CN108701605B - 基板处理方法及基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

在上表面(91)形成有结构体的基板(9)的处理中，在上表面(91)上保持有机溶剂的液膜以使有机溶剂填满结构体中的间隙之后，进行通过填充剂的供给而用填充剂取代该有机溶剂的处理、及除去附着于基板(9)的外缘部的填充剂的处理。将形成于防溅部(25)的内侧面与基板(9)的外缘部之间的环状的最小间隙作为环状间隙，以使前者的处理中的环状间隙的宽度较后者的处理中的该宽度变大的方式，使防溅部(25)升降。由此，在保持液膜时，使基板(9)的外缘部附近的气体的流速降低，以抑制液膜的崩溃等，且在清洗基板(9)的外缘部时，使从外缘部附近朝向环状间隙的气体的流速增大，以抑制从基板(9)飞散的清洗液等返回基板(9)。

Description

基板处理方法及基板处理装置
技术领域
本发明涉及一种基板处理方法及基板处理装置。
背景技术
以往，在半导体基板(以下，简称为“基板”)的制造工序中，使用基板处理装置对基板实施各种各样的处理。例如，通过相对表面上形成有抗蚀剂的图案的基板供给药液，对基板的表面进行蚀刻等的处理。在供给药液之后，还进行相对基板供给纯水以除去表面的药液的冲洗处理及使基板高速旋转而除去表面的纯水的干燥处理。
在基板的表面形成有多个微细结构体要素的集合即结构体的情况下，若依序进行上述冲洗处理及干燥处理，则在干燥途中，在相邻的两个结构体要素之间形成纯水的液面。在该情况下，有可能因作用于结构体要素的纯水的表面张力而造成结构体要素倒塌。因此，提出有如下方法：通过将填充剂填充于结构体的间隙内(结构体要素之间)，且以干式蚀刻等使固化的填充剂升华，以防止在干燥处理中结构体要素倒塌。
另外，在日本特开平11-87226号公报中，揭示有如下方法：在通过风扇过滤单元向围绕于基板周围的杯供给下降气流(downflow)的基板显影装置中，在向基板供给显影液时，停止进行吸气排气。根据该方法，形成在基板的主表面上的显影液层不会产生起伏，进而可提高显影处理的均匀性。
但是，在基板处理装置中，在将填充剂填充于基板的表面上的结构体的间隙时，以通过筒状的防溅部围绕基板的周围的状态，向表面供给填充剂。并且，为了将填充剂适当地填充于结构体的间隙内，需要使填充剂等的液膜在基板的表面上保持恒定时间。此时，因用以防止尘粒等附着的下降气流通过基板的外缘部与防溅部之间的间隙而可能会引起如下情况：在基板的外缘部，流过表面附近的气体的流速变得过高。该情况下，会产生液膜崩溃(在粘性高的填充剂中，可视作液膜局部剥离)或厚度均匀性降低。
另一方面，由于附着于基板的外缘部的不需要的填充剂污染搬送机构，因此通过仅相对外缘部供给清洗液而将其除去。此时，由于高速旋转基板，因此在清洗液等飞散时，容易变成水雾并漂浮。因此，还要求抑制这种清洗液等的水雾返回基板。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明系着眼在一种处理表面形成有结构体的基板的基板处理方法，其目的在于，在基板上保持液膜时，抑制液膜的崩溃等，并在清洗基板的外缘部时，抑制从基板飞散的清洗液等返回基板。
本发明的基板处理方法，其中，包含：a)工序，通过在具有沿上下方向直径不同的部位的筒状的防溅部的内侧设置的基板保持旋转机构，将在表面形成有结构体的基板以上述表面朝向上方的方式保持为实质上水平的姿势；b)工序，朝上述基板的上述表面供给规定的溶剂，且在上述表面上保持上述溶剂的液膜，用上述溶剂填满上述表面的上述结构体中的间隙；c)工序，朝在上述b)工序中形成的上述液膜供给规定的处理液，且用上述处理液取代存在于上述结构体中的上述间隙的上述溶剂；d)工序，使上述基板旋转，从上述基板除去上述溶剂及多余的上述处理液；及e)工序，一面使上述基板旋转，一面朝上述基板的外缘部供给规定的清洗液，除去附着于上述外缘部的上述处理液，以使上述c)工序中的形成在上述防溅部的内侧面与上述基板的上述外缘部之间的环状的最小间隙的宽度，较上述e)工序中的上述最小间隙的宽度变大的方式，使上述防溅部相对于上述基板保持旋转机构升降。
根据本发明，在基板上保持液膜时，可抑制液膜的崩溃或局部剥离等。此外，在清洗基板的外缘部时，可抑制从基板飞散的清洗液等返回基板。
本发明的一优选形态中，上述c)工序具备：c1)工序，朝上述表面供给上述处理液；以及c2)工序，在停止上述处理液的供给的状态下，在上述表面上保持包含上述处理液的液膜，且用上述处理液取代存在于上述结构体中的上述间隙的上述溶剂。
