基板处理装置以及基板处理方法与流程

本发明涉及将通过混合化学溶液和气体而生成的化学溶液的液滴向基板喷出而对基板实施处理的基板处理装置以及基板处理方法。

背景技术：

在半导体装置的制造工序中可进行如下清洗处理：通过使SC－1(氨水和过氧化氢水的混合溶液)等化学溶液与气体的流动合流而朝向半导体晶圆等基板的表面喷射，从而将附着到基板的表面的微粒、聚合物等污染物质去除。在使用单张式清洗装置来执行该清洗处理的情况下，基板被保持于被称为旋转卡盘的基板保持器具，使该基板绕铅垂轴线旋转。从位于该旋转的基板的上方的喷嘴向基板供给化学溶液。在使用双流体喷嘴进行化学溶液的供给的情况下，从双流体喷嘴喷射出来的液滴的与基板表面上碰撞的碰撞位置在基板中心部和周缘部之间移动。在专利文献1中，通过提高从双流体喷嘴喷出的液滴的温度来提高污染物质的去除性能。然而，在进行聚合物去除的情况下，仅通过专利文献1的方法无法获得充分的去除性能。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2008－246319号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供如下技术：在使用混合化学溶液和气体而生成的化学溶液的液滴将附着到基板的聚合物去除时，能够获得充分的去除性能。

用于解决问题的方案

根据本发明的一技术方案可提供一种基板处理装置，该基板处理装置包括：基板保持部，其用于保持基板；加热化学溶液供给机构，其用于供给加热后的化学溶液；气体供给机构，其用于供给气体；加热纯水供给机构，其用于供给加热后的纯水；第1喷嘴，其用于将所述化学溶液的液滴朝向所述基板的表面喷出，所述化学溶液的液滴是通过将由所述气体供给机构供给来的所述气体和由所述加热化学溶液供给机构供给来的加热后的所述化学溶液混合而形成的；第2喷嘴，其用于将由所述加热纯水供给机构供给来的加热后的所述纯水朝向所述基板的背面喷出，所述第1喷嘴向被从第2喷嘴供给来的加热纯水从所述背面侧加热的所述基板的表面供给所述液滴。

根据本发明的另一技术方案，可提供一种基板处理方法，其是基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置包括：基板保持部，其用于保持基板；加热化学溶液供给机构，其用于供给加热后的化学溶液；气体供给机构，其用于供给气体；加热纯水供给机构，其用于供给加热后的纯水；第1喷嘴，其用于将所述化学溶液的液滴朝向所述基板的表面喷出，所述化学溶液的液滴是通过将由所述气体供给机构供给来的所述气体和由所述加热化学溶液供给机构供给来的加热后的所述化学溶液混合而形成的；第2喷嘴，其用于将由所述加热纯水供给机构供给来的加热后的所述纯水朝向所述基板的背面喷出，其中，该基板处理方法包括如下工序：从所述第2喷嘴将所述加热后的纯水开始朝向所述基板的背面喷出的工序；在从所述第2喷嘴开始将所述加热后的纯水朝向所述基板的背面喷出之后、开始从所述第1喷嘴将所述液滴朝向所述基板的表面喷出的工序。

发明的效果

根据本发明的上述技术方案，在使用通过将化学溶液和气体混合而生成的化学溶液的液滴将附着到基板的聚合物去除时，能够获得充分的去除性能。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的基板处理系统的概略结构的图。

图2是表示第1实施方式的处理单元的概略结构的纵剖视图。

图3是表示第1实施方式的化学溶液供给机构以及基板温度调节液供给机构的结构的配管系统图。

图4是表示第2实施方式的化学溶液供给机构以及基板温度调节液供给机构的结构的配管系统图。

图5是表示第3实施方式的基板保持机构以及基板温度调节液供给机构的结构的图。

图6是用于说明第3实施方式的基板温度调节液的供给以及排出的顺序的图。

图7是用于对第1实施方式的化学溶液处理工序的变形例进行说明的图。

图8是第4实施方式的处理单元的概略纵剖视图。

图9是图8的区域IX的放大剖视图。

图10是以另一截面观察第4实施方式的处理单元而得到的概略纵剖视图。

附图标记说明

W、基板(晶圆)；20A、处理腔室(腔室)；20B、第1分区；20C、第2分区；31、基板保持部；31a、基板保持部的板部分；31b、基板保持部的保持部分；33、旋转驱动部(驱动部)；41、第1喷嘴(双流体喷嘴)；45A、喷嘴臂；46A、臂驱动机构；47、第2喷嘴(下喷嘴)；71A、加热化学溶液供给机构；71B、气体供给机构；7104、纯水温度调节器(基板温度调节液温度调节器)；7110、7112、化学溶液配管、纯水配管(化学溶液管线、基板温度调节液管线)；7120、温度调节器(化学溶液温度调节液温度调节器、用于调节基板温度调节液的温度的温度调节液的温度调节器)；7116、温度 调节液夹套(水夹套)；7140、绝热材料；7160、7162、化学溶液罐；7171、第1分支管线(稀释液管线)；7180、加热纯水夹套(温度调节罐、温度调节夹套)；7184、第2分支管线(罐温度调节液供给管线)；75、加热纯水供给机构(基板温度调节液供给机构)；150、杯；152、上杯体；152a、上杯体的下部分；152b、上杯体的上部分；153、外杯体；161、分隔板；161a、分隔板的开口；161b、边缘；163、分隔板；164、狭缝。

