基板処理装置および基板処理方法
【課題】酸素濃度を低減した処理液で基板を処理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。
【解決手段】基板処理装置１は、基板Ｗを保持するスピンチャック３と、スピンチャック３に保持された基板Ｗに対向する基板対向面３４を有し、基板対向面３４の周囲からスピンチャック３に向かって突出した周壁部３２が形成された遮断板６と、スピンチャック３に保持された基板Ｗに処理液を供給する第１上側処理液供給管３５とを備えている。第１上側処理液供給管３５には、第２上側処理液供給管３８を介して第１配管内調合ユニット５１から薬液が供給される。この薬液は、薬液原液と、不活性ガス溶存水生成ユニット５０によって純水中の酸素が脱気され、当該純水中に不活性ガスが添加されて生成された不活性ガス溶存水とが第１混合部５９内で混合されることにより調合されたものである。
【解決手段】基板処理装置１は、基板Ｗを保持するスピンチャック３と、スピンチャック３に保持された基板Ｗに対向する基板対向面３４を有し、基板対向面３４の周囲からスピンチャック３に向かって突出した周壁部３２が形成された遮断板６と、スピンチャック３に保持された基板Ｗに処理液を供給する第１上側処理液供給管３５とを備えている。第１上側処理液供給管３５には、第２上側処理液供給管３８を介して第１配管内調合ユニット５１から薬液が供給される。この薬液は、薬液原液と、不活性ガス溶存水生成ユニット５０によって純水中の酸素が脱気され、当該純水中に不活性ガスが添加されて生成された不活性ガス溶存水とが第１混合部５９内で混合されることにより調合されたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路素子の高集積化および高速度化は、市場の要求である。この要求に応えるために、従来から用いられてきたアルミニウム配線に代えて、より低抵抗の銅配線が用いられるようになってきた。銅配線を、低誘電率絶縁膜（いわゆるＬｏｗ−ｋ膜。比誘電率が酸化シリコンよりも小さな材料からなる絶縁膜をいう。）と組み合わせて多層配線を形成すれば、極めて高速で動作する集積回路素子を実現できる。
【０００３】
異なる層の銅配線間の接続は、層間絶縁膜に形成されたヴィアに埋め込まれた銅プラグによって達成される。微細な配線パターンを形成するためには、高いアスペクト比のヴィアが要求されるから、ヴィアの形成には、反応性イオンエッチングに代表されるドライエッチング法が適用される。
しかし、ドライエッチング法では、処理対象の膜だけでなくレジストも腐食されていき、その一部は、変質してポリマー（レジスト残渣）として、基板表面に残留する。配線パターンが微細であるがゆえに、次工程までに、このポリマーを基板上から確実に除去しておかなければならない。
【０００４】
ポリマー除去処理を行うことができる基板処理装置は、処理対象の基板を保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックにより回転される基板の上面にポリマー除去液などの処理液を供給するノズルとを備えている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５８４８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２２５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記のような構成では、ポリマー除去液が空気に触れ、このポリマー除去液中に酸素が溶け込むという問題がある。酸素濃度の高いポリマー除去液が基板に供給されると、ポリマー除去液中の溶存酸素により基板上の金属膜（銅膜など）が酸化され、金属酸化物を生じる場合がある。しかし、この金属酸化物はポリマー除去液によってエッチングされるので、基板上の配線膜等の金属膜の膜減りが生じ、この基板から作成されるデバイスの特性を劣化させるおそれがある。
【０００６】
この課題は、金属酸化物に対するエッチング作用を有する薬液を用いて基板を処理する基板処理装置（ウェットエッチング処理装置）にも共通する課題である。また、金属酸化物に限らず、一般に、酸化物に対するエッチング作用を有する薬液を用いて基板を処理する場合に、同様の問題に直面する。
そこで、この発明の目的は、酸素濃度を低減した処理液で基板を処理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である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持機構（３）と、前記基板保持機構に保持された基板に対向する基板対向面（３４）を有し、この基板対向面の周囲から前記基板保持機構に向かって突出した周壁部（３２，１３２，２３２，３３２）が形成された遮断部材（６）と、前記基板保持機構に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズル（３５）と、純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成ユニット（５０）と、薬液原液と前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水とを配管（５９）内で混合して前記処理液としての薬液を調合する配管内調合ユニット（５１）と、前記配管内調合ユニットから前記処理液ノズルへと処理液を導く処理液供給路（３８）とを含む、基板処理装置（１）である。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、基板保持手段に保持された基板に処理液ノズルから処理液を供給することにより、当該基板を処理することができる。処理液ノズルに供給される処理液は、処理液供給路によって配管内調合ユニットから導かれたものである。また、配管内調合ユニットは、薬液原液と、不活性ガス溶存水生成ユニットによって純水中の酸素が脱気され、当該純水中に不活性ガスが添加されて生成された不活性ガス溶存水とを配管内で混合して処理液としての薬液を調合することができる。さらに、配管内において薬液原液と不活性ガス溶存水とが混合されるので、配管内調合ユニットによって調合された薬液は、空気に触れて酸素濃度が上昇することが抑制または防止されている。さらにまた、調合された薬液に含まれる不活性ガス溶存水には不活性ガスが添加されているので、当該薬液中の酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。したがって、酸素濃度が低減された薬液を配管内調合ユニットから処理液ノズルに供給し、この酸素濃度が低減された薬液を処理液ノズルから吐出させることができる。
【０００９】
また、この発明によれば、基板対向面および周壁部を有する遮断部材により、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から遮断することができる。これにより、基板表面の雰囲気の酸素濃度の上昇を抑制または防止することができる。したがって、処理液ノズルから吐出された処理液が、基板に達するまでや基板上で空気に触れて、その酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。そのため、酸素濃度が低減された状態を維持しつつ、処理液ノズルからの薬液を基板に供給することができる。これにより、基板上において、薬液中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。その結果、基板に供給される薬液が酸化物に対するエッチング作用を有するものであったとしても、基板上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【００１０】
「薬液原液」とは、不活性ガス溶存水との混合前の薬液を意味する。薬液原液の例としては、フッ酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣＬ）、フッ酸とＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の混合液、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）を例示できる。フッ酸を用いる場合には、フッ酸原液と不活性ガス溶存水とを所定の割合で混合（調合）することによって、希フッ酸（ＤＨＦ）が生成される。
【００１１】
前記基板は、表面にポリマー残渣（ドライエッチングやアッシング後の残渣）が付着したものであってもよい。この場合に、前記薬液は、前記ポリマー残渣を除去するためのポリマー除去液であることが好ましい。希フッ酸は、ポリマー除去液の一例である。
ポリマー除去液としては、有機アルカリ液を含む液体、有機酸を含む液体、無機酸を含む液体、フッ化アンモン系物質を含む液体のうちの少なくともいずれか１つが使用できる。そのうち、有機アルカリ液を含む液体としては、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ヒドロキシルアミン、コリンのうちの少なくともいずれか１つを含む液体が挙げられる。また、有機酸を含む液体としては、クエン酸、蓚酸、イミノジ酸、および琥珀酸のうちの少なくともいずれか１つを含む液体が挙げられる。また、無機酸を含む液体としては、フッ酸および燐酸のうちの少なくともいずれか１つを含む液体が挙げられる。その他、ポリマー除去液としては、１−メチル−２ピロリドン、テトラヒドロチオフェン１．１−ジオキシド、イソプロパノールアミン、モノエタノールアミン、２−（２アミノエトキシ）エタノール、カテコール、Ｎ−メチルピロリドン、アロマティックジオール、パークレン（テトラクロロエチレン）、フェノールを含む液体などのうちの少なくともいずれか１つを含む液体があり、より具体的には、１−メチル−２ピロリドンとテトラヒドロチオフェン１．１−ジオキシドとイソプロパノールアミンとの混合液、ジメチルスルホキシドとモノエタノールアミンとの混合液、２−（２アミノエトキシ）エタノールとヒドロキシアミンとカテコールとの混合液、２−（２アミノエトキシ）エタノールとＮ−メチルピロリドンとの混合液、モノエタノールアミンと水とアロマティックジオールとの混合液、パークレン（テトラクロロエチレン）とフェノールとの混合液などのうちの少なくともいずれか１つが挙げられる。その他、トリエタノールアミン、ペンタメチルジエチレントリアミンなどのアミン類、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのうちの少なくともいずれか１つを含む液体が挙げられる。
【００１２】
ポリマー除去液の他にも、High-k Metal 材料の選択エッチング液などの他の薬液を用いる基板処理に対しても、この発明を適用できる。
また、前記基板は、表面に金属パターンが露出したものであってもよい。金属パターンは、金属配線であってもよい。金属パターンは、銅やタングステンその他の金属の単膜であってもよいし、複数の金属膜を積層した多層膜であってもよい。多層膜の一例としては、銅膜の表面に拡散防止のためのバリアメタル膜を形成した積層膜を挙げることができる。
【００１３】
また、前記不活性ガスの典型例は、窒素ガスであるが、その他にも、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスを用いることもできる。
また、前記処理液ノズルは、前記基板対向面から前記基板保持機構に保持された基板に臨む（対向する）吐出口（３７）を有するものであってもよい。
また、前記基板処理装置は、前記遮断部材と前記基板保持機構に保持された基板との間の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段（３６，３９，４０，４１）をさらに含むことが好ましい。この不活性ガス供給手段は、前記遮断部材の基板対向面から前記基板保持機構に保持された基板に臨む不活性ガス吐出口（４０）を有するものであることが好ましい。
【００１４】
また、前記基板保持機構は、基板を保持して回転させる基板保持回転機構（３）であってもよい。この場合に、前記基板保持回転機構による基板の回転軸線（Ｌ１）と共通の軸線まわりに前記遮断部材を回転させる遮断部材回転機構（４３）がさらに備えられていることが好ましい。
請求項２記載の発明は、前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水を前記薬液と混合することなく、そのまま処理液として基板に供給する不活性ガス溶存水供給手段（６２，８６）をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置である。
【００１５】
この発明によれば、基板保持手段に保持された基板に不活性ガス溶存水を供給して、不活性ガス溶存水によって基板を洗い流すことができる。したがって、たとえば薬液が基板に付着している場合に、当該基板を洗い流して薬液を除去することができる。
また、前述のように、基板表面の雰囲気は、酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。さらに、不活性ガス溶存水は酸素が脱気されたものである。したがって、基板に対して酸素濃度が低減された不活性ガス溶存水を供給することができる。これにより、基板Ｗ上において、不活性ガス溶存水中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。したがって、たとえば、酸化物に対するエッチング作用を有する薬液が基板に供給された後に、不活性ガス溶存水を基板に供給する場合であったとしても、基板Ｗ上に残留している薬液により酸化物がエッチングされることを抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗ上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【００１６】
前記不活性ガス溶存水供給手段は、たとえば、前記配管内調合ユニットへの薬液原液の供給／停止を切り換える薬液バルブ（６２）と、この薬液バルブを開閉制御するバルブ制御手段（８６）とを含むものであってもよい。この場合、バルブ制御手段によって薬液バルブを閉じることによって、配管内調合ユニットに供給された不活性ガス溶存水は、薬液原液と混合されることなく、そのまま処理液供給路から処理液ノズルへと供給され、この処理液ノズルから基板へと供給される。
【００１７】
むろん、前記不活性ガス溶存水供給手段は、前記処理液ノズルとは別系統の供給路を介して前記基板保持機構に保持された基板に不活性ガス溶存水を供給するものであってもよい。
請求項３記載の発明は、前記遮断部材の周壁部は、前記基板の周端面全周を取り囲むことができるように形成されている、請求項１または２記載の基板処理装置である。
【００１８】
この発明によれば、遮断部材の周壁部が筒状（円形基板の場合には、たとえば円筒状）に形成されており、この筒状の周壁部によって、基板の周端面全周を取り囲むことができる。したがって、基板表面の雰囲気をその周囲の雰囲気から確実に遮断することができ、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から一層確実に遮断することができる。
たとえば、前記基板対向面は前記基板保持機構に保持された基板の主面に平行な平面に形成されていてもよい。また、前記周壁部は、基板の周端面に対向する内壁面（４９，１４９，２４９）を有し、この内壁面が、基板主面の法線（Ｌ２）に平行な面であってもよいし、基板主面の法線に対して傾斜した面（好ましくは、基板の外方に向かうに従って基板保持機構に接近するように傾斜した面）であってもよいし、先端縁に向かうに従って基板主面の法線に対する傾斜角が漸次的に変化する面（基板主面の法線を含む平面でとった断面が曲線となるような面）であってもよい。
【００１９】
請求項４記載の発明は、前記基板保持機構は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面（８ａ）を有する保持ベース（８）を備えており、前記基板処理装置は、前記遮断部材を前記保持ベースに対して、所定の処理位置と退避位置との間で、接近／離反させる遮断部材移動機構（４２）をさらに含み、前記処理位置は、前記遮断部材の周壁部の先端縁が前記基板保持機構に保持された基板よりも前記保持ベースの近くに位置するように定められている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２０】
より具体的には、前記遮断部材移動機構を制御する制御手段（８６）が備えられており、この制御手段の制御によって、遮断部材が保持ベースに対して接近／離反させられるようになっていてもよい。また、前記処理位置は、前記遮断部材の周壁部の先端縁と保持ベースの表面との間に予め定められた大きさの間隔（Ｇ１）が形成されるように設定されていることが好ましい。この間隔は、基板対向面と基板との間隔と同等、または基板対向面と基板との間隔よりも小さいことが好ましい。
【００２１】
この発明によれば、遮断部材移動機構によって遮断部材を保持ベースに接近させることができるので、基板保持手段に保持された基板に対して遮断部材の基板対向面を接近させることができる。これにより、基板と基板対向面との間隔を小さくして、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から一層確実に遮断することができる。また、前記処理位置では、周壁部の先端縁が基板保持機構に保持された基板よりも保持ベースに近づくので、基板保持機構に基板が保持された状態で、遮断部材を前記処理位置に位置させることにより、周壁部を基板の周囲に位置させることができる。これにより、基板表面の雰囲気をその周囲の雰囲気から確実に遮断することができる。さらに、前記処理位置が、前記遮断部材の周壁部の先端縁と保持ベースの表面との間に予め定められた大きさの間隔が形成されるように設定されている場合には、基板と基板対向面との間の雰囲気を、周壁部の先端縁と保持ベースの表面との間から排気することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、薬液原液を貯留する薬液タンク（７１）と、前記薬液タンク内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段（７７，７８）と、前記薬液タンクから前記配管内調合ユニットに薬液原液を導く薬液供給路（５５，５６）とをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、不活性ガス供給手段によって薬液タンク内に不活性ガスを供給することにより、薬液タンク内に不活性ガスを充填することができる。これにより、薬液タンクに貯留された薬液原液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。したがって、酸素濃度が上昇した薬液原液が、薬液供給路を介して薬液タンクから配管内調合ユニットに供給されることを抑制または防止することができる。
【００２３】
請求項６記載の発明は、薬液原液中の酸素を脱気する脱気ユニット（７４）をさらに含み、この脱気ユニットによって脱気された薬液原液が前記配管内調合ユニットに供給されるようになっている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、薬液原液中の酸素が脱気ユニットによって脱気された薬液原液が配管内調合ユニットに供給されるので、配管内調合ユニットによって調合される薬液中の酸素濃度を低減することができる。したがって、配管内調合ユニットから処理液ノズルに対して酸素濃度が低減された薬液を処理液として供給し、この酸素濃度が低減された薬液を基板に供給することができる。
【００２４】
請求項７記載の発明は、前記処理液供給路は、処理液が流通する内配管（８０）と、この処理液配管を取り囲む外配管（８１）とを含み、前記内配管と外配管との間に不活性ガスを充填する不活性ガス充填手段（８２，８３）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装置である。
この発明によれば、不活性ガス充填手段によって、内配管と外配管との間に不活性ガスを充填することにより、内配管を不活性ガスによって包囲することができる。したがって、内配管がたとえば酸素透過性の材料で形成されている場合であっても、内配管を介して内配管の内部に進入する酸素の量を低減することができる。これにより、内配管内を流通する処理液に酸素が溶け込んで、当該処理液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
【００２５】
前記内配管および外配管は、たとえば、フッ素樹脂（より具体的にはＰＦＡ(perfluoro−alkylvinyl−ether−tetrafluoro−ethlene−copolymer)製の管で構成されていてもよい。
請求項８記載の発明は、前記配管内調合ユニットを制御する制御手段（８６）をさらに含み、この制御手段は、前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水を薬液原液と混合することなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する不活性ガス溶存水供給工程を実行し、その後に、前記配管内調合ユニットによって薬液原液と不活性ガス溶存水とを配管内で混合して薬液を調合し、この薬液を処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する薬液供給工程を実行するものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２６】
この発明によれば、不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水が、配管内調合ユニットおよび処理液供給路を介して処理液ノズルに供給され、その後、配管内調合ユニットで調合された薬液が、処理液供給路を介して処理液ノズルに供給される。したがって、たとえば処理液供給路に処理液が残留していた場合に、この残留処理液を不活性ガス溶存水によって除去した後、配管内調合ユニットで調合された薬液を処理液供給路を介して処理液ノズルに供給することができる。これにより、処理液供給路に残留している処理液中の酸素濃度が上昇している場合であっても、このような処理液とともに薬液が基板に供給されることを抑制または防止することができる。よって、基板上において、薬液中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。
【００２７】
請求項９記載の発明は、前記制御手段は、前記不活性ガス溶存水供給工程を、前記処理液ノズルから吐出される処理液中の酸素濃度が２０ｐｐｂ以下となるまで継続する、請求項８記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記不活性ガス溶存水供給工程の後に行われる前記薬液供給工程において、基板の酸化反応を確実に抑制または防止できる低い酸素濃度の薬液（酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の薬液）を処理液ノズルに供給することができる。したがって、このような低酸素濃度の薬液を基板に供給することにより、基板の酸化反応の発生を確実に抑制または防止することができる。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、前記遮断部材と前記基板保持機構に保持された基板との間の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段（３６，３９，４０，４１）をさらに含み、前記制御手段は、さらに、前記不活性ガス供給手段を制御することによって、前記薬液供給工程に先立って、基板の表面付近の雰囲気を不活性ガスで置換する雰囲気置換工程を実行するものである、請求項８または９記載の基板処理装置である。
【００２９】
この発明によれば、前記薬液供給工程に先立って、遮断部材と前記基板保持機構に保持された基板との間の空間に不活性ガスが供給され、基板の表面付近の雰囲気が不活性ガスで置換される。したがって、処理液ノズルから吐出された薬液が、基板に達するまでや基板上で空気に触れて、当該薬液中の酸素濃度が上昇することを一層確実に抑制または防止することができる。これにより、酸素濃度が低減された状態を維持しつつ、処理液ノズルからの薬液を基板に供給することができる。したがって、基板上において、薬液中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。
【００３０】
請求項１１記載の発明は、処理液ノズルから基板へと処理液を供給して当該基板を処理する基板処理方法であって、純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成工程と、薬液原液と前記不活性ガス溶存水とを配管内で混合して薬液を調合し、この薬液を処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する薬液供給工程（Ｓ１４、Ｓ２４、Ｓ３４）と、前記薬液供給工程に先立って行われ、基板の表面付近の雰囲気を不活性ガスで置換する雰囲気置換工程（Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１）と、前記薬液液供給工程に先立って（より好ましくは、雰囲気置換工程の開始後に）行われ、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水を薬液原液と混合することなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する不活性ガス溶存水供給工程（Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ３３）とを含む、基板処理方法である。
【００３１】
この発明によれば、不活性ガス溶存水生成工程において、純水中の酸素が脱気され、当該純水中に不活性ガスが添加されて不活性ガス溶存水が生成される。そして、この不活性ガス溶存水が、薬液供給工程において、配管内で薬液原液と混合され、処理液としての薬液が調合される。さらに、調合された薬液が処理液供給路を介して処理液ノズルに供給される。これにより、処理液としての薬液を基板に供給して、当該基板を処理することができる。
【００３２】
また、この発明によれば、薬液供給工程に先立って、雰囲気置換工程および不活性ガス溶存水供給工程が行われる。すなわち、薬液供給工程に先立って、基板の表面付近の雰囲気が不活性ガスで置換される。さらに、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水が、薬液原液と混合されることなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給され、前記処理液供給路内および前記処理液ノズル内がこの不活性ガス溶存水によって洗い流される。したがって、薬液供給工程において処理液ノズルから吐出された薬液が、基板に達するまでや基板上で空気に触れて、その酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。さらに、前記処理液供給路内および前記処理液ノズル内に酸素濃度が上昇した処理液が残留していたとしても、このような処理液とともに薬液が基板に供給されることを抑制または防止することができる。これにより、酸素濃度が低減された薬液で基板を処理することができる。したがって、基板上において、薬液中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。その結果、基板に供給される薬液が酸化物に対するエッチング作用を有するものであったとしても、基板上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【００３３】
さらに、前記薬液供給工程において、薬液原液と不活性ガス溶存水とが配管内で混合されるので、調合された薬液は、空気に触れて酸素濃度が上昇することが抑制または防止されている。さらにまた、調合された薬液に含まれる不活性ガス溶存水には不活性ガスが添加されているので、当該薬液中の酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。これにより、酸素濃度が一層低減された薬液を処理液供給路を介して処理液ノズルへと供給することができる。
【００３４】
前記雰囲気置換工程は、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させた状態で、前記遮断部材と基板との間の空間に不活性ガスを供給する工程（Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１）を含むことが好ましい。
より具体的には、請求項１２記載の発明のように、前記雰囲気置換工程は、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させるとともに、前記基板対向面の周囲から突出した周壁部によって基板の周囲を包囲した状態で、前記遮断部材と基板との間の空間に不活性ガスを供給する工程（Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１）を含むことが好ましい。
【００３５】
遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させることにより、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から遮断することができる。また、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させ、さらに、前記基板対向面の周囲から突出した周壁部によって基板の周囲を包囲することにより、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から一層確実に遮断することができる。したがって、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させることにより、基板表面の雰囲気の酸素濃度の上昇を抑制または防止することができる。さらに、遮断部材と基板との間の空間に不活性ガスを供給することにより、基板表面の雰囲気を不活性ガス雰囲気にすることができる。したがって、処理液ノズルから吐出された薬液が、基板に達するまでや基板上で空気に触れて、当該薬液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。これにより、酸素濃度が低減された状態を維持しつつ、処理液ノズルからの薬液を基板に供給することができる。その結果、基板上において、薬液中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。
【００３６】
前記遮断部材は、請求項１２記載の発明のように、周壁部を有するものであってもよいし、周壁部を有さないものであってもよい。
請求項１３記載の発明は、前記雰囲気置換工程は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面を有する保持ベースによって基板を保持する工程と、前記遮断部材の周壁部の先端縁を前記基板よりも前記保持ベースの表面に近づけた状態とする工程とを含む、請求項１２記載の基板処理方法である。
【００３７】
この発明によれば、遮断部材の周壁部の先端縁を基板よりも保持ベースの表面に近づけることにより、周壁部によって基板の周囲を確実に包囲することができる。これにより、基板表面の雰囲気をその周囲の雰囲気から確実に遮断することができ、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から一層確実に遮断することができる。
請求項１４記載の発明は、前記不活性ガス溶存水供給工程は、前記処理液ノズルから吐出される処理液中の酸素濃度が２０ｐｐｂ以下となるまで継続され、その後に前記薬液供給工程が実行される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【００３８】
この発明によれば、前記不活性ガス溶存水供給工程の後に行われる前記薬液供給工程において、基板の酸化反応を確実に抑制または防止できる低い酸素濃度の薬液（酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の薬液）を処理液ノズルに供給することができる。したがって、このような低酸素濃度の薬液を基板に供給することにより、基板の酸化反応の発生を確実に抑制または防止することができる。
【００３９】
請求項１５記載の発明は、前記薬液供給工程の後に、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水を基板に供給し、当該基板の表面の薬液をリンスするリンス工程（Ｓ１５、Ｓ２５、Ｓ３５）をさらに含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、前記薬液供給工程の後に、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水が基板に供給されるので、基板に付着している薬液を当該基板から除去することができる。また、酸素が脱気された不活性ガス溶存水が基板に供給されるので、基板の酸化反応を抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗ上に残留している薬液により基板上の酸化物がエッチングされることを抑制または防止することができる。したがって、基板Ｗ上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【００４０】
請求項１６記載の発明は、薬液原液を貯留する薬液タンク内に不活性ガスを供給する工程をさらに含み、前記薬液供給工程では、前記薬液タンクから汲み出した薬液原液を用いて薬液が調合される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、薬液タンク内に不活性ガスを供給することにより、薬液タンク内に不活性ガスを充填することができる。これにより、薬液タンクに貯留された薬液原液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。したがって、前記薬液供給工程において、酸素濃度が上昇した薬液原液が汲み出され、この薬液原液を用いて薬液が調合されることを抑制または防止することができる。
【００４１】
請求項１７記載の発明は、前記薬液原液を脱気する工程をさらに含み、前記薬液供給工程では、前記脱気された薬液原液を用いて薬液が調合される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、酸素が脱気された薬液原液を用いて薬液が調合されるので、当該薬液中の酸素濃度を一層低減することができる。これにより、酸素濃度が一層低減された薬液を基板に供給することができる。
【００４２】
請求項１８記載の発明は、前記処理液供給路は、処理液が流通する内配管と、この処理液配管を取り囲む外配管とを有しており、前記内配管と外配管との間に不活性ガスを充填する不活性ガス充填工程をさらに含む、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、内配管と外配管との間に不活性ガスが充填され、内配管が不活性ガスによって包囲される。したがって、内配管がたとえば酸素透過性の材料で形成されている場合であっても、内配管を介して内配管の内部に進入する酸素の量を低減することができる。これにより、内配管内を流通する処理液に酸素が溶け込んで、当該処理液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
【００４３】
請求項１９記載の発明は、前記基板は、表面にポリマー残渣が付着したものであり、前記薬液は、前記ポリマー残渣を除去するためのポリマー除去液である、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、酸素濃度が低減されたポリマー除去液を基板に供給して、基板の酸化反応を抑制または防止しつつ、当該基板の表面からポリマー残渣を除去することができる。
【００４４】
請求項２０記載の発明は、前記基板は、表面に金属パターンが露出したものである、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、酸素濃度が低減された処理液を基板表面に供給できるので、基板表面の金属パターンの酸化反応を抑制または防止しつつ当該基板表面を処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を説明するための図解図である。