该情况下，优选上述处理液的比重较上述溶剂的比重大。
例如，在上述c1)工序中使上述基板以第一旋转速度旋转，在上述c2)工序中使上述基板以较上述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转或使上述基板停止。
本发明的另一优选方式中，以使上述b)工序中的上述最小间隙的宽度较上述e)工序中的上述最小间隙的宽度变大的方式，使上述防溅部相对于上述基板保持旋转机构升降。
本发明的又一优选方式中，在上述防溅部及上述基板保持旋转机构的上方设置有形成下降气流的气流形成部。
该情况下，优选上述c)工序中的通过上述气流形成部形成的上述下降气流的流量较上述e)工序中的上述下降气流的流量小。
本发明还面向一种处理在表面形成有结构体的基板的基板处理装置。基板处理装置包含：筒状的防溅部，其具有沿上下方向直径不同的部位；基板保持旋转机构，其设置于上述防溅部的内侧，并且将在表面形成有结构体的基板以上述表面朝向上方的方式保持为实质上水平的姿势；溶剂供给部，其朝上述表面供给规定的溶剂；处理液供给部，其朝上述表面供给规定的处理液；清洗液供给部，其朝上述基板的外缘部供给规定的清洗液；升降机构，其通过使上述防溅部相对于上述基板保持旋转机构升降，变更形成在上述防溅部的内侧面与上述基板的上述外缘部之间的环状的最小间隙的宽度；以及控制部，其通过上述溶剂供给部朝上述基板的上述表面供给上述溶剂，且在上述表面上保持上述溶剂的液膜，用上述溶剂填满上述表面的上述结构体中的间隙，在上述最小间隙的宽度为第一宽度的状态下，通过上述处理液供给部朝上述液膜供给上述处理液，用上述处理液取代存在于上述结构体中的上述间隙的上述溶剂，使上述基板旋转，从上述基板除去上述溶剂及多余的上述处理液，在上述最小间隙的宽度为较上述第一宽度小的第二宽度的状态下，一面使上述基板旋转，一面通过上述清洗液供给部朝上述基板的上述外缘部供给上述清洗液，除去附着于上述外缘部的上述处理液。
上述的目的及其他目的、特征、方式及优点，通过参照附图在以下进行的本发明的详细说明更加明确。
附图说明
图1是表示基板处理装置的构成的图。
图2A是表示基板的处理流程的图。
图2B是表示基板的处理流程的图。
图3是表示基板处理装置的剖视图。
图4是用以说明基板的处理的图。
图5是表示基板处理装置的剖视图。
图6是表示基板处理装置的剖视图。
具体实施方式
图1是表示本发明的一实施方式的基板处理装置1的构成的图。基板处理装置1的各构成要素通过控制部10控制。基板处理装置1具备旋转卡盘22、旋转马达21、杯部23及腔室5。基板保持部即旋转卡盘22通过使多个夹持构件与圆板状的基板9的周缘接触，来夹持基板9。由此，通过旋转卡盘22以水平的姿势保持基板9。以下的说明中，将朝向上方的基板9的表面(主表面)91称为“上表面91”。在上表面91形成有规定的结构体，该结构体包含例如直立的多个结构体要素。
在旋转卡盘22连接有朝上下方向(铅垂方向)延伸的轴221。轴221与基板9的上表面91垂直，且轴221的中心轴J1通过基板9的中心。基板旋转机构即旋转马达21使轴221旋转。由此，旋转卡盘22及基板9以朝向上下方向的中心轴J1为中心进行旋转。旋转卡盘22及旋转马达21是基板保持旋转机构。轴221及旋转马达21皆为中空状，且在内部配置有后述的下部喷嘴34。
杯部23具备接液部24及防溅部25。接液部24具备基座部241、环状底部242及周壁部243。基座部241是以中心轴J1为中心的筒状。基座部241外套于后述的腔室内侧壁部53，安装于腔室内侧壁部53的外侧面。环状底部242是以中心轴J1为中心的圆环板状，且自基座部241的下端部朝外侧扩展。周壁部243是以中心轴J1为中心的筒状，且自环状底部242的外周部朝上方突出。基座部241、环状底部242及周壁部243优选一体形成为一个构件。
防溅部25是以中心轴J1为中心的大致圆筒状，且沿上下方向具有直径不同的部位。具体而言，防溅部25具备防溅部中央部251、防溅部上部252及防溅部下部253。防溅部中央部251是围绕旋转卡盘22的周围的圆筒状。防溅部上部252是随着自防溅部中央部251的上端部朝向上方而直径逐渐减小的部位。防溅部下部253是自防溅部中央部251的下端部朝接液部24的周壁部243扩展的部位。在防溅部下部253设置有在与周壁部243之间形成有微小间隙的卡合部254。卡合部254与周壁部243之间维持非接触状态。防溅部25通过防溅部升降机构26可在上下方向上移动(升降)。杯部23也可包含同心的多个防溅部。
