喷嘴单元、液处理装置以及液处理方法

文档序号:159848 发布日期:2021-10-29 浏览:36次 >En<

阅读说明:本技术 喷嘴单元、液处理装置以及液处理方法 (Nozzle unit, liquid processing apparatus, and liquid processing method ) 是由 三浦拓也 田中公一朗 高桥彰吾 宫窪祐允 吉原健太郎 于 2021-04-21 设计创作,主要内容包括:本发明提供喷嘴单元、液处理装置以及液处理方法。使基板面内的温度分布的均匀性提高。本公开的一技术方案所涉及的喷嘴单元是一种对基板施加使用了溶液的液处理的液处理装置用的单元。该喷嘴单元包括气体喷嘴,该气体喷嘴具有:喷出流路,其供气体流通;以及喷出口,其将在喷出流路流动的气体朝向基板的表面喷出。喷出口形成为在沿着表面的第1方向上延伸。喷出流路的第1方向上的宽度随着靠近喷出口而变大,以使来自喷出口的气体呈放射状喷出。(The invention provides a nozzle unit, a liquid processing apparatus and a liquid processing method. The uniformity of the temperature distribution in the substrate surface is improved. A nozzle unit according to an aspect of the present disclosure is a unit for a liquid processing apparatus that applies a liquid process using a solution to a substrate. The nozzle unit includes a gas nozzle having: an ejection flow path through which gas flows; and an ejection port that ejects the gas flowing through the ejection flow path toward the surface of the substrate. The ejection orifice is formed to extend in the 1 st direction along the surface. The width of the ejection flow path in the 1 st direction is increased as the ejection path approaches the ejection port, so that the gas is ejected radially from the ejection port.)

喷嘴单元、液处理装置以及液处理方法

技术领域

本公开涉及喷嘴单元、液处理装置以及液处理方法。

背景技术

专利文献1公开了一种构成为通过向基板的表面供给显影液从而使形成于基板的表面的抗蚀膜显影的显影装置。该显影装置包括:鼓风机,其将调整到规定温度的空气自上方向基板吹送;以及温度调整器,其利用调整到规定温度的调温水的循环而将卡盘装置和显影液供给管维持为规定温度。

专利文献1:日本特开2004-274028号公报

发明内容

发明要解决的问题

本公开提供能够使基板面内的温度分布的均匀性提高的喷嘴单元和液处理装置。

用于解决问题的方案

本公开的一技术方案所涉及的喷嘴单元是一种对基板施加使用了溶液的液处理的液处理装置用的单元。该喷嘴单元包括气体喷嘴,该气体喷嘴具有:喷出流路,其供气体流通;以及喷出口,其将在喷出流路流动的气体朝向基板的表面喷出。喷出口形成为在沿着表面的第1方向上延伸。喷出流路的第1方向上的宽度随着靠近喷出口而变大,以使来自喷出口的气体呈放射状喷出。

对于上述喷嘴单元,也可以是,所述气体喷嘴构成为,所述喷出口中的所述第1方向上的两端部各自在从所述第1方向观察时可见。

对于上述喷嘴单元,也可以是,所述喷出口的包含开口缘的面的所述第1方向上的中央部分朝向所述表面突出。

对于上述喷嘴单元,也可以是,该喷嘴单元还包括:第2气体喷嘴,其具有第2喷出口,该第2喷出口朝向所述表面喷出第2气体;以及驱动部,其沿着所述表面使所述气体喷嘴和所述第2气体喷嘴一起移动。

对于上述喷嘴单元,也可以是,自所述喷出口喷出的所述气体的流速小于自所述第2喷出口喷出的所述第2气体的流速。

对于上述喷嘴单元,也可以是,该喷嘴单元还包括处理液喷嘴,该处理液喷嘴具有第3喷出口,该第3喷出口朝向所述表面喷出处理液,所述驱动部使所述气体喷嘴、所述第2气体喷嘴以及所述处理液喷嘴一起移动。

对于上述喷嘴单元,也可以是,在与所述第1方向正交且沿着所述表面的第2方向上,所述气体喷嘴和所述处理液喷嘴配置于互不相同的位置,所述气体喷嘴和所述处理液喷嘴构成为,来自所述气体喷嘴的所述气体在所述表面处的到达位置与来自所述处理液喷嘴的所述处理液在所述表面处的到达位置之间的所述第2方向上的距离小于所述喷出口与所述第3喷出口之间的所述第2方向上的距离。

对于上述喷嘴单元,也可以是,在所述第2方向上,所述第2气体喷嘴和所述处理液喷嘴配置于互不相同的位置,所述第2气体喷嘴和所述处理液喷嘴构成为,从所述第1方向观察时,来自所述处理液喷嘴的所述处理液的喷出方向相对于所述表面的倾斜小于来自所述第2气体喷嘴的所述第2气体的喷出方向相对于所述表面的倾斜。

对于上述喷嘴单元,也可以是,在所述第2方向上,所述气体喷嘴、所述第2气体喷嘴以及所述处理液喷嘴按所述气体喷嘴、所述第2气体喷嘴、所述处理液喷嘴的顺序配置。

本公开的一技术方案所涉及的液处理装置包括:上述的喷嘴单元;基板保持单元,其保持所述表面朝向上方的状态下的所述基板并使其旋转;以及控制单元,其控制所述喷嘴单元和所述基板保持单元,所述控制单元通过在利用所述基板保持单元使所述基板旋转的状态下,在所述表面以所述气体的到达区域所延伸的方向与所述基板的旋转方向交叉的方式使所述气体喷嘴喷出所述气体,从而利用该气体喷嘴向所述表面中的包含中央部的区域供给所述气体。

在本公开的一技术方案所涉及的液处理方法中,一边维持处理液滞留于基板上的状态,一边对滞留于所述基板上的所述处理液的上表面中的至少比周缘部靠内侧的区域以相比于向所述基板的周向而向半径方向扩散的方式自所述处理液的上方供给气体。

对于上述液处理方法,也可以是,在朝向滞留于所述基板上的所述处理液供给所述气体的过程中,调整所述气体的流量和流速,以使所述基板的表面不会因为由所述气体的供给导致的所述处理液的移动而暴露。

对于上述液处理方法,也可以是,在从处理液滞留于所述基板上的状态形成于整个所述基板上之后,到开始自所述基板上排除所述处理液为止的维持时期内,包含不供给所述气体的非供给时期。

对于上述液处理方法,也可以是,所述非供给时期设于所述维持时期中的前半部分。

对于上述液处理方法,也可以是,一边使所述基板旋转一边进行所述气体的供给,在所述基板上以到达不包含所述基板的中心的区域的方式供给所述气体。

发明的效果

根据本公开,提供能够使基板面内的温度分布的均匀性提高的喷嘴单元和液处理装置。

附图说明

图1是表示基板处理系统的一个例子的立体图。

图2是概略地表示基板处理系统的内部的一个例子的侧视图。

图3是概略地表示基板处理系统的内部的一个例子的俯视图。

图4是表示液处理单元的一个例子的示意图。

图5是示意性表示喷嘴单元的一个例子的侧视图。

图6是示意性表示喷嘴单元的一个例子的另一侧视图。

图7a~图7c是表示气体喷嘴的一个例子的示意图。

图8a~图8c是表示气体喷嘴的其他的例子的示意图。

图9a~图9c是表示气体喷嘴的其他的例子的示意图。

图10是表示控制器的功能构成的一个例子的框图。

图11是表示控制器的硬件构成的一个例子的框图。

图12是表示液处理方法的一个例子的流程图。

图13a和图13b是用于说明液处理方法的一个例子的示意图。

图14是用于说明液处理方法的一个例子的示意图。

图15a和图15b是用于说明液处理方法的一个例子的示意图。

图16a是表示未供给冷却气体的情况下的面内温度分布的一个例子的图。图16b是表示供给了冷却气体的情况下的面内温度分布的一个例子的图。

图17是表示面内线宽分布的偏差的一个例子的图表。

图18a和图18b是表示对由于向工件W的表面供给冷却气体导致的工件的表面的温度变化进行测量而得到的结果的一个例子的图。

图19是表示对在维持时期内变更了冷却气体的供给时期的情况下的工件的表面的温度变化进行模拟而得到的结果的一个例子的图。

图20是表示对供给冷却气体的时间段在维持时期整体内的比例与工件面内的抗蚀图案的线宽的偏差之间的对应关系进行评价而得到的结果的位置例的图。

图21a是表示冷却气体的供给比例为45%的情况下的工件的表面内的面内线宽(CD)分布的一个例子的图。图21b是表示冷却气体的供给比例为63%的情况下的工件的表面内的面内线宽(CD)分布的一个例子的图。图21c是表示冷却气体的供给比例为81%的情况下的工件的表面的面内线宽(CD)分布的一个例子的图。

图22a和图22b是表示对在变更了冷却气体的供给位置的情况下抗蚀图案的线宽的偏差以何种程度变化进行评价而得到的结果的一个例子的图。

具体实施方式

以下,对各种例示性的实施方式进行说明。

一个例示性的实施方式所涉及的喷嘴单元是一种对基板施加使用了溶液的液处理的液处理装置用的单元。该喷嘴单元包括气体喷嘴,该气体喷嘴具有:喷出流路,其供气体流通;以及喷出口,其将在喷出流路流动的气体朝向基板的表面喷出。喷出口形成为在沿着表面的第1方向上延伸。喷出流路的第1方向上的宽度随着靠近喷出口而变大,以使来自喷出口的气体呈放射状喷出。

在该喷嘴单元中,来自气体喷嘴的喷出口的气体在喷出口所延伸的第1方向上呈放射状喷出。因此,向基板的表面中的长于喷出口的第1方向上的宽度的区域供给来自气体喷嘴的气体。由此,能够使长于喷出口的第1方向上的宽度的上述区域与基板的中央部对准地喷出气体。其结果,在液处理中被供给了该气体的区域即基板的中央部相比于基板的周缘部被冷却。因而,能够使基板面内的温度分布的均匀性提高。

也可以是,气体喷嘴构成为,喷出口中的第1方向上的两端部各自在从第1方向观察时可见。该情况下,能够抑制喷出口的第1方向上的长度的增大,并且能够向表面上的更广的范围供给气体。因而,能够使喷嘴单元简化。

也可以是,喷出口的包含开口缘的面的第1方向上的中央部分朝向表面突出。该情况下,在喷出流路去向到包含开口缘的面为止的流路的长度在开口面内的差减小。因而,能够在包含开口缘的面内使气体的流速的均匀性提高。

也可以是,上述喷嘴单元还包括:第2气体喷嘴,其具有第2喷出口,该第2喷出口朝向表面喷出第2气体;以及驱动部,其沿着表面使气体喷嘴和第2气体喷嘴一起移动。该情况下,由于能够利用一个驱动部使两个喷嘴移动,因而能够使包含驱动部的喷嘴单元简化。

