TWI743585B - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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TWI743585B
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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：第1液膜形成步驟，其係藉由將含有固體形成物質之處理液供給至基板之表面，而於上述基板之表面形成上述處理液之第1液膜；第1固體膜形成步驟，其係由上述第1液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第1固體膜；第1固體膜剝離去除步驟，其係藉由將剝離上述第1固體膜之剝離液供給至上述基板之表面，而自上述基板之表面剝離並去除上述第1固體膜；第2液膜形成步驟，其係於將上述第1固體膜自上述基板之表面去除後，對上述基板之表面供給上述處理液，藉此於上述基板之表面形成上述處理液之第2液膜；第2固體膜形成步驟，其係由上述第2液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第2固體膜；及第2固體膜氣化去除步驟，其係以不經過液體狀態之方式使上述第2固體膜氣化，將上述第2固體膜自上述基板之表面去除。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種對基板進行處理之基板處理方法及基板處理裝置。成為處理對象之基板例如包含半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、有機EL(Electroluminescence，電致發光)顯示裝置等FPD(Flat  Panel Display，平板顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等基板。
於半導體裝置之製造步驟中，為了去除附著於基板之各種污染物、前一步驟中使用之處理液或抗蝕劑等之殘渣、或各種微粒等(以下，有時統稱為「去除對象物」)，要實施洗淨步驟。其後，為了使基板之上表面乾燥，進行使基板高速旋轉之旋轉乾燥步驟。
於洗淨步驟中，通常藉由對基板供給去離子水(DIW：Deionized Water)等洗淨液，利用洗淨液之物理作用將去除對象物去除，或藉由對基板供給與去除對象物進行化學反應之藥液，將該去除對象物化學去除。
然而，形成於基板上之圖案越發微細化及複雜化，因此藉由洗淨液之物理作用或藥液之化學作用去除去除對象物變得不再容易。
於是，提出如下方法：對基板之上表面供給成膜用處理液，於基板上形成使該成膜用處理液固化或硬化而成之面塗膜後，藉由去除液將該面塗膜溶解去除(下述特許文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利申請公開第2014/041685號說明書
[發明所欲解決之問題]
然而，專利文獻1所記載之方法係藉由將去除液供給至基板之上表面來使面塗膜於基板之上溶解，因此有去除對象物自正在溶解之面塗膜脫落，該脫落之去除對象物再附著於基板之虞。因此，有無法對基板之表面良好地進行洗淨之虞。
而且，用來沖洗用以將去除對象物去除之去除液的沖洗液會進入圖案內部。之後，為了自基板上去除沖洗液，執行旋轉乾燥步驟。於旋轉乾燥步驟中，進入圖案內部之液體之表面張力作用於圖案。有該表面張力引起圖案坍塌之虞。
詳細而言，如圖18所示，當使基板之表面乾燥時，進入圖案內部之液體之液面(空氣與液體之界面)形成於圖案內。因此，液體之表面張力作用於液面與圖案之接觸位置。於該表面張力較大之情形時，容易發生圖案之坍塌。作為典型之沖洗液之DIW之表面張力較大，因此旋轉乾燥步驟中之圖案之坍塌無法忽略。
於是，本發明之目的之一在於提供一種可抑制圖案坍塌，並良好地洗淨基板之表面的基板處理方法及基板處理裝置。 [解決問題之技術手段]
本發明之一實施形態提供一種基板處理方法，其包含：第1液膜形成步驟，其係藉由將含有固體形成物質之處理液供給至基板之表面，於上述基板之表面形成上述處理液之第1液膜；第1固體膜形成步驟，其係由上述第1液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第1固體膜；第1固體膜剝離去除步驟，其係藉由將剝離上述第1固體膜之剝離液供給至上述基板之表面，自上述基板之表面剝離並去除上述第1固體膜；第2液膜形成步驟，其係於將上述第1固體膜自上述基板之表面去除後，對上述基板之表面供給上述處理液，藉此於上述基板之表面形成上述處理液之第2液膜；第2固體膜形成步驟，其係由上述第2液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第2固體膜；及第2固體膜氣化去除步驟，其係以不經過液體狀態之方式使上述第2固體膜氣化，將上述第2固體膜自上述基板之表面去除。
根據該方法，於基板之表面由處理液之第1液膜形成第1固體膜。然後，藉由供給至基板之表面之剝離液之作用將第1固體膜自基板之表面剝離去除。即，可將第1固體膜維持著固體狀態地自基板之表面去除。因此，可抑制或防止去除對象物自第1固體膜脫落，故可抑制或防止去除對象物再附著於基板之表面。因此，可良好地洗淨基板之表面。
將第1固體膜自基板之表面去除後，對基板之表面再次供給同種處理液，藉此形成處理液之第2液膜。然後，由第2液膜形成第2固體膜。第2固體膜以不經由液體狀態之方式氣化，自基板之表面被去除。因此，可減少自處理液作用於基板之表面之表面張力。因此，可抑制或防止形成於基板之表面之圖案坍塌。
藉由以上，可良好地洗淨基板之表面，且可使基板之表面良好地乾燥。
又，根據該基板處理，剝離去除之第1固體膜與氣化去除之第2固體膜係以同種之處理液形成。因此，與第1固體膜與第2固體膜藉由種類互不相同之處理液形成之基板處理相比，可將用於基板處理之裝置簡化。藉此，可抑制裝置成本及裝置之佔據面積(設置面積)。
再者，「同種之處理液」係指處理液中之固體形成物質之化學式相同，「不同種類之處理液」係指處理液中之固體形成物質之化學式不同。因此，用於形成第1固體膜之處理液與用於形成第2固體膜之處理液即便固體形成物質之濃度或處理液之溫度互不相同，只要兩處理液中之固體形成物質之化學式相同，則兩處理液互為同種之處理液。
於本發明之一實施形態中，上述第1固體膜形成步驟包含形成保持上述基板之表面存在之去除對象物之上述第1固體膜的步驟。並且，上述第1固體膜剝離去除步驟包含將保持有上述去除對象物之狀態之上述第1固體膜自上述基板之表面剝離的步驟。
根據該方法，基板之表面存在之去除對象物於形成第1固體膜時由第1固體膜保持，當將第1固體膜自基板之表面剝離時自基板之表面分離。其後，藉由剝離液將保持有去除對象物之狀態之第1固體膜自基板之表面去除。因此，可抑制或防止自基板之表面分離之去除對象物再附著於基板之表面。
於本發明之一實施形態中，上述處理液為上述固體形成物質之熔融液。而且，上述基板處理方法進而包含：第1冷卻步驟，其係以於上述第1固體膜形成步驟中使上述第1液膜凝固之方式冷卻上述第1液膜；及第2冷卻步驟，其係以於上述第2固體膜形成步驟中使上述第2液膜凝固之方式冷卻上述第2液膜。
根據該方法，藉由以使第1液膜凝固之方式冷卻第1液膜，形成第1固體膜，藉由以使第2液膜凝固之方式冷卻第2液膜，形成第2固體膜。即，可藉由冷卻熔融液這一共同方法形成第1固體膜及第2固體膜。
此處，於藉由互不相同之方法形成第1固體膜及第2固體膜之情形時，不得不於用於基板處理之裝置設置各方法所需之單元。例如，於藉由加熱處理液形成第1固體膜及第2固體膜中之一者，且藉由冷卻處理液形成另一者之情形時，需要用以加熱基板上之處理液之單元、及用以冷卻基板上之處理液之單元之兩者。
於是，若可藉由冷卻熔融液這一共同方法形成第1固體膜及第2固體膜，則僅需設置用以冷卻基板上之處理液之單元即可。因此，與第1固體膜及第2固體膜藉由互不相同之方法形成之情形相比，可簡化用於基板處理之裝置。
於本發明之一實施形態中，上述第1冷卻步驟於上述第1固體膜剝離去除步驟中亦持續進行。藉此，即便於執行第1固體膜剝離去除步驟時，亦不會使基板上之固體形成物質熔融而可維持固體狀態。因此，可將第1固體膜確實地維持於固體狀態地自基板之表面去除。因此，可進一步抑制或防止去除對象物自第1固體膜脫落，從而可進一步抑制或防止去除對象物對基板表面之再附著。
於本發明之一實施形態中，上述第2冷卻步驟於上述第2固體膜氣化去除步驟中亦持續進行。藉此，即便於執行第2固體膜氣化去除步驟時，亦不會使基板上之固體形成物質熔融而可維持固體狀態。因此，可一面抑制或防止第2固體膜變為液體一面使第2固體膜氣化。因此，可進一步減少作用於基板之表面之處理液之表面張力。
於本發明之一實施形態中，上述處理液包含作為溶質之上述固體形成物質、及使上述固體形成物質溶解之溶劑。並且，上述基板處理方法進而包含：第1析出步驟，其係於上述第1固體膜形成步驟中使上述溶劑自上述第1液膜蒸發，從而使上述固體形成物質析出；及第2析出步驟，其係於上述第2固體膜形成步驟中，使上述溶劑自上述第2液膜蒸發，從而使上述固體形成物質析出。
根據該方法，於第1固體膜形成步驟及第2固體膜形成步驟中，使處理液中之溶劑蒸發從而使固體形成物質析出，藉此分別形成第1固體膜及第2固體膜。即，可藉由溶劑蒸發這一共同方法形成第1固體膜及第2固體膜。因此，與第1固體膜及第2固體膜藉由互不相同之方法形成之情形相比，可簡化用於基板處理之裝置。
於本發明之一實施形態中，上述固體形成物質係自固體昇華為氣體之昇華性物質。上述基板處理方法進而包含基板加熱步驟，該基板加熱步驟係以於上述第2析出步驟中促進上述溶劑自上述第2液膜蒸發之方式加熱上述基板。進而，上述基板加熱步驟於上述第2固體膜氣化去除步驟中亦持續進行。
根據該方法，於第2析出步驟中進行之基板之加熱於第2固體膜氣化去除步驟亦持續進行。因此，可將加熱基板以使溶劑蒸發時儲存於基板之熱量用於加熱第2固體膜。因此，於第2固體膜氣化去除步驟中，可使第2固體膜中之固體形成物質迅速昇華。
於本發明之一實施形態中，於上述第1液膜形成步驟及上述第2液膜形成步驟中，自共同之處理液罐對噴出噴嘴供給上述處理液，自上述噴出噴嘴朝向上述基板之表面噴出上述處理液。
根據該方法，於第1液膜形成步驟及第2液膜形成步驟之任一者中，均朝向基板之表面噴出自共同之處理液罐供給至噴出噴嘴之處理液。因此，與第1液膜形成步驟中自噴出噴嘴朝向基板之表面噴出之處理液及第2液膜形成步驟中自噴出噴嘴朝向基板之表面噴出之處理液係自不同之處理液罐供給至噴出噴嘴的方法相比，可減少處理液罐之數量。因此，可簡化用於基板處理之裝置。
於本發明之一實施形態中，上述基板處理方法進而包含：藥液供給步驟，其係於上述第1液膜形成步驟開始前對上述基板之表面供給藥液；沖洗液供給步驟，其係於上述藥液供給步驟結束後且上述第1液膜形成步驟開始前，將沖洗附著於上述基板之表面之上述藥液之沖洗液供給至上述基板之表面；及第1相溶性液體供給步驟，其係於上述沖洗液供給步驟結束後且上述第1液膜形成步驟開始前，將對上述沖洗液及上述處理液之兩者具有相溶性之第1相溶性液體供給至上述基板之表面。
根據該方法，第1相溶性液體對沖洗液及處理液之兩者具有相溶性。因此，即便於沖洗液與處理液難以混和之情形時，藉由以第1相溶性液體置換基板上之沖洗液，其後以處理液置換基板上之第1相溶性液體，亦可將基板上之沖洗液置換為處理液。因此，於選擇沖洗液及處理液時無須考慮沖洗液與處理液是否可混和。因此，於要在對基板之表面供給處理液前藉由藥液對基板之表面進行處理之情形時，使選擇沖洗液及處理液之自由度提昇。
於本發明之一實施形態中，上述基板處理方法進而包含第2相溶性液體供給步驟，該第2相溶性液體供給步驟係於上述第1固體膜剝離去除步驟結束後且上述第2液膜形成步驟開始前，將對上述剝離液及上述處理液之兩者具有相溶性之第2相溶性液體供給至上述基板之表面。
根據該方法，第2相溶性液體對剝離液及處理液之兩者具有相溶性。因此，即便於剝離液與處理液難以混和之情形時，藉由以第2相溶性液體置換基板上之剝離液，其後以處理液置換基板上之第2相溶性液體，亦可將基板上之剝離液置換為處理液。因此，於選擇剝離液及處理液時無須考慮剝離液與處理液是否可混和。因此，使選擇剝離液及處理液之自由度提昇。
於本發明之一實施形態中，上述基板處理方法進而包含：第1基板保持步驟，其係於上述第1液膜形成步驟開始後至上述第2固體膜形成步驟結束期間，將上述基板保持於第1腔室內；搬送步驟，其係將形成有上述第2固體膜之狀態之上述基板自上述第1腔室搬送至第2腔室；及第2基板保持步驟，其係於執行上述第2固體膜氣化去除步驟期間，將上述基板保持於上述第2腔室內。
根據該方法，基板於第1液膜形成步驟開始後至第2固體膜形成步驟結束期間，保持於第1腔室內，於執行第2固體膜氣化去除步驟期間，保持於第2腔室內。因此，可將第2腔室之構成設為專門用於第2固體膜之氣化者。因此，可於第2腔室內使第2固體膜氣化從而使基板之表面良好地乾燥。
本發明之一實施形態提供一種基板處理裝置，其包含：處理液供給單元，其將含有固體形成物質之處理液供給至基板之表面；固體形成單元，其由上述基板之表面上之上述處理液形成固體狀態之上述固體形成物質；剝離液供給單元，其對上述基板之表面供給將固體狀態之上述固體形成物質自上述基板之表面剝離之剝離液；氣化單元，其使固體狀態之上述固體形成物質以不經過液體狀態之方式於上述基板之表面上氣化；及控制器，其控制上述處理液供給單元、上述固體形成單元、上述剝離液供給單元及上述氣化單元。
