TWI646596B - 基板處理方法以及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

一種基板處理方法，係包含有：基板保持步驟，係水平地保持基板；基板旋轉步驟，係使被保持成水平的前述基板繞著沿著鉛直方向的旋轉軸線旋轉；液膜形成步驟，係將用以處理前述基板的上表面之第一有機溶劑供給至被保持成水平的前述基板的上表面，藉此於前述基板的上表面形成前述第一有機溶劑的液膜；蒸氣供給步驟，係將第二有機溶劑的蒸氣供給至具有對向面之加熱器單元的前述對向面與前述基板的下表面之間的空間，前述加熱器單元的前述對向面係與被保持成水平的基板的下表面對向；基板加熱步驟，係與前述基板旋轉步驟及前述液膜形成步驟並行，用以藉由前述第二有機溶劑的蒸氣加熱旋轉狀態的前述基板；以及基板乾燥步驟，係在前述基板加熱步驟後，從被保持成水平的前述基板排除前述第一有機溶劑的液膜，在使前述基板停止旋轉且使前述加熱器單元接觸至前述基板的狀態下，使前述基板的上表面乾燥。

Description

基板處理方法以及基板處理裝置
本發明係有關於一種用以處理基板之基板處理方法以及基板處理裝置。成為處理對象的基板係包括例如半導體晶圓、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、光磁碟用基板、光罩(photomask)用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等基板。
在用以逐片地處理基板之葉片式的基板處理裝置所進行的基板處理中，例如對被自轉夾具(spin chuck)大致保持成水平的基板供給藥液。之後，對基板供給清洗(rinse)液，藉此將基板上的藥液置換成清洗液。之後，進行用以排除基板上的清洗液之離心法脫水(spin-drying)步驟。
如圖9所示，在基板的表面形成有圖案(pattern)之情形中，會有在離心法脫水步驟中無法去除進入至圖案的內部的清洗液之虞。如此，會有產生乾燥不良之虞。進入至圖案的內部之清洗液的液面(空氣與液體之間的界面)係形成於圖案的內部。因此，於液面與圖案之間的接觸位置作用 有液體的表面張力。在該表面張力大之情形中，容易導致圖案的崩壞。屬於典型的清洗液之水的表面張力大。因此，無法忽視離心法脫水步驟中的圖案崩壞。
因此，能考慮使用表面張力比水還低之屬於有機溶劑之異丙醇(IPA；Isopropyl Alcohol)的方法。具體而言，將IPA供給至基板的上表面，藉此將進入至圖案的內部的水置換成IPA。進入至圖案的內部的水被置換成IPA後，從基板的上表面去除IPA，藉此使基板的上表面乾燥。藉此，緩和表面張力造成圖案的崩壞。此外，為了抑制圖案的崩壞，能考慮藉由以撥水劑處理基板的上表面來降低圖案所承受的表面張力。
然而，近年來為了高積體化，於基板的表面形成有細微且高縱橫比(aspect ratio)之細微圖案(柱狀的圖案、線狀的圖案等)。細微且高縱橫比的細微圖案容易崩壞。因此，提案有一種基板處理方法(例如美國專利公開第2015/279708號公報)，將IPA的液膜形成於基板的上表面後，在使加熱板(hot plate)接觸至基板的狀態下加熱基板。藉此，IPA的液膜的一部分蒸發而氣相化，並以氣相的IPA填滿細微圖案內部。因此，能減少作用於細微圖案的表面張力。
如此，較佳為以IPA或撥水劑等有機溶劑處理基板的上表面後，在從基板上去除有機溶劑時在使加熱板接觸至基板的狀態下加熱基板。
然而，在藉由IPA或撥水劑等有機溶劑處理基板的上 表面時，為了使這些有機溶劑有效地作用於基板的上表面，需要在使這些有機溶劑的液膜保持於上表面的狀態下加熱基板。在加熱基板時，根據有機溶劑的種類和處理內容，會有若不使基板旋轉則該液膜會局部性地蒸發而使基板的上表面局部性地露出之虞。如此，不僅無法以有機溶劑充分地處理基板的上表面，甚至會在液膜蒸發時表面張力會作用於細微圖案。如此，會有導致細微圖案崩壞的可能性。
在美國專利公開第2015/279708號公報的基板處理中，為了充分地加熱基板，必須使加熱板接觸至基板。在此種接觸狀態中會有無法旋轉基板之虞。反之，為了使基板旋轉，必須使加熱板從基板離開並以來自加熱板的輻射熱加熱基板。如此，會有無法充分地加熱基板之虞。
因此，本發明的目的之一在於提供一種能以有機溶劑良好地處理基板且能使基板良好地乾燥之基板處理方法以及基板處理裝置。
本發明提供一種基板處理方法，係包含有：基板保持步驟，係水平地保持基板；基板旋轉步驟，係使被保持成水平的前述基板繞著沿著鉛直方向的旋轉軸線旋轉；液膜形成步驟，係將用以處理前述基板的上表面之第一有機溶劑供給至被保持成水平的前述基板的上表面，藉此於前述基板的上表面形成前述第一有機溶劑的液膜；蒸氣供給步驟，係將第二有機溶劑的蒸氣供給至具有對向面之加熱器單元的前述對向面與前述基板的下表面之間的空間，前述加熱器單元的前述對向面係與被保持成水平的基板的下表面對向；基板加熱 步驟，係與前述基板旋轉步驟及前述液膜形成步驟並行，用以藉由前述第二有機溶劑的蒸氣加熱旋轉狀態的前述基板；以及基板乾燥步驟，係在前述基板加熱步驟後，從被保持成水平的前述基板排除前述第一有機溶劑的液膜，在使前述基板停止旋轉且使前述加熱器單元接觸至前述基板的狀態下，使前述基板的上表面乾燥。
依據此方法，在基板加熱步驟中，藉由供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間之第二有機溶劑的蒸氣來加熱基板。第二有機溶劑的蒸氣係能比來自加熱器單元的輻射熱更有效率地加熱基板。因此，即使不使加熱器單元接觸至基板，亦能充分地加熱基板。亦即，充分地加熱旋轉狀態的基板。藉此，抑制第一有機溶劑的液膜的局部性的蒸發導致基板的上表面的局部性的露出。因此，能良好地形成第一有機溶劑的液膜。從而，能藉由第一有機溶劑良好地處理基板的上表面。
另一方面，在基板乾燥步驟中，使基板停止旋轉且使加熱器單元接觸至基板。藉此，充分地加熱基板。從而，能使基板良好地乾燥。
如上所述，能以第一有機溶劑良好地處理基板且能使基板良好地乾燥。
在本發明的實施形態之一中，前述基板加熱步驟係包含有：藉由前述加熱器單元加熱供給至前述空間的前述第二有機溶劑的蒸氣之步驟。依據此方法，加熱供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間之第二有機溶劑的蒸氣。因此，能藉由第二有機溶劑的蒸氣效率佳地加熱基板。
在本發明的實施形態之一中，前述第一有機溶劑係包含有用以提高前述基板的上表面的撥水性之撥水劑。
依據此方法，在液膜形成步驟中，將用以提高基板的上表面的撥水性之撥水劑提供至基板的上表面。撥水劑的液膜比較容易分裂。因此，為了將液膜保持於基板的上表面，需要使基板旋轉。因此，在基板加熱步驟中，由於加熱旋轉狀態的基板，因此能藉由撥水劑良好地處理基板的上表面。
在本發明的實施形態之一中，前述第二有機溶劑係包含有揮發性比水還高的揮發性有機溶劑。
依據此方法，第二有機溶劑係包含有揮發性比水還高的揮發性有機溶劑。因此，第二有機溶劑容易維持在蒸氣的狀態。因此，抑制供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間之第二有機溶劑的蒸氣的液化。藉此，由於抑制第二有機溶劑附著至基板，因此能使基板良好地乾燥。
在本發明的實施形態之一中，前述蒸氣供給步驟係包含有：第二有機溶劑供給步驟，係將液狀或霧狀的前述第二有機溶劑供給至前述空間；以及第二有機溶劑氣化步驟，係藉由前述加熱器單元加熱液狀或霧狀的前述第二有機溶劑，藉此使液狀或霧狀的前述第二有機溶劑氣化。
依據此方法，由於液狀或霧狀的第二有機溶劑係被供 給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間，因此被加熱器單元加熱。藉由該加熱，液狀或霧狀的第二有機溶劑係氣化。因此，藉由利用加熱器單元，能將用以加熱旋轉狀態的基板之蒸氣供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間。此外，所謂液狀係指液體的連續性之流體。所謂霧狀係指混合了液滴與氣體之流體。
在本發明的實施形態之一中，前述第二有機溶劑供給步驟係包含有：朝前述加熱器單元的前述對向面供給液狀或霧狀的前述第二有機溶劑之步驟。
依據此方法，朝加熱器單元的對向面供給液狀或霧狀的第二有機溶劑。因此，容易藉由加熱器單元加熱液狀或霧狀的第二有機溶劑。因此，促進液狀或霧狀的第二有機溶劑的氣化。因此，藉由效率佳地利用加熱器單元，能將用以加熱旋轉狀態的基板之蒸氣供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間。
在本發明的實施形態之一中，前述基板乾燥步驟係包含有：第二液膜形成步驟，係將表面張力比水還低的低表面張力液體供給至前述基板的上表面，藉此從前述基板的上表面將前述第一有機溶劑的液膜排除，並於前述基板的上表面形成前述低表面張力液體的液膜；以及排除步驟，係從前述基板的上表面排除前述低表面張力液體的液膜。
依據此方法，在基板乾燥步驟中，從基板的上表面排除第一有機溶劑的液膜，並於基板的上表面形成有表面張力比水還低的低表面張力液體的液膜。之後，從基板的上 表面排除低表面張力液體的液膜。藉此，使基板乾燥時，能降低作用於基板的上表面的表面張力。因此，能使基板良好地乾燥。
在本發明的實施形態之一中，前述排除步驟係包含有：開口形成步驟，係將惰性氣體供給至前述低表面張力液體的液膜的中央區域，藉此於前述低表面張力液體的液膜形成開口；以及開口擴大步驟，係將前述開口擴大，藉此從前述基板的上表面排除前述低表面張力液體的液膜。
依據此方法，藉由將惰性氣體供給至低表面張力液體的液膜的中央區域，能不殘留液滴地於低表面張力液體的液膜的中央區域形成開口。藉由使該開口擴大並從基板的上表面排除低表面張力液體的液膜，能使基板的上表面良好地乾燥。
在本發明的實施形態之一中，前述基板乾燥步驟係包含有：加熱器單元移動步驟，係為了使前述對向面接觸至處於已停止旋轉的狀態的前述基板的下表面，而使前述加熱器單元接近前述基板的下表面。
依據此方法，為了使對向面接觸至處於已停止旋轉的狀態的基板的下表面，能使加熱器單元接近至基板的下表面。因此，能確實地切換加熱器單元已從基板離開的狀態以及加熱器單元已接觸至基板的狀態。因此，在藉由第一有機溶劑處理基板時，能在已使加熱器單元確實地從基板離開的狀態下以第二有機溶劑的蒸氣加熱旋轉狀態的基板。此外，使基板乾燥時，能在加熱器單元已確實地接觸至基 板的狀態下加熱基板。
