TWI618114B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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TWI618114B
TWI618114B TW104143805A TW104143805A TWI618114B TW I618114 B TWI618114 B TW I618114B TW 104143805 A TW104143805 A TW 104143805A TW 104143805 A TW104143805 A TW 104143805A TW I618114 B TWI618114 B TW I618114B
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三浦淳靖
澤崎尚樹
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思可林集團股份有限公司
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Abstract

本發明之基板處理裝置係包含：保持基板水平之基板保持單元；藉由使有機溶劑與氣體混合而生成上述有機溶劑之液滴，用於將所生成之上述有機溶劑之上述液滴吐出至上述基板上表面的二流體噴嘴；用於將上述有機溶劑供給至上述二流體噴嘴的第1有機溶劑供給單元；用於對上述二流體噴嘴供給上述氣體之氣體供給單元；用於對上述基板上表面供給上述有機溶劑的第2有機溶劑供給單元；與控制上述第1及第2有機溶劑供給單元及上述氣體供給單元的控制單元。上述控制單元係實施：由上述二流體噴嘴，將上述有機溶劑之上述液滴朝上述基板上表面內之既定吐出區域吐出的液滴吐出步驟；在上述液滴吐出步驟之前實行，對上述基板上表面供給上述有機溶劑，形成被覆上述吐出區域之上述有機溶劑之液膜的液膜形成步驟。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係關於使用有機溶劑對基板進行處理之基板處理裝置及基板處理方法。作為處理對象之基板的例子，包括半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、場發射顯示器(FED，Field Emission Display)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。
於半導體裝置或液晶顯示裝置之製造步驟中，係對半導體晶圓或液晶顯示面板用玻璃基板等之基板之主平面供給洗淨液，進行將其基板主平面以處理液洗淨之洗淨處理。例如，依單片處理基板之單晶圓式的基板處理裝置，係具備：藉複數根夾具將基板保持為幾近水平，並使其基板旋轉之旋轉夾盤；與為了對藉此旋轉夾盤所旋轉之基板主平面供給洗淨液準備的噴嘴。
美國專利US 2003/178047 A1中，並非使用吐出連續流之直噴嘴，而使用噴出洗淨液之微小液滴的噴出噴嘴。又，使用異丙醇(isopropyl alcohol：IPA)作為洗淨液。亦即，美國專利US 2003/178047 A1中，係將由噴出噴嘴所噴出之IPA之微小液滴供給至基板主平面，藉此洗淨該主平面。
然而，有機溶劑(IPA)之液滴吐出開始時，由二流體噴嘴(噴出噴嘴)所吐出之有機溶劑之液滴的粒徑分佈呈不穩定狀態。從而，在由二流體噴嘴將有機溶劑之液滴開始吐出至基板上表面(主平面)時，徑粒分佈呈不穩定狀態之有機溶劑之液滴直接衝擊至乾燥狀態的基板上表面，以此為原因，有於基板上表面產生顆粒之虞。
因此，本發明之目的在於提供可抑制顆粒發生，且可使用來自二流體噴嘴之有機溶劑之液滴對基板進行良好處理的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：保持基板水平之基板保持單元；藉由使有機溶劑與氣體混合而生成上述有機溶劑之液滴，用於將所生成之上述有機溶劑之上述液滴吐出至上述基板上表面的二流體噴嘴；用於將上述有機溶劑供給至上述二流體噴嘴的有機溶劑供給單元；用於對上述二流體噴嘴供給上述氣體之氣體供給單元；與控制上述有機溶劑供給單元及上述氣體供給單元的控制單元；上述控制單元係實施：由上述二流體噴嘴，將上述有機溶劑之上述液滴朝上述基板之上表面內之既定吐出區域吐出的液滴吐出步驟；在上述液滴吐出步驟之前實行，藉由對上述二流體噴嘴不供給上述氣體而供給上述有機溶劑，由該二流體噴嘴依連續流之態樣吐出上述有機溶劑，於上述基板上表面形成被覆上述吐出區域之上述有機溶劑之液膜的液膜形成步驟。
藉由此構成，由二流體噴嘴朝基板上表面內之吐出區域吐出有機溶劑之液滴。藉由有機溶劑之液滴對基板上表面的衝擊，將附著於吐出區域之異物(顆粒等)物理性去除。藉此，可對基 板上表面良好地進行處理。
又，在有機溶劑之液滴吐出前，於基板上表面形成被覆吐出區域的有機溶劑之液膜。因此，由二流體噴嘴所吐出之有機溶劑之液滴係衝擊至被覆吐出區域的有機溶劑之液膜。從而，在所吐出之有機溶劑之液滴的粒徑分佈呈不穩定的液滴開始吐出時，可避免有機溶劑之液滴直接衝擊至乾燥狀態之基板上表面。從而，可抑制液滴吐出步驟之實行所伴隨的顆粒發生。
又，藉由將對二流體噴嘴之氣體供給由停止狀態切換為供給狀態，可將由二流體噴嘴所吐出之有機溶劑由連續流態樣切換為液滴態樣。由於由共通的噴嘴將液滴吐出步驟所使用之有機溶劑、與液膜形成步驟所使用之有機溶劑吐出，故在液膜形成步驟之有機溶劑供給停止後可無停滯地開始液滴吐出步驟。亦即，可不中斷地將有機溶劑供給至基板上表面。藉此，在由液膜形成步驟移行至液滴吐出步驟時，可抑制基板上表面的乾燥，因此，可有效抑制在由液膜形成步驟移行至液滴吐出步驟時的顆粒產生。
藉由以上，可抑制顆粒產生，使用來自二流體噴嘴之有機溶劑之液滴對基板良好地進行處理。
又，上述基板處理裝置亦可進一步含有用於使上述基板於鉛直之旋轉軸線周圍旋轉的基板旋轉單元。此時，上述控制單元係包括控制上述基板旋轉單元的單元；上述控制單元亦可進一步實行：與上述液滴吐出步驟並行，使上述基板於上述旋轉軸線周圍旋轉的第1旋轉步驟。
藉由此構成，於液滴吐出步驟中於基板上表面形成有機溶劑之液膜。由於與液滴吐出步驟並行地使基板旋轉，故可使形 成於基板上表面之液膜薄膜化。因此，由於可使有機溶劑之液滴到達基板上表面，故可良好去除基板上表面所附著的異物。
又，上述基板處理裝置亦可進一步包含：用於對上述基板上表面供給有機溶劑之第3有機溶劑供給單元。此時，上述控制單元係進一步包含控制上述第3有機溶劑供給單元的單元；上述控制單元亦可在上述液滴吐出步驟後，實行對上述基板上表面供給上述有機溶劑的後供給步驟。
藉由此構成，在液滴吐出步驟後所進行之後供給步驟中，將有機溶劑供給至基板上表面。從而，可藉由有機溶劑將在液滴吐出步驟中藉物理洗淨而將自基板上表面被去除的異物予以沖除，藉此，可抑制或防止異物對基板上表面的再附著。
又，上述控制單元亦可進一步實行：與上述後供給步驟並行，使上述基板於上述旋轉軸線周圍依較上述第1旋轉步驟時更高速地進行旋轉的第2旋轉步驟。
藉由此構成，由於後供給步驟中之基板旋轉速度較第1旋轉步驟時更高速，故對供給至基板上表面之有機溶劑有較大的離心力作用。藉此，可將藉物理洗淨而由基板上表面去除的異物，與有機溶劑一起由基板側方甩除，此外，可抑制或防止異物殘留於基板上表面。
又，上述第3有機溶劑供給單元亦可包含上述第1有機溶劑供給單元。此時，上述控制單元亦可藉由對上述二流體噴嘴不供給上述氣體，而供給上述有機溶劑，由該二流體噴嘴依連續流之態樣吐出上述有機溶劑，而實施上述後供給步驟。
藉由此構成，藉由將對二流體噴嘴之氣體供給由供給 狀態切換為停止狀態，可將由二流體噴嘴所吐出之有機溶劑由液滴態樣切換為連續流態樣。由於液滴吐出步驟所使用之有機溶劑、與後供給步驟所使用之有機溶劑係由共通噴嘴所吐出，故可在液滴吐出步驟之有機溶劑供給停止後無停滯地開始後供給步驟。亦即，可對基板上表面無中斷地供給有機溶劑。藉此，在由液滴吐出步驟移行為後供給步驟時，可抑制基板上表面的乾燥，因此，在由液滴吐出步驟移行至後供給步驟時，可有效抑制顆粒產生。
又，上述基板處理裝置亦可進一步包含：包圍上述基板保持單元之周圍，設置成可分別獨立昇降之第1及第2防護罩；與用於使上述第1及第2防護罩個別地昇降的防護罩昇降單元。此時，上述控制單元係進一步包含控制上述昇降單元的單元；上述控制單元係與上述液滴吐出步驟並行且使第1防護罩與上述基板之周端面相對向；上述控制單元亦可進一步實行：對上述基板上表面不供給上述有機溶劑並使上述基板於上述旋轉軸線周圍旋轉，藉此使上述基板上表面乾燥的乾燥步驟；與在上述乾燥步驟之實行前，將與上述基板周端面相對向之防護罩由上述第1防護罩變更為上述第2防護罩的對向防護罩變更步驟。
藉由此構成，在藉有機溶劑之液滴物理洗淨基板上表面的液滴吐出步驟中，由基板所排出之有機溶劑有時含有自基板去除之異物。液滴吐出步驟時由於第1防護罩與基板周端面相對向，故於第1防護罩有附著含異物之有機溶劑的可能性。
然而，乾燥步驟時，並非有附著了含異物之有機溶劑之可能性的第1防護罩，而是使第2防護罩與基板周端面相對向。因此，乾燥步驟時，可有效抑制附著於與基板周端面相對向之防護 罩之有機溶劑(含異物之有機溶劑)汙染洗淨處理後之基板的情形。
