CN105938791A - 基板处理方法以及基板处理装置 - Google Patents

基板处理方法以及基板处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105938791A
CN105938791A CN201610126029.3A CN201610126029A CN105938791A CN 105938791 A CN105938791 A CN 105938791A CN 201610126029 A CN201610126029 A CN 201610126029A CN 105938791 A CN105938791 A CN 105938791A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
gas
liquid film
ejiction opening
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610126029.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105938791B (zh
Inventor
小林健司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Publication of CN105938791A publication Critical patent/CN105938791A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105938791B publication Critical patent/CN105938791B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02046—Dry cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67023—Apparatus for fluid treatment for general liquid treatment, e.g. etching followed by cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

基板处理方法包括：基板保持工序，水平地保持基板；液膜形成工序，向所述基板的上表面供给处理液，形成覆盖该基板的上表面的处理液液膜；第1气体喷出工序，在所述液膜形成工序后，从第1喷出口喷出第1气体，使所述第1气体从与该上表面交叉的方向向所述处理液液膜吹送，以形成从所述处理液液膜除去液膜的液膜除去区域，所述第1气体含有表面张力小于所述处理液的表面张力的低表面张力液体的蒸气；第2气体喷出工序，从与所述第1喷出口不同的环状的第2喷出口朝向横向且呈放射状地喷出第2气体，该第2气体含有表面张力比所述处理液的表面张力小的低表面张力液体的蒸气；以及液膜除去区域扩大工序，使所述液膜除去区域扩大。

Description

基板处理方法以及基板处理装置
技术领域
本发明涉及使用处理液处理基板的上表面的基板处理方法以及基板处理装置。作为处理对象的基板的例子包括半导体晶片、液晶显示装置用基板、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、光掩膜用基板、陶瓷基板以及太阳能电池用基板等。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，向半导体晶片等基板的表面供给处理液，使用处理液处理该基板的表面。
例如，逐张处理基板的单张式基板处理装置具有：旋转卡盘，大致水平地保持基板，使该基板旋转；以及喷嘴，用于向通过该旋转卡盘进行旋转的基板的上表面供给处理液。例如，通过向被旋转卡盘保持的基板供给药液，然后供给冲洗液，基板上的药液被置换为冲洗液。然后，进行从基板的上表面上排除冲洗液的干燥处理。
作为干燥处理，为了抑制产生水印，已知向处于旋转状态的基板的表面供给沸点比水低的异丙醇(isopropyl alcohol：IPA)的蒸气的方法。例如，旋转干燥(Rotagoni Drying)(参照美国申请No.2009/0101181 A1)是这种方法的一个例子。
作为这样的干燥方法，具体地说，在基板的上表面形成处理液(冲洗液)液膜，向该处理液液膜吹送低表面张力液体(IPA)的蒸气，从而形成液膜除去区域。然后，使液膜除去区域扩大，使液膜除去区域扩展至基板的上表面的全部区域，从而基板的上表面被干燥。
但是，在这样的干燥方法中，有时会在干燥后的基板的表面(处理对象面)上产生颗粒。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制或防止颗粒且能够使基板的上表面干燥的基板处理方法以及基板处理装置。
本发明的发明人考虑使用低表面张力液体的蒸气的干燥方法(旋转干燥等)中产生颗粒的原因为如下的原因。即，使用处理液进行处理的结果，形成在基板的上表面的处理液液膜中会含有颗粒。当液膜除去区域扩大时，基板的上表面、处理液液膜与气相三者的边界(包括气液固的三相界面的边界)向外侧(即向处理液液膜侧)移动。随着液膜除去区域的扩大，处理液液膜的靠近所述边界的部分(以下称为“处理液液膜边界部分”。以下相同)含有颗粒。
在该处理液液膜边界部分的内部产生热对流。该热对流向与处理液液膜、基板的上表面和气相三者的边界接近的方向流动。因此，若在处理液液膜边界部分含有颗粒，则该颗粒被热对流向朝向基板的上表面与气相两者的边界的方向推动，从该边界移动至液膜除去区域，显现在基板的上表面。并且，在除去处理液液膜之后的基板的上表面残存有颗粒。本发明的发明人认为这是颗粒产生的机理。
另外，本发明的发明人得知，若处理液液膜、基板的上表面和气相三者的边界的周围的气体环境是表面张力比该处理液小的低表面张力液体的蒸气丰富的状态，则在处理液液膜边界部分的内部不会产生热对流，而且在处理液液膜边界部分的内部产生向远离处理液液膜、基板的上表面和气相三者的边界的方向(即，热对流的反方向)流动的马兰哥尼对流(Marangoniconvection)。
本发明提供一种基板处理方法，包括：基板保持工序，水平地保持基板；液膜形成工序，向所述基板的上表面供给处理液，形成覆盖该基板的上表面的处理液液膜；第1气体喷出工序，在所述液膜形成工序后，从第1喷出口喷出第1气体，使所述第1气体从与该上表面交叉的方向向所述处理液液膜吹送，以形成从所述处理液液膜除去液膜的液膜除去区域，所述第1气体含有表面张力小于所述处理液的表面张力的低表面张力液体的蒸气；第2气体喷出工序，从与所述第1喷出口不同的环状的第2喷出口朝向横向且呈放射状地喷出第2气体，该第2气体含有表面张力比所述处理液的表面张力小的低表面张力液体的蒸气；以及液膜除去区域扩大工序，使所述液膜除去区域扩大。
根据该方法，通过从与基板的上表面交叉的方向向形成于基板的上表面的处理液液膜吹送含有低表面张力液体的蒸气的第1气体，在处理液液膜上形成液膜除去区域。通过该液膜除去区域的扩大，基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界向基板的外方移动。使液膜除去区域扩大到基板的全部区域，从而使基板的上表面的全部区域干燥。
另外，从环状的第2喷出口朝向横向且呈放射状地喷出含有低表面张力液体的蒸气的第2气体。从第2喷出口喷出的第2气体供给至形成于基板的上表面的处理液液膜的周围。因此，能够将处理液液膜周围的气体环境保持为低表面张力的蒸气丰富的状态。因此，在形成液膜除去区域后，能够将基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界周围的气体环境保持为低表面张力液体的蒸气丰富的状态。由此，能够在处理液液膜边界部分的内部能够产生向远离处理液液膜、基板的上表面和气相三者的边界的方向流动的马兰哥尼对流，并且能够维持所产生的马兰哥尼对流。
因此，在处理液液膜含有颗粒的情况下，该颗粒被马兰哥尼对流推向远离基板的上表面以及气相者两者的边界的方向。因此，能够使处理液液膜中的颗粒处于该液膜中的状态不变，扩大液膜除去区域。处理液液膜中所含有的颗粒不会出现在液膜除去区域，与处理液液膜一起从基板的上表面除去。因此，基板干燥后，不会在基板的上表面残存颗粒。由此，能够在抑制或防止颗粒的产生的情况下使基板的上表面的全部区域干燥。