在本發明的實施形態之一中，前述第一有機溶劑的組成與前述第二有機溶劑的組成係相同。因此，在藉由第二有機溶劑的蒸氣加熱基板時，即使在第二有機溶劑的蒸氣繞入至基板的上表面側之情形中，第二有機溶劑亦不會阻礙第一有機溶劑對於基板的處理。因此，能藉由第一有機溶劑良好地處理基板的上表面。
本發明提供一種基板處理裝置，係包含有：基板保持旋轉單元，係使已保持成水平的基板繞著沿著鉛直方向之預定的旋轉軸線旋轉；第一有機溶劑供給單元，係為了將用以處理前述基板的上表面之第一有機溶劑的液膜形成於前述基板的上表面，而將前述第一有機溶劑供給至前述基板的上表面；加熱器單元，係具有與前述基板的下表面對向之對向面，並可在與前述基板接觸之接觸位置以及已從前述基板離開之離開位置之間相對於前述基板保持旋轉單元相對性地移動；以及第二有機溶劑供給單元，係將第二有機溶劑的蒸氣供給至前述基板的下表面與前述加熱器單元的前述對向面之間的空間。
依據此構成，能在已使加熱器單元從基板離開的狀態下將第二有機溶劑的蒸氣供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間並藉由該蒸氣加熱基板。第二有機溶劑的蒸氣係能比來自加熱器單元的輻射熱還效率佳地加熱基板。因此，即使不使加熱器單元接觸至基板，亦能充分地加熱基板。亦即，充分地加熱旋轉狀態的基板。藉此，抑制第一有機溶劑的液膜的局部性的蒸發導致基板的上表面的局部性的露出。因此，能良好地形成第一有機溶劑的液膜。因此，能藉由第一有機溶劑良好地處理基板的上表面。
另一方面，在使基板的上表面乾燥時，使基板停止旋轉且使加熱器單元相對於基板保持手段相對移動，藉此能使加熱器單元接觸至基板。藉此，充分地加熱基板。因此，能使基板良好地乾燥。
如上所述，能以第一有機溶劑良好地處理基板且使基板良好地乾燥。
在本發明的實施形態之一中，前述基板處理裝置係進一步包含有控制器，該控制器係執行：基板旋轉步驟，係使前述基板保持旋轉單元旋轉前述基板；液膜形成步驟，係從前述第一有機溶劑供給單元將前述第一有機溶劑供給至前述基板的上表面，藉此於前述基板的上表面形成前述第一有機溶劑的液膜；蒸氣供給步驟，係從前述第二有機溶劑供給單元將前述第二有機溶劑的蒸氣供給至前述空間；基板加熱步驟，係與前述基板旋轉步驟及前述液膜形成步驟並行，用以藉由前述第二有機溶劑的蒸氣加熱前述基板；以及基板乾燥步驟，係在前述基板加熱步驟後，從前述基板排除前述第一有機溶劑的液膜，在前述基板保持旋轉單元使前述基板停止旋轉且使前述加熱器單元接觸至前述基板的狀態下，使前述基板的上表面乾燥。
依據此構成，藉由控制器確實地執行蒸氣供給步驟、 基板加熱步驟以及基板乾燥步驟。因此，能以第一有機溶劑良好地處理基板且能使基板良好地乾燥。
在本發明的實施形態之一中，前述基板處理裝置係進一步包含有：低表面張力液體供給單元，係將表面張力比水還低的低表面張力液體供給至前述基板的上表面。並且，前述控制器係執行：液膜形成步驟，係使前述低表面張力液體供給單元供給前述低表面張力液體，藉此從前述基板的上表面排除前述第一有機溶劑的液膜，並於前述基板的上表面形成前述低表面張力液體的液膜；以及排除步驟，係從前述基板的上表面排除前述低表面張力液體的液膜。
依據此構成，從低表面張力液體供給單元將表面張力比水還低的低表面張力液體供給至基板的上表面，藉此從基板上排除第一有機溶劑的液膜，並於基板的上表面形成有低表面張力液體的液膜。之後，從基板的上表面排除低表面張力液體的液膜。藉此，能降低在使基板乾燥時作用於基板的上表面的表面張力。因此，能使基板良好地乾燥。
在本發明的實施形態之一中，前述基板處理裝置係進一步包含有：惰性氣體供給單元，係將惰性氣體供給至前述低表面張力液體的液膜的中央區域。並且，前述控制器係執行：開口形成步驟，係從前述惰性氣體供給單元供給惰性氣體，並於前述低表面張力液體的液膜的中央區域形成開口；以及開口擴大步驟，係將前述開口擴大，藉此從前述基板的上表面排除前述低表面張力液體的液膜。
依據此構成，藉由從惰性氣體供給單元將惰性氣體供給至低表面張力液體的液膜的中央區域，能不殘留液滴地於低表面張力液體的液膜的中央區域形成開口。藉由使該開口擴大並從基板的上表面排除低表面張力液體的液膜，能使基板的上表面良好地乾燥。
在本發明的實施形態之一中，前述第一有機溶劑供給單元係包含有：撥水劑供給單元，係將用以提高前述基板的上表面的撥水性之撥水劑供給至前述基板的上表面。
依據此構成，從撥水劑供給單元將用以提高基板的上表面的撥水性之撥水劑供給至基板的上表面。撥水劑的液膜比較容易分裂。因此，為了將液膜保持於基板的上表面，需要使基板旋轉。因此，藉由在已使加熱器單元從基板離開的狀態下利用第二有機溶劑的蒸氣加熱基板，能一邊加熱基板一邊使基板旋轉。因此，能藉由撥水劑良好地處理基板的上表面。
在本發明的實施形態之一中，前述第二有機溶劑供給單元係包含有：揮發性有機溶劑供給單元，係將作為前述第二有機溶劑的蒸氣之揮發性比水還高的揮發性有機溶劑的蒸氣供給至前述空間。
依據此構成，從揮發性有機溶劑供給單元將揮發性比水還高的揮發性有機溶劑的蒸氣供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間。因此，供給至該空間的第二有機溶劑容易維持在蒸氣的狀態。因此，抑制供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間之第二有機溶劑的蒸氣的液化。藉此，由於抑制第二有機溶劑附著至 基板，因此能使基板良好地乾燥。
在本發明的實施形態之一中，前述第二有機溶劑供給單元係包含有：第二有機溶劑噴嘴，係將液狀或霧狀的前述第二有機溶劑供給至前述空間；以及前述加熱器單元，係加熱供給至前述空間的液狀或霧狀的前述第二有機溶劑。
依據此構成，第二有機溶劑噴嘴係將液狀或霧狀的第二有機溶劑供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間。供給至該空間的第二有機溶劑係被加熱器單元加熱。藉由該加熱，液狀或霧狀的第二有機溶劑係氣化。因此，藉由利用加熱器單元，能將用以加熱旋轉狀態的基板之蒸氣供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間。
此外，在第二有機溶劑噴嘴為直式噴嘴(straight nozzle)之情形中，對加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間供給液狀的第二有機溶劑。在第二有機溶劑噴嘴為噴霧噴嘴(spray nozzle)之情形中，對該空間供給霧狀的第二有機溶劑。
在本發明的實施形態之一中，前述第二有機溶劑噴嘴係朝前述加熱器單元的前述對向面供給液狀或霧狀的前述第二有機溶劑。
依據此構成，從第二有機溶劑噴嘴朝加熱器單元的對向面供給第二有機溶劑。因此，容易藉由加熱器單元加熱第二有機溶劑。因此，促進液狀或霧狀的第二有機溶劑的氣化。因此，藉由利用加熱器單元，能將用以加熱旋轉狀態的基板之蒸氣效率佳地供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間。
在本發明的實施形態之一中，於前述加熱器單元的前述對向面設置有凹部。因此，與對向面為平坦之情形相比，對向面的表面積增大。因此，能進一步促進供給至對向面與基板的下表面之間的空間之液狀或霧狀的第二有機溶劑的氣化。
在本發明的實施形態之一中，前述第二有機溶劑供給單元係包含有：對向面噴嘴，係具有露出於前述加熱器單元的前述對向面之噴出口。依據此構成，對向面噴嘴的噴出口係露出於加熱器單元的對向面。因此，對向面噴嘴係能將第二有機溶劑確實地供給至加熱器單元的對向面與基板的下表面之間的空間。
在本發明的實施形態之一中，前述第二有機溶劑供給單元係包含有：側方噴嘴，係配置於前述加熱器單元的側方。依據此構成，能利用加熱器單元的側方的空間設置用以供給第二有機溶劑之噴嘴。
在本發明的實施形態之一中，前述基板處理裝置係進一步包含有：加熱器單元升降機構，係使前述加熱器單元在前述接觸位置與前述離開位置之間相對於前述基板保持單元相對性地移動。
依據此構成，能使加熱器單元相對於基板保持單元相對移動，且為了使對向面接觸基板的下表面而使加熱器單 元接近基板的下表面。藉此，能確實地切換加熱器單元已接觸至基板的狀態以及加熱器單元已離開基板的狀態。因此，在藉由第一有機溶劑處理基板時，能在已使加熱器單元確實地離開基板的狀態下以第二有機溶劑的蒸氣加熱旋轉狀態的基板。此外，使基板乾燥時，能在加熱器單元已確實地接觸至基板的狀態下加熱基板。
在本發明的實施形態之一中，前述第一有機溶劑的組成與前述第二有機溶劑的組成係相同。
因此，在藉由第二有機溶劑的蒸氣加熱基板時，即使在第二有機溶劑的蒸氣繞入至基板的上表面側之情形中，第二有機溶劑亦不會阻礙第一有機溶劑對於基板的處理。因此，能藉由第一有機溶劑良好地處理基板的上表面。
本發明的前述目的、特徵及功效與其他的目的、特徵及功效能參照隨附的圖式且藉由下述實施形態的說明而更明瞭。
1、1P‧‧‧基板處理裝置
2、2P‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制器
3A‧‧‧處理器
3B‧‧‧記憶體
5‧‧‧自轉夾具
6‧‧‧加熱器單元
6a‧‧‧對向面
7‧‧‧升降單元
8‧‧‧罩部
9‧‧‧下表面噴嘴
9a‧‧‧噴出口
10‧‧‧DIW噴嘴
11‧‧‧第一移動噴嘴
12‧‧‧第二移動噴嘴
13‧‧‧腔室
14‧‧‧側方噴嘴
14a‧‧‧噴出口
15‧‧‧第一噴嘴移動單元
16‧‧‧第二噴嘴移動單元
18‧‧‧側方噴嘴支撐構件
20‧‧‧夾具銷
21‧‧‧自轉基座
22‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧電動馬達
24‧‧‧貫通孔
25‧‧‧夾具銷驅動單元
26‧‧‧殼體
27‧‧‧連桿機構
28‧‧‧驅動源
30‧‧‧升降軸
35‧‧‧低表面張力液體供給管
36‧‧‧惰性氣體供給管
37‧‧‧低表面張力液體閥
38‧‧‧惰性氣體閥
39‧‧‧撥水劑供給管
40‧‧‧撥水劑閥
41‧‧‧藥液供給管
42‧‧‧惰性氣體供給管
43‧‧‧藥液閥
44‧‧‧惰性氣體閥
45‧‧‧流量可變閥
46、51‧‧‧DIW供給管
47、53‧‧‧DIW閥
50、54‧‧‧揮發性有機溶劑供給管
52、55‧‧‧揮發性有機溶劑閥
60‧‧‧板本體
62‧‧‧加熱器
63‧‧‧供電線
64‧‧‧加熱器通電單元
65‧‧‧凹部
65a‧‧‧徑方向凹部
65b‧‧‧周方向凹部
70‧‧‧空間
90、95‧‧‧液膜
91‧‧‧開口
A1‧‧‧旋轉軸
C‧‧‧承載器
CR、IR‧‧‧搬運機器人
LP‧‧‧裝載埠
W‧‧‧基板
