CN111602230A - 衬底处理方法及衬底处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够改善图案倒塌及颗粒问题的衬底处理方法及衬底处理装置。衬底处理方法包括下述工序：表面改性工序，针对在表面具有氧化物的衬底的表面，实施将该表面的粗糙加以改善的改性；表面清洗工序，向上述衬底的经改性的上述表面供给处理液，通过该处理液对衬底的表面进行清洗；和疏水化工序，向上述衬底的经清洗的上述表面供给疏水化剂，将上述衬底的表面疏水化。

Description

衬底处理方法及衬底处理装置
技术领域
本申请基于2018年1月9日提出申请的日本专利申请2018-001373号及日本专利申请2018-001374号主张优先权，这些申请的全部内容通过引用并入本文中。
本发明涉及处理衬底的衬底处理方法及衬底处理装置。作为处理对象的衬底包含例如半导体晶片、液晶显示装置用衬底、有机EL(Electroluminescence，电致发光)显示装置等FPD(Flat Panel Display，平板显示装置)用衬底、光盘用衬底、磁盘用衬底、光磁盘用衬底、光掩模用衬底、陶瓷衬底、太阳能电池用衬底等衬底。
背景技术
在利用单片式的衬底处理装置进行的衬底处理中，一片一片地处理衬底。详细而言，利用旋转卡盘将衬底大致水平地保持。而且，利用药液对衬底的上表面进行处理，然后利用漂洗液对衬底的上表面进行漂洗。然后，为了将衬底的上表面干燥，进行使衬底高速旋转的旋干工序。
在衬底表面形成有微细的图案的情况下，旋干工序中可能无法将进入图案内部的漂洗液除去。由此，可能发生干燥不良。进入图案内部的漂洗液的液面(空气与液体的界面)形成于图案内。因此，在液面与图案的接触位置，液体的表面张力发挥作用。该表面张力大时，容易引起图案的倒塌。就作为典型的漂洗液的水而言，由于表面张力大，因此不能忽视旋干工序中的图案倒塌。
因此，提出了使用表面张力低于水的作为低表面张力液体的异丙醇(IsopropylAlcohol：IPA)的方法(例如，参见下述专利文献1)。具体而言，通过将IPA供给至衬底的上表面，从而将进入图案内部的水置换为IPA，然后除去IPA，由此使衬底的上表面干燥。但是，即使在将进入图案内部的水置换为IPA的情况下，表面张力作用的时间长时、图案的强度低时，仍可能发生图案的倒塌。
因此，专利文献2中公开了下述衬底处理：通过用甲硅烷基化剂(疏水化剂)将衬底的上表面疏水化，从而使得图案受到的表面张力降低，防止图案倒塌。具体而言，向衬底的上表面供给甲硅烷基化剂，被供给至衬底的上表面的甲硅烷基化剂因衬底的旋转而在衬底的上表面以从中央扩展至周缘的方式流动。由此，衬底的上表面整体被疏水化。然后，利用IPA将残留于衬底的上表面的甲硅烷基化剂冲走，然后将衬底干燥。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-21597号公报
专利文献2：日本特开2012-222329号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，根据本申请的发明人最近的研究获知，即使进行了这样的疏水化处理，有时也产生图案倒塌。此外还获知，在经历疏水化处理并干燥的衬底的表面，观察到较多的颗粒。
关于其原因，本申请的发明人提出的假设如下。
若氧化物附着于要进行疏水化处理的衬底的表面，则会在衬底的表面产生由该氧化物引起的凹凸。对这样的衬底表面进行疏水化处理时，疏水化剂的官能团在衬底露出的表面处与衬底材料反应，在被氧化物覆盖的部分与氧化物的表面反应，形成将衬底的露出部分及衬底表面的氧化物覆盖的疏水化膜。然而，由于疏水化剂由分子量大的材料构成，因此在疏水化膜的表面，不仅遗留由氧化物引起的凹凸，而且产生更大的凹凸。即，若在衬底表面产生由氧化物引起的粗糙，则因疏水化处理，粗糙进一步恶化。
若向这样的粗糙不良的表面供给液体(专利文献2的例子中为IPA)、或者残留有之前供给的液体(例如，水、IPA)，则会因这些液体的表面张力而引起图案倒塌。
另外，对于因疏水化处理而扩大的粗糙而言，在使用颗粒计数器等观测衬底表面的情况下，可能被检测为颗粒。
因此，本发明的一个实施方式提供能够改善图案倒塌及颗粒问题的衬底处理方法及衬底处理装置。
用于解决课题的手段
本发明的一个实施方式提供衬底处理方法，其包括下述工序：表面改性工序，针对在表面具有氧化物的衬底的表面，实施将该表面的粗糙加以改善的改性；表面清洗工序，向上述衬底的经改性的上述表面供给处理液，通过该处理液对衬底的表面进行清洗；和疏水化工序，向上述衬底的经清洗的上述表面供给疏水化剂，将上述衬底的表面疏水化。
根据该方法，针对衬底的表面，实施用于改善粗糙的表面改性处理。由此，衬底的表面平坦化。针对该平坦化的表面，进行基于处理液的清洗处理，然后，进行基于疏水化剂的疏水化处理。如此，以消除了衬底表面的凹凸的状态将衬底的表面改性为疏水性，因此该经改性的衬底表面被均匀地疏水化，并且成为粗糙少的平坦表面。由此，能够解决图案倒塌的问题及颗粒问题。
另外，本发明的一个实施方式提供衬底处理方法，其包括下述工序：加热改性工序，对在表面具有氧化物的衬底进行加热而将表面改性；表面清洗工序，向上述衬底的经改性的上述表面供给处理液，通过该处理液对衬底的表面进行清洗；和疏水化工序，向上述衬底的经清洗的上述表面供给疏水化剂，将上述衬底的表面疏水化。
根据该方法，通过加热衬底而将其表面改性。通过基于加热的表面改性，衬底上的氧化物被除去、或者衬底上的氧化物分解并再结合，由此使得衬底的表面平坦化。针对通过该表面改性而平坦化的表面，进行基于处理液的清洗处理，然后，进行基于疏水化剂的疏水化处理。如此，在消除了由氧化物引起的、衬底表面的凹凸的状态下将衬底的表面改性为疏水性，因此该经改性的衬底的表面被均匀地疏水化，并且成为粗糙少的平坦表面。由此，能够解决图案倒塌的问题及颗粒问题。
本发明的一个实施方式中，上述加热改性工序包括通过加热将上述衬底表面的至少一部分氧化物除去的加热除去工序。
该方法中，通过除去氧化物，衬底表面的凹凸减少或被消除。氧化物因热能而分解。更具体而言，通过热能使衬底材料与氧化物的结合解除，从而能够将氧化物除去。与使用药液的情况相比，基于加热的氧化物的除去在不存在由蚀刻作用引起的衬底材料的损失(膜减损)方面是有利的。
本发明的一个实施方式中，上述加热改性工序包括通过加热使上述衬底表面的由氧化物引起的凹凸减少的平坦化工序。该方法中，由氧化物引起的、衬底表面的凹凸通过加热而平坦化。
本发明的一个实施方式中，上述表面清洗工序包括：药液清洗工序，向上述衬底的表面供给清洗用的药液；和漂洗工序，向上述衬底的表面供给漂洗液，从而用漂洗液将上述药液置换。
由此，能够在使用药液进行衬底清洗后，将衬底的表面疏水化。由于在使用药液的清洗之前，已通过加热衬底而使衬底表面改性，因此衬底的表面呈现良好的疏水性表面。因此，能够在避免图案倒塌的问题及颗粒问题的情况下进行使用药液的衬底清洗。
本发明的一个实施方式中，上述处理液中的溶解氧浓度为100ppb以下。由此，能够抑制或防止由处理液中的溶解氧引起的衬底材料的氧化，因此疏水化处理前的衬底表面的粗糙得以改善。由此，疏水化处理后的衬底表面具有优异的疏水性能。
本发明的一个实施方式中，上述疏水化工序包括疏水化剂供给工序，所述疏水化剂供给工序供给在溶剂中溶解疏水化物质而得到的液态的疏水化剂。此外，上述方法还包括前有机溶剂供给工序，所述前有机溶剂供给工序在上述表面清洗工序之后、且上述疏水化工序之前将能与上述疏水化剂的溶剂混溶的有机溶剂供给至上述衬底的表面。
该方法中，衬底表面的处理液被有机溶剂置换，然后液态的疏水化剂被供给至衬底表面。由于有机溶剂与疏水化剂的溶剂混溶(即，具有相容性)，因此疏水化剂效率良好地将衬底表面的有机溶剂置换。更具体而言，即使在衬底表面形成有图案的情况下，也能够用疏水化剂将图案内的有机溶剂置换。
本发明的一个实施方式中，上述方法还包括后有机溶剂供给工序，所述后有机溶剂供给工序在上述疏水化工序之后向上述衬底的表面供给有机溶剂，将上述衬底上的过量的疏水化剂冲除。由此，能够用适当量的疏水化剂将衬底表面疏水化，因此能够避免由过量的疏水化剂引起衬底表面的粗糙恶化、或者疏水性能降低。
本发明的一个实施方式中，上述有机溶剂中的溶解氧浓度为100ppb以下。由此，能够抑制或防止由有机溶剂中的溶解氧引起的衬底材料的氧化，因此疏水化处理前的衬底表面的粗糙得以改善。由此，疏水化处理后的衬底表面具有优异的疏水性能。
本发明的一个实施方式中，上述疏水化剂中的溶解氧浓度为100ppb以下。由此，在疏水化剂供给工序中，能够抑制或防止由疏水化剂中的溶解氧引起的衬底材料的氧化。
本发明的一个实施方式中，还包括气氛控制工序，所述气氛控制工序在从上述表面清洗工序至上述疏水化工序为止的期间、将上述衬底周围的气氛控制为氧浓度比大气中低的低氧气氛。由此，在通过热处理将衬底表面改性后，能够以抑制了在该表面生长出新的氧化物的状态、将衬底的表面改性为疏水性。
本发明的一个实施方式中，上述低氧气氛为氧不向上述处理液中溶解的氧浓度的气氛。由此，在表面清洗工序中，不会发生来自气氛的氧溶入处理液的情况，因此，能够抑制或防止在表面清洗工序中氧化物在衬底的表面生长。
本发明的一个实施方式中，包括在上述加热改性工序之后将上述衬底冷却的冷却工序，针对上述冷却工序后的衬底，执行上述表面清洗工序。由此，在表面清洗工序之前衬底被冷却，因此能够更可靠地抑制表面清洗工序中的衬底材料的氧化。
本发明的一个实施方式中，包括加热脱水工序，所述加热脱水工序在上述疏水化工序之后将上述衬底表面的疏水化剂加热而使其脱水。由此，在加热脱水工序中，能够使衬底表面的疏水化剂的溶剂飞散而实现杂质的缩小、或消除由过量水分引起的疏水化剂的不完全的结合。由此，能够提供具有优异疏水性的表面。
此外，本发明的一个实施方式提供衬底处理方法，其包括下述工序：氧化物除去工序，将衬底表面的氧化物除去；表面清洗工序，向上述衬底的除去了上述氧化物的表面供给处理液，通过该处理液对衬底的表面进行清洗；疏水化工序，向上述衬底的经清洗的上述表面供给疏水化剂，将上述衬底的表面疏水化；和气氛控制工序，在从上述表面清洗工序至上述疏水化工序为止的期间、将上述衬底周围的气氛控制为氧浓度比大气中低的低氧气氛。
根据该方法，衬底表面的氧化物被除去，然后，执行利用处理液对衬底的表面进行清洗的表面清洗工序。在表面清洗工序之后执行的疏水化工序中，向衬底的表面供给疏水化剂，衬底的表面被改性为疏水性。在从表面清洗工序至疏水化工序为止的期间，衬底周围的气氛被控制为低氧气氛。因此，在衬底表面的氧化物被除去后，能够以抑制了在该表面生长出新的氧化物的状态、将衬底的表面改性为疏水性。因此，在消除了由氧化物引起的、衬底表面的凹凸的状态下将衬底的表面改性为疏水性，因此该经改性的衬底的表面被均匀地疏水化，并且是粗糙少的平坦表面。由此，能够解决图案倒塌的问题及颗粒问题。
表面清洗工序中使用的处理液优选为不将衬底材料氧化的处理液。由此，能够避免清洗时在衬底的表面形成由处理液引起的新的氧化物。
本发明的一个实施方式中，上述低氧气氛为氧不向上述处理液中溶解的氧浓度的气氛。由此，在表面清洗工序中，不会发生来自气氛的氧溶入处理液的情况，因此能够抑制或防止在表面清洗工序中氧化物在衬底的表面生长。
本发明的一个实施方式中，上述处理液中的溶解氧浓度为100ppb以下。由此，在表面清洗工序中，能够可靠地抑制或防止由处理液中的氧引起的衬底材料的氧化。
本发明的一个实施方式中，上述氧化物除去工序包括药液除去工序，其向上述衬底的表面供给药液而将氧化物除去。例如，药液通过蚀刻作用将衬底表面的氧化物除去。该情况下，优选使用能够针对衬底材料选择性地蚀刻氧化物的药液。其中，通常，衬底表面的氧化物能够利用稀释浓度的药液、通过短时间的蚀刻处理而除去，因此即使衬底材料(例如形成了衬底表面图案的材料)中包含氧化物，也不可能使衬底表面的结构实质上改变。
本发明的一个实施方式中，上述药液中的溶解氧浓度为100ppb以下。由此，在药液除去工序中，能够可靠地抑制或防止由药液中的氧引起的衬底材料的氧化。
本发明的一个实施方式中，上述氧化物除去工序包括通过加热将上述衬底表面的至少一部分氧化物除去的加热除去工序。该情况下，氧化物因热能而分解。更具体而言，通过热能使衬底材料与氧原子的结合解除，从而能够将氧化物除去。与使用药液的情况相比，基于加热的氧化物的除去在不存在由蚀刻作用引起的衬底材料的损失(膜减损)方面是有利的。
本发明的一个实施方式中，还包括将应供给至上述衬底表面的处理液中的氧进行脱气的脱气工序，上述表面清洗工序将经历了上述脱气工序的处理液供给至上述衬底的表面。由此，使处理液中的溶解氧量可靠地减少，能够抑制或防止由溶解氧引起的衬底材料的氧化。
本发明的一个实施方式中，上述表面清洗工序包括：药液清洗工序，向上述衬底的表面供给清洗用的药液；和漂洗工序，向上述衬底的表面供给漂洗液，从而用漂洗液将上述药液置换。该情况下，药液及漂洗液为处理液，优选使用不将衬底材料氧化的各液体。由此，在药液清洗工序及漂洗工序中均能够抑制或防止衬底材料的氧化。
本发明的一个实施方式中，上述疏水化工序包括疏水化剂供给工序，所述疏水化剂供给工序供给在溶剂中溶解疏水化物质而得到的液态的疏水化剂。此外，上述方法还包括前有机溶剂供给工序，所述前有机溶剂供给工序在上述表面清洗工序之后、且上述疏水化工序之前将能与上述疏水化剂的溶剂混溶的有机溶剂供给至上述衬底的表面。
该方法中，衬底表面的处理液被有机溶剂置换，然后液态的疏水化剂被供给至衬底的表面。由于有机溶剂与疏水化剂的溶剂混溶(即，具有相容性)，因此疏水化剂效率良好地将衬底表面的有机溶剂置换。更具体而言，即使在衬底表面形成有图案的情况下，也能够用疏水化剂将图案内的有机溶剂置换。有机溶剂优选为不将衬底表面氧化的有机溶剂。由此，能够抑制或防止在供给疏水化剂之前氧化物在衬底表面生长，能够对衬底的表面实施均匀的疏水化处理。
本发明的一个实施方式中，上述有机溶剂中的溶解氧浓度为100ppb以下。由此，在前有机溶剂供给工序中，能够可靠地抑制或防止由有机溶剂中的氧引起的衬底材料的氧化。
本发明的一个实施方式中，上述疏水化剂中的溶解氧浓度为100ppb以下。由此，在疏水化剂供给工序中，能够抑制或防止由疏水化剂中的溶解氧引起的衬底材料的氧化。
本发明的一个实施方式中，上述方法还包括后有机溶剂供给工序，所述后有机溶剂供给工序在上述疏水化工序之后向上述衬底的表面供给有机溶剂，将上述衬底上的过量的疏水化剂冲除。由此，能够利用适当量的疏水化剂使衬底表面疏水化，因此能够避免由过量的疏水化剂引起衬底表面的粗糙恶化、或者疏水性能降低。
本发明的一个实施方式中，上述气氛控制工序包括：阻断构件配置工序，将阻断构件相对地配置在与上述衬底表面接近的位置；和非活性气体供给工序，向上述阻断构件与上述衬底的表面之间供给非活性气体。