另外，例如考虑一边用低表面张力液体的蒸气的气体环境充满容置基板保持单元的腔内部的全部区域，一边向处理液液膜吹送低表面张力液体的蒸气。但是，此时需要用低表面张力液体的蒸气的气体环境充满腔内部的全部区域，所以低表面张力液体的消耗量巨大。
相对于此，根据上述的方法，通过从第2喷出口朝向横向且呈放射状地喷出第2气体，能够将基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界周围的气体环境保持为低表面张力液体的蒸气丰富的状态。由此，能够节省低表面张力液体，并且能够使基板的上表面良好地干燥。
在本发明的一实施方式总，所述第2喷出口在铅垂方向上配置于所述第1喷出口的上方。根据该方法，由于第2喷出口配置在第1喷出口的上方，所以能够通过从第2喷出口喷出的第2气体的气流将第2喷出口的上方的区域与基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界的周围隔断。由此，能够将处理液液膜、基板的上表面和气相三者的边界的周围保持为低表面张力液体的蒸气更丰富的状态。
在所述基板处理方法中，所述第1气体喷出工序与所述第2气体喷出气体喷出工序可以并行执行。根据该方法，从第1喷出口喷出第1气体的动作与从第2喷出口喷出第2气体的动作并行进行，所以在扩大液膜除去区域时，能够将基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界的周围的气体环境持续保持为低表面张力液体的蒸气丰富的状态。由此，能够在处理液液膜边界部分的内部产生向远离处理液液膜、基板的上表面和气相三者的边界的方向流动的马兰哥尼对流。
所述第2气体喷出工序可以在所述第1气体喷出工序开始之前开始执行。根据该方法，由于从第2喷出口喷出第2气体的动作在开始从第1喷出口喷出第1气体的动作之前开始执行，所以能够在基板的上表面附近的气体环境为低表面张力液体的蒸气丰富的状态下，开始形成液膜除去区域。
所述液膜除去区域扩大工序可以包括使从所述第1喷出口喷出的所述第1气体的流量在开始喷出该第1气体后逐渐增大的第1流量增大工序。此时，所述基板处理方法还可以包括使从所述第2喷出口喷出的所述第2气体的流量在开始喷出该第2气体后逐渐增大的第2流量增大工序。
根据该方法，通过在开始喷出第1气体后，使该第1气体的流量逐渐增大，从而能够扩大液膜除去区域。此时，因为第2气体的流量也在开始喷出该第2气体后逐渐增大，所以无论液膜除去区域的扩大状况如何，都能够将基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界的周围的气体环境持续保持为低表面张力液体的蒸气丰富的状态。
所述处理液可以含有冲洗液，所述低表面张力液体含有有机溶剂。
根据该方法，通过从与基板的上表面交叉的方向向形成于基板的上表面的冲洗液液膜吹送含有低表面张力液体的蒸气的第1气体，在冲洗液液膜形成液膜除去区域。通过该液膜除去区域的扩大，基板的上表面、冲洗液液膜和气相三者的边界向基板的外方移动。通过使液膜除去区域扩大至基板的全部区域，基板的上表面的全部区域被干燥。
另外，从环状的第2喷出口朝向横向且呈放射状地喷出含有喷出低表面张力液体的蒸气的第2气体。从第2喷出口喷出的第2气体供给至形成于基板的上表面的冲洗液液膜的周围。因此，能够将冲洗液液膜的周围的气体环境保持为低表面张力的蒸气丰富的状态。因此，在形成液膜除去区域后，能够将基板的上表面、冲洗液液膜和气相三者的边界的周围的气体环境保持为低表面张力液体的蒸气丰富的状态。由此，能够在冲洗液液膜边界部分的内部产生向远离处理液液膜、基板的上表面和气相三者的边界的方向流动的马兰哥尼对流，并且能够维持所产生的马兰哥尼对流。
因此，在冲洗液液膜含有颗粒的情况下，该颗粒被马兰哥尼对流推向远离基板的上表面与气相的边界的方向。因此，能够在冲洗液液膜中的颗粒处于该液膜中的状态不变的情况下，扩大液膜除去区域。冲洗液液膜中所含有的颗粒不会出现在液膜除去区域，与冲洗液液膜一起被从基板的上表面除去。因此，在基板干燥后，不会在基板的上表面残存颗粒。由此，能够在抑制或防止产生颗粒的情况下干燥基板的上表面的全部区域。
本发明提供一种基板处理装置，具有：基板保持单元，水平地保持基板；处理液供给单元，用于向所述基板的上表面供给处理液；喷嘴，具有用于朝下喷出气体的第1喷出口和用于朝向横向喷出气体的环状的第2喷出口；第1气体供给单元，向所述第1喷出口供给第1气体，该第1气体含有表面张力比所述处理液的表面张力小的低表面张力液体的蒸气；第2气体供给单元，向所述第2喷出口供给第2气体，该第2气体含有表面张力比所述处理液的表面张力小的低表面张力液体的蒸气；以及控制单元，控制所述处理供给单元、所述第1气体供给单元、第2气体供给单元以及所述基板旋转单元，所述控制单元执行：液膜形成工序，向所述基板的上表面供给处理液，形成覆盖该基板的上表面的处理液液膜；第1气体喷出工序，在所述液膜形成工序后，从所述第1喷出口喷出所述第1气体，使所述第1气体吹送至所述处理液液膜，以形成从所述处理液液膜除去液膜的液膜除去区域；第2气体喷出工序，从所述第2喷出口朝向横向且呈放射状地喷出所述第2气体；以及液膜除去区域扩大工序，使所述液膜除去区域扩大。
根据该结构，通过从与基板的上表面交叉的方向向形成于基板的上表面的处理液液膜吹送含有低表面张力液体的蒸气的第1气体，由此在处理液液膜形成液膜除去区域。通过该液膜除去区域的扩大，基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界向基板的外方移动。通过使液膜除去区域扩大到基板的全部区域，基板的上表面的全部区域被干燥。
另外，从环状的第2喷出口朝向横向且呈放射状地喷出含有低表面张力液体的蒸气的第2气体。从第2喷出口喷出的第2气体供给至形成于基板的上表面的处理液液膜的周围。因此，能够将处理液液膜的周围的气体环境保持为低表面张力的蒸气丰富的状态。因此，在形成液膜除去区域后，能够将基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界的周围的气体环境保持为低表面张力液体的蒸气丰富的状态。由此，能够在处理液液膜边界部分的内部形成向远离处理液液膜、基板的上表面和气相三者的边界的方向流动的马兰哥尼对流，并且能够维持所产生的马兰哥尼对流。
因此，在处理液液膜中含有颗粒的情况下，该颗粒被马兰哥尼对流推向远离基板的上表面与气相的边界的方向。因此，能够在保持处理液液膜中的颗粒处于该液膜的状态不变的情况下，扩大液膜除去区域。处理液液膜中所含有的颗粒不会出现在液膜除去区域，与处理液液膜一起从基板的上表面除去。因此，在基板干燥后，不会在基板的上表面残存颗粒。由此，能够在抑制或防止产生颗粒的情况下，干燥基板的上表面的全部区域。
另外，例如考虑用低表面张力液体的蒸气的气体环境充满容置基板保持单元的腔的内部的全部区域，并且向处理液液膜吹送低表面张力液体的蒸气的情况。但是，此时因为需要用低表面张力液体的蒸气的气体环境充满腔内部的全部区域，所以低表面张力液体的消耗量巨大。
相对于此，根据上述结构，通过从第2喷出口朝向横向且呈放射状地喷出第2气体，由此能够将基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界的周围的气体环境保持为低表面张力液体的蒸气丰富的状态。由此，能够节省低表面张力液体，并且使基板的上表面良好地干燥。
在本发明的一实施方式中，所述喷嘴具有内部形成有用于使所述第1气体流通的第1流路的第1筒体，由该第1筒体的下端部分形成所述第1喷出口，并且在该第1筒体的下端部分设置有凸缘，从所述第1喷出口喷出的所述第1气体在所述基板的上表面与所述凸缘之间的空间流通。
根据该结构，从第1喷出口喷出的第1气体在基板的上表面与所述凸缘之间的空间流通，从凸缘的外周端与基板之间呈放射状且朝向横向喷出。因此，在形成液膜除去区域后，来自凸缘的外周端与基板之间的第1气体沿着基板的上表面呈放射状地向周向外方流动。由此，能够将第1气体供给至基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界的周围，从而能够将处理液液膜、基板的上表面和气相三者的边界的周围持续保持为低表面张力液体的蒸气丰富的状态。
所述第2喷出口可以配置在所述凸缘的上方。
根据该结构，第2喷出口配置在凸缘的上方。因此，通过从第2喷出口喷出的第2气体的气流将第2喷出口的上方的区域与基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界的周围隔断。由此，能够将处理液液膜、基板的上表面和气相三者的边界的周围保持为低表面张力液体的蒸气更加丰富的状态。
