JP2015198225A - 基板処理方法および基板処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】リンス液を効率よく除去することができ、パターンの倒壊を抑制すること。
【解決手段】実施形態の一態様に係る基板処理方法は、リンス工程と、加水分解工程とを含む。リンス工程は、基板に水を含むリンス液を供給して、基板に残存する残留物をリンス液で洗い流す。加水分解工程は、リンス工程後の基板に対し、リンス液と反応してＯＨ基を含む反応物とＨ基を含む反応物とに変化する加水分解処理流体を供給して、リンス液を分解する。
【選択図】図５

Description

開示の実施形態は、基板処理方法および基板処理システムに関する。

従来、洗浄処理後の基板を乾燥させる方法として、基板の表面にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などの揮発性流体を供給することによって基板に付着するリンス液等を揮発性流体に置換させ、揮発性流体の揮発によって基板の表面を乾燥させる方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００９−２１８５６３号公報

しかしながら、上述した従来技術においては、揮発性流体の供給量が少ないと、リンス液が基板のパターン間に残存することがあった。リンス液が残存すると、リンス液の表面張力によってパターン倒壊が引き起こされるおそれがあった。

また、リンス液が残存しないように多量の揮発性流体を基板に供給した場合は、揮発性流体の消費量が増加し、さらに揮発性流体の供給に要する時間も増加する。

実施形態の一態様は、リンス液を効率よく除去することができ、パターンの倒壊を抑制することのできる基板処理方法および基板処理システムを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理方法は、リンス工程と、加水分解工程とを含む。リンス工程は、基板に水を含むリンス液を供給して、前記基板に残存する残留物を前記リンス液で洗い流す。加水分解工程は、前記リンス工程後の基板に対し、前記リンス液と反応してＯＨ基を含む反応物とＨ基を含む反応物とに変化する加水分解処理流体を供給して、前記リンス液を分解する。

実施形態の一態様によれば、リンス液を効率よく除去することができるとともに、パターンの倒壊を抑制することができる。

図１は、第１の実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図２は、処理ユニットの概略構成を示す図である。 図３は、処理ユニットの構成の一例を示す模式図である。 図４は、処理ユニットにおいて実行される基板洗浄処理の処理手順を示すフローチャートである。 図５は、第１の実施形態における乾燥処理の具体的な処理手順を示す図である。 図６Ａは、第１の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その１）である。 図６Ｂは、第１の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その２）である。 図６Ｃは、第１の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その３）である。 図６Ｄは、第１の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その４）である。 図６Ｅは、第１の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その５）である。 図７は、変形例における乾燥処理の具体的な処理手順を示す図である。 図８は、第２の実施形態における乾燥処理の具体的な処理手順を示す図である。 図９Ａは、第２の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その１）である。 図９Ｂは、第２の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その２）である。 図９Ｃは、第２の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その３）である。 図９Ｄは、第２の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その４）である。 図１０は、第３の実施形態における乾燥処理の具体的な処理手順を示す図である。 図１１Ａは、第３の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その１）である。 図１１Ｂは、第３の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その２）である。 図１１Ｃは、第３の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その３）である。 図１１Ｄは、第３の実施形態における乾燥処理を説明するための図（その４）である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理方法および基板処理システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ（以下ウェハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

次に、処理ユニット１６の概略構成について図２を参照して説明する。図２は、処理ユニット１６の概略構成を示す図である。

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。

チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。

処理流体供給部４０は、ウェハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。

回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。

次に、処理ユニット１６の構成について図３を参照して説明する。図３は、処理ユニット１６の構成の一例を示す模式図である。

図３に示すように、ＦＦＵ２１には、バルブ２２を介して不活性ガス供給源２３が接続される。ＦＦＵ２１は、不活性ガス供給源２３から供給されるＮ２ガス等の不活性ガスをチャンバ２０内に吐出する。

また、基板保持機構３０が備える保持部３１の上面には、ウェハＷを側面から保持する保持部材３１１が設けられる。ウェハＷは、かかる保持部材３１１によって保持部３１の上面からわずかに離間した状態で水平保持される。

