JP4455228B2

JP4455228B2 - 基板処理方法および基板処理装置

Info

Publication number: JP4455228B2
Application number: JP2004246410A
Authority: JP
Inventors: 憲太郎徳利
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: JP2006066579A

Description

本発明は、リンス液による洗浄処理が終了した半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）を乾燥させる基板処理技術に関し、特に疎水性基板を乾燥させるのに好適な基板処理技術に関する。

一般に、基板を回転させつつフッ酸等の薬液を供給してエッチング処理を行う基板処理装置や洗浄ブラシによって基板から物理的にパーティクルを掃き出すスクラブ洗浄処理を行う基板処理装置においては、薬液処理やスクラブ洗浄処理の後、純水によるリンス処理を行い、さらにその後基板に付着した純水を除去する乾燥処理を行っている。従来より、基板の乾燥処理を行う手法としては、基板を回転させることによって遠心力により液体を振り切る技術（いわゆるスピン振り切り乾燥）が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

スピン振り切り乾燥を行う際には基板の全面に均一に水膜が形成されていることが重要であり、親水性の基板であれば基板主面の全面に形成された水膜が徐々に薄くなって均一な乾燥を行うことができる。ところが、疎水性の基板の場合は主面上に均一な薄い水膜が形成されず、基板上に水膜が散在している状態でスピン振り切り乾燥が開始されることとなる。この場合、散在している水膜が遠心力によって基板主面上を移動するとその軌跡上に微少な水分が残り、その水分と周辺雰囲気中の酸素と基板のシリコンとが反応して乾燥シミ（ウォーターマーク）になる。特に、基板中心部近傍に存在していた水膜は、強い遠心力が作用しないためにスピン振り切り乾燥の初期段階で振り切られず、図９に示すように、徐々に移動してスピン振り切り乾燥特有の筋状モードと呼ばれる乾燥不良の原因となる。

このようなウォーターマークの発生を防止する対策としては、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中にてスピン振り切り乾燥を行うことが一般的である。この場合、洗浄処理部全体を不活性ガス雰囲気下におくことも考えられるが、処理部全体を密閉構造にしなければならず、しかも膨大な量の不活性ガスを必要とするため現実的ではない。そこで、雰囲気遮断板と呼ばれるプレート部材を基板上面に近接させ、そのプレートの中央部から不活性ガスを供給しつつ乾燥処理を行う技術が特許文献２等に開示されている。

また、不活性ガスを吐出ノズルを複数設け、ある吐出ノズルから不活性ガスを吹き付けた基板上の領域と同一の領域に別の吐出ノズルからさらに不活性ガスを吹き付けて水分を完全に取り除く技術が特許文献３に記載されている。

特開平１１−２３３４８１号公報特開平１１−８７２９４号公報特開２００４−９５８０５号公報

しかしながら、雰囲気遮断板を使用した乾燥技術では、完全な密閉構造ではないため酸素雰囲気を巻き込むことがあり、また不活性ガス供給が中央部からのみであるため、純水が基板上に残留しやすくなってウォーターマークを完全に防ぐことができないという問題があった。

また、一度不活性ガスを吹き付けた領域と同一の領域に別の吐出ノズルからさらに不活性ガスを吹き付けて水分を取り除く技術においては、水分を確実に除去してウォーターマークの発生は防止できるものの、ガス吹き付け工程に相当な時間を要するため、乾燥処理のスループットが低下するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、スループットを低下させることなくウォーターマークの発生を確実に抑制することができる基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、リンス液による洗浄処理が終了した基板を乾燥させる基板処理方法において、基板の主面にリンス液を供給して洗浄するリンス液洗浄工程と、リンス液洗浄が終了した前記基板の主面の全面にリンス液を液盛りする液盛り工程と、リンス液が液盛りされた前記基板の主面の中心部近傍に不活性ガスを吹き付けて当該中心部近傍に存在するリンス液を基板主面の周辺部に押し流す乾燥準備工程と、前記乾燥準備工程よりも前記基板の回転数を上昇させるとともに、不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げて前記基板の主面に残留する水分を乾燥させる乾燥仕上工程と、を備える。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理方法において、前記乾燥仕上工程に、不活性ガスを吹き付ける吐出ノズルを前記基板の主面上で走査させることによって不活性ガス吹き付け範囲を拡げるノズル走査工程を含ませている。

また、請求項３の発明は、請求項１の発明に係る基板処理方法において、前記乾燥仕上工程に、吐出方向に沿って不活性ガスのガス流の範囲が拡がる拡散ノズルを上昇させることによって不活性ガス吹き付け範囲を拡げるノズル上昇工程を含ませている。

また、請求項４の発明は、リンス液による洗浄処理が終了した基板を乾燥させる基板処理装置において、基板を略水平面内にて保持して回転させる回転手段と、前記回転手段に保持された基板の主面にリンス液を吐出するリンス液吐出手段と、前記回転手段に保持された基板の主面に不活性ガスを吹き付けるガス吐出手段と、リンス液洗浄が終了した基板の主面の全面に前記リンス液吐出手段からリンス液を吐出してリンス液を液盛りした後、当該基板の主面の中心部近傍に前記ガス吐出手段から不活性ガスを吹き付けて当該中心部近傍に存在するリンス液を基板主面の周辺部に押し流し、さらにその後該基板の回転数を上昇させるとともに、前記ガス吐出手段から不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げて前記基板の主面に残留する水分を乾燥させるように前記回転手段、前記リンス液吐出手段および前記ガス吐出手段を制御する制御手段と、を備える。

