CN110299305B - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理装置，在抑制了基板的翘曲的状态下进行基板处理。疏水化处理单元(U5)具备：热板(21c)，其载置作为处理对象的晶圆(W)；吸引部(70)，其经由形成于热板(21c)的多个第一贯通孔(211、212)向晶圆W的背面赋予吸引力来保持晶圆(W)；以及背面吹扫气体供给部(50)，其向在热板(21c)上形成于比第一贯通孔(211、212)靠外侧的位置的多个第二贯通孔(215)喷出流体，来在晶圆(W)的背面侧形成朝向晶圆(W)的外侧的水平方向的气流。

Description

基板处理装置
技术领域
本公开涉及一种基板处理装置。
背景技术
专利文献1中公开了一种向载置于处理容器内的基板的表面供给HMDS(hexamethyldisilazane：六甲基二硅氮烷)气体来使该基板疏水化的基板处理装置。
专利文献1：日本特开2013-4804号公报
发明内容
发明要解决的问题
在此，例如关于面向3D NAND的基板等翘曲大的(例如翘曲在100μm以上的)基板，存在无法恰当地进行上述的疏水化处理那样的基板处理的担忧。
本公开是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于在抑制了基板的翘曲的状态下进行基板处理。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式所涉及的基板处理装置具备：载置部，其用于载置作为处理对象的基板；吸引机构，其经由形成于载置部的一个或多个孔部向基板的背面赋予吸引力来保持基板；以及气流形成机构，其向在载置部上形成于比孔部靠载置部的外侧的位置的一个或多个喷出部喷出流体，来在基板的背面侧形成朝向基板的外侧的水平方向的气流。
在本公开所涉及的基板处理装置中，气流形成机构向形成于比孔部靠载置部的外侧的位置的喷出部喷出流体，来形成朝向基板的外侧的水平方向的气流。通过形成这样的气流，利用伯努利效应在基板的背面的靠近中央的区域(基板的背面的比与喷出部的喷出口对应的区域更靠近中央的区域)产生负压，来对基板施加向载置部方向吸引的力。基于这样的利用伯努利效应产生的负压而得到的吸引力与吸引机构的吸引力共同施加于基板，由此，能够将基板恰当地保持于载置部，能够抑制基板的翘曲。另外，由水平方向的气流产生伯努利效应，由此在基板的背面的靠外侧的区域(基板的背面的比与喷出部的喷出口对应的区域更靠外侧的区域)产生正压。这样，通过气流形成机构也向与吸引机构的吸引力不同的方向施加力，因此，通过将吸引机构的吸引力考虑在内地调整气流形成机构的流体的喷出流量，能够调整载置部上的基板的姿势(例如，以基板与载置部离开固定间隔的状态保持基板)，能够提高基板处理的自由度。另外，在通过伯努利效应的正压使基板从载置部离开了的情况下，载置部上的间隙销与基板变得难以接触，能够恰当地抑制对基板的背面造成损伤以及抑制背面的金属膜剥离而产生微粒等。
在上述基板处理装置中，也可以是，喷出部形成有多个，多个喷出部以相对于基板呈同心圆状的方式形成。由此，能够将基板的背面侧的与多个喷出部对应地形成气流的区域设为彼此相同的位置(距基板的中心的距离相同的位置)，能够更稳定地保持基板。
在上述基板处理装置中，也可以是，喷出部向相对于载置部中的基板的载置面倾斜的方向延伸。由此，能够在基板的背面侧容易地形成水平方向的气流。
在上述基板处理装置中，也可以是，喷出部相对于载置面的倾斜角度为60度以下，优选为30度以下。由此，能够在基板的背面侧容易地形成水平方向的气流。
也可以是，上述基板处理装置还具备处理气体供给部，该处理气体供给部向收容基板的处理容器供给处理气体，载置部为对基板进行加热的热板。这样，在通过载置部对基板进行加热并且向基板供给处理气体的结构中，有时会存在处理气体等(处理气体或在处理中产生的无用物等)绕到基板的背面侧而与基板发生反应的问题。关于这一点，在本公开所涉及的基板处理装置中，从比孔部靠外侧的喷出部向朝向基板的外侧的方向喷出流体，因此能够抑制处理气体等借助该流体而绕到基板的背面侧。
在上述基板处理装置中，也可以是，由处理气体供给部供给的处理气体朝向基板的表面的外侧流动的流速比由气流形成机构形成的气流朝向基板的背面的外侧流动的流速小。由此，能够利用伯努利效应在载置部恰当地保持基板。
也可以是，气流形成机构的喷出流量比吸引机构的吸引流量多。可以认为，通过吸引机构的吸引会将上述的处理气体等引导至基板的背面侧。关于这一点，通过将向朝向基板的外侧的方向喷出流体的喷出流量设为比吸引机构的吸引流量多，能够有效地抑制通过吸引机构的吸引而处理气体等绕到基板的背面侧。
也可以是，上述基板处理装置还具备控制部，该控制部构成为执行以下控制：控制吸引机构以开始进行吸引；以及在吸引机构开始进行吸引之后，控制气流形成机构以开始喷出流体。例如，可以认为在利用吸引机构进行吸引之前先利用气流形成机构进行流体的喷出的情况下，由于伯努利效应的正压而基板过度地浮起，无法充分地抑制基板的翘曲。关于这一点，在利用吸引机构沿载置部方向保持基板之后，使气流形成机构开始进行产生正压的流体喷出，由此，能够在将基板可靠地保持于载置部之后(即、在适当地抑制了基板的翘曲之后)调整伯努利效应的正压来调整基板的浮起量。
