを用いることができるが、特にイソプロピルアルコールが好適である。
【００１６】
なお、この明細書における「有機溶剤」とは濃度１００％のみならず、他の液体成分を含むものも含まれ、濃度が異なるものを示す場合には、「１００％ＩＰＡ」や「９０％ＩＰＡ」などのように濃度と溶剤成分とを併記して有機溶剤を特定している。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、一度使用された有機溶剤を再利用有機溶剤として基板の表面に供給した後、再利用有機溶剤で濡れた基板表面に未使用の有機溶剤を供給して基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整している。このため、基板表面を良好に乾燥させることができるとともに、その際に消費される有機溶剤の量を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１はこの発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置は半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗfに付着している不要物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、基板表面Ｗfに対してフッ酸などの薬液による薬液処理および純水やＤＩＷ（脱イオン水：deionized
water）などのリンス液によるリンス処理を施した後、リンス液で濡れた基板表面Ｗfを乾燥させる装置である。なお、この実施形態では、基板表面Ｗfとはｐｏｌｙ−Ｓｉ等からなるデバイスパターンが形成されたパターン形成面をいう。
【００１９】
この基板処理装置は、基板表面Ｗfを上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢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の表面Ｗfに向けて薬液を吐出する薬液吐出ノズル３と、スピンチャック１の上方位置に配置された遮断部材９とを備えている。
【００２０】
スピンチャック１は、回転支軸１１がモータを含むチャック回転機構１３の回転軸に連結されており、チャック回転機構１３の駆動により回転軸Ｊ（鉛直軸）回りに回転可能となっている。これら回転支軸１１、チャック回転機構１３は、円筒状のケーシング２内に収容されている。回転支軸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機構１３を駆動させることによりスピンベース１５が回転軸Ｊ回りに回転する。また、制御ユニット４はチャック回転機構１３を制御して回転速度を調整する。
【００２１】
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と、基板支持部に支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン１７は、基板保持部が基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板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。
【００２２】
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、後述する基板処理を基板Ｗに対して行う際には、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。これにより、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支持される。なお、基板保持手段としてはチャックピン１７に限らず、基板裏面Ｗｂを吸引して基板Ｗを支持する真空チャックを用いてもよい。
【００２３】
薬液吐出ノズル３は、薬液バルブ３１を介して薬液供給源と接続されている。このため、制御ユニット４からの制御指令に基づいて薬液バルブ３１が開閉されると、薬液供給源から薬液が薬液吐出ノズル３に向けて圧送され、薬液吐出ノズル３から薬液が吐出される。なお、薬液にはフッ酸またはＢＨＦ（バッファードフッ酸）などが用いられる。また、薬液吐出ノズル３にはノズル移動機構３３（図２）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ノズル移動機構３３が駆動されることで、薬液吐出ノズル３を基板Ｗの回転中心の上方の吐出位置と吐出位置から側方に退避した待機位置との間で往復移動させることができる。
【００２４】
遮断部材９は、板状部材９０と、内部が中空に仕上げられ、板状部材９０を支持する回転支軸９１と、回転支軸９１の中空部に挿通された内挿軸９５とを有している。板状部材９０は、中心部に開口部を有する円盤状の部材であって、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗfに対向配置されている。板状部材９０は、その下面（底面）９０ａが基板表面Ｗfと略平行に対向する基板対向面となっており、その平面サイズは基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成されている。板状部材９０は略円筒形状を有する回転支軸９１の下端部に略水平に取り付けられ、回転支軸９１は水平方向に延びるアーム９２により基板Ｗの中心を通る回転軸Ｊ回りに回転可能に保持されている。内挿軸９５の外周面と回転支軸９１の内周面との間にはベアリング（図示せず）が介在して取り付けられている。アーム９２には、遮断部材回転機構９３と遮断部材昇降機構９４が接続されている。
【００２５】
遮断部材回転機構９３は、制御ユニット４からの動作指令に応じて回転支軸９１を回転軸Ｊ回りに回転させる。回転支軸９１が回転させられると、板状部材９０が回転支軸９１とともに一体的に回転する。遮断部材回転機構９３は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの回転に応じて基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で板状部材９０（下面９０ａ）を回転させるように構成されている。
【００２６】