基板処理装置１は、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板Ｗは、この実施形態では、半導体ウエハのような円形基板である。基板処理装置１は、基板Ｗを処理するための処理モジュールＭ１を有している。処理モジュールＭ１は、隔壁で区画された処理室２内に、１枚の基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック３（基板保持機構、基板保持回転機構）と、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に処理液の液滴を供給するための二流体ノズル４と、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給するための処理液ノズル５と、スピンチャック３の上方に配置された遮断板６（遮断部材）とを備えている。
【００４６】
スピンチャック３は、鉛直な方向に延びる回転軸７と、回転軸７の上端に水平に取り付けられた円盤状のスピンベース８（保持ベース）と、このスピンベース８上に配置された複数個の挟持部材９と、回転軸７に結合されたチャック回転駆動機構１０とを備えている。スピンベース８は、たとえば、基板Ｗよりも直径が大きな円盤状の部材である。スピンベース８の上面８ａ（保持ベースの表面）は、基板Ｗよりも直径が大きな円形の平面にされている。
【００４７】
複数個の挟持部材９は、スピンベース８の上面８ａ周縁部において基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。複数個の挟持部材９は、互いに協働して１枚の基板Ｗを水平な姿勢で挟持（保持）することができる。複数個の挟持部材９によって基板Ｗが保持された状態で、チャック回転駆動機構１０の駆動力が回転軸７に入力されることにより、保持された基板Ｗがその中心を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに回転される。
【００４８】
また、回転軸７は中空軸とされている。回転軸７の内部には、第１下側処理液供給管１１が非接触状態で挿通されている。第１下側処理液供給管１１の上端には、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１２が設けられている。下面ノズル１２は、その吐出口１２ａが複数個の挟持部材９により保持された基板Ｗの下面中央部に近接するように配置されている。
【００４９】
また、第１下側処理液供給管１１には、第２下側処理液供給管１３が接続されている。第１下側処理液供給管１１には、第２下側処理液供給管１３を介して処理液としての薬液およびリンス液が選択的に供給される。これにより、第１下側処理液供給管１１から下面ノズル１２に処理液を供給して、下面ノズル１２の吐出口１２ａから基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出させることができる。
【００５０】
また、回転軸７と第１下側処理液供給管１１との間には、第１下側処理液供給管１１を取り囲む下側ガス供給路１４が形成されている。下側ガス供給路１４の上端は、スピンベース８の上面８ａと同じ高さに位置する環状の下側ガス吐出口１５となっている。下側ガス供給路１４には、下側ガス供給管１６が接続されている。下側ガス供給路１４には、下側ガス供給管１６を介して図示しないガス供給源からの不活性ガス（たとえば、窒素ガス）が供給される。下側ガス供給路１４に供給された不活性ガスは、下側ガス吐出口１５から上方に向けて吐出される。下側ガス供給管１６には、下面ノズル１２への不活性ガスの供給および供給停止を切り換えるための下側ガスバルブ１７が介装されている。
【００５１】
二流体ノズル４は、たとえば、ケーシング外で処理液と気体とを混合させて処理液の液滴を生成する外部混合型のものである。二流体ノズル４は、処理液の液滴をスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に衝突させて、基板Ｗの上面から異物を剥離させることができる。二流体ノズル４は、水平に延びるノズルアーム１９の先端部に取り付けられている。二流体ノズル４は、その吐出口が下方に向けられた状態で、スピンチャック３よりも上側に配置されている。
【００５２】
二流体ノズル４には、処理液供給管２０および気体供給管２１が接続されている。二流体ノズル４には、処理液供給管２０および気体供給管２１を介してそれぞれ処理液（たとえば炭酸水）および気体（たとえば窒素ガス）が供給される。二流体ノズル４は、供給された処理液および気体を混合させて処理液の液滴を生成することができる。処理液供給管２０には、二流体ノズル４への処理液の供給および供給停止を切り換えるための処理液バルブ２２が介装されている。また、気体供給管２１には、二流体ノズル４への気体の供給および供給停止を切り換えるための気体バルブ２３が介装されている。
【００５３】
また、ノズルアーム１９には、鉛直方向に沿って延びる支持軸２４が結合されている。支持軸２４は、その中心軸線まわりに揺動可能とされている。支持軸２４には、たとえばモータ等で構成されたノズル揺動駆動機構２５が結合されている。ノズル揺動駆動機構２５の駆動力が支持軸２４に入力されることにより、二流体ノズル４およびノズルアーム１９が、支持軸２４の中心軸線まわりに一体的に水平移動させられる。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上方に二流体ノズル４を配置したり、スピンチャック３の上方から二流体ノズル４を退避させたりすることができる。また、スピンチャック３によって基板Ｗを回転させた状態で、二流体ノズル４からの処理液の液滴を基板Ｗの上面に供給しつつ、当該二流体ノズル４を所定の角度範囲で揺動させることにより、基板Ｗの上面における液滴の衝突位置（供給位置）を移動させることができる。
【００５４】
具体的には、基板Ｗの上面における液滴の衝突位置が、たとえば、当該上面内において、円弧状の軌跡を描きつつ回転中心と周縁部との間を移動したり、回転中心を通る円弧状の軌跡を描きつつ周縁部から周縁部に移動したりするように、二流体ノズル４を水平移動させることができる。これにより、基板Ｗの上面を処理液の液滴によってスキャンして、当該上面全域に処理液の液滴を直接衝突させることができる。
【００５５】
処理液ノズル５は、たとえば、連続流の状態で処理液を吐出するストレートノズルである。処理液ノズル５は、水平に延びるノズルアーム２６の先端部に取り付けられている。処理液ノズル５は、その吐出口が下方に向けられた状態で、スピンチャック３よりも上側に配置されている。
処理液ノズル５には、２つの処理液供給管２７ａ，２７ｂが接続されている。処理液ノズル５には、処理液供給管２７ａを介して図示しない処理液供給源からの処理液（たとえば炭酸水）が供給される。また、処理液ノズル５には、処理液供給管２７ｂを介して図示しない処理液供給源からの処理液（たとえば純水（脱イオン水））が供給される。処理液供給管２７ａには、処理液ノズル５への処理液の供給および供給停止を切り換えるための処理液バルブ２８ａが介装されている。また、処理液供給管２７ｂには、処理液ノズル５への処理液の供給および供給停止を切り換えるための処理液バルブ２８ｂが介装されている。
【００５６】
また、ノズルアーム２６には、鉛直方向に沿って延びる支持軸２９が結合されている。支持軸２９は、その中心軸線まわりに揺動可能とされている。支持軸２９には、たとえばモータ等で構成されたノズル揺動駆動機構３０が結合されている。ノズル揺動駆動機構３０の駆動力が支持軸２９に入力されることにより、処理液ノズル５およびノズルアーム２６が、支持軸２９の中心軸線まわりに一体的に水平移動させられる。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上方に処理液ノズル５を配置したり、スピンチャック３の上方から処理液ノズル５を退避させたりすることができる。また、スピンチャック３によって基板Ｗを回転させた状態で、当該基板Ｗの上面に向けて処理液ノズル５から処理液を吐出させつつ、当該処理液ノズル５を所定の角度範囲で揺動させることにより、基板Ｗの上面における処理液の着液位置を移動させることができる。これにより、基板Ｗの上面を処理液によってスキャンして、当該上面の全域に処理液を着液させることができる。
【００５７】
遮断板６は、厚みがほぼ一定の円板状の部材である。遮断板６の直径は、基板Ｗより大きくされている。遮断板６は、スピンチャック３の回転軸７と共通の軸線上に配置された支軸３１の下端に連結されている。遮断板６は、その中心軸線が回転軸７と共通の軸線上に位置するように、スピンチャック３の上方で水平に配置されている。
遮断板６の外周部は、全周にわたって下方に折り曲げられている。遮断板６の外周部は、筒状の周壁部３２を形成している。遮断板６において周壁部３２の内側の部分が、円形をなす平板部３３を形成している。平板部３３の下面は、平面に形成されており、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に平行となっている。この平板部３３の下面が、スピンチャック３に保持された基板Ｗに対向する基板対向面３４となっている。基板対向面３４は、スピンチャック３に保持された基板Ｗに対向するとともに、スピンベース８の上面８ａに対向している。周壁部３２は、基板対向面３４の周囲からスピンチャック３に向かって突出している。
【００５８】
また、遮断板６の中央部には、当該遮断板６を鉛直方向に貫通する貫通孔が形成されている。貫通孔の下端は、遮断板６の下面中央部に位置する開口となっている。支軸３１は中空軸であり、その内部空間は貫通孔に連通されている。支軸３１には、第１上側処理液供給管３５（処理液ノズル）が非接触状態で挿通されている。第１上側処理液供給管３５の下端は貫通孔内に達している。
【００５９】
第１上側処理液供給管３５の周囲には、不活性ガスが流通する筒状のガス流通路３６が形成されている。また、第１上側処理液供給管３５の下端には、処理液を吐出する上側処理液吐出口３７（吐出口）が形成されている。上側処理液吐出口３７は、基板対向面３４からスピンチャック３に保持された基板Ｗに臨んでいる。
第１上側処理液供給管３５には、第２上側処理液供給管３８（処理液供給路）が接続されている。第１上側処理液供給管３５には、第２上側処理液供給管３８を介して処理液としての薬液およびリンス液が選択的に供給される。これにより、第１上側処理液供給管３５の下端に形成された上側処理液吐出口３７から、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて処理液を吐出させることができる。
【００６０】
また、支軸３１の上端部には、上側ガス供給管３９が接続されている。ガス流通路３６には、不活性ガスの一例である窒素ガスが上側ガス供給管３９から供給される。ガス流通路３６に供給された不活性ガスは、ガス流通路３６を下方に向かって流れ、遮断板６の内周面（貫通孔を区画する面）と第１上側処理液供給管３５の下端部の外周面との間から下方に向けて吐出される。遮断板６の内周面と第１上側処理液供給管３５の下端部の外周面との間が、基板対向面３４からスピンチャック３に保持された基板Ｗに臨む上側ガス吐出口４０（不活性ガス吐出口）となっている。上側ガス吐出口４０から不活性ガスを吐出させることにより、遮断板６とスピンチャック３に保持された基板Ｗとの間の空間に不活性ガスを供給することができる。上側ガス供給管３９には、ガス流通路３６への不活性ガスの供給および供給停止を切り換えるための上側ガスバルブ４１と、ガス流通路３６への不活性ガスの供給流量を調整するガス流量調整バルブ１８とが介装されている。
【００６１】
また、支軸３１には、遮断板昇降駆動機構４２（遮断部材移動機構）および遮断板回転駆動機構４３（遮断部材回転機構）が結合されている。遮断板昇降駆動機構４２の駆動力を支軸３１に入力することにより、支軸３１および遮断板６を、基板対向面３４がスピンベース８の上面８ａに接近した処理位置と、スピンベース８の上面８ａから大きく離反した退避位置との間で一体的に昇降させることができる。図１では、遮断板６が処理位置に位置する状態を二点鎖線で示しており、遮断板６が退避位置に位置する状態を実線で示している。また、遮断板回転駆動機構４３の駆動力を支軸３１に入力することにより、支軸３１および遮断板６を、基板Ｗと共通の軸線（回転軸線Ｌ１）まわりに一体的に回転させることができる。これにより、たとえば、スピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）支軸３１および遮断板６を回転させることができる。
【００６２】
また、処理モジュールＭ１には、遮断板６を洗浄するための洗浄ノズル４４が設けられている。洗浄ノズル４４は、たとえば、連続流の状態で洗浄液を吐出するストレートノズルである。洗浄ノズル４４は、水平に延びるノズルアーム４５の先端部に取り付けられている。洗浄ノズル４４は、その吐出口が斜め上方に向けられた状態で、スピンチャック３よりも上側に配置されている。洗浄ノズル４４は、遮断板６の退避位置よりも下側に位置している。
【００６３】
洗浄ノズル４４には、洗浄液供給管４６が接続されている。洗浄ノズル４４には、洗浄液供給管４６を介して図示しない洗浄液供給源からの洗浄液（たとえば、純水）が供給される。洗浄液供給管４６には、洗浄ノズル４４への洗浄液の供給および供給停止を切り換えるための洗浄液バルブ４７が介装されている。
また、ノズルアーム４５には、ノズル移動機構４８が結合されている。ノズル移動機構４８は、洗浄ノズル４４およびノズルアーム４５を一体的に水平移動させることができる。ノズル移動機構４８によって洗浄ノズル４４およびノズルアーム４５を一体的に水平移動させることにより、洗浄ノズル４４をスピンチャック３の上方に配置したり、スピンチャック３の上方から退避させたりすることができる。したがって、遮断板６を退避位置に位置させた状態で、洗浄ノズル４４をスピンチャック３の上方に移動させることにより、遮断板６の下方に洗浄ノズル４４を移動させることができる。
【００６４】
遮断板６の下方に洗浄ノズル４４を位置させた状態で、洗浄ノズル４４から洗浄液を吐出させることにより、遮断板６を洗浄することができる。具体的には、遮断板６の下方に洗浄ノズル４４を位置させた状態で、遮断板回転駆動機構４３によって遮断板６を回転させ、さらに、洗浄ノズル４４から洗浄液を吐出させつつ、洗浄ノズル４４を水平移動させることにより、遮断板６に対する洗浄液の着液位置を移動させて、基板対向面３４や周壁部３２の内壁面４９の全域に洗浄液を供給することができる。これにより、基板対向面３４や内壁面４９の全域を洗浄液することができる。したがって、基板対向面３４や内壁面４９に付着しているパーティクルなどの異物が、スピンチャック３に保持された基板Ｗに移って、当該基板Ｗが汚染されることを抑制または防止することができる。
【００６５】
図２は、スピンチャック３および遮断板６ならびにこれらに関連する構成の図解的な側面図である。この図２では、遮断板６が処理位置に位置する状態を示している。
前述のように、遮断板６は、円形をなす平板部３３と筒状の周壁部３２とを有している。平板部３３は、直径がスピンチャック３に保持される基板Ｗよりも大きくされている。したがって、基板対向面３４の直径は、スピンチャック３に保持される基板Ｗよりも大きくなっている。遮断板６は、基板対向面３４により、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面全域を覆うことができる。また、円板状のスピンベース８の上面側端部が面取りされているが、面取りはされていなくともよい。
【００６６】
また、周壁部３２は、平板部３３の外周縁から下方に向かって延びている。周壁部３２の上端部（平板部３３との連結部）は、湾曲状に形成されている。周壁部３２は、下方に向かって広がるように傾斜している。周壁部３２は、下方にいくほど直径が大きくなる円錐台状の内壁面４９を有している。内壁面４９は、基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対して傾斜した面である。
【００６７】
内壁面４９は、基板Ｗの外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かうに従ってスピンベース８に接近している。また、内壁面４９の上端付近は、先端縁（図２においては、下端縁）に向かうに従って基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対する傾斜角が漸次的に変化する面（法線Ｌ２を含む平面でとった断面が曲線となるような面）になっている。内壁面４９の直径は、その上端から下端にわたる全ての箇所において基板Ｗの直径よりも大きくされている。したがって、遮断板６は、内壁面４９により、基板Ｗの周端面全周を取り囲むことができる。
【００６８】
図２に示すように、スピンチャック３に基板Ｗが保持された状態で遮断板６を処理位置に位置させると、当該基板Ｗの上面に基板対向面３４が接近し、当該基板Ｗの上面全域が基板対向面３４によって覆われる。また、周壁部３２の先端縁が、基板Ｗよりもスピンベース８に近づき、当該基板Ｗの周端面全周が内壁面４９によって取り囲まれる。さらに、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に、基板対向面３４と基板Ｗの上面との間隔よりも小さい隙間（間隔）が形成される。したがって、スピンチャック３に基板Ｗが保持された状態で遮断板６を処理位置に位置させると、基板Ｗの上方には、水平方向に広がるほぼ密閉された狭空間が形成される。
【００６９】
この実施形態では、処理位置が、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に基板対向面３４が接近するとともに、周壁部３２の先端縁が当該基板Ｗよりもスピンベース８の近くに位置し、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に、基板対向面３４と基板Ｗの上面との間隔よりも小さい間隔が形成されるように定められている。
遮断板６が処理位置に位置する状態での、基板Ｗ、スピンベース８、および遮断板６の位置関係を具体的な数値により示すと、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間の鉛直方向への間隔Ｇ１は、たとえば、４ｍｍ以下に設定されている。また、スピンチャック３に基板Ｗを保持させたときの、基板Ｗの上面とスピンベース８の上面８ａとの鉛直方向への間隔Ｇ２は、たとえば１０ｍｍに設定されている。したがって、スピンチャック３に基板Ｗが保持された状態で遮断板６を処理位置に位置させると、周壁部３２の先端縁が基板Ｗの上面よりも６ｍｍ以上下方に位置する。これにより、基板Ｗの周端面全周が内壁面４９によって取り囲まれる。基板Ｗの上面と基板対向面３４との鉛直方向への間隔Ｇ３は、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間の鉛直方向への間隔が４ｍｍのときに、たとえば８．５ｍｍになるように設定されている。
【００７０】
スピンチャック３に基板Ｗが保持された状態で遮断板６を処理位置に位置させ、さらに、基板対向面３４の中央部に位置する上側ガス吐出口４０から不活性ガスを吐出させると、上側ガス吐出口４０から吐出された不活性ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に存在する空気は、不活性ガスによって外方に押し出され、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に形成された隙間から排出される。これにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の雰囲気を不活性ガスで置換することができる。
【００７１】
また、周壁部３２の内壁面４９が基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対して傾斜した面にされているので、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を排出させるときに、当該空気を内壁面４９により下方に導いて円滑に移動させることができる。これにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に空気を滞留させることなく、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の雰囲気を円滑に不活性ガス雰囲気に置換することができる。
【００７２】
さらに、スピンチャック３に基板Ｗが保持された状態で遮断板６を処理位置に位置させると、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間を周壁部３２によって取り囲むことができるので、当該空間の外周部にその周囲の空気が進入することを抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換された後に、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に空気が進入して、当該空間の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
【００７３】
図３は、処理モジュールＭ１に対して処理液を供給するための構成の模式図である。
基板処理装置１は、純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成ユニット５０と、処理モジュールＭ１に対して処理液を供給するための処理液供給モジュールＭ２とをさらに備えている。
不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、図示しない純水供給源から供給された純水から不活性ガス溶存水を生成することができる。不活性ガス溶存水生成ユニット５０によって生成された不活性ガス溶存水は、処理液供給モジュールＭ２に供給される。不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、たとえば、気体透過性および液体不透過性を有する中空糸分離膜を介して、純水からの酸素の脱気および純水への不活性ガスの添加を行うものである。不活性ガス溶存水生成ユニット５０の具体的な構成は、たとえば特許文献２に示されている。
【００７４】
不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、供給された純水中の酸素濃度が、たとえば２０ｐｐｂ以下になるまで酸素を脱気する。また、不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、純度の高い窒素ガス（窒素ガスの濃度が、たとえば９９．９９９％〜９９．９９９９９９９９９％のもの）を純水中に添加して、窒素濃度が、たとえば７ｐｐｍ〜２４ｐｐｍの不活性ガス溶存水を生成する。不活性ガス溶存水中の窒素濃度をこの範囲内の値にすることにより、不活性ガス溶存水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇することを抑制または防止することができる。
【００７５】
処理液供給モジュールＭ２は、二流体ノズル４や処理液ノズル５等の処理液を吐出するための構成に処理液を供給することができる。この図３では、第１上側処理液供給管３５および第１下側処理液供給管１１に処理液を供給するための構成のみを図示している。処理液供給モジュールＭ２は、薬液原液と不活性ガス溶存水とを混合して処理液としての薬液を調合する２つの配管内調合ユニット（第１配管内調合ユニット５１および第２配管内調合ユニット５２）と、第１および第２配管内調合ユニット５１，５２に薬液原液を供給する薬液供給ユニット５３とを備えている。
【００７６】
「薬液原液」とは、不活性ガス溶存水との混合前の薬液を意味する。薬液原液の例としては、フッ酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣＬ）、フッ酸とＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の混合液、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）を例示できる。薬液原液としてフッ酸を用いた場合には、第１および第２配管内調合ユニット５１，５２において、フッ酸と不活性ガス溶存水とが所定の割合で混合（調合）され、希フッ酸（ＤＨＦ）が生成される。
【００７７】
第１配管内調合ユニット５１は、第１供給配管５４を介して不活性ガス溶存水生成ユニット５０に接続されている。第１配管内調合ユニット５１には、第１供給配管５４を介して不活性ガス溶存水生成ユニット５０から不活性ガス溶存水が供給される。また、第１配管内調合ユニット５１は、薬液供給配管５５に分岐接続された第１分岐配管５６を介して薬液供給ユニット５３に接続されている。第１配管内調合ユニット５１には、薬液供給配管５５および第１分岐配管５６を介して薬液供給ユニット５３から薬液原液が供給される。この実施形態では、薬液供給配管５５および第１分岐配管５６により薬液供給路が構成されている。第１配管内調合ユニット５１は、薬液供給ユニット５３から供給された薬液原液と、不活性ガス溶存水生成ユニット５０から供給された不活性ガス溶存水とを混合して処理液としての薬液を調合することができる。
【００７８】
また、第２配管内調合ユニット５２は、第２供給配管５７を介して不活性ガス溶存水生成ユニット５０に接続されている。第２配管内調合ユニット５２には、第２供給配管５７を介して不活性ガス溶存水生成ユニット５０から不活性ガス溶存水が供給される。また、第２配管内調合ユニット５２は、薬液供給配管５５に分岐接続された第２分岐配管５８を介して薬液供給ユニット５３に接続されている。第２配管内調合ユニット５２には、薬液供給配管５５および第２分岐配管５８を介して薬液供給ユニット５３から薬液原液が供給される。第２配管内調合ユニット５２は、薬液供給ユニット５３から供給された薬液原液と、不活性ガス溶存水生成ユニット５０から供給された不活性ガス溶存水とを混合して処理液としての薬液を調合することができる。
【００７９】
第１配管内調合ユニット５１は、第２上側処理液供給管３８に接続されており、この第２上側処理液供給管３８を介して第１上側処理液供給管３５に処理液としての薬液を供給することができる。また、第１配管内調合ユニット５１は、不活性ガス溶存水生成ユニット５０から供給された不活性ガス溶存水に薬液原液を混合させることなく、当該不活性ガス溶存水をリンス液としてそのまま第１上側処理液供給管３５に供給することができる。これにより、第１上側処理液供給管３５に薬液およびリンス液を選択的に供給することができる。
【００８０】
第２配管内調合ユニット５２は、第２下側処理液供給管１３に接続されており、この第２下側処理液供給管１３を介して第１下側処理液供給管１１に処理液としての薬液を供給することができる。また、第２配管内調合ユニット５２は、不活性ガス溶存水生成ユニット５０から供給された不活性ガス溶存水に薬液原液を混合させることなく、当該不活性ガス溶存水をリンス液としてそのまま第２下側処理液供給管１３に供給することができる。これにより、第１下側処理液供給管１１に薬液およびリンス液を選択的に供給することができる。
【００８１】
第１配管内調合ユニット５１は、薬液原液と不活性ガス溶存水とをその内部で混合することができる配管としての第１混合部５９（マニホールド）と、第１供給配管５４に介装された第１バルブ６０および第１流量調整バルブ６１と、第１分岐配管５６に介装された第１薬液バルブ６２（薬液バルブ）および第１薬液流量調整バルブ６３とを備えている。第１供給配管５４および第１分岐配管５６は、それぞれ第１混合部５９に接続されている。
【００８２】
第１バルブ６０を開くことにより、第１流量調整バルブ６１で調整された所定流量の不活性ガス溶存水を第１混合部５９に供給することができ、第１薬液バルブ６２を開くことにより、第１薬液流量調整バルブ６３で調整された所定流量の薬液原液を第１混合部５９に供給することができる。第１バルブ６０を開いた状態で、第１薬液バルブ６２を開くことにより、第１混合部５９内を流通している不活性ガス溶存水に薬液原液を注入（インジェクション）して、薬液原液と不活性ガス溶存水とを混合させることができる。したがって、第１混合部５９に対する薬液原液の供給量と不活性ガス溶存水の供給量とを調整することにより、所定の割合に調合された薬液を生成することができる。また、第１薬液バルブ６２を開かずに、第１バルブ６０のみを開くことにより、第１混合部５９に対して不活性ガス溶存水のみを供給することができる。これにより、不活性ガス溶存水に薬液原液を混合させることなく、当該不活性ガス溶存水をリンス液としてそのまま第１上側処理液供給管３５に供給することができる。
【００８３】
一方、第２配管内調合ユニット５２は、薬液原液と不活性ガス溶存水とをその内部で混合することができる第２混合部６４（マニホールド）と、第２供給配管５７に介装された第２バルブ６５および第２流量調整バルブ６６と、第２分岐配管５８に介装された第２薬液バルブ６７および第２薬液流量調整バルブ６８とを備えている。第２供給配管５７および第２分岐配管５８は、それぞれ第２混合部６４に接続されている。第２配管内調合ユニット５２のこれらの構成については、第１配管内調合ユニット５１と同様であるので、その説明を省略する。以下では、第１配管内調合ユニット５１と異なる点について説明する。
【００８４】
第２混合部６４には、排液バルブ６９が介装された排液配管７０が接続されている。排液バルブ６９を開くことにより、第２混合部６４から処理液を排液させることができる。第２混合部６４から処理液を排液させることにより、下面ノズル１２内に残留している処理液を第１下側処理液供給管１１側に移動させて、下面ノズル１２から処理液を排液させることができる。これにより、下面ノズル１２から処理液を除去することができる。
【００８５】
薬液供給ユニット５３は、薬液原液を貯留する薬液タンク７１と、薬液タンク７１から第１および第２配管内調合ユニット５１，５２に薬液原液を導く薬液供給配管５５とを備えている。薬液タンク７１は、密閉容器からなるものであり、薬液タンク７１の内部空間は、その外部空間から遮断されている。薬液供給配管５５の一端は、薬液タンク７１に接続されている。薬液供給配管５５には、薬液タンク７１側から順にポンプ７２、フィルタ７３、および脱気ユニット７４が介装されている。脱気ユニット７４は、不活性ガス溶存水生成ユニット５０と同様の構成のものであり、不活性ガスの添加を行わないようになっている。
【００８６】
また、薬液タンク７１には、薬液供給管７５が接続されている。薬液タンク７１には、薬液供給管７５を介して図示しない薬液原液供給源からの薬液原液が供給される。薬液供給管７５には、薬液タンク７１への薬液原液の供給および供給停止を切り換えるための薬液バルブ７６が介装されている。薬液タンク７１には、たとえば、薬液タンク７１内の液量が所定量以下になった場合に未使用の薬液原液が供給されるようになっている。これにより、薬液タンク７１に未使用の薬液原液を補充することができる。
【００８７】
また、薬液タンク７１には、不活性ガス供給管７７が接続されている。薬液タンク７１には、不活性ガス供給管７７を介して図示しない不活性ガス供給源からの不活性ガスが供給される。不活性ガス供給管７７には、薬液タンク７１への不活性ガスの供給および供給停止を切り換えるための不活性ガスバルブ７８が介装されている。薬液タンク７１には、たとえば常時、不活性ガスが供給されるようになっている。この実施形態では、不活性ガス供給管７７および不活性ガスバルブ７８により不活性ガス供給手段が構成されている。
【００８８】
薬液タンク７１に不活性ガスを供給することにより、薬液タンク７１内から空気を追い出すことができる。したがって、薬液タンク７１内の空気に含まれる酸素が、薬液タンク７１内に貯留された薬液原液に溶け込んで、当該薬液原液中の溶存酸素量が増加することを抑制または防止することができる。また、不活性ガスによって薬液タンク７１内を加圧することにより、薬液タンク７１内に貯留された薬液原液を薬液供給配管５５に圧送することができる。
【００８９】
薬液タンク７１内の薬液原液は、不活性ガスによる圧力やポンプ７２による吸引力により薬液タンク７１から汲み出される。そして、汲み出された薬液原液は、ポンプ７２により昇圧され、フィルタ７３を通過して異物が除去される。さらに、フィルタ７３を通過した薬液原液は、脱気ユニット７４によって脱気され、溶存酸素量が低減される。その後、溶存酸素量が低減された薬液原液は、第１および第２分岐配管５６，５８に送り込まれる。これにより、第１および第２配管内調合ユニット５１，５２に薬液原液を供給する供給することができる。
【００９０】
図４は、基板処理装置１に備えられた配管７９の図解図である。
第２上側処理液供給管３８などの処理液を流通させるための全ての配管は、図４に示す構造にされている。以下では、第２上側処理液供給管３８などの処理液を流通させるための全ての配管を総称して「配管７９」という。
配管７９は、２重構造にされており、処理液が流通する内配管８０と、この内配管８０を取り囲む外配管８１とを有している。内配管８０は、外配管８１の内部において、内配管８０と外配管８１との間に介在する支持部材（図示せず）によって支持されている。内配管８０は、外配管８１に対して非接触状態で支持されている。内配管８０と外配管８１との間には筒状の空間が形成されている。内配管８０および外配管８１は、たとえば、フッ素樹脂（より具体的には、耐薬液性および耐熱性に優れたＰＦＡ(perfluoro−alkylvinyl−ether−tetrafluoro−ethlene−copolymer)製である。ＰＦＡは、酸素を透過させることができる。
【００９１】
また、外配管８１には、不活性ガスバルブ８２が介装された不活性ガス供給管８３と、排気バルブ８４が介装された排気配管８５とが接続されている。不活性ガスバルブ８２を開くことにより、不活性ガス供給管８３を介して図示しない不活性ガス供給源（たとえば、窒素ガス）からの不活性ガスを外配管８１の内部に供給することができる。これにより、内配管８０と外配管８１との間に不活性ガスを充填することができる。この実施形態では、不活性ガスバルブ８２および不活性ガス供給管８３により不活性ガス充填手段が構成されている。また、排気バルブ８４を開くことにより、内配管８０と外配管８１との間から気体を排気させることができる。
【００９２】
排気バルブ８４を開いた状態で、不活性ガスバルブ８２を開くことにより、内配管８０と外配管８１との間から空気を追い出して、この間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換することができる。これにより、内配管８０を不活性ガスにより包囲することができる。そして、内配管８０と外配管８１との間の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換された後、不活性ガスバルブ８２および排気バルブ８４を閉じることにより、内配管８０が不活性ガスによって包囲された状態を維持することができる。
【００９３】
内配管８０を不活性ガスにより包囲することにより、内配管８０を介して内配管８０の内部に進入する酸素の量を低減することができる。これにより、内配管８０内を流通する処理液に酸素が溶け込んで、当該処理液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
図５は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【００９４】
この基板処理装置１は、制御部８６（バルブ制御手段、制御手段）を備えている。制御部８６は、チャック回転駆動機構１０、ノズル揺動駆動機構２５，３０、遮断板昇降駆動機構４２、ノズル移動機構４８、遮断板回転駆動機構４３などの動作を制御する。また、基板処理装置１に備えられたバルブの開閉、および流量調整バルブの開度の調整は、制御部８６によって制御される。
【００９５】
図６は、基板処理装置１によって処理される基板Ｗの表面状態の一例を説明するための断面図である。
以下に説明するように、この基板処理装置１によって処理される基板Ｗは、たとえば、表面にポリマー残渣（ドライエッチングやアッシング後の残渣）が付着しており、金属パターンが露出したものである。金属パターンは、銅やタングステンその他の金属の単膜であってもよいし、複数の金属膜を積層した多層膜であってもよい。多層膜の一例としては、銅膜の表面に拡散防止のためのバリアメタル膜を形成した積層膜を挙げることができる。
【００９６】
図６に示すように、基板Ｗの表面上には、層間絶縁膜８７が形成されている。層間絶縁膜８７には、下配線溝８８がその上面から掘り下げて形成されている。下配線溝８８には、銅配線８９が埋設されている。層間絶縁膜８７上には、エッチストッパ膜９０を介して、被加工膜の一例としての低誘電率絶縁膜９１が積層されている。低誘電率絶縁膜９１には、上配線溝９２がその上面から掘り下げて形成されている。さらに、低誘電率絶縁膜９１には、上配線溝９２の底面から銅配線８９の表面に達するヴィアホール９３が形成されている。上配線溝９２およびヴィアホール９３には、銅が一括して埋め込まれる。
【００９７】
