JP2007329408A - 基板乾燥方法及び基板乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォータマークの原因となる小さな液滴を被処理基板に残すことなく除去できる基板乾燥方法及び基板乾燥装置を提供すること。
【解決手段】被処理基板を水平に保持して回転させ、この回転する基板上面に処理液及び乾燥ガスを供給して、次の各工程（１）〜（３）を含む処理を行うことを特徴とする基板乾燥方法。
（１）被処理基板を薬液及び洗浄液で処理した後に、前記被処理基板を低速回転させながら上面に所定量の洗浄液を供給して略全面に洗浄液の液膜を形成する工程。
（２）前記被処理基板の中心部に第１乾燥ガスを吹き付けて前記液膜に小径ホールをあけて小面積の乾燥エリアを形成する工程。
（３）前記第１乾燥ガスの吹き付けを継続して、前記被処理基板の回転速度を徐々に上昇させて前記小径ホールを大きくすることにより前記乾燥エリアを拡大させて前記被処理基板の周縁から液滴を落下させる工程。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体ウェーハ等の基板を回転させ、この回転する基板に薬液或いは純水等の処理液を供給して洗浄した後に、乾燥ガスを供給して乾燥処理する基板乾燥方法及び基板乾燥装置に関するものである。

半導体素子は、半導体ウェーハ（以下、単にウェーハという）上に各種半導体層、液膜及び電極等を形成する複数の製造プロセスを経て作成されている。これらの製造プロセスのうち、ウェーハを洗浄及び乾燥する洗浄・乾燥プロセスは、通常、ウェーハを各種の薬液によりエッチング等する薬液処理、この薬液処理後に純水等により洗浄する洗浄処理、さらに洗浄されたウェーハを有機溶剤等で乾燥する乾燥処理を順次行うようになっている。これらのプロセスを実行する具体的な処理装置としては、ウェーハを回転させ、この回転するウェーハに薬液或いは純水等の処理液を供給して洗浄した後に、ウェーハに付着している洗浄液をウェーハを高速回転させて遠心力により振り切ることにより乾燥させる基板乾燥装置が知られている（例えば、下記特許文献１、２参照）。

図９は、下記特許文献１に記載された基板乾燥装置の縦断面図であり、図１０は基板乾燥装置の動作を説明する説明図である。
この基板乾燥装置２０は、ウェーハＷを水平に支持して回転するスピンチャック２１と、このスピンチャック２１を収容する処理カップ２２と、スピンチャック２１を回転駆動する回転駆動機構２３と、この回転駆動機構２３を制御する制御装置２４と、ウェーハＷに処理液を供給する表面ノズルＮ１及び裏面ノズルＮ２、Ｎ３とを備え、表面ノズルＮ１及び裏面ノズルＮ２、Ｎ３は、それぞれバルブ２７、２８を介して、薬液タンク２５及びリンス液タンク２６に接続されている。

次に、この基板乾燥装置２０の動作を図１０を参照して説明する。
先ず、ウェーハＷをスピンチャック２１で保持して回転させて、回転数が３００〜１０００ｒｐｍに達した時点ｔ１でバルブ２７を開いて、各ノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３から薬液を供給して薬液処理を行う。この薬液処理後、時点ｔ２で薬液用バルブ２７を閉じ、代わってバルブ２８を開いてウェーハＷの表裏面のリンス洗浄を行う。このリンス工程では、その終了直前にバルブ２８を開いて、回転速度を極低速の液滴成長速度（５０ｒｐｍ以下）へ減速し、この速度を２〜１０秒間維持する。この極低速回転により、ウェーハＷ表面上には比較的大きな液滴が形成される。次に、ウェーハＷの回転数を５０〜１５０ｒｐｍへ加速し、この速度を２〜１０秒間維持して、ウェーハＷの表面の液滴に働く遠心力によってウェーハＷの周縁から排除する。その後、ウェーハＷの回転数を２５００ｒｐｍまで加速し、この速度を１０〜６０秒間維持して、ウェーハ表面の液滴を振り切って乾燥させる。

図１１は下記特許文献２に記載された基板乾燥装置におけるウェーハ処理の説明図である。この基板乾燥装置は、前記の処理装置と同様のスピンチャックと、このスピンチャックを回転駆動する回転駆動機構と、この回転駆動機構の動作を制御する制御装置と処理液を供給する洗浄液ノズルＮ_１を備え、この制御装置により、以下のステップで処理をするようになっている。

