JP2017183711A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板の一方主面を効率良く洗浄できる、基板処理方法および基板処理装置を提供すること。【解決手段】基板処理装置１は、スピンチャック５と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの裏面Ｗｂに向けてＦＯＭを吐出するためのＦＯＭノズル６と、ＦＯＭノズル６にＦＯＭを供給するＦＯＭ供給装置７と、基板Ｗの裏面Ｗｂに接触して当該裏面Ｗｂを洗浄するための洗浄ブラシ１０と、洗浄ブラシ１０を駆動するための洗浄ブラシ駆動ユニット１１とを含む。基板処理装置１は、基板Ｗの裏面ＷｂにＦＯＭを吐出するＦＯＭ供給工程と、ＦＯＭ供給工程の後に、基板Ｗの裏面Ｗｂに洗浄ブラシ１０を接触させることにより、当該裏面Ｗｂを洗浄するブラシ洗浄工程とを実行する。【選択図】図２

Description

この発明は、基板の主面を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
半導体装置の製造工程では、工程間における、半導体ウエハ等の基板の洗浄処理が不可欠である。基板を一枚ずつ洗浄する枚葉型の基板処理装置は、たとえば、基板をほぼ水平に保持しながら回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって保持されて回転されている基板の主面（たとえば上面）をスクラブするたとえばスポンジ状の洗浄ブラシと、スピンチャックによって保持されて回転されている基板に洗浄薬液を供給するノズルとを含む。
洗浄処理は、薬液のエッチング作用を利用して半導体ウエハ主面の異物を除去する処理を含む。下記特許文献１に記載のように、洗浄薬液としてＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）を用いて、シリコン基板からなる基板を処理する場合、ＳＣ１に含まれる過酸化水素成分の酸化作用により基板の主面が酸化されて、当該主面にシリコン酸化膜が形成する。そして、ＳＣ１に含まれるアンモニア成分によって、基板の主面のシリコン酸化膜が当該主面に付着している異物ごと除去される。加えて、基板の主面を洗浄ブラシでスクラブすることにより、基板の主面に付着している異物を効果的に除去できる。
特開２００６−２７８９５７号公報
しかしながら、洗浄薬液としてＳＣ１を用いる場合、酸化力の比較的弱い過酸化水素水で基板の主面を酸化するために、基板の主面に形成される酸化膜の量は少ない。すなわち、ＳＣ１によるエッチング性能（異物除去性能）はそれほど高くない。この場合、洗浄ブラシによる当該主面のスクラブを、ＳＣ１の供給と並行して行っても、洗浄効率は低い。したがって、洗浄対象の基板の主面に、大量の異物等が付着している場合には、当該主面を洗浄するのに長時間を要し、スループットが悪いという問題がある。
そこで、本発明の目的は、基板の一方主面を効率良く洗浄できる、基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、基板保持ユニット（５；２０５）に保持されている基板（Ｗ）の一方主面（Ｗｂ）に向けて、ノズル（６；２０６）から、フッ酸溶液にオゾンが溶解したオゾン含有フッ酸溶液を吐出するオゾン含有フッ酸溶液吐出工程（Ｓ５；Ｔ６）と、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に、または前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程に並行して、前記基板の前記一方主面に洗浄ブラシ（１０；２１０）を当接させて当該一方主面を洗浄するブラシ洗浄工程（Ｓ７；Ｔ９）とを含む、基板処理方法を提供する。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
この方法によれば、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に、または前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程に並行して、ブラシ洗浄工程が実行される。
オゾン含有フッ酸溶液吐出工程では、ノズルから吐出されたオゾン含有フッ酸溶液は、基板の一方主面に供給される。オゾン含有フッ酸溶液に含まれるオゾンの酸化作用により基板の一方主面に酸化膜が形成される。また、オゾン含有フッ酸溶液に含まれるフッ酸の酸化膜エッチング作用により、基板の一方主面に形成された酸化膜が当該一方主面から剥離（リフトオフ）される。これにより、基板の一方主面に付着または形成されている異物（パーティクル、不純物、当該一方主面の剥れ等）を除去したり、基板の一方主面に形成されている傷（欠け、凹み等）を除去したりできる。酸化力の強いオゾンを用いるから基板の一方主面に多量の酸化膜を形成でき、これにより、多量の酸化膜を基板の一方主面から剥離できる。これにより、基板の一方主面の異物および／または傷を効率良く除去できる。
また、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に、またはオゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に実行されるブラシ洗浄工程では、基板の一方主面に洗浄ブラシが当接されられることにより、剥離された異物が洗浄ブラシにより掻き取られる。これにより、剥離された異物を基板の一方主面から除去できる。これにより、基板の一方主面を効率良く洗浄できる。
請求項２に記載の発明は、前記ブラシ洗浄工程は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に実行される、請求項１に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後にブラシ洗浄工程が実行される。
オゾン含有フッ酸溶液吐出工程では、ノズルから吐出されたオゾン含有フッ酸溶液は、基板の一方主面に供給される。オゾン含有フッ酸溶液に含まれるオゾンの酸化作用により基板の一方主面に酸化膜が形成される。また、オゾン含有フッ酸溶液に含まれるフッ酸の酸化膜エッチング作用により、基板の一方主面に形成された酸化膜が当該一方主面から剥離（リフトオフ）される。これにより、基板の一方主面に付着または形成されている異物（パーティクル、不純物、当該一方主面の剥れ等）を除去したり、基板の一方主面に形成されている傷（欠け、凹み等）を除去したりできる。酸化力の強いオゾンを用いるから基板の一方主面に多量の酸化膜を形成でき、これにより、多量の酸化膜を基板の一方主面から剥離できる。これにより、基板の一方主面の異物および／または傷を効率良く除去できる。
オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に実行されるブラシ洗浄工程では、基板の一方主面に洗浄ブラシが当接されられることにより、剥離された異物が洗浄ブラシにより掻き取られる。これにより、剥離された異物を基板の一方主面から除去できる。
また、疎水化作用を有するフッ酸を含む薬液で基板の主面を処理する場合、当該薬液に含まれるフッ酸の働きによって基板の一方主面が疎水化されるおそれがある。基板の一方主面が疎水性を呈している状態で当該一方主面に洗浄ブラシが当接されると、洗浄ブラシにより掻き取られた異物が、当該洗浄ブラシを介して基板の一方主面に再付着するおそれがある。
これに対し本発明では、オゾン含有フッ酸溶液に含まれるオゾンが親水化作用を有することから、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程では、フッ酸による基板の一方主面の疎水化は抑制される。その結果、ブラシ洗浄工程の開始時に、基板の一方主面を親水性に保持することが可能である。これにより、洗浄ブラシを介した基板の一方主面への異物の再付着を抑制または防止できる。ゆえに、基板の一方主面を、より一層効率良く洗浄できる。
請求項３に記載の発明は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において前記ノズルから吐出される前記オゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度は、０．０１ｗｔ．％以上０．５ｗｔ．％以下である、請求項２に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、吐出されるオゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度が前記の範囲内であるので、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において、基板の一方主面の疎水化を抑制しながら、当該一方主面を良好に洗浄できる。これにより、洗浄ブラシを介した基板の一方主面への異物の再付着を抑制または防止できる。
前記オゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度が、０．０１ｗｔ．％未満であれば、基板の一方主面に形成された酸化膜を良好に剥離できないから、当該一方主面を良好に洗浄できない。また、前記オゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度が、０．５ｗｔ．％を超えると、当該オゾン含有フッ酸溶液に含まれるフッ酸が多量になり過ぎて、基板の一方主面を疎水化するおそれがある。
請求項４に記載の発明は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において前記ノズルから吐出される前記オゾン含有フッ酸溶液のオゾン濃度は、２２．５ｐｐｍ以上６７．２ｐｐｍ以下である、請求項２または３に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、吐出される前記オゾン含有フッ酸溶液のオゾン濃度が前記の範囲内であるので、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において、基板の一方主面を良好かつ安全に洗浄できる。
前記オゾン含有フッ酸溶液のオゾン濃度が、２２．５ｐｐｍ未満であれば、基板の一方主面を十分に酸化できず、酸化膜を良好に形成できないから、当該一方主面を良好に洗浄できない。また、オゾンの濃度が高くなるにつれて、オゾンの毒性が高くなるから、前記オゾン含有フッ酸溶液のオゾン濃度が６７．２ｐｐｍを超すことは、安全面の観点から望ましくない。また、オゾン濃度が６７．２ｐｐｍを超すと、前記オゾン含有フッ酸溶液に大量の気泡が含まれるため、基板処理に適さない。
請求項５に記載の発明は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において前記ノズルから吐出される前記オゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度は、０．０９３ｗｔ．％以上０．２２１ｗｔ．％以下である、請求項４に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、吐出されるオゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度が前記の範囲内であるので、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において、基板の一方主面の外周部に異物が再付着することなく、当該一方主面を良好に洗浄できる。
前記オゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度が、０．０９３ｗｔ．％未満であれば、基板の一方主面に形成された酸化膜を良好にリフトオフできないから、当該一方主面を良好に洗浄できない。また、前記オゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度が、０．２２１ｗｔ．％を超えると、基板の一方主面の外周部に多量のフッ酸が供給され、当該外周部が疎水性を呈するおそれがある。基板の一方主面の外周部が疎水性を呈している状態でブラシ洗浄工程が実行されると、洗浄ブラシを介して当該一方主面の外周部に異物が再付着するおそれがある。
請求項６に記載の発明は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において前記ノズルから吐出される前記オゾン含有フッ酸溶液のオゾン濃度は、２２．５ｐｐｍ〜４２．０ｐｐｍである、請求項４または５に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、吐出されるオゾン含有フッ酸溶液のオゾン濃度が前記の範囲内であるので、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において、基板の一方主面の外周部に異物が再付着することなく、当該一方主面を良好に洗浄できる。
前記オゾン含有フッ酸溶液のオゾン濃度が２２．５ｐｐｍ未満であれば、オゾン含有フッ酸溶液に含まれるオゾンが少ないために、基板の一方主面の外周部まで届かない。そのため、当該一方主面の外周部が、フッ酸による疎水化のために疎水性を呈するおそれがある。基板の一方主面の外周部が疎水性を呈している状態でブラシ洗浄工程が実行されると、当該一方主面の外周部に異物が再付着するおそれがある。また、オゾン濃度が４２．０ｐｐｍを超すと、前記オゾン含有フッ酸溶液に大量の気泡が含まれるため、基板処理に適さない。
請求項７に記載の発明は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程は、前記基板保持ユニットに保持されている前記基板の一方主面の中央部に向けてオゾン含有フッ酸溶液を吐出する工程を含み、前記基板処理方法は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程に並行して、前記基板を所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転工程をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板の一方主面の中央部に供給されたオゾン含有フッ酸溶液は、基板の回転による遠心力を受けて、基板の一方主面を外周部に向けて放射状に広がる。そのため、基板の一方主面の全域にオゾン含有フッ酸溶液を行き渡らせることができ、換言すると、基板の一方主面の全域にフッ酸およびオゾンを行き渡らせることができる。
請求項８に記載の発明は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後、前記基板の前記一方主面のオゾン含有フッ酸溶液を水で置換する水リンス工程をさらに含み、前記ブラシ洗浄工程は、前記水リンス工程と並行して実行される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板の一方主面には、水が供給される。これにより、洗浄ブラシにより掻き取られた異物を、水により洗い流すことができる。そのため、基板の一方主面に洗浄ブラシにより掻き取られた異物が残留することを防止できる。
また、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程に引き続いて水リンス工程を実行し、当該水リンス工程に並行してブラシ洗浄工程を実行する。したがって、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程と水リンス工程との間に他の工程を入れる場合と比較して、一連の洗浄処理に要する時間を短縮でき、これにより、スループットの向上を図ることができる。
請求項９に記載の発明は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程における前記オゾン含有フッ酸溶液の吐出流量、当該オゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度、当該オゾン含有フッ酸溶液のオゾン濃度、当該オゾン含有フッ酸溶液におけるフッ酸とオゾンとの成分比および／または、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程における前記基板の回転速度は、当該前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の終了時において前記基板の前記一方主面の全域にオゾンが行き渡るように設定されている、請求項８に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の少なくとも終了時において、基板の全面を親水面に保持することができる。これにより、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に実行されるブラシ洗浄工程における、基板の一方主面の外周部への異物の再付着を防止できる。
請求項１０に記載の発明は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程と並行して、他方主面（Ｗａ）への前記オゾン含有フッ酸溶液の回り込みを抑制または防止すべく、前記他方主面に保護流体を供給する保護流体供給工程（Ｓ４；Ｔ４）をさらに含む、請求項８または９に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、他方主面に供給される保護流体によって、基板の一方主面に供給されたオゾン含有フッ酸溶液が他方主面に回り込むことを抑制または防止できる。したがって、基板の他方主面を保護しながら、オゾン含有フッ酸溶液および洗浄ブラシを用いた洗浄処理を一方主面に施すことができる。
請求項１１に記載の発明は、前記基板は半導体基板（Ｗ）を含み、前記基板の前記他方主面は、デバイスを形成するためのデバイス形成面であり、前記基板の前記一方主面は、前記デバイスが形成されないデバイス非形成面である、請求項１０に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板のデバイス非形成面に対し、オゾン含有フッ酸溶液および洗浄ブラシを用いた洗浄処理を施すことができ、これにより、デバイス非形成面に付着または形成されている異物や当該デバイス非形成面に形成されている傷を除去できる。
また、基板のデバイス形成面に供給される保護流体によって、基板のデバイス形成面を保護できる。
したがって、基板のデバイス形成面を保護しながら、基板のデバイス非形成面に対し、オゾン含有フッ酸溶液および洗浄ブラシを用いた洗浄処理を施すことができる。
請求項１２に記載の発明は、前記保護流体供給工程は、前記他方主面に保護液を供給する保護液供給工程（Ｓ４）を含む、請求項１０または１１に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、他方主面に保護液が供給される。そのため、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程におけるオゾン含有フッ酸溶液の吐出流量の大小に拘らず、当該オゾン含有フッ酸溶液の基板の下面への回り込みを確実に防止できる。これにより、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程におけるオゾン含有フッ酸溶液の吐出流量を大流量とすることも可能である。オゾン含有フッ酸溶液の吐出流量を大流量とすることにより、当該オゾン含有フッ酸溶液に含まれるオゾンの量をリッチに保つことができるから、基板の一方主面の外周部までオゾンを届かせることができる。これにより、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に実行されるブラシ洗浄工程における、基板の一方主面の外周部への異物の再付着を防止できる。
請求項１３に示すように、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程における前記オゾン含有フッ酸溶液の吐出流量は、０．８リットル／分以上であることが好ましい。この場合、基板の一方主面の外周部までオゾンを届かせることができ、これにより、ブラシ洗浄工程における基板の一方主面の外周部への異物の再付着を防止できる。また、当該吐出流量は、１．０リットル／分以上であることがさらに好ましく、この場合、基板の一方主面の外周部に多量のオゾンを届かせることができ、これにより、ブラシ洗浄工程における基板の一方主面の外周部への異物の再付着をより一層確実に防止できる。
請求項１４に記載の発明は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後前記ブラシ洗浄工程に先立って、前記基板の前記一方主面にオゾン水を供給するオゾン水供給工程（Ｔ７）をさらに含む、請求項２〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後ブラシ洗浄工程に先立って、基板の一方主面にオゾン水が供給され、これにより、基板の一方主面の全域が親水化される。したがって、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程後に基板の一部が疎水性を呈していても、オゾン水の供給により、当該疎水性を呈している部分が親水性を呈するようになる。これにより、ブラシ洗浄工程における、基板の一方主面への異物の再付着を防止できる。
請求項１５に記載の発明は、前記基板保持工程は、前記基板を水平姿勢に保持させる工程を含み、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程は、前記基板の上面に前記オゾン含有フッ酸溶液を吐出する工程（Ｓ５，Ｔ６）を含み、前記ブラシ洗浄工程は、前記基板の前記上面を洗浄する工程（Ｓ７，Ｔ９）を含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において、基板の上面に対し、オゾン含有フッ酸溶液および洗浄ブラシを用いた処理を施すことができる。
請求項１６に記載の発明は、前記基板の前記一方主面は、シリコン成分を含むシリコン含有面を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、オゾン含有フッ酸溶液に含まれるオゾンの酸化作用により基板の一方主面にシリコン酸化膜が形成される。また、オゾン含有フッ酸溶液に含まれるフッ酸の酸化膜エッチング作用により、基板の一方主面に形成されたシリコン酸化膜が当該一方主面から剥離される。これにより、基板の一方主面に付着または形成されている異物（パーティクル、不純物、当該一方主面の剥れ等）を除去したり、基板の一方主面に形成されている傷（欠け、凹み等）を除去したりできる。酸化力の強いオゾンを用いるから基板の一方主面に多量のシリコン酸化膜を形成でき、これにより、多量のシリコン酸化膜を基板の一方主面からリフトオフできる。これにより、基板の一方主面の異物および／または傷を効率良く除去できる。
請求項１７に記載のように、前記基板の前記一方主面は、チタンナイトライドを含むチタンナイトライド含有面を含んでいてもよい。
請求項１８に記載のように、前記基板の前記一方主面は、イリジウム金属残渣を含むイリジウム金属残渣含有面を含んでいてもよい。
