TW201939600A - 基板乾燥方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之基板乾燥方法係使具有圖案之基板之表面乾燥者，且包括：昇華劑液膜配置步驟，其係於上述基板之上述表面配置液體之昇華劑之液膜；高蒸汽壓液體供給步驟，其係將具有較上述昇華劑高之蒸汽壓且不含水之高蒸汽壓液體供給至上述基板中之與上述表面為相反側之面即背面；汽化冷卻步驟，其係於將昇華劑之液膜配置於上述基板之上述表面之後停止高蒸汽壓液體之供給，藉此，藉由伴隨著高蒸汽壓液體之汽化奪取汽化熱而將昇華劑冷卻，藉此，使上述昇華劑之液膜固化而於上述基板之上述表面形成昇華劑膜；及昇華步驟，其係使上述昇華劑膜昇華。

Description

基板乾燥方法及基板處理裝置
本發明係關於一種基板乾燥方法及基板處理裝置。對於成為處理對象之基板，例如包含半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、有機EL(electroluminescence，電致發光)顯示裝置等FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)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，利用處理液對半導體晶圓等基板之表面進行處理。逐片處理基板之單片式基板處理裝置具備：旋轉夾頭，其一面將基板保持為大致水平，一面使該基板旋轉；及噴嘴，其用以對藉由該旋轉夾頭而旋轉之基板之表面供給處理液。
於典型之基板處理步驟中，對由旋轉夾頭保持之基板供給藥液。其後，將淋洗液供給至基板，藉此，將基板上之藥液置換為淋洗液。其後，進行用以排除基板上之淋洗液之旋轉乾燥步驟。於旋轉乾燥步驟中，藉由使基板高速旋轉，而將附著於基板之淋洗液甩掉去除(乾燥)。普通之淋洗液係去離子水。
為了抑制或防止旋轉乾燥步驟中之圖案崩塌之產生，提出有日本專利特開2010-199261號公報所示之昇華乾燥技術。於日本專利特開2010-199261號公報中，藉由對基板之表面供給超低溫(約-60℃)之氮氣，而於基板之表面形成有凍結膜。於形成凍結膜後亦繼續持續供給超低溫之氮氣，藉此，基板之表面之凍結膜所包含之水成分昇華，藉此，不使基板之表面產生液相地使基板之表面乾燥。
於日本專利特開2010-199261號公報之方法中，必須將超低溫(約-60℃)之氮氣持續供給至基板，而需要用於該供給之設備，又，有運轉成本亦變得巨大之虞。
本案發明者等人正研究將具有昇華性且凝固點較低之溶劑(作為一例，具有環狀構造之氟系有機溶劑(凝固點約20.5℃)或第3丁醇(凝固點約25℃)等)用作昇華劑，將該等液體之昇華劑供給至基板之表面，且將具有較昇華劑之凝固點更低之溫度之液體作為用以使昇華劑之溶劑固化(凍結)之調溫用流體供給至基板之背面。具體而言，本案發明者等人將具有約5℃~約15℃之液溫之冷水作為調溫用液體供給至基板之背面。然後，藉由向基板之背面供給冷水而將昇華劑冷卻，藉此，使具有環狀構造之氟系有機溶劑或第3丁醇等昇華劑固化，於基板之表面形成昇華劑膜。其後，藉由昇華劑膜昇華而使基板之表面乾燥。
然而，於該方法中，有於基板之背面產生之水霧轉入基板之表面側而水混入至固化後之昇華劑膜中之虞。若於昇華劑膜中混入有水，則有妨礙昇華劑之昇華之虞。不僅如此，亦有因水於基板之表面液化而導致助長圖案崩塌之虞。即，要求固化後之昇華劑膜中未混入有水。因此，要求一面防止水之混入一面良好地形成固體狀之昇華劑膜。
因此，本發明之一目的在於提供一種可一面防止水之混入一面良好地形成固體狀之昇華劑膜，藉此可良好地實現昇華乾燥的基板乾燥方法及基板處理裝置。
本發明提供一種基板乾燥方法，其係使具有圖案之基板之表面乾燥者，且包括：昇華劑液膜配置步驟，其係於上述基板之上述表面配置液體之昇華劑之液膜；高蒸汽壓液體供給步驟，其係將具有較上述昇華劑高之蒸汽壓且不含水之高蒸汽壓液體供給至上述基板中之與上述表面為相反側之面即背面；汽化冷卻步驟，其係於將昇華劑之液膜配置於上述基板之上述表面之後停止高蒸汽壓液體之供給，藉此，藉由伴隨著高蒸汽壓液體之汽化奪取汽化熱而將昇華劑冷卻，藉此，使上述昇華劑之液膜固化而於上述基板之上述表面形成昇華劑膜；及昇華步驟，其係使上述昇華劑膜昇華。
根據該方法，於基板之表面配置昇華劑之液膜。又，將具有較昇華劑高之蒸汽壓且不含水之高蒸汽壓液體供給至基板之背面。於將昇華劑之液膜配置於基板之表面之後，停止高蒸汽壓液體之供給。藉此，藉由伴隨著高蒸汽壓液體之汽化自基板奪取汽化熱而將昇華劑之液膜所包含之昇華劑冷卻，使昇華劑之液膜固化。藉此，可一面防止水之混入，一面良好地形成固體狀之昇華劑膜。
又，於昇華步驟中，伴隨著昇華劑膜之昇華而奪取昇華熱，將昇華劑膜維持為凝固點(熔點)以下。因此，可防止昇華劑膜所包含之昇華劑熔解。藉此，可良好地實現昇華乾燥。
又，由於高蒸汽壓液體不含水，故而無論基板之背面是否呈現疏水性，均可對基板之背面整個區域供給高蒸汽壓液體。藉此，可於基板之整個區域進行汽化冷卻，因此，可於基板之面內將昇華劑均勻地冷卻。藉此，可良好地進行昇華劑之液膜所包含之昇華劑之固化。
於本發明之一實施形態中，對上述基板之背面供給之高蒸汽壓液體具有較昇華劑之凝固點高之液溫。
根據該方法，對基板之背面供給之高蒸汽壓液體具有較昇華劑之凝固點高之液溫。因此，不存在因向基板供給高蒸汽壓液體而導致基板之表面上之昇華劑立即冷卻至該昇華劑之凝固點以下之情況。因此，亦可並行地進行對基板之表面之昇華劑之液膜之配置、及高蒸汽壓液體向基板之供給，藉此，亦可縮短整個處理之期間。
又，能以相對較高之液溫使用高蒸汽壓液體。根據高蒸汽壓液體之種類(例如，於採用凝固點約20.5℃之具有環狀構造之氟系有機溶劑作為昇華劑之情形時)，亦可以常溫使用高蒸汽壓液體。於此情形時，亦可廢除高蒸汽壓液體之溫度調整用之單元，從而可謀求成本降低。
於本發明之一實施形態中，上述昇華劑液膜配置步驟包括：昇華劑供給步驟，其係對上述基板之上述表面供給昇華劑；及薄化步驟，其係不供給昇華劑地使上述基板繞特定之旋轉軸線旋轉，藉此，使所供給之昇華劑於上述基板之上述表面變薄。
根據該方法，可藉由基板之旋轉產生之離心力而於基板之表面將昇華劑展開。藉此，可於基板之表面良好地形成適當之厚度較薄之昇華劑，並且可使昇華劑之液膜之厚度於基板之面內均勻化。
於本發明之一實施形態中，上述高蒸汽壓液體供給步驟係與上述薄化步驟並行地執行。
根據該方法，由於並行地進行昇華劑之擴大、及高蒸汽壓液體向基板之供給，故而可縮短整個處理之期間。
於本發明之一實施形態中，上述方法進而包括高溫液體供給步驟，該高溫液體供給步驟係與上述昇華劑液膜配置步驟並行地將具有較昇華劑之凝固點高之液溫之高溫液體供給至上述基板之上述背面。
根據該方法，與對基板之表面之昇華劑之液膜之配置並行地將具有較昇華劑之凝固點高之液溫之高溫液體供給至基板之背面。因此，可加熱對基板之表面供給之昇華劑，從而可防止該昇華劑立即固化。因此，可於基板之表面形成良好之昇華劑之液膜。
