CN108701602B - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

基板处理装置具备：旋转基座，设置有保持基板的周缘的夹具构件；马达，使上述旋转基座旋转；加热器单元，位于被上述夹具构件保持的基板与上述旋转基座的上表面之间；处理液供给单元，朝向被上述夹具构件保持的基板的表面供给处理液；以及微波产生单元，从上述加热器单元向上述基板的下表面产生微波。上述微波产生单元也可包括：微波产生构件，包括设置于上述加热器单元的波导管；微波振荡器，设置于上述加热器单元的外部；以及同轴缆线，连接上述波导管与上述微波振荡器。

Description

基板处理装置
技术领域
本发明关于一种对基板执行使用处理液的处理的基板处理装置。作为基板处理装置的处理对象的基板，例如包含半导体基板、液晶显示设备用基板、等离子显示器用基板、FED(Field Emission Display：场发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩膜用基板等。
背景技术
在半导体装置或液晶显示设备的制造步骤中，使用通过通过处理液对半导体晶圆等的基板进行处理的基板处理装置。对基板逐张地处理的单张型的基板处理装置例如具备将基板保持为水平而使基板旋转的旋转卡盘、及朝向保持在该旋转卡盘的基板喷出处理液的处理液供给部。
在单张型的基板处理装置中，在将基板保持为水平状态的状态下，通过朝向基板的上表面、下表面或是端面(以下将适当地根据需要而将它们总称为基板的“表面”)供给处理液，从而执行基板处理。已知通过基板的加热而使附着于基板的处理液活化以使处理效率提升的技术。或者，已知通过基板的加热而使基板的干燥效率提升的技术(参照专利文献1、专利文献2、专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-112652号公报
专利文献2：日本特开2013-157480号公报
专利文献3：日本特表2014-528163号公报
专利文献4：日本特开2008-034553号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献3的基板处理装置具备自下方对由基板保持单元保持的基板进行加热的红外线加热器。红外线加热器在基板加热时表面变为高温。因此，若处理液在基板加热时从基板落下至红外线加热器，则落下的处理液在红外线加热器的表面被加热而雾化，而将具有污染环境气体之虞。
因此，本发明的一个目的是在于提供一种可抑制或防止从基板落下至加热器单元的处理液的雾化的基板处理装置。
用于解决问题的手段
本发明是提供一种基板处理装置，其是具备：旋转基座，设置有保持基板的周缘的夹具构件；马达，使上述旋转基座旋转；加热器单元，位于被上述夹具构件保持的基板与上述旋转基座的上表面之间；处理液供给单元，朝向被上述夹具构件保持的基板的表面供给处理液；及微波产生单元，从上述加热器单元向上述基板的下表面产生微波。
该基板处理装置通过从处理液供给单元向基板的表面供给处理液而执行基板处理。此外，通过从位于基板的下方的加热器单元产生微波而可从下方对基板进行加热。
由于基板被微波加热，因此加热器单元本身并不需如此高温。因此，即便从处理液供给单元供给的处理液落下至加热器单元，仍可抑制或防止该处理液在加热器单元蒸发而雾化的情形。
本发明的一实施方式中，上述微波产生单元包括：微波产生构件，包括设置于上述加热器单元的波导管；微波振荡器，设置于上述加热器单元的外部；及同轴缆线，连接上述波导管与上述微波振荡器。
根据该构成，由于将微波振荡器配置于加热器单元的外部，因而可使加热器单元的尺寸变得紧凑。
在本发明的一实施方式中，上述波导管的上表面被保护构件保护。
根据该构成，可以使保护构件保护波导管。
在本发明的一实施方式中，上述处理液是被供给至基板的上表面的有机溶剂，上述加热器单元在利用上述有机溶剂进行基板处理时对基板加热。
根据该构成，可在由有机溶剂进行的基板处理时，通过加热基板而促进基板处理。
在本发明的一实施方式中，上述处理液供给单元在上述基板的上表面形成上述有机溶剂的液膜，上述加热器单元至少在上述有机溶剂的液膜形成的时间点对上述基板的下表面加热，由此，在上述有机溶剂的液膜与基板的上表面之间形成气膜层，从而使上述有机溶剂的液膜从上述基板的上表面浮起。