又，上述基板處理裝置亦可進一步包含：用於對上述基板上表面吐出上述有機溶劑的有機溶劑噴嘴；用於對上述有機溶劑噴嘴供給上述有機溶劑的第4有機溶劑供給單元；與依在上述基板上表面內移動上述吐出區域之位置的方式，使上述二流體噴嘴與上述有機溶劑噴嘴之位置關係保持一定之下，使上述二流體噴嘴與上述有機溶劑噴嘴移動的噴嘴移動單元。此時，上述控制單元係進一步包含控制上述噴嘴移動單元的單元；上述控制單元亦可進一步實行：於上述基板上表面內使上述吐出區域之位置移動的吐出區域移動步驟；及與上述吐出區域移動步驟並行，對上述吐出區域之行進方向之後方位置供給上述有機溶劑的附加有機溶劑供給步驟；此時，上述附加有機溶劑供給步驟亦可對上述吐出區域之行進方向之前方位置供給上述有機溶劑。
於此構成中，不論吐出區域之位置配置於基板上表面之任意處，均可於吐出區域之位置的附近另外供給有機溶劑。於液滴吐出步驟中若基板上表面乾燥，則於此乾燥區域有產生顆粒之虞，但藉由此構成，由於在吐出區域之位置的附近供給有機溶劑，故可防止液滴吐出步驟中基板上表面的乾燥。
假設在對由二流體噴嘴之有機溶劑之液滴之吐出區域的行進方向的前方位置供給有機溶劑的情況，吐出區域中之有機溶劑的液膜變厚。若被覆吐出區域之液膜較厚，有伴隨著有機溶劑之液滴對吐出區域之吐出而使有機溶劑發生彈液的情形。由於有機溶劑之彈液而使含於該有機溶劑中之汙染物質飛散至周圍，而有成為顆粒產生之原因之虞。
藉由此構成，由於僅對吐出區域之行進方向之後方位置供給有機溶劑，故防止基板上表面乾燥，且可將吐出區域之有機溶劑之液膜保持為較薄。因此，可抑制吐出至吐出區域之有機溶劑的彈液。藉此，可更有效地抑制液滴吐出步驟之實行所伴隨的顆粒產生。
又，本發明提供一種基板處理方法，其包含：保持基板水平之基板保持步驟；由二流體噴嘴，將混合有機溶劑與氣體而生成之上述有機溶劑之液滴，朝上述基板上表面內之既定吐出區域吐出的液滴吐出步驟；在上述液滴吐出步驟之前實行，對上述二流體噴嘴不供給上述氣體而供給上述有機溶劑，藉此由上述二流體噴嘴依連續流之態樣吐出上述有機溶劑，於上述基板上表面形成被覆上述吐出區域之上述有機溶劑之液膜的液膜形成步驟。
根據此方法，由二流體噴嘴朝基板上表面內之吐出區域吐出有機溶劑之液滴。藉由有機溶劑之液滴對基板上表面的衝擊，將附著於吐出區域之異物(顆粒等)物理性去除。藉此，可對基板上表面良好地進行處理。
又，在有機溶劑之液滴吐出前，於基板上表面形成被覆吐出區域的有機溶劑之液膜。因此，由二流體噴嘴所吐出之有機溶劑之液滴係衝擊至被覆吐出區域的有機溶劑之液膜。從而，在所吐出之有機溶劑之液滴的粒徑分佈呈不穩定的液滴開始吐出時，可避免有機溶劑之液滴直接衝擊至乾燥狀態之基板上表面。從而，可抑制液滴吐出步驟之實行所伴隨的顆粒產生。
又，藉由將對二流體噴嘴之氣體供給由停止狀態切換為供給狀態，可將由二流體噴嘴所吐出之有機溶劑由連續流態樣切 換為液滴態樣。由於由共通的噴嘴將液滴吐出步驟所使用之有機溶劑、與液膜形成步驟所使用之有機溶劑吐出，故在液膜形成步驟之有機溶劑供給停止後可無停滯地開始液滴吐出步驟。亦即，可不中斷地將有機溶劑供給至基板上表面。藉此，在由液膜形成步驟移行至液滴吐出步驟時，可抑制基板上表面的乾燥，因此，可有效抑制在由液膜形成步驟移行至液滴吐出步驟時的顆粒產生。
藉由以上，可抑制顆粒產生，使用來自二流體噴嘴之有機溶劑之液滴對基板良好地進行處理。
又，上述基板處理方法亦可進一步包含：與上述液滴吐出步驟並行，使上述基板於上述旋轉軸線周圍旋轉的第1旋轉步驟。
根據此方法，於液滴吐出步驟中於基板上表面形成有機溶劑之液膜。由於與液滴吐出步驟並行地使基板旋轉，故可使形成於基板上表面之液膜薄膜化。因此，由於可使有機溶劑之液滴到達基板上表面，故可良好地去除基板上表面所附著的異物。
又，上述基板處理方法亦可進一步包含：在上述液滴吐出步驟後，實行對上述基板上表面供給上述有機溶劑的後供給步驟。
根據此方法，在液滴吐出步驟後所進行之後供給步驟中，將有機溶劑供給至基板上表面。從而，可藉由有機溶劑將在液滴吐出步驟中藉物理洗淨而將自基板上表面被去除的異物予以沖除，藉此，可抑制或防止異物對基板上表面的再附著。
又，上述基板處理方法亦可進一步包含：與上述後供給步驟並行，使上述基板於上述旋轉軸線周圍依較上述第1旋轉步 驟時更高速地進行旋轉的第2旋轉步驟。
根據此方法，由於後供給步驟中之基板旋轉速度較第1旋轉步驟時更高速，故對供給至基板上表面之有機溶劑作用較大的離心力。藉此，可將藉物理洗淨而自基板上表面去除的異物，與有機溶劑一起由基板側方甩除，此外，可抑制或防止異物殘留於基板上表面。
上述基板處理方法中，上述後供給步驟亦可藉由對上述二流體噴嘴不供給上述氣體而供給上述有機溶劑，由該二流體噴嘴依連續流之態樣吐出上述有機溶劑。
根據此方法，藉由將對二流體噴嘴之氣體供給從供給狀態切換為停止狀態，可將由二流體噴嘴所吐出之有機溶劑由液滴態樣切換為連續流態樣。由於液滴吐出步驟所使用之有機溶劑、與後供給步驟所使用之有機溶劑係由共通噴嘴所吐出，故可在液滴吐出步驟之有機溶劑供給停止後無停滯地開始後供給步驟。亦即，可對基板上表面無中斷地供給有機溶劑。藉此，在由液滴吐出步驟轉移為後供給步驟時，可抑制基板上表面的乾燥，因此，在由液滴吐出步驟轉移至後供給步驟時，可有效抑制顆粒產生。
上述基板處理方法亦可進一步包含：與上述液膜形成步驟並行，使上述二流體噴嘴移動的噴嘴移動步驟；上述液滴吐出步驟亦可以上述液膜形成步驟結束時之上述基板上表面之有機溶劑之著液位置作為上述吐出區域，開始上述有機溶劑之液滴的吐出。
此時，可於液滴吐出開始時藉由有機溶劑之液膜更確實地被覆吐出區域。從而，即使在一邊使二流體噴嘴移動、一邊形 成液膜的情況下，於液滴吐出開始時，可確實迴避有機溶劑之液滴直接衝擊至乾燥狀態之基板上表面的情形。
上述液膜形成步驟結束後之上述著液位置，係上述基板上表面之周緣部；上述液滴吐出步驟亦可以上述基板上表面之周緣部作為上述吐出區域而開始上述有機溶劑之液滴的吐出。
又，上述液滴吐出步驟係依使第1防護罩與上述基板周端面相對向的狀態實行的步驟；上述基板處理方法亦可進一步包含：對上述基板上表面不供給上述有機溶劑並使上述基板於上述旋轉軸線周圍旋轉，藉此使上述基板上表面乾燥的乾燥步驟；與在上述液滴吐出步驟結束後、在上述乾燥步驟之實行前，將與上述基板周端面相對向之防護罩由上述第1防護罩變更為與上述第1防護罩相異之第2防護罩的對向防護罩變更步驟。
根據此方法，在藉有機溶劑之液滴物理洗淨基板上表面的液滴吐出步驟中，由基板所排出之有機溶劑有時含有由基板所去除之異物。液滴吐出步驟時由於第1防護罩與基板周端面相對向，故於第1防護罩有附著含異物之有機溶劑的可能性。
然而，乾燥步驟時，並非有附著了含異物之有機溶劑之可能性的第1防護罩，而是使第2防護罩與基板周端面相對向。因此，乾燥步驟時，可有效抑制附著於與基板周端面相對向之防護罩之有機溶劑(含異物之有機溶劑)汙染洗淨處理後之基板的情形。
又，上述基板處理方法亦可進一步包含：於上述基板上表面內使上述吐出區域之位置移動的吐出區域移動步驟；及與上述吐出區域移動步驟並行，對上述吐出區域之行進方向之後方位置供給上述有機溶劑的附加有機溶劑供給步驟。此時，上述附加有機 溶劑供給步驟亦可對上述吐出區域之行進方向之前方位置供給上述有機溶劑。
此方法中，不論吐出區域之位置配置於基板上表面之任意處，均可於吐出區域之位置的附近另外供給有機溶劑。於液滴吐出步驟中若基板上表面乾燥，則於此乾燥區域有產生顆粒之虞，但藉由此方法，由於在吐出區域之位置的附近供給有機溶劑，故可防止液滴吐出步驟中基板上表面的乾燥。
假設在對由二流體噴嘴之有機溶劑之液滴之吐出區域的行進方向的前方位置供給有機溶劑的情況，吐出區域中之有機溶劑的液膜變厚。若被覆吐出區域之液膜較厚，有伴隨著有機溶劑之液滴對吐出區域之吐出而使有機溶劑發生彈液的情形。由於有機溶劑之彈液而使含於該有機溶劑之汙染物質飛散至周圍，而有成為顆粒發生之原因之虞。
根據此方法，由於僅對吐出區域之行進方向之後方位置供給有機溶劑，故可防止基板上表面乾燥，且可同時將吐出區域之有機溶劑之液膜保持為較薄。因此，可抑制吐出至吐出區域之有機溶劑的彈液。藉此，可更有效地抑制液滴吐出步驟之實行所伴隨的顆粒產生。
又，上述基板處理方法亦可進一步包含：準備上表面配置了SiO2之矽基板作為上述基板的第1前準備步驟。
根據此方法，有機溶劑對SiO2之蝕刻力較低。因此，不致過剩地對配置於基板上表面之SiO2進行蝕刻，可良好洗淨矽基板表面。
又，上述基板處理方法亦可進一步包含：準備含有由 介電常數小於SiO2之低介電係數材料所構成之絕緣膜、與配置於上述絕緣膜上之銅配線的半導體基板作為上述基板的第2前準備步驟。
根據此方法，使用有機溶劑作為洗淨液，將基板上表面洗淨。有機溶劑對銅的氧化力低。因此，不致過剩地蝕刻銅配線，可將半導體基板上表面良好地洗淨。
此時，上述有機溶劑亦可具有低表面張力。低介電係數材料由於具有高接觸角，故絕緣膜表面顯示高疏水性(疏液性)。 然而，藉由使用具有低表面張力之有機溶劑作為洗淨液，可使具高疏水性之絕緣膜表面良好地濕潤。藉此，可良好形成被覆半導體基板上表面全域的有機溶劑液膜。
本發明之上述內容或其他目的、特徵及效果，將參照隨附圖式由下述實施形態之說明所闡明。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理腔室
3‧‧‧旋轉夾盤
