JP5136103B2 - 洗浄装置及びその方法、塗布、現像装置及びその方法、並びに記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラス基板（ＬＣＤ基板）といった基板を液浸露光前に洗浄する技術に関する。

半導体デバイスやＬＣＤ基板の製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィと呼ばれる技術により基板に対してレジストパターンの形成が行なわれている。この技術は、例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）などの基板にレジスト液を塗布し、このレジストを所定のパターンで露光した後に、現像処理を行なうという一連の工程により行われ、このような処理は、一般にレジスト液の塗布や現像を行う塗布、現像装置に、露光装置を接続したレジストパターン形成システムを用いて行われる。

ところで、近年、デバイスパターンは益々微細化、薄膜化が進む傾向にあり、これに伴い、露光の解像度を上げる要請が強まっており、基板の表面に光を透過させる液層を形成した状態で露光する手法（以下「液浸露光」という）の検討が成されている。この液浸露光は、ウエハと露光手段に設けられたレンズとの間に液膜を形成し、光源から光をレンズ及び液膜を介してウエハに照射することで、所定の回路パターンをレジストに転写するものである。実際の露光処理では、ウエハ表面との間に液膜を形成した状態で、露光手段を横方向にスライド移動させて、次の転写領域に対応する位置に配置し、光を照射するという動作を繰り返すことによって、ウエハ表面に所定の回路パターンを順次転写していくことが行なわれる。

このような液浸露光では、液膜と共に露光手段が移動して露光処理が行われるので、ウエハ表面の一部にパーティクルが付着していたとしても、このパーティクルが液膜に取り込まれて液膜と共に移動し、結果として転写の都度、露光が阻害され、レジストパターンの欠陥部分がウエハ全体に散在してしまうおそれがある。このため露光処理を行う前には、ウエハの表面の洗浄処理が行われている（特許文献１参照）。

またウエハのベベル部１０（傾斜部分）を含む周縁部はデバイスの形成領域に含まれないため、例えばパーティクル発生を防止するなどの目的から、反射防止膜やレジスト膜は、夫々ウエハに成膜された後にその周縁部に溶剤が供給されてリンスされることによって当該周縁部が除去され、図１７に示すようにウエハＷの周縁部において段差を有するように積層される場合がある。図中１１は反射防止膜、１２はレジスト膜、１３はレジスト膜の上層に形成されたトップコートである。このような構造により、トップコート１３がベベル部１０において剥がれやすい状態となっており、またベベル部１０は搬送手段にて保持される部位であるので、搬送の際にトップコート１３が剥がれてパーティクルとして当該ベベル部１０に付着してしまうことがある。このため液浸露光前に当該ベベル部１０を洗浄して、当該部位に付着していたパーティクルを除去する手法についても提案されている（特許文献２参照）。

これに加えて近年、液浸露光の前にウエハ裏面側のパーティクルを除去することについても要求が高まりつつある。ウエハ裏面にパーティクルが付着していると、ウエハを載置するためのステージとウエハとの間にパーティクルが入り込み、これによりウエハに反りが生じて曲率が変化し、デバイスパターンの微細化が進むことにより露光時にデフォーカス（フォーカスが崩れてしまう現象）を引き起こす原因となるからである。

ところで、前記レジストパターン形成システム内は清浄度が高く維持されていることから、前記ウエハ裏面の洗浄は、一般的には、前記システムにウエハが搬入される前に、当該システムの外部に設けられた洗浄装置にて行われている。しかしながら、デバイスパターンの微細化に伴って半導体デバイスの製造工程に含まれる工程数も増加しており、ウエハ裏面にパーティクルの付着するリスクも大きくなってきている。また液浸露光では、ウエハ裏面に付着したパーティクルが５〜１０μｍ程度と極めて微細であっても、既述のようなデフォーカス現象が問題となることが認められている。従ってより精度の高い露光処理を行うためには、前記レジストパターン形成システム内にウエハ裏面の洗浄を行う洗浄ユニットを組み込み、液浸露光を行う直前にウエハの洗浄処理を行うことが望ましい。

ここでウエハの洗浄については、例えば真空チャックやメカチャックに固定したウエハにブラシを上方から押し当てて、脱イオン水（Deionized Water：以下、ＤＩＷという）等を供給しながらウエハとブラシとを相対的に摺動させることによりパーティクルを除去する手法が一般的である。一方前記レジストパターン形成システムにおいては、ウエハは通常上面を上方に向けた状態で搬送される。このためウエハの裏面洗浄を行う洗浄装置をシステム内に組み込む場合、ウエハ裏面の上方からブラシを押し当ててウエハの裏面側の洗浄を行おうとすると、ウエハの搬送手段と洗浄装置との間にリバーサと呼ばれる基板反転装置を設置し、洗浄装置へのウエハの搬入出時にウエハ裏面を上方に向けた状態とする必要がある。ところが、このような手法ではリバーサを設置するスペースやウエハの反転動作を行うスペースが必要となり、塗布、現像装置が大型化してしまう。またリバーサの設置を省略するためブラシをウエハの下方に設置する構成では、ウエハを保持するチャック等で覆われている領域は洗浄できず、裏面全体を洗浄することができない。

また前記レジストパターン形成システムにおいては、塗布ユニットや現像ユニット、レジスト塗布や現像の前後の処理を行うユニット等、多数のユニットが配置されているが、このシステムでは、装置の専有面積の増大を抑えながら、ユニットの配置数を多くしてスループットの向上を図りたいという要請がある。このためウエハ表面の洗浄を行う表面洗浄ユニットと、ウエハのベベル部１０の洗浄を行うベベル洗浄ユニットと、ウエハ裏面の洗浄を行う裏面洗浄ユニットとを個別に用意し、夫々別個に組み込もうとすると、スペース的に設置する余裕がない。さらにスループットの観点からみれば、ウエハ表面とベベル部とウエハ裏面とを、夫々別個のユニットにて洗浄する場合には、夫々のユニットにおける洗浄時間に加えて、ウエハを搬送する時間や夫々のユニットと搬送アームとの間でウエハの受け渡しを行なう時間も加算しなければならず、処理時間が増大し、スループットの低下を招くという問題がある。

さらに液浸露光処理を行うプロセスでは、反射防止膜の薬液やレジスト液とウエハとの密着性を向上させて、液浸露光時における反射防止膜やレジスト膜の膜剥がれを抑制するために疎水化処理が行なわれていることから、次のような問題も発生する。この疎水化処理は疎水化処理剤の蒸気でガス処理を行なうものであるが、前記蒸気がウエハＷ裏面まで回り込み、例えばウエハＷ裏面では、図１８ に示すようにウエハの外縁から１５ｍｍ程度内側まで疎水化処理が行われてしまう。図１８では斜線部１４が疎水化処理される領域を示している。

このようにウエハの裏面側では、前記疎水化された領域と疎水化されていない領域とが存在し、疎水化されていない領域に対しては既述のようなブラシ洗浄が有効であるが、疎水化された領域は撥水性が高いため、洗浄液を十分に行き渡らせることが困難であり、直接ブラシを押し当てて回転させると、ブラシの繊維が削り取られて多量のパーティクルを発生し、ウエハを汚染するおそれがある。

以上のことから、液浸露光を行う場合には、露光処理前に、ウエハの表面、ベベル部及び裏面の夫々について洗浄する必要があり、これらを１つのモジュール内にて行うこと、また裏面洗浄においては、疎水化された領域と疎水化された領域との夫々に適切な洗浄方法を用いて行うことについて検討する必要がある。

ところで特許文献１には、液浸露光前にウエハの表面を洗浄する手法について記載され、特許文献２には、液浸露光前にウエハのベベル部のレジスト膜を除去する手法が記載されている。しかしながらこれら特許文献１，２においても、液浸露光前にウエハの裏面を洗浄する手法や、装置の占有面積の増大やスループットの低下を抑えながら、ウエハの表面、ベベル部及び裏面を洗浄する手法については記載されておらず、本発明の課題を解決することはできない。

特開２００６−８０４０３号公報 特開２００７−２１４２７９号公報

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、１台の洗浄装置において基板の表面及びベベル部並びに裏面の洗浄を行うことができる技術を提供することにある。

このため、本発明は、レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される前の基板を洗浄する洗浄装置において、
基板表面を上にした状態で、この基板の裏面の第１の領域を水平に保持する第１の基板保持手段と、
この第１の基板保持手段より基板を受け取って、前記第１の領域とは重ならない基板裏面の第２の領域を水平に保持すると共に、この基板を鉛直軸周りに回転させる第２の基板保持手段と、
前記第２の基板保持手段により回転される基板の表面に、表面用の洗浄液を供給して当該表面を洗浄するための表面洗浄ノズルと、
前記第２の基板保持手段により回転される基板のベベル部に、ベベル部用の洗浄液を供給して当該ベベル部を洗浄するためのベベル洗浄ノズルと、
前記第１の基板保持手段又は第２の基板保持手段に保持された基板の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記第１の基板保持手段又は第２の基板保持手段に保持された基板の裏面に接触して当該裏面を洗浄する洗浄部材と、
前記第１の基板保持手段を前記第２の基板保持手段に対して相対的に横方向に移動させるための移動手段と、
前記第１の基板保持手段を前記第２の基板保持手段に対して相対的に上下方向に移動させるための昇降手段と、を備えることを特徴とする。