根据该构成，由于加热器单元对基板的下表面加热，因而可在形成于基板的上表面的有机溶剂液膜与上述基板的上表面之间形成气相层。
本发明中的上述的目的、特征及功效或进而其他目的、特征及功效能够参照附图并通过如下所述的实施方式的说明而明了。
附图说明
图1是用于说明本发明的一实施方式的基板处理装置的内部配置的示意性俯视图。
图2是用于说明上述基板处理装置所具备的处理单元的构成例的示意性剖视图。
图3是上述处理单元所具备的旋转卡盘及加热器单元的俯视图。
图4是用于说明上述旋转卡盘所具备的卡盘销的构造例的立体图。
图5A及图5B是卡盘销的俯视图，图5A示出闭状态，图5B示出开状态。
图6是用于说明基板处理装置的主要部分的电气结构的方块图。
图7是用于说明基板处理装置进行的基板处理的一例的流程图。
图8A及图8B是用于说明基板的上表面上的气相层的形成的示意性剖视图，图8C是用于说明液膜的分裂的剖视图。
图9是用于说明将微波选择性地输出至波导管62与接地端的同轴切换器69的示意图。
图10是表示将微波频率与微波进入基板的穿透长度之间的关系的曲线图。
具体实施方式
图1是用于说明本发明的一实施方式的基板处理装置的内部配置的示意性俯视图。基板处理装置1是对硅晶圆等的基板W逐张进行处理的单张式的装置。在本实施方式中，基板W是圆板状的基板。基板处理装置1是包括：多个处理单元2，利用处理液对基板W进行处理；装载台LP，载置容纳架C，该容纳架C收纳在处理单元2中处理的多张基板W；搬送机械手IR及CR，在装载台LP与处理单元2之间搬送基板W；控制单元3，控制基板处理装置1。搬送机械手IR在容纳架C与搬送机械手CR之间搬送基板W。搬送机械手CR在搬送机械手IR与处理单元2之间搬送基板W。多个处理单元2例如具有相同的构成。
图2是用于说明处理单元2的构成例的示意性剖视图。处理单元2包括：旋转卡盘5，将一张基板W保持为水平姿势并使基板W绕贯通基板W的中心部的铅垂的旋转轴线A1旋转；加热器单元6，从下表面侧加热基板W；筒状的杯8，包围旋转卡盘5；下表面喷嘴9，将处理流体供给至基板W的下表面；DIW喷嘴10，将作为冲洗液的去离子水(DIW)供给至基板W的上表面；第一移动喷嘴11，可在基板W上方移动；第二移动喷嘴12，可在基板W上方移动。处理单元2是进一步包括收容杯8的腔室13(参照图1)。虽省略图示，但在腔室13形成有用于使基板W搬入/搬出的搬入/搬出口，并具备有开闭该搬入/搬出口的闸门单元。
旋转卡盘5是包括卡盘销20、旋转基座21、与旋转基座21的下表面中央结合的旋转轴22、对旋转轴22施予旋转力的电动马达23。旋转轴22沿着旋转轴线A1而在铅垂方向上延伸，在本实施方式中为中空轴。在旋转轴22的上端结合有旋转基座21。旋转基座21具有沿着水平方向的圆盘形状。多个卡盘销20在圆周方向上隔着间隔而配置于旋转基座21的上表面周缘部。多个卡盘销20可在与基板W的周端接触而把持(保持)基板W的闭状态与从基板W的周端退避的开状态之间开闭。此外，在开状态下，多个卡盘销20可与基板W的周缘部的下表面接触，从而从下方支撑基板W。
为了对卡盘销20进行开闭驱动，而具备有卡盘销驱动单元25。卡盘销驱动单元25例如包括内置于旋转基座21的连杆机构26、配置于旋转基座21外的驱动源27。驱动源27是例如包括滚珠螺杆机构、对其施予驱动力的电动马达。卡盘销驱动单元25的具体构成例在专利文献4等中有所记载。
加热器单元6在旋转基座21的上方与保持在卡盘销20的基板W之间配置。在加热器单元6的下表面结合有沿着旋转轴线A1而在铅垂方向上延伸的支撑轴30。支撑轴30插通于形成在旋转基座21中央部的贯通孔24与中空的旋转轴22。支撑轴30的下端延伸至比旋转轴22的下端更靠下方的位置。
加热器单元6具备圆板状(平板状)的加热器本体60。在加热器本体60以埋设状态设置有多个波导管62(微波产生构件)。此外，在支撑轴30的下方配设有微波振荡器63。各波导管62通过插通支撑轴30的同轴缆线64而与微波振荡器63连接。波导管62朝向被卡盘销20保持的基板W的下表面照射来自微波振荡器63并经由同轴缆线64而供给的微波，从而可对其进行加热。波导管62与红外线加热器等不同，在运作时不需要升温至高温。因此，即便处理液(后述的冲洗液及药液)从基板W落下至加热器单元6，仍可抑制或防止该处理液在加热器单元6的表面被加热而雾化。因此，可抑制或防止因雾化后的处理液所导致的杯8内的环境气体污染。