也可以是，控制部构成为还执行以下控制：在气流形成机构开始喷出流体之后，控制处理气体供给部以开始供给处理气体。由此，能够有效地抑制处理气体等绕到基板的背面。
发明的效果
根据本公开，能够在抑制了基板的翘曲的状态下进行基板处理。
附图说明
图1是表示基板处理系统的概要结构的立体图。
图2是沿图1中的II-II线的截面图。
图3是沿图2中的III-III线的截面图。
图4是表示疏水化处理单元的概要结构的示意图。
图5是用于说明通过背面吹扫产生的伯努利效应的图。
图6是控制器的硬件结构图。
图7是疏水化处理过程的流程图。
图8是用于说明疏水化处理单元的效果的图。
附图标记说明
2：涂布/显影装置(基板处理装置)；21：处理容器；21c：热板(载置部)；30：气体供给部(处理气体供给部)；50：背面吹扫气体供给部(气流形成机构)；70：吸引部(吸引机构)；100：控制器(控制部)；211、212：第一贯通孔(孔部)；215：第二贯通孔(喷出部)；W：晶圆。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明实施方式。在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
〔基板处理系统〕
基板处理系统1是对基板实施感光性覆膜的形成、该感光性覆膜的曝光以及该感光性覆膜的显影的系统。作为处理对象的基板例如为半导体的晶圆W。感光性覆膜例如为抗蚀膜。基板处理系统1具备涂布/显影装置2和曝光装置3。曝光装置3对形成在晶圆W(基板)上的抗蚀膜(感光性覆膜)进行曝光处理。具体地说，通过液浸曝光等方法来向抗蚀膜的曝光对象部分照射能量射线。在由曝光装置3进行曝光处理之前，涂布/显影装置2进行在晶圆W(基板)的表面形成抗蚀膜的处理，在由曝光装置3进行曝光处理之后，涂布/显影装置2进行抗蚀膜的显影处理。
〔基板处理装置〕
下面，作为基板处理装置的一例，对涂布/显影装置2的结构进行说明。如图1～图3所示，涂布/显影装置2具备载体块4、处理块5、接口块6以及控制器100(控制部)。
载体块4向涂布/显影装置2内导入晶圆W以及从涂布/显影装置2内导出晶圆W。例如，载体块4能够支承晶圆W用的多个载体11，该载体块4内置有交接臂A1。载体11例如收容多张圆形的晶圆W。交接臂A1从载体11取出晶圆W并将该晶圆W交送给处理块5，从处理块5接收晶圆W并将该晶圆W送回载体11内。
处理块5具有多个处理模块14、15、16、17。如图2和图3所示，处理模块14、15、16、17内置有多个液处理单元U1、多个热处理单元U2、以及向这些单元搬送晶圆W的搬送臂A3。处理模块17还内置有以不经由液处理单元U1和热处理单元U2的方式搬送晶圆W的直接搬送臂A6。液处理单元U1向晶圆W的表面供给处理液。热处理单元U2例如内置有热板和冷却板，通过热板对晶圆W进行加热，并通过冷却板对加热后的晶圆W进行冷却，由此进行热处理。
处理模块14通过液处理单元U1和热处理单元U2来在晶圆W的表面上形成下层膜(例如防反射膜)。处理模块14的液处理单元U1在晶圆W上涂布用于形成下层膜的处理液。处理模块14的热处理单元U2进行伴随下层膜的形成的各种热处理。作为在处理模块14的热处理单元U2中进行的热处理的具体例，可以举出用于使下层膜固化的加热处理。处理模块14还具备疏水化处理单元U5。疏水化处理单元U5例如构成为：在形成有下层膜的晶圆W的表面进行用于提高涂布各种膜时的密合性的疏水化处理。在后文中叙述疏水化处理单元U5的详情。
处理模块15通过液处理单元U1和热处理单元U2来在下层膜上形成抗蚀膜。处理模块15的液处理单元U1在下层膜上涂布用于形成抗蚀膜的处理液。处理模块15的热处理单元U2进行伴随抗蚀膜的形成的各种热处理。
处理模块16通过液处理单元U1和热处理单元U2来在抗蚀膜上形成上层膜。处理模块16的液处理单元U1在抗蚀膜上涂布用于形成上层膜的液体。处理模块16的热处理单元U2进行伴随上层膜的形成的各种热处理。
处理模块17通过液处理单元U1和热处理单元U2对曝光后的抗蚀膜进行显影处理。处理模块17的液处理单元U1在曝光完毕的晶圆W的表面上涂布显影液，之后利用冲洗液来将该显影液冲掉，由此进行抗蚀膜的显影处理。处理模块17的热处理单元U2进行伴随显影处理的各种热处理。作为热处理的具体例，可以举出显影处理前的加热处理(PEB：PostExposure Bake：曝光后烘烤)、显影处理后的加热处理(PB：Post Bake：后烘)等。
在处理块5内的靠载体块4侧设置有架单元U10。架单元U10被划分为在上下方向上排列的多个层格(cell)。在架单元U10的附近设置有升降臂A7。升降臂A7使晶圆W在架单元U10的层格之间升降。
在处理块5内的靠接口块6侧设置有架单元U11。架单元U11被划分为在上下方向上排列的多个层格。
