TWI631640B - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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TWI631640B
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脇田明日香
樋口鮎美
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斯克林集團公司
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Abstract

本發明之基板處理方法，係於基板處理裝置中執行之方法，該基板處理裝置包含有：具有可繞既定之鉛垂軸線旋轉之旋轉台、及設為可隨同旋轉台旋轉且抵接於基板之周端緣而支撐該基板之複數個基板支撐構件，用以一面使上述基板保持水平姿勢一面使該基板繞上述鉛垂軸線旋轉之基板保持旋轉單元；及圍繞於上述基板保持旋轉單元之周圍，而捕獲自藉由該基板保持旋轉單元所旋轉之基板飛散之處理液之處理杯；該基板處理方法包含有：基板旋轉步驟，其使上述旋轉台旋轉，而使上述基板以既定之液處理速度繞上述鉛垂軸線旋轉；及處理液供給步驟，其與上述基板旋轉步驟同時進行地，將既定之第1流量之處理液供給至上述基板之下表面，並且將較上述第1流量多之第2流量之處理液供給至上述基板之上表面。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於基板處理方法及基板處理裝置。作為處理對象之基板，例如包含有半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、FED(Field Emission Display；場致發射顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板、太陽能電池用基板等。
於半導體裝置及液晶顯示裝置之製造步驟中，例如，一次處理一片基板之單片式基板處理裝置具備有：旋轉卡盤，其於利用隔壁區隔之處理室內，一邊大致水平地保持基板一邊使該基板旋轉；處理液噴嘴，其朝向藉由該旋轉卡盤所旋轉之基板之上表面中央部吐出處理液；及處理杯，其圍繞於旋轉卡盤之周圍。
並且，使用有插通於旋轉卡盤之旋轉軸的中心軸噴嘴，其不僅將處理液供給至保持於旋轉卡盤之狀態之基板之上表面，亦可供給至基板之下表面。於該中心軸噴嘴之上端開設有吐出口，該吐出口係與被保持於旋轉卡盤之基板的下表面中央部相對向。
於此種裝置中，同時對基板之上表面及下表面進行處理液之供給(上下同時處理。參照US Patent Application No.2012/090649 A1)。
具體而言，一面藉由旋轉卡盤使基板旋轉，一面自處理液噴嘴朝向基板之上表面中央部吐出處理液，並且自中心軸噴嘴朝向基板之下表面中央部吐出處理液。被供給至基板上表面之處理液，係受到藉由基板之旋轉所產生之離心力，而於基板之上表面自中央部朝向周緣部擴散。藉此，使處理液遍及基板上表面之全域。此外，自中心軸噴嘴之吐出口朝向上方被吐出而接觸於基板之下表面中央部之處理液，係受到藉由基板之旋轉所產生之離心力，於基板之下表面傳遞而自中央部朝向周緣部移動。藉此，使處理液遍及基板下表面之全域。處理液係分別自基板之上表面周緣部及下表面周緣部朝向側方飛散。自基板之周緣部飛散之處理液，係由處理杯承接，而防止其朝處理杯外(即處理室內)流出。
上下同時處理，係於基板之上表面及下表面分別保持有處理液之液膜。為了於基板之表背面全域實施均勻之處理液處理，且為了保護基板而不使基板被處理液再度附著於基板或撞擊，便必須以處理液之液膜覆蓋基板之上表面全域，並且以處理液之液膜覆蓋基板之下表面全域。上下同時處理，為了防止於基板之下表面移動之處理液落下，就必須使基板以既定之高速旋轉。
然而，於一邊使基板高速旋轉一面對基板實施如上述之上下同時處理時，會產生如下述之問題。
亦即，於對基板實施上下同時處理時，有時會有處理液不自基板之周緣部朝橫向飛散，而向斜上方彈跳之情形。這可能是因為於基板之下表面傳遞而到達基板周緣部之處理液，沿旋轉卡 盤之卡盤銷之傾斜面而朝斜上方飛散所導致。於使基板高速旋轉之情形時，由於對處理液作用有較大之離心力，因此有使處理液之彈跳量增大的可能性。
自基板之周緣部朝斜上方大幅跳躍之處理液，有流出處理杯外(處理室內)之可能性。流出至處理杯外之處理液，由於在使基板乾燥之步驟中附著於基板之上下表面，因此有使基板之上下表面產生汙染之可能性。
此外，雖然自基板周緣部飛散之處理液會撞擊處理杯，但根據處理杯內壁之姿勢，若自基板周緣部飛散之處理液之飛散方向為斜上方，則撞擊處理杯內壁之處理液，有可能會向基板側彈回。於該情形時，存在有處理液之液滴掉落於基板之上表面，而對基板造成汙染之可能性。
雖然亦可考慮將基板之旋轉速度略低地設定，以分別防止處理液朝處理杯外之流出及處理液朝基板之彈回，但若將基板之旋轉速度設定為較低，則可能發生無法以處理液覆蓋基板之上表面全域之情形。若將供給至基板之處理液之流量設定為大流量，雖然即使基板之旋轉速度稍微偏低，也可藉由處理液覆蓋基板之上表面全域，但於該情形時將造成於一片之處理中所消耗處理液之量增多，而相應地使處理成本增加。
因此，本發明之目的，在於提供一種可一邊降低處理液之消耗量，一邊實現高品質之基板處理的基板處理方法及基板處理裝置。
本發明提供一種於基板處理裝置中執行的基板處理方法，該基板處理裝置包含有：具有可繞既定之鉛垂軸線旋轉之旋 轉台、及設為可隨同上述旋轉台旋轉且抵接於基板之周端緣而支撐該基板之複數個基板支撐構件，而用以使上述基板一邊保持水平姿勢一邊繞上述鉛垂軸線旋轉之基板保持旋轉單元；及圍繞於上述基板保持旋轉單元之周圍，而捕獲自藉由該基板保持旋轉單元所旋轉之基板飛散之處理液之處理杯；該基板處理方法包含有：基板旋轉步驟，其使上述旋轉台旋轉，而使上述基板以既定之液處理速度繞上述鉛垂軸線旋轉；及處理液供給步驟，其與上述基板旋轉步驟同時進行地，將既定之第1流量之處理液供給至上述基板之下表面，並且將較上述第1流量多之第2流量之處理液供給至上述基板之上表面。
根據該方法，於基板之下表面移動至周緣部之處理液，係碰撞旋轉中之基板支撐構件，主要朝斜上方之外側方向飛散。於基板之上表面移動至周緣部之處理液，係碰撞旋轉中之基板支撐構件，主要朝斜下方之外側方向飛散。於基板之周緣部，於基板之下表面移動而自基板之下表面周緣部飛散之處理液(以下，稱為「自基板之下表面周緣部飛散之處理液」)之液流，與於基板之上表面移動而自基板之上表面周緣部飛散之處理液(以下，稱為「自基板之上表面周緣部飛散之處理液」)之液流，係於上下方向交叉。因此，自基板之下表面周緣部飛散之處理液與自基板之上表面周緣部飛散之處理液，係於基板之周緣部發生干擾。
由於被供給至基板上表面之處理液之流量，較被供給至基板下表面之處理液之流量多，因此自基板之下表面周緣部飛散之處理液之飛散方向會被自基板之上表面周緣部飛散之處理液所壓制。亦即，可將自基板之周緣部飛散之處理液整體之飛散方向壓 低。因此，自基板之周緣部飛散之處理液可藉由處理杯捕獲，而抑制或防止處理液朝處理杯外流出。因此，可抑制或防止因處理液之液滴附著於基板所導致之基板汙染。
此外，由於自基板之周緣部飛散之處理液整體之飛散方向較低，因此可抑制處理液之液滴因與處理杯之撞擊而朝基板側彈回。因此，可抑止或防止因處理液之液滴附著於基板所導致之基板汙染。
藉由上述方法，可一邊降低處理液消耗量一邊實現高品質之基板處理。