所述喷嘴可以还具有包围所述第1筒体的第2筒体，在该第2筒体与所述第1筒体之间划分形成有使所述第2气体流通的第2流路。此时，所述第2喷出口可以由所述第2筒体和所述凸缘形成。
根据该结构，第2喷出口、凸缘的外周端和基板沿着上下方向排列，所以从第2喷出口喷出的第2气体供给至基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界的周围。由此，能够将处理液液膜、基板的上表面和气相三者的边界的周围保持为低表面张力液体的蒸气更丰富的状态。
所述基板处理装置还可以具有相向构件，该相向构件具有与所述基板的上表面相向且对从所述第2喷出口喷出的所述第2气体进行引导的相向面。根据该结构，从第2喷出口喷出的第2气体充满相向面与基板的上表面之间的空间。因此，能够抑制第2气体从基板的上表面附近流出。由此，能够将基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界的周围的气体环境持续保持为低表面张力液体的蒸气更丰富的状态。
所述相向构件可以具有相向周缘部，该相向周缘部与所述基板的上表面周缘部相向，在该相向周缘部与该上表面周缘部之间形成有比所述相向面的中央部与所述基板的上表面中央部之间的间隔窄的狭窄间隔。
根据该结构，由于在相向构件的相向周缘部与基板的上表面周缘部之间形成有狭窄间隔，所以供给至相向面与基板的上表面之间的空间的第2气体难以从该空间排出。因此，能够进一步抑制第2气体从基板的上表面附近流出。由此，能够将基板的上表面、处理液液膜和气相三者的边界的周围的气体环境持续保持为低表面张力液体的蒸气更加丰富的状态。
本发明的上述的或其他的目的、特征以及效果，参照附图通过下述的实施方式的说明来明确。
附图说明
图1是在水平方向上观察本发明的第1实施方式的基板处理装置的图。
图2是放大示出所述基板处理装置的蒸气喷嘴喷出混合气体(IPA Vapor+N2)的状态的剖视图。
图3是用于说明所述基板处理装置进行的处理的第1处理例的流程图。
图4A～4F是用于说明所述第1处理例的示意图。
图5是表示处理时间与来自第1喷出口以及第2喷出口的混合气体(IPAVapor+N2)的喷出流量之间的关系的曲线图。
图6A～6B是表示液膜除去区域扩大的情况下冲洗液液膜边界部分的状态的俯视图。
图7是用于说明所述基板处理装置进行的处理的第2处理例的示意图。
图8是用于说明本发明的第2实施方式的基板处理装置的结构的示意图。
图9是用于说明本发明的第3实施方式的基板处理装置的结构的示意图。
具体实施方式
图1是在水平方向上观察本发明的第1实施方式的基板处理装置1的图。
基板处理装置1是利用处理液和/或处理气体逐张地处理半导体晶片等圆板状的基板W的单张式装置。基板处理装置1具有：处理单元2，使用处理液处理基板W；以及控制装置(控制单元)3，对基板处理装置1所具有的装置的动作和阀的开闭进行控制。
各处理单元2是单张式的单元。各处理单元2具有：箱形的腔4，具有内部空间；旋转卡盘(基板保持单元)5，在腔4内以水平姿势保持一张基板W，使基板W围绕经过基板W的中心的铅垂旋转轴线A1旋转；药液供给单元6，用于向被旋转卡盘5保持的基板W的上表面供给药液；冲洗液供给单元(处理液供给单元)7，用于向被旋转卡盘5保持的基板W的上表面供给冲洗液；气体供给单元(第1气体供给单元、第2气体供给单元)8，用于向被旋转卡盘5保持的基板W的上方供给作为低表面张力液体的有机溶剂的一个例子的IPA蒸气与非活性气体的一个例子的N2气的混合气体(IPA Vapor+N2)；以及筒状的杯部9，包围旋转卡盘5的周围。
腔4具有：箱状的分隔壁10，容置旋转卡盘5和喷嘴；作为送风单元的FFU(Fan Filter Unit：风机过滤单元)11，从分隔壁10的上部向分隔壁10内输送洁净空气(被过滤器过滤了的空气)；以及排气管12，将腔4内的气体从分隔壁10的下部排出。FFU11配置在分隔壁10的上方，安装在分隔壁10的顶板上。FFU11从分隔壁10的顶板朝下向腔4内输送洁净空气。排气管12与杯部9的底部连接，将腔4内的气体向基板处理装置1所设置的工厂中的排气处理设备导出。因此，通过FFU11以及排气管12形成在腔4内向下方流动的下降流。在腔4内形成有下降流的状态下，对基板W进行处理。
旋转卡盘5采用在水平方向上隔着基板W水平地保持基板W的夹持式卡盘。具体地说，旋转卡盘5具有旋转马达(基板旋转单元)13、与该旋转马达13的驱动轴形成一体的旋转轴14以及大致水平地安装于旋转轴14的上端的圆板状的旋转基座15。
在旋转基座15的上表面的周缘部配置有多个(3个以上，例如6个)夹持构件16。多个夹持构件16在旋转基座15的上表面周缘部以隔开适当间隔的方式配置在与基板W的外周形状对应的圆周上。
另外，旋转卡盘5不限于夹持式的，可以采用真空吸附式的(真空卡盘)，例如，通过真空吸附基板W的下表面，以水平姿势保持基板W，进而在该状态下围绕铅垂的旋转轴线旋转，来使被旋转卡盘5保持的基板W旋转。
药液供给单元6具有喷出药液的药液喷嘴17、与药液喷嘴17连接的药液配管18、安装在药液配管18上的药液阀19、在前端部安装有药液喷嘴17的第1喷嘴臂20和通过使第1喷嘴臂20摆动来使药液喷嘴17移动的第1喷嘴移动单元21。
当打开药液阀19时，从药液配管18供给至药液喷嘴17的药液从药液喷嘴17向下方喷出。当药液阀19关闭时，停止从药液喷嘴17喷出药液。第1喷嘴移动单元21通过使药液喷嘴17沿着基板W的上表面移动，使药液的供给位置在基板W的上表面内移动。而且，第1喷嘴移动单元21使药液喷嘴17在处理位置与退避位置之间移动，该处理位置是从药液喷嘴17喷出的药液供给至基板W的上表面的位置，该退避位置是俯视观察药液喷嘴17退避至旋转卡盘5的侧方的位置。
从药液喷嘴17喷出的药液能够例示含有硫酸、醋酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、氨水、过氧化氢、有机酸(例如柠檬酸、草酸等)、有机碱(例如AMAH：四甲基氨等)、表面活性剂和防腐蚀剂中的至少一种的液体。
冲洗液供给单元7具有喷出水的冲洗液喷嘴22、与冲洗液喷嘴22连接的冲洗液配管23、安装在冲洗液配管23上的冲洗液阀24、在前端部安装有冲洗液喷嘴22的第2喷嘴臂25和通过使第2喷嘴臂25摆动使冲洗液喷嘴22移动的第2喷嘴移动单元26。
当冲洗液阀24打开时，从冲洗液配管23供给至冲洗液喷嘴22的水从冲洗液喷嘴22向下方喷出。当冲洗液阀24关闭时，停止从冲洗液喷嘴22喷出水。第2喷嘴移动单元26通过使冲洗液喷嘴22沿着基板W的上表面移动，使水的供给位置在基板W的上表面内移动。而且，第2喷嘴移动单元26使冲洗液喷嘴22在处理位置与退避位置之间移动，该处理位置是从冲洗液喷嘴22喷出的水供给至基板W的上表面的位置，该退避位置是俯视观察冲洗液喷嘴22位于旋转卡盘5的侧方的位置。
从冲洗液喷嘴22喷出的冲洗液例如是纯水(去离子水：Deionzied Water)。水不限于纯水，可以是碳酸水、电解离子水、含氢水、臭氧水以及浓度被稀释(例如，10～100ppm左右)的盐酸水中的任意的水。
气体供给单元8具有喷出混合气体(IPA Vapor+N2)的气体喷嘴(喷嘴)27、在前端部安装有气体喷嘴27的第3喷嘴臂28和通过使第3喷嘴臂28摆动使气体喷嘴27移动的第3喷嘴移动单元29。
图2是放大示出基板处理装置1的气体喷嘴27的喷出混合气体(IPAVapor+N2)的状态的剖视图。
气体喷嘴27具有内筒(第1筒体)31和外套在内筒31上且包围内筒31的外筒(第2筒体)32。内筒31以及外筒32同轴地配置在共用的铅垂轴线A2上。如图2所示，内筒31除了下端部分31a以外的部分呈圆筒状。在内筒31的下端部分31a上形成有沿着水平方向延伸的平坦状的凸缘33。凸缘33的上表面33b以及下表面33c各自包括水平平坦状的水平壁。在图2中，凸缘33的外周端33a描画成俯视观察与外筒32的外周对齐的状态，但是凸缘33的外周端33a可以伸出至外筒32的径向外方。内筒31的内部空间成为来自后述的第1气体配管40的混合气体(IPA Vapor+N2)流通的直线状的第1气体流路34。第1气体流路34的下端形成第1喷出口35。
