JP2015041672A - 基板洗浄装置、基板洗浄方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】現像欠陥の発生をより一層抑制することが可能な基板洗浄装置を提供する。
【解決手段】現像処理ユニットＵ１は、ウエハＷを回転させる回転保持部２０と、ウエハＷの表面Ｗａに洗浄液を吐出する液ノズルｈ２〜ｈ５とを備える。液ノズルｈ２〜ｈ５から吐出された洗浄液がウエハＷの表面Ｗａに到達した到達地点において、当該洗浄液の流向は、ウエハＷの線速度方向に沿う向きとなるように設定されている。ウエハＷの回転中で且つ液ノズルｈ２〜ｈ５がウエハＷの中央側から周縁側に向けて移動中、到達地点における洗浄液の流速と到達地点におけるウエハＷの線速度との差が所定の範囲内となるように、液ノズルｈ２〜ｈ５から吐出される洗浄液の吐出速度が制御される。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板洗浄装置、基板洗浄方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

現在、微細加工を行うにあたり、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸パターン（例えば、レジストパターン）を基板（例えば、半導体ウエハ）上に形成することが広く一般に行われている。具体的には、基板上にレジスト材料を塗布しレジスト膜を形成する塗布工程と、レジスト膜を露光する露光工程と、露光されたレジスト膜を現像する現像工程と、により凹凸パターンが形成される。

現像工程においては、現像液により溶解したレジストの溶解物を現像液と共に洗浄液によって基板表面から除去する洗浄処理を含む。この洗浄処理において、レジストの溶解物が十分に除去されずに基板上に残存すると、所望の凹凸パターンが得られず現像欠陥が生じうる。

そこで、このような現像欠陥を抑制するために、特許文献１，２に記載された基板の洗浄方法は、基板を回転させながら、基板の中央部に洗浄液を供給して基板の表面全体に洗浄液を拡げる工程と、基板を回転させながら、基板の表面上における洗浄液の供給位置を基板の中央側から周縁側へと所定距離だけ移動させると共に、前記基板の中央部に乾燥ガスを吐出して乾燥領域を形成する工程と、基板を回転させながら、基板の表面上における洗浄液の供給位置を基板の周縁側へとさらに移動させる工程とを含んでいる。この場合、洗浄液の供給位置が基板の周縁部に移動するのに伴い、基板の中心部に形成された乾燥領域も、遠心力の作用により外側に拡がる。そのため、凹凸パターンの凹部内から洗浄液が外側に向けて排出され、レジストの溶解物が洗浄液と共に排出される。その結果、現像欠陥の発生が抑制される。

特開２００９−２５２８５５号公報 特開２０１２−１１４４０９号公報

しかしながら、特許文献１，２の方法によっても、現像欠陥が生ずる場合があった。そのため、本発明の目的は、現像欠陥の発生をより一層抑制することが可能な基板洗浄装置、基板洗浄方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。

本発明者らが鋭意研究したところ、基板の表面上に吐出された洗浄液の液跳ねに起因して現像欠陥が生じ得ることが判明した。すなわち、液跳ねにより、レジストの溶解物を含む洗浄液の液滴が周囲に飛散し、乾燥領域に当該液滴が付着すると、レジストの溶解物が基板上に残存してしまう。その結果、現像欠陥が生じてしまう。そこで、本発明者らがさらに研究を進めたところ、基板の回転数と、洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御することで、液跳ねを効果的に抑制できることを見出だした。

すなわち、本発明の一つの観点に係る基板洗浄装置は、表面に対して垂直な軸周りに基板を回転させる回転駆動部と、基板よりも上方に位置すると共に基板の表面に洗浄液を吐出する、少なくとも一つの液ノズルと、基板の回転数と、液ノズルの移動と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度とを制御する制御部とを備え、液ノズルから吐出された洗浄液が回転駆動部により回転駆動された基板の表面に到達した到達地点において、当該洗浄液の流向が基板の線速度方向に沿う向きとなるように、液ノズルが設定され、制御部は、回転駆動部により基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御する。

本発明の一つの観点に係る基板洗浄装置では、制御部が、回転駆動部により基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御する。そのため、到達地点において、洗浄液の流速と基板の線速度との差が小さくなる。従って、基板に到達した洗浄液が基板の表面に随伴して流れやすくなるので、洗浄液が周囲に飛散（液跳ね）し難くなる。その結果、現像欠陥の発生をより一層抑制することが可能となる。

制御部は、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が±２５ｍ／ｓｅｃとなるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御してもよい。この場合、洗浄液が周囲により飛散（液跳ね）し難くなるので、現像欠陥の発生をさらに抑制することが可能となる。

開口面積が互いに異なり且つ開口面積の順に並ぶ複数の液ノズルを備え、制御部は、回転駆動部により基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、開口面積が大きな液ノズルから開口面積が小さな液ノズルの順に切り替えながら液ノズルから洗浄液を吐出させてもよい。この場合、洗浄液の流量が同じであれば、開口面積が大きな液ノズルから開口面積が小さな液ノズルの順に切り替えることにより、洗浄液の吐出速度が順次大きくなる。そのため、到達地点における洗浄液の流速を、簡易な構成で変化させることができる。

軸に対する傾きが互いに異なり且つ傾きの順に並ぶと共に、出口が基板の表面に向かう、複数の液ノズルを備え、制御部は、回転駆動部により基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、傾きが小さな液ノズルから傾きが大きな液ノズルの順に切り替えながら液ノズルから洗浄液を吐出させてもよい。この場合、洗浄液の流量が同じであれば、軸に対する傾きが小さな液ノズルから軸に対する傾きが大きな液ノズルの順に切り替えることにより、到達地点における洗浄液の流速のうち基板の表面に沿う速度成分が順次大きくなる。そのため、到達地点における洗浄液の速度を、簡易な構成で変化させることができる。

複数の液ノズルから吐出される洗浄液が基板の表面に到達する各到達地点がいずれも略同一地点となるよう、各液ノズルと基板の表面との距離と、各液ノズルの傾きとが設定されていてもよい。この場合、液ノズルを切り替えても、途切れることなく連続して洗浄液が基板の表面に供給される。そのため、レジストの溶解物を基板上から十分に除去することができ、現像欠陥の発生が大きく抑制される。

基板よりも上方に位置すると共に基板の表面に乾燥ガスを吐出する少なくとも一つのガスノズルを更に備え、制御部は、ガスノズルが液ノズルよりも基板の中央側に位置するように、ガスノズル及び液ノズルを移動させてもよい。この場合、ガスノズルが液ノズルよりも基板の中央側に位置しているので、基板の表面の中央部に乾燥領域を容易に形成することができる。

液ノズルは、当該液ノズルよりも小径である複数の小型ノズルを束ねて一組とした集合ノズルにより構成されていてもよい。この場合、小型ノズルを用いることで、各小型ノズルから吐出される洗浄液の流速を高めることができると共に、当該小型ノズルを複数束ねて用いることで、必要な洗浄液の流量を確保することができる。

基板よりも上方に位置すると共に基板の表面に洗浄液を吐出する、少なくとも一つの他の液ノズルを更に備え、他の液ノズルから吐出された洗浄液が回転駆動部により回転駆動された基板の表面に到達した他の到達地点において、当該洗浄液の流向は、基板の線速度方向に沿う向きとなるように設定され、制御部は、回転駆動部により基板を回転させ且つ他の液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて液ノズルとは異なる方向に移動させつつ、他の到達地点における洗浄液の流速と他の到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、他の液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御してもよい。この場合、互いに反対方向に移動する液ノズルからそれぞれ洗浄液が基板の表面に吐出される。そのため、大きなサイズの基板に対しても、基板に十分な量の洗浄液を供給することができる。

本発明の他の観点に係る基板洗浄方法は、表面に対して垂直な軸周りに基板を回転させつつ、基板よりも上方に位置する少なくとも一つの液ノズルから基板の表面の中央部に洗浄液を吐出し、その後、液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させて、液ノズルから吐出された洗浄液が基板の表面に到達した到達地点を基板の中央側から周縁側に移動させることにより、基板の表面を洗浄する洗浄工程を含み、洗浄工程では、液ノズルから吐出された洗浄液が回転中の基板の表面に到達した到達地点において、当該洗浄液の流向が、基板の線速度方向に沿う向きとなるように設定され、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御される。