也可以是,自喷出口喷出的气体的流速小于自第2喷出口喷出的第2气体的流速。该情况下,能够与不同的目的的处理相匹配地使用气体喷嘴和第2气体喷嘴。

也可以是,上述喷嘴单元还包括处理液喷嘴,该处理液喷嘴具有第3喷出口,该第3喷出口朝向表面喷出处理液。也可以是,驱动部使气体喷嘴、第2气体喷嘴以及处理液喷嘴一起移动。该情况下,由于能够利用一个驱动部使三个喷嘴移动,因而能够使包含驱动部的喷嘴单元简化。

也可以是,在与第1方向正交且沿着表面的第2方向上,气体喷嘴和处理液喷嘴配置于互不相同的位置。也可以是,气体喷嘴和处理液喷嘴构成为,来自气体喷嘴的气体在表面处的到达位置与来自处理液喷嘴的处理液在表面处的到达位置之间的第2方向上的距离小于喷出口与第3喷出口之间的第2方向上的距离。该情况下,能够缩短使用来自气体喷嘴的气体的处理与使用来自处理液喷嘴的处理液的处理之间的切换时间。

也可以是,在第2方向上,第2气体喷嘴和处理液喷嘴配置于互不相同的位置。也可以是,第2气体喷嘴和处理液喷嘴构成为,从第1方向观察时,来自处理液喷嘴的处理液的喷出方向相对于表面的倾斜小于来自第2气体喷嘴的第2气体的喷出方向相对于表面的倾斜。该情况下,能够抑制由自处理液喷嘴喷出的处理液对基板的表面产生的影响。

也可以是,在第2方向上,气体喷嘴、第2气体喷嘴以及处理液喷嘴按气体喷嘴、第2气体喷嘴、处理液喷嘴的顺序配置。该情况下,能够以向气体喷嘴和第2气体喷嘴供给的气体的供给路径缩短的方式构成喷嘴单元。

一个例示性的实施方式所涉及的液处理装置包括:上述喷嘴单元;基板保持单元,其保持表面朝向上方的状态下的基板并使其旋转;以及控制单元,其控制喷嘴单元和基板保持单元。控制单元通过在利用基板保持单元使基板旋转的状态下,在表面以气体的到达区域所延伸的方向与基板的旋转方向交叉的方式使气体喷嘴喷出气体,从而利用该气体喷嘴向表面中的包含中央部的区域供给气体。该情况下,能够在基板的中央部以使气体还沿着周向扩散的方式供给气体,而相比于基板的周缘部,能够降低中央部的温度。因而,能够在基板面内使中央部与周缘部之间的温度差缩小。

在一个例示性的实施方式所涉及的液处理方法中,一边维持处理液滞留于基板上的状态,一边对滞留于基板上的处理液的上表面中的至少比周缘部靠内侧的区域(处理液范围内的不包含周端的区域)以相比于向基板的周向而向半径方向扩散的方式自处理液的上方供给气体。

在上述的液处理方法中,通过供给气体,而在被供给了气体的区域的附近使基板被冷却。在此,通过以相比于向基板的周向而向半径方向扩散的方式供给气体,从而相比于周缘部而冷却中央部。因而,能够提高基板面内的温度分布的均匀性。

也可以是,在朝向滞留于基板上的处理液供给气体的过程中,调整气体的流量和流速,以使基板的表面不会因为由气体的供给导致的处理液的移动而暴露。该情况下,能够进行与化学溶液的温度灵敏度相匹配的适当的基板上的局部的处理部分的冷却,以防止产生气体因其冲击而使处理液的膜搅乱或破坏那样的对液处理的不良影响。

也可以是,在从处理液滞留于基板上的状态形成于整个基板上之后,到开始自基板上排除处理液为止的维持时期内,包含不供给气体的非供给时期。该情况下,通过在维持时期内设置不供给气体的非供给时期,能够调整气体对基板进行冷却的冷却状况。因而,能够提高基板面内的温度分布的均匀性。

也可以是,非供给时期设于维持时期中的前半部分。通过在维持时期中的前半部分设置非供给时期,能够在整个维持时期提高基板面内的温度分布的均匀性。

也可以是,一边使基板旋转一边进行气体的供给,在基板上以到达不包含基板的中心的区域的方式供给气体。在一边使基板旋转一边供给气体的情况下,当气体到达基板的中心时,在基板的中心与周缘部侧之间,气体的供给量可能产生差值。因此,通过以不使气体到达中心的方式调节供给位置,能够更均匀地进行利用气体的冷却。

以下,参照附图对一实施方式进行说明。在说明中,对相同要素或具有相同功能的要素标注相同的附图标记,并省略重复的说明。在一部分的附图中,示出由X轴、Y轴以及Z轴规定的直角坐标系。在以下的实施方式中,Z轴对应于铅垂方向,X轴和Y轴对应于水平方向。

[基板处理系统]

首先,参照图1~图3说明基板处理系统1的结构。基板处理系统1包括涂布显影装置2(液处理装置)和曝光装置3。

涂布显影装置2构成为用于在工件W的表面Wa形成抗蚀膜R。另外,涂布显影装置2构成为用于对抗蚀膜R进行显影处理。曝光装置3构成为与涂布显影装置2之间交接工件W并对形成于工件W的表面Wa(参照图4等)的抗蚀膜R进行曝光处理(图案曝光)。曝光装置3例如可以利用浸液曝光等方法向抗蚀膜R的曝光对象部分选择性地照射能量射线。

处理对象的工件W例如为基板、或通过施加规定的处理而形成有膜或电路等的状态的基板。作为一个例子,工件W所包含的基板为含硅的晶圆。工件W(基板)既可以形成为圆形,也可以形成为多边形等圆形以外的板状。工件W可以具有局部被切除而得到的缺口部。缺口部例如既可以是凹口(U字形、V字形等的槽),也可以是呈直线状延伸的直线部(所谓的定向平面)。处理对象的工件W既可以是玻璃基板、掩模基板、FPD(Flat Panel Display:平板显示器)等,也可以是对这些基板等施加规定的处理而得到的中间体。工件W的直径例如可以为200mm~450mm左右。

能量射线例如可以是电离辐射线、非电离辐射线等。电离辐射线为具有使原子和分子电离所需的充分的能量的放射线。电离辐射线例如可以是极端紫外线(EUV:ExtremeUltraviolet)、电子射线、离子束、X射线、α射线、β射线、γ射线、重粒子射线、质子射线等。非电离辐射线为不具有使原子和分子电离所需的充分的能量的放射线。非电离辐射线例如可以是g射线、i射线、KrF准分子激光、ArF准分子激光、F2准分子激光等。

(涂布显影装置)

涂布显影装置2构成为在利用曝光装置3进行曝光处理之前在工件W的表面Wa形成抗蚀膜R。另外,涂布显影装置2构成为在利用曝光装置3进行曝光处理之后对抗蚀膜R进行显影处理。

如图1~图3所示,涂布显影装置2包括:载体模块4、处理模块5、接口模块6以及控制装置100(控制单元)。载体模块4、处理模块5以及接口模块6在水平方向上排列。

载体模块4包含载体台12和送入送出部13。载体台12支承多个载体11。载体11以密封状态收容至少一个工件W。在载体11的侧面11a设有用于供工件W进出的开闭门(未图示)。载体11以侧面11a面向送入送出部13侧的方式可装卸地设于载体台12上。

送入送出部13位于载体台12与处理模块5之间。如图1和图3所示,送入送出部13具有多个开闭门13a。在载体11载置于载体台12上时,载体11的开闭门成为面向开闭门13a的状态。通过将开闭门13a和侧面11a的开闭门同时打开,载体11内与送入送出部13内连通。如图2和图3所示,送入送出部13内置有输送臂A1。输送臂A1构成为将工件W自载体11取出并向处理模块5交接,自处理模块5接收工件W并使其返回载体11内。

如图2和图3所示,处理模块5包含处理组件PM1~PM4。

处理组件PM1构成为用于在工件W的表面上形成下层膜,也被称作BCT组件。如图3所示,处理组件PM1包含液处理单元U1、热处理单元U2以及构成为相对于这些单元输送工件W的输送臂A2。处理组件PM1的液处理单元U1例如可以构成为向工件W涂布下层膜形成用的涂布液。处理组件PM1的热处理单元U2例如可以构成为进行用于使利用液处理单元U1形成于工件W的涂布膜固化而成为下层膜的加热处理。作为下层膜,例如可列举防反射(SiARC)膜。

处理组件PM2构成为用于在下层膜上形成中间膜(硬掩模),也被称作HMCT组件。处理组件PM2包含液处理单元U1、热处理单元U2以及构成为相对于这些单元输送工件W的输送臂A3。处理组件PM2的液处理单元U1例如可以构成为向工件W涂布中间膜形成用的涂布液。处理组件PM2的热处理单元U2例如可以构成为进行用于使利用液处理单元U1形成于工件W的涂布膜固化而成为中间膜的加热处理。作为中间膜,例如可列举SOC(Spin On Carbon:旋涂碳)膜、非晶碳膜。

处理组件PM3构成为用于在中间膜上形成热固化性且感光性的抗蚀膜R,也被称作COT组件。处理组件PM3包含液处理单元U1、热处理单元U2以及构成为相对于这些单元输送工件W的输送臂A4。处理组件PM3的液处理单元U1例如可以构成为用于向工件W涂布抗蚀膜形成用的涂布液(抗蚀液)。处理组件PM3的热处理单元U2例如可以构成为进行用于使利用液处理单元U1形成于工件W的涂布膜固化而成为抗蚀膜R的加热处理(PAB:Pre AppliedBake)。

抗蚀液所含有的抗蚀材料可以是正性抗蚀材料,也可以是负性抗蚀材料。正性抗蚀材料为图案曝光部融化而图案未曝光部(遮光部)残留的抗蚀材料。负性抗蚀材料为图案未曝光部(遮光部)融化而图案曝光部残留的抗蚀材料。

处理组件PM4构成为对曝光后的抗蚀膜进行显影处理,也被称作DEV组件。处理组件PM4包含液处理单元U1、热处理单元U2以及构成为相对于这些单元输送工件W的输送臂A5。处理组件PM4的液处理单元U1构成为使用显影液等溶液对工件W施加显影处理(液处理)。例如,也可以构成为通过将抗蚀膜R局部去除而形成抗蚀图案(未图示)。处理组件PM4的热处理单元U2例如可以构成为进行显影处理前的加热处理(PEB:Post Exposure Bake)、显影处理后的加热处理(PB:Post Bake)等。

如图2和图3所示,处理模块5包含位于载体模块4的附近的架单元14。架单元14沿上下方向延伸,并具有在上下方向上排列的多个小室。在架单元14的附近设有输送臂A6。输送臂A6构成为使工件W在架单元14的小室彼此之间升降。

处理模块5包含位于接口模块6的附近的架单元15。架单元14沿上下方向延伸,并包含在上下方向上排列的多个小室。

接口模块6内置有输送臂A7,该接口模块6连接于曝光装置3。输送臂A7构成为将架单元15的工件W取出并向曝光装置3交接,自曝光装置3接收工件W并使其返回架单元15。

