TWI498960B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係關於一種處理基板之基板處理裝置及基板處理方法。作為處理對象之基板例如包括半導體晶圓、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、磁光碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板及太陽電池用基板等。
於半導體裝置或液晶顯示裝置等之製造步驟中，對半導體晶圓或液晶顯示裝置用玻璃基板等基板進行使用處理液之處理。逐片對基板進行處理之單片式基板處理裝置例如包括：旋轉夾盤，其水平地保持基板而使之旋轉；雙流體噴嘴，其使處理液之液滴撞擊至保持於旋轉夾盤上之基板之上表面；及淋洗液噴嘴，其朝向保持於旋轉夾盤上之基板之上表面吐出淋洗液。於該基板處理裝置中，藉由使處理液之液滴撞擊至藉由淋洗液覆蓋之基板之上表面而清洗基板。
於美國專利申請公開案No.US 2003/0084925 A1(United States Patent Application Publication No.US 2003/0084925 A1)所記載之基板處理裝置中，雙流體噴嘴係朝向基板之上表面內之區域(以下稱為「噴射區域」。)吐出處理液。供給至基板之淋洗液之一部分朝向噴射區域而於基板上擴散。然而，由於噴附至噴射區域之液滴之力量較強，故欲進入至噴射區域之淋洗 液被處理液之液滴遮擋而幾乎無法進入至噴射區域。因此，淋洗液幾乎未供給至噴射區域，導致噴射區域內未形成具有充分之厚度之淋洗液之液膜。因此，處理液之液滴係於噴射區域未由液膜覆蓋之狀態下、或覆蓋噴射區域之液膜較薄之狀態下噴附至噴射區域。因此，由於液滴與基板之撞擊，導致基板上所形成之圖案受到較大之衝擊，從而存在產生圖案崩塌等損傷之情形。
本發明之目的在於提供一種可抑制基板之損傷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，該基板處理裝置包括：基板保持單元，其水平地保持基板；液滴噴嘴，其生成噴附至藉由上述基板保持單元保持之基板之上表面內之噴射區域的處理液之液滴；及保護液噴嘴，其以保護上述基板之保護液沿藉由上述保持單元保持之基板之上表面流向上述噴射區域之側之方式，向上述基板之上表面傾斜地吐出保護液，從而於上述噴射區域由保護液之液膜覆蓋之狀態下使處理液之液滴撞擊至上述噴射區域。
根據該構成，自液滴噴嘴朝向藉由基板保持單元水平地保持之基板之上表面吐出處理液。藉此，處理液之液滴噴附至基板之上表面內之噴射區域。又，於自液滴噴嘴吐出處理液之同時，自保護液噴嘴朝向基板之上表面吐出保護液。自保護液噴 嘴吐出之保護液藉由與基板之撞擊而轉變方向，從而一面於基板上擴散一面沿基板之上表面流向噴射區域之側。於基板上擴散之保護液抵抗噴附至噴射區域之處理液之液滴而進入至噴射區域。即，以如下方式控制保護液於基板上之流速，即，藉由適當設定包括保護液自保護液噴嘴之吐出速度、保護液自保護液噴嘴之吐出方向、保護液噴嘴至液滴噴嘴為止之距離、吐出方向相對於基板之上表面之角度、及基板之旋轉速度中之至少一者的流速控制條件，由此保護液可抵抗處理液之液滴而進入至噴射區域。
具體而言，由於保護液自保護液噴嘴之吐出方向相對於基板之上表面傾斜，故相較於吐出方向垂直於基板之上表面之情形，保護液轉變方向時之減速更小。因此，自保護液噴嘴吐出之保護液係以相對較大之速度到達至噴射區域。因此，保護液抵抗噴附至噴射區域之處理液之液滴而進入至噴射區域。因此，保護液供給至噴射區域，從而於噴射區域內形成具有充分之厚度之保護液之液膜。因此，處理液之液滴係於噴射區域由保護液之液膜即保護膜覆蓋之狀態下撞擊至噴射區域。藉此，可緩和施加至基板上所形成之圖案之衝擊，從而抑制基板之損傷。
進而，由於保護液之吐出方向相對於基板之上表面傾斜，故保護液於基板上擴散之範圍相對狹窄。即，於吐出方向垂直於基板之上表面之情形時，保護液於基板上呈放射狀擴散，相對 於此，於吐出方向相對於基板之上表面傾斜之情形時，保護液於基板上呈三角形狀擴散。因此，供給有保護液之基板上之各點上之流量大於吐出方向垂直於基板之上表面之情形時之流量。因此，可以相較於吐出方向垂直於基板之上表面之情形更大之流量，將保護液供給至噴射區域。藉此，可增加覆蓋噴射區域之液膜之厚度，從而可抑制基板之損傷。
上述噴射區域亦可為沿長度方向延伸之長方形狀。於該情形時，較佳為上述保護液噴嘴係以使自上述保護液噴嘴吐出之保護液自俯視時相對於上述長度方向傾斜之方向進入至上述噴射區域之方式吐出保護液。
根據該構成，沿基板之上表面流動之保護液係自俯視時相對於噴射區域之長度方向傾斜之方向進入至噴射區域。因此，保護液係傾斜地通過噴射區域。因此，相較於保護液沿長度方向通過噴射區域之情形，保護液通過噴射區域之路徑更短。由於進入至噴射區域之保護液之行進會受到處理液之液滴阻礙，因此若路徑較長，則保護液有時無法到達至路徑之末端。即，保護液有時未供給至噴射區域之整個區域。因此，藉由縮短保護液之路徑，可確實地供給保護液至噴射區域之整個區域。藉此，可確實地形成覆蓋噴射區域之整個區域的保護液之液膜。
於本發明之一實施形態中，上述基板處理裝置進而包括旋轉單元，該旋轉單元使上述基板圍繞通過上述基板之上表面中央部的鉛垂之旋轉軸線旋轉，且上述保護液噴嘴係朝向由上述旋 轉單元決定之上述基板之旋轉方向上的較上述噴射區域更上游側之目標位置吐出保護液。
根據該構成，保護液係於基板圍繞通過基板之上表面中央部之鉛垂之旋轉軸線旋轉之狀態下，自保護液噴嘴朝向基板之上表面內之目標位置吐出。因此，自保護液噴嘴吐出之保護液藉由與目標位置之撞擊而轉變方向，從而一面於基板上擴散一面流向噴射區域之側。即，由於保護液係供給至旋轉狀態之基板，因此供給至基板之保護液藉由與基板之接觸而於徑向(旋轉半徑方向)加速，並且於基板之旋轉方向加速。因此，供給至基板之保護液一面自目標位置沿徑向擴散一面沿旋轉方向流動。
目標位置係基板之旋轉方向上之較噴射區域更上游側之位置。於目標位置處於相較於噴射區域更下游側之情形時，存在供給至目標位置之保護液於到達至噴射區域前便被排出至基板之周圍之虞。即便保護液能夠到達至噴射區域，進入至噴射區域之保護液之流速及流量亦小於目標位置較之噴射區域位於更上游側之情形。因此，藉由朝向基板之旋轉方向上之較噴射區域更上游側之位置(目標位置)吐出保護液，可確實地將保護液供給至噴射區域。藉此，可形成覆蓋噴射區域之保護液之液膜。
上述基板處理裝置亦可進而包括噴嘴移動單元，該噴嘴移動單元以上述噴射區域於上述基板之上表面中央部與上述基板 之上表面周緣部之間移動之方式，一面將上述液滴噴嘴與上述保護液噴嘴之位置關係保持為固定，一面使上述液滴噴嘴及保護液噴嘴移動。上述噴嘴移動單元亦可包括：噴嘴臂，其保持上述液滴噴嘴及保護液噴嘴；及臂移動單元，其使上述噴嘴臂移動。