该方法中，通过将阻断构件以与衬底表面接近的方式相对配置，从而能够限制衬底表面所相对的空间。然后，通过向该被限制的空间供给非活性气体，从而使衬底的表面置于低氧浓度的气氛中。由此，能够抑制或防止氧化物在处理中的衬底表面生长。
本发明的一个实施方式中，上述阻断构件包含：与上述衬底表面相对的相对部；和连接于上述相对部的周缘部、且将上述衬底的周缘包围的环状的延伸设置部，在上述气氛控制工序中，上述延伸设置部与上述衬底的周缘相对。
由此，衬底的表面所相对的空间在该表面的法线方向上被相对部限制，在与该表面平行的方向上被环状的延伸设置部限制。由此，衬底的表面所相对的空间形成大致封闭空间，向该封闭空间供给非活性气体。因此，衬底的表面置于低氧浓度且稳定的气氛中，在该状态下进行表面清洗处理等。因此，能够更可靠地抑制或防止氧化物在处理中的衬底表面生长。
本发明的一个实施方式提供衬底处理装置，其包含：表面改性单元，其针对在表面具有氧化物的衬底的表面，实施将该表面的粗糙加以改善的改性；处理液供给单元，其向上述衬底的经改性的上述表面供给用于清洗该表面的处理液；和疏水化剂供给单元，其向经清洗的上述衬底表面供给疏水化剂，将上述衬底的表面疏水化。
另外，本发明的一个实施方式提供衬底处理装置，其包含：热处理单元，其对在表面具有氧化物的衬底进行加热而将表面改性；处理液供给单元，其向上述衬底的经改性的上述表面供给用于清洗该表面的处理液；和疏水化剂供给单元，其向经清洗的上述衬底表面供给疏水化剂，将上述衬底的表面疏水化。
本发明的一个实施方式中，上述热处理单元以通过加热将上述衬底表面的至少一部分氧化物除去的方式对上述衬底进行加热。
本发明的一个实施方式中，上述热处理单元以通过加热使上述衬底表面的由氧化物引起的凹凸减少的方式对上述衬底进行加热。
本发明的一个实施方式中，上述处理液供给单元包含：药液供给单元，其将清洗用的药液供给至上述衬底的表面；和漂洗液供给单元，其将漂洗液供给至所述衬底的表面，从而用漂洗液将上述药液置换。
本发明的一个实施方式中，上述处理液供给单元将溶解氧浓度为100ppb以下的处理液供给至衬底的表面。
本发明的一个实施方式中，上述疏水化剂供给单元供给在溶剂中溶解疏水化物质而得到的液态的疏水化剂。另外，上述衬底处理装置还包含前有机溶剂供给单元，其在清洗上述衬底表面之后、且上述衬底表面的疏水化之前，将能与上述疏水化剂的溶剂混溶的有机溶剂供给至上述衬底的表面。
本发明的一个实施方式中，还包含后有机溶剂供给单元，其在上述衬底表面的疏水化之后向上述衬底的表面供给有机溶剂，将上述衬底上的过量的疏水化剂冲除。
本发明的一个实施方式中，上述有机溶剂中的溶解氧浓度为100ppb以下。
本发明的一个实施方式中，上述疏水化剂中的溶解氧浓度为100ppb以下。
本发明的一个实施方式中，上述衬底处理装置还包含气氛控制单元，其在利用上述处理液供给单元向上述衬底的表面供给处理液的期间、及利用上述疏水化剂供给单元向上述衬底的表面供给疏水化剂的期间，将上述衬底周围的气氛控制为氧浓度比大气中低的低氧气氛。
本发明的一个实施方式中，上述气氛控制单元将上述衬底周围的气氛控制为氧不向上述处理液中溶解的氧浓度的低氧气氛。
本发明的一个实施方式中，还包含冷却单元，其在利用上述热处理单元加热之后、且在上述表面的清洗之前，将上述衬底冷却。
本发明的一个实施方式中，上述衬底处理装置还包含后加热单元，其在上述表面经疏水化之后对上述衬底进行加热，以将上述衬底表面的疏水化剂加热而使其脱水。
此外，本发明的一个实施方式提供衬底处理装置，其包含：氧化物除去单元，其将衬底表面的氧化物除去；处理液供给单元，其为了对除去了上述表面的氧化物的衬底表面进行清洗，向该表面供给处理液；疏水化剂供给单元，其向经清洗的上述衬底表面供给疏水化剂，将上述衬底的表面疏水化；气氛控制单元，其在利用上述处理液供给单元向上述衬底的表面供给处理液的期间、及利用上述疏水化剂供给单元向上述衬底的表面供给疏水化剂的期间，将上述衬底周围的气氛控制为氧浓度比大气中低的低氧气氛。
本发明的一个实施方式中，上述气氛控制单元将上述衬底周围的气氛控制为氧不向上述处理液中溶解的氧浓度的低氧气氛。
本发明的一个实施方式中，上述处理液供给单元将溶解氧浓度为100ppb以下的处理液供给至衬底的表面。
本发明的一个实施方式中，上述氧化物除去单元包含向上述衬底的表面供给药液而将氧化物除去的氧化物除去药液供给单元。
本发明的一个实施方式中，上述氧化物除去药液供给单元将溶解氧浓度为100ppb以下的药液供给至衬底的表面。
本发明的一个实施方式中，上述氧化物除去单元包含通过加热将上述衬底表面的至少一部分氧化物除去的热处理单元。
本发明的一个实施方式中，上述处理液供给单元包含将应供给至上述衬底表面的处理液中的氧进行脱气的脱气单元。
本发明的一个实施方式中，上述处理液供给单元包含：药液供给单元，其将清洗用的药液供给至上述衬底的表面；和漂洗液供给单元，其将漂洗液供给至上述衬底的表面，从而用漂洗液将上述药液置换。
本发明的一个实施方式中，上述疏水化剂供给单元供给在溶剂中溶解疏水化物质而得到的液态的疏水化剂。此外，上述衬底处理装置还包含前有机溶剂供给单元，其在清洗上述衬底表面之后、且上述衬底表面的疏水化之前，将能与上述疏水化剂的溶剂混溶的有机溶剂供给至上述衬底的表面。
本发明的一个实施方式中，上述前有机溶剂供给单元供给溶解氧浓度为100ppb以下的有机溶剂。
本发明的一个实施方式中，上述疏水化剂供给单元供给溶解氧浓度为100ppb以下的液态的疏水化剂。
本发明的一个实施方式中，上述衬底处理装置还包含后有机溶剂供给单元，其在上述衬底表面的疏水化之后向上述衬底的表面供给有机溶剂，将上述衬底上的过量的疏水化剂冲除。
本发明的一个实施方式中，上述气氛控制单元包含：阻断构件，其与上述衬底的表面相对；阻断构件配置单元，其将上述阻断构件相对地配置在与上述衬底的表面接近的位置；和非活性气体供给单元，其向上述阻断构件与上述衬底的表面之间供给非活性气体。
本发明的一个实施方式中，上述阻断构件包含：相对部，其与上述衬底的表面相对；和环状的延伸设置部，其连接于上述相对部的周缘部，且将上述衬底的周缘包围。此外，通过上述阻断构件配置单元将上述阻断构件配置在与上述衬底的表面接近的位置时，上述延伸设置部与上述衬底的周缘相对。
关于本发明中的上述或者进一步的其他的目的、特征及效果，可参照附图而通过后文记载的实施方式的说明得以明确。
附图说明
[图1]图1A～图1D为用于对基于本发明的一个实施方式的衬底处理的原理进行说明的说明图。
[图2]图2A～图2C为用于对基于本发明的一个实施方式的衬底处理的另一原理进行说明的说明图。
[图3]图3A～图3D为用于对基于本发明的一个实施方式的衬底处理的又一原理进行说明的说明图。
[图4]图4为用于对本发明的一个实施方式涉及的衬底处理装置的内部配置进行说明的图解性俯视图。
[图5]图5为用于对上述衬底处理装置所具备的处理单元的构成例进行说明的示意性截面图。
[图6]图6为用于对上述衬底处理装置的主要部分的电气构成进行说明的框图。
[图7A]图7A为用于对利用上述衬底处理装置进行的衬底处理的一例进行说明的流程图。
[图7B]图7B为用于对利用上述衬底处理装置进行的衬底处理的另一例进行说明的流程图。
[图8A]图8A为用于对药液处理(氧化物除去工序、表面清洗工序)的情况进行说明的图解性截面图。
[图8B]图8B为用于对上述药液处理后的漂洗处理的情况进行说明的图解性截面图。
[图8C]图8C为用于对第1有机溶剂处理的情况进行说明的图解性截面图。
[图8D]图8D为用于对疏水化处理的情况进行说明的图解性截面图。
[图8E]图8E为用于对第2有机溶剂处理的情况进行说明的图解性截面图。
[图9]图9为用于对本发明的另一实施方式涉及的衬底处理装置的内部配置进行说明的图解性俯视图。
[图10]图10为用于对图9的衬底处理装置所具备的热处理单元的构成例进行说明的图解性截面图。
[图11]图11为用于对图9的衬底处理装置所具备的处理单元的构成例进行说明的示意性截面图。
[图12]图12为用于对图9的衬底处理装置的电气构成进行说明的框图。
[图13A]图13A为用于对利用图9的衬底处理装置进行的衬底处理的一例进行说明的流程图。
[图13B]图13B为用于对利用图9的衬底处理装置进行的衬底处理的另一例进行说明的流程图。
[图14A]图14A为用于对药液处理(表面清洗工序)的情况进行说明的图解性截面图。
[图14B]图14B为用于对上述药液处理后的漂洗处理(表面清洗工序)的情况进行说明的图解性截面图。
[图14C]图14C为用于对第1有机溶剂处理的情况进行说明的图解性截面图。
[图14D]图14D为用于对疏水化处理的情况进行说明的图解性截面图。
[图14E]图14E为用于对第2有机溶剂处理的情况进行说明的图解性截面图。
[图14F]图14F为用于对后衬底加热处理的情况进行说明的图解性截面图。
[图14G]图14G为用于对后衬底冷却处理的情况进行说明的图解性截面图。
[图15A]图15A为用于对药液处理(氧化物除去工序、表面清洗工序)的情况进行说明的图解性截面图。
[图15B]图15B为用于对上述药液处理后的漂洗处理的情况进行说明的图解性截面图。
[图16]图16为用于对控制动作例进行说明的顺序图。
[图17]图17为用于对由后衬底加热处理带来的脱溶剂作用进行说明的图。
[图18]图18为用于对由后衬底加热处理带来的脱水作用进行说明的图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。
图1A～图1D为用于对基于本发明的一个实施方式的衬底处理的原理进行说明的说明图。作为处理对象的衬底典型而言为硅晶片，更通常而言，是在表面存在硅、锗等容易被氧化的材料的衬底。衬底的表面例如可以为硅晶片的表面，也可以为含有硅等容易被氧化的材料的图案的表面。
图1A示出处理前的硅晶片W的表面状态。在晶片W表面，形成有氧化物Ox，并产生由该氧化物Ox引起的凹凸。氧化物Ox可以为自然氧化物，也可以为因与药液的化学反应而生成的氧化物。因此，在晶片W表面存在：露出作为衬底材料的硅的硅露出部Wsi；和作为氧化物Ox表面的氧化物部Wox。
当针对图1A的原有表面状态(即在表面产生了由氧化物Ox导致的凹凸)的晶片W供给疏水化剂而实施了疏水化处理时，可认为其表面状态如图1D所示这样。即，疏水化物质Sm的官能团(例如硅烷醇基)与位于硅露出部Wsi的OH基(羟基)、或者位于氧化物Ox表面的OH基结合，并且疏水化物质Sm的分子彼此结合。由此，形成将硅露出部Wsi及氧化物部Wox覆盖的疏水化膜。由于疏水化物质Sm的分子较大，因此，在疏水化膜的表面形成比晶片W表面的原有凹凸更大的凹凸，粗糙恶化。因此，液体的接触角不太大，无法获得充分的疏水性能。此外，对于已扩大的粗糙而言，用颗粒计数器进行观测时，可能被检测为颗粒。
该处理例中，针对图1A的晶片W，进行用于除去氧化物Ox的氧化物除去处理来作为表面改性处理。该氧化物除去处理可以为对晶片W进行加热来除去氧化物Ox的加热除去处理(加热改性处理的一例)，也可以为向晶片W表面供给药液来除去氧化物Ox的药液除去处理。由此，如图1B所示，晶片W表面的大致整个区域因衬底材料的露出而成为硅露出部Wsi，并且晶片W表面的粗糙得以改善。向该状态的晶片W表面供给疏水化剂而实施疏水处理时，如图1C所示，在晶片W表面的大致整个区域，疏水化物质Sm的官能团与硅露出部Wsi的OH基均匀地结合。结果，疏水化物质Sm的分子遍及晶片W表面而均匀地排列，得到没有凹凸的经疏水化的表面。就这样的表面而言，液体的接触角大，具有充分的疏水性能，并且不具有可能被检测为颗粒的凹凸。
需要说明的是，并不一定需要将晶片W上的氧化物Ox无残留地除去，也可以在将氧化物Ox部分地除去而改善了表面的粗糙之后，进行疏水化处理。
图2A～图2C为用于对基于本发明的一个实施方式的衬底处理的另一原理进行说明的说明图。图2A示出处理前的硅晶片W的表面状态，与图1A同样。
该例中，作为针对图2A的晶片W的表面改性处理(加热改性处理)，进行用于使氧化物Ox平坦化的处理(平坦化工序)。更具体而言，通过对晶片W进行适当的加热处理，从而产生氧化物Ox的分解并再结合。由此，如图2B所示，成为在晶片W表面的大致整个区域形成均匀厚度的氧化物Ox的状态，晶片W表面的粗糙得以改善。向该状态的晶片W表面供给疏水化剂而实施疏水处理时，如图2C所示，在晶片W表面的大致整个区域，疏水化物质Sm的官能团与氧化物部Wox的OH基均匀地结合。
结果，疏水化物质Sm的分子遍及晶片W表面而均匀地排列，得到没有凹凸的经疏水化的表面。就这样的表面而言，液体的接触角大，具有充分的疏水性能，并且不具有可能被检测为颗粒的凹凸。
图3A～图3D为用于对基于本发明的一个实施方式的衬底处理的又一原理进行说明的说明图。图3A示出处理前的硅晶片W的表面状态，与图1A同样。
该处理例中，作为针对图3A的晶片W的表面改性处理(加热改性处理)，进行用于除去氧化物Ox的处理(加热除去工序)。由此，如图3B所示，晶片W表面的大致整个区域因衬底材料的露出而成为硅露出部Wsi，并且晶片W表面的粗糙得以改善。
如图3C所示，在该状态的晶片W表面，新的氧化膜Oxn以均匀的膜厚形成。新的氧化膜Oxn可通过在存在氧的气氛中进行加热而形成(加热改性工序的一例)。
以这样的方式形成的新的氧化膜Oxn继承了图3B的状态的硅露出部Wsi的粗糙度，呈现出粗糙被改善的表面。向该状态的晶片W表面、即新的氧化膜Oxn的表面供给疏水化剂而实施疏水处理时，如图3D所示，在晶片W表面的大致整个区域，疏水化物质Sm的官能团与新的氧化膜Oxn表面的OH基均匀地结合。
结果，疏水化物质Sm的分子遍及晶片W表面而均匀地排列，得到没有凹凸的经疏水化的表面。就这样的表面而言，液体的接触角大，具有充分的疏水性能，并且不具有可能被检测为颗粒的凹凸。
图4为用于对本发明的一个实施方式涉及的衬底处理装置1的内部配置进行说明的图解性俯视图。衬底处理装置1为对作为衬底的一例的硅晶片W一片一片地进行处理的单片式装置。该实施方式中，晶片W为圆板状的衬底。衬底处理装置1包含：用处理液处理晶片W的多个处理单元2；对收纳被处理单元2处理的多片晶片W的托架C进行载置的装载埠LP；在装载埠LP与处理单元2之间搬运晶片W的搬运机械手IR及CR；和控制衬底处理装置1的控制单元3。搬运机械手IR在托架C与搬运机械手CR之间搬运晶片W。搬运机械手CR在搬运机械手IR与处理单元2之间搬运晶片W。多个处理单元2例如具有同样的构成。
图5为用于对处理单元2的构成例进行说明的示意性截面图。处理单元2包含：腔室4(参见图4)、旋转卡盘5、相对构件6、支承构件7、非活性气体供给单元8、第1处理液供给单元30、第2处理液供给单元40、有机溶剂供给单元10、疏水化剂供给单元11、支承构件升降单元12、和处理杯13。
