TWI660796B - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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阿部博史
奧谷学
吉原直彦
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日商斯庫林集團股份有限公司
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Abstract

本發明之基板處理方法包含:基板保持製程,其使水平地保持基板之基板保持單元保持前述基板;密閉製程,其在將保持有前述基板之基板保持單元收容於腔室之內部空間之狀態下,密閉前述內部空間;液膜形成製程,其藉由將處理前述基板之上表面之處理液供給至前述被水平地保持之基板之上表面,而在前述基板上形成前述處理液之液膜;加壓製程,其藉由朝前述內部空間供給氣體而將前述內部空間加壓至前述內部空間之壓力成為高於大氣壓之第1壓力;加熱製程,其以在前述內部空間之壓力成為前述第1壓力之狀態下在前述液膜與前述基板之間形成前述處理液之蒸汽層之方式,加熱前述基板;及液膜排除製程,其藉由一邊維持在前述液膜與前述基板之間形成有前述處理液之蒸汽層之狀態,一邊將前述內部空間減壓至前述內部空間之壓力成為小於前述第1壓力之第2壓力,使前述處理液蒸發而自前述基板上排除前述液膜。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種處理基板之基板處理方法及基板處理裝置。在成為處理對象之基板中,包含有例如:半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、有機EL(Electroluminescence,電致發光)顯示裝置等之FPD(Flat Panel Display,平板顯示器)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之基板。
在藉由將基板一片接一片處理之單張式基板處理裝置進行之基板處理中,例如,藉由旋轉卡盤對被大致水平地保持之基板供給藥液。其後,對基板供給沖洗液,藉此,基板上之藥液被置換為沖洗液。其後,進行用於排除基板上之沖洗液之旋轉乾燥製程。 如圖11所示般,在基板之表面形成有圖案時,在旋轉乾燥製程中,有無法去除進入圖案之內部之沖洗液之虞。因此,有產生基板之乾燥不良之虞。由於進入圖案之內部之沖洗液之液面(空氣與液體之界面)形成於圖案之內部,故在液面與圖案之接觸位置,液體之表面張力發生作用。在該表面張力較大時,易於產生圖案之破壞。由於作為典型之沖洗液之水之表面張力為大,故無法忽略旋轉乾燥製程中之圖案之破壞。 因此,業界提議供給表面張力低於水之有機溶劑之異丙醇(Isopropyl Alcohol: IPA)。藉由利用IPA處理基板之上表面,而將進入圖案之內部之水置換為IPA。其後,藉由去除IPA而乾燥基板之上表面。 然而,近年來,在基板之表面為了實現高積體化,而形成有細微且縱橫比為高之細微圖案(柱狀之圖案、線狀之圖案等)。細微且高縱橫比之細微圖案易於被破壞。若使細微圖案內部之IPA自上方逐漸蒸發,則在直至IPA完全被蒸發之期間,表面張力在IPA之液面與細微圖案之接觸位置不斷發生作用。因此,有破壞圖案之虞。因此,在IPA之液膜形成於基板之上表面之後,有必要縮短表面張力對細微圖案發生作用之時間。 因此,在美國專利申請公開第2014/127908號說明書中,提議有使用加熱器加熱基板之基板處理方法。藉由利用加熱器將基板加熱,而在IPA之液膜與基板之上表面之間形成有IPA之蒸汽層。藉此,細微圖案之內部充滿氣相之IPA。因此,可縮短在細微圖案之內部產生IPA之液面之時間。因此,與使細微圖案內部之IPA自上方逐漸蒸發之方法相比,可縮短表面張力對細微圖案作用之時間。
在記載於美國專利申請公開第2014/127908號說明書之基板處理方法中,於在IPA之液膜與基板之上表面之間形成有IPA之蒸汽層之狀態下,將IPA之液膜朝基板外排除。在美國專利申請公開第2014/127908號說明書中,作為在形成有蒸汽層之狀態下將IPA之液膜朝基板外排除之方法,揭示有例如傾斜基板而使IPA之液膜滑落之方法(參照美國專利申請公開第2014/127908號之圖11A至圖11C),及藉由利用吸嘴吸引IPA之液膜而排除IPA之液膜之方法(參照美國專利申請公開第2014/127908號之圖12A至圖12C)等。 於在IPA之液膜與基板之上表面之間形成有IPA之蒸汽層之狀態下將IPA之液膜朝基板外排除之方法較佳的是可根據基板處理裝置之構成等選擇。 因此,本發明之目的之一在於提供一種於在IPA等之處理液之液膜與基板之上表面之間形成有處理液之蒸汽層之構成中,可自基板上良好地排除液膜之基板處理方法及基板處理裝置。 本發明之一實施形態提供一種基板處理方法,其包含:基板保持製程,其使水平地保持基板之基板保持單元保持前述基板;密閉製程,其在將保持前述基板之基板保持單元收容於腔室之內部空間之狀態下,密閉前述內部空間;液膜形成製程,其藉由將處理前述基板之上表面之處理液供給至前述被水平地保持之基板之上表面,而在前述基板上形成前述處理液之液膜;加壓製程,其藉由朝前述內部空間供給氣體而將前述內部空間前述內部空間之壓力成為高於大氣壓之第1壓力;加熱製程,其以在前述內部空間之壓力成為前述第1壓力之狀態下在前述液膜與前述基板之間形成前述處理液之蒸汽層之方式,加熱前述基板;及液膜排除製程,其藉由一邊維持在前述液膜與前述基板之間形成有前述處理液之蒸汽層之狀態,一邊將前述內部空間減壓至前述內部空間之壓力成為小於前述第1壓力之第2壓力,使前述處理液蒸發而自前述基板上排除前述液膜。 根據該方法,在加熱製程中,以形成在液膜與基板之間形成有蒸汽層之程度之高溫之方式加熱基板。因此,基板之上表面附近之處理液瞬間蒸發,而在液膜與基板之間形成有蒸汽層。因此,與使處理液之液膜自上方逐漸蒸發之方法相比,縮短表面張力作用於基板之上表面之時間。 在液膜排除製程中之內部空間之減壓中,在維持蒸汽層之狀態下,將內部空間之壓力設為小於第1壓力之第2壓力。此處,前述之形成蒸汽層之程度之高溫為較第2壓力之沸點更高之溫度。因此,在藉由減壓而內部空間之壓力成為第2壓力之狀態下,液膜之溫度高於處理液之沸點。因此,由於處理液瞬間蒸發,故液膜自基板上被瞬間排除。 其結果為,於在處理液之液膜與基板之上表面之間形成有處理液之蒸汽層之構成中,可自基板上良好地排除液膜。 本發明之一實施形態提供一種基板處理方法,其包含下述製程,即:基板保持製程,其使水平地保持基板之基板保持單元保持前述基板;密閉製程,其在將保持有前述基板之基板保持單元收容於腔室之內部空間之狀態下,密閉前述內部空間;液膜形成製程,其藉由將處理前述基板之上表面之處理液供給至前述被水平地保持之基板之上表面,而在前述基板上形成前述處理液之液膜;加壓製程,其藉由朝前述內部空間供給氣體而將前述內部空間加壓至前述內部空間之壓力成為高於大氣壓之第1壓力;加熱製程,其以在前述內部空間之壓力成為前述第1壓力之狀態下前述液膜之溫度形成較大氣壓下之前述處理液之沸點更高之溫度之方式,加熱前述基板;及液膜排除製程,其藉由一邊維持前述液膜之溫度形成較大氣壓下之前述處理液之沸點更高之溫度之狀態,一邊將前述內部空間減壓至前述內部空間之壓力成為小於前述第1壓力之第2壓力,而以經由在前述液膜與前述基板之間形成有前述處理液之蒸汽層之狀態之方式使前述處理液蒸發而自前述基板上排除前述液膜。 根據該方法,在液膜排除製程中,藉由對密閉之腔室之內部空間減壓,而在經由在液膜與基板之間形成有處理液之蒸汽層之狀態後將液膜自基板上排除。