TW201703882A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種基板處理方法，其包含：水平保持基板之基板保持步驟；於上述基板之上表面供給處理液，形成被覆該基板上表面之處理液之液膜的液膜形成步驟；於上述液膜形成步驟後，為了形成自上述處理液之液膜去除液膜的液膜去除區域，將含有具有較上述處理液低之表面張力的低表面張力液之蒸氣的第1氣體，由第1吐出口吐出，並對上述處理液之液膜，由與該上表面交叉之方向吹附上述第1氣體的第1氣體吐出步驟；將含有具有較上述處理液低之表面張力的低表面張力液之蒸氣的第2氣體，由與上述第1吐出口相異、且為環狀之第2吐出口，朝橫向且放射狀地吐出的第2氣體吐出步驟；與使上述液膜去除區域擴大的液膜去除區域擴大步驟。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於使用處理液對基板上表面進行處理之基板處理方法及基板處理裝置。成為處理對象之基板的例子，包括半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、場發射顯示器(FED，Field Emission Display)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等。
於半導體裝置之製造步驟中，係對半導體晶圓等之基板之表面供給處理液，使用處理液對此基板表面進行處理。
例如，以單片處理基板之單片式的基板處理裝置，係具備：幾乎水平地保持基板，並使其基板旋轉的旋轉夾具；與對藉此旋轉夾具所旋轉之基板之上表面供給處理液的噴嘴。例如，對保持於旋轉夾具之基板供給藥液，其後供給沖洗液，藉此將基板上之藥液置換為沖洗液。其後，進行自基板上表面排除沖洗液的乾燥處理。
作為乾燥處理，已知有為了抑制水痕(water mark)發生，將沸點低於水之異丙醇(isopropyl alcohol，IPA)之蒸氣供給至呈旋轉狀態的基板之表面的手法。例如旋轉乾燥(rotagoni drying，參照美國專利申請案號2009/0101181 A1)為其手法之一例。
作為此種乾燥方法，具體而言係於基板上表面形成處理液(沖洗液)之液膜，對此處理液之液膜吹附低表面張力液(IPA)之蒸氣，形成液膜去除區域。然後，使液膜去除區域擴大，將液膜去除區域擴展至基板上表面之全區域，藉此使基板上表面乾燥。
然而，此種乾燥方法中，有於乾燥後之基板表面(處理對象面)發生顆粒的情形。
因此，本發明之目的在於提供可於抑制或防止顆粒生成之下，對基板上表面進行乾燥的基板處理方法及基板處理裝置。
本案發明人等認為，使用低表面張力液之蒸氣的乾燥手法(旋轉乾燥等)中顆粒發生的原因係如下述。亦即，使用處理液處理的結果，有形成於基板上表面之處理液之液膜中含有顆粒的情形。若液膜去除區域擴大，則基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界(包含氣液固之三相界面的邊界)朝外側(亦即處理液之液膜側)移動。隨著液膜去除區域之擴大，於處理液之液膜中接近上述邊界的部分(所謂「處理液之液膜的邊界部分」。以下此項目中相同)成為含有顆粒。
於此處理液之液膜的邊界部分之內部，係發生熱對流。此熱對流係朝接近處理液之液膜與基板上表面與氣相間之邊界的方向流動。因此，若於處理液之液膜的邊界部分含有顆粒，則該顆粒因熱對流而被促進至朝基板上表面及氣相間之邊界的方向，由該邊界移動至液膜去除區域，出現於基板上表面。然後，在去除了處理液之液膜後的基板上表面，有顆粒殘存。本案發明人等認為此係顆粒發生的機制。
又，本案發明人等得知，若處理液之液膜與基板上表面與氣相間之邊界的周圍環境呈具有較該處理液低之表面張力的低表面張力液的富蒸氣狀態，則於處理液之液膜的邊界部分的內部不發生熱對流，而且於處理液之液膜的邊界部分的內部，產生朝向處理液之液膜與基板上表面與氣相間之邊界遠離之方向(亦即與熱對流反向)流動的馬蘭哥尼對流。
本發明提供一種基板處理方法，其包含：水平保持基板之基板保持步驟；於上述基板上表面供給處理液，形成被覆該基板上表面之處理液之液膜的液膜形成步驟；於上述液膜形成步驟後，為了形成自上述處理液之液膜去除液膜的液膜去除區域，將含有具有較上述處理液低之表面張力的低表面張力液之蒸氣的第1氣體，由第1吐出口吐出，並對上述處理液之液膜，由與該上表面交叉之方向吹附上述第1氣體的第1氣體吐出步驟；將含有具有較上述處理液低之表面張力的低表面張力液之蒸氣的第2氣體，由與上述第1吐出口相異、環狀之第2吐出口，朝橫向且放射狀地吐出的第2氣體吐出步驟；與使上述液膜去除區域擴大的液膜去除區域擴大步驟。
根據此方法，藉由對形成於基板上表面之處理液之液膜，將含有低表面張力液之蒸氣的第1氣體，自與基板上表面交叉之方向吹附，而於處理液之液膜形成液膜去除區域。藉由此液膜去除區域的擴大，基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界朝基板外部移動。藉由使液膜去除區域擴大至基板全區域，使基板上表面之全區域乾燥。
又，含有低表面張力液之蒸氣的第2氣體，係由環狀 之第2吐出口朝橫向且放射狀地吐出。由第2吐出口所吐出之第2氣體，係供給至形成於基板上表面之處理液之液膜的周圍。從而，可將處理液之液膜之周圍環境保持為富含低表面張力液之蒸氣的狀態。因此，在液膜去除區域形成後，可將基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍環境保持為富含低表面張力液之蒸氣的狀態。藉此，於處理液之液膜的邊界部分的內部，可產生朝向處理液之液膜與基板上表面與氣相間之邊界遠離之方向流動的馬蘭哥尼對流，且可維持所發生的馬蘭哥尼對流。
從而，在處理液之液膜中含有顆粒的情況，此顆粒被馬蘭哥尼對流朝基板上表面及氣相間之邊界遠離的方向促進。因此，可依處理液之液膜中之顆粒攝入於該液膜中的狀態，擴大液膜去除區域。處理液之液膜中所含的顆粒，不致出現於液膜去除區域，而與處理液之液膜一起自基板上表面被去除。因此，在基板乾燥後，基板上表面不殘存顆粒。藉此，可於抑制或防止顆粒發生之下，使基板上表面全區域乾燥。
又，亦可考慮例如將收容基板保持單元之腔室內部的全區域，以低表面張力液之蒸氣的環境充滿，並對處理液之液膜吹附低表面張力液之蒸氣。然而，此情況下，由於必須將腔室內部之全區域以低表面張力液之蒸氣環境充滿，故低表面張力液之消費量大增。
相對於此，根據上述方法，藉由自第2吐出口朝橫向且放射狀地吐出第2氣體，可將基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍環境保持為富含低表面張力液之蒸氣的狀態。藉此，可達到低表面張力液之省液化，並可使基板上表面良好地乾燥。
本發明一實施形態中，上述第2吐出口係於鉛直方向上，配置於較上述第1吐出口更上方。根據此方法，由於第2吐出口配置於較第1吐出口更上方，故可藉由自第2吐出口所吐出之第2氣體之氣流，將基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍由較第2吐出口更上方之區域予以遮斷。藉此，可將處理液之液膜與基板上表面與氣相間之邊界的周圍，保持為更加富含低表面張力液之蒸氣的狀態。