また、遮断部材昇降機構９４は、制御ユニット４からの動作指令に応じて遮断部材９をスピンベース１５に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット４は遮断部材昇降機構９４を作動させることで、基板処理装置に対して基板Ｗを搬入出させる際には、スピンチャック１の上方の離間位置に遮断部材９を上昇させる。その一方で、基板Ｗに対して所定の処理を施す際には、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗfのごく近傍に設定された所定の対向位置（図１に示す位置）まで遮断部材９を下降させる。この実施形態では、リンス処理が開始されてから遮断部材９を離間位置から対向位置に下降させ、乾燥処理が完了するまで継続して遮断部材９を対向位置に位置させる。
【００２７】
回転支軸９１の中空部に内挿された内挿軸９５は、横断面が円形に形成されている。これは、内挿軸９５（非回転側部材）と回転支軸９１（回転側部材）との隙間の間隔を全周にわたって均等にするためであり、該隙間にシールガスを導入することで内挿軸９５と回転支軸９１との隙間を外部からシールされた状態としている。内挿軸９５には３本の流体供給路（図示省略）が鉛直軸方向に延びるように形成されている。すなわち、リンス液の通路となるリンス液供給路、再利用ＩＰＡの通路となる第１溶剤供給路および未使用ＩＰＡの通路となる第２溶剤供給路が内挿軸９５に形成されている。リンス液供給路、第１溶剤供給路および第２溶剤供給路はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：polytetrafluoroethylene）からなる内挿軸９５にそれぞれ、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂：polymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinylether）製のチューブ（図示省略）を軸方向に挿入することによって形成されている。そして、リンス液供給路、第１溶剤供給路および第２溶剤供給路の下端がそれぞれ、リンス液吐出口、第１溶剤吐出口および第２溶剤吐出口となってスピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗfと対向している。
【００２８】
また、回転支軸９１の内壁面と内挿軸９５の外壁面との間に形成される空間部分がガス供給路９９を構成しており、ガス供給路９９の下端が環状のガス吐出口となっている。このため、窒素ガスの用途に応じて適切な流量および流速で窒素ガスを基板表面Ｗfに向けて供給することができる。なお、内挿軸９５に対し、上記３種類の流体供給路以外に、窒素ガスを供給する流体供給経路をさらに設けて基板表面Ｗfの中央部に窒素ガスを供給するように構成してもよい。
【００２９】
リンス液供給路の上端部はリンス液バルブ４１を介して工場のユーティリティ等で構成されるＤＩＷ供給源に接続されており、リンス液バルブ４１が開かれることにより、リンス液吐出口からＤＩＷをリンス液として吐出可能となっている。
【００３０】
また、第１溶剤供給路の上端部には、本発明の「第１供給手段」に相当する第１溶剤供給ユニット７が接続されている。第１溶剤供給ユニット７は、後述するようにしてＩＰＡを回収して再利用ＩＰＡとして貯留する貯留タンク７１を有している。この貯留タンク７１には後述する排出口から伸びる回収配管７２の一端が取り込まれている。また、貯留タンク７１には、その一端が第１溶剤供給路に接続された第１溶剤供給管７３の他端が挿入され、貯留タンク７１に貯留されている再利用ＩＰＡをバルブ７４を介して第１溶剤供給路に供給可能に構成されている。この第１溶剤供給管７３には、貯留タンク７１に貯留されている再利用ＩＰＡを第１溶剤供給管７３に送り出す定量ポンプ７５や、定量ポンプ７５により第１溶剤供給管７３に送り出される再利用ＩＰＡ中の異物を除去するフィルタ７６が設けられている。さらに、第１溶剤供給管７３にはＩＰＡ濃度を監視するための濃度計７７が介装されている。濃度計７７としては、近赤外線液体成分濃度計が用いられる。近赤外線液体成分濃度計は、液中に赤外線を照射し、液中の成分濃度に応じた赤外線の吸収現象から吸収量を検知器で捉えることにより液中の目的とする成分濃度を求めるものである。
【００３１】
また、第１溶剤供給管７３には、バルブ７４と濃度計７７との間に溶剤循環管７８の一端が分岐接続される一方、溶剤循環管７８の他端が貯留タンク７１に接続されている。この溶剤循環管７８には循環用バルブ７９が介装されている。そして、装置の稼動中は、定量ポンプ７５が常に駆動され、基板Ｗに再利用ＩＰＡを供給しない間は、バルブ７４が閉じられる一方、循環用バルブ７９が開かれる。これにより、貯留タンク７１から定量ポンプ７５により送り出される再利用ＩＰＡが溶剤循環管７８を通じて貯留タンク７１に戻される。つまり、基板Ｗに再利用ＩＰＡを供給しない間は、貯留タンク７１、第１溶剤供給管７３および溶剤循環管７８からなる循環経路を再利用ＩＰＡが循環する。その一方で、基板Ｗに再利用ＩＰＡを供給するタイミングになると、バルブ７４が開かれる一方、循環用バルブ７９が閉じられる。これにより、貯留タンク７１から送り出される再利用ＩＰＡが第１溶剤供給路に供給される。このように、基板Ｗに再利用ＩＰＡを供給しない間は、再利用ＩＰＡを循環させておくことによって、ＤＩＷとＩＰＡとが攪拌され、ＤＩＷとＩＰＡとを十分に混ざり合った状態とすることができる。また、バルブ７４の開成後、異物が除去された再利用ＩＰＡを速やかに第１溶剤供給路に供給することができる。なお、同図中の符号７０１は貯留タンク７１の下方側面に取り付けられた排出管であり、この排液管７０１にバルブ７０２が介挿されている。また、符号７０３は貯留タンク７１内に貯留された再利用ＩＰＡの貯留レベルを検出するセンサであり、貯留レベルが一定値に達して再利用ＩＰＡが所定量を超えたことを検出すると、その検出結果を示す信号がセンサ７０３から制御ユニット４に与えられる。そして、その信号に基づき制御ユニット４が開成指令をバルブ７０２に与えると、バルブ７０２が開いて貯留タンク７１内の再利用ＩＰＡを排液管７０１を介して排出する。
【００３２】