先ず、スピンチャックを１０００ｒｐｍで回転させながら洗浄液ノズルＮ_１からウェーハＷの中心部へ純水を供給してウェーハＷの表面全体に液膜を形成するステップを実行する（図１１（ａ）参照）。次に、スピンチャック２の回転数を２０００ｒｐｍに上げて洗浄液ノズルＮ_１をウェーハＷの中心部から周囲へ移動させ、ウェーハＷの中心部に乾燥領域を発生させるステップを実行する（図１１（ｂ）参照）。続いて、この洗浄液ノズルＮ_１をウェーハＷの中心部から外側に離れた位置で停止させるとともに洗浄液の供給を停止させるステップを実行する（図１１（ｃ）参照）。その後、洗浄液の吐出を停止した状態でスピンチャックを２０００ｒｐｍで回転させて乾燥領域を外側へ拡大するステップを実行し（図１１（ｄ）参照）、乾燥領域がウェーハＷの周縁まで広がった後に、洗浄液ノズルＮ_１をウェーハＷ上から退避させて遠心力によりウェーハＷ上の液滴を振り切って乾燥を行うステップを実行する（図１１（ｅ）参照）。

特開平１１−２８８９１５号公報（図１、図２、段落〔００１９〕〜〔００２４〕） 特開２００６−８０３１５号公報（図３、段落〔００３１〕〜〔００３８〕）

上記特許文献１の基板乾燥装置によれば、ウェーハＷ上に存在する液滴が大きく、この大きい液滴がそのままウェーハから落下されれば良好な乾燥処理ができる。しかし、ウェーハＷ上には、通常大きさが異なるバラバラな液滴及び水溜りが低速回転により不安定な状態で存在しているので、ウェーハＷの回転に伴ってこれらの液滴が分離する場合があり、大きな液滴が分離したとき、それに伴って小さな液滴も生じてしまいそれがウェーハＷに付着したまま残りウォータマークの原因となる恐れがある。

また、上記特許文献２の基板乾燥装置においても、ウェーハを１５００ｒｐｍ以上に高速回転させてその遠心力により液滴を振り切るので、液滴が飛沫となって飛散し、洗浄されたウェーハに再付着して汚染する恐れがある。

本発明は、上記のような従来技術が抱える課題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、ウォータマークの原因となる小さな液滴を被処理基板に残すことなく除去できる基板乾燥方法及び基板乾燥装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の基板乾燥方法の発明は、被処理基板を水平に保持して回転させ、この回転する基板上面に処理液及び乾燥ガスを供給して、次の各工程（１）〜（３）を含む処理を行うことを特徴とする。
（１）被処理基板を薬液及び洗浄液で処理した後に、前記被処理基板を低速回転させながら上面に所定量の洗浄液を供給して略全面に洗浄液の液膜を形成する工程。
（２）前記被処理基板の中心部に第１乾燥ガスを吹き付けて前記液膜に小径ホールをあけて小面積の乾燥エリアを形成する工程。
（３）前記第１乾燥ガスの吹き付けを継続して、前記被処理基板の回転速度を徐々に上昇させて前記小径ホールを大きくすることにより前記乾燥エリアを拡大させて前記被処理基板の周縁から液滴を落下させる工程。

請求項２に記載の基板乾燥方法の発明は、被処理基板を水平に保持して回転させ、この回転する基板上面に処理液及び乾燥ガスを供給して、次の各工程（１）〜（３）を含む処理を行うことを特徴とする。
（１）被処理基板を薬液及び洗浄液で処理した後に、前記被処理基板を低速回転させながらその上面に所定量の洗浄液を供給して該上面の実質的に全面に洗浄液の液膜を形成する工程。
（２）前記被処理基板の中心部に第１乾燥ガスを吹き付けることにより前記液膜に小径ホールをあけて小面積の乾燥エリアを形成する工程。
（３）前記被処理基板を所定の回転速度にし、前記第１乾燥ガスを吹き付けながらその吹き付け位置を前記被処理基板の中心部から周縁へ移動させることにより前記乾燥エリアを拡大させて前記被処理基板の周縁から液滴を落下させる工程。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の基板乾燥方法において、前記工程（３）の後に、次の工程（４）の処理を行うことを特徴とする。
（４）前記液滴を落下させた被処理基板を中速回転させて該被処理基板の上面に第２乾燥ガスを供給して乾燥する工程。

請求項４の発明は、請求項３に記載の基板乾燥方法において、前記工程（２）の第１乾燥ガスは不活性ガスであり、前記工程（４）の第２乾燥ガスは有機溶剤を含むガスであることを特徴とする。