圖1係用以說明本發明第一實施形態的基板處理裝置的內部的布局(layout)之示意性的俯視圖。
圖2係用以說明前述基板處理裝置所具備的處理單元的構成例之示意性的局部剖視圖。
圖3係前述處理單元的自轉基座(spin base)以及加熱器單元的示意性的俯視圖。
圖4係用以說明前述基板處理裝置的主要部分的電性構成之方塊圖。
圖5係用以說明前述基板處理裝置所進行的基板處理的一例之流程圖。
圖6係用以說明基板處理的詳細之時序圖。
圖7A係用以說明有機溶劑處理(圖5的步驟S4)之示意性的剖視圖。
圖7B係用以說明撥水劑處理(圖5的步驟S5)之示意性的剖視圖。
圖7C至圖7H係用以說明乾燥處理(圖5的步驟S6)之示意性的剖視圖。
圖8係用以說明本發明第二實施形態的基板處理裝置所具備的處理單元的構成例之示意性的局部剖視圖。
圖9係用以說明表面張力所致使之圖案崩壞的原理之示意性的剖視圖。
<第一實施形態>
圖1係用以說明本發明第一實施形態的基板處理裝置1的內部的布局之示意性的俯視圖。基板處理裝置1係用以逐片地處理矽晶圓等基板W之葉片式的裝置。在本實施形態中，基板W係圓形狀的基板。於基板W的表面形成有細微的圖案(參照圖9)。
基板處理裝置1係包含有：複數個處理單元2，係使用處理液處理基板W；裝載埠(load port)LP，係載置有承載器(carrier)C，該承載器C係用以收容被處理單元2處理之複數片基板W；搬運機器人IR及搬運機器人CR，係在裝載埠LP 與處理單元2之間搬運基板W；以及控制裝置3，係控制基板處理裝置1。搬運機器人IR係在承載器C與搬運機器人CR之間搬運基板W。搬運機器人CR係在搬運機器人IR與處理單元2之間搬運基板W。複數個處理單元2係例如具有同樣的構成。
圖2係用以說明處理單元2的構成例之示意性的局部剖視圖。
處理單元2係包含有自轉夾具5、加熱器單元6、升降單元7、筒狀的罩部(cup)8、下表面噴嘴9、DIW(deionized water；去離子水)噴嘴10、第一移動噴嘴11以及第二移動噴嘴12。自轉夾具5係一邊以水平的姿勢保持一片基板W，一邊使基板W繞著通過基板W的中央部之鉛直的旋轉軸線A1旋轉。加熱器單元6係具有與基板W的下表面對向之對向面6a。升降單元7係使加熱器單元6相對於自轉夾具5上下地相對移動。罩部8係圍繞自轉夾具5。下表面噴嘴9係將流體供給至基板W的下表面與加熱器單元6的對向面6a之間的空間70。DIW噴嘴10係將作為清洗液之去離子水(DIW)供給至基板W的上表面。第一移動噴嘴11及第二移動噴嘴12係可在基板W的上方移動。處理單元2係進一步包含有用以收容罩部8之腔室(chamber)13(參照圖1)。於腔室13形成有用以將基板W予以搬入及搬出之搬入搬出口(未圖示)。腔室13具備有用以將該搬入搬出口予以開閉之擋門(shutter)單元。
自轉夾具5係使已保持成水平的基板W繞著沿著鉛直方向之預定的旋轉軸線A1旋轉。自轉夾具5係包含於基板保 持旋轉單元。自轉夾具5係包含有夾具銷(chuck pin)20、自轉基座21、旋轉軸22以及電動馬達23。旋轉軸22及電動馬達23係被設置於自轉基座21的下方之殼體(housing)26圍繞。旋轉軸22係沿著旋轉軸線A1於鉛直方向延伸。在本實施形態中，旋轉軸22為中空軸。旋轉軸22的上端係結合至自轉基座21的下表面中央。自轉基座21係具有沿著水平方向之圓盤形狀。複數個夾具銷20係隔著間隔配置於自轉基座21的上表面的周緣部的周方向(參照後述的圖3)。複數個夾具銷20係可在閉狀態與開狀態之間開閉。複數個夾具銷20係在閉狀態中接觸至基板W的周端並把持基板W。複數個夾具銷20係在開狀態中接觸至基板W的周緣部的下表面，並能從下方支撐基板W。複數個夾具銷20係在開狀態中從基板W的周端退避。自轉基座21及夾具銷20係包含於用以水平地保持基板W之基板保持單元。
電動馬達23係將旋轉力賦予至旋轉軸22。藉由電動馬達23使旋轉軸22旋轉，藉此使基板W繞著旋轉軸線A1旋轉。在以下中，將基板W的旋轉徑方向內側簡稱為「徑方向內側」。此外，將基板W的旋轉徑方向外側簡稱為「徑方向外側」。旋轉軸22及電動馬達23係包含於用以使基板W繞著旋轉軸線A1旋轉之基板旋轉單元。
處理單元2係進一步包含有夾具銷驅動單元25。夾具銷驅動單元25係將夾具銷20予以開閉驅動。夾具銷驅動單元25係例如包含有：連桿(link)機構27，係內建於自轉基座21；以及驅動源28，係配置於自轉基座21外。驅動源28係例如 包含有滾珠螺桿(ball screw)機構以及用以將驅動力賦予至滾珠螺桿之電動馬達。
加熱器單元6係配置於自轉基座21的上方。於加熱器單元6的下表面結合有沿著旋轉軸線A1於鉛直方向延伸之升降軸30。升降軸30係插通中空的旋轉軸22以及形成於自轉基座21的中央部之貫通孔24。升降軸30的下端係延伸至比旋轉軸22的下端還下方。於該升降軸30的下端結合有升降單元7。藉由使升降單元7作動，加熱器單元6係在下位置與上位置之間上下移動，該下位置係接近自轉基座21的上表面之位置，該上位置係接觸至基板W的下表面且從夾具銷20抬起之位置。於下位置與上位置之間的位置包含有第一離開位置與第二離開位置。在加熱器單元6位於第一離開位置時，加熱器單元6的對向面6a係從基板W的下表面離開。在加熱器單元6位於第二離開位置時，加熱器單元6的對向面6a係在已比第一離開位置還接近至基板W的下表面之位置從基板W的下表面離開。
將加熱器單元6的對向面6a與基板W的下表面接觸時之加熱器單元6的位置稱為接觸位置。於接觸位置包含有上位置。於接觸位置亦包含有比第二離開位置還上側且對向面6a與基板W的下表面接觸之位置。
在加熱器單元6位於第一離開位置或第二離開位置時，於加熱器單元6的對向面6a與基板W的下表面之間形成有空間70。在加熱器單元6未接觸至基板W時，能藉由來自對向面6a的輻射熱加熱基板。在加熱器單元6位於接觸位置 時，能藉由來自對向面6a的熱傳導以大的熱量加熱基板W。
升降單元7係例如包含有滾珠螺桿以及用以將驅動力賦予至滾珠螺桿之電動馬達。藉此，升降單元7係能將加熱器單元6配置於下位置與上位置之間的任意的中間位置。因此，升降單元7係作為加熱器單元升降機構發揮作用，該加熱器單元升降機構係能使加熱器單元6在接觸位置與第一離開位置之間相對於自轉基座21相對性地移動(升降)。
第一移動噴嘴11係藉由第一噴嘴移動單元15於水平方向及鉛直方向移動。第一移動噴嘴11係能藉由朝水平方向移動而在中心位置與起始位置(home position)(退避位置)之間移動。第一移動噴嘴11係在位於中心位置時與基板W的上表面的旋轉中心對向。第一移動噴嘴11係在位於起始位置時未與基板W的上表面對向。所謂基板W的上表面的旋轉中心係指基板W的上表面中之與旋轉軸線A1的交叉位置。第一移動噴嘴11係在位於起始位置時，俯視觀看時位於自轉基座21的外側。更具體而言，第一移動噴嘴11亦可在位於起始位置時位於罩部8的外側。第一移動噴嘴11係能藉由朝鉛直方向移動而接近至基板W的上表面或從基板W的上表面朝上方退避。第一噴嘴移動單元15係例如包含有：轉動軸，係沿著鉛直方向；臂部，係結合至轉動軸且水平地延伸；以及臂部驅動機構，係驅動臂部。臂部驅動機構係藉由使轉動軸繞著鉛直的轉動軸線轉動而使臂部搖動。臂部驅動機構係使轉動軸沿著鉛直方向升降，藉此使臂部上下動作。第一移動噴嘴11係固定於臂部。因應臂部的搖動及升降，第一移動噴 嘴11係於水平方向及鉛直方向移動。
第二移動噴嘴12係藉由第二噴嘴移動單元16於水平方向及鉛直方向移動。第二移動噴嘴12係能藉由朝水平方向移動而在中心位置與起始位置(退避位置)之間移動。第二移動噴嘴12係在位於中心位置時與基板W的上表面的旋轉中心對向。第二移動噴嘴12係在位於起始位置時未與基板W的上表面對向。第二移動噴嘴12係在位於起始位置時，俯視觀看時位於自轉基座21的外側。更具體而言，第二移動噴嘴12亦可在位於起始位置時位於罩部8的外側。第二移動噴嘴12係能藉由朝鉛直方向移動而接近至基板W的上表面或從基板W的上表面朝上方退避。第二噴嘴移動單元16係例如包含有：轉動軸，係沿著鉛直方向；臂部，係結合至轉動軸且水平地延伸；以及臂部驅動機構，係驅動臂部。臂部驅動機構係藉由使轉動軸繞著鉛直的轉動軸線轉動而使臂部搖動。臂部驅動機構係使轉動軸沿著鉛直方向升降，藉此使臂部上下動作。第二移動噴嘴12係固定於臂部。因應臂部的搖動及升降，第二移動噴嘴12係於水平方向及鉛直方向移動。
在本實施形態中，第一移動噴嘴11係具有：作為撥水劑供給單元的功能，係用以將撥水劑供給至基板W的上表面；作為低表面張力液體供給單元的功能，係用以將低表面張力液體供給至基板W的上表面；以及作為惰性氣體供給單元的功能，係用以將氮氣等惰性氣體供給至基板W的上表面。撥水劑係能提高基板W的上表面的撥水性。低表面張力液體的表面張力係比水的表面張力還低。在本實施形態中，顯示使 用異丙醇(IPA)作為低表面張力液體的例子。
於第一移動噴嘴11結合有撥水劑供給管39、低表面張力液體供給管35以及惰性氣體供給管36。於撥水劑供給管39夾設有用以將撥水劑供給管39內的流路予以開閉之撥水劑閥40。從撥水劑供給源對撥水劑供給管39供給撥水劑。於低表面張力液體供給管35夾設有用以將低表面張力液體供給管35內的流路予以開閉之低表面張力液體閥37。從低表面張力液體供給源對低表面張力液體供給管35供給IPA等低表面張力液體。於惰性氣體供給管36夾設有用以將惰性氣體供給管36內的流路予以開閉之惰性氣體閥38。從惰性氣體供給源將氮氣等惰性氣體供給至惰性氣體供給管36。
作為撥水劑，例如能使用矽系的撥水劑或者金屬系的撥水劑，該矽系的撥水劑係用以使矽本體以及包含有矽的化合物疏水化，該金屬系的撥水劑係用以使金屬本體以及包含有金屬的化合物疏水化。金屬系的撥水劑係例如包含有有機矽化合物以及具有疏水基之胺中的至少一者。矽系的撥水劑係例如為矽烷耦合劑(silane coupling agent)。矽烷耦合劑係包含有例如HMDS(hexamethyldisilazane；六甲基二矽氮烷)、TMS(tetramethylsilane；四甲基矽烷)、氟化烷氯矽烷(fluorinated alkylchlorosilane)、烷基二矽氮烷(alkyl disilazane)以及非氯系的撥水劑中的至少一者。非氯系的撥水劑係包含有例如二甲基甲矽烷基二甲胺(DMSDMA；dimethylsilyldimethylamine)、二甲基甲矽烷基二乙胺(DMSDEA；dimethylsilyldiethylamine)、六甲基二矽氮烷(HMDS；hexamethyldisilazane)、四甲基二矽 氮烷(TMDS；tetramethyldisilazane)、雙(二甲基氨)二甲基矽烷(Bis(dimethylamino)dimethylsilane)、N,N-二甲基三甲基矽胺(DMATMS；N,N-dimethylamino trimethylsilane)、N-(三甲基矽基)二甲胺(N-(trimethylsilyl)dimethylamine)以及有機矽烷(organosilane)化合物中的至少一者。