他の発明は、レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される前の基板を洗浄する洗浄装置において、
基板表面を上にした状態で、この基板の裏面の第１の領域を水平に保持する第１の基板保持手段と、
前記第１の基板保持手段に対して相対的に昇降自在に設けられ、当該第１の基板保持手段より基板を受け取って、前記第１の領域とは重ならない基板裏面の第２の領域を水平に保持すると共に、この基板を鉛直軸周りに回転させる第２の基板保持手段と、
前記第２の基板保持手段により回転される基板の表面に、表面用の洗浄液を供給して当該表面を洗浄するための表面洗浄ノズルと、
前記第２の基板保持手段により回転される基板のベベル部に、ベベル部用の洗浄液を供給して当該ベベル部を洗浄するためのベベル洗浄ノズルと、
前記第１の基板保持手段又は第２の基板保持手段に保持された基板の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記第１の基板保持手段又は第２の基板保持手段に保持された基板の裏面に接触して当該裏面を洗浄する洗浄部材と、
基板が第１の基板保持手段により保持された状態で裏面が洗浄されているときに、前記第２の基板保持手段の基板保持領域への洗浄液の付着を防止するために当該基板保持領域を覆う位置に置かれるカバー部材と、を備え、
前記第２の基板保持手段は、基板が第１の基板保持手段により保持された状態で裏面が洗浄されているときに、第１の基板保持手段よりも下方側に位置されることを特徴とする。

また本発明は、前記第２の基板保持手段に保持され、回転される基板の裏面の周縁領域に、裏面周縁用の洗浄液を供給する裏面周縁洗浄手段をさらに備えるようにしてもよく、この場合、前記制御指令を出力する手段は、前記洗浄部材により第２の領域以外の基板の裏面を洗浄しながら、表面洗浄手段及びベベル洗浄手段並びに裏面周縁洗浄手段から夫々基板に向けて洗浄液を供給して、前記基板の表面及びベベル部並びに裏面ベベル部の洗浄を行うように制御指令を出力するように構成してもよい。

このような洗浄装置は、基板の表面にレジストを塗布する塗布ユニットと、その表面に液層を形成して液浸露光された後の基板に現像液を供給して現像する現像ユニットと、を備えた塗布、現像装置に組み込むことができる。

本発明方法は、レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される前の基板を洗浄する洗浄方法において、
基板の裏面を保持する第１の基板保持手段と、この第１の基板保持手段に対して相対的に横方向及び上下方向に移動可能であって、基板の裏面を保持する第２の基板保持手段と、を用い、
レジストが塗布され、液浸露光される前の基板を、この基板の表面を上にした状態で、この基板の裏面の第１の領域を第１の基板保持手段により保持し、基板の裏面における前記第１の領域とは重ならない第２の領域を洗浄する工程と、
次いで前記第２の基板保持手段を前記第１の基板保持手段に対して相対的に上昇させ、前記基板を第１の基板保持手段から第２の基板保持手段により受け取って、前記第２の領域を水平に保持する工程と、
前記第２の基板保持手段に保持され、鉛直軸周りに回転された基板の表面に、表面用の洗浄液を供給して当該表面を洗浄する工程と、
前記第２の基板保持手段に保持され、鉛直軸周りに回転された基板のベベル部に、ベベル部用の洗浄液を供給して当該ベベル部を洗浄する工程と、
前記基板を第２の基板保持手段に保持させて、鉛直軸周りに回転させながら、基板の裏面における前記第２の領域以外の領域を洗浄する工程と、を含み、
第１の基板保持手段により基板を保持して裏面を洗浄しているときにおける、第２の基板保持手段に対する当該第１の基板保持手段の横方向の相対位置は、基板を第１の基板保持手段から第２の基板保持手段に受け渡すときにおける前記横方向の相対位置とは異なる位置を含むことを特徴とする。
本発明に係る他の方法は、レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される前の基板を洗浄する洗浄方法において、
基板の裏面を保持する第１の基板保持手段と、この第１の基板保持手段に対して相対的に上下方向に移動可能であって、基板の裏面を保持する第２の基板保持手段と、を用い、
レジストが塗布され、液浸露光される前の基板を、この基板の表面を上にした状態で、この基板の裏面の第１の領域を第１の基板保持手段により保持し、第２の基板保持手段を第１の基板保持手段よりも下方側に位置させた状態で、基板の裏面における前記第１の領域とは重ならない第２の領域を洗浄する工程と、
前記第２の領域を洗浄する工程が行われている間、第２の基板保持手段の基板保持領域への洗浄液の付着を防止するために当該基板保持領域をカバー部材により覆った状態とする工程と、
次に前記カバー部材を退避させた後、前記第２の基板保持手段を前記第１の基板保持手段に対して相対的に上昇させ、前記基板を第１の基板保持手段から第２の基板保持手段により受け取って、前記第２の領域を水平に保持する工程と、
前記第２の基板保持手段に保持され、鉛直軸周りに回転された基板の表面に、表面用の洗浄液を供給して当該表面を洗浄する工程と、
前記第２の基板保持手段に保持され、鉛直軸周りに回転された基板のベベル部に、ベベル部用の洗浄液を供給して当該ベベル部を洗浄する工程と、
前記基板を第２の基板保持手段に保持させて、鉛直軸周りに回転させながら、基板の裏面における前記第２の領域以外の領域を洗浄する工程と、を含むことを特徴とする。

ここで前記基板の表面を洗浄する工程と、前記ベベル部を洗浄する工程と、前記基板の裏面における前記第２の領域以外の領域を洗浄する工程とは、互いに洗浄時間が重なるように行われることが望ましい。

また前記第２の基板保持手段に保持され、回転された基板の裏面における周縁領域に裏面周縁用の洗浄液を供給して、当該周縁領域を洗浄する工程をさらに備えるようにしてもよく、この場合には、前記基板の表面を洗浄する工程と、前記基板の周縁を洗浄する工程と、前記基板における前記第２の領域以外の領域を洗浄する工程と、前記基板の裏面の周縁領域を洗浄する工程とは、互いに洗浄時間が重なるように行われることが望ましい。

このような洗浄方法は、レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される後の基板を現像処理する塗布、現像方法において、レジストが塗布され、液浸露光される前の基板に対して行われる。
また本発明の記憶媒体は、レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される前の基板を洗浄する洗浄装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、前記プログラムは、前記洗浄方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。

本発明の洗浄装置によれば、基板の裏面を支えて保持し、基板表面を上に向けた状態で基板裏面の洗浄を行うので、基板を反転させる工程を必要とせず、洗浄装置の設置スペースをコンパクトにすることができる。また第１及び第２の基板保持手段の間で基板を持ち替えて裏面洗浄を行っているので、基板裏面全体を満遍なく洗浄することができる。さらに基板表面を上に向けた状態で洗浄を行うので、基板の裏面洗浄と表面及びベベル部の洗浄を組み合わせることができるため、１台の洗浄装置において、基板の表面及びベベル部並びに裏面の洗浄を行うことができる。このためこれらの洗浄を別個のユニットにて行う場合に比べて、基板の搬送時間や受け渡し時間が加算される必要がなく、スループットの低下を抑えることができる。

さらに当該洗浄装置を塗布、現像装置に組み込んだ場合には、1台分の設置スペースを占有するだけで済むので、塗布、現像装置の占有面積の増大を抑えながら、液浸露光前の基板に対して、塗布、現像装置内にて基板の表面及びベベル部並びに裏面の洗浄を行うという要請に応えることができる。

先ず本発明の塗布、現像装置の一実施の形態として、液浸露光を行なう露光装置を備えたレジストパターン形成システムの全体構成について図１及び図２を参照しながら簡単に説明する。このシステムは、塗布、現像装置に前記露光装置を接続したものであり、図中Ｂ１は、基板である半導体ウエハＷ（以下「ウエハＷ」という）が、例えば１３枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬入出するための載置部１２０を備えたキャリア載置部である。ここには当該キャリア載置部Ｂ１から見て前方の壁面に設けられる開閉部１２１と、前記開閉部１２１を介してキャリアＣ１からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。

