CN107408502B - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

基板处理装置包括：基板保持部，将基板(9)保持为水平状态；处理液供给部，向基板(9)的上表面(91)上供给第一处理液、与第一处理液相比比重小且沸点高的第二处理液，从而在基板(9)的上表面(91)上形成第一处理液的液膜即第一液膜(71)、覆盖第一液膜(71)的上表面(73)的第二处理液的液膜即第二液膜(72)。在基板处理装置中，通过以第一处理液的沸点以上且比第二处理液的沸点低的温度进行第一液膜(71)的加热，利用在第二液膜(72)和基板(9)之间气化的第一处理液，使基板(9)的上表面(91)上的异物从基板(9)的上表面(91)剥离，来向第二液膜(72)内移动。由此能够抑制基板(9)的上表面(91)受到损伤，并且能够从基板(9)上适宜地去除异物。

Description

基板处理装置和基板处理方法
技术领域
本发明涉及处理基板的基板处理装置和基板处理方法。
背景技术
一直以来，在半导体基板(以下，简称为“基板”)的制造工序中，向基板供给处理液来实施各种处理。例如，向基板上供给清洗液，来进行冲洗附着于基板的表面的异物的清洗处理。
在日本特开2010-56534号公报(文献1)的基板清洗方法中，将表面形成有图案的基板加热到140度～300度后，向基板的表面供给清洗液的液滴。由于基板上产生：在清洗液的液滴和基板之间存在清洗液的蒸气的莱顿弗罗斯特(Leidenfrost)现象，因此清洗液的液滴不会进入图案之间，处于从基板稍微浮起的状态。然后，通过从清洗液的液滴的下面向基板的表面喷吹的蒸气，使基板上的残渣等附着物向上方吹起来被去除。在该基板清洗方法中，由于清洗液不会进入图案之间，因此抑制基板表面的图案倒塌并且清洗基板。
另一方面，在日本特开2011-121009号公报(文献2)的基板处理装置中，在基板表面上形成HFE液的液膜，在HFE液的液膜上形成纯水的液膜。然后，通过对纯水的液膜施加超声波振动，向基板表面施加冲击波来清洗基板表面。在该基板处理装置中，超声波振动产生的冲击波的一部分在两种液膜的界面进行反射，因此使施加于基板表面的冲击波的能量变低，从而降低对基板的损伤。
此外，在日本特开2010-238918号公报(文献3)的基板处理装置中，通过在贮留于处理槽的处理液中浸渍主面朝向侧方的基板，来对基板进行处理。在结束处理而从处理液向上方取出基板时，比处理液的液面位于下方的基板的一部分被加热到该处理液的沸点以上的温度。由此，使基板的主面上的细微图案之间的处理液气化，因此使经过处理液的液面时作用于细微图案的处理液的表面张力降低，从而防止因表面张力导致的细微图案的倒塌。
但是，在文献1的基板清洗方法中，存在如下担忧，即，被来自处理液的液滴的蒸气吹起来的附着物，从液滴的周围向上方扩散，并下落来再次附着到基板表面。
发明内容
本发明的目的在于，提供基板处理装置，抑制基板的上表面受到损伤，并且从基板上适宜地去除异物。本发明还提供基板处理方法。
本发明的基板处理装置包括：基板保持部，将基板保持为水平状态，以及，处理液供给部，向所述基板的上表面上供给第一处理液、与所述第一处理液相比比重小且沸点高的第二处理液，从而在所述基板的所述上表面上形成所述第一处理液的液膜即第一液膜、用于覆盖所述第一液膜的上表面的所述第二处理液的液膜即第二液膜；通过以所述第一处理液的沸点以上且比所述第二处理液的沸点低的温度加热所述第一液膜，利用在所述第二液膜和所述基板之间气化的所述第一处理液，使所述基板的所述上表面上的异物从所述基板的所述上表面剥离，来向所述第二液膜内移动。根据该基板处理装置，能够抑制基板的上表面受到损伤，并且能够从基板上适宜地去除异物。
在本发明的一优选实施方式中，还具备基板旋转机构，所述基板旋转机构通过使所述基板和所述基板保持部一起以朝向上下方向的中心轴为中心旋转，从所述基板的所述上表面上去除所述第二液膜。
在本发明的其他优选的实施方式中，与所述第一处理液的气化并行地，从所述处理液供给部向所述第二液膜持续地供给所述第二处理液。
在本发明的其他优选的实施方式中，与所述第一处理液的气化并行地，从所述处理液供给部向所述第一液膜持续地供给所述第一处理液。
在本发明的其他优选的实施方式中，还具备加热部，所述加热部通过从下表面侧加热所述基板，来进行所述第一液膜的所述加热。
在本发明的其他优选的实施方式中，利用从所述处理液供给部以比所述第一处理液的沸点高且比所述第二处理液的沸点低的温度供给到所述基板上的所述第二处理液，进行所述第一液膜的所述加热。
在本发明的其他优选的实施方式中，所述处理液供给部具备：第一喷嘴，向所述基板的所述上表面喷出所述第一处理液，以及，第二喷嘴，向所述基板的所述上表面喷出所述第二处理液；在形成有所述第二液膜的状态下，所述第一喷嘴的顶端位于所述基板的所述上表面和所述第二液膜的上表面之间。
