CN107026071A - 基板处理方法和基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提供背面无污斑的基板的基板处理方法和基板处理装置。实施方式所涉及的基板处理方法包括第一面清洗工序、第二面清洗工序、水分去除工序、防水化工序以及干燥工序。第一面清洗工序对基板的第一面供给包含水分的第一清洗液。第二面清洗工序对与第一面相反一侧的面即第二面供给包含水分的第二清洗液。水分去除工序在第二面清洗工序后去除残存在基板的第二面的水分。防水化工序在水分去除工序后对基板的第一面供给防水剂。干燥工序在防水化工序后使基板干燥。

Description

基板处理方法和基板处理装置
技术领域
公开的实施方式涉及一种基板处理方法和基板处理装置。
背景技术
以往，在去除残留在硅晶圆、液晶基板等基板上的处理液的干燥处理中，存在由于处理液的表面张力作用于形成在基板的表面上的图案而发生图案倒塌的风险。
因此，近年来，提出一种在干燥处理前向基板的表面供给防水剂来使基板表面防水化的技术(例如参照专利文献1)。根据所述技术，通过使基板表面防水化，从而表面张力不易作用于基板表面的图案，因此能够抑制图案倒塌。
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
然而，在上述的现有技术中，在防水化处理中，在基板的背面存在水分的情况下，存在防水剂的气氛绕到基板的背面而与上述水分发生作用从而使基板的背面产生污斑(日语：シミ)的风险。
实施方式的一个方式的目的是提供一种能够提供背面无污斑的基板的基板处理方法和基板处理装置。
用于解决问题的方案
实施方式的一个方式所涉及的基板处理方法包括第一面清洗工序、第二面清洗工序、水分去除工序、防水化工序以及干燥工序。第一面清洗工序对基板的第一面供给包含水分的第一清洗液。第二面清洗工序对与第一面相反一侧的面即第二面供给包含水分的第二清洗液。水分去除工序在第二面清洗工序之后去除残存在基板的第二面的水分。防水化工序在水分去除工序之后对基板的第一面供给防水剂。干燥工序在防水化工序之后使基板干燥。
发明的效果
根据实施方式的一个方式，能够提供背面无污斑的基板。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构的图。
图2是在晶圆的背面产生的污斑的示意图。
图3是表示第一实施方式所涉及的处理单元的结构例的图。
图4是表示处理单元执行的基板清洗处理的处理过程的流程图。
图5A是药液处理的说明图。
图5B是冲洗处理的说明图。
图5C是第一置换处理的说明图。
图5D是水分去除处理的说明图。
图5E是防水化处理的说明图。
图5F是第二置换处理的说明图。
图6是表示第二实施方式所涉及的处理单元的结构例的图。
图7是第二实施方式所涉及的水分去除处理的说明图。
图8是表示第一变形例所涉及的第五喷嘴的结构的图。
图9是表示第二变形例所涉及的第五喷嘴的结构的图。
图10A是冲洗处理的说明图。
图10B是水分去除处理的说明图。
图10C是第一置换处理的说明图。
图11是第四实施方式所涉及的水分去除处理的说明图。
图12是表示第五实施方式所涉及的处理单元执行的基板清洗处理的处理过程的流程图。
图13A是防水化处理的说明图。
图13B是防水化处理的说明图。
图13C是去除液供给处理的说明图。
图14A是第二置换处理的说明图。
图14B是变形例所涉及的去除液供给处理的说明图。
图15是表示第七实施方式所涉及的处理单元的结构例的图。
附图标记说明
D：污斑；W：晶圆；1：基板处理系统；16：处理单元；18：控制部；61：第一喷嘴；62：第二喷嘴；63：第三喷嘴；64：第四喷嘴；65：第五喷嘴。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明本申请所公开的基板处理方法和基板处理装置的实施方式。此外，本发明并不限定于以下所示的实施方式。
(第一实施方式)
<基板处理系统的结构>
图1是表示本实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构的图。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用于将多张基板、在本实施方式中为半导体晶圆(以下称作晶圆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的晶圆保持机构。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，其使用晶圆保持机构在承载件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具有输送部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的晶圆保持机构。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，其使用晶圆保持机构在交接部14与处理单元16之间输送晶圆W。