外筒32具有圆筒部36和封闭圆筒部36的上端部的封闭部37。内筒31的外周与封闭部37的内周之间，被密封构件(未图示)密封为液密状态。在内筒31与外筒32的圆筒部36之间形成有来自后述的第2气体配管42的处理液流通的圆筒状的第2气体流路38。内筒31以及外筒32分别使用氯乙烯、PCAFE(Polychlorotrifluoroethylene：聚三氟氯乙烯)、PVDF(polyvinylidenefluoride：聚偏二氟乙烯)、PAFE(Polytetrafluoroethylene：聚四氟乙烯)以及PFA(perfluoro-alkylvinyl-ether-tetrafluoro-ethlene-copolymer:：四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)等树脂材料。
在外筒32的下端部分，由外筒32的下端缘32a和内筒31的凸缘33的外周端33a划分形成环状的第2喷出口39。凸缘33的上表面33b形成水平平坦面，所以混合气体(IPA Vapor+N2)在第2气体流路38内朝向第2喷出口39流动的过程中形成水平方向的气流，由此，第2喷出口39使在第2气体流路38内流通的混合气体(IPA Vapor+N2)呈放射状沿着水平方向喷出。
气体供给单元8还具有与气体喷嘴27的第1气体流路34连接的第1气体配管40、安装在第1气体配管40上的第1气体阀41、与气体喷嘴27的第2气体流路38连接的第2气体配管42和安装在第2气体配管42上的第2气体阀43。当第1气体阀41打开时，从第1气体配管40供给至气体喷嘴27的第1气体流路34的混合气体(IPA Vapor+N2)从第1喷出口35向下方喷出。另外，当第2气体阀43打开时，从第2气体配管42供给至气体喷嘴27的第2气体流路38的混合气体(IPA Vapor+N2)从第2喷出口39呈放射状沿着水平方向喷出。
在通过基板处理装置1对基板W进行处理时，气体喷嘴27配置在凸缘33的下表面33c与基板W的上表面隔开规定的间隔W1(例如，约6mm)相向的下位置。在该状态下，当第1气体阀41打开时，从第1喷出口35喷出的混合气体(IPA Vapor+N2)吹送至基板W的上表面。另外，从第1喷出口35喷出的混合气体(IPA Vapor+N2)在凸缘33的下表面33c与基板W的上表面之间的空间SP流动，从形成在凸缘33的外周端33a与基板W之间的环状出口50呈放射状且沿着水平方向喷出。
控制装置3例如使用微型计算机构成。控制装置3具有CPU等运算单元、固定存储装置、硬盘驱动器等存储单元以及输入输出单元。存储单元存储由运算单元所执行的程序。控制装置3按照存储单元中存储的程序控制旋转马达13、第1喷嘴移动单元26、第2喷嘴移动单元26和第3喷嘴移动单元29等的动作。而且，控制装置3按照存储单元中存储的程序控制药液阀19、冲洗液阀24、第1气体阀41和第2气体阀43等的开闭动作等。
图3是用于说明由基板处理装置1进行的处理的第1处理例的流程图。图4A～4F是用于说明第1处理例的示意图。图5是表示处理时间与来自第1喷出口35以及第2喷出口39的混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出流量之间的关系的曲线图。图6A、6B是表示在液膜除去区域45扩大的情况下冲洗液液膜边界部分47的状态的俯视图。
参照图1～图3说明第1处理例。适当参照图4A～4F、图5以及图6A、6B。第1处理例是使用药液对基板W的上表面进行清洗处理的处理例。
在要通过基板处理装置1处理基板W时，将未处理的基板W搬入腔4内(步骤S1)。具体地说，控制装置3在喷嘴17、22、27等腔4内的结构从旋转卡盘5的上方退避的状态下，使搬运机械手(未图示)将基板W搬入腔4内。然后，控制装置3在基板W的处理对象面(例如图案形成面)朝上的状态下，使搬运机械手将基板W载置于旋转卡盘5上(基板保持工序)。然后，控制装置3在基板W被旋转卡盘5保持的状态下使旋转马达13旋转。由此，基板W开始旋转(步骤S2)。在基板W载置于旋转卡盘5上之后，控制装置3使搬运机械手从腔4内退避。
接着，进行向基板W供给药液的药液工序(步骤S3)。具体地说，控制装置3通过控制第1喷嘴移动单元21，使药液喷嘴17从退避位置移动至处理位置。然后，控制装置3打开药液阀19，从药液喷嘴17向旋转状态的基板W的上表面喷出药液。从药液喷嘴17喷出的药液供给至基板W的上表面之后，借助离心力沿着基板W的上表面向外方流动。进而，控制装置3在基板W进行旋转的状态下，使药液供给至基板W的上表面上的供给位置在中央部与周缘部之间移动。由此，药液的供给位置扫描基板W的上表面的整个区域，来均匀地处理基板W的上表面的全部区域。在经过预先设定的时间时，控制装置3关闭药液阀19，停止从药液喷嘴17喷出药液，然后，通过控制第2喷嘴移动单元26，从药液喷嘴17从旋转卡盘5的上方退避。通过药液工序(S3)，从搬入腔4内的基板W的上表面除去颗粒。
在药液工序(S3)中，可以实施物理清洗。该物理清洗能够列举：液滴喷出清洗，向基板W的上表面供给来自双流体喷嘴的药液的微小液滴的喷射流；刷洗，一边向基板W的表面供给药液，一边使擦洗刷等刷子与该基板W的表面接触来清洗该表面。
接着，进行向基板W供给冲洗液的冲洗工序(步骤S4)。具体地说，控制装置3通过控制第2喷嘴移动单元26，使冲洗液喷嘴22从退避位置移动至处理位置。然后，控制装置3打开冲洗液阀24，从冲洗液喷嘴22向旋转状态的基板W的上表面喷出水。与从药液喷嘴17喷出的药液同样，从冲洗液喷嘴22喷出的冲洗液在落至基板W的上表面之后，借助离心力沿着基板W的上表面向外方流动。因此，基板W上的药液被冲洗液冲向外方，排出到基板W的周围。由此，基板W上的药液被冲洗液冲掉。进而，控制装置3在基板W进行旋转的状态下，使冲洗液供给至基板W的上表面的供给位置在中央部与周缘部之间移动。由此，冲洗液的供给位置扫描基板W的上表面的全部区域，对基板W的上表面的全部区域实施冲洗处理。冲洗液中含有从基板W的上表面去除的颗粒。
接着，进行在停止向基板W供给冲洗液的状态下，将冲洗液液膜(处理液液膜)44保持在基板W上的桨式冲洗工序(步骤S5)。具体地说，控制装置3通过控制旋转卡盘5，在基板W的上表面的全部区域被冲洗液覆盖的状态下，使基板W停止旋转，或者使基板W的转速降低至比冲洗工序(S4)中的转速低的低转速(例如约10～100rpm)(在图4A中示出了以约50rpm的低速旋转的状态)。由此，在基板W的上表面形成覆盖基板W的上表面的全部区域的桨状的冲洗液液膜44。在该状态下，作用于基板W的上表面的冲洗液液膜44的离心力小于在冲洗液与基板W的上表面之间作用的表面张力，或者所述离心力与所述表面张力大致抵消。通过使基板W减速，作用于基板W上的冲洗液的离心力变小，从基板W上排出的冲洗液的量减少。有时冲洗液液膜44含有颗粒。
控制装置3在基板W静止的状态或者基板W以低转速旋转的状态下关闭冲洗液阀24，停止从冲洗液喷嘴22喷出冲洗液。另外，可以在基板W的上表面形成桨状的冲洗液液膜44后，继续向基板W的上表面供给冲洗液。
接着，控制装置3进行干燥工序(步骤S6)。
具体地说，控制装置3通过控制第3喷嘴移动单元29，使气体喷嘴27从退避位置移动至中央位置。在气体喷嘴27配置在中央位置后，从气体喷嘴27喷出混合气体(IPA Vapor+N2)。
具体地说，首先控制装置3打开第2气体阀43，如图4B所示，从气体喷嘴27的第2喷出口39呈放射状地沿着水平方向喷出混合气体(IPA Vapor+N2)。由此，混合气体(IPA Vapor+N2)被供给至基板W上的冲洗液液膜44的中央部的周围，该中央部的周围变为IPA蒸气丰富的状态。
如图5所示，控制装置3从开始喷出混合气体(IPA Vapor+N2)后，使来自第2喷出口39的混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出流量逐渐增大。在图5中，混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出流量与时间成正比地增大，但是只要是随着时间增大即可，可以不与时间成正比。
当从第2喷出口39开始喷出混合气体(IPA Vapor+N2)经过预先设定的时间时，接着控制装置3打开第1气体阀41从气体喷嘴27的第1喷出口35朝下喷出混合气体(IPA Vapor+N2)，如图4C所示，混合气体(IPA Vapor+N2)吹送至基板W的上表面的冲洗液液膜44的中央部。由此，处于冲洗液液膜44的中央部的冲洗液被吹送压力(气体压)物理性地推开，从该基板W的上表面的中央部吹出而被除去。结果，在基板W的上表面中央部形成液膜除去区域45。
