CN104205304B - 基板处理装置以及基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

基板处理装置(1)具有：基板保持单元(5)，其将基板保持为水平姿势；板(8)，其具有水平且平坦的液体保持面(11)，所述液体保持面(11)具有与被所述基板保持单元(5)保持的基板的主面相同或比该主面大的大小，且与所述基板的主面的下方相向；处理液供给单元(20)，其用于向所述液体保持面(5)供给处理液；移动单元(29)，其使所述基板保持单元(5)以及所述板(8)相对移动，来使基板的主面与液体保持面接近或分离；控制单元(50)。控制单元(50)控制所述处理液供给单元(20)以及所述移动单元(29)，执行通过所述处理液供给单元(20)向所述液体保持面(11)供给处理液，在所述液体保持面上形成处理液液膜的处理液液膜形成工序、通过所述移动单元(29)使所述基板的主面与所述液体保持面(11)接近，由此使基板的主面与所述处理液液膜接触的接触工序、在执行所述接触工序后维持处理液与所述基板的主面接触的状态的接触维持工序。

Description

基板处理装置以及基板处理方法
技术领域
本发明涉及利用处理液对基板进行处理的基板处理装置以及基板处理方法。作为处理对象的基板例如包括半导体晶片、液晶显示装置用玻璃基板、等离子显示器用基板、FED(Field Emission Display：场致发射显示器)用基板、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、太阳能电池用基板等。
背景技术
专利文献1公开一种基板处理装置，具有：基板保持部，其将基板保持为水平姿势；板，其具有隔开规定间隔与基板的主面相向的基板相向面。在基板相向面的与基板的主面中心相向的部分形成有用于供给处理液的喷出口。从喷出口向基板的主面与基板相向面之间的空间供给的处理液在该空间内扩散，使该空间成为被液体密封的状态。
根据该结构，能够以小的处理液流量，使处理液遍及基板的整个主面。因此，能够抑制处理液的消耗量，从而能够降低运营成本。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2008-227386号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在专利文献1的结构中，喷出口与基板的主面中心相向，从喷出口喷出的处理液首先与基板的主面中心碰触。因此，如下所述，不能够使处理在面内均匀。
图24是用于说明在使用蚀刻液作为处理液的情况下，在基板的旋转中心(中间)和周端部(边缘)上进行的蚀刻处理的差异的模型图。横轴为距离蚀刻液喷出开始的时间，纵轴为蚀刻量。
若蚀刻液(处理液)向基板的旋转中心供给，则直到该蚀刻液借助离心力而到达基板的周端部为止，存在时间差。因此，开始在周端部进行蚀刻的时间晚于开始在旋转中心进行蚀刻的时间。在延迟时间内，在旋转中心进行了蚀刻量ΔE的蚀刻，该蚀刻量ΔE是中间和边缘之间的蚀刻量的差值。即使使蚀刻液喷出时间变长，也不能消除该差值。
另一方面，本发明人发现，在减少蚀刻液(处理液)的喷出流量(例如0.25升/分钟)来降低蚀刻液的消耗量的情况下，在基板面内的蚀刻的均匀性与基板的转速相关。具体地说，若基板的转速快(例如1000rpm左右)，则如图25所示，基板旋转中心(中间)处的蚀刻量直线与基板周端部(边缘)处的蚀刻量直线不平行。具体地说，旋转中心的蚀刻率大于周端部的蚀刻率。因此，随着蚀刻液喷出时间变长，蚀刻量的差值变大。
这样的问题是通用的问题，即，在基板面内的处理量的差异不仅在使用蚀刻液作为处理液的情况下存在，在使用清洗液或抗蚀剂剥离液等作为处理液的情况下也存在。
因此，本发明的目的在于提供一种能够降低运营成本且能够提高在面内进行的基板处理的均匀性的基板处理装置以及基板处理方法。
用于解决问题的手段
本发明的基板处理装置具有：基板保持单元，其将基板保持为水平姿势；板，其具有水平且平坦的液体保持面，所述液体保持面具有与被所述基板保持单元保持的基板的主面相同或比该主面大的大小，且从下方与所述基板的主面相向；处理液供给单元，其用于向所述液体保持面供给处理液；移动单元，其使所述基板保持单元以及所述板相对移动，来使所述基板的主面与所述液体保持面接近或分离；以及控制单元，其控制所述处理液供给单元以及所述移动单元，执行处理液液膜形成工序、接触工序和接触维持工序，在所述处理液液膜形成工序中，通过所述处理液供给单元向所述液体保持面供给处理液，在所述液体保持面上形成处理液液膜，所述接触工序在所述处理液液膜形成工序之后执行，在所述接触工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面接近，使得所述基板的主面的中央部以及周缘部同时与所述处理液液膜接触从而通过所述处理液同时开始在所述中央部以及所述周缘部进行处理，由此使基板的主面与所述处理液液膜接触，所述接触维持工序在所述接触工序后执行，在所述接触维持工序中，维持处理液与所述基板的主面接触的状态。
根据该结构，在与基板的主面相向的板的液体保持面上形成处理液的液膜，另外，使基板的主面与液体保持面接近，使基板的主面与处理液的液膜接触，由此，基板的主面的整个区域同时与处理液接触。由此，能够在基板主面的整个面(整个区域)上，使处理液的处理实质上同时开始。此后，通过维持该处理液的接触状态，在基板的主面上进行处理液的处理。在基板的主面与处理液接触后，还能够以小流量从处理液供给单元供给处理液，或者停止从处理液供给单元供给处理液，因此，能够在不损害基板主面内的处理均匀性的情况下，抑制处理液的消耗量。由此，能够降低运营成本且提高基板处理的面内均匀性。
在本发明的一实施方式中，在所述液体保持面形成有用于喷出处理液的处理液喷出口，所述处理液供给单元使处理液从所述处理液喷出口喷出。
根据该结构，由于从形成在液体保持面上的处理液喷出口向液体保持面供给处理液，所以能够在不溅起液体的情况下，快速地在液体保持面上形成处理液的液膜。
另外，可以在所述液体保持面上形成用于喷出药液的药液喷出口，此时，所述处理液供给单元可以具有使药液从所述药液喷出口喷出的药液供给单元。另外，可以在所述液体保持面形成用于喷出冲洗液的冲洗液喷出口，此时，所述处理液供给单元可以具有使冲洗液从所述冲洗液喷出口喷出的冲洗液供给单元。
本发明的一实施方式的基板处理装置还具有用于使所述板围绕与所述液体保持面垂直的旋转轴线旋转的板旋转单元。此时所述处理液喷出口可以形成在所述板旋转单元使所述板旋转的旋转轴线上。
另外，优选所述控制单元具有低速旋转控制单元，所述低速旋转控制单元控制所述板旋转单元，与所述接触维持工序并行地使所述板以低转速旋转，所述低转速是能够在所述液体保持面和所述基板的主面之间保持所述处理液的转速。
根据该结构，通过板旋转单元使板低速旋转，能够搅拌处理液。由此，能够消除基板主面内的处理不均，能够进一步提高处理的面内均匀性。
另外，优选所述控制单元具有高速旋转控制单元，所述高速旋转控制单元控制所述板旋转单元，在所述接触维持工序结束后，使所述板以高转速旋转，该高转速是能够从所述液体保持面甩出处理液的转速。
根据该结构，通过板旋转单元使板高速旋转，由此液体保持面上的处理液因板的旋转而被甩出，来从液体保持面除去。由此，能够防止处理液残留在液体保持面上。
另外，优选所述控制单元具有特定单元，该特定单元用于与所述接触工序的执行同步或在所述接触工序执行之前使向所述液体保持面供给处理液的动作停止。
根据该结构，在形成处理液的液膜后，停止向液体保持面供给处理液。另外，与停止供给处理液同步，或在停止供给处理液后，使基板的主面与处理液的液膜接触。由此，能够在不影响对基板的主面的处理的情况下，进一步抑制处理液的消耗量。
可以在所述液体保持面上形成喷出干燥气体的干燥气体喷出口。此时，所述干燥气体喷出口可以形成在所述板旋转单元使所述板旋转的旋转轴线上。
所述基板处理装置可以还具有对所述液体保持面进行加热的加热单元。
根据该结构，能够对供给至液体保持面的处理液加热。由此，能够以被加热的处理液处理基板的主面，因此能够提高处理效率，结果，能够缩短处理时间。由此，能够进一步提高处理的面内均匀性。
所述处理液供给单元可以具有用于向所述液体保持面供给药液的药液供给单元、用于向所述液体保持面供给冲洗液的冲洗液供给单元。此时，所述控制单元可以控制所述药液供给单元、所述冲洗液供给单元以及所述移动单元，执行药液液膜形成工序、药液接触工序、药液接触维持工序、分离工序、冲洗液液膜形成工序、冲洗液接触工序和冲洗液接触维持工序，在所述药液液膜形成工序中，通过所述药液供给单元向所述液体保持面供给药液，在所述液体保持面形成药液液膜，在所述药液接触工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面接近，来使基板的主面与所述药液液膜接触，所述药液接触维持工序在所述药液接触工序后执行，在所述药液接触维持工序中，维持药液与所述基板的主面接触的状态，在所述分离工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面相分离，所述冲洗液液膜形成工序在所述分离工序后执行，在所述冲洗液液膜形成工序中，通过所述冲洗液供给单元向所述液体保持面供给冲洗液，来在所述液体保持面上形成冲洗液液膜，在所述冲洗液接触工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面接近，来使基板的主面与所述冲洗液液膜接触，所述冲洗液接触维持工序在所述冲洗液接触工序后执行，在所述冲洗液接触维持工序中，维持冲洗液与所述基板的主面接触的状态。
根据该结构，在与基板的主面相向的板的液体保持面形成药液的液膜，另一方面，使基板的主面与液体保持面接近，使基板的主面与药液的液膜接触，由此基板的主面的整个区域同时与药液接触。由此，能够使药液的处理在基板主面的整个区域实质上同时开始，因此，能够在不损害在基板主面内的药液处理均匀性的情况下，抑制药液的消耗量。
另外，在与基板的主面相向的板的液体保持面形成冲洗液的液膜，另一方面，使基板的主面与液体保持面接近，使基板的主面与冲洗液的液膜接触，由此，基板的主面的整个区域与冲洗液同时接触。由此，能够抑制冲洗液的消耗量。
由此，在药液处理以及冲洗处理中，能够降低运营成本且提高基板处理的面内均匀性。
另外，所述处理液供给单元可以具有用于向所述液体保持面供给第1药液的第1药液供给单元、用于向所述液体保持面供给第2药液的第2药液供给单元。此时，所述控制单元可以控制所述第1药液供给单元、所述第2药液供给单元以及所述移动单元，执行第1药液液膜形成工序、第1药液接触工序、第1药液接触维持工序、分离工序、第2药液液膜形成工序、第2药液接触工序和第2药液接触维持工序，在所述第1药液液膜形成工序中，通过所述第1药液供给单元向所述液体保持面供给第1药液，在所述液体保持面上形成第1药液液膜，在所述第1药液接触工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面接近，来使基板的主面与所述第1药液液膜接触，所述第1药液接触维持工序在所述第1药液接触工序后执行，在所述第1药液接触维持工序中，维持第1药液与所述基板的主面接触的状态，在所述分离工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面相分离，所述第2药液液膜形成工序在所述分离工序后执行，在所述第2药液液膜形成工序中，通过所述第2药液供给单元向所述液体保持面供给第2药液，来在所述液体保持面上形成第2药液膜，在所述第2药液接触工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面接近，来使基板的主面与所述第2药液液膜接触，所述第2药液接触维持工序在所述第2药液接触工序后执行，在所述第2药液接触维持工序中，维持第2药液与所述基板的主面接触的状态。
