JP5318980B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板に対して処理液による液処理、洗浄処理等を行った後、これを乾燥させる技術に関するものである。
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）をスピンチャックによって保持し、処理液を供給して洗浄する処理装置が用いられている。かかる装置を用いた洗浄工程では、ウェハに純水等の処理液を供給した後、ウェハを回転させ、遠心力により液滴を振り切ることにより乾燥させる処理が行われている。
従来、ウェハを乾燥させる方法として、ウェハを回転させながらウェハにＩＰＡ（イソプロピルアルコール）蒸気を吹き付ける、霧状のＩＰＡを吹き付ける、ＩＰＡ液を供給する等の方法がある。また、ウェハの回転中心から半径方向外側に向かって移動するノズルからウェハに対して純水を供給しつつ、純水の供給位置より回転中心に近い位置でＩＰＡ蒸気を吹き付けることにより、ウェハを乾燥させる方法もある（特開平１１−２３３４８１号公報、特開２００３−１９７５９０号公報）。さらに、同様に純水を供給しながら、純水の供給位置より回転中心に近い位置で不活性ガスを吹き付けることにより、ウェハを乾燥させる方法も提案されている（特開２００１−５３０５１号公報）。
しかしながら、これらの処理方法でＩＰＡ等の乾燥用の処理液を供給しながらウェハを乾燥させる場合、処理液の使用量が多いという問題がある。
特開平１１−２３３４８１号公報 特開２００３−１９７５９０号公報 特開２００１−５３０５１号公報
本発明は、ＩＰＡ等の乾燥用の処理液の使用量を低減しても十分に基板を乾燥させ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。また、本発明は、そのような処理方法を実行するプログラムを格納した記憶媒体を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明によれば、
薬液により基板を処理する薬液処理工程と、
基板上の薬液を純水により洗い流す純水リンス工程と、
前記純水が付着した基板を回転させながら、この基板に対して、純水より揮発性が高い乾燥用の流体と、不活性ガスとを供給して基板を乾燥させる乾燥工程と、を備え、
前記乾燥工程において、基板に対する前記不活性ガスの供給位置が基板に対する前記流体の供給位置よりも基板の回転中心に近くなるように保ちつつ、前記流体の供給位置および前記不活性ガスの供給位置を前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ向かって移動させる、ことを特徴とする基板処理方法が提供される。
この方法においては、基板に対する前記純水の供給位置が基板に対する前記流体の供給位置よりも基板の回転中心から遠くなるように保ちつつ、前記純水の供給位置を基板の回転中心に対して半径方向外側へ向かって移動させながら、前記純水を基板に対して供給することにより、基板の回転中心に対して半径方向外側へ向かって前記純水リンス工程と前記乾燥工程とを連続的に行うことが好ましい。
また、この方法においては、基板に対する前記不活性ガスの供給位置が、基板に対する前記流体の供給位置よりも基板の回転方向前方に位置するようにすることが好ましい。
また、前記乾燥工程は、前記純水リンス工程よりも前記基板の周囲の湿度を低下させた状態で行うことが好ましい。
次に、本発明によれば、
基板を保持してこれを回転させるスピンチャックと、
前記基板に対して薬液を供給する薬液ノズルと、
前記薬液ノズルに前記薬液を供給する薬液供給路に介設された薬液用開閉弁と、
前記基板に対してリンス液としての純水を供給するリンス液ノズルと、
前記リンス液ノズルに前記純水を供給するリンス液供給路に介設されたリンス液用開閉弁と、
前記基板に対して、前記純水よりも揮発性が高い乾燥用の流体を供給する流体ノズルと、
前記流体ノズルに前記流体を供給する流体供給路に介設された流体用開閉弁と、
前記基板に対して不活性ガスを供給する不活性ガスノズルと、
前記不活性ガスノズルに前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給路に介設された不活性ガス用開閉弁と、
前記薬液ノズル、前記リンス液ノズル、前記流体ノズルおよび前記不活性ノズルを移動させるノズル移動機構と、
前記スピンチャック、前記ノズル移動機構、前記薬液ノズル用開閉弁、前記リンス液ノズル用開閉弁、前記流体ノズル用開閉弁および前記不活性ガスノズル用開閉弁の動作を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、
