CN108701607A - 基板处理装置、基板处理方法及程序记录介质 - Google Patents

基板处理装置、基板处理方法及程序记录介质 Download PDF

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Abstract

基板处理装置(1)，其中，包含：基板保持旋转机构(41)，其将基板(W)保持为水平姿势，且使上述基板(W)围绕通过上述基板(W)的主面的铅垂的旋转轴线(AX)旋转；刷子(30)，其抵接于由上述基板保持旋转机构保持的上述基板(W)的上述主面并对上述基板(W)的上述主面进行清洗；第一喷嘴(10)，其向由上述基板保持旋转机构保持的上述基板(W)的上述主面喷出处理液；以及第二喷嘴(20)，其向由上述基板保持旋转机构保持的上述基板(W)的上述主面中的下游邻接区域(DR)喷出处理液，上述下游邻接区域(DR)从上述基板(W)的旋转方向的下游侧邻接于上述刷子(30)抵接于上述基板(W)的上述主面的抵接区域(AR)。

Description

基板处理装置、基板处理方法及程序记录介质
技术领域
本发明涉及一种用于对处理对象的基板使用处理液实施处理的基板处理装置、基板处理方法及程序记录介质。处理对象的基板包含半导体晶圆、液晶显示设备用玻璃基板、等离子显示器用玻璃基板、光掩模用基板、光盘用基板、磁盘用基板、磁光盘用基板等各种基板。
背景技术
基板的处理步骤中包括对基板的主面进行清洗的步骤。在对基板的主面进行清洗的步骤中，例如通过喷出处理液的喷嘴向基板的主面供给处理液。在仅通过处理液的供给无法充分清洗基板的主面的情形下，进行通过刷子对基板的主面进行清洗的刷子清洗步骤。
根据经验已知：在刷子清洗步骤中，通过刷子对基板的主面的污垢等施加的作用与处理液对基板的主面的污垢等施加的作用相互配合，有效地清洗基板的主面。
刷子清洗步骤可在单张型清洗装置中实施。在单张型清洗装置中，在向以水平姿势旋转的基板的主面供给处理液的状态下，通过刷子清洗该基板的主面。执行此种处理的结构的基板处理装置的一例揭示于专利文献1的图12。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-123800号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在刷子清洗步骤中存在如下情形：在基板的主面中的刷子周围，形成未被处理液覆盖的区域、或处理液的液膜的膜厚变小的区域(以下称为“膜厚降低区域”)。
在刷子的周围形成有膜厚降低区域的情形下，存在通过刷子去除的污垢未被排出至基板的外侧而滞留于该膜厚降低区域内的情形。另外，在刷子的周围形成有膜厚降低区域的情形下，会产生利用刷子去除的微粒等再次附着于基板的主面等的问题。
尤其是从基板的旋转方向的上游侧的区域流出的处理液由刷子的上游侧的周缘阻挡。因此，在基板的主面中的较刷子更靠下游侧的区域中，处理液的液膜的膜厚变小，结果容易产生上述问题。
鉴于以上情况，处理液的液膜在基板的主面、尤其在刷子周围，必须保持可抑制膜厚降低区域的形成的程度的规定的厚度。
因此，本发明的一个目的在于：在较基板的主面的刷子更靠基板的旋转方向的下游侧的区域，抑制处理液的断液或处理液的液膜的膜厚的降低。
解决问题的技术方案
本发明提供一种基板处理装置1，其中，包括：基板保持旋转机构(41)，其将基板(W)保持为水平姿势，且使上述基板W围绕通过上述基板W的主面的铅垂的旋转轴线AX旋转；第一喷嘴10，其向由上述基板保持旋转机构保持的上述基板W的上述主面喷出处理液；刷子30，其抵接于由上述基板保持旋转机构保持的上述基板W的上述主面并对上述基板W的上述主面进行清洗；以及第二喷嘴20，其向由上述基板保持旋转机构保持的上述基板W的上述主面中的下游邻接区域DR喷出处理液，上述下游邻接区域DR从上述基板W的旋转方向的下游侧邻接于上述刷子30抵接于上述基板W的上述主面的抵接区域AR。
另外，括号内的英文数字表示下述实施方式中的对应结构组件等，并非意在将专利权利要求书限定于实施方式。以下均与本项相同。
根据该基板处理装置1，从第二喷嘴20向下游邻接区域DR喷出处理液。由此，向下游邻接区域DR补充处理液。
由此，可提供一种可抑制在下游邻接区域DR内处理液的液膜的膜厚变小的基板处理装置1。根据该基板处理装置1，可用处理液恰当地排出利用刷子30去除的微粒等污垢，从而可抑制微粒等污垢再次附着于基板W的主面。
上述基板处理装置1还可包含移动机构60：该移动机构60使上述刷子30沿由上述基板保持旋转机构保持的上述基板W的上述主面移动。
在上述基板处理装置1中，上述第二喷嘴20也可以与上述刷子30一体地移动的方式构成。
在上述基板处理装置1中，上述第二喷嘴20也可向上述基板W的上述主面中的、上述抵接区域AR及上述下游邻接区域DR之间的区域B喷出处理液的方式构成。
在上述基板处理装置1中，从上述第二喷嘴20喷出的处理液的流量也可以根据上述抵接区域AR相对于上述基板W的上述主面的位置变化的方式构成。
根据该基板处理装置1，可根据沿基板W的主面的处理液的液膜的膜厚的尺寸使从第二喷嘴20喷出的处理液的流量变化。由此，可恰当地抑制产生处理液的液膜的膜厚降低的区域。
在上述基板处理装置1中，也可在上述刷子30抵接于上述基板W的上述主面的周缘部的状态下，上述第二喷嘴20在较上述抵接区域AR更靠上述基板W的中央部侧具有处理液的喷出位置20A。
在上述基板处理装置1中，上述第一喷嘴10也可以向上述基板W的上述主面的中央部喷出处理液的方式构成。
