JP2004119717A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】洗浄処理が終了すると、遮断板2がスピンチャック1に保持されたウエハWの上面に近接した位置に配置される。そして、液体供給口252aからウエハWの上面に純水が供給される。ウエハWの上面に供給された純水は、ウエハWの上面に拡がり、その表面張力でウエハW上に液膜となって溜められる。この液膜形成のための液盛りが行われている間に、第1乾燥ガス供給口251aおよび第2乾燥ガス供給口26aから窒素ガスが供給されて、ウエハW上の純水の液膜と遮断板2との間の空間の雰囲気が窒素ガスに置換される。その後、IPAベーパ供給工程が行われる。IPAベーパ供給工程では、第1乾燥ガス供給口251aからウエハWの上面の中央部に向けて、IPAベーパを含む窒素ガスが供給される。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板等に代表される各種基板を乾燥させるために適用される基板処理方法および基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、半導体装置の製造工程の中で、半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)に洗浄処理を施す工程は重要な工程の1つである。
洗浄処理工程を実施する装置の中には、ウエハを水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持されたウエハの上面に近接した位置に対向配置される遮断板とを備えていて、純水を用いてウエハの上面を洗浄した後、その洗浄後のウエハの上面に遮断板を近接させ、ウエハと遮断板との間の空間に窒素ガスを供給して窒素ガスを充満させた状態で、スピンチャックによってウエハを高速回転させることにより、ウエハに付着している純水を振り切って乾燥させるものがある(たとえば、特許文献1参照)。ウエハと遮断板との間の空間に窒素ガスを充満させるのは、その空間への純水や酸素を含む雰囲気の進入を防止して、純水、酸素およびシリコンの反応によるウォーターマークの発生を抑制するためである。
【0003】
ところが、このような構成の装置では、ウエハに形成されている微細なパターン間に入り込んだ純水の液滴が振り切られずに残り、乾燥不良によるウォーターマークが発生するという問題があった。
そこで、窒素ガスに代えて、ウエハと遮断板との間の空間にIPA(イソプロピルアルコール)ベーパを供給することが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。ウエハと遮断板との間の空間にIPAベーパを供給して、ウエハと遮断板との間の空間にIPAベーパを充満させることにより、その空間への純水や酸素を含む雰囲気の進入を防止できるとともに、ウエハ上面に振り切られずに残っている純水の液滴をIPAベーパの揮発力によって除去することができる。
【0004】
また、回転中のウエハの上面に純水およびIPAベーパを同時に供給し、また、この純水およびIPAベーパの供給位置をウエハの中心付近から周縁に向けて徐々に移動させることにより、ウエハの上面を純水で洗浄しつつ、その洗浄に用いた純水をIPAベーパの揮発性で速やかに除去する方法も提案されている(たとえば、特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−41261号公報
【特許文献2】
特開平11−233481号公報(第6〜7頁の第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ウエハと遮断板との間の空間にIPAベーパを供給する手法では、IPAベーパの供給前には、ウエハと遮断板との間の空間に洗浄液や酸素を含む雰囲気が存在しているので、この雰囲気がIPAベーパ雰囲気に置換されるまでの間に、純水、酸素およびシリコンの反応によるウォーターマークがウエハの上面に発生するおそれがある。
【0007】