第２溶剤供給路の上端部には、本発明の「第２供給手段」に相当する第２溶剤供給ユニット８が接続されている。第２溶剤供給ユニット８は、未使用のＩＰＡを貯留する貯留タンク８１を有している。この貯留タンク８１には、その一端が第２溶剤供給路に接続された第２溶剤供給管８２の他端が挿入され、貯留タンク８１に貯留されている未使用ＩＰＡをバルブ８３を介して第２溶剤供給路に供給可能に構成されている。この第２溶剤供給管８２には、貯留タンク８１に貯留されている未使用ＩＰＡを第２溶剤供給管８２に送り出す定量ポンプ８４や、定量ポンプ８４により第２溶剤供給管８２に送り出される未使用ＩＰＡ中の異物を除去するフィルタ８５が設けられている。そして、基板Ｗに未使用ＩＰＡを供給しない間はバルブ８３が閉じられる。その一方で、基板Ｗに未使用ＩＰＡを供給するタイミングになると、バルブ８３が開かれる。これにより、貯留タンク８１から送り出される未使用ＩＰＡが第２溶剤供給路に供給される。このように、バルブ８３の開成後、異物が除去された未使用ＩＰＡを速やかに第２溶剤供給路に供給することができる。なお、この実施形態では、未使用ＩＰＡとして１００％ＩＰＡを用いている。
【００３３】
ガス供給路９９の上端部はガス供給ユニット１８（図２）と接続されており、制御ユニット４の動作指令に応じてガス供給ユニット１８からガス供給路９９に窒素ガスを圧送可能となっている。これにより、対向位置に位置決めされた遮断部材９（板状部材９０）と基板表面Ｗfとの間に形成される間隙空間ＳＰに窒素ガスを供給することができる。
【００３４】
ケーシング２の周囲には、受け部材２１が固定的に取り付けられている。受け部材２１には、円筒状の仕切り部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃが立設されている。仕切り部材２３ａの内壁と仕切り部材２３ｂの外壁との間の空間が第１排液槽２５ａを形成し、仕切り部材２３ｂの内壁と仕切り部材２３ｃの外壁との間の空間が第２排液槽２５ｂを形成し、ケーシング２の外壁と仕切り部材２３ｃの内壁との間の空間が第３排液槽２５ｃを形成している。
【００３５】
第１排液槽２５ａ、第２排液槽２５ｂおよび第３排液槽２５ｃの底部にはそれぞれ、排出口２７ａ，２７ｂ，２７ｃが形成されている。これらのうち排出口２７ｂは回収配管７２に接続される一方、残りの排出口２７ａ，２７ｃは相互に異なるドレインに接続されている。例えばこの実施形態では、第１排液槽２５ａは使用済みの薬液およびリンス液を回収するための槽であり、薬液およびリンス液を回収するための回収ドレインに連通されている。また、第２排液槽２５ｂは使用済みのＩＰＡを回収するための槽であり、排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に連通されている。
【００３６】
排液槽２５ａ〜２５ｃの上方にはスプラッシュガード６が設けられている。スプラッシュガード６はスピンチャック１に水平姿勢で保持されている基板Ｗの周囲を包囲するようにスピンチャック１の回転軸Ｊに対して昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード６は回転軸Ｊに対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック１と同心円状に径方向内側から外側に向かって配置された３つのガード６１，６２，６３を備えている。３つのガード６１，６２，６３は、最外部のガード６１から最内部のガード６３に向かって、順に高さが低くなるように設けられるとともに、各ガード６１，６２，６３の上端部が鉛直方向に延びる面内に収まるように配置されている。
【００３７】
スプラッシュガード６は、ガード昇降機構６５と接続され、制御ユニット４からの動作指令に応じてガード昇降機構６５の昇降駆動用アクチェータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで、スプラッシュガード６をスピンチャック１に対して昇降させることが可能となっている。この実施形態では、ガード昇降機構６５の駆動によりスプラッシュガード６を段階的に昇降させることで、回転する基板Ｗから飛散する処理液を分別して排液させることが可能となっている。
【００３８】
スプラッシュガード６を最も低い位置（以下「退避位置」という）に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上端部から突出させることで、基板搬送手段（図示せず）が未処理の基板Ｗをスピンチャック１に載置したり、処理済の基板Ｗをスピンチャック１から受け取ることが可能となっている。
【００３９】
ガード６１の上部には、断面くの字形で内方に開いた溝状の第１案内部６１ａが形成されている。そして、薬液処理時にスプラッシュガード６を退避位置よりも高い位置（以下「第１高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液が第１案内部６１ａで受け止められ、第１排液槽２５ａに案内される。具体的には、第１高さ位置として、第１案内部６１ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液やリンス液がガード６１を介して第１排液槽２５ａに案内される。
【００４０】
また、ガード６２の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部６２ａが形成されている。そして、リンス処理時にスプラッシュガード６を第１高さ位置よりも高い位置（以下「第２高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡが傾斜部６２ａで受け止められ、第２排液槽２５ｂに案内される。具体的には、第２高さ位置として、傾斜部６２ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡがガード６１の上端部とガード６２の上端部との間を通り抜けて第２排液槽２５ｂに案内される。そして、ＩＰＡは排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収貯留される。このように、本実施形態では、ガード６２、第２排液槽２５ｂおよび回収配管７２が本発明の「回収手段」として機能している。
【００４１】