本发明又提供一种基板处理方法，其中，包括：基板保持旋转步骤，将基板(W)保持为水平姿势，且使上述基板W围绕通过上述基板W的主面的铅垂的旋转轴线AX旋转；第一喷出步骤，从第一喷嘴10向旋转的上述基板W的上述主面喷出处理液；刷子抵接步骤，与上述第一喷出步骤并行执行，使刷子30抵接于上述基板W的上述主面；以及第二喷出步骤，与上述第一喷出步骤并行执行，从第二喷嘴20向上述基板W的上述主面中的下游邻接区域DR喷出处理液，上述下游邻接区域DR从上述基板W的旋转方向的下游侧邻接于上述刷子30抵接于上述基板W的上述主面的抵接区域AR。
根据该基板处理方法，与从第一喷嘴10向基板W的主面喷出处理液的第一喷出步骤并行地，从第二喷嘴20向下游邻接区域DR喷出处理液。由此，向下游邻接区域DR补充处理液。
因此，可提供一种可抑制在下游邻接区域DR内处理液的液膜的膜厚变小的基板处理方法。根据该基板处理方法，可用处理液恰当地排出利用刷子30去除的微粒等污垢，从而可抑制微粒等污垢再次附着于基板W的主面。
上述基板处理方法也还可以包括刷子移动步骤，该刷子移动步骤在上述刷子抵接步骤之后与上述第一喷出步骤并行执行，在使上述刷子30抵接于上述基板W的上述主面的状态下，使上述刷子30沿上述基板W的上述主面移动。
在上述基板处理方法中，上述第二喷出步骤也还可以包括与上述刷子移动步骤并行执行，且一面与上述刷子30一体地移动，一面从上述第二喷嘴20喷出处理液的步骤。
在上述基板处理方法中，上述第二喷出步骤也还可以包括从上述第二喷嘴20向上述抵接区域AR及上述下游邻接区域DR之间的区域B喷出处理液的步骤。
在上述基板处理方法中，上述第二喷出步骤也还可以包括根据上述抵接区域AR相对于上述基板W的上述主面的位置，使从上述第二喷嘴20喷出的处理液的流量变化的步骤。
根据该基板处理方法，可根据沿基板W的主面的处理液的液膜的膜厚的尺寸使从第二喷嘴20喷出的处理液的流量变化。由此，可恰当地抑制产生处理液的液膜的膜厚降低的区域。
在上述基板处理方法中，上述第二喷出步骤也还可以包括在上述刷子30抵接于上述基板W的上述主面的周缘部的状态下，从在较上述抵接区域AR更靠上述基板W的中央部侧具有处理液的喷出位置20A的上述第二喷嘴20，向上述下游邻接区域DR喷出处理液的步骤。
在上述基板处理方法中，上述第一喷出步骤也还可以包括从上述第一喷嘴10向上述基板W的上述主面的中央部喷出处理液的步骤。
本发明又提供一种程序记录介质，其可由计算机读取且记录有用于执行使用刷子30对基板W的主面进行清洗的基板处理方法的程序，其中，上述基板处理方法包括：基板保持旋转步骤，其将基板(W)保持为水平姿势，且使上述基板W围绕通过上述基板W的主面的铅垂的旋转轴线AX旋转；第一喷出步骤，从第一喷嘴10向旋转的上述基板W的上述主面喷出处理液；刷子抵接步骤，与上述第一喷出步骤并行执行，使刷子30抵接于上述基板W的上述主面；以及第二喷出步骤，与上述第一喷出步骤并行执行，从第二喷嘴20向上述基板W的上述主面中的下游邻接区域DR喷出处理液，上述下游邻接区域DR从上述基板W的旋转方向的下游侧邻接于上述刷子30抵接于上述基板W的上述主面的抵接区域AR。
根据应用该程序记录介质的基板处理方法，与从第一喷嘴10向基板W的主面喷出处理液的第一喷出步骤并行，执行从第二喷嘴20向下游邻接区域DR喷出处理液的第二喷出步骤。通过该第二喷出步骤，可向下游邻接区域DR补充处理液。
因此，可提供如下程序记录介质：其可由计算机读取且记录有用于执行可抑制在下游邻接区域DR内处理液的液膜的膜厚变小的基板处理方法的程序。根据使用该程序记录介质的基板处理方法，可用处理液恰当地排出利用刷子30去除的微粒等污垢，从而可抑制微粒等污垢再次附着于基板W的主面。
上述程序记录介质也还可以包括刷子移动步骤，该刷子移动步骤在上述刷子抵接步骤之后与上述第一喷出步骤并行执行，在使上述刷子30抵接于上述基板W的上述主面的状态下，使上述刷子30沿上述基板W的上述主面移动。
在上述程序记录介质中，上述第二喷出步骤也还可以包括与上述刷子移动步骤并行执行，且一面与上述刷子30一体地移动，一面从上述第二喷嘴20喷出处理液的步骤。
在上述程序记录介质中，上述第二喷出步骤也还可以包括从上述第二喷嘴20向上述抵接区域AR及上述下游邻接区域DR之间的区域B喷出处理液的步骤。
在上述程序记录介质中，上述第二喷出步骤也还可以包括根据上述抵接区域AR相对于上述基板W的上述主面的位置，使从上述第二喷嘴20喷出的处理液的流量变化的步骤。
根据应用该程序记录介质的基板处理方法，可根据沿基板W的主面的处理液的液膜的膜厚的尺寸使从第二喷嘴20喷出的处理液的流量变化。由此，可恰当地抑制产生处理液的液膜的膜厚降低的区域。
在上述程序记录介质中，上述第二喷出步骤也还可以包括在上述刷子30抵接于上述基板W的上述主面的周缘部的状态下，从在较上述抵接区域AR更靠上述基板W的中央部侧具有处理液的喷出位置20A的上述第二喷嘴20，向上述下游邻接区域DR喷出处理液的步骤。
在上述程序记录介质中，上述第一喷出步骤也还可以包括从上述第一喷嘴10向上述基板W的上述主面的中央部喷出处理液的步骤。
本发明中的上述或其他目的、特征及效果可参照附加附图并通过以下叙述的实施方式的说明而明确。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的基板处理装置的结构的示意图。
图2是表示上述基板处理装置的处理液供给机构的结构的示意图。
图3是用于说明上述基板处理装置的控制机构的结构的概念图。
图4是用于说明膜厚降低区域产生的结构的示意性俯视图。
图5是用于说明利用上述基板处理装置的基板的处理步骤的流程图。
图6是用于说明处理液补充的效果的示意性侧视图。
