JP2014120489A - 基板液処理装置及び基板液処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に対する液処理の乾燥工程の処理時間を延ばさずに基板表面のノッチ部近傍の不良状態を起こさずに乾燥工程に要する時間を短縮させること。
【解決手段】ウエハを回転自在に保持するチャック１３とウエハ半径方向の周縁部の裏面側下方との間に配置されてウエハ半径方向に延在するスリット状の開口部１５ａを有し、開口部とウエハ裏面と対向する隙間は、ウエハの外方端側から中心部側に向かうに従って広くなるように構成されて、ウエハの裏面に向けて気体を直線状に吹き付ける裏面パージノズル１５と、ウエハの外方側の裏面パージノズルの端部と周縁部の端面よりもウエハの内側になる裏面との間の領域に、気体をウエハの裏面に吹き付ける周縁パージノズル１６と、を備え、制御部Ｈによって回転駆動モータＭを制御してウエハを遠心力の弱い低速回転させながら裏面パージノズルと周縁パージノズルから気体をウエハ裏面に吹き付ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、基板液処理装置及び基板液処理方法に関するもので、更に詳細には、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、光ディスク用、貼り合せ用の基板など（以下、単に基板と称する）に塗布膜の成膜、パターンの現像処理や表裏面のブラシまたは薬液洗浄処理などのプロセス上の液処理を行うなどした際の液処理装置において、裏面洗浄工程で使用された洗浄液を乾燥させる技術に関するものである。

従来方法においては、フォトリソグラフィー工程において塗布液を供給し基板上に成膜処理を行う塗布処理ユニット、現像液にて現像処理ユニットや露光機に搬入する前に基板の表裏面を予め洗浄しておくための洗浄処理ユニットなどの液処理ユニットにおいて液処理工程の中で行われる裏面洗浄が行われる。この裏面洗浄においては、ユニットに固定して設けられた洗浄ノズルを用い、基板をチャック上に真空吸着にて保持して基板を回転させながら前記洗浄ノズルから洗浄液、もしくは純水吐出を行うことで行われる。

例えば、従来例である図１０に構成の洗浄ユニットについて説明すると、ウエハＷが水平方向に収納されるカップ１００とカップ中央に位置しモータＭにより回転自在なチャック１０２とを備えて、ウエハＷの裏面に向けて洗浄液が洗浄ノズル１０４ａ，１０４ｂから吐出される。ウエハＷの表面には洗浄液が供給できる供給ノズル１０５を備えている。処理液がウエハＷに供給されてウエハＷの処理が行われながら、または処理が行われた後に裏面に洗浄液が供給されてウエハＷの裏面の洗浄処理が行われる。同様の構成を用いたウエハ裏面の洗浄について特許文献１に記載されている。

このような裏面洗浄を行った場合には、回転させながら洗浄液を吐出することによって基板の裏面に洗浄液が広く付着しているので、洗浄液を乾燥させないとパーティクルの付着の原因となる場合や搬送アームを汚染してしまう。そのため、基板を乾燥させて搬出させなければならない。この乾燥させる際には例えば、洗浄された基板を高速に例えば１５００ｒｐｍで回転させて、その基板に付いている洗浄液を遠心力により飛散（後述には振り切り乾燥と称す）させることにより、基板を乾燥させることが知られている。

特開平１０−１７２９４４号公報（図７）

図１、図２を用いて説明する。近年、微細化が進み１枚の基板からより多くのデバイスを得るためにウエハＷの周縁部の例えば１ｍｍ内側までパターンが形成される場合が多い。図１は例えば塗布膜Ｔが形成されてウエハの周縁部Ｓが１ｍｍの幅で周縁部膜除去がなされている。またウエハには必須で設けられているノッチ部Ｎが設けられている。このノッチ部ＮをＸ部として拡大して図２を説明するとノッチ部ＮはウエハＷの内方に１ｍｍ〜１．２５ｍｍの長さ、ウエハＷの端面（ベベル部Ｂの上端面）に沿って１ｍｍの大きさの切り欠きである。

図２は、ウエハＷの裏面を洗浄処理後に振り切り乾燥を行った場合のノッチ部Ｎの状態を示している。このウエハＷの端面から１ｍｍは予め液処理がなされて膜が除去されているが、良好な状態はノッチ部Ｎの左側であり、課題となる不良状態を示すのは右側の点線Ａよりも上側の斜線領域Ｃであり、すなわちウエハＷの内方のデバイスパターンに影響を与えてしまう恐れのあるデバイス領域内である。

この斜線領域Ｃは、ウエハＷの裏面洗浄した際の洗浄液が乾燥させるための振り切り乾燥時にウエハＷのノッチＮ部の部位から表面側に回り込んでしまった形跡を示すものである。この現象はウエハＷの裏面に付着した洗浄液の一部がノッチ部Ｎの切り欠きによって遠心力で振り切られるときに洗浄液の挙動が変わり、ノッチＮのＶ字頂部の部位でウエハＷの厚みに洗浄液が捉えられてしまう。このときに表面張力の作用で洗浄液が集まり膨れ上がったものがウエハＷの表面上に千切れて回り込んでしまう。そして、ウエハＷの表面に回り込んで玉になった洗浄液はすぐさま遠心力で飛ばされてしまうので、図２に示す斜線領域Ｃのようなノッチ部Ｎで回転方向Ｒの下流側だけの特異的な不良となってしまう。

