CN1923381B - 基板清洗装置和基板清洗方法 - Google Patents

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Abstract

在对基板表面进行旋转清洗时，减少在基板上残留的水滴，抑制例如曝光后的加热处理时的水滴或水印引起的加热斑。使来自清洗液喷嘴的清洗液的供给位置从基板的中央部向周边移动，同时，相对于比供给位置位于基板旋转方向下游侧的区域，向基板的外侧喷出气体。由此，在清洗液在基板的表面上稍微流动并成为液膜状态下，利用气流对其作用向外侧的力，所以在圆周方向流动的液流向外侧移动。利用在高度与喷出口相同或比其低的位置上形成的液体挤压面部来约束从清洗液喷嘴喷出的清洗液，因为形成液体块，所以即使低速旋转，离心力也变大，使该液体块向外的作用变大。

Description

基板清洗装置和基板清洗方法
技术领域
本发明涉及对例如液浸曝光后的基板和经过显影处理的基板等的表面进行清洗的基板清洗装置和基板清洗方法。
背景技术
以往，在作为半导体制造工序之一的光刻(photoresist)工序中，在半导体晶片(以下称为“晶片”)的表面上涂布抗蚀剂，以规定的图案将该抗蚀剂曝光后，进行显影，形成抗蚀剂图案。
然而，近年来，器件的图案有越来越向微细化、薄膜化发展的趋势，与此相伴，提高曝光的解析度的要求很强烈。因此，为了提高曝光的解析度，开发极紫外曝光(EUVL)、电子束投影曝光(EPL)、和基于氟二聚物(F2)的曝光技术等，另一方面，对基于现有的光源、例如氟化氩(ArF)和氟化氪(KrF)的曝光技术进行进一步改进，以提高解析度，研究了在基板的表面上形成可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”)。液浸曝光是使光透过例如超纯水中的技术，由于在水中波长会变短，波长193nm的ArF在水中实质上变成134nm，利用这样的特征，具有使用现有的光源能够提高解析度的优点。
使用图16对该液浸曝光进行简单地说明，在与晶片W的表面隔开间隙而相对地配置的曝光机1的中央前端部，设置有透镜10，在该透镜10的外周侧，分别设置有向晶片W的表面供给用于形成液层的溶液、例如纯水的供给口11和用于将供给晶片W的纯水吸引并回收的吸引口12。在此情况下，从上述供给口11向晶片W的表面供给纯水，同时，通过吸引口12回收该纯水，由此，在透镜10和晶片W的表面之间形成液膜(纯水膜)。然后从未图示的光源发射光，该光通过该透镜10，透过该液膜，照射到晶片W上，将规定的电路图案转印到抗蚀剂上。
接着，如图17所示，在透镜10和晶片W的表面之间形成有液膜的状态下，使曝光机1在横向上滑动移动，将该曝光机1配置在与下一个转印区域(曝光(shot)区域)13对应的位置上，通过重复照射光的动作，在晶片W的表面上依次转印出规定的电路图案。所画出的曝光区域13比实际的要大。
作为上述液浸曝光的问题之一，可以举出有可能在晶片上残留有水滴的状态下，将其从曝光装置搬送至涂布-显影装置。对曝光后的晶片W进行热处理，但在晶片上有水滴时，或者该水滴干燥后产生作为浸水痕迹的所谓水印(water mark)时，对此后的图案显像有不良影响。因此，需要清洗曝光后的晶片的表面以除去水滴。
但是，对液浸曝光后的晶片进行清洗，有如下问题。在液浸曝光工序中，为了提高曝光机浸液部(透镜前端)对扫描的追随性以确保与以往的曝光装置有同样的生产率，研究了在曝光晶片表面上形成拨水性高、例如水的接触角为70～100度左右的保护膜，但正因为保护膜的拨水性高，在保护膜的表面上残留小水滴的可能性变大。
作为对基板W进行清洗的单元，众所周知被组合在例如显影单元中，通常是一边向晶片W的中央部供给清洗液一边使晶片W旋转，然后进行甩干的所谓旋转清洗。图18是分阶段示意性地表示对晶片进行旋转清洗时的清洗液的状态的图，该图(a)是晶片表面的水的接触角为70度以下、进行2000rpm的高速旋转时的情况，该图(b)是晶片表面的水的接触角为70～110度、进行2000rpm的高速旋转时的情况，该图(c)是晶片表面的水的接触角为70～110度、进行200rpm的低速旋转时的情况。
在图18(a)中，从喷嘴14供给至晶片W中央的清洗液15向周边扩展，在遍及整个面之后，将喷嘴14向周边移动，使清洗液15的涂布区域从内侧干燥，但即使晶片W表面的拨水性不高，也难以完全除去水滴，换句话说，清洗液的流量、喷嘴14的移动速度和晶片的转速等参数的调节相当困难。