从第1喷出口35喷出的混合气体(IPA Vapor+N2)在基板W的上表面与凸缘33的下表面33c之间的空间SP流通，从凸缘33的外周端33a与基板W之间形成的环状出口50呈放射状且沿着水平方向喷出。因此，形成液膜除去区域45后，来自环状出口50的混合气体(IPA Vapor+N2)沿着基板W的上表面呈放射状向周向外方流动。
如图5所示，控制装置3在从开始喷出混合气体(IPA Vapor+N2)后使来自第1喷出口35的混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出流量逐渐增大。在图5中，混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出流量与时间成正比地增大，但是只要随着时间增大即可，也可以不与时间成正比。
另外，在开始从第1喷出口35喷出混合气体(IPA Vapor+N2)后，控制装置3控制旋转马达13，使基板W的转速从零或者低转速逐渐增大。当基板W的转速超过规定的速度时，因基板W旋转产生的离心力作用于基板W上的冲洗液液膜44。另外，随着基板W的转速上升，该离心力增大。随着混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出流量增大以及基板W的旋转加速，如图4D所示，液膜除去区域45扩大。另外，可以不是在开始从第1喷出口35喷出混合气体(IPA Vapor+N2)后开始使基板W的旋转加速，而是在开始从第1喷出口35喷出混合气体(IPA Vapor+N2)的同时，开始使基板W的旋转加速。
因液膜除去区域45扩大，基板的上表面、冲洗液液膜和气相三者的边界(包括气液固的三层界面的边界)46向基板W的外方移动。根据下面叙述的2个理由，无论液膜除去区域45的扩大状况如何，都能够将边界46周围的气体环境持续保持为IPA蒸气丰富的状态。
第1理由为，因为在从第2喷出口39开始喷出混合气体(IPA Vapor+N2)后使其喷出流量逐渐增大，所以从第2喷出口39呈放射状喷出的混合气体(IPA Vapor+N2)始终供给至边界46的周围。
第2理由如下。即，第2喷出口39配置在第1喷出口35的上方，所以通过从第2喷出口39喷出的混合气体(IPA Vapor+N2)的气流48(参照图2)将第2喷出口39上方的区域与边界46的周围隔断。而且，来自第1喷出口35的混合气体(IPA Vapor+N2)从环状出口50呈放射状且沿着水平方向喷出，混合气体(IPA Vapor+N2)沿着基板W的上表面向周向外方流动，来自第1喷出口35的混合气体(IPA Vapor+N2)被来自第2喷出口39的混合气体(IPA Vapor+N2)的气流48(参照图2)持续阻挡在基板W的上表面的附近位置。
在边界46周围的气体环境为表面张力比冲洗液低的IPA蒸气丰富的状态时，如图2所示，在冲洗液液膜44的靠近边界46的部分(称为“冲洗液液膜边界部分47”)的内部不产生热对流，而且，在冲洗液液膜边界部分47的内部产生向远离边界46的方向(即，热对流的反方向)流动的马兰哥尼对流49。在形成液膜除去区域45后，无论液膜除去区域45的扩大状况如何，都能够将边界46周围的气体环境持续保持为IPA蒸气丰富的状态。
图6A～6B是表示在液膜除去区域45扩大的情况下冲洗液液膜边界部分47的状态的俯视图。
如图6A所示，在冲洗液液膜44中所含的颗粒P处于冲洗液液膜边界部分47的情况下，该颗粒P被马兰哥尼对流49推向远离边界46的方向。因此，当随着液膜除去区域45的扩大而边界46向基板W的外方移动时，随之如图6B所示，颗粒P也向径向外方移动。因此，保持颗粒P处于冲洗液液膜边界部分47的状态不变，液膜除去区域45扩大。
然后，液膜除去区域45扩大到基板W的全部区域，冲洗液液膜44被从基板W的上表面完全排出(图4F所示的状态)，从而基板W的上表面的全部区域被干燥。冲洗液液膜44中所含的颗粒不会出现在液膜除去区域45，而是与冲洗液液膜44一起从基板W的上表面除去。
在液膜除去区域45扩大到基板W的上表面的全部区域之后，控制装置3打开第1气体阀41以及第2气体阀43，停止从气体喷嘴27喷出混合气体(IPA Vapor+N2)。然后，控制装置3通过控制第3喷嘴移动单元29，使气体喷嘴27从旋转卡盘5的上方退避。另外，控制装置3控制旋转马达13，使旋转卡盘5停止旋转(基板W停止旋转)(步骤S7)。
由此，对一张基板W的处理结束，与搬入基板W时同样，控制装置3通过搬运机械手从腔4内搬出已处理的基板W(步骤S8)。
根据以上的实施方式，通过从上方向基板W的上表面吹送混合气体(IPAVapor+N2)，在基板W的上表面上形成的冲洗液液膜44上形成液膜除去区域45。通过液膜除去区域45的扩大，边界46向基板W的外方移动。通过使液膜除去区域45扩大到基板W的全部区域，基板W的上表面的全部区域被干燥。
另外，混合气体(IPA Vapor+N2)从环状的第2喷出口39呈放射状地沿着水平方向喷出。从第2喷出口39喷出的混合气体(IPA Vapor+N2)供给至基板W的上表面所形成的冲洗液液膜44的周围。因此，能够将冲洗液液膜44的上表面附近的气体环境保持为IPA蒸气丰富的状态。因此，在形成液膜除去区域45后，能够将边界46周围的气体环境保持为IPA蒸气丰富的状态。由此，能够在冲洗液液膜边界部分47的内部产生向远离边界46的方向的马兰哥尼对流49，并且能够维持所产生的马兰哥尼对流49。
因此，在冲洗液液膜44中含有颗粒的情况下，该颗粒被马兰哥尼对流49推向远离边界46的方向。在液膜除去区域45扩大时，边界46周围的气体环境持续保持IPA蒸气丰富的状态。因此，能够在保持冲洗液液膜44中的颗粒处于冲洗液液膜边界部分47中的状态不变的情况下，扩大液膜除去区域45。因此，冲洗液液膜44中含有的颗粒不会出现在液膜除去区域45，而与冲洗液液膜44一起从基板W的上表面除去。因此，在基板W干燥后，不会在基板W的上表面残存颗粒。由此，能够抑制或防止颗粒的产生以及水印的产生，并且能够干燥基板W的上表面的全部区域。
另外，因为在开始从第1喷出口35喷出混合气体(IPA Vapor+N2)之前，开始从第2喷出口39喷出混合气体(IPA Vapor+N2)，所以能够在基板W的上表面附近的气体环境为IPA蒸气丰富的状态下，开始形成液膜除去区域45。由此，能够从开始形成液膜除去区域45起，就在冲洗液液膜边界部分47的内部产生向远离边界46的方向流动的马兰哥尼对流49。
另外，由于第2喷出口39配置在第1喷出口35的上方，所以还具有通过从第2喷出口39喷出的混合气体(IPA Vapor+N2)的气流将第2喷出口39的上方区域与边界46的周围隔断的作用。由此，能够将边界46的周围保持为IPA蒸气更丰富的状态。
另外，从第1喷出口35喷出的混合气体(IPA Vapor+N2)在基板W的上表面与凸缘33之间的空间SP流通，从形成于凸缘33的外周端33a与基板W之间的环状出口50呈放射状且沿着水平方向喷出。因此，在形成液膜除去区域45后，混合气体(IPA Vapor+N2)沿着基板W的上表面向周向外方流动。由此，能够将边界46的周围更持续保持为IPA蒸气丰富的状态。
另外，因为来自第2喷出口39的混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出流量在从开始喷出后逐渐增大，所以无论液膜除去区域45的扩大状况如何，都能够将边界46周围的气体环境持续保持为IPA蒸气丰富的状态。
另外，例如还考虑一边用IPA蒸气的气体环境充满腔4内部的全部区域，一边向冲洗液液膜44吹送IPA蒸气的情况。但是，此时因为需要用IPA蒸气的气体环境充满腔4内部的全部区域，所以IPA的消耗量变大。
相对于此，在本实施方式中，通过从第2喷出口39沿着水平方向且呈放射状地喷出混合气体(IPA Vapor+N2)，能够将边界46周围的气体环境保持为IPA蒸气丰富的状态。由此，能够节省IPA，并且能够良好地使基板W的上表面干燥。
图7是用于说明由基板处理装置1进行的处理的第2处理例的示意图。
第2处理例与图3～4F所示的第1处理例不同点在于，在干燥工序(S6)中，在从第1喷出口35开始向基板W的上表面吹送混合气体(IPA Vapor+N2)后(即，形成液膜除去区域45后)，使基板W的上表面上的混合气体(IPA Vapor+N2)的吹送位置从基板W的上表面中央部移动至上表面周缘部，来使液膜除去区域45扩大。除此之外，第2处理例与第1处理例通用。
具体地说，在形成液膜除去区域45后，控制装置3一边继续从气体喷嘴27的第1喷出口35吹送混合气体(IPA Vapor+N2)，一边控制第3喷嘴移动单元29，使气体喷嘴27从基板W的上表面中央部的上方向上表面周缘部的上方朝向径向外方水平地移动。由此，液膜除去区域45扩大。