具体实施方式

图1是表示本实施方式的基板处理系统的概略结构的图。以下，为了明确位置关系，规定彼此正交的X轴、Y轴以及Z轴，将Z轴正方向设为铅垂朝上。

如图1所示，基板处理系统1具有输入输出站2和处理站3。输入输出站2和处理站3邻接地设置。

输入输出站2具有承载件载置部11和输送部12。以水平状态收容多张晶圆W的多个承载件C被载置在承载件载置部11中。

输送部12与承载件载置部11邻接地设置，在输送部12的内部设置有基板输送装置13和交接部14。基板输送装置13具有用于保持晶圆W的基板保持机构。另外，基板输送装置13能够沿着水平方向以及铅垂方向移动并以铅垂轴线为中心回转，使用基板保持机构在承载件C和交接部14之间进行晶圆W的输送。

处理站3与输送部12邻接地设置。处理站3具有输送部15和多个处理单元16。多个处理单元16排列设置于输送部15的两侧。

输送部15在内部设置有基板输送装置17。基板输送装置17具有用于保持晶圆W的基板保持机构。另外，基板输送装置17能够沿着水平方向以及铅垂方向移动并以铅垂轴线为中心回转，使用基板保持机构在交接部14和处理单 元16之间进行晶圆W的输送。

处理单元16对由基板输送装置17输送的晶圆W进行预定的基板处理。

另外，基板处理系统1具有控制装置4。控制装置4例如是计算机，具有控制部18和存储部19。在存储部19中储存有对在基板处理系统1中执行的各种处理进行控制的程序。控制部18通过读出被存储于存储部19的程序并执行，从而对基板处理系统1的动作进行控制。

此外，该程序既可以是记录于可由计算机读取的存储介质的程序，也可以是从该存储介质安装于控制装置4的存储部19的程序。作为可由计算机读取的存储介质，存在例如硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。

在如上述那样构成的基板处理系统1中，首先，输入输出站2的基板输送装置13从载置到承载件载置部11的承载件C取出晶圆W，将取出来的晶圆W载置于交接部14。载置到交接部14的晶圆W由处理站3的基板输送装置17从交接部14取出，向处理单元16输入。

在输入到处理单元16的晶圆W由处理单元16处理了之后，由基板输送装置17从处理单元16输出，载置于交接部14。然后，载置到交接部14的处理完毕的晶圆W利用基板输送装置13返回到承载件载置部11的承载件C。

接着，参照图2对处理单元16的概略结构进行说明。图2是表示处理单元16的概略结构的图。

如图2所示，处理单元16具有腔室20、基板保持机构30、处理流体供给部40和回收杯50。

腔室20用于收容基板保持机构30、处理流体供给部40和回收杯50。在腔室20的顶部设置有FFU(Fan Filter Unit，风机过滤单元)21。FFU21在腔室20内形成下降流。

基板保持机构30具有保持部31、支柱部32和驱动部33。保持部31水平地 保持晶圆W。支柱部32是沿着铅垂方向延伸的构件，基端部被驱动部33支承成能够旋转，在顶端部处水平地支承保持部31。驱动部33使支柱部32绕铅垂轴线旋转。该基板保持机构30通过利用驱动部33使支柱部32旋转，从而使支承于支柱部32的保持部31旋转，由此，使保持于保持部31的晶圆W旋转。

处理流体供给部40向晶圆W供给处理流体。处理流体供给部40与处理流体供给源70连接。

回收杯50以围绕保持部31的方式配置，对由于保持部31的旋转而从晶圆W飞散的处理液进行捕集。在回收杯50的底部形成有排液口51，被回收杯50捕集到的处理液从该排液口51向处理单元16的外部排出。另外，在回收杯50的底部形成有将从FFU21供给的气体向处理单元16的外部排出的排气口52。

对本发明的第1实施方式的处理流体供给部40以及处理流体供给源70进一步详细地进行说明。处理流体供给部40具有：双流体喷嘴41，其用于向晶圆W的上表面(晶圆的形成有器件的表面)喷出通过将作为处理流体的化学溶液和气体混合而形成的液滴(双流体)；冲洗喷嘴42，其用于向晶圆W的上表面供给冲洗液例如纯水(DIW)；溶剂喷嘴43，其用于向晶圆W的上表面供给高挥发性且低表面张力的干燥辅助溶剂例如IPA(异丙醇)；以及气体喷嘴44，其用于向晶圆W的上表面供给N₂气体等低湿度且低氧浓度的干燥用气体。

上述喷嘴41～44安装于喷嘴臂45的顶端部。喷嘴臂45能够利用臂驱动部46绕铅垂方向轴线回转，且能够沿着铅垂方向升降，由此，上述喷嘴41～44能够在晶圆W的上方的处理位置和俯视时位于回收杯50的外方的退避位置之间移动。

处理流体供给部40还具有下喷嘴47，该下喷嘴47用于向晶圆W的下表面(晶圆的没有形成器件的背面)喷出作为处理流体的基板温度调节液、在此为加热后的纯水(DIW)。

下喷嘴47具有喷出基板温度调节液的基板温度调节液喷出口471。基板温度调节液喷出口471由在处理流体供给柱48内沿着铅垂方向延伸的基板温度调节液通路472的上端开口部构成。处理流体供给柱48与支柱部31同轴地设置于基板保持机构30的中空的支柱部31(即旋转轴)内，被支承成即使支柱部31旋转，处理流体供给柱48也不旋转。

在下喷嘴47上还设有用于喷出N₂气体等低湿度且低氧浓度的干燥用气体的气体喷出口473。气体喷出口473由在处理流体供给柱48内与基板温度调节液通路472平行地延伸的气体通路474的上端开口部构成。

