TW201816479A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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安田周一
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日商斯庫林集團股份有限公司
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Abstract

本發明之課題在於提供關於遮斷部之清洗，可提升處理量(throughput)之技術。
本發明包含有：第1供給步驟，其包含1個以上朝向被旋轉之基板之上表面供給處理液之第1處理；及第2供給步驟，其包含1個以上朝向被旋轉之遮斷部之下表面供給清洗液之第2處理。而且，存在有執行第1供給步驟之第1期間與執行第2供給步驟之第2期間重疊之重疊期間。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於對基板及位於基板之上方之遮斷部進行處理之技術。
過去以來，已知有一邊使基板及位於該基板之上方之遮斷部旋轉，一邊對基板之上表面與遮斷部之下表面之間之空間供給處理液，而對基板進行處理之技術。
於此種裝置中，存在有被供給至基板之上表面之處理液之一部分飛散，而附著於遮斷部之下表面之情形。若忽視而不處理附著於遮斷部之下表面之處理液，由於存在有該處理液會成為微粒而污染基板之可能性，因此在適當之時序對遮斷部之下表面進行清洗處理。
例如，專利文獻1所記載之裝置，藉由自被設置於遮斷部之旋轉軸附近之清洗噴嘴朝向遮斷部之下表面吐出清洗液，而使遮斷部之下表面被清洗。又，專利文獻2所記載之裝置，藉由自被設置於遮斷部之側方向之清洗噴嘴朝向遮斷部之下表面吐出清洗液，而使遮斷部之下表面被清洗。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第2708340號公報
[專利文獻2]日本專利特開2003-45838號公報
然而，於該等裝置中進行遮斷部之清洗之期間中無法對基板供給處理液，從而於處理量之提高方面存在改善之餘地。
本發明係鑒於上述課題而完成，其目的在於提供一種可提高處理量之技術。
為了解決上述問題，第1態樣之基板處理方法具有：旋轉步驟，其使基板及具有與上述基板之上表面對向之下表面之遮斷部繞與上述上表面正交之旋轉軸旋轉；第1供給步驟，其包含1個以上朝向被旋轉之上述基板之上述上表面供給處理液之第1處理；以及第2供給步驟，其包含1個以上朝向被旋轉之上述遮斷部之上述下表面供給清洗液之第2處理；且存在有執行上述第1供給步驟之第1期間與執行上述第2供給步驟之第2期間重疊之重疊期間。
第2態樣之基板處理方法如第1態樣之基板處理方法，其中，上述1個以上之第1處理，包含朝向被旋轉之上述基板之上述上表面供給清洗液之清洗處理，上述重疊期間係執行上述清洗處理之期間與上述第2期間重疊之期間。
第3態樣之基板處理方法如第2態樣之基板處理方法，其中，上述1個以上之第1處理包含複數個上述清洗處理，上 述重疊期間係執行上述複數個清洗處理中至少最後之清洗處理之期間與上述第2期間重疊之期間。
第4態樣之基板處理方法如第1態樣之基板處理方法，其中，於時間上彼此重疊之上述第1處理與上述第2處理中，上述第2處理在上述第1處理之處理中途結束。
第5態樣之基板處理方法如第1態樣之基板處理方法，其中，於時間上彼此重疊之上述第1處理與上述第2處理中，上述第1處理較上述第2處理先開始。
第6態樣之基板處理方法如第5態樣之基板處理方法，其中，上述第2處理係於上述基板之上述上表面藉由先開始之上述第1處理而由上述處理液所覆蓋之期間中被執行。
第7態樣之基板處理方法如第1態樣之基板處理方法，其中，於時間上彼此重疊之上述第1處理與上述第2處理中，上述第1處理之開始與上述第2處理之開始為同時。
第8態樣之基板處理方法如第1態樣之基板處理方法，其中，上述旋轉步驟作為在上述第1供給步驟及上述第2供給步驟之後所執行之處理而具有將上述基板及上述遮斷部較上述第1供給步驟及上述第2供給步驟時更快地旋轉之處理。
第9態樣之基板處理方法如第1至第8態樣中任一態樣之基板處理方法，其中，其進一步具有對上述基板之上述上表面與上述遮斷部之上述下表面之間之空間供給惰性氣體之氣體供給步驟。
第10態樣之基板處理方法如第9態樣之基板處理方法，其中，上述氣體供給步驟至少於上述第2期間之後且上述基板 之上述上表面由上述處理液所覆蓋之期間中，對上述空間供給上述惰性氣體。
第11態樣之基板處理裝置具有：基板保持部，其將基板水平地保持；遮斷部，其包含與上述基板之上表面對向之下表面；旋轉部，其使上述基板及上述遮斷部繞通過上述基板之中心而沿著鉛垂方向延伸之旋轉軸旋轉；第1供給部，其通過以俯視時被設置在上述遮斷部之中央之開口，而朝向被旋轉之上述基板之上述上表面供給處理液；以及第2供給部，其通過上述遮斷部之上述開口，而朝向被旋轉之上述遮斷部之上述下表面供給清洗液；且存在有上述第1供給部供給上述處理液之第1期間與上述第2供給部供給上述清洗液之第2期間重疊之重疊期間。
第12態樣之基板處理裝置如第11態樣之基板處理裝置，其中，上述第2供給部具有在較上述開口更下方而於水平方向開口之吐出口，將清洗液自該吐出口朝向被旋轉之上述遮斷部之上述下表面供給。
第13態樣之基板處理裝置如第12態樣之基板處理裝置，其中，上述遮斷部進一步包含自上述下表面之內周部朝向中央並朝斜上方延伸之錐面，上述第2供給部之吐出口與上述錐面對向。
第14態樣之基板處理裝置如第11態樣之基板處理裝置，其中，上述遮斷部進一步包含閉塞部，該閉塞部將上述基板之上述上表面與上述遮斷部之上述下表面之間之空間的側方向部分加以閉塞。
第15態樣之基板處理裝置如第11至第14態樣中任一態樣之基板處理裝置，其進一步具有通過上述遮斷部之上述開口 而對上述基板之上述上表面與上述遮斷部之上述下表面之間之空間供給惰性氣體之氣體供給部。