上述液處理速度及上述第2流量，也可設定為能以處理液之液膜覆蓋上述基板下表面之全域之旋轉速度及流量。雖會依據對基板下表面之處理液之供給流量而不同，但只要基板之旋轉速度為500rpm以上，即可將處理液保持於基板之下表面。
上述第1流量也可為1.0(公升/分鐘)以上。根據該方法，由於第1流量為1.0(公升/分鐘)以上，因此可於基板之下表面保持覆蓋基板之下表面全域之處理液之液膜。
上述第2流量相對於上述第1流量之流量比也可為1.5以上。根據該方法，於第2流量相對於第1流量之流量比為1.5以上之情形時，可藉由自基板之上表面周緣部飛散之處理液來壓低自基板之下表面周緣部飛散之處理液之飛散方向，藉此，可確實地將自基板之周緣部飛散之處理液整體之飛散方向壓低。
上述液處理速度也可為800rpm以上且1200rpm以下。根據該方法，可於基板之下表面保持覆蓋該下表面全域之處理液，且可抑制處理液朝處理杯外之流出及處理液朝基板之彈回。若 基板之旋轉速度未達800rpm，則無法以處理液之液膜覆蓋基板之上表面全域。此外，若基板之旋轉速度超過1200rpm，則有增大處理液朝處理杯外流出及處理液朝基板彈回之可能性。
本發明提供一種基板處理裝置，其包含有：基板保持旋轉單元，其具有可繞既定之鉛垂軸線旋轉之旋轉台、及設為可隨同上述旋轉台旋轉且抵接於基板之周端緣而支撐該基板之複數個基板支撐構件，而用以使上述基板一邊保持水平姿勢一邊繞上述鉛垂軸線旋轉；處理液上供給單元，其用以對上述基板之上表面供給處理液；處理液下供給單元，其用以對上述基板之下表面供給處理液；處理杯，其圍繞於上述基板保持旋轉單元之周圍，而捕獲自藉由該基板保持旋轉單元所旋轉之基板飛散之處理液；及控制單元，其控制上述基板保持旋轉單元、上述處理液上供給單元及上述處理液下供給單元；上述控制單元係執行使上述基板以既定之液處理速度繞上述鉛垂軸線旋轉之基板旋轉步驟；及與上述基板旋轉步驟同時進行地，將既定之第1流量之處理液供給至上述基板之下表面，並且將較上述第1流量多之第2流量之處理液供給至上述基板之上表面之處理液供給步驟。
根據該構成，於基板之下表面移動至周緣部之處理液，係碰撞旋轉中之基板支撐構件，主要朝斜上方之外側方向飛散。於基板之上表面移動至周緣部之處理液，係碰撞旋轉中之基板支撐構件，主要朝斜下方之外側方向飛散。自基板之下表面周緣部飛散之處理液之液流，與自基板之上表面周緣部飛散之處理液之液流，係於上下方向交叉。因此，自基板之下表面周緣部飛散之處理液與自基板之上表面周緣部飛散之處理液，係於基板之周緣部發生干擾。
由於被供給至基板上表面之處理液之流量，較被供給 至基板下表面之處理液之流量多，因此自基板之下表面周緣部飛散之處理液之飛散方向會被自基板之上表面周緣部飛散之處理液所壓制。亦即，可將自基板之周緣部飛散之處理液整體之飛散方向壓低。因此，自基板之周緣部飛散之處理液可藉由處理杯捕獲，而抑制或防止處理液朝處理杯外流出。因此，可抑制或防止因處理液之液滴附著於基板所導致之基板汙染。
此外，由於自基板之周緣部飛散之處理液整體之飛散方向較低，因此可抑制處理液之液滴因與處理杯之撞擊而朝基板側彈回。因此，可抑止或防止因處理液之液滴附著於基板所導致之基板汙染。
藉由上述構成，可一邊降低處理液消耗量一邊實現高品質之基板處理。
上述基板支撐構件也可具有藉由用以抵接於上述基板之下表面周緣之第1抵接面、及用以抵接於上述基板之上表面周緣之第2抵接面所區隔之夾持部。於該情形時，上述第1抵接面係相對於水平面，隨著朝向上述基板之旋轉半徑方向外側而向上傾斜，上述第2抵接面係相對於水平面，隨著朝向上述基板之旋轉半徑方向外側而向下傾斜。
根據該構成，自基板之下表面碰撞基板支撐構件而飛散之處理液之飛散方向，係成為大致沿著基板支撐構件之第1抵接面之延長面。亦即，自基板之下表面周緣部飛散之處理液之飛散方向，係隨著朝向徑向外側而相對於水平面向上傾斜。
另一方面，自基板之上表面碰撞基板支撐構件而飛散之處理液之飛散方向，係成為大致沿著基板支撐構件之第2抵接面 之延長面。亦即，自基板之上表面周緣部飛散之處理液之飛散方向，係隨著朝向徑向外側而相對於水平面向下傾斜。
於基板之周緣部，自基板之下表面周緣部飛散之處理液之液流，與自基板之上表面周緣部飛散之處理液之液流，係於上下方向交叉。因此，自基板之下表面周緣部飛散之處理液與自基板之上表面周緣部飛散之處理液，係於基板之周緣部發生干擾。由於被供給至基板上表面之處理液之流量，較被供給至基板下表面之處理液之流量多，因此自基板之下表面周緣部飛散之處理液之飛散方向會被自基板之上表面周緣部飛散之處理液所壓制，其結果，可將自基板之周緣部飛散之處理液整體之飛散方向壓低。
也可進一步包含有設定單元，該設定單元係將上述液處理速度及上述第2流量設定為能以處理液之液膜覆蓋上述基板下表面之全域之旋轉速度及流量。
本發明之上述或者其他之目的、特徵及效果，係藉由參照所附圖式及下述之實施形態之說明而明確化。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理室
3‧‧‧旋轉卡盤
4‧‧‧藥液供給單元
5‧‧‧清洗液供給單元
6‧‧‧有機溶劑供給單元
7‧‧‧下表面處理液供給單元
8‧‧‧處理杯
9‧‧‧控制裝置
10‧‧‧隔壁
11‧‧‧FFU(風扇過濾單元)
12‧‧‧排氣裝置
13‧‧‧旋轉馬達
14‧‧‧旋轉軸
15‧‧‧旋轉台
16‧‧‧夾持構件
17‧‧‧下表面噴嘴
17a‧‧‧吐出口
18‧‧‧第1處理液供給配管
19‧‧‧第2處理液供給配管
20‧‧‧藥液下供給配管
21‧‧‧清洗液下供給配管
22‧‧‧藥液下閥
23‧‧‧藥液下流量調整閥
24‧‧‧清洗液下閥
25‧‧‧清洗液下流量調整閥
26‧‧‧藥液噴嘴
27‧‧‧藥液供給管
28‧‧‧藥液閥
29‧‧‧藥液流量調整閥
30‧‧‧清洗液噴嘴
31‧‧‧清洗液供給管
32‧‧‧清洗液閥
33‧‧‧清洗液流量調整閥
34‧‧‧有機溶劑噴嘴
35‧‧‧有機溶劑供給管
36‧‧‧有機溶劑閥
37‧‧‧筒狀構件
38‧‧‧(第1)杯體
39‧‧‧(第2)杯體
40‧‧‧(第3)杯體
41‧‧‧(第1)護板
42‧‧‧(第2)護板
43‧‧‧(第3)護板
44‧‧‧(第4)護板
45‧‧‧護板昇降單元
46‧‧‧傾斜部
47‧‧‧導引部
51‧‧‧基座
52‧‧‧夾持部
53‧‧‧下側抵接面
54‧‧‧上側抵接面
55‧‧‧夾持溝
61‧‧‧藥液之液膜
62‧‧‧藥液之液膜
71‧‧‧清洗液之液膜
72‧‧‧清洗液之液膜
81‧‧‧ph試驗紙
A1‧‧‧旋轉軸線
D1‧‧‧飛散方向
DD‧‧‧飛散方向
DU‧‧‧飛散方向
W‧‧‧基板
θ1‧‧‧角度
θ2‧‧‧角度
圖1為示意性地顯示本發明一實施形態之基板處理裝置之構成的圖。
圖2為圖1所示之夾持構件之側視圖。
圖3為顯示藉由圖1所示之基板處理裝置所執行蝕刻處理之處理例之流程圖。
圖4為顯示圖3之處理例所包含之各步驟中基板之旋轉速度之變化的圖。
圖5A至圖5C為顯示藥液步驟及清洗步驟中處理液之供給流量的圖。
圖6為顯示藥液步驟中基板之狀況之側視圖。
圖7為顯示清洗步驟中基板之狀況之側視圖。
圖8為顯示藥液步驟及清洗步驟中夾持構件附近之狀態之圖。
圖9A及圖9B為用以說明使朝基板之上下表面之供給流量比不同的情形時來自基板周緣部之處理液之飛散方向之變化的圖。
圖10為顯示第1試驗之試驗結果之圖。
圖11為顯示第2試驗之試驗結果之圖。
圖12為用以說明第2試驗中試驗紙相對於傾斜部之配置位置之俯視圖。
圖13為顯示第3試驗之試驗結果之圖。
圖14為顯示第4試驗之試驗結果之圖。
圖15為顯示第5試驗之試驗結果之圖。
圖16為顯示第6試驗之試驗結果之圖。
圖17為顯示第7試驗之試驗結果之圖。