处理流体供给源70具有：向双流体喷嘴41供给加热后的SC－1(SC－1(H))作为加热后的化学溶液的加热化学溶液供给机构71A；向双流体喷嘴41供给用于使SC－1液滴化的氮气的气体供给机构71B；向冲洗喷嘴42供给作为冲洗液的DIW的冲洗液供给机构72；向溶剂喷嘴43供给IPA的溶剂供给机构73；向气体喷嘴44供给干燥用的氮气的干燥气体供给机构74；向下喷嘴47的基板温度调节液喷出口471供给加热后的DIW(DIW(H))的基板温度调节液供给机构75；以及向下喷嘴47的气体喷出口供给干燥用的氮气的干燥气体供给机构76。

气体供给机构71B、冲洗液供给机构72、溶剂供给机构73、干燥气体供给机构74、干燥气体供给机构76能够使用在半导体制造装置的领域公知的通常的结构。即、这些供给机构能够由将储液罐或储气瓶等处理流体贮存器和所对应的喷嘴连接起来的配管、设置于该配管的开闭阀、流量控制阀等流量控制机器等构成。

接着，参照图3对加热化学溶液供给机构71A以及基板温度调节液供给机构75进行说明。此外，加热化学溶液供给机构71A以及基板温度调节液供给机构75的结构除了所连接的喷嘴的形态不同这一点之外，彼此实质上是相同的，因此，对代表两者的加热化学溶液供给机构71A进行说明。

加热化学溶液供给机构71A具有储存SC－1(氨水和过氧化氢水的混合溶液)的化学溶液罐7100(图3中用◎记号表示)。在化学溶液罐7100内，使作为SC－1的原料的氨水、过氧化氢水以及纯水(稀释液)以预先确定好的混合比率混合，调和SC－1。

化学溶液罐7100与由用于从化学溶液罐7100送出SC－1的管构成的化学溶液管线7102连接。在化学溶液管线7102上设置有化学溶液温度调节器7104。供给到化学溶液温度调节器7104的SC－1在化学溶液温度调节器7104的内部由作为发热元件的珀尔帖元件7106加热到预先确定好的温度例如50℃之后，从化学溶液温度调节器7104流出，经由化学溶液管线7102流入歧管7108。

由歧管7108将SC－1向多个、本例中为4根化学溶液管线7110分配。各化学溶液管线7110向多个处理单元16(参照图1)中的一个处理单元16的双流体喷嘴41供给SC－1。在图3中仅详细地示出了1根化学溶液管线7110。

在构成化学溶液管线7110的小径的管7112的外侧设置有大径的管7114，形成了二重管构造。形成于小径的管7112和大径的管7114之间的圆环状截面的空间成为用于供用于对化学溶液的温度进行调节(对化学溶液进行保温)的化学溶液温度调节液流动的水夹套7116(化学溶液温度调节液通路)。

作为在水夹套7116中流动的化学溶液温度调节液，无需使用DIW那样的高纯度水，能够将PCW(Plant Cooling Water，工厂冷却水)加热来使用。从设置于半导体装置制造工厂的PCW供给源7118向温度调节液循环系统的任意部位、本例中为化学溶液温度调节液温度调节器7120供给。在化学溶液温度调节液温度调节器7120的内部，PCW被珀尔帖元件7106加热。在需要对化学溶液温度调节液温度调节器7120冷却的情况下，可使用PCW来进行冷却。

化学溶液温度调节液温度调节器7120经由化学溶液温度调节液供给管线7122与歧管7124连接。利用歧管7124将化学溶液温度调节液向多个、本例 中为4根化学溶液温度调节液供给管线7126分配。各化学溶液温度调节液供给管线7126向多个处理单元16(参照图1)中的一个处理单元16的水夹套7116供给。在图3中详细地示出了1根化学溶液温度调节液供给管线7126。

化学溶液温度调节液供给管线7126在化学溶液管线7110的下游侧的靠近双流体喷嘴41的位置与水夹套7116连接。在化学溶液管线7110的上游侧的位置，水夹套7116与歧管7130连接。在水夹套7116内流动的化学溶液温度调节液和在化学溶液管线7110中流动的SC－1之间借助管7112的壁体进行换热，SC－1被保温，能够将SC－1的温度维持在所期望的范围内。在水夹套7116内流动的化学溶液温度调节液的温度与在化学溶液管线7110中流动的SC－1的温度相同、或比在化学溶液管线7110中流动的SC－1的温度稍高。

歧管7130也与其他处理单元16的水夹套7116连接。歧管7130经由化学溶液温度调节液返回管线7132使化学溶液温度调节液返回化学溶液温度调节液温度调节器7120。返回来的化学溶液温度调节液被化学溶液温度调节液温度调节器7120加热而再次从化学溶液温度调节液温度调节器7120朝向歧管7124流出。

化学溶液温度调节液如此在由化学溶液温度调节液温度调节器7120、化学溶液温度调节液供给管线7122、歧管7130、化学溶液温度调节液供给管线7126、水夹套7116、化学溶液温度调节液返回管线7132形成的循环路径内循环。在化学溶液温度调节液供给管线7122或化学溶液温度调节液返回管线7132设置有未图示的泵，形成通过所述循环路径的化学溶液温度调节液的循环流。在存在于所述循环路径内的化学溶液温度调节液的总量减少了时，从PCW供给源7118向循环路径内(化学溶液温度调节液温度调节器7120)补充PCW。

为了对向双流体喷嘴41供给的SC－1的流动进行控制，在化学溶液管线7110的中途设置有流量调整阀7134以及开闭阀7136。因此，水夹套7116在设 置有这些阀7134、7136的区域被分断。为了将位于该分断区域的两侧的水夹套7116的端部彼此连接，设置有连接管线7138。

化学溶液管线7110、化学溶液温度调节液供给管线7126、水夹套7116的大部分由用于防止热量从水夹套7116向周围环境辐射的绝热材料7140覆盖。通过设置有绝热材料7140，更容易将在化学溶液管线7110中流动的SC－1的温度维持在所期望的温度。

