JP2019033111A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

基板処理方法および基板処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ウェハの周縁部におけるパターン倒れを抑制すること。【解決手段】実施形態に係る基板処理方法は、処理液供給工程と、置換工程と、乾燥工程と、を含む。処理液供給工程は、水平に保持された基板上に処理液を供給する。置換工程は、基板上に供給された処理液を、処理液より表面張力が低い溶剤を供給して溶剤に置換する。乾燥工程は、溶剤が基板の中心部と周縁部との間にある中間部で最後に乾くように予め設定された回転数で、基板上の溶剤を振り切る。【選択図】図１

Description

開示の実施形態は、基板処理方法および基板処理装置に関する。
従来、半導体の製造工程において、半導体ウェハ（以下、ウェハとも呼称する。）等の基板を薬液で処理した後、かかる薬液をリンス液で除去する処理が行われる。さらに、かかるリンス液を乾燥させるため、ウェハ表面のリンス液を揮発性のＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）で置換してから振り切る乾燥処理（以下、ＩＰＡ乾燥とも呼称する。）が行われている（特許文献１参照）。
特開２０１６−９６３１７号公報
しかしながら、従来のＩＰＡ乾燥では、ウェハに形成されるパターンがＩＰＡの表面張力により倒壊する現象（以下、パターン倒れとも呼称する。）が、特にウェハの周縁部で生じる恐れがあった。
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、ウェハの周縁部におけるパターン倒れを抑制することが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を目的とする。
実施形態の一態様に係る基板処理方法は、処理液供給工程と、置換工程と、乾燥工程と、を含む。前記処理液供給工程は、水平に保持された基板上に処理液を供給する。前記置換工程は、前記基板上に供給された前記処理液を、前記処理液より表面張力が低い溶剤を供給して前記溶剤に置換する。前記乾燥工程は、前記溶剤が前記基板の中心部と周縁部との間にある中間部で最後に乾くように予め設定された回転数で、前記基板上の前記溶剤を振り切る。
実施形態の一態様によれば、ウェハの周縁部におけるパターン倒れを抑制することができる。
図１は、実施形態に係る基板処理の概要を示す図である。 図２は、実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す模式図である。 図３は、処理ユニットの構成を示す模式図である。 図４は、処理ユニットの具体的な構成例を示す模式図である。 図５は、ＩＰＡ乾燥におけるウェハ全体の乾燥時間とウェハのパターンが倒壊する割合との関係を示す図である。 図６は、実施形態にかかるウェハの回転数と中心部の乾燥時間、周縁部の乾燥時間、およびウェハ全体の乾燥時間との関係を示す図である。 図７Ａは、参考例における置換処理と乾燥処理との推移について示す図である。 図７Ｂは、実施形態の変形例１に係る置換処理と乾燥処理との推移について示す図である。 図８は、参考例および変形例１におけるウェハの周縁部でのＩＰＡ膜厚の推移について示す図である。 図９は、実施形態の変形例２に係る乾燥促進工程の一例について示す図である。 図１０は、基板処理システムが実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。
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装置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。
＜基板処理の概要＞
最初に、図１を参照しながら、基板処理システム１（図２参照）における基板処理の概要について説明する。図１は、実施形態に係る基板処理の概要を示す図である。