圖1為示意性地顯示本發明一實施形態之基板處理裝置1之構成的圖。
該基板處理裝置1係用以對圓形之半導體晶圓等之基板W之元件形成區域側之表面及背面，實施洗淨處理或蝕刻處理等之液處理之單片式裝置。
基板處理裝置1包含有：旋轉卡盤(基板保持旋轉單元)3，其於處理室2內保持基板W並使其旋轉；藥液供給單元(處 理液上供給單元)4，其用以對被保持於旋轉卡盤3之基板W之表面(上表面)供給藥液；清洗液供給單元(處理液上供給單元)5，其用以對被保持於旋轉卡盤3之基板W之表面(上表面)供給作為清洗液之一例之DIW(去離子水)；有機溶劑供給單元6，其用以供給作為具有低表面張力之有機溶劑之一例之異丙醇(Isopropyl alcohol：IPA)液；下表面處理液供給單元(處理液下供給單元)7，其用以對被保持於旋轉卡盤3之基板W之背面(下表面)供給處理液(藥液或水)；筒狀之處理杯8，其圍繞旋轉卡盤3；及控制裝置(控制單元、設定單元)9，其控制基板處理裝置1所具備之裝置之動作或閥之開閉。
處理室2包含有：箱狀之隔壁10；自隔壁10之上部對隔壁10內(相當於處理室2內)輸送清潔空氣之作為送風單元之FFU(風扇過濾單元)11；及自隔壁10之下部排出處理室2內之氣體之排氣裝置12。旋轉卡盤3、藥液供給單元4之藥液噴嘴26、清洗液供給單元5之清洗液噴嘴30、及有機溶劑供給單元6之有機溶劑噴嘴34，係收容配置於隔壁10內。
FFU11係配置於隔壁10之上方，被安裝於隔壁10之頂板。FFU11係自隔壁10之頂板對處理室2內輸送清潔空氣。排氣裝置12係連接於處理杯8之底部，自處理杯8之底部對處理杯8之內部進行抽吸。藉由FFU11及排氣裝置12，於處理室2內形成有降流(下降流)。
作為旋轉卡盤3，係採用於水平方向夾持基板W而將基板W保持為水平之夾持式卡盤。具體而言，旋轉卡盤3包含有：旋轉馬達13；與該旋轉馬達13之驅動軸成為一體化之旋轉軸14；大致水平地被安裝於旋轉軸14上端之圓板狀之旋轉台15；及被配 置於旋轉台15之複數個(3個以上。例如6個)之夾持構件(基板支撐構件)16。複數個夾持構件16係於旋轉台15之上表面周緣部，於對應於基板W之外周形狀之圓周上隔開適當之間隔而配置。
複數個夾持構件16係相互協同動作地於水平方向夾持基板W。於該狀態下，若驅動旋轉馬達13，旋轉台15便藉由其驅動力而繞既定之旋轉軸線(鉛垂軸線)A1旋轉，使基板W於保持大致水平姿勢之狀態下與其旋轉台15一併繞旋轉軸線A1旋轉。
藥液供給單元4包含有藥液噴嘴26。藥液噴嘴26例如為以連續流之狀態吐出液體之直管式噴嘴，並使其吐出口朝向基板W之上表面中央部固定地被配置於旋轉卡盤3之上方。於藥液噴嘴26，連接有供給來自藥液供給源之藥液之藥液供給管27。於藥液供給管27之中途部，自藥液噴嘴26側依序介設有用以切換來自藥液噴嘴26之藥液之供給/供給停止之藥液閥28、及用以調節藥液供給管27之開度而對自藥液噴嘴26所吐出藥液之流量進行調整之藥液流量調整閥29。作為被供給至藥液供給管27之藥液，例如可例示稀釋氫氟酸(DHF)、濃氫氟酸(concHF)、氟硝酸(nitrohydrofluoric acid；氫氟酸與硝酸(HNO3)之混合液)、或氟化銨等。雖未圖示，但藥液流量調整閥29包含有內部設有閥座之閥本體、對閥座進行開閉之閥體、及使閥體於開位置與閉位置之間移動之致動器。其他之流量調整閥也相同。
清洗液供給單元5包含有清洗液噴嘴30。清洗液噴嘴30例如為以連續流之狀態吐出液體之直管式噴嘴，並使其吐出口朝向基板W之上表面中央部固定地被配置於旋轉卡盤3之上方。於清洗液噴嘴30，連接有供給來自清洗液供給源之清洗液之清 洗液供給管31。於清洗液供給管31之中途部，自清洗液噴嘴30側依序介設有用以切換來自清洗液噴嘴30之清洗液之供給/供給停止之清洗液閥32、及用以調節清洗液供給管31之開度而對自清洗液噴嘴30所吐出水之流量進行調整之清洗液流量調整閥33。作為被供給至清洗液供給管31之清洗液，例如可例示DIW(去離子水)、碳酸水、電解離子水、臭氧水、稀釋濃度(例如，10~100ppm左右)之鹽酸水、還原水(氫水)、脫氣水等。
有機溶劑供給單元6包含有有機溶劑噴嘴34。有機溶劑噴嘴34例如為以連續流之狀態吐出液體之直管式噴嘴，並使其吐出口朝向基板W之上表面中央部固定地被配置於旋轉卡盤3之上方。於有機溶劑噴嘴34，連接有供給來自IPA供給源之液體之IPA之有機溶劑供給管35。於有機溶劑供給管35之中途部，介設有用以切換來自有機溶劑噴嘴34之IPA之供給/供給停止之有機溶劑閥36。
再者，藥液噴嘴26、清洗液噴嘴30及有機溶劑噴嘴34均不必分別相對於旋轉卡盤3固定地配置，例如，可採用於旋轉卡盤3之上方安裝可於水平面內擺動之臂上，並藉由該臂之擺動對基板W上表面之處理液(藥液、清洗液或有機溶液)之液體落點位置進行掃描，即所謂掃描噴嘴之形態。
下表面處理液供給單元7包含有：下表面噴嘴(中心軸噴嘴)17；於旋轉軸14內朝上下延伸之第1處理液供給配管18；及連接於第1處理液供給配管18之第2處理液供給配管19。於第2處理液供給配管19，連接有藥液下供給配管20。於下表面噴嘴17之上端，形成有與被保持於旋轉卡盤3之基板W下表面(背面) 之中央部相對向之吐出口17a。於藥液下供給配管20，自第2處理液供給配管19側依序介設有用以開閉藥液下供給配管20之藥液下閥22、及用以調整藥液下供給配管20之開度之藥液下流量調整閥23。第2處理液供給配管19連接清洗液下供給配管21。於清洗液下供給配管21上自第2處理液供給配管19側依序介設有用以開閉清洗液下供給配管21之清洗液下閥24、及用以調整清洗液下供給配管21之開度之清洗液下流量調整閥25。
若於關閉清洗液下閥24之狀態下開啟藥液下閥22，藥液就會經由第2處理液供給配管19，而自第1處理液供給配管18被供給至下表面噴嘴17。被供給至下表面噴嘴17之藥液，係自其吐出口17a朝上方吐出。藉此，使藥液被供給至被保持在旋轉卡盤3之基板W之下表面中央部。自下表面噴嘴17所吐出藥液之流量，係藉由藥液下流量調整閥23進行調節。
同樣地，若於關閉藥液下閥22之狀態下開啟清洗液下閥24，清洗液就會經由第2處理液供給配管19，而自第1處理液供給配管18被供給至下表面噴嘴17。被供給至下表面噴嘴17之清洗液，係自其吐出口17a朝上方吐出。藉此，使水被供給至被保持在旋轉卡盤3之基板W之下表面中央部。自下表面噴嘴17所吐出水之流量，係藉由清洗液下流量調整閥25進行調節。
處理杯8係配置於較被保持於旋轉卡盤3之基板W更外側(離開旋轉軸線A1之方向)。處理杯8包含有：圍繞旋轉卡盤3之筒狀構件37；被配置於旋轉卡盤3與筒狀構件37之間之複數個杯體38~40(第1~第3杯體38~40)；承接朝基板W之周圍飛散之處理液(藥液、清洗液或有機溶劑)之複數個護板41~44(第1 ~第4護板41~44)；及使複數個護板41~44分別昇降之護板昇降單元45。處理杯8係配置於較被保持於旋轉卡盤3之基板W之外周更外側(離開旋轉軸線A1之方向)。圖1係顯示處理杯8於旋轉軸線A1之右側及左側呈不同的狀態。
各杯體38~40為圓筒狀，於旋轉卡盤3與筒狀構件37之間圍繞旋轉卡盤3。內側第2個之第2杯體39係配置於較第1杯體38更外側，第3杯體40係配置於較第2杯體39更外側。第3杯體40例如與第2護板42為一體，而與第2護板42一併進行昇降。各杯體38~40形成向上開放之環狀溝槽。於各杯體38~40之溝槽，連接有回收配管(未圖示)或廢液配管(未圖示)。被導向各杯體38~40底部之處理液，係通過回收配管或廢液配管，分別被輸送至回收單元(未圖示)或廢液單元(未圖示)。藉此，回收或廢棄自基板W所排出之處理液。