在本发明的其他优选的实施方式中，所述第一液膜覆盖所述基板的整个所述上表面，所述第二液膜覆盖所述第一液膜的整个所述上表面。
在本发明的其他优选的实施方式中，所述第一处理液是氢氟醚，所述第二处理液是纯水。
在本发明的其他优选的实施方式中，所述第一处理液是氢氟醚，所述第二处理液是异丙醇。
上述的目的和其他目的、特征、方式和优点，通过参照附图进行的以下本发明的详细说明更加明确。
附图说明
图1是表示第一实施方式的基板处理装置的结构的图。
图2是表示处理基板的流程的图。
图3是放大表示基板的上表面附近的部位的剖视图。
图4是进一步放大表示基板的上表面附近的部位的剖视图。
图5是进一步放大表示基板的上表面附近的部位的剖视图。
图6是表示第一喷嘴和第二喷嘴的其他结构的图。
图7是表示其他处理液供给部的图。
图8是表示第二实施方式的基板处理装置的结构的图。
图9是表示第三实施方式的基板处理装置的结构的图。
图10是表示其他基板处理装置的结构的图。
具体实施方式
图1是表示本发明的第一实施方式的基板处理装置1的结构的图。基板处理装置1是一张一张地处理半导体基板9(以下，简称为“基板9”。)的单张式装置。基板处理装置1向基板9供给处理液来进行清洗处理。在图1中，用截面表示基板处理装置1的结构的一部分。
基板处理装置1具备壳体11、基板保持部31、基板旋转机构33、罩部4、加热部5、处理液供给部6。壳体11容纳基板保持部31和罩部4等。在图1中，用虚线表示壳体11。
基板保持部31是以朝向上下方向的中心轴J1为中心的大致圆板状的构件。基板9以上表面91朝向上侧的方式，配置于基板保持部31的上方。在基板9的上表面91，例如预先形成有细微的凹凸的图案。基板保持部31将基板9保持为水平状态。基板旋转机构33配置于基板保持部31的下方。基板旋转机构33使基板9与基板保持部31一起以中心轴J1为中心旋转。
罩部4是以中心轴J1为中心的环状的构件，配置于基板9和基板保持部31的径向外侧。罩部4在整周上覆盖基板9和基板保持部31的周围，接收从基板9向周围飞散的处理液等。在罩部4的底部，设置有省略图示的排出口。被罩部4接收的处理液等，经由该排出口向罩部4和壳体11的外部排出。
加热部5从下表面92侧加热基板9。在图1所示的例子中，加热部5是内置于基板保持部31的电加热器。加热部5例如也可以是配置于基板保持部31的下方的光照射部。在该情况下，通过从加热部5经由基板保持部31向基板9的下表面92照射光，从下表面92侧加热基板9。或者，也可以通过从加热部5向基板保持部31的下表面照射光来加热基板保持部31，利用被加热的基板保持部31，从下表面92侧加热基板9。
加热部5也可以是设置于基板保持部31的上表面的下部喷嘴。在该情况下，通过从加热部5向基板9的下表面92供给被加热的液体(例如，与后述的第二处理液相同种类的液体)，从下表面92侧加热基板9。或者，通过从加热部5向基板9的下表面92喷射被加热的气体(例如，非活性气体)，从下表面92侧加热基板9。
处理液供给部6具备第一喷嘴61、第二喷嘴62、供给控制部63。第一喷嘴61和第二喷嘴62配置于基板9的中央部的上方。第一喷嘴61和第二喷嘴62彼此接近配置。优选第一喷嘴61的流路比第二喷嘴62的流路细。第一喷嘴61的顶端位于比第二喷嘴62的顶端更靠下方(即，在上下方向上靠近基板9的上表面91的位置)的位置。在第一喷嘴61的顶端和第二喷嘴62的顶端，分别设置有用于喷出处理液的喷出口。
第一喷嘴61经由第一配管641与第一处理液供给源65连接。在第一配管641上设置有第一阀642。利用第一阀642调整：从第一处理液供给源65经由第一配管641向第一喷嘴61供给的第一处理液的流量。第一喷嘴61朝向基板9的上表面91喷出来自第一处理液供给源65的第一处理液。
第二喷嘴62经由第二配管661与第二处理液供给源67连接。在第二配管661上设置有第二阀662。利用第二阀662调整：从第二处理液供给源67经由第二配管661向第二喷嘴62供给的第二处理液的流量。第二喷嘴62朝向基板9的上表面91喷出来自第二处理液供给源67的第二处理液。
供给控制部63通过控制第一阀642，来对从第一喷嘴61喷出第一处理液的动作和停止喷出进行切换，此外，供给控制部63控制从第一喷嘴61喷出的第一处理液的流量。供给控制部63通过控制第二阀662，来对从第二喷嘴62喷出第二处理液的动作和停止喷出进行切换，此外，供给控制部63控制从第二喷嘴62喷出的第二处理液的流量。
第一处理液和第二处理液是种类不同的液体。第二处理液是与第一处理液相比，比重小且沸点高的液体。第一处理液和第二处理液的混和性比较低，彼此难以混合。第一处理液的溶解度参数(SP值)和第二处理液的溶解度参数(SP值)之差，优选为5以上，更优选为10以上。此外，优选第一处理液的表面张力小于第二处理液的表面张力。