図１の（ａ）に示すように、処理液であるＤＩＷが供給された半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと呼称する。）の表面に、かかるＤＩＷよりも低表面張力の溶剤であるＩＰＡを供給し、ウェハＷ上のＤＩＷをＩＰＡで置換する置換処理が行われる。なお、かかる置換処理は、比較的低い回転数である回転数Ｒ１でウェハＷを回転させながら行われる。
次に、図１の（ｂ）に示すように、ウェハＷを回転数Ｒ１より高い回転数Ｒ２で回転させることにより、ウェハＷ上のＩＰＡを振り切る乾燥工程が行われる。かかる乾燥工程では、ウェハＷ上のＩＰＡのうち、ウェハＷの中心部Ｗｃで最初に乾燥する。
そして、実施形態にかかる乾燥工程では、図１の（ｃ）に示すように、予め設定された回転数Ｒ２でウェハＷを回転させることにより、ウェハＷの周縁部ＷｅにあるＩＰＡを、ウェハＷの中間部ＷｍにあるＩＰＡより早く乾燥させる。なお、かかる中間部Ｗｍは、ウェハＷの中心部Ｗｃと周縁部Ｗｅとの間にある部位である。
さらに、予め設定された回転数Ｒ２でウェハＷを回転させることにより、図１の（ｄ）に示すように、ウェハＷの中間部Ｗｍに残ったＩＰＡが最後に乾燥して、ウェハＷ全体の乾燥が終了する。
これにより、ウェハＷの周縁部ＷｅにおけるＩＰＡとパターンとの接触時間を短くすることができる。したがって、周縁部Ｗｅに形成されるパターンにＩＰＡの表面張力が作用する時間を短くすることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れを抑制することができる。
＜基板処理システムの概要＞
つづいて、図２を参照しながら、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成について説明する。図２は、実施形態に係る基板処理システム１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２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、実施形態ではウェハ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。
＜処理ユニットの概要＞
次に、処理ユニット１６の概要について、図３を参照しながら説明する。図３は、処理ユニット１６の構成を示す模式図である。図３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。なお、基板保持機構３０は、乾燥部の一例である。
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の具体的な構成例について、図４を参照しながら説明する。図４は、処理ユニット１６の具体的な構成例を示す模式図である。
図４に示すように、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。なお、ウェハＷは、基板処理が行われる表面を上方に向けた状態で保持部３１に保持される。
処理流体供給部４０は、複数（ここでは３つ）のノズル４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、かかるノズル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ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。
ノズル４１ａは、バルブ４４ａと流量調整器４５ａとを介してＤＨＦ供給源４６ａに接続される。ＤＨＦ供給源４６ａには、たとえばＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid：希フッ酸）などのウェハＷを処理する薬液が貯蔵される。
ノズル４１ｂは、バルブ４４ｂと流量調整器４５ｂとを介してＤＩＷ供給源４６ｂに接続される。ＤＩＷ（DeIonized Water：脱イオン水）は処理液の一例であり、たとえば処理液供給処理（以下、リンス処理とも呼称する。）に用いられる。なお、ノズル４１ｂは、処理液供給部の一例である。
ノズル４１ｃは、バルブ４４ｃと加熱部４７と流量調整器４５ｃとを介してＩＰＡ供給源４６ｃに接続される。ＩＰＡは処理液より表面張力が低い溶剤の一例であり、たとえば置換処理に用いられる。なお、ノズル４１ｃは、置換部の一例である。