根據該構成，噴嘴移動單元係以噴射區域於基板之上表面中央部與基板之上表面周緣部之間移動之方式，使液滴噴嘴及保護液噴嘴移動。因此，於旋轉單元使基板圍繞旋轉軸線旋轉之狀態下，當噴嘴移動單元使液滴噴嘴及保護液噴嘴移動時，基板之上表面藉由噴射區域而掃描，且噴射區域通過基板之上表面整個區域。藉此，可使處理液之液滴撞擊至基板之上表面整個區域，從而將異物自基板除去。進而，噴嘴移動單元一面將液滴噴嘴與保護液噴嘴之位置關係(例如距離或姿勢)保持為固定，一面使液滴噴嘴及保護液噴嘴移動。因此，自保護液噴嘴吐出之保護液得以確實地供給至目標位置。藉此，可使保護液確實地進入至噴射區域，從而形成覆蓋噴射區域之保護液之液膜。
較佳為上述基板處理裝置進而包括流速控制單元，該流速控制單元係對保護液於上述基板上之流速進行控制，以使上述噴射區域無論位於上述基板之上表面之哪個區域時自上述保護液噴嘴吐出之保護液均以固定之速度進入至上述噴射區域。流速控制單元亦可包括：旋轉速度控制單元，其對上述基板之旋 轉速度進行控制；及吐出速度控制單元，其對保護液自上述保護液噴嘴之吐出速度進行控制。
根據該構成，於旋轉單元使基板旋轉，且噴嘴移動單元使液滴噴嘴及保護液噴嘴移動時，流速控制單元例如對由旋轉單元而決定之基板之旋轉速度或保護液自保護液噴嘴之吐出速度進行控制，藉此控制保護液於基板上之流速。如上所述，供給至基板之保護液藉由基板之旋轉而加速。由於基板之各位置上之圓周速度係越靠近基板之上表面中央部(旋轉中心)而越小，因此若基板之旋轉速度及保護液之吐出速度為固定，則離旋轉中心之距離越短則保護液於基板上之流速越低。因此，當旋轉中心至目標位置為止之距離較短時，保護液進入至噴射區域時之進入速度降低。流速控制單元例如可根據旋轉中心至目標位置為止之距離而使基板之旋轉速度及/或保護液之吐出速度變化，藉此使保護液於基板上之流速穩定。藉此，可使保護液以固定之速度進入至噴射區域。因此，即便於旋轉中心至目標位置為止之距離較短之情形時，即，即便於噴射區域位於基板之圓周速度較小之區域之情形時，亦可確實地形成覆蓋噴射區域之保護液之液膜。
於本發明之一實施形態中，上述液滴噴嘴包括對向面，該對向面形成有噴射處理液之液滴之噴射口且與上述噴射區域相對向。根據該構成，處理液之液滴係於對向面與基板之上表面相對向之狀態下自形成於對向面之噴射口噴射。藉此，處理液 之液滴噴附至噴射區域。於基板上擴散之保護液係進入至液滴噴嘴之對向面與基板之上表面之間而覆蓋噴射區域。藉此，形成覆蓋噴射區域之保護液之液膜。如此，藉由向基板之上表面傾斜地吐出保護液，而即便於噴射區域由液滴噴嘴覆蓋之情形時，亦可使保護液以相對較大之速度到達至噴射區域。因此，可一面利用保護液之液膜保護噴射區域，一面使處理液之液滴撞擊至噴射區域。藉此，可抑制基板之損傷。
較佳為上述保護液噴嘴以1.6 m/s以上之吐出速度吐出保護液。如下所述，藉由以1.6 m/s以上之速度自保護液噴嘴吐出保護液，而即便於向噴射區域噴附處理液之液滴之狀態下，亦可使保護液抵抗處理液之液滴而進入至噴射區域。藉此，可將保護液供給至噴射區域，從而形成覆蓋噴射區域之保護液之液膜。
本發明進而提供一種基板處理方法，該基板處理方法包括如下步驟：水平地保持基板之基板保持步驟；自液滴噴嘴將處理液之液滴噴附至上述所保持之基板之上表面內之噴射區域的液滴供給步驟；及自保護液噴嘴向上述基板之上表面傾斜地吐出保護液，而於上述基板之上表面形成沿上述所保持之基板之上表面流向上述噴射區域之側的上述保護液流，從而於上述噴射區域由上述保護液之液膜覆蓋之狀態下使上述處理液之液滴撞擊至上述噴射區域的步驟。
關於本發明之上述或進而其他之目的、特徵及效果，可參照 隨附圖式且根據以下敍述之實施形態之說明而明確。
圖1係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置1之概略構成之示意圖。圖2係本發明之第1實施形態之液滴噴嘴5及與該液滴噴嘴5相關之構成之平面圖。
基板處理裝置1係逐片對半導體晶圓等圓板狀基板W進行處理之單片式基板處理裝置。基板處理裝置1包括：旋轉夾盤2(基板保持單元、旋轉單元)，其水平地保持基板W而使之旋轉；筒狀杯3，其包圍旋轉夾盤2；淋洗液噴嘴4，其向基板W供給淋洗液；液滴噴嘴5，其使處理液之液滴撞擊至基板W；保護液噴嘴6，其向基板W供給保護液；及控制裝置7(流速控制單元)，其對旋轉夾盤2等基板處理裝置1所包括之裝置之動作或閥之開閉進行控制。
旋轉夾盤2包括：旋轉台8，其水平地保持基板W並可圍繞通過該基板W之中心C1的鉛垂之旋轉軸線L1旋轉；及旋轉馬達9，其使該旋轉台8圍繞旋轉軸線L1旋轉。旋轉夾盤2既可為於水平方向夾持基板W而水平地保持該基板W之夾持式夾盤，亦可為藉由吸附作為非裝置形成面之基板W之背面(下表面)而水平地保持該基板W之真空式夾盤。於第1實施形態中，旋轉夾盤2為夾持式夾盤。
淋洗液噴嘴4係與介裝有淋洗液閥10之淋洗液供給管11連接。若打開淋洗液閥10，則自淋洗液噴嘴4朝向基板W之 上表面中央部吐出淋洗液。另一方面，若關閉淋洗液閥10，則淋洗液停止自淋洗液噴嘴4吐出。作為供給至淋洗液噴嘴4之淋洗液，可例示純水(去離子水)、碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水或稀釋濃度(例如約10~100 ppm)之鹽酸水等。
液滴噴嘴5係藉由噴墨方式噴射大量液滴之噴墨噴嘴。液滴噴嘴5經由處理液供給管12而與處理液供給機構13連接。進而，液滴噴嘴5與介裝有排出閥14之處理液排出管15連接。處理液供給機構13例如包括泵。處理液供給機構13係始終以既定壓力(例如10 MPa以下)將處理液供給至液滴噴嘴5。作為供給至液滴噴嘴5之處理液，例如可列舉純水、碳酸水或SC-1(包含NH4 OH及H2 O2 之混合液)等。控制裝置7藉由控制處理液供給機構13，可將供給至液滴噴嘴5之處理液之壓力變更為任意壓力。
又，如圖1所示，液滴噴嘴5包括配置於液滴噴嘴5之內部之壓電元件16(piezo element)。壓電元件16經由配線17而與電壓施加機構18連接。電壓施加機構18例如包括反轉器。電壓施加機構18將交流電壓施加至壓電元件16。當施加交流電壓至壓電元件16時，壓電元件16以與所施加之交流電壓之頻率相對應之頻率振動。控制裝置7藉由控制電壓施加機構18，可將施加至壓電元件16之交流電壓之頻率變更為任意頻率(例如數百KHz~數MHz)。因此，壓電元件16之振動頻率係受控制裝置7控制。
基板處理裝置1進而包括噴嘴移動機構19(噴嘴移動單元)。噴嘴移動機構19包括：噴嘴臂20，其保持液滴噴嘴5；轉動機構21(臂移動單元)，其與噴嘴臂20連接；及升降機構22，其與轉動機構21連接。轉動機構21例如包括馬達。升降機構22例如包括：滾珠螺桿機構；及馬達，其驅動該滾珠螺桿機構。轉動機構21使噴嘴臂20圍繞設置於旋轉夾盤2周圍的鉛垂之旋轉軸線L2轉動。液滴噴嘴5與噴嘴臂20一起圍繞旋轉軸線L2轉動。藉此，液滴噴嘴5於水平方向移動。另一方面，升降機構22使轉動機構21於鉛垂方向升降。液滴噴嘴5及噴嘴臂20與轉動機構21一起於鉛垂方向升降。藉此，液滴噴嘴5於鉛垂方向移動。
