TWI644343B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於抑制基板的上表面的損傷，並適當地將異物從基板上去除。本發明的解決手段為，基板處理裝置係具備有：基板保持部，係將基板(9)保持成水平狀態；以及處理液供給部，係將第一處理液以及比重比第一處理液還小且沸點比第一處理液還高的第二處理液供給至基板(9)的上表面(91)上，並將屬於第一處理液的液膜之第一液膜(71)以及覆蓋第一液膜(71)的上表面(73)之屬於第二處理液的液膜之第二液膜(72)形成於基板(9)的上表面(91)上。在基板處理裝置中，藉由以第一處理液的沸點以上且比第二處理液的沸點還低的溫度進行第一液膜(71)的加熱而在第二液膜(72)與基板(9)之間氣化的第一處理液，使基板(9)的上表面(91)上的異物從基板(9)的上表面(91)剝離，並朝第二液膜(72)內移動。藉此，能抑制基板(9)的上表面(91)的損傷，並適當地將異物從基板(9)上去除。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係有關於一種用以進行基板處理之基板處理裝置及基板處理方法。
以往，在半導體基板(以下簡稱為「基板」)的製造步驟中，對基板供給處理液並施予各種處理。例如將洗淨液供給至基板上，進行用以沖洗附著於基板的表面的異物之洗淨處理。
在日本特開2010-56534號公報(文獻1)的基板洗淨方法中，將表面形成有圖案(pattern)的基板加熱至140度至300度後，對基板的表面供給洗淨液的液滴。由於在基板上產生於洗淨液的液滴與基板之間夾著洗淨液的蒸氣之萊頓弗羅斯特現象(Leidenfrost effect)，因此洗淨液的液滴不會進入至圖案之間，而成為從基板些微浮起的狀態。接著，藉由從洗淨液的液滴的下表面噴吹至基板的表面之蒸氣，基板上的殘渣等附著物係朝上方飄起而被去除。在該基板 洗淨方法中，由於洗淨液未進入至圖案之間，因此一邊抑制基板表面中的圖案的崩壞一邊進行基板的洗淨。
另一方面，在日本特開2011-121009號公報(文獻2)的基板處理裝置中，於基板表面上形成有HFE(hydrofluoroether；氫氟醚)液的液膜，並於HFE液的液膜上形成有純水的液膜。接著，對純水的液膜賦予超音波振動，藉此對基板表面賦予衝擊波並進行基板表面的洗淨。在該基板處理裝置中，由於超音波振動所造成的衝擊波的一部分係在兩種類的液膜的界面被反射，因此賦予至基板表面的衝擊波的能量變低，減少對基板的損傷。
此外，在日本特開2010-238918號公報(文獻3)的基板處理裝置中，將主面朝向側方的基板浸漬於儲留於處理槽的處理液，藉此進行基板的處理。在處理結束並將基板從處理液朝上方取出時，位於比處理液的液面還下方的基板的一部分係被加熱達至該處理液的沸點以上的溫度。藉此，由於基板主面上的細微圖案間的處理液係氣化，因此在通過處理液的液面時作用於細微圖案的處理液的表面張力減少，防止表面張力造成細微圖案的崩壞。
然而，在文獻1的基板洗淨方法中，會有藉由來自處理液的液滴的蒸氣而飄起的附著物從液滴的周圍朝上方擴散並落下而再次附著於基板表面之虞。
本發明適用於基板處理裝置，其目的在於抑制基板的上表面的損傷，並適當地將異物從基板上去除。本發明亦適用於基板處理方法。
本發明的基板處理裝置係具備有：基板保持部，係將基板保持成水平狀態；以及處理液供給部，係將第一處理液以及比重比前述第一處理液還小且沸點比前述第一處理液還高的第二處理液供給至前述基板的上表面上，並將屬於前述第一處理液的液膜之第一液膜以及覆蓋前述第一液膜的上表面之屬於前述第二處理液的液膜之第二液膜形成於前述基板的前述上表面上；藉由以前述第一處理液的沸點以上且比前述第二處理液的沸點還低的溫度進行前述第一液膜的加熱而在前述第二液膜與前述基板之間氣化的前述第一處理液，使前述基板的前述上表面上的異物從前述基板的前述上表面剝離，並朝前述第二液膜內移動。依據該基板處理裝置，能抑制基板的上表面的損傷，並適當地將異物從基板上去除。
在本發明的較佳實施形態中，進一步具備有：基板旋轉機構，係以朝向上下方向的中心軸作為中心使前述基板與前述基板保持部一起旋轉，藉此從前述基板的前述上表面上去除前述第二液膜。
在本發明的另一較佳實施形態中，與前述第一處理液的氣化並行，從前述處理液供給部持續地對前述第二液膜供給前述第二處理液。
在本發明的另一較佳實施形態中，與前述第一處理液的氣化並行，從前述處理液供給部持續地對前述第一液膜供給前述第一處理液。
在本發明的另一較佳實施形態中，進一步具備有：加熱部，係從下表面側加熱前述基板，藉此進行前述第一液膜的前述加熱。
在本發明的另一較佳實施形態中，藉由以比前述第一處理液的沸點還高且比前述第二處理液的沸點還低的溫度從前述處理液供給部供給至前述基板上的前述第二處理液，進行前述第一液膜的前述加熱。