而且，上述控制器執行：第1液膜形成步驟，其係自上述處理液供給單元對上述基板之表面供給上述處理液，於上述基板之表面形成上述處理液之第1液膜；第1固體膜形成步驟，其係藉由上述固體形成單元，由上述第1液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第1固體膜；第1固體膜剝離去除步驟，其係藉由自上述剝離液供給單元對上述基板之上表面供給上述剝離液，自上述基板之表面剝離並去除上述第1固體膜；第2液膜形成步驟，其係將上述第1固體膜自上述基板之表面去除後，自上述處理液供給單元對上述基板之表面供給上述處理液，藉此於上述基板之表面形成上述處理液之第2液膜；第2固體膜形成步驟，其係藉由上述固體形成單元，由上述第2液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第2固體膜；及第2固體膜氣化去除步驟，其係藉由上述氣化單元使上述第2固體膜氣化，自上述基板之表面去除上述第2固體膜。
根據該構成，於基板之表面由處理液之第1液膜形成第1固體膜。然後，藉由供給至基板之表面之剝離液之作用將第1固體膜自基板之表面剝離去除。即，可將第1固體膜維持著固體狀態地自基板之表面去除。因此，可抑制或防止去除對象物自第1固體膜脫落，故可抑制或防止去除對象物對基板表面之再附著。因此，可良好地洗淨基板之表面。
將第1固體膜自基板之表面去除後，對基板之表面再次供給同種處理液，藉此形成處理液之第2液膜。然後，由第2液膜形成第2固體膜。第2固體膜以不經由液體狀態之方式氣化，自基板之表面被去除。因此，可減少作用於基板之表面之處理液之表面張力。因此，可一面抑制或防止形成於基板之表面之圖案坍塌一面使基板之表面乾燥。
藉由以上，可良好地洗淨基板之表面，且可使基板之表面良好地乾燥。
又，根據該構成，剝離去除之第1固體膜與氣化去除之第2固體膜係以同種之處理液形成。因此，與藉由互不相同之處理液形成第1固體膜與第2固體膜之基板處理相比，可簡化用於基板處理之裝置。藉此，可抑制基板處理裝置之成本及佔據面積。
於本發明之一實施形態中，上述基板處理裝置進而包含儲存上述處理液之處理液罐。而且，上述處理液供給單元包含對上述基板之表面噴出上述處理液之噴出噴嘴。而且，上述控制器於上述第1液膜形成步驟及上述第2液膜形成步驟中，使自上述處理液罐供給至上述噴出噴嘴之上述處理液自上述噴出噴嘴朝向上述基板之表面噴出。
根據該構成，於第1液膜形成步驟及第2液膜形成步驟之任一者中，均朝向基板之表面噴出自共同之處理液罐供給至噴出噴嘴之處理液。因此，與第1液膜形成步驟中自噴出噴嘴朝向基板之表面噴出之處理液及第2液膜形成步驟中自噴出噴嘴朝向基板之表面噴出之處理液自不同之處理液罐供給至噴出噴嘴的構成相比，可減少處理液罐之數量。因此，可簡化基板處理裝置。
於本發明之一實施形態中，上述基板處理裝置進而包含：第1腔室，其收容上述處理液供給單元、上述固體形成單元及上述剝離液供給單元；第2腔室，其收容上述氣化單元；及搬送單元，其將上述基板自上述第1腔室搬送至上述第2腔室。
而且，上述控制器執行：第1基板保持步驟，其係於上述第1液膜形成步驟開始後至上述第2固體膜形成步驟結束期間，將上述基板保持於上述第1腔室內；搬送步驟，其係藉由上述搬送單元，將形成有上述第2固體膜之狀態之上述基板自上述第1腔室搬送至第2腔室；第2基板保持步驟，其係於執行上述第2固體膜氣化去除步驟期間，將上述基板保持於上述第2腔室內。
根據該構成，基板於第1液膜形成步驟開始後至第2固體膜形成步驟結束期間，保持於第1腔室內，於執行第2固體膜氣化去除步驟期間，保持於第2腔室內。因此，可將第2腔室之構成設為專門用於第2固體膜之氣化者。因此，可於第2腔室內使第2固體膜氣化從而使基板之表面良好地乾燥。
本發明之上述、或進而其他目的、特徵及效果藉由參照隨附圖式於以下敍述之實施形態之說明闡明。
＜第1實施形態＞ 圖1係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置1之內部之佈局的模式性俯視圖。基板處理裝置1係對矽晶圓等基板W逐片進行處理之單片式裝置。基板處理裝置1配置於維持在常溫(23℃或其附近之值)之無塵室內。參照圖1，基板處理裝置1包含以處理流體對基板W進行處理之複數個處理單元2、載置收容以處理單元2進行處理之複數片基板W之載體C的負載埠LP、於負載埠LP與處理單元2之間搬送基板W之搬送機器人IR及CR、及控制基板處理裝置1之控制器3。
搬送機器人IR於載體C與搬送機器人CR之間搬送基板W。搬送機器人CR於搬送機器人IR與處理單元2之間搬送基板W。複數個處理單元2例如具有同樣之構成。處理流體包含下述熔融處理液、混合處理液、沖洗液、剝離液、相溶性液體、熱媒、冷媒等液體及惰性氣體等氣體。
圖2係用以對處理單元2之構成例進行說明之模式圖。處理單元2包含：腔室4，其具有內部空間；旋轉吸盤5，其於腔室4內水平保持基板W並使基板W繞通過基板W之中央部之鉛直之旋轉軸線A1旋轉；對向構件6，其與旋轉吸盤5所保持之基板W之上表面對向；筒狀之處理承杯7，其接住自基板W向外方飛散之液體；及排氣單元8，其將腔室4內之氣體排出。
腔室4包含：箱型之間隔壁24，其設置有使基板W通過之搬入搬出口24a；擋板25，其使搬入搬出口24a開閉；及FFU(Fan Filter Unit，風扇過濾單元)29，其係自間隔壁24之上部向間隔壁24內(相當於腔室4內)輸送清潔空氣之送風單元。經FFU29過濾之空氣即潔淨空氣自間隔壁24之上部供給至腔室4內。
旋轉吸盤5係水平保持基板W之基板保持單元之一例。基板保持單元亦稱為基板保持器。旋轉吸盤5包含複數個吸盤銷20、旋轉底座21、旋轉軸22、及旋轉馬達23。
旋轉軸22沿旋轉軸線A1於鉛直方向上延伸。旋轉軸22之上端部結合於旋轉底座21之下表面中央。俯視時旋轉底座21之中央區域形成有上下貫通旋轉底座21之貫通孔21a。貫通孔21a與旋轉軸22之內部空間22a連通。
旋轉馬達23對旋轉軸22賦予旋轉力。藉由以旋轉馬達23使旋轉軸22旋轉，使旋轉底座21旋轉。藉此，使基板W繞旋轉軸線A1旋轉。旋轉馬達23包含於使基板W繞旋轉軸線A1旋轉之基板旋轉單元。
處理承杯7包含接住自旋轉吸盤5所保持之基板W向外方飛散之液體之複數個護罩71、接住藉由複數個護罩71導引至下方之液體之複數個承杯72、及包圍複數個護罩71與複數個承杯72之圓筒狀之外壁構件73。於該實施形態中，表示設置有2個護罩71(第1護罩71A及第2護罩71B)、及2個承杯72(第1承杯72A及第2承杯72B)之例。
第1承杯72A及第2承杯72B分別具有向上敞開之槽狀之形態。第1護罩71A包圍旋轉底座21。第2護罩71B於較第1護罩71A更靠徑向外方包圍旋轉底座21。第1承杯72A接住藉由第1護罩71A導引至下方之液體。第2承杯72B與第1護罩71A一體形成，接住藉由第2護罩71B導引至下方之液體。
處理單元2包含使第1護罩71A及第2護罩71B分別單獨升降之護罩升降單元74。第1護罩71A於下位置與上位置之間升降。第2護罩71B於下位置與上位置之間升降。
護罩升降單元74例如包含安裝於第1護罩71A之第1滾珠螺桿機構(未圖示)、對第1滾珠螺桿賦予驅動力之第1馬達(未圖示)、安裝於第2護罩71B之第2滾珠螺桿機構(未圖示)、及對第2滾珠螺桿機構賦予驅動力之第2馬達(未圖示)。護罩升降單元74亦稱為護罩升降器。
排氣單元8包含連接於處理承杯7之外壁構件73之底部之排氣管道26、及使排氣管道26開閉之排氣閥27。排氣管道26例如連接於對腔室4內進行抽吸之排氣裝置28。排氣裝置28可為基板處理裝置1之一部分，亦可與基板處理裝置1分開設置。於排氣裝置28為基板處理裝置1之一部分之情形時，排氣裝置28例如為真空泵等。
腔室4內之氣體通過排氣管道26自腔室4排出。藉此，於腔室4內始終形成潔淨空氣之降流。藉由調整排氣閥27之開度，可調整於排氣管道26中流動之氣體之流量(排氣流量)。
藉由調整排氣閥27以調整排氣流量，從而變更腔室4之內部之壓力。即，腔室4之內部之壓力係藉由控制器3變更。例如，藉由調整排氣閥27使排氣流量變大，可將腔室4內減壓。
對向構件6自上方與旋轉吸盤5所保持之基板W對向。對向構件6形成為具有與基板W大致相同之直徑或其以上之直徑之圓板狀，於旋轉吸盤5之上方大致水平地配置。對向構件6具有與基板W之上表面(上側之表面)對向之對向面6a。
於對向構件6之對向面6a之相反側固定有中空軸60。於對向構件6中包含俯視時與旋轉軸線A1重疊之位置之部分，形成有上下貫通對向構件6、與中空軸60之內部空間連通之連通孔。
對向構件6遮斷對向構件6之對向面6a與基板W之上表面之間之空間S內之環境，使其不受該空間之外部環境影響。因此，對向構件6亦稱為遮斷板。
處理單元2進而包含驅動對向構件6之升降之對向構件升降單元61。對向構件升降單元61可使對向構件6位於下位置至上位置之任意位置(高度)。下位置係對向構件6之可動範圍內對向構件6之對向面6a最接近基板W之位置。上位置係對向構件6之可動範圍內對向構件6之對向面6a最遠離基板W之位置。
對向構件升降單元61例如包含安裝於支持中空軸60之支持構件(未圖示)之滾珠螺桿機構(未圖示)、及對該滾珠螺桿機構賦予驅動力之電動馬達(未圖示)。對向構件升降單元61亦稱為對向構件升降器(遮斷板升降器)。
處理單元2包含至少可於水平方向上移動之第1移動噴嘴10、至少可於水平方向上移動之第2移動噴嘴11、與基板W之上表面之中央區域對向之中央噴嘴12、及與基板W之下表面(下側之表面)之中央區域對向之下表面噴嘴13。基板W之上表面之中央區域係指基板W之上表面包含基板W之旋轉中心之區域。基板W之上表面之旋轉中心係指基板W之上表面與旋轉軸線A1之交叉位置。基板W之下表面之中央區域係指基板W之下表面包含基板W之旋轉中心之區域。基板W之下表面之旋轉中心係指基板W之下表面與旋轉軸線A1之交叉位置。
第1移動噴嘴10為朝向基板W之上表面供給(噴出)藥液之藥液供給單元之一例。
第1移動噴嘴10藉由第1噴嘴移動單元36於水平方向及鉛直方向上移動。第1移動噴嘴10可於中心位置與靜止位置(退避位置)之間移動。第1移動噴嘴10位於中心位置時，與基板W之上表面之旋轉中心對向。
第1移動噴嘴10位於靜止位置時，不與基板W之上表面對向，俯視時位於處理承杯7之外方。第1移動噴嘴10可藉由向鉛直方向移動而接近基板W之上表面或自基板W之上表面向上方退避。
第1噴嘴移動單元36例如包含沿著鉛直方向之旋動軸(未圖示)、結合於旋動軸且水平延伸之臂(未圖示)、及使旋動軸升降或旋動之旋動軸驅動單元(未圖示)。
旋動軸驅動單元藉由使旋動軸繞鉛直之旋動軸線旋動而使臂搖動。進而，旋動軸驅動單元藉由使旋動軸沿鉛直方向升降而使臂上下運動。第1移動噴嘴10固定於臂。根據臂之搖動及升降，第1移動噴嘴10於水平方向及鉛直方向上移動。
第1移動噴嘴10連接於導引藥液之藥液配管40。介裝於藥液配管40之藥液閥50打開時，藥液自第1移動噴嘴10向下方連續地噴出。
自第1移動噴嘴10噴出之藥液例如為包含硫酸、乙酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、氨水、雙氧水、有機酸(例如檸檬酸、草酸等)、有機鹼(例如TMAH：氫氧化四甲基銨等)、界面活性劑、防腐蝕劑中之至少1種之液體。作為將該等混合而成之藥液之例，可列舉SPM液(Sulfuric Acid/Hydrogen Peroxide Mixture：硫酸雙氧水混合液)、SC1液(Ammonia-Hydrogen Peroxide Mixture：氨水雙氧水混合液)等。
中央噴嘴12收容於對向構件6之中空軸60之內部空間60a。設置於中央噴嘴12之末端之噴出口12a自上方與基板W之上表面之中央區域對向。
中央噴嘴12包含向下方噴出處理流體之複數個管體(第1管體31、第2管體32、第3管體33及第4管體34)、包圍複數個管體之筒狀之套管30。複數個管體及套管30沿旋轉軸線A1於上下方向上延伸。中央噴嘴12之噴出口12a亦為複數個管體之噴出口。
第1管體31為對基板W之上表面供給DIW等沖洗液之沖洗液供給單元之一例。第2管體32為對基板W之上表面供給處理液之處理液供給單元之一例。於該實施形態中，處理液係作為固體形成物質之熔融液之熔融處理液。因此，第2管體32亦為熔融處理液供給單元。
第3管體33係對基板W之上表面供給對沖洗液及熔融處理液之兩者具有相溶性之IPA(Isopropyl Alcohol，異丙醇)等相溶性液體的相溶性液體供給單元之一例。第4管體34係作為氣體供給單元之一例，對基板W之上表面與對向構件6之對向面6a之間之空間S供給氣體。
第1管體31連接於將沖洗液導引至第1管體31之沖洗液配管44。介裝於沖洗液配管44之沖洗液閥54打開時，沖洗液自第1管體31(中央噴嘴12)朝向基板W之上表面之中央區域連續地噴出。
自第1管體31噴出之沖洗液不限於DIW。作為自第1管體31噴出之沖洗液之例，除DIW以外，可列舉碳酸水、電解離子水、稀釋濃度(例如1 ppm～100 ppm左右)之鹽酸水、稀釋濃度(例如1 ppm～100 ppm左右)之氨水、還原水(加氫水)等。
第2管體32連接於將熔融處理液導引至第2管體32之處理液配管45之一端。如圖3所示，處理液配管45之另一端連接於儲存熔融處理液之處理液罐90。處理液罐90配置於與腔室4鄰接地配置之流體箱9(亦參照圖1)內。於處理液罐90連接有介裝新液閥92之新液配管91。藉由打開新液閥92，新熔融處理液經由新液配管91自處理液供給源93供給至處理液罐90。
於處理液配管45介裝有泵94、過濾器95及處理液閥55。處理液閥55打開時，藉由泵94將處理液罐90內之熔融處理液輸送至處理液配管45。輸送至處理液配管45之熔融處理液通過過濾器95後，供給至第2管體32(中央噴嘴12)。供給至第2管體32之熔融處理液自中央噴嘴12朝向基板W之上表面之中央區域連續地噴出。
如上所述，配置有基板處理裝置1之無塵室內維持常溫。因此，若固體形成物質之凝固點為低於常溫之溫度，則固體形成物質即便不加熱亦維持為液體(熔融液)。因此，於該實施形態中，固體形成物質較佳為凝固點低於常溫。若固體形成物質為可昇華之昇華性物質，則可藉由吹送惰性氣體、將周圍環境減壓、加熱而容易地使固體狀態之固體形成物質昇華。因此，固體形成物質較佳為昇華性物質。此處，「昇華」係指固體不經過液體狀態變為氣體，為氣化之一態樣。