在该第2处理例中，通过使来自第1喷出口35的混合气体(IPA Vapor+N2)的吹送位置向径向外方移动，来实现液膜除去区域45的扩大。因此，来自第1喷出口35的混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出流量也可以在开始喷出后保持为恒定流量。另外，基板W的转速也可以为零或维持低转速不变(在图7中，表示以50rpm旋转的情况)。
另外，来自第2喷出口39的混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出流量从开始喷出后保持为恒定流量。
通过液膜除去区域45的扩大，边界46向基板W的外方移动。边界46追随来自第1喷出口35的混合气体的吹送位置的移动而移动，换言之，边界46追随气体喷嘴27的移动而移动。因此，无论液膜除去区域45的扩大状况如何，能够使从第2喷出口39呈放射状喷出的混合气体(IPA Vapor+N2)始终供给至边界46的周围。由此，无论液膜除去区域45的扩大状况如何，都能够使边界46周围的气体环境持续保持为IPA蒸气丰富的状态。
以上，在第2处理例中，起到与第1处理例中说明的作用效果相同的作用效果。
另外，在第2处理例中，来自第2喷出口39的混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出流量可以如第1处理例那样，在开始喷出后逐渐增大。
另外，在第2处理例中，来自第1喷出口35的混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出流量可以如第1处理例那样，在开始喷出后逐渐增大。另外，基板W的转速也可以如第1处理例那样，在开始喷出后逐渐增大。
图8是用于说明本发明的第2实施方式的基板处理装置201的结构的示意图。
在第2实施方式中，与第1实施方式通用的部分标注与图1～图7相同的附图标记并省略说明。第2实施方式的基板处理装置201与第1实施方式的基板处理装置1的主要区别点在于，设置有与被旋转卡盘5保持的基板W的上表面相向的相向构件202。
相向构件202呈圆板状。相向构件202的直径与基板W的直径相等，或者大于基板W的直径。在相向构件202的下表面形成有由平坦面形成的圆形的相向面204，该相向面204与被旋转卡盘5保持的基板W的上表面相向。相向面204与基板W的上表面的全部区域相向。相向构件202被支撑架205支撑为相向构件202的中心轴线位于旋转卡盘5的旋转轴线A1上，且使相向构件202呈水平姿势。
支撑架205固定在相向构件202的上表面，且该支撑架205以经过相向构件202的中心的铅垂轴线(与旋转卡盘5的旋转轴线A1一致的铅垂轴线)为中心轴线。支撑架205中空，在其内部以沿着铅垂方向的状态穿过有气体喷嘴(喷嘴)203。气体喷嘴203经由形成于相向构件202的中央部的贯通孔212突出到相向面204的下方。气体喷嘴203以使第1以及第2喷出口35、39露出到相向面204的下方的方式定位在相向构件202上。更具体地说，相向面204与第2喷出口39的上端之间的间隙微小。
在气体喷嘴203的第1气体流路34上连接有第3气体配管206。在第3气体配管206上安装有第3气体阀207。在气体喷嘴203的第2气体流路38上连接有第4气体配管208。在第4气体配管208上安装有第4气体阀209。当第3气体阀207打开时，从第3气体配管206供给至气体喷嘴203的第1气体流路34的混合气体(IPA Vapor+N2)从第1喷出口35朝向下方喷出。另外，当第4气体阀209打开时，从第4气体配管208供给至气体喷嘴203的第2气体流路38的混合气体(IPA Vapor+N2)从第2喷出口39沿着水平方向且呈放射状地喷出。
支撑架205上结合有支撑构件升降单元211。控制装置3控制支撑构件升降单元211，使相向构件202的相向面204在与被旋转卡盘5保持的基板W的上表面接近的接近位置与远远地退避到旋转卡盘5的上方的退避位置之间升降。在相向构件202位于接近位置时，气体喷嘴203的凸缘33的下表面33c(参照图8)隔开规定的间隔W2(例如约6mm)与基板W的上表面相向。
控制装置3按照预先设定的程序控制支撑构件升降单元211等的动作。而且，控制装置3控制第3气体阀207、第4气体阀209等的开闭动作等。
在第2实施方式的基板处理装置201中例如执行与第1处理例(参照图3以及图4A～4F)相同的处理。在干燥工序(图3的步骤S6)中，控制装置3控制支撑构件升降单元211，将相向构件202配置在接近位置。然后，从气体喷嘴203喷出混合气体(IPA Vapor+N2)。从气体喷嘴203的第1以及第2喷出口35、39喷出混合气体(IPA Vapor+N2)的喷出时机以及喷出流量、基板W的旋转方式与第1实施方式的第1处理例相同。因此，在第2实施方式中，能够起到与第1实施方式关联说明的效果相同的效果。
另外，在第2实施方式中，除了与第1实施方式关联说明的作用效果，从第2喷出口39喷出的混合气体(IPA Vapor+N2)充满相向面204与基板W的上表面之间的空间210。因此，能够抑制混合气体(IPA Vapor+N2)从基板W的上表面附近流出。由此，能够将边界46周围的气体环境持续保持为IPA蒸气更丰富的状态。
图9是用于说明本发明的第3实施方式的基板处理装置301的结构的示意图。
在第3实施方式中，与第2实施方式通用的部分标注与图8相同的附图标记并省略说明。第3实施方式的基板处理装置301与第2实施方式的基板处理装置201的主要不同点在于，设置有相向构件202A来取代相向构件202。
相向构件202A呈圆板状。相向构件202A的直径可以与基板W的直径相同，也可以如图9所示，大于基板W的直径。在相向构件202A的下表面上形成由与被旋转卡盘5保持的基板W的上表面相向的相向面204A。相向面204A的中央部形成为水平平坦状。在相向面204A的周缘部形成由环状突部(相向周缘部)302。在环状突部302的下表面形成有越向径向外方越向下的锥面303。如图9所示，在相向构件202A的直径大于基板W的直径的情况下，俯视观察，相向构件202A的周端缘突出到基板W的周端缘的外方。
控制装置3控制支撑构件升降单元211，使相向构件202A的相向面204A在接近位置与退避位置之间升降，该接近位置是与被旋转卡盘5保持的基板W的上表面接近的位置，该退避位置是远远退避到旋转卡盘5的上方的位置。在相向构件202A位于接近位置时，气体喷嘴203的凸缘33的下表面33c(参照图9)隔开规定的间隔W2(例如约6mm)与基板W的上表面相向。在该状态下，如图9所示，锥面303的外周端303a在上下方向上位于基板W的上表面的下方。因此，由相向面204A和基板W的上表面划分的空间形成为与其外侧空间大致密闭的密闭空间。并且，基板W的上表面的周缘部与环状突部302(即锥面303)之间的间隔明显窄于相向面204A的中央部与基板W的上表面的中央部之间的间隔。
在第3实施方式的基板处理装置301中，执行与第2实施方式的基板处理装置201同样的处理。即，在干燥工序(图3的步骤S6)中，控制装置3控制支撑构件升降单元211，将相向构件202A配置在接近位置。
另外，在第3实施方式中，除了与第2实施方式关联说明的作用效果，由相向面204A和基板W的上表面划分的空间与其外侧空间大致密闭，供给至相向面204A与基板W的上表面之间的空间210A的混合气体(IPA Vapor+N2)难以从该空间210A排出。因此，能够进一步抑制混合气体(IPA Vapor+N2)从基板W的上表面附近流出。由此，能够将边界46周围的气体环境持续保持IPA蒸气更丰富的状态。
以上，说明了本发明的3个实施方式，但是本发明还能够以其他方式实施。
例如，在第1实施方式的第1处理例(第2以及第3实施方式的处理例也同样)中，列举了通过增大混合气体(IPA Vapor+N2)的流量和提高基板W的转速来使液膜除去区域45扩大的情况的例子进行了说明，但是也可以仅通过增大混合气体(IPA Vapor+N2)的流量或提高基板W的转速来扩大液膜除去区域45。
另外，在上述各实施方式中，说明了在从第1喷出口35开始喷出混合气体(IPA Vapor+N2)之前从第2喷出口39喷出混合气体(IPA Vapor+N2)的情况，但是可以使从第1喷出口35开始喷出混合气体(IPA Vapor+N2)的时刻与从第2喷出口39开始喷出混合气体(IPA Vapor+N2)的时刻相同。