轉動機構21使液滴噴嘴5於包括旋轉夾盤2之上方在內之水平面內水平地移動。如圖2所示，轉動機構21使液滴噴嘴5沿著如下圓弧狀軌跡X1水平地移動，該圓弧狀軌跡X1係沿保持於旋轉夾盤2上之基板W之上表面延伸。軌跡X1為如下曲線，即，自垂直於旋轉夾盤2上所保持之基板W之上表面之垂直方向(鉛垂方向)觀察時連接基板W之上表面上不重疊之2個位置，且自鉛垂方向觀察時通過基板W之上表面之中心C1。若於液滴噴嘴5位於旋轉夾盤2上所保持之基板W之上方之狀態下升降機構22使液滴噴嘴5下降，則液滴噴嘴5靠近基板W之上表面。於使處理液之液滴撞擊至基板W時，在液滴噴嘴5靠近基板W之上表面之狀態下，控制裝置7對 轉動機構21進行控制，藉此使液滴噴嘴5沿軌跡X1水平地移動。
又，保護液噴嘴6保持於噴嘴臂20上。若轉動機構21及升降機構22中之至少一者使噴嘴臂20移動，則液滴噴嘴5及保護液噴嘴6於液滴噴嘴5及保護液噴嘴6之位置關係保持為固定之狀態下移動。因此，若轉動機構21使噴嘴臂20轉動，則保護液噴嘴6與液滴噴嘴5一起沿軌跡X1水平地移動。如圖1所示，保護液噴嘴6與介裝有保護液閥23及流量調整閥24之保護液供給管25連接。若保護液閥23打開，則自保護液噴嘴6向基板W之上表面吐出保護液。另一方面，若保護液閥23關閉，則保護液停止自保護液噴嘴6吐出。保護液自保護液噴嘴6之吐出速度係藉由控制裝置7調整流量調整閥24之開度而變更。作為供給至保護液噴嘴6之保護液，例如可列舉淋洗液或SC-1等化學液。
圖3係本發明之第1實施形態之液滴噴嘴5及保護液噴嘴6之示意性側視圖。圖4係本發明之第1實施形態之液滴噴嘴5及保護液噴嘴6之示意性平面圖。圖5係將圖4之一部分放大而得之圖。於圖4中，對於液滴噴嘴5，僅示出其下表面5a(對向面)。以下，對液滴噴嘴5及保護液噴嘴6進行說明。首先，對液滴噴嘴5進行說明。
如圖3所示，液滴噴嘴5包括：本體26，其噴射出處理液之液滴；蓋27，其覆蓋本體26；壓電元件16，其由蓋27覆 蓋；及密封件28，其介於本體26與蓋27之間。本體26及蓋27均由具有耐化學性之材料形成。本體26例如係由石英形成。蓋27例如係由氟系樹脂形成。密封件28例如係由EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer，三元乙丙橡膠)等彈性材料形成。本體26具有可耐高壓之強度。本體26之一部分及壓電元件16收納於蓋27之內部。配線17之端部係藉由例如焊錫(焊料)而於蓋27之內部與壓電元件16連接。蓋27之內部係藉由密封件28而密封。
如圖3所示，本體26包括：供給口29，其供給處理液；排出口30，其將供給至供給口29之處理液排出；處理液流通道31，其連接供給口29與排出口30；及多個噴射口32，其與處理液流通道31連接。處理液流通道31係設置於本體26之內部。供給口29、排出口30及噴射口32係於本體26之表面形成開口。供給口29及排出口30係位於噴射口32之更上方。本體26之下表面5a例如為水平之平坦面，噴射口32係於本體26之下表面5a形成開口。噴射口32例如為具有數μm~數十μm之直徑之微細孔。處理液供給管12及處理液排出管15分別與供給口29及排出口30連接。
如圖4所示，多個噴射口32構成多個(例如4)行L。各行L係由以等間隔排列之數個(例如10個以上)噴射口32構成。各行L係沿水平之長度方向D1呈直線狀延伸。各行L並不限定於直線狀，亦可為曲線狀。4行L平行。4行L中之2行L係 於與長度方向D1正交之水平之方向上鄰接。同樣地，剩餘之2行L亦於與長度方向D1正交之水平之方向上鄰接。鄰接之2行L係成對。於成對之2行L中，構成其中一行L之多個噴射口32(圖4之噴射口32a)與構成另一行L之多個噴射口32(圖4之噴射口32b)係於長度方向D1上錯開。於自鉛垂方向觀察時，液滴噴嘴5例如係以4行L與軌跡X1交叉之方式保持於噴嘴臂20上(參照圖2)。
處理液供給機構13(參照圖1)始終以高壓將處理液供給至液滴噴嘴5。自處理液供給機構13經由處理液供給管12而供給至供給口29之處理液係供給至處理液流通道31。於排出閥14為關閉之狀態下，處理液流通道31中之處理液之壓力(液壓)較高。因此，於排出閥14為關閉之狀態下，藉由液壓自各噴射口32噴射出處理液。進而，當於排出閥14為關閉之狀態下施加交流電壓至壓電元件16時，壓電元件16之振動賦予至在處理液流通道31中流動之處理液，自各噴射口32噴射出之處理液藉由該振動而切斷。因此，當於排出閥14為關閉之狀態下向壓電元件16施加交流電壓時，處理液之液滴自各噴射口32噴射。藉此，粒徑均勻之大量處理液之液滴以均勻之速度同時噴射。
另一方面，於排出閥14為打開之狀態下，供給至處理液流通道31之處理液係自排出口30排出至處理液排出管15。即，於排出閥14為打開之狀態下，由於處理液流通道31中之液壓 未充分上升，因此供給至處理液流通道31之處理液不會自呈微細孔之噴射口32噴射，而是自排出口30排出至處理液排出管15。因此，處理液自噴射口32之吐出係藉由排出閥14之開閉而得以控制。控制裝置7係於不將液滴噴嘴5用於基板W之處理期間(液滴噴嘴5之待機中)打開排出閥14。因此，即便液滴噴嘴5處於待機中，亦可維持處理液在液滴噴嘴5之內部流通之狀態。
於使處理液之液滴撞擊至基板W之上表面時，控制裝置7藉由噴嘴移動機構19(參照圖1)而使液滴噴嘴5移動，藉此，使液滴噴嘴5之下表面5a(本體26之下表面5a)靠近基板W之上表面。而後，控制裝置7於液滴噴嘴5之下表面5a與基板W之上表面相對向之狀態下關閉排出閥14而使處理液流通道31之壓力上升，並藉由驅動壓電元件16而向處理液流通道31內之處理液施加振動。藉此，粒徑均勻之大量處理液之液滴以均勻之速度同時噴射。並且，如圖3及圖4所示，自液滴噴嘴5噴射之大量液滴係噴附至基板W之上表面內之2個噴射區域T1。即，其中之一噴射區域T1係其中之一對2行L之正下方之區域，而自構成該2行L之噴射口32噴射之處理液之液滴係噴附至其中之一噴射區域T1。同樣地，另一噴射區域T1係另一對2行L之正下方之區域，而自構成該2行L之噴射口32噴射之處理液之液滴係噴附至另一噴射區域T1。如圖4所示，各噴射區域T1係沿長度方向D1延伸之俯視長方形狀， 且2個噴射區域T1平行。
繼而，對保護液噴嘴6進行說明。
保護液噴嘴6具有吐出保護液之吐出口33。吐出口33係配置於液滴噴嘴5之上端之更下方。吐出口33例如為圓形。吐出口33並不限於圓形，亦可為橢圓形，亦可為狹縫狀。保護液噴嘴6自吐出口33沿朝向基板W上之目標位置P1之吐出方向D2吐出保護液。目標位置P1係基板W之旋轉方向Dr上之較噴射區域T1更上游側之位置。目標位置P1係以如下方式設定：中心角θ c(參照圖4)，即連接基板W之上表面中央部及噴射區域T1之直線與連接基板W之上表面中央部及目標位置P1之直線所呈的角度例如為90度以下。吐出方向D2係自吐出口33朝向目標位置P1之方向，且係俯視時自吐出口33朝向液滴噴嘴5之方向。吐出方向D2相對於長度方向D1傾斜。於俯視時長度方向D1與吐出方向D2所呈之角度θ 1(參照圖4)例如為25~35度，較佳為30度。