また、請求項５の発明は、請求項４の発明に係る基板処理装置において、前記ガス吐出手段に、不活性ガスを吐出する吐出ノズルと、前記吐出ノズルを前記前記基板の主面上で走査させるノズル駆動手段と、を含ませ、前記制御手段に、不活性ガスを吐出する前記吐出ノズルを前記基板の主面上で走査させることによって不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げるように前記ノズル駆動手段を制御させている。

また、請求項６の発明は、請求項４の発明に係る基板処理装置において、前記ガス吐出手段に、吐出方向に沿って不活性ガスのガス流の範囲が拡がる拡散ノズルと、前記拡散ノズルを昇降させるノズル昇降手段と、を含ませ、前記制御手段に、不活性ガスを吐出する前記拡散ノズルを上昇させることによって不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げるように前記ノズル昇降手段を制御させている。

請求項１の発明によれば、リンス液洗浄が終了した基板の主面の全面にリンス液を液盛りし、その基板の主面の中心部近傍に不活性ガスを吹き付けて当該中心部近傍に存在するリンス液を基板主面の周辺部に押し流し、その後基板の回転数を上昇させるとともに、不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げて基板の主面に残留する水分を乾燥させているため、乾燥が困難である中心部近傍の水分を短時間のうちに周辺部に押し流して確実に乾燥させることができ、スループットを低下させることなくウォーターマークの発生を確実に抑制することができる。

また、請求項２の発明によれば、不活性ガスを吹き付ける吐出ノズルを基板の主面上で走査させることによって不活性ガス吹き付け範囲を拡げているため、残留水滴をも確実に乾燥させることができる。

また、請求項３の発明によれば、吐出方向に沿って不活性ガスのガス流の範囲が拡がる拡散ノズルを上昇させることによって不活性ガス吹き付け範囲を拡げているため、残留水滴をも確実に乾燥させることができる。

また、請求項４の発明によれば、リンス液洗浄が終了した基板の主面の全面にリンス液吐出手段からリンス液を吐出してリンス液を液盛りした後、当該基板の主面の中心部近傍にガス吐出手段から不活性ガスを吹き付けて当該中心部近傍に存在するリンス液を基板主面の周辺部に押し流し、さらにその後該基板の回転数を上昇させるとともに、ガス吐出手段から不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げて基板の主面に残留する水分を乾燥させているため、乾燥が困難である中心部近傍の水分を短時間のうちに周辺部に押し流して確実に乾燥させることができ、スループットを低下させることなくウォーターマークの発生を確実に抑制することができる。

また、請求項５の発明によれば、不活性ガスを吐出する吐出ノズルを基板の主面上で走査させることによって不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げているため、残留水滴をも確実に乾燥させることができる。

また、請求項６の発明によれば、不活性ガスを吐出する拡散ノズルを上昇させることによって不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げているため、残留水滴をも確実に乾燥させることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。この基板処理装置は、基板Ｗに洗浄処理等を行う枚葉式の基板処理装置であって、主として基板Ｗを保持するスピンベース１０と、スピンベース１０上に設けられた複数のチャックピン１４と、スピンベース１０を回転させる電動モータ２０と、スピンベース１０の上方に設けられた処理液ノズル３０およびガスノズル４０と、スピンベース１０に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むスプラッシュガード５０と、スピンベース１０上に保持された基板Ｗに処理液やガスを供給する機構と、スプラッシュガード５０を昇降させる機構とを備えている。

スピンベース１０は、その上に基板Ｗを略水平面内にて保持している。スピンベース１０は中心部に開口を有する円盤状の部材であって、その上面にはそれぞれが円形の基板Ｗの周縁部を把持する複数のチャックピン１４が立設されている。チャックピン１４は円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあれば良い。なお、図１では図示の便宜上、２個のチャックピン１４のみを示している。

チャックピン１４のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部１４ａと基板支持部１４ａに支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部１４ｂとを備えている。各チャックピン１４は、基板保持部１４ｂが基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部１４ｂが基板Ｗの外周端面から離れる開放状態との間で切り換え可能に構成されている。複数のチャックピン１４の押圧状態と開放状態との切り換えは、種々の公知の機構によって実現することが可能であり、例えば特公平３−９６０７号公報に開示されたリンク機構等を用いれば良い。

スピンベース１０に基板Ｗを渡すときおよびスピンベース１０から基板Ｗを受け取るときには、チャックピン１４を開放状態にする。一方、基板Ｗに対して後述の諸処理を行うときには、チャックピン１４を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数のチャックピン１４は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１０から所定間隔を隔てた水平姿勢にて保持する。基板Ｗは、その表面を上面側に向け、裏面を下面側に向けた状態にて保持される。チャックピン１４を押圧状態として基板Ｗを保持したときには、基板支持部１４ａの上端部が基板Ｗの上面より突き出る。これは処理時にチャックピン１４から基板Ｗが脱落しないように、基板Ｗを確実に保持するためである。

