JP2012156267A - 液処理装置および液処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の処理対象面を下向きにして基板を処理する際に、基板下面に付着した純水をＩＰＡに効率よく置換すること。
【解決手段】基板処理方法は、処理対象面が下面となるように基板Ｗを保持して回転させる工程と、基板の下面にＤＩＷ（純水）を供給して基板にリンス処理を施す工程と、その後、基板の下面にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）とＮ_２ガスとを含むミストを供給してＤＩＷをＩＰＡで置換する工程と、を備える。ミストの供給は、基板の中心部に対向する位置と基板の周縁部に対向する位置の間に配列された複数の吐出口６２を有する、基板の下方に設けられたノズル６０により行われる。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、基板の下面に処理液を供給することにより基板に所定の液処理例えば洗浄処理またはエッチング処理を行う液処理装置および液処理方法に関する。

半導体製造工程においては、基板例えば半導体ウエハの表面ないし裏面に付着した不要な膜（例えば、酸化膜、窒化膜、マスクとしての役割を終えたレジスト膜等）を除去するために、薬液を用いて洗浄ないしエッチング処理が行われる。一般的には、薬液処理の後、同じ装置において、リンス処理および乾燥処理が続いて行われる。

特許文献１には、上記の処理を実施することが可能な液処理装置が開示されている。この液処理装置は、ウエハの周縁部を保持して回転するスピンチャックと、スピンチャックに保持されたウエハの上面中央部に処理液を供給する表面ノズルと、ウエハの下面中央部に処理液を供給する裏面ノズルとを備えており、表面ノズルおよび裏面ノズルによって、洗浄用薬液、純水等のリンス液、ＩＰＡのような乾燥溶媒をウエハに供給することができる。

上記の除去すべき不要な膜の一つとして、ウエハ表面の自然酸化膜（ＳｉＯ_２膜）がある。自然酸化膜の除去のため、ウエハをＤＨＦ（希フッ酸）で洗浄すると、ＳｉＯ_２膜が除去されてベアＳｉが露出する。すなわち親水性のＳｉＯ_２表面が、疎水性のＳｉ表面に変化する。ＤＨＦ洗浄工程の後には、通常、ＤＩＷ（純水）リンス工程およびスピン乾燥工程が行われる。また、ＤＩＷが付着した疎水性表面を乾燥させる際は、乾燥ムラが生じやすく、すなわちウォーターマークが発生しやすいため、ウォーターマークの発生防止のため、ＤＩＷリンス工程とスピン乾燥工程との間に、ＤＩＷを一旦ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）で置換するＩＰＡ置換工程を挟むことが行われている。しかし、ＩＰＡ置換工程を、特許文献１に記載されたようなウエハの処理対象面が下面に存在する形式の装置で行ったとすると、ＩＰＡは表面張力が低いため、ウエハ下面に供給されたＩＰＡは重力によりウエハ下面から下方に落下しやすく、ウエハ下面に均一に広げることは困難である。また、ウエハ下面全面をＩＰＡで覆うには大量のＩＰＡが必要となる。

特開２００７−２８７９９９号公報

本発明は、基板の下面を処理する液処理装置および方法において、基板の処理対象面をＩＰＡにより効率良く乾燥させることができる技術を提供する。

本発明の第１の観点によれば、処理対象面が下面となるように基板を保持して回転させることと、前記基板の下面にＤＩＷ（純水）を供給して、前記基板にリンス処理を施すことと、その後、前記基板の下面にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）とＮ_２ガスとを含むミストを供給して、前記ＤＩＷをＩＰＡで置換することと、を備え、前記ミストの供給は、前記基板の中心部に対向する位置と前記基板の周縁部に対向する位置の間に配列された複数の吐出口を有する、前記基板の下方に設けられたノズルにより行われる液処理方法が提供される。

また、本発明の第２の観点によれば、基板の周縁部を保持する保持部材を有し、基板を水平に保持する基板保持部と、前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、前記基板保持部に保持された基板の下面の下方に位置するように設けられたノズルであって、前記基板保持部により保持された基板の下面に薬液を吐出する第１の吐出口と、前記基板保持部により保持された基板の下面にＩＰＡとＮ_２ガスとを含むミストを吐出する複数の第２の吐出口と、前記基板保持部により保持された基板の下面にＤＩＷを吐出する第３の吐出口と、前記基板保持部により保持された基板の下面にＮ_２ガスを吐出する第４の吐出口と、を有するノズルと、を備え、前記複数の第２の吐出口は、前記基板保持部により保持された基板の中心部に対向する位置と前記基板の周縁部に対向する位置の間に配列されている液処理装置が提供される。

本発明によれば、基板の中心部に対向する位置と前記基板の周縁部に対向する位置の間に配列されている複数の吐出口を有する基板の下方に配置されたノズルを用いて、基板の下面にＩＰＡとＮ_２ガスとを含むミストを吐出しているため、基板の下面の全体を均一かつ迅速にＩＰＡに置換することができる。

本発明の実施の形態による基板洗浄装置を含む液処理システムを上方から見た上方平面図である。 本発明の実施の形態の基板洗浄装置の構成を示す縦断面図であって、リフトピンプレートおよび洗浄液供給管が下降位置にあるときの状態を示す図である。 本発明の実施の形態の基板洗浄装置の構成を示す縦断面図であって、リフトピンプレートおよび洗浄液供給管が上昇位置にあるときの状態を示す図である。 図２Ａに示すような、ウエハが基板支持部および固定保持部により保持された状態を示す、図２Ａにおける基板洗浄装置を上方から見た上面図である。 図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置のリフトピンプレートの構成を示す斜視図である。 図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置の保持プレートの構成を示す斜視図である。 図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置における、リフトピンプレートから下方に延びる接続部材および保持プレートから下方に延び接続部材を収容する中空の収容部材の構成の詳細を示す拡大縦断面図である。 図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置における保持プレートに設けられた基板支持部の構成を示す拡大縦断面図である。 図６に示す状態からリフトピンプレートが下方に移動したときの状態を示す拡大縦断面図である。 図７に示す状態からリフトピンプレートが更に下方に移動したときの状態を示す拡大縦断面図である。 図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置の処理流体供給管およびＶ字形ノズル並びにこれらを昇降させる昇降機構の構成を示す斜視図である。 Ｖ字形ノズルを示す平面図である。 リフトピンプレートと搬送アームとの間でウエハが受け渡しされるときのＶ字形ノズル、リフトピンおよび搬送アームの位置関係を説明するための概略平面図である。 Ｖ字形ノズルの第１の棒状部分の構造および作用について説明する図であって、（ａ）は図１０におけるＸＩａ−ＸＩａ線に沿った第１の棒状部分の内部構造を示す断面図、（ｂ）は第１の棒状部分からＤＨＦが吐出される様子を示す作用図である。 Ｖ字形ノズルの第２の棒状部分の構造および作用について説明する図であって、（ａ）は図１０におけるＸIIａ−ＸIIａ線に沿った第２の棒状部分の内部構造を示す断面図、（ｂ）は第２の棒状部分からＩＰＡおよびＮ_２ガスを混合してなるミスト状の二流体が吐出される様子を示す作用図である。 Ｖ字形ノズルの中央部分の構造を説明する図であって図１０におけるＸIII−ＸIII線に沿った断面図である。 Ｖ字形ノズルの中央部分の構造を説明する図であって図１０におけるＸVI−ＸVI線に沿った断面図である。 Ｖ字形ノズルから吐出された処理液がウエハ下面に形成するスポットを説明する概略平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、図１を用いて、本発明による液処理装置の実施形態に係る基板洗浄装置を含む処理システムについて説明する。図１に示すように、処理システムは、外部から被処理基板としての半導体ウエハＷ（以下単に「ウエハＷ」と称する）を収容したキャリアを載置するための載置台１０１と、キャリアに収容されたウエハＷを取り出すための搬送アーム１０２と、搬送アーム１０２によって取り出されたウエハＷを載置するための棚ユニット１０３と、棚ユニット１０３に載置されたウエハＷを受け取り、当該ウエハＷを基板洗浄装置１０内に搬送する搬送アーム１０４と、を備えている。図１に示すように、液処理システムには、複数（図１に示す態様では１０個）の基板洗浄装置１０と、２つのリバーサー（ＲＥＶ、ウエハ裏返し装置）１０５が組み込まれている。なお、図１に示すように、搬送アーム１０４は上方から見て略Ｕ字形状となっているが、この搬送アーム１０４はウエハＷをリフトピン２２（後述）上に載置したりリフトピン２２上からウエハＷを取り除いたりする際にリフトピン２２および後に詳述するＶ字形ノズル６０に接触しないような形状となっている（図１０Ｂを参照）。