上配線溝９２およびヴィアホール９３は、低誘電率絶縁膜９１上にハードマスクが形成された後、ドライエッチング処理が行われ、低誘電率絶縁膜９１におけるハードマスクから露出した部分が除去されることにより形成される。上配線溝９２およびヴィアホール９３の形成後、アッシング処理が行われ、低誘電率絶縁膜９１上から不要となったハードマスクが除去される。ドライエッチング時およびアッシング時には、低誘電率絶縁膜９１やハードマスクの成分を含む反応生成物が、ポリマー残渣となって、低誘電率絶縁膜９１の表面（上配線溝９２およびヴィアホール９３の内面を含む。）などに付着する。そのため、アッシング後には、基板Ｗの表面にポリマー除去液を供給して、低誘電率絶縁膜９１の表面からポリマー残渣を除去するための処理が行われる。
【００９８】
以下では、このような基板Ｗの表面から基板処理装置１を用いてポリマー残渣を除去するための処理例について説明する。
図７は、基板処理装置１による基板Ｗの第１処理例を説明するための工程図である。
以下では、図１、図３および図５を参照して、基板処理装置１による基板Ｗの第１処理例について説明する。
【００９９】
未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって処理室２に搬入され、デバイス形成面である表面を上に向けてスピンチャック３に渡される。そして、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が処理位置まで降下される（ステップＳ１１）。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面（表面）に基板対向面３４が接近し、当該基板Ｗの上面全域が基板対向面３４によって覆われる。また、周壁部３２の先端縁が、基板Ｗよりもスピンベース８に近づき、当該基板Ｗの周端面全周が内壁面４９によって取り囲まれる。したがって、基板Ｗの上方には、水平方向に広がるほぼ密閉された狭空間が形成される（図２参照）。
【０１００】
次に、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる（ステップＳ１２）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により上側ガスバルブ４１が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが所定の吐出流量で上側ガス吐出口４０からスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。また、制御部８６により下側ガスバルブ１７が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが、所定の吐出流量（たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min）で下側ガス吐出口１５から上方に向けて吐出される。このとき、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて回転状態とされていてもよいし、回転されずに非回転状態とされていてもよい。基板Ｗを回転状態とする場合には、スピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）遮断板６を回転させてもよいし、基板Ｗのみを回転状態とし、遮断板６を非回転状態としてもよい。
【０１０１】
上側ガス吐出口４０から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に存在する空気は、窒素ガスによって外方に押し出され、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に形成された隙間から排出される。これにより、基板Ｗの表面付近の雰囲気が不活性ガスとしての窒素ガスで置換され、不活性ガスによって基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる。
【０１０２】
一方、下側ガス吐出口１５から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間に存在する空気や窒素ガスは、後続の窒素ガスによって外方に押し出され、当該空間から排出される。
【０１０３】
不活性ガスパージ処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度が、たとえば１００ｐｐｍ以下になるまで継続される。具体的には、たとえば、図示しない酸素濃度センサを設けて基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度を検出したり、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量および吐出時間を制御したりすることにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度が１００ｐｐｍ以下になるまで不活性ガスパージ処理が継続される。
【０１０４】
上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量および吐出時間を制御する場合の具体的な数値を挙げると、上側ガス吐出口４０から窒素ガスの吐出流量が、たとえば、５０Ｌ／min〜３００Ｌ／min、好ましくは、１５０Ｌ／minであり、吐出時間が、たとえば１０sec〜６０sec、好ましくは、３０secである。このように上側ガス吐出口４０からの吐出流量および吐出時間を制御することにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度を１０ｐｐｍまで低下させることができる。
【０１０５】
不活性ガスパージ処理が所定時間にわたって行われた後は、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水を排液するプリディスペンス処理が行われる（ステップＳ１３）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６が所定の回転速度（たとえば、１０ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ、好ましくは、５００ｒｐｍ）で回転される。そして、制御部８６によりガス流量調整バルブ１８の開度が調整されて、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、不活性ガスパージ処理のときよりも減少される。具体的には、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min、好ましくは、１０Ｌ／min〜２０Ｌ／minに変更される。このとき、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１０６】
次に、第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられた状態で、制御部８６により第１バルブ６０が開かれて、第１混合部５９に不活性ガス溶存水が供給される。これにより、第１および第２上側処理液供給管３５，３８に不活性ガス溶存水が供給され、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水が上側処理液吐出口３７から吐出される。このようにして、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している処理液を排液するプリディスペンス処理が行われる。
【０１０７】
プリディスペンス処理が行われる前において、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水には、たとえば上側処理液吐出口３７から第１および第２上側処理液供給管３５，３８に進入した空気中の酸素が溶け込んでいる場合ある。したがって、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水は、不活性ガス溶存水生成ユニット５０によって生成されたときよりも酸素濃度が上昇している場合がある。そのため、プリディスペンス処理を行わないと、酸素濃度の高い薬液または不活性ガス溶存水が基板Ｗに供給される場合がある。したがって、プリディスペンス処理を行うことで、酸素濃度の高い薬液または不活性ガス溶存水が基板Ｗに供給されることを抑制または防止することができる。
【０１０８】
プリディスペンス処理は、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水中の酸素濃度が、たとえば不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成されたときの値、すなわち、この処理例では２０ｐｐｂ以下になるまで継続される。具体的には、たとえば、図示しない酸素濃度センサを設けて上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水の酸素濃度を検出したり、上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量および吐出時間を制御したりすることにより、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水の酸素濃度が２０ｐｐｂ以下になるまでプリディスペンス処理が継続される。
【０１０９】
上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量および吐出時間を制御する場合の具体的な数値を挙げると、上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量が、たとえば、０．５Ｌ／min〜３Ｌ／min、好ましくは、２Ｌ／minであり、吐出時間が、たとえば５sec〜３００sec、好ましくは、１０secである。
プリディスペンス処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ１４）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１が制御されて、薬液としての希フッ酸が所定の吐出流量（０．５Ｌ／min〜３Ｌ／min、好ましくは、２Ｌ／min）で所定時間（たとえば５sec〜９０sec好ましくは、１０sec）にわたって上側処理液吐出口３７から吐出される。すなわち、制御部８６により第１薬液バルブ６２および第１バルブ６０の開閉が制御されて、第１薬液バルブ６２および第１バルブ６０が開いた状態が前記所定時間にわたって維持される。また、希フッ酸の吐出流量が前記所定の吐出流量となるように、第１流量調整バルブ６１および第１薬液流量調整バルブ６３の開度が制御部８６により調整される。希フッ酸は、薬液の一例であるとともに、ポリマー除去液の一例である。希フッ酸は、たとえば、フッ酸と純水との比率が１：１０〜１：１８００、好ましくは、１：１０〜１：８００になるように調合される。
【０１１０】
第１薬液バルブ６２および第１バルブ６０が開かれることにより、第１混合部５９には、薬液原液としてのフッ酸と不活性ガス溶存水とが供給される。これにより、第１混合部５９内を流通している不活性ガス溶存水にフッ酸が注入され、前述の割合に調合された希フッ酸が生成される。そして、生成された希フッ酸は、第１および第２上側処理液供給管３５，３８に供給され、上側処理液吐出口３７からスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。このとき、基板Ｗおよび遮断板６は前記所定の回転速度で回転されており、上側ガス吐出口４０および下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１１１】
上側処理液吐出口３７から吐出された希フッ酸は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。したがって、上側処理液吐出口３７から吐出された希フッ酸は、基板Ｗの上面全域に供給される。また、基板Ｗの上面に希フッ酸が供給されるとき、上側処理液吐出口３７からの希フッ酸の吐出流量は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間が液密にならないように設定されている。
【０１１２】
基板Ｗの上面全域に希フッ酸が供給されることにより、基板Ｗの上面全域からポリマー残渣が除去される。これにより、基板Ｗの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理が行われる。上側処理液吐出口３７から基板Ｗの上面に供給された薬液としての希フッ酸は、脱気ユニット７４を通過した薬液原液としてのフッ酸が、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成された不活性ガス溶存水により希釈されたものである。言い換えると、上側処理液吐出口３７から基板Ｗの上面に供給された希フッ酸は、脱気ユニット７４により酸素が脱気されたフッ酸が、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により酸素が脱気された純水によって希釈されたものである。また、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成された不活性ガス溶存水は、窒素ガスの添加により、時間の経過とともに酸素濃度が上昇することが抑制または防止されている。したがって、上側処理液吐出口３７からは、酸素濃度が十分に低減された希フッ酸が吐出される。
【０１１３】
また、薬液処理が行われるとき、基板Ｗの上方には、遮断板６によりほぼ密閉された狭空間が形成されている。さらに、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間の雰囲気は、上側ガス吐出口４０から吐出された窒素ガスによって、窒素ガス雰囲気に置換されている。さらにまた、基板Ｗの周端面全域が遮断板６の周壁部３２により取り囲まれているので、基板Ｗの上面周縁部と基板対向面３４の周縁部との間にその周囲の空気が巻き込まれ、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。そのため、上側処理液吐出口３７から吐出された希フッ酸に雰囲気中の酸素が溶け込んで、希フッ酸中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。言い換えると、上側処理液吐出口３７から吐出された希フッ酸の酸素濃度を、低減された状態に維持することができる。したがって、基板Ｗの上面に対して、酸素濃度が十分に低減された希フッ酸を供給することができる。これにより、基板Ｗ上において、希フッ酸中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。その結果、希フッ酸のように、基板Ｗに供給される薬液が酸化物に対するエッチング作用を有するものであったとしても、基板Ｗ上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【０１１４】
薬液処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの上面から薬液を洗い流すリンス処理が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ１５）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされる。このとき、基板Ｗおよび遮断板６は前記所定の回転速度で回転されている。また、上側ガス吐出口４０および下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１１５】
第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされることにより、第１混合部５９には不活性ガス溶存水のみが供給される。したがって、第１および第２上側処理液供給管３５，３８には不活性ガス溶存水が供給され、上側処理液吐出口３７からは、リンス液としての不活性ガス溶存水が吐出される。吐出された不活性ガス溶存水は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に不活性ガス溶存水が供給され、不活性ガス溶存水によって基板Ｗの上面から薬液が洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる。
【０１１６】
上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水は、前述のように、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により酸素が脱気されており、溶存酸素量が十分に低減されている。さらに、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成された不活性ガス溶存水は、窒素ガスの添加により、時間の経過とともに酸素濃度が上昇することが抑制または防止されている。さらにまた、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間の雰囲気中の酸素濃度は十分に低減されている。したがって、基板Ｗの上面に対して、酸素濃度が十分に低減された不活性ガス溶存水を供給することができ、基板Ｗ上において、不活性ガス溶存水中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗ上に残留している希フッ酸により酸化物がエッチングされ、基板Ｗ上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【０１１７】
リンス処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量が、たとえば０．１５ｎｇ／ｃｍ2以下になるまで継続される。具体的には、たとえば、図示しないフッ素イオン検出センサを設けて、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量を検出したり、上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量および吐出時間を制御したりすることにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量が０．１５ｎｇ／ｃｍ2以下になるまでリンス処理が継続される。
【０１１８】
上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量および吐出時間を制御する場合の具体的な数値を挙げると、上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量が、たとえば、０．５Ｌ／min〜３Ｌ／min、好ましくは、２Ｌ／minであり、吐出時間が、たとえば５sec〜３００sec、好ましくは、２０secである。
基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われた後は、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ１６）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗが高回転速度（たとえば、２０００ｒｐｍ以上）で回転される。また、制御部８６によりガス流量調整バルブ１８の開度が調整されて、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、リンス処理のときよりも増加される。具体的には、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、たとえば、１５０Ｌ／min〜２００Ｌ／minに変更される。このとき、遮断板６はスピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）回転されており、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１１９】
基板Ｗが高回転速度で回転されることにより、基板Ｗに付着しているリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周囲に振り切られる。これにより、基板Ｗからリンス液が排液され、基板Ｗが乾燥する。このようにして、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる。
基板Ｗの高速回転が所定時間にわたって続けられた後は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて、基板Ｗおよび遮断板６の回転が停止される。そして、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が退避位置まで上昇される。その後、処理済みの基板Ｗが、図示しない搬送ロボットによって受け取られ、当該基板Ｗが、処理室２から搬出される。
【０１２０】
図８は、基板処理装置１による基板Ｗの第２処理例を説明するための工程図である。
この第２処理例と前述の第１処理例との相違点は、基板Ｗの上面だけでなく基板Ｗの下面にも処理液による処理を行うことにある。より具体的には、この第２処理例では、基板Ｗの上面に対して薬液処理を行うときに、基板Ｗの下面に対してリンス処理を行い、基板Ｗの上面に対してリンス処理を行うときに、基板Ｗの下面に対してリンス処理を行う。以下では、図１、図３および図８を参照して、基板処理装置１による基板Ｗの第２処理例について説明する。
【０１２１】
未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって処理室２に搬入され、デバイス形成面である表面を上に向けてスピンチャック３に渡される。そして、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が処理位置まで降下される（ステップＳ２１）。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面（表面）に基板対向面３４が接近し、当該基板Ｗの上面全域が基板対向面３４によって覆われる。また、周壁部３２の先端縁が、基板Ｗよりもスピンベース８に近づき、当該基板Ｗの周端面全周が内壁面４９によって取り囲まれる。したがって、基板Ｗの上方には、水平方向に広がるほぼ密閉された狭空間が形成される（図２参照）。
【０１２２】
次に、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる（ステップＳ２２）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により上側ガスバルブ４１が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが所定の吐出流量で上側ガス吐出口４０からスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。また、制御部８６により下側ガスバルブ１７が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが、所定の吐出流量（たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min）で下側ガス吐出口１５から上方に向けて吐出される。このとき、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて回転状態とされていてもよいし、回転されずに非回転状態とされていてもよい。基板Ｗを回転状態とする場合には、スピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）遮断板６を回転させてもよいし、基板Ｗのみを回転状態とし、遮断板６を非回転状態としてもよい。
【０１２３】
上側ガス吐出口４０から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に存在する空気は、窒素ガスによって外方に押し出され、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に形成された隙間から排出される。これにより、基板Ｗの表面付近の雰囲気が不活性ガスとしての窒素ガスで置換され、不活性ガスによって基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる。不活性ガスパージ処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度が、たとえば１００ｐｐｍ以下になるまで継続される。
【０１２４】
一方、下側ガス吐出口１５から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間に存在する空気や窒素ガスは、後続の窒素ガスによって外方に押し出され、当該空間から排出される。
【０１２５】
不活性ガスパージ処理が所定時間にわたって行われた後は、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水を排液するプリディスペンス処理が行われる（ステップＳ２３）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６が所定の回転速度（たとえば、１０ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ、好ましくは、５００ｒｐｍ）で回転される。そして、制御部８６によりガス流量調整バルブ１８の開度が調整されて、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、不活性ガスパージ処理のときよりも減少される。具体的には、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min、好ましくは、１０Ｌ／min〜２０Ｌ／minに変更される。このとき、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１２６】
次に、第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられた状態で、制御部８６により第１バルブ６０が開かれて、第１混合部５９に不活性ガス溶存水が供給される。これにより、第１および第２上側処理液供給管３５，３８に不活性ガス溶存水が供給され、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水が上側処理液吐出口３７から吐出される。このようにして、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している処理液を排液するプリディスペンス処理が行われる。プリディスペンス処理は、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水中の酸素濃度が、たとえば不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成されたときの値、すなわち、この処理例では２０ｐｐｂ以下になるまで継続される。
【０１２７】
プリディスペンス処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理が基板Ｗの上面に対して行われ、それと同時に、基板Ｗの下面（裏面）をリンス液により洗い流すリンス処理が基板Ｗの下面に対して行われる（ステップＳ２４）。
具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１が制御されて、薬液としての希フッ酸が所定の吐出流量（０．５Ｌ／min〜３Ｌ／min、好ましくは、２Ｌ／min）で所定時間（たとえば５sec〜９０sec好ましくは、１０sec）にわたって上側処理液吐出口３７から吐出される。これにより、基板Ｗの上面全域に希フッ酸が供給され、ポリマー残渣を除去するための薬液処理が基板Ｗの上面に行われる。
【０１２８】
一方、基板Ｗの上面に対する薬液処理が行われている間、制御部８６により第２配管内調合ユニット５２が制御されて、リンス液としての不活性ガス溶存水が所定の吐出流量で所定時間にわたって下面ノズル１２の吐出口１２ａから吐出される。具体的には、第２配管内調合ユニット５２の第２薬液バルブ６７が閉じられた状態で、制御部８６により第２バルブ６５が開かれて、第２混合部６４に不活性ガス溶存水が供給される。これにより、第１および第２下側処理液供給管１１，１３を介して下面ノズル１２に不活性ガス溶存水が供給され、下面ノズル１２の吐出口１２ａから不活性ガス溶存水が吐出される。
【０１２９】
下面ノズル１２の吐出口１２ａから吐出された不活性ガス溶存水は、基板Ｗの下面中央部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの下面に沿って中心部から周縁部に向かって広がっていく。これにより、基板Ｗの下面全域に不活性ガス溶存水が供給され、基板Ｗの下面をリンス液により洗い流すリンス処理が基板Ｗの下面に対して行われる。基板Ｗの上面に対する薬液処理、および基板Ｗの下面に対するリンス処理が行われているとき、基板Ｗおよび遮断板６は前記所定の回転速度で回転されており、上側ガス吐出口４０および下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１３０】
なお、この第２処理例では、基板Ｗの上面に対して薬液処理が行われているときに、下面ノズル１２から不活性ガス溶存水を吐出させて、基板Ｗの下面に対してリンス処理を行う場合について説明したが、不活性ガス溶存水に代えて希フッ酸を下面ノズル１２から吐出させて、基板Ｗの上面に対する薬液処理と同時に、基板Ｗの下面に対して希フッ酸による薬液処理を行わせてもよい。
【０１３１】
基板Ｗの上面に対する薬液処理、および基板Ｗの下面に対するリンス処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの上面から薬液を洗い流すリンス処理が基板Ｗの上面に対して行われ、それと同時に、基板Ｗの下面をリンス液により洗い流すリンス処理が基板Ｗの下面に対して行われる（ステップＳ２５）。
具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされる。このとき、基板Ｗおよび遮断板６は前記所定の回転速度で回転されている。また、上側ガス吐出口４０および下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１３２】
第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされることにより、第１混合部５９には不活性ガス溶存水のみが供給される。したがって、第１および第２上側処理液供給管３５，３８には不活性ガス溶存水が供給され、上側処理液吐出口３７からは、リンス液としての不活性ガス溶存水が吐出される。吐出された不活性ガス溶存水は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に不活性ガス溶存水が供給され、不活性ガス溶存水によって基板Ｗの上面から薬液が洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる。
【０１３３】
一方、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われている間、制御部８６により第２配管内調合ユニット５２の第２薬液バルブ６７が閉じられて、第２バルブ６５が開いた状態にされる。これにより、不活性ガス溶存水のみが第２混合部６４に供給され、第１および第２下側処理液供給管１１，１３を介して、第２混合部６４から下面ノズル１２に不活性ガス溶存水が供給される。したがって、下面ノズル１２の吐出口１２ａからは不活性ガス溶存水が吐出され、吐出された不活性ガス溶存水は、基板Ｗの下面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの下面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの下面全域に不活性ガス溶存水が供給され、不活性ガス溶存水によって基板Ｗの下面が洗い流される。このようにして、基板Ｗの下面に対するリンス処理が行われる。基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量が、たとえば０．１５ｎｇ／ｃｍ2以下になるまで継続される。
【０１３４】
基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理が行われた後は、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ２６）。具体的には、最初に、第２配管内調合ユニット５２の排液バルブ６９が制御部８６により開かれて、第２混合部６４から不活性ガス溶存水が排液される。これにより、下面ノズル１２内に残留している不活性ガス溶存水が下面ノズル１２から排液され、下面ノズル１２内から不活性ガス溶存水が除去される。
【０１３５】
次に、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗが高回転速度（たとえば、２０００ｒｐｍ以上）で回転される。また、制御部８６によりガス流量調整バルブ１８の開度が調整されて、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、リンス処理のときよりも増加される。具体的には、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、たとえば、１５０Ｌ／min〜２００Ｌ／minに変更される。このとき、遮断板６はスピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）回転されており、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１３６】
基板Ｗが高回転速度で回転されることにより、基板Ｗに付着しているリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周囲に振り切られる。これにより、基板Ｗからリンス液が排液され、基板Ｗが乾燥する。また、このとき下面ノズル１２から不活性ガス溶存水が予め排液されているので、下面ノズル１２内に残留している不活性ガス溶存水が飛び出して、基板Ｗの下面に付着することはない。これにより、下面ノズル１２から飛び出した不活性ガス溶存水が基板Ｗの下面に付着して、当該基板Ｗの乾燥不良が生じることを抑制または防止することができる。
【０１３７】
基板Ｗの高速回転が所定時間にわたって続けられた後は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて、基板Ｗおよび遮断板６の回転が停止される。そして、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が退避位置まで上昇される。その後、処理済みの基板Ｗが、図示しない搬送ロボットによって受け取られ、当該基板Ｗが、処理室２から搬出される。
【０１３８】
図９は、基板処理装置１による基板Ｗの第３処理例を説明するための工程図である。
この第３処理例と前述の第１処理例との主な相違点は、基板Ｗの上面に処理液の液滴を衝突させて、基板Ｗの上面を洗浄する物理洗浄を基板Ｗの上面に対して行うことにある。以下では、図１、図３および図９を参照して、基板処理装置１による基板Ｗの第３処理例について説明する。
【０１３９】
未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって処理室２に搬入され、デバイス形成面である表面を上に向けてスピンチャック３に渡される。そして、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が処理位置まで降下される（ステップＳ３１）。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面（表面）に基板対向面３４が接近し、当該基板Ｗの上面全域が基板対向面３４によって覆われる。また、周壁部３２の先端縁が、基板Ｗよりもスピンベース８に近づき、当該基板Ｗの周端面全周が内壁面４９によって取り囲まれる。したがって、基板Ｗの上方には、水平方向に広がるほぼ密閉された狭空間が形成される（図２参照）。
【０１４０】
