基板处理装置以及基板处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一边使基板旋转一边向基板供给处理液来对基板进行处理的基板处理技术。
【背景技术】
[0002]作为这样的基板处理技术，在专利文献I公开了一种基板处理装置，该基板处理装置将温度预先被控制的流体向基板下表面的中心部和周边部之间的多个部位供给，并且，向基板上表面喷射处理液来对基板进行处理。该装置具有对从基板的下方的多个部位分别供给的各流体的温度进行控制的各温度控制部。并且，各流体的温度被各温度控制部控制为，随着向基板供给的位置从基板的中心部接近周边部，温度变高。由此，该装置能够抑制由基板的中心部和周边部的周速度之差引起的基板的温度差，使利用处理液进行的基板处理均匀化。
[0003]另外，在专利文献2中公开了一种基板处理装置，该基板处理装置具有:上喷嘴，位于在水平面内旋转的圆形基板的上方，并在基板的中央区和周边区之间扫描；棒状的下喷嘴，从基板的中央区的下方向周边区的下方延伸设置。上喷嘴具有能够将希氢氟酸等药液向基板的上表面喷出的喷嘴、能够将纯水、或纯水和非活性气体的混合流体等的冲洗液向基板的上表面喷出的喷嘴。下喷嘴具有与基板的下表面相向并能够将冲洗液向基板的下表面喷出的多个喷出口。该装置首先从上下两个喷嘴将药液向基板喷出，利用药液进行处理(药液处理)，接着，从两个喷嘴喷出冲洗液，进行冲洗处理，在冲洗处理后，进行干燥处理，即，通过使基板高速旋转，甩掉在基板上附着的液体，以使基板干燥。
[0004]在基板的下方，形成有横穿下喷嘴并沿着基板的旋转方向流动的气流。与基板的径向垂直的平面中的下喷嘴的剖面形状为翼型。更详细地说，下喷嘴的下表面是在基板的径向上延伸的水平面。下喷嘴还具有:水平的上表面，与下表面平行地延伸设置，宽度比下表面窄；上游侧连接面，使上表面和下表面各自的在宽度方向上的气流的上游侧的端部彼此连接；下游侧连接面，使气流的下游侧的端部彼此连接。上游侧连接面的宽度比下游侧连接面的宽度充分宽，并且，上游侧连接面的梯度也平缓。上游侧连接面向下喷嘴的内侧凹陷而弯曲，下游侧连接面向下喷嘴的外侧突出而弯曲。通过基板的旋转产生的气流当与下喷嘴碰撞时，被整流为沿着上游侧连接面流向基板下表面。此时，通过节流效应，流速也增加。在药液处理、冲洗处理中从下喷嘴喷出到基板的下表面的药液和冲洗液借助该气流沿着基板的下表面顺利地扩散。
[0005]专利文献1:日本特许第5123122号公报
[0006]专利文献2:日本特开2012-151439号公报
[0007]在这样的基板处理装置中，通常，即使基板温度(处理温度)例如变化0.1°C?0.2°C左右，基板的厚度方向的处理量(例如蚀刻量等)也变动得大。在专利文献I的基板处理装置存在如下问题，即，基板温度因向基板上表面喷射的处理液和向基板的下表面供给的流体之间的温度差而发生变动，难以实现所希望的处理量。另外，在这样的基板处理装置中，因在基板上形成的膜质的不同和处理液供给位置的扫描的有无，如果不使基板的径向的温度分布为不均匀的分布，有时处理液的蚀刻量等的处理量就不会变得均匀。但是，专利文献I的基板处理装置还存在如下问题，由于进行抑制基板的中心部和周边部的温度差的温度控制，所以有时因基板的处理条件的不同而难以使基板处理均匀化。进而，专利文献I的基板处理装置还存在如下问题，即，温度控制部的个数增加导致装置的制造成本增大，并且使温度控制复杂化。
[0008]另外，在专利文献2的基板处理装置中，下喷嘴的下游侧连接面梯度陡，因此，沿着下喷嘴的上游侧连接面流向基板下表面的气流在越过下喷嘴的上表面后，难以沿着下游侧连接面流动。因此，即使在甩掉处理后，在下喷嘴的下游侧连接面附着的冲洗液等的液体也未被甩掉而残留下来。残留的液体在更换药液的种类进行处理的情况下或对新的基板进行处理的情况下，成为产生水印和颗粒的原因。