腔室5具备腔室底部51、腔室上底部52、腔室内侧壁部53、腔室外侧壁部54及腔室顶盖部55。腔室底部51是板状，且覆盖旋转马达21及杯部23的下方。腔室上底部52是以中心轴J1为中心的大致圆环板状。腔室上底部52在腔室底部51的上方覆盖旋转马达21的上方，并覆盖旋转卡盘22的下方。腔室内侧壁部53是以中心轴J1为中心的大致圆筒状。腔室内侧壁部53自腔室上底部52的外周部朝下方延伸至腔室底部51。腔室内侧壁部53位于杯部23的径向内侧。
腔室外侧壁部54是大致筒状，且位于杯部23的径向外侧。腔室外侧壁部54从腔室底部51的外周部朝上方延伸至腔室顶盖部55的外周部。腔室顶盖部55是板状，且覆盖杯部23及旋转卡盘22的上方。在腔室外侧壁部54设置有用于将基板9搬入及搬出腔室5内的搬入搬出口(省略图示)。搬入搬出口由盖部封闭，从而腔室5的内部空间50成为封闭的空间。
在腔室顶盖部55安装有气流形成部61。气流形成部61设置于防溅部25及旋转卡盘22的上方。气流形成部61例如为风扇过滤器单元(FFU)，且具有风扇611及过滤器612。风扇611将腔室5外的空气经由过滤器612送入腔室5内。过滤器612例如为HEPA过滤器，用于除去空气中的尘粒。通过气流形成部61，在腔室5内形成从上部朝向下方的气体(在此，为清洁空气)的流动、即下降气流。也可在气流形成部61中，通过氮气等形成下降气流。通过控制部10的控制，风扇611所具有的马达的旋转速度可变。因此，可调整从气流形成部61朝向腔室5内的气体的供给流量。
在腔室5设置有排气流路62。排气流路62在腔室外侧壁部54的下部开口。详细而言，在上下方向上较防溅部25及旋转卡盘22靠下方，排气流路62与腔室5的内部空间50连接。腔室5内的气体，经由排气流路62被排出朝腔室5外。在排气流路62设置有调整气体的排出流量的排出流量调整部621。排出流量调整部621例如为排气阻尼器。通过控制部10的控制，排气阻尼器的开度可变，从而可调整经由排出流量调整部621的气体的排出流量。
基板处理装置1还具备药液喷嘴30、纯水/溶剂喷嘴31、填充剂喷嘴32、外缘部清洗喷嘴33、下部喷嘴34、药液供给部41、纯水供给部42、有机溶剂供给部43、及填充剂供给部44。药液喷嘴30、纯水/溶剂喷嘴31、填充剂喷嘴32、及外缘部清洗喷嘴33例如为直管式喷嘴，各喷嘴30～33通过省略图示的喷嘴移动机构，选择性地被配置于与基板9的上表面91相对的相对位置、及从上表面91的上方离开的待机位置。药液喷嘴30、纯水/溶剂喷嘴31、及填充剂喷嘴32的相对位置是与上表面91的中央部相对的位置，外缘部清洗喷嘴33的相对位置是与上表面91的外缘部相对的位置。喷嘴30～33的待机位置是在水平方向上从基板9分离的位置。喷嘴移动机构也可使喷嘴30～33在上下方向上进行升降。在上下方向上延伸的下部喷嘴34配置于中空状的轴221及旋转马达21的内部。下部喷嘴34的上端与基板9的下表面的中央部相对。
药液供给部41经由阀连接于药液喷嘴30，纯水供给部42及有机溶剂供给部43均经由阀连接于纯水/溶剂喷嘴31。纯水供给部42经由阀还连接于下部喷嘴34。有机溶剂供给部43经由阀还连接于外缘部清洗喷嘴33。填充剂供给部44经由阀连接于填充剂喷嘴32。通过药液供给部41、纯水供给部42、有机溶剂供给部43、及填充剂供给部44，分别朝基板9供给处理液即药液、纯水、有机溶剂及填充剂。
图2A及图2B是表示基板处理装置1的基板9的处理流程的图。在基板处理装置1中，使气流形成部61导通(ON)，在腔室5内形成从上部朝向下方的气体的流动(即，下降气流)(工序S11)。在基板处理装置1中，原则上始终形成有下降气流。因此，以下的处理与上述下降气流的形成并行进行。此外，本处理例中，在基板9的处理中，下降气流的流量被设定为恒定状态即“高”和非恒定状态即“低”中的一种。在工序S11中，下降气流的流量被设定为“高”。经由排出流量调整部621的气体的排出流量也被设定为“高”。
