CN104078326B - 基板处理装置及基板处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及处理基板的基板处理装置及基板处理方法，实现在适当进行基板的清洗的同时抑制基板带电。该装置具有：基板支撑部，支撑水平状态的基板；上部喷嘴，向基板的上表面的中央部喷射作为清洗液的纯水；基板旋转机构，使基板支撑部与基板一起以朝向上下方向的中心轴为中心旋转。在上部喷嘴的底面设置有喷射纯水的多个喷射口。多个喷射口包括：中心喷射口，配置在中央；多个周边喷射口，在中心喷射口的周围以等角度间隔地配置在以中心轴为中心的圆周上。在该装置中，在上部喷嘴设置有多个喷射口，减小从各喷射口喷射的纯水的流量，确保从上部喷嘴向基板的中央部供给的纯水的流量。由此，能够抑制在基板的中央部的带电并适当清洗基板的上表面。
Description
技术领域
本发明涉及处理基板的技术。
背景技术
以往，在半导体基板（以下，简称为“基板”。）的制造工序中，利用多种基板处理装置对基板进行各种处理。例如，通过向在表面上形成有抗蚀剂的图案的基板供给药液，来对基板的表面进行蚀刻等处理。另外，在蚀刻处理结束后，还进行去除基板上的抗蚀剂或者清洗基板的处理。
例如，在日本特开2004－158588号公报中，公开有利用去除液去除附着在基板上的有机物的基板处理装置。在该基板处理装置中，从纯水喷嘴向旋转的基板上供给纯水，从而进行基板的清洗。
但是，公知有以下情况，即，在利用纯水进行的基板的清洗处理中，由于在表面形成有绝缘膜的基板与电阻率大的纯水之间的接触等，而使基板带电。当基板的带电量增大时，可能产生在清洗过程中或清洗后的颗粒的再次附着或由放电导致的配线的损伤等。
作为抑制基板的带电的方法，公知有以下方法：即，利用通过将二氧化碳溶解在纯水中而使电阻率减小的二氧化碳水溶液来清洗基板。但是，当在基板上形成有铜配线时，在利用二氧化碳水溶液进行的清洗中，铜配线可能被二氧化碳水溶液腐蚀。另外，与利用纯水进行的清洗相比，清洗处理所需要的成本增大。
发明内容
本发明涉及用于处理基板的基板处理装置，其目的在于实现在适当地进行基板的清洗的同时抑制基板的带电。
本发明的基板处理装置具有：基板支撑部，支撑水平状态的基板；喷嘴，从多个喷射口向所述基板的上表面的中央部喷射作为清洗液的纯水；基板旋转机构，使所述基板支撑部与所述基板一起以朝向上下方向的中心轴为中心旋转。根据本发明，能够在适当地进行基板的清洗的同时抑制基板的带电。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述多个喷射口包含：中心喷射口，配置在中央；以及多个周边喷射口，以等角度间隔地配置在以所述中心轴为中心的圆周上。
在本发明的其他的优选的实施方式中，所述多个喷射口配置在以所述中心轴为中心的半径小于等于60mm的圆内。
在本发明的其他的优选的实施方式中，所述多个喷射口配置在以所述中心轴为中心且半径小于等于所述基板的半径的40％的圆内。
在本发明的其他的优选的实施方式中，从所述多个喷射口中的每一个喷射口喷射的所述清洗液的流量小于等于每分钟1升。
在本发明的其他的优选的实施方式中，从所述多个喷射口中的至少一个喷射口喷射的所述清洗液的喷射方向与所述中心轴所成的角度大于等于30度。
在本发明的其他的优选的实施方式中，还具有用于形成被密闭的内部空间的密闭空间形成部，在该内部空间中，利用所述清洗液对所述基板进行清洗处理。
在本发明的其他的优选的实施方式中，从所述多个喷射口中的每一个喷射口连续地呈液柱状地喷射所述清洗液。
本发明也用于处理基板的基板处理方法。
上述目的和其他目的、特征、形态以及优点，通过参照附图来进行的本发明的详细说明变得清楚。
附图说明
图1是一个实施方式的基板处理装置的剖视图。
图2是上部喷嘴的仰视图。
图3是示出气液供给部和气液排出部的框图。
图4是示出基板处理装置中的处理的流程的图。
图5和图6是基板处理装置的剖视图。
图7是示出基板的电位的图。
图8是示出比较例的基板处理装置中的纯水的流量与基板的电位之间的关系的图。
图9是示出基板上的纯水的膜厚分布的图。
图10是示出上部喷嘴的其他例子的仰视图。
图11和图12是示出喷射方向的倾斜角与基板的电位之间的关系的图。
附图标记的说明
1：基板处理装置；
9：基板；
12：腔室；
15：基板旋转机构；
91：（基板的）上表面；
120：腔室空间；
121：腔室主体；
122：腔室盖部；
141：基板支撑部；
181：181b：上部喷嘴；
188：喷射口；
188a：中心喷射口；
188b：周边喷射口；
J1：中心轴；
S11～S16：步骤。
具体实施方式
图1是示出本发明的一个实施方式的基板处理装置1的剖视图。基板处理装置1是一种通过向大体圆板状的半导体基板9（以下，简称作“基板9”）供给处理液，来逐个处理基板9的单张式装置。在本实施方式中，在基板处理装置1中，对直径为300mm的大体圆板状的基板9进行处理。在图1中，在基板处理装置1的一部分结构的截面上没有标出剖面线（在其他剖面图中也同样）。
基板处理装置1具有：腔室12、顶板123、腔室开闭机构131、基板保持部14、基板旋转机构15、盛液（接受液体）部16以及罩17。罩17覆盖腔室12的上方和侧方。
腔室12具有腔室主体121和腔室盖部122。腔室12呈以朝向上下方向的中心轴J1为中心的大体圆筒状。腔室主体121具有腔室底部210和腔室侧壁部214。腔室底部210具有：大体圆板状的中央部211、从中央部211的外缘部向下方扩展的大体圆筒状的内侧壁部212、从内侧壁部212的下端向径向外侧扩展的大体圆环板状的环状底部213、从环状底部213的外缘部向上方扩展的大体圆筒状的外侧壁部215以及从外侧壁部215的上端部向径向外侧扩展的大体圆环板状的基部216。