各護板41~44為圓筒狀，於旋轉卡盤3與筒狀構件37之間圍繞旋轉卡盤3。各護板41~44包含有：圍繞旋轉卡盤3之周圍之圓筒狀導引部47、及自導引部47之上端朝中心側(靠近基板W之旋轉軸線A1之方向)向斜上方延伸之圓筒狀之傾斜部46。各傾斜部46之上端部構成護板41~44之內周部，且具有較基板W及旋轉台15更大之直徑。4個傾斜部46係沿上下重疊，而4個導引部47係同軸地配置。除了最外側之第4護板44之導引部47以外之3個導引部47(護板41~43之導引部47)，分別可進出於複數個杯體38~40內。亦即，處理杯8可折疊，藉由護板昇降單元45使4個護板41~44之至少一個昇降，可進行處理杯8之展開及折疊。再者，傾斜部46既可使其截面形狀如圖1所示般平滑且一邊 呈凸狀之圓弧一邊延伸，亦可為例如直線狀。
對基板W之處理液(藥液、清洗液或有機溶液)之供給或基板W之乾燥，係於任一之護板41~44與基板W之周端面相對向之狀態下進行。例如，於使內側第3個之第3護板43與基板W之周端面相對向之情形時，第1護板41及第2護板42係配置於下位置(圖1左側所示之位置)，第3護板43及第4護板44係配置於上位置(圖1左側所示之位置)。此外，於使最內側之第1護板41與基板W之周端面相對向之情形時，4個護板41~44全部被配置於上位置(圖1右側所示之位置)。
例如，於後述之藥液步驟(圖3之S3)或清洗步驟(圖3之S4)、IPA置換步驟(圖3之S5)中，於除了最外側之第4護板44以外之3個護板41~43之任一個與基板W之周端面相對向之狀態下進行。因此，於對基板W供給處理液時朝基板W之周圍飛散之處理液，係藉由第1護板41、第2護板42及第3護板43之任一者，被導引至與該護板41~43對應之杯體38~40中。
圖2為夾持構件16之側視圖。各夾持構件16包含有：被配置於旋轉台15周緣部之基座51、及被固定於基座51上表面之圓柱狀之夾持部52。於夾持部52之外周面，形成有夾持溝55，該夾持溝55係於水平方向朝向內側(旋轉軸線A1側)呈V字狀開口，用以夾持基板之周端面。夾持溝55係藉由相對於水平面而隨著朝基板W之旋轉半徑方向外側向上傾斜之下側抵接面(第1抵接面)53、及相對於水平面而隨著朝基板W之旋轉半徑方向外側向下傾斜之上側抵接面(第2抵接面)54所區隔。下側抵接面53係相對於水平面傾斜角度θ1(參照圖8)，而上側抵接面54係相對於水平面 傾斜角度θ2(參照圖8)。於基板W之周端緣由夾持溝55所夾持之狀態下，基板W之下表面端緣係抵接於下側抵接面53，並且基板W之上表面端緣係抵接於上側抵接面54。
圖3為顯示藉由基板處理裝置1所執行蝕刻處理之處理例之流程圖。圖4為顯示圖3之處理例所包含之各步驟中基板W之旋轉速度之變化的圖。圖5A至圖5C為顯示藥液步驟(S3)及清洗步驟(S4)中處理液之供給流量的圖。圖5A顯示對基板W上表面之處理液之供給流量，圖5B顯示對基板W下表面之處理液之供給流量。圖5C顯示對基板W上下表面之處理液之合計供給流量。圖6為顯示藥液步驟(S3)中基板W之狀況之側視圖。圖7為顯示清洗步驟(S4)中基板W之狀況之側視圖。圖8為顯示藥液步驟(S3)及清洗步驟(S4)中夾持構件16之附近之狀態的圖。
以下，一邊參照圖1、圖3及圖4，一邊對蝕刻處理之處理例進行說明。並適當地參照圖5A至圖8。
於進行蝕刻處理時，搬送機器人(未圖示)被控制，而將未處理之基板W搬入處理室2(參照圖1)內(步驟S1)。基板W係於其表面朝向上方之狀態下被交付給旋轉卡盤3。再者，於該基板W之搬入前，為了不妨礙該基板之搬入，使第1~第4護板41~44下降至下位置(最下方位置)，而使第1~第4護板41~44之上端皆被配置於較旋轉卡盤3對基板W之保持位置更下方處。作為基板W之一例，可列舉表面(應形成元件之表面)形成有氧化膜之矽晶圓(素矽晶；bare silicon)。基板W也可為大型基板(例如，外徑為300(mm)之圓形基板)。
當基板W由旋轉卡盤3所保持，控制裝置9便控制 旋轉馬達13，使基板W開始旋轉，而使基板W旋轉(步驟S2)。基板W之旋轉速度係上昇至預定之液處理速度(例如，圖4所示之800rpm)，並維持在該液處理速度。
此外，控制裝置9係控制護板昇降單元45，而於第1及第2護板41、42維持在下位置(最下方位置)之狀態下，使第3及第4護板43、44上昇至上位置(最上方的位置)，而使第3護板43對向於基板W之周端面。
若基板W之旋轉速度達到液處理速度，接著，控制裝置9便開始執行藥液步驟(步驟S3)。具體而言，控制裝置9係開啟藥液閥28，並且開啟藥液下閥22。藉此，自藥液噴嘴26朝向基板W之上表面中央部吐出藥液，並且自下表面噴嘴17之吐出口17a朝向基板W之下表面中央部向上吐出藥液。
此時來自藥液噴嘴26之藥液之供給流量(第2流量)，係藉由藥液流量調整閥29之調整，如圖5A所示般被設定為例如2.5(公升/分鐘)，而且，來自下表面噴嘴17之藥液之供給流量(第1流量)，係藉由藥液下流量調整閥23之調整，如圖5B所示般被設定為例如1.0(公升/分鐘)。於該情形時，對基板W之藥液之合計供給流量係如圖5C所示為3.5(公升/分鐘)，來自藥液噴嘴26之藥液之供給流量相對於來自下表面噴嘴17之藥液之供給流量之流量比為2.5。
被供給至基板W之上表面中央部之藥液，係受到由基板W之旋轉所產生之離心力，而於基板W之上表面朝向基板W之周緣部流動。藉此，如圖6所示，於基板W之上表面，保持有覆蓋基板W之上表面全域之藥液之液膜61。此外，被供給至基板 W之下表面中央部之藥液，係受到由基板W之旋轉所產生之離心力，於基板W之下表面傳遞而朝向基板W之周緣部流動。藉此，如圖6所示，於基板W之下表面，保持有覆蓋基板W之下表面全域之藥液之液膜62。藉由藥液之液膜61、62，藥液被供給至基板W之上表面全域及下表面全域，藉此，對基板W之上下表面全域實施藥液處理。於使用稀釋氫氟酸、濃氫氟酸、氟硝酸、或氟化銨等作為藥液之情形時，伴隨藥液處理，基板W之上表面係呈疏水性。於該處理例中，即使基板W之上表面呈現疏水性，仍可於基板W之上表面保持覆蓋該上表面全域之藥液之液膜61。
如圖8所示，於基板W之上表面朝向周緣部流動之藥液，係在基板W之周緣部碰撞到與旋轉台15一體旋轉之夾持構件16，而朝向基板W之側面飛散。同樣地，於基板W之下表面傳遞而朝向周緣部流動之藥液，也在基板W之周緣部碰撞到與旋轉台15一體旋轉之夾持構件16，然後，朝向基板W之側面飛散。如此，自基板W之周緣部所排出之藥液，係藉由碰撞到夾持構件16而改變其飛散方向。
自基板W之下表面碰撞到夾持構件16而飛散之藥液之飛散方向，係大致沿著夾持構件16之下側抵接面53之延長面。亦即，於基板W之下表面移動而自基板W之下表面周緣部飛散之藥液(以下，稱為「自基板W之下表面周緣部飛散之藥液」)之飛散方向DD，係隨著朝徑向外側而相對於水平面向上傾斜角度θ1。另一方面，自基板W之上表面碰撞到夾持構件16而飛散之藥液之飛散方向，係大致沿著夾持構件16之上側抵接面54之延長面。亦即，於基板W之上表面移動而自基板W之上表面周緣部飛散之藥液(以 下，稱為「自基板W之上表面周緣部飛散之藥液」)之飛散方向DU，係隨著朝徑向外側而相對於水平面向下傾斜角度θ2。
於藥液步驟(S3)時，於基板W之周緣部，自基板W之下表面周緣部飛散之藥液之液流，係與自基板W之上表面周緣部飛散之藥液之液流於上下方向交叉。因此，自基板W之下表面周緣部飛散之藥液係與自基板W之上表面周緣部飛散之藥液，於基板W之周緣部發生干擾。然後，於基板W之周緣部，藥液係朝向藥液整體之飛散方向D1飛散，該藥液整體之飛散方向D1係將自基板W之下表面周緣部飛散之藥液之飛散方向DD與自基板W之上表面周緣部飛散之藥液之飛散方向DU合成所得之方向。
