基板处理方法以及基板处理装置与流程

本发明涉及用于使用处理液对基板进行处理的基板处理装置以及基板处理方法。成为处理对象的基板例如包括半导体基板、液晶显示装置用基板、等离子显示器用基板、fed(场发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板等。更具体地，涉及用于除去附着在基板表面的异物的基板清洗技术。

背景技术：

通常，以如下方式对基板进行清洗。首先，向旋转的基板的表面供给sc1等药液，以使得附着在基板的表面的颗粒物溶解或剥离而脱离(药液供给工序)。接下来，向基板的表面供给纯水等冲洗液，以使得在基板的表面形成冲洗液的液膜，从而使所述颗粒物溶解在冲洗液的液膜中(冲洗工序)。最后，通过使基板高速旋转，将离心力作用于冲洗液的液膜，从而从基板的表面排除该液膜。由此，将所述颗粒物连同冲洗液一起从基板的表面除去(旋转干燥工序)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-209087号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

图7是旋转干燥工序开始前基板的表面的示意图。在基板w的上表面w1形成有凸状的电路图案w2。将冲洗液的液膜f保持在上表面w1。在液膜f中包含从基板w的上表面w1脱离的颗粒物p。

图8是实施旋转干燥工序中的基板w的示意图。由于离心力作用于液膜的上层区域f2，因此使其飞散而从基板w排除。但是，基板附近的下层区域f1与基板w联动，与基板w向相同的方向以大致相同的速度旋转。因此，在下层区域f1中，处理液不流动而滞留下来。其结果，没有将下层区域f1从基板排除，下层区域f1中的颗粒物p残留于基板w。因此，不能高精度地清洗基板w。

