CN105023863B - 基板液处理装置和基板液处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够降低因喷嘴内的水解劣化而导致的甲硅烷基化液的废弃量的基板液处理装置和基板液处理方法。通过向喷嘴(43)内的甲硅烷基化液流路(431)供给阻隔流体，从而利用在比位于甲硅烷基化液流路内的甲硅烷基化液靠近喷出口(434)的一侧存在的阻隔流体将位于甲硅烷基化液流路内的甲硅烷基化液与喷出口的外部的气氛阻隔开。

Description

基板液处理装置和基板液处理方法
技术领域
本发明涉及一种为了使半导体晶圆等基板的表面拒水化而具有用于供给甲硅烷基化液的喷嘴的基板液处理装置。
背景技术
在半导体装置的制造过程中，对半导体晶圆等基板实施湿蚀刻、药液清洁等各种液处理。在液处理中，例如，依次进行向基板供给药液的药液处理工序、向基板供给纯水等冲洗液的冲洗处理工序、以及使基板干燥的干燥工序。在基板的表面上形成有图案、尤其是深宽比较大的图案的情况下，为了不在干燥工序中产生图案倒塌(日文：パターン倒壊)，在冲洗处理工序之前进行拒水化工序，在该拒水化工序中，向基板供给拒水化液例如甲硅烷基化液而使基板的表面拒水化。利用拒水化来增大冲洗液的接触角，从而抑制因冲洗液的表面张力引起图案的倒塌(例如参照专利文献1)。
甲硅烷基化液容易与大气中的水分发生水解反应而劣化。因此，若自喷嘴朝向基板喷出规定量的甲硅烷基化液之后长时间地持续停止喷出，则滞留于喷嘴的喷出口附近的甲硅烷基化液会因水解反应而劣化。为了将该劣化后的甲硅烷基化液自喷嘴内去除，在向接下来的基板供给甲硅烷基化液之前，通过自喷嘴喷出规定量的甲硅烷基化液(进行虚拟分液(dummy dispense)，由此，该劣化后的甲硅烷基化液被废弃掉。由于甲硅烷基化液的价格非常昂贵，因此期望尽可能地降低废弃量。
专利文献1：日本特开2012－222329号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种能够减少价格昂贵的甲硅烷基化液的废弃量的技术。
用于解决问题的方案
本发明的一优选实施方式提供一种基板液处理装置，其中，该基板液处理装置包括：处理部，其用于对基板供给甲硅烷基化液而对基板进行拒水化处理；喷嘴，其具有用于向位于所述处理部的基板供给甲硅烷基化液的喷出口和供甲硅烷基化液朝向所述喷出口流动的甲硅烷基化液流路；甲硅烷基化液供给机构，其用于向所述喷嘴的所述甲硅烷基化液流路供给甲硅烷基化液；以及阻隔流体供给机构，其向所述喷嘴的所述甲硅烷基化液流路供给阻隔流体，利用存在于比该甲硅烷基化液靠近上述喷出口的一侧的阻隔流体将位于所述甲硅烷基化液流路内的甲硅烷基化液与所述喷出口的外部的气氛阻隔开。
本发明的另一优选实施方式提供一种基板液处理方法，在该基板液处理方法中，其中，该基板液处理方法包括以下工序：使用具有喷出口和供甲硅烷基化液朝向所述喷出口流动的甲硅烷基化液流路的喷嘴，自所述喷嘴的所述喷出口向基板供给所述甲硅烷基化液而对所述基板进行拒水化处理；停止自所述喷嘴供给所述甲硅烷基化液；以及向所述甲硅烷基化液流路供给阻隔流体，利用存在于比该甲硅烷基化液靠近上述喷出口的一侧的所述阻隔流体将位于所述甲硅烷基化液流路内的甲硅烷基化液与所述喷出口的外部的气氛阻隔开。
发明的效果
采用本发明，能够抑制或延迟残留于喷嘴喷出口附近的甲硅烷基化液的水解而导致的劣化，因此能够减少虚拟分液的次数。其结果，能够减少价格昂贵的甲硅烷基化液的废弃量。
附图说明
图1是表示基板处理系统的整体结构的概略俯视图。
图2是表示处理单元的结构的概略纵剖视图。
图3是表示第1实施方式的甲硅烷基化液喷嘴和该喷嘴所附带的流体供给机构的概略图。
图4是用于说明第1实施方式的甲硅烷基化液喷嘴的作用的图。
图5是用于说明第2实施方式的甲硅烷基化液喷嘴的结构和作用的图。
图6是用于说明第3实施方式的甲硅烷基化液喷嘴的结构和作用的图。
图7是用于说明第4实施方式的甲硅烷基化液喷嘴和与该喷嘴有关的阻隔流体供给机构的结构和作用的概略图。
具体实施方式