前記キャリア載置部Ｂ１の奥側には、筐体１２２にて周囲を囲まれる処理部Ｂ２が接続されており、この処理部Ｂ２には、キャリア載置部Ｂ１から見て前後方向に配置される加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３と、キャリア載置部Ｂ１から見て右側に配置される後述する液処理ユニットＵ４，Ｕ５と、これら棚ユニットＵ１〜Ｕ３及び液処理ユニットＵ４，Ｕ５の各ユニット間においてウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３と、を備えており、棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３と主搬送手段Ａ２，Ａ３とはキャリア載置部Ｂ１から見て手前側から順に交互に配列して設けられている。また前記主搬送手段Ａ２，Ａ３は、前記棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側の一面側と、前記液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面側と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁１２３により囲まれる空間内に置かれている。また、図中１２４，１２５は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調整ユニットである。

前記液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図２に示すように、塗布ユニットＣＯＴ、現像ユニットＤＥＶ及び反射防止膜形成ユニットＢＡＲＣ、トップコート形成ユニットＴＣを複数段例えば５段に積層して構成されている。また既述の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行なわれる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、例えばウエハＷに対して疎水化処理を行う疎水化処理ユニット、ウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が設けられている。

前記処理部Ｂ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイス部Ｂ３を介して例えば液浸露光を行う露光装置Ｂ４が接続されている。前記インターフェイス部Ｂ３は、処理部Ｂ２と露光装置Ｂ４との間に前後に設けられる第１の搬送室１２６及び第２の搬送室１２７により構成されており、夫々に昇降自在及び鉛直軸周りに回転自在かつ進退自在な第１の搬送アームＡ４及び第２の搬送アームＡ５を備えている。さらにまた第１の搬送室１２６には、棚ユニットＵ６、バッファカセットＣＯ及び後述する洗浄装置１００が設けられている。前記棚ユニットＵ６は、露光したウエハＷをＰＥＢ処理する加熱ユニット及び冷却プレートを有する高精度温調ユニットや、第1の搬送アームＡ４と第２の搬送アームＡ５との間でウエハＷの受け渡しを行なう際に用いられる受け渡しユニット等を上下に積層した構成とされる。なおこの例では洗浄装置１００に対しては第２の搬送アームＡ５によりウエハＷの受け渡しが行われる。
上述のシステムにおけるウエハＷの流れの一例について説明する。先ず外部からウエハＷが収納されたキャリアＣ１が載置部１２０に載置されると、開閉部１２１と共にキャリアＣ１の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。そしてウエハＷは、棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニットを介して主搬送手段Ａ２に受け渡され、先ず疎水化処理ユニットにて、疎水化処理が行なわれる。続いてウエハＷは反射防止膜形成ユニットＢＡＲＣに搬送されて反射防止膜が形成された後、加熱ユニットにてベーク処理が行われる。
次いでウエハＷは、塗布ユニットＣＯＴにてその表面にレジスト膜が形成された後、加熱ユニットにてべーク処理が行われ、この後主搬送手段Ａ３によりインターフェイス部Ｂ３へと搬送される。インターフェイス部Ｂ３では、第１の搬送アームＡ４→棚ユニットＵ６の受け渡しユニット→第２の搬送アームＡ５→洗浄ユニット１００の経路にて洗浄ユニット１００に受け渡され、当該洗浄ユニット１００において、液浸露光前のウエハＷに対して、その表面及びベベル部並びに裏面に対する洗浄処理が行われる。なお液浸露光用の保護膜をレジスト膜のウエハＷに塗布する場合には、冷却ユニットにて冷却された後、処理部Ｂ２内における図示しないユニットにて保持膜用の薬液の塗布が行われる。
こうして洗浄されたウエハＷは、露光部Ｂ４に搬入されて、ウエハＷの表面に例えば純水の液膜を形成した状態で液浸露光が行われる。しかる後液浸露光を終えたウエハＷは、露光部Ｂ４から取り出され、例えばインターフェイス部Ｂ３に設けられた洗浄装置１００より、ウエハＷ表面の水滴の除去が行われ、その後棚ユニットＵ６の一段をなす加熱ユニットに搬入され、ＰＥＢ処理が行われる。
続いてウエハＷは第１の搬送アームＡ４によって加熱ユニットから取り出されて主搬送手段Ａ３に受け渡され、この主搬送手段Ａ３により現像ユニットＤＥＶに搬入される。こうして所定の現像処理が行われた後、ウエハＷは加熱ユニットにて加熱され、受け渡し手段Ａ１を介してキャリア載置部Ｂ１の元のキャリアＣ１へと戻される。

続いて上述のレジストパターン形成装置に組み込まれる洗浄装置１００の実施の形態について図３〜図５を参照しながら説明する。図３は洗浄装置１００の斜視図、図４はその平面図、図５は縦断面図を夫々示している。図３に示すように洗浄装置１００は、外部の搬送手段、この例では塗布、現像装置内の第２の搬送アームＡ５から受け取ったウエハＷを略水平に吸着保持する第１の基板保持手段としての吸着パッド２と、この吸着パッド２からウエハＷを受け取って同じく略水平に吸着保持する第２の基板保持手段としての役割を果たすスピンチャック３と、を上面の開口したボックス状のアンダーカップ４３に取り付けた構造となっており、ウエハＷの裏面中央側の第1の洗浄領域を洗浄するブラシ５と、ウエハＷの表面を洗浄するための表面洗浄ノズル６と、ウエＷのベベル部を洗浄するためのベベル洗浄ノズル７と、ウエハＷの裏面の前記第1の洗浄領域の外側の第２の洗浄領域を洗浄するための裏面周縁洗浄ノズル８と、を備えている。

初めに第１の基板保持手段である吸着パッド２について説明する。図３に示すように洗浄装置１００は２つの吸着パッド２を備え、各々の吸着パッド２は例えば細長いブロックから構成されている。２つの吸着パッド２は、ウエハＷ裏面の周縁近傍部（第１の領域）を略平行に支えて保持できるように配置されている。吸着パッド２は図示しない吸引管と接続されており、図４に示した吸着孔２ａを介してウエハＷを吸着しながら保持する真空チャックとしての機能を備えている。図３に示すように、それぞれの吸着パッド２は細長い棒状のパッド支持部２１の略中央部に取り付けられており、これら２本のパッド支持部２１の両端部が夫々２本の橋桁部２２に取り付けられることによってパッド支持部２１と橋桁部２２とからなる井桁２０が構成されている。

２本の橋桁部２２の両端は、アンダーカップ４３の対向する２側壁（図３に向かって手前側と奥側との側壁）の外側にこれらの側壁に沿って張設された２本のベルト２３に夫々固定されている。夫々のベルト２３は、２個１組からなる巻掛軸２４に巻き掛けられており、各巻掛軸２４は上述の２側壁と各々平行に設置された２枚の側板２６に取り付けられている。巻掛軸２４の一つは移動手段をなす駆動機構２５に接続されており、巻掛軸２４やベルト２３を介して橋桁部２２を動かして、既述の井桁２０全体を図３、図４に示したＸ方向に自在に移動させることができるようになっている。

また図３に示すように夫々の側板２６は、その底面をスライダ２７ａとガイドレール２７ｂとからなる２組の昇降機構２７によって支えられ、洗浄装置１００の図示しない筐体床面に固定されている。これらの昇降機構２７の１つには図示しない駆動機構が設けられており、スライダ２７ａをガイドレール２７ｂ内で昇降させることにより、前述の井桁２０全体を図中のＺ方向に昇降させることができるようになっている。

また井桁２０上には、洗浄液の飛散を抑えるためのドーナツ状のアッパーカップ４１が跨設されている。アッパーカップ４１の上面には、ウエハＷより大口径の開口部４１ａを設けてあり、この開口部４１ａを介して第２の搬送アームＡ５と吸着パッド２等との間でウエハＷの受け渡しを行うことができるようになっている。なお井桁２０上に跨設されたアッパーカップ４１は、図５に示すように井桁２０の動きに伴ってＸ方向とＺ方向とに移動するように構成されている。こうしてウエハＷは吸着パッド２に支持されて、アッパーカップ４１内における第１の洗浄位置に配置される。

次に第２の基板保持手段であるスピンチャック３について説明する。スピンチャック３はウエハＷの裏面中央部（第２の領域）を下方から支持する円板である。スピンチャック３は略平行に配置された２つの吸着パッド２の中間に設置されており、夫々の基板保持手段（吸着パッド２、スピンチャック３）により支えられるウエハＷ裏面の第１の領域と第２の領域とは重ならないようになっている。図５に示すようにスピンチャック３は軸部３ｂを介して駆動機構（スピンチャックモータ）３３に接続されており、スピンチャック３はこのスピンチャックモータ３３によって鉛直軸回りに回転自在及び昇降自在に構成される。ここで井桁２０を昇降させる昇降機構２７とスピンチャック３を昇降させる駆動機構３３とは、スピンチャック３（第２の基板保持手段）を吸着パッド２（第１の基板保持手段）に対して相対的に昇降させるための昇降手段を構成している。

