TW201732893A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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樋口鮎美
藤原直澄
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Abstract

從低表面張力液體供給單元對基板的表面供給低表面張力液體，藉此於基板的表面形成有低表面張力液體的液膜。從惰性氣體供給單元對旋轉狀態的基板的旋轉中心位置供給惰性氣體，藉此於低表面張力液體的液膜形成從旋轉中心位置擴展之開口，且該開口係朝從旋轉中心位置遠離的方向擴大。以著液位置位於比開口的周緣還外側之方式，低表面張力液體的著液位置係因應開口的擴大變更成旋轉中心位置以外的至少兩個部位。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係有關於一種用以藉由液體處理基板之基板處理裝置及基板處理方法。成為處理對象之基板係包括例如半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、FED(Field Emission Display；場發射顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板以及太陽電池用基板等基板。
在用以逐片處理基板之葉片式的基板處理中，例如對被自轉夾具(spin chuck)大致保持水平的基板供給藥液。之後，對基板供給清洗(rinse)液，藉此將基板上的藥液置換成清洗液。之後，進行用以排除基板上的清洗液之離心法脫水(spin-drying)步驟。
如日本特開2010-177371號公報的圖14所示，在基板的表面形成有細微的圖案之情形中，在離心法脫水步驟中，液面(空氣與液體之間的界面)係形成於圖案內。在此情形 中，液體的表面張力作用於液面與圖案之間的接觸位置。在該表面張力大之情形中，容易造成圖案的崩壞。由於作為典型的清洗液之水的表面張力大，因此無法無視離心法脫水步驟中的圖案的崩壞。
因此，已提案有一種技術，係供給表面張力比水還低之屬於低表面張力液體的異丙醇(Isopropyl Alcohol：IPA)，藉此將進入至圖案的內部的水置換成IPA，之後，去除IPA，藉此使基板的表面乾燥。
例如，對基板的上表面供給IPA而形成IPA的液膜。之後，對繞著通過基板的中央部之旋轉中心旋轉的基板的上表面中央部噴吹氮氣。因此，從基板的上表面中央部去除IPA，藉此形成孔(日本特開2010-177371號公報)。之後，藉由基板的旋轉所為之離心力或氮氣的噴吹力，增大環狀的液膜的內徑。因此，液膜被排除至基板外，藉此使基板的表面乾燥。
另一方面，有一邊使具有IPA噴出噴嘴及氮氣噴出噴嘴之噴嘴頭從基板中心朝著周緣掃描一邊從IPA噴出噴嘴噴出IPA之情形(美國專利公開2009/205684號說明書)。藉此，供給至基板的IPA的液膜係被離心力及氮氣的噴吹力推出至基板的外側。因此，使基板的表面乾燥。
在日本特開2010-177371號公報的基板處理裝置中，將IPA的液膜去除時，IPA著液至從基板的旋轉中心離開達至一定距離的預定位置，且當IPA的液膜的內周到達該預定位置時停止供給IPA。因此，在停止供給IPA後，有IPA的液膜分裂而於基板上殘留IPA的液滴之虞。具體而言，IPA的液膜不會均勻地蒸發IPA，IPA的液膜的一部分會完全蒸發而露出基板。如此，有液膜分裂之虞。針對液膜的離心力，在基板的周緣部中較大，在接近旋轉中心的區域較小。而且，在基板的周緣部中，由於朝向旋轉方向的液膜的線速度較大，因此液膜與氛圍之間的相對速度較大，蒸發迅速地進行。因此，有基板的周緣部上的液膜部分會從更內側的液膜部分分離而排除至基板外之虞。
另一方面，在美國專利公開2009/205684號說明書的基板處理裝置中，噴嘴頭從基板中心朝周緣掃描時，藉由從氮氣噴出噴嘴所噴出的氮氣來輔助IPA的乾燥。因此，IPA的環狀的液膜係被在從基板的旋轉中心離開的位置所噴出的氮氣朝基板的旋轉半徑方向推出。因此，由於氮氣的噴出力會局部性地作用於IPA的環狀液膜的內周的一部分，因此在繞著基板的旋轉中心之周方向會變得不均勻。如此，會有IPA的液膜分裂而於基板上殘留IPA的液滴之虞。
殘留於基板上之IPA的液滴係進入至基板上的微小的圖案中，並與溶入至該IPA的液滴中的水一起長時間地對該微小的圖案持續地施予表面張力。因此，直至該液滴完全地乾燥為止，表面張力施加至圖案之能量會變大。如此，會有導致圖案崩壞之虞。
因此，本發明的目的係提供一種能抑制於基板上殘留低表面張力液體並使基板的表面迅速地乾燥之基板處理裝置及基板處理方法。
本發明提供一種基板處理裝置，係包含有：基板保持單元，係水平地保持基板；基板旋轉單元，係使被前述基板保持單元保持的基板繞著沿著鉛直方向之預定的旋轉軸線旋轉；處理液供給單元，係對被前述基板保持單元保持的基板的表面供給含有水的處理液；低表面張力液體供給單元，係對被前述基板保持單元保持的基板的表面供給具有比水還小的表面張力之低表面張力液體；著液位置變更單元，係變更從前述低表面張力液體供給單元所供給的低表面張力液體在前述基板的表面上的著液位置；惰性氣體供給單元，係朝前述基板表面的前述旋轉軸線上的位置之旋轉中心位置供給惰性氣體；以及控制器，係控制前述基板旋轉單元、前述處理液供給單元、前述低表面張力液體供給單元、前述著液位置變更單元以及前述惰性氣體供給單元。前述控制器係使前述處理液供給單元對基板的表面 供給處理液，使前述低表面張力液體供給單元對前述基板的表面供給低表面張力液體並使前述處理液置換成低表面張力液體且於前述基板的表面形成低表面張力液體的液膜，一邊藉由前述基板旋轉單元使前述基板旋轉一邊從前述惰性氣體供給單元朝前述旋轉中心位置供給惰性氣體，藉此於前述低表面張力液體的液膜形成從前述旋轉中心位置擴展之開口且使該開口朝從前述旋轉中心位置離開的方向擴大，並以前述著液位置位於比前述開口的周緣還外側之方式因應前述開口的擴大使前述低表面張力液體的前述著液位置變更至前述旋轉中心位置以外的至少兩個部位。
依據此構成，在開口朝從旋轉中心位置離開的方向擴大時，朝旋轉中心位置供給惰性氣體。因此，能一邊使開口的周緣的低表面張力液體快速地乾燥，一邊將開口從旋轉中心位置均勻地擴展。此外，以低表面張力液體的著液位置位於比開口的周緣還外側之方式，因應開口的擴大將著液位置變更成至少兩個部位。因此，低表面張力液體充分地供給至開口的周緣。因此，抑制因為蒸發或離心力導致比開口的周緣還外側的低表面張力液體局部性地消失。因此，能抑制或防止液膜的分裂，並將液膜排除至基板外。因此，抑制或防止低表面張力液體或溶入至低表面張力液體的處理液成為液滴並殘留於基板上。如此，能抑制於基板的表面上殘留低表面張力液體等，並使基板的表面迅速地乾燥。如此，能縮短低表面張力液體或溶入至低表面張 力液體的處理液所致使之表面張力作用的時間。
在本發明的實施形態之一中，前述控制器係以前述開口的周緣與前述著液位置之間的距離保持成一定之方式使前述著液位置移動。依據此構成，在開口的擴大步驟中，從開口的周緣至著液位置為止的距離保持成一定。因此，能更確實地抑制或防止形成有開口且成為環狀的低表面張力液體的液膜局部性地乾燥而分裂。
在本發明的實施形態之一中，前述低表面張力液體供給單元係包含有：噴嘴，係朝前述基板的表面供給低表面張力液體。前述著液位置變更單元係包含有：噴嘴移動單元，係使前述噴嘴朝沿著基板的表面的方向移動。依據此構成，噴嘴移動單元係使噴嘴朝沿著基板的表面的方向移動，藉此能任意地設定並變更著液位置。由於只要無階段地進行噴嘴的移動即能無階段地變更著液位置，因此較佳。如此，能使著液位置確實地追隨液膜的開口的擴大。