处理单元16用于对由基板输送装置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具有控制装置4。控制装置4例如是计算机，其具有控制部18和存储部19。在存储部19中保存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，该程序既可以是记录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，例如存在硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、光磁盘(MO)以及存储卡等。
在如上述那样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将晶圆W自载置于承载件载置部11的承载件C取出，并将取出的晶圆W载置于交接部14。利用处理站3的基板输送装置17将被载置于交接部14的晶圆W自交接部14取出并将其输入到处理单元16中。
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输出并将其载置于交接部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返回到载置部11的承载件C。
第一实施方式所涉及的处理单元16在通过各种处理液对晶圆W进行处理之后，向晶圆W供给防水剂来使晶圆W的表面防水化，之后使晶圆W干燥。通过使晶圆W的表面防水化，从而残存在晶圆W上的处理液以与图案的接触角度保持接近90°的状态逐渐干燥，因此能够降低作用于图案的表面张力。因而，能够抑制图案的倒塌。
在此，在进行防水化处理时，当在晶圆W的背面存在水分时，存在由于防水剂的气氛绕到晶圆W的背面而与水分发生作用由此在晶圆W的背面产生污斑的风险。
图2是在晶圆W的背面产生的污斑的示意图。如图2所示，经本申请的发明人们确认出污斑D产生在晶圆W的背面外周部。此外，污斑D是有机系的污斑，呈白色。
所述污斑D具有通过转印等而污染装置等的风险。因此，在第一实施方式所涉及的基板处理系统1中，为了抑制污斑D的产生，在防水化处理前进行去除残存在晶圆W背面的水分的工序。以下具体地说明这点。
<处理单元的结构>
首先，参照图3来说明处理单元16的结构例。图3是表示第一实施方式所涉及的处理单元16的结构例的图。
如图3所示，处理单元16具有将晶圆W以水平姿势保持的基板保持部20。基板保持部20具有圆板状的底座部22和安装于底座部22的多个例如三个卡爪24，形成为通过卡爪24来保持晶圆W周缘部的多个位置的机械旋转卡盘。在底座部22中装入有具有提升销26的未图示的板，在该未图示的板与基板输送装置17之间进行晶圆W的交接时，该提升销26支承并抬起晶圆W的背面。基板保持部20能够通过具有电动马达的旋转驱动部28而旋转，由此能够使由基板保持部20所保持的晶圆W绕铅垂方向轴线进行旋转。
杯40具有位于最外侧的不动的环状的第一杯41即外杯、位于外杯的内侧的能够升降的环状的第二杯42、进一步地位于第二杯42的内侧的能够升降的环状的第三杯43以及更进一步地位于第三杯43的内侧的不动的内壁44。第二杯42和第三杯43通过图3中概要地示出的各升降机构42A、43A进行升降。第一杯41～第三杯43和内壁44不旋转。在第一杯41与第二杯42之间形成有第一流路411，在第二杯42与第三杯43之间形成有第二流路421，在第三杯43与内壁44之间形成有第三流路431。
在杯40的底部形成有与第一流路411、第二流路421以及第三流路431连通的杯排气口45。在杯排气路46处连接有杯排气口45。
在第一流路411、第二流路421以及第三流路431的各个流路的中途设置有弯曲部，通过使各流路中流动的气液混合流体在弯曲部急剧改变朝向，能够从该气液混合流体中分离出液体成分。分离出的液体成分下落到与第一流路411对应的承液器412、与第二流路421对应的承液器422以及与第三流路431对应的承液器432内。在承液器412、422、432的底部分别形成有排液口413、423、433。
处理单元16还具备朝向被基板保持部20保持而旋转的晶圆W供给处理液的多个处理液喷嘴。在本例中，设置有用于供给药液(例如DHF(稀氟酸))的第一喷嘴61、用于供给作为冲洗液的DIW(纯水)的第二喷嘴62、用于供给作为挥发性有机溶剂的IPA(异丙醇)的第三喷嘴63以及用于供给防水剂的第四喷嘴64。从与处理液供给源连接并且具备设置有开关阀和流量调整阀等流量调整器的处理液供给路的未图示的处理液供给机构对各喷嘴61～64供给各自的处理液。
在此，防水剂例如是通过稀释剂将用于使晶圆W的表面防水化的防水剂稀释到规定的浓度而得到的。作为防水剂，能够使用甲硅烷基化剂(或者硅烷偶联剂)。具体地说，例如能够使用TMSDMA(三甲基硅基二甲胺)、DMSDMA(二甲基硅基二甲胺)、TMSDEA(三甲基硅基二乙胺)、HMDS(六甲基二硅胺)以及TMDS(1，1，3，3-四甲基二硅氮烷)等作为防水剂。