通过外部的搬送机构将处理对象的基板9搬入腔室5内，且由设置在防溅部25的内侧的旋转卡盘22进行保持(工序S12)。在基板9的搬入时，通过防溅部升降机构26使防溅部25下降，防止搬入的基板9与防溅部25接触(在后述的基板9的搬出中也相同)。若搬送机构移动到腔室5外，则通过控制部10的控制，防溅部升降机构26使防溅部25上升至图3所示的位置(工序S13)。在本处理例中，在基板9的处理中，防溅部25被配置于上部、中部及下部中的任一处，图3所示的位置为中部。在配置于中部的防溅部25中，防溅部上部252的下部配置于与基板9相同的高度。另外，在图3中，通过长箭头A1显示了流量被设定为“高”的下降气流(在后述的图6中也相同)。
如上所述，在圆板状的基板9的周围配置有大致圆筒状的防溅部25，且两个的中心轴一致。因此，在防溅部25的内侧面与基板9的外缘部之间形成有环状的间隙。以下的说明中，将形成在防溅部25的内侧面与基板9的外缘部之间的环状的最小间隙(即，沿以中心轴J1为中心的圆周方向的两个间的最小宽度D1的间隙连续存在于整周的环状间隙)G，简称为“环状间隙G”。从气流形成部61朝向基板9的气体，经由环状间隙G流入杯部23内。杯部23内的气体朝旋转卡盘22的下侧移动，且经由防溅部25与接液部24之间的微小间隙、即图1的周壁部243与卡合部254之间的微小间隙，朝杯部23外流出。在腔室5的内部空间50的下部，杯部23的周围的气体经由排气流路62被排出朝腔室5外。
接着，通过省略图示的喷嘴移动机构，将药液喷嘴30配置于与基板9的上表面91的中央部相对的相对位置。此外，通过旋转马达21使基板9开始旋转。基板9的旋转速度(转速)被设定为较高的旋转速度(较后述的纯水保持旋转速度高的旋转速度)。然后，通过药液供给部41使药液经由药液喷嘴30连续地供给于上表面91(工序S14)。上表面91上的药液通过基板9的旋转朝外缘部扩散，将药液供给于整个上表面91。此外，从外缘部飞散的药液通过防溅部25的内侧面接取而被回收。药液例如为包含稀释氢氟酸(DHF)或氨水的清洗用的处理液。药液也可为被利用于基板9上的氧化膜的除去或显影、或蚀刻等清洗以外的处理的液体。
图4为用于说明基板9的处理的图。在图4的上部，显示各处理中的基板9的上表面91上的状况，中部显示下降气流的流量，下部显示防溅部25的位置。此外，通过标注与各处理的工序相同符号的箭头，显示进行该处理的期间。在图4中的上部，如与箭头S14所示的期间对应的最左侧所示，在工序S14中，在整个上表面91填满药液。药液的供给继续规定时间后被停止。在药液的处理中，也可通过喷嘴移动机构使药液喷嘴30在水平方向上摆动。也可与工序S14并行，通过纯水供给部42将纯水经由下部喷嘴34供给于基板9的下表面(在朝基板9的上表面91供给处理液的其他处理中也相同)。
若完成药液的处理，则使药液喷嘴30移动到待机位置，且将纯水/溶剂喷嘴31配置于相对位置。然后，通过纯水供给部42将冲洗液即纯水经由纯水/溶剂喷嘴31连续地供给于上表面91(工序S15)。由此，进行通过纯水冲洗上表面91上的药液的冲洗处理。在冲洗处理中，如图4中的上部的左起第二部分所示，整个上表面91被纯水所覆盖。在纯水的供给中，也以较高的旋转速度使基板9旋转。从基板9飞散的纯水由防溅部25的内侧面接收后，被排出外部。纯水的供给被继续规定时间，且在此期间，基板9的旋转速度逐渐被降低至较上述旋转速度充分低的旋转速度(以下，称为“纯水保持旋转速度”)。纯水保持旋转速度例如为10[rpm]，但也可为0[rpm]。在此状态下，如图4中的上部的左起第二部分所示，在上表面91上形成且保持有纯水的液膜80。在此液膜80形成后，停止纯水的供给。
在保持纯水的液膜80规定时间后，在维持使基板9以纯水保持旋转速度旋转的状态下，通过图1的有机溶剂供给部43，使有机溶剂经由纯水/溶剂喷嘴31开始供给于上表面91(工序S16)。有机溶剂例如为IPA(异丙醇)、甲醇、乙醇、丙酮等，且表面张力较纯水低。本实施方式中，作为有机溶剂利用IPA。然后，一面继续该有机溶剂的供给，一面使基板9的旋转速度从纯水保持旋转速度逐渐增速，使基板9以较高的旋转速度(较纯水保持旋转速度高的旋转速度)旋转。由此，上表面91上的有机溶剂立即朝外缘部扩散，而使有机溶剂取代上表面91的纯水。此时，如图4中的上部的左起第三部分所示，在上表面91上形成且保持有有机溶剂的薄的液膜81。表面张力低(例如，较纯水及填充剂低)的有机溶剂，容易进入上表面91的结构体910中相互相邻的结构体要素911之间，结构体910的间隙被有机溶剂填满。另外，虽在图4中夸张地描绘基板9上表面91的结构体910的大小，但实际上却是半导体组件的结构水平的非常微细的结构。液膜81至少具有大致覆盖结构体910的高度的程度或其以上的厚度。若供给规定量的有机溶剂并结束纯水的取代后，则停止有机溶剂的供给。