旋转卡盘5在将一片晶片W以水平姿态保持的同时使晶片W围绕从晶片W的中央部通过的竖直的旋转轴线A1旋转。旋转卡盘5收纳于腔室4内(参见图4)。腔室4中，形成有用于将晶片W搬入腔室4内、或者将晶片W从腔室4内搬出的出入口(未图示)。腔室4中具备将这些出入口开闭的闸门单元(未图示)。
旋转卡盘5包含衬底保持单元24、旋转轴22、和电动马达23。衬底保持单元24将晶片W水平地保持。衬底保持单元24包含旋转基座21和多个卡盘销20。旋转基座21具有沿着水平方向的圆板形状。在旋转基座21的上表面，多个卡盘销20在周向上隔开间隔地配置。旋转轴22与旋转基座21的下表面中央结合。旋转轴22沿着旋转轴线A1在竖直方向上延伸。电动马达23向旋转轴22提供旋转力。利用电动马达23使旋转轴22旋转，由此衬底保持单元24的旋转基座21旋转。由此，晶片W沿绕着旋转轴线A1的旋转方向S旋转。电动马达23构成使晶片W绕着旋转轴线A1旋转的衬底旋转单元。
相对构件6在俯视下为大致圆形。旋转轴线A1为从相对构件6的中心部通过的竖直轴线。在该实施方式中，相对构件6由树脂形成。作为形成相对构件6的树脂，可举出PEEK(聚醚醚酮)等。相对构件6为将相对构件6与晶片W的上表面之间的空间65内的气氛从周围的气氛阻断的阻断构件的一例。
相对构件6例如可通过磁力与衬底保持单元24卡合。详细而言，相对构件6包含多个第1卡合部66。第1卡合部66从相对部60的相对面60a向下方延伸。多个第1卡合部66沿旋转方向S彼此隔开间隔地配置。衬底保持单元24包含能够与多个第1卡合部66进行凹凸卡合的多个第2卡合部76。多个第2卡合部76沿旋转方向S彼此隔开间隔地配置，固定于旋转基座21。
在相对构件6的各第1卡合部66与衬底保持单元24的对应的第2卡合部76卡合的状态下，相对构件6能够与衬底保持单元24一体旋转。相对构件6与衬底保持单元24卡合时，电动马达23使旋转基座21旋转，由此相对构件6与衬底保持单元24一同旋转。即，电动马达23也作为使相对构件6绕着旋转轴线A1旋转的相对构件旋转单元发挥功能。
相对构件6包含相对部60、延伸设置部61、筒状部62、和多个凸缘部63。相对部60从上方与晶片W的上表面相对。相对部60形成为圆板状。相对部60在旋转卡盘5的上方大致水平地配置。相对部60具有与晶片W的上表面相对的相对面60a。相对面60a为相对部60的下表面。延伸设置部61从相对部60的周缘部向下方延伸，绕着旋转轴线A1形成为环状。延伸设置部61的内周面61a形成为锥面，其是以随着朝向下方而朝向将旋转轴线A1作为中心的径向的外侧的方式相对于竖直方向倾斜而成的。延伸设置部61的外周面沿着竖直方向延伸。
以下，将以旋转轴线A1为中心的径向的内侧简称为“径向内侧”，将以旋转轴线A1为中心的径向的外侧简称为“径向外侧”。相对构件6与衬底保持单元24卡合时，延伸设置部61在比第1防护罩17更靠径向内侧的位置包围晶片W，从侧方(径向外侧)与晶片W的周缘相对(参见图5的双点划线)。
筒状部62固定于相对部60的上表面。多个凸缘部63沿筒状部62的周向(旋转方向S)彼此隔开间隔地配置于筒状部62的上端。各凸缘部63从筒状部62的上端水平地延伸。
衬底处理装置1中使用的处理液中包含药液、漂洗液、有机溶剂、及疏水化剂等。
第1处理液供给单元30及第2处理液供给单元40向晶片W的上表面的中央区域供给药液及漂洗液(处理液)。晶片W的上表面的中央区域为包含晶片W的上表面与旋转轴线A1的交叉位置的、晶片W的上表面的中央附近的区域。
第1处理液供给单元30包含：朝向晶片W的上表面的中央区域喷出处理液的处理液喷嘴33；结合于处理液喷嘴33的药液供给管31；同样结合于处理液喷嘴33的漂洗液供给管34；安装于药液供给管31的药液阀32；和安装于漂洗液供给管34的漂洗液阀35。在药液供给管31，从药液供给源供给例如氢氟酸(氟化氢水溶液：HF)等酸系药液。药液阀32将药液供给管31内的流路开闭。在漂洗液供给管34，从漂洗液供给源供给DIW(去离子水)等漂洗液。漂洗液阀35将漂洗液供给管34内的流路开闭。在该实施方式中，第1处理液供给单元30(尤其是与药液供给相关的部分)为供给用于将晶片W表面的氧化物除去的药液的氧化物除去药液供给单元的一例，因此，也为氧化物除去单元的一例。另外，第1处理液供给单元30的与漂洗液供给相关的部分为对晶片W表面进行清洗的处理液清洗单元的一例。
第2处理液供给单元40包含：朝向晶片W的上表面的中央区域喷出处理液的处理液喷嘴43；结合于处理液喷嘴43的药液供给管41；同样结合于处理液喷嘴43的漂洗液供给管44；安装于药液供给管41的药液阀42；和安装于漂洗液供给管44的漂洗液阀45。在药液供给管41，从药液供给源供给例如SC1(氨过氧化氢水混合液)等碱系药液。药液阀42将药液供给管41内的流路开闭。在漂洗液供给管44，从漂洗液供给源供给CO2水(碳酸水溶液)等漂洗液。漂洗液阀45将漂洗液供给管44内的流路开闭。该实施方式中，第2处理液供给单元40为将用于清洗晶片W表面的处理液供给至晶片W表面的处理液供给单元的一例。特别地，第2处理液供给单元40的与药液供给相关的部分构成药液供给单元，与漂洗液供给相关的部分构成漂洗液供给单元。
药液的例子不限于氢氟酸及SC1。从处理液喷嘴33、43喷出的药液可以为包含硫酸、乙酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、缓冲氢氟酸(BHF)、稀氢氟酸(DHF)、氨水、过氧化氢水溶液、有机碱(例如，TMAH：四甲基氢氧化铵等)、表面活性剂、防腐剂中的至少一者的液体。作为将它们混合而得到的药液的例子，可举出SPM(硫酸过氧化氢水混合液)、SC1(氨过氧化氢水混合液)、SC2(盐酸过氧化氢水混合液)等。其中，使用酸系的药液和碱系的药液时，优选从第1及第2处理液供给单元30、40供给各自的药液，以使得能够避免它们的混合。
另外，从处理液喷嘴33、43喷出的漂洗液不限于DIW、CO2水。例如，从处理液喷嘴33、43喷出的漂洗液可以为电解离子水、臭氧水、氨水、稀释浓度(例如，10ppm～100ppm左右)的盐酸水、还原水(氢水)。漂洗液含有水。
有机溶剂供给单元10是将有机溶剂供给至晶片W的上表面的中央区域的单元。有机溶剂供给单元10包含：朝向晶片W的上表面的中央区域喷出有机溶剂的有机溶剂喷嘴50；结合于有机溶剂喷嘴50的有机溶剂供给管51；和安装于有机溶剂供给管51的有机溶剂阀52。在有机溶剂供给管51，从有机溶剂供给源供给IPA等有机溶剂。有机溶剂阀52将有机溶剂供给管51内的流路开闭。该实施方式中，有机溶剂供给单元10为在将晶片W表面疏水化之前供给有机溶剂的前有机溶剂供给单元的一例，并且为在将晶片W表面疏水化之后供给有机溶剂的后有机溶剂供给单元的一例。
从有机溶剂喷嘴50喷出的有机溶剂不限于IPA。从有机溶剂喷嘴50喷出的有机溶剂也可以为不与晶片W的上表面、及形成于晶片W上的图案(未图示)发生化学反应(更准确而言，缺乏反应性)的、除IPA以外的有机溶剂。更具体而言，从有机溶剂喷嘴50喷出的有机溶剂可以为包含IPA、HFE(氢氟醚)、甲醇、乙醇、丙酮及反式-1,2-二氯乙烯中的至少一者的有机溶剂。其中，从有机溶剂喷嘴50供给的有机溶剂优选为能与从疏水化剂供给单元11供给的疏水化剂的溶剂混溶(即具有相容性)的有机溶剂。此外，从有机溶剂喷嘴50供给的有机溶剂优选为能与从处理液供给单元30、40供给的漂洗液(DIW、CO2水等)混溶(即具有相容性)的有机溶剂。
疏水化剂供给单元11是将液态的疏水化剂供给至晶片W的上表面的中央区域的单元。疏水化剂供给单元11包含：朝向晶片W的上表面的中央区域喷出疏水化剂的疏水化剂喷嘴80；结合于疏水化剂喷嘴80的疏水化剂供给管81；和安装于疏水化剂供给管81的疏水化剂阀82。在疏水化剂供给管81，从疏水化剂供给源供给液态的疏水化剂。疏水化剂阀82将疏水化剂供给管81内的流路开闭。
从疏水化剂喷嘴80喷出的疏水化剂是将疏水化物质溶解于溶剂中而得到的液体。作为疏水化剂，例如，可以使用使硅本身及含有硅的化合物疏水化的硅系的疏水化剂、或者使金属本身及含有金属的化合物疏水化的金属系的疏水化剂。金属系的疏水化剂例如包含具有疏水基的胺、及有机硅化合物中的至少一者作为疏水化物质。硅系的疏水化剂例如为硅烷偶联剂。硅烷偶联剂例如包含HMDS(六甲基二硅氮烷)、TMS(四甲基硅烷)、氟化烷氯硅烷、烷基二硅氮烷、及非氯系的疏水化剂中的至少一者作为疏水化物质。非氯系的疏水化剂例如包含二甲基甲硅烷基二甲胺、二甲基甲硅烷基二乙胺、六甲基二硅氮烷、四甲基二硅氮烷、双(二甲基氨基)二甲基硅烷、N,N-二甲基氨基三甲基硅烷、N-(三甲基甲硅烷基)二甲胺及有机硅烷化合物中的至少一者作为疏水化物质。使疏水化物质溶解的溶剂可以为选自脂肪族烃、芳香族烃、酯、醇、醚等中的至少一种。更具体而言，可以为选自由甲醇、乙醇、IPA、丁醇、乙二醇、丙二醇、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、DMA(二甲基乙酰胺)、DMSO(二甲基亚砜)、己烷、甲苯、PGMEA(丙二醇单甲基醚乙酸酯)、PGME(丙二醇单甲基醚)、PGPE(丙二醇单丙基醚)、PGEE(丙二醇单乙基醚)、GBL(γ-丁内酯)、乙酰丙酮、3-戊酮、2-庚酮、乳酸乙酯、环己酮、二丁基醚、HFE(氢氟醚)、乙基九氟异丁基醚、乙基九氟丁基醚、及间二三氟甲苯组成的组中的至少一种。
为了使供给至晶片W的处理液(药液、漂洗液、有机溶剂及疏水化剂)中的溶解氧减少，具备脱气单元。即，在药液供给管31、41、漂洗液供给管34、44、有机溶剂供给管51及疏水化剂供给管81，各自安装有脱气单元36、46、37、47、53、83。因此，减少了溶解氧的处理液被供给至晶片W表面。也可以在各处理液的供给源具备脱气单元。脱气单元可以构成为：通过向各处理液中导入非活性气体(例如通过鼓泡来导入)，使处理液中的溶解氧排出。
非活性气体供给单元8包含：朝向晶片W的上表面的中央区域喷出非活性气体的非活性气体喷嘴90；结合于非活性气体喷嘴90的非活性气体供给管91；和安装于非活性气体供给管91的非活性气体阀92。在非活性气体供给管91，从非活性气体供给源供给氮气等非活性气体。非活性气体阀92将非活性气体供给管91内的流路开闭。
该实施方式中，处理液喷嘴33、43、有机溶剂喷嘴50、疏水化剂喷嘴80及非活性气体喷嘴90共通地收纳于喷嘴收纳构件38。喷嘴收纳构件38的下端部与晶片W的上表面的中央区域相对。
支承构件7包含：相对构件支承部70，其支承相对构件6；喷嘴支承部72，其设置于较相对构件支承部70更靠上方，且支承喷嘴收纳构件38；和壁部71，其将相对构件支承部70与喷嘴支承部72连结，且沿竖直方向延伸。通过相对构件支承部70、壁部71和喷嘴支承部72划分出了空间75。空间75将筒状部62的上端部和凸缘部63收纳。相对构件支承部70构成支承构件7的下壁。喷嘴支承部72构成支承构件7的上壁。喷嘴收纳构件38安装于喷嘴支承部72的大致中央。喷嘴收纳构件38的前端位于较喷嘴支承部72更靠下方。在喷嘴收纳构件38的下端，喷嘴33、43、50、80、90的喷出口各自朝向下方而配置。这些喷出口介由在相对构件6的筒状部62内的空间及相对部60的中央形成的贯通孔60b，从竖直上方面向晶片W的中央区域。
相对构件支承部70从下方支承相对构件6(更详细而言为凸缘部63)。在相对构件支承部70的中央部，形成供筒状部62贯穿的筒状部贯穿孔70a。在各凸缘部63，形成在上下方向上贯通凸缘部63的定位孔63a。在相对构件支承部70，形成能够与对应的凸缘部63的定位孔63a卡合的卡合突起70b。通过使卡合突起70b与对应的各定位孔63a卡合，从而相对构件在旋转方向S上相对于支承构件而被定位。
支承构件升降单元12使相对构件6与支承构件7一同升降。支承构件升降单元12作为使相对构件6升降的相对构件升降单元发挥功能。因此，支承构件升降单元12具有作为阻断构件配置单元的功能，其使作为阻断构件的相对构件6相对配置在与晶片W表面接近的位置。支承构件升降单元12例如包含：滚珠丝杠机构(未图示)；和对该滚珠丝杠机构赋予驱动力的电动马达(未图示)。
支承构件升降单元12能够使支承构件7位于从上部位置至下部位置之间的规定的高度位置。下部位置是在支承构件7的可活动范围内、支承构件7最接近衬底保持单元24上表面的位置。上部位置为图5中实线所示的位置。详细而言，上部位置是在支承构件7的可活动范围内、支承构件7最远离衬底保持单元24上表面的位置。
支承构件7在位于上部位置的状态下，将相对构件6悬吊地支承。在该状态下，相对构件6从衬底保持单元24向上方隔开间隔。支承构件7借助支承构件升降单元12而升降，由此从上部位置与下部位置之间的卡合位置通过。卡合位置为图5中双点划线所示的位置。卡合位置是相对构件6被支承构件7从下方支承、并且相对构件6与衬底保持单元24卡合时的支承构件7的高度位置。支承构件7位于下部位置时，从与衬底保持单元24卡合的状态的相对构件6向下方隔开间隔。
使支承构件7在上部位置与卡合位置之间升降时,相对构件6与支承构件7一体地升降。支承构件7在位于卡合位置与下部位置之间的位置时,从相对构件6向下方隔开间隔。在支承构件7位于卡合位置与下部位置之间的位置时,相对构件6维持为卡合至衬底保持单元24的状态。
处理杯13被配置于较保持于旋转卡盘5的晶片W更靠径向外侧的位置。处理杯13包含排气桶26、多个杯14～16、多个防护罩17～19、和多个防护罩升降单元27～29。多个杯包含第1杯14、第2杯15及第3杯16。多个防护罩包含第1防护罩17、第2防护罩18及第3防护罩19。多个防护罩升降单元包含第1防护罩升降单元27、第2防护罩升降单元28及第3防护罩升降单元29。
排气桶26将旋转卡盘5包围。在排气桶26连接有用于将流入腔室4(参见图4)的空气排出至腔室4外的排气管(未图示)。多个杯14～16及多个防护罩17～19被配置于旋转卡盘5与排气桶26之间。多个杯14～16各自将晶片W包围。多个防护罩17～19各自将晶片W包围。
各防护罩17～19承接从保持于旋转卡盘5的晶片W向径向外侧飞散的处理液。第2防护罩18被配置于较第1防护罩17更靠径向外侧的位置。第3防护罩19被配置于较第2防护罩18更靠径向外侧的位置。
第1防护罩17包含:第1筒状部17A，其在较排气桶26更靠径向内侧的位置将旋转卡盘5包围；和第1倾斜部17B，其以随着朝向径向内侧而朝向上方的方式从第1筒状部17A延伸。第2防护罩18包含：第2筒状部18A，其在较排气桶26更靠径向内侧、且较第1筒状部17A更靠径向外侧的位置将旋转卡盘5包围；和第2倾斜部18B，其以随着朝向径向内侧而朝向上方的方式从第2筒状部18A延伸。第3防护罩19包含：第3筒状部19A，其在较排气桶26更靠径向内侧、且较第2筒状部18A更靠径向外侧的位置将旋转卡盘5包围；和第3倾斜部19B，其以随着朝向径向内侧而朝向上方的方式从第3筒状部19A延伸。