4‧‧‧有機溶劑供給單元
5‧‧‧處理杯
6‧‧‧氣體吐出噴嘴
7‧‧‧控制裝置
8‧‧‧間隔壁
10‧‧‧排氣裝置
11‧‧‧排氣管
12‧‧‧旋轉馬達
13‧‧‧旋轉軸
14‧‧‧旋轉基底
15‧‧‧挾持構件
16‧‧‧二流體噴嘴
17‧‧‧噴嘴臂
18‧‧‧臂支撐軸
19‧‧‧臂擺動單元
20‧‧‧有機溶劑配管
21‧‧‧有機溶劑閥
22‧‧‧流量調整閥
23‧‧‧第1氣體配管
24‧‧‧第1氣體閥
26‧‧‧外筒
27‧‧‧內筒
28‧‧‧有機溶劑流徑
29‧‧‧第1氣體流徑
30‧‧‧有機溶劑導入口
31‧‧‧有機溶劑吐出口
32‧‧‧氣體吐出口
33‧‧‧氣體導入口
35‧‧‧筒狀壁
36‧‧‧第1杯
37‧‧‧第2杯
38‧‧‧第1防護罩
39‧‧‧第2防護罩
40‧‧‧防護罩昇降單元
41‧‧‧傾斜部
42‧‧‧引導部
44‧‧‧上側氣體吐出口
45‧‧‧下側氣體吐出口
46‧‧‧中心氣體吐出口
48‧‧‧第2氣體配管
49‧‧‧第3氣體配管
50‧‧‧第2氣體閥
51‧‧‧第3氣體閥
52‧‧‧氣體噴嘴移動單元
61‧‧‧矽基板
62‧‧‧溝渠
63‧‧‧SiO2
64‧‧‧元件分離部
65‧‧‧SiO2膜
66‧‧‧顆粒
71‧‧‧絕緣膜
72‧‧‧配線用溝渠
73‧‧‧銅配線
74‧‧‧銅膜
75‧‧‧屑
80‧‧‧氣體供給單元
101‧‧‧基板處理裝置
102‧‧‧附加有機溶劑供給單元
103‧‧‧有機溶劑噴嘴
104‧‧‧附加有機溶劑配管
105‧‧‧附加有機溶劑閥
A1‧‧‧旋轉軸線
A2‧‧‧中心軸線
D1‧‧‧吐出區域
L‧‧‧中心軸線
Su1‧‧‧供給區域
W、W1‧‧‧基板
圖1為由水平方向觀看本發明第1實施形態之基板處理裝置的圖。
圖2A為圖解性表示上述基板處理裝置所具備之二流體噴嘴之構成的剖面圖。
圖2B為用於說明上述基板處理裝置之主要部分之電氣構成的區塊圖。
圖3為擴大表示上述基板處理裝置之處理對象之基板表面附近的剖面圖。
圖4A至4C為依步驟順序表示圖3所示基板之製造方法的圖 解性剖面圖。
圖5為用於說明藉由上述基板處理裝置所進行之洗淨處理之處理例的流程圖。
圖6A及6B為用於說明上述洗淨處理之處理例的圖解性圖。
圖6C及6D為用於說明圖6B所接續之步驟的示意圖。
圖6E為用於說明圖6D所接觸之步驟的示意圖。
圖7A及7B為表示以實施例為對象之洗淨試驗之試驗結果的圖。
圖8為表示以比較例為對象之第1洗淨試驗之試驗結果的圖。
圖9為用於說明顆粒模式之圖解性俯視圖。
圖10為表示第2洗淨試驗之試驗結果的圖。
圖11為圖解性表示本發明第2實施形態之基板處理裝置之一部分的圖。
圖12A及12B為用於說明本發明第2實施形態之洗淨處理之處理例的圖解性圖。
圖13為擴大表示處理對象之其他基板之表面附近的剖面圖。
圖14A至14C為依步驟順序表示圖13所示基板之製造方法的圖解性剖面圖。
圖1為由水平方向觀看本發明第1實施形態之基板處理裝置1的圖。圖2A為圖解性表示基板處理裝置1所具備之二流體噴嘴16之構成的剖面圖。
基板處理裝置1係用於對矽基板61(參照圖3)等之基板W之裝置形成區域側的主平面(上表面)，施行洗淨處理的單晶圓 型裝置。基板處理裝置1係包含：具有內部空間之箱形之處理腔室2；於處理腔室2內依水平姿勢保持一片基板W，使基板W於通過基板W中心之鉛直之旋轉軸線A1周圍進行旋轉的旋轉夾盤(基板保持單元)3；用於對保持於旋轉夾盤3之基板W之上表面，吐出有機溶劑之一例之IPA之液滴的二流體噴嘴16；用於將IPA供給至二流體噴嘴16的有機溶劑供給單元(第1有機溶劑供給單元)4；用於將作為氣體一例之氮氣供給至二流體噴嘴16的氣體供給單元(氣體供給單元)80；包圍旋轉夾盤3之筒狀之處理杯5；與控制基板處理裝置1所具備之裝置之動作或閥開關的控制裝置(控制單元)7。
處理腔室2係包含：箱狀之間隔壁8；由間隔壁8之上部對間隔壁8內(相當於處理腔室2內)送入清淨空氣的作為送風單元的FFU(fa filter unit，風扇過濾單元)9；與由間隔壁8下部將處理腔室2內之氣體排出的排氣裝置10。旋轉夾盤3及二流體噴嘴16係收容配置於間隔壁8內。
FFU9係配置於間隔壁8上方，安裝於間隔壁8之頂板。FFU9係由間隔壁8之頂板對處理腔室2內送入清淨空氣。排氣裝置10係經由連接於處理杯5內之排氣管11而連接於處理杯5底部，由處理杯5底部對處理杯5內部進行吸引。藉由FFU9及排氣裝置10於處理腔室2內形成下降流(down flow)。
作為旋轉夾盤3，係採用於水平方向挾持基板W並水平保持基板W的挾持式夾具。具體而言，旋轉夾盤3係包含：旋轉馬達(基板旋轉單元)12；與和此旋轉馬達12之驅動軸呈一體化的旋轉軸13；與略水平地安裝於旋轉軸13上端的圓板狀之旋轉基底14。
於旋轉基底14之上表面，在其周緣部配置了複數個(3個以上，例如6個)挾持構件15。複數個挾持構件15係於旋轉基底14之上表面周緣部，於對應至基板W外周形狀之圓周上隔著適當間隔而配置。
又，作為旋轉夾盤3，並不侷限於挾持式，例如亦可採用對基板W背面進行真空吸附，藉此依水平姿勢保持基板W，再依此狀態於鉛直之旋轉軸線周圍旋轉，藉此使保持於旋轉夾盤3之基板W旋轉的真空吸附式(真空夾具)。
二流體噴嘴16係具有作為可變更表面之IPA供給位置(吐出區域D1(參照圖6B))的掃描噴嘴的基本形態。二流體噴嘴16係安裝於在旋轉夾盤3上方幾乎水平延伸之噴嘴壁17的前端部。噴嘴壁17係由在旋轉夾盤3側方幾乎鉛直延伸之臂支撐軸18所支撐。於臂支撐軸18，結合著臂擺動單元(噴嘴移動單元)19。藉由臂擺動單元19之驅動力使臂支撐軸18旋動而使噴嘴臂17擺動，藉此可使二流體噴嘴16於旋轉夾盤3上方在基板W之旋轉軸線A1與基板W之周緣間移動。又，可使其由旋轉夾盤3上方朝旋轉夾盤3側方之待機位置移動。
有機溶劑供給單元4係包含：將來自IPA供給源之常溫液體之IPA供給至二流體噴嘴16的有機溶劑配管20；切換由有機溶劑配管20對二流體噴嘴16之IPA的供給及供給停止的有機溶劑閥21；與調節有機溶劑配管20之開度，用於調整由二流體噴嘴16所吐出之IPA流量的流量調整閥22。如後述，不僅止於IPA液滴吐出步驟(圖5之S4)，於IPA液膜形成步驟(圖5之S3)及IPA後供給步驟(圖5之S5)中，使用由二流體噴嘴16吐出的IPA。亦即， 有機溶劑供給單元4及二流體噴嘴16實現了第2及第3之有機溶劑供給單元。
氣體供給單元80係包含：供給來自氣體供給源之氣體的第1氣體配管23；與切換由第1氣體配管23對二流體噴嘴16之氣體的供給及停止供給的第1氣體閥24。作為供給至二流體噴嘴16的氣體，除了氮氣之外，亦可使用惰性氣體、乾燥空氣及清淨空氣等。
如圖2A所示，二流體噴嘴16具有幾乎圓柱狀之外形。二流體噴嘴16係包含：構成殼體之外筒26；與嵌入至外筒26內部的內筒27。
外筒26及內筒27係同軸配置於各自共通的中心軸線L上，並彼此連結。內筒27之內部空間成為來自有機溶劑配管20之IPA所流通的直線狀有機溶劑流徑28。又，於外筒26及內筒27之間，形成由第1氣體配管23所供給之氣體流通之圓筒狀的第1氣體流徑29。
有機溶劑流徑28係於內筒27上端開口作為有機溶劑導入口30。於有機溶劑28，係經由此有機溶劑導入口30而導入來自有機溶劑配管20的IPA。又，有機溶劑流徑28係於內筒27下端，開口作成於中心軸線L上具有中心之圓狀的有機溶劑吐出口31。導入至有機溶劑流徑28之IPA係由此有機溶劑吐出口31所吐出。
另一方面，第1氣體流徑29係具有與中心軸線L共通之中心軸線的圓筒狀間隙，於外筒26及內筒27之上端部被閉塞，於外筒26及內筒27下端，在中心軸線L上具有中心，開口作為包圍有機溶劑吐出口31的環狀之氣體吐出口32。第1氣體流徑 29之下端部係流徑面積小於第1氣體流徑29之長度方向上的中間部、並朝下方變得更細徑。又，於外筒26之中間部，形成連通至第1氣體流徑29的氣體導入口33。
於氣體導入口33，依貫通外筒26之狀態連接著第1氣體配管23，使第1氣體配管23之內部空間與第1氣體流徑29連通。來自第1氣體配管23之氣體，係經由此氣體導入口33而導入至第1氣體流徑29，由氣體吐出口32吐出。
藉由於第1氣體閥24由氣體吐出口32吐出氣體之下，打開有機溶劑閥21由有機溶劑吐出口31吐出IPA，而在二流體噴嘴16附近使氣體衝擊(混合)至IPA，藉此可生成IPA之微小液滴，可以噴霧狀吐出IPA。
另一方面，在關閉第1氣體閥24之下，打開有機溶劑閥21由有機溶劑吐出口31吐出IPA，藉此可由二流體噴嘴16依連續流之態樣吐出IPA。以下，將連續流態樣之IPA(有機溶劑)稱為「IPA(有機溶劑)之連續流」。
如圖1所示，處理杯5係包含：包圍旋轉夾盤3之例如圓筒狀的筒狀壁35；固定地配置於旋轉夾盤3與筒狀壁35之間的複數之杯36、37(第1及第2之杯36、37)；用於承接飛散於基板W周圍之IPA的複數之防護罩38、39(第1及第2防護罩38、39)；與使各個防護罩38、39獨立昇降的防護罩昇降單元40。處理杯5係可折疊。
筒狀壁35係包圍旋轉夾盤3周圍。筒狀壁35係構成為可於其內部蓄存IPA。蓄存於筒狀壁35之IPA係引導至排液設備(未圖示)。又，於筒狀壁35下端部之圓周方向的既定處，連接著排 氣管11之上游端。筒狀壁35內之環境係經由排氣管11而藉排氣裝置10進行排氣。