在本發明的實施形態之一中，前述低表面張力液體供給單元係包含有：複數個噴嘴，係分別配置於與前述旋轉中心位置之間的距離不同的複數個位置。前述著液位置變更單元係包含有：供給切換單元，係分別切換是否對前述複數個噴嘴供給低表面張力液體。
依據此構成，能以藉由供給切換單元分別切換是否對複數個噴嘴供給低表面張力液體這種簡單的構造來變更著液位置。
前述複數個噴嘴亦可沿著基板的旋轉半徑方向排列地配置。
在本發明的實施形態之一中，前述基板處理裝置係進一步包含有：對向構件，係具有與被前述基板保持單元保持的基板的表面相對向之對向面，並將前述對向面與前述基板的表面之間與周圍的氛圍阻隔。依據此構成，對向構件的對向面與基板的表面之間係與周圍的氛圍阻隔。因此，在比開口還外側中，低表面張力液體不易蒸發。如此，能更抑制低表面張力液體的液膜的分裂。
在本發明的實施形態之一中，前述基板處理裝置係進一步包含有：對向構件，係具有與被前述基板保持單元保持的基板的表面相對向之對向面，並將前述對向面與前述基板的表面之間與周圍的氛圍阻隔。並且，於前述對向面形成有與前述複數個噴嘴對應的複數個供給口，從前述複數個供給口對前述基板的表面供給低表面張力液體。
依據此構成，從形成於對向構件的對向面之供給口對基板的表面供給低表面張力液體。因此，從噴嘴將低表面 張力液體供給至基板時，無須於對向構件與基板之間確保用以配置複數個噴嘴之間隔。因此，由於能將對向構件靠近基板，因此能更抑制比開口的周緣還外側的低表面張力液體的蒸發。
在本發明的實施形態之一中，前述基板處理裝置係進一步包含有：對向構件旋轉單元，係使前述對向構件繞著前述旋轉軸線旋轉。
依據此構成，對向構件旋轉單元係使對向構件繞著旋轉軸線旋轉，藉此能藉由離心力使附著於對向面的液滴朝旋轉中心位置離開的方向甩飛。藉此，能抑制附著於對向面的液滴落下至比開口的周緣還靠近基板的旋轉中心位置側的表面。因此，更確實地抑制在基板上殘留液滴。
在本發明的實施形態之一中，前述基板處理裝置係進一步包含有：基板加熱單元，係加熱被前述基板保持單元保持的基板。前述控制單元係控制前述基板加熱單元，在至少從前述低表面張力液體供給單元對前述基板的表面供給低表面張力液體之期間中，藉由前述基板加熱單元加熱基板。
依據此構成，藉由加熱基板促進開口的周緣的低表面張力液體的蒸發，藉此提升開口擴大的速度。藉此，能使 基板的表面更迅速地乾燥。藉此，能更縮短低表面張力液體或溶入至低表面張力液體的處理液所致使之表面張力作用的時間。
本發明的實施形態之一係提供一種基板處理方法，係包含有：處理液供給步驟，係對被水平地保持的基板供給含有水的處理液；置換步驟，係將具有表面張力比水還低的低表面張力液體供給至前述基板，藉此置換前述處理液；液膜形成步驟，係對前述基板供給具有表面張力比水還低的低表面張力液體，藉此於前述基板的表面形成前述低表面張力液體的液膜；開口形成步驟，係一邊使前述基板繞著沿著鉛直方向的預定的旋轉軸線旋轉，一邊朝前述基板的表面的前述旋轉軸線上的位置之旋轉中心位置供給惰性氣體，藉此於前述低表面張力液體的液膜形成從前述旋轉中心位置擴展之開口；開口擴大步驟，係朝前述旋轉中心位置供給惰性氣體，藉此使前述開口朝從前述旋轉中心位置離開的方向擴大；以及著液位置變更步驟，係以前述基板的表面中的著液位置位於比前述開口的周緣還外側之方式，將具有表面張力比水還低的低表面張力液體供給至前述基板的表面，且因應前述開口的擴大使前述著液位置變更成前述旋轉中心位置以外的至少兩個部位。
依據此構成，在開口朝從旋轉中心位置離開的方向擴大時，朝旋轉中心位置供給惰性氣體。因此，能一邊使開 口的周緣的低表面張力液體快速地乾燥，一邊將開口從旋轉中心位置均勻地擴展。此外，以低表面張力液體的著液位置位於比開口的周緣還外側之方式，因應開口的擴大將著液位置變更成至少兩個部位。藉此，低表面張力液體充分地供給至比開口的周緣還外側。因此，抑制因為蒸發或離心力導致比開口的周緣還外側的低表面張力液體從基板的表面上局部性地消失。因此，由於能抑制或防止液膜的分裂並將液膜排除至基板外，因此抑制或防止低表面張力液體或溶入至低表面張力液體的處理液成為液滴並殘留於基板上。如此，能抑制於基板的表面上殘留低表面張力液體等，並使基板的表面迅速地乾燥。如此，能縮短低表面張力液體或溶入至低表面張力液體的處理液所致使之表面張力作用的時間。
在本發明的實施形態之一中，前述著液位置變更步驟係包含有以前述開口的周緣與前述著液位置之間的距離保持成一定之方式使前述著液位置移動之步驟。依據此方法，在開口的擴大步驟中，從開口的周緣至著液位置為止的距離保持成一定。因此，能更確實地抑制或防止形成有開口且成為環狀的低表面張力液體的液膜局部性地乾燥而分裂。
在本發明的實施形態之一中，前述著液位置變更步驟係包含有使用以朝前述基板的表面供給低表面張力液體之 噴嘴朝沿著前述基板的表面的方向移動之步驟。依據此方法，使噴嘴移動，藉此能任意地設定並變更著液位置。由於只要無階段地進行噴嘴的移動即能無階段地變更著液位置，因此較佳。如此，能使著液位置確實地追隨液膜的開口的擴大。
在本發明的實施形態之一中，至少前述置換步驟、前述液膜形成步驟以及前述著液位置變更步驟係包含有加熱前述基板之步驟。依據此方法，藉由加熱基板，能促進開口的周緣的低表面張力液體的蒸發，並提升開口擴大的速度。藉此，能使基板的表面更迅速地乾燥。藉此，能更縮短低表面張力液體或溶入至低表面張力液體的處理液所致使之表面張力作用的時間。
本發明的上述目的、特徵及功效以及其他的目的、特徵及功效可參照圖式並藉由下述實施形態的說明而明瞭。
1、1P、1Q、1R‧‧‧基板處理裝置
2、2P、2Q、2R‧‧‧處理單元
5‧‧‧自轉夾具
6‧‧‧阻隔板
6a‧‧‧對向面
6b‧‧‧切口
7‧‧‧藥液供給噴嘴
8‧‧‧清洗液供給噴嘴
9、9Q‧‧‧有機溶劑供給噴嘴
10‧‧‧惰性氣體供給噴嘴
10a、11a、83a、84a、100a‧‧‧噴出口
11、11P‧‧‧流體供給噴嘴
12‧‧‧控制器
12A‧‧‧處理器
12B‧‧‧記憶體
20‧‧‧夾持銷
21‧‧‧自轉基座
22、30‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧基板旋轉驅動機構
30Q‧‧‧中心軸
31‧‧‧阻隔板旋轉驅動機構
32‧‧‧阻隔板升降驅動機構
40‧‧‧藥液供給噴嘴移動機構
41‧‧‧藥液供給管
42‧‧‧藥液閥
50‧‧‧清洗液供給噴嘴移動機構
51‧‧‧清洗液供給管
52‧‧‧清洗液閥
60‧‧‧有機溶劑供給噴嘴移動機構
61‧‧‧轉動軸
62‧‧‧臂
63、63S‧‧‧臂驅動機構
64、101、106‧‧‧有機溶劑供給管
65、102、107‧‧‧有機溶劑閥
66‧‧‧液膜
67‧‧‧開口
67a‧‧‧周緣
68‧‧‧供給口
70‧‧‧惰性氣體供給管
71‧‧‧惰性氣體閥
80‧‧‧流體供給管
81‧‧‧流體閥
83‧‧‧中心流體供給噴嘴
84‧‧‧環狀流體供給噴嘴
90、90R‧‧‧加熱器
91、91R‧‧‧加熱器通電機構
92‧‧‧供電線
100‧‧‧中心位置供給噴嘴
105‧‧‧分離位置供給噴嘴
A‧‧‧空間
A1‧‧‧旋轉軸線
B‧‧‧氛圍
D‧‧‧距離
P‧‧‧著液位置
R‧‧‧旋轉半徑方向
S‧‧‧轉動方向
S1‧‧‧藥液處理步驟
S2‧‧‧清洗處理步驟
S3‧‧‧有機溶劑處理步驟
S4‧‧‧乾燥處理步驟
T1‧‧‧置換步驟
T2‧‧‧液膜形成步驟
T3‧‧‧開口形成步驟
T4‧‧‧開口擴大步驟
T5‧‧‧著液位置變更步驟
W‧‧‧基板
圖1係用以說明本發明第一實施形態的基板處理裝置所具備的處理單元的構成例之示意性的剖視圖。