前記の目的を達成するための請求項１９に記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持ユニット（５；２０５）と、前記基板保持ユニットに保持されている基板の一方主面（Ｗｂ）に向けてオゾン含有フッ酸溶液を吐出するためのノズル（６；２０６）と、前記ノズルに、前記オゾン含有フッ酸溶液を供給するオゾン含有フッ酸溶液供給装置（７；２０７）と、前記一方主面に接触して当該一方主面を洗浄するための洗浄ブラシ（１０；２１０）と、前記洗浄ブラシを駆動するための洗浄ブラシ駆動ユニット（１１；２１１）とを含み、前記オゾン含有フッ酸溶液供給装置および前記洗浄ブラシ駆動ユニットを制御して、前記基板保持ユニットに保持されている前記基板の一方主面に向けて、前記ノズルから、フッ酸溶液にオゾンが溶解したオゾン含有フッ酸溶液を吐出するオゾン含有フッ酸溶液吐出工程（Ｓ５；Ｔ６）と、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に、または前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程に並行して、前記基板の前記一方主面に前記洗浄ブラシを当接させて当該一方主面を洗浄するブラシ洗浄工程（Ｓ７；Ｔ９）とを実行する制御装置（３；２０３）を含む、基板処理装置（１；２０１；３０１）を提供する。
この構成によれば、ノズルから吐出されたオゾン含有フッ酸溶液は、基板の一方主面に供給される。オゾン含有フッ酸溶液に含まれるオゾンの酸化作用により基板の一方主面に酸化膜が形成される。また、オゾン含有フッ酸溶液に含まれるフッ酸の酸化膜エッチング作用により、基板の一方主面に形成された酸化膜が当該一方主面から剥離（リフトオフ）される。これにより、基板の一方主面に付着または形成されている異物（パーティクル、不純物、当該一方主面の剥れ等）を除去したり、基板の一方主面に形成されている傷（欠け、凹み等）を除去したりできる。酸化力の強いオゾンを用いるから基板の一方主面に多量の酸化膜を形成でき、これにより、多量の酸化膜を基板の一方主面から剥離できる。これにより、基板の一方主面の異物および／または傷を効率良く除去できる。
その後、基板の一方主面に洗浄ブラシが当接されられることにより、剥離された異物が洗浄ブラシにより掻き取られる。これにより、剥離された異物を基板の一方主面から除去できる。
一方、オゾン含有フッ酸溶液に含まれるフッ酸によって、基板の一方主面が疎水化されるおそれがある。基板の一方主面が疎水性を呈している状態で、当該一方主面に洗浄ブラシが当接されると、洗浄ブラシにより掻き取られた異物が基板の一方主面に再付着するおそれがある。
しかしながら、オゾン含有フッ酸溶液に含まれるオゾンの親水化作用により、オゾン含有フッ酸溶液に含まれるフッ酸による、基板の一方主面の疎水化が阻止される。その結果、オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の終了後に基板の一方主面の全域を親水性に保持できる。すなわち、ブラシ洗浄工程の開始時に、基板の一方主面の全域を親水性に保持される。これにより、洗浄ブラシを介した基板の一方主面への異物の再付着を抑制または防止できる。
以上により、基板の一方主面を効率良く洗浄できる。
請求項２０に記載の発明は、前記ノズル（６；２０６）は、フッ酸溶液とオゾン水とを混合して前記オゾン含有フッ酸溶液を生成するための混合室（３５，２３５）と、前記混合室で生成された前記オゾン含有フッ酸溶液を吐出するための吐出口（３７，２３７）を有し、前記オゾン含有フッ酸溶液供給装置は、フッ酸溶液供給源からの前記フッ酸溶液を前記混合室に供給するフッ酸配管（２３；１２３）と、オゾン水供給源からの前記オゾン水を前記混合室に供給するオゾン水配管（２４；１２４）とを含む、請求項１９に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、オゾン含有フッ酸溶液を基板に供給する際には、フッ酸溶液およびオゾン水が混合室に供給される。混合室で、フッ酸溶液およびオゾン水が混合室で混合され、オゾン含有フッ酸溶液が生成される。これにより、簡単な構成で、ノズルからオゾン含有フッ酸溶液を吐出できる。
また、ノズルの内部でフッ酸溶液とオゾン水とを混合するので、混合直後（生成直後）のオゾン含有フッ酸溶液をノズルから吐出できる。フッ酸溶液に溶解されたオゾンは、溶解直後から分解を開始するのであるが、混合直後（生成直後）のオゾン含有フッ酸溶液をノズルから吐出できるので、オゾンの分解が進んでいないオゾン含有フッ酸溶液を、基板に供給できる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。 図２は、前記基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図３は、ＦＯＭノズルの構成を示す図解的な断面図である。 図４は、洗浄ブラシの移動を説明するための図解的な平面図である。 図５は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図６は、前記基板処理装置によって実行される洗浄処理の一例を説明するための流れ図である。 前記洗浄処理の一例を説明するための図解的な図である。 図７Ｂに続く工程を説明するための図解的な図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図９は、前記基板処理装置に備えられたスピンチャックのより具体的な構成を説明するための平面図である。 図１０は、図９の構成の底面図である。 図１１は、図９の切断面線XI−XIから見た断面図である。 図１２は、図１１の構成の一部を拡大して示す拡大断面図である。 図１３は、スピンチャックに備えられた可動ピンの近傍の構成を拡大して示す断面図である。 図１４は、ＦＯＭノズルの構成を示す図解的な断面図である。 図１５は、洗浄ブラシの移動を説明するための図解的な平面図である。 図１６は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図１７は、前記基板処理装置によって実行される洗浄処理の一例を説明するための流れ図である。 図１８Ａ−１８Ｂは、前記洗浄処理の一例を説明するための図解的な図である。 図１８Ｃ−１８Ｄは、図１８Ｂに続く工程を説明するための図解的な図である。 図１８Ｅ−１８Ｆは、図１８Ｄに続く工程を説明するための模式的な図である。 図１９は、基板の外周部における、ＦＯＭおよび不活性ガスの流れを示す断面図である。 図２０は、第１の洗浄試験の試験結果を示すグラフである。 図２１Ａは、第２の洗浄試験の試験結果を示すグラフである。 図２１Ｂ−２１Ｃは、第２の洗浄試験の試験結果を示す画像図である。 図２１Ｄは、第２の洗浄試験の試験結果を示す画像図である。 図２２は、第３の洗浄試験の試験結果を示すグラフである。 図２３Ａは、第４の洗浄試験の試験結果を示すグラフである。 図２３Ｂ−２３Ｃは、第４の洗浄試験の試験結果を示す画像図である。 図２４は、本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図２５Ａ−２５Ｃは、前記基板処理装置によって実行される洗浄処理の一例を説明するための図解的な図である。 図２５Ｄ−２５Ｅは、図２５Ｃに続く工程を説明するための図解的な図である。 図２６は、前記洗浄処理の他の例を説明するための図解的な図である。 図２７は、第５の洗浄試験の試験結果を示す図である。
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置１の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハ（半導体基板）からなる円板状の基板Ｗを、処理液や処理ガスによって一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、複数のキャリアＣを保持するロードポートＬＰと、基板Ｗの姿勢を上下反転させる反転ユニットＴＵと、基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２とを含む。ロードポートＬＰおよび処理ユニット２は、水平方向に間隔を空けて配置されている。反転ユニットＴＵは、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で搬送される基板Ｗの搬送経路上に配置されている。
基板処理装置１は、図１に示すように、さらに、ロードポートＬＰと反転ユニットＴＵとの間に配置されたインデクサロボットＩＲと、反転ユニットＴＵと処理ユニット２との間に配置されたセンターロボットＣＲと、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置３とを含む。インデクサロボットＩＲは、ロードポートＬＰに保持されているキャリアＣから反転ユニットＴＵに複数枚の基板Ｗを一枚ずつ搬送し、反転ユニットＴＵからロードポートＬＰに保持されているキャリアＣに複数枚の基板Ｗを一枚ずつ搬送する。同様に、センターロボットＣＲは、反転ユニットＴＵから処理ユニット２に複数枚の基板Ｗを一枚ずつ搬送し、処理ユニット２から反転ユニットＴＵに複数枚の基板Ｗを一枚ずつ搬送する。センターロボットＣＲは、さらに、複数の処理ユニット２の間で基板Ｗを搬送する。
インデクサロボットＩＲは、基板Ｗを水平に支持するハンドＨ１を備えている。インデクサロボットＩＲは、ハンドＨ１を水平に移動させる。さらに、インデクサロボットＩＲは、ハンドＨ１を昇降させ、当該ハンドＨ１を鉛直軸線まわりに回転させる。同様に、センターロボットＣＲは、基板Ｗを水平に支持するハンドＨ２を備えている。センターロボットＣＲは、ハンドＨ２を水平に移動させる。さらに、センターロボットＣＲは、ハンドＨ２を昇降させ、当該ハンドＨ２を鉛直軸線まわりに回転させる。
キャリアＣには、デバイス形成面である基板Ｗの表面Ｗａが上に向けられた状態（上向き姿勢）で基板Ｗが収容されている。制御装置３は、インデクサロボットＩＲによって、表面Ｗａが上向きの状態でキャリアＣから反転ユニットＴＵに基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置３は、反転ユニットＴＵによって、基板Ｗを反転させる。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂが上に向けられる。その後、制御装置３は、センターロボットＣＲによって、裏面Ｗｂが上向きの状態で反転ユニットＴＵから処理ユニット２に基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置３は、処理ユニット２によって基板Ｗの裏面Ｗｂを処理させる。
基板Ｗの裏面Ｗｂが処理された後は、制御装置３は、センターロボットＣＲによって、裏面Ｗｂが上向きの状態で処理ユニット２から反転ユニットＴＵに基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置３は、反転ユニットＴＵによって、基板Ｗを反転させる。これにより、基板Ｗの表面Ｗａが上に向けられる。その後、制御装置３は、インデクサロボットＩＲによって、表面Ｗａが上向きの状態で反転ユニットＴＵからキャリアＣに基板Ｗを搬送させる。これにより、処理済みの基板ＷがキャリアＣに収容される。制御装置３は、インデクサロボットＩＲ等にこの一連動作を繰り返し実行させることにより、複数枚の基板Ｗを一枚ずつ処理させる。
図２は、基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の構成例を説明するための図解的な断面図である。図３は、ＦＯＭノズル（ノズル）６の構成を示す図解的な断面図である。図４は、洗浄ブラシ１０の移動を説明するための図解的な平面図である。
処理ユニット２は、内部空間を有する箱形の処理チャンバー４と、処理チャンバー４内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持して、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック（基板保持ユニット）５と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面（裏面（一方主面）Ｗｂ）に向けて、オゾン含有フッ酸溶液（以下、ＦＯＭという）を吐出するためのＦＯＭノズル６と、ＦＯＭノズル６にＦＯＭを供給するためのＦＯＭ供給装置７と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に水を供給するための水供給ユニット８と、基板Ｗの上面（裏面Ｗｂ）に接触して当該上面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシ１０と、洗浄ブラシ１０を駆動するための洗浄ブラシ駆動ユニット１１と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの下面（表面（他方主面）Ｗａ）に保護液を供給するための保護液供給ユニット１２と、スピンチャック５を取り囲む筒状の処理カップ（図示しない）とを含む。
処理チャンバー４は、箱状の隔壁（図示しない）と、隔壁の上部から隔壁内（処理チャンバー４内に相当）に清浄空気を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット。図示しない）と、隔壁の下部から処理チャンバー４内の気体を排出する排気装置（図示しない）とを含む。ＦＦＵおよび排気装置により、処理チャンバー４内にダウンフロー（下降流）が形成される。
スピンチャック５として、基板Ｗを水平方向に挟んで基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック５は、スピンモータ１５と、このスピンモータ１５の駆動軸と一体化されたスピン軸１６と、スピン軸１６の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース１７とを含む。
スピンベース１７は、基板Ｗの外径よりも大きな外径を有する水平な円形の上面１７ａを含む。上面１７ａには、その周縁部に複数個（３個以上。たとえば６個）の挟持部材１８が配置されている。複数個の挟持部材１８は、スピンベース１７の上面１７ａの周縁部において、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けてたとえば等間隔に配置されている。
スピン軸１６は、鉛直に配置された中空軸であり、その内部には、上下に延びる下面供給配管１９が挿通されている。下面供給配管１９には、保護液が供給されるようになっている。また、下面供給配管１９の上端部には、下面供給配管１９に供給された保護液を吐出する下面ノズル２０が形成されている。
保護液として、たとえば水が採用される。水は、たとえば脱イオン水（ＤＩＷ）である。ＤＩＷに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
図２に示すように、ＦＯＭノズル６は、たとえば、連続流の状態でＦＯＭおよびオゾン水を選択的に吐出するストレートノズルであり、基板Ｗの上面に垂直な方向に処理液を吐出する垂直姿勢で、水平方向に延びるノズルアーム２１の先端部に取り付けられている。なお、ＦＯＭノズル６は、吐出口３７（図３参照）よりも内方（回転軸線Ａ１側）の位置にＦＯＭまたはオゾン水が着液するように基板Ｗの上面に対して傾いた吐出方向にＦＯＭまたはオゾン水が吐出される内向き姿勢でノズルアーム２１に保持されていてもよいし、吐出口３７よりも外方（回転軸線Ａ１とは反対側）の位置にＦＯＭまたはオゾン水が着液するように基板Ｗの上面に対して傾いた吐出方向にＦＯＭまたはオゾン水を吐出する外向き姿勢でノズルアーム２１に保持されていてもよい。ノズルアーム２１には、ノズル移動ユニット２２が結合されている。
ノズル移動ユニット２２は、揺動軸線（図示しない）まわりにノズルアーム２１を回動させることにより、平面視で基板Ｗの上面の中央部を通る軌跡に沿ってＦＯＭノズル６を水平に移動させる。ノズル移動ユニット２２は、ＦＯＭノズル６から吐出されたＦＯＭまたはオゾン水が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、ＦＯＭノズル６が平面視でスピンチャック５の周囲に設定されたホーム位置との間で、ＦＯＭノズル６を水平に移動させる。さらに、ノズル移動ユニット２２は、ＦＯＭノズル６から吐出されたＦＯＭまたはオゾン水が基板Ｗの上面の中央部に着液する中央位置と、ＦＯＭノズル６から吐出されたＦＯＭまたはオゾン水が基板Ｗの上面の外周部に着液する周縁位置との間で、ＦＯＭノズル６を水平に移動させる。中央位置および周縁位置は、いずれも処理位置である。また、基板Ｗの上面（裏面Ｗｂ）の外周部は、たとえば、直径３００ｍｍの基板Ｗの上面（裏面Ｗｂ）において、当該基板Ｗの周縁に沿う幅１０ｍｍ程度の環状領域である。
ＦＯＭ供給装置７は、ＦＯＭノズル６に接続され、希フッ酸供給源（図示しない）からの希フッ酸（濃度の薄いフッ酸水溶液）が供給されるフッ酸配管２３と、オゾン水供給源（たとえばオゾン発生装置を含む構成。図示しない）からのオゾン水が供給されるオゾン水配管２４とを含む。
フッ酸配管２３の途中部には、フッ酸配管２３を開閉するためのフッ酸バルブ２５、およびフッ酸流量調整バルブ２６が介装されている。フッ酸バルブ２５は、制御装置３による制御により開閉される。図示はしないが、フッ酸流量調整バルブ２６は、弁座が内部に設けられたバルブボディと、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他の流量調整バルブについても同様である。
オゾン水配管２４の途中部には、オゾン水配管２４を開閉するためのオゾン水バルブ２７と、オゾン水配管２４の開度を調整して、オゾン水配管２４の流通流量を調整するオゾン水流量調整バルブ２８とが介装されている。ＦＯＭノズル６にはオゾン水がオゾン水配管２４を通して供給される。
図３に示すように、ＦＯＭノズル６は、たとえば、いわゆるストレートノズルの構成を有している。ＦＯＭノズル６は、略円筒状をなすケーシング３１を備える。ＦＯＭノズル６は、ケーシング３１の中心軸線が鉛直方向に延びる鉛直姿勢で、ノズルアーム２１（図２参照）に取り付けられている。ケーシング３１は、第１の円筒部３８と、第１の円筒部３８よりも小径でかつ第１の円筒部３８と同軸の円筒形状の第２の円筒部３９とを備える。第２の円筒部３９が第１の円筒部３８よりも小径であるので、第２の円筒部３９内の内部の流路断面は、第１の円筒部３８の流路断面よりも小面積である。第１の円筒部３８および第２の円筒部３９は鉛直方向に沿う内壁を有している。
ケーシング３１の第１の円筒部３８の下部分には、希フッ酸を導入するためのフッ酸導入口３２と、オゾン水を導入するためのオゾン水導入口３３とが形成されている。フッ酸導入口３２およびオゾン水導入口３３の位置関係は、図３に示すように、フッ酸導入口３２がオゾン水導入口３３よりも上方に配置されていてもよいし、その逆であってもよい。
フッ酸バルブ２５（図２参照）およびオゾン水バルブ２７（図２参照）が開かれると、フッ酸配管２３からの希フッ酸が、フッ酸導入口３２から混合室３５へと供給されるとともに、オゾン水配管２４からのオゾン水が、オゾン水導入口３３から混合室３５へと供給される。混合室３５に流入した希フッ酸およびオゾン水は、混合室３５の下部分において十分に混合（攪拌）される。この混合によって、希フッ酸とオゾン水とが均一に混ざり合い、フッ酸およびオゾンの混合液（ＦＯＭ）が生成される。ケーシング３１の第２の円筒部３９の先端（下端）には、生成されたＦＯＭを外部空間３６に向けて吐出するための吐出口３７を有している。混合室３５において生成されたＦＯＭは、第２の円筒部３９の内部を通って、吐出口３７から吐出される。これにより、簡単な構成で、ＦＯＭノズルからＦＯＭを吐出できる。
また、ＦＯＭノズル６の内部で希フッ酸とオゾン水とを混合するので、混合直後（生成直後）のＦＯＭを、ＦＯＭノズル６から吐出できる。希フッ酸に溶解されたオゾンは、溶解直後から分解を開始するのであるが、混合直後（生成直後）のオゾン含有フッ酸溶液をＦＯＭノズル６から吐出できるので、オゾンの分解が進んでいないＦＯＭを、基板Ｗに供給できる。
水供給ユニット８は水ノズル４１を含む。水ノズル４１は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック５の上方で、その吐出口３７を基板Ｗの上面の中央部に向けて固定的に配置されている。水ノズル４１には、水供給源からの水が供給される水配管４２が接続されている。水配管４２の途中部には、水ノズル４１からの水の供給／供給停止を切り換えるための水バルブ４３が介装されている。水バルブ４３が開かれると、水配管４２から水ノズル４１に供給された連続流の水が、水ノズル４１の下端に設定された吐出口３７から吐出される。また、水バルブ４３が閉じられると、水配管４２から水ノズル４１への水の供給が停止される。水は、たとえば脱イオン水（ＤＩＷ）である。ＤＩＷに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
なお、水ノズル４１は、それぞれ、スピンチャック５に対して固定的に配置されている必要はなく、たとえば、スピンチャック５の上方において水平面内で揺動可能なアームに取り付けられて、このアームの揺動により基板Ｗの上面における水の着液位置がスキャンされる、いわゆるスキャンノズルの形態が採用されてもよい。
保護液供給ユニット１２は、前述の下面供給配管１９および下面ノズル２０と、下面供給配管１９に接続された保護液配管４４と、保護液配管４４を開閉するための保護液バルブ４５と、保護液配管４４の開度を調整して、保護液配管４４の流通流量を調整するための保護液流量調整バルブ４６とを含む。下面ノズル２０から吐出される保護液としての水は、たとえば脱イオン水（ＤＩＷ）である。ＤＩＷに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。保護液バルブ４５が開かれると、保護液配管４４および下面供給配管１９を介して下面ノズル２０に保護液が供給される。下面ノズル２０は、供給された保護液をほぼ鉛直上向きに吐出し、下面ノズル２０から吐出された処理液は、スピンチャック５に保持された基板Ｗの下面中央部に対してほぼ垂直に入射する。下面ノズル２０から吐出される保護液の流量は、保護液流量調整バルブ４６によって調節されるようになっている。
洗浄ブラシ１０は、たとえばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなるスポンジ状のスクラブ部材であり、円柱状をなしている。洗浄ブラシ１０は、その下面に、平坦状の洗浄面１０ａを有している。洗浄面１０ａが、基板Ｗの上面と接触する接触面として機能する。
洗浄ブラシ駆動ユニット１１は、洗浄ブラシ１０を先端部に保持する揺動アーム４７と、揺動アーム４７を駆動するためのアーム駆動ユニット４８とを含む。アーム駆動ユニット４８は、揺動アーム４７を、鉛直方向に延びる揺動軸線Ａ２回りに揺動させたり、揺動アーム４７を上下動させたりすることができるように構成されている。この構成により、基板Ｗがスピンチャック５に保持されて回転しているときに、洗浄ブラシ１０を、基板Ｗの上方の位置と、スピンチャック５の側方に設定されたホーム位置との間で水平に移動させることができる。
さらに、洗浄ブラシ１０の洗浄面１０ａを基板Ｗの上面に押し付け、洗浄ブラシ１０の押付け位置を、図４に示すように、基板Ｗの中央部（図４にて実線で示す位置）と、基板Ｗの外周部（図４にて二点鎖線で示す）との間で基板Ｗの半径方向に移動(スキャン)させることもできる。