另外，如图18(b)所示，在晶片W表面的拨水性高的情况下，无论是在清洗液15从晶片W的中央向周边扩展时，还是在使清洗液15从晶片W的中央干燥并使其干燥区域向外侧扩展时，由于清洗液15的液膜不规则，液膜破裂，形成水滴，该水滴难以排出(是在晶片上滚动而不向外移动的图像)。也就是说，即使调节参数，也无法除完水滴。
如图18(c)所示，在晶片W的转速较低的情况下，由于从喷嘴14喷出的清洗液向外展开的速度小，不得不减慢喷嘴的扫描速度(例如几mm/秒)，使得处理速度变慢。再有，在喷出清洗液时，由于晶片的离心力小而向四周飞散，有时也会飞散到喷出位置的内侧，留在原处而不向外侧移动，结果残留有水滴。
在这样众所周知的旋转清洗中，在高速旋转下进行时，难以调节工艺参数，特别是在晶片上形成保护膜的情况下，预想要根据器件制造商而使用各种各样的保护膜，而保护膜的接触角有时会随时间发生变化，对其进行调节就更加困难。另一方面，在低速旋转下进行时，处理速度慢，而且水滴残留的可能性大。
另外，在液浸曝光前，为了除去例如在基板上涂布的抗蚀剂膜或保护膜等涂布膜的溶出成分，优选进行清洗处理，但该清洗处理也必须使清洗处理后的基板表面上不残留小水滴。其理由是，当残留有水滴时，在将基板转移到曝光机之前会生成所谓的水印(干燥污迹)，会造成曝光处理不良。所谓保护膜是为了在液浸曝光中使液体不与抗蚀剂接触，或者提高表面的拨水性而形成的膜。
作为以往的旋转清洗的改进方法，已知有在清洗液喷嘴以外设置喷射惰性气体的气体喷嘴，对于来自清洗液喷嘴的清洗液的喷出位置，喷射向外侧的气体的方法(专利文献1)，但喷出清洗液的同时，由于与气流接触，喷出位置的清洗液分散，因此形成水滴，在低转速的情况下，由于离心力较小，会以原状态残留在晶片的表面上。
【专利文献1】特开2001-53051号公报(图2，段落0036、0050)
发明内容
本发明是在这样的情况下做出的，其目的在于提供一种在对基板表面进行旋转清洗时，能够使基板上不残留水滴而干燥或者能够减少残留的水滴的基板清洗装置和基板清洗方法。
本发明的基板清洗装置，其特征在于，包括：基板保持部，水平地保持基板并能自由旋转；清洗液喷嘴，用于向被保持在该基板保持部上的基板的表面供给清洗液，其喷出口倾斜地朝向基板的表面，向基板的外侧喷出清洗液；和第一驱动部，用于移动清洗液喷嘴，使得在上述基板旋转时，来自该清洗液喷嘴的清洗液的供给位置从基板的中央部向周边移动。
另外，上述的基板清洗装置优选还包括：气体喷嘴，其为了将从上述清洗液喷嘴喷出的清洗液向基板的周边侧挤压，相对于比上述清洗液的供给位置位于基板旋转方向下游侧的区域，向基板的外侧喷出气体；和第二驱动部，用于使该气体喷嘴与清洗液喷嘴协调移动。
清洗液喷嘴优选：喷出口倾斜地朝向基板的表面，向基板的外侧喷出清洗液。另外，优选清洗液喷嘴的喷出口被形成为与基板表面平行地延伸，作为其具体的例子，可以举出与基板表面平行地延伸的狭缝状的喷出口、或者与基板表面平行地配置多个孔而形成的喷出口等。上述第一驱动部可以与第二驱动部独立，也可以兼用作第二驱动部。
优选在气体喷嘴或气体喷嘴的上游侧的气体流路中设置有用于使气体电离的电离器(除电器)。
另一个发明的基板清洗装置，其特征在于，包括：基板保持部，水平地保持基板并能自由旋转；清洗液喷嘴，用于向被保持在该基板保持部上的基板的表面供给清洗液；驱动部，用于移动清洗液喷嘴，使得在上述基板旋转时，来自该清洗液喷嘴的清洗液的供给位置从基板的中央部向周边移动；和液体挤压面部，与上述清洗液喷嘴的喷出口相比，被设置在基板旋转方向的下游侧，用于约束从该清洗液喷嘴喷出的清洗液，高度与上述喷出口相同或比其低。
在此情况下，上述液体挤压面部可以被形成为高度沿着基板的旋转方向逐渐降低，上述液体挤压面部也可以是包括第一高度的面部和经由台阶部与该第一高度的面部连接的低于第一高度的第二高度的面部的结构。
利用本发明进行清洗的基板，可以是在基板的表面上存在有液体的状态下被曝光后、被加热处理前的状态，或者也可以是显影处理后的状态。另外，在本发明中，例如基板的转速被设定为500rpm以下。包括气体喷嘴的前面的发明，可以进一步与包括液体挤压面部的另一个发明组合。
本发明的基板清洗方法，其特征在于，包括：将基板水平地保持在基板保持部上的工序；和接着，一边使基板保持部围绕铅垂轴旋转，一边向基板的表面供给来自向基板的外侧喷出清洗液的清洗液喷嘴的清洗液，并使清洗液的供给位置从基板的中央部向周边移动的工序。
另外，上述的基板清洗方法优选还包括：为了将从上述清洗液喷嘴喷出的清洗液向基板的周边侧挤压，相对于比上述清洗液的供给位置位于基板旋转方向下游侧的区域，从气体喷嘴向基板的外侧喷出气体的工序。
上述的基板清洗方法的特征在于，还包括：利用在高度与上述喷出口相同或比其低的位置上形成的液体挤压面部，约束从上述清洗液喷嘴的喷出口喷出、在基板旋转方向的下游侧流动的清洗液的工序。
另一个发明的基板清洗方法，其特征在于，包括：将基板水平地保持在基板保持部上的工序；接着，一边使基板保持部围绕铅垂轴旋转，一边向基板的表面供给来自清洗液喷嘴的清洗液，并使清洗液的供给位置从基板的中央部向周边移动的工序；和利用在高度与上述喷出口相同或比其低的位置上形成的液体挤压面部，约束从上述清洗液喷嘴的喷出口喷出、在基板旋转方向的下游侧流动的清洗液的工序。
根据本发明，由于使来自清洗液喷嘴的清洗液的供给位置从基板的中央部向周边移动，同时对于比供给位置位于基板旋转方向下游侧的区域，向基板的外侧喷出气体，在清洗液在基板的表面稍微流动并成为液膜的状态下，由气流对其作用向外侧的力，所以在圆周方向流动的液流向外侧移动。因此，即便以清洗液不呈现不规则的程度使基板以低速旋转，由于基板表面的干燥区域迅速向外侧扩展，液流也不会在相同半径位置滞留，能够一边可靠地除去水滴一边迅速地进行清洗处理。
根据另一个发明，通过利用在高度与喷出口相同或比其低的位置上形成的液体挤压面部来约束从清洗液喷嘴喷出的清洗液，由于产生液体块，即使在低转速下，离心力也变大，使该液体块向外的作用变大，液流不会在相同半径位置上滞留，能够一边可靠地除去水滴，一边迅速地进行清洗处理。
附图说明
图1是表示包括本发明的基板清洗装置的涂布、显影装置的一个例子的平面图。
图2是表示上述涂布、显影装置的整体立体图。
图3是表示本发明的基板清洗装置的实施方式的纵截面图。
图4是表示上述基板清洗装置的大致平面图。
图5是表示在上述基板清洗装置中设置的清洗液喷嘴的立体图和表示喷出口的图。
图6是表示上述清洗液喷嘴的平面图。
图7是表示气体喷嘴和气体喷嘴驱动机构的侧面图。
图8是表示使用上述基板清洗装置清洗晶片的情况的说明图。
图9是表示在清洗晶片时清洗液喷嘴和气体喷嘴的位置关系的一个例子的说明图。
图10是表示在上述实施方式的变形例中清洗晶片的情况的说明图。
图11是表示上述气体喷嘴的变形例的纵截侧面图。
图12是表示在上述的基板清洗装置中，在搬送口设置有包括电离器的气体喷出部的结构例和气体喷出部的图。
图13是从下面观察在本发明的基板清洗装置的另一个实施方式中使用的清洗液喷嘴的立体图。
图14是表示上述的另一个实施方式中的清洗液喷嘴和晶片的位置关系的平面图。
图15是表示由上述的另一个实施方式中的清洗液喷嘴约束清洗液的状态的截面图。
图16是表示用于对晶片进行液浸曝光的曝光机的说明图。
图17是表示利用上述曝光机对晶片表面进行液浸曝光的情况的说明图。
图18是分阶段地表示对晶片进行以往的旋转清洗时的清洗液状态的说明图。
符号说明
W   半导体晶片
4   基板清洗装置
41  壳体
44  基板保持部
5   清洗液喷嘴
51  主体部
52  喷出口
56  臂
57  第一驱动部
6   气体喷嘴
61  主体部
66  臂
67  第二驱动部
71  凹部
72  第一液体挤压面部
73  喷出口
74  第二液体挤压面部
具体实施方式
参照图1和图2对将本发明的实施方式应用于进行液浸曝光的系统的整体结构进行简单说明。该系统是将曝光装置与涂布-显影装置连接而组成的系统，图中B1设置有包括用于搬入搬出密闭地收纳有基板、例如13片晶片W的载体(carrier)C1的载置部20a的载体站(carrierstation)20、从该载体站20观察时设置在前方的壁面上的开关部21、和经过开关部21从载体C1取出晶片W的传送机构A1。
载体载置部B1的内侧与由框体22将周围包围的处理部B2连接，在该处理部B2中，从前侧开始依次交替地排列设置有将加热-冷却系统的单元多段化的搁板单元U1、U2、U3和在液体处理单元U4、U5的各单元之间传送晶片W的主搬送机构A2、A3。主搬送机构A2、A3，从载体载置部B1观察，被放置在由在前后方向上配置的搁板单元U1、U2、U3的一个面、后述的例如右侧的液体处理单元U4、U5的一个面、和形成左侧一面的背面部构成的间隔壁23包围的空间内。另外，图中24、25是包括在各单元中使用的处理液的温度调节装置和温湿度调节用导管等的温湿度调节单元。
液体处理单元U4、U5，例如如图2所示，通过在抗蚀剂液和显影液等药液收纳部26上，将涂布单元(COT)27、显影单元(DEV)28和反射处理防止膜形成单元BARC等叠层多层、例如5层而构成。前文所述的搁板单元U1、U2、U3通过将用于进行由液体处理单元U4、U5进行的处理的前处理和后处理的各单元叠层多层、例如10层而构成，其组合包括对晶片W进行加热(烘焙)的加热单元、对晶片W进行冷却的冷却单元等。
处理部B2中的搁板单元U3的内侧，经过接口部B3与曝光部B4连接。该接口部B3，详细情况如图1所示，由在处理部B2和曝光部B4之间前后设置的第一搬送室3A和第二搬送室3B构成，分别设置有第一基板搬送部31A和第二基板搬送部31B。在第一搬送室3A中，设置有搁板单元U6、缓冲盒(buffer cassette)CO和本发明的基板清洗装置4。搁板单元U6被形成将对进行曝光后的晶片W进行PEB处理的加热单元(PEB)和具有冷却板的高精度温度调节单元等上下叠层的结构。
对上述系统中晶片W的流向进行简单说明。首先，将收纳有晶片W的载体C1从外部载置到载置台20a上时，载体C1的盖体与开关部21同时打开，由传送机构A1取出晶片W。然后，晶片W经过构成搁板单元U1的一段的传送单元向主搬送机构A2传送，在搁板单元U1～U3中的一个搁板中，形成疏水化处理膜或由冷却单元对基板进行温度调节等。
然后，由主搬送机构A2将晶片W搬入涂布单元(COT)27中，在晶片W的表面上形成抗蚀剂膜，同时在晶片W的表面上形成的抗蚀剂膜的外侧上，形成从表面侧周边部经过侧端部横跨里面侧周边部的作为保护膜的拨水性膜。然后，由主搬送机构A2将晶片W搬出到外部、搬入到加热单元中，在规定的温度下进行烘焙处理。
结束烘焙处理的晶片W，接着在冷却单元中被冷却，然后经由搁板单元U3的传送单元被搬入接口部B3中，经过该接口部B3被搬入曝光部B4内。详细内容如在“背景技术”部分所述，以与晶片W的表面相对的方式配置曝光装置1，进行液浸曝光。
然后，完成液浸曝光的晶片W，由第二基板搬送部31B从曝光部B4取出，由基板清洗装置4除去基板表面的水滴，此后被搬入构成搁板单元U6的一段的加热单元(PEB)中。在该加热单元中进行加热处理，通过进行加热处理，由曝光部位的抗蚀剂中含有的产酸成分产生的酸扩散到抗蚀剂中。利用该酸的作用，抗蚀剂成分发生化学反应，例如在正型抗蚀剂的情况下，相对于显影液具有可溶解性，在负型抗蚀剂的情况下，相对于显影液具有不溶解性。
然后，由基板搬送部31A将晶片W从加热单元(PEB)中搬出，并传送至主搬送机构A3。再由该主搬送机构A3将其搬入显影单元28中。在该显影单元28中，向晶片W的拨水性膜形成区供给溶解液，溶解除去拨水性膜，并且向溶解除去后的晶片W的表面普遍地供给显影液。通过供给显影液，相对于显影液具有可溶解性的部位被溶解，由此在晶片W的表面上形成规定图案的抗蚀剂遮掩模。然后，晶片W返回到载置台20a上的原来的载体C1中。
接着，通过图3以后的图，详细说明上述的基板清洗装置4(本发明的基板清洗装置的实施方式)。基板清洗装置4，如图3和图4所示，包括构成装置外包装体的壳体41，在该壳体41中设置有对晶片W的搬送口进行开关的闸门(shutter)42。在壳体41内配置有杯状体(cup)43，在该杯状体43内设置有水平地保持晶片W、并且能够围绕铅垂轴自由旋转的例如由真空卡盘构成的晶片保持部44。44a是用于使晶片保持部44旋转的驱动部。排出通道45与杯状体43的底部连接，该排出通道45通过未图示的排气机构进行排气，在通道的中间设置有气液分离部。46是用于支撑晶片W并使其升降的例如3根支撑销。46a是保持支撑销46的升降部件，46b是升降机构。
基板清洗装置4包括用于向基板W的表面供给清洗液的清洗液喷嘴5和喷出例如惰性气体的气体喷嘴6。如图5所示，清洗液喷嘴5被构成为：方筒状的主体部51的下部51a弯曲，从在其下端面上形成的例如狭缝状的喷出口52倾斜地向晶片W的表面供给清洗液。作为喷出口52并不限于狭缝状，也可以是沿着主体部51的下部51a的长度方向排列的多个例如圆形的小直径的孔。
在主体部51的上部，如图5所示，与清洗液供给管53连接，该清洗液供给管53，如图3所示，经由包括阀门和流量调节部等的供给设备组54，与供给清洗液、例如纯水的清洗液供给源55连接。
清洗液喷嘴5的主体部51，如图6所示，经由背面的支撑部51b与臂56连接，使得其方向能够围绕铅垂轴调节，该臂56被构成为：弯曲成L字形，能够利用第一驱动部57沿着壳体41的底部的导轨57a(在X方向上)直线移动。另外，该臂56被构成为能够利用升降机构上下移动，但为了避免说明的复杂化，将第一驱动部57作为包含使臂56在X方向上移动的机构和升降机构的部分处理。
通过臂56在X方向上的移动，清洗液喷嘴5的喷出口52在X方向上能够从被吸附保持在晶片保持部44上的晶片W的中央部移动到晶片W的周边部。主体部51在喷出口52从X方向稍微朝向作为晶片W旋转方向的顺时针方向的状态下被安装在臂56上。
另一方面，气体喷嘴6也和图5和图6所示的清洗液喷嘴5的结构相同，同样地安装在臂66上，臂66能够在X方向上和在上下方向上移动，但臂66能够前后(Y方向)移动，在这一点上不同。即，弯曲成L字形的臂66，例如如图7所示，除了设置有沿着导轨57a移动的X方向移动体67a以外，还设置有沿着前后(Y方向)移动的Y方向移动体67b，在该移动体67b上组合设置有臂66的升降机构67c。在图4中，将使臂66在X方向和Y方向上移动的机构和升降机构67c合在一起记为第二驱动部67。另外，也可以在臂66上组合使气体喷嘴6在Y方向上移动的机构。在图3或图7中，61是主体部，62是喷出口，63是气体供给管，64是供给设备组，65是用于供给例如作为惰性气体的氮气的气体供给源。
在图4中，100是由计算机组成的控制部，具有根据存储部中存储的程序，输出用于控制前文所述的各驱动机构57和67、对晶片保持部44进行旋转驱动的驱动部44a、和供给设备组54和64等的控制信号的功能。
接着，对本实施方式的基板清洗装置的作用进行说明。首先，打开闸门42，载置有液浸曝光后的晶片W的上述基板搬送部31B(参照图1)进入壳体41内，通过支撑销46的升降，接收基板搬送部31B上的晶片W并将其传送到晶片保持部44上。接着，上述基板搬送部31B退避，关闭闸门42，对臂56进行驱动，如图8(a)所示，设定清洗液喷嘴5的位置，使得来自清洗液喷嘴5的清洗液的供给位置的中心位于晶片W的中央部、例如中心。此时，清洗液喷嘴5如上所述，处于喷出口52从X方向稍微偏向作为晶片W旋转方向的顺时针方向的状态。
另外，对臂66进行驱动，气体喷嘴6的喷出口62在与清洗液喷嘴5的喷出口52朝向相同方向的状态下，被设定为位于与喷出口52相比稍微偏向喷嘴5(6)的扫描方向的上游侧(图8(a)的右侧)并且在晶片W的旋转方向的稍微下游侧。
然后，使晶片W以例如500rpm以下、例如200rpm的转速顺时针旋转，接着，从清洗液喷嘴5的喷出口52以例如250毫升/分的流量喷出清洗液。由此，清洗液以细带状从斜上方与包括晶片W中心的区域碰撞。与此同时，从气体喷嘴6的喷出口62喷射氮气。由于晶片W顺时针方向旋转，被供给到晶片W上的清洗液，由于因离心力而使其从中心向外散开的力和使其与晶片W一起旋转的力的作用，形成涡流。以图8(a)中的虚线表示的部分，表示在如下所述的不喷射气体的情况下，刚从清洗液喷嘴5向晶片W的中心喷出清洗液之后的稻穗状的液流。
在此，也从气体喷嘴6同时喷射氮气，相对于比清洗液的供给位置位于下游侧的液流，以例如5毫升/分的流速向外侧喷出氮气，所以，稻穗状的液流成为被挤向外侧的形状。然后，清洗液喷嘴5以例如15mm/秒的扫描速度沿着X轴方向并且向着清洗液喷出侧、即在图8(a)中向着左侧移动，同时，气体喷嘴6与清洗液喷嘴5在大致相同的方向以相同的速度移动，但是通过驱动部67，使得随着在X方向上移动，稍微在Y方向上并且向着气体喷射侧、即向前方移动。由此，在该例子中，越靠近晶片W的周边，清洗液的喷出位置和氮气的喷出位置越互相分开。
图8(b)表示清洗液喷嘴5和气体喷嘴6一边分别喷出清洗液和氮气一边在上述的方向移动的情况。在该移动途中，相对于从清洗液喷嘴5喷出并沿着顺时针方向延伸为稻穗状的清洗液的液流，从气体喷嘴6喷出向外侧的气流，一边将该液流挤向外侧，两个喷嘴5、6一边向着晶片W的周边(外侧)移动。结果，在晶片W上形成环状的清洗液涂布区域200，并且，该环的内缘向外侧扩展，即干燥区域300向外侧扩展，不久就扩展到晶片W的整个面上，清洗工序结束。
这样，清洗液喷嘴5和气体喷嘴6扫描到晶片W周边的外侧时，两个喷嘴5、6上升，从杯状体43的上方退避，通过与搬入晶片W相反的动作，由基板搬送部31B搬出晶片W。
图9是表示清洗液喷嘴5和气体喷嘴6的位置关系的图，C是晶片W的中心，P是清洗液喷嘴5的喷出口52的中心位置，Q是在来自气体喷嘴6的氮气的喷射流中晶片W的旋转方向上游端的位置，P、Q相对于C形成的角度θ优选为10°以上。当角度θ小于10°时，由于过于靠近来自清洗液喷嘴5的清洗液的供给位置，被供给至晶片W的表面的清洗液会由于气流而飞散、成为细小的水滴，有可能滞留在晶片W上。与此相对，当角度θ过大时，在液流的液膜变小的地方，气流接触，所以失去了使液流向外扩展的效果。因此，优选根据晶片W的转速等参数选择适当的角度。
根据上述的实施方式，在使来自清洗液喷嘴5的清洗液的供给位置从晶片W的中央部向周边移动的方法中，在使晶片W以低速、例如500rpm以下的转速旋转的情况下，由于离心力较小，干燥区域的扩展速度较慢，而且，水滴有可能滞留。因此，在本实施方式中，相对于比清洗液的供给位置位于晶片W的旋转方向下游侧的区域，向晶片W的外侧喷出氮气，在清洗液在晶片W的表面稍微流动而成为液膜的状态下，由气流对其作用向外侧的力，所以在圆周方向上流动的液流向外侧移动。从而，晶片W表面的干燥区域迅速地向外侧扩展，液流不会滞留在相同半径的位置，能够一边可靠地除去水滴，一边迅速地进行清洗处理。
在此情况下，对于清洗液喷嘴5的喷出口52的形状和朝向没有限制，但通过在如上所述使喷出口52向着外侧并且向着晶片W的旋转方向的下游侧的状态下使清洗液喷嘴5扫描，可抑制清洗液的喷出位置的清洗液的飞散，液体在集中的状态下在晶片W的旋转方向上流动，所以，可以说通过将氮气喷向该成块的液体，向外侧挤压的效果较大。此时，以狭缝状喷出清洗液，具有能够保持喷出的清洗液的稳定性的优点。
另外，在本发明中，清洗液的喷出位置和氮气的喷出位置可以被固定。图10就表示这样的例子，气体喷嘴6通过支持部件56a被支撑在臂56上，各喷出口52、62的朝向与前面的实施方式相同。两个喷嘴5、6的相互位置关系，与图8(a)所示的位置关系大致相同。在该例子中，两个喷嘴5、6通过共同的驱动部而进行扫描。
在此，从气体喷嘴6喷出的气体，优选为通过电离器的气体。其理由如下。作为清洗晶片W的清洗液，通常使用纯水，但纯水具有例如15MΩ·cm以上的电阻率，该纯水由于被喷出到晶片W表面的压力，与晶片W表面或与在液浸曝光前在晶片W表面上涂布的拨水性保护膜强烈碰撞时，产生静电，晶片W的表面带电，有时会达到数千伏以上的电位。另外，在清洗工序中，在清洗水通过清洗水供给配管和清洗水喷嘴时，由于它们的壁面和清洗水的摩擦，有时会产生静电。当这样产生静电时，清洗水带电，将该清洗水喷出到晶片W表面上，晶片W表面带电。或者由于该静电而吸附颗粒，或者引起液浸曝光前的晶片W带电从而引起曝光不当，或者在液浸曝光时放电，从而对保护膜产生影响。
因此，优选将通过电离器的气体吹向晶片W的表面。电离器也称为除电器，产生基本上等量的正的气体离子和负的气体离子，该气体与带电物体接触时，与相同极性的离子互相排斥，吸引相反极性的离子，结果带电物带的电荷被消除。
图11表示在气体喷嘴6中设置电离器的例子。601是喷嘴主体，602是气体供给通道，在喷嘴主体601中设置有构成电离器的电极603。该电极603经由构成供电电路的电缆604与直流电源605连接。作为电极603的形状，可以使用将多根棒状电极以与气体通道交叉的方式排列的形状，以使其与通过喷嘴主体601内的气体有效地接触，气体与在施加了高电压的电极603的周围形成的不均匀电场接触而被电离。电离器只要设置在气体通过的部位即可，例如可以设置在气体喷嘴6和气体供给源之间的气体供给通道602中。
再有，如图12(a)所示，是在基板清洗装置的基板搬送口的上方，设置组合有电离器的喷出例如氮气的气体喷出部201的例子。在该例子中，气体喷出部201构成为：横跨基板的整个宽度、例如在基板是晶片W的情况下横跨与晶片的直径相当的长度来配置气体喷出孔，向通过的基板W的整个表面喷出被电离器电离的气体。在此，电离器是指除了流通气体的部位以外，使气体电离的电极等部位。图12(b)是表示喷出部201的图，其构成为：由在通气室202内设置的电离器将从气体供给通道203进入通气室202内的例如氮气电离，并从下部204喷出。
接着，说明本发明的另一个实施方式。在该实施方式中，设置有液体挤压面部，用于将清洗液约束在晶片W的旋转方向上比清洗液喷嘴5的喷出口位于下游的一侧。图13是其具体的例子，是从下侧观察清洗液喷嘴5的立体图，图14是表示将上述清洗液喷嘴5的主要部分配置在晶片W上的情况的平面图。清洗液喷嘴5的底面70(主体部51的底面70)被成形为长方形的形状，在该底面70上形成有向扫描方向前方开口的大致呈V字形的凹部71，并且在该凹部71的天井面72上的根部侧形成有喷出口73。
从而，该凹部71的两侧与比凹部71低的面部74连接，在此，若将凹部71的天井面72称为第一液体挤压面部、将上述面部74称为第二液体挤压面部，则在清洗工序时，第一液体挤压面部72和第二液体挤压面部74距晶片W表面的高度例如分别为1mm和2mm。
于是，按照如图14那样使凹部71的开口端向着晶片W的周边侧并且其开口端为前方的方式，像前面的实施方式那样，使该清洗液喷嘴5从晶片W的中央部向周边部位扫描。从喷出口73喷出的清洗液，由于因晶片W旋转而产生的离心力和在圆周方向上流动的作用，形成稻穗状的液流，从而形成环状的涂布区域，但如图15所示，由第一液体挤压面部72和第二液体挤压面部74，呈阶梯状地对液流表面进行抑制，作用约束力。结果，清洗液L(参照图13)以块状滞留，由于作用在该液体块上的离心力变大，液流迅速地向外移动。从而，晶片W表面的干燥区域迅速向外侧扩展，液流不会滞留在相同半径的位置，能够一边可靠地除去水滴，一边迅速地进行清洗处理。
在本发明中，只要相对于喷出口73在晶片W旋转方向的下游侧存在高度与喷出口73相同或比其低的液体挤压面部即可，但是如果构成为图13的结构，从喷出口73喷出的清洗液被约束在凹部71内，被约束的液体块由于离心力而从凹部71的开口端向外侧移动，同时，从横方向流出的清洗液进一步受到第二液体挤压面部74的约束，结果约束力增大，因此，将清洗液向外挤压的作用增大。
此外，在该例子中，呈阶梯状地设置有液体挤压面部，但也是可以按照其高度向上述旋转方向下游侧逐渐降低的方式形成例如连续的倾斜面。
该实施方式不需要气体喷嘴6，但可以与前面的实施方式组合。例如在图3和图4等所示的前面的实施方式中，作为清洗液喷嘴5，也可以使用例如图13所示的结构的清洗液喷嘴5，在此情况下，与由气体喷嘴6向外侧挤压的作用相结合，使液流向外迅速移动的作用更大。在此情况下，作为气体喷嘴6，优选使用图11所示的包括电离器的气体喷嘴。
本发明并不限于对液浸曝光后的基板进行清洗，也能够适合于液浸曝光前的基板的清洗等。

Claims (18)

1.一种基板清洗装置，其特征在于，包括：
基板保持部，水平地保持基板并能自由旋转；
清洗液喷嘴，用于向被保持在该基板保持部上的基板的表面供给清洗液，其喷出口倾斜地朝向基板的表面，向基板的外侧喷出清洗液；
第一驱动部，用于移动清洗液喷嘴，使得在所述基板旋转时，来自该清洗液喷嘴的清洗液的供给位置从基板的中央部向周边移动；
气体喷嘴，用于向基板的外侧喷出气体；和
第二驱动部，用于使所述气体喷嘴与清洗液喷嘴协调移动，其在将从所述清洗液喷嘴喷出的清洗液向基板的周边侧挤压，使气体的喷出位置为比所述清洗液的供给位置更位于基板旋转方向上的下游侧的区域的状态下，使气体的喷出位置与清洗液的供给位置以所述清洗液喷嘴和所述气体喷嘴的相对位置关系得以保持而固定的方式移动，或者，使所述气体喷嘴与所述清洗液喷嘴在相同方向上以相同速度、在使得越靠近基板的周边，气体的喷出位置与清洗液的喷出位置越互相分开的方式下移动，
所述清洗液喷嘴配置成所述清洗液喷嘴的喷出口向着外侧并且向着基板的旋转方向的下游侧。
2.如权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于：
清洗液喷嘴的喷出口被形成为与基板表面平行地延伸。
3.如权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于：
所述第一驱动部兼用作第二驱动部。
4.如权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，包括：
与所述清洗液喷嘴的喷出口相比，被设置在基板旋转方向的下游侧，为了约束从该清洗液喷嘴喷出的清洗液而在高度与所述喷出口相同或比其低的位置上形成的液体挤压面部。
5.如权利要求1～4中任一项所述的基板清洗装置，其特征在于：
在气体喷嘴或气体喷嘴的上游侧的气体流路中，设置有用于使气体电离的电离器。
6.一种基板清洗装置，其特征在于，包括：
基板保持部，水平地保持基板并能自由旋转；
清洗液喷嘴，用于向被保持在该基板保持部上的基板的表面供给清洗液；和
驱动部，用于移动清洗液喷嘴，使得在所述基板旋转时，来自该清洗液喷嘴的清洗液的供给位置从基板的中央部向周边移动，
所述清洗液喷嘴的与基板对向的部位，由在基板的周边侧形成开口端并向着基板的周边侧宽度增大的平面形状呈V字形的凹部，围绕该凹部形成的用于约束清洗液的液体挤压面部，和在所述凹部的V字形的天井面上的根部侧开口的清洗液的喷出口构成。
7.一种基板清洗装置，其特征在于，包括：
基板保持部，水平地保持基板并能自由旋转；
清洗液喷嘴，用于向被保持在该基板保持部上的基板的表面供给清洗液；
驱动部，用于移动清洗液喷嘴，使得在所述基板旋转时，来自该清洗液喷嘴的清洗液的供给位置从基板的中央部向周边移动，和
液体挤压面部，与所述清洗液喷嘴的喷出口相比，被设置在基板旋转方向的下游侧，使得所述液体挤压面部被形成为高度沿着基板的旋转方向逐渐降低的连续的倾斜面。
8.如权利要求6所述的基板清洗装置，其特征在于：
所述液体挤压面部包括第一高度的面部和经由台阶部与该第一高度的面部连接的低于第一高度的第二高度的面部，
所述第一高度的面部为所述天井面，所述第二高度的面部为与所述凹部的两侧连接的面部。
9.如权利要求1～4、6～8中任一项所述的基板清洗装置，其特征在于：
所述基板为在基板的表面上存在有液体的状态下被曝光后、被加热处理前的状态。
10.如权利要求1～4、6～8中任一项所述的基板清洗装置，其特征在于：基板的转速为500rpm以下。
11.一种基板清洗方法，其特征在于，包括：
将基板水平地保持在基板保持部上的工序；和
接着，一边使基板保持部围绕铅垂轴旋转，一边向基板的表面供给来自向基板的外侧喷出清洗液的清洗液喷嘴的清洗液，并使清洗液的供给位置从基板的中央部向周边移动，使所述清洗液喷嘴移动的工序，
从气体喷嘴喷出气体，将从所述清洗液喷嘴喷出的清洗液向基板的外侧挤压的喷出工序；和
使所述气体喷嘴与所述清洗液喷嘴协调移动的工序，其在使气体的喷出位置为比所述清洗液的供给位置更位于基板旋转方向上的下游侧的区域的状态下，使气体的喷出位置与清洗液的喷出位置以所述清洗液喷嘴和所述气体喷嘴的相对位置关系得以保持而固定的方式移动，或者，使所述气体喷嘴与所述清洗液喷嘴在相同方向上以相同速度、在使得越靠近基板的周边，气体的喷出位置与清洗液的喷出位置越互相分开的方式下移动，
所述清洗液喷嘴配置成所述清洗液喷嘴的喷出口向着外侧并且向着基板的旋转方向的下游侧。
12.如权利要求11所述的基板清洗方法，其特征在于：
从与基板的表面平行地延伸的喷出口喷出清洗液。
13.如权利要求11所述的基板清洗方法，其特征在于，包括：
利用在高度与所述喷出口相同或比其低的位置上形成的液体挤压面部，约束从所述清洗液喷嘴的喷出口喷出、在基板旋转方向的下游侧流动的清洗液的工序。
14.如权利要求11～13中任一项所述的基板清洗方法，其特征在于：
从气体喷嘴喷出的气体是通过电离器的气体。
15.一种基板清洗方法，其特征在于，是使用与基板对向的部位，由在基板的周边侧形成开口端并向着基板的周边侧宽度增大的平面形状呈V字形的凹部，围绕该凹部形成的用于约束清洗液的液体挤压面部，和在所述凹部的V字形的天井面上的根部侧开口的清洗液的喷出口构成的清洗液喷嘴的基板清洗方法，包括：
将基板水平地保持在基板保持部上的工序；和
接着，一边使基板保持部围绕铅垂轴旋转，一边从清洗液喷嘴的所述喷出口将清洗液向基板的表面喷出，将清洗液约束在所述凹部内，被约束的清洗液从凹部的开口端向外侧移动，同时，清洗液的喷出位置从基板的中央部向周边移动的移动清洗液喷嘴的工序。
16.一种基板清洗方法，其特征在于，包括：
将基板水平地保持在基板保持部上的工序；
接着，一边使基板保持部围绕铅垂轴旋转，一边从清洗液喷嘴的所述喷出口将清洗液向基板的表面喷出，将清洗液约束在所述凹部内，被约束的清洗液从凹部的开口端向外侧移动，同时，清洗液的喷出位置从基板的中央部向周边移动的移动清洗液喷嘴的工序；和
利用被形成为高度沿着基板的旋转方向逐渐降低的连续的倾斜面的液体挤压面部，约束从所述清洗液喷嘴的喷出口喷出、在基板旋转方向的下游侧流动的清洗液的工序。
17.如权利要求11～13、15、16中任一项所述的基板清洗方法，其特征在于：
所述基板是在基板的表面上存在有液体的状态下被曝光后、被加热处理前的状态。
18.如权利要求11～13、15、16中任一项所述的基板清洗方法，其特征在于：基板的转速为500rpm以下。
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