基板處理裝置以及基板處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種通過一邊使基板旋轉一邊向基板供給處理液來處理基板的基板處理技術。作為處理對象的基板包括半導體晶圓、液晶顯示裝置用玻璃基板、等離子顯示面板用玻璃基板、光盤用基板、磁盤用基板、光磁盤用基板以及光掩膜用基板等各種基板。
【背景技術】
[0002]在如這樣的基板的制造工藝中，例如在專利文獻1、2中披露了如下的處理基板的裝置。該處理基板的裝置具有:雙流體噴嘴和向基板上噴出處理液的連續流的噴嘴(也稱為“直噴嘴”)。該雙流體噴嘴是將處理液與被加壓的氣體混合來生成處理液的液滴的噴流，向基板噴射生成的液滴的噴流。通過使這些噴嘴沿著基板的上方的同一路徑相隔規定的間隔一體地進行掃描，來處理基板。
[0003]專利文獻1的基板處理裝置在從直噴嘴沿著鉛垂方向朝向基板噴出比較少量的純水等清洗液的連續流，來利用清洗液浸濕基板表面的狀態下，從雙流體噴嘴沿著鉛垂方向朝向基板噴出比較大量的清洗液的霧來清洗基板。通過這樣，與向干燥的基板噴出清洗液的霧的情況相比，能夠抑制霧從基板表面飛散，防止產生因飛散的清洗液的霧附著于基板而導致的水印狀的缺陷。另外，該裝置在雙流體噴嘴與直噴嘴之間具有遮擋板。通過這樣，該裝置避免因清洗液的連續流和清洗液的霧在到達基板表面為止的路徑途中相互干擾而導致的清洗液的霧飛散。進一步地，該裝置還通過沿著鉛垂方向噴出用于浸濕基板表面的清洗液的連續流，來降低向基板上噴出的該連續流的水平方向的動能，以此防止基板表面的清洗液的飛散。
[0004]另外，在專利文獻1中披露了如下的一種基板處理裝置作為變形例。該基板處理裝置使直噴嘴和雙流體噴嘴一體地進行掃描。該直噴嘴沿著鉛垂方向朝向基板噴出比較少量的清洗液的連續流。該雙流體噴嘴沿著傾斜方向朝向被該連續流浸濕的基板噴出比較大量的清洗液的霧。在該變形例中，在直噴嘴與雙流體噴嘴之間設有沿著傾斜方向延伸的遮擋板，在該遮擋板上安裝有雙流體噴嘴。由此，即使是變形例的裝置也可以防止清洗液的連續流和清洗液的霧在到達基板表面為止的路徑途中相互干擾而引起清洗液的霧飛散。
[0005]專利文獻2的基板處理裝置通過從直噴嘴沿著鉛垂方向朝向基板噴出臭氧水等氧化性處理液的連續流，在形成于基板上的氧化膜上從雙流體噴嘴沿著鉛垂方向朝向基板噴射氫氟酸等蝕刻液的液滴的噴流，來將基板上的異物與氧化膜一起除去。該裝置由于直噴嘴和雙流體噴嘴一體地掃描，所以與使噴出氧化性處理液的直噴嘴掃描來完成基板上表面的整個區域的氧化處理之后，使噴射蝕刻液的液滴的噴流的雙流體噴嘴掃描來進行基板上表面的整個區域的蝕刻處理的情況相比，能夠縮短基板的處理時間。
[0006]專利文獻1:JP特開2003-209087號公報
[0007]專利文獻2:JP特開2005-86181號公報
[0008]在使用通過與蝕刻液等化學反應處理來對形成于基板上的膜進行處理的處理液的情況下，通常，當處理液處于高溫時，處理液的反應活性變高。因此，在蝕刻處理中，通過向處理對象的基板表面供給設定在反應活性較高的溫度的大量的蝕刻液，來謀求提高蝕刻率。另外，在有些情況下，因蝕刻液與膜的化學反應導致膜的表面產生氣泡。當產生氣泡時，該產生氣泡的部分的反應不繼續進行而產生蝕刻殘留物。若供給至基板上的蝕刻液處于高溫，則蝕刻液的反應活性變高，所以氣泡的產生量變多。因此，在蝕刻處理中，為了有效地避免產生蝕刻殘留物，在蝕刻液形成于基板上的液膜處于高溫的狀態下，需要通過攪拌該液膜使氣泡移動，防止氣泡停留在膜的表面。
