本发明涉及一种对表面形成有图案的基板进行处理的基板处理技术。另外，作为基板，包括液晶显示装置用玻璃基板、半导体基板、等离子显示器用玻璃基板、光掩模用玻璃基板、彩色滤光片用基板、存储盘用基板、太阳能电池用基板、电子纸用基板等精密电子装置用基板、矩形玻璃基板、薄膜液晶用柔性基板或有机电致发光用基板等各种基板。
背景技术：
在半导体装置或液晶显示装置等电子部件的制造工序中，包括在基板的表面反复实施成膜、蚀刻等处理来形成细微图案的工序。此处，为了对基板表面良好地进行细微加工，有必要将基板表面保持为清洁的状态，根据情况对基板表面进行清洗处理。然后，在清洗处理结束后，有必要去除附着于基板表面的去离子水(diw：deionizedwater，以下记载为“diw”)等冲洗液，来使基板干燥。
该干燥处理中一个重要的问题是，在不使形成于基板表面的图案倒塌的情况下，使基板干燥。作为解决该问题的方法，正在关注升华干燥技术。例如，在日本特开2007-19161号公报中，通过向受到了曝光处理的光致抗蚀剂膜供给显影液，溶解在基板的表面涂敷的光致抗蚀剂膜，从而形成图案。虽然向该基板的表面供给冲洗液来去除显影液，但是在结束该冲洗处理时，在冲洗液覆盖基板表面的状态下，向基板供给可溶于冲洗液的聚合物，之后使聚合物溶液干燥。由此，图案的凹部(由光致抗蚀剂膜形成的凸状部间的间隙)由聚合物填充。之后，通过选择性的等离子灰化来去除聚合物。
但是，在这样的基板处理技术中，有必要使填充到图案的凹部的聚合物干燥。此外，有必要通过等离子灰化进行聚合物去除。因此，如果在向凹部填充聚合物时卷入气泡，则有时在凹部残留气泡。在该情况下，在执行上述干燥处理或聚合物去除处理的过程中，气泡破裂而残留气泡痕，或者聚合物的一部分成为颗粒。这样，防止气泡卷入凹部，在提高基板的处理品质方面变得非常地重要。
技术实现要素：
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种基板处理技术，能够一边防止气泡卷入在基板的表面形成的图案的凹部，一边向凹部良好地填充填充剂。
该发明的一方式的基板处理方法，其特征在于，包括：液膜形成工序，在基板中的形成有图案的图案形成面形成冲洗液的液膜；积液形成工序，在基板的旋转中心附近，向液膜供给有机溶剂来形成有机溶剂的积液；置换工序，一边使基板以与积液形成工序相比更高的转速旋转，一边向积液供给有机溶剂，从而将构成液膜的冲洗液置换为有机溶剂；涂敷工序，在被有机溶剂覆盖的图案形成面涂敷填充剂溶液；以及，填充工序，使在图案形成面涂敷的填充剂溶液所包含的填充剂，向图案的凹部下沉来进行填充。
此外，该发明的其他方式的基板处理装置，其特征在于，具备：保持部，使基板中的形成有图案的图案形成面朝向上方，来将基板保持为大致水平姿势；旋转部，使由保持部保持的基板在大致水平面内旋转；冲洗液供给部，向图案形成面供给冲洗液；有机溶剂供给部，向图案形成面供给有机溶剂；填充剂溶液供给部，向图案形成面供给填充剂溶液；以及，控制部，一边控制通过旋转部进行的基板的旋转，一边控制通过冲洗液供给部进行的冲洗液的供给、通过有机溶剂供给部进行的有机溶剂的供给、通过填充剂溶液供给部进行的填充剂溶液的供给，控制部通过供给冲洗液，来在图案形成面形成液膜，在基板的旋转中心附近，向液膜供给有机溶剂来形成有机溶剂的积液，使基板的转速增加，并且向积液供给有机溶剂，从而将构成液膜的冲洗液置换为有机溶剂，在被有机溶剂覆盖的图案形成面涂敷填充剂溶液，来向图案的凹部填充填充剂溶液所包含的填充剂。
在上述那样构成的发明中，为了将填充剂填充于图案的凹部，将基板上的冲洗液的液膜置换为有机溶剂，在被该有机溶剂的液膜覆盖的基板的图案形成面涂敷填充剂溶液。因此，如果有机溶剂的液膜中含有气泡，则在将填充剂溶液所包含的填充剂填充到图案的凹部时，在凹部卷入气泡。特别地，在一边使基板旋转一边向液膜供给有机溶剂，来将冲洗液置换成有机溶剂时，若与冲洗液的去除相比有机溶剂的供给不足，则有可能在基板的旋转中心附近产生所谓的断液，在冲洗液和有机溶剂之间的界面进入气体相。对此，在本发明中，在执行置换处理之前，在基板的旋转中心附近，向冲洗液的液膜供给有机溶剂，来形成有机溶剂的积液。即，在开始执行置换处理的时刻，有机溶剂已经存在于基板的旋转中心附近。因此，有效地防止产生断液。结果，能够一边防止气泡卷入在基板形成的图案的凹部，一边将填充剂填充于凹部。
附图说明
图1是示意性表示安装有本发明的基板处理装置的第一实施方式的清洗处理单元的基板处理系统的俯视图。
图2是示意性表示图1的基板处理系统所具备的清洗处理单元的一例的局部剖视图。
图3是示意性表示图1的基板处理系统所具备的清洗处理单元的一例的局部剖视图。
图4是表示图1的基板处理系统所具备的电结构的一部分的框图。
图5是示意性表示喷嘴单元和盖板的升降动作的一例的局部剖视图。