藉由第1至第10態樣之基板處理方法及第11至第15態樣之基板處理裝置之任一者，均可提升處理量。
1‧‧‧基板處理裝置
4‧‧‧杯部
5‧‧‧頂板
6‧‧‧對向構件移動機構
9‧‧‧基板
10‧‧‧控制部
11‧‧‧殼體
18‧‧‧氣液供給部
31‧‧‧基板保持部
33‧‧‧基板旋轉機構
34‧‧‧旋轉機構收容部
41A、42A、43A、44A‧‧‧擋板
41‧‧‧第1擋板
42‧‧‧第2擋板
43‧‧‧擋板移動機構
44‧‧‧排出埠口
51‧‧‧對向構件本體
52‧‧‧被保持部
53‧‧‧卡合部
54‧‧‧開口
56‧‧‧噴嘴間隙
61‧‧‧對向構件保持部
62‧‧‧對向構件升降機構
91‧‧‧上表面
92‧‧‧下表面
100‧‧‧半密閉空間
111~113、111A~115A‧‧‧第1處理
121、121A、122A‧‧‧第2處理
131、131A、132A‧‧‧第3處理
154‧‧‧錐面
181‧‧‧上部噴嘴
182‧‧‧下部噴嘴
218‧‧‧下部環狀流路
310‧‧‧保持部下方間隙
311‧‧‧保持基座部
311a‧‧‧上表面
312‧‧‧夾具
313‧‧‧卡合部
314‧‧‧基座支撐部
315‧‧‧下部突出部
331‧‧‧旋轉軸
341‧‧‧上表面
342‧‧‧側面
411‧‧‧第1擋板側壁部
412‧‧‧第1擋板頂蓋部
421‧‧‧第2擋板側壁部
422‧‧‧第2擋板頂蓋部
511‧‧‧對向構件頂蓋部
512‧‧‧對向構件側壁部
513‧‧‧下表面
521‧‧‧對向構件筒部
522‧‧‧對向構件凸緣部
611‧‧‧保持部本體
612‧‧‧本體支撐部
613‧‧‧凸緣支撐部
614‧‧‧支撐部連接部
616‧‧‧移動制限部
812、813‧‧‧藥液供給部
814‧‧‧純水供給部
815‧‧‧IPA供給部
816‧‧‧氣體供給部
812a~816a、814b、831‧‧‧吐出口
821‧‧‧噴嘴本體
822‧‧‧簷部
823‧‧‧下表面中央吐出口
J1‧‧‧中心軸
S1~S5‧‧‧步驟
t1~t7、t11~t22‧‧‧時刻
圖1係表示基板處理裝置1之剖面圖。
圖2係表示基板處理裝置1之剖面圖。
圖3係將下部噴嘴182及其附近放大而表示之剖面圖。
圖4係自下方觀察上部噴嘴181之仰視圖。
圖5係表示氣液供給部18之概略方塊圖。
圖6係表示基板處理裝置1之基板9之處理流程之一例之圖。
圖7係步驟S3之時序圖之一例。
圖8係表示時刻t3~t4之期間之第1處理112及第2處理121之狀況的剖面圖。
圖9係表示第2處理之處理條件與處理結果之關係之圖。
圖10係變形例之液處理(步驟S3)之時序圖。
圖11係變形例之基板處理裝置1A之剖面圖。
以下，根據圖式對實施形態進行說明。於圖式中，對具有相同之構成及功能之部分標示相同之符號，並省略重複說明。又，各圖式係示意性地表示者。再者，於一部分圖式中，以使方向關係明確化為目的，而適當標示有將Z軸設為鉛垂方向之軸並將 XY平面設為水平面之XYZ正交座標軸。於以下之說明中，在僅以上下來表現之情形時，上意指+Z側，而下意指-Z側。
<1.實施形態> <1.1基板處理裝置1之構成>
圖1及圖2係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置1之構成之剖面圖。基板處理裝置1係對半導體基板9(以下簡稱為「基板9」)一次一片地進行處理之單片式裝置。基板處理裝置1具備有基板保持部31、基板旋轉機構33、杯部4、頂板5、對向構件移動機構6、及上部噴嘴181，該等構成係收容於殼體11之內部。再者，圖1表示頂板5藉由對向構件移動機構6被移動至上方之狀態之基板處理裝置1，而圖2表示頂板5藉由對向構件移動機構6被移動至下方之狀態之基板處理裝置1。
基板保持部31將基板9以水平狀態加以保持。基板保持部31具備有保持基座部311、複數個夾具312、複數個卡合部313、基座支撐部314、下部突出部315、及下部噴嘴182。基板9係配置於保持基座部311之上方。保持基座部311及基座支撐部314分別為以朝向上下方向之中心軸J1為中心之大致圓板狀之構件。保持基座部311係配置於基座支撐部314之上方，藉由基座支撐部314自下方所支撐。保持基座部311之外徑，較基座支撐部314之外徑大。保持基座部311遍及以中心軸J1為中心之圓周方向之全周，而朝較基座支撐部314更徑向外方向擴展。保持基座部311例如由具有較高之耐化學藥品性之氟樹脂所形成。基座支撐部314例如由較輕且高強度之氯乙烯所形成。
下部噴嘴182係大致圓筒狀之噴嘴，被安裝於保持基座部311之中心部。
圖3係將下部噴嘴182及其附近放大而表示之剖面圖。下部噴嘴182具備有以中心軸J1為中心之大致圓筒狀之噴嘴本體821、及自噴嘴本體821之上端部朝向徑向外方向擴展之大致圓環板狀之簷部822。噴嘴本體821係插入被形成於保持基座部311之中央部之大致圓柱狀之貫通孔。在噴嘴本體821之側面與該貫通孔之內周面之間，形成有使惰性氣體通過之下部環狀流路218。
於噴嘴本體821之上端面之中央部，設置有下表面中央吐出口823。下表面中央吐出口823係設置於保持基座部311之中央部之中心軸J1上。簷部822自保持基座部311之上表面311a朝上方分開，沿著上表面311a朝向徑向外方向擴展。簷部822之下表面與上表面311a大致平行。
回到圖1，下部突出部315係以中心軸J1為中心之大致圓環狀之構件，自基座支撐部314之側面朝向徑向外方向擴展。下部突出部315於較保持基座部311更下方，與保持基座部311分開地被設置。下部突出部315之外徑較保持基座部311之外徑大，且為頂板5之外徑以下。於圖1所示之例子中，下部突出部315自基座支撐部314之下端部朝向徑向外方向擴展。下部突出部315之上表面及下表面，分別為隨著朝向徑向外方向而朝向下方之傾斜面。