第一处理液例如是作为非水溶性的氟类液体的一种的氢氟醚(hydro fluoroether)(以下，称为“HFE”)。第二处理液例如是纯水(DIW：Deionized water，去离子水)。用作第一处理液的HFE的比重约为1.4～1.6，沸点约为35～75度(℃)，溶解度参数约为6.0～6.5。用作第二处理液的纯水的比重约为1.0，沸点约为100度，溶解度参数约为23.4。作为第二处理液，例如也可以使用异丙醇(以下，称为“IPA”)。IPA的比重约为0.8，沸点约为82度，溶解度参数约为11.5。
图2是表示图1所示的基板处理装置1处理基板9的流程的图。图3是放大表示基板9的上表面91附近的情形的剖视图。在图1所示的基板处理装置1中，首先，将基板9搬入到壳体11内，并保持于基板保持部31。
接着，利用基板旋转机构33使基板9开始低速(例如10rpm左右)旋转。接着，通过处理液供给部6的供给控制部63的控制，从第一喷嘴61向基板9的上表面91上供给第一处理液。从第一喷嘴61向基板9的上表面91的中央部喷出的第一处理液，在基板9的上表面91上向径向外侧扩散。由此，如图3所示，第一处理液的液膜、即、第一液膜71形成在基板9的上表面91上。在图3所示的例子中，第一液膜71覆盖基板9的整个上表面91。到达基板9的外缘的第一处理液，从该外缘下落到罩部4而被回收或废弃。当第一液膜71的形成结束时，停止从第一喷嘴61供给第一处理液。
接着，通过供给控制部63(参照图1)的控制，从第二喷嘴62向基板9的上表面91上供给第二处理液。从第二喷嘴62向基板9的上表面91的中央部喷出的第二处理液，由于比重小于第一处理液的比重，因此在第一液膜71的上表面73上向径向外侧扩散。由此，第二处理液的液膜、即、第二液膜72，形成在第一液膜71的上表面73上(步骤S11)。换言之，在步骤S11中，利用处理液供给部6，在基板9的上表面91上形成第一液膜71、用于覆盖第一液膜71的上表面73的第二液膜72。
在图3所示的例子中，第二液膜72覆盖第一液膜71的整个上表面73。即，第一液膜71的上表面73也是第二液膜72的下表面，也是第一液膜71和第二液膜72的界面。此外，在图3所示的例子中，在形成有第二液膜72的状态下，第一喷嘴61的顶端位于基板9的上表面91和第二液膜72的上表面74之间。到达基板9的外缘的第二处理液，从该外缘下落到罩部4而被回收或废弃。在形成第二液膜72后，也不停止从第二喷嘴62供给第二处理液，持续从处理液供给部6向第二液膜72供给第二处理液。
当形成第一液膜71和第二液膜72时，利用加热部5(参照图1)从下表面92侧加热基板9。由此，从基板9的下表面92侧，加热基板9的上表面91上的第一液膜71(步骤S12)。第一液膜71在第一处理液的沸点以上且低于第二处理液的沸点的温度(以下，称为“液膜加热温度”。)被加热。液膜加热温度例如约为80度。通过在液膜加热温度加热第一液膜71，在第二液膜72和基板9之间的第一液膜71内，第一处理液气化(即，沸腾)。在基板9上，虽然与第一液膜71的上表面73接触的第二液膜72也被加热，但是如上所述，由于液膜加热温度低于第二处理液的沸点，因此在第二液膜72内第二处理液不会气化(即，沸腾)。
图4和图5是进一步放大表示图3所示的基板9的上表面91附近的部位的剖视图。如图4所示，在第二液膜72和基板9之间气化的第一处理液的气泡711，借助浮力在第一液膜71内向上方移动。此时，气泡711附着于在基板9的上表面91上附着的异物95，借助作用于气泡711的浮力，使异物95从基板9的上表面91剥离。从基板9剥离的异物95，与第一处理液的气泡711一起在第一液膜71内向上方移动，如图5所示，经过第一液膜71的上表面73向第二液膜72内移动。移动到第二液膜72内的异物95被第二液膜72保持。此外，移动到第二液膜72内的第一处理液的气泡711，从第二液膜72的上表面74向第二液膜72外移动。
如上所述，在基板处理装置1中，与步骤S12的第一处理液的气化并行地，从处理液供给部6向第二液膜72持续供给第二处理液。因此，保持于第二液膜72内的异物95，与第二处理液一起向径向外侧移动，从而从基板9上被去除。
在基板处理装置1中，通过使第一液膜71的加热仅进行规定时间，进行针对基板9的上表面91的异物95的去除处理。当经过该规定时间时，停止加热第一液膜71。在停止加热第一液膜71时，优选，因气化而体积减少的第一液膜71以覆盖基板9的整个上表面91的状态残留。因此，能够防止保持异物95的第二液膜72与基板9的上表面91接触。结果，能够防止第二液膜72内的异物95再次附着于基板9的上表面91。