图6是表示图1的基板处理系统使用图2和图3的清洗处理单元执行的基板处理方法的一例的流程图。
图7是表示根据图6的基板处理方法执行的动作的一例的时序图。
图8是示意性表示根据图6的基板处理方法对基板执行的基板处理的情形的侧视图。
图9是表示由本发明的基板处理装置的第二实施方式的清洗处理单元执行的基板处理动作的一例的时序图。
图10是表示本发明的基板处理装置的第三实施方式的清洗处理单元的结构的图。
图11是表示由图10所示的清洗处理单元执行的基板处理动作的一例的时序图。
图12是示意性表示由图10所示的清洗处理单元执行的旋转去除二处理、气化辅助处理和环境气体去除处理的情形的侧视图。
其中，附图标记说明如下：
3：清洗处理单元(基板处理装置)
9：控制器(控制部)
31：旋转夹具(保持部)
34：旋转驱动部(旋转部)
l1：(冲洗液的)液膜
l2：积液
nc：上侧喷嘴(冲洗液供给部)
nd：上侧喷嘴(有机溶剂供给部)
ne：上侧喷嘴(填充剂溶液供给部)
sf：填充剂溶液供给源(填充剂溶液供给部)
sr：冲洗液供给源(冲洗液供给部)
ss：溶剂供给源(有机溶剂供给部)
w：基板
wc：凹部
wf：表面(图案形成面)
wp：图案
具体实施方式
图1是示意性表示安装有本发明的基板处理装置的一实施方式的清洗处理单元的基板处理系统的俯视图。图1的基板处理系统1是对基板w一张一张地执行清洗处理、热处理等各种基板处理的单张式基板处理系统。作为成为处理的对象的基板w，例如可以列举出液晶显示装置用玻璃基板、半导体基板、等离子显示器用玻璃基板、光掩模用玻璃基板、彩色滤光片用基板、存储盘用基板、太阳能电池用基板、电子纸用基板等精密电子装置用基板、矩形玻璃基板、薄膜液晶用柔性基板或有机电致发光用基板等。在以下说明的例子中，基板w具有100mm～400mm的规定直径的圆形状，具有形成有细微的图案wp(图8)的凹凸形状的表面wf(图2)、平坦的背面wb(与表面wf一侧相反的一侧的面)。但是，包括形状和尺寸的基板的结构并不局限于本例。
基板处理系统1具备：多个装载口2，其容纳基板w；多个清洗处理单元3，其对基板w进行清洗处理；以及多个热处理单元4，其对基板w进行热处理。此外，为了在系统内搬运基板w，基板处理系统1具备索引(indexer)机械手ir和中央机械手cr。其中，索引机械手ir在装载口2和中央机械手cr之间的路径上搬运基板w，中央机械手cr在索引机械手ir和各处理单元3、4之间的路径上搬运基板w。并且，基板处理系统1具备由计算机构成的控制器9，通过控制器9根据规定的程序控制装置各部，对基板w执行以下说明的各基板处理。
装载口2保持用于在铅垂方向重叠地容纳多个基板w的容纳架c。在该装载口2内，以基板w的表面wf朝向上方的状态(即，其背面wb朝向下方的状态)容纳有各基板w。而且，索引机械手ir在从装载口2的容纳架c取出未处理的基板w时，将该基板w交到中央机械手cr，中央机械手cr将从索引机械手ir接收的基板w搬入到清洗处理单元3。
清洗处理单元3将搬入的基板w清洗(清洗处理)之后，由填充剂溶液的液膜覆盖：包括图案wp之间的基板w的表面wf(涂敷处理)。此处，填充剂溶液是含有作为溶质的填充剂的溶液。这样，清洗处理单元3是不仅执行清洗处理，还执行涂敷处理等其他基板处理的基板处理装置。另外，在后面详细说明清洗处理单元3的结构和动作。
当在清洗处理单元3完成各基板处理时，中央机械手cr从清洗处理单元3搬出基板w，将该基板w搬入到热处理单元4。热处理单元4具有加热板(省略图示)，由加热板加热由中央机械手cr搬入的基板w(热处理)。通过该热处理，从覆盖基板w的表面wf的填充剂溶液的液膜中使溶媒蒸发，填充剂溶液的溶质、即填充剂在相邻的图案wp之间、即图案的凹部wc(图8)固化。另外，基板w的加热方法并不局限于此，例如也可以通过向基板w照射红外线或向基板w提供暖风等来加热基板w。
当在热处理单元4完成热处理时，中央机械手cr将从热处理单元4搬出的基板w交到索引机械手ir，索引机械手ir将接收的基板w容纳到装载口2的容纳架c。这样，在基板处理系统1结束各基板处理的基板w被搬运到外部的填充剂去除装置。就该填充剂去除装置而言，通过干式蚀刻，从包括图案wp之间的基板w的表面wf去除填充剂。另外，填充剂的去除方法并不局限于此，例如也可以通过日本特开2013-258272号公报那样的填充剂的升华，或日本特开2011-124313号公报那样的等离子处理等来去除填充剂。
图2和图3是示意性表示图1的基板处理系统所具备的清洗处理单元的一例的局部剖视图，图4是表示图1的基板处理系统所具备的电结构的一部分的框图。在图2和图3中，下述的盖板35和喷嘴单元36的高度不同。此外，在图2、图3和以下的图中，适宜地表示铅垂方向z。