このスクラブ洗浄の際に、水ノズル４１から水（たとえば純水（deionized Ｗａter：脱イオン水））が供給されることによって、基板Ｗの上面（裏面Ｗｂ）の異物が取れやすくなり、また、洗浄ブラシ１０によって擦り落とされた異物を基板Ｗ外へと排出することができる。
図５は、基板処理装置１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータ１５、ノズル移動ユニット２２、アーム駆動ユニット４８等の動作を制御する。さらに、制御装置３は、 フッ酸バルブ２５、フッ酸流量調整バルブ２６、オゾン水バルブ２７、オゾン水流量調整バルブ２８、水バルブ４３、保護液バルブ４５、保護液流量調整バルブ４６等の開閉動作等を制御する。
図６は、処理ユニット２によって実行される洗浄処理の一例を説明するための流れ図である。図７Ａ〜７Ｅは、洗浄処理の一例を説明するための図解的な図である。
図１、図２、図５および図６を参照しながら説明する。また、図７Ａ〜７Ｅについては適宜参照する。なお、図７Ｂ〜７Ｅでは、説明の関係上、スピンベース１７および挟持部材１８の構成は省略して記載している。
処理ユニット２は、たとえば、アニール装置や成膜装置等の前処理装置で処理された後の基板Ｗ（以下、「未洗浄基板」とい場合がある。）Ｗを洗浄対象としている。基板Ｗの一例として円形のシリコン基板を挙げることができる。基板Ｗは、大型基板（たとえば、外径３００ｍｍの円形基板）であってもよい。処理ユニット２は、基板Ｗにおける表面Ｗａ（他方主面。デバイス形成面）と反対側の裏面Ｗｂ（一方主面。デバイス非形成面）を、洗浄するための枚葉式の洗浄処理ユニットである。
処理ユニット２に搬入される基板Ｗの裏面Ｗｂは、シリコン基板Ｗのベアシリコン面である。処理対象面は、ポリシリコンおよびアモルファスシリコンの少なくとも一つを含んでいてもよい。この実施形態では、基板Ｗの裏面Ｗｂには、たとえば前処理装置におけるチャック痕（たとえば、静電チャックによるチャック痕）が形成されている。このチャック痕は、基板Ｗの裏面Ｗｂにおける欠け、凹み等の傷や、当該裏面Ｗｂの部分的な剥れを含む。このチャック痕は、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域に形成されている。処理ユニット２は、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されているチャック痕を洗浄により除去する。また、この洗浄処理は、基板Ｗの裏面Ｗｂからチャック痕を完全に除去するまでを目的としておらず、チャック痕の大部分が基板Ｗの裏面Ｗｂから除去することを、その目的としている。
未洗浄基板Ｗが収容されたキャリアＣは、前処理装置から基板処理装置１に搬送され、ロードポートＬＰに載置される。キャリアＣには、基板Ｗの表面Ｗａを上に向けた状態で基板Ｗが収容されている。制御装置３は、インデクサロボットＩＲによって、表面Ｗａが上向きの状態でキャリアＣから反転ユニットＴＵに基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置３は、搬送されてきた基板Ｗを、反転ユニットＴＵによって反転させる（Ｓ１：基板反転）。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂが上に向けられる。その後、制御装置３は、センターロボットＣＲのハンドＨ２によって、反転ユニットＴＵから基板Ｗを取り出し、その裏面Ｗｂを上方に向けた状態で処理ユニット２内に搬入させる（ステップＳ２）。処理ユニット２内に搬入された未洗浄基板Ｗは、スピンチャック５に受け渡され、挟持部材１８が挟持姿勢に切り換えられることにより、スピンチャック５に保持される（基板保持工程）。図７Ａに示すように、基板Ｗは、その表面Ｗａを下方に向け、かつその裏面Ｗｂを上方に向けた状態でスピンチャック５に保持される。
基板Ｗの搬入に先立って、ＦＯＭノズル６は、スピンチャック５の側方に設定されたホーム位置に退避させられている。また、洗浄ブラシ１０も、スピンチャック５の側方に設定されたホーム位置に退避させられている。スピンチャック５に基板Ｗが保持された後、制御装置３は、スピンモータ１５を駆動してスピンベース１７の回転を開始し、これによって、図７Ｂに示すように基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる（ステップＳ３）。基板Ｗの回転速度は、予め定める液処理速度（３００〜１５００ｒｐｍの範囲内で、たとえば５００ｒｐｍ）まで上昇させられ、その液処理速度に維持される。
基板Ｗの回転速度が液処理速度に達すると、次いで、制御装置３は、保護液の供給を開始する（Ｓ４：保護液供給工程）。具体的には、制御装置３は、保護液バルブ４５を開く。これにより、保護液配管４４からの保護液が下面ノズル２０に供給され、図７Ｂに示すように、下面ノズル２０から上方に向けて保護液が吐出される。下面ノズル２０から吐出された保護液は、基板Ｗの表面Ｗａの中央部に着液する。このときの保護液の吐出流量は、保護液流量調整バルブ４６により０．５（リットル／分）程度に設定されている。基板Ｗの表面Ｗａに供給された保護液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの全域に拡がり、基板Ｗの表面Ｗａに、当該表面Ｗａの全域を覆う保護液の液膜ＬＦ１が形成される。この保護液の液膜によって、デバイス形成面である、基板Ｗの表面Ｗａが保護される。基板Ｗの表面Ｗａを流れる保護液は、基板Ｗの外周部から基板Ｗの側方に向けて飛散する。
保護液の吐出開始から予め定める期間（基板Ｗの表面Ｗａに保護液の液膜ＬＦ１が形成されるのに十分な期間）が経過すると、次いで、制御装置３は、ＦＯＭを基板Ｗの裏面Ｗｂに供給するオゾン含有フッ酸溶液供給工程（以下、「ＦＯＭ供給工程」という）を行う（ステップＳ５）。ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）では、制御装置３は、ノズル移動ユニット２２を制御することにより、ＦＯＭノズル６をホーム位置から中央位置に移動させる。これにより、ＦＯＭノズル６が基板Ｗの中央部の上方に配置される。ＦＯＭノズル６が基板Ｗの上方に配置された後、制御装置３は、フッ酸バルブ２５および水バルブ４３を同時に開く。これにより、フッ酸配管２３の内部を流通する希フッ酸がＦＯＭノズル６に供給されると共に、オゾン水配管２４を流通するオゾン水がＦＯＭノズル６に供給される。そして、ＦＯＭノズル６のケーシング内において希フッ酸とオゾン水とが混合され、ＦＯＭが生成される。図７Ｃに示すように、そのＦＯＭが、ＦＯＭノズル６の吐出口３７から吐出され、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に着液する。基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に供給されたＦＯＭは、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの裏面Ｗｂを外周部に向けて放射状に広がる。そのため、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域にＦＯＭが行き渡らせることができ、換言すると、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域にフッ酸およびオゾンを行き渡らせることができる。その結果、図７Ｃに示すように、基板Ｗの裏面Ｗｂ全域を覆うＦＯＭの液膜ＬＦ２が基板Ｗ上に形成される。
基板Ｗの裏面ＷｂにＦＯＭが供給されると、ＦＯＭに含まれるオゾンの酸化作用により、シリコン基板である基板Ｗの裏面Ｗｂにシリコン酸化膜が形成される。また、ＦＯＭに含まれるフッ酸の酸化膜エッチング作用により、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されたシリコン酸化膜が当該裏面Ｗｂから剥離（リフトオフ）される。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されている傷（欠け、凹み等）が除去される。加えて、基板Ｗの裏面Ｗｂから異物（パーティクル、不純物、当該基板Ｗの裏面Ｗｂの剥れ等）も除去される。すなわち、基板Ｗの裏面Ｗｂを洗浄できる。
また、洗浄薬液としてＦＯＭを用いる場合には、洗浄薬液としてＳＣ１を用いる場合と比較して、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されるシリコン酸化膜の量を多くすることができ、したがって、高いエッチング性能（異物除去性能）を発揮する。加えて、ＦＯＭに含まれるオゾン水は、ＳＣ１に含まれる過酸化水素と比較して、ランニングコストが低い。これにより、洗浄処理に要するコストの低減を図ることができる。
ＦＯＭノズル６から吐出されるＦＯＭのフッ酸濃度は、０．０１ｗｔ．％以上０．５ｗｔ．％以下である。より好ましくは、０．０９３ｗｔ．％以上０．２２１ｗｔ．％以下である。吐出されるＦＯＭのフッ酸濃度が、０．０９３ｗｔ．％未満であれば、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されたシリコン酸化膜を良好にリフトオフできないから、基板Ｗの裏面Ｗｂを良好に洗浄できない。また、吐出されるＦＯＭのフッ酸濃度が、０．２２１ｗｔ．％を超えると、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に多量のフッ酸が供給され、当該外周部が疎水性を呈するおそれがある。
すなわち、疎水化作用を有するフッ酸を含む薬液で基板Ｗの裏面Ｗｂを処理する場合、当該薬液に含まれるフッ酸の働きによって基板Ｗの裏面Ｗｂが疎水化されるおそれがある。具体的には、フッ酸溶液に溶解されたオゾンは、溶解直後から分解を開始するため、回転状態にある基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に向けてＦＯＭを吐出する場合、ＦＯＭの吐出流量および／またはＦＯＭのオゾン濃度によっては、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）中に、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部にまでオゾンが届かないおそれがある。この場合、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に達したフッ酸により、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が疎水性を呈するおそれがある。とくに、基板Ｗの裏面Ｗｂに供給されるＦＯＭのフッ酸濃度が高い場合には、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に専らフッ酸が届くことにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が疎水性を呈する可能性が高くなる。
そして、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が疎水性を呈している状態で洗浄ブラシ１０によるスクラブが実行されると、洗浄ブラシ１０を介して基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に異物が再付着し、そのために、洗浄処理後において、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部にパーティクルが円環状に形成される外周モードが生じるおそれがある。
ＦＯＭノズル６から吐出されるＦＯＭのオゾン濃度は、２２．５ｐｐｍ以上６７．２ｐｐｍ以下である。より好ましくは、２２．５ｐｐｍ以上４２．０ｐｐｍ以下である。吐出されるＦＯＭのオゾン濃度が２２．５ｐｐｍ未満であれば、ＦＯＭに含まれるオゾンが少なく、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部まで届かない。そのため、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が、フッ酸による疎水化のために疎水性を呈するおそれがある。基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が疎水性を呈している状態でブラシ洗浄工程が実行されると、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に異物が再付着するおそれがある。また、オゾン濃度が４２．０ｐｐｍを超すと、ＦＯＭに大量の気泡が含まれるため、基板処理に適さない。また、ＦＯＭのオゾン濃度が４２．０ｐｐｍを超すと、ＰＦＡ配管からなるオゾン水配管２４の管壁を透過して、オゾンがオゾン水配管２４から露出するおそれがある。さらに、オゾンの濃度が高くなるにつれて、オゾンの毒性が高くなる。吐出されるＦＯＭのオゾン濃度が４２．０ｐｐｍを超すことは、安全面の観点から望ましくない。
ＦＯＭノズル６から吐出されるＦＯＭの吐出流量は、０．８（リットル／分）以上であることが好ましい。この場合、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部までオゾンを届かせることができ、これにより、ブラシ洗浄工程（Ｓ７）における基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部への異物の再付着を防止できる。また、当該吐出流量は、１．０（リットル／分）以上であることがさらに好ましく、この場合、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）において基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に多量のオゾンを届かせることができる。
この実施形態では、基板Ｗの表面Ｗａに供給される保護流体として保護液が用いられている。そのため、基板Ｗの裏面Ｗｂへの保護液の供給により、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）におけるＦＯＭの供給流量の大小に拘らず、ＦＯＭの基板Ｗの表面Ｗａへの回り込みを確実に防止できる。これにより、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）におけるＦＯＭの供給流量を大流量とすることも可能である。そのため、この実施形態では、ＦＯＭノズル６から吐出されるＦＯＭの供給流量を、大流量（たとえば２．０（リットル／分））に設けている。ＦＯＭの供給流量を大流量とすることにより、当該ＦＯＭに含まれるオゾンの量をリッチに保つことができるから、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部までオゾンを届かせることができる。
これにより、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の終了時点において、基板Ｗの裏面Ｗｂを親水面に保つことができる。
ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の実行に並行して、基板Ｗの表面Ｗａに保護液の液膜ＬＦ１が形成され、当該保護液の液膜ＬＦ１によって基板Ｗの表面Ｗａの全域が保護されている。しかも、保護液の供給流量は大流量（たとえば２（リットル／分））である。そのため、基板Ｗの裏面Ｗｂに供給されたＦＯＭが、基板Ｗの表面Ｗａに回り込むのを確実に防止できる。これにより、基板Ｗの表面Ｗａ（デバイス形成面）を確実に保護しながら、基板Ｗの裏面ＷｂをＦＯＭ処理することができる。
ＦＯＭの吐出開始から予め定める期間が経過すると、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）が終了する。ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の終了に引き続いて、リンス液である水が基板Ｗの裏面Ｗｂに供給開始される（ステップＳ６）。
具体的には、制御装置３は、図７Ｄに示すように、水バルブ４３を開いて、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に向けて水ノズル４１から水を吐出させる。水ノズル４１から吐出された水は、ＦＯＭによって覆われている基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に着液する。基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に着液した水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの裏面Ｗｂ上を基板Ｗの外周部に向けて流れ、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域へと広がる。そのため、基板Ｗ上のＦＯＭが、水によって外方に押し流され、基板Ｗの周囲に排出される。これにより、基板Ｗ上のＦＯＭの液膜ＬＦ２が、基板Ｗの裏面Ｗｂ全域を覆う水の液膜ＬＦ３に置換される。また、このとき、水ノズル４１からの水吐出流量は、たとえば０．５（リットル／分）〜２（リットル／分）である。
水ノズル４１の水の吐出開始から、予め定める時間（基板Ｗ上のＦＯＭの液膜ＬＦ２が水の液膜ＬＦ３に置換するのに十分な期間）が経過すると、制御装置３は、アーム駆動ユニット４８を制御して、図７Ｅに示すように、洗浄ブラシ１０による基板Ｗの裏面Ｗｂのスクラブ洗浄を実行する（Ｓ７：ブラシ洗浄工程）。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂに対して、水を供給しながら洗浄ブラシ１０によるスクラブ洗浄が行われる。具体的には、制御装置３は、アーム駆動ユニット４８を制御して、揺動アーム４７を揺動軸線Ａ２周りに揺動させて、洗浄ブラシ１０をホーム位置から基板Ｗの上方へ配置させるとともに、洗浄ブラシ１０を降下させて、洗浄ブラシ１０の洗浄面１０ａを基板Ｗの裏面Ｗｂに押し付ける。そして、制御装置３は、アーム駆動ユニット４８を制御して、洗浄ブラシ１０の押付け位置を、基板Ｗの中央部（図４にて実線で示す位置）と、基板Ｗの外周部（図４にて二点鎖線で示す）との間で移動（スキャン）させる。これにより、洗浄ブラシ１０の押付け位置が基板Ｗの裏面Ｗｂの全域を走査し、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域が洗浄ブラシ１０によりスクラブされる。基板Ｗの中央部から外周部への、洗浄ブラシ１０の往動には、たとえば６．５秒間要する。ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の後に実行されるブラシ洗浄工程（Ｓ７）では、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）で剥離された異物が、洗浄ブラシ１０によるスクラブによりにより掻き取られる。そして、洗浄ブラシ１０により掻き取られた異物は、水により洗い流される。これにより、剥離された異物を基板Ｗの裏面Ｗｂから除去できる。
また、この実施形態では、洗浄ブラシ１０によって基板Ｗの周縁にごく近い位置まで洗浄できるように揺動アーム４７のスキャン幅が設定されている。
ところで、基板Ｗの裏面Ｗｂが疎水性を呈している状態で、基板Ｗの裏面Ｗｂを洗浄ブラシ１０でスクラブすると、洗浄ブラシ１０により掻き取られた異物が、疎水化している裏面Ｗｂに移り、当該裏面Ｗｂに付着するおそれがある。すなわち、洗浄ブラシ１０を介して基板Ｗの裏面Ｗｂに再付着するおそれがある。
しかしながら、本実施形態では、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）におけるＦＯＭの供給流量を大流量（たとえば２．０（リットル／分））に設けることにより、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の終了時に基板Ｗの裏面Ｗｂの基板Ｗの裏面Ｗｂの全域が親水性に保たれている。したがって、ブラシ洗浄工程（Ｓ７）の開始時に、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域が親水性に保持されており、これにより、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）において、洗浄ブラシ１０を介した基板Ｗの裏面Ｗｂへの異物の再付着が発生しない。
よって、ブラシ洗浄工程（Ｓ７）では、当該基板Ｗの表面Ｗａへの異物の再付着を回避または抑制しながら、基板Ｗの裏面Ｗｂに対するブラシ洗浄（スクラブ洗浄）を実行できる。
洗浄ブラシ１０の往動が予め定める回数（たとえば４回）行われた後、制御装置３は、アーム駆動ユニット４８を制御して、洗浄ブラシ１０をスピンチャック５の上方からホーム位置に戻す。また、制御装置３は、水バルブ４３を閉じて、水ノズル４１からの水の吐出を停止させる。制御装置３は、保護液バルブ４５を閉じて、下面ノズル２０からの保護液の吐出を停止させる。これにより、ブラシ洗浄工程（Ｓ７）が終了する。
ＦＯＭ処理（Ｓ５）およびブラシ洗浄工程（Ｓ７）を連続して行うことにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域からチャック痕の大半を除去できる。これにより、一連の洗浄処理の次工程（たとえば露光工程）における歩留まりを向上させることができる。
次に、基板Ｗを乾燥させるスピンドライ工程（ステップＳ８）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンモータ１５を制御することにより、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）およびブラシ洗浄工程（Ｓ７）での回転速度よりも大きい乾燥回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗを加速させ、乾燥回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上の液体に加わり、基板Ｗに付着している液体が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから液体が除去され、基板Ｗが乾燥する。
たとえば、基板Ｗの処理対象面（すなわち基板Ｗの裏面Ｗｂ）が疎水性を呈している状態で、基板Ｗに対しスピンドライ工程が施されると、スピンドライ工程中に当該処理対象面を水滴が移動する結果、基板処理不良の発生するおそれがある。
これに対しこの実施形態では、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の終了時に基板Ｗの裏面Ｗｂの基板Ｗの裏面Ｗｂの全域が親水性に保たれている。そのため、基板Ｗの裏面Ｗｂが親水性を呈している状態で、基板Ｗにスピンドライ工程（Ｓ８）が実行される。これにより、スピンドライ工程（Ｓ８）における基板処理不良の発生を抑制または防止できる。