若完成有机溶剂的供给，则与此同时通过控制部10将气流形成部61的下降气流的流量的设定变更为“低”，设定为较上述药液及纯水的供给时流量小(工序S17)。在图5中，通过短箭头A2显示流量被设定为“低”的下降气流。实际上，排出流量调整部621(参照图1)的气体的排出流量的设定也被变更为“低”，设定为较上述药液及纯水的供给时的排出流量小。此外，如图5所示，防溅部25通过防溅部升降机构26被配置于上部(工序S18)。上部是较图3所示的位置(中部)靠上方的位置。在配置于上部的防溅部25中，防溅部中央部251的上部配置于与基板9相同的高度，环状间隙G的宽度D2较图3所示的环状间隙G的宽度D1大。
并且，在停止有机溶剂的供给后，与上述工序S17、S18一起，在基板处理装置1中，使纯水/溶剂喷嘴31朝待机位置移动，且将填充剂喷嘴32配置于与上表面91的中央部相对的相对位置。然后，在工序S16中的保持较高的旋转速度的状态下，通过处理液供给部即填充剂供给部44，使填充剂经由填充剂喷嘴32朝上表面91的中央部的有机溶剂的液膜81上仅供给规定量(工序S19)。供给于有机溶剂的液膜81上的填充剂，通过基板9的旋转从上表面91的中央部朝外周部扩散，如图4中的上部的左起第四部分所示，在有机溶剂的液膜81上层叠有填充剂的液膜82。在图4中，对液膜中的有机溶剂的层与填充剂的层附加不同的阴影线。另外，也可在停止基板9的旋转的状态下，朝上表面91供给填充剂，然后开始基板9的旋转。填充剂例如包含丙烯酸树脂等的聚合物(树脂)。此外，填充剂的比重较有机溶剂(在此为IPA)大。作为填充剂的溶媒，例示有水或乙醇等。聚合物相对于该溶媒具有溶解性，例如，通过加热至规定温度以上会产生交联反应。若经过规定时间，且被供给有规定量的填充剂而形成有液膜82，则停止填充剂的供给，在基板处理装置1中，基板9的旋转速度，从工序S16中的较高的旋转速度逐渐被减速，使基板9以较低的旋转速度(例如，前述的纯水保持旋转速度)旋转。
在此，上述液膜81、82是覆盖整个上表面91的连续的液体层。通过停止填充剂的供给，在液膜81、82中，形成基板9、构成液膜81的液体(主要为有机溶剂)、及构成液膜82的液体(主要为填充剂)几乎没有沿上表面91的相对移动的状态(所谓积液状态，以下称为“静液状态”)。在工序S19中，气流形成部61的下降气流的流量、及排出流量调整部621的气体的排出流量小，且配置于上部的防溅部25中，环状间隙G的宽度D2也较大。因此，基板9的外缘部附近的气体的流速被降低，从而可抑制静液状态的液膜81、82的崩溃(即，在基板9外缘部附近液膜崩溃而从基板9流出的情况)、或厚度的均匀性降低。此外，在以纯水保持旋转速度的基板9的旋转中，有机溶剂或填充剂也几乎不会从上表面91飞散而变成雾漂浮。从而可抑制填充剂不期望发生的干燥或剥离。
在基板9的旋转速度低的状态(前述的纯水保持旋转速度程度)下，虽各位置的液膜81、82的厚度会较大地受到沿上表面91的气体的流动的影响，但通过降低基板9的外缘部附近的气体的流速，可确保液膜81的厚度的均匀性。以上述旋转速度进行的基板9的旋转(或停止基板9的旋转的状态)，仅被继续规定时间。由于填充剂的比重较有机溶剂的比重大，因此在停止填充剂的供给的状态下，通过在上表面91上保持包含有机溶剂的液膜81及包含填充剂的液膜82，如图4中的上部的左起第四及第5部分所示，在上表面91上的液膜81、82中，有机溶剂的液膜81的层及填充剂的液膜82的层被上下互换。如此，存在于结构体910的间隙的有机溶剂被填充剂取代，填充剂进入相互相邻的结构体要素911之间(工序S20)。工序S20是将填充剂埋入结构体910的间隙的处理。在工序S20的液膜81、82中，构成液膜81、82的液体也在水平方向上几乎不会在上表面91上流动，而形成静液状态。
若完成填充剂的埋入处理(若从填充剂的供给停止经过规定时间)，则将气流形成部61中的下降气流的流量的设定变更为“高”，使下降气流的流量较埋入处理时变大(工序S21)。此外，排出流量调整部621中的气体的排出流量的设定也变更为“高”，气体的排出流量较埋入处理时变大。本处理例中，下降气流的流量及气体的排出流量被返回至与药液及纯水的供给时相同程度。并且，如图3所示，通过防溅部升降机构26使防溅部25配置(返回)于中部(工序S22)。
