JP2019062018A - 基板処理方法、基板処理装置、及び記憶媒体 - Google Patents

基板処理方法、基板処理装置、及び記憶媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】基板の表面に洗浄液を確実に供給しつつ、洗浄液の飛散を抑えて処理液の除去を行うことが可能な基板処理方法などを提供する。【解決手段】回転する基板Ｗの液処理を行った後、洗浄液を供給して処理液を除去するにあたり、吐出位置移動工程では、基板Ｗの回転方向の下流側へ向けて、基板Ｗの表面に対して斜めに洗浄液を吐出する洗浄液ノズル４２１と、洗浄液の着液位置Ｒから見て、基板Ｗの中央部側に隣接する位置に向けてガスを吐出するガスノズル４１１とを、基板の中央部側から周縁部側へ向けて移動させる。このとき、着液位置Ｒが周縁部側の第２領域を移動している期間中の回転数が、中央部側の第１領域を移動している期間中の最大の回転数よりも小さくなるように基板Ｗの回転数を変化させる。【選択図】図７

Description

本発明は、回転する基板に洗浄液を供給した後、基板上の処理液を除去する技術に関する。
半導体装置の製造工程には、基板である半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）を回転させながらウエハに処理液を供給して液処理を行った後、供給する液体を洗浄液に切り替えてウエハの表面に残存している処理液を除去する処理（基板処理方法）がある。
またこのとき、洗浄液と当該洗浄液を押し流すガスとを並行して供給しながら、洗浄液及びガスの供給位置をウエハの中央部側から周縁部側へと移動させることにより洗浄液を押し流してウエハを乾燥させる手法も知られている（例えば特許文献１）。
このような処理を行うにあたって、例えば洗浄液として純水を用いる必要があるとき、ウエハの表面が撥水性である場合など、基板の表面に均一に洗浄液を供給することが困難な条件も存在し得る。
また回転する基板の周縁部側は、線速度が大きいため、処理液の成分を含んだ洗浄液が外側に飛散し、基板の周囲に配置されたカップなどに衝突して液跳ねを生じる場合がある。この液跳ねは残渣欠陥の発生の要因となる。特に、ウエハの表面に形成されるパターンの微細化の進展に伴って、従来は問題とならなかった液跳ねの発生も抑制することが要求されようになってきている。
ここで特許文献２には、ブロック共重合体（ＢＣＰ：Block CoPolymers）の自己組織化（ＤＳＡ：Directed Self Assembly）を利用してウエハＷ上に形成されたパターンを現像するにあたり、現像液であるＩＰＡ（Isopropyl Alcohol）と当該ＩＰＡを除去するための窒素ガスとを並行して供給し、これらＩＰＡ及び窒素ガスの供給位置をウエハの中央部側から周縁部側へと移動させる技術が記載されている。さらに特許文献２には、ウエハの回転方向の下流側に向けて斜め下方、かつウエハＷの接線方向に沿ってＩＰＡを吐出することによりＩＰＡの液跳ねの発生を抑える技術の記載もある。
しかしながら、特許文献２では、上記の通り液跳ねを抑制した洗浄方法が記載されているが、洗浄液がウエハの表面に広がりにくい場合、つまり、洗浄液の種類や基板表面の性質から高撥水性を示す場合、液をウエハ表面に均一に広げることと液跳ねの抑制を両立する手法が求められる。
特開２０１２−１９００２号公報：段落０１３４〜０１３５、図１２（ａ）〜（ｄ） 特開２０１６−７２５５７号公報：段落００３９〜００４２、図８
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、基板の表面に洗浄液を確実に供給しつつ、洗浄液の飛散を抑えて処理液の除去を行うことが可能な基板処理方法、基板処理装置、及び記憶媒体を提供することである。
本発明の基板処理方法は、水平に保持され、中心軸周りに回転する基板に処理液を供給して液処理を行った後、当該基板に洗浄液を供給して処理液を除去する基板処理方法において、
回転する基板の回転方向の下流側へ向けて、当該基板の表面に対して斜めに前記洗浄液を吐出する洗浄液ノズルと、前記洗浄液が基板に到達する着液位置から見て、前記基板の中央部側に隣接する位置に向けてガスを吐出するガスノズルとを、前記基板の中央部側から周縁部側へ向けて移動させる吐出位置移動工程を含み、
前記吐出位置移動工程では、前記着液位置の移動経路を前記基板の中央部と周縁部との間の中間位置にて分割し、前記中央部と中間位置との間の領域を第１領域、前記中間位置と周縁部との間の領域を第２領域としたとき、前記着液位置が第２領域を移動している期間中の基板の回転数が、前記着液位置が第１領域を移動している期間中の基板の最大の回転数よりも小さくなるように基板の回転数を変化させることを特徴とする。