清洗处理单元3具有：旋转夹具31，其保持由中央机械手cr搬入的基板w；吸引部32，其向旋转夹具31供给负压。该旋转夹具31具有圆筒形的轴从圆盘的下表面的中心部分向下方突出的形状，相对于与铅垂方向z平行的中心线a大致旋转对称。在旋转夹具31的上表面打开有多个吸引孔，基板w水平地载置于旋转夹具31的上表面。这样，旋转夹具31以使基板w的表面wf朝向上方的状态，从下方与基板w的背面wb的中心部分接触。在该状态下，当控制器9向吸引部32输出吸引指令时，吸引部32向旋转夹具31的吸引孔供给负压，从而由旋转夹具31吸附并保持基板w。
此外，清洗处理单元3具有：旋转轴33，其保持旋转夹具31；以及旋转驱动部34，其例如由马达构成，使旋转轴33旋转。旋转轴33具有圆筒部332从圆筒部331的上面的中心部分向上方突出的形状，其中，所述圆筒部332的直径小于所述圆筒部331直径，圆筒部331、332相对于中心线a大致旋转对称。此外，旋转轴33具有在圆筒部331的上表面且圆筒部332的侧方向上方突出的卡合突起333。而且，当控制器9向旋转驱动部34输出旋转指令时，旋转驱动部34向旋转轴33提供旋转驱动力(torque：扭矩)，旋转轴33与旋转夹具31一体地以中心线a为中心旋转。结果，由旋转夹具31保持的基板w也以中心线a为中心旋转。
并且，清洗处理单元3具有位于由旋转夹具31保持的基板w的下方的盖板35。在俯视时，盖板35具有以中心线a为中心的大致圆形的外形，在盖板35的中心部打开有圆形的中心孔351，在盖板35的中心孔351的侧方打开有卡合孔352，在盖板35的周缘部打开有周缘孔353。旋转轴33的圆筒部332插入盖板35的中心孔351的内侧，盖板35在旋转轴33的圆筒部332的外侧，从下方与基板w的背面wb相向。
该盖板35在铅垂方向z上升降自如，能够选择性地位于接近位置pc(图2)和离开位置pd(图3)中的一个位置，其中，所述接近位置pc指，与基板w的背面wb接近的位置，所述离开位置pd指，与接近位置pc相比，从基板w的背面wb更向下方离开的位置。在盖板35位于离开位置pd的离开状态下，旋转轴33的卡合突起333与盖板35的卡合孔352卡合。盖板35通过这样与旋转轴33卡合，能够伴随旋转轴33的旋转而旋转。另一方面，在盖板35位于接近位置pc的接近状态下，盖板35例如隔开1mm～10mm左右的间隙接近基板w的背面wb，从下方覆盖基板w的背面wb的至少周缘部。此外，在该接近状态下，盖板35的卡合孔352从旋转轴33的卡合突起333脱离，盖板35与旋转轴33的旋转无关而静止。
此外，清洗处理单元3具有：喷嘴单元36，其自由地从下方卡合于盖板35的周缘孔353或从该盖板35的周缘孔353脱离；以及升降驱动部37，其使喷嘴单元36升降。而且，升降驱动部37伴随喷嘴单元36的升降来使盖板35升降。图5是示意性表示喷嘴单元和盖板的升降动作的一例的局部剖视图。图5的“喷嘴单元下降位置”、“喷嘴单元途中位置”和“喷嘴单元上升位置”的各栏，分别表示喷嘴单元36位于下降位置、途中位置和上升位置的状态。接着，在图2至图4的基础上追加图5来说明清洗处理单元3。
如图5所示，喷嘴单元36具有基座部361、安装于基座部361的上表面的两个下侧喷嘴na、nb。在基座部361的底部，具有向侧方突出的突起部362。两个下侧喷嘴na、nb沿着由旋转夹具31保持的基板w的径向排列，径向的周缘侧的下侧喷嘴na向随着朝向上方而向外侧倾斜的斜上方喷出处理液，径向的中心侧的下侧喷嘴nb相对于铅垂方向z平行地喷出处理液。
升降驱动部37例如由致动器构成，根据来自控制器9的指令，使喷嘴单元36在下降位置(图3)和高于下降位置的上升位置(图2)之间升降。如图3和图5的“喷嘴单元下降位置”的栏所示，在喷嘴单元36位于下降位置的状态下，下降位置的喷嘴单元36位于比位于离开位置pd的盖板35更靠下方的位置。如图5的“喷嘴单元途中位置”的栏所示，当喷嘴单元36从下降位置上升到达途中位置时，喷嘴单元36与位于离开位置pd的盖板35的周缘孔353卡合，喷嘴单元36的突起部362与盖板35的下表面抵接。当喷嘴单元36进一步上升时，盖板35伴随喷嘴单元36而上升，从而盖板35和旋转轴33的卡合被解除。然后，如图2和图5的“喷嘴单元上升位置”的栏所示，伴随着喷嘴单元36到达上升位置，盖板35到达接近位置pc。
在盖板35位于接近位置pc的接近状态下，基座部361的上表面和盖板35的上表面排列在同一面，并且下侧喷嘴na、nb接近由旋转夹具31保持的基板w的背面wb。而且，下侧喷嘴na能够向背面wb的周缘部喷出处理液，下侧喷嘴nb能够在下侧喷嘴na的内侧，向背面wb喷出处理液。
此外，当喷嘴单元36从上升位置向下降位置下降时，按照与上述内容相反的顺序执行各动作。即，盖板35伴随喷嘴单元36的下降而从接近位置pc向离开位置pd下降。然后，盖板35在到达离开位置pd时，与旋转轴33卡合来停止下降。喷嘴单元36进一步下降来从盖板35的周缘孔353向下方脱离，从而到达下降位置。