作為常溫下為熔融液之昇華性物質，例如可列舉1,1,2,2,3,3,4-七氟環戊烷、1,4-二㗁烷、環己烷、乙酸、碳酸二甲酯等。1,1,2,2,3,3,4-七氟環戊烷於20℃下之蒸氣壓為約8266 Pa，熔點((凝固點)1氣壓下之凝固點，以下同)為20.5℃，沸點為82.5℃。因此，1,1,2,2,3,3,4-七氟環戊烷例如藉由冷卻至20.5℃以下而狀態變為固體狀態。
第3管體33連接於將IPA等相溶性液體導引至第3管體33之相溶性液體配管46。介裝於相溶性液體配管46之相溶性液體閥56打開時，相溶性液體自第3管體33(中央噴嘴12)朝向基板W之上表面之中央區域連續地噴出。相溶性液體不僅對沖洗液及熔融處理液，對下述剝離液亦具有相溶性。
自第3管體33噴出之相溶性液體不限於IPA。作為自第3管體33噴出之相溶性液體之例，可列舉包含IPA、HFE(Hydrofluoro Ether，氫氟醚)、甲醇、乙醇、丙酮及反式-1,2-二氯乙烯中之至少1種之液體等。
第4管體34連接於將氣體導引至第4管體34之第1氣體配管47。介裝於第1氣體配管47之第1氣體閥57打開時，氣體自第4管體34(中央噴嘴12)向下方連續地噴出。
自第4管體34噴出之氣體例如為氮氣(N2 )等惰性氣體。自第4管體34噴出之氣體亦可為空氣。惰性氣體不限於氮氣，指對於基板W之上表面及形成於基板W之上表面之圖案為惰性之氣體。作為惰性氣體之例，除氮氣以外，還可列舉氬氣等稀有氣體類。
於中央噴嘴12之套管30之外周面與中空軸60之內周面之間，配置有第5管體35。第5管體35係作為氣體供給單元之一例，對基板W之上表面與對向構件6之對向面6a之間之空間S供給氣體。於第5管體35連接有介裝有第2氣體閥58之第2氣體配管48。第2氣體閥58打開時，氣體自第2氣體配管48供給至第5管體35，自第5管體35之噴出口向下方連續地噴出。
自第5管體35噴出之氣體例如為氮氣(N2 )等惰性氣體。自第5管體35噴出之氣體亦可為空氣。
第2移動噴嘴11係朝向基板W之上表面供給(噴出)剝離液之剝離液供給單元之一例。
第2移動噴嘴11藉由第2噴嘴移動單元37於水平方向及鉛直方向上移動。第2移動噴嘴11可於中心位置與靜止位置(退避位置)之間移動。第2移動噴嘴11位於中心位置時，與基板W之上表面之旋轉中心對向。
第2移動噴嘴11位於靜止位置時，不與基板W之上表面對向，俯視時位於處理承杯7之外方。第2移動噴嘴11藉由向鉛直方向之移動，可接近基板W之上表面或自基板W之上表面向上方退避。
第2噴嘴移動單元37具有與第1噴嘴移動單元36同樣之構成。即，第2噴嘴移動單元37例如包含沿著鉛直方向之旋動軸(未圖示)、結合於旋動軸及第2移動噴嘴11且水平延伸之臂(未圖示)、及使旋動軸升降或旋動之旋動軸驅動單元(未圖示)。
自第2移動噴嘴11噴出之剝離液係用以自基板W之上表面剝離之液體。剝離液具有使固體形成物質之固體狀態略微溶解之程度之溶解性。剝離液對於固體形成物質具有可通過固體狀態之固體形成物質到達基板W之上表面之程度的親和性。
作為自第2移動噴嘴11噴出之剝離液之例，可列舉IPA與DIW之混合液(以下稱為「IPA/DIW混合液」)等。
於熔融處理液為1,1,2,2,3,3,4-七氟環戊烷之情形時，剝離液較佳為IPA/DIW混合液。於該實施形態中，對剝離液為IPA/DIW混合液之例進行說明。
第2移動噴嘴11連接於介裝有共同閥51之共同配管41之一端。於共同配管41之另一端連接有介裝有IPA閥52之IPA配管42、及介裝有DIW閥53之DIW配管43。
共同閥51、IPA閥52及DIW閥53打開時，IPA與DIW態樣共同配管41內混合，製備IPA/DIW混合液。然後，IPA/DIW混合液作為剝離液自第2移動噴嘴11之噴出口向下方連續地噴出。自第2移動噴嘴11噴出之IPA/DIW混合液中IPA之比率較佳為百分之幾之程度。
如上所述，自中央噴嘴12噴出之相溶性液體較佳為對熔融處理液、沖洗液、及剝離液具有相溶性。於熔融處理液為1,1,2,2,3,3,4-七氟環戊烷、沖洗液為DIW、剝離液為IPA/DIW混合液之情形時，相溶性液體較佳為IPA。
亦可與該實施形態不同地，對第2移動噴嘴11供給預先調整為適當濃度之IPA/DIW混合液。於該情形時，第2移動噴嘴11可噴出IPA之濃度穩定之IPA/DIW混合液。又，既可為IPA與DIW於自第2移動噴嘴11噴出後於基板W之上方混合，之後於基板W之上表面觸液，亦可為IPA與DIW於自第2移動噴嘴11噴出後，於基板W之上表面混合。於IPA與DIW自噴嘴噴出後混合之情形時，IPA與DIW亦可自不同之噴嘴噴出。
下表面噴嘴13插入於旋轉底座21之上表面中央部開口之貫通孔21a。下表面噴嘴13之噴出口13a自旋轉底座21之上表面露出。下表面噴嘴13之噴出口13a自下方與基板W之下表面之中央區域對向。下表面噴嘴13為對基板W供給冷媒之冷媒供給單元之一例。
下表面噴嘴13連接於將冷媒導引至下表面噴嘴13之冷媒配管49。介裝於冷媒配管49之冷媒閥59打開時，冷媒自下表面噴嘴13朝向基板W之下表面之中央區域連續地噴出。藉由對基板W之下表面供給冷媒，介隔基板W冷卻基板W上之液體或固體。
自下表面噴嘴13噴出之冷媒例如為溫度較固體形成物質之凝固點更低之DIW(低溫DIW)。因此，可藉由自下表面噴嘴13噴出之低溫DIW冷卻基板W上之熔融處理液使熔融處理液凝固。
於熔融處理液為1,1,2,2,3,3,4-七氟環戊烷之情形時，作為低溫DIW，使用冷卻至20.5℃以下之DIW。自下表面噴嘴13噴出之冷媒不限於低溫DIW，亦可為DIW以外之液體，例如將作為沖洗液列舉之液體之任一者冷卻至低溫者。又，自下表面噴嘴13噴出之冷媒亦可為氣體，例如亦可為溫度較固體形成物質之凝固點更低之氮氣(惰性氣體)等。
圖4係用以對基板處理裝置1之主要部分之電性構成進行說明之方塊圖。控制器3具備微電腦，依照特定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，Central Processing Unit，中央處理單元)3A、及存儲程式之記憶體3B，藉由使處理器3A執行程式，從而執行用於基板處理之各種控制。
尤其，控制器3控制搬送機器人IR、CR、FFU29、旋轉馬達23、第1噴嘴移動單元36、第2噴嘴移動單元37、對向構件升降單元61、護罩升降單元74、排氣裝置28、泵94、排氣閥27、藥液閥50、共同閥51、IPA閥52、DIW閥53、沖洗液閥54、處理液閥55、相溶性液體閥56、第1氣體閥57、第2氣體閥58、冷媒閥59及新液閥92之動作。藉由控制該等閥，從而控制流體自對應之噴嘴及管體之噴出。
如圖5所示，於要執行基板處理之基板W之上表面形成有微細之凹凸圖案160。凹凸圖案160包含形成於基板W之上表面之微細凸狀之構造體161、及形成於鄰接之構造體161之間之凹部(槽)162。
凹凸圖案160之表面、即構造體161(凸部)及凹部162之表面形成有凹凸之圖案面165。構造體161之表面161a包含末端面161b(頂部)及側面161c，凹部162之表面包含底面162a(底部)。於構造體161為筒狀之情形時，於其內方形成凹部。
構造體161既可包含絕緣體膜，亦可包含導體膜。又，構造體161亦可為積層有複數層膜之積層膜。
凹凸圖案160係縱橫比為3以上之微細圖案。凹凸圖案160之縱橫比例如為10～50。構造體161之寬度L1可為5 nm～45 nm左右，構造體161彼此之間隔L2可為5 nm～數μm左右。構造體161之高度(圖案高度T1)例如可為50 nm～5 μm左右。圖案高度T1為構造體161之末端面161b與凹部162之底面162a(底部)之間之距離。
圖6係用以對藉由基板處理裝置1進行之基板處理之一例進行說明之流程圖，主要表示藉由使控制器3執行程式而實現之處理。圖7A～圖7L係用以對藉由基板處理裝置1進行之基板處理進行說明之圖解性剖視圖。以下，主要參照圖2及圖6對藉由基板處理裝置1進行之基板處理進行說明。適當參照圖7A～圖7L。
於藉由基板處理裝置1進行之基板處理中，例如，如圖6所示、依序執行基板搬入(步驟S1)、藥液處理步驟(步驟S2)、沖洗步驟(步驟S3)、第1相溶性液體供給步驟(步驟S4)、第1液膜形成步驟(步驟S5)、第1固體膜形成步驟(步驟S6)、第1固體膜剝離去除步驟(步驟S7)、第2相溶性液體供給步驟(步驟S8)、第2液膜形成步驟(步驟S9)、第2固體膜形成步驟(步驟S10)、第2固體膜氣化去除步驟(步驟S11)、乾燥步驟(步驟S12)及基板搬出(步驟S13)。
具體而言，首先，藉由搬送機器人IR、CR(參照圖1)將未處理之基板W自載體C搬入處理單元2，交付至旋轉吸盤5(步驟S1)。藉此，藉由旋轉吸盤5水平保持基板W(基板水平保持步驟)。旋轉吸盤5對基板W之保持持續至乾燥步驟(步驟S12)結束。搬入基板W時，對向構件6退避至上位置，複數個護罩71退避至下位置。
搬送機器人CR退避至處理單元2外後，執行藥液處理步驟(步驟S2)。藥液處理步驟中，藉由對基板W之上表面供給藥液，以藥液對基板W之上表面進行處理。
具體而言，首先，旋轉馬達23使旋轉底座21旋轉。藉此，使基板W旋轉(基板旋轉步驟)。藥液處理步驟中，旋轉底座21以特定藥液處理速度旋轉。藥液處理速度例如為800 rpm。
然後，於對向構件6位於上位置之狀態下，第1噴嘴移動單元36使第1移動噴嘴10移動至處理位置。第1移動噴嘴10之處理位置例如為中央位置。然後，於至少1個護罩71位於上位置之狀態下，將藥液閥50打開。藉此，如圖7A所示，朝向旋轉狀態之基板W之上表面，自第1移動噴嘴10供給(噴出)藥液(藥液供給步驟、藥液噴出步驟)。
自第1移動噴嘴10噴出之藥液於旋轉狀態之基板W之上表面觸液後，藉由離心力沿基板W之上表面流向外方。因此，將藥液供給至基板W之上表面整體，形成覆蓋基板W之上表面整體之藥液之液膜。
藥液處理步驟執行固定時間後，執行沖洗步驟(步驟S3)。沖洗步驟中，藉由將DIW等沖洗液供給至基板W之上表面，利用沖洗液沖洗附著於基板W之上表面之藥液。
具體而言，藥液開始噴出後經過特定時間時，將藥液閥50關閉。藉此，停止對基板W供給藥液。然後，第1噴嘴移動單元36使第1移動噴嘴10移動至靜止位置。於第1移動噴嘴10退避至靜止位置之狀態下，對向構件升降單元61使對向構件6移動至處理位置。對向構件6之處理位置為上位置與下位置之間之位置。
於對向構件6位於處理位置之狀態下，將沖洗液閥54打開。藉此，如圖7B所示，朝向旋轉狀態之基板W之上表面，自中央噴嘴12供給(噴出)沖洗液(沖洗液供給步驟、沖洗液噴出步驟)。沖洗步驟中，旋轉底座21以特定沖洗速度旋轉。沖洗速度例如為800 rpm。
沖洗液開始噴出前，護罩升降單元74亦可使至少一個護罩71鉛直移動以切換接住自基板W排出之液體之護罩71。
自中央噴嘴12噴出之沖洗液於旋轉狀態之基板W之上表面觸液後，藉由離心力沿基板W之上表面流向外方。因此，將基板W上之藥液置換為沖洗液，形成覆蓋基板W之上表面整體之沖洗液之液膜。
沖洗步驟執行固定時間後，執行第1相溶性液體供給步驟(步驟S4)。第1相溶性液體供給步驟中，藉由將對沖洗液及熔融處理液之兩者具有相溶性之IPA等相溶性液體(第1相溶性液體)供給至基板W之上表面，將基板W上之沖洗液置換為相溶性液體。
具體而言，相溶性液體開始噴出後經過特定時間時，將沖洗液閥54關閉。藉此，停止對基板W供給沖洗液。然後，於對向構件6位於處理位置之狀態下，將相溶性液體閥56打開。藉此，如圖7C所示，朝向旋轉狀態之基板W之上表面，自中央噴嘴12供給(噴出)相溶性液體(第1相溶性液體供給步驟、第1相溶性液體噴出步驟)。第1相溶性液體供給步驟中，旋轉底座21以特定之第1相溶性液體速度旋轉。第1相溶性液體速度例如為800 rpm。
相溶性液體開始噴出前，護罩升降單元74亦可使至少一個護罩71鉛直移動以切換接住自基板W排出之液體之護罩71。
自中央噴嘴12噴出之相溶性液體於旋轉狀態之基板W之上表面觸液後，藉由離心力沿基板W之上表面流向外方。因此，將基板W上之沖洗液置換為相溶性液體，形成覆蓋基板W之上表面整體之相溶性液體之液膜。
第1相溶性液體供給步驟執行固定時間後，執行第1液膜形成步驟(步驟S5)。第1液膜形成步驟中，藉由對基板W之上表面供給熔融處理液，於基板W之上表面形成熔融處理液之液膜(第1熔融處理液膜100)。
具體而言，相溶性液體開始噴出後經過特定時間時，將相溶性液體閥56關閉。藉此，停止對基板W供給相溶性液體。然後，於對向構件6位於處理位置之狀態下，將處理液閥55打開。藉此，如圖7D所示，朝向旋轉狀態之基板W之上表面，自中央噴嘴12供給(噴出)熔融處理液(第1熔融處理液供給步驟、第1熔融處理液噴出步驟)。第1熔融處理液供給步驟中，旋轉底座21以特定之第1熔融處理液速度旋轉。第1熔融處理液速度例如為300 rpm。
熔融處理液開始噴出前，護罩升降單元74亦可使至少一個護罩71鉛直移動以切換接住自基板W排出之液體之護罩71。
自中央噴嘴12噴出之熔融處理液於旋轉狀態之基板W之上表面觸液後，藉由離心力沿基板W之上表面流向外方。因此，將基板W上之相溶性液體置換為熔融處理液，形成覆蓋基板W之上表面整體之第1熔融處理液膜100(第1液膜形成步驟)。
熔融處理液開始噴出後經過特定時間時，將處理液閥55關閉。藉此，停止對基板W供給熔融處理液。熔融處理液之供給停止後，對向構件升降單元61使對向構件6移動至較處理位置更下方(例如下位置)。熔融處理液之噴出停止後，旋轉底座21之旋轉速度設為特定之第1薄膜化速度。第1薄膜化速度例如為300 rpm，為與第1熔融處理液速度相同之旋轉速度。因此，基板W於熔融處理液之噴出停止後亦以與熔融處理液之噴出中相同之速度旋轉。一方面使基板W持續旋轉，另一方面停止熔融處理液之噴出。因此，雖然不再對基板W之上表面供給熔融處理液，熔融處理液亦藉由離心力向基板W外飛散。藉此，基板W之上表面之熔融處理液之量減少。因此，如圖7E所示，第1熔融處理液膜100之厚度變薄(第1薄膜化步驟)。