そして、基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１５を制御することにより、スピンチャック５による基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ９）。
次に、処理チャンバー４内から基板Ｗが搬出される（ステップＳ１０）。具体的には、制御装置３は、全てのノズル等がスピンチャック５の上方から退避している状態で、センターロボットＣＲのハンドＨ２を処理チャンバー４の内部に進入させる。挟持部材１８が、挟持姿勢から非挟持姿勢に切り換えられ、これにより、スピンチャック５により離脱可能となる。そして、制御装置３は、センターロボットＣＲのハンドＨ２にスピンチャック５上の基板Ｗを保持させる。その後、制御装置３は、センターロボットＣＲのハンドＨ２を処理チャンバー４内から退避させる。これにより、洗浄処理済みの基板Ｗが処理チャンバー４から搬出される。制御装置３は、センターロボットＣＲのハンドＨ２によって、洗浄処理済みの基板Ｗを反転ユニットＴＵに搬送させる。そして、制御装置３は、搬送されてきた基板Ｗを、反転ユニットＴＵによって反転させる（ステップＳ１１）。これにより、基板Ｗの表面Ｗａが上に向けられる。その後、制御装置３は、インデクサロボットＩＲのハンドＨ１によって、反転ユニットＴＵから基板Ｗを取り出し、洗浄処理済みの基板Ｗを、その表面Ｗａを上に向けた状態でキャリアＣに収容する。洗浄処理済みの基板Ｗが収容されたキャリアＣ、基板処理装置１から、露光装置等の後処理装置に向けて搬送される。
以上により、この実施形態によれば、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）に次いでブラシ洗浄工程（Ｓ７）が実行される。ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）では、ＦＯＭノズル６から吐出されたＦＯＭは、基板Ｗの裏面Ｗｂに供給される。ＦＯＭに含まれるオゾンの酸化作用により、シリコン基板である基板Ｗの裏面Ｗｂにシリコン酸化膜が形成される。また、ＦＯＭに含まれるフッ酸の酸化膜エッチング作用により、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されたシリコン酸化膜が当該裏面Ｗｂから剥離（リフトオフ）される。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂから異物（パーティクル、不純物、当該基板Ｗの裏面Ｗｂの剥れ等）を除去したり、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されている傷（欠け、凹み等）を除去したりできる。酸化力の強いオゾンを用いるから基板Ｗの裏面Ｗｂに多量の酸化膜を形成でき、これにより、多量の酸化膜を基板Ｗの裏面Ｗｂから剥離できる。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの異物および／または傷を効率良く除去できる。
ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の後に実行されるブラシ洗浄工程（Ｓ７）では、基板Ｗの裏面Ｗｂに洗浄ブラシ１０が当接されられることにより、剥離された異物が洗浄ブラシ１０により掻き取られる。これにより、剥離された異物を基板Ｗの裏面Ｗｂから除去できる。
また、疎水化作用を有するフッ酸を含む薬液で基板Ｗの裏面Ｗｂを処理する場合、当該薬液に含まれるフッ酸の働きによって基板Ｗの裏面Ｗｂが疎水化されるおそれがある。基板Ｗの裏面Ｗｂが疎水性を呈している状態で当該一方主面に洗浄ブラシ１０が当接されると、洗浄ブラシ１０により掻き取られた異物が、洗浄ブラシ１０を介して基板Ｗの裏面Ｗｂに再付着するおそれがある。
これに対し本実施形態では、ＦＯＭは希フッ酸を溶媒としているためそのフッ酸濃度が低いこと、およびＦＯＭに含まれるオゾンが親水化作用を有することから、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）では、フッ酸による基板Ｗの裏面Ｗｂの疎水化は防止される。その結果、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の終了後に基板Ｗの裏面Ｗｂの全域を親水性に保持できる。すなわち、ブラシ洗浄工程（Ｓ７）の開始時に、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域を親水性に保たれている。これにより、洗浄ブラシ１０を介した基板Ｗの裏面Ｗｂへの異物の再付着を抑制または防止できる。
また、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）とブラシ洗浄工程（Ｓ７）とが互いに並行して実行されず、基板Ｗに供給されたＦＯＭが水に置換された後に、洗浄ブラシを用いたスクラブ洗浄が実行される。そのため、ＦＯＭに含まれるフッ酸やオゾンによって、洗浄ブラシ１０が腐食されることを防止でき、これにより、洗浄ブラシ１０の長寿命化を図ることができる。
また、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）に引き続いて水リンス工程（Ｓ６，Ｓ７）を実行し、当該水リンス工程（Ｓ６，Ｓ７）に並行してブラシ洗浄工程（Ｓ７）を実行する。したがって、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）と水リンス工程との間に他の工程を入れる場合と比較して、一連の洗浄処理に要する時間を短縮でき、これにより、スループットの向上を図ることができる。
また、基板Ｗの裏面ＷｂにＦＯＭを供給する場合、希フッ酸を吐出する希フッ酸ノズルと、オゾン水を吐出するオゾン水ノズルとを設け、希フッ酸ノズルからの希フッ酸と、オゾン水ノズルからのオゾン水とを基板Ｗの裏面Ｗｂ上で混合させることによりＦＯＭを生成させることも考えられる。しかしながら、この場合、ＦＯＭのフッ酸濃度およびオゾン濃度を、基板Ｗの裏面Ｗｂの各所で均一に保つことは困難である。そのため、基板Ｗの裏面Ｗｂの各所で、洗浄ムラが発生するおそれがある。
これに対し、この実施形態では、ＦＯＭを１つのノズル（ＦＯＭノズル６）から吐出する。そのため、所期のフッ酸濃度およびオゾン濃度に濃度調整されたＦＯＭを基板Ｗの裏面Ｗｂに供給することができる。
図８は、第２の実施形態に係る基板処理装置２０１に備えられた処理ユニット２０２の構成例を説明するための図解的な断面図である。
処理ユニット２０２は、内部空間を有する箱形の処理チャンバー２０４と、処理チャンバー２０４内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持して、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック（基板保持ユニット）２０５と、スピンチャック２０５に保持されている基板Ｗの上面（裏面（一方主面）Ｗｂ）に向けて、ＦＯＭおよびオゾン水を選択的に吐出するためのＦＯＭノズル（ノズル）２０６と、ＦＯＭノズル２０６にＦＯＭおよびオゾン水を選択的に供給するためのＦＯＭ供給装置２０７と、スピンチャック２０５に保持されている基板Ｗの上面に水を供給するための水供給ユニット２０８と、基板Ｗの上面に接触して当該上面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシ２１０と、洗浄ブラシ２１０を駆動するための洗浄ブラシ駆動ユニット２１１と、スピンチャック２０５に保持されている基板Ｗの下面（裏面（他方主面）Ｗａ）に不活性ガス（保護気体）を供給するための保護気体供給ユニット２１２と、スピンチャック２０５を取り囲む筒状の処理カップ（図示しない）とを含む。ＦＯＭノズル２０６とＦＯＭ供給装置２０７とによって、ＦＯＭ供給ユニットが構成されている。また、この実施形態では、ＦＯＭノズル２０６とＦＯＭ供給装置２０７とによって、基板にオゾン水を供給するためのオゾン水供給ユニットが構成されている。すなわち、ＦＯＭ供給ユニットがオゾン水供給ユニットを兼ねている。
処理チャンバー２０４は、箱状の隔壁（図示しない）と、隔壁の上部から隔壁内（処理チャンバー２０４内に相当）に清浄空気を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット。図示しない）と、隔壁の下部から処理チャンバー２０４内の気体を排出する排気装置（図示しない）とを含む。ＦＦＵおよび排気装置により、処理チャンバー２０４内にダウンフロー（下降流）が形成される。
スピンチャック２０５は、鉛直方向に沿う回転軸線Ａ１のまわりに回転可能な回転台１０７を備えている。回転台１０７の回転中心の下面にボス１０９を介して回転軸１０８が結合されている。回転軸１０８は、中空軸であって、鉛直方向に沿って延びており、回転駆動ユニット１０３からの駆動力を受けて、回転軸線Ａ１まわりに回転するように構成されている。回転駆動ユニット１０３は、たとえば、回転軸１０８を駆動軸とする電動モータであってもよい。スピンチャック２０５は、さらに、回転台１０７の上面の周縁部に周方向に沿って間隔を開けて設けられた複数本（この実施形態では６本）の保持ピン１１０を備えている。保持ピン１１０は、ほぼ水平な上面を有する回転台１０７から一定の間隔を開けた上方の基板保持高さにおいて、基板Ｗを水平に保持するように構成されている。
スピンチャック２０５は、さらに、回転台１０７の上面と保持ピン１１０による基板保持高さとの間に配置された保護ディスク１１５を備えている。保護ディスク１１５は、回転台１０７に対して上下動可能に結合されており、回転台１０７の上面に近い下位置と、当該下位置よりも上方において保持ピン１１０に保持された基板Ｗの下面に微小間隔を開けて接近した接近位置との間で移動可能である。保護ディスク１１５は、基板Ｗよりも僅かに大径の大きさを有する円盤状の部材であって、保持ピン１１０に対応する位置には当該保持ピン１１０を回避するための切り欠きが形成されている。
回転軸１０８は、中空軸であって、その内部に、不活性ガス供給管１７０が挿通されている。不活性ガス供給管１７０の下端には不活性ガス供給源からの、保護気体の一例としての不活性ガスを導く不活性ガス供給路１７２が結合されている。不活性ガス供給路１７２に導かれる不活性ガスとして、ＣＤＡ（低湿度の清浄空気）や窒素ガス等の不活性ガスを例示できる。不活性ガス供給路１７２の途中には、不活性ガスバルブ１７３および不活性ガス流量調整バルブ１７４が介装されている。不活性ガスバルブ１７３は、不活性ガス供給路１７２を開閉する。不活性ガスバルブ１７３を開くことによって、不活性ガス供給管１７０へと不活性ガスが送り込まれる。この不活性ガスは、後述する構成によって、保護ディスク１１５と基板Ｗの下面との間の空間に供給される。このように、不活性ガス供給管１７０、不活性ガス供給路１７２および不活性ガスバルブ１７３などによって、前述の保護気体供給ユニット２１２が構成されている。
図９は、基板処理装置２０１に備えられたスピンチャック２０５のより具体的な構成を説明するための平面図である。図１０は、図９の構成の底面図である。図１１は、図９の切断面線XI−XIから見た断面図である。図１２は、図１１の構成の一部を拡大して示す拡大断面図である。図１３は、スピンチャック２０５に備えられた可動ピン１１２の近傍の構成を拡大して示す断面図である。図１４は、ＦＯＭノズル２０６の構成を示す図解的な断面図である。図１５は、洗浄ブラシ２１０の移動を説明するための図解的な平面図である。
回転台１０７は、水平面に沿った円盤状に形成されていて、回転軸１０８に結合されたボス１０９に結合されている。複数本の保持ピン１１０は、回転台１０７の上面の周縁部に周方向に沿って等間隔に配置されている。保持ピン１１０は、回転台１０７に対して不動の固定ピン１１１と、回転台１０７に対して可動の可動ピン１１２とを含む。この実施形態では、隣り合って配置された２本の保持ピン１１０が可動ピン１１２とされている。保持ピン１１０は、図１１および図１３に示すように、それぞれ、回転台１０７に結合された下軸部１５１と、下軸部１５１の上端に一体的に形成された上軸部１５２とを含み、下軸部１５１および上軸部１５２がそれぞれ円柱形状に形成されている。上軸部１５２は、下軸部１５１の中心軸線から偏心して設けられている。下軸部１５１の上端と上軸部１５２の下端との間をつなぐ表面は、上軸部１５２から下軸部１５１の周面に向かって下降するテーパ面１５３を形成している。
可動ピン１１２は、図１３に図解されている通り、下軸部１５１がその中心軸線と同軸の回転軸線１１２ａまわりに回転可能であるように回転台１０７に結合されている。より詳細には、下軸部１５１の下端部には、回転台１０７に対して軸受け１５４を介して支持された支持軸１５５が設けられている。支持軸１５５の下端には、ピン駆動用永久磁石１５６を保持した磁石保持部材１５７が結合されている。ピン駆動用永久磁石１５６は、たとえば、磁極方向を可動ピン１１２の回転軸線１１２ａに対して直交する方向に向けて配置されている。
保護ディスク１１５は、基板Ｗと同程度の大きさを有するほぼ円盤状の部材である。保護ディスク１１５の外周部には、保持ピン１１０に対応する位置に、保持ピン１１０の外周面から一定の間隔を確保して当該保持ピン１１０を縁取るように切り欠き１１６が形成されている。保護ディスク１１５の中央領域には、ボス１０９に対応した円形の開口が形成されている。
図９および図１１に示すように、ボス１０９よりも回転軸線Ａ１から遠い位置には、保護ディスク１１５の下面に、回転軸線Ａ１と平行に鉛直方向に延びたガイド軸１１７が結合されている。ガイド軸１１７は、この実施形態では、保護ディスク１１５の周方向に等間隔を開けた３箇所に配置されている。より具体的には、回転軸線Ａ１から見て、１本おきの保持ピン１１０に対応する角度位置に３本のガイド軸１１７がそれぞれ配置されている。ガイド軸１１７は、回転台１０７の対応箇所に設けられたリニア軸受け１１８と結合されており、このリニア軸受け１１８によって案内されながら、鉛直方向、すなわち回転軸線Ａ１に平行な方向へ移動可能である。したがって、ガイド軸１１７およびリニア軸受け１１８は、保護ディスク１１５を回転軸線Ａ１に平行な上下方向に沿って案内する案内ユニット１１９を構成している。
ガイド軸１１７は、リニア軸受け１１８を貫通しており、その下端に、外向きに突出したフランジ１２０を備えている。フランジ１２０がリニア軸受け１１８の下端に当接することにより、ガイド軸１１７の上方への移動、すなわち保護ディスク１１５の上方への移動が規制される。すなわち、フランジ１２０は、保護ディスクの上方への移動を規制する規制部材である。
ガイド軸１１７よりも回転軸線Ａ１から遠い外方であって、かつ保持ピン１１０よりも回転軸線Ａ１に近い内方の位置には、保護ディスク側永久磁石１６０を保持した磁石保持部材１６１が、保護ディスク１１５の下面に固定されている。保護ディスク側永久磁石１６０は、この実施形態では、磁極方向を上下方向に向けて磁石保持部材１６１に保持されている。たとえば、保護ディスク側永久磁石１６０は、下側にＳ極を有し、上側にＮ極を有するように磁石保持部材１６１に固定されていてもよい。磁石保持部材１６１は、この実施形態では、周方向に等間隔を開けて６箇所に設けられている。より具体的には、回転軸線Ａ１から見て、隣り合う保持ピン１１０の間（この実施形態では中間）に対応する角度位置に、各磁石保持部材１６１が配置されている。さらに、回転軸線Ａ１からみて６個の磁石保持部材１６１によって分割（この実施形態では等分）される６個の角度領域のうち、一つおきの角度領域内（この実施形態では当該角度領域の中央位置）に、３本のガイド軸１１７がそれぞれ配置されている。
図１０に示すように、回転台１０７には、６個の磁石保持部材１６１に対応する６箇所に、貫通孔１６２が形成されている。各貫通孔１６２は、対応する磁石保持部材１６１をそれぞれ回転軸線Ａ１と平行な鉛直方向に挿通させることができるように形成されている。保護ディスク１１５が下位置にあるとき、磁石保持部材１６１は貫通孔１６２を挿通して回転台１０７の下面よりも下方に突出しており、保護ディスク側永久磁石１６０は、回転台１０７の下面よりも下方に位置している。
図８に示すように、回転台１０７の下方には、昇降永久磁石１２５が配置されている。昇降永久磁石１２５には、当該昇降永久磁石１２５を昇降させる磁石昇降ユニット１２６が連結されている。磁石昇降ユニット１２６は、たとえば、上下方向に伸縮可能に設けられたシリンダを含む構成であり、当該シリンダによって支持されている。
昇降永久磁石１２５は、回転軸線Ａ１と同軸の円環状に形成されていて、回転軸線Ａ１に直交する平面（水平面）に沿って配置されている。昇降永久磁石１２５は、より具体的には、回転軸線Ａ１に対して、保護ディスク側永久磁石１６０よりも遠く、かつピン駆動用永久磁石１５６よりも近い位置に配置されている。つまり、平面視において、円環状の昇降永久磁石１２５は、保護ディスク側永久磁石１６０とピン駆動用永久磁石１５６との間に位置している。また、昇降永久磁石１２５は、保護ディスク側永久磁石１６０よりも低い位置に配置されている。昇降永久磁石１２５の磁極方向は、この実施形態では、水平方向、すなわち回転台１０７の回転半径方向に沿っている。保護ディスク側永久磁石１６０が下面にＳ極を有する場合には、昇降永久磁石１２５は、回転半径方向内方に同じ磁極、すなわちＳ極をリング状に有するように構成される。
昇降永久磁石１２５が、リング状の磁極をピン駆動用永久磁石１５６に対して水平方向に対向させる上位置（図１８Ｂ参照）に配置された状態では、昇降永久磁石１２５とピン駆動用永久磁石１５６との間に働く磁力によって、可動ピン１１２が保持位置へと駆動されて、その保持位置に保持されることになる。
可動ピン１１２は、回転軸線１１２ａから偏心した位置に上軸部１５２を有している（図１３参照）。したがって、下軸部１５１の回転により、上軸部１５２は、回転軸線Ａ１から離れた遠い開放位置と、回転軸線Ａ１に近づいた保持位置との間で変位することになる。可動ピン１１２の上軸部１５２は、ばね等の弾性押圧部材（図示しない）の弾性押圧力によって開放位置へと付勢されている。したがって、ピン駆動用永久磁石１５６が昇降永久磁石１２５からの吸引磁力を受けないときには、回転軸線Ａ１から離れた開放位置に可動ピン１１２が位置している。
ピン駆動用永久磁石１５６は、昇降永久磁石１２５からの吸引磁力（弾性押圧部材による弾性押圧力を上回る磁力）を受けたときに、上軸部１５２が回転軸線Ａ１に近づいた保持位置へと移動するように配置されている。昇降永久磁石１２５は回転軸線Ａ１と同軸の円環状に形成されているので、可動ピン１１２の回転軸線Ａ１まわりの回転位置によらずに、すなわち回転台１０７が回転中であっても、昇降永久磁石１２５とピン駆動用永久磁石１５６との間の吸引磁力が保持され、それによって、可動ピン１１２は基板Ｗを保持する保持位置に保持される。
一方、昇降永久磁石１２５が上位置（図１８Ｂ参照）にあるとき、昇降永久磁石１２５と保護ディスク側永久磁石１６０との間に反発磁力が働き、保護ディスク側永久磁石１６０は、上向きの外力を受ける。それによって、保護ディスク１１５は、保護ディスク側永久磁石１６０を保持している磁石保持部材１６１から上向きの力を受けて、基板Ｗの下面に接近した処理位置に保持される。
昇降永久磁石１２５が、上位置（図１８Ｂ参照）から下方に離間する下位置（図１８Ａ等参照）に配置された状態では、昇降永久磁石１２５と保護ディスク側永久磁石１６０との間の反発磁力は小さく、そのため、保護ディスク１１５は、自重によって回転台１０７の上面に近い下位置に保持される。また、昇降永久磁石１２５がピン駆動用永久磁石１５６に対向しないので、可動ピン１１２には、当該可動ピン１１２をその開放位置へと付勢する外力が働かない。
そのため、昇降永久磁石１２５が下位置にあるとき、保護ディスク１１５は回転台１０７の上面に近い下位置にあり、可動ピン１１２はその開放位置に保持されることになる。この状態では、スピンチャック２０５に対して基板Ｗを搬入および搬出するセンターロボットＣＲは、そのハンドＨ２を保護ディスク１１５と基板Ｗの下面との間の空間に進入させることができる。
保護ディスク側永久磁石１６０と、昇降永久磁石１２５と、磁石昇降ユニット１２６とは、永久磁石１２５，１６０の間の反発力によって保護ディスク１１５を回転台１０７の表面から上方へと浮上させて処理位置へと導く磁気浮上ユニット１４１を構成している。また、ピン駆動用永久磁石１５６と、昇降永久磁石１２５と、磁石昇降ユニット１２６とは、永久磁石１２５，１５６の間の磁力によって可動ピン１１２をその保持位置に保持する磁気駆動ユニット１４２を構成している。
すなわち、磁気浮上ユニット１４１および磁気駆動ユニット１４２は、昇降永久磁石１２５と、磁石昇降ユニット１２６とを共有している。そして、昇降永久磁石１２５が上位置にあるときに、昇降永久磁石１２５と保護ディスク側永久磁石１６０との間の磁気反発力によって保護ディスク１１５が接近位置に保持され、かつ昇降永久磁石１２５とピン駆動用永久磁石１５６との間の磁気吸引力によって可動ピン１１２がその保持位置に保持される。
図１２に拡大して示すように、回転軸１０８の上端に結合されたボス１０９は、不活性ガス供給管１７０の上端部を支持するための軸受けユニット１７５を保持している。軸受けユニット１７５は、ボス１０９に形成された凹所１７６に嵌め込まれて固定されたスペーサ１７７と、スペーサ１７７と不活性ガス供給管１７０との間に配置された軸受け１７８と、同じくスペーサ１７７と不活性ガス供給管１７０との間において軸受け１７８よりも上方に設けられた磁性流体軸受け１７９とを備えている。
図１１に示すように、ボス１０９は、水平面に沿って外方に突出したフランジ１８１を一体的に有しており、このフランジ１８１に回転台１０７が結合されている。さらに、フランジ１８１には、回転台１０７の内周縁部を挟み込むように前述のスペーサ１７７が固定されていて、このスペーサ１７７に、カバー１８４が結合されている。カバー１８４は、ほぼ円盤状に形成されており、不活性ガス供給管１７０の上端を露出させるための開口を中央に有し、この開口を底面とした凹所１８５がその上面に形成されている。凹所１８５は、水平な底面と、その底面の周縁から外方に向かって斜め上方に立ち上がった倒立円錐面状の傾斜面１８３とを有している。凹所１８５の底面には、整流部材１８６が結合されている。整流部材１８６は、回転軸線Ａ１のまわりに周方向に沿って間隔を開けて離散的に配置された複数個（たとえば４個）の脚部１８７を有し、この脚部１８７によって凹所１８５の底面から間隔をあけて配置された底面１８８を有している。底面１８８の周縁部から、外方に向かって斜め上方へと延びた倒立円錐面からなる傾斜面１８９が形成されている。
図１１および図１２に示すように、カバー１８４の上面外周縁には外向きにフランジ１８４ａが形成されている。このフランジ１８４ａは、保護ディスク１１５の内周縁に形成された段差部１１５ａと整合するようになっている。すなわち、保護ディスク１１５が基板Ｗの下面に接近した接近位置にあるとき、フランジ１８４ａと段差部１１５ａとが合わさり、カバー１８４の上面と保護ディスク１１５の上面とが同一平面内に位置して、平坦な不活性ガス流路を形成する。
このような構成により、不活性ガス供給管１７０の上端から流出する不活性ガスは、カバー１８４の凹所１８５内において整流部材１８６の底面１８８によって区画された空間に出る。この不活性ガスは、さらに、凹所１８５の傾斜面１８３および整流部材１８６の傾斜面１８９によって区画された放射状の流路１８２を介して、回転軸線Ａ１から離れる放射方向に向かって吹き出されることになる。この不活性ガスは、保護ディスク１１５と保持ピン１１０によって保持された基板Ｗの下面との間の空間に不活性ガスの気流を形成し、当該空間から基板Ｗの回転半径方向外方へ向かって吹き出す。