次に、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる（ステップＳ３２）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により上側ガスバルブ４１が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが所定の吐出流量で上側ガス吐出口４０からスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。また、制御部８６により下側ガスバルブ１７が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが、所定の吐出流量（たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min）で下側ガス吐出口１５から上方に向けて吐出される。このとき、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて回転状態とされていてもよいし、回転されずに非回転状態とされていてもよい。基板Ｗを回転状態とする場合には、スピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）遮断板６を回転させてもよいし、基板Ｗのみを回転状態とし、遮断板６を非回転状態としてもよい。
【０１４１】
上側ガス吐出口４０から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に存在する空気は、窒素ガスによって外方に押し出され、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に形成された隙間から排出される。これにより、基板Ｗの表面付近の雰囲気が不活性ガスとしての窒素ガスで置換され、不活性ガスによって基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる。不活性ガスパージ処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度が、たとえば１００ｐｐｍ以下になるまで継続される。
【０１４２】
一方、下側ガス吐出口１５から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間に存在する空気や窒素ガスは、後続の窒素ガスによって外方に押し出され、当該空間から排出される。
【０１４３】
不活性ガスパージ処理が所定時間にわたって行われた後は、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水を排液するプリディスペンス処理が行われる（ステップＳ３３）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６が所定の回転速度（たとえば、１０ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ、好ましくは、５００ｒｐｍ）で回転される。そして、制御部８６によりガス流量調整バルブ１８の開度が調整されて、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、不活性ガスパージ処理のときよりも減少される。具体的には、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min、好ましくは、１０Ｌ／min〜２０Ｌ／minに変更される。このとき、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１４４】
次に、第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられた状態で、制御部８６により第１バルブ６０が開かれて、第１混合部５９に不活性ガス溶存水が供給される。これにより、第１および第２上側処理液供給管３５，３８に不活性ガス溶存水が供給され、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水が上側処理液吐出口３７から吐出される。このようにして、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している処理液を排液するプリディスペンス処理が行われる。プリディスペンス処理は、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水中の酸素濃度が、たとえば不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成されたときの値、すなわち、この処理例では２０ｐｐｂ以下になるまで継続される。
【０１４５】
プリディスペンス処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ３４）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１が制御されて、薬液としての希フッ酸が所定の吐出流量（０．５Ｌ／min〜３Ｌ／min、好ましくは、２Ｌ／min）で所定時間（たとえば５sec〜９０sec好ましくは、１０sec）にわたって上側処理液吐出口３７から吐出される。これにより、基板Ｗの上面全域に希フッ酸が供給され、基板Ｗの上面全域からポリマー残渣が除去される。このようにして、基板Ｗの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理が行われる。
【０１４６】
薬液処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの上面から薬液を洗い流すリンス処理が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ３５）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされる。このとき、基板Ｗおよび遮断板６は前記所定の回転速度で回転されている。また、上側ガス吐出口４０および下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１４７】
第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされることにより、第１混合部５９には不活性ガス溶存水のみが供給される。したがって、第１および第２上側処理液供給管３５，３８には不活性ガス溶存水が供給され、上側処理液吐出口３７からは、リンス液としての不活性ガス溶存水が吐出される。吐出された不活性ガス溶存水は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に不活性ガス溶存水が供給され、不活性ガス溶存水によって基板Ｗの上面から薬液が洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる。リンス処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量が、たとえば０．１５ｎｇ／ｃｍ2以下になるまで継続される。
【０１４８】
基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われた後は、基板Ｗの上面に処理液の液滴を衝突させて、基板Ｗの上面を洗浄する物理洗浄が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ３６）。具体的には、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が退避位置まで上昇される。そして、制御部８６によりノズル揺動駆動機構２５，３０が制御されて、二流体ノズル４および処理液ノズル５がスピンチャック３の上方に配置される。このとき、基板Ｗは前記所定の回転速度で回転されており、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１４９】
次に、制御部８６により処理液バルブ２８ａが開かれて、処理液ノズル５から基板Ｗの上面に向けてリンス液としての炭酸水が吐出される。吐出された炭酸水は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に炭酸水が供給され、基板Ｗの上面全域が炭酸水によって覆われる。基板Ｗの上面に炭酸水を供給することにより、基板Ｗの帯電を抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗに形成されたデバイスが損傷することを抑制または防止することができる。
【０１５０】
次に、処理液ノズル５から炭酸水が吐出された状態で、制御部８６により処理液バルブ２２および気体バルブ２３が開かれて、二流体ノズル４内に炭酸水および窒素ガスが供給される。これにより、二流体ノズル４から炭酸水および窒素ガスが吐出される。吐出された炭酸水は、窒素ガスと混合されて炭酸水の液滴となり、基板Ｗの上面に衝突する。
基板Ｗの上面に付着しているパーティクルなどの異物は、液滴の運動エネルギーによって基板Ｗの上面から剥離される。そして、剥離された異物は、処理液ノズル５から供給される炭酸水によって洗い流されて、基板Ｗの上面から除去される。
【０１５１】
処理液ノズル５から吐出された炭酸水は、基板Ｗ上から異物を洗い流すとともに、基板Ｗの上面に衝突して跳ね返った炭酸水の液滴などが基板Ｗの上面に付着することを防止するカバーリンス液として機能する。
二流体ノズル４から炭酸水および窒素ガスが吐出されている間、二流体ノズル４は、制御部８６によりノズル揺動駆動機構２５が制御されて基板Ｗの上方で水平移動される。具体的には、基板Ｗの上面における炭酸水の液滴の衝突位置が、当該上面内において、回転中心を通る円弧状の軌跡を描きつつ周縁部から周縁部に複数回往復移動するように、二流体ノズル４が水平移動される。これにより、基板Ｗの上面が炭酸水の液滴によってスキャンされ、基板Ｗの上面全域に炭酸水の液滴が直接衝突する。その結果、基板Ｗの上面全域から異物が確実に除去される。
【０１５２】
基板Ｗの上面に対する物理処理が行われた後は、基板Ｗの上面をリンス液により洗い流すリンス処理が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ３７）。具体的には、制御部８６により処理液バルブ２８ｂが開かれて、処理液ノズル５から基板Ｗの上面に向けてリンス液としての純水が吐出される。吐出された純水は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に純水が供給され、純水によって基板Ｗの上面が洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる。
【０１５３】
基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われた後は、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ３８）。具体的には、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗが高回転速度（たとえば、２０００ｒｐｍ以上）で回転される。このとき、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１５４】
基板Ｗが高回転速度で回転されることにより、基板Ｗに付着している炭酸水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周囲に振り切られる。これにより、基板Ｗから炭酸水が排液され、基板Ｗが乾燥する。このようにして、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる。
基板Ｗの高速回転が所定時間にわたって続けられた後は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０が制御されて、基板Ｗの回転が停止される。その後、処理済みの基板Ｗが、図示しない搬送ロボットによって受け取られ、当該基板Ｗが、処理室２から搬出される。
【０１５５】
以上、この基板処理装置１による基板Ｗの３つの処理例について説明したが、この基板処理装置１による基板Ｗの処理は、前述の３つの処理例に限られない。たとえば、前述の第１〜第３処理例では、薬液処理が行われる前に、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水を排液するプリディスペンス処理が行われる場合について説明したが、プリディスペンス処理が行われずに不活性ガスパージ処理に引き続いて薬液処理が行われてもよい。
【０１５６】
すなわち、たとえば複数枚の基板Ｗを連続的に処理する場合などのように、長い間隔を空けずに（たとえば２分未満の間隔で）上側処理液吐出口３７から処理液を吐出させる場合には、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水の酸素濃度が殆ど上昇していないときがある。したがって、このような場合には、全ての基板Ｗの処理においてプリディスペンス処理を行うのではなく、たとえばロットの最初の基板Ｗなどのように、前の基板Ｗを処理してから一定時間以上経過した後に処理する基板Ｗの処理においてのみプリディスペンス処理を行ってもよい。
【０１５７】
また、前述の第１〜第３処理例では、スピンチャック３に保持された基板Ｗに対して処理液を連続的に供給して処理を進行させる連続吐出処理（薬液処理、リンス処理）が行われる場合について説明したが、これに限らず、基板Ｗの上面に処理液により液盛を行って、基板Ｗの上面で処理液の液膜を保持した状態で処理を進めるパドル処理（液盛り処理）を行ってもよい。たとえば、前述の第１および第２処理例において、リンス処理と乾燥処理（スピンドライ）との間（第２処理例においては、基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理と乾燥処理との間）に、リンス液によるパドル処理を行ってもよい。
【０１５８】
具体的には、スピンチャック３に保持された基板Ｗを停止状態、または低速回転状態（たとえば１０〜３００ｒｐｍ程度の回転速度で回転されている状態）とする一方で、基板Ｗの上面にリンス液を供給する。基板Ｗの上面に供給されるリンス液は、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水であってもよいし、処理液ノズル５から吐出される純水であってもよい。
【０１５９】
基板Ｗの上面に供給されたリンス液は、基板Ｗが停止状態または低速回転状態とされているので、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの周囲に殆ど飛散するリンス液は殆どなく、基板Ｗ上に溜まっていく。これにより、基板Ｗの上面にリンス液による液盛りが行われ、基板Ｗの上面全域を覆うリンス液の液膜が形成される。
リンス液の液膜が形成された後は、基板Ｗの上面へのリンス液の供給を停止して、基板Ｗの上面でリンス液の液膜が保持された状態を所定時間にわたって維持させる。これにより、リンス液によるパドル処理（液盛り処理）が基板Ｗの上面に行われる。基板Ｗの上面に対してパドル処理を行うことにより、基板Ｗの上面が疎水性であったとしても、当該上面をリンス液によって確実に濡らすことができる。そして、スピンドライにより、基板Ｗの上面からリンス液を排液させることにより、リンス液とともに、基板Ｗの上面に付着している薬液や異物を基板Ｗの上面から除去することができる。
【０１６０】
前述のパドル処理の説明では、リンス液が、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水、または処理液ノズル５から吐出される純水である場合について説明したが、リンス液として用いられる処理液はこれに限らない。たとえば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などの純水よりも表面張力が小さく、純水よりも揮発性が高い低表面張力有機溶剤をリンス液として用いてもよい。
【０１６１】
具体的には、ＩＰＡを供給するためのＩＰＡ供給機構を新たに設けて、このＩＰＡ供給機構から上側処理液吐出口３７または処理液ノズル５にＩＰＡを供給させてもよい。これにより、ＩＰＡによるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行うことができる。また、ＩＰＡによるリンス処理を基板Ｗの上面に対して行うこともできる。
具体的な処理例としては、前述の第１および第２処理例において、リンス処理と乾燥処理との間に、不活性ガス溶存水または純水によるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行わずに、ＩＰＡによるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行ってもよいし、不活性ガス溶存水または純水によるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行った後に、ＩＰＡによるリンス処理を基板Ｗの上面に行い、その後、ＩＰＡによるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行ってもよい。
【０１６２】
ＩＰＡによるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行うことにより、不活性ガス溶存水または純水によるパドル処理と同様に、基板Ｗの上面が疎水性であったとしても、当該上面を確実に濡らすことができる。また、ＩＰＡは、純水よりも揮発性の高い処理液であるので、ＩＰＡによる処理の直後に基板Ｗを乾燥させることにより、不活性ガス溶存水または純水による処理の直後に比べて、基板Ｗを速やかに乾燥させることができる。
【０１６３】
また、前述の第１〜第３処理例では、リンス処理および乾燥処理を行うときに（第３処理例においては、最初のリンス処理を行うときに）、遮断板６を処理位置に位置させる場合について説明したが、遮断板６を退避位置に位置させた状態で、リンス処理および乾燥処理を行わせてもよい。また、基板Ｗの上面に対して前述のパドル処理を行うときも、遮断板６は処理位置に配置されていてもよいし、退避位置に配置されていてもよい。
【０１６４】
遮断板６を退避位置に位置させた状態で、基板Ｗの上面に対してリンス処理および乾燥処理を行うときの具体例としては、たとえば、前述の第１処理例のリンス処理において、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量が０．０１２ｎｇ／ｃｍ2以下になった後、遮断板６を退避位置まで上昇させる。そして、処理液ノズル５をスピンチャック３に保持された基板Ｗの上方に配置させて、処理液ノズル５から基板Ｗの上面に向けて純水を吐出させて、純水によるリンス処理を基板Ｗの上面に対して行う。すなわち、不活性ガス溶存水によるリンス処理と、純水によるリンス処理とを連続して行う。その後、遮断板６を退避位置に位置させた状態で、スピンチャック３により基板Ｗを高速回転させて、基板Ｗを乾燥させる（スピンドライ）。遮断板６を退避位置に位置させた状態で、基板Ｗの上面に対してリンス処理および乾燥処理を行うことにより、たとえば、遮断板６に付着したフッ素イオンが、基板Ｗに転移することを抑制または防止することができる。
【０１６５】
以下では、基板処理装置１により基板Ｗを処理することにより得られた測定結果等について説明する。
図１０は、不活性ガス溶存水中の酸素濃度と銅のエッチング量との関係を示す図である。
この図１０は、基板Ｗの表面に対して希フッ酸による薬液処理（ポリマー除去処理）を行ったときの銅のエッチング量（膜減り）の測定結果である。希フッ酸は、フッ酸と純水との比率が１：１００に調合されたものを用いた。また、希フッ酸に含まれるフッ酸は、酸素が脱気されていないものを用いた。この測定で用いられた希フッ酸は、純水の割合に対してフッ酸の割合が非常に小さいので、希フッ酸中の酸素濃度は、当該希フッ酸を調合するのに用いた不活性ガス溶存水中の酸素濃度とほぼ等しいとみなすことができる。薬液処理時間は、６０ｓｅｃである。
【０１６６】
この図１０において、一番左の測定値（一番左の●の値）は、酸素濃度が１２ｐｐｂの不活性ガス溶存水によって希フッ酸を調合し、この希フッ酸を用いて薬液処理を行ったときの銅のエッチング量である。また、左から２番目の測定値（左から２番目の●の値）は、酸素濃度が２０ｐｐｂの不活性ガス溶存水によって希フッ酸を調合し、この希フッ酸を用いて薬液処理を行ったときの銅のエッチング量である。図１０に示す測定結果から、酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の不活性ガス溶存水によって調合した希フッ酸を用いて薬液処理を行えば銅のエッチングを確実に抑制または防止できることが理解される。すなわち、酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の不活性ガス溶存水によって調合した希フッ酸であれば銅酸化物の生成を確実に抑制または防止できることが理解される。
【０１６７】
図１１は、基板Ｗの上方の酸素濃度と基板Ｗの上面に供給された純水中の酸素濃度との関係を示す図である。
この図１１は、遮断板６を処理位置に位置させた状態で、上側処理液吐出口３７からスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に向けて不活性ガス溶存水を吐出させ、基板Ｗの上面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度を測定した結果である。上側処理液吐出口３７からは、酸素濃度が１０ｐｐｂに調整された不活性ガス溶存水を吐出させた。
【０１６８】
この図１１において、一番左の測定値（一番左の■の値）は、基板Ｗの上方の酸素濃度が０．００１％（１０ｐｐｍ）のときに基板Ｗの上面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度の値であり、このときの不活性ガス溶存水中の酸素濃度は１２ｐｐｂとなっていた。また、左から２番目の測定値（左から２番目の■の値）は、基板Ｗの上方の酸素濃度が０．０１％（１００ｐｐｍ）のときに基板Ｗの上面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度の値であり、このときの不活性ガス溶存水中の酸素濃度は２０ｐｐｂとなっていた。
【０１６９】
図１１に示す測定結果から、酸素濃度が１０ｐｐｂに調整された純水を基板Ｗの上面に向けて吐出させたときに、基板Ｗの上方の酸素濃度が１００ｐｐｍ以下であれば、基板Ｗの上面に供給される純水の酸素濃度を２０ｐｐｂ以下に維持できることが分かる。したがって、図１０に示す測定結果を考慮すると、基板Ｗの上方の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とし、酸素濃度が１０ｐｐｂ以下の希フッ酸を基板Ｗの上面に向けて吐出させれば、酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の希フッ酸を基板Ｗの上面に供給して、希フッ酸中の溶存酸素により銅が酸化されることを確実に抑制または防止することができる。
【０１７０】
図１２は、純水中の酸素濃度と純水中の窒素濃度との関係を示す図である。
この図１２において、一点鎖線で示された値は、純水から酸素を脱気した直後の酸素濃度の測定値であり、実線で示された値は、一点鎖線で示された値まで酸素が脱気された純水を、１０ｓｅｃ以上大気に開放した後の酸素濃度の測定値である。また、純水に対して窒素ガスを添加していないときの、純水中の窒素濃度は、３ｐｐｍであった。
【０１７１】
図１２に示す測定結果から、純水中の窒素濃度が７ｐｐｍ未満であると、純水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇してしまう。したがって、純水に窒素ガスを添加して、純水中の窒素濃度を７ｐｐｍ以上にすることにより、純水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇することを抑制または防止することができる。これにより、酸素が脱気された純水中の酸素濃度を低い状態に維持することができる。
【０１７２】
この発明の実施形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の実施形態では、遮断板６の周壁部３２が、下方に向かって広がるように傾斜している場合について説明したが、これに限らず、遮断板６の周壁部３２は、たとえば、平板部３３の外周縁から傾斜せずに真っ直ぐに延びている円筒状をなしていてもよい。この場合、周壁部３２の内壁面４９は、たとえば、図１３に示す周壁部１３２の内壁面１４９のように、基板Ｗ上面の法線Ｌ２に平行な面であってもよいし、図１４に示す周壁部２３２の内壁面２４９のように、基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対して傾斜した面であってもよい。
【０１７３】
また、遮断板６の周壁部３２は、たとえば、図１５に示す周壁部３３２のように、下方に向かって広がるように傾斜していて、その先端縁に行くほど厚みが薄くなる筒状に形成されていてもよい。
さらに、前述の実施形態では、内壁面４９の上端付近のみが、先端縁に向かうに従って基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対する傾斜角が漸次的に変化する面になっている場合について説明したが、周壁部の内壁面全体が、先端縁に向かうに従って基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対する傾斜角が漸次的に変化する面（法線Ｌ２を含む平面でとった断面が曲線となるような面）に形成されていてもよい。
【０１７４】
また、前述の実施形態では、薬液供給ユニット５３から第１および第２配管内調合ユニット５１，５２に供給される薬液原液から酸素を脱気するための脱気ユニット７４が設けられている場合について説明したが、たとえば薬液における薬液原液の割合が純水の割合に対して非常に小さい場合には、薬液原液から酸素を脱気しなくても薬液中の酸素濃度が殆ど上昇しないから、このような場合には、脱気ユニット７４が設けられていなくてもよい。
【０１７５】
また、前述の実施形態では、処理対象となる基板Ｗとして半導体ウエハを取り上げたが、半導体ウエハに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、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、フォトマスク用基板などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。
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。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図２】スピンチャックおよび遮断板ならびにこれらに関連する構成の図解的な側面図である。
【図３】処理モジュールに対して処理液を供給するための構成の模式図である。
【図４】基板処理装置に備えられた配管の図解図である。
【図５】基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図６】基板処理装置によって処理される基板の表面状態の一例を説明するための断面図である。
【図７】基板処理装置による基板の第１処理例を説明するための工程図である。
【図８】基板処理装置による基板の第２処理例を説明するための工程図である。
【図９】基板処理装置による基板の第３処理例を説明するための工程図である。
【図１０】不活性ガス溶存水中の酸素濃度と銅のエッチング量との関係を示す図である。
【図１１】基板の上方の酸素濃度と基板の上面に供給された純水中の酸素濃度との関係を示す図である。
【図１２】純水中の酸素濃度と純水中の窒素濃度との関係を示す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る周壁部の形状を説明するための図解的な側面図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態に係る周壁部の形状を説明するための図解的な側面図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態に係る周壁部の形状を説明するための図解的な側面図である。
【符号の説明】
【０１７７】
１ 基板処理装置
３ スピンチャック
６ 遮断板
８ａ （スピンベースの）上面
８ スピンベース
３２ 周壁部
３４ 基板対向面
３５ 第１上側処理液供給管
３６ ガス流通路
３７ 上側処理液吐出口
３８ 第２上側処理液供給管
３９ 上側ガス供給管
４０ 上側ガス吐出口
４１ 上側ガスバルブ
４２ 遮断板昇降駆動機構
４３ 遮断板回転駆動機構
４９ 内壁面
５０ 不活性ガス溶存水生成ユニット
５１ 第１配管内調合ユニット
５５ 薬液供給配管
５６ 第１分岐配管
５９ 第１混合部
６２ 第１薬液バルブ
７１ 薬液タンク
７４ 脱気ユニット
７７ 不活性ガス供給管
７８ 不活性ガスバルブ
８０ 内配管
８１ 外配管
８２ 不活性ガスバルブ
８３ 不活性ガス供給管
８６ 制御部
１３２ 周壁部
１４９ 内壁面
２３２ 周壁部
２４９ 内壁面
３３２ 周壁部
Ｇ１ 間隔
Ｌ１ 回転軸線
Ｌ２ 法線
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路素子の高集積化および高速度化は、市場の要求である。この要求に応えるために、従来から用いられてきたアルミニウム配線に代えて、より低抵抗の銅配線が用いられるようになってきた。銅配線を、低誘電率絶縁膜（いわゆるＬｏｗ−ｋ膜。比誘電率が酸化シリコンよりも小さな材料からなる絶縁膜をいう。）と組み合わせて多層配線を形成すれば、極めて高速で動作する集積回路素子を実現できる。
【０００３】
異なる層の銅配線間の接続は、層間絶縁膜に形成されたヴィアに埋め込まれた銅プラグによって達成される。微細な配線パターンを形成するためには、高いアスペクト比のヴィアが要求されるから、ヴィアの形成には、反応性イオンエッチングに代表されるドライエッチング法が適用される。
しかし、ドライエッチング法では、処理対象の膜だけでなくレジストも腐食されていき、その一部は、変質してポリマー（レジスト残渣）として、基板表面に残留する。配線パターンが微細であるがゆえに、次工程までに、このポリマーを基板上から確実に除去しておかなければならない。
【０００４】
ポリマー除去処理を行うことができる基板処理装置は、処理対象の基板を保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックにより回転される基板の上面にポリマー除去液などの処理液を供給するノズルとを備えている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５８４８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２２５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記のような構成では、ポリマー除去液が空気に触れ、このポリマー除去液中に酸素が溶け込むという問題がある。酸素濃度の高いポリマー除去液が基板に供給されると、ポリマー除去液中の溶存酸素により基板上の金属膜（銅膜など）が酸化され、金属酸化物を生じる場合がある。しかし、この金属酸化物はポリマー除去液によってエッチングされるので、基板上の配線膜等の金属膜の膜減りが生じ、この基板から作成されるデバイスの特性を劣化させるおそれがある。
【０００６】
この課題は、金属酸化物に対するエッチング作用を有する薬液を用いて基板を処理する基板処理装置（ウェットエッチング処理装置）にも共通する課題である。また、金属酸化物に限らず、一般に、酸化物に対するエッチング作用を有する薬液を用いて基板を処理する場合に、同様の問題に直面する。
そこで、この発明の目的は、酸素濃度を低減した処理液で基板を処理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である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持機構（３）と、前記基板保持機構に保持された基板に対向する基板対向面（３４）を有し、この基板対向面の周囲から前記基板保持機構に向かって突出した周壁部（３２，１３２，２３２，３３２）が形成された遮断部材（６）と、前記基板保持機構に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズル（３５）と、純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成ユニット（５０）と、薬液原液と前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水とを配管（５９）内で混合して前記処理液としての薬液を調合する配管内調合ユニット（５１）と、前記配管内調合ユニットから前記処理液ノズルへと処理液を導く処理液供給路（３８）とを含む、基板処理装置（１）である。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、基板保持手段に保持された基板に処理液ノズルから処理液を供給することにより、当該基板を処理することができる。処理液ノズルに供給される処理液は、処理液供給路によって配管内調合ユニットから導かれたものである。また、配管内調合ユニットは、薬液原液と、不活性ガス溶存水生成ユニットによって純水中の酸素が脱気され、当該純水中に不活性ガスが添加されて生成された不活性ガス溶存水とを配管内で混合して処理液としての薬液を調合することができる。さらに、配管内において薬液原液と不活性ガス溶存水とが混合されるので、配管内調合ユニットによって調合された薬液は、空気に触れて酸素濃度が上昇することが抑制または防止されている。さらにまた、調合された薬液に含まれる不活性ガス溶存水には不活性ガスが添加されているので、当該薬液中の酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。したがって、酸素濃度が低減された薬液を配管内調合ユニットから処理液ノズルに供給し、この酸素濃度が低減された薬液を処理液ノズルから吐出させることができる。
【０００９】
また、この発明によれば、基板対向面および周壁部を有する遮断部材により、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から遮断することができる。これにより、基板表面の雰囲気の酸素濃度の上昇を抑制または防止することができる。したがって、処理液ノズルから吐出された処理液が、基板に達するまでや基板上で空気に触れて、その酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。そのため、酸素濃度が低減された状態を維持しつつ、処理液ノズルからの薬液を基板に供給することができる。これにより、基板上において、薬液中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。その結果、基板に供給される薬液が酸化物に対するエッチング作用を有するものであったとしても、基板上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【００１０】
「薬液原液」とは、不活性ガス溶存水との混合前の薬液を意味する。薬液原液の例としては、フッ酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣＬ）、フッ酸とＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の混合液、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）を例示できる。フッ酸を用いる場合には、フッ酸原液と不活性ガス溶存水とを所定の割合で混合（調合）することによって、希フッ酸（ＤＨＦ）が生成される。
【００１１】
前記基板は、表面にポリマー残渣（ドライエッチングやアッシング後の残渣）が付着したものであってもよい。この場合に、前記薬液は、前記ポリマー残渣を除去するためのポリマー除去液であることが好ましい。希フッ酸は、ポリマー除去液の一例である。
