JP5657477B2 - 基板処理方法、この基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体、および基板処理装置 - Google Patents

基板処理方法、この基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体、および基板処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、基板を処理する基板処理方法、この基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体、および基板処理装置に関する。
例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいては、ウエハ（基板）をスピンチャックによって保持し、ウエハを回転させながら、ウエハに薬液を供給してウエハを洗浄する基板処理装置が用いられている。
このような基板処理装置を用いてウエハを洗浄処理する場合、まず、スピンチャックに保持されたウエハを回転させながら、アンモニア成分を有する薬液（例えば、アンモニア過水（ＳＣ１液））がウエハに吐出されてＳＣ１液による薬液洗浄が行われる。次に、ウエハに、希フッ酸（ＤＨＦ液）が吐出されてＤＨＦ液による薬液洗浄が行われ、このウエハに、純水（リンス液）が吐出されてリンス処理が行われる。その後、ウエハに、乾燥液としてのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が供給されてウエハが乾燥処理される。
ウエハを乾燥処理させる方法としては、ウエハを回転させながらウエハにＩＰＡ等の蒸気を吹き付ける方法、霧状のＩＰＡ等を吹き付ける方法、液体状のＩＰＡ液等を吹き付ける方法が挙げられる。また、ウエハの中心部から周縁部にノズルを移動させると共にウエハに対して純水を供給しながら、純水の供給位置よりもウエハの中心側においてウエハにＩＰＡ等の蒸気を吹き付ける方法が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
特開平１１−２３３４８１号公報 特開２００３−１９７５９０号公報
しかしながら、従来の処理方法にあっては、ウエハの疎水性が強い場合、乾燥後のウエハの表面にパーティクル（薬液などの析出によって生じる筋状のウォーターマーク等）が発生することがあった。特に、径が大きいウエハにおいて、ウエハの周縁部に発生するパーティクルを抑制することが難しかった。
また、ウエハの乾燥処理の方法として、ウエハの表面中心にＩＰＡ液が供給され、ウエハの表面にＩＰＡ液の液膜が形成された後、ＩＰＡ液を供給するＩＰＡノズルと、窒素ガスを供給するガスノズルとを、ウエハの中心部から周縁部に一体に移動させながら、ウエハにＩＰＡ液と窒素ガスとを供給してウエハの表面を乾燥させる方法がある。この場合、窒素ガスが供給される部分のＩＰＡ液の液膜の厚さが厚いため、ウエハに供給された窒素ガスによってウエハ上のＩＰＡ液がはねることがある。ウエハに供給された窒素ガスによってウエハ上のＩＰＡ液がはねることを抑制するために、ＩＰＡノズルの移動速度は、比較的小さく設定される。このため、ウエハの乾燥処理に時間がかかると共にＩＰＡ液の使用量が多くなるという問題があった。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、基板の表面にパーティクルが発生することを抑制することができると共に、ウエハの乾燥処理を迅速に行い、乾燥液の使用量を低減することができる基板処理方法、この基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体、および基板処理装置を提供することを目的とする。