上述基板處理方法亦可將上述第1氣體吐出步驟、與上述第2氣體吐出步驟並行實行。根據此方法，由於並行進行由第1吐出口之第1氣體的吐出、與由第2吐出口之第2氣體的吐出，故在液膜去除區域的擴大時，可將基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍環境，持續保持為富含低表面張力液之蒸氣的狀態。藉此，可於處理液之液膜的邊界部分的內部，產生朝向處理液之液膜與基板上表面與氣相間之邊界遠離之方向流動的馬蘭哥尼對流。
上述第2氣體吐出步驟亦可在上述第1氣體吐出步驟之開始前先開始。根據此方法，由於在由第1吐出口開始吐出第1氣體前即開始由第2吐出口吐出第2氣體，故可以基板上表面附近之環境為富含低表面張力液之蒸氣的狀態，開始液膜去除區域之形成。
上述液膜去除區域擴大步驟亦可包含：使由上述第1吐出口所吐出之上述第1氣體的流量，在該第1氣體之吐出開始後逐漸增大的第1流量增大步驟。此時，上述基板處理方法亦可進一步包含：使由上述第2吐出口所吐出之上述第2氣體的流量，在該 第2氣體之吐出開始後逐漸增大的第2流量增大步驟。
根據此方法，藉由在第1氣體之吐出開始後，使該第1氣體之流量逐漸增大，可擴大液膜去除區域。此時，由於亦使第2氣體之流量在該第2氣體之吐出開始後逐漸增大，故不論液膜去除區域之擴大狀況，可將基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍環境持續保持為富含低表面張力液之蒸氣的狀態。
上述處理液係包括沖洗液，上述低表面張力液亦可含有有機溶劑。
根據此方法，藉由對形成於基板上表面之沖洗液之液膜，將含有低表面張力液之蒸氣的第1氣體，自與基板上表面交叉之方向吹附，而於沖洗液之液膜形成液膜去除區域。藉由此液膜去除區域的擴大，基板上表面與沖洗液之液膜與氣相間之邊界朝基板外部移動。藉由使液膜去除區域擴大至基板全區域，使基板上表面之全區域乾燥。
又，含有低表面張力液之蒸氣的第2氣體，係由環狀之第2吐出口朝橫向且放射狀地吐出。由第2吐出口所吐出之第2氣體，係供給至形成於基板上表面之沖洗液之液膜的周圍。從而，可將沖洗液之液膜之周圍環境保持為富含低表面張力液之蒸氣的狀態。因此，在液膜去除區域的形成後，可將基板上表面與沖洗液之液膜與氣相間之邊界的周圍環境保持為富含低表面張力液之蒸氣的狀態。藉此，於沖洗液之液膜的邊界部分的內部，可產生朝向沖洗液之液膜與基板上表面與氣相間之邊界遠離之方向流動的馬蘭哥尼對流，且可維持所發生的馬蘭哥尼對流。
從而，在沖洗液之液膜中含有顆粒的情況，此顆粒被 馬蘭哥尼對流朝基板上表面及氣相間之邊界遠離的方向促進。因此，可依沖洗液之液膜中之顆粒攝入於該液膜中的狀態，擴大液膜去除區域。沖洗液之液膜中所含的顆粒，不致出現於液膜去除區域，而與沖洗液之液膜一起自基板上表面被去除。因此，在基板乾燥後，基板上表面不殘存顆粒。藉此，可於抑制或防止顆粒發生之下，使基板上表面全區域乾燥。
本發明提供一種基板處理裝置，其包含：水平保持基板之基板保持單元；用於朝上述基板上表面供給處理液的處理液供給單元；噴嘴，係具有用於朝下吐出氣體之第1吐出口、與用於朝橫向吐出氣體之環狀之第2吐出口；第1氣體供給單元，係對上述第1吐出口，供給含有具有較上述處理液低之表面張力的低表面張力液之蒸氣的第1氣體；第2氣體供給單元，係對上述第2吐出口，供給含有具有較上述處理液低之表面張力的低表面張力液之蒸氣的第2氣體；使保持於上述基板保持單元之基板旋轉的基板旋轉單元；與控制單元，係控制上述處理液供給單元、上述第1氣體供給單元、上述第2氣體供給單元及上述基板旋轉單元；上述控制單元係實行：於上述基板上表面供給處理液，形成被覆該基板上表面之處理液之液膜的液膜形成步驟；於上述液膜形成步驟後，為了形成自上述處理液之液膜去除液膜的液膜去除區域，將上述第1氣體由上述第1吐出口吐出，對上述處理液之液膜吹附上述第1氣體的第1氣體吐出步驟；由上述第2吐出口，將上述第2氣體朝橫向且放射狀地吐出的第2氣體吐出步驟；與使上述液膜去除區域擴大的液膜去除區域擴大步驟。
根據此構成，藉由對形成於基板上表面之處理液之液 膜，將含有低表面張力液之蒸氣的第1氣體，由與基板上表面交叉之方向吹附，而於處理液之液膜形成液膜去除區域。藉由此液膜去除區域的擴大，基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界朝基板外部移動。藉由使液膜去除區域擴大至基板全區域，使基板上表面之全區域乾燥。
又，含有低表面張力液之蒸氣的第2氣體，係由環狀之第2吐出口朝橫向且放射狀地吐出。由第2吐出口所吐出之第2氣體，係供給至形成於基板上表面之處理液之液膜的周圍。從而，可將處理液之液膜之周圍環境保持為富含低表面張力液之蒸氣的狀態。因此，在液膜去除區域的形成後，可將基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍環境保持為富含低表面張力液之蒸氣的狀態。藉此，於處理液之液膜的邊界部分的內部，可產生朝向處理液之液膜與基板上表面與氣相間之邊界遠離之方向流動的馬蘭哥尼對流，且可維持所發生的馬蘭哥尼對流。
從而，在處理液之液膜中含有顆粒的情況，此顆粒被馬蘭哥尼對流朝基板上表面及氣相間之邊界遠離的方向促進。因此，可依處理液之液膜中之顆粒攝入於該液膜中的狀態，擴大液膜去除區域。處理液之液膜中所含的顆粒，不致出現於液膜去除區域，而與處理液之液膜一起由基板上表面被去除。因此，在基板乾燥後，基板上表面不殘存顆粒。藉此，可於抑制或防止顆粒發生之下，使基板上表面全區域乾燥。
又，亦可考慮例如將收容基板保持單元之腔室內部的全區域，以低表面張力液之蒸氣的環境充滿，並對處理液之液膜吹附低表面張力液之蒸氣。然而，此情況下，由於必須將腔室內部之 全區域以低表面張力液之蒸氣環境充滿，故低表面張力液之消費量大增。
相對於此，根據上述構成，藉由自第2吐出口朝橫向且放射狀地吐出第2氣體，可將基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍環境保持為富含低表面張力液之蒸氣的狀態。藉此，可達到低表面張力液之省液化，並可使基板上表面良好地乾燥。
本發明一實施形態中，上述噴嘴係包含於內部形成了用於流通上述第1氣體之第1流徑的第1筒體，藉由該筒體之下端部分形成上述第1吐出口，且於該第1筒體之下端部分設置凸緣，由上述第1吐出口所吐出之上述第1氣體係於上述基板之上表面與上述凸緣之間的空間流通。
根據此構成，由第1吐出口所吐出之第1氣體，係於基板上表面與上述凸緣之間的空間流通，由凸緣之外周端與基板之間，放射狀且橫向地吐出。從而，在形成液膜去除區域後，來自凸緣之外周端與基板之間的第1氣體係沿著基板上表面朝周方向外部放射狀地流動。藉此，可對基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍供給第1氣體，可將處理液之液膜與基板上表面與氣相間之邊界的周圍持續保持為富含低表面張力液之蒸氣的狀態。
上述第2吐出口亦可配置於較上述凸緣更上方。
