JP2007157898A - 基板洗浄方法、基板洗浄装置、制御プログラム、およびコンピュータ読取可能な記憶媒体 - Google Patents

基板洗浄方法、基板洗浄装置、制御プログラム、およびコンピュータ読取可能な記憶媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】基板上のパーティクルを効果的に除去することができ、しかも基板へのダメージを許容範囲とすることができる基板洗浄方法を提供すること。
【解決手段】基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程（ステップ３）を含む基板洗浄方法であって、基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程は、液体として純水とイソプロピルアルコールの混合液を用い、その混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を１０〜６０体積％とし、パーティクルの除去率を８０％以上とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、半導体ウエハや、液晶表示装置（ＬＣＤ）のガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等の基板を洗浄する基板洗浄方法および基板洗浄装置、ならびに基板洗浄方法を実施するための制御プログラムおよびコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。
半導体デバイスの製造プロセスにおいては半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）を所定の薬液（洗浄液）によって洗浄し、ウエハに付着したパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーション、エッチング処理後のポリマー等を除去する洗浄処理が行われる。
このような洗浄処理を行うウエハ洗浄装置としては、ウエハをスピンチャックに保持し、ウエハの表裏面に処理液を供給して洗浄処理を行い、その後、必要に応じてリンス処理を行った後、ウエハを高速で回転させて乾燥処理を行う枚葉式のウエハ洗浄装置が知られている。
このような枚様式のウエハ洗浄装置において、ウエハに付着したパーティクルを効率よく除去する技術として、純水とＮ２ガスとからなる２流体スプレーを用いる技術が知られている（例えば特許文献１）。
しかしながら、近時、パターンの微細化が進み、パターンを有するウエハの場合には、パターン倒れ等のダメージが入りやすくなっており、２流体スプレーにより十分にパーティクルを除去しようとすると、パターンのダメージが増加してしまう。また、パターンのダメージを許容範囲にしようとすると、パーティクルの除去率が不十分なものとなってしまう。
特開平８−３１８１８１号公報
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、基板へのダメージを許容範囲としつつ基板上のパーティクルを効果的に除去することができる基板洗浄方法および基板洗浄装置を提供することを目的とする。
また、そのような方法を実施するための制御プログラムおよびコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程を含む基板洗浄方法であって、基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程は、液体として純水とイソプロピルアルコールの混合液を用い、その混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を１０〜６０体積％とし、パーティクルの除去率を８０％以上とすることを特徴とする基板洗浄方法を提供する。
本発明の第２の観点では、基板の表面に薬液を供給する工程と、薬液供給後の基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程と、２流体スプレー供給後の基板にリンス液を供給してリンスする工程とを含む基板洗浄方法であって、基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程は、液体として純水とイソプロピルアルコールの混合液を用い、その混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を１０〜６０体積％とし、パーティクルの除去率を８０％以上とすることを特徴とする基板洗浄方法を提供する。