複數個夾具312係以中心軸J1為中心，並以大致等角度間隔沿著圓周方向被配置於保持基座部311之上表面之外周部。於基板保持部31中，基板9之外緣部係藉由複數個夾具312 所支撐。驅動各夾具312之構造，係設置於基座支撐部314之內部。複數個卡合部313係以中心軸J1為中心，並以大致等角度間隔沿著圓周方向被配置於保持基座部311之上表面之外周部。複數個卡合部313係配置於較複數個夾具312更徑向外側。
基板旋轉機構33係收容於旋轉機構收容部34之內部。基板旋轉機構33及旋轉機構收容部34係配置於基板保持部31之下方。基板旋轉機構33係以中心軸J1為中心而使基板9與基板保持部31一起旋轉。
旋轉機構收容部34具備有覆蓋基板旋轉機構33之上方之大致圓環板狀之上表面341、及覆蓋基板旋轉機構33之側方向之大致圓筒狀之側面342。於旋轉機構收容部34之上表面341之中央部，設置有供基板旋轉機構33之旋轉軸331插入之開口。旋轉軸331係連接於基座支撐部314之下表面。旋轉機構收容部34之上表面341，自旋轉軸331朝徑向分開而朝向徑向外方向擴展。旋轉機構收容部34之上表面341隔著間隙與基座支撐部314之下表面在上下方向上對向。於以下之說明中，將該間隙、即旋轉機構收容部34之上表面341與基座支撐部314之下表面之間之空間，稱為「保持部下方間隙310」。
杯部4係以中心軸J1為中心之環狀之構件，被配置於基板9及基板保持部31之徑向外側。杯部4係遍及基板9及基板保持部31之周圍之全周地被配置，承接自基板9朝向周圍飛散之處理液等。杯部4具備有第1擋板41、第2擋板42、擋板移動機構43、及排出埠口44。
第1擋板41具有第1擋板側壁部411、及第1擋板頂 蓋部412。第1擋板側壁部411係以中心軸J1為中心之大致圓筒狀。第1擋板頂蓋部412係以中心軸J1為中心之大致圓環板狀，自第1擋板側壁部411之上端部朝徑向內方向擴展。第2擋板42具有第2擋板側壁部421、及第2擋板頂蓋部422。第2擋板側壁部421係以中心軸J1為中心之大致圓筒狀，位於較第1擋板側壁部411更徑向外側。第2擋板頂蓋部422係以中心軸J1為中心之大致圓環板狀，在較第1擋板頂蓋部412更上方自第2擋板側壁部421之上端部朝徑向內方向擴展。
第1擋板頂蓋部412之內徑及第2擋板頂蓋部422之內徑，較基板保持部31之保持基座部311之外徑及頂板5之外徑稍大。第1擋板頂蓋部412之上表面及下表面，分別為隨著朝向徑向外方向而朝向下方之傾斜面。第2擋板頂蓋部422之上表面及下表面，亦分別為隨著朝向徑向外方向而朝向下方之傾斜面。
擋板移動機構43藉由使第1擋板41及第2擋板42沿著上下方向移動，而將承接來自基板9之處理液等之擋板在第1擋板41與第2擋板42之間切換。由杯部4之第1擋板41及第2擋板42所承接之處理液等，係經由排出埠口44而朝向殼體11之外部被排出。又，第1擋板41內及第2擋板42內之氣體亦經由排出埠口44而朝向殼體11之外部被排出。
頂板5係以俯視時，為大致圓形之構件。頂板5係與基板9之上表面91對向之對向構件，且為遮蔽基板9之上方之遮蔽板。頂板5之外徑較基板9之外徑及保持基座部311之外徑大。頂板5具備有對向構件本體51、被保持部52、及複數個卡合部53。對向構件本體51具備有對向構件頂蓋部511、及對向構件側壁部 512。對向構件頂蓋部511係以中心軸J1為中心之大致圓環板狀之構件，對向構件頂蓋部511之下表面513與基板9之上表面91對向。於對向構件頂蓋部511之中央部，設置有對向構件開口54。對向構件開口54例如以俯視時呈大致圓形。對向構件開口54之直徑相較於基板9之直徑充分地小。又，具有自下表面513之內周部朝向中央之開口54而朝斜上方延伸之錐面154。對向構件側壁部512係以中心軸J1為中心之大致圓筒狀之構件，自對向構件頂蓋部511之外周部朝下方擴展。於圖2所示之狀態下，頂板5係與基板9一體地繞中心軸J1被旋轉，頂板5之下表面513與基板9之上表面91之間之空間與腔室內之其他空間被遮斷。因此，於該狀態下，頂板5係作為遮斷部而發揮功能。
複數個卡合部53係以中心軸J1為中心，並以大致等角度間隔沿著圓周方向被配置於對向構件頂蓋部511之下表面513之外周部。複數個卡合部53係配置於對向構件側壁部512之徑向內側。
被保持部52係連接於對向構件本體51之上表面。被保持部52具備有對向構件筒部521、及對向構件凸緣部522。對向構件筒部521係自對向構件本體51之對向構件開口54之周圍朝上方突出之大致筒狀之部位。對向構件筒部521例如係以中心軸J1為中心之大致圓筒狀。對向構件凸緣部522自對向構件筒部521之上端部朝徑向外方向呈環狀地擴展。對向構件凸緣部522例如係以中心軸J1為中心之大致圓環板狀。
對向構件移動機構6具備有對向構件保持部61、及對向構件升降機構62。對向構件保持部61保持頂板5之被保持部 52。對向構件保持部61具備有保持部本體611、本體支撐部612、凸緣支撐部613、及支撐部連接部614。保持部本體611例如係以中心軸J1為中心之大致圓板狀。保持部本體611覆蓋頂板5之對向構件凸緣部522之上方。本體支撐部612係大致水平地延伸之棒狀之臂。本體支撐部612之一端部係連接於保持部本體611，而另一端部係連接於對向構件升降機構62。
上部噴嘴181自保持部本體611之中央部朝下方突出。上部噴嘴181係以非接觸狀態被插入對向構件筒部521。於以下之說明中，將上部噴嘴181與對向構件筒部521之間之空間稱為「噴嘴間隙56」。
凸緣支撐部613例如係以中心軸J1為中心之大致圓環板狀。凸緣支撐部613位於對向構件凸緣部522之下方。凸緣支撐部613之內徑較頂板5之對向構件凸緣部522之外徑小。凸緣支撐部613之外徑較頂板5之對向構件凸緣部522之外徑大。支撐部連接部614例如係以中心軸J1為中心之大致圓筒狀。支撐部連接部614將凸緣支撐部613與保持部本體611於對向構件凸緣部522之周圍加以連接。於對向構件保持部61中，保持部本體611係與對向構件凸緣部522之上表面在上下方向上對向之保持部上部，凸緣支撐部613係與對向構件凸緣部522之下表面在上下方向上對向之保持部下部。