次に、基板洗浄装置１０の概略的な構成について図２Ａおよび図２Ｂを用いて説明する。基板洗浄装置１０は、ウエハＷを保持する保持プレート３０と、保持プレート３０の上方に設けられ、ウエハＷを下方から支持するリフトピン２２を有するリフトピンプレート２０と、保持プレート３０を回転させる電動モータ等を備えた回転駆動部３９と、保持プレート３０の中心部分に形成された貫通穴３０ａおよびリフトピンプレート２０の中心部分に形成された貫通穴２０ａを通るよう設けられた処理流体供給管４０と、処理流体供給管４０を介して供給された処理流体をウエハＷの下面に向けて吹き付けるＶ字形ノズル６０とを有している。処理時に、リフトピンプレート２０は、保持プレート３０と連動して一体的に回転するようになっている。

リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０は、保持プレート３０に対して相対的に昇降することができる。ここで、図２Ａは、リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０がそれぞれ下降位置にあるときの状態を示しており、図２Ｂは、リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０がそれぞれ上昇位置にあるときの状態を示している。リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０は、それぞれ、図２Ａに示すような下降位置と図２Ｂに示すような上昇位置との間で昇降する。

次に、基板洗浄装置１０の各構成要素の詳細について以下に説明する。

図３に示すように、リフトピンプレート２０は円板形状のものからなり、その中心部分には貫通穴２０ａが形成されている。貫通穴２０ａの周囲には環状突起２０ｂが設けられており、リフトピンプレート２０上にある液体が貫通穴２０ａ内に入り込むことを防止している。貫通穴２０ａに処理流体供給管４０が通される。リフトピンプレート２０の表面の周縁部近傍には複数本（本例では４本）のリフトピン２２が設けられている。好ましい実施形態においては、特に図２Ｃに示されるように、４本のリフトピン２２が２つの対をなし、一方の対２２ａ，２２ａ’（図２Ｃ中で左側にある２本）が円周方向に中心角で３０度（鋭角）に相当する距離だけ離れた位置に配置されており、他方の対２２ｂ，２２ｂ’（図２Ｃ内で右側にある２本）が円周方向に中心角で１２０度（鈍角）に相当する距離だけ離れた位置に配置されている。また、４本のリフトピン２２は、図２Ｃ中においてウエハＷの中心を通って左右方向に延びる仮想線に対して線対称に配置されている。図２Ｃに示すようにリフトピンを配置することにより、ウエハＷを十分に安定した状態でリフトピン２２上に支持させることが可能となるとともに、ウエハＷの搬出入（図２Ｂを参照）の際にリフトピン２２に邪魔されることなくＵ字形の搬送アーム１０４（図１０Ｂも参照）をウエハＷの下方に侵入（図２Ｃの右手側から左手側に向かって侵入）させることができる。リフトピンプレート２０の下面（各リフトピン２２が設けられた面とは反対側の面）から、複数例えば３つの棒状の接続部材２４が下方に延びている。これらの接続部材２４は、リフトピンプレート２０の周縁部近傍において周方向に等間隔で設けられている。

図４に示すように、保持プレート３０は円板形状のものからなり、その中心部分には貫通穴３０ａが形成されている。この貫通穴３０ａには処理流体供給管４０が通される。また、保持プレート３０の表面には、図２Ａに示すように、接続部材３８を介して回転カップ３６が取り付けられている。回転カップ３６は、リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０が下降位置にあるときに保持プレート３０により保持されるウエハＷの外周縁を囲む。また、図２Ａおよび図２Ｃに示すように、回転カップ３６には、ウエハＷを保持するための２つの固定保持部材３７が設けられている。固定保持部材３７の具体的な機能については後述する。なお、これらの固定保持部材３７は、回転カップ３６に設けられる代わりに保持プレート３０に設けられていてもよく、あるいは接続部材３８に直接接続されていてもよい。固定保持部材３７が接続部材３８に直接接続されている場合には、水平方向の力に対する固定保持部材３７の強度をより大きなものとすることができる。

保持プレート３０の下面（回転カップ３６が設けられた面とは反対側の面）の中心部分には、当該保持プレート３０の下面から下方に延びるよう中空の回転軸３４が取り付けられている。回転軸３４の中空部分には処理流体供給管４０が収容されている。回転軸３４はベアリング（図示せず）により支持されるとともに、電動モータ等の回転駆動部３９により回転させられる。回転駆動部３９が回転軸３４を回転させることにより、保持プレート３０も回転する。

図４に示すように、保持プレート３０には、３つの貫通穴（接続部材貫通穴）３０ｂが形成されており、各貫通穴３０ｂにリフトピンプレート２０に結合された接続部材２４がスライド可能に通されている。従って、接続部材２４は、保持プレート３０とリフトピンプレート２０との相対的回転を禁止して保持プレート３０およびリフトピンプレート２０が一体的に回転するように接続する一方で、保持プレート３０とリフトピンプレート２０との相対的上下動を許容する。貫通穴３０ｂは保持プレート３０の周方向に等間隔に設けられている。また、保持プレート３０の下面において、各貫通穴３０ｂの箇所には、３つの円筒形状の収容部材３２が設けられている。各収容部材３２は、保持プレート３０の下面から下方に延びるようになっており、リフトピンプレート２０の下面から下方に延びる各接続部材２４を収容するようになっている。これらの収容部材３２は、保持プレート３０の周縁部近傍において周方向に等間隔で設けられている。

リフトピンプレート２０の下面から下方に延びる各接続部材２４および保持プレート３０の下面から下方に延びる各収容部材３２について図５を用いてより詳細に説明する。図５に示すように、円筒形状の各収容部材３２の内径は各接続部材２４の外径よりもやや大きくなっており、各収容部材３２の長手方向（図５の上下方向）に沿って各接続部材２４が各収容部材３２内で移動することができるようになっている。図２Ａに示すように、リフトピンプレート２０が下降位置にあるときには、各接続部材２４は各収容部材３２に完全に収容された状態となる。一方、図２Ｂに示すように、リフトピンプレート２０が上昇位置にあるときには、各接続部材２４はその下部における一部分のみが各収容部材３２に収容された状態となり、各接続部材２４は保持プレート３０に形成された貫通穴３０ｂを通過してこの保持プレート３０から上方に突出する。リフトピンプレート２０が下降位置にあるときには、各接続部材２４が各収容部材３２に収容された状態となる。

図５に示すように、各収容部材３２の中空部分にはバネ２６が圧縮された状態で収容されている。このバネ２６は、その下端が接続部材２４の下端部分に取り付けられるとともに、その上端が貫通穴３０ｂの近傍における保持プレート３０の下面に取り付けられている。このため、バネ２６により接続部材２４は下方に付勢されるようになっている。すなわち、バネ２６が圧縮状態から元の状態に戻ろうとする力により、接続部材２４には常に下向きの力（保持プレート３０から下方に移動しようとする力）が加えられる。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、回転カップ３６の外方には外カップ５６が設けられており、保持プレート３０や回転カップ３６は外カップ５６により覆われる。この外カップ５６には排液管５８が接続されており、ウエハＷの洗浄のために使用され、ウエハＷの回転により当該ウエハＷから外方に飛散して外カップ５６により受けられた洗浄液は排液管５８により排出される。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、保持プレート３０には、ウエハＷを側方から支持するための可動の基板保持部材３１が設けられている。基板保持部材３１は、図２Ａに示すようにリフトピンプレート２０が下降位置にあるときにウエハＷを側方から保持し、一方、図２Ｂに示すようにリフトピンプレート２０が上昇位置にあるときにウエハＷから離間する。より詳細に説明すると、図２Ｃに示すように、ウエハＷの洗浄処理を行う際に、ウエハＷは基板保持部材３１および２つの固定保持部材（固定の基板保持部材）３７により保持される。このときに、基板保持部材３１はウエハＷを固定保持部材３７に向かって押し付ける。すなわち、図２Ｃにおいて基板保持部材３１によりウエハＷに対して図２Ｃにおける左方向に力が加えられ、これによりウエハＷは２つの固定保持部材３７に押し付けられる。このように、可動の基板保持部材３１および固定保持部材３７の両方を用いてウエハＷを側方から保持する場合には、固定保持部材３７を用いずに複数の可動の基板保持部材３１だけを用いてウエハＷを側方から保持する場合と比較して、ウエハＷに対して移動（進退）する部材の数を１つのみとすることができるので、よりシンプルな構成でウエハＷの保持を行うことができる。