作為第一移動噴嘴11所供給之低表面張力液體，能使用不會與基板W的上表面以及形成於基板W的圖案(參照圖9)化學反應(反應性貧乏)之有機溶劑。更具體而言，能使用包含有IPA、HFE(hydrofluoroether；氫氟醚)、甲醇、乙醇、丙酮以及反-1,2-二氯乙烯(Trans-1,2-Dichloroethylene)中的至少一者的液體作為低表面張力液體。此外，低表面張力液體無須僅由單體成分所構成。亦即，低表面張力液體亦可為與其他成分混合的液體。例如，低表面張力液體亦可為IPA液體與純水的混合液。低表面張力液體亦可為IPA液體與HFE液體的混合液。
第一移動噴嘴11所供給之撥水劑為用以處理基板W的上表面之第一有機溶劑的一例。亦即，第一移動噴嘴11係包含於用以將第一有機溶劑供給至基板W的上表面之第一有機溶劑供給單元。
從惰性氣體供給管36所供給之惰性氣體並未限定於氮氣。惰性氣體係相對於基板W的上表面及圖案為惰性的氣體。從惰性氣體供給管36所供給之惰性氣體亦可為例如氬等稀有氣體類。
在本實施形態中，第二移動噴嘴12係具有：作為藥液供 給單元的功能，係用以將酸、鹼等藥液供給至基板W的上表面；以及作為惰性氣體供給單元的功能，係用以將氮氣等惰性氣體供給至基板W的上表面。更具體而言，第二移動噴嘴12亦可具有二流體噴嘴的形態，該二流體噴嘴的形態係能將液體與氣體予以混合並噴出。二流體噴嘴只要能停止供給氣體並能噴出液體，則能作為液體噴嘴使用；二流體噴嘴只要能停止供給液體並能噴出氣體，則能作為氣體噴嘴使用。
於第二移動噴嘴12結合有藥液供給管41及惰性氣體供給管42。於藥液供給管41夾設有用以將藥液供給管41內的流路予以開閉之藥液閥43。於惰性氣體供給管42夾設有：惰性氣體閥44，係用以將惰性氣體供給管42內的流路予以開閉；以及流量可變動閥45，係可變動惰性氣體的流量。從藥液供給源對藥液供給管41供給有酸、鹼等藥液。從惰性氣體供給源對惰性氣體供給管42供給有氮氣(N2)等惰性氣體。
藥液的具體例為蝕刻液及洗淨液。更具體而言，藥液亦可為氟酸、SC1(第一標準清洗液(Standard clean-1；亦即氨水過氧化氫混和液(ammonia-hydrogen peroxide)))、SC2(第二標準清洗液(Standard clean-2；亦即鹽酸過氧化氫混合液(hydrochloric acid-hydrogen peroxide mixture)))、緩衝氫氟酸(buffered HF)(氟酸與氟化銨(ammonium fluoride)的混合液)等。
在本實施形態中，DIW噴嘴10為固定噴嘴，該固定噴嘴係以朝基板W的上表面的旋轉中心噴出DIW之方式配置。從DIW供給源經由DIW供給管46對DIW噴嘴10供給DIW。 於DIW供給管46夾設有用以將DIW供給管46內的流路予以開閉之DIW閥47。DIW噴嘴10無須為固定噴嘴。DIW噴嘴10亦可為至少朝水平方向移動之移動噴嘴。
DIW噴嘴10亦可為用以供給DIW以外的清洗液之清洗液噴嘴。清洗液並未限定於DIW。清洗液亦可為碳酸水、電解離子水、臭氧水、稀釋濃度(例如10ppm左右至100ppm左右)的鹽酸水、還原水(氫水)等。
在本實施形態中，下表面噴嘴9係具有：作為揮發性有機溶劑噴嘴的功能，係用以將揮發性比水還高的IPA等液狀的揮發性有機溶劑供給至加熱器單元6的對向面6a與基板W的下表面之間的空間70；以及作為清洗液噴嘴的功能，係用以將DIW等清洗液供給至基板W的下表面。下表面噴嘴9係朝加熱器單元6的對向面6a供給液狀的揮發性有機溶劑。下表面噴嘴9係具有可供給液狀的揮發性有機溶劑之直式噴嘴的形態。
與本實施形態不同，下表面噴嘴9亦可構成為將霧狀的揮發性有機溶劑供給至空間70。此外，下表面噴嘴9亦可構成為將霧狀的揮發性有機溶劑供給至對向面6a。在此情形中，下表面噴嘴9亦可具有可供給霧狀的揮發性有機溶劑之噴霧噴嘴之形態。
下表面噴嘴9係插通中空的升降軸30，並進一步貫通加熱器單元6。下表面噴嘴9係具有對向面噴嘴的形態，該對向面噴嘴係於上端具有從加熱器單元6的對向面6a露出的噴出口9a。噴出口9a係配置於俯視觀看時與旋轉軸線A1重疊 的位置。
於下表面噴嘴9結合有揮發性有機溶劑供給管50及DIW供給管51。於揮發性有機溶劑供給管50夾設有用以將揮發性有機溶劑供給管50內的流路予以開閉之揮發性有機溶劑閥52。於DIW供給管51夾設有用以將DIW供給管51內的流路予以開閉之DIW閥53。
作為揮發性有機溶劑，能使用不會與基板W的上表面以及形成於基板W的圖案(參照圖9)化學反應(反應性貧乏)之IPA以外的有機溶劑。更具體而言，能使用包含有IPA、HFE(氫氟醚)、甲醇、乙醇、丙酮以及反-1,2-二氯乙烯中的至少一者的液體作為揮發性有機溶劑。此外，揮發性有機溶劑無須僅由單體成分所構成。亦即，揮發性有機溶劑亦可為與其他成分混合的液體。例如，揮發性有機溶劑亦可為IPA液體與HFE液體的混合液。揮發性有機溶劑較佳為可儘量地將水的含量抑制較低。亦可使用上述撥水劑作為揮發性有機溶劑。
下表面噴嘴9所供給之揮發性有機溶劑為第二有機溶劑的一例。亦即，下表面噴嘴9係包含於用以將液狀的第二有機溶劑供給至基板W的下表面與加熱器單元6的對向面6a之間的空間70之第二有機溶劑噴嘴。
圖3係自轉基座21及加熱器單元6的示意性的俯視圖。俯視觀看時，自轉夾具5的自轉基座21為將旋轉軸線A1作為中心之圓形。自轉基座21的直徑係比基板W的直徑還大。複數個(本實施形態中為六個)夾具銷20係隔著間隔配置於自轉基座21的周緣部。
加熱器單元6係具有圓板狀的加熱板的形態。加熱器單元6係包含有板本體60以及加熱器62(亦參照圖2)。俯視觀看時，板本體60係構成為大致與基板W的外形相同形狀及相同大小且將旋轉軸線A1作為中心之圓形。更正確地說，板本體60係具有比基板W的直徑稍微小的直徑的圓形的俯視形狀。例如，基板W的直徑係可為300mm，板本體60的直徑(尤其是對向面6a的直徑)亦可為比基板W僅小6mm之294mm。在此情形中，板本體60的半徑係比基板W的半徑還小3mm。
亦屬於板本體60的上表面之對向面6a係沿著水平面之平面。於對向面6a設置有凹部65。凹部65係包含有：徑方向凹部65a，係從下表面噴嘴9的噴出口9a朝徑方向外側放射狀地延伸；以及周方向凹部65b，係沿著繞著下表面噴嘴9的噴出口9a(繞著旋轉軸線A1)的周方向延伸。
在本實施形態中，徑方向凹部65a係直線狀地延伸，俯視觀看時周方向凹部65b係圓形狀。徑方向凹部65a亦可設置有複數個。複數個徑方向凹部65a係彼此隔著間隔配置於繞著旋轉軸線A1的周方向。周方向凹部65b亦可設置有複數個。複數個周方向凹部65b係隔著間隔配置於旋轉徑方向。徑方向凹部65a係與周方向凹部65b交叉且彼此連通。各個徑方向凹部65a亦可與全部的周方向凹部65b連通，各個周方向凹部65b亦可與全部的徑方向凹部65a連通。與本實施形態不同，亦可具有僅設置有一個徑方向凹部65a的形態，亦可具有僅設置有一個周方向凹部65b的形態。對向面6a 亦可包含有用以從下側支撐基板W之複數個突起(未圖示)。
加熱器62亦可為內建於板本體60之電阻體。藉由對加熱器62通電，將對向面6a加熱至比室溫(例如20℃至30℃，例如25℃)還高溫。具體而言，藉由對加熱器62通電，能將對向面6a加熱至比從第一移動噴嘴11所供給的有機溶劑的沸點還高溫。加熱器單元6的對向面6a的溫度係例如為150℃左右，且對向面6a在面內為均勻。在輻射熱所為之加熱中，能將基板W溫熱至30℃左右。如圖2所示，朝向加熱器62的供電線63係通過升降軸30內。而且，於供電線63連接有用以將電力供給至加熱器62之加熱器通電單元64。加熱器通電單元64亦可在基板處理裝置1的動作中恆常地被通電。
圖4係用以說明基板處理裝置1的主要部分的電性構成之方塊圖。控制器3係具備有微電腦(microcomputer)，並遵循預定的控制程式控制基板處理裝置1所具備的控制對象。更具體而言，控制器3係包含有處理器(processor)(CPU(Central Processing Unit；中央處理器))3A以及儲存有控制程式之記憶體3B，且構成為藉由處理器3A執行控制程式而執行用以進行基板處理的各種控制。尤其，控制器3係控制搬運機器人IR、搬運機器人CR、用以旋轉驅動自轉夾具5之電動馬達23、第一噴嘴移動單元15、第二噴嘴移動單元16、加熱器通電單元64、用以將加熱器單元6升降之升降單元7、夾具銷驅動單元25以及各種閥類(37、38、40、43、44、45、47、52、53)等的動作。
圖5係用以說明基板處理裝置1所進行的基板處理的一 例之流程圖。未處理的基板W係被搬運機器人IR、CR從承載器C搬入至處理單元2，並被授予至自轉夾具5(步驟S1)。之後，基板W係被自轉夾具5水平地保持，直至被搬運機器人CR搬出(基板保持步驟)。接著，控制器3係以將加熱器單元6配置於下位置之方式控制升降單元7。
接著，說明藥液處理(步驟S2)。搬運機器人CR退避至處理單元2外之後，開始藥液處理(步驟S2)。
控制器3係驅動電動馬達23並使自轉基座21旋轉。藉此，使被保持成水平的基板W旋轉(基板旋轉步驟)。另一方面，控制器3係控制第二噴嘴移動單元16，將第二移動噴嘴12配置於基板W的上方的藥液處理位置。在第二移動噴嘴12位於藥液處理位置時，從第二移動噴嘴12噴出的藥液係著液至基板W的上表面的旋轉中心。接著，控制器3係開啟藥液閥43。藉此，從第二移動噴嘴12朝旋轉狀態的基板W的上表面供給藥液。被供給的藥液係藉由離心力遍及至基板W的上表面的整體。
在藥液處理的期間，控制器3係開啟DIW閥53。藉此，從下表面噴嘴9朝旋轉狀態的基板W的下表面供給DIW。被供給的DIW係藉由離心力遍及至基板W的下表面的整體。藉此，洗淨基板W的下表面。因此，能抑制藉由藥液處理被供給至基板W的上表面之藥液繞入至基板W的下表面。即使藥液附著至基板W的下表面，附著至基板W的下表面之藥液亦會被從下表面噴嘴9供給的DIW沖流。
接著，說明DIW清洗處理(步驟S3)。在一定時間的藥液 處理後，執行DIW清洗處理(步驟S3)。在DIW清洗處理(步驟S3)中，藉由將基板W上的藥液置換成DIW，從基板W上排除藥液。