假設，於將上下表面供給流量比(上表面：下表面)設為1：1之情形時，由於自基板W之上表面周緣部飛散之藥液流量不比來自下表面周緣部之藥液流量多，因此如圖9A所示，無法充分地壓制自基板W之下表面周緣部朝向斜上方之藥液，其結果，藥液整體之飛散方向D1係隨著朝徑向外側而相對於水平面向上大幅地傾斜。
相對於此，於圖3之處理例中，由於將上下表面供給流量比(上表面：下表面)設定為2.5：1，所以自基板W之上表面周緣部飛散之藥液之流量相較於來自下表面周緣部之藥液流量夠多。因此，如圖9B所示，藉由自基板W之上表面周緣部飛散之藥液將自基板W之下表面周緣部飛散之藥液之飛散方向向下壓低，其結果，藥液整體之飛散方向D1成為相對於水平面沿大致水平方向或接近水平方向。
因此，自基板W之周緣部飛散之藥液之大部分，會 被第3護板43之內壁承接。藉此，可抑制或防止於藥液步驟(S3)中藥液朝處理杯8外之流出。於第3護板43之導引部47之內壁傳遞而流下之藥液，被集中於第3杯體40之底部，並通過回收配管(未圖示)而被導引至回收單元(未圖示)。
若自藥液之吐出開始，經過預定之藥液處理時間，控制裝置9便關閉藥液閥28及藥液下閥22，而停止自藥液噴嘴26及下表面噴嘴17吐出藥液。
此外，控制裝置9係控制護板昇降單元45，使第1及第2護板41、42移動至上位置(最上方位置)，而使第1護板41對向於基板W之周端面。於該狀態下，第1~第4護板41~44全部被配置於上位置。
當第1及第2護板41、42被配置於上位置，接著，控制裝置9便開始執行清洗步驟(步驟S4)。具體而言，控制裝置9繼藥液步驟(S3)之後，一邊將基板W之旋轉速度維持在上述液處理速度，一邊開啟清洗液閥32，並且開啟清洗液下閥24。藉此，自清洗液噴嘴30朝向基板W之上表面中央部吐出清洗液，並且自下表面噴嘴17之吐出口17a朝向基板W之下表面中央部而向上吐出清洗液。
此時來自清洗液噴嘴30之清洗液之供給流量(第2流量)，係藉由清洗液流量調整閥33之調整，如圖5A所示般被設定為例如2.5(公升/分鐘)，而且，來自下表面噴嘴17之清洗液之供給流量(第1流量)，係藉由清洗液下流量調整閥25之調整，如圖5B所示般被設定為例如1.0(公升/分鐘)。於該情況下，對基板W之清洗液之合計供給流量，係如圖5C所示般為3.5(公升/分鐘)， 來自清洗液噴嘴30之清洗液之供給流量相對於來自下表面噴嘴17之清洗液之供給流量之流量比為2.5。
被供給至基板W之上表面中央部之清洗液，係受到藉由基板W之旋轉所產生之離心力，而於基板W之上表面朝向基板W之周緣部流動。藉此，被保持於基板W上表面之藥液之液膜61，係如圖7所示般被清洗液之液膜71所置換。清洗液之液膜71係覆蓋基板W之上表面全域。此外，被供給至基板W之下表面中央部之清洗液，係受到藉由基板W之旋轉所產生之離心力，於基板W之下表面傳遞而朝向基板W之周緣部流動。藉此，被保持於基板W下表面之藥液之液膜62，係如圖7所示般被清洗液之液膜72所置換。清洗液之液膜72係覆蓋基板W之下表面全域。藉由清洗液之液膜71、72，沖洗掉附著於基板W之上表面及下表面之藥液，而對基板W之上下表面實施清洗處理。於使用稀釋氫氟酸、濃氫氟酸、氟硝酸、或氟化銨等作為藥液之情形時，藥液處理後之基板W之上表面係呈疏水性，但於本處理例中，即使基板W之上表面呈現疏水性，仍可於基板W之上表面保持覆蓋該上表面全域之清洗液之液膜71。藉此，可均勻地進行朝清洗液之置換及基板W之洗淨，並且藉由液膜71而自飛散之液體等保護基板W之上表面全域。
如圖8所示，於基板W之上表面朝向周緣部流動之清洗液，係在基板W之周緣部碰撞到與旋轉台15一體旋轉之夾持構件16，而向基板W之側面飛散。同樣地，於基板W之下表面傳遞而朝向周緣部流動之清洗液，也在基板W之周緣部碰撞到與旋轉台15一體旋轉之夾持構件16，然後，向基板W之側面飛散。如 此，自基板W之周緣部所排出之清洗液，係藉由碰撞到夾持構件16而改變其飛散方向。
自基板W之下表面碰撞到夾持構件16而飛散之清洗液之飛散方向，係大致沿著夾持構件16之下側抵接面53之延長面。亦即，於基板W之下表面移動而自基板W之下表面周緣部飛散之清洗液(以下，稱為「自基板W之下表面周緣部飛散之清洗液」)之飛散方向DD，係隨著朝徑向外側而相對於水平面向上傾斜角度θ1。另一方面，自基板W之上表面碰撞到夾持構件16而飛散之清洗液之飛散方向，係大致沿著夾持構件16之上側抵接面54之延長面。亦即，於基板W之上表面移動而自基板W之上表面周緣部飛散之清洗液(以下，稱為「自基板W之上表面周緣部飛散之清洗液」)之飛散方向DU，係隨著朝徑向外側而相對於水平面向下傾斜角度θ2。
於清洗步驟(S4)時，於基板W之周緣部，自基板W之下表面周緣部飛散之清洗液之液流與自基板W之上表面周緣部飛散之清洗液之液流，係於上下方向交叉。因此，自基板W之下表面周緣部飛散之清洗液與自基板W之上表面周緣部飛散之清洗液，係於基板W之周緣部發生干擾。而且，於基板W之周緣部，清洗液係朝向清洗液整體之飛散方向D1飛散，該飛散方向D1係將自基板W之下表面周緣部飛散之藥液之飛散方向DD與自基板W之上表面周緣部飛散之清洗液之飛散方向DU合成所得之方向。
假設，於將上下表面供給流量比(上表面：下表面)設為1：1之情形時，由於自基板W之上表面周緣部飛散之清洗液流量不比來自下表面周緣部之清洗液流量多，因此如圖9A所示，無 法充分地壓制自基板W之下表面周緣部朝向斜上方之清洗液，其結果，清洗液整體之飛散方向D1係隨著朝徑向外側而相對於水平面向上大幅地傾斜。
相對於此，於圖3之處理例中，由於將上下表面供給流量比(上表面：下表面)設定為2.5：1，所以自基板W之上表面周緣部飛散之清洗液之流量相較於來自下表面周緣部之清洗液流量夠多。因此，如圖9B所示，藉由自基板W之上表面周緣部飛散之清洗液將自基板W之下表面周緣部飛散之清洗液之飛散方向向下壓低，其結果，清洗液整體之飛散方向D1成為相對於水平面沿大致水平方向或接近水平方向。
因此，自基板W之周緣部飛散之清洗液之大部分，會被第1護板41之內壁承接。藉此，可抑制或防止於清洗步驟(S4)中清洗液朝處理杯8外之流出。於第1護板41之內壁傳遞而流下之清洗液，被集中於第1杯體38之底部，並通過排液配管(未圖示)而被導引至廢液單元(未圖示)。
如圖4及圖5A至圖5C所示，清洗步驟(S4)包含有：使基板W以上述液處理速度(清洗處理速度)旋轉之高速清洗步驟(步驟S41)；使基板W之旋轉速度自上述液處理速度(例如，800rpm)連續地下降至積水(puddle)速度(於0~100rpm之範圍內，例如如圖4所示之10rpm)之減速步驟(步驟S42)；及於基板W之上表面全域將清洗液之液膜保持為積水狀之積水步驟(步驟S43)。
若自清洗液之吐出開始經過預定之高速清洗期間(例如30秒)，控制裝置9就會開始執行減速步驟(S42)。具體而言，控制裝置9係一邊將來自清洗液噴嘴30及下表面噴嘴17之清洗液之 供給流量分別維持在2.5(公升/分鐘)及1.5(公升/分鐘)，一邊控制旋轉馬達13使以液處理速度(例如，800rpm)旋轉之基板W急速地降至約100rpm。
於減速步驟(S42)中，分6個階段階段性地自液處理速度減速至積水速度。如圖4所示，自液處理速度(例如800rpm)依序經過第1階段(例如約300rpm)、第2階段(例如約100rpm)、第3階段(例如約50rpm)、第4階段(例如約30rpm)、及第5階段(例如約20rpm)，大約15秒鐘的時間減速至積水速度(第6階段。例如約10rpm)。
