TWI595545B - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Shotaro Tsuda
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Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種處理基板的基板處理方法及基板處理裝置。在成為處理對象的基板中，例如涵蓋有半導體晶圓(wafer)、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器(plasma display)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(photo mask)用基板、陶瓷(ceramic)基板、太陽電池用基板等。
在專利文獻1中，已有揭示一種用刷子(brush)來洗淨基板之外周部的基板處理裝置。該基板處理裝置係包括：旋轉夾盤(spin chuck)，用以使基板一邊保持成水平一邊繞通過基板之中央部的鉛直之旋轉軸線而旋轉；以及刷子移動機構，用以將鼓狀的刷子按壓於由旋轉夾盤所保持的基板之外周部。刷子係在按壓於旋轉中的基板之下表面外周部之後，按壓於旋轉中的基板之上表面外周部。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2007-273612號公報。
在專利文獻1的基板處理裝置中，由於刷子被按壓於 基板的外周部(所謂的斜面(bevel)部)，所以可以物理性地去除已附著於基板之外周部的異物。然而，在專利文獻1的構成中，無法物理性地洗淨基板的上表面。
本發明人等業已檢討：一邊使刷子接觸旋轉中的基板之外周部，一邊使複數個液滴撞擊基板的上表面，藉此不僅能物理性地洗淨基板的外周部，亦能物理性地洗淨基板的上表面。在此情況下，由於能同時洗淨基板的外周部與基板的上表面，所以可以一邊提高基板的潔淨度，一邊縮短基板的洗淨時間。然而，本發明人等已發現此只是同時洗淨基板的外周部及上表面，而恐有無法充分地提高潔淨度之虞。
於是，本發明的目的之一係在於一邊抑制基板之洗淨時間的增加，一邊提高基板的潔淨度。
本發明之一實施形態提供一種基板處理方法，其包括：基板旋轉步驟，其使基板一邊保持成水平一邊繞通過前述基板的鉛直之旋轉軸線而旋轉；下側刷洗(scrub cleaning)步驟，其與前述基板旋轉步驟同時進行，並使刷子接觸前述基板的下表面傾斜部；中央側噴洗(spray cleaning)步驟，其與前述下側刷洗步驟同時進行，並一邊使複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中央與前述基板的中間之間移動；上側刷洗步驟，其在前述下側刷洗步驟之後，與前述基板旋轉步驟同時進行，並使前述刷子接觸前述基板的 上表面傾斜部；以及外周側噴洗步驟，其與前述上側刷洗步驟同時進行，並一邊使複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中間與前述基板的外周之間移動。
依據該方法，刷子會接觸旋轉中的基板之下表面傾斜部。藉此，刷子就能摩擦基板的下表面之全周。微粒子(particle)等的異物則能藉由來自刷子的物理性力量從基板剝離。複數個液滴係與基板的下表面傾斜部之洗淨同時進行，並撞擊從基板的中央至基板的中間之間的基板之上表面內的區域。微粒子等的異物係能藉由液滴之撞擊所致的物理性力量從基板剝離。
在基板的下表面傾斜部被洗淨之後，刷子會接觸旋轉中的基板之上表面傾斜部。藉此，刷子就能摩擦基板的上表面之全周。複數個液滴係與基板的上表面傾斜部之洗淨同時進行，並撞擊從基板的中間至基板的外周之間的基板之上表面內的區域。如此，由於是與基板的外周部之物理性地洗淨同時進行，並物理性地洗淨基板的上表面，所以可以一邊抑制洗淨時間的增加，一邊提高基板的潔淨度。
在刷子接觸旋轉中的基板之下表面傾斜部時，微粒子或液滴等的飛散物將在基板的下方從刷子朝向基板的旋轉軸線之方向往下方飛散(參照圖6)。由於此等的飛散物係朝向遠離基板的方向飛散，所以不易附著於基板。另一方面，在刷子接觸旋轉中的基板之上表面傾斜部時，從刷子飛散後的飛散物容易掉落在基板的上表面(參照圖7)。因此，飛 散物容易附著於基板的上表面，尤其是容易附著於基板的上表面外周部。
飛散物容易掉落的區域，換句話說，從基板的中間至基板的外周之間的基板之上表面內的區域係能在刷子接觸基板的上表面傾斜部時，由複數個液滴所洗淨。因此，可以立即去除已附著於基板之上表面的飛散物。如此，由於不僅是已附著於基板之上表面外周部的異物，就連已從刷子飛散至基板之上表面外周部的飛散物亦可以由複數個液滴所去除，所以可以進而提高基板的潔淨度。
在本實施形態中，以下的至少一個特徵亦可追加於前述基板處理方法中。