各波导管62的上表面被保护构件65覆盖。保护构件65的上表面位于与加热器本体60的上表面60a相同的高度。保护构件65由微波穿透材料构成。因此，从波导管62照射的微波可良好地穿透保护构件65。再者，保护构件65较佳为具有抗化学性能。保护构件65可例如由PTFE(聚四氟乙烯)构成。
在多个波导管62之间以埋设状态设置有光源66。光源66可朝向被卡盘销20保持的基板W的下表面照射可视光及近红外线。光源66为了通过光电效应使基板W的电阻率降低而使用。详细内容容待后述。于支撑轴30的下方配设有电源67。各光源66是通过插通支撑轴30的送电缆线68而与电源67连接。从送电缆线68供给电力至各光源66从而发光。
以来自波导管62的微波不会衰减的限度将加热器本体60的上表面60a从基板W的下表面分离地配置。为了防止基板W的下表面的污染，较佳为将加热器本体60的上表面60a配置于不与基板W的下表面直接接触的高度位置。
第一移动喷嘴11(处理液供给单元)通过第一喷嘴移动单元15而在水平方向及铅垂方向上移动。第一移动喷嘴11通过朝水平方向的移动而可在与基板W的上表面的旋转中心相向的处理位置以及不与基板W的上表面相向的起始位置(退避位置)之间移动。基板W的上表面的旋转中心是指基板W的上表面中的与旋转轴线A1的交叉位置。不与基板W的上表面相向的起始位置是指在俯视图中位于旋转基座21的外方的位置，更具体而言，也可为杯8的外方的位置。第一移动喷嘴11通过朝铅垂方向的移动而可接近于基板W的上表面或是自基板W的上表面朝向上方退避。第一喷嘴移动单元15例如包括沿着铅垂方向的转动轴、与转动轴结合而水平地延伸的臂、以及驱动臂的臂驱动机构。臂驱动机构通过使转动轴绕铅垂的转动轴线转动而使臂摇动，通过使转动轴沿着铅垂方向升降而使臂上下移动。第一移动喷嘴11被固定于臂。根据臂的摇动及升降，第一移动喷嘴11在水平方向及垂直方向上移动。
第二移动喷嘴12(处理液供给单元)通过第二喷嘴移动单元16而在水平方向及铅垂方向上移动。第二移动喷嘴12通过朝水平方向的移动而可在与基板W的上表面的旋转中心相向的位置以及不与基板W的上表面相向的起始位置(退避位置)之间移动。起始位置是在俯视图中位于旋转基座21的外方的位置，更具体而言，也可为杯8的外方的位置。第二移动喷嘴12通过朝铅垂方向的移动而可接近于基板W的上表面或是自基板W的上表面朝向上方退避。第二喷嘴移动单元16例如包括沿着铅垂方向的转动轴、与转动轴结合而水平地延伸的臂、以及驱动臂的臂驱动机构。臂驱动机构通过使转动轴绕铅垂的转动轴线转动而使臂摇动，通过使转动轴沿着铅垂方向升降而使臂上下移动。第二移动喷嘴12被固定于臂。根据臂的摇动及升降，第二移动喷嘴12在水平方向及垂直方向上移动。
在本实施方式中，第一移动喷嘴11具有作为喷出有机溶剂的有机溶剂喷嘴的功能、以及作为喷出氮气等非活性气体的气体喷嘴的功能。在第一移动喷嘴11上结合有机溶剂供给管35及非活性气体供给管36。在有机溶剂供给管35上安装有开闭该流路的有机溶剂阀37。在非活性气体供给管36上安装有开闭该流路的非活性气体阀38。从有机溶剂供给源向有机溶剂供给管35供给异丙醇(IPA，isopropyl alcohol)等的有机溶剂。从非活性气体供给源向非活性气体供给管36供给氮气(N2)等的非活性气体。
在本实施方式中，第二移动喷嘴12具有作为供给酸、碱等药液的药液喷嘴的功能、以及作为喷出氮气等非活性气体的气体喷嘴的功能。更具体而言，第二移动喷嘴12也可具有能将液体与气体混合而加以喷出的双流体喷嘴的形态。若停止气体的供给而喷出液体则双流体喷嘴可作为液体喷嘴使用，若停止液体的供给而喷出气体则可作为气体喷嘴使用。在第二移动喷嘴12上结合有药液供给管41及非活性气体供给管42。在药液供给管41安装有开闭该流路的药液阀43。在非活性气体供给管42安装有开闭该流路的非活性气体阀44以及可变更非活性气体的流量的流量可变阀45。从药液供给源向药液供给管41供给酸、碱等的药液。从非活性气体供给源向非活性气体供给管42供给氮气(N2)等的非活性气体。
药液的具体例为蚀刻液及清洗液。更具体而言，药液也可为氢氟酸、SC1(氨水双氧水混合液)、SC2(盐酸双氧水混合液)、缓冲氢氟酸(Buffered hydrofluoric acid，氢氟酸与氟化铵混合液)、SPM(硫酸双氧水混合液)等。
在本实施方式中，DIW喷嘴10是以朝向基板W的上表面的旋转中心喷出DIW的方式配置的固定喷嘴。从DIW供给源经由DIW供给管46向DIW喷嘴10供给DIW。在DIW供给管46上安装用以开闭该流路的DIW阀47。DIW喷嘴10不必须是固定喷嘴，其也可是至少在水平方向上移动的移动喷嘴。