接着，将基板9的旋转速度升高至较纯水保持旋转速度高的旋转速度。由此，如图4中的上部的左起第5及第6部分所示，从基板9除去有机溶剂的液膜81及多余的填充剂(所谓旋转甩掉(spin-off))(工序S23)。从基板9飞散的液体(有机溶剂及填充剂)由防溅部25的内侧面接取。在除去了有机溶剂及多余的填充剂的液膜82中，残留有为了覆盖整个结构体910需要的厚度的填充剂。
然后，如图6所示，通过防溅部升降机构26使防溅部25配置于下部(工序S24)。下部是较图3所示的位置(中部)靠下方的位置。在配置于下部的防溅部25中，防溅部上部252的上部配置于与基板9大致相同高度，环状间隙G的宽度D3较图3所示的环状间隙G的宽度D1、及图5所示的环状间隙G的宽度D2小。
在基板处理装置1中，与工序S20～S24并行，使填充剂喷嘴32朝待机位置移动，且将外缘部清洗喷嘴33配置于与上表面91的外缘部相对的相对位置。若防溅部25被配置于下部，则通过有机溶剂供给部43，使有机溶剂经由外缘部清洗喷嘴33连续地供给于上表面91的外缘部(所谓，斜面(bevel)清洗)(工序S25)。从外缘部清洗喷嘴33喷出的有机溶剂用于清洗基板9的外缘部，以下称为“清洗液”。
外缘部清洗喷嘴33的清洗液的喷出方向从上下方向的向下方向朝外侧(从中心轴JI离开的方向)倾斜，仅对上表面91的外缘部供给清洗液。此外，与药液及纯水的供给时相同，使基板9以较纯水保持旋转速度高的旋转速度旋转。由此，沿整周除去附着于未形成有结构体910的上表面91的外缘部、或基板9的端面(周缘面)的填充剂。如此，通过除去附着于外缘部或端面的不要的填充剂，在后续的处理中搬送基板9时，防止搬送机构的臂被污染。有机溶剂供给部43还发挥作为朝外缘部供给清洗液的清洗液供给部的作用。
在此，外缘部清洗喷嘴33与上表面91的外缘部的一部分相对。因此，从外缘部清洗喷嘴33喷出的清洗液或除去的填充剂，仅从外缘部的该部分附近集中飞散，容易变成大量的雾而漂浮。在清洗液的供给时，与药液及纯水的供给时相比，由于环状间隙G的宽度小，因此通过环状间隙G的气体的流速变大。因此，基板9的外缘部附近的雾，容易通过该气体的流动导向杯部23内。此外，还可防止通过环状间隙G的雾与气体的流动逆向流动，再度通过宽度狭窄的环状间隙G而返回基板9的上表面91侧。如上所述，通过配置于下部的防溅部25，在清洗液的供给时，抑制从基板9的上表面91飞散的清洗液等的水雾附着于上表面91。另外，此时，填充剂被暂时硬化，或埋入结构体910的间隙内，不会有因上述气体的流动而产生填充剂的剥离的情形。
完成从外缘部清洗喷嘴33的清洗液的喷出后，通过规定时间继续进行基板9的旋转，除去外缘部的清洗液。然后，停止基板9的旋转，通过外部的搬送机构将基板9朝腔室5外搬出(工序S26)。基板9通过外部的热板烘烤后，被除去填充剂的液膜82中的溶媒成分，并使填充剂含有的聚合物正式硬化(固化)。由此，成为在相邻的结构体要素911之间填充有固化的聚合物的状态。将基板9朝外部的干式蚀刻装置搬送，通过干式蚀刻除去聚合物。
此时，由于夹杂在相邻的结构体要素911之间的夹杂物(聚合物)是固体，因此可在夹杂物的表面张力没有作用于结构体要素911的状态下除去该夹杂物。冲洗处理后的上述一系列的处理可视作附着于上表面91的纯水(冲洗液)的干燥处理，通过该干燥处理，防止因干燥途中的纯水的表面张力而引起的结构体要素911的变形。聚合物的除去也可通过不使用液体的其他方法进行。例如，根据聚合物的种类，通过在减压状态下将聚合物加热，来进行利用聚合物的升华的除去。
如上说明的那样，在基板处理装置1中，进行用有机溶剂填满上表面91的结构体910的间隙的处理(工序S16)、及用填充剂取代存在于结构体910的间隙的有机溶剂的处理(工序S20)。在两处理中，在上表面91上保持(维持)有液膜81、82。然后，一面使基板9高速旋转，一面进行除去附着于基板9的外缘部的填充剂的处理(工序S25)。此外，使升降防溅部25，以使工序S16、S20中的环状间隙G的宽度，较工序S25中的环状间隙G的宽度变大。由此，在保持液膜81、82时，可使基板9的外缘部附近的气体的流速降低，从而可抑制液膜81、82的崩溃或局部剥离、厚度的均匀性降低。此外，在清洗基板9的外缘部时，可使从外缘部附近朝向环状间隙G的气体的流速增大，进而可抑制从基板9飞散的清洗液等(的雾)返回基板9。