図１１に示すように、保護ディスク１１５の上面の周縁部および保護ディスク１１５の周端は、円環状のカバー１９１によって保護されている。カバー１９１は、上面の周縁部から径方向外方に向けて水平方向に張り出す円環板部１９２と、円環板部１９２の周端から垂下する円筒部１９３とを含む。円環板部１９２の外周は、回転台１０７の周端よりも外方に位置している。円環板部１９２および円筒部１９３は、たとえば、耐薬性を有する樹脂材料を用いて一体に形成されている。円環板部１９２の内周の、保持ピン１１０に対応する位置には、該保持ピン１１０を回避するための切り欠き１９４が形成されている。切り欠き１９４は、保持ピン１１０の外周面から一定の間隔を確保して当該保持ピン１１０を縁取るように形成されている。
カバー１９１の円環板部１９２は、保持ピン１１０によって保持された基板Ｗの外周部において不活性ガスの流路を絞る絞り部１９０（図１９参照）を上面に有している。この実施形態では、絞り部１９０は、カバー１９１の周縁部から上方に立ち上がった突条からなり、基板Ｗの下面の外周部に対向する第１の段部１９０ａ（図１９参照）と、第１の段部１９０ａから上方に立ち上がり、基板Ｗの周端に対向する第２の段部１９０ｂ（図１９参照）とを含む。これらの絞り部１９０によって、カバー１９１と基板Ｗの下面との間の空間から外方に吹き出される不活性ガス流の流速が高速になるので、基板Ｗの上面の処理液（ＦＯＭ）が基板Ｗの下面側へ進入することを確実に回避または抑制することができる。
図８に示すように、ＦＯＭノズル２０６は、たとえば、連続流の状態でＦＯＭおよびオゾン水を選択的に吐出するストレートノズルであり、基板Ｗの上面に垂直な方向に処理液を吐出する垂直姿勢で、水平方向に延びるノズルアーム２２１の先端部に取り付けられている。なお、ＦＯＭノズル２０６は、吐出口２３７（図９参照）よりも内方（回転軸線Ａ１側）の位置にＦＯＭまたはオゾン水が着液するように基板Ｗの上面に対して傾いた吐出方向にＦＯＭまたはオゾン水が吐出される内向き姿勢でノズルアーム２２１に保持されていてもよいし、吐出口２３７よりも外方（回転軸線Ａ１とは反対側）の位置にＦＯＭまたはオゾン水が着液するように基板Ｗの上面に対して傾いた吐出方向にＦＯＭまたはオゾン水を吐出する外向き姿勢でノズルアーム２２１に保持されていてもよい。ノズルアーム２２１には、ノズル移動ユニット２２２が結合されている。
ノズル移動ユニット２２２は、揺動軸線（図示しない）まわりにノズルアーム２２１を回動させることにより、平面視で基板Ｗの上面の中央部を通る軌跡に沿ってＦＯＭノズル２０６を水平に移動させる。ノズル移動ユニット２２２は、ＦＯＭノズル２０６から吐出されたＦＯＭまたはオゾン水が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、ＦＯＭノズル２０６が平面視でスピンチャック２０５の周囲に設定されたホーム位置との間で、ＦＯＭノズル２０６を水平に移動させる。さらに、ノズル移動ユニット２２２は、ＦＯＭノズル２０６から吐出されたＦＯＭまたはオゾン水が基板Ｗの上面の中央部に着液する中央位置と、ＦＯＭノズル２０６から吐出されたＦＯＭまたはオゾン水が基板Ｗの上面の外周部に着液する周縁位置との間で、ＦＯＭノズル２０６を水平に移動させる。中央位置および周縁位置は、いずれも処理位置である。
ＦＯＭ供給装置２０７は、ＦＯＭノズル２０６に接続され、希フッ酸供給源（図示しない）からの希フッ酸が供給されるフッ酸配管２２３と、オゾン水供給源（たとえばオゾン発生装置を含む構成。図示しない）からのオゾン水が供給されるオゾン水配管２２４とを含む。
フッ酸配管２２３の途中部には、フッ酸配管２２３を開閉するためのフッ酸バルブ２２５、およびフッ酸流量調整バルブ２２６が介装されている。フッ酸バルブ２２５は、制御装置２０３による制御により開閉される。図示はしないが、フッ酸流量調整バルブ２２６は、弁座が内部に設けられたバルブボディと、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他の流量調整バルブについても同様である。
オゾン水配管２２４の途中部には、オゾン水配管２２４を開閉するためのオゾン水バルブ２２７と、オゾン水配管２２４の開度を調整して、オゾン水配管２２４の流通流量を調整するオゾン水流量調整バルブ２２８とが介装されている。ＦＯＭノズル２０６にはオゾン水がオゾン水配管２２４を通して供給される。
図１４に示すように、ＦＯＭノズル２０６は、略円筒状をなすケーシング２３１を備える。ＦＯＭノズル２０６は、ケーシング２３１の中心軸線が鉛直方向に延びる鉛直姿勢で、ノズルアーム２２１（図８参照）に取り付けられている。ケーシング２３１は、第１の円筒部２３８と、第１の円筒部２３８よりも小径でかつ第１の円筒部２３８と同軸の円筒形状の第２の円筒部２３９とを備える。第２の円筒部２３９が第１の円筒部２３８よりも小径であるので、第２の円筒部２３９内の内部の流路断面は、第１の円筒部２３８の流路断面よりも小面積である。第１の円筒部２３８および第２の円筒部２３９は鉛直方向に沿う内壁を有している。
ケーシング２３１の第１の円筒部２３８の下部分には、希フッ酸を導入するためのフッ酸導入口２３２と、オゾン水を導入するためのオゾン水導入口２３３とが形成されている。フッ酸導入口２３２およびオゾン水導入口２３３の位置関係は、図１４に示すように、フッ酸導入口２３２がオゾン水導入口２３３よりも上方に配置されていてもよいし、その逆であってもよい。
フッ酸バルブ２２５（図８参照）およびオゾン水バルブ２２７（図８参照）が開かれると、フッ酸配管２２３からの希フッ酸が、フッ酸導入口２３２から混合室２３５へと供給されるとともに、オゾン水配管２２４からのオゾン水が、オゾン水導入口２３３から混合室２３５へと供給される。混合室２３５に流入した希フッ酸およびオゾン水は、混合室２３５の下部分において十分に混合（攪拌）される。この混合によって、希フッ酸とオゾン水とが均一に混ざり合い、フッ酸およびオゾンの混合液（ＦＯＭ）が生成される。ケーシング２３１の第２の円筒部２３９の先端（下端）には、生成されたＦＯＭを外部空間２３６に向けて吐出するための吐出口２３７を有している。混合室２３５において生成されたＦＯＭは、第２の円筒部２３９の内部を通って、吐出口２３７から吐出される。これにより、簡単な構成で、ＦＯＭノズル２０６からＦＯＭを吐出できる。
また、ＦＯＭノズル２０６の内部で希フッ酸とオゾン水とを混合するので、混合直後（生成直後）のＦＯＭを、ＦＯＭノズル２０６から吐出できる。フッ酸溶液に溶解されたオゾンは、溶解直後から分解を開始するのであるが、混合直後（生成直後）のＦＯＭをＦＯＭノズル２０６から吐出できるので、オゾンの分解が進んでいないＦＯＭを、基板Ｗに供給できる。
図８に示すように、水供給ユニット２０８は水ノズル２４１を含む。水ノズル２４１は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック２０５の上方で、その吐出口２３７を基板Ｗの上面の中央部に向けて固定的に配置されている。水ノズル２４１には、水供給源からの水が供給される水配管２４２が接続されている。水配管２４２の途中部には、水ノズル２４１からの水の供給／供給停止を切り換えるための水バルブ２４３が介装されている。水バルブ２４３が開かれると、水配管２４２から水ノズル２４１に供給された連続流の水が、水ノズル２４１の下端に設定された吐出口から吐出される。また、水バルブ２４３が閉じられると、水配管２４２から水ノズル２４１への水の供給が停止される。水は、たとえば脱イオン水（ＤＩＷ）である。ＤＩＷに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
なお、水ノズル２４１は、それぞれ、スピンチャック２０５に対して固定的に配置されている必要はなく、たとえば、スピンチャック２０５の上方において水平面内で揺動可能なアームに取り付けられて、このアームの揺動により基板Ｗの上面における水の着液位置がスキャンされる、いわゆるスキャンノズルの形態が採用されてもよい。
洗浄ブラシ２１０は、たとえばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなるスポンジ状のスクラブ部材であり、円柱状をなしている。洗浄ブラシ２１０は、その下面に、平坦状の洗浄面２１０ａを有している。洗浄面２１０ａが、基板Ｗの上面と接触する接触面として機能する。
洗浄ブラシ駆動ユニット２１１は、洗浄ブラシ２１０を先端部に保持する揺動アーム２４７と、揺動アーム２４７を駆動するためのアーム駆動ユニット２４８とを含む。アーム駆動ユニット２４８は、揺動アーム２４７を、鉛直方向に延びる揺動軸線Ａ２回りに揺動させたり、揺動アーム２４７を上下動させたりすることができるように構成されている。この構成により、基板Ｗがスピンチャック２０５に保持されて回転しているときに、洗浄ブラシ２１０を、基板Ｗの上方の位置と、スピンチャック２０５の側方に設定されたホーム位置との間で水平に移動させることができる。
さらに、洗浄ブラシ２１０の洗浄面２１０ａを基板Ｗの上面に押し付け、洗浄ブラシ２１０の押付け位置を、図１５に示すように、基板Ｗの中央部（図１５にて実線で示す位置）と、基板Ｗの外周部（図１５にて二点鎖線で示す）との間で基板Ｗの半径方向に移動(スキャン)させることもできる。
このスクラブ洗浄の際に、水ノズル２４１から水（たとえば純水（deionized Ｗａter：脱イオン水））が供給されることによって、基板Ｗの上面（裏面Ｗｂ）の異物が取れやすくなり、また、洗浄ブラシ２１０によって擦り落とされた異物を基板Ｗ外へと排出することができる。
図１６は、基板処理装置２０１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御装置２０３は、予め定められたプログラムに従って、回転駆動ユニット１０３、ノズル移動ユニット２２２、アーム駆動ユニット２４８、磁石昇降ユニット１２６等の動作を制御する。さらに、制御装置２０３は、フッ酸バルブ２２５、フッ酸流量調整バルブ２２６、オゾン水バルブ２２７、オゾン水流量調整バルブ２２８、水バルブ２４３、不活性ガスバルブ１７３、不活性ガス流量調整バルブ１７４等の開閉動作等を制御する。
図１７は、処理ユニット２０２によって実行される洗浄処理の一例を説明するための流れ図である。図１８Ａ〜１８Ｆは、洗浄処理の一例を説明するための図解的な図である。図１９は、基板Ｗの外周部における、ＦＯＭおよび不活性ガスの流れを示す断面図である。
図１、図８〜図１３および図１７を参照しながら説明する。また、図１８Ａ〜１８Ｆおよび図１９については適宜参照する。また、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部は、たとえば、直径３００ｍｍの基板Ｗの裏面Ｗｂにおいて、当該基板Ｗの周縁に沿う幅１０ｍｍ程度の環状領域である。
処理ユニット２０２は、たとえば、アニール装置や成膜装置等の前処理装置で処理された後の基板Ｗ（以下、「未洗浄基板」とい場合がある。）Ｗを洗浄対象としている。基板Ｗの一例として円形のシリコン基板を挙げることができる。基板Ｗは、大型基板（たとえば、外径３００ｍｍの円形基板）であってもよい。処理ユニット２０２は、基板Ｗにおける表面Ｗａ（他方主面。デバイス形成面）と反対側の裏面Ｗｂ（一方主面。デバイス非形成面）を、洗浄するための枚葉式の洗浄処理ユニットである。
処理ユニット２０２に搬入される基板Ｗの裏面Ｗｂは、シリコン基板Ｗのベアシリコン面である。処理対象面は、ポリシリコンおよびアモルファスシリコンの少なくとも一つを含んでいてもよい。この実施形態では、基板Ｗの裏面Ｗｂには、たとえば前処理装置におけるチャック痕（たとえば、静電チャックによるチャック痕）が形成されている。このチャック痕は、基板Ｗの裏面Ｗｂにおける欠け、凹み等の傷や、当該裏面Ｗｂの部分的な剥れを含む。このチャック痕は、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域に形成されている。処理ユニット２０２は、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されているチャック痕を洗浄により除去する。また、この洗浄処理は、基板Ｗの裏面Ｗｂからチャック痕を完全に除去するまでを目的としておらず、大部分のチャック痕を基板Ｗの裏面Ｗｂから除去（チャック痕を大まかに除去）することを、その目的としている。
また、この実施形態では、基板Ｗの表面Ｗａに、メタル層Ｍが形成されている。メタル層Ｍは、Ｃｕ、ＴｉＮ、ＷおよびＡｌの少なくとも一つを含む。基板Ｗの表面Ｗａにメタル層Ｍが形成されているために、基板Ｗの表面Ｗａに水を供給することができない。したがって、基板Ｗの裏面Ｗｂを薬液処理する薬液処理中（ＦＯＭ供給工程（オゾン含有フッ酸溶液吐出工程）Ｔ６中）に、基板Ｗの表面Ｗａを水等の保護液によって保護することができない（カバーリンスできない）。
未洗浄基板Ｗが収容されたキャリアＣは、前処理装置から基板処理装置２０１に搬送され、ロードポートＬＰに載置される。キャリアＣには、基板Ｗの表面Ｗａを上に向けた状態で基板Ｗが収容されている。制御装置２０３は、インデクサロボットＩＲによって、表面Ｗａが上向きの状態でキャリアＣから反転ユニットＴＵに基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置２０３は、搬送されてきた基板Ｗを、反転ユニットＴＵによって反転させる（Ｔ１：基板反転）。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂが上に向けられる。その後、制御装置２０３は、センターロボットＣＲのハンドＨ２によって、反転ユニットＴＵから基板Ｗを取り出し、その裏面Ｗｂを上方に向けた状態で処理ユニット２０２内に搬入させる（ステップＴ２）。処理ユニット２０２内に搬入された未洗浄基板Ｗは、スピンチャック２０５に受け渡される。図１８Ａに示すように、基板Ｗは、その表面Ｗａを下方に向け、かつその裏面Ｗｂを上方に向けた状態でスピンチャック２０５に載置される。
基板Ｗの搬入に先立って、ＦＯＭノズル２０６は、スピンチャック２０５の側方に設定されたホーム位置に退避させられている。また、洗浄ブラシ２１０も、スピンチャック２０５の側方に設定されたホーム位置に退避させられている。また、昇降永久磁石１２５は下位置に配置されており、そのため昇降永久磁石１２５は回転台１０７から下方に大きく離れているので、昇降永久磁石１２５と保護ディスク側永久磁石１６０との間に働く反発磁力は小さい。そのため、保護ディスク１１５は回転台１０７の上面に近接した下位置に位置している。よって、保持ピン１１０による基板保持高さと保護ディスク１１５の上面との間には、センターロボットＣＲのハンドＨ２が入り込むことができる十分な空間が確保されている。また、昇降永久磁石１２５は回転台１０７から下方に大きく離れているために、ピン駆動用永久磁石１５６が昇降永久磁石１２５からの吸引磁力を受けず、これにより、可動ピン１１２は開放位置に保持されている。
センターロボットＣＲのハンドＨ２は、保持ピン１１０の上端よりも高い位置で基板Ｗを保持した状態で当該基板Ｗをスピンチャック２０５の上方まで搬送する。その後、センターロボットＣＲのハンドＨ２は、回転台１０７の上面に向かって下降する。その過程において、基板Ｗが、センターロボットＣＲのハンドＨ２から保持ピン１１０に渡される。センターロボットＣＲのハンドＨ２は、基板Ｗの表面Ｗａ（下面）と保護ディスク１１５との間の空間まで下降し、その後、保持ピン１１０の間を通ってスピンチャック２０５の側方へと退避していく。
次に、制御装置２０３は、磁石昇降ユニット１２６を制御して、昇降永久磁石１２５を上位置まで上昇させる（ステップＴ３）。昇降永久磁石１２５が上位置へと上昇する過程で、昇降永久磁石１２５が保護ディスク側永久磁石１６０に下方から接近して、それらの永久磁石１２５，１６０の間の距離が縮まり、それに応じて、それらの間に働く反発磁力が大きくなる。この反発磁力によって、保護ディスク１１５が回転台１０７の上面から基板Ｗに向かって浮上する。そして、昇降永久磁石１２５が上位置に達するときまでに、保護ディスク１１５が基板Ｗの表面Ｗａ（下面）に微小間隔を開けて接近した接近位置に達し、ガイド軸１１７の下端に形成されたフランジ１２０がリニア軸受け１１８に当接する。これにより、保護ディスク１１５は、前記接近位置に保持されることになる。それによって、可動ピン１１２が開放位置から保持位置へと駆動されて、その保持位置に保持される。こうして、固定ピン１１１および可動ピン１１２によって基板Ｗが握持される（基板保持工程）。
この状態で、制御装置２０３は不活性ガスバルブ１７３を開き、図１８Ｂに示すように、不活性ガスの供給を開始する（Ｔ４：保護流体供給工程）。供給された不活性ガスは、不活性ガス供給管１７０の上端から吐出され、整流部材１８６等の働きによって、接近位置にある保護ディスク１１５と基板Ｗの表面Ｗａ（下面）との間の狭空間に向かって、回転軸線Ａ１を中心とした放射状に吹き出される。この不活性ガスは、図１９に示すように、さらに、保護ディスク１１５の周縁部に配置されたカバー１９１の円環板部１９２に形成された絞り部１９０（第１の段部１９０ａおよび第２の段部１９０ｂ）と基板Ｗの外周部との間に形成されるオリフィスによって加速され、基板Ｗの側方に高速な吹き出し気流を形成する。この実施形態では、不活性ガス供給管１７０の上端からの、不活性ガスの吐出流量を、大流量（たとえば１８０（リットル／分））に設けている。
その後、制御装置２０３は、回転駆動ユニット１０３を制御して、回転台１０７の回転を開始し、これによって、図１８Ｃに示すように基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる（ステップＴ５）。基板Ｗの回転速度は、予め定める液処理速度（３００〜１５００ｒｐｍの範囲内で、たとえば５００ｒｐｍ）まで上昇させられ、その液処理速度に維持される。
基板Ｗの回転速度が液処理速度に達した後、制御装置２０３は、ＦＯＭを基板Ｗの裏面Ｗｂに供給するＦＯＭ供給工程（ステップＴ６）を行う。ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）では、制御装置２０３は、ノズル移動ユニット２２２を制御することにより、ＦＯＭノズル２０６をホーム位置から中央位置に移動させる。これにより、ＦＯＭノズル２０６が基板Ｗの中央部の上方に配置される。ＦＯＭノズル２０６が基板Ｗの上方に配置された後、制御装置２０３は、フッ酸バルブ２２５および水バルブ２４３を同時に開く。これにより、フッ酸配管２２３の内部を流通する希フッ酸がＦＯＭノズル２０６に供給されると共に、オゾン水配管２２４を流通するオゾン水がＦＯＭノズル２０６に供給される。そして、ＦＯＭノズル２０６のケーシング内において希フッ酸とオゾン水とが混合され、ＦＯＭが生成される。そのＦＯＭが、図１８Ｃに示すように、ＦＯＭノズル２０６の吐出口から吐出され、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に着液する。基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に供給されたＦＯＭは、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの裏面Ｗｂを外周部に向けて放射状に広がる。そのため、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域にＦＯＭが行き渡らせることができ、換言すると、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域にフッ酸およびオゾンを行き渡らせることができる。その結果、図１８Ｃに示すように、基板Ｗの裏面Ｗｂ全域を覆うＦＯＭの液膜ＬＦ２が基板Ｗ上に形成される。
基板Ｗの裏面ＷｂにＦＯＭが供給されると、ＦＯＭに含まれるオゾンの酸化作用により、シリコン基板である基板Ｗの裏面Ｗｂにシリコン酸化膜が形成される。また、ＦＯＭに含まれるフッ酸の酸化膜エッチング作用により、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されたシリコン酸化膜が当該裏面Ｗｂから剥離（リフトオフ）される。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されている傷（欠け、凹み等）が除去される。加えて、基板Ｗの裏面Ｗｂから異物（パーティクル、不純物、当該基板Ｗの裏面Ｗｂの剥れ等）も除去される。すなわち、基板Ｗの裏面Ｗｂを洗浄できる。
また、洗浄薬液としてＦＯＭを用いる場合には、洗浄薬液としてＳＣ１を用いる場合と比較して、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されるシリコン酸化膜の量を多くすることができ、したがって、高いエッチング性能（異物除去性能）を発揮する。加えて、ＦＯＭに含まれるオゾン水は、ＳＣ１に含まれる過酸化水素と比較して、ランニングコストが低い。これにより、洗浄処理に要するコストの低減を図ることができる。
ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）に並行して、基板Ｗの表面Ｗａが不活性ガス（保護気体）によって保護されている。不活性ガス供給管１７０からの不活性ガスの吐出流量は前述のように大流量に設けられているために、不活性ガス供給管１７０から基板Ｗの裏面Ｗｂに供給されるＦＯＭの流量が小流量である場合には、基板Ｗの表面ＷａへのＦＯＭの回り込みはない。
しかしながら、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）におけるＦＯＭの供給流量が多いと、ＦＯＭが基板Ｗの表面Ｗａに形成される気流に逆らって基板Ｗの表面Ｗａに回り込むおそれがある。そのため、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）におけるＦＯＭの供給流量には制約がある。
ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）におけるＦＯＭの供給流量は、０．５（リットル／分）以上１．０（リットル／分）以下であることが好ましい。この場合、基板Ｗの表面ＷａへのＦＯＭの回り込みを防止できる。また、当該吐出流量は、０．８（リットル／分）以下であることがさらに好ましく、この場合、基板Ｗの表面ＷａへのＦＯＭの回り込みを、より一層確実に防止できる。
ＦＯＭノズル２０６から吐出されるＦＯＭのフッ酸濃度は、０．０１ｗｔ．％以上０．５ｗｔ．％以下である。より好ましくは、０．０９３ｗｔ．％以上０．２２１ｗｔ．％以下である。
ＦＯＭノズル２０６から吐出されるＦＯＭのオゾン濃度は、２２．５ｐｐｍ以上６７．２ｐｐｍ以下である。より好ましくは、２２．５ｐｐｍ以上４２．０ｐｐｍ以下である。オゾン濃度が４２．０ｐｐｍを超すと、ＦＯＭに大量の気泡が含まれるため、基板処理に適さない。また、ＦＯＭのオゾン濃度が４２．０ｐｐｍを超すと、ＰＦＡ配管からなるオゾン水配管２２４の管壁を透過して、オゾンがオゾン水配管２２４から露出するおそれがある。さらに、オゾンの濃度が高くなるにつれて、オゾンの毒性が高くなる。吐出されるＦＯＭのオゾン濃度が４２．０ｐｐｍを超すことは、安全面の観点から望ましくない。