若基板W之旋轉速度降低至該積水速度(10rpm)，則控制裝置9便控制旋轉馬達13，將基板W之旋轉速度維持在該積水速度。藉此，執行於基板W之上表面全域將清洗液之液膜保持為積水狀之積水步驟(步驟S43)。
於基板W之旋轉速度降低至積水速度(10rpm)後，若經過預定之積水清洗時間(例如6秒)，控制裝置9便將清洗液閥32及清洗液下閥24關閉，而停止自清洗液噴嘴30及下表面噴嘴17吐出清洗液。
接著，控制裝置9開始執行IPA置換步驟(步驟S5)。具體而言，控制裝置9係一邊將基板W之旋轉速度維持在積水速度，一邊開啟有機溶劑閥36，而自有機溶劑噴嘴34朝向基板W之上表面中心部吐出液體之IPA。此時來自有機溶劑噴嘴34之IPA之供給流量係設定為例如0.1(公升/分鐘)。將IPA供給至基板W之上表面，藉此將基板W上表面之液膜所含之清洗液依序置換為IPA。藉此，於基板W之上表面，使覆蓋基板W之上表面全域之IPA的液膜保持為積水狀。
若自IPA之吐出開始經過預定之IPA積水時間(例如約8秒)，控制裝置9便一邊繼續IPA之吐出，一邊控制旋轉馬達13將基板W自積水速度，例如分4個階段(10rpm→50rpm→100rpm→500rpm→1000rpm)加速至高旋轉速度(例如約1000rpm)。於基板W達到高旋轉速度之後，控制裝置9便以自IPA之吐出開始已經過既定時間為條件，將有機溶劑閥36關閉，而停止自有機溶劑噴嘴34吐出IPA。
若IPA之吐出停止，控制裝置9便執行乾燥步驟(步驟S6)。亦即，控制裝置9係將基板W之旋轉速度維持於例如1000rpm。藉此，將附著於基板W之IPA甩掉而使基板W乾燥。
若乾燥步驟(S6)進行過預定之乾燥時間，控制裝置9便驅動旋轉馬達13，使旋轉卡盤3之旋轉(基板W之旋轉)停止(步驟S7)。藉此，結束對一片基板W之洗淨處理，並藉由搬送機器人將處理完之基板W自處理室2搬出(步驟S8)。
如上述，根據本實施形態，自基板W之下表面碰撞到夾持構件16而飛散之處理液(藥液或清洗液)之飛散方向，係大致沿著夾持構件16之下側抵接面53之延長面。亦即，自基板W之下表面周緣部飛散之處理液之飛散方向，係隨著朝徑向外側而相對於水平面向上傾斜。
另一方面，自基板W之上表面碰撞到夾持構件16而飛散之處理液之飛散方向，係大致沿著夾持構件16之上側抵接面54之延長面。亦即，自基板W之上表面周緣部飛散之處理液之飛散方向，係隨著朝徑向外側而相對於水平面向下傾斜。因此，自基板W之下表面周緣部飛散之處理液與自基板W之上表面周緣部飛 散之處理液，會於基板W之周緣部相干擾。
由於對基板W之上表面所進行處理液之供給流量相對於朝基板W之下表面所進行處理液之供給流量之流量比為2.5，因此可藉由自基板W之上表面周緣部飛散之處理液，將自基板W之下表面周緣部飛散之處理液之飛散方向壓低。其結果，可將處理液整體之飛散方向D1壓低。
因此，可藉由處理杯8確實地捕獲自基板W之周緣部飛散之處理液，藉此，可抑制或防止處理液朝處理杯8外之流出。
此外，由於各護板41~44之傾斜部46係設定為自導引部47之上端朝中心側(接近基板W之旋轉軸線A1之方向)向斜上方延伸，因此若來自基板W之周緣部之處理液之飛散方向過度偏向上方，就會有撞擊到傾斜部46之處理液向基板W側彈回，而使處理液之液滴掉落於基板W之上表面的可能性。
相對於此，於本實施形態中，由於自基板W之周緣部飛散之處理液整體之飛散方向較低，因此可抑制處理液之液滴因與處理杯8之撞擊而朝基板W側彈回，藉此，可抑制或防止因處理液之液滴附著於基板W所導致基板W之汙染。
此外，於上述處理例之藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中，對基板W下表面之處理液(藥液或清洗液)之供給流量為1.0(公升/分鐘)，而且，液處理速度為800(rpm)，因此可於基板W之下表面保持覆蓋該下表面全域之處理液。此外，相較於將基板W之旋轉速度設定為圖4以虛線所示之高速(例如1200rpm)之情形，可更進一步抑制朝處理杯8外之處理液之流出及朝基板W之處理液之彈回。
此外，於上述處理例之藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中，於朝基板W上表面之處理液之供給流量相對於朝基板W下表面之處理液之供給流量之流量比為1之情形時，為了於基板W之上表面保持覆蓋該上表面全域之處理液之液膜61、71，必須將基板W之旋轉速度設定為圖4以虛線所示之高速(例如1200rpm)，且將對基板W上下表面之處理液之供給流量至少分別設定為2.0(公升/分鐘)。於該情形時，上下表面總共所需要處理液之供給流量，係如圖5C之虛線所示，上下表面合計為4.0(公升/分鐘)。
相對於此，於上述處理例之藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中，如圖5C之實線所示，所需要之處理液之供給流量上下表面合計分別為3.5(公升/分鐘)即可。藉此，可一邊實現處理液之節省，一邊於基板W之上下表面全域保持處理液之液膜61、62、71、72。
因此，可提供一種可一邊降低藥液消耗量及清洗液消耗量，一邊實現高品質之基板處理之基板處理裝置1。
於上述處理例之藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中，雖然已以液處理速度為800rpm之情形為例進行說明，但液處理速度較佳為設定在800rpm以上且1200rpm以下之範圍內。
此外，於上述處理例之藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中，為了壓低自基板W之周緣部飛散之處理液整體之飛散方向D1，朝基板W上表面之處理液之供給流量相對於朝基板W下表面之處理液之供給流量之流量比較佳為1.5以上。但只要朝基板W上表面之處理液之供給流量相對於朝基板W下表面之處理液 之供給流量之流量比超過1.0，則也可不足1.5。
此外，於上述處理例之藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中，為了於基板W之下表面保持覆蓋該下表面全域之處理液之液膜62、72，雖然朝基板W下表面之處理液之供給流量較佳分別為1.0(公升/分鐘)以上，但也可不足1.0(公升/分鐘)。
其次，對第1試驗~第7試驗進行說明。圖10為顯示第1試驗之試驗結果之圖。圖11為顯示第2試驗之試驗結果之圖。圖12為用以說明第2試驗中試驗紙相對於傾斜部46之配置位置之俯視圖。圖13為顯示第3試驗之試驗結果之圖。圖14為顯示第4試驗之試驗結果之圖。圖15為顯示第5試驗之試驗結果之圖。圖16為顯示第6試驗之試驗結果之圖。圖17為顯示第7試驗之試驗結果之圖。第1試驗~第7試驗中之第1試驗~第5試驗，係對樣本實施如下所述之實施例及比較例之蝕刻處理。
實施例：採用在表面形成有氧化膜之矽晶圓(外徑300(mm))作為樣本，且採用稀釋氫氟酸作為藥液。對被保持於旋轉卡盤3且處於旋轉狀態之該樣本，使用基板處理裝置1執行上述圖3~圖5C所示之蝕刻處理。亦即，除特別言及之情況以外，將對基板W下表面之處理液(藥液或清洗液)之供給流量設為1.0(公升/分鐘。LPM)，並將對基板W上表面之處理液之供給流量設為2.5(公升/分鐘)。
比較例：採用在表面形成有氧化膜之矽晶圓(外徑300(mm))作為樣本，且採用稀釋氫氟酸作為藥液。對被保持於旋轉卡盤3且處於旋轉狀態之該樣本，使用基板處理裝置1執行蝕刻處理。比較例之處理係針對將對基板W下表面之處理液(藥液或清洗 液)之供給流量設定為2.0(公升/分鐘)，並且將對基板W上表面之處理液之供給流量設定為2.0(公升/分鐘)的部分而言，與上述實施例不同，針對其他部分則與上述處理例相同。