なお、この実施形態では、スプラッシュガード６を第１高さ位置に移動させて薬液およびリンス液を排出するが、薬液とリンス液を個別に分離して排出してもよい。つまり、スプラッシュガード６を第１高さ位置に移動させて薬液を排出し、スプラッシュガード６を第２高さ位置に移動させてリンス液を排出してもよい。この場合、スプラッシュガード６を第３高さ位置に移動させてＩＰＡを回収することができる。つまり、ガード６３の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部６３ａが形成されている。そして、スプラッシュガード６を第２高さ位置よりも高い位置（以下「第３高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡが傾斜部６３ａで受け止められ、第３排液槽２５ｃに案内される。具体的には、第３高さ位置として、傾斜部６３ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡがガード６２の上端部とガード６３の上端部との間を通り抜けて第３排液槽２５ｃに案内される。ただし、この場合には、回収配管７２の他端を排出口２７ｃに接続する必要があり、ガード６３、第３排液槽２５ｃおよび回収配管７２が本発明の「回収手段」として機能している。
【００４２】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図３および図４を参照しつつ詳述する。図３は図１の基板処理装置の動作を示すタイミングチャートである。また、図４は図１の基板処理装置の動作を示す模式図である。この装置では、制御ユニット４はメモリ（図示省略）に記憶されているプログラムにしたがって装置各部を制御して基板Ｗに対して一連の処理を施す。すなわち、制御ユニット４はスプラッシュガード６を退避位置に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上端部から突出させる。そして、この状態で基板搬送手段（図示せず）により未処理の基板Ｗが装置内に搬入されると、基板Ｗに対して一連の基板処理（薬液処理＋リンス処理＋置換処理＋乾燥前処理＋乾燥処理）を実行する。基板表面Ｗfには例えばｐｏｌｙ−Ｓｉからなる微細パターンが形成されている。そこで、この実施形態では、基板表面Ｗfを上方に向けた状態で基板Ｗが装置内に搬入され、スピンチャック１に保持される。なお、遮断部材９はスピンチャック１の上方の離間位置にあり、基板Ｗとの干渉を防止している。
【００４３】
続いて、制御ユニット４はスプラッシュガード６を第１高さ位置に配置して、基板Ｗに対して薬液処理を実行する（図４（ａ））。すなわち、薬液吐出ノズル３を吐出位置に移動させるとともに、チャック回転機構１３の駆動によりスピンチャック１に保持された基板Ｗを２００〜１２００ｒｐｍの範囲内で定められる回転速度（例えば８００ｒｐｍ）で回転させる。そして、薬液バルブ３１を開いて薬液吐出ノズル３から基板表面Ｗfに薬液としてフッ酸を供給する（ＨＦ供給）。基板表面Ｗfに供給されたフッ酸は遠心力により広げられ、基板表面Ｗf全体がフッ酸により薬液処理される。基板Ｗから振り切られたフッ酸は第１排液槽２５ａに案内され、回収ドレインに送られる。
【００４４】
薬液処理が終了すると、薬液吐出ノズル３が待機位置に移動される。そして、スプラッシュガード６が第１高さ位置のまま基板Ｗに対してリンス処理が実行される。すなわち、リンス液バルブ４１を開いて、離間位置に位置する遮断部材９のリンス液吐出口からリンス液を吐出させる（ＤＩＷ供給）。また、リンス液の吐出と同時に遮断部材９を対向位置に向けて下降させ、該対向位置に位置決めする。このように、薬液処理後、すぐに基板表面Ｗfにリンス液を供給することで基板表面Ｗfを継続して濡れた状態としておく。これは次のような理由による。すなわち、薬液処理後、フッ酸が基板Ｗから振り切られると、基板表面Ｗfの乾燥がはじまる。その結果、基板表面Ｗfが部分的に乾燥し、基板表面Ｗfにシミ等が発生することがある。したがって、このような基板表面Ｗfの部分的な乾燥を防止するため、基板表面Ｗfを濡れた状態としておくことが重要となっている。また、遮断部材９のガス吐出口から窒素ガスを吐出させる。
【００４５】
リンス液吐出口から基板表面Ｗfに供給されたリンス液は基板Ｗの回転に伴う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。つまり、基板表面Ｗfに残留付着するフッ酸がリンス液によって洗い流され基板表面Ｗfから除去される。また、基板Ｗから振り切られた使用済みのリンス液は第１排液槽２５ａに案内され、回収ドレインを介して廃棄される（図４（ｂ））。また、間隙空間ＳＰに窒素ガスが供給されることで基板表面Ｗfの周囲雰囲気が低酸素濃度雰囲気に保たれている。このため、リンス液の溶存酸素濃度の上昇を抑制することができる。なお、リンス処理時における基板Ｗの回転速度は前半において例えば６００ｒｐｍに設定され、リンス処理の後半において例えば３００ｒｐｍに減速される（図３）。このようにしてリンス処理を受けた基板Ｗでは、基板表面Ｗf上にＤＩＷ液膜が回転速度に応じた膜厚で形成されている。
【００４６】
また、上記したリンス処理および後述の処理（置換処理、乾燥前処理、乾燥処理）を実行する際には、遮断部材９の板状部材９０を基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で回転させる。これにより、板状部材９０の下面９０ａと基板表面Ｗfとの間に相対的な回転速度差が発生するのを防止して、間隙空間ＳＰに巻き込み気流が発生するのを抑制することができる。このため、ミスト状のリンス液および低表面張力溶剤が間隙空間ＳＰに侵入して基板表面Ｗfに付着するのを防止できる。また、板状部材９０を回転させることで下面９０ａに付着するリンス液や次に説明するＩＰＡを振り切り、下面９０ａにリンス液やＩＰＡが滞留するのを防止できる。
【００４７】
所定時間のリンス処理が終了すると、制御ユニット４はスプラッシュガード６を第２高さ位置に配置する（図４（ｃ））。それに続いて、再利用ＩＰＡを用いた置換処理が実行される。すなわち、制御ユニット４は、リンス処理の終了後に、バルブ７４を開く一方、循環用バルブ７９を閉じる。これにより、貯留タンク７１から送り出される再利用ＩＰＡが第１溶剤供給路に供給され、第１溶剤吐出口から基板表面Ｗfに向けて吐出される（図４（ｄ））。ここで用意される再利用ＩＰＡの濃度は後述する。この再利用ＩＰＡ供給によって、基板Ｗの表面中央部ではＤＩＷ液膜の中央部が再利用ＩＰＡに置換されて置換領域がＤＩＷ液膜に形成され、さらに再利用ＩＰＡ供給が継続されることで、置換領域が基板Ｗの径方向に拡大して基板表面Ｗfの全面が再利用ＩＰＡに置換される（置換処理）。なお、基板Ｗから振り切られた使用済みのＩＰＡは第２排液槽２５ｂに案内され、さらに排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収される。こうして回収されたＩＰＡは次の基板Ｗに対する置換処理時に使用する再利用ＩＰＡとして貯留タンク７１に貯留される。