本発明の他の観点に係る基板洗浄方法では、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御される。そのため、到達地点において、洗浄液の流速と基板の線速度との差が小さくなる。従って、基板に到達した洗浄液が基板の表面に随伴して流れやすくなるので、洗浄液が周囲に飛散（液跳ね）し難くなる。その結果、現像欠陥の発生をより一層抑制することが可能となる。

洗浄工程では、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が±２５ｍ／ｓｅｃとなるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御されてもよい。この場合、洗浄液が周囲により飛散（液跳ね）し難くなるので、現像欠陥の発生をさらに抑制することが可能となる。

洗浄工程では、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させている間、液ノズルが基板の周縁部に向かうにつれて到達地点における洗浄液の流速が大きくなるように液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度が制御されてもよい。この場合、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内とされていることから、液ノズルが基板の周縁部に向かうにつれて到達地点における洗浄液の流速が大きくなると、それと共に基板の線速度も大きくなる。そのため、液ノズルの移動に随伴して、乾燥領域が外側に拡がりやすくなる。従って、液ノズルが基板の周縁部に移動する速度に比べて乾燥領域が外側に拡がる速度が極めて遅くなること（いわゆる乾燥遅れ）を抑制できる。すなわち、乾燥遅れによってレジストの溶解物が基板上に残存することが抑制され、現像欠陥の発生が大きく抑制される。

洗浄工程では、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させている間、到達地点における基板の向心加速度が略一定となるように基板の回転数が制御されてもよい。この場合、ウエハの中央部から周縁部に向かう方向において、到達位置での洗浄液に作用する遠心力が略一定となる。そのため、液ノズルの移動に随伴して、乾燥領域が外側に拡がりやすくなる。従って、液ノズルが基板の周縁部に移動する速度に比べて乾燥領域が外側に拡がる速度が極めて遅くなること（いわゆる乾燥遅れ）を抑制できる。すなわち、乾燥遅れによってレジストの溶解物が基板上に残存することが抑制され、現像欠陥の発生が大きく抑制される。

洗浄工程では、開口面積が互いに異なり且つ開口面積の順に並ぶ複数の液ノズルから基板の表面に洗浄液を吐出して基板の表面を洗浄するにあたり、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、開口面積が大きな液ノズルから開口面積が小さな液ノズルの順に切り替えながら液ノズルから洗浄液を吐出させてもよい。この場合、洗浄液の流量が同じであれば、開口面積が大きな液ノズルから開口面積が小さな液ノズルの順に切り替えることにより、洗浄液の吐出速度が順次大きくなる。そのため、到達地点における洗浄液の流速を、簡易な構成で変化させることができる。

洗浄工程では、軸に対する傾きが互いに異なり且つ傾きの順に並ぶと共に、出口が基板の表面に向かう、複数の液ノズルから、基板の表面に洗浄液を吐出して基板の表面を洗浄するにあたり、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、傾きが小さな液ノズルから傾きが大きな液ノズルの順に切り替えながら液ノズルから洗浄液を吐出させてもよい。この場合、洗浄液の流量が同じであれば、軸に対する傾きが小さな液ノズルから軸に対する傾きが大きな液ノズルの順に切り替えることにより、到達地点における洗浄液の流速のうち基板の表面に沿う速度成分が順次大きくなる。そのため、到達地点における洗浄液の速度を、簡易な構成で変化させることができる。

洗浄工程では、基板を回転させ且つ少なくとも一つのガスノズルから基板の表面の中央部に乾燥ガスを吐出させ、基板の表面の中央部に乾燥領域を形成した後、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御されてもよい。この場合、液ノズルが基板の周縁部に移動するのに伴い、基板の中央部に形成された乾燥領域も、遠心力の作用により外側に拡がる。そのため、洗浄液が外側に向けて排出され、レジストの溶解物が乾燥領域に残り難くなる。加えて、液跳ねが発生し難いことと相俟って、現像欠陥の発生が大きく抑制される。

洗浄工程では、複数の液ノズルから基板の表面に洗浄液を吐出すると共に、複数のガスノズルから基板の表面に乾燥ガスを洗浄液の到達地点よりも中央側に吐出するにあたり、複数の液ノズル及び複数のガスノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、複数の液ノズルの切り替えに合わせて各ガスノズルを順に切り替えながらガスノズルから乾燥ガスを吐出させてもよい。この場合、洗浄液が吐出される液ノズルが順次切り替えられることに伴い、洗浄液が吐出されている液ノズルに近い位置にあるガスノズルから乾燥ガスを吐出させることで、乾燥ガスの基板への到達位置と、洗浄液の基板への到達位置との距離が保たれるので、いわゆる乾燥遅れが抑制される。そのため、乾燥遅れによってレジストの溶解物が基板上に残存し難くなり、現像欠陥の発生が大きく抑制される。

本発明の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記のいずれかの基板洗浄方法を基板洗浄装置に実行させるためのプログラムを記録している。なお、本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体（non-transitory computer recording medium）（例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置）や、伝播信号（transitory computer recording medium）（例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号）が含まれる。

本発明によれば、現像欠陥の発生をより一層抑制することが可能な基板洗浄装置、基板洗浄方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供できる。

図１は、塗布・現像システムを示す斜視図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、基板処理装置を示す断面図である。 図５は、基板処理装置を示す上面図である。 図６（ａ）は洗浄・乾燥ヘッドを示す上面図であり、図６（ｂ）は洗浄・乾燥ヘッドを示す側面図である。 図７は、現像液を供給する工程を説明するための図である。 図８は、洗浄液を供給する工程を説明するための図である。 図９は、洗浄液及び乾燥ガスを供給する工程を説明するための図である。 図１０は、洗浄液及び乾燥ガスを供給する工程を説明するための図である。 図１１は、ウエハの回転数及び洗浄液の流速の変化を説明するための図である。 図１２は、線速度制御のときの、ウエハ径方向におけるヘッドの位置と、乾燥遅れ距離との関係を示す図である。 図１３は、向心加速度制御のときの、ウエハ径方向におけるヘッドの位置と、乾燥遅れ距離との関係を示す図である。 図１４は、ウエハ径方向におけるヘッドの位置と、ウエハ回転数との関係を示す図である。 図１５は、ウエハ径方向におけるヘッドの位置と、ウエハ線速度との関係を示す図である。 図１６は、ヘッド移動速度と、処理時間との関係を示す図である。 図１７は、洗浄・乾燥ヘッドの他の例を示す図である。 図１８は、集合ノズルを示す図である。 図１９は、ウエハの回転数及び洗浄液の流速の変化の他の例を説明するための図である。 図２０は、洗浄液及び乾燥ガスを供給する工程の他の例を説明するための図である。 図２１は、ウエハの回転数及び洗浄液の流速の変化の他の例を説明するための図である。

本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

まず、図１〜図３に示される塗布・現像装置１の構成の概要について説明する。塗布・現像装置１は、露光装置Ｅ１による露光処理の前に、ウエハ（基板）Ｗの表面にレジスト材料を塗布してレジスト膜を形成する処理を行う。塗布・現像装置１は、露光装置Ｅ１による露光処理の後に、ウエハＷの表面に形成されたレジスト膜の現像処理を行う。本実施形態において、ウエハＷは円板状を呈するが、円形の一部が切り欠かれていたり、多角形などの円形以外の形状を呈するウエハを用いてもよい。

塗布・現像装置１は、図１及び図２に示されるように、キャリアブロックＳ１と、処理ブロックＳ２と、インターフェースブロックＳ３と、塗布・現像装置１の制御手段として機能する制御装置ＣＵとを備える。本実施形態において、キャリアブロックＳ１、処理ブロックＳ２、インターフェースブロックＳ３及び露光装置Ｅ１は、この順に直列に並んでいる。