接口块6与曝光装置3之间进行晶圆W的交接。例如，接口块6内置有交接臂A8，该接口块6与曝光装置3连接。交接臂A8将配置于架单元U11的晶圆W交送给曝光装置3，从曝光装置3接收晶圆W并将该晶圆W送回至架单元U11。
控制器100控制涂布/显影装置2，使得例如按照以下的过程执行涂布/显影处理。首先，控制器100控制交接臂A1以将载体11内的晶圆W搬送至架单元U10，控制升降臂A7以将该晶圆W配置于处理模块14用的层格。
接着，控制器100控制搬送臂A3以将架单元U10的晶圆W搬送至处理模块14内的液处理单元U1和热处理单元U2，控制液处理单元U1、热处理单元U2以及疏水化处理单元U5以在该晶圆W的表面上形成下层膜。之后，控制器100控制搬送臂A3以将形成有下层膜的晶圆W送回至架单元U10，控制升降臂A7以将该晶圆W配置于处理模块15用的层格。
接着，控制器100控制搬送臂A3以将架单元U10的晶圆W搬送至处理模块15内的液处理单元U1和热处理单元U2，控制液处理单元U1和热处理单元U2以在该晶圆W的下层膜上形成抗蚀膜。之后，控制器100控制搬送臂A3以将晶圆W送回至架单元U10，控制升降臂A7以将该晶圆W配置于处理模块16用的层格。
接着，控制器100控制搬送臂A3以将架单元U10的晶圆W搬送至处理模块16内的各单元，控制液处理单元U1和热处理单元U2以在该晶圆W的抗蚀膜上形成上层膜。之后，控制器100控制搬送臂A3以将晶圆W送回至架单元U10，控制升降臂A7以将该晶圆W配置于处理模块17用的层格。
接着，控制器100控制直接搬送臂A6以将架单元U10的晶圆W搬送至架单元U11，控制交接臂A8以将该晶圆W送出至曝光装置3。之后，控制器100控制交接臂A8以从曝光装置3接收被实施了曝光处理的晶圆W，并将该晶圆W送回至架单元U11。
接着，控制器100控制搬送臂A3以将架单元U11的晶圆W搬送至处理模块17内的各单元，控制液处理单元U1和热处理单元U2以对该晶圆W的抗蚀膜实施显影处理。之后，控制器100控制搬送臂A3以将晶圆W送回至架单元U10，控制升降臂A7和交接臂A1以将该晶圆W送回载体11内。通过以上过程，涂布/显影处理完成。
此外，基板处理装置的具体结构不限定于以上例示的涂布/显影装置2的结构。基板处理装置只要具备进行显影处理用的液处理单元U1(处理模块17的液处理单元U1)和能够对该进行显影处理用的液处理单元U1(处理模块17的液处理单元U1)进行控制的控制器100即可，可以采用任意的结构。
〔疏水化处理单元〕
接着，详细地说明处理模块14的疏水化处理单元U5。疏水化处理单元U5例如是对形成有下层膜的晶圆W的表面进行疏水化处理的处理单元，该疏水化处理用于提高涂布各种膜时的密合性。如图4所示，疏水化处理单元U5具有疏水化处理装置20、气体供给部30、排气管40、背面吹扫气体供给部50(气流形成机构)、开闭部60、吸引部70(吸引机构)以及控制器100(控制部)。
(疏水化处理装置)
疏水化处理装置20具有处理容器21和盖体22。处理容器21是收容作为处理对象的晶圆W的容器。处理容器21具有水平配置的圆形的底板21a、从底板21a的周缘部向铅垂上方延伸的周壁21b、以及热板21c(载置部)。此外，疏水化处理装置20具有支承晶圆W的例如三根支承销(未图示)，通过气缸(未图示)等使该支承销进行升降，由此将晶圆W抬起而将晶圆W配置于热板21c上的期望位置。在周壁21b形成有沿厚度方向(周壁21b的延伸方向)贯通的贯通孔21x。
热板21c是载置作为处理对象的晶圆W并对晶圆W进行加热(热处理)的圆盘状的构件。热板21c载置于底板21a且被收容于处理容器21。热板21c例如内置有电热线(未图示)，通过对该电热线供电来使该热板21c升温。热板21c的温度例如设为90℃～200℃。
在热板21c形成有沿其厚度方向贯通的第一贯通孔211、212(孔部)和第二贯通孔215(喷出部)。第一贯通孔211、212沿铅垂方向(与热板21c中的晶圆W的载置面垂直的方向)形成。例如在晶圆W的直径约为300mm且热板21c的直径约为350mm的情况下，第一贯通孔211、212形成于从热板21c的中心向径向离开40mm～120mm的位置。在上述的各贯通孔中，第一贯通孔211形成于最靠内侧(径向内侧)的位置，在从热板21c的中心向径向离开规定长度的位置处以在周向上排列的方式形成有多个第一贯通孔211。第一贯通孔212形成于比第一贯通孔211靠径向外侧的位置，在从热板21c的中心向径向离开规定长度的位置处以在周向上排列的方式形成有多个第一贯通孔212。第二贯通孔215以随着从热板21c的背面侧(与晶圆W的载置面相反的一侧)去向热板21c的载置面侧而从热板21c的中心去向径向外侧的方式呈辐射状地(倾斜地)延伸。第二贯通孔215的倾斜角度(相对于热板21c中的晶圆W的载置面的倾斜角度)例如为60度以下，优选设为30度以下。第二贯通孔215形成于比第一贯通孔212靠径向外侧的位置，以在周向上排列的方式形成有多个第二贯通孔215。多个第二贯通孔215相对于晶圆W形成为同心圆状。即，多个第二贯通孔215的形成区域以相对于晶圆W呈同心圆状的方式设置。此外，在周向上排列的多个第二贯通孔215也可以在周向上彼此连通，整体上形成一个狭缝。