在本發明的另一較佳實施形態中，前述處理液供給部係具備有：第一噴嘴，係將前述第一處理液朝前述基板的前述上表面噴出；以及第二噴嘴，係將前述第二處理液朝前述基板的前述上表面噴出；在形成有前述第二液膜的狀態下，前述第一噴嘴的前端係位於前述基板的前述上表面與前述第二液膜的上表面之間。
在本發明的另一較佳實施形態中，前述第一液膜係覆蓋前述基板的前述上表面整體，前述第二液膜係覆蓋前述第一液膜的前述上表面整體。
在本發明的另一較佳實施形態中，前述第一處理液為氫氟醚，前述第二處理液為純水。
在本發明的另一較佳實施形態中，前述第一處理液為氫氟醚，前述第二處理液為異丙醇(IPA；isopropyl alcohol)。
上述目的及其他目的、特徵、態樣以及優點係可參照隨附圖式以及下述本發明的詳細說明而更加明瞭。
1、1a至1c‧‧‧基板處理裝置
4‧‧‧罩部
5‧‧‧加熱部
6、6a至6c‧‧‧處理液供給部
9‧‧‧基板(半導體基板)
11‧‧‧殼體
31‧‧‧基板保持部
33‧‧‧基板旋轉機構
60‧‧‧噴嘴
61、61a‧‧‧第一噴嘴
62、62a‧‧‧第二噴嘴
63‧‧‧供給控制部
65‧‧‧第一處理液供給源
67‧‧‧第二處理液供給源
71‧‧‧第一液膜
72‧‧‧第二液膜
73‧‧‧(第一液膜的)上表面
74‧‧‧(第二液膜的)上表面
81‧‧‧儲留槽
91‧‧‧(基板的)上表面
92‧‧‧(基板的)下表面
95‧‧‧異物
641‧‧‧第一配管
642‧‧‧第一閥
661‧‧‧第二配管
662‧‧‧第二閥
663‧‧‧處理液加熱部
711‧‧‧氣泡
720‧‧‧第二處理液
J1‧‧‧中心軸
S11至S14‧‧‧步驟
圖1係顯示第一實施形態的基板處理裝置的構成圖。
圖2係顯示基板的處理流程圖。
圖3係將基板的上表面附近的部位放大顯示之剖視圖。
圖4係將基板的上表面附近的部位進一步放大顯示之剖視圖。
圖5係將基板的上表面附近的部位進一步放大顯示之剖視圖。
圖6係顯示第一噴嘴及第二噴嘴的其他構造圖。
圖7係顯示其他的處理液供給部之圖。
圖8係顯示第二實施形態的基板處理裝置的構成圖。
圖9係顯示第三實施形態的基板處理裝置的構成圖。
圖10係顯示其他的基板處理裝置的構成圖。
圖1係顯示本發明的第一實施形態的基板處理裝置1的構成圖。基板處理裝置1為用以逐片地處理半導體基板9(以下簡稱為「基板9」)之葉片式的裝置。基板處理裝置1係對基板9供給處理液並進行洗淨處理。在圖1中，剖視地顯示基板處理裝置1的構成的一部。
基板處理裝置1係具備有殼體(housing)11、基板保持部31、基板旋轉機構33、罩(cup)部4、加熱部5以及處理液供給部6。殼體11係收容基板保持部31以及罩部4等。在圖1中，以虛線顯示殼體11。
基板保持部31為以朝向上下方向的中心軸J1作為中心之略圓板狀的構件。基板9係將上表面91朝向上側，並配置於基板保持部31的上方。於基板9的上表面91預先形成有例如細微的凹凸圖案。基板保持部31係將基板9保持於水平狀態。基板旋轉機構33係配置於基板保持部31的下方。基板旋轉機構33係以中心軸J1作為中心將基板9與基板保持部31一起旋轉。
罩部4為以中心軸J1作為中心之環狀的構件，並配置於基板9及基板保持部31的徑方向外側。罩部4係遍及全周地覆蓋基板9及基板保持部31的周圍，並接住從基板9朝周圍飛散的處理液等。於罩部4的底部設置有未圖示的排出埠。被罩部4接住的處理液等係經由該排出埠排出至罩部4及殼體11的外部。
加熱部5係從下表面92之側加熱基板9。在圖1所示的例子中，加熱部5為內建於基板保持部31之電性加熱器。加熱部5亦可例如為配置於基板保持部31的下方之光照射部。在此情形中，從加熱部5經由基板保持部31對基板9的下表面92照射光線，藉此從下表面92之側加熱基板9。或者，亦可從加熱部5對基板保持部31的下表面照射光線，藉此加熱基板保持部31，並藉由被加熱的基板保持部31從下表面92之側加熱基板9。
加熱部5亦可為設置於基板保持部31的上表面之下部噴嘴。在此情形中，從加熱部5朝基板9的下表面92供給經過加熱的液體(例如與後述的第二處理液相同種類的液體)，藉此從下表面92之側加熱基板9。或者，從加熱部5朝基板9的下表面92噴射經過加熱的氣體(例如惰性氣體)，藉此從下表面92之側加熱基板9。
處理液供給部6係具備有第一噴嘴61、第二噴嘴62以及供給控制部63。第一噴嘴61及第二噴嘴62係配置於基板9的中央部的上方。第一噴嘴61及第二噴嘴62係彼此接近配置。較佳為第一噴嘴61的流動路徑係比第二噴嘴62的流動路徑還細。第一噴嘴61的前端係位於比第二噴嘴62的前端還下方(亦即在上下方向中接近基板9的上表面91之位置)。於第一噴嘴61的前端以及第二噴嘴62的前端分別設置有用以噴出處理液之噴出口。
第一噴嘴61係藉由第一配管641連接至第一處理液供給源65。於第一配管641上設置有第一閥642。藉由第一閥642，調整從第一處理液供給源65經由第一配管641供給至第一噴嘴61的第一處理液的流量。第一噴嘴61係將來自第一處理液供給源65的第一處理液朝基板9的上表面91噴出。