以下に基板保持部材３１の構成の詳細について図６〜図８を参照して説明する。図６は、リフトピンプレート２０が図２Ｂに示すような上昇位置から図２Ａに示すような下降位置に向かって移動する途中での状態を示す図であり、図７は、図６に示す状態からリフトピンプレート２０が下方に移動したときの状態を示す図であり、図８は、図６に示す状態からリフトピンプレート２０が更に下方に移動し、リフトピンプレート２０が図２Ａに示すような下降位置に到達したときの状態を示す図である。

図６乃至図８に示すように、基板保持部材３１は軸３１ａを介して保持プレート３０に軸支されている。より詳細には、図６乃至図８に示すように、保持プレート３０には軸受け部３３が取り付けられており、この軸受け部３３に設けられた軸受け孔３３ａに軸３１ａが受け入れられる。軸受け孔３３ａは水平方向に延びる長孔からなり、基板保持部材３１の軸３１ａはこの軸受け孔３３ａに沿って水平方向に移動することができる。このようにして、基板保持部材３１は、軸受け部３３の軸受け孔３３ａに受け入れられた軸３１ａを中心として揺動することができる。

基板保持部材３１の軸３１ａには、ねじりバネ等のバネ部材３１ｄが巻き掛けられている。このバネ部材３１ｄは、軸３１ａを中心として基板保持部材３１を図６乃至図８における時計回りの方向に回転させるような力を基板保持部材３１に付勢するようになっている。これにより、基板保持部材３１に何ら力が加えられていない場合には、図２Ｂに示すように、基板保持部材３１が保持プレート３０に対して傾斜した状態となり、基板保持部材３１におけるウエハＷを側方から保持するための基板保持部分３１ｂ（後述）は保持プレート３０の中心から遠ざかった状態となる。

また、軸３１ａに巻き掛けられたバネ部材３１ｄからは線状部分が伸び出しており、この線状部分は軸受け部３３の内壁面３３ｂに係止されて、軸３１ａを保持プレート３０の中心に向かって押し返す。このように、バネ部材３１ｄの線状部分により、軸３１ａは保持プレート３０の中心に向かって（すなわち、図６乃至図８における左方向に向かって）常時押圧される。このため、比較的径が小さなウエハＷが可動の基板保持部材３１および固定保持部材３７により支持される場合には、軸３１ａは、図６乃至図８に示すように、軸受け孔３３ａにおける保持プレート３０の中心に近い位置（すなわち、図６乃至図８における左側の位置）に位置する。一方、比較的径が大きなウエハＷが基板保持部材３１および固定保持部材３７により支持される場合には、バネ部材３１ｄの線状部分による力に抗して、軸３１ａは軸受け孔３３ａに沿って図６等に示す位置から右方向に移動する。なお、ここでのウエハの径の大小とは、許容寸法誤差内でのウエハの径の大小を意味している。

また、基板保持部材３１は、ウエハＷを側方から保持する基板保持部分３１ｂと、軸３１ａに関して基板保持部分３１ｂと反対側に設けられた被押圧部材３１ｃとを有している。被押圧部材３１ｃは、リフトピンプレート２０と保持プレート３０との間に設けられており、この被押圧部材３１ｃは、図６乃至図８に示すようにリフトピンプレート２０が下降位置またはその近傍位置にあるときに当該リフトピンプレート２０の下面により下方に向かって押圧される。

図６乃至図８に示すように、基板保持部材３１は、リフトピンプレート２０が上昇位置から下降位置に移動したときに、当該リフトピンプレート２０の下面により被押圧部材３１ｃが下方に押圧されることにより軸３１ａを中心として図６等の反時計回りの方向（図６等の矢印方向）に回転する。そして、基板保持部材３１が軸３１ａを中心として回転することにより、基板保持部分３１ｂがウエハＷに向かって当該ウエハＷの側方から移動する。これにより、リフトピンプレート２０が下降位置に到達したときに、図８に示すように、ウエハＷが基板保持部材３１により側方から保持される。ここで、図８に示すように、ウエハＷが基板保持部材３１により側方から保持されたときに、このウエハＷはリフトピン２２の先端から上方に離間し、リフトピン２２から上方に浮いた状態となる。また、前述のように、ウエハＷの大きさによっては、バネ部材３１ｄの線状部分による力に抗して軸３１ａが軸受け孔３３ａに沿って図６等に示す位置から右方向に移動する場合もある。このため、比較的大きなウエハＷが基板保持部材３１および固定保持部材３７により保持される場合であっても、基板保持部材３１が水平方向に移動可能となっているので、ウエハＷを変形させたり破損させたりすることなくウエハＷを側方から保持することができる。

上述のような基板保持部材３１が基板洗浄装置１０に設けられていることにより、基板保持部材３１を駆動するための専用の駆動機構（動力源）を設ける必要がなく、後述する昇降駆動部５０によりリフトピンプレート２０を昇降させるだけで、保持プレート３０の基板保持部材３１によるウエハＷの保持／解放動作を行うことができるため、基板洗浄装置１０の構成をよりシンプルなものとすることができる。また、リフトピンプレート２０の昇降のタイミングと基板保持部材３１の移動のタイミングとの間にタイムラグが生じることを抑制することができ、スループットを向上させることもできる。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、処理流体供給管４０はリフトピンプレート２０の貫通穴２０ａおよび保持プレート３０の貫通穴３０ａをそれぞれ通過するよう設けられている。なお、処理流体供給管４０は、リフトピンプレート２０や保持プレート３０が回転する際にも回転しないようになっている。処理流体供給管４０の内部には、処理流体をＶ字形ノズル６０に供給するため複数、本例では５つの流体供給路、すなわち第１の流体供給路（「ＤＨＦ（希フッ酸）供給路」とも称する）４０ａ、第２の流体供給路（「ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）供給路」とも称する）４０ｂ、第３の流体供給路（「第１のＮ_２ガス供給路」とも称する）４０ｃ、第４の流体供給路（「ＤＩＷ（純水）供給路」とも称する）４０ｄ、第５の流体供給路（「第２のＮ_２ガス供給路」とも称する）４０ｅが鉛直方向に延びるように設けられている。処理流体供給管４０の上端には後に詳述するＶ字形ノズル６０が取り付けられている。