[0009]另外，在专利文献2的基板处理装置中，需要使下喷嘴中的位于基板的中央区的下方的一端部分与插入用于保持基板的旋转卡盘的筒状的旋转支撑轴内的支撑构件通过螺钉等固定。在下喷嘴的一端部分设置有螺钉等的固定用结构。因此，在下喷嘴中特别是一端部分，在经过冲洗处理后也容易残留药液。由此，在例如针对多种药液依次进行药液处理和冲洗处理的组合的情况下，产生新的药液的作用因残留的药液而受到损害的问题。
【发明内容】
[0010]本发明是为了解决这样的问题而提出的，其目的之一在于，提高一种能以低成本抑制基板的所希望的处理量与实际的处理量的差异和在基板的各部分的处理量的偏差的技术。另外，本发明的另一目的在于，在具有向基板的下表面喷出液体的棒状的下喷嘴的基板处理装置中，提供一种抑制在甩掉处理后液体残留在下喷嘴的表面的技术。另外，本发明的又一目的在于，在具有向基板的下表面喷出药液等的棒状的下喷嘴的基板处理装置中，提供一种能够抑制在下喷嘴中的位于基板的中央区的下方的一端部分(基部)上残留药液的技术。
[0011]为了解决上述的问题，第一方式的基板处理装置具有:旋转保持部，将基板保持为水平并使基板旋转；第一供给源，供给第一温度的第一纯水；第二供给源，供给比第一温度高的第二温度的第二纯水；配管系统，将所述第一纯水分配为一方第一纯水和另一方第一纯水并进行引导；处理液供给部，被从所述配管系统供给所述一方第一纯水，并且将以主要包含所述一方第一纯水的方式混合所述一方第一纯水和药液而成的处理液供给至所述基板的上表面的中央区；第一供给部，被从所述配管系统供给所述另一方第一纯水，并且将主要包含所述另一方第一纯水的第一液体供给至所述基板的下表面的中央区；第二供给部，将主要包含从所述第二供给源供给的所述第二纯水的第二液体分别供给至所述基板的下表面的周边区与该周边区和中央区之间的下表面的中间区；热量控制部，独立控制所述第一供给部向所述基板的下表面的中央区供给的热量和所述第二供给部向所述基板的下表面的周边区以及中间区供给的热量，以便能够变更所述基板的径向的温度分布。
[0012]第二方式的基板处理装置在第一方式的基板处理装置的基础上，所述配管系统是将一端与所述第一供给源连接并且在管路的途中进行分支的分支配管。
[0013]第三方式的基板处理装置在第一方式的基板处理装置的基础上，所述第一供给部将所述另一方第一纯水和温度与所述药液的温度相同的温度调整用的液体，以所述处理液中的所述一方第一纯水和所述药液的混合比与所述第一液体中的所述另一方第一纯水和所述温度调整用的液体的混合比相等的方式进行混合，来调制出所述第一液体。
[0014]第四方式的基板处理装置在第一至第三方式中的任一个方式的基板处理装置的基础上，
[0015]该基板处理装置还具有扫描部，所述扫描部通过使用于将所述处理液向所述基板的上表面供给的所述处理液供给部的喷嘴在所述基板的上表面的上方进行扫描，来使所述处理液在所述基板的上表面上的供给位置在所述基板的上表面的中央区和周边区之间进行扫描，
[0016]所述热量控制部根据由所述扫描部扫描的所述处理液供给部的喷嘴的位置，使所述第一供给部向所述基板供给的热量和所述第二供给部向所述基板供给的热量之比变动。
[0017]第五方式的基板处理装置在第四方式的基板处理装置的基础上，
[0018]所述热量控制部根据由所述扫描部扫描的所述处理液供给部的喷嘴的位置，使所述第一供给部供给的所述第一液体的流量和所述第二供给部供给的所述第二液体的流量之比变动。
[0019]第六方式的基板处理方法，包括:
[0020]旋转保持步骤，将基板保持为水平并使基板旋转；
[0021]分配步骤，从供给第一温度的第一纯水的供给源引导所述第一纯水并将所述第一纯水分配为一方第一纯水和另一方第一纯水；