根據此方法，第2吐出口配置於較凸緣更上方。因此，可藉由自第2吐出口所吐出之第2氣體之氣流，將基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍由較第2吐出口更上方之區域予以遮斷。藉此，可將處理液之液膜與基板上表面與氣相間之邊界的周圍，保持在更加富含低表面張力液之蒸氣的狀態。
上述噴嘴亦可進一步具有第2筒體，其係包圍上述第1筒體，於與上述第1筒體之間區劃出上述第2氣體所流通的第2流徑。此時，上述第2吐出口亦可藉由上述第2筒體與上述凸緣所形成。
根據此構成，由於第2吐出口、凸緣之外周端與基板之間呈上下排列，故由第2吐出口所吐出之第2氣體係供給至基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍。藉此，可將處理液之液膜與基板上表面與氣相間之邊界的周圍保持為更進一步富含低表面張力液之蒸氣的狀態。
上述基板處理裝置亦可進一步含有對向構件，其係與上述基板之上表面相對向，具有引導由上述第2吐出口所吐出之上述第2氣體的對向面。根據此構成，由第2吐出口所吐出之第2氣體充滿於對向面與基板上表面之間的空間。因此，可抑制第2氣體由基板上表面附近流出的情形。藉此，可將基板上表面與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍環境持續保持為更加富含低表面張力液之蒸氣的狀態。
上述對向構件亦可具有對向周緣部，其係與上述基板之上表面周緣部相對向，於與該上表面周緣部之間，形成較上述對向面之中央部與上述基板之上表面中央部之間的間隔更狹窄的狹窄間隔。
根據此構成，由於在對向構件之對向周緣部與基板之上表面周緣部之間形成了狹窄間隔，故供給至對向面與基板上表面之間之空間的第2氣體難以由該空間被排出。因此，可更進一步抑制第2氣體由基板上表面附近流出的情形。藉此，可將基板上表面 與處理液之液膜與氣相間之邊界的周圍環境持續保持為更進一步富含低表面張力液之蒸氣的狀態。
本發明之上述內容或其他目的、特徵及效果，將參照隨附圖式由下述實施形態之說明所闡明。
1、201、301‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制裝置
4‧‧‧空室
5‧‧‧旋轉夾具
6‧‧‧藥液供給單元
7‧‧‧沖洗液供給單元
8‧‧‧氣體供給單元
9‧‧‧杯
10‧‧‧隔壁
12‧‧‧排氣管
13‧‧‧旋轉馬達
14‧‧‧旋轉軸
15‧‧‧旋轉基底
16‧‧‧挾持構件
17‧‧‧藥液噴嘴
18‧‧‧藥液配管
19‧‧‧藥液閥
20‧‧‧第1噴嘴臂
21‧‧‧第1噴嘴移動單元
22‧‧‧沖洗液噴嘴
23‧‧‧沖洗液配管
24‧‧‧沖洗液閥
25‧‧‧第2噴嘴臂
26‧‧‧第2噴嘴移動單元
27‧‧‧氣體噴嘴
28‧‧‧第3噴嘴臂
29‧‧‧第3噴嘴移動單元
31‧‧‧內筒
31a‧‧‧下端部分
32‧‧‧外筒
32a‧‧‧下端緣
33‧‧‧凸緣
33a‧‧‧外周端
33b‧‧‧上表面
33c‧‧‧下表面
34‧‧‧第1氣體流徑
35‧‧‧第1吐出口
36‧‧‧圓筒部
37‧‧‧閉鎖部
38‧‧‧第2氣體流徑
39‧‧‧第2吐出口
40‧‧‧第1氣體配管
41‧‧‧第1氣體閥
42‧‧‧第2氣體配管
43‧‧‧第2氣體閥
44‧‧‧液膜
45‧‧‧液膜去除區域
46‧‧‧邊界
47‧‧‧邊界部分
48‧‧‧混合氣體氣流
49‧‧‧馬蘭哥尼對流
50‧‧‧環狀出口
202、202A‧‧‧對向構件
203‧‧‧氣體噴嘴
204、204A‧‧‧對向面
205‧‧‧支架
206‧‧‧第3氣體配管
207‧‧‧第3氣體閥
208‧‧‧第4氣體配管
209‧‧‧第4氣體閥
210、210A‧‧‧空間
211‧‧‧支撐構件升降單元
212‧‧‧貫通孔
302‧‧‧環狀突部
303‧‧‧錐形面
303a‧‧‧外周端
A1‧‧‧旋轉軸線
A2‧‧‧鉛直軸線
P‧‧‧顆粒
SP‧‧‧空間
W‧‧‧基板
W1、W2‧‧‧間隔
圖1為由水平方向觀看本發明第1實施形態之基板處理裝置的圖。
圖2為擴大表示上述基板處理裝置所具備之蒸氣噴嘴之正吐出混合氣體(IPA蒸氣+N2)之狀態的剖面圖。
圖3為用於說明藉由上述基板處理裝置所進行之處理之第1處理例的流程圖。
圖4A至4F為用於說明上述第1處理例的圖解性圖。
圖5為表示處理時間、與來自第1吐出口及第2吐出口的混合氣體(IPA蒸氣+N2)吐出流量間之關係的圖。
圖6A及6B為表示擴大液膜去除區域時，沖洗液之液膜的邊界部分的狀態的俯視圖。
圖7為用於說明藉由上述基板處理裝置所進行之處理之第2處理例的圖解性圖。
圖8為用於說明本發明第2實施形態之基板處理裝置之構成的圖解性圖。
圖9為用於說明本發明第3實施形態之基板處理裝置之構成的圖解性圖。
圖1為由水平方向觀看本發明第1實施形態之基板處理裝置1的圖。
基板處理裝置1係對半導體晶圓等圓板狀之基板W，藉由處理液或處理氣體以單片進行處理的單片式裝置。基板處理裝置1係包含：對基板W使用處理液進行處理的處理單元2；與控制基板處理裝置1所具備之裝置之動作或閥之開關的控制裝置(控制單元)3。
各處理單元2為單片式之單元。各處理單元2係包含：具有內部空間之箱形之腔室4；於腔室4內以水平姿勢保持一片基板W，使基板W於通過基板W中心之鉛直之旋轉軸線A1周圍進行旋轉的旋轉夾具(基板保持單元)5；用於對保持於旋轉夾具5之基板W之上表面供給藥液的藥液供給單元6；用於對保持於旋轉夾具5之基板W之上表面供給沖洗液的沖洗液供給單元(處理液供給單元)7；用於對保持於旋轉夾具5之基板W之上方，供給作為低表面張力液之有機溶劑之一例的IPA之蒸氣、與作為惰性氣體之一例的N2氣體的混合氣體(IPA蒸氣+N2)的氣體供給單元(第1氣體供給單元、第2氣體供給單元)8；與包圍旋轉夾具5之周圍的筒狀之杯9。
腔室4係包含：收容旋轉夾具5或噴嘴的箱狀之隔壁10；由隔壁10之上部對隔壁10內送入清潔空氣(藉過濾器所過濾的空氣)的作為送風單元的FFU(fa filter unit，風扇過濾單元)11；與由隔壁10下部將腔室4內之氣體排出的排氣管12。FFU11係配置於隔壁10上方，安裝於隔壁10之頂板。FFU11係由隔壁10之頂板對腔室4內朝下送入清潔空氣。排氣管12係連接於杯9底部， 朝基板處理裝置1所設置之工廠中所設有的排氣處理設備導出腔室4內的氣體。從而，藉由FFU11及排氣管12形成於腔室4內朝下方流動的下降流(down flow)。基板W之處理係依於腔室4內形成了下降流的狀態進行。
作為旋轉夾具5，係採用於水平方向挾持基板W並水平保持基板W的挾持式夾具。具體而言，旋轉夾具5係包含：旋轉馬達(基板旋轉單元)13；與此旋轉馬達13之驅動軸呈一體化的旋轉軸14；與略水平地安裝於旋轉軸14上端的圓板狀之旋轉基底15。
於旋轉基底15之上表面，在其周緣部配置了複數個(3個以上，例如6個)挾持構件16。複數個挾持構件16係於旋轉基底15之上表面周緣部，於對應至基板W外周形狀之圓周上隔著適當間隔而配置。
又，作為旋轉夾具5，並不侷限於挾持式，例如亦可採用對基板W背面進行真空吸附，藉此依水平姿勢保持基板W，再依此狀態於鉛直之旋轉軸線周圍旋轉，藉此使保持於旋轉夾具5之基板W旋轉的真空吸附式(真空夾具)。