另外，作为稀释剂，能够使用醚类溶剂、属于酮的有机溶剂等。具体地说，例如能够使用PGMEA(丙二醇单甲醚醋酸酯)、环己酮、HFE(氢氟醚)等作为稀释剂。
此外，在此，说明了使用DIW作为冲洗液的情况的例子，但冲洗液至少包含水分即可，不一定是DIW。另外，在此，说明了使用IPA作为有机溶剂的情况的例子，但有机溶剂不限定为IPA，只要对水和防水剂这两者均具有亲和性即可。
另外，在此，处理单元16具备药液用的第一喷嘴61和DIW用的第二喷嘴62和IPA用的第三喷嘴63以及防水剂用的第四喷嘴64，但处理单元16也可以从一个喷嘴供给药液、DIW、IPA以及防水剂。
基板保持部20和杯40收容在壳体70内。在壳体70的顶部设置有风扇过滤单元(FFU)80。
在壳体70的顶部的下方设置有形成有大量贯通孔86的整流板85。整流板85以使从FFU 80向下方吹出的清洁空气(CA)集中地流到晶圆W上的方式进行整流。在壳体70内始终形成有从整流板85的贯通孔86朝向晶圆W向下流动的清洁空气的下行气流。
在壳体70的下部(具体地说是至少比杯40的上部开口部低的位置)且杯40的外部设置有用于将壳体70内的气氛排出的壳体排气口72。壳体排气口72与壳体排气路74连接。
杯排气路46和壳体排气路74根据切换阀50的阀体的位置而选择性地与构成工厂排气系统的一部分的第一排气线91、第二排气线92以及第三排气线93连接。各排气线91～93为负压，因此能够根据切换阀50的阀体的位置来对杯40的内部空间和壳体70的内部空间进行抽吸。
另外，处理单元16具备第五喷嘴65。第五喷嘴65插通于形成在底座部22的中央部的中空部(未图示)，向晶圆W的背面供给流体。第五喷嘴65经由阀651而与药液供给源652连接，经由阀653而与冲洗液供给源654连接。第五喷嘴65将从这些药液供给源652和冲洗液供给源654供给的DHF和DIW向晶圆W的背面中央部供给。
<处理单元的具体动作>
接下来，参照图4和图5A～图5F来说明处理单元16执行的基板清洗处理的内容。图4是表示处理单元16执行的基板清洗处理的处理过程的流程图。另外，图5A是药液处理的说明图，图5B是冲洗处理的说明图，图5C是第一置换处理的说明图，图5D是水分去除处理的说明图，图5E是防水化处理的说明图，图5F是第二置换处理的说明图。
此外，图4所示的基板清洗处理的处理过程是通过由控制部18读出控制装置4的存储部19中保存的程序并且基于所读出的命令来控制处理单元16等而执行的。
如图4所示，首先，基板输送装置17(参照图1)将晶圆W输入到处理单元16的壳体70内(步骤S101)。晶圆W以图案形成面朝向上方的状态被卡爪24(参照图3)保持。之后，控制部18使基板保持部20以规定的旋转速度旋转。
接着，处理单元16进行药液处理(步骤S102)。具体地说，处理单元16在从第一喷嘴61向旋转的晶圆W的表面将药液即DHF喷出规定时间的同时，从第五喷嘴65向旋转的晶圆W的背面将药液即DHF喷出规定时间。关于DHF的供给时间，第一喷嘴61和第五喷嘴65是相同的。被供给到晶圆W的表面和背面的DHF由于伴随晶圆W的旋转的离心力而在晶圆W的两面的整个面上扩散。由此，对晶圆W的表面和背面进行清洗(参照图5A)。
此外，在药液处理中，第二杯42和第三杯43位于下降位置，药液即DHF经过第一杯41与第二杯42之间的第一流路411流动。另外，存在于晶圆W的上方的空间的清洁空气经过第一流路411流动，从杯排气口45排出，经过杯排气路46和切换阀50而流到第一排气线91。
接着，处理单元16进行冲洗处理(步骤S103)。具体地说，处理单元16在从第二喷嘴62向旋转的晶圆W的表面将冲洗液即DIW喷出规定时间的同时，从第五喷嘴65向旋转的晶圆W的背面将冲洗液即DIW喷出规定时间。关于DIW的供给时间，第二喷嘴62和第五喷嘴65是相同的。被供给到晶圆W的表面和背面的DIW由于伴随晶圆W的旋转的离心力而在晶圆W的两面的整个面上扩散。由此，通过DIW来洗掉残存在晶圆W的表面和背面的DHF(参照图5B)。
此外，在冲洗处理中，第二杯42位于上升位置，并且第三杯43位于下降位置，冲洗液即DIW经过第二流路421流动，下落到承液器422，经由排液口423从杯40内排出。另外，位于晶圆W的上方的空间的气体(清洁空气)经由第一杯41的上部开口流入杯40内，之后经过第二杯42与第三杯43之间的第二流路421流动，从杯排气口45排出，经过杯排气路46和切换阀50而流到第二排气线92。存在于壳体70的内部空间的杯40的周边的空间的气体从壳体排气口72排出，经过壳体排气路74和切换阀50而流到第二排气线92。
这样，在处理单元16中，在药液处理中向晶圆W的两面供给DHF。另外，伴随于此，在处理单元16中，在冲洗处理中向晶圆W的两面供给DIW来洗掉残存在晶圆W的两面的DHF。这样，在处理单元16中，向晶圆W的背面供给DIW，因此容易在晶圆W的背面残存水分。被供给到晶圆W的背面的水分由于伴随晶圆W的旋转的离心力而集中在晶圆W的背面外周部。因此，水分容易残存在晶圆W的背面外周部。