前記ノズル移動機構により前記薬液ノズルを前記基板の上方に位置させた状態で前記薬液ノズル用開閉弁を開くことにより前記薬液ノズルから前記基板に前記薬液を供給して前記薬液によって前記基板を処理する薬液処理工程と、前記ノズル移動機構により前記リンス液ノズルを前記基板の上方に位置させた状態で前記リンス液用開閉弁を開くことにより前記リンス液ノズルから前記基板に前記純水を供給して前記薬液処理工程により前記基板上に付着した前記薬液を前記純水により洗い流す純水リンス工程と、前記スピンチャックにより前記基板を回転させるとともに前記ノズル移動機構により前記流体ノズルおよび前記不活性ガスノズルを前記基板の上方に位置させた状態で前記流体ノズル用開閉弁および前記不活性ガス用開閉弁を開くことにより前記純水リンス工程により前記純水が付着した前記基板に前記流体および前記不活性ガスを前記基板に供給して前記基板を乾燥させる乾燥工程とを実施させ、
前記ノズル移動機構は、前記乾燥工程において、前記不活性ガスノズルが前記流体ノズルよりも前記基板の回転中心に近くなるように保ちつつ、前記流体ノズルおよび前記不活性ガスノズルを前記基板の回転中心に対して半径方向外側に向かって移動させることを特徴とする基板処理装置が提供される。
この装置においては、前記ノズル移動機構による各ノズルの移動方向と直交する方向（ここでは、特に基板表面と平行な方向をいう）において、前記不活性ガスノズルの開口寸法が前記流体ノズルの開口寸法よりも大きくなっていることが好ましい。
前記制御器は、前記純水リンス工程と前記乾燥工程とが前記基板を回転させながら連続的に行われるように、前記スピンチャックにより前記基板を回転させるとともに前記ノズル移動機構により前記リンス液ノズル、前記流体ノズルおよび前記不活性ガスノズルを前記基板の上方に位置させた状態で前記リンス液ノズル用開閉弁、前記流体ノズル用開閉弁および前記不活性ガス用開閉弁を開くことにより前記純水、前記流体および前記不活性ガスが同時に前記基板上に供給されるようにし、前記ノズル移動機構は、前記純水リンス工程と前記乾燥工程とが連続的に行われているときに、前記リンス液ノズルが前記流体ノズルよりも前記基板の回転中心から遠くなるように保ちつつ、前記リンス液ノズルを前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ向かって移動させるように構成することができる。
また、前記スピンチャックに保持された基板周囲の湿度を調節する湿度調節機構を更に備えることが好ましい。
前記乾燥用の流体は、例えば、ＩＰＡ液、水で希釈したＩＰＡ溶液、ＩＰＡ液のミスト、水で希釈したＩＰＡ溶液のミスト、ＩＰＡ蒸気、および水で希釈したＩＰＡ溶液の蒸気よりなる群から選択される。すなわち、本発明において「処理液よりも揮発性が高い乾燥用の流体」とは、処理液よりも揮発性が高い液体の他、そのような液体の蒸気をも含む概念である。
さらに、本発明によれば、
薬液により基板を処理する薬液処理工程と、
基板上の薬液を純水により洗い流す純水リンス工程と、
前記純水が付着した基板を回転させながら、この基板に対して、純水より揮発性が高い乾燥用の流体と、不活性ガスとを供給して基板を乾燥させる乾燥工程と、を備え、
前記乾燥工程において、基板に対する前記不活性ガスの供給位置が基板に対する前記流体の供給位置よりも基板の回転中心に近くなるように保ちつつ、前記流体の供給位置および前記不活性ガスの供給位置を前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ向かって移動させる基板処理方法を実行するプログラムを格納した記憶媒体が提供される。
この記憶媒体においては、前記基板処理方法において、基板に対する前記純水の供給位置が基板に対する前記流体の供給位置よりも基板の回転中心から遠くなるように保ちつつ、前記処理液の供給位置を基板の回転中心に対して半径方向外側へ向かって移動させながら、前記純水を基板に対して供給することにより、基板の回転中心に対して半径方向外側へ向かって前記純水リンス工程と前記乾燥工程とを連続的に行う基板処理方法を実行するプログラムを格納していることが好ましい。
本発明によれば、基板にＩＰＡ溶液等の乾燥用の流体と窒素ガスとを同時に供給することにより、基板を効率的に乾燥させることができる。すなわち、窒素ガスによって乾燥を促進することで、乾燥用の流体の使用量を抑えて、低コストを図ることが可能である。また、基板の処理時間を短縮することができる。さらには、基板表面のウォーターマークの発生を効果的に防止することができる。
