基板处理装置以及基板处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过一边使基板旋转一边向基板供给处理液来处理基板的基板处理技术。作为处理对象的基板包括半导体晶圆、液晶显示装置用玻璃基板、等离子显示面板用玻璃基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板以及光掩膜用基板等各种基板。
【背景技术】
[0002]在如这样的基板的制造工艺中，例如在专利文献1、2中披露了如下的处理基板的装置。该处理基板的装置具有:双流体喷嘴和向基板上喷出处理液的连续流的喷嘴(也称为“直喷嘴”)。该双流体喷嘴是将处理液与被加压的气体混合来生成处理液的液滴的喷流，向基板喷射生成的液滴的喷流。通过使这些喷嘴沿着基板的上方的同一路径相隔规定的间隔一体地进行扫描，来处理基板。
[0003]专利文献1的基板处理装置在从直喷嘴沿着铅垂方向朝向基板喷出比较少量的纯水等清洗液的连续流，来利用清洗液浸湿基板表面的状态下，从双流体喷嘴沿着铅垂方向朝向基板喷出比较大量的清洗液的雾来清洗基板。通过这样，与向干燥的基板喷出清洗液的雾的情况相比，能够抑制雾从基板表面飞散，防止产生因飞散的清洗液的雾附着于基板而导致的水印状的缺陷。另外，该装置在双流体喷嘴与直喷嘴之间具有遮挡板。通过这样，该装置避免因清洗液的连续流和清洗液的雾在到达基板表面为止的路径途中相互干扰而导致的清洗液的雾飞散。进一步地，该装置还通过沿着铅垂方向喷出用于浸湿基板表面的清洗液的连续流，来降低向基板上喷出的该连续流的水平方向的动能，以此防止基板表面的清洗液的飞散。
[0004]另外，在专利文献1中披露了如下的一种基板处理装置作为变形例。该基板处理装置使直喷嘴和双流体喷嘴一体地进行扫描。该直喷嘴沿着铅垂方向朝向基板喷出比较少量的清洗液的连续流。该双流体喷嘴沿着倾斜方向朝向被该连续流浸湿的基板喷出比较大量的清洗液的雾。在该变形例中，在直喷嘴与双流体喷嘴之间设有沿着倾斜方向延伸的遮挡板，在该遮挡板上安装有双流体喷嘴。由此，即使是变形例的装置也可以防止清洗液的连续流和清洗液的雾在到达基板表面为止的路径途中相互干扰而引起清洗液的雾飞散。
[0005]专利文献2的基板处理装置通过从直喷嘴沿着铅垂方向朝向基板喷出臭氧水等氧化性处理液的连续流，在形成于基板上的氧化膜上从双流体喷嘴沿着铅垂方向朝向基板喷射氢氟酸等蚀刻液的液滴的喷流，来将基板上的异物与氧化膜一起除去。该装置由于直喷嘴和双流体喷嘴一体地扫描，所以与使喷出氧化性处理液的直喷嘴扫描来完成基板上表面的整个区域的氧化处理之后，使喷射蚀刻液的液滴的喷流的双流体喷嘴扫描来进行基板上表面的整个区域的蚀刻处理的情况相比，能够缩短基板的处理时间。
[0006]专利文献1:JP特开2003-209087号公报
[0007]专利文献2:JP特开2005-86181号公报
[0008]在使用通过与蚀刻液等化学反应处理来对形成于基板上的膜进行处理的处理液的情况下，通常，当处理液处于高温时，处理液的反应活性变高。因此，在蚀刻处理中，通过向处理对象的基板表面供给设定在反应活性较高的温度的大量的蚀刻液，来谋求提高蚀刻率。另外，在有些情况下，因蚀刻液与膜的化学反应导致膜的表面产生气泡。当产生气泡时，该产生气泡的部分的反应不继续进行而产生蚀刻残留物。若供给至基板上的蚀刻液处于高温，则蚀刻液的反应活性变高，所以气泡的产生量变多。因此，在蚀刻处理中，为了有效地避免产生蚀刻残留物，在蚀刻液形成于基板上的液膜处于高温的状态下，需要通过搅拌该液膜使气泡移动，防止气泡停留在膜的表面。