請求項５に記載の基板乾燥装置の発明は、被処理基板を水平に保持して回転する基板支持手段と、前記基板支持手段を回転させる回転駆動機構と、前記被処理基板の上面に処理液及び乾燥ガスを供給する供給ノズルを有する処理液等供給手段と、前記回転駆動機構及び前記処理液等供給手段を制御する制御装置を備えた基板乾燥装置において、
前記制御装置は、前記回転駆動機構及び前記処理液等供給手段を制御して、被処理基板の上面へ薬液及び洗浄液を供給して洗浄した後に、前記被処理基板を低速回転させながら上面に所定量の洗浄液を供給して略全面に洗浄液の液膜を形成し、次いで、前記供給ノズルから前記被処理基板の中心部へ第１乾燥ガスを吹き付けて前記液膜に小径ホールをあけて小面積の乾燥エリアを形成し、さらに、前記第１乾燥ガスの吹き付けを継続して、前記被処理基板の回転速度を徐々に上昇させて前記小径ホールを大きくして乾燥エリアを拡大させて前記被処理基板の周縁から液滴を落下させることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５に記載の基板乾燥装置において、前記制御装置は、前記被処理基板の周縁から液滴を落下させた後に、前記被処理基板を中速回転させながら前記供給ノズルから第２乾燥ガスを供給することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６に記載の基板乾燥装置において、前記第１乾燥ガスは不活性ガスであり、前記第２乾燥ガスは有機溶剤を含むガスであることを特徴とする。

請求項８に記載の基板乾燥装置の発明は、被処理基板を水平に保持して回転する基板支持手段と、前記基板支持手段を回転させる回転駆動機構と、前記被処理基板の上面に処理液及び乾燥ガスを供給する供給ノズルを有する処理液等供給手段と、前記回転駆動機構及び前記処理液等供給手段を制御する制御装置を備えた基板乾燥装置において、
前記制御装置は、前記回転駆動機構及び前記処理液等供給手段を制御して、被処理基板の上面へ薬液及び洗浄液を供給して洗浄処理した後に、前記被処理基板を低速回転させながら上面に所定量の洗浄液を供給して略全面に洗浄液の液膜を形成し、次いで、前記供給ノズルから前記被処理基板の中心部へ第１乾燥ガスを吹き付けて前記液膜に小径ホールをあけて小面積の乾燥エリアを形成し、さらに、前記被処理基板を所定の回転速度にして前記供給ノズルから前記第１乾燥ガスを吹き付けながら該供給ノズルを前記被処理基板の中心部から周縁へ移動させて、前記小径ホールを大きくすることにより乾燥エリアを拡大させて前記被処理基板の周縁から液滴を落下させることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項８に記載の基板乾燥装置において、前記制御装置は、前記被処理基板の周縁から液滴を落下させた後に、前記被処理基板を中速回転させながら第２乾燥ガスを供給することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項９に記載の基板乾燥装置において、前記制御装置は、前記供給ノズルを該被処理基板の中心部から周縁へ移動させた後に、該周縁部で停止させて前記第２乾燥ガスを所定時間供給することを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項９又は１０に記載の基板乾燥装置において、前記第１乾燥ガスは不活性ガスであり、前記第２乾燥ガスは有機溶剤を含むガスであることを特徴とする。

本発明は、上記構成を備えることにより、以下の優れた効果を奏する。すなわち、請求項１の発明によれば、工程（１）において、低速回転する被処理基板に所定量の洗浄液を供給することにより、供給された洗浄液が基板外周方向へ徐々に拡大する過程において、基板表面に残存する転がり移動する不安定な液滴或いは水溜り等が飲み込まれながら基板表面の全面に一塊の安定した液膜が形成される。
したがって、次工程（２）、（３）では、不安定な液滴或いは水溜りがなくなっているので、処理中に転がり移動する不安定な液滴或いは水溜りが飛沫となって飛散し、被処理基板に再付着等することがなく、ウォータマーク等がない高品質の乾燥処理が可能になる。この基板処理方法は、特に親水性の基板を高品質に処理できる。また、液膜がある時点では低速回転であるため飛沫が飛散することもなくなるので、飛沫の再付着の心配もない。

請求項２の発明によれば、工程（３）において、第１乾燥ガスの吹き付け位置を変更することによっても、請求項１に示す効果と同様の効果を奏することが可能となる。

請求項３、４の発明によれば、請求項１及び２の効果を奏するとともに、工程（４）により液滴を落下させた被処理基板を中速回転させてその上面に第２乾燥ガスを供給して乾燥することにより、疎水性又はパターン付の被処理基板であっても高品質な処理が可能になる。