また吸着パッド２と同様にスピンチャック３も図示しない吸引管と接続されており、図４に示した吸着孔３ａを介してウエハＷを吸着しながら保持する真空チャックとしての機能を備えている。さらにスピンチャック３の側方には、昇降機構３２ａと接続された支持ピン３２がウエハＷの裏面を支持して昇降可能なように設けられており、外部の搬送手段との協働作用によって搬送手段から吸着パッド２へ、またスピンチャック３から搬送手段へとウエハＷを受け渡しできるにようになっている。こうしてウエハＷはスピンチャック３に支持されて、アッパーカップ４１内における第２の洗浄位置に配置される。

更に図６に示すように、スピンチャック３や支持ピン３２の周囲には、これらの機器を取り囲む囲み部材をなすエアナイフ３１が設置されている。エアナイフ３１は、円筒（囲み部材）の上端に周方向に沿って気体の噴射口３１ａが形成されており、この噴射口３１ａからウエハＷ裏面へ向けて例えば圧縮エア等の気体を噴き出すことにより洗浄液を円筒の外側へ吹き飛ばして、スピンチャック３へとウエハＷが受け渡される際に、スピンチャック３の表面とこのスピンチャックで支えられる基板の裏面（第２の領域）とを互いに乾燥した状態で接触させるようにする乾燥手段としての役割を果たす。前記エアナイフ３１は、例えば二重円筒より構成され、図示しない供給部から供給された気体をこの二重円筒間の中空部を介して噴射口３１ａに供給できるようになっている。

次にウエハＷの裏面洗浄を行う洗浄部材としてのブラシ５について説明する。ブラシ５は例えば多数のプラスチック繊維を円柱状に束ねた構造となっており、その上面をウエハＷ裏面に押し付けた状態で回転自在のブラシ５とウエハＷとを互いに摺動させることによりウエハＷ裏面のパーティクルを除去できるようになっている。ブラシ５には、例えばＰＶＣスポンジ、ウレタンスポンジ、ナイロン繊維等が使用される。ブラシ５は、これを支える支持部５１の先端に取り付けられており、支持部５１はウエハＷや橋桁部２２と干渉しないように、柄杓型に屈曲した形状となっている。この支持部５１の基端は、図３においてスピンチャック３の設置されている方向からブラシ５を見て奥側の側壁に沿って張設されたベルト５２に固定されている。ベルト５２は２つの巻掛軸５３に巻き掛けられており、これらの巻掛軸５３は上述の奥側の側壁外面に取り付けられている。巻掛軸５３の一方は駆動機構５４に接続されており、ベルト５２や支持部５１を介してブラシ５を、後述する第1の洗浄領域Ｓ１内において図３、図４に示したＹ方向に自在に移動させることができる。

また支持部５１の先端には図示しない駆動機構が設けられており、ブラシ５を周方向に回転させることができるようになっている。更にまた支持部５１の先端には図４に示すように、洗浄液供給手段をなす洗浄液ノズル５ａとブローノズル５ｂとが設置されており、洗浄液ノズル５ａからはブラシ５でウエハＷ裏面から除去されたパーティクルを洗い流すための洗浄液（例えばＤＩＷ）が供給され、ブローノズル５ｂからは洗浄を終えた後にウエハＷ裏面に付着している洗浄液の乾燥を促進するための例えば窒素（Ｎ２）等の気体が供給される。

さらにカップ４１には、ウエハ周縁のベベル部７０（図７参照）を洗浄するためのベベル洗浄ノズル７が設けられている。このベベル洗浄ノズル７は、ウエハＷが前記第２の洗浄位置にあるときに、前記ベベル部７０に向けて、当該部分に付着したパーティクルを洗い流すためのベベル部洗浄用の洗浄液例えばＤＩＷを吐出するようになっており、ウエハＷの側方の上方側から前記ベベル部７０に向けて前記洗浄液を吐出するための上部ノズル７１と、ウエハＷの側方の下方側から前記ベベル部７０に向けて前記洗浄液を吐出するための下部ノズル７２とを備えている。これら上部ノズル７１及び下部ノズル７２は、図７に示すように、ウエハＷがアッパーカップ４３内において昇降したときに、ウエハＷと干渉しないように、夫々のノズル７１，７２の先端がウエハＷの移動領域の外側に位置するように設けられている。

また前記洗浄装置１００は、前記第２の洗浄位置にあるウエハＷの表面を洗浄するための表面洗浄ノズル６を備えている。この表面洗浄ノズル６は、ウエハＷの表面に向けて、当該表面に付着したパーティクルを洗い流すための洗浄液例えばＤＩＷを供給するための洗浄液ノズル６１と、ウエハＷの表面に向けて、当該ウエハ表面の洗浄液の乾燥を促進するために、例えば窒素（Ｎ２）等の気体を供給するためのガスノズル６２とを備えている。これら洗浄液ノズル６１及びガスノズル６２は例えば共通の支持部６３に支持されて、駆動機構６４によりウエハＷの径方向に移動自在、及び上下方向に昇降自在に構成されていて、ウエハ搬入出時には搬送中のウエハＷや外部の搬送手段と干渉しないように上方へ退避するようになっている。

さらに前記第２の洗浄位置におけるウエハＷの裏面側には、ウエハＷの裏面側の第２の洗浄領域Ｓ２の洗浄を行うための裏面周縁洗浄ノズル８が設けられている。ここで第1及び第２の洗浄領域Ｓ１，Ｓ２について、図８により説明すると、第２の洗浄領域Ｓ２とはウエハＷの裏面側の外縁から１５ｍｍ程度内側までの領域であり、前記第１の洗浄領域Ｓ１は第２の洗浄領域Ｓ２の内側の領域である。第２の洗浄領域Ｓ２は、レジスト膜の形成前に行なわれる疎水化処理において、疎水化ガスが回り込み、疎水化されてしまうウエハＷの周縁領域を含んでおり、例えば予め疎水化される領域の大きさを把握し、それよりも大きくなるように設定される。

そして前記裏面周縁洗浄ノズル８は、例えば第1の洗浄領域Ｓ１と第２の洗浄領域Ｓ２との境界近傍に、ウエハＷの裏面周縁洗浄用の洗浄液を吐出するように、昇降機構８１により昇降自在に設けられており、後述するようにウエハＷを吸着パッド２に保持させて水平方向に移動させるときに、カップ４１やエアナイフ３１等と干渉しないように下方へ退避するようになっている。この裏面周縁洗浄ノズル８としては例えば二流体ノズルが用いられ、この場合裏面用の洗浄液としては、ＤＩＷと窒素との混合液が用いられる。つまり二流体ノズルは、その先端近傍領域において、液体成分（ＤＩＷ）と気体成分（窒素）とが混合され、この混合液をウエハＷ裏面に向けて吐出するように構成されている。

この他、図３に示すようにアンダーカップ４３の底部には、アンダーカップ４３内に溜まった洗浄液を排出するためのドレイン管４３ａと、洗浄装置１００内の気流を排気するための２つの排気管４３ｂとが設けられている。排気管４３ｂはアンダーカップ４３底部に溜まった洗浄液が排気管４３ｂへ流れ込むのを防ぐため、アンダーカップ４３の底面から上方へと延伸されていると共に、上方から滴り落ちてきた洗浄液が排気管４３ｂに直接入らないように、エアナイフ３１の周囲に取り付けられたリング状のカバーをなすインナーカップ４２によって覆われている。また図中の４４は、ウエハＷの洗浄終了後にウエハＷ外周縁近傍に上方から圧縮エア等を吹き付けて残存する洗浄液の乾燥を補助するためのブローノズルであり、昇降機構４５により昇降自在に構成され、ウエハ搬入出時には搬送中のウエハＷや搬送手段と干渉しないように上方へ退避するようになっている。

また、各ベルト２３、５２の張設されていないアンダーカップ４３側壁には、ＵＶランプ４６を納めたランプボックス４７が取り付けられている。処理対象のウエハＷは、左Ｘ方向より洗浄装置１００内に搬入出され、その際ＵＶランプ４６の上方を通過するように構成されている。ＵＶランプ４６は、洗浄を終えて搬出されるウエハＷの裏面に紫外光を照射して、ウエハＷ裏面に残存しているパーティクルを収縮させる役割を果たす。

続いて洗浄液や窒素ガスの供給系について説明する。前記表面洗浄ノズル６の洗浄液ノズル６１及びガスノズル６２は、夫々流量制御部６１ｂ，６２ｂを備えた供給路６１ａ，６２ａを介して洗浄液（ＤＩＷ）源６５及び窒素ガス源６６に接続されている。また前記ベベル洗浄ノズル７１，７２は、夫々流量制御部７ｂを備えた供給路７ａを介して前記洗浄液（ＤＩＷ）源６５に接続されており、裏面周縁洗浄ノズル８は、流量制御部８１ｂ，８２ｂを備えた供給路８１ａ，８２ａを介して前記洗浄液（ＤＩＷ）源６５及び前記窒素ガス源６６に夫々接続されている。さらにブローノズル４４は、流量制御部４４ｂを備えた供給路４４ａを介して前記窒素ガス源６６に接続されている。前記流量制御部６１ｂ，６２ｂ，７ｂ，８１ｂ，８２ｂ，４４ｂは、夫々バルブ及び流量調整部を含んでおり、後述の制御部２００により洗浄液や窒素ガスの流量及び給断の制御を行うことができるように構成されている。