具體而言，控制器3係關閉藥液閥43，取而代之地開啟DIW閥47。藉此，從DIW噴嘴10朝旋轉狀態的基板W的上表面供給DIW。被供給的DIW係藉由離心力遍及至基板W的上表面的整體。藉由該DIW沖流基板W上的藥液。在此期間，控制器3係控制第二噴嘴移動單元16，使第二移動噴嘴12從基板W的上方朝罩部8的側方退避。在結束DIW清洗處理之前，控制器3係關閉DIW閥53，停止從下表面噴嘴9朝基板W的下表面供給DIW。
接著，說明有機溶劑處理(步驟S4)。在一定時間的DIW清洗處理後，執行有機溶劑處理(步驟S4)。在有機溶劑處理(步驟S4)中，將基板W上的DIW置換成比DIW還容易與撥水劑配合之有機溶劑(例如IPA)。
控制器3係控制第一噴嘴移動單元15，使第一移動噴嘴11移動至基板W的上方的有機溶劑清洗位置。在第一移動噴嘴11位於有機溶劑清洗位置時，從第一移動噴嘴11噴出的有機溶劑(例如IPA)係著液至基板W的上表面的旋轉中心。接著，控制器3係關閉DIW閥47且開啟低表面張力液體閥37。藉此，從第一移動噴嘴11朝旋轉狀態的基板W的上表面供給IPA等有機溶劑(低表面張力液體)。被供給的有機溶劑係藉由離心力遍及至基板W的上表面的整體並置換基板W上的DIW。
接著，說明撥水劑處理(步驟S5)。一定時間的有機溶劑處理後，執行撥水劑處理(步驟S5)。在撥水劑處理(步驟S5)中，藉由將基板W上的IPA等有機溶劑置換成撥水劑，能提高基板W的上表面的撥水性。
控制器3係控制第一噴嘴移動單元15，使第一移動噴嘴11移動至基板W的上方的撥水劑處理位置。在第一移動噴嘴11位於撥水劑處理位置時，從第一移動噴嘴11噴出的撥水劑係著液至基板W的上表面的旋轉中心。撥水劑處理位置亦可為與有機溶劑清洗位置相同的位置。控制器3係關閉低表面張力液體閥37並開啟撥水劑閥40。藉此，從第一移動噴嘴11朝旋轉狀態的基板W的上表面供給撥水劑(撥水劑供給步驟)。被供給的撥水劑係藉由離心力遍及至基板W的上表面的整體並置換基板W上的IPA。藉此，撥水劑係於基板W的上表面形成薄的膜，而能提高基板W的上表面的撥水性。
接著，說明乾燥處理(步驟S6)。一定時間的撥水劑處理後，執行乾燥處理(步驟S6)。在乾燥處理(步驟S6)中，藉由將基板W的上表面的撥水劑置換成IPA等低表面張力液體，形成有低表面張力液體的液膜。之後，藉由從基板W的上表面排除低表面張力液體的液膜，使基板W的上表面乾燥。
控制器3係控制升降單元7使加熱器單元6朝基板W上升，藉此加熱基板W。此外，控制器3係將自轉夾具5的旋轉減速並停止旋轉基板W，且關閉低表面張力液體閥37並停止供給低表面張力液體。藉此，成為低表面張力液體的液 膜被支撐於靜止狀態的基板W上之覆液(paddle)狀態。接著，在已使加熱器單元6接觸至基板W的狀態下加熱基板W，藉此使接觸至基板W的上表面之低表面張力液體的一部分蒸發。藉此，於低表面張力液體的液膜與基板W的上表面之間形成有氣相層。排除被該氣相層支撐的狀態的低表面張力液體的液膜。
在排除低表面張力液體的液膜時，控制器3係控制第一噴嘴移動單元15，使第一移動噴嘴11從基板W的上方朝罩部8的側方退避。接著，控制器3係控制第二噴嘴移動單元16，將第二移動噴嘴12配置於基板W的上方的氣體噴出位置。在第二移動噴嘴12位於氣體噴出位置時，從第二移動噴嘴12噴出的惰性氣體流係朝向基板W的上表面的旋轉中心。接著，控制器3係開啟惰性氣體閥44。藉此，朝基板W的低表面張力液體的液膜噴出惰性氣體。藉此，在接受惰性氣體的噴出之位置亦即基板W的中央中，藉由惰性氣體排除低表面張力液體。藉由在基板W的中央中排除低表面張力液體，於低表面張力液體的液膜的中央形成有用以使基板W的上表面露出之開口。藉由擴大該開口，將基板W上的低表面張力液體排出至基板W外。將IPA從基板W上排出至基板W外，藉此使基板W的上表面乾燥。如上所述，在停止旋轉基板W且加熱器單元6已接觸至基板W的狀態下，使基板W的上表面乾燥(基板乾燥步驟)。
接著，控制器3係關閉惰性氣體閥44。控制器3係使第二移動噴嘴12退避後，控制電動馬達23，使基板W以高速 旋轉。藉此，進行離心法脫水。在離心法脫水中，藉由離心力甩離基板W上的液體成分，藉此使基板W的上表面進一步地乾燥。
接著，說明基板搬出(步驟S7)。
之後，控制器3係控制電動馬達23，使自轉夾具5停止旋轉。此外，控制器3係控制升降單元7，將加熱器單元6控制於下位置。再者，控制器3係控制夾具銷驅動單元25，將夾具銷20控制於開位置。之後，搬運機器人CR係進入至處理單元2，從自轉夾具5拾取處理完畢的基板W並搬出至處理單元2外(步驟S7)。該基板W係從搬運機器人CR被授予至搬運機器人IR，並藉由搬運機器人IR收容至承載器C。
圖6係用以說明基板處理的有機溶劑處理(圖5的步驟S4)、撥水劑處理(圖5的步驟S5)以及乾燥處理(圖5的步驟S6)的詳細之流程圖。此外，圖7A係用以說明有機溶劑處理之示意性的剖視圖。圖7B係用以撥水劑處理之示意性的剖視圖。圖7C至圖7H係用以說明乾燥處理之示意性的剖視圖。
參照圖6及圖7A，在有機溶劑處理中，控制器3係控制第一噴嘴移動單元15，將第一移動噴嘴11配置於中心位置。控制器3係開啟低表面張力液體閥37，並藉由IPA等有機溶劑(低表面張力液體)置換基板W的上表面的DIW。此外，在有機溶劑處理中，控制器3係控制電動馬達23維持自轉基座21旋轉的狀態(基板旋轉步驟)。在有機溶劑處理的期間，基板W係以例如400rpm旋轉。此外，加熱器單元6係配置於 第一離開位置。此外，第二移動噴嘴12係退避至罩部8的側方的起始位置。此外，藥液閥43及惰性氣體閥38、44係被控制成閉狀態。因此，第二移動噴嘴12不會噴出惰性氣體(例如氮氣)。
參照圖6及圖7B，在撥水劑處理中，控制器3係控制第一噴嘴移動單元15維持第一移動噴嘴11位於中心位置的狀態。控制器3係開啟撥水劑閥40，從第一移動噴嘴11將撥水劑供給至基板W的上表面。控制器3係以撥水劑置換基板W的上表面的IPA後，亦維持撥水劑閥40開啟的狀態，持續對基板W的上表面供給撥水劑。藉此，於基板W的上表面形成有撥水劑(第一有機溶劑)的液膜95(液膜形成步驟)。此外，在撥水劑處理中，控制器3係控制電動馬達23維持自轉基座21旋轉的狀態(基板旋轉步驟)。在撥水劑處理的期間，基板W係以例如200rpm旋轉。此外，第二移動噴嘴12係維持在已退避至罩部8的側方的起始位置的狀態。此外，藥液閥43及惰性氣體閥38、44係被維持在閉狀態。
控制器3係開啟揮發性有機溶劑閥52，開始從下表面噴嘴9朝加熱器單元6的對向面6a供給IPA等揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)(揮發性有機溶劑供給步驟、第二有機溶劑供給步驟)。接著，控制器3係控制升降單元7，使加熱器單元6移動至第二離開位置。依序開始進行朝基板W的上表面供給撥水劑、朝加熱器單元6的對向面6a供給揮發性有機溶劑、加熱器單元6朝第二離開位置移動。藉此，在撥水劑充分地擴展至基板W的上表面的整體的狀態下均勻地加熱基板W 的整體。因此，抑制在基板W的上表面中撥水劑所進行的處理不均。無須一定要依序開始進行朝基板W的上表面供給撥水劑、朝加熱器單元6的對向面6a供給揮發性有機溶劑、加熱器單元6朝第二離開位置移動。撥水劑的供給、揮發性有機溶劑的供給以及加熱器單元6的移動的開始順序亦可與本實施形態不同。此外，撥水劑的供給、揮發性有機溶劑的供給以及加熱器單元6的移動亦可同時開始。
從下表面噴嘴9朝對向面6a供給之IPA等揮發性有機溶劑係例如為液狀。著液至對向面6a上的揮發性有機溶劑係從屬於噴出口9a的周邊之對向面6a的中央區域朝對向面6a的外周擴展。此時，揮發性有機溶劑亦進入至設置於對向面6a的凹部65內。對向面6a的中央區域為包含有對向面6a與旋轉軸線A1的交叉位置之對向面6a的中央周圍的區域。
對向面6a上的液狀的揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)係被加熱器單元6加熱而氣化(揮發性有機溶劑氣化步驟、第二有機溶劑氣化步驟)。藉由液狀的揮發性有機溶劑氣化而形成有揮發性有機溶劑的蒸氣。在對向面6a上形成的揮發性有機溶劑的蒸氣係被供給至對向面6a與基板W的下表面之間的空間70(蒸氣供給步驟)。揮發性有機溶劑的蒸氣係比揮發性有機溶劑的沸點還高溫。另一方面，藉由輻射熱所為之加熱，基板W係被加熱至30℃左右。與以輻射熱進行加熱之情形相比，藉由將能將基板W加熱至比30℃還高溫之揮發性有機溶劑的蒸氣供給至空間，能效率佳地加熱基板。
如此，加熱器單元6以及用以將液狀的揮發性有機溶劑 (第二有機溶劑)供給至空間70且作為揮發性有機溶劑噴嘴(第二有機溶劑噴嘴)之下表面噴嘴9係構成為用以將揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)的蒸氣供給至空間70之揮發性有機溶劑供給單元(第二有機溶劑供給單元)。與本實施形態不同，即使是在下表面噴嘴9將霧狀的IPA供給至空間70之情形中，亦與本實施形態同樣地由下表面噴嘴9與加熱器單元6構成揮發性有機溶劑供給單元(第二有機溶劑供給單元)。
持續朝對向面6a供給液狀的揮發性有機溶劑以及持續藉由加熱器單元6加熱該液狀的揮發性有機溶劑，藉此液狀的揮發性有機溶劑係接連地氣化，揮發性有機溶劑的蒸氣係充滿空間70。此外，已氣化的揮發性有機溶劑的一部分係從空間70朝基板W及加熱器單元6的側方(徑方向外側)流動。藉由已氣化的揮發性有機溶劑的氣流抑制因為離心力而從基板W的上表面飛散的撥水劑繞入至基板W的下表面。
藉由對空間70供給揮發性有機溶劑的蒸氣，加熱持續朝上表面供給有撥水劑之旋轉狀態的基板W。亦即，與基板旋轉步驟及液膜形成步驟並行，藉由IPA等揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)的蒸氣加熱旋轉狀態的基板W(基板加熱步驟)。此時，亦可藉由加熱器單元6持續加熱揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)的蒸氣(蒸氣加熱步驟)。此外，基板W除了被揮發性有機溶劑的蒸氣加熱之外，亦可被來自加熱器單元6的對向面6a的輻射熱加熱。
在乾燥步驟(步驟S6)中，在藉由IPA等揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)的蒸氣加熱旋轉狀態的基板(基板加熱步驟) 後，從基板W排除撥水劑(第一有機溶劑)的液膜95，之後在使基板W停止旋轉且已使加熱器單元6接觸至基板W的狀態下使基板W的上表面乾燥(基板乾燥步驟)。
詳細而言，在基板乾燥步驟中，依序執行清洗步驟T1、覆液步驟T2、拉起覆液步驟T3、噴嘴置入切換步驟T4、開口形成步驟T5以及開口擴大步驟T6。