基板之溫度在密閉之內部空間之減壓過程中,形成在液膜與基板之間形成有蒸汽層之程度之高溫。因此,基板之上表面附近之處理液瞬間蒸發,而在液膜與基板之間形成有蒸汽層。因此,與使處理液之液膜自上方逐漸蒸發之方法相比,縮短表面張力作用於基板之上表面之時間。 在液膜排除製程中之內部空間之減壓中,在將液膜之溫度維持為較大氣壓下之處理液之沸點更高之溫度之狀態下,將內部空間之壓力設為小於第1壓力之第2壓力。因此,在藉由減壓而內部空間之壓力成為第2壓力之狀態下,液膜之溫度較大氣壓下之處理液之沸點為更高溫。因此,由於處理液瞬間蒸發,故液膜自基板上被瞬間排除。 其結果為,於在處理液之液膜與基板之上表面之間形成有處理液之蒸汽層之構成中,可自基板上良好地排除液膜。 在本發明之一實施形態中,前述第2壓力為大氣壓以下之壓力。因此,與第2壓力大於大氣壓之構成相比,可加大第1壓力與第2壓力之差。換言之,與第2壓力大於大氣壓之構成相比,可加大液膜之溫度與對內部空間減壓後之處理液之沸點之差。因此,在液膜排除製程中,增大處理液蒸發時之蒸發速度。故而,由於處理液更加瞬間蒸發,而自基板上將液膜更加瞬間排除。 在本發明之一實施形態中,前述第2壓力為與大氣壓相等之壓力。並且,前述液膜排除製程包含氣體排出製程,其為了將前述內部空間減壓,而將前述內部空間朝前述內部空間之外部開放,將前述內部空間內之氣體朝前述內部空間之外部排出。 根據該方法,第2壓力係與大氣壓相等之壓力。因此,藉由朝內部空間之外部開放內部空間此一簡單之方法,而使內部空間內之氣體朝內部空間之外部排出,而可對內部空間減壓。因此,在液膜排除製程中,可藉由以簡單之方法對內部空間減壓,而使處理液瞬間蒸發。 在本發明之一實施形態中,並行地執行前述加壓製程及前述加熱製程。因此,可縮短自使基板保持單元保持基板起至開始腔室之內部空間之減壓為止之時間。因此,可縮短基板處理所需要之時間。 在本發明之一實施形態中,並行地執行前述液膜形成製程及前述加壓製程。因此,可縮短自使基板保持單元保持基板起至開始腔室之內部空間之減壓為止之時間。因此,可縮短基板處理所需要之時間。 在本發明之一實施形態中,前述加熱製程包含接觸加熱製程,其在使加熱器單元接觸於前述基板之下表面之狀態下加熱前述基板。 根據該方法,在使基板之下表面接觸加熱器單元之狀態下加熱基板。藉此,由於可高效率地加熱基板,故可縮短加熱製程所需要之時間。因此,可縮短自使基板保持單元保持基板起至開始腔室之內部空間之減壓為止之時間。因此,可縮短基板處理所需要之時間。 本發明之又一實施形態提供一種基板處理裝置,其包含:基板保持單元,其水平地保持基板;腔室,其具有可收容前述基板保持單元之內部空間;處理液供給單元,其將處理前述基板之上表面之處理液供給至前述被水平地保持之基板之上表面;加熱器單元,其加熱前述基板;氣體供給單元,其朝前述內部空間供給氣體;減壓單元,其將前述內部空間減壓;及控制器,其控制前述基板保持單元、前述腔室、前述處理液供給單元、前述加熱器單元、前述氣體供給單元及前述減壓單元。 並且,前述控制器經程式化為執行下述製程:基板保持製程,其使前述基板保持單元保持基板;密閉製程,其密閉收容前述基板保持單元之狀態之前述內部空間;液膜形成製程,其藉由將前述處理液供給至前述基板之上表面而在前述基板上形成前述處理液之液膜;加壓製程,其藉由朝前述內部空間供給氣體而將前述內部空間加壓至前述內部空間之壓力成為高於大氣壓之第1壓力;加熱製程,其以在前述內部空間之壓力成為前述第1壓力之狀態下在前述液膜與前述基板之間形成前述處理液之蒸汽層之方式,加熱前述基板;及液膜排除製程,其藉由一邊維持在前述液膜與前述基板之間形成有前述處理液之蒸汽層之狀態,一邊將前述內部空間減壓至前述內部空間之壓力成為小於前述第1壓力之第2壓力,使前述處理液蒸發而自前述基板上排除前述液膜。 根據該構成,在加熱製程中,以形成在液膜與基板之間形成有蒸汽層之程度之高溫之方式加熱基板。因此,基板之上表面附近之處理液瞬間蒸發,而在液膜與基板之間形成有蒸汽層。因此,與使處理液之液膜自上方逐漸蒸發之構成相比,縮短表面張力作用於基板之上表面之時間。 在液膜排除製程中之內部空間之減壓中,在維持蒸汽層之狀態下,將內部空間之壓力設為小於第1壓力之第2壓力。此處,前述之形成蒸汽層之程度之高溫為較第2壓力之沸點更高之溫度。因此,在藉由減壓而內部空間之壓力成為第2壓力之狀態下,液膜之溫度高於處理液之沸點。因此,由於處理液瞬間蒸發,故液膜自基板上被瞬間排除。 其結果為,於在處理液之液膜與基板之上表面之間形成有處理液之蒸汽層之構成中,可自基板上良好地排除液膜。 本發明之另一實施形態提供一種基板處理裝置,其包含:基板保持單元,其水平地保持基板;腔室,其具有可收容前述基板保持單元之內部空間;處理液供給單元,其將處理前述基板之上表面之處理液供給至前述被水平地保持之基板之上表面;加熱器單元,其加熱前述基板;氣體供給單元,其朝前述內部空間供給氣體;減壓單元,其將前述內部空間減壓;及控制器,其控制前述基板保持單元、前述腔室、前述處理液供給單元、前述加熱器單元、前述氣體供給單元及前述減壓單元。 並且,前述控制器經程式化為執行下述製程:基板保持製程,其使前述基板保持單元保持基板;密閉製程,其密閉收容前述基板保持單元之狀態之前述內部空間;液膜形成製程,其藉由將前述處理液供給至前述基板之上表面而在前述基板上形成前述處理液之液膜;加壓製程,其藉由朝前述內部空間供給氣體而將前述內部空間加壓至前述內部空間之壓力成為高於大氣壓之第1壓力;加熱製程,其以在前述內部空間之壓力成為前述第1壓力之狀態下前述液膜之溫度形成較大氣壓下之前述處理液之沸點更高之溫度之方式,加熱前述基板;及液膜排除製程,其藉由一邊維持前述液膜之溫度形成較大氣壓下之前述處理液之沸點更高之溫度之狀態,一邊將前述內部空間減壓至前述內部空間之壓力成為小於前述第1壓力之第2壓力,而以經由在前述液膜與前述基板之間形成有前述處理液之蒸汽層之狀態之方式使前述處理液蒸發而自前述基板上排除前述液膜。 根據該構成,在液膜排除製程中,藉由對密閉之腔室之內部空間減壓,而在經由在液膜與基板之間形成有處理液之蒸汽層之狀態後將液膜自基板上排除。基板之溫度在密閉之內部空間之減壓過程中,形成在液膜與基板之間形成有蒸汽層之程度之高溫。因此,基板之上表面附近之處理液瞬間蒸發,而在液膜與基板之間形成有蒸汽層。因此,與使處理液之液膜自上方逐漸蒸發之構成相比,縮短表面張力作用於基板之上表面之時間。 在液膜排除製程中之內部空間之減壓中,在將液膜之溫度維持為較大氣壓下之處理液之沸點更高之溫度之狀態下,將內部空間之壓力設為小於第1壓力之第2壓力。因此,在藉由減壓而內部空間之壓力成為第2壓力之狀態下,液膜之溫度較大氣壓下之處理液之沸點為更高溫。因此,由於處理液瞬間蒸發,故液膜自基板上被瞬間排除。 其結果為,於在處理液之液膜與基板之上表面之間形成有處理液之蒸汽層之構成中,可自基板上良好地排除液膜。 在本發明之又一實施形態中,前述第2壓力為大氣壓以下之壓力。因此,與第2壓力大於大氣壓之構成相比,可加大第1壓力與第2壓力之差。換言之,與第2壓力大於大氣壓之構成相比,可加大液膜之溫度與對內部空間減壓後之處理液之沸點之差。因此,在液膜排除製程中,增大處理液蒸發時之蒸發速度。故而,由於處理液更加瞬間蒸發,而自基板上將液膜更加瞬間排除。 在本發明之又一實施形態中,前述第2壓力為與大氣壓相等之壓力。並且,前述減壓單元包含排出單元,其藉由將前述內部空間朝前述內部空間之外部開放而將前述內部空間內之氣體朝前述內部空間之外部排出。而且,前述控制器經程式化為執行下述氣體排出製程:藉由控制前述排出單元,為了將前述內部空間減壓而將前述內部空間內之氣體朝前述內部空間之外部排出。 根據該構成,第2壓力係與大氣壓相等之壓力。