すなわち、疎水化作用を有するフッ酸を含む薬液で基板Ｗの裏面Ｗｂを処理する場合、当該薬液に含まれるフッ酸の働きによって基板Ｗの裏面Ｗｂが疎水化されるおそれがある。具体的には、希フッ酸に溶解されたオゾンは、溶解直後から分解を開始するため、回転状態にある基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に向けてＦＯＭを吐出する場合、ＦＯＭの吐出流量および／またはＦＯＭのオゾン濃度によっては、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）中に、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部にまでオゾンが届かないおそれがある。この場合、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に達したフッ酸により、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が疎水性を呈するおそれがある。とくに、基板Ｗの裏面Ｗｂに供給されるＦＯＭのフッ酸濃度が高い場合には、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に専らフッ酸が届くことにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が疎水性を呈する可能性が高くなる。
とくに、この実施形態では、基板Ｗの裏面Ｗｂを保護液ではなく保護気体によって保護しており、そのため、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において、ＦＯＭが基板Ｗの表面Ｗａ側に回り込まないように、ＦＯＭの供給流量には制約（上限）がある。このようなＦＯＭの供給流量に制約がある状況では、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の終了時において、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が疎水性を呈するおそれが高い。
そして、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が疎水性を呈している状態で洗浄ブラシ２１０によるスクラブが実行されると、洗浄ブラシ２１０を介して基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に異物が再付着し、そのために、洗浄処理後において、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部にパーティクルが円環状に形成される外周モードが生じるおそれがある。
ＦＯＭの吐出開始から予め定めるＦＯＭ処理時間が経過すると、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）が終了する。ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の終了に引き続いて、オゾン水を基板Ｗに供給するオゾン水供給工程（ステップＴ７）が行われる。
具体的には、制御装置２０３は、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部の上方にＦＯＭノズル２０６を配置したまま、オゾン水バルブ２２７を開いた状態に維持しつつフッ酸バルブ２２５だけを閉じる。これにより、オゾン水だけがＦＯＭノズル２０６に供給される。ＦＯＭノズル２０６に供給されたオゾン水は、ＦＯＭノズル２０６のケーシング内を通って、図１８Ｄに示すように、ＦＯＭノズル２０６の吐出口２３７（図９参照）から吐出される。そのオゾン水が、液処理速度で回転している基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に着液する。すなわち、ＦＯＭノズル２０６から基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に向けて吐出される処理液が、ＦＯＭからオゾン水に切り換わる（中央部オゾン水吐出工程）。
基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に着液したオゾン水は、基板Ｗの周縁に向かって基板Ｗ上を外方に流れる。基板Ｗ上のＦＯＭがオゾン水に置換され、やがて、基板Ｗの裏面Ｗｂ全域が、オゾン水の液膜ＬＦ４によって覆われる。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域にオゾン水が供給され、当該全域が親水化される。ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が疎水化された場合であっても、当該疎水化された領域（外周部）を、親水性に変えることができる。
オゾン水供給工程（Ｔ７）において基板Ｗの裏面Ｗｂに供給されるオゾン水のオゾン濃度は５０ｐｐｍ以上である。そのため、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域を、良好に親水化できる。また、オゾン水供給工程（Ｔ７）における、オゾン水の吐出流量は、できるだけ多い方が望ましいが、オゾン水の表面Ｗａ側への回り込みを防止するためには、たとえば０．８（リットル／分）以下であることが望ましい。
前述のように、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の終了時には、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が疎水化されているおそれがある。しかしながら、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域をオゾン水により親水化することにより、疎水化された裏面Ｗｂの外周部を親水化することができる。
ＦＯＭノズル２０６からのオゾン水の吐出開始から予め定めるオゾン水供給時間が経過すると、制御装置２０３は、オゾン水バルブ２２７を閉じて、ＦＯＭノズル２０６からのオゾン水の吐出を停止させる。オゾン水供給時間は、５秒以上であることが好ましく、この場合には、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域（外周部を含む）を良好に疎水化できる。また、制御装置２０３は、ＦＯＭノズル２０６を中央位置からホーム位置に移動させる。これにより、ＦＯＭノズル２０６が基板Ｗの上方から退避させられる。
オゾン水供給工程（Ｔ７）の終了に引き続いて、リンス液である水が基板Ｗの裏面Ｗｂに供給開始される（ステップＴ８）。
具体的には、制御装置２０３は、図１８Ｅに示すように、水バルブ２４３を開いて、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に向けて水ノズル２４１から水を吐出させる。水ノズル２４１から吐出された水は、オゾン水によって覆われている基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に着液する。基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に着液した水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの裏面Ｗｂ上を基板Ｗの外周部に向けて流れ、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域へと広がる。そのため、基板Ｗ上のオゾン水が、水によって外方に押し流され、基板Ｗの周囲に排出される。これにより、基板Ｗ上のオゾン水の液膜ＬＦ４が、基板Ｗの裏面Ｗｂ全域を覆う水の液膜ＬＦ３に置換される。
水ノズル２４１の水の吐出開始から、予め定める時間（基板Ｗ上のオゾン水の液膜ＬＦ４が水の液膜ＬＦ３に置換するのに十分な期間）が経過すると、制御装置２０３は、アーム駆動ユニット２４８を制御して、図１８Ｆに示すように、洗浄ブラシ２１０による基板Ｗの裏面Ｗｂのスクラブ洗浄を実行する（Ｔ９：ブラシ洗浄工程）。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂに対して、水を供給しながら洗浄ブラシ２１０によるスクラブ洗浄が行われる。具体的には、制御装置２０３は、アーム駆動ユニット２４８を制御して、揺動アーム２４７を揺動軸線Ａ２周りに揺動させて、洗浄ブラシ２１０をホーム位置から基板Ｗの上方へ配置させるとともに、洗浄ブラシ２１０を降下させて、洗浄ブラシ２１０の洗浄面２１０ａを基板Ｗの裏面Ｗｂに押し付ける。そして、制御装置２０３は、アーム駆動ユニット２４８を制御して、洗浄ブラシ２１０の押付け位置を、基板Ｗの中央部（図１５にて実線で示す位置）と、基板Ｗの外周部（図１５にて二点鎖線で示す）との間で移動（スキャン）させる。これにより、洗浄ブラシ２１０の押付け位置が基板Ｗの裏面Ｗｂの全域を走査し、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域が洗浄ブラシ２１０によりスクラブされる。基板Ｗの中央部から外周部への、洗浄ブラシ２１０の往動には、たとえば６．５秒間要する。ブラシ洗浄工程（Ｔ９）では、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）で剥離された異物が、洗浄ブラシ２１０によるスクラブによりにより掻き取られる。そして、洗浄ブラシ２１０により掻き取られた異物は、水により洗い流される。これにより、剥離された異物を基板Ｗの裏面Ｗｂから除去できる。
リンス工程（Ｔ８，Ｔ９）において基板Ｗの裏面Ｗｂに供給される水の吐出流量は、できるだけ大流量である方が望ましいが、水の表面Ｗａ側への回り込みを防止するためには、たとえば０．８（リットル／分）以下であることが望ましい。
また、この実施形態では、洗浄ブラシ２１０によって基板Ｗの周縁にごく近い位置まで洗浄できるように揺動アーム２４７のスキャン幅が設定されている。
ところで、基板Ｗの裏面Ｗｂが疎水性を呈している状態で、基板Ｗの裏面Ｗｂを洗浄ブラシ２１０でスクラブすると、洗浄ブラシ２１０により掻き取られた異物が、疎水化している裏面Ｗｂに移り、当該裏面Ｗｂに付着するおそれがある。すなわち、洗浄ブラシ２１０を介して基板Ｗの裏面Ｗｂに再付着するおそれがある。
しかしながら、本実施形態では、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）に先立ってオゾン水供給工程（Ｔ７）を実行している。したがって、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）の開始時に、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域が親水性に保持されており、これにより、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において、洗浄ブラシ２１０を介した基板Ｗの裏面Ｗｂへの異物の再付着が発生しない。
よって、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）では、当該基板Ｗの表面Ｗａへの異物の再付着を回避または抑制しながら、基板Ｗの裏面Ｗｂに対するブラシ洗浄（スクラブ洗浄）を実行できる。
洗浄ブラシ２１０の往動が予め定める回数（たとえば４回）行われた後、制御装置２０３は、アーム駆動ユニット２４８を制御して、洗浄ブラシ２１０をスピンチャック２０５の上方からホーム位置に戻す。また、制御装置２０３は、水バルブ２４３を閉じて、水ノズル２４１からの水の吐出を停止させる。制御装置２０３は、保護液バルブ２４５を閉じて、不活性ガス供給管１７０からの保護気体（不活性ガス）の吐出を停止させる。これにより、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）が終了する。
ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）およびブラシ洗浄工程（Ｔ９）を連続して行うことにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域からチャック痕の大半を除去できる。これにより、一連の洗浄処理の次工程（たとえば露光工程）における歩留まりを向上させることができる。
次に、基板Ｗを乾燥させるスピンドライ工程（ステップＴ１０）が行われる。具体的には、制御装置２０３は、回転駆動ユニット１０３を制御することにより、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）からブラシ洗浄工程（Ｔ９）までの回転速度よりも大きい乾燥回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗを加速させ、乾燥回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上の液体に加わり、基板Ｗに付着している液体が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから液体が除去され、基板Ｗが乾燥する。
たとえば、基板Ｗの処理対象面（すなわち基板Ｗの裏面Ｗｂ）が疎水性を呈している状態で、基板Ｗに対しスピンドライ工程が施されると、スピンドライ工程中に当該処理対象面を水滴が移動する結果、基板処理不良の発生するおそれがある。
これに対しこの実施形態では、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の後にオゾン水供給工程（Ｔ７）が実行されているため、基板Ｗの裏面Ｗｂが親水性を呈している状態で、基板Ｗにスピンドライ工程（Ｔ１０）が実行される。これにより、スピンドライ工程（Ｔ１０）における基板処理不良の発生を抑制または防止できる。
そして、基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置２０３は、回転駆動ユニット１０３を制御することにより、スピンチャック２０５による基板Ｗの回転を停止させる（ステップＴ１１）。
そして、制御装置２０３は、磁石昇降ユニット１２６を制御することにより、昇降永久磁石１２５を下方位置へと下降させる（ステップＴ１２）。これにより、昇降永久磁石１２５と保護ディスク側永久磁石１６０との間の距離が広がり、それらの間の磁気反発力が減少していく。それに伴い、保護ディスク１１５は、回転台１０７の上面に向かって降下していく。これにより、保護ディスク１１５の上面と基板Ｗの裏面Ｗｂ（下面）との間には、センターロボットＣＲのハンドＨ２を進入させることができるだけの空間が確保される。一方、昇降永久磁石１２５がピン駆動用永久磁石１５６に対向しなくなるので、可動ピン１１２を保持位置へと付勢する外力が失われ、弾性押圧部材（図示しない）からの弾性押圧力を受けて、可動ピン１１２は開放位置へと付勢されることになる。これによって、基板Ｗの握持が解除される。
次に、処理チャンバー２０４内から基板Ｗが搬出される（ステップＴ１３）。具体的には、制御装置２０３は、全てのノズル等がスピンチャック２０５の上方から退避している状態で、センターロボットＣＲを制御し、ハンドＨ２を保護ディスク１１５と基板Ｗの裏面Ｗｂ（下面）との間に確保された空間に進入させる。そして、ハンドＨ２は、保持ピン１１０に保持されている基板Ｗをすくい取り、その後に、スピンチャック２０５の側方へと退避する。これにより、洗浄処理済みの基板Ｗが処理チャンバー２０４から搬出される。
次に、処理チャンバー２０４内から基板Ｗが搬出される（ステップＴ１３）。具体的には、制御装置２０３は、全てのノズル等がスピンチャック２０５の上方から退避している状態で、センターロボットＣＲのハンドを処理チャンバー２０４の内部に進入させる。挟持部材２１８が、挟持姿勢から非挟持姿勢に切り換えられ、これにより、スピンチャック２０５により離脱可能となる。そして、制御装置２０３は、センターロボットＣＲのハンドにスピンチャック２０５上の基板Ｗを保持させる。その後、制御装置２０３は、センターロボットＣＲのハンドＨ２を処理チャンバー２０４内から退避させる。これにより、洗浄処理済みの基板Ｗが処理チャンバー２０４から搬出される。制御装置２０３は、センターロボットＣＲのハンドＨ２によって、洗浄処理済みの基板Ｗを反転ユニットＴＵに搬送させる。そして、制御装置２０３は、搬送されてきた基板Ｗを、反転ユニットＴＵによって反転させる（ステップＴ１４）。これにより、基板Ｗの表面Ｗａが上に向けられる。その後、制御装置２０３は、インデクサロボットＩＲのハンドＨ１によって、反転ユニットＴＵから基板Ｗを取り出し、洗浄処理済みの基板Ｗを、その表面Ｗａを上に向けた状態でキャリアＣに収容する。そして、洗浄処理済みの基板Ｗが収容されたキャリアＣは、基板処理装置２０１から、露光装置等の後処理装置に向けて搬送される。
以上により、この実施形態によれば、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の後ブラシ洗浄工程（Ｔ９）の開始に先立って、基板Ｗの裏面Ｗｂにオゾン水を供給するオゾン水供給工程（Ｔ７）が実行される。
ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）では、基板Ｗの裏面ＷｂにＦＯＭが供給され、ＦＯＭに含まれるオゾンの酸化作用により、シリコン基板である基板Ｗの裏面Ｗｂにシリコン酸化膜が形成される。また、ＦＯＭに含まれるフッ酸の酸化膜エッチング作用により、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されたシリコン酸化膜が当該裏面Ｗｂから剥離（リフトオフ）される。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂから異物（パーティクル、不純物、当該基板Ｗの裏面Ｗｂの剥れ等）を除去したり、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されている傷（欠け、凹み等）を除去したりできる。酸化力の強いオゾンを用いるから基板Ｗの裏面Ｗｂに多量の酸化膜を形成でき、これにより、多量の酸化膜を基板Ｗの裏面Ｗｂから剥離できる。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの異物および／または傷を効率良く除去できる。
また、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）の開始に先立って、基板Ｗの裏面Ｗｂにオゾン水を供給するオゾン水供給工程（Ｔ７）が実行される。したがって、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の終了後に基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部が疎水性を呈していても、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）後にオゾン水供給工程（Ｔ７）を行うことにより、当該疎水性を呈していた領域を親水化できる。そのため、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）の開始時には、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域が親水性を呈しており、したがって、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域が親水化された状態でブラシ洗浄工程（Ｔ９）を行うことができる。これにより、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）において、洗浄ブラシ２１０を介した、基板Ｗの裏面Ｗｂへの異物の再付着を防止できる。
ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）では、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部にオゾンが行き渡らない結果、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部の洗浄効率（洗浄レート）が低下するおそれがある。オゾン水供給工程（Ｔ７）では、一旦疎水化された領域を、オゾン水の供給により酸化させ、当該領域を親水化させる働きがあるが、ＦＯＭを供給しないので、基板Ｗの裏面Ｗｂの処理は進まない。したがって、この一連の洗浄処理では、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に、洗浄残りが発生するおそれがある。
しかしながら、前述のように、この洗浄処理は、大部分のチャック痕を基板Ｗの裏面Ｗｂから除去（チャック痕を大まかに除去）することを目的としているため、少量であれば、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に洗浄残りがあっても、特段の問題はない。
また、オゾン水供給工程（Ｔ７）において基板Ｗの裏面Ｗｂに供給されるオゾン水のオゾン濃度が５０ｐｐｍ以上である。そのため、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域を、良好に親水化できる。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域が親水化された状態で、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）を行うことができる。
また、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）とブラシ洗浄工程（Ｔ９）とが互いに並行して実行されず、基板Ｗに供給されたＦＯＭが水に置換された後に、洗浄ブラシを用いたスクラブ洗浄が実行される。そのため、ＦＯＭに含まれるフッ酸やオゾンによって、洗浄ブラシ２１０が腐食されることを防止でき、これにより、洗浄ブラシ２１０の長寿命化を図ることができる。
また、基板Ｗの裏面Ｗｂへのオゾン水の供給を、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の後ではなく、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の実行に先立って行うことも考えられる。しかしながら、この場合には、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の開始時において、基板Ｗの裏面Ｗｂ上にオゾン水の存在のために、基板Ｗの裏面Ｗｂ上に供給されたＦＯＭのフッ酸濃度およびオゾン濃度をそれぞれ所期の濃度に保つことが困難である。すなわち、基板Ｗの裏面Ｗｂ上に供給されたＦＯＭの濃度バランスを適正に保つことが困難である。
＜第１の洗浄試験＞
次に、第１の洗浄試験について説明する。第１の洗浄試験では、合計１１個の試料に対し、下記の実施例１、実施例２または比較例の態様の洗浄試験を行った。