根据该结构，在与基板的主面相向的板的液体保持面上形成第1药液的液膜，另一方面，使基板的主面与液体保持面接近，来使基板的主面与第1药液的液膜接触，由此，基板的主面的整个区域同时与第1药液接触。由此，能够使第1药液的处理在基板主面的整个区域实质上同时开始，因此能够在不损害在基板主面内的第1药液处理的均匀性的情况下，抑制第1药液的消耗量。
另外，在与基板的主面相向的板的液体保持面上形成第2药液的液膜，另一方面，使基板的主面与液体保持面接近，来使基板的主面与第2药液的液膜接触，由此基板的主面的整个区域同时与第2药液接触。由此，能够使第2药液处理在基板主面的整个区域实质上同时开始，因此能够在不损害在基板主面内的第2药液处理的均匀性的情况下，抑制第2药液的消耗量。
由此，在第1药液处理以及第2药液处理中，能够降低运营成本且提高基板处理的面内均匀性。
本发明的基板处理方法，在具有将基板保持为水平姿势的基板保持单元的基板处理装置中执行，包括：液膜形成工序，向从下方与所述基板的主面相向的水平且平坦的液体保持面供给处理液，来在所述液体保持面上形成处理液液膜；接触工序，在所述液膜形成工序后执行，在该接触工序中，使所述基板的主面与所述液体保持面接近，使得所述基板的主面的中央部以及周缘部同时与所述处理液液膜接触从而通过所述处理液同时开始在所述中央部以及所述周缘部进行处理，由此使基板的主面与所述处理液液膜接触；以及接触维持工序，在所述接触工序后执行，在该接触维持工序中，维持处理液与所述基板的主面接触的状态。
在该方法中，能够进行与基板处理装置的发明相同的变形。
本发明中的上述的或进一步其它的目的、特征以及效果，通过参照附图如下所述的实施方式的说明而更明确。
附图说明
图1是示意性表示本发明的第1实施方式的基板处理装置的结构的图。
图2是用于说明图1所示的基板处理装置的电结构的框图。
图3是用于说明图1所示的基板处理装置所执行的第1处理例的流程图。
图4A～图4C是用于说明图1所示的基板处理装置所执行的第1处理例的示意图(其1)。
图4D～图4F是用于说明图1所示的基板处理装置所执行的第1处理例的示意图(其2)。
图4G～图4I是用于说明图1所示的基板处理装置所执行的第1处理例的示意图(其3)。
图4J～图4L是用于说明图1所示的基板处理装置所执行的第1处理例的示意图(其4)。
图4M～图4O是用于说明图1所示的基板处理装置所执行的第1处理例的示意图(其5)。
图5是表示形成在晶片的上表面上的处理液的液膜的图。
图6是用于说明第1处理例的变形例的示意图(其1)。
图7是用于说明第1处理例的变形例的示意图(其2)。
图8是用于说明第1处理例的变形例的示意图(其3)。
图9是用于说明图1所示的基板处理装置所执行的第2处理例的流程图。
图10A～图10B是用于说明第2处理例的示意图(其1)。
图10C～图10E是用于说明第2处理例的示意图(其2)。
图11是用于说明图1所示的基板处理装置所执行的第3处理例的流程图。
图12是用于说明图1所示的基板处理装置所执行的第4处理例的流程图。
图13是用于说明图1所示的基板处理装置所执行的第5处理例的流程图。
图14是用于说明图1所示的基板处理装置所执行的第6处理例的流程图。
图15是示意性表示本发明的第2实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。
图16是示意性表示本发明的第3实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。
图17是示意性表示本发明的第4实施方式的基板处理装置的结构的图。
图18是表示在图16所示的下旋转基座的上表面形成有处理液的液膜的状态的剖视图。
图19是示意性表示本发明的第5实施方式的基板处理装置的结构的图。
图20A～图20B是用于说明图19所示的基板处理装置所执行的处理的一个例子的示意图。
图21是表示本发明的第6实施方式的图。
图22是表示本发明的第7实施方式的图。
图23是表示本发明的第8实施方式的图。
图24是用于说明在使用蚀刻液作为处理液的情况下，在基板的旋转中心(中间)和周端部(边缘)上的蚀刻处理量的差异的模型图(基板转速为比较低的速度的情况)。
图25是用于说明在使用蚀刻液作为处理液的情况下，在基板的旋转中心(中间)和周端部(边缘)上的蚀刻处理量的差异的模型图(基板转速为比较高的速度的情况)。
具体实施方式
图1是示意性表示本发明的第1实施方式的基板处理装置1的结构的图。
基板处理装置1是利用处理液(药液(例如，第1药液、第2药液以及第3药液这3种药液)以及冲洗液(去离子水：deionized water))逐个地对作为基板的一个例子的圆形的半导体晶片(以下，仅称为“晶片”)W进行处理的单张式基板处理装置。
基板处理装置1在由隔壁(未图示)划分形成的处理室3内具有：基板下保持机构4，其一边从下方将晶片W保持为水平姿势，一边使晶片W旋转；基板上保持机构(基板保持单元)5，其配置在基板下保持机构4的上方，一边将晶片W保持为水平姿势，一边使晶片W旋转；杯部6，其容置基板下保持机构4。
基板下保持机构4具有：筒状的下旋转轴7，其沿着铅垂方向延伸；圆板状的下旋转基座8，其以水平姿势安装在下旋转轴7的上端；多个(3个以上，例如6个)下夹持构件10，其配置在该下旋转基座8的周缘上。多个下夹持构件10在下旋转基座8的上表面(液体保持面)11的周缘部，隔开适当的间隔，配置在与晶片W的外周形状对应的圆周上。下旋转基座8例如由SiC或玻璃碳纤维等形成。下旋转基座8的上表面11具有大致水平的平坦面，直径比晶片W稍大。即，下旋转基座8的上表面11提供大小与晶片W相同或者比晶片W大的液体保持面。
另外，在下旋转基座8的内部具有用于对下旋转基座8的上表面11加热的加热器40。作为加热器40，例如具有加热电阻式的加热器，加热器40能够将整个上表面11加热为均匀的温度。通过对加热器40通电，加热器40发热，由此均匀地对整个上表面11加热。在下旋转基座8的内部设置有用于对下旋转基座8的温度(上表面11附近的温度)进行检测的温度传感器39。
下夹持构件驱动机构22与多个下夹持构件10连接。下夹持构件驱动机构22能够将多个下夹持构件10引导至夹持位置和开放位置，所述夹持位置是多个下夹持构件10与晶片W的端面抵接来夹持晶片W的位置，开放位置是位于该夹持位置的晶片W的径向外侧的位置。下旋转基座8的上表面11与晶片W的下表面相向，通过多个下夹持构件10夹持晶片W，将晶片W保持在基板下保持机构4上。在晶片W被基板下保持机构4保持的状态下，晶片W的中心位于下旋转轴7的中心轴线上。
下旋转轴7为中空轴，在下旋转轴7的内部穿插有向加热器40(加热单元)供电的供电线(未图示)，并且穿插有下表面供给管12。下表面供给管12与在下旋转基座8的厚度方向上贯通下旋转基座8的中心部的贯通孔13连通。另外，该贯通孔13与在下旋转基座8的上表面11的中心部形成开口的下喷出口(处理液喷出口、药液喷出口、冲洗液喷出口、干燥气体喷出口)14连通。
常温(约25℃)的第1药液、常温的第2药液、常温的第3药液、常温的DIW等冲洗液、干燥气体以及常温的IPA有机溶剂分别经由第1药液下阀(药液供给单元)15、第2药液下阀(药液供给单元)16、第3药液下阀(药液供给单元)17、冲洗液下阀(冲洗液供给单元)18、干燥气体下阀(处理液供给单元)19以及有机溶剂下阀(处理液供给单元)20供给至下表面供给管12。供给至下表面供给管12的第1药液、第2药液、第3药液、冲洗液、干燥气体以及有机溶剂从下喷出口14向上方喷出。此外，在图1中，仅示出了1个下喷出口14，但是下喷出口14可以具有多个喷出口。此时，可以针对处理流体设置喷出口，多个处理流体之间可以共用喷出口。例如，作为液体类的处理流体(第1药液～第3药液、冲洗液以及有机溶剂)可以从一个喷出口喷出，作为气体类的处理流体(干燥气体)可以从其他的喷出口喷出。但是，下喷出口14所包含的所有的喷出口都配置在如下所述的下旋转轴7的中心轴线即下旋转基座8的上表面11的中心或其附近的位置。
另外，包括马达等驱动源的下旋转驱动机构21与下旋转轴7连接。通过从该下旋转驱动机构21向下旋转轴7输入驱动力，使下旋转基座8旋转，由此，使晶片W围绕通过晶片W中心的铅垂方向上的旋转轴线(下旋转轴7的中心轴线)旋转。
基板上保持机构5具有：上旋转轴24，其具有与下旋转轴7公共的旋转轴线(同一直线上的旋转轴线)；圆板状的上旋转基座25，其以水平姿势安装在上旋转轴24的下端；多个(3个以上，例如6个)上夹持构件27，其配置在该上旋转基座25的周缘上。上旋转基座25在下旋转基座8的上方与下旋转基座8相向。多个上夹持构件27在上旋转基座25的下表面26的周缘部，隔开适当的间隔，配置在与晶片W的外周形状对应的圆周上。上旋转基座25的下表面26具有大致水平的朝下的平坦面，直径比晶片W稍大。在晶片W保持在基板上保持机构5上的状态下，晶片W的中心位于上旋转轴24的中心轴线上，即下旋转轴7的中心轴线上。
多个上夹持构件27，以在上旋转基座25配置在后述的接近位置时，与设置在下旋转基座8的上表面11的周缘部上的多个下夹持构件10都不接触的方式，配置为与多个下夹持构件10都不相向。具体地说，通过控制上旋转基座25以及下旋转基座8的相对旋转位置，使多个上夹持构件27与任意一个下夹持构件10都不相向。
上夹持构件驱动机构28与多个上夹持构件27连接。上夹持构件驱动机构28能够将多个上夹持构件27引导至夹持位置和开放位置，所述夹持位置是多个上夹持构件27与晶片W的端面抵接来夹持晶片W的位置，所述开放位置是该夹持位置的晶片W的径向外侧的位置。
一边使上旋转基座25的下表面26与晶片W的上表面相向，一边通过多个上夹持构件27夹持晶片W，由此在基板上保持机构5上保持晶片W。
用于使上旋转基座25升降的上升降驱动机构(移动单元)29与上旋转轴24连接。通过上升降驱动机构29，上旋转基座25在向下旋转基座8的上方分离的分离位置(上旋转基座25的下表面26处于与下旋转基座8的上表面例如相隔15～20mm的上方的位置，后述的图4D等所示的位置)和隔开间隔与被基板下保持机构4保持的晶片W的上表面接近的接近位置(后述的图4C等所示的位置)之间升降。在本实施方式中，基板上保持机构5的接近位置是，使被基板上保持机构5所保持的晶片W的下表面和下旋转基座8的上表面11之间的间隔形成为比在上表面11上形成的第1药液的液膜(药液液膜)51的厚度(例如2mm左右)小的微小间隔(例如1.5mm的程度)的高度位置。