第1倾斜部17B从下方与第2倾斜部18B相对。第2倾斜部18B从下方与第3倾斜部19B相对。
各杯14～16具有朝上开口的环状槽。第2杯15被配置于较第1杯14更靠径向外侧的位置。第3杯16被配置于较第2杯15更靠径向外侧的位置。第3杯16与第2防护罩18一体地设置。在各杯14～16的槽，连接有回收配管(未图示)或排出配管(未图示)。向各杯14～16的底部，导入对应的防护罩17～19所承接的处理液。被导入至各杯14～16底部的处理液从回收配管或排出配管通过而被回收或废弃。
多个防护罩升降单元27～29各自驱动多个防护罩17～19的升降。各防护罩升降单元27～29例如包含：滚珠丝杠机构(未图示)；和对其提供驱动力的电动马达(未图示)。
图6是用于对衬底处理装置1的主要部分的电气构成进行说明的框图。控制单元3具备微型计算机，按照规定的程序对衬底处理装置1所具备的控制对象进行控制。更具体而言，控制单元3包含处理器(CPU)3A、和存储有程序的存储器3B，构成为通过使处理器3A执行程序而执行用于对各种工序(其用于衬底处理)的控制。特别地，控制单元3对搬运机械手IR、CR、电动马达23、支承构件升降单元12、防护罩升降单元27～29及阀32、35、42、45、52、82、92等的动作进行控制。
图7A为用于对利用衬底处理装置1进行的衬底处理的一例进行说明的流程图，主要示出通过使控制单元3执行程序而实现的处理。图8A～图8E为用于对上述衬底处理例进行说明的图解性截面图。
在利用衬底处理装置1进行的衬底处理中，例如，如图7A所示，依次执行衬底搬入(S1)、药液处理(S2)、漂洗处理(S3)、第1有机溶剂处理(S4)、疏水化处理(S5)、第2有机溶剂处理(S6)、干燥处理(S7)及衬底搬出(S8)。
首先，在晶片W被搬入处理单元2之前，以相对构件6与衬底保持单元24能够卡合的方式，调节相对构件6与衬底保持单元24在旋转方向S上的相对位置。详细而言，以在俯视下相对构件6的第1卡合部66与衬底保持单元24的第2卡合部76重叠的方式，用电动马达23对衬底保持单元24在旋转方向S上的位置进行调节。
另一方面，未处理的晶片W被搬运机械手IR、CR从托架C搬运至处理单元2，并递给旋转卡盘5(S1：衬底搬入)。然后，直到被搬运机械手CR搬出为止的期间，晶片W通过卡盘销20以从旋转基座21的上表面向上方隔开间隔的方式被水平地保持(衬底保持工序)。
然后，支承构件升降单元12使位于上部位置的支承构件7朝向下部位置下降。支承构件7在移动至下部位置之前从卡合位置通过。支承构件7达到卡合位置时，相对构件6与衬底保持单元24通过磁力而卡合。由此，由高度位置被固定的衬底保持单元24从下方支承相对构件6。相对构件6与衬底保持单元24卡合时，相对构件6的相对部60接近晶片W的上表面而配置，从上方与晶片W的上表面相对。另一方面，相对构件6的延伸设置部61从径向外侧与晶片W相对，将晶片W的周缘包围。另外，相对构件6与衬底保持单元24卡合时，延伸设置部61的下端部从上方与旋转基座21相对。在延伸设置部61的下端部与旋转基座21的上表面之间，设置有微小的间隙。如此，通过支承构件升降单元12，相对构件6被配置于延伸设置部61的内周面从径向外侧与晶片W相对的位置(阻断构件配置工序)。
支承构件7从卡合位置进一步向下方下降时，相对构件6从基于支承构件7的支承中解放。详细而言，支承构件7的相对构件支承部70从相对构件6的凸缘部63向下方退避。
然后，如图8A所示，支承构件7到达下部位置。然后，电动马达23被驱动，使衬底保持单元24的旋转基座21开始旋转。由此，保持为水平的晶片W旋转(衬底旋转工序)。设置于相对构件6的第1卡合部66与设置于旋转基座21的第2卡合部76卡合。因此，相对构件6与晶片W同步旋转(相对构件旋转工序)。同步旋转是指沿相同方向以相同转速进行旋转。
进而，控制单元3打开非活性气体阀92，使非活性气体从非活性气体喷嘴90喷出(非活性气体供给工序)。由此，旋转基座21与相对部60之间的处理空间65的空气被置换为非活性气体气氛。由此，晶片W周围成为氧浓度低于大气压的低氧气氛。如此，将晶片W周围的空间控制为低氧气氛的气氛控制工序(S10)持续至晶片W从处理单元2搬出为止。
在保持这样的低氧气氛的状态下，开始药液处理(S2)。晶片W的转速控制为药液处理速度(例如300rpm)。药液处理(S2)中，通过将作为药液的氢氟酸(HF)从处理液喷嘴33供给至晶片W上，从而对晶片W的上表面实施蚀刻等处理。更具体而言，通过供给氢氟酸，进行将存在于晶片W表面的氧化物蚀刻除去的氧化物除去工序(药液除去工序)。另外，该氢氟酸的供给也可以兼作用于清洗晶片W表面的药液清洗工序。供给的氢氟酸为通过脱气单元36而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的氢氟酸水溶液。具体而言，从处理液喷嘴33喷出的氢氟酸中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
更具体地说明时，参见图8A，第1防护罩升降单元27使第1防护罩17配置于下部位置，第3防护罩升降单元29使第3防护罩19配置于上部位置。此外，第2防护罩升降单元28使第2防护罩18配置于能够承接处理液的高度位置(防护罩配置工序)。
在该状态下，打开药液阀32。由此，从处理液喷嘴33向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域供给药液(氢氟酸)。药液因离心力而遍及晶片W的上表面整体。
药液因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的药液到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面61a。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面61a上的药液因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的药液被第2防护罩18承接。被第2防护罩18承接的药液顺着第2筒状部18A而被导入第2杯15。
在一定时间的药液处理(S2)之后，执行漂洗处理(S3)。晶片W的转速控制为漂洗处理速度(例如300rpm)。漂洗处理中，通过将晶片W上的氢氟酸(药液)置换成作为漂洗液的DIW，从而对晶片W的上表面进行漂洗。该漂洗处理也是对晶片W表面进行清洗的表面清洗工序的一例。供给的漂洗液为通过脱气单元37而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的漂洗液(例如DIW)。具体而言，从处理液喷嘴33喷出的漂洗液中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
漂洗处理(S2)开始时，关闭药液阀32，使氢氟酸从处理液喷嘴33的喷出停止。参见图8B，第1防护罩升降单元27将第1防护罩17维持于下部位置，第3防护罩升降单元29将第3防护罩19维持于上部位置。此外，第2防护罩升降单元28将第2防护罩18配置于能够承接处理液的高度位置(防护罩配置工序)。
在该状态下，打开漂洗液阀35。由此，从处理液喷嘴33朝向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域供给漂洗液。漂洗液因离心力而遍及晶片W的上表面整体。由此，晶片W上的药液被漂洗液置换。
晶片W上的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面61a。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面61a上的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液被第2防护罩18承接。被第2防护罩18承接的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液顺着第2筒状部18A而被导入第2杯15。
在一定时间的漂洗处理(S3)之后，执行第1有机溶剂处理(S4。前有机溶剂供给工序)。晶片W的转速控制为有机溶剂处理速度(例如300rpm)。第1有机溶剂处理(S4)中，晶片W上的漂洗液被IPA等有机溶剂置换。该有机溶剂是能与作为漂洗处理(S3)中使用的漂洗液的DIW混溶(具有相容性)的有机溶剂。
具体而言，关闭漂洗液阀35。由此，使漂洗液从处理液喷嘴33的喷出停止。然后，参见图8C，第1防护罩升降单元27将第1防护罩17配置于下部位置。第2防护罩升降单元28将第2防护罩18配置于下部位置。此外，第3防护罩升降单元29将第3防护罩19配置于能够承接处理液的高度位置。
然后，打开有机溶剂阀52。由此，从有机溶剂供给单元10的有机溶剂喷嘴50朝向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域供给有机溶剂。有机溶剂因离心力而遍及晶片W的上表面整体。由此，晶片W上的漂洗液被有机溶剂置换。此时供给的有机溶剂为通过脱气单元53而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的有机溶剂。具体而言，从有机溶剂喷嘴50喷出的有机溶剂中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
晶片W上的漂洗液及有机溶剂的混合液或者有机溶剂因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的漂洗液及有机溶剂的混合液或者有机溶剂到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面61a。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面61a上的漂洗液及有机溶剂的混合液或者有机溶剂因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的漂洗液及有机溶剂的混合液或者有机溶剂被第3防护罩19承接。被第3防护罩19承接的漂洗液及有机溶剂的混合液或者有机溶剂顺着第3筒状部19A而被导入第3杯16。
在一定时间的第1有机溶剂处理(S4)之后，执行疏水化处理(S5)。晶片W的转速控制为疏水化处理速度(例如500rpm)。疏水化处理(S5)中，晶片W上的有机溶剂被疏水化剂置换。疏水化剂是使疏水化物质溶解于溶剂中而得到的液体。疏水化剂的溶剂优选为例如PGMEA这样能与第1有机溶剂处理(S4)中供给的IPA混溶(具有相容性)的溶剂。由此，能够将晶片W上的有机溶剂(IPA)置换。
疏水化处理(S5)时，关闭有机溶剂阀52。由此，有机溶剂从有机溶剂喷嘴50的喷出停止。然后，参见图8D，第1防护罩升降单元27将第1防护罩17维持于下部位置，第2防护罩升降单元28将第2防护罩18维持于下部位置。此外，第3防护罩升降单元29将第3防护罩19配置于能够承接处理液的高度位置。
然后，打开疏水化剂阀82。由此，从疏水化剂供给单元11的疏水化剂喷嘴80朝向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域供给疏水化剂(疏水化剂供给工序)。疏水化剂因离心力而遍及晶片W的上表面整体。由此，晶片W上的有机溶剂被疏水化剂置换。此时供给的疏水化剂为通过脱气单元83而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的疏水化剂。具体而言，从疏水化剂喷嘴80喷出的疏水化剂中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
晶片W上的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者疏水化剂因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者疏水化剂到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面61a。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面61a上的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者疏水化剂因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者疏水化剂被第3防护罩19承接。被第3防护罩19承接的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者疏水化剂顺着第3筒状部19A而被导入第3杯16。
在一定时间的疏水化处理(S5)之后，执行第2有机溶剂处理(S6。后有机溶剂供给工序)。晶片W的转速控制为有机溶剂处理速度(例如300rpm)。第2有机溶剂处理中，晶片W上的疏水化剂被有机溶剂置换。该有机溶剂是能与疏水化处理(S5)中使用的疏水化剂的溶剂混溶(具有相容性)的溶剂，例如IPA。
具体而言，关闭疏水化剂阀82。然后，参见图8E，第1防护罩升降单元27将第1防护罩17维持于下部位置，第2防护罩升降单元28将第2防护罩18维持于下部位置。此外，通过第3防护罩升降单元29，将第3防护罩19配置于能够承接处理液的高度位置(防护罩配置工序)。
然后，打开有机溶剂阀52。由此，从有机溶剂喷嘴50朝向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域喷出有机溶剂。有机溶剂因离心力而遍及晶片W的上表面整体。由此，晶片W上的疏水化剂被有机溶剂置换。此时供给的有机溶剂为通过脱气单元53而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的有机溶剂。具体而言，从有机溶剂喷嘴50喷出的有机溶剂中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