本発明の第３の観点では、基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程と、２流体スプレー供給後の基板にリンス液を供給してリンスする工程とを含む基板洗浄方法であって、基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程は、液体として純水とイソプロピルアルコールの混合液を用い、その混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を１０〜６０体積％とし、パーティクルの除去率を８０％以上とすることを特徴とする基板洗浄方法を提供する。
上記第１〜第３の観点において、最後に基板を回転させ、基板上に残存している液体を振り切って乾燥させる工程をさらに有してもよい。この場合に、この乾燥工程は、濃度がほぼ１００％のイソプロピルアルコールを供給しながら行うことができる。また、前記基板上に残存している液体を振り切って乾燥させる工程は、濃度がほぼ１００％のイソプロピルアルコールと窒素ガスとを供給しながら行うことができる。さらに、前記混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を３０〜４０体積％とし、パーティクルの除去率を８５％以上とすることが好ましい。さらに、前記混合液の流量は２００ｍＬ／ｍｉｎ以上とすることができる。
本発明の第４の観点では、基板の表面を洗浄する基板洗浄装置であって、基板を水平に保持する基板保持部と、基板の表面に純水とイソプロピルアルコールからなる混合液と気体とからなる２流体スプレーを供給する２流体スプレーノズルと、前記混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を１０〜６０体積％とし、２流体スプレーによる基板のパーティクルの除去率が８０％以上となるように２流体スプレーノズルからの純水、イソプロピルアルコール、および気体の供給量を制御する制御機構とを具備することを特徴とする基板洗浄装置を提供する。
本発明の第５の観点では、コンピュータ上で動作し、実行時に、上記方法が行なわれるように、コンピュータに液処理装置を制御させることを特徴とする制御プログラムを提供する。
本発明の第６の観点では、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記方法が行われるように、コンピュータに液処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。
本発明によれば、液体と気体からなる２流体スプレーの液体として純水とイソプロピルアルコールの混合液を用い、その混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を１０〜６０体積％とすることにより、基板へのダメージを許容範囲にしつつ、基板上のパーティクルを効果的に除去することができ、パーティクルの除去率を８０％以上とすることができる。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。ここでは、本発明をウエハの表裏面を同時に洗浄処理することができるウエハ洗浄装置に適用した場合について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る方法の実施に用いられるウエハ洗浄装置の一例を示す概略平面図であり、図２はその概略断面図である。ウエハ洗浄装置１００は、ハウジング１を有しており、ハウジング１の内部に、洗浄処理を行うウエハを収容するアウターチャンバ２と、第１ノズルアーム３１を格納する第１ノズルアーム格納部３と、第２ノズルアーム３２を格納する第２ノズルアーム格納部４とを有している。
また、ウエハ洗浄装置１００は、アウターチャンバ２の内部に、インナーカップ１１（図２）と、インナーカップ１１内においてウエハＷを保持するスピンチャック１２と、スピンチャック１２に保持されたウエハＷの裏面側にウエハＷに対向するようにかつ上下動可能に設けられたアンダープレート１３とを有している。
ハウジング１には、ウエハ搬入出口として機能する窓部１４が形成されており、この窓部１４は第１シャッタ１５により開閉自在となっている。窓部１４は、ウエハＷの搬入出時には開かれた状態となり、それ以外は第１シャッタ１５によって閉塞された状態に保持される。第１シャッタ１５はハウジング１の内部から窓部１４を開閉するようになっており、ハウジング１の内部が陽圧になった場合でもハウジング１１内の雰囲気の漏洩を有効に防止可能となっている。
アウターチャンバ２の側部の上記窓部１４に対応する位置には、ウエハＷの搬入出口となる窓部１６が形成されており、この窓部１６は第２シャッタ１７により開閉自在となっている。窓部１６は、ウエハＷの搬入出時には開かれた状態となり、それ以外は第２シャッタ１７によって閉塞された状態に保持される。ウエハＷの洗浄処理はアウターチャンバ２内で行われるようになっており、ウエハＷの搬入出時には、窓部１４および１６の両方が開いた状態となり、外部から図示しない搬送アームがアウターチャンバ２内に挿入され、スピンチャック１２に対するウエハＷの受け取りおよび受け渡しが行われる。
第２シャッタ１７もアウターチャンバ２の内部から窓部１６を開閉するようになっており、アウターチャンバ２内が陽圧になった場合でもその内部の雰囲気の漏洩を有効に防止可能となっている。
アウターチャンバ２の上壁には、アウターチャンバ２内にＮ２ガス等の不活性ガスを供給するガス供給口１８が設けられている。このガス供給口１８は、アウターチャンバ２内にダウンフローを形成し、スピンチャック１２に保持されたウエハＷに吐出された薬液の蒸気がアウターチャンバ２内に充満することを防止する。またこのようなダウンフローを形成することによって、ウエハＷの表面にウォーターマークが生じ難くなるという効果も得られる。アウターチャンバ２の底部にはドレイン部１９が設けられ、ドレイン部１９から排気および排液を行うことができるようになっている。
インナーカップ１１は、ウエハＷに吐出された薬液や純水の周囲への飛散を防止するためのものであり、アウターチャンバ２の内側にスピンチャック１２を囲繞するように設けられている。このインナーカップ１１は、上部がテーパー部１１ａとなっており、底壁にはドレイン部２０が形成されている。また、インナーカップ１１は、その上端がスピンチャック１２に保持されたウエハＷよりも上方で、テーパー部がウエハＷを囲繞する処理位置（図２において実線で示される位置）と、その上端がスピンチャック１２に保持されたウエハＷよりも下側の退避位置（図２において点線で示される位置）との間で昇降自在となっている。
インナーカップ１１は、ウエハＷの搬入出時には搬送アーム（図示せず）の進入／退出を妨げないように退避位置に保持される。一方、スピンチャック１２に保持されたウエハＷに洗浄処理が施される際には処理位置に保持される。またウエハＷの洗浄処理に用いられた薬液はドレイン部２０へと導かれる。ドレイン部２０には図示しない薬液回収ラインと排気ダクトが接続されており、これによりインナーカップ１１内で発生するミスト等がアウターチャンバ２内へ拡散することが防止される。
スピンチャック１２は、回転プレート４１と、回転プレート４１の中央部に接続され回転プレート４１の下方に延びる回転筒体４２とを有し、ウエハＷを支持する支持ピン４４ａとウエハＷを保持する保持ピン４４ｂが回転プレート４１の周縁部に取り付けられている。搬送アーム（図示せず）とスピンチャック１２との間のウエハＷの受け渡しは、この支持ピン４４ａを利用して行われる。支持ピン４４ａは、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。保持ピン４４ｂは、搬送アーム（図示せず）とスピンチャック１２との間でのウエハＷの受け渡しを妨げないように、図示しない押圧機構によって回転プレート４１の下部に位置する部分を回転プレート４１側に押し当てることにより、保持ピン４４ｂの上先端が回転プレート４１の外側へ移動するように傾斜させることができるようになっている。保持ピン４４ｂもウエハＷを確実に保持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。
回転筒体４２の下端部の外周面にはベルト４５が捲回されており、ベルト４５をモータ４６によって駆動させることにより、回転筒体４２および回転プレート４１を回転させて、保持ピン４４ｂに保持されたウエハＷを回転させることができるようになっている。
アンダープレート１３は回転プレート４１の中央部および回転筒体４２内を貫挿して設けられたシャフト（支持柱）４７に接続されている。シャフト４７はその下端部において、水平板４８に固定されており、この水平板４８はシャフト４７と一体的にエアシリンダ等の昇降機構４９により昇降可能となっている。そして、アンダープレート１３は、この昇降機構４９により、スピンチャック１２と搬送アーム（図示せず）との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、搬送アームと衝突しないように回転プレート４１に近接する位置に降下され、ウエハＷの裏面に対して洗浄処理を行うためにパドル（液膜）を形成する際には、ウエハＷの裏面に近接する位置へ上昇される。また、パドルによる洗浄処理が終了した後は適宜の位置に下降される。なお、アンダープレート１３の高さ位置を固定し、回転筒体４２を昇降させることによって、スピンチャック１２に保持されたウエハＷとアンダープレート１３との相対位置を調整してもよい。
アンダープレート１３およびシャフト４７には、その内部を貫通するように、洗浄液である薬液やリンス液である純水、および液膜破壊用のガス（例えば窒素ガス）をウエハＷの裏面に向けて供給する裏面洗浄用ノズル５０が設けられている。また、アンダープレート１３には、ヒーター３３が埋設されており、図示しない電源から給電されることによりアンダープレート１３を介してウエハＷの温度制御が可能となっている。
第１ノズルアーム格納部３のアウターチャンバ２と隣接する部分には、窓部２１が形成されており、この窓部２１は第３シャッタ２２により開閉自在となっている。そして、第１ノズルアーム格納部３とアウターチャンバ２の雰囲気を離隔するときは、この第３シャッタ２２が閉じられる。また、第２ノズルアーム格納部４のアウターチャンバ２と隣接する部分には、窓部２３が形成されており、この窓部２３は第４シャッタ２４により開閉自在となっている。そして、第２ノズルアーム格納部４とアウターチャンバ２の雰囲気を離隔するときは、この第４シャッタ２４が閉じられる。
第１ノズルアーム格納部３に格納されている第１ノズルアーム３１は、その基端部に設けられた駆動機構５６により第１ノズルアーム格納部３とアウターチャンバ２内のウエハＷ中心部の上方位置との間で回動可能および上下動可能となっており、その先端には洗浄液としての薬液およびリンス液としての純水を吐出する液吐出ノズル５１、Ｎ２ガスを吐出するＮ２ガス吐出ノズル５２、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を吐出するＩＰＡ吐出ノズル５３が設けられている。
一方、第２ノズルアーム格納部４に格納されている第２ノズルアーム３２は、その基端部に設けられた駆動機構５６により第２ノズルアーム格納部４とアウターチャンバ２内のウエハＷ中心部の上方位置との間で回動可能および上下動可能となっており、その先端にはＮ２ガスと、Ｎ２ガスにより噴霧化された純水とＩＰＡとの混合液を噴出させるための２流体スプレーノズル５５が設けられている。
図３は、ウエハ洗浄装置１００の流体供給系を示す概略図である。図３に示すように、裏面洗浄用ノズル５０には、流体供給ライン６１が接続されている。流体供給ライン６１にはそれぞれバルブ６４および６５を介して薬液供給ライン６２および純水供給ライン６３が接続されており、ウエハＷの裏面に洗浄液としての薬液およびリンス液としての純水を供給可能となっている。また、流体供給ライン６１の途中にはバルブ６７を介してＮ２ガスを供給するＮ２ガス供給ライン６６が接続されている。Ｎ２ガス供給ライン６６には上流側から順にレギュレータ６８、フローメータ６９、フィルター７０が設けられており、さらにフィルター７０の下流側にＮ２ガス圧を外部に開放するための開放ライン７１が接続されている。開放ライン７１には開閉バルブ７１ａが設けられている。
一方、ウエハの表面側に設けられている液吐出ノズル５１には液供給ライン７２が接続されている。液供給ライン７２にはそれぞれバルブ７５および７６を介して薬液供給ライン７３および純水供給ライン７４が接続されており、ウエハＷの表面に洗浄液としての薬液およびリンス液としての純水を供給可能となっている。ＩＰＡ吐出ノズル５３にはＩＰＡ供給ライン７７が接続されており、ライン７７にはバルブ７８が設けられている。Ｎ２ガス吐出ノズル５２にはＮ２ガス供給ライン７９が接続されており、ライン７９にはバルブ８０が設けられている。また、２流体スプレーノズル５５には、Ｎ２ガス供給ライン８１および混合液供給ライン９０が接続されており、混合液供給ライン９０にはミキシングバルブ８９を介して純水供給ライン８３およびＩＰＡ供給ライン８６が接続されている。また、純水供給ライン８３にはバルブ８４および流量コントローラ８５が設けられており、ＩＰＡ供給ライン８６にはバルブ８７および流量コントローラ８８が設けられている。そして、純水供給ライン８３およびＩＰＡ供給ライン８６からの純水およびＩＰＡの流量を流量コントローラ８５および８８で制御してこれらを任意の割合でミキシングバルブ８９により混合し、２流体スプレーノズル５５においてこの混合液がＮ２ガス供給ライン８１から供給されたＮ２ガスで噴霧化され、２流体スプレーノズル５５から噴霧化された純水およびＩＰＡの混合液がＮ２ガスをともなって噴出するようになっている。なお、純水供給ライン８３およびＩＰＡ供給ライン８６以外のラインにも図示しない流量コントローラが設けられており、任意の流量に調節可能となっている。
ウエハ洗浄装置１００の各構成部は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ１０１に接続されて制御される構成となっている。プロセスコントローラ１０１には、工程管理者がウエハ洗浄装置１００の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、ウエハ洗浄装置１００の各構成部の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１０２、ウエハ洗浄装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ１０１の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部１０３とが接続されている。
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース１０２からの指示等を受けて、任意のレシピを記憶部１０３から呼び出してプロセスコントローラ１０１に実行させることで、プロセスコントローラ１０１の制御下で、洗浄処理装置１００において所望の各種処理が行われる。レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、不揮発性メモリなどの読み出し可能な記憶媒体に格納された状態のものであってもよく、さらに、適宜の装置から例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
次に、以上のように構成されるウエハ洗浄装置における洗浄処理について説明する。まず、ハウジング１に設けられた第１シャッタ１５とアウターチャンバ２に設けられた第２シャッタ１７を開き、インナーカップ１１を退避位置に保持し、アンダープレート１３を回転プレート４１に近い位置で待機させ、第１ノズルアーム３１および第２ノズルアーム３２をそれぞれ第１ノズルアーム格納部３および第２ノズルアーム収納部４に収納させた状態とする。
この状態からウエハＷを搬入してウエハＷの表裏面を同時に洗浄する。最初にウエハＷの表面洗浄について説明する。図４はウエハＷの表面洗浄処理の手順の一例を示すフローチャート、図５は図４の各工程を説明するための概略図である。まず、図５の（ａ）に示すように、液吐出ノズルアーム３１をアウターチャンバ２内に進入させ、液吐出ノズル５１をウエハＷの表面の中心上に位置させ、薬液供給ライン７３、液供給ライン７２および液吐出ノズル５１を介してウエハＷの表面に薬液を供給し洗浄処理を行う（ステップ１）。この薬液による洗浄処理は、主にウエハＷの表面に付着した細かいパーティクルを除去するために行う。この際に、所定量の薬液をウエハＷの表面に供給してパドル（液膜）を形成して洗浄処理を進行させてもよいし、薬液を流しながら洗浄を行ってもよい。また、ウエハＷは静止状態でも、１０〜１０００ｒｐｍ程度で回転させてもよい。
次に、図５の（ｂ）に示すように、薬液供給ライン７３を純水供給ライン７４に切り替えて、液吐出ノズル５１からリンス液として純水を供給しリンス処理を行う（ステップ２）。これによりウエハＷの表面上の薬液を洗い流す。このときのウエハ回転数は５００〜１５００ｒｐｍ程度とする。なお、このリンス工程は必須のものではない。
その後、図５の（ｃ）に示すように、第１ノズルアーム３１を第１ノズルアーム格納部３に退避させるとともに、第２ノズルアーム３２をアウターチャンバ２内に侵入させて、２流体スプレーノズル５５をウエハＷの中心上に位置させ、２流体スプレーノズル５５からウエハＷの表面に純水とＩＰＡからなる混合液とＮ２ガスの２流体スプレーを混合液中のＩＰＡ濃度を１０〜６０体積％としてウエハＷの表面に供給する（ステップ３）。このとき、ウエハＷの回転数は５００〜２０００ｒｐｍとすることが好ましい。
このように２流体スプレーを形成するための液体として純水とＩＰＡからなる混合液を用いることにより、従来の純水のみの場合よりもパーティクルの除去性能を上げることができる。そして、このようにＩＰＡを１０〜６０体積％含んだ混合液とすることにより、スプレー衝撃が小さい状態、すなわちウエハへのダメージが小さい状態でパーティクルの除去率を８０％以上とすることができる。より好ましくは３０〜４０体積％である。これにより、ウエハへのダメージが小さい状態でパーティクルの除去率を８５％以上とすることができる。
このことを図６を参照して説明する。図６は、横軸に２流体スプレーノズルにおける規格化されたＮ２ガス流量（液体の流量は一定）をとり、縦軸にパーティクル除去率をとって、２流体スプレーに用いる混合液のＩＰＡ濃度を変化させた場合における、Ｎ２ガス流量とパーティクル除去率との関係を示すグラフである。ここでは、実際にパターンが形成されたウエハを用いた場合を示し、対象としているパーティクルはサイズが０．０９μｍ以上のものである。なお、パーティクルの測定は、ＳＵＲＥＳＣＡＮ ＳＰＩＤＬＳ（製品名）により行った。なお、図中に示している「ダメージ閾値」の領域は、その領域よりもＮ２ガス流量が増加するとウエハへのダメージが許容範囲を超えることを意味している。
図６から明らかなように、純水が１００％の場合には、８０％以上のパーティクル除去率を得ようとするとＮ２ガス流量を増加せざるを得ず、「ダメージ閾値」を超えてしまいウエハへのダメージを許容範囲内にすることができない。一方、「ダメージ閾値」を超えない場合、すなわちウエハへのダメージが許容範囲内の場合には、パーティクル除去率が不十分となってしまう。これに対して、ＩＰＡを１０体積％含有させることにより、パーティクルの除去率が急激に高くなり、より低いＮ２流量でも高いパーティクル除去率を得ることが可能となって、「ダメージ閾値」以下のＮ２ガス流量でパターンにほとんどダメージが生じさせずに８０％以上の除去率を得ることができる。パターン除去率はＩＰＡが３０体積％のときが最大となり、それよりも増加すると除去率が低下していくが、ＩＰＡが６０体積％でもパターンにほとんどダメージを与えない「ダメージ閾値」以下のＮ２ガス流量で８０％以上の除去率を得ることができる。しかし、ＩＰＡが６０体積％を超えると「ダメージ閾値」以下のＮ２ガス流量ではパーティクル除去率８０％以上を達成することができず。ＩＰＡが１００％となると、Ｎ２ガス流量を極端に増加させても除去率が７５％付近までにしか至らないことがわかる。
以上のことから２流体スプレーにおける純水とＩＰＡの混合液のＩＰＡ濃度を１０〜６０体積％としてパターンへのダメージを最小にしつつパーティクルの除去率を８０％以上を達成する。また、パーティクルを有効に除去する観点からは混合液の流量は２００ｍＬ／ｍｉｎ以上が好ましい。
このような２流体スプレーの後、図５の（ｄ）に示すように、第２ノズルアーム３２を第２ノズルアーム格納部４に退避させるとともに、第１ノズルアーム３１をアウターチャンバ２内に侵入させて、液吐出ノズル５１をウエハＷの表面の中心上に位置させ、純水供給ライン７４、液供給ライン７２および液吐出ノズル５１を介してウエハＷの表面に純水を供給しリンス処理を行う（ステップ４）。
リンス処理後、図５の（ｅ）に示すように、ウエハＷを３００ｒｐｍ以上、例えば１０００ｒｐｍで高速回転させて振り切り乾燥を行う（ステップ５）。この際に、ウエハＷの表面が疎水性の場合には、図７の（ａ）に示すように、ＩＰＡ吐出ノズル５３をウエハＷの表面の中心上に位置させ、そこからウエハＷ外方にスキャンさせながら、ＩＰＡ供給ライン７７およびＩＰＡ吐出ノズル５３を介して濃度がほぼ１００％のＩＰＡを供給することが好ましい。これにより、乾燥を促進するとともにウォーターマークの発生を防止することができる。また、図７の（ｂ）に示すように、ＩＰＡを供給すると同時に、Ｎ２ガス吐出ノズル５２からＮ２ガス供給ライン７９を介してＮ２ガスを吐出することがより好ましい。これにより、ＩＰＡ吐出ノズル５３から吐出されたＩＰＡをＮ２ガスが追いかける状態となり、ウエハＷに残存しているパーティクルを有効に除去しつつ速やかに乾燥させることができ、ウォーターマークの発生もほぼ完全に防止することができる。
次に、裏面洗浄について説明する。
最初にアンダープレート１３がウエハＷの搬入の妨げにならないように、ウエハＷとアンダープレート１３とのギャップは４ｍｍ以上、例えば１０ｍｍ以上としておき、次いで、アンダープレート１３をスピンチャック１２に保持されたウエハＷの裏面に近接した位置まで上昇させ、ウエハＷとアンダープレート１３との間のギャップを０．５〜３ｍｍ、例えば０．８ｍｍに設定する。
次いで、上記ステップ１の間、薬液供給ライン６２、流体供給ライン６１および、裏面洗浄用ノズル５０を介して洗浄液として所定の薬液をウエハＷとアンダープレート１３とのギャップに供給し洗浄処理を行う。
薬液による洗浄処理が終了後、純水供給ライン６３、流体供給ライン６１および裏面洗浄用ノズル５０を介してウエハＷ裏面とアンダープレート１３との間にリンス液として純水を供給する。
その後、アンダープレート１３を下降させるが、その際にウエハＷとアンダープレート１３との間が真空になってウエハＷが撓んだり割れたりすることを防止するために、アンダープレート１３を下降させるに先立ってＮ２ガスライン６６、流体供給ライン６１、および裏面洗浄用ノズル５０を介してウエハＷとアンダープレート１３との間にＮ２ガスを供給し、これらの間に形成されている液膜を破壊することが好ましい。なお、このときＮ２ガスライン６６のガス圧が高くなっている場合があり、そのままバルブ６７を開くとＮ２ガスが急激にウエハＷとアンダープレート１３との間のギャップに供給され、ウエハＷを押し上げる等の不都合が生じる場合があるが、これは予め開放ライン７１の開閉バルブ７１ａを開けてＮ２ガス供給ライン６６内の圧力を開放しておくことにより解消することができる。
アンダープレート１３を下降させることにより、ウエハＷとアンダープレート１３とのギャップを１．５〜４ｍｍ、例えば１．５ｍｍに広げ、純水供給ライン６３、流体供給ライン６１および裏面洗浄用ノズル５０を介してウエハＷとアンダープレート１３との間にリンス液として純水を供給し、リンス処理を行う。このリンス処理までの一連の工程は、上記ステップ２のリンス工程、ステップ３のウエハＷ表面の２流体スプレー洗浄、およびステップ４のウエハＷ表面のリンス処理に対応して行われるが、ウエハＷの表面の２流体スプレーを行っている際には、ウエハＷの裏面に純水を供給するようにする。
その後、純水の供給を停止し、アンダープレート１３をさらに下降させ、ウエハＷとアンダープレート１３とのギャップを４ｍｍ以上、例えば１０ｍｍとし、上記ステップ５のタイミングで上述のようにウエハＷの回転数を３００ｒｐｍ以上、例えば１０００ｒｐｍとして振り切り乾燥を行う。このとき、乾燥を促進するため、Ｎ２ガスを供給するようにしてもよい。
このようにしてウエハＷの表面および裏面の洗浄が終了後、ウエハＷとアンダープレート１３とのギャップを４ｍｍ以上、例えば１０ｍｍに維持した状態で、図示しない搬送アームをウエハＷの下方に挿入し、ウエハＷを搬送アームに受け渡す。
上記実施形態では、ウエハＷの表面洗浄処理において、薬液処理、リンス処理、液体として純水とＩＰＡの混合液を用いた２流体スプレー処理、リンス処理、および乾燥処理を順次行ったが、図８に示すように、薬液処理およびその後のリンス処理を行わずに、最初に、上記ステップ３と同様の、液体として純水とＩＰＡの混合液を用いた２流体スプレー処理を行い（ステップ１１）、次いで、上記ステップ４と同様にリンス処理を行い（ステップ１２）、その後ステップ５と同様に乾燥処理を行う（ステップ１３）といった方法であってもよい。このような処理は、比較的大きなパーティクルのみが存在していて薬液処理の必要がない場合、およびウエハＷの表面に薬液と反応する部分が存在する等により薬液洗浄をすることができない場合等に採用される。
また、図９に示すように、最初に、上記ステップ３と同様の、液体として純水とＩＰＡの混合液を用いた２流体スプレー処理を行い（ステップ２１）、次いで、リンス処理を経ずに、上記ステップ５におけるＩＰＡを供給した乾燥処理と同様の乾燥処理を行う（ステップ２２）といった方法あってもよい。このような方法は、スループットを向上させる利点がある。ただし、この方法はステップ２２において、ウエハＷにＩＰＡを供給しながら行って、その際のリンス効果を利用する必要があるため、表面が疎水性のウエハＷである場合に行うことが好ましい。また、ＩＰＡと同時にＮ２ガスを供給することが好ましい。
図８、９のウエハＷの表面洗浄処理を行う場合には、ウエハＷの裏面洗浄はこれらの工程に対応して適宜行うことが必要である。
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、被処理基板としてのウエハの表面および裏面を同時に洗浄する場合の表面洗浄に本発明を適用した場合を例にとって説明したが、表面洗浄のみを実施する場合に適用することもできる。
また、上記実施形態では被処理基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、液晶表示装置（ＬＣＤ）用のガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板等、他の基板に適用可能であることは言うまでもない。
本発明の一実施形態に係る方法の実施に用いられる洗浄処理装置の一例を示す概略平面図。 図１の洗浄処理装置の概略断面図。 図１の洗浄処理装置の液およびガスの供給系を示す図。 図１の洗浄処理装置によるウエハの表面洗浄処理のシーケンスの一例を説明するためのフローチャート。 図４の各工程を説明するための概略図。 ２流体スプレーに用いる混合液のＩＰＡ濃度を変化させた場合における、Ｎ２ガス流量とパーティクル除去率との関係、およびＮ２ガス流量とウエハ上のパターンのダメージ数との関係を示すグラフ。 ＩＰＡを供給して乾燥処理を行う場合、ＩＰＡおよびＮ２ガスを供給して乾燥処理を行う場合の状態を示す模式図。 図１の洗浄処理装置によるウエハの表面洗浄処理のシーケンスの他の例を説明するためのフローチャート。 図１の洗浄処理装置によるウエハの表面洗浄処理のシーケンスのさらに他の例を説明するためのフローチャート。
符号の説明
１；ハウジング
２；アウターチャンバ
１１；インナーチャンバ
１２；スピンチャック
１３；アンダープレート
３１；第１ノズルアーム
３２；第２ノズルアーム
５１；液吐出ノズル
５２；Ｎ２ガス吐出ノズル
５３；ＩＰＡ吐出ノズル
５５；２流体スプレーノズル
８１；Ｎ２ガス供給ライン
８３；純水供給ライン
８６；ＩＰＡ供給ライン
８９；ミキシングバルブ
９０；混合液供給ライン
１００；ウエハ洗浄装置
Ｗ；半導体ウエハ（基板）

Claims (11)

  1. 基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程を含む基板洗浄方法であって、
    基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程は、液体として純水とイソプロピルアルコールの混合液を用い、その混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を１０〜６０体積％とし、パーティクルの除去率を８０％以上とすることを特徴とする基板洗浄方法。
  2. 基板の表面に薬液を供給する工程と、
    薬液供給後の基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程と、
    ２流体スプレー供給後の基板にリンス液を供給してリンスする工程と
    を含む基板洗浄方法であって、
    基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程は、液体として純水とイソプロピルアルコールの混合液を用い、その混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を１０〜６０体積％とし、パーティクルの除去率を８０％以上とすることを特徴とする基板洗浄方法。
  3. 基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程と、
    ２流体スプレー供給後の基板にリンス液を供給してリンスする工程と
    を含む基板洗浄方法であって、
    基板の表面に液体と気体とからなる２流体スプレーを供給する工程は、液体として純水とイソプロピルアルコールの混合液を用い、その混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を１０〜６０体積％とし、パーティクルの除去率を８０％以上とすることを特徴とする基板洗浄方法。
  4. 最後に基板を回転させ、基板上に残存している液体を振り切って乾燥させる工程をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
  5. 前記基板上に残存している液体を振り切って乾燥させる工程は、濃度がほぼ１００％のイソプロピルアルコールを供給しながら行うことを特徴とする請求項４に記載の基板洗浄方法。
  6. 前記基板上に残存している液体を振り切って乾燥させる工程は、濃度がほぼ１００％のイソプロピルアルコールと窒素ガスとを供給しながら行うことを特徴とする請求項４に記載の基板洗浄方法。
  7. 前記混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を３０〜４０体積％とし、パーティクルの除去率を８５％以上とすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
  8. 前記混合液の流量は２００ｍＬ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
  9. 基板の表面を洗浄する基板洗浄装置であって、
    基板を水平に保持する基板保持部と、
    基板の表面に純水とイソプロピルアルコールからなる混合液と気体とからなる２流体スプレーを供給する２流体スプレーノズルと、
    前記混合液中のイソプロピルアルコールの濃度を１０〜６０体積％とし、２流体スプレーによる基板のパーティクルの除去率が８０％以上となるように２流体スプレーノズルからの純水、イソプロピルアルコール、および気体の供給量を制御する制御機構と
    を具備することを特徴とする基板洗浄装置。
  10. コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法が行なわれるように、コンピュータに液処理装置を制御させることを特徴とする制御プログラム。
  11. コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
    前記制御プログラムは、実行時に、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法が行われるように、コンピュータに液処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
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