本発明によれば、回転する基板に対して供給された洗浄液の着液位置を基板の中央部側から周縁部側へと移動させるにあたり、前記着液位置が基板の周縁部側の第２領域を移動している期間中の基板の回転数を、中央部側の第１領域を移動している期間中の基板の最大の回転数よりも小さくなるように調整する。この結果、第１領域では相対的に基板の回転数を大きくして基板の表面に強制的に洗浄液を広げる一方、第２領域では相対的に回転数を小さくして洗浄液の飛散を抑えた状態で基板表面の洗浄を行うことができる。
実施の形態に係る現像装置の縦断側面図である。 前記現像装置の平面図である。 リンス液ノズル及び窒素ガスノズルを備えたアームの拡大側面図である。 前記アームに設けられているノズルの配置を示す平面図である。 リンス液ノズルと窒素ガスノズルとの配置関係を説明するための模式図である。 前記現像装置の第１の作用説明図である。 前記現像装置の第２の作用説明図である。 前記現像装置の第３の作用説明図である。 前記現像装置の第４の作用説明図である。 リンス液の着液位置を移動させている期間中のウエハの回転数の変化の例を示す説明図である。 前記着液位置がウエハの外周よりも外側に到達した状態を示す拡大平面図である。 前記ウエハの回転数の変化の他の例を示す説明図である。
以下、本発明を基板処理装置である現像装置１に適用した実施の形態について説明する。
はじめに、図１の縦断側面図及び図２の平面図を参照して現像装置１の全体構成について説明する。例えば現像装置１は、ＥＵＶ（Extreme ultraviolet）露光用のレジスト膜が形成された半導体装置の製造用の円形の基板であるウエハＷに対して現像液（処理液）を供給して現像処理を行う。上記のレジスト膜は現像装置１に搬送される前に、露光装置においてパターンに沿って露光されている。ＥＵＶ露光用のレジスト膜は、例えばＤＩＷ（Deionized Water、純水）の接触角が７０°以上の例えば７０〜９０°範囲内の値となるものがあり、撥水性が高く、ウエハＷの表面にＤＩＷを均一に広げにくい特性を有している。
図１に示す符号１１は、基板保持部であるスピンチャックを示し、ウエハＷの裏面中央部を吸着して、ウエハＷを水平に保持する。同図中の符号１２は回転機構を示し、当該スピンチャック１１に保持されたウエハＷが当該ウエハＷの中心軸周りに回転するようにスピンチャック１１を回転させる。回転機構１２は、単位時間当たりのウエハＷの回転数を変化させることが可能な構成となっている。
図１中の符号１３は開口を上面側に向けた円筒状に形成された液受け用のカップを示し、その上部側は内側に傾斜している。同図中の符号１４はカップ１３の昇降機構を示し、スピンチャック１１に対してウエハＷの受け渡しが行われる際の受け渡し位置（図１中実線で示す位置）と、現像処理が行われるときの処理位置（図１中点線で示す位置）との間でカップ１３を昇降させる。
また、スピンチャック１１に保持されたウエハＷの下方側には円形板１５が設けられ、この円形板１５の外側には、平面視環状であって、縦断面形状が山型のガイド部材１６が設けられている。ガイド部材１６は、ウエハＷよりこぼれ落ちた現像液を、円形板１５の外側に設けられる液受け部１７に向けて流下させる。
液受け部１７はスピンチャック１１を囲む環状の凹部として構成され、排液管１９を介して図示しない廃液部に接続されている。また、液受け部１７の底面には排気管が接続されていて、液受け部１７内に流れ込んだ気体を排気部に向けて排気する（排気管及び排気部についてはいずれも不図示）。
また図１中の符号２１は、スピンチャック１１と外部の基板搬送機構（不図示）との間でウエハＷの受け渡しを行うための昇降ピンを示し、同図中の符号２２は昇降ピン２１を昇降させる昇降機構を示している。
図１中の符号３１はウエハＷに現像液を供給して液溜まりを形成し、レジスト膜を現像するための現像液ノズル（処理液ノズル）を示し、垂直で扁平な円柱形状に構成されている。この現像液ノズル３１の下面３２は、ウエハＷの表面よりも小さい円形の水平面であり、現像処理を行う際にウエハＷの表面の一部に対向する対向面を構成する。
前記下面３２の中心には、鉛直下方に向けて現像液の吐出口３３が開口している。この吐出口３３から現像液を吐出すると、ウエハＷの表面に形成される現像液の液溜まりに現像液ノズル３１の下面３２が接触した状態となり、回転するウエハＷ上で現像液ノズル３１を水平移動させて現像処理が行われる。