本発明による基板処理装置の一実施形態を示す模式図である。 図１に示した基板処理装置の要部を示す水平断面図である。 図１に示した基板処理装置における流体ノズルと不活性ガスノズルの動作を説明するための斜視図である。 本発明による基板処理装置のもう一つの実施形態における、処理液ノズルと流体ノズルと不活性ガスノズルの動作を説明するための斜視図である。 本発明による基板処理装置の他の実施形態における、流体ノズルと不活性ガスノズルの動作を説明するための斜視図である。 本発明による基板処理装置の他の実施形態における、流体ノズルと不活性ガスノズルの配置関係を説明するための平面図である。 本発明による基板処理装置の他の実施形態における、流体ノズルと不活性ガスノズルの開口寸法（形状）の違いを説明するための斜視図である。 本発明による基板処理装置の他の実施形態を示す模式図である。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、基板としての略円板形のウェハＷの表面を洗浄処理する基板処理装置に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施の形態にかかる基板処理装置１の処理容器２内には、ウェハＷを略水平に保持してこれを回転させるスピンチャック３が備えられている。また、ウェハＷに薬液を供給する薬液ノズル５と、このノズル５を支持する第１の支持アーム６とが備えられている。さらに、処理液としてリンス液を供給する処理液ノズル１１、リンス液より揮発性が高い乾燥用の流体を供給する流体ノズル１２、および不活性ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを供給する不活性ガスノズル１３と、これらのノズル１１，１２，１３を支持する第２の支持アーム１５とが備えられている。また、基板処理装置１の各部を制御するＣＰＵを有する制御器１６が備えられている。
スピンチャック３の上部には、３個の保持部材１８が設けられており、これら保持部材１８をウェハＷの周縁３箇所にそれぞれ当接させてウェハＷを保持するようになっている。スピンチャック３の下部には、垂直な回転軸を介してスピンチャック３を回転させるモータ２０が取り付けられている。このモータ２０でスピンチャック３を回転させることで、ウェハＷの中心ＰＯを回転中心として、ウェハＷをスピンチャック３と一体的に略水平面内で回転させるようになっている。モータ２０の駆動は、制御器１６によって制御される。
第１の支持アーム６は、スピンチャック３に支持されたウェハＷの上方に配置されている。第１の支持アーム６の基端部は、略水平に配置されたガイドレール３１に沿って移動自在に支持されている。また、ガイドレール３１に沿って第１の支持アーム６を移動させる駆動機構３２が備えられている。図２に示すように、駆動機構３２の駆動による第１の支持アーム６の移動に伴って、薬液ノズル５がウェハＷの回転中心ＰＯに対して半径方向に、ウェハＷの外側まで水平に移動できるようになっている。駆動機構３２の駆動は制御器１６（図１）によって制御される。
図１に示すように、薬液ノズル５は、第１の支持アーム６の先端に固定された昇降機構３５から下方に突出する昇降軸３６の下端に取り付けられている。昇降軸３６は、昇降機構３５により昇降自在になっており、これにより、薬液ノズル５が任意の高さに昇降されるようになっている。昇降機構３５の駆動は、制御器１６によって制御される。薬液ノズル５に接続された薬液供給路３７には、開閉弁３８が介設されている。開閉弁３８の開閉動作は、制御器１６によって制御される。
第２の支持アーム１５は、スピンチャック３に支持されたウェハＷの上方に配置されている。第２の支持アーム１５の基端部は、略水平に配置されたガイドレール５１に沿って移動自在に支持されている。また、ガイドレール５１に沿って第２の支持アーム１５を移動させる駆動機構５２が備えられている。これらにより、処理液ノズル１１、流体ノズル１２および不活性ガスノズル１３を水平方向に移動させるノズル移動機構が構成されている。図２に示すように、駆動機構５２の駆動による第２の支持アーム１５の移動に伴って、処理液ノズル１１、流体ノズル１２および不活性ガスノズル１３がウェハＷの回転中心ＰＯに対して半径方向に、ウエハＷの外側まで水平に移動できるようになっている。駆動機構５２の駆動は制御器１６（図１）によって制御される。
図１に示すように、第２の支持アーム１５の先端には、昇降軸５４を備えた昇降機構５５が固定されている。昇降軸５４は、昇降機構５５の下方に突出するように配置されており、この昇降軸５４の下端に、処理液ノズル１１、流体ノズル１２および不活性ガスノズル１３が取り付けられている。昇降軸５４は昇降機構５５の駆動により伸縮し、これにより、処理液ノズル１１、流体ノズル１２および不活性ガスノズル１３が任意の高さに昇降されるようになっている。昇降機構５５の駆動は、制御器１６によって制御される。即ち、制御器１６の命令により、駆動機構５２の駆動を制御して第２の支持アーム１５、処理液ノズル１１、流体ノズル１２および不活性ガスノズル１３を水平方向（ノズル移動方向Ｄ）に移動させるとともに、昇降機構５５の駆動を制御して、処理液ノズル１１、流体ノズル１２および不活性ガスノズル１３の上下方向の位置を調節するようになっている。