下表面喷嘴9(处理液供给单元)插通中空的支撑轴30，进而贯通加热器单元6。下表面喷嘴9在上端具有面对基板W的下表面中央的喷出口9a。从流体供给源经由流体供给管48向下表面喷嘴9供给处理流体。所供给的处理流体既可为液体，也可为气体。在流体供给管48上安装用以开闭该流路的流体阀49。
图3是旋转卡盘5及加热器单元6的俯视图。在俯视图中，旋转卡盘5的旋转基座21呈以旋转轴线A1为中心的圆形，其直径较基板W的直径大。在旋转基座21的周缘部隔着间隔地配置有多个(本实施方式中为六个)卡盘销20。
加热器单元6具有圆板状的形态。如上述般，加热器单元6包括加热器本体60、波导管62、保护构件65、光源66。在俯视图中，加热器本体60大致与基板W的外形为相同形状且相同大小，并构成为以旋转轴线A1为中心的圆形。更正确而言，加热器本体60具有直径比基板W的直径略小的圆形的平面形状。例如，基板W的直径为300mm，则加热器本体60的直径(特别是加热器本体60的上表面60a的直径)可为较其小6mm的294mm。在此情况下，加热器本体60的半径较基板W的半径小3mm。
加热器本体60的上表面60a是沿着水平面的平面。因此，可均匀地保持加热器本体60的上表面60a与被卡盘销20水平地保持的基板W之间的距离。由此，可有效率且均匀地对基板W进行加热。
多个波导管62呈同心圆状排列于加热器本体60。各波导管62的开口为矩形。对于多个波导管62，优选以从各波导管62照射的微波在基板W的下表面相互重叠的方式，且以微波能均匀地照射于基板W的下表面整体的方式，对加热器本体60中的多个波导管62的个数及\或间隔、加热器本体的上表面60a与基板W的距离进行设定。
在加热器本体60上以位于多个波导管62之间的方式排列有多个光源66。
图4是用于说明卡盘销20的构造例的立体图。此外，图5A及图5B是卡盘销20的俯视图，图5A示出闭状态，图5B示出开状态。
卡盘销20包括在铅垂方向上延伸的轴部53、设置于轴部53的上端的基座部50、及设置于轴部53的下端的转动支撑部54。基座部50包括把持部51、支撑部52。转动支撑部54以可绕沿着铅垂方向的夹头转动轴线55转动的方式结合于旋转基座21。轴部53偏移至从夹头转动轴线55远离的位置并结合于转动支撑部54。更具体而言，轴部53配置于比夹头转动轴线55更远离旋转轴线A1的位置。因此，若卡盘销20绕夹头转动轴线55转动，则基座部50一边整体沿着基板W的周端面移动，一边绕夹头转动轴线55转动。转动支撑部54与设置在旋转基座21的内部的连杆机构26(参照图2)结合。通过来自该连杆机构26的驱动力，转动支撑部54在规定角度范围内绕夹头转动轴线55来回转动。
在俯视图中，基座部50形成为楔形。在基座部50的上表面设置有在卡盘销20的开状态下抵接于基板W的周缘部下表面并从下方支撑基板W的支撑面52a。换言之，基座部50具有将支撑面52a作为上表面的支撑部52。在基座部50的上表面，把持部51在与支撑部52不同的位置朝上方突出。把持部51具有以与基板W的周端面相向的方式呈V字状打开的保持槽51a。
在转动支撑部54从图5B所示的开状态绕夹头转动轴线55朝顺时针方向转动时，把持部51接近基板W的周端面，支撑部52从基板W的旋转中心远离。此外，在转动支撑部54从图5A所示的闭状态绕夹头转动轴线55朝逆时针方向转动时，把持部51从基板W的周端面远离，支撑部52接近基板W的旋转中心。
在图5A所示的卡盘销20的闭状态中，基板W的周端面进入至保持槽51a。此时，基板W的下表面位于从支撑面52a以微小距离朝上方远离的高度。在图5B所示的卡盘销20的开状态中，基板W的周端面从保持槽51a脱离，在俯视图中，把持部51位于较基板W的周端面更靠外方的位置。在卡盘销20的开状态及闭状态中的任一状态下，支撑面52a至少一部分位于基板W的周缘部下表面的下方。
在卡盘销20为开状态时，能够利用支撑部52支撑基板W。若将卡盘销20从该开状态切换为闭状态，则基板W的周端面一边被剖面V字状的保持槽51a导引而推升，一边被引导至保持槽51a内，直至基板W被保持槽51a的上下的倾斜面挟持的状态。若将卡盘销20从该状态切换为开状态，则基板W的周端面被保持槽51a的下侧倾斜面导引并滑下，基板W的周缘部下表面抵接于支撑面52a。