返回图2至图4继续进行说明。如图2和图3所示，清洗处理单元3具备罩(cup)38，该罩38从侧方和下方包围由旋转夹具31保持的基板w和盖板35。因此，从基板w、盖板35飞散或下落的处理液，由罩38回收。该罩38利用未图示的升降机构，在图3的上升位置和比该上升位置更靠下方的下降位置之间升降。然后，在使罩38位于下降位置的状态下，对旋转夹具31进行基板w的装卸，在使罩38位于上升位置的状态下，对安装于旋转夹具31的基板w执行各种基板处理。
此外，清洗处理单元3具备例如供给氮气等非活性气体的非活性气体供给源sg。而且，在旋转轴33的圆筒部332的上部打开的气体供给口334，经由阀v1与非活性气体供给源sg连接。因此，当控制器9打开阀v1时，从非活性气体供给源sg向由旋转夹具31保持的基板w的背面wb和盖板35的上表面之间供给非活性气体。由此，在基板w的背面wb和盖板35之间，非活性气体从基板w的中心向朝向周缘的方向流动。另一方面，当控制器9关闭阀v1时，停止从非活性气体供给源sg供给气体。
并且，清洗处理单元3具备用于向由旋转夹具31保持的基板w的表面wf喷出处理液的三个上侧喷嘴nc、nd、ne。此外，清洗处理单元3具备用于使上侧喷嘴nc在相向位置和退避位置之间移动的喷嘴驱动部39，其中，所述相向位置指，与由旋转夹具31保持的基板w的表面wf的中心相向的位置，所述退避位置指，从该基板w的表面wf向水平方向退避的位置。此外，虽然省略了图示，但是清洗处理单元3针对上侧喷嘴nd、ne也分别具备同样的喷嘴驱动部39。而且，各喷嘴驱动部39接受来自控制器9的指令，来分别使上侧喷嘴nc、nd、ne移动。
在这样清洗处理单元3中设置有：下侧喷嘴na、nb，其向基板w的背面wb喷出处理液；以及上侧喷嘴nc、nd、ne，其向基板w的表面wf供给处理液。而且，清洗处理单元3具备用于向这些喷嘴na～ne供给处理液的各种供给源sc、sr、ss、sf。
药液供给源sc例如供给含有稀氢氟酸(dhf)或者氨水的清洗液来作为药液。该药液供给源sc经由串联连接的阀v2、v3与上侧喷嘴nc连接。因此，当控制器9打开阀v2和阀v3时，从药液供给源sc供给的药液会从上侧喷嘴nc喷出，当控制器9关闭阀v2和阀v3中的一个阀时，停止从上侧喷嘴nc喷出药液。
冲洗液供给源sr例如供给diw(de-ionizedwater：去离子水)、碳酸水、臭氧水或含氢水等纯水来作为冲洗液。该冲洗液供给源sr经由串联连接的阀v4和阀v3与上侧喷嘴nc连接。因此，当控制器9打开阀v4和阀v3时，从冲洗液供给源sr供给的冲洗液会从上侧喷嘴nc喷出，当控制器9关闭阀v4和阀v3中的一个阀时，停止从上侧喷嘴nc喷出冲洗液。此外，冲洗液供给源sr经由阀v5与下侧喷嘴nb(图5)连接。因此，当控制器9打开阀v5时，从冲洗液供给源sr供给的冲洗液会从下侧喷嘴nb喷出，当控制器9关闭阀v5时，停止从下侧喷嘴nb喷出冲洗液。
溶剂供给源ss供给有机溶剂，该有机溶剂用于置换基板w上的冲洗液的置换处理。在本实施方式中，作为有机溶剂使用ipa(isopropylalcohol：异丙醇)。该溶剂供给源ss经由阀v6与下侧喷嘴na连接。因此，当控制器9打开阀v6时，从溶剂供给源ss供给的溶剂会从下侧喷嘴na喷出，当控制器9关闭阀v6时，停止从下侧喷嘴na喷出溶剂。此外，溶剂供给源ss经由阀v7与上侧喷嘴nd连接。因此，当控制器9打开阀v7时，从溶剂供给源ss供给的溶剂会从上侧喷嘴nd喷出，当控制器9关闭阀v7时，停止从上侧喷嘴nd喷出溶剂。
填充剂溶液供给源sf将使作为丙烯酸树脂等的聚合物的填充剂溶解于水而得到的溶液，作为填充剂溶液来供给。该填充剂溶液供给源sf经由阀v8与上侧喷嘴ne连接。因此，当控制器9打开阀v8时，从填充剂溶液供给源sf供给的填充剂溶液会从上侧喷嘴ne喷出，当控制器9关闭阀v8时，停止从上侧喷嘴ne喷出填充剂溶液。
图6是表示图1的基板处理系统使用图2和图3的清洗处理单元执行的基板处理方法的一例的流程图。图7是表示根据图6的基板处理方法执行的动作的一例的时序图。图8是示意性表示根据图6的基板处理方法对基板执行的基板处理的情形的侧视图。该流程图由控制器9的控制执行。另外，在图6的流程图的执行期间，从气体供给口334持续地向基板w和盖板35之间供给氮气。
当未处理的基板w由中央机械手cr搬入到清洗处理单元3的旋转夹具31的上表面(步骤s101)时，旋转夹具31吸附并保持该基板w。此外，原来位于离开位置pd的盖板35上升到接近位置pc。接着，旋转夹具31开始旋转，基板w的转速从零加速到转速r4。接着，在盖板35位于接近位置pc的状态下，开始步骤s102的药液处理。
在该药液处理中，在上侧喷嘴nc定位成与基板w的表面中央部相向，基板w以转速r4(例如800rpm)定速旋转的状态下，从上侧喷嘴nc开始向基板w供给dhf(药液)(时刻t1)。然后，在从时刻t1到时刻t2为止的期间持续向基板w的表面wf的中央部供给的dhf，受到因基板w旋转而产生的离心力而扩散到基板w的表面wf的周缘，从而由dhf对基板w的表面wf实施药液处理。