又，保護液噴嘴6及液滴噴嘴5係隔開間隔而配置。於吐出口33距基板W之上表面之高度為2 mm之情形時，俯視時之保護液噴嘴6(吐出口33)至液滴噴嘴5為止之朝向吐出方向D2之距離D(參照圖4)例如為15~40 mm，較佳為15~20 mm，進而較佳為20 mm。如圖3所示，吐出方向D2相對於鉛垂方向而朝噴射區域T1之側傾斜。即，目標位置P1係配置於水平方向上之較吐出口33更靠噴射區域T1側，且吐出方向D2相 對於基板W之上表面傾斜。基板W之上表面與吐出方向D2所呈之角度θ 2(參照圖3)例如為10~40度，較佳為30度。
如圖3所示，自保護液噴嘴6吐出之保護液藉由與目標位置P1上之基板W之撞擊而轉變方向，從而一面於基板W上擴散一面沿基板W之上表面流向噴射區域T1之側。藉此，保護液進入至液滴噴嘴5與基板W之上表面之間，保護液被供給至噴射區域T1。由於吐出方向D2相對於鉛垂方向傾斜，故保護液於基板W上擴散之範圍相對狹窄。即，於吐出方向D2為鉛垂之情形時，保護液自目標位置P1起呈放射狀擴散，相對於此，於吐出方向D2為傾斜之情形時，保護液以將目標位置P1作為一個頂點之三角形狀擴散。因此，供給有保護液之基板W上之各點上之流量大於吐出方向D2為鉛垂之情形時之流量。因此，保護液以較吐出方向D2為鉛垂之情形更大之流量供給至噴射區域T1。進而，由於與吐出方向D2為鉛垂之情形相比保護液轉變方向時之減速更小，故而保護液以較吐出方向D2為鉛垂之情形更大之流速供給至噴射區域T1。
控制裝置7一面藉由旋轉夾盤2使基板W旋轉，一面使保護液自保護液噴嘴6吐出。由於保護液被供給至處於旋轉狀態之基板W，因此供給至基板W之保護液藉由與基板W之接觸而於徑向(旋轉半徑方向)加速，同時於基板W之旋轉方向Dr加速。因此，供給至基板W之保護液一面自目標位置P1沿徑向擴散一面沿旋轉方向流動。又，由於目標位置P1處於基板 W之旋轉方向Dr上之較噴射區域T1更上游側，故而於目標位置P1至噴射區域T1之間沿旋轉方向Dr加速之保護液供給至噴射區域T1。因此，保護液以較自保護液噴嘴6吐出時更大之流速供給至噴射區域T1。
進而，由於吐出方向D2於俯視時相對於長度方向D1傾斜，故而自保護液噴嘴6吐出之保護液相對於噴射區域T1係傾斜地進入至其中(參照圖4中之「傾斜方向D3」)。因此，進入至噴射區域T1之保護液係傾斜地通過噴射區域T1。因此，相較於保護液沿長度方向D1通過噴射區域T1之情形，保護液通過噴射區域T1之路徑更短。於處理液之液滴噴附至噴射區域T1之狀態下，由於進入至噴射區域T1之保護液之行進會受到處理液之液滴阻礙，因此若路徑較長，則保護液有時無法到達至路徑之末端。即，保護液有時未供給至噴射區域T1之整個區域。因此，藉由縮短保護液之路徑，可確實地將保護液供給至噴射區域T1之整個區域。進而，由於保護液係傾斜地進入至噴射區域T1，因此保護液直接供給至自各噴射口32噴射之處理液之液滴與基板W撞擊之位置(撞擊位置)。即，如圖5所示，未通過對應於其他噴射口32之撞擊位置之保護液供給至對應於各噴射口32之撞擊位置。因此，未因與液滴之撞擊而減速之保護液得以供給至對應於各噴射口32之撞擊位置。
圖6A~6D係用以對藉由本發明之第1實施形態之基板處理裝置1而進行的基板W之處理例進行說明之圖。
未處理之基板W係藉由未圖示之搬送機械手進行搬送，並將作為裝置形成面之表面例如朝上而載置於旋轉夾盤2上。並且，控制裝置7係藉由旋轉夾盤2而保持基板W。然後，控制裝置7控制旋轉馬達9而使保持於旋轉夾盤2上之基板W旋轉。
繼而，自淋洗液噴嘴4將作為淋洗液之一例之純水供給至基板W，進行利用純水覆蓋基板W之上表面之第1覆蓋步驟。具體而言，控制裝置7一面藉由旋轉夾盤2而使基板W旋轉，一面打開淋洗液閥10，如圖6A所示般自淋洗液噴嘴4向保持於旋轉夾盤2上之基板W之上表面中央部吐出純水。自淋洗液噴嘴4吐出之純水被供給至基板W之上表面中央部，並受到基板W之旋轉帶來之離心力之作用而沿基板W之上表面向外側擴散。藉此，將純水供給至基板W之上表面整個區域，形成覆蓋基板W之上表面整個區域的純水之液膜。而後，當自打開淋洗液閥10起經過既定時間後，控制裝置7關閉淋洗液閥10而使淋洗液噴嘴4停止吐出純水。
繼而，同時進行如下步驟，即自液滴噴嘴5將作為處理液之一例之碳酸水之液滴供給至基板W而清洗基板W之清洗步驟、及自保護液噴嘴6將作為保護液之一例之SC-1供給至基板W而利用SC-1覆蓋基板W之上表面之第2覆蓋步驟。具體而言，控制裝置7藉由控制噴嘴移動機構19而使液滴噴嘴5及保護液噴嘴6移動至旋轉夾盤2之上方，同時使液滴噴嘴 5之下表面5a靠近基板W之上表面。其後，控制裝置7一面藉由旋轉夾盤2使基板W旋轉，一面打開保護液閥23，如圖6B所示般自保護液噴嘴6吐出SC-1。控制裝置7於自保護液噴嘴6吐出SC-1之前，以按照例如1.6 m/s以上之吐出速度自保護液噴嘴6吐出SC-1之方式，對流量調整閥24之開度進行調整。因此，SC-1以1.6 m/s以上之吐出速度自保護液噴嘴6吐出。於是，自保護液噴嘴6吐出之SC-1被供給至噴射區域T1之整個區域。藉此，形成覆蓋噴射區域T1之整個區域之SC-1之液膜(參照圖13)。
另一方面，控制裝置7使得於自保護液噴嘴6吐出SC-1之同時，自液滴噴嘴5噴射碳酸水之液滴。具體而言，控制裝置7係於液滴噴嘴5之下表面5a靠近基板W之上表面且自保護液噴嘴6吐出SC-1之狀態下關閉排出閥14，並藉由電壓施加機構18將既定頻率之交流電壓施加至液滴噴嘴5之壓電元件16。進而，如圖6B所示，控制裝置7一面以固定之旋轉速度使基板W旋轉，同時以固定之速度(上述吐出速度)使SC-1自保護液噴嘴6吐出，一面藉由噴嘴移動機構19使液滴噴嘴5於中心位置Pc與周緣位置Pe之間沿軌跡X1往返多次(半掃描)。如於圖2中以實線所示般，中心位置Pc係俯視時液滴噴嘴5與基板W之上表面中央部重疊之位置，如於圖2中以二點鏈線所示般，周緣位置Pe係於俯視時液滴噴嘴5與基板W之上表面周緣部重疊之位置。
藉由自液滴噴嘴5將大量碳酸水之液滴噴射至下方，而將大量碳酸水之液滴噴附至由SC-1之液膜覆蓋之噴射區域T1。又，由於控制裝置7一面使基板W旋轉，一面使液滴噴嘴5於中心位置Pc與周緣位置Pe之間移動，因此藉由噴射區域T1掃描基板W之上表面，噴射區域T1通過基板W之上表面整個區域。因此，碳酸水之液滴噴附至基叛W之上表面整個區域。附著於基板W之上表面之微粒等異物藉由液滴對基板W之撞擊而被物理性地除去。又，異物與基板W之結合力因SC-1使基板W溶解而減弱。因此，異物得以更確實地除去。又，由於碳酸水之液滴係於藉由液膜覆蓋基板W之上表面整個區域之狀態下噴附至噴射區域T1，故能夠抑制或防止異物對基板W之再附著。如此般與第2覆蓋步驟同時進行清洗步驟。繼而，當清洗步驟及第2覆蓋步驟已持續既定時間時，控制裝置7打開排出閥14而停止自液滴噴嘴5噴射液滴。進而，控制裝置7關閉保護液閥23而停止自保護液噴嘴6吐出SC-1。