如图5A及图5B所示，在俯视图中，基座部50的与加热器单元6的加热器本体60相向的缘部与加热器本体60的周缘形状相符合。即，在俯视图中，支撑部52具有相对于旋转中心而位于较加热器本体60更靠外方的侧面52b。由此，具有较基板W略小的圆形的加热面6a的加热器本体60，在加热器单元6上下移动时不会与卡盘销20产生干涉。该非干涉位置关系在卡盘销20处于闭状态及开状态中的任一状态下皆能保持。即，在卡盘销20为闭状态时，或卡盘销20为开状态时，在俯视图中，支撑部52的侧面52b皆从加热器单元6的加热器本体60的上表面60a朝外方分离。
基板W的直径是例如为300mm，而加热器本体60的上表面的直径例如为294mm。因此，加热器本体60的上表面60a与包括基板W的下表面中央区域及周缘区域的大致全体区域相向。在卡盘销20的闭状态及开状态中的任一状态下，皆以在上表面60a的外周缘的外侧确保规定的微小间隔(例如2mm)以上的间隔的状态来配置支撑部52。
在卡盘销20的闭状态下，把持部51构成为其内缘侧在确保规定的微小间隔(例如2mm)以上的间隔的状态下位于加热器本体60的外周缘的外侧。因此，加热器单元6在卡盘销20的闭状态及开状态中的任一状态下使加热面6a在把持部51的内侧上下移动，从而可使其上升至接触到基板W的下表面为止。
在俯视图中，夹头转动轴线55位于以旋转轴线A1(参照图2及图3)为中心且半径比加热面6a的半径小的圆周上。
图6是用于说明基板处理装置1的主要部分的电气结构的方块图。控制单元3具备微电脑，根据规定的控制程序，对基板处理装置1所具备的控制对象进行控制。具体而言，微电脑具备CPU(中央处理单元)与内存，CPU执行存放于内存的控制程序。控制单元3控制搬送机械手IR、CR、旋转驱动旋转卡盘5的电动马达23、第一喷嘴移动单元15、第二喷嘴移动单元16、微波振荡器63、电源67、卡盘销驱动单元25、阀类37、38、43、44、45、47、49等的动作。
图7是用于说明基板处理装置1所进行的基板处理的一例的流程图。未处理的基板W通过搬送机械手IR、CR而从容纳架C被搬入至处理单元2，并被交接至旋转卡盘5(S1)。此外，控制单元3控制卡盘销驱动单元25以使卡盘销20成为开状态。在该状态下，搬送机械手CR将基板W交接至旋转卡盘5。基板W载置于开状态的卡盘销20的支撑部52(支撑面52a)。其后，控制单元3控制卡盘销驱动单元25而使卡盘销20成为闭状态。由此，基板W被多个卡盘销20的把持部51把持。
在搬送机械手CR退避至处理单元2外之后，开始药液处理(S2)。控制单元3驱动电动马达23而以规定的药液旋转速度使旋转基座21旋转。另一方面，控制单元3控制第二喷嘴移动单元16，以将第二移动喷嘴12配置于基板W的上方的药液处理位置。药液处理位置可以是从第二移动喷嘴12喷出的药液着液于基板W的上表面的旋转中心的位置。接着，控制单元3打开药液阀43。由此，从第二移动喷嘴12朝向旋转状态的基板W的上表面供给药液。所供给的药液在离心力的作用下遍布于基板W的整个表面。
在一定时间的药液处理的后，通过将基板W上的药液置换为DIW而执行用以从基板W上排除药液的DIW冲洗处理(S3)。具体而言，控制单元3关闭药液阀43，取而代之地，打开DIW阀47。由此，从DIW喷嘴10朝向旋转状态的基板W的上表面供给DIW。所供给的DIW在离心力的作用下遍布基板W的整个表面。通过该DIW，基板W上的药液被冲洗。在此期间，控制单元3控制第二喷嘴移动单元16以使第二移动喷嘴12从基板W的上方朝杯8的侧方退避。
在一定时间的DIW冲洗处理之后，执行将基板W上的DIW置换成作为表面张力较低的处理液(低表面张力液)而使用的有机溶剂的有机溶剂处理(S4)。控制单元3控制第一喷嘴移动单元15以使第一移动喷嘴11移动至基板W的上方的有机溶剂冲洗位置。有机溶剂冲洗位置可以是从第一移动喷嘴11所具备的有机溶剂喷嘴71喷出的有机溶剂(例如IPA)着液于基板W的上表面的旋转中心的位置。接着，控制单元3关闭DIW阀47而打开有机溶剂阀37。由此，从第一移动喷嘴11(有机溶剂喷嘴71)朝向旋转状态的基板W的上表面供给有机溶剂(液体)。所供给的有机溶剂在离心力的作用下遍布于基板W的整个表面，并置换基板W上的DIW。