このように洗浄液の乾燥工程における特異的な不良を抑制するためには振り切り乾燥する回転数を制御する乾燥工程レシピが設定される。例えば、乾燥工程レシピの設定を時間単位別に回転数を変えて最初は４００ｒｐｍの低速回転で裏面に付着した多めの洗浄液を振り切りし、次いで１０００ｒｐｍの中速回転から１５００ｒｐｍの高速回転と複数段階に分けて徐々に乾燥を進めることでノッチ部Ｎに洗浄液が集まり膨れるのを抑制させる乾燥処理方法が考えられる。しかしながら、このように乾燥工程レシピを複数段階に分けることは処理時間を延ばすことになり生産性にも影響を与えてしまうことになる。

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板に対する液処理の乾燥工程の処理時間を延ばさずに基板表面のノッチ部近傍の不良状態を起こさずに乾燥工程に要する時間を短縮させる基板液処理装置及び基板液処理方法を提供することにある。

前記課題を解決するために本発明の基板液処理装置は、基板の表面に処理液を供給して処理する液処理または基板をブラシで洗浄するブラシ洗浄処理を行い、これらの基板の裏面に洗浄液を供給して洗浄処理を行う基板液処理装置であって、基板中心部の裏面を水平に保持して回転自在に構成された基板保持部と、前記基板保持部と基板半径方向の周縁部の裏面側下方との間に配置されて基板半径方向に延在するスリット状の開口部を有し、前記開口部と基板の裏面と対向する隙間は、前記開口部が基板の外方に向く端側から中心部寄りに向く端側に向かうに従って広くなるように構成された裏面パージノズルと、基板の外方に向く側の前記裏面パージノズルの端部と前記周縁部の端面よりも基板の内側になる裏面との間の領域に、気体を基板の中心方向に向けて基板の裏面に吹き付ける基板周縁パージノズルと、前記基板保持部の回転駆動機構、前記裏面パージノズル及び基板周縁パージノズルへの気体の供給部に設けられる開閉バルブを制御する制御部と、を備え、前記基板保持部に保持された基板への洗浄液の供給が停止されて洗浄液が付着した状態の基板を遠心力の弱い低速回転させながら、前記裏面パージノズルから前記基板の裏面に向けて気体を直線状に吹き付けると共に、前記基板周縁パージノズルから前記基板の中心方向に向けて気体を基板の裏面に吹き付けることを特徴とする（請求項１）。ここで、「スリット状の開口部」とは、直線状に同じ状態で気体を吹き付けることができる開口部を全て含む意味であり、その形状は細長孔状あるいは丸孔を線上に等ピッチで並設したものを含む。

本発明において、スリット状の開口部から基板の裏面に吹き付けられる気体によって基板裏面に付着する洗浄液を寄せて液滴化させるためには、前記スリット状の開口部の長さは基板半径の少なくとも１／４以上であるのが好ましい(請求項２)。

また本発明において、前記基板の回転数が３ｒｐｍ〜３０ｒｐｍであるのが好ましい（請求項３）。基板の回転数が３ｒｐｍ低いと、乾燥に時間を要し、また３０ｒｐｍより高いと、遠心力が作用して洗浄液が液滴化して落下するのが遅れて乾燥に時間を要するからである。

このように構成することによって、基板に対する種々の液処理やブラシを使った洗浄処理と併用される基板の裏面の汚れを洗い流す洗浄処理後の乾燥に対して基板を高い回転数で回転させて洗浄液の振り切る方法を使わずに、例えば遠心力の弱い３〜３０ｒｐｍ以下の低い回転数で基板を回転させながら基板の裏面に向けて配置された裏面パージノズルと基板周縁パージノズルから気体であるパージガスを吹き付けることで、裏面パージノズルの板の中央に向かう端側に付着した洗浄液を寄せて液滴化して落下させることができる。これにより基板裏面に付着した洗浄液は順次液滴化されて行くのでパージガスによる乾燥と相俟って短時間で且つ基板のノッチ部での表面側への回り込みによる不良も起こさずに乾燥させることができる。

また本発明において、前記裏面パージノズルは、前記基板の外方に向く端部が基板の半径の直線上に位置し且つ、前記中心寄りに向く端部が基板の半径の直線上またはその直線上よりも基板の回転方向の後方になる位置に設けられているのが好ましい（請求項４）。また前記裏面パージノズルは、基板の回転方向に逆らう方向に３０度傾けて気体を吹き付けるように構成されているのが好ましい（請求項５）。

このように構成することによって、基板周縁パージノズルのパージガスが裏面に吹き付けられるので、裏面の洗浄液が基板の中心側に向けて押しやられる。基板は回転しているので押しやられた洗浄液は、裏面パージノズル側に向かうため、裏面パージノズルのパージガスで捕捉されて回転方向と逆らう向きに押されながら裏面に付着した洗浄液の厚みが増して行き液滴となり落下する。この際に基板の回転による遠心力で中心側に押しやられた洗浄液が外方に拡散しないように裏面パージノズルの取付け位置を基板の半径方向の直線上よりも裏面パージノズルの基板の中心寄りに向く端部を例えば３０度の角度をつけて回転方向の下流側にずらすことで、洗浄液の拡散が抑制されてより液滴化し易くなる。