ポリマー除去液としては、有機アルカリ液を含む液体、有機酸を含む液体、無機酸を含む液体、フッ化アンモン系物質を含む液体のうちの少なくともいずれか１つが使用できる。そのうち、有機アルカリ液を含む液体としては、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ヒドロキシルアミン、コリンのうちの少なくともいずれか１つを含む液体が挙げられる。また、有機酸を含む液体としては、クエン酸、蓚酸、イミノジ酸、および琥珀酸のうちの少なくともいずれか１つを含む液体が挙げられる。また、無機酸を含む液体としては、フッ酸および燐酸のうちの少なくともいずれか１つを含む液体が挙げられる。その他、ポリマー除去液としては、１−メチル−２ピロリドン、テトラヒドロチオフェン１．１−ジオキシド、イソプロパノールアミン、モノエタノールアミン、２−（２アミノエトキシ）エタノール、カテコール、Ｎ−メチルピロリドン、アロマティックジオール、パークレン（テトラクロロエチレン）、フェノールを含む液体などのうちの少なくともいずれか１つを含む液体があり、より具体的には、１−メチル−２ピロリドンとテトラヒドロチオフェン１．１−ジオキシドとイソプロパノールアミンとの混合液、ジメチルスルホキシドとモノエタノールアミンとの混合液、２−（２アミノエトキシ）エタノールとヒドロキシアミンとカテコールとの混合液、２−（２アミノエトキシ）エタノールとＮ−メチルピロリドンとの混合液、モノエタノールアミンと水とアロマティックジオールとの混合液、パークレン（テトラクロロエチレン）とフェノールとの混合液などのうちの少なくともいずれか１つが挙げられる。その他、トリエタノールアミン、ペンタメチルジエチレントリアミンなどのアミン類、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのうちの少なくともいずれか１つを含む液体が挙げられる。
【００１２】
ポリマー除去液の他にも、High-k Metal 材料の選択エッチング液などの他の薬液を用いる基板処理に対しても、この発明を適用できる。
また、前記基板は、表面に金属パターンが露出したものであってもよい。金属パターンは、金属配線であってもよい。金属パターンは、銅やタングステンその他の金属の単膜であってもよいし、複数の金属膜を積層した多層膜であってもよい。多層膜の一例としては、銅膜の表面に拡散防止のためのバリアメタル膜を形成した積層膜を挙げることができる。
【００１３】
また、前記不活性ガスの典型例は、窒素ガスであるが、その他にも、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスを用いることもできる。
また、前記処理液ノズルは、前記基板対向面から前記基板保持機構に保持された基板に臨む（対向する）吐出口（３７）を有するものであってもよい。
また、前記基板処理装置は、前記遮断部材と前記基板保持機構に保持された基板との間の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段（３６，３９，４０，４１）をさらに含むことが好ましい。この不活性ガス供給手段は、前記遮断部材の基板対向面から前記基板保持機構に保持された基板に臨む不活性ガス吐出口（４０）を有するものであることが好ましい。
【００１４】
また、前記基板保持機構は、基板を保持して回転させる基板保持回転機構（３）であってもよい。この場合に、前記基板保持回転機構による基板の回転軸線（Ｌ１）と共通の軸線まわりに前記遮断部材を回転させる遮断部材回転機構（４３）がさらに備えられていることが好ましい。
請求項２記載の発明は、前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水を前記薬液と混合することなく、そのまま処理液として基板に供給する不活性ガス溶存水供給手段（６２，８６）をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置である。
【００１５】
この発明によれば、基板保持手段に保持された基板に不活性ガス溶存水を供給して、不活性ガス溶存水によって基板を洗い流すことができる。したがって、たとえば薬液が基板に付着している場合に、当該基板を洗い流して薬液を除去することができる。
また、前述のように、基板表面の雰囲気は、酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。さらに、不活性ガス溶存水は酸素が脱気されたものである。したがって、基板に対して酸素濃度が低減された不活性ガス溶存水を供給することができる。これにより、基板Ｗ上において、不活性ガス溶存水中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。したがって、たとえば、酸化物に対するエッチング作用を有する薬液が基板に供給された後に、不活性ガス溶存水を基板に供給する場合であったとしても、基板Ｗ上に残留している薬液により酸化物がエッチングされることを抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗ上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【００１６】
前記不活性ガス溶存水供給手段は、たとえば、前記配管内調合ユニットへの薬液原液の供給／停止を切り換える薬液バルブ（６２）と、この薬液バルブを開閉制御するバルブ制御手段（８６）とを含むものであってもよい。この場合、バルブ制御手段によって薬液バルブを閉じることによって、配管内調合ユニットに供給された不活性ガス溶存水は、薬液原液と混合されることなく、そのまま処理液供給路から処理液ノズルへと供給され、この処理液ノズルから基板へと供給される。
【００１７】
むろん、前記不活性ガス溶存水供給手段は、前記処理液ノズルとは別系統の供給路を介して前記基板保持機構に保持された基板に不活性ガス溶存水を供給するものであってもよい。
請求項３記載の発明は、前記遮断部材の周壁部は、前記基板の周端面全周を取り囲むことができるように形成されている、請求項１または２記載の基板処理装置である。
【００１８】
この発明によれば、遮断部材の周壁部が筒状（円形基板の場合には、たとえば円筒状）に形成されており、この筒状の周壁部によって、基板の周端面全周を取り囲むことができる。したがって、基板表面の雰囲気をその周囲の雰囲気から確実に遮断することができ、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から一層確実に遮断することができる。
たとえば、前記基板対向面は前記基板保持機構に保持された基板の主面に平行な平面に形成されていてもよい。また、前記周壁部は、基板の周端面に対向する内壁面（４９，１４９，２４９）を有し、この内壁面が、基板主面の法線（Ｌ２）に平行な面であってもよいし、基板主面の法線に対して傾斜した面（好ましくは、基板の外方に向かうに従って基板保持機構に接近するように傾斜した面）であってもよいし、先端縁に向かうに従って基板主面の法線に対する傾斜角が漸次的に変化する面（基板主面の法線を含む平面でとった断面が曲線となるような面）であってもよい。
【００１９】
請求項４記載の発明は、前記基板保持機構は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面（８ａ）を有する保持ベース（８）を備えており、前記基板処理装置は、前記遮断部材を前記保持ベースに対して、所定の処理位置と退避位置との間で、接近／離反させる遮断部材移動機構（４２）をさらに含み、前記処理位置は、前記遮断部材の周壁部の先端縁が前記基板保持機構に保持された基板よりも前記保持ベースの近くに位置するように定められている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２０】
より具体的には、前記遮断部材移動機構を制御する制御手段（８６）が備えられており、この制御手段の制御によって、遮断部材が保持ベースに対して接近／離反させられるようになっていてもよい。また、前記処理位置は、前記遮断部材の周壁部の先端縁と保持ベースの表面との間に予め定められた大きさの間隔（Ｇ１）が形成されるように設定されていることが好ましい。この間隔は、基板対向面と基板との間隔と同等、または基板対向面と基板との間隔よりも小さいことが好ましい。
【００２１】
この発明によれば、遮断部材移動機構によって遮断部材を保持ベースに接近させることができるので、基板保持手段に保持された基板に対して遮断部材の基板対向面を接近させることができる。これにより、基板と基板対向面との間隔を小さくして、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から一層確実に遮断することができる。また、前記処理位置では、周壁部の先端縁が基板保持機構に保持された基板よりも保持ベースに近づくので、基板保持機構に基板が保持された状態で、遮断部材を前記処理位置に位置させることにより、周壁部を基板の周囲に位置させることができる。これにより、基板表面の雰囲気をその周囲の雰囲気から確実に遮断することができる。さらに、前記処理位置が、前記遮断部材の周壁部の先端縁と保持ベースの表面との間に予め定められた大きさの間隔が形成されるように設定されている場合には、基板と基板対向面との間の雰囲気を、周壁部の先端縁と保持ベースの表面との間から排気することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、薬液原液を貯留する薬液タンク（７１）と、前記薬液タンク内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段（７７，７８）と、前記薬液タンクから前記配管内調合ユニットに薬液原液を導く薬液供給路（５５，５６）とをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、不活性ガス供給手段によって薬液タンク内に不活性ガスを供給することにより、薬液タンク内に不活性ガスを充填することができる。これにより、薬液タンクに貯留された薬液原液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。したがって、酸素濃度が上昇した薬液原液が、薬液供給路を介して薬液タンクから配管内調合ユニットに供給されることを抑制または防止することができる。
【００２３】
請求項６記載の発明は、薬液原液中の酸素を脱気する脱気ユニット（７４）をさらに含み、この脱気ユニットによって脱気された薬液原液が前記配管内調合ユニットに供給されるようになっている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、薬液原液中の酸素が脱気ユニットによって脱気された薬液原液が配管内調合ユニットに供給されるので、配管内調合ユニットによって調合される薬液中の酸素濃度を低減することができる。したがって、配管内調合ユニットから処理液ノズルに対して酸素濃度が低減された薬液を処理液として供給し、この酸素濃度が低減された薬液を基板に供給することができる。
【００２４】
請求項７記載の発明は、前記処理液供給路は、処理液が流通する内配管（８０）と、この処理液配管を取り囲む外配管（８１）とを含み、前記内配管と外配管との間に不活性ガスを充填する不活性ガス充填手段（８２，８３）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装置である。
この発明によれば、不活性ガス充填手段によって、内配管と外配管との間に不活性ガスを充填することにより、内配管を不活性ガスによって包囲することができる。したがって、内配管がたとえば酸素透過性の材料で形成されている場合であっても、内配管を介して内配管の内部に進入する酸素の量を低減することができる。これにより、内配管内を流通する処理液に酸素が溶け込んで、当該処理液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
【００２５】
前記内配管および外配管は、たとえば、フッ素樹脂（より具体的にはＰＦＡ(perfluoro−alkylvinyl−ether−tetrafluoro−ethlene−copolymer)製の管で構成されていてもよい。
請求項８記載の発明は、前記配管内調合ユニットを制御する制御手段（８６）をさらに含み、この制御手段は、前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水を薬液原液と混合することなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する不活性ガス溶存水供給工程を実行し、その後に、前記配管内調合ユニットによって薬液原液と不活性ガス溶存水とを配管内で混合して薬液を調合し、この薬液を処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する薬液供給工程を実行するものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２６】
この発明によれば、不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水が、配管内調合ユニットおよび処理液供給路を介して処理液ノズルに供給され、その後、配管内調合ユニットで調合された薬液が、処理液供給路を介して処理液ノズルに供給される。したがって、たとえば処理液供給路に処理液が残留していた場合に、この残留処理液を不活性ガス溶存水によって除去した後、配管内調合ユニットで調合された薬液を処理液供給路を介して処理液ノズルに供給することができる。これにより、処理液供給路に残留している処理液中の酸素濃度が上昇している場合であっても、このような処理液とともに薬液が基板に供給されることを抑制または防止することができる。よって、基板上において、薬液中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。
【００２７】
請求項９記載の発明は、前記制御手段は、前記不活性ガス溶存水供給工程を、前記処理液ノズルから吐出される処理液中の酸素濃度が２０ｐｐｂ以下となるまで継続する、請求項８記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記不活性ガス溶存水供給工程の後に行われる前記薬液供給工程において、基板の酸化反応を確実に抑制または防止できる低い酸素濃度の薬液（酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の薬液）を処理液ノズルに供給することができる。したがって、このような低酸素濃度の薬液を基板に供給することにより、基板の酸化反応の発生を確実に抑制または防止することができる。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、前記遮断部材と前記基板保持機構に保持された基板との間の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段（３６，３９，４０，４１）をさらに含み、前記制御手段は、さらに、前記不活性ガス供給手段を制御することによって、前記薬液供給工程に先立って、基板の表面付近の雰囲気を不活性ガスで置換する雰囲気置換工程を実行するものである、請求項８または９記載の基板処理装置である。
【００２９】
この発明によれば、前記薬液供給工程に先立って、遮断部材と前記基板保持機構に保持された基板との間の空間に不活性ガスが供給され、基板の表面付近の雰囲気が不活性ガスで置換される。したがって、処理液ノズルから吐出された薬液が、基板に達するまでや基板上で空気に触れて、当該薬液中の酸素濃度が上昇することを一層確実に抑制または防止することができる。これにより、酸素濃度が低減された状態を維持しつつ、処理液ノズルからの薬液を基板に供給することができる。したがって、基板上において、薬液中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。
【００３０】
請求項１１記載の発明は、処理液ノズルから基板へと処理液を供給して当該基板を処理する基板処理方法であって、純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成工程と、薬液原液と前記不活性ガス溶存水とを配管内で混合して薬液を調合し、この薬液を処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する薬液供給工程（Ｓ１４、Ｓ２４、Ｓ３４）と、前記薬液供給工程に先立って行われ、基板の表面付近の雰囲気を不活性ガスで置換する雰囲気置換工程（Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１）と、前記薬液液供給工程に先立って（より好ましくは、雰囲気置換工程の開始後に）行われ、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水を薬液原液と混合することなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する不活性ガス溶存水供給工程（Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ３３）とを含む、基板処理方法である。
【００３１】
この発明によれば、不活性ガス溶存水生成工程において、純水中の酸素が脱気され、当該純水中に不活性ガスが添加されて不活性ガス溶存水が生成される。そして、この不活性ガス溶存水が、薬液供給工程において、配管内で薬液原液と混合され、処理液としての薬液が調合される。さらに、調合された薬液が処理液供給路を介して処理液ノズルに供給される。これにより、処理液としての薬液を基板に供給して、当該基板を処理することができる。
【００３２】
また、この発明によれば、薬液供給工程に先立って、雰囲気置換工程および不活性ガス溶存水供給工程が行われる。すなわち、薬液供給工程に先立って、基板の表面付近の雰囲気が不活性ガスで置換される。さらに、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水が、薬液原液と混合されることなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給され、前記処理液供給路内および前記処理液ノズル内がこの不活性ガス溶存水によって洗い流される。したがって、薬液供給工程において処理液ノズルから吐出された薬液が、基板に達するまでや基板上で空気に触れて、その酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。さらに、前記処理液供給路内および前記処理液ノズル内に酸素濃度が上昇した処理液が残留していたとしても、このような処理液とともに薬液が基板に供給されることを抑制または防止することができる。これにより、酸素濃度が低減された薬液で基板を処理することができる。したがって、基板上において、薬液中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。その結果、基板に供給される薬液が酸化物に対するエッチング作用を有するものであったとしても、基板上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【００３３】
さらに、前記薬液供給工程において、薬液原液と不活性ガス溶存水とが配管内で混合されるので、調合された薬液は、空気に触れて酸素濃度が上昇することが抑制または防止されている。さらにまた、調合された薬液に含まれる不活性ガス溶存水には不活性ガスが添加されているので、当該薬液中の酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。これにより、酸素濃度が一層低減された薬液を処理液供給路を介して処理液ノズルへと供給することができる。
【００３４】
前記雰囲気置換工程は、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させた状態で、前記遮断部材と基板との間の空間に不活性ガスを供給する工程（Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１）を含むことが好ましい。
より具体的には、請求項１２記載の発明のように、前記雰囲気置換工程は、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させるとともに、前記基板対向面の周囲から突出した周壁部によって基板の周囲を包囲した状態で、前記遮断部材と基板との間の空間に不活性ガスを供給する工程（Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１）を含むことが好ましい。
【００３５】
遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させることにより、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から遮断することができる。また、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させ、さらに、前記基板対向面の周囲から突出した周壁部によって基板の周囲を包囲することにより、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から一層確実に遮断することができる。したがって、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させることにより、基板表面の雰囲気の酸素濃度の上昇を抑制または防止することができる。さらに、遮断部材と基板との間の空間に不活性ガスを供給することにより、基板表面の雰囲気を不活性ガス雰囲気にすることができる。したがって、処理液ノズルから吐出された薬液が、基板に達するまでや基板上で空気に触れて、当該薬液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。これにより、酸素濃度が低減された状態を維持しつつ、処理液ノズルからの薬液を基板に供給することができる。その結果、基板上において、薬液中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。
【００３６】
前記遮断部材は、請求項１２記載の発明のように、周壁部を有するものであってもよいし、周壁部を有さないものであってもよい。
請求項１３記載の発明は、前記雰囲気置換工程は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面を有する保持ベースによって基板を保持する工程と、前記遮断部材の周壁部の先端縁を前記基板よりも前記保持ベースの表面に近づけた状態とする工程とを含む、請求項１２記載の基板処理方法である。
【００３７】
この発明によれば、遮断部材の周壁部の先端縁を基板よりも保持ベースの表面に近づけることにより、周壁部によって基板の周囲を確実に包囲することができる。これにより、基板表面の雰囲気をその周囲の雰囲気から確実に遮断することができ、基板表面の雰囲気をその外部の雰囲気から一層確実に遮断することができる。
請求項１４記載の発明は、前記不活性ガス溶存水供給工程は、前記処理液ノズルから吐出される処理液中の酸素濃度が２０ｐｐｂ以下となるまで継続され、その後に前記薬液供給工程が実行される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【００３８】
この発明によれば、前記不活性ガス溶存水供給工程の後に行われる前記薬液供給工程において、基板の酸化反応を確実に抑制または防止できる低い酸素濃度の薬液（酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の薬液）を処理液ノズルに供給することができる。したがって、このような低酸素濃度の薬液を基板に供給することにより、基板の酸化反応の発生を確実に抑制または防止することができる。
【００３９】
請求項１５記載の発明は、前記薬液供給工程の後に、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水を基板に供給し、当該基板の表面の薬液をリンスするリンス工程（Ｓ１５、Ｓ２５、Ｓ３５）をさらに含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、前記薬液供給工程の後に、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水が基板に供給されるので、基板に付着している薬液を当該基板から除去することができる。また、酸素が脱気された不活性ガス溶存水が基板に供給されるので、基板の酸化反応を抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗ上に残留している薬液により基板上の酸化物がエッチングされることを抑制または防止することができる。したがって、基板Ｗ上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【００４０】
請求項１６記載の発明は、薬液原液を貯留する薬液タンク内に不活性ガスを供給する工程をさらに含み、前記薬液供給工程では、前記薬液タンクから汲み出した薬液原液を用いて薬液が調合される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、薬液タンク内に不活性ガスを供給することにより、薬液タンク内に不活性ガスを充填することができる。これにより、薬液タンクに貯留された薬液原液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。したがって、前記薬液供給工程において、酸素濃度が上昇した薬液原液が汲み出され、この薬液原液を用いて薬液が調合されることを抑制または防止することができる。
【００４１】
請求項１７記載の発明は、前記薬液原液を脱気する工程をさらに含み、前記薬液供給工程では、前記脱気された薬液原液を用いて薬液が調合される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、酸素が脱気された薬液原液を用いて薬液が調合されるので、当該薬液中の酸素濃度を一層低減することができる。これにより、酸素濃度が一層低減された薬液を基板に供給することができる。
【００４２】
請求項１８記載の発明は、前記処理液供給路は、処理液が流通する内配管と、この処理液配管を取り囲む外配管とを有しており、前記内配管と外配管との間に不活性ガスを充填する不活性ガス充填工程をさらに含む、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、内配管と外配管との間に不活性ガスが充填され、内配管が不活性ガスによって包囲される。したがって、内配管がたとえば酸素透過性の材料で形成されている場合であっても、内配管を介して内配管の内部に進入する酸素の量を低減することができる。これにより、内配管内を流通する処理液に酸素が溶け込んで、当該処理液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
【００４３】
請求項１９記載の発明は、前記基板は、表面にポリマー残渣が付着したものであり、前記薬液は、前記ポリマー残渣を除去するためのポリマー除去液である、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、酸素濃度が低減されたポリマー除去液を基板に供給して、基板の酸化反応を抑制または防止しつつ、当該基板の表面からポリマー残渣を除去することができる。
【００４４】
請求項２０記載の発明は、前記基板は、表面に金属パターンが露出したものである、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、酸素濃度が低減された処理液を基板表面に供給できるので、基板表面の金属パターンの酸化反応を抑制または防止しつつ当該基板表面を処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を説明するための図解図である。
基板処理装置１は、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板Ｗは、この実施形態では、半導体ウエハのような円形基板である。基板処理装置１は、基板Ｗを処理するための処理モジュールＭ１を有している。処理モジュールＭ１は、隔壁で区画された処理室２内に、１枚の基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック３（基板保持機構、基板保持回転機構）と、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に処理液の液滴を供給するための二流体ノズル４と、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給するための処理液ノズル５と、スピンチャック３の上方に配置された遮断板６（遮断部材）とを備えている。
【００４６】
スピンチャック３は、鉛直な方向に延びる回転軸７と、回転軸７の上端に水平に取り付けられた円盤状のスピンベース８（保持ベース）と、このスピンベース８上に配置された複数個の挟持部材９と、回転軸７に結合されたチャック回転駆動機構１０とを備えている。スピンベース８は、たとえば、基板Ｗよりも直径が大きな円盤状の部材である。スピンベース８の上面８ａ（保持ベースの表面）は、基板Ｗよりも直径が大きな円形の平面にされている。
【００４７】
複数個の挟持部材９は、スピンベース８の上面８ａ周縁部において基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。複数個の挟持部材９は、互いに協働して１枚の基板Ｗを水平な姿勢で挟持（保持）することができる。複数個の挟持部材９によって基板Ｗが保持された状態で、チャック回転駆動機構１０の駆動力が回転軸７に入力されることにより、保持された基板Ｗがその中心を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに回転される。
【００４８】
また、回転軸７は中空軸とされている。回転軸７の内部には、第１下側処理液供給管１１が非接触状態で挿通されている。第１下側処理液供給管１１の上端には、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１２が設けられている。下面ノズル１２は、その吐出口１２ａが複数個の挟持部材９により保持された基板Ｗの下面中央部に近接するように配置されている。
【００４９】
また、第１下側処理液供給管１１には、第２下側処理液供給管１３が接続されている。第１下側処理液供給管１１には、第２下側処理液供給管１３を介して処理液としての薬液およびリンス液が選択的に供給される。これにより、第１下側処理液供給管１１から下面ノズル１２に処理液を供給して、下面ノズル１２の吐出口１２ａから基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出させることができる。
【００５０】
また、回転軸７と第１下側処理液供給管１１との間には、第１下側処理液供給管１１を取り囲む下側ガス供給路１４が形成されている。下側ガス供給路１４の上端は、スピンベース８の上面８ａと同じ高さに位置する環状の下側ガス吐出口１５となっている。下側ガス供給路１４には、下側ガス供給管１６が接続されている。下側ガス供給路１４には、下側ガス供給管１６を介して図示しないガス供給源からの不活性ガス（たとえば、窒素ガス）が供給される。下側ガス供給路１４に供給された不活性ガスは、下側ガス吐出口１５から上方に向けて吐出される。下側ガス供給管１６には、下面ノズル１２への不活性ガスの供給および供給停止を切り換えるための下側ガスバルブ１７が介装されている。
【００５１】
二流体ノズル４は、たとえば、ケーシング外で処理液と気体とを混合させて処理液の液滴を生成する外部混合型のものである。二流体ノズル４は、処理液の液滴をスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に衝突させて、基板Ｗの上面から異物を剥離させることができる。二流体ノズル４は、水平に延びるノズルアーム１９の先端部に取り付けられている。二流体ノズル４は、その吐出口が下方に向けられた状態で、スピンチャック３よりも上側に配置されている。
【００５２】
二流体ノズル４には、処理液供給管２０および気体供給管２１が接続されている。二流体ノズル４には、処理液供給管２０および気体供給管２１を介してそれぞれ処理液（たとえば炭酸水）および気体（たとえば窒素ガス）が供給される。二流体ノズル４は、供給された処理液および気体を混合させて処理液の液滴を生成することができる。処理液供給管２０には、二流体ノズル４への処理液の供給および供給停止を切り換えるための処理液バルブ２２が介装されている。また、気体供給管２１には、二流体ノズル４への気体の供給および供給停止を切り換えるための気体バルブ２３が介装されている。
【００５３】
また、ノズルアーム１９には、鉛直方向に沿って延びる支持軸２４が結合されている。支持軸２４は、その中心軸線まわりに揺動可能とされている。支持軸２４には、たとえばモータ等で構成されたノズル揺動駆動機構２５が結合されている。ノズル揺動駆動機構２５の駆動力が支持軸２４に入力されることにより、二流体ノズル４およびノズルアーム１９が、支持軸２４の中心軸線まわりに一体的に水平移動させられる。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上方に二流体ノズル４を配置したり、スピンチャック３の上方から二流体ノズル４を退避させたりすることができる。また、スピンチャック３によって基板Ｗを回転させた状態で、二流体ノズル４からの処理液の液滴を基板Ｗの上面に供給しつつ、当該二流体ノズル４を所定の角度範囲で揺動させることにより、基板Ｗの上面における液滴の衝突位置（供給位置）を移動させることができる。
【００５４】
具体的には、基板Ｗの上面における液滴の衝突位置が、たとえば、当該上面内において、円弧状の軌跡を描きつつ回転中心と周縁部との間を移動したり、回転中心を通る円弧状の軌跡を描きつつ周縁部から周縁部に移動したりするように、二流体ノズル４を水平移動させることができる。これにより、基板Ｗの上面を処理液の液滴によってスキャンして、当該上面全域に処理液の液滴を直接衝突させることができる。
【００５５】
処理液ノズル５は、たとえば、連続流の状態で処理液を吐出するストレートノズルである。処理液ノズル５は、水平に延びるノズルアーム２６の先端部に取り付けられている。処理液ノズル５は、その吐出口が下方に向けられた状態で、スピンチャック３よりも上側に配置されている。
処理液ノズル５には、２つの処理液供給管２７ａ，２７ｂが接続されている。処理液ノズル５には、処理液供給管２７ａを介して図示しない処理液供給源からの処理液（たとえば炭酸水）が供給される。また、処理液ノズル５には、処理液供給管２７ｂを介して図示しない処理液供給源からの処理液（たとえば純水（脱イオン水））が供給される。処理液供給管２７ａには、処理液ノズル５への処理液の供給および供給停止を切り換えるための処理液バルブ２８ａが介装されている。また、処理液供給管２７ｂには、処理液ノズル５への処理液の供給および供給停止を切り換えるための処理液バルブ２８ｂが介装されている。
【００５６】
また、ノズルアーム２６には、鉛直方向に沿って延びる支持軸２９が結合されている。支持軸２９は、その中心軸線まわりに揺動可能とされている。支持軸２９には、たとえばモータ等で構成されたノズル揺動駆動機構３０が結合されている。ノズル揺動駆動機構３０の駆動力が支持軸２９に入力されることにより、処理液ノズル５およびノズルアーム２６が、支持軸２９の中心軸線まわりに一体的に水平移動させられる。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上方に処理液ノズル５を配置したり、スピンチャック３の上方から処理液ノズル５を退避させたりすることができる。また、スピンチャック３によって基板Ｗを回転させた状態で、当該基板Ｗの上面に向けて処理液ノズル５から処理液を吐出させつつ、当該処理液ノズル５を所定の角度範囲で揺動させることにより、基板Ｗの上面における処理液の着液位置を移動させることができる。これにより、基板Ｗの上面を処理液によってスキャンして、当該上面の全域に処理液を着液させることができる。
【００５７】
遮断板６は、厚みがほぼ一定の円板状の部材である。遮断板６の直径は、基板Ｗより大きくされている。遮断板６は、スピンチャック３の回転軸７と共通の軸線上に配置された支軸３１の下端に連結されている。遮断板６は、その中心軸線が回転軸７と共通の軸線上に位置するように、スピンチャック３の上方で水平に配置されている。
遮断板６の外周部は、全周にわたって下方に折り曲げられている。遮断板６の外周部は、筒状の周壁部３２を形成している。遮断板６において周壁部３２の内側の部分が、円形をなす平板部３３を形成している。平板部３３の下面は、平面に形成されており、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に平行となっている。この平板部３３の下面が、スピンチャック３に保持された基板Ｗに対向する基板対向面３４となっている。基板対向面３４は、スピンチャック３に保持された基板Ｗに対向するとともに、スピンベース８の上面８ａに対向している。周壁部３２は、基板対向面３４の周囲からスピンチャック３に向かって突出している。
【００５８】
また、遮断板６の中央部には、当該遮断板６を鉛直方向に貫通する貫通孔が形成されている。貫通孔の下端は、遮断板６の下面中央部に位置する開口となっている。支軸３１は中空軸であり、その内部空間は貫通孔に連通されている。支軸３１には、第１上側処理液供給管３５（処理液ノズル）が非接触状態で挿通されている。第１上側処理液供給管３５の下端は貫通孔内に達している。