[0009]因此，在向基板上噴出設定為規定的溫度的蝕刻液的連續流之后，通過以較短的時間間隔向該液膜噴射蝕刻液的液滴的噴流來攪拌液膜的蝕刻方法，能夠提高蝕刻率并且有效地防止產生蝕刻殘留物。
[0010]此處，從直噴嘴噴出的連續流由于氣體不混合，所以容易增大流量；從雙流體噴嘴噴射的液滴的噴流由于被加壓的高速的氣體與處理液，所以容易提高流速。
[0011]因此，考慮如下的方法作為使用直噴嘴和雙流體噴嘴分別沿著鉛垂方向噴出處理液的專利文獻1、2的裝置結構來實現上述的蝕刻方法的方法，該方法為，縮短直噴嘴與雙流體噴嘴的間隔，從直噴嘴向基板上噴出大量的蝕刻液的連續流，并且從雙流體噴嘴高速地向連續流形成的液膜上噴射蝕刻液的液滴的噴流。
[0012]但是，在從直噴嘴向基板上噴出大量的蝕刻液的連續流的情況下，在噴出的蝕刻液的連續流在基板上擴散的過程中，因基板的旋轉引起的離心力、因噴嘴的掃描引起的慣性力、處理液向基板的旋轉方向下游側的移動以及連續流根據供給流量從著落點向周圍擴張的力等綜合地作用，在基板上形成厚度比周圍的液膜更厚的隆起的液膜。從雙流體噴嘴以高速噴射的液滴的噴流在從基板上的著落位置向周圍擴散的過程中，也通過受到同樣的力等，形成厚度比周圍的液膜更厚的隆起的液膜。在這種狀態下，在為了使當蝕刻液的溫度較高時產生于膜的表面的許多氣泡高效地移動，而以蝕刻液的連續流的著落位置與蝕刻液的液滴的噴流的著落位置接近的方式來設定兩噴嘴的間隔的情況下，如圖7所示，有時液滴的噴流361形成的隆起的液膜371的周緣部與連續流362形成的隆起的液膜372的周緣部碰撞而液滴的噴流361形成的隆起的液膜371的周緣部越上連續流362形成的隆起的液膜372的周緣部。在這種情況下，會產生體積比較大的液柱狀的液體飛濺370。液體飛濺370是體積為例如0.5ml?幾ml左右的肉眼可見的液滴。飛濺出的蝕刻液附著于裝置內部的壁表面等落在基板W上，使基板W產生缺陷。反之，若蝕刻液的液滴的噴流361的著落位置與蝕刻液的連續流362的著落位置距離非常遠，則不會產生液體飛濺370，但是由于在反應活性較高的高溫的狀態下不攪拌蝕刻液，所以會出現產生大量蝕刻殘留物的問題。
[0013]另外，在使用專利文獻1的變形例的裝置結構來實現上述的蝕刻方法的情況下，在基板W的上表面形成有沿著垂直方向凹陷的溝槽(形成于基板的圖案中的槽)T1，在處理形成于溝槽Τ1的膜U1的情況下，如圖15所示，因傾斜著噴射蝕刻液的液滴的噴流361，導致在形成于基板W的溝槽Τ1的一個側壁的附近的蝕刻液351沒有被充分地攪拌。因此，存在氣泡99停留于一個側壁而產生蝕刻殘留物的問題。
【發明內容】
[0014]本發明是為了解決這樣的問題而提出的，其目的在于提供如下的技術；在分別從一體地進行掃描的直噴嘴和雙流體噴嘴供給通過蝕刻液等的化學反應處理基板的處理液來處理基板的裝置中，即使在基板表面形成有溝槽的情況下，能夠既抑制產生蝕刻殘留物等處理殘留物，又防止因向基板上供給的處理液的連續流和處理液的液滴的噴流在基板上碰撞而導致產生液體飛濺的現象。
[0015]為了解決上述的問題，第一技術方案的基板處理裝置具有:旋轉保持部，一邊水平地保持基板一邊使該基板旋轉，第一噴嘴，將處理液與被加壓的氣體混合來生成所述處理液的液滴的噴流，向所述基板的上表面沿著大致鉛垂方向噴射所述液滴的噴流，第二噴嘴，向所述基板的上表面噴出所述處理液的連續流，噴嘴移動部，一邊保持所述第一噴嘴與所述第二噴嘴的位置關系恒定，一邊使所述第一噴嘴和所述第二噴嘴在所述基板的上方一體地移動；所述噴嘴移動部以使所述液滴的噴流在所述基板上的著落位置經過所述基板的旋轉中心的方式移動所述第一噴嘴，在所