また本発明において、前記裏面パージノズルの前記中心部寄りに向く端側の隙間は、前記開口部が基板の外方に向く端側の隙間の２倍程度になる隙間で設けられているのが好ましい（請求項６）。

このように構成することによって、裏面パージノズルの開口部と裏面との隙間に差を設けると隙間の大きい側のパージガスが裏面に当たる圧力は弱くなり、隙間の小さい側の当たる圧力は強くなるためにパージガスの当たり面に圧力差が生じるので、裏面の洗浄液は弱い方に誘導され易くなる。これにより液滴化がスムーズに行われる。

また本発明において、前記基板周縁パージノズルは、スリット状の開口部を有して前記基板周縁部の接線方向に向けて設けているのが好ましい（請求項７）。また前記基板周縁パージノズルの気体の吹き付け位置は、基板の周縁部の端面から内側２ｍｍ〜１０ｍｍ以内に設定されているのが好ましい（請求項８）。

このように構成することによって、パージガスの吹き出す開口部を横幅にしてパージガスを吹き出させることができるスリットノズルとすることで確実に洗浄液を基板の内方に押しやることができる。

また本発明において、前記裏面パージノズルは、基板裏面の半径方向の直線上に垂直に気体を吹き付けるように構成されるものであってもよい（請求項９）。

このように構成することによって、基板周縁パージノズルから吹き出されるパージガスによって基板の中心側に押しやられた洗浄液は、裏面パージノズルから基板裏面の半径方向の直線上に垂直に吹き付けられるパージガスで捕捉されて回転方向と逆らう向きに押されながら厚みが増して行き液滴となり落下する。

また本発明において、前記基板保持部は基板保持部を囲う筒状体を備え、前記筒状体は前記基板保持部が基板を保持した状態で基板の裏面との間に接触しない程度の隙間ができるように構成されているのが好ましい（請求項１０）。この場合、前記筒状体は、基板と対向する側の先端を頂点として外方に傾斜面を設けて前記傾斜面の周囲に基板の裏面に気体を吹き付けるための気体吐出孔とを備えているのが好ましい（請求項１１）。

このように構成することによって、基板を回転自在な基板保持部を囲う筒状体を設けるので、基板周縁パージノズルのパージガスの勢いで洗浄液が中心寄りに押しやられたとしても基板保持部に洗浄液が付着して汚すことが無い。また、その筒状体の先端近傍からパージガスが基板の裏面に向けて吹き付けられるので筒状体自体の汚染も防止することができる。

前記課題を解決するために本発明の基板液処理方法は、基板の表面に処理液を供給して処理する液処理または基板をブラシで洗浄するブラシ洗浄処理を行い、これらの基板の裏面に洗浄液を供給して洗浄処理を行う基板液処理方法であって、基板保持部に保持された基板への洗浄液の供給が停止されて洗浄液が付着した状態の基板を遠心力の弱い低速回転数で回転させる工程と、前記基板保持部と基板半径方向の周縁部の裏面側下方との間に配置されて基板半径方向に延在するスリット状の開口部を有し、前記開口部と基板の裏面と対向する隙間は、前記開口部が基板の外方に向く端側から中心部寄りに向く端側に向かうに従って広くなるように構成された裏面パージノズルから前記基板の裏面に向けて気体を直線状に吹き付けて裏面パージする工程と、基板の外方に向く側の前記裏面パージノズルの端部と前記周縁部の端面よりも基板の内側になる裏面との間の領域に気体を基板の中心方向に向けて吹き付ける基板周縁パージノズルで基板周縁パージする工程と、を有し、前記裏面パージする工程と基板周縁パージする工程は、前記洗浄液の供給が停止された後に開始されることを特徴とする（請求項１２）。

本発明において、スリット状の開口部から基板の裏面に吹き付けられる気体によって基板裏面に付着する洗浄液を寄せて液滴化させるためには、前記スリット状の開口部の長さは基板半径の少なくとも１／４以上であるのが好ましい(請求項１３)。

また本発明において、前記基板の回転数が３ｒｐｍ〜３０ｒｐｍであるのが好ましい（請求項１４）。基板の回転数が３ｒｐｍ低いと、乾燥に時間を要し、また３０ｒｐｍより高いと、遠心力が作用して洗浄液が液滴化して落下するのが遅れて乾燥に時間を要するからである。

また本発明において、前記基板保持部を囲うと共に、前記基板保持部が基板を保持した状態で基板の裏面との間に接触しない程度の隙間を有する筒状態を備え、前記筒状体により前記基板保持部への洗浄液の侵入を阻止するのが好ましい（請求項１５）。

また本発明において、前記筒状体は、基板と対向する側の先端を頂点として外方に傾斜面を設けて前記傾斜面の周囲に基板の裏面に気体を吹き付けるための気体吐出孔とを備え、前記気体吐出孔からの気体は少なくとも前記裏面パージする工程と基板周縁パージする工程との間に同時に吹き出されているのが好ましい（請求項１６）。