在頂板5位於圖1所示之位置之狀態下，凸緣支撐部613自下側相接而支撐於頂板5之對向構件凸緣部522之外周部。換言之，對向構件凸緣部522係由對向構件移動機構6之對向構件保持部61所保持。藉此，頂板5係於基板9及基板保持部31之上 方，由對向構件保持部61所懸吊。於以下之說明中，將圖1所示之頂板5之上下方向之位置稱為「第1位置」。所謂第1位置，係指頂板5由對向構件移動機構6所保持而自基板保持部31朝上方分開之位置。
於凸緣支撐部613，設置有限制頂板5之位置偏移(即頂板5之移動及旋轉)之移動制限部616。於圖1所示之例子中，移動制限部616係自凸緣支撐部613之上表面朝上方突出之突起部。移動制限部616藉由被插入在對向構件凸緣部522所設置之孔部，而限制頂板5之位置偏移。
對向構件升降機構62使頂板5與對向構件保持部61一起沿著上下方向移動。圖2係表示頂板5自圖1所示之第1位置下降之狀態之剖面圖。於以下之說明中，將圖2所示之頂板5之上下方向之位置稱為「第2位置」。亦即，對向構件升降機構62使頂板5在第1位置與第2位置之間相對於基板保持部31而沿著上下方向相對地移動。第2位置係較第1位置更下方之位置。換言之，所謂第2位置係指頂板5較第1位置在上下方向上更接近基板保持部31之位置。
在頂板5位於第2位置之狀態下，頂板5之複數個卡合部53分別與基板保持部31之複數個卡合部313卡合。複數個卡合部53由複數個卡合部313自下方所支撐。換言之，複數個卡合部313係支撐頂板5之對向構件支撐部。例如，卡合部313係與上下方向大致平行之銷，卡合部313之上端部嵌合於朝上地被形成於卡合部53之下端部之凹部。又，頂板5之對向構件凸緣部522自對向構件保持部61之凸緣支撐部613朝上方分開。藉此，頂板5 於第2位置，藉由基板保持部31所保持而自對向構件移動機構6分開(即成為與對向構件移動機構6非接觸之狀態)。
於頂板5由基板保持部31所保持之狀態下，頂板5之對向構件側壁部512之下端位於較基板保持部31之保持基座部311之上表面更下方、或者位於與保持基座部311之上表面在上下方向上相同之位置。若基板旋轉機構33在頂板5位於第2位置之狀態下被驅動，頂板5與基板9及基板保持部31便一起進行旋轉。如此，在頂板5位於第2位置之狀態下，基板旋轉機構33係作為使基板9及頂板5繞中心軸J1旋轉之旋轉部而發揮功能。
圖4係自下方觀察上部噴嘴181之仰視圖。圖5係表示基板處理裝置1所具備之氣液供給部18之概略方塊圖。如圖4及圖5所示，氣液供給部18之各吐出口812a~816a於上部噴嘴181之下表面開口，氣液供給部18之吐出口814b於上部噴嘴181下方之側面開口。
氣液供給部18具備有前述之上部噴嘴181及下部噴嘴182。又，氣液供給部18作為朝向上部噴嘴181、噴嘴間隙56、下部噴嘴182及下部環狀流路218供給氣液之部分而具備有藥液供給部812、813、純水供給部814、IPA(isopropyl alcohol：異丙醇)供給部815、及氣體供給部816。再者，於圖5中，氣液供給部18之各構成中，藥液供給部812、813、純水供給部814、及氣體供給部816分別各顯示2個，而IPA供給部815則顯示1個。
藥液供給部812、813係經由閥被連接於上部噴嘴181。自藥液供給部812所供給之藥液(例如DHF(diluted hydrofluoric acid：稀氫氟酸))，係通過貫通上部噴嘴181內之流路，而自被設 置於上部噴嘴181之下表面之吐出口812a朝向基板9之上表面91被吐出。又，自藥液供給部813所供給之藥液(例如混合有過氧化氫水及氨之SC1液(standard clean 1；標準清潔液1)，係通過貫通上部噴嘴181內之流路，而自被設置於上部噴嘴181之下表面之吐出口813a朝向基板9之上表面91被吐出。
又，純水供給部814係經由閥被連接於上部噴嘴181。自純水供給部814被供給至上部噴嘴181之一流路之純水(DIW：deionized water)，係通過貫通上部噴嘴181內之該流路，而自被設置於上部噴嘴181之下表面之吐出口814a朝向基板9之上表面91被吐出。又，自純水供給部814被供給至上部噴嘴181之另一流路之純水，係通過貫通上部噴嘴181內之該流路，而自被設置於上部噴嘴181之下方之側面之吐出口814b朝向水平方向被吐出。
藥液供給部812、813及純水供給部814亦經由各閥被連接於下部噴嘴182。藉由選擇性地開閉各閥，可自藥液供給部812、813及純水供給部814朝向下部噴嘴182選擇性地供給藥液及純水。自藥液供給部812、813及純水供給部814被供給至下部噴嘴182之藥液及純水，係通過貫通下部噴嘴182內之流路，而自被設置於下部噴嘴182之上表面之下表面中央吐出口823朝向基板9之下表面92被吐出。
IPA供給部815係經由閥被連接於上部噴嘴181。自IPA供給部815所供給之IPA(isopropyl alcohol：異丙醇)，係通過貫通上部噴嘴181內之流路，而自被設置於上部噴嘴181之下表面之吐出口815a朝向基板9之上表面91被吐出。
氣體供給部816係經由閥被連接於上部噴嘴181及噴嘴間隙56。自氣體供給部816所供給之惰性氣體(例如氮氣)，係通過貫通上部噴嘴181內之流路及噴嘴間隙56，而自被設置於上部噴嘴181之下表面之吐出口816a及噴嘴間隙56朝向腔室之內部被吐出。
又，氣體供給部816亦經由閥被連接於下部環狀流路218。自氣體供給部816被供給至下部環狀流路218之惰性氣體，係通過貫通下部環狀流路218內之流路，而自環狀吐出口831朝向保持基座部311之上表面316之中央部被吐出。
氣液供給部18之各構成係由控制部10所控制。同樣地，基板處理裝置1之其他各部(基板旋轉機構33、及擋板移動機構43等)，亦由控制部10所控制。
