CN104517807A - 基板处理方法以及基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不管基板的表面状态如何都能够利用冲洗液的液膜呈浸液状覆盖基板的整个表面的基板处理方法以及基板处理装置。基板处理方法包括紧接着进行药液工序进行并向旋转的基板的表面供给冲洗液的冲洗工序，所述冲洗工序包括高速冲洗工序和在该高速冲洗之后进行的减速冲洗工序，所述减速冲洗工序包括积液工序，在该积液工序中，在比所述高速冲洗工序时的旋转速度低的旋转速度的范围内使所述基板的旋转速度减小，并以比所述高速冲洗工序时的最大供给流量大的流量向所述基板的表面供给冲洗液，以在所述基板的表面上形成浸液状的冲洗液的液膜。

Description

基板处理方法以及基板处理装置
技术领域
本发明涉及基板处理方法以及基板处理装置。成为处理对象的基板包括例如半导体晶片、液晶显示装置用基板、等离子体显示器用基板、FED(FieldEmission 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、太阳电池用基板等。
背景技术
在半导体装置和液晶表示装置的制造工序中，例如对基板一张一张进行处理的单张式的基板处理装置具有：旋转卡盘，将基板保持为大致水平，并使该基板旋转；喷嘴，用于向通过该旋转卡盘旋转的基板的表面的中央部喷出处理液。
在利用了这种基板处理装置的基板处理中，例如依次进行向旋转状态的基板的表面供给药液的药液处理、以及向旋转状态的基板的表面供给冲洗液的冲洗处理。然后，向基板的表面供给异丙醇(isopropyl alcohol：IPA)液。在基板的旋转速度为零或低速的状态下供给IPA液，由于对IPA液仅作用零或小的离心力，所以维持IPA液滞留在基板的表面上而形成液膜的状态(以下将这样的液体的状态称为“浸液状”。)。在基板的表面的冲洗液被IPA液置换后，使基板的旋转加速，由此IPA液的液膜从基板的表面被甩掉，基板得以干燥。
在这样的一系列的处理中，在日本特开2009-295910号公报以及日本特开2009-212408号公报中，提出如下方法，即，在执行冲洗处理之后且在保持IPA液的液膜之前，在基板的表面呈浸液状保持冲洗液的液膜(浸液冲洗)。在这些各公报中，在一边使基板以规定的液体处理旋转速度旋转一边执行冲洗处理后，一边从喷嘴持续喷出冲洗液一边使基板的旋转速度从液体处理旋转速度下降至低速。此时，对供给到基板上的冲洗液仅作用小的离心力，因此，冲洗液滞留在基板的表面上而在基板的整个表面呈浸液状保持冲洗液的液膜。
接着，通过IPA液置换该冲洗液的液膜所包含的冲洗液，来在基板的整个表面呈浸液状保持IPA液的液膜。从冲洗液的液膜形成IPA液的液膜，结果，不仅容易进行IPA液的液膜形成，而且还能够节省IPA液。
但是，在前述的各公报记载的方法中，因基板的表面状态的不同，有时冲洗液的液膜未形成在基板的整个表面上，基板的表面的至少一部分露出。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种不管基板的表面状态如何都能够利用冲洗液的液膜呈浸液状覆盖基板的整个表面的基板处理方法以及基板处理装置。
本发明提供一种基板处理方法，
该基板处理方法包括：
药液工序，向旋转的基板的表面供给药液，对所述基板的表面进行药液处理，
冲洗工序，紧接着所述药液工序进行，通过向旋转的所述基板的表面供给冲洗液，来利用所述冲洗液冲洗掉在所述基板的表面上附着的药液，并形成冲洗液的液膜；
所述冲洗工序包括高速冲洗工序和在该高速冲洗之后进行的减速冲洗工序，
所述减速冲洗工序包括积液工序，在该积液工序中，在比所述高速冲洗工序时的旋转速度低的旋转速度的范围内使所述基板的旋转速度减小，并以比所述高速冲洗工序时的最大供给流量大的流量向所述基板的表面供给冲洗液，以在所述基板的表面上形成浸液状的冲洗液的液膜。
根据该方法，在高速冲洗工序后执行的减速冲洗工序中，比高速冲洗工序实施期间的最大供给流量大的流量的冲洗液被向基板的表面供给。该大流量的冲洗液从基板中央部被挤向基板周缘部，并遍及到基板周缘部。由此，不管基板的表面状态如何，都能够在基板的表面确实地形成覆盖基板的整个表面的浸液状的冲洗液的液膜。
优选所述积液工序中的冲洗液的供给流量被设定为4.0(升/分钟)以上。在该情况下，能够更确实地形成浸液状的冲洗液的液膜。
另外，优选在所述积液工序中，以11.0(rpm/秒)以下的减速梯度使所述基板的旋转速度减小。如果积液工序中的基板的旋转的减速梯度在11.0(rpm/秒)以下，则在积液工序中，作用于冲洗液的液膜上的离心力缓缓减小，结果，能够维持在作用于基板周缘部的冲洗液的朝向基板中央部的力被抑制的状态。由此，能够将减速冲洗工序中的冲洗液的液膜更确实地维持在覆盖基板的整个表面的状态。