具体实施方式
以下依次说明基板处理装置1的结构及动作。在附图中，对具有相同结构及功能的部分标注相同的附图标记，以下可省略重复的说明。
＜基板处理装置1的结构＞
图1是表示本发明的一实施方式的基板处理装置1的结构的示意图。
基板处理装置1是对半导体晶圆等大致圆板状的基板W逐张进行处理的单张式基板处理装置。基板处理装置1包含旋转卡盘41，该旋转卡盘41将基板保持为水平姿势W并使基板W围绕通过基板W的主面的中央部的铅垂的旋转轴线AX旋转。
旋转卡盘41包含大致圆板状的旋转基座115、连接于旋转基座115的下方的圆柱状的支轴43、及连接于支轴43的旋转基座旋转机构55。旋转基座旋转机构55还可包含电动马达。
在旋转基座115的上表面的周缘部配置有多个卡盘销47。多个卡盘销47沿旋转基座115的圆周方向大致等间隔配置。多个卡盘销47从基板W的周缘保持基板W。多个卡盘销47分别具有载置有基板W的载置部47A、及压接基板W的周缘且提供保持基板W的保持力的抵接部47B。
在旋转基座115的内部设有卡盘销移动机构40。卡盘销移动机构40连接于卡盘销47。在图1中，卡盘销移动机构40用虚线表示。卡盘销移动机构40使卡盘销47沿旋转基座115的径向移位。由此，卡盘销47在打开位置及关闭位置的间移位。
卡盘销47的打开位置是卡盘销47向旋转基座115的径向外侧的方向移动，且抵接部47B离开基板W的周缘的位置。卡盘销47的关闭位置是卡盘销47向旋转基座115的径向内侧的方向移动，且抵接部47B与基板W的周缘相接的位置。
基板处理装置1包含配置于旋转卡盘41周围的臂移动机构60。臂移动机构60包含臂52、连接于臂52且使臂52移动的可动部61、及覆盖可动部61的盖62。盖62遮挡可动部61所产生的微粒等污染物向外部漏出。
臂52形成为具有一端及另一端的大致长轴状。臂52的一端连接于臂移动机构60的可动部61。臂52的另一端连接有头部51。在头部51的下方安装有用于对基板W进行清洗的刷子30。刷子30具有作为抵接于基板W的主面(此处为基板W的上表面，以下相同)的抵接部的下表面。刷子30的下表面也为对基板W的主面进行清洗的清洗面。
作为将刷子30固定于头部51的方式，能够采取多种方式。例如，刷子30也可固定于头部51的前端或侧面。头部51在固定有刷子30的状态下通过臂移动机构60移动。由此，能够使刷子30适当移动。
臂移动机构60的可动部61包含轴旋转机构61A及上下移动机构61B。通过轴旋转机构61A，使头部51及刷子30相对于旋转基座115的上表面平行地摆动。另外，通过上下移动机构61B，使头部51及刷子30相对于旋转基座115的上表面上下移动。
臂移动机构60的可动部61可包含未图示的前后移动机构61C代替轴旋转机构61A或可除轴旋转机构61A以外还包含未图示的前后移动机构61C。头部51及刷子30能够通过前后移动机构61C在臂52的长轴方向上前后移动。
基板处理装置1包含：第一喷嘴10，其向保持于旋转卡盘41的基板W的主面供给处理液；第二喷嘴20，其向保持于旋转卡盘41的基板W的主面供给处理液；及处理液供给机构200，其连接于第一喷嘴10及第二喷嘴20。
除图1以外适当参照图2说明第一喷嘴10、第二喷嘴20及处理液供给机构200的配置及结构。图2是表示基板处理装置1的处理液供给机构200的结构的示意图。
第一喷嘴10在本实施方式中通过未图示的连接构件固定于基板W的主面的上方。未图示的连接构件也可为将第一喷嘴10固定于基板W的主面的上方的固定件。第一喷嘴10向基板W的主面的中央部喷出处理液。第一喷嘴10配置于不干扰第二喷嘴20及头部51的高度。
第一喷嘴10包含喷出处理液的喷出口10A。第一喷嘴10通过配管210连接于处理液供给机构200。第一喷嘴10从喷出口10A喷出从处理液供给机构200供给的处理液。
更具体而言，处理液供给机构200通过泵P1将贮存于处理液罐250中的处理液通过配管210供给至第一喷嘴10。在配管210安装有调整流量处理液的流量的调整阀211与使配管210开闭的开闭阀215。
从第一喷嘴10喷出的处理液的流量可通过泵P1的驱动输出及调整阀211的开度来调节。由第一喷嘴10的处理液的喷出开始及停止可通过对开闭阀215进行开闭来执行。
第一喷嘴10的上述配置及结构仅为一例。作为从第一喷嘴10的喷出口10A向基板W的主面的中央部喷出处理液的结构，可采用各种方式。例如，可包含以与基板W的主面相对的方式配置于基板W的上方的所谓遮挡板，第一喷嘴10的喷出口10A配置于该遮挡板的中央部。
另外，第一喷嘴10可具有能够通过与各种移动机构组合来沿基板W的主面移动的结构。例如，第一喷嘴10可具有于向基板W的主面的中央部喷出处理液时配置于基板W的旋转轴线AX上，除此以外时退避至不与基板W的主面相对的退避位置的结构。
另外，第一喷嘴10可具有包含配置于基板W的旋转轴线AX上外的区域的喷出口10A，从喷出口10A向基板W的主面的中央部斜向喷出处理液的结构。
第二喷嘴20以与头部51及刷子30一体地移动的方式设置。第二喷嘴20在本实施方式中经由连接构件25固定于头部51。连接构件25可为将第二喷嘴20固定于头部51的固定件。
第二喷嘴20相对于基板W的旋转轴线AX保持规定角度地固定于头部51的侧面。第二喷嘴20相对于基板W的主面向铅垂斜下方喷出处理液。第二喷嘴20相对于基板W的旋转轴线AX的角度例如是相对于基板W的旋转轴线AX的下方为45度～80度。
第二喷嘴20包含喷出处理液的喷出口20A。在本实施方式中，在刷子30抵接于基板W的主面的周缘部时，第二喷嘴20的喷出口20A相对于刷子30位于基板W的旋转轴线AX侧。第二喷嘴20通过配管220连接于处理液供给机构200。第二喷嘴20将从处理液供给机构200供给的处理液从喷出口20A喷出。