各杯36、37係形成向上開口之環狀的溝。被引導至於第1杯36之溝的IPA，係經由連接於溝底部之第1配管(未圖示)而送至回收設備(未圖示)或排液設備(未圖示)。被引導至於第2杯37之溝的IPA，係經由連接於溝底部之第2配管(未圖示)而送至回收設備(未圖示)或排液設備(未圖示)。藉此，用於基板W處理的IPA進行回收處理或排液處理。
各防護罩38、39係包含：朝旋轉軸線A1向斜上方延伸之圓筒狀之傾斜部41；與由傾斜部41下端朝下方延伸之圓筒狀之導引部42。各傾斜部41之上端部係構成為防護罩38、39之內周部，具有較基板W及旋轉基底14大之直徑。2個傾斜部41上下重疊，2個導引部42同軸配置。各防護罩38、39之導引部42係分別可出入對應之杯36、37內。藉由防護罩昇降單元40使2個防護罩38、39之至少一個昇降，進行處理杯5之展開及折疊。圖1中由於說明的關係，處理杯5係於旋轉軸線A1之右側與左側依相異狀態表示。
防護罩昇降單元40係使各防護罩38、39，於防護罩上端位於較基板W更上方之上方位置、與防護罩上端位於較基板W更下方之下方位置之間進行昇降。防護罩升降單元40可於上方位置至下方位置之間的任意位置保持各防護罩38、39。IPA對基板W之供給或基板W的乾燥，可依任一防護罩38、39與基板W周端面呈相對向的狀態進行。例如，在使內側之第1防護罩38與基板W周端面相對向的情況，係將防護罩38、39配置於下方位置(圖 1右側所示狀態)。又，在使第2防護罩39基板W周端面相對向的情況，係將第1防護罩38配置於下方位置，且將第2防護罩39配置於上方位置(圖1左側所示狀態)。
如圖1所示，基板處理裝置1係進一步包含：用於在保持於旋轉夾盤3之基板W之上方吐出氣體的氣體吐出噴嘴6。氣體吐出噴嘴6係包含：在屬於氣體吐出噴嘴6側面之外周面朝外開口的環狀之上側氣體吐出口44；在屬於氣體吐出噴嘴6側面之外周面朝外開口的環狀之下側氣體吐出口45；與在氣體吐出噴嘴6下面朝下開口的中心氣體吐出口46。上側氣體吐出口44係配置於較下側氣體吐出口45更上方。中心氣體吐出口46係配置於較上側氣體吐出口44及下側氣體吐出口45更下方，且較上側氣體吐出口44及下側氣體吐出口45更內方(氣體吐出噴嘴6之中心軸線A2側)。上側氣體吐出口44及下側氣體吐出口45，係以氣體吐出噴嘴6之中心軸線A2為中心涵括包圍氣體吐出噴嘴6之側面全周的狹縫狀吐出口。上側氣體吐出口44之外徑可與下側氣體吐出口45之外徑相等，亦可較下側氣體吐出口45之外徑較大或較小。
氣體吐出噴嘴6係較基板W更細直徑之圓柱狀構件。於氣體吐出噴嘴6，連接著第2氣體配管48、與第3氣體配管49。於第2及第3氣體配管48、49，分別介設著第2及第3氣體閥50、51。來自氣體供給源之氣體，係經由第2氣體配管48而導入至氣體吐出噴嘴6，經由第2氣體流徑(未圖示)供給至上側氣體吐出口44及下側氣體吐出口45。又，於第3氣體配管49內流通之氣體，係經由第3氣體配管49而導入至氣體吐出噴嘴6內，經由第3氣體流徑(未圖示)供給至中心氣體吐出口46。打開第2氣體閥50 時，由氣體吐出口44、45朝氣體吐出噴嘴6周圍放射狀地吐出氣體。打開第3氣體閥51時，由中心氣體吐出口46朝下方吐出氣體。作為供給至氣體吐出噴嘴6的氣體，雖例示氮氣，作為氣體，亦可使用惰性氣體、乾燥空氣及清淨空氣等。
於氣體吐出噴嘴6係結合著氣體噴嘴移動單元52。氣體噴嘴移動單元52係在旋轉夾盤3側方所設置之鉛直之擺動軸線(未圖示)周圍使氣體吐出噴嘴6旋動。又，氣體噴嘴移動單元52係使氣體吐出噴嘴6於上下方向移動。在氣體吐出噴嘴6位於基板W上方之狀態下，若氣體噴嘴移動單元52使氣體吐出噴嘴6昇降，則氣體吐出噴嘴6於基板W上方進行昇降，改變基板W與氣體吐出噴嘴6之間的距離。氣體噴嘴移動單元52係使氣體吐出噴嘴6位於例如退避位置、上方位置(圖1所示位置)及接近位置(圖6E所示位置)的任一處。退避位置係氣體吐出噴嘴6退避至旋轉夾盤3側方的位置，上方位置及接近位置係氣體吐出噴嘴6配置於基板W中央部上方的位置。上方位置係接近位置之上方的位置，接近位置係使氣體吐出噴嘴6下面較上方位置更接近基板W上表面中央部的位置。氣體噴嘴移動單元52可將氣體吐出噴嘴6保持於退避位置至上方位置之間的任意位置、以及上方位置至接近位置之間的任意位置。
圖2B係用於說明基板處理裝置1之主要部分之電氣構成的區塊圖。控制裝置7係使用例如微電腦所構成。控制裝置7具有CPU等演算單元、固定記憶體裝置、硬碟驅動器等記憶單元、及輸出入單元。記憶單元係記憶了實行演算單元的程序。
於控制裝置7，連接著排氣裝置10、旋轉馬達12、 臂擺動單元19、保護罩昇降單元40、氣體噴嘴移動單元52、有機溶劑閥21、流量調整閥22、氣體閥24、及第2及第3氣體閥50、51作為控制對象。控制裝置7係依照事先決定之程式，控制排氣裝置10、旋轉馬達12、臂擺動單元19、保護罩昇降單元40、及氣體噴嘴移動單元52等的動作。再者，控制裝置7係依照事先決定之程序，控制有機溶劑閥21、流量調整閥22、氣體閥24、及第2及第3氣體閥50、51等的開關動作等。
圖3為擴大表示基板處理裝置1之處理對象之基板W表面附近的剖面圖。
處理對象之基板W係形成MOFFET之基體者，包含矽基板61。於矽基板61之表層部，由其表面下挖形成溝渠62。溝渠62係於圖3之左右方向上隔著一定間隔而複數形成，分別朝與圖3紙面正交之方向延伸。於各溝渠62，埋設有SiO263(氧化矽)。SiO263係形成將元件形成區域與其以外之區域加以絕緣的元件分離部64。元件分離部64具有以絕緣材料(SiO263)埋填了溝渠62的STI構造。SiO263表面係與矽基板61表面成為幾乎同一面。
圖4A~4C係依步驟順序表示基板W之製造方法的圖解性剖面圖。如圖4A所示，首先，於矽基板61之表層部，藉反應性離子蝕刻形成溝渠62。接著，藉由減壓CVD(Chemical Vapor Deposition：化學性氣相成長)法，如圖4B所示，在矽基板61上表面及各溝渠62內形成SiO2膜65。如圖4B所示，SiO2膜65係完全埋填於溝渠62內，亦形成於溝渠62外之矽基板61上。
接著，將SiO2膜65之突出於各溝渠62外的部分，藉由CMP(Chemical Mechanical Polishing：化學性機械研磨)法選擇 性去除。藉此，如圖4C所示，SiO2膜65表面成為與矽基板61表面呈幾乎同一面的平坦面，形成元件分離部64(第1前準備步驟)。
由於藉CMP法研磨SiO2膜65而形成元件分離部64，故在剛製造後之基板W表層部，存在著SiO2之削層(漿料)等的顆粒66。為了將SiO2之削屑等之顆粒66由基板W去除，基板處理裝置1係對基板W進行洗淨處理。
此種洗淨處理中，可考慮使用SC1(ammonia-hydrogen peroxide mixture：氨-過氧化氫水混合液)作為洗淨液。然而，若使用SC1洗淨基板W表面，則由SiO2所構成之元件分離部64被過度地蝕刻，有元件分離部64表面凹陷之虞。此時，不僅元件分離部64之元件分離特性變差，於MOFFET之製造後，亦有該MOSFET之平坦性惡化之虞。
相對於此，此實施形態之洗淨處理，係使用IPA作為洗淨液而洗淨基板W之表面(上表面)。IPA係對SiO2之蝕刻力低。因此，由SiO2所構成之元件分離部64不致被過剩蝕刻，可良好洗淨基板W之表面(上表面)。
圖5係用於說明藉基板處理裝置1進行之洗淨處理之處理例的流程圖。圖6A~6E係用於說明上述洗淨處理之處理例的圖解性圖。
以下參照圖1、圖3及圖5說明洗淨處理之一例。並適當參照圖6A~6E。
在藉基板處理裝置1對基板W施行洗淨處理時，係於處理腔室2內部搬入藉CMP去除SiO2膜65後(參照圖4B)的基板W(圖4C所示狀態)(圖5之步驟S1)。具體而言，控制裝置7使 所有噴嘴由旋轉夾盤3之上方退避，且使第1、第2保護罩38、39降低下方位置，依第1、第2保護罩38、39之上端均配置於較旋轉夾盤3所保持之基板W之保持位置更下方的狀態，使保持著基板W之基板搬送機器人(未圖示)之手部(未圖示)進入至處理腔室2內部。藉此，將基板W依處理對象之主平面朝上方的狀態交送至旋轉夾盤3，由旋轉夾盤3所保持(基板保持步驟)。
其後，控制裝置7控制保護罩昇降單元40，使第1、第2保護罩38、39雙方上昇至上方位置，使第1保護罩38與基板W周端面相對向。
控制裝置7係藉由旋轉馬達12開始基板W之旋轉(圖5之步驟S2)。基板W上昇至事先決定之第1高旋轉速度(例如約1000rpm)，保持於該第1高旋轉速度)。
在基板W到達第1高旋轉速度時，接著，控制裝置7如圖6A所示，進行在基板W上表面形成IPA液膜的IPA液膜形成步驟(液膜形成步驟。圖5之步驟S3)。具體而言，控制裝置7係藉由控制臂擺動單元19，使二流體噴嘴16由退避至旋轉夾盤3側方的待機位置、移動至使所吐出之IPA著液於基板W上表面中央部的中央位置(圖6A中以實線所示位置)，並於中央位置靜止。在二流體噴嘴16配置於中央位置後，控制裝置7係於關閉第1氣體閥24之下打開有機溶劑閥21。藉此，由二流體噴嘴16吐出IPA連續流。藉由流量調整閥22進行有機溶劑配管20之開度調節，將來自二流體噴嘴16之IPA吐出流量設定為低流量(例如0.1(公升/分))。又，自基板W開始旋轉、至IPA開始吐出的期間為例如約2.5秒。