因此,藉由朝內部空間之外部開放內部空間此一簡單之方法,而使內部空間內之氣體朝內部空間之外部排出,而可對內部空間減壓。因此,在液膜排除製程中,可藉由以簡單之方法對內部空間減壓,而使處理液瞬間蒸發。 在本發明之又一實施形態中,前述控制器經程式化為並行地執行前述加壓製程及前述加熱製程。因此,可縮短自使基板保持單元保持基板起至開始腔室之內部空間之減壓為止之時間。因此,可縮短基板處理所需要之時間。 在本發明之又一實施形態中,前述控制器經程式化為並行地執行前述液膜形成製程及前述加壓製程。因此,可縮短自使基板保持單元保持基板起至開始腔室之內部空間之減壓為止之時間。因此,可縮短基板處理所需要之時間。 在本發明之又一實施形態中,前述基板處理裝置進一步包含使前述加熱器單元升降之加熱器升降單元。並且,前述控制器經程式化為執行下述接觸加熱製程:藉由控制前述加熱器升降單元,而在使前述加熱器單元與前述基板之下表面接觸之狀態下加熱前述基板。 根據該構成,在使基板之下表面接觸加熱器單元之狀態下加熱基板。藉此,由於可高效率地加熱基板,故可縮短加熱製程所需要之時間。因此,可縮短自使基板保持單元保持基板起至開始腔室之內部空間之減壓為止之時間。因此,可縮短基板處理所需要之時間。 本發明之上述之或另外其他之目的、特徵及效果藉由參照附圖後續所述之實施形態之說明而明確。
<第1實施形態> 圖1係用於說明本發明之第1實施形態之基板處理裝置1之內部之配置之圖解性平面圖。 基板處理裝置1係將矽晶圓等之基板W一片接一片處理之單張式裝置。在本實施形態中,基板W係圓板狀之基板。基板處理裝置1包含:複數個處理單元2,其等利用IPA等之處理液處理基板W;加載台LP,其供載置收容由處理單元2處理之複數片基板W之載架C;搬送機器人IR及CR,其在加載台LP與處理單元2之間搬送基板W;及控制器3,其控制基板處理裝置1。搬送機器人IR在載架C與搬送機器人CR之間搬送基板W。搬送機器人CR在搬送機器人IR與處理單元2之間搬送基板W。複數個處理單元2例如具有相同之構成。處理液係用於處理基板W之上表面之液體。在處理液中,含有去離子水(DIW:Deionized Water)等之沖洗液、及表面張力小於水之IPA等之低表面張力液體。 圖2係用於說明在基板處理裝置1中被處理之基板W之上表面33之構造之一例之示意性剖視圖。參照圖2可知,由基板處理裝置1處理之基板W係例如在矽晶圓之表面形成有細微圖案30者。細微圖案30包含複數個凸狀之構造體31。複數個構造體31彼此沿著相同方向排列。 各構造體31之圖案寬度W1通常為10 nm~45 nm左右。細微圖案30之間隙W2為10 nm~數 μm左右。細微圖案30可為線狀之構造體之圖案。該情形下,在細微圖案30中設置有槽(溝槽)狀之間隙。 細微圖案30通常包含絕緣膜。細微圖案30亦可包含導體膜。更具體而言,細微圖案30可由積層有絕緣膜及導體膜之積層膜形成。細微圖案30亦可以單層膜構成。 絕緣膜可為SiO2 膜或氮化膜。又,導體膜既可為導入用於低電阻化之雜質之非晶矽膜,亦可為金屬膜(例如金屬配線膜)。 作為構成積層膜之各膜,可例示多晶矽膜、SiN膜、BSG膜(含有硼之SiO2 膜)、及TEOS膜(使用TEOS(四乙氧基矽烷)以CVD法形成之SiO2 膜)等。 又,細微圖案30之膜厚T為例如50 nm~5 μm左右。在細微圖案30中,縱橫比可為例如,5~500左右(典型的是5~50左右)。縱橫比係膜厚T相對於圖案寬度W1之比。 在使形成有如此之細微圖案30之基板W乾燥時,吸引相鄰之構造體31彼此之表面張力(亦可參照圖11)作用於細微圖案30。因此,有引起細微圖案30之圖案崩塌之虞。 圖3係用於說明處理單元2之構成例之圖解性局部剖視圖。 處理單元2包含:基板保持單元5,其以水平姿勢保持一片基板W;加熱器單元6,其加熱基板W;密閉腔室7,其具有能夠密閉之內部空間7a;藥液供給單元8,其將藥液供給至基板W之上表面;及沖洗液供給單元9,其將DIW等之沖洗液供給至基板W之上表面。 處理單元2進一步包含:氣體供給單元10,其朝內部空間7a供給氮(N2 )氣等之氣體;低表面張力液體供給單元11,其將IPA等之低表面張力液體供給至基板W之上表面;排出單元12,其將內部空間7a內之氣體朝密閉腔室7之外部排出;及收容腔室13,其收容密閉腔室7。 於收容腔室13,形成有用於將基板W搬入收容腔室13內、或從收容腔室13內搬出基板W之出入口(未圖示)。於收容腔室13,具備開閉該出入口之閘門單元(未圖示)。 基板保持單元5包含:複數個下側抵接銷20,其等可自下方抵接於基板W;下側支持構件21,其支持複數個下側抵接銷20;複數個上側抵接銷22,其等可自上方抵接於基板W;及上側支持構件23,其支持複數個上側抵接銷22。下側支持構件21及上側支持構件23各者在本實施形態中為環狀。 處理單元2進一步包含基板旋轉單元14,其使基板W繞旋轉軸線A1旋轉。基板旋轉單元14包含對下側支持構件21賦予旋轉力之電動馬達(未圖示)。下側支持構件21藉由該電動馬達而旋轉,藉此將保持於基板保持單元5之基板W繞旋轉軸線A1旋轉。 在下側支持構件21之上表面,複數個下側抵接銷20在周向上隔開間隔而配置。下側抵接銷20具有相對於水平方向傾斜之傾斜面20a。下側抵接銷20以將傾斜面20a朝向旋轉軸線A1側而配置。 在上側支持構件23之下表面之周緣部,複數個上側抵接銷22在周向上隔開間隔而配置。上側抵接銷22具有相對於水平方向傾斜之傾斜面22a。上側抵接銷22以將傾斜面22a朝向旋轉軸線A1側而配置。 於複數個下側抵接銷20水平地載置有基板W。若基板W載置於複數個下側抵接銷20,則下側抵接銷20之傾斜面20a抵接於基板W之下表面之周緣部。藉此,基板W被水平地保持於基板保持單元5。基板W藉由被複數個下側抵接銷20與複數個上側抵接銷22夾持而被確實水平地保持。 基板保持單元5亦可係與本實施形態不同的藉由在水平方向夾著基板W而水平地保持基板W之夾持式卡盤。 密閉腔室7係具有可收容基板保持單元5之內部空間7a之腔室之一例。密閉腔室7包含:下側收容構件70,其在上端具有開口;及上側收容構件71,其配置於較下側收容構件70更靠上方,且在下端具有開口。下側收容構件70及上側收容構件71分別具有有底之圓筒狀形態。於下側收容構件70收容有下側支持構件21。於上側收容構件71收容有上側支持構件23。 下側收容構件70一體地包含:大致圓板狀之底壁73、及自底壁73朝上方延伸之周壁74。周壁74具有以旋轉軸線A1為中心之圓筒狀形態。周壁74具有圓環狀之上端面74a。 在底壁73之上表面形成有連接有廢液配管(未圖示)或回收配管(未圖示)之環狀槽73a。被引入環狀槽73a之藥液或沖洗液通過廢液配管或回收配管被回收或廢棄。 上側收容構件71一體地包含:大致圓板狀之底壁75、及自底壁75朝下方延伸之周壁76。周壁76具有以旋轉軸線A1為中心之圓筒狀形態。周壁76具有圓環狀之下端面76a。 在上側收容構件71之周緣部與下側收容構件70之周緣部之間設置有圓環狀之密封構件72。詳細而言,密封構件72設置於下側收容構件70之周壁74之上端面74a與上側收容構件71之周壁76之下端面76a之間。在本實施形態中,密封構件72安裝於上側收容構件71之周壁76之下端面76a。 設置於上側收容構件71之底壁75之中央區域之圓筒狀之中央突部75a插通設置於上側支持構件23之中央區域之插通孔23a。藉此,上側支持構件23以可相對於上側收容構件71繞旋轉軸線A1旋轉之方式由上側收容構件71保持。 在上側收容構件71結合有使上側收容構件71升降之收容構件升降單元77。收容構件升降單元77包含例如:滾珠螺桿桿機構(未圖示)、及對其賦予驅動力之電動馬達(未圖示)。