処理流体供給部４０は、ノズル４１ａ〜４１ｅと、ノズル４１ａ〜４１ｅを水平に支持するアーム４２と、アーム４２を旋回および昇降させる旋回昇降機構４３とを備える。

処理流体供給部４０は、ウェハＷに対し、洗浄液の一種であるＤＨＦ（希フッ酸）をノズル４１ａから供給し、水を含むリンス液の一種であるＤＩＷ（純水）をノズル４１ｂから供給する。具体的には、ノズル４１ａには、バルブ６１ａを介してＤＨＦ供給源７１ａが、ノズル４１ｂには、バルブ６１ｂを介してＤＩＷ供給源７１ｂが、それぞれ接続される。なお、ノズル４１ｂは、リンス液供給部の一例である。

また、処理流体供給部４０は、ウェハＷに対し、加水分解処理流体Ｈをノズル４１ｃから供給する。具体的には、ノズル４１ｃには、バルブ６１ｃを介して加水分解処理流体供給源７１ｃが接続される。

加水分解処理流体Ｈは、ＤＩＷと反応して加水分解する薬液（液体）である。具体的に加水分解処理流体Ｈは、水を含むリンス液であるＤＩＷと反応してＯＨ基を含む反応物とＨ基を含む反応物とに変化し、ＤＩＷを分解する。

加水分解処理流体Ｈとしては、ＤＩＷと反応して加水分解可能な流体であればどのようなものでもよいが、たとえば、エステル、アミド、チオエステル、アセタール、ヘミアセタール、ケタール、ヘミケタールなどの有機化合物を用いることができる。

なお、上記した加水分解処理流体ＨをウェハＷに供給することで、ウェハＷのＤＩＷを効率よく除去することができるが、これについては後に詳しく説明する。また、ノズル４１ｃは、加水分解処理流体供給部の一例である。

さらに、処理流体供給部４０は、ウェハＷに対し、有機溶剤の一種であるＩＰＡ（イソプロピルアルコール）をノズル４１ｄから供給し、不活性ガスの一種であるＮ２ガスをノズル４１ｅから供給する。具体的には、ノズル４１ｄには、バルブ６１ｄを介してＩＰＡ供給源７１ｄが、ノズル４１ｅには、バルブ６１ｅを介してＮ２供給源７１ｅが、それぞれ接続される。

上記したＩＰＡは、揮発性流体の一例である。また、ノズル４１ｅから供給されるＮ２ガスは、後述するようにウェハＷの乾燥を促進させる。したがって、ノズル４１ｅから供給されるＮ２ガスは、乾燥気体の一例である。

なお、ここでは、処理流体の供給源の各々に対応して各ノズル４１ａ〜４１ｅが設けられる場合の例を示したが、各ノズル４１ａ〜４１ｅを適宜共用して、ノズルの数を減少させても構わない。また、各ノズル４１ａ〜４１ｅが１つのアーム４２に設けられる場合の例を示すが、各ノズル４１ａ〜４１ｅは、別々のアームに設けられてもよい。

次に、本実施形態に係る処理ユニット１６において実行される所定の基板処理の内容について図４を参照して説明する。具体的に処理ユニット１６においては、基板洗浄処理が行われる。

図４は、処理ユニット１６において実行される基板洗浄処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図４に示す基板洗浄処理の処理手順は、制御装置４の記憶部１９に格納されているプログラムを制御部１８が読み出すとともに、読み出した命令に基づいて処理ユニット１６を制御することにより実行される。

図４に示すように、処理ユニット１６では、まず、基板搬入処理が行われる（ステップＳ１０１）。かかる基板搬入処理では、基板搬送装置１７が基板保持機構３０の保持部３１へウェハＷを受け渡す。このときウェハＷは、パターン形成面が上向きの状態で、保持部３１の保持部材３１１によって保持される。