本发明的目的在于解决上述问题，即，提供能够良好地除去基板附近的液体中存在的颗粒物的基板处理方法以及基板处理装置。

解决问题的技术手段

为了解决上述问题，第一方式的基板处理方法包括：

处理液供给工序，在以将一主表面朝向上方的方式支撑所述基板的状态下，向所述基板的所述一主表面供给处理液；

液膜保持工序，将处理液的液膜保持在所述基板的所述一主表面上；

接触工序，使具有设有多个第一开口的一面和设有与所述多个第一开口连通的一个以上的第二开口的另一面的构件中的所述一面与所述液膜的上表面接触。

第二方式的基板处理方法，在第一方式所述的基板处理方法中，

在所述接触工序中，所述多个第一开口中的两个以上的第一开口与所述液膜的上表面接触。

第三方式的基板处理方法，在第一方式或第二方式的基板处理方法中，

在所述接触工序中，对所述构件进行加热。

第四方式的基板处理方法，在第一方式至第三方式中任一项所述的基板处理方法中，

在所述接触工序中，根据所述液膜的厚度来调整所述构件的高度位置。

第五方式的基板处理装置具备：

基板支撑部，以将一主表面朝向上方的方式支撑所述基板；

处理液供给部，向由所述基板支撑部支撑的所述基板的所述一主表面供给处理液；

构件，具有设有多个第一开口的一面和设有与所述多个第一开口连通的一个以上的第二开口的另一面；

构件移动部，使所述构件移动；

控制部，控制所述处理液供给部在所述一主表面形成所述处理液的液膜，控制所述构件移动部使所述构件的一面与所述液膜的上表面接触。

第六方式的基板处理装置，在第五方式所述的基板处理装置中，

所述构件包括设有沿厚度方向贯通的多个通孔的平板。

第七方式的基板处理装置，在第五方式所述的基板处理装置中，

所述构件包括具有沿厚度方向连通的多个空隙部的网构件。

第八方式的基板处理装置，在第五方式至第七方式中任一项所述的基板处理装置中，

还具备向所述构件施加电压的施加部，

所述构件包括响应于电压的施加而发热的发热体。

第九方式的基板处理装置，在第五方式至第八方式中任一项所述的基板处理装置中，

还具备清洗所述构件的构件清洗部。

另一方式的基板处理方法，在规定的环境气体中执行，其中，

包括：

处理液供给工序，在以大致水平状态支撑基板的状态下，向所述基板的上表面供给处理液，对所述基板执行规定的基板处理；

液膜保持工序，将所述处理液的液膜保持在所述基板的上表面；

平板接触工序，使形成有多个通孔的平板与所述液膜接触。

根据该方式，在平板接触工序中，使所述平板与液膜接触。此时，利用在处理液、环境气体以及通孔的内缘相交的三相界面产生的界面自由能，形成从基板附近向液面的对流。利用该对流，使基板附近的处理液向液膜的表面移动而与通孔的内缘接触。由此，处理液中的颗粒物被平板捕获。如此地，能够有效地除去在以往的旋转干燥中不能排除的基板附近的颗粒物。

另一方式的基板处理方法，其特征在于，

在所述平板接触工序中，以使所述处理液、所述环境气体以及所述通孔的内缘相交的三相界面在所述液膜的表面的多个部位产生的方式，使所述平板与所述处理液的液膜接触。

根据该方式，由于三相界面在所述液膜的多个部位产生，因此，处理液与平板的通孔接触的部位变多。其结果，能够有效地进行平板对颗粒物的捕获。

另一方式的基板处理方法，其特征在于，

在所述平板加热工序中，对所述平板进行加热。

根据该方式，由于能够使液膜中产生更强的对流，因此，能够更有效地捕获颗粒物。

另一方式的基板处理方法，其特征在于，

在所述平板接触工序中，根据所述液膜保持工序中的所述液膜的厚度来设定所述平板的位置。

根据该方式，能够将平板接触工序中的平板的位置设定为与液膜的厚度相对应的位置。

另一方式的基板处理装置，在规定的环境气体中执行，其中，

具备：

基板支撑装置，以大致水平状态支撑基板；

处理液供给装置，向由所述基板支撑装置支撑的基板的上表面供给处理液，形成对所述基板进行处理的处理液的液膜；

平板，具有形成有多个通孔的网构件；

平板移动装置，使所述平板在与所述液膜接触的位置和与所述液膜不接触的远离位置之间移动；

控制装置，在形成所述处理液的液膜后，对所述平板移动装置进行控制，以使所述平板移动至与所述液膜接触的位置，从而使在所述液膜中存在的颗粒物附着在所述网构件的通孔的侧面而进行捕捉。

根据该方式，基板附近的处理液向液膜的表面移动而与网构件的通孔的内缘接触。由此，处理液中的颗粒物被平板捕获。如此地，能够有效地除去在以往的旋转干燥中不能排除的基板附近的颗粒物。

发明效果

根据各方式的发明，能够良好地除去基板附近的颗粒物。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的基板处理装置的结构的示意图。

图2是构件13的俯视图。

图3是从图2中的iii-iii截面观察时的构件13的剖视示意图。

图4是用于说明基板清洗工序的流程图。

图5是用于说明本发明的作用的示意图。

图6是变形例的构件13a的俯视图。

图7是用于说明现有技术的问题的示意图。

图8是用于说明现有技术的问题的示意图。

具体实施方式

下面，一边参照附图一边说明本发明的一实施方式的基板处理装置。

图1是图解性地表示本发明的一实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。基板处理装置1具有：基板旋转机构2，用于将作为基板的一例的基板w保持为大致水平姿势并使其旋转；液体供给机构3，用于向由基板旋转机构2保持的基板w的上表面(表面)选择性地供给药液和冲洗液；以及壳体1a。在壳体1a容纳有基板旋转机构2、液体供给机构3、臂部11(后述)、喷嘴移动机构12(后述)、臂部14(后述)、构件移动部15(后述)、构件清洗部17(后述)等。

作为基板旋转机构2，例如采用夹持式的基板旋转机构。具体而言，基板旋转机构2具备：马达4；旋转轴5，其与该马达4的驱动轴一体化；圆板状的旋转基座6，其大致水平地安装在旋转轴5的上端；以及多个夹持构件7，在旋转基座6的周缘部的多个部位以大致相等的角度间隔设置。