腔室侧壁部214呈以中心轴J1为中心的环状。腔室侧壁部214从基部216的内缘部向上方突出。用于形成腔室侧壁部214的构件如后所述，兼作盛液部16的一部分。在以下的说明中，将由腔室侧壁部214、外侧壁部215、环状底部213、内侧壁部212以及中央部211的外缘部包围的空间称作下部环状空间217。
在基板保持部14的基板支撑部141（后述）上支撑有基板9的情况下，基板9的下表面92与腔室底部210的中央部211的上表面相对置。在以下的说明中，将腔室底部210的中央部211称作“下表面对置部211”。
腔室盖部122呈垂直于中心轴J1的大体圆板状，包括腔室12的上部。腔室盖部122堵塞腔室主体121的上部开口。在图1中，示出腔室盖部122已从腔室主体121离开的状态。在腔室盖部122堵塞腔室主体121的上部开口时，腔室盖部122的外缘部与腔室侧壁部214的上部相接触。
腔室开闭机构131使作为腔室12的可动部的腔室盖部122在上下方向上，相对于作为腔室12的其他部位的腔室主体121移动。腔室开闭机构131是用于升降腔室盖部122的盖部升降机构。在腔室盖部122通过腔室开闭机构131在上下方向上移动时，顶板123也与腔室盖部122一同在上下方向上移动。腔室盖部122与腔室主体121相接触而堵塞上部开口，此外，朝向腔室主体121按压腔室盖部122，由此在腔室12内形成作为密闭的内部空间的腔室空间120（参照图6）。换言之，由腔室盖部122堵塞腔室主体121的上部开口，由此使腔室空间120密闭。腔室盖部122和腔室主体121是形成腔室空间120的密闭空间形成部。
基板保持部14配置在腔室空间120内，使基板9保持在水平状态。即，基板9以形成有微细图案的一个主表面91（以下，称作“上表面91”）朝上且垂直于中心轴J1的状态，被基板保持部14保持。基板保持部14具有：上述基板支撑部141，从下侧支撑基板9的外缘部（即，包含外周缘的外周缘附近的部位）；以及基板按压部142，从上侧按压基板支撑部141所支撑的基板9的外缘部。基板支撑部141呈以中心轴J1为中心的大体圆环状。基板支撑部141具有：以中心轴J1为中心的大体圆环板状的支撑部基座413；以及固定在支撑部基座413的上表面上的多个第一接触部411。基板按压部142具有固定在顶板123的下表面上的多个第二接触部421。多个第二接触部421在周向上的位置，实际上与多个第一接触部411在周向上的位置不同。
顶板123呈垂直于中心轴J1的大体圆板状。顶板123配置在腔室盖部122的下方且基板支撑部141的上方。顶板123在中央处具有开口。当基板9支撑在基板支撑部141上时，基板9的上表面91与垂直于中心轴J1的顶板123的下表面相向。顶板123的直径大于基板9的直径，而且，顶板123的外周缘整周位于比基板9的外周缘更靠向径向外侧的位置。
在图1所示的状态下，顶板123以垂下的方式被腔室盖部122支撑。腔室盖部122的中央部具有大体环状的板保持部222。板保持部222具有：以中心轴J1为中心的大体圆筒状的筒部223、以及以中心轴J1为中心的大体圆板状的凸缘部224。凸缘部224从筒部223的下端向径向内侧扩展。
顶板123具有环状的被保持部237。被保持部237具有：以中心轴J1为中心的大体圆筒状的筒部238、以及以中心轴J1为中心的大体圆板状的凸缘部239。筒部238从顶板123的上面向上扩展。凸缘部239从筒部238的上端向径向外侧扩展。筒部238位于板保持部222的筒部223的径向内侧。凸缘部239位于板保持部222的凸缘部224的上方，而且在上下方向上与凸缘部224相对置。被保持部237的凸缘部239的下表面与板保持部222的凸缘部224的上表面相接触，由此，顶板123以从腔室盖部122垂下的方式安装在腔室盖部122上。
在顶板123的外缘部的下表面沿着周向排列有多个第一卡合部241，在支撑部基座413的上表面沿着周向排列有多个第二卡合部242。实际上，第一卡合部241和第二卡合部242在周向上，位于与基板支撑部141的多个第一接触部411及基板按压部142的多个第二接触部421不同的位置。优选设置3组以上的第一卡合部241和第二卡合部242，在本实施方式中，这些卡合部设置有4组。在第一卡合部241的下部，设置有朝向上方凹入的凹部。第二卡合部242从支撑部基座413向上突出。
基板旋转机构15是所谓的中空马达。基板旋转机构15具有以中心轴J1为中心的环状的定子部151和环状的转子部152。转子部152包含大体圆环状的永久磁铁。永久磁铁的表面由PTFE（Polytetrafluoroethene：聚四氟乙烯）树脂成型。转子部152在在腔室12内配置在下部环状空间217内。在转子部152的上部，经由连接部件安装有基板支撑部141的支撑部基座413。支撑部基座413配置在转子部152的上方。
定子部151在腔室12外，配置在转子部152的周围，即径向外侧。在本实施方式中，定子部151固定在腔室底部210的外侧壁部215及基部216上，位于盛液部16的下方。定子部151包括在以中心轴J1为中心的周向上排列的多个线圈。
通过向定子部151供给电流，在定子部151和转子部152之间产生以中心轴J1为中心的旋转力。由此，转子部152以中心轴J1为中心以水平状态旋转。借助在定子部151和转子部152之间作用的磁力，转子部152在腔室12内不与腔室12直接或间接接触，而悬浮在腔室12内，使基板9以中心轴J1为中心与基板支撑部141一同在悬浮状态下旋转。