当在时刻t2完成药液处理时，上侧喷嘴nc停止供给dhf，并且开始进行冲洗处理(步骤s103)。在该冲洗处理中，就基板w的转速而言，在从时刻t2到时刻t3的期间以转速r4恒定地维持之后，经过从时刻t3到时刻t4为止的期间，从转速r4减小到转速r1。此处，转速r1是小于能够维持下面那样形成的浸泡状的冲洗液的液膜的转速且大于零以上的转速，特别地，在本实施方式中转速r1设定为零。此外，上侧喷嘴nc在与基板w的表面wf的中央部相向的状态下，在从时刻t2到时刻t4的期间，持续地向基板w的表面wf供给冲洗液。
由于在从时刻t2到时刻t3的期间，基板w以比较快的转速r4旋转，因此向基板w的表面wf的中央部供给的冲洗液，受到离心力而快速地扩散到基板w的表面wf的周缘，从该周缘飞散。此外，在之前的药液处理中向基板w的表面wf供给的dhf，被置换成冲洗液。另一方面，随着经由从时刻t3到时刻t4的期间使基板w的转速减小，使形成于基板w的表面wf的冲洗液的液膜的厚度增加。
通过进行这样的清洗处理(＝药液处理+冲洗处理)，基板w的表面wf在由dhf清洗之后，被冲洗液的液膜覆盖。另一方面，在清洗处理的执行过程中，基板w的背面wb被位于接近位置pc的盖板35覆盖，从而抑制dhf或冲洗液附着到基板w的背面wb。特别地，与清洗处理并行地，持续地向基板w的背面wb和盖板35的上表面之间供给氮气，因此在基板w的下面侧生成：从基板w的旋转中心朝向基板w的周缘流动的氮气的气流。这样，能够利用氮气的气流更可靠地抑制：dhf或冲洗液从基板w的表面wf绕到背面wb。
当在时刻t4完成冲洗处理时，开始执行浸泡(パドル)处理(步骤s104)。即，在时刻t4基板w的转速成为转速r1、即、零时，控制器9基于构成旋转驱动部34的马达的编码器的输出，控制旋转夹具31停止的旋转位置。由此，在旋转夹具31的卡合突起333与盖板35的卡合孔352在铅垂方向z上相向的旋转位置，使旋转夹具31停止。当这样停止基板w的旋转时，盖板35从接近位置pc向离开位置pd下降来与旋转夹具31卡合。
直到成为时刻t5为止，上侧喷嘴nc在完成冲洗处理后也持续地向基板w的表面wf供给冲洗液，执行浸泡处理。该浸泡处理中的冲洗液的供给速度是与冲洗处理的冲洗液的供给速度相同的供给速度。而且，当成为时刻t5时，上侧喷嘴nc停止供给冲洗液。即，在浸泡处理中，经由从时刻t4到时刻t5的期间，向转速从转速r4减小的基板w的表面wf持续地供给冲洗液。这样如图8中的(a)栏所示，利用由大量的冲洗液形成的浸泡状的液膜l1覆盖基板w的表面wf，由此，能够抑制图案wp受到伴随冲洗液的蒸发产生的表面张力而倒塌。特别地，在本实施方式中，在使基板w停止旋转的状态下执行浸泡处理，因此将基板w的表面wf的整个面保持于充分润湿的状态，从而更可靠地抑制图案wp倒塌。
当在时刻t5完成浸泡处理时，停止从上侧喷嘴nc供给冲洗液，之后使上侧喷嘴nc从基板w的表面中央部的上方退避。此外，与此同时执行积液处理(步骤s105)。即，在将基板w的转速维持在转速r1的状态下，在时刻t5，上侧喷嘴nd替换上侧喷嘴nc，来移动并定位到基板w的表面中央部的上方。此外，如图8中的(b)栏所示，ipa作为本发明的“有机溶剂”的一例，从定位后的上侧喷嘴nd向基板w的表面wf的中央部供给。由此，在冲洗液的液膜l1的中央部形成ipa的积液l2。在该实施方式中，该积液处理持续到时刻t6，使积液l2成长为规定尺寸。
当在时刻t6完成积液处理时，旋转夹具31开始旋转，将步骤s106的置换处理和步骤s107的填充剂涂敷处理，按照该顺序执行。此外，在这些置换处理和填充剂涂敷处理的执行过程中，由于盖板35与旋转夹具31卡合，因此盖板35也伴随着基板w的旋转而旋转。
在置换处理(步骤s106)中，在持续从上侧喷嘴nd供给ipa状态下，在从时刻t6到时刻t7的期间使基板w的转速从零(转速r1)加速到转速r2后，直到时刻t8为止维持转速r2。转速r2高于转速r1，是能够使存在于基板w的表面wf上的液体(冲洗液、ipa)从基板w的表面wf的周缘飞散的转速，特别地，在本实施方式中，转速r2小于转速r4，例如设定为300rpm。这样持续供给到基板w的表面wf的中央部的ipa，一边受到离心力而扩散到基板w的表面wf的周缘，一边从基板w的表面wf去除冲洗液。另外，在本实施方式中，执行积液处理(步骤s105)和置换处理(步骤s106)中的每个单位时间的ipa的供给量是恒定的。
此处，当关注存在于基板w的表面wf上的ipa的液量时，在从时刻t5到时刻t6的积液处理的期间，在基板的转速为零(转速r1)的状态下，以恒定的供给速度向表面wf供给ipa。此时，不产生离心力，因此图7所示，供给的ipa以较快的速度蓄积在表面wf上，使ipa的积液扩大到周缘部。从时刻t7(在基板的表面wf的整个区域ipa的浓度大体相同的时刻)起，使基板以转速r2旋转。