若利用有机溶剂进行的DIW置换完成，则控制单元3使微波振荡器63运作。从微波振荡器63产生的微波经由同轴缆线64而被供给至波导管62，并从基板W的下表面照射。由此对基板W进行加热。此外，控制单元3使旋转卡盘5的旋转减速从而停止的旋转或使基板W低速旋转(例如小于100rpm)，并且关闭有机溶剂阀37从而停止有机溶剂的供给。由此，成为有机溶剂液膜被支撑于静止状态的基板W上的覆液状态。通过基板W的加热，与基板W的上表面接触的有机溶剂的一部分蒸发，由此，在有机溶剂液膜与基板W的上表面之间形成有气相层。由此，成为有机溶剂液膜在基板W的上方浮起的状态。
在有机溶剂处理步骤S4中，有机溶剂液膜经由基板W而被加热。即，微波照射至基板W的下表面，而并未直接照射至有机溶剂液膜。如果微波直接照射至有机溶剂液膜，则有机溶剂液膜会整体沸腾，而无法在有机溶剂液膜与基板W的上表面之间形成气相层。相对于此，在本实施方式中，由于经由基板W而对有机溶剂液膜进行加热，因而可在有机溶剂液膜与基板W上表面之间形成气相层。其结果，可使有机溶剂液膜在液块状态下在基板W的上方浮起。
接着，进行有机溶剂液膜的排除。在有机溶剂液膜的排除时，控制单元3控制第一喷嘴移动单元15，使第一移动喷嘴11从基板W的上方朝杯8的侧方退避。接着，控制单元3控制第二喷嘴移动单元16而将第二移动喷嘴12配置于基板W的上方的气体喷出位置。气体喷出位置可以是从第二移动喷嘴12喷出的非活性气体流朝向基板W的上表面的旋转中心的位置。接着，控制单元3打开非活性气体阀44，朝向基板W上的有机溶剂液膜喷出非活性气体。由此，在承接非活性气体的喷出的位置，即，在基板W的中央，有机溶剂液膜被非活性气体排除，在有机溶剂液膜的中央空出使基板W的上表面露出的孔。通过使该孔扩展，基板W上的有机溶剂朝基板W外排出。
考虑到在从基板W上排除有机溶剂液膜的过程中，有机溶剂落下至加热器单元6的情形。在本实施方式中，由于加热器单元6不会高温地进行发热，因此即便有机溶剂落下，也不会有有机溶剂在加热器单元6上蒸发而产生大量雾气的情形。因此，不会有因有机溶剂的雾气而污染基板处理环境气体的情形。
如此，在有机溶剂处理结束后，控制单元3关闭非活性气体阀44，在使第二移动喷嘴12退避后，控制电动马达23，使基板W以干燥旋转速度进行高速旋转。由此，进行用于利用离心力而将基板W上的液成分甩除的干燥处理(S5：旋转干燥)。
其后，控制单元3控制电动马达23使旋转卡盘5的旋转停止。此外，控制微波振荡器63而使微波振荡停止。进而，控制单元3控制卡盘销驱动单元25，将卡盘销20控制为开位置。由此，基板W从被卡盘销20的把持部51把持的状态变成载置于支撑部52的状态。其后，搬送机械手CR进入至处理单元2，从旋转卡盘5拾取已处理完毕的基板W，然后朝处理单元2外搬出(S6)。该基板W从搬送机械手CR被交接至搬送机械手IR，通过搬送机械手IR而被收容于容纳架C。
图8A及图8B是用于说明基板W的上表面上的气相层的形成的示意性剖视图。在基板W的表面形成有微细的图案101。图案101包括形成在基板W的表面的微细的凸状的构造体102。构造体102可包括绝缘体膜，也可包括导体膜。此外，构造体102可为层积了多层膜的层积膜。在线状的构造体102邻接的情况下，在它们之间形成有槽(沟)。在此情况下，构造体102的宽度W1可为10nm～45nm左右，构造体102彼此的间隔W2可为10nm～数μm左右。构造体102的高度T可为例如50nm～5μm左右。在构造体102为筒状的情况下，在其内侧形成有孔。
如图8A所示，在有机溶剂处理步骤S4的初期阶段中，形成于基板W的表面的有机溶剂液膜90充满图案101的内部(邻接的构造体102间的空间或筒状的构造体102的内部空间)。
在有机溶剂液膜浮起的过程中，基板W被加热以达到比有机溶剂的沸点(在IPA的情况下为82.4℃)高出规定温度(例如10～50℃)的温度。由此，与基板W表面接触的有机溶剂蒸发，从而产生有机溶剂的气体，如图8B所示，形成有气相层92。气相层92充满图案101的内部，进而到达图案101的外侧，在比构造体102的上表面102A更靠上方的位置与有机溶剂液膜90形成界面95。在该界面95上支撑有有机溶剂液膜90。在该状态下，由于有机溶剂的液面不与图案101相接，因而不会产生因有机溶剂液膜90的表面张力而导致的图案崩塌。
在通过基板W的上表面的升温而使有机溶剂蒸发时，液相的有机溶剂瞬间从图案101内排出。接着，在所形成的气相层92上支撑有液相的有机溶剂，从而与图案101隔离。如此，有机溶剂的气相层92存在于图案101的上表面(构造体102的上表面102A)与有机溶剂液膜90之间，从而支撑有机溶剂液膜90。