藥液供給單元6係包含：吐出藥液之藥液噴嘴17；連接於藥液噴嘴17的藥液配管18；介入裝設於藥液配管18的藥液閥19；於前端安裝了藥液噴嘴17的第1噴嘴臂20；與藉由使第1噴嘴臂20擺動，而使藥液噴嘴17移動的第1噴嘴移動單元21。
若打開藥液閥19，由藥液配管18供給至藥液噴嘴17的藥液係由藥液噴嘴17朝下方吐出。若關閉藥液閥19，使來自藥液噴嘴17之藥液吐出停止。第1噴嘴移動單元21係使藥液噴嘴17沿著基板W上表面移動，藉此使藥液供給位置於基板W上表面內 移動。進而，第1噴嘴移動單元21係於由藥液噴嘴17所吐出之藥液被供給至基板W上表面的處理位置、與俯視下藥液噴嘴17退避至旋轉夾具5側方的退避位置之間，使藥液噴嘴17移動。
作為由藥液噴嘴17所吐出的藥液，可例示含有硫酸、醋酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、氨水、過氧化氫水、有機酸(例如檸檬酸、草酸等)、有機鹼(例如TMAH：四甲基銨氫氧化物等)、界面活性劑、防腐蝕劑中之至少1種的液體。
沖洗液供給單元7係包含：吐出水之沖洗液噴嘴22；連接於沖洗液噴嘴22的沖洗液配管23；介入裝設於沖洗液配管23的沖洗液閥24；於前端安裝了沖洗液噴嘴22的第2噴嘴臂25；與藉由使第2噴嘴臂25擺動，而使沖洗液噴嘴22移動的第2噴嘴移動單元26。
若打開沖洗液閥24，由沖洗液配管23供給至沖洗液噴嘴22的水係由沖洗液噴嘴22朝下方吐出。若關閉沖洗液閥24，使來自沖洗液噴嘴22之水吐出停止。第2噴嘴移動單元26係使沖洗液噴嘴22沿著基板W上表面移動，藉此使水之供給位置於基板W上表面內移動。進而，第2噴嘴移動單元26係於由沖洗液噴嘴22所吐出之水被供給至基板W上表面的處理位置、與俯視下沖洗液噴嘴22退避至旋轉夾具5側方的退避位置之間，使沖洗液噴嘴22移動。
由沖洗液噴嘴22所吐出之沖洗液，為例如純水(去離子水，Deionzied Water)。水並不限定於純水，亦可為碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水及稀釋濃度(例如10~100ppm左右)的鹽酸水之任一種。
氣體供給單元8係包含：吐出混合氣體(IPA蒸氣+N2)的氣體噴嘴(噴嘴)27；於前端安裝了氣體噴嘴27的第3噴嘴臂28；與藉由使第3噴嘴臂28擺動，而使氣體噴嘴27移動的第3噴嘴移動單元29。
圖2為擴大表示上述基板處理裝置1所具備之氣體噴嘴27之正吐出混合氣體(IPA蒸氣+N2)之狀態的剖面圖。
氣體噴嘴27係具有：內筒(第1筒體)31；與外嵌於內筒31，包圍內筒31的外筒(第2筒體)32。內筒31及外筒32係同軸配置於各自共通的鉛直軸線A2上。如圖3所示，內筒31係除了下端部分31a之外，形成為圓筒狀。於內筒31之下端部分31a，形成有朝水平方向延伸的平坦狀之凸緣33。凸緣33之上表面33b及下表面33c係分別包含水平平坦狀的水平壁。圖2中，凸緣33之外周端33a係描繪成於俯視下與外筒32之外周齊合的狀態，但凸緣33之外周端33a亦可較外筒32更突出至徑方向外部。內筒31之內部空間，係形成來自後述第1氣體配管40之混合氣體(IPA蒸氣+N2)所流通之直線狀的第1氣體流徑34。於第1氣體流徑34之下端，形成第1吐出口35。
外筒32包含：圓筒部36；與將圓筒部36上端部閉鎖的閉鎖部37。於內筒31外周與閉鎖部37內周之間，藉由密封構件(未圖示)予以液密封。於內筒31與外筒32之圓筒部36之間，係形成來自後述第2氣體配管42之處理液所流通之圓筒狀的第2氣體流徑38。內筒31及外筒32係分別使用氯乙烯、PCTFE(聚氯三氟乙烯)、PVDF(聚二氟亞乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(全氟烷基乙烯醚-四氟乙烯共聚物)等之樹脂材料所形成。
於外筒32之下端部分，係藉由外筒32之下端緣32a與內筒31之凸緣33之外周端33a，區劃出環狀之第2吐出口39。凸緣33之上表面33b由於形成水平平坦面，故混合氣體(IPA蒸氣+N2)在於第2氣體流徑38朝第2吐出口39流動的過程中形成水平方向的流動，藉此，第2吐出口39將在第2氣體流徑38流動的混合氣體(IPA蒸氣+N2)朝水平方向放射狀地吐出。
氣體供給單元8係進一步包含：連接於氣體噴嘴27之第1氣體流徑34的第1氣體配管40；介入裝設於第1氣體配管40的第1氣體閥41；連接於氣體噴嘴27之第2氣體流徑38的第2氣體配管42；與介入裝設於第2氣體配管42的第2氣體閥43。若打開第1氣體閥41，由第1氣體配管40供給至氣體噴嘴27之第1氣體流徑34的混合氣體(IPA蒸氣+N2)係由第1吐出口35朝下方吐出。又，若打開第2氣體閥43，由第2氣體配管42供給至氣體噴嘴27之第2氣體流徑38的混合氣體(IPA蒸氣+N2)係由第2吐出口39朝水平方向放射狀地吐出。
在藉基板處理裝置1對基板W進行處理時，氣體噴嘴27係配置於使凸緣33之下表面33c與基板W上表面隔著既定間隔W1(例如約6mm)而相對向的下方位置。此狀態下，若打開第1氣體閥41，由第1吐出口35所吐出之混合氣體(IPA蒸氣+N2)被吹附至基板W上表面。又，由第1吐出口35所吐出之混合氣體(IPA蒸氣+N2)係於凸緣33之下表面33c與基板W上表面之間的空間SP流通，由形成於凸緣33之外周端33a與基板W間的環狀出口50，放射狀且朝水平方向吐出。
控制裝置3係使用例如微電腦所構成。控制裝置3具 有CPU等演算單元、固定記憶體裝置、硬碟驅動器等記憶單元、及輸出輸入單元。記憶單元係記憶了實行演算單元的程式。控制裝置3係依照事先記憶於記憶單元的程式，控制旋轉馬達13、第1噴嘴移動單元21、第2噴嘴移動單元26、第3噴嘴移動單元29等的動作。進而，控制裝置3係依照事先記憶於記憶單元的程式，控制藥液閥19、沖洗液閥24、第1氣體閥41、第2氣體閥43等的開關動作等。
圖3為用於說明藉由基板處理裝置1所進行之處理之第1處理例的流程圖。圖4A至4F為用於說明第1處理例的圖解性圖。圖5為表示處理時間、與來自第1吐出口35及第2吐出口39的混合氣體(IPA蒸氣+N2)吐出流量間之關係的圖。圖6A、6B為表示擴大液膜去除區域45時，沖洗液之液膜的邊界部分47的狀態的俯視圖。
參照圖1至圖3說明第1處理例。並適當參照圖4A至4F、圖5及圖6A、6B。第1處理例係使用藥液，對基板W上表面進行洗淨處理的處理例。
在藉由基板處理裝置1對基板W施行處理時，係將未處理之基板W搬入至腔室4內(步驟S1)。具體而言，控制裝置3係以使噴嘴17、22、27等之腔室4內的構成由旋轉夾具5上方形成退避的狀態，藉搬送機器人(未圖示)將基板W搬入至腔室4內。然後，控制裝置3係依基板W之處理對象面(例如圖案形成面)朝上的狀態，由搬送機器人將基板W載置於旋轉夾具5上(基板保持步驟)。其後，控制裝置3係依基板W保持於旋轉夾具5之狀態使旋轉馬達13旋轉。藉此，基板W之旋轉開始(步驟S2)。控制裝置3 係在將基板W載置於旋轉夾具5上後，使搬送機器人從腔室4退避。