(液处理单元)

接着,参照图4~图6进一步详细地说明处理组件PM4的液处理单元U1。如图4所示,液处理单元U1在壳体H内包含基板保持部20(基板保持单元)、供给部30、供给部40、罩构件70以及鼓风机B。在壳体H的下部设有排气部V1,该排气部V1构成为通过基于来自控制装置100的信号进行动作,从而将壳体H内的气体排出。排气部V1例如可以是能够根据开度来调节排气量的阻尼器。通过利用排气部V1调节来自壳体H的排气量,能够控制壳体H内的温度、压力、湿度等。排气部V1也可以被控制为在对工件W的液处理期间于壳体H内始终进行排气。

<基板保持部>

基板保持部20构成为用于保持工件W并使其旋转。例如,基板保持部20保持表面Wa朝向上方的状态的工件W并使其旋转。基板保持部20包含旋转部21、轴22以及保持部23。

旋转部21构成为基于来自控制装置100的动作信号进行动作,而使轴22旋转。旋转部21例如是电动马达等动力源。保持部23设于轴22的顶端部。在保持部23上配置表面Wa朝向上方的状态的工件W。保持部23构成为例如利用吸附等将工件W保持为大致水平。即,基板保持部20在工件W的姿势大致水平的状态下使工件W绕相对于工件W的表面Wa垂直的中心轴线(旋转轴线)旋转。在本实施方式中,保持于基板保持部20的工件W的表面Wa沿着X-Y平面。

<供给部>

供给部30构成为向工件W的表面Wa供给处理液L1。处理液L1例如可以是显影液。供给部30包含供给机构31、驱动机构32以及喷嘴33。

供给机构31构成为基于来自控制装置100的信号将存储于容器(未图示)的处理液L1利用泵等送液机构(未图示)送出。驱动机构32构成为基于来自控制装置100的信号使喷嘴33在高度方向和水平方向上移动。喷嘴33构成为将自供给机构31供给的处理液L1向工件W的表面Wa喷出。

<供给部>

供给部40构成为向工件W的表面Wa供给处理液L2、冷却气体G1(气体)、干燥气体G2(第2气体)。处理液L2例如可以是冲洗液(清洗液)。冷却气体G1和干燥气体G2没有特别限定,只要是气体即可,但为非活性气体(例如氮气)较好。冷却气体G1和干燥气体G2的温度可以为20℃~25℃左右。供给部40包含供给机构41A~41C、喷嘴单元43。

如图4所示,供给机构41A构成为基于来自控制装置100的信号将存储于容器(未图示)的冷却气体G1利用泵等送气机构(未图示)送出。供给机构41B构成为基于来自控制装置100的信号将存储于容器(未图示)的干燥气体G2利用泵等送气机构(未图示)送出。供给机构41C构成为基于来自控制装置100的信号将存储于容器(未图示)的处理液L2利用泵等送液机构(未图示)送出。

喷嘴单元43构成为将自供给机构41A~41C供给的冷却气体G1、干燥气体G2以及处理液L2分别向工件W的表面Wa喷出。如图5所示,喷嘴单元43包含:保持臂44、干燥气体喷嘴45、冷却气体喷嘴46、处理液喷嘴47以及驱动部49,该驱动部49使保持臂44移动从而使这些喷嘴移动。以下对喷嘴单元43的各部分进行说明。

〔保持臂〕

保持臂44构成为保持干燥气体喷嘴45、冷却气体喷嘴46以及处理液喷嘴47。保持臂44例如包含水平(图示中X轴方向)延伸的水平部44a和沿上下方向延伸的铅垂部44b。水平部44a的一端部可以在与保持于基板保持部20的工件W不重叠的位置连接于驱动部49。在水平部44a的另一端部连接有铅垂部44b的上端。铅垂部44b自水平部44a的顶端部朝向下方(-Z方向)的工件W的表面Wa延伸。铅垂部44b的下端与工件W的表面Wa在上下方向上分离开。可以在保持臂44的内部设有供自供给机构41A供给的冷却气体G1流通的气体流路42a。而且,也可以在保持臂44的内部设有供自供给机构41B供给的干燥气体G2流通的气体流路42b和供自供给机构41C供给的处理液L2流通的处理液流路42c。

〔干燥气体喷嘴〕

干燥气体喷嘴45(第2气体喷嘴)构成为朝向工件W的表面Wa喷出干燥气体G2。干燥气体喷嘴45可以自表面Wa的上方以与表面Wa大致垂直的朝向喷出干燥气体G2。分别从Y轴方向和X轴方向观察时,来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2的喷出方向相对于表面Wa大致垂直。

在图5所示的例子中,干燥气体喷嘴45设于保持臂44的铅垂部44b的下端。在干燥气体喷嘴45设有沿铅垂方向延伸的气体流路45a。气体流路45a自经过保持臂44的水平部44a内且向铅垂部44b的下端延伸的气体流路42b连续而成。干燥气体喷嘴45包含喷出口45b(第2喷出口),该喷出口45b将经由气体流路42b供给到气体流路45a的干燥气体G2朝向表面Wa喷出。喷出口45b例如设于干燥气体喷嘴45的下端面,并在其下端面开口。从干燥气体G2的喷出方向(图示的Z轴方向)观察时,喷出口45b的形状(轮廓)可以为圆形。

〔冷却气体喷嘴〕

冷却气体喷嘴46构成为朝向工件W的表面Wa喷出冷却气体G1。冷却气体喷嘴46自表面Wa的上方向表面Wa呈放射状喷出冷却气体G1。例如,如图6所示,从X轴方向观察时,冷却气体喷嘴46相对于表面Wa沿着不同的多个角度喷出冷却气体G1。冷却气体喷嘴46可以在放射状的喷出范围内均匀地喷出冷却气体G1。另一方面,冷却气体喷嘴46也可以在从Y轴方向观察时沿着相对于表面Wa倾斜的一个方向喷出冷却气体G1。

在图5和图6所示的例子中,冷却气体喷嘴46在保持臂44的水平部44a的位于铅垂部44b附近的下方固定于水平部44a的下端。在冷却气体喷嘴46设有与供自供给机构41A供给的冷却气体G1流通的气体流路42a连续的气体流路51。气体流路42a向保持臂44的水平部44a的下端开口。气体流路51形成为与气体流路42a的下端的开口连续。另外,冷却气体喷嘴46包含喷出口52,该喷出口52将于气体流路51流动的冷却气体G1朝向工件W的表面Wa喷出。例如,冷却气体喷嘴46具有在内部形成气体流路51的块状的主体部53,喷出口52在主体部53所包含的至少一个面开口。

气体流路51包含位于上游侧的供给流路55和位于下游侧的喷出流路56。其中,在本公开中,“上游”和“下游”的用语以气体和液体的流动为基准来使用。供给流路55的位于上游侧的一端部与在保持臂44的水平部44a的内部设置的气体流路42a连接,供给流路55的位于下游侧的另一端部与喷出流路56的位于上游侧的一端部连接。在喷出流路56的位于下游侧的另一端部设有喷出口52。供给流路55例如供冷却气体G1以铅垂向下流通。喷出流路56使冷却气体G1沿着相对于工件W的表面Wa倾斜了规定角度的倾斜面D0的延伸方向流通,而到达喷出口52。喷出流路56在使冷却气体G1沿着倾斜面D0向一个方向流通的基础上,使冷却气体G1的流通方向呈放射状展开。以下,将冷却气体G1在喷出流路56呈放射状展开之前流通的一个方向称作“方向D1”。该方向D1沿着倾斜面D0延伸。例如从Y轴方向观察时,方向D1相对于工件W的表面Wa倾斜。

参照图7a~图7c,对用于使冷却气体喷嘴46相对于工件W的表面Wa呈放射状喷出冷却气体G1的喷嘴的形状(特别是气体流路51的形状)进行说明。在图7a~图7c中,示出了冷却气体喷嘴46的顶端部分(喷出口52的附近部分),并示出了顶端部分形成为长方体状的例子。另外,在使方向D1与纸面的上下方向一致的状态和使方向D1与垂直于纸面的方向一致的状态下,示出上述顶端部分的主视图、仰视图以及侧视图。另外,将与Y轴方向以及方向D1正交的方向设为方向D2(参照图7b和图7c)。

喷出流路56包含位于上游侧的第1区域57和位于下游侧的第2区域58。第1区域57使自配置于上游侧的气体流路(上述的气体流路42b和供给流路55)供给的冷却气体G1沿着方向D1流通。第1区域57由相对配置的一对侧面57a、57b和相对配置的一对壁面57c、57d构成。侧面57a、57b位于Y轴方向上的两端并沿着方向D1和方向D2延伸,且互相平行。壁面57c、57d沿着Y轴方向和方向D1延伸,且互相平行。壁面57c、57d在方向D2上相对配置。由该侧面57a、57b和壁面57c、57d形成第1区域57。作为一个例子,第1区域57的截面形状成为以Y轴方向为长度方向的方式延伸的长方形。第1区域57的Y轴方向上的截面积与方向D1无关而大致一定。在这样的第1区域57,冷却气体G1沿着方向D1流动。

第2区域58将自第1区域57供给的冷却气体G1向喷出口52引导。第2区域58形成为使在第1区域57内沿着方向D1流动的冷却气体G1在Y轴方向上呈放射状展开。第2区域58由相对配置的一对倾斜面58a、58b和相对配置的一对壁面58c、58d构成。壁面58c、58d分别与壁面57c、57d连续并沿着Y轴方向和方向D1延伸,且互相平行。因此,第2区域58的沿着方向D2的宽度与第1区域57的沿着方向D2的宽度相同(参照图7c)。壁面57c、57d和壁面58c、58d的延伸方向对应于倾斜面D0的延伸方向。

倾斜面58a、58b设于第2区域58的Y轴方向上的两端。倾斜面58a、58b的位于上游侧的一端分别连接于侧面57a、57b,倾斜面58a、58b各自的位于下游侧的一端连接于喷出口52(喷出口52的Y轴方向上的两端部)。

倾斜面58a、58b分别相对于方向D1倾斜。具体而言,倾斜面58a相对于方向D1以与倾斜面58b之间的距离随着靠近喷出口52而扩大的方式朝向外侧倾斜。倾斜面58b相对于方向D1以与倾斜面58a之间的距离随着靠近喷出口52而扩大的方式朝向外侧倾斜。倾斜面58a、58b分别随着自与侧面57a、57b之间的连续部分去向喷出口52而朝向远离冷却气体喷嘴46的轴线Ax的方向(外侧)倾斜。冷却气体喷嘴46的轴线Ax为沿着方向D1并且经过喷出口52的从方向D1观察的情况下的中心的假想的轴线。如上所述,第2区域58的至少倾斜面58a、58b形成为两者之间的间隔随着去向喷出口52而扩大的倒锥形。其结果,第2区域58(喷出流路56)的Y轴方向上的宽度以来自喷出口52的冷却气体G1在Y轴方向上呈放射状喷出的方式随着靠近喷出口52而变大。此外,倾斜面58a、58b的倾斜角度(相对于方向D1的倾斜角度)可以设为大致相同。