スピンベース１０の中心部下面側には回転軸１１が垂設されている。回転軸１１は中空の円筒状部材であって、その内側の中空部分には下側処理液ノズル１５が挿設されている。回転軸１１の下端付近には、ベルト駆動機構２１を介して電動モータ２０が連動連結されている。すなわち、回転軸１１の外周に固設された従動プーリ２１ａと電動モータ２０の回転軸に連結された主動プーリ２１ｂとの間にベルト２１ｃが巻き掛けられている。電動モータ２０が駆動すると、その駆動力はベルト駆動機構２１を介して回転軸１１に伝達され、回転軸１１、スピンベース１０とともにそれに保持された基板Ｗが水平面内にて鉛直方向に沿った軸Ｊを中心として回転される。

下側処理液ノズル１５は回転軸１１を貫通しており、その先端部１５ａはスピンベース１０に保持された基板Ｗの中心部直下に位置する。また、下側処理液ノズル１５の基端部は処理液配管１６に連通接続されている。処理液配管１６の基端部は二股に分岐されていて、一方の分岐配管１６ａには薬液供給源１７が連通接続され、他方の分岐配管１６ｂには純水供給源１８が連通接続されている。分岐配管１６ａ，１６ｂにはそれぞれバルブ１２ａ，１２ｂが設けられている。これらバルブ１２ａ，１２ｂの開閉を切り換えることによって、下側処理液ノズル１５の先端部１５ａからスピンベース１０に保持された基板Ｗの下面の中心部付近に薬液またはリンス液としての純水を選択的に切り換えて吐出・供給することができる。すなわち、バルブ１２ａを開放してバルブ１２ｂを閉鎖することにより下側処理液ノズル１５から薬液を供給することができ、バルブ１２ｂを開放してバルブ１２ａを閉鎖することにより下側処理液ノズル１５から純水を供給することができる。なお、薬液として例えばフッ酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣｌ）、ＳＣ２（塩酸と過酸化水素水と水との混合液）等を使用する。

また、回転軸１１の中空部分の内壁およびスピンベース１０の開口部の内壁と下側処理液ノズル１５の外壁との間の隙間は、気体供給路１９となっている。この気体供給路１９の先端部１９ａはスピンベース１０に保持された基板Ｗの下面中心部に向けられている。そして、気体供給路１９の基端部はガス配管２２に連通接続されている。ガス配管２２は不活性ガス供給源２３に連通接続され、ガス配管２２の経路途中にはバルブ１３が設けられている。バルブ１３を開放することによって、気体供給路１９の先端部１９ａからスピンベース１０に保持された基板Ｗの下面の中心部に向けて不活性ガスを供給することができる。なお、不活性ガスとしては例えば窒素ガス（Ｎ₂）を使用する。

以上の回転軸１１、ベルト駆動機構２１、電動モータ２０等は、ベース部材２４上に設けられた円筒状のケーシング２５内に収容されている。

ベース部材２４上のケーシング２５の周囲には受け部材２６が固定的に取り付けられている。受け部材２６には、円筒状の仕切り部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃが立設されている。ケーシング２５の外壁と仕切り部材２７ａの内壁との間の空間が第１排液槽２８を形成し、仕切り部材２７ａの外壁と仕切り部材２７ｂの内壁との間の空間が第２排液槽２９を形成し、仕切り部材２７ｂの外壁と仕切り部材２７ｃの内壁との間の空間が第３排液槽３９を形成している。

第１排液槽２８の底部には廃棄ドレイン２８ｂに連通接続された排出口２８ａが設けられている。第１排液槽２８の排出口２８ａからは使用済みの純水および気体が廃棄ドレイン２８ｂへと排出される。廃棄ドレイン２８ｂに排出された純水および気体は気液分離された後、それぞれ所定の手順に従って廃棄される。

第２排液槽２９の底部には排液ドレイン２９ｂに連通接続された排液口２９ａが設けられている。第２排液槽２９の排液口２９ａからは使用済みの薬液が排液ドレイン２９ｂへと排出される。排液ドレイン２９ｂに排出された薬液は図外の排液ラインへと排出される。

第３排液槽３９の底部には回収ドレイン３９ｂに連通接続された排液口３９ａが設けられている。第３排液槽３９の排液口３９ａからは使用済みの薬液が回収ドレイン３９ｂへと排出される。回収ドレイン３９ｂに排出された薬液は図外の回収タンクによって回収され、その回収された薬液が回収タンクから薬液供給源１７に供給されることにより、薬液が循環再利用されるようになっている。

受け部材２６の上方にはスプラッシュガード５０が設けられている。スプラッシュガード５０は、筒状の部材であって、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲を取り囲むように配置されている。スプラッシュガード５０は、外側部５４と内側部５５とによって構成されている。外側部５４と内側部５５とは連結部材５６によって連結されており、この連結部材５６は円周方向に沿って排液案内流路を形成するため一部にのみ配設されている。連結部材５６によって連結される外側部５４と内側部５５との間の隙間が回収ポート５７を形成しており、その径は上方へ向かうほど小さくなる。また、スプラッシュガード５０の内側部５５には断面”く”の字形状の第１受止部５１および断面円弧形状の第２受止部５２が形成されるとともに、円環状の溝５３ａ，５３ｂが刻設されている。

