TWI471931B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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TWI471931B
TWI471931B TW100134594A TW100134594A TWI471931B TW I471931 B TWI471931 B TW I471931B TW 100134594 A TW100134594 A TW 100134594A TW 100134594 A TW100134594 A TW 100134594A TW I471931 B TWI471931 B TW I471931B
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Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係關於一種處理基板之基板處理裝置及基板處理方法。成為處理對象之基板包含有例如半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示用基板、FED(Field Emission Display，場發射顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板、太陽能電池用基板等。
於半導體裝置或液晶顯示裝置等之製造步驟中，係利用處理液對半導體晶圓或液晶顯示裝置用玻璃基板等基板進行處理。逐片地處理基板之單片式基板處理裝置，例如具備有：旋轉夾頭，其使基板保持水平且使該基板繞著通過該基板中心之鉛直軸線旋轉；噴嘴，其朝向由此旋轉夾頭所保持之基板之上表面中央部噴出處理液；及處理室，其收納旋轉夾頭及噴嘴(例如參照U.S. Patent Application Publication No. 2008/017222 A1)。
於U.S. Patent Application Publication No. 2008/017222 A1所記載之基板處理裝置中，於旋轉夾頭使基板旋轉之狀態下若自噴嘴噴出處理液，所噴出之處理液將供給至基板之上表面中央部。藉此，於基板之上表面中央部形成大致圓形之處理液之液膜。然後，此處理液之液膜受到基板旋轉所產生之離心力而向外側擴散。而且，此處理液之液膜藉由後續之處理液供給至基板之上表面而向外側擴散。因此，處理液之液膜係以大致圓形之狀態沿著基板之上表面擴散。
然而，當基板之上表面為疏水性之情形時，處理液之液膜存在不以大致圓形之狀態擴散至基板之上表面周緣部，而於到達基板之上表面周緣部前呈輻射狀擴散之情形。即當基板之上表面為疏水性之情形時，存在形成有自大致圓形之處理液之液膜的外緣朝直徑方向延伸之複數條處理液之條紋。此時，由於處理液未供給至基板之上表面整個區域，因此無法均勻地處理基板之上表面。而且，懸浮於處理室內之處理液之噴霧或微粒附著於基板之上表面中未被處理液所覆蓋之區域，而有污染基板之虞。
例如，若將處理液以高流量自噴嘴噴出，同時使基板以高速旋轉，則即便基板之上表面為疏水性，亦可抑制或防止基板之上表面之一部分露出。然而，若將處理液以高流量自噴嘴噴出，由於會增加處理液之消耗量，因此會使運轉成本增加。又，若使基板以高速旋轉，由於自基板飛散之處理液之速度會增加，因此飛散之處理液衝撞設置於基板周圍之構件時之衝擊增加。因此，處理液之噴霧之產生量會增加，而有處理液之噴霧附著於基板或處理室內之構件之虞。
因此，本發明之目的在於提供一種可一邊降低處理液之消耗量，一邊可將處理液供給至基板主表面整個區域之基板處理裝置及基板處理方法。
本發明之一實施形態係提供一種基板處理裝置，其包含有：基板保持單元，其在不接觸於基板主表面之狀態下使該基板保持水平；處理液供給單元，其將處理液供給至由上述基板保持單元所保持基板之主表面；及親水面配置單元，其沿著上述基板之主表面周緣部配置與保持於由上述基板保持單元所保持基板之主表面之處理液之液膜接觸的環狀親水面。
基板之主表面既可為基板之上表面，亦可為基板之下表面。
於將液體供給至親水性之固體表面之情形時，液體係沿著固體表面擴散，形成薄液膜。另一方面，於將液體供給至疏水性之固體表面之情形時，液體不會沿著固體表面擴散，形成液滴。即，親水性之固體表面容易被潤濕，而疏水性之固體表面不易被潤濕。然而，本案發明者發現即便於固體表面包含疏水性之區域之情形時，亦可與將液體供給至親水性之固體表面之情形同樣地，使液體沿著固體表面擴散。
具體而言，本案發明者發現於固體表面被液體所覆蓋之區域(被覆區域)與未被液體覆蓋之區域(未被覆區域)之界線(液體表面與固體表面交界處)，對液體之擴散有很大之影響。即，如圖11所示，即便於固體表面包含疏水性之區域之情形時，若被覆區域與未被覆區域之界線到達親水性之區域，則供給至固體表面之液體亦與將液體供給至親水性之固體表面之情形同樣地，沿著固體表面擴散，形成薄液膜。因此，若可使被覆區域與未被覆區域之界線到達親水性之區域，就能夠以較少之液量潤濕寬廣之範圍。
根據此構成，藉由基板保持單元，可在不接觸於基板主表面之狀態下使該基板保持水平。又，藉由處理液供給單元，將處理液供給至由基板保持單元所保持基板之主表面，藉此可形成覆蓋基板主表面之處理液之液膜。而且，親水面配置單元可沿著基板之主表面周緣部配置與保持於基板主表面之處理液之液膜接觸之環狀親水面。藉此，可使被覆區域與未被覆區域之界線位於親水性之區域即親水面。因此，即便基板之主表面為疏水性之情形、或於基板之主表面包含疏水性之區域之情形時，亦可一邊減少處理液之消耗量，一邊藉由處理液覆蓋基板之主表面整個區域。
上述親水面配置單元亦可包含沿著包含保持於上述基板保持單元之基板主表面之水平面配置，且包圍上述基板之主表面周緣部之環狀親水面。
於此情形時，藉由處理液供給單元將處理液供給至由基板保持單元所保持基板之主表面，藉此可使保持於基板主表面之處理液之液膜的外緣到達環狀親水面。即，可使被覆區域與未被覆區域之界線位於親水性之區域即環狀親水面。因此，即便基板之主表面為疏水性之情形或於基板之主表面包含疏水性之區域之情形時，亦可一邊減少處理液之消耗量，一邊藉由處理液覆蓋基板之主表面整個區域。
又，亦可進一步包含沿著包含保持於上述基板保持單元之基板主表面之水平面配置，且包圍上述環狀親水面之環狀疏水面。
於此情形時，環狀親水面係由環狀疏水面所包圍。而環狀疏水面為疏水性。因此，當處理液自環狀親水面移動至環狀疏水面時，阻力將施加於該處理液，而使處理液停留於環狀疏水面之內側。藉此，可使處理液滯留於環狀疏水面之內側，而維持基板之主表面整個區域被處理液覆蓋之狀態。藉此，可進一步減少處理液之消耗量。
又，上述基板保持單元，亦可以在不接觸於基板之上表面及下表面之狀態下使該基板保持水平之方式所構成。上述處理液供給單元亦可以將處理液供給至由上述基板保持單元所保持之基板之上表面及下表面之方式所構成。上述環狀親水面亦可包含有：沿著包含保持於上述基板保持單元之基板上表面之水平面配置，且包圍上述基板之上表面周緣部之上側環狀親水面；及沿著包含保持於上述基板保持單元之基板下表面之水平面配置，且包圍上述基板之下表面周緣部之下側環狀親水面。
於此情形時，藉由基板保持單元，可在不接觸於基板之上表面及下表面之狀態下使該基板保持水平。因此，藉由自處理液供給單元將處理液供給至由基板保持單元所保持基板之上表面及下表面，可形成覆蓋基板之上表面整個區域之處理液之液膜及覆蓋基板之下表面整個區域之處理液之液膜。而且，使保持於基板上表面之處理液之液膜之外緣到達上側環狀親水面，使保持於基板下表面之處理液之液膜之外緣到達下側環狀親水面，藉此，即便於基板之上表面及下表面為疏水性之情形或基板之上表面及下表面包含疏水性之區域之情形時，亦可一邊減少處理液之消耗量，一邊藉由處理液覆蓋基板之上表面整個區域及下表面整個區域。藉此，可一邊減少處理液之消耗量，一邊對基板之上表面及下表面進行處理。又，由於可同時處理基板之上表面及下表面，因此可縮短處理時間。
又，上述親水面配置單元亦可包含與由上述基板保持單元所保持基板之主表面周緣部對向的環狀之對向親水面。
於此情形時，由於設置有與保持於基板保持單元之基板之主表面周緣部對向的環狀之對向親水面，因此，藉由利用處理液供給單元將處理液供給至由基板保持單元所保持基板之主表面，可使處理液進入基板之主表面周緣部與對向親水面之間。藉此，可使保持於基板主表面之處理液之液膜之外緣到達對向親水面。即，可使被覆區域與未被覆區域之界線位於親水性之區域即對向親水面。因此，即便基板之主表面為疏水性之情形或於基板之主表面包含疏水性之區域之情形時，亦可一邊減少處理液之消耗量，一邊利用處理液覆蓋基板之主表面整個區域。
上述基板處理裝置亦可進一步包含包圍上述對向親水面之環狀疏水面。
於此情形時，由於對向親水面係由環狀疏水面所包圍，因此當處理液自對向親水面移動至外側時，來自環狀疏水面之阻力將施加於處理液，而使處理液停留於環狀疏水面之內側。因此，即便不以高流量將處理液供給至基板，亦可確實地維持基板之主表面整個區域被處理液覆蓋之狀態。因此，可一邊減少處理液之消耗量，一邊將處理液供給至基板之主表面整個區域。
又，上述親水面配置單元，亦可包含使保護基板之主表面不受處理液影響之保護液供給至由上述基板保持單元所保持之基板之主表面周緣部之保護液供給單元。
於此情形時，藉由保護液供給單元，將保護液供給至由基板保持單元所保持基板之主表面周緣部，藉此可保護基板之主表面周緣部不受處理液影響。具體而言，例如基板之主表面為親水性，即便自處理液供給單元所供給之處理液，為使基板之主表面變化為疏水性之處理液，藉由利用保護液保護基板之主表面周緣部，亦可使基板之主表面周緣部維持親水性。藉此，可使被覆區域與未被覆區域之界線位於親水性之區域即基板之主表面周緣部。因此，即便於基板之主表面包含疏水性之區域之情形時，亦可一邊減少處理液之消耗量，一邊利用處理液覆蓋基板之主表面整個區域。
又，上述基板保持單元，亦可以在不接觸於基板之上表面及下表面之狀態下使該基板保持水平之方式所構成。上述處理液供給單元，亦可以將處理液供給至由上述基板保持單元所保持基板之上表面及下表面之方式所構成。上述保護液供給單元，亦可包含將上述保護液供給至由上述基板保持單元所保持基板之上表面周緣部之上表面保護液供給單元、及將上述保護液供給至由上述基板保持單元所保持基板之下表面周緣部之下表面保護液供給單元。
於此情形時，藉由上表面保護液供給單元，將保護液供給至由基板保持單元所保持基板之上表面周緣部，藉此可保護基板之上表面周緣部不受處理液影響。同樣地，藉由下表面保護液供給單元，將保護液供給至由基板保持單元所保持基板之下表面周緣部，藉此可保護基板之下表面周緣部不受處理液影響。藉此，可使被覆區域與未被覆區域之界線位於親水性之區域即基板之上表面周緣部及下表面周緣部。因此，即便於基板之上表面及下表面包含疏水性之區域之情形時，亦可一邊減少處理液之消耗量，一邊利用處理液覆蓋基板之上表面整個區域及下表面整個區域。藉此，可一邊減少處理液之消耗量，一邊對基板之上表面及下表面進行處理。又，由於可同時處理基板之上表面及下表面，因此可縮短處理時間。