第二噴嘴62係藉由第二配管661連接至第二處理液供給源67。於第二配管661上設置有第二閥662。藉由第二閥662，調整從第二處理液供給源67經由第二配管661供給至第二噴嘴62的第二處理液的流量。第二噴嘴62係將來自第二處理液供給源67的第二處理液朝基板9的上表面91噴出。
供給控制部63係控制第一閥642，藉此切換來自第一 噴嘴61的第一處理液之噴出及停止，並控制從第一噴嘴61噴出的第一處理液的流量。供給控制部63係控制第二閥662，藉此切換來自第二噴嘴62的第二處理液之噴出及停止，並控制從第二噴嘴62噴出的第二處理液的流量。
第一處理液與第二處理液為不同種類的液體。第二處理液為比重比第一處理液還小且沸點比第一處理液還高之液體。第一處理液與第二處理液的混合性較低，彼此不易混合。第一處理液的溶解度參數(SP值)與第二處理液的溶解度參數(SP值)之差較佳為5以上，更佳為10以上。此外，較佳為第一處理液的表面張力比第二處理液的表面張力還小。
第一處理液係例如為非水溶性的氟系液體的一種之氫氟醚(以下稱為「HFE」)。第二處理液係例如為純水(去離子水(DIW；Deionized water))。作為第一處理液來使用的HFE的比重約為1.4至1.6，沸點約為35度(℃)至75度(℃)，溶解度參數約為6.0至6.5。作為第二處理液來使用的純水的比重約為1.0，沸點約為100度，溶解度參數約為23.4。以第二處理液而言，例如亦可使用異丙醇(以下稱為「IPA」)。IPA的比重約為0.8，沸點約為82度，溶解度參數約為11.5。
圖2係顯示圖1所示的基板處理裝置1中的基板9的 處理流程圖。圖3係將基板9的上表面91附近的模樣予以放大顯示之剖視圖。在圖1所示的基板處理裝置1中，首先，基板9係被搬入至殼體11內，並被基板保持部31保持。
接著，藉由基板旋轉機構33，基板9係以低速(例如10rpm左右)開始旋轉。接著，藉由處理液供給部6的供給控制部63的控制，從第一噴嘴61朝基板9的上表面91上供給第一處理液。從第一噴嘴61朝基板9的上表面91的中央部噴出的第一處理液係在基板9的上表面91上朝徑方向外側擴展。藉此，如圖3所示，於基板9的上表面91上形成有屬於第一處理液的液膜之第一液膜71。在圖3所示的例子中，第一液膜71係覆蓋基板9的上表面91整體。到達至基板9的外緣之第一處理液係從該外緣朝罩部4落下而被回收或廢棄。當結束第一液膜71的形成時，停止從第一噴嘴61供給第一處理液。
接著，藉由供給控制部63(參照圖1)的控制，從第二噴嘴62朝基板9的上表面91上供給第二處理液。由於從第二噴嘴62朝基板9的上表面91的中央部噴出的第二處理液的比重比第一處理液還小，因此第二處理液係在第一液膜71的上表面73上朝徑方向外側擴展。藉此，於第一液膜71的上表面73上形成有屬於第二處理液的液膜之第二液膜72(步驟S11)。換言之，在步驟S11中，藉由處理 液供給部6，於基板9的上表面73上形成有第一液膜71以及覆蓋第一液膜71的上表面73之第二液膜72。
在圖3所示的例子中，第二液膜72係覆蓋第一液膜71的上表面73整體。亦即，第一液膜71的上表面73亦為第二液膜72的下表面，且亦為第一液膜71與第二液膜72之間的界面。此外，在圖3所示的例子中，在形成有第二液膜72的狀態下，第一噴嘴61的前端係位於基板9的上表面91與第二液膜72的上表面74之間。到達基板9的外緣之第二處理液係從該外緣朝罩部4落下而被回收或廢棄。在形成有第二液膜72後，不停止從第二噴嘴62供給第二處理液，持續地從處理液供給部6對第二液膜72供給第二處理液。
當形成有第一液膜71及第二液膜72時，藉由加熱部5(參照圖1)，從下表面92之側加熱基板9。藉此，從基板9的下表面92之側加熱基板9的上表面91上的第一液膜71(步驟S12)。第一液膜71係以第一處理液的沸點以上且比第二處理液的沸點還低的溫度(以下稱為「液膜加熱溫度」)被加熱。液膜加熱溫度係例如為約80度。以液膜加熱溫度進行第一液膜71的加熱，藉此第一處理液係在第二液膜72與基板9之間的第一液膜71內氣化(亦即沸騰)。在基板9上，接觸第一液膜71的上表面73之第二液膜72亦被加熱，但是如上所述般，由於液膜加熱溫度係比第二 處理液的沸點還低，因此第二處理液不會在第二液膜72內氣化(亦即沸騰)。
圖4及圖5係將圖3所示的基板9的上表面91附近的部位進一步放大顯示之剖視圖。如圖4所示，在第二液膜72與基板9之間氣化的第一處理液的氣泡711係藉由浮力在第一液膜71內朝上方移動。此時，氣泡711係附著至已附著於基板9的上表面91上的異物95，並藉由作用於氣泡711的浮力使異物95從基板9的上表面91剝離。從基板9剝離的異物95係與第一處理液的氣泡711一起於第一液膜71內朝上方移動，並如圖5所示，通過第一液膜71的上表面73並朝第二液膜72內移動。朝第二液膜72內移動的異物95係被第二液膜72保持。此外，朝第二液膜72內移動的第一處理液的氣泡711係從第二液膜72的上表面74朝第二液膜72外移動。