図２Ａに示すように、処理流体供給管４０内の第１〜第５の流体供給路４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅは対応する第１〜第５の流体供給機構７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅにそれぞれ接続されている。
第１の流体供給機構７０ａは、ＤＨＦを供給するＤＨＦ供給機構（以下、「ＤＨＦ供給機構７０ａ」と称する）であり、ＤＨＦ供給源７１ａに接続された管路７４ａに上流側から順次介設された可変絞り弁７２ａおよび開閉弁７３ａを有している。
第２の流体供給機構７０ｂは、ＩＰＡを供給するＩＰＡ供給機構（以下、「ＩＰＡ供給機構７０ｂ」と称する）であり、ＩＰＡ供給源７１ｂに接続された管路７４ｂに上流側から順次介設された可変絞り弁７２ｂおよび開閉弁７３ｂを有している。
第３の流体供給機構７０ｃは、不活性ガス例えばＮ_２ガスを供給するＮ_２ガス供給機構（以下、「第１のＮ_２ガス供給機構７０ｃ」と称する）であり、Ｎ_２ガス供給源７１ｃに接続された管路７４ｃに上流側から順次介設された可変絞り弁７２ｃおよび開閉弁７３ｃを有している。
第４の流体供給機構７０ｄは、リンス用液体であるＤＩＷ（純水）を供給するＤＩＷ供給機構（以下、「ＤＩＷ供給機構７０ｄ」と称する）であり、ＤＩＷ供給源７１ｄに接続された管路７４ｄに上流側から順次介設された可変絞り弁７２ｄおよび開閉弁７３ｄを有している。
第５流体供給機構７０ｅは、不活性ガス例えばＮ_２ガスを供給するＮ_２ガス供給機構（以下、「第２のＮ_２ガス供給機構７０ｅ」と称する）であり、Ｎ_２ガス供給源７１ｅに接続された管路７４ｅに上流側から順次介設された可変絞り弁７２ｅおよび開閉弁７３ｅを有している。

図２Ａ、図２Ｂおよび図９に示すように、処理流体供給管４０には接続部材５２を介して昇降駆動部５０が設けられている。昇降駆動部５０は、処理流体供給管４０を昇降させるようになっている。すなわち、昇降駆動部５０が接続部材５２を昇降させることにより、この接続部材５２に接続された処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０も昇降することとなる。より詳細には、昇降駆動部５０は、図２Ａに示すような下降位置と、図２Ｂに示すような上昇位置との間で処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０を昇降させる。

また、図９に示すように、処理流体供給管４０には第１の連動部材４４が接続されている。そして、第１の連動部材４４には、３つの棒状の第２の連動部材４６が第１の連動部材４４から上方に延びるよう接続されている。ここで、各第２の連動部材４６は、リフトピンプレート２０の下面から下方に延びるよう設けられた各接続部材２４に対応して設けられており、棒状の各第２の連動部材４６の外径は円筒形状の収容部材３２の内径よりも小さい。より詳細には、各第２の連動部材４６は、各接続部材２４の底面に接触するよう設けられており、各第２の連動部材４６は、図２Ｂ等に示すように各収容部材３２内で各接続部材２４を上方に押し上げることができる。

すなわち、図２Ａに示すような状態において、昇降駆動部５０が処理流体供給管４０を上方に移動させたときには、処理流体供給管４０に接続された第１の連動部材４４および各第２の連動部材４６も上方に移動し、各第２の連動部材４６が各収容部材３２内で各接続部材２４を上方に押し上げることとなる。これにより、リフトピンプレート２０も処理流体供給管４０と連動して上方に移動し、図２Ｂに示すように、リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０はそれぞれの上昇位置に到達することとなる。一方、図２Ｂに示すような状態において、昇降駆動部５０が処理流体供給管４０を下方に移動させたときには、収容部材３２の内部に設けられたバネ２６の力により接続部材２４には常に下方に向かう力が加えられているので、各第２の連動部材４６が下方に移動したときに各接続部材２４もその下面が各第２の連動部材４６の上端部分に接触するよう下方に移動する。このようにして、図２Ａに示すように、リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０はそれぞれの下降位置に到達する。

図２Ａに示すように、リフトピンプレート２０は、下降位置にあるときには保持プレート３０に隣接する。図示例においては、詳細には、リフトピンプレート２０は保持プレート３０上に載置され、保持プレート３０により支持される。一方、図２Ｂに示すように、リフトピンプレート２０は、上昇位置にあるときには、保持プレート３０から上方に離間し、リフトピン２２上へのウエハＷの受け渡しおよびリフトピン２２上からのウエハＷの取り出しを行うことができるようになる。

このように、第１の連動部材４４および３つの第２の連動部材４６により、リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０を連動して一体的に昇降させる連動機構が構成されている。また、第１の連動部材４４、３つの第２の連動部材４６、昇降駆動部５０、接続部材５２により、リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０を連動して昇降させて、リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０を保持プレート３０に対して相対的に昇降させる昇降機構が構成されている。

次に、図２Ａ、図２Ｂ、図９及び図１０を参照して、Ｖ字形ノズル６０の構成について説明する。Ｖ字形ノズル６０は、中央部分６０Ｃと、この中央部分６０Ｃに接続されるとともにＶ字形に配置された第１の棒状部分６０Ａおよび第２の棒状部分６０Ｂと、を有している。中央部分６０Ｃにおいて、Ｖ字形ノズル６０は処理流体供給管４０の上端に取り付けられている。中央部分６０Ｃは、リフトピンプレート２０の貫通穴２０ａを覆うカバー部材としての役割をも果たす。棒状部分６０Ａ，６０Ｂは中央部分６０Ｃからリフトピンプレート２０の半径方向外側すなわちウエハＷの半径方向外側に延び、処理時にリフトピン２２と干渉しないように（処理時にＶ字形ノズル６０は回転しないがリフトピンプレート２０は回転する）、リフトピン２２が配置される仮想円周のわずかに手前で終端している。

図１０に示す実施形態においては、第１の棒状部分６０Ａおよび第２の棒状部分６０Ｂは例えば３０度（この角度に限定されるものではない）の角を成している。従って、リフトピンプレート２０および保持プレート３０を所定の角度位置に位置決めすることにより、第１の棒状部分６０Ａおよび第２の棒状部分６０Ｂがそれぞれリフトピン２２ａ、２２ａ’に向かって延びるように位置合わせすることができる。図２Ｂより理解できるように、ウエハＷの下面とＶ字形ノズル６０との間は非常に狭いため、搬送アーム１０４とＶ字形ノズル６０との両者の衝突を回避する観点からは、ウエハ搬出入時に搬送アーム１０４とＶ字形ノズル６０とが平面視で重ならないようにすることが好ましい。図１０に示すようなリフトピン２２ａ，２２ａ’と第１の棒状部分６０Ａおよび第２の棒状部分６０Ｂとの位置関係が確保されていれば、図１０Ｂに示すように、搬送アーム１０４を４つのリフトピンおよびＶ字形ノズル６０に衝突しないようにウエハの下側に侵入させることが容易となる。なお、図１０Ｂに示すように、搬送アーム１０４の二股の先端部は、搬送アーム１０４がウエハの下方に侵入するときに、リフトピン２２ａ，２２ａ’の外側であって、リフトピン２２ｂ，２２b’の内側を通過する（図２Ｃを合わせて参照のこと）。上記のことは、第１の棒状部分６０Ａおよび第２の棒状部分６０ＢをＶ字型に配置することにより生じうる利点の一つである。

特に図１１（ａ）および図１２（ａ）に示すように、棒状部分６０Ａ，６０Ｂは翼型に類似する断面形状を有している。この液処理装置では、棒状部分６０Ａ，６０Ｂに対してウエハＷが図１０、図１１（ａ）、図１２（ａ）に示す矢印Ｒ方向に回転するようになっている。このとき、ウエハＷの下面とリフトピンプレート２０との間には矢印Ｒ方向の気流が生じる。翼型断面を有する棒状部分６０Ａ，６０Ｂの上方を通過する気流により、液の流れが改善される。詳細には、気流は、棒状部分６０Ａ，６０Ｂの背面とウエハＷとの間を通過する際に、絞り効果により流速を増すとともにウエハＷの下面に向かうように整流される。このように棒状部分６０Ａ，６０Ｂの影響を受けた気流は、ウエハＷの下面上に衝突した処理液（例えば薬液）がウエハＷの下面に沿ってスムーズに拡散することを助ける。また、棒状部分６０Ａ，６０Ｂが翼型断面を有することにより、気流の影響による棒状部分６０Ａ，６０Ｂの振動が最小限に抑制される。