前述中央側噴洗步驟及外周側噴洗步驟皆是使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置移動達至前述基板的外周側。前述中央側噴洗步驟係指進行使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置從前述基板的中央移動至前述基板的中間之步驟一次以上的步驟。同樣地，前述外周側噴洗步驟係指進行使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置從前述基板的中間移動至前述基板的外周之步驟一次以上的步驟。
依據該方法，由於複數個液滴相對於基板之上表面之撞擊位置移動達至基板的外周側，所以會產生使基板上的異物往外方移動之力。因此，就能促使基板上的異物沿著基板的上表面往外方移動。藉此，可以有效率地將異物從基板去除，且可以進而提高基板的潔淨度。
前述基板處理方法係進而包含：上沖洗液供給步驟，其與前述中央側噴洗步驟及外周側噴洗步驟同時進行，並朝向前述基板的上表面中央部噴出沖洗液。
依據該方法，能朝向旋轉中的基板之上表面中央部噴出沖洗液。已附著於基板之上表面的沖洗液係沿著基板的上表面往外方流動。藉由液滴之撞擊而從基板的上表面剝離後的異物係能藉由往外方流動的沖洗液促使其往外方移動。因此，可以有效率地將異物從基板去除，且可以進而提高基板的潔淨度。
前述外周側噴洗步驟為在前述基板的上表面與前述刷子所接觸的區域之內側使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中間與前述基板的外周之間移動的步驟。
依據該方法，複數個液滴相對於基板之上表面之撞擊位置就會在基板的上表面與刷子所接觸的區域之內側移動。換句話說，刷洗(藉由刷子所進行的洗淨)和噴洗(藉由液滴之撞擊所進行的洗淨)係能在基板的各別區域進行。如此，由於不在基板的相同區域進行刷洗及噴洗，所以可以縮短基板的洗淨時間。
本發明之另一實施形態提供一種基板處理裝置，其包括：基板保持單元，用以使基板一邊保持成水平一邊繞通過前述基板的鉛直之旋轉軸線而旋轉；刷子，其被按壓於前述基板；刷子移動機構，用以使前述刷子移動至包括下接觸位置及上接觸位置的複數個位置，該下接觸位置係 指前述刷子接觸前述基板的下表面傾斜部之位置，該上接觸位置係指前述刷子接觸前述基板的上表面傾斜部之位置；噴霧噴嘴(spray nozzle)，用以形成撞擊前述基板的上表面的複數個液滴；噴嘴移動機構，其使前述噴霧噴嘴移動，藉此使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中央與前述基板的外周之間移動；以及控制裝置，用以控制前述基板保持單元、刷子移動機構及噴嘴移動機構。
前述控制裝置係執行：基板旋轉步驟，其使前述基板保持單元將前述基板保持成水平，且繞前述旋轉軸線而旋轉；下側刷洗步驟，其與前述基板旋轉步驟同時進行，並使前述刷子移動機構將前述刷子接觸前述基板的下表面傾斜部；中央側噴洗步驟，其與前述下側刷洗步驟同時進行，並使前述噴嘴移動機構一邊將複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊將複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中央與前述基板的中間之間移動；上側刷洗步驟，其在前述下側刷洗步驟之後，與前述基板旋轉步驟同時進行，並使前述刷子移動機構將前述刷子接觸前述基板的上表面傾斜部；以及外周側噴洗步驟，其與前述上側刷洗步驟同時進行，並使前述噴嘴移動機構一邊將複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊將複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中間與前述基板的外周之間移動。依據該構成，可以達成前述的功效。
在本實施形態中，以下的至少一個特徵亦可追加於前述基板處理裝置中。
前述控制裝置係在前述中央側噴洗步驟及外周側噴洗步驟的各個步驟中，使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置移動達至前述基板的外周側移動。依據該構成，可以達成前述的功效。
前述基板處理裝置係進而包括：上表面噴嘴，用以朝向前述基板的上表面中央部噴出沖洗液；前述控制裝置係進而執行：上沖洗液供給步驟，其與前述中央側噴洗步驟及外周側噴洗步驟同時進行，並使前述上表面噴嘴朝向前述基板的上表面中央部噴出沖洗液。依據該構成，可以達成前述的功效。
前述控制裝置係在前述外周側噴洗步驟中，使前述噴嘴移動機構在前述基板的上表面與前述刷子所接觸的區域之內側，將複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中間與前述基板的外周之間移動。依據該構成，可以達成前述的功效。
本發明中之前述的、或進而其他的目的、特徵及功效，係能參照所附圖式並依據以下所述的實施形態之說明而明瞭。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制裝置
4‧‧‧腔室
5‧‧‧旋轉夾盤
6‧‧‧旋轉基座
7‧‧‧旋轉馬達
8‧‧‧吸引裝置
11‧‧‧上表面噴嘴
12‧‧‧上表面配管
13‧‧‧上表面閥
14‧‧‧下表面噴嘴