<第1試驗>
於第1試驗中，針對實施例及比較例，計測經蝕刻處理後之基板W之表面上26m以上之大小之微粒數。
於實施例中，使藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中基板W之旋轉速度，於600rpm、800rpm、1000rpm及1200rpm之間變化。
於比較例中，將藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中基板W之旋轉速度設定為1200rpm。
於圖10中顯示第1試驗之試驗結果。於圖10中顯示實施例及比較例中基板W之旋轉速度與基板W表面之微粒數(Particle Adder)之關係。
如圖10所示，於藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)之基板W之旋轉速度為800rpm、1000rpm及1200rpm之實施例中，經蝕刻處理後之微粒數較少。
相對於此，於藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)之基板W之旋轉速度為600rpm之實施例中，經蝕刻處理後之微粒數較多。此外，於比較例中，經蝕刻處理後之微粒數也較多。
由圖10可知，實施例可抑制經蝕刻處理後之微粒之產生。此外，可知於基板W之旋轉速度未達800rpm時，即使是實施例，也無法充分地抑制經蝕刻處理後之微粒之產生。這可能是因為若藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中基板W之旋轉速度 未達800rpm，於藥液步驟(S3)或高速清洗步驟(步驟S41)中基板W上表面之液膜61、71就會產生龜裂等，而使得基板W之上表面(表面)局部露出，其結果使浮游於基板W之上表面周邊之微粒附著至基板W之上表面。
<第2試驗>
於第2試驗中，針對實施例及比較例，使藥液步驟(S3)中基板W之旋轉速度分別於800rpm、1000rpm及1200rpm之間變化，並計測此時自基板W之周緣部飛散之藥液(稀釋氫氟酸(DHF))之飛散方向。
於圖11顯示第2試驗之試驗結果。於圖11顯示實施例及比較例中基板W之旋轉速度(DHF Rotation speed)和自基板W之周緣部飛散之藥液之飛散方向與水平面所夾之角度(Angle)之關係。
如圖11所示，於基板W之旋轉速度為800rpm及1000rpm之實施例中，自基板W之周緣部飛散之藥液之飛散方向係接近於水平。此外，於基板W之旋轉速度為1200rpm之實施例中，自基板W之周緣部飛散之藥液之飛散方向雖朝斜上方，但相對於水平面之角度被抑制為較小之角度。
另一方面，於比較例中，自基板W之周緣部飛散之藥液之飛散方向係朝斜上方，且該飛散方向相對於水平面之角度也較大。
由圖11可知，實施例相較於比較例，可壓低自基板W之周緣部飛散之藥液之飛散方向。尤其，可知於基板W之旋轉速度為800rpm~1000rpm之情形時，相較於比較例，可大幅壓低自 基板W之周緣部飛散之藥液之飛散方向。
<第3試驗>
於第3試驗中，針對實施例及比較例，計測於藥液步驟(S3)時流出至處理杯8外之藥液(稀釋氫氟酸)之量。
如圖12所示，於第4護板44之傾斜部46之外表面，配置50cm×50cm之ph(hydrogen exponent)試驗紙81。於蝕刻處理後，將藥液附著於ph試驗紙81後所發生變色之變色點之數量，設為朝處理杯8外飛散(流出)之藥液之數量。
於第3試驗中，將對基板W下表面之藥液之供給流量設定為1.5(公升/分鐘)，且將對基板W上表面之藥液之供給流量設定為2.5(公升/分鐘)，並且使藥液步驟(S3)中基板W之旋轉速度分別於400rpm、600rpm、800rpm及1200rpm之間變化。
於圖13顯示第3試驗之試驗結果。於圖13顯示實施例及比較例中基板W之旋轉速度(Rotation speed)與朝處理杯8外飛散之藥液之數量之關係。
如圖13所示，於基板W之旋轉速度為400rpm、600rpm、及800rpm之情形時，則無論是實施例還是比較例，流出至處理杯8外之藥液皆為少量。
另一方面，於基板W之旋轉速度為1200rpm之情形時，相對於在實施例中流出至處理杯8外之藥液為相對少量，於比較例中，則有較多量之藥液流出至處理杯8外。
由圖13可知，實施例與基板W之旋轉速度如何並無關聯，而可減少流出至處理杯8外之藥液量。尤其，可知於基板W之旋轉速度為高速之情形時，相較於比較例，可大幅地抑制朝處理 杯8外之藥液之流出。
<第4試驗>
於第4試驗中，針對實施例及比較例，計測對一片基板W實施蝕刻處理後(initial)、及連續地對30片基板W實施蝕刻處理後(after 30run)之基板W之表面上之微粒數及微粒之大小。
於第4試驗中，針對實施例(OPT)及比較例(POR)，將藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中基板W之旋轉速度分別設定為1000rpm及1200rpm。
於圖14顯示第4試驗之試驗結果。於圖14中，將基板W表面之微粒之大小分為26nm以上、32nm以上、及45nm以上來顯示。
如圖14所示，於實施例中，在對一片基板W進行處理後、與對30片基板W進行連續處理後之間，基板W之表面上微粒數及微粒之大小並無特別明顯之變化。
另一方面，於比較例中，對30片基板W進行連續處理後，相較於對一片基板W進行處理後，基板W表面之微粒數增加，特別是較小之微粒數增加。
由圖14可知，於實施例中，即使增加基板W之蝕刻處理之次數，對基板W表面上之微粒產生之容易度並無影響。由此可推測於實施例中，藥液(呈霧狀之藥液(稀釋氫氟酸))幾乎不會飄浮於處理杯8外(處理室2內)。
<第5試驗>
於第5試驗中，針對實施例及比較例，計測經蝕刻處理後之蝕刻量及蝕刻均勻性。
於實施例中，使藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中基板W之旋轉速度，於600rpm、800rpm及1000rpm之間變化。
於比較例中，將藥液步驟(S3)及高速清洗步驟(步驟S41)中基板W之旋轉速度設定為1200rpm。
於各條件下，分別各進行2次計測(圖15所示之Run1及Run2之雙方)。
於圖15顯示第5試驗之試驗結果。於圖15顯示實施例及比較例中蝕刻量(Etching amount(nm))及在17個點之蝕刻均勻性(17pt Uniformity(%))。
由圖15，可知實施例係與比較例之情形相同，並無蝕刻量之增減，而且也無蝕刻均勻性惡化之情形。
<第6試驗>
於第6試驗中，採用在表面形成有氧化膜之矽晶圓(外徑300(mm))作為樣本，且採用稀釋氫氟酸作為藥液。對被保持於旋轉卡盤3且處於旋轉狀態之該樣本，使用基板處理裝置1執行上述蝕刻處理之藥液步驟(S3)。而且，使對基板W上表面及對基板W下表面之藥液之供給流量之組合，於「2.5(公升/分鐘)及1.0(公升/分鐘)」、「2.25(公升/分鐘)及1.0(公升/分鐘)」、「2.5(公升/分鐘)及1.5(公升/分鐘)」、「2.25(公升/分鐘)及1.5(公升/分鐘)」以及「2.0(公升/分鐘)及2.0(公升/分鐘)」之間變化。
於圖16顯示第6試驗之試驗結果。於圖16顯示基板W之旋轉速度與對基板W之上下表面之供給流量比之關係。此外，於圖16中，對幾乎沒有或僅少量有產生微粒之處理條件標註「★」 記號，並對有產生較多量之微粒之處理條件標註「☆」記號。