Ｖ字型ノズル６０は、ウエハＷの中央部に対向する位置からウエハＷの周縁部に対向する位置の間に配列された複数の第１の吐出口６１を有している。第１の吐出口６１は、ＤＨＦをウエハＷに向けて吐出するためのものである。第１の吐出口６１は、中央部分６０Ｃから第１の棒状部分６０Ａの先端部に至るまでの区間内に、第１の棒状部分６０Ａの長手方向に沿って一列に配列されている。さらに、Ｖ字型ノズル６０は、ウエハＷの中央部に対向する位置からウエハＷの周縁部に対向する位置の間に配列された複数の第２の吐出口６２を有している。第２の吐出口６２は、ＩＰＡとＮ_２ガスの混合流体からなる二流体スプレーをウエハＷに向けて吐出するためのものである。第２の吐出口６２は、中央部分６０Ｃから第２の棒状部分６０Ｂの先端部に至るまでの区間内に、第２の棒状部分６０Ｂの長手方向に沿って一列に配列されている。さらに、Ｖ字型ノズル６０は、その中央部分６０Ｃに、１つの第３の吐出口６３を有している。第３の吐出口６３はウエハＷの中央部に向けてＤＩＷを吐出するためのものである。さらに、Ｖ字型ノズル６０は、その中央部分６０Ｃに、１つの第４の吐出口６４を有している。第４の吐出口６４はウエハＷの中央部に向けてＮ_２ガスを吐出するためのものである。なお、第４の吐出口６４は保持プレート３０に保持されたウエハＷの中心のほぼ真下に位置している。

なお、第１および第２の吐出口６１，６２およびこれに連なる吐出路（６７ａ，６７ｂ、６８ａ、６８ｂ）の径はかなり小さい（直径０．３〜０．５ｍｍ程度）のため、液が吐出口および吐出路を通過するときに、摩擦で帯電する。これを防止するため、Ｖ字型ノズル６０は、導電性のある材料、例えばカーボンファイバー入りのＰＦＡにより形成することが望ましい。

図１４に示すように、処理流体供給管４０は、その上端に拡径された頭部４１を有している。Ｖ字形ノズル６０の中央部分６０Ｃは、処理流体供給管４０の頭部４１に対して図示しないネジにより連結される。

図１４に示すように、Ｖ字形ノズル６０の中央部分６０Ｃと処理流体供給管４０の頭部４１が連結されると、処理流体供給管４０内を鉛直方向に延びるＤＩＷ供給路４０ｅと中央部分６０Ｃ内を鉛直方向に延びる吐出路６３ａが連通する。これにより、ＤＩＷ供給路４０ｄを介して送られてきたＤＩＷを第３の吐出口６３からウエハＷ下面に向けて吐出させることが可能となる。なお、第３の吐出口６３は、そこから吐出されるＤＩＷが確実にウエハＷ下面の中央Ｗｃに到達することが保証されるような形状に形成されている。また、中央部分６０Ｃと頭部４１が連結されると、処理流体供給管４０内を鉛直方向に延びる第２のＮ_２ガス供給路４０ｅと中央部分６０Ｃ内を鉛直方向に延びる吐出路６４ａが連通する。これにより、第２のＮ_２ガス供給路４０ｅを介して送られてきたＮ_２ガスを第４の吐出口６４からウエハＷ下面に向けて吐出させることが可能となる。

また、中央部分６０Ｃと頭部４１が連結されると、図１３に示すように、処理流体供給管４０内を鉛直方向に延びるＩＰＡ供給路４０ｂとＶ字形ノズル６０内に形成された流体通路（ＩＰＡ通路）６５ｂとが連通するとともに、処理流体供給管４０内を鉛直方向に延びる第１のＮ_２供給路４０ｃとＶ字形ノズル６０内に形成された流体通路（Ｎ_２通路）６６ｂとが連通する。図１０に破線で示すように、ＩＰＡ通路６５ｂおよびＮ_２通路６６ｂは、Ｖ字形ノズル６０の中央部分６０Ｃから第２の棒状部分６０Ｂの先端部に至るまで、棒状部分６０Ｂの長手方向に沿って、水平に、かつ互いに平行に延びている。また、詳細に図示はされていないが、中央部分６０Ｃと頭部４１が連結されると、図１３に示した態様と同様の態様（但し接続されるのは１つの供給路と１つの通路だけである）で、処理流体供給管４０内を鉛直方向に延びるＤＨＦ供給路４０ａとＶ字形ノズル６０内に形成された流体通路（ＤＨＦ通路）６５ａとが連通する。図１０に破線で示すように、ＤＨＦ通路６５ａは、Ｖ字形ノズル６０の中央部分６０Ｃから第１の棒状部分６０Ａの先端部に至るまで、第１の棒状部分６０Ａの長手方向に沿って、水平に延びている。

図１１（ａ）に示すように、Ｖ字形ノズル６０の中央部分６０Ｃおよび第１の棒状部分６０Ａにおいては、各吐出口６１に対応して、ＤＨＦ通路６５ａに１つのＤＨＦ吐出路６７ａが接続されている。従って、各吐出口６１から、ＤＨＦが吐出される。図１１（ｂ）に示すように、各吐出口６１は、そこから吐出されるＤＨＦの吐出方向がウエハＷ回転方向Ｒに傾斜するように、言い換えれば、各吐出口６１から吐出されるＤＨＦの吐出方向を示すベクトルＶ_６１がウエハ回転方向Ｒの成分を持つように、構成されていることが好ましい。これにより、ウエハＷの下面に衝突したＤＨＦがウエハＷに弾かれること（液はね）を抑制することができ、吐出したＤＨＦを無駄にすることなく吐出したＤＨＦの多くをウエハＷの処理に有効に利用することができる。なお、ＤＨＦの吐出方向がウエハＷの回転方向の成分を持つことにより、一旦ウエハＷに到達したＤＨＦがウエハＷから落下してＶ字形ノズル６０の棒状部分６０Ａに再付着することを低減することができる。ウエハＷからのＤＨＦの落下は、ＤＨＦがウエハＷに到達した時点およびその直後に生じやすいからである。複数の吐出口６１の大部分は、吐出口６１から吐出されるＤＨＦの吐出方向を示すベクトルＶ_６１がウエハ回転方向Ｒの成分を持ち、かつ、ベクトルＶ_６１が第１の棒状部分６０Ａの長手方向と直交する方向を向いていることが好ましい。但し、最も半径方向外側にある１個の吐出口（６１”）またはこれを含む数個の吐出口６１は、そこから吐出されるＤＨＦの吐出方向を示すベクトルＶ_６１が、図１０中に符号Ｖ_６１ｅが付された矢印で示すように、半径方向外側を向いた成分を有していてもよい。これにより、反応済みのＤＨＦがウエハＷからスムーズに離脱する。また、最も半径方向内側にある１個または数個の吐出口６１、特に最も半径方向内側にある１個の吐出口６１’は、そこから吐出されるＤＨＦの吐出方向を示すベクトルＶ_６１が、図１０中に符号Ｖ_６１ｃが付された矢印で示すように、ウエハＷの中心を向いていることが望ましい。このようにすることで、ウエハＷの中心に未処理領域が発生することを防止することができる。

図１２（ａ）に示すように、Ｖ字形ノズル６０の中央部分６０Ｃおよび第２の棒状部分６０Ｂにおいては、各吐出口６２に対応して、ＩＰＡ通路６５ｂに１つのＩＰＡ吐出路６７ｂが、Ｎ_２通路６６ｂに一つのＮ_２吐出路６８ｂがそれぞれ接続されている。ＩＰＡ吐出路６７ｂとＮ_２吐出路６８ｂは吐出口６２の部分で合流している。

また、ＩＰＡをＤＩＷ通路６５ｂからＩＰＡ吐出路６７ｂを介して流し、Ｎ_２ガスをＮ_２通路６６ｂからＮ_２吐出路６８ｂを介して流すと、ＩＰＡ吐出路６７ｂとＮ_２吐出路６８ｂとの合流点すなわち吐出口６２の位置でＩＰＡ流とＮ_２ガス流とが衝突し、両者が混合され、ＩＰＡおよびＮ_２ガスからなるミスト状の混合流体すなわち二流体スプレーが形成される。図１２（ｂ）に示すように、吐出口６２から吐出される二流体スプレーは扇状に広がりつつ上方に向けて吐出される。なお、最も半径方向内側にある１個または数個の吐出口６２は、特に最も半径方向内側にある１個の吐出口６２’は、そこから吐出される二流体スプレーの吐出方向を示すベクトルＶ_６２が、図１０中に符号Ｖ_６２ｃが付された矢印で示すように、ウエハＷの中心を向いていることが望ましい。