繼而，進行淋洗步驟，即，自淋洗液噴嘴4將作為淋洗液之一例之純水供給至基板W而沖洗附著於基板W上之液體或異物。具體而言，控制裝置7一面藉由旋轉夾盤2使基板W旋轉，一面打開淋洗液閥10，如圖6C所示般使純水自淋洗液噴嘴4朝向保持於旋轉夾盤2上之基板W之上表面中央部吐出。自淋洗液噴嘴4吐出之純水係供給至基板W之上表面中央部，受到基板W之旋轉帶來之離心力之作用而沿基板W之上 表面向外側擴散。藉此，將純水供給至基板W之上表面整個區域，從而沖洗附著於基板W上之液體或異物。繼而，當自淋洗液閥10打開而經過既定時間後，控制裝置7關閉淋洗液閥10而停止自淋洗液噴嘴4吐出純水。
繼而，進行乾燥基板W之乾燥步驟(旋轉乾燥)。具體而言，控制裝置7控制旋轉馬達9而使基板W以高旋轉速度(例如數千rpm)旋轉。藉此，較大之離心力作用於附著在基板W上之純水，從而如圖6D所示基板W上所附著之純水甩至基板W之周圍。如此般將純水自基板W除去而乾燥基板W。繼而，於乾燥步驟持續進行既定時間後，控制裝置7控制旋轉馬達9，使基板W停止藉由旋轉夾盤2旋轉。其後，藉由搬送機械手將處理完畢之基板W自旋轉夾盤2搬出。
圖7係表示吐出方向D2與基板W之損傷數之關係之圖表。
圖7之損傷數係除於俯視時長度方向D1與吐出方向D2所呈之角度θ 1之外而於相同條件下處理基板W時之測定值。如圖7所示，於角度θ 1為10~50度之範圍內，在角度θ 1為10度及50度時損傷數較多。雖未圖示，但於角度θ 1為10度及50度時，產生了自液滴噴嘴5之下表面5a與基板W之上表面之間朝向下游側噴出之如煙般之水霧。認為該水霧係因為保護液未供給至噴射區域T1之整個區域從而保護液缺乏而產生的。即，認為產生水霧係表示保護液之液膜未覆蓋噴射區域T1之整個區域。另一方面，於角度θ 1為20~40度時，損傷 數較少，且未產生水霧。進而，於角度θ 1為25~35度之範圍內，相較於角度θ 1為20度及40度時損傷數更少。因此，於俯視時長度方向D1與吐出方向D2所呈之角度θ 1較佳為25~35度，進而較佳為30度。
圖8係表示俯視時之保護液噴嘴6至液滴噴嘴5為止之朝向噴出方向D2之距離D與基板W之損傷數之關係的圖表。
圖8之損傷數係除距離D之外而於相同條件下處理基板W時之測定值。如圖8所示，於距離D為5~60 mm之範圍內，在距離D為5 mm及60 mm時損傷數較多，且產生水霧。另一方面，於距離D為10~40 mm時，損傷數較少，且未產生水霧。進而，於距離D為15~25 mm之範圍內，損傷數更少。因此，俯視時之保護液噴嘴6至液滴噴嘴5為止之朝向吐出方向D2之距離D較佳為15~40 mm，進而較佳為15~25 mm，最佳為20 mm。
圖9係表示基板W之上表面與吐出方向D2所呈之角度θ 2與基板W之損傷數之關係的圖表。
圖9之損傷數係除角度θ 2之外而於相同條件下處理基板W時之測定值。如圖9所示，於角度θ 2為10~50度之範圍內，在角度θ 2為50度時損傷數較多，且產生水霧。另一方面，於角度θ 2為10~40度時，損傷數較少，且未產生水霧。進而，於角度θ 2為30度時損傷數最少。因此，基板W之上表面與吐出方向D2所呈之角度θ 2較佳為10~40度，最佳為 30度。
圖10係表示保護液自保護液噴嘴6之吐出速度與基板W之損傷數之關係的圖表。
圖10係除保護液自保護液噴嘴6之吐出速度之外而於相同條件下處理基板W時之測定值。如圖10所示，於保護液之吐出速度為0.8~2.7 m/s之範圍內，在保護液之吐出速度為1.3 m/s以上時損傷數較少。進而，於保護液之吐出速度為1.6~2.7 m/s之範圍內，相較於保護液之吐出速度為1.3 m/s時損傷數更少。又，根據圖10之測定結果認為，即便於保護液之吐出速度超過2.7 m/s之範圍內，損傷數亦與保護液之吐出速度為1.6~2.7 m/s時同等。因此，較佳為保護液自保護液噴嘴6之吐出速度為1.6 m/s以上。於此種情形時，保護液之吐出速度之上限值亦可為13 m/s。即，保護液之吐出速度亦可設定為保護液於基板W上之流速為1.6 m/s以上，更具體而言為1.6~13 m/s。
圖11係用以對自保護液噴嘴6朝向旋轉狀態之基板W吐出保護液時的向噴射區域T1供給保護液之供給狀態進行說明之示意性平面圖。圖12係用以對流向噴射區域T1之保護液之流速較小時之供給狀態進行說明之示意性側視圖。圖13係用以對流向噴射區域T1之保護液之流速較大時之供給狀態進行說明之示意性側視圖。圖14係表示自液滴噴嘴5噴射之液滴之噴射速度與基板W之損傷數之關係之圖表。以下，參照圖11。 適當參照圖12~圖14。
圖11之上段所示之3種供給狀態係僅使於俯視時長度方向D1與吐出方向D2所呈之角度θ 1不同時的供給狀態，且距離D及角度θ 2係設定為適當值。如圖11之上段所示，於角度θ 1較適當(Proper)之情形(25~35度之情形)時，保護液供給至噴射區域T1之整個區域。另一方面，於角度θ1小於或大於適當之範圍之情形時，由於保護液於基板W上擴散之範圍不與噴射區域T1之整個區域重疊，故保護液未供給至噴射區域T1之整個區域。因此，處理液之液滴噴附至未由保護液之液膜覆蓋之區域。
又，圖11之中段所示之2種供給狀態係僅使俯視時之保護液噴嘴6至液滴噴嘴5為止之朝向吐出方向D2之距離D不同時的供給狀態，且角度θ 1及角度θ 2係設定為適當值。如圖11之中段所示，於距離D較適當之情形(15~40 mm之情形)時，保護液供給至噴射區域T1之整個區域。另一方面，於距離D大於適當之範圍時，由於保護液於到達噴射區域T1之前便已擴散至所需程度以上，故而進入至噴射區域T1之保護液之流量及流速不充分。因此，保護液被處理液之液滴遮擋而無法進入至噴射區域T1之整個區域。因此，處理液之液滴噴附至未由保護液之液膜覆蓋之區域。
又，圖11之下段所示之3種供給狀態係僅使基板W之上表面與吐出方向D2所呈之角度θ 2不同時的供給狀態，且角度 θ 1及距離D係設定為適當值。如圖11之下段所示，於角度θ 2較適當之情形(10~40度之情形)時，保護液供給至噴射區域T1之整個區域。另一方面，於角度θ 2小於適當之範圍之情形(例如吐出方向D2接近水平之情形)時，由於保護液向旋轉方向Dr之流速較大，因此供給至基板W之保護液會於充分地沿徑向擴散之前移動至噴射區域T1之更下游側。因此，保護液未供給至噴射區域T1之整個區域。又，於角度θ 2大於適當之範圍之情形時，由於保護液朝徑向以較大程度擴散，因此無法以充分之流量及流速將保護液供給至噴射區域T1。因此，有時保護液未供給至噴射區域T1之整個區域。
如此，藉由將吐出方向D2(於俯視時長度方向D1與吐出方向D2所呈之角度θ 1)、俯視時之保護液噴嘴6至液滴噴嘴5為止之朝向吐出方向D2之距離D、及基板W之上表面與吐出方向D2所呈之角度θ 2設定為適當值，可使保護液以充分之流速且以充分之流量進入至噴射區域T1。藉此，可形成具有充分之膜厚且覆蓋噴射區域T1之整個區域的保護液之液膜。