於本發明之一實施形態中，上述高溫液體包含上述高蒸汽壓液體。
根據該方法，可一面更確實地防止水混入至基板之表面之昇華劑之液膜中，一面加熱對基板之表面供給之昇華劑。
於本發明之一實施形態中，上述高溫液體包含水。
根據該方法，由於使用水作為高溫液體，故而與將高蒸汽壓液體用作高溫液體之情形相比，可謀求成本降低。
於本發明之一實施形態中，上述方法進而包括：基板旋轉步驟，其係與上述昇華劑液膜配置步驟及上述汽化冷卻步驟之至少一者並行地使上述基板繞特定之旋轉軸線旋轉；及高速旋轉步驟，其係與上述昇華步驟並行地使上述基板以較上述基板旋轉步驟快之速度繞特定之旋轉軸線旋轉。
根據該方法，於昇華步驟中，基板高速地旋轉。藉由該高速旋轉，昇華劑膜與其周圍之氣體氛圍之接觸速度增大。藉此，可促進昇華劑膜之昇華，因此，可於短期間內使昇華劑膜昇華。
本發明提供一種基板處理裝置，其包含：基板保持單元，其保持表面具有圖案之基板；旋轉單元，其用以使保持於上述基板保持單元之基板繞特定之旋轉軸線旋轉；昇華劑供給單元，其用以對上述基板之上述表面供給液體之昇華劑；及高蒸汽壓液體供給單元，其用以將具有較上述昇華劑高之蒸汽壓且不含水之高蒸汽壓液體供給至上述基板中之與上述表面為相反側之面即背面。
根據該構成，對基板之表面供給昇華劑。藉此，於基板之表面形成昇華劑之液膜。又，將具有較昇華劑高之蒸汽壓且不含水之高蒸汽壓液體供給至基板之背面。
於將昇華劑之液膜配置於基板之表面之後停止高蒸汽壓液體之供給。藉此，藉由伴隨著高蒸汽壓液體之汽化自基板奪取汽化熱而將昇華劑之液膜所包含之昇華劑冷卻，使昇華劑之液膜固化。藉此，可一面防止水之混入，一面良好地形成固體狀之昇華劑膜。因此，可良好地進行昇華劑之液膜所包含之昇華劑之固化。
於本發明之一實施形態中，對上述基板之背面供給之高蒸汽壓液體具有較昇華劑之凝固點高之液溫。
根據該構成，對基板之背面供給之高蒸汽壓液體具有較昇華劑之凝固點高之液溫。因此，不存在因向基板供給高蒸汽壓液體而導致基板之表面上之昇華劑立即冷卻至該昇華劑之凝固點以下之情況。因此，亦可並行地進行對基板之表面之昇華劑之液膜之配置、及高蒸汽壓液體向基板之供給，藉此，亦可縮短整個處理之期間。
又，能以相對較高之液溫使用高蒸汽壓液體。根據高蒸汽壓液體之種類(例如，於採用凝固點約20.5℃之具有環狀構造之氟系有機溶劑作為昇華劑之情形時)，亦可以常溫使用高蒸汽壓液體。於此情形時，亦可廢除高蒸汽壓液體之溫度調整用之單元，從而可謀求成本降低。
於本發明之一實施形態中，進而包含控制裝置，該控制裝置控制上述旋轉單元、上述昇華劑供給單元及上述高蒸汽壓液體供給單元。而且，上述控制裝置亦可執行如下步驟：昇華劑液膜配置步驟，其係藉由上述旋轉單元及上述昇華劑供給單元而於上述基板之上述表面配置昇華劑之液膜；高蒸汽壓液體供給步驟，其係藉由上述高蒸汽壓液體供給單元將高蒸汽壓液體供給至上述基板之上述背面；汽化冷卻步驟，其係於將昇華劑之液膜配置於上述基板之上述表面之後停止高蒸汽壓液體之供給，藉此，藉由伴隨著高蒸汽壓液體之汽化奪取汽化熱而將昇華劑冷卻，藉此，使上述昇華劑之液膜固化而於上述基板之上述表面形成昇華劑膜；及昇華步驟，其係藉由上述旋轉單元使上述昇華劑膜昇華。
根據該構成，於基板之表面配置昇華劑之液膜。又，將具有較昇華劑高之蒸汽壓且不含水之高蒸汽壓液體供給至基板之背面。於將昇華劑之液膜配置於基板之表面之後，停止高蒸汽壓液體之供給。藉此，藉由伴隨著高蒸汽壓液體之汽化自基板奪取汽化熱而將昇華劑之液膜所包含之昇華劑冷卻，使昇華劑之液膜固化。藉此，可一面防止水之混入一面良好地形成固體狀之昇華劑膜。
又，於昇華步驟中，伴隨著昇華劑膜之昇華而奪取昇華熱，將昇華劑膜維持為凝固點(熔點)以下。因此，可防止昇華劑膜所包含之昇華劑熔解。藉此，可良好地實現昇華乾燥。
又，由於高蒸汽壓液體不含水，故而無論基板之背面是否呈現疏水性，均可對基板之背面整個區域供給高蒸汽壓液體。藉此，可於基板之整個區域進行汽化冷卻，因此，可於基板之面內將昇華劑均勻地冷卻。藉此，可良好地進行昇華劑之液膜所包含之昇華劑之固化。
於本發明之一實施形態中，上述控制裝置執行如下步驟：昇華劑供給步驟，其係於上述昇華劑液膜配置步驟中，藉由上述昇華劑供給單元而對上述基板之上述表面供給昇華劑；及薄化步驟，其係於上述昇華劑液膜配置步驟中，藉由上述旋轉單元不供給昇華劑地使上述基板繞特定之旋轉軸線旋轉，藉此，使所供給之昇華劑於上述基板之上述表面變薄。
根據該構成，可藉由基板之旋轉產生之離心力而於基板之表面將昇華劑展開。藉此，可於基板之表面良好地形成適當之厚度較薄之昇華劑，並且可使昇華劑之液膜之厚度於基板之面內均勻化。
於本發明之一實施形態中，上述控制裝置係與上述薄化步驟並行地執行上述高蒸汽壓液體供給步驟。
根據該構成，由於並行地進行昇華劑之擴大、及高蒸汽壓液體向基板之供給，故而可縮短整個處理之期間。
於本發明之一實施形態中，進而包含高溫液體供給單元，該高溫液體供給單元用以將具有較昇華劑之凝固點高之液溫之高溫液體供給至上述基板之上述背面。而且，上述控制裝置進而執行高溫液體供給步驟，該高溫液體供給步驟係與上述昇華劑液膜配置步驟並行地藉由上述高溫液體供給單元將具有較昇華劑之凝固點高之液溫之高溫液體供給至上述基板之上述背面。
根據該構成，與向基板之表面之昇華劑之供給並行地將具有較昇華劑之凝固點高之液溫之高溫液體供給至基板之背面。因此，可加熱對基板之表面供給之昇華劑，從而可防止該昇華劑立即固化。因此，可於基板之表面形成良好之昇華劑之液膜。
於本發明之一實施形態中，上述高溫液體包含上述高蒸汽壓液體。
根據該構成，可一面更確實地防止水混入至基板之表面之昇華劑之液膜中，一面加熱對基板之表面供給之昇華劑。
於本發明之一實施形態中，上述高溫液體包含水。
根據該構成，由於使用水作為高溫液體，故而與將高蒸汽壓液體用作高溫液體之情形相比，可謀求成本降低。
於本發明之一實施形態中，上述控制裝置進而執行如下步驟：基板旋轉步驟，其係與上述昇華劑液膜配置步驟及上述汽化冷卻步驟之至少一者並行地使上述基板繞特定之旋轉軸線旋轉；及高速旋轉步驟，其係與上述昇華步驟並行地使上述基板以較上述基板旋轉步驟快之速度繞特定之旋轉軸線旋轉。
根據該構成，於昇華步驟中，基板高速地旋轉。藉由該高速旋轉，昇華劑膜與其周圍之氣體氛圍之接觸速度增大。藉此，可促進昇華劑膜之昇華，因此，可於短期間內使昇華劑膜昇華。
本發明中之上述或進而其他之目的、特徵及效果根據以下參照隨附圖式敍述之實施形態之說明而明確。
圖1係自上方觀察本發明之一實施形態之基板處理裝置1所得之模式圖。基板處理裝置1係逐片處理矽晶圓等基板W之單片式裝置。於本實施形態中，基板W係圓板狀之基板。基板處理裝置1包含：複數個處理單元2，其等利用處理液及淋洗液對基板W進行處理；裝載埠LP，其載置收容由處理單元2處理之複數片基板W之基板收容器C；分度機械手IR及基板搬送機械手CR，其等於裝載埠LP與處理單元2之間搬送基板W；及控制裝置3，其控制基板處理裝置1。分度機械手IR於基板收容器C與基板搬送機械手CR之間搬送基板W。基板搬送機械手CR於分度機械手IR與處理單元2之間搬送基板W。複數個處理單元2例如具有同樣之構成。