上側支持構件23由於被上側收容構件71支持,而可與上側收容構件71一體地升降。 上側收容構件71可在下位置與上位置之間升降。上側收容構件71之下位置係在上側收容構件71與下側收容構件70之間密封構件72被壓縮之位置(後述之圖7B所示之位置)。上側收容構件71之上位置係上側收容構件71從下側收容構件70隔開之位置(後述之圖7A所示之位置)。在上側收容構件71位於下位置時,由於上側收容構件71與下側收容構件70之間被密封構件72封塞,故密閉腔室7之內部空間7a被密閉。在內部空間7a被密閉之狀態下,基板保持單元5收容於內部空間7a。 在上側收容構件71位於下位置時,複數個上側抵接銷22自上方抵接於基板W。因此,基板W被複數個下側抵接銷20與複數個上側抵接銷22夾持。在基板W被複數個下側抵接銷20與複數個上側抵接銷22夾持之狀態下,若下側支持構件21藉由基板旋轉單元14被旋轉,則下側支持構件21、上側支持構件23及基板W繞旋轉軸線A1一體旋轉。亦即,保持於基板保持單元5之基板W藉由基板旋轉單元14繞旋轉軸線A1旋轉。 加熱器單元6配置於基板W之下方。加熱器單元6具有圓板狀之熱板之形態。加熱器單元6具有自下方對向於基板W之下表面之對向面6a。 加熱器單元6包含:板本體60、及加熱器61。板本體60構成以旋轉軸線A1為中心之圓形。更正確而言,板本體60具有較基板W之直徑略微小之直徑的圓形之平面形狀。 加熱器61可為內置於板本體60之電阻體。藉由對加熱器61通電,而將對向面6a加熱為較室溫(例如20℃~30℃,例如25℃)更高溫。具體而言,可藉由對加熱器61之通電,而將對向面6a加熱為較大氣壓下之IPA之沸點(86.4℃)更高溫。 於加熱器單元6之下表面結合有沿著旋轉軸線A1朝鉛直方向延伸之升降軸62。連接於加熱器61之供電線63通過升降軸62內。而且,於供電線63連接有對加熱器61供給電力之加熱器通電單元64。 升降軸62插通形成於下側收容構件70之底壁73之中央部之貫通孔73b。升降軸62之下端延伸至較底壁73更下方。升降軸62與貫通孔73b之間由圓環狀之密封構件65封塞。因此,雖然於下側收容構件70設置有貫通孔73b,但可充分地確保內部空間7a之密閉性。 處理單元2包含使加熱器單元6升降之加熱器升降單元66。加熱器升降單元66與升降軸62結合。藉由使加熱器升降單元66作動,而加熱器單元6在從自基板W之下表面朝下方隔開之下位置(後述之圖7A所示之位置)至對向面6a接觸於基板W之下表面之上位置(接觸位置,後述之圖7D所示之位置)之間上下移動。 在加熱器單元6不接觸於基板W之狀態下,可藉由來自對向面6a之輻射熱加熱基板W。在加熱器單元6位於接觸位置時,基板W藉由來自對向面6a之熱傳導而以大的熱量被加熱。 加熱器升降單元66包含例如:滾珠螺桿桿機構(未圖示)、及對其賦予驅動力之電動馬達(未圖示)。 藥液供給單元8包含:藥液噴嘴81,其朝基板W之上表面供給藥液;藥液供給管82,其與藥液噴嘴81結合;及藥液閥83,其夾裝於藥液供給管82,而開閉藥液之流路。對藥液供給管82自藥液供給源供給有氟酸等之藥液。 藥液並不限定於氟酸,亦可為包含硫酸、醋酸、硝酸、鹽酸、氟酸、氨水、過氧化氫水、有機酸(例如,檸檬酸、草酸等)、有機鹼(例如,TMAH:氫氧化四甲銨等)、表面活性劑、防腐劑中至少1者之液體。作為混合該等之藥液之例,可舉出SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture:硫酸/過氧化氫水混合液)、SC1(ammonia-hydrogen peroxide mixture:氨水-過氧化氫水混合液)等。 藥液噴嘴81藉由藥液噴嘴移動單元84在鉛直方向及水平方向被移動。藥液噴嘴81藉由朝水平方向之移動而可在與基板W之上表面之旋轉中心位置對向之中央位置、及不與基板W之上表面對向之退避位置之間移動。基板W之上表面之旋轉中心位置係基板W之上表面之與旋轉軸線A1之交叉位置。不與基板W之上表面對向之退避位置係在平面觀察下密閉腔室7之外側之位置。與本實施形態不同,藥液噴嘴81可為配置於密閉腔室7之外側之固定噴嘴。 沖洗液供給單元9包含:沖洗液噴嘴91,其朝基板W之上表面供給沖洗液;沖洗液供給管92,其與沖洗液噴嘴91結合;及沖洗液閥93,其夾裝於沖洗液供給管92而開閉沖洗液之流路。對沖洗液供給管92自沖洗液供給源供給有DIW等之沖洗液。 沖洗液並不限定於DIW,亦可為碳酸水、電解離子水、臭氧水、稀釋濃度(例如,10~100 ppm左右)之鹽酸水、氨水、再生水(含氫水)。 沖洗液噴嘴91藉由沖洗液噴嘴移動單元94被朝鉛直方向及水平方向移動。沖洗液噴嘴91藉由朝水平方向之移動而可在與基板W之上表面之旋轉中心位置對向之中央位置、及與基板W之上表面不對向之退避位置之間移動。與本實施形態不同,沖洗液噴嘴91可為配置於密閉腔室7之外側之固定噴嘴。 氣體供給單元10包含:氣體噴嘴101,其朝基板W之上表面之中央區域供給氮氣等之氣體;氣體供給管102,其與氣體噴嘴101結合;及氣體閥103,其夾裝於氣體供給管102,而開閉氣體之流路。對氣體供給管102自氣體供給源供給有氮氣等之氣體。 作為自氣體供給源被供給至氣體供給管102之氣體,較佳者為氮氣等之惰性氣體。惰性氣體並不限定於氮氣,只要針對基板W之上表面及細微圖案30(參照圖2)為惰性之氣體即可。作為惰性氣體之例,除了氮氣以外可舉出氬等之稀有氣體類。 低表面張力液體供給單元11係將處理基板W之上表面之處理液朝基板W之上表面供給之處理液供給單元之一例。低表面張力液體供給單元11包含:低表面張力液體噴嘴111,其朝基板W之上表面之中央區域供給IPA等之低表面張力液體;低表面張力液體供給管112,其與低表面張力液體噴嘴111結合;及低表面張力液體閥113,其夾裝於低表面張力液體供給管112,而開閉低表面張力液體之流路。對低表面張力液體供給管112自低表面張力液體供給源供給有IPA等之低表面張力液體。 作為自低表面張力液體供給源供給至低表面張力液體供給管112之低表面張力液體,可使用與基板W之上表面及形成於基板W之細微圖案30(參照圖2)不發生化學反應(缺乏反應性)之IPA以外之有機溶劑。更具體而言,可將含有IPA、HFE(氫氟醚)、甲醇、乙醇、丙酮及反式-1,2-二氯乙烯中至少1者之液體用作低表面張力液體。又,低表面張力液體無須僅包含單體成分,亦可為與其他成分混合之液體。例如,既可為IPA液與純水之混合液,亦可為IPA液與HFE液之混合液。 排出單元12包含:排出管122,其將內部空間7a之氣體朝密閉腔室7之外部引導;及排出閥123,其開閉排出管122。藉由在內部空間7a被密閉之狀態下打開排出閥123,而氣體在內部空間7a與內部空間7a之外部之間移動。藉此,內部空間7a與內部空間7a之外部之壓力成為為均一。 排出管122之前端部121、氣體噴嘴101及低表面張力液體噴嘴111分別插通設置於上側收容構件71之底壁75之中央突部75a之複數個插通孔75b。排出管122之前端部121、氣體噴嘴101及低表面張力液體噴嘴111之各者與上側收容構件71之間由密封構件(未圖示)等密閉。因此,雖然於上側收容構件71設置有複數個插通孔75b,但可充分地確保內部空間7a之密閉性。 圖4係用於說明基板處理裝置1之主要部分之電氣構成之方塊圖。控制器3具備微電腦,遵照特定之控制程式,控制基板處理裝置1所具備之控制對象。更具體而言,控制器3構成為包含:處理器(CPU)3A、及儲存有控制程式之記憶體3B,藉由處理器3A執行控制程式而執行用於基板處理之各種控制。特別是,控制器3控制:搬送機器人IR、CR、基板旋轉單元14、噴嘴移動單元84、94、閥類83、93、103、113、123、收容構件升降單元77、加熱器升降單元66及加熱器通電單元64等之動作。 