此外，冲洗处理相当于对基板的第一面供给包含水分的第一清洗液的第一面清洗工序以及对与第一面相反一侧的面即第二面供给第二清洗液的第二面清洗工序的一例。
接着，处理单元16进行水分去除处理和针对晶圆W表面的第一置换处理(步骤S104)。具体地说，作为水分去除处理，处理单元16在从冲洗处理(步骤S103)结束之后到防水化处理(步骤S105)开始之前的期间，在不使晶圆W的表面暴露于外部空气的状态下使晶圆W旋转，由此利用伴随晶圆W的旋转的离心力去除残存在晶圆W的背面外周部的DIW。
由此，在防水化处理开始之前，能够去除残存在晶圆W的背面外周部的水分。因而，在后述的防水化处理中，即使防水剂的气氛绕到晶圆W的背面也能够抑制污斑D的产生。
另外，作为第一置换处理，处理单元16在从冲洗处理(步骤S103)结束之后到防水化处理(步骤S105)开始之前的期间，从第三喷嘴63对旋转的晶圆W的表面将IPA喷出规定时间。被供给到晶圆W的表面的IPA由于伴随晶圆W的旋转的离心力而在晶圆W的表面的整个面上扩散。由此，残存在晶圆W表面的DIW被置换为对在后续的防水化处理中向晶圆W喷出的防水剂具有亲和性的IPA。此外，IPA对DIW也具有亲和性，因此从DIW到IPA的置换也是容易的。
这样，处理单元16在进行水分去除处理时进行对晶圆W的表面供给有机溶剂即IPA来将晶圆W表面上的DIW置换为IPA的置换处理。因此，根据处理单元16，能够在水分去除处理中通过在晶圆W的整个表面上形成IPA的液膜或IPA与DIW的混合液的液膜，来防止晶圆W的表面暴露(参照图5C和图5D)。
当晶圆W的表面暴露的状态、即不对晶圆W的表面供给处理液的状态持续时，存在由于DIW的表面张力作用于形成在晶圆W表面的图案而发生图案倒塌的风险。因而，根据处理单元16，通过防止水分去除处理中的晶圆W表面的暴露，能够抑制水分去除处理中的图案的倒塌。
接着，处理单元16进行防水化处理(步骤S105)。具体地说，处理单元16从第四喷嘴64向旋转的晶圆W的表面将防水剂即甲硅烷基化剂喷出规定时间。被供给到晶圆W的表面的防水剂由于伴随晶圆W的旋转的离心力而在晶圆W的表面的整个面上扩散。由此，甲硅烷基与晶圆W表面的OH基结合而在晶圆W表面形成防水膜。
如图5E所示，残存在晶圆W的背面外周部的水分在防水化处理开始之前被去除。因此，在防水化处理中，即使防水剂的气氛绕到晶圆W的背面也能够抑制污斑D的产生。
此外，在防水化处理中，第二杯42和第三杯43位于上升位置，防水剂经过第三流路431流动，下落到承液器432，经由排液口433从杯40内排出。另外，位于晶圆W的上方的空间的气体(清洁空气)经由第一杯41的上部开口流入杯40内，之后经过第三杯43与内壁44之间的第三流路431流动，从杯排气口45排出，经过杯排气路46和切换阀50而流到第三排气线93。存在于壳体70的内部空间的杯40的周边的空间的气体从壳体排气口72排出，经过壳体排气路74和切换阀50而流到第三排气线93。
接着，处理单元16进行第二置换处理(步骤S106)。第二置换处理以与上述的第一置换处理相同的过程进行。通过所述第二置换处理，能够将残存在晶圆W的表面的防水剂置换为IPA(参照图5F)。
接着，处理单元16进行干燥处理(步骤S107)。具体地说，处理单元16使晶圆W的旋转速度加速，由此甩出残存在晶圆W的IPA来使晶圆W干燥。
之后，处理单元16进行输出处理(步骤S108)。具体地说，处理单元16在使晶圆W的旋转停止之后，通过基板输送装置17(参照图1)将晶圆W从处理单元16输出。当所述输出处理完成时，关于一个晶圆W的一系列的基板处理完成。
如上述那样，第一实施方式所涉及的基板处理方法包括冲洗处理(相当于“第一面清洗工序”和“第二面清洗工序”的一例)、水分去除处理(相当于“水分去除工序”的一例)、防水化处理(相当于“防水化工序”的一例)以及干燥处理(相当于“干燥工序”的一例)。冲洗处理对晶圆W的表面(相当于“第一面”的一例)供给DIW(相当于“包含水分的第一清洗液”的一例)，并且对晶圆W的背面(相当于“第二面”的一例)供给DIW(相当于“包含水分的第二清洗液”的一例)。在冲洗处理之后，水分去除处理去除残存在晶圆W的背面的水分。在水分去除处理后，防水化处理对晶圆W的表面供给防水剂。在防水化处理后，干燥处理使晶圆W干燥。
另外，第一实施方式所涉及的基板处理方法在进行水分去除处理时进行对晶圆W的表面供给IPA(相当于“有机溶剂”的一例)来将晶圆W表面上的DIW置换为IPA的第一置换处理(相当于“置换工序”的一例)。