圖2係用以說明處理單元2之構成例之圖解剖視圖。
處理單元2包含：箱形之腔室4；旋轉夾頭(基板保持單元)5，其於腔室4內將一片基板W以水平姿勢保持，並使基板W繞通過基板W之中心之鉛直之旋轉軸線A1旋轉；昇華劑供給單元，其對保持於旋轉夾頭5之基板W之上側面(基板W之表面Wa(參照圖4等))供給液體之昇華劑；高蒸汽壓液體供給單元，其對保持於旋轉夾頭5之基板W之下側面(基板W之背面Wb)供給具有較水高之蒸汽壓(即，較昇華劑高之蒸汽壓)且不含水之高蒸汽壓液體之一例之IPA(isopropyl alcohol，異丙醇)；遮斷構件6，其與保持於旋轉夾頭5之基板W之上側面對向，將基板W之上方之空間自其周圍之氣體氛圍遮斷；下側面噴嘴7，其朝向保持於旋轉夾頭5之基板W之下側面(基板W之背面Wb(參照圖7A等))之中央部噴出處理液；及筒狀之處理承杯8，其包圍旋轉夾頭5之側方。
腔室4包含收容旋轉夾頭5等之箱型之間隔壁11。
作為旋轉夾頭5，採用於水平方向夾住基板W而將基板W保持為水平之夾持式夾頭。具體而言，旋轉夾頭5包含：旋轉馬達(旋轉單元)12；下旋轉軸13，其與該旋轉馬達12之驅動軸一體化；及圓板狀之旋轉基座14，其大致水平地安裝於下旋轉軸13之上端。
旋轉基座14包含具有較基板W之外徑大之外徑之水平之圓形之上側面14a。於上側面14a，於其周緣部配置有複數個(3個以上，例如6個)夾持構件15。複數個夾持構件15於旋轉基座14之上側面周緣部，於與基板W之外周形狀對應之圓周上隔開適當之間隔而例如等間隔地配置。
遮斷構件6包含：遮斷板17；上旋轉軸18，其能夠一體旋轉地設置於遮斷板17；及上側面噴嘴19，其於上下方向貫通遮斷板17之中央部。遮斷板17包含：圓板部20，其水平地配置；及筒狀部21，其沿著圓板部20之外周緣設置。圓板部20係具有與基板W大致相同之直徑或其以上之直徑之圓板狀。圓板部20於其下側面具有與基板W之上側面整個區域對向之圓形之基板對向面20a。於基板對向面20a之中央部形成有上下貫通圓板部20之圓筒狀之貫通孔20b。貫通孔20b由圓筒狀之內周面劃分。
筒狀部21亦可為圓錐台狀。筒狀部21亦可如圖2所示般以自圓板部20之外周緣向外側擴展之方式向下方延伸。又，筒狀部21亦可如圖2所示般隨著靠近筒狀部21之下端而壁厚減少。
上旋轉軸18設置為能夠繞通過遮斷板17之中心且鉛直地延伸之旋轉軸線A2(與基板W之旋轉軸線A1一致之軸線)旋轉。上旋轉軸18為圓筒狀。上旋轉軸18之內周面形成為以旋轉軸線A2為中心之圓筒面。上旋轉軸18之內部空間與遮斷板17之貫通孔20b連通。上旋轉軸18可相對旋轉地支持於在遮斷板17之上方水平地延伸之支持臂22。
於本實施形態中，上側面噴嘴19作為中心軸噴嘴發揮功能。上側面噴嘴19配置於旋轉夾頭5之上方。上側面噴嘴19由支持臂22支持。上側面噴嘴19不能相對於支持臂22旋轉。上側面噴嘴19與遮斷板17、上旋轉軸18、及支持臂22一同升降。上側面噴嘴19於其下端部形成有與保持於旋轉夾頭5之基板W之上側面中央部對向之噴出口19a。
於遮斷板17結合有包含電動馬達等之構成之遮斷板旋轉單元26。遮斷板旋轉單元26使遮斷板17及上旋轉軸18相對於支持臂22繞旋轉軸線A2旋轉。又，於支持臂22結合有包含電動馬達、滾珠螺桿等之構成之遮斷構件升降單元27。遮斷構件升降單元27使遮斷構件6(遮斷板17及上旋轉軸18)及上側面噴嘴19與支持臂22一同於鉛直方向升降。
遮斷構件升降單元27使遮斷板17於如基板對向面20a與保持於旋轉夾頭5之基板W之上側面接近且筒狀部21之下端之高度位於較基板W高度更靠下方之遮斷位置(圖2中以二點鏈線圖示，亦一併參照圖7A等)與較遮斷位置大幅地向上方退避之退避位置(圖2中以實線圖示)之間升降。遮斷構件升降單元27能夠於遮斷位置、接近位置(圖2中以虛線圖示)及退避位置保持遮斷板17。遮斷位置係如於基板對向面20a與基板W之上側面之間形成遮斷空間28(參照圖7B等)之位置。雖然遮斷空間28並未自其周圍之空間完全地隔離，但並不存在自該周圍之空間向遮斷空間28之氣體之流入。即，遮斷空間28實質性地與其周圍之空間遮斷。接近位置係較退避位置略靠上方之位置。於遮斷板17配置於接近位置之狀態下，遮斷板17之基板對向面20a與基板W之間之空間未自其周圍之空間遮斷。
昇華劑供給單元包含：上側面噴嘴19；及昇華劑單元31，其對上側面噴嘴19供給液體之昇華劑。昇華劑單元31包含：昇華劑配管32，其連接於上側面噴嘴19；及昇華劑閥33，其介裝於昇華劑配管32。對昇華劑配管32供給之昇華劑係具有昇華性且凝固點較低之溶劑，作為一例，可例示具有環狀構造之氟系有機溶劑(凝固點約20.5℃)或第3丁醇(凝固點約25℃)等溶劑。對昇華劑配管32供給之昇華劑係具有較凝固點略高之溫度之液體之昇華劑。於採用具有環狀構造之氟系有機溶劑作為昇華劑之情形時，將常溫(約23℃~約25℃)之昇華劑賦予至昇華劑配管32。於採用第3丁醇作為昇華劑之情形時，將溫度調整為約30℃之昇華劑賦予至昇華劑配管32。藉由打開昇華劑閥33，而將液體之昇華劑供給至上側面噴嘴19，藉此，自噴出口19a向下噴出液體之昇華劑。於將具有環狀構造之氟系有機溶劑用作昇華劑之情形時，亦可廢除高蒸汽壓液體之溫度調整用之單元，且可於常溫下使用，因此可謀求成本降低。
於上側面噴嘴19連接有酸性藥液供給單元34、鹼性藥液供給單元35、淋洗液供給單元36、有機溶劑供給單元37、及氣體供給單元38。
酸性藥液供給單元34包含：酸性藥液配管41，其連接於上側面噴嘴19；及酸性藥液閥42，其介裝於酸性藥液配管41。賦予至酸性藥液配管41之酸性藥液例如可例示包含氫氟酸(HF)、鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸中之至少1種之藥液。於本實施形態中，採用氫氟酸(HF)作為酸性藥液。藉由打開酸性藥液閥42，而對上側面噴嘴19供給酸性藥液，藉此，自噴出口19a向下噴出酸性藥液。
鹼性藥液供給單元35包含：鹼性藥液配管43，其連接於上側面噴嘴19；及鹼性藥液閥44，其介裝於鹼性藥液配管43。賦予至鹼性藥液配管43之鹼性藥液例如可例示包含氨及羥基中之至少1種之藥液。於本實施形態中，採用SC1(包含NH4 OH及H2 O2 之液體)作為鹼性藥液。藉由打開鹼性藥液閥44，而對上側面噴嘴19供給鹼性藥液，藉此，自噴出口19a向下噴出鹼性藥液。