在时刻t7，从表面wf飞散的混合液的飞散量临时增加，因此表面wf上的ipa的量减少。然后，在从时刻t7到时刻t8的期间，ipa的供给速度和从表面wf飞散的混合液的减少速度均衡，表面wf维持蓄积有恒定量的ipa的状态。
通过以这样的供给量分布供给ipa，能够一边防止所谓的断液，一边如图8的(c)栏所示，将覆盖基板w的表面wf的冲洗液置换成ipa的液膜l3。即，由于在基板w开始旋转的时刻、即、时刻t6已经形成有积液l2，因此在置换处理中不会产生：气体相进入冲洗液和ipa(有机溶剂)之间的界面的所谓的断液。因此，能够可靠地防止气泡混入：在基板w的表面wf形成的多个图案wp之间、即、凹部wc，结果，不卷入气泡而用ipa充满凹部wc。
当在时刻t8完成置换处理时，在停止从上侧喷嘴nd供给ipa后，使上侧喷嘴nd从基板w的中央部的上方退避。此外，与此同时执行填充剂涂敷处理(步骤s107)。在该填充剂涂敷处理中，上侧喷嘴ne替换上侧喷嘴nd，来定位于基板w的表面中央部的上方，并且在从时刻t8到时刻t9的期间使基板w的转速急速地从转速r2加速到转速r5后，直到时刻t10为止维持转速r5。此处，转速r5是大于转速r2的转速，特别地，在本实施方式中，转速r5设定为转速r4以上(例如1500rpm～2000rpm)。此外，经由从时刻t8到时刻t10的期间，与基板w的表面中央部相向的上侧喷嘴ne向基板w的表面wf供给填充剂溶液。另外，就填充剂溶液的供给而言，通过使上侧喷嘴ne每次喷出1喷射量(shot)的填充剂溶液来执行。这样，向基板w的表面wf的中心供给的填充剂溶液，受到离心力而在ipa的液膜l3上扩散。结果，如图8的(d)栏所示，在基板w的表面wf，在ipa的液膜l3上层叠填充剂溶液的液膜l4。
即，在该实施方式中，与执行置换处理和填充剂涂敷处理并行地，使盖板35以高速旋转。就该盖板35的高速旋转而言，是为了借助离心力将在浸泡处理时从基板w下落到盖板35的冲洗液从盖板35去除而执行的。
当在时刻t10完成填充剂涂敷时，上侧喷嘴ne停止供给填充剂溶液，并且上侧喷嘴ne从基板w的表面中央部的上方退避。此外，与此同时地开始执行旋转去除(spinoff)一处理(步骤s108)。在该旋转去除一处理中，在经由从时刻t10到时刻t11的期间将基板w的转速维持为转速r5后，经过从时刻t11到时刻t12使基板w的转速减速到转速r1(在该实施方式中为零)。由此，如图8中的(e)栏所示，从基板w的表面wf去除多余的填充剂溶液，从而将填充剂溶液的液膜l4的厚度调整为期望的厚度。此时，控制器9基于构成旋转驱动部34的马达的编码器的输出，控制旋转夹具31停止的旋转位置。由此，在盖板35的周缘孔353与喷嘴单元36在铅垂方向z上相向的旋转位置，使旋转夹具31停止。这样，当基板w和盖板35停止旋转时，随着使喷嘴单元36开始上升，使盖板35从离开位置pd上升到接近位置pc。
当在时刻t12完成旋转去除一处理时，开始执行填充剂下沉处理(步骤s109)。即，在从基板w和盖板35的转速成为转速r1，在本实施方式中成为零之后，等待经过规定时间。在该规定时间的待机期间，层叠在ipa的液膜l3上的填充剂溶液下沉，另一方面ipa上浮。结果，如图8中的(f)栏所示，形成于基板w的表面wf的图案wp被填充剂溶液的液膜l4覆盖，在相邻的图案wp之间、即、凹部wc填充有填充剂溶液。
当在时刻t13完成填充剂下沉处理时，使基板w开始旋转，使基板w的转速从零加速到转速r4。然后，通过到时刻t14为止的规定时间使基板w以转速r4定速旋转，执行将ipa和多余的填充剂溶液从基板w的表面wf去除的旋转去除二处理(步骤s110)。结果，如图8的(g)栏所示，由具有与图案wp的高度相同程度的厚度的填充剂溶液的液膜l5，充满相邻的图案wp之间、即、凹部wc。
当在时刻t14完成旋转去除二处理时，执行边缘冲洗处理(步骤s111)。在该边缘冲洗处理中，基板w的转速从转速r4减小到转速r3后，维持于转速r3。然后，向以转速r3定速旋转的基板w的背面wb，从下侧喷嘴na和下侧喷嘴nb喷出处理液。具体来说，下侧喷嘴na向基板w的背面wb的周缘喷出ipa(有机溶剂)。由此，去除在涂敷填充剂溶液时附着到基板w的背面wb的周缘的填充剂溶液。此外，下侧喷嘴nb向基板w的背面wb的周缘附近喷出冲洗液。这样喷出的冲洗液，一边借助离心力在基板w的背面wb朝向周缘移动，一边从基板w的背面wb冲洗颗粒等。
当在时刻t15完成边缘冲洗处理时，基板w停止旋转，盖板35下降。另外，此处，执行与上述的旋转夹具31的停止位置的控制相同的控制，下降的盖板35与旋转夹具31卡合。然后，旋转夹具31解除对基板w的吸附，中央机械手cr从清洗处理单元3搬出基板w(步骤s112)。