另外，第一实施方式所涉及的处理单元16(相当于“基板处理装置”的一例)具备第二喷嘴62(相当于“第一面清洗部”的一例)、第五喷嘴65(相当于“第二面清洗部”的一例)、第四喷嘴64(相当于“防水剂供给部”的一例)以及控制部18。第二喷嘴62对晶圆W的表面供给DIW。第五喷嘴65对晶圆W的背面供给DIW。第四喷嘴64对晶圆W的表面供给防水剂。控制部18进行以下处理：从第二喷嘴62对晶圆W的表面供给DIW并且从第五喷嘴65对晶圆W的背面供给DIW的冲洗处理(相当于“第一面清洗处理”和“第二面清洗处理”的一例)；在冲洗处理后去除残存在晶圆W的背面的水分的水分去除处理；在水分去除处理后从第四喷嘴64对晶圆W的表面供给防水剂的防水化处理；以及在防水化处理后进行使晶圆W干燥的干燥处理。
由此，能够在防水化处理开始前去除残存在晶圆W的背面外周部的水分。因而，能够提供抑制了晶圆W的图案倒塌并且背面外周部无污斑D的晶圆W。
此外，在此，例示了在药液处理中向晶圆W的两面供给药液、在冲洗处理中向晶圆W的两面供给冲洗液的情况。但是，不限于此，也可以是处理单元16在药液处理中只对晶圆W的表面供给药液、在冲洗处理中对晶圆W的两面供给冲洗液。
(第二实施方式)
接着，对第二实施方式所涉及的基板处理系统进行说明。图6是表示第二实施方式所涉及的处理单元的结构例的图。此外，在以下的说明中，关于与已经说明的部分相同的部分标注与已经说明的部分相同的标记，并省略重复的说明。
如图6所示，第二实施方式所涉及的处理单元16A具备第五喷嘴65A。第五喷嘴65A除了与药液供给源652及冲洗液供给源654连接以外，还经由阀655而与气体供给源656连接。第五喷嘴65A将从气体供给源656供给的气体向晶圆W的背面中央部供给。此外，在此，从第五喷嘴65A供给的气体为N2，但从第五喷嘴65A供给的气体也可以是N2以外的气体(例如氩气等)。
接着，参照图7来说明处理单元16A执行的水分去除处理的内容。图7是第二实施方式所涉及的水分去除处理的说明图。此外，第二实施方式所涉及的水分去除处理与第一实施方式所涉及的水分去除处理同样是在冲洗处理后且防水化处理前进行的。
如图7所示，处理单元16A在作为第一置换处理而从第三喷嘴63向旋转的晶圆W的表面将IPA喷出规定时间的期间，作为水分去除处理，从第五喷嘴65A向旋转的晶圆W的背面将N2喷出规定时间。
由此，相比于第一实施方式所涉及的水分去除处理，能够以更短的时间去除残存在晶圆W的背面周缘部的水分。即，能够缩短水分去除处理所需的时间，因此能够缩短一系列的基板处理所需的时间。
此外，处理单元16A也可以在水分去除处理后继续进行向晶圆W的背面供给N2的处理。即，在水分去除处理后进行的防水化处理中也事先向晶圆W的背面供给N2，由此防水剂的气氛不易从晶圆W的表面绕到背面，因此即使在没有彻底去除晶圆W的背面外周部的水分的情况下也能够使得不易产生污斑D。
接着，参照图8和图9来说明第五喷嘴65A的变形例。图8是表示第一变形例所涉及的第五喷嘴的结构的图，图9是表示第二变形例所涉及的第五喷嘴的结构的图。
如图8所示，第一变形例所涉及的第五喷嘴65B向晶圆W的背面外周部倾斜地供给N2。通过设为所述结构，能够对残存在晶圆W的背面外周部的水分直接供给N2。因而，相比于第五喷嘴65A，能够以更短的时间去除残存在晶圆W的背面周缘部的水分。
此外，在图8中，示出了第五喷嘴65B具有两个喷出口的情况的例子，但第五喷嘴65B具备至少一个喷出口即可。
另外，如图9所示，第二变形例所涉及的第五喷嘴65C具备喷出部657。喷出部657为沿水平方向延伸的构件，具有与晶圆W的直径大致相等的长度。而且，喷出部657从位于晶圆W的背面外周部的下方的喷出口658向晶圆W的背面外周部供给N2。通过所述结构，相比于第一变形例所涉及的第五喷嘴65B，能够从距晶圆W的背面外周部更近的位置直接向晶圆W的背面外周部供给N2。因而，相比于第五喷嘴65B，能够以更短的时间去除残存在晶圆W的背面周缘部的水分。
如上述那样，第二实施方式所涉及的处理单元16A在通过第一置换处理对晶圆W的表面供给IPA的期间，作为水分去除处理，对晶圆W的背面供给N2(相当于“气体”的一例)。由此，促进残存在晶圆W的背面外周部的水分的蒸发，因此相比于只通过离心力去除水分的情况，能够以更短的时间去除水分。
(第三实施方式)
在上述的第一实施方式和第二实施方式中，说明了在冲洗处理后且防水化处理前并行进行水分去除处理和第一置换处理的情况的例子，但水分去除处理也可以在冲洗处理后且第一置换处理前进行。
因此，在第三实施方式中，参照图10A～图10C说明在冲洗处理后且第一置换处理前进行水分去除处理的情况的例子。图10A为冲洗处理的说明图，图10B为水分去除处理的说明图，图10C为第一置换处理的说明图。
在第三实施方式中，处理单元16在冲洗处理中对晶圆W的两面供给冲洗液(DIW)(参照图10A)。接着，在经过了足够通过DIW来洗掉残存在晶圆W的两面的DHF的时间后，处理单元16停止向晶圆W的背面供给冲洗液，而只对晶圆W的表面供给冲洗液(参照图10B)。之后，如图10C所示，处理单元16进行对晶圆W的表面供给IPA的第一置换处理。