於本說明書中，存在有將藥液、純水及IPA統稱為處理液之情形。又，存在有將以微粒或藥液之沖洗為目的所使用之液(典型而言為純水)稱為清洗液之情形。又，存在有將通過以俯視時被設置於頂板5之中央之開口54而朝向被旋轉之基板9之上表面91供給處理液之部分稱為第1供給部，並將通過頂板5之開口54而朝向被旋轉之頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513供給純水(清洗液)之部分稱為第2供給部之情形。
<1.2基板處理裝置1之處理例>
圖6係表示基板處理裝置1之基板9之處理之流程之一例之圖。使用圖1、圖2及圖6，對基板處理裝置1之基板處理之流程進行說明。
於基板處理裝置1中，在頂板5位於第1位置(圖1)之狀態下，基板9藉由外部之搬送機構被載置於保持基座部311之夾具312上。其結果，該基板9自下側由夾具312所支撐(步驟S1)。
若基板9被搬入，對向構件升降機構62便使頂板5自第1位置下降至第2位置。藉此，形成由保持基座部311之上表面311a、對向構件頂蓋部511之下表面513、及對向構件側壁部512之內周面所包圍之半密閉空間(以下稱為半密閉空間100)。如此，對向構件側壁部512係作為將基板9之上表面91與對向構件頂蓋部511之下表面513之間之空間之側方向部分加以閉塞之閉塞部而發揮功能。
接著，藉由基板旋轉機構33開始基板9之旋轉(旋轉步驟)。此外，氣體供給部816自吐出口816a及噴嘴間隙56對基板9之上表面91供給惰性氣體(此處為氮氣)。氣體供給部816同時自環狀吐出口831朝向基板9之下表面供給惰性氣體(氣體供給步驟)。藉此，在經過既定時間後，半密閉空間100成為填充有惰性氣體之氛圍(即相較於填充惰性氣體前，氧濃度及濕度較低之氛圍)(步驟S2)。
若形成填充有惰性氣體之氛圍，便執行各種液處理(步驟S3)。圖7係步驟S3之時序圖之一例。
此處，將朝向被旋轉之基板9之上表面91供給處理液稱為第1處理，將朝向被旋轉之頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513供給清洗液稱為第2處理，並將朝向被旋轉之基板9之下表面92供給處理液稱為第3處理。
首先，於時刻t1~t2之期間，執行第1處理111。於 第1處理111中，第1擋板41位於可承接自基板9飛散之處理液之高度。於第1處理111中，藥液供給部812自被設置於上部噴嘴181之下表面之吐出口812a，對旋轉之基板9之上表面91連續地供給藥液(例如DHF)。著液於上表面91之藥液藉由該基板9之旋轉而朝向基板9之外周部擴散，使上表面91之整體由藥液所被覆。其結果，於上表面91之整體進行第1處理111(使用DHF之藥液處理)。時刻t1~t2之期間例如為30秒鐘。又，該期間中之基板9及頂板5之旋轉速度例如為800rpm。
於時刻t2藉由藥液供給部812所進行藥液之供給被停止後，於時刻t2~t3之期間，以基板9及頂板5之旋轉速度變快之方式被控制。藉此，被供給至基板9之上表面91之藥液(例如DHF)，自基板9之外周緣朝向徑向外側飛散。自基板9飛散之藥液係由第1擋板41所承接，並經由排出埠口44被廢棄。時刻t2~t3之期間例如為3秒鐘。又，該期間中之基板9及頂板5之旋轉速度例如為1200rpm。
其次，於時刻t3~t5之期間，執行第1處理112。於第1處理112中，純水供給部814自被設置於上部噴嘴181之下表面之吐出口814a對被旋轉之基板9之上表面91連續地供給純水(即清洗液)。著液於上表面91之純水藉由該基板9之旋轉而朝向基核9之外周部擴展，且與殘存於上表面91上之藥液(例如，DHF)一起自基板9之外周緣朝向徑向外側飛散。自基板9飛散之藥液及純水係由第1擋板41之內壁所承接，並經由排出埠口44被廢棄。藉此，與基板9之上表面91之清洗處理一起，第1擋板41之清洗亦實質地被進行。時刻t3~t5之期間例如為30秒鐘。又，該期間中之基板 9及頂板5之旋轉速度例如為1200rpm。
又，於時刻t3~t4之期間，執行第2處理121。於第2處理121中，純水供給部814自被設置於上部噴嘴181之側面之吐出口814b對被旋轉之頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513及錐面154連續地供給純水(即清洗液)。著液於下表面513及錐面154之純水藉由該頂板5之旋轉而朝向頂板5之外周部擴展，並與附著於下表面513及錐面154之藥液(例如在第1處理111中意外地附著之DHF)一起自頂板5之外周緣朝向徑向外側飛散。自頂板5飛散之藥液及純水係由第1擋板41所承接，並經由排出埠口44被廢棄。藉此，與頂板5之下表面513及錐面154之清洗處理一起，第1擋板41之內壁之清洗亦實質地被進行。時刻t3~t4之期間例如為4秒鐘。又，自吐出口814b所吐出之純水之流量例如為500[mL/min]。圖8係表示時刻t3~t4之期間第1處理112及第2處理121之狀況之剖面圖。
又，於時刻t3~t5之期間，執行第3處理131。於第3處理131中，純水供給部814自被設置於下部噴嘴182之上表面之下表面中央吐出口823純水(即清洗液)連續地供給旋轉之基板9之下表面92。著液於下表面92之純水藉由該基板9之旋轉而朝向基板9之外周部擴展，並自基板9之外周緣朝向徑向外側飛散。自基板9飛散之藥液及純水係由第1擋板41之內壁所承接，並經由排出埠口44被廢棄。藉此，與基板9之下表面92之清洗處理一起，第1擋板41內之清洗亦實質地被進行。
於時刻t5藉由純水供給部814所進行純水之供給被停止後，於時刻t5~t6之期間，以基板9及頂板5以與到當時為止 相同之旋轉速度(例如，1200rpm)進行旋轉之方式被控制。藉此，被供給至頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513、基板9之上表面91、基板9之下表面92、及保持基座部311之上表面316等之純水，自外周緣朝向徑向外側飛散。飛散之純水係由第1擋板41之內壁所承接，並經由排出埠口44被廢棄。時刻t5~t6之期間例如為3秒鐘。