另外，在上述的各实施方式中，说明了从第1以及第2喷出口35、39喷出的气体为混合气体(IPA Vapor+N2)的情况，作为从第1以及第2喷出口35、39喷出的气体可以采用不含有N2气体的IPA蒸气(低表面张力液体的蒸气)。
另外，作为低表面张力液体列举了表面张力比冲洗液低的作为有机溶剂的一个例子的IPA的例子进行了说明，但是作为这样的有机溶剂，除了IPA以外，例如能够采用甲醇、乙醇、丙酮以及HFE(hydro fluoro ether：氢氟醚)等。
另外，在上述各实施方式中，以构成液膜44的处理液是冲洗液的情况为例进行了说明，但是构成液膜的处理液也可以是IPA(液体)。此时，从第1以及第2喷出口35、39喷出的气体中所含有的低表面张力液体的蒸气可以是HFE或者EG(ethylene glycol：乙二醇)。
另外，说明了气体喷嘴27、203的结构为通过凸缘33在上下方向上分隔环状出口50和环状的第2喷出口39的情况，但不限于这样的结构，可以采用其他结构的喷嘴形状。
另外，可以使从第1喷出口35喷出的气体(第1气体)与从第2喷出口39喷出的气体(第2气体)的种类彼此不同。
另外，在上述各实施方式中，说明了基板处理装置1、201、301是处理圆板状的基板W的装置的情况，但是基板处理装置1、201、301也可以是处理液晶显示装置用玻璃基板等多边形基板的装置。
详细说明了本发明的实施方式，但是上述内容只不过是用于明确本发明的技术内容的具体例子，本发明不应该解释为限定于上述的具体例子，本发明的保护范围仅由权利要求书限定。
本申请对应于2015年3月5日向日本特许厅提出的特愿2015-43708号以及2016年2月17日向日本特许厅提出的特愿2016-28312号，上述申请的全部公开内容通过引用写入本申请。

Claims (12)

1.一种基板处理方法，其特征在于，包括：
基板保持工序，水平地保持基板，
液膜形成工序，向所述基板的上表面供给处理液，形成覆盖该基板的上表面的处理液液膜，
第1气体喷出工序，在所述液膜形成工序后，从第1喷出口喷出第1气体，使所述第1气体从与该上表面交叉的方向向所述处理液液膜吹送，以形成从所述处理液液膜除去液膜的液膜除去区域，所述第1气体含有表面张力小于所述处理液的表面张力的低表面张力液体的蒸气，
第2气体喷出工序，从与所述第1喷出口不同的环状的第2喷出口朝向横向且呈放射状地喷出第2气体，该第2气体含有表面张力比所述处理液的表面张力小的低表面张力液体的蒸气，以及
液膜除去区域扩大工序，使所述液膜除去区域扩大。
2.如权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，所述第2喷出口在铅垂方向上配置于所述第1喷出口的上方。
3.如权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，所述第1气体喷出工序与所述第2气体喷出工序并行执行。
4.如权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，所述第2气体喷出工序在所述第1气体喷出工序开始之前开始执行。
5.如权利要求1～4中任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
所述液膜除去区域扩大工序包括使从所述第1喷出口喷出的所述第1气体的流量在开始喷出该第1气体后逐渐增大的第1流量增大工序，
所述基板处理方法还包括使从所述第2喷出口喷出的所述第2气体的流量在开始喷出该第2气体后逐渐增大的第2流量增大工序。
6.如权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
所述处理液含有冲洗液，
所述低表面张力液体含有有机溶剂。
7.一种基板处理装置，其特征在于，
具有：
基板保持单元，水平地保持基板，
处理液供给单元，用于向所述基板的上表面供给处理液，
喷嘴，具有用于朝下喷出气体的第1喷出口和用于朝向横向喷出气体的环状的第2喷出口，
第1气体供给单元，向所述第1喷出口供给第1气体，该第1气体含有表面张力比所述处理液的表面张力小的低表面张力液体的蒸气，
第2气体供给单元，向所述第2喷出口供给第2气体，该第2气体含有表面张力比所述处理液的表面张力小的低表面张力液体的蒸气，以及
控制单元，控制所述处理供给单元、所述第1气体供给单元、第2气体供给单元以及所述基板旋转单元；
所述控制单元执行：
液膜形成工序，向所述基板的上表面供给处理液，形成覆盖该基板的上表面的处理液液膜，
第1气体喷出工序，在所述液膜形成工序后，从所述第1喷出口喷出所述第1气体，使所述第1气体吹送至所述处理液液膜，以形成从所述处理液液膜除去液膜的液膜除去区域，
第2气体喷出工序，从所述第2喷出口朝向横向且呈放射状地喷出所述第2气体，以及
液膜除去区域扩大工序，使所述液膜除去区域扩大。
8.如权利要求7所述的基板处理装置，其特征在于，所述喷嘴具有内部形成有用于使所述第1气体流通的第1流路的第1筒体，由该第1筒体的下端部分形成所述第1喷出口，并且在该第1筒体的下端部分设置有凸缘，
从所述第1喷出口喷出的所述第1气体在所述基板的上表面与所述凸缘之间的空间流通。
9.如权利要求8所述的基板处理装置，其特征在于，所述第2喷出口配置在所述凸缘的上方。
10.如权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，
所述喷嘴还具有包围所述第1筒体的第2筒体，在该第2筒体与所述第1筒体之间划分形成有使所述第2气体流通的第2流路，
所述第2喷出口由所述第2筒体和所述凸缘形成。
11.如权利要求7～10中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
该基板处理装置还具有相向构件，该相向构件具有与所述基板的上表面相向且对从所述第2喷出口喷出的所述第2气体进行引导的相向面。
12.如权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，
所述相向构件具有相向周缘部，该相向周缘部与所述基板的上表面周缘部相向，在该相向周缘部与该上表面周缘部之间形成有比所述相向面的中央部与所述基板的上表面中央部之间的间隔窄的狭窄间隔。
CN201610126029.3A 2015-03-05 2016-03-07 基板处理方法以及基板处理装置 Active CN105938791B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015043708 2015-03-05
JP2015-043708 2015-03-05
JP2016028312A JP6709555B2 (ja) 2015-03-05 2016-02-17 基板処理方法および基板処理装置
JP2016-028312 2016-02-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105938791A true CN105938791A (zh) 2016-09-14
CN105938791B CN105938791B (zh) 2019-07-09

Family

ID=56897760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610126029.3A Active CN105938791B (zh) 2015-03-05 2016-03-07 基板处理方法以及基板处理装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6709555B2 (zh)
KR (2) KR20160108232A (zh)
CN (1) CN105938791B (zh)
TW (1) TWI617367B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108305842A (zh) * 2017-01-12 2018-07-20 株式会社斯库林集团 基板处理方法以及基板处理装置
CN109686678A (zh) * 2017-10-19 2019-04-26 辛耘企业股份有限公司 流体供应装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6966917B2 (ja) * 2017-10-12 2021-11-17 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