さらに図４及び図５に示すように各駆動機構２５、３３、５４、６４、８１、４５や、ＵＶランプ４６、排気管４３ｂに設けられた図示しない圧力調整部等は、塗布、現像装置全体の動作を制御する制御部２００により制御されるようになっている。制御部２００は、例えば図示しないプログラム格納部を有するコンピュータからなり、プログラム格納部には外部の搬送装置から受け取ったウエハＷを吸着パッド２とスピンチャック３との間で受け渡したり、ブラシ５や表面洗浄ノズル６、ベベル洗浄ノズル７、裏面周縁洗浄ノズル８により洗浄したりする動作等についてのステップ（命令）群を備えたコンピュータプログラムが格納されている。そして、当該コンピュータプログラムが制御部に読み出されることにより、制御部は洗浄装置の動作を制御する。なお、このコンピュータプログラムは、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、メモリーカード等の記憶手段に収納された状態でプログラム格納部に格納される。

以上に説明した構成に基づいて、ウエハＷを洗浄する動作について図９〜図１２を参照しながら説明する。なおこれらの図においては、図示の便宜上ＵＶランプ４６等の記載を必要に応じて適宜省略している。

図１０（ａ）に示すように、例えば馬蹄形状の搬送手段（第２の搬送アームＡ５）は処理対象のウエハＷを洗浄装置１００内に搬入してアッパーカップ４１の開口部４１ａ上方で停止し、支持ピン３２はスピンチャック３の下方から上昇して搬送手段の下方にて待機する。搬送手段は支持ピン３２の上方から下降してウエハＷを支持ピン３２へと引き渡し、洗浄装置１００の外へと退出する。このとき、吸着パッド２はウエハＷを保持する面がブラシ５の上面よりも高くなるような位置で待機し、スピンチャック３はブラシ５の上面よりも低い位置まで退避している。このような位置関係により、支持ピン３２が下降すると、ウエハＷは先ず吸着パッド２に受け渡される（ステップＳ１、図１０（ｂ））。

この後吸着パッド２は、裏面からブラシ５を押し当てても動かないようにウエハＷを吸着保持し、ウエハＷを保持したまま右方向へ移動する。このとき、吸着パッド２は、スピンチャック３、ブラシ５、エアナイフ３１の夫々の上面よりも高い位置で移動する。そして、ウエハＷを予め決められた位置（例えばエアナイフ３１の左端がウエハＷの左端と略一致するような位置）まで搬送した後、吸着パッド２は下降して、ウエハＷの裏面をブラシ５の上面に押し当てる（図１０（ｃ））。このときのアッパーカップ４１内におけるウエハＷの高さ位置が第１の洗浄位置であり、スピンチャック３は吸着パッド２の下方側に位置し、エアナイフ３１の上面はウエハＷの裏面の僅か下方側に位置している。

次いで、エアナイフ３１を作動させてスピンチャック３の表面に洗浄液が廻り込んで付着するのを防止した後、支持部５１先端の洗浄液ノズル５ａより洗浄液を供給すると共にブラシ５を回転させてウエハＷの裏面の中央領域の洗浄を開始する（ステップＳ２）。裏面洗浄は、吸着パッド２によるウエハＷの移動とブラシ５の移動との組み合わせにより進行する。具体的には、例えば図１２（ａ）に示すようにブラシ５は図中のＹ方向を往復し、ブラシ５の移動方向が切り替わる際にブラシ５の直径よりも短い距離だけ吸着パッド２を左Ｘ方向へ移動する。これによりブラシ５は矢印で示したような軌跡を描いてウエハＷ裏面を移動し、同図中に右上斜線で塗りつぶした領域Ｔ１を満遍なく洗浄することができる。この領域Ｔ１は、第１の洗浄領域Ｓ１内における前記第２の領域を含む領域である。

上述の領域Ｔ１の洗浄を終えたら、吸着パッド２を移動させてスピンチャック３の上方にウエハＷ中央部を位置させ（図１１（ａ））、次に吸着パッド２からスピンチャック３へのウエハＷの受け渡しを行う（ステップＳ３）。ウエハＷの受け渡しは、例えばエアナイフ３１を作動させたまま、ブラシ５の移動や回転、洗浄液の供給を停止し、吸着パッド２によるウエハＷの吸着を解除する一方で、退避しているスピンチャック３を上昇させてウエハＷの裏面を支え、次に吸着パッド２を下方へ退避させることにより行われる。このときのアッパーカップ４１内におけるウエハＷの高さ位置が第２の洗浄位置であり、この例では第２の洗浄位置はアッパーカップ４１内において前記第１の洗浄位置よりも上方側に位置している。

そして図１１（ａ）及び図１３に示すように、ウエハＷをスピンチャック３により第２の洗浄位置にて保持しながら、当該ウエハＷの表面とベベル部７０と裏面の洗浄を同時に行う。つまり表面洗浄ノズル６を下降させ、例えば洗浄液ノズル６１の先端が、ウエハＷ表面の中心部から１０ｍｍ程度浮上した位置に位置させると共に、裏面周縁洗浄ノズル８を上昇させ、当該ノズル８の先端が、ウエハＷ裏面の第１の洗浄領域Ｓ１と第２の洗浄領域Ｓ２の境界近傍から５ｍｍ程度下降した位置に位置させ、ウエハＷをブラシ５に押し当てる。この際、アッパーカップ４１内におけるウエハＷの高さ位置は第１の洗浄位置よりも上方側になるが、アッパーカップ４１（吸着パッド２）自体を下降させることにより、ブラシ５はウエハＷに押し当てられた状態となる。

そしてウエハＷを回転させると共に、表面洗浄ノズル６、ベベル洗浄ノズル７、裏面周縁洗浄ノズル８から夫々ウエハ表面、ベベル部７０、裏面ベベル部に対して洗浄液を吐出させ、かつ洗浄液を供給しながらブラシ５を回転させることにより、夫々の領域の洗浄を行う（ステップＳ４）。
この際、ウエハ表面の洗浄は、洗浄液ノズル６１からウエハＷの中心に向けて洗浄液Ｆを吐出した後、当該表面洗浄ノズル６を、例えば図１１において左方向にスライド移動させ、こうしてガスノズル６２の先端をウエハＷの中心に位置させて、窒素ガスを例えば２秒程度吐出する(図１３参照)。このようにウエハＷ表面の中心部に洗浄液Ｆを供給した後、窒素ガスを当該ウエハ表面の中心部に吹き付けると、洗浄液の中心に窒素ガスが吹き付けられ、その吹き付けられた領域は乾燥する。一方洗浄液ノズル６１は洗浄液を吐出させながら、当該ノズル６１をウエハＷの中心から外縁に向けて徐々に移動させる。このようにすると、供給された洗浄液Ｆは回転の遠心力で外方に向かって流れていくので、一度乾燥した中心部が再び洗浄液Ｆによって濡れることがなく、洗浄液の乾燥が促進される。この例は、ガスノズル６２も洗浄液ノズル６１と共にスライド移動させるように構成されているが、ガスノズル６２はウエハＷの中心部にガスを吹きつける構成であればよいので、洗浄液ノズル６１のみをスライド移動させるように構成してもよい。

また前記ベベル部７０の洗浄については、ウエハＷを回転させながら、上部ノズル６１と下部ノズル６２とにより、ベベル部７０に向けて洗浄液Ｆを吹き付け、この衝撃力を利用して当該部位に付着したパーティクルを飛散して除去する。この際、ウエハＷを回転させているので、ウエハＷのベベル部７０全体に洗浄液が供給され、また回転の遠心力により、当該部位に付着する洗浄液Ｆが飛散させてパーティクルと共に除去される。

さらに第１の洗浄領域Ｓ１における裏面洗浄はスピンチャック３の回転とブラシ５の移動との組み合わせにより進行する。具体的には、例えば図１２（ｂ）に示すように、先ずウエハＷの第１の洗浄領域Ｓ１における最外周を洗浄できるような位置までブラシ５を移動させてからウエハＷをゆっくりと回転させ、ウエハＷが一回転したら先の動作で洗浄された環状の領域よりもブラシ５の直径又は直径より短い分だけ内周側を洗浄できる位置までブラシ５を移動させてから同様の動作を繰り返す。このような動作により、同心円状の軌跡を描きながらウエハＷ裏面を移動し、同図中に右上斜線で塗りつぶした領域Ｔ２を満遍なく洗浄することができる。

