CN102654735A - 基板洗净方法和基板洗净装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是对水的静接触角是85度以上的基板表面进行洗净的方法。包含如下工序：以基板的中心部和旋转中心部一致的方式使基板保持部水平保持基板；使所述基板保持部围绕垂直轴旋转的同时，从洗净喷嘴向基板的中心部喷出洗净液，通过离心力扩展到基板的表面整体；接着在使基板保持部旋转的状态下将基板上的洗净液的喷出位置变更到从基板的中心部偏移的偏心位置上，并在将洗净液的喷出位置的气体喷出位置侧界面和气体喷嘴的气体喷出位置的洗净液喷出位置侧界面的距离设定为9mm～15mm的状态下，从所述气体喷嘴向所述基板的中心部喷出气体形成洗净液的干燥区域；在使基板保持部旋转的状态下，以比所述干燥区域向外扩展的速度慢的速度使洗净液的喷出位置向基板的周缘移动。

Description

基板洗净方法和基板洗净装置
本申请是下述申请的分案申请：
发明名称：基板洗净方法和基板洗净装置
申请日：2009年3月16日
申请号：200910128635.9
技术领域
本发明涉及对表面是疏水性的基板、例如对涂覆了用于液浸曝光的抗蚀剂的基板或在液浸曝光(immersion exposure)后还被显影处理了的基板等的表面进行洗净的基板洗净方法和基板洗净装置。
背景技术
历来，在作为半导体制造工序的一个的光刻工序中，在作为基板的半导体晶片(以下称为晶片)的表面上涂覆抗蚀剂，在曝光后，进行显影生成抗蚀剂图案，这样的处理一般使用在进行抗蚀剂的涂覆/显影的涂覆/显影装置上连接了曝光装置的系统来进行。
在这样一系列的处理中，在显影处理中在晶片上涂满显影液，之后例如以规定时间使晶片为静止状态，使抗蚀剂的溶解性部位溶解并形成图案。然后，为了将抗蚀剂的溶解物和显影液一起从晶片表面除去而进行洗净处理，作为该方法历来是以下述方式进行，对晶片的中心部供给洗净液，通过其离心力使液膜扩展，使所述溶解物和显影液随着该液流一起从晶片上除去。
可是该旋转洗净(spin cleaning)不能够充分地清除溶解生成物，在图案的线宽度宽时还没有太大的问题，但当线宽度变窄时，残留的溶解生成物作为显影缺陷而显现的可能性变大。为此，现状是采用例如以60秒的长时间进行旋转洗净。此外，即使像这样进行长时间洗净，还是有溶解生成物的残留，有时难以说是进行了充分的洗净。
因此，本申请人提案了下述方法，即一边使晶片旋转，一边从洗净液喷嘴向晶片的中心部喷出洗净液，接着使洗净液喷嘴向晶片的外方侧稍微移动，从气体喷嘴向晶片的中心部喷出N2气体而形成干燥区域的核心，接着以不被该干燥区域赶上的方式使洗净液喷嘴一边喷出洗净液一边向晶片的外方侧移动(日本专利申请公开2006-80315号公报(特别是图7、段落0040、0043)(专利文献1))。利用该方法能够得到高的洗净效果，有能够以短时间进行洗净的优点。
另一方面，元件图案有日趋微细化、薄膜化的倾向，随之而来的是提高曝光的分辨率的请求也在变强。因此，为了进一步改良利用现有的光源、例如氟化氩(ArF)或氟化氪(KrF)的曝光技术，提高分辨率，正在研究在基板的表面上形成使光透过的液相的状态下进行曝光的方法(以下称为“液浸曝光”)。液浸曝光例如是在超纯水中使光透过的技术，是利用由于在水中波长变短、193nm的ArF的波长在水中实质变成134nm这一特征的技术。
作为这样的液浸曝光的课题的一个，可以举出在晶片上残留了水滴的状态下可能从曝光装置向涂覆、显影装置输送的问题。虽然曝光后的晶片进行热处理，但当晶片上有水滴时，或者当该水滴干燥而生成作为水的斑痕的所谓水印时，对其正下方的图案的分辨率有坏影响。因此，需要对曝光后的晶片表面进行洗净，除去水滴。
此外，在液浸曝光处理中，为了提高曝光机液浸部(透镜前端)的扫描追随性，确保与现有的曝光装置同等的生产能力，研究在曝光晶片表面上形成拒水性高的、例如水的静接触角为75～85度左右的保护膜，但保护膜的拒水性高时在保护膜的表面上残留小水滴的可能性变大。再有，如图25所示那样，所述水的静接触角指的是以剖面观察在基板的表面附着的水滴时，针对形成水滴的外缘的圆弧，在基板的表面中的切线和该表面形成的角度θ。此外，水的静接触角通过进行显影处理而下降。下面，仅记述为接触角的指的是指静接触角，进而是表示显影处理前的水的静接触角。
而且在曝光机液浸部的扫描时，当在基板的表面上残存微粒时，该微粒被引入曝光机液浸部的下方侧的液体中，由于在各扫描位置中发生基于该微粒的显影缺陷，所以需要在进入液浸曝光之前洗净晶片表面确实地除去微粒。可是，在专利文献1的方法中，由于晶片的表面的接触角高，即表面的拒水性高，在远离晶片的中心附近的区域中充分地除去微粒(液浸曝光前)或水滴(液浸曝光后)是困难的。
其理由是如图26A所示那样，从洗净液喷嘴11向晶片W的中心喷出洗净液R而漫过晶片W的整个面，接着如图26B所示那样在通过从气体喷嘴12喷出N2气体，在晶片W的中心部形成干燥区域的核心时，由于晶片W的表面的拒水性高，所以薄的液膜以相当快的速度向外移动，因此，该薄的液膜被拉裂而变为水滴M残留。再有，在晶片W的中心附近区域，由于首先向晶片W的中心部喷出洗净液R，并且该区域的离心力小，所以洗净效果高，实质上不发生水滴的残留。
此外，还研究不使用所述保护膜，而使用拒水性更高(疏水性更大)的抗蚀剂膜(水的静接触角是85度以上)。在使用这样的抗蚀剂的情况下，即使在显影后晶片的表面的拒水性也高，专利文献1的方法存在下述问题。
在晶片的表面的拒水性不太高的情况下，即水的接触角不太大的情况下，在向晶片中心部喷出洗净液而扩展到整个面后，在形成干燥核心而扩展时，如图27A所示，在抗蚀剂图案的凹部13中残存的洗净液R被沿着凹部13外的图案表面朝向晶片外方的洗净液牵连，洗净液从该凹部13被排出。相对于此，当晶片的表面的水的接触角变为85度时，所述干燥核心的扩展速度变得相当快，即图案表面上的薄的液膜朝向晶片外方的速度变得相当快，如图27B所示，凹部13内的洗净液R从所述液膜被拉裂，而残留在该凹部13内。由于该洗净液R中含有抗蚀剂的溶解生产物，所以成为显影缺陷的重要原因。根据所述理由，该显影缺陷在晶片中心附近区域几乎不发生，但在该区域的外侧中显著地发生。
此外，在WO2005-50724号公报(特别是图7、段落0040、0043)(专利文献2)中，记述有如下洗净方法，使处理液喷嘴向从晶片中心离开10mm～15mm的位置急速移动，之后迅速地从N2喷嘴向晶片的中心部吹送N2气体以促进晶片的中心部的干燥，使处理液喷嘴对晶片的周缘以3mm/秒以下的速度扫描。但是在该专利文献2中，没有记述在晶片表面具有85度以上的大的接触角的情况下，从晶片的中心附近到周缘能够确实地洗净表面的技术。具体地，根据洗净液喷嘴和气体喷嘴的大小，发生不能良好地形成干燥区域、或者喷嘴移动速度慢，处理时间变长的课题。
发明内容
本发明是基于上述情况而完成的，提供一种即使在表面的水的静接触角是85度以上的拒水性材料中也能得到高的洗净效果，并且能够以短时间进行洗净的技术。
本发明的基板洗净方法，对水的静接触角是85度以上的基板的表面进行洗净，该方法的特征在于，包含：
以基板的中心部和旋转中心部一致的方式使基板保持部水平地保持基板的工序；
一边使所述基板保持部围绕垂直轴旋转一边从洗净喷嘴向基板的中心部喷出洗净液，并通过离心力扩展到基板的表面整体的工序；
接着在使基板保持部旋转的状态下，将基板上的洗净液的喷出位置变更到从基板的中心部偏移的偏心位置，并且在将洗净液的喷出位置的气体喷出位置侧界面、和气体喷嘴的气体的喷出位置的洗净液喷出位置侧界面的距离设定为9mm～15mm的状态下，从所述气体喷嘴向所述基板的中心部喷出气体，形成洗净液的干燥区域的工序；以及
之后，在使基板保持部旋转的状态下，以比所述干燥区域向外扩展的速度慢的速度使洗净液的喷出位置向基板的周缘移动的工序。