设置有用于对在化学溶液管线7110的靠近双流体喷嘴41的下游侧部分流动的化学溶液的温度进行检测的温度传感器7142。化学溶液温度调节液温度调节器7120对珀尔帖元件7121的发热量进行控制，以使由温度传感器7142检测的温度成为预先确定好的目标值(例如50℃)。只要温度传感器7142的检测温度与目标值一致(或者处于目标范围内)、且可从SC－1用的化学溶液温度调节器7104供给目标温度的SC－1，所期望的温度的SC－1就从双流体喷嘴41喷出。

如前述那样，基板温度调节液供给机构75除了所连接的喷嘴的形态不同这点之外，具有与加热化学溶液供给机构71A实质上相同的结构。因而，向下喷嘴47供给作为用于加热晶圆W的基板温度调节液的加热后的DIW的基板温度调节液供给机构75的结构以及作用能够通过将加热化学溶液供给机构71A的说明中的“SC－1(化学溶液)”这样的用语换读成“DIW(基板温度调节液)”来理解。

接着，对可在图2的处理单元16中进行的一连串的工序进行说明。其中，进行将附着到晶圆W的表面的聚合物去除的处理。在将附着到晶圆的聚合物去除时，可获得充分的去除性能的SC1液的温度范围较窄，需要管理，以使其液温在晶圆W的表面成为50℃。在本实施方式中，不仅进行SC1液的供给侧的温度调节，而且通过从背面供给加热DIW来进行恰当的温度管理。如前述那样，在控制装置4的控制下自动地执行以下各工序。

首先，未处理的晶圆W由基板输送装置17的臂(参照图1)输入处理单元16内，该晶圆W由基板保持机构30保持。

＜化学溶液处理工序＞

利用基板保持机构30使晶圆W绕铅垂方向轴线旋转。从基板温度调节液供给机构75向下喷嘴47供给加热后的DIW即基板温度调节液，从下喷嘴47的温度调节液喷出口471朝向晶圆W的下表面的中心部喷出基板温度调节液。该基板温度调节液在离心力的作用下一边在晶圆W的下表面朝向晶圆W的周缘扩散一边流动，由此，晶圆W的下表面被基板温度调节液覆盖。晶圆W被基板温度调节液加热成所期望的温度、例如与从双流体喷嘴41喷出的SC－1大致相等的温度。

双流体喷嘴41位于晶圆W的中心部的正上方。晶圆W被从下喷嘴47喷出来的基板温度调节液充分地加热之后，接着一边继续下喷嘴47的基板温度调节液的喷出、一边从加热化学溶液供给机构71A以控制好的温度以及流量向双流体喷嘴41供给液体的SC－1，从气体供给机构71B以控制好的流量供给氮气。来自下喷嘴47的基板温度调节液的喷出继续到该化学溶液处理工序的结束时刻为止。也就是说，在从双流体喷嘴41朝向晶圆W喷出SC－1的期间内，晶圆W的下表面一直被作为基板温度调节液的加热后的DIW的液膜覆盖。

如本领域技术人员公知那样，在双流体喷嘴41的内部，从加热化学溶液供给机构71A供给来的液体的SC－1与从气体供给机构71B供给来的流速比较高且压力较高的氮气的流动合流，从而SC－1被液滴化，液滴化后的SC－1与氮气一起从双流体喷嘴41喷出。利用液滴所具有的物理能量，由SC－1进行的清洗被促进。

喷嘴臂45回转，使从双流体喷嘴41喷出来的液滴的与晶圆W表面的碰撞位置从晶圆W的中心部向周缘部移动。也可以使液滴的碰撞位置从晶圆W的 中心部到周缘部之间往复移动一次或多次。由此，能够将晶圆W的表面均匀地清洗。在离心力的作用下从晶圆W表面飞散的包括反应生成物的SC－1被回收杯50回收。

＜冲洗工序＞

在化学溶液处理工序结束后，在继续使晶圆W旋转的状态下，停止来自双流体喷嘴41的液滴的喷出并且停止来自下喷嘴47的温度调节用DIW的喷出，进行从位于晶圆W的中心部的上方的冲洗喷嘴42向晶圆W的中心部供给作为冲洗液的DIW而将残留于晶圆W的表面的化学溶液以及反应生成物冲掉的冲洗处理。

＜干燥工序＞

在冲洗工序结束后，停止来自冲洗喷嘴42的DIW的供给，使晶圆W的转速增加而利用离心力将残存于晶圆W上的冲洗液甩净，从而使晶圆W的表面干燥。

通过以上工序，对一张晶圆W进行的一连串的液处理结束。之后晶圆W被向处理单元16外输出。

根据上述实施方式，在将SC－1的液滴与氮气一起向晶圆的上表面(表面)供给而进行晶圆W的清洗时，向晶圆W的下表面(背面)供给了作为基板温度调节液的加热后的DIW，因此，在将附着到晶圆W的聚合物去除时，能够获得充分的去除性能。另外，能够提高作为处理对象的晶圆W的表面温度的面内均匀性。因此，能够提高聚合物去除的面内均匀性。

在上述实施方式中，作为从双流体喷嘴41喷出的液滴的处理液的例子，使用SC－1进行了说明，但处理液并不限定于此。例如，作为处理液，也可以使用纯水。通过将高温的纯水的液滴与氮气一起向晶圆的上表面(表面)供给而进行晶圆W的清洗，从而与使用了常温的纯水的情况相比，提高微粒、聚合物等对象物的去除性能。并且，通过与上述实施方式同样地向晶圆W的 下表面(背面)供给作为基板温度调节液的加热后的纯水，可实现去除性能的进一步提高。使用纯水的情况的装置结构能够仅通过将已说明的与SC－1有关的液供给的结构置换成与纯水有关的液供给的结构来实现，因此，在此，省略说明。