此外，在保持液膜81、82时，通过气流形成部61形成的下降气流的流量较外缘部的清洗时的该流量变小。由此，可进一步降低外缘部附近的气体的流速，进而可进一步抑制液膜81、82的崩溃等。并且，在保持液膜81、82时，经由排出流量调整部621的气体的排出流量，较外缘部的清洗时的该排出流量变小。由此，可更进一步降低基板9的外缘部附近的气体的流速。
在基板处理装置1中，在用填充剂取代存在于结构体910的间隙的有机溶剂时，维持停止朝基板9的上表面91上的填充剂供给的状态。由此，可更可靠地用填充剂取代该有机溶剂。此外，朝上表面91供给其他的处理液(药液或纯水)时的环状间隙G的宽度较保持填充剂的液膜82时的环状间隙G的宽度小，且较清洗外缘部时的环状间隙G的宽度大。由此，一面可由防溅部25更可靠地接收从基板9飞散的该其他的处理液，一面可确保外缘部的气体的一定程度的流量，抑制飞散的该其他的处理液(雾)返回基板9。
在基板处理装置1中，防溅部25的上部及中部也可为相同的位置。该情况下，在图2A及图2B的处理中，可省去工序S18、S22中的防溅部25的升降动作，从而可简化基板9的处理。根据基板处理装置1的设计，也可将防溅部25的中部及下部设定为相同的位置。
在上述基板处理装置1中，可进行各种各样的变形。
在上述实施方式中，虽通过气流形成部61始终形成下降气流，但例如在图4的下降气流被设定为“低”的期间，也可将气流形成部61设定为OFF、即通过气流形成部61供给的气体的供给流量为0。该情况下，也会因经由排气流路62的气体的排出而产生下降气流，因此变更环状间隙G的宽度的上述方法变得有效。也可根据基板处理装置1的设计，省去气流形成部61。
另一方面，若下降气流变得过低，则在杯部23内，存在于较基板9靠下方的尘粒或药液环境气体等朝上方移动(即，尘粒等逆流)，尘粒等附着于基板9的上表面91，进而会污染基板9。因此，根据更可靠地防止因尘粒等的逆流而造成基板9的污染的观点，在保持液膜81、82时，优选维持从气流形成部61朝腔室5内的气体的供给。
也可将外缘部清洗喷嘴33连接于纯水供给部42，在工序S25的基板9的外缘部的清洗中，利用纯水作为清洗液。在该情况下，纯水供给部42发挥作为清洗液供给部的作用。此外，也可根据旋转卡盘22的结构等，设置朝基板9的下表面的外缘部供给清洗液的外缘部清洗喷嘴。该情况下，也可在从该外缘部清洗喷嘴喷出处理液时，通过减小环状间隙G的宽度，使通过环状间隙G的气体的流速增大，进而抑制从基板9飞散的洗剂液等返回基板9。
基板保持旋转机构，也可以各式各样的方式实现。例如，也可通过与在上表面91形成有结构体的基板9的下表面抵接的基板保持旋转机构，一面以使上表面91朝向上方且实质上水平的姿势保持基板9，一面使基板9旋转。
在基板处理装置1中，也可设置使基板保持旋转机构升降的升降机构，使基板保持旋转机构及基板9升降，从而变更环状间隙G的宽度。如此，基板处理装置1的升降机构，只要使围绕在基板9的周围的筒状的防溅部25相对于基板保持旋转机构升降即可。
用基板处理装置1处理的基板不限于半导体基板，也可为玻璃基板或其他的基板。
上述实施方式及各变形例的构成只要不相互矛盾，就可适当组合。
虽然对发明详细地描述并说明，但上述的说明仅为例示而非用以限制。因此，只要不超出本发明的范围，就可实施多个变形或方式。
附图标记说明
1 基板处理装置
9 基板
21 旋转马达
22 旋转卡盘
25 防溅部
26 防溅部升降机构
43 有机溶剂供给部
44 填充剂供给部
61 气流形成部
80～82 液膜
91 (基板的)上表面
D1～D3 (环状间隙的)宽度
G 环状间隙
S11～S26 工序

Claims (14)

1.一种基板处理方法，处理在表面形成有结构体的基板，其中，具备：
a)工序，通过在具有沿上下方向直径不同的部位的筒状的防溅部的内侧设置的基板保持旋转机构，将在表面形成有结构体的基板以上述表面朝向上方的方式保持为实质上水平的姿势；
b)工序，朝上述基板的上述表面供给规定的溶剂，且在上述表面上保持上述溶剂的液膜，用上述溶剂填满上述表面的上述结构体中的间隙；
c)工序，朝在上述b)工序中形成的上述液膜供给规定的处理液，且用上述处理液取代存在于上述结构体中的上述间隙的上述溶剂；
d)工序，使上述基板旋转，从上述基板除去上述溶剂及多余的上述处理液；以及
e)工序，一面使上述基板旋转，一面朝上述基板的外缘部供给规定的清洗液，除去附着于上述外缘部的上述处理液；