晶片W上的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者有机溶剂因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者有机溶剂到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面上的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者有机溶剂因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者有机溶剂被第3防护罩19承接。被第3防护罩19承接的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者有机溶剂顺着第3筒状部19A而被导入第3杯16。
在一定时间的第2有机溶剂处理(S6)之后，执行利用离心力使晶片W的上表面的液体成分甩落的干燥处理(S7)。具体而言，关闭有机溶剂阀52后，晶片W以高的速度(干燥处理速度，例如2000rpm)旋转。然后，电动马达23使晶片W的旋转停止。
干燥处理(S7)结束时，控制单元3将非活性气体阀92关闭而停止非活性气体的供给，结束气氛控制工序(S10)。
然后，搬运机械手CR进入处理单元2，从旋转卡盘5拾取处理完成的晶片W，并搬出至处理单元2外(S8：衬底搬出)。该晶片W从搬运机械手CR递给搬运机械手IR，借助搬运机械手IR而收纳至托架C。
如图7B所示，在基于氢氟酸的药液处理(S2：氧化物除去处理)及用于冲走氢氟酸的漂洗处理(S3)之后，可以进一步执行基于其他药液(例如SC1)的药液清洗处理(S11)。该情况下，进一步在之后进行用于冲走药液(例如SC1)的漂洗处理(S12)，然后执行第1有机溶剂处理(S4)以后的处理即可。药液清洗处理(S11)及漂洗处理(S12)为表面清洗工序的一例。
在药液清洗处理(S11)及之后的漂洗处理(S12)中，例如从第2处理液供给单元40供给药液及漂洗液。
更具体而言，为了执行药液清洗处理(S11)，控制单元3打开药液阀42，从处理液喷嘴43朝向晶片W的中央区域喷出药液。晶片W的转速控制为药液处理速度(例如300rpm)。另外，就防护罩17～19而言，例如，以由第1防护罩17承接处理液的方式，控制各自的高度。
在一定时间的药液清洗处理之后，控制单元3将药液阀42关闭而结束药液清洗处理。进而，控制单元3打开漂洗液阀45，从处理液喷嘴43朝向晶片W的中央区域喷出漂洗液。由此，能够将晶片W表面的药液置换为漂洗液。晶片W的转速控制为漂洗处理速度(例如300rpm)。另外，就防护罩17～19而言，例如，以由第1防护罩17承接处理液的方式控制各自的高度。在一定时间的漂洗处理之后，控制单元3将漂洗液阀45关闭。
药液清洗处理(S11)中供给的药液及漂洗处理(S12)中供给的漂洗液通过脱气单元46、47而使各自液体中的溶解氧浓度降低。具体而言，从处理液喷嘴43喷出的药液及漂洗液中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
如上所述，根据该实施方式，晶片W表面的氧化物被除去(S2)，然后，执行利用处理液对晶片W表面进行清洗的表面清洗工序(S2、S3、S11、S12)。使用的处理液的溶解氧低(例如100ppb以下)，不会将晶片W的材料氧化，因此，在清洗时不会在晶片W表面形成由处理液引起的新的氧化物。在表面清洗工序之后执行的疏水化工序(S5)中，将疏水化剂供给至晶片W表面，晶片W表面被改性为疏水性。在从表面清洗工序至疏水化工序为止的期间，晶片W周围的气氛被控制为低氧气氛(S10)。因此，在晶片W表面的氧化物被除去后，能够以抑制了在该表面生长出新的氧化物的状态、将晶片W表面改性为疏水性。
如此，在消除了由氧化物引起的、晶片W表面的凹凸的状态下，晶片W表面被改性为疏水性，因此该经改性的晶片W表面被均匀地疏水化，并且成为粗糙少的平坦表面。由此，能够在第2有机溶剂处理(S6)等中，抑制或防止晶片W表面的图案倒塌。此外，由于表面的粗糙少，因此能够抑制或防止在晶片W表面产生可能被检测为颗粒的凹凸。
低氧气氛为氧不向处理液中溶解的氧浓度的气氛。由此，能够抑制或防止氧化物在晶片W表面生长。
氧化物除去处理是在图7A及图7B的处理例中通过药液的蚀刻作用将氧化物除去的药液除去工序。该情况下，优选使用能够针对衬底材料选择性地蚀刻氧化物的药液，通常，就晶片W表面的氧化物的除去而言，能够利用稀释浓度的药液、通过短时间的蚀刻处理而除去，因此即使衬底材料(例如形成了晶片W表面图案的材料)中包含氧化物，也不可能使衬底表面的结构实质上改变。
另外，该实施方式中，在疏水化处理(S5)之后，进行向晶片W表面供给有机溶剂而将晶片W上的过量的疏水化剂冲除的第2有机溶剂处理(S6。后有机溶剂供给工序)。由此，能够利用适当量的疏水化剂使晶片W表面疏水化，因此能够避免由过量的疏水化剂引起晶片W表面的粗糙恶化、或者疏水性能降低。
另外，该实施方式中，在气氛控制工序(S10)中，相对构件6相对地配置在与晶片W表面接近的位置，由此，晶片W表面所相对的空间被限制。然后，向该被限制的空间供给非活性气体。由此，晶片W表面置于低氧浓度的气氛中，因此，能够抑制或防止氧化物在处理中的晶片W表面生长。
此外，该实施方式中，若使相对构件6接近晶片W表面而相对配置，则晶片W表面所相对的空间在该表面的法线方向上被相对部60限制，在与该表面平行的方向上被环状的延伸设置部61限制。由此，晶片W表面所相对的空间形成大致封闭空间，向该封闭空间供给非活性气体。因此，晶片W表面置于低氧浓度且稳定的气氛中，在该状态下，进行表面清洗处理等。因此，能够更可靠地抑制或防止氧化物在处理中的晶片W表面生长。
图9为用于对本发明的另一实施方式涉及的衬底处理装置的内部配置进行说明的图解性俯视图。图9中，对前述的图4所示的各部分的对应部分标注同一参考标记。
该实施方式中，衬底处理装置1包含一个热处理单元100、和3个处理单元2。即，第1实施方式的衬底处理装置1中的4个处理单元中的一个被替换为热处理单元100。搬运机械手CR能够相对于热处理单元100及3个处理单元2将晶片W搬入/搬出，并且能够在与搬运机械手IR之间交接晶片W。热处理单元100能够用于执行通过晶片W的加热而将其表面改性的加热改性工序。更具体而言，热处理单元100能够用于执行通过晶片W的加热而将表面的氧化物除去的加热除去工序、或者执行通过晶片W的加热而使氧化物分解并再结合而平坦化的平坦化工序。
搬运机械手CR将从搬运机械手IR承接的未处理的晶片W搬入热处理单元100。然后，搬运机械手CR将通过热处理单元100而接受了氧化物除去处理的晶片W从热处理单元100搬出，并搬入处理单元2。进而，搬运机械手CR将经历了基于处理单元2的处理的晶片W从处理单元2取出，交给搬运机械手IR。
图10为用于对热处理单元100的构成例进行说明的图解性截面图。热处理单元100可以为所谓的退火装置。更具体而言，热处理单元100可以具备：可密闭的腔室101；在腔室101内支承晶片W的衬托器(susceptor)102；和对由衬托器102支承的晶片W进行灯加热的灯加热器单元103(例如卤素灯加热器单元)。腔室101中具备可开闭的闸门107，通过打开该闸门107，能够使晶片W相对腔室101进出。热处理单元100也可以还具备用于对由衬托器102支承的晶片W的表面进行闪光加热的闪光灯单元104(例如氙闪光灯单元、氪闪光灯单元等)。
热处理单元100还具备将腔室101内的气氛排气的排气单元105。排气单元105包含：与腔室101内连通的排气管105a；和将排气管105a的流路开闭的排气阀105b。此外，热处理单元100具备向腔室101内供给非活性气体的非活性气体供给单元106。非活性气体供给单元106包含：与腔室101内连通的非活性气体供给管106a；和将非活性气体供给管106a的流路开闭的非活性气体阀106b。通过排气单元105，将腔室101内的气氛排气，并且通过非活性气体供给单元106，向腔室101内供给非活性气体，由此能够使腔室101内的气氛为低氧气氛。即，排气单元105及非活性气体供给单元106构成气氛控制单元。另外，通过从非活性气体供给单元106供给非活性气体，也能够将热处理后的晶片W冷却。即，非活性气体供给单元106是将热处理后的晶片W冷却的冷却单元的一例。
图11为用于对处理单元2的构成例进行说明的示意性截面图。图11中，对前述的图5所示的各部分的对应部分标注同一参考标记。该处理单元2具备用于对保持于旋转卡盘5的晶片W进行加热的加热器单元110。加热器单元110可以作为对疏水化处理后的晶片W进行加热的后加热单元使用。
加热器单元110具有圆板状加热板的形态。加热器单元110具有从下方与晶片W的下表面相对的相对面110a。
加热器单元110包含板主体111和加热器112。板主体111在俯视下比晶片W略小。板主体111的表面形成相对面110a。加热器112可以为内置于板主体111的电阻体。通过在加热器112中通电，从而加热相对面110a。介由供电线，从加热器通电单元113向加热器112供给电力。
加热器单元110配置于旋转基座21的上方。处理单元2包含使加热器单元110相对于旋转基座21而相对地升降的加热器升降单元114。加热器升降单元114例如包含滚珠丝杠机构、和对其提供驱动力的电动马达。
沿着旋转轴线A1在竖直方向上延伸的升降轴115结合于加热器单元110的下表面。升降轴115贯穿形成于旋转基座21中央的贯通孔21a、和中空的旋转轴22。供电线116在升降轴115内通过。加热器升降单元114介由升降轴115使加热器单元110升降，由此能够将加热器单元110配置于下部位置及上部位置以及它们之间的任意中间位置。加热器单元110位于下部位置时，相对面110a与晶片W的下表面之间的距离例如为15mm。加热器单元110相对于旋转基座21相对地移动(升降)，因此晶片W的下表面与加热器单元110的相对面110a之间的距离变化。
衬底处理装置1还具备下表面非活性气体供给单元120，所述下表面非活性气体供给单元120朝向保持于旋转卡盘5的晶片W的下表面中央供给氮气等非活性气体。下表面非活性气体供给单元120包含：非活性气体供给管121；和安装于非活性气体供给管121的非活性气体阀122。非活性气体供给管121贯穿中空的升降轴115，并贯穿加热器单元110的中央开口(未图示)，在其上端，具有从下方面对晶片W的下表面中央的喷出口。
该实施方式中，第1处理液供给单元30为将用于清洗晶片W表面的处理液供给至晶片W表面的处理液供给单元的一例。特别地，第1处理液供给单元30的与药液供给有关的部分构成药液供给单元，与漂洗液供给有关的部分构成漂洗液供给单元。另外，该实施方式中，第2处理液供给单元40为将用于清洗晶片W表面的处理液供给至晶片W表面的处理液供给单元的一例。特别地，第2处理液供给单元40的与药液供给有关的部分构成药液供给单元，与漂洗液供给有关的部分构成漂洗液供给单元。
图12为用于对该实施方式的衬底处理装置1的电气构成进行说明的框图。图12中，对前述的图6所示的各部分的对应部分标注同一参考标记。控制单元3控制搬运机械手IR、CR、电动马达23、支承构件升降单元12、防护罩升降单元27～29及阀32、35、42、45、52、82、92、122等的动作。另外，控制单元3被编程为控制向热处理单元100的各部分(尤其是灯加热器单元103及闪光灯单元104)的通电、控制基于排气单元105的排气动作、控制基于非活性气体供给单元106的非活性气体供给。此外，控制单元3被编程为控制利用加热器通电单元113向加热器112的通电、并且控制加热器升降单元114的动作。
图13A为用于对利用该实施方式的衬底处理装置1进行的衬底处理的一例进行说明的流程图，主要示出通过使控制单元3执行程序而实现的处理。图14A～图14G为用于对上述衬底处理例进行说明的图解性截面图。
在利用衬底处理装置1进行的衬底处理中，例如，如图13A所示，依次执行衬底搬入(S21)、衬底加热处理(S22)、衬底冷却处理(S23)、衬底搬运(S24)、药液处理(S25)、漂洗处理(S26)、第1有机溶剂处理(S27)、疏水化处理(S28)、第2有机溶剂处理(S29)、干燥处理(S30)、后衬底加热处理(S31)、后衬底冷却处理(S32)及衬底搬出(S33)。
更具体而言，搬运机械手IR将未处理的晶片W从托架C取出。搬运机械手CR从搬运机械手IR接过未处理的晶片W，并搬入热处理单元100的腔室101中，载置于衬托器102后退避(S21：衬底搬入)。控制单元3例如通过使灯加热器单元103通电而对晶片W进行加热(S22：衬底加热处理)。该衬底加热处理以下述方式进行：将用于切断晶片W的材料(例如硅)与氧的结合所需的热能供给至晶片W。即，该衬底加热处理(S22)可以为通过加热将晶片W表面的至少一部分氧化物除去的加热除去工序(氧化物除去工序、加热改性工序的一例)(参见图1B)。更具体而言，晶片W被加热至300℃以上、更优选500℃以上、进一步优选700℃以上。例如，可以以将晶片W于750℃保持规定时间(例如20秒)的方式控制向灯加热器单元103的通电。根据需要可以并用基于闪光灯单元104的闪光加热。
衬底加热处理(S22)也可以为使晶片W表面的氧化物分解并再结合从而使氧化物平坦化的平坦化工序(加热改性工序的一例)(参见图2B)。
在衬底加热处理(S22)之前，控制单元3使排气单元105工作而将腔室101内的气氛排气，并且通过非活性气体供给单元106，使非活性气体供给至腔室101内。由此，进行用于使晶片W周围的气氛保持为低氧气氛的气氛控制(S35)。该气氛控制持续至晶片W从热处理单元100搬出为止。
在衬底加热处理(S22)之后，进行用于使晶片W接近室温的衬底冷却处理(S23。冷却工序)。具体而言，控制单元3使向灯加热器单元103的通电停止。另一方面，基于非活性气体供给单元106的非活性气体的供给及基于排气单元105的腔室101的排气持续。由此，通过晶片W与非活性气体的热交换，晶片W被冷却。
然后，在经过规定的冷却时间时，控制单元3将冷却处理后的晶片W从热处理单元100取出，搬入任一处理单元2中(S24：衬底搬运)。
在衬底冷却处理(S23)之前或衬底冷却处理中，可以向腔室101中导入空气(氧气)，在晶片W表面形成新的氧化膜Oxn(参见图3C)(加热改性工序的一例)。通过将晶片W以高温的状态置于控制了氧浓度的气氛中，从而能够在晶片W的表面形成均匀的氧化膜Oxn。
在将晶片W搬入处理单元2之前，以相对构件6与衬底保持单元24能够卡合的方式，调节相对构件6与衬底保持单元24在旋转方向S上的相对位置。详细而言，以在俯视下相对构件6的第1卡合部66与衬底保持单元24的第2卡合部76重叠的方式，用电动马达23对衬底保持单元24在旋转方向S上的位置进行调节。