スプラッシュガード５０は、リンク部材５８を介してガード昇降機構５９と連結されており、ガード昇降機構５９によって昇降自在とされている。ガード昇降機構５９としては、ボールネジを用いた送りネジ機構やエアシリンダを用いた機構等、公知の種々の機構を採用することができる。

ガード昇降機構５９がスプラッシュガード５０を最も下方位置にまで下降させているときには、仕切り部材２７ａ，２７ｂがそれぞれ溝５３ａ，５３ｂに遊嵌するとともに、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗより下方にスプラッシュガード５０の上端が位置し、基板Ｗを搬入可能とする。次に、若干スプラッシュガード５０を上昇させると基板Ｗの周囲に回収ポート５７が位置する（図１の状態）。この状態はエッチング処理時の状態であって、薬液を回収再利用する場合であり、回転する基板Ｗ等から飛散した薬液は回収ポート５７によって受け止められ、連結部材５６を通過して第３排液槽３９に流れ込み、排液口３９ａへと導かれた後、排液口３９ａから回収ドレイン３９ｂへと排出される。

また、ガード昇降機構５９がスプラッシュガード５０を図１の状態から若干上昇させると、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に第１受止部５１が位置することとなる。この状態は、純水リンス処理時の状態であり、回転する基板Ｗ等から飛散した純水は第１受止部５１によって受け止められ、その傾斜に沿って第１排液槽２８に流れ込み、排出口２８ａへと導かれた後、排出口２８ａから廃棄ドレイン２８ｂへと排出される。

ガード昇降機構５９がスプラッシュガード５０をさらに上昇させると、仕切り部材２７ａ，２７ｂがそれぞれ溝５３ａ，５３ｂから離間するとともに、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に第２受止部５２が位置することとなる。この状態はエッチング処理時の状態であって、薬液を廃棄する場合であり、回転する基板Ｗ等から飛散した薬液は第２受止部５２によって受け止められ、その曲面に沿って第２排液槽２９に流れ込み、排液口２９ａへと導かれた後、排液口２９ａから排液ドレイン２９ｂへと排出される。

スピンベース１０の上方には処理液ノズル３０が設けられている。処理液ノズル３０は、その吐出口３０ａを鉛直方向下方に向けてノズルアーム３１の先端に固設されている。ノズルアーム３１の基端部は回動モータ３２の回転軸に連結されている。回動モータ３２の駆動によってノズルアーム３１および処理液ノズル３０は水平面内にて回動する。

回動モータ３２は図示を省略するノズル昇降機構によって昇降自在とされている。従って、処理液ノズル３０は回動モータ３２の回転軸を中心とした水平面内での回動動作と鉛直方向に沿った昇降動作とを行う。このような動作により処理液ノズル３０は、スピンベース１０に保持された基板Ｗの回転中心部上方位置（吐出位置）とスプラッシュガード５０よりも外側の上方位置（待避位置）との間で移動することができる。

処理液ノズル３０は処理液配管３３に連通接続されている。処理液配管３３の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管３３ａには薬液供給源１７が連通接続され、他方の分岐配管３３ｂには純水供給源１８が連通接続されている。分岐配管３３ａ，３３ｂにはそれぞれバルブ３４ａ，３４ｂが設けられている。これらバルブ３４ａ，３４ｂの開閉を切り換えることによって、処理液ノズル３０の吐出口３０ａからチャックピン１４に保持された基板Ｗの上面に薬液または純水を選択的に切り換えて吐出・供給することができる。すなわち、バルブ３４ａを開放してバルブ３４ｂを閉鎖することにより処理液ノズル３０から薬液を供給することができ、バルブ３４ｂを開放してバルブ３４ａを閉鎖することにより処理液ノズル３０から純水を供給することができる。

なお、処理液ノズル３０を単一のノズルではなく、薬液専用の薬液ノズルと純水専用の純水ノズルとによって構成するようにしても良い。

また、スピンベース１０の上方にはガスノズル４０も設けられている。ガスノズル４０は、その吐出口４０ａを鉛直方向下方に向けてノズルアーム４３の先端部近傍に固設されている。ノズルアーム４３の基端部は回動モータ４８の回転軸に連結されている。回動モータ４８の駆動によってガスノズル４０およびノズルアーム４３は水平面内にて回動する。

回動モータ４８は図示を省略するノズル昇降機構によって鉛直方向に沿って昇降自在とされている。該昇降機構によって回動モータ４８が昇降することにより、回動モータ４８に連結されたガスノズル４０およびノズルアーム４３も鉛直方向に沿って昇降する。従って、ガスノズル４０は回動モータ４８の回転軸を中心とした水平面内での回動動作と鉛直方向に沿った昇降動作とを行う。このような動作によりガスノズル４０は、スピンベース１０に保持された基板Ｗの主面上方位置（吐出位置）とスプラッシュガード５０よりも外側の上方位置（待避位置）との間で移動することができる。