基板W之上表面之第1熔融處理液膜100經薄膜化後，執行第1固體膜形成步驟(步驟S6)。第1固體膜形成步驟中，藉由使第1熔融處理液膜100冷卻凝固，形成第1固體膜110。
具體而言，與停止供給熔融處理液同時地、或停止供給熔融處理液後經過特定時間後，於使對向構件6維持在較處理位置更下方之狀態下將冷媒閥59打開。藉此，如圖7F所示，朝向旋轉狀態之基板W之下表面，自下表面噴嘴13供給(噴出)冷媒(第1冷媒供給步驟、第1冷媒噴出步驟)。旋轉底座21之旋轉速度設為特定之第1冷卻速度。第1冷卻速度例如為300 rpm。
自下表面噴嘴13噴出之冷媒於旋轉狀態之基板W之下表面觸液後，藉由離心力沿基板W之下表面流向外方，擴散至基板W之下表面整體。藉由擴散至基板W之下表面整體之冷媒冷卻基板W(基板冷卻步驟)。基板W之上表面之第1熔融處理液膜100介隔基板W被冷媒冷卻(第1冷卻步驟)。自下表面噴嘴13噴出之冷媒之溫度低於固體形成物質之凝固點，因此如圖7F所示，基板W之上表面之固體形成物質(第1熔融處理液膜100)凝固，於基板W之上表面形成第1固體膜110(第1凝固步驟、第1固體膜形成步驟)。第1固體膜110含有固體狀態之固體形成物質。於該實施形態中，下表面噴嘴13作為固體形成單元發揮功能。下表面噴嘴13亦為將基板W上之熔融處理液冷卻至固體形成物質之凝固點以下之冷卻單元。
如圖8A所示，形成第1固體膜110時，附著於基板W之圖案面165之微粒等去除對象物150自該基板W分離，保持於第1固體膜110中。
於基板W之上表面形成第1固體膜110後，執行第1固體膜剝離去除步驟(步驟S7)。第1固體膜剝離去除步驟中，藉由對基板W之上表面供給剝離液，自基板W之上表面將第1固體膜110剝離去除。
具體而言，對向構件升降單元61使對向構件6移動至上位置。於對向構件6位於上位置之狀態下，第2噴嘴移動單元37使第2移動噴嘴11移動至處理位置。第2移動噴嘴11之處理位置例如為中央位置。
然後，將共同閥51、IPA閥52及DIW閥53打開。藉此，如圖7G所示，朝向旋轉狀態之基板W之上表面(第1固體膜110之上表面)，自第2移動噴嘴11供給(噴出)IPA/DIW混合液(剝離液)(剝離液供給步驟、剝離液噴出步驟)。
共同閥51、IPA閥52及DIW閥53打開時，冷媒閥59維持打開之狀態。即，第1冷卻步驟(基板冷卻步驟)於第1固體膜剝離去除步驟中亦持續進行。藉此，可將第1固體膜110維持為固體狀態，同時自基板W之上表面剝離第1固體膜110。
剝離液供給步驟中，旋轉底座21以特定剝離處理速度旋轉。剝離處理速度例如為10 rpm～1000 rpm。
剝離液開始噴出前，護罩升降單元74亦可使至少一個護罩71鉛直移動以切換接住自基板W排出之液體之護罩71。
自第2移動噴嘴11噴出之剝離液於旋轉狀態之基板W之上表面觸液後，藉由離心力沿基板W之上表面流向外方，擴散至基板W之上表面整體。附著於第1固體膜110之上表面之剝離液通過第1固體膜110到達基板W之上表面(圖案面165)與第1固體膜110之界面。剝離液可藉由使第1固體膜110部分溶解形成貫通孔來通過第1固體膜110，亦可藉由滲透至第1固體膜110中來通過第1固體膜110。
藉由剝離液之作用，如圖8B所示，第1固體膜110分裂成膜片，以保持有去除對象物150之狀態自基板W被剝離(剝離步驟)。然後，藉由剝離液沖去第1固體膜110將其排除至基板W外，藉此將去除對象物150與第1固體膜110共同自基板W之上表面去除(第1去除步驟、第1固體膜剝離去除步驟)。
將第1固體膜110自基板W之上表面去除後、即剝離液供給步驟結束後，執行第2相溶性液體供給步驟(步驟S8)。第2相溶性液體供給步驟中，將對剝離液及熔融處理液之兩者具有相溶性之IPA等相溶性液體(第2相溶性液體)供給至基板W之上表面，藉此將基板W上之剝離液置換為相溶性液體。
具體而言，剝離液開始噴出後經過特定時間時，將共同閥51、IPA閥52及DIW閥53關閉。藉此，停止對基板W供給IPA/DIW混合液(剝離液)。又，亦將冷媒閥59關閉。藉此，停止對基板W供給冷媒。
然後，第2噴嘴移動單元37使第2移動噴嘴11移動至靜止位置。於第2移動噴嘴11退避至靜止位置之狀態下，對向構件升降單元61使對向構件6移動至處理位置。然後，將相溶性液體閥56打開。藉此，如圖7H所示，朝向旋轉狀態之基板W之上表面，自中央噴嘴12供給(噴出)IPA等相溶性液體(第2相溶性液體供給步驟、第2相溶性液體噴出步驟)。第2相溶性液體供給步驟中，旋轉底座21以特定之第2相溶性液體速度旋轉。第2相溶性液體速度例如為800 rpm。
相溶性液體開始噴出前，護罩升降單元74亦可使至少一個護罩71鉛直移動以切換接住自基板W排出之液體之護罩71。
自中央噴嘴12噴出之相溶性液體於旋轉狀態之基板W之上表面觸液後，藉由離心力沿基板W之上表面流向外方。因此，將基板W上之剝離液置換為相溶性液體，形成覆蓋基板W之上表面整體之相溶性液體之液膜。
第2相溶性液體供給步驟執行固定時間後，執行第2液膜形成步驟(步驟S9)。藉由於第2液膜形成步驟中，對基板W之上表面供給熔融處理液，於基板W之上表面形成熔融處理液之液膜(第2熔融處理液膜101)。
具體而言，相溶性液體開始噴出後經過特定時間時，將相溶性液體閥56關閉。藉此，停止對基板W供給相溶性液體。然後，於對向構件6位於處理位置之狀態下，將處理液閥55打開。藉此，如圖7I所示，朝向旋轉狀態之基板W之上表面，自中央噴嘴12供給(噴出)熔融處理液(第2熔融處理液供給步驟、第2熔融處理液噴出步驟)。第2熔融處理液供給步驟中，旋轉底座21以特定之第2熔融處理液速度旋轉。第2熔融處理液速度例如為300 rpm。
熔融處理液開始噴出前，護罩升降單元74亦可使至少一個護罩71鉛直移動以切換接住自基板W排出之液體之護罩71。
自中央噴嘴12噴出之熔融處理液於旋轉狀態之基板W之上表面觸液後，藉由離心力沿基板W之上表面流向外方。因此，如圖7I所示，將基板W上之相溶性液體置換為熔融處理液，形成覆蓋基板W之上表面整體之第2熔融處理液膜101(第2液膜形成步驟)。
第2液膜形成步驟中對基板W之上表面供給之熔融處理液係自與第1液膜形成步驟相同之噴出噴嘴(中央噴嘴12)噴出。對中央噴嘴12之第2管體32供給儲存於單一處理液罐90中之熔融處理液。即，第1液膜形成步驟及第2液膜形成步驟中，自共同之處理液罐90對中央噴嘴12供給熔融處理液，自中央噴嘴12朝向基板W之上表面噴出熔融處理液。
熔融處理液開始噴出後經過特定時間時，將處理液閥55關閉。藉此，停止對基板W供給熔融處理液。熔融處理液之供給停止後，對向構件升降單元61使對向構件6移動至較處理位置更下方(例如下位置)。熔融處理液之噴出停止後，旋轉底座21之旋轉速度設為特定之第2薄膜化速度。第2薄膜化速度例如為300 rpm，為與第2熔融處理液速度相同之旋轉速度。因此，基板W於熔融處理液之噴出停止後亦以與熔融處理液之噴出中相同之速度旋轉。
一方面使基板W持續旋轉，另一方面停止熔融處理液之噴出。因此，雖然不再對基板W之上表面供給熔融處理液，熔融處理液亦藉由離心力向基板W外飛散。藉此，使基板W之上表面之熔融處理液之量減少。因此，如圖7J所示，第2熔融處理液膜101之厚度變薄(第2薄膜化步驟)。
基板W之上表面之第2熔融處理液膜101經薄膜化後，執行第2固體膜形成步驟(步驟S10)。第2固體膜形成步驟中，藉由使第2熔融處理液膜101冷卻凝固，形成第2固體膜111。
具體而言，與停止供給熔融處理液同時地、或於停止供給熔融處理液後經過特定時間後，於將對向構件6維持於較處理位置更下方之狀態下將冷媒閥59打開。藉此，如圖7K所示，朝向旋轉狀態之基板W之下表面，自下表面噴嘴13供給(噴出)冷媒(第2冷媒供給步驟、第2冷媒噴出步驟)。旋轉底座21之旋轉速度設為特定之第2冷卻速度。第2冷卻速度例如為300 rpm。
自下表面噴嘴13噴出之冷媒於旋轉狀態之基板W之下表面觸液後，藉由離心力沿基板W之下表面流向外方，擴散至基板W之下表面整體。藉由擴散至基板W之下表面整體之冷媒冷卻基板W(基板冷卻步驟)。基板W之上表面之第2熔融處理液膜101介隔基板W被冷媒冷卻(第2冷卻步驟)。自下表面噴嘴13噴出之冷媒之溫度低於固體形成物質之凝固點，因此如圖7K所示，基板W之上表面之固體形成物質(第2熔融處理液膜101)凝固，於基板W之上表面形成第2固體膜111(第2凝固步驟、第2固體膜形成步驟)。
第2固體膜111與第1固體膜110(參照圖7F)同樣含有固體狀態之固體形成物質。如圖9A所示，第2固體膜111之厚度T2較佳為設定為大於圖案高度T1，且儘可能薄。
於基板W之上表面形成第2固體膜111後，執行第2固體膜氣化去除步驟(步驟S11)。第2固體膜氣化去除步驟中，藉由使第2固體膜111以不經過液體狀態之方式昇華，將第2固體膜111自基板W之上表面去除。
具體而言，於將對向構件6維持於較處理位置更下方之狀態下，將第1氣體閥57及第2氣體閥58打開。藉此，如圖7L所示，向對向構件6之對向面6a與基板W之上表面之間之空間S供給氮氣等惰性氣體。第1氣體閥57及第2氣體閥58打開時，冷媒閥59維持打開之狀態。即，第2冷卻步驟(基板冷卻步驟)於第2固體膜氣化去除步驟中亦持續進行。因此，一面維持於基板W上形成有第2固體膜111之狀態一面對空間S供給惰性氣體。
藉由於維持第2固體膜111之狀態下對空間S供給惰性氣體，自空間S將氣體狀態之固體形成物質推出，使空間S中固體形成物質之分壓降低。藉此，以空間S中固體形成物質之分壓接近蒸氣壓之方式使固體形成物質昇華(昇華步驟、氣化步驟)。再者，因對向構件6接近基板W之上表面，故容易將空間S內之氣體置換為惰性氣體。因此，可高效率地減少空間S中固體形成物質之分壓。
旋轉底座21之旋轉速度設為特定昇華速度。昇華速度例如為300 rpm。於基板W，藉由旋轉促進第2固體膜211之昇華(昇華步驟、氣化步驟)。
最終，如圖9B所示，位於凹凸圖案160之凹部162內之固體狀態之固體形成物質全部昇華，將第2固體膜111去除(第2去除步驟、第2固體膜氣化去除步驟)。如此，第4管體34(中央噴嘴12)、第5管體35及旋轉馬達23作為氣化單元(昇華單元)發揮功能。
又，FFU29及排氣單元8亦可提高降流之流速，促進腔室4內之換氣。藉此，促進第2固體膜111之昇華。即，FFU29及排氣單元8亦作為氣化單元發揮功能。亦可藉由調整排氣閥27加大排氣流量，對腔室4進行減壓(減壓步驟)。藉由腔室4內之減壓、即第2固體膜111周圍環境之減壓，促進第2固體膜111之昇華。
第2熔融處理液膜101越厚，殘留於第2固體膜111之內部應力(應變)越大。藉由使第2熔融處理液膜101變薄，可使殘留於第2固體膜111之內部應力變小。
又，第2固體膜111越薄，第2固體膜氣化去除步驟後殘存於基板W之上表面之殘渣越少。藉由使第2熔融處理液膜101變薄，可將第2固體膜111調整得較薄。藉此，可抑制第2固體膜氣化去除步驟後產生殘渣。
自基板W之上表面去除第2固體膜111後，為了使基板W之上表面進一步乾燥，執行乾燥步驟(步驟S12)。
具體而言，於對向構件6維持在下位置之狀態下，旋轉馬達23將旋轉底座21之旋轉速度設定為特定乾燥速度。乾燥速度例如為1500 rpm。然後，將第1氣體閥57關閉。藉此，停止自中央噴嘴12供給惰性氣體。
乾燥步驟後，停止旋轉底座21之旋轉，將第2氣體閥58關閉，停止自第5管體35供給惰性氣體。然後，對向構件升降單元61使對向構件6移動至上位置，護罩升降單元74使複數個護罩71移動至下位置。其後，搬送機器人CR進入處理單元2，自旋轉吸盤5獲取經處理之基板W，向處理單元2外搬出(步驟S13)。該基板W自搬送機器人CR交付至搬送機器人IR，藉由搬送機器人IR收納至載體C。
根據第1實施形態，藉由使第1熔融處理液膜100於基板W之上表面凝固，形成第1固體膜110。然後，藉由供給至基板W之上表面之剝離液之作用將第1固體膜110自基板W之上表面剝離去除。即，可將第1固體膜110維持著固體狀態地自基板W之上表面去除。因此，可抑制或防止去除對象物150自第1固體膜110脫落，因此可抑制或防止去除對象物150再附著於基板W之上表面。因此，可良好地洗淨基板W之上表面。
將第1固體膜110自基板W之上表面去除後，對基板W之上表面再次供給同種之熔融處理液，藉此形成熔融處理液之第2熔融處理液膜101。然後，藉由使第2熔融處理液膜101凝固，形成第2固體膜111。第2固體膜111以不經過液體狀態之方式昇華自基板W之上表面被去除。因此，可減少自熔融處理液作用於基板之上表面之表面張力。因此，可一面抑制或防止形成於基板W之上表面之凹凸圖案160之坍塌一面使基板W之上表面乾燥。
藉由以上，可良好地洗淨基板W之上表面，且可使基板W之上表面良好地乾燥。
又，根據第1實施形態，剝離去除之第1固體膜110與氣化去除之第2固體膜111係以同種之熔融處理液形成。因此，與第1固體膜110及第2固體膜111係以種類互不相同(固體形成物質之化學式不同)之處理液形成的基板處理相比，可簡化基板處理裝置1。藉此，可抑制裝置成本及裝置之佔據面積(設置面積)。
具體而言，於第1實施形態之基板處理裝置1中，於第1液膜形成步驟及第2液膜形成步驟之任一者中均自共同之處理液罐90對中央噴嘴12供給之熔融處理液自中央噴嘴12朝向基板W之上表面噴出。因此，與第1液膜形成步驟中自中央噴嘴12噴出之處理液及第2液膜形成步驟中自中央噴嘴12噴出之處理液係自不同之處理液罐對中央噴嘴12供給的方法相比，可減少處理液罐之數量。因此，可簡化基板處理裝置1。
再者，「同種之熔融處理液」係指熔融處理液中之固體形成物質之化學式相同，「不同種類之熔融處理液」係指熔融處理液中之固體形成物質之化學式不同。因此，用於形成第1固體膜110之熔融處理液與用於形成第2固體膜111之熔融處理液即便熔融處理液之溫度互不相同，若兩熔融處理液之固體形成物質之化學式相同，則兩熔融處理液互為同種之熔融處理液。