更具体而言，处理液供给机构200通过泵P2将贮存于处理液罐250中的处理液通过配管220供给至第二喷嘴20。在配管220安装有调整处理液的流量的调整阀221与使配管220开闭的开闭阀225。
参照图2，配管210及配管220可以相互独立的方式连接于共同的处理液罐250。还可包含连接于处理液罐250的共同配管230(未图示)，且配管210及配管220经由共同配管230(未图示)连接于处理液罐250。
另外，处理液罐250可具有第一喷嘴10用的处理液罐250A(未图示)及第二喷嘴20用的处理液罐250B(未图示)。在该情形时，第一喷嘴10可通过配管210连接于处理液罐250A(未图示)。另外，第二喷嘴20可通过配管220连接于处理液罐250B(未图示)。
从第二喷嘴20喷出的处理液的流量可通过泵P2的驱动输出及调整阀221的开度来调节。利用第二喷嘴20的处理液的喷出开始及停止可通过对开闭阀225进行开闭来执行。
除图1以外适当参照图3说明控制机构100的结构。图3是用于说明基板处理装置1的控制机构100的结构的概念图。
参照图1及图3，基板处理装置1包含控制机构100。控制机构100控制卡盘销移动机构40、旋转基座旋转机构55、臂移动机构60的可动部61、连接于处理液供给机构200的泵P1、P2、调整阀211、221、开闭阀215、225等。
控制机构100包含中央处理器(CPU，Central Processing Unit)120、处理液供给机构控制部121、臂驱动机构控制部122、卡盘销驱动机构控制部123、旋转基座旋转机构控制部124、其他控制部125。在控制机构100连接有存储部110。
处理液供给机构控制部121驱动控制连接于处理液供给机构200的泵P1、P2、调整阀211、221、开闭阀215、225等。处理液供给机构控制部121可包含控制第一喷嘴10侧的第一喷嘴控制部(未图示)与控制第二喷嘴20侧的第二喷嘴控制部(未图示)。
臂驱动机构控制部122驱动控制臂移动机构60的可动部61。卡盘销驱动机构控制部123驱动控制卡盘销移动机构40。旋转基座旋转机构控制部124驱动控制旋转基座旋转机构55。
存储部110是储存规程或各种算法的记录介质。规程中储存处理步骤的顺序或处理步骤实施时所需的装置控制参数等。各种算法用于算出操作者指示信息、各步骤的装置控制参数或控制信号的值。
上述的各控制部与存储部110联合算出控制信号的值，将与装置的处理步骤的进行状况相应的控制信号发送至连接目标。
虽未图示，但在旋转基座115的周围可设置间隔壁，间隔壁用于控制伴随基板W的处理而产生的处理液的飞沫或环境的污染等。在该情形时，控制机构100可配置于上述间隔壁的外部、即配置于隔着上述间隔壁与旋转基座115相反侧的区域。控制机构100可具有通过用于收发控制信号的配线与上述各种机构进行通信的结构。
参照图4说明膜厚降低区域R产生的结构。图4是用于说明膜厚降低区域R产生的结构的示意性俯视图。在图4中，简单起见省略了第一喷嘴10及连接于第一喷嘴10的配管210和连接于第二喷嘴20的配管220等的图示。
膜厚降低区域R是指在基板W的主面发生处理液的断液的区域、或处理液的液膜的膜厚超过容许范围而变小的区域。
利用第二喷嘴20对基板W的主面的处理液的供给在如下状态下进行：从第一喷嘴10向旋转的基板W的主面供给处理液，且刷子30抵接于基板W的主面。
从第一喷嘴10向基板W的主面供给的处理液通过因基板W的旋转所产生的离心力从基板W的径向内侧的区域流向基板W的径向外侧的区域。基板W的径向内侧的区域可为基板W的中央部侧的区域。基板W的径向外侧的区域可为基板W的周缘部侧的区域。
参照图4，对于基板W的主面中与刷子30及基板W抵接的抵接区域AR中的、从基板W的旋转方向的上游侧邻接于刷子30及基板W的区域，刷子30的上游侧的侧面与基板W的旋转及处理液的流动相对。因此，处理液被刷子30的上游侧的侧面阻挡。
在抵接于基板W的主面的状态下，刷子30的下表面并非严密地贴合于基板W的主面。因此，处理液通过刷子30的下表面及基板W的主面之间的区域。
然而，在刷子30的下表面及基板W的主面之间仅形成有微细的凹凸或间隙，故而通过刷子30的下表面的处理液的流量有限。因此，在基板W的主面的、较刷子30更靠上游侧的区域，与刷子30不抵接于基板W的情形相比，处理液的液膜的膜厚变大。
另一方面，对于基板W的主面中与刷子30及基板W抵接的抵接区域AR中的、从基板W的旋转方向的下游侧邻接于刷子30及基板W的规定区域DR(以下称为“旋转下游邻接区域DR”)，与刷子30不抵接于基板W的情形相比，处理液的液膜的膜厚变小。结果，形成发生处理液的断液、或处理液的液膜的膜厚超过容许范围而变小的区域即膜厚降低区域R。
即，典型情况下，膜厚降低区域R产生于旋转下游邻接区域DR。膜厚降低区域R的端始于刷子30的下表面的端面(边缘)中的、基板W的旋转方向的下游侧的边缘30B(以下称为“刷子30的下游侧边缘30B”)，成为从该下游侧边缘30B向旋转下游邻接区域DR略微延伸的形状。
因此，第二喷嘴20优选以从喷出口20A向旋转下游邻接区域DR的任意位置喷出处理液的方式固定于头部51。
另外，从第二喷嘴20喷出的处理液着落的目标位置X优选为设定于基板W的主面的、旋转下游邻接区域DR的刷子30的侧面附近。上述目标位置X还可优选为使设定于通过第二喷嘴20补充的处理液流向膜厚降低区域R的整个区域的位置。
旋转下游邻接区域DR中的处理液的液膜的膜厚最低的区域是抵接区域AR及旋转下游邻接区域DR之间的边界线B附近的区域。因此，优选从第二喷嘴20向上述边界线B附近的区域喷出处理液。