なお、リンス処理に用いる処理液は、上述したＤＩＷに限られず、薬液成分をウェハＷ上から除去できるものであれば、その他の種類の処理液を用いてもよい。また、置換処理に用いる溶剤は、ＩＰＡに限られない。
たとえば、メタノールやエタノール、シクロヘキサノン、アセトン、テトラヒドロフラン、ＰＧＭＥＡ(プロピレングリコール‐１‐モノメチルエーテルアセテート)やＮＭＰ（Ｎ‐メチルピロリドン）など、処理液より表面張力が低い溶剤を置換処理用の溶剤に用いてもよい。
ノズル４１ａからは、ＤＨＦ供給源４６ａより供給されるＤＨＦが吐出される。ノズル４１ｂからは、ＤＩＷ供給源４６ｂより供給されるＤＩＷが吐出される。ノズル４１ｃからは、ＩＰＡ供給源４６ｃより供給されるＩＰＡが、加熱部４７によって室温よりも高い温度に加熱されて吐出される。
処理ユニット１６は、下面供給部６０をさらに備える。下面供給部６０は、保持部３１および支柱部３２の中空部３２１に挿通される。下面供給部６０の内部には上下方向に延在する流路６１が形成されており、かかる流路６１には、バルブ６２ａと流量調整器６３ａとを介してＤＩＷ供給源６４ａが接続される。また、かかる流路６１には、バルブ６２ｂと、加熱部６５と、流量調整器６３ｂとを介してＩＰＡ供給源６４ｂが接続される。
ＤＩＷ供給源６４ａから供給されるＤＩＷは、流路６１に供給される。また、ＩＰＡ供給源６４ｂから供給されるＩＰＡは、加熱部６５によって室温よりも高い温度に加熱されて流路６１に供給される。
ここまで説明した処理ユニット１６において、ＩＰＡを用いたウェハＷの乾燥処理が行われる。ここで、実施形態に係る乾燥処理は、予め設定された回転数でウェハＷを回転させて、ウェハＷ上のＩＰＡを振り切ることにより行われる。
図５は、ＩＰＡ乾燥におけるウェハＷ全体の乾燥時間とウェハＷのパターンが倒壊する割合との関係を示す図である。図５に示すように、ウェハＷ全体の乾燥時間を短くするにしたがって、パターンの倒壊割合が低下することがわかる。
すなわち、ＩＰＡ乾燥では、乾燥時間を短くすることにより、パターン倒れを抑制することができる。これは、ウェハＷに形成されるパターンにＩＰＡの表面張力が作用する時間を短くすることにより、パターン倒れが抑制できるからと考えられる。
図６は、実施形態にかかるウェハＷの回転数と中心部Ｗｃの乾燥時間、周縁部Ｗｅの乾燥時間、およびウェハＷ全体の乾燥時間との関係を示す図である。図６に示すように、ウェハＷ上のＩＰＡを振り切る乾燥処理におけるウェハＷの回転数が２０００（ｒｐｍ）以下の場合には、周縁部Ｗｅの乾燥時間と、ウェハＷ全体の乾燥時間とが一致する。
すなわち、ウェハＷの回転数が２０００（ｒｐｍ）以下の場合には、ウェハＷ上で周縁部Ｗｅが最後に乾燥することにより乾燥処理が完了する。
一方で、ウェハＷ上のＩＰＡを振り切る乾燥処理におけるウェハＷの回転数が２０００（ｒｐｍ）より大きい場合には、中心部Ｗｃの乾燥時間および周縁部Ｗｅの乾燥時間が、ウェハＷ全体の乾燥時間と一致しなくなる。
すなわち、ウェハＷの回転数が２０００（ｒｐｍ）より大きい場合には、ウェハＷ上で中心部Ｗｃおよび周縁部Ｗｅ以外の箇所、すなわち中間部Ｗｍが最後に乾燥することにより乾燥処理が完了する。
ここまで説明したように、乾燥処理において、予め設定された２０００（ｒｐｍ）より大きい回転数Ｒ２でウェハＷを回転させることによって、周縁部Ｗｅが最後に乾燥することを防止することができる。これにより、周縁部ＷｅにおけるＩＰＡとパターンとの接触時間を短くすることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れを抑制することができる。
また、実施形態において、ＤＩＷと置換するＩＰＡは、室温よりも高い温度でウェハＷに供給するとよい。これにより、ウェハＷ上でのＩＰＡの乾燥を促進させることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
＜各種変形例＞
つづいて、実施形態の各種変形例について図７Ａ〜図９を参照しながら説明する。図７Ａは、参考例における置換処理と乾燥処理との推移について示す図であり、図７Ｂは、実施形態の変形例１に係る置換処理と乾燥処理との推移について示す図である。