如圖6A所示，由二流體噴嘴16吐出之IPA係在著 液於依第1高旋轉速度旋轉之基板W上表面後，受到基板W旋轉所造成之離心力而沿著基板W上表面朝外方流動。因此，IPA被供給至基板W上表面全域，於基板W上形成被覆基板W上表面全域的IPA液膜。於基板W上表面流動並到達周緣部的IPA，係由基板W周緣部朝基板W側方飛散。
如圖6A所示，由基板W周緣部飛散之IPA，係由第1保護罩38內壁承接。然後，沿著第1保護罩38內壁流下的IPA係由第1杯36所承接，並集中於第1杯36底部。集中於第1杯36底部的IPA，係經由第1配管(未圖示)而送至回收設備(未圖示)或排液設備(未圖示)。
在IPA吐出開始起經過事先決定的期間後，控制裝置7控制旋轉馬達12，使基板W之旋轉速度減速至液處理速度(例如約400rpm)，維持此液處理速度。其後，控制裝置7係在持續由二流體噴嘴16吐出IPA(仍維持原來IPA之吐出流量)之下，控制臂擺動單元19，使二流體噴嘴16朝由二流體噴嘴16吐出之IPA著液於基板W上表面周緣部的周緣位置(圖6B實線所示位置)移動，配置於該周緣位置。藉此，結束IPA液膜形成步驟(S3)。IPA液膜形成步驟(S3)之處理期間，為例如約5~6秒。
又，在IPA液膜形成步驟(S3)之結束前，之所以使基板W之旋轉速度減速為液處理速度的理由在於，若依第1高旋轉速度續行基板W旋轉，則供給至基板W上表面的IPA揮發而基板W上表面乾燥，有成為顆粒發生原因之虞。
在使二流體噴嘴16配置於周緣位置後，如圖6B所示，進行由二流體噴嘴16對基板W上表面吐出IPA液滴的IPA液 滴吐出步驟(液滴吐出步驟。第1旋轉步驟。圖5之步驟S4)。具體而言，控制裝置7係持續IPA之吐出(維持IPA之原吐出流量)，並打開第1氣體閥24。藉此，於二流體噴嘴16同時供給IPA及屬於氣體一例的氮氣，所供給之IPA及氮氣在二流體噴嘴16之外部之吐出口(有機溶劑吐出口31(參照圖2A)附近混合。藉此，形成IPA之微小液滴的噴流，由二流體噴嘴16吐出IPA液滴之噴流。因此，於基板W上表面形成圓形之吐出區域D1，吐出區域D1之位置配置於基板W周緣部。
於基板W之吐出區域D1，由於吹附了二流體噴嘴16之多數之IPA液滴，故藉由IPA液滴的衝擊，可將附著於吐出區域D1之異物(顆粒等)物理性去除(物理洗淨)。又，由於在基板W上表面全域為被液膜被覆的狀態下，對吐出區域D1吹附IPA液滴，故可抑制或防止異物對基板W的再附著。
又，在IPA之液滴吐出前，於基板W上表面形成被覆吐出區域D1的IPA液膜。因此，在IPA液滴之吐出開始時，由二流體噴嘴16所吐出之IPA液滴係衝擊至被覆吐出區域D1的IPA液膜。亦即，在IPA液滴之吐出開始時，可避免IPA液滴直接衝擊至乾燥狀態的基板W上表面。
又，藉由一面持續對二流體噴嘴16供給IPA，一面將氣體對二流體噴嘴16之供給由停止狀態切換為供給狀態，可將由二流體噴嘴16所吐出之IPA由連續流態樣切換為液滴態樣。亦即，於IPA液膜形成步驟(S3)中，由二流體噴嘴16吐出供給至基板W上表面的IPA。
又，控制裝置7係與來自二流體噴嘴16之IPA液滴 之噴液吐出並行，控制臂擺動單元19，使二流體噴嘴16於上述中央位置與上述周緣位置之間水平地來回移動。具體而言，首先，使配置於周緣位置之二流體噴嘴16朝中央位置移動。藉此，吐出區域D1之位置被IPA液膜所被覆，且於基板W上表面朝旋轉軸線A1移動。
在二流體噴嘴16到達中央位置時，控制裝置7係控制臂擺動單元19，使噴嘴臂17之擺動方向反轉。因此，二流體噴嘴16開始由中央位置朝周緣位置移動。藉此，吐出區域D1之位置被IPA液膜被覆，且使基板W上表面朝基板W周緣部移動。在二流體噴嘴16到達周緣位置時，控制裝置7控制臂擺動單元19，使噴嘴臂17之擺動方向反轉。藉此，使吐出區域D1之位置於基板W上表面朝旋轉軸線A1移動。如此，使吐出區域D1之位置於基板W周緣部與基板W中央部之間來回移動。
由於在基板W旋轉之下，使二流體噴嘴16於中央位置與周緣位置之間移動，故藉吐出區域D1掃描基板W上表面，使吐出區域D1之位置通過基板W上表面全域。因此，由二流體噴嘴16吐出之IPA係供給至基板W上表面全域，對基板W上表面全域均勻地進行處理。供給至基板W上表面的IPA係由基板W周緣部朝基板W側方向飛散。
又，二流體噴嘴16之移動速度(亦即吐出區域D1之掃描速度)係設定為例如約30~80mm/秒。
如圖6B所示，由基板W周緣部所飛散之IPA係由第1防護罩38之內壁所承接。然後，沿著第1防護罩38內壁流下的IPA係由第1杯36所承接，集中於第1杯36之底部。集中於第1 杯36底部的IPA，係經由第1配管(未圖示)而送至回收設備(未圖示)或排液設備(未圖示)。
在由對二流體噴嘴16開始供給氣體起經過事先決定的期間後，控制裝置7控制旋轉馬達12，使基板W之旋轉速度加速至事先決定之第2高旋轉速度(例如約1000rpm)，其後維持於此第2高旋轉速度。又，控制裝置7係在持續吐出IPA之下，控制臂擺動單元19使二流體噴嘴16朝中央位置移動，配置於該中央位置。藉此，結束IPA液滴吐出步驟(S4)。IPA液滴吐出步驟(S4)之處理期間，為例如約8~96秒。
在使二流體噴嘴16配置於中央位置後，如圖6C所示，進行將IPA連續流供給至基板W上表面的IPA後供給步驟(後供給步驟。第2旋轉步驟。圖5之步驟S5)。具體而言，控制裝置7係將至此呈打開的第1氣體閥24關閉。藉此，停止對二流體噴嘴16的氣體供給，由二流體噴嘴16吐出IPA之連續流(IPA吐出流量為0.1(公升/分))。在持續對二流體噴嘴16供給IPA之下，將氣體對二流體噴嘴16之供給由供給狀態切換為停止狀態，藉此可將由二流體噴嘴16吐出之IPA由液滴態樣切換為連續流態樣。
由二流體噴嘴16吐出之IPA的連續流，係在著液於依第2高旋轉速度進行旋轉的基板W上表面後，受到基板W旋轉所造成之離心力而沿著基板W上表面朝外方流動。因此，IPA被供給至基板W上表面全域，如圖6C所示，於基板W上形成被覆基板W上表面全域的IPA液膜。於基板W上表面流動並到達周緣部的IPA，係由基板W周緣部朝基板W側方飛散。於IPA後供給步驟(S5)，係使在IPA液滴吐出步驟(S4)中藉物理洗淨而由基板W上 表面被去除的異物，利用IPA予以沖除。
又，由於在IPA後供給步驟(S5)中於基板W上表面形成IPA液膜，故可在乾燥步驟(S7)前，使形成於基板W上表面的IPA液膜平均化。
如圖6C所示，由基板W周緣部飛散之IPA係由第1防護罩38內壁承接。然後，沿著第1保護罩38內壁流下的IPA係由第1杯36所承接，並集中於第1杯36底部。集中於第1杯36底部的IPA，係經由第1配管(未圖示)而送至回收設備(未圖示)或排液設備(未圖示)。
在IPA吐出開始起經過事先決定的期間後，控制裝置7控制旋轉馬達12，使基板W之旋轉速度減速至中旋轉速度(例如約500rpm)，維持於此中旋轉速度。其後，控制裝置7係控制有機溶劑閥21而停止由二流體噴嘴16吐出IPA，且控制臂擺動單元19，使二流體噴嘴16由中央位置(處理位置)退避至待機位置。藉由停止由二流體噴嘴16吐出IPA，結束IPA後供給步驟(S5)。IPA後供給步驟(S5)之處理期間，為例如約5~6秒。
又，在IPA後供給步驟(S5)之結束前，之所以使基板W之旋轉速度減速為中旋轉速度的理由在於，若依第2高旋轉速度續行基板W旋轉，則供給至基板W上表面的IPA揮發而基板W上表面乾燥，有成為顆粒發生原因之虞。
在由二流體噴嘴16停止IPA吐出後，控制裝置7控制旋轉馬達12，使依中旋轉速度進行旋轉之基板W減速至低旋轉速度(例如約10rpm)，並維持其低旋轉速度。此低旋轉速度亦可為零(亦即停止旋轉)。
在基板W到達低旋轉速度後，控制裝置7係如圖6D所示般，將基板W之旋轉速度維持為低旋轉速度，並控制防護罩昇降單元40，在將第2防護罩39維持於上方位置之下、使第1防護罩38由上方位置下降至下方位置，使第2防護罩39與基板W周端面相對向。亦即，將與基板W周端面相對向之防護罩由第1防護罩38切換(變更)為第2防護罩39(圖5之步驟S6：對向防護罩變更步驟)。
在使第2防護罩39與基板W周端面相對向配置後，控制裝置7係如圖6E所示般，實行乾燥步驟(圖5之步驟S7)。
具體而言，控制裝置7係控制旋轉馬達12，使基板W之旋轉速度由低旋轉速度上升。又，控制裝置7控制氣體噴嘴移動單元52，平氣體吐出噴嘴6由上方位置移動至接近位置。在將氣體吐出噴嘴6配置於接近位置後，控制裝置7打開第2氣體閥50及第3氣體閥51，將屬於氣體一例之氮氣由3個氣體吐出口(上側氣體吐出口44、下側氣體吐出口45及中心氣體吐出口46)吐出。藉此，於基板W上方形成在上下方向重疊的3個環狀氣流，藉此3個環狀氣流保護基板W上表面。
控制裝置7係在開始由氣體吐出噴嘴6之3個氣體吐出口44、45、46吐出氮氣後，控制旋轉馬達12，使基板W依事先決定之乾燥速度(例如約1000rpm)進行旋轉。藉此，基板W上之IPA朝外方向甩除，基板W逐漸乾燥。又，由於在基板W上表面被3個環狀氣流被覆的狀態進行基板W乾燥，故可抑制或防止在處理腔室2內浮游之顆粒等異物或IPA霧粒於乾燥步驟(S7)中附著在基板W的情形。
如圖6E所示，乾燥步驟(S7)中由基板W周緣部飛散的IPA液滴，係由第2保護罩39內壁承接。然後，沿著第2保護罩39內壁流下的IPA係由第2杯37所承接，並集中於第2杯37底部。集中於第2杯37底部的IPA，係經由第2配管(未圖示)而送至回收設備(未圖示)或排液設備(未圖示)。