15‧‧‧下表面配管
16‧‧‧下表面閥
17‧‧‧噴霧噴嘴
18‧‧‧液體配管
19‧‧‧液體閥
21‧‧‧氣體閥
22‧‧‧覆蓋沖洗液噴嘴
23‧‧‧覆蓋沖洗液配管
24‧‧‧覆蓋沖洗液閥
25‧‧‧噴嘴移動機構
26‧‧‧噴嘴臂
27‧‧‧噴嘴水平驅動機構
31‧‧‧刷子
32‧‧‧上洗淨面
33‧‧‧下洗淨面
34‧‧‧刷子保持具
35‧‧‧保持具安裝部
36‧‧‧支承軸
37‧‧‧刷子臂
38‧‧‧刷子移動機構
39‧‧‧刷子水平驅動機構
40‧‧‧刷子鉛直驅動機構
41‧‧‧刷子自轉機構
42‧‧‧容器
43‧‧‧洗淨液噴嘴
A1‧‧‧旋轉軸線
A2‧‧‧噴嘴轉動軸線
A3‧‧‧刷子轉動軸線
Dr‧‧‧旋轉方向
P1‧‧‧撞擊位置
P2‧‧‧液體附著位置
W‧‧‧基板
W1‧‧‧洗淨寬度
圖1係水平觀察本發明之一實施形態的基板處理裝置中所備置的處理單元之內部的示意圖。
圖2係處理單元之示意性的俯視圖。
圖3係水平觀察被按壓於基板之外周部的刷子之示意圖。
圖4係用以說明基板之外周部的放大圖。
圖5係用以說明藉由處理單元所進行的基板之處理之一例的時序圖。
圖6係用以說明基板之處理中的刷子及噴霧噴嘴之位置的示意圖。
圖7係用以說明基板之處理中的刷子及噴霧噴嘴之位置的示意圖。
圖1係水平觀察本發明之一實施形態的基板處理裝置1中所備置的處理單元2之內部的示意圖。圖2係處理單元2之示意性的俯視圖。圖3係水平觀察被按壓於基板W之外周部的刷子31之示意圖。
如圖1所示，基板處理裝置1係指噴洗及刷洗半導體晶圓等圓板狀的基板W之上表面及外周部的裝置。基板處理裝置1係包括：葉片式之處理單元2，用以逐片處理基板W；搬運機器人(未圖示)，用以將基板W搬運至處理單元2；以及控制裝置3，用以控制基板處理裝置1。控制裝置3係指包括運算部和記憶部的電腦(computer)。
處理單元2係包括：箱形的腔室(chamber)4，其具有內部空間；旋轉夾盤5，其在腔室4內使一片基板W一邊保持成水平一邊繞通過基板W之中央部的鉛直之旋轉軸線A1而旋轉；以及筒狀之杯體(cup)(未圖示)，用以接住從由 旋轉夾盤5所保持的基板W排出後的處理液。旋轉夾盤5為基板保持單元之一例。
旋轉夾盤5係包括：圓板狀的旋轉基座(spin base)6，其外徑比基板W更小；以及吸引裝置8，用以使其在旋轉基座6之上表面所開口的吸引口吸附基板W的下表面(背面)，藉此使旋轉基座6將基板W保持成水平。旋轉夾盤5係進而包括：旋轉馬達7，用以使基板W及旋轉基座6朝向作為繞旋轉軸線A1之方向的旋轉方向Dr而旋轉。
處理單元2係包括：上表面噴嘴11，用以朝向由旋轉夾盤5所保持的基板W之上表面中央部噴出處理液；以及下表面噴嘴14，用以朝向由旋轉夾盤5所保持的基板W之下表面內之旋轉基座6周圍的位置噴出處理液。上表面噴嘴11係連接於夾設有上表面閥13的上表面配管12。下表面噴嘴14係連接於夾設有下表面閥16的下表面配管15。
當上表面閥13被開啟時，處理液就從上表面噴嘴11噴出，且供給至基板W的上表面。同樣地，當下表面閥16被開啟時，處理液就從下表面噴嘴14噴出，且供給至基板W的下表面。供給至上表面噴嘴11及下表面噴嘴14的處理液係指作為沖洗液之一例的純水(去離子水)。沖洗液並不限於純水，亦可為碳酸水、離子水、臭氧水、還原水(氫水)或機能水(磁性水等)。處理液並不限於沖洗液，亦可為氨水(ammonia water)或氨水與過氧化氫水之混合液等的藥液。互為不同種類的處理液亦可供給至上表面噴嘴11及下表面噴嘴14。
處理單元2係包括：噴霧噴嘴17，用以使複數個液滴撞擊由旋轉夾盤5所保持的基板W之上表面；覆蓋沖洗液噴嘴22，其形成用以覆蓋複數個液滴所撞擊的基板W之上表面內的撞擊位置P1(參照圖2)之液膜；以及噴嘴移動機構25，用以使噴霧噴嘴17及覆蓋沖洗液噴嘴22移動。
噴霧噴嘴17係指在其內部或外部使液體和氣體撞擊，藉此生成朝向基板W之上表面往下方飛散的複數個液滴的雙流體噴嘴(two fluid nozzle)。雙流體噴嘴係包括：液體噴出口，用以朝向基板W的上表面噴出液體；以及氣體噴出口，用以噴出與從液體噴出口噴出後的液體撞擊的氣體。噴霧噴嘴17亦可藉由從複數個孔同時噴射液體而生成複數個液滴。藉由噴霧噴嘴17所生成的複數個液滴係撞擊基板W之上表面內的撞擊位置P1。撞擊位置P1例如是以俯視觀察由噴霧噴嘴17所覆蓋的基板W之上表面內的區域。
在噴霧噴嘴17為雙流體噴嘴的情況下，噴霧噴嘴17係連接於：夾設有液體閥19的液體配管18、以及夾設有氣體閥21的氣體配管20。當液體閥19及氣體閥21被開啟時，液體及氣體就供給至噴霧噴嘴17，且生成朝向基板W之上表面往下方飛散的複數個液滴。供給至噴霧噴嘴17的液體為純水，供給至噴霧噴嘴17的氣體為氮氣。供給至噴霧噴嘴17的液體亦可為純水以外的處理液。供給至噴霧噴嘴17的氣體亦可為氮氣以外的惰性氣體。
覆蓋沖洗液噴嘴22係連接於夾設有覆蓋沖洗液閥24 的覆蓋沖洗液配管23。當覆蓋沖洗液閥24被開啟時，覆蓋沖洗液就從覆蓋沖洗液噴嘴22噴出，且供給至基板W的上表面。覆蓋沖洗液為純水。覆蓋沖洗液亦可為純水以外的處理液。覆蓋沖洗液噴嘴22係朝向基板W之上表面內的液體附著位置P2(參照圖2)噴出覆蓋沖洗液。已附著於液體附著位置P2的覆蓋沖洗液係形成用以覆蓋液體附著位置P2之比基板W還小的液膜。已形成於旋轉中的基板W上的液膜係朝向基板W的旋轉方向Dr移動。就基板W的旋轉方向Dr而言，液體附著位置P2係指撞擊位置P1之上游的位置。