又，剝離去除之第1固體膜110與氣化去除之第2固體膜111係以相同熔融處理液形成，因此即便以剝離液將第1固體膜110剝離去除後，於基板W之上表面附著有第1固體膜110之殘渣時，於氣化去除第2固體膜111時，亦可將第1固體膜110之殘渣與第2固體膜111去除。因此，可自基板W之上表面確實地去除第1固體膜110之殘渣，故可良好地洗淨基板W之上表面，且可使基板W之上表面良好地乾燥。
又，根據第1實施形態，基板W之上表面存在之去除對象物150於形成第1固體膜110時藉由第1固體膜110保持，於自基板W之上表面剝離第1固體膜110時自基板W之上表面分離。其後，藉由剝離液將保持有去除對象物150之狀態之第1固體膜110自基板W之上表面去除。因此，可抑制或防止自基板W之上表面分離之去除對象物150再附著於基板W之上表面。
又，根據第1實施形態，藉由以使第1熔融處理液膜100凝固之方式冷卻第1熔融處理液膜100，形成第1固體膜110，藉由以使第2熔融處理液膜101凝固之方式冷卻第2熔融處理液膜101形成第2固體膜111。即，可藉由冷卻熔融處理液這一共同方法形成第1固體膜110及第2固體膜111。
此處，於與第1實施形態不同地以互不相同之方法形成第1固體膜110及第2固體膜111之情形時，不得不於基板處理裝置1設置各方法所需之單元。例如，於藉由加熱處理液形成第1固體膜110及第2固體膜111中之任一者，且藉由冷卻處理液形成另一者之情形時，需要用以加熱基板W上之處理液之單元、及用以冷卻基板W上之處理液之單元之兩者。
若如第1實施形態，可使用共同之固體形成單元(下表面噴嘴13)形成第1固體膜110及第2固體膜111，則可簡化基板處理裝置1。
又，根據第1實施形態，第1凝固步驟中執行之第1冷卻步驟(基板冷卻步驟)於第1固體膜剝離去除步驟中亦持續進行。藉此，即便於執行第1固體膜剝離去除步驟時，亦可將基板W上之固體形成物質維持為固體狀態而不使其熔融。因此，可將第1固體膜110確實地維持於固體狀態地將其自基板W之上表面去除。因此，可進一步抑制或防止去除對象物150自第1固體膜110脫落，從而可進一步抑制或防止去除對象物150再附著於基板W之上表面。
又，根據第1實施形態，第2凝固步驟中執行之第2冷卻步驟(基板冷卻步驟)於第2固體膜氣化去除步驟中亦持續進行。藉此，即便於執行第2固體膜氣化去除步驟時，亦可將基板W上之固體形成物質維持為固體狀態而不使其熔融。因此，可一面抑制或防止第2固體膜111變為液體一面使第2固體膜111氣化。因此，可進一步減少作用於基板W之上表面之表面張力。
又，根據第1實施形態，於沖洗液供給步驟結束後、且第1液膜形成步驟開始前，將對沖洗液及熔融處理液之兩者具有相溶性之相溶性液體供給至基板W之上表面(第1相溶性液體供給步驟)。因此，即便於沖洗液與熔融處理液難以混合之情形時，藉由將基板W上之沖洗液置換為相溶性液體，其後將基板W上之相溶性液體置換為熔融處理液，亦可將基板W上之沖洗液置換為熔融處理液。因此，於選擇沖洗液及熔融處理液時可無須考慮沖洗液與熔融處理液是否可混合。因此，使選擇沖洗液及熔融處理液之自由度提昇。
又，根據第1實施形態，於第1固體膜剝離去除步驟(剝離液供給步驟)結束後、且第2液膜形成步驟開始前，將對剝離液及熔融處理液之兩者具有相溶性之相溶性液體供給至基板W之上表面(第2相溶性液體供給步驟)。因此，即便於剝離液與熔融處理液難以混合之情形時，藉由將基板W上之剝離液置換為相溶性液體，其後將基板W上之相溶性液體置換為熔融處理液，亦可將基板W上之剝離液置換為熔融處理液。因此，於選擇剝離液及熔融處理液時可無須考慮剝離液與熔融處理液是否可混合。因此，使選擇剝離液及熔融處理液之自由度提昇。
如上所述，於第1實施形態中，下表面噴嘴13為固體形成單元之一例。然而，固體形成單元不限於下表面噴嘴13。如圖10所示，亦可將自下方與基板W之下表面對向之冷卻板120用作固體形成單元(冷卻單元)。
冷卻板120配置於旋轉底座21之上表面與由複數個吸盤銷20夾持之基板W之下表面之間。冷卻板120之上表面120a與基板W之下表面整個區域對向。即便旋轉底座21旋轉冷卻板120亦不旋轉。
於冷卻板120內置有內置冷媒管121。於內置冷媒管121連接有對內置冷媒管121供給冷媒之冷媒供給管122、及自內置冷媒管121排出冷媒之冷媒排出管123。於冷卻板120之下表面結合有沿旋轉軸線A1於鉛直方向上延伸之中空之升降軸125。升降軸125插通形成於旋轉底座21之中央部之貫通孔21a、及中空之旋轉軸22。
冷媒供給管122及冷媒排出管123插通升降軸125。於冷媒供給管122介裝有冷媒供給閥124。藉由將冷媒供給閥124打開，對內置冷媒管121供給冷媒。藉由對內置冷媒管121供給冷媒，將冷卻板120冷卻。
於升降軸125，連結有使冷卻板120相對於旋轉底座21相對升降之冷卻器升降單元126。冷卻器升降單元126例如包含滾珠螺桿機構(未圖示)、及對其賦予驅動力之電動馬達(未圖示)。冷卻器升降單元126亦稱為冷卻器升降器。
冷卻板120藉由冷卻器升降單元126配置於與基板W之下表面接觸之位置、或接近基板W之下表面之位置，藉此可介隔基板W冷卻基板W上之熔融處理液。
冷卻板120亦可構成為於上升過程中，自吸盤銷20抬起基板W，藉由上表面120a支持基板W。因此，複數個吸盤銷20需要構成為可於接觸基板W之周端而抓持基板W之閉狀態與自基板W之周端退避之開狀態之間開閉，於開狀態下，離開基板W之周端解除抓持，另一方面，接觸基板W之周緣部之下表面自下方支持基板W。
雖未圖示，若對向構件6以可對其內部供給冷媒之方式構成，則亦可將對向構件6用作固體形成單元。
＜第2實施形態＞ 圖11係本發明之第2實施形態之基板處理裝置1P所具備之處理單元2P之模式圖。於圖11以及下述圖12A～圖12I、圖13及圖14中，對與上述圖1～圖10所示之構成同等之構成標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
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(參照圖2)主要之不同之處在於：使用混合處理液代替熔融處理液。
具體而言，中央噴嘴12之第2管體32係對基板W之上表面供給混合溶劑與溶質而製備之處理液的處理液供給單元之一例。於第2實施形態中，自第2管體32噴出之處理液係使作為溶質之固體形成物質溶解於溶劑而成之溶液。將包含作為溶質之固體形成物質、及使固體形成物質溶解之溶劑之處理液稱為混合處理液。因此，第2管體32亦為混合處理液供給單元。
於第2實施形態中，與第1實施形態同樣地，第2管體32連接於將混合處理液導引至第2管體32之處理液配管45之一端，處理液配管45之另一端連接於連接處理液罐90(亦參照圖3)。於第2實施形態中，於處理液罐90中儲存有混合處理液。將處理液閥55打開時，處理液罐90內之混合處理液藉由泵94輸送至處理液配管45。輸送至處理液配管45之混合處理液通過過濾器95後，供給至第2管體32(中央噴嘴12)，自第2管體32(中央噴嘴12)朝向基板W之上表面之中央區域連續地噴出。
混合處理液所包含之溶劑於常溫下維持液體狀態，混合處理液所包含之溶質於常溫下維持固體狀態。因此，藉由以加熱等使溶劑蒸發，使固體狀態之固體形成物質析出。固體狀態之固體形成物質較佳為可經由吹送惰性氣體或將周圍環境減壓而不經過液體狀態地使狀態變為氣體狀態之昇華性物質。
作為常溫下維持固體狀態之昇華性物質，例如可列舉2-甲基-2-丙醇(別名：第三丁醇、tert-butyl alcohol)及環己醇等醇類、氫氟碳化合物、1,3,5-三㗁烷(別名：三聚甲醛)、樟腦(別名：camphor)、萘、及碘。
例如，於使用樟腦作為昇華性物質之情形時，作為溶劑可使用IPA、甲醇、丙酮、及PGEE等。樟腦之凝固點為175℃～177℃。
於第2實施形態中，下表面噴嘴13連接於將熱媒導引至下表面噴嘴13之熱媒配管80。熱媒閥81藉由控制器3控制(參照圖4)。介裝於熱媒配管80之熱媒閥81打開時，熱媒自下表面噴嘴13朝向基板W之下表面之中央區域連續地噴出。
自下表面噴嘴13噴出之熱媒例如為溫度較常溫更高之DIW(高溫DIW)。為了不使混合處理液於基板W上沸騰，自下表面噴嘴13噴出之熱媒較佳為低於混合處理液之溶劑之沸點之溫度。於溶劑為IPA之情形時，高溫DIW較佳為低於IPA之沸點即82.4℃。
自下表面噴嘴13噴出之熱媒不限於高溫DIW，亦可為將DIW以外之液體、例如作為沖洗液列舉之液體之任一者加溫至高溫者。又，自下表面噴嘴13噴出之熱媒亦可為氣體，例如溫度較常溫更高之氮氣(惰性氣體)等。
又，於混合處理液中之固體形成物質為樟腦之情形時，剝離液較佳為IPA/DIW混合液。又，作為相溶性液體，使用對混合處理液、沖洗液及剝離液具有相溶性之液體。於混合處理液為樟腦及IPA之混合液，沖洗液為DIW，剝離液為IPA/DIW混合液之情形時，相溶性液體較佳為IPA。
圖12A～圖12I係用以對藉由第2實施形態之基板處理裝置1P進行之基板處理進行說明的圖解性剖視圖。於第2實施形態之基板處理裝置1P中，可進行與藉由第1實施形態之基板處理裝置1進行之基板處理(圖6參照)同樣的基板處理。以下，主要參照圖11及圖6對藉由基板處理裝置1P進行之基板處理進行說明。適當參照圖12A～圖12I。
首先，與第1實施形態之基板處理同樣地，執行基板搬入(步驟S1)～第1相溶性液體供給步驟(步驟S4)。
第1相溶性液體供給步驟執行固定時間後，執行第1液膜形成步驟(步驟S5)。第1液膜形成步驟中，藉由對基板W之上表面供給混合處理液，於基板W之上表面形成混合處理液之液膜(第1混合處理液膜200)。
具體而言，相溶性液體開始噴出後經過特定時間時，將相溶性液體閥56關閉。藉此，停止對基板W供給相溶性液體。然後，於對向構件6位於處理位置之狀態下，將處理液閥55打開。藉此，如圖12A所示，朝向旋轉狀態之基板W之上表面，自中央噴嘴12供給(噴出)混合處理液(第1混合處理液供給步驟、第1混合處理液噴出步驟)。第1混合處理液供給步驟中，旋轉底座21以特定之第1混合處理液速度旋轉。第1混合處理液速度例如為300 rpm。
混合處理液開始噴出前，護罩升降單元74亦可使至少一個護罩71鉛直移動以切換接住自基板W排出之液體之護罩71。
自中央噴嘴12噴出之混合處理液於旋轉狀態之基板W之上表面觸液後，藉由離心力沿基板W之上表面流向外方。因此，將基板W上之相溶性液體置換為混合處理液，形成覆蓋基板W之上表面整體之第1混合處理液膜200(第1液膜形成步驟)。
混合處理液開始噴出後經過特定時間時，將處理液閥55關閉。藉此，停止對基板W供給混合處理液。混合處理液之供給停止後，對向構件升降單元61使對向構件6移動至較處理位置更下方(例如下位置)。
混合處理液之噴出停止後，旋轉底座21之旋轉速度設為特定之第1薄膜化速度。第1薄膜化速度例如為300 rpm，為與第1混合處理液速度相同之旋轉速度。因此，基板W於停止混合處理液之噴出後亦以混合處理液之噴出中相同之速度旋轉。
一方面使基板W持續旋轉，另一方面停止混合處理液之噴出。因此，雖然不再對基板W之上表面供給混合處理液，混合處理液亦藉由離心力向基板W外飛散。藉此，基板W之上表面之混合處理液之量減少。因此，如圖12B所示，第1混合處理液膜200之厚度變薄(第1薄膜化步驟)。
基板W之上表面之第1混合處理液膜200經薄膜化後，執行第1固體膜形成步驟(步驟S6)。第1固體膜形成步驟中，藉由使第1混合處理液膜200中之溶劑蒸發，形成第1固體膜210。
具體而言，與停止供給混合處理液同時地、或於停止供給混合處理液後經過特定時間後，於將對向構件6維持於較處理位置更下方之狀態下將熱媒閥81打開。藉此，如圖12C所示，朝向旋轉狀態之基板W之下表面，自下表面噴嘴13供給(噴出)熱媒(第1熱媒供給步驟、第1熱媒噴出步驟)。
自下表面噴嘴13噴出之熱媒於旋轉狀態之基板W之下表面觸液後，藉由離心力沿基板W之下表面流向外方，擴散至基板W之下表面整體。藉由擴散至基板W之下表面整體之熱媒加熱基板W(基板加熱步驟)。藉由擴散至基板W之下表面整體之熱媒，介隔基板W加熱基板W之上表面之第1混合處理液膜200(第1加熱步驟)。藉由介隔基板W加熱第1混合處理液膜200，促進第1混合處理液膜200中之溶劑之蒸發。
旋轉底座21之旋轉速度設為特定之第1加熱速度。第1加熱速度例如為300 rpm。於基板W，藉由旋轉促進第1混合處理液膜200中之溶劑之蒸發。
亦可於藉由熱媒加熱基板W上之第1混合處理液膜200期間，對第1混合處理液膜200吹送惰性氣體等氣體。具體而言，將第2氣體閥58打開。藉此，如圖12C所示，自第5管體35噴出氣體。自第5管體35噴出之氣體被送入對向構件6與基板W之間之空間S，吹送至第1混合處理液膜200(參照圖12B)之上表面(第1氣體吹送步驟)。藉由氣體之吹送，促進第1混合處理液膜200中之溶劑之蒸發。
形成第1固體膜210時，亦可藉由調整排氣閥27加大排氣流量，對腔室4進行減壓(減壓步驟)。藉由腔室4內之減壓、即第1固體膜210周圍環境之減壓，促進第1混合處理液膜200中之溶劑之蒸發。
第1混合處理液膜200中之溶劑因熱媒之加熱、氣體之吹送、腔室4內之減壓、及基板W之旋轉而蒸發，固體形成物質於基板W之上表面析出。藉由固體形成物質之析出，於基板W之上表面形成第1固體膜210(第1析出步驟、第1固體膜形成步驟)。第1固體膜210含有藉由溶劑之蒸發析出之固體狀態之固體形成物質。於該實施形態中，下表面噴嘴13、第5管體35、排氣單元8、FFU29及旋轉馬達23作為固體形成單元發揮功能。下表面噴嘴13亦為加熱基板W上之混合處理液之加熱單元。
與第1實施形態同樣地，形成第1固體膜210時，附著於基板W之圖案面165之微粒等去除對象物150自該基板W分離，保持於第1固體膜210中(參照圖8A)。