当结束加热第一液膜71时，在向基板9上持续供给第二处理液的状态下，利用基板旋转机构33(参照图1)使基板9开始旋转。通过使基板9旋转，基板9上的第一液膜71和第二液膜72向径向外侧移动，从基板9的外缘向周围飞散而从基板9的上表面91上被去除(步骤S13)。此外，从第二喷嘴62向基板9的上表面91上供给的第二处理液，也向径向外侧扩散，从基板9的外缘向周围飞散。从基板9飞散的第一处理液和第二处理液被罩部4接收，经由排出口向罩部4和壳体11的外部排出。
在基板处理装置1中，通过使第二处理液的供给和基板9的旋转仅进行规定时间，进行对基板9的上表面91的清洗处理。当经过该规定时间时，结束对基板9的清洗处理。
当结束对基板9的清洗处理时，停止从第二喷嘴62供给第二处理液，利用基板旋转机构33增加基板9的旋转速度。通过使基板9以比较高的速度旋转，使残留在基板9的上表面91上的第二处理液向径向外侧移动，从基板9的外缘向周围飞散。结果，从基板9上去除第二处理液(步骤S14)。以下，将步骤S14的处理称为“干燥处理”。干燥处理中从基板9飞散而被罩部4接收的第二处理液，也与上述相同地，经由排出口向罩部4和壳体11的外部排出。将结束干燥处理的基板9向壳体11外搬出。在基板处理装置1中，对多个基板9依次进行上述的步骤S11～S14。
如上面说明那样，在基板处理装置1中，向基板9的上表面91上供给第一处理液、与第一处理液相比比重小且沸点高的第二处理液，在基板9的上表面91上形成：第一处理液的液膜、即、第一液膜71；用于覆盖第一液膜71的上表面73的第二处理液的液膜、即、第二液膜72(步骤S11)。接着，以第一处理液的沸点以上且低于第二处理液的沸点的温度，加热第一液膜71。然后，利用在第二液膜72和基板9之间气化的第一处理液，使基板9的上表面91上的异物95从该上表面91剥离，来向第二液膜72内移动(步骤S12)。
这样，通过利用第一处理液的气泡711使异物95从基板9的上表面91剥离，能够抑制基板9的上表面91受到损伤，并且能够从基板9上适宜地去除异物95。因此，基板处理装置1特别适用于：从预先形成有图案的基板9的上表面91去除异物95。
在作为第一处理液使用HFE，作为第二处理液使用纯水的情况下，第一处理液和第二处理液的溶解度参数之差比较大，从而抑制第一处理液和第二处理液之间的混合。因此，能够通过步骤S12的加热，容易地仅使与基板9的上表面91接触的第一液膜71气化。结果，能够从基板9上高效地去除异物95。此外，通过作为第二处理液使用纯水，能够降低从基板9上去除异物95的成本。
作为第一处理液使用HFE，作为第二处理液使用IPA的情况也相同地，第一处理液和第二处理液的溶解度参数之差比较大，从而抑制第一处理液和第二处理液的混合。因此，能够通过步骤S12的加热，容易地仅使与基板9的上表面91接触的第一液膜71气化。结果，能够从基板9上高效地去除异物95。
但是，假设在基板9的上表面91上仅形成有一种处理液的液膜的状态下，要通过将该液膜加热到沸点以上的温度气化来去除异物时，存在如下担忧，即，液膜过度快速地气化而从基板9的上表面91上消失，从基板9上剥离的异物再次附着于基板9的上表面91。另一方面，若要以液膜不从基板9的上表面91上消失的方式气化，则需要高精度地控制液膜的加热。此外，虽然也考虑持续供给该处理液并且加热该液膜来使其气化，但与上述相同地，需要高精度地控制液膜的加热和处理液的供给，使得液膜即使在局部上也不会因过度快速地气化而从基板9的上表面91上消失。而且，在气化的处理液为高价的情况下，由于持续供给处理液并且使液膜气化，使去除异物所需的成本增加。
对此，如上所述，在基板处理装置1中，由于第一液膜71的上表面73被沸点高于液膜加热温度的第二液膜72覆盖，因此即使第一液膜71因气化而消失，也不存在露出基板9的上表面91的担忧。因此，由于无需高精度地控制第一液膜71的加热，因此能够从基板9上容易地去除异物95。
如上所述，在基板处理装置1中，通过加热部5从下表面92侧加热基板9，进行步骤S12的第一液膜71的加热。由此，在第一液膜71内生成第一处理液的上升流。结果，由于容易使异物95从基板9的上表面91上向上方剥离，因此能够更适宜地从基板9上去除异物95。此外，能够使从基板9的上表面91剥离的异物95，容易地向位于第一液膜71的上侧的第二液膜72移动。
如上所述，在基板处理装置1中，与步骤S12的第一处理液的气化和异物95向第二液膜72的移动并行地，持续向第二液膜72供给第二处理液。由此，能够使从基板9上剥离而保持于第二液膜72内的异物95，与第二处理液一起快速地向径向外侧移动，与第一液膜71的加热并行地从基板9上快速地去除。
在基板处理装置1中，也可以与步骤S12并行地，也向第一液膜71持续供给第一处理液。由此，能够防止第一液膜71在规定时间的第一液膜71的加热中全部气化而消失的情况。在该情况下，形成有第二液膜72的状态下的第一喷嘴61的顶端，位于基板9的上表面91和第二液膜72的上表面74之间，因此能够向被第二液膜72覆盖的第一液膜71容易地供给第一处理液。