実施例１：静電チェックのチャック痕が処理対象面（非デバイス形成面）に形成されたベアシリコンウエハ（直径３００ｍｍ）Ｗを試料として採用し、洗浄薬液としてＦＯＭを処理対象面に供給した。実施例１では、ウエハＷの処理対象面に対し図１７に示す洗浄処理と同等の処理を施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において処理対象面に供給されるＦＯＭのフッ酸濃度は０．０９３ｗｔ．％であり、当該ＦＯＭのオゾン濃度は２２．５ｐｐｍであり、当該ＦＯＭの供給流量は、０．５（リットル／分）である。また、オゾン水供給工程（Ｔ７）において処理対象面に供給されるオゾン水のオゾン濃度は５０ｐｐｍであり、当該オゾン水の供給流量は、０．８（リットル／分）である。次に述べる図２０の試料１（No.１〜試料３（No.３）が、実施例１に相当する試料である。
実施例２：静電チェックのチャック痕が処理対象面（非デバイス形成面）に形成されたベアシリコンウエハ（直径３００ｍｍ）Ｗを試料として採用し、洗浄薬液としてＦＯＭを処理対象面に供給した。実施例２では、第２の実施形態に係る図１７に示す洗浄処理からステップＴ７の工程を削除した処理を、ウエハＷに対して施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において処理対象面に供給されるＦＯＭのフッ酸濃度は０．０９３ｗｔ．％であり、当該ＦＯＭのオゾン濃度は５０ｐｐｍであり、当該ＦＯＭの供給流量は、０．５（リットル／分）である。次に述べる図２０の試料４（No.４）〜試料９（No.９）が、実施例２に相当する試料である。
比較例：静電チェックのチャック痕が処理対象面（非デバイス形成面）に形成されたベアシリコンウエハ（直径３００ｍｍ）Ｗを試料として採用し、洗浄薬液としてＳＣ１を処理対象面に供給した。比較例では、第２の実施形態に係る図１７に示す洗浄処理からステップＴ７の工程を削除し、かつ洗浄薬液としてＦＯＭに代えてＳＣ１を用いた処理を、ウエハＷに対して施した。次に述べる図２０の試料１０（No.１０）および試料１１（No.１１）が、比較例に相当する試料である。
そして、試料１（No.１）〜試料１１（No.１１）の各試料について、洗浄処理によるパーティクル除去率を調べた。当該除去率は、洗浄処理によりウエハＷの処理対象面上から減少したパーティクルの数を、当該処理対象面上に洗浄処理前に存在するパーティクルの数で除した値である。その結果を図２０に示す。
図２０から、洗浄薬液としてＦＯＭを用いた実施例では、洗浄薬液としてＦＯＭを用いた比較例と比較して、洗浄処理によるパーティクル除去率が著しく向上していることがわかる。
＜第２の洗浄試験＞
次に、第２の洗浄試験について説明する。第２の洗浄試験は、パーティクル除去率（洗浄性能）の、ウエハＷに供給されるＦＯＭの流量依存性を調べることを目的としている。第２の洗浄試験では、アモルファスシリコンウエハ（直径３００ｍｍ）Ｗを試料として採用し、実施例２では、第２の実施形態に係る図１７に示す洗浄処理からステップＴ７の工程を削除した処理を、ウエハＷに対して施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において処理対象面に供給されるＦＯＭは、フッ酸濃度０．５５９ｗｔ．％（フッ酸と水との体積比1：１００）の希釈フッ酸と、３０ｐｐｍのオゾン水とを、１：３の割合で混合させて生成する。このときのＦＯＭのフッ酸濃度は０．１４０ｗｔ．％であり、当該ＦＯＭのオゾン濃度は２２．５ｐｐｍである。
また、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において処理対象面に供給されるＦＯＭの供給流量を、０．４（ＬＰＭ。リットル／分）、０．８（ＬＰＭ）、１．０（ＬＰＭ）、１．１（ＬＰＭ）、１．３（ＬＰＭ）、１．５（ＬＰＭ）および２．０（ＬＰＭ）と異ならせた。
そして、各洗浄処理後のウエハＷについて、８０ｎｍ以上のパーティクルおよび０．５μｍ以上のパーティクルの除去率を調べた。当該除去率は、洗浄処理によりウエハＷの処理対象面上から減少したパーティクルを、洗浄処理前の当該処理対象面上のパーティクルで除した値である。その結果を図２１Ａに示す。また、図２１Ａ中の「ＰＲＥ」とは、除去率（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｒｅｍｏｖａｌ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）の略である。
また、各洗浄処理後のウエハＷの処理対象面の状態を観察した。ＦＯＭの供給流量が０．４（ＬＰＭ）の場合のウエハＷの処理対象面の画像図を図２１Ｂに示し、ＦＯＭの供給流量が０．８（ＬＰＭ）の場合のウエハＷの処理対象面の画像図を図２１Ｃに示し、ＦＯＭの供給流量が１．０（ＬＰＭ）の場合のウエハＷの処理対象面の画像図を図２１Ｄに示す。ＦＯＭの供給流量が１．１（ＬＰＭ）以上である場合の図は、当該供給流量が１．０（ＬＰＭ）の場合と同様であるので、図示を省略する。
図２１Ａから、供給流量が０．８（ＬＰＭ）以下である場合に、洗浄処理によるパーティクル除去率は低いことがわかり、とくに、供給流量が０．４（ＬＰＭ）である場合に、洗浄処理によるパーティクル除去率は著しく低いことがわかる。
一方、供給流量が１．０（ＬＰＭ）以上である場合に、洗浄処理によるパーティクル除去率が高いことがわかる。とくに、供給流量が１．５（ＬＰＭ）以上である場合には、０．５μｍ以上の大きなパーティクルだけでなく、８０ｎｍ以上の微細パーティクルも良好に除去されていることがわかる。
図２１Ｂ，２１Ｃから、供給流量が０．８（ＬＰＭ）以下である場合に、基板Ｗの処理対象面の外周部にパーティクルが円環状に形成される外周モードが発生していることがわかる。とくに、供給流量が０．４（ＬＰＭ）である場合に、外周モードが形成される領域の幅も大きいことがわかる。
一方、図２１Ｄに示すように、供給流量が１．０（ＬＰＭ）以上では、外周モードの発生が見られなかった。
＜第３の洗浄試験＞
ところで、本願発明者らは、第２の実施形態に係る基板処理装置２０１（処理対象面の反対面（以下、単に「反対面」という場合がある。）を不活性ガス等の保護気体で保護）を用いながら、第２の実施形態に係る図１７に示す洗浄処理からステップＴ７の工程を削除した処理を実施することを検討していた。
しかしながら、ウエハＷの反対面を、保護気体を用いて保護する場合において、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）におけるＦＯＭの供給流量が多いと、基板Ｗの反対面に形成される気流に逆らって基板Ｗの反対面にＦＯＭが回り込むおそれがある。そのため、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）におけるＦＯＭの供給流量には制約がある。したがって、ＦＯＭの供給流量を低く抑える必要があり、本願発明者は、ＦＯＭの供給流量の下限を調べるべく、第３の洗浄試験を行った。
第３の洗浄試験では、静電チェックのチャック痕が処理対象面（非デバイス形成面）に形成されたベアシリコンウエハ（直径３００ｍｍ）Ｗを試料として採用し、第２の実施形態に係る図１７に示す洗浄処理からステップＴ７の工程を削除した処理を、ウエハＷに対して施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において処理対象面に供給されるＦＯＭは、フッ酸濃度０．５５９ｗｔ．％（フッ酸と水との体積比1：１００）の希釈フ酸と、５５ｐｐｍのオゾン水とを、１：３の割合で混合させて生成する。このときのＦＯＭのフッ酸濃度は０．１４０ｗｔ．％であり、当該ＦＯＭのオゾン濃度は４１．２ｐｐｍである。また、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）における水（ＤＩＷ）の供給流量は５００（ミリリットル／分）である。
また、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において処理対象面に供給されるＦＯＭの供給流量を、８００（ミリリットル／分）および９００（ミリリットル／分）で異ならせた。
そして、各洗浄処理後のウエハＷについて、２６ｎｍ以上のパーティクル数を、パーティクルカウンタを用いて調べた。その結果を図２２に示す。
図２２から、ＦＯＭの供給流量が９００（ミリリットル／分）である場合には、当該供給流量が８００（ミリリットル／分）である場合と比較して、発生するパーティクルの量が格段に少ない。このことから、ＦＯＭの供給流量８００（ミリリットル／分）程度が下限であるが、当該供給流量を９００（ミリリットル／分）に上昇させれば、より洗浄性能が向上することがわかる。
＜第４の洗浄試験＞
また、本願発明者らは、供給するＦＯＭ中のフッ酸濃度を低下させれば外周モードの発生を抑制でき、その結果洗浄効率が向上するのはないかと考えている。また、本願発明者らは、供給するＦＯＭ中のオゾン濃度を上昇させれば、洗浄効率が向上するのではないかと考えている。そして、これらを組み合わせることにより、ＦＯＭの供給流量を低く抑えながら、外周モードの発生を抑制または防止することを実現できると考えている。
それを検証するために第４の洗浄試験を行った。第４の洗浄試験では、第２の洗浄試験における「ＦＯＭの供給流量０．８（ＬＰＭ）」の条件（次に述べる実施例３と同条件）において、ＦＯＭのフッ酸濃度およびオゾン濃度をそれぞれ変化させ、実施例３〜実施例６を実施した。実施例３〜実施例６において、ＦＯＭの供給流量は０．８（ＬＰＭ）である。
実施例３：静電チェックのチャック痕が処理対象面（非デバイス形成面）に形成されたシリコンウエハ（直径３００ｍｍ）Ｗを試料として採用し、第２の実施形態に係る図１７に示す洗浄処理からステップＴ７の工程を削除した処理を、ウエハＷに対して施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において処理対象面に供給されるＦＯＭは、フッ酸濃度０．５５９ｗｔ．％（フッ酸と水との体積比1：１００）の希釈フッ酸と、３０ｐｐｍのオゾン水とを、１：３の割合で混合させて生成する。このときのＦＯＭのフッ酸濃度は０．１４０ｗｔ．％であり、当該ＦＯＭのオゾン濃度は２２．５ｐｐｍである。
実施例４：静電チェックのチャック痕が処理対象面（非デバイス形成面）に形成されたシリコンウエハ（直径３００ｍｍ）Ｗを試料として採用し、第２の実施形態に係る図１７に示す洗浄処理からステップＴ７の工程を削除した処理を、ウエハＷに対して施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において処理対象面に供給されるＦＯＭは、フッ酸濃度０．５５９ｗｔ．％（フッ酸と水との体積比1：１００）の希釈フッ酸と、５０ｐｐｍのオゾン水とを、１：３の割合で混合させて生成する。このときのＦＯＭのフッ酸濃度は０．１４０ｗｔ．％であり、当該ＦＯＭのオゾン濃度は３７．５ｐｐｍである。
実施例５：静電チェックのチャック痕が処理対象面（非デバイス形成面）に形成されたシリコンウエハ（直径３００ｍｍ）Ｗを試料として採用し、第２の実施形態に係る図１７に示す洗浄処理からステップＴ７の工程を削除した処理を、ウエハＷに対して施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において処理対象面に供給されるＦＯＭは、フッ酸濃度０．５５９ｗｔ．％（フッ酸と水との体積比1：１００）の希釈フッ酸と、３０ｐｐｍのオゾン水とを、１：５の割合で混合させて生成する。このときのＦＯＭのフッ酸濃度は０．０９３ｗｔ．％であり、当該ＦＯＭのオゾン濃度は２５．０ｐｐｍである。
実施例６：静電チェックのチャック痕が処理対象面（非デバイス形成面）に形成されたシリコンウエハ（直径３００ｍｍ）Ｗを試料として採用し、第２の実施形態に係る図１７に示す洗浄処理からステップＴ７の工程を削除した処理を、ウエハＷに対して施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）において処理対象面に供給されるＦＯＭは、フッ酸濃度０．５５９ｗｔ．％（フッ酸と水との体積比1：１００）の希釈フッ酸と、５０ｐｐｍのオゾン水とを、１：５の割合で混合させて生成する。このときのＦＯＭのフッ酸濃度は０．０９３ｗｔ．％であり、当該ＦＯＭのオゾン濃度は４１．６７ｐｐｍである。
そして、実施例３〜実施例６の洗浄処理後のウエハＷについて、８０ｎｍ以上のパーティクルおよび０．５μｍ以上のパーティクルの除去率を調べた。当該除去率は、洗浄処理によりウエハＷの処理対象面上から減少したパーティクルを、洗浄処理前の当該処理対象面上のパーティクルで除した値である。その結果を図２３Ａに示す。
また、洗浄処理後のウエハＷについて実施例３〜実施例６について、洗浄処理後のウエハＷの処理対象面の状態を観察した。図２３Ｂに実施例３のウエハＷの処理対象面の画像図を示し、図２３Ｃに実施例４のウエハＷの処理対象面の画像図を示す。実施例５および実施例６は、それぞれ、実施例４の場合と同様の図であるので、図示を省略する。
図２３Ｂ，２３Ｃに示すように、実施例３では発生していた外周モードが、実施例４〜実施例６では見られなかった。また、図２３Ａから、実施例４〜実施例６では、実施例３に比べ、８０ｎｍ以上の微細パーティクルの発生度合いが低かった。第４の洗浄試験から、供給するＦＯＭ中のフッ酸濃度を低下させれば外周モードの発生を抑制でき、その結果洗浄効率を向上できることがわかる。また、供給するＦＯＭ中のオゾン濃度を上昇させれば、洗浄効率を向上できることがわかる。
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。
図２４は、この発明の第３の実施形態に係る基板処理装置３０１に含まれる処理ユニット３０２の構成例を説明するための図解的な断面図である。
第２の実施形態において、第１の実施形態に示された各部に対応する部分には、図１〜図７Ｅの場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
第３の実施形態に係る基板処理装置３０１が、前述の第１の実施形態に係る基板処理装置１（図２参照）と相違する点は、処理ユニット２（図２参照）に代えて処理ユニット３０２を設けた点にある。第３の実施形態に係る処理ユニット３０２が、第１実施形態に係る処理ユニット２と相違する点は、基板Ｗの処理対象面（裏面Ｗｂ）が、イリジウム（iridium。Ｉｒ）金属残渣を含むイリジウム金属残渣含有面を含んでいる点である。たとえばドライエッチ後の基板Ｗには、基板Ｗの非デバイス形成面（裏面Ｗｂ）の外周部にイリジウム金属残渣が付着していることがある。イリジウムは、酸性薬液やアルカリ性薬液に対しては不溶性を示す一方、フッ酸濃度の高いＦＯＭやＦＰＭ（フッ酸過酸化水素水混合液）には溶ける性質を有している。そのため、本願発明者らは、このようなイリジウム金属残渣の除去には、フッ酸濃度の高いＦＯＭやＦＰＭが効果的であることを知見している。そのため、処理ユニット３０２は、フッ酸濃度の低いＦＯＭをＦＯＭノズル６に供給するＦＯＭ供給装置７に代えて、フッ酸濃度の高いＦＯＭをＦＯＭノズル６に供給するＦＯＭ供給装置３０７を備えている。
ＦＯＭ供給装置３０７は、ＦＯＭノズル６に接続され、濃フッ酸供給源（図示しない）からの濃フッ酸（濃度の濃いフッ酸水溶液）が供給されるフッ酸配管３２３と、オゾン水供給源（たとえばオゾン発生装置を含む構成。図示しない）からのオゾン水が供給されるオゾン水配管２４とを含む。フッ酸配管３２３の途中部には、フッ酸配管３２３を開閉するためのフッ酸バルブ３２５、およびフッ酸流量調整バルブ３２６が介装されている。フッ酸バルブ３２５は、制御装置３（図５参照）による制御により開閉される。
処理ユニット３０２は、たとえば、裏面Ｗｂにイリジウム金属残渣が付着している基板Ｗを洗浄対象としている。処理ユニット３０２による洗浄処理は、露光処理や成膜処理等の後工程の前に実行される。図２５Ａ〜２５Ｅは、処理ユニット３０２によって実行される洗浄処理の一例を説明するための図解的な図である。この洗浄処理は、図６に示す、処理ユニット２において実行される洗浄処理と同等である。以下、第３の実施形態に係る洗浄処理について、図６、図２４および図２５Ａ〜２５Ｅを参照しながら説明する。
図２５Ａに示すように、基板Ｗは、その表面Ｗａを下方に向け、かつその裏面Ｗｂを上方に向けた状態でスピンチャック５に保持される（図６のステップＳ２）。スピンチャック５に基板Ｗが保持された後、制御装置３は、スピンモータ１５を駆動してスピンベース１７を回転させ、図２５Ｂに示すように基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる（図６のステップＳ３）。
次いで、制御装置３は、保護液の供給を開始する（Ｓ４：保護液供給工程）。これにより、図２５Ｂに示すように、基板Ｗの表面Ｗａに、当該表面Ｗａの全域を覆う保護液の液膜ＬＦ１１が形成され、この保護液の液膜ＬＦ１１によって、デバイス形成面である、基板Ｗの表面Ｗａが保護される。
次いで、制御装置３は、ＦＯＭを基板Ｗの裏面Ｗｂに供給するＦＯＭ供給工程を行う（図６のステップＳ５）。ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）では、ＦＯＭノズル６が基板Ｗの中央部の上方に配置される。ＦＯＭノズル６が基板Ｗの上方に配置された後、制御装置３は、フッ酸バルブ３２５および水バルブ４３を同時に開く。これにより、フッ酸配管２２３の内部を流通する濃フッ酸がＦＯＭノズル６に供給されると共に、オゾン水配管２４を流通するオゾン水がＦＯＭノズル６に供給される。そして、ＦＯＭノズル６のケーシング内において濃フッ酸とオゾン水とが混合され、フッ酸濃度の高いＦＯＭが生成される。図２５Ｃに示すように、フッ酸濃度の高いＦＯＭが、ＦＯＭノズル６の吐出口３７から吐出され、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に供給される。基板Ｗの中央部に供給されたＦＯＭは、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの裏面Ｗｂを外周部に向けて放射状に広がり、これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域にフッ酸濃度の高いＦＯＭを行き渡らせることができる。その結果、図２５Ｃに示すように、基板Ｗの裏面Ｗｂ全域を覆うＦＯＭの液膜ＬＦ１２が基板Ｗ上に形成される。フッ酸濃度の高いＦＯＭにより、基板Ｗの裏面Ｗｂ（とくに外周部）に付着しているイリジウム金属残渣が良好に除去される。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂを良好に洗浄できる。
ＦＯＭノズル６から吐出されるＦＯＭのフッ酸濃度は、１０ｗｔ．％以上３０ｗｔ．％である。吐出されるＦＯＭのフッ酸濃度が１０ｗｔ．％以上であるので、基板Ｗの裏面Ｗｂに付着しているイリジウム金属残渣を良好にリフトオフすることができる。
ＦＯＭノズル６から吐出されるＦＯＭにおける濃フッ酸とオゾン水の混合比は、約１：１〜約１：３の範囲である。
ＦＯＭノズル６から吐出されるＦＯＭのオゾン濃度は、たとえば約５０ｐｐｍである。
ＦＯＭの吐出開始から予め定める期間が経過すると、ＦＯＭ供給工程（図６のＳ５）が終了する。ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の終了に引き続いて、リンス液である水が基板Ｗの裏面Ｗｂに供給開始される（図６のステップＳ６）。
制御装置３は、水バルブ４３を開いて、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部に向けて水ノズル４１から水を吐出させる。これにより、図２５Ｄに示すように、基板Ｗ上のＦＯＭの液膜ＬＦ１２が、基板Ｗの裏面Ｗｂ全域を覆う水の液膜ＬＦ１３に置換される。水ノズル４１の水の吐出開始から、予め定める時間が経過すると、制御装置３は、アーム駆動ユニット４８を制御して、図２５Ｅに示すように、洗浄ブラシ１０による基板Ｗの裏面Ｗｂのスクラブ洗浄を実行する（図６のＳ７：ブラシ洗浄工程）。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂに対して、水を供給しながら洗浄ブラシ１０によるスクラブ洗浄が行われる。洗浄ブラシ１０によるスクラブ洗浄は、第１の実施形態に係る洗浄処理におけるブラシ洗浄工程（図６のＳ７）の場合と同等であり、そのため、説明を省略する。
洗浄ブラシ１０の往動が予め定める回数行われた後、ブラシ洗浄工程（図６のＳ７）が終了する。
ＦＯＭ処理（Ｓ５）およびブラシ洗浄工程（Ｓ７）を連続して行うことにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの全域からチャック痕の大半を除去できる。これにより、一連の洗浄処理の次工程（たとえば露光工程）における歩留まりを向上させることができる。
次に、基板Ｗを乾燥させるスピンドライ工程（ステップＳ８）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンモータ１５を制御することにより、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）およびブラシ洗浄工程（Ｓ７）での回転速度よりも大きい乾燥回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗを加速させ、乾燥回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上の液体に加わり、基板Ｗに付着している液体が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから液体が除去され、基板Ｗが乾燥する。
たとえば、基板Ｗの処理対象面（すなわち基板Ｗの裏面Ｗｂ）が疎水性を呈している状態で、基板Ｗに対しスピンドライ工程が施されると、スピンドライ工程中に当該処理対象面を水滴が移動する結果、基板処理不良の発生するおそれがある。
これに対しこの実施形態では、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の終了時に基板Ｗの裏面Ｗｂの基板Ｗの裏面Ｗｂの全域が親水性に保たれている。そのため、基板Ｗの裏面Ｗｂが親水性を呈している状態で、基板Ｗにスピンドライ工程（Ｓ８）が実行される。これにより、スピンドライ工程（Ｓ８）における基板処理不良の発生を抑制または防止できる。
そして、基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１５を制御することにより、スピンチャック５による基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ９）。
次に、処理チャンバー４内から基板Ｗが搬出される（ステップＳ１０）。搬出された基板Ｗは、反転ユニットＴＵ（図１参照）によって反転させられ（図６のステップＳ１１）、洗浄処理済みの基板Ｗは、その表面Ｗａを上に向けた状態でキャリアＣに収容される。洗浄処理済みの基板Ｗが収容されたキャリアＣは、基板処理装置１から、露光装置等の後処理装置に向けて搬送される。
また、図２６に示す変形例に係る洗浄処理のように、ブラシ洗浄工程（図６のＳ７）をＦＯＭ供給工程（図６のＳ５）に並行して実行させてもよい。この場合、洗浄ブラシ１０としては、耐薬ブラシが用いられる。耐薬ブラシの材質として、ＰＴＦＥ等を例示ができる。洗浄ブラシ１０としてこのような耐薬ブラシを用いることで、ＦＯＭによる洗浄ブラシ１０の腐食を抑制または防止できる。
＜第５の洗浄試験＞
次に、第５の洗浄試験について説明する。第５の洗浄試験では、下記の実施例７〜実施例９および比較例１，比較例２の合計５つの試験を行った。