如图8C所示，若在从基板W的上表面浮起的有机溶剂液膜90中产生龟裂93，则会成为在干燥后产生水痕等的缺陷的原因。因此，在本实施方式中，在停止基板W的旋转后停止有机溶剂的供给，在基板W上形成较厚的有机溶剂液膜90，从而避免龟裂的产生。在有机溶剂处理步骤S4中，基板W不以高速(例如100rpm)进行旋转，而是使基板W的旋转停止或以低速(例如小于100rpm)进行旋转，因而液膜90不会因离心力而分裂。因此，可避免在液膜90上产生龟裂。进而，适当调节微波振荡器63及电源67的输出、以及基板加热时间，以使有机溶剂的蒸气不会冲破液膜90而喷出，由此避免龟裂的产生。
于在气相层92上支撑有有机溶剂液膜90的状态下，作用于有机溶剂液膜90的摩擦阻力小至可视作为零。因此，若向有机溶剂液膜90施加平行于基板W的上表面的方向的力，则有机溶剂液膜90轻松地移动。在本实施方式中，在有机溶剂液膜90的中央形成开口，由此，利用在开口的缘部的温度差而产生有机溶剂的流动，使被支撑于气相层92上的有机溶剂液膜90移动从而加以排除。
在本实施方式中，在加热器本体60中除了有波导管62以外还埋设有光源66。以下，对埋设光源66的理由进行说明。图10是表示微波频率与微波进入基板的穿透长度之间的关系的曲线图。如该图所示，在为电阻率高的基板的情况下，若不向基板照射高频率(例如30GHZ左右)的微波朝，则微波会穿透基板。在此情况下，无法充分地加热基板。此外，高频率(例如30GHZ左右)的微波在同轴缆线64内的传送损耗变大。
为了通过光电效应降低基板W的电阻率，光源66对基板W照射可见光以及近红外线。若降低基板W的电阻率(例如降低至1.0×10-1～1.0×10-3Ω·m)，则即便在使用低频率(例如1GHZ左右)的微波的情况下，基板W的微波吸收率上升而变得容易加热。因此，在电阻率高的基板W的情况下，从光源66对基板W照射可见光以及近红外线来降低基板W的电阻率，以使基板W的微波吸收率提升。
以上，已对于本发明的一实施方式进行了说明，但本发明也可进而以其他方式实施。以下是例示性地列举包括于本发明的范围内的多个实施方式。
1.可使用的有机溶剂除了IPA以外，还可例示有甲醇、乙醇、丙酮、HEF(氢氟醚)。这些皆为表面张力比水(DIW)小的有机溶剂。本发明也可应用于有机溶剂以外的处理液。例如，也可为了将水等的冲洗液排除至基板外而应用本发明。作为冲洗液，除了水以外，还可例示有碳酸水、电解离子水、臭氧水、稀释浓度(例如10～100ppm左右)的盐酸水、还原水(氢水)等。
2.作为在开孔步骤中可使用的气体，除了氮气以外也可采用清洁空气、其他非活性气体。
3.在使用从电源输入至开始微波振荡的时间较长的微波振荡器63的情况下，也可如图9所示，在微波震荡器63与波导管62之间的同轴缆线64设有同轴切换器69，从而选择性地将来自微波振荡器63的微波输出至波导管62或接地端。
在此情况下，控制单元3以如下方式控制同轴切换器69：微波振荡器63为常时设为ON状态，在开始基板W加热的时间点(例如上述的有机溶剂处理步骤S4的开始时间点)将微波输出至波导管62，在其以外的期间将微波输出至接地端。
4.在上述实施方式中，加热器本体60的上表面60a与基板W的下表面分离。因此，在药液处理步骤S2时等产生的雾气等有可能进入至上表面60a与基板W的下表面之间的区域。在此情况下，雾气吸收从波导管62照射的微波，从而有加热效率降低之虞。因此，在加热器单元6运作时(例如有机溶剂处理步骤S4时)，只要使氮气从加热器单元6中心的喷出口9a等产生，继而以氮气充满基板W的下表面与加热器本体60之间的环境，以抑制或防止来自外部的雾气等的进入即可。
5.在上述实施方式中，在有机溶剂处理步骤时照射微波而加热基板W，但也可使微波在本步骤以外的步骤中对基板W进行照射。例如，也可在执行使用有机溶剂以外的处理液(例如，药液、DIW)的步骤时、或在干燥处理时对基板W照射微波。
6.在上述实施方式中，在加热器单元6不旋转的状态下加热基板W。然而，加热器单元6也可在基板加热时旋转。再者，较佳为，加热器单元6朝与基板W相同方向旋转，且以与基板W相同或同样程度进行旋转。
7.在上述实施方式中，在朝向基板W的上表面供给处理液时，利用加热器单元6加热基板W。然而，即便在朝向基板W的下表面供给处理液时通过加热器单元6加热基板W的情况下，也可应用本发明。例如，也可在将冲洗液等的处理液从下表面喷嘴9朝向基板W的下表面供给时加热基板W。