つづいて、処理ユニット１６では、洗浄処理が行われる（ステップＳ１０２）。かかる洗浄処理では、駆動部３３によって保持部３１が回転する。これにより、ウェハＷは、保持部３１に水平保持された状態で保持部３１とともに回転する。なお、ウェハＷの回転速度は、たとえば１００〜１５００ｒｐｍである。

また、処理流体供給部４０のノズル４１ａがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ６１ａ（図３参照）が所定時間開放されることによって、洗浄液であるＤＨＦが、ノズル４１ａからウェハＷの表面Ｗ１（図３参照）へ供給される。ウェハＷへ供給されたＤＨＦは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面Ｗ１に広がる。これにより、ウェハＷの表面Ｗ１が洗浄される。

遠心力によってウェハＷ上から飛散した洗浄液は、回収カップ５０の排液口５１から排出される。なお、洗浄処理において、処理流体供給部４０から供給されるＤＨＦの流量は、たとえば０．１〜３Ｌ／ｍｉｎである。

つづいて、処理ユニット１６では、ウェハＷの表面Ｗ１をＤＩＷですすぐリンス処理が行われる（ステップＳ１０３）。かかるリンス処理では、バルブ６１ｂ（図３参照）が所定時間開放されることによって、ＤＩＷが、処理流体供給部４０のノズル４１ｂからウェハＷの表面Ｗ１へ供給され、ウェハＷに付着するＤＨＦが洗い流される。

このように、本実施形態にかかる処理ユニット１６では、後述する置換処理に先立って、ウェハＷの表面Ｗ１にＤＩＷを供給して、ウェハＷに残存する残留物をＤＩＷで洗い流すリンス処理を行う。なお、リンス処理において、処理流体供給部４０から供給されるＤＩＷの流量はたとえば０．１〜３Ｌ／ｍｉｎである。

つづいて、処理ユニット１６では、リンス処理においてＤＩＷが供給されたウェハＷを乾燥させる乾燥処理が行われる（ステップＳ１０４）。

ところで、従来の乾燥処理においては、ウェハＷの表面Ｗ１に揮発性流体であるＩＰＡを供給することによってウェハＷに付着するＤＩＷをＩＰＡに置換させ、ＩＰＡの揮発によってウェハＷの表面Ｗ１を乾燥させていた。

このような置換処理を乾燥処理で行う場合、たとえば仮に、ＩＰＡの供給量が少ないと、ＤＩＷをＩＰＡに十分に置換できず、ＤＩＷがウェハＷのパターン間に残存することがある。ＤＩＷが残存すると、ＤＩＷの表面張力によってパターン倒壊が引き起こされるおそれがある。また、ＤＩＷが残存しないように多量のＩＰＡをウェハＷに供給すると、今度はＩＰＡの消費量が増加し、さらにはＩＰＡの供給に要する時間も増加し、結果として乾燥処理時間自体が長くなる。

そこで、本実施形態に係る処理ユニット１６では、リンス処理後のウェハＷに対し、ＤＩＷと反応してＯＨ基を含む反応物とＨ基を含む反応物とに変化する加水分解処理流体Ｈを供給して、ＤＩＷを分解する加水分解処理を行うようにした。これにより、ＤＩＷを効率よく除去することができ、パターンの倒壊を抑制することができる。

以下、上記した加水分解処理を含む乾燥処理の具体的な処理手順について、図５および図６Ａ〜図６Ｅを参照して詳しく説明する。

図５は、乾燥処理の具体的な処理手順を示す図である。また、図６Ａ〜図６Ｅは、乾燥処理を説明するための図である。なお、図６Ａ〜図６Ｅでは、理解し易くするため、ウェハＷを拡大して模式的に示している。

図５に示すように、乾燥処理では、リンス処理（図６Ａ参照）の終了後、ウェハＷの表面Ｗ１に残存するＤＩＷを加水分解処理流体Ｈで加水分解する加水分解処理と、加水分解処理の終了後、ウェハＷの表面Ｗ１に残存する加水分解処理流体ＨをＩＰＡに置換する置換処理と、置換処理の終了後、ウェハＷの乾燥を促進する乾燥促進処理とが行われる。なお、上記した加水分解処理、置換処理および乾燥促進処理が行われる時間は、それぞれ任意に設定可能である。