以使上述c)工序中的形成在上述防溅部的内侧面与上述基板的上述外缘部之间的环状的最小间隙的宽度，较上述e)工序中的上述最小间隙的宽度变大的方式，使上述防溅部相对于上述基板保持旋转机构升降。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其中，上述c)工序具备：
c1)工序，朝上述表面供给上述处理液；以及
c2)工序，在停止上述处理液的供给的状态下，在上述表面上保持包含上述处理液的液膜，且用上述处理液取代存在于上述结构体中的上述间隙的上述溶剂。
3.根据权利要求2所述的基板处理方法，其中，上述处理液的比重较上述溶剂的比重大。
4.根据权利要求2所述的基板处理方法，其中，在上述c1)工序中使上述基板以第一旋转速度旋转，
在上述c2)工序中使上述基板以较上述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转或使上述基板停止。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基板处理方法，其中，以使上述b)工序中的上述最小间隙的宽度较上述e)工序中的上述最小间隙的宽度变大的方式，使上述防溅部相对于上述基板保持旋转机构升降。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的基板处理方法，其中，在上述防溅部及上述基板保持旋转机构的上方设置有形成下降气流的气流形成部。
7.根据权利要求6所述的基板处理方法，其中，上述c)工序中的通过上述气流形成部形成的上述下降气流的流量较上述e)工序中的上述下降气流的流量小。
8.一种基板处理装置，处理在表面形成有结构体的基板；其中，上述基板处理装置具备：
筒状的防溅部，其具有沿上下方向直径不同的部位；
基板保持旋转机构，其设置于上述防溅部的内侧，并且将在表面形成有结构体的基板以上述表面朝向上方的方式保持为实质上水平的姿势；
溶剂供给部，其朝上述表面供给规定的溶剂；
处理液供给部，其朝上述表面供给规定的处理液；
清洗液供给部，其朝上述基板的外缘部供给规定的清洗液；
升降机构，其通过使上述防溅部相对于上述基板保持旋转机构升降，变更形成在上述防溅部的内侧面与上述基板的上述外缘部之间的环状的最小间隙的宽度；以及
控制部，其通过上述溶剂供给部朝上述基板的上述表面供给上述溶剂，且在上述表面上保持上述溶剂的液膜，用上述溶剂填满上述表面的上述结构体中的间隙，在上述最小间隙的宽度为第一宽度的状态下，通过上述处理液供给部朝上述液膜供给上述处理液，用上述处理液取代存在于上述结构体中的上述间隙的上述溶剂，使上述基板旋转，从上述基板除去上述溶剂及多余的上述处理液，在上述最小间隙的宽度为较上述第一宽度小的第二宽度的状态下，一面使上述基板旋转，一面通过上述清洗液供给部朝上述基板的上述外缘部供给上述清洗液，除去附着于上述外缘部的上述处理液。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，在朝上述表面供给上述处理液后，在停止上述处理液的供给的状态下，通过在上述表面上保持包含上述处理液的液膜，用上述处理液取代存在于上述结构体中的上述间隙的上述溶剂。
10.根据权利要求9所述的基板处理装置，其中，上述处理液的比重较上述溶剂的比重大。
11.根据权利要求9所述的基板处理装置，其中，上述基板保持旋转机构，在供给上述处理液时，使上述基板以第一旋转速度旋转，且在保持包含上述处理液的上述液膜时，使上述基板以较上述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转或使上述基板停止。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的基板处理装置，其中，上述升降机构以使保持上述溶剂的上述液膜时的上述最小间隙的宽度较供给上述清洗液时的上述最小间隙的宽度变大的方式，使上述防溅部相对于上述基板保持旋转机构升降。
13.根据权利要求8至11中任一项所述的基板处理装置，其中，在上述防溅部及上述基板保持旋转机构的上方设置有形成下降气流的气流形成部。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其中，在用上述处理液取代上述溶剂时的通过上述气流形成部形成的上述下降气流的流量较供给上述清洗液时的上述下降气流的流量小。
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