即，如圖12所示，若保護液於基板W上之流速較小，則欲進入至噴射區域T1之保護液被處理液之液滴阻擋而幾乎無法進入至噴射區域T1。因此，無法形成覆蓋噴射區域T1之保護液之液膜。即便形成有保護液之液膜，其膜厚亦較小。另一方面，如圖13所示，若保護液於基板W上之流速較大，則欲進入至噴射區域T1之保護液會抵抗處理液之液滴而進入噴射區 域T1。因此，形成具有充分之膜厚之保護液之液膜，且藉由該液膜覆蓋噴射區域T1之整個區域。即，即便於向噴射區域T1噴附處理液之液滴期間，亦可維持噴射區域T1之整個區域由保護液之液膜覆蓋之狀態。因此，可一面藉由保護液保護噴射區域T1之整個區域，一面將微粒等異物自噴射區域T1除去。
若加快自液滴噴嘴5噴射之液滴之速度，則藉由液滴之撞擊而施加至異物之衝擊增加，故可提昇異物之除去率。然而，當加快自液滴噴嘴5噴射之液滴之速度時，施加至基板上所形成之圖案之衝擊亦增加，故損傷數增加。具體而言，如於圖14中以一點鏈線(比較例)所示，於在噴射區域T1未由保護液之液膜覆蓋之狀態下使處理液之液滴撞擊至噴射區域T1之情形時，若液滴自液滴噴嘴5之噴射速度增大，則損傷數增加。然而，如於圖14中以二點鏈線(實施例)所示，若於噴射區域T1由保護液之液膜覆蓋之狀態下使處理液之液滴撞擊至噴射區域T1，則可減少損傷數。因此，藉由利用保護液之液膜覆蓋噴射區域T1，可使處理液之液滴於噴射區域T1未由保護液之液膜覆蓋之狀態下以產生損傷之噴射速度自液滴噴嘴5噴射。藉此，可一面抑制損傷之產生，一面提昇異物之除去率。
如上所述，於第1實施形態中，係自液滴噴嘴5朝向藉由旋轉夾盤2水平地保持之基板W之上表面噴射處理液之液滴。藉此，處理液之液滴噴附至基板W之上表面內之噴射區域 T1。又，於自液滴噴嘴5吐出處理液之同時，自保護液噴嘴6朝向基叛W之上表面吐出保護液。自保護液噴嘴6吐出之保護液係藉由與基板W之撞擊而轉變方向，從而一面於基板W上擴散一面沿基板W之上表面流向噴射區域T1之側。於基板W上擴散之保護液抵抗噴附至噴射區域T1之處理液之液滴而進入至噴射區域T1。即，藉由適當設定包括保護液自保護液噴嘴6之吐出速度、保護液自保護液噴嘴6之吐出方向D2、保護液噴嘴6至液滴噴嘴5為止之距離D、吐出方向相對於基板W之上表面之角度θ 2、及基板W之旋轉速度中之至少一者的流速控制條件，而控制保護液於基板W上之流速，以使保護液可抵抗處理液之液滴而進入至噴射區域T1。
具體而言，由於保護液自保護液噴嘴6之吐出方向D2相對於基板W之上表面傾斜，故相較於吐出方向D2垂直於基板W之上表面之情形，保護液轉變方向時之減速更小。因此，自保護液噴嘴6吐出之保護液以相對較大之速度到達至噴射區域T1。因此，保護液抵抗噴附至噴射區域T1之處理液之液滴而進入至噴射區域T1。因此，保護液被供給至噴射區域T1，從而於噴射區域T1內形成具有充分之厚度的保護液之液膜。因此，處理液之液滴係於噴射區域T1由保護液之液膜即保護膜覆蓋之狀態下撞擊至噴射區域T1。藉此，可緩和施加至圖案之衝擊，從而抑制基板W之損傷。
進而，由於保護液之吐出方向D2相對於基板W之上表面 傾斜，故保護液於基板W上擴散之範圍相對狹窄。即，於吐出方向D2垂直於基板W之上表面之情形時，保護液於基板W上呈放射狀擴散，相對於此，於吐出方向D2相對於基板W之上表面傾斜之情形時，保護液於基板W上呈三角形狀擴散。因此，供給有保護液之基板W上之各點上之流量大於吐出方向D2垂直於基板W之上表面之情形時之流量。因此，可以相較於吐出方向D2垂直於基板W之上表面之情形更大的流量，將保護液供給至噴射區域T1。藉此，可增加覆蓋噴射區域T1之液膜之厚度，從而可抑制基板W之損傷。
又，於第1實施形態中，沿基板W之上表面流動之保護液係自俯視時相對於噴射區域T1之長度方向D1傾斜之方向D3(參照圖4)進入至噴射區域T1。因此，保護液係傾斜地通過噴射區域T1。因此，相較於保護液沿長度方向D1通過噴射區域T1之情形，保護液通過噴射區域T1之路徑更短。由於進入至噴射區域T1之保護液之行進會受到處理液之液滴阻礙，因此若路徑較長，則保護液有時無法到達至路徑之末端。即，保護液有時未供給至噴射區域T1之整個區域。因此，藉由縮短保護液之路徑，可確實地將保護液供給至噴射區域T1之整個區域。藉此，可確實地形成覆蓋噴射區域T1之整個區域之保護液之液膜。
又，於第1實施形態中，保護液係於基板W圍繞通過基板W之上表面中央部之鉛垂之旋轉軸線L1旋轉之狀態下，自保 護液噴嘴6朝向基板W之上表面內之目標位置P1吐出。因此，自保護液噴嘴6吐出之保護液藉由與目標位置P1之撞擊而轉變方向，從而一面於基板W上擴散一面流向噴射區域T1之側。即，由於保護液係供給至旋轉狀態之基板W，因此供給至基板W之保護液藉由與基叛W之接觸而於徑向(旋轉半徑方向)加速，同時於基板W之旋轉方向Dr加速。因此，供給至基板W之保護液係一面自目標位置P1沿徑向擴散一面沿旋轉方向流動。
瞄準位置P1係基板W之旋轉方向Dr上之較噴射區域T1更上游側之位置。於目標位置P1處於相較於噴射區域T1更下游側之情形時，存在供給至目標位置P1之保護液於到達至噴射區域T1之前便排出至基板W之周圍之虞。即便保護液能夠到達至噴射區域T1，進入至噴射區域T1之保護液之流速及流量亦小於目標位置P1處於較噴射區域T1更上游側之情形。因此，藉由朝基板W之旋轉方向Dr上之較噴射區域T1更上游側之位置(目標位置P1)吐出保護液，可確實地將保護液供給至噴射區域T1。藉此，可形成覆蓋噴射區域T1之保護液之液膜。
又，於第1實施形態中，噴嘴移動機構19係以噴射區域T1於基板W之上表面中央部與基板W之上表面周緣部之間移動之方式，使液滴噴嘴5及保護液噴嘴6移動。因此，當於旋轉夾盤2使基板W圍繞旋轉軸線L1旋轉之狀態下噴嘴移動機構19使液滴噴嘴5及保護液噴嘴6移動時，基板W之上表面藉 由噴射區域T1而掃描，且噴射區域T1通過基板W之上表面整個區域。藉此，可使處理液之液滴撞擊至基板W之上表面整個區域而將異物自基板W除去。進而，噴嘴移動機構19一面將液滴噴嘴5與保護液噴嘴6之位置關係(例如距離或姿勢)保持為固定，一面使液滴噴嘴5及保護液噴嘴6移動。因此，自保護液噴嘴6吐出之保護液得以確實地供給至目標位置P1。藉此，可使保護液確實地進入至噴射區域T1，從而形成覆蓋噴射區域T1之保護液之液膜。
繼而，對本發明之第2實施形態進行說明。於以下之圖15中，對於與上述圖1~圖14所示之各部等同之構成部分標註與圖1等圖式中相同之參照符號而省略其說明。
圖15係本發明之第2實施形態之液滴噴嘴205及保護液噴嘴6之示意性側視圖。
第2實施形態之基板處理裝置201除液滴噴嘴之外包括與第1實施形態之基板處理裝置1相同之構成。即，基板處理裝置201包括生成噴附至噴射區域T201之處理液之液滴的液滴噴嘴205，以此替代第1實施形態之液滴噴嘴5。於第2實施形態中，基板處理裝置201包括2個液滴噴嘴205。2個液滴噴嘴205既可保持於共用之保持構件上，亦可保持於針對每個液滴噴嘴205而設置之專用保持構件上。又，於圖15中係表示2個液滴噴嘴205於水平方向(紙面之左右方向)上隔開間隔而配置之狀態，但2個液滴噴嘴205亦可接觸，亦可結合為一體。 進而，液滴噴嘴205之數量不限於2個，亦可為1個，亦可為3個以上。