図１５に示された複数の楕円は、各吐出口６１、６２から吐出された処理流体（ＤＨＦ）がウエハＷの下面に到達した瞬間に処理流体により覆われるウエハＷの下面上の領域（以下に「スポット」とも称する）を模式的に示している。なお、処理流体はウエハＷの下面に到達した後には、ウエハＷの回転による遠心力、吐出口６１、６２からの処理流体の吐出圧力等の要因に応じてウエハＷの下面上で広がる。吐出口６１、６２から処理流体は平面視で円の接線方向に、斜め上方に向けて吐出されているので、スポットは楕円になる。但しＩＰＡおよびＮ_２ガスからなる二流体スプレーの場合は、比較的大径の概ね円形になる。スポットの中心の間隔Ｐは、吐出口６１、６２の配列ピッチに等しい。また、吐出後ウエハ到達前に処理流体は拡散するため、楕円の短軸（短軸は吐出口の配列方向と一致する）の長さＢは吐出口６１、６２の径よりも大きくなる。なお、楕円の長軸の長さＡは吐出口６１、６２の径よりもずっと大きい。ＤＨＦ等の薬液を吐出する際には、処理の均一性の観点から、隣接するスポットには所定の長さＬの重複部分が生じるように吐出口６１を設計することが好ましい。しかしながら、隣接するスポットを形成する薬液が直ちに融合するのであれば、隣接するスポット間に重複部分が無くてもかまわない。

図１０に示すように、Ｖ字形ノズル６０は、Ｖ字形に配置された第１の棒状部分６０Ａと第２の棒状部分６０Ｂとを有しているが、ＤＨＦを吐出するための吐出口６１が設けられた第１の棒状部分６０Ａは、ＩＰＡおよびＮ_２ガスからなる二流体スプレーを吐出するための第２の棒状部分６０Ｂから、ウエハ回転方向Ｒに小さな鋭角（ここでは３０度）だけ進んだ（回転した）位置に配置されている。この配置はＶ字形ノズル６０の清浄度を維持する上で好ましい。すなわち、ウエハ下面側の空間内では、ウエハ回転方向Ｒに進行する気流が生じており、吐出口６１、６２から吐出した液はその気流に乗って流れる。また、吐出口６１から吐出されてウエハＷに到達したＤＨＦの一部は、重力によりウエハＷから落下する。仮に、第１の棒状部分６０Ａと第２の棒状部分６０Ｂの位置が図示されたものと逆であったならば、第１の棒状部分６０Ａから吐出されたＤＨＦおよび反応生成物が、ＩＰＡおよびＮ_２ガスからなる二流体スプレーを吐出するための第２の棒状部分６０Ｂに付着する可能性が高くなる。乾燥のための流体を供給する第２の棒状部分６０ＢがＤＨＦおよび反応生成物により汚染されることは好ましくない。従って、第２の棒状部分６０Ｂが第１の棒状部分６０Ａからウエハ回転方向Ｒになるべく大きな角度（図示例では３３０度）だけ進んだ位置にあること、言い換えれば、第１の棒状部分６０Ａが第２の棒状部分６０Ｂからウエハ回転方向Ｒになるべく小さな角度（図示例では３０度）だけ進んだ位置にあることが有利である。

基板洗浄装置１０は、その全体の動作を統括制御するコントローラ１００を有している。コントローラ１００は、基板洗浄装置１０の全ての機能部品（例えば回転駆動部３９、昇降駆動部５０、第１〜第５流体供給機構７０ａ〜７０ｅ）の動作を制御する。コントローラ１００は、ハードウエアとして例えば汎用コンピュータと、ソフトウエアとして当該コンピュータを動作させるためのプログラム（装置制御プログラムおよび処理レシピ等）とにより実現することができる。ソフトウエアは、コンピュータに固定的に設けられたハードディスクドライブ等の記憶媒体に格納されるか、或いはＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の着脱可能にコンピュータにセットされる記憶媒体に格納される。このような記憶媒体が参照符号１０１で示されている。プロセッサ１０２は必要に応じて図示しないユーザーインターフェースからの指示等に基づいて所定の処理レシピを記憶媒体１０１から呼び出して実行させ、これによってコントローラ１００の制御の下で基板洗浄装置１０の各機能部品が動作して所定の処理が行われる。コントローラ１００は、図１に示す液処理システム全体を制御するシステムコントローラであってもよい。

次に、上述した基板洗浄装置１０を用いて、ウエハ表面にある自然酸化膜（ＳｉＯ_２膜）を除去する洗浄処理の一連の工程について説明する。

＜ウエハ搬入および設置工程＞
まず、昇降機構によって、リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０を図２Ｂに示すような上昇位置に位置づける。次に、図２Ｂの二点鎖線に示すように、基板洗浄装置１０の外部からウエハＷが搬送アーム１０４により基板洗浄装置１０に搬送され、このウエハＷがリフトピンプレート２０のリフトピン２２上に載置される。次に、昇降駆動部５０が処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０を上昇位置から下降位置まで移動させる。この際に、収容部材３２の内部に設けられたバネ２６の力により接続部材２４には常に下方に向かう力が加えられているので、処理流体供給管４０の下方への移動に連動してリフトピンプレート２０も下方に移動し、リフトピンプレート２０が上昇位置から下降位置まで移動する。また、この際に、リフトピンプレート２０の下面により基板保持部材３１の被押圧部分３１ｃが図６に示すような状態から下方に押圧され、これにより基板保持部材３１が軸３１ａを中心として図６の反時計回りの方向に回転する。このようにして、基板保持部材３１の基板保持部分３１ｂがウエハＷに向かって当該ウエハＷの側方から移動し（図７参照）、基板保持部材３１によりウエハＷは側方から保持される（図８参照）。このときに、基板保持部材３１により側方から保持されたウエハＷはリフトピン２２から上方に離間する。なお、ウエハＷは、その「表面」（パターンが形成される面）が「下面」となり、その「裏面」（パターンが形成されない面）が「上面」となるように、基板洗浄装置１０内に搬入される前にリバーサー１０５（図１参照）により裏返されており、この状態で保持プレート３０により保持される。本明細書において、用語「上面（下面）」は、単に、ある時点において上（下）を向いている面という意味で用いられる。

＜ＤＨＦ洗浄工程＞
次に、回転駆動部３９により保持プレート３０を回転させる。この際に、保持プレート３０の下面から下方に延びるよう設けられた各収容部材３２に、リフトピンプレート２０の下面から下方に延びるよう設けられた各接続部材２４が収容された状態となっているので、保持プレート３０が回転したときにリフトピンプレート２０も連動して回転し、ウエハＷも回転する。なお、この際に、処理流体供給管４０およびこれに接続されたＶ字形ノズル６０は回転することなく停止したままである。次に、ＤＨＦ供給機構７０ａからＤＨＦ供給路４０ａにＤＨＦを供給する。供給されたＤＨＦは、吐出口６１から吐出される。供給されたＤＨＦによりウエハＷ上の自然酸化膜が除去され。反応生成物は、ＤＨＦと一緒に遠心力によりウエハＷの下面上を半径方向外側に流れ、ウエハＷの外側に流出し、回転カップ３６により受け止められて下方に向きを変え、外カップ５６の底部に接続された排液管５８を介して排出される。このＤＨＦ洗浄工程中、ウエハＷの下側はＤＨＦ雰囲気となるが、ウエハＷ自体が、ＤＨＦ雰囲気がウエハＷの上方に拡散することを防止するシールドとして機能し、かつ、ウエハＷの周囲は回転カップ３６および外カップ５６により囲まれているため、ＤＨＦ雰囲気は、ウエハＷの下面および外カップ５６の内面により囲まれた空間から外側には殆ど拡散しない。また、ウエハＷの下面および外カップ５６の内面により囲まれた空間内にあるＤＨＦ雰囲気は、工場排気系に接続された（すなわち微減圧状態にある）排液管５８に吸い込まれ、ＤＨＦの廃液と一緒に排出される。従って、処理チャンバ内のウエハＷより上方の空間にＤＨＦ雰囲気が拡散することが防止または抑制され、ウエハより上方の処理チャンバの内壁および装置部品がＤＨＦ雰囲気にさらされて腐食することによるコンタミネーションの原因物質の生成が防止される。