圖2係第一實施形態的處理單元的示意性的俯視圖。
圖3係用以說明基板處理裝置的主要部分的電性構成 之方塊圖。
圖4係用以說明前述處理單元所為之基板處理的一例之流程圖。
圖5係用以說明前述處理單元所為之基板處理的一例之時序圖。
圖6A係用以說明前述處理單元藉由有機溶劑處理基板的情形之示意性的剖視圖。
圖6B係用以說明前述處理單元藉由有機溶劑處理基板的情形之示意性的剖視圖。
圖6C係用以說明前述處理單元藉由有機溶劑處理基板的情形之示意性的剖視圖。
圖7A係顯示開口形成步驟中的液膜的狀態之俯視圖。
圖7B係顯示開口擴大步驟中的液膜的狀態之俯視圖。
圖8係用以說明本發明的第二實施形態的基板處理裝 置所具備的處理單元的構成例之示意性的剖視圖。
圖9係用以說明本發明第三實施形態的基板處理裝置所具備的處理單元的構成例之示意性的剖視圖。
圖10A係用以說明第三實施形態的處理單元藉由有機溶劑處理基板的情形之示意性的剖視圖。
圖10B係用以說明第三實施形態的處理單元藉由有機溶劑處理基板的情形之示意性的剖視圖。
圖10C係用以說明第三實施形態的處理單元藉由有機溶劑處理基板的情形之示意性的剖視圖。
圖11係用以說明本發明第四實施形態的基板處理裝置所具備的處理單元的構成例之示意性的剖視圖。
圖12係用以說明第一實施形態的處理單元的變化例之示意性的剖視圖。
圖13係用以顯示圖12的處理單元所具備的阻隔板附近的構成之示意性的仰視圖。
圖14係用以說明表面張力所造成之圖案崩壞的原理 之示意性的剖視圖。
第一實施形態
圖1係用以說明本發明第一實施形態的基板處理裝置1所具備的處理單元2的構成例之示意性的剖視圖。基板處理裝置1係用以逐片處理矽晶圓等基板W之葉片式的裝置。在本實施形態中，基板W為圓形狀的基板。於基板W的表面形成有細微的圖案(參照圖14)。基板處理裝置1係包含有處理單元2，該處理單元2係以液體處理基板W。除了處理單元2之外，基板處理裝置1亦可包含有搬運機器人，該搬運機器人係用以將基板W搬入至處理單元2以及從處理單元2將基板W搬出。基板處理裝置1亦可包含有複數個處理單元2。
處理單元2係包含有：自轉夾具5，係以水平姿勢保持一片基板W，並使基板W繞著通過基板W的中心之鉛直的旋轉軸線A1旋轉；以及作為對向構件的阻隔板6，係與基板W相對向，用以將與基板W之間的空間A與周圍的氛圍B阻隔(隔離)。處理單元2係進一步包含有：藥液供給噴嘴7，係將氟酸等藥液供給至被自轉夾具5保持之基板W的表面(上方側的主面)；以及清洗液供給噴嘴8，係將清洗液供給至被自轉夾具5保持之基板W的表面。清洗液供給噴嘴8係包含 在處理液供給單元，該處理液供給單元係用以供給含有水的處理液。
自轉夾具5係包含有夾持銷(chuck pin)20、自轉基座(spin base)21、旋轉軸22以及基板旋轉驅動機構23，該基板旋轉驅動機構23係用以使基板W繞著旋轉軸線A1旋轉。夾持銷20及自轉基座21係包含在基板保持單元，該基板保持單元係用以水平地保持基板W。旋轉軸22及基板旋轉驅動機構23係包含在基板旋轉單元，該基板旋轉單元係使基板W繞著旋轉軸線A1旋轉。
旋轉軸22係沿著旋轉軸線A1朝鉛直方向延伸。在本實施形態中，旋轉軸22為中空軸。旋轉軸22的上端係結合至自轉基座21的下表面的中央。自轉基座21係具有沿著水平方向之圓盤形狀。於自轉基座21的上表面的周緣部的周方向，隔著間隔地設置有用以把持基板W之複數個夾持銷20。基板旋轉驅動機構23係例如包含有電動馬達，該電動馬達係對旋轉軸22施予旋轉力，藉此使基板W、夾持銷20、自轉基座21以及旋轉軸22繞著旋轉軸線A1一體性地旋轉。
阻隔板6係形成為具有與基板W大致相同的徑或比基板W還大的徑之圓板狀，並大致水平地配置於自轉夾具5的上方。阻隔板6係具有：對向面6a，係與被自轉夾具5保持的基板W相對向。於阻隔板6中之與對向面6a相反側的面係 固定有旋轉軸30，該旋轉軸30係將與自轉夾具5的旋轉軸22共通的旋轉軸線A1作為中心。旋轉軸30係形成為中空。
於旋轉軸30結合有阻隔板旋轉驅動機構31，該阻隔板旋轉驅動機構31係對旋轉軸30施加旋轉力並使阻隔板6繞著旋轉軸線A1旋轉。阻隔板旋轉驅動機構31係包含在對向構件旋轉單元。阻隔板旋轉驅動機構31係例如為用以對旋轉軸30施加旋轉力之馬達。於旋轉軸30結合有阻隔板升降驅動機構32，該阻隔板升降驅動機構32係使旋轉軸30沿著鉛直方向升降，藉此使固定於旋轉軸30的阻隔板6升降。阻隔板升降驅動機構32係能使阻隔板6位於下位置至上位置之間的任意位置(高度)。下位置係例如為對向面6a配置於從基板W的表面朝上方0.5mm至2.5mm之位置。上位置係例如為對向面6a配置於從基板W的表面朝上方150mm之位置。當阻隔板6位於非常地接近基板W的表面之位置時，對向面6a與基板W的表面之間的空間A係藉由阻隔板6而與周圍(對向面6a與基板W之間的表面間的空間的外部)的氛圍B隔離。
藥液供給噴嘴7係藉由藥液供給噴嘴移動機構40於例如水平方向(與旋轉軸線A1垂直的方向)移動。藥液供給噴嘴7係藉由朝水平方向的移動而在中央位置與退避位置之間移動，該中央位置係與基板W的表面的旋轉中心位置相對向，該退避位置係未與基板W的表面相對向。所謂基板W的表 面的旋轉中心位置係指基板W的表面中之與旋轉軸線A1之間的交叉位置。所謂未與基板W的表面相對向之退避位置係指平面觀看時在自轉基座21的外側的位置。於藥液供給噴嘴7結合有藥液供給管41。於藥液供給管41夾設有用以將藥液供給管41的流路予以開閉之藥液閥42。
供給至藥液供給噴嘴7之藥液並未限定於氟酸，亦可為至少包含有硫酸、醋酸、硝酸、鹽酸、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(tetramethyl ammonium hydroxide；氫氧化四甲銨)等)、界面活性劑、防腐蝕劑中的至少一者之液體。
清洗液供給噴嘴8係藉由清洗液供給噴嘴移動機構50於例如水平方向(與旋轉軸線A1垂直的方向)移動。清洗液供給噴嘴8係能藉由朝水平方向的移動而在中央位置與退避位置之間移動，該中央位置係與基板W的表面的旋轉中心位置相對向，該退避位置係未與基板W的表面相對向。於清洗液供給噴嘴8結合有清洗液供給管51。於清洗液供給管51夾設有用以將清洗液供給管51的流路予以開閉之清洗液閥52。
供給至清洗液供給噴嘴8之清洗液為例如去離子水(DIW；deionized water)。然而，清洗液並未限定於去離子水，亦可為碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水、稀釋濃度(例如10ppm 至100ppm左右)的鹽酸水。
處理單元2係進一步包含有：有機溶劑供給噴嘴9，係對被自轉夾具5保持的基板W的表面供給表面張力比水還低之屬於低表面張力液體的一例之有機溶劑；惰性氣體供給噴嘴10，係朝旋轉中心位置供給氮氣(N2)等惰性氣體；以及流體供給噴嘴11，係加熱被自轉夾具5保持的基板W。有機溶劑供給噴嘴9係包含在低表面張力液體供給單元，該低表面張力液體供給單元係對基板W的表面供給低表面張力液體。惰性氣體供給噴嘴10係包含在惰性氣體供給單元，該惰性氣體供給單元係用以供給惰性氣體。流體供給噴嘴11係包含在基板加熱單元，該基板加熱單元係用以加熱基板W。
作為有機溶劑的一例，能例舉IPA。作為低表面張力液體，並未限定於IPA，亦可使用表面張力比水還小且不會與基板W的表面以及形成於基板W的圖案(參照圖14)進行化學反應之IPA以外的有機溶劑。具體而言，亦可使用包含有IPA、HFE(hydrofluoroether；氫氟醚)、甲醇、乙醇、丙酮、反-1,2-二氯乙烯(Trans-1,2-Dichloroethylene)中的至少一者之液體作為低表面張力液體。低表面張力液體無須僅由單體成分所構成，亦可為與其他成分混合之液體。例如，低表面張力液體亦可為IPA液體與純水之混合液，或亦可為IPA液體與HFE液體之混合液。