盖体22是以覆盖处理容器21的上方的开口的方式配置的盖构件。盖体22具有水平配置的圆形的顶板22a和从顶板22a的周缘部向铅垂下方延伸的周壁22b。即使在通过后述的开闭部60使盖体22配置于覆盖处理容器21的开口的位置的状态下，在盖体22的周壁22b的周缘部的下端22y与处理容器21的周壁21b的周缘部的上端21y之间也会形成规定的间隙G。将规定的间隙G例如设定为约0.1mm～2.0mm。在形成有规定的间隙G的状态下，在处理容器21与盖体22之间形成有处理空间S。在周壁22b形成有外周排气部22c和沿厚度方向(周壁22b的延伸方向)贯通的贯通孔22x。另外，在顶板22a的中央部形成有气体流路22d。
贯通孔22x形成为：在盖体22配置于覆盖处理容器21的开口的位置的状态下，该贯通孔22x与处理容器21的贯通孔21x连通。在通过后述的气体供给部30向处理容器21的内部供给HMDS(hexamethyldisilazane：六甲基二硅氮烷)气体时，从贯通孔21x的下端侧供给作为吹扫气体的氮气。在这种情况下，吹扫处理中的剩余的氮气从贯通孔21x流通至贯通孔22x，并从贯通孔22x的上端被排出至处理容器21的外部。由此，在处理容器21的内部与外部之间形成所谓的气幕，可防止HMDS气体向处理容器21外部泄漏。上述气幕具有防止处理容器21中的HMDS气体与外部气氛的水分发生反应的功能。
外周排气部22c将处理空间S内的气体从载置于热板21c的晶圆W的外侧(外周侧)排出。外周排气部22c设置于周壁22b中的比贯通孔22x靠径向内侧的位置，例如由沿周向等间隔地设置成环状的多个排气孔构成。各排气孔与后述的排气管40连通。
气体流路22d形成于顶板22a的中央部，用于使从气体供给部30供给的作为处理气体的HMDS气体以及作为吹扫用气体的氮气流入处理空间S内。气体流路22d以将顶板22a沿厚度方向贯通的方式形成，且与气体供给部30的气体供给管35连通。
(气体供给部)
气体供给部30向处理容器21供给作为用于使晶圆W的表面疏水化的处理气体的HMDS气体。HMDS气体的气体浓度(Vol％)例如为1％。气体供给部30根据控制器100的控制(在后文中叙述详情)来供给作为处理气体的HMDS气体。
另外，气体供给部30也作为吹扫用气体供给部来发挥功能，该吹扫用气体供给部供给作为吹扫用气体的氮气，以在处理容器21内对HMDS气体进行吹扫。氮气的相对湿度为0％或无限接近0％的值，与上述的空气和HMDS气体相比极低。气体供给部30根据控制器100的控制(在后文中叙述详情)，在供给作为处理气体的HMDS气体之后供给作为吹扫用气体的氮气。
气体供给部30具有HMDS供给源31、氮气供给源32、HMDS供给阀33、氮气(N2)吹扫阀34以及气体供给管35。HMDS供给源31是作为处理气体的HMDS气体的供给源。在HMDS供给源31中例如贮存有HMDS的液体，通过对该液体进行氮气鼓泡，来使HMDS气化而转变为HMDS气体。由于进行氮气鼓泡，因此从HMDS供给源31供给的处理气体中不仅含有HMDS气体，还含有微量的氮气，但在本实施方式中，将从HMDS供给源31供给的处理气体仅记载为HMDS气体。氮气供给源32是作为吹扫用气体的氮气的供给源。气体供给管35是将HMDS供给源31与气体流路22d连接并且将氮气供给源32与气体流路22d连接的配管。
HMDS供给阀33设置在将HMDS供给源31与气体流路22d连接的气体供给管35上。氮气吹扫阀34设置在将氮气供给源32与气体流路22d连接的气体供给管35上。HMDS供给阀33和氮气吹扫阀34用于将气体供给管35内的流路打开和关闭。通过打开HMDS供给阀33，处理气体(HMDS气体)经由气体供给管35从HMDS供给源31流至气体流路22d。通过打开氮气吹扫阀34，吹扫用气体(氮气)经由气体供给管35从氮气供给源32流至气体流路22d。HMDS供给阀33和氮气吹扫阀34的打开和关闭由控制器100来控制(在后文中叙述详情)。
(排气管)
排气管40是用于将处理容器21内的气体排出至外部的配管。排气管40与外周排气部22c的各排气孔连通。空气、处理气体(HMDS气体)以及作为吹扫用气体的氮气能够经由外周排气部22c流至排气管40。
(开闭部)
开闭部60根据控制器100的控制(在后文中叙述详情)来使处理容器21敞开，由此能够利用搬送臂A3向处理容器21内搬入晶圆W。开闭部60具有用于把持盖体22的把持部61和具有致动器来对把持部61进行驱动的驱动部62。驱动部62根据控制器100的控制来驱动把持部61，由此使盖体22相对于处理容器21相对地进行升降。开闭部60使盖体22从盖体22配置于覆盖处理容器21的开口的位置的状态(关闭的状态)开始向上方移动，由此将处理容器21敞开。开闭部60使盖体22从处理容器21敞开的状态(打开的状态)开始向下方移动，由此利用盖体22来覆盖处理容器21的开口。
(背面吹扫气体供给部)