【００４８】
こうして、置換処理が完了すると、制御ユニット４は、バルブ７４を閉じる一方、循環用バルブ７９を開く。これにより、貯留タンク７１、第１溶剤供給管７３および溶剤循環管７８からなる循環経路を再利用ＩＰＡが循環して上記のようにして回収したＩＰＡを既に貯留されている再利用ＩＰＡと混合させる。また、置換処理の開始時においては基板表面ＷfにＤＩＷが存在しており、置換処理の初期段階にＤＩＷが微量（ＤＩＷ液膜を構成するＤＩＷ量）ながら貯留タンク７１に回収されることとなるが、上記循環動作によりＤＩＷとＩＰＡとが攪拌され、ＤＩＷとＩＰＡとを十分に混ざり合った状態とすることができる。
【００４９】
また、制御ユニット４は、上記のようにバルブ７４、７９を開閉制御するとともに、バルブ８３を開いて乾燥前処理を行う。この乾燥前処理では、貯留タンク８１内の未使用ＩＰＡが第２溶剤供給路に供給され、第２溶剤吐出口から基板表面Ｗfに向けて吐出される（図４（ｅ））。この未使用ＩＰＡ供給によって、基板表面Ｗfが未使用のＩＰＡで濡れて次の基板乾燥に適した表面状態となる。なお、基板Ｗから振り切られた使用済みのＩＰＡは、置換処理と同様に、第２排液槽２５ｂに案内され、さらに排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収される。こうして回収されたＩＰＡは次の基板Ｗに対する置換処理時に使用する再利用ＩＰＡとして貯留タンク７１に貯留される。
【００５０】
乾燥前処理においては、基板表面Ｗf上に形成されている再利用ＩＰＡを未使用ＩＰＡに置換するのが望ましい。ただし、後述するように基板表面Ｗf上の再利用ＩＰＡの全部を未使用ＩＰＡに置換することが乾燥処理にとって必須条件というわけではなく、未使用ＩＰＡの供給によって次の乾燥処理に適した表面状態を形成することが重要であり、未使用ＩＰＡの供給目的および意義はこの点にある。
【００５１】
このようにして乾燥処理に適した表面状態に基板表面Ｗfが調整されると、制御ユニット４はバルブ８３を閉じて乾燥前処理を終了し、次の乾燥処理を実行する。すなわち、制御ユニット４はチャック回転機構１３の回転速度を高めて基板Ｗを高速回転（例えば１０００ｒｐｍ）させる。これにより、基板表面Ｗfに付着するＩＰＡが振り切られ、基板Ｗの乾燥処理（スピンドライ）が実行される（乾燥処理）。この乾燥処理の初期段階では、基板表面Ｗfに付着している余剰のＩＰＡが基板Ｗから振り切られるが、この使用済みのＩＰＡは、置換処理や乾燥前処理と同様に、第２排液槽２５ｂに案内され、さらに排出口２７ｂおよび回収配管７２を介して貯留タンク７１に回収される。こうして回収されたＩＰＡは次の基板Ｗに対する置換処理時に使用する再利用ＩＰＡとして貯留タンク７１に貯留される。また、パターンの間隙にはＩＰＡが入り込んでいるので、パターン倒壊やウォーターマーク発生を防止できる。また、間隙空間ＳＰはガス吐出口から供給される窒素ガスで満たされていることから、乾燥時間を短縮するとともに基板Ｗに付着するＩＰＡへの被酸化物質の溶出を低減してウォーターマークの発生をさらに効果的に抑制することができる。このように、本実施形態では、いわゆるスピン乾燥により基板乾燥を行っており、チャック回転機構１３が本発明の「乾燥手段」に相当している。
【００５２】
基板Ｗの乾燥処理が終了すると、制御ユニット４はチャック回転機構１３を制御して基板Ｗの回転を停止させる。そして、スプラッシュガード６を退避位置に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上方から突出させる。その後、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に対する一連の基板処理が終了する。そして、次の基板Ｗについても、上記と同様の処理が実行されるが、上記のようにして回収されたＩＰＡが次の基板Ｗに対する置換処理において再利用ＩＰＡとして使用される。
【００５３】
以上のように、基板表面Ｗfを乾燥させる前に基板表面ＷfにＩＰＡを供給して基板表面Ｗfに付着している液体成分をＤＩＷからＩＰＡに置換して表面張力を低下させている。すなわち、乾燥前処理（基板表面Ｗfに未使用ＩＰＡを供給する処理）を行うことで基板表面Ｗfは常に最終的に基板乾燥に適した表面状態に調整されている。そして、その表面状態のまま基板乾燥が実行されるため、優れた乾燥性能で基板を乾燥させることができる。
【００５４】
しかも、この実施形態では、リンス処理を受けた基板Ｗに対して乾燥前処理を直ちに行うのではなく、再利用ＩＰＡを基板表面Ｗfに供給して基板表面Ｗfに付着しているリンス液（ＤＩＷ）をＩＰＡに置換した上で乾燥前処理を行っている。この再利用ＩＰＡは、当該基板Ｗよりも先に基板処理した際に発生する使用済みのＩＰＡを回収し、貯留タンク７１に貯留したものである。したがって、本実施形態では、新たに消費するＩＰＡは乾燥前処理で使用されるＩＰＡ量のみであり、リンス処理後に未使用ＩＰＡを基板Ｗに供給していた従来技術に比べ、本実施形態によれば、再利用ＩＰＡを用いる分だけＩＰＡの消費量を低減することができる。
【００５５】
特に、近年ではパターンの微細化に伴い基板表面Ｗfに高アスペクト比のホールやトレンチなどの凹部が形成されることが多くなっており、凹部の内部にまでＩＰＡを行き渡らせるためには、ある程度の時間ＩＰＡを供給し続ける必要があり、このことが従来、ＩＰＡ消費量を増大させる主要因のひとつとなっていた。しかしながら、本実施形態では、再利用ＩＰＡを供給する時間を増大させて凹部の内部にまでしっかりとＩＰＡを送り込んだとしても、その処理により未使用のＩＰＡが新たに消費されるわけではなく、ＩＰＡ消費量は増えない。したがって、高アスペクト比のホールやトレンチなどの凹部を有する基板Ｗに対して少ないＩＰＡ消費量で良好な基板処理を行うことができる。
【００５６】