淋洗液供給單元36包含：淋洗液配管45，其連接於上側面噴嘴19；及淋洗液閥46，其介裝於淋洗液配管45。賦予至淋洗液配管45之淋洗液例如係去離子水(DIW)，但並不限於DIW，亦可為碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水及稀釋濃度(例如10 ppm~100 ppm左右)之鹽酸水之任一種。藉由打開淋洗液閥46，而對上側面噴嘴19供給淋洗液，藉此，自噴出口19a向下噴出淋洗液。
有機溶劑供給單元37係用以供給作為比重較空氣大且具有較水低之表面張力之低表面張力液體之有機溶劑之單元。有機溶劑供給單元37包含：有機溶劑配管47，其連接於上側面噴嘴19；及有機溶劑閥48，其介裝於有機溶劑配管47。賦予至有機溶劑配管47之有機溶劑例如係IPA(isopropyl alcohol)，但作為此種有機溶劑，除IPA以外，例如可列舉甲醇、乙醇、丙酮、EG(乙二醇)及HFE(氫氟醚)。又，作為有機溶劑，不限於僅由單獨成分構成之情形，亦可為與其他成分混合之液體。例如，可為IPA與丙酮之混合液，亦可為IPA與甲醇之混合液。
氣體供給單元38包含：氣體供給配管49，其連接於上側面噴嘴19；及氣體閥50，其開閉氣體供給配管49。賦予至氣體供給配管49之氣體係經除濕之氣體、尤其是經除濕之惰性氣體。惰性氣體例如包含氮氣或氬氣。藉由打開氣體閥50，而對上側面噴嘴19供給氣體，藉此，自噴出口19a向下噴出氣體。
高蒸汽壓液體供給單元包含：下側面噴嘴7；及高蒸汽壓液體單元51，其對下側面噴嘴7供給高蒸汽壓液體之一例之IPA(isopropyl alcohol)。
下側面噴嘴7具有與保持於旋轉夾頭5之基板W之下側面之中央部對向之單一之噴出口7a。噴出口7a朝向鉛直上方噴出液體。所噴出之液體相對於保持於旋轉夾頭5之基板W之下側面之中央部大致垂直地入射。於下側面噴嘴7連接有下側面供給配管52。下側面供給配管52插通於包含鉛直地配置之中空軸之下旋轉軸13之內部。
高蒸汽壓液體單元51包含：高蒸汽壓液體配管53，其連接於下側面供給配管52；及高蒸汽壓液體閥54，其介裝於高蒸汽壓液體配管53。賦予至高蒸汽壓液體配管53之高蒸汽壓液體係具有較水高之蒸汽壓(較昇華劑高之蒸汽壓)(即，沸點較水低)且不含水之液體。高蒸汽壓液體例如係溶劑，更具體而言，係IPA(isopropyl alcohol)。作為此種高蒸汽壓液體(溶劑)，除IPA以外，例如可例示甲醇、乙醇、丙酮、及HFE(氫氟醚)。又，作為高蒸汽壓液體，不限於僅由單獨成分構成之情形，亦可為與其他成分混合之液體。例如，可為IPA與丙酮之混合液，亦可為IPA與甲醇之混合液。
對高蒸汽壓液體配管53供給之高蒸汽壓液體之溫度係較對昇華劑配管32供給之昇華劑(溶劑)之凝固點高數℃之溫度。於使用具有環狀構造之氟系有機溶劑作為對昇華劑配管32供給之昇華劑之情形時，將常溫之高蒸汽壓液體賦予至下側面供給配管52。於將第3丁醇用作昇華劑之情形時，將具有約30℃之液溫之高蒸汽壓液體賦予至下側面供給配管52。
若打開高蒸汽壓液體閥54，則經由高蒸汽壓液體配管53及下側面供給配管52而對下側面噴嘴7供給高蒸汽壓液體。下側面噴嘴7將所供給之高蒸汽壓液體自噴出口7a大致鉛直向上地噴出，且自下側面噴嘴7噴出之高蒸汽壓液體相對於保持於旋轉夾頭5之基板W之下側面中央部大致垂直地入射。
處理承杯8配置於較保持於旋轉夾頭5之基板W更靠外側(遠離旋轉軸線A1之方向)。處理承杯8包含：複數個承杯61~63(第1~第3承杯61~63)，其等包圍旋轉基座14之周圍；複數個護罩64~66(內護罩64、中護罩65及外護罩66)，其等接住飛散至基板W之周圍之處理液(藥液、淋洗液、有機溶劑、疏水化劑等)；及護罩升降單元67(參照圖5)，其使複數個護罩64~66個別地升降。處理承杯8配置於較保持於旋轉夾頭5之基板W之外周更靠外側(遠離旋轉軸線A1之方向)。
各承杯61~63為圓筒狀，且包圍旋轉夾頭5之周圍。自內側起為第2個之第2承杯62配置於較第1承杯61更靠外側，且最外側之第3承杯63配置於較第2承杯62更靠外側。第3承杯63例如與中護罩65為一體，與中護罩65一同升降。各承杯61~63形成有向上開口之環狀之槽。
於第1承杯61之槽連接有排液配管76。引導至第1承杯61之槽之處理液通過排液配管76而輸送至機外之廢液設備。
於第2承杯62之槽連接有回收配管77。引導至第2承杯62之槽之處理液(主要為藥液)通過回收配管77而輸送至機外之回收設備，於該回收設備進行回收處理。
於第3承杯63之槽連接有回收配管78。引導至第3承杯63之槽之處理液(例如有機溶劑)通過回收配管78而輸送至機外之回收設備，於該回收設備進行回收處理。
各護罩64~66為圓筒狀，且包圍旋轉夾頭5之周圍。各護罩64~66包含：圓筒狀之引導部68，其包圍旋轉夾頭5之周圍；及圓筒狀之傾斜部69，其自引導部68之上端向中心側(靠近基板W之旋轉軸線A1之方向)向斜上方延伸。各傾斜部69之上端部構成護罩64~66之內周部，且具有較基板W及旋轉基座14大之直徑。3個傾斜部69上下重疊，3個引導部68同軸地配置。3個引導部68(護罩64~66之引導部68)分別能夠出入對應之承杯61~63內。即，處理承杯8能夠摺疊，藉由護罩升降單元67使3個護罩64~66之至少一個升降，而進行處理承杯8之展開及摺疊。再者，傾斜部69之剖面形狀可如圖2所示般為直線狀，又，例如亦可一面描繪平滑之向上凸出之圓弧一面延伸。
各護罩64~66藉由護罩升降單元67之驅動而於上位置(各傾斜部69之上端部較基板W之上側面更靠上方之位置)與下位置(各傾斜部69之上端部較基板W之上側面更靠下方之位置)之間升降。
對基板W之處理液(酸性藥液、鹼性藥液、淋洗液、有機溶劑、昇華劑、高蒸汽壓液體等)之供給或基板W之乾燥係於任一護罩64~66與基板W之周端面對向之狀態下進行。例如，為了實現最外側之外護罩66與基板W之周端面對向之狀態(圖7D所示之狀態，以下有時稱為「第3護罩對向狀態」)，將內護罩64及中護罩65配置於下位置，將外護罩66配置於上位置。於第3護罩對向狀態下，自處於旋轉狀態之基板W之周緣部排出之處理液全部由外護罩66接住。
又，為了實現自內側起為第2個之中護罩65與基板W之周端面對向之狀態(圖7A等所示之狀態，以下有時稱為「第2護罩對向狀態」)，將內護罩64配置於下位置，將中護罩65及外護罩66配置於上位置。於第2護罩對向狀態下，自處於旋轉狀態之基板W之周緣部排出之處理液全部由中護罩65接住。
又，為了實現最內側之內護罩64與基板W之周端面對向之狀態(未圖示，以下有時稱為「第1護罩對向狀態」)，將3個護罩64~66全部配置於上位置。於第1護罩對向狀態下，自處於旋轉狀態之基板W之周緣部排出之處理液全部由內護罩64接住。
例如，下述HF步驟S3(參照圖5)、淋洗步驟S4(參照圖5)、SC1步驟S5(參照圖5)、或淋洗步驟S6(參照圖5)、置換步驟S7(參照圖5)及昇華乾燥步驟S8(參照圖5)係於3個護罩64~66之任一者與基板W之周端面對向之狀態下進行。因此，於對基板W供給處理液時飛散至基板W之周圍之處理液由內護罩64、中護罩65、及外護罩66之任一者引導至任一個承杯61~63。