这样，在第三实施方式所涉及的处理单元16中，在防水化处理开始前，通过伴随晶圆W的旋转的离心力能够充分去除残存在晶圆W的背面外周部的水分。另外，在进行水分去除处理时，对晶圆W的表面供给冲洗液，因此也能够在水分去除处理中通过在晶圆W的整个表面上形成DIW的液膜来防止晶圆W的表面暴露。
此外，当设直到通过伴随晶圆W的旋转的离心力充分去除残存在晶圆W的背面的水分为止的时间为T1、设第一置换处理中的IPA的供给时间为T2时，水分去除处理中的向晶圆W表面供给DIW的供给时间例如能够设为T1-T2。
这样，在此，通过将向晶圆W表面供给冲洗液的供给时间延长规定时间，能够确保通过伴随晶圆W的旋转的离心力甩出残存在晶圆W的背面的水分所需的时间。
(第四实施方式)
接着，参照图11来说明第四实施方式所涉及的水分去除处理。图11是第四实施方式所涉及的水分去除处理的说明图。此外，第四实施方式所涉及的水分去除处理由具备能够对晶圆W的背面供给N2等气体的第五喷嘴65A～65C(参照图6、图8和图9)的处理单元来执行。在此，作为一例，由具备第五喷嘴65A的处理单元16A(参照图6)来执行水分去除处理。
如图11所示，处理单元16A在从第二喷嘴62向旋转的晶圆W的表面将DIW喷出规定时间的同时，从第五喷嘴65A向旋转的晶圆W的背面将N2喷出规定时间。
这样，在第四实施方式中，处理单元16A在对晶圆W的表面供给冲洗液的期间对晶圆W的背面供给气体。由此，相比于第三实施方式所涉及的水分去除处理，能够以更短的时间去除残存在晶圆W的背面周缘部的水分。即，能够缩短水分去除处理所需的时间，因此能够缩短一系列的基板处理所需的时间。
(第五实施方式)
在上述的第一实施方式～第四实施方式中，说明了通过在防水化处理前去除残存在晶圆W的背面周缘部的水分来预先防止污斑D的产生的情况的例子。
另一方面，污斑D具有可溶解在水或者有机溶剂中这种性质。因此，在第五实施方式中，参照图12和图13A～图13C来说明使用水或者有机溶剂来去除在晶圆W的背面周缘部产生的污斑D的情况的例子。
图12是表示第五实施方式所涉及的处理单元执行的基板清洗处理的处理过程的流程图。另外，图13A和图13B是防水化处理的说明图，图13C是去除液供给处理的说明图。
此外，图12所示的步骤S201～S203的处理与图4所示的步骤S101～步骤S103的处理相同，因此省略此处的说明。另外，图12的步骤S204所示的第一置换处理与图4所示的步骤S104中的第一置换处理相同，因此也省略对该处理的说明。另外，在此，一系列的基板处理由第一实施方式所涉及的处理单元16执行，但也可以由第二实施方式所涉及的处理单元16A执行。
如图12所示，在第五实施方式中，不进行上述的水分去除处理，因此在步骤S205所示的防水化处理中，成为在晶圆W的背面外周部残存有水分的状态。因此，由于防水剂的气氛与水分接触(参照图13A)，而在晶圆W的背面外周部产生污斑D(参照图13B)。
接着，处理单元16进行去除液供给处理和第二置换处理(步骤S206)。具体地说，作为去除液供给处理，处理单元16从第五喷嘴65对旋转的晶圆W的背面供给DIW(参照图13C)。被供给到晶圆W的背面的DIW由于伴随晶圆W的旋转的离心力而在晶圆W的背面的整个面上扩散。由此，对在晶圆W的背面外周部产生的污斑D供给DIW来去除污斑D。另外，作为第二置换处理，处理单元16从第三喷嘴63对旋转的晶圆W的表面将IPA喷出规定时间(参照图13C)。由此，残存在晶圆W的表面的防水剂被置换为IPA。另外，防止在去除液供给处理中晶圆W的表面暴露。
之后，处理单元16进行干燥处理(步骤S207)和输出处理(步骤S208)，并结束一系列的基板处理。
此外，在此，说明了在去除液供给处理中对晶圆W的背面供给DIW的情况的例子，但处理单元16也可以对晶圆W的背面供给例如IPA来代替DIW。在所述情况下，处理单元16的第五喷嘴65经由阀而与IPA供给源连接即可。
另外，在此，说明了在第二置换处理中进行去除液供给处理的情况的例子，但去除液供给处理不一定在第二置换处理中进行。例如，去除液供给处理既可以在防水化处理后且第二置换处理前进行，也可以在第二置换处理后进行。在所述情况下，在去除液供给处理中，在对晶圆W的背面供给DIW或IPA的同时对晶圆W的表面供给DIW或IPA即可。
另外，去除液供给处理也可以在防水化处理中进行。即，也可以是，处理单元16从第四喷嘴64对旋转的晶圆W的表面将防水剂喷出规定时间，并且从第五喷嘴65对旋转的晶圆W的背面供给DIW或IPA。污斑在晶圆W的背面存在少许水分的情况下产生污斑D。因此，在防水化处理中，对晶圆W的背面持续供给大量的DIW或IPA，由此能够抑制污斑D的产生，并且即使产生了污斑D也能够通过DIW或IPA来去除该污斑D。
如上述那样，第五实施方式所涉及的基板处理方法包括冲洗处理(相当于“清洗工序”的一例)、防水化处理(相当于“防水化工序”的一例)、干燥处理(相当于“干燥工序”的一例)以及去除液供给处理(相当于“去除液供给工序”的一例)。冲洗处理对晶圆W的至少表面供给包含水分的冲洗液。防水化处理在冲洗处理后对晶圆W的表面(相当于“第一面”的一例)供给防水剂。干燥处理在防水化处理后使晶圆W干燥。去除液供给处理在防水化处理中或者从防水化处理后到所述干燥处理开始之前的期间对晶圆W的背面(相当于“第二面”的一例)供给用于去除由于防水剂与水分发生作用而在晶圆W的外周部产生的污斑D的DIW(相当于“去除液”的一例)。