另一方面，未处理的晶片W被搬运机械手CR(参见图9)从热处理单元100搬运至处理单元2，并递给旋转卡盘5(S24：衬底搬运)。然后，直到被搬运机械手CR搬出为止的期间，晶片W通过卡盘销20以从旋转基座21的上表面向上方隔开间隔的方式被水平地保持(衬底保持工序)。
然后，支承构件升降单元12使位于上部位置的支承构件7朝向下部位置下降。支承构件7在移动至下部位置之前从卡合位置通过。支承构件7到达卡合位置时，相对构件6与衬底保持单元24通过磁力而卡合。由此，由高度位置被固定的衬底保持单元24，从下方支承相对构件6。相对构件6与衬底保持单元24卡合时，相对构件6的相对部60接近晶片W的上表面而配置，从上方与晶片W的上表面相对。另一方面，相对构件6的延伸设置部61从径向外侧与晶片W相对，将晶片W的周缘包围。另外，相对构件6与衬底保持单元24卡合时，延伸设置部61的下端部从上方与旋转基座21相对。在延伸设置部61的下端部与旋转基座21的上表面之间设置有微小的间隙。如此，通过支承构件升降单元12，相对构件6被配置于延伸设置部61的内周面从径向外侧与晶片W相对的位置(阻断构件配置工序)。
支承构件7从卡合位置进一步向下方下降时，相对构件6从基于支承构件7的支承中解放。详细而言，支承构件7的相对构件支承部70从相对构件6的凸缘部63向下方退避。
然后，如图14A所示，支承构件7到达下部位置。然后，电动马达23被驱动，使衬底保持单元24的旋转基座21开始旋转。由此，保持为水平的晶片W旋转(衬底旋转工序)。设置于相对构件6的第1卡合部66与设置于旋转基座21的第2卡合部76卡合。因此，相对构件6与晶片W同步旋转(相对构件旋转工序)。同步旋转是指沿相同方向以相同转速进行旋转。
进而，控制单元3将非活性气体阀92打开，使非活性气体从非活性气体喷嘴90喷出。由此，旋转基座21与相对部60之间的处理空间65的空气被置换为非活性气体气氛。由此，晶片W周围成为氧浓度低于大气压的低氧气氛。如此，将晶片W周围的空间控制为低氧气氛的气氛控制工序(S36)持续至晶片W从处理单元2搬出为止。
在保持这样的低氧气氛的状态下，开始药液处理(S25。药液清洗工序、表面清洗工序)。晶片W的转速控制为药液处理速度(例如300rpm)。药液处理(S25)中，通过将作为药液的SC1从处理液喷嘴43供给至晶片W上，实施针对晶片W的上表面的药液清洗处理。此时供给的SC1为通过脱气单元46而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的SC1。具体而言，从处理液喷嘴43喷出的SC1中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
更具体地说明时，参见图14A，第3防护罩升降单元29将第3防护罩19配置于上部位置，第2防护罩升降单元28将第2防护罩18配置于上部位置。此外，第1防护罩升降单元27将第1防护罩17配置于能够承接处理液的高度位置(防护罩配置工序)。
在该状态下，打开药液阀42。由此，从处理液喷嘴43朝向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域供给药液(SC1)。药液因离心力而遍及晶片W的上表面整体。
药液因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的药液到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面61a。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面61a上的药液因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的药液被第1防护罩17承接。被第1防护罩17承接的药液顺着第1筒状部17A而被导入第1杯14。
在一定时间的药液处理(S25)之后，执行漂洗处理(S26。漂洗工序、表面清洗工序)。晶片W的转速控制为漂洗处理速度(例如300rpm)。漂洗处理中，通过将晶片W上的SC1(药液)置换成作为漂洗液的CO2水，从而对晶片W的上表面进行漂洗。此时供给的漂洗液为通过脱气单元47而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的漂洗液(例如CO2水)。具体而言，从处理液喷嘴43喷出的漂洗液中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
漂洗处理(S26)开始时，关闭药液阀42，使SC1从处理液喷嘴43的喷出停止。参见图14B，第3防护罩升降单元29将第3防护罩19维持于上部位置，第2防护罩升降单元28将第2防护罩18维持于上部位置。此外，第1防护罩升降单元27将第1防护罩17配置于能够承接处理液的高度位置(防护罩配置工序)。
在该状态下，打开漂洗液阀45。由此，从处理液喷嘴43朝向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域供给漂洗液。漂洗液因离心力而遍及晶片W的上表面整体。由此，晶片W上的药液被漂洗液置换。
晶片W上的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面61a。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面61a上的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液被第1防护罩17承接。被第1防护罩17承接的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液顺着第1筒状部17A而被导入第1杯14。
在一定时间的漂洗处理(S26)之后，执行第1有机溶剂处理(S27。前有机溶剂供给工序)。晶片W的转速控制为有机溶剂处理速度(例如300rpm)。第1有机溶剂处理(S27)中，晶片W上的漂洗液被IPA等有机溶剂置换。该有机溶剂是能与漂洗处理(S26)中使用的漂洗液即CO2水混溶(具有相容性)的有机溶剂。
具体而言，关闭漂洗液阀45。由此，使漂洗液从处理液喷嘴43的喷出停止。然后，参见图14C，第1防护罩升降单元27将第1防护罩17配置于下部位置。第2防护罩升降单元28将第2防护罩18配置于下部位置。此外，第3防护罩升降单元29将第3防护罩19配置于能够承接处理液的高度位置。
然后，打开有机溶剂阀52。由此，从有机溶剂供给单元10的有机溶剂喷嘴50朝向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域供给有机溶剂。有机溶剂因离心力而遍及晶片W的上表面整体。由此，晶片W上的漂洗液被有机溶剂置换。此时供给的有机溶剂为通过脱气单元53而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的有机溶剂。具体而言，从有机溶剂喷嘴50喷出的有机溶剂中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
晶片W上的漂洗液及有机溶剂的混合液或者有机溶剂因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的漂洗液及有机溶剂的混合液或者有机溶剂到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面61a。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面61a上的漂洗液及有机溶剂的混合液或者有机溶剂因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的漂洗液及有机溶剂的混合液或者有机溶剂被第3防护罩19承接。被第3防护罩19承接的漂洗液及有机溶剂的混合液或者有机溶剂顺着第3筒状部19A而被导入第3杯16。
在一定时间的第1有机溶剂处理(S27)之后，执行疏水化处理(S28)。晶片W的转速控制为疏水化处理速度(例如500rpm)。疏水化处理(S28)中，晶片W上的有机溶剂被疏水化剂置换。疏水化剂是使疏水化物质溶解于溶剂中而得到的液体。疏水化剂的溶剂优选为例如PGMEA这样能与第1有机溶剂处理(S27)中供给的IPA混溶(具有相容性)的溶剂。由此，能够将晶片W上的有机溶剂(IPA)置换。
疏水化处理(S28)时，关闭有机溶剂阀52。由此，使有机溶剂从有机溶剂喷嘴50的喷出停止。然后，参见图14D，第1防护罩升降单元27将第1防护罩17维持于下部位置，第2防护罩升降单元28将第2防护罩18维持于下部位置。此外，第3防护罩升降单元29将第3防护罩19配置于能够承接处理液的高度位置。
然后，打开疏水化剂阀82。由此，从疏水化剂供给单元11的疏水化剂喷嘴80朝向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域供给疏水化剂(疏水化剂供给工序)。疏水化剂因离心力而遍及晶片W的上表面整体。由此，晶片W上的有机溶剂被疏水化剂置换。此时供给的疏水化剂为通过脱气单元83而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的疏水化剂。具体而言，从疏水化剂喷嘴80喷出的疏水化剂中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
晶片W上的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者疏水化剂因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者疏水化剂到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面61a。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面61a上的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者疏水化剂因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者疏水化剂被第3防护罩19承接。被第3防护罩19承接的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者疏水化剂顺着第3筒状部19A而被导入第3杯16。
在一定时间的疏水化处理(S28)之后，执行第2有机溶剂处理(S29。后有机溶剂供给工序)。晶片W的转速控制为有机溶剂处理速度(例如300rpm)。第2有机溶剂处理中，晶片W上的疏水化剂被有机溶剂置换。该有机溶剂是能与疏水化处理(S28)中使用的疏水化剂的溶剂混溶(具有相容性)的溶剂，例如IPA。
具体而言，关闭疏水化剂阀82。然后，参见图14E，第1防护罩升降单元27将第1防护罩17维持于下部位置，第2防护罩升降单元28将第2防护罩18维持于下部位置。此外，通过第3防护罩升降单元29，将第3防护罩19配置于能够承接处理液的高度位置(防护罩配置工序)。
然后，打开有机溶剂阀52。由此，从有机溶剂喷嘴50朝向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域喷出有机溶剂。有机溶剂因离心力而遍及晶片W的上表面整体。由此，晶片W上的疏水化剂被有机溶剂置换。此时供给的有机溶剂为通过脱气单元53而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的有机溶剂。具体而言，从有机溶剂喷嘴50喷出的有机溶剂中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
晶片W上的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者有机溶剂因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者有机溶剂到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面上的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者有机溶剂因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者有机溶剂被第3防护罩19承接。被第3防护罩19承接的有机溶剂及疏水化剂的混合液或者有机溶剂顺着第3筒状部19A而被导入第3杯16。
在一定时间的第2有机溶剂处理(S29)之后，执行利用离心力使晶片W的上表面的液体成分甩落的干燥处理(S30)。具体而言，关闭有机溶剂阀52后，晶片W以高的速度(干燥处理速度，例如2000rpm)旋转。
在一定时间的干燥处理(S30)之后，控制单元3使晶片W的旋转减速(例如减速至300rpm)，如图14F所示，通过加热器单元110对晶片W进行加热。由此，执行用于使残留于晶片W上的疏水化剂的溶剂成分挥发的后衬底加热处理(S31。加热脱水工序)。
然后，经过一定时间时，控制单元3使基于加热器单元110的加热停止，并使晶片W的旋转再次加速(例如加速至2000rpm)，执行用于使晶片W向室温冷却的后衬底冷却处理(S32)。如图14G所示，后衬底冷却处理(S32)中，通过打开非活性气体阀92及122，非活性气体喷吹至晶片W的上表面及下表面。此时，优选将防护罩17～19均设于下部位置，以使处理空间65内的气氛被迅速地置换。经过一定时间时，控制单元3控制电动马达23使晶片W的旋转停止。
后衬底冷却处理(S32)结束时，控制单元3将非活性气体阀92、122关闭而停止非活性气体的供给，结束气氛控制工序(S36)。
然后，搬运机械手CR进入处理单元2，从旋转卡盘5拾取处理完成的晶片W，并搬出至处理单元2外(S31：衬底搬出)。该晶片W从搬运机械手CR递给搬运机械手IR，借助搬运机械手IR而收纳于托架C。
如图13B所示，在基于SC1的药液清洗处理(S25)及冲走SC1的漂洗处理(S26)之前，可以执行基于氢氟酸的药液处理(S41：氧化物除去处理、药液除去工序、药液清洗)及用于冲走氢氟酸的漂洗处理(S42)。由此，能够在利用氢氟酸的蚀刻作用将晶片W表面的微量的氧化物可靠地除去(药液除去处理)之后，清洗晶片W。另外，在晶片W表面形成有氧化膜时，可以通过基于氢氟酸的光蚀刻使其表面平坦化。该情况下，气氛控制处理(S36)在基于药液的氧化物除去处理(S41)以前开始。
在药液处理(S41)及之后的漂洗处理(S42)中，例如从第1处理液供给单元30供给药液(氢氟酸)及漂洗液。