噴嘴移動機構25係包括：噴嘴臂(nozzle arm)26，其在前端部安裝有噴霧噴嘴17及覆蓋沖洗液噴嘴22；以及噴嘴水平驅動機構27，其沿著噴嘴臂26之前端部以俯視觀察通過基板W之中央部的路徑而使噴嘴臂26水平地移動。噴嘴水平驅動機構27係使噴嘴臂26繞位於旋轉夾盤5及杯體之周圍的鉛直之噴嘴轉動軸線A2而水平地轉動。
如圖2所示，噴嘴水平驅動機構27係使噴嘴臂26水平地轉動，藉此使噴霧噴嘴17及覆蓋沖洗液噴嘴22水平地移動。噴嘴水平驅動機構27係使噴霧噴嘴17及覆蓋沖洗液噴嘴22在處理位置與待機位置之間水平地移動，該處理位置係指噴霧噴嘴17及覆蓋沖洗液噴嘴22位於基板W之上方的位置，該待機位置係指噴霧噴嘴17及覆蓋沖洗液噴嘴22以俯視觀察位於旋轉夾盤5及杯體之周圍的位置。
由於噴霧噴嘴17及覆蓋沖洗液噴嘴22是由相同的噴 嘴臂26所保持，所以液體附著位置P2及撞擊位置P1係鄰近基板W的旋轉方向Dr。就基板W的旋轉方向Dr而言，液體附著位置P2係指撞擊位置P1之上游的位置。當覆蓋沖洗液噴嘴22正噴出覆蓋沖洗液時，當噴霧噴嘴17生成複數個液滴，複數個液滴就會撞擊由覆蓋沖洗液之液膜所覆蓋的撞擊位置P1。藉此，由於能藉由液滴之撞擊來緩和施加於基板W的衝擊，所以能抑制或防止圖案(pattern)崩塌之發生。
如圖1所示，處理單元2係包括：刷子31，其按壓於基板W之外周部；刷子臂37，用以保持刷子31；以及刷子移動機構38，其藉由使刷子臂37移動來使刷子31移動。處理單元2亦可將刷子自轉機構41備置於刷子臂37內，該刷子自轉機構41係使刷子31繞刷子31相對於刷子臂37呈鉛直之中心線而旋轉。
刷子31係由已配置於刷子31之上方的刷子保持具34所保持。刷子保持具34係安裝於配置在刷子保持具34之上方的保持具安裝部35。保持具安裝部35係由從保持具安裝部35往上方延伸的支承軸36所支承。支承軸36係從刷子臂37往下方突出。在刷子自轉機構41備置於刷子臂37內的情況下，刷子自轉機構41係藉由使支承軸36繞其中心線而旋轉來使刷子31自轉。
如圖3所示，刷子31為由PVA(聚乙烯醇(polyvinyl alcohol))等之合成樹脂所製作成之能夠彈性變形的海綿刷(sponge brush)。鼓狀的刷子31係包括：圓錐梯形狀的上洗 淨面32，其隨著接近其下端而變細；以及圓錐梯形狀的下洗淨面33，其隨著接近其上端而變細。上洗淨面32及下洗淨面33係在上洗淨面32的下端及下洗淨面33的上端結合，且就通過兩者之結合部的水平面而言具有彼此對稱的形狀。錐面(taper)狀的上洗淨面32及下洗淨面33係形成朝向刷子31的鉛直之中心線方向凹漥的剖面V字狀之環狀的凹槽。
如圖1所示，刷子移動機構38係包括：刷子水平驅動機構39，用以使刷子臂37水平地移動；以及刷子鉛直驅動機構40，用以使刷子臂37鉛直地移動。圖2係顯示刷子水平驅動機構39為使刷子臂37繞位於旋轉夾盤5及杯體之周圍的鉛直之刷子轉動軸線A3而轉動之刷子迴旋機構的例子。刷子水平驅動機構39亦可為使刷子臂37水平地平行移動之刷子滑動機構。
刷子移動機構38係藉由使刷子臂37移動來使刷子移動至複數個位置。複數個位置係包括：刷子31之上洗淨面32被按壓於基板W之外周部的上洗淨位置；刷子31之下洗淨面33被按壓於基板W之外周部的下洗淨位置；以及刷子31以俯視觀察位於旋轉夾盤5及杯體之周圍的待機位置。複數個位置係進而包括：刷子31之上洗淨面32與基板W之外周部水平地對向的上鄰近位置；以及刷子31之下洗淨面33與基板W之外周部水平地對向的下鄰近位置。
處理單元2係包括：筒狀的容器(pot)42，用以收容位 於待機位置的刷子31；以及洗淨液噴嘴43，用以在容器42內噴出作為洗淨液之一例的純水。當刷子移動機構38使刷子31移動至待機位置時，刷子31就收容於容器42內。已附著於刷子31之微粒子等的異物係能藉由從洗淨液噴嘴43所噴出的純水來去除。又，位於待機位置的刷子31係能藉由從洗淨液噴嘴43所噴出的純水而維持在濕潤狀態。
圖4係用以說明基板W之外周部的放大圖。基板W之上表面係包括：水平且平坦的圓形之上表面平坦部；以及從上表面平坦部之外端斜下往外方延伸的環狀之上表面傾斜部。同樣地，基板W之下表面係包括：水平且平坦的圓形之下表面平坦部；以及從下表面平坦部之外端斜上往外方延伸的環狀之下表面傾斜部。上表面傾斜部及下表面傾斜部係傾斜於上表面平坦部及下表面平坦部。基板W的環狀之前端係從上表面傾斜部之外端朝向下表面傾斜部之外端延伸。
基板W的外周部(所謂的斜面部)係指包括上表面傾斜部、前端及下表面傾斜部的部分。圖4係顯示基板W的外周部為剖面拋物線狀之例。基板W的外周部並不限於剖面拋物線狀，亦可為剖面梯形狀。換句話說，上表面傾斜部、前端及下表面傾斜部的各個並不限於剖面圓弧狀，亦可為剖面直線狀。在基板W的上表面為相當於元件(device)形成面的表面之情況下，上表面平坦部之一部分就相當於元件形成區域。非元件形成區域係指基板W之上表面內的元 件形成區域之周圍的環狀之區域。