清洗步驟T1係用以一邊旋轉基板W一邊將IPA等低表面張力液體供給至基板W的上表面之步驟。參照圖6及圖7C，在清洗步驟T1中，從第一移動噴嘴11將IPA供給至基板W的上表面。被供給的低表面張力液體係接受離心力從基板W的上表面的中心朝外側形成用以覆蓋基板W的上表面之液膜90(第二液膜形成步驟)。藉由液膜90覆蓋基板W的上表面的全域，將藉由撥水劑處理(圖5的步驟S6)供給至基板W的上表面的撥水劑全部置換成低表面張力液體，從基板W的上表面排除撥水劑的液膜95。
在清洗步驟T1的期間，基板W係藉由自轉夾具5而以例如300rpm左右旋轉。第一移動噴嘴11係配置於與基板W的旋轉中心對向之中心位置。低表面張力液體閥37係設定成開狀態，藉此從第一移動噴嘴11噴出的IPA等低表面張力液體係從上方被供給至基板W的上表面的旋轉中心。加熱器單元6係被位置控制在比下位置還上方，例如維持在第二離開位置。第二移動噴嘴12係維持在已退避至罩部8的側方的起始位置的狀態。藥液閥43及惰性氣體閥44係被控制成閉狀態。
在清洗步驟T1開始後，亦即在結束對基板W的上表面供給撥水劑後，控制器3亦可在預定期間(例如在清洗步驟T1開始後直至結束為止的期間)將揮發性有機溶劑閥52維持於開狀態。藉此，在清洗步驟T1開始後直至結束為止的期間，持續對基板W的下表面與加熱器單元6的對向面6a之間的空間70供給IPA等揮發性有機溶劑的蒸氣。藉此，已氣化的揮發性有機溶劑的氣流能抑制因為離心力而從基板W的上表面飛散的撥水劑繞入至基板W的下表面。藉由在清洗步驟T1結束為止持續對空間70供給揮發性有機溶劑的蒸氣，能進一步抑制因為離心力而從基板W的上表面飛散的撥水劑繞入至基板W的下表面。
如圖7D所示，覆液步驟T2係用以使基板W的旋轉減速並使基板W停止旋轉而於基板W的表面形成IPA等低表面張力液體之厚的液膜90並將該液膜90予以保持之步驟。
參照圖6及圖7D，在本例子中，基板W的旋轉係從清洗步驟T1中的旋轉速度階段性地減速(減速步驟、逐漸減速步驟、階段性減速步驟)。更具體而言，基板W的旋轉速度係從300rpm減速至50rpm並維持預定時間(例如10秒)後，減速至10rpm並維持預定時間(例如10秒)後，減速至0rpm(停止)並維持預定時間(例如10秒)(旋轉停止步驟)。另一方面，第一移動噴嘴11係被保持於中心位置，接著朝基板W的上表面的旋轉中心噴出低表面張力液體。在覆液步驟T2的全部期間中持續從第一移動噴嘴11噴出低表面張力液體。亦即，即使基板W停止亦持續噴出低表面張力液體。如此，藉由在 從基板W的旋轉的減速直至停止之全部期間中持續供給低表面張力液體，基板W的上表面的各處不會失去低表面張力液體。此外，藉由在停止基板W的旋轉後亦持續供給低表面張力液體，能於基板W的上表面形成厚的液膜90。
覆液步驟T2中的加熱器單元6的位置為與清洗步驟T1時相同的位置，且為第二離開位置。藉此，基板W係藉由來自對向面6a的輻射熱進行預熱(基板預熱步驟)。夾具銷20係在基板W停止旋轉後在保持基板W的停止狀態的期間從閉狀態切換成開狀態。藉此，夾具銷20係不把持基板W的周緣部而是從下方支撐基板W的周緣部的下表面。因此，開放基板W的上表面的全域。第二移動噴嘴12的位置係保持在起始位置。藥液閥43、惰性氣體閥38、44以及撥水劑閥40係被控制成閉狀態。
如圖7E所示，拉起覆液步驟T3係在已以加熱器單元6抬起基板W的狀態下亦即在已使對向面6a接觸至基板W的下表面的狀態下一邊加熱基板W一邊將低表面張力液體的液膜90保持於基板W的上表面之步驟。
參照圖6以及圖7E，控制器3係控制電動馬達23維持已停止基板W的旋轉之狀態(旋轉停止步驟)。控制器3係使加熱器單元6上升俾使對向面6a接觸至旋轉停止狀態的基板W的下表面，並使加熱器單元6接近至基板W的下表面(加熱器單元移動步驟)。加熱器單元6係從第二離開位置上升至上位置並保持預定時間(例如10秒)。在加熱器單元6上升至上位置的過程中，基板W係從夾具銷20被授予至對向面6a， 且基板W的下表面係接觸至對向面6a(加熱器單元接觸步驟)。從第一移動噴嘴11噴出低表面張力液體係持續至拉起覆液步驟T3的中途。因此，在藉由加熱器單元6的對向面6a接觸至基板W的下表面並開始藉由來自對向面6a的熱傳導急速加熱基板W而增加賦予至基板W的熱量(熱量增加步驟)時，持續供給低表面張力液體。藉此，迴避因為基板W的急遽的升溫所伴隨著IPA的蒸發而在低表面張力液體的液膜90中的不特定的位置開孔。低表面張力液體的供給係在加熱器單元6的對向面6a接觸至基板W的下表面後(熱量增加步驟之後)於經過預定時間後停止(供給停止步驟)。亦即，控制器3係關閉低表面張力液體閥37，使第一移動噴嘴11停止噴出低表面張力液體。
在拉起覆液步驟T3中，停止旋轉自轉夾具5。此外，第二移動噴嘴12係位於起始位置。此外，藥液閥43、惰性氣體閥38、44以及撥水劑閥40為閉狀態。此外，第一移動噴嘴11係位於基板W的旋轉中心的上方。
停止從第一移動噴嘴11供給低表面張力液體後，加熱器單元6係保持於上位置直至經過預定時間為止。供給至基板W的上表面之低表面張力液體係被供給至中心之新的低表面張力液體朝外周側推動，並在該過程中被藉由加熱器單元6加熱的基板W的上表面的熱能加熱而逐漸升溫。在持續供給低表面張力液體的期間中，基板W的上表面的中央區域的低表面張力液體的溫度較低。因此，在停止供給低表面張力液體後，藉由保持加熱器單元6的接觸狀態達至預定的短時間， 能將基板W的上表面的中央區域中的低表面張力液體升溫。藉此，能將支撐於基板W的上表面之低表面張力液體的液膜90的溫度予以均勻化。
在已接受到來自基板W的上表面的熱能之液膜90中，在與基板W的上表面之間的界面中產生蒸發。藉此，於基板W的上表面與液膜90之間產生由低表面張力液體的氣體所構成的氣相層。因此，液膜90係在基板W的上表面的全域中變成被支撐於氣相層上的狀態(氣相層形成步驟)。
如圖7F所示，噴嘴置入切換步驟T4係使第一移動噴嘴11從中心位置退避並將第二移動噴嘴12配置於中心位置之步驟。具體而言，參照圖6以及圖7F，在停止供給低表面張力液體後，第一移動噴嘴11係退避至設定於罩部8的側方的起始位置。之後，第二移動噴嘴12係從起始位置移動至旋轉軸線A1上的中心位置。在噴嘴置入切換步驟T4的期間中，加熱器單元6係下降至比上位置還稍微下方。藉此，基板W係從加熱器單元6被授予至夾具銷20，且對向面6a係以與基板W的下表面隔著間隔呈非接觸狀態下與基板W的下表面對向。藉此，基板W的加熱係切換成來自對向面6a的輻射熱所為之加熱，施加至基板W的熱量係減少(熱量減少步驟)。藉此，在置入切換噴嘴的期間迴避基板W過熱。此外，迴避因為蒸發導致產生液膜90的龜裂(尤其是基板W的外周區域的龜裂)。
接著，藉由執行開口形成步驟T5以及開口擴大步驟T6，從基板W的上表面排除低表面張力液體的液膜90(排除步驟)。 於排除步驟包含有：開口形成步驟，係對液膜90的中央區域供給惰性氣體，藉此於液膜90形成開口91；以及開口擴大步驟，係將開口91擴大，藉此從基板W的上表面排除液膜90。所謂液膜90的中央區域係指包含有液膜90中之與旋轉軸線A1之間的差交位置之液膜90的中央周圍的區域。
如圖7G所示，開口形成步驟T5係下述步驟：以小流量(第一流量，例如3公升/分)從第二移動噴嘴12(惰性氣體供給單元)朝液膜90的中央區域噴吹(供給)惰性氣體(例如氮氣)，於低表面張力液體的液膜90的中央區域打開小的開口91，使基板W的上表面的中央區域露出(開口形成步驟)。在開口形成步驟T5中，基板W係維持在停止旋轉的狀態。因此，對靜止狀態的基板W上的液膜90進行開口形成步驟T5。
參照圖6以及圖7G，控制器3係開啟惰性氣體閥44並控制流量可變閥45的開度。藉此，以小流量(第一流量，例如3公升/分)從第二移動噴嘴12噴出惰性氣體(例如氮氣)。與惰性氣體的噴出大致同時地使加熱器單元6上升。藉此，對向面6a接觸至基板W的下表面，且基板W被加熱器單元6抬起(加熱器單元移動步驟)。
因此，由於在惰性氣體到達基板W的上表面之時間點中從加熱器單元6施加至基板W的熱量較少，因此能減少因為惰性氣體所為之基板W的冷卻與加熱器單元6所為之加熱所造成的基板W的上下表面間的溫度差。藉此，能迴避因為基板W的上下表面的溫度差導致基板W的翹曲。當在供給惰性氣體時使加熱器單元6接觸至基板W的下表面時，有基板 W的上表面側的溫度變成比基板W的下表面側的溫度還低且基板W以上表面側凹陷之方式翹曲之虞。在此情形中，基板W的上表面的中心部變低而周緣部變高。因此，妨礙液膜90朝外側移動。因此，在此實施形態中，在已使加熱器單元6與基板W的下表面離開的狀態下對基板W的上表面中央供給惰性氣體。藉此，緩和基板W的上下表面中的溫度差。
另一方面，在形成開口91之後立即(亦即大致同時地)開始基板W的急速加熱(再次增加熱量步驟)。藉此，當藉由惰性氣體形成開口91而使液膜90開始朝外側移動時，迅速地(大致同時地)開始基板W的加熱。藉此，液膜90不會停止而是逐漸朝基板W的外側移動。
更具體而言，與存在液膜90之基板W的周圍的區域相比，在形成有開口91且液膜90消失的中央區域中基板W的溫度迅速地上升。藉此，在開口91的周緣中於基板W內產生大的溫度斜度(temperature gradient)。亦即，開口91的周緣的內側變成高溫，開口91的周緣的外側變成低溫。藉由該溫度斜度，被支撐於氣相層上的液膜90開始朝低溫側亦即外側移動，藉此液膜90的中央的開口91逐漸擴大。
如此，利用基板W的加熱所產生的溫度斜度使開口91擴大，將基板W上的液膜90朝基板W外部排除(開口擴大步驟、液膜移動步驟)。更具體而言，在基板W的上表面中，形成有圖案的區域內的液膜90係藉由溫度斜度所致使之低表面張力液體的移動而被排除。
於藉由惰性氣體的噴吹於基板W的旋轉中心形成開口 91後，當隔著長時間使加熱器單元6接觸至基板W時，在此期間開口91會停止擴大。此時，液膜90的內周緣係變成一會朝向內側一會朝向外側之平衡狀態。此時，會有有機溶劑的液面進入至形成於基板W的表面的圖案內而成為因為表面張力導致圖案崩壞的原因。因此，在此實施形態中，與藉由惰性氣體形成開口91大致同時地使加熱器單元6接觸至基板W的下表面，使施加至基板W的熱量瞬間地增加。
如圖6及圖7H所示，開口擴大步驟T6係如下步驟：將從第二移動噴嘴12所噴出的惰性氣體的流量增量，將大流量(第二流量，例如30公升/分)的惰性氣體噴吹至基板W的中心，藉由惰性氣體將液膜90的中央的開口91進一步地擴大(開口擴大步驟)。亦即，控制器3係控制流量可變閥45，使供給至第二移動噴嘴12之惰性氣體的流量增量。藉此，已移動至基板W的上表面的外周區域之液膜90係進一步地朝基板W外被推動。基板W的旋轉係保持於停止狀態。