又，本發明之其他實施形態係提供一種基板處理方法，其包含有：處理液供給步驟，其將處理液供給至在基板保持單元不接觸於基板主表面之狀態下保持水平之該基板之主表面；及親水面配置步驟，其與上述處理液供給步驟並行地，沿著上述基板之主表面周緣部配置與保持於上述基板主表面之處理液之液膜接觸的環狀親水面。根據此方法，可發揮與上述效果相同之效果。
上述處理液供給步驟，亦可包含將處理液同時供給至在基板保持單元不接觸於基板之上表面及下表面之狀態下保持水平之該基板之上表面及下表面之步驟。上述親水面配置步驟亦可包含：上側親水面配置步驟，其與上述處理液供給步驟並行地，沿著上述基板之上表面周緣部配置與保持於上述基板上表面之處理液之液膜接觸的環狀之上側親水面；及下側親水面配置步驟，其與上述處理液供給步驟並行地，沿著上述基板之下表面周緣部配置與保持於上述基板下表面之處理液之液膜接觸的環狀之下側親水面。根據此方法，可發揮與上述效果相同之效果。
本發明之另一其他實施形態係提供一種基板處理裝置，其包含有：基板保持單元，其在不接觸於基板主表面之狀態下使該基板保持水平；處理液供給單元，其將處理液供給至由上述基板保持單元所保持基板之主表面；基板旋轉單元，其使上述基板繞著與保持於上述基板保持單元之基板交叉之旋轉軸線旋轉；及環狀構件，其具有高度與保持於上述基板保持單元之基板不同之沿著上述基板主表面側之水平面配置，且沿著上述基板之主表面周緣部配置之環狀疏水面。
根據此構成，藉由處理液供給單元，可將處理液供給至由基板保持單元所保持基板之主表面。而且，藉由基板旋轉單元，可使基板繞著與基板交叉之旋轉軸線旋轉。藉由自處理液供給單元對基板供給處理液，可形成覆蓋基板之主表面整個區域之處理液之液膜。而且，利用基板旋轉單元之基板之旋轉，藉此可使保持於基板主表面之處理液自基板之主表面周緣部排出。由於疏水面係以與基板不同之高度沿著基板之主表面周緣部配置，因此自基板之主表面周緣部所排出之處理液接觸疏水面，受到來自疏水面之阻力。因此，可限制來自基板之處理液之排出，使處理液停留於疏水面之內側。因此，即便不以高流量將處理液供給至基板，亦可維持基板之主表面整個區域由處理液之液膜覆蓋之狀態。藉此，可一邊減少處理液之消耗量，一邊可將處理液供給至基板之主表面整個區域。
上述疏水面之外緣亦可比由上述基板保持單元所保持之基板之外端配置於更外側。
於此情形時，由於疏水面之外緣比基板之外端配置於更外側，因此自基板所排出處理液之飛散方向會受到疏水面限制。具體而言，例如於疏水面配置於比基板更上方之情形時，可抑制處理液自基板之上表面周緣部朝斜上方飛散。同樣地，於疏水面配置於比基板更下方之情形時，可抑制處理液自基板之下表面周緣部朝斜下方飛散。藉此，可縮小處理液之飛散範圍。因此，可抑制或防止配置於基板周圍之構件被處理液之噴霧污染。因此，可抑制或防止附著於此構件之微粒移動至基板而污染基板。
又，上述疏水面之內緣亦可比由上述基板保持單元所保持之基板之外端配置於更內側。
於此情形時，由於疏水面之內緣比基板之外端配置於更內側，因此疏水面之內緣係對向於基板之主表面周緣部。通常基板之主表面相較於基板之周端面尺寸精度更高。因此，與疏水面之內緣比基板之外端配置於更外側且對向於基板之周端面之情形相比，疏水面與基板間之間隙之不均勻較小。即，疏水面與基板間之間隙大小遍及整個周圍皆均等。因此，通過疏水面與基板之間並自基板排出之處理液之流量於各位置皆均等。因此，藉由來自基板之處理液排出量之偏差可抑制或防止處理液之液膜自其周緣部損壞(破壞)。藉此，即便不以高流量將處理液供給至基板，亦可維持基板之主表面整個區域被處理液之液膜覆蓋之狀態。
本發明之另一其他實施形態係提供一種基板處理方法，其包含：處理液供給步驟，其將處理液供給至在基板保持單元不接觸於基板主表面之狀態下保持水平之該基板之主表面；基板旋轉步驟，其與上述處理液供給步驟並行地，使上述基板繞著與上述基板交叉之旋轉軸線旋轉；及處理液排出限制步驟，其與上述處理液供給步驟並行地，使高度與上述基板不同之沿著上述基板主表面側之水平面配置，且使沿著上述基板之主表面周緣部所配置之環狀疏水面接觸保持於上述基板主表面之處理液之液膜，藉此限制來自上述基板之處理液之排出。根據此方法，可發揮與上述效果相同之效果。
本發明之上述或甚至於其他目的、特徵及效果，係參照隨附圖式並根據後述實施形態之說明而明確化。
於以下說明中，「親水性」係指與水的接觸角小於基板與水的接觸角，「疏水性」係指與水的接觸角大於基板與水的接觸角。經去除氧化矽膜之矽基板(經氫終結之矽基板)與水的接觸角係為70度左右。因此，於基板為經去除氧化矽膜之矽基板之情形時，「親水性」係指水的接觸角小於70度，而「疏水性」則指水的接觸角大於70度。
[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之概略構成的側視圖。又，圖2係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置1之概略構成的俯視圖。圖3係沿著圖2之III-III線之局部剖面圖。
此基板處理裝置1係逐片地處理半導體晶圓等圓形基板W之單片式基板處理裝置。基板處理裝置1係包含有：旋轉夾頭2(基板保持單元)，其使基板W保持水平並旋轉；處理液供給單元3，其將處理液供給至由旋轉夾頭2所保持之基板W；及環狀構件4(親水面配置單元)，其包圍由旋轉夾頭2所保持之基板W。旋轉夾頭2及環狀構件4係配置於由未圖示之間隔壁所區劃之處理室5。
旋轉夾頭2係包含有沿鉛直方向延伸之筒狀之旋轉軸6、水平地安裝於旋轉軸6上端之圓盤狀之旋轉底座7、配置於此旋轉底座7上之複數個(3個以上)夾持構件8、及連結於旋轉軸6之旋轉馬達9。複數個夾持構件8係於旋轉底座7之上表面周緣部與基板W之外周形狀對應之圓周上隔開適當之間隔而配置。旋轉夾頭2係藉由將各夾持構件8抵接於基板W之周端面而可沿水平方向夾住基板W。藉此，基板W係水平地保持於設在旋轉底座7上方之夾持位置(圖1及圖3所示之位置)。如下述，旋轉夾頭2可將基板W水平地保持於比旋轉底座7上方之支撐位置與比支撐位置上方之夾持位置的2個位置。在基板W保持於夾持位置之狀態下，藉由旋轉馬達9之驅動力輸入至旋轉軸6，使基板W繞著通過基板W中心之鉛直之旋轉軸線L1旋轉。
又，處理液供給單元3係包含有將處理液供給至由旋轉夾頭2所保持之基板W上表面之上表面處理液供給單元10。上表面處理液供給單元10包含有第1藥液噴嘴11、第1藥液供給配管12、及第1藥液閥13。而且，上表面處理液供給單元10包含有第1淋洗液噴嘴14、第1淋洗液供給配管15、及第1淋洗液閥16。第1藥液供給配管12連接於第1藥液噴嘴11。第1藥液閥13係插裝於第1藥液供給配管12。又，第1淋洗液供給配管15係連接於第1淋洗液噴嘴14。第1淋洗液閥16係插裝於第1淋洗液供給配管15。
若第1藥液閥13開啟，則藥液自第1藥液供給配管12供給至第1藥液噴嘴11。又，若第1藥液閥13關閉，就會停止自第1藥液供給配管12對第1藥液噴嘴11供給藥液。自第1藥液噴嘴11所噴出之藥液，係供給至由旋轉夾頭2所保持基板W之上表面中央部。同樣地，若第1淋洗液閥16開啟，則淋洗液自第1淋洗液供給配管15供給至第1淋洗液噴嘴14。又，若第1淋洗液閥16關閉，就會停止自第1淋洗液供給配管15對第1淋洗液噴嘴14供給淋洗液。自第1淋洗液噴嘴14所噴出之淋洗液，係供給至由旋轉夾頭2所保持基板W之上表面中央部。
又，處理液供給單元3包含有將處理液供給至由旋轉夾頭2所保持基板W之下表面之下表面處理液供給單元17。下表面處理液供給單元17包含有朝向由旋轉夾頭2所保持基板W之下表面噴出處理液之下表面噴嘴18、於旋轉軸6內朝上下延伸之第1處理液供給配管19、及連結於第1處理液供給配管19之第2處理液供給配管20。而且，下表面處理液供給單元17包含有連結於第2處理液供給配管20之第2藥液供給配管21及第2淋洗液供給配管22、插裝於第2藥液供給配管21之第2藥液閥23、及插裝於第2淋洗液供給配管22之第2淋洗液閥24。下表面噴嘴18包含有對向於由旋轉夾頭2所保持基板W之下表面之對向部25。對向部25比旋轉底座7配置於更上方。對向部25係例如沿著水平面配置之圓板狀。對向部25包含有朝向由旋轉夾頭2所保持基板W之下表面中央部噴出處理液之處理液噴出口26。
若第2藥液閥23開啟，則藥液經由第2處理液供給配管20自第1處理液供給配管19供給至下表面噴嘴18。又，若第2藥液閥23關閉，就會停止對下表面噴嘴18供給藥液。供給至下表面噴嘴18之藥液自處理液噴出口26向上方噴出。藉此，使藥液供給至由旋轉夾頭2所保持基板W之下表面中央部。同樣地，若第2淋洗液閥24開啟，則淋洗液經由第2處理液供給配管20自第1處理液供給配管19供給至下表面噴嘴18。又，若第2淋洗液閥24開閉，就會停止向下表面噴嘴18供給淋洗液。供給至下表面噴嘴18之淋洗液自處理液噴出口26朝上方噴出，並供給至由旋轉夾頭2所保持基板W之下表面中央部。
作為自處理液供給單元3供給至基板W之藥液，可例示包含硫酸、醋酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、BHF(Buffered Hydrogen Fluoride：緩衝氫氟酸)、氨水、過氧化氫水、有機酸(例如檸檬酸、草酸等)、有機鹼(例如TMAH：四甲基氫氧化銨等)、界面活性劑、防腐劑中之至少一者之液體。又，作為自處理液供給單元3供給至基板W之淋洗液，可例示純水(去離子水：Deionzied Water)、碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水或、稀釋濃度(例如10～100 ppm左右)之鹽酸等。
又，環狀構件4配置於旋轉底座7之上方。環狀構件4係沿著直徑方向隔開間隔而包圍保持於夾持位置(圖1及圖3所示之位置)之基板W。環狀構件4係沿著在旋轉軸線L1上具有中心之圓配置。環狀構件4包含有沿著圓周方向以等間隔將具有圓筒狀之內周面及外周面之俯視圓形之環分割為複數個之形狀。即，環狀構件4包含圓弧狀之複數個分割體27。複數個分割體27係沿著環狀構件4之圓周方向以等間隔配置。各分割體27係由連結於旋轉底座7之支柱28所支撐。各分割體27係與旋轉底座7一起繞著旋轉軸線L1旋轉。分割體27之內側面係沿著直徑方向隔開間隔地對向於由夾持位置所保持基板W之周端面。又，複數個夾持構件8俯視時以夾持構件8之一部分(下述之夾持部32)位於與圓周方向對向之分割體27之端面間之方式而配置。
如圖3所示，環狀構件4包含有上側環狀親水面29(親水面、環狀親水面、上側親水面)與下側環狀親水面30(親水面、環狀親水面、下側親水面)。上側環狀親水面29係複數個分割體27之上表面，下側環狀親水面30係複數個分割體27之下表面。上側環狀親水面29沿著包含保持於夾持位置之基板W上表面之水平面配置，且包圍該基板W之上表面周緣部。同樣地，下側環狀親水面30係沿著包含保持於夾持位置之基板W下表面之水平面配置，且包圍該基板W之下表面周緣部。上側環狀親水面29既可配置於與保持有夾持位置之基板W之上表面高度相同之位置，亦可比該基板W之上表面配置於更上方或更下方。同樣地，下側環狀親水面30既可配置於與保持在夾持位置之基板W之下表面高度相同之位置，亦可比該基板W之下表面配置於更上方或更下方。於第1實施形態中，上側環狀親水面29係配置於與保持在夾持位置之基板W之上表面高度相同之位置，下側環狀親水面30則配置於與該基板W之下表面高度相同之位置。