接著，進行對基板W供給藥液的藥液步驟(步驟S3)。具體而言，控制裝置3係藉由控制第1噴嘴移動單元21，使藥液噴嘴17由退避位置移動至處理位置。其後，控制裝置3打開藥液閥19，朝旋轉狀態之基板W上表面由藥液噴嘴17吐出藥液。由藥液噴嘴17所吐出之藥液，係在供給至基板W上表面後，因離心力而沿著基板W上表面朝外部流動。進而控制裝置3係依基板W旋轉的狀態，使對基板W上表面之藥液供給位置於中央部與周緣部之間移動。藉此，藥液供給位置掃描(scan)基板W上表面全區域，對基板W上表面全區域均勻地進行處理。在經過預定之時間時，控制裝置3係關閉藥液閥19，使由藥液噴嘴17之藥液吐出停止，其後，藉由控制第2噴嘴移動單元26，使藥液噴嘴17由旋轉夾具5之上方退避。藉由藥液步驟(S3)，由搬入至腔室4之基板W上表面去除顆粒。
於藥液步驟(S3)中，亦可施行物理洗淨。作為此物理洗淨，可例示將來自所謂二流體噴嘴之藥液之微小液滴的噴流，供給至基板W上表面的液滴吐出洗淨；或一邊對基板W表面供給藥液，一邊使洗刷等之刷接觸該基板W表面，藉此洗淨該表面的刷洗淨。
接著，進行對基板W供給沖洗液的沖洗步驟(步驟S4)。具體而言，控制裝置3係藉由控制第2噴嘴移動單元26，使沖洗液噴嘴22由退避位置移動至處理位置。其後，控制裝置3打開沖洗液閥24，朝旋轉狀態之基板W上表面由沖洗液噴嘴22吐出 水。與由藥液噴嘴17所吐出之藥液同樣地，由沖洗液噴嘴22所吐出之沖洗液係在著液至基板W上表面後，因離心力而沿著基板W上表面朝外部流動。因此，基板W上之藥液被沖洗液推流至外部，由基板W周圍排出。藉此，基板W上之藥液被沖洗液所沖除。進而，控制裝置3係依基板W旋轉的狀態，使對基板W上表面之沖洗液供給位置於中央部與周緣部之間移動。藉此，沖洗液供給位置掃描基板W上表面全區域，對基板W上表面全區域均勻地進行處理。於沖洗液中，係含有自基板W上表面被去除的顆粒。
接著，進行以停止對基板W供給沖洗液之狀態，將沖洗液之液膜(處理液之液膜)44保持於基板W上的積滯沖洗(paddle rinse)步驟(步驟S5)。具體而言，控制裝置3係藉由控制旋轉夾具5，以基板W上表面全區域被沖洗液被覆的狀態，停止基板W旋轉；或者使基板W之旋轉速度降低為較沖洗步驟(S4)之旋轉速度更低速的低旋轉速度(例如約10~100rpm)(圖4A中表示以約50rpm低速旋轉的狀態)。藉此，於基板W上表面形成被覆基板W上表面全區域的積滯狀的沖洗液之液膜44。於此狀態下，作用於基板W上表面之沖洗液之液膜44的離心力小於在沖洗液與基板W上表面之間所作用的表面張力，或上述離心力與上述表面張力呈幾乎拮抗。由於基板W之減速，作用於基板W上之沖洗液的離心力變弱，由基板W上排出之沖洗液的量減少。於沖洗液之液膜44中有時含有顆粒。
控制裝置3係在基板W為靜止之狀態或基板W以低旋轉速度進行旋轉之狀態，關閉沖洗液閥24，使來自沖洗液噴嘴22之沖洗液吐出停止。又，在基板W上表面形成積滯狀之沖洗液 之液膜44後，亦可進行沖洗液對基板W上表面的供給。
接著，控制裝置3進行乾燥步驟(步驟S6)。
具體而言，控制裝置3係控制第3噴嘴移動單元29，使氣體噴嘴27由退避位置移動至中央位置。在將氣體噴嘴27配置於中央位置後，自氣體噴嘴27進行混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出。
具體而言，首先，控制裝置3打開第2氣體閥43，如圖4B所示，由氣體噴嘴27之第2吐出口39將混合氣體(IPA蒸氣+N2)放射狀地朝水平方向吐出。藉此，於基板W上之沖洗液之液膜44的中央部之周圍供給混合氣體(IPA蒸氣+N2)，該中央部之周圍成為富含IPA蒸氣的狀態。
控制裝置3係如圖5所示，在混合氣體(IPA蒸氣+N2)之吐出開始後，使來自第2吐出口39之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出流量逐漸增大。圖5中，混合氣體(IPA蒸氣+N2)之吐出流量係與時間經過成比例地增大，但若隨時間經過而增大，則不與時間經過成比例亦可。
在由第2吐出口39之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出開始經過預定期間時，接著，控制裝置3打開第1氣體閥41，由氣體噴嘴27之第1吐出口35將混合氣體(IPA蒸氣+N2)朝下吐出，如圖4C所示，於基板W上表面之沖洗液之液膜44之中央部吹附混合氣體(IPA蒸氣+N2)。藉此，位於沖洗液之液膜44中央部的沖洗液被吹附壓力(氣壓)物理性地推展，由基板W上表面之中央部被吹散去除。其結果，於基板W上表面中央部形成液膜去除區域45。
由第1吐出口35所吐出之混合氣體(IPA蒸氣+N2)，係於基板W上表面與凸緣33之下表面33c之間的空間SP流通， 由在凸緣33之外周端33a與基板W之間所形成的環狀出口50，放射狀且朝水平方向吐出。從而，在形成液膜去除區域45後，來自環狀出口50之混合氣體(IPA蒸氣+N2)係沿著基板W上表面朝周方向外部放射狀地流動。
控制裝置3係如圖5所示，由混合氣體(IPA蒸氣+N2)之吐出開始後起，使來自第1吐出口35之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出流量逐漸增大。圖5中，混合氣體(IPA蒸氣+N2)之吐出流量雖與時間經過成比例地增大，但若隨時間經過而增大，則不與時間經過成比例亦可。
又，在來自第1吐出口35之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出開始後，控制裝置3係控制旋轉馬達13，使基板W之旋轉速度由零或低旋轉速度逐漸增大。若基板W之旋轉速度超過既定速度，則對基板W上之沖洗液之液膜44作用因基板W旋轉所造成的離心力。又，隨著基板W之旋轉速度上升，該離心力增大。隨著混合氣體(IPA蒸氣+N2)之吐出流量增大及基板W之旋轉高速化，如圖4D所示，液膜去除區域45係擴大。基板W之旋轉加速亦可不在由第1吐出口35開始吐出混合氣體(IPA蒸氣+N2)後進行，而是與由第1吐出口35開始吐出混合氣體(IPA蒸氣+N2)之同時開始。
由於液膜去除區域45之擴大，基板上表面與沖洗液之液膜與氣相間之邊界(含有氣液固之三層界面的邊界)46朝基板W外部移動。基於下述2個理由，不論液膜去除區域45之擴大狀況，均可將邊界46之周圍環境持續保持為富含IPA蒸氣的狀態。
第1理由在於，由於使來自第2吐出口39之混合氣 體(IPA蒸氣+N2)的吐出流量，在該吐出開始後逐漸增大，故由第2吐出口39放射狀地吐出的混合氣體(IPA蒸氣+N2)係經常地供給至邊界46周圍。
第2理由係如下述。亦即，由於第2吐出口39配置於較第1吐出口35更上方，故藉由自第2吐出口39所吐出之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的氣流48(參照圖2)，將邊界46的周圍由較第2吐出口39更上方之區域予以遮斷。此外，藉由來自第1吐出口35之混合氣體(IPA蒸氣+N2)自環狀出口50依放射狀且朝水平方向吐出、沿著基板W上表面使混合氣體(IPA蒸氣+N2)朝周方向外部流動、而來自第2吐出口39之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的氣流48(參照圖2)，使來自第1吐出口35之混合氣體(IPA蒸氣+N2)被持續保留於基板W上表面附近。