冷却气体喷嘴46的喷出口52以在沿着表面Wa的一个方向上延伸的方式形成。在本公开中,沿着一个方向延伸的形状的意思是指一个方向上的宽度大于相对于该一个方向正交的方向上的宽度的形状。在一个例子中,喷出口52设为一个方向成为长度方向(长轴)且相对于该一个方向正交的方向成为宽度方向(短轴)的形状。具体而言,喷出口52设为长方形状、长度方向上的端部为圆形的圆角长方形、椭圆形或者与这些形状类似的形状。例如,如图7a~图7c所示,喷出口52具有沿着Y轴方向(第1方向)延伸的形状。在图7a~图7c所示的例子中,喷出口52为至少沿着Y轴方向延伸的长方形的狭缝。作为一个例子,喷出口52的一个方向(Y轴方向)上的长度与相对于一个方向正交的方向(图7b中相对于Y轴方向正交的方向D2)上的长度之比设为100:1~10:1。相对于该喷出口52,如上所述地自喷出流路56输送冷却气体G1。

对于图7a~图7c所例示的冷却气体喷嘴46,喷出口52形成为从方向D1观察时(自沿着方向D1流动的气体的下游观察上游时)可见。例如,如图7b和图7c所示,在冷却气体喷嘴46的主体部53能够设置与工件W的表面Wa相对的底面61。此时,喷出口52设于底面61。喷出口52形成为从方向D1观察时自底面61的Y轴方向上的一端延伸到另一端。

喷出口52也可以形成为该喷出口52的Y轴方向上的两端部各自在从Y轴方向观察时可见。若更详细地进行说明,则以喷出口52中的分别与喷出流路56(第2区域58)的倾斜面58a、58b连接的部分52a、52b在从Y轴方向观察时可见的方式形成有喷出口52。此外,部分52a、52b在从Y轴方向观察时可见是指部分52a从Y轴方向的一个朝向可见,部分52b从Y轴方向的另一朝向可见。

在图7a~图7c所示的例子中,包含喷出口52的开口缘来构成的面(以下称作“开口面”)包括与方向D1正交的开口底面和与该开口底面连接且在Y轴方向上相对的一对开口侧面。喷出口52的开口缘是指连接主体部53的外表面和喷出口52(喷出流路56的端部)的棱线,开口面是指包含全部该棱线的假想的面。例如,除在上述的底面61以外,冷却气体喷嘴46的喷出口52也分别在与底面61连接且成为在Y轴方向上彼此相反朝向的侧面62a、62b开口。该情况下,喷出流路56的比倾斜面58a、58b靠下游侧的部分在Y轴方向上贯通主体部53。例如,在各个侧面62a、62b,喷出口52形成为自与底面61之间的连接部分沿着方向D1延伸。

由于具有上述的结构,因而流入冷却气体喷嘴46的气体流路51的冷却气体G1经由喷出流路56的第1区域57和第2区域58自喷出口52呈放射状喷出。其结果,自表面Wa的上方相对于表面Wa喷出冷却气体G1。作为一个例子,如图6所示,冷却气体喷嘴46相对于轴线Ax以规定角度(例如-45°~+45°)的范围内的多个角度向特定的方向喷出冷却气体G1。

此外,冷却气体喷嘴46的喷出口52的形状并不限于以上的例子。喷出口52的包含开口缘的开口面也可以以该开口面的Y轴方向上的中央部分朝向表面Wa突出的方式形成。更详细而言,也可以是,相比于开口面的Y轴方向上的两端部,开口面的Y轴方向上的上述中央部分朝向表面Wa突出。该情况下,喷出口52的Y轴方向上的两端部也均在从Y轴方向观察时可见。

例如,如图8a~图8c所示,主体部53的底面61以Y轴方向上的中央部分自第2区域58的倾斜面58a、58b的端部朝向表面Wa突出的方式弯曲。该例子中,喷出口52的包含开口缘的开口面以该开口面的Y轴方向上的中央部分朝向表面Wa突出的方式弯曲。底面61的Y轴方向上的一端(喷出口52的部分52a)与倾斜面58a连接起来,底面61的Y轴方向上的另一端(喷出口52的部分52b)与倾斜面58b连接起来。该情况下,喷出口52中的与倾斜面58a、58b连接的部分52a、52b也均在从Y轴方向观察时可见。喷出流路56的比倾斜面58a、58b靠下游侧的部分在Y轴方向上贯通主体部53。也可以在从X轴方向观察时使上述开口面(主体部53的底面61)形成为梯形状来代替弯曲状。在梯形状的情况下,开口面的Y轴方向上的中央部分(与上底对应的部分)也相比于开口面的Y轴方向上的两端部朝向表面Wa突出。

还可以是,以喷出口52的Y轴方向上的两端部在从Y轴方向上的任一方向观察时均不可见的方式形成喷出口52。例如,如图9a~图9c所示,也可以是,喷出口52在底面61开口,而在与底面61连接的侧面62a、62b不开口。对于喷出口52中的与倾斜面58a、58b连接的部分(部分52a、52b),从Y轴方向观察时不可见,而在从方向D1观察时可见。该情况下,喷出口52的Y轴方向上的两端部之间的距离小于底面61的Y轴方向上的距离。此外,图8a~图8c所示的喷出口52(具有弯曲的开口面的喷出口52)的Y轴方向上的宽度也可以小于弯曲的底面61的Y轴方向上的长度。

在图7a~图9c的任意例子中,喷出口52和喷出流路56(它们的三维形状)均为相对于经过轴线Ax且与喷出口52所延伸的方向垂直的面(X-Z平面)面对称。自具有喷出口52和喷出流路56的冷却气体喷嘴46喷出的冷却气体G1以自轴线Ax分别朝向Y轴方向上的两侧展开的方式被喷出。由此,来自冷却气体喷嘴46(喷出口52)的冷却气体G1呈放射状喷出,在工件W的表面Wa,冷却气体G1到达沿Y轴方向延伸的区域。

由于冷却气体G1呈放射状喷出,因而,如图6所示,在表面Wa,冷却气体G1所到达的区域(以下称作“到达区域AR”)的Y轴方向上的宽度大于喷出口52的Y轴方向上的宽度。在Y轴方向上,到达区域AR的一端与轴线Ax之间的距离大于喷出口52的一端与轴线Ax之间的距离,到达区域AR的另一端与轴线Ax之间的距离大于喷出口52的另一端与轴线Ax之间的距离。到达区域AR的Y轴方向上的宽度同沿着倾斜面58a延伸的假想线ILa相对于表面Wa交叉的点与沿着倾斜面58b延伸的假想线ILb相对于表面Wa交叉的点之间的距离大致一致。到达区域AR的Y轴方向上的宽度可以小于圆形的工件W的半径。在一例子中,到达区域AR的上述宽度可以为工件W的半径的0.4倍~0.8倍,也可以为0.5倍~0.7倍,还可以为0.55倍~0.65倍。

返回图5,由于干燥气体喷嘴45和冷却气体喷嘴46借助保持臂44互相连接,因而,当保持臂44移动时,干燥气体喷嘴45和冷却气体喷嘴46一起移动。如图5所示,在X轴方向(第2方向)上,干燥气体喷嘴45和冷却气体喷嘴46配置于互不相同的位置。从Y轴方向观察时,干燥气体喷嘴45和冷却气体喷嘴46构成为,来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2在工件W的表面Wa处的到达位置与来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1在表面Wa处的到达位置(到达区域AR)之间的X轴方向上的距离小于干燥气体喷嘴45的喷出口45b与冷却气体喷嘴46的喷出口52之间的X轴方向上的距离。

在一个例子中,从Y轴方向观察时,沿来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1的喷出方向延伸的假想线IL1与沿来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2的喷出方向延伸的假想线IL2在表面Wa的附近(例如表面Wa)交叉。由此,在喷嘴单元43位于固定位置的情况下,在自干燥气体喷嘴45和冷却气体喷嘴46分别喷出干燥气体G2和冷却气体G1时,从Y轴方向观察,干燥气体G2在表面Wa处的到达区域(到达位置)与来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1的到达表面Wa的到达区域AR互相重叠。

如图6所示,从X轴方向观察时,干燥气体喷嘴45以与冷却气体喷嘴46重叠的方式配置。例如,干燥气体喷嘴45的Y轴方向上的位置与冷却气体喷嘴46的Y轴方向上的中央(轴线Ax)的位置大致一致。该情况下,从X轴方向观察时,来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2在表面Wa处的到达区域(到达位置)与来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1在表面Wa处的到达区域AR的中央的位置大致一致。此外,干燥气体喷嘴45的Y轴方向上的位置也可以与冷却气体喷嘴46的Y轴方向上的中央(轴线Ax)的位置不同。该情况下,从X轴方向观察时,来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2在表面Wa处的到达区域(到达位置)相对于来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1在表面Wa处的到达区域AR的中央的位置偏移。

冷却气体喷嘴46和干燥气体喷嘴45也可以构成为,自冷却气体喷嘴46的喷出口52喷出的冷却气体G1的流速小于自干燥气体喷嘴45的喷出口45b喷出的干燥气体G2的流速。例如,冷却气体喷嘴46和干燥气体喷嘴45分别构成为,向冷却气体喷嘴46和干燥气体喷嘴45分别供给大致相同的流量(每单位时间的流量)的气体,喷出口52的开口面积大于喷出口45b的开口面积。或者,利用控制装置100控制供给机构41A、41B,以使自供给机构41A向冷却气体喷嘴46供给的冷却气体G1的流量小于自供给机构41B向干燥气体喷嘴45供给的干燥气体G2的流量。

冷却气体喷嘴46和干燥气体喷嘴45也可以以使冷却气体G1在喷出后容易扩散的方式配置。例如,冷却气体喷嘴46和干燥气体喷嘴45可以配置为,从喷出口52所延伸的方向观察时,喷出口52与表面Wa之间的沿着冷却气体G1的喷出方向的(沿着图5的假想线IL1的)距离长于喷出口45b与表面Wa之间的沿着干燥气体G2的喷出方向的(沿着图5的假想线IL2的)距离。即使在自目的不同的两种气体喷嘴以大致相同的流量(每单位时间的流量)供给气体的情况下,也可以利用该两个气体喷嘴的结构(配置),使气体施加于表面Wa(更详细而言,表面Wa上的处理液的液面)的压力调节为与处理目的对应的程度。具体而言,在供给冷却气体G1时,通过增大喷嘴与表面之间的距离,能够将冷却气体G1带来的压力减弱到不扰乱处理液的液面或不吹飞处理液的程度,以不暴露工件W的表面Wa。另一方面,在供给干燥气体G2时,通过减小喷嘴与表面之间的距离,能够将干燥气体G2带来的压力增强到使处理液流动或将处理液吹飞的程度,以形成工件W的表面Wa暴露的干燥区域D(详细后述)。