在以上说明那样的本实施方式中，在即将由ipa执行置换处理之前，在冲洗液的液膜l1的中央部形成ipa的积液l2。因此，在为了开始置换处理而增加基板w的转速的时刻，已存在积液l2，从而能够可靠地防止断液。即，能够不在相邻的图案wp之间、即、凹部wc卷入气泡的情况下，在凹部wc充满ipa。结果，能够通过之后在清洗处理单元3内进行的一系列的处理(步骤s107～s110)，在图案的凹部wc良好地填充填充剂。此外，能够防止：在通过热处理单元4进行的干燥处理或通过填充剂去除装置(省略图示)进行的聚合物去除处理中，气泡破裂而残留气泡痕，或者聚合物的一部分成为颗粒等不良情况。
这样在本实施方式中，基板w的表面wf相当于本发明的“图案形成面”。此外，冲洗处理(步骤s103)、浸泡处理(步骤s104)、积液处理(步骤s105)、置换处理(步骤s106)、填充剂涂敷处理(步骤s107)和填充剂下沉处理(步骤s109)分别相当于本发明的“冲洗工序”、“液膜形成工序”、“积液形成工序”、“置换工序、“涂敷工序”和“填充工序”的一例。此外，转速r4、r1分别相当于本发明的“第一转速”和“第二转速”的一例。此外，旋转夹具31、旋转驱动部34和控制器9分别相当于本发明的“保持部”、“旋转部”和“控制部”的一例。此外，冲洗液供给源sr和上侧喷嘴nc作为本发明的“冲洗液供给部”发挥功能，溶剂供给源ss和上侧喷嘴nd作为本发明的“有机溶剂供给部”发挥功能，填充剂溶液供给源sf和上侧喷嘴ne作为本发明的“填充剂溶液供给部”发挥功能。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离该宗旨的范围内能够进行上述以外的各种变更。例如对于在冲洗液的液膜l1形成的积液l2的尺寸，能够通过变更积液处理(步骤s105)的时刻t6或ipa供给量等来进行调整。特别地，从更可靠地防止产生断液的角度出发，例如图9所示，优选将增加基板w的转速的时刻从时刻t6推迟到时刻t6’，并且增加ipa供给量(第二实施方式)。
此外，在上述实施方式中，执行由旋转去除二处理从基板w的表面wf去除ipa和多余的填充剂溶液的、所谓的完成工序，但是在该完成工序中，也可以将旋转去除二处理与气化辅助处理(气体供给工序)、环境气体去除处理(清洗液供给工序)一起执行(第三实施方式)。以下，参照图10至图12说明本发明的第三实施方式。
图10是表示本发明的基板处理装置的第三实施方式的清洗处理单元的结构的图。该清洗处理单元3与第一实施方式的清洗处理单元3(图2、图3)大的不同点在于，设置有向基板w的表面wf供给非活性气体的上侧喷嘴ng，设置有向基板w的背面wb(与图案形成面一侧相反的一侧的基板w的主面)的中央部供给清洗液的清洗液供给部310，其他结构基本与第一实施方式的清洗处理单元3相同。因此，以下对于相同结构标注相同的附图标记并省略说明，并对不同点进行详细说明。
在第三实施方式中，在上侧喷嘴nc、nd、ne的基础上，还设置有上侧喷嘴ng，并且针对上侧喷嘴ng设置有喷嘴驱动部39(参照图2)。而且，喷嘴驱动部39接受来自控制器9的指令进行动作，从而使上侧喷嘴ng在气体供给位置和待机位置之间移动。气体供给位置是指，从基板w的表面wf的中央部向上方离开的位置，待机位置是指，从罩38离开的位置。
如图10所示，上侧喷嘴ng经由阀v9与非活性气体供给源sg连接。因此，当控制器9打开阀v9时，从非活性气体供给源sg向由旋转夹具31保持的基板w的表面wf的中央部供给非活性气体。由此，非活性气体沿着基板w的表面wf从基板w的中心向朝向周缘的方向流动(参照后面说明的图12中的(b)栏中的虚线箭头)。另一方面，当控制器9关闭阀v9时，停止从非活性气体供给源sg供给气体。
此外，在清洗液供给部310中，如图10所示，在旋转轴33的圆筒部332的上部打开的清洗液供给口311，经由阀v10与清洗液供给源sw连接。因此，当控制器9打开阀v10时，从清洗液供给口311向由旋转夹具31保持的基板w的背面wb的中央部供给清洗液(例如diw、碳酸水、臭氧水或含氢水等纯水、ipa等有机溶剂等)。这样供给的清洗液沿着基板w的背面wb从基板w的中心向朝向周缘的方向流动后，由罩38收集。另一方面，当控制器9关闭阀v10时，停止从清洗液供给源sw供给清洗液。
在这样构成的清洗处理单元3，也与第一实施方式同样地，执行图6所示的基板处理方法。但是，在第三实施方式中，如图11和图12所示，与旋转去除二处理并行地，执行气化辅助处理和环境气体去除处理。另外，其他处理与第一实施方式相同。
图11是表示由图10所示的清洗处理单元执行的基板处理动作的一例的时序图。此外，图12是示意性表示由图10所示的清洗处理单元执行的旋转去除二处理、气化辅助处理和环境气体去除处理的情形的侧视图。在该第三实施方式，与第一实施方式同样地，执行步骤s101～s109的一系列的处理，如图12的(a)栏所示，在基板w的表面wf形成的图案wp被填充剂溶液的液膜l4覆盖，相邻的图案wp之间、即、凹部wc被填充剂溶液填充。