本発明は、基板を薬液処理する工程と、前記薬液処理する工程の後、前記基板を回転させながら、洗浄液ノズルを介して当該基板にリンス液を供給する工程と、前記リンス液を供給する工程の後、前記基板を回転させながら、乾燥液ノズルを介して当該基板に乾燥液を供給する工程と、前記乾燥液を供給する工程の後、前記基板を回転させながら、ガスノズルを介して当該基板に不活性ガスを供給する工程と、を備え、前記リンス液を供給する工程において、前記洗浄液ノズルは、リンス液を前記基板の中心部に供給し、その後、リンス液を供給しながら当該基板の当該中心部に対応する位置から周縁部に対応する位置に移動して当該周縁部に対応する位置に停止し、前記乾燥液を供給する工程は、前記乾燥液ノズルを、乾燥液を供給しながら前記基板の前記周縁部に対応する位置から前記中心部に対応する位置に移動させる第１の工程と、前記第１の工程の後、乾燥液を供給しながら当該乾燥液ノズルを当該基板の当該中心部に対応する位置に所定時間停止させる第２の工程と、を有し、前記不活性ガスを供給する工程において、前記ガスノズルは、不活性ガスを供給しながら前記基板の前記中心部に対応する位置から当該基板の前記周縁部に対応する位置に移動することを特徴とする基板処理方法である。
本発明による基板処理方法において、前記リンス液を供給する工程において、リンス液を前記基板の前記中心部に供給する際の当該基板の回転数よりも当該基板の回転数を低下させた後、前記洗浄液ノズルが移動する、ようにしてもよい。
本発明による基板処理方法において、前記乾燥液を供給する工程における前記乾燥液ノズルの移動速度は、前記リンス液供給工程における前記洗浄液ノズルの移動速度より大きい、ようにしてもよい。
本発明による基板処理方法において、前記乾燥液を供給する工程において、前記第１の工程の前に、前記リンス液を供給する工程における前記洗浄液ノズルが前記基板の前記周縁部に対応する位置に停止した際の当該基板の回転数よりも前記基板の回転数を上昇させる、ようにしてもよい。
本発明による基板処理方法において、前記不活性ガスを供給する工程における前記基板の回転数は、前記乾燥液を供給する工程の前記第２の工程における当該基板の回転数よりも低下している、ようにしてもよい。
本発明による基板処理方法において、前記洗浄液ノズル、前記乾燥液ノズル、および前記ガスノズルは、一体に移動する、ようにしてもよい。
本発明は、基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体であって、前記基板処理方法は、基板を薬液処理する工程と、前記薬液処理する工程の後、前記基板を回転させながら、洗浄液ノズルを介して当該基板にリンス液を供給する工程と、前記リンス液を供給する工程の後、前記基板を回転させながら、乾燥液ノズルを介して当該基板に乾燥液を供給する工程と、前記乾燥液を供給する工程の後、前記基板を回転させながら、ガスノズルを介して当該基板に不活性ガスを供給する工程と、を備え、前記リンス液を供給する工程において、前記洗浄液ノズルは、リンス液を前記基板の中心部に供給し、その後、リンス液を供給しながら当該基板の当該中心部に対応する位置から周縁部に対応する位置に移動して当該周縁部に停止し、前記乾燥液を供給する工程は、前記乾燥液ノズルを、乾燥液を供給しながら前記基板の前記周縁部に対応する位置から前記中心部に対応する位置に移動させる第１の工程と、前記第１の工程の後、乾燥液を供給しながら当該乾燥液ノズルを当該基板の当該中心部に対応する位置に所定時間停止させる第２の工程と、を有し、前記不活性ガスを供給する工程において、前記ガスノズルは、不活性ガスを供給しながら前記基板の前記中心部に対応する位置から当該基板の前記周縁部に対応する位置に移動することを特徴とする記録媒体である。
本発明は、基板を保持する回転自在な基板保持部と、前記基板保持部を回転駆動する回転駆動部と、前記基板保持部に保持された前記基板に薬液を供給する薬液供給機構と、前記基板保持部に保持された前記基板に、洗浄液ノズルを介してリンス液を供給するリンス液供給機構と、前記基板保持部に保持された前記基板に、乾燥液ノズルを介して乾燥液を供給する乾燥液供給機構と、前記基板保持部に保持された前記基板に、ガスノズルを介して不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構と、前記洗浄液ノズル、前記乾燥液ノズル、および前記ガスノズルを、前記基板の中心