また第２の洗浄領域Ｓ２については、ウエハＷを回転させた状態で、裏面周縁洗浄ノズル８からウエハＷ裏面の第１の洗浄領域Ｓ１と第２の洗浄領域Ｓ２との境界付近に、窒素ガスのバブルを含んだＤＩＷ（洗浄液）を吐出させる。これによりウエハＷの回転の遠心力によって洗浄液は外方側に向けて流れていくので、当該第２の洗浄領域Ｓ２全体に満遍なく洗浄液Ｆが行き渡る。そしてこの回転の遠心力によって洗浄液Ｆは外方に向けて飛散していくが、この際洗浄液の移動と共に当該領域に付着したパーティクルが当該領域から剥がれ、除去される。また裏面周縁洗浄ノズル８を二流体ノズルとすることにより、洗浄液がウエハＷ裏面に吹き付けられるときのインパクトが大きくなり、この衝撃力で当該裏面に付着したパーティクルを浮き上がらせ、洗浄液により洗い流しやすい状態とすることができるので、高い洗浄効果を得ることができる。

ここで洗浄の行われている期間中、図１３（ｂ）に示すように、ウエハＷの裏面全体は洗浄液Ｆの液膜に覆われた状態となり、ブラシ５で除去されたパーティクルは、このウエハＷ裏面から流れ落ちる洗浄液と共にアンダーカップ４３へ洗い流される。また、エアナイフ３１の噴出口３１ａからはウエハＷ裏面へ向けて気体が噴出され、洗浄液がエアナイフ３１の外側へ向けて吹き飛ばされることにより、エアナイフ３１と対向するウエハＷ裏面は乾燥した状態が保たれている。このような構成により、ウエハＷ裏面を覆う洗浄液がエアナイフ３１の内側にまで回り込んでしまうのを防止することができる。この結果、スピンチャック３の表面は常に乾燥状態に維持され、処理された洗浄液による汚染やウォータマークの形成を防止することが可能となる。

この際ウエハＷ裏面では、領域Ｔ１と領域Ｔ２とを合わせた領域は図１２ （ｂ）に示すようにウエハＷの第１の洗浄領域Ｓ１全体を包含しており、洗浄されないデッドスペースを生じないように各機器のサイズや移動範囲が調整されている。例えばブラシ５は第２の洗浄領域Ｓ２における疎水化処理が行われていない領域にその一部が入り込んだ状態で洗浄を行うようにして、ウエハＷの第１の洗浄領域Ｓ１を満遍なく洗浄する。

ここでこの例ではウエハの表面及びベベル部７０並びに裏面の洗浄の洗浄液はいずれも同じＤＩＷを用いているため、これらの各領域の洗浄を同時に行ったとしても、互いに洗浄処理に悪影響を及ぼすおそれがない。さらにウエハの表面及びベベル部７０並びに裏面の洗浄を同時に行うことにより、例えば表面の洗浄の際に発生したミストがベベル部７０まで飛散する場合のように、ある領域の洗浄の際に発生したミストが他の領域まで飛散したとしても、この他の領域も洗浄しているため飛散して付着したミストが直ちに洗い流される。従って夫々の領域の洗浄時間を十分に設定すれば、前記ミストに含まれるパーティクルが極めて少ない状態となるため、これらウエハ表面及びベベル部７０並びに裏面について高い清浄度を確保することができる。

こうしてウエハＷの表面及びベベル部７０、並びに裏面全体の洗浄を完了すると、表面洗浄ノズル６を上昇させると共に、裏面周縁洗浄ノズル８を下降させ、ブラシ５の回転や移動、洗浄液の供給、スピンチャック３の回転を停止して、洗浄液の振り切り乾燥の動作に移る。振り切り乾燥は、スピンチャック３を高速で回転させてウエハＷ裏面に付着している洗浄液を振り切ることにより行われる（ステップＳ５）。既述のように満遍なく濡らされたウエハＷを一気に振り切って乾燥させることにより、ウォータマークの発生が抑制される。このとき、上方に退避していたブローノズル４４を下降させ、同時にブラシ５横のブローノズル５ｂをウエハＷベベル部に位置させるように支持部５１を移動させて、ウエハＷベベル部の上面と下面とから気体を吹き付けることにより、振り切り乾燥が促進される。なお、スピンチャック３に保持される第２の領域については振り切り乾燥を行うことができないが、エアナイフ３１によって乾燥された状態でスピンチャック３と接触するようになっているのでウォータマークが発生することは殆どない。

以上に説明した動作によりウエハの洗浄と乾燥とを終えたら、搬入時とは逆の動作でウエハＷを搬送手段へ引き渡して搬出する。このときＵＶランプ４６を点灯して馬蹄形状の搬送手段の下方からウエハＷ裏面へ向けて紫外線を照射して、万一パーティクルが付着している場合であっても、例えば有機物は紫外線の照射により分解されるので、このようなタイプのパーティクルを収縮させて、デフォーカス等の影響を小さくすることができる。

ウエハＷの搬出動作と並行して、吸着パッド２やスピンチャック３は図１０（ａ）に示した位置まで移動して次のウエハＷの搬入を待つ。そして図１０、図 １１を参照して説明した動作を繰り返し、複数のウエハＷを順次洗浄する。

次に前記洗浄装置の第２の実施の形態について図１４〜図１６を参照しながら説明する。これらの図において、第１の実施の形態と同様の構成には、図１〜図１３で使用したものと同じ符号を付してある。

第２の実施の形態に係る洗浄装置１１０は、第２の基板保持手段であるスピンチャック３をウエハＷの第２の領域の下方へ退避させる点が、ウエハＷをスピンチャック３に対して横方向に移動させる第１の実施の形態と異なっている。第２の実施の形態において、井桁２０はＸ方向に固定されており、Ｚ方向への昇降のみ可能となっている。この井桁２０を昇降させる昇降機構２７（図３参照）とスピンチャック３を昇降させる図示しない昇降機構とは、第２の基板保持手段を前記第１の基板保持手段に対して相対的に昇降させるための昇降手段を構成している。また、ブラシ５は、その支持部５１が基端側にてアンダーカップ４３に固定されている。当該支持部５１は基端部の支軸を中心として回動、伸縮自在に構成されているため、ウエハＷを横方向に移動させずにその中心領域（第２の領域）から支持部５１の基端部側までをブラシ５により洗浄することができる。

またブラシ５の反対側には、第２の領域の洗浄中にこの下方へと退避しているスピンチャック３上に洗浄液が滴下するのを防止するための撥水性を備えた例えばフッ素樹脂製のカバー部材９１が伸縮自在な支持部９２を介してアンダーカップ４３に取り付けられている。更にこの支持部９２には、ウエハＷの裏面における第２の洗浄領域Ｓ２に対して洗浄液を供給して、当該領域Ｓ２の洗浄を行うための裏面洗浄ノズル９３が取り付けられると共に、第２の領域を乾燥させる乾燥手段としての役割を果たす乾燥ノズル９４が取り付けられており、第２の領域へ向けて気体を噴射することが可能となっている。また本実施の形態においてはスピンチャック３の周囲にはエアナイフ３１は設置されていなので、カバー部材９１の外縁部からは例えば窒素ガス等のガスを下方に向けて噴出し、洗浄時に発生したミストがスピンチャック３に付着しないようになっている。

次に第２の実施の形態に係る洗浄装置の作用について説明すると、図１５（ａ）に示すように、ウエハＷの搬入時においてスピンチャック３はアンダーカップ４３の下方に退避しており、またカバー部材９１はスピンチャック３上方よりも側方に退避している。この状態で昇降ピン３２を昇降させて外部の搬送手段（第２の搬送アームＡ５）からウエハＷを受け取り、吸着パッド２上にウエハＷを吸着保持する。

次いで図１５（ｂ）に示すようにスピンチャック３の位置まで昇降ピン３２を退避させ、カバー部材９１を前進させてスピンチャック３の上方に位置させた後、ブラシ５をウエハＷの略中央部まで移動させる。そして吸着パッド２を下降させ、第２の領域を含むウエハＷ中央領域の洗浄を開始する。このとき、スピンチャック３は洗浄中の第２の領域の下方に退避していることになるが、カバー部材９１が傘となり、更にこのカバー部材９１より下方に向けてガスを噴出し、ミストを付着させないようにすることによりスピンチャック３は乾燥した状態に保たれている。ウエハＷ中央領域の洗浄を終えるとブラシ５は側方へ退避して、乾燥ノズル９４から第２の領域へ向けて気体を噴射させることによりこの領域を乾燥させる。

次いで図１６に示すようにカバー部材９１を側方へ退避させた後、スピンチャック３を上昇させて、吸着パッド２からスピンチャック３へとウエハＷを受け渡し、洗浄及び乾燥の終わった第２の領域を吸着保持する。そして、ウエハＷの回転と、表面洗浄ノズル６、ベベル洗浄ノズル７、裏面周縁洗浄ノズル８からの洗浄液の吐出と、ブラシ５の移動とを組み合わせながら、ウエハＷの表面及びベベル部７０と、裏面の第１の洗浄領域Ｓ１における洗浄を終えていない領域と、第２の洗浄領域Ｓ２を洗浄する。このとき、カバー部材９１は側方へ退避しているため昇降ピン３２は例えば鞘体に格納する等して洗浄液と接触しないように構成しておくとよい。