在乾燥步驟(S7)涵括事先決定之期間(例如12秒)而進行後，控制裝置7係驅動旋轉馬達12，停止旋轉夾盤3的旋轉(基板W之旋轉)(圖5之步驟S8)。又，控制裝置7係在使由旋轉夾盤3進行之基板W旋轉停止後，關閉第2氣體閥50及第3氣體閥51，停止由3個氣體吐出口44、45、46吐出氣體。然後，控制裝置7係在停止由3個氣體吐出口44、45、46吐出氣體後，控制氣體噴嘴移動單元52，使氣體吐出噴嘴6退避至旋轉夾盤3周圍。
藉此，結束對一片基板W的洗淨處理，控制裝置7係與搬入基板W時同樣地，將處理完畢之基板W藉搬送機器人由處理腔室2搬出(圖5之步驟S9)。
接著說明第1及第2洗淨試驗。
第1及第2洗淨試驗，係對試料施行下述實施例相關之基板處理方法(洗淨處理)。
實施例：採用裸矽之基板W(外徑300(mm))作為試料，採用IPA作為有機溶劑。對保持於旋轉夾盤3(參照圖1)之呈旋轉狀態的此試料，使用基板處理裝置1實行上述圖5~圖6E所示洗淨處理的處理例。
又，第1洗淨試驗亦對試料施行下述比較例相關之基板處理方法(洗淨處理)。
比較例：作為試料採用裸矽之基板W(外徑300(mm))，採用IPA作為有機溶劑。對保持於旋轉夾盤3(參照圖1)並呈旋轉狀態之此試料，使用基板處理裝置1施行洗淨處理。比較例相關之洗淨處理，係在廢除了IPA液膜形成步驟(圖5之S3)及IPA後供給步驟(圖5之S5)雙方的點上，與前述圖5、圖6B、圖6D、圖6E所示洗淨處理的處理例相異，在其他點上則與上述洗淨處理的處理例共通。
<第1洗淨試驗>
實施例中，計測洗淨處理後之基板W表面之顆粒的分佈及個數。此洗淨試驗進行2次，分別於圖7A、7B表示以實施例為對象之第1洗淨試驗的試驗結果。
於圖7A所示洗淨試驗後之基板W表面，存在26nm以上之顆粒47個。進行試驗前之基板W表面之顆粒個數為46個，增加1個之情形屬於測定誤差的範圍內。因此，可認為洗淨試驗前後，基板W表面之顆粒個數實質上未增減。
又，於圖7B所示洗淨試驗後之基板W表面，存在26nm以上之顆粒32個。進行洗淨試驗前之基板W表面之顆粒個數為25個，增加7個之情況屬於測定誤差的範圍內。因此，可認為洗淨試驗前，基板W表面之顆粒個數實質上未增減。
如以上，判斷在實施了IPA液膜形成步驟(圖5之S3)及IPA後供給步驟(圖5之S5)雙方的情況下，可有效抑制在IPA液滴吐出步驟(圖5之S4)所發生之顆粒對基板W的殘留。
另一方面，比較例中，計測洗淨處理後之基板W表 面之顆粒的分佈及個數。圖8表示以比較例為對象之第1洗淨試驗的試驗結果。圖8表示顆粒之分佈的計測結果。圖8所示之白色部分為顆粒。於洗淨處理後之基板W表面，存在約45000個以上之顆粒。藉此，可判斷在未實施IPA液膜形成步驟(圖5之S3)及IPA後供給步驟(圖5之S5)的情況下，在IPA液滴吐出步驟(圖5之S4)所發生之顆粒大多殘留於基板W表面。
接著，說明顆粒之分佈。圖7A及圖7B之實施例中，於洗淨試驗後之基板W未確認到特別的顆粒偏存。相對於此，圖8之比較例中，在基板W周緣部確認到特別多的顆粒產生二重環狀的圖案。於基板W周緣部發生顆粒圖案的理由，可認為由於在IPA液滴吐出步驟(圖5之S4)前未實施IPA液膜形成步驟(圖5之S3)所致。亦即，於IPA液滴吐出步驟(圖5之S4)中，二流體噴嘴16係由基板W周緣部開始基板W掃描。來自剛開始吐出後之二流體噴嘴16的IPA液滴係粒徑偏差較大。已知粒徑偏差大之IPA液滴之噴流若衝擊至基板W表面，則洗淨後之基板W之顆粒特性將惡化。圖7A及圖7B之實施例中，由於在IPA液滴吐出步驟(圖5之S4)前實施IPA液膜形成步驟(圖5之S3)，故IPA液滴之噴流未直接衝擊至基板W表面，而經由IPA液膜發生衝擊。因此，基板W周緣部(亦即，剛開始吐出後之IPA液滴之噴流所指向處)的顆粒特性良好。相對於此，於圖8之比較例中，未實施IPA液膜形成步驟(圖5之S3)，粒徑偏差大之IPA液滴的噴流未經由IPA液膜即衝擊至基板W表面。因此，基板W周緣部的顆粒特性惡化。
再者，圖8中之所以於基板W周緣部顆粒態樣顯示呈二重環狀，可考慮下述理由。亦即，於基板W上表面之圓形的 吐出區域D1(參照圖6B)中，係對吐出區域D1中央部供給多量液滴；相對地，對吐出區域D1外周部僅供給微量液滴。因此，於吐出區域D1外周部中，IPA液滴之粒徑偏差容易變得顯著，顆粒容易發生。可認為此係二重環狀的要因。
<第2洗淨試驗>
隨著基板W之旋轉速度上升，IPA液滴吐出步驟(圖5之S5)中之IPA液膜變薄，IPA之噴流的液滴直接作用於基板W上表面。又，隨著基板W之旋轉速度上升，吐出區域D1(參照圖6B)之軌距不發生間隙，吐出區域D1掃描基板W之全域。從而，隨著基板W之旋轉速度上升，洗淨處理之去除性能變高。
另一方面，隨著基板W之旋轉速度變成高速，於基板W上表面中央部稍微發生顆粒(以下將此狀態稱為「顆粒模式」)。圖9為用於說明顆粒模式之圖解性俯視圖。若基板W之旋轉速度較高，對供給至基板W之IPA作用離心力，使其朝基板W周緣部移動。尤其是在吐出區域D1(參照圖6B)配置於基板W周緣部的狀態下，有基板W上表面中央部發生乾燥的情形。可認為以此基板W中央部之乾燥為起因，而稍微產生顆粒(使顆粒模式顯著化)。
第2洗淨試驗中，於實施例，使IPA液滴吐出步驟(圖5之S4)之基板W的旋轉速度於300rpm、400rpm、500rpm及1000rpm之間變化。然後，分別以目視觀察洗淨處理後之基板W表面的清潔程度(洗淨處理之去除性能(洗淨性能))、及洗淨處理後之基板W之顆粒模式有無發生。又，亦一併計算洗淨處理後之基板W表面 的26(nm)以上之尺寸的顆粒數。
圖10表示第2洗淨試驗的試驗結果。於圖10表示實施例中，基板W之旋轉速度、洗淨處理後之顆粒模式的發生及洗淨處理之去除性能間的關係。顆粒模式之有無發生，係將未發生顆粒模式的情況表示為「Good」，將發生顆粒模式的情況表示為「Insuffiient」。又，基板W之清潔程度(洗淨處理之去除性能(洗淨性能))，係將清潔程度良好的情況表示為「Good」，將不良的情況表示為「Insufficient」。又，將洗淨處理後於基板W表面中央部所發生之顆粒個數括號表示。
由圖10可判斷，在IPA液滴吐出步驟(圖5之S4)中之基板W的旋轉速度為300rpm以下時，洗淨處理之去除性能低。其原因之一可認為基板W之液膜過厚，其結果，於IPA液滴吐出步驟(圖5之S4)中，充分量之IPA液滴未到達基板W上表面所致。又，作為其他原因，可認為相對於吐出區域D1之移動速度，基板W之旋轉速度過慢，而於吐出區域D1(參照圖6B)之軌跡產生間隙，結果吐出區域D1無法掃描基板W全域所致。
由圖10可判斷，IPA液滴吐出步驟(S4)中之基板W的旋轉速度為500rpm以上時，將發生顆粒模式。
由以上可判斷，在基板W之旋轉速度超過300rpm、未滿500rpm的情況(尤其約400rpm的情況)，洗淨處理之去除性能高，且可抑制顆粒模式的發生。
如以上，根據第1實施形態，由二流體噴嘴16朝基板W上表面內之吐出區域D1吐出IPA液滴。藉由IPA液滴對基板W上表面的衝擊，將附著於吐出區域D1之異物(顆粒等)物理性去 除。藉此，可對基板W上表面進行良好洗淨。
又，在IPA之液滴吐出前，形成被覆基板W上表面內之吐出區域D1的IPA液膜。因此，由二流體噴嘴16吐出之IPA液滴，係衝擊至被覆吐出區域D1的IPA液膜。從而，在由二流體噴嘴16吐出之IPA液滴之粒徑分佈呈不穩定的IPA液滴吐出開始時，可避免IPA液滴直接衝擊至乾燥狀態之基板W上表面。從而，可抑制IPA液滴吐出步驟(S4)之實行所伴隨的顆粒發生。
由以上，可於抑制顆粒發生之下，使用來自二流體噴嘴16之IPA液滴良好地處理基板W上表面。
又，由於基板W上表面之吐出區域D1被IPA液膜所保護，故可將IPA之噴液之液滴供給所伴隨的基板W損傷抑制為最小限度。
如上述，將基板W之旋轉數設定為400rpm，且將由二流體噴嘴16的IPA吐出流量設定為較低之0.1公升/分，藉此可較薄地保持基板W上表面之IPA液膜之厚度。藉此，可提升使用IPA之洗淨處理的顆粒性能。而且，於此條件下，可有效抑制IPA液滴吐出步驟(S4)之實行所伴隨的顆粒發生(顆粒模式之發生)。
又，於IPA液膜形成步驟(S3)中，將供給至基板W上表面之IPA由二流體噴嘴16吐出。
假設在二流體噴嘴16之外另外設置液膜形成噴嘴(未圖示)，於IPA液膜形成步驟(S3)中，若由液膜形成噴嘴吐出供給至基板W上表面的IPA，則在IPA液膜形成步驟(S3)實行結束後，為了二流體噴嘴16或液膜形成噴嘴之移動等，在由二流體噴嘴16之IPA吐出開始(IPA液滴吐出步驟(S4)開始)之前產生待機時間，於此 待機時間中，有基板W上表面乾燥之虞。
相對於此，第1實施形態中，於IPA液膜形成步驟(S3)中，由二流體噴嘴16吐出供給至基板W上表面的IPA。因此，在由IPA液膜形成步驟(S3)移行至IPA液滴吐出步驟(S4)時，可不中斷地將IPA供給至基板W上表面。藉此，在由IPA液膜形成步驟(S3)移行至IPA液滴吐出步驟(S4)時，可抑制基板W上表面的乾燥。因此，在由IPA液膜形成步驟(S3)移行至IPA液滴吐出步驟(S4)時，可有效抑制顆粒發生。