圖5係用於說明基板處理裝置1之基板處理之一例之流程圖。在基板處理裝置1之基板處理中,基於由控制器3作成之處理排程,例如如圖5所示般以基板搬入(S1)、藥液處理(S2)、沖洗處理(S3)、乾燥處理(S4)及基板搬出(S5)此一順序而執行。 在基板處理中,首先進行基板搬入(S1)。在基板搬入(S1)之期間,加熱器單元6位於下位置,上側收容構件71位於上位置。未處理之基板W由搬送機器人IR、CR自載架C搬入處理單元2,且載置於下側抵接銷20(S1)。其後,基板W由基板保持單元5水平地保持直至由搬送機器人CR搬出為止(基板保持製程)。 其次,在搬送機器人CR退避至處理單元2外之後,開始藥液處理(S2)。 基板旋轉單元14使下側支持構件21旋轉。藉此,被水平地保持之基板W旋轉(基板旋轉製程)。另一方面,藥液噴嘴移動單元84將藥液噴嘴81配置於基板W之上方之藥液處理位置。藥液處理位置可為自藥液噴嘴81噴出之藥液到達基板W之上表面之旋轉中心之位置。而後,藥液閥83打開。藉此,朝向旋轉狀態之基板W之上表面而自藥液噴嘴81供給藥液。被供給之藥液藉由離心力而遍及基板W之上表面之整體。 在基板處理中,被供給至旋轉狀態之基板W上之藥液藉由離心力自基板W之周緣朝外側飛散,且由下側收容構件70之周壁74接收。而後,由周壁74接收之藥液被朝設置於底壁73之環狀槽73a引導,通過廢液配管或回收配管被回收或廢棄。針對後述之沖洗液及低表面張力液體亦然,以與藥液相同之路徑被回收或廢棄。 其次,在一定時間之藥液處理之後,藉由將基板W上之藥液置換為DIW,而執行用於自基板W上排除藥液之DIW沖洗處理(S3)。 沖洗液噴嘴移動單元94將沖洗液噴嘴91配置於基板W之上方之沖洗液處理位置。沖洗液處理位置可為自沖洗液噴嘴91噴出之沖洗液到達基板W之上表面之旋轉中心之位置。而後,藥液閥83關閉且沖洗液閥93打開。藉此,朝向旋轉狀態之基板W之上表面而自沖洗液噴嘴91供給有DIW。被供給之DIW藉由離心力而遍及基板W之上表面之整體。藉由該DIW而沖洗基板W上之藥液。在此期間,藥液噴嘴移動單元84使藥液噴嘴81自基板W之上方朝密閉腔室7之側方退避。 其次,詳情將於後述,在一定時間之DIW沖洗處理(S3)之後,執行使基板W乾燥之乾燥處理(S4)。乾燥處理(S4)在藉由收容構件升降單元77使上側收容構件71朝下位置移動而將密閉腔室7之內部空間7a密閉之狀態下執行(密閉製程)。在乾燥處理(S4)中基板W被乾燥之後,收容構件升降單元77使上側收容構件71朝上位置移動。其後,搬送機器人CR進入處理單元2,自基板保持單元5掬起處理完畢之基板W,且朝處理單元2外搬出(S5)。該基板W自搬送機器人CR被交接至搬送機器人IR,且由搬送機器人IR收納於載架C。 圖6係用於說明乾燥處理(圖5之S4)之流程圖。圖7A至圖7F係用於說明乾燥處理(圖5之S4)之圖解性剖視圖。 如圖7A所示般,在乾燥處理(圖5之S4)中,首先,沖洗液閥93關閉。而後,沖洗液噴嘴移動單元94使沖洗液噴嘴91自基板W之上方朝密閉腔室7之側方退避。 其次,如圖7B所示般,收容構件升降單元77使上側收容構件71朝下位置移動。藉此,執行將密閉腔室7之內部空間7a密閉之密封製程(步驟T1)。而後,低表面張力液體閥113打開。藉此,開始低表面張力液體自低表面張力液體噴嘴111朝基板W之上表面之IPA等之供給(步驟T2)。亦即,低表面張力液體供給製程開始。在該基板處理中,低表面張力液體供給製程在密閉製程結束後開始。然而,低表面張力液體供給製程可在密閉製程開始之前開始,亦可在密閉製程之中途開始。 而後,氣體閥103打開。藉此,開始將氮氣等之氣體自氣體噴嘴101朝密閉腔室7之內部空間7a供給(步驟T3)。另一方面,排出閥123維持為關閉之狀態。因此,由於朝內部空間7a供給之氣體不會朝內部空間7a之外部排出而停留於內部空間7a,故內部空間7a被加壓(加壓製程)。 而後,如圖7C所示般,在將DIW由IPA置換後,藉由持續對基板W之上表面供給IPA,而在基板W上形成IPA之液膜40(液膜形成製程)。 而後,如圖7D所示般,藉由將低表面張力液體閥113關閉,而停止朝基板W之上表面供給IPA(步驟T4)。藉此,低表面張力液體供給製程結束。液膜形成製程與低表面張力液體供給製程之開始同時開始,且與低表面張力液體之結束同時結束。加壓製程係在低表面張力液體供給製程之中途開始。換言之,加壓製程及液膜形成製程係並行地執行。 而後,基板旋轉單元14使基板保持單元5之旋轉停止。基板W之旋轉停止之後,加熱器升降單元66將加熱器單元6配置於上位置。藉此,加熱器單元6之對向面6a抵接於基板W之下表面。在該狀態下,加熱器通電單元64開始對加熱器單元6之通電。藉此,加熱器單元6之溫度上升,而開始加熱基板W之加熱製程(接觸加熱製程)(步驟T5)。在加熱製程中,基板W被加熱至例如較大氣壓下之IPA之沸點(82.6℃)更高10℃至100℃左右之高溫。 若可藉由加熱器單元6之輻射熱而充分地加熱基板W上之液膜40,則未必一定要使板本體60抵接於基板W之下表面。加熱器通電單元64可在基板處理裝置1之動作中恆常通電。 若內部空間7a之壓力達到第1壓力,則藉由氣體閥103關閉,而停止氣體朝內部空間7a之供給(步驟T6)。藉此,加壓製程結束。第1壓力係高於大氣壓之壓力。 基板W之加熱以內部空間7a之壓力成為第1壓力時之IPA之液膜40之溫度成為較大氣壓下之IPA之沸點(82.6℃)更高之溫度(例如90℃~100℃)之方式進行。將以成為較大氣壓下之IPA之沸點更高之溫度之方式被加熱之液膜40之狀態稱為過熱狀態。 加壓製程及加熱製程以液膜40之溫度不超過內部空間7a之壓力下之IPA之沸點之方式並行地被執行。 而後,如圖7E所示般,在液膜40之溫度被維持為較大氣壓下之IPA之沸點更高之溫度之狀態下,開始對內部空間7a減壓之減壓製程,直至內部空間7a之壓力成為小於第1壓力之第2壓力(步驟T7)。在本實施形態中,為了對內部空間7a減壓,而打開排出單元12之排出閥123。藉此,內部空間7a朝內部空間7a之外部(例如收容腔室13之內部空間13a)開放。而後,內部空間7a內之氣體經由排出管122朝內部空間7a之外部排出(氣體排出製程)。內部空間7a之減壓進行大約1秒鐘時間。如此般,排出單元12作為對內部空間7a減壓之減壓單元發揮功能。 若內部空間7a之壓力成為第2壓力,則排出閥123關閉(步驟T8)。藉此,結束氣體排出製程(減壓製程)。由於內部空間7a之外部之壓力與大氣壓相等,故減壓製程結束後之內部空間7a之壓力(第2壓力)與大氣壓相等。 藉由將內部空間7a減壓,直至內部空間7a之壓力成為第2壓力,而IPA之沸點降低。因此,由於液膜40之溫度變得較沸點更高,故與液膜40之溫度和沸點相同之情形相比,IPA強勢(瞬間)蒸發。因此,IPA之液膜40自基板W上被排除(液膜排除製程)。 而後,如圖7F所示般,在自基板W上排除IPA之液膜40之後,加熱器升降單元66為了使加熱器單元6自基板W隔開,而將加熱器單元6配置於下位置。而後,停止加熱器通電單元64對加熱器單元6之通電。藉此,結束加熱基板W之加熱製程(接觸加熱製程)(步驟T9)。 收容構件升降單元77藉由使上側收容構件71朝上位置移動而上下打開密閉腔室7。藉此,將內部空間7a朝密閉腔室7之外部開放(步驟T10)。其後,如前述所述般,執行基板搬出(圖5之S5)。 又,亦可在液膜排除製程之結束後,內部空間7a之開放前,使基板W高速旋轉而執行使基板W之IPA甩至基板W之周圍之旋轉乾燥。詳細而言,基板旋轉單元14使基板W以特定之乾燥速度旋轉。乾燥速度為例如500 rpm至3000 rpm。藉此,大的離心力作用於基板W上之IPA,而將基板W上之IPA甩至基板W之周圍。 