具體而言，在開口91藉由溫度斜度逐漸擴大的過程中，進一步使惰性氣體的流量增加。藉此，能迴避液膜90的移動停止而能使液膜90繼續朝基板W的外側移動。有僅藉由利用溫度斜度之液膜90的移動會使液膜90的移動在基板W的上表面的周緣區域停止之虞。因此，藉由增加惰性氣體的流量來輔助液膜90的移動。藉此，從基板W的上表面的全域排除液膜90。
將惰性氣體的流量增量後，使加熱器單元6下降，從對向面6a將基板W授予至夾具銷20。之後，在結束以大流量 噴出惰性氣體之前，將夾具銷20設成閉狀態，藉由夾具銷20把持基板W。在圖6所示的例子中，加熱器單元6係在基板W被授予至夾具銷20後，短時間保持於隔著微小距離與基板W的下表面對向之非接觸加熱位置後，加熱器單元6係進一步下降並配置於隔著預定距離與基板W的下表面對向之第一離開位置。
以夾具銷20把持基板W後，停止朝第二移動噴嘴12供給惰性氣體，第二移動噴嘴12退避至起始位置。伴隨於此，以例如30rpm至100rpm使基板W與自轉夾具5一起旋轉。藉此，甩落未被大流量供給的惰性氣體排除乾淨而殘留在基板W的外周部(尤其是周端面)的IPA。
依據第一實施形態，在基板加熱步驟中，藉由供給至加熱器單元6的對向面6a與基板W的下表面之間的空間70之IPA等揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)的蒸氣來加熱基板W。揮發性有機溶劑的蒸氣係能比來自加熱器單元6的輻射熱更有效率地加熱基板W。因此，即使不使加熱器單元6接觸至基板W，亦能充分地加熱基板W。亦即，充分地加熱旋轉狀態的基板W。藉此，抑制撥水劑(第一有機溶劑)的液膜95的局部性的蒸發導致基板W的上表面的局部性的露出。因此，能良好地形成撥水劑的液膜95。從而，能藉由撥水劑良好地處理基板W的上表面。
另一方面，在基板乾燥步驟中，能在使基板W停止旋轉且使加熱器單元6接觸至基板W的狀態下使基板W的上表面乾燥。藉此，充分地加熱基板W。從而，能使基板 W良好地乾燥。
如上所述，能以撥水劑(第一有機溶劑)良好地處理基板W且使基板W良好地乾燥。
此外，依據第一實施形態，藉由加熱器單元6加熱已供給至空間70的揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)的蒸氣。因此，能藉由揮發性有機溶劑的蒸氣有效率地加熱基板W。
此外，依據第一實施形態，在液膜形成步驟中，從第一移動噴嘴11(撥水劑供給單元、第一有機溶劑供給單元)將用以提高基板W的上表面的撥水性之撥水劑供給至基板W的上表面。撥水劑的液膜95比較容易分裂。因此，為了將液膜95保持於基板W的上表面，需要使基板W旋轉。因此，在基板加熱步驟中，由於加熱旋轉狀態的基板W，因此能藉由撥水劑良好地處理基板W的上表面。
此外，依據第一實施形態，揮發性比水還高的揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)被供給至加熱器單元6的對向面6a與基板W的下表面之間的空間70。因此，被供給至空間70的揮發性有機溶劑容易維持在蒸氣的狀態。因此，抑制供給至空間70之揮發性有機溶劑的蒸氣的液化。藉此，由於抑制揮發性有機溶劑附著至基板，因此能使基板W良好地乾燥。
此外，依據第一實施形態，由於液狀或霧狀的揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)係被供給至空間70，因此被加熱器單元6加熱。藉由該加熱，液狀或霧狀的揮發性有機溶 劑係氣化。因此，藉由利用加熱器單元6，能將用以加熱旋轉狀態的基板W之蒸氣供給至空間70。
與第一實施形態不同，在用以將預先氣化的揮發性有機溶劑供給至空間70之構成中，需要於揮發性有機溶劑供給管50或揮發性有機溶劑供給源設置加熱器。或者，需要將體積比液體還大的氣體的揮發性有機溶劑收容至揮發性有機溶劑供給源。因此，基板處理裝置1的構成複雜化。另一方面，在如第一實施形態般將液狀或霧狀的揮發性有機溶劑供給至空間70之構成中，無須與加熱器單元6個別地另外設置加熱器。此外，在第一實施形態的構成中，能將液狀的揮發性有機溶劑收容至有機溶劑供給源。因此，能使用簡單的構成的基板處理裝置1以有機溶劑良好地處理基板W且使基板W良好地乾燥。
此外，依據第一實施形態，從下表面噴嘴9朝加熱器單元6的對向面6a供給揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)。因此，容易藉由加熱器單元6加熱揮發性有機溶劑。因此，促進液狀或霧狀的揮發性有機溶劑的氣化。因此，藉由效率佳地利用加熱器單元6，能將用以加熱旋轉狀態的基板W之蒸氣供給至空間70。
此外，依據第一實施形態，在基板乾燥步驟中從第一移動噴嘴11(低表面張力液體供給單元)將IPA等低表面張力液體供給至基板W的上表面，藉此從基板W的上表面將撥水劑的液膜95排除，並於基板W的上表面形成IPA的液膜90。藉此，能降低作用於基板W的上表面之表面張 力。因此，能藉由從基板W的上表面排除低表面張力液體的液膜90，藉此能使基板W良好地乾燥。
此外，依據第一實施形態，藉由將惰性氣體供給至低表面張力液體的液膜90的中央區域，能不殘留液滴地於低表面張力液體的液膜90的中央區域形成開口91。藉由使該開口91擴大並從基板W的上表面排除IPA的液膜90，能使基板W的上表面良好地乾燥。
此外，依據第一實施形態，使加熱器單元6相對於自轉夾具5相對移動，藉此能使加熱器單元6接近基板W的下表面，俾使對向面6a接觸至基板W的下表面。因此，能確實地(容易地)切換加熱器單元6已接觸至基板W的狀態以及加熱器單元6已離開基板W的狀態。因此，在藉由撥水劑(第一有機溶劑)處理基板W時，能在已使加熱器單元6確實地離開基板W的狀態下以揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)的蒸氣加熱旋轉狀態的基板W。此外，使基板W乾燥時，能在加熱器單元6已確實地接觸至基板W的狀態下加熱基板W。
此外，依據第一實施形態，於加熱器單元6的對向面6a設置有凹部65。因此，與對向面6a為平坦之情形相比，對向面6a的表面積增大。因此，加熱器單元6能進一步促進供給至空間70之液狀或霧狀的IPA等揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)的氣化。
此外，依據第一實施形態，屬於對向面噴嘴的下表面噴嘴9的噴出口9a係露出於加熱器單元6的對向面6a。因此， 下表面噴嘴9係能將IPA等揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)確實地供給至對向面6a與基板W的下表面之間的空間70。
此外，與第一實施形態的基板處理不同，在揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)使用與第一有機溶劑相同組成的撥水劑之情形中，在藉由撥水劑(第二有機溶劑)的蒸氣加熱基板W時，即使在撥水劑(第二有機溶劑)的蒸氣繞入至基板W的上表面側之情形中，亦不會阻礙撥水劑(第一有機溶劑)對於基板W的處理。因此，能藉由撥水劑(第一有機溶劑)良好地處理基板W的上表面。
<第二實施形態>
圖8係用以說明本發明第二實施形態的基板處理裝置1P所具備的處理單元2P的構成例之示意性的剖視圖。
第二實施形態的處理單元2P與第一實施形態的處理單元2(參照圖2)的主要差異點在於：處理單元2P係包含有配置於加熱器單元6的側方之側方噴嘴14。側方噴嘴14係例如被插通支撐於側方噴嘴支撐構件18的內部。側方噴嘴支撐構件18係從用以在自轉基座21的下方圍繞旋轉軸22以及電動馬達23之殼體26朝上方延伸。配置於自轉基座21的側方之側方噴嘴14係於上端部具有朝向加熱器單元6的對向面6a之噴出口14a。
在本實施形態中，側方噴嘴14係具有作為揮發性有機溶劑供給單元的功能，該揮發性有機溶劑供給單元係用以將揮發性比水還高的IPA等揮發性有機溶劑的蒸氣供給至加熱器 單元6的對向面6a與基板W的下表面之間的空間70。在第二實施形態中，側方噴嘴14所供給之揮發性有機溶劑為第二有機溶劑的一例，側方噴嘴14為用以將第二有機溶劑供給至基板W的上表面之第二有機溶劑供給單元的一例。
於側方噴嘴14結合有揮發性有機溶劑供給管54。於揮發性有機溶劑供給管54夾設有用以將揮發性有機溶劑供給管54的流路予以開閉之揮發性有機溶劑閥55。另一方面，未於下表面噴嘴9結合有揮發性有機溶劑供給管50。因此，不會從下表面噴嘴9的噴出口9a噴出揮發性有機溶劑。
側方噴嘴14係將霧狀的揮發性有機溶劑供給至加熱器單元6的對向面6a與基板W的下表面之間的空間70。詳細而言，側方噴嘴14係朝加熱器單元6的對向面6a供給霧狀的揮發性有機溶劑。側方噴嘴14為用以朝對向面6a將霧狀的第二有機溶劑供給至空間70之第二有機溶劑噴嘴的一例。與本實施形態不同，亦可以下表面噴嘴9將液狀的揮發性有機溶劑供給至空間70之方式構成。此外，亦可以下表面噴嘴9朝對向面6a供給液狀的揮發性有機溶劑之方式構成。
在第二實施形態的基板處理裝置1P中，可進行與第一實施形態的基板處理裝置1同樣的基板處理。在基板處理裝置1P所為之基板處理中，控制器3係控制結合於側方噴嘴14的揮發性有機溶劑閥55。
依據第二實施形態，由於能達成與第一實施形態同樣的功效，因此能以IPA等撥水劑(第一有機溶劑)良好地處理基板W並使基板W良好地乾燥。此外，依據第二實施形態， 能利用加熱器單元6的側方的空間設置用以供給第二有機溶劑之噴嘴(側方噴嘴14)。
本發明並未限定於上述所說明的實施形態，亦可進一步以其他的形態實施。
例如，在上述各個實施形態的基板處理裝置1、1P中，已說明第一移動噴嘴11所供給的撥水劑為第一有機溶劑，第一移動噴嘴11為用以將第一有機溶劑供給至基板W的上表面之第一有機溶劑供給單元。然而，與這些實施形態不同，第一移動噴嘴11所供給的低表面張力液體亦可為用以處理基板W的上表面之第一有機溶劑。在此情形中，與上述實施形態同樣地，第一移動噴嘴11為用以將第一有機溶劑供給至基板W的上表面之第一有機溶劑供給單元的一例。在此情形中，在基板處理裝置1、1P中第一移動噴嘴11亦可不具有作為用以將撥水劑供給至基板W的上表面之撥水劑供給單元的功能。亦即，亦可構成為第一移動噴嘴11具有作為低表面張力液體供給單元的功能以及作為惰性氣體供給單元的功能，該低表面張力液體供給單元係用以將表面張力比水還低的IPA等低表面張力液體供給至基板W的上表面，該惰性氣體供給單元係用以將氮氣等惰性氣體供給至基板W的上表面。