[0022]处理液供给步骤，与所述旋转保持步骤并行，将以主要包含所述一方第一纯水的方式混合所述一方第一纯水和药液而成的处理液供给至所述基板的上表面的中央区；
[0023]第一供给步骤，与所述处理液供给步骤并行，将主要包含所述另一方第一纯水的第一液体供给至所述基板的下表面的中央区；
[0024]第二供给步骤，与所述处理液供给步骤以及所述第一供给步骤并行，将主要包含比所述第一温度高的第二温度的第二纯水的第二液体分别供给至所述基板的下表面的周边区与该周边区和中央区之间的下表面的中间区；
[0025]热量控制步骤，独立控制通过所述第一供给步骤向所述基板供给的热量和通过所述第二供给步骤向所述基板供给的热量，以便能够变更所述基板的径向的温度分布。
[0026]第七方式的基板处理方法在第六方式的基板处理方法的基础上，
[0027]所述分配步骤是在从所述供给源引导所述第一纯水的路径的途中将所述第一纯水分配为所述一方第一纯水和所述另一方第一纯水的步骤。
[0028]第八方式的基板处理方法在第六方式的基板处理方法的基础上，
[0029]所述第一供给步骤包括调制步骤，在所述调制步骤中，将所述另一方第一纯水和温度与所述药液的温度相同的温度调整用的液体，以所述处理液中的所述一方第一纯水和所述药液的混合比与所述第一液体中的所述另一方第一纯水和所述温度调整用的液体的混合比相等的方式进行混合，来调制出所述第一液体。
[0030]第九方式的基板处理方法在第六至第八方式中的任一个方式的基板处理方法的基础上，
[0031]还包括扫描步骤，在所述扫描步骤中，使在所述处理液供给步骤中供给至所述基板的上表面的所述处理液的供给位置在所述基板的上表面的中央区和周边区之间进行扫描，
[0032]所述热量控制步骤是根据在所述扫描步骤中扫描的所述处理液的供给位置，使通过所述第一供给步骤向所述基板供给的热量和通过所述第二供给步骤向所述基板供给的热量之比变动的步骤。
[0033]第十方式的基板处理方法在第九方式的基板处理方法的基础上，
[0034]所述热量控制步骤是根据在所述扫描步骤中扫描的所述处理液的供给位置，使在所述第一供给步骤中供给的所述第一液体的流量和在所述第二供给步骤中供给的所述第二液体的流量之比变动的步骤。
[0035]第十一方式的基板处理装置，具有:
[0036]旋转保持部，将基板保持为水平并使基板旋转，
[0037]液体供给源，供给液体，
[0038]下喷嘴，位于所述基板的下表面和所述旋转保持部之间，具有在与所述基板的下表面垂直的方向上的厚度薄的扁平的棒状的形状，并从所述基板的中央部的下方向所述基板的周边部的下方延伸设置，用于将所述液体向所述基板的下表面喷出；
[0039]所述下喷嘴具有所述基板的旋转方向的下游侧端部、旋转方向的上游侧端部以及具有水平的上表面和水平的下表面并与所述下游侧端部和所述上游侧端部分别连接的中央部，
[0040]在所述下喷嘴的所述下游侧端部设置有薄壁部，该薄壁部以比所述上游侧端部更平缓的倾斜梯度，越接近旋转方向下游侧则越薄。
[0041]第十二方式的基板处理装置在第十一方式的基板处理装置的基础上，
[0042]所述薄壁部的上表面与下表面所成的角度为锐角。
[0043]第十三方式的基板处理装置在第十一或第十二方式的基板处理装置的基础上，所述薄壁部中的所述基板的旋转方向下游侧的顶端尖。
[0044]第十四方式的基板处理方法，是基板处理装置中的基板处理方法，
[0045]所述基板处理装置具有:
[0046]旋转保持部，将基板保持为水平并能够使基板旋转，
[0047]下喷嘴，具有与所述旋转保持部所保持的所述基板的下表面的中央区相向的基部和从所述基部向所述基板的下表面的周边区的下方延伸设置的延伸设置部，并且，能够将规定的液体向所述基板的下表面喷出；