[0009]因此，在向基板上喷出设定为规定的温度的蚀刻液的连续流之后，通过以较短的时间间隔向该液膜喷射蚀刻液的液滴的喷流来搅拌液膜的蚀刻方法，能够提高蚀刻率并且有效地防止产生蚀刻残留物。
[0010]此处，从直喷嘴喷出的连续流由于气体不混合，所以容易增大流量；从双流体喷嘴喷射的液滴的喷流由于被加压的高速的气体与处理液，所以容易提高流速。
[0011]因此，考虑如下的方法作为使用直喷嘴和双流体喷嘴分别沿着铅垂方向喷出处理液的专利文献1、2的装置结构来实现上述的蚀刻方法的方法，该方法为，缩短直喷嘴与双流体喷嘴的间隔，从直喷嘴向基板上喷出大量的蚀刻液的连续流，并且从双流体喷嘴高速地向连续流形成的液膜上喷射蚀刻液的液滴的喷流。
[0012]但是，在从直喷嘴向基板上喷出大量的蚀刻液的连续流的情况下，在喷出的蚀刻液的连续流在基板上扩散的过程中，因基板的旋转引起的离心力、因喷嘴的扫描引起的惯性力、处理液向基板的旋转方向下游侧的移动以及连续流根据供给流量从着落点向周围扩张的力等综合地作用，在基板上形成厚度比周围的液膜更厚的隆起的液膜。从双流体喷嘴以高速喷射的液滴的喷流在从基板上的着落位置向周围扩散的过程中，也通过受到同样的力等，形成厚度比周围的液膜更厚的隆起的液膜。在这种状态下，在为了使当蚀刻液的温度较高时产生于膜的表面的许多气泡高效地移动，而以蚀刻液的连续流的着落位置与蚀刻液的液滴的喷流的着落位置接近的方式来设定两喷嘴的间隔的情况下，如图7所示，有时液滴的喷流361形成的隆起的液膜371的周缘部与连续流362形成的隆起的液膜372的周缘部碰撞而液滴的喷流361形成的隆起的液膜371的周缘部越上连续流362形成的隆起的液膜372的周缘部。在这种情况下，会产生体积比较大的液柱状的液体飞溅370。液体飞溅370是体积为例如0.5ml?几ml左右的肉眼可见的液滴。飞溅出的蚀刻液附着于装置内部的壁表面等落在基板W上，使基板W产生缺陷。反之，若蚀刻液的液滴的喷流361的着落位置与蚀刻液的连续流362的着落位置距离非常远，则不会产生液体飞溅370，但是由于在反应活性较高的高温的状态下不搅拌蚀刻液，所以会出现产生大量蚀刻残留物的问题。
[0013]另外，在使用专利文献1的变形例的装置结构来实现上述的蚀刻方法的情况下，在基板W的上表面形成有沿着垂直方向凹陷的沟槽(形成于基板的图案中的槽)T1，在处理形成于沟槽Τ1的膜U1的情况下，如图15所示，因倾斜着喷射蚀刻液的液滴的喷流361，导致在形成于基板W的沟槽Τ1的一个侧壁的附近的蚀刻液351没有被充分地搅拌。因此，存在气泡99停留于一个侧壁而产生蚀刻残留物的问题。
【发明内容】
[0014]本发明是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于提供如下的技术；在分别从一体地进行扫描的直喷嘴和双流体喷嘴供给通过蚀刻液等的化学反应处理基板的处理液来处理基板的装置中，即使在基板表面形成有沟槽的情况下，能够既抑制产生蚀刻残留物等处理残留物，又防止因向基板上供给的处理液的连续流和处理液的液滴的喷流在基板上碰撞而导致产生液体飞溅的现象。
[0015]为了解决上述的问题，第一技术方案的基板处理装置具有:旋转保持部，一边水平地保持基板一边使该基板旋转，第一喷嘴，将处理液与被加压的气体混合来生成所述处理液的液滴的喷流，向所述基板的上表面沿着大致铅垂方向喷射所述液滴的喷流，第二喷嘴，向所述基板的上表面喷出所述处理液的连续流，喷嘴移动部，一边保持所述第一喷嘴与所述第二喷嘴的位置关系恒定，一边使所述第一喷嘴和所述第二喷嘴在所述基板的上方一体地移动；所述喷嘴移动部以使所述液滴的喷流在所述基板上的着落位置经过所