另外，在第五实施方式所涉及的基板处理方法中，在进行去除液供给处理时，进行对晶圆W的表面供给IPA(相当于“有机溶剂”的一例)来将晶圆W表面上的防水剂置换为IPA的第二置换处理(相当于“置换工序”的一例)。
另外，第五实施方式所涉及的处理单元16(相当于“基板处理装置”的一例)具备第二喷嘴62和第五喷嘴65(相当于“清洗液供给部”的一例)、第四喷嘴64(相当于“防水剂供给部”的一例)、第五喷嘴65(相当于“去除液供给部”的一例)以及控制部18。第二喷嘴62和第五喷嘴65对晶圆W供给包含水分的冲洗液。第四喷嘴64对晶圆W供给防水剂。第五喷嘴65供给用于去除由于防水剂与水分发生作用而在晶圆W的外周部产生的污斑D的去除液。控制部18进行以下处理：从第二喷嘴62和第五喷嘴65对晶圆W供给冲洗液的冲洗处理；在冲洗处理后，从第四喷嘴64对晶圆W的表面供给防水剂的防水化处理；在防水化处理后使晶圆W干燥的干燥处理；以及在防水化处理中或从防水化处理后到所述干燥处理开始之前的期间从第五喷嘴65对晶圆W的背面供给去除液的去除液供给处理。
由此，即使在晶圆W的背面外周部产生了污斑D，也能够去除所述污斑D。因而，能够提供抑制了晶圆W的图案倒塌并且背面无污斑D的晶圆W。
此外，在此，说明了处理单元16进行去除液供给处理来代替水分去除处理的情况的例子，但处理单元16也可以进行水分去除处理和去除液供给处理这两个处理。由此，能够更可靠地防止污斑D的产生。
(第六实施方式)
在上述的第五实施方式中，作为在去除液供给处理中对晶圆W的背面供给去除液的方法，说明了从第五喷嘴65对晶圆W的背面供给去除液的情况的例子。但是，对晶圆W的背面供给去除液的方法不限定于上述的例子。因此，以下，参照图14A和图14B来说明去除液供给处理的变形例。图14A是第二置换处理的说明图，图14B是变形例所涉及的去除液供给处理的说明图。
如图14A所示，处理单元16在第二置换处理中一边使晶圆W以第一转速旋转一边从第三喷嘴63对旋转的晶圆W的表面将IPA喷出规定时间。此外，图12所示的步骤S202～S205的处理中的晶圆W的转速也是第一转速。
接着，处理单元16进行去除液供给处理。具体地说，处理单元16在第二置换处理中将晶圆W的转速变更为比第一转速低的第二转速。
如图14B所示，晶圆W的转速变小，因此被供给到晶圆W的表面的IPA从晶圆W的表面绕到背面。由此，对在晶圆W的背面外周部产生的污斑D(参照图2)供给IPA来去除污斑D。
这样，第六实施方式所涉及的去除液供给处理在第二置换处理中将晶圆W的转速变更为比第一转速低的第二转速，由此使被供给到晶圆W的表面的IPA绕到晶圆W的背面而作为去除液被供给。由此，能够高效地去除在晶圆W的背面外周部产生的污斑D。
(第七实施方式)
接着，参照图15来说明第七实施方式所涉及的处理单元的结构。图15是表示第七实施方式所涉及的处理单元的结构例的图。
如图15所示，第七实施方式所涉及的处理单元16B具备圆环状的外侧旋转杯30和内侧旋转杯32来作为旋转杯。外侧旋转杯30和内侧旋转杯32例如经由未图示的支柱而安装于基板保持部20的底座部22，并与底座部22一体地旋转。在外侧旋转杯30与内侧旋转杯32之间形成流路34，晶圆W的上方的气氛经由该流路34被引入外侧旋转杯30内。外侧旋转杯30的内周面接住在被供给到旋转的晶圆W之后从晶圆W被甩出而飞散的处理液，并将接住的处理液引导到杯40(例如参照图3)内。另外，内侧旋转杯32防止流经流路34的包含处理液的流体绕到晶圆W的背面。并且，内侧旋转杯32将伴随基板保持部20的旋转而在底座部22与晶圆W的背面之间的空间产生的气流引导到杯40。
在内侧旋转杯32的上端缘部形成有随着去向下方而宽度逐渐变窄的锥面321。处理单元16B通过使晶圆W的斜面部卡定于所述锥面321来保持晶圆W。
锥面321遍及晶圆W的整周地形成。即，成为晶圆W的斜面遍及晶圆W的整周地与锥面321抵接的状态，因此在防水化处理中能够抑制在晶圆W的表面侧产生的防水剂的气氛绕到晶圆W背面。因而，即使在晶圆W的背面外周部存在水分，由于防水剂的气氛不易与水分接触也能够抑制污斑D的产生。
在此，说明了通过将晶圆W的表面侧的空间与背面侧的空间分隔开来使防水剂的气氛不易绕到晶圆W的背面的情况的例子。但是，不限于此，例如也可以通过提高从杯排气口45、壳体排气口72排出的排气量来使防水剂的气氛不易绕到晶圆W的背面。
在上述的实施方式中，对同时进行第一面清洗工序和第二面清洗工序的情况的例子进行了说明，但不一定同时进行第一面清洗工序和第二面清洗工序。
另外，在上述的实施方式中，说明了第一清洗液与第二清洗液相同的情况的例子，但第一清洗液和第二清洗液不一定相同。