相對於上側環狀親水面29及下側環狀親水面30之水的接觸角係例如未達70度。上側環狀親水面29及下側環狀親水面30之親水性，係以高於經氫終結之矽基板之親水性為最低條件，更佳為具有與水的接觸角為10度左右之氧化矽膜相同程度之親水性。
圖4及圖5係本發明之第1實施形態之夾持構件8及與此相關之構成的側視圖。又，圖6係本發明之第1實施形態之夾持構件8及與此相關之構成的俯視圖。於圖4中，表示有基板W水平地保持於支撐位置之狀態，於圖5中，表示有基板W水平地保持於夾持位置之狀態。
旋轉夾頭2可將基板W水平地保持於支撐位置與夾持位置之2個位置。即，夾持構件8包含有在支撐位置上使基板W保持水平之支撐部31、在夾持位置上使基板W保持水平之夾持部32、及支撐支撐部31及夾持部32之基座33。基座33係配置於旋轉底座7上。支撐部31及夾持部32係配置於基座33上。夾持部32具有於水平方向開口之V字狀之保持槽34。保持槽34係朝向內側(基板W之旋轉軸線L1側)。夾持部32可相對於基座33繞著鉛直軸線L2旋動。支撐部31係比鉛直軸線L2配置於內側。又，分割體27比基座33配置於上方。於俯視時基座33與分割體27係相互重疊。
旋轉夾頭2包含有使夾持部32相對於基座33繞著鉛直軸線L2旋動之夾持部旋動機構35。夾持部旋動機構35係收納於例如旋轉底座7內。夾持部旋動機構35使夾持部32繞著鉛直軸線L2在夾持部32接觸於基板W周端面之接觸位置(圖5所示之位置)與夾持部32自基板W周端面離開之退避位置(圖4所示之位置)之間旋動。而且，夾持部旋動機構35係使複數個夾持部32同步繞著鉛直軸線L2旋動。如圖6所示，複數個分割體27係以不與夾持部32在接觸位置與退避位置之間旋動時所通過之範圍重疊之方式配置。藉此，可防止伴隨著夾持部32之旋動，夾持部32衝撞於分割體27。
被搬入至旋轉夾頭2之基板W，係在複數個夾持部32位於退避位置之狀態下載置於複數個支撐部31。藉由基板W載置於複數個支撐部31，使各支撐部31點接觸於基板W之下表面周緣部，而使該基板W在支撐位置保持於水平。又，於基板W在支撐位置保持於水平之狀態下，夾持部旋動機構35使複數個夾持部32自退避位置旋動至接觸位置，藉此使基板W之周緣部進入至保持槽34內，同時藉由保持槽34之傾斜將該基板W抬舉至上方。藉此，使支撐部31離開基板W之下表面，使該基板W水平地保持於夾持位置。即，於夾持位置上，在不接觸於基板W之上表面及下表面之狀態下使該基板W保持水平。
圖7係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置1之概略構成的俯視圖。以下，參照圖2及圖7。於圖2中，表示有可動體36位於閉合位置且夾持部32位於接觸位置之狀態。又，於圖7中，表示有可動體36位於開啟位置且夾持部32位於退避位置之狀態。
複數個分割體27包含有相對於旋轉底座7可移動地被保持之2個可動體36。2個可動體36係鄰接於環狀構件4之圓周方向。可動體36包含有一端部37(與圓周方向有關之端部)與另一端部38(與圓周方向有關之端部)。可動體36可繞著通過另一端部38之鉛直軸線旋動。旋轉夾頭2包含有使可動體36繞著鉛直軸線旋動之分割體旋動機構39。分割體旋動機構39係例如包含有收納於旋轉底座7內之2個馬達40。分割體旋動機構39係使可動體36於閉合位置(圖2所示之位置)與開啟位置(圖7所示之位置)之間繞著鉛直軸線旋動。閉合位置係一端部37與另一端部38位於在旋轉軸線L1上具有中心之共有之圓上之位置。又，開啟位置係另一端部38比一端部37位於外側(離開基板W之旋轉軸線L1之方向)之位置。
於可動體36配置在閉合位置之狀態下，所有分割體27位於共有之圓上。於將處理液供給至基板W以處理該基板W時，2個可動體36係配置於閉合位置。另一方面，於2個可動體36配置於開啟位置之狀態下，2個可動體36係隔開比搬送基板W之搬送機器人之手41之寬度大之間隔而對向於水平方向。於利用手41將基板W搬入至旋轉夾頭2時，及利用手41將基板W自旋轉夾頭2搬出時，使2個可動體36預先配置於開啟位置。然後，在2個可動體36配置於開啟位置之狀態下，使由手41所支撐之基板W於旋轉底座7上升降，藉此於支撐部31與手41之間進行基板W之交接。此時，由於2個可動體36配置於開啟位置，因此可防止手41衝撞於可動體36。
圖8係用以說明本發明之第1實施形態之基板處理裝置1之電性構成的方塊圖。
基板處理裝置1具備有包含微電腦之構成之控制部(controller)42。控制部42控制旋轉馬達9、夾持部旋動機構35及分割體旋動機構39等之動作。又，基板處理裝置1所具備之閥之開關係由控制部42所控制。控制部42係按照預先設定之製程配方(用以處理基板W之處理條件)控制旋轉馬達9、夾持部旋動機構35及分割體旋動機構39等、或閥之開關。
圖9係用以說明利用本發明之第1實施形態之基板處理裝置1處理基板W時之第1處理例流程圖。圖10係用以說明對第1處理例中之基板W供給處理液之狀態的示意圖。於圖10中，表示有在夾持位置使基板W保持水平之狀態。以下，參照圖1、圖7、圖9及圖10，說明自整個區域氧化矽膜所覆蓋之基板W(矽基板)將氧化矽膜去除時之處理例。
未處理之基板W係藉由搬送機器人之手41進行搬送，使裝置形成面即表面朝向例如上方而搬入至旋轉夾頭2。具體而言，在夾持部32位於退避位置且可動體36位於開啟位置之狀態(圖7所示之狀態)下，未處理之基板W係藉由手41而載置至複數個支撐部31。然後，控制部42係於使手41退避後，控制分割體旋動機構39，使可動體36自開啟位置移動至閉合位置。而且，控制部42係控制夾持部旋動機構35，將複數個夾持部32自退避位置移動至接觸位置。藉此，使支撐部31離開基板W之下表面，在不接觸於基板W之上表面及下表面之狀態下使該基板W保持水平。
接著，進行將作為藥液之一例之氫氟酸同時供給至基板W之上表面、下表面、及周端面之藥液處理(步驟S101)。具體而言，控制部42係控制旋轉馬達9，使基板W及環狀構件4繞著旋轉軸線L1旋轉。然後，控制部42開啟第1藥液閥13，使氫氟酸自第1藥液噴嘴11噴出。自第1藥液噴嘴11所噴出之氫氟酸係供給至基板W之上表面中央部。藉此，於基板W之上表面中央部形成大致圓形之氫氟酸之液膜。然後，此氫氟酸之液膜受到因基板W旋轉所產生之離心力而向外側擴散。而且，此氫氟酸之液膜係藉由後續之氫氟酸供給至基板W之上表面而向外側擴散。因此，氫氟酸之液膜係以大致圓形之狀態擴散至基板W之上表面周緣部為止，而使基板W之上表面整個區域被氫氟酸之液膜所覆蓋。藉此，將氫氟酸供給至基板W之上表面整個區域，而自基板W之上表面整個區域去除氧化矽膜。
另一方面，控制部42係使與來自第1藥液噴嘴11之氫氟酸之噴出並行地，使氫氟酸自下表面噴嘴18噴出。具體而言，控制部42係一邊使基板W及環狀構件4旋轉，一邊開啟第2藥液閥23使氫氟酸自下表面噴嘴18噴出。自下表面噴嘴18所噴出之氫氟酸係供給至基板W之下表面中央部。藉此，於基板W之下表面中央部形成大致圓形之氫氟酸之液膜。然後，此氫氟酸之液膜受到因基板W旋轉所產生之離心力而向外側擴散。而且，此氫氟酸之液膜係藉由後續之氫氟酸供給至基板W之下表面而向外側擴散。因此，氫氟酸之液膜係以大致圓形之狀態擴散至基板W之下表面周緣部為止，而使基板W之下表面整個區域被氫氟酸之液膜所覆蓋。藉此，將氫氟酸供給至基板W之下表面整個區域，而自基板W之下表面整個區域去除氧化矽膜。
又，如圖10所示，到達基板W之上表面周緣部之氫氟酸之一部分，係進入至基板W之周端面與環狀構件4之間，剩餘之氫氟酸係移動至環狀構件4之上側環狀親水面29。同樣地，到達基板W之下表面周緣部之氫氟酸之一部分，係進入至基板W之周端面與環狀構件4之間，剩餘之氫氟酸係移動至環狀構件4之下側環狀親水面30。進入至基板W之周端面與環狀構件4間之氫氟酸係供給至基板W之周端面。如此一來，氫氟酸係同時供給至基板W之上表面、下表面及周端面，而自基板W之上表面、下表面及周端面去除氧化矽膜(藥液處理)。然後，當藥液處理進行既定時間後，使第1藥液閥13及第2藥液閥23關閉，停止自第1藥液噴嘴11及下表面噴嘴18噴出氫氟酸。
接著，進行將作為淋洗液之一例之純水同時供給至基板W之上表面、下表面及周端面之清洗處理(步驟S102)。具體而言，控制部42於在基板W之上表面及下表面保持有氫氟酸之液膜之狀態下，一邊使基板W及環狀構件4旋轉，一邊開啟第1淋洗液閥16，使純水自第1淋洗液噴嘴14噴出。自第1淋洗液噴嘴14所噴出之純水係供給至基板W之上表面中央部。保持於基板W之上表面中央部之氫氟酸，係被自第1淋洗液噴嘴14所噴出之純水沖走至外側。又，供給至基板W上表面之純水受到因基板W旋轉所產生之離心力而向外側擴散。因此，保持於基板W上表面之氫氟酸，係被向外側擴散之純水沖向外側。藉此，自基板W之上表面洗去氫氟酸，將覆蓋基板W之上表面整個區域之氫氟酸之液膜替換成純水之液膜。
另一方面，控制部42係使與來自第1淋洗液噴嘴14之純水之噴出並行地，使純水自下表面噴嘴18噴出。具體而言，控制部42於在基板W之上表面及下表面保持有氫氟酸之液膜之狀態下，一邊使基板W及環狀構件4旋轉，一邊開啟第2淋洗液閥24，使純水自下表面噴嘴18噴出。自下表面噴嘴18所噴出之純水係供給至基板W之下表面中央部。保持於基板W下表面中央部之氫氟酸，係被自下表面噴嘴18所噴出之純水沖走至外側。又，供給至基板W下表面之純水受到因基板W旋轉所產生之離心力而向外側擴散。因此，保持於基板W下表面之氫氟酸，係被向外側擴散之純水沖向外側。藉此，自基板W之下表面洗去氫氟酸，將覆蓋基板W之下表面整個區域之氫氟酸之液膜替換成純水之液膜。
又，如圖10所示，到達基板W之上表面周緣部之純水之一部分，係進入至基板W之周端面與環狀構件4之間，剩餘之純水係移動至環狀構件4之上側環狀親水面29。同樣地，到達基板W之下表面周緣部之純水之一部分，係進入至基板W之周端面與環狀構件4之間，剩餘之純水係移動至環狀構件4之下側環狀親水面30。進入至基板W之周端面與環狀構件4之間之純水，係供給至基板W之周端面。如此一來，純水係同時供給至基板W之上表面、下表面及周端面，而洗去附著於基板W之上表面、下表面及周端面之氫氟酸(清洗處理)。然後，當清洗處理進行既定時間後，第1淋洗液閥16及第2淋洗液閥24關閉，停止自第1淋洗液噴嘴14及下表面噴嘴18噴出純水。
接著，進行使基板W乾燥之乾燥處理(旋轉乾燥)(步驟S103)。具體而言，控制部42控制旋轉馬達9，使基板W及環狀構件4以高旋轉速度(例如數千rpm)旋轉。藉此，對附著於基板W及環狀構件4之純水作用較大之離心力，而使該純水自基板W及環狀構件4被甩至周圍。如此一來，自基板W去除純水，使基板W乾燥(乾燥處理)。然後，乾燥處理進行既定時間之後，控制部42控制旋轉馬達9，使基板W及環狀構件4之旋轉停止。而且，控制部42控制分割體旋動機構39，使可動體36自閉合位置移動至開啟位置，並控制夾持部旋動機構35，使夾持部32自接觸位置移動至退避位置。其後，藉由搬送機器人之手41將處理結束之基板W自旋轉夾頭2搬出。
圖11係用以說明供給至固體表面之液體之擴散的示意圖。
於將液體供給至親水性之固體表面之情形時，液體沿著固體表面擴散，而形成薄液膜。另一方面，於將液體供給至疏水性之固體表面之情形時，液體未沿著固體表面擴散，而形成液滴。即，親水性之固體表面容易被潤濕，而疏水性之固體表面不易被潤濕。然而，本案發明者發現即便於固體表面包含有疏水性之區域之情形時，亦可與將液體供給至親水性之固體表面之情形同樣地，使液體沿著固體表面擴散之情形。
具體而言，本案發明者發現於固體表面被液體所覆蓋之區域(被覆區域)與未被液體覆蓋之區域(未被覆區域)之界線(液體表面與固體表面交界處)，對液體之擴散有很大之影響。即，如圖11所示，即便於固體表面包含有疏水性之區域之情形時，若被覆區域與未被覆區域之界線到達親水性之區域，則供給至固體表面之液體，亦與將液體供給至親水性之固體表面之情形同樣地，沿著固體表面擴散，並形成薄液膜。因此，若使被覆區域與未被覆區域之界線到達親水性之區域，就能以較少之液量潤濕寬廣之範圍。
如上述於第1處理例之藥液處理中，氫氟酸係供給至整個區域被氧化矽膜所覆蓋之基板W(矽基板)。氧化矽膜係親水性。因此，供給氫氟酸之前之基板W之上表面、下表面、周端面係親水性。因此，例如即便以高流量自噴嘴11、18噴出氫氟酸之同時，不使基板W以高速旋轉，亦可使氫氟酸之液膜以大致圓形之狀態擴散至基板W之上表面周緣部及下表面周緣部，而利用氫氟酸之液膜覆蓋基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。藉此，將氫氟酸供給至基板W之上表面、下表面、周端面，可自基板W之上表面、下表面、周端面去除氧化矽膜。
另一方面，若自基板W去除氧化矽膜後，則基板W之底層(矽)露出。因此，基板W之上表面、下表面、周端面變化為疏水性，使基板W變得不易被潤濕。然而，如上述於第1處理例之藥液處理中，保持於基板W上方之氫氟酸之液膜之外緣，到達上側環狀親水面29，且保持於基板W下方之氫氟酸之液膜之外緣，到達下側環狀親水面30。即，被覆區域與未被覆區域之界線到達親水性之區域。因此，即使在自基板W去除氧化矽膜後，亦與將液體供給至親水性之固體表面之情形同樣地，氫氟酸沿著基板W之上表面及下表面擴散。因此，即便不以高流量自噴嘴11、18噴出氫氟酸，亦可持續將氫氟酸供給至基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。藉此，可一邊減少氫氟酸之消耗量，一邊將氫氟酸供給至基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。
又，於第1處理例之清洗處理中，在基板W之上表面及下表面保持有氫氟酸液膜之狀態下，將純水供給至基板W之上表面及下表面。然後，保持於基板W上表面之氫氟酸之液膜係替換成純水之液膜，而保持於基板W下表面之氫氟酸之液膜係替換成純水之液膜。因此，在被覆區域與未被覆區域之界線位於親水性之區域(上側環狀親水面29及下側環狀親水面30)之狀態下，保持於基板W之上表面及下表面之氫氟酸之液膜係替換成純水之液膜。因此，即便不以高流量自噴嘴14、18噴出純水，亦可將純水供給至基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。藉此，即便基板W之上表面、下表面、周端面為疏水性，亦可一邊減少純水之消耗量，一邊將純水供給至基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。
又，在第1處理例之清洗處理中，雖然已說明將保持於基板W之上表面及下表面之氫氟酸之液膜替換成純水之液膜之情形，但亦可在未保持有覆蓋基板W之上表面整個區域及下表面整個區域之氫氟酸之液膜之狀態下，將純水供給至基板W之上表面及下表面。於進行藥液處理後，由於氧化矽膜已自基板W去除，因此基板W之上表面、下表面、周端面係疏水性。因此，於此情形時，例如在第1淋洗液供給配管15及第2淋洗液供給配管22設置第1流量調整閥，於清洗處理之初期階段中，例如必須以高流量自噴嘴14、18噴出純水，同時使基板W以高速旋轉，而形成覆蓋基板W之上表面整個區域及下表面整個區域之純水之液膜。然而，於純水之液膜之外緣到達上側環狀親水面29及下側環狀親水面30之後，由於與將液體供給至親水性之固體表面之情形同樣地，純水沿著基板W之上表面及下表面擴散，因此藉由控制部42對第1流量調整閥之開度進行調整，可減少來自噴嘴14、18之純水之噴出流量。藉此，可一邊減少純水之消耗量，一邊將純水供給至基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。
同樣地，在第1處理例中，雖然已說明將上表面、下表面、周端面為親水性之基板W作為處理對象之基板之情形，但亦可將上表面、下表面、周端面為疏水性之基板W作為處理對象之基板。於此情形時，例如在第1藥液供給配管12及第2藥液供給配管21設置第2流量調整閥，於藥液處理之初期階段中，例如必須以高流量自噴嘴11、18噴出氫氟酸，同時使基板W以高速旋轉，而形成覆蓋基板W之上表面整個區域及下表面整個區域之氫氟酸之液膜。然而，於氫氟酸之液膜之外緣到達上側環狀親水面29及下側環狀親水面30之後，由於與將液體供給至親水性之固體表面之情形同樣地，氫氟酸沿著基板W之上表面及下表面擴散，因此藉由控制部42調整第2流量調整閥之開度，可減少來自噴嘴11、18之氫氟酸之噴出流量。藉此，可一邊減少氫氟酸之消耗量，一邊將氫氟酸供給至基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。
如上述於第1實施形態中，利用處理液供給單元3，將處理液供給至由旋轉夾頭2所保持基板W上表面及下表面，藉此可形成覆蓋基板W上表面之處理液之液膜及覆蓋基板W下表面之處理液之液膜。而且，可使保持於基板W上表面之處理液之液膜的外緣到達上側環狀親水面29，且使保持於基板W下表面之處理液之液膜的外緣到達下側環狀親水面30。即，可使被覆區域與未被覆區域之界線位於作為親水性之區域之上側環狀親水面29及下側環狀親水面30。因此，即便於基板W之上表面及下表面為疏水性之情形、或基板W之上表面及下表面包含有疏水性之區域之情形時，亦可一邊減少處理液之消耗量，一邊利用處理液覆蓋基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。藉此，可一邊減少處理液之消耗量，一邊對基板W之上表面及下表面進行處理。又，由於可同時處理基板W之上表面及下表面，故可縮短處理時間。
[第2實施形態]
圖12係表示本發明之第2實施形態之基板處理裝置201之概略構成的俯視圖。又，圖13係用以說明對本發明之第2實施形態之基板W供給處理液之狀態的示意圖。於圖13中，表示有在夾持位置水平地保持基板W之狀態。於此圖12及圖13中，針對與上述圖1～圖11所示之各部相同之構成部分，標示與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
此第2實施形態與上述第1實施形態主要之不同點，係於環狀構件之上表面及下表面設置有親水面與疏水面之處。
具體而言，基板處理裝置201係包含有包圍由旋轉夾頭2所保持之基板W之環狀構件204(親水面配置單元)。環狀構件204包含有包圍上側環狀親水面29之上側環狀疏水面243(環狀疏水面)、及包圍下側環狀親水面30之下側環狀疏水面244(環狀疏水面)。上側環狀親水面29及上側環狀疏水面243，係設置於環狀構件204之上表面(分割體27之上表面)，而上側環狀疏水面243係配置於上側環狀親水面29之外側。同樣地，下側環狀親水面30及下側環狀疏水面244，係設置於環狀構件204之下表面(分割體27之下表面)，而下側環狀疏水面244係配置於下側環狀親水面30之外側。上側環狀疏水面243係沿著包含保持於夾持位置之基板W上表面之水平面配置，而下側環狀疏水面244係沿著包含保持於夾持位置之基板W下表面之水平面配置。相對於上側環狀疏水面243及下側環狀疏水面244之水的接觸角，係大於相對於上側環狀親水面29及下側環狀親水面30之水的接觸角。即，上側環狀疏水面243及下側環狀疏水面244，疏水性係高於上側環狀親水面29及下側環狀親水面30。相對於上側環狀疏水面243及下側環狀疏水面244之水的接觸角為例如90度以上。
上側環狀疏水面243既可配置在與保持於夾持位置之基板W之上表面相同之高度，亦可比該基板W之上表面配置於更下方或更上方。而且，上側環狀疏水面243既可配置於與上側環狀親水面29相同之高度，亦可比上側環狀親水面29配置於更下方或更上方。同樣地，下側環狀疏水面244既可配置於與保持於夾持位置之基板W之下表面相同之位置上，亦可比該基板W之下表面配置於更下方或更上方。而且，下側環狀疏水面244既可配置於與下側環狀親水面30相同之高度，亦可比下側環狀親水面30配置於更下方或更上方。於第2實施形態中，上側環狀親水面29及上側環狀疏水面243係配置於與保持於夾持位置之基板W之上表面相同之高度，而下側環狀親水面30及下側環狀疏水面244則配置於與該基板W之下表面相同之高度。
控制部42一邊藉由旋轉夾頭2使基板W及環狀構件204繞著旋轉軸線L1旋轉，一邊使處理液自第1藥液噴嘴11或第1淋洗液噴嘴14(參照圖1)噴出，並將處理液供給至基板W之上表面中央部。藉此，於基板W之上表面中央部形成處理液之液膜。然後，控制部42使保持於基板W上表面之處理液液膜的外緣移動至上側環狀親水面29。又，控制部42與來自第1藥液噴嘴11或第1淋洗液噴嘴14之處理液之噴出並行地，一邊藉由旋轉夾頭2使基板W及環狀構件204旋轉，一邊使處理液自下表面噴嘴18噴出，並將處理液供給至基板W之下表面中央部。藉此，於基板W之下表面中央部形成處理液之液膜。然後，控制部42使保持於基板W下表面之處理液液膜的外緣移動至下側環狀親水面30。
到達上側環狀親水面29之處理液受到因環狀構件204旋轉所產生之離心力移動至外側。同樣地，到達下側環狀親水面30之處理液受到因環狀構件204旋轉所產生之離心力移動至外側。由於上側環狀疏水面243為疏水性，故如圖13所示，自上側環狀親水面29移動至上側環狀疏水面243之處理液係變化成液滴，並以液滴之狀態移動至外側。又，由於上側環狀疏水面243為疏水性，故於處理液自上側環狀親水面29移動至上側環狀疏水面243時，阻力施加於該處理液，使處理液停留於上側環狀疏水面243之內側。同樣地，由於下側環狀疏水面244為疏水性，故如圖13所示，自下側環狀親水面30移動至下側環狀疏水面244之處理液係變化成液滴，並以液滴之狀態移動至外側。又，由於下側環狀疏水面244為疏水性，故於處理液自下側環狀親水面30移動至下側環狀疏水面244時，阻力施加於該處理液，使處理液停留於下側環狀疏水面244之內側。
如上述於第2實施形態中，上側環狀親水面29係由上側環狀疏水面243所包圍，而下側環狀親水面30則由下側環狀疏水面244所包圍。上側環狀疏水面243及下側環狀疏水面244係疏水性。因此，於處理液自上側環狀親水面29移動至上側環狀疏水面243時，阻力施加於該處理液，使處理液停留於上側環狀疏水面243之內側。同樣地，於處理液自下側環狀親水面30移動至下側環狀疏水面244時，阻力施加於該處理液，使處理液停留於下側環狀疏水面244之內側。藉此，使處理液滯留於上側環狀疏水面243及下側環狀疏水面244之內側，可維持基板W之上表面整個區域及下表面整個區域被處理液覆蓋之狀態。藉此，可進一步減少處理液之消耗量。
又，於第2實施形態中，雖然已說明上側環狀疏水面243配置於與上側環狀親水面29相同高度之情形，但於使上側環狀疏水面243比上側環狀親水面29配置於更上方之情形時，可對自上側環狀親水面29移動至上側環狀疏水面243之處理液提供更大之阻力。同樣地，於第2實施形態中，雖然已說明下側環狀疏水面244配置於與下側環狀親水面30相同高度之情形，但於使下側環狀疏水面244比下側環狀親水面30配置於更下方之情形時，可對自下側環狀親水面30移動至下側環狀疏水面244之處理液提供更大之阻力。藉此，使處理液滯留於上側環狀疏水面243及下側環狀疏水面244之內側，可維持基板W之上表面整個區域及下表面整個區域被處理液覆蓋之狀態。藉此，可進一步減少處理液之消耗量。
[第3實施形態]
接著，適當參照圖14～圖15E，針對本發明之第3實施形態之基板處理裝置301進行說明。於圖14～圖15E中，針對與上述圖1～圖13所示之各部相同之構成部分標示與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
圖14係表示本發明之第3實施形態之基板處理裝置301之概略構成的側視圖。又，圖15A係用以說明對本發明之第3實施形態之基板W供給處理液之狀態的示意圖。於圖15A中，表示有在夾持位置水平地保持基板W，且環狀構件304配置於處理位置之狀態。
此第3實施形態與上述第1實施形態主要之不同點，係代替包圍保持於旋轉夾頭之基板之環狀構件，而設置有與保持於旋轉夾頭之基板之上表面周緣部對向之環狀構件之處。
具體而言，如圖14所示，基板處理裝置301係包含有與保持於旋轉夾頭2之基板W之上表面周緣部對向之環狀構件304(親水面配置單元)及於旋轉底座7上方使環狀構件304升降之環狀構件升降機構345。環狀構件升降機構345，例如包含有空氣缸及滾珠螺桿機構中之至少一者。環狀構件304係由環狀構件升降機構345所支撐。環狀構件304係配置於旋轉底座7之上方。環狀構件304係沿著在旋轉軸線L1上具有中心之圓配置。環狀構件304係具有圓筒狀之內周面及外周面且以俯視為圓形之環。環狀構件304之內徑係小於由旋轉夾頭2所保持基板W之外徑。環狀構件304之外徑係小於由旋轉夾頭2所保持基板W之外徑。
環狀構件304之至少一部分係親水性。環狀構件304既可為環狀構件304之整體均由親水性材料所形成，亦可為環狀構件304之一部分由親水性材料所形成。亦可利用例如表面塗層(coating)，僅使環狀構件304之表層由親水性材料所形成。而且，環狀構件304之表面既可為鏡面，亦可為粗糙面。即，亦可對環狀構件304實施調整表面粗糙度之加工或處理。親水性材料亦可為含有例如PVC(polyvinyl chloride，聚氯乙烯)、石英及碳化矽(SiC)中之至少一者之材料。
環狀構件304係包含有與保持於旋轉夾頭2之基板W之上表面周緣部對向之對向親水面346(親水面)。對向親水面346係環狀構件304之下表面。相對於對向親水面346之水的接觸角為例如未達70度。環狀構件升降機構345係使環狀構件304在接近於使對向親水面346水平地保持於夾持位置之基板W之上表面周緣部接近之處理位置(圖14中二點鏈線所示之位置)、與比處理位置上方之退避位置(圖14中實線所示之位置)之間升降。於藉由手41(參照圖7)將基板W搬入至旋轉夾頭2時、及藉由手41將基板W自旋轉夾頭2搬出時，將環狀構件304配置於退避位置。又，在利用處理液對保持於旋轉夾頭2之基板W進行處理時，將環狀構件304配置於處理位置。藉由使環狀構件304移動至處理位置，可沿著在夾持位置保持水平之基板W之上表面周緣部配置對向親水面346。
環狀構件升降機構345係由控制部42(參照圖8)所控制。控制部42係在使環狀構件304位於處理位置之狀態下，一邊藉由旋轉夾頭2使基板W繞著旋轉軸線L1旋轉，一邊使處理液自第1藥液噴嘴11或第1淋洗液噴嘴14噴出。即，控制部42係在使對向親水面346接近於在夾持位置保持水平之基板W之上表面周緣部之狀態下，一邊使基板W旋轉，一邊將處理液供給至基板W之上表面中央部。藉此，於基板W之上表面中央部形成處理液之液膜。然後，控制部42使保持於基板W上表面之處理液液膜的外緣移動至基板W之上表面周緣部。
藉由處理液液膜之外緣移動至基板W之上表面周緣部，處理液係進入至基板W之上表面周緣部與對向親水面346之間。藉此，如圖15A所示，使處理液液膜之外緣與對向親水面346接觸。即，被覆區域與未被覆區域之界線移動至親水性之區域。因此，即便基板W之上表面為疏水性，亦與將液體供給至親水性之固體表面之情形同樣地，處理液沿著基板W之上表面擴散。因此，即便不以高流量自噴嘴11、14噴出處理液，亦可將處理液供給至基板W之上表面整個區域。藉此，可一邊減少處理液之消耗量，一邊將處理液供給至基板W之上表面整個區域。
如上述於第3實施形態中，由於設置有與保持於旋轉夾頭2之基板W之上表面周緣部對向的環狀之對向親水面346，因此利用處理液供給單元3將處理液供給至由旋轉夾頭2所保持基板W之上表面，藉此可使處理液進入至基板W之上表面周緣部與對向親水面346之間。藉此，可使保持於基板W上表面之處理液液膜的外緣到達對向親水面346。即，可使被覆區域與未被覆區域之界線位於親水性之區域即對向親水面346。因此，即便於基板W之上表面為疏水性之情形或基板W之上表面包含有疏水性之區域之情形時，亦可一邊減少處理液之消耗量，一邊利用處理液覆蓋基板W之上表面整個區域。
又，於第3實施形態中，由於對向親水面346為親水性，因此當處理液接觸對向親水面346時，處理液係沿著對向親水面346擴散，且處理液被對向親水面346所保持。即，藉由對向親水面346捕捉(收集)處理液，使對向親水面346維持被潤濕之狀態。因此，例如即便因將處理液送至噴嘴之泵之脈動，使得對基板W供給處理液之流量產生變動，亦可維持對向親水面346與基板W之間被處理液所充滿之狀態(液密狀態)。因此，可抑制或防止在對向親水面346與基板W之間產生供液中斷，而使處理液之液膜自其周緣部損壞之情形。藉此，可維持保持於基板W上表面之處理液連續之狀態。因此，即便不以高流量將處理液供給至基板W，亦可維持基板W之上表面整個區域被處理液之液膜覆蓋之狀態。
又，於第3實施形態中，對向親水面346係遍及整個周圍而連續，且遍及整個周圍隔開固定之間隔(例如3 mm以下)對向於基板W之上表面周緣部。即，對向親水面346與基板W間之間距大小係遍及整個周圍均為相等。因此，通過對向親水面346與基板W之間且自基板W所排出處理液之流量於各位置均為相等。因此，藉由來自基板W之處理液之排出量的偏差，可抑制或防止處理液之液膜自其周緣部損壞。藉此，即便不以高流量將處理液供給至基板W，亦可維持基板W之上表面整個區域被處理液之液膜覆蓋之狀態。甚至，由於對向親水面346不接觸於基板W之上表面周緣部，因此亦可將處理液確實地供給至基板W之上表面周緣部。因此，可抑制或防止處理之均勻性降低。
再者，於上述說明中，已針對環狀構件304之外徑小於基板W之外徑之情形進行說明。然而，環狀構件304之外徑既可與基板W之外徑相等，亦可大於基板W之外徑。即便於任一情形時，均可使保持於基板W上表面之處理液之液膜的外緣到達對向親水面346。藉此，可一邊減少處理液之消耗量，一邊利用處理液覆蓋基板W之上表面整個區域。而且，如圖15B所示，於環狀構件304之外徑大於基板W之外徑之情形時，自基板W所排出處理液之飛散方向會受環狀構件304之外周部限制。即，自基板W之上表面周緣部朝斜上方之處理液之飛散將被抑制。藉此，可縮小處理液之飛散範圍。
又，於上述說明中，僅針對對向親水面346設置於環狀構件304下表面之情形進行說明。然而，如圖15C所示，除了對向親水面346以外，亦可使包圍對向親水面346之環狀之環狀疏水面343設置於環狀構件304之下表面。即，環狀構件304亦可由具有對向親水面346之親水部、與具有環狀疏水面343之疏水部所構成。環狀疏水面343係遍及整個周圍為連續之環狀面。環狀疏水面343係與對向親水面346沿著共有之水平面配置。環狀疏水面343之高度，既可與對向親水面346相同，亦可與對向親水面346不同。相對於環狀疏水面343之水的接觸角係大於相對於對向親水面346之水的接觸角。相對於環狀疏水面343之水的接觸角係例如大於70度。
如圖15C所示，在對向親水面346與環狀疏水面343設置於環狀構件304之情形時，當處理液移動至比對向親水面346之更外側時，來自環狀疏水面343之阻力將施加於處理液，而使處理液停留於環狀疏水面343之內側。因此，即便不以高流量將處理液供給至基板W，亦可確實地維持基板W之上表面整個區域被處理液覆蓋之狀態。因此，可確實地防止基板W之上表面自處理液中露出。
再者，於對向親水面346與環狀疏水面343設置於環狀構件304之情形時，對向親水面346與環狀疏水面343之界線位置之直徑，既可大於基板W之外徑，亦可小於基板W之外徑。然而，若界線位置之直徑過度大於基板W之外徑，則來自環狀疏水面343之阻力將不會施加於基板W上之處理液。因此，界線位置之直徑較佳為基板W之外徑以下。
又，於上述說明中，已針對環狀構件304具有沿著直徑方向及圓周方向連續之形狀之情形進行說明。然而，環狀構件304既可沿著直徑方向分割為複數個，亦可局部地切斷。即，如圖15D所示，環狀構件304亦可由沿著直徑方向隔開間隔所配置為同心圓狀之複數個分割環357所構成。又，如圖15E所示，環狀構件304亦可由複數個分割環357、及將複數個分割環357局部地連結之複數個連結部358所構成。於任一情形時，環狀構件304下表面之面積，均小於環狀構件304沿著直徑方向及圓周方向連續之情形。因此，可抑制包含於處理液之微粒附著於環狀構件304之下表面。藉此，可抑制或防止微粒自環狀構件304移動至基板W而污染基板W。
[第4實施形態]
接著，適當地參照圖16～圖19，針對本發明之第4實施形態之基板處理裝置401進行說明。於圖16～圖19中，針對與上述圖1～圖15E所示之各部相同之構成部分標示與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
圖16係表示本發明之第4實施形態之基板處理裝置401之概略構成的側視圖。又，圖17係表示本發明之第4實施形態之基板處理裝置401之概略構成的俯視圖。
此第4實施形態與上述第1實施形態主要之不同點係代替環狀構件，而設置有將保護液供給至基板之保護液供給單元之處。
具體而言，基板處理裝置401係包含有將保護基板W不受處理液影響之保護液供給至由旋轉夾頭2所保持基板W之上表面周緣部Wa(親水面、上側親水面)及下表面周緣部Wb(親水面、下側親水面)之保護液供給單元447(親水面配置單元、保護液供給單元)。保護液供給單元447包含有將保護液供給至由旋轉夾頭2所保持基板W之上表面周緣部Wa之上表面保護液供給單元448(上表面保護液供給單元)。上表面保護液供給單元448包含有第1保護液噴嘴449、第1保護液供給配管450及第1保護液閥451。第1保護液供給配管450係連接於第1保護液噴嘴449。第1保護液閥451係插裝於第1保護液供給配管450。若第1保護液閥451開啟，就會將保護液自第1保護液供給配管450供給至第1保護液噴嘴449。又，若第1保護液閥451關閉，就會停止自第1保護液供給配管450對第1保護液噴嘴449供給保護液。自第1保護液噴嘴449所噴出之保護液係供給至由旋轉夾頭2所保持基板W之上表面周緣部Wa。
又，保護液供給單元447係包含有將保護液供給至由旋轉夾頭2所保持基板W之下表面周緣部Wb之下表面保護液供給單元452(下表面保護液供給單元)。下表面保護液供給單元452包含有下表面噴嘴418、第2保護液供給配管453、及第2保護液閥454。即，於第4實施形態中，下表面噴嘴418係由下表面處理液供給單元17與下表面保護液供給單元452所共有。下表面噴嘴418包含有與保持於旋轉夾頭2之基板W下表面對向之對向部425。對向部425係比旋轉底座7配置於更上方。對向部425係例如以俯視時，為自旋轉底座7之中央部沿著水平方向延伸之棒狀。對向部425包含有朝向由旋轉夾頭2所保持基板W之下表面中央部噴出處理液之處理液噴出口26、及朝向由旋轉夾頭2所保持基板W之下表面周緣部Wb噴出保護液之保護液噴出口455。
第2保護液供給配管453係連接於保護液噴出口455。第2保護液閥454係插裝於第2保護液供給配管453。於第2處理液供給配管20中流動之處理液，係供給至處理液噴出口26，而於第2保護液供給配管453中流動之保護液，係供給至保護液噴出口455。因此，若第2保護液閥454開啟，就會將保護液自第2保護液供給配管453供給至保護液噴出口455。藉此，自保護液噴出口455朝向基板W之下表面周緣部Wb噴出保護液。又，若第2保護液閥454關閉，就會停止對保護液噴出口455供給保護液。作為保護液，可例示含有淋洗液及IPA(異丙醇)中之至少一者之液體。
圖18係用以說明利用本發明之第4實施形態之基板處理裝置401處理基板W時之第4處理例的流程圖。圖19係用以說明對第4處理例之基板W供給處理液之狀態的示意圖。於圖19中，表示有在夾持位置水平地保持基板W之狀態。以下，參照圖16～圖19，針對自整個區域被氧化矽膜所覆蓋之基板W(矽基板)中將氧化矽膜去除時之處理例進行說明。
未處理之基板W係藉由搬送機器人之手41(參照圖7)進行搬送，使裝置形成面即表面朝向例如上方並搬入至旋轉夾頭2。具體而言，在夾持部32位於退避位置之狀態下，未處理之基板W係藉由手41載置於複數個支撐部31。然後，控制部42使手41退避後，控制夾持部旋動機構35(參照圖4)，使複數個夾持部32自退避位置移動至接觸位置。藉此，使支撐部31離開基板W之下表面，在不接觸於基板W之上表面及下表面之狀態下使該基板W保持水平。
接著，進行將作為保護液之一例之純水同時供給至基板W之上表面周緣部Wa及下表面周緣部Wb之周緣部保護處理(步驟S401)。具體而言，控制部42控制旋轉馬達9，使由旋轉夾頭2所保持之基板W繞著旋轉軸線L1旋轉。然後，控制部42開啟第1保護液閥451及第2保護液閥454，使純水自第1保護液噴嘴449及保護液噴出口455噴出。如圖19所示，自第1保護液噴嘴449所噴出之純水係供給至基板W之上表面周緣部Wa，並沿著基板W之上表面流至外側。又，自保護液噴出口455所噴出之純水係供給至基板W之下表面周緣部Wb，並沿著基板W之下表面流至外側。而且，自第1保護液噴嘴449所噴出之純水之一部分、與自保護液噴出口455所噴出之純水之一部分係沿著基板W之周端面流動，而將純水供給至基板W之周端面。藉此，純水係供給至基板W之上表面周緣部Wa、下表面周緣部Wb、及周端面，使基板W之上表面周緣部Wa、下表面周緣部Wb、及周端面受純水保護。
接著，進行將作為藥液之一例之氫氟酸同時供給至基板W之上表面、下表面及周端面之藥液處理(步驟S402)。具體而言，控制部42使純水自第1保護液噴嘴449及保護液噴出口455噴出，同時一邊使基板W旋轉，一邊開啟第1藥液閥13，使氫氟酸自第1藥液噴嘴11噴出。自第1藥液噴嘴11所噴出之氫氟酸係供給至基板W之上表面中央部。藉此，於基板W之上表面中央部形成大致圓形之氫氟酸之液膜。然後，此氫氟酸之液膜受到因基板W旋轉所產生之離心力而向外側擴散。而且，此氫氟酸之液膜係藉由後續之氫氟酸供給至基板W之上表面而向外側擴散。因此，氫氟酸之液膜係以大致圓形之狀態擴散至基板W之上表面周緣部Wa，而使基板W之上表面整個區域由氫氟酸之液膜所覆蓋。此時，由於基板W之上表面周緣部Wa受純水保護，故氫氟酸係供給至基板W之上表面中除了周緣部以外之區域，並自該區域去除氧化矽膜。即，可抑制或防止自基板W之上表面周緣部Wa去除氧化矽膜。
另一方面，控制部42係與來自第1藥液噴嘴11之氫氟酸之噴出並行地，使氫氟酸自下表面噴嘴418之處理液噴出口26噴出。具體而言，控制部42自第1保護液噴嘴449及保護液噴出口455噴出純水，同時一邊使基板W旋轉，一邊開啟第2藥液閥23，使氫氟酸自下表面噴嘴418之處理液噴出口26噴出。自下表面噴嘴418之處理液噴出口26所噴出之氫氟酸，係供給至基板W之下表面中央部。藉此，於基板W之下表面中央部形成大致圓形之氫氟酸之液膜。然後，此氫氟酸之液膜受到因基板W旋轉所產生之離心力而朝外側擴散。而且，此氫氟酸之液膜係藉由後續之氫氟酸供給至基板W之下表面而向外側擴散。因此，氫氟酸之液膜係以大致圓形之狀態擴散至基板W之下表面周緣部Wb，而使基板W之下表面整個區域被氫氟酸之液膜覆蓋。此時，由於基板W之下表面周緣部Wb受純水保護，故氫氟酸係供給至基板W之下表面中除了周緣部以外之區域，並自該區域去除氧化矽膜。即，可抑制或防止自基板W之下表面周緣部Wb去除氧化矽膜。
又，到達基板W之上表面周緣部Wa及下表面周緣部Wb之氫氟酸之一部分，係沿著基板W之周端面流動後，被甩至基板W之周圍。因此，基板W之周端面係由氫氟酸所覆蓋。然而，此時，由於基板W之周端面受純水保護，故可抑制或防止自基板W之周端面去除氧化矽膜。因此，可自除了基板W之周緣部(上表面周緣部Wa、下表面周緣部Wb、及周端面)以外之區域去除氧化矽膜(藥液處理)。然後，當藥液處理進行既定時間後，第1藥液閥13及第2藥液閥23就會關閉，停止自第1藥液噴嘴11及下表面噴嘴418之處理液噴出口26噴出氫氟酸。
接著，進行將作為淋洗液之一例之純水同時供給至基板W之上表面、下表面及周端面之清洗處理(步驟S403)。具體而言，控制部42在基板W之上表面及下表面保持有氫氟酸之液膜之狀態下，一邊使基板W旋轉，一邊開啟第1淋洗液閥16，使純水自第1淋洗液噴嘴14噴出。又，控制部42係於使來自第1淋洗液噴嘴14開始噴出純水後，或與純水之噴出同時地，關閉第1保護液閥451，停止自第1保護液噴嘴449噴出純水。而自第1淋洗液噴嘴14所噴出之純水係供給至基板W之上表面中央部。保持於基板W之上表面中央部之氫氟酸，被自第1淋洗液噴嘴14所噴出之純水沖至外側。又，供給至基板W上表面之純水受到因基板W旋轉所產生之離心力而朝外側擴散。因此，保持於基板W上表面之氫氟酸被朝外側擴散之純水沖向外側。藉此，自基板W之上表面洗去氫氟酸，將覆蓋基板W之上表面整個區域之氫氟酸之液膜替換成純水之液膜。
另一方面，控制部42與來自第1淋洗液噴嘴14之純水之噴出並行地，使純水自下表面噴嘴418之處理液噴出口26噴出。具體而言，控制部42在基板W之上表面及下表面保持有氫氟酸之液膜之狀態下，一邊使基板W旋轉，一邊開啟第2淋洗液閥24，使純水自下表面噴嘴418之處理液噴出口26噴出。又，控制部42係於使來自下表面噴嘴418之處理液噴出口26開始噴出純水後，或與純水之噴出同時地，關閉第2保護液閥454，停止自保護液噴出口455噴出純水。自下表面噴嘴418之處理液噴出口26所噴出之純水，係供給至基板W之下表面中央部。保持於基板W之下表面中央部之氫氟酸被自下表面噴嘴418所噴出之純水沖至外側。又，供給至基板W下表面之純水受到因基板W旋轉所產生之離心力而朝外側擴散。因此，保持於基板W下表面之氫氟酸被朝外側擴散之純水沖向外側。藉此，自基板W之下表面洗去氫氟酸，將覆蓋基板W之下表面整個區域之氫氟酸之液膜替換成純水之液膜。
又，到達基板W之上表面周緣部Wa及下表面周緣部Wb之純水之一部分，係沿著基板W之周端面流動後，被甩至基板W之周圍。藉此，將純水供給至基板W之周端面。因此，即便於藥液處理中供給至基板W之氫氟酸附著於基板W之周端面，此氫氟酸亦會被純水洗去。如此一來，將純水同時供給至基板W之上表面、下表面及周端面，可將附著於基板W之上表面、下表面及周端面之氫氟酸洗去(清洗處理)。然後，當清洗處理進行既定時間後，第1淋洗液閥16及第2淋洗液閥24將關閉，而停止自第1淋洗液噴嘴14及下表面噴嘴418之處理液噴出口26噴出純水。
接著，進行使基板W乾燥之乾燥處理(旋轉乾燥)(步驟S404)。具體而言，控制部42控制旋轉馬達9，使基板W以高旋轉速度(例如數千rpm)旋轉。藉此，對附著於基板W之純水作用較大之離心力，使該純水自基板W甩至周圍。如此一來，就會自基板W去除純水，而乾燥基板W(乾燥處理)。然後，乾燥處理進行既定時間之後，控制部42控制旋轉馬達9，停止基板W之旋轉。而且，控制部42控制夾持部旋動機構35，使夾持部32自接觸位置移動至退避位置。其後，藉由搬送機器人之手41將處理結束之基板W自旋轉夾頭2搬出。
如上述於第4實施形態中，藉由保護液供給單元447，可將保護液同時供給至由旋轉夾頭2所保持之基板W之上表面周緣部Wa及下表面周緣部Wb。因此，例如如第4處理例之藥液處理中所說明，可抑制或防止自基板W之上表面周緣部Wa及下表面周緣部Wb去除氧化矽膜。因此，在使基板W之上表面周緣部Wa及下表面周緣部Wb維持親水性，且保持於基板W之上表面及下表面之氫氟酸之液膜的外緣接觸於作為環狀親水面之上表面周緣部Wa及下表面周緣部Wb之狀態下，進行藥液處理。即，在被覆區域與未被覆區域之界線位於親水性之區域之狀態下，進行藥液處理。因此，即便不以高流量自噴嘴11、18噴出氫氟酸，亦可將氫氟酸供給至基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。藉此，可一邊減少氫氟酸之消耗量，一邊將氫氟酸供給至基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。
又，於第4處理例中，控制部42係於使來自第1淋洗液噴嘴14開始噴出純水後，或與純水之噴出同時地，關閉第1保護液閥451，停止自第1保護液噴嘴449噴出純水。而且，控制部42係於使來自下表面噴嘴418之處理液噴出口26開始噴出純水後，或與純水之噴出同時地，關閉第2保護液閥454，停止自保護液噴出口455噴出純水。因此，直至將保持於基板W之上表面及下表面之氫氟酸之液膜替換為純水之液膜為止，基板W之上表面周緣部Wa及下表面周緣部Wb係受自第1保護液噴嘴449及保護液噴出口455所噴出之純水保護。因此，於第4處理例之清洗處理中，可抑制或防止自基板W之上表面周緣部Wa及下表面周緣部Wb去除氧化矽膜。藉此，在被覆區域與未被覆區域之界線位於親水性之區域之狀態下，進行清洗處理。因此，即便不以高流量自噴嘴14、18噴出純水，亦可將純水供給至基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。藉此，可一邊減少純水之消耗量，一邊將純水供給至基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。
又，於第4處理例中，雖然已針對在藥液處理及清洗處理中，抑制或防止自基板W之上表面周緣部Wa及下表面周緣部Wb去除氧化矽膜之情形，但於第4處理例之藥液處理中，亦可自基板W之上表面周緣部Wa及下表面周緣部Wb將氧化矽膜去除。具體而言，於第4處理例之藥液處理中，控制部42亦可在關閉第1藥液閥13及第2藥液閥23之前，關閉第1保護液閥451及第2保護液閥454，停止自第1保護液噴嘴449及保護液噴出口455噴出純水。於此情形時，由於氫氟酸亦供給至基板W之上表面周緣部Wa、下表面周緣部Wb及周端面，因此自基板W之整個區域去除氧化矽膜。又，於此情形時，由於必須在已自基板W之整個區域去除氧化矽膜之狀態下進行清洗處理，因此例如亦可使純水以高流量自噴嘴14、18噴出，同時藉由使基板W以高速旋轉，將純水供給至基板W之上表面整個區域及下表面整個區域。
[第5實施形態]
接著，參照圖20～圖22C，針對本發明之第5實施形態進行說明。於圖20～圖22C中，針對與上述圖1～圖19所示之各部相同之構成部分標示與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
圖20係表示本發明之第5實施形態之基板處理裝置501之概略構成的側視圖。圖21係用以說明對本發明之第5實施形態之基板W供給處理液之狀態的示意圖。於圖21中，表示有在夾持位置水平地保持基板W，且將環狀構件504配置於處理位置之狀態。
此第5實施形態與上述第3實施形態主要之不同點，係代替具有親水面之環狀構件304，設置有包含疏水面之環狀構件504之處。
具體而言，基板處理裝置501係包含有旋轉夾頭2(基板保持單元、基板旋轉單元)、處理液供給單元3(處理液供給單元)、環狀構件504、及使環狀構件504移動之環狀構件移動機構545。旋轉夾頭2及環狀構件504係配置於由未圖示之間隔壁所區劃之處理室5中。
環狀構件504係比由旋轉夾頭2所保持之基板W配置於更上方。環狀構件504係沿著在旋轉軸線L1上具有中心之圓配置。環狀構件504係具有圓筒狀之內周面及外周面之以俯視為圓形之環。環狀構件504之內徑係小於由旋轉夾頭2所保持基板W之直徑。又，環狀構件504之外徑係大於由旋轉夾頭2所保持基板W之直徑。因此，環狀構件504之內周部係與基板W之上表面周緣部重疊，並沿上下方向隔開間隔地對向於基板W之上表面周緣部。又，環狀構件504之外周部係比基板W配置於更外側(與旋轉軸線L1相反之側)。環狀構件504之內徑並不限於小於基板W之直徑，亦可為與基板W之直徑相等或大於基板W之直徑。同樣地，環狀構件504之外徑並不限於大於基板W之直徑之值，亦可為與基板W之直徑相等或小於基板W之直徑。
環狀構件504為疏水性。環狀構件504，既可使環狀構件504之整體均由疏水性材料所形成，亦可使環狀構件504之一部分由疏水性材料所形成。亦可藉由例如表面塗層，僅使環狀構件504之表層由疏水性材料所形成。而且，環狀構件504之表面既可為鏡面，亦可為粗糙面。即，亦可對環狀構件504實施調整表面粗糙度之加工或處理。疏水性材料亦可為例如含有GC(glassy carbon，玻璃石墨)及PTFE(polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)中之至少一者之材料。
環狀構件504係包含有與保持於旋轉夾頭2之基板W之上表面周緣部對向之對向疏水面543(疏水面)。對向疏水面543係環狀構件504之下表面。相對於對向疏水面543之水的接觸角為例如大於70度。環狀構件移動機構545係使環狀構件504在使對向疏水面543與基板W之上表面周緣部接近之處理位置(圖20所示之位置)、與使對向疏水面543離開基板W之退避位置間移動。於藉由搬送基板W之手41(參照圖7)將基板W搬入至旋轉夾頭2時、及藉由手41將基板W自旋轉夾頭2搬出時，環狀構件504係配置於退避位置。又，於利用處理液處理由旋轉夾頭2所保持之基板W時，環狀構件504係配置於處理位置。藉由使環狀構件504移動至處理位置，可沿著基板W之上表面周緣部配置對向疏水面543。
環狀構件移動機構545係由控制部(controller)42(參照圖8)所控制。控制部42係在使環狀構件504位於處理位置之狀態下，一邊藉由旋轉夾頭2使基板W繞著旋轉軸線L1旋轉，一邊使處理液自第1藥液噴嘴11或第1淋洗液噴嘴14噴出。即，控制部42在使對向疏水面543接近於水平地保持在夾持位置之基板W之上表面周緣部之狀態下，一邊使基板W旋轉，一邊將處理液供給至基板W之上表面中央部。藉此，於基板W之上表面中央部形成處理液之液膜。然後，控制部42使保持於基板W上表面之處理液液膜的外緣移動至基板W之上表面周緣部。
藉由處理液液膜之外緣移動至基板W之上表面周緣部，使處理液進入至基板W之上表面周緣部與對向疏水面543之間。藉此，如圖21所示，處理液液膜的外緣與對向疏水面543接觸。由於對向疏水面543係疏水性，且對向疏水面543與基板W間之間隙較小，故來自對向疏水面543之阻力施加於基板W上之處理液，阻礙來自基板W之處理液之排出。因此，處理液存留於基板W上。另一方面，由於離心力施加於基板W上之處理液，故基板W上之處理液係排出至基板W之周圍。因此，可並行地進行處理液之存留與排出。
對向疏水面543係沿著基板W之上表面周緣部整個區域配置。因此，處理液之存留與排出係於基板W之上表面周緣部整個區域均勻地進行。因此，一邊維持基板W之上表面整個區域被處理液之液膜所覆蓋之狀態，一邊利用後續之處理液替換基板W上之處理液。因此，即便不以高流量自噴嘴11、14噴出處理液，亦可將處理液供給至基板W之上表面整個區域。藉此，可一邊減少處理液之消耗量，一邊將處理液供給至基板W之上表面整個區域。
圖22A、圖22B、及圖22C係表示環狀構件移動機構545之概略構成之側視圖。
如圖22A所示，環狀構件移動機構545，亦可為具備固定於環狀構件504之複數個固定軸559、及連結於複數個固定軸559之複數個升降裝置560者。複數個固定軸559係配置於基板W之周圍。複數個固定軸559係自旋轉底座7之上表面朝上方突出。環狀構件504係經由複數個固定軸559而支撐於複數個升降裝置560。升降裝置560既可為空氣缸等利用氣壓所驅動之氣壓致動器，亦可為電磁柱塞等利用磁力所驅動之電磁線圈致動器。複數個升降裝置560係藉由使複數個固定軸559進行升降，而使環狀構件504在處理位置(實線所示之位置)與退避位置(二點鏈線所示之位置)之間移動。複數個升降裝置560係配置於旋轉底座7之內部。環狀構件504、複數個固定軸559、及複數個升降裝置560係與旋轉底座7一起繞著旋轉軸線L1旋轉。
又，如圖22B所示，環狀構件移動機構545亦可為具備有安裝於環狀構件504之磁石561、可與環狀構件504接觸之複數個升降軸562及連結於複數個升降軸562之複數個升降裝置560者。環狀構件504係藉由複數個夾持構件8支撐於處理位置(實線所示之位置)。環狀構件504係藉由在安裝於環狀構件504之磁石561、與配置於夾持構件8內部之磁石(未圖示)之間所發揮之磁力而固定於複數個夾持構件8。因此，環狀構件504係與旋轉底座7一起繞著旋轉軸線L1旋轉。
複數個升降軸562係比基板W配置於更外側。複數個升降裝置560係配置於旋轉底座7之內部。複數個升降裝置560亦可配置於旋轉底座7之外側。升降軸562可在使升降軸562自旋轉底座7之上表面朝上方突出之突出位置與使升降軸562整體退避至旋轉底座7內部之退避位置間移動。升降裝置560係藉由使升降軸562在突出位置與退避位置之間進行升降，而使環狀構件504在處理位置與退避位置(二點鏈線所示之位置)之間移動。
具體而言，若升降裝置560使升降軸562自退避位置移動至突出位置，則升降軸562與環狀構件504接觸，而將環狀構件504抬舉至退避位置。又，若升降裝置560使升降軸562自突出位置下降至退避位置，則在升降軸562到達退避位置之前，藉由夾持構件8將環狀構件504支撐於處理位置，而使升降軸562離開環狀構件504。其後，升降軸562整體退避至旋轉底座7內。因此，在環狀構件504位於處理位置之狀態下，複數個升降軸562係自基板W之周圍退避。因此，可防止飛散至基板W之周圍之處理液，衝撞升降軸562，而彈回至基板W側。
又，如圖22C所示，環狀構件移動機構545亦可為具備有磁石561、複數個升降軸562、複數個升降裝置560及保持環狀構件504之手563者。手563係自夾持構件8或升降軸562接收環狀構件504。然後，手563係將環狀構件504交給夾持構件8或升降軸562。手563係由上下夾住並保持環狀構件504。手563亦可藉由在夾住環狀構件504之狀態下朝上下方向進行升降，而使環狀構件504朝上下方向進行升降。又，手563亦可藉由在夾住環狀構件504之狀態下繞著水平軸線旋轉，而使環狀構件504在水平姿勢與鉛直姿勢之間移動。
又，雖未圖示，但於環狀構件504沿著圓周方向分割，而由複數個分割體所構成之情形時，環狀構件移動機構545亦可藉由使分割體於水平面內旋動，使環狀構件504在處理位置與退避位置之間移動。於此情形時，分割體亦可連結於夾持構件8，與夾持構件8一起旋動。又，與圖7所示之第1實施形態同樣地，各分割體亦可藉由收納於旋轉底座7內之馬達所驅動。
如上述於第5實施形態中，環狀構件504之對向疏水面543係以與基板W不同之高度沿著基板W之上表面周緣部配置。自基板W之上表面周緣部所排出之處理液，係與對向疏水面543接觸，受到來自對向疏水面543之阻力。因此，可限制來自基板W之處理液之排出，使處理液滯留於對向疏水面543之內側。因此，即便不以高流量將處理液供給至基板W，亦可維持基板W之上表面整個區域被處理液覆蓋之狀態。
又，於第5實施形態中，對向疏水面543係遍及整個周圍而連續，遍及整個周圍且隔開固定之間隔(例如3 mm以下)對向於基板W之上表面周緣部。即，對向疏水面543與基板W間之間隙大小係遍及整個周圍均為相等。因此，通過對向疏水面543與基板W之間而自基板W排出之處理液之流量係於各位置均為相等。因此，藉由來自基板W之處理液之排出量的偏差，可抑制或防止處理液之液膜自其周緣部損壞。甚至，由於疏水面不接觸於基板W之上表面周緣部，因此亦可將處理液確實地供給至基板W之上表面周緣部。因此，可抑制或防止處理之均勻性降低。
[其他實施形態]
本發明之實施形態之說明雖然係如上所述，但本發明並非限定於上述第1～第5實施形態之內容者，可於申請專利範圍所記載之範圍內進行各種變更。
例如，於上述第1～第5實施形態中，雖然已針對自第1藥液噴嘴11朝向基板W之上表面噴出藥液，且自第1淋洗液噴嘴14朝向基板W之上表面噴出淋洗液之情形進行說明。然而，亦可自共有之噴嘴朝向基板W之上表面選擇性地噴出藥液及淋洗液。
又，於上述第1～第5實施形態中，雖然已針對夾持基板W並使該基板W保持水平之夾持式旋轉夾頭2安裝於基板處理裝置之情形進行說明。然而，旋轉夾頭2並不限定於夾持式，例如亦可為藉由真空吸附基板W之下表面(背面)而在不接觸於基板W之上表面(表面)之狀態下使該基板W保持水平之真空式夾頭。
又，於上述第1、第2、及第4實施形態中，雖然已針對利用處理液同時處理基板W之上表面及下表面之情形進行說明。然而，亦可分開處理基板W之上表面及下表面。
又，於上述第4實施形態中，雖然已針對下表面處理液供給單元17與下表面保護液供給單元452共有下表面噴嘴18之情形進行說明。然而，下表面保護液供給單元452亦可具有專用之第2保護液噴嘴。具體而言，如圖23所示，下表面保護液供給單元652(下表面保護液供給單元)亦可具有配置於藉由旋轉夾頭2而在夾持位置保持水平之基板W之外側的第2保護液噴嘴656，且自此第2保護液噴嘴656朝向該基板W之下表面周緣部噴出保護液。