如上所述，在基板處理裝置1中，與步驟S12中的第一處理液的氣化並行，持續地從處理液供給部6對第二液膜72供給第二處理液。因此，被保持於第二液膜72內的異物95係與第二處理液一起朝徑方向外側移動而從基板9上去除。
在基板處理裝置1中，進行第一液膜71的加熱達至預定的時間，藉此對基板9的上表面91進行異物95的去除 處理。當經過該預定的時間時，停止第一液膜71的加熱。在停止第一液膜71的加熱時，較佳為藉由氣化而減少體積的第一液膜71係以覆蓋基板9的上表面91整體之方式殘留。因此，能防止保持異物95之第二液膜72接觸至基板9的上表面91。結果，能防止第二液膜72內的異物95再次附著至基板9的上表面91。
當結束第一液膜71的加熱時，在持續對基板9上供給第二處理液的狀態下，藉由基板旋轉機構33(參照圖1)使基板9開始旋轉。藉由基板9旋轉，基板9上的第一液膜71及第二液膜72係朝徑方向外側移動，並從基板9的外緣朝周圍飛散，而從基板9的上表面91上去除(步驟S13)。此外，從第二噴嘴62供給至基板9的上表面91上的第二處理液亦朝徑方向外側擴展，並從基板9的外緣朝周圍飛散。從基板9飛散的第一處理液及第二處理液係被罩部4接住，並經由排出埠排出至罩部4及殼體11的外部。
在基板處理裝置1中，進行第二處理液的供給及基板9的旋轉達至預定的時間，藉此對基板9的上表面91進行洗淨處理。當經過該預定的時間時，結束對基板9的洗淨處理。
當結束對基板9的洗淨處理時，停止從第二噴嘴62供給第二處理液，並增加基板旋轉機構33所為之基板9 的旋轉速度。基板9係以較高速旋轉，藉此殘留於基板9的上表面91上的第二處理液係朝徑方向外側移動，並從基板9的外緣朝周圍飛散。結果，去除基板9上的第二處理液(步驟S14)。以下將步驟S14的處理稱為「乾燥處理」。在乾燥處理中從基板9飛散並被罩部4接住的第二處理液亦與上述同樣地，經由排出埠排出至罩部4及殼體11的外部。結束乾燥處理的基板9係被搬出至殼體11外。在基板處理裝置1中，對複數個基板9依序進行上述步驟S11至步驟S14。
如上述說明般，在基板處理裝置1中，對基板9的上表面91上供給第一處理液以及比重比第一處理液還小且沸點比第一處理液還高的第二處理液，並於基板9的上表面91上形成有屬於第一處理液的液膜之第一液膜71以及覆蓋第一液膜71的上表面73之屬於第二處理液的液膜之第二液膜72(步驟S11)。接著，以第一處理液的沸點以上且比第二處理液的沸點還低的溫度進行第一液膜71的加熱。接著，藉由於第二液膜72與基板9之間氣化的第一處理液，基板9的上表面91上的異物95係從該上表面91剝離，並朝第二液膜72內移動(步驟S12)。
如此，藉由第一處理液的氣泡711使異物95從基板9的上表面91剝離，藉此能抑制基板9的上表面91的損傷，並適當地從基板9上去除異物95。因此，基板處理裝置1 非常適用於從預先形成有圖案的基板9的上表面91去除異物95。
在使用HFE作為第一處理液且使用純水作為第二處理液之情形中，第一處理液及第二處理液的溶解度參數的差較大，從而抑制第一處理液與第二處理液的混合。因此，藉由步驟S12中的加熱，能容易地僅使接觸至基板9的上表面91之第一液膜71氣化。結果，能效率佳地進行從基板9上去除異物95。此外，利用純水作為第二處理液，藉此能降低從基板9上去除異物95的成本。
在使用HFE作為第一處理液且使用IPA作為第二處理液的情形中亦同樣地，第一處理液及第二處理液的溶解度參數的差較大，從而抑制第一處理液與第二處理液的混合。因此，藉由步驟S12中的加熱，能容易地僅使接觸至基板9的上表面91之第一液膜71氣化。結果，能效率佳地進行從基板9上去除異物95。
然而，假設欲在基板9的上表面91上僅形成有一種類的處理液的液膜的狀態下將該液膜加熱至沸點以上的溫度使該液膜氣化從而去除異物時，會有液膜過度快速地氣化而從基板9的上表面91上消失且從基板9上剝離的異物再次附著至基板9的上表面91之虞。另一方面，當欲以液膜不會從基板9的上表面91上消失之方式使液膜氣化時，需 要高精度地控制液膜的加熱。此外，雖然亦考慮一邊持續供給該處理液一邊加熱該液膜並使該液膜氣化，然而與上述同樣地，亦需要高精度地控制液膜的加熱與處理液的供給，俾使液膜即使過度地快速氣化亦不會從基板9的上表面91上局部性地消失。再者，在進行氣化的處理液價格昂貴的情形中，當一邊持續供給處理液一邊使液膜氣化時，去除異物所需的成本會增加。
相對於此，如上所述，在基板處理裝置1中，由於第一液膜71的上表面73被沸點比液膜加熱溫度還高的第二液膜72覆蓋，因此即使第一液膜71氣化並消失，亦不會有基板9的上表面91露出之虞。因此，由於無須高精度地控制第一液膜71的加熱，因此能容易地進行從基板9上去除異物95。
如上所述，在基板處理裝置1中，加熱部5係從下表面92之側加熱基板9，藉此進行步驟S12中的第一液膜71的加熱。藉此，在第一液膜71內產生第一處理液的上升流。結果，由於異物95變得容易從基板9的上表面91上朝上方剝離，因此能更適當地進行從基板9上去除異物95。此外，容易地將從基板9的上表面91剝離的異物95移動至位於第一液膜71的上側的第二液膜72。