また、回動モータ４８によってガスノズル４０はスピンベース１０に保持された基板Ｗの主面上でスキャン（走査）される。具体的には、基板Ｗは電動モータ２０によって水平面内にて鉛直方向に沿った軸Ｊを中心として回転される。一方、ガスノズル４０は回動モータ４８によって水平面内にて鉛直方向に沿った軸を中心として回動される。そして、回動モータ４８によって回動されるガスノズル４０は基板Ｗの回転中心（軸Ｊ）から端縁部へと向かう軌跡を描くようにスキャンされるのである。

ガスノズル４０は不活性ガス供給源４６に連通接続されている。すなわち、ガス配管４７の先端部が不活性ガス供給源４６に連通接続されるとともに、その基端部はガスノズル４０に連通接続される。ガス配管４７にはバルブ４４および流量調整弁４５が設けられている。

このバルブ４４の開閉によって、ガスノズル４０の吐出口４０ａからの不活性ガス（例えば窒素ガス）の吐出の有無を切り換えることができる。すなわち、バルブ４４を開放することによってガスノズル４０の吐出口４０ａからチャックピン１４に保持された基板Ｗの上面に窒素ガスを吐出して吹き付けることができる。流量調整弁４５は、ガス配管４７を通過する窒素ガスの流量を調整してガスノズル４０から吐出される窒素ガスの流量を制御する機能を有する。

また、バルブ４４、流量調整弁４５、回動モータ４８および電動モータ２０の動作は乾燥制御部９０によって制御されている。乾燥制御部９０は、ＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータによって構成されており、該ＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによりバルブ４４、流量調整弁４５、回動モータ４８および電動モータ２０の動作を制御する。

ガスノズル４０は、吐出口４０ａを鉛直方向下方に向けてノズルアーム４３の先端部近傍に固設されている。よって、ガスノズル４０からは鉛直方向下方に向けて窒素ガスが吐出されることとなる。また、回動モータ４８によって回動されるガスノズル４０は基板Ｗの回転中心（軸Ｊ）から端縁部へと向かう軌跡を描く。従って、ガスノズル４０から吐出される気体の到達地点が回転される基板Ｗの回転中心から端縁部へと向かう軌跡を描くように、ノズルアーム４３は回動モータ４８により回動されることとなる。

次に、以上のような構成を有する第１実施形態の基板処理装置における基板Ｗの処理手順について説明する。第１実施形態の枚葉式基板処理装置における処理手順の概要は、基板Ｗに対して薬液（希フッ酸）によるエッチング処理を行った後、純水によって薬液を洗い流すリンス処理を行い、さらにその後基板Ｗの乾燥処理を行うというものである。図２には、リンス処理以降の処理手順を示す。なお、以下の処理手順は、乾燥制御部９０がバルブ４４、流量調整弁４５、回動モータ４８および電動モータ２０等の動作を制御することによって実現されるものである。

まず、スプラッシュガード５０を若干下降させることによって、スピンベース１０をスプラッシュガード５０から突き出させるとともに、処理液ノズル３０およびガスノズル４０を待避位置まで移動させる。この状態にて、図示を省略する搬送ロボットによって未処理の基板Ｗがスピンベース１０に渡される。そして、チャックピン１４が渡された基板Ｗの周縁部を把持することにより水平姿勢にて当該基板Ｗを保持する。

次に、スプラッシュガード５０を上昇させてスピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に回収ポート５７を位置させるとともに、処理液ノズル３０を基板Ｗの回転中心部上方位置に移動させる。そして、スピンベース１０とともにそれに保持された基板Ｗを回転させる。この状態にて、下側処理液ノズル１５から薬液（希フッ酸）を基板Ｗの下面に吐出するとともに、処理液ノズル３０からも薬液を基板Ｗの上面に吐出する。つまり、回転する基板Ｗの表裏面に薬液を供給してエッチング処理を進行させる。なお、エッチング処理時に、気体供給路１９から少量の窒素ガスを吐出して気体供給路１９への薬液の逆流を防止するようにしても良い。

エッチング処理時に、回転する基板Ｗから飛散した薬液はスプラッシュガード５０の回収ポート５７によって受け止められ、連結部材５６を通過して第３排液槽３９に流れ込む。第３排液槽３９に流れ込んだ薬液は、排液口３９ａから回収ドレイン３９ｂへと排出され、回収される。

なお、薬液を回収する必要のないときは、スプラッシュガード５０を上昇させてスピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に第２受止部５２を位置させる。第２受止部５２によって受け止められた薬液は、第２排液槽２９に流れ込み、第２排液槽２９に流れ込んだ薬液は、排液口２９ａから排液ドレイン２９ｂへと排出される。

所定時間のエッチング処理が終了した後、下側処理液ノズル１５および処理液ノズル３０からの薬液吐出を停止するとともに、スプラッシュガード５０を昇降させてスピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に第１受止部５１を位置させる。なお、処理液ノズル３０は基板Ｗの回転中心部上方位置に留まる。この状態にて、基板Ｗを回転させつつ処理液ノズル３０および下側処理液ノズル１５から純水を基板Ｗの上下両面に吐出する。吐出された純水は回転の遠心力によって基板Ｗの表裏全面に拡がり、純水によって薬液を洗い流す洗浄処理（リンス処理）が進行する（ステップＳ１）。なお、リンス処理時においても気体供給路１９から少量の窒素ガスを吐出して気体供給路１９への純水の逆流を防止するようにしても良い。