在基板处理装置1中，在进行步骤S12的第一处理液的气化和异物95向第二液膜72的移动后，通过使基板9旋转，从基板9的上表面91上去除第二液膜72(步骤S13)。由此，能够从基板9上容易地去除保持有异物95的第二液膜72，从而能够容易地完成基板9的清洗处理。
如上所述，第一液膜71覆盖基板9的整个上表面91，第二液膜72覆盖第一液膜71的整个上表面73。由此，能够均匀地清洗基板9的整个上表面91。在基板处理装置1中，在想要局部清洗基板9的上表面91的一部分的情况下，也可以形成仅覆盖想要清洗的上表面91的部分的第一液膜71、覆盖该第一液膜71的第二液膜72。然后，通过将第一液膜71加热到液膜加热温度，在基板9的上表面91上的想要清洗的部分，与上述相同地，从上表面91上去除异物95。
步骤S11的第一液膜71和第二液膜72的形成，也可以在利用基板旋转机构33使基板9以比较低的速度旋转的同时进行。由此，基板9上的第一处理液和第一液膜71上的第二处理液快速地向径向外侧扩散。结果，能够缩短形成第一液膜71和第二液膜72所需的时间。此外，步骤S12的第一液膜71的加热，也可以在使基板9以比较低的速度旋转的同时进行。由此，能够大致均匀地加热整个第一液膜71。
在步骤S11中，也可以在第一液膜71覆盖基板9的整个上表面91之前，开始供给第二处理液。如上所述，由于第一处理液的表面张力小于第二处理液的表面张力，因此在基板9的上表面91上第一处理液比第二处理液更快速地扩散，从而比第二处理液更早地覆盖基板9的整个上表面91。由此，能够缩短在基板9上形成第一液膜71和第二液膜72所需的时间。
在步骤S11中，也可以在向基板9上供给第一处理液之前，形成第二液膜72。如上所述，在基板处理装置1中，在形成有第二液膜72的状态下，即，在供给第一处理液之前的状态下，第一喷嘴61的顶端位于基板9的上表面91和第二液膜72的上表面74之间。因此，从第一喷嘴61喷出的第一处理液，容易地经过第二液膜72而到达基板9的上表面91，沿着基板9的上表面91向径向外侧扩散。结果，即使在形成有第二液膜72后供给第一处理液的情况下，也能够容易地在基板9和第二液膜72之间形成第一液膜71。
此外，在基板处理装置1中，第一处理液的供给和第二处理液的供给也可以同时开始进行，从而并行地执行第一液膜71的形成和第二液膜72的形成。由此，能够在短时间内完成第一液膜71的形成和第二液膜72的形成。在该情况下，形成有第二液膜72的状态下的第一喷嘴61的顶端，位于基板9的上表面91和第二液膜72的上表面74之间，因此能够容易地在基板9和第二液膜72之间形成第一液膜71。
这样，在基板处理装置1中，就步骤S11的第一液膜71的形成和第二液膜72的形成而言，可以先执行任一个，也可以并行地执行。在基板处理装置1中，在形成有第二液膜72的状态下，使第一喷嘴61的顶端位于基板9的上表面91和第二液膜72的上表面74之间，从而无论第一液膜71和第二液膜72的形成顺序如何，都能够容易地形成第一液膜71和第二液膜72。
图6是表示处理液供给部6的其他优选的结构的图。在图6所示的例子中，第一喷嘴61和第二喷嘴62是双重喷嘴。具体来说，在第二喷嘴62的流路内配置有第一喷嘴61，第二处理液从第一喷嘴61的周围沿着第一喷嘴61喷出。在图6所示的例子中，第一喷嘴61和第二喷嘴62也配置于基板9的中央部的上方，第一喷嘴61的顶端位于比第二喷嘴62的顶端更靠下方的位置。在基板处理装置1中，即使在具备图6所示的第一喷嘴61和第二喷嘴62的情况下，也在形成有第二液膜72的状态下，使第一喷嘴61的顶端位于基板9的上表面91和第二液膜72的上表面74之间。由此，无论第一液膜71和第二液膜72的形成顺序如何，都能够容易地形成第一液膜71和第二液膜72。另外，图6中表示来自第一喷嘴61的第一处理液的供给和来自第二喷嘴62的第二处理液的供给并行地执行，并行地形成第一液膜71和第二液膜72的情况。
图7是表示其他优选的处理液供给部的图。在图7所示的处理液供给部6a中，第一喷嘴61和第二喷嘴62是双重喷嘴，第一喷嘴61的顶端和第二喷嘴62的顶端位于在上下方向上大致相同的位置。在处理液供给部6a中，通过在步骤S11同时开始第一处理液的喷出和第二处理液的喷出，并行地执行基板9的上表面91上的第一液膜71的形成、第一液膜71的上表面73上的第二液膜72的形成。由此，能够在短时间内完成第一液膜71和第二液膜72的形成。
处理液供给部6a中，第一喷嘴61配置于第二喷嘴62的流路内，第二处理液从第一喷嘴61的周围沿着第一喷嘴61喷出。因此，从第一喷嘴61喷出的第一处理液，不被第二处理液阻碍而能够容易地到达基板9的上表面91上。结果，能够容易地形成第一液膜71。在处理液供给部6a中，也可以在先形成第一液膜71之后，开始喷出第二处理液。