另外，在上述的实施方式中，说明了第一清洗液和第二清洗液为DIW的情况的例子，但第一清洗液和第二清洗液为包含水分的清洗液即可，也可以为DIW以外的清洗液，例如被加热到规定温度的DIW(HDIW)、SC1(氨/过氧化氢/水的混合液)、SC2(盐酸/过氧化氢/水的混合液)等。
本领域人员能够容易地导出其它的效果、变形例。因此，本发明的更广泛的方式不限定于以上所表示并且记述的特定的详情和代表性的实施方式。因而，在不脱离由所附的权利要求书及其等同物定义的综合的发明的概念的精神或范围内能够进行各种变更。

Claims (12)

1.一种基板处理方法，其特征在于，包括：
第一面清洗工序，对基板的第一面供给包含水分的第一清洗液；
第二面清洗工序，对与所述第一面相反一侧的面即第二面供给包含水分的第二清洗液；
水分去除工序，在所述第二面清洗工序之后在不使所述第一面暴露于外部空气的状态下去除残存在所述基板的所述第二面的水分；
防水化工序，在所述水分去除工序之后，对所述基板的所述第一面供给防水剂；以及
干燥工序，在所述防水化工序之后，使所述基板干燥。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
在进行所述水分去除工序时，进行对所述基板的所述第一面供给有机溶剂来将所述第一面上的所述第一清洗液置换为所述有机溶剂的置换工序。
3.根据权利要求2所述的基板处理方法，其特征在于，
所述水分去除工序在通过所述置换工序对所述基板的所述第一面供给所述有机溶剂的期间对所述基板的所述第二面供给气体。
4.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
在进行所述水分去除工序时，对所述基板的所述第一面供给所述第一清洗液。
5.根据权利要求4所述的基板处理方法，其特征在于，
所述水分去除工序在对所述基板的所述第一面供给所述第一清洗液的期间对所述基板的所述第二面供给气体。
6.一种基板处理方法，其特征在于，包括：
清洗工序，对基板的至少第一面供给包含水分的清洗液；
防水化工序，在所述清洗工序之后，在与所述第一面相反一侧的面即第二面上存在所述清洗液的状态下，对所述基板的所述第一面供给防水剂防水剂；
干燥工序，在所述防水化工序之后使所述基板干燥；以及
去除液供给工序，在所述防水化工序中或者从所述防水化工序后到所述干燥工序开始之前的期间，对所述第二面供给去除液，该去除液用于去除由于所述防水剂与水分发生作用而在所述基板产生的污斑。
7.根据权利要求6所述的基板处理方法，其特征在于，
在进行所述去除液供给工序时，进行对所述基板的所述第一面供给有机溶剂来将所述第一面上的所述防水剂置换为所述有机溶剂的置换工序。
8.根据权利要求6或7所述的基板处理方法，其特征在于，
所述去除液为纯水。
9.根据权利要求6或7所述的基板处理方法，其特征在于，
所述去除液为有机溶剂。
10.根据权利要求7所述的基板处理方法，其特征在于，
所述置换工序一边使所述基板以第一转速旋转一边对所述基板的所述第一面供给所述有机溶剂，
所述去除液供给工序通过将所述基板的转速变更为比所述第一转速低的第二转速来使供给到所述第一面的所述有机溶剂绕到所述第二面而作为所述去除液供给到所述第二面。
11.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
第一面清洗部，其对基板的第一面供给包含水分的第一清洗液；
第二面清洗部，其对与所述第一面相反一侧的面即第二面供给包含水分的第二清洗液；
防水剂供给部，其对所述基板的所述第一面供给防水剂；以及
控制部，其进行以下处理：从所述第一面清洗部对所述基板的所述第一面供给所述第一清洗液的第一面清洗处理；从所述第二面清洗部对所述第二面供给所述第二清洗液的第二面清洗处理；在所述第二面清洗处理后在不使所述第一面暴露于外部空气的状态下去除残存在所述基板的所述第二面的水分的水分去除处理；在所述水分去除处理后从所述防水剂供给部对所述基板的所述第一面供给防水剂的防水化处理；以及在所述防水化处理后使所述基板干燥的干燥处理。
12.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
清洗液供给部，其对基板的至少第一面供给包含水分的清洗液；
防水剂供给部，其对所述基板的所述第一面供给防水剂；
去除液供给部，其供给用于去除由于所述防水剂与水分发生作用而在所述基板产生的污斑的去除液；以及
控制部，其进行以下处理：从所述清洗液供给部对所述基板的至少所述第一面供给所述清洗液的清洗处理；在所述清洗处理后，在与所述第一面相反一侧的面即第二面上存在所述清洗液的状态下，从所述防水剂供给部对所述基板供给防水剂的防水化处理；在所述防水化处理后使所述基板干燥的干燥处理；以及在所述防水化处理中或者从所述防水化处理后到所述干燥处理开始之前的期间从所述去除液供给部对所述第二面供给所述去除液的去除液供给处理。
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