キャリアブロックＳ１は、図１及び図３に示されるように、キャリアステーション１２と、搬入・搬出部１３とを有する。キャリアステーション１２は、複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、複数枚のウエハＷを密封状態で収容する。キャリア１１は、ウエハＷを出し入れするための開閉扉（図示せず）を一側面１１ａ側に有する。キャリア１１は、側面１１ａが搬入・搬出部１３側に面するように、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。

搬入・搬出部１３は、図１〜図３に示されるように、キャリアステーション１２上の複数のキャリア１１にそれぞれ対応する開閉扉１３ａを有する。側面１１ａの開閉扉と搬入・搬出部１３の開閉扉１３ａとが同時に開放されると、キャリア１１内と搬入・搬出部１３内とが連通する。搬入・搬出部１３は、図２及び図３に示されるように、受け渡しアームＡ１を内蔵している。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウエハＷを取り出して処理ブロックＳ２に渡す。受け渡しアームＡ１は、処理ブロックＳ２からウエハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。

処理ブロックＳ２は、図１〜図３に示されるように、キャリアブロックＳ１に隣接すると共に、キャリアブロックＳ１と接続されている。処理ブロックＳ２は、図１及び図２に示されるように、下層反射防止膜形成（ＢＣＴ）ブロック１４と、レジスト膜形成（ＣＯＴ）ブロック１５と、上層反射防止膜形成（ＴＣＴ）ブロック１６と、現像処理（ＤＥＶ）ブロック１７とを有する。ＤＥＶブロック１７、ＢＣＴブロック１４、ＣＯＴブロック１５及びＴＣＴブロック１６は、底面側からこの順に並んで配置されている。

ＢＣＴブロック１４は、図２に示されるように、塗布ユニット（図示せず）と、加熱・冷却ユニット（図示せず）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ２とを内蔵している。塗布ユニットは、反射防止膜形成用の薬液をウエハＷの表面に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、その後例えば冷却板によりウエハＷを冷却する。こうして、ウエハＷの表面上に下層反射防止膜が形成される。

ＣＯＴブロック１５は、図２に示されるように、塗布ユニット（図示せず）と、加熱・冷却ユニット（図示せず）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。塗布ユニットは、レジスト膜形成用の薬液（レジスト材料）を下層反射防止膜の上に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、その後例えば冷却板によりウエハＷを冷却する。こうして、ウエハＷの下層反射防止膜上にレジスト膜が形成される。レジスト材料は、ポジ型でもよいし、ネガ型でもよい。

ＴＣＴブロック１６は、図２に示されるように、塗布ユニット（図示せず）と、加熱・冷却ユニット（図示せず）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ４とを内蔵している。塗布ユニットは、反射防止膜形成用の薬液をレジスト膜の上に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、その後例えば冷却板によりウエハＷを冷却する。こうして、ウエハＷのレジスト膜上に上層反射防止膜が形成される。

ＤＥＶブロック１７は、図２及び図３に示されるように、複数の現像処理ユニット（基板処理装置）Ｕ１と、複数の加熱・冷却ユニット（熱処理部）Ｕ２と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ５と、これらのユニットを経ずに処理ブロックＳ２の前後間でウエハＷを搬送する搬送アームＡ６とを内蔵している。

現像処理ユニットＵ１は、後述するように、露光されたレジスト膜の現像処理を行う。加熱・冷却ユニットＵ２は、例えば熱板によるウエハＷの加熱を通じて、ウエハＷ上のレジスト膜を加熱する。加熱・冷却ユニットＵ２は、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却する。加熱・冷却ユニットＵ２は、ポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）、ポストベーク（ＰＢ）等の加熱処理を行う。ＰＥＢは、現像処理前にレジスト膜を加熱する処理である。ＰＢは、現像処理後にレジスト膜を加熱する処理である。

図１〜図３に示されるように、処理ブロックＳ２のうちキャリアブロックＳ１側には、棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、複数のセルＣ３０〜Ｃ３８を有する。セルＣ３０〜Ｃ３８は、ＤＥＶブロック１７とＴＣＴブロック１６との間において上下方向に並んで配置されている。棚ユニットＵ１０の近傍には、昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、セルＣ３０〜Ｃ３８の間でウエハＷを搬送する。

処理ブロックＳ２のうちインターフェースブロックＳ３側には、棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は、複数のセルＣ４０〜Ｃ４２を有する。セルＣ４０〜Ｃ４２は、ＤＥＶブロック１７に隣接して、上下方向に並んで配置されている。

インターフェースブロックＳ３は、図１〜図３に示されるように、処理ブロックＳ２及び露光装置Ｅ１の間に位置すると共に、処理ブロックＳ２及び露光装置Ｅ１のそれぞれに接続されている。インターフェースブロックＳ３は、図２及び図３に示されるように、受け渡しアームＡ８を内蔵している。受け渡しアームＡ８は、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ１１から露光装置Ｅ１にウエハＷを渡す。受け渡しアームＡ８は、露光装置Ｅ１からウエハＷを受け取り、棚ユニットＵ１１にウエハＷを戻す。

制御装置ＣＵは、制御用のコンピュータであり、図１に示されるように、記憶部ＣＵ１と、制御部ＣＵ２とを有する。記憶部ＣＵ１は、塗布・現像装置１の各部や露光装置Ｅ１の各部を動作させるためのプログラムを記憶している。記憶部ＣＵ１は、例えば半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクである。当該プログラムは、記憶部ＣＵ１とは別体の外部記憶装置や、伝播信号などの無形の媒体にも含まれ得る。これらの他の媒体から記憶部ＣＵ１に当該プログラムをインストールして、記憶部ＣＵ１に当該プログラムを記憶させてもよい。制御部ＣＵ２は、記憶部ＣＵ１から読み出したプログラムに基づいて、塗布・現像装置１の各部や露光装置Ｅ１の各部の動作を制御する。なお、制御装置ＣＵは、処理条件の設定画面を表示する表示部（図示せず）や、処理条件を作業者が入力可能な入力部（図示せず）をさらに有し、入力部を通じて入力された条件に従って塗布・現像装置１の各部や露光装置Ｅ１の各部を動作させてもよい。

次に、塗布・現像装置１の動作の概要について説明する。まず、キャリア１１がキャリアステーション１２に設置される。このとき、キャリア１１の一側面１１ａは、搬入・搬出部１３の開閉扉１３ａに向けられる。続いて、キャリア１１の開閉扉と、搬入・搬出部１３の開閉扉１３ａとが共に開放され、受け渡しアームＡ１により、キャリア１１内のウエハＷが取り出され、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ１０のうちいずれかのセルに順次搬送される。

ウエハＷが受け渡しアームＡ１により棚ユニットＵ１０のいずれかのセルに搬送された後、ウエハＷは、昇降アームＡ７により、ＢＣＴブロック１４に対応するセルＣ３３に順次搬送される。セルＣ３３に搬送されたウエハＷは、搬送アームＡ２によってＢＣＴブロック１４内の各ユニットに搬送される。搬送アームＡ２によってウエハＷがＢＣＴブロック１４内を搬送される過程で、ウエハＷの表面上に下層反射防止膜が形成される。

下層反射防止膜が形成されたウエハＷは、搬送アームＡ２によってセルＣ３３の上のセルＣ３４に搬送される。セルＣ３４に搬送されたウエハＷは、昇降アームＡ７によって、ＣＯＴブロック１５に対応するセルＣ３５に搬送される。セルＣ３５に搬送されたウエハＷは、搬送アームＡ３によりＣＯＴブロック１５内の各ユニットに搬送される。搬送アームＡ３によってウエハＷがＣＯＴブロック１５内を搬送される過程で、下層反射防止膜上にレジスト膜が形成される。

レジスト膜が形成されたウエハＷは、搬送アームＡ３によってセルＣ３５の上のセルＣ３６に搬送される。セルＣ３６に搬送されたウエハＷは、昇降アームＡ７によって、ＴＣＴブロック１６に対応するセルＣ３７に搬送される。セルＣ３７に搬送されたウエハＷは、搬送アームＡ４によってＴＣＴブロック１６内の各ユニットに搬送される。搬送アームＡ４によってウエハＷがＴＣＴブロック１６内を搬送される過程で、レジスト膜上に上層反射防止膜が形成される。