图1是表示本实施方式的基板处理系统的概略结构的图。以下，为了使位置关系清楚，对互相正交的X轴、Y轴及Z轴进行规定，将Z轴正方向设为铅垂朝上方向。
如图1所示，基板处理系统1包括输入输出站2和处理站3。输入输出站2和处理站3相邻地设置。
输入输出站2包括承载件载置部11和输送部12。在承载件载置部11上载置有多个承载件C，该多个承载件C用于将多张晶圆W以水平状态收纳。
输送部12与承载件载置部11相邻地设置，在输送部12的内部具有基板输送装置13和交接部14。基板输送装置13具有用于保持晶圆W的基板保持机构。另外，基板输送装置13能够在水平方向和铅垂方向上移动并以铅垂轴线为中心进行旋转，其使用基板保持机构在承载件C与交接部14之间输送晶圆W。
处理站3与输送部12相邻地设置。处理站3包括输送部15和多个处理单元16。多个处理单元16以排列在输送部15的两侧的方式设置。
输送部15在内部具有基板输送装置17。基板输送装置17具有用于保持晶圆W的基板保持机构。另外，基板输送装置17能够在水平方向和铅垂方向上移动并以铅垂轴线为中心进行旋转，其使用基板保持机构在交接部14与处理单元16之间输送晶圆W。
处理单元16用于对利用基板输送装置17输送过来的晶圆W进行规定的基板处理。
另外，基板处理系统1包括控制装置4。控制装置4例如是计算机，其包括控制部18和存储部19。在存储部19中存储有用于对在基板处理系统1中执行的各种处理进行控制的程序。控制部18通过读取并执行被存储在存储部19中的程序来控制基板处理系统1的动作。
此外，该程序既可以是存储在可由计算机读取的存储介质中的程序，也可以是从该存储介质安装到控制装置4的存储部19中的程序。作为可由计算机读取的存储介质，存在例如硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、光磁盘(MO)以及存储卡等。
在如此构成的基板处理系统1中，首先，输入输出站2的基板输送装置13从载置于承载件载置部11的承载件C取出晶圆W并将取出后的晶圆W载置于交接部14。利用处理站3的基板输送装置17将载置于交接部14的晶圆W自交接部14取出并向处理单元16输入。
在利用处理单元16对被输入到处理单元16中的晶圆W进行处理之后，利用基板输送装置17将该晶圆W自处理单元16输出并将该晶圆W载置于交接部14。然后，利用基板输送装置13将载置于交接部14的处理完成后的晶圆W返回到承载件载置部11的承载件C。
接下来，参照图2说明处理单元16的概略结构。图2是表示处理单元16的概略结构的图。
如图2所示，处理单元16包括腔室20、基板保持机构30、处理流体供给部40、以及回收杯50。
腔室20用于收纳基板保持机构30、处理流体供给部40、以及回收杯50。在腔室20的顶部设有FFU(Fan Filter Unit：风机滤器单元)21。FFU21用于在腔室20内形成下降流。
基板保持机构30包括保持部31、支柱部32、以及驱动部33。保持部31用于水平保持晶圆W。支柱部32是沿铅垂方向延伸的构件，其基端部被支承为利用驱动部33能够旋转，支柱部32在顶端部水平支承保持部31。驱动部33用于使支柱部32绕铅垂轴线旋转。该基板保持机构30通过使用驱动部33使支柱部32旋转，从而使支承于支柱部32的保持部31旋转，由此，使由保持部31保持着的晶圆W旋转。
处理流体供给部40用于对晶圆W供给处理流体。
回收杯50以包围保持部31的方式配置，以收集因保持部31的旋转而自晶圆W飞散的处理液。在回收杯50的底部形成有排液口51，自该排液口51将由回收杯50收集到的处理液排出到处理单元16的外部。另外，在回收杯50的底部形成有排气口52，自该排气口52将自FFU21供给过来的气体排出到处理单元16的外部。
处理流体供给部40具有：药液喷嘴41，其用于向晶圆W供给药液；冲洗液喷嘴42，其用于向晶圆W供给纯水(DIW)等冲洗液；甲硅烷基化液喷嘴43，其用于向晶圆W供给甲硅烷基化液；以及溶剂喷嘴44，其用于向晶圆W供给相对于冲洗液和甲硅烷基化液这两者具有相溶性的置换用有机溶剂例如异丙醇(IPA)。