在基板上保持机构5配置在接近位置的状态下，在基板下保持机构4和基板上保持机构5之间交接晶片W。另外，在上旋转基座25配置在搬运位置(后述的图4A等所示的位置)的状态下，在基板上保持机构5和搬运臂AR之间交接晶片W。该基板上保持机构5的搬运位置被设定在，搬运臂AR能够进入基板上保持机构5的上旋转基座25和基板下保持机构4的下旋转基座8之间进行晶片W的交付动作以及获取动作的高度位置。在该实施方式中，搬运位置设定在分离位置的上方，该搬运位置设定在，使处于搬运位置的上旋转基座25的下表面26和下旋转基座8的上表面11之间的间隔为15～20mm那样的高度位置。优选将搬运位置和分离位置设定在尽可能近的位置。此时，能够缩短基板上保持机构5在分离位置和搬运位置之间移动所需要的时间。
针对各个晶片W，上升降驱动机构29使上旋转基座25沿铅垂方向移动。因此，在晶片W被基板上保持机构5保持的状态下，不论基板上保持机构5位于接近位置、分离位置以及搬运位置中的哪个位置，晶片W的中心都位于上旋转轴24的中心轴线上。
另外，包括马达等驱动源的上旋转驱动机构30与上旋转轴24连接。通过从该上旋转驱动机构30向上旋转轴24输入驱动力，使上旋转基座25旋转，由此使晶片W围绕通过晶片W中心的铅垂方向上的旋转轴线(上旋转轴24的中心轴线)旋转。
杯部6具有：筒状的外壁33以及内壁34，其沿铅垂方向延伸；环状的底部35，其在外壁33和内壁34之间将它们的下端连接。外壁33包围下旋转基座8，其上部越朝向上方越细。在底部35连接有用于将积存在底部35的处理液向废液槽(未图示)引导的废液配管37。从下旋转基座8的周缘部飞散的处理液在被外壁33阻挡后，被引导至底部35，从而成为废液。由此，防止处理液向杯部6的周围飞散。
图2是用于说明基板处理装置1的电结构的框图。
基板处理装置1具有包括微型计算机结构的控制单元50。控制单元50控制上升降驱动机构29、上旋转驱动机构30、下旋转驱动机构21、上夹持构件驱动机构28、下夹持构件驱动机构22等的动作。另外，控制单元50控制第1药液下阀15、第2药液下阀16、第3药液下阀17、冲洗液下阀18、干燥气体下阀19、有机溶剂下阀20的开闭动作。
控制单元50按照计算机程序进行动作，由此进行多个功能处理单元的动作。多个功能处理单元包括低速旋转控制单元50a、高速旋转控制单元50b以及处理液供给控制单元50c。在几个处理例中，低速旋转控制单元50a控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8以处理液能够保持在下旋转基座8的上表面11和晶片W的下表面之间的低转速旋转。在几个处理例中，高速旋转控制单元50b控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8以能够使处理液从其上表面甩出的高转速旋转。在几个处理例中，处理液供给控制单元50c控制处理液向晶片W的供给，在处理液与晶片W接触时，停止向下旋转基座8的上表面11供给处理液。
另外，向控制单元50输入来自温度传感器39的检测输出，控制单元50基于来自温度传感器39的检测输出，控制是否向该加热器40通电，以及控制其供给电流。控制单元50使加热器40通电，来使加热器40发热。另外，通过控制单元50控制向加热器40供给的电流，能够通过加热器进行加热使下旋转基座8的上表面11升温至规定的温度。
图3是用于说明基板处理装置1所执行的一个处理例的流程图。图4A～图4O是用于说明基板处理装置1所执行的第1处理例的示意图。第1处理例是利用一种药液和冲洗液的处理例。以将第1药液用作药液的情况为例进行说明。以下参照图1～图5说明第1处理例。
如图4A所示，在进行处理时，通过搬运臂AR向处理室3搬入未处理的晶片W(图3的步骤S1)。在搬入晶片W时，基板上保持机构5配置在搬运位置。搬运臂AR以晶片W的处理对象面(主面)朝向下方的状态，将晶片W交接给基板上保持机构5。在交接晶片W时，驱动基板上保持机构5的上夹持构件驱动机构28，将多个上夹持构件27从开放位置引导至夹持位置，来将晶片W保持在基板上保持机构5上。由此，实现晶片W从搬运臂AR向基板上保持机构5的交接。
另外，如图4A所示，与晶片W的搬入动作并行，控制单元50打开第1药液下阀15。由此，开始从下喷出口14喷出第1药液。此时的从下喷出口14喷出第1药液的喷出流量例如为0.1～1(升/分钟)左右。
另外，控制单元50控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线以规定的第1药液搅拌转速(例如10～100rpm)旋转。
如图4A所示，通过从下喷出口14喷出第1药液，在下旋转基座8的上表面11形成大致圆形的第1药液的液膜51。从下喷出口14喷出的第1药液被后续的第1药液推动而在下旋转基座8的上表面11上向外侧扩展。但是，由于第1药液搅拌转速为比较低的速度，所以作用于上表面11上的第1药液的离心力小，因此从下旋转基座8的周缘排出的第1药液的流量小，大量的第1药液停留在上表面11上。因此，如图4B所示，形成覆盖下旋转基座8的整个上表面11的规定厚度(例如2mm左右)的第1药液的液膜(处理液的液膜)51。由于从形成在上表面11的大致中心的下喷出口14向上表面11供给第1药液，所以液体不会溅起，而能够快速地在整个上表面11上形成第1药液的液膜51。
如图5所示，第1药液的液膜51除了在其周缘部(距离周端面的宽度为W0的范围)形成的弯曲部55之外，具有成为水平平坦面的上表面51A。在此所说的“平坦面”是指，在使晶片W的下表面与液膜51接触时，对晶片W的下表面的中央部和周缘部进行处理的处理开始时间不产生差异的程度的实质平坦面。此外，第1药液搅拌转速是能够通过第1药液的液膜51覆盖下旋转基座8的整个上表面11的速度。
在打开第1药液下阀15经过了预定的液膜形成时间时，控制单元50关闭第1药液下阀15，并且控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8停止旋转。该液膜形成时间被设定为，在打开第1药液下阀15后形成将下旋转基座8的整个上表面11覆盖的第1药液的液膜51所需的足够的时间。
另外，如图4B所示，控制单元50控制上升降驱动机构29，使保持晶片W的基板上保持机构5向接近位置下降。由此，晶片W的下表面与下旋转基座8的上表面11接近。此时，控制单元50通过控制上旋转基座25以及下旋转基座8的相对旋转位置，使多个上夹持构件27与任意一个下夹持构件10都不相向。
如上所述，在基板上保持机构5配置在接近位置的状态下，晶片W的下表面与下旋转基座8的上表面11之间的间隔被设定为比第1药液的液膜51的厚度小。因此，如图4C所示，通过使基板上保持机构5下降至接近位置，能够使晶片W的下表面与形成在上表面11上的第1药液的液膜51的上表面51A(参照图5)接触。
第1药液的液膜51与晶片W同心，且具有比晶片W稍大的直径，而且，晶片W被保持为水平姿势，因此晶片W的整个下表面同时与第1药液的液膜51的上表面51A接触。即，晶片W的整个下表面同时与第1药液接触。在该状态下，在晶片W的下表面与上表面11之间充满第1药液，此后，维持第1药液与晶片W的下表面的接触状态，由此，通过第1药液对晶片W的下表面进行处理(S2：药液处理)。
此外，优选将基板上保持机构5的开始下降时机设定为，在刚形成覆盖整个上表面11的第1药液的液膜51之后(形成结束后，例如5秒钟以内)，晶片W的下表面与第1药液的液膜51的上表面51A接触那样的时机。若第1药液的液膜51形成后长时间暴露在处理室3内的环境中，则处理室3内的环境中含有的空气可能使第1药液的液膜51的表面氧化。通过将基板上保持机构5的开始下降时机设定为这样的时机，能够防止第1药液的液膜51的表面氧化，能够防止第1药液的液膜51含有的第1药液劣化。
在基板上保持机构5到达接近位置时，从基板上保持机构5向基板下保持机构4交接晶片W。在基板上保持机构5配置在接近位置的状态下，上夹持构件27和下夹持构件10的高度大致相等。因此，多个下夹持构件10位于晶片W的周缘的侧方。
具体地说，驱动下夹持构件驱动机构22，将多个下夹持构件10从开放位置引导至夹持位置。另外，驱动上夹持构件驱动机构28，将多个上夹持构件27从夹持位置引导至开放位置。由此，解除基板上保持机构5对晶片W的保持，将晶片W保持在基板下保持机构4上。由此，完成晶片W从基板上保持机构5向基板下保持机构4的交接。此外，基板上保持机构5和基板下保持机构4之间的晶片W的交接动作，在维持第1药液与晶片W的下表面接触的接触状态下进行。由此，能够防止因接触时因液体流动而使晶片W微动或摆动的情况，能够一边防止在周缘部产生空隙，一边可靠地交接晶片W。
接着，如图4D所示，控制单元50控制上升降驱动机构29，使不保持晶片W的基板上保持机构5从接近位置上升至分离位置。
另外，如图4D所示，控制单元50控制下旋转驱动机构21，针对各个晶片W，使下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线以规定的低转速(例如100rpm以下的规定的转速)旋转(作为低速旋转控制单元50a的功能)。由此，能够使上表面11和晶片W的下表面之间夹持的第1药液流动且进行搅拌，从而能够防止在晶片W的下表面的面内产生不均。只要是这样的低转速，即使使晶片W旋转，也几乎不会在晶片W的下表面和上表面11之间的第1药液(第1药液的液膜51)内产生空隙。此外，此时可以向晶片W的下表面和上表面11之间供给第1药液。
在基板下保持机构4接受晶片W后经过了预定的第1药液处理时间时，控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8停止旋转。另外，从基板下保持机构4向基板上保持机构5交接晶片W。在从基板下保持机构4向基板上保持机构5交接晶片W之前，如图4E所示，控制单元50控制上升降驱动机构29，使基板上保持机构5从分离位置下降至接近位置。在基板上保持机构5到达接近位置时，从基板下保持机构4向基板上保持机构5交接晶片W。在该接近位置，多个上夹持构件27位于晶片W的周缘的侧方。
具体地说，驱动上夹持构件驱动机构28，从开放位置向夹持位置引导多个上夹持构件27，并且驱动下夹持构件驱动机构22，从夹持位置向开放位置引导多个下夹持构件10。由此，解除基板下保持机构4对晶片W的保持，晶片W被基板上保持机构5保持。由此，完成晶片W从基板下保持机构4向基板上保持机构5的交接动作。
接着，如图4F所示，控制单元50控制上升降驱动机构29，使接受了晶片W后的基板上保持机构5上升至分离位置。
另外，如图4F所示，控制单元50控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线，以高转速(例如1000rpm以上)旋转(作为高速旋转控制单元50b的功能)。该高转速是能够从下旋转基座8的上表面11甩出第1药液的速度。通过该下旋转基座8的高速旋转，从下旋转基座8的上表面11甩出除去第1药液。
另外，如图4F所示，控制单元50控制上旋转驱动机构30，针对各个晶片W，使配置在分离位置上的上旋转基座25围绕上旋转轴24的中心轴线，以中转速(例如500rpm左右)旋转。该中转速是不能够使第1药液完全从晶片W的下表面甩出，而残留有薄的第1药液的速度。由此，能够防止第1药液凝固附着而成为药液残渣。此外，在第1药液不是形成药液残渣而带来恶劣影响的种类的药液的情况下，可以以高速(例如1000rpm以上)使上旋转基座25旋转，将第1药液从晶片W的下表面完全甩出。因此，由于在第1药液处理之后执行的冲洗处理(图3的步骤S3)开始执行时，在晶片W的下表面没有附着第1药液，所以能够抑制第1药液混入冲洗液。结果，能够提高冲洗处理效率，由此能够缩短冲洗处理时间。