また、この実施形態では、置換処理において基板Ｗから排出される余剰のＩＰＡを回収しているが、その置換処理の初期段階でＤＩＷが微量（ＤＩＷ液膜を構成するＤＩＷ量）ながら貯留タンク７１に回収されることとなり、再利用ＩＰＡの濃度を低下させる方向に作用する。しかしながら、本実施形態では、乾燥前処理において供給された未使用ＩＰＡを乾燥前処理中や乾燥処理において貯留タンク７１に回収しており、これが再利用ＩＰＡの濃度を高める方向に作用する。したがって、再利用ＩＰＡの濃度が急激に低下することはなく、再利用ＩＰＡを用いて上記基板処理を繰り返して行うことができる。
【００５７】
ここで、ＩＰＡ濃度の重要性を検討するため、ＩＰＡ濃度の変化がパターン倒壊を引き起こす力に与える影響を調べた結果について図５を参照しつつ説明する。パターン倒壊を引き起こす力は
２γ×ｃｏｓθ・・・式（１）
であり、パターンの間隙に付着する液体の表面張力γ（以下、単に「表面張力γ」という）と、基板表面と液体との間の接触角θ（以下、単に「接触角θ」という）に応じた値ｃｏｓθとの積の大きさに依存する。そこで、本願発明者は、ＩＰＡ濃度と表面張力γとの関係およびＩＰＡ濃度と接触角θとの関係についてそれぞれ評価した。ここでは、リンス液として用いられるＤＩＷとＩＰＡとを混合して混合液を生成した。そして、混合液（ＤＩＷ＋ＩＰＡ）中のＩＰＡの体積百分率、つまりＩＰＡ濃度を変化させたときの表面張力γおよび接触角θを測定した。
【００５８】
図５は、表面張力γおよび接触角θと、ＩＰＡ濃度との関係を示すグラフである。図５に記載される横軸はＩＰＡ濃度を表しており、ＩＰＡ濃度が０（ｖｏｌ％）はＤＩＷ単体であることを、ＩＰＡ濃度が１００（ｖｏｌ％）はＩＰＡ液体単体であることを示している。これら表面張力γと接触角θは、協和界面科学株式会社製ＬＣＤ−４００Ｓを用いて測定した。ここで、表面張力γの測定は懸滴法（ペンダント・ドロップ法）により、接触角θは液滴法により測定した。なお、接触角θの測定には表面にｐｏｌｙ−Ｓｉが形成された基板を用いて最終的にＨＦ処理された基板表面と液体（混合液、ＤＩＷ単体、またはＩＰＡ液体単体）との間の接触角を測定している。
【００５９】
図５から明らかなように、パターン倒れを防止するためには１００％ＩＰＡを用いるのが最も好ましく、本実施形態では上記したように未使用ＩＰＡとして１００％ＩＰＡを用いている。一方、ＩＰＡ濃度が数十％低下したとしても、表面張力γの増大は比較的小さい。このことは再利用ＩＰＡの濃度が多少低下したとしても、微細パターンの凹部に介在することでパターン倒れを効果的に防止可能であることを示しており、再利用ＩＰＡを用いることの有効性が明らかとなっている。
【００６０】
また、ＩＰＡ濃度が低下するにしたがって表面張力γが増加することから、最初の基板Ｗに対して一連の基板処理を実行する際（イニシャル時）には、図６（ａ）に示すように、貯留タンク７１には未使用のＩＰＡを最小限だけ貯留しておくのが好適である。そして、基板処理を繰り返して実行する間に、同図（ｂ）に示すように、貯留タンク７１に再利用ＩＰＡが貯まっていき再利用ＩＰＡの液面が上昇していく。なお、同図中の符号７０４は１回の置換処理に必要なＩＰＡ量を検出する下限センサであり、この下限センサ７０４により検出される液面位置がイニシャル時の液面位置に相当している。また、符号７０５は許容される再利用ＩＰＡ量を検出する上限センサであり、符号７０６は再利用ＩＰＡのオーバーフローを検出するためのセンサである。
【００６１】
ところで、上記したように基板処理を繰り返して実行する間に、貯留タンク７１に再利用ＩＰＡが貯まっていき再利用ＩＰＡの液面が上昇していく。また、ＩＰＡ濃度も徐々に低下していく。したがって、基板処理を良好に行うためには、次に説明するように、再利用ＩＰＡの量および濃度を適当なタイミング、例えば１枚の基板Ｗに対する基板処理が完了する毎に検出し、その検出結果に基づき適切に対応するのが望ましい。
【００６２】
図７はこの発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す図である。この実施形態では、制御ユニット４は基板Ｗに対する基板処理が完了して基板Ｗが搬出されるタイミングでメモリに記憶されているプログラムにしたがって以下のステップＳ１〜Ｓ６を実行する。この実施形態では、ステップＳ１で濃度計７７により再利用ＩＰＡの濃度が検出される。そして、その検出結果（ＩＰＡ濃度）が予め設定した濃度、つまり表面張力γが十分に低くパターン倒れを効果的に防止することができる濃度以上であるか否かを制御ユニット４は判定している。ここで、再利用ＩＰＡの濃度が設定濃度未満となっている（ステップＳ２で「ＮＯ」）場合には、バルブ７０２が開いて貯留タンク７１内の再利用ＩＰＡの一部を排液管７０１を介して排出するとともに、未使用ＩＰＡの補充をユーザに促して貯留タンク７１内の再利用ＩＰＡの濃度を高める（ステップＳ３）。この動作は、再利用ＩＰＡの濃度が設定濃度以上となるまで繰り返して行われる。なお、この実施形態では、未使用ＩＰＡの補充をユーザによるマニュアル操作により行うように構成しているが、例えば図８に示すように構成して自動補充するように構成してもよい。すなわち、図８に示す装置では、フィルタ８５の下流側で第２溶剤供給管８２から配管８６が分岐され、貯留タンク７１に連通されている。また、この分岐配管８６にはバルブ８７が介挿されている。そして、制御ユニット４が、未使用ＩＰＡの補充が必要であると判断した際に、バルブ８７を開いて貯留タンク８１内の未使用ＩＰＡを配管８６を介して貯留タンク７１に補充してもよい。
【００６３】
図７に戻って説明を続ける。再利用ＩＰＡの濃度が設定濃度以上であると判定した際には、貯留タンク７１に貯留されている再利用ＩＰＡ量が検出される（ステップＳ４）。この実施形態では、センサ７０３からの信号に基づき制御ユニット４は、貯留タンク７１内での再利用ＩＰＡが所定の設定量未満であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、再利用ＩＰＡの量が設定量以上となっている、つまりセンサ７０３から検出信号が与えられている場合、制御ユニット４は貯留タンク７１内での再利用ＩＰＡが所定の設定量以上となっている（ステップＳ２で「ＮＯ」）と判定し、バルブ７０２が開いて貯留タンク７１内の再利用ＩＰＡの一部を排液管７０１を介して排液して貯留タンク７１内の再利用ＩＰＡ量を設定量未満に減少させる。
【００６４】
上記実施形態において、再利用ＩＰＡの濃度は１５〜９５％の濃度範囲で設定され、好ましくは７０〜９５％の濃度である。
【００６５】