図３にも示すように、処理液ノズル１１、流体ノズル１２および不活性ガスノズル１３は、ウェハＷの回転中心ＰＯから薬液ノズル５とは反対側の半径方向（ノズル移動方向Ｄ）に並ぶように互いに隣接して配置されている。すなわち、ノズル移動方向Ｄに沿って、不活性ガスノズル１３が流体ノズル１２よりもウェハＷの回転中心ＰＯに近くなり、処理液ノズル１１が流体ノズル１２よりもウェハＷの回転中心ＰＯから遠くなるように配置されている。
処理液ノズル１１は、リンス液として例えば純水（ＤＩＷ）などの液体を供給する。処理液ノズル１１は、リンス液供給路６２を介してリンス液供給源６１に接続されている。リンス液供給路６２には開閉弁６３が介設されている。流体ノズル１２から供給される乾燥用の流体としては、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に純水を混合して希釈させたＩＰＡ溶液などを用いると良い。純水を混合して希釈することで更にＩＰＡの使用量を低減することができ、経済的である。流体ノズル１２は、流体供給路６７を介して乾燥用流体供給源６６に接続されている。流体供給路６７には開閉弁６８が介設されている。不活性ガスノズル１３は、窒素ガス供給路７２を介して窒素ガス供給源７１に接続されている。窒素ガス供給路７２には開閉弁７３が介設されている。また、制御器１６によって開閉弁６３、６８、７３の開閉動作を制御することにより、リンス液、ＩＰＡ溶液および窒素ガスの供給が制御されるようになっている。
次に、以上のように構成された基板処理装置１を用いたウェハＷの処理方法について説明する。
先ず、図示しない搬送アームにより未だ洗浄されていないウェハＷを処理容器２内に搬入し、図１に示すようにウェハＷをスピンチャック３で保持する。ウェハＷをスピンチャック３に受け渡すときは、図２に二点鎖線で示すように、第１の支持アーム６および第２の支持アーム１５をスピンチャック３の外側に位置する待機位置に退避させておく。
ウェハＷがスピンチャック３で保持されたら、図１に示したモータ２０の駆動によりスピンチャック３を回転させ、ウェハＷの回転を開始させる。そして、薬液による処理を行う薬品処理工程を開始する。まず、図２に一点鎖線で示すように、薬液ノズル５がウェハＷの回転中心ＰＯ上に位置するように第１の支持アーム６を移動させる。そして、回転するウェハＷの回転中心ＰＯに向かって、薬液ノズル５から薬液を供給する。回転中心ＰＯに供給された薬液は、遠心力によりウェハＷの上面全体に拡散する。こうして、ウェハＷの上面に薬液の液膜が形成される。
薬液ノズル５からの薬液供給を停止させたら、第１の支持アーム６をスピンチャック３外側の待機位置に戻す。その後、所定時間放置することで、薬液の液膜によるウェハＷの上面の処理を行う。
次に、ウェハＷのリンス処理を行う液処理工程を実行する。まず、図２に一点鎖線で示すように、処理液ノズル１１がウェハＷの回転中心ＰＯ上に位置するように第２の支持アーム１５移動させる。そして、所定の回転速度で回転するウェハＷの回転中心ＰＯに向かって、処理液ノズル１１からリンス液を供給する。回転中心ＰＯに供給されたリンス液は、遠心力によりウェハＷの上面全体に拡散する。これにより、ウェハＷの上面から薬液が押し流されて除去され、ウェハＷの上面にリンス液の液膜が形成される。
ウェハＷが十分にリンス処理されたら、処理液ノズル１１からのリンス液の供給を停止し、乾燥工程を開始する。先ず、流体ノズル１２からのＩＰＡ溶液の供給を開始すると共に、不活性ガスノズル１３からの窒素ガスの供給を開始する。そして、各ノズル２３，１３からＩＰＡ溶液と窒素ガスを回転するウェハＷの上面に向かって供給しながら、第２の支持アーム１５をノズル移動方向Ｄに移動させる。これにより、図３に示すように、ウェハの上面に対する流体ノズル１２からのＩＰＡ溶液の供給位置Ｓfと、不活性ガスノズル１３からの窒素ガスの供給位置Ｓｎとが、ウェハＷの回転中心ＰＯから半径方向外側に向かって移動するようにする。これをウェハＷを回転させながら行うことで、ウェハＷの上面全体にＩＰＡ溶液と窒素ガスを吹き付けることができる。
なお、ＩＰＡ溶液の供給と窒素ガスの供給は、同時に開始しても良い。例えば、流体ノズル１２がウェハＷの回転中心ＰＯ上方に移動したときにＩＰＡ溶液の供給と窒素ガスの供給を開始することで、ウェハＷの回転中心ＰＯからＩＰＡ溶液の供給が開始され、ノズル移動方向Ｄに対して回転中心ＰＯから後方に少しずれた位置において、窒素ガスの供給が開始されるようにしても良い。また、窒素ガスの供給は、ＩＰＡ溶液の供給を開始した後、不活性ガスノズル１３がウェハＷの回転中心ＰＯ上方に移動したときに開始し、ウェハＷの回転中心ＰＯから窒素ガスの供給が開始されるようにしても良い。また、ＩＰＡ溶液および窒素ガスの供給を、共にノズル移動方向Ｄに対して回転中心ＰＯから後方に少しずれた位置において開始しても良い。