利用多个夹持构件7能够以大致水平的姿势夹持基板w。在该状态下，当驱动马达4时，利用该驱动力使上述旋转基座6与基板w一同在保持大致水平的姿势的状态下绕旋转轴5的中心轴线旋转。

基板旋转机构2作为以将一主表面朝向上方的方式支撑基板w的基板支撑部发挥作用。支撑基板w的方式，除了上述夹持式的方式以外，也可以是真空吸引基板w的下表面的吸引式的方式。另外，所支撑的基板w的姿势不限于严格的水平姿势，也可以是从水平倾斜的姿势。若是将处理液的液膜保持在基板w的上表面的状态，则能够利用后述的基板处理方法高效地除去基板w附近的颗粒物。因此，基板w的倾斜的容许度根据基板w对处理液的亲液性、处理液的粘性来决定。

液体供给机构3具备：喷嘴8；供给管9a，与喷嘴8连接；支管9b和支管9c，与供给管9a连接；阀10b，安装在支管9b的中途部；以及阀10c，安装在支管9c的中途部。清洗液等药液从未图示的药液供给装置向支管9b供给。diw(deionizedwater，纯水)等冲洗液从未图示的冲洗液供给装置供给到支管9c。通过开放阀10b和阀10c中的一个而关闭另一个，能够将药液和冲洗液选择性地向喷嘴8供给。

在本实施方式中，冲洗液作为与后述构件13接触的处理液使用。因此，液体供给机构3作为向由基板支撑部支撑的基板w的上表面供给处理液的处理液供给部发挥作用。

喷嘴8安装在臂部11的顶端部。臂部11在基板旋转机构2的上方水平地延伸。包括马达等的喷嘴移动机构12与臂部11结合。利用喷嘴移动机构12能够使臂部11以设定在基板旋转机构2一侧的轴线为中心在水平面内摆动。喷嘴8伴随臂部11的摆动而在基板旋转机构2的上方水平移动。

在基板旋转机构2的上方设有构件13。构件13是具有比基板w略小的外径的圆形构件，形成有多个空隙部135(后述的图2)。在构件13的上表面固定有凸起部133。构件13经由凸起部133可装卸地安装于在基板旋转机构2的上方水平地延伸的臂部14的顶端部。包括马达等的构件移动部15与臂部14结合。构件移动部15能够使臂部14以设定在基板旋转机构2一侧的轴线为中心在水平面内摆动。通过使臂部14摆动，能够使构件13在基板旋转机构2的上方水平移动，能够使构件13在从基板旋转机构2向一侧远离的待机位置与构件13的中心与旋转基座6上的基板w的旋转中心c一致的位置之间移动。

利用构件移动部15能够使臂部14升降。伴随臂部14的升降，使构件13升降，能够使构件13的下表面位于接近基板w的上表面的高度。由此，在进行基板处理时，能够使构件13与基板w的液膜的上方重合。

基板处理装置1具有构件清洗部17。构件清洗部17是用于清洗构件13的中空壳体，具备用于搬入搬出构件13的能够开闭的未图示的搬入搬出口。在构件清洗部17的内部配置有多个向构件13喷出清洗液的喷雾器18。构件移动部15通过使臂部14摆动且使其上升，能够使构件13从基板旋转机构2的上方向构件清洗部17的内部移动。当构件13容纳在构件清洗部17的内部时，解除臂部14对构件13的把持。

基板处理装置1具备由微型计算机构成的控制部16。控制部16按照预定的程序对马达4、喷嘴移动机构12以及构件移动部15的驱动进行控制，另外，还对阀10b和阀10c的开闭进行控制。而且，控制部16控制从喷雾器18喷出清洗液的时机。