【００５９】
第１上側処理液供給管３５の周囲には、不活性ガスが流通する筒状のガス流通路３６が形成されている。また、第１上側処理液供給管３５の下端には、処理液を吐出する上側処理液吐出口３７（吐出口）が形成されている。上側処理液吐出口３７は、基板対向面３４からスピンチャック３に保持された基板Ｗに臨んでいる。
第１上側処理液供給管３５には、第２上側処理液供給管３８（処理液供給路）が接続されている。第１上側処理液供給管３５には、第２上側処理液供給管３８を介して処理液としての薬液およびリンス液が選択的に供給される。これにより、第１上側処理液供給管３５の下端に形成された上側処理液吐出口３７から、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて処理液を吐出させることができる。
【００６０】
また、支軸３１の上端部には、上側ガス供給管３９が接続されている。ガス流通路３６には、不活性ガスの一例である窒素ガスが上側ガス供給管３９から供給される。ガス流通路３６に供給された不活性ガスは、ガス流通路３６を下方に向かって流れ、遮断板６の内周面（貫通孔を区画する面）と第１上側処理液供給管３５の下端部の外周面との間から下方に向けて吐出される。遮断板６の内周面と第１上側処理液供給管３５の下端部の外周面との間が、基板対向面３４からスピンチャック３に保持された基板Ｗに臨む上側ガス吐出口４０（不活性ガス吐出口）となっている。上側ガス吐出口４０から不活性ガスを吐出させることにより、遮断板６とスピンチャック３に保持された基板Ｗとの間の空間に不活性ガスを供給することができる。上側ガス供給管３９には、ガス流通路３６への不活性ガスの供給および供給停止を切り換えるための上側ガスバルブ４１と、ガス流通路３６への不活性ガスの供給流量を調整するガス流量調整バルブ１８とが介装されている。
【００６１】
また、支軸３１には、遮断板昇降駆動機構４２（遮断部材移動機構）および遮断板回転駆動機構４３（遮断部材回転機構）が結合されている。遮断板昇降駆動機構４２の駆動力を支軸３１に入力することにより、支軸３１および遮断板６を、基板対向面３４がスピンベース８の上面８ａに接近した処理位置と、スピンベース８の上面８ａから大きく離反した退避位置との間で一体的に昇降させることができる。図１では、遮断板６が処理位置に位置する状態を二点鎖線で示しており、遮断板６が退避位置に位置する状態を実線で示している。また、遮断板回転駆動機構４３の駆動力を支軸３１に入力することにより、支軸３１および遮断板６を、基板Ｗと共通の軸線（回転軸線Ｌ１）まわりに一体的に回転させることができる。これにより、たとえば、スピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）支軸３１および遮断板６を回転させることができる。
【００６２】
また、処理モジュールＭ１には、遮断板６を洗浄するための洗浄ノズル４４が設けられている。洗浄ノズル４４は、たとえば、連続流の状態で洗浄液を吐出するストレートノズルである。洗浄ノズル４４は、水平に延びるノズルアーム４５の先端部に取り付けられている。洗浄ノズル４４は、その吐出口が斜め上方に向けられた状態で、スピンチャック３よりも上側に配置されている。洗浄ノズル４４は、遮断板６の退避位置よりも下側に位置している。
【００６３】
洗浄ノズル４４には、洗浄液供給管４６が接続されている。洗浄ノズル４４には、洗浄液供給管４６を介して図示しない洗浄液供給源からの洗浄液（たとえば、純水）が供給される。洗浄液供給管４６には、洗浄ノズル４４への洗浄液の供給および供給停止を切り換えるための洗浄液バルブ４７が介装されている。
また、ノズルアーム４５には、ノズル移動機構４８が結合されている。ノズル移動機構４８は、洗浄ノズル４４およびノズルアーム４５を一体的に水平移動させることができる。ノズル移動機構４８によって洗浄ノズル４４およびノズルアーム４５を一体的に水平移動させることにより、洗浄ノズル４４をスピンチャック３の上方に配置したり、スピンチャック３の上方から退避させたりすることができる。したがって、遮断板６を退避位置に位置させた状態で、洗浄ノズル４４をスピンチャック３の上方に移動させることにより、遮断板６の下方に洗浄ノズル４４を移動させることができる。
【００６４】
遮断板６の下方に洗浄ノズル４４を位置させた状態で、洗浄ノズル４４から洗浄液を吐出させることにより、遮断板６を洗浄することができる。具体的には、遮断板６の下方に洗浄ノズル４４を位置させた状態で、遮断板回転駆動機構４３によって遮断板６を回転させ、さらに、洗浄ノズル４４から洗浄液を吐出させつつ、洗浄ノズル４４を水平移動させることにより、遮断板６に対する洗浄液の着液位置を移動させて、基板対向面３４や周壁部３２の内壁面４９の全域に洗浄液を供給することができる。これにより、基板対向面３４や内壁面４９の全域を洗浄液することができる。したがって、基板対向面３４や内壁面４９に付着しているパーティクルなどの異物が、スピンチャック３に保持された基板Ｗに移って、当該基板Ｗが汚染されることを抑制または防止することができる。
【００６５】
図２は、スピンチャック３および遮断板６ならびにこれらに関連する構成の図解的な側面図である。この図２では、遮断板６が処理位置に位置する状態を示している。
前述のように、遮断板６は、円形をなす平板部３３と筒状の周壁部３２とを有している。平板部３３は、直径がスピンチャック３に保持される基板Ｗよりも大きくされている。したがって、基板対向面３４の直径は、スピンチャック３に保持される基板Ｗよりも大きくなっている。遮断板６は、基板対向面３４により、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面全域を覆うことができる。また、円板状のスピンベース８の上面側端部が面取りされているが、面取りはされていなくともよい。
【００６６】
また、周壁部３２は、平板部３３の外周縁から下方に向かって延びている。周壁部３２の上端部（平板部３３との連結部）は、湾曲状に形成されている。周壁部３２は、下方に向かって広がるように傾斜している。周壁部３２は、下方にいくほど直径が大きくなる円錐台状の内壁面４９を有している。内壁面４９は、基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対して傾斜した面である。
【００６７】
内壁面４９は、基板Ｗの外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かうに従ってスピンベース８に接近している。また、内壁面４９の上端付近は、先端縁（図２においては、下端縁）に向かうに従って基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対する傾斜角が漸次的に変化する面（法線Ｌ２を含む平面でとった断面が曲線となるような面）になっている。内壁面４９の直径は、その上端から下端にわたる全ての箇所において基板Ｗの直径よりも大きくされている。したがって、遮断板６は、内壁面４９により、基板Ｗの周端面全周を取り囲むことができる。
【００６８】
図２に示すように、スピンチャック３に基板Ｗが保持された状態で遮断板６を処理位置に位置させると、当該基板Ｗの上面に基板対向面３４が接近し、当該基板Ｗの上面全域が基板対向面３４によって覆われる。また、周壁部３２の先端縁が、基板Ｗよりもスピンベース８に近づき、当該基板Ｗの周端面全周が内壁面４９によって取り囲まれる。さらに、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に、基板対向面３４と基板Ｗの上面との間隔よりも小さい隙間（間隔）が形成される。したがって、スピンチャック３に基板Ｗが保持された状態で遮断板６を処理位置に位置させると、基板Ｗの上方には、水平方向に広がるほぼ密閉された狭空間が形成される。
【００６９】
この実施形態では、処理位置が、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に基板対向面３４が接近するとともに、周壁部３２の先端縁が当該基板Ｗよりもスピンベース８の近くに位置し、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に、基板対向面３４と基板Ｗの上面との間隔よりも小さい間隔が形成されるように定められている。
遮断板６が処理位置に位置する状態での、基板Ｗ、スピンベース８、および遮断板６の位置関係を具体的な数値により示すと、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間の鉛直方向への間隔Ｇ１は、たとえば、４ｍｍ以下に設定されている。また、スピンチャック３に基板Ｗを保持させたときの、基板Ｗの上面とスピンベース８の上面８ａとの鉛直方向への間隔Ｇ２は、たとえば１０ｍｍに設定されている。したがって、スピンチャック３に基板Ｗが保持された状態で遮断板６を処理位置に位置させると、周壁部３２の先端縁が基板Ｗの上面よりも６ｍｍ以上下方に位置する。これにより、基板Ｗの周端面全周が内壁面４９によって取り囲まれる。基板Ｗの上面と基板対向面３４との鉛直方向への間隔Ｇ３は、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間の鉛直方向への間隔が４ｍｍのときに、たとえば８．５ｍｍになるように設定されている。
【００７０】
スピンチャック３に基板Ｗが保持された状態で遮断板６を処理位置に位置させ、さらに、基板対向面３４の中央部に位置する上側ガス吐出口４０から不活性ガスを吐出させると、上側ガス吐出口４０から吐出された不活性ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に存在する空気は、不活性ガスによって外方に押し出され、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に形成された隙間から排出される。これにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の雰囲気を不活性ガスで置換することができる。
【００７１】
また、周壁部３２の内壁面４９が基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対して傾斜した面にされているので、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を排出させるときに、当該空気を内壁面４９により下方に導いて円滑に移動させることができる。これにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に空気を滞留させることなく、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の雰囲気を円滑に不活性ガス雰囲気に置換することができる。
【００７２】
さらに、スピンチャック３に基板Ｗが保持された状態で遮断板６を処理位置に位置させると、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間を周壁部３２によって取り囲むことができるので、当該空間の外周部にその周囲の空気が進入することを抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換された後に、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に空気が進入して、当該空間の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
【００７３】
図３は、処理モジュールＭ１に対して処理液を供給するための構成の模式図である。
基板処理装置１は、純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成ユニット５０と、処理モジュールＭ１に対して処理液を供給するための処理液供給モジュールＭ２とをさらに備えている。
不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、図示しない純水供給源から供給された純水から不活性ガス溶存水を生成することができる。不活性ガス溶存水生成ユニット５０によって生成された不活性ガス溶存水は、処理液供給モジュールＭ２に供給される。不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、たとえば、気体透過性および液体不透過性を有する中空糸分離膜を介して、純水からの酸素の脱気および純水への不活性ガスの添加を行うものである。不活性ガス溶存水生成ユニット５０の具体的な構成は、たとえば特許文献２に示されている。
【００７４】
不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、供給された純水中の酸素濃度が、たとえば２０ｐｐｂ以下になるまで酸素を脱気する。また、不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、純度の高い窒素ガス（窒素ガスの濃度が、たとえば９９．９９９％〜９９．９９９９９９９９９％のもの）を純水中に添加して、窒素濃度が、たとえば７ｐｐｍ〜２４ｐｐｍの不活性ガス溶存水を生成する。不活性ガス溶存水中の窒素濃度をこの範囲内の値にすることにより、不活性ガス溶存水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇することを抑制または防止することができる。
【００７５】
処理液供給モジュールＭ２は、二流体ノズル４や処理液ノズル５等の処理液を吐出するための構成に処理液を供給することができる。この図３では、第１上側処理液供給管３５および第１下側処理液供給管１１に処理液を供給するための構成のみを図示している。処理液供給モジュールＭ２は、薬液原液と不活性ガス溶存水とを混合して処理液としての薬液を調合する２つの配管内調合ユニット（第１配管内調合ユニット５１および第２配管内調合ユニット５２）と、第１および第２配管内調合ユニット５１，５２に薬液原液を供給する薬液供給ユニット５３とを備えている。
【００７６】
「薬液原液」とは、不活性ガス溶存水との混合前の薬液を意味する。薬液原液の例としては、フッ酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣＬ）、フッ酸とＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の混合液、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）を例示できる。薬液原液としてフッ酸を用いた場合には、第１および第２配管内調合ユニット５１，５２において、フッ酸と不活性ガス溶存水とが所定の割合で混合（調合）され、希フッ酸（ＤＨＦ）が生成される。
【００７７】
第１配管内調合ユニット５１は、第１供給配管５４を介して不活性ガス溶存水生成ユニット５０に接続されている。第１配管内調合ユニット５１には、第１供給配管５４を介して不活性ガス溶存水生成ユニット５０から不活性ガス溶存水が供給される。また、第１配管内調合ユニット５１は、薬液供給配管５５に分岐接続された第１分岐配管５６を介して薬液供給ユニット５３に接続されている。第１配管内調合ユニット５１には、薬液供給配管５５および第１分岐配管５６を介して薬液供給ユニット５３から薬液原液が供給される。この実施形態では、薬液供給配管５５および第１分岐配管５６により薬液供給路が構成されている。第１配管内調合ユニット５１は、薬液供給ユニット５３から供給された薬液原液と、不活性ガス溶存水生成ユニット５０から供給された不活性ガス溶存水とを混合して処理液としての薬液を調合することができる。
【００７８】
また、第２配管内調合ユニット５２は、第２供給配管５７を介して不活性ガス溶存水生成ユニット５０に接続されている。第２配管内調合ユニット５２には、第２供給配管５７を介して不活性ガス溶存水生成ユニット５０から不活性ガス溶存水が供給される。また、第２配管内調合ユニット５２は、薬液供給配管５５に分岐接続された第２分岐配管５８を介して薬液供給ユニット５３に接続されている。第２配管内調合ユニット５２には、薬液供給配管５５および第２分岐配管５８を介して薬液供給ユニット５３から薬液原液が供給される。第２配管内調合ユニット５２は、薬液供給ユニット５３から供給された薬液原液と、不活性ガス溶存水生成ユニット５０から供給された不活性ガス溶存水とを混合して処理液としての薬液を調合することができる。
【００７９】
第１配管内調合ユニット５１は、第２上側処理液供給管３８に接続されており、この第２上側処理液供給管３８を介して第１上側処理液供給管３５に処理液としての薬液を供給することができる。また、第１配管内調合ユニット５１は、不活性ガス溶存水生成ユニット５０から供給された不活性ガス溶存水に薬液原液を混合させることなく、当該不活性ガス溶存水をリンス液としてそのまま第１上側処理液供給管３５に供給することができる。これにより、第１上側処理液供給管３５に薬液およびリンス液を選択的に供給することができる。
【００８０】
第２配管内調合ユニット５２は、第２下側処理液供給管１３に接続されており、この第２下側処理液供給管１３を介して第１下側処理液供給管１１に処理液としての薬液を供給することができる。また、第２配管内調合ユニット５２は、不活性ガス溶存水生成ユニット５０から供給された不活性ガス溶存水に薬液原液を混合させることなく、当該不活性ガス溶存水をリンス液としてそのまま第２下側処理液供給管１３に供給することができる。これにより、第１下側処理液供給管１１に薬液およびリンス液を選択的に供給することができる。
【００８１】
第１配管内調合ユニット５１は、薬液原液と不活性ガス溶存水とをその内部で混合することができる配管としての第１混合部５９（マニホールド）と、第１供給配管５４に介装された第１バルブ６０および第１流量調整バルブ６１と、第１分岐配管５６に介装された第１薬液バルブ６２（薬液バルブ）および第１薬液流量調整バルブ６３とを備えている。第１供給配管５４および第１分岐配管５６は、それぞれ第１混合部５９に接続されている。
【００８２】
第１バルブ６０を開くことにより、第１流量調整バルブ６１で調整された所定流量の不活性ガス溶存水を第１混合部５９に供給することができ、第１薬液バルブ６２を開くことにより、第１薬液流量調整バルブ６３で調整された所定流量の薬液原液を第１混合部５９に供給することができる。第１バルブ６０を開いた状態で、第１薬液バルブ６２を開くことにより、第１混合部５９内を流通している不活性ガス溶存水に薬液原液を注入（インジェクション）して、薬液原液と不活性ガス溶存水とを混合させることができる。したがって、第１混合部５９に対する薬液原液の供給量と不活性ガス溶存水の供給量とを調整することにより、所定の割合に調合された薬液を生成することができる。また、第１薬液バルブ６２を開かずに、第１バルブ６０のみを開くことにより、第１混合部５９に対して不活性ガス溶存水のみを供給することができる。これにより、不活性ガス溶存水に薬液原液を混合させることなく、当該不活性ガス溶存水をリンス液としてそのまま第１上側処理液供給管３５に供給することができる。
【００８３】
一方、第２配管内調合ユニット５２は、薬液原液と不活性ガス溶存水とをその内部で混合することができる第２混合部６４（マニホールド）と、第２供給配管５７に介装された第２バルブ６５および第２流量調整バルブ６６と、第２分岐配管５８に介装された第２薬液バルブ６７および第２薬液流量調整バルブ６８とを備えている。第２供給配管５７および第２分岐配管５８は、それぞれ第２混合部６４に接続されている。第２配管内調合ユニット５２のこれらの構成については、第１配管内調合ユニット５１と同様であるので、その説明を省略する。以下では、第１配管内調合ユニット５１と異なる点について説明する。
【００８４】
第２混合部６４には、排液バルブ６９が介装された排液配管７０が接続されている。排液バルブ６９を開くことにより、第２混合部６４から処理液を排液させることができる。第２混合部６４から処理液を排液させることにより、下面ノズル１２内に残留している処理液を第１下側処理液供給管１１側に移動させて、下面ノズル１２から処理液を排液させることができる。これにより、下面ノズル１２から処理液を除去することができる。
【００８５】
薬液供給ユニット５３は、薬液原液を貯留する薬液タンク７１と、薬液タンク７１から第１および第２配管内調合ユニット５１，５２に薬液原液を導く薬液供給配管５５とを備えている。薬液タンク７１は、密閉容器からなるものであり、薬液タンク７１の内部空間は、その外部空間から遮断されている。薬液供給配管５５の一端は、薬液タンク７１に接続されている。薬液供給配管５５には、薬液タンク７１側から順にポンプ７２、フィルタ７３、および脱気ユニット７４が介装されている。脱気ユニット７４は、不活性ガス溶存水生成ユニット５０と同様の構成のものであり、不活性ガスの添加を行わないようになっている。
【００８６】
また、薬液タンク７１には、薬液供給管７５が接続されている。薬液タンク７１には、薬液供給管７５を介して図示しない薬液原液供給源からの薬液原液が供給される。薬液供給管７５には、薬液タンク７１への薬液原液の供給および供給停止を切り換えるための薬液バルブ７６が介装されている。薬液タンク７１には、たとえば、薬液タンク７１内の液量が所定量以下になった場合に未使用の薬液原液が供給されるようになっている。これにより、薬液タンク７１に未使用の薬液原液を補充することができる。
【００８７】
また、薬液タンク７１には、不活性ガス供給管７７が接続されている。薬液タンク７１には、不活性ガス供給管７７を介して図示しない不活性ガス供給源からの不活性ガスが供給される。不活性ガス供給管７７には、薬液タンク７１への不活性ガスの供給および供給停止を切り換えるための不活性ガスバルブ７８が介装されている。薬液タンク７１には、たとえば常時、不活性ガスが供給されるようになっている。この実施形態では、不活性ガス供給管７７および不活性ガスバルブ７８により不活性ガス供給手段が構成されている。
【００８８】
薬液タンク７１に不活性ガスを供給することにより、薬液タンク７１内から空気を追い出すことができる。したがって、薬液タンク７１内の空気に含まれる酸素が、薬液タンク７１内に貯留された薬液原液に溶け込んで、当該薬液原液中の溶存酸素量が増加することを抑制または防止することができる。また、不活性ガスによって薬液タンク７１内を加圧することにより、薬液タンク７１内に貯留された薬液原液を薬液供給配管５５に圧送することができる。
【００８９】
薬液タンク７１内の薬液原液は、不活性ガスによる圧力やポンプ７２による吸引力により薬液タンク７１から汲み出される。そして、汲み出された薬液原液は、ポンプ７２により昇圧され、フィルタ７３を通過して異物が除去される。さらに、フィルタ７３を通過した薬液原液は、脱気ユニット７４によって脱気され、溶存酸素量が低減される。その後、溶存酸素量が低減された薬液原液は、第１および第２分岐配管５６，５８に送り込まれる。これにより、第１および第２配管内調合ユニット５１，５２に薬液原液を供給する供給することができる。
【００９０】
図４は、基板処理装置１に備えられた配管７９の図解図である。
第２上側処理液供給管３８などの処理液を流通させるための全ての配管は、図４に示す構造にされている。以下では、第２上側処理液供給管３８などの処理液を流通させるための全ての配管を総称して「配管７９」という。
配管７９は、２重構造にされており、処理液が流通する内配管８０と、この内配管８０を取り囲む外配管８１とを有している。内配管８０は、外配管８１の内部において、内配管８０と外配管８１との間に介在する支持部材（図示せず）によって支持されている。内配管８０は、外配管８１に対して非接触状態で支持されている。内配管８０と外配管８１との間には筒状の空間が形成されている。内配管８０および外配管８１は、たとえば、フッ素樹脂（より具体的には、耐薬液性および耐熱性に優れたＰＦＡ(perfluoro−alkylvinyl−ether−tetrafluoro−ethlene−copolymer)製である。ＰＦＡは、酸素を透過させることができる。
【００９１】
また、外配管８１には、不活性ガスバルブ８２が介装された不活性ガス供給管８３と、排気バルブ８４が介装された排気配管８５とが接続されている。不活性ガスバルブ８２を開くことにより、不活性ガス供給管８３を介して図示しない不活性ガス供給源（たとえば、窒素ガス）からの不活性ガスを外配管８１の内部に供給することができる。これにより、内配管８０と外配管８１との間に不活性ガスを充填することができる。この実施形態では、不活性ガスバルブ８２および不活性ガス供給管８３により不活性ガス充填手段が構成されている。また、排気バルブ８４を開くことにより、内配管８０と外配管８１との間から気体を排気させることができる。
【００９２】
排気バルブ８４を開いた状態で、不活性ガスバルブ８２を開くことにより、内配管８０と外配管８１との間から空気を追い出して、この間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換することができる。これにより、内配管８０を不活性ガスにより包囲することができる。そして、内配管８０と外配管８１との間の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換された後、不活性ガスバルブ８２および排気バルブ８４を閉じることにより、内配管８０が不活性ガスによって包囲された状態を維持することができる。
【００９３】
内配管８０を不活性ガスにより包囲することにより、内配管８０を介して内配管８０の内部に進入する酸素の量を低減することができる。これにより、内配管８０内を流通する処理液に酸素が溶け込んで、当該処理液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
図５は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【００９４】
この基板処理装置１は、制御部８６（バルブ制御手段、制御手段）を備えている。制御部８６は、チャック回転駆動機構１０、ノズル揺動駆動機構２５，３０、遮断板昇降駆動機構４２、ノズル移動機構４８、遮断板回転駆動機構４３などの動作を制御する。また、基板処理装置１に備えられたバルブの開閉、および流量調整バルブの開度の調整は、制御部８６によって制御される。
【００９５】
図６は、基板処理装置１によって処理される基板Ｗの表面状態の一例を説明するための断面図である。
以下に説明するように、この基板処理装置１によって処理される基板Ｗは、たとえば、表面にポリマー残渣（ドライエッチングやアッシング後の残渣）が付着しており、金属パターンが露出したものである。金属パターンは、銅やタングステンその他の金属の単膜であってもよいし、複数の金属膜を積層した多層膜であってもよい。多層膜の一例としては、銅膜の表面に拡散防止のためのバリアメタル膜を形成した積層膜を挙げることができる。
【００９６】
図６に示すように、基板Ｗの表面上には、層間絶縁膜８７が形成されている。層間絶縁膜８７には、下配線溝８８がその上面から掘り下げて形成されている。下配線溝８８には、銅配線８９が埋設されている。層間絶縁膜８７上には、エッチストッパ膜９０を介して、被加工膜の一例としての低誘電率絶縁膜９１が積層されている。低誘電率絶縁膜９１には、上配線溝９２がその上面から掘り下げて形成されている。さらに、低誘電率絶縁膜９１には、上配線溝９２の底面から銅配線８９の表面に達するヴィアホール９３が形成されている。上配線溝９２およびヴィアホール９３には、銅が一括して埋め込まれる。
【００９７】
上配線溝９２およびヴィアホール９３は、低誘電率絶縁膜９１上にハードマスクが形成された後、ドライエッチング処理が行われ、低誘電率絶縁膜９１におけるハードマスクから露出した部分が除去されることにより形成される。上配線溝９２およびヴィアホール９３の形成後、アッシング処理が行われ、低誘電率絶縁膜９１上から不要となったハードマスクが除去される。ドライエッチング時およびアッシング時には、低誘電率絶縁膜９１やハードマスクの成分を含む反応生成物が、ポリマー残渣となって、低誘電率絶縁膜９１の表面（上配線溝９２およびヴィアホール９３の内面を含む。）などに付着する。そのため、アッシング後には、基板Ｗの表面にポリマー除去液を供給して、低誘電率絶縁膜９１の表面からポリマー残渣を除去するための処理が行われる。
【００９８】
以下では、このような基板Ｗの表面から基板処理装置１を用いてポリマー残渣を除去するための処理例について説明する。
図７は、基板処理装置１による基板Ｗの第１処理例を説明するための工程図である。
以下では、図１、図３および図５を参照して、基板処理装置１による基板Ｗの第１処理例について説明する。
【００９９】
未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって処理室２に搬入され、デバイス形成面である表面を上に向けてスピンチャック３に渡される。そして、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が処理位置まで降下される（ステップＳ１１）。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面（表面）に基板対向面３４が接近し、当該基板Ｗの上面全域が基板対向面３４によって覆われる。また、周壁部３２の先端縁が、基板Ｗよりもスピンベース８に近づき、当該基板Ｗの周端面全周が内壁面４９によって取り囲まれる。したがって、基板Ｗの上方には、水平方向に広がるほぼ密閉された狭空間が形成される（図２参照）。
【０１００】
次に、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる（ステップＳ１２）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により上側ガスバルブ４１が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが所定の吐出流量で上側ガス吐出口４０からスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。また、制御部８６により下側ガスバルブ１７が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが、所定の吐出流量（たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min）で下側ガス吐出口１５から上方に向けて吐出される。このとき、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて回転状態とされていてもよいし、回転されずに非回転状態とされていてもよい。基板Ｗを回転状態とする場合には、スピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）遮断板６を回転させてもよいし、基板Ｗのみを回転状態とし、遮断板６を非回転状態としてもよい。
【０１０１】
上側ガス吐出口４０から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に存在する空気は、窒素ガスによって外方に押し出され、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に形成された隙間から排出される。これにより、基板Ｗの表面付近の雰囲気が不活性ガスとしての窒素ガスで置換され、不活性ガスによって基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる。
【０１０２】
一方、下側ガス吐出口１５から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間に存在する空気や窒素ガスは、後続の窒素ガスによって外方に押し出され、当該空間から排出される。
【０１０３】
不活性ガスパージ処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度が、たとえば１００ｐｐｍ以下になるまで継続される。具体的には、たとえば、図示しない酸素濃度センサを設けて基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度を検出したり、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量および吐出時間を制御したりすることにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度が１００ｐｐｍ以下になるまで不活性ガスパージ処理が継続される。
【０１０４】
上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量および吐出時間を制御する場合の具体的な数値を挙げると、上側ガス吐出口４０から窒素ガスの吐出流量が、たとえば、５０Ｌ／min〜３００Ｌ／min、好ましくは、１５０Ｌ／minであり、吐出時間が、たとえば１０sec〜６０sec、好ましくは、３０secである。このように上側ガス吐出口４０からの吐出流量および吐出時間を制御することにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度を１０ｐｐｍまで低下させることができる。
【０１０５】
不活性ガスパージ処理が所定時間にわたって行われた後は、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水を排液するプリディスペンス処理が行われる（ステップＳ１３）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６が所定の回転速度（たとえば、１０ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ、好ましくは、５００ｒｐｍ）で回転される。そして、制御部８６によりガス流量調整バルブ１８の開度が調整されて、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、不活性ガスパージ処理のときよりも減少される。具体的には、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min、好ましくは、１０Ｌ／min〜２０Ｌ／minに変更される。このとき、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１０６】
次に、第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられた状態で、制御部８６により第１バルブ６０が開かれて、第１混合部５９に不活性ガス溶存水が供給される。これにより、第１および第２上側処理液供給管３５，３８に不活性ガス溶存水が供給され、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水が上側処理液吐出口３７から吐出される。このようにして、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している処理液を排液するプリディスペンス処理が行われる。
【０１０７】
プリディスペンス処理が行われる前において、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水には、たとえば上側処理液吐出口３７から第１および第２上側処理液供給管３５，３８に進入した空気中の酸素が溶け込んでいる場合ある。したがって、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水は、不活性ガス溶存水生成ユニット５０によって生成されたときよりも酸素濃度が上昇している場合がある。そのため、プリディスペンス処理を行わないと、酸素濃度の高い薬液または不活性ガス溶存水が基板Ｗに供給される場合がある。したがって、プリディスペンス処理を行うことで、酸素濃度の高い薬液または不活性ガス溶存水が基板Ｗに供給されることを抑制または防止することができる。
【０１０８】
プリディスペンス処理は、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水中の酸素濃度が、たとえば不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成されたときの値、すなわち、この処理例では２０ｐｐｂ以下になるまで継続される。具体的には、たとえば、図示しない酸素濃度センサを設けて上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水の酸素濃度を検出したり、上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量および吐出時間を制御したりすることにより、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水の酸素濃度が２０ｐｐｂ以下になるまでプリディスペンス処理が継続される。
【０１０９】