回転するウエハＷの表面と、水平移動する現像液ノズル３１の下面３２とが相対的に位置関係を変化させることにより、界面張力が働いて現像液の撹拌が行われ濃度が均一化される。このように現像液の濃度が均一化されて現像が行われることで、ウエハＷの面内において形成されるパターンの線幅であるＣＤ（Critical Dimension）の均一化を図ることができる。
上記の吐出口３３は、現像液供給管３４を介して現像液が貯留された供給源３５に接続されている。図１中の符号３６は現像液供給管３４に介設され、バルブやマスフローコントローラにより構成された現像液の供給機構を示し、供給源３５から現像液ノズル３１への現像液の給断や流量調整が行われる。
また図１、２に示すように現像液ノズル３１は、アーム３８の先端部に取り付けられていて、アーム３８の基端側に設けられた駆動機構３７によって移動させることができる。駆動機構３７はガイド３９に沿って直線状に水平移動できるように構成され、この水平移動によって現像液ノズル３１の吐出口３３をウエハＷの径方向に沿って移動させることができる。また、駆動機構３７は、アーム３８を介して現像液ノズル３１を鉛直方向に昇降させることもできる。
図２に示すように、カップ１３の側方には、現像液の供給を行わない期間中に現像液ノズル３１を待機させる待機部３０が設けられている。この待機部３０は上面が開口したカップを備え、上記の駆動機構３７を用いた水平移動及び昇降移動によって、現像液ノズル３１は待機部３０のカップ内とウエハＷ上との間を移動することができる。待機部３０のカップ内では洗浄液の供給により、現像液ノズル３１の洗浄が行われる。
さらに本例の現像装置１は、現像液による現像処理が行われた後のウエハＷの表面に、洗浄液であるリンス液を供給してウエハＷの表面から洗浄液を除去するためのリンス液ノズル（洗浄液ノズル）４２１と、リンス液中に溶解した現像液成分の残存や、リンス液自身の残存によるウォターマークの形成などを抑制するために、リンス液の液膜を押し流すための窒素ガスの供給を行う窒素ガスノズル（ガスノズル）４１１とを備えている。
図３、４に示すように、本例のリンス液ノズル４２１及び窒素ガスノズル４１１は共通のアーム４５の先端部に設けられている。
例えばリンス液ノズル４２１は、アーム４５の上面側から、先端部を通って下面へと引き回されたリンス液供給管４２２の末端部に設けられ、スピンチャック１１に水平に保持されたウエハＷに対して、ＤＩＷであるリンス液を斜め下方に向けて吐出する。リンス液ノズル４２１から吐出されたリンス液と、ウエハＷの表面との成す角度θは１０°以上４０°以下の範囲内の値、好ましくは１５°以上２５°以下に設定されている。
θの値を小さくする（吐出角を鋭角にする）と、リンス液がウエハＷの表面に着液する際の衝撃を小さくして、リンス液の飛散を抑えることができる。一方で、θの値を小さくしすぎると、リンス液ノズル４２１の先端からリンス液の液面までの距離が小さくなりすぎて、リンス液ノズル４２１とリンス液の液面またはウエハＷとの接触のリスクや、リンス液を停止した際の液切れが悪くなるおそれが発生する。
なおリンス液ノズル４２１を模式的に示した図１、６〜９においては、便宜上、リンス液ノズル４２１の傾斜配置状態の図示は省略してある。
図３に示すように本例のリンス液ノズル４２１は、アーム４５の先端側の側面や下面に設けられた供給管支持部４５１、４５２によってリンス液ノズル４２１につながるリンス液供給管４２２の配置形状を調整している。このとき、リンス液が通流する流路が湾曲していない、直線流路が形成されるようにリンス液供給管４２２の配置形状の調整をおこなっている。
そしてリンス液ノズル４２１は、前記直線流路の末端位置からウエハＷへ向けてリンス液を吐出する構成となっている。
例えば直線流路の長さＬは、１０ｍｍ以上、より好適には２０ｍｍ以上に設定されている。十分な長さの直線流路を通流させた位置にてリンス液を吐出することにより、リンス液ノズル４２１から吐出されるリンス液の流量の変動や吐出流の乱れを抑え、ウエハＷの表面で均一な洗浄を行うことができることを実験的に確認している。
図４は、上面側から見たリンス液ノズル４２１の先端部の配置状態を示している。本例のリンス液ノズル４２１は、一点鎖線で示すアーム４５の延伸方向に対して、角度φだけずれた向きにリンス液を吐出するように配置されている。
図２に示すように、アーム４５の先端部に設けられたリンス液ノズル４２１は、ウエハＷの回転方向の下流側へ向けてリンス液を吐出する位置に配置される。