各処理について具体的に説明すると、まず、加水分解処理では、処理流体供給部４０のノズル４１ｃがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ６１ｃ（図３参照）が所定時間開放されることによって、ノズル４１ｃからウェハＷの表面Ｗ１に加水分解処理流体Ｈが供給される（図６Ｂ参照）。なお、加水分解処理において、ノズル４１ｃから供給される加水分解処理流体Ｈの流量は、たとえば１０〜１０００ｍｌ／ｍｉｎである。

これにより、ウェハＷの表面Ｗ１に残存するＤＩＷは、加水分解処理流体ＨによってＯＨ基を含む反応物とＨ基を含む反応物とに分解される。このように、本実施形態における乾燥処理では、リンス処理後のウェハＷに対して加水分解処理流体Ｈを供給し、ＤＩＷと反応して加水分解させるようにしたことから、ウェハＷの表面Ｗ１に残存するＤＩＷを効率よく除去することができる。そのため、ウェハＷのパターンＰの間にＤＩＷが残存し難くなり、よってＤＩＷの表面張力によって生じるパターンＰの倒壊を抑制することができる。

また、加水分解処理流体Ｈは、上述したように、ＤＩＷと反応して加水分解可能な流体であるが、ウェハＷの表面Ｗ１に対して影響を与えない流体、詳しくは、ウェハＷの表面Ｗ１を改質させない流体が好ましい。

加水分解処理につづいて置換処理が行われる。置換処理では、処理流体供給部４０のノズル４１ｄがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ６１ｄ（図３参照）が所定時間開放されることによって、ノズル４１ｄからウェハＷの表面Ｗ１にＩＰＡが供給される（図６Ｃ参照）。

これにより、ウェハＷの表面Ｗ１には、ＩＰＡの液膜が形成される。すなわち、ウェハＷの表面Ｗ１に残存する加水分解処理流体ＨがＩＰＡに置換される（図６Ｄ参照）。また、加水分解処理流体Ｈによって分解されたＯＨ基を含む反応物とＨ基を含む反応物とは、ＩＰＡによって洗い流される。なお、置換処理において、ノズル４１ｄから供給されるＩＰＡの流量は、たとえば１０〜３００ｍｌ／ｍｉｎである。

そして、ウェハＷの表面Ｗ１に残存するＩＰＡは、時間の経過に伴って徐々に揮発する。このように、加水分解処理は置換処理前に行われることから、加水分解処理においてウェハＷに供給された加水分解処理流体ＨをＩＰＡに置換して除去することができる。なお、上記した置換処理は、揮発性流体供給処理の一例である。

また、本実施形態では、ウェハＷに残存するＤＩＷを加水分解処理において除去することとしたため、たとえば、ＤＩＷが残存しないように多量のＩＰＡをウェハＷに供給する場合と比較して、ＩＰＡの消費量を少なくすることができる。また、ＩＰＡの消費量が少なくなるため、ＩＰＡの供給に要する時間が減少し、結果として乾燥処理時間を短縮することができる。

つづいて、乾燥促進処理が行われる。乾燥促進処理では、処理流体供給部４０のノズル４１ｅがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ６１ｅ（図３参照）が所定時間開放されることによって、ノズル４１ｅからウェハＷの表面Ｗ１にＮ２ガスが供給される（図６Ｅ参照）。かかるＮ２ガスおよびウェハＷの回転によって、ウェハＷの表面Ｗ１からＩＰＡが除去され、ウェハＷの表面Ｗ１が乾燥する。そして、ノズル６１ｅからのＮ２ガスの供給が停止されて、一連の乾燥処理が終了する。その後、ウェハＷの回転が停止する。

図４の説明に戻ると、上記した乾燥処理の後、処理ユニット１６では、基板搬出処理が行われる（ステップＳ１０５）。かかる基板搬出処理では、保持部３１（図３参照）に保持されたウェハＷが基板搬送装置１７へ渡される。かかる基板搬出処理が完了すると、１枚のウェハＷについての基板洗浄処理が完了する。