リンス処理時に、回転する基板Ｗから飛散した純水はスプラッシュガード５０の第１受止部５１によって受け止められ、その傾斜に沿って第１排液槽２８に流れ込む。第１排液槽２８に流れ込んだ純水は、排出口２８ａから廃棄ドレイン２８ｂへと排出される。

所定時間のリンス処理が終了した後、処理液ノズル３０および下側処理液ノズル１５からの純水吐出を停止するとともに、スプラッシュガード５０を若干下降させてスピンベース１０をスプラッシュガード５０からわずかに突き出させる。

そして、基板Ｗの回転数を低下させて処理液ノズル３０から基板Ｗの上面に純水を供給し、基板Ｗの主面全面に純水を液盛りする（ステップＳ２）。このような純水の液盛りはいわゆるパドルと称されるものであり、基板Ｗの主面全面に純水が液盛りされた結果、図３に示すように、基板Ｗの主面全面上に純水の液層Ｌが形成された状態となる。なお、基板Ｗが疎水性基板であっても、図３に示すような基板Ｗの主面全面への純水液盛りは可能である。また、純水の液盛りは、基板Ｗの回転を完全に停止させた状態にて行うようにしても良い。

純水の液盛りが終了した後、処理液ノズル３０を待避位置に移動させるとともに、ガスノズル４０が基板Ｗの回転中心直上（軸Ｊ上）に位置するように回動モータ４８がノズルアーム４３を回動させる。そして、ガスノズル４０が基板Ｗの回転中心直上に位置した後、ガスノズル４０からの窒素ガス吐出を開始し、純水が液盛りされた基板Ｗの主面の中心部近傍に窒素ガスを吹き付けて当該中心部近傍に存在する純水を基板Ｗの主面周辺部に押し流す（ステップＳ３）。このときには、ガスノズル４０を停止するとともに、基板Ｗの回転を停止あるいは５０ｒｐｍ以下の回転数としておく。従って、液盛りされた純水の液層Ｌに強い遠心力が作用することはなく、液層Ｌが飛散するおそれはない。

ガスノズル４０から基板Ｗの中心部近傍に窒素ガスが吹き付けられた結果、図４に示すように、基板Ｗの中心部近傍に存在していた純水は周辺部に移動し、該中心部近傍からは液体成分が排除される。そして、基板Ｗの主面周辺部のみに純水の液層Ｌが存在する状態へと移行する。

続いて、基板Ｗの回転数を上昇させるとともに（ステップＳ４）、ガスノズル４０から窒素ガスを吐出させつつ、基板Ｗの回転中心直上から端縁部に向けての上記軌跡に沿ってガスノズル４０をスキャンさせる（ステップＳ５）。この段階での基板Ｗの回転数は通常のスピン振り切り乾燥の回転数と同程度の８００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍである。従って、図５に示すように、基板Ｗの主面周辺部に残留している液層Ｌには強い遠心力が作用して、液層Ｌが飛散して基板Ｗの主面上から排除される。また、窒素ガスを吐出するガスノズル４０を基板Ｗの回転中心直上から端縁部に向けてスキャンさせることにより、窒素ガスを吹き付ける範囲が拡大して基板Ｗの主面周辺部に残留している液層Ｌの排除を促進する。さらに、窒素ガスを吹き付ける範囲が拡大した結果、基板Ｗの主面に残留付着している微少な水滴も確実に乾燥される。

所定時間の仕上げ乾燥処理が終了すると、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの回転を停止する。また、処理液ノズル３０およびガスノズル４０を待避位置まで移動させる。この状態にて、図示を省略する搬送ロボットが処理済の基板Ｗをスピンベース１０から取り出して搬出することにより一連の基板処理が終了する。

以上のように、本実施形態においては、純水によるリンス処理が終了した後、一旦基板Ｗの主面全面に純水を液盛りし、続いて基板Ｗの主面の中心部近傍に窒素ガスを吹き付けて当該中心部近傍に存在する純水を周辺部に押し流している。このため、単に基板Ｗを高速回転させただけでは純水が残留しやすい回転中心近傍の純水を迅速かつ確実に排除することができる。特に、疎水性基板の場合は、中心部近傍に存在している水分がスピン振り切り時のウォーターマーク発生の原因となりやすいのであるが、上記のようにすれば、そのような中心部近傍の水分をスピン振り切り前に確実に排除することができる。

そして、基板Ｗの中心部近傍の純水が周辺部に排除された後、基板Ｗの回転数を上昇させるとともに、窒素ガスを吐出するガスノズル４０を基板Ｗの回転中心直上から端縁部に向けてスキャンさせて窒素ガスを吹き付ける範囲を拡大することにより、基板Ｗの主面の周辺部に残留している純水の水膜を除去するとともに、基板Ｗに付着している微小水滴をも確実に乾燥するようにしている。その結果、ウォーターマークの発生を確実に抑制することができる。また、このような窒素ガス吹き付け範囲の拡大により、基板Ｗ上に微小な凹凸がある場合であっても、凹部に存在する水分を確実に乾燥させることができる。