＜ＤＩＷリンス工程＞
ＤＨＦ洗浄工程を所定時間実行した後、吐出口６１からのＤＨＦの吐出を停止する。次いで、引き続きウエハＷを回転させたまま、ＤＩＷ供給機構７０ｄからＤＩＷ供給路４０ｄに比較的大流量（例えば毎分１５００ｍｌ）でＤＩＷを供給し、Ｖ字形ノズル６０の中央部分６０Ｃにある吐出口６３からＤＩＷをウエハＷの中心部に向けて吐出させる。ＤＩＷは遠心力によりウエハＷの下面上を半径方向外側に流れ、ウエハＷの外側に流出し、回転カップ３６により受け止められて下方に向きを変え、外カップ５６の底部に接続された排液管５８を介して排出される。ウエハＷの下面上に残っているＤＨＦおよび反応生成物などが、ウエハＷの下面上を半径方向外側に流れるＤＩＷにより洗い流される。

＜ＩＰＡ置換工程＞
ＤＩＷリンス工程を所定時間実行した後、吐出口６３からのＤＩＷの吐出を停止する。次いで、引き続きウエハＷを回転させたまま、ＩＰＡ供給機構７０ｂからＩＰＡ供給路４０ｂにＩＰＡを供給し、かつ、第１のＮ_２供給機構７０ｃから第１のＮ_２供給路４０ｃにＮ_２ガスを供給する。供給されたＩＰＡおよびＮ_２ガスは、図１２（ｂ）に示すように、吐出口６２の直前で混合され、ミスト化されたＩＰＡとＮ_２ガスとの混相流からなる二流体スプレーとしてウエハＷ下面に向けて吐出される。これにより、ウエハＷ下面上のＤＩＷは、回転するウエハの中央部に対向する位置からウエハの周縁部に対向する位置の間に概ね均等に配置された複数の吐出口６２から吐出されたＩＰＡのミストにより、ウエハＷの全域において均一かつ迅速に置換され、均一なＩＰＡ液膜が直ちにウエハＷの下面上に形成される。なお、このＩＰＡ置換工程において、ＩＰＡのミスト化にＮ_２ガスを用いているため、ウエハＷの下方空間の酸素濃度および湿度が低下し、これによりリンス液（ＤＩＷ）とＩＰＡの置換効率が向上するので、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、次工程のＮ_２スピン乾燥工程の開始時に既に、ウエハＷの下方空間に低酸素濃度および低湿度の雰囲気が形成されるという点においても有利である。

＜Ｎ_２スピン乾燥工程＞
ＩＰＡ置換工程を所定時間実行した後、吐出口６２からのＩＰＡの吐出を停止する。次いで、引き続きウエハＷを回転させたまま（回転速度を増大させることが好ましい）、第２のＮ_２供給機構７０ｅから第２のＮ_２供給路４０ｅにＮ_２ガスを供給し、Ｖ字形ノズル６０の中央部分６０Ｃにある吐出口６４からＮ_２ガスをウエハＷの中心部に向けて吐出させる。これにより、ウエハ中心部から周縁部に広がるＮ_２ガスの流れが生じ、このＮ_２ガス流によりウエハＷの下面上に残留していたＩＰＡが除去される。先にＤＨＦ洗浄工程に関連して説明したように、ウエハＷ自体が、ウエハＷの下方の雰囲気がウエハＷの上方に拡散することを防止するシールドとして機能し、かつ、ウエハＷの周囲は回転カップ３６および外カップ５６により囲まれているため、ウエハの下方の雰囲気は、ウエハＷの下面および外カップ５６の内面により囲まれた空間から外側には殆ど拡散しない。また、ウエハＷの下面および外カップ５６の内面により囲まれた空間内の雰囲気は、工場排気系に接続された（すなわち微減圧状態にある）排液管５８に吸い込まれる。従って、吐出口６４からＮ_２ガスを供給すると、ウエハＷの下方の空間は容易にＮ_２ガス雰囲気、すなわち低酸素低湿度の雰囲気に置換される。このためウォーターマークの発生をより効果的に防止することができる。なお、本実施形態においては、ウエハＷに、ウエハＷの下面全域をカバーする（ウエハＷと概ね同じ大きさを有する）板状体すなわちリフトピンプレート２０が対面している。このため、ウエハＷの下面、リフトピンプレート２０の上面、回転カップ３６の内面により囲まれた小容積の空間が画成される。このような小容積の空間は、Ｎ_２ガス雰囲気への置換がより容易である。このため、ウォーターマークの発生をより効果的に防止することができる。

＜ウエハ搬出工程＞
Ｎ_２スピン乾燥工程が終了したら、カバー部材８０を上昇させて待機位置に戻す。次いで、昇降駆動部５０が処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０を下降位置から上昇位置まで移動させる。この際に、各第２の連動部材４６が各接続部材２４を上方に押し上げることにより、処理流体供給管４０の上方への移動に連動してリフトピンプレート２０も上方に移動し、リフトピンプレート２０が下降位置から上昇位置まで移動する。また、この際に、基板保持部材３１に対するバネ部材３１ｄの付勢力により、基板保持部材３１は軸３１ａを中心として図６の時計回りの方向（図６における矢印とは反対の方向）に回転する。これにより、基板保持部材３１はウエハＷから側方に離間する。基板保持部材３１がウエハＷから側方に離間することにより、このウエハＷはリフトピン２２により裏面から支持されるようになる。図２Ｂに示すようにリフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０が上昇位置に到達した後、リフトピン２２上に載置されたウエハＷは搬送アーム１０４により当該リフトピン２２上から除去される。搬送アーム１０４により取り出されたウエハＷは基板洗浄装置１０の外部に搬出され、リバーサー１０５により表裏が反転される。

なお、吐出路６７ａ，６７ｂ，６８ｂのうち、気体であるＮ_２ガスが通流するＮ_２吐出路６８ｂにおいては、当該Ｎ_２吐出路６８ｂへのＮ_２ガスの供給が遮断されているときには、ノズル外部の雰囲気が当該Ｎ_２吐出路６８ｂ内に侵入しやすくなる。なお、液体が通流する吐出路においては、吐出路への液体の通流が遮断されても液体はその吐出路内に残るためこのような問題はない。例えば、Ｎ_２吐出路６８ｂ内にＤＨＦが侵入したら、その後に吐出するＩＰＡおよびＮ_２ガスからなる二流体スプレーの清浄度が損なわれ好ましくない。このような事態を防止するため、Ｎ_２吐出路６８ｂに常時微量のＮ_２ガスを通流させて、吐出口６２から微量のＮ_２ガスが常時流出するようにしておくことが好ましい。なお、同様の観点から、吐出口６４内の清浄度を維持するために、吐出口６４からも微量のＮ_２ガスが常時流出するようにしておくことが好ましい。

上記の実施形態によれば、ＩＰＡ置換工程におけるＩＰＡミストの供給が、ウエハＷの中心部に対向する位置とウエハＷの周縁部に対向する位置の間に配列された複数の吐出口６２を有する、ウエハＷの下方に設けられたノズルにより行われるため、ウエハＷの下面上にあるＤＩＷを、ウエハＷ全域において均一に、かつ迅速に、ＩＰＡに置換することができる。また、各工程、特にＮ_２スピン乾燥工程において、ウエハＷの下方空間は、液処理装置の構成部材（特にリフトピンプレート２２、回転カップ３６）により囲まれるため、ウエハＷの下方空間を意図する雰囲気に維持することが容易である。すなわち、薬液処理工程であるＤＨＦ洗浄工程では、薬液雰囲気をウエハＷの下方空間に閉じこめておくことができ、また、Ｎ_２スピン乾燥工程においては、ウエハＷの下方空間すなわちウエハの処理対象面に面する空間を低酸素低湿度の雰囲気に維持することができる。