当对具有水的接触角是85度以上的高拒水性的基板的表面进行旋转洗净时，在向基板的中心部供给洗净液之后，将基板中的洗净液的供给位置变更到从基板的中心部偏移的偏心位置上，并且在将基板中的洗净液的喷出位置的气体喷出位置侧界面、和基板中的气体的喷出位置的洗净液喷出位置侧界面的距离设定为9mm～15mm的状态下，向所述基板的中心部喷出气体，形成洗净液的干燥区域，之后，在使基板旋转的状态下，以比所述干燥区域向外扩展的速度慢的速度使洗净液的供给位置向基板的周缘移动，由此，能够得到高的洗净效果，并且能够以短时间进行洗净。而且，特别是对供给显影液到曝光后的基板的表面并进行显影之后的基板应用本发明的话，从后述的评价试验很明显地可知，能够将显影缺陷降低到接近完全没有的状态，能够极大地有助于成品率的提高。
此外，在形成的干燥区域中，能够抑制从处理气氛附着到喷嘴上的液滴的落下，能够更确实地降低显影缺陷。
例如，洗净液喷嘴和气体喷嘴通过共同的驱动机构而整体地移动，通过使洗净液喷嘴移动，基板上的洗净液的喷出位置被变更到从基板的中心部偏移了的偏心位置上。
本发明的另一个基板洗净方法，对水的静接触角是85度以上的基板的表面进行洗净，该方法的特征在于，使用通过共同的驱动机构经由喷嘴保持部而整体地移动的第一洗净液喷嘴、第二洗净液喷嘴和气体喷嘴，
该方法包含：
以基板的中心部和旋转中心部一致的方式使基板保持部水平地保持基板的工序；
一边使所述基板保持部围绕垂直轴旋转一边从第一洗净液喷嘴向基板的中心部喷出洗净液，并通过离心力扩展到基板的表面整体的工序；
接着在使基板保持部旋转的状态下，以将来自第一洗净液喷嘴的洗净液喷出到从基板的中心部偏移了的偏心位置上的方式使喷嘴保持部移动，并且在将洗净液的喷出位置中的气体喷出位置侧界面、和气体的喷出位置中的洗净液喷出位置侧界面的距离设定为9mm～15mm的状态下，从所述气体喷嘴向所述基板的中心部喷出气体，形成洗净液的干燥区域的工序；
接着以第一洗净液喷嘴从基板中心部离开的方式使喷嘴保持部移动，在停止了气体的喷出的状态下、并且在基板的中心部和来自第二洗净液喷嘴的洗净液的喷出位置的距离比基板的中心部和基板上的气体喷嘴的投影位置的距离近的状态下，开始从该第二洗净液喷嘴喷出洗净液的工序；以及
之后，在使基板保持部旋转的状态下，在从第二洗净液喷嘴喷出洗净液后的状态下，以比所述干燥区域向外扩展的速度慢的速度使洗净液的喷出位置向基板的周缘移动的工序。
例如，在使第二洗净液喷嘴的喷出位置向基板的周缘移动的期间，停止来自第一洗净液喷嘴的洗净液的喷出。
本发明的再一个基板洗净方法，对水的静接触角是85度以上的基板的表面进行洗净，该方法的特征在于，使用通过共同的驱动机构经由喷嘴保持部而整体地移动的洗净液喷嘴和气体喷嘴，
该方法包含：
以基板的中心部和旋转中心部一致的方式使基板保持部水平地保持基板的工序；
一边使所述基板保持部围绕垂直轴旋转一边从洗净液喷嘴向基板的中心部喷出洗净液，并通过离心力扩展到基板的表面整体的工序；
接着在使基板保持部旋转的状态下，以洗净液喷出到从基板的中心部偏移了的偏心位置上的方式使喷嘴保持部移动，并且在将洗净液的喷出位置中的气体喷出位置侧界面、和气体的喷出位置中的洗净液喷出位置侧界面的距离设定为9mm～15mm的状态下，从所述气体喷嘴向所述基板的中心部喷出气体，形成洗净液的干燥区域的工序；
停止洗净液和气体的喷出，并且使喷嘴保持部向为了形成所述干燥区域而移动的方向的相反方向移动，在所述干燥区域的外缘位置恢复洗净液的喷出的工序；以及
之后，在使基板保持部旋转的状态下，在喷出洗净液后的状态下，以比所述干燥区域向外扩展的速度慢的速度使洗净液的喷出位置向基板的周缘移动的工序。
这里，通过洗净液喷嘴“在干燥区域的外缘位置恢复洗净液的喷出”的情况的“干燥区域的外缘位置”指的是在对洗净效果不造成障碍的范围，也包含从外缘位置起数毫米、例如2毫米左右内侧或外侧的位置。作为这样的例子，可以举出例如基于喷嘴的驱动机构的工作定时和干燥区域的扩展的定时，洗净液的喷出位置从干燥区域的外缘位置稍微偏移的情况。
在所述基板洗净方法中，洗净液喷嘴以将洗净液向倾斜方向喷出的方式构成也可，以在使气体喷嘴从基板的中心部向周缘移动时，对基板的表面的洗净液喷嘴的喷出方向的投影区域不位于干燥区域内的方式构成也可。或者，洗净液喷嘴以能变更朝向的方式安装在喷嘴保持部上也可，在使气体喷嘴从基板的中心部向周缘移动时，以基板的表面上的喷出方向的投影区域不位于干燥区域内的方式调整洗净液喷嘴的朝向也可。
在这些基板洗净方法中，例如在使所述干燥区域发生之后，随着洗净液的喷出位置接近基板的周缘，基板的旋转数降低。在该情况下，优选以洗净液的喷出位置的离心力在计算上成为固定的方式控制基板的旋转数。此外，例如，所述基板是向曝光后的基板表面上喷出显影液，进行了显影后的基板。在该情况下，例如所述基板的表面包含抗蚀剂的表面。此外，例如，所述基板是已被涂覆抗蚀剂且未被液浸曝光的基板，或是已被液浸曝光且未被显影的基板。
本发明的基板洗净装置，对具备水的静接触角是85度以上的疏水性表面的基板的表面进行洗净，该装置的特征在于，具备：
基板保持部，以基板的中心部和旋转中心部一致的方式水平地保持基板；
旋转机构，围绕垂直轴使该基板保持部旋转；
洗净液喷嘴，对被所述基板保持部保持的基板的表面喷出洗净液；
气体喷嘴，对被所述基板保持部保持的基板的表面喷出气体；
喷嘴驱动机构，用于分别使所述洗净液喷嘴和气体喷嘴移动；以及
控制部，输出控制信号，以执行：一边使所述基板保持部旋转一边从洗净液喷嘴向基板的中心部喷出洗净液，并通过离心力扩展到基板的表面整体的步骤；接着在使基板保持部旋转的状态下，将基板上的洗净液的喷出位置变更到从基板的中心部偏移了的偏心位置，并且在将基板中的洗净液的喷出位置的气体喷出位置侧界面、和基板中的气体的喷出位置的洗净液喷出位置侧界面的距离设定为9mm～15mm的状态下，向所述基板的中心部喷出气体，形成洗净液的干燥区域的步骤；之后，在使基板保持部旋转的状态下，以比所述干燥区域向外扩展的速度慢的速度使向所述偏心位置喷出洗净液的洗净液喷嘴向基板的周缘移动的步骤。
所述喷嘴驱动机构，例如为了使洗净液喷嘴和气体喷嘴整体地移动，对该洗净液喷嘴和气体喷嘴是被共同化的，并且，洗净液喷嘴和气体喷嘴以使基板中的洗净液的喷出位置的气体喷出位置侧界面、和基板中的气体的喷出位置的洗净液喷出位置侧界面的距离成为9mm～15mm的方式配置。
此外，本发明的另一个基板洗净装置，对具备水的静接触角是85度以上的疏水性表面的基板的表面进行洗净，该装置的特征在于，具备：
基板保持部，以基板的中心部和旋转中心部一致的方式水平地保持基板；
旋转机构，围绕垂直轴使该基板保持部旋转；
第一洗净液喷嘴和第二洗净液喷嘴，向被所述基板保持部保持的基板的表面喷出洗净液；
气体喷嘴，对被所述基板保持部保持的基板的表面喷出气体；
驱动机构，用于使各所述第一洗净液喷嘴、第二洗净液喷嘴和气体喷嘴整体地移动；
以及，控制部，输出控制信号，以执行：一边使所述基板保持部围绕垂直轴旋转一边从第一洗净液喷嘴向基板的中心部喷出洗净液，并通过离心力扩展到基板的表面整体的步骤；
接着在使基板保持部旋转的状态下，以将来自第一洗净液喷嘴的洗净液喷出到从基板的中心部偏移了的偏心位置上的方式使喷嘴保持部移动，并且在将洗净液的喷出位置中的气体喷出位置侧界面、和气体的喷出位置中的洗净液喷出位置侧界面的距离设定为9mm～15mm的状态下，从所述气体喷嘴向所述基板的中心部喷出气体，形成洗净液的干燥区域的步骤；
接着以第一洗净液喷嘴从基板中心部离开的方式使喷嘴保持部移动，在停止了气体的喷出的状态下、并且在基板的中心部和来自第二洗净液喷嘴的洗净液的喷出位置的距离比基板的中心部和基板上的气体喷嘴的投影位置的距离近的状态下，开始从该第二洗净液喷嘴喷出洗净液的步骤；以及
之后，在使基板保持部旋转的状态下，在从第二洗净液喷嘴喷出洗净液后的状态下，以比所述干燥区域向外扩展的速度慢的速度使洗净液的喷出位置向基板的周缘移动的步骤。
这里，“基板的中心部与来自第二洗净液喷嘴的洗净液的喷出位置的距离，比基板的中心部与基板上的气体喷嘴的投影位置的距离近”包含这些距离是相同的情况。即，第二洗净液喷嘴和气体喷嘴的位置，是通过来自第二洗净液喷嘴的洗净液除去从气体喷嘴落下的液滴的位置。
本发明的再一个基板洗净装置，对具备水的静接触角是85度以上的疏水性表面的基板的表面进行洗净，该装置的特征在于，具备：
基板保持部，以基板的中心部和旋转中心部一致的方式水平地保持基板；
旋转机构，围绕垂直轴使该基板保持部旋转；
洗净液喷嘴，对被所述基板保持部保持的基板的表面喷出洗净液；
气体喷嘴，对被所述基板保持部保持的基板的表面喷出气体；
喷嘴驱动机构，用于分别使所述洗净液喷嘴和气体喷嘴移动；以及
控制部，输出控制信号，执行：以基板的中心部和旋转中心部一致的方式使基板保持部水平地保持基板的步骤；
一边使所述基板保持部围绕垂直轴旋转一边从洗净液喷嘴向基板的中心部喷出洗净液，并通过离心力扩展到基板的表面整体的步骤；
接着在使基板保持部旋转的状态下，以洗净液喷出到从基板的中心部偏移了的偏心位置上的方式使喷嘴保持部移动，并且在将洗净液的喷出位置中的气体喷出位置侧界面、和气体的喷出位置中的洗净液喷出位置侧界面的距离设定为9mm～15mm的状态下，从所述气体喷嘴向所述基板的中心部喷出气体，形成洗净液的干燥区域的步骤；
停止洗净液和气体的喷出，并且使喷嘴保持部向为了形成所述干燥区域而移动的方向的相反方向移动，在所述干燥区域的外缘位置恢复洗净液的喷出的步骤；以及
之后，在使基板保持部旋转的状态下，在喷出洗净液后的状态下，以比所述干燥区域向外扩展的速度慢的速度使洗净液的喷出位置向基板的周缘移动的步骤。
在所述基板洗净装置中，例如，洗净液喷嘴以将洗净液向倾斜方向喷出的方式构成，以使在使气体喷嘴从基板的中心部向周缘移动时，对基板的表面的洗净液喷嘴的喷出方向的投影区域不位于干燥区域内。或者，例如，洗净液喷嘴以能变更朝向的方式安装在喷嘴保持部上，在使气体喷嘴从基板的中心部向周缘移动时，以基板的表面上的喷出方向的投影区域不位于干燥区域内的方式调整洗净液喷嘴的朝向。或者，例如所述控制部控制所述旋转机构，以使得随着在所述偏心位置喷出洗净液之后的洗净液喷嘴的位置接近基板的周缘，基板的旋转数降低。在该情况下，优选所述控制部控制基板的旋转数，以使得洗净液喷嘴在所述偏心位置喷出洗净液后，即使洗净液的喷出位置在任意位置，该喷出位置的离心力在计算上为固定。
可是，在对基板供给显影液的显影处理后进行洗净的情况下，基板的水的静接触角是85度以上，表示显影处理前的基板的水的静接触角是85度以上。根据通过显影液而抗蚀剂的表面的状态变化等的原因，对于显影处理前的水的静接触角是85度以上的基板表面，在洗净时其静接触角有时变得稍微低于85度，但该情况下的洗净处理需要在进行显影处理后立刻进行，所以难以正确地测定显影处理后洗净处理前的静接触角，因此以该方式定义静接触角。
本发明的存储介质，在对具备水的静接触角是85度以上的疏水性表面的基板的表面进行洗净的装置中使用，存储有在计算机上工作的程序，该存储介质的特征在于，
所述程序包括步骤组，以执行上述基板洗净方法。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的、组合到显影装置中的基板洗净装置的纵剖面图。
图2是表示第一实施方式的基板洗净装置的平面图。
图3是表示第一实施方式的基板洗净装置中的、洗净液喷嘴、气体喷嘴及其周围的结构构件的立体图。
图4是第一实施方式的基板洗净装置中使用的洗净液喷嘴和气体喷嘴的一部分剖面侧面图。
图5是用于说明对晶片供给显影液的方法的一个例子的立体图。
图6A到图6C是阶段性地表示使用第一实施方式的基板洗净装置，对显影后的晶片进行洗净的情况的说明图。
图7A和图7B是接着图6C，阶段性地表示对显影后的晶片进行洗净的情况的说明图。
图8是表示通过对晶片的中心部喷出N2气体，干燥区域扩展的情况的说明图。
图9是表示洗净液的喷出位置和晶片的旋转数的关系的图表。
图10A到图10C是阶段性地表示使用第二实施方式的基板洗净装置，对显影后的晶片进行洗净的情况的说明图。
图11是表示本发明的第三实施方式的、组合到显影装置中的基板洗净装置的纵剖面图。
图12是表示第三实施方式的基板洗净装置中设置的喷嘴的结构图。
图13A到图13F是表示在第三实施方式的基板洗净装置中，晶片洗净中的各工序时的喷嘴的位置的说明图。
图14A到图14F是阶段性地表示使用第三实施方式的基板洗净装置，对显影后的晶片进行洗净的情况的说明图。
图15是第三实施方式中晶片和在该晶片上移动的喷嘴的侧面图。
图16A到图16E是阶段性地表示使用第四实施方式的基板洗净装置，对显影后的晶片进行洗净的情况的说明图。
图17A和图17B是用于说明喷嘴的待机区域的概略图。
图18A和图18B是表示本发明的第五实施方式的基板洗净装置中的喷嘴和其待机区域的概略图。
图19A到图19C是阶段性地表示使用第五实施方式的基板洗净装置，对显影后的晶片进行洗净的情况的说明图。
图20A到图20C是表示本发明的第六实施方式的基板洗净装置中的喷嘴的结构图。
图21A到图21C是阶段性地表示使用第六实施方式的基板洗净装置，对显影后的晶片进行洗净的情况的说明图。
图22是表示组装了所述显影装置的涂覆/显影装置的一个例子的平面图。
图23是表示组装了所述显影装置的图22的涂覆/显影装置的立体图。
图24是表示评价试验的结果的图表。
图25是用于说明基板的表面中的“水的接触角”的图。
图26A和图26B是示意性地表示现有的洗净方法的晶片表面的洗净的情况的说明图。
图27A和图27B是示意性地表示现有的洗净方法的晶片表面的洗净的情况的说明图。
具体实施方式
[第一实施方式]
对本发明的基板洗净装置的第一实施方式进行说明。该装置与显影装置组合在一起(被整体化)。在图1中，2是用于对基板、例晶片W的背面侧中央部进行吸引吸附并保持水平姿势的作为基板保持部的旋转卡盘。旋转卡盘2经由旋转轴21与包含旋转机构的驱动机构22连接，以在保持晶片W的状态下能够旋转及升降的方式构成。再有，在本例中，以晶片W的中心位于旋转卡盘2的旋转轴21上的方式进行设定。
以包围旋转卡盘2上的晶片W的方式设置有上方侧开口的杯体3。该杯体3包括：上部侧为四角状且下部侧为圆筒状的外杯31；和上部侧向内侧倾斜的筒状的内杯32。通过与外杯31的下端部连接的升降部33，外杯31进行升降，进而内杯32以能够被形成于外杯31的下端侧内周面上的阶部推起而升降的方式构成。
此外，在旋转卡盘2的下方侧上设置有圆形板34，在该圆形板34的外侧上，在整个一周上设置有剖面形成为凹部状的液体接受部35。在液体接受部的底面上形成有漏斗排出口36。从晶片W掉落或甩落而驻留在液体接受部35中的显影液或洗净液，经由该漏斗排出口36向装置的外部排出。此外，在圆形板34的外侧上设置有剖面为山形的环形构件37。再有，虽然省略图示，但是设置有贯通圆形板34的例如三根作为基板支撑针的升降针，通过该升降针和未图示的基板输送构件的协动作用，晶片W被交接到旋转卡盘2上。
进而，本例的显影装置(兼用为基板洗净装置)具备：显影液喷嘴23、洗净液喷嘴4、以及气体喷嘴5。显影液喷嘴23具备：在被旋转卡盘2保持的晶片W的直径方向上延伸的带状的喷出开口、例如狭缝状的喷出口23a(参照图2)。该喷嘴23经由显影液供给通路24、例如管道，与显影液供给系统25连接。该显影液供给系统25包含：显影液供给源、供给控制器具等。
所述显影液喷嘴23被作为支撑构件的喷嘴臂26的一端侧支撑。该喷嘴臂26的另一端侧与具备未图示的升降机构的移动基体27连接。进而，移动基体27以能够沿着例如在单元的外装体底面在X方向上延伸的导引构件28，通过未图示的驱动源在横方向上移动的方式构成，其中，该驱动源与升降机构一起构成移动机构。此外，图中的29是显影液喷嘴23的待机部，在该喷嘴待机部29进行喷嘴前端部的洗净等。
洗净液喷嘴4具有喷出口40(参照图4)，洗净液供给通路42例如经由管道与洗净液供给系统43连接。该洗净液供给系统43包含洗净液供给源、供给控制器具等，供给控制器具具备：能够控制喷出流量的泵和阀等。进而，洗净液喷嘴4如图3所示，经由喷嘴保持部41固定在喷嘴臂44上，该喷嘴臂44与具备升降机构的移动基体45连接。该移动基体45构成为通过与升降机构一起构成移动机构未图示的驱动源，例如能够以沿着所述导引构件28以不干扰显影液喷嘴23的方式在横方向上移动。此外，图中46是洗净液喷嘴4的待机部。
气体喷嘴5经由管道与气体供给系统51连接，在本例中气体供给系统51包含：作为惰性气体的N2(氮气)气体供给源、供给控制器具等。此外，气体喷嘴5构成为固定在例如喷嘴保持部41上(图3)，通喷嘴臂44与洗净液喷嘴4一起移动。
接着，对于洗净液喷嘴4和气体喷嘴5的离开位置，使用对喷出洗净液R和N2气体G的状态进行表示的图4进行说明。图中的4A、5A表示从洗净液喷嘴4的喷出口40、气体喷嘴5的喷出口50分别向晶片W喷出的洗净液喷出(供给)位置、气体喷出(供给)位置。该洗净液喷出位置4A是喷出口40的洗净液的喷出方向的向晶片W的投影区域，气体喷出位置5A是喷出口50的气体的喷出方向的向晶片W的投影区域。洗净液喷出位置4A的气体喷出位置5A侧界面和气体喷出位置5A的洗净液喷出位置4A侧界面的距离d是9mm～15mm，如后述那样，最优选上述距离d是12.35mm，在本实施方式中假设各喷出口的位置设定为该大小。此外，在本例中，洗净液喷嘴4的喷出口40的口径是4.3mm，气体喷嘴5的喷出口50的口径是1.0mm。此外，洗净液R的供给位置的中心和气体G的供给位置的中心的距离d1是15mm。
进而在图1中，7是计算机构成的控制部。该控制部构成为具备：用于对该显影装置进行的后述的各步骤进行执行的程序，基于该程序输出控制信号，该控制信号用于控制：显影液供给系统25；用于使显影液喷嘴23移动的移动机构；洗净液供给系统43；用于使洗净液喷嘴4移动的移动机构；驱动旋转卡盘2的驱动机构22；和外杯31的升降部33等。此外，该程序被存储到硬盘、压缩盘、闪速存储器、软盘、存储卡等的记录介质中，从这些记录介质安装到计算机中使用。
接着，说明使用上述显影装置对作为基板的晶片W进行显影，之后进行洗净的一系列的工序。首先，外杯31和内杯32在下降位置，显影液喷嘴23、洗净液喷嘴4和气体喷嘴5分别在规定的待机位置待机的状态下，当表面被涂覆抗蚀剂、进而被液浸曝光后的晶片W通过未图示的基板输送构件被输入时，通过该基板输送构件和未图示的升降针的协动作用，晶片W被交接到旋转卡盘2。在本例中，作为抗蚀剂使用高拒水性的材质，因此晶片W的表面的水的静接触角例如是90度。
接着，外杯31和内杯32被设定在上升位置，并且从显影液喷嘴23向晶片W上供给显影液，通过公知的方法进行显影液的供给。在本例中，例如显影液喷嘴23的喷出口23a被设定在从晶片W的表面起数mm高的位置上，然后，晶片W例如以1000～1200rpm的旋转速度旋转，并且一边从喷出口23a带状地喷出显影液D，一边将显影液喷嘴23在晶片W的旋转半径方向、即从晶片W的外侧向中央侧移动。从喷出口23a带状地喷出的显影液D，例如如图5示意性地表示的那样，从晶片W的外侧朝向内侧以彼此没有缝隙的方式排列，由此显影液D被螺旋状地供给到晶片W的表面整体。然后，通过旋转的晶片W的离心力的作用，显影液D沿着晶片W的表面向外侧扩展，结果在晶片W的表面上形成薄膜状的液膜。然后，抗蚀剂的溶解性的部位被显影液D溶解，之后，残留形成图案的不溶解性的部位。
接着，以替换该显影液喷嘴23的方式，将洗净液喷嘴4配置在晶片W的中央部上方，然后在显影液喷嘴23停止显影液的供给之后立刻迅速地从洗净液喷嘴4喷出洗净液R，进行晶片W的表面的洗净。下面一边参照图6和图7一边对该洗净工序进行详细叙述。该洗净工序通过以下的步骤进行。
步骤1：如图6A所示，洗净液喷嘴4与晶片W的中心部C相向，并且设定在从晶片W的表面起例如15mm的高度的位置，旋转卡盘2例如以1000rpm的旋转数旋转，同时从洗净液喷嘴4向晶片W的中心部C以例如250ml/分的流量在5秒钟的期间喷出洗净液R、例如纯水。由此，洗净液R通过离心力从晶片W的中心部C向周缘扩展，通过洗净液R洗掉显影液。再有，晶片W的中心部C指的是晶片W的中心点及其附近。
步骤2：接着，旋转卡盘2一边以1500rpm以上的、例如2000rpm的旋转数旋转，一边移动喷嘴臂44(参照图2)，由此如图6B所示那样，洗净液喷嘴4被从晶片W的中心部C稍微向外侧移动，由此，气体喷嘴5位于与晶片W的中心部C相向的位置。这时的洗净液喷嘴4一边以例如250ml/分的流量喷出洗净液R，一边例如以150mm/秒的速度移动。然后，喷嘴臂44暂时停止，在气体喷嘴5和晶片W的中心部C相向之后立刻向该中心部C吹送气体、例如作为惰性气体的N2气体G。
通过使洗净液喷嘴4从晶片W的中心部C向外侧移动，虽然洗净液R不被供给到该中心C，因为该中心部C的离心力小，所以洗净液R的液膜不被拉裂而薄膜状态被维持一会儿。但是，如图8所示那样，由于从气体喷嘴5吹送N2气体G，液膜被弄破，生成晶片W的表面露出的干燥区域6，其通过离心力而扩展。这时，在晶片W的表面中，由于水的接触角是90度，是高拒水性，所以干燥区域6瞬时扩展到洗净液R被喷出的位置。图6B的虚线表示干燥区域6的周缘，表示其中是干燥区域6。此外，洗净液喷出位置4A的气体喷出位置5A侧界面和气体的喷出位置5A的洗净液喷出位置4A侧界面的距离d如所述那样是12.35mm，两喷嘴4、5整体地移动，因此这时的干燥区域6是大约直径25mm的圆形状。
在步骤1中向晶片W的中心部C喷出洗净液R，向外侧扩展，因此在该直径25mm的区域中，每单位面积的洗净液R的量多。此外，虽然离心力也发生作用，但被喷出的洗净液R与所述中心部C冲突并通过该冲击向外扩展的作用更大。由此，在该区域中的洗净效果大。因此，即使干燥区域6瞬时扩展，从后述的评价试验可以推知，已经叙述的图27b所示的现象可以说完全没有。即，能够确实地排出图案的凹部内的洗净液R。
步骤3：在干燥区域6形成后结束气体喷出，接着如图6C所示那样，通过喷嘴臂44将洗净液喷嘴4和气体喷嘴5整体地向晶片W的周缘移动。从用于形成干燥区域6的气体的供给开始起到停止为止的时间例如是0.5秒。
在该步骤3中，在晶片W旋转的状态下，从洗净液喷嘴4喷出洗净液R。洗净液喷嘴4的移动速度是比干燥区域6向外侧扩展的速度慢的速度，例如设定为5mm/秒。通过洗净液喷嘴4向晶片W的中心部C喷出洗净液，之后，当不喷出洗净液而仅进行N2气体G的吹送时，干燥区域6向外侧扩展，上述的“干燥区域6向外侧扩展的速度”是该情况下的速度。因为晶片W的表面的拒水性高，所以如所述那样，干燥区域6的扩展速度大。因此，当使洗净液喷嘴4的移动速度大于干燥区域6的扩展速度时，如图27(b)所示那样，洗净液R残留。此外，在该步骤3中，如图9所示，在洗净液R的各喷出位置中，以晶片W的旋转导致的离心力在计算上成为固定的方式控制晶片W的旋转数。步骤3的开始时的旋转数f1例如是2000rpm。
像这样控制旋转数的理由是为了使晶片上的每单位面积被供给的洗净液R的量在晶片W的面内一致，由此即使在从晶片W的中心部C离开的区域中也能得到高的洗净效果。再有，要是能够得到这样的效果的话，在洗净液R的各喷出位置中，晶片W的旋转导致的离心力不是固定的也可。例如，以洗净液R的供给位置越靠近晶片W的中心，晶片W的旋转数变得越高的方式，换句话说以洗净液R的供给位置越靠近晶片W的周缘，晶片W的旋转数变得越低的方式控制晶片W的旋转数也可。
优选步骤3的开始时的旋转数f1例如是2000rpm～3000rpm。当比3000rpm高时，发生薄雾(mist)等的问题，此外在比2000rpm低时，干燥区域6的扩展速度变慢，处理时间变长。此外，关于在步骤3中的喷嘴的移动速度，为了谋求处理时间的缩短化，优选能够尽量地快，但是当太快时洗净效果变低，因此优选不超过10mm/秒。
然后，当洗净液喷嘴4的中心到达从晶片W的周缘起稍微靠近中心的位置、例如从晶片W的周缘起向中心侧离开2～10mm的位置时(图7A)，停止来自洗净液喷嘴4的洗净液R的喷出。另一方面，继续保持晶片W的旋转状态(图7B)。当将来自洗净液喷嘴4的洗净液R的喷出进行到晶片W的周缘时，由于喷出到晶片W表面的洗净液R向外侧弹跳成为薄雾并返回到晶片W的表面，所以优选在到达周缘稍前停止洗净液R的喷出。再有，在使洗净液喷嘴4移动的工序中，使气体与洗净液一起喷出也可。在该情况下，关于来自气体喷嘴5的N2气体G的喷出停止的定时，与洗净液R的喷出停止是相同的定时也可，在洗净液R的喷出停止前或喷出停止后也可。
步骤4：在停止洗净液喷嘴4的洗净液R的喷出之后，以该状态下的旋转数(在本例中是2000rpm的旋转数)旋转晶片W。由此，干燥区域6向外侧扩展。在干燥区域6扩展到晶片W的周缘之后，在本例中在设定(维持)晶片W的旋转数为2000rpm的状态下，通过离心力将晶片W上的液滴甩开而进行干燥。洗净液喷嘴4和气体喷嘴5返回到待机位置。
再有，在显影后的晶片W上，形成作为图案的凹部，该凹部内变为亲水性，是晶片W的表面的接触角下降的部分。本发明的对象是具备水的接触角是85度以上的疏水性表面的基板，在本例中表示具备显影处理前的水的静接触角是85度以上的疏水性表面的基板的洗净工序。在对基板供给显影液的显影处理后进行洗净的情况下，基板的水的静接触角是85度以上，表示显影处理前的基板的水的静接触角是85度以上。根据通过显影液而抗蚀剂的表面的状态变化等的原因，关于显影处理前的水的静接触角是85度以上的基板表面，在洗净时其抗蚀剂的静接触角有时变得稍微低于85度，由于在该情况下的洗净处理需要在进行显影处理后立刻进行，所以难以正确地测定显影处理后洗净处理前的静接触角，因此以该方式定义静接触角。
在以上一系列的步骤1～4中，CPU读出存储在控制部7的存储器内的程序，基于该程序(读出的命令)输出用于使上述的各机构的工作的控制信号，由此来执行。
根据上述实施方式，在对具备表面的水的接触角是85度以上的、有高拒水性抗蚀剂表面的晶片W进行显影后，当进行旋转洗净时，在向晶片W的中心部C供给洗净液R之后，使洗净液R的供给位置从所述中心部向偏心位置移动，并且在晶片W中的洗净液的喷出位置的气体喷出位置侧界面和晶片W中的气体的喷出位置的洗净液喷出位置侧界面的距离是9mm～15mm的状态下，从气体喷嘴5向晶片W的中心部C供给气体，使洗净液R的干燥区域6发生，之后，在使晶片W旋转的状态下将洗净液R的供给位置以比所述干燥区域6向外扩展的速度慢的速度向晶片W的周缘移动。由此，能够得到高的洗净效果，从后述的评价试验可以明显得知，能够将显影缺陷降低到几乎完全没有的状态，能够极大地有助于成品率的提高。并且，能够以短时间进行洗净。此外，以洗净液R的供给位置越靠近晶片W的周缘，晶片W的旋转数变得越低的方式控制晶片W的旋转数，使晶片W上的每单位面积被供给的洗净液R的量在晶片W的面内一致，即使在离开晶片W的中心部的区域中也能够得到高的洗净效果。因此，上述方法对于不使用保护膜而使用拒水性高的抗蚀剂来应对液浸曝光的技术是极其有效的方法。
这里，在本发明中，在步骤2中，也就是形成干燥区域6时“在将晶片W中的洗净液的喷出位置的气体喷出位置侧界面和晶片W中的气体的喷出位置的洗净液喷出位置侧界面的距离d设定为9mm～15mm的状态下，向晶片W的中心部喷出气体”是重要部分，本发明在从后述的实验找出该距离d的适合的值之处具有意义。
[第二实施方式]
在本实施方式中，以使洗净液喷嘴4和气体喷嘴5能够分别通过不同的喷嘴臂，独立地移动的方式构成。然后通过洗净液喷嘴4向晶片W的中心部C喷出洗净液，接着使洗净液喷嘴4从晶片W的中心部C稍微向外侧移动，并且使气体喷嘴5位于与晶片W的中心部相向的位置，从该气体喷嘴5向该中心部C供给N2气体并形成干燥区域6。之后，使洗净液喷嘴4在喷出洗净液R的状态下移动到晶片W的周缘部附近(图10A、图10B)，接着停止洗净液R的喷出，进行晶片W的干燥(图10C)。另一方面，气体喷嘴5在向中心部C供给N2气体G并形成干燥区域6之后，停止N2气体G的喷出。
在图6B的时间点的洗净液喷嘴4和气体喷嘴5的离开距离与第一实施方式相同。在气体喷嘴5向晶片W的中心部C喷出N2气体G并形成干燥区域6之后，在图10A到图10C中位于所述中心部C的上方，但返回到待机位置也可。在本实施方式中，也能够得到与第一实施方式同样的效果。
此外在本实施方式中，在进行了图6A、图6B的工作之后，在洗净液喷嘴4移动时，从气体喷嘴5向所述晶片W的中心部C继续喷出N2气体G也可。
[第三实施方式]
可是，由于供给显影液和洗净液，杯体31内的气氛的湿度变高。特别是在刚供给洗净液R之后，被供给了该洗净液R的周围的气氛的湿度变高。因此，在第一实施方式的步骤3中，当气体喷嘴5追随洗净液喷嘴4从晶片的中心部C向周缘部移动时，周围的气氛的水分附着在气体喷嘴5的表面形成液滴，该液滴从气体喷嘴5落下到干燥区域6中，进入在那里形成的凹部内，有发生显影缺陷的问题。因此，对能够抑制这样落下的液滴导致的显影缺陷的本实施方式进行说明。
图11表示与图1的显影装置大致同样地构成的显影装置70。关于与图1的显影装置同样地构成的地方赋予与图1相同的附图标记，省略说明，以显影装置70与图1的显影装置的差异点为中心进行说明。设置在显影装置70的第一洗净液喷嘴71对应于洗净液喷嘴4，与该洗净液喷嘴4同样地构成。此外，在该显影装置70中，与第一洗净液喷嘴71独立地设置有对晶片W供给洗净液的第二洗净液喷嘴72。第二洗净液喷嘴72与洗净液喷嘴71同样地，经由洗净液供给通路73连接到与洗净液供给系统43同样地构成的洗净液供给系统74。
如图12(a)所示，各洗净液喷嘴71、72和气体喷嘴5构成为：经由喷嘴保持部41固定到喷嘴臂44上，与第一实施方式相同地，沿着晶片W的径方向彼此整体地移动。图中71a、72a是洗净液喷嘴71、72的各自的洗净液喷出口，如图12(b)所示，以能够向垂直下方分别喷出洗净液R的方式构成。
从洗净液喷嘴71向晶片W喷出的洗净液喷出位置的气体喷出位置侧界面、和从气体喷嘴5向晶片W喷出的气体喷出位置的洗净液喷出位置侧界面的距离d与第一实施方式同样地设定为9mm～15mm。此外，各喷嘴71、72和5的移动方向上的气体喷嘴5的喷出口50的中心P 1和第二洗净液喷嘴72的喷出口72a的喷出口72a的中心P2的距离d2，例如设定为17.9mm，与各喷嘴的移动方向正交的方向上的所述中心P1和所述中心P2的距离d3例如是15mm。洗净液喷嘴71、气体喷嘴5以能够分别向晶片W的中心部喷出洗净液R、N2气体G的方式，在各喷嘴的移动方向上并排排列。各喷嘴的移动方向、和气体喷嘴5与第二洗净液喷嘴72的排列方向所形成的角θ例如是40°。各喷嘴的布局并不限于该例，如后述那样，当从第二洗净液喷嘴72在干燥区域6的外缘位置供给洗净液R时，应该以成为来自第二洗净液喷嘴72的洗净液的供给位置和晶片W的中心部的距离、比晶片W的中心部和气体喷嘴5的距离近的状态的方式配置各喷嘴。这里，“晶片W(基板)的中心部与来自第二洗净液喷嘴72的洗净液R的喷出位置的距离，比晶片W的中心部C与晶片W上的气体喷嘴5的投影位置的距离近”包含这些距离是相同的情况。即，第二洗净液喷嘴72和气体喷嘴5的位置，是通过来自第二洗净液喷嘴72的洗净液R除去从气体喷嘴5落下的液滴的位置。
接着，使用图13A至图13F和图14A至图14F对使用该显影装置70进行洗净的各步骤的情况进行说明。图13A至图13F表示各洗净液喷嘴71、72和气体喷嘴5的活动和干燥区域6的变动。图14A至图14F表示从各喷嘴喷出洗净液R和气体G的情况。图13A至图13F中的点划线表示晶片W的直径，图14A至图14F中的点划线表示晶片W的旋转中心轴。
步骤S1：如图13A所示，在与第一实施方式同样地供给了显影液之后，第一洗净液喷嘴71与晶片W的中心部C相向，并且设定在从晶片W的表面起例如15mm的高度的位置上，旋转卡盘2例如以1000rpm的旋转数旋转，同时从洗净液喷嘴71向晶片W的中心部C以例如250ml/分的流量、例如在5秒钟的期间喷出洗净液R(图14A)。然后，洗净液R通过离心力从晶片W的中心部C向周缘扩展，通过洗净液R洗掉显影液。
步骤S2：接着，将旋转卡盘2以1500rpm以上的、例如2000rpm的旋转数旋转的同时，如图13B所示那样，将洗净液喷嘴71从晶片W的中心部C向稍微外侧移动，并且将洗净液喷嘴72向靠近晶片W的中心部移动，由此，气体喷嘴5位于与晶片W的中心部C相向的位置。这时，第一洗净液喷嘴71一边以例如250ml/分的流量喷出洗净液R一边例如以150mm/秒的速度移动。然后，气体喷嘴5在和晶片W的中心部C相向之后立刻向该中心部C吹送例如作为惰性气体的N2气体G。由此，与第一实施方式同样地形成干燥区域6。干燥区域6扩展到通过第一洗净液喷嘴71喷出洗净液R的位置(图13B)。
步骤S3：在从气体喷出开始起例如0.5秒后结束气体喷出，此外与其大致同时地停止来自第一洗净液喷嘴71的洗净液R的喷出。接着如图13C所示那样，将第一洗净液喷嘴71和气体喷嘴5以靠近晶片W的周缘的方式移动，并且第二洗净液喷嘴72向与晶片W的喷嘴移动方向正交的直径上移动(图14C)。在第二洗净液喷嘴72向晶片W的洗净液R的喷出位置位于晶片W的所述直径上时(图14D)，这时的移动速度作为能够从该第二洗净液喷嘴72向在晶片W的中心部扩展的干燥区域6的外缘位置供给洗净液的速度，例如是150mm/秒。
步骤S4：各喷嘴继续移动，如图13D和图14D所示那样，在从第二洗净液喷嘴72向晶片W供给的洗净液R的喷出位置位于晶片W的所述直径上时，对恰好干燥区域6的外缘位置，从该洗净液喷嘴72以例如250ml/秒向晶片W喷出洗净液R(图14D)。该情况下的“干燥区域的外缘位置”是对洗净效果没有障碍的范围，也包含从外缘位置起数毫米、例如2毫米左右内侧或外侧的位置。作为这样的例子，可以举出例如基于喷嘴的驱动机构的工作定时和干燥区域的扩展的定时，洗净液的喷出位置从干燥区域的外缘位置稍微偏移的情况。
步骤S5：如图13E和图14E所示，洗净液喷嘴71、72和气体喷嘴5继续朝向晶片W的周缘，以比干燥区域6向外侧扩展的速度慢的速度、例如5mm/秒移动。在该各喷嘴的移动中，如图15所示那样，在洗净液喷嘴71和气体喷嘴5上形成液滴L，但即使该液滴L落下到晶片W上，由于该洗净液喷嘴71和气体喷嘴5在干燥区域6的外侧区域中移动，所以落下的液滴L被从洗净液喷嘴72供给的洗净液R冲洗掉。因此，能够抑制该液滴L进入晶片W表面上形成的凹部内，残留下来成为显影缺陷。
步骤S6：当来自第二洗净液喷嘴72的洗净液的喷出位置到达从晶片W的周缘起稍微靠近中心的位置、例如从晶片W的周缘起向中心侧离开2～10mm的位置时(图13F)，停止来自第二洗净液喷嘴72的洗净液R的喷出(图14F)。然后，继续使晶片W以原来的旋转数(在本例中是2000rpm的旋转数)旋转，使干燥区域6向外侧扩展。在干燥区域6扩展到晶片W的周缘之后，在本例中在设定晶片W的旋转数为2000rpm的状态下，通过离心力将晶片W上的液滴甩开而进行干燥。
在该第三实施方式中，在向晶片W的中心部C供给洗净液R之后，使洗净液R的供给位置从所述中心部C向偏心位置移动，并且在晶片W中的气体喷出位置的洗净液喷出位置侧界面、和洗净液喷出位置的气体喷出位置侧界面的距离是9mm～15mm的状态下，向所述晶片W的中心部C吹送N2气体G，使干燥区域6发生，之后，在使晶片W旋转的状态下使洗净液R的供给位置以比所述干燥区域6向外扩展的速度慢的速度向晶片W的周缘移动。因此，能够与第一实施方式同样地得到高的洗净效果。进而，在形成干燥区域6，从第二洗净喷嘴72供给洗净液时，因为第一洗净喷嘴71和气体喷嘴5在比干燥区域6的外缘的外侧区域中移动，所以能够抑制从这些喷嘴掉落的液滴导致的显影缺陷的发生。
[第四实施方式]
第四实施方式的洗净方法，使用与第一实施方式中使用的装置相同的装置进行，洗净液喷嘴4和气体喷嘴5整体地移动。使用表示洗净液喷嘴4和气体喷嘴5的活动的图16进行说明。为了方便，将作为各喷嘴的移动方向的图中的左右方向称为X方向，将配置洗净液喷嘴4的一侧(图16中左侧)作为+X侧，将配置气体喷嘴5的一侧(图16中的右侧)作为-X侧。
首先，在与第一实施方式同样地供给显影液之后，从洗净液喷嘴4向晶片W的中心部C喷出洗净液R(图16A)，在喷出洗净液R的状态下将洗净液喷嘴4和气体喷嘴5向+X方向移动，气体喷嘴5位于与晶片W的中心部C相向的位置上。然后，从该气体喷嘴5向该中心部C供给N2气体G，形成干燥区域6(图16B)。在从气体供给开始起经过规定的时间后，停止N2气体G的供给和洗净液R的供给，以比干燥区域6在晶片W中扩展的速度快地使洗净液喷嘴4和气体喷嘴5向-X方向移动(图16C)。这时的喷嘴4、5的移动速度例如是150mm/秒。
然后，洗净液喷嘴4通过晶片W的中心部C上，接着当到达干燥区域6的所述外缘位置时，恢复洗净液R的喷出(图16D)。之后，在从洗净液喷嘴4喷出洗净液R的状态下，以比干燥区域6向外侧扩展的速度慢的速度、例如以5mm/秒的速度使洗净液喷嘴4和气体喷嘴5向-X方向移动，对应于洗净液喷嘴4的移动，干燥区域6向外侧扩展(图16E)。然后，当洗净液喷嘴4移动到晶片W的周缘部附近时，停止洗净液R的喷出，与第一实施方式的步骤4同样地进行晶片W的干燥。
在该第四实施方式中，由于与第一实施方式是同样的喷嘴配置，所以也具有与第一实施方式同样的效果。进而，在该第四实施方式中，在N2气体喷出后，将气体喷嘴5配置在干燥区域6的外侧区域，在洗净液喷嘴4一边喷出洗净液一边朝向晶片W周缘时，气体喷嘴在干燥区域6的外侧移动，因此即使液滴从气体喷嘴5落下到晶片W上，也能够抑制落下到干燥区域6内。因此，能够确实地抑制显影缺陷发生。再有，在该第四实施方式中，在干燥区域6形成后，喷嘴4、5通过干燥区域6上，因此在该移动中有液滴附着在各喷嘴上并且该液滴落下到干燥区域6上的担忧，但由于在保留在晶片W中心部的干燥区域6上移动的各喷嘴4、5的移动距离小，所以与第一实施方式相比，可以说抑制了向干燥区域6的液滴的落下。但是，由于第三实施方式能够更可靠地抑制该液滴导致的显影缺陷，所以是优选的。
在第四实施方式中，为了抑制喷嘴移动中的液体的落下，以图17A、图17B的方式构成喷嘴的待机区域也可。在本例中，待机区域46作为上侧被开放的容器4A内的空间而构成。在容器4A内设置有：干燥喷嘴47，用于在喷嘴4待机中时吹送干燥气体使该喷嘴4干燥，排气管48，用于对供给到待机区域46的干燥气体进行排气。像这样构成待机区域46，在对一枚晶片W进行洗净、干燥后，在洗净液喷嘴4在待机区域46待机的期间，通过使该喷嘴4干燥，能够抑制在下一个晶片的处理中液滴从洗净液喷嘴4落下到干燥区域6中。图中4B是以与待机区域46邻接的方式设置的气体喷嘴5的待机区域，与待机区域46同样地构成，在气体喷嘴5的待机中使该气体喷嘴5干燥。在其它的实施方式中，也可以构成这样的待机区域46、4B。此外，在待机区域46、4B中，也可以代替设置干燥喷嘴47而设置加热器，通过该加热器的热使洗净液喷嘴4和气体喷嘴5干燥。
[第五实施方式]
接着对作为第四实施方式的变形例的第五实施方式进行说明。在该实施方式中进行的洗净工序，使用与第一实施方式的显影装置大致同样地构成的装置进行，但如图18A和图18B所示那样，洗净喷嘴4以X方向轴为旋转中心，以能够向在水平面内与X方向正交的Y方向倾斜的方式构成。
接着，关于该第五实施方式的洗净方法，一边参照图19A至图19C一边说明。首先，对与第四实施方式同样地供给显影液之后的晶片W的中心部C，从洗净液的喷出方向朝向垂直下方的洗净液喷嘴4喷出洗净液R。接着，在喷出洗净液R的状态下，将洗净液喷嘴4和气体喷嘴5向+X方向移动，气体喷嘴5位于与晶片W的中心部C相向的位置上，供给N2气体G，在晶片W的中心部C上形成干燥区域6(图19A)。
之后，停止N2气体G的供给和洗净液R的供给，如图18B所示那样，以洗净液喷嘴4的喷出口40的向晶片W的投影区域49不位于干燥区域6内的方式，将洗净液喷嘴4向Y方向倾斜。之后，与第四实施方式同样地，洗净液喷嘴4和气体喷嘴5比干燥区域6在晶片W中扩展的速度快地向-X方向移动(图19B)。
然后，洗净液喷嘴4通过晶片W的中心部C上，例如位于比干燥区域6的外缘稍微外侧之后，为了向垂直下方供给洗净液，洗净液喷嘴4的倾斜变化。然后，以向干燥区域6的外缘位置供给洗净液R的方式，恢复洗净液的喷出(图19C)。之后，与第四实施方式同样地，在从洗净液喷嘴4喷出洗净液R的状态下，洗净液喷嘴4和气体喷嘴5以比干燥区域6向外侧扩展的速度慢的速度、例如以5mm/秒向-X方向移动。当洗净液喷嘴4移动到晶片W的周缘部附近时，与第一实施方式的步骤4同样地进行晶片W的干燥。
该第五实施方式具有与第四实施方式同样的效果，进而在干燥区域6形成后，当将气体喷嘴5配置在干燥区域6的外侧时，以喷出口40的投影区域朝向干燥区域6的外侧的方式使洗净液喷嘴4倾斜，由此能够防止液滴L从洗净液喷嘴4落下到干燥区域6内。此外，关于气体喷嘴5，当使其在干燥区域6上移动时，与洗净液喷嘴4同样地变更其倾斜，防止液滴L向干燥区域6内落下也可。
[第六实施方式]
接着对作为第四实施方式的另一个变形例的第六实施方式进行说明。在该第六实施方式使用的显影装置也与第一实施方式的装置大致相同地构成，但洗净液喷嘴4如图20A、图20B所示那样倾斜地设置在喷嘴保持部41上。其中，该洗净液R的向晶片W的供给位置与其它的实施方式同样地，通过洗净液喷嘴4的移动而能够在晶片W上移动。此外，如图20C所述那样，晶片W中的洗净液的喷出位置的气体喷出位置侧界面、和晶片W中的气体的喷出位置的洗净液喷出位置侧界面的距离d设定为与已述的各实施方式相同的大小。
以这种方式倾斜地设置洗净液喷嘴4，目的是以与第四实施方式同样的顺序，进行洗净处理，在形成干燥区域6之后，在使洗净液喷嘴4和气体喷嘴5向-X方向移动时，以相对于晶片W的表面的洗净液喷嘴4的投影区域4A在干燥区域6的外侧区域中移动的方式进行，如图20A所示那样，即使在液滴L从洗净液喷嘴4落下的情况下，也能够使该液滴L落下到干燥区域6的外侧。因此，洗净液喷嘴4的相对于水平轴的角度、和洗净液喷嘴4和气体喷嘴5的Y轴方向的距离，对应于干燥区域6的扩展速度和-X方向的各喷嘴4、5的移动速度适宜地设计。
关于第六实施方式的洗净工序，与第四实施方式的洗净工序同样地实施。从气体喷嘴5供给N2气体G并在晶片W的中心部C上形成干燥区域6之后(图21A)，停止N2气体G的供给和洗净液R的供给，洗净液喷嘴4和气体喷嘴5比干燥区域6在晶片W中扩展的速度快地向-X方向移动(图21B)，之后与第四实施方式同样地，洗净液喷嘴4通过中心部C上，例如当位于比干燥区域6稍微外侧时，朝向该晶片W恢复喷出洗净液R(图21C)。然后，使洗净液喷嘴4向晶片W的周缘移动。
这样进行洗净的话，在干燥区域6形成后到恢复供给洗净液R为止的在干燥区域6上的各喷嘴4、5的移动的期间，能够抑制液滴L从洗净液喷嘴4落下到干燥区域6内。此外，因为在恢复洗净液喷出后气体喷嘴5在干燥区域6的外侧移动，所以能够抑制液滴L从气体喷嘴5落下到干燥区域6内。
此外，在该第二～第六实施方式中，也可以与第一实施方式同样地，对应于洗净液的供给位置控制晶片W的旋转速度。此外，各实施方式的显影装置的各部分的工作基于从控制部7发送的控制信号而被控制，分别实施上述洗净工序。
本发明的基板洗净装置，在进行液浸曝光的图案形成系统中，非常适合于使用在利用拒水性高的抗蚀剂的、进行了显影后的基板的洗净，但对在液浸曝光前的基板、或液浸曝光后且显影前的基板进行洗净的情况下也能够使用。具体地，对于在基板的抗蚀剂上形成了拒水性高的保护膜的该基板、或者没有形成保护膜但涂覆了拒水性高的抗蚀剂的基板，可以举出在液浸曝光前进行洗净的情况，此外，可以举出在液浸曝光后以药液除去保护膜并对该药液进行洗净的情况，或对于没有形成保护膜但涂覆了拒水性高的抗蚀剂的基板在液浸曝光后除去液滴的情况等。
以下，对进行液浸曝光的图案形成系统应用本发明的洗净装置的例子，参照图22、图23进行简单的说明。该系统是在涂覆/显影装置上连接有曝光装置的系统。图中B1是具备载置部120的载具站(carrierstation)，该载置部120用于对密封收容有例如13枚晶片W的载具C1进行送入送出，从该载具站B 1来看的前方的壁面上设置有开闭部121，此外，设置有用于经由开闭部121从载具C1取出晶片W的交接构件A1。
在载具站B1的里侧连接有以壳体122包围周围的处理部B2。在该处理部B2中，从面前侧依次交替地配置有：将加热/冷却系统的单元多级化的棚架单元U1、U2、U3；进行各单元间的晶片W的交接的主输送构件A2、A3。进而，如图22所示那样，设置有液处理单元U4、U5。主输送构件A2、A3配置在通过区划壁123包围的空间内，该区划壁包括：与从载具站B1来看配置在前后方向上的棚架单元U1、U2、U3面对的彼此相向的壁面；与液处理单元U4、U5面对的壁面；与后者的壁面相向的壁面。此外，图中124、125是具备在各单元使用的处理液的温度调节装置和温湿度调节用的管等的温湿度调节单元。
液处理单元U4、U5例如如图23所示，构成为在抗蚀剂液或显影液等的药液收容部126上，以多级、例如五级层叠涂覆单元(COT)127、显影单元(DEV)128及防反射膜形成单元BARC等。显影单元(DEV)128例如兼用作第一实施方式的洗净装置。此外，已述的棚架单元U1、U2、U3构成为将用于进行在液处理单元U4、U5进行的处理的前处理和后处理的各种单元，以多级、例如10级进行层叠。该组合包含：加热晶片W(焙烤)的加热单元、冷却晶片W的冷却单元等。
处理部B2中的棚架单元U3的里侧，经由界面部B3连接有曝光部B4。如图22详细地表示的那样，该界面部B3以处理部B2和曝光部B4之间前后地设置的第一输送室130A、第二输送室130B构成，其中分别设置有第一基板输送部131A和第二基板输送部131B。第一输送室130A中设置有棚架单元U6、缓冲盒C0及本发明的基板洗净装置。棚架单元U6是将对曝光了的晶片W进行PEB处理的加热单元(PEB)和具有冷却板的高精度温调单元等上下层叠了的结构。
对上述系统中的晶片W的流程进行简单的说明。首先，当从外部将收容了晶片W的载具C1载置在载置台120上时，与开闭部121一起，载具C1的盖体被卸掉，通过交接单元A1取出晶片W。然后，晶片W经由成为棚架单元U1的一级的交接单元向主输送构件A2交接，在棚架单元U1、U2的一个棚架，进行疏水化处理和利用冷却单元的基板的温度调整等。
然后，通过主输送构件A2，晶片W被输入涂覆单元(COT)127内，在晶片W的表面成膜抗蚀剂膜。然后，晶片W通过主输送构件A2被输出到外部，输入到加热单元以规定的温度进行烘焙处理。
完成了烘焙处理的晶片W，接着在冷却单元被冷却之后，经由棚架单元U3的交接单元被输入到界面部B3，经由该界面部B3被输入到曝光部B4内。再有，在将液浸曝光用的保护膜涂覆到抗蚀剂膜上的情况下，在所述冷却单元被冷却之后，在处理部B2中的单元(ITC)进行保护膜用的药液的涂覆。之后，晶片W被输入到曝光部B4进行液浸曝光，但也可以在液浸曝光前在设置于界面部B3的未图示的本发明的洗净装置进行晶片W的洗净。
然后，完成了液浸曝光的晶片W通过第二基板输送部131B从曝光部B4取出，通过本发明的基板洗净装置进行基板的表面的水滴的除去，之后被输入到成为棚架单元U6的一级的加热单元(PEB)。
然后，晶片W通过基板输送部131A从加热单元取出，交接到主输送构件A3。然后通过该主输送构件A3被输入到显影单元128内。在该显影单元128，通过显影液进行基板的显影，进而进行洗净。然后，晶片W在加热单元进行加热之后，返回到载置台120上的原来的载具C1。
[评价试验]
(用于实验的晶片及装置)
将拒水性高的抗蚀剂涂覆在晶片上，接着进行液浸曝光，进而在显影装置进行显影，形成凹部的线宽是150nm的抗蚀剂图案。在晶片整个面上形成了所述抗蚀剂之后的该抗蚀剂表面的水的接触角是92度。作为组入到显影装置中的洗净装置，除了具备洗净液喷嘴4和气体喷嘴5能够分别独立地移动控制的结构这一点之外，与第一实施方式相同。再有，接触角根据晶片W的各部分而微妙地变化。这里所述的接触角，是晶片W表面的各部分的接触角的平均值。
(评价实验1)
在第一实施方式的步骤1中，将向晶片的中心部的洗净液的喷出流量作为250ml/秒，晶片的旋转数作为500rpm。此外，在步骤2(图6B和图8)中，将洗净液的喷出位置中的气体喷出位置侧界面、和气体的喷出位置中的洗净液喷出位置侧界面的距离d作为12.35mm。进而在步骤2中，将洗净液喷嘴4朝向晶片的周缘开始移动时的晶片的旋转数f1(参照图9)作为3000rpm，将洗净液喷嘴4的移动速度作为6.5mm/秒。其它的参数作为在第一实施方式的说明中记载的值。
以这种方式洗净晶片，之后使其干燥，当测定显影缺陷时，缺陷场所仅在晶片的中心有一个，在整个面上仅有三个。
(评价实验2)
按照晶片的每一个变更洗净液的喷出位置中的气体喷出位置侧界面、和气体的喷出位置中的洗净液喷出位置侧界面的距离d来进行设定，其它的条件与评价试验1同样地进行实验，测定洗净处理后的各晶片W的缺陷数(微粒数)。图24是表示其结果的图表，在所述界面间的距离d为7.35mm、9.85mm、12.35mm、14.85mm、17.35mm、19.85mm、22.35mm时，缺陷数分别是810个、430个、25个、422个、891个、1728个、2162个。当距离d太小时，发生不形成干燥区域6、或干燥变迟等的问题，当距离d太大时，瞬时在大范围发生干燥，缺陷数变多。因为缺陷数在实用上优选是500个以下，所以考虑该实验的结果和装置的组装和加工的误差等，可以说为了抑制缺陷数的有效的所述距离d的范围是9mm～15mm。
(评价实验3)
在从气体喷嘴5喷出N2气体并形成干燥区域6之后，除了以10mm/秒的匀速将洗净液喷嘴4向晶片的周缘移动之外，其它与评价试验1相同地进行洗净。缺陷场所有303个，与洗净液喷嘴4的移动速度是6.5mm/秒的评价试验1相比缺陷场所多。由此确认了喷嘴的移动速度影响缺陷数。

Claims (15)

1.一种基板洗净方法，进行基板的洗净和干燥，其特征在于，具备：
一边大致水平地保持基板，一边使基板围绕垂直的轴旋转的工序；
使用喷出洗净液的洗净喷嘴，向旋转的基板上的中心部喷出洗净液的工序；
以接受从所述洗净喷嘴喷出的洗净液的基板上的位置从基板上的中心部朝向基板上的周缘移动固定距离的方式使所述洗净喷嘴移动的工序；
一边保持所述接受洗净液的基板上的位置从基板上的中心部离开固定距离的状态，一边使用喷出气体的气体喷嘴向基板上的中心部以规定时间喷出气体，由此在基板上的中心部形成干燥区域的工序；以及
在基板上的中心部形成了干燥区域之后，以所述接受洗净液的基板上的位置朝向基板上的周缘连续地移动的方式使所述洗净喷嘴移动，并且以所述接受从气体喷嘴喷出的气体的基板上的位置一边从所述接受洗净液的基板上的位置离开所述固定距离，一边沿着所述接受洗净液的基板上的位置的移动路径前进的方式使所述气体喷嘴连续地移动的工序。
2.根据权利要求1所述的基板洗净方法，其特征在于，使基板旋转的工序包含：以在所述接受洗净液的基板上的位置位于基板上的中心部的状态下，基板以第1旋转速度旋转，在所述接受洗净液的基板上的位置位于基板上的周缘的状态下，基板以比所述第1旋转速度低的第2旋转速度旋转的方式，使基板的旋转速度阶段地或连续地变化的工序。
3.根据权利要求1或2所述的基板洗净方法，其特征在于，所述规定距离是9mm以上15mm以下。
4.根据权利要求1或2所述的基板洗净方法，其特征在于，在所述喷出洗净液的工序中，在从基板周缘离开2mm～10mm的位置使所述洗净液的喷出停止，在停止后也维持所述基板的旋转。
5.一种基板洗净装置，进行基板的洗净和干燥，其特征在于，具备：
水平地保持基板的基板保持单元；
使通过所述基板保持单元保持的基板围绕与该基板垂直的轴旋转的旋转驱动单元；
向旋转的基板上喷出洗净液的洗净喷嘴；
使所述洗净喷嘴移动的洗净喷嘴驱动机构；
向旋转的基板上喷出气体的气体喷嘴；
使所述气体喷嘴移动的气体喷嘴驱动机构；以及
对所述基板保持单元、所述旋转驱动单元、所述洗净喷嘴驱动机构及所述气体喷嘴驱动机构进行控制的控制单元，
所述控制单元通过所述旋转驱动单元大致水平地保持基板并且使基板围绕与基板垂直的轴旋转，从所述洗净喷嘴向旋转的基板上的中心部喷出洗净液，以接受从所述洗净喷嘴喷出的洗净液的基板上的位置从基板上的中心部朝向基板上的周缘部移动固定距离的方式通过所述洗净喷嘴驱动机构使所述洗净喷嘴移动，一边保持所述接受洗净液的基板上的位置从基板上的中心部离开固定距离的状态，一边从所述气体喷嘴向基板上的中心部以固定时间喷出气体，由此在基板上的中心部形成干燥区域，在基板上的中心部形成了干燥区域之后，以所述接受洗净液的基板上的位置朝向基板上的周缘部连续地移动的方式通过所述气体喷嘴驱动机构使所述气体喷嘴移动，并且以所述接受从气体喷嘴喷出的气体的基板上的位置一边从所述接受洗净液的基板上的位置离开所述固定距离，一边沿着所述接受洗净液的基板上的位置的移动路径前进的方式通过所述气体喷嘴驱动机构使所述气体喷嘴连续地移动。
6.根据权利要求5所述的基板洗净装置，其特征在于，所述控制单元以在所述接受洗净液的基板上的位置位于基板上的中心部的状态下，基板以第1旋转速度旋转，在所述接受洗净液的基板上的位置位于基板上的周缘部的状态下，基板以比所述第1旋转速度低的第2旋转速度旋转的方式，通过所述旋转驱动单元使基板的旋转速度阶段地或连续地变化。
7.根据权利要求5或6所述的基板洗净装置，其特征在于，所述规定距离是9mm以上15mm以下。
8.根据权利要求5或6所述的基板洗净装置，其特征在于，所述控制单元使洗净喷嘴驱动机构移动到从基板周缘离开2mm～10mm的位置并使所述洗净液的喷出停止，在停止后也维持所述基板的旋转。
9.一种基板洗净方法，一边保持基板并使其围绕铅直轴旋转并从洗净喷嘴的喷出口向基板的表面喷出洗净液，一边使所述洗净喷嘴的喷出口从与基板的中心相向的位置移动到与基板的周缘相向的位置，使基板干燥，所述基板洗净方法的特征在于，具备：
以基板的中心部与旋转中心部一致的方式使基板保持部水平地保持基板的工序；
一边使所述基板保持部围绕铅直轴旋转，一边从洗净喷嘴向基板的中心部喷出洗净液并通过离心力扩展到基板的表面整体的工序；
接着在使基板保持部旋转的状态下，一边喷出所述洗净液一边使基板上的洗净液的喷出位置变更到从基板的中心部偏移的偏心位置的工序；
在开始向所述偏心位置移动之后，在基板的中心部分的洗净液的液膜不破裂而被维持得较薄的状态下使所述洗净喷嘴的移动暂时停止的工序；
接着一边使基板旋转一边从气体喷嘴向所述状态的基板的中心部喷出气体，弄破所述液膜而形成干燥区域的工序；
接着在形成了所述干燥区域之后，一边使基板旋转并喷出洗净液，一边使所述洗净喷嘴朝向基板的周缘移动的工序。
10.根据权利要求9所述的基板洗净方法，其特征在于，从所述中心部偏移的偏心位置被设定为使洗净液的喷出位置的气体喷出位置侧界面与气体喷嘴的气体喷出位置的洗净液喷出位置侧界面的距离是9mm～15mm。
11.根据权利要求9所述的基板洗净方法，其特征在于，在所述朝向周缘移动的工序中，在使基板保持部旋转的状态下以比所述干燥区域向外扩展的速度慢的速度使洗净液的喷出位置朝向基板的周缘移动。
12.根据权利要求9所述的基板洗净方法，其特征在于，所述变更到偏心位置的工序是以使所述基板的旋转数为1500rpm以上2000rpm来进行的。
13.根据权利要求9所述的基板洗净方法，其特征在于，在所述形成干燥区域的工序中，所述气体的喷出供给时间是0.5秒。
14.根据权利要求9所述的基板洗净方法，其特征在于，所述基板是水的静接触角为85度以上的表面。
15.根据权利要求9至权利要求14的任一项所述的基板洗净方法，其特征在于，在所述朝向基板的周缘移动的工序中，在从基板上的周缘离开2mm～10mm的位置使所述洗净液的喷出停止，并维持所述基板的旋转。
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