また、従来の純水リンス洗浄後に直ちにスピン振り切り乾燥に移行する乾燥手法に比較して、本実施形態の純水を液盛りする工程と基板Ｗの主面中心部近傍に窒素ガスを吹き付ける工程とが処理時間を増加させるものであるが、これらはいずれも短時間にて完了する工程であり、従来の乾燥処理よりもスループットが著しく低下するおそれはない。すなわち、本実施形態のようにすれば、スループットを低下させることなくウォーターマークの発生を確実に抑制することができるのである。

＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の基板処理装置の構成が第１実施形態と異なるのは、ガスノズルの構成であり、残余の点については第１実施形態と同じである。図６は、第２実施形態のガスノズルの形態を示す図である。同図において、第１実施形態の基板処理装置と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。

第２実施形態のガスノズル４１の基端部はガス配管４７に連通接続されている。一方、ガスノズル４１の吐出端側は三叉に分岐されている。三叉に分岐された吐出端のうち吐出口４１ａは鉛直方向下方を向く。吐出口４１ａの両側に位置する吐出口４１ｂ，４１ｃは斜め下方を向く。図６の紙面上では、吐出口４１ｂが左下方向を向き、吐出口４１ｃが右下方向を向く。

このようなガスノズル４１の形状により、バルブ４４を開放して不活性ガス供給源４６からガスノズル４１に窒素ガスを送給すると、ノズル内部にてガス流が三方に分流し、吐出口４１ａ，４１ｂ，４１ｃのそれぞれから窒素ガスが吐出される。吐出口４１ａから吐出される窒素ガスは鉛直方向下方に向かい、吐出口４１ｂから吐出される窒素ガスは図６の左下方向に向かい、吐出口４１ｃから吐出される窒素ガスは図６の右下方向に向かう。

すなわち、第２実施形態のガスノズル４１を全体として概観すれば、図６に示す如く、吐出方向（下方向）に沿って窒素ガスのガス流の範囲が拡がる拡散ノズルであると規定することができる。

また、第１実施形態では図示を省略したノズル昇降機構４８を図６には明記している。ガスノズル４１は、ノズル昇降機構４８によって昇降自在とされている。なお、ノズル昇降機構４８としては、ボールネジを用いた送りネジ機構やエアシリンダを用いた機構等、公知の種々の機構を採用することができる。

以上のような構成のガスノズル４１を備える第２実施形態の基板処理装置における基板Ｗの処理手順は、第１実施形態と概ね同じである。すなわち、基板Ｗに対して薬液（希フッ酸）によるエッチング処理を行った後、純水によって薬液を洗い流すリンス処理を行い、さらにその後基板Ｗの乾燥処理を行うというものである。

基板Ｗの乾燥処理を行うときには、まず、図２のステップＳ２と同様に、処理液ノズル３０から基板Ｗの上面に純水を供給し、基板Ｗの主面全面に純水を液盛りする。そして、処理液ノズル３０を待避位置に移動させるとともに、ガスノズル４１が基板Ｗの回転中心直上（軸Ｊ上）に位置するように回動モータ４８がノズルアーム４３を回動させる。ガスノズル４１が基板Ｗの回転中心直上に位置した状態にて、ガスノズル４１からの窒素ガス吐出を開始し、純水が液盛りされた基板Ｗの主面の中心部近傍に窒素ガスを吹き付けて当該中心部近傍に存在する純水を基板Ｗの主面周辺部に押し流す。このときには、吐出口４１ａ，４１ｂ，４１ｃのそれぞれから吐出される窒素ガスの全てが基板Ｗの主面の中心部近傍に吹き付けられるように、予めノズル昇降機構４８がガスノズル４１を基板Ｗの上面から所定距離以内に近接させておく。

ガスノズル４１から基板Ｗの中心部近傍に窒素ガスが吹き付けられた結果、基板Ｗの中心部近傍に存在していた純水は周辺部に移動し、該中心部近傍からは液体成分が排除される。そして、基板Ｗの主面周辺部のみに純水の液層が存在する状態へと移行する。

その後、基板Ｗの回転数を上昇させるとともに、窒素ガスを吹き付ける範囲を拡大させる。但し、このときに図７に示すように、第１実施形態では窒素ガスを吐出するガスノズル４０を基板Ｗの回転中心直上から端縁部に向けてスキャンさせることにより窒素ガスを吹き付ける範囲を拡大していたのに代えて、第２実施形態では窒素ガスを吐出するガスノズル４０を基板Ｗの回転中心軸（軸Ｊ）に沿って上昇させることにより窒素ガスを吹き付ける範囲を拡大している。このようにしても、窒素ガスを吹き付ける範囲が拡大して基板Ｗの主面周辺部に残留している液層Ｌの排除が促進されるとともに、基板Ｗの主面に残留付着している微少な水滴も確実に乾燥される。

以上説明したように、第２実施形態のようにしても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の各実施形態においては不活性ガスとして窒素ガスを使用していたが、窒素ガスに限定されるものではなく、他の不活性ガス（例えばヘリウム）を使用しても良い。もっとも、ヘリウムガス等は高価であるため、コストの観点からは窒素ガスを使用するのが好ましい。