於基板W之上表面形成第1固體膜210後，執行第1固體膜剝離去除步驟(步驟S7)。第1固體膜剝離去除步驟中，藉由對基板W之上表面供給剝離液，自基板W之上表面將第1固體膜210剝離去除。
具體而言，將熱媒閥81及第2氣體閥58關閉。藉此，停止對基板W供給熱媒及惰性氣體。然後，對向構件升降單元61使對向構件6移動至上位置。於對向構件6位於上位置之狀態下，第2噴嘴移動單元37使第2移動噴嘴11移動至處理位置。第2移動噴嘴11之處理位置例如為中央位置。
然後，將共同閥51、IPA閥52及DIW閥53打開。藉此，如圖12D所示，朝向旋轉狀態之基板W之上表面(第1固體膜210之上表面)，自第2移動噴嘴11供給(噴出)IPA/DIW混合液(剝離液)(剝離液供給步驟、剝離液噴出步驟)。剝離液供給步驟中，旋轉底座21以特定剝離處理速度旋轉。剝離處理速度例如為10 rpm～1000 rpm。
自第2移動噴嘴11噴出之剝離液於旋轉狀態之基板W之上表面觸液後，藉由離心力沿基板W之上表面流向外方，擴散至基板W之上表面整體。附著於第1固體膜210之上表面之剝離液通過第1固體膜210到達基板W之上表面(圖案面165)與第1固體膜210之界面。藉此，與第1實施形態同樣地，第1固體膜210分裂成膜片，以保持有去除對象物150之狀態自基板W剝離(剝離步驟)(參照圖8B)。然後，以剝離液沖洗第1固體膜210將其向基板W外排除，藉此將去除對象物150與第1固體膜210共同自基板W之上表面去除(第1去除步驟、第1固體膜剝離去除步驟)。
將第1固體膜210自基板W之上表面去除後，如圖12E所示，執行第2相溶性液體供給步驟(步驟S8)。第2相溶性液體供給步驟(步驟S8)與第1實施形態大致相同，因此省略詳細說明。第2相溶性液體供給步驟中，藉由對基板W之上表面供給相溶性液體，將基板W上之剝離液置換為相溶性液體。
然後，第2相溶性液體供給步驟執行固定時間後，執行第2液膜形成步驟(步驟S9)。第2液膜形成步驟中，藉由對基板W之上表面供給混合處理液，於基板W之上表面形成混合處理液之液膜(第2混合處理液膜201)。
具體而言，相溶性液體開始噴出後經過特定時間時，將相溶性液體閥56關閉。藉此，停止對基板W供給相溶性液體。然後，於對向構件6位於處理位置之狀態下，將處理液閥55打開。藉此，如圖12F所示，朝向旋轉狀態之基板W之上表面，自中央噴嘴12供給(噴出)混合處理液(第2混合處理液供給步驟、第2混合處理液噴出步驟)。第2混合處理液供給步驟中，旋轉底座21以特定之第2混合處理液速度旋轉。第2混合處理液速度例如為300 rpm。
混合處理液開始噴出前，護罩升降單元74亦可使至少一個護罩71鉛直移動以切換接住自基板W排出之液體之護罩71。
自中央噴嘴12噴出之混合處理液於旋轉狀態之基板W之上表面觸液後，藉由離心力沿基板W之上表面流向外方。因此，將基板W上之相溶性液體置換為混合處理液，形成覆蓋基板W之上表面整體之第2混合處理液膜201(第2液膜形成步驟)。
第2液膜形成步驟中對基板W之上表面供給之混合處理液係自與第1液膜形成步驟相同之噴出噴嘴(中央噴嘴12)噴出。對中央噴嘴12之第2管體32供給儲存於單一處理液罐90中之混合處理液。即，第1液膜形成步驟及第2液膜形成步驟中，自共同之處理液罐90對中央噴嘴12供給混合處理液，自中央噴嘴12朝向基板W之上表面噴出混合處理液。
混合處理液開始噴出後經過特定時間時，將處理液閥55關閉。藉此，停止對基板W供給混合處理液。混合處理液之供給停止後，對向構件升降單元61使對向構件6移動至較處理位置更下方(例如下位置)。混合處理液之噴出停止後，旋轉底座21之旋轉速度設為特定之第2薄膜化速度。第2薄膜化速度例如為300 rpm，為與第2混合處理液速度相同之旋轉速度。因此，基板W於混合處理液之噴出停止後亦與混合處理液之噴出中以相同速度旋轉。
一方面使基板W持續旋轉，另一方面停止混合處理液之噴出。因此，雖然不再對基板W之上表面供給混合處理液，混合處理液亦藉由離心力向基板W外飛散。藉此，基板W之上表面之混合處理液之量減少。因此，如圖12G所示，第2混合處理液膜201之厚度變薄(第2薄膜化步驟)。
基板W之上表面之第2混合處理液膜201經薄膜化後，執行第2固體膜形成步驟(步驟S10)。第2固體膜形成步驟中，加熱第2混合處理液膜201使第2混合處理液膜201中之溶劑蒸發，藉此形成第2固體膜211。
具體而言，與停止供給混合處理液同時地、或於停止供給混合處理液後經過特定時間後，於將對向構件6維持於下位置之狀態下將熱媒閥81打開。藉此，如圖12H所示，朝向旋轉狀態之基板W之下表面，自下表面噴嘴13供給(噴出)熱媒(第2熱媒供給步驟、第2熱媒噴出步驟)。
自下表面噴嘴13噴出之熱媒於旋轉狀態之基板W之下表面觸液後，藉由離心力沿基板W之下表面流向外方，擴散至基板W之下表面整體。藉由擴散至基板W之下表面整體之熱媒加熱基板W(基板加熱步驟)。藉由擴散至基板W之下表面整體之熱媒，介隔基板W加熱基板W之上表面之第2混合處理液膜201(第2加熱步驟)。藉由介隔基板W加熱第2混合處理液膜201，促進第2混合處理液膜201中之溶劑之蒸發。
旋轉底座21之旋轉速度設為特定之第2加熱速度。第2加熱速度例如為300 rpm。於基板W，藉由旋轉促進第2混合處理液膜201中之溶劑之蒸發。
亦可於藉由熱媒加熱基板W上之第2混合處理液膜201期間，對第2混合處理液膜201吹送惰性氣體等氣體。具體而言，將第2氣體閥58打開。藉此，如圖12H所示，自第5管體35噴出氣體。自第5管體35噴出之氣體被送入對向構件6與基板W之間之空間S，吹送至第2混合處理液膜201(參照圖12G)之上表面(第2氣體吹送步驟)。藉由氣體之吹送，促進第2混合處理液膜201中之溶劑之蒸發。
形成第2固體膜211時，亦可藉由調整排氣閥27加大排氣流量，對腔室4進行減壓(減壓步驟)。藉由腔室4內之減壓、即第2固體膜211周圍環境之減壓，促進第2混合處理液膜201中之溶劑之蒸發。
第2混合處理液膜201中之溶劑因熱媒之加熱、氣體之吹送、腔室4內之減壓、及基板W之旋轉而蒸發，固體形成物質於基板W之上表面析出。藉由固體形成物質之析出，於基板W之上表面形成第2固體膜211(第2析出步驟、第2固體膜形成步驟)。第2固體膜211與第1固體膜210(參照圖12C)同樣地，含有藉由溶劑之蒸發析出之固體狀態之固體形成物質。
與第1實施形態之第2固體膜111同樣地，第2實施形態之第2固體膜211之厚度T2較佳為設定為大於圖案高度T1，且儘可能薄(參照圖9A)。
於基板W之上表面形成第2固體膜211後，執行第2固體膜氣化去除步驟(步驟S11)。第2固體膜氣化去除步驟中，藉由以不經過液體狀態之方式使第2固體膜211昇華，將第2固體膜211自基板W之上表面去除。
具體而言，一面維持打開第2氣體閥58之狀態，一面將第1氣體閥57打開。藉此，如圖12I所示，自中央噴嘴12向對向構件6之對向面6a與基板W之上表面之間之空間S供給惰性氣體等氣體。將第1氣體閥57打開時，將對向構件6維持於較處理位置更下方(例如下位置)。
藉由於維持第2固體膜211之狀態下對空間S供給惰性氣體，將氣體狀態之固體形成物質自空間S推出，降低空間S中固體形成物質之分壓。藉此，以使空間S中固體形成物質之分壓接近蒸氣壓之方式使固體形成物質昇華(昇華步驟、氣化步驟)。再者，因對向構件6接近基板W之上表面，故容易將空間S內之氣體置換為惰性氣體。因此，可高效率地減少空間S中固體形成物質之分壓。
第1氣體閥57打開時，熱媒閥81維持打開之狀態。即，基板加熱步驟於第2固體膜氣化去除步驟中亦持續進行。因此，藉由利用熱媒加熱第2固體膜211，促進第2固體膜211之昇華(昇華步驟、氣化步驟)。
旋轉底座21之旋轉速度設為特定昇華速度。昇華速度例如為300 rpm。於基板W，藉由旋轉促進第2固體膜211之昇華(昇華步驟、氣化步驟)。
最終，與第1實施形態同樣地，位於凹凸圖案160之凹部162內之固體狀態之固體形成物質全部昇華，將第2固體膜211去除(第2去除步驟、第2固體膜氣化去除步驟)(參照圖9B)。於第2實施形態中，下表面噴嘴13、第4管體34(中央噴嘴12)、第5管體35及旋轉馬達23作為氣化單元(昇華單元)發揮功能。
又，亦可於第2固體膜形成步驟後繼續將腔室4維持為減壓狀態(減壓步驟)。藉此，促進第2固體膜211之昇華。即，FFU29及排氣單元8作為氣化單元發揮功能。較佳為第2固體膜氣化去除步驟中，減壓程度高於第2固體膜形成步驟。
第2混合處理液膜201越厚，殘留於第2固體膜211之內部應力(應變)變得越大。藉由使第2混合處理液膜201變薄，可使殘留於第2固體膜211之內部應力變小。
又，第2固體膜211越薄，第2固體膜氣化去除步驟後殘存於基板W之上表面之殘渣越少。藉由使第2混合處理液膜201變薄，可將第2固體膜211調整得較薄。藉此，可抑制第2固體膜氣化去除步驟後產生殘渣。
自基板W之上表面將第2固體膜211去除後，將熱媒閥81關閉。其後，執行乾燥步驟(步驟S12)及基板搬出(步驟S13)。
根據第2實施形態，產生與第1實施形態同樣之效果。
詳細而言，根據第2實施形態，於基板W之上表面使第1混合處理液膜200中之溶劑蒸發，析出固體形成物質。換言之，藉由使第1混合處理液膜200中之溶劑蒸發，形成第1固體膜210。然後，第1固體膜210藉由供給至基板W之上表面之剝離液之作用被自基板W之上表面剝離去除。即，可不使第1固體膜210於基板W上溶解，將第1固體膜210維持著固體狀態地自基板W之上表面去除。因此，可抑制或防止去除對象物150自第1固體膜210脫落，故可抑制或防止去除對象物150再附著於基板W之上表面。因此，可良好地洗淨基板W之上表面。
於將第1固體膜210自基板W之上表面去除後，對基板W之上表面再次供給混合處理液，藉此形成第2混合處理液膜201。然後，藉由使溶劑自第2混合處理液膜201蒸發，析出固體形成物質，形成第2固體膜211。第2固體膜211以不經過液體狀態之方式昇華，自基板W之上表面被去除。因此，可減少作用於基板W之上表面之表面張力。因此，可一面抑制或防止形成於基板W之上表面之凹凸圖案160之坍塌一面使基板W之上表面乾燥。
藉由以上，可良好地洗淨基板W之上表面，且可使基板W之上表面良好地乾燥。
又，根據第2實施形態，剝離去除之第1固體膜210與氣化去除之第2固體膜211係由同種之混合處理液形成。因此，與第1固體膜110及第2固體膜111藉由種類互不相同(固體形成物質之化學式不同)之處理液形成的基板處理相比，可簡化基板處理裝置1P。藉此，可抑制裝置成本及裝置之佔據面積。
具體而言，於第2實施形態之基板處理裝置1P中，於第1液膜形成步驟及第2液膜形成步驟之任一者中，均朝向基板W之上表面噴出自共同之處理液罐90供給至中央噴嘴12之混合處理液。因此，與第1液膜形成步驟中自中央噴嘴12噴出之處理液、及第2液膜形成步驟中自中央噴嘴12噴出之處理液係自不同之處理液罐供給至中央噴嘴12的方法相比，可減少處理液罐之數量。因此，可簡化基板處理裝置1P。
再者，「同種之混合處理液」係指混合處理液中之固體形成物質之化學式相同，「不同種類之混合處理液」係指混合處理液中之固體形成物質之化學式不同。因此，用於形成第1固體膜210之混合處理液與用於形成第2固體膜211之混合處理液即便固體形成物質之濃度或混合處理液之溫度互不相同，只要兩混合處理液之固體形成物質之化學式相同，則兩混合處理液互為同種之混合處理液。
又，剝離去除之第1固體膜210與氣化去除之第2固體膜211係由相同混合處理液形成，因此即便於以剝離液將第1固體膜210剝離去除後，基板W之上表面仍附著有第1固體膜210之殘渣之情形時，亦可於氣化去除第2固體膜211時，將第1固體膜210之殘渣與第2固體膜211共同去除。因此，可自基板W之上表面確實地去除第1固體膜210之殘渣，因此可良好地洗淨基板W之上表面，且可使基板W之上表面良好地乾燥。
又，根據第2實施形態，存在於基板W之上表面之去除對象物150於形成第1固體膜210時由第1固體膜210保持，於將第1固體膜210自基板W之上表面剝離時自基板W之上表面分離。其後，保持有去除對象物150之狀態之第1固體膜210藉由剝離液自基板W之上表面被去除。因此，可抑制或防止自基板W之上表面分離之去除對象物150再附著於基板W之上表面。
又，根據第2實施形態，第1固體膜形成步驟及第2固體膜形成步驟中，加熱混合處理液使溶劑蒸發，從而使固體形成物質析出，藉此分別形成第1固體膜210及第2固體膜211。即，可藉由混合處理液之加熱(溶劑之蒸發)這一共同方法形成第1固體膜210及第2固體膜211。因此，與第1實施形態同樣地，可簡化基板處理裝置1P。
又，根據第2實施形態，固體形成物質係自固體昇華為氣體之昇華性物質。進而，第2析出步驟中執行之基板加熱步驟於第2固體膜氣化去除步驟中亦持續進行。因此，可將加熱基板W以使溶劑蒸發時儲存於基板W之熱量用於加熱第2固體膜211。因此，於第2固體膜氣化去除步驟中，可使第2固體膜211中之固體形成物質迅速昇華。即，可使基板W之上表面迅速乾燥。因此，可進一步減少自基板W上去除混合處理液時作用於基板W之上表面之表面張力。
又，根據第2實施形態，與第1實施形態同樣地，於沖洗液供給步驟結束後且第1液膜形成步驟開始前，對基板W之上表面供給對沖洗液及混合處理液之兩者具有相溶性之相溶性液體(第1相溶性液體供給步驟)。因此，提昇選擇沖洗液及混合處理液之自由度。
又，根據第2實施形態，與第1實施形態同樣地，於剝離液供給步驟結束後且第2液膜形成步驟開始前，對基板W之上表面供給對剝離液及混合處理液之兩者具有相溶性之相溶性液體(第2相溶性液體供給步驟)。因此，提昇選擇剝離液及混合處理液之自由度。
如上所述，於第2實施形態中，下表面噴嘴13為固體形成單元之一例。然而，固體形成單元不限於下表面噴嘴13。如圖13所示，亦可將自下方與基板W之下表面對向之加熱板130用作固體形成單元(加熱單元)。
代替下表面噴嘴13設置加熱板130。加熱板130配置於旋轉底座21之上表面與由複數個吸盤銷20夾持之基板W之下表面之間。加熱板130之上表面130a與基板W之下表面之整個區域對向。