ウェハＷの上面に付着していたリンス液は、ＩＰＡ溶液が供給されることにより押し流され、また、リンス液に混合したＩＰＡの揮発性により、リンス液の蒸発が促進される。従って、ＩＰＡ溶液を供給することにより、ウェハＷの上面から純水が効率的に除去される。ウェハＷの上面に供給されたＩＰＡ溶液は、遠心力によってウェハＷの外周側に向かって流れる。また、ＩＰＡ溶液の供給位置Ｓfがノズル移動方向Ｄに移動する間、窒素ガスの供給位置Ｓｎは、ＩＰＡ溶液の供給位置Ｓfに隣接しつつ、当該供給位置ＳfよりもウェハＷの回転中心ＰＯに近くなるように保たれる。従って、ウエハＷの上面においてリンス液をＩＰＡで押し流した後、直ぐに窒素ガスを供給して乾燥を促進することができる。
このようにしてウェハＷの上面を効率的に乾燥させることで、ＩＰＡの使用量を抑えつつ、乾燥速度を早くすることができる。さらに、ウォーターマークの発生原因である酸素濃度も低くできるため、ウォーターマークの発生を防止できる。
そして、ＩＰＡ溶液の供給位置ＳfがウェハＷの周縁上まで来たら、流体ノズル１２からのＩＰＡ溶液の供給を停止させる。また、窒素ガスの供給位置ＳｎがウェハＷの周縁上まで来たら、不活性ガスノズル１３からの窒素ガスの供給を停止させる。こうして、乾燥処理工程が終了する。なお、窒素ガスの供給位置ＳｎをウェハＷの周縁上で一時停止させ、暫くの間、窒素ガスを周縁に供給し続けてから、供給を停止するようにしても良い。このようにすると、より確実に乾燥させることができる。
乾燥処理後、スピンチャック３の回転を停止させ、図示しない搬送アームを処理容器２内に進入させ、ウェハＷをスピンチャック３から受け取り、処理容器２から搬出する。こうして、基板処理装置１におけるウェハＷの一連の処理が終了する。
例えば、以上のような基板処理方法を実行するプログラムを格納した記憶媒体（磁気記憶媒体、光学記憶媒体、半導体メモリ等）を用意し、制御器１６が当該記憶媒体からプログラムを読み取ってこれを実行するように構成することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、流体ノズル１２によってＩＰＡ溶液を供給することにより、ウェハＷに付着した処理液を効率的に除去することができる。さらに、不活性ガスノズル１３によって窒素ガスを供給することにより、ウェハＷからＩＰＡ溶液を効率的に除去することができる。従って、ＩＰＡ溶液と窒素ガスを同時に供給することにより、ウェハＷを効率的に乾燥させることができる。また、窒素ガスを用いて乾燥を促進することができるので、ＩＰＡ溶液の使用量を抑えることが可能である。従って、ＩＰＡの使用量を低減することで、低コストを図ることができる。また、乾燥効率が良いので、ウェハＷの乾燥処理時間を短縮することができる。
次に、図６に示す本発明の他の実施形態について説明する。この実施形態は、ウェハＷに対する窒素ガスの供給位置Ｓｎ（不活性ガスノズル１３）が、ウェハＷに対するＩＰＡ溶液の供給位置Ｓｆ（流体ノズル１２）よりもウェハＷの回転方向前方に位置するようにしたものである。なお、図６においては、各ノズル１２，１３からのＩＰＡ溶液および窒素ガスの供給領域をそれぞれ破線の円Ａｆ，Ａｎで示し、各供給領域Ａｆ，Ａｎの中心をそれぞれ供給位置Ｓｆ，Ｓｎとしている。この場合、各供給位置Ｓｆ，ＳｎとウェハＷの回転中心ＰＯとを結ぶ直線をそれぞれＬｆ，Ｌｎとすると、直線Ｌｎは、直線ＬｆからウェハＷの回転方向へ９０度未満の角度θｎだけずれている。これにより、ウェハＷの半径方向だけでなく回転方向においても、常にＩＰＡ溶液に続いて窒素ガスが供給されるようにすることができる。
次に、図７に示す本発明の更に他の実施形態について説明する。この実施形態は、ノズル移動方向Ｄと直交する方向（ここでは、特にウェハＷ表面と平行な方向をいう）において、不活性ガスノズル１３’の開口寸法Ｂｎが流体ノズル１２の開口寸法Ｓｆよりも大きくなっている。具体的には、流体ノズル１２が円形開口１２ａを有しているのに対して、不活性ガスノズル１３’は、長辺の長さが円形開口１２ａの直径よりも大きい長方形開口１３ａを有している。これにより、ノズル移動方向Ｄと直交する方向においては、不活性ガスの供給領域Ａｎの寸法Ｂｎも、ＩＰＡ溶液の供給領域Ａｆの寸法Ｂｆより大きくなっている。これにより、ＩＰＡ溶液を窒素ガスによってより効果的に押し流すことができ、乾燥工程をより効率よく行うことができる。
次に、図８に示す本発明の更に他の実施形態について説明する。この実施形態は、スピンチャック３に保持されたウェハＷ周囲の湿度を調節する湿度調節機構を更に備えたものである。この湿度調節機構は、例えば図８に示すように処理容器２の天井に取り付けられた湿度調節器８５によって構成してもよいし、処理容器２内に乾燥した不活性ガスを供給しつつ処理容器２内を排気するような構成としてもよい。そして、湿度調節機構により、乾燥工程を、薬品処理工程や液処理工程よりもウェハＷ周囲の湿度を低下させた状態（例えば相対湿度約２５％）で行う。これにより、乾燥工程においてウェハＷ上に供給されたＩＰＡ溶液中に周囲の水分が溶け込むことを抑制することで、乾燥後のウェハＷにパーティクルが発生することを防止できる。