背面吹扫气体供给部50根据控制器100的控制(在后文中叙述详情)向第二贯通孔215喷出流体，来在晶圆W的背面侧形成朝向晶圆W的外侧(径向外侧)的水平方向的气流。使背面吹扫气体供给部50的喷出流量比后述的吸引部70的吸引流量多。通过背面吹扫气体供给部50向晶圆W的背面侧供给流体，与此相对地，通过上述的气体供给部30向晶圆W的表面侧供给作为处理气体的HMDS气体。在此，由气体供给部30供给的HMDS气体朝向晶圆W的表面的外侧流动的流速小于由背面吹扫气体供给部50形成的气流朝向晶圆W的背面的外侧流动的流速。
背面吹扫气体供给部50具有氮气供给源51、氮气吹扫阀52、供给口53以及气体供给管54。氮气供给源51是作为吹扫用气体的氮气的供给源。供给口53设置于第二贯通孔215的端部(热板21c的背面侧的端部)，是使氮气流入第二贯通孔215的供给口。气体供给管54是将氮气供给源51与供给口53连接的配管。氮气吹扫阀52设置在气体供给管54上，用于将气体供给管54内的流路打开和关闭。通过打开氮气吹扫阀52，吹扫用气体(氮气)经由气体供给管54和供给口53从氮气供给源51流至第二贯通孔215。氮气吹扫阀52的打开和关闭由控制器100来控制(在后文中叙述详情)。
如上所述，第二贯通孔215不沿铅垂方向延伸，而是沿相对于热板21c的晶圆W的载置面倾斜的方向(并且是随着从热板21c的背面侧去向晶圆W的载置面侧而去向径向外侧的方向)延伸。被喷出至这样的第二贯通孔215的吹扫用气体会在晶圆W的背面侧形成朝向晶圆W的外侧(径向外侧)的水平方向的气流。通过形成这样的气流，如图5所示，由于伯努利效应而在晶圆W的背面的靠径向中央的区域(比与第二贯通孔215的喷出口对应的区域更靠近中央的区域)产生负压，对晶圆W施加向热板21c方向吸引的力。另外，在晶圆W的背面的靠径向外侧的区域(比与第二贯通孔215的喷出口对应的区域更靠近外侧的区域)产生正压，对晶圆W施加使其浮起的方向上的力。
(吸引部)
吸引部70经由第一贯通孔211、212对晶圆W的背面赋予吸引力来保持晶圆W(详细地说，使晶圆W保持于热板21c)。
吸引部70具有吸引单元71、吸引阀72、73、吸引口74、75以及吸引配管76、77。吸引单元71是通过压力的作用来抽吸气体的机构。吸引口74设置于第一贯通孔211的端部(热板21c的背面侧的端部)，是经由第一贯通孔211将由吸引部71赋予的吸引力传递至处理容器21的气体的部分。吸引口75设置于第一贯通孔212的端部(热板21c的背面侧的端部)，是经由第一贯通孔212将由吸引单元71赋予的吸引力传递至处理容器21内的气体的部分。吸引配管76是将吸引单元71与吸引口74连接的配管。吸引配管77是将吸引单元71与吸引口75连接的配管。吸引阀72设置在吸引配管76上，用于将吸引配管76内的流路打开和关闭。通过打开吸引阀72，经由第一贯通孔211向吸引配管76侧抽吸处理容器21内的气体。吸引阀73设置在吸引配管77上，用于将吸引配管77内的流路打开和关闭。通过打开吸引阀73，经由第一贯通孔212向吸引配管77侧抽吸处理容器21内的气体。吸引阀72、73的打开和关闭由控制器100来控制(在后文中叙述详情)。
(控制器)
控制器100构成为执行以下控制：控制吸引部70以开始进行吸引；以及在吸引部70开始进行吸引之后，控制背面吹扫气体供给部50，以开始喷出流体(氮气)。
另外，控制器100构成为还执行以下控制：在背面吹扫气体供给部50开始喷出流体(氮气)之后，控制气体供给部30以使开始供给作为处理气体的HMDS气体。
如图4所示，控制器100具有开闭控制部101、吸引控制部102、吹扫控制部103以及疏水化控制部104来作为功能模块。
开闭控制部101控制开闭部60，以使处理容器21敞开。具体地说，开闭控制部101控制开闭部60的驱动部62，以使覆盖处理容器21的开口的盖体22朝向上方(远离处理容器21的方向)移动(打开盖体22)。通过打开盖体22来使处理容器21敞开，向处理容器21供给空气。在打开盖体22之后完成晶圆W向处理容器21内的搬入以及晶圆W向热板21c的载置，之后开闭控制部101控制开闭部60，以使盖体22覆盖处理容器21的开口。具体地说，开闭控制部101控制开闭部60的驱动部62，以使盖体22从使处理容器21敞开的状态开始向下方(靠近处理容器21的方向)移动(关闭盖体22)。通过关闭盖体22，来使空气从处理容器21的开口的流入结束。此外，如上所述，即使在盖体22关闭的状态下，也从盖体22与处理容器21之间的间隙G向处理容器21供给微量的空气。
吸引控制部102控制吸引部70，以向晶圆W的背面赋予吸引力。具体地说，吸引控制部102在使晶圆W载置于热板21c且通过开闭控制部101使盖体22关闭之后，打开吸引阀72以向第一贯通孔211和处理容器21内的气体作用由吸引部71产生的吸引力。另外，吸引控制部102在使晶圆W载置于热板21c且通过开闭控制部101使盖体22关闭之后，打开吸引阀73以向第一贯通孔212和处理容器21内的气体作用由吸引部71产生的吸引力。吸引控制部102打开吸引阀72、73以向晶圆W的背面持续地赋予吸引力，直到对载置于热板21c的晶圆W完成基板处理(疏水化处理)为止。当对晶圆W完成基板处理(疏水化处理)时，吸引控制部102关闭吸引阀72、73。此外，吸引控制部102也可以在吸引期间适当地变更由吸引部70产生的吸引力。例如，吸引控制部102可以进行控制以使在吸引处理的初期强劲地进行吸引，并进行控制以使吸引力缓慢地减小。