接着，使用图4对第2实施方式进行说明。第2实施方式涉及将第1实施方式的基板温度调节液供给机构75与加热化学溶液供给机构71A的一部分复合化而成的处理液供给机构。在第2实施方式中，对于与第1实施方式相同的构件标注相同的附图标记而省略重复说明。

该第2实施方式的基板温度调节液供给机构75’具有与用作基板温度调节液的纯水(DIW)的供给源即纯水供给源7100连接的基板温度调节液管线7102。在基板温度调节液管线7102上从上游侧依次设置有开闭阀7150、基板温度调节液温度调节器7104、泵7152、三通阀7154、歧管7108(7108(DIW))。歧管7108及其下游侧的构造与参照图3进行了说明的构造是相同的。也就是说，经由4根基板温度调节液管线7110(7110(DIW))向4个下喷嘴471供给作为基板温度调节液的加热后的DIW。各基板温度调节液管线7110具有形成图3所示那样的水夹套的二重管构造，且由图3所示那样的绝热材料覆盖。向配设于基板温度调节液管线7110(7110(DIW))的水夹套供给被在图4中没有图示的图3所示的温度调节液温度调节器(准确地说为“用于对基板温度调节液的温度进行调节的温度调节液的温度调节器”)(7120(DIW))加热后的PCW即可。

该第2实施方式的加热化学溶液供给机构71A’具有用于储存SC－1的两个化学溶液罐7160、7162。作为SC－1的原料的氨水以及过氧化氢水从氨水供给源7164以及过氧化氢水供给源7166向这些化学溶液罐7160、7162供给，SC－1的调和也在这些化学溶液罐7160、7162内进行。作为SC－1的原料(稀释液)的DIW也向化学溶液罐7160、7162供给，对此随后论述。

化学溶液罐7160，7162与化学溶液管线7164、7166连接，这些化学溶液管线合流而成为一个化学溶液管线7168。化学溶液管线7168与歧管7108(7108(SC－1))连接。在化学溶液管线7168上设置有泵7170。通过将设置于化学溶液管线7164、7166的开闭阀7165、7167切换，驱动泵7170，从而从化学溶液罐7160、7162中的一者向歧管7108(7108(SC－1))输送SC－1。

在该第2实施方式的加热化学溶液供给机构71A’中，歧管7108(7108(SC－1))及其下游侧的结构与图3所示的加热化学溶液供给机构71A的结构相同。也就是说，经由4根化学溶液管线7110(7110(SC－1))向4个双流体喷嘴41供给加热后的SC－1。各化学溶液管线7110具有形成图3所示那样的水夹套的二重管构造且被图3所示那样的绝热材料覆盖。作为向配设于化学溶液管线7110(7110(SC－1))的水夹套供给的温度调节液，供给被图4中未图示的图3所示的化学溶液温度调节液温度调节器(7120)加热后的PCW即可。

在三通阀7154的位置，从基板温度调节液管线7102分支有用于将用于SC－1的调和的DIW(稀释液)向化学溶液罐7160、7162供给的稀释液管线7171。通过切换三通阀7154，能够将在基板温度调节液管线7102中流动的DIW向歧管7108(7108(DIW))或化学溶液罐7160、7162中的任一者供给。稀释液管线7171在化学溶液罐7160、7162分别分支成稀释液管线7172、7174。

在图3中，附图标记7165、7167、7173、7175是开闭阀，通过适当切换这些开闭阀，能够向所期望的化学溶液罐7160、7162供给SC－1的原料。

化学溶液罐7160、7162收容于温度调节罐(或温度调节液夹套)7180内。在泵7152和三通阀7154之间的分支点7156处，罐温度调节液供给管线7182从基板温度调节液管线7102分支并与温度调节罐740连接。在供给到温度调节罐7180内的加热后的DIW和化学溶液罐7160、7162内的SC－1之间经由化学溶液罐7160、7162的壁体进行换热，由此，化学溶液罐7160、7162内的SC－1被维持在所期望的温度。供给到温度调节罐7180内的DIW经由罐温度调 节液返回管线7184返回基板温度调节液温度调节器7104。

也就是说，由基板温度调节液温度调节器7104、基板温度调节液管线7102的一部分、罐温度调节液供给管线7182、温度调节罐7180以及罐温度调节液返回管线7184形成了温度调节用的DIW的循环路径。DIW始终在该循环路径内循环，由此，位于化学溶液罐7160、7162内的SC－1的温度被维持在所期望的温度范围内。

分支点7156位于泵7152的正下游，因此，分支点7156附近的基板温度调节液管线7102内的压力不会由于三通阀7154的切换以及DIW的自下喷嘴471喷出的状况变化而受到较大的影响。因此，在上述循环路径中流动的DIW的流量稳定，能够将化学溶液罐7160、7162内的温度稳定地维持在所期望的温度范围内。

在第2实施方式中，也与前述的第1实施方式同样地进行晶圆W的处理。第2实施方式也起到与第1实施方式同样的效果。此外，两个化学溶液罐7160、7162被交替地用作SC－1的供给源，向未使用的化学溶液罐供给氨水、过氧化氢水、DIW，调和SC－1。

根据该第2实施方式，不需要SC－1的加热专用的温度调节器。即、能够将化学溶液供给机构的成本降低与不需要昂贵的温度调节器相应的量。

接着，对第3实施方式进行说明。第3实施方式涉及相对于晶圆W的下表面进行温度调节DIW的供给以及排出形态的改良。

图5表示在第3实施方式中使用的基板保持机构30’。基板保持机构30’的保持部31包括：圆盘状的板部分31a，其具有比晶圆W的直径稍大的直径；多个保持部分31b，其沿着圆周方向隔开间隔地设置于板部分31a的周缘部。