圖3係用以說明基板處理裝置1之主要部分之電氣構成之方塊圖。
控制裝置3例如係使用微電腦而構成。控制裝置3具有CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)等運算單元、固定記憶體裝置、硬碟驅動器等記憶單元、及輸入輸出單元。於記憶單元記憶有運算單元執行之程式。
又，於控制裝置3，作為控制對象連接有旋轉馬達12、遮斷構件升降單元27、遮斷板旋轉單元26、護罩升降單元67等。控制裝置3依照預先規定之程式控制旋轉馬達12、遮斷構件升降單元27、遮斷板旋轉單元26、護罩升降單元67等之動作。
又，控制裝置3依照預先規定之程式開閉昇華劑閥33、酸性藥液閥42、鹼性藥液閥44、淋洗液閥46、有機溶劑閥48、氣體閥50、及高蒸汽壓液體閥54。
以下，對處理於作為器件形成面之表面Wa形成有圖案100之基板W之情形進行說明。
圖4係將基板處理裝置1之處理對象之基板W之表面Wa放大表示之剖視圖。處理對象之基板W例如係矽晶圓，於作為其圖案形成面之表面Wa形成有圖案100。圖案100例如係微細圖案。圖案100亦可如圖4所示般係具有凸形狀(柱狀)之構造體101呈矩陣狀配置而成者。於此情形時，構造體101之線寬W1例如設為3 nm~45 nm左右，圖案100之間隙W2例如設為10 nm~數 μm左右。圖案100之膜厚T例如為0.2 μm~1.0 μm左右。又，圖案100例如縱橫比(膜厚T相對於線寬W1之比)例如亦可為5~500左右(典型而言為5~50左右)。
又，圖案100亦可為由微細之溝槽形成之線狀之圖案重複排列者。又，圖案100亦可藉由在薄膜設置複數個微細孔(孔隙(void)或空孔(pore))而形成。
圖案100例如包含絕緣膜。又，圖案100亦可包含導體膜。更具體而言，圖案100由複數層膜積層而成之積層膜形成，進而，亦可包含絕緣膜及導體膜。圖案100亦可為由單層膜構成之圖案。絕緣膜亦可為氧化矽膜(SiO2 膜)或氮化矽膜(SiN膜)。又，導體膜可為導入有用於低電阻化之雜質之非晶矽膜，亦可為金屬膜(例如TiN膜)。
又，圖案100亦可為親水性膜。作為親水性膜，可例示TEOS(tetraethoxysilane，四乙氧基矽烷)膜(氧化矽膜之一種)。
圖5係用以說明於處理單元2執行之第1基板處理例之內容之流程圖。一面參照圖1~圖5，一面對第1基板處理例進行說明。
未處理之基板W(例如直徑為300 mm之圓形基板)由分度機械手IR及基板搬送機械手CR自基板收容器C搬入至處理單元2，並搬入至腔室4內，基板W以其表面Wa(參照圖4等)朝向上方之狀態被交接給旋轉夾頭5，而將基板W保持於旋轉夾頭5(圖5之S1：基板W搬入)。於該狀態下，基板W之背面Wb(參照圖7A等)朝向下方。向腔室4之基板W之搬入係於遮斷板17退避至退避位置之狀態且護罩64~66配置於下位置之狀態下進行。
於基板搬送機械手CR退避至處理單元2外之後，控制裝置3控制旋轉馬達12使旋轉基座14之旋轉速度上升至特定之液體處理速度(約10~1200 rpm之範圍內，例如約300 rpm)，並使之維持該液體處理速度(圖5之S2：基板W旋轉開始)。
又，控制裝置3控制遮斷構件升降單元27，使遮斷板17自退避位置下降而配置於接近位置。
又，控制裝置3控制護罩升降單元67，使內護罩64、中護罩65及外護罩66上升至上位置，藉此，使內護罩64與基板W之周端面對向(實現第1護罩對向狀態)。
若基板W之旋轉達到液體處理速度，則繼而控制裝置3執行對基板W之表面Wa供給作為酸性藥液之一例之HF之HF步驟S3(參照圖5)。具體而言，控制裝置3打開酸性藥液閥42。藉此，自上側面噴嘴19之噴出口19a朝向旋轉狀態之基板W之表面Wa之中央部噴出HF。供給至基板W之表面Wa之HF受到基板W之旋轉產生之離心力而向基板W之周緣部移動。藉此，使用HF對基板W之表面Wa之整個區域進行處理。
移動至基板W之周緣部之HF自基板W之周緣部向基板W之側方排出。自基板W之周緣部排出之HF被內護罩64之內壁接住，沿著內護罩64之內壁流下，並經由第1承杯61及排液配管76而輸送至機外之廢液處理設備。
若自開始噴出HF起經過預先規定之期間，則控制裝置3關閉酸性藥液閥42，停止自上側面噴嘴19噴出HF。藉此，HF步驟S3結束。
繼而，控制裝置3執行用以將基板W上之HF置換為淋洗液而將藥液自基板W上排除之淋洗步驟S4(參照圖5)。具體而言，控制裝置3一面維持處理承杯8之第1護罩對向狀態，一面打開淋洗液閥46。藉此，自上側面噴嘴19之噴出口19a朝向旋轉狀態之基板W之表面Wa之中央部噴出淋洗液。供給至基板W之表面Wa之淋洗液受到基板W之旋轉產生之離心力而向基板W之周緣部移動。藉此，利用淋洗液沖洗附著於基板W上之HF。
自基板W之周緣部排出之淋洗液自基板W之周緣部向基板W之側方排出。自基板W之周緣部排出之淋洗液被內護罩64之內壁接住，沿著內護罩64之內壁流下，並經由第1承杯61及排液配管76而輸送至機外之廢液處理設備。若打開淋洗液閥46後經過預先規定之期間，則控制裝置3關閉淋洗液閥46。藉此，淋洗步驟S4結束。
繼而，控制裝置3執行對基板W之表面Wa供給作為鹼性藥液之一例之SC1之SC1步驟S5(參照圖5)。具體而言，控制裝置3打開鹼性藥液閥44。藉此，自上側面噴嘴19之噴出口19a朝向旋轉狀態之基板W之表面Wa之中央部噴出SC1。供給至基板W之表面Wa之SC1受到基板W之旋轉產生之離心力而向基板W之周緣部移動。藉此，使用SC1對基板W之表面Wa之整個區域進行處理。
移動至基板W之周緣部之SC1自基板W之周緣部向基板W之側方排出。自基板W之周緣部排出之SC1被內護罩64之內壁接住，沿著內護罩64之內壁流下，並經由第1承杯61及排液配管76而輸送至機外之廢液處理設備。
若自開始噴出SC1起經過預先規定之期間，則控制裝置3關閉鹼性藥液閥44，停止自上側面噴嘴19噴出SC1。藉此，SC1步驟S5結束。
繼而，控制裝置3執行用以將基板W上之SC1置換為淋洗液而將藥液自基板W上排除之淋洗步驟S6(參照圖5)。具體而言，控制裝置3一面維持處理承杯8之第1護罩對向狀態一面打開淋洗液閥46。藉此，自上側面噴嘴19之噴出口19a朝向旋轉狀態之基板W之表面Wa之中央部噴出淋洗液。供給至基板W之表面Wa之淋洗液受到基板W之旋轉產生之離心力而向基板W之周緣部移動。藉此，利用淋洗液沖洗附著於基板W上之SC1。
自基板W之周緣部排出之淋洗液自基板W之周緣部向基板W之側方排出。自基板W之周緣部排出之淋洗液被內護罩64之內壁接住，沿著內護罩64之內壁流下，並經由第1承杯61及排液配管76而輸送至機外之廢液處理設備。若打開淋洗液閥46後經過預先規定之期間，則控制裝置3關閉淋洗液閥46。藉此，淋洗步驟S6結束。