盛液部16具有：防溅（cup）部161、防溅部移动机构162以及防溅对置部163。防溅部161呈以中心轴J1为中心的环状，在整周上位于腔室12的径向外侧。防溅部移动机构162使防溅部161在上下方向上移动。防溅部移动机构162配置在防溅部161的径向外侧。防溅部移动机构162在周向上位于与上述腔室开闭机构131不同的位置。防溅对置部163位于防溅部161的下方，在上下方向上与防溅部161相对置。防溅对置部163是形成腔室侧壁部214的部件的一部分。防溅对置部163具有位于腔室侧壁部214的径向外侧的环状的盛液凹部165。
防溅部161具有：侧壁部611、上面部612以及波纹管（Bellows）617。侧壁部611呈以中心轴J1为中心的大体圆筒状。上面部612呈以中心轴J1为中心的大体圆环板状，从侧壁部611的上端部向径向内侧及径向外侧扩展。侧壁部611的下部位于防溅对置部163的盛液凹部165内。
波纹管617呈以中心轴J1为中心的大体圆筒状，能够在上下方向上伸缩。波纹管617在侧壁部611的径向外侧，在整周上设置在侧壁部611的周围。波纹管617由使气体及液体无法通过的材料形成。波纹管617的上端部在整周上与上面部612的外缘部的下表面相连接。换言之，波纹管617的上端部经由上面部612与侧壁部611间接连接。波纹管617与上面部612之间的连接部被密封，防止气体和液体通过。波纹管617的下端部经由防溅对置部163与腔室主体121间接连接。波纹管617的下端部和防溅对置部163之间的连接部也防止气体和液体通过。
在腔室盖部122的中央处安装有以中心轴J1为中心的大体圆柱状的上部喷嘴181。上部喷嘴181以与基板9的上表面91的中央部相对置的方式固定在腔室盖部122上。上部喷嘴181能够插入到顶板123的中央处的开口中。在腔室底部210的下表面对置部211的中央处安装有下部喷嘴182。下部喷嘴182在中央处具有喷液口，与基板9的下表面92的中央部相对置。在下表面对置部211还安装有多个加热气体供给喷嘴180a。多个加热气体供给喷嘴180a例如以等角度间隔地配置在以中心轴J1为中心的周向上。
图2是上部喷嘴181的仰视图。上部喷嘴181的底面181a呈以中心轴J1为中心的大体圆形。在底面181a上设置有用于喷射液体的多个喷射口188。多个喷射口188包含配置在底面181a的中央（即，大约中心轴J1上）的中心喷射口188a和配置在中心喷射口188a的周围的多个周边喷射口188b。多个周边喷射口188b以等角度间隔地配置在以中心轴J1为中心的一个圆周上。
在图2所示的例子中，两个周边喷射口188b以180度间隔地配置在以中心轴J1为中心的周向上。换言之，两个周边喷射口188b配置在隔着中心轴J1而相互对置的位置上。另外，多个喷射口188优选配置在以中心轴J1为中心的半径小于等于60mm的圆内，即，配置在以中心轴J1为中心且半径小于等于基板9的半径的40％的圆内。各喷射口188的直径为大约4mm，中心喷射口188a与各周边喷射口188b的中心之间的距离（即，喷射口的中心之间的径向距离）为大约30mm。
图3是示出基板处理装置1所具有的气液供给部18和气液排出部19的框图。气液供给部18除了包括上述的上部喷嘴181、下部喷嘴182以及加热气体供给喷嘴180a之外，还具有药液供给部183、纯水供给部184、IPA供给部185以及加热气体供给部187。
药液供给部183经由阀与上部喷嘴181连接。纯水供给部184和IPA供给部185分别经由阀与上部喷嘴181连接。下部喷嘴182经由阀与纯水供给部184连接。多个加热气体供给喷嘴180a经由阀与加热气体供给部187连接。
与盛液部16的盛液凹部165连接的第一排出路191与气液分离部193连接。气液分离部193分别经由阀与外侧排气部194、药液回收部195以及排液部196连接。与腔室12的腔室底部210连接的第二排出路192与气液分离部197连接。气液分离部197分别经由阀与内侧排气部198和排液部199连接。气液供给部18和气液排出部19的各结构由控制部10控制。腔室开闭机构131、基板旋转机构15以及防溅部移动机构162（参照图1）也由控制部10控制。
从药液供给部183供给到上部喷嘴181的药液从上部喷嘴181的中心喷射口188a（参照图2）向基板9的上表面91的中央部喷射。从药液供给部183经由上部喷嘴181供给到基板9的药液是例如利用化学反应来处理基板的处理液，是氟酸或四甲基氢氧化铵水溶液等蚀刻液。
纯水供给部184经由上部喷嘴181和下部喷嘴182向基板9供给纯水（DIW：Deionized Water（去离子水））。从纯水供给部184供给到上部喷嘴181的纯水，从上部喷嘴181的多个喷射口188（即，中心喷射口188a和周边喷射口188b）朝向基板9的上表面91的中央部并向与上表面91大体垂直的喷射方向喷射。从纯水供给部184供给到下部喷嘴182的纯水从下部喷嘴182的喷射口向基板9的下表面92的中央部喷射。
从IPA供给部185供给至上部喷嘴181的异丙醇（IPA）从上部喷嘴181的中心喷射口188a向基板9的上表面91的中央部喷射。在基板处理装置1中，也可以设置有用于供给除了上述处理液（上述药液、纯水以及IPA）以外的处理液的处理液供给部。
加热气体供给部187经由多个加热气体供给喷嘴180a向基板9的下表面92供给已加热的气体（例如，高温非活性气体）。在本实施方式中，在加热气体供给部187中使用的气体为氮气（N2），但是也可以是氮气以外的气体。此外，在利用已在加热气体供给部187中加热好的非活性气体的情况下，可简化或不设置基板处理装置1中的防爆措施。