上述してきたように、第１の実施形態に係る基板処理システム１は、保持部３１と、リンス液供給部（ノズル４１ｂ）と、加水分解処理流体供給部（ノズル４１ｃ）と、制御部１８とを備える。保持部３１は、ウェハＷを保持する。リンス液供給部は、保持部３１によって保持されたウェハＷにＤＩＷを供給する。加水分解処理流体供給部は、保持部３１によって保持されたウェハＷに、ＤＩＷと反応してＯＨ基を含む反応物とＨ基を含む反応物とに変化する加水分解処理流体Ｈを供給する。制御部１８は、リンス液供給部からウェハＷにＤＩＷを供給して、ウェハＷに残存する残留物をＤＩＷで洗い流すリンス処理と、加水分解処理流体供給部からリンス処理後のウェハＷに対して加水分解処理流体Ｈを供給して、ＤＩＷを分解する加水分解処理とを行う。

これにより、ウェハＷからＤＩＷを効率よく除去することができるとともに、パターンＰの倒壊を抑制することができる。

なお、第１の実施形態における乾燥処理の処理手順は、図５に示すものに限定されるものではない。ここで、第１の実施形態における乾燥処理の処理手順の変形例について、図７を参照して説明する。

図７は、変形例に係る乾燥処理の処理手順を示す図である。図７に示すように、変形例における処理ユニット１６では、加水分解処理の後のみならず、加水分解処理の前にも、置換処理を行うようにした。すなわち、変形例では、リンス処理の終了後、置換処理（以下「第１置換処理」という）、加水分解処理、置換処理（以下「第２置換処理」という）、乾燥促進処理の順で、乾燥処理が行われる。

具体的には、まず、第１置換処理では、ウェハＷの表面Ｗ１に残存するＤＩＷがＩＰＡに置換される。次いで、たとえば、第１置換処理において、ＤＩＷの一部がＩＰＡに置換されなかった場合、その置換されなかったＤＩＷは、つづいて行われる加水分解処理において加水分解処理流体Ｈによって加水分解される。

そして、第２置換処理では、ウェハＷの表面Ｗ１に残存する加水分解処理流体ＨがＩＰＡに置換され、乾燥促進処理を経て、一連の乾燥処理が終了する。

このように、変形例における処理ユニット１６では、加水分解処理に先立って第１置換処理を行うことで、加水分解されるＤＩＷの量を予め減少させることができる。これにより、つづく加水分解処理では、ウェハＷの表面Ｗ１に残存するＤＩＷの量が減少していることから、ＤＩＷと効果的に反応して加水分解でき、結果としてウェハＷの表面Ｗ１からＤＩＷをより一層効率よく除去することができる。さらに、ＤＩＷの量が減少していることから、加水分解処理流体Ｈの量も減少させることができる。

（第２の実施形態）
次いで、第２の実施形態に係る基板処理システム１について説明する。図８は、第２の実施形態に係る基板処理システム１の処理ユニット１６において実行される乾燥処理の処理手順を示す図である。また、図９Ａ〜図９Ｄは、かかる乾燥処理を説明するための図である。なお、以下においては、第１の実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１の実施形態との相違点に焦点をおいて説明すると、第２の実施形態に係る処理ユニット１６にあっては、加水分解処理が、置換処理後に行われるようにした。

詳しくは、図８に示すように、第２の実施形態における乾燥処理では、リンス処理（図９Ａ参照）の終了後、まず置換処理が行われる。置換処理では、ウェハＷの表面Ｗ１にＩＰＡが供給される（図９Ｂ参照）。

これにより、ウェハＷの表面Ｗ１に残存するＤＩＷがＩＰＡに置換される（図９Ｃ参照）。このとき、たとえばＩＰＡの量によっては、パターンＰ間にＤＩＷが残存することがある。なお、図９Ｂおよび図９Ｃにおいては、残存したＤＩＷを符号「ＤＩＷ１」で示した。