在该第3实施方式中，在设置于支柱部32内的处理流体供给柱(处理流体供给管)48的外周面和支柱部32的内周面之间形成有气体通路474’。气体通路474’的上端开口部是气体喷出口473’。也可以将气体通路474’形成于嵌 入到支柱部32的内侧的管状体的内周面和处理流体供给柱48的外周面之间。在处理流体供给柱48上仅设置有基板温度调节液喷出口471以及基板温度调节液通路472。在气体通路474’上设置有气体供给接头475，以便喷出N₂气体等干燥用气体。气体供给接头475与支柱部32一体地旋转。气体供给接头475与干燥气体供给机构76的气体管线76a连接。通过将设置于气体管线76a的开闭阀76b打开，经由气体管线76a向气体供给接头475供给干燥用气体，该干燥用气体从气体通路474’的下端开口部流入气体通路474’，从气体喷出口473’喷出。省略详细构造的图示，但气体供给接头475包括相当于这样的回转接头的结构，该回转接头是公知的，作为具有将静止的配管与旋转的配管连接的功能的接头。

处理流体供给柱48的下端部贯通气体供给接头475而向下方延伸。基板温度调节液通路472与第1实施方式相同地与基板温度调节液供给机构75的基板温度调节液管线7110(7110(DIW))连接。在基板温度调节液管线7110上设置有开闭阀7136(也参照图3)。基板温度调节液管线7110与设置有开闭阀37的排放管线36连接。该排放管线36的开放端位于比流体通路34的上端开口部(35)的高度位置低的位置，通向大气气氛(例如洁净室内的气氛)。

参照图6对使用了图5所示的结构的化学溶液处理工序进行说明。

开始晶圆W的旋转，晶圆W的旋转速度一稳定，就如图6的(a)所示那样打开开闭阀7136，从基板温度调节液通路472的上端开口部(基板温度调节液喷出口471)喷出作为基板温度调节液的加热后的DIW。此时，以足够大的喷出流量喷出基板温度调节液，使得保持部31的板部分31a的上表面和晶圆W的下表面之间成为完全由基板温度调节液充满了的状态。

若利用充满板部分31a和晶圆W之间的基板温度调节液使晶圆W的温度上升到了所期望的温度后(或者在基板温度调节液的供给后一经过了预先确定好的时间)，就如图6的(a)所示那样从双流体喷嘴41将通过混合SC－1 和氮气而形成的液滴向晶圆W的上表面(表面)供给。使来自双流体喷嘴41的液滴的与晶圆W上表面的碰撞位置移动到晶圆W中心部，使液滴与晶圆W的整个上表面碰撞，利用液滴对晶圆W的整个上表面进行处理。

在以预定时间进行了上述的操作后，停止来自双流体喷嘴41的液滴的喷出的同时，与第1实施方式同样地对晶圆W的表面实施冲洗工序以及干燥工序。以下，省略对晶圆W上表面进行处理的详细说明，说明对晶圆W下表面执行的处理。

在对晶圆上表面进行的化学溶液处理工序结束后的适当时期、例如在冲洗工序结束时，停止来自基板温度调节液喷出口471的基板温度调节液(DIW)的喷出。此时，基板温度调节液管线7110的开闭阀7136、气体管线76a的开闭阀76b、排放管线36的开闭阀37成为全部关闭的状态。在该状态下，使晶圆W的旋转速度增大。开闭阀7136、76b、37全部关闭，因此，处于流体通路34内的基板温度调节液难以移动。另一方面，在作用于充满晶圆W的下表面以及板部分31a的上表面之间的空间的基板温度调节液的离心力的作用下，基板温度调节液欲向半径方向外侧移动。因此，如图6的(b)所示，在晶圆W下表面的中心部的下方形成真空区域V。

在该状态下，若打开排放管线36的开闭阀37，则如图6的(c)的实线箭头所示那样处于基板温度调节液通路472内的基板温度调节液被排出，如虚线箭头所示那样更替为导入外部空气。于是，在晶圆W的中心部下方产生有施加了大气压的空间，由此，至此也受到了离心力的基板温度调节液一下子向外侧移动，从晶圆W的下表面以及板部分31a的上表面之间的空间在圆周方向上被均等地排出。

接下来，关闭排放管线36的开闭阀37的同时打开气体管线76a的开闭阀76b，将加压后的氮气向晶圆W的下表面以及板部分31a的上表面之间的空间供给，用氮气对该空间进行吹扫。由此，能够高效地使晶圆W的下表面干燥。

根据该第3实施方式，晶圆W的下表面以及板部分31a的上表面之间的整个空间被基板温度调节液充满，因此，整个晶圆W被迅速且均匀地加热。因此，能够更加提高晶圆W的温度分布，进而更加提高处理结果的面内均匀性。另外，在用基板温度调节液充满晶圆W和板部分31a之间的整个空间之后，通过执行图6的(b)～(d)所示的吹扫顺序，位于晶圆W的下表面侧的基板温度调节液在圆周方向上被均等且高效地逐出，能够使晶圆W在短时间内干燥。

接着，参照图7对第1实施方式的化学溶液处理工序的两个变形例进行说明。在此，考虑了如下情况：使双流体喷嘴41在晶圆W的中心的正上方的位置和晶圆W的周缘的正上方的位置之间往复移动，使从双流体喷嘴41喷出来的双流体中所含有的SC－1的液滴的在晶圆W表面上的着液位置变化。