在对于冷却气体G1和干燥气体G2使用相同种类的气体的情况下,也可以共用该气体的供给源。具体而言,与一个气体的供给源连接的一个流路可以分支为两个流路。也可以是,在该两个流路分别设有能够利用控制装置100进行开闭状态的切换的阀,一个流路连接于将冷却气体G1引导到冷却气体喷嘴46的喷出口52的气体流路42a,另一流路连接于将干燥气体G2引导到干燥气体喷嘴45的喷出口45b的气体流路42b。

〔处理液喷嘴〕

处理液喷嘴47构成为朝向工件W的表面Wa喷出处理液L2。处理液喷嘴47例如自表面Wa的上方相对于表面Wa从不同于铅垂方向的方向喷出处理液L2。例如,从Y轴方向观察时,来自处理液喷嘴47的处理液L2的喷出方向相对于表面Wa倾斜,从X轴方向观察时,该喷出方向相对于表面Wa大致垂直。

在图5所示的例子中,处理液喷嘴47借助保持件48连接于保持臂44。保持件48连接于保持臂44的铅垂部44b的侧面,在最接近沿着表面Wa的方向的底面保持有处理液喷嘴47。在处理液喷嘴47连接有供自供给机构41C供给的处理液L2流通的处理液流路42c。处理液流路42c例如可以设于保持臂44的水平部44a的内部、保持臂44的外部以及保持件48的内部。对于在保持臂44的外部设有处理液流路42c的情况,还可以设有覆盖处理液流路42c的包覆材料等。在处理液喷嘴47设置沿着处理液L2的喷出方向延伸的处理液流路47a。处理液流路47a自设于保持件48的处理液流路42c的端部连续而成。而且,处理液喷嘴47包含将经由处理液流路47a供给的处理液L2朝向表面Wa喷出的喷出口47b(第3喷出口)。喷出口47b例如设于处理液喷嘴47的下端面,并在其下端面开口。喷出口47b的形状(轮廓)从处理液L2的喷出方向观察可以为圆形。

由于处理液喷嘴47和冷却气体喷嘴46借助保持臂44和保持件48而互相连接,因而当保持臂44移动时,处理液喷嘴47和冷却气体喷嘴46一起移动。在本实施方式中,干燥气体喷嘴45、冷却气体喷嘴46以及处理液喷嘴47借助保持臂44等互相连接,因此,伴随保持臂44的移动,这三个喷嘴一起移动。如图5所示,在X轴方向上,冷却气体喷嘴46、干燥气体喷嘴45以及处理液喷嘴47配置于互不相同的位置。例如,从Y轴方向观察时,依次配置有冷却气体喷嘴46、干燥气体喷嘴45以及处理液喷嘴47。

处理液喷嘴47和冷却气体喷嘴46构成为,从Y轴方向观察时,来自处理液喷嘴47的处理液L2在工件W的表面Wa处的到达位置与来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1在表面Wa处的到达位置(到达区域AR)之间的X轴方向上的距离小于处理液喷嘴47的喷出口47b与冷却气体喷嘴46的喷出口52之间的X轴方向上的距离。此外,在处理液喷嘴47与干燥气体喷嘴45之间,对于到达位置和喷出口,也成立同样的关系。

在一个例子中,从Y轴方向观察时,沿着来自处理液喷嘴47的处理液L2的喷出方向延伸的假想线IL3和沿着来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1的喷出方向延伸的假想线IL1在表面Wa的附近(例如,表面Wa)交叉。由此,在喷嘴单元43位于固定位置的情况下,从Y轴方向观察时,来自处理液喷嘴47的处理液L2的到达区域(到达位置)与来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1在表面Wa处的到达区域AR可以互相重叠。在本实施方式中,喷嘴单元43构成为,从Y轴方向观察时,除上述假想线IL1、IL3以外,沿着来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2的喷出方向延伸的假想线IL2也在表面Wa上的一点互相交叉。

干燥气体喷嘴45和处理液喷嘴47构成为,从Y轴方向观察时,来自处理液喷嘴47的处理液L2的喷出方向相对于表面Wa的倾斜小于来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2的喷出方向相对于表面Wa的倾斜。例如,从Y轴方向观察时,沿处理液L2的喷出方向延伸的假想线IL3与表面Wa所成的角度(90度以下的所成角度)小于沿干燥气体G2的喷出方向延伸的假想线IL2与表面Wa所成的角度(90度以下的所成角度)。此外,对于干燥气体G2的喷出方向相对于表面Wa的倾斜和来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1的喷出方向相对于表面Wa的倾斜之间,也成立同样的大小关系。

如图6所示,处理液喷嘴47和干燥气体喷嘴45可以配置于在Y轴方向上大致相同的位置。从X轴方向观察时,来自处理液喷嘴47的处理液L2在表面Wa处的到达区域(到达位置)与来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2在表面Wa处的到达区域(到达位置)可以彼此大致一致。也可以是,与图6所示的例子不同,处理液喷嘴47和干燥气体喷嘴45配置于在Y轴方向上互不相同的位置。从X轴方向观察时,来自处理液喷嘴47的处理液L2在表面Wa处的到达区域(到达位置)与来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2在表面Wa处的到达区域(到达位置)可以互不相同。

从X轴方向观察时,与干燥气体喷嘴45同样地,处理液喷嘴47也可以配置为与冷却气体喷嘴46重叠。例如,处理液喷嘴47的Y轴方向上的位置与冷却气体喷嘴46的Y轴方向上的中央(轴线Ax)的位置大致一致。该情况下,从X轴方向观察时,来自处理液喷嘴47的处理液L2在表面Wa处的到达区域(到达位置)与来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1在表面Wa处的到达区域AR的中央的位置大致一致。此外,处理液喷嘴47的Y轴方向上的位置也可以与冷却气体喷嘴46的Y轴方向上的中央(轴线Ax)的位置不同。该情况下,从X轴方向观察时,来自处理液喷嘴47的处理液L2在表面Wa处的到达区域(到达位置)相对于来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1在表面Wa处的到达区域AR的中央的位置偏移。

干燥气体喷嘴45的喷出口45b与表面Wa之间的Z轴方向上的距离(最短距离)可以大于处理液喷嘴47的喷出口47b与表面Wa之间的Z轴方向上的距离(最短距离)。喷出口45b与表面Wa之间的Z轴方向上的距离(最短距离)可以大于冷却气体喷嘴46的喷出口52与表面Wa之间的Z轴方向上的距离(最短距离)。以上的三个喷嘴的配置关系为一个例子,三个喷嘴也可以任意配置。

〔驱动部〕

驱动部49构成为,基于来自控制装置100的信号使保持臂44在高度方向和水平方向(沿着工件W的表面Wa的方向)上移动。驱动部49例如上述那样连接于保持臂44的水平部44a的基端部。驱动部49可以包含使保持臂44在冷却气体喷嘴46的喷出口52所延伸的方向(Y轴方向)上位移的直线运动致动器和使保持臂44在Z轴方向上位移的升降致动器。此外,驱动部49也可以不包含使保持臂44在X轴方向上位移的直线运动致动器。

伴随由驱动部49使保持臂44进行的位移,干燥气体喷嘴45、冷却气体喷嘴46以及处理液喷嘴47一起移动。在一个例子中,驱动部49使保持臂44水平(沿Y轴方向)位移,以使来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1的到达区域AR(预定到达的区域)所延伸的方向沿着保持于基板保持部20的工件W的半径方向。该情况下,来自干燥气体喷嘴45的冷却气体G1的到达位置(预定到达的位置)和来自处理液喷嘴47的处理液L2的到达位置(预定到达的位置)也在工件W的半径方向上位移。

<罩构件>

返回图4,罩构件70设于基板保持部20的周围。罩构件70包含杯主体71、排液口72以及排气口73。杯主体71构成为用于接收为了处理工件W而供给到工件W的处理液L1、L2的集液容器。排液口72设于杯主体71的底部,构成为将利用杯主体71收集到的排液向液处理单元U1的外部排出。

排气口73设于杯主体71的底部。在排气口73设有排气部V2,该排气部V2构成为通过基于来自控制装置100的信号进行动作,从而将杯主体71内的气体排出。因此,在工件W的周围流过的下降流(down flow)经过排气口73和排气部V2而向液处理单元U1的外部排出。排气部V2例如可以是能够根据开度调节排气量的阻尼器。通过利用排气部V2调节来自杯主体71的排气量,能够控制杯主体71内的温度、压力、湿度等。

鼓风机B在液处理单元U1配置于基板保持部20和罩构件70的上方。鼓风机B构成为基于来自控制装置100的信号而形成去向罩构件70的下降流。鼓风机B也可以被控制为在工件W的液处理期间始终形成下降流。

(控制装置)

控制装置100构成为对涂布显影装置2的要素局部或整体地进行控制。控制装置100至少控制包含喷嘴单元43和基板保持部20的液处理单元U1。如图10所示,控制装置100具有读取部M1、存储部M2、处理部M3以及指示部M4作为功能组件。这些功能组件只是为了方便而将控制装置100的功能划分成多个组件而成的,并不意味着构成控制装置100的硬件一定要分成这样的组件。各功能组件并不限于通过执行程序来实现,还可以是利用专用的电路(例如逻辑电路)、或集成了这些电路的集成电路(ASIC:Application SpecificIntegrated Circuit)来实现的。

读取部M1构成为用于自计算机可读取的存储介质RM读取程序。存储介质RM存储有用于使涂布显影装置2的各部分进行动作的程序。存储介质RM例如可以是半导体内存、光盘、磁盘、或磁光盘。

存储部M2构成为用于存储各种数据。存储部M2例如可以存储由读取部M1自存储介质RM读取到的程序、由操作者借助外部输入装置(未图示)输入的设定数据等。该程序也可以构成为使涂布显影装置2的各部分进行动作。

处理部M3构成为用于处理各种数据。处理部M3例如可以基于存储于存储部M2的各种数据来生成用于使液处理单元U1、热处理单元U2等进行动作的信号。

指示部M4构成为将处理部M3生成的动作信号向各种装置发送。

控制装置100的硬件例如可以由一个或多个控制用的计算机构成。如图11所示,控制装置100包含电路C1作为硬件上的结构。电路C1可以由电路元件(circuitry)构成。电路C1可以包含:处理器C2、内存C3、存储器C4、驱动器C5以及输入输出端口C6。

处理器C2通过与内存C3和存储器C4中的至少一者协作来执行程序,并执行经由输入输出端口C6的信号的输入输出,从而构成上述的各功能组件。内存C3和存储器C4作为存储部M2发挥功能。驱动器C5为分别驱动涂布显影装置2的各种装置的电路。输入输出端口C6在驱动器C5与涂布显影装置2的各种装置(例如,液处理单元U1、热处理单元U2等)之间进行信号的输入输出。

涂布显影装置2既可以包括一个控制装置100,也可以包括由多个控制装置100构成的控制器组(控制单元)。在涂布显影装置2包括控制器组的情况下,上述的各功能组件既可以利用一个控制装置100来实现,也可以利用两个以上的控制装置100的组合来实现。在控制装置100由多个计算机(电路C1)构成的情况下,上述的各功能组件既可以利用一个计算机(电路C1)来实现,也可以利用两个以上的计算机(电路C1)的组合来实现。控制装置100也可以具有多个处理器C2。该情况下,上述的各功能组件既可以利用一个处理器C2来实现,也可以利用两个以上的处理器C2的组合来实现。

[基板处理方法]

接着,参照图12~图15b,说明工件W的液处理方法作为基板处理方法的一个例子。图12是表示液处理方法的一个例子的流程图。

首先,控制装置100通过控制涂布显影装置2的各部分而在处理组件PM1~PM3处理工件W,从而使涂布显影装置2在工件W的表面Wa形成抗蚀膜R(步骤S11)。接着,控制装置100控制涂布显影装置2的各部分,而利用输送臂A7等将工件W自处理组件PM3向曝光装置3输送。接着,与控制装置100不同的另一控制装置控制曝光装置3,而利用曝光装置3使形成于工件W的表面Wa的抗蚀膜R以规定的图案曝光(步骤S12)。

接着,控制装置100控制涂布显影装置2的各部分,而利用输送臂A5等将工件W自曝光装置3向处理组件PM4的液处理单元U1输送。由此,工件W以表面Wa朝向上方的状态保持于基板保持部20。接着,控制装置100控制供给部30,而使供给部30向工件W的表面Wa、即抗蚀膜R的上表面供给处理液L1(显影液)(步骤S13)。

在步骤S13中,可以是,控制装置100控制供给部30,而一边使喷嘴33在未旋转的工件W的上方水平移动一边使供给部30自喷嘴33朝向工件W的表面Wa供给处理液L1。该情况下,如图13a所例示那样,处理液L1自工件W的一端依次向另一端供给。或者,也可以是,控制装置100控制基板保持部20和供给部30,而使工件W利用基板保持部20旋转,并且一边使喷嘴33在工件W的上方水平移动一边使供给部30自喷嘴33朝向工件W的表面Wa供给处理液L1。该情况下,处理液L1以螺旋状自工件W的中心向周缘、或者自工件W的周缘向中心供给。利用步骤S13,形成处理液L1以覆盖工件W的表面Wa的抗蚀膜R的上表面整体的方式滞留的状态。

接着,控制装置100利用供给部40自冷却气体喷嘴46的喷出口52向工件W的表面Wa即处理液L1的上表面供给冷却气体G1(步骤S14)。也可以是,控制装置100在步骤S14中利用基板保持部20使工件W旋转,并且利用冷却气体喷嘴46自喷出口47b朝向表面Wa喷出冷却气体G1。此时,优选工件W的表面Wa上的处理液L1不被冷却气体G1吹散。即,优选被供给了处理液L1的状态下的工件W的表面Wa不会由于冷却气体G1的喷射而暴露。通过在处理液L1滞留于工件W的表面Wa上的状态下供给冷却气体G1,能够一边利用冷却气体G1的供给来调整工件W的表面温度,一边继续处理液L1的处理。更具体而言,通过调整工件W的表面Wa中的、被供给冷却气体G1的局部的区域的温度,从而调整工件W的表面Wa的温度分布。

如图13b所示,冷却气体G1被向工件W的表面Wa中的至少包含中央部的区域喷射。例如,如图14所示,控制装置100利用喷嘴单元43的驱动部49以如下方式配置冷却气体喷嘴46:来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1的到达区域AR沿着工件W的半径方向,并且到达区域AR的长度方向(喷出口52所延伸的方向)上的一端与工件W的中心CP大致一致。以下,将冷却气体喷嘴46的如上述这样配置的位置称作“喷出位置”。控制装置100在冷却气体喷嘴46配置于上述喷出位置的状态下利用基板保持部20使工件W旋转。然后,控制装置100利用基板保持部20使工件W旋转,并且控制供给部40从而自冷却气体喷嘴46的喷出口52喷出冷却气体G1。

由于来自处于上述喷出位置的冷却气体喷嘴46的喷出口52的冷却气体G1向旋转着的工件W喷出,因而冷却气体G1在表面Wa处的到达区域AR所延伸的方向与工件W的旋转方向(图示的方向R1或方向R2)正交。此时,在俯视下(在从Z轴方向观察下),自喷出口52去向到达区域AR的方向可以相对于工件W的旋转方向为同向(工件W也可以向方向R1旋转)。也可以是,在俯视时,自喷出口52去向到达区域AR的方向相对于工件W的旋转方向为反向(工件W也可以向方向R2旋转)。

通过如上所述那样自冷却气体喷嘴46喷出冷却气体G1,从而在具有与到达区域AR的长度方向上的宽度相同程度的半径的范围内(图示的中央部CR)向表面Wa上供给冷却气体G1。此外,在冷却气体喷嘴46配置于喷出位置的状态下,来自喷出口52的冷却气体G1的到达区域AR所延伸的方向相对于工件W的旋转方向不是正交而是交叉即可。即,到达区域AR所延伸的方向相对于工件W的半径方向不正交即可。

冷却气体G1的相对于处理液L1的喷射也可以在抗蚀膜R的显影期间中持续进行。冷却气体G1的相对于处理液L1的喷射例如可以从向工件W的表面Wa供给处理液L1起到显影结束为止持续进行、或者到后续的处理开始为止持续进行。在步骤S14中,控制装置100可以控制排气部V2,而在停止了来自杯主体71内的排气的状态下、或者在自杯主体71内继续排气的状态下,进行冷却气体G1的相对于工件W的表面Wa的供给。

接着,控制装置100控制基板保持部20和供给部40,而利用供给部40自处理液喷嘴47向旋转中的工件W的表面Wa即处理液L1的上表面供给处理液L2(冲洗液)(步骤S15)。由此,如图15a所示,抗蚀膜R中的因与处理液L1反应而溶解的抗蚀剂的溶解物与处理液L1一起被利用处理液L2自工件W的表面Wa冲走(排出)。由此,在工件W的表面Wa形成抗蚀图案RP。

在步骤S15的处理液L2的喷出开始之前,控制装置100利用驱动部49使处理液喷嘴47(保持臂44)位移,以使来自处理液喷嘴47的处理液L2在表面Wa处的到达区域位于工件W的中心CP。在本实施方式中,驱动部49不使处理液喷嘴47在与工件W的半径方向交叉的方向上位移,而是使处理液喷嘴47在工件W的半径方向上位移。在步骤S15中,控制装置100可以控制排气部V2,从而在自杯主体71内继续排气的状态下,使供给部40执行处理液L2的相对于工件W的表面Wa的供给。步骤S15中的自杯主体71内排气的排气量可以设定为大于步骤S14中的自杯主体71内排气的排气量。

接着,控制装置100利用供给部40自干燥气体喷嘴45向旋转中的工件W的表面Wa、即残留在表面Wa的处理液L2的上表面供给干燥气体G2(步骤S16)。可以在步骤S16中的干燥气体G2的喷出开始时刻,控制装置100利用驱动部49使保持臂44水平(沿Y轴方向)移动,以使干燥气体G2的到达位置与工件W的中心CP大致一致。对于在Y轴方向上来自处理液喷嘴47的处理液L2在表面Wa处的到达位置与来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2在表面Wa处的到达位置彼此大致一致的情况,也可以省略保持臂44的上述移动。在上述的干燥气体喷嘴45与处理液喷嘴47之间的配置关系的一个例子中,至少在X轴方向上,干燥气体G2的上述到达位置与处理液L2的上述到达位置彼此大致一致(参照图5)。因此,每次从处理液L2的供给向干燥气体G2的供给切换时,至少不需要在X轴方向上变更保持臂44的位置。

在步骤S16中,可以是控制装置100利用驱动部49使保持臂44水平移动,以使干燥气体喷嘴45在工件W的上方自工件W的中心向周缘移动。由此,存在于工件W的大致中央的处理液L2被向周围吹散并蒸发,如图15b所示,在工件W的中央部形成干燥区域D。在此,干燥区域D是指由于处理液L2蒸发而使工件W的表面Wa暴露的状态的区域,但也包含在表面Wa上附着有极细微的(例如μ数量级的)液滴的情况。该干燥区域D在由工件W的旋转产生的离心力的作用下自工件W的中央部朝向周缘侧扩散。在形成了干燥区域D之后,可以停止来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2的供给。

在步骤S16中,也可以是控制装置100控制排气部V2,而在自杯主体71内继续排气的状态下,进行干燥气体G2的相对于工件W的表面Wa的供给。步骤S16中的自杯主体71内排气的排气量可以设定为大于步骤S14中的自杯主体71内排气的排气量。

在来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2的供给停止后,残留于工件W的表面Wa上的处理液L2在由工件W的旋转产生的离心力的作用下自工件W的中央部朝向周缘侧扩散。其后,当工件W的表面Wa上的处理液L2被自工件W的周缘部甩净时,工件W的干燥完成。由此,工件W的液处理结束。

[实施方式的效果]

对于以上说明的喷嘴单元43,自冷却气体喷嘴46的沿第1方向(Y轴方向)延伸的喷出口52呈放射状喷出冷却气体G1。因此,相对于工件W的表面Wa中的长于喷出口52的第1方向上的宽度的到达区域AR,供给来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1。由此,能够使上述到达区域AR与工件W的中央部对准地喷出冷却气体G1,其结果,通过在执行显影处理时供给冷却气体G1,从而被喷出了冷却气体G1的区域即工件W的中央部比周缘部被冷却。因而,能够使工件W面内的温度分布的均匀性提高。

在显影处理中,详细而言在向工件W的表面Wa供给了显影液后到供给冲洗液为止的期间内,在不使用冷却气体G1的情况下,受到壳体内的排气等的影响,自工件W的周缘部的散热容易被促进。因此,有时在工件W的面内产生温度差,其结果,导致面内的显影速度不同,工件W面内的抗蚀图案的线宽可能产生偏差。相对于此,对于上述实施方式所涉及的喷嘴单元43,认为,置换被供给了冷却气体G1的部分的显影液上表面附近的气氛,而相比于其他的部分,该部分处的显影液的汽化增进,从而利用该汽化热增进冷却。另外,由于以具有一定程度的压力的方式自冷却气体喷嘴46供给冷却气体G1,因而该冷却气体G1在自冷却气体喷嘴46喷出后膨胀。其结果,认为,冷却气体G1自身的温度下降(绝热膨胀冷却),工件W的表面Wa中的被喷出了冷却气体G1的区域被冷却。如此,通过供给冷却气体G1,能够局部地冷却工件W的表面Wa,利用这一点,能够使工件W面内的温度分布的均匀性提高。因此,能够降低工件W面内的抗蚀图案的线宽的偏差。

在以上的实施方式的一个例子中,以喷出口52的第1方向上的两端部均在从第1方向观察时可见的方式构成了冷却气体喷嘴46。该情况下,能够抑制第1方向上的喷出口52的长度的增大,并且能够向工件W上的更广泛的范围喷出冷却气体G1。因而,能够使喷嘴单元43简化。

在以上的实施方式的一个例子中,喷出口52的包含开口缘的面(开口面)的第1方向上的中央部分朝向表面Wa突出。该情况下,从喷出口52的中央附近(轴线Ax)到喷出口52的Y轴方向上的两端部之间,气体流路51中到开口面为止的流路的长度之差减小。由此,能够在开口面内使喷出的冷却气体G1的流速的均匀性提高,其结果,在冷却气体G1在表面Wa处的到达区域AR内,能够对利用冷却气体G1进行冷却的程度谋求均匀化。因而,能够使工件W面内的温度分布的均匀性进一步提高。例如,在图7a~图7c所示的例子中,在正面观察时的角部,流路长于其他的部分的流路,而存在该角部处的流速减弱的情况。在图8a~图8c所示的例子中,喷出口52的包含开口缘的面(开口面)弯曲,从正面观察时不存在角部,因此,不存在流速与其他部分相比减弱的担忧,而能够使流速的均匀性进一步提高。

以上的实施方式所涉及的喷嘴单元43还包括:干燥气体喷嘴45,其具有朝向表面Wa喷出干燥气体G2的喷出口45b;以及驱动部49,其沿着表面Wa使冷却气体喷嘴46和干燥气体喷嘴45一起移动。该情况下,由于利用一个驱动部49能够使两个喷嘴移动,因此,相比于利用单独的驱动部使这两个喷嘴移动的情况,能够使包含驱动部49在内的喷嘴单元43简化。

在以上的实施方式中,自冷却气体喷嘴46的喷出口52喷出的冷却气体G1的流速小于自干燥气体喷嘴45的喷出口45b喷出的干燥气体G2的流速。该情况下,能够针对需要不将表面Wa上的液体吹散的程度的气体的处理和需要将表面Wa上的液体吹散的程度的气体的处理来使用冷却气体喷嘴46和干燥气体喷嘴45。

以上的实施方式所涉及的喷嘴单元43还包括具有喷出口47b的处理液喷嘴47,该喷出口47b朝向表面Wa喷出处理液L2。驱动部49使冷却气体喷嘴46、干燥气体喷嘴45以及处理液喷嘴47一起移动。该情况下,由于利用一个驱动部49能够使三个喷嘴移动,因此相比于包括使这三个喷嘴单独移动的驱动部的情况,能够使喷嘴单元43简化。

在以上的实施方式中,在与第1方向正交且沿着表面Wa的第2方向(X轴方向)上,冷却气体喷嘴46和处理液喷嘴47配置于互不相同的位置。冷却气体喷嘴46和处理液喷嘴47构成为,来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1在表面Wa处的到达位置(到达区域AR)与来自处理液喷嘴47的处理液L2在表面Wa处的到达位置之间的第2方向上的距离小于冷却气体喷嘴46的喷出口52与处理液喷嘴47的喷出口47b之间的第2方向上的距离。该情况下,能够缩短使用来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1的处理(步骤S14)与使用来自处理液喷嘴47的处理液L2的处理(步骤S15)之间的切换时间。

在以上的实施方式中,在第2方向上,干燥气体喷嘴45和处理液喷嘴47配置于互不相同的位置。干燥气体喷嘴45和处理液喷嘴47可以构成为,从第1方向观察时,来自处理液喷嘴47的处理液L2的喷出方向相对于表面Wa的倾斜小于来自干燥气体喷嘴45的干燥气体G2的喷出方向相对于表面Wa的倾斜。该情况下,相比于自处理液喷嘴47相对于表面Wa大致垂直地喷出处理液L2的情况,能够抑制自处理液喷嘴47喷出的处理液L2对表面Wa的影响。

在以上的实施方式中,在第2方向上,依次配置有冷却气体喷嘴46、干燥气体喷嘴45以及处理液喷嘴47。该情况下,能够以向干燥气体喷嘴45和冷却气体喷嘴46供给的气体的供给路径缩短的方式构成喷嘴单元43。

以上的实施方式所涉及的涂布显影装置2包括:喷嘴单元43;基板保持部20,其保持表面Wa朝向上方的状态下的工件W并使其旋转;以及控制装置100,其控制喷嘴单元43和基板保持部20。控制装置100在利用基板保持部20使工件W旋转的状态下,在表面Wa以冷却气体G1的到达区域AR所延伸的方向与工件W的旋转方向(方向R1、R2)交叉的方式使冷却气体喷嘴46喷出冷却气体G1,从而利用冷却气体喷嘴46向表面Wa中的包含中央部CR的区域供给气体。该情况下,能够使自冷却气体喷嘴46喷出的冷却气体G1在表面Wa的中央部CR且沿着周向扩散,而能够相比于工件W的周缘部使中央部CR的温度降低。因而,能够在工件W面内使中央部与周缘部之间的温度差减小。

在以上的实施方式所涉及的液处理方法中,通过供给气体(冷却气体G1),从而在被供给了气体的区域冷却工件W。在此,通过以相比于工件W的周向而向半径方向扩散的方式供给气体,从而相比于周缘部而对中央部进行冷却。因而,能够使工件W的面内的温度分布的均匀性提高。

在以上的实施方式中,可以在朝向滞留于工件W上的处理液L1供给气体的期间调整气体的流量和流速,以使工件W的表面不因由气体的供给导致的处理液L1的移动而暴露。该情况下,能够进行与化学溶液的温度灵敏度(冷却灵敏度)相匹配的适当的工件W上的局部区域的冷却,以防止产生气体因其冲击而使处理液L1的膜搅乱或破坏那样的对液处理的不良影响。

使用图16a、图16b和图17进一步说明本实施方式的效果。图16a是表示未进行冷却气体的供给的情况、即省略了上述的步骤S14(参照图12)的情况下的工件W的表面Wa上的温度分布(面内温度分布)的图。图16a所示的表面Wa的各温度是在结束了步骤S13的显影液的供给后且在经过抗蚀膜R的显影进行的规定时间后测量而得到的结果。另一方面,图16b是表示进行了步骤S14的冷却气体的供给的情况下的工件W的表面Wa的面内温度分布的图。图16b所示的工件W的各温度是进行步骤S14并且在步骤S13结束后经过了与上述相同的规定时间之后对表面Wa的温度进行测量而得到的结果。

在图16a和图16b中,由颜色的深浅表示温度的大小,颜色越深的区域表示测量到的温度越高。根据图16a所示的结果可知,在未供给冷却气体的情况下,相比于工件W的周缘部,中央部的温度较高。另一方面,根据图16b所示的结果可知,通过向工件W的中央部供给冷却气体,中央部的温度降低到与周缘部相同程度,中央部与周缘部之间的温度差比图16a所示的结果小。

图17中示出面内线宽分布的偏差(标准偏差)的比较结果。在图17中,示出将未供给冷却气体的情况下的上述标准偏差设为100时的比较结果,在供给了冷却气体的情况下,标准偏差下降到71。即,可知,通过供给冷却气体,面内线宽分布的均匀性提高了30%左右。

[变形例]

应该认为,本说明书中的公开在所有方面为例示,而并非限制性的。在不偏离权利要求书及其主旨的范围内,也可以对上述的例子进行各种各样的省略、置换、变更等。

(关于冷却气体的供给方法)

在上述的一系列的步骤的说明中,说明了能够针对来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1的供给采用各种方式的情况。但是,通过使冷却气体G1的相对于处理液L1喷射的喷射的时刻和方式最优化,能够使工件W的表面Wa的面内温度分布的均匀性提高。其结果,例如,能够使处理后(显影后)的工件W的抗蚀膜R的线宽(CD)的均匀性提高。对这一点进行说明。

首先,说明进行与冷却气体G1的供给时刻相关的研究而得到的结果。如也在图12中进行了说明的那样,在使供给部30向工件W的表面Wa(抗蚀膜R的上表面)供给了处理液L1(显影液)(步骤S13)之后,进行冷却气体G1的供给。另外,在自处理液喷嘴47向工件W的表面Wa(处理液L1)的上表面供给处理液L2(冲洗液)(步骤S15)之前,进行冷却气体G1的供给。

控制装置100在从处理液L1相对于工件W的表面Wa的供给(步骤S13)结束后起到开始处理液L2(冲洗液)的供给(步骤S15)为止的过程中,确保处理液L1在工件W的表面Wa滞留的时间。相对于该工件W的表面Wa的处理液L1的供给(步骤S13)与处理液L2(冲洗液)的供给(步骤S15)之间是维持处理液L1滞留于工件W的表面Wa的状态的时间段,因此,将该时间段设为“维持时期”。在上述的维持时期包含用于进行冷却气体G1的供给(步骤S14)的时间。冷却气体G1的供给不需要在相对于工件W的表面Wa的处理液L1的供给(步骤S13)与处理液L2(冲洗液)的供给(步骤S15)之间的整个维持时期进行,而可以仅在该维持时期的一部分时期进行。

作为在维持时期中的一部分时期进行冷却气体G1的供给的一个例子,可以构成为在维持时期中的前半部分的时间不进行冷却气体G1的供给,而在维持时期中的后半部分的时间进行冷却气体G1的供给。即,维持时期中的前半部分的时间可以设为不进行冷却气体G1的供给的时间(非供给时期)。此处的非供给时期是指例如为比源于包含冷却气体喷嘴46在内的液处理单元U1的各部分的移动、设于气体或处理液的流路的阀的开闭等与通常的液处理相关的动作而使冷却气体G1的供给可停止的时间长的时间。

通过如此构成为仅在后半部分的时间内进行冷却气体G1的供给,能够减小在维持时期经过的中途的阶段时的工件W的表面Wa的温度差,而能够使工件W面内的抗蚀图案的线宽的均匀性提高。对于这一点,参照图18a、图18b和图19进行说明。

图18a和图18b是对通过向工件W的表面Wa供给冷却气体G1而使工件W的表面Wa产生的温度变化进行测量而得到的结果。图18a示出在维持时期T的整个时期内供给了冷却气体G1的情况下的结果。另外,图18b示出在维持时期的前半部分的时期T1不供给冷却气体G1,而在后半部分的时期T2供给了冷却气体G1的情况下的结果。另外,图18a、图18b分别示出相对于温度测量点的工件W的中心的距离为0mm、9mm、37mm、74mm、110mm、147mm的测量点处的温度变化的结果。被用于该评价的工件W为半径为147mm的圆板状。此外,在图18a和图18b中,供给冷却气体G1的冷却气体喷嘴46的配置设为相同的条件。具体而言,将冷却气体喷嘴46配置为,来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1的到达区域AR沿着工件W的半径方向,并且到达区域AR的长度方向上的中心位于自工件W的中心向外侧移动了50mm的位置。到达区域AR的长度方向上的中心是指喷出口52所延伸的方向上的中心。