さらに、後述する駆動機構４４を用い、ウエハＷへのリンス液の到達する着液位置ＲがウエハＷの半径方向に沿って移動可能な位置にリンス液ノズル４２１を配置すると、ウエハＷの回転方向に対して、角度φだけウエハＷの周縁部側へずれた向きにリンス液を吐出することができる（図５（ａ））。
角度φの好適範囲については、窒素ガスノズル４１１の構成、配置を説明した後に述べる。
図１に示すようにリンス液ノズル４２１は、リンス液供給管４２２を介してリンス液供給源４２４に接続されている。リンス液供給管４２２にはバルブやマスフローコントローラにより構成されたリンス液供給機構４２３が介設され、リンス液供給源４２４からリンス液ノズル４２１へのリンス液の給断や流量調整が行われる。
ここで、リンス液ノズル４２１の開口直径は、例えば１．５〜２．５ｍｍとなっている。そして、リンス液ノズル４２１は、２００〜４５０ｍｌ／分の範囲内の流量のリンス液を０．５〜４．５ｍ／秒の範囲内の流速で供給することにより、現像処理を行って乾燥させた後のウエハＷにおける残渣欠陥の発生量を低減できる。
リンス液の流速が過大だとウエハＷからの液跳ねの発生による残渣欠陥が生じ、流速過小だと液量不足から均一な液膜形成ができず洗浄不足の部分が出てきて残渣欠陥が発生するおそれがある。
なお、開口径０．６〜２．５ｍｍの範囲内で開口径が異なる複数のノズルを用いて、リンス液の供給流量を変えてウエハＷの洗浄を行う予備評価を行った。この結果、流量は２００〜４５０ｍｌ／分の範囲内で、流速は０．５〜４．０ｍ／秒の範囲内となるような流量の値と、１．５〜２．５ｍｍの範囲内のノズルの径の組み合わせにて、残渣欠陥の少ない、現像液の除去に好適な条件があると判明した。そこで、これらの範囲を前述の好適なリンス液条件の設定根拠としている。
次いで窒素ガスノズル４１１について説明する。図３、４に示すように、窒素ガスノズル４１１はアーム４５の先端部の下面側から、鉛直方向下方側へ向けて窒素ガスを吐出するように設けられている。
図５（ａ）のウエハＷ表面の拡大平面図に示す、リンス液ノズル４２１側から斜め下方に向けて吐出されたリンス液がウエハＷの表面に到達する位置を着液位置Ｒとする。このとき窒素ガスノズル４１１は、着液位置Ｒに対して、ウエハＷの径方向の中央部側に隣接する位置に向けて窒素ガスを吐出する位置に配置されている。
リンス液の着液位置Ｒの中心と、窒素ガスノズル４１１から吐出された窒素ガスがウエハＷの表面に到達する着ガス位置Ｇの中心との位置関係は相対的に固定され、その距離は、例えば６〜１０ｍｍの範囲に設定されている。着液位置Ｒと着ガス位置Ｇとの距離を上述の範囲内の値に設定することにより、リンス液の飛散や残渣欠陥の発生を抑えることができることを予備評価により確認している。
次に、上面から見たときのウエハＷの回転方向に対する、リンス液ノズル４２１からのリンス液の吐出角度φの影響について説明する。当該吐出角度をφ＝０°に設定すると着液位置Ｒに着液したリンス液と、着ガス位置Ｇに到達した窒素ガスとの界面が大きくなり、リンス液の飛散が多くなるおそれがある。
そこで図５（ａ）に示すように、上記角度φを例えば１０°以上、２５°未満とすることにより、リンス液と窒素ガスとの界面を小さくして、リンス液の飛散を抑えることができる。リンス液と窒素ガスとの界面を小さく抑えることにより、窒素ガス流量を幅広い範囲で変化させてもリンス液の飛散を抑制可能なことについては、予備評価にて確認している。
一方、上記角度φを２５°以上に大きくすると、リンス液ノズル４２１から吐出されたリンス液の吐出流自体が窒素ガスノズル４１１から吐出された窒素ガスのガス流と接触してリンス液の飛散を引き起こすおそれが大きくなる。
そこで本例のリンス液ノズル４２１において、前記吐出角度φは、リンス液の飛散が最も抑制される１０°以上、２５°未満の範囲に設定されている。
図１に示すように窒素ガスノズル４１１は、窒素ガス供給管４１２を介して窒素ガス供給源４１４に接続されている。窒素ガス供給管４１２にはバルブやマスフローコントローラにより構成された窒素ガス供給機構４１３が介設され、リンス液供給源４２４からリンス液ノズル４２１への窒素ガスの給断や流量調整が行われる。
窒素ガスノズル４１１からは、例えば３〜６Ｌ／分の範囲の窒素ガスが供給される。
リンス液の着液位置と窒素ガスの着ガス位置の中心間距離や、そのときの窒素ガス流量を変え、洗浄時と同様の動作（後述の図６〜１０に係る説明参照）をさせて予備評価を行ったところ、窒素ガス流量が前述の３〜６Ｌ/分の範囲にてリンス液の飛散や欠陥の発生が少ない好適範囲が確認された。