图4是示出基板处理装置1中的基板9的处理的流程的图。在基板处理装置1中，如图1所示，在腔室盖部122远离腔室主体121而位于上方且防溅部161远离腔室盖部122而位于下方的状态下，基板9由外部搬送机构搬入至腔室12内，而被基板支撑部141从下侧支撑（步骤S11）。下面，将图1所示的腔室12及防溅部161的状态称作“打开状态”。腔室盖部122和腔室侧壁部214之间的开口呈以中心轴J1为中心的环状，以下，称之为“环状开口81”。在基板处理装置1中，通过使腔室盖部122远离腔室主体121，在基板9的周围（即，径向外侧）形成环状开口81。在步骤S11中，经由环状开口81搬入基板9。
当搬入了基板9时，防溅部161从图1所示的位置上升至图5所示的位置，从而在整周上位于环状开口81的径向外侧。在以下的说明中，将图5所示的腔室12和防溅部161的状态称作“第一密闭状态”。另外，将图5所示的防溅部161的位置称作“盛液位置”，将图1所示的防溅部161的位置称作“退避位置”。防溅部移动机构162使防溅部161在上下方向上在环状开口81的径向外侧的盛液位置与盛液位置下方的退避位置之间移动。
在位于盛液位置的防溅部161中，侧壁部611在径向上与环状开口81相对置。另外，上面部612的内缘部的上表面在整周上与腔室盖部122的外缘部下端的唇形密封件232相接触。在腔室盖部122和防溅部161的上面部612之间，形成有用于防止气体和液体的通过的密封部。由此，形成由腔室主体121、腔室盖部122、防溅部161以及防溅对置部163包围的密闭的内部空间（以下，称作“扩大密闭空间100”）。扩大密闭空间100是通过以下方式形成的一个空间：即，腔室盖部122与腔室主体121之间的腔室空间120与由防溅部161和防溅对置部163所包围的侧方空间160经由环状开口81相连通。
在第一密闭状态下，基板按压部142的多个第二接触部421与基板9的外缘部相接触。在顶板123的下表面和基板支撑部141的支撑部基座413上，设置有在上下方向上相向的多对磁铁（省略图示）。以下，也将各对磁铁称作“磁铁对”。在基板处理装置1中，多个磁铁对在周向上以等角度间隔配置在与第一接触部411、第二接触部421、第一卡合部241以及第二卡合部242不同的位置上。在基板按压部142与基板9相接触的状态下，借助作用于磁铁对之间的磁力（引力），对顶板123施加向下的力。由此，基板按压部142将基板9向基板支撑部141按压。
在基板处理装置1中，借助顶板123的自重以及磁铁对的磁力，基板按压部142将基板9向基板支撑部141按压，由此能够利用基板按压部142和基板支撑部141上下夹持且牢固地保持基板9。
在第一密闭状态下，被保持部237的凸缘部239具有离开到板保持部222的凸缘部224的上方，板保持部222与被保持部237不接触。换言之，板保持部222对顶板123的保持被解除。因此，顶板123从腔室盖部122独立出来，通过基板旋转机构15与基板保持部14和由基板保持部14保持的基板9一同旋转。
另外，在第一密闭状态下，在第一卡合部241下部的凹部内嵌入有第二卡合部242。由此，顶板123在以中心轴J1为中心的周向上与基板支撑部141的支撑部基座413卡合。换言之，第一卡合部241和第二卡合部242是用于限制顶板123相对于基板支撑部141在旋转方向上的相对位置（即，固定在周向上的相对位置）的位置限制构件。在腔室盖部122下降时，由基板旋转机构15控制支撑部基座413的旋转位置，使得第一卡合部241与第二卡合部242嵌合。
接着，通过基板旋转机构15开始使基板9以一定的转速（较低的转速，以下称作“恒定转速”）旋转。接下来，朝向旋转的基板9的下表面92，从多个加热气体供给喷嘴180a喷射已加热的气体，而且外侧排气部194开始排出扩大密闭空间100内的气体。由此，基板9被加热。而且，从上部喷嘴181的中心喷射口188a（参照图2）开始向旋转的基板9的上表面91的中央部供给药液。向基板9的上表面91的药液喷射仅在基板9的中央部进行，而不在中央部以外的部位进行。来自上部喷嘴181的药液连续地呈液柱状地喷射供给至旋转的基板9的上表面91。上表面91上的药液借助基板9的旋转向基板9的外周部扩展，由此整个上表面91被药液覆盖。
在从上部喷嘴181供给药液的过程中，也持续地从加热气体供给喷嘴180a喷射加热气体。由此，一边将基板9加热至大体所希望的温度，一边利用药液对上表面91进行蚀刻。结果，能够提高利用药液对基板9处理的均匀性。由于顶板123的下表面靠近基板9的上表面91，因而对基板9的蚀刻是在顶板123的下表面与基板9的上表面91之间的极其狭窄的空间内进行的。
在扩大密闭空间100中，从旋转的基板9的上表面91飞散的药液经由环状开口81被防溅部161阻挡，导入到盛液凹部165。导入到盛液凹部165的药液经由图3所示的第一排出路191流入气液分离部193。在药液回收部195中，从气液分离部193回收药液，利用过滤器等从药液中去除杂质等之后，进行再利用。
当开始从上部喷嘴181供给药液起经过规定时间（例如，60～120秒）时，则停止从上部喷嘴181供给药液而且停止从加热气体供给喷嘴180a供给加热气体。而且，通过基板旋转机构15，使基板9的转速仅在规定时间（例如，1～3秒）内变得比恒定转速高，由此从基板9去除药液。