如上所述，在基板處理裝置1中，與步驟S12中的第 一處理液的氣化及異物95朝向第二液膜72的移動並行，持續地對第二液膜72供給第二處理液。藉此，能將從基板9上剝離並被保持於第二液膜72內的異物95與第二處理液一起快速地朝徑方向外側移動，並與第一液膜71的加熱並行，從基板9上快速地去除異物95。
在基板處理裝置1中，亦可與步驟S12並行，對第一液膜71持續地供給第一處理液。藉此，能防止於預定時間的第一液膜71的加熱中第一液膜71全部氣化並消失。由於在此情形中，在形成有第二液膜72的狀態下，第一噴嘴61的前端係位於基板9的上表面91與第二液膜72的上表面74之間，因此能容易地將第一處理液供給至被第二液膜72覆蓋的第一液膜71。
在基板處理裝置1中，於步驟S12中的第一處理液的氣化及異物95朝向第二液膜72的移動後，使基板9旋轉，藉此從基板9的上表面91上去除第二液膜72(步驟S13)。藉此，能容易地從基板9上去除保持異物95的第二液膜72，而能容易地結束基板9的洗淨處理。
如上所述，第一液膜71係覆蓋基板9的上表面91整體，第二液膜72係覆蓋第一液膜71的上表面73整體。藉此，能均等地洗淨基板9的上表面91整體。在基板處理裝置1中，在欲局部地洗淨基板9的上表面91的一部分之情 形中，亦可形成有僅覆蓋上表面91中欲洗淨的部分之第一液膜71以及覆蓋該第一液膜71之第二液膜72。接著，第一液膜71係被加熱至液膜加熱溫度，藉此與上述同樣地，在基板9的上表面91上之欲洗淨的部分中，異物95係從上表面91上被去除。
步驟S11中的第一液膜71及第二液膜72的形成亦可藉由基板旋轉機構33一邊以較低速使基板9旋轉一邊進行。藉此，基板9上的第一處理液及第一液膜71上的第二處理液係快速地朝徑方向外側擴展。結果，能縮短第一液膜71及第二液膜72的形成所需的時間。此外，步驟S12中的第一液膜71的加熱亦可一邊以較低速使基板9旋轉一邊進行。藉此，能大致均等地加熱第一液膜71整體。
在步驟S11中，亦可在第一液膜71覆蓋基板9的上表面91整體之前，開始供給第二處理液。如上所述，由於第一處理液的表面張力比第二處理液的表面張力還小，因此第一處理液係比第二處理液體還快速地在基板9的上表面91上擴展，且比第二處理液還先覆蓋基板9的上表面91整體。藉此，能縮短於基板9上形成第一液膜71及第二液膜72所需的時間。
在步驟S11中，亦可於對基板9上供給第一處理液之前，先形成有第二液膜72。如上所述，在基板處理裝置1 中，在形成有第二液膜72的狀態下，亦即在供給第一處理液之前的狀態下，第一噴嘴61的前端係位於基板9的上表面91與第二液膜72的上表面74之間。因此，從第一噴嘴61噴出的第一處理液係容易地通過第二液膜72到達基板9的上表面91，並沿著基板9的上表面91朝徑方向外側擴展。結果，即使在形成有第二液膜72後再進行第一處理液的供給之情形中，亦能容易地於基板9與第二液膜72之間形成第一液膜71。
此外，在基板處理裝置1中，亦可同時開始第一處理液的供給與第二處理液的供給，且並行進行第一液膜71的形成與第二液膜72的形成。藉此，能在短時間完成第一液膜71及第二液膜72的形成。在此情形中，由於在形成有第二液膜72的狀態下第一噴嘴61的前端位於基板9的上表面91與第二液膜72的上表面74之間，因此亦能容易地於基板9與第二液膜72之間形成第一液膜71。
如此，在基板處理裝置1中，步驟S11中的第一液膜71的形成及第二液膜72的形成亦可為任一者先進行，或者亦可並行進行。在基板處理裝置1中，在形成有第二液膜72的狀態下，第一噴嘴61的前端位於基板9的上表面91與第二液膜72的上表面74之間，藉此不論第一液膜71及第二液膜72的形成順序為何，皆能容易地形成第一液膜71及第二液膜72。
圖6係顯示處理液供給部6的其他較佳構造圖。在圖6所示的例子中，第一噴嘴61及第二噴嘴62為雙重噴嘴。具體而言，於第二噴嘴62的流動路徑內配置有第一噴嘴61，第二處理液係從第一噴嘴61的周圍沿著第一噴嘴61噴出。在圖6所示的例子中，第一噴嘴61及第二噴嘴62係配置於基板9的中央部的上方，第一噴嘴61的前端係位於比第二噴嘴62的前端還下方。在基板處理裝置1中，在具備有圖6所示的第一噴嘴61及第二噴嘴62的情形中，在形成有第二液膜72的狀態下，第一噴嘴61的前端係位於基板9的上表面91與第二液膜72的上表面74之間。藉此，不論第一液膜71及第二液膜72的形成順序為何，皆能容易地形成第一液膜71及第二液膜72。此外，在圖6中，顯示並行進行從第一噴嘴61供給第一處理液及從第二噴嘴62供給第二處理液，且並行形成第一液膜71及第二液膜72之情形。