當刷子31配置於上洗淨位置(圖7所示的位置)時，刷子31的上洗淨面32就被按壓於基板W的外周部，且基板W的外周部會陷入刷子31。藉此，基板W的前端及上表面傾斜部就會接觸刷子31。同樣地，當刷子31配置於下洗淨位置(圖6所示的位置)時，刷子31的下洗淨面33就被按壓於基板W的外周部，且基板W的外周部會陷入刷子31。藉此，基板W的前端及下表面傾斜部就會接觸刷子31。
當刷子31被按壓於旋轉中的基板W之外周部時，刷子31就能摩擦基板W的全周。洗淨寬度W1(參照圖3)係意指從基板W的前端至刷子31與基板W所接觸的環狀之區域之內周緣為止的水平方向之距離。洗淨寬度W1例如是超過0的5mm以下之值。洗淨寬度W1係按照刷子31對基板W的按壓力(或按壓量)而變化。藉由刷子31對基板W的按壓力，基板W之上表面平坦部及下表面平坦部的外周部亦會接觸刷子31。基板W之上表面平坦部的外周部係指非元件形成區域。
控制裝置3係基於顯示基板W之處理條件及處理順序的配方(recipe)而控制基板處理裝置1，藉此使基板處理裝置1以配方所指定的處理條件來處理基板W。洗淨寬度W1係由配方所指定。如以下說明般，控制裝置3係基於配方來控制刷子水平驅動機構39及刷子鉛直驅動機構40的至少一方，藉此調整刷子31對基板W的按壓力或按壓量。 藉此，能以由配方所指定的洗淨寬度W1來刷洗基板W的外周部。
圖5係用以說明藉由處理單元2所進行的基板W之處理之一例的時序圖。
在圖5中，雖然描述沖洗液的噴出是與基板W的旋轉同時開始，但是沖洗液的噴出亦可在基板W的旋轉開始之前或之後才開始。有關其他的動作亦為同樣。以下的各動作係藉由控制裝置3控制基板處理裝置1所執行。所處理的基板W既可為圖案已在表面露出的基板W，又可為圖案並未露出的基板W。
在藉由處理單元2來處理基板W時，搬運機器人(未圖示)係將機械手上的基板W搬入腔室4內，且將表面已向上的基板W置放於旋轉基座6之上方。之後，旋轉夾盤5的吸引裝置8係使旋轉基座6上的基板W吸附於旋轉基座6。接著，旋轉馬達7係使基板W及旋轉基座6開始旋轉(時刻T1)。藉此，基板W就以洗淨速度(例如100rpm至300rpm)來旋轉。之後，上表面閥13及下表面閥16被開啟，上表面噴嘴11及下表面噴嘴14噴出純水。藉此，開始對基板W之上表面及下表面供給純水(時刻T1)。
其次，刷子移動機構38使刷子31從待機位置移動至下鄰近位置。藉此，刷子31的下洗淨面33就與基板W的外周部水平地對向。之後，刷子移動機構38係使刷子31朝向基板W的外周部方向水平地移動，藉此使刷子31從下鄰近位置移動至下接觸位置。藉此，刷子31的下洗淨面 33就被按壓於基板W的外周部(時刻T2)。在刷子31的下洗淨面33被按壓於基板W的外周部之期間，刷子31既可朝向正轉方向或反轉方向旋轉驅動，又可固定於刷子31的旋轉方向。
當刷子31的下洗淨面33被按壓於基板W的外周部時，基板W的外周部就會陷入下洗淨面33，且基板W的前端及下表面傾斜部會接觸刷子31。此時，基板W之下表面平坦部的外周部亦會接觸刷子31。刷子31係能藉由基板W的旋轉而摩擦基板W的全周。因此，已附著於基板W之下表面傾斜部等的微粒子係能藉由來自刷子31的物理性力量而剝離。已被剝離的微粒子係能藉由從下表面噴嘴14供給至基板W之下表面的純水所沖出。藉此，能洗淨基板W的下表面傾斜部等。
另一方面，噴嘴移動機構25係使位於待機位置的噴霧噴嘴17及覆蓋沖洗液噴嘴22移動至噴霧噴嘴17與基板W之上表面中央部對向的中央位置。之後，覆蓋沖洗液閥24被開啟，而覆蓋沖洗液噴嘴22噴出純水(時刻T2)。再者，氣體閥21及液體閥19被開啟，而噴霧噴嘴17朝向基板W的上表面中央部噴射複數個液滴(時刻T2)。
從噴霧噴嘴17噴射出的複數個液滴係撞擊由從覆蓋沖洗液噴嘴22噴出的純水之液膜所覆蓋的基板W之上表面。因此，已附著於基板W之上表面的微粒子係能藉由液滴之撞擊所致的物理性力量而剝離。已被剝離的微粒子係能藉由已從覆蓋沖洗液噴嘴22供給至基板W之上表面的 純水所沖出。
噴嘴移動機構25係在刷子31的下洗淨面33被按壓於基板W的外周部時，使噴霧噴嘴17水平地移動，藉此使複數個液滴相對於基板W之上表面之撞擊位置從基板W的中央朝向基板W的中間之方向移動(時刻T2至時刻T3)。基板W的中間例如是指從基板W的中央至基板W的中間為止之半徑方向的距離成為基板W的半徑之2/3的位置。基板W的中間既可為將基板W的半徑二等分的位置，又可為偏靠基板W的中央或外周的位置。或是，亦可以從基板W的中央至基板W的中間為止的圓形之區域的面積與從基板W的中間至基板W的外周為止的環狀之區域的面積一致或大概一致之方式，設定基板W的中間。
當複數個液滴相對於基板W之上表面之撞擊位置到達基板W的中間時(時刻T3)，噴嘴移動機構25就使噴霧噴嘴17的移動暫時停止。在此狀態下，刷子移動機構38係使刷子31從下接觸位置鉛直地下降至上接觸位置。藉此，刷子31的下洗淨面33就遠離基板W的外周部，且刷子31的上洗淨面32被按壓於基板W的外周部(時刻T3)。在刷子31的上洗淨面32被按壓於基板W的外周部之期間，刷子31既可朝向正轉方向或反轉方向旋轉驅動，又可固定於刷子31的旋轉方向。