其次，於時刻t6~t7之期間，執行第1處理113。於第1處理113中第1擋板41下降，使第2擋板42成為可承接自旋轉之基板9等飛散之處理液。於第1處理113中，IPA供給部815自被設置於上部噴嘴181之下表面之吐出口815a將IPA連續地供給至被旋轉之基板9之上表面91。著液於上表面91之IPA藉由該基板9之旋轉而朝向基板9之外周部擴展，使上表面91之整體由IPA所被覆。其結果，於上表面91之整體進行純水被置換為IPA之第1處理113。時刻t6~t7之期間例如為30秒鐘。又，該期間中之基板9及頂板5之旋轉速度例如為800rpm。
又，時刻t6~t7之期間係執行第2處理121之期間(時刻t3~t4之期間)之後且基板9之上表面91由處理液(具體而言，IPA液)之液膜所覆蓋之期間。氣體供給步驟於該期間中亦被持續，而於半密閉空間100形成填充有惰性氣體之氛圍(即相較於填充惰性氣體之前氧濃度及濕度較低之氛圍)。如此，由於在基板9之上表面91存在有處理液之液膜之狀態下促進頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513之乾燥，因此假設即便於乾燥之過程中附著於下表面513之異物(例如微粒等基板之污染源)落下，該異物亦會由基板9之上表面91之液膜所承接，而不易附著於上表面91。
於時刻t7若藉由IPA供給部815所進行IPA之供給被停止，各種液處理(步驟S3)結束，接著便執行乾燥處理(步驟S4)。於乾燥處理之旋轉步驟中，基板9及頂板5較第1處理111~113及第2處理121時被更快地旋轉。該期間中之基板9及頂板5之旋轉速度例如為2000rpm。藉此，附著於基板9及頂板5之各種液體，自外周緣朝向徑向外側飛散，由第2擋板42之內壁所承接，並經由排出埠口44被廢棄。
若乾燥處理結束，頂板5藉由對向構件升降機構62被上升而成為圖1所示之狀態，且基板9藉由外部之搬送機構而自基板保持部31被搬出(步驟S5)。於本實施形態中，由於第2處理121及乾燥處理(步驟S4)被預先執行，因此在搬出處理(步驟S5)時於頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513附著物幾乎不會殘存，而可防止於頂板5之上升時附著物落下至基板9上之情形。
<1.3效果>
以下，對本實施形態之基板處理裝置1及處理例之效果進行說明。此處，將包含第1處理111~113之步驟稱為第1供給步驟，將包含第2處理121之步驟稱為第2供給步驟，並將包含第3處理131之步驟稱為第3供給步驟。此外，將執行第1供給步驟之期間稱為第1期間，將執行第2供給步驟之期間稱為第2期間，並將執行第3供給步驟之期間稱為第3期間。
於本實施形態中，時刻t3~t4之期間係第1期間(時刻t1~t2、t3~t5、t6~t7)與第2期間(時刻t3~t4)重疊之重疊期間。如此，於本實施形態之態樣中，由於並行地執行第1處理112及第2處理 121，因此相較於將第1期間與第2期間分別地設置之其他態樣，可提升處理量。又，於本實施形態中，時刻t3~t4之期間係第1期間(時刻t1~t2、t3~t5、t6~t7)與第3期間(時刻t3~t4)重疊之重疊期間。如此，於本實施形態之態樣中，由於並行地執行第1處理112及第3處理131，因此相較於將第1期間與第3期間分別地設置之其他態樣，可提升處理量。
又，於重疊期間，即便藉由第2處理121使附著於下表面513之異物(例如微粒等基板之污染源)落下，該異物亦會被流動於基板9之上表面91之處理液所沖走，而不易附著於上表面91。
又，第1處理111~113包含朝向被旋轉之基板9之上表面91供給清洗液之第1處理112(清洗處理)，重疊期間係執行該清洗處理之期間與第2期間重疊之期間。亦即，於重疊期間，純水(清洗液)被供給至基板9之上表面91及頂板5(對向構件天蓋部511)之下表面513之雙方。因此，即便附著於下表面513之異物(例如，微粒等基板之污染源)或純水因第2處理121而落下，從而混入至基板9上之處理液(具體而言為純水)中，相較於基板9上之處理液為藥液之情形，對基板處理之不良影響亦較小。
又，於時間上彼此重疊之第1處理112與第2處理121中，第2處理121在第1處理112之處理中途(具體而言，時刻t4)結束。因此，即便附著於下表面513之異物因第2處理121而落下，該異物亦會因重疊期間之後仍持續進行之第1處理112而容易被流動於基板9之上表面91之純水所沖走，而特別難以附著於上表面91。
尤其，於時間上彼此重疊之第1處理112與第2處理 121中，第1處理112之開始與第2處理121之開始同時在時刻t3。因此，於本實施形態之態樣中，相較於較第1處理112晚才開始第2處理121之態樣，可較長地確保在重疊期間之後仍持續進行之第1處理112之期間。其結果，即便附著於下表面513之異物因第2處理121而落下，該異物亦會因重疊期間之後仍持續進行之長期間之第1處理112而容易被流動於基板9之上表面91之純水所沖走，而特別難以附著於上表面91。
又，於本實施形態中，第2供給部具有在較頂板5之開口更下方朝水平方向開口之吐出口814b，自該吐出口814b朝向被旋轉之頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513供給純水(圖8)。例如，作為與本實施形態不同之另一例，在具有朝斜上方向開口之吐出口之第2供給部，由於自該吐出口所吐出之純水具有朝上之成分，因此可能會發生純水與頂板5之錐面154碰撞而回彈從而附著於上部噴嘴181之周圍之事態、或純水與頂板5(對向構件天蓋部511)之下表面513碰撞而回彈從而附著於基板9之上表面91之事態。又，作為另一例，在具有朝斜下方向開口之吐出口之第2供給部，由於自該吐出口所吐出之純水具有朝下之成分，因此可能會發生純水無法適當地被供給至下表面513之事態。相對於此，於本實施形態中，由於第2供給部具有朝水平方向開口之吐出口814b，因此自吐出口814b被水平地吐出之純水容易被適當地供給至下表面513，而可自下表面513適當地去除附著物。