所述减速冲洗工序还可以包括急减速工序，该急减速工序紧接着所述高速冲洗工序来执行，使所述基板的旋转速度以比所述积液工序时的减速梯度陡峭的梯度减小。
根据该方法，由于在使基板的旋转速度减小的减速冲洗工序中包括使基板的旋转速度以陡峭的梯度减速的工序，所以能缩短使基板的旋转速度减速至形成浸液状的液膜的速度所需的时间。
另外，优选所述急减速工序的执行时间在1.0秒以下。在急减速工序中，作用于冲洗液的液膜上的离心力急剧减小的结果，对基板周缘部的冲洗液作用有朝向基板中央部的强的力。但是，当急减速工序的执行时间在1.0秒以下时，冲洗液几乎不会从基板的周缘部向中央部移动。由此，能够更确实地防止在急减速工序中或急减速工序后使基板表面露出。
优选在所述急减速工序中，使所述基板的旋转速度减小到200rpm以下。由于在急减速工序中使基板的旋转速度减小到200rpm以下，所以在之后的积液工序中，能够以平缓的减速梯度使基板减速。由此，能够缩短整个减速冲洗工序的执行时间。
另外，优选所述急减速工序中的冲洗液的供给流量在4.0(升/分钟)以上。在该情况下，供给到基板的表面上的冲洗液从基板中央部被挤向周缘部，冲洗液遍及到周缘部。由此，能够更确实地将减速冲洗工序中的冲洗液的液膜维持在覆盖基板的整个表面的状态。
在本发明的一实施方式中，所述急减速工序中的冲洗液的供给流量可以被设定为与所述高速冲洗工序时的冲洗液的供给流量相同的流量。
另外，在本发明的其他实施方式中，所述急减速工序中的冲洗液的供给流量可以被设定为与所述积液工序中的冲洗液的供给流量相同的流量。
另外，该基板处理方法还可以包括低表面张力液置换工序，在该低表面张力液置换工序中，利用低表面张力液置换通过所述积液工序形成的浸液状的冲洗液的液膜。在该情况下，能够在基板的表面未露出的状态下对冲洗工序结束的基板执行低表面张力液置换工序。
本发明为一种基板处理装置，具有：
基板保持单元，保持基板，
基板旋转单元，使被所述基板保持单元保持的所述基板旋转，
药液供给单元，用于向由所述基板旋转单元旋转的基板的表面供给药液，
冲洗液供给单元，用于向由所述基板旋转单元旋转的基板的表面供给冲洗液，
控制单元，对所述基板旋转单元、所述药液供给单元以及所述冲洗液供给单元进行控制，来执行药液工序和冲洗工序，其中，在所述药液工序中，一边使所述基板以规定的旋转速度旋转，一边向所述基板的表面供给药液，来对所述基板的表面进行药液处理，所述冲洗工序紧接着所述药液工序来进行，在所述冲洗工序中，通过向旋转的基板的表面供给冲洗液，利用所述冲洗液冲洗掉在所述基板的表面上附着的药液，并形成该冲洗液的液膜；
所述冲洗工序包括高速冲洗工序和在该高速冲洗之后进行的减速冲洗工序，
所述控制单元在所述减速冲洗工序中，在比所述高速冲洗工序时的旋转速度低的旋转速度的范围内使所述基板的旋转速度减小，并以比所述高速冲洗工序时的最大供给流量大的流量向所述基板的表面供给冲洗液，由此执行在所述基板的表面上形成浸液状的冲洗液的液膜的积液工序。
根据该结构，在高速冲洗工序后执行的减速冲洗工序中，比高速冲洗工序实施期间的最大供给流量大的流量的冲洗液被向基板的表面供给。该大流量的冲洗液的从基板中央部被挤向基板周缘部而遍及至基板周缘部。由此，不管基板的表面状态如何，都能确实在基板的表面形成覆盖基板的整个表面的浸液状的冲洗液的液膜。
本发明中的前述或其他目的、特征以及效果通过参照附图进行的下述的实施方式的说明就更加清楚。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一实施方式的基板处理装置的结构的图。
图2是表示图1所示的基板处理装置的电气结构的框图。
图3是表示通过图1所示的基板处理装置执行的清洗处理的处理例的工序图。
图4是表示图3的处理例所包含的各工序中的基板的旋转速度的变化的图。
图5是表示图4的冲洗工序中的基板的旋转速度的变化以及DIW的供给流量的图。
图6是表示第一浸液试验的试验结果的图。
图7是表示第二浸液试验的试验结果的图。
图8A是表示本发明的第一变形例的图。
图8B是表示本发明的第二变形例的图。
图9A是表示本发明的第三变形例的图。
图9B是表示本发明的第四变形例的图。
图9C是表示本发明的第五变形例的图。
图10是表示本发明的第六变形例的图。
具体实施方式
图1是示意性地表示本发明的一实施方式的基板处理装置1的结构的图。
该基板处理装置1是用于对半导体晶片等的基板W的表面(处理对象面)实施清洗处理的单张型的装置。
基板处理装置1在通过隔壁(未图示)划分出来的处理室2内包括：旋转卡盘(基板保持单元)3，保持基板W并使基板W旋转；药液喷嘴4，用于向被旋转卡盘3保持的基板W的表面(上表面)供给药液；冲洗液喷嘴(冲洗液供给单元)5，用于向被旋转卡盘3保持的基板W的表面供给作为冲洗液的一例的DIW(去离子水)；有机溶媒喷嘴(有机溶媒供给单元)6，用于供给作为低表面张力液的一例的异丙醇(isopropyl alcohol：IPA)液等的有机溶媒。
作为旋转卡盘3，采用例如夹持式的旋转卡盘。具体地说，旋转卡盘3具有：旋转马达(基板旋转单元)7；旋转轴(未图示)，与该旋转马达7的驱动轴一体化；圆板状的旋转基座8，大致水平地安装在旋转轴的上端上；多个夹持构件9，以几乎等角度间隔设置在旋转基座8的周缘部的多个位置。多个夹持构件9将基板W夹持为大致水平的姿势。在该状态下，当旋转马达7被驱动时，旋转基座8借助旋转马达7的驱动力围绕规定的旋转轴线(铅垂轴线)A1旋转，基板W以保持大致水平的姿势的状态与该旋转基座8一起围绕旋转轴线A1旋转。
此外，作为旋转卡盘3，并不限于夹持式的旋转卡盘，例如也可以采用真空吸附式的旋转卡盘，即，通过对基板W的背面(下表面)进行真空吸附，将基板W保持为水平的姿势，进而，在该状态下围绕旋转轴线A1旋转，使旋转卡盘所保持的基板W旋转。
药液喷嘴4是例如以连续流的状态喷出药液的直线型喷嘴，在旋转卡盘3的上方以其喷出口朝向基板W的上表面的旋转中心附近的方式被固定配置。药液喷嘴4与供给来自药液供给源的药液的药液供给管10连接。在药液供给管10的途中部安装有用于对从药液喷嘴4供给药液/停止供给药液进行切换的药液阀11。作为药液，使用例如稀氢氟酸(DHF)、浓氢氟酸(concHF)、氟硝酸(氢氟酸和硝酸(HNO3)的混合液)、或氟化氨溶液等。
冲洗液喷嘴5是例如以连续流的状态喷出DIW的直线型喷嘴，在旋转卡盘3的上方以其喷出口朝向基板W的上表面的旋转中心附近的方式被固定配置。冲洗液喷嘴5与供给来自DIW供给源的DIW的冲洗液供给管12连接。在冲洗液供给管12的途中部安装有：冲洗液阀(冲洗液供给单元)13，用于对从冲洗液喷嘴5供给DIW和停止供给DIW进行切换；流量调整阀14，用于调节冲洗液供给管的开度，对从冲洗液喷嘴5喷出的DIW的流量进行调整。
有机溶媒喷嘴6是例如以连续流的状态喷出IPA液的直线型喷嘴，在旋转卡盘3的上方以其喷出口朝向基板W的上表面的旋转中心附近的方式被固定配置。有机溶媒喷嘴6与供给来自IPA液供给源的IPA液的有机溶媒供给管15连接。在有机溶媒供给管15的途中部安装有用于对从有机溶媒喷嘴6供给IPA液和停止供给IPA液进行切换的有机溶媒阀16。
此外，药液喷嘴4、冲洗液喷嘴5以及有机溶媒喷嘴6各自无需相对于旋转卡盘3固定配置，例如，也可以采用扫描喷嘴的方式，即，例如安装于在旋转卡盘3的上方并在水平面内能够摆动的臂部上，通过该臂部的摆动扫描基板W的上表面上的药液等的着落位置。
图2是基板处理装置1的电气结构的框图。
基板处理装置1具有包含微型计算机的结构的控制装置(控制单元)20。控制装置20根据预先设定的程序控制旋转马达7等的动作。进而，控制装置20对药液阀11、冲洗液阀13、有机溶媒阀16等的开闭动作进行控制，且对流量调整阀14的开度进行控制。
图3是表示通过基板处理装置1执行的清洗处理的处理例的工序图。图4是表示清洗处理所包含的各工序中的基板W的旋转速度的变化的图。另外，图5是表示冲洗工序中的基板W的旋转速度的变化的图。以下，参照图1～图5对清洗处理的处理例进行说明。
在清洗处理时，控制搬送机械手(未图示)，向处理室2(参照图1)内搬入未处理的基板W(步骤S1)。作为该基板W的一例，能够举出在表面(应形成器件的面)形成有氧化膜的硅晶片。基板W也可以是大型基板(例如外径为450mm的圆形基板)。基板W以其表面朝向上方的状态被交接给旋转卡盘3。
当在旋转卡盘3上保持有基板W时，控制装置20控制旋转马达7使基板W开始旋转(步骤S2)。基板W被上升到预先设定的液体处理速度(在300～1200rpm的范围内，例如如图4所示，为1200rpm)，并被维持在该药液体处理速度。
当基板W的旋转速度到达药液体处理速度时，接着，控制装置20开始执行药液工序(步骤S3)。具体地说，控制装置20打开药液阀11，从药液喷嘴4喷出药液。此时从药液喷嘴4喷出药液的喷出流量被设定在例如2.0(升/分钟)。从药液喷嘴4喷出的药液被供给到基板的上表面的中央部，受到由基板W的旋转带来的离心力的作用在基板W的上表面上向基板W的周缘流动。由此，在基板W的整个上表面上供给有药液，利用药液对基板W实施药液处理。
当从开始喷出药液起经过了预先设定的药液处理时间(例如约180秒)时，控制装置20关闭药液阀11，停止从药液喷嘴4喷出药液。在使用稀氢氟酸、浓氢氟酸、氟硝酸、氟化氨溶液等作为药液的情况下，药液处理后的基板W的表面示出疏水性。
接着，控制装置20开始执行冲洗工序(步骤S4)。如图4所示，冲洗工序(S4)紧接着药液工序(S3)进行，并包括：高速冲洗工序(旋转冲洗工序。步骤S41)，一边使基板W以上述的液体处理速度(冲洗处理速度)旋转一边向基板W的上表面供给冲洗液；减速冲洗工序(步骤S42)，使基板W的旋转速度从上述的液体处理速度(例如1200pm)减小到浸液速度(在0～20rpm的范围内，例如如图4所示为10rpm)；浸液冲洗工序(步骤S43)，在基板W的整个上表面呈浸液状保持DIW的液膜。另外，如图5所示，减速冲洗工序(S42)包括：急减速工序(步骤S421)，使基板W的旋转速度以陡峭的减速梯度减速；积液工序(步骤S422)，使急减速后的基板W以平缓的减速梯度减速。以下对冲洗工序(步骤S4)具体说明。
当药液阀11关闭后，控制装置20一边将基板W的旋转速度维持在上述的液体处理速度，一边打开冲洗液阀13，开始从冲洗液喷嘴5向基板W的旋转中心附近喷出DIW。由此，开始执行步骤S41的高速冲洗工序(S41)。此时，通过流量调整阀14的调整，从冲洗液喷嘴5供给DIW的供给流量被设定在例如2.0(升/分钟)。
供给到基板W的上表面的中心部附近的DIW受到由基板W的旋转产生的离心力的作用，在基板W的上表面上向基板W的周缘部流动，从而基板W的整个上表面被DIW的液膜覆盖。此时的从冲洗液喷嘴5供给DIW的供给流量比较大，因此，能够确实冲洗掉在基板W的上表面上附着的药液。
当从开始从冲洗液喷嘴5喷出DIW起经过了预先设定的高速冲洗时间(例如4.5秒)时，控制装置20开始执行急减速工序(S421)。具体地说，控制装置20一边将从冲洗液喷嘴5喷出DIW的喷出流量维持在2.0(升/分钟)，一边控制旋转马达7，使以液体处理速度(1200rpm)旋转的基板W急减速至约100rpm。急减速工序(S421)的执行时间(下面叙述的急减速时间)被设定为例如1.0秒，急减速工序(S421)中的减速梯度例如为约1000(rpm/分)。此外，急减速工序(S421)的执行时间也可以设定为1.0秒以下。另外，基板W的急减速工序(S421)后的基板W的旋转速度也可以是200rpm左右。
在急减速工序(S421)中，由于基板W的旋转的减速梯度陡峭，所以作用在DIW的液膜上的离心力急剧下降，结果，对基板W的周缘部的DIW作用有朝向基板W的中央部的强的力。但是，由于急减速工序(S421)的执行时间被设定为短时间1.0秒以下，所以DIW几乎不从基板W的周缘部向中央部移动。其结果，在基板W的急减速时，在基板W的周缘部不会露出基板W的上表面(表面)。由此，能够一边维持基板W的整个上表面由DIW的液膜覆盖的状态，一边使基板W的旋转速度减小到100rpm左右。
当从基板W开始减速起经过了急减速时间(例如1.0秒)时，控制装置20开始执行积液工序(S422)。在积液工序(S422)中，在比高速冲洗工序(S41)的旋转速度(1200rpm)低的旋转速度的范围内使基板W的旋转速度减小。即，在积液工序(S422)中，从急减速工序(S421)后的旋转速度100rpm开始以规定的平缓的减速梯度(例如4.5(rpm/秒))使基板W的旋转速度减小，并使基板W的旋转速度减少至浸液速度(约0～20rpm)，在基板W的表面形成浸液状的DIW的液膜。具体地说，控制装置20控制流量调整阀14，使从冲洗液喷嘴5喷出DIW的喷出流量增加至4.0(升/分钟)，并且控制旋转马达7，使基板W的减速梯度变为平缓的减速梯度(例如4.5(rpm/秒))，使基板W的旋转速度减小。执行积液工序(S422)的执行时间(以下叙述的平缓减速时间)被设定为例如20秒，利用该执行时间，基板W的旋转速度从100rpm减速至10rpm。此外，说明了积液工序(S422)中的减速梯度为4.5(rpm/秒)的情况，但只要在11.0(rpm/秒)以下即可。另外，使积液工序(S422)中的DIW的供给流量为4.0(升/分钟)，但只要在4.0(升/分钟)以上即可。
另外，在积液工序(S422)中，在急减速工序(S421)结束后，立即使向基板W供给的DIW的流量增加至4.0(升/分钟)。因此，在从急减速工序(S421)向积液工序(S422)转移时，能够确实防止基板W的上表面露出。
在积液工序(S422)中，由于基板W的旋转的减速梯度平缓，所以作用于DIW的液膜上的离心力缓缓减小，结果，作用于基板W的周缘部的DIW上的朝向基板中央部的力减小。紧接着基板W的周缘部的DIW受到朝向基板W的中央部的强的力的急减速工序(S421)，执行基板W的周缘部的DIW受到的力被减小的积液工序(S422)，因此，在急减速工序(S421)中被促进的、DIW的液膜朝向基板W的中央部的移动在积液工序(S422)中得到抑制。
另外，在积液工序(S422)中，由于以比高速冲洗工序(S41)实施期间的最大供给流量(2.0(升/分钟))更大的流量(4.0(升/分钟))向基板W供给DIW，因此，供给到基板W的中央部上的DIW从基板W的中央部被挤向周缘部，确实地遍及到周缘部。
如上所述，在高速冲洗工序(S41)的初始阶段，为了从基板W的表面确实地除去药液，供给比较大流量的DIW。在积液工序(S422)中，相比高速冲洗工序(S41)中的最大流量的DIW，将更大的流量的DIW向基板W供给。因此，在积液工序(S422)的整个期间，能够在基板W的整个表面维持DIW的液膜。
通过上述，在减速冲洗工序(S42)中，在急减速工序(S421)的整个期间、以及积液工序(S422)的整个期间，能够将基板W的整个上表面维持在由DIW的液膜覆盖的状态。
当基板W的旋转速度减少到浸液速度(约0～20rpm)时，控制装置20控制旋转马达7，并将基板W的旋转速度维持在该浸液速度。由此，执行在基板W的整个上表面呈浸液状保持DIW的液膜的浸液冲洗工序(S43)。
当从基板W的旋转速度下降至浸液速度(约0～20rpm)起经过了预先设定的浸液冲洗时间(例如2.6秒)时，控制装置20关闭冲洗液阀13，停止从冲洗液喷嘴5喷出DIW。
接着，控制装置20开始执行IPA液置换工序(步骤S5)。具体地说，控制装置20将基板W的旋转速度维持在浸液速度，并打开有机溶媒阀16，从有机溶媒喷嘴6向基板W的旋转中心附近喷出IPA液。此时的从有机溶媒喷嘴6喷出IPA液的喷出流量被设定为例如0.1(升/分钟)。向基板W的上表面供给IPA液，由此，基板W的上表面的DIW的液膜所包含的DIW逐渐被IPA液置换。其结果，在基板W的上表面上呈浸液状保持覆盖基板W的整个上表面的IPA液的液膜。
当从开始喷出IPA液起经过了预先设定的IPA浸液时间(例如约10秒)时，控制装置20一边持续喷出IPA液，一边控制旋转马达7，使基板W从浸液速度例如以四个阶段(10rpm→50rpm→75rpm→100rpm→1000rpm)加速至高旋转速度(例如约1000rpm)。控制装置20在基板W到达高旋转速度后，在从开始喷出IPA液起经过了IPA处理时间(例如约20秒)后，关闭有机溶媒阀16，停止从有机溶媒喷嘴6喷出IPA液。
当停止喷出IPA液时，控制装置20执行干燥工序(步骤S6)。即，控制装置20将基板W的旋转速度维持在1000rpm。由此，在基板W上附着的IPA液被甩掉，基板W得以干燥。
当干燥工序(S6)进行预先设定的干燥时间时，控制装置20控制旋转马达7，使旋转卡盘3的旋转(基板W的旋转)停止(步骤S7)。由此，结束对1张基板W的清洗处理，并由搬送机械手将处理完的基板W从处理室2搬出(步骤S8)。
接着，对浸液试验进行说明。图6是表示第一浸液试验的试验结果的图。图7是表示第二浸液试验的试验结果的图。在第一以及第二浸液试验中，使用基板处理装置1执行上述的图3～图5所示的处理例。
第一浸液试验是用于研究急减速工序(S421)的最佳条件的试验。在第一浸液试验中，执行向基板W的中央部以2.0(升/分钟)的供给流量供给DIW的高速冲洗工序(S41)，在基板W的表面上形成DIW的液膜。然后，一边向基板W的中央部以2.0(升/分钟)的供给流量供给DIW，一边使基板W的旋转速度从1200rpm减速至100rpm。此外，作为试料的基板W，使用在表面上形成有氧化膜的硅晶片(外径为450mm)，作为药液使用稀氢氟酸。使执行急减速工序(S421)的执行时间在1.0秒(1s)、5.0秒(5s)以及10.0秒(10s)之间变化，通过目视观察急减速工序(S421)中的在基板W的表面上的DIW的液膜的状态。在图6中示出其结果。
如图6所示，在急减速工序(S421)的执行时间(减速秒数)为1.0秒的情况下，急减速中的DIW的液膜维持在覆盖基板W的整个上表面的状态(OK：良好)。
另一方面，在急减速工序(S421)的执行时间为5.0秒的情况下，基板W的上表面上的除了周缘部之外的大致整个区域由DIW的液膜覆盖，但是在基板W的周缘部，上表面(表面)局部露出。也就是说，基板W的上表面并没有被DIW的液膜完全覆盖。
另外，在急减速工序(S421)的执行时间为10.0秒的情况下，在基板W的上表面的中央部保持有DIW的液膜，但是在基板W的周缘部，DIW的液膜呈放射状扩展，基板W的上表面(表面)露出。换言之，从在基板W的中央部保持的大致圆形的DIW的液膜的外缘向径向延伸的多个DIW的条纹保持在基板W的周缘部(在本说明书中，将状态称为“液膜产生龟裂”)。不言而喻，在该情况下，基板W的上表面也未被DIW的液膜完全覆盖。