部に対応する位置と当該基板の周縁部に対応する位置との間で移動させるノズル駆動部と、前記回転駆動部、前記薬液供給機構、前記リンス液供給機構、前記乾燥液供給機構、前記不活性ガス供給機構、および前記ノズル駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記リンス液供給機構により前記基板にリンス液を供給する際、前記洗浄液ノズルを、リンス液を供給させながら前記基板の中心部に対応する位置に停止させ、その後、リンス液を供給させながら当該基板の当該中心部に対応する位置から周縁部に対応する位置に移動させて当該周縁部に対応する位置に停止させ、前記乾燥液供給機構により前記基板に乾燥液を供給する際、前記乾燥液ノズルを、乾燥液を供給させながら前記基板の前記周縁部に対応する位置から前記中心部に対応する位置に移動させる第１の工程と、前記第１の工程の後、乾燥液を供給させながら当該乾燥液ノズルを当該基板の当該中心部に対応する位置に所定時間停止させる第２の工程と、を行い、前記不活性ガス供給機構により前記基板に不活性ガスを供給する際、前記ガスノズルを、不活性ガスを供給させながら前記基板の中心部に対応する位置から当該基板の前記周縁部に対応する位置に移動させる、ように、前記リンス液供給機構、前記乾燥液供給機構、前記不活性ガス供給機構、および前記ノズル駆動部を制御することを特徴とする基板処理装置である。
本発明による基板処理装置において、前記制御部は、前記リンス液供給機構により前記基板にリンス液を供給する際、前記洗浄液ノズルを前記基板の前記中心部に対応する位置に停止させた際の当該基板の回転数よりも当該基板の回転数を低下させた後、前記洗浄液ノズルを移動させるように前記回転駆動部および前記ノズル駆動部を制御する、ようにしてもよい。
本発明による基板処理装置において、前記制御部は、前記乾燥液供給機構により前記基板に乾燥液を供給する際の前記乾燥液ノズルの移動速度を、前記リンス液供給機構により前記基板にリンス液を供給する際の前記洗浄液ノズルの移動速度より大きくするように、前記ノズル駆動部を制御する、ようにしてもよい。
本発明による基板処理装置において、前記制御部は、前記乾燥液供給機構により前記基板に乾燥液を供給する際、前記第１の工程の前に、当該基板にリンス液を供給している前記洗浄液ノズルが前記基板の前記周縁部に対応する位置に停止した際の当該基板の回転数よりも当該基板の回転数を上昇させるように、前記回転駆動部を制御する、ようにしてもよい。
本発明による基板処理装置において、前記制御部は、前記不活性ガス供給機構により前記基板に不活性ガスを供給する際の当該基板の回転数を、前記乾燥液供給機構により前記基板に乾燥液を供給する際の前記第２の工程における当該基板の回転数より低下させるように、前記回転駆動部を制御する、ようにしてもよい。
本発明による基板処理装置において、前記洗浄液ノズル、前記乾燥液ノズル、および前記ガスノズルは、ノズルアームを介して前記ノズル駆動部に連結され、一体に移動する、ようにしてもよい。
本発明によれば、基板の表面にパーティクルが発生することを抑制することができると共に、基板の乾燥処理を迅速に行い、乾燥液の使用量を低減することができる。
図１は、本発明の実施の形態における基板処理装置の断面構成の一例を示す縦断面図である。 図２は、本発明の実施の形態における基板処理装置の断面構成の一例を示す平面断面図である。 図３は、本発明の実施の形態における基板処理方法のフローチャートを示す図である。 図４は、本発明の実施の形態における基板処理方法において、基板の回転数の推移を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態における基板処理方法において、リンス処理時のリンス液の状態を示す図である。
以下、図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態における基板処理方法、この基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体、および基板処理装置について説明する。