加熱板130包含板本體131、及加熱器132。板本體131俯視時略小於基板W。加熱器132可為內置於板本體131之電阻器。藉由對加熱器132通電來對加熱板130進行加熱。然後，經由供電線134，自加熱器通電單元133對加熱器132供給電力。
於板本體131之下表面，結合有沿旋轉軸線A1於鉛直方向上延伸之中空之升降軸135。升降軸135插通形成於旋轉底座21之中央部之貫通孔21a、及中空之旋轉軸22。
於升降軸135，連接有使加熱板130相對於旋轉底座21相對升降之加熱器升降單元136。加熱器升降單元136例如包含滾珠螺桿機構(未圖示)、及對其賦予驅動力之電動馬達(未圖示)。加熱器升降單元136亦稱為加熱器升降器。
加熱板130藉由加熱器升降單元136配置於與基板W之下表面接觸之位置、或接近基板W之下表面之位置，藉此可介隔基板W加熱基板W上之混合處理液。
加熱板130亦可構成為於上升至上位置之過程中，自吸盤銷20抬起基板W，藉由上表面130a支持基板W。因此，複數個吸盤銷20需要構成為可於接觸基板W之周端而抓持基板W之閉狀態、與自基板W之周端退避之開狀態之間開閉，於開狀態下，離開基板W之周端而解除抓持，另一方面，與基板W之周緣部之下表面接觸，自下方支持基板W。
又，作為第2實施形態中之固體形成單元之另一變化例，如圖14所示，可列舉內置於對向構件6之內置加熱器140。內置加熱器140配置於對向構件6之內部。內置加熱器140與對向構件6共同升降。內置加熱器140自上方與由複數個吸盤銷20夾持之基板W對向。內置加熱器140為電阻器。經由供電線144自加熱器通電單元143對內置加熱器140供給電力。
＜第3實施形態＞ 圖15係本發明之第3實施形態之基板處理裝置1Q之模式圖。於圖15以及下述圖16及圖17中，對與上述圖1～圖14所示之構成同等之構成標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
第3實施形態之基板處理裝置1Q與第1實施形態之基板處理裝置1之不同之處在於：基板處理裝置1Q具備濕式處理單元2W及乾式處理單元2D。濕式處理單元2W之構成為與圖2所示之處理單元2或圖11所示之處理單元2P相同之構成。即，濕式處理單元2W之腔室4為收容處理液供給單元、固體形成單元及剝離液供給單元之第1腔室之一例。
於圖15中，表示如下之例：乾式處理單元2D包含向腔室4D(第2腔室)內導引處理氣體之處理氣體配管190、及作為使腔室4D內之處理氣體變為電漿之電漿單元的電漿產生裝置191。電漿產生裝置191包含配置於基板W之上方之上電極192、配置於基板W之下方，載置基板W之下電極193。
電漿產生裝置191使腔室4D內之處理氣體變為電漿，藉由以氧自由基等產生之分解反應及氧化反應等化學反應，可使基板W上之第2固體膜111、211不經過液體狀態地氣化。
藉由第3實施形態之基板處理裝置1Q進行之基板處理中，藉由搬送機器人CR將基板W搬入濕式處理單元2W之腔室4(第1腔室)內後，於腔室4內，執行圖6所示之藥液處理步驟(步驟S2)至第2固體膜形成步驟(步驟S10)。即，於藥液處理步驟(步驟S2)開始後至第2固體膜形成步驟(步驟S10)結束期間，基板W由腔室4內之旋轉吸盤5保持(第1基板保持步驟)。
其後，如圖15所示，藉由搬送機器人CR，將於上表面形成有第2固體膜111、211之基板W自濕式處理單元2W之腔室4搬出，搬入乾式處理單元2D之腔室4D(搬送步驟)。搬送機器人CR為搬送單元之一例。
然後，基板W上之第2固體膜111、211藉由因腔室4D內之電漿引起之化學反應，不經過液體而變為氣體。藉此，自基板W上去除第2固體膜111、211(第2固體膜氣化去除步驟)。如此，於執行第2固體膜氣化去除步驟期間，基板W載置(保持)於下電極193(第2基板保持步驟)。
根據第3實施形態，基板W於第1液膜形成步驟開始後至第2固體膜形成步驟結束期間，保持於濕式處理單元2W之腔室4(第1腔室)內，於執行第2固體膜氣化去除步驟期間，保持於乾式處理單元2D之腔室4D(第2腔室)內。因此，可將腔室4D之構成設為專用於第2固體膜111、2111之氣化者(例如上述具備電漿產生裝置191之構成)。因此，可使第2固體膜111、211氣化從而使基板W之上表面良好地乾燥。
於基板處理裝置1Q具備濕式處理單元2W及乾式處理單元2D之構成中，氣化單元亦可為電漿產生裝置191以外之單元。例如，如圖16所示，乾式處理單元2D亦可包含載置基板W之底座170、及朝向底座170所保持之基板W之上表面照射UV等光之光照射燈171。於該情形時，基板W上之第2固體膜111、211藉由光之照射分解，不經過液體狀態而變為氣體。
於將圖15所示之電漿產生裝置191或圖16所示之光照射燈171用作氣化單元之情形時，第2固體膜111、211藉由化學反應氣化。因此，處理液所包含之固體形成物質亦可並非昇華性物質。
又，如圖17所示，乾式處理單元2D亦可包含載置基板W並加熱基板W之加熱板180作為氣化單元。加熱板180包含板本體181、及內置於板本體181之加熱器182。藉由對加熱器182通電來對加熱板180進行加熱。自加熱器通電單元183對加熱器182供給電力。於使用加熱板180作為氣化單元之情形時，使用藉由加熱形成第2固體膜211之混合處理液作為處理液。藉由介隔基板W利用加熱板180加熱基板W上之第2固體膜211，使其不經過液體狀態而昇華。
本發明並不限定於以上說明之實施形態，可進而以其他形態實施。
例如，於上述實施形態中，自第1移動噴嘴10噴出藥液，自第2移動噴嘴11噴出剝離液，自中央噴嘴12噴出處理液(混合處理液、熔融處理液)、沖洗液、相溶性液體、及惰性氣體。然而，亦可自第1移動噴嘴10噴出藥液以外之處理流體，亦可自第2移動噴嘴11噴出剝離液以外之處理流體。又，亦可自中央噴嘴12噴出藥液或剝離液。
於上述實施形態中，自第2移動噴嘴11噴出IPA/DIW混合液作為剝離液。然而，亦可將對中央噴嘴12供給之作為沖洗液之DIW與作為相溶性液體之IPA混合，自中央噴嘴12噴出作為剝離液之IPA/DIW混合液。
於上述實施形態中，使用對沖洗液、處理液及剝離液具有相溶性之液體作為相溶性液體。然而，亦可與上述實施形態不同，亦可準備不同作為對沖洗液及處理液之兩者具有相溶性之第1相溶性液體、及對處理液及剝離液之兩者具有相溶性之第2相溶性液體。
又，第2實施形態之第1固體膜210及第2固體膜211亦可利用藉由賦予超音波而於混合處理液中析出之固體形成物質形成。
又，第1實施形態之第1固體膜110及第2固體膜111亦可不進行冷卻，藉由於對基板W之上表面供給熔融處理液之狀態下放置形成。因此，作為構成熔融處理液之固體形成物質，必須使用具有較常溫更高之熔點(凝固點)之物質。具體而言，若自噴嘴噴出藉由預先加熱具有較常溫更高之熔點(凝固點)之固體形成物質而準備的熔融處理液，則於基板W之上表面觸液之熔融處理液於基板W之上表面自然冷卻凝固。藉此，形成第1固體膜110或第2固體膜111。
又，第2實施形態之第1固體膜210及第2固體膜211亦可不進行氣體之吹送、加熱、基板W之旋轉等，藉由放置基板W形成。因此，較佳為選擇揮發性較高者作為混合處理液之溶劑。
又，於第2實施形態中，自中央噴嘴12(第4管體34)及第5管體35對空間S供給之氣體之溫度亦可設定為高於常溫之溫度。於該情形時，於第1固體膜形成步驟及第2固體膜形成步驟中，可促進溶劑之蒸發從而分別促進第1固體膜210之形成及第2固體膜211之形成。又，於自中央噴嘴12(第4管體34)及第5管體35對空間S供給之氣體設定為高於常溫之溫度之情形時，於第2固體膜氣化去除步驟中，可促進第2固體膜211之昇華。
又，第2固體膜氣化去除步驟中，作為對第2固體膜111、211之氣體，亦可使用臭氧氣體等活性氣體，使第2固體膜111、211氧化氣化。
又，亦可不使用熱媒而僅藉由吹送氣體來形成第1固體膜210。
第1固體膜110、210及第2固體膜111、211之形成及氣化可組合上述方法進行。
例如，形成熔融處理液之凝固體即第1固體膜110時，可使用自然冷卻、利用冷卻板120(參照圖10)或對向構件6之冷卻、及利用冷媒供給(參照圖2)之冷卻之至少一種方法進行。
又，熔融處理液之凝固體即第2固體膜111之氣化可使用氣體之吹送、氣體之減壓及基板W之旋轉之至少任一種方法進行。
又，形成來自混合處理液之析出物即第2固體膜211時，可使用利用加熱器(加熱器132、內置加熱器140)之加熱、利用熱媒供給之加熱、氣體之吹送、超音波之賦予、氣體之減壓及基板W之旋轉之至少任一種方法進行。
又，來自混合處理液之析出物即第2固體膜211之氣化可使用利用加熱器(加熱器132、內置加熱器140、加熱器182)之加熱、利用熱媒供給之加熱、氣體之吹送、UV照射、電漿照射、超音波之賦予、氣體之減壓、及基板W之旋轉之至少任一種方法進行。
又，用於形成第1固體膜110之熔融處理液與用於形成第2固體膜111之熔融處理液亦可溫度互不相同。同樣地，用於形成第1固體膜210之混合處理液與用於形成第2固體膜211之混合處理液亦可混合處理液中之固體形成物質之濃度或混合處理液之溫度互不相同。
又，於上述實施形態之基板處理中，於第1液膜形成步驟(步驟S5)之前執行藥液處理步驟(步驟S2)、沖洗步驟(步驟S3)及第1相溶性液體供給步驟(步驟S4)。然而，亦可於搬入基板處理裝置1、1P、1Q前以別的裝置執行藥液處理步驟(步驟S2)～第1相溶性液體供給步驟(步驟S4)後，搬入基板處理裝置1、1P、1Q。即，於基板處理裝置1、1P、1Q中，亦可於基板搬入(步驟S1)後，不執行藥液處理步驟(步驟S2)～第1相溶性液體供給步驟(步驟S4)而執行第1液膜形成步驟(步驟S5)。
又，於沖洗液與熔融處理液可混和之情形時，可不同於第1實施形態之基板處理，省略第1相溶性液體供給步驟(步驟S4)。同樣地，於熔融處理液與剝離液可混和之情形時，可不同於第1實施形態之基板處理，省略第2相溶性液體供給步驟(步驟S8)。
又，於沖洗液與混合處理液可混和之情形時，可不同於第2實施形態之基板處理，省略第1相溶性液體供給步驟(步驟S4)。同樣地，於混合處理液與剝離液可混和之情形時，可不同於第2實施形態之基板處理，省略第2相溶性液體供給步驟(步驟S8)。
對本發明之實施形態進行了詳細說明，但該等僅為用以表明本發明之技術內容之具體例，本發明不應受該等具體例限定解釋，本發明之範圍僅由隨附之專利申請範圍限定。
本申請案與2018年11月22日於日本專利廳提出申請之日本專利特願2018-219429號對應，該申請案之所有解釋藉由引用併入本文。
1:基板處理裝置 1P:基板處理裝置 1Q:基板處理裝置 2:處理單元 2D:乾式處理單元 2P:處理單元 2W:濕式處理單元 3:控制器 3A:處理器 3B:記憶體 4:腔室 4D:腔室 5:旋轉吸盤 6:對向構件 6a:對向面 7:處理承杯 8:排氣單元 9:流體箱 10:第1移動噴嘴 11:第2移動噴嘴 12:中央噴嘴 12a:噴出口 13:下表面噴嘴 13a:噴出口 20:吸盤銷 21:旋轉底座 21a:貫通孔 22:旋轉軸 22a:內部空間 23:旋轉馬達 24:間隔壁 24a:搬入搬出口 25:擋板 26:排氣管道 27:排氣閥 28:排氣裝置 30:套管 31:第1管體 32:第2管體 33:第3管體 34:第4管體 35:第5管體 36:第1噴嘴移動單元 37:第2噴嘴移動單元 40:藥液配管 41:共同配管 42:IPA配管 43:DIW配管 44:沖洗液配管 45:處理液配管 46:相溶性液體配管 47:第1氣體配管 48:第2氣體配管 49:冷媒配管 50:藥液閥 51:共同閥 52:IPA閥 53:DIW閥 54:沖洗液閥 55:處理液閥 56:相溶性液體閥 57:第1氣體閥 58:第2氣體閥 59:冷媒閥 60:中空軸 60a:內部空間 61:對向構件升降單元 71:護罩 71A:第1護罩 71B:第2護罩 72:承杯 72A:第1承杯 72B:第2承杯 73:外壁構件 74:護罩升降單元 80:熱媒配管 81:熱媒閥 90:處理液罐 91:新液配管 92:新液閥 93:處理液供給源 94:泵 95:過濾器 100:第1熔融處理液膜 101:第2熔融處理液膜 110:第1固體膜 111:第2固體膜 120:冷卻板 120a:上表面 121:內置冷媒管 122:冷媒供給管 123:冷媒排出管 124:冷媒供給閥 125:升降軸 126:冷卻器升降單元 130:加熱板 130a:上表面 131:板本體 132:加熱器 133:加熱器通電單元 134:供電線 135:升降軸 136:加熱器升降單元 140:內置加熱器 143:加熱器通電單元 144:供電線 150:去除對象物 160:凹凸圖案 161:構造體 161a:表面 161b:末端面 161c:側面 162:凹部 162a:底面 165:圖案面 170:底座 171:光照射燈 180:加熱板 181:板本體 182:加熱器 183:加熱器通電單元 190:處理氣體配管 191:電漿產生裝置 192:上電極 193:下電極 200:第1混合處理液膜 201:第2混合處理液膜 210:第1固體膜 211:第2固體膜 2111:第2固體膜 A1:旋轉軸線 C:載體 CR:搬送機器人 IR:搬送機器人 LP:負載埠 S:空間 T1:圖案高度 T2:厚度 W:基板