如图4G所示，通过下旋转基座8的高速旋转，下旋转基座8的上表面11的第1药液因下旋转基座8的旋转而被甩出，而从上表面11除去。由此，能够防止在上表面11上残留第1药液。尤其，由于上表面11的整个区域形成为平坦面，所以在甩出第1药液时，第1药液难于残留。因此，在接着第1药液处理执行的冲洗处理中，还能够高效地冲洗上表面11本身。
接着，执行冲洗处理(图3的步骤S3)。
如图4H所示，控制单元50打开冲洗液下阀18。由此，开始从下喷出口14喷出冲洗液。此时的来自下喷出口14的冲洗液的喷出流量例如为0.1～1(升/分钟)左右。
另外，控制单元50控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线，以规定的冲洗液搅拌转速(例如10～100rpm)旋转。
如图4H所示，通过从下喷出口14喷出冲洗液，在下旋转基座8的上表面11形成大致圆形的冲洗液的液膜52。从下喷出口14喷出的冲洗液被后续的冲洗液推动，而在下旋转基座8的上表面11上向外侧扩展。但是，由于冲洗液搅拌转速为比较低的速度，作用于上表面11上的冲洗液的离心力小，所以从下旋转基座8的周缘排出的冲洗液的流量小，大量的冲洗液停留在上表面11上。因此，如图4I所示，形成将下旋转基座8的整个上表面11覆盖的规定厚度(例如2mm左右)的冲洗液的液膜(处理液的液膜)52。由于从形成在上表面11的大致中心的下喷出口14向上表面11供给冲洗液，所以液体不会溅起，而能够快速地使冲洗液的液膜52形成在上表面11的整个区域上。
如图5所示，冲洗液的液膜52除了在其周缘部(距离周缘的宽度为W0的范围)形成的弯曲部55之外，具有成为水平平坦面的上表面52A。在此所说的“平坦面”是在晶片W的下表面与液膜52接触时，对晶片W的下表面的中央部和周缘部进行处理的处理开始时间不产生差异的程度的实质平坦面。此外，冲洗液搅拌转速是能够通过冲洗液的液膜52覆盖下旋转基座8的整个上表面11的速度。
在打开从冲洗液下阀18经过预定的液膜形成时间时，控制单元50关闭冲洗液下阀18，并且控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8停止旋转。该液膜形成时间被设定为，在打开冲洗液下阀18后形成将下旋转基座8的整个上表面11覆盖的冲洗液的液膜52所需的足够的时间。
另外，如图4I所示，控制单元50控制上升降驱动机构29，使保持晶片W的基板上保持机构5向接近位置下降。由此，晶片W的下表面和下旋转基座8的上表面11接近。在基板上保持机构5配置在接近位置的状态下，晶片W的下表面和下旋转基座8的上表面11之间的间隔被设定为比冲洗液的液膜52的厚度小。因此，如图4J所示，通过使基板上保持机构5下降至接近位置，能够使晶片W的下表面与形成在上表面11上的冲洗液的液膜52的上表面52A(参照图5)接触。
冲洗液的液膜52与晶片W同心，其具有比晶片W稍大的直径，而且，晶片W被保持为水平姿势，因此晶片W的整个下表面同时与冲洗液的液膜52的上表面52A接触。即，晶片W的整个下表面同时与冲洗液接触。在该状态下，在晶片W的下表面和上表面11之间充满冲洗液，此后，维持冲洗液与晶片W的下表面的接触状态，由此，通过冲洗液对附着在晶片W的下表面上的第1药液进行冲洗。通过冲洗液的液膜52还能够对下旋转基座8的上表面11本身进行冲洗处理。
在基板上保持机构5到达接近位置时，从基板上保持机构5向基板下保持机构4交接晶片W。一边维持冲洗液与晶片W的下表面的接触状态，一边在基板上保持机构5和基板下保持机构4之间交接晶片W。
接着，如图4K所示，控制单元50控制上升降驱动机构29，使不保持晶片W的基板上保持机构5从接近位置上升至分离位置。
另外，如图4K所示，控制单元50控制下旋转驱动机构21，针对各个晶片W，使下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线以规定的低转速(例如100rpm以下的规定转速)旋转(作为低速旋转控制单元50a的功能)。由此，能够搅拌冲洗液。只要是这样的低转速，即使使晶片W旋转，也几乎不会在晶片W的下表面和上表面11之间的冲洗液(冲洗液的液膜52)内产生空隙。此外，此时可以向晶片W的下表面和上表面11之间供给冲洗液。
在基板下保持机构4接受晶片W后经过预定的冲洗处理时间时，控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8停止旋转。另外，从基板下保持机构4向基板上保持机构5交接晶片W。在从基板下保持机构4向基板上保持机构5交接晶片W之前，如图4L所示，控制单元50控制上升降驱动机构29，使基板上保持机构5从分离位置下降至接近位置。在基板上保持机构5到达接近位置时，从基板下保持机构4向基板上保持机构5交接晶片W。
接着，如图4M所示，控制单元50控制上升降驱动机构29，使接受了晶片后的基板上保持机构5上升至分离位置。
另外如图4M所示，控制单元50控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线以高转速(例如1000rpm以上)旋转(作为高速旋转控制单元50b的功能)。该高转速是能够从下旋转基座8的上表面11甩出冲洗液的速度。如图4N所示，通过下旋转基座8的高速旋转，下旋转基座8的上表面11的冲洗液因下旋转基座8的旋转而被甩出，由此从上表面11除去。由此，能够防止在上表面11上残留冲洗液。尤其，由于上表面11的整个区域形成为平坦面，所以在甩出冲洗液时，冲洗液难于残留。
接着，说明对晶片W的干燥处理。
实施使晶片W以将附着在其下表面上的冲洗液甩出的转速进行旋转的旋转干燥处理(图3的步骤S4。参照图4N)。控制单元50控制上旋转驱动机构30，使配置在分离位置上的上旋转基座25所保持的晶片W以规定的高转速(例如，1000rpm以上)旋转。通过该高速旋转，甩出晶片W的下表面的冲洗液，来从晶片W的下表面完全除去冲洗液。
另外，如图4N所示，与旋转干燥并行，控制单元50打开干燥气体下阀19，从下喷出口14向上方喷出干燥气体。由此，向配置在分离位置的基板上保持机构5所保持的晶片W的下表面吹拂干燥气体。此时的干燥气体的喷出流量例如为100～200(升/分钟)。通过吹拂该干燥气体，能够促进晶片W的下表面干燥。干燥气体可以是作为非活性气体的一个例子的氮气。另外，此时能够代替氮气或与氮气一并将IPA等有机溶剂的蒸气等向晶片W的下表面吹拂，从而能够进一步促进晶片W的下表面干燥。此外，在进行该干燥处理时，不将保持晶片W的基板上保持机构5配置在分离位置，而配置在接近位置的稍上方，可以将基板上保持机构5配置在基板上保持机构5和基板下保持机构4不干涉的位置上。
此外，优选图4M所示的下旋转基座8的高速旋转和图4N所示的旋转干燥并行执行。此时，能够在冲洗处理后立即进行旋转干燥，结果，能够缩短整体的处理时间。
在旋转干燥动作进行了规定时间时，控制单元50控制上旋转驱动机构30，使上旋转基座25以及晶片W停止旋转。此后，控制单元50控制上升降驱动机构29，使上旋转基座25移动至搬运位置。另外，在搬运臂AR能够保持晶片W的状态下，控制单元50控制基板上保持机构5的上夹持构件驱动机构28，将多个上夹持构件27从夹持位置引导至开放位置。由此，解除基板上保持机构5与晶片W之间的卡合，来实现从基板上保持机构5向搬运臂AR交接晶片W的动作。此后，实施了一系列的处理的晶片W被搬运臂AR搬出(图3的步骤S5)。
由此，在第1处理例中，在与晶片W的下表面相向的下旋转基座8的上表面11形成第1药液的液膜51，另外，使晶片W的下表面和上表面11接近，来使晶片W的下表面与第1药液的液膜51接触，从而使晶片W的整个下表面同时与第1药液接触。由此，在晶片W的整个下表面上，能够使药液处理(第1药液处理)实质上同时开始。由于在第1药液与晶片W接触之前，停止从下喷出口14喷出第1药液，所以不损害在晶片W下表面的面内进行的处理的均匀性，能够控制第1药液的消耗量。由于在晶片W的整个下表面，药液处理实质上同时开始，所以能够使晶片W的中央部和周缘部的处理时间均等。
另外，在第1处理例中，在与晶片W的下表面相向的下旋转基座8的上表面11形成冲洗液的液膜52，另外，使晶片W的下表面和上表面11接近，来使晶片W的下表面与冲洗液的液膜52接触，从而使晶片W的整个下表面同时与冲洗液接触。由此，在晶片W的整个下表面，能够使冲洗处理实质上同时开始。由于在冲洗液与晶片W接触之前，停止从下喷出口14喷出冲洗液，所以能够抑制冲洗液的消耗量。由于对晶片W的整个下表面的冲洗动作实质上同时开始，所以能够使晶片W的中央部和周缘部的处理时间均等。
由此，能够在药液处理(第1药液处理)以及冲洗处理中，能够降低运营成本且提高在面内进行的基板处理的均匀性。
图6～图8使用于说明第1处理例的变形例的示意图。
在图6所示的变形例中，不在基板上保持机构5保持晶片W的状态下，而在基板下保持机构4保持晶片W的状态下，从下旋转基座8甩出第1药液(相当于图4F)。具体地说，在晶片W保持在下旋转基座8上的状态，使下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线以高转速(例如1000rpm以上)旋转。在下旋转基座8旋转的同时晶片W也旋转。由此，不仅能够从下旋转基座8的上表面11甩出第1药液，还能够从晶片W的下表面甩出第1药液。
在采用该变形例的情况下，可以在从下旋转基座8甩出第1药液的动作结束后，控制上升降驱动机构29，使基板上保持机构5从分离位置下降至接近位置。另外，可以在从基板下保持机构4向基板上保持机构5交付晶片W后，使接受了晶片W的基板上保持机构5上升至分离位置。
另外，此时能够在基板下保持机构4保持晶片W的状态不变，不需要配置在分离位置，而通过向晶片W的下表面和上表面11之间供给冲洗液，直接转移至冲洗处理。此时，能够在不经过晶片W的升降动作的情况下进行冲洗处理，因此能够缩短处理时间。
在图7所示的变形例中，通过向晶片W的下表面中心部供给从下喷出口14向上方吹拂的冲洗液，进行冲洗处理(相当于图4H、图4I、图4J以及图4K)。向晶片W的下表面供给的冲洗液伴随晶片W的旋转，到达晶片W的下表面并向晶片W的周缘部流动。因此，向晶片W的下表面的中心供给的冲洗液扩展至晶片W的整个下表面。由此，能够通过冲洗液良好地冲洗附着在晶片W的下表面上的第1药液。
在图8所示的变形例中，不在基板上保持机构5保持晶片W的状态下，而在基板下保持机构4保持晶片W的状态下，从下旋转基座8甩出冲洗液(相当于图4M)以及进行旋转干燥(相当于图4N)。具体地说，控制单元50控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线以高转速(例如1000rpm以上)旋转。在下旋转基座8旋转的同时晶片W也旋转。通过该高速旋转，从下旋转基座8的上表面11甩出冲洗液，并且甩出晶片W的下表面的冲洗液。由此，从晶片W的下表面完全除去冲洗液。由此，能够同时从下旋转基座8的上表面11和晶片W的下表面甩出冲洗液。
此时，通过驱动下旋转驱动机构21，使下旋转基座8和晶片W一体旋转。另外，打开干燥气体下阀19，从下喷出口14向下旋转基座8的上表面和晶片W的下表面之间的狭窄空间中供给干燥气体。通过供给干燥气体，在晶片W的下表面和上表面11之间的狭窄空间中产生稳定的干燥气体的气流，因此能够高效地干燥晶片W。由此，能够缩短干燥时间。