上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量および吐出時間を制御する場合の具体的な数値を挙げると、上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量が、たとえば、０．５Ｌ／min〜３Ｌ／min、好ましくは、２Ｌ／minであり、吐出時間が、たとえば５sec〜３００sec、好ましくは、１０secである。
プリディスペンス処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ１４）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１が制御されて、薬液としての希フッ酸が所定の吐出流量（０．５Ｌ／min〜３Ｌ／min、好ましくは、２Ｌ／min）で所定時間（たとえば５sec〜９０sec好ましくは、１０sec）にわたって上側処理液吐出口３７から吐出される。すなわち、制御部８６により第１薬液バルブ６２および第１バルブ６０の開閉が制御されて、第１薬液バルブ６２および第１バルブ６０が開いた状態が前記所定時間にわたって維持される。また、希フッ酸の吐出流量が前記所定の吐出流量となるように、第１流量調整バルブ６１および第１薬液流量調整バルブ６３の開度が制御部８６により調整される。希フッ酸は、薬液の一例であるとともに、ポリマー除去液の一例である。希フッ酸は、たとえば、フッ酸と純水との比率が１：１０〜１：１８００、好ましくは、１：１０〜１：８００になるように調合される。
【０１１０】
第１薬液バルブ６２および第１バルブ６０が開かれることにより、第１混合部５９には、薬液原液としてのフッ酸と不活性ガス溶存水とが供給される。これにより、第１混合部５９内を流通している不活性ガス溶存水にフッ酸が注入され、前述の割合に調合された希フッ酸が生成される。そして、生成された希フッ酸は、第１および第２上側処理液供給管３５，３８に供給され、上側処理液吐出口３７からスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。このとき、基板Ｗおよび遮断板６は前記所定の回転速度で回転されており、上側ガス吐出口４０および下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１１１】
上側処理液吐出口３７から吐出された希フッ酸は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。したがって、上側処理液吐出口３７から吐出された希フッ酸は、基板Ｗの上面全域に供給される。また、基板Ｗの上面に希フッ酸が供給されるとき、上側処理液吐出口３７からの希フッ酸の吐出流量は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間が液密にならないように設定されている。
【０１１２】
基板Ｗの上面全域に希フッ酸が供給されることにより、基板Ｗの上面全域からポリマー残渣が除去される。これにより、基板Ｗの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理が行われる。上側処理液吐出口３７から基板Ｗの上面に供給された薬液としての希フッ酸は、脱気ユニット７４を通過した薬液原液としてのフッ酸が、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成された不活性ガス溶存水により希釈されたものである。言い換えると、上側処理液吐出口３７から基板Ｗの上面に供給された希フッ酸は、脱気ユニット７４により酸素が脱気されたフッ酸が、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により酸素が脱気された純水によって希釈されたものである。また、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成された不活性ガス溶存水は、窒素ガスの添加により、時間の経過とともに酸素濃度が上昇することが抑制または防止されている。したがって、上側処理液吐出口３７からは、酸素濃度が十分に低減された希フッ酸が吐出される。
【０１１３】
また、薬液処理が行われるとき、基板Ｗの上方には、遮断板６によりほぼ密閉された狭空間が形成されている。さらに、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間の雰囲気は、上側ガス吐出口４０から吐出された窒素ガスによって、窒素ガス雰囲気に置換されている。さらにまた、基板Ｗの周端面全域が遮断板６の周壁部３２により取り囲まれているので、基板Ｗの上面周縁部と基板対向面３４の周縁部との間にその周囲の空気が巻き込まれ、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。そのため、上側処理液吐出口３７から吐出された希フッ酸に雰囲気中の酸素が溶け込んで、希フッ酸中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。言い換えると、上側処理液吐出口３７から吐出された希フッ酸の酸素濃度を、低減された状態に維持することができる。したがって、基板Ｗの上面に対して、酸素濃度が十分に低減された希フッ酸を供給することができる。これにより、基板Ｗ上において、希フッ酸中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。その結果、希フッ酸のように、基板Ｗに供給される薬液が酸化物に対するエッチング作用を有するものであったとしても、基板Ｗ上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【０１１４】
薬液処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの上面から薬液を洗い流すリンス処理が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ１５）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされる。このとき、基板Ｗおよび遮断板６は前記所定の回転速度で回転されている。また、上側ガス吐出口４０および下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１１５】
第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされることにより、第１混合部５９には不活性ガス溶存水のみが供給される。したがって、第１および第２上側処理液供給管３５，３８には不活性ガス溶存水が供給され、上側処理液吐出口３７からは、リンス液としての不活性ガス溶存水が吐出される。吐出された不活性ガス溶存水は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に不活性ガス溶存水が供給され、不活性ガス溶存水によって基板Ｗの上面から薬液が洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる。
【０１１６】
上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水は、前述のように、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により酸素が脱気されており、溶存酸素量が十分に低減されている。さらに、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成された不活性ガス溶存水は、窒素ガスの添加により、時間の経過とともに酸素濃度が上昇することが抑制または防止されている。さらにまた、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間の雰囲気中の酸素濃度は十分に低減されている。したがって、基板Ｗの上面に対して、酸素濃度が十分に低減された不活性ガス溶存水を供給することができ、基板Ｗ上において、不活性ガス溶存水中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗ上に残留している希フッ酸により酸化物がエッチングされ、基板Ｗ上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
【０１１７】
リンス処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量が、たとえば０．１５ｎｇ／ｃｍ2以下になるまで継続される。具体的には、たとえば、図示しないフッ素イオン検出センサを設けて、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量を検出したり、上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量および吐出時間を制御したりすることにより、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量が０．１５ｎｇ／ｃｍ2以下になるまでリンス処理が継続される。
【０１１８】
上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量および吐出時間を制御する場合の具体的な数値を挙げると、上側処理液吐出口３７からの不活性ガス溶存水の吐出流量が、たとえば、０．５Ｌ／min〜３Ｌ／min、好ましくは、２Ｌ／minであり、吐出時間が、たとえば５sec〜３００sec、好ましくは、２０secである。
基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われた後は、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ１６）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗが高回転速度（たとえば、２０００ｒｐｍ以上）で回転される。また、制御部８６によりガス流量調整バルブ１８の開度が調整されて、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、リンス処理のときよりも増加される。具体的には、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、たとえば、１５０Ｌ／min〜２００Ｌ／minに変更される。このとき、遮断板６はスピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）回転されており、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１１９】
基板Ｗが高回転速度で回転されることにより、基板Ｗに付着しているリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周囲に振り切られる。これにより、基板Ｗからリンス液が排液され、基板Ｗが乾燥する。このようにして、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる。
基板Ｗの高速回転が所定時間にわたって続けられた後は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて、基板Ｗおよび遮断板６の回転が停止される。そして、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が退避位置まで上昇される。その後、処理済みの基板Ｗが、図示しない搬送ロボットによって受け取られ、当該基板Ｗが、処理室２から搬出される。
【０１２０】
図８は、基板処理装置１による基板Ｗの第２処理例を説明するための工程図である。
この第２処理例と前述の第１処理例との相違点は、基板Ｗの上面だけでなく基板Ｗの下面にも処理液による処理を行うことにある。より具体的には、この第２処理例では、基板Ｗの上面に対して薬液処理を行うときに、基板Ｗの下面に対してリンス処理を行い、基板Ｗの上面に対してリンス処理を行うときに、基板Ｗの下面に対してリンス処理を行う。以下では、図１、図３および図８を参照して、基板処理装置１による基板Ｗの第２処理例について説明する。
【０１２１】
未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって処理室２に搬入され、デバイス形成面である表面を上に向けてスピンチャック３に渡される。そして、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が処理位置まで降下される（ステップＳ２１）。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面（表面）に基板対向面３４が接近し、当該基板Ｗの上面全域が基板対向面３４によって覆われる。また、周壁部３２の先端縁が、基板Ｗよりもスピンベース８に近づき、当該基板Ｗの周端面全周が内壁面４９によって取り囲まれる。したがって、基板Ｗの上方には、水平方向に広がるほぼ密閉された狭空間が形成される（図２参照）。
【０１２２】
次に、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる（ステップＳ２２）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により上側ガスバルブ４１が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが所定の吐出流量で上側ガス吐出口４０からスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。また、制御部８６により下側ガスバルブ１７が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが、所定の吐出流量（たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min）で下側ガス吐出口１５から上方に向けて吐出される。このとき、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて回転状態とされていてもよいし、回転されずに非回転状態とされていてもよい。基板Ｗを回転状態とする場合には、スピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）遮断板６を回転させてもよいし、基板Ｗのみを回転状態とし、遮断板６を非回転状態としてもよい。
【０１２３】
上側ガス吐出口４０から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に存在する空気は、窒素ガスによって外方に押し出され、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に形成された隙間から排出される。これにより、基板Ｗの表面付近の雰囲気が不活性ガスとしての窒素ガスで置換され、不活性ガスによって基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる。不活性ガスパージ処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度が、たとえば１００ｐｐｍ以下になるまで継続される。
【０１２４】
一方、下側ガス吐出口１５から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間に存在する空気や窒素ガスは、後続の窒素ガスによって外方に押し出され、当該空間から排出される。
【０１２５】
不活性ガスパージ処理が所定時間にわたって行われた後は、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水を排液するプリディスペンス処理が行われる（ステップＳ２３）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６が所定の回転速度（たとえば、１０ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ、好ましくは、５００ｒｐｍ）で回転される。そして、制御部８６によりガス流量調整バルブ１８の開度が調整されて、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、不活性ガスパージ処理のときよりも減少される。具体的には、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min、好ましくは、１０Ｌ／min〜２０Ｌ／minに変更される。このとき、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１２６】
次に、第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられた状態で、制御部８６により第１バルブ６０が開かれて、第１混合部５９に不活性ガス溶存水が供給される。これにより、第１および第２上側処理液供給管３５，３８に不活性ガス溶存水が供給され、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水が上側処理液吐出口３７から吐出される。このようにして、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している処理液を排液するプリディスペンス処理が行われる。プリディスペンス処理は、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水中の酸素濃度が、たとえば不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成されたときの値、すなわち、この処理例では２０ｐｐｂ以下になるまで継続される。
【０１２７】
プリディスペンス処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理が基板Ｗの上面に対して行われ、それと同時に、基板Ｗの下面（裏面）をリンス液により洗い流すリンス処理が基板Ｗの下面に対して行われる（ステップＳ２４）。
具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１が制御されて、薬液としての希フッ酸が所定の吐出流量（０．５Ｌ／min〜３Ｌ／min、好ましくは、２Ｌ／min）で所定時間（たとえば５sec〜９０sec好ましくは、１０sec）にわたって上側処理液吐出口３７から吐出される。これにより、基板Ｗの上面全域に希フッ酸が供給され、ポリマー残渣を除去するための薬液処理が基板Ｗの上面に行われる。
【０１２８】
一方、基板Ｗの上面に対する薬液処理が行われている間、制御部８６により第２配管内調合ユニット５２が制御されて、リンス液としての不活性ガス溶存水が所定の吐出流量で所定時間にわたって下面ノズル１２の吐出口１２ａから吐出される。具体的には、第２配管内調合ユニット５２の第２薬液バルブ６７が閉じられた状態で、制御部８６により第２バルブ６５が開かれて、第２混合部６４に不活性ガス溶存水が供給される。これにより、第１および第２下側処理液供給管１１，１３を介して下面ノズル１２に不活性ガス溶存水が供給され、下面ノズル１２の吐出口１２ａから不活性ガス溶存水が吐出される。
【０１２９】
下面ノズル１２の吐出口１２ａから吐出された不活性ガス溶存水は、基板Ｗの下面中央部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの下面に沿って中心部から周縁部に向かって広がっていく。これにより、基板Ｗの下面全域に不活性ガス溶存水が供給され、基板Ｗの下面をリンス液により洗い流すリンス処理が基板Ｗの下面に対して行われる。基板Ｗの上面に対する薬液処理、および基板Ｗの下面に対するリンス処理が行われているとき、基板Ｗおよび遮断板６は前記所定の回転速度で回転されており、上側ガス吐出口４０および下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１３０】
なお、この第２処理例では、基板Ｗの上面に対して薬液処理が行われているときに、下面ノズル１２から不活性ガス溶存水を吐出させて、基板Ｗの下面に対してリンス処理を行う場合について説明したが、不活性ガス溶存水に代えて希フッ酸を下面ノズル１２から吐出させて、基板Ｗの上面に対する薬液処理と同時に、基板Ｗの下面に対して希フッ酸による薬液処理を行わせてもよい。
【０１３１】
基板Ｗの上面に対する薬液処理、および基板Ｗの下面に対するリンス処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの上面から薬液を洗い流すリンス処理が基板Ｗの上面に対して行われ、それと同時に、基板Ｗの下面をリンス液により洗い流すリンス処理が基板Ｗの下面に対して行われる（ステップＳ２５）。
具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされる。このとき、基板Ｗおよび遮断板６は前記所定の回転速度で回転されている。また、上側ガス吐出口４０および下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１３２】
第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされることにより、第１混合部５９には不活性ガス溶存水のみが供給される。したがって、第１および第２上側処理液供給管３５，３８には不活性ガス溶存水が供給され、上側処理液吐出口３７からは、リンス液としての不活性ガス溶存水が吐出される。吐出された不活性ガス溶存水は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に不活性ガス溶存水が供給され、不活性ガス溶存水によって基板Ｗの上面から薬液が洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる。
【０１３３】
一方、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われている間、制御部８６により第２配管内調合ユニット５２の第２薬液バルブ６７が閉じられて、第２バルブ６５が開いた状態にされる。これにより、不活性ガス溶存水のみが第２混合部６４に供給され、第１および第２下側処理液供給管１１，１３を介して、第２混合部６４から下面ノズル１２に不活性ガス溶存水が供給される。したがって、下面ノズル１２の吐出口１２ａからは不活性ガス溶存水が吐出され、吐出された不活性ガス溶存水は、基板Ｗの下面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの下面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの下面全域に不活性ガス溶存水が供給され、不活性ガス溶存水によって基板Ｗの下面が洗い流される。このようにして、基板Ｗの下面に対するリンス処理が行われる。基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量が、たとえば０．１５ｎｇ／ｃｍ2以下になるまで継続される。
【０１３４】
基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理が行われた後は、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ２６）。具体的には、最初に、第２配管内調合ユニット５２の排液バルブ６９が制御部８６により開かれて、第２混合部６４から不活性ガス溶存水が排液される。これにより、下面ノズル１２内に残留している不活性ガス溶存水が下面ノズル１２から排液され、下面ノズル１２内から不活性ガス溶存水が除去される。
【０１３５】
次に、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗが高回転速度（たとえば、２０００ｒｐｍ以上）で回転される。また、制御部８６によりガス流量調整バルブ１８の開度が調整されて、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、リンス処理のときよりも増加される。具体的には、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、たとえば、１５０Ｌ／min〜２００Ｌ／minに変更される。このとき、遮断板６はスピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）回転されており、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１３６】
基板Ｗが高回転速度で回転されることにより、基板Ｗに付着しているリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周囲に振り切られる。これにより、基板Ｗからリンス液が排液され、基板Ｗが乾燥する。また、このとき下面ノズル１２から不活性ガス溶存水が予め排液されているので、下面ノズル１２内に残留している不活性ガス溶存水が飛び出して、基板Ｗの下面に付着することはない。これにより、下面ノズル１２から飛び出した不活性ガス溶存水が基板Ｗの下面に付着して、当該基板Ｗの乾燥不良が生じることを抑制または防止することができる。
【０１３７】
基板Ｗの高速回転が所定時間にわたって続けられた後は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて、基板Ｗおよび遮断板６の回転が停止される。そして、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が退避位置まで上昇される。その後、処理済みの基板Ｗが、図示しない搬送ロボットによって受け取られ、当該基板Ｗが、処理室２から搬出される。
【０１３８】
図９は、基板処理装置１による基板Ｗの第３処理例を説明するための工程図である。
この第３処理例と前述の第１処理例との主な相違点は、基板Ｗの上面に処理液の液滴を衝突させて、基板Ｗの上面を洗浄する物理洗浄を基板Ｗの上面に対して行うことにある。以下では、図１、図３および図９を参照して、基板処理装置１による基板Ｗの第３処理例について説明する。
【０１３９】
未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって処理室２に搬入され、デバイス形成面である表面を上に向けてスピンチャック３に渡される。そして、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が処理位置まで降下される（ステップＳ３１）。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面（表面）に基板対向面３４が接近し、当該基板Ｗの上面全域が基板対向面３４によって覆われる。また、周壁部３２の先端縁が、基板Ｗよりもスピンベース８に近づき、当該基板Ｗの周端面全周が内壁面４９によって取り囲まれる。したがって、基板Ｗの上方には、水平方向に広がるほぼ密閉された狭空間が形成される（図２参照）。
【０１４０】
次に、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる（ステップＳ３２）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により上側ガスバルブ４１が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが所定の吐出流量で上側ガス吐出口４０からスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。また、制御部８６により下側ガスバルブ１７が開かれて、不活性ガスとしての窒素ガスが、所定の吐出流量（たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min）で下側ガス吐出口１５から上方に向けて吐出される。このとき、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて回転状態とされていてもよいし、回転されずに非回転状態とされていてもよい。基板Ｗを回転状態とする場合には、スピンチャック３による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）遮断板６を回転させてもよいし、基板Ｗのみを回転状態とし、遮断板６を非回転状態としてもよい。
【０１４１】
上側ガス吐出口４０から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間に存在する空気は、窒素ガスによって外方に押し出され、周壁部３２の先端縁とスピンベース８の上面８ａとの間に形成された隙間から排出される。これにより、基板Ｗの表面付近の雰囲気が不活性ガスとしての窒素ガスで置換され、不活性ガスによって基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間から空気を追い出して、当該空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる。不活性ガスパージ処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間における酸素濃度が、たとえば１００ｐｐｍ以下になるまで継続される。
【０１４２】
一方、下側ガス吐出口１５から吐出された窒素ガスは、スピンチャック３に保持された基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間を外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって広がっていく。したがって、基板Ｗの下面とスピンベース８の上面８ａとの間の空間に存在する空気や窒素ガスは、後続の窒素ガスによって外方に押し出され、当該空間から排出される。
【０１４３】
不活性ガスパージ処理が所定時間にわたって行われた後は、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水を排液するプリディスペンス処理が行われる（ステップＳ３３）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０および遮断板回転駆動機構４３が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗおよび遮断板６が所定の回転速度（たとえば、１０ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ、好ましくは、５００ｒｐｍ）で回転される。そして、制御部８６によりガス流量調整バルブ１８の開度が調整されて、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、不活性ガスパージ処理のときよりも減少される。具体的には、上側ガス吐出口４０からの窒素ガスの吐出流量が、たとえば、１０Ｌ／min〜５０Ｌ／min、好ましくは、１０Ｌ／min〜２０Ｌ／minに変更される。このとき、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１４４】
次に、第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられた状態で、制御部８６により第１バルブ６０が開かれて、第１混合部５９に不活性ガス溶存水が供給される。これにより、第１および第２上側処理液供給管３５，３８に不活性ガス溶存水が供給され、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水が上側処理液吐出口３７から吐出される。このようにして、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している処理液を排液するプリディスペンス処理が行われる。プリディスペンス処理は、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水中の酸素濃度が、たとえば不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成されたときの値、すなわち、この処理例では２０ｐｐｂ以下になるまで継続される。
【０１４５】
プリディスペンス処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ３４）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１が制御されて、薬液としての希フッ酸が所定の吐出流量（０．５Ｌ／min〜３Ｌ／min、好ましくは、２Ｌ／min）で所定時間（たとえば５sec〜９０sec好ましくは、１０sec）にわたって上側処理液吐出口３７から吐出される。これにより、基板Ｗの上面全域に希フッ酸が供給され、基板Ｗの上面全域からポリマー残渣が除去される。このようにして、基板Ｗの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理が行われる。
【０１４６】
薬液処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Ｗの上面から薬液を洗い流すリンス処理が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ３５）。具体的には、遮断板６が処理位置に位置する状態で、制御部８６により第１配管内調合ユニット５１の第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされる。このとき、基板Ｗおよび遮断板６は前記所定の回転速度で回転されている。また、上側ガス吐出口４０および下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１４７】
第１薬液バルブ６２が閉じられて、第１バルブ６０が開いた状態にされることにより、第１混合部５９には不活性ガス溶存水のみが供給される。したがって、第１および第２上側処理液供給管３５，３８には不活性ガス溶存水が供給され、上側処理液吐出口３７からは、リンス液としての不活性ガス溶存水が吐出される。吐出された不活性ガス溶存水は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に不活性ガス溶存水が供給され、不活性ガス溶存水によって基板Ｗの上面から薬液が洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる。リンス処理は、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量が、たとえば０．１５ｎｇ／ｃｍ2以下になるまで継続される。
【０１４８】
基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われた後は、基板Ｗの上面に処理液の液滴を衝突させて、基板Ｗの上面を洗浄する物理洗浄が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ３６）。具体的には、制御部８６により遮断板昇降駆動機構４２が制御されて、遮断板６が退避位置まで上昇される。そして、制御部８６によりノズル揺動駆動機構２５，３０が制御されて、二流体ノズル４および処理液ノズル５がスピンチャック３の上方に配置される。このとき、基板Ｗは前記所定の回転速度で回転されており、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１４９】
次に、制御部８６により処理液バルブ２８ａが開かれて、処理液ノズル５から基板Ｗの上面に向けてリンス液としての炭酸水が吐出される。吐出された炭酸水は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に炭酸水が供給され、基板Ｗの上面全域が炭酸水によって覆われる。基板Ｗの上面に炭酸水を供給することにより、基板Ｗの帯電を抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗに形成されたデバイスが損傷することを抑制または防止することができる。
【０１５０】
次に、処理液ノズル５から炭酸水が吐出された状態で、制御部８６により処理液バルブ２２および気体バルブ２３が開かれて、二流体ノズル４内に炭酸水および窒素ガスが供給される。これにより、二流体ノズル４から炭酸水および窒素ガスが吐出される。吐出された炭酸水は、窒素ガスと混合されて炭酸水の液滴となり、基板Ｗの上面に衝突する。
基板Ｗの上面に付着しているパーティクルなどの異物は、液滴の運動エネルギーによって基板Ｗの上面から剥離される。そして、剥離された異物は、処理液ノズル５から供給される炭酸水によって洗い流されて、基板Ｗの上面から除去される。
【０１５１】
処理液ノズル５から吐出された炭酸水は、基板Ｗ上から異物を洗い流すとともに、基板Ｗの上面に衝突して跳ね返った炭酸水の液滴などが基板Ｗの上面に付着することを防止するカバーリンス液として機能する。