吹扫控制部103控制背面吹扫气体供给部50，以向第二贯通孔215供给氮气。具体地说，吹扫控制部103在吸引部70开始进行吸引之后，打开氮气吹扫阀52以开始向第二贯通孔215喷出流体(氮气)。吹扫控制部103打开氮气吹扫阀52以向第二贯通孔215持续地喷出流体，直到对载置于热板21c的晶圆W完成基板处理(疏水化处理)为止。当对晶圆W完成基板处理(疏水化处理)时，吹扫控制部103关闭氮气吹扫阀52。
疏水化控制部104控制气体供给部30，以供给HMDS气体。具体地说，在背面吹扫气体供给部50开始进行氮气的喷出之后，疏水化控制部104打开HMDS供给阀33。由此，从HMDS供给源31经由气体供给管35和气体流路22d向处理容器21内供给HMDS气体。在经过规定时间(例如30秒钟)后，疏水化控制部104关闭HMDS供给阀33来结束HMDS气体的供给。
在气体供给部30结束HMDS气体的供给之后，疏水化控制部104控制气体供给部30以供给作为吹扫用气体的氮气。具体地说，疏水化控制部104在上述的HMDS气体的供给结束之后打开氮气吹扫阀34。由此，从氮气供给源32经由气体供给管35和气体流路22d向处理容器21内供给氮气。在经过规定时间(例如10秒钟)后，疏水化控制部104关闭氮气吹扫阀34来结束作为吹扫用气体的氮气的供给。
控制器100由一个或多个进行控制用的计算机构成。例如，控制器100具有图6所示的电路120。电路120具有一个或多个处理器121、存储器122、存储装置123、输入输出端口124以及计时器125。
输入输出端口124在开闭部60的驱动部62、气体供给部30的HMDS供给阀33、气体供给部30的氮气吹扫阀34、吸引部70的吸引阀72、73以及背面吹扫气体供给部50的氮气吹扫阀52等之间进行电信号的输入和输出。计时器125例如通过对固定周期的基准脉冲进行计数来测量经过时间。存储装置123例如具有硬盘等可由计算机读取的记录介质。记录介质记录有用于使后述的基板处理过程被执行的程序。记录介质可以是非易失性的半导体存储器、磁盘以及光盘等能够取出的介质。存储器122暂时记录从存储装置123的记录介质加载的程序和处理器121的运算结果。处理器121与存储器122协作来执行上述程序，由此构成上述的各功能模块。
此外，控制器100的硬件结构不一定限于由程序构成各功能模块。例如，控制器100的各功能模块也可以由专用的逻辑电路或将该逻辑电路集成所得的ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit：专用集成电路)构成。
〔疏水化处理过程〕
接着，作为基板处理方法的一例，参照图7来说明疏水化处理单元U5根据控制器100的控制来执行的疏水化处理过程。
首先，控制器100控制开闭部60的驱动部62，以使覆盖处理容器21的开口的盖体22朝向上方移动(打开盖体22)，进行晶圆W的搬入(步骤S1)。
接下来，控制器100控制吸引部70，以开始对晶圆W的背面进行吸引(步骤S2)。具体地说，控制器100在使晶圆W载置于热板21c且使盖体22关闭之后，打开吸引阀72以向第一贯通孔211和处理容器21内的气体作用由吸引单元71产生的吸引力。另外，控制器100在使晶圆W载置于热板21c且使盖体22关闭之后，打开吸引阀73以向第一贯通孔212和处理容器21内的气体作用由吸引部71产生的吸引力。
接下来，控制器100控制背面吹扫气体供给部50，以开始向第二贯通孔215供给(吹扫)氮气(步骤S3)。具体地说，在吸引部70开始进行吸引之后，控制器100打开氮气吹扫阀52以开始向第二贯通孔215喷出流体(氮气)。
接下来，控制器100控制气体供给部30，以开始供给HMDS气体(步骤S4)。具体地说，在背面吹扫气体供给部50开始喷出氮气之后，控制器100打开HMDS供给阀33。控制器100控制气体供给部30，以在经过规定时间(例如30秒钟)后关闭HMDS供给阀33来结束HMDS气体的供给，并供给作为吹扫用气体的氮气。
接下来，控制器100判定从步骤S4的处理开始起是否经过了规定的处理时间(步骤S5)。重复进行步骤S5的判定，直到在步骤S5中判定为经过了规定的处理时间为止。另一方面，在步骤S5中判定为经过了规定的处理时间的情况下，疏水化处理结束。
〔本实施方式的效果〕
本实施方式所涉及的疏水化处理单元U5具备：热板21c，其载置作为处理对象的晶圆W；吸引部70，其经由形成于热板21c的多个第一贯通孔211、212向晶圆W的背面赋予吸引力来保持晶圆W；以及背面吹扫气体供给部50，其向在热板21c上形成于比第一贯通孔211、212靠外侧的位置的多个第二贯通孔215喷出流体，来在晶圆W的背面侧形成朝向晶圆W的外侧的水平方向的气流。