在第一移動噴嘴11為用以將作為第一有機溶劑的低表面張力液體(例如IPA)供給至基板W的上表面之第一有機溶劑供給單元的一例之情形中，在基板處理裝置1、1P所為的基板處理中亦可不執行有機溶劑處理(步驟S4)以及撥水劑處 理(步驟S5)(參照圖5)。在此情形中，在乾燥處理(步驟S6)的清洗步驟T1(參照圖6以及圖7C)中，以低表面張力液體置換已在DIW清洗處理(步驟S3)中供給至基板W的上表面的DIW，以取代以IPA等低表面張力液體置換撥水劑。接著，在清洗步驟T1之間，將作為第二有機溶劑的揮發性有機溶劑(例如IPA)的蒸氣供給至基板W的下表面。
在本實施形態中亦達成與第一實施形態同樣的功效。
在低表面張力液體(第一有機溶劑)以及揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)雙方為相同組成的有機溶劑(例如IPA)之情形中，在藉由第二有機溶劑的蒸氣加熱基板W時，即使第二有機溶劑的蒸氣繞入至基板W的上表面側，亦不會阻礙第一有機溶劑對於基板W的處理。因此，能藉由第一有機溶劑良好地處理基板W的上表面。
此外，已說明在上述各個實施形態的基板處理裝置1、1P中，將液狀或霧狀的揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)供給至加熱器單元6的對向面6a並藉由加熱器單元6將液狀或霧狀的揮發性有機溶劑加熱並氣化，藉此將IPA的蒸氣供給至空間70。然而，亦可與這些實施形態不同，以下表面噴嘴9或側方噴嘴14朝空間70供給揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)的蒸氣之方式構成。在此情形中，用以將第二有機溶劑的蒸氣供給至空間70之第二有機溶劑供給單元並未包含有加熱器單元6，第二有機溶劑供給單元係由下表面噴嘴9或側方噴嘴14所構成。
此外，在上述各個實施形態中，亦可在直至乾燥步驟(圖 5的步驟S6)的覆液步驟T2結束之前持續從下表面噴嘴9朝空間70供給揮發性有機溶劑(第二有機溶劑)的蒸氣。
此外，已在上述各個實施形態中說明第一移動噴嘴11作為揮發性有機溶劑供給單元以及低表面張力液體供給單元發揮作用。然而，與上述實施形態不同，亦可構成為分別設置有作為揮發性有機溶劑供給單元發揮功能之噴嘴以及作為低表面張力液體供給單元發揮功能之噴嘴。
此外，在上述實施形態中，已說明第二移動噴嘴12將惰性氣體供給至IPA的液膜90的中央區域。然而，亦可與上述實施形態不同，以第一移動噴嘴11將惰性氣體供給至IPA的液膜90的中央區域之方式構成。在此情形中，在基板處理的乾燥處理(圖5的步驟S6)中，省略噴嘴置入切換步驟T4。
此外，在上述實施形態中，已說明加熱器單元6相對於自轉夾具5相對移動之構成。然而，亦可與上述實形態不同，以被自轉夾具5保持的基板W進行升降之方式構成。
雖然已詳細地說明本發明的實施形態，但這些實施形態僅為用以明瞭本發明的技術性內容之具體例，本發明不應被這些具體例限定地解釋，本發明的範圍僅被隨附的申請專利範圍所限定。
本發明係與2016年9月26日於日本特許廳所提出的日本特願2016-187248號對應，並將日本特願2016-187248號的全部內容援用並組入至本發明中。

Claims (23)

  1. 一種基板處理方法，係包含有：基板保持步驟，係水平地保持基板；基板旋轉步驟，係使被保持成水平的前述基板繞著沿著鉛直方向的旋轉軸線旋轉；液膜形成步驟，係將用以處理前述基板的上表面之第一有機溶劑供給至被保持成水平的前述基板的上表面，藉此於前述基板的上表面形成前述第一有機溶劑的液膜；蒸氣供給步驟，係在具有與被保持成水平的前述基板的下表面對向的對向面之加熱器單元的前述對向面離開前述基板的下表面的狀態下，將第二有機溶劑的蒸氣供給至前述對向面與前述基板的下表面之間的空間；基板加熱步驟，係與前述基板旋轉步驟及前述液膜形成步驟並行，用以藉由由前述蒸氣供給步驟所供給的前述第二有機溶劑的蒸氣加熱旋轉狀態的前述基板；以及基板乾燥步驟，係在前述基板加熱步驟後，從被保持成水平的前述基板排除前述第一有機溶劑的液膜，在使前述基板停止旋轉且使前述加熱器單元接觸至前述基板的狀態下，使前述基板的上表面乾燥。
  2. 如請求項1所記載之基板處理方法，其中前述基板加熱步驟係包含有：藉由前述加熱器單元加熱供給至前述空間的前述第二有機溶劑的蒸氣之步驟。
  3. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述第一有機溶劑係包含有用以提高前述基板的上表面的撥水性之撥水劑。
  4. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述第二有機溶劑係包含有揮發性比水還高的揮發性有機溶劑。
  5. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述蒸氣供給步驟係包含有：第二有機溶劑供給步驟，係將液狀或霧狀的前述第二有機溶劑供給至前述空間；以及第二有機溶劑氣化步驟，係藉由前述加熱器單元加熱液狀或霧狀的前述第二有機溶劑，藉此使液狀或霧狀的前述第二有機溶劑氣化。
  6. 如請求項5所記載之基板處理方法，其中前述第二有機溶劑供給步驟係包含有：朝前述加熱器單元的前述對向面供給液狀或霧狀的前述第二有機溶劑之步驟。
  7. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述基板乾燥步驟係包含有：第二液膜形成步驟，係將表面張力比水還低的低表面張力液體供給至前述基板的上表面，藉此從前述基板的上表面將前述第一有機溶劑的液膜排除，並於前述基板的上表面形成前述低表面張力液體的液膜；以及排除步驟，係從前述基板的上表面排除前述低表面張力液體的液膜。
  8. 如請求項7所記載之基板處理方法，其中前述排除步驟係包含有：開口形成步驟，係將惰性氣體供給至前述低表面張力液體的液膜的中央區域，藉此於前述低表面張力液體的液膜形成開口；以及開口擴大步驟，係將前述開口擴大，藉此從前述基板的上表面排除前述低表面張力液體的液膜。
  9. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述基板乾燥步驟係包含有：加熱器單元移動步驟，係為了使前述對向面接觸至處於已停止旋轉的狀態的前述基板的下表面，而使前述加熱器單元接近前述基板的下表面。
  10. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述第一有機溶劑的組成與前述第二有機溶劑的組成係相同。
  11. 一種基板處理裝置，係包含有：基板保持旋轉單元，係使已保持成水平的基板繞著沿著鉛直方向之預定的旋轉軸線旋轉；第一有機溶劑供給單元，係為了將用以處理前述基板的上表面之第一有機溶劑的液膜形成於前述基板的上表面，而將前述第一有機溶劑供給至前述基板的上表面；加熱器單元，係具有與前述基板的下表面對向之對向面，並可在與前述基板接觸之接觸位置以及已從前述基板離開之離開位置之間相對於前述基板保持旋轉單元相對性地移動；以及第二有機溶劑供給單元，係將第二有機溶劑的蒸氣供給至前述基板的下表面與前述加熱器單元的前述對向面之間的空間。
  12. 如請求項11所記載之基板處理裝置，其中進一步包含有控制器，該控制器係執行：基板旋轉步驟，係使前述基板保持旋轉單元旋轉前述基板；液膜形成步驟，係從前述第一有機溶劑供給單元將前述第一有機溶劑供給至前述基板的上表面，藉此於前述基板的上表面形成前述第一有機溶劑的液膜；蒸氣供給步驟，係從前述第二有機溶劑供給單元將前述第二有機溶劑的蒸氣供給至前述空間；基板加熱步驟，係與前述基板旋轉步驟及前述液膜形成步驟並行，用以藉由前述第二有機溶劑的蒸氣加熱前述基板；以及基板乾燥步驟，係在前述基板加熱步驟後，從前述基板排除前述第一有機溶劑的液膜，在前述基板保持旋轉單元使前述基板停止旋轉且使前述加熱器單元接觸至前述基板的狀態下，使前述基板的上表面乾燥。
  13. 如請求項12所記載之基板處理裝置，其中進一步包含有：低表面張力液體供給單元，係將表面張力比水還低的低表面張力液體供給至前述基板的上表面；前述控制器係執行：液膜形成步驟，係使前述低表面張力液體供給單元供給前述低表面張力液體，藉此從前述基板的上表面排除前述第一有機溶劑的液膜，並於前述基板的上表面形成前述低表面張力液體的液膜；以及排除步驟，係從前述基板的上表面排除前述低表面張力液體的液膜。
  14. 如請求項13所記載之基板處理裝置，其中進一步包含有：惰性氣體供給單元，係將惰性氣體供給至前述低表面張力液體的液膜的中央區域；前述控制器係執行：開口形成步驟，係從前述惰性氣體供給單元供給惰性氣體，並於前述低表面張力液體的液膜的中央區域形成開口；以及開口擴大步驟，係將前述開口擴大，藉此從前述基板的上表面排除前述低表面張力液體的液膜。
  15. 如請求項11或12所記載之基板處理裝置，其中前述第一有機溶劑供給單元係包含有：撥水劑供給單元，係將用以提高前述基板的上表面的撥水性之撥水劑供給至前述基板的上表面。
  16. 如請求項11或12所記載之基板處理裝置，其中前述第二有機溶劑供給單元係包含有：揮發性有機溶劑供給單元，係將作為前述第二有機溶劑的蒸氣之揮發性比水還高的揮發性有機溶劑的蒸氣供給至前述空間。
  17. 如請求項11或12所記載之基板處理裝置，其中前述第二有機溶劑供給單元係包含有：第二有機溶劑噴嘴，係將液狀或霧狀的前述第二有機溶劑供給至前述空間；以及前述加熱器單元，係加熱供給至前述空間的液狀或霧狀的前述第二有機溶劑。
  18. 如請求項17所記載之基板處理裝置，其中前述第二有機溶劑噴嘴係朝前述加熱器單元的前述對向面供給液狀或霧狀的前述第二有機溶劑。
  19. 如請求項17所記載之基板處理裝置，其中於前述加熱器單元的前述對向面設置有凹部。
  20. 如請求項11或12所記載之基板處理裝置，其中前述第二有機溶劑供給單元係包含有：對向面噴嘴，係具有露出於前述加熱器單元的前述對向面之噴出口。
  21. 如請求項11或12所記載之基板處理裝置，其中前述第二有機溶劑供給單元係包含有：側方噴嘴，係配置於前述加熱器單元的側方。
  22. 如請求項11或12所記載之基板處理裝置，其中進一步包含有：加熱器單元升降機構，係使前述加熱器單元在前述接觸位置與前述離開位置之間相對於前述基板保持旋轉單元相對性地移動。
  23. 如請求項11或12所記載之基板處理裝置，其中前述第一有機溶劑的組成與前述第二有機溶劑的組成係相同。
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