液滴噴嘴205係將液體與氣體混合而生成液滴之雙流體噴嘴。液滴噴嘴205包括：處理液吐出口234，其朝向噴射區域T201吐出處理液；及氣體吐出口235，其朝向噴射區域T201吐出氣體。氣體吐出口235為環狀，且包圍處理液吐出口234。自氣體吐出口235吐出作為氣體之一例之氮氣等惰性氣體。液滴噴嘴205一面自處理液吐出口234吐出處理液一面自氣體吐出口235吐出氣體，藉此使氣體於液滴噴嘴205與基板W之間與處理液撞擊，從而生成處理液之液滴。藉此，處理液之液滴噴附至藉由自保護液噴嘴6吐出之保護液之液膜覆蓋之噴射區域T201。
以上為本發明之實施形態之說明，但本發明並不限定於上述第1及第2實施形態之內容，可於申請專利範圍內進行各種變更。
例如，於上述第1實施形態中，已說明如下情形，即，於第2覆蓋步驟中，控制裝置7一面將由旋轉夾盤2而決定之基板W之旋轉速度及保護液自保護液噴嘴6之吐出速度維持為固定，一面使液滴噴嘴5沿軌跡X1水平地移動。但是，於第2覆蓋步驟中，控制裝置7亦可一面使液滴噴嘴5沿軌跡X1水平地移動，一面使基板W之旋轉速度及/或保護液之吐出速度變化。具體而言，於第2覆蓋步驟中，控制裝置7亦可一面將 基板W之旋轉速度維持為固定，一面隨著目標位置P1靠近基板W之上表面中央部而加快保護液之吐出速度。又，於第2覆蓋步驟中，控制裝置7亦可一面將保護液之吐出速度維持為固定，一面隨著目標位置P1靠近基板W之上表面中央部而加快基板W之旋轉速度。
如上所述，供給至基板W之保護液藉由基板W之旋轉而加速。由於基板W之各位置上之圓周速度係越靠近基板W之上表面中央部(旋轉中心C1)而越小，因此若基板W之旋轉速度與保護液之吐出速度固定，則離旋轉中心C1之距離越短而保護液於基板W上之流速越低。因此，於旋轉中心C1至目標位置P1為止之距離較短之情形時，保護液進入至噴射區域T1時之進入速度降低。因此，控制裝置7亦可根據旋轉中心C1至目標位置P1為止之距離而使基板W之旋轉速度及/或保護液之吐出速度變化，藉此使保護液於基板W上之流速穩定。於該情形時，由於保護液係以固定之速度進入至噴射區域T1，故即便於旋轉中心C1至目標位置P1為止之距離較短之情形時，亦可確實地形成覆蓋噴射區域T1之保護液之液膜。因此，可抑制僅於基板W之上表面中央部產生損傷(特異損傷)。
又，於上述第1實施形態中，已說明多個噴射口32構成多行L之情形。即，已說明多個噴射口32於液滴噴嘴5之下表面5a排列為直線狀之情形。但是，多個噴射口32之配置並不 限定於直線狀。例如，亦可將多個噴射口32配置於液滴噴嘴5之下表面5a內所設置之噴射口配置區域內。於該情形時，噴射口配置區域之形狀既可為矩形，亦可為圓形。又，多個噴射口32既可以等間隔配置於該噴射口配置區域內，亦可不以等間隔而配置。
又，於上述第1實施形態中，已說明藉由一面使基板W旋轉一面使液滴噴嘴5移動而使處理液之液滴撞擊至基板W之上表面整個區域的情形。即，已說明使基板W及液滴噴嘴5該兩者移動之情形。然而，亦可僅使基板W及液滴噴嘴5中之一者移動而使處理液之液滴撞擊至基板W之上表面整個區域。具體而言，亦可以噴射區域T1通過基板W之上表面整個區域之方式，於基板W靜止之狀態下使液滴噴嘴5移動。又，亦可以噴射區域T1通過基板W之上表面整個區域之方式，於液滴噴嘴5靜止之狀態下使基板W移動。
又，於上述第1實施形態中，已說明針對1個液滴噴嘴5設置1個保護液噴嘴6之情形。然而，亦可針對1個液滴噴嘴5設置多個保護液噴嘴6。例如，亦可針對基板W之旋轉方向Dr上之液滴噴嘴5之上游側及下游側各配置1個保護液噴嘴6。於該情形時，較佳為2個保護液噴嘴6相對於液滴噴嘴5對稱地配置。
於在液滴噴嘴5之上游側及下游側配置有保護液噴嘴6之情形時，其中之一保護液噴嘴6係朝向基板W之旋轉方向Dr上 之噴射區域T1之上游側之目標位置吐出保護液，另一保護液噴嘴6係朝向基板W之旋轉方向Dr上之噴射區域T1之下游側之目標位置吐出保護液。因此，即便控制裝置7以液滴噴嘴5於俯視時自基板W之一端移動至另一端為止之方式，使液滴噴嘴5沿軌跡X1移動(全掃描)，亦可使任一目標位置始終位於噴射區域T1之上游側。藉此，無論噴射區域T1位於基板W上之哪個區域時，均可將保護液確實地供給至噴射區域T1。
又，於上述第1實施形態中，已說明軌跡X1為曲線之情形。然而，軌跡X1亦可為直線。即，軌跡X1亦可為沿旋轉夾盤2上所保持之基板W之上表面延伸，且於自垂直於基板W之上表面之垂直方向觀察時通過基板W之上表面之中心C1的直線。
又，於上述第1及第2實施形態中，已說明基板處理裝置1、201為對半導體晶圓等圓板狀基板進行處理之裝置之情形，但基板處理裝置1、201亦可為對液晶顯示裝置用玻璃基板等多角形基板進行處理之裝置。
以上雖已詳細說明本發明之實施形態，但其等僅係用以明確本發明之技術性內容之具體例，本發明不應侷限地解釋為該等具體例，本發明之範圍僅由隨附之申請專利範圍限定。
本申請案係對應於2011年3月28日提交至日本專利廳之日本專利特願2011-070495號及2012年2月10日提交至日本專 利廳之日本專利特願2012-027423號，且該等申請案之所有揭示內容係以引用之形式併入本文中。
1、201‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧旋轉夾盤(基板保持單元、旋轉單元)
3‧‧‧杯
4‧‧‧淋洗液噴嘴
5、205‧‧‧液滴噴嘴
5a‧‧‧液滴噴嘴之下表面(對向面)
6‧‧‧保護液噴嘴
7‧‧‧控制裝置(流速控制單元)
8‧‧‧旋轉台
9‧‧‧旋轉馬達
10‧‧‧淋洗液閥
11‧‧‧淋洗液供給管
12‧‧‧處理液供給管
13‧‧‧處理液供給機構
14‧‧‧排出閥
15‧‧‧處理液排出管
16‧‧‧壓電元件
17‧‧‧配線
18‧‧‧電壓施加機構
19‧‧‧噴嘴移動機構(噴嘴移動單元)
20‧‧‧噴嘴臂
21‧‧‧轉動機構(臂移動單元)
22‧‧‧升降機構
23‧‧‧保護液閥
24‧‧‧流量調整閥
25‧‧‧保護液供給管
26‧‧‧本體
27‧‧‧蓋
28‧‧‧密封件
29‧‧‧供給口
30‧‧‧排出口
31‧‧‧處理液流通道
32、32a、32b‧‧‧噴射口
33‧‧‧吐出口
234‧‧‧處理液吐出口
235‧‧‧氣體吐出口
C1‧‧‧旋轉中心
D‧‧‧距離
D1‧‧‧長度方向
D2‧‧‧吐出方向
D3‧‧‧傾斜方向
Dr‧‧‧旋轉方向
L‧‧‧行
L1、L2‧‧‧旋轉軸線
P1‧‧‧目標位置
Pc‧‧‧中心位置
Pe‧‧‧周緣位置
T1、T201‧‧‧噴射區域
W‧‧‧基板
X1‧‧‧軌跡
θ 1、θ 2‧‧‧角度
θ c‧‧‧中心角
圖1係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置之概略構成之示意圖。
圖2係本發明之第1實施形態之液滴噴嘴及與該液滴噴嘴相關之構成之平面圖。
圖3係本發明之第1實施形態之液滴噴嘴及保護液噴嘴之示意性側視圖。
圖4係本發明之第1實施形態之液滴噴嘴及保護液噴嘴之示意性平面圖。
圖5係將圖4之一部分放大而得之圖。
圖6A至6D係用以對藉由本發明之第1實施形態之基板處理裝置而進行的基板之處理例進行說明之圖。