另外，在第1药液处理结束后，能够不从下旋转基座8甩出第1药液，而接着从下喷出口14喷出冲洗液。此时，能够将充满晶片W的下表面和上表面11之间的狭窄空间中的第1药液置换为冲洗液。
此外，在第1处理例中，列举了在停止对上表面11供给第1药液后，开始使晶片W的下表面和上表面11接近的例子，但是可以与停止向上表面11供给第1药液同步地开始使晶片W的下表面和上表面11接近。
另外，还可以在形成第1药液的液膜51后，以小流量供给第1药液。此时，通过使下旋转基座8的上表面11旋转，能够向上表面11的整个区域，持续向第1药液的液膜51供给新的第1药液。此时的第1药液的供给流量为小流量即可，因此能够抑制第1药液的消耗量。
另外，在第1处理例中，列举了在停止对上表面11供给冲洗液后，开始使晶片W的下表面和上表面11接近的例子，但是，可以与停止对上表面11供给冲洗液同步地开始使晶片W的下表面和上表面11接近。
另外，还可以在形成冲洗液的液膜52后，以小流量供给冲洗液。此时，通过使下旋转基座8的上表面11旋转，能够向上表面11的整个区域，持续向冲洗液的液膜52供给新的冲洗液。由于此时的冲洗液的供给流量为小流量，因此能够抑制冲洗液的消耗量。
另外，在第1处理例中，与晶片W的搬入动作并行地开始向上表面11供给处理液(药液)，但是可以在晶片W的搬入动作之前，结束向处理液的上表面11供给处理液(药液)。此时，能够在基板上保持机构5保持晶片W后，立即使基板上保持机构5下降至接近位置。由此，能够缩短包括在搬运臂AR和基板上保持机构5之间的晶片W的交接动作在内的整体的处理时间。
接着，说明在基板处理装置1的第1处理例中，以高温的第1药液对晶片W进行第1药液处理的情况。
在该实施方式中，向下表面供给管12供给的处理液(第1药液～第3药液以及冲洗液)都为常温。另外，下旋转基座8的上表面11能够被加热器40加热。因此，能够使从下喷出口14喷出的常温的第1药液在上表面11升温。
控制单元50基于配置在上表面11附近的温度传感器39的检测输出，控制向加热器40供给的电流，由此，使下旋转基座8的上表面11上升至规定的设定温度(常温以上的温度)。在下旋转基座8的上表面11被保持为规定的设定温度的状态下，从下喷出口14喷出常温的第1药液时，从下喷出口14喷出的大量的第1药液停留在上表面11上，形成第1药液的液膜51。另外，通过与下旋转基座8的上表面11之间的热交换，液膜51包含的第1药液也被加热，上升至上表面11的设定温度或接近该设定温度的温度。另外，通过使升温的第1药液与晶片W的下表面接触，对晶片W的下表面实施第1药液处理。此时，由于上表面11的温度在各处均匀，所以第1药液的液膜51的温度也在上表面11上的各处均匀。因此，能够进一步提高第1药液进行的处理的面内均匀性。另外，由于利用高温的处理液对晶片W进行处理，所以能够缩短处理时间。
接着，在基板处理装置的第1处理例中，在通过高温的冲洗液对晶片W实施冲洗处理时，控制单元50基于温度传感器39的检测输出，控制向加热器40供给的电流，由此使下旋转基座8的上表面11上升至规定的设定温度(常温以上的温度)。在下旋转基座8的上表面11保持规定的设定温度的状态下，从下喷出口14喷出常温的冲洗液时，从下喷出口14喷出的大量的冲洗液停留在上表面11上，形成冲洗液的液膜52。另外，由于与下旋转基座8的上表面11之间的热交换，液膜52包含的冲洗液也被加热，上升至上表面11的设定温度或接近该设定温度的温度。另外，通过使升温的冲洗液与晶片W的下表面接触，对晶片W的下表面实施冲洗处理。
图9是用于说明基板处理装置1所执行的第2处理例的流程图。参照图1、图2、图4A以及图9，说明第2处理例。
该第2处理例与图3等所示的第1处理例的不同点在于，设置有步骤S14的有机溶剂置换处理。
在进行第2处理例的处理时，通过搬运臂AR(参照图4A等)，向处理室3搬入未处理的晶片W(图9的步骤S11)。接着，通过使第1药液与晶片W的下表面接触，对晶片W的下表面实施第1药液处理(图9的步骤S12)，此后，通过使冲洗液与晶片W的下表面接触，从晶片W的下表面冲洗掉第1药液(S13：冲洗处理)。在第2处理例中，接着通过接触角比水小的(换而言之，表面张力小)有机溶剂置换附着在晶片W的下表面上的冲洗液(图9的步骤S14)。作为有机溶剂例示了IPA(异丙醇)等。
在通过有机溶剂进行置换后，接着，实施使晶片W以能够甩出附着在其下表面上的有机溶剂的转速旋转的旋转干燥处理(图9的步骤S15)。此后，通过搬运臂AR搬出实施了一系列的处理的晶片W(图9的步骤S16)。步骤S11、S12、S13、S15、S16的处理是分别与图3的步骤S1、S2、S3、S4、S5相同的处理。
图10A～10E是用于说明第2处理例的示意图。以下，参照图1、图2、图5以及图10A～10E，说明步骤S14的有机溶剂置换处理的流程。
另外，如图10A所示，控制单元50打开有机溶剂下阀20。由此，开始从下喷出口14喷出有机溶剂。此时的从下喷出口14喷出的有机溶剂的喷出流量例如为0.1～1(升/分钟)左右。
另外，控制单元50控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线以规定的有机溶剂搅拌转速(例如10～100rpm)旋转。
如图10A所示，通过从下喷出口14喷出有机溶剂，在下旋转基座8的上表面11形成大致圆形的有机溶剂的液膜53。从下喷出口14喷出的有机溶剂被后续的有机溶剂推动而在下旋转基座8的上表面11上向外侧扩展。但是，由于有机溶剂搅拌转速为比较低的速度，所以作用于上表面11上的有机溶剂的离心力小，因此从下旋转基座8周缘排出的有机溶剂的流量小，大量的有机溶剂停留在上表面11上。因此，如图10B所示，形成将下旋转基座8的整个上表面11覆盖的规定厚度(例如2mm左右)的有机溶剂的液膜(处理液的液膜)53。由于从形成在上表面11的大致中心的下喷出口14向上表面11供给有机溶剂，所以液体不会溅起，而能够快速地在上表面11上形成有机溶剂的液膜53。
如图5所示，有机溶剂的液膜53除了在其周缘部(距离周缘的宽度为W0的范围)形成的弯曲部55之外，具有成为水平平坦面的上表面53A。在此所说的“平坦面”是指，在使晶片W的下表面与液膜53接触时，对晶片W的下表面的中央部和周缘部进行处理的处理开始时间不产生差异的程度的实质平坦面。此外，有机溶剂搅拌转速是能够通过有机溶剂的液膜53覆盖下旋转基座8的整个上表面11的速度。
在打开有机溶剂下阀20经过了预定的液膜形成时间时，控制单元50关闭有机溶剂下阀20，并且控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8停止旋转。该液膜形成时间被设定为，在打开有机溶剂下阀20后形成将下旋转基座8的整个上表面11覆盖的有机溶剂的液膜53所需的足够的时间。
另外，如图10B所示，控制单元50控制上升降驱动机构29，使保持晶片W的基板上保持机构5向接近位置下降。由此，晶片W的下表面和下旋转基座8的上表面11接近。在基板上保持机构5配置在接近位置的状态下，晶片W的下表面和上表面11之间的间隔比有机溶剂的液膜53的厚度小，因此，如图10C所示，通过使板上保持机构5下降至接近位置，能够使晶片W的下表面与形成在上表面11上的有机溶剂的液膜53的上表面53A(参照图5)接触。
有机溶剂的液膜53与晶片W同心，且具有比晶片W稍大的直径，而且晶片W被保持为水平姿势，因此晶片W的整个下表面同时与有机溶剂的液膜53的上表面53A接触。即，晶片W的整个下表面同时与有机溶剂接触。在该状态下，在晶片W的下表面和上表面11之间充满有机溶剂，此后维持有机溶剂与晶片W的下表面的接触状态，由此通过有机溶剂置换附着在晶片W的下表面上的冲洗液。
在基板上保持机构5到达接近位置时，从基板上保持机构5向基板下保持机构4交接晶片W。一边维持晶片W的下表面与有机溶剂的液膜53的接触状态，一边在基板上保持机构5和基板下保持机构4之间交接晶片W。
接着，如图10D所示，控制单元50控制上升降驱动机构29，使不保持晶片W的基板上保持机构5从接近位置上升至分离位置。
另外，如图10D所示，控制单元50控制下旋转驱动机构21，针对各个晶片W，使下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线以规定的低转速(例如100rpm以下的规定转速)旋转。由此，能够搅拌有机溶剂。只要是这样的低转速，即使使晶片W旋转，也几乎不会在晶片W的下表面和上表面11之间的有机溶剂(有机溶剂的液膜53)内产生空隙。此外，此时可以向晶片W的下表面和上表面11之间供给有机溶剂。
在基板下保持机构4接受晶片W后经过了预定的有机溶剂处理时间时，控制下旋转驱动机构21，使下旋转基座8停止旋转。另外，从基板下保持机构4向基板上保持机构5交接晶片W。在从基板下保持机构4向基板上保持机构5交接晶片W之前，如图10E所示，控制单元50控制上升降驱动机构29，使基板上保持机构5从分离位置下降至接近位置。在基板上保持机构5到达接近位置时，从基板下保持机构4向基板上保持机构5交接晶片W。
控制单元50控制上升降驱动机构29，使接受了晶片后的基板上保持机构5上升至分离位置。此后，对晶片W实施步骤S14的旋转干燥处理。
根据第2处理例，在通过有机溶剂置换冲洗液后执行旋转干燥处理，因此能够抑制或防止晶片W的图案损坏。
图11是用于说明基板处理装置1所执行的第3处理例的流程图。参照图1、图2、图4A以及图11，说明第3处理例。
该第3处理例与图3等所示的第1处理例的不同点在于，使用相互不同的2种药液(例如第1药液以及第2药液)以及冲洗液对晶片W实施处理。
在进行第3处理例的处理时，搬运臂AR(参照图4A等)向处理室3搬入未处理的晶片W(图11的步骤S21)。接着，通过使第1药液与晶片W的下表面接触，对晶片W的下表面实施第1药液处理(图11的步骤S22)，此后，通过使冲洗液与晶片W的下表面接触，从晶片W的下表面冲洗掉第1药液(S23：中间冲洗处理)。
接着，通过使第2药液与晶片W的下表面接触，对晶片W的下表面实施第2药液处理(图11的步骤S24)，此后，通过使冲洗液与晶片W的下表面接触，从晶片W的下表面冲洗第2药液(S25：最终冲洗处理)。
接着，实施使对晶片W以能够甩出附着在其下表面的冲洗液的转速旋转的旋转干燥处理(图11的步骤S26)。此后，搬运臂AR搬出实施了一系列处理的晶片W(图11的步骤S27)。
步骤S21、S22、S25、S26、S27的处理是分别与图3的步骤S1、S2、S3、S4、S5相同的处理。
另外，步骤S23的中间冲洗处理是在步骤S22的第1药液处理后且在步骤S24的第2药液处理前执行的中间冲洗处理，除了这一点之外，步骤S23的中间冲洗处理是与步骤S3的冲洗处理相同的处理。
对于步骤S24的第2药液处理，在处理所用(与晶片W的下表面接触)的药液不是第1药液而是第2药液这一点上，与图3的步骤S2的第1药液处理不同，除了这一点之外，是与图3的步骤S2的第1药液处理相同的处理。在步骤S24的第2药液处理中，控制单元50选择性地打开第2药液下阀16，从下喷出口14喷出第2药液。由此，在上表面11形成第2药液的液膜。然后，使晶片W的下表面和上表面11接近，使晶片W的下表面与第2药液的液膜接触，由此使晶片W的整个下表面同时与第2药液接触。由此，能够在晶片W的整个下表面，实质上同时开始第2药液处理。由于在第2药液与晶片W接触之前，停止从下喷出口14喷出第2药液，所以不损害在晶片W下表面的面内的处理均匀性，能够抑制第2药液的消耗量。