药液喷嘴41、冲洗液喷嘴42、甲硅烷基化液喷嘴43以及溶剂喷嘴44均安装于共用的1个臂45。臂45能够绕铅垂轴线转动(θ方向上的旋转)，从而能够使喷嘴41～喷嘴44在位于由基板保持机构30保持着的晶圆W的中心的正上方的处理位置和自晶圆W的上方退避后的退避位置之间移动。
在位于退避位置的药液喷嘴41、冲洗液喷嘴42、甲硅烷基化液喷嘴43以及溶剂喷嘴44的正下方设有液体接收部46，该液体接收部46用于接收自这些喷嘴通过虚拟分液喷出的液体。此外，在喷嘴41～喷嘴44位于退避位置时，臂45位于回收杯50的外侧，臂45的长度方向朝向与图2的纸面大致垂直的方向。液体接收部46与在半导体装置制造工厂中设置的废液系统相连通。
自药液供给机构61向药液喷嘴41供给药液。自冲洗液供给机构62向冲洗液喷嘴42供给冲洗液。自甲硅烷基化液供给机构63向甲硅烷基化液喷嘴43供给甲硅烷基化液。自溶剂供给机构64向溶剂喷嘴44供给置换用有机溶剂。所述各种液体的供给机构61～供给机构64由设置在与液体的供给源相连接的管路上的开闭阀、流量控制机构等构成。药液、甲硅烷基化液以及置换用有机溶剂的供给源例如是用于储存这些液体的罐，冲洗液的供给源例如是在半导体装置制造工厂中设置的纯水供给源。
作为药液，其是能够用于基板的处理的任意的药液，例如为酸性药液、碱性药液、有机药液。具体而言，能够例示出SC－1液、SC－2液、稀氢氟酸(DHF)、缓冲氢氟酸、臭氧水、以及光致抗蚀剂的显影液等，但当然，并不限于这些药液。
作为甲硅烷基化液，能够使用利用稀释剂将用于使晶圆W的表面拒水化的拒水剂稀释而得到的液体。作为拒水剂，能够使用例如二甲基三甲基硅胺((Trimethylsilyl)dimethylamine)(TMSDMA)、二甲硅基二甲胺(Dimethylsilyldimethylamine)(DMSDMA)、三甲基硅烷基二乙胺(Trimethylsilyldiethylamine)(TMSDEA)、六甲基二硅氮烷(Hexamethyldisilazane)(HMDS)、以及1,1,3,3,-四甲基二硅氮烷(Tetramethyldisilazane)(TMDS)等。作为稀释剂，能够使用醚类溶剂、酮类的有机溶剂等。具体而言，作为稀释剂，能够使用丙二醇单甲醚醋酸酯(PGMEA)、环己酮、以及氢氟醚(hydrofluoro ether)(HFE)等。
以下，以如下前提来进行说明，即，作为甲硅烷基化液而使用利用PGMEA将TMSDMA稀释而得到的液体(也可以含有反应促进剂)，作为置换用有机溶剂而使用IPA。
甲硅烷基化液喷嘴的第1实施方式
接下来，参照图3说明甲硅烷基化液喷嘴43的结构。
甲硅烷基化液喷嘴43具有甲硅烷基化液流路431和在合流点433处与甲硅烷基化液流路431合流的阻隔流体流路432。
自甲硅烷基化液供给机构63向甲硅烷基化液流路431供给甲硅烷基化液。甲硅烷基化液供给机构63包括：甲硅烷基化液供给源631，其由用于储存甲硅烷基化液的罐等构成；甲硅烷基化液供给管线632，其与该甲硅烷基化液供给源631相连接；以及流量控制机构(FC)633和开闭阀634，该流量控制机构(FC)633和开闭阀634设置在该甲硅烷基化液供给管线632上。
自阻隔流体供给机构65向阻隔流体流路432供给阻隔流体。阻隔流体供给机构65包括：阻隔流体供给源651，其由用于储存阻隔流体、在此为PGMEA(其是甲硅烷基化液的稀释剂(稀释液))的罐等构成；阻隔流体供给管线652，其与该阻隔流体供给源651相连接；以及流量控制机构(FC)653和开闭阀654，该流量控制机构(FC)653和开闭阀654设置在该阻隔流体供给管线652上。
流量控制机构633能够由自上游侧起依次设置在甲硅烷基化液供给管线632上的流量计、稳压阀以及针阀(均未图示)等构成。能够使流量控制机构653和供给机构61、62、64的流量控制机构也为同样的结构。
接下来，说明处理单元16的运用方法。
基板输送装置17将晶圆W输入到处理单元(处理部)16内，并将该晶圆W保持在基板保持机构30的保持部31上。
药液处理工序