圖7係顯示其他較佳的處理液供給部之圖。在圖7所示的處理液供給部6a中，第一噴嘴61及第二噴嘴62為雙重噴嘴，第一噴嘴61的前端與第二噴嘴62的前端係在上下方向中位於大致相同的位置。在處理液供給部6a中，在步驟S11中同時開始第一處理液的噴出與第二處理液的噴出，藉此並行進行於基板9的上表面91上形成第一液膜71以及於第一液膜71的上表面73上形成第二液膜72。藉 此，能在短時間結束第一液膜71及第二液膜72的形成。
在處理液供給部6a中，第一噴嘴61配置於第二噴嘴62的流動路徑內，第二處理液係從第一噴嘴61的周圍沿著第一噴嘴61噴出。因此，從第一噴嘴61噴出的第一處理液係不會被第二處理液阻礙而能容易地到達基板9的上表面91上。結果，能容易地形成第一液膜71。在處理液供給部6a中，亦可先形成第一液膜71後再開始第二處理液的噴出。
圖8係顯示本發明第二實施形態的基板處理裝置1a的構成圖。除了處理液供給部6b具備有一個噴嘴60以取代圖1的第一噴嘴61及第二噴嘴62之外，基板處理裝置1a係具有與圖1所示的基板處理裝置1大致同樣的構造。在以下的說明中，對基板處理裝置1a的構成中與基板處理裝置1的構成對應的構成附上相同的元件符號。
在圖8所示的基板處理裝置1a中，噴嘴60係連接至第一處理液供給源65及第二處理液供給源67。噴嘴60係將第一處理液或第二處理液選擇性地朝基板9的上表面91的中央部噴出。
在基板處理裝置1a中處理基板9時，首先，從噴嘴60對基板9的上表面91供給第一處理液，於基板9的上 表面91上形成有第一液膜71(參照圖3)。接著，停止從噴嘴60噴出第一處理液，開始噴出第二處理液。接著，從噴嘴60對第一液膜71的上表面73供給第二處理液，於第一液膜71的上表面73上形成有第二液膜72(圖2的步驟S11)。在第一液膜71及第二液膜72的形成時，不進行基板旋轉機構33所為之基板9的旋轉。或者，在基板9以較低速旋轉的狀態下依序形成有第一液膜71及第二液膜72。
基板處理裝置1a中的步驟S11以後的基板9的處理流程係與上述步驟S12至步驟S14同樣。在步驟S12中，以第一處理液的沸點以上且比第二處理液的沸點還低的溫度之液膜加熱溫度進行第一液膜71的加熱。接著，藉由在第二液膜72與基板9之間氣化的第一處理液，基板9的上表面91上的異物95(參照圖4及圖5)係從該上表面91剝離，並移動至第二液膜72內。藉此，與上述同樣地，能抑制基板9的上表面91的損傷，並適當地從基板9上去除異物95。
圖9係顯示本發明第三實施形態的基板處理裝置1b的構成圖。除了省略基板9的下方的加熱部5並於處理液供給部6c設置有用以加熱第二處理液之處理液加熱部663之外，基板處理裝置1b係具有與圖1所示的基板處理裝置1大致同樣的構造。在以下的說明中，對基板處理裝置1b的構成中與基板處理裝置1的構成對應的構成附上相同的 元件符號。
在基板處理裝置1b中，與基板處理裝置1同樣地，在步驟S11中於基板9的上表面91上形成有第一液膜71(參照圖3)。之後，被處理液加熱部663加熱的第二處理液係從第二噴嘴62供給至基板9上的第一液膜71的上表面73上。藉由處理液加熱部663，第二處理液係加熱至比上述液膜加熱溫度還高(當然亦比第一處理液的沸點還高)且比第二處理液的沸點還低的溫度。
在基板處理裝置1b中，與藉由第二處理液形成第二液膜72(步驟S11)並行，藉由被處理液加熱部663加熱的第二液膜72進行第一液膜71的加熱，第一液膜71係被加熱至液膜加熱溫度。接著，藉由於第二液膜72與基板9之間氣化的第一處理液，基板9的上表面91上的異物95(參照圖4及圖5)係從上表面91剝離並移動至第二液膜72(步驟S12)。藉此，與上述同樣地，能抑制基板9的上表面91的損傷，並適當地從基板9上去除異物95。
此外，在基板處理裝置1b中，由於無須於基板保持部31的內部或附近設置用以從下表面92之側加熱基板9之加熱部，因此能簡化基板保持部31或基板保持部31附近的構造。
與圖1所示的基板處理裝置1同樣地，在基板處理裝置1b中，在步驟S11中，亦可在第一液膜71覆蓋基板9的上表面91整體之前開始供給第二處理液。此外，在步驟S11中，亦可在對基板9上供給第一處理液之前形成有第二液膜72。再者，在步驟S11中，亦可同時開始第一處理液的供給與第二處理液的供給，且並行進行第一液膜71的形成與第二液膜72的形成。
在上述基板處理裝置1、1a、1b中，可進行各種變化。
例如，在上述步驟S12中，亦可進行第一液膜71的加熱，直至第一液膜71在基板9與第二液膜72之間氣化並消失。
在圖1所示的基板處理裝置1中，例如加熱部5亦可為配置於基板保持部31的上方之光照射部。在此情形中，從加熱部5對第二液膜72照射光線，藉此經由第二液膜72將第一液膜71加熱至液膜加熱溫度。此外，加熱部5亦可為配置於基板保持部31的上方且用以對第二液膜72供給經過加熱的氣體(例如惰性氣體)之氣體供給部。在此情形中，藉由被加熱部5加熱的氣體，經由第二液膜72將第一液膜71加熱至液膜加熱溫度。在圖8所示的基板處理裝置1a中亦同樣。
在圖9所示的基板處理裝置1b中，除了處理液加熱部663之外，亦可設置有用以從基板9的下表面92之側加熱第一液膜71之加熱部5(參照圖1)。藉此，能快速地加熱第一液膜71。