如上所述，根据该第3处理例，在步骤S22的第1药液处理和步骤S24的第2药液处理之间，执行步骤S23的中间冲洗处理。在进行中间冲洗处理时，通过向上表面11供给的冲洗液冲洗附着在上表面11上的药液(第1药液)。由此，能够可靠地防治第1药液和第2药液的混合接触(污染(contamination))。
图12是用于说明基板处理装置1所执行的第4处理例的流程图。参照图1、图2、图4A以及图12，说明第4处理例。
该第4处理例与图11所示的第2处理例的不同点在于，处理所使用的药液追加1种，利用相互不同的3种药液(例如第1药液、第2药液以及第3药液)以及冲洗液，对晶片W实施处理。
在执行第4处理例的处理时，通过搬运臂AR(参照图4A等)向处理室3搬入未处理的晶片W(图12的步骤S31)。接着，通过使第1药液与晶片W的下表面接触，对晶片W的下表面实施第1药液处理(图12的步骤S32)，此后，通过使冲洗液与晶片W的下表面接触，从晶片W的下表面冲洗第1药液(S33：中间冲洗处理)。
接着，通过使第2药液与晶片W的下表面接触，对晶片W的下表面实施第2药液处理(图12的步骤S34)，此后，通过使冲洗液与晶片W的下表面接触，从晶片W的下表面冲洗第2药液(S35：中间冲洗处理)。
接着，通过使第3药液与晶片W的下表面接触，对晶片W的下表面实施第3药液处理(图12的步骤S36)，此后，通过使冲洗液与晶片W的下表面接触，从晶片W的下表面冲洗第3药液(S37：最终冲洗处理)。
接着，实施使晶片W以能够甩出附着其下表面的冲洗液的转速旋转的旋转干燥处理(图12的步骤S38)。此后，搬运臂AR搬出实施了一系列处理的晶片W(图12的步骤S39)。
步骤S31、S32、S33、S34、S37、S38、S39的处理是分别与图11的步骤S21、S22、S23、S24、S25、S26、S27相同的处理。
另外，步骤S35的中间冲洗处理是与步骤S33的中间冲洗处理(图11的步骤S23的中间冲洗处理)相同的处理，即，与图3的步骤S3的冲洗处理相同的处理。
步骤S36的第3药液处理，在处理所用(与晶片W的下表面接触)的药液不是第1药液而是第3药液这一点上，与图3的步骤S2的第1药液处理不同，除了这一点之外，是与图3的步骤S2的第1药液处理相同的处理。在步骤S36的第3药液处理中，控制单元50选择性地打开第3药液下阀17，从下喷出口14喷出第3药液。由此，在上表面11形成第3药液的液膜。另外，使晶片W的下表面和上表面11接近，来使晶片W的下表面与第3药液的液膜接触，由此能够使晶片W的整个下表面同时与第3药液接触。由此，在晶片W的整个下表面，使第3药液处理实质上同时开始。由于在第3药液与晶片W接触之前，停止从下喷出口14喷出第3药液，所以不损害在晶片W下表面的面内的处理均匀性，能够抑制第3药液的消耗量。
图13是用于说明基板处理装置1所执行的第5处理例的流程图。第5处理例是将第4处理例具体应用于利用RCA清洗法的清洗处理中的处理例。步骤S41、S42、S43、S44、S45、S46、S47、S48、S49分别对应于图12的步骤S31、S32、S33、S34、S35、S36、S37、S38、S39。以下，参照图1、图2以及图13，仅说明第5处理例的与第4处理例不同的部分，而省略其它部分。
在该处理例中，利用氢氟酸(HF)作为第1药液，利用SC1(氨过氧化氢混合液)作为第2药液。另外，利用SC2(盐酸过氧化氢混合液)作为第3药液。
此时，通过选择性地打开第1药液下阀15，从下喷出口14喷出氢氟酸，并且通过选择性地打开第2药液下阀16，从下喷出口14喷出SC1。另外，通过选择性地打开第3药液下阀17，从下喷出口14喷出SC2。
在利用RCA清洗法进行清洗处理时，通过搬运臂AR将晶片W搬入处理室3内，在使其表面朝向下方的状态下，将其保持在基板上保持机构5上(步骤S41)。
在步骤S42的氢氟酸处理中，通过使氢氟酸与晶片W的下表面接触，使氢氟酸遍及晶片W的整个下表面。由此，清洗晶片W的整个下表面，除去在晶片W的表面形成的氧化膜。
在步骤S43的中间冲洗处理中，通过使冲洗液与晶片W的下表面接触，冲洗附着在晶片W的下表面上的氢氟酸。
在进行步骤S44的SC1处理时，通过加热器40将下旋转基座8的上表面11整个区域加热至40～80℃，并维持在该温度。通过打开第2药液下阀16，向上表面11供给SC1，在上表面11形成40～80℃的SC1的液膜。通过使SC1与晶片W的下表面接触，能够借助该SC1的化学能力，除去附着在晶片W的下表面上的颗粒等杂质。通过加热器40，能够对SC1的整个液膜加热，因此能够将该液膜的温度快速且均匀地稳定在规定温度。由此，能够提高利用SC1的处理的面内均匀性。
在步骤S45的中间冲洗处理中，通过使冲洗液与晶片W的下表面接触，冲洗附着在晶片W的下表面上的SC1。
在进行步骤S46的SC2处理时，通过加热器40，将下旋转基座8的上表面11整个区域加热至40～80℃，并维持该温度。通过打开第3药液下阀17，向上表面11供给SC2，来在下旋转基座8的上表面11形成40～80℃的SC2的液膜。通过使SC2与晶片W的下表面接触，能够借助该SC2的化学的能力，从晶片W的表面除去附着在晶片W的表面的金属离子。由于通过加热器40能够对SC2的整个液膜加热，所以能够将该液膜的温度快速且均匀地稳定为规定温度。由此，能够提高利用SC2的处理的面内均匀性。
在步骤S47的最终冲洗处理中，通过使冲洗液与晶片W的下表面接触，冲洗附着在晶片W的下表面上的冲洗液。
接着，在进行旋转干燥处理(图13的步骤S48)后，通过搬运臂AR搬出进行完抗蚀剂除去处理的晶片W(图13的步骤S49)。
图14是用于说明基板处理装置1所执行的第6处理例的流程图。第6处理例是将第3处理例具体应用于从晶片W的表面剥离抗蚀剂膜的抗蚀剂除去处理中的处理例。步骤S51、S52、S53、S54、S55、S56、S57分别对应于图11的步骤S21、S22、S23、S24、S25、S26、S27。以下，仅说明第6处理例与第3处理例不同的部分，而省略其它部分。
在该处理例中，利用SPM(硫酸过氧化氢混合液)作为第1药液，利用SC1作为第2药液。此时，通过选择性地打开第1药液下阀15，从下喷出口14喷出SPM，通过选择性地打开第2药液下阀16，从下喷出口14喷出SC1。
在进行抗蚀剂除去处理时，通过搬运臂AR将离子注入处理后的晶片W搬入处理室3内，在使其表面朝向下方的状态下保持在基板上保持机构5上(步骤S51)。
在进行步骤S52的SPM处理时，通过加热器40，将下旋转基座8的上表面加热至160～200℃的高温，并维持在该温度。通过打开第1药液下阀15，向上表面11供给SPM，在上表面11形成160～200℃的SPM的液膜。通过使SPM与晶片W的下表面接触，剥离形成在晶片W的下表面上的抗蚀剂。由于通过加热器40能够对SPM的整个液膜加热，所以能够将该液膜的温度快速且均匀地稳定在规定温度。由此，能够提高利用SPM的处理的面内均匀性。
在步骤S53的中间冲洗处理中，通过加热器40，将下旋转基座8的上表面11加热至约80℃，并维持在该温度。通过打开冲洗液下阀18，向上表面11供给冲洗液，在上表面11形成约80℃的冲洗液的液膜52。通过使约80℃的冲洗液与晶片W的下表面接触，来冲洗附着在晶片W的下表面上的冲洗液。由于通过加热器40能够对冲洗液的整个液膜加热，所以能够将该液膜的温度快速且均匀地稳定在规定温度。由此，能够提高冲洗处理的面内均匀性。
在步骤S54的SC1处理中，通过使SC1与晶片W的下表面接触，使SC1遍及晶片W的整个下表面。由此，能够借助该SC1的化学能力，除去附着在晶片W的下表面上的抗蚀剂残渣以及颗粒等杂质。
在步骤S55的最终冲洗处理中，通过使冲洗液与晶片W的下表面接触，来冲洗附着在晶片W的下表面上的冲洗液。在该最终冲洗处理中使用的冲洗液可以是如步骤S53的中间冲洗处理那样加热为约80℃的冲洗液，也可以是常温的冲洗液。
接着，在实施旋转干燥处理(图14的步骤S56)后，通过搬运臂AR搬出进行完抗蚀剂除去处理的晶片W(图14的步骤S57)。
此外，在第5处理例以及第6处理例中，在后一液体(在第5处理例中相当于SC2，在第6处理例中相当于冲洗液)的处理温度比前一液体(在第5处理例中相当于SC1，在第6处理例中相当于SPM)的处理温度低的情况下，后一液体本身具有对下旋转基座8(上表面11)进行冷却的作用。因此，能够将后一液体的液膜的温度快速且均匀地稳定为规定温度。
另外，在第5处理例以及第6处理例中，能够将加热后的处理液供给至被加热器40加热的上表面11上。此时，供给的处理液本身具有对下旋转基座8(上表面11)加热而使其接近规定温度的作用。因此，能够进一步将处理液的液膜的温度快速且均匀地稳定在规定温度。
图15是本发明的第2实施方式的基板处理装置的基板下保持机构4A的图，示出了与上述的图5对应的部分的结构。该第2实施方式的基板处理装置利用图15所示的基板下保持机构4A代替上述的基板下保持机构4，这一点与第1实施方式的结构不同。
第2实施方式的基板下保持机构4A具有：第1相向面56A，其形成在下旋转基座8A的中央部，与被基板下保持机构4A或基板上保持机构5保持的晶片W的下表面整个区域相向；圆环状的第1锥面57A，其形成在第1相向面56A的外侧与该第1相向面56A连续。第1相向面56A具有与下旋转基座8A的中心成为同心的圆形的平坦面，另外，第1相向面56A具有比晶片W大的直径。第1锥面57A是与第1相向面56A的外周端连续，且朝向径向外侧呈直线状地上升的锥面，形成为以下旋转基座8A的中心作为对称中心的旋转对称形状。第1锥面57A的周端最高。第1锥面57A距离晶片W的周端的距离被设定为W1的距离(W1例如为3mm左右，与图5的W0相等，或比W0小)。另外，第1锥面57A相对于第1相向面56A的倾斜角度例如被设定为θ1(θ1例如为30°)。
此时，通过第1锥面57A，能够使处于第1相向面56A的处理液(第1药液～第3药液、冲洗液或有机溶剂)的图5中的弯曲部55的宽度变窄，且挡止该处理液。另外，能够防止供给至第1相向面56A的处理液从下旋转基座8A的上表面11流出。由此，能够消减供给至第1相向面56A的处理液(第1药液～第3药液、冲洗液或有机溶剂)的量，并且确保液膜51、52、53的平坦区域(即上表面51A、52A、53A)。由此，能够高效地形成第1相向面56A上的处理液的液膜51～53。
图16是本发明的第3实施方式的基板处理装置的基板下保持机构4B的图，示出了与上述的图5对应的部分的结构。该第3实施方式的基板处理装置利用图16所示的基板下保持机构4B代替上述的基板下保持机构4，这一点与第1实施方式的结构不同。
第3实施方式的基板下保持机构4B具有：第2相向面56B，其形成在下旋转基座8B的中央部，与被基板下保持机构4B或基板上保持机构5保持的晶片W的下表面整个区域相向；圆环状的第2锥面57B，其形成在下旋转基座8B的周缘部。第2相向面56B具有与下旋转基座8B的中心成为同心的圆形的平坦面，另外，第2相向面56B具有比晶片W大的直径。第2锥面57B是与第2相向面56B的外周端连续且朝向径向外侧呈直线状地下降的锥面，形成以以下旋转基座8B的中心作为对称中心的旋转对称形状。第2锥面57B的周端最低。第2锥面57B距离晶片W的周端的距离被设定为W2的距离(W2例如为3mm左右)。另外，第2锥面57B相对于第2相向面56B的倾斜角度例如被设定为θ2(θ2例如为30°)。