圖7係表示吐出方向與基板之損傷數之關係之圖表。
圖8係表示俯視時自保護液噴嘴至液滴噴嘴為止之朝向吐出方向之距離與基板之損傷數之關係的圖表。
圖9係表示基板之上表面與吐出方向所呈之角度與基板之損傷數之關係之圖表。
圖10係表示保護液自保護液噴嘴之吐出速度與基板之損傷數之關係之圖表。
圖11係用以對自保護液噴嘴朝向旋轉狀態之基板吐出保護 液時之向噴射區域供給保護液之供給狀態進行說明的示意性平面圖。
圖12係用以對流向噴射區域之保護液之流速較小時之供給狀態進行說明的示意性側視圖。
圖13係用以對流向噴射區域之保護液之流速較大時之供給狀態進行說明的示意性側視圖。
圖14係表示自液滴噴嘴噴射之液滴之噴射速度與基板之損傷數之關係之圖表。
圖15係本發明之第2實施形態之液滴噴嘴及保護液噴嘴之示意性側視圖。
5‧‧‧液滴噴嘴
6‧‧‧保護液噴嘴
5a‧‧‧液滴噴嘴之下面(對向面)
12‧‧‧處理液供給管
14‧‧‧排出閥
15‧‧‧處理液排出管
16‧‧‧壓電元件
17‧‧‧配線
26‧‧‧本體
27‧‧‧蓋
28‧‧‧密封件
29‧‧‧供給口
30‧‧‧排出口
31‧‧‧處理液流通道
32‧‧‧噴射口
33‧‧‧吐出口
D1‧‧‧長度方向
D2‧‧‧吐出方向
Dr‧‧‧旋轉方向
P1‧‧‧目標位置
T1‧‧‧噴射區域
W‧‧‧基板
θ 2‧‧‧角度

Claims (20)

  1. 一種基板處理裝置，其包括：基板保持單元，其水平地保持基板；液滴噴嘴，其生成噴附至藉由上述基板保持單元保持之基板之上面內之噴射區域的處理液之液滴；及保護液噴嘴，其以使保護上述基板之保護液沿保持於上述保持單元之基板之上面流向上述噴射區域之側之方式，向上述基板之上面傾斜地吐出保護液，從而於上述噴射區域由保護液之液膜覆蓋之狀態下，使處理液之液滴撞擊至上述噴射區域。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，上述噴射區域為沿長度方向延伸之長方形狀，且上述保護液噴嘴係以使自上述保護液噴嘴吐出之保護液自俯視時相對於上述長度方向傾斜之方向進入至上述噴射區域之方式吐出保護液。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中，進而包括旋轉單元，該旋轉單元使上述基板圍繞通過上述基板之上面中央部的鉛垂之旋轉軸線旋轉，且上述保護液噴嘴係朝向由上述旋轉單元決定之上述基板之旋轉方向較上述噴射區域更上游側之目標位置吐出保護液。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，進而包括噴嘴移動單元，該噴嘴移動單元係以上述噴射區域於上述基板之上面中央部與上述基板之上面周緣部之間移動之方式，一面 將上述液滴噴嘴與上述保護液噴嘴之位置關係保持為固定，一面使上述液滴噴嘴及保護液噴嘴移動。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中，上述噴嘴移動單元包括：噴嘴臂，其保持上述液滴噴嘴及保護液噴嘴；及臂移動單元，其使上述噴嘴臂移動。
  6. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中，進而包括流速控制單元，該流速控制單元係對上述基板上之保護液流速進行控制，以使上述噴射區域無論位於上述基板之上面之任一區域時，自上述保護液噴嘴吐出之保護液均以固定之速度進入至上述噴射區域。
  7. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，其中，上述流速控制單元包括：旋轉速度控制單元，其對上述基板之旋轉速度進行控制；及吐出速度控制單元，其對保護液自上述保護液噴嘴之吐出速度進行控制。
  8. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，上述液滴噴嘴包括對向面，該對向面形成有噴射處理液之液滴之噴射口且與上述噴射區域相對向。
  9. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，上述保護液噴嘴係以1.6 m/s以上之吐出速度吐出保護液。
  10. 一種基板處理方法，其包括如下步驟：水平地保持基板之基板保持步驟；自液滴噴嘴將處理液之液滴噴附至上述所保持之基板上面 內之噴射區域的液滴供給步驟；及自保護液噴嘴向上述基板上面傾斜地吐出保護液，而於上述基板之上面形成沿上述所保持之基板上面流向上述噴射區域之側之上述保護液流，從而於上述噴射區域由上述保護液之液膜覆蓋之狀態下，使上述處理液之液滴撞擊至上述噴射區域的步驟。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板處理方法，其中，上述保護液於上述基板之上面呈三角形狀擴散。
  12. 如申請專利範圍第10項之基板處理方法，其中，上述保護液係相對於上述基板之上面以10~40度之角度自上述保護液噴嘴吐出。
  13. 如申請專利範圍第10項之基板處理方法，其中，上述噴射區域係沿長度方向延伸之長方形狀，且以自上述保護液噴嘴吐出之保護液自俯視時相對於上述長度方向傾斜之方向進入至上述噴射區域之方式，自上述保護液噴嘴吐出上述保護液。
  14. 如申請專利範圍第13項之基板處理方法，其中，上述保護液於上述基板上面通過上述噴射區域之路徑，係短於上述噴射區域之長度方向之長度。
  15. 如申請專利範圍第13項之基板處理方法，其中，上述保護液係沿俯視時相對於上述長度方向呈25~35度之方向而自上述保護液噴嘴吐出。
  16. 如申請專利範圍第10或13項之基板處理方法，其中，進而包括基板旋轉步驟，該基板旋轉步驟係使上述基板圍繞通過上述基板之上面中央部的鉛垂之旋轉軸線旋轉，且該基板處理方法中，自上述保護液噴嘴朝向上述基板之旋轉方向較上述噴射區域更上游側之目標位置吐出上述保護液。
  17. 如申請專利範圍第16項之基板處理方法，其中，進而包括噴嘴移動步驟，該噴嘴移動步驟係以上述噴射區域於上述基板之上面中央部與上述基板之上面周緣部之間移動之方式，一面將上述液滴噴嘴與上述保護液噴嘴之位置關係保持為固定，一面使上述液滴噴嘴及保護液噴嘴移動。
  18. 如申請專利範圍第17項之基板處理方法，其中，進而包括流速控制步驟，該流速控制步驟係對上述基板上之保護液流速進行控制，以使上述噴射區域無論位於上述基板上面之任一區域時，自上述保護液噴嘴吐出之保護液均以固定之速度進入至上述噴射區域。
  19. 如申請專利範圍第10項之基板處理方法，其中，上述液滴噴嘴包括對向面，該對向面形成有噴射處理液之液滴之噴射口且與上述噴射區域相對向，且自上述保護液噴嘴吐出而於上述基板上面擴散之保護液，進入至上述對向面與上述基板之上面之間。
  20. 如申請專利範圍第10項之基板處理方法，其中，以1.6 m/s以上之吐出速度自上述保護液噴嘴吐出保護液。
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