如此，本实施方式的第二喷嘴20发挥在利用刷子30对基板W的主面进行清洗时抑制膜厚降低区域R的形成的作用。更具体而言，第二喷嘴20发挥向邻接于抵接区域AR的旋转下游邻接区域DR补充处理液，抑制在旋转下游邻接区域DR形成膜厚降低区域R的作用。
＜基板处理装置1的动作＞
接着，说明基板处理装置1的动作。图5是用于说明利用本实施方式的基板处理装置1的基板W的处理步骤的流程图。
＜步骤1：基板W的搬入＞
首先，通过未图示的基板搬送机构将基板W搬入至基板处理装置1内。此时，卡盘销47位于打开位置。被搬入至基板处理装置1内后，将基板W载置于卡盘销47的载置部47A。
在将基板W载置于载置部47A后，使卡盘销47从打开位置向关闭位置移动。由此，基板W的周缘由卡盘销47的抵接部47B压接，基板W由卡盘销47保持。卡盘销47由控制机构100的卡盘销驱动机构控制部123驱动控制。
接着，驱动旋转基座旋转机构55。旋转基座旋转机构55的旋转驱动力经由支轴43传递至旋转基座115。由此，使基板W与旋转基座115一起旋转。旋转基座旋转机构55由控制机构100的旋转基座旋转机构控制部124驱动控制。
＜步骤2：利用第一喷嘴10的处理液的供给＞
接着，从第一喷嘴10向基板W的主面喷出处理液。此处的处理例如包括基板W的主面的污染物的去除、或附着于基板W的主面的抗蚀剂等残渣的去除等的广义的清洗处理。
处理液可根据清洗的目的或性质选择。作为处理液的例子，优选选择适合利用刷子30对基板W进行清洗的处理液。作为此种处理液，例如可使用去离子水(DIW，DeionizedWater)、弱酸性、弱碱性药液等，根据污垢或残渣去除的性质或状态，可使用SC1(氨水和双氧水的混合液)、SC2(盐酸和双氧水的混合液)等。另外，根据抗蚀剂残渣的性质或状态，可使用硫酸过氧化氢混合液等。
第一喷嘴10向基板W的主面的中央部喷出处理液。若从第一喷嘴10向基板W的中央部喷出处理液，则该处理液受到因基板W的旋转所产生的离心力，向基板W的径向外侧的方向扩散。
作为一方式，可从具有配置于基板W的主面的中央部上方的喷出口10A的第一喷嘴10向基板W的主面的中央部喷出处理液。作为另一方式，可从具有配置于基板W的主面的中央部外的区域的与基板W的主面相对的位置的喷出口10A的第一喷嘴10，向基板W的主面的中央部喷出处理液。在该情形时，可以处理液着落于基板W的中央部的方式，从第一喷嘴10的喷出口10A在相对基板W的主面倾斜的状态下喷出处理液。
＜步骤3：刷子30向清洗开始位置的移动＞
在第一喷嘴10开始喷出处理液后或与其并行地，刷子30从旋转基座115外的退避位置向基板W的主面的清洗开始位置移动。
更具体而言，首先，刷子30通过臂移动机构60向上方移动微小距离(数mm至数cm左右)。刷子30与头部51一体地移动。另外，刷子30通过臂移动机构60从退避位置向基板W的主面的规定清洗开始位置移动。由此，刷子30配置于基板W的主面的清洗开始位置。
在对基板W的主面的整个区域执行刷子清洗的情形下，刷子30的清洗开始位置成为基板W的中央部附近。基板W的中央部附近的区域可为基板W的主面及基板W的旋转轴线AX交叉的交叉位置附近的区域。
在仅对基板W的周缘部执行刷子清洗的情形下，刷子30的清洗开始位置为基板W的周缘部中的进行刷子清洗的区域的、在基板W的径向上最靠近基板W的中央部的位置。
＜步骤4：利用第二喷嘴20的处理液的供给＞
如上所述，在从下游侧邻接于抵接区域AR的旋转下游邻接区域DR中，有产生膜厚降低区域R的担忧(一并参照图4)。在膜厚降低区域R中，发生处理液的断液、或处理液的液膜的膜厚超过容许范围而变小。在步骤4中，通过从第二喷嘴20向规定位置喷出处理液来抑制膜厚降低区域R的产生。
参照图6，说明利用第二喷嘴20的处理液补充的效果。图6是用于模式性地说明将第二喷嘴20所喷出的处理液补充至旋转下游邻接区域DR的效果的装置侧视图。图6包括图6(A)～图6(C)。
在图6(A)中示有在刷子30离开基板W的主面的状态下，从第一喷嘴10供给至基板W的主面的处理液的液膜的膜厚分布。
在图6(B)中示有在刷子30抵接于基板W的状态下，从第一喷嘴10供给至基板W的主面的处理液的液膜的膜厚分布。
在图6(C)中示有在从第一喷嘴10向基板W的主面供给处理液的状态下，从第二喷嘴20向膜厚降低区域R供给处理液的状态下的膜厚分布。在图6(A)～图6(C)中示有在基板W的主面中的旋转下游邻接区域DR侧的膜厚分布。
参照图6(A)，在步骤4中，基板W旋转，从第一喷嘴10向该基板W的主面的中央部喷出处理液。所喷出的处理液通过因基板W的旋转所产生的离心力从基板W的径向内侧的区域流向基板W的径向外侧的区域。
就离心力的作用而言，基板W的径向外侧的区域的离心力的作用强于基板W的径向内侧的区域的离心力的作用。进而，就应由处理液覆盖的基板W的圆周方向面积而言，基板W的径向外侧的区域的面积大于基板W的径向内侧的区域的面积。因此，存在形成于基板W的周缘部的处理液的液膜的膜厚变得比形成于基板W的中央部的处理液的液膜的膜厚小的倾向。
参照图6(B)，在步骤4中，若开始利用刷子30进行清洗，则在刷子30及基板W抵接的抵接区域AR中去除微粒等的污垢。所去除的微粒等通过处理液从基板W的径向内侧被冲向基板W的径向外侧。
在基板W的主面中的、从基板W的旋转方向的上游侧邻接于抵接区域AR的区域，刷子30的上游侧的侧面与基板W的旋转及处理液的流动相对。因此，处理液由刷子30的上游侧的侧面阻挡。结果，在基板W的主面中的较刷子30更靠上游侧的区域，与刷子30不抵接于基板W的情形相比，处理液的液膜的膜厚变大。