以上における本発明によれば、遠心力の弱い低速回転数で回転させている状態で基板の裏面の周縁部にパージガスを基板中心方向に向けて吹き付けているので、ノッチ部に洗浄液が到達する量を抑制することができ、基板の表面側への洗浄液の回り込みを阻止することができる。また洗浄液は、周縁パージノズルと裏面パージノズルとの協働により裏面パージノズル側の一方に寄せ集められることで液滴化し落下する。また、同時にパージガスによる裏面側表面の乾燥が促進されるので、乾燥時間を短縮することができる。従って、乾燥を短時間で完了させながら基板は表面側への洗浄液の回り込みを防げるので処理時間の短縮と回り込みによる不良を同時に解決できる。

本発明で処理される基板の平面図である。 本発明に係わる基板のノッチ部の不良状態を示す平面図である。 本発明に係わる基板液処理装置を適用した洗浄ユニットの概略縦断面図（ａ）及び（ａ）のＩ部拡大断面図（ｂ）である。 本発明における裏面パージノズルと基板周縁パージノズルの配置状態を示す平面図である。 図４のII矢視図である。 図４のIII矢視図である。 図４のIV矢視図である。 本発明における裏面パージノズルと基板周縁パージノズルの別の実施形態を示す平面図（ａ）及び（ａ）のＶ矢視図である。 本発明における裏面パージノズルと基板周縁パージノズルのさらに別の実施形態を示す平面図（ａ）及び（ａ）のVI矢視図である。 従来の洗浄ユニットを示す縦断面図である。

本発明に係る基板液処理装置は、ウエハの洗浄を行うための洗浄液やレジスト膜を成膜するレジスト液または反射防止膜形成液や露光後のパターンを現像させる現像液などの処理液を塗布して、その処理液による液処理工程の中で行われるウエハ裏面に処理液の残りやパーティクルが無いように洗浄処理を行う場合に適用されるため、例えば本発明が洗浄処理ユニットに適用された実施の形態について図３の洗浄ユニット１の縦断面図で説明をする。

洗浄ユニット１は、ウエハＷの保持部であるチャック１３を中央として配置するように上部が開口した環状で有底な処理容器であるカップ１１を設けており、チャック１３でウエハＷの中心部を吸着保持して水平方向に回転自在に構成されている。ウエハＷは、チャック１３の回転駆動機構であるモータＭによって回転されながらウエハＷ中央上方から洗浄液を表面洗浄ノズル１０から吐出されて洗浄処理が行われる。表面洗浄ノズル１０は、洗浄液開閉バルブＶ１を介設した表面洗浄液供給管２１を介して洗浄液供給源Ｅと接続されており、洗浄液供給源Ｅから洗浄液である例えば純水やアルカリ系水溶液や酸系水溶液などの洗浄液が表面洗浄ノズル１０から吐出されるように構成されている。回転駆動モータＭの回転は制御部Ｈで制御される。

洗浄液開閉バルブＶ１の開閉は、洗浄処理工程の所定のタイミングで洗浄液を吐出するように制御部Ｈで制御される。カップ１１はウエハＷに供給されてウエハＷの回転によって飛散した洗浄液を受け止めて底部に溜めて図示しない廃液管から排出される。この底部にはカップ１１を固定するためのカップベース１２が設けられており、このカップベース１２もチャック１３が中央の配置となっている。

チャック１３は、チャック１３の直径よりも数ｍｍ大きい内径を有する筒状体１７に囲われており、ウエハＷを吸着保持した場合に筒状体１７の上部とウエハＷとの隙間を例えば１ｍｍに設定されている。チャック１３の直径は、例えば１２インチウエハを処理する場合であれば５０ｍｍであったり、１８インチウエハであれば例えば７０ｍｍであったりする。筒状体１７は、上部を頂部として例えば４５度の傾斜面を有しており、その傾斜面と直交するようにウエハＷの裏面に向けて気体であるパージガスを吐出するガス吐出孔１７ａが筒状体１７の周囲に設けられている。

この筒状体１７は、ガス開閉バルブＶ５を介設した筒状体用ガス供給管２７とパージガス分岐管２４を介してパージガス供給源Ｇと接続されており、パージガス供給源ＧからパージガスであるドライエアやＮ２などの気体が筒状体１７に供給され、ガス吐出孔１７ａから吐出されるように構成されている。筒状体ガス開閉バルブＶ５の開閉は洗浄処理工程の所定のタイミングでパージガスを吐出するように制御部Ｈで制御される。

筒状体１７の外方からウエハＷの周縁端までの間には、ウエハＷを回転させながらウエハＷの裏面に向けて洗浄液である例えば純水を吐出して裏面を洗浄する２本の裏面洗浄ノズル１９ａ，１９ｂが設けられている。この裏面洗浄ノズル１９ａ，１９ｂは、純水開閉バルブＶ２を介設した純水供給管２２と純水分岐管２３を介して純水供給源Ｆと接続されており、純水供給源Ｆから洗浄液である純水を裏面線上ノズル１９ａ，１９ｂから吐出するように構成されている。純水開閉バルブＶ２は洗浄処理工程の所定のタイミングで洗浄液（純水）を吐出するように制御部Ｈで制御される。