如图18a所示,对于在维持时期T的整个时期内供给了冷却气体G1的情况,与自供给冷却气体G1时起的经过时间(自维持时期T的开始时刻起的经过时间)对应地,测量地点间的温度差变大。另一方面,根据图18b所示的结果,在维持时期的前半部分的时期T1和后半部分的时期T2中的任意时期内,测量地点间的温度差均小于图18a所示的结果。在供给了处理液L1后的工件W的表面Wa,在各时刻的各地点处的温度差有时对利用处理液L1进行的处理(例如,在处理液L1为显影液的情况下,利用显影液进行的显影)的进行产生影响。因此认为,维持时期T中的各时刻的测量地点间的温度差与工件W的表面Wa处的利用处理液L1进行的处理的结果的偏差相关。因此,如图18b所示,通过构成为在维持时期的一部分时期供给冷却气体G1,能够抑制工件W的表面Wa处的处理的进度的偏差。另外,其结果,能够抑制处理的结果的偏差。

此外,在图19中,示出对在维持时期中的前半部分的时期T1进行冷却气体G1的供给,而在维持时期中的后半部分的时期T2不进行冷却气体G1的供给的情况下的工件W的表面Wa的温度变化进行模拟而得到的结果。也就是说,相比于图18b所示的条件,将供给冷却气体G1的时期和不供给冷却气体G1的时期进行了交换。另外,在图19中,示出工件W的周缘部(Edge)和中心(Center)的模拟结果。如图19所示,在维持时期中的前半部分的时期T1内进行了冷却气体G1的供给的情况下,到维持时期结束为止(到后半部分的时期T2结束为止),维持与从冷却气体G1的供给时起的经过时间对应地测量地点间的温度差变大的状态。该倾向类似于与从维持时期T的开始时刻起的经过时间对应地测量地点间的温度差变大的图18a所示的结果。此外,在后半部分的时期T2,温度差变小,但如图19所示,直到后半部分的时期T2的完结为止,仍维持有一定程度的温度差。根据这一点,设为图18b所示的条件的情况能够抑制工件W的表面Wa处的处理的进度的偏差。

即,认为,在维持时期的后半部分的时期T2供给冷却气体G1,而前半部分的时期T1设为不供给冷却气体G1的时期(非供给时期),能够提高抑制由冷却气体G1的供给导致的工件W的表面Wa处的处理的结果的偏差的效果。

图20示出在将处理液L1设为显影液的情况下对供给冷却气体G1的时期在整个维持时期内的比例与工件W面内的抗蚀图案的线宽的偏差之间的对应关系进行评价而得到的结果。在图20中,横轴的比例0%表示未供给冷却气体G1的结果,比例100%表示在整个维持时期内供给了冷却气体G1的结果。另外,0%与100%之间的横轴的各数字表示在与图18b所示的结果同样地设为在后半部分的时期T2供给冷却气体G1的情况下,使供给冷却气体G1的后半部分的时期T2相对于整个维持时期以何种程度进行了变化。例如,比例72%表示以在整个维持时期中,前半部分的时期T1(非供给时期)的比例为28%,后半部分的时期T2的冷却气体G1的供给时期的比例为72%的方式控制了冷却气体G1的供给时间的情况。另外,纵轴的3sigma表示与各条件下的抗蚀图案的线宽的测量结果的偏差相关的3sigma。

另外,图21a~图21c是表示图20所示的各条件中的比例为45%、比例为63%、比例为81%的条件下的工件W的表面Wa的线宽(CD)的分布(面内线宽(CD)分布)的图(轮廓图)。图21a表示比例为45%时的结果,图21b表示比例为63%时的结果,图21c表示比例为81%时的结果。均为经过了供给冷却气体G1的维持时期后进行测量而得到的结果。此外,在图21a~图21c中也与图16a、图16b同样地由颜色的深浅来表示线宽(CD)的大小,颜色越深的区域表示测量到的线宽(CD)越大。

在图20所示的结果中,对于比例36%~比例81%的结果,3sigma均为相同程度,推定为线宽的偏差为相同程度。另一方面,根据图21a~图21c所示的结果,即使3sigma为相同程度,根据图21a(比例45%)和图21c(比例81%)所示的结果可知,相比于工件W的周缘部,中央部的线宽较小(较细)。另一方面,确认到的是,在图21b(比例63%)所示的结果中,在工件W的中央与周缘部之间,线宽的偏差变小。如此,即使3sigma为相同程度,也存在面内产生线宽的偏差的情况和不产生线宽的偏差的情况。根据上述的图20所示的抗蚀图案的线宽的3sigma的结果和表示工件W的表面Wa的面内的线宽(CD)的偏差的图21a~图21c所示的结果的组合,能够指定供给冷却气体G1时的最佳时间。

根据图20、21,例如,在将维持时期中的后半部分的时期T2内的冷却气体G1的供给时间的比例设为比例63%的情况下,与比例45%、比例81%的情况相比较,能够使抗蚀图案的线宽的偏差减小相同程度(图20)。另一方面,在将后半部分的时期T2内的冷却气体G1的供给时间的比例设为63%的情况下,与比例45%、比例81%的情况相比较,能够减小面内的线宽的偏差。此外,认为,该条件也根据抗蚀液、显影液的种类、抗蚀图案的大小、冷却气体G1的供给量(速度)等而较大程度地变化。因而,通过与制造条件的变更对应地进行供给冷却气体G1的时刻的调整等,能够指定可进一步抑制与制造条件对应的抗蚀图案的线宽的偏差的冷却气体G1的供给条件。

图22a、图22b表示在变更了冷却气体G1的供给位置的情况下对抗蚀图案的线宽的偏差以何种程度变化进行评价而得到的结果。图22a和图22b均示出针对工件W的表面Wa的除冷却气体喷嘴46以外以相同的条件进行处理的情况下的结果。在上述任一情况下,均以来自冷却气体喷嘴46的冷却气体G1的到达区域AR沿着工件W的半径方向的方式配置冷却气体喷嘴46。而且,以到达区域AR的长度方向(喷出口52所延伸的方向)上的中心位于自工件W的中心向外侧分别移动了30mm、50mm、70mm、90mm、100mm、110mm的位置的方式配置冷却气体喷嘴46。此外,冷却气体喷嘴46的到达区域AR的长度方向上的长度为80mm左右,工件W的半径为147mm。因而,在“距中心30mm”的情况下,成为到达区域AR与工件W的中心重叠的状态。图22a、图22b的横轴表示上述的“距中心的距离”。另外,纵轴的3sigma表示与各条件下的抗蚀图案的线宽的测量结果的偏差相关的3sigma。此外,图22a和图22b表示在不相同的时刻进行评价而得到的结果。因此,在图22a和图22b这两者包含“90mm”的结果,但纵轴的3sigma的结果发生了变化。

根据图22a所示的结果,随着距中心的距离变大,3sigma变小,因而通过使冷却气体喷嘴46自中心向外侧移动,从而使工件W的抗蚀图案的线宽的偏差变小。另一方面,根据图22b所示的结果,在冷却气体喷嘴46距中心的距离为100mm的情况下,工件W的抗蚀图案的线宽的偏差变小。由此,通过以使冷却气体喷嘴46距中心的距离为100mm的方式配置冷却气体喷嘴46,能够抑制抗蚀图案的线宽的偏差。此外,对于该条件,也认为会根据抗蚀液、显影液的种类、抗蚀图案的大小、冷却气体G1的供给量(速度)等而较大程度地变化。因而,通过与制造条件的变更对应地进行供给冷却气体G1的冷却气体喷嘴46的位置的调整,能够指定可抑制与制造条件对应的抗蚀图案的线宽的偏差的冷却气体G1的供给条件。

如以上的变形例所示,在从处理液L1滞留于工件W上的状态形成于整个(大致整个)工件W上之后,到开始自基板上排除处理液为止的维持时期T内,也可以包含不供给气体的非供给时期。该情况下,通过在维持时期T中设置不供给气体的非供给时期,能够调整利用气体进行的工件W的冷却状况。因而,能够提高面内的温度分布的均匀性。

另外,非供给时期也可以设于维持时期中的前半部分。通过在维持时期T中的前半部分设置非供给时期,能够在整个维持时期内提高工件W的面内的温度分布的均匀性。此外,也可以将供给气体的时期设于非供给时期之前。如此,不特别限定将维持时期中的哪些时期设为非供给时期,而能够适当变更。

另外,还可以一边使工件W旋转一边进行气体的供给,而在工件W上以到达不包含基板的中心的区域的方式供给气体。如上述所说明的那样,在一边使工件W旋转一边供给气体的情况下,若以使气体到达工件W的中心的方式配置冷却气体喷嘴46,则在工件W的中心与周缘部侧之间,气体的供给量可能产生差值。因此,通过调整供给位置来使气体不到达中心,能够更均匀地进行利用气体的冷却。

(关于其他的变形例)

接着,说明冷却气体G1的供给条件以外的变形例。对于上述的例子的喷嘴单元43,干燥气体喷嘴45、冷却气体喷嘴46以及处理液喷嘴47互相连结,利用一个驱动部49一起移动,但喷嘴单元43也可以具有使任意两个喷嘴移动的驱动部和使剩余的一个喷嘴移动的驱动部。该情况下,可以是,利用一个驱动部移动的两个喷嘴互相连结,利用另一驱动部移动的一个喷嘴与上述两个喷嘴不连接。或者,喷嘴单元43还可以具有使这三个喷嘴单独移动的三个驱动部,也可以使这三个喷嘴互相不连接。此外,喷嘴单元43还可以具有干燥气体喷嘴45和处理液喷嘴47中的至少一者。

对于上述的例子的喷嘴单元43,从Y轴方向(喷出口52所延伸的方向)观察时,来自干燥气体喷嘴45、冷却气体喷嘴46以及处理液喷嘴47的气体或处理液在表面Wa处的到达位置彼此大致一致,但到达位置的相互关系并不限于此。也可以是来自这三个喷嘴中的任意两个喷嘴的气体等的到达位置彼此大致一致,来自另一喷嘴的气体等的到达位置与来自上述两个喷嘴的气体等的到达位置不同。还可以是来自三个喷嘴的气体等的到达位置互不相同。来自三个喷嘴的喷出口的气体等的喷出方向也可以与它们的到达位置相应地成为与上述的例子不同的方向。

干燥气体喷嘴45、冷却气体喷嘴46以及处理液喷嘴47在X轴方向上的配置(顺序)并不限于上述的例子,这三个喷嘴也可以按照任意顺序配置。这三个喷嘴的喷出口的高度关系并不限于上述的例子,可以是任意喷嘴的喷出口高于其他两个喷嘴的喷出口,也可以是任意两个喷嘴的高度位置彼此大致一致,还可以是三个喷嘴的喷出口的高度位置彼此大致一致。

进行显影处理以外的液处理的液处理单元U1也可以具有与上述同样的喷嘴单元43。涂布显影装置2(基板处理系统1)并不限于上述的例子,只要具备至少包含沿着一个方向延伸的喷出口且具有将气体呈放射状喷出的气体喷嘴的喷嘴单元,就可以任意地构成。

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