図７Ａに示すように、参考例における置換処理では、時間Ｔ１までＩＰＡが所定の供給量Ｓ１でウェハＷに供給され、その後時間Ｔ２で供給量がゼロになる。そして、ＩＰＡの供給量がゼロになるとともに（すなわち、時間Ｔ２から）ウェハＷの回転数を回転数Ｒ１から増加させ、時間Ｔ３で予め設定された回転数Ｒ２にすることにより、ＩＰＡを振り切る乾燥処理を行う。
すなわち、図７Ａに示す参考例は、ＩＰＡの供給量がゼロになった後に、ウェハＷを予め設定された回転数Ｒ２で回転させる。
一方で、図７Ｂに示すように、変形例１に係る乾燥処理は、置換処理が完了する時間Ｔ３ａより前の時間Ｔ１ａから、ウェハＷの回転数を回転数Ｒ１から回転数Ｒ２に増加させる。そして、ウェハＷが回転数Ｒ２となる時間Ｔ２ａまで、ＩＰＡが所定の供給量Ｓ１でウェハＷに供給される。その後、時間Ｔ３ａでＩＰＡの供給量がゼロになる。
すなわち、図７Ｂに示す変形例１は、ＩＰＡの供給量がゼロになる前に、ウェハＷを予め設定された回転数Ｒ２で回転させる。
図８は、参考例および変形例１におけるウェハＷの周縁部ＷｅでのＩＰＡ膜厚の推移について示す図である。なお、図８では、ウェハＷが回転数Ｒ２となる時間（参考例では時間Ｔ３、変形例１では時間Ｔ２ａ）を時間ゼロとして、グラフを揃えている。
図８に示すように、上述の参考例では、周縁部ＷｅのＩＰＡ膜厚が時間Ｔ１ｂまで膜厚Ａ２で略一定である。これは、中心部Ｗｃおよび中間部Ｗｍから周縁部Ｗｅに向かって移動するＩＰＡの量と、周縁部Ｗｅから振り切られるＩＰＡの量とが略等しくなるためである。
その後、中心部Ｗｃおよび中間部Ｗｍから周縁部Ｗｅに向かって移動するＩＰＡの量が少なくなることにより、周縁部ＷｅのＩＰＡ膜厚が減少し始める。そして、時間Ｔ３ｂで膜厚がゼロとなり、周縁部Ｗｅにおける乾燥処理が完了する。
一方で、変形例１では、時間ゼロにおける周縁部ＷｅのＩＰＡ膜厚を、参考例での膜厚Ａ２より小さい膜厚Ａ１にすることができる。これは、上述のように、ＩＰＡの供給量がゼロになる前にウェハＷを予め設定された回転数Ｒ２で回転させることにより、より小さいＩＰＡ膜厚で置換処理を完了させることができるためである。
さらに、変形例１では、ＩＰＡの供給量がゼロになる前に、周縁部ＷｅにおけるＩＰＡ膜厚を予め設定された膜厚Ａ以下である膜厚Ａ２にすることにより、ＩＰＡ膜厚が略一定に推移する期間を発生させることなく、時間ゼロから周縁部ＷｅのＩＰＡ膜厚を減少させることができる。
なぜなら、周縁部ＷｅにおけるＩＰＡ膜厚を予め設定された膜厚Ａ以下にすることにより、中心部Ｗｃおよび中間部Ｗｍから周縁部Ｗｅに向かって移動するＩＰＡの量を、周縁部Ｗｅから振り切られるＩＰＡの量より少なくすることができるためである。
これにより、図８に示すように、変形例１では、周縁部Ｗｅにおける乾燥処理を参考例より短い時間Ｔ２ｂで完了させることができる。したがって、変形例１によれば、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
なお、変形例１では、置換処理と乾燥処理とのタイミングなどの各種パラメータを適宜調整することにより、乾燥工程において、ウェハＷ上のＩＰＡを周縁部Ｗｅに向かって移動させることなく、その場で乾燥させるようにしてもよい。換言すると、置換処理が完了する際に、ウェハＷ上のＩＰＡ膜厚をＩＰＡがウェハＷ上で移動せずにその場で乾燥する所定の膜厚に制御するとよい。
これにより、さらに短い時間で周縁部Ｗｅにおける乾燥処理を完了させることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
また、実施形態では、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおける乾燥処理を短い時間で完了させるため、周縁部Ｗｅに対してＩＰＡの乾燥を促進させる乾燥促進処理を行ってもよい。図９は、実施形態の変形例２に係る乾燥促進工程の一例について示す図であり、処理ユニット１６におけるウェハＷの周縁部Ｗｅ近傍を拡大した図である。
図９に示すように、回収カップ５０における上端部５０ａの形状を所定の形状（たとえば、円弧状）に加工することにより、かかる上端部５０ａに沿って周縁部Ｗｅに流れる気流１００を発生させる。そして、発生した気流１００を周縁部Ｗｅに吹きかけることにより、周縁部Ｗｅに対する乾燥促進処理を行うことができる。