図１、２に示すように、リンス液ノズル４２１、窒素ガスノズル４１１を保持したアーム４５の基端側には、駆動機構４４が設けられている。駆動機構４４はガイド４６に沿って直線状に水平移動できるように構成され、この水平移動によって、リンス液ノズル４２１、窒素ガスノズル４１１を回転するウエハＷの中央部側から周縁部側へと径方向に移動させることができる。また、駆動機構４４は、アーム４５を介してリンス液ノズル４２１、窒素ガスノズル４１１を鉛直方向に昇降させることもできる。
アーム４５、駆動機構４４、ガイド４６は、本例のノズル移動機構に相当する。
図２中、符号４８は、ウエハＷへのリンス液の供給を行わないときに窒素ガスノズル４１１、リンス液ノズル４２１を待機させる待機部を示す。当該待機部４８は、既述の現像液ノズル３１側の待機部３０と同様に構成され、例えばカップ１３を挟んで、現像液ノズル３１側の待機部３０と反対の位置に設けられている。
上記の駆動機構４４を用いた水平移動及び昇降移動によって、リンス液ノズル４２１及び窒素ガスノズル４１１は、待機部４８のカップ内とウエハＷ上との間を移動することができる。
さらに図１、２に示すように、現像装置１には制御部１０が設けられている。この制御部１０は、プログラムを格納した記憶媒体及びＣＰＵからなるコンピュータとして構成されている。プログラムには制御部１０から現像装置１の各部に制御信号を送り、後述する現像処液の供給や、その後のリンス液の供給を含む、現像処理を実行するための命令（ステップ群）が組まれている。より具体的には、制御部１０は、ウエハＷの回転数、各ノズル３１、４２１、４１１の水平、昇降移動、これらのノズル３１、４２１、４１１からの現像液、リンス液、窒素ガスの給断、流量調整などの各種動作制御を実行する。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に格納される。
特に本例の制御部１０は、ウエハＷに現像液を供給してレジスト膜の現像を行った後、リンス液を供給して現像液の除去を行うにあたり、リンス液ノズル４２１や窒素ガスノズル４１１の位置に応じてウエハＷの回転数を変化させることにより、リンス液の飛散を抑えつつ、撥水性の高いウエハＷの表面に確実にリンス液を広げることができる。
以下、当該動作を含む現像装置１の作用について図１０〜１１を参照しながら説明する。
先ず、図示しない外部の基板搬送機構によって、ＥＵＶ露光された後のウエハＷを現像装置１に搬入し、スピンチャック１１に載置、吸着保持する。そして、不図示の他のノズルを用いてウエハＷに少量の現像液を供給した後、ウエハＷを回転させてウエハＷの表面全体に現像液を広げるプリウエットを行う。
然る後、待機部３０から現像液ノズル３１をウエハＷの周縁部の上方に移動させ、例えばウエハＷを５０ｒｐｍの回転数でさせながら、現像液ノズル３１の下面とウエハＷの表面との間の隙間に向けて現像液を供給する。この結果、現像液ノズル３１が配置されている位置に対応するウエハＷの周縁部側に、現像液の液溜まりが環状に形成される。
しかる後、現像液ノズル３１からの現像液の吐出を行いながら、回転するウエハＷの周縁部側から中央部側に向けて現像液ノズル３１を移動させると、液溜まり内の現像液の撹拌を行いつつ、当該液溜まりをウエハＷの全面に広げることができる。
上述の動作によって形成された現像液の液溜まりにより、レジスト膜が現像されてパターンが形成される。
予め設定された時間だけ現像液によるレジスト膜の現像を実行したら、ウエハＷの上方位置から待機部３０へ現像液ノズル３１を退避させる。一方、リンス液をウエハＷの中央部に供給することが可能な位置に向けて、待機部４８からリンス液ノズル４２１（アーム４５）を移動させる。
次いで、リンス液ノズル４２１から洗浄液を供給しながらウエハＷの回転数を１００〜１５００ｒｐｍの範囲内で段階的に上昇させ、ウエハＷの全面にリンス液を供給する（図６）。
続く動作では、リンス液ノズル４２１からのリンス液の供給と並行して、窒素ガスノズル４１１からの窒素ガスの供給を行い、これらリンス液ノズル４２１及び窒素ガスノズル４１１をウエハＷの中央部側から周縁部側へ向かけて移動させる。これにより、リンス液ノズル４２１から吐出されたリンス液の着液位置ＲがウエハＷの中央部側から周縁部側へ移動する。当該動作は本実施の形態の吐出位置移動工程に相当する。
さらに本例の現像装置１は、リンス液ノズル４２１及び窒素ガスノズル４１１を移動させている期間中、リンス液の着液位置Ｒに応じてウエハＷの回転数を変化させる。以下、この期間中のウエハＷの回転数の変化の様子を示す図１０も参照しながら作用説明を行う。