基板保持机构30使保持着的晶圆W以规定速度旋转。臂45进行旋转而使药液喷嘴41位于处理位置。在规定时间的期间，自药液喷嘴41喷出药液、例如DHF，从而对晶圆W实施规定的药液处理。
第1冲洗工序
在药液处理工序结束后(停止喷出药液)，一边继续使晶圆W旋转，一边在规定时间的期间自位于处理位置的冲洗液喷嘴42喷出作为冲洗液的DIW。由此，利用DIW将晶圆W上的药液和反应生成物冲掉。
第1溶剂置换工序
在第1冲洗工序结束后(停止喷出冲洗液)，一边继续使晶圆W旋转，一边在规定时间的期间自位于处理位置的溶剂喷嘴44喷出作为置换用有机溶剂的IPA。由此，晶圆W上的DIW被IPA置换。
甲硅烷基化工序
在第1溶剂置换工序结束后(停止喷出IPA)，一边继续使晶圆W旋转，一边在规定时间的期间自位于处理位置的甲硅烷基化液喷嘴43喷出利用PGMEA将TMSDMA稀释而得到的液体作为甲硅烷基化液。由此，晶圆W上的IPA被甲硅烷基化液置换，通过该甲硅烷基化液来使晶圆W的表面拒水化。
第2溶剂置换工序
在甲硅烷基化工序结束后(停止喷出甲硅烷基化液)，一边继续使晶圆W旋转，一边在规定时间的期间自位于处理位置的溶剂喷嘴44喷出作为置换用有机溶剂的IPA。由此，晶圆W上的甲硅烷基化液被IPA置换。
第2冲洗工序
在第2溶剂置换工序结束后(停止喷出IPA)，一边继续使晶圆W旋转，一边在规定时间的期间自位于处理位置的冲洗液喷嘴42喷出作为冲洗液的DIW。由此，晶圆W上的IPA被DIW置换，另外，利用该DIW将在甲硅烷基化工序中产生的反应生成物的残渣冲掉。此外，也可以省略该第2冲洗工序。
干燥工序
在第2冲洗工序结束后(停止喷出DIW)，使臂旋转而使喷嘴41～喷嘴44返回到退避位置，并继续使晶圆W旋转。由此，在离心力的作用下，使位于晶圆W上的DIW飞出而对晶圆W进行甩干。由于晶圆W的表面被拒水化，因此，能够防止在位于在晶圆W的表面上形成的图案之间的DIW欲脱离图案时图案因DIW的表面张力而倒塌。由此，完成针对晶圆W的一系列的处理，利用基板输送装置17将处理后的晶圆W自处理单元16输出。
将在针对晶圆W实施的所述一系列的处理工序结束后返回到退避位置的甲硅烷基化液喷嘴43的状态表示在图4的(a)中。此时，甲硅烷基化液供给管线632的开闭阀634和阻隔流体供给管线652的开闭阀654这两者均关闭。在图4的(a)中，在整个甲硅烷基化液流路431中充满了甲硅烷基化液(TMSDMA/PGMEA)(在图4～图7中以较粗的点表示)。暴露在作为喷嘴外的气氛的大气(腔室20内的清浄空气)中的甲硅烷基化液的液体表面位于作为甲硅烷基化液流路431的下端(末端)的喷出口434。当在该状态下放置时，在甲硅烷基化液与大气中含有的水分之间发生水解反应而使甲硅烷基化液劣化。当在该状态下更长时间地放置时，会产生固形物。这样的固形物可能会导致产生微粒。
在本实施方式中，在使甲硅烷基化液喷嘴43返回到退避位置之后、优选在刚返回到退避位置后，立即打开阻隔流体供给管线652的开闭阀654，从而如图4的(b)所示那样将作为阻隔流体的PGMEA(在图4～图7中以较小的细点表示)自甲硅烷基化液喷嘴43喷出。由此，滞留于甲硅烷基化液流路431的喷出口434的附近的甲硅烷基化液(TMSDMA/PGMEA)被阻隔流体(PGMEA)挤出(清除)。此外，利用虚拟分液用的液体接收部46来接收自甲硅烷基化液喷嘴43喷出的甲硅烷基化液和阻隔流体，将该甲硅烷基化液和阻隔流体废弃到有机系的工厂废液系统中。
之后，当将阻隔流体供给管线652的开闭阀654关闭时，成为图4的(c)所示的状态。即，在甲硅烷基化液流路431中的自喷出口434起到甲硅烷基化液流路431与阻隔流体流路432之间的合流点433附近为止的区域中充满作为阻隔流体的PGMEA，甲硅烷基化液仅位于甲硅烷基化液流路431中的比合流点433靠上游侧的部分。即，甲硅烷基化液与作为甲硅烷基化液喷嘴43外部的气氛的大气之间的接触被作为阻隔流体的PGMEA阻隔。因此，能够防止甲硅烷基化液发生水解。
接下来，在自甲硅烷基化液喷嘴43向晶圆W供给甲硅烷基化液的情况下，在使甲硅烷基化液喷嘴43位于退避位置的状态下将甲硅烷基化液供给管线632的开闭阀634打开，从而自甲硅烷基化液喷嘴43喷出甲硅烷基化液。由此，如图4的(d)所示，滞留于甲硅烷基化液流路431的喷出口434的附近的阻隔流体(PGMEA)被甲硅烷基化液(TMSDMA/PGMEA)挤出。之后，当将甲硅烷基化液供给管线632的开闭阀634关闭时，成为图4的(a)所示的状态，准备好自甲硅烷基化液喷嘴43朝向晶圆W喷出甲硅烷基化液。此外，也可以是，省略图4的(d)所示的工序，在图4的(c)所示的状态下直接朝向晶圆W喷出甲硅烷基化液。
在自对某一个晶圆W实施的一系列的处理结束时起到对接下来的晶圆实施的处理为止空开较长时间的间隔的情况下，所述图4的(a)～图4的(d)所示的步骤尤其有效。在现有技术(没有阻隔流体供给管线652)中，在长时间内没有自甲硅烷基化液喷嘴43喷出甲硅烷基化液的情况下，必须利用虚拟分液定期地将滞留于甲硅烷基化液喷嘴43的喷出口434的附近的、发生了水解的甲硅烷基化液废弃掉。与此相对，在所述实施方式中，仅将阻隔流体(PGMEA)废弃即可。甲硅烷基化液、尤其是甲硅烷基化液的拒水剂成分(TMSDMA)的价格非常昂贵，因此，采用所述实施方式，能够削减与废弃的药液的费用之差相对应的成本。
另外，在所述实施方式中，由于将作为甲硅烷基化液的构成成分的PGMEA用作了阻隔流体，因此，不必担心在拒水剂成分(TMSDMA)与阻隔流体之间产生生成对晶圆W的处理有害的物质那样的反应。
此外，此处所使用的阻隔流体是与甲硅烷基化液的稀释液成分相同的物质，因此，当在图4的(c)的状态下长时间放置时，甲硅烷基化液的拒水剂成分(TMSDMA)会扩散到阻隔流体(PGMEA)中，从而可能成为与图4的(a)相似的状态。因此，在位于甲硅烷基化液流路431的喷出口434的附近区域的液体中含有的拒水剂成分(TMSDMA)与喷出口434的外部的空气中的水分可能发生水解反应。在该情况下，由于在位于甲硅烷基化液流路431的喷出口434的附近区域的液体中含有的拒水剂成分(TMSDMA)的浓度低于在自甲硅烷基化液供给源631供给的甲硅烷基化液中含有的拒水剂成分(TMSDMA)的浓度，因此，直到劣化发展到需要进行液体清除的程度为止的时间很长。然而，不管怎样，都必须进行图4的(b)所示的操作。但是，在该情况下，也不必废弃价格昂贵的甲硅烷基化液(TMSDMA+PGMEA)，只要使用相对于甲硅烷基化液而言价格低廉的阻隔流体(PGMEA)来对甲硅烷基化液流路431的顶端部进行清除即可，因此能够降低运行成本。在下述第2实施方式中，在将IPA用作阻隔流体的情况下，可以说也是相同的。
甲硅烷基化液喷嘴的第2实施方式
在所述实施方式中，将PGMEA用作了阻隔流体，但也可以将作为置换用有机溶剂的IPA用作阻隔流体。在该情况下，能够使甲硅烷基化液喷嘴43具有溶剂喷嘴44的功能，从而能够废除溶剂喷嘴44。参照图5说明该情况下的、在第1溶剂置换工序、甲硅烷基化工序以及第2溶剂置换工序中的甲硅烷基化液喷嘴43的动作。其他工序(药液处理工序、第1冲洗工序、第2冲洗工序、干燥工序)与之前的说明相同。
图5的(a)示出了即将开始第1溶剂置换工序之前的状态(同时也是刚完成第2溶剂置换工序之后的状态。甲硅烷基化液供给管线632的开闭阀634和阻隔流体供给管线652的开闭阀65这两者均被关闭。在甲硅烷基化液流路431中的自喷出口434起到甲硅烷基化液流路431与阻隔流体流路432之间的合流点433附近为止的区域中充满作为阻隔流体的IPA，甲硅烷基化液仅位于甲硅烷基化液流路431中的比合流点433靠上游侧的部分。即，甲硅烷基化液与作为甲硅烷基化液喷嘴43的外部的气氛的大气之间的接触被作为阻隔流体的IPA阻隔。
在开始第1溶剂置换工序时，使甲硅烷基化液喷嘴43位于处理位置，将阻隔流体供给管线652的开闭阀654打开。于是，如图5的(b)所示，能够自甲硅烷基化液喷嘴43喷出IPA而进行第1溶剂置换工序。
接着，在进行甲硅烷基化工序时，将阻隔流体供给管线652的开闭阀654关闭并将甲硅烷基化液供给管线632的开闭阀634打开。于是，如图5的(c)所示，能够自甲硅烷基化液喷嘴43喷出甲硅烷基化液而进行甲硅烷基化工序。
此外，对于自图5的(b)所示的状态向图5的(c)所示的状态的转移，既可以如图5的(a)所示那样在暂时停止喷出阻隔流体(此时，甲硅烷基化液供给管线632的开闭阀634和阻隔流体供给管线652的开闭阀654这两者均被关闭)之后进行，也可以不经由图5的(a)所示的状态而直接进行。
接着，在进行第2溶剂置换工序时，将甲硅烷基化液供给管线632的开闭阀634关闭并将阻隔流体供给管线652的开闭阀654打开。于是，如图5的(b)所示，能够再次自甲硅烷基化液喷嘴43喷出IPA而进行第2溶剂置换工序。
此外，对于自图5的(c)所示的状态向图5的(b)所示的状态的转移，既可以如图5的(d)所示那样在暂时停止喷出甲硅烷基化液(此时，甲硅烷基化液供给管线632的开闭阀634和阻隔流体供给管线652的开闭阀654这两者均被关闭)之后进行，也可以不经由图5的(d)所示的状态而直接进行。
如果完成第2溶剂置换工序的话，就将阻隔流体供给管线652的开闭阀654关闭。于是，如图5的(a)所示，成为甲硅烷基化液与作为甲硅烷基化液喷嘴43外部的气氛的大气之间的接触被作为阻隔流体的IPA阻隔的状态。
在该图5所示的第2实施方式中，在执行第1溶剂置换工序、甲硅烷基化工序以及第2溶剂置换工序时，完全不必使甲硅烷基化液喷嘴43的位置移动。另外，由于在第2溶剂置换工序结束时(即，完成IPA的喷出的时刻)成为甲硅烷基化液与作为甲硅烷基化液喷嘴43外部的气氛的大气之间的接触被阻隔的状态，不必仅为了实施“阻隔”而进行别的操作。因此，能够简化工序。
此外，在图5所示的第2实施方式中，甲硅烷基化液喷嘴43的内部成为甲硅烷基化液和IPA相混合的状态，但由于IPA是对甲硅烷基化液与DIW之间的置换起中介作用的药液，因此没有问题。
在所述第2实施方式中能够废除溶剂喷嘴44，但也可以不废除溶剂喷嘴44。即，也可以是，替代作为在第1实施方式中使用的阻隔流体的PGMEA而使用IPA，并且，保留在溶剂置换工序向晶圆W供给IPA的溶剂喷嘴44。
甲硅烷基化液喷嘴的第3实施方式
在所述第1实施方式和第2实施方式的甲硅烷基化液喷嘴43中，作为阻隔流体而使用了液体的有机溶剂(PGMEA、IPA)，但并不限定于此。阻隔流体也可以是不含有水分的气体，或是水分含有量较低的气体。作为这样的气体，例如，能够使用在半导体装置的制造过程中经常使用的N2(氮)气体或清洁干燥的空气(CDA)。
在该第3实施方式中，对于完成甲硅烷基化液的喷出而甲硅烷基化液流路431内如图6的(a)所示那样充满甲硅烷基化液的甲硅烷基化液喷嘴43，在使其返回到退避位置之后、优选刚返回到退避位置后，立即将阻隔流体供给管线652的开闭阀654打开，从而如图6的(b)所示那样使作为阻隔流体的气体例如N2气体自甲硅烷基化液喷嘴43喷出。(此时，甲硅烷基化液供给管线632的开闭阀634当然关闭。)由此，滞留于甲硅烷基化液流路431的喷出口434的附近的甲硅烷基化液被N2气体挤出。之后，以小流量继续喷出N2气体，直到开始对接下来的晶圆W进行处理为止。由此，甲硅烷基化液所接触的是几乎不含有水分的N2气体，因此能够防止甲硅烷基化液产生水解。
在所述第1实施方式～第3实施方式中，利用阻隔流体将在甲硅烷基化液喷嘴43内的甲硅烷基化液流路431中充满的甲硅烷基化液挤出，但并不限定于此。也可以是，在甲硅烷基化液供给管线632上设置反吸机构(参照下述第4实施方式)，对滞留于甲硅烷基化液喷嘴43的甲硅烷基化液流路431内的甲硅烷基化液进行抽吸而使甲硅烷基化液的顶端的位置至少后退到甲硅烷基化液流路431中的比与阻隔流体流路432之间的合流点433靠上游侧的位置，之后自阻隔流体流路432供给阻隔流体。
甲硅烷基化液喷嘴的第4实施方式
在所述第1实施方式～第3实施方式中，自与甲硅烷基化液流路431合流的阻隔流体流路432向甲硅烷基化液流路431供给了阻隔流体，但并不限定于此。也可以自甲硅烷基化液喷嘴43的外部、具体而言自喷出口434向甲硅烷基化液流路431内供给阻隔流体。参照图7说明能够实现该实施方式的结构。