接下来，腔室盖部122及防溅部161同步地向下方移动。此外，如图6所示，腔室盖部122的外缘部下端的唇形密封件231与腔室侧壁部214的上部接触，由此环状开口81关闭，从而使腔室空间120以与侧方空间160隔绝的状态密闭。防溅部161与图1同样地位于退避位置。下面，将图6所示的腔室12及防溅部161的状态称作“第二密闭状态”。在第二密闭状态下，基板9直接与腔室12的内壁相向，它们之间不存在其他盛液部。
在第二密闭状态下，也与第一密闭状态同样地，基板按压部142将基板9向基板支撑部141按压，由此能够利用基板按压部142和基板支撑部141上下夹持且牢固地保持基板9。另外，板保持部222对顶板123的保持被解除，由此顶板123从腔室盖部122独立出来，与基板保持部14及基板9一同旋转。
当腔室空间120密闭，则停止利用外侧排气部194（参照图3）排出气体，而且开始利用内侧排气部198排出腔室空间120内的气体。而且，利用纯水供给部184开始向基板9供给纯水（步骤S13）。
来自纯水供给部184的纯水从上部喷嘴181的多个喷射口188（参照图2）连续供给至基板9的上表面91的中央部。另外，来自纯水供给部184的纯水也从下部喷嘴182连续供给至基板9的下表面92的中央部。从上部喷嘴181和下部喷嘴182喷射的纯水作为清洗液供给至基板9。
在本实施方式中，从上部喷嘴181供给至基板9的上表面91的纯水的流量大约为每分钟2升。具体而言，从图2所示的中心喷射口188a喷射的纯水的流量大约为每分钟1升，从各周边喷射口188b喷射的纯水的流量大约为每分钟0.5升。优选将从多个喷射口188中的每个喷射口188喷射的纯水的流量设定在每分钟小于等于1升。
通过图6所示的基板9的旋转，纯水扩散到上表面91及下表面92的外周部，从基板9的外周缘向外侧飞散。从基板9飞散出去的纯水被腔室12的内壁（即，腔室盖部122及腔室侧壁部214的内壁）阻挡，经由图3所示的第二排出路192、气液分离部197以及排液部199而被排出（在后述的对基板9的干燥处理中也同样）。由此，在腔室空间120中，与利用纯水进行的对基板9的清洗处理一同，还实质性地执行对腔室12内的清洗。
当从开始供给纯水起经过规定时间，则停止从纯水供给部184供给纯水。而且，从多个加热气体供给喷嘴180a向基板9的下表面92喷射已加热的气体。由此，基板9被加热。
接着，从上部喷嘴181向基板9的上表面91上供给IPA，在上表面91上将纯水置换成IPA（步骤S14）。当从开始供给IPA起经过规定时间，则停止从IPA供给部185供给IPA。然后，在从加热气体供给喷嘴180a持续喷射加热气体的状态下，使基板9的转速变得足够高于恒定转速。由此，通过从基板9上去除IPA来执行基板9的干燥处理（步骤S15）。当从开始干燥基板9起经过规定时间，则停止旋转基板9。也可以通过内侧排气部198对腔室空间120进行减压，来在低于大气压的减压环境下执行对基板9的干燥处理。
然后，腔室盖部122和顶板123上升，如图1所示，腔室12成为打开状态。在步骤S15中，顶板123与基板支撑部141一同旋转，因此，液体几乎不会残留在顶板123的下表面，在腔室盖部122上升时，液体不会从顶板123滴落到基板9上。利用外部的搬送机构，从腔室12中搬出基板9（步骤S16）。
在由纯水进行的基板的清洗处理中，由于基板与电阻率大的纯水之间的接触等，使基板带电。图7是示出上述基板处理装置1中的清洗处理后的基板9的电位与比较例的基板处理装置中的清洗处理后的基板的电位的图。比较例的基板处理装置具有与图1所示的基板处理装置1大致相同的结构，但是在比较例的基板处理装置的上部喷嘴中，用于喷射纯水的喷射口设置在中心轴上并只设置有一个。图7的纵轴表示基板上的电位的绝对值（以下，简称作“电位”。）。
图7中的位于左侧的三个柱形图93a～93c示出：在图1所示的基板处理装置1中被进行了清洗处理的基板9的中央部的电位、中央部与外缘部之间的中间部的电位以及外缘部的电位。另外，三个柱形图94a～94c示出：在比较例的基板处理装置中，一边从上部喷嘴的上述一个喷射口以每分钟2升的流量喷射纯水一边进行清洗处理后的基板的中央部、中间部以及外缘部的电位。三个柱形图95a～95c示出：在比较例的基板处理装置中，一边从上部喷嘴的喷射口以每分钟1升的流量喷射纯水一边进行清洗处理后的基板的中央部、中间部以及外缘部的电位。三个柱形图96a～96c示出：在比较例的基板处理装置中，一边从上部喷嘴的喷射口以每分钟0.5升的流量喷射纯水一边进行清洗处理后的基板的中央部、中间部以及外缘部的电位。
如图7所示，在图1所示的基板处理装置1中，从上部喷嘴181喷射的纯水所碰撞的基板9的中央部的电位最大，越接近外缘部，电位越小。在比较例的基板处理装置中也相同。另外，在比较例的基板处理装置中，当从上部喷嘴供给至基板的纯水的流量减小时，基板上的电位减小。
在图1所示的基板处理装置1中，如上所述，从上部喷嘴181以每分钟2升的流量向基板9供给纯水，如果只关注来自上部喷嘴181的纯水的每单位时间内的供给量（即，来自上部喷嘴181的纯水的流量），则与图7中的柱形图94a～94c所示的比较例的基板处理装置相同。但是，在基板处理装置1中，上部喷嘴181具有多个喷射口188，从中心喷射口188a以每分钟1升的流量喷射纯水，从各周边喷射口188b以每分钟0.5升的流量喷射纯水。
由此，在基板处理装置1中，即使来自上部喷嘴181的纯水的供给量相同，通过在上部喷嘴181中设置多个喷射口188，减小从各喷射口188喷射的纯水的流量，能够减小基板9上的电位，尤其能够减小基板9的中央部处的电位。尤其通过将从各喷射口188喷射的纯水的流量设定在每分钟1升以下，能够更高效率地抑制基板9的中央部处的带电。