カップベース１２には、洗浄ユニット１にウエハＷを受け渡す搬送アーム（図示せず）との間でウエハＷの授受を受け持つ受渡し支持ピン１４がウエハＷの中心に１２０度で分配した位置に３本設けられている。この受渡し支持ピン１４は共通のベースブラケット（図示せず）に設けられてカップ１１の開口以上の高さとチャック１３より低い位置までの間を昇降できる構造を有している。

ここで、ウエハＷの洗浄ユニット１への搬入出を説明する。搬入する際には、受渡し支持ピン１４はカップ１１の開口以上の高さに上昇した位置で待機しており、搬送アームが保持したウエハＷを受渡し支持ピン１４上に載置する。次いで、受渡し支持ピン１４を下降させるが、この下降の途中でチャック１３にウエハＷは受け渡されて載置されてチャック１３でウエハＷは吸着保持される。搬出する際には、チャック１３に吸着が解除されて受渡し支持ピン１４を上昇させる途中でウエハＷが受渡し支持ピン１４に受け渡された状態で上昇した後、カップ１の開口部で搬送アームにウエハＷが受け取られる。これらの動作は制御部Ｈにおいてタイミングを制御されている。

次に本発明における裏面パージノズル１５と基板周縁パージノズル１６（以下に周縁パージノズル１６と称する）について図３ないし図７を用いて詳細を説明する。先ずは図３で配置構造の概略を説明し、図４ないし図７にて平面図と縦断面図でその詳細を説明する。図３に示すように、周縁パージノズル１６はチャック１３に保持されたウエハＷの周縁端部近傍に取付けブラケット１６ｂにてカップベース１２に設置される。この周縁パージノズル１６の吹き出したパージガスのウエハＷに当たる位置は、ウエハＷに設けられるノッチ部Ｎを避けた位置とされている。パージガスのウエハＷに当たる位置は後述で説明する。

裏面パージノズル１５は、筒状体１７の外方近傍に取付けブラケット１５ｂにてカップベース１２に設置される。この裏面パージノズル１５は、ウエハＷの半径方向に長さを有するスリット状の開口部１５ａを備えるものであり、そのスリット状の開口部１５ａ（図５、図６を参照）の長さは、例えばウエハＷ半径の１／３〜１／２の長さと０．５〜１ｍｍの幅を有しておりパージガスを２０〜６０Ｌ／ｍｉｎで吹き出すことができる。このスリット状の開口部１５ａは、例えばφ０．５ｍｍの丸穴を１ｍｍピッチで並べても同じ効果が得られるし、スリット状の開口部１５ａも内部が細長孔状に形成されていても良いので、ここで、「スリット状の開口部」とは、直線状に同じ状態でパージガスを吹き出すことができる開口部を全て含む意味である。

ここでは、スリット状の開口部１５ａの長さはウエハＷ半径の１／３〜１／２について説明したが、スリット状の開口部１５ａからウエハＷの裏面に吹き付けられる気体によってウエハ裏面に付着する洗浄液を寄せて液滴化させるには、スリット状の開口部１５ａの長さはウエハＷの半径方向の少なくとも１／４以上の長さであれば良い。

具体的に説明すると、４５０ｍｍウエハＷでは、半径２２５ｍｍでチャック半径が約５０ｍｍとすると、残り１７５ｍｍの１／４の４４ｍｍ程度は、裏面パージノズル１５に傾斜を持たせて洗浄液を寄せて液滴化させるには必要である。また、３００ｍｍウエハＷでは、半径１５０ｍｍでチャック半径が約３０ｍｍとすると、残り１２０ｍｍの１／４の３０ｍｍ程度は、裏面パージノズル１５に傾斜を持たせて洗浄液を寄せて液滴化させるには必要である。

これら裏面パージノズル１５と周縁パージノズル１６とに供給されるパージガスはパージガスであるドライエアやＮ２などの気体をパージガス供給源Ｇより供給される。裏面パージノズル１５は、裏面パージガス開閉バルブＶ３を介設した裏面パージガス供給管２５とパージガス分岐管２４を介してパージガス供給源Ｇと接続されており、パージガス供給源ＧからパージガスであるドライエアやＮ２などの気体を裏面パージノズル１５から直線状に吐出するように構成されている。また周縁パージノズル１６は、周縁パージガス開閉バルブＶ４を介設した周縁パージガス供給官２６とパージガス分岐管２４を介してパージガス供給源Ｇと接続されており、パージガス供給源ＧからパージガスであるドライエアやＮ２などの気体を周縁パージガスノズル１６から吐出するように構成されている。この裏面パージガス開閉バルブＶ３と周縁パージガス開閉バルブＶ４の開閉のタイミングは制御部Ｈにて制御される。