そこで、第２の実施形態に係る処理ユニット１６にあっては、置換処理後に加水分解処理が行われる。具体的に加水分解処理では、ウェハＷの表面Ｗ１に加水分解処理流体Ｈが供給される（図９Ｄ参照）。このときの加水分解処理流体Ｈとしては、ＤＩＷと反応して加水分解する薬液を気化させた気体を用いることができる。

これにより、ウェハＷの表面Ｗ１に残存するＤＩＷ（たとえばＤＩＷ１）を、加水分解処理流体Ｈによって分解して、効率良く除去することができる。

なお、上記した加水分解処理は、置換処理によってウェハＷに形成されたＩＰＡの液膜が揮発し終わる前に開始されるのが好ましい。これにより、加水分解されたＤＩＷがＩＰＡに溶出することとなり、この加水分解されたＤＩＷが溶出されたＩＰＡが揮発することで、ＤＩＷをウェハＷから除去することができる。

また、図８に示すように、乾燥促進処理は、加水分解処理の開始と同じタイミングまたは略同じタイミングで開始される。すなわち、加水分解処理は、乾燥促進処理と並行して行われる。このように、加水分解処理と乾燥促進処理とを重複させて行うことで、乾燥処理時間を短縮することができる。

また、置換処理後にＤＩＷが残存した場合であっても、残存したＤＩＷは加水分解処理で除去されることから、置換処理におけるＩＰＡの量を、ＤＩＷが残存しないように多量のＩＰＡをウェハＷに供給する場合と比較して、少なくすることも可能となる。

また、上述したように、加水分解処理流体Ｈとして気体を用いるため、ウェハＷは加水分解処理流体ＨとＮ２ガスの両方によって乾燥させられることとなる。これにより、ウェハＷの乾燥をより一層促進させることができる。

なお、上述した第２の実施形態では、加水分解処理と乾燥促進処理とを同じまたは略同じタイミングで開始するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば加水分解処理を開始した後に乾燥促進処理を開始してもよく、逆に、乾燥促進処理を開始した後に加水分解処理を開始してもよい。

また、上述した第２の実施形態では、加水分解処理と乾燥促進処理とを並行して行うようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、加水分解処理が終了した後に乾燥促進処理を行ってもよい。また、乾燥促進処理が終了した後に加水分解処理を行ってもよい。

（第３の実施形態）
次いで、第３の実施形態に係る基板処理システム１について説明する。図１０は、第３の実施形態に係る基板処理システム１の処理ユニット１６において実行される乾燥処理の処理手順を示す図である。また、図１１Ａ〜図１１Ｄは、かかる乾燥処理を説明するための図である。

第１の実施形態との相違点に焦点をおいて説明すると、第３の実施形態に係る処理ユニット１６にあっては、加水分解処理が、置換処理および乾燥促進処理と並行して行われるようにした。

詳しくは、図１０に示すように、第３の実施形態における乾燥処理では、リンス処理（図１１Ａ参照）の終了後、まず、加水分解処理と置換処理とが開始される。すなわち、リンス処理後、加水分解処理と置換処理とが並行して行われる。

したがって、ウェハＷの表面Ｗ１には、加水分解処理流体ＨとＩＰＡとが供給される（図１１Ｂ参照）。なお、このときの加水分解処理流体Ｈとしては、第２の実施形態と同様、ＤＩＷと反応して加水分解する薬液を気化させた気体を用いることができる。

これにより、ウェハＷの表面Ｗ１に残存するＤＩＷは、加水分解処理流体Ｈによって分解される。また、ウェハＷの表面Ｗ１には、ＩＰＡも供給されることから、ウェハＷの表面Ｗ１に残存するＤＩＷはＩＰＡに置換される（図１１Ｃ参照）。