更详细而言，在保持低氧气氛的状态下，开始药液处理(S41)。晶片W的转速控制为药液处理速度(例如300rpm)。药液处理(S41)中，通过将作为药液的氢氟酸(HF)从处理液喷嘴33供给至晶片W上，从而对晶片W的上表面实施蚀刻等处理。更具体而言，通过氢氟酸的供给，能够将存在于晶片W表面的氧化物蚀刻除去、或者使表面的氧化膜的表面平坦化。该氢氟酸的供给可以兼作用于对晶片W表面进行清洗的药液清洗工序。供给的氢氟酸为通过脱气单元36而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的氢氟酸水溶液。具体而言，从处理液喷嘴33喷出的氢氟酸中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
更具体地说明时，参见图15A，第1防护罩升降单元27将第1防护罩17配置于下部位置，第3防护罩升降单元29将第3防护罩19配置于上部位置。此外，第2防护罩升降单元28将第2防护罩18配置于能够承接处理液的高度位置(防护罩配置工序)。
在该状态下，打开药液阀32。由此，从处理液喷嘴33向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域供给药液(氢氟酸)。药液因离心力而遍及晶片W的上表面整体。
药液因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的药液到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面61a。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面61a上的药液因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的药液被第2防护罩18承接。被第2防护罩18承接的药液顺着第2筒状部18A而被导入第2杯15。
在一定时间的药液处理(S41)之后，执行漂洗处理(S42)。晶片W的转速控制为漂洗处理速度(例如300rpm)。漂洗处理中，通过将晶片W上的氢氟酸(药液)置换成作为漂洗液的DIW，从而对晶片W的上表面进行漂洗。供给的漂洗液为通过脱气单元37而使液体中的溶解氧浓度降低了的低氧浓度的漂洗液(例如DIW)。具体而言，从处理液喷嘴33喷出的漂洗液中的溶解氧浓度优选为100ppb以下，由此，能够避免由溶解氧引起的晶片W表面的氧化。
漂洗处理(S42)开始时，关闭药液阀32，使氢氟酸从处理液喷嘴33的喷出停止。参见图15B，第1防护罩升降单元27将第1防护罩17维持于下部位置，第3防护罩升降单元29将第3防护罩19维持于上部位置。此外，第2防护罩升降单元28将第2防护罩18配置于能够承接处理液的高度位置(防护罩配置工序)。
在该状态下，打开漂洗液阀35。由此，从处理液喷嘴33朝向旋转状态的晶片W的上表面的中央区域供给漂洗液。漂洗液因离心力而遍及晶片W的上表面整体。由此，晶片W上的药液被漂洗液置换。
晶片W上的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液因离心力从晶片W向径向外侧飞散。从晶片W飞散至径向外侧的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液到达从径向外侧与晶片W相对的相对构件6的延伸设置部61的内周面61a。由于相对构件6与晶片W一同旋转，因此附着于延伸设置部61的内周面61a上的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液因离心力而飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置。飞散至较延伸设置部61更靠径向外侧的位置的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液被第2防护罩18承接。被第2防护罩18承接的药液及漂洗液的混合液或者漂洗液顺着第2筒状部18A而被导入第2杯15。
该实施方式中，衬底加热工序(S22)也可以为通过加热将晶片W表面的至少一部分氧化物除去的加热除去工序(S22。氧化物除去工序)。该情况下，氧化物因热能而分解。更具体而言，通过热能，将衬底材料与氧原子的结合解除，从而能够除去氧化物。基于加热的氧化物的除去与使用药液的情况相比，不存在由蚀刻作用引起的衬底材料的损失(膜减损)，在这一方面是有利的。
图16为用于说明控制单元3对处理单元2的控制动作例的顺序图(时间图)，主要示出与基于旋转卡盘5的晶片W的转速、和基于加热器单元110的晶片W的加热有关的控制内容。
加热器单元110的初始位置为下部位置(参见图11)，是晶片W的下表面至相对面110a的距离较长的位置。例如在处理对象的晶片W被搬入时，控制单元3开始向加热器单元110的通电。在药液处理(S25、S41)、漂洗处理(S26、S42)期间，控制单元3将加热器单元110保持于下部位置(参见图14A、图14B)。因此，晶片W实质上未被加热。
在第1有机溶剂处理(S27)及第2有机溶剂处理(S29)期间，控制单元3使加热器单元110上升而配置在与晶片W的下表面接近的接近位置(参见图14C、图14E)。在与晶片W的下表面之间，确保了间隔，由此，容许晶片W旋转。在第1有机溶剂处理(S27)及第2有机溶剂处理(S29)时，晶片W的转速例如为300rpm。通过使加热器单元110以接近晶片W的方式配置，从而加热晶片W。由此，能够有效地进行有机溶剂对漂洗液的置换。
在疏水化处理(S28)中，控制单元3将加热器单元110保持于下部位置(参见图14D)。因此，晶片W实质上未被加热。由此，抑制疏水化剂的溶剂的挥发，使疏水化剂遍及晶片W整面，能够实现疏水化剂对有机溶剂的置换。疏水化处理时的晶片W的转速例如为500rpm。
干燥处理(S30)中，晶片W的转速加快，例如为2000rpm。由此，晶片W上的有机溶剂因离心力而被排除至晶片W外。
后衬底加热处理(S31)中，控制单元3使晶片W的转速减慢至例如300rpm。进而，控制单元3使加热器单元110上升，如图14F所示，配置在与晶片W的下表面接近的接近位置。由此，晶片W例如升温至200℃左右。通过这样的后衬底加热处理(S31)，使晶片W表面上形成的疏水化剂膜中的溶剂成分及水分蒸发。即，后衬底加热处理(S31)为脱溶剂处理及脱水处理。后衬底加热处理优选为使晶片W的温度升温至至少疏水化剂液的溶剂的沸点以上的处理。例如，疏水化剂液的溶剂可以为PGMEA，此时的沸点为110℃左右。
在之后的后衬底冷却处理(S32)中，控制单元3将晶片W的转速加快至例如2000rpm。如图14G所示，加热器单元110配置于下部位置。由此，晶片W与从上下供给的非活性气体之间进行热交换，从而向室温冷却。后衬底冷却处理结束时，控制单元3使晶片W的旋转、即旋转卡盘5的旋转停止，通过搬运机械手CR使处理完成的晶片W从处理单元2搬出。
图17为用于对由后衬底加热处理(S31)带来的脱溶剂作用进行说明的图。利用疏水化剂处理晶片W表面时，晶片W表面发生甲硅烷基化而成为疏水性表面。该疏水性表面上容易附着杂物130。杂物130的主成分为C(碳)，当存在过量的溶剂时，认为其成为将溶剂131内包的胶乳状。因此，通过后衬底加热处理(S31)，使杂物130中的溶剂131蒸发，由此能够使杂物130缩小，由此，能够改善颗粒性能。
图18为用于对由后衬底加热处理(S31)带来的脱水作用进行说明的图。图中，Y表示烷基等取代基。若水分残留于晶片W表面，则在疏水化剂的分子140与晶片W的材料(例如硅)的结合中存在有水分子141，成为不完全的结合。后衬底加热处理(S31)具有将存在于结合中的水分子141除去的脱水作用，由此，减少或消除不完全的结合。例如，在疏水化剂的分子140以不完全的结合状态存在的状态下，有机物的反应残留物可能容易附着于疏水化剂膜。通过利用脱水处理使不完全的结合减少或消除，能够避免由不完全的结合状态引起的颗粒性能的恶化。
如上文所述，根据该实施方式，针对表面具有氧化物的晶片W，利用热处理单元100进行表面改性处理(S22)，由此，晶片W上的氧化物被除去、或者晶片W上的氧化物分解并再结合，由此晶片W表面平坦化。然后，执行利用处理液对晶片W表面进行清洗的表面清洗工序(S25、S26、S41、S42)。在表面清洗工序之后执行的疏水化工序(S5)中，向晶片W表面供给疏水化剂，晶片W表面被改性为疏水性。
如此，在消除由氧化物引起的、晶片W表面的凹凸的状态下，晶片W表面被改性为疏水性，因此该经改性的晶片W表面被均匀地疏水化，并且成为粗糙少的平坦表面。由此，能够抑制或防止在第2有机溶剂处理(S29)等中、晶片W表面的图案倒塌。此外，由于表面的粗糙少，因此能够抑制或防止在晶片W表面产生可能被检测为颗粒的凹凸。
就处理单元2中使用的处理液(药液、漂洗液、有机溶剂、疏水化剂)而言，溶解氧低(例如100ppb以下)，不会将晶片W的材料氧化，因此不会在晶片W表面形成由处理液引起的新的氧化物。另外，在从表面清洗工序至疏水化工序为止的期间，晶片W周围的气氛被控制为低氧气氛(S36)。因此，能够以抑制了在晶片W表面生长出新的氧化物的状态、将晶片W表面改性为疏水性。
低氧气氛为氧不向处理液中溶解的氧浓度的气氛。由此，能够抑制或防止氧化物在晶片W表面生长。
另外，该实施方式中，在疏水化处理(S28)之后，进行第2有机溶剂处理(S29。后有机溶剂供给工序)，其向晶片W表面供给有机溶剂，将晶片W上的过量的疏水化剂冲除。由此，能够利用适当量的疏水化剂使晶片W表面疏水化，因此能够避免由过量的疏水化剂引起晶片W表面的粗糙恶化、或者疏水性能降低。
另外，该实施方式中，在气氛控制工序(S36)中，相对构件6被相对地配置在与晶片W表面接近的位置，由此，晶片W表面所相对的空间被限制。然后，向该被限制的空间供给非活性气体。由此，晶片W表面置于低氧浓度的气氛中，因此，能够抑制或防止氧化物在处理中的晶片W表面生长。
此外，该实施方式中，相对构件6以与晶片W表面接近的方式相对配置时，晶片W表面所相对的空间在该表面的法线方向上被相对部60限制，在与该表面平行的方向上被环状的延伸设置部61限制。由此，晶片W表面所相对的空间形成大致封闭空间，向该封闭空间供给非活性气体。因此，晶片W表面置于低氧浓度且稳定的气氛中，在该状态下进行表面清洗处理等。因此，能够更可靠地抑制或防止氧化物在处理中的晶片W表面生长。
以上，对本发明的两个实施方式进行了说明，但本发明还可以以其他方式实施。
例如，第2实施方式中说明的后衬底加热处理(S31)也可以在第1实施方式中进行。该情况下，处理单元2优选具有组装有加热器单元110的图11的构成。
为了进行后衬底加热处理(S31)，也可以代替基于加热器单元110的加热、或者在加热器加热的基础上，应用基于红外线灯、激光、加热蒸气(蒸汽)等的加热。晶片W的加热并非必须从下表面进行，也可以应用从上表面进行的加热。例如，可以在晶片W的上方配置红外线灯。
另外，后衬底加热处理(S31)并非必须在处理单元2内进行，也可以利用搬运机械手CR搬运至其他单元来进行。
另外，图13A及图13B的处理中，可以省略后衬底加热处理(S31)及后衬底冷却处理(S32)。
也可以将配置有搬运机械手CR的搬运室内的气氛控制为低氧气氛，抑制或防止搬运中的氧化物的生长。
第2实施方式中，热处理单元100被安装于衬底处理装置1中，但也可以在与衬底处理装置1不同的装置中进行用于晶片W表面改性(例如氧化物除去)的加热处理。
虽然详细地对本发明的实施方式进行了说明，但它们只不过是为了说明本发明的技术内容而使用的具体例，本发明不应限定于这些具体例来进行解释，本发明的范围仅由所附的权利要求书限定。
附图标记说明
W 晶片
Ox 氧化物
Oxn 新的氧化物
Wsi 硅露出部
Wox 氧化物部
Sm 疏水化物质
IR 搬运机械手
CR 搬运机械手
1 衬底处理装置
2 处理单元
3 控制单元
4 腔室
5 旋转卡盘
6 相对构件
7 支承构件
8 非活性气体供给单元
10 有机溶剂供给单元
11 疏水化剂供给单元
12 支承构件升降单元
20 卡盘销
21 旋转基座
22 旋转轴
23 电动马达
24 衬底保持单元
26 排气桶
30 第1处理液供给单元
31 药液供给管
32 药液阀
33 处理液喷嘴
34 漂洗液供给管
35 漂洗液阀
36 脱气单元
37 脱气单元
40 第2处理液供给单元
41 药液供给管
42 药液阀
43 处理液喷嘴
44 漂洗液供给管
45 漂洗液阀
46 脱气单元
47 脱气单元
50 有机溶剂喷嘴
51 有机溶剂供给管
52 有机溶剂阀
53 脱气单元
60 相对部
61 延伸设置部
62 筒状部
70 相对构件支承部
72 喷嘴支承部
80 疏水化剂喷嘴
81 疏水化剂供给管
82 疏水化剂阀
83 脱气单元
90 非活性气体喷嘴
91 非活性气体供给管
92 非活性气体阀
100 热处理单元
101 腔室
102 衬托器
103 灯加热器单元
104 闪光灯单元
105 排气单元
106 非活性气体供给单元
110 加热器单元
113 加热器通电单元
114 加热器升降单元
120 下表面非活性气体供给单元
121 非活性气体供给管
122 非活性气体阀

Claims (42)

1.衬底处理方法，其包括下述工序：
表面改性工序，针对在表面具有氧化物的衬底的表面，实施将该表面的粗糙加以改善的改性；
表面清洗工序，向所述衬底的经改性的所述表面供给处理液，通过该处理液对衬底的表面进行清洗；和
疏水化工序，向所述衬底的经清洗的所述表面供给疏水化剂，将所述衬底的表面疏水化。
2.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述表面改性工序包括对所述衬底进行加热而将所述表面改性的加热改性工序。
3.如权利要求2所述的衬底处理方法，其中，所述加热改性工序包括通过加热将所述衬底表面的至少一部分氧化物除去的加热除去工序。
4.如权利要求2或3所述的衬底处理方法，其中，所述加热改性工序包括通过加热使所述衬底表面的由氧化物引起的凹凸减少的平坦化工序。
5.如权利要求2～4中任一项所述的衬底处理方法，其包括在所述加热改性工序之后将所述衬底冷却的冷却工序，
针对所述冷却工序后的衬底，执行所述表面清洗工序。
6.如权利要求2～5中任一项所述的衬底处理方法，其还包括气氛控制工序，所述气氛控制工序在从所述表面清洗工序至所述疏水化工序为止的期间、将所述衬底周围的气氛控制为氧浓度比大气中低的低氧气氛。
7.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述表面改性工序包括将所述衬底表面的氧化物除去的氧化物除去工序，