在旋轉乾燥時,由於內部空間7a被密閉,故上側收容構件71配置於下位置。因此,基板W由複數個下側抵接銷20與複數個上側抵接銷22在上下方向夾著。因此,可穩定地使基板W旋轉。 在乾燥處理(S4)中,在排除基板W上之液膜40時,在基板W之上表面33與液膜40之間形成有IPA之蒸汽層41。在該基板處理中,可存在有在加熱製程中形成有蒸汽層41之情形、及在液膜排除製程(減壓製程)中形成有蒸汽層41之情形。 首先,針對在加熱製程中形成有蒸汽層41時之基板W之上表面附近之樣態進行說明。圖8A至圖8C係在加熱製程中形成有蒸汽層41之情形下,在自基板W上排除液膜40時之基板W之上表面33之周邊之示意性剖視圖。 如圖8A所示般,在形成有IPA等之低表面張力液體之液膜40之狀態(圖6之步驟T4)下,IPA遍及至形成於基板W之上表面33之細微圖案30之間隙之底部。在乾燥處理(圖5之S4)中,該狀態被維持至開始加熱製程(直至步驟T5之前)。 而後,在加熱製程中,藉由基板W被加熱而液膜40之溫度形成較大氣壓(第2壓力)之IPA之沸點更高之溫度,而基板W之上表面之IPA之液膜40之一部分蒸發而氣相化。藉此,IPA之蒸汽充滿細微圖案30之間隙,IPA之液膜40自基板W之上表面(各構造體31之上端面31a)浮起。其結果為,如圖8B所示般,在基板W與液膜40之間形成有IPA之蒸汽層41。蒸汽層41在開始基板W之加熱且在液膜40被充分地加熱之後(至少圖6之步驟T5之後),且在內部空間7a之排氣開始之前(圖6之步驟T7之前)而形成。 在形成有蒸汽層41之狀態下,若內部空間7a排氣(圖6之步驟T7之後),則構成液膜40之IPA蒸發,如圖8C所示般液膜40自基板W上被排除。 其次,針對在液膜排除製程(減壓製程)中形成有蒸汽層41時之基板W之上表面附近之樣態進行說明。圖9A至圖9C係在液膜排除製程中形成有蒸汽層41之情形下,在自基板W上排除將液膜40時之基板W之上表面33之周邊之示意性剖視圖。 如圖9A所示般,在形成有IPA等之低表面張力液體之液膜40之狀態(圖6之步驟T4)下,IPA遍及至形成於基板W之上表面33之細微圖案30之間隙之底部。該狀態被維持至開始內部空間7a之減壓之前(圖6之步驟T7之前)。 而後,在液膜排除製程中,若對內部空間7a減壓,則在內部空間7a之壓力達到第2壓力之前基板W之上表面33之IPA之液膜40之一部分蒸發而氣相化。藉此,IPA之蒸汽充滿細微圖案30之間隙,IPA之液膜40自基板W之上表面(各構造體31之上端面31a)浮起。其結果為,如圖9B所示般,在基板W與液膜40之間形成有IPA之蒸汽層41。 而後,藉由進一步繼續內部空間7a之減壓,而如圖9C所示般構成液膜40之IPA蒸發,而自基板W上將液膜40排除。 如此般,在液膜排除製程中,藉由在液膜40之溫度成為較第2壓力(大氣壓)之IPA之沸點更高之溫度之狀態下對內部空間7a減壓,直至內部空間7a之壓力成為第2壓力,而在經由在液膜40與基板W之間形成有蒸汽層41之狀態後排除液膜40。 根據本實施形態,於在加熱製程中形成有蒸汽層41之情形下(參照圖8A至圖8C),在加熱製程中,以成為在液膜40與基板W之間形成有蒸汽層41之程度之高溫(例如,較大氣壓下之IPA之沸點(82.6℃)高10℃至100℃左右之溫度)之方式加熱基板W。藉此,基板W之上表面33附近之IPA(處理液)瞬間蒸發而形成有蒸汽層41。因此,與使IPA之液膜40自上方逐漸蒸發之方法相比,可縮短表面張力作用於基板W之上表面(所形成之細微圖案30之各構造體31)之時間。 在液膜排除製程中之內部空間7a之減壓中,在維持蒸汽層41之狀態下,將內部空間7a之壓力設為小於第1壓力之第2壓力。在藉由減壓而使內部空間7a之壓力成為第2壓力之狀態下,液膜40之溫度高於IPA之沸點(82.6℃)。因此,由於IPA瞬間蒸發,故液膜40自基板W上被瞬間排除。 其結果為,於在加熱製程中形成有蒸汽層41之情形下亦然,可自基板W上良好地排除液膜40。 根據本實施形態,於在液膜排除製程中形成有蒸汽層41之情形下(參照圖9A~圖9C),在液膜排除製程中,藉由對密封之內部空間7a減壓,而在經由在液膜40與基板W之間形成有IPA之蒸汽層41之狀態後,將液膜40自基板W上排除。基板W之溫度在密閉之內部空間7a之減壓過程中,成為在液膜40與基板W之間形成有蒸汽層41之程度之高溫。因此,基板W之上表面33附近之IPA瞬間蒸發,而形成有蒸汽層41。因此,與使IPA之液膜40自上方逐漸蒸發之方法相比,可縮短表面張力作用於基板W之上表面33(所形成之細微圖案30之各構造體31)之時間。 在液膜排除製程中之內部空間7a之減壓中,在將液膜40之溫度維持為較第2壓力(大氣壓)下之IPA之沸點更高之溫度之狀態下,將內部空間7a之壓力設為小於第1壓力之第2壓力。因此,在藉由減壓而使內部空間7a之壓力成為第2壓力之狀態下,液膜40之溫度較第2壓力(大氣壓)下之IPA之沸點為更高溫。因此,由於IPA瞬間蒸發,故液膜40自基板W上被瞬間排除。 其結果為,於在液膜排除製程中形成有蒸汽層41之情形下,可自基板W上良好地排除液膜40。 根據本實施形態,第2壓力係與大氣壓相等之壓力。因此,藉由將內部空間7a朝內部空間7a之外部開放此一簡單之方法,而使內部空間7a內之氣體朝內部空間7a之外部排出(氣體排出製程),從而可對內部空間7a減壓。因此,在液膜排除製程中,藉由以簡單之方法對內部空間7a減壓,而可使IPA瞬間蒸發。 再者,由於在自基板W上排除液膜40之狀態下密閉腔室7之內部空間7a之壓力成為大氣壓,故可在內部空間7a之減壓後無需調整內部空間7a之壓力,而自密閉腔室7取出基板W。 再者,藉由第2壓力成為與大氣壓相等之壓力,而與將第2壓力設為高於大氣壓之壓力之基板處理相比,可加大第1壓力與第2壓力之差。換言之,與第2壓力為大於大氣壓之構成相比,可加大液膜40之溫度與將內部空間7a減壓為第2壓力後之IPA之沸點之差。因此,藉由內部空間7a之減壓而增大IPA蒸發時之蒸發速度。因此,在液膜排除製程中,由於藉由內部空間7a之減壓而使IPA更加瞬間蒸發,故可自基板W上更加瞬間地排除液膜40。 根據本實施形態,並行地執行加壓製程及加熱製程。因此,可縮短自使基板保持單元5保持基板W起至開始密閉腔室7之內部空間7a之減壓為止之時間。因此,可縮短基板處理所需要之時間。 根據本實施形態,並行地執行液膜形成製程及加壓製程。因此,可縮短自使基板保持單元5保持基板W起至開始密閉腔室7之內部空間7a之減壓為止之時間。因此,可縮短基板處理所需要之時間。 根據本實施形態,加熱製程包含在使加熱器單元6接觸於基板W之下表面之狀態下加熱基板W之接觸加熱製程。藉此,由於可高效率地加熱基板W,故可縮短加熱製程所需要之時間。因此,可縮短自使基板保持單元5保持基板W起至開始密閉腔室7之內部空間7a之減壓為止之時間。因此,可縮短基板處理所需要之時間。 參照圖6可知,在本實施形態之基板處理之乾燥處理(圖5之S4)中,步驟T1至步驟T10以此順序被執行。然而,與上述之實施形態之乾燥處理(圖5之S4)不同,步驟T2至步驟T6之順序可任意地變更。惟,在加熱製程中,有必要以液膜40之溫度不超過內部空間7a之壓力下之處理液之沸點之方式加熱基板W。藉此,可以任意之順序依次開始加壓製程、加熱製程及液膜形成製程。因此,可逐次執行該等之製程,亦可並行地執行該等之製程。 在本實施形態中之基板處理之乾燥處理(圖5之S4)之液膜形成製程中,可形成沖洗液之液膜40而不是低表面張力液體之液膜40。該情形下,不進行低表面張力液體朝基板W之上表面之供給。亦即,省略圖6之步驟T2及步驟T4。替代地,在密封製程之前(圖6之步驟T1之前)藉由自沖洗液噴嘴91供給之DIW等之沖洗液而在基板W上形成沖洗液之液膜40。