第4实施方式的甲硅烷基化液喷嘴43’在其内部具有甲硅烷基化液流路431，而不具有阻隔流体流路432。与第1实施方式～第3实施方式同样地，甲硅烷基化液流路431与甲硅烷基化液供给源631相连接且与设有流量控制机构(FC)633和开闭阀634的甲硅烷基化液供给管线632相连接。
第4实施方式的阻隔流体供给机构700具有能够积存阻隔流体的积液部701。积液部701处于如下位置，即，位于退避位置(或其附近)的甲硅烷基化液喷嘴43能够达到的位置。臂45(参照图2)能够进行升降，因而，甲硅烷基化液喷嘴43也能够进行升降。自与阻隔流体供给源702相连接且设有开闭阀704的阻隔流体管线703向积液部701供给作为阻隔流体的PGMEA或IPA(液体)。积液部701与设有开闭阀706的排放管线705相连接。
阻隔流体供给机构700还具有抽吸机构(707、708)，该抽吸机构(707、708)用于在将喷嘴43’的喷出口434浸渍于被积存在积液部701的阻隔流体中时使抽吸力经由甲硅烷基化液流路431作用于喷出口434。在该第4实施方式中，该抽吸机构包括：排放管线707，其在被设定于比开闭阀634靠下游侧的位置的分支点636处自甲硅烷基化液供给管线632分支；以及开闭阀708，其设置在该排放管线707上。这样的抽吸机构也被称作反吸机构。
说明作用。在甲硅烷基化液的喷出过程中，排放管线707的开闭阀708被关闭，在喷出甲硅烷基化液之后，继续关闭开闭阀708。在自分支点636起到开闭阀708为止的全部区域中充满甲硅烷基化液。在甲硅烷基化工序中，打开开闭阀634而自位于处理位置的喷嘴43’向晶圆W供给甲硅烷基化液。然后，关闭开闭阀634而完成甲硅烷基化工序。在完成针对一张晶圆W实施的甲硅烷基化工序后的一系列的工序之后，使喷嘴43’返回到退避位置。
接下来，如图7的(a)所示，将阻隔流体(例如液体的PGMEA或IPA)积存于积液部701。另外，使喷嘴43’位于积液部701的正上方，之后使喷嘴43’下降而将喷出口434浸渍于积液部701内的阻隔流体中。
在该状态下，当打开开闭阀708时，位于排放管线707内的甲硅烷基化液自排放管线707流出。于是，如图7的(b)所示，根据虹吸原理，抽吸力经由甲硅烷基化液供给管线632和甲硅烷基化液流路431作用于喷嘴43’的喷出口434，从而将位于积液部701内的阻隔流体引入到甲硅烷基化液流路431内。当然，开闭阀708的高度位置低于喷嘴43’的喷出口434的高度位置。在适当的时刻、例如在积液部701内的阻隔流体的液位低于喷嘴43’的喷出口434之前，关闭开闭阀708。由此，使阻隔流体的抽吸停止。
通过执行所述步骤，从而如图7的(b)所示那样在甲硅烷基化液流路431中的距喷出口434的规定范围内充满阻隔流体。即，利用阻隔流体将位于比充满阻隔流体的范围靠上游侧的位置的甲硅烷基化液与喷出口434的外部的气氛阻隔开。
在所述步骤结束后，使喷嘴43’上升而将其自积液部701内取出，并使喷嘴43’退避到退避位置。另外，由于在残留于积液部701内的阻隔流体中溶解有原本位于甲硅烷基化液流路431内的甲硅烷基化液，因此，优选将其废弃。在该情况下，打开开闭阀706将积液部701内的阻隔流体自排放管线705废弃。
在该第4实施方式中，不必针对喷嘴设置特别的结构(阻隔流体流路432)，能够使用通用的喷嘴。另外，反吸机构不限于用于防止喷出甲硅烷基化液，是为了防止液体自处理液喷嘴的喷出口滴下而经常采用的机构。即，仅靠对从前的结构追加积液部701等，就能够构成第4实施方式，因此能够抑制装置成本的上升。
本发明并不限于所述实施方式，而能够进行各种改变。此外，作为处理对象的基板并不限定于半导体晶圆，其也可以是玻璃基板、陶瓷基板等其他种类的基板。
附图标记说明
16、处理部(处理单元)；43、喷嘴(甲硅烷基化液喷嘴)；431、甲硅烷基化液流路；432、阻隔流体流路；433、连接位置；434、喷出口；63、甲硅烷基化液供给机构；65、阻隔流体供给机构；701、积液部；707、708、抽吸机构(排放管线和开闭阀)。

Claims (13)