また、上記の実施形態によれば、ウエハＷの下面にＩＰＡミスト（液滴）を供給しているため、ＩＰＡの利用効率を向上させることができる。すなわち、ＩＰＡ置換工程においては、ＩＰＡミストの一部が気化してＩＰＡ蒸気となるが、ＩＰＡ蒸気は空気より軽いため、ウエハの下面上あるいはウエハの下方空間に存在するＩＰＡが気化した場合、ＩＰＡ蒸気はウエハＷの下面に向かって上昇し、ウエハに付着し、ＤＩＷを置換するために利用することができる。また、特に上記実施形態においては、ウエハの下面に対向するリフトピンプレート２０が設けられ、さらにウエハの周囲が回転カップ３６で囲まれている。リフトピンプレート２０はウエハの下方空間からＩＰＡが逃げることを防止するので、リフトピンプレート２０に付着したＩＰＡが気化するならばそれをＤＩＷを置換するために利用することができる。回転カップ３６にも同様の機能を期待できる。また、ウエハＷ、リフトピンプレート２０および回転カップ３６によりウエハの下方空間が囲まれているため、少量のＩＰＡで比較的高濃度のＩＰＡ雰囲気を形成することが容易となる。

また、上記の実施形態によれば、ウエハＷの中央部に対向する位置から基板の周縁部に対向する位置の間に沿って配列されて各々から同じ処理流体を吐出する複数の吐出口６１（６２）を有するノズルを使用しているため、ウエハＷの下面を高い面内均一性で処理することができる。

また、上記の実施形態においては、リフトピンプレート２０、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０が保持プレート３０に対して相対的に昇降するようになっており、ウエハＷを下方から支持するリフトピン２２はリフトピンプレート２０に設けられている。このため、従来のようなリフトピン２２を通すための貫通穴が底板に形成されておりリフトピン２２が当該貫通穴を通って底板の下方に退避するようになっている場合と比較して、ウエハＷの乾燥後にリフトピン２２に洗浄液が残ることがなくなり、これにより液処理後のウエハＷの裏面に処理液が付着することを防止することができる。なぜならば、ウエハＷの乾燥処理時に、リフトピン２２がリフトピンプレート２０と一体的に回転するからである。また、リフトピン２２がリフトピンプレート２０と一体的に回転することにより、リフトピン２２に処理液の液滴が残ることが抑制され、これにより処理後のウエハＷの裏面に処理液の液滴が付着することをより一層防止することができる。さらに、Ｖ字形ノズル６０の中央部分６０Ｃが、リフトピンプレート２０の貫通穴２０ａを塞ぐようになっている。このため、処理流体供給管４０を通すための貫通穴２０ａに処理液が入り込んでしまうことを防止することができる。また、上記の実施形態においては、処理流体供給管４０およびＶ字形ノズル６０とリフトピンプレート２０とを一体的に昇降させるようになっているので、処理流体供給管４０およびリフトピンプレート２０が昇降する際にＶ字形ノズル６０の中央部分６０Ｃがリフトピンプレート２０の貫通穴２０ａを塞ぐので、貫通穴２０ａに処理液が入り込んでしまうことをより一層防止することができる。

また、上記の実施形態においては、保持プレート３０に回転カップ３６が設けられているので、ウエハＷの液処理を行う際に回転しているウエハＷから処理液が外方に飛散することを防止することができる。また、保持プレート３０に基板保持部材３１が設けられているので、ウエハＷを回転させる際にウエハＷを側方から支持することによってより安定的にウエハＷが保持される。

上記の実施形態は例えば下記のように改変することができる。

上記実施形態においては、ＤＨＦによる薬液洗浄工程、ＤＩＷリンス工程、ＩＰＡおよびＮ_２ガスからなる二流体吐出によるＩＰＡ置換工程、Ｎ_２スピン乾燥工程を順次行うことにより自然酸化膜を除去した。しかし、上記実施形態に係る基板処理装置により実施される処理はこれに限定されるものではない。薬液洗浄工程においては、ＤＨＦ以外の薬液洗浄を行うこともできる。また、薬液洗浄工程がレジスト除去工程であってもよい。

ウエハの下面に薬液を供給するノズルとして図示されたようなものを用いることが、処理の均一性および処理液の節約の観点からは好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、ＩＰＡおよびＮ_２ガスからなる二流体スプレー供給するための第２の棒状部分６０Ｂをそのまま維持する一方で、ＤＨＦ供給用の第１の棒状部分６０Ａを削除し、そのかわりにノズルの中央部分６０Ｃに設けた薬液吐出口からＤＨＦを吐出してもよい。この場合、薬液（ＤＨＦ）の消費量は多くなるが、薬液処理を実行することは可能である。

上記実施形態においては、ウエハを保持して回転させる機構であるいわゆる「スピンチャック」の基板保持部として、リフトピンプレート２０と回転カップ３６と一体化された保持プレート３０とを有する形式のものを用いた。しかしながら、上記実施形態に係るＶ字形ノズル６０は、基板の周縁を保持する形式のものであるならば様々な形式のスピンチャックと組み合わせて液処理装置を構築することができる。

２０、３０ 基板保持部、（保持プレート、リフトピンプレート）
２２ 板状体（保持プレート）
３１、３７ 保持部材（基板保持部材、固定保持部材）
３９ 回転駆動部
３６ 回転カップ
５６ 外カップ
６０ ノズル（Ｖ字形ノズル）
６０Ａ ノズルの第１の棒状部分
６０Ｂ ノズルの第２の棒状部分
６０Ｃ ノズルの中央部分
６１ 第１の吐出口
６２ 第２の吐出口
６３ 第３の吐出口
６４ 第４の吐出口
Ｗ 基板（半導体ウエハ）

Claims (8)

1. 処理対象面が下面となるように基板を保持して回転させることと、
   前記基板の下面にＤＩＷ（純水）を供給して、前記基板にリンス処理を施すことと、
   その後、前記基板の下面にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）およびＮ_２ガスを含むミストを供給して、前記ＤＩＷをＩＰＡで置換することと、
   を備え、
   前記ミストの供給は、前記基板の中心部に対向する位置と前記基板の周縁部に対向する位置の間に配列された複数の吐出口を有する、前記基板の下方に設けられたノズルにより行われることを特徴とする液処理方法。
2. 前記基板の保持は、前記基板の下面に対面する板状体と、前記基板の周縁部を保持する複数の保持部材とを有する基板保持部により行われることを特徴とする、請求項１に記載の液処理方法。
3. 前記基板保持部に、当該基板保持部と一体的に回転する回転カップが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の液処理方法。
4. 前記ＤＩＷを前記ＩＰＡで置換した後に、前記基板の下面にＮ_２ガスを供給して、前記基板を乾燥させることをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液処理方法。
5. 基板の周縁部を保持する保持部材を有し、基板を水平に保持する基板保持部と、
   前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、
   前記基板保持部に保持された基板の下面の下方に位置するように設けられたノズルであって、前記基板保持部により保持された基板の下面に薬液を吐出する第１の吐出口と、前記基板保持部により保持された基板の下面にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）およびＮ_２ガスを含むミストを吐出する複数の第２の吐出口と、前記基板保持部により保持された基板の下面にＤＩＷ（純水）を吐出する第３の吐出口と、前記基板保持部により保持された基板の下面にＮ_２ガスを吐出する第４の吐出口と、を有するノズルと、
   を備え、
   前記複数の第２の吐出口は、前記基板保持部により保持された基板の中心部に対向する位置と前記基板の周縁部に対向する位置の間に配列されていることを特徴とする液処理装置。
6. 前記基板保持部は、基板の下面に対面する板状体を有していることを特徴とする、請求項５に記載の液処理装置。
7. 前記基板保持部に、当該基板保持部と一体的に回転する回転カップが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の液処理装置。
8. 請求項１に記載された方法を実行させるように液処理装置の動作を制御する制御部を更に備えたことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の液処理装置。

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