繼而，控制裝置3執行置換步驟S7(參照圖5)。置換步驟S7係將基板W上之淋洗液置換為表面張力較淋洗液(水)低之有機溶劑(於該例中為IPA)之步驟。控制裝置3控制護罩升降單元67使內護罩64及中護罩65下降至下位置，藉此，使外護罩66與基板W之周端面對向(實現第3護罩對向狀態)。
又，控制裝置3打開有機溶劑閥48。藉此，自上側面噴嘴19之噴出口19a朝向旋轉狀態之基板W之表面Wa之中央部噴出IPA。供給至基板W之表面Wa之IPA受到基板W之旋轉產生之離心力而擴散至基板W之表面Wa之整個區域。藉此，於基板W之表面Wa之整個區域，附著於該表面Wa之淋洗液由有機溶劑置換。於基板W之表面Wa移動之有機溶劑自基板W之周緣部向基板W之側方排出。自基板W之周緣部排出之有機溶劑被外護罩66之內壁接住，沿著外護罩66之內壁流下，並經由第3承杯63及回收配管78而輸送至回收設備。
若打開有機溶劑閥48後經過預先規定之期間，則控制裝置3關閉有機溶劑閥48。藉此，置換步驟S7結束。
又，於置換步驟S7結束後，控制裝置3執行昇華乾燥步驟S8(參照圖5)。昇華乾燥步驟S8係將液體之昇華劑供給至基板W之表面Wa，於基板W之表面Wa形成使圖案100浸漬之厚度之液膜之後，使其固化而形成昇華劑膜。其後，使基板W高速旋轉，藉此使昇華劑膜所包含之昇華劑昇華。於此情形時，於基板W高速旋轉時，基板W之表面Wa之圖案100間不存在液相，因此，可一面緩和圖案之崩塌之問題一面使基板W乾燥。對於昇華乾燥步驟S8，將於下文詳細地進行敍述。
若自昇華乾燥步驟S8中之高速旋轉開始起經過預先規定之期間，則控制裝置3控制旋轉馬達12使旋轉夾頭5之旋轉停止(圖5之S9：基板W旋轉停止)。又，控制裝置3控制護罩升降單元67，使外護罩66下降，而使所有護罩自基板W之周端面退避至下方。
其後，基板搬送機械手CR進入至處理單元2，將經處理過之基板W向處理單元2外搬出(圖5之S10：基板W搬出)。搬出之基板W自基板搬送機械手CR轉交至分度機械手IR，並由分度機械手IR收納於基板收容器C。
圖6係用以說明圖5所示之昇華乾燥步驟S8之流程圖。圖7A~7D係表示執行昇華乾燥步驟S8時之基板W之周邊之狀態之模式圖。
昇華乾燥步驟S8包括：昇華劑液膜配置步驟T10，其係於基板W之表面Wa配置液體之昇華劑之液膜81；高蒸汽壓液體供給步驟，其係將具有較水高之蒸汽壓(較昇華劑高之蒸汽壓)且不含水之高蒸汽壓液體供給至基板W之背面Wb；及汽化冷卻步驟T3，其係於將昇華劑之液膜81配置於基板W之表面Wa之後停止高蒸汽壓液體向背面Wb之供給，藉此，藉由伴隨著高蒸汽壓液體之汽化奪取汽化熱而將昇華劑之液膜81所包含之昇華劑冷卻。藉由汽化冷卻步驟T3而使昇華劑之液膜81所含之昇華劑固化，從而於基板W之表面Wa形成固體狀之昇華劑膜82。昇華乾燥步驟S8進而包含使昇華劑膜82昇華之昇華步驟T4。
昇華劑液膜配置步驟T10包含：昇華劑供給步驟T1，其係對基板W之表面Wa供給昇華劑；及薄化步驟T2，其係藉由不供給昇華劑地使基板W繞旋轉軸線A1旋轉，而使所供給之昇華劑於基板W之表面Wa較薄地展開(使之變薄)。
於昇華乾燥步驟S8中，若於固化後之昇華劑膜82中混入有水，則有妨礙昇華劑之昇華之虞。不僅如此，亦有因於基板W之表面水液化而導致助長圖案崩塌之虞。因此，必須於以昇華劑之液膜81或固化後之昇華劑膜82中不混入有水之方式自基板W之表面Wa儘可能地將水分排除之狀態下(即，一面將基板W之表面Wa保持為低濕度一面)進行昇華乾燥步驟S8。因此，於遮斷空間28(參照圖7A等)進行昇華乾燥步驟S8。
於昇華乾燥步驟S8(昇華劑供給步驟T1)開始時，控制裝置3控制遮斷構件升降單元27使遮斷板17自接近位置下降至遮斷位置。藉此，於基板對向面20a與基板W之表面Wa之間形成遮斷空間28。又，控制裝置3控制護罩升降單元67使內護罩64下降至下位置，藉此，使中護罩65與基板W之周端面對向(實現第2護罩對向狀態)。
然後，控制裝置3執行昇華劑供給步驟T1。具體而言，控制裝置3一面將基板W之旋轉維持為液體處理速度一面打開昇華劑閥33。藉此，自上側面噴嘴19之噴出口19a朝向旋轉狀態之基板W之表面Wa之中央部噴出液體之昇華劑。供給至基板W之表面Wa之昇華劑受到基板W之旋轉產生之離心力而向基板W之周緣部移動。藉此，如圖7A所示，形成覆蓋基板W之表面Wa之整個區域之昇華劑之液膜80。
又，於昇華劑供給步驟T1中，控制裝置3與向基板W之表面Wa供給昇華劑並行地自下側面噴嘴7之噴出口7a朝向基板W之背面Wb之中央部供給高蒸汽壓液體(高溫液體)。該高蒸汽壓液體具有較供給至基板W之表面Wa之昇華劑之凝固點高數℃之液溫。由於將具有此種液溫之高蒸汽壓液體供給至基板W之背面Wb，故而可防止立即固化。又，因此，可於基板之表面形成良好之昇華劑之液膜。
又，由於使用高蒸汽壓液體(即IPA)作為此種用於防止固化之液體(高溫液體)，故而可一面更確實地防止水混入至基板W之表面Wa之昇華劑之液膜80中，一面加熱對基板W之表面Wa供給之昇華劑。
若經過昇華劑之液膜80覆蓋基板W之表面Wa之整個區域之程度之時間，則控制裝置3關閉昇華劑閥33。藉此，昇華劑供給步驟T1結束。
繼而，控制裝置3執行薄化步驟T2。一面關閉昇華劑閥33(即，於停止自上側面噴嘴19供給昇華劑之狀態下)，一面使基板W以液體處理速度(約300 rpm)旋轉。於薄化步驟T2中，可藉由基板W之旋轉產生之離心力而於基板W之表面Wa使昇華劑展開。薄化後之昇華劑之液膜81之厚度例如為約10 μm。藉此，可於基板W之表面Wa良好地形成適當之厚度較薄之昇華劑之液膜81，並且可使昇華劑之液膜81之厚度於基板W之面內均勻化。
又，於薄化步驟T2中，控制裝置3自下側面噴嘴7之噴出口7a朝向基板W之背面Wb之中央部供給高蒸汽壓液體。該高蒸汽壓液體具有較供給至基板W之表面Wa之昇華劑之凝固點(FP)高數℃之液溫(TIPA )(TIPA ＞FP)。因此，不存在因向基板W供給高蒸汽壓液體而導致基板W之表面Wa上之昇華劑之液膜81立即冷卻至該昇華劑之凝固點以下之情況。薄化步驟T2中之向基板W之背面Wb之高蒸汽壓液體之供給係與昇華劑供給步驟T1中之向基板W之背面Wb之高蒸汽壓液體之供給連續地進行。
由於高蒸汽壓液體係不含水之溶劑，故而無論基板W之背面Wb是否呈現疏水性，均可使高蒸汽壓液體遍及基板W之背面Wb整個區域。藉此，形成覆蓋基板W之背面Wb整個區域之高蒸汽壓液體之液膜84。
若自昇華劑閥33閉合起經過預先規定之期間，則控制裝置3關閉高蒸汽壓液體閥54。藉此，停止對基板W之背面Wb之高蒸汽壓液體之供給。藉此，薄化步驟T2結束。
繼而，控制裝置3執行汽化冷卻步驟T3。於該汽化冷卻步驟T3之期間，基板W以液體處理速度持續旋轉。