次に図４の平面図にて裏面パージノズル１５と周縁パージノズル１６の位置関係にて説明する。裏面パージノズル１５と周縁パージノズル１６とは、例えばウエハＷに対して９０度離れた位置に配置されている。この裏面パージノズル１５のスリット状の開口部１５ａの配置位置を半径直線に対してウエハＷの外方に向く外方端部Ｚとし、ウエハＷの中心寄りに向く内方端部Ｙとして説明する。このスリット状の開口部１５ａをウエハＷの回転方向と逆らう向きにして半径直線上に外方端部Ｚと内方端部Ｙを合わせてから外方端部Ｚを支点として内方端部Ｙを０〜４５度範囲の角度θでウエハＷの回転方向と後方になるように取り付ける。例えば図４では３０度の角度θで設置されている。この角度θの調整によりウエハＷ裏面の洗浄液がパージされるガス圧力でウエハＷの中央寄りに押し留める作用が働くようにされている。

裏面パージノズル１５の内方端部Ｙと筒状体１７とは、例えば５〜１０ｍｍ程度の離れる位置で接近して配置されているのが好ましい。近接しすぎても一定の効果はあるが、裏面パージノズル１５のガスの勢いで筒状体１７と内方端部Ｙの間に洗浄液が溜まり過ぎてしまいチャック１３側に洗浄液が侵入してしまうことも考えられる。そのため筒状体１７からパージガスをウエハＷ裏面に吹き付けることを行うと、前述した裏面パージノズル１５のパージガスにより中央寄りに押し留められた洗浄液のチャック１３側への侵入が確実に抑えられる。また、筒状体１７からのパージガスにより内方端部Ｙ側に洗浄液を寄せることができる。

周縁パージノズル１６の形状はスポット面にパージガスを吹き付ける形状でも良いが、好ましく一例として裏面パージノズル１６と同様の構造で同等の吹き付け流量で設定されるスリット状の開口部１６ａを有する構成であって良い。この周縁パージノズル１６のスリット状の開口部１６ａは、ウエハＷの周縁でスリット状の開口部１６ａがウエハＷの中央を向くようにウエハＷの周縁に対して接線方向に設けられる。この位置でスリット状の開口部１６ａからウエハＷ裏面に３０度の吹き出し角度でパージガスが吹き出すように設置される。これによりウエハＷの遠心力で周縁に流れてくる洗浄液をウエハＷの中央側に押し戻すようにしている。

この周縁パージノズルによるパージガスの吹き付け位置はノッチＮの切り欠きＬｎと干渉しないＬ１：３ｍｍ以上でＬ２：１０ｍｍの間に設定される。好ましくはウエハＷの端部から５ｍｍの位置に設定される。これによりノッチ部Ｎの切り欠きＬｎに溜まる洗浄液の量を最小限にすることができるので、ウエハＷの表面に回り込むことを防止できる。

次に図４のII矢視図（図５）、III矢視図（図６）、IV矢視図（図７）を参照して説明する。図５に示されるチャック１３の位置は裏面パージノズル１５の手前に位置するが、便宜上構成を解り易くするためにチャック１３を二点鎖線で示すことにする。また、筒状体１７は便宜上省略している。裏面ノズル１５のウエハＷ裏面に対する吹き出し角度は例えば３０度でパージガスが裏面に当たるように取り付けられており、さらにスリット状の開口部１５ａの直上のウエハＷ裏面と隙間が内方端部Ｙに向かうに連れて広くなるように傾斜されて取り付けられている。言い換えれば、裏面パージノズル１５の取付け高さ位置が外方端部Ｚより内方端部Ｙが低い位置に設置されている。

これにより、例えば回転数を３〜３０ｒｐｍ以下で設定した場合にウエハＷの裏面との隙間の調整を外方端部Ｚの位置の隙間を３〜４．５ｍｍで内方端部Ｙの位置の隙間を６〜９ｍｍで設定される。例えば、好ましい一例を示すとウエハＷを１０ｒｐｍで設定した場合に外方端部Ｚの位置の隙間を４ｍｍで内方端部Ｙの位置の隙間を８ｍｍに設定される。

なお、ウエハＷの回転数を３ｒｐｍより低くすると、乾燥に時間を要し、また、ウエハＷの回転数を３０ｒｐｍより高くすると、遠心力が作用して洗浄液が液滴化して落下するのが遅れて乾燥に時間を要する。

前述したように裏面パージノズル１５のスリット状の開口部１５ａは、ウエハＷの半径直線上の外方端部Ｚを支点として内方端部Ｙを０〜４５度範囲の角度θでウエハＷの回転方向の後方になるように取り付けて、さらに高さ方向の傾斜を付けて配置されることになる。これにより周縁パージノズルでウエハＷの中央側に吹き寄せられた洗浄液はスリット状の開口部１５ａの隙間の高さの違いによりウエハＷ裏面に当たるパージガスの圧力に微妙な差が生じるので、ガスの圧力で洗浄液がウエハＷの回転方向と逆らう方向に押し戻されながら内方端部Ｙの方向に流れ込んで液滴化されて内方端部Ｙの付近で順次落下するようになる。

このように構成されているので、本実施形態は裏面洗浄工程で付着した洗浄液を回転遠心力でウエハＷの周縁に流れる洗浄液を周縁パージノズル１６からのパージガスの圧力によってウエハＷの中央側に押し戻して、押し戻された洗浄液が裏面パージノズル１６に捕捉されてウエハＷ裏面に付着した洗浄液は液滴化して落下させられることになる。さら効果を上げるために筒状体１７からもパージガスがウエハＷ裏面に向けて吹き出されているので、より裏面パージノズル１５の内方端部Ｙの側に吹き寄せられるので確実に液滴として落下させることができる。このように液滴として落下させながらパージガスにより裏面の乾燥が促進される。従って、従来のウエハＷの振り切り乾燥する方法では例えば１５００回転で６０秒ほどかかっていた乾燥時間が本実施形態の手段で行えばパージガスの流量を調整しておいて１０ｒｐｍでウエハＷを回転させながら処理し３０秒程度で完了させることもできるようになり時間の短縮がなされ生産性が向上する。