洗浄を終えると、スピンチャック３を回転させてウエハＷを振り切り乾燥で乾燥させた後、搬入時とは逆の動作で昇降ピン３２から外部の搬送手段（第２の受け渡しアームＡ５）へと受け渡し洗浄装置の外部へウエハＷを搬出する。なお、図１６には示していないが、このときウエハＷの裏面にＵＶランプによる紫外線照射を行ってもよいことは勿論である。

このように上述の洗浄装置１００，１１０によれば、ウエハＷの裏面を支えて保持し、ウエハＷの表面を上に向けた状態でウエハＷの裏面の洗浄を行っているので、ウエハＷを反転するリバーサを設置するスペースやウエハＷの反転動作を行うためのスペースを必要としない。この結果、従来タイプの裏面洗浄用の洗浄装置と比較して、当該洗浄装置１００、１１０の設置スペースをコンパクトにすることができる。

またこの洗浄装置１００、１１０は、２つの基板保持手段（吸着パッド２、スピンチャック３）の間でウエハＷを持ち替えて裏面洗浄を行っているので、吸着パッド２やスピンチャック３で覆われてしまうことにより洗浄することのできないデッドスペースを生じさせず、ウエハＷの裏面全体を満遍なく洗浄することができる。

さらにウエハＷの表面を上に向けた状態で洗浄を行うので、ウエハの表面側やベベル部７０に洗浄液を供給することができるため、１台の洗浄装置において、ウエハＷの表面及びベベル部７０並びに裏面の洗浄を行うことができる。このためこれらの洗浄を別個のユニットにて行う場合に比べて、ウエハＷの搬送時間や受け渡し時間が加算される必要がなく、スループットの低下を抑えることができる。さらにまた上述の例では、ウエハＷの表面の洗浄と、ベベル部７０の洗浄と、裏面の第1の洗浄領域及び第２の洗浄領域の洗浄の際、互いの洗浄時間が重なるように、同時に洗浄を行っているので、トータルの洗浄時間の増長が抑えられる。

さらにまた当該洗浄装置を塗布、現像装置に組み込んだ場合には、1台分の設置スペースを占有するだけで済むので、塗布、現像装置の占有面積の増大を抑えながら、液浸露光前の基板に対して、塗布、現像装置内にて基板の表面及びベベル部７０並びに裏面の洗浄を行うという要請に応えることができる。

またウエハＷの裏面側の洗浄では、第１の洗浄領域Ｓ１と第２の洗浄領域Ｓ２とで洗浄方法を変えている。従って、疎水化処理が行われた場合であって、ウエハＷの裏面周縁まで疎水化処理用のガスが回り込み、当該領域が疎水化された場合のように、ウエハＷの裏面側に疎水化されない領域（第1の洗浄領域）と疎水化された領域（第２の洗浄領域）とが存在する場合であっても、夫々の洗浄領域に適した洗浄方法を用いているので、洗浄中におけるパーティクルの発生が抑えられる。つまり疎水化された領域をブラシ５を用いて洗浄しようとすると、水分が存在しない状態でブラシに５よりウエハ裏面を擦ってしまうことになり、結果としてブラシ５が擦過され、パーティクルの発生を招くおそれがあるが、既述のように裏面周縁ノズル８として二流体ノズルを用いて、窒素ガスのバブルを含んだＤＩＷを吹き付けているので、あたり面に対するインパクトが大きくなり、こうして確実にパーティクルを除去することができる。

以上においてウエハの表面、ベベル部７０、裏面の洗浄を同時に行うとは、互いの洗浄時間が重なることをいい、洗浄の開始時間や終了時間が異なる場合も含まれる。また上述の例では、ウエハの表面、ベベル部７０、裏面の洗浄を全て同時に行ったが、これらを全て同時に行う必要はなく、ある領域の洗浄処理が終了してから、他の領域の洗浄処理を行うようにしてもよい。またこれらの内のいくつか、例えばウエハの表面と裏面の洗浄を同時に行い、ベベル部７０は別に行ってもよいし、裏面洗浄においては、第１の洗浄領域と第２の洗浄領域とは一方の洗浄が終了してから、他方の洗浄を開始するようにしてもよい。

また上述の例では、ウエハＷの裏面周縁側の第２の洗浄領域についてはブラシ５による洗浄を行わない構成としたが、当該第２の洗浄領域についてもブラシ５による洗浄を行うようにしてもよい。この第２の洗浄領域には裏面周縁ノズル８から別個に洗浄液を供給しているので、この領域の撥水性が高くても、当該領域に水分が存在した状態でブラシ５による洗浄を行うことができるからである。さらにウエハＷに対して疎水化処理を行わない場合には、ウエハ裏面における第２の洗浄領域（ウエハ裏面の周縁領域）については、裏面周縁ノズル８による洗浄を行わずに、ウエハ裏面全体をブラシ５により洗浄してもよい。

さらに表面洗浄ノズル６、ベベル洗浄ノズル７、裏面周縁洗浄ノズル８は、夫々スピンチャック３に保持されたウエハ表面、ベベル部７０、裏面周縁領域に洗浄液を供給する構成であれば、その形状は上述の例に限られず、例えば二流体ノズルやジェットノズル、メガソニックノズルを用いることができる。

また表面洗浄ノズル６、ベベル洗浄ノズル７、裏面周縁洗浄ノズル８から夫々ウエハＷに対して吐出される洗浄液の種類が異なっていてもよく、この場合には、互いに異なる洗浄液の一方の洗浄液を用いて、当該領域の洗浄処理を先に行った後、他方の洗浄液を用いて別の領域の洗浄処理を行うようにしてもよい。

さらに吸着パッド２の平面形状は例えば図２に示した細長い長方形に限定されるものではない。例えばウエハＷを載置した際に、当該ウエハＷと同心円をなす円弧状の吸着保持面を備えた吸着パッド２を用いてもよい。かかる形状の吸着パッド２は、対向する吸着パッド２間に形成される領域の面積が広くなるので、より広い領域に洗浄液を行き渡らせることができると共に、ブラシ５を移動させる際の邪魔にもなりにくい。

また、当該洗浄装置１００、１１０は洗浄効果の高いブラシ５を洗浄部材に採用しているが、洗浄部材はこれに限定されるものではない。例えば二流体ノズルやジェットノズル、メガソニックノズル等、洗浄液等を吹き付けることによってパーティクルを除去するタイプの洗浄部材を採用してもよい。更にまた実施の形態においては回転式のブラシ５を例示したが、これに替えて振動式のブラシを採用してもよい。更に洗浄液の種類もＤＩＷに限定されることなく、他の洗浄液であってもよい。

さらに洗浄装置に設置する基板保持手段は、実施の形態に示したように２種類（吸着パッド２、スピンチャック３）だけに限定されるものではない。例えば３種類以上の基板保持手段を備え、これらの基板保持手段の間で２回以上基板を持ち替えるように構成してもよい。この場合には、最後に基板保持するのが第２の基板保持手段、この前に基板を保持するのが第１の基板保持手段と解釈することができる。

さらにまた、本発明が組み込まれる塗布、現像装置は、上述の構成に限らず、洗浄装置１００、１１０は、インターフェイス部Ｓ３ではなく、処理部Ｂ２に設けるようにしてもよい。

本発明の洗浄装置を適用した塗布、現像装置の実施の形態を示す平面図である。 上記塗布、現像装置の斜視図である。 本発明に係わる洗浄装置を示す斜視図である。 前記洗浄装置の平面図である。 前記洗浄装置の縦断面図である。 エアナイフの構成を示す斜視図である。 基板のベベル部とベベル洗浄ノズルとを示す断面図である。 基板における第１の洗浄領域と第２の洗浄領域を説明するための平面図である。 前記洗浄装置の動作を説明するための工程図である。 前記洗浄装置の動作を説明するための工程図である。 前記洗浄装置の動作を説明するための工程図である。 洗浄時のウエハ裏面の様子を示した説明図である。 洗浄時のウエハ裏面の様子を示した説明図である。 第２の実施の形態に係る洗浄装置の平面図である。 前記第２の実施の形態に係る洗浄装置の動作を説明するための工程図である。 前記第２の実施の形態に係る洗浄装置の動作を説明するための工程図である。 表面に反射防止膜とレジスト膜とトップコートが形成されたウエハのベベル部を示す断面図である。 ウエハ裏面側の周縁領域が疎水化される様子を示す断面図である。