又，在IPA液滴吐出步驟(S4)後所進行之IPA後供給步驟(S5)中，對基板W上表面供給IPA之連續流。從而，可將於IPA液滴吐出步驟(S4)中藉物理洗淨而由基板W上表面去除的異物，利用IPA予以沖除，藉此，可抑制或防止異物對基板W上表面的再附著。
又，由於IPA後供給步驟(S5)中之基板W的旋轉速度較IPA液滴吐出步驟(S4)時為更高速(第2高旋轉速度)，故對供給至基板W上表面之IPA作用較大離心力。藉此，可將藉物理洗淨而由基板W上表面去除的異物，與IPA一起由基板W側方向甩除，此外，可抑制或防止異物殘留於基板W上表面。
又，於IPA後供給步驟(S5)中，由二流體噴嘴16吐出供給至基板W上表面的IPA。
假設在二流體噴嘴16之外另外設置後供給噴嘴(未圖示)，於IPA後供給步驟(S5)中，若由後供給噴嘴吐出供給至基板W上表面的IPA，則在IPA液滴吐出步驟(S4)實行結束後，為了二流體噴嘴16或後供給噴嘴之移動等，在由後供給噴嘴16之IPA吐出 開始(IPA後供給步驟(S5)開始)之前產生待機時間，於此待機時間中，有基板W上表面乾燥之虞。
相對於此，第1實施形態中，於IPA後供給步驟(S5)，由二流體噴嘴16吐出供給至基板W上表面的IPA。因此，在由IPA液滴吐出步驟(S4)移行至IPA後供給步驟(S5)時，可不中斷地將IPA供給至基板W上表面，藉此，在由IPA液滴吐出步驟(S4)移行至IPA後供給步驟(S5)時，可有效抑制基板W上表面的乾燥。因此，在由IPA液滴吐出步驟(S4)移行至IPA後供給步驟(S5)時，可有效抑制顆粒發生。
又，在藉IPA之液滴物理洗淨基板W上表面的IPA液滴吐出步驟(S4)中，由基板所排出之IPA有時含有由基板W所去除之異物。IPA液滴吐出步驟(S4)中，由於第1防護罩38與基板W周端面相對向，故於第1防護罩38附著含異物之IPA。
於第1實施形態之乾燥步驟(S7)時，並非附著了含異物之IPA的第1防護罩38，而是使第2防護罩39與基板W周端面相對向。因此，乾燥步驟(S7)時，可有效抑制附著於與基板W周端面相對向之防護罩的IPA汙染洗淨處理後之基板W的情形。藉此，可更有效抑制顆粒發生，並使用來自二流體噴嘴16之IPA液滴對基板W進行良好處理。
圖11為圖解性表示本發明第2實施形態之基板處理裝置101一部分的圖。圖12A、12B為用於說明本發明第2實施形態之洗淨處理所包含之IPA液滴吐出步驟(S4)的圖解性圖。
圖11及圖12A、12B中，對與第1實施形態所示各部相對應之部分，係加註與圖1~圖10之情況相同的參考符號，並 省略說明。
第2實施形態之基板處理裝置101中，與第1實施形態之基板處理裝置1的差異點在於，除了有機溶劑供給單元4之外，尚具備附加有機溶劑供給單元(第4有機溶劑供給單元)102。
附加有機溶劑供給單元102係包含由直線噴嘴所構成的有機溶劑噴嘴103。有機溶劑噴嘴103係依連續流態樣吐出IPA的噴嘴，安裝於噴嘴臂17。因此，在為了使吐出區域D1(參照圖12A、12B)位置移動，而擺動噴嘴臂17時，可於將二流體噴嘴16及有機溶劑噴嘴103之位置關係保持為一定之下，同時移動二流體噴嘴16與有機溶劑噴嘴103。依基板W上表面之IPA供給區域Su1位於吐出區域D1之半徑方向外側的方式，將有機溶劑噴嘴103安裝於噴嘴臂17。
附加有機溶劑供給單元102係包含：將來自IPA供給源之IPA引導至有機溶劑噴嘴103的附加有機溶劑配管104；與對附加有機溶劑配管104進行開關之附加有機溶劑閥105。若打開附加有機溶劑閥105，則來自IPA供給源的常溫之液體IPA係經由附加有機溶劑配管104而供給至有機溶劑噴嘴103。藉此，由有機溶劑噴嘴103吐出IPA之連續流。
第2實施形態中，如圖2B二點虛線所示，除了第1實施形態之說明(參照圖2B)以外，進而使附加有機溶劑閥105連接於控制裝置7作為控制對象。控制裝置7係依照事先決定的程式，控制附加有機溶劑閥105等的開關動作等。
第2實施形態之洗淨處理中，係實行與第1實施形態之洗淨處理(圖5所示洗淨處理)同等的洗淨處理。於IPA液滴吐出 步驟(S4)中，與由二流體噴嘴16吐出IPA液滴並行地，進行由有機溶劑噴嘴103吐出IPA之連續流。此點係與第1實施形態之IPA液滴吐出步驟(S4)相異。以下針對相異點進行說明。
於IPA液滴吐出步驟(S4)中，控制裝置7控制臂擺動單元19，使吐出IPA液滴之噴流的二流體噴嘴16於上述中央位置與上述周緣位置之間水平地來回移動，並使吐出區域D1之位置於基板W之中央部與基板W之周緣部之間移動(吐出區域移動步驟)。隨此，有機溶劑噴嘴103亦水平地來回移動。
如圖12A所示，在使二流體噴嘴16由周緣位置朝中央位置移動的情況，控制裝置7係打開附加有機溶劑閥105，由有機溶劑噴嘴103吐出IPA連續流(附加有機溶劑供給步驟)。藉此，於基板W上表面，對吐出區域D1之行進方向之後方位置供給IPA連續流。另一方面，如圖12B所示，在使二流體噴嘴16由中央位置朝周緣位置移動時，控制裝置7係關閉附加有機溶劑閥105，由有機溶劑噴嘴103不吐出IPA。
換言之，在供給區域Su1位於吐出區域D1之進行方向後方的情況，由有機溶劑噴嘴103吐出IPA連續流；在IPA之供給區域Su1位於吐出區域D1之進行方向前方時，由有機溶劑噴嘴103不吐出IPA。
於第2實施形態中，不論吐出區域D1之位置被配置於基板W上表面何處，均於吐出區域D1位置附近另外供給IPA。若於IPA液滴吐出步驟(S4)中基板W上表面變得乾燥，則有於此乾燥區域發生顆粒之虞。從而，由於在吐出區域D1位置附近供給IPA，故可防止IPA液滴吐出步驟(S4)後基板W上表面的乾燥。
假設在對吐出區域D1的行進方向的前方位置配置IPA之供給區域Su1的情況，吐出區域D1中之IPA的液膜變厚。若被覆吐出區域D1之液膜較厚，有伴隨著IPA之液滴對吐出區域之吐出而使IPA發生彈液的情形。由於IPA之彈液而使含於該IPA之汙染物質飛散至周圍，而有成為顆粒發生之原因之虞。
第2實施形態中，由於僅對吐出區域D1之行進方向之後方位置供給IPA，故防止基板W上表面變得乾燥，且可將吐出區域D1之IPA之液膜保持為較薄。因此，可抑制吐出至吐出區域D1之IPA的彈液。藉此，可更有效地抑制IPA液滴吐出步驟(S4)之實行所伴隨的顆粒發生。
以上說明了本發明第2實施形態，但此發明可進一步依其他形態實施。
例如，於第2實施形態中，有機溶劑噴嘴103亦可依使基板W上表面之IPA供給區域Su1位於吐出區域D1之半徑方向內側的方式，安裝於噴嘴臂17。此時，在使二流體噴嘴16由中央位置朝周緣位置移動的情況，由有機溶劑噴嘴103吐出IPA連續流。另一方面，在使二流體噴嘴16由周緣位置朝中央位置移動的情況，由有機溶劑噴嘴103不吐出IPA。換言之，在供給區域Su1位於吐出區域D1行進方向之後方時，由有機溶劑噴嘴103吐出IPA連續流，在IPA供給區域Su1位於吐出區域D1行進方向之前方時，由有機溶劑噴嘴103不吐出IPA。此時，發揮與第2實施形態之情況同等的作用效果。
又，第1及第2實施形態中，係以於矽基板61(參照圖3)表面配置了SiO263的基板W作為處理對象。可取代此基板W， 以下述基板W1作為基板處理裝置1、101進行的處理對象。
圖13為擴大表示基板處理裝置1、101之處理對象之基板W1之表面附近的剖面圖。
處理對象之基板W1係形成具有銅配線之多層配線構造的半導體裝置的基體者，於表層部形成有由Low-k(介電常數較SiO2小的低介電係數材料。更佳係ULK(Ultra Low-k))膜所構成的絕緣膜71。絕緣膜71發揮作為絕緣層的機能。於絕緣膜71，由其表面下挖形成配線用溝渠72。配線用溝渠72係於圖13之左右方向上隔著一定間隔而複數形成，分別朝與圖13紙面正交之方向延伸。於各配線用溝渠72，埋設有銅配線73。銅配線73表面係與絕緣膜71表面成為幾乎同一面。
圖14A~14C係依步驟順序表示基板W1之製造方法的圖解性剖面圖。
首先，於半導體基板上藉CVD法形成絕緣膜71。其後，如圖14A所示，於絕緣膜71表層部，藉反應性離子蝕刻形成配線用溝渠72。其後，如圖14B所示，在絕緣膜71上表面及配線用溝渠72內形成銅膜74。如圖14B所示銅膜74係完全埋填於配線用溝渠72內，亦形成於配線用溝渠72外之絕緣膜71上。
接著，將銅膜74之凸出於各配線用溝渠72外的部分，藉由CMP法選擇性去除。藉此，如圖14C所示，銅膜74表面成為與絕緣膜71表面呈幾乎同一面的平坦面，形成銅配線73(第2前準備步驟)。
由於藉CMP法研磨銅膜74而形成銅配線73，故在剛製造後之基板W1表層部，存在著銅之削屑(漿料)75。為了將銅 之削屑75由基板W1去除，基板處理裝置1係對基板W1進行洗淨處理。
此種洗淨處理中，一般係對保持於旋轉夾盤的基板供給氫氟酸(HF)、SC2(hydrochloric acid/hydrogen peroxide mixture：鹽酸過氧化氫水)及SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture：硫酸過氧化氫水)等藥液，其後供給純水(去離子水)等之水，藉此以純水沖除基板上之藥液(潤洗處理)。
然而，若於潤洗處理時對基板W1表面供給純水，則銅配線73表面將氧化，有對製造後之半導體裝置性能造成影響之虞。因此，於基板處理裝置１中，係使用IPA(有機溶劑)作為洗淨液，洗淨基板W1表面(上表面)。IPA(有機溶劑)係對銅之氧化力低。因此，銅配線73表面不致被過度蝕刻，可良好洗淨基板W之表面(上面)。