由圖16，可知只要以圖16中標示影線之區域所含有之處理條件執行蝕刻處理，即可提高處理後之基板W之品質。
<第7試驗>
於第7試驗中，採用矽晶圓(外徑300(mm))作為樣本，對被保持於旋轉卡盤3且處於旋轉狀態之該樣本，使用基板處理裝置1僅對基板W之下表面供給藥液(稀釋氫氟酸)，並使此時藥液之供給流量，於1.0(公升/分鐘)、1.5(公升/分鐘)及2.0(公升/分鐘)之間變化。採用稀釋氫氟酸作為藥液。此外，使藥液步驟(S3)中基板W之旋轉速度，於400rpm、500rpm、600rpm、800rpm及1200rpm之間變化。
於圖17顯示第7試驗之試驗結果。於圖17中，以「￮(Good)」顯示於基板W之下表面形成有覆蓋該下表面全域之藥液之液膜72之情形，而以「×(Insufficient)」顯示該下表面之至少一部分未以該藥液之液膜覆蓋之情形。
由圖17，可知只要對基板W之下表面所供給藥液之流量為1.0(公升/分鐘)以上，且基板W之旋轉速度為500rpm以上，即可於基板W之下表面形成覆蓋該下表面全域之藥液之液膜72。
以上，雖然對本發明之一實施形態進行說明，但本發明之也可以其他之形態實施。
例如，於上述處理例之藥液步驟(S3)中，也可對基板W之上表面供給藥液(稀釋氫氟酸)，並對基板W之下表面供給水(例如DIW)。於該情況下，對基板W之上表面所進行藥液之供給流量較對基板W下表面所進行水之供給流量多，更佳為，對基板W上 表面所進行藥液之供給流量相對於對基板W下表面所進行水之供給流量之流量比為1.5以上。
作為具有低表面張力之有機溶劑，除了IPA以外，例如可採用甲醇、乙醇、丙酮、及HFE(氫氟醚)等。
此外，也可省略如上述IPA置換步驟(S5)之有機溶劑置換步驟。
此外，本發明並不限於自基板W之表面去除矽氧化物之蝕刻處理，也可廣泛地應用於其他蝕刻處理或洗淨處理等。惟，於基板W之表面呈疏水性之情形時，更能顯著地發揮本發明之功效。作為對於表面呈疏水性之基板W之處理例，除了去除矽氧化膜之處理以外，還可例示去除光阻劑之處理。
此外，如上述之處理例般，於高速清洗步驟(步驟S41)中，雖然較佳為將對基板W上表面所進行清洗液之供給流量設定為大於對基板W下表面所進行之供給流量，而使得能良好地全面覆蓋基板W之上下表面，但於高速清洗步驟(步驟S41)中，也可將對基板W之上下表面所進行清洗液之供給流量彼此設定為相同，或者也可將對基板W下表面所進行清洗液之供給流量設定為大於對基板W上表面所進行之供給流量。
除此之外，可於申請專利範圍所記載事項之範圍內實施各種之設計變更。
以上雖然對本發明之實施形態詳細地說明，惟該等只是為了瞭解本發明之技術內容而使用之具體例而已，本發明之解釋不應受限於該等具體例，本發明範圍僅由本發明之申請專利範圍所限制。
本申請案係分別對應於2014年5月21日向日本國專利廳提出申請之特願2014-105471號，該等申請案之所有揭示內容皆作為引用而寫入本說明書中。

Claims (7)

  1. 一種基板處理方法，係於基板處理裝置中執行之方法，該基板處理裝置包含有：具有可繞既定之鉛垂軸線旋轉之旋轉台、及設為可隨同上述旋轉台旋轉且抵接於基板之周端緣而支撐該基板之複數個基板支撐構件，而用以使上述基板一邊保持水平姿勢一邊繞上述鉛垂軸線旋轉之基板保持旋轉單元；及圍繞於上述基板保持旋轉單元之周圍，而捕獲自藉由該基板保持旋轉單元所旋轉之基板飛散之處理液之處理杯；該基板處理方法包含有：基板旋轉步驟，其使上述旋轉台旋轉，而使上述基板以既定之液處理速度繞上述鉛垂軸線旋轉；及處理液供給步驟，其與上述基板旋轉步驟同時進行地，將既定之第1流量之處理液供給至上述基板之下表面，並且將較上述第1流量多之第2流量之處理液供給至上述基板之上表面；上述液處理速度及上述第1流量係設定為能以處理液之液膜覆蓋上述基板下表面之全域之旋轉速度及流量。
  2. 一種基板處理方法，係於基板處理裝置中執行之方法，該基板處理裝置包含有：具有可繞既定之鉛垂軸線旋轉之旋轉台、及設為可隨同上述旋轉台旋轉且抵接於基板之周端緣而支撐該基板之複數個基板支撐構件，而用以使上述基板一邊保持水平姿勢一邊繞上述鉛垂軸線旋轉之基板保持旋轉單元；及圍繞於上述基板保持旋轉單元之周圍，而捕獲自藉由該基板保持旋轉單元所旋轉之基板飛散之處理液之處理杯；該基板處理方法包含有：基板旋轉步驟，其使上述旋轉台旋轉，而使上述基板以既定之液處理速度繞上述鉛垂軸線旋轉；及處理液供給步驟，其與上述基板旋轉步驟同時進行地，將既定之 第1流量之處理液供給至上述基板之下表面，並且將較上述第1流量多之第2流量之處理液供給至上述基板之上表面；上述第2流量相對於上述第1流量之流量比為1.5以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理方法，其中，上述第1流量為1.0(公升/分鐘)以上。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理方法，其中，上述液處理速度為800rpm以上且1200rpm以下。
  5. 一種基板處理裝置，其包含有：基板保持旋轉單元，其具有可繞既定之鉛垂軸線旋轉之旋轉台、及設為可隨同上述旋轉台旋轉且抵接於基板之周端緣而支撐該基板之複數個基板支撐構件，而用以使上述基板一邊保持水平姿勢一邊繞上述鉛垂軸線旋轉；處理液上供給單元，其用以對上述基板之上表面供給處理液；處理液下供給單元，其用以對上述基板之下表面供給處理液；處理杯，其圍繞於上述基板保持旋轉單元之周圍，而捕獲自藉由該基板保持旋轉單元所旋轉之基板飛散之處理液；及控制單元，其控制上述基板保持旋轉單元、上述處理液上供給單元及上述處理液下供給單元；上述控制單元係執行使上述基板以既定之液處理速度繞上述鉛垂軸線旋轉之基板旋轉步驟；及與上述基板旋轉步驟同時進行地，將既定之第1流量之處理液供給至上述基板之下表面，並且將較上述第1流量多之第2流量之處理液供給至上述基板之上表面之處理液供給步驟；該基板處理裝置進一步包含有設定單元，該設定單元係將上述液處理速度及上述第1流量設定為能以處理液之液膜覆蓋上述基板下 表面之全域之旋轉速度及流量。
  6. 一種基板處理裝置，其包含有：基板保持旋轉單元，其具有可繞既定之鉛垂軸線旋轉之旋轉台、及設為可隨同上述旋轉台旋轉且抵接於基板之周端緣而支撐該基板之複數個基板支撐構件，而用以使上述基板一邊保持水平姿勢一邊繞上述鉛垂軸線旋轉；處理液上供給單元，其用以對上述基板之上表面供給處理液；處理液下供給單元，其用以對上述基板之下表面供給處理液；處理杯，其圍繞於上述基板保持旋轉單元之周圍，而捕獲自藉由該基板保持旋轉單元所旋轉之基板飛散之處理液；及控制單元，其控制上述基板保持旋轉單元、上述處理液上供給單元及上述處理液下供給單元；上述控制單元係執行使上述基板以既定之液處理速度繞上述鉛垂軸線旋轉之基板旋轉步驟；及與上述基板旋轉步驟同時進行地，將既定之第1流量之處理液供給至上述基板之下表面，並且將較上述第1流量多之第2流量之處理液供給至上述基板之上表面之處理液供給步驟；上述第2流量相對於上述第1流量之流量比為1.5以上。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之基板處理裝置，其中，上述基板支撐構件具有藉由用以抵接於上述基板之下表面周緣之第1抵接面、及用以抵接於上述基板之上表面周緣之第2抵接面所區隔之夾持部，上述第1抵接面係相對於水平面，隨著朝向上述基板之旋轉半徑方向外側而向上傾斜，上述第2抵接面係相對於水平面，隨著朝向上述基板之旋轉半徑 方向外側而向下傾斜。
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