請求項５の発明によれば、被処理基板を水平に保持して回転する基板支持手段と、この基板支持手段を回転させる回転駆動機構と、この被処理基板の上面に処理液及び乾燥ガスを供給する供給ノズルを有する処理液等供給手段並びに回転駆動機構及び処理液等供給手段を制御する制御装置を設けることにより、請求項１の効果を奏する装置を簡単に作製できる。

請求項６、７の発明によれば、請求項５の効果を奏するとともに、液滴を落下させた被処理基板を中速回転させてその上面に第２乾燥ガスを供給して乾燥することにより、疎水性又はパターン付の被処理基板で高品質な処理が可能になる。

請求項８の発明によれば、請求項５の効果を奏するとともに、供給ノズルを移動させることにより、回転の変化によって液膜が波立って飛沫を発生することなく乾燥エリア効率よく拡大させることができる。

請求項９の発明によれば、請求項５の効果を奏するとともに、液滴を落下させた被処理基板を中速回転させてその上面に第２乾燥ガスを供給して乾燥することにより、疎水性又はパターン付の被処理基板を高品質な処理が可能になる。

請求項１０の発明によれば、被処理基板のエッジ部の良好な乾燥が可能になる。

請求項１１の発明によれば、第１乾燥ガスに不活性ガス、第２乾燥ガスに有機溶剤を含むガスを使用することにより、特疎水性又はパターン付の被処理基板を高品質な処理が可能になる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための基板乾燥方法及び基板乾燥装置を例示するものであって、本発明をこれらに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。

図１は本発明の実施例１に係る基板乾燥装置の概略構成図である。
この基板乾燥装置１は、図１に示すように、ウェーハＷを水平に保持し、この保持したウェーハＷのほぼ中心を通る鉛直軸線を回転軸線とし、この回転軸線まわりで回転するスピンチャック２と、このスピンチャック２を収容する収容室６と、スピンチャック２を回転駆動する回転駆動機構１０と、この回転駆動機構１０を制御する制御装置１１とを備えている。スピンチャック２の上方には、ウェーハＷの上面に向けて薬液を供給する薬液ノズルＮ_１、洗浄液を供給する洗浄ノズルＮ_２、第１、２乾燥ガスを供給する第１乾燥ノズルＮ_３が設けられて、これらのノズルＮ_１〜Ｎ_３は、それぞれ薬液供給源１２Ａ、洗浄液供給源１２Ｂ、第１乾燥ガス供給源１２Ｃ及び第２乾燥ガス供給装置１５に接続されている。

収容室６は、上方にクリーンエアーを噴出するエアー供給手段７が設けられ、このエアー供給手段７から供給されたエアーは、室内をクリーンエアーで置換した後に壁面の排出口６ａから室外へ排出される。また、収容室６の底部には、室内で飛散した洗浄液等を排出させる排液口６_１、６_２が形成されて、各排液口６_１、６_２は配管Ｌ_５により排液処理設備（図示省略）に接続されている。なお、この収容室６は、複数本の支持部材８で所定高さに支持されている。また、スピンチャック２の上方には、ウェーハＷ上部全面を覆うように傘６ｂが設けられており、この傘６ｂの天井部に接続された配管６ｃからＮ２を供給することでこの傘６ｂ内をＮ２雰囲気とするようになっている。そして、ノズルＮ_１〜Ｎ_３はこの傘６ｂの天井部に固定されている。

スピンチャック２は、鉛直方向に沿って配置され、収容室６の底面部のほぼ中央部を貫通して設けられた回転軸３と、この回転軸３の上端に水平に固定されたスピンベース４と、このスピンベース４に立設された複数本のチャックピン５とを有している。