該情形下,沖洗液供給單元9作為將處理基板W之上表面之處理液朝基板W之上表面供給之處理液供給單元而發揮功能。 <第2實施形態> 圖10係用於說明本發明之第2實施形態之基板處理裝置1所具備之處理單元2P之構成例之圖解性局部剖視圖。在圖10之第2實施形態中,對與此前說明之構件相同之構件賦予相同之參照符號,而省略其說明。 第2實施形態之處理單元2P與第1實施形態之處理單元2不同,沖洗液供給單元9包含插通設置於上側收容構件71之底壁75之中央突部75a之插通孔75b之沖洗液噴嘴95替代沖洗液噴嘴91。沖洗液噴嘴95為固定噴嘴。沖洗液供給管92與沖洗液噴嘴95結合。處理單元2P未包含低表面張力液體供給單元11。 在第2實施形態之基板處理裝置1之基板處理中,在沖洗處理(圖5之S3)中,朝向旋轉狀態之基板W之上表面自沖洗液噴嘴95供給有DIW。在乾燥處理(圖5之S4)中,在基板W上形成有DIW等之沖洗液之液膜40(液膜形成製程)。而後,在加熱製程或液膜排除製程中,形成有沖洗液之蒸汽層41。而後,在液膜排除製程中,沖洗液蒸發而排除沖洗液之液膜40。在本實施形態之基板處理中,沖洗液供給單元9作為將處理基板W之上表面之處理液朝基板W之上表面供給之處理液供給單元發揮功能。 在本實施形態中亦發揮與第1實施形態相同之效果。 本發明並不限定於以上說明之實施形態,可以另外其他之形態實施。 例如,與上述之第1實施形態及第2實施形態不同,參照圖3之兩點鏈線及圖10之兩點鏈線,處理單元2、2P亦可包含吸引內部空間7a內之氣體之吸引單元12A。 吸引單元12A包含:真空泵等之吸引泵124、連接於吸引泵124與內部空間7a之吸引管125、及夾裝於吸引管125之吸引閥126。吸引管125之前端插通設置於上側收容構件71之底壁75之中央突部75a之插通孔75b。 吸引泵124由控制器3控制(參照圖4之兩點鏈線)。吸引閥126由控制器3開閉(參照圖4)。在由該變化例之基板處理裝置1進行之基板處理之液膜排除製程(減壓製程)中,藉由打開吸引閥126替代排出閥123,而可以內部空間7a之壓力成為較大氣壓更低之壓力之方式對內部空間7a減壓。亦即,可將第2壓力設為較大氣壓更低。如此般,吸引單元12A作為對密閉之內部空間7a減壓之減壓單元發揮功能。 在該基板處理中,在減壓製程之結束後,且在密閉腔室7上下打開前,打開排出閥123。藉此,由於內部空間7a之壓力與大氣壓相等,故可將密閉腔室7上下打開,從而可將內部空間7a朝外部開放(步驟T10)。 根據該變化例,可將第2壓力設為較大氣壓更低之壓力。因此,與將第2壓力設為與大氣壓相等之基板處理(在圖5至圖9中說明之基板處理)及將第2壓力設為較大氣壓更高之壓力之基板處理相比,可更加加大第1壓力與第2壓力之差。換言之,與將第2壓力設為與大氣壓相等之壓力之基板處理(在圖5至圖9中說明之基板處理)及將第2壓力設為較大氣壓更高之壓力之基板處理相比,可加大液膜40之溫度與將內部空間7a減壓為第2壓力後之IPA之沸點之差。 因此,藉由內部空間7a之減壓而增大IPA蒸發時之蒸發速度。因此,在液膜排除製程中,由於藉由內部空間7a之減壓而IPA更加瞬間蒸發,故自基板W上更加瞬間地排除液膜40。 又,在上述之實施形態之基板處理中,第2壓力可為低於第1壓力、且高於大氣壓之壓力。因此,在液膜排除製程中,只要在內部空間7a之壓力成為大氣壓以下之前關閉排出閥123或吸引閥126即可。 針對本發明之實施形態詳細地進行了說明,但該等實施形態僅為用於使本發明之技術內容明確之具體例,本發明並非必須限定於該等之具體例而解釋,本發明之範圍僅由添付之申請範圍而限定。 本發明申請係與2017年1月12日對日本國專利廳提交之專利申請2017-003512號相對應,藉由將該發明申請之全揭示引用於此而併入。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
2P‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制器
3A‧‧‧處理器(CPU)
3B‧‧‧記憶體
5‧‧‧基板保持單元
6‧‧‧加熱器單元
6a‧‧‧對向面
7‧‧‧密閉腔室
7a‧‧‧內部空間
8‧‧‧藥液供給單元
9‧‧‧沖洗液供給單元
10‧‧‧氣體供給單元
11‧‧‧低表面張力液體供給單元
12‧‧‧排出單元
12A‧‧‧吸引單元
13‧‧‧收容腔室
13a‧‧‧內部空間
14‧‧‧基板旋轉單元
20‧‧‧下側抵接銷
20a‧‧‧傾斜面
21‧‧‧下側支持構件
22‧‧‧上側抵接銷
22a‧‧‧傾斜面
23‧‧‧上側支持構件
23a‧‧‧插通孔
30‧‧‧細微圖案
31‧‧‧構造體
31a‧‧‧上端面
33‧‧‧上表面
40‧‧‧液膜
41‧‧‧蒸汽層
60‧‧‧板本體
61‧‧‧加熱器
62‧‧‧升降軸
63‧‧‧供電線
64‧‧‧加熱器通電單元
65‧‧‧密封構件
66‧‧‧加熱器升降單元
70‧‧‧下側收容構件
71‧‧‧上側收容構件
72‧‧‧密封構件
73‧‧‧底壁
73a‧‧‧環狀槽
73b‧‧‧貫通孔
74‧‧‧周壁
74a‧‧‧上端面
75‧‧‧底壁
75a‧‧‧中央突部
75b‧‧‧插通孔
76‧‧‧周壁
76a‧‧‧下端面
77‧‧‧收容構件升降單元
81‧‧‧藥液噴嘴
82‧‧‧藥液供給管
83‧‧‧藥液閥/閥
84‧‧‧藥液噴嘴移動單元/噴嘴移動單元
91‧‧‧沖洗液噴嘴
92‧‧‧沖洗液供給管
93‧‧‧沖洗液閥/閥
94‧‧‧沖洗液噴嘴移動單元/噴嘴移動單元
95‧‧‧沖洗液噴嘴
101‧‧‧氣體噴嘴
102‧‧‧氣體供給管
103‧‧‧氣體閥/閥
111‧‧‧低表面張力液體噴嘴
112‧‧‧低表面張力液體供給管
113‧‧‧低表面張力液體閥/閥
121‧‧‧前端部
122‧‧‧排出管
123‧‧‧排出閥/閥
124‧‧‧吸引泵
125‧‧‧吸引管
126‧‧‧吸引閥
A1‧‧‧旋轉軸線
C‧‧‧載架
CR‧‧‧搬送機器人
DIW‧‧‧去離子水
IPA‧‧‧異丙醇
IR‧‧‧搬送機器人
LP‧‧‧加載台
N2‧‧‧氮氣
T‧‧‧膜厚
W‧‧‧基板
W1‧‧‧圖案寬度
W2‧‧‧間隙
圖1係用於說明本發明之第1實施形態之基板處理裝置之內部之配置之圖解性平面圖。 圖2係用於說明利用前述基板處理裝置處理之基板之表面之構造之一例之示意性剖視圖。 圖3係用於說明前述基板處理裝置所具備之處理單元之構成例之圖解性局部剖視圖。 圖4係用於說明前述基板處理裝置之主要部分之電氣構成之方塊圖。 圖5係用於說明前述基板處理裝置之基板處理之一例之流程圖。 圖6係用於說明乾燥處理(圖5之S4)之流程圖。 圖7A至圖7F係用於說明乾燥處理(圖5之S4)之圖解性剖視圖。 圖8A至圖8C係在加熱製程中形成有蒸汽層時,在自基板上排除液膜時之基板之上表面之周邊之示意性剖視圖。 圖9A至圖9C係在液膜排除製程中形成有蒸汽層時,在自基板上排除液膜時之基板W之上表面之周邊之示意性剖視圖。 圖10係用於說明本發明之第2實施形態之基板處理裝置所具備之處理單元之構成例之圖解性局部剖視圖。 圖11係用於說明因表面張力所致之圖案破壞之原理之圖解性剖視圖。

Claims (16)

  1. 一種基板處理方法,其具備:基板保持製程,其使水平地保持基板之基板保持單元保持前述基板;液膜形成製程,其藉由將處理前述基板之上表面之處理液朝前述被水平地保持之基板之上表面供給,而在前述基板上形成前述處理液之液膜;加壓製程,其在將保持有前述基板之前述基板保持單元收容於腔室之內部空間之狀態下,藉由朝前述內部空間供給氣體,而將前述內部空間加壓至前述內部空間之壓力成為高於大氣壓之第1壓力;加熱製程,其以在前述內部空間之壓力成為前述第1壓力之狀態下在前述液膜與前述基板之間形成前述處理液之蒸汽層之方式,加熱前述基板;及液膜排除製程,其藉由一邊維持在前述液膜與前述基板之間形成有前述處理液之蒸汽層之狀態,一邊將前述內部空間減壓至前述內部空間之壓力成為小於前述第1壓力之第2壓力,使前述處理液蒸發而自前述基板上排除前述液膜。