當刷子31的上洗淨面32被按壓於基板W的外周部時，基板W的外周部就陷入上洗淨面32，且基板W的前端及上表面傾斜部會接觸刷子31。此時，基板W之上表面平坦 部的外周部亦接觸刷子31。刷子31係能藉由基板W的旋轉而摩擦基板W的全周。因此，已附著於基板W之上表面傾斜部等的微粒子係能藉由來自刷子31的物理性力量而剝離。已被剝離的微粒子係能藉由已從上表面噴嘴11供給至基板W之上表面的純水所沖出。藉此，就能洗淨基板W的上表面傾斜部等。
當刷子31移動至上接觸位置時，噴嘴移動機構25係使噴霧噴嘴17及覆蓋沖洗液噴嘴22水平地移動，藉此使複數個液滴相對於基板W之上表面之撞擊位置從基板W的中間朝向基板W的外周之方向移動(時刻T3至時刻T4)。當噴霧噴嘴17到達與基板W之上表面外周部對向的外周位置時(時刻T4)，氣體閥21及液體閥19就被閉合，而停止來自噴霧噴嘴17的液滴之噴射。再者，覆蓋沖洗液閥24被閉合，而停止來自覆蓋沖洗液噴嘴22之純水的噴出(時刻T4)。外周位置例如是指複數個液滴相對於基板W之上表面之撞擊位置位於基板W的上表面與刷子31所接觸的環狀之區域之前方(例如1mm至5mm的前方)的位置。噴嘴移動機構25係在液滴之噴射被停止之後，使噴霧噴嘴17及覆蓋沖洗液噴嘴22從外周位置移動至待機位置。
當噴霧噴嘴17到達外周位置時，刷子移動機構38係使刷子31從上接觸位置水平地移動至上鄰近位置。藉此，刷子31就遠離基板W(時刻T4)。刷子移動機構38係在來自噴霧噴嘴17的液滴之噴射被停止的同時，既可使刷子31移動至上鄰近位置，又可在液滴之噴射被停止之前或 之後使刷子31移動至上鄰近位置。在刷子31移動至上鄰近位置之後，刷子移動機構38係使刷子31從上鄰近位置移動至待機位置。
上表面閥13及下表面閥16係在液滴之噴射被停止，且刷子31已遠離基板W之後被閉合。藉此，就能停止來自上表面噴嘴11及下表面噴嘴14的純水之噴出(時刻T5)。之後，旋轉馬達7使基板W朝向旋轉方向Dr加速，且以比洗淨速度更高速的乾燥速度(例如，數千rpm)使基板W旋轉(時刻T5至時刻T6)。藉此，已附著於基板W的純水就能朝向基板W的周圍甩開，而使基板W乾燥。
當基板W開始高速旋轉之後經過指定時間時，旋轉馬達7就使基板W的旋轉停止(時刻T6)。之後，旋轉夾盤5的吸引裝置8解除基板W對旋轉基座6的吸附。接著，搬運機器人(未圖示)用機械手將旋轉基座6上的基板W往上舉起，且將基板W與機械手一起從腔室4搬出。藉此，處理完成的基板W就能從腔室4搬出。
圖6及圖7係用以說明基板W之處理中的刷子31及噴霧噴嘴17之位置的示意圖。
如圖6所示，在刷子31的下洗淨面33被按壓於旋轉中的基板W之外周部時，微粒子或液滴等的飛散物將在基板W的下方從刷子31朝向旋轉軸線A1之方向往下方飛散。由於此等的飛散物係朝向遠離基板W的方向飛散，所以不易附著於基板W。另一方面，如圖7所示，在刷子31的上洗淨面32被按壓於旋轉中的基板W之外周部時，飛散物 將在基板W之上方從刷子31朝向旋轉軸線A1之方向往上方飛散。已飛散至上方的飛散物係掉落在基板W上。因此，飛散物容易附著於基板W的上表面，尤其是容易附著於基板W的上表面外周部。
如前述般，在刷子31的上洗淨面32被按壓於旋轉中的基板W之外周部時，噴霧噴嘴17係朝向基板W的上表面外周部、換句話說是朝向來自刷子31之飛散物容易掉落的區域噴射複數個液滴。因此，即便來自刷子31的飛散物已附著於基板W的上表面，該飛散物亦會藉由液滴之撞擊而立即被剝離。當飛散物附著於基板W的附著時間變長時，就有飛散物黏著固定於基板W而難以脫落的傾向。從而，藉由立即使液滴撞擊已附著於基板W之上表面的飛散物，就可以確實地去除該飛散物。
如上所述，在本實施形態中，係使刷子31接觸旋轉中的基板W之下表面傾斜部。藉此，刷子31能摩擦基板W之下表面的全周。微粒子等的異物係能藉由來自刷子31的物理性力量從基板W剝離。複數個液滴係與基板W之下表面傾斜部的洗淨同時進行，並撞擊從基板W的中央至基板W的中間之間的基板W之上表面內的區域。微粒子等的異物係能藉由液滴之撞擊所致的物理性力量從基板W剝離。
在基板W的下表面傾斜部被洗淨之後，刷子31會接觸旋轉中的基板W之上表面傾斜部。藉此，刷子31能摩擦基板W之上表面的全周。複數個液滴係與基板W之上 表面傾斜部的洗淨同時進行，並撞擊從基板W的中間至基板W的外周之間的基板W之上表面內的區域。如此，由於是與基板W之外周部的物理性地洗淨同時進行，並物理性地洗淨基板W的上表面，所以可以一邊抑制洗淨時間的增加，一邊提高基板W的潔淨度。
再者，飛散物容易掉落的區域、換句話說是從基板W的中間至基板W的外周之間的基板W之上表面內的區域係在刷子31接觸基板W的上表面傾斜部時，能由複數個液滴所洗淨。因此，可以立即去除已附著於基板W之上表面的飛散物。如此，由於不僅是已附著基板W之上表面外周部的異物，就連已從刷子31飛散至基板W之上表面外周部的飛散物都可以由複數個液滴所去除，所以可以進而提高基板W的潔淨度。