次に、この本実施形態と同じ効果を有する図８、図９に示される裏面パージノズル１５の配置について説明する。先ず図８に配置の裏面パージノズル１５については半径直線上に裏面洗浄ノズル１５の外方端部Ｚと内方端部Ｙとを一線上に重ねた位置に配置され、この配置をＶ矢視図（図８）で示す。なお周縁パージノズル１６については前述しているものと同様であるので省略する。このようにスリット状の開口部１５ａの外方端部Ｚと内方端部Ｙとを半径直線上に合わせた配置にした（前述している角度０となる位置）としてもウエハＷ裏面と裏面パージノズル１５の隙間の傾斜の調整と回転数の調整と裏面パージノズル１５からのパージガス流量の調整により同じ効果が得られる。

なお、図８では裏面パージノズル１５のスリット状の開口部１５ａをウエハＷの裏面に対して角度（３０度）を持たせているが、裏面パージノズル１５のスリット状の開口部１５ａをウエハＷの裏面に対して垂直にしてスリット状の開口部１５ａからウエハＷの裏面の半径方向の直線状に垂直にパージガスを吹き付けても同様の効果が得られる。

次に図９には周縁パージノズル１６のパージガスの吹き出し方向とウエハＷの回転方向の下流側になる配置した裏面パージノズル１５のパージガスが直交するようにした例である。このようにすることでウエハＷを３０ｒｐｍに設定しても周縁パージノズル１６でウエハＷの中央方向に寄せられた洗浄液が直ぐさま裏面パージノズル１５に捕捉されて内方端部Ｙ側で液滴化されて洗浄液を落下させることができる。なお、図４の構成において裏面パージノズル１５と周縁パージノズルとの関係を図９に示すように配置しても何ら問題になることはなく同様の効果が得られる。

次に、本発明を使った処理の流れの一例を説明する。搬送アームから洗浄ユニット１にウエハＷが受け渡されてチャック１３に吸着保持される。次いでウエハＷを回転させながらウエハＷ表面に処理液を供給して洗浄処理が行われ、この処理の途中でウエハＷ裏面に洗浄液が供給されて裏面の洗浄が所定時間行われる。次いで、ウエハＷの裏面に付着している洗浄液を乾燥させる工程となる。この際に回転駆動モータＭを制御してウエハＷの回転数を例えば１０ｒｐｍに変更すると同時に、周縁パージノズル１６につながる周縁パージガス開閉バルブＶ４を開いて３０Ｌ／ｍｉｎでパージガスを吹き出してウエハＷの周縁部にある洗浄液をウエハＷの中央に吹き寄せる。周縁パージノズル１６からのパージガスの吹き付けと同時または所定の時間遅れさせて裏面パージノズル１５につながる裏面パージガス開閉バルブＶ３を開いて５０Ｌ／ｍｉｎでパージガスを吹き出させる。また、このときに筒状体１７につながる筒状体パージガス開閉バルブＶ５を開いて５０Ｌ／ｍｉｎでパージガスをウエハＷに吹き付けておいても良い。この状態を例えば３０秒行えば、最初の１５秒でウエハＷの裏面に付着した洗浄液は略液滴化してカップ１１に落とされており、残りの１５秒で裏面の表面をパージガスで乾燥させることができる。

上記実施形態では、この発明に係る基板液処理装置として基板の表面を処理液で洗浄処理を行う洗浄処理ユニットに適用した場合について説明したが、この発明に係る基板液処理装置は、レジスト膜などの成膜する塗布処理ユニット、露光後の現像処理を行う現像処理ユニット、やＦＰＤ基板の表面に液処理が行われる液処理ユニットや更にウエハの貼り合せ装置に設けられる接着剤塗布ユニットにも適用できることは勿論のことである。

Ｗ ウエハ（基板）
１ 洗浄ユニット
１０ 表面洗浄ノズル
１１ 処理カップ
１３ チャック（基板保持部）
１５ 裏面パージノズル
１５ａ スリット状の開口部
１６ 周縁パージノズル（基板周縁パージノズル）
１６ａ スリット状の開口部
１７ 筒状体
１７ａ ガス吐出孔（気体吐出孔）
Ｙ 内方端部
Ｚ 外方端部
Ｍ 回転駆動モータ（回転駆動機構）
Ｈ 制御部
Ｖ１ 洗浄液開閉バルブ
Ｖ２ 純水開閉バルブ
Ｖ３ 裏面パージガス開閉バルブ
Ｖ４ 周縁パージガス開閉バルブ
Ｖ５ 筒状体パージガス開閉バルブ

Claims (16)