此时，晶圆W旋转着，因此，着液于晶圆W表面的SC－1在离心力的作用下朝向晶圆W的周缘流动。另外，从下喷嘴47向晶圆W背面中心部供给加热后的DIW(基板温度调节液)，因此，晶圆W的中心部的温度稍高于周缘部的温度。因此，在晶圆W表面的中心部难以维持SC－1的液膜(也就是说，晶圆W表面的中心部容易干燥)。特别是若在化学溶液处理中晶圆W的表面干燥，则容易产生微粒，因此，需要防止这样的干燥。

对干燥防止用的第1方法(也就是说第1实施方式的化学溶液处理工序的第1变形例)进行说明。如图7概略地所示，在处理单元16设置有由与保持双流体喷嘴41的喷嘴臂45不同的喷嘴臂45’保持的喷嘴42’。在一边使双流体喷嘴41在晶圆W中心部上方的位置和晶圆W周缘部上方的位置之间往复移动一边从双流体喷嘴41将双流体(SC－1+氮气)向晶圆W供给的期间内，喷嘴42’继续向晶圆W表面的中心部供给DIW。由此，能够防止在双流体喷嘴41位于远离晶圆W中心部的位置时(特别是双流体喷嘴41刚刚返回晶圆中心部之前)液膜在晶圆W表面的中心部消失。来自喷嘴42’的DIW的喷出流量是可 维持液膜的最小限的量为佳。另外，从喷嘴42’喷出的DIW是常温为佳，但为了防止晶圆W的温度降低也可以是高温的。此外，从喷嘴42’供给的液体作为至少能够防止晶圆W表面的中心部的干燥的干燥防止液发挥作用即可，因此，作为这样的干燥防止液，也可以向晶圆W表面的中心部供给其他液体、例如SC－1(优选不是双流体的形态)替代上述DIW。在该情况下，从双流体喷嘴41供给到晶圆W的SC－1被从喷嘴42’供给的DIW稀释，能够防止产生浓度降低。

对干燥防止用的第2方法(也就是说第1实施方式的化学溶液处理工序的第2变形例)进行说明。即使不由不同的喷嘴供给干燥防止液，也通过使双流体喷嘴41在晶圆W的中心和周缘之间往复动作，从而能够防止液膜在晶圆W处消失。也就是说，在使双流体喷嘴41在晶圆W的中心和周缘之间往复动作之际，设定双流体喷嘴41的移动速度，以便在比液滴的晶圆W供给位置靠晶圆W的周缘侧以及晶圆的中心侧的位置，液膜不在晶圆W的一部分消失。在此，双流体喷嘴41越是高速地往复动作，越能够防止干燥，但也可引起液滴变得容易向杯外飞散这样的弊端。发明人等对双流体喷嘴41在晶圆W的中心的正上方的位置出发的时刻到液膜在晶圆W的中心部的至少一部分消失的时刻为止的经过时间(干燥时间)进行了计量。并且，发现从下喷嘴47向晶圆W背面中心部供给的作为基板温度调节液的DIW的温度越高该干燥时间越短。

根据该结果可知，在从下喷嘴47供给的基板温度调节液的温度相对较低的情况下，使双流体喷嘴41的移动速度相对较低即可。另一方面，可知：在从下喷嘴47供给的基板温度调节液的温度相对较高的情况下，使双流体喷嘴41的移动速度上升即可。也就是说，优选基板温度调节液的温度以及双流体喷嘴41的移动速度中的任一值根据另一者的值决定。

接着，参照图8～图10对第4实施方式进行说明。第4实施方式与从双流 体喷嘴41喷出而与旋转的晶圆W碰撞后向晶圆W的周围飞散的化学溶液的雾的处理相关联。在第4实施方式中，基板保持机构30、下喷嘴47以及与下喷嘴47相关联的处理流体供给源70的部分能够设为与前述的第1实施方式相同的结构。

在基板保持机构30的周围设有与第1实施方式的杯50不同的结构的杯(杯组装体)150。杯150包括：下杯体151，其包围由基板保持机构30保持着的晶圆W的周围；上杯体152，其设置于下杯体151的上方；外杯体153，其用于保持下杯体151以及上杯体152；以及底杯体154，设置于上述的杯体151、152、153的下方。

底杯体154的底部与排出路径170连接。在排出路径170上设置有气液分离装置171。气液分离装置171与排气路径172以及排液路径173连接。经由排气路径172以及排出路径170对杯150的内部空间进行抽吸。排气路径172与减压气氛的工厂排气系统连接。也可以在排气路径172上设置有喷射器或排气泵。

下杯体151具有大致圆筒形的下部151a和从下部151a的上端朝向半径方向内侧斜上方延伸的大致圆锥梯形的上部151b。同样地上杯体152也具有大致圆筒形的下部152a和从下部152a的上端朝向半径方向内侧斜上方延伸的大致圆锥梯形的上部152b。

外杯体153在其内周具有用于支承下杯体151的支承面153a和用于支承上杯体152的支承面153b。在图8中，在看起来彼此接触的下杯体151以及外杯体153的彼此相对的面之间设置有间隙(在图8中看不见)。附着到比上杯体152的上部152b的上端靠外侧的位置的液体(也包括附着到后述的分隔板161的上表面的液体)通过位于下部152a的外侧的该间隙，液体能够在下杯体151和外杯体153之间穿过而流下。同样地在看起来彼此接触的上杯体152以及外杯体153的彼此相对的面之间设置有间隙(在图8中看不见)，附着到 比上杯体152的上部152b的上端靠外侧的位置的液体通过位于下部152a的外侧的该间隙，液体能够在上杯体152和外杯体153之间穿过而流下。