上層反射防止膜が形成されたウエハＷは、搬送アームＡ４によってセルＣ３７の上のセルＣ３８に搬送される。セルＣ３８に搬送されたウエハＷは、昇降アームＡ７によってセルＣ３２に搬送された後、搬送アームＡ６によって棚ユニットＵ１１のセルＣ４２に搬送される。セルＣ４２に搬送されたウエハＷは、インターフェースブロックＳ３の受け渡しアームＡ８により露光装置Ｅ１に渡され、露光装置Ｅ１においてレジスト膜の露光処理が行われる。露光処理が行われたウエハＷは、受け渡しアームＡ８によりセルＣ４２の下のセルＣ４０，Ｃ４１に搬送される。

セルＣ４０，Ｃ４１に搬送されたウエハＷは、搬送アームＡ５により、ＤＥＶブロック１７内の各ユニットに搬送され、現像処理が行われる。これにより、ウエハＷの表面上にレジストパターン（凹凸パターン）が形成される。レジストパターンが形成されたウエハＷは、搬送アームＡ５によって棚ユニットＵ１０のうちＤＥＶブロック１７に対応したセルＣ３０，Ｃ３１に搬送される。セルＣ３０，Ｃ３１に搬送されたウエハＷは、昇降アームＡ７によって、受け渡しアームＡ１がアクセス可能なセルに搬送され、受け渡しアームＡ１によって、キャリア１１内に戻される。

なお、上述した塗布・現像装置１の構成及び動作は一例にすぎない。塗布・現像装置１は、塗布ユニットや現像処理ユニット等の液処理ユニットと、加熱・冷却ユニット等の前処理・後処理ユニットと、搬送装置とを備えていればよい。すなわち、これら各ユニットの個数、種類、レイアウト等は適宜変更可能である。

次に、現像処理ユニット（基板処理装置）Ｕ１について、さらに詳しく説明する。現像処理ユニットＵ１は、図４に示されるように、回転保持部２０と、昇降装置２２と、現像液供給部２３と、表面洗浄・乾燥部１００と、裏面洗浄部２６とを備える。

回転保持部２０は、電動モータ等の動力源を内蔵した本体部２０ａと、本体部２０ａから鉛直上方に延びる回転軸２０ｂと、回転軸２０ｂの先端部に設けられたチャック２０ｃとを有する。本体部２０ａは、動力源により回転軸２０ｂ及びチャック２０ｃを回転させる。チャック２０ｃは、ウエハＷの中心部を支持し、例えば吸着によりウエハＷを略水平に保持する。すなわち、回転保持部２０は、ウエハＷの姿勢が略水平の状態で、ウエハＷの表面に対して垂直な中心軸（鉛直軸）周りでウエハＷを回転させる。本実施形態では、図４及び図５等に示されるように、回転保持部２０は、上方から見て正時計回りにウエハＷを回転させる。

昇降装置２２は、回転保持部２０に取り付けられており、回転保持部２０を昇降させる。具体的には、昇降装置２２は、搬送アームＡ５とチャック２０ｃとの間でウエハＷの受け渡しを行うための上昇位置（受け渡し位置）と、現像処理を行うための下降位置（現像位置）との間で、回転保持部２０（チャック２０ｃ）を昇降させる。

回転保持部２０の周囲には、カップ３０が設けられている。ウエハＷが回転すると、ウエハＷの表面に供給された液体（詳しくは後述する。）が周囲に振り切られて落下するが、カップ３０は、当該落下した液体を受け止める収容器として機能する。カップ３０は、回転保持部２０を囲む円環形状の底板３１と、底板３１の外縁から鉛直上方に突出した円筒状の外壁３２と、底板３１の内縁から鉛直上方に突出した円筒状の内壁３３とを有する。

外壁３２の全部分は、チャック２０ｃに保持されたウエハＷよりも外側に位置する。外壁３２の上端３２ａは、下降位置にある回転保持部２０に保持されたウエハＷよりも上方に位置する。外壁３２の上端３２ａ側の部分は、上方に向かうにつれて内側に傾いた傾斜壁部３２ｂとなっている。内壁３３の全部分は、チャック２０ｃに保持されたウエハＷの外縁よりも内側に位置する。内壁３３の上端３３ａは、下降位置にある回転保持部２０に保持されたウエハＷよりも下方に位置する。

内壁３３と外壁３２との間には、底板３１の上面から鉛直上方に突出した仕切壁３４が設けられている。すなわち、仕切壁３４は、内壁３３を囲んでいる。底板３１のうち、外壁３２と仕切壁３４との間の部分には、液体排出孔３１ａが形成されている。液体排出孔３１ａには、排液管３５が接続されている。底板３１のうち、仕切壁３４と内壁３３との間の部分には、気体排出孔３１ｂが形成されている。気体排出孔３１ｂには、排気管３６が接続されている。

内壁３３の上には、仕切壁３４よりも外側に張り出す傘状部３７が設けられている。ウエハＷ上から外側に振り切られて落下した液体は、外壁３２と仕切壁３４との間に導かれ、液体排出孔３１ａから排出される。仕切壁３４と内壁３３との間には、液体から発生したガス等が進入し、当該ガスが気体排出孔３１ｂから排出される。

内壁３３に囲まれる空間の上部は、仕切板３８により閉塞されている。回転保持部２０の本体部２０ａは仕切板３８の下方に位置する。チャック２０ｃは仕切板３８の上方に位置する。回転軸２０ｂは仕切板３８の中心部に形成された貫通孔内に挿通されている。

現像液供給部２３は、図４及び図５に示されるように、現像液（処理液）の供給源２３ａと、現像液ヘッド２３ｃと、移動体２３ｄとを有する。供給源２３ａは、現像液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。現像液ヘッド２３ｃは、供給管２３ｂを介して供給源２３ａに接続される。現像液ヘッド２３ｃは、制御装置ＣＵからの制御信号を受けて供給源２３ａから供給された現像液を、液ノズルｈ１からウエハＷの表面Ｗａに吐出する。液ノズルｈ１は、ウエハＷの表面Ｗａに向けて下方に開口している。液ノズルｈ１は、図５に示されるように、ウエハＷの径方向に沿って延びるスリット状を呈している。

移動体２３ｄは、アーム２３ｅを介して現像液ヘッド２３ｃに接続されている。移動体２３ｄは、制御装置ＣＵからの制御信号を受けて、外壁３２の外側において水平に延びるガイドレール４０上を移動することで、現像液ヘッド２３ｃを水平方向に移動させる。これにより、現像液ヘッド２３ｃは、下降位置にあるウエハＷの上方で且つウエハＷの中心軸に直交する直線上を、ウエハＷの径方向に沿って移動する。

表面洗浄・乾燥部１００は、図４及び図５に示されるように、洗浄液（リンス液）の供給源１００ａと、乾燥ガスの供給源１００ｂと、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃと、移動体１００ｄとを有する。供給源１００ａは、洗浄液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。洗浄液は、例えば純水又はＤＩＷ（Deionized Water）である。供給源１００ａは、供給管１００ｅを介して洗浄・乾燥ヘッド１００ｃに接続されている。供給源１００ｂは、乾燥ガスの貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。乾燥ガスは、例えばＮ_２等の不活性ガスである。供給源１００ｂは、供給管１００ｆを介して洗浄・乾燥ヘッド１００ｃに接続されている。

洗浄・乾燥ヘッド１００ｃは、制御装置ＣＵからの制御信号を受けて供給源１００ａから供給された洗浄液をウエハＷの表面Ｗａに吐出する複数の液ノズル（本実施形態では４つの液ノズル）ｈ２〜ｈ５と、制御装置ＣＵからの制御信号を受けて供給源１００ｂから供給された乾燥ガスをウエハＷの表面Ｗａに吐出するガスノズルｈ６とを含む。これらのノズルｈ２〜ｈ６は、ウエハＷの表面Ｗａに向けて下方に開口している。

ノズルｈ６，ｈ２〜ｈ５は、図４〜図６に示されるように、上方から見て、ウエハＷの径方向に沿うようにウエハＷの中央部から周縁部に向けてこの順に並んでいる。ノズルｈ５〜ｈ２，ｈ６は、図５及び図６（ａ）に示されるように、上方から見て、ウエハＷの接線方向に沿うようにウエハＷの回転方向の上流側から下流側に向かってこの順に並んでいる。