控制部16与基板处理装置1具备的各部电连接，一边执行各种运算处理，一边对基板处理装置1的各部的动作进行控制。控制部16由例如cpu、rom、ram、存储装置等经由总线相互连接的普通计算机构成。rom存储基本程序等，ram是供cpu进行规定的处理时的作业区域。存储装置由闪存或硬盘装置等非易失性的存储装置构成。在存储装置存储有程序，作为主控制部的cpu按照该程序所记载的顺序进行运算处理，从而实现各种功能。通常，程序预先存储在存储装置等存储器中而供使用，但也可以以记录在cd-rom或dvd-rom、外部的闪存等记录介质的形式(程序产品)提供(或者，从经由网络的外部服务器下载等来提供)，再追加存储在存储装置等存储器中。此外，在控制部16中所实现的一部分或全部功能也可以利用专用的逻辑电路等在硬件上实现。

另外，在控制部中，输入部、显示部、通信部也与总线连接。输入部由各种开关、触摸面板等构成，从操作者接受各种输入设定指示。显示部由液晶显示装置、灯等构成，在cpu的控制下，显示各种信息。通信部具有经由lan等的数据通信功能。

在后述的水池(puddle)形成工序s3和接触工序s4中，控制部16控制液体供给机构3在基板w的上表面形成处理液的液膜，控制构件移动部15使构件13的下表面与处理液的液膜的上表面接触。

图2是图解性地表示构件13的结构的俯视图。构件13由在俯视时呈圆形的框架131、在框架131的内部与框架131的径向正交配置的支撑部132、固定于支撑部132的凸起部133以及在框架131的内部被支撑部132支撑的网构件134构成。网构件134由多个杆134a交叉形成。

图3是从图2中的iii-iii截面观察时的构件13的剖视示意图。各杆134a在剖视时为矩形状，具有侧面134b。侧面134b在捕获基板w上的液膜中的颗粒物时使用。为了使颗粒物的捕获能够良好地进行，优选侧面134b为亲水性。框架131在剖视时也为矩形状，具有侧面131b。另外，支撑部132在剖视时也为矩形状，具有侧面132b。框架131的侧面131b和支撑部132的侧面132b也与杆134a的侧面134b同样地用于颗粒物的捕获，下面，详细地说明作为上述的代表的杆134a的侧面134b用于颗粒物的捕获的方式。

构件13具有设有多个第一开口的下表面和设置有与多个第一开口连通的多个第二开口的上表面。并且，在多个第一开口与多个第二开口之间设有分别连结的多个空隙部135。具体而言，在由相邻的杆134a和杆134a所包围的部位、由杆134a和框架131所包围的部位、由杆134a和支撑部132所包围的部位以及由杆134a、框架131和支撑部132所包围的部位，在构件13的上表面与下表面之间形成有空隙部135。

根据图3可知，框架131和支撑部132的宽度比杆134a的宽度大，框架131和支撑部132的刚性比杆134a的刚性高。于是，在上述刚性高的支撑部132安装有凸起部133。因此，即使在凸起部133安装在臂部14而构件13移动的情况下，构件13也难以变形。

图4是实施本实施方式的基板处理时的流程图。需要说明的是，基板w已经固定在旋转基座6上，另外，构件13位于从基板w的上方远离的待机位置。

首先，控制部16执行药液处理s1。具体而言，控制部16使基板w以规定的药液处理速度(例如1000rpm)旋转。与此同时，控制喷嘴移动机构12来移动臂部11，从而使喷嘴8移动至基板w的旋转中心c的正上方的位置。在该状态下，开放阀10b。由此，从喷嘴8向基板w的旋转中心c供给药液。被供给的药液因离心力从基板w的旋转中心c向基板w的周缘扩散流动，从而对基板w的整个上表面进行药液处理。

从开始药液处理s1经过规定的时间后，控制部16执行冲洗处理工序s2。具体而言，控制部16关闭阀10b，开放阀10c。由此从喷嘴8向基板w的旋转中心c供给冲洗液。被供给的冲洗液从基板w的旋转中心c向基板w的周缘部扩散，从而从基板w的周缘部飞散至外部。其结果，附着在基板w的上表面的药液被置换为冲洗液。