在本实施方式所涉及的疏水化处理单元U5中，背面吹扫气体供给部50向形成于比第一贯通孔211、212靠外侧的位置的第二贯通孔215喷出流体，形成了朝向晶圆W的外侧的水平方向的气流。通过形成这样的气流，会由于伯努利效应而在晶圆W的背面的靠近中央的区域(晶圆W的背面的比与第二贯通孔215的喷出口对应的区域更靠近中央的区域)产生负压，对晶圆W施加向热板21c方向吸引的力(参照图5)。基于这样的由于伯努利效应而产生的负压得到的吸引力与吸引部70的吸引力共同施加于晶圆W，由此，能够将晶圆W恰当地保持于热板21c，能够抑制晶圆W的翘曲。例如，在通过HMDS气体对翘曲晶圆进行了处理的情况下，在晶圆W的外周部或中央部，晶圆W的温度与其它部分相比会相对变低，结果会产生以下问题：HMDS气体与晶圆W不进行反应，接触角变低。关于这一点，通过利用上述的方法来抑制晶圆W的翘曲，能够抑制该问题的产生。
另外，由水平方向的气流而产生伯努利效应，由此在晶圆W的背面的靠外侧的区域(晶圆W的背面的比与第二贯通孔215的喷出口对应的区域更靠外侧的区域)产生正压(参照图5)。这样，通过背面吹扫气体供给部50也向与吸引部70的吸引力不同的方向施加力，因此，通过将吸引部70的吸引力考虑在内地调整背面吹扫气体供给部50的流体的喷出流量，能够调整热板21c上的晶圆W的姿势(例如，以晶圆W与热板21c离开固定间隔的状态保持晶圆W)，能够提高基板处理的自由度。另外，由于伯努利效应的正压，热板21c上的间隙销(未图示)与晶圆W变得难以接触，能够恰当地抑制对晶圆W的背面造成损伤以及抑制晶圆W的金属膜剥离而产生微粒等。
第二贯通孔215形成有多个，多个第二贯通孔215以相对于晶圆W呈同心圆状的方式形成。由此，能够将晶圆W的背面侧的与多个第二贯通孔215对应地形成气流的区域设为彼此相同的位置(距晶圆W的中心的距离相同的位置)，能够更稳定地保持晶圆W。
也可以是，第二贯通孔215向相对于热板21c上的晶圆W的载置面倾斜的时延伸。具体地说，第二贯通孔215相对于载置面的倾斜角度可以为60度以下，优选为30度以下。由此，能够在晶圆W的背面侧容易地形成水平方向的气流。
疏水化处理单元U5具备气体供给部30，该气体供给部30向收容晶圆W的处理容器21供给作为处理气体的HMDS气体，热板21c为对晶圆W进行加热的热板。这样，在通过热板21c对晶圆W进行加热并且向晶圆W供给处理气体的结构中，有时会存在处理气体绕到晶圆W的背面侧而与晶圆W发生反应的问题。具体地说，可以想到以下不良情况：在晶圆W的背面与HMDS气体发生反应，由此在进行背面冲洗时残渣(异物)增加，该异物堆积在曝光机的载物台上等。关于这一点，在疏水化处理单元U5中，从比第一贯通孔211、212靠外侧的第二贯通孔215向朝向晶圆W的外侧的方向喷出流体，因此能够抑制处理气体借助该流体而绕到晶圆W的背面侧。
图8所示的图是表示抑制处理气体借助从上述的背面吹扫气体供给部50喷出的流体而绕到晶圆W的背面侧的图。在图8中，横轴表示时间，纵轴表示处理气体(HMDS气体)浓度。图8中的“Vapor”表示从气体供给部30供给HMDS气体的时间段，“N2”表示从气体供给部30供给吹扫用的氮气的时间段。图8所示的虚线表示在不从背面吹扫气体供给部50喷出流体的情况下晶圆W背面的HMDS气体浓度，单点划线表示在从背面吹扫气体供给部50喷出流体(例如以5L/min喷出)的情况下晶圆W背面的HMDS气体浓度。如图8所示，通过从背面吹扫气体供给部50喷出流体，晶圆W背面的HMDS气体浓度变为大约接近0的值。因此可知，通过从背面吹扫气体供给部50喷出流体，能够抑制处理气体绕到晶圆W的背面侧。此外，从背面吹扫气体供给部50喷出的吹扫量越多，则能够越有效地抑制HMDS气体绕到晶圆W背面侧。
也可以是，由气体供给部30供给的HMDS气体朝向晶圆W的表面的外侧流动的流速比由背面吹扫气体供给部50形成的气流朝向晶圆W的背面的外侧流动的流速小。由此，能够利用伯努利效应在热板21c上恰当地保持晶圆W。
背面吹扫气体供给部50的喷出流量比吸引部70的吸引流量多。可以认为通过吸引部70的吸引会将上述的处理气体引导至晶圆W的背面侧。关于这一点，通过将向朝向晶圆W的外侧的方向喷出流体的喷出流量设为比吸引部70的吸引流量多，能够有效地抑制通过吸引部70的吸引而处理气体绕到晶圆W的背面侧。
疏水化处理单元U5具备控制器100，该控制器100构成为执行以下控制：控制吸引部70以开始进行吸引；以及在吸引部70开始进行吸引之后，控制背面吹扫气体供给部50以开始喷出流体。例如，可以认为在利用吸引部70进行吸引之前先利用背面吹扫气体供给部50进行流体的喷出的情况下，由于伯努利效应的正压而晶圆W过度地浮起，无法充分地抑制晶圆W的翘曲。关于这一点，在利用吸引部70沿热板21c方向保持晶圆W之后，使背面吹扫气体供给部50开始进行产生正压的流体喷出，由此，能够在将晶圆W可靠地保持于热板21c之后(即、在适当地抑制了晶圆W的翘曲之后)调整伯努利效应的正压来调整晶圆W的浮起量。