图8是表示本发明的第二实施方式的基板处理装置1a的结构的图。基板处理装置1a除了处理液供给部6b具备一个喷嘴60来代替图1的第一喷嘴61和第二喷嘴62之外，具有与图1所示的基板处理装置1大致相同的结构。在以下的说明中，对基板处理装置1a的结构中的、与基板处理装置1的结构对应的结构标注相同的附图标记。
在图8所示的基板处理装置1a中，喷嘴60与第一处理液供给源65和第二处理液供给源67连接。喷嘴60朝向基板9的上表面91的中央部选择性地喷出第一处理液或第二处理液。
在基板处理装置1a中对基板9进行处理时，首先，从喷嘴60向基板9的上表面91供给第一处理液，在基板9的上表面91上形成第一液膜71(参照图3)。接着，停止从喷嘴60喷出第一处理液，开始喷出第二处理液。然后，从喷嘴60向第一液膜71的上表面73供给第二处理液，在第一液膜71的上表面73上形成第二液膜72(图2：步骤S11)。在形成第一液膜71和第二液膜72时，不会利用基板旋转机构33旋转基板9。或者，在使基板9以比较低的速度旋转的状态下，依次形成第一液膜71和第二液膜72。
基板处理装置1a的步骤S11以后的基板9的处理流程，与上述的步骤S12～S14相同。在步骤S12中，以第一处理液的沸点以上且低于第二处理液的沸点的温度、即、液膜加热温度加热第一液膜71。然后，通过在第二液膜72和基板9之间气化的第一处理液，使基板9的上表面91上的异物95(参照图4和图5)从该上表面91剥离，向第二液膜72内移动。由此，与上述同样地，能够抑制基板9的上表面91受到损伤，并且能够从基板9上适宜地去除异物95。
图9是表示本发明的第三实施方式的基板处理装置1b的结构的图。基板处理装置1b除了省略了基板9的下方的加热部5、在处理液供给部6c设置用于加热第二处理液的处理液加热部663之外，与图1所示的基板处理装置1具有大致相同的结构。在以下的说明中，对基板处理装置1b的结构中的、与基板处理装置1的结构对应的结构标注相同的附图标记。
在基板处理装置1b中，在步骤S11，与基板处理装置1同样地，在基板9的上表面91上形成第一液膜71(参照图3)。之后，被处理液加热部663加热的第二处理液，从第二喷嘴62向基板9上的第一液膜71的上表面73上供给。利用处理液加热部663，将第二处理液加热到高于上述的液膜加热温度(当然，也高于第一处理液的沸点)且低于第二处理液的沸点的温度。
在基板处理装置1b中，与用第二处理液形成第二液膜72(步骤S11)并行地，通过被处理液加热部663加热的第二液膜72加热第一液膜71，将第一液膜71加热到液膜加热温度。然后，通过在第二液膜72和基板9之间气化的第一处理液，使基板9的上表面91上的异物95(参照图4和图5)从上表面91剥离，向第二液膜72移动(步骤S12)。由此，与上述同样地，能够抑制基板9的上表面91受到损伤，并且能够从基板9上适宜地去除异物95。
此外，在基板处理装置1b中，在基板保持部31的内部或附近，无需设置从下表面92侧加热基板9的加热部，因此能够简化基板保持部31或基板保持部31的附近的结构。
在基板处理装置1b中，与图1所示的基板处理装置1相同地，在步骤S11中，也可以在第一液膜71覆盖基板9的整个上表面91之前，开始供给第二处理液。此外，在步骤S11中，也可以在向基板9上供给第一处理液之前，形成第二液膜72。而且，步骤S11中，也可以同时开始第一处理液的供给和第二处理液的供给，从而并行地进行第一液膜71的形成和第二液膜72的形成。
所述基板处理装置1、1a、1b能够进行各种变更。
例如，在上述的步骤S12中，也可以对第一液膜71进行加热，直到第一液膜71在基板9和第二液膜72之间气化而消失。
在图1所示的基板处理装置1中，例如，加热部5也可以是配置于基板保持部31的上方的光照射部。在该情况下，通过从加热部5向第二液膜72照射光，经由第二液膜72将第一液膜71加热到液膜加热温度。此外，加热部5也可以是配置于基板保持部31的上方，来向第二液膜72供给加热的气体(例如，非活性气体)的气体供给部。在该情况下，也通过来自加热部5的加热的气体，经由第二液膜72将第一液膜71加热到液膜加热温度。图8所示的基板处理装置1a也是相同的。
在图9所示的基板处理装置1b中，也可以在处理液加热部663的基础上，设置从基板9的下表面92侧加热第一液膜71的加热部5(参照图1)。由此，能够快速地加热第一液膜71。
基板处理装置1、1a、1b中，第一处理液和第二处理液以没有混合的状态供给至基板9上，但是也可以向基板9上供给第一处理液和第二处理液的混合液。在该情况下，在向基板9上供给的混合液中，因比重之差，第一处理液向基板9的上表面91上下沉，来与第二处理液分离，从而形成第一液膜71和第二液膜72。作为混合液，例如使用：通过过滤器等，从用于其他基板9的所述异物去除处理而被回收的第一处理液和第二处理液的混合液中，去除异物而得到的液体。
在基板9的上表面91，也可以在第二液膜72的上表面74上或者第二液膜72与第一液膜71之间，形成与第一处理液和第二处理液不同的其他处理液的液膜。