邊界46周圍之環境若為富含具有較沖洗液低之表面張力之IPA之蒸氣的狀態，如圖2所示，沖洗液之液膜44中，在邊界46附近之部分(稱為「沖洗液之液膜的邊界部分47」)的內部不發生熱對流，此外，於沖洗液之液膜的邊界部分47的內部，產生朝向邊界遠離之方向(亦即與熱對流反向)流動的馬蘭哥尼對流49。於液膜去除區域45之形成後，不論液膜去除區域45之擴大狀況，均可將邊界46之周圍環境持續保持為富含IPA之蒸氣的狀態。
圖6A及6B為表示擴大液膜去除區域45時，沖洗液之液膜的邊界部分47的狀態的俯視圖。
如圖6A所示，在沖洗液之液膜44所含之顆粒P存在於沖洗液之液膜的邊界部分47的情況，此顆粒P被馬蘭哥尼對流49朝邊界46遠離的方向促進。因此，隨著液膜去除區域45之 擴大而使邊界46朝基板W外部移動時，如圖6B所示，顆粒P亦一併地朝徑方向外部移動。因此，於顆粒P被攝入於沖洗液之液膜的邊界部分47之狀態，液膜去除區域45將擴大。
然後，液膜去除區域45擴大至基板W全區域，沖洗液之液膜44自基板W上表面被完全排出(圖4F所示狀態)，藉此，使基板W上表面之全區域乾燥。沖洗液之液膜44中含有之顆粒不致出現於液膜去除區域45，與沖洗液之液膜44一起自基板W上表面被去除。
在液膜去除區域45擴大為基板W之上表面之全區域後，控制裝置3係關閉第1氣體閥41及第2氣體閥43，使來自氣體噴嘴27之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出停止。其後，控制裝置3藉由控制第3噴嘴移動單元29，使氣體噴嘴27退避至旋轉夾具5上方。又，控制裝置3係控制旋轉馬達13，使旋轉夾具5之旋轉(基板W之旋轉)停止(步驟S7)。
藉此，結束對一片基板W的處理，控制裝置3係與搬入基板W時同樣地，藉由搬送機器人將處理完畢之基板W由腔室4內搬出(步驟S8)。
根據以上之實施形態，藉由對形成於基板W上表面之沖洗液之液膜44，將混合氣體(IPA蒸氣+N2)由上方吹附至基板W上表面，而於沖洗液之液膜44形成液膜去除區域45。藉由液膜去除區域45之擴大，邊界46朝基板W外部移動。使液膜去除區域45擴大至基板W之全區域，藉此使基板W之上表面全區域乾燥。
又，混合氣體(IPA蒸氣+N2)係由環狀之第2吐出口39朝水平方向且放射狀地吐出。由第2吐出口39所吐出之混合氣 體(IPA蒸氣+N2)，係供給至形成於基板W上表面之沖洗液之液膜44的周圍。從而，可將沖洗液之液膜44之上表面附近的環境保持為富含IPA之蒸氣的狀態。因此，在液膜去除區域45的形成後，可將邊界46的周圍環境保持為富含IPA之蒸氣的狀態。藉此，於沖洗液之液膜的邊界部分47的內部可產生朝向邊界46遠離之方向流動的馬蘭哥尼對流49，且可維持所產生的馬蘭哥尼對流49。
從而，在沖洗液之液膜44中含有顆粒的情況，此顆粒被馬蘭哥尼對流49朝邊界46遠離的方向促進。在液膜去除區域45擴大時，邊界46之周圍環境持續保持為富含IPA之蒸氣的狀態。因此，可依沖洗液之液膜44中之顆粒攝入於沖洗液之液膜的邊界部分47中的狀態，擴大液膜去除區域45。因此，沖洗液之液膜44中所含的顆粒，不致出現於液膜去除區域45，而與沖洗液之液膜44一起自基板W上表面被去除。因此，在基板W乾燥後，基板W上表面不殘存顆粒。藉此，可於抑制或防止顆粒發生及水痕發生的雙方之下，使基板W上表面全區域乾燥。
另外，由於在由第1吐出口35之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出開始前，先開始由第2吐出口39之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出，故可依基板W上表面附近之環境為富含IPA之蒸氣的狀態，開始液膜去除區域45之形成。藉此，由液膜去除區域45之形成開始時起，可於沖洗液之液膜的邊界部分47的內部，產生朝向邊界46遠離之方向流動的馬蘭哥尼對流49。
又，由於第2吐出口39配置於較第1吐出口35更上方，故亦具有藉由自第2吐出口39所吐出之混合氣體(IPA蒸氣+N2)之氣流將邊界46的周圍由較第2吐出口39更上方之區域予以遮斷 的作用。藉此，可將邊界46周圍之環境保持為更富含IPA之蒸氣的狀態。
又，由第1吐出口35所吐出之混合氣體(IPA蒸氣+N2)，係於基板W上表面與凸緣33之間的空間SP流通，由在凸緣33之外周端33a與基板W之間所形成的環狀出口50，以放射狀且朝水平方向吐出。從而，在形成液膜去除區域45後，混合氣體(IPA蒸氣+N2)係沿著基板W上表面朝周方向外部放射狀地流動。藉此，可將邊界46周圍之環境保持為更加富含IPA之蒸氣的狀態。
又，由於使來自第2吐出口39之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出流量在該吐出開始後逐漸增大，故不論液膜去除區域45之擴大狀況，均可將邊界46的周圍環境持續保持為富含IPA之蒸氣的狀態。
又，亦可考慮例如將腔室4內部的全區域，以IPA之蒸氣充滿大氣，並對沖洗液之液膜44吹附IPA之蒸氣。然而，此情況下，由於必須將腔室4內部之全區域以IPA之蒸氣充滿大氣，故IPA之消費量大增。
相對於此，本實施形態係藉由第2吐出口39朝水平方向且放射狀地吐出混合氣體(IPA蒸氣+N2)，可將邊界46的周圍環境保持為富含IPA之蒸氣的狀態。藉此，可達到IPA之省液化，並可使基板W上表面良好地乾燥。
圖7為用於說明藉由基板處理裝置1所進行之處理之第2處理例的圖解性圖。
第2處理例中，與圖3至4F所示第1處理例相異的點在於：於乾燥步驟(S6)中，在來自第1吐出口35之混合氣體(IPA 蒸氣+N2)對基板W上表面的吹附開始後(亦即，液膜去除區域45形成後)，將基板W上表面之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吹附位置，由基板W之上表面中央部移動至上表面周緣部，藉此擴大液膜去除區域45。除了此點以外，第2處理例均與第1處理例共通。
具體而言，控制裝置3係在液膜去除區域45形成後，一邊繼續進行由氣體噴嘴27之第1吐出口35的混合氣體(IPA蒸氣+N2)吹附，一邊控制第3噴嘴移動單元29，將氣體噴嘴27由基板W之上表面中央部朝徑方向外部水平地移動至上表面周緣部的上方。藉此，擴大液膜去除區域45。
此第2處理例中，可藉由使自第1吐出口35之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吹附位置朝徑方向外部移動，而實現液膜去除區域45的擴大。因此，由第1吐出口35之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出流量，可於吐出開始後保持為一定流量。又，基板W之旋轉速度亦可維持為零或低旋轉速度(圖7中表示依50rpm旋轉的情形)。
又，由第2吐出口39之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出流量，係於吐出開始後保持為一定流量。