惰性氣體並未限定於氮氣，只要相對於基板W的表面及圖案而言為惰性的氣體即可。惰性氣體亦可為例如氬等稀有氣體類。
有機溶劑供給噴嘴9係藉由有機溶劑供給噴嘴移動機構60而於水平方向及鉛直方向移動。有機溶劑供給噴嘴9係藉由朝水平方向的移動而在中央位置與退避位置之間移動，該中央位置係與基板W的表面的旋轉中心位置相對向，該退避位置係未與基板W的表面相對向。有機溶劑供給噴嘴9係藉由朝鉛直方向的移動而接近基板W的表面或從基板W的表面退避至上方。
有機溶劑供給噴嘴移動機構60係例如包含有：轉動軸61，係沿著鉛直方向；臂62，係結合至轉動軸61並水平地延伸；以及臂驅動機構63，係驅動臂62並使有機溶劑供給噴嘴9朝沿著基板W的表面之方向(繞著轉動軸61的中心軸線之轉動方向S)移動。臂驅動機構63係包含在噴嘴移動單元。臂驅動機構63係包含有汽缸(air cylinder)，該汽缸係使轉動軸61沿著鉛直方向升降，藉此使有機溶劑供給噴嘴9上下動作。臂驅動機構63係包含有馬達，該馬達係對轉動軸61賦予轉動方向S的轉動力。如屬於處理單元2的示意性的俯視圖之圖2所示，臂驅動機構63係使臂62繞著轉動軸61的中心軸線之轉動方向S轉動，藉此有機溶劑供給噴嘴9係在退避位置與中央位置之間移動。
於有機溶劑供給噴嘴9結合有機溶劑供給管64。於有機溶劑供給管64夾設有用以將有機溶劑供給管64予以開閉之有機溶劑閥65。
惰性氣體供給噴嘴10係插通於結合至阻隔板6之中空的旋轉軸30。惰性氣體供給噴嘴10係於下端具有噴出口10a，該噴出口10a係面向基板W的表面的中央。惰性氣體供給噴嘴10係設置成可與阻隔板6一起沿著鉛直方向升降，且不會於水平方向移動。惰性氣體供給噴嘴10亦可例如經由軸承(未圖示)等連結至旋轉軸30。
於惰性氣體供給噴嘴10結合有惰性氣體供給管70。於惰性氣體供給管70夾設有用以將惰性氣體供給管70予以開閉之惰性氣體閥71。
流體供給噴嘴11係朝基板W的背面(下方側的主面)供給加熱流體，藉此加熱基板W。流體供給噴嘴11係插通旋轉軸22。流體供給噴嘴11係於上端具有噴出口11a，該噴出口11a係面向包含基板W的背面的旋轉中心位置之中央區域。所謂基板W的背面的旋轉中心位置係指基板W的背面中之與旋轉軸線A1之間的交叉位置。從流體供給源經由流體供給管80對流體供給噴嘴11供給加熱流體。供給至流體供給噴嘴11的加熱流體係例如為溫水(為比室溫還高溫的水，且 為比有機溶劑的沸點還低溫的水)。供給至流體供給噴嘴11的加熱流體並未限定於溫水，亦可為高溫的氮氣等氣體，只要為能加熱基板W之流體即可。於流體供給管80夾設有用以將流體供給管80予以開閉之流體閥81。
圖3係用以說明基板處理裝置1的主要部分的電性構成之方塊圖。基板處理裝置1係包含有控制器12。控制器12係具備有微電腦(microcomputer)，並依據預定的控制程式控制基板處理裝置1所具有的控制對象。控制器12係包含有處理器(processor)(CPU；Central Processing Unit(中央處理器))12A以及儲存有控制程式之記憶體12B。控制器12係構成為藉由處理器12A執行控制程式來執行基板處理用的各種控制。尤其，控制器12係被程式設定成用以控制基板旋轉驅動機構23、阻隔板旋轉驅動機構31、阻隔板升降驅動機構32、藥液供給噴嘴移動機構40、清洗液供給噴嘴移動機構50、臂驅動機構63、閥類42、52、65、71、81。
圖4係用以說明處理單元2所為之基板處理的一例之流程圖。圖5係用以說明處理單元2所為之基板處理的一例之時序圖。在圖5中，「流體供給」係顯示從流體供給噴嘴11噴出溫水的狀態之項目。在處理單元2所為之基板處理中，首先，執行藥液處理步驟(步驟S1)。在藥液處理步驟中，首先，開始供給惰性氣體。具體而言，控制器12係將惰性氣體閥71開啟，藉此在基板W被自轉夾具5保持的狀 態下使惰性氣體供給噴嘴10供給惰性氣體。此時，惰性氣體的流量係例如為10公升(liter)/分鐘(min)。
控制器12係驅動基板旋轉驅動機構23，藉此使自轉基座21旋轉。藉此，基板W開始旋轉。在藥液處理步驟中，自轉基座21係以預定的藥液旋轉速度旋轉。藥液旋轉速度例如為800rpm至1000rpm。控制器12係驅動阻隔板旋轉驅動機構31，藉此使阻隔板6以預定的阻隔板旋轉速度旋轉。阻隔板6亦可以與基板W相同的速度朝與基板W的旋轉方向相同的方向旋轉。控制器12係驅動阻隔板升降驅動機構32，並使阻隔板6位於上位置。
此外，控制器12係控制藥液供給噴嘴移動機構40，藉此使藥液供給噴嘴7配置於基板W的上方的藥液處理位置。藥液處理位置亦可為從藥液供給噴嘴7噴出之藥液可著液至基板W的表面的旋轉中心位置之位置。控制器12係將藥液閥42開啟。藉此，從藥液供給噴嘴7朝旋轉狀態的基板W的表面供給藥液。所供給的藥液係藉由離心力遍及至基板W的表面整體。在一定時間的藥液處理後，控制器12係將藥液閥42關閉後，控制藥液供給噴嘴移動機構40，藉此使藥液供給噴嘴7從藥液處理位置移動至退避位置。藉此，完成藥液處理步驟。
接著，執行清洗處理步驟(步驟S2)，該清洗處理步驟係 將基板W的表面上的藥液置換成清洗液，藉此從基板W的表面上排除藥液。具體而言，控制器12係控制清洗液供給噴嘴移動機構50，藉此使清洗液供給噴嘴8配置於基板W的上方的清洗液處理位置。清洗液處理位置亦可為從清洗液供給噴嘴8噴出的清洗液會著液至基板W的表面的旋轉中心位置之位置。控制器12係將清洗液閥52開啟，藉此使清洗液供給噴嘴8朝旋轉狀態的基板W的表面供給清洗液等處理液(處理液供給步驟)。所供給的清洗液係藉由離心力遍及至基板W的表面整體，並置換藥液。在清洗處理步驟中，控制器12係控制基板旋轉驅動機構23，藉此使自轉基座21以預定的清洗液旋轉速度旋轉。清洗液旋轉速度例如為800rpm至1200rpm。
接著，對基板W的表面持續供給清洗液，藉此於基板W的表面上形成有清洗液的液膜。控制器12係控制基板旋轉驅動機構23，藉此使自轉基座21以預定的清洗液膜形成速度旋轉。清洗液膜形成速度例如為10rpm。當於基板W的表面形成有清洗液的液膜時，控制器12係將清洗液閥52關閉後，控制清洗液供給噴嘴移動機構50，藉此使清洗液供給噴嘴8從清洗液處理位置移動至退避位置。藉此，結束清洗處理步驟。
接著，執行有機溶劑處理步驟(步驟S3)，該有機溶劑處理步驟係藉由有機溶劑處理基板W，該有機溶劑係表面張力 比清洗液還低之低表面張力液體。在有機溶劑處理步驟中，並行地實施基板加熱步驟。在基板加熱步驟中，控制器12係將流體閥81開啟。因此，從流體供給噴嘴11朝旋轉狀態的基板W的背面之包含旋轉中心位置之中央區域供給加熱流體(例如溫水)。所供給的加熱流體係藉由離心力遍及至基板W的背面整體。藉此，加熱基板W整體。
在有機溶劑處理步驟中，控制器12係驅動阻隔板升降驅動機構32，藉此阻隔板6係配置於上位置與下位置之間的有機溶劑處理位置。有機溶劑處理位置係例如為對向面6a配置於從基板W的表面朝上方15mm之位置。位於該有機溶劑處理位置的阻隔板6係能將對向面6a與基板W的表面之間的空間A與外部的氛圍B隔離。
接著，使用圖6A至圖6C更詳細地說明有機溶劑處理步驟。圖6A至圖6C係用以說明第一實施形態的處理單元2藉由有機溶劑處理基板W的情形之示意性的剖視圖。圖6A係與後述的置換步驟T1及液膜形成步驟T2對應。圖6B係與後述的開口形成步驟T3對應。圖6C係與後述的開口擴大步驟T4及著液位置變更步驟T5對應。