依據本實施形態，複數個液滴相對於基板W之上表面之撞擊位置會從基板W的中央移動至基板W的中間，且從基板W的中間移動至基板W的外周。如此，由於撞擊位置移動達至基板W的外周側，所以會產生使基板W上的異物往外方移動之力。因此，就能促使基板W上的異物沿著基板W的上表面往外方移動。藉此，可以有效率地將異物從基板W去除，且可以進而提高基板W的潔淨度。
依據本實施形態，在噴霧噴嘴17朝向基板W的上表面噴射複數個液滴時，上表面噴嘴11會朝向基板W的上表面中央部噴出沖洗液。已附著於基板W之上表面的沖洗液係沿著基板W的上表面往外方流動。已藉由液滴之撞擊 而從基板W之上表面剝離的異物係能藉由往外方流動的沖洗液促使其往外方移動。因此，可以有效率地將異物從基板W去除，且可以進而提高基板W的潔淨度。
依據本實施形態，複數個液滴相對於基板W之上表面之撞擊位置會在基板W的上表面與刷子31所接觸的區域之內側移動。換句話說，刷洗(藉由刷子31所進行的洗淨)和噴洗(藉由液滴之撞擊所進行的洗淨)係能在基板W的各別區域進行。如此，由於不在基板W的相同區域執行刷洗及噴洗，所以可以縮短基板W的洗淨時間。
[其他實施形態]
本發明並非被限定於前述的實施形態之內容，而是能夠在本發明的範圍內進行各種的變更。
例如，刷子31並不限於海綿刷，亦可為具備合成樹脂製之複數個纖維的刷子。
雖然已針對使複數個液滴相對於基板W之上表面之撞擊位置移動達至基板W的外周側的情況加以說明，但是亦可使撞擊位置朝向基板W的中央側及外周側之雙方移動。
雖然已針對在遍及於噴霧噴嘴17噴射複數個液滴的全部期間使上表面噴嘴11及下表面噴嘴14噴出純水的情況加以說明，但是亦可在噴霧噴嘴17噴射複數個液滴的期間之一部分，使上表面噴嘴11及下表面噴嘴14之至少一方停止純水之噴出。例如，亦可在複數個液滴相對於基板W之上表面之撞擊位置正位於基板W的中間與基板W的 外周之間的期間，使上表面噴嘴11及下表面噴嘴14之至少一方停止純水之噴出。
雖然已針對在遍及於噴霧噴嘴17噴射複數個液滴的全部期間使覆蓋沖洗液噴嘴22噴出純水的情況加以說明，但是亦可在噴霧噴嘴17噴射複數個液滴的期間之一部分，使覆蓋沖洗液噴嘴22停止純水之噴出。例如，亦可在複數個液滴相對於基板W之上表面之撞擊位置正位於基板W的中間與基板W的外周之間的期間，使覆蓋沖洗液噴嘴22停止純水之噴出。又，亦可省略覆蓋沖洗液噴嘴22。
雖然已針對進行刷洗的刷洗區域與進行噴洗的噴洗區域不重疊的情況加以說明，但是刷洗區域與噴洗區域亦可局部重疊。例如，亦可使噴霧噴嘴17移動，直至複數個液滴相對於基板W之上表面之撞擊位置到達基板W的前端為止。
雖然已針對在使刷子31從下接觸位置移動至上接觸位置時，使噴霧噴嘴17的移動暫時停止的情況加以說明，但是亦可一邊使噴霧噴嘴17移動，一邊使刷子31從下接觸位置移動至上接觸位置。
在圖5中，雖然顯示複數個液滴相對於基板W之上表面之撞擊位置的移動速度為固定，但是撞擊位置的移動速度亦可非為固定。
亦可組合前述的全部構成之二個以上。亦可組合前述的全部步驟之二個以上。
本案係對應2015年9月28日於日本特許廳所提出申 請的特願2015-189833號，本案的全部揭示係通過引用而編入於此。
雖然已針對本發明之實施形態加以詳細說明，但是此等只不過是為了使本發明之技術內容更明確而所用的具體例，本發明不應被解釋為限定於此等的具體例，本發明的精神及範圍係僅受所附的申請專利範圍所限定。

Claims (8)

  1. 一種基板處理方法，包括：基板旋轉步驟，其使基板一邊保持成水平一邊繞通過前述基板的鉛直之旋轉軸線而旋轉；下側刷洗步驟，其與前述基板旋轉步驟同時進行，並使刷子接觸前述基板的下表面傾斜部；中央側噴洗步驟，其與前述下側刷洗步驟同時進行，並一邊使複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中央與前述基板的中間之間移動；上側刷洗步驟，其在前述下側刷洗步驟之後，與前述基板旋轉步驟同時進行，並使前述刷子接觸前述基板的上表面傾斜部；以及外周側噴洗步驟，其與前述上側刷洗步驟同時進行，並一邊使複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中間與前述基板的外周之間移動。
  2. 如請求項1所記載之基板處理方法，其中前述中央側噴洗步驟及外周側噴洗步驟皆是使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置移動達至前述基板的外周側。
  3. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述外周側噴洗步驟為在前述基板的上表面與前述刷子所接觸的 區域之內側使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中間與前述基板的外周之間移動的步驟。