第二浸液试验是用于研究积液工序(S422)的最佳条件的试验。在第二浸液试验中，执行向基板W的中央部以2.0(升/分钟)的供给流量供给DIW的高速冲洗工序(S41)，在基板W的表面上形成DIW的液膜。然后，紧接着实施急减速工序S421，使基板W的旋转速度急减速至200rpm。然后，一边向基板W的中央部供给DIW，一边使基板W的旋转速度从200rpm减速至10rpm。此外，作为试料的基板W使用在表面上形成有氧化膜的硅晶片(外径为450mm)，作为药液采用稀氢氟酸。
使积液工序(S422)的执行时间在1.0秒(1s)、5.0秒(5s)、10.0秒(10s)、15.0秒(15s)、18.0秒(18s)以及20.0秒(20s)之间变化。另外，在积液工序(S422)中使向基板W供给的供给流量在2.0(升/分钟)、2.8(升/分钟)以及4.0(升/分钟)之间变化。并且，通过目视观察积液工序(S422)中的在基板W的上表面上的DIW的液膜的状态。在图7中示出其结果。
如图7所示，在使向基板W供给的供给流量为2.0(升/分钟)或2.8(升/分钟)时，不管积液工序(S422)的执行时间的长短，基板W的整个上表面都没有被DIW的液膜完全覆盖，在基板W的周缘部，DIW的液膜产生龟裂。
在使向基板W供给的供给流量为4.0(升/分钟)时，在执行积液工序(S422)的执行时间为18.0秒以上的情况下，基板W的整个上表面维持在由DIW的液膜覆盖的状态(OK：良好)。
另一方面，即向基板W供给的供给流量为4.0(升/分钟)，在执行积液工序(S422)的执行时间为15.0秒以下的情况下，基板W的整个上表面也没有被DIW的液膜完全覆盖，在基板W的周缘部，DIW的液膜产生龟裂。
这样，在积液工序(S422)中，在向基板W供给的供给流量为与高速冲洗工序(S41)时的最大供给流量大致相同的2.0(升/分钟)的情况下，即使减速时间设定得比较长(例如18秒)，基板W上的DIW的液膜也产生龟裂。另一方面，在积液工序(S422)中，在将向基板W供给的供给流量设定为比高速冲洗工序(S41)时的最大供给流量2.0(升/分钟)更大的4.0(升/分钟)时，能够避免基板W的DIW的液膜产生龟裂。
如上所述，根据该实施方式，减速冲洗工序(S42)包括急减速工序(S421)和积液工序(S422)，紧接着急减速工序(S421)执行积液工序(S422)。
在急减速工序(S421)中，由于基板W的旋转的减速梯度陡峭，所以作用于DIW的液膜上的离心力急剧下降。其结果，对基板W的周缘部的DIW作用有朝向基板W的中央部的强的力。但是，由于将执行急减速工序(S421)的执行时间设定为时间1.0秒以下，所以DIW几乎不从基板W的周缘部向中央部移动，因此，在基板W的急减速时，基板W的上表面(表面)不会在基板W的周缘部露出。由此，能够一边将基板W的整个上表面维持在由DIW的液膜覆盖的状态，一边使基板W的旋转速度下降至浸液速度(10rpm)。
在积液工序(S422)中，由于基板W的旋转的减速梯度平缓，所以作用于DIW的液膜的离心力缓缓减小。其结果，作用于基板W的周缘部的DIW上的朝向基板中央部的力减小。紧接着基板W的周缘部的DIW受到朝向基板W的中央部的强的力的急减速工序(S421)，执行基板W的周缘部的DIW受到的力被减小的积液工序(S422)。因此，在急减速工序(S421)中被促进的、DIW的液膜朝向基板W的中央部的移动在积液工序(S422)得到抑制。
另外，在积液工序(S422)中，由于向基板W供给的DIW的流量是比高速冲洗工序(S41)时的最大供给流量(2.0(升/分钟))更大的大流量(4.0(升/分钟))。因此，供给到基板W的中央部上的DIW从基板W的中央部被挤向周缘部。由此，能够使DIW确实遍及到周缘部。
因此，即使在基板W的表面的示出疏水性且基板W为大型基板的情况下，也能在减速冲洗工序(S42)的整个期间，几乎不会使基板W的上表面(表面)露出，使整个上表面由DIW的液膜覆盖。即，能够一边维持覆盖基板W的整个上表面的DIW的液膜，一边使基板的旋转速度减速至浸液速度。因此，能够呈浸液状保持覆盖基板W的整个上表面的DIW的液膜。
此时，即使将减速冲洗工序(S42)的执行时间设定为短时间，也能在减速冲洗工序(S42)后，呈浸液状保持覆盖基板W的整个上表面的DIW的液膜。换言之，即使在基板W的表面示出疏水性且基板W为大型基板的情况下，也能在短时间内形成覆盖基板W的整个上表面的DIW的(浸液状的)液膜。
以上对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明也能够通过其他方式来实施。
例如，在前述的实施方式中，通过使冲洗液喷嘴5喷出的喷出流量不同，来在积液工序(S422)的执行中增大向基板W供给DIW的供给流量，但是，也可以通过从与冲洗液喷嘴5不同的喷嘴喷出DIW，来在积液工序(S422)的执行中增大向基板W供给DIW的供给流量。