以上、本発明の好適な実施の形態を示したが、本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば、基板は半導体ウェハに限らず、その他のＬＣＤ基板用ガラスやＣＤ基板、プリント基板、セラミック基板などであっても良い。
また、薬液ノズル５から供給する薬液によってウェハＷを薬品処理した後で処理液により洗浄する場合について説明したが、ウェハＷの洗浄方法はかかるものに限定されない。例えば、ブラシやスポンジなどのスクラバをウェハＷに接触させてスクラブ洗浄する構成とした基板処理装置にも、本発明を好適に適用できる。また、本発明は、例えばレジスト除去処理、エッチング残渣を除去する処理など、様々な処理を行う基板処理装置に適用できる。例えば、レジスト除去処理用の薬液を供給するノズルを備え、レジスト除去処理を行った後に、実施の形態に説明した薬品処理、リンス処理、乾燥の各工程を行うようにしても良い。
また、乾燥用の流体として、ＩＰＡ液を純水で希釈したＩＰＡ溶液を例示したが、ＩＰＡ液を希釈せずに用いても良い。また、流体は液流状のほか、ミスト状（霧状）、噴流、蒸気などであっても良い。例えば、ＩＰＡ液のミスト、ＩＰＡ溶液のミスト、ＩＰＡ蒸気、又は、ＩＰＡ溶液の蒸気（ＩＰＡ蒸気と水蒸気が混合した混合蒸気）などを流体として使用しても良い。さらに、ＩＰＡ液のミスト、ＩＰＡ溶液のミスト、ＩＰＡ蒸気、又は、ＩＰＡ溶液の蒸気などに、窒素ガスなどの気体を混合させたものを、乾燥用の流体として使用しても良い。なお、ＩＰＡ溶液又はＩＰＡ溶液のミストや蒸気を用いる場合、ＩＰＡ溶液中のＩＰＡ液と純水との比率は、例えば１：１にしても良い。
また、上記のＩＰＡに換えて、例えば、メタノールやエタノール等の水溶性アルコール類、アセトンなど、揮発性の高い溶剤を用いても良い。このような溶剤を乾燥用の流体に使用する場合も、本発明により流体の使用量を低減することが可能であり、低コストを図ることができる。また、乾燥用の流体は、リンス液に対して可溶性を有することが好ましい。この場合、乾燥用の流体をリンス液に混合させることで蒸発を促進させることができる。さらに、乾燥用の流体は、リンス液に混合してリンス液の表面張力を低下させる作用を有するとしても良い。その場合、ウェハＷの表面からリンス液が振り切られ易くなるので、リンス液を効率的に除去してウェハＷを乾燥させることができる。
流体ノズル１２としては、二流体ノズルを用いても良い。例えば、二流体ノズルの内部で、ＩＰＡ液又はＩＰＡ溶液などの液体と、窒素ガスなどの気体とを混合することで、ＩＰＡ液又はＩＰＡ溶液を無数の微粒子状の液滴からなる噴流にして、気体によって加速しながら液滴を噴射することができる。また、二流体ノズルの構造は、内部混合型のものに限定されず、例えば、液体と気体を外部で混合する外部混合型の構造であっても良い。
また、処理液ノズル１１によってリンス液をウェハＷに供給した後、リンス液の供給を停止させ、その後でＩＰＡ溶液と窒素ガスの供給による乾燥処理を行うこととしたが、これには限定されない。例えば、図４に示すもう一つの実施形態のように、リンス液を供給しながらＩＰＡ溶液と窒素ガスの供給を行うようにしても良い。即ち、処理液ノズル１１、流体ノズル１２および不活性ガスノズル１３によってリンス液、ＩＰＡ溶液、窒素ガスをそれぞれ同時に供給しながら、第２の支持アーム１５をノズル移動方向Ｄに移動させるようにしてもよい。これにより、ウェハＷの上面におけるリンス液の供給位置Ｓｒ、ＩＰＡ溶液の供給位置Ｓf、および窒素ガスの供給位置Ｓｎを、同時にノズル移動方向Ｄに移動させるようにしても良い。
この図４に示す場合には、ウェハＷの上面に供給されたリンス液は、遠心力によって半径方向外側に向かって流れ、また、リンス液の供給位置Ｓｒに隣接した位置ＳfにＩＰＡ溶液が供給されることにより、リンス液がＩＰＡ溶液によって押し流される。従って、ウェハＷの上面に薬液が残留していたとしても、これがリンス液とＩＰＡ溶液によって効率的に洗い流される。また、リンス液がウェハＷの上面からなくなる前、つまりウェハＷの表面が露出する前に、リンス液は、供給位置Ｓｆに供給されたＩＰＡ溶液によって即座に置換される。従って、ＩＰＡ溶液を供給することにより、ウェハＷの上面からリンス液が効率的に除去され、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、供給位置Ｓｎに供給された窒素ガスによって、ＩＰＡ溶液の乾燥が促進される。従って、この場合も、ウェハＷの上面を効率的に乾燥させることができる。以上のように、リンス液とＩＰＡ溶液と窒素ガスとを同時に供給することにより、ウェハＷの回転中心ＰＯから半径方向外側へ向かって、リンス処理と乾燥処理とを連続的に行うことが可能である。この場合、乾燥処理に要する処理時間を短縮することができる。