由於液膜去除區域45之擴大而邊界46朝基板W外部移動。由於邊界46係追隨由第1吐出口35之混合氣體之吹附位置移動而移動，故換言之，邊界46係追隨氣體噴嘴27之移動而移動。因此，不論液膜去除區域45之擴大狀況，可將由第2吐出口39所放射狀地吐出之混合氣體(IPA蒸氣+N2)經常地供給至邊界46周圍。藉此，不論液膜去除區域45之擴大狀況，可將邊界46之周圍環境持續保持為富含IPA之蒸氣的狀態。
由以上所述，第2處理例係發揮與第1處理例所說明之作用效果同等的作用效果。
又，第2處理例中，亦可如第1處理例般，使自第2吐出口39之混合氣體(IPA蒸氣+N2)之吐出流量在吐出開始後逐漸增大。
又，第2處理例中，亦可如第1處理例般，使由第1吐出口35之混合氣體(IPA蒸氣+N2)之吐出流量在吐出開始後逐漸增大。又，基板W之旋轉速度亦可如第1處理例般，在吐出開始後逐漸增大。
圖8為用於說明本發明第2實施形態之基板處理裝置201之構成的圖解性圖。
第2實施形態中，與第1實施形態共通之部分係加註與圖1至圖7之情況相同的元件符號並省略說明。第2實施形態之基板處理裝置201與第1實施形態之基板處理裝置1的主要相異點在於：設置了與由旋轉夾具5所保持之基板W之上表面相對向的對向構件202。
對向構件202為圓板狀。對向構件202之直徑係與基板W之直徑相等、或大於基板W之直徑。於對向構件202之下表面，係與由旋轉夾具5所保持之基板W之上表面相對向，並形成有由平坦面所構成之圓形的對向面204。對向面204係與基板W之上表面全區域相對向。對向構件202係藉由支架205，以對向構件202之中心軸線位於旋轉夾具5之旋轉軸線A1上的方式，且依水平姿勢被支撐著。
於對向構件202上表面，固定著以通過對向構件202 中心之鉛直軸線(與旋轉夾具5之旋轉軸線A1一致的鉛直軸線)為中心軸線的支架205。支架205係形成為中空，於其內部，以朝鉛直方向延伸之狀態插通著氣體噴嘴(噴嘴)203。氣體噴嘴203係經由形成於對向構件202中央部的貫通孔212，突出至較對向面204更下方。氣體噴嘴203係以使第1及第2吐出口35、39露出至較對向面204更下方的方式，對於對向構件202進行定位。更具體而言，對向面204與第2吐出口39之上端之間的間隙為若干量。
於氣體噴嘴203之第1氣體流徑34，連接著第3氣體配管206。於第3氣體配管206，介入裝設著第3氣體閥207。於氣體噴嘴203之第2氣體流徑38，連接著第4氣體配管208。於第4氣體配管208，介入裝設著第4氣體閥209。若第3氣體閥207被打開，由第3氣體配管206供給至氣體噴嘴203之第1氣體流徑34的混合氣體(IPA蒸氣+N2)，係由第1吐出口35朝下方吐出。又，若第4氣體閥209被打開，由第4氣體配管208供給至氣體噴嘴203之第2氣體流徑38的混合氣體(IPA蒸氣+N2)，係由第2吐出口39朝水平方向且放射狀地吐出。
於支架205係結合有支撐構件升降單元211。控制裝置3係控制支撐構件升降單元211，使對向構件202之對向面204於接近由旋轉夾具5所保持之基板W上表面的接近位置、與大幅退避至旋轉夾具5上方的退避位置之間進行升降。在對向構件202位於接近位置時，氣體噴嘴203之凸緣33之下表面33c(參照圖2)係隔著既定之間隔W2(例如約6mm)與基板W上表面相對向。
控制裝置3係依照預定之程式，控制支撐構件升降單元211等之動作。進而，控制裝置3係控制第3氣體閥207、第4 氣體閥209等的開關動作等。
第2實施形態之基板處理裝置201係例如實行與第1處理例(參照圖3及圖4A至4F)同等的處理。於乾燥步驟(圖3之步驟S6)，控制裝置3係控制支撐構件升降單元211，將對向構件202配置於接近位置。其後，進行由氣體噴嘴203之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出。來自氣體噴嘴203之第1及第2吐出口35、39的混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出時機及吐出流量、以及基板W之旋轉態樣，係與第1實施形態之第1處理例的情況同等。因此，第2實施形態係發揮與第1實施形態相關說明之效果同等的效果。
又，第2實施形態係除了第1實施形態相關說明之作用效果以外，由第2吐出口39所吐出之混合氣體(IPA蒸氣+N2)充滿於對向面204與基板W上表面之間的空間210。因此，可抑制混合氣體(IPA蒸氣+N2)由基板W上表面附近流出的情形。藉此，可將邊界46的周圍環境持續保持為更加富含IPA之蒸氣的狀態。
圖9為用於說明本發明第3實施形態之基板處理裝置301之構成的圖解性圖。
第3實施形態中，與第2實施形態共通之部分係加註與圖8之情況相同的元件符號並省略說明。第3實施形態之基板處理裝置301與第2實施形態之基板處理裝置201的主要相異點在於：取代對向構件202而設置了對向構件202A。
對向構件202A為圓板狀。對向構件202A之直徑可與基板W之直徑同等，亦可如圖9所示般大於基板W之直徑。於對向構件202A之下表面，係與由旋轉夾具5所保持之基板W之上表面相對向，並形成有對向面204A。對向面204A之中央部係形成 為水平平坦狀。於對向面204A之周緣部，形成有環狀突部(對向周緣部)302。於環狀突部302之下表面，形成有隨著朝向徑方向外部而降低的錐形面303。如圖9所示，在對向構件202A之直徑大於基板W之直徑的情況，對向構件202A之周端邊緣係於俯視時伸出至基板W周端邊緣之更外部。
控制裝置3係控制支撐構件升降單元211，使對向構件202A之對向面204A於接近由旋轉夾具5所保持之基板W上表面的接近位置、與大幅退避至旋轉夾具5上方的退避位置之間進行升降。在對向構件202A位於接近位置時，氣體噴嘴203之凸緣33之下表面33c(參照圖2)係隔著既定之間隔W2(例如約6mm)與基板W上表面相對向。此狀態下，如圖9所示，錐形面303之外周端303a係於上下方向，位於較基板W之上表面更下方。從而，藉由對向面204A與基板W之上表面所區劃的空間，形成自其外側空間起幾乎密封的密閉空間。而且，基板W之上表面周緣部、與環狀突部302(亦即錐形面303)之間，係設置為較對向面204A中央部與基板W上表面中央部之間的間隔明顯更為狹窄。
第3實施形態之基板處理裝置301，係例如實行與第2實施形態之基板處理裝置201之情況同等的處理。亦即，於乾燥步驟(圖3之步驟S6)，控制裝置3係控制支撐構件升降單元211，將對向構件202A配置於接近位置。
又，第3實施形態係除了第2實施形態相關說明之作用效果以外，由於藉由對向面204A與基板W上表面所區劃之空間係自其外側空間起幾乎密封，故供給至對向面204A與基板W上表面之間之空間210A的混合氣體(IPA蒸氣+N2)，不易由該空間210A 被排出。因此，更進一步抑制混合氣體(IPA蒸氣+N2)由基板W上表面附近流出的情形。藉此，可將邊界46的周圍環境持續保持為更加富含IPA之蒸氣的狀態。
以上針對本發明之3個實施形態進行了說明，但本發明亦可以其他形態實施。