控制器12係控制有機溶劑供給噴嘴移動機構60，藉此有機溶劑供給噴嘴9係從退避位置移動至基板W的上方的有機溶劑供給位置。有機溶劑供給位置係從有機溶劑供給噴嘴 9所噴出的有機溶劑著液至基板W的旋轉中心位置之位置。如本實施形態般，有機溶劑供給位置亦可與中央位置一致。當有機溶劑供給噴嘴9移動至有機溶劑供給位置時，控制器12係將有機溶劑閥65開啟。藉此，如圖6A所示，有機溶劑供給噴嘴9係朝旋轉狀態的基板W的表面供給有機溶劑。
藉由對旋轉狀態的基板W的表面供給有機溶劑，所供給的有機溶劑係藉由離心力遍及至基板W的表面整體。藉此，基板W的表面上的清洗液係被有機溶劑置換(置換步驟T1)。控制器12係以自轉基座21以預定的置換速度旋轉之方式控制基板旋轉驅動機構23。置換速度係例如為10rpm。置換速度亦可為300rpm左右。
當基板W的表面上的清洗液完全被置換成有機溶劑時，控制器12係以自轉基座21會以預定的有機溶劑液膜形成速度旋轉之方式控制基板旋轉驅動機構23。有機溶劑液膜形成速度係例如為10rpm。由於基板W的旋轉速度為低速，因此供給至基板W的表面之有機溶劑不會因為離心力而從基板W落下，而是藉由表面張力滯留於基板W的表面上。如此，於基板W的表面上形成有機溶劑的液膜66(液膜形成步驟T2)。
接著，開始開口形成步驟T3，該開口形成步驟T3係用以於有機溶劑的液膜66形成開口67。當進入至開口形成步 驟T3時，為了使有機溶劑供給噴嘴9從有機溶劑供給位置(例如中央位置)移動，控制器12係控制臂驅動機構63。有機溶劑供給噴嘴9係持續供給有機溶劑。在有機溶劑供給噴嘴9從中央位置移動的同時，控制器12係調整惰性氣體閥71,藉此使惰性氣體的流量增加至預定的液膜排除流量。液膜排除流量係例如為200公升/分鐘。當有機溶劑供給噴嘴9從有機溶劑供給位置移動時，變成不會對基板W的旋轉中心位置的液膜66供給有機溶劑。在此狀態下，大流量的惰性氣體係被噴吹至旋轉狀態的基板W的表面的旋轉中心位置的液膜66，藉此如圖6B及圖7A所示，於液膜66形成有在基板W的旋轉中心位置圓形狀地擴展之開口67。圖7A係顯示開口形成步驟T3中的液膜的狀態之俯視圖。為了明瞭，在圖7A(以及後述的圖7B)中於有機溶劑的液膜66附上斜線。
進一步持續供給惰性氣體，藉此惰性氣體的噴吹力係從旋轉中心放射狀地作用。藉此，如圖7B所示，開口67係朝從旋轉中心位置離開的方向擴大(開口擴大步驟T4)。圖7B係顯示開口擴大步驟T4中的液膜66的狀態之俯視圖。
在開口形成步驟T3及開口擴大步驟T4中，控制器12係控制基板旋轉驅動機構23，藉此自轉基座21的旋轉係緩緩地加速。自轉基座21的旋轉係在加速至速度成為300rpm後，以300rpm的速度維持一定期間。
執行著液位置變更步驟T5，該著液位置變更步驟T5係以著液位置P位於比開口67的周緣67a還外側之方式，因應開口67的擴大變更著液位置P。所謂比開口67的周緣67a還外側係指相對於周緣67a為旋轉中心位置的相反側。此外，所謂著液位置P係指從有機溶劑供給噴嘴9所供給的有機溶劑著液至基板W的表面上之位置。
如圖6C所示，在著液位置變更步驟T5中，控制器12係控制有機溶劑供給噴嘴移動機構60的臂驅動機構63，藉此有機溶劑供給噴嘴9係移動至沿著基板W的表面的方向之轉動方向S(參照圖2)。藉此，變更有機溶劑在基板W的表面上的著液位置P(噴嘴移動步驟)。如此，臂驅動機構63係包含在著液位置變更單元。此時，較佳為以開口67的周緣67a與著液位置P之間的距離D保持成一定之方式，臂驅動機構63係配合開口67的擴大使有機溶劑供給噴嘴9於預定的範圍內連續性地移動。所謂預定的範圍亦可為從中央位置起直至比基板W的外周還稍微內側的位置(外周位置)為止的範圍。在此情形中，著液位置P係變更成旋轉中心位置以外的兩個部位以上的複數個部位。臂驅動機構63亦可因應開口67的擴大使著液位置P階段性地(非連續性地)變更成旋轉中心位置以外的至少兩個部位。擴大開口67並從基板W的表面排除液膜66，藉此結束有機溶劑所為之基板W的處理。
至少在對基板W供給有機溶劑的期間中，亦即至少在有 機溶劑處理步驟S3(置換步驟T1、液膜形成步驟T2、開口形成步驟T3、開口擴大步驟T4以及著液位置變更步驟T5)中，控制器12係將流體閥81開啟，藉此從流體供給噴嘴11對基板W的背面供給加熱流體(例如溫水)。藉此，加熱基板W。
如此，結束有機溶劑所為之處理後，控制器12係控制基板旋轉驅動機構23。藉此，基板W係以預定的乾燥旋轉速度高速旋轉。乾燥旋轉速度係例如為2000rpm。藉此，進行乾燥處理步驟(步驟S4)，該乾燥處理步驟係用以藉由離心力甩離基板W上的液體成分。在乾燥處理步驟中，控制器12係控制阻隔板升降驅動機構32，藉此阻隔板6係移動至下位置。乾燥處理步驟亦稱為離心脫水法步驟。
藉由上述，結束處理單元2所為之基板處理。
依據第一實施形態，在開口67朝從旋轉中心位置離開的方向擴大時，朝旋轉中心位置供給惰性氣體。因此，能一邊使開口67的周緣67a的有機溶劑快速地乾燥，一邊將開口67從旋轉中心位置均勻地擴展。以有機溶劑的著液位置P位於比開口67的周緣67a還外側之方式，因應開口67的擴大將著液位置P變更成至少兩個部位。因此，有機溶劑充分地供給至比開口67的周緣67a還外側。因此，抑制因為蒸發或離心力導致比開口67的周緣67a還外側的有機溶劑局部性地消失。因此，能抑制或防止有機溶劑的液 膜66的分裂，並將有機溶劑的液膜66排除至基板W外。因此，抑制或防止低有機溶劑或溶入至有機溶劑的水分成為液滴並殘留於基板W上。如此，能抑制於基板W的表面上殘留有機溶劑等，並使基板W的表面迅速地乾燥。如此，由於能縮短有機溶劑等所致使之表面張力作用於基板W上的細微圖案的時間，因此能抑制或防止圖案崩壞。
依據第一實施形態，在開口67擴大的過程中，開口67的周緣67a與著液位置P之間的距離D保持成一定。藉此，能更確實地抑制或防止形成有開口67且成為環狀的有機溶劑的液膜66局部性地乾燥而分裂。
依據第一實施形態，有機溶劑供給噴嘴移動機構60係使有機溶劑供給噴嘴9朝沿著基板W的表面的方向移動。因此，能任意地設定並變更著液位置P。只要無階段地進行有機溶劑供給噴嘴9的移動，即能無階段地變更著液位置P。如此，由於能使著液位置P確實地追隨伴隨著開口67的擴大之周緣67a的移動，因此確實地抑制液膜66的分裂。
依據第一實施形態，在開口67擴大的過程中，阻隔板6的對向面6a與基板W的表面之間非常地接近，且阻隔板6的對向面6a與基板W的表面之間的空間A與周圍的氛圍B隔離。因此，能正確地控制基板W的上方的氛圍及氣 流。由於阻隔板6的對向面6a與基板W的表面之間的空間A與周圍的氛圍B隔離，因此能將液膜66的上方的氛圍中的有機溶劑的濃度維持較高。藉此，在比開口67的周緣67a還外側中，有機溶劑不易蒸發。藉此，能更抑制液膜66的分裂。
依據第一實施形態，阻隔板旋轉驅動機構31係使阻隔板6繞著旋轉軸線A1旋轉，藉此能藉由離心力使附著於對向面6a的有機溶劑等的液滴朝旋轉中心位置離開的方向甩飛。藉此，能抑制附著於對向面6a的液滴落下至比開口67的周緣67a還靠近基板W的旋轉中心位置側的表面。因此，更確實地抑制在基板W上殘留液滴。
依據第一實施形態，藉由從流體供給噴嘴11供給的加熱流體來加熱基板W，藉此促進開口67的周緣67a的有機溶劑的蒸發，藉此提升開口67擴大的速度。藉此，能使基板W的表面更迅速地乾燥。藉此，能更縮短有機溶劑或溶入至有機溶劑的水分所致使之表面張力作用於基板W上的圖案的時間。
依據第一實施形態，在開口67形成並擴大的期間，惰性氣體供給噴嘴10無須改變用以供給惰性氣體之位置，而是朝基板W的表面的旋轉中心位置持續地供給惰性氣體。因此，能將基板W的旋轉中心位置的上方附近的氛圍維持 在乾燥狀態，並能因應開口67的擴大使氛圍變成乾燥狀態的乾燥區域朝從旋轉中心位置離開的方向擴大。另一方面，藉由阻隔板6，液膜66的上方的氛圍的有機溶劑的濃度維持成比開口67的上方的氛圍還高。因此，周緣67a附近的液膜66的有機溶劑容易蒸發，比周緣67a還外側的液膜66的有機溶劑變得不容易蒸發。