二流体ノズル４から炭酸水および窒素ガスが吐出されている間、二流体ノズル４は、制御部８６によりノズル揺動駆動機構２５が制御されて基板Ｗの上方で水平移動される。具体的には、基板Ｗの上面における炭酸水の液滴の衝突位置が、当該上面内において、回転中心を通る円弧状の軌跡を描きつつ周縁部から周縁部に複数回往復移動するように、二流体ノズル４が水平移動される。これにより、基板Ｗの上面が炭酸水の液滴によってスキャンされ、基板Ｗの上面全域に炭酸水の液滴が直接衝突する。その結果、基板Ｗの上面全域から異物が確実に除去される。
【０１５２】
基板Ｗの上面に対する物理処理が行われた後は、基板Ｗの上面をリンス液により洗い流すリンス処理が基板Ｗの上面に対して行われる（ステップＳ３７）。具体的には、制御部８６により処理液バルブ２８ｂが開かれて、処理液ノズル５から基板Ｗの上面に向けてリンス液としての純水が吐出される。吐出された純水は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に純水が供給され、純水によって基板Ｗの上面が洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる。
【０１５３】
基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われた後は、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ３８）。具体的には、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０が制御されて、スピンチャック３に保持された基板Ｗが高回転速度（たとえば、２０００ｒｐｍ以上）で回転される。このとき、下側ガス吐出口１５からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
【０１５４】
基板Ｗが高回転速度で回転されることにより、基板Ｗに付着している炭酸水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周囲に振り切られる。これにより、基板Ｗから炭酸水が排液され、基板Ｗが乾燥する。このようにして、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる。
基板Ｗの高速回転が所定時間にわたって続けられた後は、制御部８６によりチャック回転駆動機構１０が制御されて、基板Ｗの回転が停止される。その後、処理済みの基板Ｗが、図示しない搬送ロボットによって受け取られ、当該基板Ｗが、処理室２から搬出される。
【０１５５】
以上、この基板処理装置１による基板Ｗの３つの処理例について説明したが、この基板処理装置１による基板Ｗの処理は、前述の３つの処理例に限られない。たとえば、前述の第１〜第３処理例では、薬液処理が行われる前に、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水を排液するプリディスペンス処理が行われる場合について説明したが、プリディスペンス処理が行われずに不活性ガスパージ処理に引き続いて薬液処理が行われてもよい。
【０１５６】
すなわち、たとえば複数枚の基板Ｗを連続的に処理する場合などのように、長い間隔を空けずに（たとえば２分未満の間隔で）上側処理液吐出口３７から処理液を吐出させる場合には、第１および第２上側処理液供給管３５，３８内に残留している不活性ガス溶存水の酸素濃度が殆ど上昇していないときがある。したがって、このような場合には、全ての基板Ｗの処理においてプリディスペンス処理を行うのではなく、たとえばロットの最初の基板Ｗなどのように、前の基板Ｗを処理してから一定時間以上経過した後に処理する基板Ｗの処理においてのみプリディスペンス処理を行ってもよい。
【０１５７】
また、前述の第１〜第３処理例では、スピンチャック３に保持された基板Ｗに対して処理液を連続的に供給して処理を進行させる連続吐出処理（薬液処理、リンス処理）が行われる場合について説明したが、これに限らず、基板Ｗの上面に処理液により液盛を行って、基板Ｗの上面で処理液の液膜を保持した状態で処理を進めるパドル処理（液盛り処理）を行ってもよい。たとえば、前述の第１および第２処理例において、リンス処理と乾燥処理（スピンドライ）との間（第２処理例においては、基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理と乾燥処理との間）に、リンス液によるパドル処理を行ってもよい。
【０１５８】
具体的には、スピンチャック３に保持された基板Ｗを停止状態、または低速回転状態（たとえば１０〜３００ｒｐｍ程度の回転速度で回転されている状態）とする一方で、基板Ｗの上面にリンス液を供給する。基板Ｗの上面に供給されるリンス液は、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水であってもよいし、処理液ノズル５から吐出される純水であってもよい。
【０１５９】
基板Ｗの上面に供給されたリンス液は、基板Ｗが停止状態または低速回転状態とされているので、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの周囲に殆ど飛散するリンス液は殆どなく、基板Ｗ上に溜まっていく。これにより、基板Ｗの上面にリンス液による液盛りが行われ、基板Ｗの上面全域を覆うリンス液の液膜が形成される。
リンス液の液膜が形成された後は、基板Ｗの上面へのリンス液の供給を停止して、基板Ｗの上面でリンス液の液膜が保持された状態を所定時間にわたって維持させる。これにより、リンス液によるパドル処理（液盛り処理）が基板Ｗの上面に行われる。基板Ｗの上面に対してパドル処理を行うことにより、基板Ｗの上面が疎水性であったとしても、当該上面をリンス液によって確実に濡らすことができる。そして、スピンドライにより、基板Ｗの上面からリンス液を排液させることにより、リンス液とともに、基板Ｗの上面に付着している薬液や異物を基板Ｗの上面から除去することができる。
【０１６０】
前述のパドル処理の説明では、リンス液が、上側処理液吐出口３７から吐出される不活性ガス溶存水、または処理液ノズル５から吐出される純水である場合について説明したが、リンス液として用いられる処理液はこれに限らない。たとえば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などの純水よりも表面張力が小さく、純水よりも揮発性が高い低表面張力有機溶剤をリンス液として用いてもよい。
【０１６１】
具体的には、ＩＰＡを供給するためのＩＰＡ供給機構を新たに設けて、このＩＰＡ供給機構から上側処理液吐出口３７または処理液ノズル５にＩＰＡを供給させてもよい。これにより、ＩＰＡによるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行うことができる。また、ＩＰＡによるリンス処理を基板Ｗの上面に対して行うこともできる。
具体的な処理例としては、前述の第１および第２処理例において、リンス処理と乾燥処理との間に、不活性ガス溶存水または純水によるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行わずに、ＩＰＡによるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行ってもよいし、不活性ガス溶存水または純水によるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行った後に、ＩＰＡによるリンス処理を基板Ｗの上面に行い、その後、ＩＰＡによるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行ってもよい。
【０１６２】
ＩＰＡによるパドル処理を基板Ｗの上面に対して行うことにより、不活性ガス溶存水または純水によるパドル処理と同様に、基板Ｗの上面が疎水性であったとしても、当該上面を確実に濡らすことができる。また、ＩＰＡは、純水よりも揮発性の高い処理液であるので、ＩＰＡによる処理の直後に基板Ｗを乾燥させることにより、不活性ガス溶存水または純水による処理の直後に比べて、基板Ｗを速やかに乾燥させることができる。
【０１６３】
また、前述の第１〜第３処理例では、リンス処理および乾燥処理を行うときに（第３処理例においては、最初のリンス処理を行うときに）、遮断板６を処理位置に位置させる場合について説明したが、遮断板６を退避位置に位置させた状態で、リンス処理および乾燥処理を行わせてもよい。また、基板Ｗの上面に対して前述のパドル処理を行うときも、遮断板６は処理位置に配置されていてもよいし、退避位置に配置されていてもよい。
【０１６４】
遮断板６を退避位置に位置させた状態で、基板Ｗの上面に対してリンス処理および乾燥処理を行うときの具体例としては、たとえば、前述の第１処理例のリンス処理において、基板Ｗの上面と基板対向面３４との間の空間におけるフッ素イオンの残留量が０．０１２ｎｇ／ｃｍ2以下になった後、遮断板６を退避位置まで上昇させる。そして、処理液ノズル５をスピンチャック３に保持された基板Ｗの上方に配置させて、処理液ノズル５から基板Ｗの上面に向けて純水を吐出させて、純水によるリンス処理を基板Ｗの上面に対して行う。すなわち、不活性ガス溶存水によるリンス処理と、純水によるリンス処理とを連続して行う。その後、遮断板６を退避位置に位置させた状態で、スピンチャック３により基板Ｗを高速回転させて、基板Ｗを乾燥させる（スピンドライ）。遮断板６を退避位置に位置させた状態で、基板Ｗの上面に対してリンス処理および乾燥処理を行うことにより、たとえば、遮断板６に付着したフッ素イオンが、基板Ｗに転移することを抑制または防止することができる。
【０１６５】
以下では、基板処理装置１により基板Ｗを処理することにより得られた測定結果等について説明する。
図１０は、不活性ガス溶存水中の酸素濃度と銅のエッチング量との関係を示す図である。
この図１０は、基板Ｗの表面に対して希フッ酸による薬液処理（ポリマー除去処理）を行ったときの銅のエッチング量（膜減り）の測定結果である。希フッ酸は、フッ酸と純水との比率が１：１００に調合されたものを用いた。また、希フッ酸に含まれるフッ酸は、酸素が脱気されていないものを用いた。この測定で用いられた希フッ酸は、純水の割合に対してフッ酸の割合が非常に小さいので、希フッ酸中の酸素濃度は、当該希フッ酸を調合するのに用いた不活性ガス溶存水中の酸素濃度とほぼ等しいとみなすことができる。薬液処理時間は、６０ｓｅｃである。
【０１６６】
この図１０において、一番左の測定値（一番左の●の値）は、酸素濃度が１２ｐｐｂの不活性ガス溶存水によって希フッ酸を調合し、この希フッ酸を用いて薬液処理を行ったときの銅のエッチング量である。また、左から２番目の測定値（左から２番目の●の値）は、酸素濃度が２０ｐｐｂの不活性ガス溶存水によって希フッ酸を調合し、この希フッ酸を用いて薬液処理を行ったときの銅のエッチング量である。図１０に示す測定結果から、酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の不活性ガス溶存水によって調合した希フッ酸を用いて薬液処理を行えば銅のエッチングを確実に抑制または防止できることが理解される。すなわち、酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の不活性ガス溶存水によって調合した希フッ酸であれば銅酸化物の生成を確実に抑制または防止できることが理解される。
【０１６７】
図１１は、基板Ｗの上方の酸素濃度と基板Ｗの上面に供給された純水中の酸素濃度との関係を示す図である。
この図１１は、遮断板６を処理位置に位置させた状態で、上側処理液吐出口３７からスピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に向けて不活性ガス溶存水を吐出させ、基板Ｗの上面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度を測定した結果である。上側処理液吐出口３７からは、酸素濃度が１０ｐｐｂに調整された不活性ガス溶存水を吐出させた。
【０１６８】
この図１１において、一番左の測定値（一番左の■の値）は、基板Ｗの上方の酸素濃度が０．００１％（１０ｐｐｍ）のときに基板Ｗの上面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度の値であり、このときの不活性ガス溶存水中の酸素濃度は１２ｐｐｂとなっていた。また、左から２番目の測定値（左から２番目の■の値）は、基板Ｗの上方の酸素濃度が０．０１％（１００ｐｐｍ）のときに基板Ｗの上面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度の値であり、このときの不活性ガス溶存水中の酸素濃度は２０ｐｐｂとなっていた。
【０１６９】
図１１に示す測定結果から、酸素濃度が１０ｐｐｂに調整された純水を基板Ｗの上面に向けて吐出させたときに、基板Ｗの上方の酸素濃度が１００ｐｐｍ以下であれば、基板Ｗの上面に供給される純水の酸素濃度を２０ｐｐｂ以下に維持できることが分かる。したがって、図１０に示す測定結果を考慮すると、基板Ｗの上方の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とし、酸素濃度が１０ｐｐｂ以下の希フッ酸を基板Ｗの上面に向けて吐出させれば、酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の希フッ酸を基板Ｗの上面に供給して、希フッ酸中の溶存酸素により銅が酸化されることを確実に抑制または防止することができる。
【０１７０】
図１２は、純水中の酸素濃度と純水中の窒素濃度との関係を示す図である。
この図１２において、一点鎖線で示された値は、純水から酸素を脱気した直後の酸素濃度の測定値であり、実線で示された値は、一点鎖線で示された値まで酸素が脱気された純水を、１０ｓｅｃ以上大気に開放した後の酸素濃度の測定値である。また、純水に対して窒素ガスを添加していないときの、純水中の窒素濃度は、３ｐｐｍであった。
【０１７１】
図１２に示す測定結果から、純水中の窒素濃度が７ｐｐｍ未満であると、純水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇してしまう。したがって、純水に窒素ガスを添加して、純水中の窒素濃度を７ｐｐｍ以上にすることにより、純水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇することを抑制または防止することができる。これにより、酸素が脱気された純水中の酸素濃度を低い状態に維持することができる。
【０１７２】
この発明の実施形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の実施形態では、遮断板６の周壁部３２が、下方に向かって広がるように傾斜している場合について説明したが、これに限らず、遮断板６の周壁部３２は、たとえば、平板部３３の外周縁から傾斜せずに真っ直ぐに延びている円筒状をなしていてもよい。この場合、周壁部３２の内壁面４９は、たとえば、図１３に示す周壁部１３２の内壁面１４９のように、基板Ｗ上面の法線Ｌ２に平行な面であってもよいし、図１４に示す周壁部２３２の内壁面２４９のように、基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対して傾斜した面であってもよい。
【０１７３】
また、遮断板６の周壁部３２は、たとえば、図１５に示す周壁部３３２のように、下方に向かって広がるように傾斜していて、その先端縁に行くほど厚みが薄くなる筒状に形成されていてもよい。
さらに、前述の実施形態では、内壁面４９の上端付近のみが、先端縁に向かうに従って基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対する傾斜角が漸次的に変化する面になっている場合について説明したが、周壁部の内壁面全体が、先端縁に向かうに従って基板Ｗ上面の法線Ｌ２に対する傾斜角が漸次的に変化する面（法線Ｌ２を含む平面でとった断面が曲線となるような面）に形成されていてもよい。
【０１７４】
また、前述の実施形態では、薬液供給ユニット５３から第１および第２配管内調合ユニット５１，５２に供給される薬液原液から酸素を脱気するための脱気ユニット７４が設けられている場合について説明したが、たとえば薬液における薬液原液の割合が純水の割合に対して非常に小さい場合には、薬液原液から酸素を脱気しなくても薬液中の酸素濃度が殆ど上昇しないから、このような場合には、脱気ユニット７４が設けられていなくてもよい。
【０１７５】
また、前述の実施形態では、処理対象となる基板Ｗとして半導体ウエハを取り上げたが、半導体ウエハに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、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、フォトマスク用基板などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。
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。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図２】スピンチャックおよび遮断板ならびにこれらに関連する構成の図解的な側面図である。
【図３】処理モジュールに対して処理液を供給するための構成の模式図である。
【図４】基板処理装置に備えられた配管の図解図である。
【図５】基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図６】基板処理装置によって処理される基板の表面状態の一例を説明するための断面図である。
【図７】基板処理装置による基板の第１処理例を説明するための工程図である。
【図８】基板処理装置による基板の第２処理例を説明するための工程図である。
【図９】基板処理装置による基板の第３処理例を説明するための工程図である。
【図１０】不活性ガス溶存水中の酸素濃度と銅のエッチング量との関係を示す図である。
【図１１】基板の上方の酸素濃度と基板の上面に供給された純水中の酸素濃度との関係を示す図である。
【図１２】純水中の酸素濃度と純水中の窒素濃度との関係を示す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る周壁部の形状を説明するための図解的な側面図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態に係る周壁部の形状を説明するための図解的な側面図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態に係る周壁部の形状を説明するための図解的な側面図である。
【符号の説明】
【０１７７】
１ 基板処理装置
３ スピンチャック
６ 遮断板
８ａ （スピンベースの）上面
８ スピンベース
３２ 周壁部
３４ 基板対向面
３５ 第１上側処理液供給管
３６ ガス流通路
３７ 上側処理液吐出口
３８ 第２上側処理液供給管
３９ 上側ガス供給管
４０ 上側ガス吐出口
４１ 上側ガスバルブ
４２ 遮断板昇降駆動機構
４３ 遮断板回転駆動機構
４９ 内壁面
５０ 不活性ガス溶存水生成ユニット
５１ 第１配管内調合ユニット
５５ 薬液供給配管
５６ 第１分岐配管
５９ 第１混合部
６２ 第１薬液バルブ
７１ 薬液タンク
７４ 脱気ユニット
７７ 不活性ガス供給管
７８ 不活性ガスバルブ
８０ 内配管
８１ 外配管
８２ 不活性ガスバルブ
８３ 不活性ガス供給管
８６ 制御部
１３２ 周壁部
１４９ 内壁面
２３２ 周壁部
２４９ 内壁面
３３２ 周壁部
Ｇ１ 間隔
Ｌ１ 回転軸線
Ｌ２ 法線
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された基板に対向する基板対向面を有し、この基板対向面の周囲から前記基板保持機構に向かって突出した周壁部が形成された遮断部材と、
前記基板保持機構に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズルと、
純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成ユニットと、
薬液原液と前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水とを配管内で混合して前記処理液としての薬液を調合する配管内調合ユニットと、
前記配管内調合ユニットから前記処理液ノズルへと処理液を導く処理液供給路とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水を前記薬液と混合することなく、そのまま処理液として基板に供給する不活性ガス溶存水供給手段をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記遮断部材の周壁部は、前記基板の周端面全周を取り囲むことができるように形成されている、請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板保持機構は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面を有する保持ベースを備えており、
前記基板処理装置は、前記遮断部材を前記保持ベースに対して、所定の処理位置と退避位置との間で、接近／離反させる遮断部材移動機構をさらに含み、
前記処理位置は、前記遮断部材の周壁部の先端縁が前記基板保持機構に保持された基板よりも前記保持ベースの近くに位置するように定められている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
薬液原液を貯留する薬液タンクと、
前記薬液タンク内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記薬液タンクから前記配管内調合ユニットに薬液原液を導く薬液供給路とをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
薬液原液中の酸素を脱気する脱気ユニットをさらに含み、この脱気ユニットによって脱気された薬液原液が前記配管内調合ユニットに供給されるようになっている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記処理液供給路は、処理液が流通する内配管と、この処理液配管を取り囲む外配管とを含み、
前記内配管と外配管との間に不活性ガスを充填する不活性ガス充填手段をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記配管内調合ユニットを制御する制御手段をさらに含み、
この制御手段は、前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水を薬液原液と混合することなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する不活性ガス溶存水供給工程を実行し、その後に、前記配管内調合ユニットによって薬液原液と不活性ガス溶存水とを配管内で混合して薬液を調合し、この薬液を処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する薬液供給工程を実行するものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記不活性ガス溶存水供給工程を、前記処理液ノズルから吐出される処理液中の酸素濃度が２０ｐｐｂ以下となるまで継続する、請求項８記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記遮断部材と前記基板保持機構に保持された基板との間の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに含み、
前記制御手段は、さらに、前記不活性ガス供給手段を制御することによって、前記薬液供給工程に先立って、基板の表面付近の雰囲気を不活性ガスで置換する雰囲気置換工程を実行するものである、請求項８または９記載の基板処理装置。
【請求項１１】
処理液ノズルから基板へと処理液を供給して当該基板を処理する基板処理方法であって、
純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成工程と、
薬液原液と前記不活性ガス溶存水とを配管内で混合して薬液を調合し、この薬液を処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する薬液供給工程と、
前記薬液供給工程に先立って行われ、基板の表面付近の雰囲気を不活性ガスで置換する雰囲気置換工程と、
前記薬液液供給工程に先立って行われ、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水を薬液原液と混合することなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する不活性ガス溶存水供給工程とを含む、基板処理方法。
【請求項１２】
前記雰囲気置換工程は、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させるとともに、前記基板対向面の周囲から突出した周壁部によって基板の周囲を包囲した状態で、前記遮断部材と基板との間の空間に不活性ガスを供給する工程を含む、請求項１１記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記雰囲気置換工程は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面を有する保持ベースによって基板を保持する工程と、前記遮断部材の周壁部の先端縁を前記基板よりも前記保持ベースの表面に近づけた状態とする工程とを含む、請求項１２記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記不活性ガス溶存水供給工程は、前記処理液ノズルから吐出される処理液中の酸素濃度が２０ｐｐｂ以下となるまで継続され、その後に前記薬液供給工程が実行される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記薬液供給工程の後に、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水を基板に供給し、当該基板の表面の薬液をリンスするリンス工程をさらに含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
薬液原液を貯留する薬液タンク内に不活性ガスを供給する工程をさらに含み、
前記薬液供給工程では、前記薬液タンクから汲み出した薬液原液を用いて薬液が調合される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
前記薬液原液を脱気する工程をさらに含み、
前記薬液供給工程では、前記脱気された薬液原液を用いて薬液が調合される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１８】
前記処理液供給路は、処理液が流通する内配管と、この処理液配管を取り囲む外配管とを有しており、
前記内配管と外配管との間に不活性ガスを充填する不活性ガス充填工程をさらに含む、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１９】
前記基板は、表面にポリマー残渣が付着したものであり、
前記薬液は、前記ポリマー残渣を除去するためのポリマー除去液である、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
前記基板は、表面に金属パターンが露出したものである、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１】
基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された基板に対向する基板対向面を有し、この基板対向面の周囲から前記基板保持機構に向かって突出した周壁部が形成された遮断部材と、
前記基板保持機構に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズルと、
純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成ユニットと、
薬液原液と前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水とを配管内で混合して前記処理液としての薬液を調合する配管内調合ユニットと、
前記配管内調合ユニットから前記処理液ノズルへと処理液を導く処理液供給路とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水を前記薬液と混合することなく、そのまま処理液として基板に供給する不活性ガス溶存水供給手段をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記遮断部材の周壁部は、前記基板の周端面全周を取り囲むことができるように形成されている、請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板保持機構は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面を有する保持ベースを備えており、
前記基板処理装置は、前記遮断部材を前記保持ベースに対して、所定の処理位置と退避位置との間で、接近／離反させる遮断部材移動機構をさらに含み、
前記処理位置は、前記遮断部材の周壁部の先端縁が前記基板保持機構に保持された基板よりも前記保持ベースの近くに位置するように定められている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
薬液原液を貯留する薬液タンクと、
前記薬液タンク内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記薬液タンクから前記配管内調合ユニットに薬液原液を導く薬液供給路とをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
薬液原液中の酸素を脱気する脱気ユニットをさらに含み、この脱気ユニットによって脱気された薬液原液が前記配管内調合ユニットに供給されるようになっている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記処理液供給路は、処理液が流通する内配管と、この処理液配管を取り囲む外配管とを含み、
前記内配管と外配管との間に不活性ガスを充填する不活性ガス充填手段をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記配管内調合ユニットを制御する制御手段をさらに含み、
この制御手段は、前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水を薬液原液と混合することなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する不活性ガス溶存水供給工程を実行し、その後に、前記配管内調合ユニットによって薬液原液と不活性ガス溶存水とを配管内で混合して薬液を調合し、この薬液を処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する薬液供給工程を実行するものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記不活性ガス溶存水供給工程を、前記処理液ノズルから吐出される処理液中の酸素濃度が２０ｐｐｂ以下となるまで継続する、請求項８記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記遮断部材と前記基板保持機構に保持された基板との間の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに含み、
前記制御手段は、さらに、前記不活性ガス供給手段を制御することによって、前記薬液供給工程に先立って、基板の表面付近の雰囲気を不活性ガスで置換する雰囲気置換工程を実行するものである、請求項８または９記載の基板処理装置。
【請求項１１】
処理液ノズルから基板へと処理液を供給して当該基板を処理する基板処理方法であって、
純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成工程と、
薬液原液と前記不活性ガス溶存水とを配管内で混合して薬液を調合し、この薬液を処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する薬液供給工程と、
前記薬液供給工程に先立って行われ、基板の表面付近の雰囲気を不活性ガスで置換する雰囲気置換工程と、
前記薬液液供給工程に先立って行われ、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水を薬液原液と混合することなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する不活性ガス溶存水供給工程とを含む、基板処理方法。
【請求項１２】
前記雰囲気置換工程は、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させるとともに、前記基板対向面の周囲から突出した周壁部によって基板の周囲を包囲した状態で、前記遮断部材と基板との間の空間に不活性ガスを供給する工程を含む、請求項１１記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記雰囲気置換工程は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面を有する保持ベースによって基板を保持する工程と、前記遮断部材の周壁部の先端縁を前記基板よりも前記保持ベースの表面に近づけた状態とする工程とを含む、請求項１２記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記不活性ガス溶存水供給工程は、前記処理液ノズルから吐出される処理液中の酸素濃度が２０ｐｐｂ以下となるまで継続され、その後に前記薬液供給工程が実行される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記薬液供給工程の後に、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水を基板に供給し、当該基板の表面の薬液をリンスするリンス工程をさらに含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
薬液原液を貯留する薬液タンク内に不活性ガスを供給する工程をさらに含み、
前記薬液供給工程では、前記薬液タンクから汲み出した薬液原液を用いて薬液が調合される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
前記薬液原液を脱気する工程をさらに含み、
前記薬液供給工程では、前記脱気された薬液原液を用いて薬液が調合される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１８】
前記処理液供給路は、処理液が流通する内配管と、この処理液配管を取り囲む外配管とを有しており、
前記内配管と外配管との間に不活性ガスを充填する不活性ガス充填工程をさらに含む、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１９】
前記基板は、表面にポリマー残渣が付着したものであり、
前記薬液は、前記ポリマー残渣を除去するためのポリマー除去液である、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
前記基板は、表面に金属パターンが露出したものである、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−５６２１８（Ｐ２０１０−５６２１８Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１８２２１（Ｐ２００８−２１８２２１）
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【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２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【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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