此时，通过第2锥面57B，促进供给至第2相向面56B的处理液(第1药液～第3药液、冲洗液或有机溶剂)流出。由此，能够顺利地从第2相向面56B排出处理液。尤其，在下旋转基座8B的上表面11(第2相向面56B)是亲液性面时，能够促进处理液的液膜形成，缩短液膜形成时间。
此外，在下旋转基座8B的上表面(第2相向面56B)是疏水性面的情况下，在第2相向面56B的周端，发挥束缚的效果，处理液的液膜51～53的在周缘部(即第2相向面56B的周端)外观上的接触角β大于在由平坦面构成的上表面11上形成的处理液的液膜51～53的外观上的接触角α(参照图5)。因此，能够使液膜51～53的弯曲部55的宽度W3变小。此时，液膜51～53的上表面51A、52A、53A上的平坦部分的半径为从第2相向面56B的半径减去弯曲部55的宽度W3而得到的长度。只要以上表面51A、52A、53A的直径大于晶片W的直径的方式设定第2相向面56B的直径，就能够在晶片W和液膜51～53接触时，使晶片W与液膜51～53的上表面51A、52A、53A的整个区域接触。
图17是本发明的第4实施方式的基板处理装置的基板下保持机构4C的图。图18是表示在下旋转基座8C的上表面11C形成有处理液的液膜的状态的剖视图。该第4实施方式的基板处理装置利用图17所示的基板下保持机构4C代替上述的基板下保持机构4，这一点与第1实施方式的结构不同。
在图17等所示的基板下保持机构4C中，在与第1实施方式的基板下保持机构4的各部分对应的部分上，标注并表示与图1等相同的附图标记，而省略说明。第4实施方式的基板下保持机构4C与第1实施方式的基板下保持机构4的不同点在于，下旋转基座8C的上表面11C具有比晶片W的直径和上旋转基座25的直径更大的直径，换而言之，在上表面11C，在下夹持构件10的径向外侧，形成有径向宽度足够大的环状面58。除此之外，下旋转基座8C与第1实施方式的下旋转基座8的结构相同。
此时，液膜51～53的上表面51A～53A的半径为从第2相向面56B的半径减去弯曲部55的径向宽度而得到的长度。只要以该上表面51A～53A的直径大于晶片W的直径的方式设定上表面11C的直径，就能够在晶片W与液膜51～53接触时，使晶片W与液膜51～53的上表面51A～53A的整个区域接触。由此，能够使晶片W的整个下表面同时与处理液接触。
图19是示意性表示本发明的第5实施方式的基板处理装置1A的结构的图。图20A～20B是用于说明基板处理装置1A所执行的处理的一个例子的示意图。
在第5实施方式的基板处理装置1A中，在与第1实施方式的基板处理装置1的各部分对应的部分上，标注并表示与图1等相同的附图标记，而省略说明。第5实施方式的基板处理装置1A与基板处理装置1的不同点在于，利用真空吸附式卡盘的基板上保持机构(基板保持单元)105代替夹持式卡盘的基板上保持机构5。基板上保持机构105具有：上旋转轴124，其具有与下旋转轴7(参照图1)通用的旋转轴线(同一直线上的旋转轴线)；上旋转基座125，其安装在该上旋转轴124的下端，吸附保持晶片W的上表面并使该晶片W呈大致水平的姿势。上旋转基座125在下旋转基座8的上方与下旋转基座8相向。上旋转基座125的下表面126具有大致水平的向下的平坦面，具有比晶片W小的直径。
在上旋转轴124上连接有用于使上旋转基座125升降的上升降驱动机构(移动单元)129。在上旋转轴124上连接有包括马达等驱动源的上旋转驱动机构130。通过从该上旋转驱动机构130向上旋转轴124输入驱动力，使上旋转基座125旋转，由此使晶片W围绕通过晶片W中心的铅垂方向的旋转轴线(上旋转轴124的中心轴线)旋转。
上旋转基座125的下表面126与晶片W的上表面接触，并且通过真空吸附将晶片W保持在基板上保持机构105上。
在基板处理装置1A中，能够对晶片W实施与各处理例(第1处理例～第6处理例)相同的处理。此时，在药液处理(步骤S2(参照图1)、步骤S12(参照图9)、步骤S22、S24(参照图11)、步骤S32、S34、S36(参照图12)、步骤S42、S44、S46(参照图13)、步骤S52、S54(参照图14))中可以执行图20A所示的动作。即，可以在药液开始与晶片W的下表面接触后，基板上保持机构105持续保持晶片W，不向基板下保持机构4交付晶片W。在药液与晶片W的下表面接触后，下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线以规定的低转速(例如100rpm以下的规定转速)旋转。此时，针对各个晶片W，上旋转基座125可以围绕上旋转轴124的中心轴线向与下旋转基座8的旋转方向相反的方向以规定的低转速(例如100rpm以下的规定转速)旋转，或者可以维持为静止不变的姿势。由此，能够使上表面11和晶片W的下表面相对旋转，从而能够进一步搅拌在上表面11和晶片W的下表面之间夹持的药液。另外，只要是这样的低转速，即使使晶片W旋转，也几乎不在晶片W的下表面和上表面11之间的药液(药液的液膜)内产生空隙。
另外，在冲洗处理(步骤S3(参照图1)、步骤S13(参照图9)、步骤S23、S25(参照图11)、步骤S33、S35、S37(参照图12)、步骤S43、S45、S47(参照图13)、步骤S53、S55(参照图14))中也相同。即，可以在冲洗液开始与晶片W的下表面接触后，基板下保持机构4持续保持晶片W，不向基板上保持机构105交付晶片W。此时，在冲洗液与晶片W的下表面接触后，使下旋转基座8围绕下旋转轴7的中心轴线以规定的低转速(例如100rpm以下的规定转速)旋转。此时，针对各个晶片W，上旋转基座125可以围绕上旋转轴124的中心轴线向与下旋转基座8的旋转方向相反的方向以规定的低转速(例如100rpm以下的规定转速)旋转，或者可以维持为静止不变的姿势。由此，能够使上表面11与晶片W的下表面相对旋转，从而能够进一步搅拌在上表面11和晶片W的下表面之间夹持的冲洗液。另外，只要是这样的低转速，即使使晶片W旋转，也几乎不在晶片W的下表面和上表面11之间的冲洗液(冲洗液的液膜52)内产生空隙。
以上，说明了本发明的5个实施方式，但是本发明还能够以其它实施方式实施。
如图21所示，在第1实施方式的基板上保持机构5中，可以在上旋转基座25的下表面26的中心部形成用于向下方喷出干燥气体的上喷出口202。上旋转轴24为中空轴，在上旋转轴24的内部穿插有上表面供给管201。上表面供给管201与在上旋转基座25的厚度方向上贯通上旋转基座25的中心部的贯通孔203连通。另外，该贯通孔203与在上旋转基座25的下表面26的中心部形成开口的上喷出口202连通。
此时，在图4D所示的药液处理、图4K所示的冲洗处理以及图10D所示的有机溶剂置换处理中，通过使来自上喷出口202的干燥气体吹拂晶片W的上表面，能够防止药液、冲洗液以及有机溶剂绕至晶片W的上表面。
另外，在图6以及图8所示的旋转干燥中，通过使来自上喷出口202的干燥气体吹拂晶片W的上表面，能够防止药液等溅起形成雾等再次附着在晶片W的上表面上，并且能够快速地使晶片W的上表面干燥。
另外，除了干燥气体之外，可以从上喷出口202选择性地喷出纯水(DIW)。
如图22所示，在第2实施方式中，可以以包围第1相向面56A的方式形成比第1相向面56A高一层的圆筒400，圆筒的内周壁与第1相向面56A垂直相交，且形成以第1相向面56A的中心为中心的圆筒面401。此时，能够通过圆筒面401挡止第1相向面56A，能够更有效地防止向第1相向面56A供给的处理液(第1药液～第3药液、冲洗液或有机溶剂)从下旋转基座8A的上表面11流出。由此，促进在第1相向面56A上形成处理液的液膜51～53，能够消减处理液的使用量。
如图23所示，在第3实施方式中，可以在第2相向面56B的周端面上形成与第2相向面56B垂直相交且与下旋转基座8B的周端面连接的环状阶梯部402。此时，通过环状阶梯部402促进向第2相向面56B供给的处理液(第1药液～第3药液、冲洗液或有机溶剂)流出。由此，能够顺利地从第2相向面56B排出处理液。尤其，在下旋转基座8B的上表面(第2相向面56B)为亲液性面的情况下，能够促进形成处理液的液膜，消减处理液的量。
此外，列举了温度传感器39的检测输出输入控制单元50，控制单元50基于该检测输出控制加热器40的例子，但是温度传感器39的检测输出可以输入外部的温度调节器(未图示)，温度调节器基于该检测输出控制加热器40。
在上述的各实施方式中，基板上保持机构5、105的搬运位置(图4A等所示的位置)设定在分离位置(图4D等所示的位置)的上方，但是搬运位置可以设定在接近位置(图4C等所示的位置)和分离位置之间，另外，可以在与分离位置相同的位置上设定搬运位置。在分离位置和搬运位置设定在相同的位置上的情况下，能够将基板上保持机构5、105的配置位置仅设定在分离位置(搬运位置)和接近位置这两处，此时，能够简化基板上保持机构5的升降控制。
另外，可以设置具有与下旋转基座8的上表面11相向的喷出口的喷嘴，从该喷嘴向上表面供给处理液(药液(第1药液～第3药液)、冲洗液以及有机溶剂)。具体地说，可以从具有朝向上表面11的喷出口的固定喷嘴供给处理液。
另外，向下旋转基座8的上表面11供给的处理液(药液(第1药液～第3药液)、冲洗液以及有机溶剂)可以为常温，也可以在供给前被适当加热。
为了便于说明，上述的基板处理装置1、1A具有能够将第1药液、第2药液以及第3药液这3种药液供给至上表面11的结构，但是药液种类的数量，能够按照基板处理装置进行的处理进行适当选择。另外，上述的基板处理装置1、1A具有能够供给有机溶剂的结构，但是可以按照基板处理装置进行的处理适当选择是否采用能够供给有机溶剂的结构。
另外，能够对应于对晶片W表面的处理的内容，使用上述以外的药液作为药液。
另外，在各实施方式中，列举冲洗液为DIW的例子进行了说明。但是，冲洗液不限于DIW，能够采用碳酸水溶液、电解离子水、臭氧水、稀释了浓度(例如，10～100ppm左右)的盐酸水溶液、还原水(含氢水)等作为冲洗液。
另外，列举了非活性气体的一个例子即氮气作为干燥气体的例子，但是作为非活性气体能够使用氮气以外的例如氩气、氦气等。
另外，作为比水的接触角小的有机溶剂能够使用IPA以外的例如包含HFE(氢氟醚)、甲醇、乙醇、丙酮以及反-1,2二氯乙烯中的至少1中的液体等。
另外，在上述的实施方式中，说明对圆形的基板进行处理的例子，但是本发明适于对方形基板进行处理。
虽然对本发明的实施方式进行了详细说明，但是这些仅是用于表明本发明的技术内容的具体例子，本发明不应该被解释为限定于这些具体例子，本发明的范围仅由附上的权利要求书限定。
本申请对应于在2012年3月30日向日本国特许厅提交的JP特愿2012-79913号，该申请的全部公开内容通过引用记载在本说明书中。
附图标记说明
1、1A 基板处理装置
5、105 基板上保持机构(基板保持单元)
8、8A、8B、8C 下旋转基座
11 上表面(液体保持面)
14 下喷出口(处理液喷出口、药液喷出口、冲洗液喷出口、干燥气体喷出口)
15 第1药液下阀(药液供给单元)
16 第2药液下阀(药液供给单元)
17 第3药液下阀(药液供给单元)