已对本发明的实施方式详细地进行了说明，但这些仅为用于阐明本发明的技术内容的具体例，本发明不应被解释为受这些具体例所限定，本发明的范围仅由随附的权利要求书所限定。
本申请与于2016年3月30日向日本专利厅提出的日本特愿2016-67177号对应，该申请案的所有公开内容援引至本文中。
附图标记说明
W 基板
1 基板处理装置
2 处理单元
3 控制单元
5 旋转卡盘
6 加热器单元
8 杯
9 下表面喷嘴
9a 喷出口
10 DIW喷嘴
11 第一移动喷嘴
12 第二移动喷嘴
13 腔室
15 第一喷嘴移动单元
16 第二喷嘴移动单元
20 卡盘销
21 旋转基座
22 旋转轴
23 电动马达
24 贯通孔
25 卡盘销驱动单元
26 连杆机构
27 驱动源
30 支撑轴
35 有机溶剂供给管
37 有机溶剂阀
38 非活性气体阀
41 药液供给管
42 非活性气体供给管
44 非活性气体阀
45 流量可变阀
46 DIW供给管
47 DIW阀
48 流体供给管
49 流体阀
60 加热器本体
62 波导管
63 微波振荡器
64 同轴缆线
65 保护构件
66 光源
67 电源
68 送电缆线
69 同轴切换器。

Claims (8)

1.一种基板处理装置，其具备：
旋转基座，设置有保持基板的夹具构件；
马达，使上述旋转基座绕旋转轴线旋转；
加热器单元，位于被上述夹具构件保持的基板与上述旋转基座的上表面之间；
处理液供给单元，朝向被上述夹具构件保持的基板的表面供给处理液；以及
微波产生单元，从上述加热器单元向上述基板的下表面照射微波，
上述微波产生单元包括：
微波产生构件，包括设置于上述加热器单元的波导管；
微波振荡器，设置于上述加热器单元的外部；以及
同轴缆线，连接上述波导管与上述微波振荡器，
在上述旋转基座的中央部形成有贯通孔，
在上述加热器单元的下表面结合有沿着上述旋转轴线延伸的支撑轴，上述支撑轴插通于上述贯通孔，
上述同轴缆线通过插通上述支撑轴而连接上述波导管与上述微波振荡器。
2.根据权利要求1所记载的基板处理装置，其中，
上述波导管的上表面被与上述基板的下表面相向的保护构件保护。
3.根据权利要求1或2所记载的基板处理装置，其中，
上述处理液是向基板的上表面供给的有机溶剂，
上述加热器单元在利用上述有机溶剂进行基板处理时对基板加热。
4.根据权利要求3所记载的基板处理装置，其中，
上述处理液供给单元在上述基板的上表面形成上述有机溶剂的液膜，
上述加热器单元至少在上述有机溶剂的液膜形成的时间点对上述基板加热，由此，在上述有机溶剂的液膜与基板的上表面之间形成气膜层，从而使上述有机溶剂的液膜从上述基板的上表面浮起。
5.一种基板处理方法，其中，
具备：
保持工序，利用在旋转基座上设置的夹具构件来保持基板；
旋转工序，通过马达使上述旋转基座绕旋转轴线旋转；
加热工序，利用位于被上述夹具构件保持的基板与上述旋转基座的上表面之间的加热器单元来加热基板；
处理液供给工序，朝向被上述夹具构件保持的基板的表面供给处理液，
所述加热工序包括：微波产生工序，从设置于上述加热器单元的微波产生单元向上述基板的下表面照射微波，
上述微波产生单元包括：
微波产生构件，包括设置于上述加热器单元的波导管；
微波振荡器，设置于上述加热器单元的外部；以及
同轴缆线，连接上述波导管与上述微波振荡器，
在上述旋转基座的中央部形成有贯通孔，
在上述加热器单元的下表面结合有沿着上述旋转轴线延伸的支撑轴，上述支撑轴插通于上述贯通孔，
上述同轴缆线通过插通上述支撑轴而连接上述波导管与上述微波振荡器。
6.根据权利要求5所记载的基板处理方法，其中，
上述波导管的上表面被与上述基板的下表面相向的保护构件保护。
7.根据权利要求5或6所记载的基板处理方法，其中，
上述处理液是向基板的上表面供给的有机溶剂，
在上述加热工序中，通过上述加热器单元在利用上述有机溶剂进行基板处理时对基板加热。
8.根据权利要求7所记载的基板处理方法，其中，
上述处理液供给工序包括：液膜形成工序，在上述基板的上表面形成上述有机溶剂的液膜，
在上述加热工序中，通过上述加热器单元至少在上述有机溶剂的液膜形成的时间点对上述基板加热，由此，在上述有机溶剂的液膜与基板的上表面之间形成气膜层，从而使上述有机溶剂的液膜从上述基板的上表面浮起。
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