所述表面清洗工序包括向所述衬底的除去了所述氧化物的表面供给处理液、通过该处理液对衬底的表面进行清洗的工序，
所述衬底处理方法还包括气氛控制工序，所述气氛控制工序在从所述表面清洗工序至所述疏水化工序为止的期间、将所述衬底周围的气氛控制为氧浓度比大气中低的低氧气氛。
8.如权利要求7所述的衬底处理方法，其中，所述氧化物除去工序包括向所述衬底的表面供给药液而将氧化物除去的药液除去工序。
9.如权利要求8所述的衬底处理方法，其中，所述药液中的溶解氧浓度为100ppb以下。
10.如权利要求7～9中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述氧化物除去工序包括通过加热将所述衬底表面的至少一部分氧化物除去的加热除去工序。
11.如权利要求6～10中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述低氧气氛为氧不向所述处理液中溶解的氧浓度的气氛。
12.如权利要求6～11中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述气氛控制工序包括：阻断构件配置工序，将阻断构件相对地配置在与所述衬底的表面接近的位置；和非活性气体供给工序，向所述阻断构件与所述衬底的表面之间供给非活性气体。
13.如权利要求12所述的衬底处理方法，其中，所述阻断构件包含：相对部，其与所述衬底的表面相对；和环状的延伸设置部，其连接于所述相对部的周缘部，且将所述衬底的周缘包围，
在所述气氛控制工序中，所述延伸设置部与所述衬底的周缘相对。
14.如权利要求1～13中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述表面清洗工序包括：药液清洗工序，将清洗用的药液供给至所述衬底的表面；和漂洗工序，向所述衬底的表面供给漂洗液，从而用漂洗液将所述药液置换。
15.如权利要求1～14中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述处理液中的溶解氧浓度为100ppb以下。
16.如权利要求1～15中任一项所述的衬底处理方法，其还包括将应供给至所述衬底表面的处理液中的氧进行脱气的脱气工序，
所述表面清洗工序将经历了所述脱气工序的处理液供给至所述衬底的表面。
17.如权利要求1～16中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述疏水化工序包括疏水化剂供给工序，所述疏水化剂供给工序供给在溶剂中溶解疏水化物质而得到的液态的疏水化剂，
所述衬底处理方法还包括前有机溶剂供给工序，所述前有机溶剂供给工序在所述表面清洗工序之后、且所述疏水化工序之前将能与所述疏水化剂的溶剂混溶的有机溶剂供给至所述衬底的表面。
18.如权利要求1～17中任一项所述的衬底处理方法，其还包括后有机溶剂供给工序，所述后有机溶剂供给工序在所述疏水化工序之后向所述衬底的表面供给有机溶剂，将所述衬底上的过量的疏水化剂冲除。
19.如权利要求17或18所述的衬底处理方法，其中，所述有机溶剂中的溶解氧浓度为100ppb以下。
20.如权利要求1～19中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述疏水化剂中的溶解氧浓度为100ppb以下。
21.如权利要求1～20中任一项所述的衬底处理方法，其包括加热脱水工序，所述加热脱水工序在所述疏水化工序之后将所述衬底表面的疏水化剂加热而使其脱水。
22.衬底处理装置，其包含：
表面改性单元，其针对在表面具有氧化物的衬底的表面，实施将该表面的粗糙加以改善的改性；
处理液供给单元，其向所述衬底的经改性的所述表面供给用于清洗该表面的处理液；和
疏水化剂供给单元，其向经清洗的所述衬底表面供给疏水化剂，将所述衬底的表面疏水化。
23.如权利要求22所述的衬底处理装置，其中，所述表面改性单元包含对所述衬底进行加热而将所述表面改性的热处理单元。
24.如权利要求23所述的衬底处理装置，其中，所述热处理单元以通过加热将所述衬底表面的至少一部分氧化物除去的方式对所述衬底进行加热。
25.如权利要求23或24所述的衬底处理装置，其中，所述热处理单元以通过加热使所述衬底表面的由氧化物引起的凹凸减少的方式对所述衬底进行加热。
26.如权利要求23～25中任一项所述的衬底处理装置，其还包含冷却单元，所述冷却单元在利用所述热处理单元加热之后且在所述表面的清洗之前，将所述衬底冷却。
27.如权利要求23～26中任一项所述的衬底处理装置，其还包含气氛控制单元，所述气氛控制单元在利用所述处理液供给单元向所述衬底的表面供给处理液的期间、及利用所述疏水化剂供给单元向所述衬底的表面供给疏水化剂的期间，将所述衬底周围的气氛控制为氧浓度比大气中低的低氧气氛。
28.如权利要求22所述的衬底处理装置，其中，所述表面改性单元包含将所述衬底表面的氧化物除去的氧化物除去单元，
所述处理液供给单元供给用于对除去了表面氧化物的所述衬底的表面进行清洗的处理液，
所述衬底处理装置还包含气氛控制单元，所述气氛控制单元在利用所述处理液供给单元向所述衬底的表面供给处理液的期间、及利用所述疏水化剂供给单元向所述衬底的表面供给疏水化剂的期间，将所述衬底周围的气氛控制为氧浓度比大气中低的低氧气氛。
29.如权利要求28所述的衬底处理装置，其中，所述氧化物除去单元包含向所述衬底的表面供给药液而除去氧化物的氧化物除去药液供给单元。
30.如权利要求29所述的衬底处理装置，其中，所述氧化物除去药液供给单元将溶解氧浓度为100ppb以下的药液供给至衬底的表面。
31.如权利要求28～30中任一项所述的衬底处理装置，其中，所述氧化物除去单元包含通过加热将所述衬底表面的至少一部分氧化物除去的热处理单元。
32.如权利要求27～31中任一项所述的衬底处理装置，其中，所述气氛控制单元将所述衬底周围的气氛控制为氧不向所述处理液中溶解的氧浓度的低氧气氛。
33.如权利要求27～32中任一项所述的衬底处理装置，其中，所述气氛控制单元包含：阻断构件，其与所述衬底的表面相对；阻断构件配置单元，其将所述阻断构件相对地配置在与所述衬底的表面接近的位置；和非活性气体供给单元，其向所述阻断构件与所述衬底的表面之间供给非活性气体。
34.如权利要求33所述的衬底处理装置，其中，所述阻断构件包含：相对部，其与所述衬底的表面相对；和环状的延伸设置部，其连接于所述相对部的周缘部，且将所述衬底的周缘包围，
通过所述阻断构件配置单元将所述阻断构件配置在与所述衬底的表面接近的位置时，所述延伸设置部与所述衬底的周缘相对。
35.如权利要求22～34中任一项所述的衬底处理装置，其中，所述处理液供给单元包含：药液供给单元，其将清洗用的药液供给至所述衬底的表面；和漂洗液供给单元，其将漂洗液供给至所述衬底的表面，从而用漂洗液将所述药液置换。
36.如权利要求22～35中任一项所述的衬底处理装置，其中，所述处理液供给单元将溶解氧浓度为100ppb以下的处理液供给至衬底的表面。
37.如权利要求22～36中任一项所述的衬底处理装置，其中，所述处理液供给单元包含将应供给至所述衬底表面的处理液中的氧进行脱气的脱气单元。
38.如权利要求22～37中任一项所述的衬底处理装置，其中，所述疏水化剂供给单元供给在溶剂中溶解疏水化物质而得到的液态的疏水化剂，
所述衬底处理装置还包含前有机溶剂供给单元，其在清洗所述衬底表面之后、且所述衬底表面的疏水化之前，将能与所述疏水化剂的溶剂混溶的有机溶剂供给至所述衬底的表面。
39.如权利要求22～38中任一项所述的衬底处理装置，其还包含后有机溶剂供给单元，其在所述衬底表面的疏水化之后向所述衬底的表面供给有机溶剂，将所述衬底上的过量的疏水化剂冲除。
40.如权利要求38或39所述的衬底处理装置，其中，所述有机溶剂中的溶解氧浓度为100ppb以下。
41.如权利要求22～40中任一项所述的衬底处理装置，其中，所述疏水化剂中的溶解氧浓度为100ppb以下。
42.如权利要求22～41中任一项所述的衬底处理装置，其还包含后加热单元，所述后加热单元在所述表面经疏水化之后对所述衬底进行加热，以将所述衬底表面的疏水化剂加热而使其脱水。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023019610A (ja) * 2021-07-29 2023-02-09 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法
JP2023131971A (ja) * 2022-03-10 2023-09-22 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス エッチング方法、および、エッチング装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6450426A (en) 1987-08-20 1989-02-27 Fujitsu Ltd Surface treatment
US5510277A (en) * 1994-06-29 1996-04-23 At&T Corp. Surface treatment for silicon substrates
JPH11224872A (ja) 1998-02-04 1999-08-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd シリコンの表面処理方法
US20040154641A1 (en) * 2002-05-17 2004-08-12 P.C.T. Systems, Inc. Substrate processing apparatus and method
JP4895256B2 (ja) 2005-02-23 2012-03-14 東京エレクトロン株式会社 基板の表面処理方法
US20060196527A1 (en) 2005-02-23 2006-09-07 Tokyo Electron Limited Method of surface processing substrate, method of cleaning substrate, and programs for implementing the methods
JP2008166529A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Spansion Llc 半導体装置の製造方法
US7838425B2 (en) * 2008-06-16 2010-11-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of treating surface of semiconductor substrate
JP5665289B2 (ja) * 2008-10-29 2015-02-04 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置
CN102005372A (zh) 2009-08-31 2011-04-06 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 制作半导体器件的方法
JP5663160B2 (ja) * 2009-09-28 2015-02-04 東京応化工業株式会社 表面処理剤及び表面処理方法
KR101266620B1 (ko) 2010-08-20 2013-05-22 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤 기판처리방법 및 기판처리장치
JP5662081B2 (ja) 2010-08-20 2015-01-28 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP2012222329A (ja) 2011-04-14 2012-11-12 Tokyo Electron Ltd 液処理方法及び液処理装置
JP5917861B2 (ja) 2011-08-30 2016-05-18 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法
US9972757B2 (en) * 2012-03-09 2018-05-15 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd Surface-modified-metal-oxide-particle material, composition for sealing optical semiconductor element, and optical semiconductor device
EP2872573A1 (en) * 2012-07-13 2015-05-20 President and Fellows of Harvard College Multifunctional repellent materials
JP6637515B2 (ja) * 2015-03-17 2020-01-29 グローバルウェーハズ カンパニー リミテッドＧｌｏｂａｌＷａｆｅｒｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 半導体オン・インシュレータ構造の製造において使用するための熱的に安定した電荷トラップ層
JP6542594B2 (ja) 2015-06-17 2019-07-10 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
US9679187B2 (en) * 2015-06-17 2017-06-13 Apple Inc. Finger biometric sensor assembly including direct bonding interface and related methods
JP6046225B2 (ja) 2015-10-05 2016-12-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、この基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体、および基板処理装置

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