一方、ウエハの上面に純水およびIPAベーパを同時に供給する手法では、純水およびIPAベーパの供給位置を移動させなければならず、遮断板を用いることができないため、ウエハ上面の純水が除去された部分に、純水のミストが付着し、ウエハ表面が再汚染されたり、ウォーターマークが発生したりするおそれがある。とくに、スピンチャックが複数本のチャックピンでウエハWを挟持して回転可能な構成である場合には、ウエハの周縁部に供給される純水がチャックピンに当たって跳ね返り、純水の飛沫がウエハの中央部の乾燥している部分に付着してしまう。
【0008】
そこで、この発明の目的は、ウォーターマークを発生させることなく、基板の上面を良好に乾燥させることができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、基板保持手段(1)によって基板(W)をほぼ水平に保持する基板保持工程と、この基板保持工程の後に、上記基板保持手段に保持された基板の上面に所定の液体を液盛りして液膜を形成する液膜形成工程と、上記基板保持工程の後に、上記基板保持手段に保持された基板の上面に基板対向部材(2)を近接させて、その基板対向部材で基板の上面の少なくとも中央部を覆う被覆工程と、上記液膜形成工程の後であって上記被覆工程が行われている期間中に、上記基板保持手段に保持された基板の上面の中央部に向けて(第1の)乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
【0010】
上記所定の液体は、純水であってもよいし、炭酸水、イオン水、還元水(水素水)または磁気水などの機能水であってもよい。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
上記の方法によれば、液膜が形成されている基板の上面の少なくとも中央部が基板対向部材によって覆われている状態で、その基板の上面の中央部に向けて乾燥ガスが供給される。
【0011】
基板の上面に乾燥ガスが供給されると、基板の上面の液膜を形成している液体は、その乾燥ガスによって基板の中央部から基板の周縁部へと順に追いやられていき、基板の周縁から流下して排除される。これにより、基板の上面は、その中央部(乾燥ガスの供給位置)から周縁に向かって乾燥していく。言い換えれば、液体が排除された部分(基板中央部)と排除されていない部分(基板周縁部)との間のほぼ環状の境界線(以下、乾燥境界という)が、処理の進行に伴って、基板の中央部から基板の周縁部へと順に広がるように移動していくことになる。
【0012】
この過程において、液膜が排除された部分には、乾燥ガスが供給されているので、ウォーターマークの発生の原因となる酸素などを含む雰囲気が触れるおそれがない。一方、液膜がまだ排除されていない部分についても、液膜で保護されているので、酸素などを含む雰囲気が触れるおそれはない。また、基板の上面の中央部は基板対向部材で覆われているから、基板の周縁から流下する液体の飛沫などが、基板の上面の中央部の液膜が排除された部分に付着するおそれもない。ゆえに、ウォーターマークを発生させることなく、基板の上面を良好に乾燥させることができる。
【0013】
なお、請求項2記載のように、上記液膜形成工程の前に、上記基板保持手段に保持された基板の上面を洗浄液を供給しつつ洗浄する洗浄工程をさらに含んでいてもよい。上記洗浄液は、上記所定の液体と同じ液体であってもよい。
請求項3記載の発明は、上記乾燥ガスは、基板の乾燥を促進する乾燥促進蒸気を含むガスであることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理方法である。
【0014】
この発明によれば、基板の上面にある液膜に対して基板の乾燥を促進するので、この液膜を形成する液体を速やかに蒸発させることができる。これにより、乾燥不良によるウォーターマークの発生を防止することができる。
なお、上記乾燥ガスの乾燥促進蒸気が親水性で上記所定の液体に溶け込むことが可能(可溶性)な揮発性物質である場合には、その液体に乾燥促進蒸気が溶け込むことによってその液体の揮発速度を高めることができ、基板の乾燥不良を防止できる。一方、上記乾燥ガスの乾燥促進蒸気が親油性(疎水性)で上記所定の液体に非可溶性のものである場合には、上記所定の液体を基板の外部へ容易に押し出すことができ、同様に基板の乾燥不良を防止できる。したがって、上記乾燥促進蒸気が液体に可溶性/非可溶性のいずれの場合であっても、上述の乾燥境界を良好に維持したまま基板の乾燥をより迅速に行うことができる。
【0015】
また、請求項4記載のように、上記乾燥ガス供給工程は、上記乾燥ガスの供給流量を徐々に大きくする工程を含むことが好ましい。
この場合、乾燥ガス供給工程の初期においては、基板中央の液膜が排除された部分の面積が小さいので乾燥ガスの供給流量は比較的小さい方が好ましい。なぜなら、乾燥ガスを多く供給しすぎると基板上面の液膜が分断されて上述の乾燥境界が乱されてしまい、乾燥不良を引き起こしてしまうからである。一方、乾燥ガス供給工程が進行するにしたがって、基板中央の液膜が排除された部分の面積が次第に大きくなっていく(上記乾燥境界の周長さが長くなる)ので、基板上面の上記乾燥境界を乱すことなく良好に広げていくためには、乾燥ガスの供給流量を徐々に大きくするのが好ましい。これにより、上述の乾燥境界を良好に広げることができ、乾燥不良によるウォーターマークの発生をより確実に防止することができる。また、この請求項4において、乾燥ガスが乾燥促進蒸気を含むものである場合には、さらにその効果を向上させることができる。なお、上記乾燥ガスの供給流量は連続的に徐々に大きくしていってもよいし、段階的に徐々に大きくしていってもよい。
【0016】
請求項5記載の発明は、上記基板保持工程の後に、上記基板保持手段に保持された基板をほぼ水平な面内で回転させる基板回転工程をさらに含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の基板処理方法である。
この発明によれば、基板の回転に伴う遠心力よって、基板の中央部から周縁部へ向かう液体の流れが生じるので、上記液膜形成工程においては液膜を均一に広げることができ、上記乾燥ガス供給工程においては上記乾燥境界を迅速に広げることができ、基板の上面をより速やかに乾燥させることができる。
【0017】
請求項6記載の発明は、上記基板回転工程は、上記乾燥ガス供給工程が行われている期間中に、基板の回転速度を徐々に大きくする工程を含むことを特徴とする請求項5記載の基板処理方法である。
この場合、基板回転工程の初期においては、基板中央の液膜が排除された部分の面積が小さいので、基板の回転速度は比較的低い方が好ましい。なぜなら、初期から基板の回転速度を一気に高くしすぎると、基板上面の液膜が分断されて上述の乾燥境界が乱されてしまい、乾燥不良を引き起こしてしまうからである。またさらには、初期から基板の回転速度を一気に高くしすぎると、基板上の液膜に作用する遠心力の関係上、基板中央の方が乾燥スピードが遅くなってしまい、基板中央に液滴が残留してしまう場合もある。一方、基板回転工程が進行し、基板の中央部の液体が排除された部分が十分に広がっていくと、上述の乾燥境界の乱れや液滴の残留の問題は解消されていくので、これに伴って基板の回転速度を徐々に大きくするのが乾燥処理の迅速化のためには好ましい。これにより、上述の乾燥境界を良好に広げることができ、乾燥不良によるウォーターマークの発生をより確実に防止することができる。なお、この請求項6において、乾燥ガスが乾燥促進蒸気を含むものである場合には、さらにその効果を向上させることができる。なお、上記基板の回転速度は、連続的に徐々に大きくしていってもよいし、段階的に徐々に大きくしていってもよい。
【0018】
請求項7記載の発明は、少なくとも上記乾燥ガス供給工程が行われている期間中に、基板の上面の上記乾燥ガスの供給位置を取り囲む領域に第2の乾燥ガスを供給する第2の乾燥ガス供給工程をさらに含むことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の基板処理方法である。
この発明によれば、上記乾燥ガス供給工程が行われている期間中に、乾燥ガスの周囲にさらに第2の乾燥ガスの気流を形成するので、基板上の液膜が排除された部分に、ウォーターマークの発生の原因となる酸素などを含む雰囲気が触れることをより確実に防止することができる。なお、請求項8記載のように、少なくとも上記乾燥ガス供給工程が行われる以前に、予め上記第2の乾燥ガス供給工程を行っていても、請求項7と同様の効果を奏する。より好ましくは、請求項7と請求項8を組み合わせて、上記乾燥ガス供給工程が行われる以前から乾燥ガス供給工程が行われている期間に渡って、上記第2の乾燥ガス供給工程を継続して行うのがよい。
【0019】
これら請求項7または8においては、上記乾燥ガスを乾燥促進蒸気を含むガスとし、上記第2の乾燥ガスを不活性ガスとするのが好ましい(請求項9)。これによれば、基板と基板対向部材との間の空間に、乾燥促進蒸気とそれを取り囲む不活性ガスの気流が形成される。したがって、不活性ガスの気流がその外部の酸素を含む雰囲気を良好に遮断しつつ、乾燥促進蒸気による良好な乾燥を行うことができ、さらにウォーターマークの発生を防止することができる。
【0020】
請求項10記載の発明は、基板(W)をほぼ水平に保持する基板保持手段(1)と、この基板保持手段に保持された基板の上面に所定の液体を液盛りして液膜を形成するための液膜形成手段(4,41,252,252a)と、上記基板保持手段に保持された基板の上面に近接した位置で対向配置されて、その基板の上面の少なくとも中央部を覆うための基板対向部材(2)と、上記基板保持手段に保持された基板の上面の中央部に向けて乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給手段(3,31,32,251,251a)と、上記液膜形成手段によって液膜が形成された基板の上面の中央部が上記基板対向部材で覆われた状態で、上記乾燥ガス供給手段を制御して、その基板の上面の中央部に乾燥ガスを供給させる乾燥制御手段(6)とを含むことを特徴とする基板処理装置である。
【0021】
この構成によれば、請求項1に関連して述べた効果と同様な効果を達成することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す図である。この基板処理装置は、基板の一例であるウエハWを1枚ずつ洗浄し、この洗浄後のウエハWを乾燥させる処理を行う装置であり、ウエハWをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック1と、このスピンチャック1の上方でほぼ水平に設けられた円板状の遮断板2とを備えている。
【0023】
スピンチャック1は、たとえば、ほぼ鉛直な方向に延びたスピン軸11と、スピン軸11の上端に取り付けられたスピンベース12と、このスピンベース12の周縁部に配設された複数本のチャックピン13とを有していて、複数本のチャックピン13でウエハWの端面を協働して挟持することにより、ウエハWを水平な状態で保持できる構成になっている。また、スピン軸11には、モータなどの駆動源を含む回転駆動機構14が結合されており、チャックピン13でウエハWを水平に保持した状態で、回転駆動機構14からスピン軸11に回転力を入力することにより、ウエハWをほぼ水平な面内で回転させることができるようになっている。
【0024】
遮断板2は、ウエハWとほぼ同じか、または、ウエハWよりも少し大きな径に形成されており、スピン軸11と共通の軸線(ウエハWの回転軸線)上に配置された円筒状の支軸21の下端に連結されている。遮断板2の上方には、アーム22が設けられており、支軸21は、そのアーム22の先端部に垂下した状態で支持されている。そして、アーム22には、昇降駆動機構23が結合されていて、この昇降駆動機構23でアーム22を昇降させることにより、スピンチャック1に保持されたウエハWの上面に対して遮断板2を接離させることができるようになっている。
【0025】
遮断板2の中央には、開口24が形成されており、支軸21の中空部は、その開口24と連通している。支軸21の中空部には、第1乾燥ガス流通路251および液体流通路252を有する管部材25が支軸21と非接触状態で挿通されている。管部材25の先端(下端)は、開口24内に達していて、第1乾燥ガス流通路251および液体流通路252の先端は、管部材25の先端面で開口して、それぞれ第1乾燥ガス供給口251aおよび液体供給口252aをなしている。
【0026】
第1乾燥ガス流通路251には、第1乾燥ガス供給管3が接続されている。この第1乾燥ガス供給管3には、バルブ31またはバルブ32を介して、窒素ガス(N2)またはIPAベーパを含む窒素ガス(IPA+N2)が第1乾燥ガスとして選択的に供給されるようになっている。第1乾燥ガス供給管3に供給された窒素ガスまたはIPAベーパを含む窒素ガスは、第1乾燥ガス流通路251を通って、第1乾燥ガス流通路251の先端の第1乾燥ガス供給口251aから、スピンチャック1に保持されたウエハWの上面の中央部に向けて吐出される。
【0027】
また、液体流通路252には、液体供給管4が接続されており、この液体供給管4には、バルブ41,42を介して、洗浄液および純水(DIW)のいずれかが選択的に供給されるようになっている。液体供給管4に供給された洗浄液や純水は、液体流通路252を通って、その液体流通路252の先端の液体供給口252aから、スピンチャック1に保持されたウエハWの上面の中央部に向けて吐出される。なお、図示はしていないが、ウエハWの「下面」の中央部に向けて洗浄液および純水を吐出する液体供給口や、これに付随する液体流通路、液体供給管、およびバルブなどがウエハW上面側の上記構成と同様に設けられている。
【0028】
さらに、支軸21の内周面と管部材25との間には、断面がリング状の空間26が生じていて、この空間26には、第2乾燥ガス供給管5から第2乾燥ガスとしての窒素ガス(N2)が供給されるようになっている。空間26に供給された窒素ガスは、開口24の周縁と管部材25との間の断面リング状の第2乾燥ガス供給口26aから、スピンチャック1に保持されたウエハWの上面に向けて吐出される。つまり、支軸21の内周面と管部材25との間の空間26は、第2乾燥ガスとしての窒素ガスが流通する第2乾燥ガス流通路となっており、この第2乾燥ガス流通路26を流通する窒素ガスは、第2乾燥ガス供給口26aから吐出されて、ウエハWの上面の第1乾燥ガス供給位置および液体供給位置を取り囲むリング状の領域に供給される。第2乾燥ガス供給管5の途中部には、第2乾燥ガス流通路26への窒素ガスの供給を制御するためのバルブ51が介装されている。
【0029】
図2は、この基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。この基板処理装置はさらに、たとえば、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置6を備えている。制御装置6は、ウエハWの処理のために、予め定められたプログラムに従って、回転駆動機構14および昇降駆動機構23の動作を制御し、また、バルブ31,32,41,42,51の開閉を制御する。
図3は、この基板処理装置におけるウエハWの処理について説明するための図である。処理対象のウエハWがスピンチャック1に受け渡されると、まず、そのウエハWを洗浄するための工程が行われる。この洗浄工程では、たとえば、回転駆動機構14が制御されて、ウエハWが所定の回転速度で回転されつつ、バルブ42が開成されて、その回転中のウエハWの上面に洗浄液が供給される。ウエハWの上面に供給された洗浄液は、ウエハWの回転による遠心力を受けて、その供給位置からウエハWの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハWの上面の全域に洗浄液が行き渡り、その洗浄液によってウエハWの上面が洗浄される。
【0030】
洗浄液としては、たとえば、フッ酸、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、酢酸、アンモニアおよびこれらの過酸化水素水溶液などの薬液、純水、ならびに炭酸水、イオン水、還元水(水素水)または磁気水などの機能水を例示することができる。洗浄液は、液体流通路252の液体供給口252aからウエハWの上面に供給される。そして、この洗浄液による洗浄後は、ウエハWの上面に純水が供給されて、薬液洗浄後のウエハWの表面に付着した洗浄液を洗い流すためのリンス処理が行われる。このリンス処理のための純水は、液体供給口252aからウエハWの上面に供給される。
【0031】
また、洗浄液として純水が用いられる場合には、図1において、バルブ42とこれに接続された洗浄液供給源を特に設ける必要はなく、バルブ41とこれに接続された純水供給源を用いればよい。
洗浄工程が終了すると、回転駆動機構14が制御されて、ウエハWの回転が停止される。また、昇降駆動機構23が制御されて、遮断板2がスピンチャック1に保持されたウエハWの上面に近接した位置に配置される。そして、バルブ41が制御(開成)されて、液体供給口252aからウエハWの上面に純水が供給される。ウエハWの上面に供給された純水は、ウエハWの上面に拡がり、その表面張力でウエハW上に液膜となって溜められる(液盛り)。
【0032】
また、この純水の液盛りが行われている間、バルブ31,51が制御されて、第1乾燥ガス供給口251aおよび第2乾燥ガス供給口26aからウエハWの上面に、それぞれ第1乾燥ガスとしての窒素ガスおよび第2乾燥ガスとしての窒素ガスが供給される。窒素ガスの供給流量は、ウエハW上に形成される純水の液膜が潰れない程度の流量に設定されており、たとえば、第1乾燥ガス供給口251aからは毎分5リットルの窒素ガスが供給され、第2乾燥ガス供給口26aからは毎分50リットルの窒素ガスが供給される。これにより、ウエハW上の純水の液膜と遮断板2との間の空間の雰囲気を窒素ガスに置換することができ、その空間への外部からの酸素を含む雰囲気の進入を阻止することができる。
【0033】
なお、第2乾燥ガス供給口26aからの窒素ガスの供給流量が、第1乾燥ガス供給口251aからの窒素ガスの供給流量よりも大きく設定されているのは、図4に示すように、第2乾燥ガス供給口26aの開口面積が第1乾燥ガス供給口251aよりも大きいからであり、第2乾燥ガス供給口26aから供給される窒素ガスの流速は、第1乾燥ガス供給口251aから供給される窒素ガスの流速とほぼ等しい。
【0034】
ウエハWの上面にその上面を覆うだけの十分な量の純水が供給されて、ウエハW上面の全域に純水の液膜が形成されると、バルブ41が閉じられて、ウエハW上に純水の液膜を形成するための液盛り工程が終了し、つづいて、IPAベーパ供給工程が行われる。IPAベーパ供給工程では、バルブ31が閉じられた後、バルブ32が制御(開成)されて、第1乾燥ガス供給口251aからウエハWの上面の中央部にIPAベーパを含む窒素ガスが供給される。また、バルブ51は上記液盛り工程から引き続いて開成されており、たとえば、第2乾燥ガス供給口26aから毎分50リットルの窒素ガスが供給され続ける。なお、このIPAベーパ供給工程においても、前の液盛り工程から引き続いて、ウエハWの回転は停止されたままで行われる。
【0035】
IPAベーパを含む窒素ガスの供給流量は、第1乾燥ガス供給管3に介挿された流量調整バルブ(図示せず)の開度を制御することにより、たとえば、毎分50リットルまで徐々に連続的に(または段階的に)上げられていく。すなわち、IPAベーパを含む窒素ガスの供給の初期においては、ウエハW中央の液膜が排除される部分の面積が小さいので、IPAベーパを含む窒素ガスの供給流量は比較的小さくしておく。一方、ウエハWの乾燥が進行するにしたがって液膜が排除される部分の面積が大きくなるので、上記ガスの供給流量を徐々に大きくする。これにより、ウエハW上面の乾燥境界(液膜が排除された部分と排除されていない部分との間のほぼ環状の境界)を乱すことなく、ウエハWの上面は、その中央部から周縁に向かって順に乾燥していく。これによりウエハW上面の乾燥不良を防止し、ウォーターマークの発生を防止することができる。
【0036】
特に、ウエハWの中央から周縁に向けて流れるIPA水溶液は、ウエハWの上面に形成されている微細なパターン間に入り込んだ純水にも混じり、その純水をウエハWの上面から速やかに蒸発させる。また、IPAベーパを含む窒素ガスの供給流量が最終的に毎分50リットルまで上げられることにより、ウエハWの周縁部までIPAベーパを含む窒素ガスが行き届くので、たとえウエハWの周縁部に純水または希釈なIPA水溶液の液滴が残留していても、その液滴は、IPAベーパがさらに溶け込むことによって蒸発する。ゆえに、乾燥不良によるウォーターマークを発生することなく、ウエハWの上面の全域を良好に乾燥させることができる。
【0037】
また、予めウエハW上の液膜と遮断板2との間の空間が窒素ガスで満たされた状態で、IPAベーパを含む窒素ガスの供給が開始され、その後、ウエハWの上面の液膜が除去された部分には、IPAベーパを含む窒素ガスが供給され続ける。そのうえ、ウエハWと遮断板2との間には、第2乾燥ガス供給口26aから窒素ガスが供給され続けるので、酸素などを含む雰囲気が外部から進入するおそれがない。したがって、ウエハWの上面の液膜が除去された部分に酸素などを含む雰囲気が触れることがなく、酸素、純水およびシリコンの反応によるウォーターマークを発生するおそれもない。
【0038】
なお、IPAベーパを含む窒素ガスの供給開始以前にのみ、予めウエハW上の液膜と遮断板2との間の空間を窒素ガスで満たしておき、IPAベーパを含む窒素ガスの供給開始以降は、第2乾燥ガス供給口26aからの窒素ガスの供給を行わないようにしてもよい。あるいはその逆に、IPAベーパを含む窒素ガスの供給開始以前は、予めウエハW上の液膜と遮断板2との間の空間を窒素ガスで満たしておかずに、IPAベーパを含む窒素ガスの供給開始以降にのみ、第2乾燥ガス供給口26aからの窒素ガスの供給を行うようにしてもよい。
【0039】
IPAベーパを含む窒素ガスの供給流量が毎分50リットルに達してから所定時間が経過すると、IPAベーパ供給工程が終了し、その後は、回転駆動機構14を制御して、ウエハWを予め定める高回転速度(たとえば、3000rpm)で回転させて、主としてウエハWの下面に付着している純水の液滴を遠心力で振り切って乾燥させるスピンドライ工程が行われる。このスピンドライ工程の間、第1乾燥ガス供給口251aからのIPAベーパを含む窒素ガスおよび第2乾燥ガス供給口26aからの窒素ガスの供給が続けられる。これにより、ウエハWと遮断板2との間に、ウエハWの下面から振り切られた純水や酸素を含む雰囲気が進入することを防止でき、そのような雰囲気によるウエハWの上面の汚染を防止することができる。
【0040】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することも可能である。たとえば、液盛り工程において、純水の液膜が潰れない程度の回転速度(たとえば、50rpm以下)でウエハWを回転させてもよい。また、IPAベーパ供給工程でウエハWを回転させてもよく、ウエハWを回転させることにより、ウエハWの上面からの純水およびIPA水溶液の流下を促進することができる。IPAベーパ供給工程におけるウエハWの回転速度は、一定の低回転速度(たとえば、50rpm)であってもよいし、たとえば、回転が停止した状態からスピンドライ工程時のウエハWの回転速度(たとえば、3000rpm)まで徐々に上げていくようにしてもよい。このようにすれば、ウエハW上面の乾燥境界の乱れや液滴の残留を生じることなく、迅速にウエハWを乾燥させることができる。
【0041】
さらに、ウエハWの回転中は、そのウエハWと同じ方向にほぼ同じ回転速度で遮断板2を回転させることが好ましい。こうすることにより、とくにウエハWの上面周縁部付近における気流の乱れを防止することができ、ウエハWと遮断板2との間に酸素などを含む雰囲気が外部から進入することを良好に防止できる。なお、遮断板2を回転させるためには、支軸21をアーム22の先端部に回転自在に設けて、その支軸21にモータなどを含む回転駆動機構からの回転力を入力するようにすればよい。
【0042】
さらにまた、スピンドライ工程において、第1乾燥ガス供給口251aからIPAベーパを含む窒素ガスが吐出されるとしたが、IPAベーパを含まない窒素ガス、つまりバルブ31を介して第1乾燥ガス供給管3に供給される窒素ガスが、第1乾燥ガス供給口251aからウエハWの上面に向けて吐出されてもよい。また、上記の実施形態では、スピンチャック1として、複数本のチャックピン13でウエハWの端面を挟持する構成のものを取り上げたが、たとえば、ウエハWのデバイス形成面を上方に向けた状態で、そのウエハWの非デバイス形成面(下面)を真空吸着することにより、ウエハWをほぼ水平に保持することができる構成のもの(バキュームチャック)が採用されてもよい。
【0043】
さらに、上記の実施形態では、乾燥促進蒸気としてIPAベーパを例示したが、メタノールに代表されるアルコール類、またはアセトンなど、親水性に優れた揮発性の高い溶剤の蒸気(ベーパ)を含む窒素ガスをウエハWの表面に供給することによっても、IPAベーパを含む窒素ガスを供給した場合と同様な効果を達成することができる。あるいは、乾燥促進蒸気として、HFE(ハイドロフルオロエーテル)に代表される親油性の高い(非可溶性の)液体の蒸気をウエハWの表面に供給してもよく、これによっても同様の効果を達成できる。
【0044】
さらにまた、上記の実施形態では、洗浄工程後のウエハWの上面に純水の液膜が形成されるとしているが、液体供給口252aからウエハWの上面に機能水が供給されて、この機能水の液膜がウエハWの上面に形成されてもよい。この場合において、洗浄工程で洗浄液として機能水が用いられる場合には、機能水は、液体供給口252aからウエハWの上面に供給されるようにしてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す図である。
【図2】上記基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図3】上記基板処理装置における処理について説明するための図である。
【図4】遮断板の下面の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 スピンチャック
2 遮断板
3 第1乾燥ガス供給管
4 液体供給管
5 第2乾燥ガス供給管
6 制御装置
24 開口
25 管部材
251 第1乾燥ガス流通路
251a 第1乾燥ガス供給口
252 液体流通路
252a 液体供給口
26 第2乾燥ガス流通路
26a 第2乾燥ガス供給口
31 バルブ
32 バルブ
41 バルブ
42 バルブ
51 バルブ
W ウエハ
Claims (10)
- 基板保持手段によって基板をほぼ水平に保持する基板保持工程と、
この基板保持工程の後に、上記基板保持手段に保持された基板の上面に所定の液体を液盛りして液膜を形成する液膜形成工程と、
上記基板保持工程の後に、上記基板保持手段に保持された基板の上面に基板対向部材を近接させて、その基板対向部材で基板の上面の少なくとも中央部を覆う被覆工程と、
上記液膜形成工程の後であって上記被覆工程が行われている期間中に、上記基板保持手段に保持された基板の上面の中央部に向けて乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給工程と
を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 上記液膜形成工程の前に、上記基板保持手段に保持された基板の上面を洗浄液を供給しつつ洗浄する洗浄工程をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理方法。
- 上記乾燥ガスは、基板の乾燥を促進する乾燥促進蒸気を含むガスであることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理方法。
- 上記乾燥ガス供給工程は、上記乾燥ガスの供給流量を徐々に大きくする工程を含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理方法。
- 上記基板保持工程の後に、上記基板保持手段に保持された基板をほぼ水平な面内で回転させる基板回転工程をさらに含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の基板処理方法。
- 上記基板回転工程は、上記乾燥ガス供給工程が行われている期間中に、基板の回転速度を徐々に大きくする工程を含むことを特徴とする請求項5記載の基板処理方法。
- 少なくとも上記乾燥ガス供給工程が行われている期間中に、基板の上面の上記乾燥ガスの供給位置を取り囲む領域に第2の乾燥ガスを供給する第2の乾燥ガス供給工程をさらに含むことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の基板処理方法。
- 少なくとも上記乾燥ガス供給工程が行われる以前に、予め基板の上面の上記乾燥ガスの供給位置を取り囲む領域に第2の乾燥ガスを供給する第2の乾燥ガス供給工程をさらに含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の基板処理方法。
- 上記乾燥ガスは基板の乾燥を促進する乾燥促進蒸気を含むガスであり、上記第2の乾燥ガスは不活性ガスであることを特徴とする請求項7または8記載の基板処理方法。
- 基板をほぼ水平に保持する基板保持手段と、
この基板保持手段に保持された基板の上面に所定の液体を液盛りして液膜を形成するための液膜形成手段と、
上記基板保持手段に保持された基板の上面に近接した位置で対向配置されて、その基板の上面の少なくとも中央部を覆うための基板対向部材と、
上記基板保持手段に保持された基板の上面の中央部に向けて乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給手段と、
上記液膜形成手段によって液膜が形成された基板の上面の中央部が上記基板対向部材で覆われた状態で、上記乾燥ガス供給手段を制御して、その基板の上面の中央部に乾燥ガスを供給させる乾燥制御手段と
を含むことを特徴とする基板処理装置。
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