在图8A的变形例中，设置用于向基板W的中心部供给DIW的喷嘴51，该喷嘴51与冲洗液喷嘴5相互独立。喷嘴51是例如将作为冲洗液的DIW以连续流的状态喷出的直线型喷嘴，在旋转卡盘3(参照图1)的上方以喷出口朝向基板W的旋转中心附近的方式被固定配置。向喷嘴51供给来自DIW供给源的DIW。
当开始执行积液工序(S422)时，一边将从冲洗液喷嘴5喷出DIW的喷出量维持在与此前相同的流量，一边开始从喷嘴51喷出DIW。由此，在积液工序(S422)的执行中，不仅来自冲洗液喷嘴5的DIW供给至基板W的中央部，而且来自喷嘴51的DIW也供给至基板W的中央部。因此，在积液工序(S422)的执行中，实现向基板W供给DIW的供给流量增大。
在图8B的变形例中，使用在处理室2(参照图1)的顶棚壁面配置的顶棚喷嘴61，在执行积液工序(S422)时向基板W的上表面供给DIW。该顶棚喷嘴61用于对能够摆动地支撑喷嘴的臂部和用于将基板W的上表面之上的空间从其周围遮蔽的遮蔽构件喷出作为清洗水的DIW。顶棚喷嘴61例如是以连续流的状态喷出DIW的直线型喷嘴，在旋转卡盘3(参照图1)的上方以喷出口朝向基板W的旋转中心附近的方式被固定配置。向顶棚喷嘴61供给来自DIW供给源的DIW。
当开始执行积液工序(S422)时，一边将从冲洗液喷嘴5喷出DIW的喷出量维持在与此前相同的流量，一边从顶棚喷嘴61开始喷出DIW。由此，在积液工序(S422)的执行中，不仅来自冲洗液喷嘴5的DIW供给至基板W的中央部，而且来自顶棚喷嘴61的DIW供给至基板W的中央部。因此，在积液工序(S422)的执行中，实现向基板W供给DIW的供给流量增大。
在图8A以及图8B的变形例中，以将作为冲洗液的DIW仅向基板W的中央部供给的情况为例进行了说明，但是，也可以不仅将DIW供给到基板W的中央部，而且还将DIW供给到基板W的周缘部。在图9A～图9C示出该情况的变形例。
图9A的变形例与图8A不同之处在于，设置有用于向基板W的周缘部供给DIW的喷嘴71。喷嘴71例如是将作为冲洗液的DIW以连续流的状态喷出的直线型喷嘴，在旋转卡盘3(参照图1)的上方以喷出口朝向基板W的周缘部的方式被固定配置。向喷嘴71供给来自DIW供给源的DIW。在积液工序(S422)的执行中，不仅将来自冲洗液喷嘴5的DIW向基板W的中央部供给，而且，将来自喷嘴71的DIW向基板W的周缘部供给。因此，在积液工序(S422)的执行中，实现向基板W供给DIW的供给流量增大。
图9B的变形例与图9A不同之处在于，设置冲洗液喷嘴81来取代冲洗液喷嘴5，该冲洗液喷嘴81具有上述的扫描喷嘴的形式，喷出作为冲洗液的DIW。另外，在图9B中，设置喷嘴82来取代喷嘴71，该喷嘴82具有上述的扫描的形式，喷出DIW。向冲洗液喷嘴81以及喷嘴82分别供给来自DIW供给源的DIW。
在积液工序(S422)之前，冲洗液喷嘴81配置在其喷出口朝向基板W的旋转中心附近的位置。另外，喷嘴82配置在其喷出口朝向基板W的周缘部的位置。在积液工序(S422)的执行中，与图9A的情况同样，不仅来自冲洗液喷嘴81的DIW供给至基板W的中央部，而且来自喷嘴82的DIW供给至基板W的周缘部。
图9C的变形例与图9A不同之处在于，设置冲洗液喷嘴91来取代冲洗液喷嘴5，该冲洗液喷嘴91具有上述的扫描喷嘴的形式，且具有两个喷出口92、93。喷出口92、93分别设置为朝向下方的状态。来自DIW供给源的DIW经由阀(未图示)分别供给至冲洗液喷嘴91，在阀打开的状态下，从喷出口92、93分别向下方喷出DIW。
在积液工序(S422)之前，冲洗液喷嘴91与基板W的上表面相向配置。在该状态下，喷出口92与基板W的中央部相向，且喷出口93与基板W的周缘部相向。在积液工序(S422)的执行中，不仅从喷出口92喷出的DIW供给至基板W的中央部，而且从喷出口93喷出的DIW供给至基板W的周缘部。
另外，在前述的实施方式中，说明了在积液工序(S422)中以规定的平缓的减速梯度使基板W的旋转速度减小的情况。积液工序(S422)中的基板W的旋转速度的减小方式还包含如图10所示那样的呈阶梯状减小的方式。
另外，说明了急减速工序(S421)中的向基板W供给DIW的供给流量被设定为与高速冲洗工序时的供给流量相同的流量的情况，但是，急减速工序(S421)中的冲洗液的供给流量可以设定为与积液工序(S422)时的供给流量相同的流量。
另外，说明了急减速工序(S421)执行结束时的基板W的旋转速度为100rpm的情况，但只要在200rpm以下即可。