これにより、さらに短い時間で周縁部Ｗｅにおける乾燥処理を完了させることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
なお、乾燥促進処理は図９に示した例に限られず、たとえば、周縁部Ｗｅに向かう不活性ガス等の吐出口を別途処理ユニット１６に設け、かかる吐出口から不活性ガス等を吐出させることにより乾燥促進処理を行ってもよい。
また、乾燥促進処理は、乾燥処理の際にウェハＷの周縁部Ｗｅを昇温してもよい。たとえば、下面供給部６０から流路６１を介して室温より高い温度のＩＰＡをウェハＷの周縁部Ｗｅに対応する裏面側に吐出させることにより、ウェハＷの周縁部Ｗｅを昇温することができる。さらに、周縁部Ｗｅの近傍に別途ヒータを設けることにより、ウェハＷの周縁部Ｗｅを昇温してもよい。
＜基板処理の手順＞
つづいて、実施形態に係る基板処理の手順について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、基板処理システム１が実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。
図１０に示すように、処理ユニット１６では、まず、搬入処理が行われる（ステップＳ１０１）。搬入処理では、制御部１８が、基板搬送装置１７を制御して、処理ユニット１６のチャンバ２０内にウェハＷを搬入させる。ウェハＷは、基板処理される表面を上方に向けた状態で保持部材３１１に保持される。その後、制御部１８は、駆動部３３を制御して、基板保持機構３０を所定の回転数（たとえば、回転数Ｒ１）で回転させる。
次に、処理ユニット１６では、薬液処理が行われる（ステップＳ１０２）。薬液処理では、制御部１８が、処理流体供給部４０のノズル４１ａをウェハＷの中央上方に移動させる。その後、制御部１８が、バルブ４４ａを所定時間開放することにより、ウェハＷの表面に対して薬液であるＤＨＦを供給する。
ウェハＷの表面に供給されたＤＨＦは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面全体に広がる。これにより、ウェハＷに形成された自然酸化膜がＤＨＦによって除去される。
次に、処理ユニット１６では、処理液供給処理が行われる（ステップＳ１０３）。処理液供給処理では、制御部１８が、処理流体供給部４０のノズル４１ｂをウェハＷの中央上方に移動させ、バルブ４４ｂを所定時間開放することにより、ウェハＷの表面に処理液であるＤＩＷを供給する。
ウェハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面全体に広がる。これにより、ウェハＷの表面に残存するＤＨＦがＤＩＷで除去される。なお、処理液供給処理において、ウェハＷの裏面にも、下面供給部６０から流路６１を介してＤＩＷを供給してもよい。
次に、処理ユニット１６では、置換処理が行われる（ステップＳ１０４）。置換処理では、制御部１８が、処理流体供給部４０のノズル４１ｃをウェハＷの中央上方に移動させ、バルブ４４ｃを所定時間開放することにより、ウェハＷの表面に溶剤であるＩＰＡを供給する。
ウェハＷの表面に供給されたＩＰＡは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面全体に広がる。これにより、ウェハＷの表面に残存するＤＩＷがＩＰＡに置換される。なお、かかる置換処理の際に、制御部１８は、加熱部４７を動作させて、ＩＰＡを室温より高い温度に昇温してからウェハＷに供給してもよい。
つづいて、処理ユニット１６では、ウェハＷを乾燥させる乾燥処理が行われる（ステップＳ１０５）。乾燥処理では、たとえば、制御部１８が、駆動部３３を制御して基板保持機構３０を予め設定された回転数Ｒ２で回転させることにより、保持部材３１１に保持されるウェハＷ上のＩＰＡを振り切る。
また、かかる乾燥処理と並行して、処理ユニット１６では、ウェハＷの周縁部ＷｅにおけるＩＰＡの乾燥を促進させる乾燥促進処理が行われる（ステップＳ１０６）。かかる乾燥促進処理では、たとえば、回収カップ５０における上端部５０ａを所定の形状に加工することにより、周縁部Ｗｅに気流１００を吹きかける。