1. 基板の表面に処理液を供給して処理する液処理または基板をブラシで洗浄するブラシ洗浄処理を行い、これらの基板の裏面に洗浄液を供給して洗浄処理を行う基板液処理装置であって、
   基板中心部の裏面を水平に保持して回転自在に構成された基板保持部と、
   前記基板保持部と基板半径方向の周縁部の裏面側下方との間に配置されて基板半径方向に延在するスリット状の開口部を有し、前記開口部と基板の裏面と対向する隙間は、前記開口部が基板の外方に向く端側から中心部寄りに向く端側に向かうに従って広くなるように構成された裏面パージノズルと、
   基板の外方に向く側の前記裏面パージノズルの端部と前記周縁部の端面よりも基板の内側になる裏面との間の領域に、気体を基板の中心方向に向けて基板の裏面に吹き付ける基板周縁パージノズルと、
   前記基板保持部の回転駆動機構、前記裏面パージノズル及び基板周縁パージノズルへの気体の供給部に設けられる開閉バルブを制御する制御部と、を備え、
   前記基板保持部に保持された基板への洗浄液の供給が停止されて洗浄液が付着した状態の基板を遠心力の弱い低速回転させながら、前記裏面パージノズルから前記基板の裏面に向けて気体を直線状に吹き付けると共に、前記基板周縁パージノズルから前記基板の中心方向に向けて気体を基板の裏面に吹き付けることを特徴とする基板液処理装置。
2. 前記スリット状の開口部が基板半径の少なくとも１／４以上の長さを有することを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
3. 前記基板の回転数が３ｒｐｍ〜３０ｒｐｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の基板液処理装置。
4. 前記裏面パージノズルは、前記基板の外方に向く端部が基板の半径の直線上に位置し且つ、前記中心寄りに向く端部が基板の半径の直線上またはその直線上よりも基板の回転方向の後方になる位置に設けられている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液処理装置。
5. 前記裏面パージノズルは、基板の回転方向に逆らう方向に３０度傾けて気体を吹き付けるように構成されている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液処理装置。
6. 前記裏面パージノズルの前記中心部寄りに向く端側の隙間は、前記開口部が基板の外方に向く端側の隙間の２倍程度になる隙間で設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板液処理装置。
7. 前記基板周縁パージノズルは、スリット状の開口部を有すると共に、この開口部が前記基板周縁部の接線方向に向けて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
8. 前記基板周縁パージノズルの気体の吹き付け位置は、基板の周縁部の端面から内側２ｍｍ〜１０ｍｍ以内に設定されていることを特徴とする請求項１または７に記載の基板液処理装置。
9. 前記裏面パージノズルは、基板裏面の半径方向の直線上に垂直に気体を吹き付けるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
10. 前記基板保持部は基板保持部を囲う筒状体を備え、前記筒状体は前記基板保持部が基板を保持した状態で基板の裏面との間に接触しない程度の隙間ができるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の基板液処理装置。
11. 前記筒状体は、基板と対向する側の先端を頂点として外方に傾斜面を設けて前記傾斜面の周囲に基板の裏面に気体を吹き付けるための気体吐出孔を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の基板液処理装置。
12. 基板の表面に処理液を供給して処理する液処理または基板をブラシで洗浄するブラシ洗浄処理を行い、これらの基板の裏面に洗浄液を供給して洗浄処理を行う基板液処理方法であって、
    基板保持部に保持された基板への洗浄液の供給が停止されて洗浄液が付着した状態の基板を遠心力の弱い低速回転数で回転させる工程と、
    前記基板保持部と基板半径方向の周縁部の裏面側下方との間に配置されて基板半径方向に延在するスリット状の開口部を有し、前記開口部と基板の裏面と対向する隙間は、前記開口部が基板の外方に向く端側から中心部寄りに向く端側に向かうに従って広くなるように構成された裏面パージノズルから前記基板の裏面に向けて気体を直線状に吹き付けて裏面パージする工程と、
    基板の外方に向く側の前記裏面パージノズルの端部と前記周縁部の端面よりも基板の内側になる裏面との間の領域に気体を基板の中心方向に向けて吹き付ける基板周縁パージノズルで基板周縁パージする工程と、を有し、
    前記裏面パージする工程と基板周縁パージする工程は、前記洗浄液の供給が停止された後に開始されることを特徴とする基板液処理方法。
13. 前記スリット状の開口部が基板半径の少なくとも１／４以上の長さを有することを特徴とする請求項１２に記載の基板液処理方法。
14. 前記基板の回転数が３ｒｐｍ〜３０ｒｐｍであることを特徴とする請求項１２または１３に記載の基板液処理方法。
15. 前記基板保持部を囲うと共に、前記基板保持部が基板を保持した状態で基板の裏面との間に接触しない程度の隙間を有する筒状態を備え、前記筒状体により前記基板保持部への洗浄液の侵入を阻止することを特徴とする請求項１２に記載の基板液処理方法。
16. 前記筒状体は、基板と対向する側の先端を頂点として外方に傾斜面を設けて前記傾斜面の周囲に基板の裏面に気体を吹き付けるための気体吐出孔とを備え、前記気体吐出孔からの気体は少なくとも前記裏面パージする工程と基板周縁パージする工程との間に同時に吹き出されていることを特徴とする請求項１５に記載の基板液処理方法。

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