於對基板W之背面Wb之高蒸汽壓液體之供給停止後，於基板W之背面Wb促進具有較高之蒸汽壓之高蒸汽壓液體之汽化。隨著於基板W之背面Wb高蒸汽壓液體汽化而自背面Wb奪取汽化熱。藉此，基板W冷卻，形成於基板W之表面Wa之昇華劑之液膜81所包含之昇華劑亦冷卻。伴隨著此種冷卻，昇華劑之液膜81所包含之昇華劑之溫度降低至該昇華劑之凝固點(FP)以下(更具體而言，較凝固點(FP)更低溫)。藉此，使昇華劑之液膜81所包含之昇華劑固化。藉由昇華劑之液膜81所包含之昇華劑全部固化，而於基板W之表面Wa形成固體狀之昇華劑膜82。昇華劑膜82之溫度Ts低於凝固點(FP＞Ts)。
於本實施形態中，於薄化步驟T2中形成有覆蓋基板W之背面Wb整個區域之高蒸汽壓液體之液膜84。因此，於汽化冷卻步驟T3中，於基板W之整個區域高蒸汽壓液體產生汽化，於基板W之整個區域進行汽化冷卻，因此，於基板W之面內昇華劑均勻地冷卻。
若自高蒸汽壓液體閥54閉合起經過預先規定之期間，則汽化冷卻步驟T3結束。
繼而，控制裝置3執行昇華步驟T4。控制裝置3控制護罩升降單元67使中護罩65下降至下位置，藉此，使外護罩66與基板W之周端面對向(實現第3護罩對向狀態)。又，控制裝置3使基板W之旋轉加速至高速度(例如約1500 rpm)(較昇華劑液膜配置步驟T10及汽化冷卻步驟T3高之旋轉速度)。又，控制裝置3控制遮斷板旋轉單元26使遮斷板17朝與基板W之旋轉相同方向以同等之速度旋轉。伴隨著基板W之高速旋轉，而昇華劑膜82與其周圍之氣體氛圍之接觸速度增大。藉此，可促進昇華劑膜82之昇華，而可於短期間內使昇華劑膜昇華。
又，於昇華步驟T4中，控制裝置3打開氣體閥50。藉此，自上側面噴嘴19之噴出口19a朝向旋轉狀態之基板W之表面Wa之中央部噴出經除濕之氣體。藉此，可一面將遮斷空間28保持為低濕度狀態一面進行昇華步驟T4。
於該昇華步驟T4中，伴隨著昇華劑膜82之昇華而奪取昇華熱，將昇華劑膜82維持為凝固點(熔點)以下。因此，可防止昇華劑膜82所包含之昇華劑熔解。藉此，可良好地實現昇華乾燥。
藉由以上，根據本實施形態，於基板W之表面Wa配置昇華劑之液膜81。又，將高蒸汽壓液體供給至基板W之背面Wb。於將昇華劑之液膜81配置於基板W之表面Wa之後，停止高蒸汽壓液體之供給。藉此，藉由伴隨著高蒸汽壓液體之汽化自基板W奪取汽化熱，而將昇華劑之液膜所包含之昇華劑冷卻，使昇華劑之液膜81固化。藉此，可一面防止水之混入一面良好地形成固體狀之昇華劑膜82。
又，於昇華步驟T4中，伴隨著昇華劑膜82之昇華奪取昇華熱，而將昇華劑膜82維持為凝固點(熔點)以下。因此，可防止昇華劑膜82所包含之昇華劑熔解。藉此，可良好地實現昇華乾燥。
又，由於高蒸汽壓液體不含水，故而無論基板W之背面Wb是否呈現疏水性，均可對基板W之背面Wb整個區域供給高蒸汽壓液體。藉此，可於基板W之整個區域進行汽化冷卻，因此，可於基板W之面內將昇華劑均勻地冷卻。藉此，可良好地進行昇華劑之液膜81所包含之昇華劑之固化。
又，對基板W之背面Wb供給之高蒸汽壓液體具有較昇華劑之凝固點高之液溫。因此，不存在因向基板W供給高蒸汽壓液體而導致基板W之表面Wa上之昇華劑立即冷卻至該昇華劑之凝固點以下之情況。因此，亦可並行地進行對基板之表面Wa之昇華劑之液膜之配置、及高蒸汽壓液體向基板W之供給，藉此，亦可縮短整個處理之期間。
圖8A係用以說明第2基板處理例之昇華劑供給步驟之模式圖。
第2基板處理例與第1基板處理例之不同點係與昇華劑供給步驟T1並行地對基板W之背面Wb供給水而非高蒸汽壓液體(IPA)之方面。
如圖2中虛線所示，處理單元2亦可進而包含對保持於旋轉夾頭5之基板W之背面Wb(基板W之下側面)供給水之水供給單元151。水供給單元151包含下側面噴嘴7、下側面供給配管52、連接於下側面供給配管52之水配管152、及介裝於水配管152之水閥153。對水配管152供給水供給源。作為該水，可列舉DIW(去離子水)，但亦可為碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水、稀釋濃度(例如10~100 ppm左右)之鹽酸水、還原水(氫水)、氨水、脫氣水等。
藉由打開水閥153，而對基板W之背面Wb供給水。水之供給係持續進行至昇華劑供給步驟T1結束為止，於薄化步驟開始之時點(即，停止向基板W之表面供給昇華劑之時點)停止。
根據第2基板處理例，使用水作為用於防止固化之液體(高溫液體)，因此，與將高蒸汽壓液體用作高溫液體之情形相比，可謀求成本降低。
以上，對本發明之一實施形態進行了說明，但本發明亦能以其他形態實施。
例如，亦可自昇華劑供給步驟T1開始前開始與昇華劑供給步驟T1並行進行之對背面Wb之用於防止固化之液體(高溫液體)之供給。
又，亦可如圖8B所示之第3基板處理例般，不與昇華劑供給步驟T1並行地對基板W之背面Wb供給用於防止固化之液體(高溫液體)。
又，亦可省略薄化步驟T2。於此情形時，亦可與昇華劑供給步驟T1並行地進行對基板W之背面Wb之高蒸汽壓液體之供給，於昇華劑供給步驟T1結束後立即停止對基板W之背面Wb之高蒸汽壓液體之供給(即，立即開始汽化冷卻步驟T3)。
又，於上述實施形態中，說明了藉由上下貫通遮斷板17之上側面噴嘴19進行昇華劑之供給之例，但亦可藉由其他噴嘴供給昇華劑。於此情形時，亦可如圖9所示般使用能夠向側方呈放射狀噴出氣體之氣體噴出噴嘴201供給昇華劑。
氣體噴出噴嘴201具有下端具有凸緣部203之圓筒狀之噴嘴本體204。於作為凸緣部203之側面之外周面，氣體噴出口205及氣體噴出口206分別呈環狀朝向外側開口。於噴嘴本體204之下側面配置有中心氣體噴出口207。因此，將自中心氣體噴出口207噴出之惰性氣體所形成之放射狀氣流與自氣體噴出口205、206噴出之兩層之放射狀氣流合併而於基板W之上方形成三層放射狀氣流。
液體噴嘴208於上下插通噴嘴本體204。形成於液體噴嘴208之下端部之噴出口209較噴嘴本體204更臨近下方。對液體噴嘴208供給液體狀之昇華劑，藉此，自噴出口209朝向下方噴出昇華劑。即便於此情形時，亦可一面自基板W之表面Wa將水分排除一面對基板W之表面Wa供給昇華劑。
又，於上述實施形態中，對基板處理裝置1係處理包含半導體晶圓之基板W之裝置之情形進行了說明，但基板處理裝置亦可為處理液晶顯示裝置用基板、有機EL(electroluminescence，電致發光)顯示裝置等FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)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、太陽電池用基板等基板之裝置。
對本發明之實施形態詳細地進行了說明，但該等僅為用以使本發明之技術內容明確之具體例，本發明不應限定於該等具體例進行解釋，本發明之範圍僅由隨附之申請專利範圍限定。
本申請對應於2017年8月31日向日本特許廳提出之日本專利特願2017-167866號，且本申請之所有揭示以引用之形式組入至本文中。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制裝置
4‧‧‧腔室
5‧‧‧旋轉夾頭
6‧‧‧遮斷構件