另外，作为冲洗液，举例说明了使用DIW的情况。但是，冲洗液并不限于DIW，也可以采用碳酸水、电解离子水、臭氧水、稀释浓度(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，作为低表面张力液的一例，除了IPA液以外，还可以使用例如甲醇、乙醇、丙酮、以及HFE(氢氟醚)等有机溶媒。
另外，本发明的基板处理装置1并不限于从基板W的表面除去硅氧化膜的清洗处理中的冲洗后的处理，也能广泛使用于冲洗后的处理。其中，本发明的效果在基板W的表面示出疏水性的情况下特别显著被发挥。作为对表面示出疏水性的基板W的处理，除了除去硅氧化膜的处理以外，还能例示除去抗蚀剂的处理。
对本发明的实施方式进行了详细说明的，但这些只不过是用于使本发明的技术内容明确的具体例，应该理解，本发明并不限于这些具体例，本发明的范围由仅由权利要求书来限定。
本申请对应于在2013年9月26日向日本特许厅提出的特愿2013-200424号以及在2014年8月22日向日本特许厅提出的特愿2014-169334号对应，这些申请的全部内容通过引用编入本申请。

Claims (11)

1.一种基板处理方法，
包括：
药液工序，向旋转的基板的表面供给药液，对所述基板的表面进行药液处理，
冲洗工序，紧接着所述药液工序进行，通过向旋转的所述基板的表面供给冲洗液，利用所述冲洗液冲洗掉在所述基板的表面上附着的药液，并形成冲洗液的液膜；其特征在于，
所述冲洗工序包括高速冲洗工序和在该高速冲洗之后进行的减速冲洗工序，
所述减速冲洗工序包括积液工序，在该积液工序中，在比所述高速冲洗工序时的旋转速度低的旋转速度的范围内使所述基板的旋转速度减小，并以比所述高速冲洗工序时的最大供给流量大的流量向所述基板的表面供给冲洗液，以在所述基板的表面上形成浸液状的冲洗液的液膜。
2.如权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，所述积液工序中的冲洗液的供给流量被设定为4.0(升/分钟)以上。
3.如权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，在所述积液工序中，以11.0(rpm/秒)以下的减速梯度使所述基板的旋转速度减小。
4.如权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，所述减速冲洗工序还包括急减速工序，该急减速工序紧接着所述高速冲洗工序来执行，使所述基板的旋转速度以比所述积液工序时的减速梯度陡峭的梯度减小。
5.如权利要求4所述的基板处理方法，其特征在于，所述急减速工序的执行时间在1.0秒以下。
6.如权利要求4或5所述的基板处理方法，其特征在于，在所述急减速工序中，使所述基板的旋转速度减小到200rpm以下。
7.如权利要求4或5所述的基板处理方法，其特征在于，所述急减速工序中的冲洗液的供给流量被设定为4.0(升/分钟)以上。
8.如权利要求4或5所述的基板处理方法，其特征在于，所述急减速工序中的冲洗液的供给流量被设定为与所述高速冲洗工序时的冲洗液的供给流量相同的流量。
9.如权利要求4或5所述的基板处理方法，其特征在于，所述急减速工序中的冲洗液的供给流量被设定为与所述积液工序时的冲洗液的供给流量相同的流量。
10.如权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，还包括低表面张力液置换工序，在该低表面张力液置换工序中，利用低表面张力液置换通过所述积液工序形成的浸液状的冲洗液的液膜。
11.一种基板处理装置，
具有：
基板保持单元，保持基板，
基板旋转单元，使被所述基板保持单元保持的所述基板旋转，
药液供给单元，用于向由所述基板旋转单元旋转的基板的表面供给药液，
冲洗液供给单元，用于向由所述基板旋转单元旋转的基板的表面供给冲洗液，
控制单元，对所述基板旋转单元、所述药液供给单元以及所述冲洗液供给单元进行控制，来执行药液工序和冲洗工序，其中，在所述药液工序中，一边使所述基板以规定的旋转速度旋转，一边向所述基板的表面供给药液，来对所述基板的表面进行药液处理，所述冲洗工序紧接着所述药液工序来进行，在所述冲洗工序中，通过向旋转的基板的表面供给冲洗液，来利用所述冲洗液冲洗掉在所述基板的表面上附着的药液，并形成该冲洗液的液膜；其特征在于，
所述冲洗工序包括高速冲洗工序和在该高速冲洗之后进行的减速冲洗工序，
所述控制单元在所述减速冲洗工序中，在比所述高速冲洗工序时的旋转速度低的旋转速度的范围内使所述基板的旋转速度减小，并以比所述高速冲洗工序时的最大供给流量大的流量向所述基板的表面供给冲洗液，由此执行在所述基板的表面上形成浸液状的冲洗液的液膜的积液工序。
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