此处，也可以与第一实施方式同样地仅进行旋转去除二处理，但是根据填充剂溶液的特性(粘度、挥发性、表面张力、溶剂和填充剂的溶解性等)不同，有时对于凹部wc的填充剂溶液的填充率在基板w的面内变得不均匀。即，因基板w高速旋转产生的离心力，随着从基板w的中心部朝向周缘部而变大，特别地，在周缘部进入到凹部wc的填充剂溶液，有时借助上述离心力从凹部wc排出。因此，有时使周缘部的填充率下降。当残留这样的填充率不均匀的情况下，例如进行烘焙处理时，因填充剂收缩而作用于凹部wc的应力在周缘部产生偏向。此外，当进行灰化(ashing)处理时，在凹部wc应力作用于中央侧和周缘侧。此处，在基板w的中央部的凹部wc填充率均匀，因此中央侧的应力和周缘侧的应力大体相同。对此，在基板w的周缘部的凹部wc填充率低，因此中央侧的应力大于周缘侧的应力，有时图案wp向外周方向倾斜。这样，为了进一步良好地防止图案倒塌，使基板w的表面wf的面内的填充率进一步均匀变得重要。
因此，在第三实施方式中，在上述那样的旋转去除二处理的基础上，还追加实施气化辅助处理和环境气体去除处理。在第三实施方式中，如图11所示，将旋转去除二处理的转速r4′降低到小于第一实施方式中的转速r4的转速。即，设定成满足以下的不等式，
r1＜r4′＜r4。
因此，能够有效地防止周缘部的填充率大幅度低于中央部。
此外，与旋转去除二处理并行地，控制器9向喷嘴驱动部39提供移动指令，来使上侧喷嘴ng位于气体供给位置，并且打开阀v9向基板w的表面wf的中央部供给非活性气体。由此，如图12的(b)栏所示，非活性气体g沿着基板w的表面wf从基板w的中心向朝向周缘的方向流动。因此，使包含在填充剂溶液的溶剂溶入非活性气体来向基板w的外周侧排出。结果，能够使基板w的面内的干燥程度均匀。
此处，含有溶剂的非活性气体存在于罩38内的环境气体，但是当引进该非活性气体的溶剂附着到基板w时，会成为颗粒。虽然含有溶剂的非活性气体存在于罩38内的环境气体，但是如果能够将其有效地向罩38的外部回收，则不需要接下来说明的环境气体去除处理。但是，为了可靠地防止产生颗粒，在第三实施方式中并行地执行环境气体去除处理。即，控制器9打开阀v10，来向基板w的背面wb的中央部供给清洗液l6。由此，清洗液l6沿着基板w的背面wb从基板w的中心向朝向周缘的方向流动，从而防止引进非活性气体的溶剂附着于基板w的背面wb。此外，上述清洗液l6向基板w的外周飞散来引进溶剂，向罩38的外部排出。这样，能够从罩38的环境气体可靠地去除溶剂，能够可靠地防止溶剂附着到基板w。
如上所述，根据第三实施方式，不仅与第一实施方式同样地，能够可靠地防止凹部wc卷入气泡，而且能够提高基板w的面内的填充剂溶液的填充率的均匀性。结果，能够在凹部进一步良好地填充填充剂。
在该第三实施方式中，对旋转去除二处理同时使用气化辅助处理和环境气体去除处理，但是在能够从罩38内的环境气体可靠地去除含有溶剂的非活性气体的情况下，也可以仅同时使用气化辅助处理。此外，在第三实施方式中，对于在执行旋转去除二处理前实施一系列的处理(步骤s101～s109)的基板处理方法，追加地使用气化辅助处理和环境气体去除处理，但是气化辅助处理和环境气体去除处理的追加使用并不局限于此。即，在图12所示那样的在执行填充剂的下沉处理后，使基板w旋转来从基板w的表面wf去除多余的填充剂溶液的处理的基板处理方法的整体中，也可以仅使用气化辅助处理，或者使用气化辅助处理和环境气体去除处理。
此外，向基板w的背面wb喷出的清洗液的喷出方式并不局限于上述的方式，例如也可以将基板w的背面wb的中央部由真空夹具保持，并且一边从背面扫描喷嘴向背面wb中的中央部以外的区域喷出清洗液，一边使该背面扫描喷嘴进行扫描。
此外，在上述实施方式中，将基板w的转速r1设定为零，但是转速r1的值并不局限于此，只要小于能够维持冲洗液的浸泡状的液膜l1的转速即可，可以是任意的。此外，使浸泡处理(步骤s104)时的转速和积液处理(步骤s105)时的转速一致不是必要条件，例如也可以在将浸泡处理时的转速设定为大于零的值的情况下，将积液处理时的转速设定为小于浸泡处理时的转速，例如设定为零。
此外，作为各种供给源sc、sr、ss、sf、sg、sw，在有能够供给成为对象的处理液和气体的供给设备的情况下，也可以使用该供给设备。
此外，就将固化的填充剂从基板w去除的处理而言，通过与基板处理系统1不同的外部的填充剂去除装置执行。但是，基板处理系统1也可以具备填充剂去除功能。例如也可以在热处理单元4，通过升华去除填充剂。
本发明能够适用于，在形成于基板的图案形成面的图案的凹部填充填充剂之前，执行将向凹部充满有机溶剂为目的的置换处理的基板处理技术整体中。