[0048]所述下喷嘴在所述基部具有与所述基板的下表面的所述中央区相向并能够将所述液体向所述中央区喷出的中央喷出口，并且在所述延伸设置部具有与所述基板的下表面的除所述中央区以外的周边侧区域相向并能够将所述液体向所述周边侧区域喷出的周边侧喷出口，
[0049]该基板处理方法包括:
[0050]旋转保持步骤，通过所述旋转保持部将所述基板保持为水平并使基板旋转；
[0051]药液处理步骤，与所述旋转保持步骤并行，从所述下喷嘴将包含药液的处理液向所述基板的下表面喷出来处理所述基板；以及
[0052]下喷嘴清洗步骤，在所述药液处理步骤之后，将第一流量的冲洗液从所述下喷嘴的所述中央喷出口向所述基板的下表面的所述中央区喷出，并将比第一流量大的第二流量的冲洗液从所述周边侧喷出口向所述基板的下表面的所述周边侧区域喷出，由此向所述下喷嘴的所述基部供给冲洗液来清洗所述基部。
[0053]第十五方式的基板处理方法在第十四方式的基板处理方法的基础上，
[0054]所述第二流量是能够使从所述下喷嘴的所述周边侧喷出口向所述周边侧区域喷出的冲洗液经由所述周边侧区域向所述下喷嘴的所述基部供给的流量。
[0055]第十六方式的基板处理方法在第十四方式的基板处理方法的基础上，
[0056]所述下喷嘴清洗步骤是与所述旋转保持步骤并行进行的步骤，
[0057]所述旋转保持步骤是如下步骤，S卩，与所述药液处理步骤并行，使所述基板以第一旋转速度旋转，并且，与所述下喷嘴清洗步骤并行，使所述基板以比第一旋转速度慢的第二旋转速度旋转。
[0058]第十七方式的基板处理方法在第十四方式的基板处理方法的基础上，
[0059]所述下喷嘴在所述基部具有与所述基板的下表面相向的水平面，
[0060]所述下喷嘴清洗步骤是使所述下喷嘴的所述水平面和所述基板的下表面之间的空间成为被包含从所述下喷嘴喷出的冲洗液的液体充满的液密状态，并清洗所述下喷嘴的所述基部的步骤。
[0061]第十八方式的基板处理方法在第十四至第十七方式中的任一个方式的基板处理方法的基础上，
[0062]所述下喷嘴还具有在上下方向上贯通所述基部的排液孔，
[0063]所述下喷嘴清洗步骤包括将在所述下喷嘴的所述基部上附着的药液与供给至所述基部的冲洗液一起从所述排液孔向所述下喷嘴的外部排出的排出步骤。
[0064]第十九方式的基板处理方法在第五方式的基板处理方法的基础上，
[0065]所述基板处理装置还具有固定所述下喷嘴的所述基部的底座部，
[0066]所述下喷嘴在所述基部还具有用于安装固定件的沉孔部，并且在所述沉孔部的底面具有所述排液孔，所述固定件用于将所述基部和所述底座部彼此固定，
[0067]所述下喷嘴清洗步骤的所述排出步骤是使残留于所述沉孔部的药液与经由所述基板的下表面供给至所述基部的冲洗液一起从所述排液孔向所述下喷嘴的外部排出的步骤。
[0068]根据第一至第十方式中的任一个方式的发明，由于分别供给至基板的中央区的上表面以及下表面的处理液和第一液体主要包含从共用的供给源供给的第一纯水，所以使处理液和第一液体的温度差变小，容易使基板的中央区接近与基板的厚度方向上的所希望的处理量相应的温度。另外，向因基板的旋转而使温度比中央区更容易下降的基板的周边区和中间区，供给主要包括温度比第一纯水更高的第二纯水的第二液体，因此，容易使基板的径向的温度分布均匀化。进而，即使在所求出的基板的径向的温度分布不均匀的情况下，也能够独立控制经由第一液体向基板下表面的中央区供给的热量和经由第二液体向基板下表面的中间区以及周边区供给的热量，来变更基板的径向的温度分布。因此，通过控制从第一液体的供给系统和第二液体的供给系统这两个系统供给的热量，能够以低成本抑制所希望的处理量和实际的处理量的差异、在基板的各部分的处理量的偏差。