另一方面，当从上部喷嘴供应至基板上的纯水的流量减小时，存在无法充分进行基板的清洗，从而颗粒等残留在清洗后的基板上的情况。这样的基板的清洗不足在远离基板的中心部的中间部和外缘部比较显著，其原因被认为是在基板的中间部和外缘部纯水的膜厚不足。在图1所示的基板处理装置1中，如上所述，通过在上部喷嘴181中设置多个喷射口188，在减小来自各喷射口188的纯水的流量的同时，确保从上部喷嘴181供给至基板9的中央部的纯水的流量。由此，能够在抑制基板9的中央部处的带电的同时适当地进行基板9的上表面91的清洗。
如上所述，在上部喷嘴181中，设置有配置在中央的中心喷射口188a和在以中心轴J1为中心的圆周上等角度间隔地配置的多个周边喷射口188b。伴随着喷射到基板9上的位置靠近基板9的中心，从上部喷嘴181供给到基板9上的纯水在基板9的上表面91上的移动距离增大，对基板9的清洗处理的贡献度提高。在基板处理装置1中，通过从中心喷射口188a向基板9的大体中心喷射纯水，能够提高基板9的清洗效率。另外，通过将多个周边喷射口188b配置在以中心轴J1为中心的径向上的合适位置，能够从这些周边喷射口188b在以中心轴J1为中心的周向上大致均匀地供给纯水。结果，能够提高基板9的上表面91的清洗的均匀性。
图8是示出在上述比较例的基板处理装置中，从上部喷嘴供给至基板的纯水的流量与基板的上表面上的各位置处的电位之间的关系的图。图8的横轴表示基板上的位置，具体而言，表示以基板的中心为0时的基板上的各位置的径向坐标（即，距基板的中心的距离）。图8的纵轴表示基板上的各位置处的电位的绝对值（以下，简称作“电位”。）。线97a～97f分别表示来自上部喷嘴181的纯水的流量为每分钟2.5升、2升、1.5升、1升、0.5升以及0.2升时的电位。
在比较例的基板处理装置中，认为当来自上部喷嘴的纯水的流量小于等于每分钟0.2升时，在基板上不产生大的带电。在图1所示的基板处理装置1中，如上所述，来自中心喷射口188a的纯水的流量为每分钟1升。如在图8中利用线97d所示，当以每分钟1升的流量从一个喷射口喷射纯水时，超过从一个喷射口以每分钟0.2升的流量喷射纯水时的最大电位的区域（以下，称作“超过区域”。）是以基板9的中心为圆心的半径为大约10mm以内的范围。在图1所示的基板处理装置1中，优选中心喷射口188a与各周边喷射口188b的中心之间的距离大于等于20mm，使得由于来自中心喷射口188a的纯水产生的超过区域与由于来自各周边喷射口188b的纯水产生的超过区域不重叠。由此，能够进一步抑制基板9的中央部处的带电。
在基板处理装置1中，为了防止基板9上的配线的腐蚀以及缩短基板9的处理时间，要求缩短利用纯水进行的清洗处理所需要的时间。另一方面，当清洗时间短时，在基板9的中间部或外缘部发生由上述的膜厚不足等导致的清洗不足的可能性增大。
图9是示出基板9上的纯水的膜厚分布的图。图9的横轴表示基板9上的各位置距基板9的中心的距离，纵轴表示基板9上的各位置处的纯水的膜厚。线98a示出以下情况下的膜厚分布，即，在基板处理装置1中，取代图2所示的上部喷嘴181，从图10所示的上部喷嘴181b向基板9的中央部以与基板9的上表面91大致垂直的方式供给纯水。上部喷嘴181b从设置于底面181a的四个喷射口188向基板9的上表面91的中央部喷射纯水。四个喷射口188包含配置在中央的一个中心喷射口188a和以等角度间隔（即，间隔120度）配置在以中心轴J1为中心的圆周上的三个周边喷射口188b。中心喷射口188a与各周边喷射口188b的中心之间的距离为大约20mm。
图9中的线98a是通过利用模拟分析求得从各喷射口188以每分钟0.5升的流量喷射纯水时的膜厚分布而得到的线。在该情况下，从上部喷嘴181b供给至基板9的纯水的流量为每分钟2升。线98b是通过利用模拟分析求得只从中心喷射口188a以每分钟0.5升的流量喷射纯水而不从周边喷射口188b喷射纯水时的膜厚分布而得到的线。
另外，线98d示出了以下情况下的纯水的膜厚分布，即，在基板9的中间部和外缘部，纯水的膜厚变薄，因此可能会发生清洗不足。在图9中，线98b与线98d相交的位置是距离基板9的中心大约60mm的位置。在线98a中，由于来自周边喷射口188b的纯水的影响，在距离基板9的中心大约60mm的位置，纯水的膜厚大于线98d所示的阈值。因此，能够抑制基板9的中间部或外缘部处的清洗不足的产生。
由此，在基板处理装置1中，多个喷射口188配置在以中心轴J1为中心的半径小于等于60mm的圆内，换言之，来自多个喷射口188的纯水在基板9上向以中心轴J1为中心的半径小于等于60mm的圆内喷射，由此，能够防止基板9上的纯水的膜厚小于上述阈值。结果，能够抑制基板9的清洗不足的产生。如果关注喷射口188的位置与基板9的半径之间的关系，通过将多个喷射口188以中心轴J1为中心配置在基板9的半径的40％以下的圆内，如上所述，能够抑制基板9的清洗不足的产生。在基板处理装置1中，取代图10所示的上部喷嘴181b而使用图2所示的上部喷嘴181时也相同。
在上述说明中，从上部喷嘴181、181b的多个喷射口188向基板9的上表面91大体垂直地喷射纯水，但是来自喷射口188的纯水的喷射方向也可以相对于中心轴J1倾斜。图11是示出从一个喷射口向基板9的中心喷射纯水时的基板9的电位分布的图。图11的横轴表示以基板9的中心作为0时的基板9上的各位置的径向坐标。图11的纵轴表示基板9上的各位置处的电位的绝对值（以下，简称作“电位”。）。