因此，與以惰性氣體供給噴嘴10因應開口67的擴大將用以供給惰性氣體的位置變更成從旋轉中心位置離開的方向之方式構成的基板處理裝置(例如美國專利公開2009/205684號說明書)相比，在第一實施形態的處理單元2中不易發生液膜66的分裂。而且，由於惰性氣體供給噴嘴10係朝基板W的旋轉中心位置供給惰性氣體，因此開口67係從旋轉中心位置放射狀地均勻擴展。藉此，確實地抑制液膜66的分裂。
第二實施形態
圖8係用以說明本發明的第二實施形態的基板處理裝置1P所具備的處理單元2P的構成例之示意性的剖視圖。此外，在圖8以及後述的圖9至圖13中，對與至今為止所說明的構件相同的構件附上相同的元件符號，並省略其說明。
參照圖8，第二實施形態的處理單元2P與圖1所示的第一實施形態的處理單元2的主要差異點如下。處理單元2P係包含有流體供給噴嘴11P以取代第一實施形態的流體供給噴嘴11(參照圖1)。流體供給噴嘴11P係包含在基板加熱單元。流體供給噴嘴11P係包含有：中心流體供給噴嘴83，係朝包含基板W的背面的旋轉中心位置之中央區域供給加熱流體；以及環狀流體供給噴嘴84，係對遍及從比中央區域還外側的預定位置至基板W的背面的外周為止的範圍之環狀區域供給加熱流體。
中心流體供給噴嘴83係沿著鉛直方向延伸。中心流體供給噴嘴83係插通旋轉軸22。中心流體供給噴嘴83係於上端具有面向基板W的背面的中心之噴出口83a。環狀流體供給噴嘴84係具有從中心流體供給噴嘴83的前端朝徑方向延伸之桿噴嘴(bar nozzle)的形態，且具有面向基板W的背面的環狀區域之複數個噴出口84a。複數個噴出口84a係分別配置於與旋轉軸線A1之間的距離不同的複數個位置。這些複數個噴出口84a係藉由基板W繞著旋轉軸線A1旋轉而面向基板W的背面的環狀區域。
從中心流體供給噴嘴83的噴出口83a及環狀流體供給噴嘴84的複數個噴出口84a噴出的加熱流體(例如溫水)係於基板W的背面流動並藉由離心力朝外側擴展。藉此，形成用以覆蓋基板W的背面之液膜。從複數個噴出口83a、84a噴出 的加熱流體係到達與這些複數個噴出口83a、84a相對向的基板W的背面的各個位置，並在到達後開始加熱流體與基板W之間的熱交換。因此，能均勻地加熱基板W的整體。在處理單元2未具備有環狀流體供給噴嘴84而僅具備有中心流體供給噴嘴83之情形中，在加熱流體到達基板W的背面中心後立即開始基板W與加熱流體之間的熱交換。因此，在到達基板W的外周為止，加熱流體的大部分的熱量係被基板W奪走。因此，基板W的加熱不一定會均勻。
依據第二實施形態，達成與第一實施形態相同的功效。
依據第二實施形態，能藉由流體供給噴嘴11P完全地加熱基板W的中心至外周。因此，即使在液膜66的開口67達至基板W的外周附近之情形中，亦能使開口67的周緣67a的有機溶劑穩定地蒸發。藉此，能藉由基板W的加熱良好地輔助開口67的擴大。
由於第二實施形態的處理單元2P係可進行與第一實施形態的處理單元2大致相同的基板處理，因此省略其說明。
第三實施形態
圖9係用以說明本發明第三實施形態的基板處理裝置1Q所具備的處理單元2Q的構成例之示意性的剖視圖。
第三實施形態的處理單元2Q與圖1所示的第一實施形態的處理單元2的主要差異點如下。處理單元2Q係包含有複數個有機溶液供給噴嘴9Q以取代有機溶劑供給噴嘴9(參照圖1)。有機溶劑供給噴嘴9Q係包含在低表面張力液體供給單元。處理單元2Q係包含有加熱器90，該加熱器90係與基板W的旋轉中心同心圓狀地加熱基板W。加熱器90係包含在基板加熱單元。
複數個有機溶劑供給噴嘴9Q係包含有：中心位置供給噴嘴100，係朝基板W的表面的旋轉中心位置供給有機溶劑；以及複數個分離位置供給噴嘴105(複數個噴嘴)，係分別配置於與旋轉軸線A1之間的距離不同的複數個位置，用以朝從基板W的表面的旋轉中心位置離開的位置供給有機溶劑。
中心位置供給噴嘴100插通至結合在阻隔板6之中空的中心軸30Q。中心位置供給噴嘴100係從設置在前端的噴出口100a朝基板W的表面的旋轉中心噴出有機溶劑。
在此實施形態中，複數個分離位置供給噴嘴105係沿著基板W的旋轉半徑方向R排列。複數個分離位置供給噴嘴105的前端係收容於複數個供給口68，該複數個供給口68係形成在阻隔板6的對向面6a且與複數個分離位置供給噴嘴105對應。從複數個分離位置供給噴嘴105噴出的有機溶劑 係通過供給口68供給至基板W的表面。在此實施形態中，複數個供給口68為將阻隔板6朝上下方向貫通之貫通孔。
於中心位置供給噴嘴100結合有機溶劑供給管101。於有機溶劑供給管101夾設有用以將有機溶劑供給管101予以開閉之有機溶劑閥102。於複數個分離位置供給噴嘴105分別結合有複數個有機溶劑供給管106，於複數個有機溶劑供給管106分別夾設有複數個有機溶劑閥107。換言之，於各個分離位置供給噴嘴105結合有個別的有機溶劑供給管106，於該有機溶劑供給管106夾設有一個有機溶劑閥107。複數個有機溶劑閥107係包含在供給切換單元，該供給切換單元係用以分別切換是否對所對應的分離位置供給噴嘴105供給有機溶劑。分離位置供給噴嘴105係至少設置兩個，且可從至少兩個分離位置供給噴嘴105供給有機溶劑。控制器12係控制有機溶劑閥102及複數個有機溶劑閥107，藉此能使著液位置P變更成旋轉中心位置以外的至少兩個部位。亦即，在此實施形態中，有機溶劑閥102及複數個有機溶劑閥107係包含在著液位置變更單元。
亦可從共通的有機溶劑供給源對有機溶劑供給管101及複數個有機溶劑供給管106供給有機溶劑。在此情形中，複數個有機溶劑供給管106亦可從比有機溶劑閥102還靠近有機溶劑供給源側的有機溶劑供給管101分歧。
加熱器90亦可例如為內建於阻隔板6且朝旋轉半徑方向R延伸之阻抗體。加熱器90亦可形成為圍繞旋轉軸線A1之形狀的圓環狀，亦可形成為在繞著旋轉軸線A1的周方向中圓環的一部分斷開之C字狀。在圖9所示的例子中，加熱器90係具有沿著旋轉半徑方向R劃分的複數個區域，且能對每個區域設定成不同的溫度。加熱器90的溫度亦可例如為以隨著從基板W的旋轉中心位置離開而變成高溫之方式對每個區域設定。於加熱器90連接有加熱器通電機構91，該加熱器通電機構91係藉由對加熱器90通電而使加熱器90的溫度上升。控制器12係控制加熱器通電機構91，藉此控制對於加熱器90的通電。
藉由該處理單元2Q，能執行與第一實施形態關聯且說明過之圖4及圖5所示的處理。以下，針對第三實施形態的處理單元2Q所為之基板處理的一例，僅說明與第一實施形態的處理單元2所為之基板處理的主要差異的部分(步驟S3)，並省略與處理單元2所為之基板處理相同的部分(步驟S1、步驟S2及步驟S4)的說明。針對有機溶劑處理步驟(步驟S3)，亦省略與第一實施形態的處理單元2所為之基板處理相同的處理的說明。
圖10A至圖10C係用以說明第三實施形態的處理單元2Q藉由有機溶劑處理基板W的情形之示意性的剖視圖。圖10A係對應後述的置換步驟T1及液膜形成步驟T2。圖 10B係對應後述的開口形成步驟T3。圖10C係對應後述的開口擴大步驟T4及著液位置變更步驟T5。
在有機溶劑處理步驟中，並行實施基板加熱步驟。基板加熱步驟係至少在對基板W供給有機溶劑的期間中執行，亦即至少在有機溶劑處理步驟S3(置換步驟T1、液膜形成步驟T2、開口形成步驟T3、開口擴大步驟T4以及著液位置變更步驟T5)中執行。在處理單元2Q所為之基板處理的基板加熱步驟中，控制器12係控制加熱器通電機構91，藉此使加熱器90通電。藉此，加熱器90的溫度上升。藉由溫度上升的加熱器90加熱與加熱器90分離配置且處於旋轉狀態的基板W整體。在基板加熱步驟中，亦可朝旋轉狀態的基板W的背面中之包含旋轉中心位置的中央區域供給加熱流體(例如溫水)。所供給的加熱流體係藉由離心力遍及基板W的背面整體。藉此加熱基板W整體。