另一方面，在旋转下游邻接区域DR，与刷子30不抵接于基板W的情形相比，处理液的液膜的膜厚变小。结果，在旋转下游邻接区域DR形成膜厚降低区域R。
参照图6(C)，在步骤4中，为了抑制此种问题，从第二喷嘴20向刷子30的下游侧边缘30B附近的区域喷出处理液。由此，在刷子30的下游侧边缘30B附近，向从第一喷嘴10喷出的处理液补充从第二喷嘴20喷出的处理液。
因此，在基板W的主面中的刷子30的下游侧边缘30B附近，可抑制形成膜厚降低区域R。由此，如图6(C)所示，通过来自第二喷嘴20的处理液的补充可抑制液膜的膜厚极端降低。
即，第二喷嘴20以向旋转下游邻接区域DR补充处理液的方式构成。因此，通过第二喷嘴20，能够向旋转下游邻接区域DR的任意位置、例如膜厚降低区域R中所包含的目标位置X(参照图4)补充处理液。向目标位置X(参照图4)喷出的处理液向目标位置X(参照图4)的周围稍扩散后，排出至基板W的外侧。
在刷子30的下表面及基板W的主面之间的区域不存在处理液的情形下，在基板W的主面产生不希望发生的损伤的风险较高。在本实施方式中，可通过从第二喷嘴20供给的处理液向刷子30的下表面及基板W的主面之间的区域补充处理液。因此，通过第二喷嘴20补充处理液在抑制因膜厚降低区域R等的形成所致的基板W的主面的损伤方面也有效。
＜步骤5：刷子30的滑动＞
于步骤5中，刷子30在抵接于基板W的主面的状态下从清洗开始位置沿基板W的径向移动。刷子30在基板W的规定范围内滑动。基板W的规定范围是指基板W中的预定进行清洗的区域。
在该步骤中，基板W在保持于卡盘销47的状态下与旋转基座115一体地旋转。另外，在该步骤中，从第一喷嘴10及第二喷嘴20向基板W的主面喷出处理液。另外，在该步骤中，刷子30在清洗开始位置滑动接触于基板W。
在该步骤中，刷子30通过臂移动机构60在基板W的主面上沿基板W的径向移动。由此，刷子30及基板W抵接的抵接区域AR移动，对基板W的主面的不同区域进行清洗。
更具体而言，第二喷嘴20因固定于头部51而与头部51一体地在基板W的主面上移动。在本实施方式中，刷子30及第二喷嘴20在维持相互的相对位置关系的状态下，与头部51一体地沿基板W的径向移动。
第二喷嘴20至少在刷子30为了对基板W的主面进行清洗而移动的期间，向旋转下游邻接区域DR补充处理液。由此，在相对于基板W的主面的位置与刷子30一起移位的旋转下游邻接区域DR，可抑制形成膜厚降低区域R。
也可通过具备使第二喷嘴20的移动、及头部51的移动同步的控制及驱动机构的实施方式实现相同的动作。
在第二喷嘴20等沿基板W的径向移动的期间，从第一喷嘴10对基板W的主面的中央部持续喷出处理液。从第一喷嘴10喷出的处理液的流量预先设定于规程中。从第一喷嘴10喷出的处理液的流量的信息储存于存储部110中。
处理液供给机构200的泵P1、调整阀211及开闭阀215通过处理液供给机构控制部121(例如未图示的第一喷嘴控制部)控制。处理液供给机构控制部121在步骤2至步骤4之间的步骤中，以从第一喷嘴10喷出的处理液成为恒定流量的方式控制处理液供给机构200的泵P1、调整阀211及开闭阀215。
如此，在步骤5中，即便在刷子30及第二喷嘴20沿基板W的径向移动的期间，也可抑制膜厚降低区域R的产生。
如图4或图6所述，膜厚降低区域R存在较基板W的径向内侧的区域更易形成于基板W的径向外侧的区域的倾向。因此，在刷子30及第二喷嘴20沿基板W的径向移动的情形下，优选根据抵接区域AR相对于基板W的径向的位置，使从第二喷嘴20喷出的处理液的流量发生变化。
更具体而言，从第二喷嘴20喷出的处理液的流量优选以如下方式进行调整：在抵接区域AR(刷子30)位于基板W的周缘部时的处理液的流量变得大于在抵接区域AR(刷子30)位于基板W的中央部时的处理液的流量。
与恰当的初始流量及其控制数据相关的信息、及用于根据基板W的径向使流量发生变化的关系式的数据，按照基板W的处理规程储存于存储部110中。而且，与刷子30相对于基板W的主面的位置对应的流量通过运算部(未图示)算出。
在流量根据基板W的径向发生变化的情形下，从第二喷嘴20喷出的处理液的流量L也可根据下述的式(1)或(2)算出。
流量L＝C0*(C1+C2*D*D)…(1)
流量L＝C0*(C1+C2*D)…(2)
在上述的式(1)及(2)中，“D”也可为俯视时基板W的旋转中心及刷子30之间的距离(“D”≧0)。在该情形下，基板W的旋转中心为零点。
在上述的式(1)及(2)中，“C0”例如也可为根据基板W的转数设定的规定值(“C0”≧0)。“C0”例如也可为基板W的转数越大则设定为越大的值，基板W的转数越小则设定为越小的值。
在上述的式(1)及(2)中，“C1”例如也可为根据形成于旋转下游邻接区域DR的膜厚降低区域R的液膜的厚度设定的规定值(“C1”≧0)。“C1”例如也可为与应向膜厚降低区域R填补的处理液的流量对应的规定值。
“C1”例如也可为，形成于膜厚降低区域R的液膜的厚度越大则设定为越小的值，形成于膜厚降低区域R的液膜的厚度越小则设定为越大的值。当然，若刷子30的尺寸变大则膜厚降低区域R也变大，因此“C1”也可为根据刷子30的尺寸设定的规定值。
在上述的式(1)及(2)中，例如在不存在膜厚降低区域R的情形下，“C2”也可为根据形成于基板W的任意位置的处理液的液膜的厚度设定的规定值(“C2”≧0)。
例如在不存在膜厚降低区域R，且形成于基板W的周缘部的处理液的液膜的厚度比形成于基板W的中央部的处理液的液膜的厚度小的情形下，“C2”也可为与应向基板W的周缘部填补的处理液的流量对应的规定值。