线99a～99c分别示出来自上述一个喷射口的纯水的喷射方向相对于中心轴J1的倾斜角（即，喷射方向与中心轴J1所成的角度）为0度、30度、60度时的电位。倾斜角为0度表示喷射方向与中心轴J1相平行，纯水大体垂直于基板9的上表面91地进行喷射的状态。倾斜角30度表示在从喷射口向喷射方向延伸的喷射轴与基板9的上表面91相交的交点处，在上下方向上延伸的法线与该喷射轴所成的角度为30度的状态，即，在上下方向上对喷射轴在基板9的上表面91上进行投影所获得的投影喷射轴与该喷射轴所成的角度为60度的状态。倾斜角60度表示从喷射轴与基板9的上表面91相交的交点向上下方向延伸的法线与该喷射轴所成的角度为60度的状态，即，投影喷射轴与喷射轴所成的角度为30度的状态。
图12是示出上述倾斜角与图11所示的基板9的中心处的电位之间的关系的图。图12的横轴表示倾斜角，纵轴表示在基板9的中心处的电位。如图11和图12所示，通过将倾斜角设定为大于等于30度，能够大幅降低在基板9的中央部处的电位。在基板处理装置1中，优选使来自多个喷射口188中的至少一个喷射口188的纯水的喷射方向与中心轴J1所成的角度大于等于30度。由此，能够进一步抑制在基板9的中央部的带电。
在基板处理装置1中，可进行各种变更。
例如，在上部喷嘴181、181b中，也可以在中心喷射口188a的周围，以等角度间隔地在同一个圆周上配置四个以上的周边喷射口188b。多个周边喷射口188b不是必须配置在同一个圆周上，而且也不是必须等角度间隔地配置。多个周边喷射口188b可以以各种配置设置在中心喷射口188a的周围。也可以在中心喷射口188a的周围只设置一个周边喷射口188b。
另外，在上部喷嘴181、181b中，不是一定要设置中心喷射口188a，多个喷射口188可以配置为适当地分布在上部喷嘴181、181b的底面181a上。在该情况下，优选多个喷射口188配置为大致均匀地分布。
上部喷嘴181、181b不是必须与基板9的上表面91的中央部相向地被固定。上部喷嘴181、181b只要至少能够向上表面91的中央部供给处理液（即，上述的药液、纯水、IPA等）即可，上部喷嘴181、181b也可以具有以下结构：例如，一边在基板9的上方在基板9的中央部与外缘部之间往复移动，一边供给处理液。
在基板处理装置1中，不是必须连续地呈液柱状地喷射来自上部喷嘴181、181b的纯水，也可以例如从上部喷嘴181、181b的各喷射口188向基板9喷射微小的液滴状的纯水。其他处理液（即，上述药液和IPA）也相同。
在基板处理装置1中，也可以设置有向腔室空间120供给气体来进行加压的加压部。在腔室12密闭的第二密闭状态下，对腔室空间120进行加压，由此腔室空间120处于高于大气压的加压环境。此外，加热气体供给部187也可以兼做加压部。
腔室开闭机构131不是必须要使腔室盖部122在上下方向上移动，也可以在腔室盖部122固定的状态下，使腔室主体121在上下方向上移动。腔室12的形状不是必须限定于大体圆筒状，也可以是各种形状。
基板旋转机构15的定子部151和转子部152的形状和结构可进行各种变更。转子部152不是必须要在悬浮状态下旋转，也可以在腔室12内设置以机械方式支撑转子部152的导轨等结构来使转子部152沿该导轨旋转。基板旋转机构15不是必须是中空马达，也可以将轴旋转型的马达用作基板旋转机构15。
在基板处理装置1中，基板9的清洗处理也可以在第一密闭状态下的扩大密闭空间100内进行。扩大密闭空间100也可以通过除防溅部161的上面部612以外的部位（例如，侧壁部611）与腔室盖部122相接触形成。防溅部161的形状可适当变更。基板9的清洗处理并非一定要在密闭空间内进行，而是也可以在开放的空间内进行。
上部喷嘴181、下部喷嘴182以及加热气体供给喷嘴180a的形状并不限定于突出的形状。只要是具有用于喷射处理液的喷射口或用于喷射非活性气体和加热气体的喷射口的部位，都包含在本实施方式的喷嘴的概念中。
在基板处理装置1中，利用从药液供给部183供给的药液，也可以进行除了上述蚀刻处理以外的各种处理，例如，可以进行去除基板上的氧化膜的处理或利用显影液进行的显影等。
基板处理装置1除了用于处理半导体基板以外，还可以用于处理在液晶显示装置、等离子显示器、FED（Field Emission Display：场发射显示器）等显示装置中使用的玻璃基板。或者，基板处理装置1也可以用于处理光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板以及太阳能电池用基板等。
上述实施方式和各变形例的结构只要不相互矛盾就可以适当组合。
详细描述发明来进行说明，但是上述说明只是示例性的，而非限定性的。因此，在不脱离本发明的范围的情况下可以有很多变形或形态。
Claims (24)
1.一种基板处理装置，用于处理基板，其特征在于，具有:
基板支撑部，支撑水平状态的基板；
喷嘴，从多个喷射口向所述基板的上表面的中央部喷射作为清洗液的纯水；
基板旋转机构，使所述基板支撑部与所述基板一起以朝向上下方向的中心轴为中心旋转，
所述多个喷射口配置在以所述中心轴为中心且半径小于等于所述基板的半径的40％的圆内，
所述基板的所述上表面的所述中央部是以所述中心轴为中心且半径小于等于所述基板的半径的40％的圆，
不从所述多个喷射口向所述基板的所述上表面的除了所述中央部之外的区域喷射所述清洗液，
所述基板处理装置除了所述喷嘴以外不具有向所述基板的所述上表面喷射所述清洗液的单元。
2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述多个喷射口包含：