述位置關系中，當所述第一噴嘴位于所述基板的周緣部的上方時，所述連續流在所述基板上的著落位置位于比所述液滴的噴流的著落位置更靠所述基板的旋轉中心側的位置，所述基板的旋轉軌跡上的所述液滴的噴流的著落位置和所述連續流的著落位置這兩者的移動路徑不同，和/或所述連續流和所述液滴的噴流這兩者的流向不同，所述這兩者的移動路徑的不同是由于當所述第一噴嘴位于所述基板的周緣部的上方時，所述連續流的著落位置位于比所述液滴的噴流的著落位置的移動路徑更靠所述基板的旋轉方向的下游側的位置，所述這兩者的流向的不同是由于所述連續流的方向相對于鉛垂方向以越接近所述基板則所述液滴的噴流與所述連續流之間的間隔越寬的方式傾斜。
[0016]第二技術方案的基板處理裝置，在第一個實施方式的基板處理裝置中，所述這兩者的移動路徑相互重合，并且所述這兩者的流向不同。
[0017]第三技術方案的基板處理方法包括:第一步驟，一邊水平地保持基板一邊使該基板旋轉，第二步驟，混合處理液與被加壓的氣體來生成所述處理液的液滴的噴流，與所述第一步驟并行地沿著大致鉛垂方向朝向所述基板的上表面噴射所述液滴的噴流，第三步驟，與所述第一步驟以及第二步驟并行地向所述基板的上表面噴出所述處理液的連續流，第四步驟，一邊保持所述液滴的噴流與所述連續流的位置關系恒定，一邊與所述第一?第三步驟并行地使所述液滴的噴流和所述連續流在所述基板上一體地移動；在所述第四步驟中，以所述液滴的噴流在所述基板上的著落位置經過所述基板的旋轉中心的方式使所述液滴的噴流移動，在所述位置關系中，當所述液滴的噴流的著落位置位于所述基板的周緣部時，所述連續流在所述基板上的著落位置位于比所述液滴的噴流的著落位置更靠所述基板的旋轉中心側的位置，所述基板的旋轉軌跡上的所述液滴的噴流的著落位置和所述連續流的著落位置這兩者的移動路徑不同，和/或所述連續流和所述液滴的噴流這兩者的流向不同，所述這兩者的移動路徑的不同是由于當所述液滴的噴流的著落位置位于所述基板的周緣部時，所述連續流的著落位置位于比所述液滴的噴流的著落位置的移動路徑更靠所述基板的旋轉方向的下游側的位置，所述這兩者的流向的不同是由于所述連續流的方向相對于鉛垂方向以越接近所述基板則所述液滴的噴流與所述連續流之間的間隔越寬的方式傾斜。
[0018]第四技術方案的基板處理方法是第三個實施方式的基板處理方法，所述這兩者的移動路徑相互重合，并且所述這兩者的流向不同。
[0019]根據本發明，當第一噴嘴位于基板的周緣部的上方時，處理液的連續流的著落位置位于比處理液的液滴的噴流的著落位置更靠基板的旋轉中心側的位置，基板的旋轉軌跡上的液滴的噴流的著落位置和連續流的著落位置這兩者的移動路徑不同，和/或連續流和液滴的噴流這兩者的流向不同。這兩者的移動路徑的不同是由于當第一噴嘴位于基板的周緣部的上方時，連續流的著落位置位于液滴的噴流的著落位置的移動路徑更靠基板的旋轉方向的下游側的位置。由此，液滴的噴流的著落位置處的基板的旋轉速度矢量與連續流的著落位置處的基板的旋轉速度矢量朝向彼此分離的方向。另外，這兩者的流向的不同是由連續流的方向相對于鉛垂方向以越接近基板則液滴的噴流與連續流的間隔越寬的方式傾斜。由此，從處理液的連續流的著落位置到該連續流形成的隆起的液膜的周緣中的靠液滴的噴流的著落位置側的部分為止的距離變短。因此，在這兩者的移動路徑不同和/或這兩者的流向不同的情況下，由于趁著形成于基板上的處理液的液膜處于高溫來攪拌液膜，即使液滴的噴流的著落位置與連續流的著落位置接近，也能夠抑制處理液的連續流形成的液膜與處理液的液滴的噴流形成的液膜在基板上發生碰撞。另外，處理液的液滴的噴流由于沿著