液ノズルｈ２〜ｈ５の開口面積（開口径）は、図４〜図６に示されるように、この順に小さくなるように設定されている。液ノズルｈ２〜ｈ５の先端側（出口側）は、図６（ｂ）に示されるように、ウエハＷの中心軸に対して傾いており、当該中心軸に対する傾きがこの順に大きくなるように設定されている。液ノズルｈ２〜ｈ５の先端側（出口側）の傾きと、ウエハＷの洗浄が行われる際の液ノズルｈ２〜ｈ５とウエハＷの表面Ｗａとの直線距離とは、図６（ｂ）に示されるように、ウエハＷの径方向から見て、各液ノズルｈ２〜ｈ５から吐出される洗浄液がウエハＷの表面Ｗａにおいて略同一の地点Ｐに到達するように設定されている。液ノズルｈ２〜ｈ５が上記のように設定されているので、各液ノズルｈ２〜ｈ５から吐出される洗浄液の流速は、液ノズルｈ２〜ｈ５の順で速くなる。

液ノズルｈ２〜ｈ５の先端側（出口側）が傾く向きは、上方から見て、ウエハＷの接線方向に沿うと共にウエハＷの回転方向の上流側から下流側に向かう向きである。従って、各液ノズルｈ２〜ｈ５から吐出された洗浄液がウエハＷの表面Ｗａに到達した到達地点Ｐにおいて、当該洗浄液の流向は、ウエハＷの線速度方向に沿う向きとなる。ここで、線速度とは、ウエハＷの表面Ｗａのある地点における接線方向の速度を意味し、角速度とは区別される。ウエハＷの中心から当該地点までの距離をｒ（ベクトル量）、当該地点での角速度をω（ベクトル量）、当該地点での線速度をｖ（ベクトル量）とすると、線速度ｖは距離ｒと角速度ωとの外積（ｖ＝ｒ×ω）で表される。

移動体１００ｄは、アーム１００ｇを介して洗浄・乾燥ヘッド１００ｃに接続されている。移動体１００ｄは、制御装置ＣＵからの制御信号を受けてガイドレール４０上を移動することで、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃを水平方向に移動させる。これにより、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃは、下降位置にあるウエハＷの上方で且つウエハＷの中心軸に直交する直線上を、ウエハＷの径方向に沿って移動する。

裏面洗浄部２６は、図４に示されるように、裏面洗浄液（裏面リンス液）の供給源２６ａと、裏面洗浄液ヘッド２６ｃとを有する。供給源２６ａは、裏面洗浄液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。裏面洗浄液は、純水、ＤＩＷ、又は水溶性の有機溶剤である。水溶性の有機溶剤としては、例えばイソプロピルアルコールが挙げられる。裏面洗浄液ヘッド２６ｃは、供給管２６ｂを介して供給源２６ａに接続される。裏面洗浄液ヘッド２６ｃは仕切板３８の上に配置されており、供給管２６ｂは仕切板３８に形成された貫通孔に挿通されている。裏面洗浄液ヘッド２６ｃは、制御装置ＣＵからの制御信号を受けて供給源２６ａから供給された裏面洗浄液を、液ノズルｈ７からウエハＷの裏面Ｗｂに吐出する。液ノズルｈ７は、ウエハＷの周縁側で且つウエハＷの裏面Ｗｂに向けて、斜め上方に開口している。

次に、現像処理ユニットＵ１を用いて、ウエハＷの表面Ｗａにレジストパターン（凹凸パターン）を形成する方法について、詳しく説明する。まず、制御装置ＣＵは昇降装置２２に指示して、チャック２０ｃを上昇位置まで上昇させる。この状態で、搬送アームＡ５によりウエハＷが現像処理ユニットＵ１内に搬入される。なお、ウエハＷが現像処理ユニットＵ１内に搬入される前に、ウエハＷの表面Ｗａにはレジスト膜Ｒ（図７参照）が形成され、当該レジスト膜Ｒには露光装置Ｅ１により露光処理が施されている。

レジスト膜Ｒが配置されている表面Ｗａを上にした状態でウエハＷがチャック２０ｃ上に載置されると、制御装置ＣＵはチャック２０ｃに指示して、ウエハＷをチャック２０ｃに吸着保持させる。続いて、制御装置ＣＵは昇降装置２２に指示して、チャック２０ｃを下降位置まで下降させる。

続いて、制御装置ＣＵは回転保持部２０（本体部２０ａ）に指示して、ウエハＷを回転させる（図７（ａ）参照）。本実施形態では、ウエハＷは、上方から見て正時計回りに回転される。制御装置ＣＵは移動体２３ｄ及び供給源２３ａに指示して、ウエハＷの回転中に現像液ヘッド２３ｃをウエハＷの周縁側から中央側に向けて移動させつつ、液ノズルｈ１から現像液Ｌ１をウエハＷの表面Ｗａ上に吐出させる（図７（ａ）参照）。これにより、ウエハＷの表面Ｗａ上には、ウエハＷの周縁側から中央側に向けてスパイラル状に現像液Ｌ１が供給され、ウエハＷの表面Ｗａ全体が現像液Ｌ１によって覆われる（図７（ｂ）参照）。続いて、制御装置ＣＵは移動体２３ｄ及び供給源２３ａに指示して、液ノズルｈ１から現像液Ｌ１の吐出を停止させると共に、現像液ヘッド２３ｃをウエハＷの外側に退避させる。

続いて、制御装置ＣＵは移動体１００ｄに指示して、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃをウエハＷの中央部まで移動させる。液ノズルｈ２がウエハＷの略中央部に到達すると、制御装置ＣＵは供給源１００ａに指示して、ウエハＷの回転中に液ノズルｈ２から洗浄液Ｌ２を吐出させる（図８（ａ）及び図１０（ａ）参照）。このときのウエハＷの回転数ω１の下限は、例えば５００ｒｐｍ程度でもよいし、１０００ｒｐｍ程度でもよい。このときのウエハＷの回転数ω１の上限は、例えば１５０００ｒｐｍ程度でもよいし、１０００ｒｐｍ程度でもよい。液ノズルｈ２からの洗浄液Ｌ２の吐出時間の下限は、例えば１５秒程度でもよいし、３０秒程度でもよい。液ノズルｈ２からの洗浄液Ｌ２の吐出時間の上限は、例えば６００秒程度でもよいし、３０秒程度でもよい。

露光処理されたレジスト膜Ｒのうち現像液Ｌ１との反応で溶解したレジストの溶解物は、現像液Ｌ１と共に洗浄液Ｌ２によって洗い流される（図８（ｂ）参照）。これらレジストの溶解物、現像液Ｌ１及び洗浄液Ｌ２は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によって、ウエハＷの周囲に振り切られて落下する。こうして、ウエハＷの表面Ｗａ上にレジストパターンＲＰが形成される（図８（ｂ）参照）。レジストパターンＲＰは、凸部Ｒａ及び凹部Ｒｂを有する凹凸パターンである。

続いて、制御装置ＣＵは移動体１００ｄに指示して、ウエハＷの回転及び液ノズルｈ２からの洗浄液Ｌ２の吐出を維持しつつ、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃをウエハＷの周縁側に移動させる。ガスノズルｈ６がウエハＷの略中央部に到達すると、制御装置ＣＵは供給源１００ｂに指示して、ウエハＷの回転中にガスノズルｈ６から乾燥ガスＧを吐出させる（図９（ａ）及び図１０（ｂ）参照）。乾燥ガスＧの吐出開始から吐出停止までの時間は、例えば５秒程度に設定できる。

これにより、ウエハＷの中央部上にある洗浄液Ｌ２が周囲に吹き飛ばされ且つ蒸発し、ウエハＷの中央部に乾燥領域Ｄが形成される。ここで、乾燥領域Ｄとは、洗浄液Ｌ２が蒸発することによりウエハＷの表面Ｗａが露出した状態の領域をいうが、当該表面Ｗａ上にごく僅かの（例えばマイクロオーダーの）液滴が付着している場合も含むものとする。この乾燥領域Ｄは、ウエハＷの回転により生ずる遠心力で、ウエハＷの中央部から周縁側に向けて拡がる。