“C2”例如也可为，形成于基板W的周缘部的处理液的液膜的厚度越大则设定为越小值，形成于基板W的周缘部的处理液的液膜的厚度越小值则设定为越大值。“C0”、“C1”及“C2”的优选值例如可预先通过实验求出。
与刷子30相对于基板W的主面的径向的位置对应的来自第二喷嘴20的处理液的流量的值也可在查找表中按照规程指定。在该情形下，将成为处理后的微粒污染较低的优选处理结果的值指定为从第二喷嘴20喷出的处理液的流量。成为优选处理结果的值例如可预先通过实验求出。
处理液供给机构200的泵P2、调整阀221及开闭阀225通过处理液供给机构控制部121(例如未图示的第二喷嘴控制部)控制。处理液供给机构控制部121基于上述运算值、第二喷嘴20的位置信息等，控制处理液供给机构200的泵P2、调整阀221、开闭阀225。
＜步骤6：刷子30向退避位置的移动＞
在利用刷子30的清洗结束后，使刷子30移动至设置于旋转基座115的周围的退避位置。更具体而言，刷子30通过臂移动机构60从基板W的主面向上方仅移动微小距离(数mm至数cm)。之后，刷子30移动至退避位置。
这些动作通过臂驱动机构控制部122控制臂移动机构60来执行。臂驱动机构控制部122发送与储存于存储部110中的规程对应的控制信号，控制臂移动机构60。
与刷子30的开始移动同时或与刷子30的移动并行地，停止来自第一喷嘴10及第二喷嘴20的处理液的喷出。
来自第一喷嘴10的处理液的喷出停止通过处理液供给机构控制部121(未图示的第一喷嘴控制部)控制处理液供给机构200的泵P1、调整阀211、及开闭阀215来执行。处理液供给机构控制部121发送与储存于存储部110中的规程对应的控制信号，控制处理液供给机构200的泵P1、调整阀211、及开闭阀215。
来自第二喷嘴20的处理液的喷出停止通过处理液供给机构控制部121(未图示的第二喷嘴控制部)控制处理液供给机构200的泵P2、调整阀221、及开闭阀225来执行。处理液供给机构控制部121发送与储存于存储部110中的规程对应的控制信号，控制处理液供给机构200的泵P2、调整阀221、及开闭阀225。
＜步骤7：基板W的搬出＞
在刷子30移动至退避位置后，将基板W搬出至基板处理装置1外。在基板W的搬出步骤中，例如在刷子30移动至退避位置后，卡盘销47从关闭位置移动至打开位置。
在卡盘销47移动至打开位置后、或与卡盘销47从关闭位置成为打开位置的动作并行地，未图示的基板搬送机构的手部进入旋转基座115及基板W之间的区域。
在卡盘销47移动至打开位置后，基板搬送机构的手部上升。由此，基板W通过手部被提起。之后，基板W在载置于基板搬送机构的手部的状态下被搬出至基板处理装置1的外部。由此，对基板W进行清洗的一系列的步骤结束。
以上说明了本发明的实施方式，但本发明还可以其他方式实施。
例如，作为上述实施方式中的臂驱动机构、卡盘旋转机构、卡盘销控制机构、自转机构等的各种驱动机构的结构，可采用公知的多种方式。本领域的技术人员可不采用上述实施方式中的臂驱动机构、卡盘旋转机构、卡盘销控制机构、自转机构等的各种驱动机构的结构，而实施各种设计变更。
另外，作为上述实施方式中的臂的结构、头部的结构、旋转卡盘的结构、及卡盘销的结构等，可采用公知的多种方式。本领域的技术人员可不采用上述实施方式中的臂的结构、头部的结构、旋转卡盘的结构、及卡盘销的结构等，而实施各种设计变更。
另外，也能够对用于进行卡盘销的开闭或头部的高度及水平移动等的控制信息的储存或控制的具体方式，实施各种设计变更。
该申请对应于2016年3月30日向日本特许厅提出的日本特愿2016-068582号及2017年2月20日向日本特许厅提出的日本特愿2017-29336号，这些申请的全部揭示通过引用的方式并入本文中。
虽详细地对本发明的实施方式进行了说明，但这些仅为用于明确本发明的技术内容的具体例，本发明不应限定性地解释为这些具体例，本发明的范围仅由附加的权利要求书限定。
附图标记说明
1 基板处理装置
10 第一喷嘴
10A 第一喷嘴的喷出口
20 第二喷嘴
20A 第一喷嘴的喷出口
25 连接构件
30 刷子
30B 刷子的下游侧边缘
40 卡盘销移动机构
41 旋转卡盘
43 支轴
47 卡盘销
47A 载置面
47B 抵接面
51 头部
52 臂
55 旋转基座旋转机构
60 臂移动机构
61 可动部
61A 轴旋转机构
61B 上下移动机构
62 盖
100 控制机构
110 存储部
115 旋转基座
120 CPU
121 处理液供给机构控制部
122 臂驱动机构控制部
123 卡盘销驱动机构控制部
124 旋转基座旋转机构控制部
125 控制部
200 处理液供给机构
210 配管
211 调整阀
215 开闭阀
220 配管
221 调整阀
225 开闭阀
250 处理液罐
AX 旋转轴线
P1 泵
P2 泵
R 膜厚降低区域
W 基板
X 目标位置

Claims (21)

1.一种基板处理装置，其中，包括：
基板保持旋转机构，其将基板保持为水平姿势，且使上述基板围绕通过上述基板的主面的铅垂的旋转轴线旋转；
第一喷嘴，其向由上述基板保持旋转机构保持的上述基板的上述主面喷出处理液；
刷子，其抵接于由上述基板保持旋转机构保持的上述基板的上述主面并对上述基板的上述主面进行清洗；以及