尤其，頂板5包含自下表面513之內周部朝向中央而朝斜上方延伸之錐面154，第2供給部之吐出口814b與錐面154對向。而且，自吐出口814b被水平地吐出之純水，首先著液於錐 面154，並沿著錐面154朝斜下方移動而被引導至下表面513。如此在本實施形態中，相較於頂板5不具有錐面154之其他態樣，可較容易且適當地去除頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513之附著物。
圖9係表示第2處理之處理條件與處理結果之關係之圖。此處，所謂純水之流量，係指自吐出口814b所吐出純水之流量。所謂轉速，係指基板9及頂板5之轉速。所謂吐出時間，係指純水自吐出口814b被吐出之時間(即時刻t3~t4之時間)。所謂TS-N2，係指自噴嘴間隙56吐出之惰性氣體之流量。所謂BB-N2，係指自吐出口816a吐出惰性氣體之流量。所謂BS-N2，係指自環狀吐出口831所吐出惰性氣體之流量。又，於結果之欄中，所謂OK，係指預先塗佈於頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513之複數個部位(例如，自中央側至外周側之4個部位)之處理液，藉由第2處理所去除。於結果之欄中，所謂NG，係指塗佈於上述複數個部位中之至少1個部位(例如，外周側之1個部位)之處理液，即便藉由第2處理亦無法被去除。OK或NG之判斷，例如於第2處理後使試紙接觸於上述複數個部位，而以該試紙之色之變化為基準所決定。
如圖9所示，於基板處理裝置1中，在純水之流量為300[mL/min]之情形時，若吐出時間為3秒以上，下表面513便藉由第2處理適當地被清洗。又，在純水之流量為400[mL/min]或500[mL/min]之情形時，若吐出時間為2秒以上，下表面513使藉由第2處理適當地被清洗。於本實施形態中，由於以流量500[mL/min]進行4秒鐘之第2處理121，因此下表面513會適當地 被清洗。
<2變形例>
以上，雖已對本發明之實施形態進行說明，但本發明可於不脫離其主旨之範圍內進行除了前述以外之各種變更。
於上述實施形態中，雖已對3個第1處理111~113、1個第2處理121、及1個第3處理131所執行之態樣進行說明，但並不限定於該等。只要執行1個以上之第1處理及1個以上之第2處理並設定該等之重疊期間，則可實施本發明。又，亦可執行1個以上之第3處理，而該第3處理亦可不執行。又，於連續地且一次一片地處理複數個基板之情形時，如此之重疊期間既可對各基板之處理進行設定，亦可每複數片基板對1片基板之處理進行設定。
圖10係變形例之液處理(步驟S3)之時序圖。於該液處理中，對基板9之上表面91執行第1處理111A~115A。其中，第1處理111A與前述之第1處理111同樣地，係對上表面91供給藥液(例如DHF)之處理。又，第1處理112A與前述之第1處理112同樣地，係對上表面91供給純水之處理。又，第1處理115A與前述之第1處理113同樣地，係對上表面91供給IPA之處理。因此，該變形例之處理例與上述實施形態之處理例之差異，在於在第1處理112A與第1處理115A之間執行第1處理113A、114A的部分。再者，於本變形例中，使用具有可個別地升降之4片擋板41A、42A、43A、及44A之基板處理裝置1A(圖11)。
此處，於第1處理113A中，藥液供給部813自被設置於上部噴嘴181之下表面之吐出口813a將藥液(例如SC1液)連 續地供給至被旋轉之基板9之上表面91。著液於上表面91之藥液藉由該基板9之旋轉而朝向基板9之外周部擴展，使上表面91之整體由藥液所被覆。其結果，在上表面91之整體進行第1處理111A(使用SC1液之藥液處理)。時刻t16~t17之期間例如為30秒鐘。又，該期間中之基板9及頂板5之旋轉速度例如為800rpm。自基板9飛散之藥液係由第2擋板42A之內壁所承接，並自排出埠口44被廢棄。
其次，於時刻t18~t20之期間，執行第1處理114A。於第1處理114A中，與第1處理112同樣地，純水供給部814自被設置於上部噴嘴181之下表面之吐出口814a將純水(即清洗液)連續地供給至被旋轉之基板9之上表面91。著液於上表面91之純水藉由該基板9之旋轉而朝向基板9之外周部擴展，並與殘存於上表面91上之藥液(例如，SC1液)一起自基板9之外周緣朝向徑向外側飛散。自基板9飛散之藥液及純水係由第1擋板41A之內壁所承接，並自排出埠口44被廢棄。藉此，與基板9之上表面91之清洗處理一起，第1擋板41A之內壁之清洗實質地亦被進行。時刻t18~t20之期間例如為30秒鐘。又，該期間中之基板9及頂板5之旋轉速度例如為1200rpm。
又，於該變形例中，於時刻t13~t14之期間執行與前述之第2處理121相同之第2處理121A，而於時刻t18~t19之期執行與前述之第2處理121相同之第2處理122A。亦即，於該變形例中，於時刻t13~t14及時刻t18~t19雙方之期間(重疊期間)第1期間與第2期間重疊，而可不對處理量造成不良影響地將頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513進行清洗。
如本變形例般在第1供給步驟包含對基板9之上表面91供給清洗液之複數個清洗處理之情形時，只要執行該複數個清洗處理中之至少一個清洗處理之期間與第2期間重疊即可。尤其，於執行最後之清洗處理之期間(於圖10之例子中，時刻t18~t20之期間)與第2期間重疊之態樣中，在對該基板9之液處理完成時於頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513有異物附著之可能性降低，而可抑制於搬出該基板9時或搬入下一個基板9時異物自頂板5(對向構件頂蓋部511)之下表面513落下至基板9之上表面91之情形。