続いて、制御装置ＣＵは回転保持部２０（本体部２０ａ）、移動体１００ｄ及び供給源１００ａに指示して、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃを所定の速度でウエハＷの中央部から周縁側に移動させつつ、所定の条件に従って、ウエハＷの回転数ω２を変更すると共に、洗浄液Ｌ２を吐出させる液ノズルｈ２〜ｈ５を切り替える。洗浄・乾燥ヘッド１００ｃの移動速度は、例えば２．５ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度の範囲内で一定の速度となるように設定してもよい。このウエハＷの洗浄過程では、上方から見てガスノズルｈ６が液ノズルｈ２〜ｈ５よりもウエハＷの中央側に位置するように、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃをウエハＷの中央側から周縁側に移動させる。

ウエハＷの回転数ω２は、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃが移動している間、各液ノズルｈ２〜ｈ５から吐出された洗浄液Ｌ２がウエハＷの表面Ｗａに到達した地点（到達地点）ＰにおけるウエハＷの向心加速度が略一定となるように、設定される。ここで、向心加速度ａ（ベクトル量）は、角速度ω（ベクトル量）と、ウエハＷの中心から当該地点Ｐまでの距離ｒ（ベクトル量）とを用いて、ａ＝−｜ω｜^２・ｒで表される。従って、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃがウエハＷの周縁側に向かうほど距離ｒが大きくなるので、向心加速度ａを一定とすると、ウエハＷの回転数ω２（角速度ω）は徐々に小さくなる（図１１参照）。ただし、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃがウエハＷの中央近傍を移動する場合には、向心加速度ａが一定となるようウエハＷの回転数ω２を設定すると、ウエハＷの回転数ω２が極めて大きくなり、液跳ねが発生しやすくなってしまう。従って、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃがウエハＷの中央近傍を移動する間、ウエハＷの回転数ω２は所定の上限値を上回らないように設定される（図１１参照）。

液ノズルｈ２〜ｈ５は、当該到達地点Ｐにおける洗浄液Ｌ２の流速と、当該到達地点ＰにおけるウエハＷの線速度との差が所定の範囲内となるように、順次切り替えられる（図９（ｂ）、図９（ｃ）、図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）参照）。具体的には、上述のように向心加速度ａを一定にするようウエハＷの回転数ω２を制御しているため、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃがウエハＷの周縁側に向かうほど、当該到達地点ＰにおけるウエハＷの線速度は距離ｒの大きさの平方根に比例して大きくなる。そのため、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃがウエハＷの周縁側に向かうにつれて、液ノズルｈ２〜ｈ５の順に洗浄液Ｌ２を吐出させて洗浄液Ｌ２の流速を速くすることで、当該差が所定の範囲内となるように制御される。当該差は、例えば±２５ｍ／ｓｅｃの範囲内となるように設定してもよい。なお、液ノズルｈ２〜ｈ５の切り替えの際には、洗浄液Ｌ２がウエハＷの表面Ｗａにおいて途切れないよう、切り替え前後の２つの液ノズルから同時に洗浄液Ｌ２を吐出させたり、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃをウエハＷの中心側に若干戻すように移動させてもよい。

続いて、ウエハＷの表面Ｗａ全体の洗浄が終了すると、制御装置ＣＵは移動体１００ｄ及び回転保持部２０（本体部２０ａ）に指示して、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃをウエハＷの外側まで移動させた後、所定の回転数でウエハＷを回転させてウエハＷの乾燥を行う（図９（ｄ）、図１０（ｅ）及び図１１参照）。このときのウエハＷの回転数は、例えば１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ程度に設定してもよい。

以上の工程を経て、ウエハＷの表面Ｗａにレジストパターン（凹凸パターン）ＲＰが形成される。従って、現像処理ユニットＵ１は、現像処理の際にウエハＷを洗浄するための装置としても機能する。なお、裏面洗浄部２６によるウエハＷの裏面Ｗｂの洗浄は、液ノズルｈ２から洗浄液がウエハＷの表面Ｗａに吐出された後で、且つ、ウエハＷの表面Ｗａが乾燥される前に行われてもよい。

ところで、現像液により溶解したレジストの溶解物がウエハの表面に残存すると、所望のレジストパターン（凹凸パターン）が得られず現像欠陥が生じうる。この現像欠陥を抑制するために、ウエハの表面に洗浄液を吐出しつつ、ウエハの中央部に乾燥ガスを吹き付けて乾燥領域を形成することが、一つの方法として考えられる。この際、液ノズルを有するヘッドが移動している間、液ノズルから吐出された洗浄液がウエハの表面に到達した地点（到達地点）におけるウエハの線速度が略一定となるように、ウエハの回転数を設定しうる。この場合、液ノズルから吐出される洗浄液の流速も一定にしておけば、当該流速とウエハの線速度との差を一定の範囲内とすることが可能となるので、液跳ねを抑制できる。しかしながら、このような線速度を一定にする制御を行うと、ヘッドがウエハの周縁側に向かうにつれてウエハの回転数が小さくなるので、乾燥領域が外側に向けて拡がる速度が遅くなる。従って、ヘッドを速く移動させようとするほど、ヘッドと乾燥領域との距離が大きくなり、乾燥遅れが顕著となる（図１２参照）。その結果、乾燥遅れに伴う現像欠陥を抑制するためにヘッドの移動速度を低くせざるを得なくなるので、当該方法を大型のウエハに適用しようとすると処理時間が長くなってしまう。

そこで、液ノズルを有するヘッドが移動している間、液ノズルから吐出された洗浄液がウエハの表面に到達した地点（到達地点）におけるウエハの向心加速度が略一定となるように、ウエハの回転数を設定しうる。このようにすると、ヘッドの移動速度が速くても、乾燥遅れを抑制することが可能となる（図１３参照）。しかしながら、この場合、ヘッドの移動速度に対して、乾燥遅れによる現像欠陥が生じないウエハの回転数を求めると、上記の線速度を一定にする制御の場合よりもウエハの回転数が高くなる（図１４参照）。そのため、液ノズルから吐出される洗浄液の流速が一定のままであると、ヘッドがウエハの周縁側に向かうにつれて当該流速とウエハの線速度との差が大きくなり、液跳ねによる現像欠陥が生じうる。特に、当該差が２５ｍ／ｓｅｃを超えると、液跳ねの発生が認められた（図１５参照）。従って、このような向心加速度を一定にする制御の場合も、液跳ねに伴う現像欠陥を抑制するためにヘッドの移動速度を低くせざるを得なくなるので、当該方法を大型のウエハに適用することが困難であった。

そこで本発明者らは、ヘッドの移動速度が速くても乾燥遅れや液跳ねに伴う現像欠陥の発生を抑制でき、処理時間の短縮が可能となる手法について、鋭意研究を行った。その結果、上記の実施形態のように、向心加速度を一定にする制御を採用しつつ、到達地点Ｐにおける洗浄液Ｌ２の流速と、当該到達地点ＰにおけるウエハＷの線速度との差を所定の範囲内とするという新たな手法を開発するに至った。

具体的には、本実施形態では、ウエハＷが回転中で且つ洗浄・乾燥ヘッド１００ｃがウエハＷの中央側から周縁側に向けて移動中に、到達地点Ｐにおける洗浄液Ｌ２の流速と到達地点ＰにおけるウエハＷの線速度との差が所定の範囲内となるように、液ノズルｈ２〜ｈ５を順次切り替えている。そのため、到達地点Ｐにおいて、洗浄液Ｌ２の流速とウエハＷの線速度との差が小さくなる。従って、ウエハＷに到達した洗浄液Ｌ２がウエハＷの表面Ｗａに随伴して流れやすくなるので、洗浄液Ｌ２が周囲に飛散（液跳ね）し難くなる。その結果、現像欠陥の発生をより一層抑制することが可能となる。