また、上記各実施形態の基板処理装置は薬液処理（化学洗浄処理）、純水リンス処理、乾燥処理の全てを行っていたが、他の装置にて薬液処理および純水リンス処理が施された基板Ｗを上記各実施形態の基板処理装置に搬送してから追加の純水リンス処理および乾燥処理を行うようにしても良い。

また、スクラブ洗浄処理（物理洗浄処理）、純水リンス処理、乾燥処理を行う基板処理装置において、上記各実施形態の乾燥処理技術を適用するようにしても良い。

また、上記各実施形態のガスノズル４０，４１をスリット状の吐出口を有するノズルとしても良い。

また、第２実施形態のガスノズル４１に代えて図８の示すようなガスノズル４２を採用しても良い。このガスノズル４２は、吐出端側がテーパ状に拡がるように形成されている。バルブ４４を開放して不活性ガス供給源４６からガスノズル４２に窒素ガスを送給すると、図８に示す如く、ガスノズル４２のテーパ形状に沿ってガス流が拡がるように吐出される。すなわち、このガスノズル４２も、吐出方向（下方向）に沿って窒素ガスのガス流の範囲が拡がる拡散ノズルであると規定することができる。よって、ガスノズル４２を使用して第２実施形態と同様の処理手順を実行することにより、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態においては、リンス液として純水を使用していたが、リンス液は純水に限定されるものではなく、二酸化炭素や窒素を純水中に溶解した水溶液、純水に極微量の薬液を混合した溶液、或いは超純水であっても良い。

本発明に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。図１の基板処理装置における処理手順を示すフローチャートである。基板上に純水が液盛りされた状態を示す図である。基板の中心部に窒素ガスを吹き付けた状態を示す図である。基板を回転させつつガスノズルをスキャンさせる状態を示す図である。第２実施形態のガスノズルの形態を示す図である。第２実施形態のガスノズルを上昇させる状態を示す図である。第２実施形態のガスノズルの他の例を示す図である。従来のスピン振り切り乾燥時に疎水性基板上を水滴が流れる様子を示す図である。

符号の説明

１０スピンベース
２０電動モータ
３０処理液ノズル
４０，４１，４２ガスノズル
４３ノズルアーム
４８回動モータ
４９ノズル昇降機構
９０乾燥制御部
Ｗ基板

Claims

リンス液による洗浄処理が終了した基板を乾燥させる基板処理方法であって、
基板の主面にリンス液を供給して洗浄するリンス液洗浄工程と、
リンス液洗浄が終了した前記基板の主面の全面にリンス液を液盛りする液盛り工程と、
リンス液が液盛りされた前記基板の主面の中心部近傍に不活性ガスを吹き付けて当該中心部近傍に存在するリンス液を基板主面の周辺部に押し流す乾燥準備工程と、
前記乾燥準備工程よりも前記基板の回転数を上昇させるとともに、不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げて前記基板の主面に残留する水分を乾燥させる乾燥仕上工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
請求項１記載の基板処理方法において、
前記乾燥仕上工程は、不活性ガスを吹き付ける吐出ノズルを前記基板の主面上で走査させることによって不活性ガス吹き付け範囲を拡げるノズル走査工程を含むことを特徴とする基板処理方法。
請求項１記載の基板処理方法において、
前記乾燥仕上工程は、吐出方向に沿って不活性ガスのガス流の範囲が拡がる拡散ノズルを上昇させることによって不活性ガス吹き付け範囲を拡げるノズル上昇工程を含むことを特徴とする基板処理方法。
リンス液による洗浄処理が終了した基板を乾燥させる基板処理装置であって、
基板を略水平面内にて保持して回転させる回転手段と、
前記回転手段に保持された基板の主面にリンス液を吐出するリンス液吐出手段と、
前記回転手段に保持された基板の主面に不活性ガスを吹き付けるガス吐出手段と、
リンス液洗浄が終了した基板の主面の全面に前記リンス液吐出手段からリンス液を吐出してリンス液を液盛りした後、当該基板の主面の中心部近傍に前記ガス吐出手段から不活性ガスを吹き付けて当該中心部近傍に存在するリンス液を基板主面の周辺部に押し流し、さらにその後該基板の回転数を上昇させるとともに、前記ガス吐出手段から不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げて前記基板の主面に残留する水分を乾燥させるように前記回転手段、前記リンス液吐出手段および前記ガス吐出手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項４記載の基板処理装置において、
前記ガス吐出手段は、
不活性ガスを吐出する吐出ノズルと、
前記吐出ノズルを前記前記基板の主面上で走査させるノズル駆動手段と、
を含み、
前記制御手段は、不活性ガスを吐出する前記吐出ノズルを前記基板の主面上で走査させることによって不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げるように前記ノズル駆動手段を制御することを特徴とする基板処理装置。
請求項４記載の基板処理装置において、
前記ガス吐出手段は、
吐出方向に沿って不活性ガスのガス流の範囲が拡がる拡散ノズルと、
前記拡散ノズルを昇降させるノズル昇降手段と、
を含み、
前記制御手段は、不活性ガスを吐出する前記拡散ノズルを上昇させることによって不活性ガスを吹き付ける範囲を拡げるように前記ノズル昇降手段を制御することを特徴とする基板処理装置。