又，於上述實施形態中，雖已對在時間上對基板9之上表面91供給純水之第1處理112與對頂板5之下表面513供給純水之第2處理121重疊之態樣進行說明，但並不限定於此。例如，亦可為在時間上對基板9之上表面91供給藥液之第1處理111、113與對頂板5之下表面513供給純水之第2處理121重疊之態樣。
又，於上述實施形態上，雖已對在時間上彼此重疊之第1處理112與第2處理121在時刻t3同時地開始之態樣進行說明，但並不限定於此。例如，亦可較第2處理121前先開始第1處理112，亦可較第1處理112前先開始第2處理121。於較第2處理121前先開始第1處理112之情形時，藉由在基板9之上表面91因先開始之第1處理112而由處理液所覆蓋之期間中執行第2處理121，可使因第2處理121而自下表面513落下之異物等直接附著於基板9之上表面91之可能性降低。
於上述實施形態中，雖已對作為清洗液而利用純水之態樣進行說明，但作為清洗液亦可利用除了純水以外之液體(例如碳酸水)。
基板處理裝置1，除了半導體基板以外，亦可被利用於液晶顯示裝置、電漿顯示器、場發射顯示器(FED；field emission display)等之顯示裝置所使用之玻璃基板之處理。或者，基板處理裝置1亦可被利用於光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板及太陽能電池用基板等之處理。
又，基板處理裝置1亦可設置有供給上述藥液、純水及IPA以外之處理液之其他供給部。又，自氣體供給部816所供給之氣體，亦可為氮氣以外之氣體。
以上，雖已對實施形態及其變形例之基板處理方法、及基板處理裝置進行說明，但該等為本發明較佳之實施形態之例子，並非限定本發明之實施範圍者。本發明於其發明之範圍內，可進行各實施形態自由之組合、或各實施形態任意之構成元件之變形、或於各實施形態中可省略任意之構成元件。

Claims (15)

  1. 一種基板處理方法，其具有：旋轉步驟，其使基板及具有與上述基板之上表面對向之下表面之遮斷部繞與上述上表面正交之旋轉軸旋轉；第1供給步驟，其包含1個以上朝向被旋轉之上述基板之上述上表面供給處理液之第1處理；以及第2供給步驟，其包含1個以上朝向被旋轉之上述遮斷部之上述下表面供給清洗液之第2處理；且存在有執行上述第1供給步驟之第1期間與執行上述第2供給步驟之第2期間重疊之重疊期間。
  2. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述1個以上之第1處理，包含朝向被旋轉之上述基板之上述上表面供給清洗液之清洗處理，上述重疊期間係執行上述清洗處理之期間與上述第2期間重疊之期間。
  3. 如請求項2之基板處理方法，其中，上述1個以上之第1處理包含複數個上述清洗處理，上述重疊期間係執行上述複數個清洗處理中至少最後之清洗處理之期間與上述第2期間重疊之期間。
  4. 如請求項1之基板處理方法，其中，於時間上彼此重疊之上述第1處理與上述第2處理中，上述第2處理在上述第1處理之處理中途結束。
  5. 如請求項1之基板處理方法，其中，於時間上彼此重疊之上述第1處理與上述第2處理中，上述第1 處理較上述第2處理先開始。
  6. 如請求項5之基板處理方法，其中，上述第2處理係於上述基板之上述上表面藉由先開始之上述第1處理而由上述處理液所覆蓋之期間中被執行。
  7. 如請求項1之基板處理方法，其中，於時間上彼此重疊之上述第1處理與上述第2處理中，上述第1處理之開始與上述第2處理之開始為同時。
  8. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述旋轉步驟作為在上述第1供給步驟及上述第2供給步驟之後所執行之處理而具有將上述基板及上述遮斷部較上述第1供給步驟及上述第2供給步驟時更快地旋轉之處理。
  9. 如請求項1至8中任一項之基板處理方法，其中，其進一步具有對上述基板之上述上表面與上述遮斷部之上述下表面之間之空間供給惰性氣體之氣體供給步驟。
  10. 如請求項9之基板處理方法，其中，上述氣體供給步驟至少於上述第2期間之後且上述基板之上述上表面由上述處理液所覆蓋之期間中，對上述空間供給上述惰性氣體。
  11. 一種基板處理裝置，其具有：基板保持部，其將基板水平地保持；遮斷部，其包含與上述基板之上表面對向之下表面；旋轉部，其使上述基板及上述遮斷部繞通過上述基板之中心而沿著鉛垂方向延伸之旋轉軸旋轉；第1供給部，其通過以俯視時被設置在上述遮斷部之中央之開 口，而朝向被旋轉之上述基板之上述上表面供給處理液；以及第2供給部，其通過上述遮斷部之上述開口，而朝向被旋轉之上述遮斷部之上述下表面供給清洗液；且存在有上述第1供給部供給上述處理液之第1期間與上述第2供給部供給上述清洗液之第2期間重疊之重疊期間。
  12. 如請求項11之基板處理裝置，其中，上述第2供給部具有在較上述開口更下方而於水平方向開口之吐出口，將清洗液自該吐出口朝向被旋轉之上述遮斷部之上述下表面供給。
  13. 如請求項12之基板處理裝置，其中，上述遮斷部進一步包含自上述下表面之內周部朝向中央並朝斜上方延伸之錐面，上述第2供給部之吐出口與上述錐面對向。
  14. 如請求項11之基板處理裝置，其中，上述遮斷部進一步包含閉塞部，該閉塞部將上述基板之上述上表面與上述遮斷部之上述下表面之間之空間的側方向部分加以閉塞。
  15. 如請求項11至14項中任一項之基板處理裝置，其中，其進一步具有通過上述遮斷部之上述開口而對上述基板之上述上表面與上述遮斷部之上述下表面之間之空間供給惰性氣體之氣體供給部。
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