本実施形態では、ガスノズルｈ６から乾燥ガスＧを吐出させることにより、ウエハＷの表面Ｗａの中央部に乾燥領域Ｄを形成している。そのため、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃがウエハＷの周縁部に移動するのに伴い、ウエハＷの中央部に形成された乾燥領域Ｄも、遠心力の作用により外側に拡がる。そのため、レジストパターンＲＰの凹部Ｒｂ内から洗浄液Ｌ２が外側に向けて排出され、レジストの溶解物が洗浄液と共に排出される。加えて、液跳ねが発生し難いことと相俟って、現像欠陥の発生が大きく抑制される。

本実施形態では、ウエハＷが回転中で且つ洗浄・乾燥ヘッド１００ｃがウエハＷの中央側から周縁側に向けて移動中に、到達地点ＰにおけるウエハＷの向心加速度ａが略一定となるようにウエハＷの回転数ω２を制御している。そのため、ウエハＷの中央部から周縁部に向かう方向において、到達位置Ｐでの洗浄液Ｌ２に作用する遠心力が略一定となる。そのため、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃの移動に随伴して、乾燥領域Ｄが外側に拡がりやすくなる。従って、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃがウエハＷの周縁部に移動する速度に比べて乾燥領域Ｄが外側に拡がる速度が極めて遅くなること（いわゆる乾燥遅れ）を抑制できる。すなわち、乾燥遅れによってレジストの溶解物がウエハＷ上に残存することが抑制され、現像欠陥の発生が大きく抑制される。

本実施形態では、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃは、開口面積（開口径）が互いに異なり且つ開口面積の順に並ぶ複数の液ノズルｈ２〜ｈ５を有し、所定の条件に従って液ノズルｈ２〜ｈ５の切り替えがこの順に（開口面積が大きい順に）行われる。そのため、洗浄液Ｌ２の流量が同じであれば、開口面積が大きな液ノズルｈ２から開口面積が小さな液ノズルｈ５の順に切り替えられることにより、洗浄液Ｌ２の吐出速度が順次大きくなる。従って、到達地点Ｐにおける洗浄液Ｌ２の流速を、簡易な構成で変化させることができる。

本実施形態では、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃは、ウエハＷの中心軸に対する傾きが互いに異なり且つ傾きの順に並ぶと共に、出口がウエハＷの表面Ｗａに向かう、複数の液ノズルｈ２〜ｈ５を有し、所定の条件に従って液ノズルｈ２〜ｈ５の切り替えがこの順に（傾きが小さい順に）行われる。そのため、洗浄液Ｌ２の流量が同じであれば、傾きが小さな液ノズルｈ２から傾きが大きな液ノズルｈ５の順に切り替えることにより、到達地点Ｐにおける洗浄液Ｌ２の流速のうちウエハＷの表面Ｗａに沿う速度成分が順次大きくなる。そのため、到達地点Ｐにおける洗浄液Ｌ２の速度を、簡易な構成で変化させることができる。

本実施形態では、複数の液ノズルｈ２〜ｈ５から吐出される洗浄液Ｌ２がウエハＷの表面Ｗａに到達する各到達地点Ｐがいずれも略同一地点となるよう、各液ノズルｈ２〜ｈ５とウエハＷの表面Ｗａとの距離と、各液ノズルｈ２〜ｈ５の傾きとが設定されている。そのため、液ノズルｈ２〜ｈ５を切り替えても、途切れることなく連続して洗浄液Ｌ２がウエハＷの表面Ｗａに供給される。そのため、レジストの溶解物をウエハＷ上から十分に除去することができ、現像欠陥の発生が大きく抑制される。

以上のような本実施形態では、図１６に示されるように、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃの移動速度が速くても乾燥遅れや液跳ねに伴う現像欠陥の発生を抑制でき、処理時間を大きく短縮することが可能である。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、図１７（ａ）に示されるように、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃは、複数のガスノズルｈ６_１〜ｈ６_４を有していてもよい。ガスノズルｈ６_１〜ｈ６_４は、上方から見て、ウエハＷの径方向に沿うようにウエハＷの中央部から周縁部に向けてこの順に並んでいる。ガスノズルｈ６_１〜ｈ６_４はそれぞれ、各液ノズルｈ２〜ｈ５に対応して配置されている。ガスノズルｈ６_１〜ｈ６_４の出口は、鉛直下方に向かっている。この場合、洗浄液Ｌ２が吐出される液ノズルｈ２〜ｈ５が順次切り替えられることに伴い、ガスノズルｈ６_１〜ｈ６_４も順次切り替える。そのため、洗浄液Ｌ２が吐出されている液ノズルｈ２〜ｈ５に近い位置にあるガスノズルｈ６_１〜ｈ６_４から乾燥ガスＧが吐出されるので、乾燥ガスＧのウエハＷへの到達位置と、洗浄液Ｌ２のウエハＷへの到達位置との距離が保たれ、乾燥遅れが抑制される。従って、乾燥遅れによってレジストの溶解物がウエハＷ上に残存することが抑制され、現像欠陥の発生が大きく抑制される。

図１７（ｂ）に示されるように、液ノズルｈ２〜ｈ５は、上方から見て、ウエハＷの接線方向において一列に並んでいてもよい。この場合、複数の液ノズルｈ２〜ｈ５から吐出される洗浄液Ｌ２がウエハＷの表面Ｗａに到達する各到達地点Ｐをいずれも略同一地点とすることが容易となる。

図１７（ｃ）に示されるように、洗浄・乾燥ヘッド１００ｃは、複数のガスノズルｈ８〜ｈ１１を有しており、液ノズルｈ２〜ｈ５及びガスノズルｈ８〜ｈ１１が共に、上方から見て、ウエハＷの接線方向において一列に並んでいてもよい。ガスノズルｈ８〜ｈ１１の先端側（出口側）が傾く向きは、上方から見て、ウエハＷの接線方向に沿うと共にウエハＷの回転方向の上流側から下流側に向かう向きである。図１７（ｃ）においては、ガスノズルｈ８〜ｈ１１の組は、ウエハＷの径方向において、ガスノズルｈ６と液ノズルｈ２〜ｈ５の組との間に位置している。この場合、乾燥遅れの抑制と、洗浄液Ｌ２の到達地点Ｐの一致とを両立できる。

図示はしていないが、ノズルｈ５〜ｈ２は、上方から見て、ウエハＷの径方向に沿うようにウエハＷの中央部から周縁部に向けてこの順に並んでいてもよい。すなわち、ノズルｈ２〜ｈ５が、上記実施形態の配列順とは逆順となっていてもよい。

図１８（ａ）に示されるように、各液ノズルｈ２〜ｈ５は、当該液ノズルｈ２〜ｈ５よりも小径である複数の小型ノズルを束ねて一組とした集合ノズルにより構成されていてもよい。これらの小型ノズルから吐出される洗浄液Ｌ２は、図１８（ｂ）に示されるように、略同じ地点に到達する。この場合、小型ノズルを用いることで、各小型ノズルから吐出される洗浄液Ｌ２の流速を高めることができると共に、当該小型ノズルを複数束ねて用いることで、必要な洗浄液Ｌ２の流量を確保することができる。

洗浄・乾燥ヘッド１００ｃは、少なくとも一つの液ノズルを有していればよい。液ノズルが一つの場合には、当該液ノズルから吐出される洗浄液Ｌ２の流速を調整可能な機構を付加した上で、ウエハＷ上の洗浄液Ｌ２の到達地点ＰがウエハＷの周縁へと移動するのに伴い、当該機構が流速を調整して当該液ノズルから吐出される洗浄液Ｌ２の流速を速めるとよい（図１９参照）。

図２０に示されるように、２つの洗浄・乾燥ヘッド１００ｃ_１，１００ｃ_２を用いて、ウエハＷの洗浄を行ってもよい。具体的には、上記実施形態と同様に乾燥領域Ｄを形成するまでは１つの洗浄・乾燥ヘッド１００ｃ_１で行う。その後、２つの洗浄・乾燥ヘッド１００ｃ_１，１００ｃ_２を互いに反対方向に向けて移動させながら、各液ノズルｈ２〜ｈ５から洗浄液Ｌ２を吐出させる。洗浄・乾燥ヘッド１００ｃ_１，１００ｃ_２の液ノズルｈ２〜ｈ５の切り替えタイミングは、図２１に示されるように、共に同じとなるように設定することができる。この場合、互いに反対方向に移動する液ノズルからそれぞれ洗浄液Ｌ２がウエハＷの表面Ｗａに吐出される。そのため、大きなサイズのウエハＷに対しても、ウエハＷに十分な量の洗浄液Ｌ２を供給することができる。