中心喷射口，配置在中央；
多个周边喷射口，以等角度间隔地配置在以所述中心轴为中心的圆周上。
3.如权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述多个喷射口配置在以所述中心轴为中心的半径小于等于60mm的圆内。
4.如权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
从所述多个喷射口中的每一个喷射口喷射的所述清洗液的流量小于等于每分钟1升。
5.如权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
从所述多个喷射口中的至少一个喷射口喷射的所述清洗液的喷射方向与所述中心轴所成的角度大于等于30度。
6.如权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有用于形成被密闭的内部空间的密闭空间形成部，在该内部空间中，利用所述清洗液对所述基板进行清洗处理。
7.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述多个喷射口配置在以所述中心轴为中心的半径小于等于60mm的圆内。
8.如权利要求7所述的基板处理装置，其特征在于，
从所述多个喷射口中的每一个喷射口喷射的所述清洗液的流量小于等于每分钟1升。
9.如权利要求8所述的基板处理装置，其特征在于，
从所述多个喷射口中的至少一个喷射口喷射的所述清洗液的喷射方向与所述中心轴所成的角度大于等于30度。
10.如权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有用于形成被密闭的内部空间的密闭空间形成部，在该内部空间中中，利用所述清洗液对所述基板进行清洗处理。
11.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
从所述多个喷射口中的每一个喷射口喷射的所述清洗液的流量小于等于每分钟1升。
12.如权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，
从所述多个喷射口中的至少一个喷射口喷射的所述清洗液的喷射方向与所述中心轴所成的角度大于等于30度。
13.如权利要求12所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有用于形成被密闭的内部空间的密闭空间形成部，在该内部空间中，利用所述清洗液对所述基板进行清洗处理。
14.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
从所述多个喷射口中的至少一个喷射口喷射的所述清洗液的喷射方向与所述中心轴所成的角度大于等于30度。
15.如权利要求14所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有用于形成被密闭的内部空间的密闭空间形成部，在该内部空间中，利用所述清洗液对所述基板进行清洗处理。
16.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有用于形成被密闭的内部空间的密闭空间形成部，在该内部空间中，利用所述清洗液对所述基板进行清洗处理。
17.如权利要求1至16中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
从所述多个喷射口中的每一个喷射口连续地呈液柱状地喷射所述清洗液。
18.一种基板处理方法，用于处理基板，其特征在于，具有：
(a)工序，支撑水平状态的基板，并使该基板以朝向上下方向的中心轴为中心进行旋转；
(b)工序，从多个喷射口向所述基板的上表面的中央部喷射作为清洗液的纯水，
所述多个喷射口配置在以所述中心轴为中心且半径小于等于所述基板的半径的40％的圆内，
所述基板的所述上表面的所述中央部是以所述中心轴为中心且半径小于等于所述基板的半径的40％的圆，
在所述(b)工序中，从包含所述多个喷射口的任何单元都不向所述基板的所述上表面的除了所述中央部之外的区域喷射所述清洗液。
19.如权利要求18所述的基板处理方法，其特征在于，
所述多个喷射口包含：
中心喷射口，配置在所述中心轴上；
多个周边喷射口，以等角度间隔地配置在以所述中心轴为中心的圆周上。
20.如权利要求18所述的基板处理方法，其特征在于，
所述多个喷射口配置在以所述中心轴为中心的半径小于等于60mm的圆内。
21.如权利要求18所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述(b)工序中，从所述多个喷射口中的每一个喷射口喷射的所述清洗液的流量小于等于每分钟1升。
22.如权利要求18所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述(b)工序中，从所述多个喷射口中的至少一个喷射口喷射的所述清洗液的喷射方向与所述中心轴所成的角度大于等于30度。
23.如权利要求18所述的基板处理方法，其特征在于，
所述(b)工序在被密闭的空间的内部进行。
24.如权利要求18至23中任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述(b)工序中，从所述多个喷射口中的每一个喷射口连续地呈液柱状地喷射所述清洗液。
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