薬液ノズルＮ_１は、配管Ｌ_１によりバルブＶ_１を介して薬液供給源１２Ａに接続されている。この薬液供給源１２Ａは、各種の薬液（例えば、硫酸、アンモニア水、塩酸、フッ酸、過酸化水素等）の供給源となっている。また、洗浄ノズルＮ_２は、配管Ｌ_２によりバルブＶ_２を介して洗浄液供給源１２Ｂに接続されている。この洗浄液供給源１２Ｂは、各種のリンス液（例えば、純水、オゾン水、電解イオン水等）の供給源となっている。さらに、第１乾燥ノズルＮ_３は、配管Ｌ_３によりバルブＶ_３を介して第１乾燥ガス供給源１２Ｃに接続されている。この第１乾燥ガス供給源１２Ｃは、各種の不活性ガス（例えば、不活性ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム、及びこれらを混合したもの）の供給源となっている。さらにまた、第２乾燥ノズルＮ_４は、収容室６内に設けられた支柱９により前後移動自在に取り付けられており、配管Ｌ_４によりバルブＶ_４を介して第２乾燥ガス供給装置１５に接続されている。配管Ｌ_４は、外周囲にベルトヒータＨ等が巻回されて、管内を通過する乾燥ガスを所定温度に保温するようになっている。また、第２乾燥ノズルＮ_４は回動自在としてもよい。

第２乾燥ガス供給装置１５は、所定量の有機溶剤を貯留されるタンク１５ａを有し、このタンク１５ａは、配管により有機溶剤供給源１２Ｅ及び不活性ガス供給源１２Ｄに接続されている。また、このタンク１５ａは、内部の有機溶剤を加熱する加熱槽１５ｂに浸漬されて、温度センサＳの検出値により、温度制御されるようになっている。
有機溶剤供給源１２Ｅは、水溶性有機溶剤（例えば、イソプロパノール、２−プロパノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、エタノール、メタノール、ブチルアルコール、及びこれらを混合したもの）の供給源となっており、また、不活性ガス供給源１２Ｄは、各種の不活性ガス（例えば、窒素（Ｎ２）、アルゴン、ヘリウム、及びこれらを混合したもの）の供給源となっている。

この第２乾燥ガス供給装置１５では、先ず、有機溶剤（例えばＩＰＡ）供給源１２Ｅから所定量のＩＰＡ溶剤がタンク１５ａへ貯留される。次いで、不活性ガス供給源１２Ｄから窒素ガスＮ２がタンク１５ａ内のＩＰＡ溶剤中に供給されてバブリングされ、窒素ガスＮ２が混入されたＩＰＡ蒸気が発生されて配管Ｌ_４を通して供給される。このときタンク１５ａ内のＩＰＡ溶剤は、所定温度に温度コントロールされ、タンク１５ａ内からはマイクロミストを含む有機溶剤の蒸気が生成されて流出される。

制御装置１１では、各種の基板処理工程のプログラムが搭載されている。このプログラムによって、各処理工程毎に回転駆動機構１０を制御するとともに、各バルブＶ_１〜Ｖ_４の開閉制御が行われる。

次に、図１〜図５を参照し、特に図２のチャート図に基づいて基板乾燥装置１の動作を説明する。なお、図２は基板乾燥装置の制御フローを説明するチャート図、図３は基板乾燥装置の動作を説明する説明図、図４は図３の動作の続きを説明する説明図、図５は図４の動作の続きを説明する説明図である。

（ａ）薬液処理工程（Ｉ）
先ず、スピンチャック２を停止させた状態でスピンベース４上に所定口径、例えば直径３００ｍｍのウェーハＷをチャックピン５を用いて保持させる。次いで、制御装置１１により回転駆動機構１０を制御して、スピンチャック２を所定回転数、例えば３００ｒｐｍで１０秒間回転させ、時点ｔ１でバルブＶ_１を閉状態から開状態にして、薬液供給源１２Ａから所定の薬液、例えばＨＦを薬液ノズルＮ_１へ送り、このノズルＮ_１からウェーハＷの上面へ薬液を供給して薬液処理を行う（図３（ａ）参照）。

（ｂ）洗浄処理工程（II）
薬液処理工程Ｉを終了した後、同じ回転数３００ｒｐｍを維持したまま、時点ｔ２でバルブＶ_２を閉状態から開状態にして、洗浄液供給源１２Ｂから所定量、例えば１．５〜６Ｌ／ｍｉｎの純水を１０秒間洗浄ノズルＮ_２からウェーハＷ上面へ供給する。次いで、スピンチャック２の回転数を段階的に、例えば３００ｒｐｍから２００ｒｐｍ、１００ｒｐｍ、５０ｒｐｍへと順次それぞれ２秒間ずつ回転数を下げ洗浄液を供給して洗浄処理を行う（図３（ｂ）参照）。なお、ここではスピンチャック２の回転数を段階的に下げたが、直線的に低下させてもよい。