ガスノズルｈ６の開口面積（開口径）は、例えばノズルｈ２の開口面積（開口径）と同程度に設定することができる。

上記実施形態では、液ノズルｈ２〜ｈ５を切り替えて洗浄液Ｌ２の吐出速度を制御することにより、到達地点Ｐにおける洗浄液Ｌ２の流速と到達地点ＰにおけるウエハＷの線速度との差が所定の範囲内となるようにしたが、液ノズルから吐出される洗浄液Ｌ２の吐出速度は一定とし、ウエハＷの回転数を制御することにより、当該差が所定の範囲内となるようにしてもよい。また、洗浄液Ｌ２の吐出速度とウエハＷの回転数との両方を制御することにより、当該差が所定の範囲内となるようにしてもよい。

液ノズルとガスノズルとが同じ一つの洗浄・乾燥ヘッド１００ｃに設けられている必要はない。すなわち、これらのノズルが別々のヘッドに設けられており、各ヘッドの動作をそれぞれ制御してもよい。

１…塗布・現像装置、２０…回転保持部、１００…表面洗浄・乾燥部、１００ｃ…洗浄・乾燥ヘッド、ｈ２〜ｈ５…液ノズル、ｈ６…ガスノズル、ＣＵ…制御装置、Ｗ…ウエハ。

Claims (17)

1. 表面に対して垂直な軸周りに基板を回転させる回転駆動部と、
   前記基板よりも上方に位置すると共に前記基板の前記表面に洗浄液を吐出する、少なくとも一つの液ノズルと、
   前記基板の回転数と、前記液ノズルの移動と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度とを制御する制御部とを備え、
   前記液ノズルから吐出された洗浄液が前記回転駆動部により回転駆動された前記基板の前記表面に到達した到達地点において、当該洗浄液の流向が前記基板の線速度方向に沿う向きとなるように、前記液ノズルが設定され、
   前記制御部は、前記回転駆動部により前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、前記到達地点における洗浄液の流速と前記到達地点における前記基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、前記基板の回転数と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御する、基板洗浄装置。
2. 前記制御部は、前記到達地点における洗浄液の流速と前記到達地点における前記基板の線速度との差が±２５ｍ／ｓｅｃとなるように、前記基板の回転数と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御する、請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 開口面積が互いに異なり且つ開口面積の順に並ぶ複数の前記液ノズルを備え、
   前記制御部は、前記回転駆動部により前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、開口面積が大きな前記液ノズルから開口面積が小さな前記液ノズルの順に切り替えながら前記液ノズルから洗浄液を吐出させる、請求項１又は２に記載の基板洗浄装置。
4. 前記軸に対する傾きが互いに異なり且つ傾きの順に並ぶと共に、出口が前記基板の前記表面に向かう、複数の前記液ノズルを備え、
   前記制御部は、前記回転駆動部により前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、傾きが小さな前記液ノズルから傾きが大きな前記液ノズルの順に切り替えながら前記液ノズルから洗浄液を吐出させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
5. 複数の前記液ノズルから吐出される洗浄液が前記基板の前記表面に到達する各到達地点がいずれも略同一地点となるよう、前記各液ノズルと前記基板の前記表面との距離と、前記各液ノズルの傾きとが設定されている、請求項４に記載の基板洗浄装置。
6. 前記基板よりも上方に位置すると共に前記基板の前記表面に乾燥ガスを吐出する少なくとも一つのガスノズルを更に備え、
   前記制御部は、前記ガスノズルが前記液ノズルよりも前記基板の中央側に位置するように、前記ガスノズル及び前記液ノズルを移動させる、請求項３〜５のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
7. 前記液ノズルは、当該液ノズルよりも小径である複数の小型ノズルを束ねて一組とした集合ノズルにより構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
8. 前記基板よりも上方に位置すると共に前記基板の前記表面に洗浄液を吐出する、少なくとも一つの他の液ノズルを更に備え、
   前記他の液ノズルから吐出された洗浄液が前記回転駆動部により回転駆動された前記基板の前記表面に到達した他の到達地点において、当該洗浄液の流向は、前記基板の線速度方向に沿う向きとなるように設定され、
   前記制御部は、前記回転駆動部により前記基板を回転させ且つ前記他の液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて前記液ノズルとは異なる方向に移動させつつ、前記他の到達地点における洗浄液の流速と前記他の到達地点における前記基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、前記基板の回転数と、前記他の液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
9. 表面に対して垂直な軸周りに基板を回転させつつ、前記基板よりも上方に位置する少なくとも一つの液ノズルから前記基板の前記表面の中央部に洗浄液を吐出し、その後、前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させて、前記液ノズルから吐出された洗浄液が前記基板の表面に到達した到達地点を前記基板の中央側から周縁側に移動させることにより、前記基板の前記表面を洗浄する洗浄工程を含み、
   前記洗浄工程では、
   前記液ノズルから吐出された洗浄液が回転中の前記基板の前記表面に到達した前記到達地点において、当該洗浄液の流向が、前記基板の線速度方向に沿う向きとなるように設定され、
   前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、前記到達地点における洗浄液の流速と前記到達地点における前記基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、前記基板の回転数と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御される、基板洗浄方法。
10. 前記洗浄工程では、前記到達地点における洗浄液の流速と前記到達地点における前記基板の線速度との差が±２５ｍ／ｓｅｃとなるように、前記基板の回転数と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御される、請求項９に記載の基板洗浄方法。
11. 前記洗浄工程では、前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させている間、前記液ノズルが前記基板の周縁部に向かうにつれて前記到達地点における洗浄液の流速が大きくなるように前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度が制御される、請求項９又は１０に記載の基板洗浄方法。
12. 前記洗浄工程では、前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させている間、前記到達地点における前記基板の向心加速度が略一定となるように前記基板の回転数が制御される、請求項１１に記載の基板洗浄方法。
13. 前記洗浄工程では、開口面積が互いに異なり且つ開口面積の順に並ぶ複数の前記液ノズルから前記基板の前記表面に洗浄液を吐出して前記基板の前記表面を洗浄するにあたり、前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、開口面積が大きな前記液ノズルから開口面積が小さな前記液ノズルの順に切り替えながら前記液ノズルから洗浄液を吐出させる、請求項１１又は１２に記載の基板洗浄方法。
14. 前記洗浄工程では、前記軸に対する傾きが互いに異なり且つ傾きの順に並ぶと共に、出口が前記基板の前記表面に向かう、複数の前記液ノズルから、前記基板の前記表面に洗浄液を吐出して前記基板の前記表面を洗浄するにあたり、前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、傾きが小さな前記液ノズルから傾きが大きな前記液ノズルの順に切り替えながら前記液ノズルから洗浄液を吐出させる、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
15. 前記洗浄工程では、
    前記基板を回転させ且つ少なくとも一つのガスノズルから前記基板の前記表面の中央部に乾燥ガスを吐出させ、前記基板の前記表面の中央部に乾燥領域を形成した後、
    前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、前記到達地点における洗浄液の流速と前記到達地点における前記基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、前記基板の回転数と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御される、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
16. 前記洗浄工程では、複数の前記液ノズルから前記基板の前記表面に洗浄液を吐出すると共に、複数の前記ガスノズルから前記基板の前記表面に乾燥ガスを洗浄液の前記到達地点よりも中央側に吐出するにあたり、複数の前記液ノズル及び複数の前記ガスノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、複数の前記液ノズルの切り替えに合わせて前記各ガスノズルを順に切り替えながら前記ガスノズルから乾燥ガスを吐出させる、請求項１５に記載の基板洗浄方法。
17. 請求項９〜１６のいずれか一項に記載の方法を基板洗浄装置に実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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