  4. 一種基板處理方法，包括：基板旋轉步驟，其使基板一邊保持成水平一邊繞通過前述基板的鉛直之旋轉軸線而旋轉；下側刷洗步驟，其與前述基板旋轉步驟同時進行，並使刷子接觸前述基板的下表面傾斜部；中央側噴洗步驟，其與前述下側刷洗步驟同時進行，並一邊使複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中央與前述基板的中間之間移動；上側刷洗步驟，其在前述下側刷洗步驟之後，與前述基板旋轉步驟同時進行，並使前述刷子接觸前述基板的上表面傾斜部；外周側噴洗步驟，其與前述上側刷洗步驟同時進行，並一邊使複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中間與前述基板的外周之間移動；以及上沖洗液供給步驟，其與前述中央側噴洗步驟及外周側噴洗步驟同時進行，並朝向前述基板的上表面中央部噴出沖洗液。
  5. 一種基板處理裝置，包括： 基板保持單元，用以使基板一邊保持成水平一邊繞通過前述基板的鉛直之旋轉軸線而旋轉；刷子，其被按壓於前述基板；刷子移動機構，用以使前述刷子移動至包括下接觸位置及上接觸位置的複數個位置，該下接觸位置係指前述刷子接觸前述基板的下表面傾斜部之位置，該上接觸位置係指前述刷子接觸前述基板的上表面傾斜部之位置；噴霧噴嘴，用以形成撞擊前述基板的上表面的複數個液滴；噴嘴移動機構，其使前述噴霧噴嘴移動，藉此使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中央與前述基板的外周之間移動；以及控制裝置，用以控制前述基板保持單元、刷子移動機構及噴嘴移動機構；前述控制裝置係執行：基板旋轉步驟，其使前述基板保持單元將前述基板保持成水平，且繞前述旋轉軸線而旋轉；下側刷洗步驟，其與前述基板旋轉步驟同時進行，並使前述刷子移動機構將前述刷子接觸前述基板的下表面傾斜部；中央側噴洗步驟，其與前述下側刷洗步驟同時進行，並使前述噴嘴移動機構一邊將複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊將複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中央與前述基板的中間之間移動； 上側刷洗步驟，其在前述下側刷洗步驟之後，與前述基板旋轉步驟同時進行，並使前述刷子移動機構將前述刷子接觸前述基板的上表面傾斜部；以及外周側噴洗步驟，其與前述上側刷洗步驟同時進行，並使前述噴嘴移動機構一邊將複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊將複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中間與前述基板的外周之間移動。
  6. 如請求項5所記載之基板處理裝置，其中前述控制裝置係在前述中央側噴洗步驟及外周側噴洗步驟的各個步驟中，使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置移動達至前述基板的外周側。
  7. 如請求項5或6所記載之基板處理裝置，其中前述控制裝置係在前述外周側噴洗步驟中，使前述噴嘴移動機構在前述基板的上表面與前述刷子所接觸的區域之內側，將複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中間與前述基板的外周之間移動。
  8. 一種基板處理裝置，包括：基板保持單元，用以使基板一邊保持成水平一邊繞通過前述基板的鉛直之旋轉軸線而旋轉；刷子，其被按壓於前述基板；刷子移動機構，用以使前述刷子移動至包括下接觸位置及上接觸位置的複數個位置，該下接觸位置係指前述刷子接觸前述基板的下表面傾斜部之位置，該上接觸位置係指前述刷子接觸前述基板的上表面傾斜部之位置； 噴霧噴嘴，用以形成撞擊前述基板的上表面的複數個液滴；上表面噴嘴，用以朝向前述基板的上表面中央部噴出沖洗液；噴嘴移動機構，其使前述噴霧噴嘴移動，藉此使複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中央與前述基板的外周之間移動；以及控制裝置，用以控制前述基板保持單元、刷子移動機構及噴嘴移動機構；前述控制裝置係執行：基板旋轉步驟，其使前述基板保持單元將前述基板保持成水平，且繞前述旋轉軸線而旋轉；下側刷洗步驟，其與前述基板旋轉步驟同時進行，並使前述刷子移動機構將前述刷子接觸前述基板的下表面傾斜部；中央側噴洗步驟，其與前述下側刷洗步驟同時進行，並使前述噴嘴移動機構一邊將複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊將複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中央與前述基板的中間之間移動；上側刷洗步驟，其在前述下側刷洗步驟之後，與前述基板旋轉步驟同時進行，並使前述刷子移動機構將前述刷子接觸前述基板的上表面傾斜部； 外周側噴洗步驟，其與前述上側刷洗步驟同時進行，並使前述噴嘴移動機構一邊將複數個液滴撞擊前述基板的上表面，一邊將複數個液滴相對於前述基板的上表面之撞擊位置在前述基板的中間與前述基板的外周之間移動；以及上沖洗液供給步驟，其與前述中央側噴洗步驟及外周側噴洗步驟同時進行，並使前述上表面噴嘴朝向前述基板的上表面中央部噴出沖洗液。
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