（ｃ）液膜形成工程（III）
次に、前記処理工程終了後の時点ｔ３において、ウェーハＷの回転数をさらに下げた低速回転、例えば、１０ｒｐｍに下げて１０秒間洗浄液を供給し、ウェーハＷ上面の全面に液膜を形成する（図３（ｃ）参照）。なお、バルブＶ_２は時点ｔ３から１０秒後に閉成する。
このウェーハＷの低速回転により、ウェーハＷへ供給された洗浄液がウェーハＷの外周方向へ徐々に拡大して、ウェーハ表面に残存する転がり移動する不安定な液滴或いは水溜り等が飲み込まれて安定した液膜が形成される。このため、次工程では、不安定な液滴或いは水溜りがなくなっているので、処理中に転がり移動する不安定な液滴或いは水溜りが分離や移動によって飛沫となって飛散し、被処理基板に残存再付着等することがなく、ウォータマーク等がない高品質の乾燥処理が可能になる。

（ｄ）第１乾燥処理工程（IV）
前記工程でウェーハ上面に液膜を形成した後、回転数を１０ｒｐｍのままでスピンチャック２の中心部へ向けて固定された第１乾燥ノズルＮ_３を用いて、時点ｔ４でバルブＶ_３を開にし、第１乾燥ガス供給源１２Ｃから所定量、例えば１５Ｌ／ｍｉｎの窒素Ｎ２ガスを供給し上面の液膜に小径ホールを形成する。その後、スピンチャック２の回転数を段階的に上昇させながらウェーハＷに所定時間、例えば、１０ｒｐｍで４秒、１５ｒｐｍで４秒、２０ｒｐｍで４秒、２５ｒｐｍで４秒、３０ｒｐｍで４秒、３５ｒｐｍで４秒、４０ｒｐｍで４秒、５０ｒｐｍで４秒、１００ｒｐｍで２秒、２００ｒｐｍで２秒間供給する（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）。これにより、液膜中央部に形成された小径ホールは回転数が上がるにつれて徐々にその径を増し、ついには液膜を形成する全ての洗浄液がウェーハＷ上面端部から落下し、小径ホールがウェーハＷ上面全体を覆い、液膜のない状態となる。よって、親水性のウェーハＷはウォータマークを発生させることなく、高品質の処理ができる。

（ｅ）第２乾燥処理工程（Ｖ）
親水性のウェーハＷであれば上記第１乾燥処理でも十分な乾燥を実現できるが、疎水性のウェーハ等の場合には、低回転のうちにバルブＶ_４を閉にして、更に、スピンチャック２を中速回転、例えば３００ｒｐｍにする。このとき傘６ｂの外にあった第２乾燥ノズルＮ_４を傘６ｂ内に挿入し、第２乾燥ノズルＮ_４をウェーハＷの中心位置におく。そして、時点ｔ５でバルブＶ_４を開にして、第２乾燥ガス供給装置１５から第２乾燥ノズルＮ_４を通してＩＰＡ蒸気を２秒間供給し（図５（ａ）参照）、次いでスピンチャック２の中速回転（３００ｒｐｍ）を維持したままで第２乾燥ノズルＮ_４をウェーハＷ外周方向に支柱９上を滑らせながらＩＰＡ蒸気をウェーハＷ周縁まで引き寄せて供給し（図５（ｂ）参照）、この移動を１２秒間行うことでウェーハＷのエッジ部上にまで第２乾燥ノズルＮ_４を移動させ、このエッジ部上でさらに３秒間ＩＰＡ蒸気を供給する（図５（ｃ）参照）。これにより、ウェーハＷ上面に残った微細な水滴をＩＰＡ蒸気で置換してウェーハＷの遠心力によっておこる風によって置換されたＩＰＡが乾燥するので、疎水性またはパターン付のウェーハＷにおいてもウォータマークを発生させることなく、高品質の処理をすることができる。なお、この第２乾燥処理では、スピンチャック２の回転数を段階的に上昇させたが、直線的に上昇させてもよい。

（ｆ）第３乾燥処理工程（VI）
最後に、ウェーハＷ上の水滴を完全に乾燥させるために、時点ｔ６でスピンチャック２の回転数を１０００ｒｐｍまで上昇させて、これにより雰囲気気体との間で発生する大きな摩擦力によってウェーハＷの乾燥処理を完了する。

図６は本発明の実施例２に係る基板乾燥装置の概略構成図、図７は図６の基板乾燥装置の制御フローを説明するチャート図、図８は実施例２における図４に対応する乾燥工程を説明する説明図である。