KR102134261B1 (ko) * 2018-10-25 2020-07-16 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP7446181B2 (ja) * 2020-08-20 2024-03-08 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101425452A (zh) * 2007-10-31 2009-05-06 大日本网屏制造株式会社 基板处理装置以及基板处理方法
US20100293806A1 (en) * 2006-01-18 2010-11-25 Liu Zhi Lewis Systems and methods for drying a rotating substrate
US20140053869A1 (en) * 2012-08-27 2014-02-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Maranagoni Dry with Low Spin Speed for Charging Release
US20140261571A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Sokudo Co., Ltd. Substrate cleaning and drying method and substrate developing method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4343018B2 (ja) * 2004-04-20 2009-10-14 東京エレクトロン株式会社 基板の処理方法及び基板の処理装置
JP2007036152A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ洗浄乾燥方法及びウェーハ洗浄乾燥装置
JP2008034428A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JP2008243935A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JP2013201334A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JP6317547B2 (ja) * 2012-08-28 2018-04-25 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法
JP6242057B2 (ja) * 2013-02-15 2017-12-06 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
JP2014194965A (ja) * 2013-03-28 2014-10-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100293806A1 (en) * 2006-01-18 2010-11-25 Liu Zhi Lewis Systems and methods for drying a rotating substrate
CN101425452A (zh) * 2007-10-31 2009-05-06 大日本网屏制造株式会社 基板处理装置以及基板处理方法
US20140053869A1 (en) * 2012-08-27 2014-02-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Maranagoni Dry with Low Spin Speed for Charging Release
US20140261571A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Sokudo Co., Ltd. Substrate cleaning and drying method and substrate developing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108305842A (zh) * 2017-01-12 2018-07-20 株式会社斯库林集团 基板处理方法以及基板处理装置
CN108305842B (zh) * 2017-01-12 2022-04-01 株式会社斯库林集团 基板处理方法以及基板处理装置
CN109686678A (zh) * 2017-10-19 2019-04-26 辛耘企业股份有限公司 流体供应装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI617367B (zh) 2018-03-11
CN105938791B (zh) 2019-07-09
TW201703882A (zh) 2017-02-01
KR20180040127A (ko) 2018-04-19
KR20160108232A (ko) 2016-09-19
JP2016167582A (ja) 2016-09-15
JP6709555B2 (ja) 2020-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105938791A (zh) 基板处理方法以及基板处理装置
TWI698906B (zh) 基板處理方法以及基板處理裝置
TWI547986B (zh) A substrate processing apparatus, a substrate processing method, and a memory medium
CN108475631A (zh) 基板处理方法
JP2014103263A5 (zh)
CN104779183A (zh) 基板处理装置以及基板处理方法
JP2009054985A (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP6618113B2 (ja) 基板処理装置
JP2019061988A (ja) 薬液生成方法、薬液生成装置および基板処理装置
CN106252199A (zh) 基板处理方法以及基板处理装置
CN110364453A (zh) 基板处理方法以及基板处理装置
JP2008177495A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
US10730059B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP6432824B2 (ja) 基板処理装置
CN108335995A (zh) 基板处理装置、基板处理方法及计算机可读取的记录介质
CN107527839A (zh) 基板处理装置、基板处理装置的清洗方法和存储介质
US10903091B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
CN109216229A (zh) 基板处理装置及基板处理方法
JP6811675B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JPWO2020100829A1 (ja) 基板処理装置及び基板処理装置の洗浄方法
JP2014110404A (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP6502037B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
KR102012605B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP5031654B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP2017175063A (ja) 基板処理方法および基板処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant