TWI607487B - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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岩畑翔太
尾辻正幸
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Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於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的例子，包括半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、場發射顯示器(FED，Field Emission Display)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。
於半導體裝置之製造步驟中，係對半導體晶圓等之基板之表面以處理液進行處理。依單片處理基板之單片式的基板處理裝置，係具備：大致水平地保持基板，並使其基板旋轉的旋轉夾具；與用於對藉此旋轉夾具所旋轉之基板之表面供給處理液的噴嘴。
典型之基板處理步驟中，係對保持於旋轉夾具之基板供給藥液。其後對基板供給沖洗液，藉此，將基板上之藥液置換為沖洗液。其後，進行用於將基板上之沖洗液排除的的旋轉乾燥步驟。於旋轉乾燥步驟中，係藉由使基板高速旋轉，而附著於基板之沖洗液甩除(乾燥)。一般之沖洗液為去離子水。
在基板表面形成有細微圖案的情況，於旋轉乾燥步驟中，有無法去除進入至圖案內部之沖洗液之虞，因此，有發生乾燥不良之虞。因此，如US Patent No.US5882433A記載般，提出有對 經沖洗液之處理後的基板表面，供給異丙醇(isopropyl alcohol，IPA)等之有機溶劑的液體，將進入至基板表面之圖案間隙的沖洗液置換為有機溶劑之液體，而使基板表面乾燥的手法。
在藉基板之高速旋轉使基板乾燥的旋轉乾燥步驟中，有機溶劑之液面(空氣與液體之界面)形成於圖案內。液體之表面張力作用於液面與圖案之接觸位置。
如圖9所示，進入至圖案P間隙之有機溶劑的液面高度H係於基板W之各處呈不均勻。其理由如下所述。亦即，旋轉乾燥步驟中，不僅因伴隨於基板W之高速旋轉而發生之離心力所造成的液體甩除，亦藉由附著於基板W上面之有機溶劑之液體蒸發(有機溶劑蒸氣的擴散)，使基板W上面乾燥。基板W上面之周速度係隨著朝向基板W上面之周緣部而變大，故於旋轉乾燥步驟中，隨著朝向基板W表面之周緣部，與新鮮空氣接觸之機會增大，有機溶劑之液體蒸發速度變快。因此，於基板之乾燥時，將暫時性地發生圖案P內之液面高度H係越朝向基板W上面之周緣部而越低的狀態(參照圖9)。
如圖9所示，在液面高度H於基板W各處呈不均勻的情況，存在於圖案P之構造體P1周圍的有機溶劑的液面高度H，係於該構造體P1之全周出現偏差。因此，作用至構造體P1的有機溶劑之液體之表面張力(毛細管力)，係於該構造體P1之全周發生不平衡，構造體P1係朝作用有較大表面張力的方向傾倒。亦即，本案發明人等認為，液面高度H之不均勻乃使圖案P崩壞的原因之一。
此時，若去除有機溶劑之液體的所需時間變長，則更 加助長圖案P的崩壞。此係由於若作用至構造體P1之表面張力的不平衡狀態變長，則作用至各構造體之衝量變大所致。
如US Patent No.US5882433A般，在旋轉乾燥步驟前對基板供給有機溶劑之液體的情況，有機溶劑之液體進入至圖案間隙。有機溶劑之表面張力係較屬於典型沖洗液之水低。因此，使起因於表面張力之圖案崩壞的問題緩和。
然而，近年來由於利用基板處理所製作的裝置(例如半導體裝置)的高集成化，而開始於基板表面形成細微且高深寬比的圖案(凸狀圖案、線狀圖案等)。細微且高深寬比的圖案由於強度較低，故亦有由於作用於有機溶劑之液面的表面張力而導致崩壞之虞。
因此，本發明目的在於提供可抑制或防止圖案崩壞的基板處理方法及基板處理裝置。
本發明提供一種基板處理方法，其包含：基板保持步驟，係藉由基板保持單元將於上面形成有圖案的基板保持為水平姿勢；液膜形成步驟，係為了將存在於上述上面之處理液置換為有機溶劑之液體，形成被覆上述上面全域之有機溶劑之液膜；薄膜保持步驟，係一邊將上述上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣之環境、一邊使上述基板依第1高旋轉速度進行旋轉，藉此將上述有機溶劑之液膜減薄，藉此於上述上面保持有機溶劑之薄膜；與薄膜去除步驟，係於上述薄膜保持步驟後，由上述上面去除上述薄膜；上述薄膜去除步驟係包含使上述基板依第2高旋轉速度進行旋轉的高速旋轉步驟。
根據此方法，於基板上面形成被覆該上面全域的有機 溶劑之液膜後，一邊將該上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣之環境、一邊使基板以高速進行旋轉。藉由基板之高速旋轉，將基板上面之有機溶劑之液體的大部分甩除。因此，使有機溶劑之液膜所含之有機溶劑之液體的大部分排出至基板外，使有機溶劑之液膜薄化。然而，由於基板之上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣之環境，故有機溶劑蒸氣之擴散不進行，其結果，抑制或防止基板上面之有機溶劑之液體的蒸發進行。藉此，無法將構成有機溶劑之液膜的有機溶劑之液體全部去除，於基板上面保持著被覆該上面全域的有機溶劑之薄膜。
又，由於基板上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣的環境，故於基板上面全域抑制有機溶劑蒸氣的擴散進行，其結果，可將有機溶劑之薄膜厚度於基板上面全域保持均勻。其後，由基板上面去除有機溶劑之薄膜。亦即，由圖案內之間隙去除有機溶劑之液體。
在使有機溶劑之液膜暫時薄化為均勻且具有較薄厚度的薄膜後，開始去除有機溶劑之液體，故可在將進入至圖案內間隙之有機溶劑之液面高度保持為於基板面內無偏差的狀態之下，由基板上面去除有機溶劑之液體。藉此，可抑制或防止圖案崩壞。
又，於本發明之一實施形態中，上述基板保持單元係收容於由外部密閉之密閉腔室的內部空間，上述薄膜保持步驟係依上述內部空間由外部封閉之封閉狀態執行。
根據此方法將基板收容於密閉腔室之內部空間，且設為關閉排氣閥之狀態，藉此可使密閉腔室之內部空間全域成為有機溶劑蒸氣的環境。因此，可將基板上面全域之周圍確實保持為有 機溶劑蒸氣的環境。藉此，於有機溶劑薄膜保持步驟中，可確實阻止基板上面之有機溶劑之液體蒸發(亦即，基板上面之有機溶劑蒸氣的擴散)，故而，可於基板上面確實形成均勻且具有較薄厚度的有機溶劑之薄膜。
上述薄膜保持步驟亦可依將對上述密閉腔室之內部空間進行排氣之排氣閥關閉的狀態執行。
根據此方法，藉由將對密閉腔室之內部空間進行排氣之排氣單元關閉，可將內部空間維持為封閉狀態。藉此，於薄膜保持步驟中，可於基板上面確實形成均勻且具有較薄厚度的有機溶劑之薄膜。
上述薄膜去除步驟亦可進一步包含使上述密閉腔室之內部空間對外部開放的開放步驟。
根據此方法，於使密閉腔室之內部空間對外部開放之狀態下，使基板高速旋轉。在使密閉腔室之內部空間對外部開放的狀態下，由於新鮮氣體接觸至基板上面，故基板上面各處進行有機溶劑蒸氣之擴散，於基板上面各處進行有機溶劑之液體蒸發。因此，藉由基板之高速旋轉，可將基板上面上之有機溶劑之液體甩除，藉此可使基板上面乾燥。
上述薄膜去除步驟亦可進一步包含將較常溫高溫之惰性氣體供給至上述上面，且使上述密閉腔室之內部空間對外部開放的步驟。
根據此方法，依使基板高速旋轉之狀態，一邊將較常溫高溫之惰性氣體供給至基板上面、一邊使密閉腔室之內部空間對外部開放。進入至圖案內間隙之有機溶劑之液體係藉由高溫之惰性 氣體被蒸發。又，藉由使密閉腔室之內部空間對外部開放，新鮮空氣接觸至基板上面，故基板上面各處進行有機溶劑蒸氣的擴散，於基板上面各處進行有機溶劑之液體蒸發。藉由同時進行高溫惰性氣體之供給與內部空間之外部開放，可於薄膜去除步驟中使基板上面一次地乾燥。
上述薄膜去除步驟中，亦可進一步包含將較常溫高溫之惰性氣體供給至上述上面的惰性氣體供給步驟。
根據此方法，一邊將較常溫高溫之惰性氣體供給至基板上面、一邊使基板高速旋轉。由基板之高速旋轉，可將基板上面上之有機溶劑之液體甩除。此時，藉由供給至基板上面之高溫惰性氣體，使進入至圖案內間隙之有機溶劑之液體被蒸發，故可縮短乾燥時間。藉此，可更加防止圖案崩壞。
上述薄膜保持步驟亦可使用藉由於上述液膜形成步驟中對上述上面所供給之上述有機溶劑之液體蒸發所產生的上述有機溶劑蒸氣，將上述上面周圍保持為有機溶劑蒸氣之環境。
根據此方法，使用藉由供給至基板上面之有機溶劑之液體蒸發所產生的有機溶劑蒸氣，將基板上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣的環境。因此，不需要另外將用於薄膜保持步驟之有機溶劑蒸氣供給至基板上面。因此，可達到成本降低。
上述液膜形成步驟亦可包含將具有較常溫高之液溫的上述有機溶劑之液體供給至上述上面的高溫有機溶劑供給步驟。
根據此方法，由於供給至基板上面之有機溶劑之液體的液溫較高，故薄化後之有機溶劑之薄膜亦具有較高液溫。藉由基板之高速旋轉，可將基板上面上之有機溶劑之液體甩除。此時，由 於有機溶劑之薄膜具有較高液溫，故進入至圖案內間隙之有機溶劑之液體的蒸發速度快。因此，可縮短乾燥時間。藉此，可進一步防止圖案崩壞。
本發明提供一種基板處理裝置，其包含：基板保持單元，係用於水平保持基板；基板旋轉單元，係用於使上述基板保持單元所保持之基板旋轉；有機溶劑供給單元，係用於對上述基板上面供給有有機溶劑之液體；有機溶劑蒸氣供給單元，係用於對上述基板上面供給有機溶劑蒸氣；與控制單元，係控制上述基板保持單元、上述基板旋轉單元、上述有機溶劑供給單元及上述有機溶劑蒸氣供給單元；上述控制單元係執行：液膜形成步驟，係為了將存在於上述上面之處理液置換為有機溶劑之液體，形成被覆上述上面全域之有機溶劑之液膜；薄膜保持步驟，係一邊將上述上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣之環境、一邊使上述基板依第1高旋轉速度進行旋轉，藉此將上述有機溶劑之液膜減薄，藉此於上述上面保持有機溶劑之薄膜；與薄膜去除步驟，係具有使上述基板依第1高旋轉速度進行旋轉的高速旋轉步驟，且於上述薄膜保持步驟後，由上述上面去除上述薄膜。
根據此構成，於基板上面形成被覆該上面全域的有機溶劑之液膜後，一邊將該上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣之環境、一邊使基板以高速進行旋轉。藉由基板之高速旋轉，將基板上面之有機溶劑之液體的大部分甩除。因此，使有機溶劑之液膜所含之有機溶劑之液體的大部分排出至基板外，使有機溶劑之液膜薄化。然而，由於基板之上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣之環境，故有機溶劑蒸氣之擴散不進行，其結果，可抑制或防止基板上 面之有機溶劑之液體的蒸發進行。藉此，無法將構成有機溶劑之液膜的有機溶劑之液體全部去除，於基板上面保持著被覆該上面全域的有機溶劑之薄膜。
又，由於基板上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣的環境，故於基板上面全域抑制有機溶劑蒸氣的擴散進行，其結果，可將有機溶劑之薄膜厚度於基板上面全域保持均勻。其後，由基板上面去除有機溶劑之薄膜。亦即，由圖案內之間隙去除有機溶劑之液體。
在使有機溶劑之液膜暫時薄化為均勻且具有較薄厚度的薄膜後，開始去除有機溶劑之液體，故可在將進入至圖案內間隙之有機溶劑之液面高度保持為於基板面內無偏差的狀態之下，由基板上面去除有機溶劑之液體。藉此，可抑制或防止圖案崩壞。
於本發明之一實施形態中，上述基板處理裝置係進一步包含：具有由外部密閉之內部空間，且於上述內部空間收容上述基板保持單元的密閉腔室。
根據此構成，將基板收容於密閉腔室之內部空間，且設為關閉排氣閥之狀態，藉此可使密閉腔室之內部空間全域成為有機溶劑蒸氣的環境。因此，可將基板上面全域之周圍確實保持為有機溶劑蒸氣的環境。藉此，於有機溶劑薄膜保持步驟中，可確實阻止基板上面之有機溶劑之液體蒸發(亦即，基板上面之有機溶劑蒸氣的擴散)，故而，可於基板上面確實形成均勻且具有較薄厚度的有機溶劑之薄膜。
又，上述基板處理裝置亦可進一步包含對上述密閉腔室之內部空間進行排氣之排氣閥。此時，上述控制單元亦可依關閉 上述排氣閥的狀態，執行上述薄膜保持步驟。
根據此構成，藉由將對密閉腔室之內部空間進行排氣之排氣單元關閉，可將內部空間維持為封閉狀態。藉此，於薄膜保持步驟中，可於基板上面確實形成均勻且具有較薄厚度的有機溶劑之薄膜。本發明之上述內容或其他目的、特徵及效果，將參照隨附圖式由下述實施形態之說明所闡明。
1、201‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制單元
4‧‧‧處理室
5‧‧‧旋轉夾具
6‧‧‧密閉腔室
7‧‧‧內部空間
8‧‧‧排氣單元
9‧‧‧藥液供給單元
10‧‧‧沖洗液供給單元
11‧‧‧第1有機溶劑供給單元
12‧‧‧惰性氣體供給單元
13‧‧‧旋轉軸
14‧‧‧旋轉基底
15‧‧‧挾持構件
16‧‧‧電動馬達
17‧‧‧開口
18‧‧‧腔室本體
19‧‧‧蓋構件
20‧‧‧底壁部
21‧‧‧周壁部
22‧‧‧隔壁
23‧‧‧插通孔
24‧‧‧第1密封構件
25‧‧‧環緣部
26‧‧‧第2密封構件
27‧‧‧蓋構件升降單元
30‧‧‧藥液噴嘴
31‧‧‧藥液配管
32‧‧‧藥液閥
33‧‧‧沖洗液噴嘴
34‧‧‧沖洗液配管
35‧‧‧沖洗液閥
36‧‧‧第1有機溶劑噴嘴
37‧‧‧第1有機溶劑配管
38‧‧‧第1有機溶劑閥
39‧‧‧惰性氣體噴嘴
40‧‧‧第1惰性氣體配管
41‧‧‧第1惰性氣體閥
42‧‧‧排液配管
43‧‧‧排液閥
44‧‧‧排氣管
45‧‧‧排氣裝置
46‧‧‧排氣配管
47‧‧‧排氣閥
60、260‧‧‧液膜
70、270‧‧‧薄膜
202‧‧‧對向構件
203‧‧‧對向面
204‧‧‧支架
205‧‧‧氣體供給路徑
206‧‧‧吐出口
207‧‧‧有機溶劑蒸氣配管
208‧‧‧有機溶劑蒸氣閥
209‧‧‧第2惰性氣體配管
210‧‧‧第2惰性氣體閥
211‧‧‧升降單元
212‧‧‧第2有機溶劑供給單元
213‧‧‧第2有機溶劑噴嘴
214‧‧‧噴嘴臂
216‧‧‧噴嘴移動單元
217‧‧‧第2有機溶劑配管
218‧‧‧第2有機溶劑閥
219‧‧‧空間
220‧‧‧有機溶劑蒸氣供給單元
A1‧‧‧旋轉軸線
C‧‧‧載體
CR、IR‧‧‧搬送機器人
H、H1‧‧‧液面高度
LP‧‧‧裝載埠
P‧‧‧圖案
P1‧‧‧構造體
P2‧‧‧上面
T‧‧‧高度
T1‧‧‧有機溶劑置換步驟
T2‧‧‧有機溶劑積滯步驟
T3‧‧‧有機溶劑薄膜保持步驟
T4‧‧‧旋轉乾燥步驟
W‧‧‧基板
W1‧‧‧寬
W2、W3‧‧‧間隔
圖1為用於說明本發明第1實施形態之基板處理裝置之內部配置的圖解性俯視圖。
圖2為用於說明上述基板處理裝置所具備之處理單元之構成例的圖解性剖視圖。
圖3為用於說明上述基板處理裝置之主要部分之電性構成的方塊圖。
圖4為用於說明藉由上述基板處理裝置所進行之基板處理之一例的流程圖。
圖5A至5G為用於說明上述基板處理之各步驟情況的圖解性剖視圖。
圖6為用於說明有機溶劑處理(圖4之S4)之細節的時間圖。
圖7A至7C為用於說明上述基板處理之各步驟中基板上面情況的圖解性剖視圖。
圖8A為圖解性表示本發明第2實施形態之基板處理裝置的圖。
圖8B至8D為用於說明由上述基板處理裝置所進行之基板處理之各步驟情況的圖解性剖視圖。
圖9為用於說明圖案崩壞之機制的圖。
圖1為用於說明本發明第1實施形態之基板處理裝置之內部配置的圖解性俯視圖。基板處理裝置1係對矽晶圓等之基板W依單片進行處理的單片式裝置。此實施形態中，基板W為圓板狀之基板。基板處理裝置1係包含：對基板W使用處理液進行處理的複數之處理單元2；裝載埠LP，係載置收容由處理單元2所處理之複數片基板W的載體C；搬送機器入IR及CR，係於裝載埠LP與處理單元2之間搬送基板W；與控制裝置3，係控制基板處理裝置1。搬送機器人IR係於載體C與搬送機器人CR之間搬送基板W。搬送機器人CR係於搬送機器人IR與處理單元2之間搬送基板W。複數之處理單元2例如具有相同構成。
圖2為用於說明處理單元2之構成例的圖解性剖視圖。處理單元2係具備：配置於由隔壁(未圖示)所區劃之處理室4內，一邊依水平姿勢保持一片基板W，一邊使基板W繞通過基板W中央部之鉛直之旋轉軸線A1進行旋轉的旋轉夾具(基板保持單元)5；配置於處理室4內部，可於內部形成收容旋轉夾具5之一部分(於此實施形態中為旋轉基底14及挾持構件15)的密閉空間的杯狀密閉腔室6；排氣單元8，係用於對密閉腔室6之內部空間7進行排氣；藥液供給單元9，係用於對由旋轉夾具5所保持之基板W上面供給藥液；沖洗液供給單元10，係用於對由旋轉夾具5所保持之基板W上面供給沖洗液；第1有機溶劑供給單元11，係用於對由旋轉夾具5所保持之基板W上面，供給具有較水低之表面張力的有機溶劑之液體；與惰性氣體供給單元12，係用於對密閉腔室6 之內部空間7供給高溫之惰性氣體。
雖省略圖示，處理室4係形成了用於搬入/搬出基板W的搬入/搬出口，並具備對此搬入/搬出口進行開關的擋門單元。處理室4包含：對處理室4內送入清潔空氣的作為送風單元的FFU(fan filter unit，風扇過濾單元，未圖示)；與將處理室4內之氣體排出的排氣單元(未圖示)。排氣單元係於基板處理裝置1之運轉中時常動作。因此，對處理室4內經常地持續供給新鮮外氣。
作為旋轉夾具5，於此實施形態中，係採用例如挾持式者。旋轉夾具5係包含：鉛直延伸之筒狀的旋轉軸13；依水平姿勢安裝於旋轉軸13上端的圓板狀之旋轉基底14；於旋轉基底14依等間隔配置的複數個(至少3個，例如6個)挾持構件15；與連接於旋轉軸13之作為基板旋轉單元的電動馬達(基板旋轉單元)16。複數個之挾持構件15係依大致水平姿勢挾持基板W。於此狀態，若驅動電動馬達16，則藉由其驅動力使旋轉基底14繞既定之旋轉軸線(鉛直軸線)A1旋轉，並使基板W與此旋轉基底14一起依保持大致水平姿勢之狀態繞旋轉軸線A1旋轉。
尚且，作為旋轉夾具5，並不侷限於挾持式，例如亦可採用對基板W背面(下面)進行真空吸附，藉此依水平姿勢保持基板W，再依此狀態繞旋轉軸線A1旋轉，藉此使所保持之基板W旋轉的真空吸附式者。
密閉腔室6係具備：於上面具有開口17，且呈略圓筒狀的腔室本體18；與用於開關開口17的蓋構件19。蓋構件19係依閉塞了腔室本體18之開口17的狀態，使密閉腔室6之內部空間7由外部密閉。
腔室本體18係具備隔壁22，其一體地包含略圓板狀之底壁部20、與由底壁部20之周緣部朝上方立起的周壁部21。周壁部21係包圍旋轉夾具5之周圍。底壁部20係由下側閉塞被周壁部21所包圍的區域。於底壁部20之中央部，形成了用於插通旋轉夾具5之旋轉軸13的插通孔23。在旋轉軸13外周面之與該插通孔23對應的位置，固定地配置了圓環狀之第1密封構件24。
第1密封構件24係依旋轉軸13不接觸至底壁部20而可繞旋轉軸線A1旋轉的方式，將旋轉軸13之外周面與底壁部20之插通孔23密封。作為第1密封構件24之一例可列舉磁性流體密封。亦即，腔室本體18(密閉腔室6)係成為不與旋轉軸13一體旋轉的構造。又，藉由第1密封構件24，可將密閉腔室6之內部空間7由處理室4之密閉腔室6外的空間阻斷(密封)。
於周壁部21內周，配設用於捕獲從由旋轉夾具5所保持之基板W飛散之處理液的捕獲用杯(未圖示)，該捕獲用杯亦可連接於機外之排液設備。
蓋構件19係形成為較基板W稍大徑的略圓板狀，於旋轉夾具5之上方，依大致水平姿勢配置。蓋構件19係配置成使其中心位於基板W之旋轉軸線A1上。於蓋構件19之周緣部，形成有由該周緣部朝下方下垂的圓筒狀之環緣部25。環緣部25之下面係與腔室本體18之周壁部21之上面相對向。蓋構件19係構成為可由旋轉夾具5之上側閉塞腔室本體18之開口17。於蓋構件19之環緣部25之下端面，固定配置著第2密封構件26。第2密封構件26例如為密封環。第2密封構件26係例如使用樹脂製之彈性材料所形成。
於蓋構件19，安裝著用於使蓋構件19相對於腔室本體18進行升降的蓋構件升降單元27。藉由蓋構件升降單元27之驅動，蓋構件19可在蓋構件19閉塞腔室本體18之開口17的閉位置(圖2所示位置)、與蓋構件19由腔室本體18隔著既定間隔離開之開位置(圖5A所示位置)之間進行升降。在蓋構件19位於閉位置的狀態(閉狀態)，配置於蓋構件19之環緣部25之下端面的第2密封構件26係於其周方面全域抵接於腔室本體18之周壁部21之上端面，藉此，可將腔室本體18與蓋構件19之間上下地密封。於此閉狀態，密閉腔室6之內部空間7係由處理室4之密閉腔室6外之空間所阻斷。亦即，內部空間7成為由外部密封的狀態。
排氣單元8係包含：連接於密閉腔室6之腔室本體18之周壁部21的排氣管44；經由排氣管44，對密閉腔室6之內部空間7之環境進行吸引的吸引裝置等之排氣裝置45；連接排氣管44與排氣裝置45的排氣配管46；與對排氣配管46進行開關的排氣閥47。在排氣閥47打開之狀態，密閉腔室6之內部空間7成為對外部開放的開狀態。又，在排氣閥47關閉之狀態，密閉腔室6之內部空間7成為由外部閉塞的閉狀態。
於密閉腔室6之腔室本體18之底壁部20，連接著排液配管42。排液配置42係連接於排液設備(廢液處理設備(未圖示)或回收處理設備(未圖示))。藉此，基板處理所使用之處理液被回收或廢棄。排液配管42係藉排液閥43所開關。
尚且，於密閉腔室6中設置第1密封構件24及第2密封構件26，藉此維持內部空間7內之密閉狀態。然而，在由惰性氣體供給單元12之氣體供給流量充分的情況，即使於密閉腔室6 不具有第1密封構件24及第2密封構件26、密閉腔室6未被密封，仍可使密閉腔室6之內部空間7遷移至加壓狀態。從而，密閉腔室6中第1密封構件24及第2密封構件26並非必要構成，亦可省略第1密封構件24及第2密封構件26。
藥液供給單元9係包含藥液噴嘴30。藥液噴嘴30係固定地安裝於密閉腔室6之蓋構件19的中心部，使該中心部依於鉛直方向上插通的方式延伸。於藥液噴嘴30，連接著由藥液供給源供給藥液的藥液配管31。藥液噴嘴30係將其吐出口朝基板W上面之旋轉中心附近固定配置。於藥液配管31，介設著用於開關藥液配管31的藥液閥32。若打開藥液閥32，由藥液配管31供給至藥液噴嘴30的連續流之藥液，係由設定於藥液噴嘴30下端之吐出口吐出。又，若關閉藥液閥32，則停止由藥液配管31對藥液噴嘴30的藥液供給。
藥液之具體例為蝕刻液及洗淨液。更具體而言，藥液可為氫氟酸、SC1(氨-過氧化氫水混合液)、SC2(鹽酸-過氧化氫水混合液)、緩衝氫氟酸(氫氟酸與氟化銨之混合液)等。
沖洗液供給單元10係包含沖洗液噴嘴33。沖洗液噴嘴33係固定地安裝於密閉腔室6之蓋構件19的中心部，使該中心部依於鉛直方向上插通的方式延伸。於沖洗液噴嘴33，連接著由沖洗液供給源供給沖洗液的沖洗液配管34。沖洗液噴嘴33係將其吐出口朝基板W上面之旋轉中心附近固定配置。於沖洗液配管34，介設著用於開關沖洗液配管34的沖洗液閥35。若打開沖洗液閥35，由沖洗液配管34供給至沖洗液噴嘴33的連續流之沖洗液，係由設定於沖洗液噴嘴33下端之吐出口吐出。又，若關閉沖洗液閥 35，則停止由沖洗液配管34對沖洗液噴嘴33的沖洗液供給。沖洗液為例如去離子水(DIW)，但並不限定於DIW，亦可為碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水及稀釋濃度(例如10ppm~100ppm左右)的鹽酸水之任一者。
第1有機溶劑供給單元11係包含第1有機溶劑噴嘴36。第1有機溶劑噴嘴36係固定地安裝於密閉腔室6之蓋構件19的中心部，使該中心部依於鉛直方向上插通的方式延伸。於第1有機溶劑噴嘴36，連接著由有機溶劑供給源供給異丙醇(isopropyl alcohol：IPA)等有機溶劑之液體的第1有機溶劑配管37。第1有機溶劑噴嘴36係將其吐出口朝基板W上面之旋轉中心附近固定配置。於第1有機溶劑配管37，介設著用於開關第1有機溶劑配管37的第1有機溶劑閥38。若打開第1有機溶劑閥38，由第1有機溶劑配管37供給至第1有機溶劑噴嘴36的連續流之有機溶劑之液體，係由設定於第1有機溶劑噴嘴36下端之吐出口吐出。又，若關閉第1有機溶劑閥38，則停止由第1有機溶劑配管37對第1有機溶劑噴嘴36的有機溶劑之液體供給。
惰性氣體供給單元12係包含惰性氣體噴嘴39。惰性氣體噴嘴39係固定地安裝於密閉腔室6之蓋構件19的中心部，使該中心部依於鉛直方向上插通的方式延伸。於惰性氣體噴嘴39，連接著由高溫惰性氣體供給源供給高溫(較常溫高溫，例如20~300℃)之氮氣或清潔空氣等高溫惰性氣體的第1惰性氣體配管40。惰性氣體噴嘴39係將其吐出口朝基板W上面之旋轉中心附近固定配置。於第1惰性氣體配管40，介設著用於開關第1惰性氣體配管40的第1惰性氣體閥41。若打開第1惰性氣體閥41，由第1惰性氣體 配管40供給至惰性氣體噴嘴39的高溫惰性氣體，係由設定於惰性氣體噴嘴39下端之吐出口吐出。又，若關閉第1惰性氣體閥41，則停止由第1惰性氣體配管40對惰性氣體噴嘴39的高溫惰性氣體供給。
圖3為用於說明基板處理裝置1之主要部分之電性構成的方塊圖。
控制裝置3係依照事先決定的程式，控制蓋構件升降單元27、電動馬達16、排氣裝置45等之動作。進而，控制裝置3係控制藥液閥32、沖洗液閥35、第1有機溶劑閥38、第1惰性氣體閥41、排液閥43、排氣閥47等之開關動作。
圖4為用於說明基板處理裝置1進行之基板處理之一例的流程圖。圖5A~5G係用於說明上述基板處理之各步驟情況的圖解性剖視圖。
未處理之基板W，係藉由搬送機器人IR、CR由載體C搬入至處理單元2，再搬入至密閉腔室6內，如圖5A所示，交送至旋轉夾具5並由其保持基板W(S1：基板保持步驟)。如圖5A所示，在搬入基板W前，密閉腔室6之蓋構件19係配置於由腔室本體18隔著既定間隔而離開之開位置。基板W搬入後，使蓋構件19下降，蓋構件19配置於與腔室本體18之上部分接觸的閉位置。
在搬送機器人CR退避至處理單元2外後，開始藥液處理(S2)。藥液處理開始時，係打開排液閥43及排氣閥47之任一者。控制裝置3係驅動電動馬達16使旋轉基底14依既定之液處理旋轉速度進行旋轉。然後，控制裝置3打開藥液閥32。藉此，如圖5B所示，朝旋轉狀態之基板W上面，由藥液噴嘴30供給藥液。所 供給之藥液藉離心力而遍及基板W全面。供給至基板W之藥液係經由排液配管42而送至機外。
一定時間之藥液處理後，藉由將基板W上之藥液置換為沖洗液，執行用以由基板W上排除藥液的沖洗處理(S3)。具體而言，控制裝置3關閉藥液閥32，取而代之地打開沖洗液閥35。藉此，如圖5C所示，朝旋轉狀態之基板W上面由沖洗液噴嘴33供給沖洗液。所供給之沖洗液藉離心力而遍及基板W全面。藉由此沖洗液沖洗基板W上之藥液。供給至基板W之沖洗液係經由排液配管42而送至機外。
在一定時間之沖洗液處理後，執行將基板W上之沖洗液置換為屬於更低表面張力之低表面張力液的有機溶劑之液體的有機溶劑處理(S4)。
圖6為用於說明有機溶劑處理(圖4之S4)之細節的時間圖。參照圖5A~5G及圖6，說明有機溶劑處理。
有機溶劑處理係包含有機溶劑置換步驟(液膜形成步驟)T1(參照圖5D)、有機溶劑積滯步驟(液膜形成步驟)T2(參照圖5E)、與有機溶劑薄膜保持步驟(薄膜保持步驟)T3(參照圖5F)，並依序執行此等步驟。
有機溶劑置換步驟T1係一邊旋轉基板W，一邊對基板W上面供給有機溶劑之液體的步驟。如圖5D所示，於基板W上面由第1有機溶劑噴嘴36供給有機溶劑(例如IPA)之液體。又，在有機溶劑之液體供給開始時，控制裝置3係同期地關閉排液閥43。
供給至基板W上面的有機溶劑，受到離心力而由基 板W上面中心朝向外方，形成被覆基板W上面的有機溶劑之液膜。藉由液膜被覆基板W上面全域，於沖洗處理(圖4之S3)供給至基板W上面的沖洗液全部被置換為有機溶劑之液體。
由基板W上面所溢出之有機溶劑之液體，係供給至密閉腔室6之底壁部20。由於排液閥43關閉，故供給至底壁部20之有機溶劑之液體蓄積於底壁部20上。作為有機溶劑之一例而使用的IPA由於具有高揮發性(具有較水低之沸點)，故蓄積於密閉腔室6之底壁部20的有機溶劑蒸發，於內部空間7斷續性地發生有機溶劑蒸氣(IPA Vapor)。
有機溶劑置換步驟T1之期間中，基板W係藉由旋轉夾具5而依有機溶劑置換處理速度(例如300rpm左右)旋轉。第1有機溶劑閥238設為開狀態，從而，由第1有機溶劑噴嘴36所吐出之有機溶劑之液體係朝基板W上面之旋轉中心由上方供給。
有機溶劑積滯步驟T2係如圖5E所示，使基板W之旋轉減速，維持於積滯速度(例如10rpm)，於基板W上面形成並保持有機溶劑之較厚液膜60的步驟。液膜60係被覆基板W上面全域。
基板W之旋轉係於此例子中，由有機溶劑置換處理速度階段性地減速。更具體而言，基板W之旋轉速度係由300rpm階段性地減速至積滯速度並維持既定時間(例如7秒)。形成有機溶劑之厚液膜60後，停止由第1有機溶劑噴嘴36的有機溶劑之液體吐出。
有機溶劑之液體吐出停止後，控制裝置3係關閉排氣閥47。藉此，使密閉腔室6之內部空間7由外部閉塞。因此，於內 部空間7所發生之有機溶劑蒸氣無法逃逸至密閉腔室6之外部。藉此，有機溶劑蒸氣充滿內部空間7。換言之，基板W上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣的狀態。從而，使用藉由供給至基板W上面之有機溶劑之液體之蒸發所產生的有機溶劑蒸氣，使基板W上面全域的周圍保持為富含有機溶劑蒸氣的狀態。亦即，於此實施形態中，第1有機溶劑供給單元11不僅具有作為有機溶劑供給單元的機能，亦具有作為有機溶劑蒸氣供給單元的機能。
所謂「富含有機溶劑蒸氣之狀態」，可為僅存在有機溶劑蒸氣的狀態，亦可為與其他氣體混合存在的狀態。又，於此狀態，基板W上面全域之周圍亦可為飽和狀態。
有機溶劑薄膜保持步驟T3係如圖5F所示般，於基板W上面形成有機溶劑之厚液膜60後，一邊將該上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣之狀態，一邊使基板W依高旋轉速度(第1高旋轉速度1200rpm左右)進行旋轉的步驟。藉由基板W之高速旋轉，將基板W上面之有機溶劑之液體的大部分甩除。因此，有機溶劑之厚液膜60所含之有機溶劑之液體的大部分被排出至基板W外，使有機溶劑之液膜60薄化。然而，由於基板W上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣(IPA Vapor)之環境，故於基板W上面不進行有機溶劑蒸氣之擴散，其結果，可抑制或防止基板W上面之有機溶劑之液體蒸發進行。因此，無法將構成有機溶劑之厚液膜60的有機溶劑之液體全部去除。藉此，如圖5F所示，於基板W上面形成被覆基板W上面全域的有機溶劑之薄膜270(例如1μm左右)。
接著有機溶劑薄膜保持步驟T3，如圖5G所示，執行旋轉乾燥步驟T4(薄膜去除步驟。乾燥處理。圖4之S5)。具體而 言，控制裝置3係一邊將基板W之旋轉維持於高旋轉速度(1200rpm左右)，一邊打開排液閥43、排液閥43及第1惰性氣體閥41。藉由打開排液閥43，蓄積於密閉腔室6之底壁部20的有機溶劑之液體係由密閉腔室6被抽出，抽出之有機溶劑之液體係經由排氣配管46送至排液設備。藉由打開第1惰性氣體閥41，於基板W上面中央部吹附高溫之惰性氣體。
旋轉乾燥步驟T4中，係在將密閉腔室6之內部空間7保持為開狀態之下，使基板W高速旋轉。在將內部空間7保持為開狀態之下，依高旋轉速度(第2高旋轉速度，1200rpm左右)使基板W旋轉。於內部空間7之開狀態下，由於新鮮氣體接觸至基板W上面，故於基板W上面各處進行有機溶劑蒸氣之擴散，於基板W上面各處進行有機溶劑之液體的蒸發。藉由基板W之高速旋轉使附著於基板W上面之有機溶劑之液體完全甩除至基板W周圍，同時於基板W上面，進行有機溶劑之液體的蒸發。藉此，由基板W上面完全去除有機溶劑之薄膜270。
又，旋轉乾燥步驟T4中，係一邊對基板W上面供給高溫之惰性氣體，一邊使基板W高速旋轉。隨著對基板W上面供給高溫之惰性氣體，促進進入至圖案P內的有機溶劑之液體的蒸發進行。
於旋轉乾燥步驟T4後，停止旋轉夾具5之旋轉，又，關開第1惰性氣體閥41，使由惰性氣體噴嘴39之惰性氣體吐出停止。其後，控制裝置3係藉由搬送機器人CR，將處理完畢之基板W由處理單元2搬出。
圖7A~7C係說明有機溶劑處理(圖4之S4)及乾燥處 理(圖4之S5)中基板W上面情況的圖解性剖視圖。於基板W表面形成有細微之圖案P。圖案P係包含形成於基板W表面的細微之凸狀之構造體P1。構造體P1亦可含有絕緣體膜，亦可含有導體膜。又，構造體P1亦可為積層了複數膜的積層膜。在線狀之構造體P1鄰接的情況，於其等之間形成溝。此時，構造體P1之寬W1可為10nm~45nm左右，構造體P1彼此之間隔W2可為10nm~數μm左右。構造體P1之高度T可為例如50nm~5μm左右。作為一例可例示700nm左右。在構造體P1為筒狀的情況，於其內方形成孔。
於有機溶劑積滯步驟T2中，如圖7A所示，形成於基板W表面之有機溶劑之液膜60的液面高度，係較圖案P之各構造體P1之高度大幅地高。因此，液膜60充滿了圖案P之內部(相鄰接之構造體P1之間的空間或筒狀之構造體P1的內部空間)。
為了抑制圖案傾倒，必須於有機溶劑之薄膜70中浸漬各構造體P1之上面P2。因此，於有機溶劑薄膜保持步驟T3中，如圖7B所示，必須將有機溶劑之薄膜70之液面設為較圖案P之各構造體P1之高度更上方。然而，此時之有機溶劑之薄膜70之液面高度H1最好儘可能地低。亦即，有機溶劑之薄膜70之液面高度H1最好與各構造體P1之高度同等，或僅較各構造體P1之高度稍高(例如數μm)。
相反而言，有機溶劑之薄膜70之液面高度H1係設定為僅較各構造體P1之高度稍高。
本發明人等認為，使基板W高速旋轉所得之有機溶劑之薄膜70已經不受到離心力之影響。而且，有機溶劑之薄膜70之蒸發(有機溶劑蒸氣之擴散)的影響最大。
又，認為該薄膜70之厚度係依存於基板W上面之有機溶劑蒸氣的濃度，隨著該有機溶劑蒸氣之濃度變高，薄膜70之厚度變大。根據此意義，可認為若於基板W上面有機溶劑蒸氣成為飽和狀態，則薄膜70之厚度成為最大。此時，多少也必需考慮有機溶劑蒸氣之結露的影響。
於旋轉乾燥步驟T4(乾燥處理(圖4之S5))中，如圖7C所示，由圖案P之間去除有機溶劑之液體。隨著對基板W上面供給高溫惰性氣體，促進進入至圖案P內之有機溶劑之液體的蒸發進行。藉此，可依短時間去除進入至圖案P內的有機溶劑。
如以上，根據第1實施形態，於基板W上面形成了被覆基板W上面全域的有機溶劑之液膜60後，在將基板W上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣的狀態之下，使基板W依高速旋轉。藉由基板W之高速旋轉，基板W上面之有機溶劑之液體之大部分被甩除。因此，有機溶劑之液膜所含的有機溶劑之液體之大部分被排出至基板W外，有機溶劑之液膜60薄化。然而，由於基板W上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣之狀態，故於基板W上面，有機溶劑蒸氣之擴散不進行，其結果，可抑制或防止基板W上面之有機溶劑之液體蒸發進行。藉此，無法將構成有機溶劑之液膜60的有機溶劑之液體全部去除，於基板W之上面保持被覆基板W上面全域的有機溶劑之薄膜70。
又，由於基板W上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣的狀態，故於基板W上面全域抑制有機溶劑蒸氣之擴散進行，其結果，可於基板W上面全域均勻地保持有機溶劑之薄膜70之厚度。其後，由基板W上面去除有機溶劑之薄膜70。亦即，由 各圖案P間去除有機溶劑之液體。
由於在使有機溶劑之液膜60暫時薄化為均勻且具有較薄厚度之薄膜70後，開始有機溶劑之液體的去除，故可在於基板W上面各處保持圖案P間之有機溶劑之液面高度不偏差的狀態之下，由基板W上面去除有機溶劑之液體。因此，在有機溶劑之液體去除時，可保持於各圖案P所產生之表面張力(毛細管力)的平衡。藉此，可抑制或防止圖案P的崩壞。
又，藉由對內部空間7供給有機溶劑之液體，且設為關閉了排氣閥47之狀態(亦即將內部空間7設為閉狀態)，可使收容著基板W之內部空間7之大致全域成為富含有機溶劑蒸氣的狀態。因此，可確實地保持於基板W之上面全域之周圍富含有機溶劑蒸氣之狀態。藉此，於有機溶劑薄膜保持步驟T3中，可確實阻止基板W上面之有機溶劑之液體蒸發(亦即，基板W上面之有機溶劑蒸氣的擴散)，故而，可於基板W上面確實形成均勻且具有較薄厚度之有機溶劑之薄膜70。
又，使用藉由供給至基板W上面之有機溶劑之液體蒸發所產生的有機溶劑蒸氣，使基板W上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣的狀態。因此，不需要將用於有機溶劑薄膜保持步驟T3之有機溶劑蒸氣另外供給至基板W上面。因此，可達到成本降低。
又，旋轉乾燥步驟T4中，係將高溫之惰性氣體供給至基板W上面，且將密閉腔室6之內部空間7設為開狀態。在內部空間7之開狀態下，由於新鮮氣體接觸至基板W上面，故於基板W上面各處進行有機溶劑蒸氣之擴散，於基板W上面各處進行 有機溶劑之液體的蒸發。因此，可藉由基板W之高速旋轉，由基板W上面完全甩除有機溶劑之液體。
又，隨著對基板W上面供給高溫氣體，促進進入至圖案P內的有機溶劑之液體蒸發的進行。藉此，可縮短用於將圖案P內之有機溶劑之液體去除所需的時間。藉由同時進行高溫惰性氣體之供給與密閉腔室6之內部空間7的開放，可使基板W上面一次性地乾燥。可使基板W上面一次性地乾燥的結果，可將施加至圖案P的衝量抑制為較小，藉此可抑制圖案P的崩壞。
圖8A為用於說明本發明第2實施形態之基板處理裝置201之構成的圖解性圖。圖8B、8C係用於說明由基板處理裝置201所進行之基板處理之有機溶劑薄膜保持步驟T3情況的圖解性剖視圖。圖8D為用於說明由基板處理裝置201所進行之基板處理之旋轉乾燥步驟T4情況的圖解性剖視圖。
第2實施形態中，對於與第1實施形態共通之部分係加註與圖1~圖7C之情況相同的元件符號並省略說明。第2實施形態之基板處理裝置201與第1實施形態之基板處理裝置1的主要差異點在於：於處理室4內未設置密閉腔室6，且於處理室4內設置了與由旋轉夾具5所保持之基板W上面相對向的對向構件202。
對向構件202為圓板狀。對向構件202之直徑係與基板W直徑相等、或大於基板W直徑。於對向構件202之下面，係形成有與由旋轉夾具5所保持之基板W之上面相對向，並由平坦面所構成之圓形的對向面203。對向面203係與基板W之上面全域相對向。對向構件202係藉由支架204，以對向構件202之中心軸線位於旋轉夾具5之旋轉軸線A1上的方式，且依水平姿勢被支撐 著。
於對向構件202上面，固定著以通過對向構件202中心之鉛直軸線(與旋轉夾具5之旋轉軸線A1一致的鉛直軸線)為中心軸線的支架204。支架204係形成為中空，於其內部，依朝鉛直方向延伸之狀態插通著氣體供給路徑205。氣體供給路徑205係於對向面203具有開口、形成吐出口206。
於氣體供給路徑205連接著有機溶劑蒸氣配管207。於有機溶劑蒸氣配管207，係由有機溶劑蒸氣供給源供給IPA蒸氣等有機溶劑蒸氣。於有機溶劑蒸氣配管207係介設著用於開關有機溶劑蒸氣配管207的有機溶劑蒸氣閥208。於此實施形態中，藉由氣體供給路徑205、有機溶劑蒸氣配管207及有機溶劑蒸氣閥208構成有機溶劑蒸氣供給單元220。若打開有機溶劑蒸氣閥208，則由有機溶劑蒸氣配管207供給至氣體供給路徑205的有機溶劑蒸氣將由吐出口206朝下吐出。
又，於氣體供給路徑205連接著第2惰性氣體配管209。於第2惰性氣體配管209，係由高溫惰性氣體供給源供給高溫(較常溫高溫，例如20~300℃)之氮氣等之高溫惰性氣體。於第2惰性氣體配管209係介設著用於開關第2惰性氣體配管209的第2惰性氣體閥210。若打開第2惰性氣體閥210，則由第2惰性氣體配管209供給至氣體供給路徑205的有機溶劑蒸氣將由吐出口206朝下吐出。
升降單元211係連接於控制裝置3(參照圖2等)。控制裝置3控制升降單元211，使對向構件202之對向面203於接近由旋轉夾具5所保持之基板W上面的接近位置、與大幅退避至旋 轉夾具5上方的退避位置之間進行升降。在對向構件202位於接近位置時，吐出口206係隔著既定之間隔W3(參照圖8B，例如約5mm)與基板W上面相對向。
基板處理裝置201係進一步包含用於對由旋轉夾具5所保持之基板W上面供給具有較水低之表面張力的有機溶劑之液體的第2有機溶劑供給單元212。第2有機溶劑供給單元212係取代第1實施形態之第1有機溶劑供給單元11(參照圖2)而設置的單元。
又，圖8A中雖省略圖示，但相當於藥液供給單元9(參照圖2)、沖洗液供給單元10(參照圖2)及惰性氣體供給單元12(參照圖2)的構成係設置於處理室4內。
第2有機溶劑供給單元212係包含：將有機溶劑之液體朝基板W表面吐出的第2有機溶劑噴嘴213；於前端部安裝了第2有機溶劑噴嘴213的噴嘴臂214；在旋轉夾具5之側邊朝鉛直方向延伸，可擺動地支撐噴嘴臂214的臂支撐軸(未圖示)；與藉由使臂支撐軸旋轉而移動噴嘴臂214，以移動第2有機溶劑噴嘴213的噴嘴移動單元216。第2有機溶劑噴嘴213為例如依連續流狀態吐出IPA的直流噴嘴，依將其吐出口例如朝下方之狀態，安裝於朝水平方向延伸之噴嘴臂214。噴嘴臂214係朝水平方向延伸。
第2有機溶劑供給單元212係包含：將有機溶劑之液體引導至第2有機溶劑噴嘴213的第2有機溶劑配管217；與對第2有機溶劑配管217進行開關的第2有機溶劑閥218。若打開第2有機溶劑閥218，則來自IPA供給源之IPA液體由第2有機溶劑配管217供給至第2有機溶劑噴嘴213。藉此，IPA液體由第2有機 溶劑噴嘴213吐出。
噴嘴移動單元216係繞臂支撐軸使噴嘴臂214旋動，藉此使第2有機溶劑噴嘴213水平移動。噴嘴移動單元216係在由第2有機溶劑噴嘴213所吐出之IPA著液於基板W上面的處理位置、與第2有機溶劑噴嘴213於俯視下設定於旋轉夾具5周圍的起始位置之間，使第2有機溶劑噴嘴213水平移動。又，第2有機溶劑噴嘴213亦可為使吐出口朝基板W上面之既定位置(例如中央部)固定配置的固定噴嘴。
控制裝置3係依照預定之程式，控制升降單元211、電動馬達16、噴嘴移動單元216等之動作。進而控制裝置3係控制藥液閥32、沖洗液閥35、第2有機溶劑閥218、有機溶劑蒸氣閥208、第2惰性氣體閥210、排液閥43、排氣閥47等的開關動作。
第2實施形態之基板處理裝置201係執行與上述基板處理(參照圖4及圖5A~5G)同等的處理。
具體而言，未處理之基板W被搬入至處理單元2，並搬入至處理室4內。基板W之搬入時，對向構件202配置於退避位置。基板W搬入後，依序執行藥液處理(圖4之S2)及沖洗處理(圖4之S3)。沖洗處理後，執行將基板W上之沖洗液置換為屬於表面張力較低之低表面張力液的有機溶劑之液體的有機溶劑處理(圖4之S4)。控制裝置3係藉由控制噴嘴移動單元216，使第2有機溶劑噴嘴213由起始位置移動至處理位置(圖8A中由虛線圖示)。藉此，第2有機溶劑噴嘴213配置於基板W中央部上方。
有機溶劑處理係與第1實施形態之情況相同，包含有機溶劑置換步驟(液膜形成步驟)T1(參照圖6)、有機溶劑積滯步驟 (液膜形成步驟)T2(參照圖6)、與有機溶劑薄膜保持步驟(薄膜保持步驟)T3(參照圖6)，並依序執行此等步驟。
如圖8A所示，有機溶劑置換步驟T1中，控制裝置3係打開第2有機溶劑閥218，由第2有機溶劑噴嘴213對基板W上面供給有機溶劑之液體。供給至基板W上面的有機溶劑係受到離心力而由基板W上面中心朝向外方，形成被覆基板W上面的有機溶劑之液膜。藉由有機溶劑之液膜被覆基板W上面全域，於沖洗處理(圖4之S3)供給至基板W上面的沖洗液全部被置換為有機溶劑之液體。
有機溶劑積滯步驟T2係使基板W之旋轉減速，維持於積滯速度(例如10rpm)，於基板W上面形成並保持有機溶劑之較厚液膜260的步驟。液膜260係被覆基板W上面全域。朝積滯速度的減速係與第1實施形態的情況同樣地階段性進行。形成有機溶劑之厚液膜260後，停止由第2有機溶劑噴嘴213的有機溶劑之液體吐出。
有機溶劑之液體吐出停止後，控制裝置3係控制噴嘴移動單元216，將第2有機溶劑噴嘴213回復至起始位置。又，控制裝置3係控制升降單元211使對向構件202下降，如圖8B所示，使對向構件202配置於接近位置。在將對向構件202配置於接近位置後，控制裝置3打開有機溶劑蒸氣閥208。藉此，經由有機溶劑蒸氣配管207將有機溶劑蒸氣供給至吐出口206，由吐出口206朝下方吐出。藉此，朝對向面203與基板W之間的空間219(以下簡稱為「空間219」)供給有機溶劑蒸氣。此時有機溶劑蒸氣之供給流量為例如1(公升/min)以上。藉此，有機溶劑蒸氣充滿空間219內。 換言之，基板W上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣的狀態。
氣體供給路徑205係連接著有機溶劑蒸氣配管207。於有機溶劑蒸氣配管207介設著有機溶劑蒸氣閥208。若打開有機溶劑蒸氣閥208，則由有機溶劑蒸氣配管207供給至氣體供給路徑205的有機溶劑蒸氣係由吐出口206朝下吐出。
在經過對藉由有機溶劑蒸氣充滿空間219來說為充分之期間後，執行有機溶劑薄膜保持步驟T3。
有機溶劑薄膜保持步驟T3中，控制裝置3係如圖8B所示般，於基板W上面形成有機溶劑之厚液膜260後，一邊將該上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣之狀態，一邊使基板W依高旋轉速度(1200rpm左右)進行旋轉。藉由基板W之高速旋轉，將基板W上面之有機溶劑之液體的大部分甩除。因此，有機溶劑之厚液膜260所含之有機溶劑之液體的大部分被排出至基板W外，使有機溶劑之液膜260薄化。然而，由於基板W上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣之狀態，故於基板W上面不進行有機溶劑蒸氣之擴散，其結果，可抑制或防止基板W上面之有機溶劑之液體蒸發進行。因此，無法將構成有機溶劑之厚液膜260的有機溶劑之液體全部去除。藉此，如圖8C所示，於基板W上面形成被覆基板W上面全域的有機溶劑之薄膜270(例如1μm左右)。在有機溶劑蒸氣之供給開始經過預定時間時，控制裝置3關閉有機溶劑蒸氣閥208。藉由有機溶劑蒸氣的供給停止，隨著時間經過，空間219內之環境係由有機溶劑蒸氣急速置換為空氣。
接著有機溶劑薄膜保持步驟T3，執行旋轉乾燥步驟T4(薄膜去除步驟。參照圖6)。具體而言，控制裝置3係一邊將基 板W之旋轉維持於高旋轉速度(1200rpm左右)，一邊打開第2惰性氣體閥210。藉此，由吐出口206對基板W上面中央部吹附高溫之惰性氣體。
旋轉乾燥步驟T4中，空間219之環境狀態為空氣或氮氣、或此等的混合狀態。於此狀態下，依高旋轉速度(1200rpm左右)使基板W旋轉。因此，由於新鮮氣體(空氣、氮氣、或此等之混合氣體)接觸至基板W上面，故於基板W上面各處進行有機溶劑蒸氣之擴散，於基板W上面各處進行有機溶劑之液體的蒸發。藉由基板W之高速旋轉使附著於基板W上面之有機溶劑之液體完全甩除至基板W周圍，同時於基板W上面，進行有機溶劑之液體的蒸發。藉此，由基板W上面完全去除有機溶劑之薄膜270。
又，旋轉乾燥步驟T4中，如圖8D所示，係一邊對基板W上面供給高溫之惰性氣體，一邊使基板W高速旋轉。隨著對基板W上面供給高溫之惰性氣體，促進進入至圖案P內的有機溶劑之液體的蒸發進行。
於旋轉乾燥步驟T4後，停止旋轉夾具5之旋轉，又，關閉第2惰性氣體閥210，使由吐出口206之惰性氣體吐出停止。又，使對向構件202朝退避位置上升。其後，控制裝置3係藉由搬送機器人CR，將處理完畢之基板W由處理單元2搬出。
如以上，根據第2實施形態，於基板W上面形成了被覆基板W上面全域的有機溶劑之液膜260後，在將基板W上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣的狀態之下，使基板W依高速旋轉。藉由基板W之高速旋轉，基板W上面之有機溶劑之液體之大部分被甩除。因此，有機溶劑之液膜所含的有機溶劑之液體之 大部分被排出至基板外，有機溶劑之液膜260薄化。然而，由於基板W上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣之狀態，故於基板W上面，有機溶劑蒸氣之擴散不進行，其結果，可抑制或防止基板W上面之有機溶劑之液體蒸發進行。藉此，無法將構成有機溶劑之液膜260的有機溶劑之液體全部去除，於基板W之上面保持被覆基板W上面全域的有機溶劑之薄膜270。
又，由於基板W上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣的狀態，故於基板W上面全域抑制有機溶劑蒸氣之擴散進行，其結果，可於基板W上面全域均勻地保持有機溶劑之薄膜270之厚度。其後，由基板W上面去除有機溶劑之薄膜270。亦即，由各圖案P間去除有機溶劑之液體。
由於在使有機溶劑之液膜260暫時薄化為均勻且具有較薄厚度之薄膜270後，開始有機溶劑之液體的去除，故可在於基板W上面各處保持圖案P間之有機溶劑之液面高度不偏差的狀態之下，由基板W上面去除有機溶劑之液體。因此，在有機溶劑之液體去除時，可保持於各圖案P所產生之表面張力(毛細管力)的平衡。藉此，可抑制或防止圖案P的崩壞。
雖然空間219為對外部開放之空間，但藉由對空間219持續供給有機溶劑蒸氣，可使收容著基板W之空間219之大致全域成為富含有機溶劑蒸氣的狀態。因此，可將基板W上面全域之周圍確實保持為富含有機溶劑蒸氣的狀態。藉此，於有機溶劑薄膜保持步驟T3中，可確實阻止基板W上面之有機溶劑之液體蒸發(亦即，基板W上面之有機溶劑蒸氣的擴散)，因而，可於基板W上面確實形成均勻且具有較薄厚度之有機溶劑之薄膜270。
又，旋轉乾燥步驟T4中，係在停止對空間219供給有機溶劑蒸氣後，開始基板W之高速旋轉。在空間219之開狀態下，由於新鮮氣體接觸至基板W上面，故於基板W上面各處進行有機溶劑蒸氣之擴散，於基板W上面各處進行有機溶劑之液體的蒸發。因此，可藉由基板W之高速旋轉，由基板W上面完全甩除有機溶劑之液體。藉此可使基板W上面乾燥。
一併地，旋轉乾燥步驟T4中，係將高溫之惰性氣體供給至基板W上面。隨著對基板W上面供給高溫氣體，促進進入至圖案P內的有機溶劑之液體蒸發進行。藉此，可縮短將圖案P內之有機溶劑之液體去除所需的時間。可縮短去除有機溶劑之液體所需時間，結果可將施加至圖案P的衝量抑制為較小，藉此可抑制圖案P的崩壞。從而，藉由對基板W上面供給高溫之惰性氣體，可進一步防止圖案P的崩壞。
以上針對本發明之2個實施形態進行了說明，但本發明亦可依其他形態實施。
上述第1實施形態中，說明了將密閉腔室6之腔室本體18形成為圓筒狀，但並不限定於圓筒狀，亦可形成其他形狀(例如方筒狀)。
又，上述第1實施形態中，說明了將密閉腔室6之蓋構件19之中心部被藥液噴嘴30、沖洗液噴嘴33、第1有機溶劑噴嘴36及惰性氣體噴嘴39所插通，但亦可於密閉腔室6之蓋構件19之中心部插通共通噴嘴，將此共通噴嘴分別連接於藥液配管31、沖洗液配管34、第1有機溶劑配管37及第1惰性氣體配管40。此時，若在關閉沖洗液閥35、第1有機溶劑閥38及第2惰性氣體閥210 之狀態下，打開藥液閥32，則由共通噴嘴吐出藥液。若在關閉藥液閥32、第1有機溶劑閥38及第2惰性氣體閥210之狀態下，打開沖洗液閥35，則由共通噴嘴吐出沖洗液。若在關閉藥液閥32、沖洗液閥35及第2惰性氣體閥210之狀態下，打開第1有機溶劑閥38，則由共通噴嘴吐出有機溶劑之液體。若在關閉藥液閥32、沖洗液閥35及第1有機溶劑閥38之狀態下，打開第2惰性氣體閥210，則由共通噴嘴吐出惰性氣體。
又，第1實施形態中，藥液噴嘴30及/或沖洗液噴嘴33係其吐出口亦可不為面臨密閉腔室6之內部空間7的構成，而配置於密閉腔室6之外部。此時，藥液噴嘴30及/或沖洗液噴嘴33係不需分別對旋轉夾具5固定配置，可採用例如安裝於在旋轉夾具5上方可於水平面內擺動的臂上，藉由此臂之擺動而掃描基板W上面之藥液著液位置，所謂掃描噴嘴的形態。
又，第1實施形態中，亦可為了對密閉腔室6內供給清潔空氣等而另外設置給氣單元，藉此，抑制閉狀態之密閉腔室6之減壓狀態。又，藉由由惰性氣體噴嘴39供給惰性氣體，亦可抑制閉狀態之密閉腔室6的減壓狀態。
第1實施形態之有機溶劑薄膜保持步驟T3中，說明了於有機溶劑置換步驟T1中供給至基板上面的有機溶劑之液體蒸發，使用藉由此有機溶劑之液體蒸發所產生的有機溶劑蒸氣，將基板W上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣的狀態。然而，第1實施形態中，亦可如第2實施形態般藉由從有機溶劑蒸氣噴嘴供給有機溶劑蒸氣，而將基板上面全域之周圍保持為富含有機溶劑蒸氣的狀態。
又，上述第1實施形態中，係在旋轉乾燥步驟T4之前，打開排氣閥47，藉此將密閉腔室6之內部空間7設為開狀態，但亦可控制蓋構件升降單元27而使蓋構件19由腔室本體18離開，藉此將密閉腔室6之內部空間7設為開狀態。
又，上述第1實施形態中，說明了在基板W之旋轉速度到達積滯旋轉速度時，停止由第1有機溶劑噴嘴36的有機溶劑之液體供給，但亦可在基板W之旋轉速度到達積滯旋轉速度後，續行有機溶劑之液體供給。
又，上述第2實施形態中，說明了在基板W之旋轉速度到達積滯旋轉速度後，開始供給有機溶劑蒸氣，但亦可在基板W之旋轉速度到達積滯旋轉速度之前(例如在使對向構件202配置於接近位置以後的既定時機)即開始供給。
上述各實施形態之旋轉乾燥步驟T4中，係對基板W上面供給高溫之惰性氣體，且將基板W上面設為清潔空氣之環境。然而，亦可不供給高溫惰性氣體，依將基板W上面設為清潔空氣之環境的狀態使基板W高速旋轉。
又，然而，亦可在將基板上面保持為有機溶劑蒸氣並供給高溫惰性氣體，依此狀態使基板W高速旋轉。
於上述各實施形態中，說明了將旋轉乾燥步驟T4之基板W之旋轉速度(第2高旋轉速度)設為與有機溶劑薄膜保持步驟T3中之基板W旋轉速度(第1高旋轉速度)同等，但亦可設為較有機溶劑薄膜保持步驟T3中之基板W旋轉速度(第1高旋轉速度)更高速(例如約1400rpm)。此時，可使基板W上面一次性地更快乾燥。
又，各實施形態中，說明了有機溶劑處理係包含有機 溶劑置換步驟T1、有機溶劑積滯步驟T2、與有機溶劑薄膜保持步驟T3，但亦可省略有機溶劑置換步驟T1及有機溶劑積滯步驟T2中之一者。
又，各實施形態之有機溶劑置換步驟T1中，亦可將具有較常溫高之液溫(例如40~50℃)的有機溶劑之液體供給至基板W上面。此時，由於供給至基板W上面之有機溶劑之液體的液溫較高，故薄化後之有機溶劑之薄膜亦具有較高液溫。因此，由於有機溶劑之薄膜70、270具有較高液溫，故進入至圖案P內之間隙之有機溶劑之液體的蒸發速度快，從而，可縮短乾燥時間。藉此，可更加防止圖案P的崩壞。
又，可使用之有機溶劑除了IPA之外，可例示甲醇、乙醇、丙酮、HEF(氫氟醚)。此等均為表面張力小於水(DIW)的有機溶劑。
雖針對本發明之實施形態進行了詳細說明，但此等僅為用於闡明本發明之技術內容的具體例，本發明並不應限定於此等具體例而解釋，本發明之範圍僅由隨附之申請專利範圍所限定。
本申請案係與於2015年6月10日向日本專利廳提出之日本專利特願2015-117557號對應，該申請案之所有揭示內容均藉由引用而併入本文中。
2‧‧‧處理單元
4‧‧‧處理室
5‧‧‧旋轉夾具
6‧‧‧密閉腔室
9‧‧‧藥液供給單元
10‧‧‧沖洗液供給單元
11‧‧‧第1有機溶劑供給單元
12‧‧‧惰性氣體供給單元
13‧‧‧旋轉軸
14‧‧‧旋轉基底
15‧‧‧挾持構件
16‧‧‧電動馬達
17‧‧‧開口
19‧‧‧蓋構件
20‧‧‧底壁部
21‧‧‧周壁部
22‧‧‧隔壁
23‧‧‧插通孔
24‧‧‧第1密封構件
25‧‧‧環緣部
26‧‧‧第2密封構件
27‧‧‧蓋構件升降單元
30‧‧‧藥液噴嘴
31‧‧‧藥液配管
32‧‧‧藥液閥
33‧‧‧沖洗液噴嘴
34‧‧‧沖洗液配管
35‧‧‧沖洗液閥
36‧‧‧第1有機溶劑噴嘴
37‧‧‧第1有機溶劑配管
38‧‧‧第1有機溶劑閥
39‧‧‧惰性氣體噴嘴
40‧‧‧第1惰性氣體配管
41‧‧‧第1惰性氣體閥
42‧‧‧排液配管
43‧‧‧排液閥
44‧‧‧排氣管
45‧‧‧排氣裝置
46‧‧‧排氣配管
47‧‧‧排氣閥
A1‧‧‧旋轉軸線
W‧‧‧基板

Claims (11)

  1. 一種基板處理方法，其包含：基板保持步驟，係藉由基板保持單元將於上面形成有圖案的基板保持為水平姿勢；液膜形成步驟，係為了將存在於上述上面之處理液置換為有機溶劑之液體，而形成被覆上述上面全域之有機溶劑之液膜；薄膜保持步驟，係一邊將上述上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣之環境、一邊使上述基板依第1高旋轉速度進行旋轉，藉此將上述有機溶劑之液膜減薄，藉此於上述上面保持有機溶劑之薄膜；與薄膜去除步驟，係於上述薄膜保持步驟後，由上述上面去除上述薄膜；上述薄膜去除步驟係包含使上述基板依第2高旋轉速度進行旋轉的高速旋轉步驟。
  2. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述基板保持單元係收容於由外部密閉之密閉腔室的內部空間；上述薄膜保持步驟係依上述內部空間由外部封閉之封閉狀態執行。
  3. 如請求項2之基板處理方法，其中，上述薄膜保持步驟係依將對上述密閉腔室之內部空間進行排氣之排氣閥關閉的狀態執行。
  4. 如請求項2或3之基板處理方法，其中，上述薄膜去除步驟係進一步包含使上述密閉腔室之內部空間對外部開放的開放步驟。
  5. 如請求項4之基板處理方法，其中，上述薄膜去除步驟係進一步包含將較常溫更為高溫之惰性氣體供給至上述上面，且使上述密閉腔室之內部空間對外部開放的步驟。
  6. 如請求項1至3中任一項之基板處理方法，其中，上述薄膜去除 步驟係進一步包含：將較常溫更為高溫之惰性氣體供給至上述上面的惰性氣體供給步驟。
  7. 如請求項1至3中任一項之基板處理方法，其中，上述薄膜保持步驟係使用藉由於上述液膜形成步驟中對上述上面所供給之上述有機溶劑之液體蒸發所產生的上述有機溶劑蒸氣，將上述上面周圍保持為有機溶劑蒸氣之環境。
  8. 如請求項7之基板處理方法，其中，上述液膜形成步驟係包含將具有較常溫更為高之液溫的上述有機溶劑之液體供給至上述上面的高溫有機溶劑供給步驟。
  9. 一種基板處理裝置，其包含：基板保持單元，係用於水平保持基板；基板旋轉單元，係用於使上述基板保持單元所保持之基板旋轉；有機溶劑供給單元，係用於對上述基板的上面供給有機溶劑之液體；有機溶劑蒸氣供給單元，係用於對上述基板的上面供給有機溶劑蒸氣；與控制單元，係控制上述基板保持單元、上述基板旋轉單元、上述有機溶劑供給單元及上述有機溶劑蒸氣供給單元；上述控制單元係執行：液膜形成步驟，係為了將存在於上述上面之處理液置換為有機溶劑之液體，而形成被覆上述上面全域之有機溶劑之液膜；薄膜保持步驟，係一邊將上述上面全域之周圍保持為有機溶劑蒸氣之環境、一邊使上述基板依第1高旋轉速度進行旋轉，藉此將上述有機溶劑之液膜減薄，藉此於上述上面保持有機溶劑之薄膜；與薄膜去除步驟，係具有使上述基板依第1高旋轉速度進行旋轉的高速旋轉步驟，並於上述薄膜保持步驟後，由上述上面去除上述薄膜。
  10. 如請求項9之基板處理裝置，其中，進一步包含：具有由外部密閉之內部空間，並於上述內部空間收容上述基板保持單元的密閉腔室。
  11. 如請求項10之基板處理裝置，其中，進一步包含對上述密閉腔室之內部空間進行排氣之排氣閥；上述控制單元係依關閉上述排氣閥的狀態，執行上述薄膜保持步驟。
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