圖1係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置之內部之佈局的模式性俯視圖。 圖2係上述基板處理裝置所具備之處理單元之模式圖。 圖3係表示對上述處理單元所具備之中央噴嘴供給處理液之構成之模式圖。 圖4係表示上述基板處理裝置之主要部分之電性構成之方塊圖。 圖5係用以對藉由上述基板處理裝置處理之基板之圖案面之構造之一例進行說明的模式性剖視圖。 圖6係用以對藉由上述基板處理裝置進行之基板處理之一例進行說明的流程圖。 圖7A係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖7B係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖7C係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖7D係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖7E係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖7F係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖7G係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖7H係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖7I係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖7J係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖7K係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖7L係表示上述基板處理之圖解性剖視圖。 圖8A係表示上述基板處理中第1固體膜之剝離之情況之圖解性剖視圖。 圖8B係表示上述基板處理中第1固體膜之剝離之情況之圖解性剖視圖。 圖9A係表示上述基板處理中第2固體膜之氣化之情況之圖解性剖視圖。 圖9B係表示上述基板處理中第2固體膜之氣化之情況之圖解性剖視圖。 圖10係表示第1實施形態之處理單元所具備之固體形成單元之變化例的模式圖。 圖11係本發明之第2實施形態之基板處理裝置所具備之處理單元之模式圖。 圖12A係表示藉由第2實施形態之基板處理裝置進行之基板處理的圖解性剖視圖。 圖12B係表示藉由第2實施形態之基板處理裝置進行之基板處理的圖解性剖視圖。 圖12C係表示藉由第2實施形態之基板處理裝置進行之基板處理的圖解性剖視圖。 圖12D係表示藉由第2實施形態之基板處理裝置進行之基板處理的圖解性剖視圖。 圖12E係表示藉由第2實施形態之基板處理裝置進行之基板處理的圖解性剖視圖。 圖12F係表示藉由第2實施形態之基板處理裝置進行之基板處理的圖解性剖視圖。 圖12G係表示藉由第2實施形態之基板處理裝置進行之基板處理的圖解性剖視圖。 圖12H係表示藉由第2實施形態之基板處理裝置進行之基板處理的圖解性剖視圖。 圖12I係表示藉由第2實施形態之基板處理裝置進行之基板處理的圖解性剖視圖。 圖13係表示第2實施形態之處理單元所具備之固體形成單元之變化例的模式圖。 圖14係表示第2實施形態之處理單元所具備之固體形成單元之另一變化例的模式圖。 圖15係本發明之第3實施形態之基板處理裝置之模式圖。 圖16係表示第3實施形態之基板處理裝置之變化例之模式圖。 圖17係表示第3實施形態之基板處理裝置之另一變化例的模式圖。 圖18係用以對表面張力引起圖案坍塌之原理進行說明的圖解性剖視圖。

Claims (14)

  1. 一種基板處理方法，其包含：第1液膜形成步驟，其係藉由將處理液供給至基板之表面，於上述基板之表面形成上述處理液之第1液膜，上述處理液係固體形成物質之熔融液；第1固體膜形成步驟，其係由上述第1液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第1固體膜；第1固體膜剝離去除步驟，其係藉由將剝離上述第1固體膜之剝離液供給至上述基板之表面，而自上述基板之表面剝離並去除上述第1固體膜；第2液膜形成步驟，其係於將上述第1固體膜自上述基板之表面去除後，對上述基板之表面供給上述處理液，藉此於上述基板之表面形成上述處理液之第2液膜；第2固體膜形成步驟，其係由上述第2液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第2固體膜；第2固體膜氣化去除步驟，其係以不經過液體狀態之方式使上述第2固體膜氣化，將上述第2固體膜自上述基板之表面去除；第1冷卻步驟，其係以於上述第1固體膜形成步驟中使上述第1液膜凝固之方式冷卻上述第1液膜；及第2冷卻步驟，其係以於上述第2固體膜形成步驟中使上述第2液膜凝固之方式冷卻上述第2液膜；上述第1冷卻步驟於上述第1固體膜剝離去除步驟中亦持續進行。
  2. 一種基板處理方法，其包含：第1液膜形成步驟，其係藉由將處理液供給至基板之表面，於上述基板之表面形成上述處理液之第1液膜，上述處理液係固體形成物質之熔融液；第1固體膜形成步驟，其係由上述第1液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第1固體膜；第1固體膜剝離去除步驟，其係藉由將剝離上述第1固體膜之剝離液供給至上述基板之表面，而自上述基板之表面剝離並去除上述第1固體膜；第2液膜形成步驟，其係於將上述第1固體膜自上述基板之表面去除後，對上述基板之表面供給上述處理液，藉此於上述基板之表面形成上述處理液之第2液膜；第2固體膜形成步驟，其係由上述第2液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第2固體膜；第2固體膜氣化去除步驟，其係以不經過液體狀態之方式使上述第2固體膜氣化，將上述第2固體膜自上述基板之表面去除；第1冷卻步驟，其係以於上述第1固體膜形成步驟中使上述第1液膜凝固之方式冷卻上述第1液膜；及第2冷卻步驟，其係以於上述第2固體膜形成步驟中使上述第2液膜凝固之方式冷卻上述第2液膜；上述第2冷卻步驟於上述第2固體膜氣化去除步驟中亦持續進行。
  3. 如請求項1或2之基板處理方法，其中上述第1固體膜形成步驟包含形成保持上述基板之表面存在之去除對象物之上述第1固體膜的步驟，且上述第1固體膜剝離去除步驟包含將保持有上述去除對象物之狀態之上述第1固體膜自上述基板之表面剝離的步驟。
  4. 如請求項1或2之基板處理方法，其中於上述第1液膜形成步驟及上述第2液膜形成步驟中，自共同之處理液罐對噴出噴嘴供給上述處理液，自上述噴出噴嘴朝向上述基板之表面噴出上述處理液。
  5. 如請求項1或2之基板處理方法，其進而包含：藥液供給步驟，其係於上述第1液膜形成步驟開始前對上述基板之表面供給藥液；沖洗液供給步驟，其係於上述藥液供給步驟結束後且上述第1液膜形成步驟開始前，將沖洗附著於上述基板之表面之上述藥液之沖洗液供給至上述基板之表面；及第1相溶性液體供給步驟，其係於上述沖洗液供給步驟結束後且上述第1液膜形成步驟開始前，將對上述沖洗液及上述處理液之兩者具有相溶性之第1相溶性液體供給至上述基板之表面。
  6. 如請求項1或2之基板處理方法，其進而包含第2相溶性液體供給步驟，其係於上述第1固體膜剝離去除步驟結束後且上述第2液膜形成步驟開始前，將對上述剝離液及上述處理液之兩者具有相溶性之第2相溶性液體供給至上述基板之表面。
  7. 如請求項1或2之基板處理方法，其進而包含：第1基板保持步驟，其係於上述第1液膜形成步驟開始後至上述第2固體膜形成步驟結束期間，將上述基板保持於第1腔室內；搬送步驟，其係將形成有上述第2固體膜之狀態之上述基板自上述第1腔室搬送至第2腔室；及第2基板保持步驟，其係於執行上述第2固體膜氣化去除步驟期間，將上述基板保持於上述第2腔室內。
  8. 一種基板處理裝置，其包含：處理液供給單元，其將處理液供給至基板之表面，上述處理液係固體形成物質之熔融液；固體形成單元，其由上述基板之表面上之上述處理液形成固體狀態之上述固體形成物質；剝離液供給單元，其對上述基板之表面供給將固體狀態之上述固體形成物質自上述基板之表面剝離之剝離液；氣化單元，其使固體狀態之上述固體形成物質以不經過液體狀態之方式於上述基板之表面上氣化；冷卻單元，其冷卻上述基板；及控制器，其控制上述處理液供給單元、上述固體形成單元、上述剝離液供給單元、上述氣化單元及上述冷卻單元；且上述控制器執行：第1液膜形成步驟，其係自上述處理液供給單元對上述基板之表面供給上述處理液，於上述基板之表面形成上述處理液之第1液膜；第1固體膜形成步驟，其係藉由上述固體形成單元，由上述第1液 膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第1固體膜；第1固體膜剝離去除步驟，其係藉由自上述剝離液供給單元對上述基板之上表面供給上述剝離液，而自上述基板之表面剝離並去除上述第1固體膜；第2液膜形成步驟，其係將上述第1固體膜自上述基板之表面去除後，自上述處理液供給單元對上述基板之表面供給上述處理液，藉此於上述基板之表面形成上述處理液之第2液膜；第2固體膜形成步驟，其係藉由上述固體形成單元，由上述第2液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第2固體膜；及第2固體膜氣化去除步驟，其係藉由上述氣化單元使上述第2固體膜氣化，自上述基板之表面去除上述第2固體膜，上述控制器執行：第1冷卻步驟，其係以於上述第1固體膜形成步驟中使上述第1液膜凝固之方式，藉由上述冷卻單元介隔上述基板冷卻上述第1液膜；及第2冷卻步驟，其係以於上述第2固體膜形成步驟中使上述第2液膜凝固之方式，藉由上述冷卻單元介隔上述基板冷卻上述第2液膜；上述第1冷卻步驟於上述第1固體膜剝離去除步驟中亦持續進行。
  9. 一種基板處理裝置，其包含：處理液供給單元，其將處理液供給至基板之表面，上述處理液係固體形成物質之熔融液；固體形成單元，其由上述基板之表面上之上述處理液形成固體狀態之上述固體形成物質；剝離液供給單元，其對上述基板之表面供給將固體狀態之上述固體形成物質自上述基板之表面剝離之剝離液；氣化單元，其使固體狀態之上述固體形成物質以不經過液體狀態之 方式於上述基板之表面上氣化；冷卻單元，其冷卻上述基板；及控制器，其控制上述處理液供給單元、上述固體形成單元、上述剝離液供給單元、上述氣化單元及上述冷卻單元；且上述控制器執行：第1液膜形成步驟，其係自上述處理液供給單元對上述基板之表面供給上述處理液，於上述基板之表面形成上述處理液之第1液膜；第1固體膜形成步驟，其係藉由上述固體形成單元，由上述第1液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第1固體膜；第1固體膜剝離去除步驟，其係藉由自上述剝離液供給單元對上述基板之上表面供給上述剝離液，而自上述基板之表面剝離並去除上述第1固體膜；第2液膜形成步驟，其係將上述第1固體膜自上述基板之表面去除後，自上述處理液供給單元對上述基板之表面供給上述處理液，藉此於上述基板之表面形成上述處理液之第2液膜；第2固體膜形成步驟，其係藉由上述固體形成單元，由上述第2液膜形成含有固體狀態之上述固體形成物質之第2固體膜；及第2固體膜氣化去除步驟，其係藉由上述氣化單元使上述第2固體膜氣化，自上述基板之表面去除上述第2固體膜，上述控制器執行：第1冷卻步驟，其係以於上述第1固體膜形成步驟中使上述第1液膜凝固之方式，藉由上述冷卻單元介隔上述基板冷卻上述第1液膜；及第2冷卻步驟，其係以於上述第2固體膜形成步驟中使上述第2液膜凝固之方式，藉由上述冷卻單元介隔上述基板冷卻上述第2液膜；上述第2冷卻步驟於上述第2固體膜氣化去除步驟中亦持續進行。
  10. 如請求項8或9之基板處理裝置，其於上述第1固體膜形成步驟中，形 成保持上述基板之表面存在之去除對象物之上述第1固體膜，且於上述第1固體膜剝離去除步驟中，將保持有上述去除對象物之狀態之上述第1固體膜自上述基板之表面剝離。
  11. 如請求項8或9之基板處理裝置，其進而包含儲存上述處理液之處理液罐，上述處理液供給單元包含對上述基板之表面噴出上述處理液之噴出噴嘴，且上述控制器於上述第1液膜形成步驟及上述第2液膜形成步驟中，使自上述處理液罐供給至上述噴出噴嘴之上述處理液自上述噴出噴嘴朝向上述基板之表面噴出。
  12. 如請求項8或9之基板處理裝置，其進而包含：藥液供給單元，其對上述基板之表面供給藥液；沖洗液供給單元，其將沖洗附著於上述基板之表面之上述藥液之沖洗液供給至上述基板之表面；及第1相溶性液體供給單元，其將對上述沖洗液及上述處理液之兩者具有相溶性之第1相溶性液體供給至上述基板之表面，上述控制器執行：藥液供給步驟，其係於上述第1液膜形成步驟開始前自上述藥液供給單元對上述基板之表面供給藥液；沖洗液供給步驟，其係於上述藥液供給步驟結束後且上述第1液膜形成步驟開始前，自上述沖洗液供給單元將上述沖洗液供給至上述基板之表面；及第1相溶性液體供給步驟，其係於上述沖洗液供給步驟結束後且上述第1液膜形成步驟開始 前，自上述第1相溶性液體供給單元將第1相溶性液體供給至上述基板之表面。
  13. 如請求項8或9之基板處理裝置，其進而包含第2相溶性液體供給單元，其將對上述剝離液及上述處理液之兩者具有相溶性之第2相溶性液體供給至上述基板之表面，上述控制器執行：第2相溶性液體供給步驟，其係於上述第1固體膜剝離去除步驟結束後且上述第2液膜形成步驟開始前，自上述第2相溶性液體供給單元將上述第2相溶性液體供給至上述基板之表面。
  14. 如請求項8或9之基板處理裝置，其進而包含：第1腔室，其收容上述處理液供給單元、上述固體形成單元及上述剝離液供給單元；第2腔室，其收容上述氣化單元；及搬送單元，其將上述基板自上述第1腔室搬送至上述第2腔室；且上述控制器執行：第1基板保持步驟，其係於上述第1液膜形成步驟開始後至上述第2固體膜形成步驟結束期間，將上述基板保持於上述第1腔室內；搬送步驟，其係藉由上述搬送單元，將形成有上述第2固體膜之狀態之上述基板自上述第1腔室搬送至上述第2腔室；及第2基板保持步驟，其係於執行上述第2固體膜氣化去除步驟期間，將上述基板保持於上述第2腔室內。
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