その後、処理ユニット１６では、搬出処理が行われる（ステップＳ１０７）。搬出処理では、制御部１８が、駆動部３３を制御して、ウェハＷの回転を停止させた後、基板搬送装置１７を制御して、ウェハＷを処理ユニット１６から搬出させる。かかる搬出処理が完了すると、１枚のウェハＷについての一連の基板処理が完了する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、実施形態では、乾燥促進処理として、回収カップ５０の形状を所定の形状に加工することや、処理ユニット１６に別途不活性ガス等の吐出口を設けること、ウェハＷの周縁部Ｗｅを昇温することなどを示したが、乾燥促進処理として上述の複数の手法を同時に行ってもよい。
実施形態に係る基板処理方法は、処理液供給工程（ステップＳ１０３）と、置換工程（ステップＳ１０４）と、乾燥工程（ステップＳ１０５）と、を含む。処理液供給工程（ステップＳ１０３）は、水平に保持された基板（ウェハＷ）上に処理液（ＤＩＷ）を供給する。置換工程（ステップＳ１０４）は、基板（ウェハＷ）上に供給された処理液（ＤＩＷ）を、処理液（ＤＩＷ）より表面張力が低い溶剤（ＩＰＡ）を供給して溶剤（ＩＰＡ）に置換する。乾燥工程（ステップＳ１０５）は、溶剤（ＩＰＡ）が基板（ウェハＷ）の中心部Ｗｃと周縁部Ｗｅとの間にある中間部Ｗｍで最後に乾くように予め設定された回転数Ｒ２で、基板（ウェハＷ）上の溶剤（ＩＰＡ）を振り切る。これにより、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れを抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理方法において、置換工程（ステップＳ１０４）は、溶剤（ＩＰＡ）の供給量がゼロになる前に、周縁部Ｗｅにおける溶剤（ＩＰＡ）の膜厚を予め設定された膜厚Ａ以下にする。これにより、ＩＰＡ膜厚が一定に推移する期間を発生させることなく、乾燥処理開始時から周縁部ＷｅのＩＰＡ膜厚を減少させることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理方法において、置換工程（ステップＳ１０４）は、溶剤（ＩＰＡ）の供給量がゼロになる前に、基板（ウェハＷ）を予め設定された回転数Ｒ２で回転させる。これにより、乾燥処理開始時における周縁部ＷｅのＩＰＡ膜厚を薄くすることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理方法において、乾燥工程（ステップＳ１０５）は、周縁部Ｗｅで乾燥させる溶剤（ＩＰＡ）の量を、周縁部Ｗｅに向かって移動させる溶剤（ＩＰＡ）の量より多くする。これにより、ＩＰＡ膜厚が一定に推移する期間を発生させることなく、乾燥処理開始時から周縁部ＷｅのＩＰＡ膜厚を減少させることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理方法において、乾燥工程（ステップＳ１０５）は、溶剤（ＩＰＡ）を周縁部Ｗｅに向かって移動させることなく、その場で乾燥させる。これにより、さらに短い時間で周縁部Ｗｅにおける乾燥処理を完了させることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理方法は、周縁部Ｗｅでの溶剤（ＩＰＡ）の乾燥を促進させる乾燥促進工程（ステップＳ１０６）をさらに含む。これにより、さらに短い時間で周縁部Ｗｅにおける乾燥処理を完了させることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理方法において、乾燥促進工程（ステップＳ１０６）は、周縁部Ｗｅに気流１００を吹きかける。これにより、さらに短い時間で周縁部Ｗｅにおける乾燥処理を完了させることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理方法において、乾燥促進工程（ステップＳ１０６）は、周縁部Ｗｅを昇温する。これにより、さらに短い時間で周縁部Ｗｅにおける乾燥処理を完了させることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理方法において、置換工程（ステップＳ１０４）は、室温より高い温度の溶剤（ＩＰＡ）で処理液（ＤＩＷ）を置換する。