在有機溶劑處理步驟(步驟S3)之前，在清洗處理步驟(步驟S2)中，關閉清洗液閥52，清洗液供給噴嘴8係從清洗液供給位置移動至退避位置。在清洗液供給噴嘴8退避後，在有機溶劑處理步驟(步驟S3)中，控制器12係使阻隔板6下降至有機溶劑處理位置。清洗液供給噴嘴8退避後，由於阻隔板6與基板W的表面之間未存在噴嘴等構件，因此能使阻隔板6朝基板W接近。
控制器12係將有機溶劑閥102開啟，藉此中心位置供給噴嘴100開始對基板W的表面供給有機溶劑(有機溶劑供給步驟)。藉此，如圖10A所示，從有機溶劑供給噴嘴9Q朝旋轉狀態的基板W的表面供給有機溶劑。此時，控制器12亦可進一步將有機溶劑閥107開啟，藉此使分離位置供給噴嘴105供給有機溶劑。對基板W的表面供給有機溶劑時，所供給的有機溶劑係藉由離心力遍及至基板W的表面整體。藉此，基板W上的清洗液係被有機溶劑置換(置換步驟T1)。控制器12係以自轉基座21以預定的置換速度旋轉之方式控制基板旋轉驅動機構23。置換速度例如為10rpm。置換速度亦可為300rpm左右。
當基板W的表面上的清洗液完全被置換成有機溶劑時，以自轉基座21以預定的有機溶劑液膜形成速度旋轉之方式控制基板旋轉驅動機構23。有機溶劑液膜形成速度例如為10rpm。由於基板W的旋轉速度為低速，因此供給至基板W的表面之有機溶劑不會因為離心力而從基板W落下。因此，供給至基板W的表面之有機溶劑係藉由表面張力滯留於基板W的表面上。如此，於基板W的表面上形成有機溶劑的液膜66(液膜形成步驟T2)。
為了執行用以於有機溶劑的液膜66形成開口67之開口形成步驟T3以及用以使開口67朝從旋轉中心位置離開的方向擴大之開口擴大步驟T4，增加惰性氣體的供給量。 具體而言，控制器12係調整惰性氣體閥71，藉此惰性氣體的流量係增加至預定的液膜排除流量。液膜排除流量例如為200公升/分鐘。朝旋轉狀態的基板W的旋轉中心位置供給液膜排除流量的惰性氣體，藉此於液膜66形成有開口67(開口形成步驟T3)。開口67係俯視觀看為從旋轉中心位置擴展之圓形狀(參照圖7A)。如圖7B所示，進一步持續供給惰性氣體，藉此開口67係朝從旋轉中心位置離開的方向擴大(開口擴大步驟T4)。
在開口形成步驟T3及開口擴大步驟T4中，控制器12係控制基板旋轉驅動機構23，藉此使自轉基座21的旋轉緩緩地加速。自轉基座21的旋轉係在速度加速至300rpm後，以300rpm的速度維持一定期間。
如圖10C所示，執行著液位置變更步驟T5，該著液位置變更步驟T5係以著液位置P位於比開口67的周緣67a還外側之方式因應開口67的擴大變更著液位置P。在著液位置變更步驟T5中，於液膜66形成有開口67時，控制器12係將有機溶劑閥102關閉。控制器12係將複數個有機溶劑閥107控制成開啟的狀態，藉此從複數個(至少兩個)分離位置供給噴嘴105朝基板W的表面供給有機溶劑。之後，控制器12係因應開口67的擴大從旋轉中心位置側依序地關閉與分離位置供給噴嘴105對應的有機溶劑閥107。為了在開口67的周緣67a到達從分離位置供給噴嘴105供給的有機溶劑的著 液位置P之前使分離位置供給噴嘴105停止供給有機溶劑，控制器12係關閉對應的有機溶劑閥107。在開口67的周緣67a到達來自位於最外側且用以供給有機溶劑之分離位置供給噴嘴105的有機溶劑的著液位置P之前，停止從全部的分離位置供給噴嘴105供給有機溶劑。
在著液位置變更步驟T5中，控制器12亦可不從旋轉中心位置側依序地關閉複數個有機溶劑閥107，而是以僅從適合擴大中的開口67的周緣67a的位置之一個分離位置供給噴嘴105供給有機溶劑之方式控制複數個有機溶劑閥107的開閉。所謂適合擴大中的開口67的周緣67a的位置之分離位置供給噴嘴105亦可為位於周緣67a的外側之分離位置供給噴嘴105中之位於最接近周緣67a的位置之分離位置供給噴嘴105。
依據第三實施形態，達成與第一實施形態同樣的功效。
依據第三實施形態，能以藉由複數個有機溶劑閥107分別切換是否朝對應的分離位置供給噴嘴105供給有機溶劑這種簡單的構造變更著液位置P。
依據第三實施形態，從與複數個分離位置供給噴嘴105對應的複數個供給口68對基板W的表面供給有機溶劑。因此，無須於阻隔板6與基板W之間確保用以配置複數個分離 位置供給噴嘴105之間隔。因此，能在將阻隔板6接近基板W的狀態下從複數個分離位置供給噴嘴105供給有機溶劑。因此，進一步抑制比周緣67a還外側的液膜66的有機溶劑蒸發。
第四實施形態
圖11係用以說明本發明第四實施形態的基板處理裝置1R所具備的處理單元2R的構成例之示意性的剖視圖。
第四實施形態的處理單元2R與圖9所示之第三實施形態的處理單元2Q主要的差異點如下。處理單元2R係包含有用以從下方加熱基板W之加熱器90R以取代第三實施形態的加熱器90(參照圖9)。加熱器90R係包含在基板加熱單元。加熱器90R例如為內建於自轉基座21且朝旋轉半徑方向R延伸之阻抗體。加熱器90R亦可形成為圍繞旋轉軸線A1之圓環狀。加熱器90R亦可形成為在繞著旋轉軸線A1的周方向中圓環的一部分斷開之C字狀。在此實施形態中，加熱器90R係具有沿著旋轉半徑方向R劃分的複數個區域，且能對每個區域設定成不同的溫度。加熱器90R的溫度亦可例如為以隨著從基板W的旋轉中心位置離開而變成高溫之方式對每個區域設定。於加熱器90R連接有加熱器通電機構91R，該加熱器通電機構91R係藉由對加熱器90R通電而使加熱器90R的溫度上升。藉由通過旋轉軸22內的供電線92從加熱 器通電機構91R對加熱器90R供給電力。控制器12係控制加熱器通電機構91R，藉此控制對於加熱器90R的通電。
依據第四實施形態，達成與第三實施形態相同的功效。
由於第四實施形態的處理單元2R係可進行與第三實施形態的處理單元2Q大致相同的基板處理，因此省略其說明。
本發明並未限定於以上說明的實施形態，亦能以其他的形態實施。
例如圖12係顯示第一實施形態的變化例的處理單元2。在該處理單元2中，有機溶劑供給噴嘴移動機構60係包含有臂驅動機構63S，該臂驅動機構63S係使臂62沿著該臂62的延伸方向(旋轉半徑方向R)直線性地移動。臂驅動機構63S係包含在噴嘴移動單元，該噴嘴移動單元係使有機溶劑供給噴嘴9沿著基板W的表面於基板W的旋轉半徑方向R移動。臂驅動機構63S係包含在著液位置變更單元，該著液位置變更單元係使有機溶劑供給噴嘴9沿著基板W的表面於基板W的旋轉半徑方向R變更著液位置P。
在此情形中，如圖13所示的仰視圖般，亦可形成為槽狀的切口6b係朝阻隔板6的對向面6a側開放，該槽狀的切口6b係沿著有機溶劑供給噴嘴9的移動路徑直線狀地延伸。藉 此，有機溶劑供給噴嘴9及臂62係能在切口6b內直線移動，且於移動時不會與阻隔板6干擾。在開始有機溶劑處理步驟(步驟S3)之前，藥液供給噴嘴7及清洗液供給噴嘴8係從基板W與阻隔板6之間的空間退避。因此，即使在有機溶劑供給噴嘴9處於中央位置與退避位置之間的任何位置之情形中，亦能將阻隔板6配置於接近下位置的位置。因此，在有機溶劑處理步驟(步驟S3)中，能將阻隔板6配置於接近基板W的位置。藉此，能將基板W的表面附近的氛圍進一步有效地與周圍阻隔(隔離)。
此變化例亦能適用於第二實施形態。