18 冲洗液下阀(冲洗液供给单元)
19 干燥气体下阀
20 有机溶剂下阀(处理液供给单元)
29、129 上升降驱动机构(移动单元)
40 加热器(加热单元)
50 控制单元
50a 低速旋转控制单元
50b 高速旋转控制单元
50c 处理液供给控制单元
51 第1药液的液膜(药液液膜)
52 冲洗液的液膜(冲洗液液膜)
W 晶片(基板)

Claims (20)

1.一种基板处理装置，其特征在于，
具有：
基板保持单元，其将基板保持为水平姿势；
板，其具有水平且平坦的液体保持面，所述液体保持面具有与被所述基板保持单元保持的基板的主面相同或比该主面大的大小，且从下方与所述基板的主面相向；
处理液供给单元，其用于向所述液体保持面供给处理液；
移动单元，其使所述基板保持单元以及所述板相对移动，来使所述基板的主面与所述液体保持面接近或分离；以及
控制单元，其控制所述处理液供给单元以及所述移动单元，执行处理液液膜形成工序、接触工序和接触维持工序，在所述处理液液膜形成工序中，通过所述处理液供给单元向所述液体保持面供给处理液，在所述液体保持面上形成处理液液膜，所述接触工序在所述处理液液膜形成工序之后执行，在所述接触工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面接近，使得所述基板的主面的中央部以及周缘部同时与所述处理液液膜接触从而通过所述处理液同时开始在所述中央部以及所述周缘部进行处理，由此使基板的主面与所述处理液液膜接触，所述接触维持工序在所述接触工序后执行，在所述接触维持工序中，维持处理液与所述基板的主面接触的状态。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述液体保持面形成有用于喷出处理液的处理液喷出口，
所述处理液供给单元使处理液从所述处理液喷出口喷出。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，还具有用于使所述板围绕与所述液体保持面垂直的旋转轴线旋转的板旋转单元。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，所述控制单元具有低速旋转控制单元，所述低速旋转控制单元控制所述板旋转单元，与所述接触维持工序并行地使所述板以低转速旋转，所述低转速是能够在所述液体保持面和所述基板的主面之间保持所述处理液的转速。
5.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，所述控制单元具有高速旋转控制单元，所述高速旋转控制单元控制所述板旋转单元，在所述接触维持工序结束后，使所述板以高转速旋转，该高转速是能够从所述液体保持面甩出处理液的转速。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述控制单元具有特定单元，该特定单元用于与所述接触工序的执行同步或在所述接触工序执行之前使向所述液体保持面供给处理液的动作停止。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，在所述液体保持面上形成有喷出干燥气体的干燥气体喷出口。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，还具有对所述液体保持面进行加热的加热单元。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理液供给单元包括用于向所述液体保持面供给药液的药液供给单元和用于向所述液体保持面供给冲洗液的冲洗液供给单元，
所述控制单元控制所述药液供给单元、所述冲洗液供给单元以及所述移动单元，执行药液液膜形成工序、药液接触工序、药液接触维持工序、分离工序、冲洗液液膜形成工序、冲洗液接触工序和冲洗液接触维持工序，
在所述药液液膜形成工序中，通过所述药液供给单元向所述液体保持面供给药液，在所述液体保持面形成药液液膜，
在所述药液接触工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面接近，来使基板的主面与所述药液液膜接触，
所述药液接触维持工序在所述药液接触工序后执行，在所述药液接触维持工序中，维持药液与所述基板的主面接触的状态，
在所述分离工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面相分离，
所述冲洗液液膜形成工序在所述分离工序后执行，在所述冲洗液液膜形成工序中，通过所述冲洗液供给单元向所述液体保持面供给冲洗液，来在所述液体保持面上形成冲洗液液膜，
在所述冲洗液接触工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面接近，来使基板的主面与所述冲洗液液膜接触，
所述冲洗液接触维持工序在所述冲洗液接触工序后执行，在所述冲洗液接触维持工序中，维持冲洗液与所述基板的主面接触的状态。
10.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理液供给单元具有用于向所述液体保持面供给第1药液的第1药液供给单元和用于向所述液体保持面供给第2药液的第2药液供给单元，
所述控制单元控制所述第1药液供给单元、所述第2药液供给单元以及所述移动单元，执行第1药液液膜形成工序、第1药液接触工序、第1药液接触维持工序、分离工序、第2药液液膜形成工序、第2药液接触工序和第2药液接触维持工序，
在所述第1药液液膜形成工序中，通过所述第1药液供给单元向所述液体保持面供给第1药液，在所述液体保持面上形成第1药液液膜，
在所述第1药液接触工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面接近，来使基板的主面与所述第1药液液膜接触，
所述第1药液接触维持工序在所述第1药液接触工序后执行，在所述第1药液接触维持工序中，维持第1药液与所述基板的主面接触的状态，
在所述分离工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面相分离，
所述第2药液液膜形成工序在所述分离工序后执行，在所述第2药液液膜形成工序中，通过所述第2药液供给单元向所述液体保持面供给第2药液，来在所述液体保持面上形成第2药液液膜，
在所述第2药液接触工序中，通过所述移动单元使所述基板的主面与所述液体保持面接近，来使基板的主面与所述第2药液液膜接触，
所述第2药液接触维持工序在所述第2药液接触工序后执行，在所述第2药液接触维持工序中，维持第2药液与所述基板的主面接触的状态。
11.一种基板处理方法，在具有将基板保持为水平姿势的基板保持单元的基板处理装置中执行，其特征在于，
包括：
液膜形成工序，向从下方与所述基板的主面相向的水平且平坦的液体保持面供给处理液，来在所述液体保持面上形成处理液液膜；
接触工序，在所述液膜形成工序后执行，在该接触工序中，使所述基板的主面与所述液体保持面接近，使得所述基板的主面的中央部以及周缘部同时与所述处理液液膜接触从而通过所述处理液同时开始在所述中央部以及所述周缘部进行处理，由此使基板的主面与所述处理液液膜接触；以及
接触维持工序，在所述接触工序后执行，在该接触维持工序中，维持处理液与所述基板的主面接触的状态。
12.根据权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述液体保持面形成有用于喷出处理液的处理液喷出口，
所述液膜形成工序包括使处理液从所述处理液喷出口喷出的工序。
13.根据权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，还包括基板旋转工序，在所述基板旋转工序中，将所述基板保持在提供所述液体保持面的板上，使所述基板与所述板一起围绕与所述液体保持面垂直的旋转轴线旋转。
14.根据权利要求13所述的基板处理方法，其特征在于，所述基板旋转工序与所述接触维持工序并行执行，使所述板以低转速旋转，该低转速是能够在所述液体保持面和所述基板的主面之间保持所述处理液的转速。
15.根据权利要求13所述的基板处理方法，其特征在于，还包括在所述接触维持工序结束后，使所述板以高转速旋转的工序，该高转速是能够从所述液体保持面甩出处理液的转速。
16.根据权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，包括与所述接触工序的执行同步或在所述接触工序执行之前使向所述液体保持面供给处理液的动作停止的工序。
17.根据权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，还包括从形成在所述液体保持面上的干燥气体喷出口喷出干燥气体的工序。
18.根据权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，还包括对所述液体保持面进行加热的加热工序。
19.根据权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，
所述液膜形成工序包括向所述液体保持面供给药液来形成药液液膜的药液液膜形成工序、向所述液体保持面供给冲洗液来形成冲洗液液膜的冲洗液液膜形成工序，
所述接触工序包括使所述基板的主面与所述液体保持面接近来使基板的主面与所述药液液膜接触的药液接触工序、使所述基板的主面与所述液体保持面接近来使基板的主面与所述冲洗液液膜接触的冲洗液接触工序，
所述接触维持工序包括维持药液与所述基板的主面接触的状态的药液接触维持工序、维持冲洗液与所述基板的主面接触的状态的冲洗液接触维持工序，
在所述药液液膜形成工序后执行所述药液接触工序，在所述药液接触工序后执行所述药液接触维持工序，在所述药液接触维持工序后执行使所述基板的主面与所述液体保持面分离的分离工序，在所述分离工序后执行所述冲洗液液膜形成工序，在所述冲洗液液膜形成工序后执行所述冲洗液接触工序，在所述冲洗液接触工序后执行所述冲洗液接触维持工序。
20.根据权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，
所述液膜形成工序包括向所述液体保持面供给第1药液来形成第1药液液膜的第1药液液膜形成工序、向所述液体保持面供给第2药液来形成第2药液液膜的第2药液液膜形成工序，
所述接触工序包括使所述基板的主面与所述液体保持面接近来使基板的主面与所述第1药液液膜接触的第1药液接触工序、使所述基板的主面与所述液体保持面接近来使基板的主面与所述第2药液液膜接触的第2药液接触工序，
所述接触维持工序包括维持第1药液与所述基板的主面接触的状态的第1药液接触维持工序、维持第2药液与所述基板的主面接触的状态的第2药液接触维持工序，
在所述第1药液液膜形成工序后执行所述第1药液接触工序，在所述第1药液接触工序后执行所述第1药液接触维持工序，在所述第1药液接触维持工序后执行使所述基板的主面与所述液体保持面分离的分离工序，在所述分离工序后执行所述第2药液液膜形成工序，在所述第2药液液膜形成工序后执行所述第2药液接触工序，在所述第2药液接触工序后执行所述第2药液接触维持工序。
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