  2. 一種基板處理方法,其具備:基板保持製程,其使水平地保持基板之基板保持單元保持前述基板;液膜形成製程,其藉由將處理前述基板之上表面之處理液供給至前述被水平地保持之基板之上表面,而在前述基板上形成前述處理液之液膜;加壓製程,其在將保持有前述基板之前述基板保持單元收容於腔室之內部空間之狀態下,藉由朝前述內部空間供給氣體,而將前述內部空間加壓至前述內部空間之壓力成為高於大氣壓之第1壓力;加熱製程,其以在前述內部空間之壓力成為前述第1壓力之狀態下前述液膜之溫度成為較前述處理液在大氣壓下之沸點更高之溫度之方式,加熱前述基板;及液膜排除製程,其藉由一邊維持前述液膜之溫度成為較前述處理液在大氣壓下之沸點更高之溫度之狀態,一邊將前述內部空間減壓至前述內部空間之壓力成為小於前述第1壓力之第2壓力,而以經由在前述液膜與前述基板之間形成有前述處理液之蒸汽層之狀態之方式使前述處理液蒸發而自前述基板上排除前述液膜。
  3. 如請求項1或2之基板處理方法,其中前述第2壓力為大氣壓以下之壓力。
  4. 如請求項1或2之基板處理方法,其中前述第2壓力為與大氣壓相等之壓力,且前述液膜排除製程包含氣體排出製程,其為了將前述內部空間減壓,而將前述內部空間朝前述內部空間之外部開放,將前述內部空間內之氣體朝前述內部空間之外部排出。
  5. 如請求項1或2之基板處理方法,其中並行地執行前述加壓製程及前述加熱製程。
  6. 如請求項1或2之基板處理方法,其中並行地執行前述液膜形成製程及前述加壓製程。
  7. 如請求項1或2之基板處理方法,其中前述加熱製程包含接觸加熱製程,其在使加熱器單元接觸於前述基板之下表面之狀態下加熱前述基板。
  8. 一種基板處理方法,其具備:基板保持製程,其使水平地保持基板之基板保持單元保持前述基板;液膜形成製程,其藉由將處理前述基板之上表面之處理液朝前述被水平地保持之基板之上表面供給,而在前述基板上形成前述處理液之液膜;加熱製程,其將保持有前述基板之前述基板保持單元收容於腔室之內部空間,以在前述內部空間之壓力成為前述第1壓力之狀態下在前述液膜與前述基板之間形成前述處理液之蒸汽層之方式,加熱前述基板;及液膜排除製程,其藉由一邊維持在前述液膜與前述基板之間形成有前述處理液之蒸汽層之狀態,一邊將前述內部空間減壓至前述內部空間之壓力成為小於前述第1壓力之第2壓力,使前述處理液蒸發而自前述基板上排除前述液膜;且前述加熱製程中之前述處理液之蒸汽層之上之前述液膜之溫度較前述第2壓力中之前述處理液之沸點更高。
  9. 一種基板處理裝置,其具備:基板保持單元,其水平地保持基板;腔室,其具有收容前述基板保持單元之內部空間;處理液供給單元,其將處理前述基板之上表面之處理液供給至前述被水平地保持之基板之上表面;加熱器單元,其加熱前述基板;氣體供給單元,其朝前述內部空間供給氣體;減壓單元,其將前述內部空間減壓;及控制器,其控制前述基板保持單元、前述腔室、前述處理液供給單元、前述加熱器單元、前述氣體供給單元及前述減壓單元;且前述控制器經程式化為執行下述製程:基板保持製程,其使前述基板保持單元保持基板;液膜形成製程,其藉由將前述處理液供給至前述基板之上表面而在前述基板上形成前述處理液之液膜;加壓製程,其藉由朝收容前述基板保持單元之狀態之前述內部空間供給氣體而將前述內部空間加壓至前述內部空間之壓力成為高於大氣壓之第1壓力;加熱製程,其以在前述內部空間之壓力成為前述第1壓力之狀態下在前述液膜與前述基板之間形成前述處理液之蒸汽層之方式,加熱前述基板;及液膜排除製程,其藉由一邊維持在前述液膜與前述基板之間形成有前述處理液之蒸汽層之狀態,一邊將前述內部空間減壓至前述內部空間之壓力成為小於前述第1壓力之第2壓力,使前述處理液蒸發而自前述基板上排除前述液膜。
  10. 一種基板處理裝置,其具備:基板保持單元,其水平地保持基板;腔室,其具有收容前述基板保持單元之內部空間;處理液供給單元,其將處理前述基板之上表面之處理液供給至前述被水平地保持之基板之上表面;加熱器單元,其加熱前述基板;氣體供給單元,其朝前述內部空間供給氣體;減壓單元,其將前述內部空間減壓;及控制器,其控制前述基板保持單元、前述腔室、前述處理液供給單元、前述加熱器單元、前述氣體供給單元及前述減壓單元;且前述控制器經程式化為執行下述製程:基板保持製程,其使前述基板保持單元保持基板;液膜形成製程,其藉由將前述處理液供給至前述基板之上表面而在前述基板上形成前述處理液之液膜;加壓製程,其藉由朝收容前述基板保持單元之狀態之前述內部空間供給氣體而將前述內部空間加壓至前述內部空間之壓力成為高於大氣壓之第1壓力;加熱製程,其以在前述內部空間之壓力成為前述第1壓力之狀態下前述液膜之溫度形成較大氣壓下之前述處理液之沸點更高之溫度之方式,加熱前述基板;及液膜排除製程,其藉由一邊維持前述液膜之溫度形成較大氣壓下之前述處理液之沸點更高之溫度之狀態,一邊將前述內部空間減壓至前述內部空間之壓力成為小於前述第1壓力之第2壓力,而以經由在前述液膜與前述基板之間形成有前述處理液之蒸汽層之狀態之方式使前述處理液蒸發而自前述基板上排除前述液膜。
  11. 如請求項9或10之基板處理裝置,其中前述第2壓力為大氣壓以下之壓力。
  12. 如前述請求項9或10之基板處理裝置,其中前述第2壓力為與大氣壓相等之壓力,且前述減壓單元包含排出單元,其藉由將前述內部空間朝前述內部空間之外部開放,而將前述內部空間內之氣體朝前述內部空間之外部排出,前述控制器經程式化為執行下述氣體排出製程:藉由控制前述排出單元,為了將前述內部空間減壓而將前述內部空間內之氣體朝前述內部空間之外部排出。
  13. 如請求項9或10之基板處理裝置,其中前述控制器經程式化為並行地執行前述加壓製程及前述加熱製程。
  14. 如請求項9或10之基板處理裝置,其中前述控制器經程式化為並行地執行前述液膜形成製程及前述加壓製程。
  15. 如請求項9或10之基板處理裝置,其進一步包含使前述加熱器單元升降之加熱器升降單元,且前述控制器經程式化為執行下述接觸加熱製程:藉由控制前述加熱器升降單元,而在使前述加熱器單元與前述基板之下表面接觸之狀態下加熱前述基板。
  16. 一種基板處理裝置,其具備:基板保持單元,其水平地保持基板;腔室,其具有收容前述基板保持單元之內部空間;處理液供給單元,其將處理前述基板之上表面之處理液供給至前述被水平地保持之基板之上表面;加熱器單元,其加熱前述基板;減壓單元,其將前述內部空間減壓;及控制器,其控制前述基板保持單元、前述腔室、前述處理液供給單元、前述加熱器單元及前述減壓單元;且前述控制器經程式化為執行下述製程:基板保持製程,其使前述基板保持單元保持基板;液膜形成製程,其藉由將前述處理液供給至前述基板之上表面而在前述基板上形成前述處理液之液膜;加熱製程,其以在收容前述基板保持單元之狀態之前述內部空間之壓力成為前述第1壓力之狀態下在前述液膜與前述基板之間形成前述處理液之蒸汽層之方式,加熱前述基板;及液膜排除製程,其藉由一邊維持在前述液膜與前述基板之間形成有前述處理液之蒸汽層之狀態,一邊將前述內部空間減壓至前述內部空間之壓力成為小於前述第1壓力之第2壓力,使前述處理液蒸發而自前述基板上排除前述液膜;前述加熱製程中之前述處理液之蒸汽層之上之前述液膜之溫度較前述第2壓力中之前述處理液之沸點更高。
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