これら５つの試験では、試料として、窒化シリコンからなる処理対象面（非デバイス形成面）の外周部にイリジウム残渣が付着しているシリコンウエハ（直径３００ｍｍ）Ｗを採用した。処理対象面に供給する洗浄薬液として、濃フッ酸またはフッ酸濃度の高いＦＯＭを用いた。
実施例７：洗浄薬液としてＦＯＭを処理対象面に供給した。実施例７では、ウエハＷの処理対象面に対し図２５Ａ〜図２５Ｅに示す洗浄処理と同等の処理を施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（図６のＳ５）において、処理対象面に供給されるＦＯＭにおける濃フッ酸とオゾン水の混合比は、約１：１であり、このときのフッ酸濃度は約２６．２６ｗｔ．％である。また、このＦＯＭのオゾン濃度は約５０ｐｐｍである。図２７において、「ＦＯＭ→ブラシＡ」との記載は、ＦＯＭ供給工程（図６のＳ５）の後にブラシ洗浄工程（図６のＳ７）を実行するということである。図２７における他の同様の標記についても同じ。また、「ブラシＡ」は、ブラシ工程（図６のＳ７）において用いられる洗浄ブラシ１０として、耐薬性を有しないブラシを用いることを指し示している。
実施例８：洗浄薬液としてＦＯＭを処理対象面に供給した。実施例８では、ウエハＷの処理対象面に対し図２５Ａ〜図２５Ｅに示す洗浄処理と同等の処理を施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（図６のＳ５）において、処理対象面に供給されるＦＯＭにおける濃フッ酸とオゾン水の混合比は、約１：３であり、このときのフッ酸濃度は約１３．６２ｗｔ．％である。また、このＦＯＭのオゾン濃度は約５０ｐｐｍである。
実施例９：洗浄薬液としてＦＯＭを処理対象面に供給した。実施例９では、ウエハＷの処理対象面に対し図２６に示す洗浄処理と同等の処理を施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（図６のＳ５）において、処理対象面に供給されるＦＯＭにおける濃フッ酸とオゾン水の混合比は、約１：１であり、このときのフッ酸濃度は約２６．２６ｗｔ．％である。また、このＦＯＭのオゾン濃度は約５０ｐｐｍである。図２７において、「ＦＯＭ＋ブラシＢ」との記載は、ＦＯＭ供給工程（図６のＳ５）と並行してブラシ洗浄工程（図６のＳ７）を実行するということである。図２７における他の同様の標記についても同じ。また、「ブラシＢ」は、ブラシ工程（図６のＳ７）において用いられる洗浄ブラシ１０として、耐薬性を有する耐薬ブラシを用いることを指し示している。
比較例１：洗浄薬液としてＦＯＭを処理対象面に供給した。比較例１では、ウエハＷの処理対象面に対し図２５Ａ〜図２５Ｅに示す洗浄処理からブラシ洗浄工程（図６のＳ７）を削除した処理を、ウエハＷに対して施した。このとき、ＦＯＭ供給工程（図６のＳ５）において、処理対象面に供給されるＦＯＭにおける濃フッ酸とオゾン水の混合比は、約１：１であり、このときのフッ酸濃度は約２６．２６ｗｔ．％である。また、このＦＯＭのオゾン濃度は約５０ｐｐｍである。
比較例２：洗浄薬液として濃フッ酸を処理対象面に供給した。比較例２では、洗浄薬液として濃フッ酸を用いる点を除き、図２６に示す洗浄処理と同等の処理を施した。このとき、洗浄薬液を供給する工程において処理対象面に供給されるフッ酸濃度はほぼ１００ｗｔ．％である。
そして、実施例７〜実施例９および比較例１，比較例２の各資料について、洗浄処理後に、全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）を行い、ウエハＷの処理対象面（の外周部）におけるインジウムのピーク強度を調べた。その結果を図２７に示す。
図２７から、実施例７〜実施例９において、ウエハＷにおいて、インジウムのピークが検出されないか、あるいは検出されたとしてもそのピーク強度は小さいことがわかる。したがって、実施例７〜実施例９の洗浄処理により、インジウム残渣をウエハＷから良好に除去できたことがわかる。
以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
また、第１の実施形態において、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）におけるＦＯＭの供給流量を大流量に制御することにより、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の終了時において基板Ｗの裏面Ｗｂの全域にオゾンが行き渡るようにした。しかしながら、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）におけるＦＯＭのフッ酸濃度、当該ＦＯＭのオゾン濃度、当該ＦＯＭにおけるフッ酸とオゾンとの成分比、およびＦＯＭ供給工程（Ｓ５）における前記基板の回転速度の少なくとも一つを制御することより、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５）の終了時において基板Ｗの裏面Ｗｂの全域にオゾンが行き渡るようにしてもよい。
また、第２の実施形態において、オゾン水供給工程（Ｔ７）を、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の後ブラシ洗浄工程（Ｔ９）の開始に先立って実行するものとして説明したが、オゾン水供給工程（Ｔ７）を、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）の開始に先立って実行してもよい。換言すると、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）に次いで、オゾン水を供給しながら洗浄ブラシ１０を基板Ｗの裏面Ｗｂにスクラブさせるようにしてもよい。この場合、洗浄ブラシ１０の材質として、ＰＶＡでなく、ＰＴＦＥを用いることが望ましい。ＰＴＦＥは、オゾン水に対する耐性を有しているので、オゾン水による洗浄ブラシ１０の腐食を抑制または防止できる。
また、第１および第２の実施形態に係るＦＯＭ供給工程（Ｓ５，Ｔ６）において、基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部にＦＯＭを着液させる構成を例に挙げて説明したが、ＦＯＭ供給工程（Ｓ５，Ｔ６）の実行に並行して、基板Ｗの裏面Ｗｂに対するＦＯＭの着液位置を中央部と外周部との間で移動させて、ＦＯＭの着液位置を基板Ｗの裏面Ｗｂ全域を走査させるようにしてもよい。
また、第１〜第３の実施形態に係るＦＯＭ供給工程（Ｓ５，Ｔ６）において、基板Ｗを回転させなくてもよい。また、ブラシ洗浄工程（Ｓ７，Ｔ９）において、基板Ｗを回転させずに、洗浄ブラシ１０，２１０を移動させることにより、基板Ｗに対する洗浄ブラシ１０，２１０の押付け位置を、基板Ｗの面内で移動させるようにしてもよい。
また、第２の実施形態に係る洗浄処理において、基板Ｗの裏面Ｗｂにフッ酸を供給するフッ酸供給工程を、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の前および／または後に、追加してもよい。この実施形態では、制御装置２０３が、オゾン水バルブ２２７を開いた状態に維持しつつフッ酸バルブ２２５だけを閉じることにより、ＦＯＭノズル２０６の吐出口２３７からオゾン水を吐出することができる。
フッ酸供給工程の第１の例として、基板Ｗの回転開始（Ｔ５）後、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の前に実行されるフッ酸供給工程を例示できる。
また、フッ酸供給工程の第２の例として、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の終了後、オゾン水供給工程（Ｔ７）の前に実行されるフッ酸供給工程を例示できる。
さらに、フッ酸供給工程の第３の例として、基板Ｗの回転開始（Ｔ５）後ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の前にフッ酸供給工程を実行すると共に、ＦＯＭ供給工程（Ｔ６）の終了後オゾン水供給工程（Ｔ７）の前にフッ酸供給工程を実行する場合を例示できる。
フッ酸供給工程によって、基板Ｗの裏面Ｗｂに形成されているシリコン酸化膜を除去できる。また、この場合、フッ酸供給工程の実行により、基板Ｗの裏面Ｗｂが疎水化されるのであるが、フッ酸供給工程の後に必ずオゾン水供給工程（Ｔ７）が実行されており、そのオゾン水供給工程（Ｔ７）において、基板Ｗの裏面Ｗｂが親水化される。そのため、疎水化されている基板Ｗの裏面Ｗｂに洗浄ブラシ１０によるスクラブ処理が施されることがないから、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）において基板Ｗの裏面Ｗｂに異物が再付着するおそれがない。また、基板Ｗの裏面Ｗｂが疎水化された状態のまま乾燥されることがないから、スピンドライ工程（Ｔ１０）において基板処理不良の発生を抑制または防止できる。
また、第１〜第３の実施形態において、ＦＯＭ供給ユニットとして、希フッ酸およびオゾン水の混合をＦＯＭノズル６，２０６の内部で行うノズル混合タイプのものを例に挙げて説明したが、ＦＯＭノズル６，２０６の上流側に配管を介して接続された混合部を設け、この混合部において、希フッ酸とオゾン水との混合が行われる配管混合タイプのものを採用してもよい。
また、希フッ酸とオゾン水とを混合させてＦＯＭを生成させる手法に限られず、希フッ酸にオゾンを直接溶解させることにより、ＦＯＭを生成させるようにしてもよい。
また、第２の実施形態において、希フッ酸を吐出する希フッ酸ノズルと、オゾン水を吐出するオゾン水ノズルとを設け、希フッ酸ノズルからの希フッ酸と、オゾン水ノズルからのオゾン水とを基板Ｗの裏面Ｗｂ上で混合させることによりＦＯＭを生成させてもよい。
また、第２の実施形態において、ＦＯＭ供給ユニットをオゾン水供給ユニットと兼用させるようにしたが、オゾン水供給ユニットをＦＯＭ供給ユニットと別に設けてもよい。この場合、オゾン水を吐出するオゾン水ノズルを、ＦＯＭノズル２０６とは別に設け、オゾン水供給工程（Ｔ７）において、オゾン水ノズルからのオゾン水を基板Ｗの裏面Ｗｂに供給させるようにしてもよい。
この場合、オゾン水ノズルを、その吐出口が基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部を向くように配置し、オゾン水供給工程（Ｔ７）において、オゾン水ノズルから基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に向けてオゾン水を吐出するようにしてもよい。この場合、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部に向けて吐出されたオゾン水は、基板Ｗの回転により、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部の全域に供給される。これにより、基板Ｗの裏面Ｗｂの外周部を効率良く親水化でき、これにより、ブラシ洗浄工程（Ｔ９）における、基板Ｗの裏面Ｗｂへの異物の再付着を抑制または防止できる。
また、第１および第３の実施形態において、第２の実施形態のように保護流体として保護気体（たとえば不活性ガス）を用いることもできる。この場合、保護気体によって保護される基板Ｗの表面Ｗａ（処理対象面）にメタル層Ｍが形成されていてもよい。また、この場合には、基板Ｗを保持する基板保持ユニットとして、スピンチャック５に代えて、スピンチャック２０５を採用することもできる。
また、第３の実施形態において、処理対象面に供給する洗浄薬液として、ＦＯＭに代えてＦＰＭを採用してもよい。
また、第１〜第３の実施形態において、処理対象面の反対面を保護液で保護する構成を廃止してもよい。
また、第１および第２の実施形態では、一連の洗浄処理が、基板Ｗの裏面Ｗｂの異物の除去、とくに裏面Ｗｂに形成されるチャック痕の除去であるとして説明したが、一連の洗浄処理が、チェック痕だけでなく、膜剥れや微小スクラッチ等を含む欠陥を除去することを目的とするものであってもよい。
また、第１および第２の実施形態において、処理対象面が、基板（シリコン基板）Ｗのベアシリコン面であるとして説明したが、処理対象面は、ベアシリコン面に限られず、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のいずれかを含んでいてもよい。
また、第１〜第３の実施形態において、処理対象面が、基板Ｗの裏面（デバイス非形成面）Ｗｂであるとして説明したが、基板Ｗの表面（デバイス形成面）Ｗａを処理対象面としてもよい。この場合、処理対象面は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属膜（たとえばチタンナイトライド等）を含む。また、この場合において、一連の洗浄処理は、異物の除去に限られず、金属の除去、膜中に埋設された不純物の除去を目的とする。
また、第１〜第３の実施形態において、処理対象面が、基板Ｗの上面であるとして説明したが、基板Ｗの下面を処理対象面としてもよい。
また、第１〜第３の実施形態では、基板処理装置１，２０１，３０１が円板状の半導体基板を処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１，２０１，３０１は、液晶表示装置用ガラス基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能で
ある。
１ ：基板処理装置
２ ：処理ユニット
３ ：制御装置
４ ：処理チャンバー
５ ：スピンチャック
６ ：ＦＯＭノズル（ノズル）
７ ：ＦＯＭ供給装置
８ ：水供給ユニット
１０ ：洗浄ブラシ
１０ａ ：洗浄面
２１ ：ノズルアーム
２２ ：ノズル移動ユニット
２３ ：フッ酸配管
２４ ：オゾン水配管
２５ ：フッ酸バルブ
２６ ：フッ酸流量調整バルブ
２７ ：オゾン水バルブ
２８ ：オゾン水流量調整バルブ
４７ ：揺動アーム
４８ ：アーム駆動ユニット
１０３ ：回転駆動ユニット
１０７ ：回転台
１１０ ：保持ピン
１１１ ：固定ピン
１１２ ：可動ピン
１１５ ：保護ディスク
１７０ ：不活性ガス供給管
１７２ ：不活性ガス供給路
１７３ ：不活性ガスバルブ
１７４ ：不活性ガス流量調整バルブ
１９０ ：絞り部
１９０ａ ：第１の段部
１９０ｂ ：第２の段部
１９１ ：カバー
１９２ ：円環板部
１９３ ：円筒部
２０１ ：基板処理装置
２０２ ：処理ユニット
２０３ ：制御装置
２０４ ：処理チャンバー
２０５ ：スピンチャック
２０６ ：ＦＯＭノズル（ノズル）
２０７ ：ＦＯＭ供給装置
２０８ ：水供給ユニット
２１０ ：洗浄ブラシ
２１０ａ ：洗浄面
２２１ ：ノズルアーム
２２２ ：ノズル移動ユニット
２２３ ：フッ酸配管
２２４ ：オゾン水配管
２２５ ：フッ酸バルブ
２２６ ：フッ酸流量調整バルブ
２２７ ：オゾン水バルブ
２２８ ：オゾン水流量調整バルブ
２４７ ：揺動アーム
２４８ ：アーム駆動ユニット
３０１ ：基板処理装置
３０２ ：処理ユニット
３０７ ：ＦＯＭ供給装置
３２３ ：フッ酸配管
３２５ ：フッ酸バルブ
３２６ ：フッ酸流量調整バルブ
Ｍ ：メタル層
Ｗ ：基板
Ｗａ ：表面
Ｗｂ ：裏面

Claims (20)

  1. 基板保持ユニットに保持されている基板の一方主面に向けて、ノズルから、フッ酸溶液にオゾンが溶解したオゾン含有フッ酸溶液を吐出するオゾン含有フッ酸溶液吐出工程と、
    前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に、または前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程に並行して、前記基板の前記一方主面に洗浄ブラシを当接させて当該一方主面を洗浄するブラシ洗浄工程とを含む、基板処理方法。
  2. 前記ブラシ洗浄工程は、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に実行される、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において前記ノズルから吐出される前記オゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度は、０．０１ｗｔ．％以上０．５ｗｔ．％以下である、請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において前記ノズルから前記ノズルから吐出される前記オゾン含有フッ酸溶液のオゾン濃度は、２２．５ｐｐｍ以上６７．２ｐｐｍ以下である、請求項２または３に記載の基板処理方法。
  5. 前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において前記ノズルから吐出される前記オゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度は、０．０９３ｗｔ．％以上０．２２１ｗｔ．％以下である、請求項４に記載の基板処理方法。
  6. 前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程において前記ノズルから吐出される前記オゾン含有フッ酸溶液のオゾン濃度は、２２．５ｐｐｍ〜４２．０ｐｐｍである、請求項４または５に記載の基板処理方法。
  7. 前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程は、前記基板保持ユニットに保持されている前記基板の一方主面の中央部に向けてオゾン含有フッ酸溶液を吐出する工程を含み、
    前記基板処理方法は、
    前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程に並行して、前記基板を所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転工程をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  8. 前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後、前記基板の前記一方主面のオゾン含有フッ酸溶液を水で置換する水リンス工程をさらに含み、
    前記ブラシ洗浄工程は、前記水リンス工程と並行して実行される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  9. 前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程における前記オゾン含有フッ酸溶液の吐出流量、当該オゾン含有フッ酸溶液のフッ酸濃度、当該オゾン含有フッ酸溶液のオゾン濃度、当該オゾン含有フッ酸溶液におけるフッ酸とオゾンとの成分比および／または、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程における前記基板の回転速度は、当該前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の終了時において前記基板の前記一方主面の全域にオゾンが行き渡るように設定されている、請求項８に記載の基板処理方法。
  10. 前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程と並行して、他方主面への前記オゾン含有フッ酸溶液の回り込みを抑制または防止すべく、前記他方主面に保護流体を供給する保護流体供給工程をさらに含む、請求項８または９に記載の基板処理方法。
  11. 前記基板は半導体基板を含み、
    前記基板の前記他方主面は、デバイスを形成するためのデバイス形成面であり、
    前記基板の前記一方主面は、前記デバイスが形成されないデバイス非形成面である、請求項１０に記載の基板処理方法。
  12. 前記保護流体供給工程は、前記他方主面に保護液を供給する保護液供給工程を含む、請求項１０または１１に記載の基板処理方法。
  13. 前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程における前記オゾン含有フッ酸溶液の吐出流量は、０．８リットル／分以上である、請求項１２に記載の基板処理方法。
  14. 前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後前記ブラシ洗浄工程に先立って、前記基板の前記一方主面にオゾン水を供給するオゾン水供給工程をさらに含む、請求項２〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  15. 前記基板保持工程は、前記基板を水平姿勢に保持させる工程を含み、
    前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程は、前記基板の上面に前記オゾン含有フッ酸溶液を吐出する工程を含み、
    前記ブラシ洗浄工程は、前記基板の前記上面を洗浄する工程を含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  16. 前記基板の前記一方主面は、シリコン成分を含むシリコン含有面を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  17. 前記基板の前記一方主面は、チタンナイトライドを含むチタンナイトライド含有面を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  18. 前記基板の前記一方主面は、イリジウム金属残渣を含むイリジウム金属残渣含有面を含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  19. 基板を保持する基板保持ユニットと、
    前記基板保持ユニットに保持されている基板の一方主面に向けてオゾン含有フッ酸溶液を吐出するためのノズルと、
    前記ノズルに、前記オゾン含有フッ酸溶液を供給するオゾン含有フッ酸溶液供給装置と、
    前記一方主面に接触して当該一方主面を洗浄するための洗浄ブラシと、
    前記洗浄ブラシを駆動するための洗浄ブラシ駆動ユニットとを含み、
    前記オゾン含有フッ酸溶液供給装置および前記洗浄ブラシ駆動ユニットを制御して、前記基板保持ユニットに保持されている前記基板の一方主面に向けて、前記ノズルから、フッ酸溶液にオゾンが溶解したオゾン含有フッ酸溶液を吐出するオゾン含有フッ酸溶液吐出工程と、前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程の後に、または前記オゾン含有フッ酸溶液吐出工程に並行して、前記基板の前記一方主面に前記洗浄ブラシを当接させて当該一方主面を洗浄するブラシ洗浄工程とを実行する制御装置を含む、基板処理装置。
  20. 前記ノズルは、混合ノズルを含み、
    前記混合ノズルは、フッ酸溶液とオゾン水とを混合して前記オゾン含有フッ酸溶液を生成するための混合室と、前記混合室で生成された前記オゾン含有フッ酸溶液を吐出するための吐出口とを有し、
    前記オゾン含有フッ酸溶液供給装置は、
    フッ酸溶液供給源からの前記フッ酸溶液を前記混合室に供給するフッ酸配管と、
    オゾン水供給源からの前記オゾン水を前記混合室に供給するオゾン水配管とを含む、請求項１９に記載の基板処理装置。
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