在基板處理裝置1、1a、1b中，雖然第一處理液與第二處理液係在未混合的狀態下供給至基板9上，但亦可將第一處理液與第二處理液的混合液供給至基板9上。在此情形中，在供給至基板9上的混合液中，藉由比重的差，第一處理液係朝基板9的上表面91上下沉並與第二處理液分離，藉此形成有第一液膜71及第二液膜72。以混合液而言，例如利用已藉由過濾器等從利用於其他的基板9的上述異物去除處理並回收的第一處理液及第二處理液的混合液去除異物之混合液。
在基板9的上表面91中，亦可於第二液膜72的上表面74上或者第二液膜72與第一液膜71之間形成有與第一處理液及第二處理液不同的其他處理液的液膜。
圖10係顯示其他較佳的基板處理裝置1c的構成圖。基板處理裝置1c為用以對複數個基板9並行進行與上述大致同樣的異物去除處理之批次(batch)式的裝置。基板處理裝置1c係具備有儲留槽81、第一噴嘴61a以及第二噴嘴62a。第二噴嘴62a係從儲留槽81的底部將第二處理液(例 如純水或IPA)供給至儲留槽81內。來自第二噴嘴62a的第二處理液係儲留於儲留槽81內。複數個基板9係在各自的上表面91朝向上側的狀態下被未圖示的保持部保持，並被浸漬於儲留槽81內的第二處理液720。
第一噴嘴61a係配置於複數個基板9的側方，並從複數個噴出口朝複數個基板9的上表面91的上方噴出第一處理液(例如HFE)。由於朝各個基板9的上表面91的上方噴出的第一處理液的比重係比第二處理液720還大，因此於第二處理液720內下沉並在各個基板9的上表面91上擴散。藉此，形成有覆蓋各個基板9的上表面91整體之第一液膜71。當著眼於各個基板9的上表面91的正方區域時，於各個基板9上形成有覆蓋基板9的上表面91整體之第一液膜71，並於第一液膜71上形成有覆蓋第一液膜71的上表面73整體之第二液膜。
接著，各個基板9上的第一液膜71係被加熱至上述液膜加熱溫度。接著，藉由在上述第二液膜與各個基板9之間氣化的第一處理液，基板9的上表面91上的異物係從上表面91剝離並朝第二液膜內(亦即第二處理液720內)移動，並被第二處理液720保持。藉此，與上述同樣地，能抑制基板9的上表面91的損傷，並適當地從基板9上去除異物。
第一液膜71的加熱亦可例如藉由設置於用以保持複數個基板9之上述保持部的加熱器來進行，亦可藉由對各個基板9照射光線來進行。或者，亦可以儲留槽81內的第二處理液720的溫度變成比液膜加熱溫度還高之方式進行第二處理液720的加熱。在基板處理裝置1c中，從第二噴嘴62a進一步將第二處理液供給至儲留槽81內，藉此保持異物之第二處理液係從儲留槽81的上端部溢出並被廢棄。
在上述基板處理裝置1、1a至1c中，第一處理液及第二處理液亦可進行各種變化。例如，在第二處理液為純水的情形中，第一處理液亦可為比重比純水還小且沸點比純水還低之液體的四氯化碳(carbon tetrachloride)、氯仿(Chloroform)、二氯甲烷(dichloromethane)、1,2-二氯乙烷(1,2-dichloroethane)、二硫化碳、1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-trichloroethane)等。
上述基板處理裝置1、1a至1c除了利用於半導體基板之外，亦可利用於液晶顯示裝置、電漿顯示器、FED(field emission display；場發射顯示器)等顯示裝置之玻璃基板的處理。或者，基板處理裝置1、1a至1c亦可利用於光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩(photomask)用基板、陶瓷基板以及太陽電池用基板等之處理。此外，在上述實施形態中，雖然在步驟S11之形成第一液膜及第二液膜的階段中使基板9低速旋轉，但亦可在此階段使基板9 停止。
上述實施形態及各個變化例中的構成只要未相互矛盾，則亦可適當地組合。
雖然已詳細地描述並說明本發明，但上述說明僅為例示性而非限定性。因此，只要在未超出本發明的範圍內，可進行各種變化以及有各種態樣。

Claims (23)

  1. 一種基板處理裝置，係用以處理基板，並具備有：基板保持部，係將基板保持成水平狀態；以及處理液供給部，係將第一處理液以及比重比前述第一處理液還小且沸點比前述第一處理液還高的第二處理液供給至前述基板的上表面上，並將屬於前述第一處理液的液膜之第一液膜以及覆蓋前述第一液膜的上表面之屬於前述第二處理液的液膜之第二液膜形成於前述基板的前述上表面上；以前述第一處理液的沸點以上且比前述第二處理液的沸點還低的溫度進行前述第一液膜的加熱而一邊將前述第一液膜的前述上表面維持在由前述第二液膜所覆蓋的狀態，一邊藉由在前述第二液膜與前述基板之間氣化的前述第一處理液，使前述基板的前述上表面上的異物從前述基板的前述上表面剝離，並朝前述第二液膜內移動。