図１０の横軸は、着液位置ＲからウエハＷの中心までの距離［ｍｍ］を示し、縦軸は、各着液位置Ｒに対応して調整されるウエハＷの単位時間当たりの回転数［ｒｐｍ］を示している。
現像装置１の作用説明に戻ると、図６を用いて説明したウエハＷの全面へのリンス液の供給を行ったら、ウエハＷの回転数を一定に保ったままリンス液ノズル４２１からウエハＷの中央部に窒素ガスを供給することが可能な位置にアーム４５を移動させる。
この結果、図１０に記載のように、ウエハＷの中心の側方の位置ｒ０まで着液位置Ｒが少し移動する。
そして、この状態で窒素ガスノズル４１１からの窒素ガスの供給を開始すると、窒素ガスの着ガス位置Ｇ、及びその周囲のリンス液が押し流され、リンス液が除去された乾燥領域（以下、「コア」ともいう）が形成される（図７）。
次いで、リンス液ノズル４２１からのリンス液の供給、窒素ガスノズル４１１からの窒素ガスの供給を継続しながら、アーム４５（リンス液ノズル４２１、窒素ガスノズル４１１）をウエハＷの中央部側から周縁部側へ向けて、例えば数ｍｍ／秒程度の移動速度で移動させる。
この結果、リンス液の着液位置Ｒ、及び窒素ガスの着ガス位置ＧがウエハＷの中央部側から周縁部側へ向けて移動し、リンス液が除去されたコアが大きくなっていく（図８（ａ）、（ｂ））。
この動作と並行して、回転機構１２は、例えば２０００〜３０００ｒｐｍに到達するまで連続的に回転数を増加させ、その後、ウエハＷの回転数を一定に保つ（第１領域回転数調整工程）。
ウエハＷの回転数を増加させて到達する回転数は、本例の「最大の回転数」に相当する。
ウエハＷの中央部に近い領域ではウエハＷに供給されたリンス液に働く遠心力が比較的小さいためウエハＷの表面の撥水性が高いと、リンス液が均一に外側に広がりにくくなる。
そこで着液位置ＲがウエハＷの中央部に近い領域（後述の「第１領域」）を移動している期間中は、ウエハＷの回転数を大きくすることにより、リンス液に作用する遠心力を大きくして、ウエハＷの表面に均一にリンス液を広げている。
また、窒素ガスの供給を開始する前のウエハＷの回転数から、最大の回転数まで、連続的に（徐々に）回転数を増加させることにより、整った円形状のコアを形成しやすいことを経験的に把握している。
ウエハＷを最大の回転数に保った状態でさらにウエハＷの周縁部側へ向けて着液位置Ｒを移動させていくと、ウエハＷの表面に供給されたリンス液に働く遠心力が次第に大きくなってくる。
リンス液に働く遠心力が大きくなり、ウエハＷの表面に均一にリンス液を供給することが可能となっているにも係らず、ウエハＷの回転数を最大に維持すると、着液位置Ｒにてリンス液に働く衝撃が大きくなりリンス液の飛散発生の要因ともなる。
そこで本例の現像装置１は、着液位置Ｒが予め設定した位置（中間位置ｒ１）に到達した後は、前述の最大の回転数から連続的に（徐々に）、ウエハＷの回転数を小さくしていく（第２領域回転数調整工程）。
着液位置Ｒの移動に合わせてウエハＷの回転数を小さくしていくことにより、ウエハＷの表面に均一にリンス液を供給可能な状態を維持しつつ、リンス液の飛散の発生を抑えることができる。
例えば中間位置ｒ１は、ウエハＷの中心から、ウエハＷの半径の１／５〜２／３の範囲内の距離だけ径方向に移動した位置に設定される。例えば直径が３００ｍｍのウエハＷの処理を行う場合には、中間位置ｒ１はウエハＷの中心から、３０〜１００ｍｍの範囲内の５０ｍｍ離れた位置に設定される。
また、本例の現像装置１において、図１０に示すウエハＷの中央部側の位置ｒ０と中間位置ｒ１との間の領域が第１領域に相当している。また、同図中に示す、中間位置ｒ１と周縁部側のウエハＷの外周（１５０ｍｍの位置）との間の領域が第２領域に相当している。
またウエハＷの回転数を小さくしていくペースについては、中間位置ｒ１を通過したときに、最大（既述の「最大の回転数」）であるウエハＷの回転数が、着液位置ＲがウエハＷの外周に到達したとき、１０００〜２０００ｒｐｍの範囲内の値となるように、回転数を小さくしていくとよい。
以上に説明したように、リンス液の着液位置Ｒに応じてウエハＷの回転数を変化させながら、リンス液ノズル４２１、窒素ガスノズル４１１をウエハＷの周縁部側へ向けて移動させることにより、リンス液が除去されたコアが次第に広がっていく。
そして、着液位置ＲがウエハＷの外周よりも外側に到達すると、ウエハＷの全面からリンス液が除去され、乾燥した状態となる（図９（ａ）、（ｂ））。
ここで例えば、着液位置Ｒに対して、ウエハＷの径方向の中央部側に隣接する位置に窒素ガスを供給する場合には、窒素ガスノズル４１１、リンス液ノズル４２１をこれらのノズル４１１、４２１の移動方向に沿った向き（アーム４５の幅方向に沿った向き）に並べる手法も考えられる。