以上のように、この実施形態によれば、再利用ＩＰＡの量および濃度が常に設定範囲に調整され、この調整状態で基板処理が行われる。その結果、基板処理を良好に行うことができる。ここでは、センサ７０３のみを設けてＩＰＡ量を制御しているが、図６に示すように、下限センサ７０４、上限センサ７０５および／またはオーバーフローセンサ７０６をさらに設けることで貯留タンク７１内での再利用ＩＰＡ量をさらに高精度に検出してＩＰＡ量のさらなる適正化を図ってもよい。
【００６６】
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、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Ｗfを乾燥させる基板処理方法および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。
【００６７】
また、上記実施形態では、乾燥前処理に使用する有機溶剤としてＩＰＡを用いているが、他のアルコール系有機溶剤、例えばエチルアルコール（Ethanol）やメチルアルコール（methanol）などを用いることができる。また、アルコール系有機溶剤以外に、ＤＩＷなどの基板表面に付着している液体よりも表面張力が低い有機溶剤を乾燥前処理に使用する有機溶剤として用いることができる。
【００６８】
また、上記実施形態では、リンス液としてＤＩＷを用いているが、炭酸水（ＤＩＷ＋ＣＯ2）など乾燥前処理に使用する有機溶剤と反応しない液体をリンス液として用いるようにしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態において、再利用ＩＰＡの濃度調整は未使用ＩＰＡの補充によって行なわれているが、純水やＤＩＷの供給によって行なってもよい。また再利用ＩＰＡＤ中のＩＷの濃度を近赤外線液体成分濃度計で求めることで、ＤＩＷを自動補充するように構成してもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、リンス処理以後、遮断部材を基板表面に近接対向位置させる構成としているが、遮断部材が無い構成としてもよい。例えば図９に示すように、それぞれスピンベース側部の待機位置と基板の回転中心の上方とを揺動可能に構成された２本の吐出ノズル９１０、９２０を設け、吐出ノズル９１０から再利用ＩＰＡを、吐出ノズル９２０から未使用ＩＰＡを吐出するようにしても良い。この場合、リンス液の吐出は薬液吐出ノズル３を含めた３本のうち一体において共有させて、切り替えて吐出するようにしても良いし、別途４本目の吐出ノズルを専用に設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
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、ＦＥＤ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。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。
【図３】図１の基板処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の基板処理装置の動作を示す模式図である。
【図５】表面張力および接触角と、ＩＰＡ濃度との関係を示すグラフである。
【図６】この発明にかかる基板処理装置の別の実施形態を示す図である。
【図７】この発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す図である。
【図８】この発明にかかる基板処理装置のさらに別の実施形態を示す図である。
【図９】この発明にかかる基板処理装置のさらに他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
６…スプラッシュガード（回収手段）
７…第１溶剤供給ユニット（第１供給手段）
８…第２溶剤供給ユニット（第２供給手段）
１３…チャック回転機構（乾燥手段）
２７ｂ…排出口（回収手段）
２７ｃ…排出口（回収手段）
７１…貯留タンク
７２…回収配管（回収手段）
７３…第１溶剤供給管（第１供給手段）
７５…定量ポンプ（第１供給手段）
８１…貯留タンク（第２供給手段）
８２…第２溶剤供給管（第２供給手段）
８４…定量ポンプ（第２供給手段）
Ｗf…基板表面
Ｗ…基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面を乾燥させる基板処理方法であって、
再利用有機溶剤を基板の表面に供給する第１工程と、
前記再利用有機溶剤で濡れた前記基板表面に未使用の有機溶剤を供給して前記基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整する第２工程と、
前記第２工程後に前記基板表面から前記有機溶剤を除去して前記基板表面を乾燥する第３工程とを備え、
前記第２工程は、前記基板表面から排出される余剰の有機溶剤を回収するとともに、当該回収後に実行される前記第１工程において使用される前記再利用有機溶剤として前記余剰の有機溶剤を貯留することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記第１工程は、前記基板表面から排出される余剰の有機溶剤を回収するとともに、当該回収後に実行される前記第１工程において使用される前記再利用有機溶剤として前記余剰の有機溶剤を貯留する請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
表面が液体で濡れている、基板を乾燥させる請求項２記載の基板処理方法であって、
前記第１工程は、前記基板表面に付着している前記液体を前記再利用有機溶剤に置換する工程である基板処理方法。
【請求項４】