图10是表示其他优选的基板处理装置1c的结构的图。基板处理装置1c是对多个基板9并行地进行与上述大致相同的异物去除处理的批量式装置。基板处理装置1c具备贮留槽81、第一喷嘴61a、第二喷嘴62a。第二喷嘴62a从贮留槽81的底部向贮留槽81内供给第二处理液(例如，纯水或IPA)。来自第二喷嘴62a的第二处理液贮留于贮留槽81内。多个基板9分别以上表面91朝向上侧的状态被省略图示的保持部保持，浸渍于贮留槽81内的第二处理液720。
第一喷嘴61a配置于多个基板9的侧方，从多个喷出口向多个基板9的上表面91的上方喷出第一处理液(例如，HFE)。就向各个基板9的上表面91的上方喷出的第一处理液而言，由于比重大于第二处理液720的比重，因此在第二处理液720内下沉而在各个基板9的上表面91上扩散。由此，形成覆盖各个基板9的整个上表面91的第一液膜71。当关注各个基板9的上表面91的正上方的区域时，在各个基板9上形成覆盖基板9的整个上表面91的第一液膜71，在第一液膜71上形成覆盖第一液膜71的整个上表面73的第二液膜。
接着，各个基板9上的第一液膜71被加热到上述的液膜加热温度。然后，通过在所述第二液膜和各个基板9之间气化的第一处理液，使基板9的上表面91上的异物从上表面91剥离，向第二液膜内(即，第二处理液720内)移动，来保持于第二处理液720。由此，与所述相同地，能够抑制基板9的上表面91受到损伤，并且能够从基板9上适宜地去除异物。
就第一液膜71的加热而言，例如可以利用设置于用于保持多个基板9的上述的保持部的加热器进行，也可以通过向各个基板9照射光来进行。或者，也可以对第二处理液720进行加热，以使贮留槽81内的第二处理液720的温度变成高于液膜加热温度的温度。在基板处理装置1c中，通过从第二喷嘴62a还向贮留槽81内供给第二处理液，使用于保持异物的第二处理液从贮留槽81的上端部溢出而被废弃。
在上述的基板处理装置1、1a～1c中，第一处理液和第二处理液可以进行各种变更。例如，在第二处理液是纯水的情况下，第一处理液也可以是作为与纯水相比比重小且沸点低的液体的四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、二硫化碳、1，1，1-三氯乙烷等。
上述的基板处理装置1、1a～1c，除了半导体基板之外，还可以用于液晶显示装置、等离子显示器、FED(filed emission display：场致发射显示器)等显示装置的玻璃基板的处理。或者，基板处理装置1、1a～1c也可以用于光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板，陶瓷基板和太阳能电池用基板等的处理。此外，在上述的实施方式中，在步骤S11的形成第一液膜和第二液膜的阶段，使基板9以低速旋转，但是在该阶段也可以使基板9停止。
所述实施方式和各个变形例的结构，只要相互不矛盾就可以适当进行组合。
详细地描述说明了发明，但是所述的说明只是用于例示而不是用来限定的。因此，只要不脱离本发明的范围，就能够存在多种变形和形式。
附图标记说明
1、1a～1c基板处理装置
5加热部
6、6a～6c处理液供给部
9基板
31基板保持部
33基板旋转机构
61、61a第一喷嘴
62、62a第二喷嘴
71第一液膜
72第二液膜
73(第一液膜的)上表面
91(基板的)上表面
92(基板的)下表面
95异物
J1中心轴
S11～S14步骤

Claims (23)

1.一种基板处理装置，用于处理基板，其中，
所述基板处理装置包括：
基板保持部，将基板保持为水平状态，以及，
处理液供给部，向所述基板的上表面上供给第一处理液、与所述第一处理液相比比重小且沸点高的第二处理液，从而在所述基板的所述上表面上形成所述第一处理液的液膜即第一液膜、用于覆盖所述第一液膜的上表面的所述第二处理液的液膜即第二液膜，其中，所述第一处理液的溶解度参数即SP值和所述第二处理液的溶解度参数即SP值之差为5以上；
通过以所述第一处理液的沸点以上且比所述第二处理液的沸点低的温度加热所述第一液膜，利用在所述第二液膜和所述基板之间气化的所述第一处理液，使所述基板的所述上表面上的异物从所述基板的所述上表面剥离，来向所述第二液膜内移动。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
还具备基板旋转机构，所述基板旋转机构通过使所述基板和所述基板保持部一起以朝向上下方向的中心轴为中心旋转，从所述基板的所述上表面上去除所述第二液膜。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
与所述第一处理液的气化并行地，从所述处理液供给部向所述第二液膜持续地供给所述第二处理液。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中，