このように、ウェハＷの表面Ｗ１では、加水分解処理流体Ｈによる加水分解とＩＰＡの置換とが行われることから、残存するＤＩＷを除去することができる。

このとき、たとえば加水分解処理流体ＨやＩＰＡの量によっては、図１１Ｂおよび図１１Ｃにおいて符号ＤＩＷ１で示すように、パターンＰ間にＤＩＷが残存することがある。

そこで、第３の実施形態に係る処理ユニット１６にあっては、加水分解処理を置換処理後も継続して行うようにした。具体的には、置換処理後に乾燥促進処理が行われ、加水分解処理は、乾燥促進処理と並行して行われる。

したがって、ウェハＷの表面Ｗ１には、加水分解処理流体ＨとＮ２ガスとが供給される（図１１Ｄ参照）。これにより、ＤＩＷは、加水分解処理流体Ｈによって分解され、よってウェハＷの表面Ｗ１に残存するＤＩＷ（たとえばＤＩＷ１）を除去することができる。

また、ウェハＷの表面Ｗ１には、Ｎ２ガスも供給されることから、Ｎ２ガスおよびウェハＷの回転によって、ウェハＷの表面Ｗ１からＩＰＡが除去され、ウェハＷの表面Ｗ１が乾燥する。なお、加水分解処理流体Ｈとして気体を用いるため、ウェハＷの乾燥をより一層促進させることができる点は、第２の実施形態と同じである。

また、加水分解処理を、置換処理および乾燥促進処理と重複させて行うことで、乾燥処理全体の時間をより短縮することができる。

なお、上記では、加水分解処理が、置換処理から乾燥促進処理まで連続的に行われる例を示したが、これに限定されるものではなく、加水分解処理は断続的に行われるようにしてもよい。

なお、上述した第３の実施形態においては、加水分解処理と置換処理とを同じまたは略同じタイミングで開始するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば加水分解処理を開始した後に置換処理を開始してもよく、逆に、置換処理を開始した後に加水分解処理を開始してもよい。

また、上述した第２、第３の実施形態では、加水分解処理と乾燥促進処理とを同じまたは略同じタイミングで終了するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば加水分解処理の終了後に乾燥促進処理を終了してもよく、逆に、乾燥促進処理の終了後に加水分解処理を終了してもよい。

また、上述した第２、第３の実施形態では、加水分解処理に用いる加水分解処理流体Ｈとして気体を用いる場合の例を示したが、液体であってもよい。

加水分解処理流体Ｈが液体である場合、たとえば加水分解処理の終了後に乾燥促進処理を終了するのが好ましい。すなわち、加水分解処理流体Ｈの供給を停止させた後、Ｎ２ガスの供給を停止させるのが好ましい。これにより、ウェハＷに残存した加水分解処理流体ＨがＮ２ガスによって除去されることから、ウェハＷを効率よく乾燥させることができる。

また、上述した実施形態では、加水分解処理流体ＨとＮ２ガスとを別々のノズル４１ｃ，４１ｅからウェハＷに供給するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、第２、第３の実施形態においては、加水分解処理流体ＨとＮ２ガスとを混合し、混合した加水分解処理流体ＨとＮ２ガスとを一つのノズルからウェハＷに供給するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、加水分解処理流体ＨとＩＰＡとを別々のノズル４１ｃ，４１ｄからウェハＷに供給するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、第３の実施形態においては、加水分解処理流体ＨとＩＰＡとを混合し、混合した加水分解処理流体ＨとＩＰＡとを一つのノズルからウェハＷに供給するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、揮発性流体の一例としてＩＰＡを用いたが、揮発性流体は、ＩＰＡに限定されない。また、上述した実施形態では、乾燥気体の一例としてＮ２ガスを用いたが、乾燥気体はＮ２ガスに限定されない。また、上述した実施形態では、洗浄液の一例としてＤＨＦを用いたが、これに限られず、たとえばＳＣ１（アンモニア過水）などその他の洗浄液であってもよい。