第二喷嘴，其向由上述基板保持旋转机构保持的上述基板的上述主面中的下游邻接区域喷出处理液，上述下游邻接区域从上述基板的旋转方向的下游侧邻接于上述刷子抵接于上述基板的上述主面的抵接区域。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，还包含移动机构，该移动机构使上述刷子沿由上述基板保持旋转机构保持的上述基板的上述主面移动。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，上述第二喷嘴与上述刷子一体地移动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基板处理装置，其中，上述第二喷嘴向上述基板的上述主面中的、上述抵接区域及上述下游邻接区域之间的区域喷出处理液。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基板处理装置，其中，从上述第二喷嘴喷出的处理液的流量根据上述抵接区域相对于上述基板的上述主面的位置改变。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基板处理装置，其中，在上述刷子抵接于上述基板的上述主面的周缘部的状态下，上述第二喷嘴在较上述抵接区域更靠上述基板的中央部侧具有处理液的喷出位置。
7.根据权利要求1至6中任一项的基板处理装置，其中，上述第一喷嘴向上述基板的上述主面的中央部喷出处理液。
8.一种基板处理方法，其中，包括：
基板保持旋转步骤，将基板保持为水平姿势，且使上述基板围绕通过上述基板的主面的铅垂的旋转轴线旋转；
第一喷出步骤，从第一喷嘴向旋转的上述基板的上述主面喷出处理液；
刷子抵接步骤，与上述第一喷出步骤并行执行，使刷子抵接于上述基板的上述主面；以及
第二喷出步骤，与上述第一喷出步骤并行执行，从第二喷嘴向上述基板的上述主面中的下游邻接区域喷出处理液，上述下游邻接区域从上述基板的旋转方向的下游侧邻接于上述刷子抵接于上述基板的上述主面的抵接区域。
9.根据权利要求8所述的基板处理方法，其中，还包括刷子移动步骤，该刷子移动步骤在上述刷子抵接步骤之后与上述第一喷出步骤并行执行，在使上述刷子抵接于上述基板的上述主面的状态下，使上述刷子沿上述基板的上述主面移动。
10.根据权利要求9所述的基板处理方法，其中，上述第二喷出步骤包括与上述刷子移动步骤并行执行，且一面与上述刷子一体地移动，一面从上述第二喷嘴喷出处理液的步骤。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的基板处理方法，其中，上述第二喷出步骤包括从上述第二喷嘴向上述抵接区域及上述下游邻接区域之间的区域喷出处理液的步骤。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的基板处理方法，其中，上述第二喷出步骤包括根据上述抵接区域相对于上述基板的上述主面的位置，使从上述第二喷嘴喷出的处理液的流量改变的步骤。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的基板处理方法，其中，上述第二喷出步骤包括在上述刷子抵接于上述基板的上述主面的周缘部的状态下，从在较上述抵接区域更靠上述基板的中央部侧具有处理液的喷出位置的上述第二喷嘴，向上述下游邻接区域喷出处理液的步骤。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的基板处理方法，其中，上述第一喷出步骤包括从上述第一喷嘴向上述基板的上述主面的中央部喷出处理液的步骤。
15.一种程序记录介质，其可由计算机读取且记录有用于执行使用刷子对基板的主面进行清洗的基板处理方法的程序，其中，
上述基板处理方法包括：
基板保持旋转步骤，将基板保持为水平姿势，且使上述基板围绕通过上述基板的主面的铅垂的旋转轴线旋转；
第一喷出步骤，从第一喷嘴向旋转的上述基板的上述主面喷出处理液；
刷子抵接步骤，与上述第一喷出步骤并行执行，使刷子抵接于上述基板的上述主面；以及
第二喷出步骤，与上述第一喷出步骤并行执行，从第二喷嘴向上述基板的上述主面中的下游邻接区域喷出处理液，上述下游邻接区域从上述基板的旋转方向的下游侧邻接于上述刷子抵接于上述基板的上述主面的抵接区域。
16.根据权利要求15所述的程序记录介质，其中，还包括刷子移动步骤，该刷子移动步骤在上述刷子抵接步骤之后与上述第一喷出步骤并行执行，在使上述刷子抵接于上述基板的上述主面的状态下，使上述刷子沿上述基板的上述主面移动。
17.根据权利要求16所述的程序记录介质，其中，上述第二喷出步骤包括与上述刷子移动步骤并行执行，且一面与上述刷子一体地移动，一面从上述第二喷嘴喷出处理液的步骤。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的程序记录介质，其中，上述第二喷出步骤包括从上述第二喷嘴向上述抵接区域及上述下游邻接区域之间的区域喷出处理液的步骤。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的程序记录介质，其中，上述第二喷出步骤包括根据上述抵接区域相对于上述基板的上述主面的位置，使从上述第二喷嘴喷出的处理液的流量改变的步骤。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的程序记录介质，其中，上述第二喷出步骤包括在上述刷子抵接于上述基板的上述主面的周缘部的状态下，从在较上述抵接区域更靠上述基板的中央部侧具有处理液的喷出位置的上述第二喷嘴，向上述下游邻接区域喷出处理液的步骤。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的程序记录介质，其中，上述第一喷出步骤包括从上述第一喷嘴向上述基板的上述主面的中央部喷出处理液的步骤。
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