於前述的圖9(第三實施形態)係顯示複數個分離位置供給噴嘴105通過形成於阻隔板6的供給口68對基板W的表面供給有機溶劑。然而，亦可於阻隔板6的對向面6a與基板W的上表面之間保持有複數個分離位置供給噴嘴105，以取代於阻隔板6設置有供給口68。在此情形中，在供給有機溶劑時，需要於對向面6a與基板W之間確保能配置分離位置供給噴嘴105之間隔。然而，另一方面，只要設置阻隔板旋轉驅動機構31(參照圖1)，即能藉由阻隔板旋轉驅動機構31使阻隔板6旋轉。藉此，能藉由離心力甩離附著於對向面6a的液滴。
此外，複數個分離位置供給噴嘴105亦可一體性地組入 至阻隔板6。例如，亦可於阻隔板6的內部形成有複數個有機溶劑流路，且複數個有機溶劑流路係在對向面6a中之與旋轉軸線A1之間的距離不同的位置呈開口，藉此形成有複數個噴出口。控制對於各個有機溶劑流路供給有機溶劑，藉此能使複數個噴出口選擇性地噴出有機溶劑。
此外，在有機溶劑處理步驟(步驟S3)的液膜形成步驟T2中，雖然使基板旋轉速度從置換步驟T1時的略10rpm至300rpm降低至略10rpm，但不一定需要在液膜形成步驟T2時使基板旋轉速度以此種方式降低。例如，亦可在液膜形成步驟T2中維持置換步驟T1時的基板旋轉速度。
雖然已詳細地說明本發明的實施形態，但這些實施形態僅為用以明瞭本發明的技術性內容之具體例子，本發明不應被這些具體例子侷限性地界定，本發明的範圍僅被申請專利範圍所界定。
本申請案係對應2015年12月25日於日本特許廳所提出的日本特願2015-255046號申請案，且該日本特願2015-255046號申請案的全部內容皆引用至此。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
5‧‧‧自轉夾具
6‧‧‧阻隔板
6a‧‧‧對向面
7‧‧‧藥液供給噴嘴
8‧‧‧清洗液供給噴嘴
9‧‧‧有機溶劑供給噴嘴
10‧‧‧惰性氣體供給噴嘴
10a、11a‧‧‧噴出口
11‧‧‧流體供給噴嘴
20‧‧‧夾持銷
21‧‧‧自轉基座
22、30‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧基板旋轉驅動機構
31‧‧‧阻隔板旋轉驅動機構
32‧‧‧阻隔板升降驅動機構
40‧‧‧藥液供給噴嘴移動機構
41‧‧‧藥液供給管
42‧‧‧藥液閥
50‧‧‧清洗液供給噴嘴移動機構
51‧‧‧清洗液供給管
52‧‧‧清洗液閥
60‧‧‧有機溶劑供給噴嘴移動機構
61‧‧‧轉動軸
62‧‧‧臂
63‧‧‧臂驅動機構
64‧‧‧有機溶劑供給管
65‧‧‧有機溶劑閥
70‧‧‧惰性氣體供給管
71‧‧‧惰性氣體閥
80‧‧‧流體供給管
81‧‧‧流體閥
A‧‧‧空間
A1‧‧‧旋轉軸線
B‧‧‧氛圍
W‧‧‧基板

Claims (13)

  1. 一種基板處理裝置，係包含有：基板保持單元，係水平地保持基板；基板旋轉單元，係使被前述基板保持單元保持的基板繞著沿著鉛直方向之預定的旋轉軸線旋轉；處理液供給單元，係對被前述基板保持單元保持的基板的表面供給含有水的處理液；低表面張力液體供給單元，係對被前述基板保持單元保持的基板的表面供給具有比水還小的表面張力之低表面張力液體；著液位置變更單元，係變更從前述低表面張力液體供給單元所供給的低表面張力液體在前述基板的表面上的著液位置；惰性氣體供給單元，係朝前述基板表面的前述旋轉軸線上的位置之旋轉中心位置供給惰性氣體；以及控制器，係控制前述基板旋轉單元、前述處理液供給單元、前述低表面張力液體供給單元、前述著液位置變更單元以及前述惰性氣體供給單元；前述控制器係使前述處理液供給單元對基板的表面供給處理液，使前述低表面張力液體供給單元對前述基板的表面供給低表面張力液體並使前述處理液置換成低表面張力液體且於前述基板的表面形成低表面張力液體的液膜，一邊藉由前述基板旋轉單元使前 述基板旋轉一邊從前述惰性氣體供給單元朝前述旋轉中心位置供給惰性氣體，藉此於前述低表面張力液體的液膜形成從前述旋轉中心位置擴展之開口且使該開口朝從前述旋轉中心位置離開的方向擴大，並以前述著液位置位於比前述開口的周緣還外側之方式因應前述開口的擴大使前述低表面張力液體的前述著液位置變更至前述旋轉中心位置以外的至少兩個部位。
  2. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中前述控制器係以前述開口的周緣與前述著液位置之間的距離保持成一定之方式使前述著液位置移動。
  3. 如請求項1或2所記載之基板處理裝置，其中前述低表面張力液體供給單元係包含有：噴嘴，係朝前述基板的表面供給低表面張力液體；前述著液位置變更單元係包含有：噴嘴移動單元，係使前述噴嘴朝沿著基板的表面的方向移動。
  4. 如請求項1或2所記載之基板處理裝置，其中前述低表面張力液體供給單元係包含有：複數個噴嘴，係分別配置於與前述旋轉中心位置之間的距離不同的複數個位置；前述著液位置變更單元係包含有：供給切換單元，係分別切換是否對前述複數個噴嘴供給低表面張力液體。
  5. 如請求項4所記載之基板處理裝置，其中前述複數個噴嘴係沿著前述基板的旋轉半徑方向排列地配置。
  6. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中進一步包含有：對向構件，係具有與被前述基板保持單元保持的基板的表面相對向之對向面，並將前述對向面與前述基板的表面之間與周圍的氛圍阻隔。
  7. 如請求項4所記載之基板處理裝置，其中進一步包含有：對向構件，係具有與被前述基板保持單元保持的基板的表面相對向之對向面，並將前述對向面與前述基板的表面之間與周圍的氛圍阻隔；於前述對向面形成有與前述複數個噴嘴對應的複數個供給口，從前述複數個供給口對前述基板的表面供給低表面張力液體。
  8. 如請求項6所記載之基板處理裝置，其中進一步包含有：對向構件旋轉單元，係使前述對向構件繞著前述旋轉軸線旋轉。
  9. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中進一步包含有：基板加熱單元，係加熱被前述基板保持單元保持的基板；前述控制單元係控制前述基板加熱單元，在至少從前述低表面張力液體供給單元對前述基板的表面供給低表面張力液體之期間中，藉由前述基板加熱單元加熱基板。
  10. 一種基板處理方法，係包含有：處理液供給步驟，係對被水平地保持的基板供給含有水的處理液； 置換步驟，係將具有表面張力比水還低的低表面張力液體供給至前述基板，藉此置換前述處理液；液膜形成步驟，係對前述基板供給具有表面張力比水還低的低表面張力液體，藉此於前述基板的表面形成前述低表面張力液體的液膜；開口形成步驟，係一邊使前述基板繞著沿著鉛直方向的預定的旋轉軸線旋轉，一邊朝前述基板的表面的前述旋轉軸線上的位置之旋轉中心位置供給惰性氣體，藉此於前述低表面張力液體的液膜形成從前述旋轉中心位置擴展之開口；開口擴大步驟，係朝前述旋轉中心位置供給惰性氣體，藉此使前述開口朝從前述旋轉中心位置離開的方向擴大；以及著液位置變更步驟，係以前述基板的表面中的著液位置位於比前述開口的周緣還外側之方式，將具有表面張力比水還低的低表面張力液體供給至前述基板的表面，且因應前述開口的擴大使前述著液位置變更成前述旋轉中心位置以外的至少兩個部位。
  11. 如請求項10所記載之基板處理方法，其中前述著液位置變更步驟係包含有以前述開口的周緣與前述著液位置之間的距離保持成一定之方式使前述著液位置移動之步驟
  12. 如請求項10或11所記載之基板處理方法，其中前述著液位置變更步驟係包含有使用以朝前述基板的表面 供給低表面張力液體之噴嘴朝沿著前述基板的表面的方向移動之步驟。
  13. 如請求項10所記載之基板處理方法，其中至少前述置換步驟、前述液膜形成步驟以及前述著液位置變更步驟係包含有加熱前述基板之步驟。
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