符号の説明

Ｗ ウエハ
１００，１１０ 洗浄装置
２ 吸着パッド
２ａ 吸着孔
３ スピンチャック
３ａ 吸着孔
３ｂ 軸部
５ ブラシ
５ａ 洗浄液ノズル
５ｂ ブローノズル
６ 表面洗浄ノズル
７ ベベル洗浄ノズル
８ 裏面周縁洗浄ノズル
２００ 制御部

Claims (14)

1. レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される前の基板を洗浄する洗浄装置において、
   基板表面を上にした状態で、この基板の裏面の第１の領域を水平に保持する第１の基板保持手段と、
   この第１の基板保持手段より基板を受け取って、前記第１の領域とは重ならない基板裏面の第２の領域を水平に保持すると共に、この基板を鉛直軸周りに回転させる第２の基板保持手段と、
   前記第２の基板保持手段により回転される基板の表面に、表面用の洗浄液を供給して当該表面を洗浄するための表面洗浄ノズルと、
   前記第２の基板保持手段により回転される基板のベベル部に、ベベル部用の洗浄液を供給して当該ベベル部を洗浄するためのベベル洗浄ノズルと、
   前記第１の基板保持手段又は第２の基板保持手段に保持された基板の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
   前記第１の基板保持手段又は第２の基板保持手段に保持された基板の裏面に接触して当該裏面を洗浄する洗浄部材と、
   前記第１の基板保持手段を前記第２の基板保持手段に対して相対的に横方向に移動させるための移動手段と、
   前記第１の基板保持手段を前記第２の基板保持手段に対して相対的に上下方向に移動させるための昇降手段と、を備えることを特徴とする洗浄装置。
2. レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される前の基板を洗浄する洗浄装置において、
   基板表面を上にした状態で、この基板の裏面の第１の領域を水平に保持する第１の基板保持手段と、
   前記第１の基板保持手段に対して相対的に昇降自在に設けられ、当該第１の基板保持手段より基板を受け取って、前記第１の領域とは重ならない基板裏面の第２の領域を水平に保持すると共に、この基板を鉛直軸周りに回転させる第２の基板保持手段と、
   前記第２の基板保持手段により回転される基板の表面に、表面用の洗浄液を供給して当該表面を洗浄するための表面洗浄ノズルと、
   前記第２の基板保持手段により回転される基板のベベル部に、ベベル部用の洗浄液を供給して当該ベベル部を洗浄するためのベベル洗浄ノズルと、
   前記第１の基板保持手段又は第２の基板保持手段に保持された基板の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
   前記第１の基板保持手段又は第２の基板保持手段に保持された基板の裏面に接触して当該裏面を洗浄する洗浄部材と、
   基板が第１の基板保持手段により保持された状態で裏面が洗浄されているときに、前記第２の基板保持手段の基板保持領域への洗浄液の付着を防止するために当該基板保持領域を覆う位置に置かれるカバー部材と、を備え、
   前記第２の基板保持手段は、基板が第１の基板保持手段により保持された状態で裏面が洗浄されているときに、第１の基板保持手段よりも下方側に位置されることを特徴とする洗浄装置。
3. 基板を第１の基板保持手段に保持させて、前記洗浄部材により前記第２の領域を含む基板の裏面を洗浄し、次いで基板を第１の基板保持手段から第２の基板保持手段に受け渡し、この第２の基板保持手段により基板を回転させて、前記洗浄部材により前記第２の領域以外の基板の裏面を洗浄するように、制御指令を出力する手段と、を備えることを特徴とする請求項１または２記載の洗浄装置。
4. 前記制御指令を出力する手段は、前記洗浄部材により第２の領域以外の基板の裏面を洗浄しながら、表面洗浄手段及びベベル洗浄手段から夫々基板に向けて洗浄液を供給して、前記基板の表面及びベベル部の洗浄を行うように制御指令を出力することを特徴とする請求項３記載の洗浄装置。
5. 前記第２の基板保持手段に保持され、回転される基板の裏面の周縁領域に、裏面周縁用の洗浄液を供給する裏面周縁洗浄手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の洗浄装置。
6. 前記制御指令を出力する手段は、前記洗浄部材により第２の領域以外の基板の裏面を洗浄しながら、表面洗浄手段及びベベル洗浄手段並びに裏面周縁洗浄手段から夫々基板に向けて洗浄液を供給して、前記基板の表面及びベベル部並びに裏面ベベル部の洗浄を行うように制御指令を出力することを特徴とする請求項５記載の洗浄装置。
7. 基板の表面にレジストを塗布する塗布ユニットと、
   その表面に液層を形成して液浸露光された後の基板に現像液を供給して現像する現像ユニットと、
   前記請求項１ないし請求項６のいずれか一に記載の洗浄装置と、を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
8. レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される前の基板を洗浄する洗浄方法において、
   基板の裏面を保持する第１の基板保持手段と、この第１の基板保持手段に対して相対的に横方向及び上下方向に移動可能であって、基板の裏面を保持する第２の基板保持手段と、を用い、
   レジストが塗布され、液浸露光される前の基板を、この基板の表面を上にした状態で、この基板の裏面の第１の領域を第１の基板保持手段により保持し、基板の裏面における前記第１の領域とは重ならない第２の領域を洗浄する工程と、
   次いで前記第２の基板保持手段を前記第１の基板保持手段に対して相対的に上昇させ、前記基板を第１の基板保持手段から第２の基板保持手段により受け取って、前記第２の領域を水平に保持する工程と、
   前記第２の基板保持手段に保持され、鉛直軸周りに回転された基板の表面に、表面用の洗浄液を供給して当該表面を洗浄する工程と、
   前記第２の基板保持手段に保持され、鉛直軸周りに回転された基板のベベル部に、ベベル部用の洗浄液を供給して当該ベベル部を洗浄する工程と、
   前記基板を第２の基板保持手段に保持させて、鉛直軸周りに回転させながら、基板の裏面における前記第２の領域以外の領域を洗浄する工程と、を含み、
   第１の基板保持手段により基板を保持して裏面を洗浄しているときにおける、第２の基板保持手段に対する当該第１の基板保持手段の横方向の相対位置は、基板を第１の基板保持手段から第２の基板保持手段に受け渡すときにおける前記横方向の相対位置とは異なる位置を含むことを特徴とする洗浄方法。
9. レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される前の基板を洗浄する洗浄方法において、
   基板の裏面を保持する第１の基板保持手段と、この第１の基板保持手段に対して相対的に上下方向に移動可能であって、基板の裏面を保持する第２の基板保持手段と、を用い、
   レジストが塗布され、液浸露光される前の基板を、この基板の表面を上にした状態で、この基板の裏面の第１の領域を第１の基板保持手段により保持し、第２の基板保持手段を第１の基板保持手段よりも下方側に位置させた状態で、基板の裏面における前記第１の領域とは重ならない第２の領域を洗浄する工程と、
   前記第２の領域を洗浄する工程が行われている間、第２の基板保持手段の基板保持領域への洗浄液の付着を防止するために当該基板保持領域をカバー部材により覆った状態とする工程と、
   次に前記カバー部材を退避させた後、前記第２の基板保持手段を前記第１の基板保持手段に対して相対的に上昇させ、前記基板を第１の基板保持手段から第２の基板保持手段により受け取って、前記第２の領域を水平に保持する工程と、
   前記第２の基板保持手段に保持され、鉛直軸周りに回転された基板の表面に、表面用の洗浄液を供給して当該表面を洗浄する工程と、
   前記第２の基板保持手段に保持され、鉛直軸周りに回転された基板のベベル部に、ベベル部用の洗浄液を供給して当該ベベル部を洗浄する工程と、
   前記基板を第２の基板保持手段に保持させて、鉛直軸周りに回転させながら、基板の裏面における前記第２の領域以外の領域を洗浄する工程と、を含むことを特徴とする洗浄方法。
10. 前記基板の表面を洗浄する工程と、前記ベベル部を洗浄する工程と、前記基板の裏面における前記第２の領域以外の領域を洗浄する工程とは、互いに洗浄時間が重なるように行われることを特徴とする請求項８または９記載の洗浄方法。
11. 前記第２の基板保持手段に保持され、回転された基板の裏面における周縁領域に裏面周縁用の洗浄液を供給して、当該周縁領域を洗浄する工程をさらに備えることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の洗浄方法。
12. 前記基板の表面を洗浄する工程と、前記基板の周縁を洗浄する工程と、前記基板における前記第２の領域以外の領域を洗浄する工程と、前記基板の裏面の周縁領域を洗浄する工程とは、互いに洗浄時間が重なるように行われることを特徴とする請求項１１記載の洗浄方法。
13. レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される後の基板を現像処理する塗布、現像方法において、レジストが塗布され、液浸露光される前の基板に対して請求項８ないし請求項１２のいずれか一に記載の洗浄方法が行われることを特徴とする塗布、現像方法。
14. レジストが塗布され、その表面に液層を形成して液浸露光される前の基板を洗浄する洗浄装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
    前記プログラムは、請求項８ないし請求項１２に記載された洗浄方法を実行するように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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