しかしながら、この場合に着液位置ＲをウエハＷの外周よりも外側まで移動させようとすると、リンス液ノズル４２１から吐出されたリンス液の吐出流と、カップ１３上端側の内縁とが干渉してしまうおそれも生じる。
この点、既述のように、本例のリンス液ノズル４２１は、ウエハＷの回転方向に対して、角度φだけウエハＷの周縁部側へずれた向きにリンス液を吐出する配置となっている。この構成により、図４、１１に示すように窒素ガスノズル４１１、リンス液ノズル４２１が、移動方向と交差する向き（アーム４５の長さ方向に沿った向き）に並べることができる。
この結果、図１１に示すように、ウエハＷの外周よりも外側まで着液位置Ｒを移動させることができる。
こうしてウエハＷの全面が乾燥した状態となったら、リンス液ノズル４２１からのリンス液の供給、窒素ガスノズル４１１からの窒素ガスの供給を停止して、これらのノズル４１１、４２１を待機部４８へ退避させる。しかる後、ウエハＷの回転を停止させ、搬入時とは反対の手順で外部の基板搬送機構にウエハＷを受け渡し、現像装置１から搬出して次のウエハＷの搬入を待つ。
本実施の形態の現像装置１によれば以下の効果がある。回転するウエハＷに対して供給されたリンス液の着液位置ＲをウエハＷの中央部側から周縁部側へと移動させるにあたり、着液位置ＲがウエハＷの周縁部側の第２領域を移動している期間中のウエハＷの回転数を、中央部側の第１領域を移動している期間中の基板の最大の回転数よりも小さくなるように調整する。この結果、第１領域では相対的にウエハＷの回転数を大きくしてウエハＷの表面に強制的にリンス液を広げる一方、第２領域では相対的に回転数を小さくしてリンス液の飛散を抑えた状態でウエハＷ表面の洗浄を行うことができる。
ここで、第１領域、第２領域におけるウエハＷの回転数の増減は、図１０を用いて説明した例の如く、連続的に回転数を調整する場合に限定されない。
例えば第１領域において、１回で、または複数回に分けて、最大の回転数まで段階的に回転数を大きくしてもよい（図１２は、２回に分けて段階的に回転数を大きくした場合を示している）。また、図１２に示すように、第２領域において、複数回に分けて段階的に回転数を小さくしてもよい。
さらにまた、本発明は、現像装置１における現像液を用いたレジスト膜の現像処理、及びリンス液（ＤＩＷ）による現像液の除去に適用する場合に限定されるものではない。例えば、有機溶剤を用いたポリマー共重合体の現像処理を行った後、ＩＰＡを洗浄液として有機溶剤を除去する液処理、フッ酸などの酸性液を用いてウエハＷのエッチングを行った後、ＤＩＷを洗浄液として酸性液を除去する液処理などにも本発明は適用することができる。
また、ガスノズル４１１から供給するガスについても窒素ガスを供給する場合に限定されず、清浄空気を供給して洗浄液を押し流してもよい。
Ｒ 着液位置
Ｗ ウエハ
１ 現像装置
４１１ 窒素ガスノズル
４２１ リンス液ノズル
４５ アーム

Claims (13)

  1. 水平に保持され、中心軸周りに回転する基板に処理液を供給して液処理を行った後、当該基板に洗浄液を供給して処理液を除去する基板処理方法において、
    回転する基板の回転方向の下流側へ向けて、当該基板の表面に対して斜めに前記洗浄液を吐出する洗浄液ノズルと、前記洗浄液が基板に到達する着液位置から見て、前記基板の中央部側に隣接する位置に向けてガスを吐出するガスノズルとを、前記基板の中央部側から周縁部側へ向けて移動させる吐出位置移動工程を含み、
    前記吐出位置移動工程では、前記着液位置の移動経路を前記基板の中央部と周縁部との間の中間位置にて分割し、前記中央部と中間位置との間の領域を第１領域、前記中間位置と周縁部との間の領域を第２領域としたとき、前記着液位置が第２領域を移動している期間中の基板の回転数が、前記着液位置が第１領域を移動している期間中の基板の最大の回転数よりも小さくなるように基板の回転数を変化させることを特徴とする基板処理方法。