例如，於第1實施形態之第1處理例(第2及第3實施形態之處理例亦相同)中，列舉了藉由混合氣體(IPA蒸氣+N2)之流量增大、與基板W之旋轉速度之高速化而使液膜去除區域45擴大的情況為例進行說明，但液膜去除區域45之擴大亦可僅藉由混合氣體(IPA蒸氣+N2)之流量增大、及基板W之旋轉速度之高速化的其中一者所達成。
又，上述各實施形態中，雖說明了在由第1吐出口35之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出開始前，先開始使自第2吐出口39之混合氣體(IPA蒸氣+N2)吐出，但亦可將由第1吐出口35之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出開始時機、與由第2吐出口39之混合氣體(IPA蒸氣+N2)的吐出開始時機設為相同。
另外，上述各實施形態中，雖說明了由第1及第2吐出口35、39所吐出之氣體為混合氣體(IPA蒸氣+N2)，但亦可採用不含N2氣體的IPA蒸氣(低表面張力液之蒸氣)作為由第1及第2吐出口35、39所吐出的氣體。
又，雖列舉了屬於具有較沖洗液低之表面張力之有機溶劑一例的IPA作為低表面張力液進行說明，但作為此種有機溶劑，除了IPA以外，亦可採用例如甲醇、乙醇、丙酮及HFE(氫氟醚)等。
又，上述各實施形態中，雖列舉了構成液膜44之處理液為沖洗液的情況為例而進行說明，但構成液膜之處理液亦可為IPA(液體)。此時，由第1及第2吐出口35、39所吐出之氣體中所含的低表面張力液之蒸氣亦可為HFE或EG(乙二醇)。
又，雖說明了將氣體噴嘴27、203設為藉由凸緣33將環狀出口50與環狀之第2吐出口39予以上下區隔的構成，但並不限定於此種構成，當然亦可採用其他構成的噴嘴形狀。
另外，亦可使自第1吐出口35所吐出之氣體(第1氣體)、與自第2吐出口39所吐出之氣體(第2氣體)的種類彼此相異。
又，上述各實施形態中，雖針對基板處理裝置1、201、301為對圓板狀之基板W進行處理之裝置的情況進行了說明，但基板處理裝置1、201、301亦可為對液晶顯示裝置用玻璃基板等之多角形基板進行處理的裝置。
雖針對本發明之實施形態進行了詳細說明，但此等僅為用於闡明本發明之技術內容的具體例，本發明並不應限定於此等具體例而解釋，本發明之範圍僅由隨附之申請專利範圍所限定。
本申請案係與於2015年3月5日向日本專利局提出之日本專利特願2015-43708號及2016年2月17日向日本專利局提出之日本專利特願2016-28312號對應，該申請案之所有揭示內容均藉由引用而併入本文中。
27‧‧‧氣體噴嘴
31‧‧‧內筒
31a‧‧‧下端部分
32‧‧‧外筒
32a‧‧‧下端緣
33‧‧‧凸緣
33a‧‧‧外周端
33b‧‧‧上表面
33c‧‧‧下表面
34‧‧‧第1氣體流徑
35‧‧‧第1吐出口
36‧‧‧圓筒部
37‧‧‧閉鎖部
38‧‧‧第2氣體流徑
39‧‧‧第2吐出口
40‧‧‧第1氣體配管
42‧‧‧第2氣體配管
44‧‧‧液膜
45‧‧‧液膜去除區域
46‧‧‧邊界
47‧‧‧邊界部分
48‧‧‧混合氣體氣流
49‧‧‧馬蘭哥尼對流
50‧‧‧環狀出口
SP‧‧‧空間
W‧‧‧基板
W1‧‧‧間隔

Claims (12)

  1. 一種基板處理方法，其包含：水平保持基板之基板保持步驟；於上述基板之上表面供給處理液，形成被覆該基板上表面之處理液之液膜的液膜形成步驟；於上述液膜形成步驟後，為了形成自上述處理液之液膜去除液膜的液膜去除區域，將含有具有較上述處理液低之表面張力的低表面張力液之蒸氣的第1氣體，由第1吐出口吐出，並對上述處理液之液膜，由與該上表面交叉之方向吹附上述第1氣體的第1氣體吐出步驟；將含有具有較上述處理液低之表面張力的低表面張力液之蒸氣的第2氣體，由與上述第1吐出口相異、且為環狀之第2吐出口，朝橫向且放射狀地吐出的第2氣體吐出步驟；與使上述液膜去除區域擴大的液膜去除區域擴大步驟。
  2. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述第2吐出口係於鉛直方向上，配置於較上述第1吐出口更上方。
  3. 如請求項1之基板處理方法，其中，將上述第1氣體吐出步驟、與上述第2氣體吐出步驟並行實行。
  4. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述第2氣體吐出步驟係在上述第1氣體吐出步驟開始之前先開始。
  5. 如請求項1至4中任一項之基板處理方法，其中，上述液膜去除區域擴大步驟係包含：使自上述第1吐出口所吐出之上述第1氣體的流量，在該第1氣體之吐出開始後逐漸增大的第1流量增大步驟；上述基板處理方法係進一步包含：使自上述第2吐出口所吐出之上述第2氣體的流量，在該第2氣體之吐出開始後逐漸增大的第2流量 增大步驟。
  6. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述處理液係包括沖洗液；上述低表面張力液係包括有機溶劑。
  7. 一種基板處理裝置，其包含：水平保持基板之基板保持單元；用於朝上述基板之上表面供給處理液的處理液供給單元；噴嘴，係具有用於朝下吐出氣體之第1吐出口、與用於朝橫向吐出氣體之環狀之第2吐出口；第1氣體供給單元，係對上述第1吐出口，供給含有具有較上述處理液低之表面張力的低表面張力液之蒸氣的第1氣體；第2氣體供給單元，係對上述第2吐出口，供給含有具有較上述處理液低之表面張力的低表面張力液之蒸氣的第2氣體；與控制單元，係控制上述處理液供給單元、上述第1氣體供給單元、上述第2氣體供給單元及上述基板旋轉單元；上述控制單元係實行：於上述基板之上表面供給處理液，形成被覆該基板上表面之處理液之液膜的液膜形成步驟；於上述液膜形成步驟後，為了形成自上述處理液之液膜去除液膜的液膜去除區域，將上述第1氣體由上述第1吐出口吐出，對上述處理液之液膜吹附上述第1氣體的第1氣體吐出步驟；由上述第2吐出口，將上述第2氣體朝橫向且放射狀地吐出的第2氣體吐出步驟；與使上述液膜去除區域擴大的液膜去除區域擴大步驟。
  8. 如請求項7之基板處理裝置，其中，上述噴嘴係包含於內部形成了用於流通上述第1氣體之第1流徑的第1筒體，藉由該筒體之下端部分形成上述第1吐出口，且於該第1筒體之下端部分設置凸緣； 由上述第1吐出口所吐出之上述第1氣體係於上述基板之上表面與上述凸緣之間的空間流通。
  9. 如請求項8之基板處理裝置，其中，上述第2吐出口係配置於較上述凸緣更上方。
  10. 如請求項9之基板處理裝置，其中，上述噴嘴係進一步具有第2筒體，其係包圍上述第1筒體，於與上述第1筒體之間區劃出上述第2氣體所流通的第2流徑；上述第2吐出口係藉由上述第2筒體與上述凸緣所形成。
  11. 如請求項7至10中任一項之基板處理裝置，其中，進一步含有對向構件，其係與上述基板之上表面相對向，具有引導由上述第2吐出口所吐出之上述第2氣體的對向面。
  12. 如請求項11之基板處理裝置，其中，上述對向構件係具有對向周緣部，其係與上述基板之上表面周緣部相對向，於與該上表面周緣部之間，形成較上述對向面之中央部與上述基板之上表面中央部之間的間隔更狹窄的狹窄間隔。
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