本実施例２の基板乾燥装置１'は、図６に示すように、実施例１の基板乾燥装置１と比べると、配管Ｌ_３の途中で配管Ｌ_４が連結されており、配管Ｌ_４が連結された配管Ｌ_３が第２乾燥ノズルＮ_４に連結されており、第１乾燥ノズルＮ_３は設けられていない。すなわち第１、第２乾燥ノズルが兼用となっている点が異なり、その他の部分は実施例１の基板乾燥装置１と同様であるので、その他の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例２に係る基板乾燥装置１'は、図７に示すチャート図からも分かるように、制御装置１１により図２に示す工程Ｉ〜III及びＶ〜VIの工程は上記実施例１に示す工程と同一のものであり、第１乾燥処理工程IVのみが異なる。そこで、ここでは第１乾燥処理工程についてのみ説明を行う。

（ｄ'）第１乾燥処理工程（IV'）
この乾燥処理工程IV'は、液膜形成工程IIIによりウェーハＷ上面に形成された液膜を除去するため、第２乾燥ノズルＮ_４をスピンチャック２の中心部へ向けた状態（図８（ａ）参照）において、時点ｔ４で窒素Ｎ２ガスを液膜に吹き付け小径ホールを形成し、第２乾燥ノズルＮ_４をウェーハＷの中心からウェーハＷの外周方向に支柱９上を所定時間、例えば３２秒をかけて滑らせながら窒素Ｎ２ガスを供給することによって（図８（ｂ）参照）、ウェーハＷ上面に形成された小径ホールを拡大して液膜を形成する洗浄液をウェーハＷエッジ部から落下するようにする。低速回転にて時間をかけて第２乾燥ノズルＮ_４を移動させるので、液膜が波立つことなく、ウェーハＷのエッジ部から落下していくので、飛沫による乾燥面への再付着が起こらない。これにより、親水性のウェーハＷはウォータマークを発生させることなく、高品質の処理ができる。なお、以降の工程においても上述した実施例１と同様であるので、ここでは説明を省略する。

図１は本発明の実施例１に係る基板乾燥装置の概略構成図である。 図２は図１の基板乾燥装置の制御フローを説明するチャート図である。 図３は図１の基板乾燥装置の動作を説明する説明図である。 図４は図３の動作の続きを説明する説明図である。 図５は図４の動作の続きを説明する説明図である。 図６は本発明の実施例２に係る基板乾燥装置の概略構成図である。 図７は図６の基板乾燥装置の制御フローを説明するチャート図である。 図８は実施例２における図４に対応する乾燥工程を説明する説明図である。 図９は従来技術の基板乾燥装置の縦断面図である。 図１０は図９の基板乾燥装置の動作を説明する説明図である。 図１１は従来技術の基板乾燥装置におけるウェーハ処理の説明図である。

符号の説明

１ 基板乾燥装置
２ スピンチャック
３ 回転軸
４ スピンベース
５ チャックピン
６ 収容室
１０ 回転駆動機構
１１ 制御装置
１２Ａ 薬液供給源
１２Ｂ 洗浄液供給源
１２Ｃ 第１乾燥ガス供給源
１２Ｄ 不活性ガス供給源
１２Ｅ 有機溶剤供給源
１５ 第２乾燥ガス供給装置
１５ａ タンク
Ｎ_１ 薬液ノズル
Ｎ_２ 洗浄ノズル
Ｎ_３ 第１乾燥ノズル
Ｎ_４ 第２乾燥ノズル
Ｈ ヒータ
Ｗ ウェーハ

Claims (11)

1. 被処理基板を水平に保持して回転させ、この回転する前記被処理基板上面に処理液及び乾燥ガスを供給して、次の各工程（１）〜（３）を含む処理を行うことを特徴とする基板乾燥方法。
   （１）被処理基板を薬液及び洗浄液で処理した後に、前記被処理基板を低速回転させながらその上面に所定量の洗浄液を供給して該上面の実質的に全面に洗浄液の液膜を形成する工程。
   （２）前記被処理基板の中心部に第１乾燥ガスを吹き付けることにより前記液膜に小径ホールをあけて小面積の乾燥エリアを形成する工程。
   （３）前記第１乾燥ガスの吹き付けを継続した状態で前記被処理基板の回転速度を徐々に上昇させて、前記小径ホールを大きくすることにより前記乾燥エリアを拡大させて前記被処理基板の周縁から液滴を落下させる工程。
2. 被処理基板を水平に保持して回転させ、この回転する基板上面に処理液及び乾燥ガスを供給して、次の各工程（１）〜（３）を含む処理を行うことを特徴とする基板乾燥方法。
   （１）被処理基板を薬液及び洗浄液で処理した後に、前記被処理基板を低速回転させながらその上面に所定量の洗浄液を供給して該上面の実質的に全面に洗浄液の液膜を形成する工程。
   （２）前記被処理基板の中心部に第１乾燥ガスを吹き付けることにより前記液膜に小径ホールをあけて小面積の乾燥エリアを形成する工程。
   （３）前記被処理基板を所定の回転速度にし、前記第１乾燥ガスを吹き付けながらその吹き付け位置を前記被処理基板の中心部から周縁へ移動させることにより前記乾燥エリアを拡大させて前記被処理基板の周縁から液滴を落下させる工程。
3. 前記工程（３）の後に、次の工程（４）の処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板乾燥方法。
   （４）前記液滴を落下させた被処理基板を中速回転させて該被処理基板の上面に第２乾燥ガスを供給して乾燥する工程。
4. 前記工程（２）の第１乾燥ガスは不活性ガスであり、前記工程（４）の第２乾燥ガスは有機溶剤を含むガスであることを特徴とする請求項３に記載の基板乾燥方法。
5. 被処理基板を水平に保持して回転する基板支持手段と、前記基板支持手段を回転させる回転駆動機構と、前記被処理基板の上面に処理液及び乾燥ガスを供給する供給ノズルを有する処理液等供給手段と、前記回転駆動機構及び前記処理液等供給手段を制御する制御装置を備えた基板乾燥装置において、
   前記制御装置は、前記回転駆動機構及び前記処理液等供給手段を制御して、被処理基板の上面へ薬液及び洗浄液を供給して洗浄した後に、前記被処理基板を低速回転させながらその上面に所定量の洗浄液を供給して該上面の実質的に全面に洗浄液の液膜を形成し、次いで、前記供給ノズルから前記被処理基板の中心部へ第１乾燥ガスを吹き付けて前記液膜に小径ホールをあけて小面積の乾燥エリアを形成し、さらに、前記第１乾燥ガスの吹き付けを継続して、前記被処理基板の回転速度を徐々に上昇させて前記小径ホールを大きくして乾燥エリアを拡大させて前記被処理基板の周縁から液滴を落下させることを特徴とする基板乾燥装置。
6. 前記制御装置は、前記被処理基板の周縁から液滴を落下させた後に、前記被処理基板を中速回転させながら前記供給ノズルから第２乾燥ガスを供給することを特徴とする請求項５に記載の基板乾燥装置。
7. 前記第１乾燥ガスは不活性ガスであり、前記第２乾燥ガスは有機溶剤を含むガスであることを特徴とする請求項６に記載の基板乾燥装置。
8. 被処理基板を水平に保持して回転する基板支持手段と、前記基板支持手段を回転させる回転駆動機構と、前記被処理基板の上面に処理液及び乾燥ガスを供給する供給ノズルを有する処理液等供給手段と、前記回転駆動機構及び前記処理液等供給手段を制御する制御装置を備えた基板乾燥装置において、
   前記制御装置は、前記回転駆動機構及び前記処理液等供給手段を制御して、被処理基板の上面へ薬液及び洗浄液を供給して洗浄処理した後に、前記被処理基板を低速回転させながらその上面に所定量の洗浄液を供給して該上面の実質的に全面に洗浄液の液膜を形成し、次いで、前記供給ノズルから前記被処理基板の中心部へ第１乾燥ガスを吹き付けて前記液膜に小径ホールをあけて小面積の乾燥エリアを形成し、さらに、前記被処理基板を所定の回転速度にして前記供給ノズルから前記第１乾燥ガスを吹き付けながら該供給ノズルを前記被処理基板の中心部から周縁へ移動させて、前記小径ホールを大きくすることにより乾燥エリアを拡大させて前記被処理基板の周縁から液滴を落下させることを特徴とする基板乾燥装置。
9. 前記制御装置は、前記被処理基板の周縁から液滴を落下させた後に、前記被処理基板を中速回転させながら第２乾燥ガスを供給することを特徴とする請求項８に記載の基板乾燥装置。
10. 前記制御装置は、前記供給ノズルを該被処理基板の中心部から周縁へ移動させた後に、該周縁部で停止させて第２乾燥ガスを所定時間供給することを特徴とする請求項９に記載の基板乾燥装置。
11. 前記第１乾燥ガスは不活性ガスであり、前記第２乾燥ガスは有機溶剤を含むガスであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の基板乾燥装置。

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