これにより、ウェハＷ上でのＩＰＡの乾燥を促進させることができることから、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れをさらに抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置は、処理液供給部（ノズル４１ｂ）と、置換部（ノズル４１ｃ）と、乾燥部（基板保持機構３０）と、を備える。処理液供給部（ノズル４１ｂ）は、水平に保持された基板（ウェハＷ）上に処理液（ＤＩＷ）を供給する。置換部（ノズル４１ｃ）は、基板（ウェハＷ）上に供給された処理液（ＤＩＷ）を、処理液（ＤＩＷ）より表面張力が低い溶剤（ＩＰＡ）を供給して溶剤（ＩＰＡ）に置換する。乾燥部（基板保持機構３０）は、溶剤（ＩＰＡ）が基板（ウェハＷ）の中心部Ｗｃと周縁部Ｗｅとの間にある中間部Ｗｍで最後に乾くように予め設定された回転数Ｒ２で、基板（ウェハＷ）上の溶剤（ＩＰＡ）を振り切る。これにより、ウェハＷの周縁部Ｗｅにおけるパターン倒れを抑制することができる。
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
Ｗｃ 中心部
Ｗｅ 周縁部
Ｗｍ 中間部
１ 基板処理システム
１６ 処理ユニット
３０ 基板保持機構
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ ノズル
１００ 気流

Claims (10)

  1. 水平に保持された基板上に処理液を供給する処理液供給工程と、
    前記基板上に供給された前記処理液を、前記処理液より表面張力が低い溶剤を供給して前記溶剤に置換する置換工程と、
    前記溶剤が前記基板の中心部と周縁部との間にある中間部で最後に乾くように予め設定された回転数で、前記基板上の前記溶剤を振り切る乾燥工程と、
    を含むことを特徴とする基板処理方法。
  2. 前記置換工程は、
    前記溶剤の供給量がゼロになる前に、前記周縁部における前記溶剤の膜厚を予め設定された膜厚以下にすること
    を特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記置換工程は、
    前記溶剤の供給量がゼロになる前に、前記基板を予め設定された前記回転数で回転させること
    を特徴とする請求項１または２に記載の基板処理方法。
  4. 前記乾燥工程は、
    前記周縁部で乾燥させる前記溶剤の量を、前記周縁部に向かって移動させる前記溶剤の量より多くすること
    を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  5. 前記乾燥工程は、
    前記溶剤を前記周縁部に向かって移動させることなく、その場で乾燥させること
    を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  6. 前記周縁部での前記溶剤の乾燥を促進させる乾燥促進工程をさらに含むこと
    を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  7. 前記乾燥促進工程は、
    前記周縁部に気流を吹きかけること
    を特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
  8. 前記乾燥促進工程は、
    前記周縁部を昇温すること
    を特徴とする請求項６または７に記載の基板処理方法。
  9. 前記置換工程は、
    室温より高い温度の前記溶剤で前記処理液を置換すること
    を特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  10. 水平に保持された基板上に処理液を供給する処理液供給部と、
    前記基板上に供給された前記処理液を、前記処理液より表面張力が低い溶剤を供給して前記溶剤に置換する置換部と、
    前記溶剤が前記基板の中心部と周縁部との間にある中間部で最後に乾くように予め設定された回転数で、前記基板上の前記溶剤を振り切る乾燥部と、
    を備えることを特徴とする基板処理装置。
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