[0069]根据第二或第七方式的发明，由于在从供给源引导的路径途中从第一纯水分配出一方第一纯水和另一方第一纯水，所以能够进一步抑制向第一供给部供给的一方第一纯水和向第二供给部供给的另一方第一纯水的温度差。因此，能够使处理液和第一液体的温度差变得更小，更容易使基板的中央区接近与基板的厚度方向上的所希望的处理量相应的温度。
[0070]根据第三或第八方式的发明，以使处理液中的一方第一纯水和药液的混合比与第一液体中的另一方第一纯水和温度调整用的液体的混合比相等的方式，混合另一方第一纯水和温度与药液的温度相同的温度调整用的液体来调制出第一液体。不管这些混合比的大小如何，都能使处理液和第一液体的温度差更小。
[0071]根据第四或第九方式的发明，根据在基板的上表面扫描的处理液的供给位置，来使向基板的下表面的中央区供给的热量和向基板的下表面的周边区以及中间区供给的热量之比变动。由此，能使基板的径向的温度分布更接近根据处理液的供给位置求出的温度分布。因此，即使在处理液的供给位置扫描(移动)的情况下，也能进一步抑制在基板的各部分的处理量的偏差。
[0072]根据第五或第十方式的发明，第一液体的流量和第二液体的流量之比根据扫描的处理液的供给位置变动。并且，由于这些流量能够迅速变更，所以能够提高基板的径向的温度分布的变动相对于处理液的供给位置的变动的响应性，能够进一步抑制在基板的各部分的处理量的偏差。
[0073]根据第十一方式的发明，在下喷嘴中的基板的旋转方向的下游侧端部设置的薄壁部以比旋转方向的上游侧的端部更平缓的倾斜梯度，越接近旋转方向下游侧则越薄。因此，因基板的旋转而形成的气流在沿着下喷嘴的上表面和下表面流动之后，容易沿着薄壁部的表面流动，因此，能够抑制在甩掉处理后液体残留于喷嘴表面。
[0074]根据第十二方式的发明，由于薄壁部的上表面和下表面所成的角度为锐角，所以能够更容易使因基板的旋转而形成的气流沿着薄壁部的表面流动。因此，能够进一步抑制在甩掉处理后液体残留于喷嘴表面。
[0075]根据第十三方式的发明，由于薄壁部中的基板的旋转方向的下游侧的顶端尖，所以能够抑制因基板的旋转而形成的气流在薄壁部的顶端形成漩涡。因此，即使在薄壁部的顶端，也能够抑制用!掉处理后的液体的残留。
[0076]根据第十四方式的发明，从设置于下喷嘴的基部的中央喷出口向基板的下表面的中央区喷出第一流量的冲洗液，并从周边侧喷出口向基板的下表面的周边侧区域喷出第二流量的冲洗液。从下喷嘴向基板的下表面喷出的冲洗液在沿着基板的下表面扩散之后，从基板的下表面落下供给至下喷嘴。就向基板的下表面喷出的冲洗液而言，其流量越多，则沿着基板的下表面扩散至越远处。与中央喷出口相比，周边侧喷出口距下喷嘴的基部更远，但第二流量比第一流量多。因此，就从中央喷出口喷出并沿着基板的下表面扩散的冲洗液和从周边侧喷出口喷出并沿着基板的下表面扩散的冲洗液这两方的冲洗液而言，即使使各自的流量充分增加，两方的冲洗液也在基板的下表面中的下喷嘴的基部的上方部分或其附近部分互相碰撞，一起落下至下喷嘴。由此，能够将大量的两方的冲洗液供给至下喷嘴的基部。因此，由于能够通过冲洗液充分置换残留于下喷嘴的基部的药液，所以能够抑制药液残留于下喷嘴的基部。
[0077]根据第十五方式的发明，第二流量是能够将从下喷嘴的周边侧喷出口向基板的下表面的周边侧区域喷出的冲洗液经由周边侧区域供给至下喷嘴的基部的流量。因此，由于能够将更多的冲洗液从周边侧喷出口向下喷嘴的基部供给，所以能够进一步抑制药液残留于下喷嘴的基部。
[0078]根据第十六方式的发明，与药液处理步骤并行地使基板以第一旋转速度旋转，与下喷嘴清洗步骤并行地使基板以比第一旋转速度慢的第二旋转速度旋转。因此，由于更多的冲洗液从周边侧喷出口经由基板的周边侧区域到达至下喷嘴的基部，所以能够进一步抑制药液残留于下喷嘴的基部。<