述基板的旋转中心的方式移动所述第一喷嘴，在所述位置关系中，当所述第一喷嘴位于所述基板的周缘部的上方时，所述连续流在所述基板上的着落位置位于比所述液滴的喷流的着落位置更靠所述基板的旋转中心侧的位置，所述基板的旋转轨迹上的所述液滴的喷流的着落位置和所述连续流的着落位置这两者的移动路径不同，和/或所述连续流和所述液滴的喷流这两者的流向不同，所述这两者的移动路径的不同是由于当所述第一喷嘴位于所述基板的周缘部的上方时，所述连续流的着落位置位于比所述液滴的喷流的着落位置的移动路径更靠所述基板的旋转方向的下游侧的位置，所述这两者的流向的不同是由于所述连续流的方向相对于铅垂方向以越接近所述基板则所述液滴的喷流与所述连续流之间的间隔越宽的方式倾斜。
[0016]第二技术方案的基板处理装置，在第一个实施方式的基板处理装置中，所述这两者的移动路径相互重合，并且所述这两者的流向不同。
[0017]第三技术方案的基板处理方法包括:第一步骤，一边水平地保持基板一边使该基板旋转，第二步骤，混合处理液与被加压的气体来生成所述处理液的液滴的喷流，与所述第一步骤并行地沿着大致铅垂方向朝向所述基板的上表面喷射所述液滴的喷流，第三步骤，与所述第一步骤以及第二步骤并行地向所述基板的上表面喷出所述处理液的连续流，第四步骤，一边保持所述液滴的喷流与所述连续流的位置关系恒定，一边与所述第一?第三步骤并行地使所述液滴的喷流和所述连续流在所述基板上一体地移动；在所述第四步骤中，以所述液滴的喷流在所述基板上的着落位置经过所述基板的旋转中心的方式使所述液滴的喷流移动，在所述位置关系中，当所述液滴的喷流的着落位置位于所述基板的周缘部时，所述连续流在所述基板上的着落位置位于比所述液滴的喷流的着落位置更靠所述基板的旋转中心侧的位置，所述基板的旋转轨迹上的所述液滴的喷流的着落位置和所述连续流的着落位置这两者的移动路径不同，和/或所述连续流和所述液滴的喷流这两者的流向不同，所述这两者的移动路径的不同是由于当所述液滴的喷流的着落位置位于所述基板的周缘部时，所述连续流的着落位置位于比所述液滴的喷流的着落位置的移动路径更靠所述基板的旋转方向的下游侧的位置，所述这两者的流向的不同是由于所述连续流的方向相对于铅垂方向以越接近所述基板则所述液滴的喷流与所述连续流之间的间隔越宽的方式倾斜。
[0018]第四技术方案的基板处理方法是第三个实施方式的基板处理方法，所述这两者的移动路径相互重合，并且所述这两者的流向不同。
[0019]根据本发明，当第一喷嘴位于基板的周缘部的上方时，处理液的连续流的着落位置位于比处理液的液滴的喷流的着落位置更靠基板的旋转中心侧的位置，基板的旋转轨迹上的液滴的喷流的着落位置和连续流的着落位置这两者的移动路径不同，和/或连续流和液滴的喷流这两者的流向不同。这两者的移动路径的不同是由于当第一喷嘴位于基板的周缘部的上方时，连续流的着落位置位于液滴的喷流的着落位置的移动路径更靠基板的旋转方向的下游侧的位置。由此，液滴的喷流的着落位置处的基板的旋转速度矢量与连续流的着落位置处的基板的旋转速度矢量朝向彼此分离的方向。另外，这两者的流向的不同是由连续流的方向相对于铅垂方向以越接近基板则液滴的喷流与连续流的间隔越宽的方式倾斜。由此，从处理液的连续流的着落位置到该连续流形成的隆起的液膜的周缘中的靠液滴的喷流的着落位置侧的部分为止的距离变短。因此，在这两者的移动路径不同和/或这两者的流向不同的情况下，由于趁着形成于基板上的处理液的液膜处于高温来搅拌液膜，即使液滴的喷流的着落位置与连续流的着落位置接近，也能够抑制处理液的连续流形成的液膜与处理液的液滴的喷流形成的液膜在基板上发生碰撞。另外，处理液的液滴的喷流由于沿着