间隙的形态是任意的，但在图9中示出一个例子。也就是说，在上杯体152的圆筒形的下部152a的外周面和外杯体153的与该下部152a的外周面面对面的内周面之间存在液体能够通过的沿着铅垂方向延伸的足够宽的间隙150a。在支承面153b上，沿着圆周方向隔开间隔地设置有多个槽153c。液体能够经由槽153c从下部152a的外侧向下部152a的内侧且比下部152a靠下方的位置通过。下杯体151和外杯体153之间的间隙也能够设为同样的形态。

如图8所示，在外杯体153的上端部设置有朝向半径方向外侧延伸的凸缘156。在凸缘156安装有由滚珠丝杆或气缸等构成的线性致动器155。通过使线性致动器155工作，能够使外杯体153升降，随着外杯体153的升降，由外杯体153支承着的下杯体151以及上杯体152也升降。

在进行晶圆W的处理时，使外杯体153上升到图8所示的上限位置。此时，下杯体151接收从双流体喷嘴41供给到旋转的晶圆W后向晶圆W的外侧飞散的SC－1的液滴(雾)而使液滴(雾)落下到底杯体154内。上杯体152接收越过下杯体151而朝向半径方向外侧上方的SC－1的液滴。被上杯体152接收的SC－1通过下杯体151和外杯体153之间而落下到底杯体154内。

在外杯体153的上方设置有作为腔室20A的底壁的分隔板161。在分隔板161上形成有与杯150同心的孔161a。在外杯体153位于上限位置时，外杯体153的凸缘156与分隔板161的下表面接触。另外，此时，在上杯体152的上部152b的上端和分隔板161的孔的边缘161b之间存在有间隙G(参照图9)。也就是说，在从双流体喷嘴41喷出并在晶圆W表面溅起后落到分隔板161上的SC－1的液滴LD(参照图9)从分隔板161的孔161a的边缘161b向下方落下了时，该液滴不落向上杯体152的内侧。也就是说，上述液滴沿着上杯体152的上部152b的外周面滚落，还沿着外杯体153的内周面滚落，最后向底杯154落下， 从底杯154向排出路径170排出。因而，不必担心一旦落到分隔板161上而被污染后的液滴向晶圆W上落下而污染晶圆W。在本实施方式中，分隔板161具有相对于XY轴向水平的面，但只要是划分出处理腔室20A的一部分、在外杯体153上升了之际与外杯体153的上端接触而将处理腔室20A的内侧和外侧的空间分隔开的板，形状就没有限定。因而，分隔板161既可以是朝向晶圆W的中心方向向下方倾斜的面，也可以是曲面。

此外，通过使外杯体153下降到下限位置(未图示)，能够在侧视时使外杯体153以及上杯体152的上端位于比基板保持机构30的保持部31以及保持于该保持部31的晶圆W靠下方的位置。由此，在晶圆W相对于处理单元16输入输出时，能够在沿着水平方向移动(参照图8的箭头Y)而进入处理单元16内的基板输送装置17的臂(参照图1)和保持部31之间交接晶圆W。

处理单元16的腔室20A内被分隔板163分隔成两个分区。第1分区20B是晶圆W的上方的空间，第2分区20C是第1分区20B的侧方的空间，在第2分区20C收容有喷嘴臂45A的驱动机构46A。分隔板163是为了抑制在从双流体喷嘴41喷出来后从晶圆W上表面飞散的SC－1的液滴污染驱动机构46A而设置的。

如图8中概略地所示，本实施方式的驱动机构46A包括水平驱动部46B和升降驱动部46C。水平驱动部46B通过驱动喷嘴臂45A，使由喷嘴臂45A保持着的双流体喷嘴41在晶圆W的中心的正上方的位置和待机位置(起始位置)的正上方的位置之间沿着水平方向平移运动。升降驱动部46C通过驱动喷嘴臂45A，使双流体喷嘴41沿着铅垂方向移动。

在分隔板163形成有狭缝164，以容许喷嘴臂45A的所需的移动。狭缝164的形状根据喷嘴臂45A的移动模式适当地决定。为了不有损分隔板163的雾遮蔽功能，狭缝164的开口面积尽可能设定得较小。

在本实施方式中，如图10所示，狭缝164具有水平部分164a和从水平部 分的两端向下方延伸的两个垂直部分164b、164c。利用该形状，保持于喷嘴臂45A的双流体喷嘴41在不与杯150等周围零部件碰撞的情况下能够在待机位置和处理位置(晶圆上方的位置)之间移动，且在双流体喷嘴41接近了晶圆W的上表面的状态下能够位于从晶圆W的中心的正上方的位置到晶圆周缘的正上方的位置之间的任意的位置。

为了将从第1分区20B经由狭缝164进入第2分区20C内的雾从空间20C去除，在腔室20A的划分出空间20C的壁体设置有排气口165。利用与排气口165连接的未图示的排气泵或喷射器等排气机构对空间20C内的气氛进行抽吸。此外，优选排气口165设置于空间20C的上部，由此，能够将雾在沉降之前迅速地从空间20C排出。

分隔板161的位于双流体喷嘴41以及喷嘴臂45A的下方的部分161a低于分隔板161的位于杯151附近的部分。在分隔板161的部分161a设置有用于接收从双流体喷嘴41作为虚拟分配而喷出的、或者从双流体喷嘴41滴落的液体的液体接收部166。液体接收部166所接收的液体经由与液体接收部166连接的排液路径排出。

在第4实施方式中，对于处理单元16中的没有在之前说明的部分的结构以及作用，与第1实施方式相同为佳。例如将第1实施方式的喷嘴42、43、44设置于该第4实施方式的喷嘴臂45A，能够以与第1实施方式同样的顺序对一张晶圆W进行一连串的处理。另外，能够将接收从喷嘴42、43、44喷出或者滴落的液体的液体接收部设置于分隔板161的部分161a。