冲洗处理工序s2相当于在以将一主表面朝向上方的方式支撑基板w的状态下向基板w的该一主表面供给处理液的处理液供给工序。

冲洗处理工序s2结束后，控制部16开始水池形成工序s3。即，控制马达4使基板w的旋转减速停止。或者，使其减速至能够视为与停止相同程度的旋转速度(例如10rpm)。控制部16继续向基板w的旋转中心c供给冲洗液。由此，因冲洗液的表面张力使冲洗液停留在基板w的上表面而形成水池(puddle)状的液膜。在基板w的上表面形成液膜后，控制部16关闭阀10c，停止向基板w供给冲洗液。

如此地，水池形成工序s3相当于将处理液的液膜保持在基板w的上表面的液膜保持工序。

接下来，控制部16执行接触工序s4。具体而言，控制部16一边维持基板w的上表面的水池状液膜，一边控制构件移动部15使臂部14水平移动至构件13位于基板w的正上方。接下来，控制部16控制构件移动部15使臂部14下降至构件13的下表面与基板w的液膜的上表面接触的高度。

图5是表示构件13与液膜f接触的状态的示意图。液膜f保持在基板w上。在构件13的空隙部135中，液膜f的液面f12在基板处理装置1的壳体1a内的环境气体a中露出。构件13的下表面以液密状态与液面f12接触。液面f12也与构件13的侧面134b相连续。在液面f12与侧面134b的接触部位134c，形成液膜f、液膜f的正上方的环境气体a、杆134a相交的三相界面。在接触部位134c产生界面自由能。由此，在杆134a与基板w之间产生对流s，形成从液面f12向基板w附近的液流和从基板w附近向液面f12的液流。利用该液流使在基板w的上表面附近的处理液中包含的颗粒物向液面f12移动，从而在侧面134b的接触部位134c接触并被捕获。另外，伴随冲洗液蒸发，液面f12如虚线f11所示那样下降。由此，由侧面134b捕获的颗粒物依次留在侧面134b，从而能够防止所述颗粒物再次被引入至液膜f。

另外，如上所述，构件13是具有比基板w略小的外径的圆形构件。因此，在接触工序s4中，构件13具有的多个第一开口全部与液膜f的上表面(液面f12)接触，液面f12到达至全部空隙部的内壁。由此，在第一开口附件的全部部位产生上述对流s，特别有效地捕获颗粒物。此外，如本实施方式那样，即使不是多个第一开口全部与液面f12接触的情况下，在接触工序s4中，优选构件13具有的多个第一开口中两个以上的第一开口与液面f12接触。由此，在两个以上的部位产生上述对流s，从而有效地捕获颗粒物。

构件13(例如杆134a)的温度越高，越促进接触部位134c的冲洗液的蒸发。由此，由于能够使在液膜f内从下向上的液流更强，所以能够增加侧面134b所捕获的颗粒物的量。因此，在接触工序s4和颗粒物捕捉工序s5中，优选对杆134a进行加热等，保持比常温高的温度。

例如，在构件13包括根据电压的施加而发热的发热体的情况下，利用未图示的施加部向构件13施加电压，从而对构件13进行加热。作为这种构件13的结构，可列举出构件13包括电热线的结构。

另外，当基板w的上表面的疏水度低时(即，当亲水度高时)，液膜f变薄，相反，当疏水度高时(即，当亲水度低时)，液膜f变厚。因此，在接触工序s4中，也可以根据基板w的疏水度决定构件13的高度位置。具体而言，在基板w的上表面的疏水度低的情况下，将构件13的高度设定得低，相反，在疏水度高的情况下，将构件13的高度设定得高。如此地，在接触工序s4中，根据液膜f的厚度来调整构件13的高度位置。另外，在接触工序s4和颗粒物捕捉工序s5的过程中，在液膜f的厚度变化的情况下，也可以根据液膜f的厚度的变化来调整构件13的高度位置。

接下来，控制部16执行构件脱离工序s6。即，控制部16控制构件移动部15使臂部14上升。由此，构件13从液面f12脱离。接下来，控制部16控制构件移动部15使臂部14转动，以使构件13从基板w的正上方的位置移动。