また、処理液ノズル１１、流体ノズル１２および不活性ガスノズル１３を総て１つの第２の支持アーム１５によって支持することとしたが、各ノズル１１，１２，１３をそれぞれ異なる支持アームに支持するようにしても良い。その場合、処理液ノズル１１、流体ノズル１２および不活性ガスノズル１３を互いに異なる向きの半径方向に移動させるようにしても良い。
例えば、流体ノズル１２を支持する支持アームと不活性ガスノズル１３を支持する支持アームをそれぞれ個別に設ける。そして、乾燥処理時、制御器１６の制御により、各支持アームをそれぞれ１８０度異なる半径方向に移動させる。これにより、図５に示すように、流体ノズル１２と不活性ガスノズル１３とを、それぞれウェハＷの回転中心ＰＯから１８０度異なる半径方向の外側に移動させる。この場合も、窒素ガスの供給位置Ｓｎが、ＩＰＡ溶液の供給位置ＳfよりもウェハＷの回転中心ＰＯに近くなるように保てば良い。即ち、ＩＰＡ溶液の供給位置Ｓfと回転中心ＰＯとの間の距離より、窒素ガスの供給位置Ｓｎと回転中心ＰＯとの間の距離が常に短くなるように制御すれば良い。
この場合も、供給位置ＳfにおいてウェハＷの上面に供給されたＩＰＡ溶液が、窒素ガスの供給位置Ｓｎ側に回転移動したとき、回転中心ＰＯ側から供給される窒素ガスによって、ウェハＷの外周側に吹き飛ばされながら乾燥させられる。従って、ウェハＷを効率的に乾燥させることができる。さらに、処理液ノズル１１を支持する支持アームを個別に設け、リンス液の供給位置ＳｒがＩＰＡ溶液の供給位置ＳfよりもウェハＷの回転中心ＰＯのから遠くなるように保ちつつ半径方向外側へ移動させても良い。この場合、リンス液の供給位置Ｓｒは、ＩＰＡ溶液の供給位置Ｓfと同じ半径方向に並ぶようにしても良い。

Claims (10)

  1. 薬液により基板を処理する薬液処理工程と、
    前記基板上の薬液を純水により洗い流す純水リンス工程と、
    前記純水が付着した前記基板を回転させながら、純水より揮発性が高い乾燥用の流体を流体ノズルから前記基板に供給するとともに不活性ガスを不活性ガスノズルから前記基板に供給して基板を乾燥させる乾燥工程と、を備え、
    前記乾燥工程において、前記基板に対する前記不活性ガスノズルからの前記不活性ガスの供給位置が前記基板に対する前記流体ノズルからの前記乾燥用の流体の供給位置よりも前記基板の回転中心に近くなるように保ちつつ、前記流体ノズルおよび前記不活性ガスノズルの位置を前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ向かって移動させ、これによって、前記基板に付着している純水が前記乾燥用の流体により前記基板の外方に向けて押し流されるようにするとともに、前記不活性ガスにより前記基板に供給された前記乾燥用の流体の乾燥が促進されるようにしたことを特徴とする基板処理方法。
  2. 前記乾燥工程において、前記基板に対する前記不活性ガスノズルからの前記不活性ガスの供給位置が前記基板に対する前記流体ノズルからの前記乾燥用の流体の供給位置よりも前記基板の回転中心に近くなるように保たれることに加えて、前記基板に対する前記不活性ガスノズルからの前記不活性ガスの供給位置が前記基板に対する前記流体ノズルからの前記乾燥用の流体の供給位置よりも前記基板の回転方向に関して前方になるように保たれることを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記乾燥工程は、前記純水リンス工程よりも前記基板の周囲の温度を低下させた状態で行われ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. 基板を保持してこれを回転させるスピンチャックと、
    前記基板に対して薬液を供給する薬液ノズルと、
    前記薬液ノズルに前記薬液を供給する薬液供給路に介設された薬液用開閉弁と、
    前記基板に対してリンス液としての純水を供給するリンス液ノズルと、
    前記リンス液ノズルに前記純水を供給するリンス液供給路に介設されたリンス液用開閉弁と、
    前記基板に対して、前記純水よりも揮発性が高い乾燥用の流体を供給する流体ノズルと、
    前記流体ノズルに前記流体を供給する流体供給路に介設された流体用開閉弁と、
    前記基板に対して不活性ガスを供給する不活性ガスノズルと、
    前記不活性ガスノズルに前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給路に介設された不活性ガス用開閉弁と、