1.一种基板液处理装置，其中，
该基板液处理装置包括：
处理部，其用于对基板供给甲硅烷基化液而对基板进行拒水化处理；
喷嘴，其具有用于向位于所述处理部的基板供给所述甲硅烷基化液的喷出口并在内部具有供所述甲硅烷基化液朝向所述喷出口流动的甲硅烷基化液流路；
甲硅烷基化液供给机构，其用于经由甲硅烷基化液供给管线向所述喷嘴的所述甲硅烷基化液流路供给所述甲硅烷基化液；以及
阻隔流体供给机构，其用于供给将位于所述喷嘴的内部的所述甲硅烷基化液流路内的甲硅烷基化液与所述喷出口的外部的气氛阻隔开的阻隔流体，
其中，所述喷嘴仅用于向位于所述处理部的所述基板供给所述甲硅烷基化液，
所述喷嘴具有阻隔流体流路，该阻隔流体流路在被设定于比所述喷出口靠上游侧的连接位置处与所述甲硅烷基化液流路相连接，
所述阻隔流体流路经由阻隔流体供给管线与所述阻隔流体供给机构相连接。
2.根据权利要求1所述的基板液处理装置，其中，
所述阻隔流体是液体，所述阻隔流体供给机构在所述阻隔流体供给管线上具有开闭阀，在使所述开闭阀打开规定时间而向所述甲硅烷基化液流路供给所述阻隔流体之后将所述开闭阀关闭，从而成为在所述甲硅烷基化液流路内的自所述连接位置起到所述喷出口为止的部分中充满所述阻隔流体的状态。
3.根据权利要求1或2所述的基板液处理装置，其中，
所述阻隔流体是有机溶剂。
4.根据权利要求1或2所述的基板液处理装置，其中，
所述甲硅烷基化液是利用稀释剂将拒水剂稀释而得到的液体，所述阻隔流体是所述稀释剂。
5.根据权利要求2所述的基板液处理装置，其中，
所述阻隔流体与所述甲硅烷基化液之间具有相溶性，且与纯水之间也具有相溶性。
6.根据权利要求1所述的基板液处理装置，其中，
所述阻隔流体是气体，在所述阻隔流体供给管线上设有开闭阀，在将所述开闭阀打开的状态下向所述阻隔流体流路持续供给所述气体，从而能够成为在所述阻隔流体流路和所述甲硅烷基化液流路内的自所述连接位置起到所述喷出口为止的部分中充满所述阻隔流体的状态。
7.一种基板液处理方法，在该基板液处理方法中，使用权利要求1的基板液处理装置来对基板进行液处理，其中，
该基板液处理方法包括以下工序：
自所述喷嘴的所述喷出口向基板供给所述甲硅烷基化液而对所述基板进行拒水化处理；
停止自所述喷嘴供给所述甲硅烷基化液；以及
向所述甲硅烷基化液流路供给阻隔流体，利用所述阻隔流体将位于所述甲硅烷基化液流路内的所述甲硅烷基化液与所述喷出口的外部的气氛阻隔开。
8.根据权利要求7所述的基板液处理方法，其中，
所述喷嘴具有阻隔流体流路，该阻隔流体流路在被设定于比所述喷出口靠上游侧的连接位置处与所述甲硅烷基化液流路相连接，
自所述阻隔流体流路向所述喷嘴内的甲硅烷基化液流路供给所述阻隔流体，由此，利用所述阻隔流体对位于所述甲硅烷基化液流路内的比所述连接位置靠下游侧的部分的所述甲硅烷基化液进行清除，且利用所述阻隔流体将位于所述甲硅烷基化液流路内的比所述连接位置靠上游侧的部分的甲硅烷基化液与所述喷出口的外部的气氛阻隔开。
9.根据权利要求8所述的基板液处理方法，其中，
所述阻隔流体是液体，在利用所述阻隔流体将所述甲硅烷基化液清除之后，使所述阻隔流体停止流通，由此使所述阻隔流体流路和所述甲硅烷基化液流路内的自所述连接位置起到所述喷出口为止的部分中充满所述阻隔流体。
10.根据权利要求9所述的基板液处理方法，其中，
所述阻隔流体是有机溶剂。
11.根据权利要求9所述的基板液处理方法，其中，
所述甲硅烷基化液是利用稀释剂将拒水剂稀释而得到的液体，所述阻隔流体是所述稀释剂。
12.根据权利要求9所述的基板液处理方法，其中，
所述阻隔流体与所述甲硅烷基化液之间具有相溶性，且与纯水之间也具有相溶性。
13.根据权利要求8所述的基板液处理方法，其中，
所述阻隔流体是气体，在利用所述阻隔流体将所述甲硅烷基化液清除之后也继续向所述阻隔流体流路供给供给所述阻隔流体，从而成为在所述阻隔流体流路和所述甲硅烷基化液流路内的自所述连接位置起到所述喷出口为止的部分中充满所述阻隔流体的状态。
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