在背面吹扫气体供给部50开始喷出流体之后，控制器100控制气体供给部30以开始供给处理气体。由此，能够有效地抑制处理气体绕到晶圆W的背面。
以上，说明了实施方式，但本发明不限定于上述实施方式。例如，虽然说明了以将具备背面吹扫气体供给部50等的结构应用于疏水化处理单元U5的例子，但不限定于此。即，具备背面吹扫气体供给部50等的结构也可以应用于具有处理气体绕到晶圆W的背面的可能性的其它装置，例如可以应用于CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)装置或干法蚀刻装置等。另外，具备背面吹扫气体供给部50等的结构也可以应用于具有在处理中产生的无用物等绕到晶圆W的背面的可能性的其它装置，例如可以应用于热处理(PAB：PostApply Bake，涂布后烘烤)装置等。在这样的装置中，对涂布抗蚀剂、BARC、SOC(SPIN OnCarbon：旋涂碳)后的晶圆W进行加热来使涂布膜中的溶剂挥发。在这种情况下，背面吹扫气体供给部50防止通过加热处理从膜升华出的升华物(无用物)绕到晶圆W的背面。并且，具备背面吹扫气体供给部50等的结构也可以应用于不发生处理气体等绕到晶圆W的背面侧的装置，例如可以应用于PEB(Post Exposure Bake：曝光后烘烤)装置等。在这种情况下，背面吹扫气体供给部50等也能够产生防止晶圆W的翘曲以及防止在背面产生微粒等效果。另外，具备背面吹扫气体供给部50等的结构也可以应用于载置部具有旋转机构的装置(例如晶圆W的显影装置)。
另外，虽然设为第二贯通孔215以随着从热板21c的背面侧(与晶圆W的载置面相反的一侧)去向热板21c的载置面侧而从热板21c的中心去向径向外侧的方式呈辐射状(倾斜地)延伸来进行说明，但不限定于此。即，第二贯通孔215只要借助流动的流体形成朝向晶圆W的外侧的水平方向的气流即可，例如也可以从热板21c的背面侧垂直地立起，在热板21c的载置面侧向水平方向急剧地弯曲。
虽然设为在热板21c形成有沿其厚度方向贯通的作为孔部的第一贯通孔211、212以及作为喷出部的第二贯通孔215进行了说明，但不限定于此，孔部和喷出部可以不将热板21c贯通。

Claims (10)

1.一种基板处理装置，具备：
载置部，其用于载置作为处理对象的基板；
吸引机构，其经由形成于所述载置部的一个或多个孔部向所述基板的背面赋予吸引力来保持所述基板；以及
气流形成机构，其向在所述载置部上形成于比所述孔部靠所述载置部的外侧的位置的一个或多个喷出部喷出流体，来在所述基板的背面侧形成朝向所述基板的外侧的水平方向的气流，
其中，利用所述水平方向的气流产生的伯努利效应，在所述基板的背面的比所述喷出部的喷出口靠中央的区域产生负压以对所述基板施加向所述载置部方向吸引的力，并且在所述基板的背面的比所述喷出口靠外侧的区域产生正压以对所述基板施加使所述基板浮起的力。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述喷出部形成有多个，
多个所述喷出部以相对于所述基板呈同心圆状的方式形成。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述喷出部向相对于所述载置部中的所述基板的载置面倾斜的方向延伸。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述喷出部相对于所述载置面的倾斜角度为60度以下。
5.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述喷出部相对于所述载置面的倾斜角度为30度以下。
6.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备处理气体供给部，该处理气体供给部向收容所述基板的处理容器供给处理气体，
所述载置部为对所述基板进行加热的热板。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
由所述处理气体供给部供给的所述处理气体朝向所述基板的表面的外侧流动的流速比由所述气流形成机构形成的所述气流朝向所述基板的背面的外侧流动的流速小。
8.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
所述气流形成机构的喷出流量比所述吸引机构的吸引流量多。
9.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备控制部，该控制部构成为执行以下控制：控制所述吸引机构以开始进行吸引；以及在所述吸引机构开始进行吸引之后，控制所述气流形成机构以开始喷出所述流体。
10.根据权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部构成为还执行以下控制：在所述气流形成机构开始喷出所述流体之后，控制所述处理气体供给部以开始供给所述处理气体。
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