  2. 前記第２領域にて、前記洗浄液ノズル及びガスノズルを中間位置側から周縁部側へ移動させるに連れて、連続的または段階的に前記基板の回転数を小さくしていく第２領域回転数調整工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記第２領域回転数調整工程では、前記洗浄液ノズルが基板の周縁に到達する時点における基板の回転数が１０００〜２０００ｒｐｍの範囲内の値となるように、前記基板の回転数を小さくしていくことを特徴とする請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 前記第１領域にて、前記洗浄液ノズル及びガスノズルを中央部側から中間位置側へ移動させるに連れて、前記最大の回転数に到達するまで、連続的または段階的に前記基板の回転数を大きくしていく第１領域回転数調整工程を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  5. 前記第１領域における基板の最大の回転数は２０００〜３０００ｒｐｍの範囲内の値であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  6. 前記中間位置は、基板の中心から、基板の半径の１／５〜２／３の範囲内の距離だけ径方向に移動した位置に設定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  7. 前記洗浄液ノズルは、上面側から見たとき、基板の回転方向に対して成す角度が、１０°以上、４０°以下の範囲内の角度となるように、基板の周縁部側へ向けて洗浄液を吐出することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  8. 前記洗浄液ノズルは、２００〜４５０ｍｌ／分の範囲内の流量の洗浄液を０．５〜４．５ｍ／秒の範囲内の流速で吐出することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  9. 前記洗浄液ノズルは、長さ１０ｍｍ以上の直線流路に前記洗浄液を通流させた位置にて前記基板へ向けて洗浄液を吐出することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  10. 前記着液位置の中心と、前記ガスが基板に到達する着ガス位置の中心との距離が６〜１０ｍｍの範囲内の値に設定されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  11. 前記洗浄液は純水であり、当該洗浄液が供給される基板の表面は、純水の接触角が７０°以上の値となる撥水性を有することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  12. 基板に処理液を供給して液処理を行う基板処理装置において、
    水平に保持した基板を中心軸周りに回転させると共に、当該基板の回転数を変化させることが可能な回転機構を備えた基板保持部と、
    前記基板に処理液を供給する処理液ノズルと、
    回転する前記基板の回転方向の下流側へ向けて、当該基板の表面に対して斜めに前記洗浄液を吐出する洗浄液ノズルと、
    下方側へ向けてガスを吐出するガスノズルと、
    前記基板の中央部側と周縁部側との間で前記洗浄液ノズル及びガスノズルを移動させるノズル移動機構と、を備え、
    回転する基板に対して前記処理液ノズルから処理液を供給して液処理を行うステップと、液処理が行われた後の回転する基板に対して、前記洗浄液ノズルから洗浄液を供給すると共に、前記洗浄液が基板に到達する着液位置から見て、当該基板の中央部側に隣接する位置に向けて前記ガスノズルからガスを吐出するステップと、前記着液位置とガスが基板に到達する着ガス位置との相対的な位置関係を固定した状態で、ノズル移動機構により、前記基板の中央部側から周縁部側へ向けて前記着液位置を移動させるステップと、前記洗浄液ノズルの移動経路を前記基板の中央部と周縁部との間の中間位置にて分割し、前記中央部と中間位置との間の領域を第１領域、前記中間位置と周縁部との間の領域を第２領域としたとき、前記着液位置が第２領域を移動している期間中の基板の回転数が、前記着液位置が第１領域を移動している期間中の基板の最大の回転数よりも小さくなるように、前記回転機構により基板の回転数を変化させるステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
  13. 基板に処理液を供給して液処理を行う基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、前記基板処理装置にて請求項１ないし１１のいずれか一つに記載の基板処理方法を実施するためのステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
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