7‧‧‧下側面噴嘴
7a‧‧‧噴出口
8‧‧‧處理承杯
11‧‧‧間隔壁
12‧‧‧旋轉馬達
13‧‧‧下旋轉軸
14‧‧‧旋轉基座
14a‧‧‧上側面
15‧‧‧夾持構件
17‧‧‧遮斷板
18‧‧‧上旋轉軸
19‧‧‧上側面噴嘴
19a‧‧‧噴出口
20‧‧‧圓板部
20a‧‧‧基板對向面
20b‧‧‧貫通孔
21‧‧‧筒狀部
22‧‧‧支持臂
26‧‧‧遮斷板旋轉單元
27‧‧‧遮斷構件升降單元
28‧‧‧遮斷空間
31‧‧‧昇華劑單元
32‧‧‧昇華劑配管
33‧‧‧昇華劑閥
34‧‧‧酸性藥液供給單元
35‧‧‧鹼性藥液供給單元
36‧‧‧淋洗液供給單元
37‧‧‧有機溶劑供給單元
38‧‧‧氣體供給單元
41‧‧‧酸性藥液配管
42‧‧‧酸性藥液閥
43‧‧‧鹼性藥液配管
44‧‧‧鹼性藥液閥
45‧‧‧淋洗液配管
46‧‧‧淋洗液閥
47‧‧‧有機溶劑配管
48‧‧‧有機溶劑閥
49‧‧‧氣體供給配管
50‧‧‧氣體閥
51‧‧‧高蒸汽壓液體單元
52‧‧‧下側面供給配管
53‧‧‧高蒸汽壓液體配管
54‧‧‧高蒸汽壓液體閥
61‧‧‧第1承杯
62‧‧‧第2承杯
63‧‧‧第3承杯
64‧‧‧內護罩
65‧‧‧中護罩
66‧‧‧外護罩
67‧‧‧護罩升降單元
68‧‧‧引導部
69‧‧‧傾斜部
76‧‧‧排液配管
77‧‧‧回收配管
78‧‧‧回收配管
80‧‧‧液膜
81‧‧‧液膜
82‧‧‧昇華劑膜
84‧‧‧液膜
100‧‧‧圖案
101‧‧‧構造體
151‧‧‧水供給單元
152‧‧‧水配管
153‧‧‧水閥
201‧‧‧氣體噴出噴嘴
203‧‧‧凸緣部
204‧‧‧噴嘴本體
205‧‧‧氣體噴出口
206‧‧‧氣體噴出口
207‧‧‧中心氣體噴出口
208‧‧‧液體噴嘴
209‧‧‧噴出口
A1‧‧‧旋轉軸線
A2‧‧‧旋轉軸線
C‧‧‧基板收容器
CR‧‧‧基板搬送機械手
FP‧‧‧昇華劑之凝固點
IR‧‧‧分度機械手
LP‧‧‧裝載埠
S1~S10‧‧‧步驟
SC1‧‧‧藥液
T‧‧‧膜厚
T1‧‧‧昇華劑供給步驟
T2‧‧‧薄化步驟
T3‧‧‧汽化冷卻步驟
T4‧‧‧昇華步驟
T10‧‧‧昇華劑液膜配置步驟
TIPA‧‧‧液溫
Ts‧‧‧溫度
W‧‧‧基板
W1‧‧‧線寬
W2‧‧‧間隙
Wa‧‧‧表面
Wb‧‧‧背面
圖1係自上方觀察本發明之一實施形態之基板處理裝置所得之模式圖。
圖2係用以說明上述基板處理裝置所具備之處理單元之構成例之圖解剖視圖。
圖3係用以說明上述基板處理裝置之主要部分之電氣構成之方塊圖。
圖4係將上述基板處理裝置之處理對象之基板之表面放大表示之剖視圖。
圖5係用以說明於上述處理單元中執行之第1基板處理例之內容之流程圖。
圖6係用以說明圖5所示之昇華乾燥步驟之流程圖。
圖7A~7D係表示執行上述昇華乾燥步驟時之基板之周邊之狀態之模式圖。
圖8A、8B係用以說明第2基板處理例之昇華劑供給步驟、及第3基板處理例之昇華劑供給步驟之模式圖。
圖9係表示本發明之變化例之圖。

Claims (11)

  1. 一種基板乾燥方法，其係使具有圖案之基板之表面乾燥者，且包括： 昇華劑液膜配置步驟，其係於上述基板之上述表面配置液體之昇華劑之液膜； 高蒸汽壓液體供給步驟，其係將具有較上述昇華劑高之蒸汽壓且具有較昇華劑之凝固點高之液溫之高蒸汽壓液體供給至上述基板中之與上述表面為相反側之面即背面，並於上述背面形成高蒸氣壓液體之液膜； 汽化冷卻步驟，其係於將昇華劑之液膜配置於上述基板之上述表面之後停止高蒸汽壓液體之供給，藉此，藉由伴隨著高蒸汽壓液體之汽化奪取汽化熱而將昇華劑冷卻，藉此，使上述昇華劑之液膜固化而於上述基板之上述表面形成昇華劑膜；及 昇華步驟，其係使上述昇華劑膜昇華， 上述昇華劑液膜配置步驟係與上述高蒸汽壓液體供給步驟並行地執行。
  2. 如請求項1之基板乾燥方法，其中 上述昇華劑液膜配置步驟包括： 昇華劑供給步驟，其係對上述基板之上述表面供給昇華劑；及 薄化步驟，其係不供給昇華劑地使上述基板繞特定之旋轉軸線旋轉，藉此，使所供給之昇華劑於上述基板之上述表面變薄。
  3. 如請求項2之基板乾燥方法，其中上述高蒸汽壓液體供給步驟係與上述薄化步驟並行地執行。
  4. 如請求項1或2之基板乾燥方法，其中上述高蒸氣壓液體包含水。
  5. 如請求項1或2之基板乾燥方法，其進而包括： 基板旋轉步驟，其係與上述昇華劑液膜配置步驟及上述汽化冷卻步驟之至少一者並行地使上述基板繞特定之旋轉軸線旋轉；及 高速旋轉步驟，其係與上述昇華步驟並行地使上述基板以較上述基板旋轉步驟快之速度繞特定之旋轉軸線旋轉。
  6. 一種基板處理裝置，其包含： 基板保持單元，其保持表面具有圖案之基板； 旋轉單元，其用以使保持於上述基板保持單元之基板繞特定之旋轉軸線旋轉； 昇華劑供給單元，其用以對上述基板之上述表面供給液體之昇華劑；及 高蒸汽壓液體供給單元，其用以將具有較上述昇華劑高之蒸汽壓且具有較昇華劑之凝固點高之液溫之高蒸汽壓液體供給至上述基板中之與上述表面為相反側之面即背面。
  7. 如請求項6之基板處理裝置，其進而包含控制裝置，該控制裝置控制上述旋轉單元、上述昇華劑供給單元及上述高蒸汽壓液體供給單元， 上述控制裝置執行如下步驟： 昇華劑液膜配置步驟，其係藉由上述旋轉單元及上述昇華劑供給單元而於上述基板之上述表面配置昇華劑之液膜； 高蒸汽壓液體供給步驟，其係藉由上述高蒸汽壓液體供給單元而將高蒸汽壓液體供給至上述基板之上述背面，並於上述背面形成高蒸氣壓液體之液膜； 汽化冷卻步驟，其係於將昇華劑之液膜配置於上述基板之上述表面之後停止高蒸汽壓液體之供給，藉此，藉由伴隨著高蒸汽壓液體之汽化奪取汽化熱而將昇華劑冷卻，藉此，使上述昇華劑之液膜固化而於上述基板之上述表面形成昇華劑膜；及 昇華步驟，其係藉由上述旋轉單元而使上述昇華劑膜昇華，且 與上述高蒸汽壓液體供給步驟並行地執行上述昇華劑液膜配置步驟。
  8. 如請求項7之基板處理裝置，其中上述控制裝置包含如下步驟：昇華劑供給步驟，其係於上述昇華劑液膜配置步驟中，藉由上述昇華劑供給單元對上述基板之上述表面供給昇華劑；及薄化步驟，其係於上述昇華劑液膜配置步驟中，藉由上述旋轉單元不供給昇華劑地使上述基板繞特定之旋轉軸線旋轉，藉此，使所供給之昇華劑於上述基板之上述表面變薄。
  9. 如請求項8之基板處理裝置，其中上述控制裝置與上述薄化步驟並行地執行上述高蒸汽壓液體供給步驟。
  10. 如請求項6或7之基板處理裝置，其中上述高蒸氣壓液體包含水。
  11. 如請求項7之基板處理裝置，其中上述控制裝置進而執行如下步驟：基板旋轉步驟，其係與上述昇華劑液膜配置步驟及上述汽化冷卻步驟之至少一者並行地使上述基板繞特定之旋轉軸線旋轉；及高速旋轉步驟，其係與上述昇華步驟並行地使上述基板以較上述基板旋轉步驟快之速度繞特定之旋轉軸線旋轉。
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