又，於上述第1及第4處理例中，雖然已針對將親水性之基板作為處理對象之基板之情形進行說明。然而，亦可將疏水性之基板作為處理對象之基板。
又，於上述第3及第5實施形態中，雖然已針對環狀構件304、504比基板W配置於更上方之情形進行說明。然而，環狀構件304亦可比基板W配置於更下方。而且，2個環狀構件304亦可分別比基板W配置於更上方及更下方。關於環狀構件504亦相同。
雖然已針對本發明之實施形態進行詳細說明，但此等僅係用以使本發明之技術內容清楚所使用之具體例，不應將本發明限定於此等具體例而予以解釋，本發明之精神及範圍僅由隨附之申請專利範圍所限定。
本申請案係對應於2010年9月27日向日本特許廳所提出之日本專利特願2010-215846號、及2011年9月16日向日本特許廳所提出之日本專利特願2011-203460號，本申請案之所有揭示係以引用之形式寫入本文中。
1、201、301、401、501．．．基板處理裝置
2．．．旋轉夾頭
3．．．處理液供給單元
4、204、304、504．．．環狀構件
5．．．處理室
6．．．旋轉軸
7．．．旋轉底座
8．．．夾持構件
9．．．旋轉馬達
10．．．上表面處理液供給單元
11．．．第1藥液噴嘴
12．．．第1藥液供給配管
13．．．第1藥液閥
14．．．第1淋洗液噴嘴
15．．．第1淋洗液供給配管
16．．．第1淋洗液閥
17．．．下表面處理液供給單元
18、418．．．下表面噴嘴
19．．．第1處理液供給配管
20．．．第2處理液供給配管
21．．．第2藥液供給配管
22．．．第2淋洗液供給配管
23．．．第2藥液閥
24．．．第2淋洗液閥
25、425．．．對向部
26．．．處理液噴出口
27．．．分割體
28．．．支柱
29．．．上側環狀親水面
30．．．下側環狀親水面
31．．．支撐部
32．．．夾持部
33．．．基座
34．．．保持槽
35．．．夾持部旋動機構
36．．．可動體
37．．．一端部
38．．．另一端部
39．．．分割體旋動機構
40．．．馬達
41、563．．．手
42．．．控制部
243．．．上側環狀疏水面
244．．．下側環狀疏水面
343．．．環狀疏水面
345．．．環狀構件升降機構
346．．．對向親水面
357．．．分割環
358．．．連結部
447．．．保護液供給單元
448．．．上表面保護液供給單元
449．．．第1保護液噴嘴
450．．．第1保護液供給配管
451．．．第1保護液閥
452、652．．．下表面保護液供給單元
453．．．第2保護液供給配管
454．．．第2保護液閥
455．．．保護液噴出口
543．．．對向疏水面
545．．．環狀構件移動機構
559．．．固定軸
560．．．升降裝置
561．．．磁石
562．．．升降軸
656．．．第2保護液噴嘴
L1．．．旋轉軸線
L2．．．鉛直軸線
W．．．基板
Wa．．．上表面周緣部
Wb．．．下表面周緣部
圖1係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置之概略構成的側視圖。
圖2係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置之概略構成的俯視圖。
圖3係沿著圖2之III-III線之局部剖面圖。
圖4係本發明之第1實施形態之夾持構件及與此相關之構成的側視圖。
圖5係本發明之第1實施形態之夾持構件及與此相關之構成的側視圖。
圖6係本發明之第1實施形態之夾持構件及與此相關之構成的俯視圖。
圖7係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置之概略構成的俯視圖。
圖8係用以說明本發明之第1實施形態之基板處理裝置之電性構成的方塊圖。
圖9係用以說明利用本發明之第1實施形態之基板處理裝置處理基板時之第1處理例的流程圖。
圖10係用以說明對第1處理例之基板供給處理液之狀態的示意圖。
圖11係用以說明供給至固體表面之液體之擴散的示意圖。
圖12係表示本發明之第2實施形態之基板處理裝置之概略構成的俯視圖。
圖13係用以說明對本發明之第2實施形態之基板供給處理液之狀態的示意圖。
圖14係表示本發明之第3實施形態之基板處理裝置之概略構成的側視圖。
圖15A係用以說明對本發明之第3實施形態之基板供給處理液之狀態的示意圖。
圖15B係用以說明本發明之第3實施形態之環狀構件之第1變形例的示意圖。
圖15C係用以說明本發明之第3實施形態之環狀構件之第2變形例之示意的側視圖。
圖15D係用以說明本發明之第3實施形態之環狀構件之第3變形例之示意的側視圖。
圖15E係用以說明本發明之第3實施形態之環狀構件之第4變形例的側視圖。
圖16係表示本發明之第4實施形態之基板處理裝置之概略構成的側視圖。
圖17係表示本發明之第4實施形態之基板處理裝置之概略構成的俯視圖。
圖18係用以說明利用本發明之第4實施形態之基板處理裝置處理基板時之第4處理例的流程圖。
圖19係用以說明對第4處理例之基板供給處理液之狀態的示意圖。
圖20係表示本發明之第5實施形態之基板處理裝置之概略構成的側視圖。
圖21係用以說明對本發明之第5實施形態之基板供給處理液之狀態的示意圖。
圖22A係用以說明本發明之第5實施形態之環狀構件移動機構之第1構成例之示意的側視圖。
圖22B係用以說明本發明之第5實施形態之環狀構件移動機構之第2構成例之示意的側視圖。
圖22C係用以說明本發明之第5實施形態之環狀構件移動機構之第3構成例之示意的側視圖。
圖23係表示本發明之第5實施形態之保護液供給單元之概略構成的側視圖。
4．．．環狀構件
27．．．分割體
29．．．上側環狀親水面
30．．．下側環狀親水面
W．．．基板

Claims (14)

  1. 一種基板處理裝置，其包含有：基板保持單元，其在不接觸於基板主表面之狀態下使該基板保持水平；處理液供給單元，其將處理液供給至由上述基板保持單元所保持之基板之主表面；及親水面配置單元，其以自上述處理液供給單元供給至基板之處理液移動至環狀之親水面之方式，沿著上述基板之主表面周緣部配置與保持於由上述基板保持單元所保持之基板主表面之處理液之液膜接觸的上述親水面。
  2. 一種基板處理裝置，其包含有：基板保持單元，其在不接觸於基板主表面之狀態下使該基板保持水平；處理液供給單元，其將處理液供給至由上述基板保持單元所保持之基板之主表面；及親水面配置單元，其沿著上述基板之主表面周緣部配置與保持於由上述基板保持單元所保持之基板主表面之處理液之液膜接觸的環狀親水面，上述親水面配置單元係包含有沿著包含由上述基板保持單元所保持之基板主表面之水平面配置，且包圍上述基板之主表面周緣部之環狀親水面。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其進一步包含有 沿著包含由上述基板保持單元所保持之基板主表面之水平面配置，且包圍上述環狀親水面之環狀疏水面。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之基板處理裝置，其中，上述基板保持單元係以在不接觸於基板之上表面及下表面之狀態下使該基板保持水平之方式所構成，上述處理液供給單元係以將處理液供給至由上述基板保持單元所保持之基板之上表面及下表面之方式所構成，上述環狀親水面係包含有：上側環狀親水面，其沿著包含由上述基板保持單元所保持之基板上表面之水平面配置，且包圍上述基板之上表面周緣部；及下側環狀親水面，其沿著包含由上述基板保持單元所保持之基板下表面之水平面配置，且包圍上述基板之下表面周緣部。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，上述親水面配置單元係包含有與由上述基板保持單元所保持之基板之主表面周緣部對向的環狀之對向親水面。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理裝置，其進一步包含有包圍上述對向親水面之環狀疏水面。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，上述親水面配置單元係包含有將保護基板之主表面不受處理液影響之保護液供給至由上述基板保持單元所保持之基板之主表面周緣部之保護液供給單元。
  8. 一種基板處理裝置，其包含有： 基板保持單元，其在不接觸於基板之上表面及下表面之狀態下使該基板保持水平之；處理液供給單元，其將處理液供給至由上述基板保持單元所保持之基板之上表面及下表面；及親水面配置單元，其包含有：上表面保護液供給單元，其將保護基板不受處理液影響之保護液供給至由上述基板保持單元所保持之基板之上表面周緣部，藉此，將與保持於上述基板保持單元所保持的基板之上表面之處理液之液膜接觸之環狀的上側親水面，配置於上述基板之上表面周緣部；及下表面保護液供給單元，其將上述保護液供給至由上述基板保持單元所保持之基板之下表面周緣部，藉此，將與保持於上述基板保持單元所保持的基板之下表面之處理液之液膜接觸之環狀的下側親水面，配置於上述基板之下表面周緣部。
  9. 一種基板處理方法，其包含有：處理液供給步驟，其在不接觸於基板主表面之狀態下將處理液供給至保持水平之該基板之主表面；及親水面配置步驟，其與上述處理液供給步驟並行地，以供給至上述基板之處理液移動至環狀之親水面之方式，沿著上述基板之主表面周緣部配置與保持於上述基板主表面之處理液之液膜接觸的上述親水面。
  10. 一種基板處理方法，其包含有：處理液供給步驟，其在不接觸於基板之上表面及下表面之狀 態下將處理液同時供給至保持水平之該基板之上表面及下表面；上側親水面配置步驟，其與上述處理液供給步驟並行地，沿著上述基板之上表面周緣部配置與保持於上述基板上表面之處理液之液膜接觸的環狀之上側親水面；及下側親水面配置步驟，其與上述處理液供給步驟並行地，沿著上述基板之下表面周緣部配置與保持於上述基板下表面之處理液之液膜接觸的環狀之下側親水面。
  11. 一種基板處理裝置，其包含有：基板保持單元，其在不接觸於基板主表面之狀態下使該基板保持水平；處理液供給單元，其將處理液供給至由上述基板保持單元所保持之基板之主表面；基板旋轉單元，其使上述基板繞著與由上述基板保持單元所保持之基板交叉之旋轉軸線旋轉；及環狀構件，其具有高度與由上述基板保持單元所保持之基板不同之沿著上述基板主表面側之水平面配置，且沿著上述基板之主表面周緣部配置之環狀疏水面。
  12. 如申請專利範圍第11項之基板處理裝置，其中，上述疏水面之外緣係比由上述基板保持單元所保持之基板之外端配置於更外側。
  13. 如申請專利範圍第11或12項之基板處理裝置，其中， 上述疏水面之內緣係比由上述基板保持單元所保持之基板之外端配置於更內側。
  14. 一種基板處理方法，其包含有：處理液供給步驟，其在不接觸於基板主表面之狀態下將處理液供給至保持水平之該基板之主表面；基板旋轉步驟，其與上述處理液供給步驟並行地，使上述基板繞著與上述基板交叉之旋轉軸線旋轉；及處理液排出限制步驟，其與上述處理液供給步驟並行地，使高度與上述基板不同之沿著上述基板主表面側之水平面配置且沿著上述基板之主表面周緣部配置之環狀疏水面接觸保持於上述基板主表面之處理液之液膜，藉此限制來自上述基板之處理液之排出。
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