前記余剰の有機溶剤をタンクに前記再利用有機溶剤として回収することにより前記タンク内での再利用有機溶剤の濃度が所定濃度未満となると、前記タンクに貯留されている再利用有機溶剤の一部または全部を排出するとともに、未使用の有機溶剤を前記タンクに補充して前記タンクに貯留される再利用有機溶剤の濃度を前記所定濃度以上に高める請求項３記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記余剰の有機溶剤をタンクに前記再利用有機溶剤として回収することにより前記タンク内での再利用有機溶剤の貯留量が所定量を超えると、前記タンクに貯留されている再利用有機溶剤の一部を排出して貯留量を前記所定値以下に低減させる請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記第３工程は、表面が有機溶剤で濡れた基板を回転させて乾燥させる工程である請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記第３工程は、基板回転により前記基板から振り切られた有機溶剤を回収するとともに、当該回収後に実行される前記第１工程において使用される前記再利用有機溶剤として前記有機溶剤を貯留する請求項６記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記有機溶剤はイソプロピルアルコールである請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項９】
基板の表面を乾燥させる基板処理装置において、
再利用有機溶剤を貯留するタンクを有し、前記タンク内の再利用有機溶剤を基板表面に供給する第１供給手段と、
前記再利用有機溶剤で濡れた前記基板表面に未使用の有機溶剤を供給して前記基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整する第２供給手段と、
前記表面状態を有する前記基板表面から前記有機溶剤を除去して前記基板表面を乾燥させる乾燥手段と、
前記第２供給手段により前記未使用有機溶剤を前記基板表面に供給した際に前記基板表面から排出される有機溶剤を前記再利用有機溶剤として回収して前記タンクに貯留する回収手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
前記回収手段は前記第１供給手段により前記再利用有機溶剤を前記基板表面に供給した際に前記基板表面から排出される有機溶剤を前記再利用有機溶剤として回収して前記タンクに貯留する請求項９記載の基板処理装置。
【請求項１】
基板の表面を乾燥させる基板処理方法であって、
再利用有機溶剤を基板の表面に供給する第１工程と、
前記再利用有機溶剤で濡れた前記基板表面に未使用の有機溶剤を供給して前記基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整する第２工程と、
前記第２工程後に前記基板表面から前記有機溶剤を除去して前記基板表面を乾燥する第３工程とを備え、
前記第２工程は、前記基板表面から排出される余剰の有機溶剤を回収するとともに、当該回収後に実行される前記第１工程において使用される前記再利用有機溶剤として前記余剰の有機溶剤を貯留することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記第１工程は、前記基板表面から排出される余剰の有機溶剤を回収するとともに、当該回収後に実行される前記第１工程において使用される前記再利用有機溶剤として前記余剰の有機溶剤を貯留する請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
表面が液体で濡れている、基板を乾燥させる請求項２記載の基板処理方法であって、
前記第１工程は、前記基板表面に付着している前記液体を前記再利用有機溶剤に置換する工程である基板処理方法。
【請求項４】
前記余剰の有機溶剤をタンクに前記再利用有機溶剤として回収することにより前記タンク内での再利用有機溶剤の濃度が所定濃度未満となると、前記タンクに貯留されている再利用有機溶剤の一部または全部を排出するとともに、未使用の有機溶剤を前記タンクに補充して前記タンクに貯留される再利用有機溶剤の濃度を前記所定濃度以上に高める請求項３記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記余剰の有機溶剤をタンクに前記再利用有機溶剤として回収することにより前記タンク内での再利用有機溶剤の貯留量が所定量を超えると、前記タンクに貯留されている再利用有機溶剤の一部を排出して貯留量を前記所定値以下に低減させる請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記第３工程は、表面が有機溶剤で濡れた基板を回転させて乾燥させる工程である請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記第３工程は、基板回転により前記基板から振り切られた有機溶剤を回収するとともに、当該回収後に実行される前記第１工程において使用される前記再利用有機溶剤として前記有機溶剤を貯留する請求項６記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記有機溶剤はイソプロピルアルコールである請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項９】
基板の表面を乾燥させる基板処理装置において、
再利用有機溶剤を貯留するタンクを有し、前記タンク内の再利用有機溶剤を基板表面に供給する第１供給手段と、
前記再利用有機溶剤で濡れた前記基板表面に未使用の有機溶剤を供給して前記基板表面を基板乾燥に適した表面状態に調整する第２供給手段と、
前記表面状態を有する前記基板表面から前記有機溶剤を除去して前記基板表面を乾燥させる乾燥手段と、
前記第２供給手段により前記未使用有機溶剤を前記基板表面に供給した際に前記基板表面から排出される有機溶剤を前記再利用有機溶剤として回収して前記タンクに貯留する回収手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
前記回収手段は前記第１供給手段により前記再利用有機溶剤を前記基板表面に供給した際に前記基板表面から排出される有機溶剤を前記再利用有機溶剤として回収して前記タンクに貯留する請求項９記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１１０９８４（Ｐ２００９−１１０９８４Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７８４４８（Ｐ２００７−２７８４４８）
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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