又，由於Low-k具有高接觸角，故絕緣膜71表面顯示高疏水性(疏液性)。然而，藉由使用IPA等具有低表面張力之有機溶劑作為洗淨液，可將具有高疏水性之絕緣膜71表面良好濕潤。藉此，可良好形成被覆基板W1上面全域的IPA液膜。
此時，若基板W1表面呈疏水性，則於乾燥步驟(S7)中，基板W1上面(表面)IPA不均勻而容易乾燥。因此，於乾燥步驟(S7)中，有基板W1上面容易發生顆粒的問題。然而，此實施形態中，由於在藉由來自氣體吐出噴嘴6之環狀氣流被覆基板W1上面的狀態進行基板W1乾燥，故可抑制基板W1上面的顆粒發生。
又，第1及第2實施形態中，亦可在二流體噴嘴16之外另外設置可吐出連續流之由直線噴嘴所構成的液膜形成噴嘴 (未圖示)，而於IPA液膜形成步驟(S3)中，亦可由液膜形成噴嘴吐出供給至基板W上表面的IPA。此時，第2有機溶劑供給單元係包括：液膜形成噴嘴；與對液膜形成噴嘴供給IPA的IPA供給裝置。
又，第1及第2實施形態中，亦可在二流體噴嘴16之外另外設置可吐出連續流之由直線噴嘴所構成的後供給噴嘴(未圖示)，而於IPA後供給步驟(S5)中，亦可由後供給噴嘴吐出供給至基板W上表面的IPA。此時，第3有機溶劑供給單元係包括：後供給噴嘴；與對後供給噴嘴供給IPA的IPA供給裝置。
此時，液膜形成噴嘴用的IPA供給裝置與後供給噴嘴用的IPA供給裝置，可為共通裝置，亦可為個別裝置。進而，亦可藉由1個噴嘴共用作為液膜形成噴嘴(未圖示)及後供給噴嘴(未圖示)。
又，第1及第2實施形態中，雖將IPA後供給步驟(S5)中之基板W的旋轉速度設為較IPA液滴吐出步驟(S4)中之基板W的旋轉速度更高速而進行說明，但亦可與IPA液滴去除步驟中之基板W的旋轉速度為相同程度的速度，亦可較該基板W的旋轉速度更低速。
又，亦可廢除IPA後供給步驟(S5)。亦即，在IPA液滴吐出步驟(S4)結束後，立即轉移至乾燥步驟(S7)。此時，在IPA液滴吐出步驟(S4)結束後，較佳係將藉IPA液滴吐出步驟(S4)所去除之異物藉由氣體供給而由基板W上予以排除。
又，第1及第2實施形態中，係在IPA後供給步驟(S5)結束後、乾燥步驟(S7)開始前，實行與基板W周端面相對向之防護罩的變更(S6)，但亦可在IPA後供給步驟(S5)開始前進行。
又，亦可未進行與基板W周端面相對向之防護罩的變更(S6)，而在乾燥步驟(S7)時，使第2防護罩39與基板W周端面相對向。
又，以上雖設為氣體吐出噴嘴6具有3個氣體吐出口44、45、46而進行說明，但亦可不具有所有之3個氣體吐出口44、45、46，而具有至少1個氣體吐出口即可。
又，上述第1實施形態中，亦可使基板W及二流體噴嘴16之僅一者移動，而使IPA液滴衝擊至基板W上表面全域。具體而言，亦可依吐出區域D1通過基板W上表面全域的方式，依使基板W靜止的狀態移動二流體噴嘴16。又，亦可依吐出區域D1通過基板W上表面全域的方式，依使二流體噴嘴16靜止的狀態使基板W移動。
又，第1及第2實施形態中，基板W上表面之吐出區域D1的移動軌跡亦可為直線。亦即，該軌跡亦可為沿著保持於旋轉夾盤3之基板W上表面延伸，在由與基板W上表面呈垂直之垂直方向觀看時，通過基板W上表面中央部(較佳為中心)的直線。
又，第1及第2實施形態中，係將吐出區域D1設為在基板W上表面之一周緣部與基板W上表面中央部之間來回移動(半掃描)而進行了說明，但亦可使其在基板W上表面之一周緣部、及夾著基板W上表面中央部而與該一周緣部相反側之另一周緣部之間移動(全掃描)。
再者，亦可廢止氣體吐出噴嘴6。
又，第1及第2實施形態中，雖列舉了2段式之處理杯5為例而說明，但本發明中可應用具備了多段式或單杯式之處理 杯的基板處理裝置。
又，第1及第2實施形態中，作為二流體噴嘴，雖列舉了於噴嘴體外(外筒26(參照圖2A))使氣體與液體衝擊而混合其等以生成液滴的外部混合型之二流體噴嘴16為例進行說明，但亦可將本發明應用於在噴嘴體內混合氣體與液體而生成液滴的內部混合型之二流體噴嘴。
又，本發明所使用之有機溶劑並不限定於IPA。有機溶劑包括IPA、甲醇、乙醇、HFE(氫氟醚)、丙酮及Trans-1,2二氯乙烯中之至少1者。又，在僅由單體成分構成有機溶劑的情況，亦可為與其他成分混合的液體。例如，亦可為IPA與丙酮的混合液，或可為IPA與甲醇的混合液。
又，第1及第2實施形態中，說明了基板處理裝置1、101為處理圓板狀基板之裝置的情況，但基板處理裝置1、101亦可為對液晶顯示裝置用玻璃基板等多角型基板進行處理的裝置。
雖針對本發明之實施形態進行了詳細說明，但此等僅為用於闡明本發明之技術內容的具體例，本發明並不應限定於此等具體例而做解釋，本發明之範圍僅由隨附之申請專利範圍所限定。
本申請案係與於2014年12月26日向日本專利局提出之日本專利特願2014-265537號對應，該申請案之所有揭示內容均藉由引用而併入本文中。

Claims (12)

  1. 一種基板處理方法，其包含：水平保持基板之基板保持步驟；由二流體噴嘴，將混合有機溶劑與氣體而生成之上述有機溶劑之液滴，朝上述基板上表面內之既定吐出區域予以吐出的液滴吐出步驟；在上述液滴吐出步驟之前實行，對上述二流體噴嘴不供給上述氣體而供給上述有機溶劑，藉此由上述二流體噴嘴依連續流之態樣吐出上述有機溶劑，於上述基板上表面形成被覆上述吐出區域之上述有機溶劑之液膜的液膜形成步驟。
  2. 如請求項1之基板處理方法，其中，進一步包含：與上述液滴吐出步驟並行，使上述基板於鉛直之旋轉軸線周圍旋轉的第1旋轉步驟。
  3. 如請求項2之基板處理方法，其中，進一步包含：在上述液滴吐出步驟後，實行對上述基板上表面供給上述有機溶劑的後供給步驟。
  4. 如請求項3之基板處理方法，其中，進一步包含：與上述後供給步驟並行，使上述基板於鉛直之旋轉軸線周圍依較上述第1旋轉步驟時更高速進行旋轉的第2旋轉步驟。
  5. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述後供給步驟係藉由對上述二流體噴嘴不供給上述氣體而供給上述有機溶劑，由該二流體噴嘴依連續流之態樣吐出上述有機溶劑。
  6. 如請求項1之基板處理方法，其中，進一步包含：與上述液膜形成步驟並行，使上述二流體噴嘴移動的噴嘴移動步驟；上述液滴吐出步驟係以上述液膜形成步驟結束時之上述基板上表面之有機溶劑之著液位置作為上述吐出區域，開始上述有機溶劑之液滴的吐出。
  7. 如請求項6之基板處理方法，其中，上述液膜形成步驟結束時之上述著液位置，係上述基板上表面之周緣部；上述液滴吐出步驟係以上述基板上表面之周緣部作為上述吐出區域而開始上述有機溶劑之液滴的吐出。
  8. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，上述液滴吐出步驟係依使第1防護罩與上述基板周端面相對向的狀態實行的步驟；上述基板處理方法係進一步包含：對上述基板上表面不供給上述有機溶劑並使上述基板於鉛直之旋轉軸線周圍旋轉，藉此使上述基板上表面乾燥的乾燥步驟；與在上述液滴吐出步驟結束後、上述乾燥步驟之實行前，將與上述基板周端面相對向之防護罩由上述第1防護罩變更為與上述第1防護罩相異之第2防護罩的對向防護罩變更步驟。
  9. 如請求項1之基板處理方法，其中，進一步包含：於上述基板上表面內使上述吐出區域之位置移動的吐出區域移動步驟；及與上述吐出區域移動步驟並行，對上述吐出區域之行進方向之後方位置供給上述有機溶劑的附加有機溶劑供給步驟；上述附加有機溶劑供給步驟係不對上述吐出區域之行進方向之前方位置供給上述有機溶劑。
  10. 如請求項1之基板處理方法，其中，進一步包含：準備上表面配置了SiO2之矽基板作為上述基板的第1前準備步驟。
  11. 如請求項1之基板處理方法，其中，進一步包含第2前準備步驟，係準備含有由介電常數小於SiO2之低介電係數材料所構成之絕緣膜、與配置於上述絕緣膜上之銅配線的半導體基板，作為上述基板。
  12. 一種基板處理方法，其包含：水平保持基板之基板保持步驟；由二流體噴嘴，將混合有機溶劑與氣體而生成之上述有機溶劑之液滴，朝上述基板上表面內之既定吐出區域予以吐出的液滴吐出步驟；對上述基板之上表面供給上述有機溶劑，形成被覆上述吐出區域之上述有機溶劑之液膜的液膜形成步驟；使吐出上述有機溶劑之液滴的上述二流體噴嘴依上述吐出區域之位置在上述基板上表面中央部與上述基板上表面周緣部之間來回移動般而移動的二流體噴嘴移動步驟；與上述二流體噴嘴移動步驟並行地，使用來吐出上述有機溶劑之連續流之連續流噴嘴在一邊保持與上述二流體噴嘴之位置關係下一邊移動之連續流噴嘴移動步驟，該連續流噴嘴設置為相對上述吐出區域，自上述連續流噴嘴吐出之有機溶劑於上述基板之上表面的著液位置位於上述基板之周緣部側；及於藉由上述二流體噴嘴移動步驟使上述吐出區域之位置由上述基板之上表面中央部向上述基板之上表面周緣部移動之情況，不進行自上述連續流噴嘴向上述基板之上表面的有機溶劑之連續流之吐出，另一方面，於藉由上述二流體噴嘴移動步驟使上述吐出區域之位置由上述基板之上表面周緣部向上述基板之中央部移動之情況，自上述連續流噴嘴吐出有機溶劑之連續流的吐出步驟。
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