与所述第一处理液的气化并行地，从所述处理液供给部向所述第一液膜持续地供给所述第一处理液。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
与所述第一处理液的气化并行地，从所述处理液供给部向所述第一液膜持续地供给所述第一处理液。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
还具备加热部，所述加热部通过从下表面侧加热所述基板，来进行所述第一液膜的所述加热。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其中，
利用从所述处理液供给部以比所述第一处理液的沸点高且比所述第二处理液的沸点低的温度供给到所述基板上的所述第二处理液，进行所述第一液膜的所述加热。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
利用从所述处理液供给部以比所述第一处理液的沸点高且比所述第二处理液的沸点低的温度供给到所述基板上的所述第二处理液，进行所述第一液膜的所述加热。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述处理液供给部具备：
第一喷嘴，向所述基板的所述上表面喷出所述第一处理液，以及，
第二喷嘴，向所述基板的所述上表面喷出所述第二处理液；
在形成有所述第二液膜的状态下，所述第一喷嘴的顶端位于所述基板的所述上表面和所述第二液膜的上表面之间。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述第一液膜覆盖所述基板的整个所述上表面，
所述第二液膜覆盖所述第一液膜的整个所述上表面。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述第一处理液是氢氟醚，所述第二处理液是纯水。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述第一处理液是氢氟醚，所述第二处理液是异丙醇。
13.一种基板处理方法，用于处理基板，其中，
所述基板处理方法包括：
a工序，向保持为水平状态的基板的上表面上供给第一处理液、与所述第一处理液相比比重小且沸点高的第二处理液，从而在所述基板的所述上表面上形成所述第一处理液的液膜即第一液膜、用于覆盖所述第一液膜的上表面的所述第二处理液的液膜即第二液膜，其中，所述第一处理液的溶解度参数即SP值和所述第二处理液的溶解度参数即SP值之差为5以上；以及，
b工序，通过以所述第一处理液的沸点以上且比所述第二处理液的沸点低的温度加热所述第一液膜，利用在所述第二液膜和所述基板之间气化的所述第一处理液，使所述基板的所述上表面上的异物从所述基板的所述上表面剥离，来向所述第二液膜内移动。
14.根据权利要求13所述的基板处理方法，其中，
还具有去除工序，该去除工序在所述b工序之后，并且，在该去除工序中，通过使所述基板以朝向上下方向的中心轴为中心旋转，从所述基板的所述上表面上去除所述第二液膜。
15.根据权利要求13所述的基板处理方法，其中，
与所述b工序并行地，持续地向所述第二液膜供给所述第二处理液。
16.根据权利要求15所述的基板处理方法，其中，
与所述b工序并行地，持续地向所述第一液膜供给所述第一处理液。
17.根据权利要求13所述的基板处理方法，其中，
与所述b工序并行地，持续地向所述第一液膜供给所述第一处理液。
18.根据权利要求13所述的基板处理方法，其中，
在所述b工序中，通过从下表面侧加热所述基板，来进行所述第一液膜的所述加热。
19.根据权利要求18所述的基板处理方法，其中，
利用以比所述第一处理液的沸点高且比所述第二处理液的沸点低的温度供给到所述基板上的所述第二处理液，进行所述b工序中的所述第一液膜的所述加热。
20.根据权利要求13所述的基板处理方法，其中，
利用以比所述第一处理液的沸点高且比所述第二处理液的沸点低的温度供给到所述基板上的所述第二处理液，进行所述b工序中的所述第一液膜的所述加热。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的基板处理方法，其中，
所述第一液膜覆盖所述基板的整个所述上表面，
所述第二液膜覆盖所述第一液膜的整个所述上表面。
22.根据权利要求13至20中任一项所述的基板处理方法，其中，
所述第一处理液是氢氟醚，所述第二处理液是纯水。
23.根据权利要求13至20中任一项所述的基板处理方法，其中，
所述第一处理液是氢氟醚，所述第二处理液是异丙醇。
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