  2. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中進一步具備有：基板旋轉機構，係以朝向上下方向的中心軸作為中心使前述基板與前述基板保持部一起旋轉，藉此從前述基板的前述上表面上去除前述第二液膜。
  3. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中與前述第一處理液的氣化並行，從前述處理液供給部持續地對前述第二液膜供給前述第二處理液。
  4. 如請求項3所記載之基板處理裝置，其中與前述第一處理液的氣化並行，從前述處理液供給部持續地對前述第一液膜供給前述第一處理液。
  5. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中與前述第一處理液的氣化並行，從前述處理液供給部持續地對前述第一液膜供給前述第一處理液。
  6. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中進一步具備有：加熱部，係從下表面側加熱前述基板，藉此進行前述第一液膜的前述加熱。
  7. 如請求項6所記載之基板處理裝置，其中藉由以比前述第一處理液的沸點還高且比前述第二處理液的沸點還低的溫度從前述處理液供給部供給至前述基板上的前述第二處理液，進行前述第一液膜的前述加熱。
  8. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中藉由以比前述第一處理液的沸點還高且比前述第二處理液的沸點還低的溫度從前述處理液供給部供給至前述基板上的前述第二處理液，進行前述第一液膜的前述加熱。
  9. 如請求項1至8中任一項所記載之基板處理裝置，其中前述處理液供給部係具備有：第一噴嘴，係將前述第一處理液朝前述基板的前述上表面噴出；以及第二噴嘴，係將前述第二處理液朝前述基板的前述上表面噴出；在形成有前述第二液膜的狀態下，前述第一噴嘴的前端係位於前述基板的前述上表面與前述第二液膜的上表面之間。
  10. 如請求項1至8中任一項所記載之基板處理裝置，其中前述第一液膜係覆蓋前述基板的前述上表面整體；前述第二液膜係覆蓋前述第一液膜的前述上表面整體。
  11. 如請求項1至8中任一項所記載之基板處理裝置，其中前述第一處理液為氫氟醚，前述第二處理液為純水。
  12. 如請求項1至8中任一項所記載之基板處理裝置，其中前述第一處理液為氫氟醚，前述第二處理液為異丙醇。
  13. 一種基板處理方法，係用以處理基板，並具備有：步驟a：係將第一處理液以及比重比前述第一處理液還小且沸點比前述第一處理液還高的第二處理液供給至被保持成水平狀態的前述基板的上表面上，並將屬於前述第一處理液的液膜之第一液膜以及覆蓋前述第一液膜的上表面之屬於前述第二處理液的液膜之第二液膜形成於前述基板的前述上表面上；以及步驟b：以前述第一處理液的沸點以上且比前述第二處理液的沸點還低的溫度進行前述第一液膜的加熱而一邊將前述第一液膜的前述上表面維持在由前述第二液膜所覆蓋的狀態，一邊藉由在前述第二液膜與前述基板之間氣化的前述第一處理液，使前述基板的前述上表面上的異物從前述基板的前述上表面剝離，並朝前述第二液膜內移動。
  14. 如請求項13所記載之基板處理方法，其中在前述步驟b後，進一步具備有下述步驟：以朝向上下方向的中心軸作為中心使前述基板旋轉，藉此從前述基板的前述上表面上去除前述第二液膜。
  15. 如請求項13所記載之基板處理方法，其中與前述步驟b並行，持續地對前述第二液膜供給前述第二處理液。
  16. 如請求項15所記載之基板處理方法，其中與前述步驟b並行，持續地對前述第一液膜供給前述第一處理液。
  17. 如請求項13所記載之基板處理方法，其中與前述步驟b並行，持續地對前述第一液膜供給前述第一處理液。
  18. 如請求項13所記載之基板處理方法，其中在前述步驟b中，從下表面側加熱前述基板，藉此進行前述第一液膜的前述加熱。
  19. 如請求項18所記載之基板處理方法，其中藉由以比前述第一處理液的沸點還高且比前述第二處理液的沸點還低的溫度供給至前述基板上的前述第二處理液，進行前述步驟b中的前述第一液膜的前述加熱。
  20. 如請求項13所記載之基板處理方法，其中藉由以比前述第一處理液的沸點還高且比前述第二處理液的沸點還低的溫度供給至前述基板上的前述第二處理液，進行前述步驟b中的前述第一液膜的前述加熱。
  21. 如請求項13至20中任一項所記載之基板處理方法，其中前述第一液膜係覆蓋前述基板的前述上表面整體；前述第二液膜係覆蓋前述第一液膜的前述上表面整體。
  22. 如請求項13至20中任一項所記載之基板處理方法，其中前述第一處理液為氫氟醚，前述第二處理液為純水。
  23. 如請求項13至20中任一項所記載之基板處理方法，其中前述第一處理液為氫氟醚，前述第二處理液為異丙醇。
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