    前記薬液ノズル、前記リンス液ノズル、前記流体ノズルおよび前記不活性ノズルを移動させるノズル移動機構と、
    前記スピンチャック、前記ノズル移動機構、前記薬液ノズル用開閉弁、前記リンス液ノズル用開閉弁、前記流体ノズル用開閉弁および前記不活性ガスノズル用開閉弁の動作を制御する制御器と、を備え、
    前記制御器は、
    前記ノズル移動機構により前記薬液ノズルを前記基板の上方に位置させた状態で前記薬液ノズル用開閉弁を開くことにより前記薬液ノズルから前記基板に前記薬液を供給して前記薬液によって前記基板を処理する薬液処理工程と、前記ノズル移動機構により前記リンス液ノズルを前記基板の上方に位置させた状態で前記リンス液用開閉弁を開くことにより前記リンス液ノズルから前記基板に前記純水を供給して前記薬液処理工程により前記基板上に付着した前記薬液を前記純水により洗い流す純水リンス工程と、前記スピンチャックにより前記基板を回転させるとともに前記ノズル移動機構により前記流体ノズルおよび前記不活性ガスノズルを前記基板の上方に位置させた状態で前記流体ノズル用開閉弁および前記不活性ガス用開閉弁を開くことにより前記純水リンス工程により前記純水が付着した前記基板に前記流体および前記不活性ガスを前記基板に供給して前記基板を乾燥させる乾燥工程とを実施させ、
    前記乾燥工程において、前記ノズル移動機構により、前記不活性ガスノズルが前記流体ノズルよりも前記基板の回転中心に近くなるように保ちつつ、前記流体ノズルおよび前記不活性ガスノズルを前記基板の回転中心に対して半径方向外側に向かって移動させるようにし、これによって、前記基板に付着している純水が前記乾燥用の流体により前記基板の外方に向けて押し流されるようにするとともに、前記不活性ガスにより前記基板に供給された前記乾燥用の流体の乾燥が促進されるようにしたことを特徴とする基板処理装置。
  5. 前記ノズル移動機構により、前記乾燥工程において、前記不活性ガスノズルが前記流体ノズルよりも前記基板の回転方向に関して前方になるように保たれることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記スピンチャックに保持された基板周囲の湿度を調節する湿度調節機構を更に備えたことを特徴とする請求項４または５に記載の基板処理装置。
  7. 前記制御器は、前記湿度調節機構により、前記乾燥工程における前記基板の周囲の湿度が前記純水リンス工程における前記基板の周囲の湿度よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 基板処理方法を実行するプログラムを格納した記憶媒体であって、
    薬液により基板を処理する薬液処理工程と、
    前記基板上の薬液を純水により洗い流す純水リンス工程と、
    前記純水が付着した前記基板を回転させながら、純水より揮発性が高い乾燥用の流体を流体ノズルから前記基板に供給するとともに不活性ガスを不活性ガスノズルから前記基板に供給して基板を乾燥させる乾燥工程と、を備え、
    前記乾燥工程において、前記基板に対する前記不活性ガスノズルからの前記不活性ガスの供給位置が前記基板に対する前記流体ノズルからの前記乾燥用の流体の供給位置よりも前記基板の回転中心に近くなるように保ちつつ、前記流体ノズルおよび前記不活性ガスノズルの位置を前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ向かって移動させ、これによって、前記基板に付着している純水が前記乾燥用の流体により前記基板の外方に向けて押し流されるようにするとともに、前記不活性ガスにより前記基板に供給された前記乾燥用の流体の乾燥が促進されるようにした基板処理方法を実行するプログラムを格納した記憶媒体。
  9. 請求項８に記載の記憶媒体に格納されたプログラムで実行される基板処理方法において、前記乾燥工程において、前記基板に対する前記不活性ガスノズルからの前記不活性ガスの供給位置が前記基板に対する前記流体ノズルからの前記乾燥用の流体の供給位置よりも前記基板の回転中心に近くなるように保たれることに加えて、前記基板に対する前記不活性ガスノズルからの前記不活性ガスの供給位置が前記基板に対する前記流体ノズルからの前記乾燥用の流体の供給位置よりも前記基板の回転方向に関して前方になるように保たれる基板処理方法を実行するプログラムを格納した記憶媒体。
  10. 請求項８または９に記載の記憶媒体に格納されたプログラムで実行される基板処理方法において、前記乾燥工程が、前記純水リンス工程よりも前記基板の周囲の温度を低下させた状態で行われる基板処理方法を実行するプログラムを格納した記憶媒体。
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