接下来，控制部16执行构件清洗工序s7。即，控制部16控制构件移动部15使臂部14升降及转动，以使构件13容纳在构件清洗部17的内部。接着，由喷雾器18向构件13喷射清洗液等规定的清洗流体，从而除去在进行颗粒物捕捉工序s5时附着于构件13的颗粒物。此外，也可以在构件清洗部17的内部使清洗后的构件13干燥。

控制部16紧接着构件清洗工序s7或者与构件清洗工序s7并行地执行旋转干燥工序s8。即，控制部16控制马达4使旋转基座6高速旋转。由此，利用离心力使保持在基板w的液膜f飞散，由围绕旋转基座6的未图示的杯部回收。如上所述，即使进行旋转干燥，也难以使在基板w附近的液膜区域(下层区域f1)从基板w飞散并排除，但在本实施方式中，在执行旋转干燥工序s8前，执行颗粒物捕捉工序s5。由此，能够从基板w除去下层区域f1中包含的颗粒物。因此，即使在进行旋转干燥工序s8后下层区域f1的冲洗液残留在基板w上，在残留液中也几乎不包含颗粒物。因此，在基板w的上表面没有残留颗粒物。由此，能够实现高的基板清洗性能。

此外，在上述实施方式中只执行一次颗粒物捕捉工序s5。但是，也可以反复地执行从水池形成工序s3至构件脱离工序s6的工序。这样一来，能够多次从保持在基板w上的液膜f除去颗粒物。由此，能够使液膜f中包含的颗粒物的量进一步减少。其结果，能够提高基板的清洗性能。

另外，在上述实施方式中，在由臂部14保持构件13的状态下，执行接触工序s4和颗粒物捕捉工序s5。但是，在旋转基座6也可以分别单独地设置用于固定基板w的夹持构件7和用于固定构件13的固定构件。由此，在接触工序s4中，能够使构件13从臂部14脱离而固定在旋转基座6上。于是，能够在使构件13置于旋转基座6上的状态下，执行颗粒物捕捉工序s5。

另外，也可以与颗粒物捕捉工序s5并行地从喷嘴8向液膜f供给冲洗液。另外，在颗粒物捕捉工序s5中，也可以改变基板w的转数。通过添加这样的工序，能够在执行颗粒物捕捉工序s5中向液膜f施加振动。由此，能够更有效地使在基板w附近存在的颗粒物附着在网构件134的侧面134b。

在上述实施方式中，说明了构件13具有设有多个第一开口的下表面和设有与多个第一开口连通的多个第二开口的上表面的方式，但并不限于此。只要构件具有设有多个第一开口的一面和设有与多个第一开口连通的一个以上的第二开口的另一面即可，也可以是与上述实施方式不同的结构。

例如，构件也可以具有设有多个第一开口的一面和设有与多个第一开口连通的一个第二开口的另一面，在其内部可以形成分支的空隙部。

另外，作为另一实施例，构件也可以具有设有多个第一开口的一面(例如，下表面)和设有与多个第一开口连通的一个第二开口的其他多个面(上表面、侧面等多个面)。

另外，在上述实施方式中，说明了构件的下表面(构件中与处理液接触的一面)的形状平坦的方式，但并不限于此。构件的下表面的形状既可以为凹凸形状，也可以为曲面形状。

图6是变形例的构件13a的俯视图。在上述实施方式中，说明了构件13是具有沿厚度方向连通的多个空隙部135的网构件134的方式，但并不限于此。如该变形例那样，构件13a也可以是穿设有沿厚度方向贯通的多个通孔135a的平板139(所谓的冲孔板)。另外，如该变形例那样，构件13a的俯视时的外形也可以是矩形。

产业上的可利用性

本发明能够有效地用于基板处理。

附图标记的说明：

1基板处理装置

2基板旋转机构

3液体供给机构

4马达

5旋转轴

6旋转基座

7夹持构件

8喷嘴

11、14臂部

12喷嘴移动机构

13、13a构件

133凸起部

134网构件

134a杆

134b侧面

134c接触部位

135空隙部

135a通孔

139平板

15构件移动部

16控制部

17构件清洗部

18喷雾器

f液膜

f12液面

s对流

w基板