また、上述した実施形態では、乾燥処理において、乾燥促進処理を行うようにしたが、ウェハＷに供給されたＩＰＡは揮発するため、乾燥促進処理を省略するようにしてもよい。かかる場合、乾燥気体であるＮ２ガスをウェハＷに供給するノズル４１ｅやＮ２供給源７１ｅなどを基板処理システム１から除去でき、システム構成を簡素化することが可能となる。

また、上述した実施形態では、リンス処理後に乾燥処理を行うようにしたが、これに限られず、たとえば、リンス処理と乾燥処理とが一部重複するようにして行われてもよい。

また、上述した実施形態では、乾燥気体としてＮ２ガスをウェハＷへ供給して乾燥する乾燥促進処理を行うようにしたが、乾燥促進処理はこれに限定されない。たとえば、乾燥促進処理において、ウェハＷの回転速度を所定時間増加させることによってウェハＷの表面Ｗ１に残存するＩＰＡや加水分解処理流体Ｈを振り切ることで、ウェハＷの乾燥を促進するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、基板処理システムが基板洗浄装置を備える場合の例について説明したが、基板処理システムは、基板洗浄装置以外の液処理装置を備えていてもよい。基板洗浄装置以外の液処理装置としては、たとえば、基板にレジストを塗布し、現像処理を行う現像装置などがある。すなわち、基板処理システムにおいて行われる液処理は、上述してきた基板洗浄処理に限らず、現像処理等の他の液処理を含んでいてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ ウェハ
１ 基板処理システム
４ 制御装置
１６ 処理ユニット
１８ 制御部
３１ 保持部
３０ 基板保持機構
４１ａ〜４１ｅ ノズル

Claims (9)

1. 基板に水を含むリンス液を供給して、前記基板に残存する残留物を前記リンス液で洗い流すリンス工程と、
   前記リンス工程後の基板に対し、前記リンス液と反応してＯＨ基を含む反応物とＨ基を含む反応物とに変化する加水分解処理流体を供給して、前記リンス液を分解する加水分解工程と
   を含むことを特徴とする基板処理方法。
2. 前記基板に揮発性流体を供給する揮発性流体供給工程
   をさらに含み、
   前記加水分解工程は、
   前記揮発性流体供給工程前に行われること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記基板に揮発性流体を供給する揮発性流体供給工程
   をさらに含み、
   前記加水分解工程は、
   前記揮発性流体供給工程後に行われること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
4. 前記加水分解工程は、
   前記揮発性流体供給工程によって前記基板に形成された前記揮発性流体の液膜が揮発し終わる前に開始されること
   を特徴とする請求項３に記載の基板処理方法。
5. 前記揮発性流体供給工程後に開始され、前記基板に乾燥気体を供給して、前記基板の乾燥を促進する乾燥促進工程
   をさらに含み、
   前記加水分解工程は、
   前記乾燥促進工程と並行して行われること
   を特徴とする請求項３または４に記載の基板処理方法。
6. 前記基板に揮発性流体を供給する揮発性流体供給工程
   をさらに含み、
   前記加水分解工程は、
   前記揮発性流体供給工程と並行して行われること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
7. 前記揮発性流体供給工程後に開始され、前記基板に乾燥気体を供給して、前記基板の乾燥を促進する乾燥促進工程
   をさらに含み、
   前記加水分解工程は、
   前記乾燥促進工程と並行して行われること
   を特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
8. 前記加水分解処理流体は、
   前記基板の表面を改質させない流体であること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の基板処理方法。
9. 基板を保持する保持部と、
   前記保持部によって保持された前記基板に水を含むリンス液を供給するリンス液供給部と、
   前記保持部によって保持された前記基板に、前記リンス液と反応してＯＨ基を含む反応物とＨ基を含む反応物とに変化する加水分解処理流体を供給する加水分解処理流体供給部と、
   前記リンス液供給部から前記基板に前記リンス液を供給して、前記基板に残存する残留物を前記リンス液で洗い流すリンス処理と、前記加水分解処理流体供給部から前記リンス処理後の前記基板に対して前記加水分解処理流体を供給して、前記リンス液を分解する加水分解処理とを行う制御部と
   を備えることを特徴とする基板処理システム。

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