まず、図１および図２により、基板処理装置１の全体構成について説明する。
図１に示すように、基板処理装置１は、処理容器１０と、この処理容器１０内に設けられ、洗浄処理を行う基板（例えば、半導体ウエハ、以下単にウエハＷと記す）を保持する回転自在なスピンチャック（基板保持部）２０と、このスピンチャック２０を回転駆動する回転駆動部（モータ）２５と備えている。
このうち、処理容器１０には、図２に示すように、ウエハＷの搬入出口１１が設けられている。この搬入出口１１には、開閉自在なシャッタ１２が設けられており、ウエハＷの搬入出時に開くようになっている。このシャッタ１２は、処理容器１０の内側に設けられており、処理容器１０内の圧力が高くなった場合においても、処理容器１０内の雰囲気が外方に漏洩することを防止している。なお、シャッタ１２には、後述する制御部８０が接続されており、シャッタ１２は、制御部８０からの制御信号に基づいて、開閉するようになっている。
図１に示すように、スピンチャック２０は、回転プレート２１と、この回転プレート２１の周縁部に設けられ、ウエハＷを保持する保持部材２２とを有している。このうち、保持部材２２は、回転プレート２１の周縁部において、略等間隔に配置され、ウエハＷを略水平に保持するようになっている。
回転駆動部２５は、スピンチャック２０の回転プレート２１に、回転駆動軸２６を介して連結されている。この回転駆動部２５には、制御部８０が接続されており、制御部８０からの制御信号に基づいて回転駆動部２５が駆動されることにより、回転プレート２１を回転させ、保持部材２２に保持されたウエハＷが、その中心を回転中心として、略水平面内で回転するようになっている。
スピンチャック２０に保持されたウエハＷの上方に、ウエハＷに薬液または純水を供給する洗浄液ノズル３０と、ウエハＷに乾燥液を供給する乾燥液ノズル３１と、ウエハＷに不活性ガスを供給するガスノズル３２とが設けられている。これら洗浄液ノズル３０、乾燥液ノズル３１、およびガスノズル３２は、ノズルアーム３３およびガイドレール３４を介して、ノズル駆動部３５に連結されている。このうちガイドレール３４は、処理容器１０内に略水平に配置されており、ノズルアーム３３の基端部は、このガイドレール３４に沿って略水平に移動自在となるように、ガイドレール３４に取り付けられている。このようにして、ノズル駆動部３５を駆動することにより、各ノズル３０、３１、３２は、ウエハＷの上方において、ウエハＷの中心部に対応する位置（ウエハＷの中心部の上方位置）と、ウエハＷの周縁部に対応する位置（ウエハＷの周縁部の上方位置）との間で、略水平方向に、一体に移動するようになっている。さらには、各ノズル３０、３１、３２は、ウエハＷの周縁部に対応する位置から、ウエハＷの周縁外方の上方位置（退避位置）との間においても、一体に移動するようになっている。なお、ノズル駆動部３５には、制御部８０が接続されており、制御部８０からの制御信号に基づいてノズル駆動部３５が駆動されるようになっている。
洗浄液ノズル３０、乾燥液ノズル３１、およびガスノズル３２は、連結部材３６に、互いに近接して、整列して取り付けられている。この連結部材３６とノズルアーム３３の先端部との間に、各ノズル３０、３１、３２を一体に昇降させる昇降駆動部３７が介在されている。また、連結部材３６と昇降駆動部３７との間に、昇降軸３８が連結されている。
なお、昇降駆動部３７には、制御部８０が接続されており、制御部８０からの制御信号に基づいて昇降駆動部３７が駆動され、各ノズル３０、３１、３２が昇降するようになっている。このようにして、ウエハＷに対する各ノズル３０、３１、３２の高さを調節可能に構成されている。
また、洗浄液ノズル３０、乾燥液ノズル３１、およびガスノズル３２は、スピンチャック２０に保持されたウエハＷの半径方向に直線状に配置されており、各ノズル３０、３１、３２が、ウエハＷの中心部の上方に移動可能となるように、ノズルアーム３３に一体に取り付けられている。
洗浄液ノズル３０に、薬液供給機構４０が連結されており、スピンチャック２０に保持されたウエハＷに、洗浄液ノズル３０を介して薬液が吐出（供給）されるようになっている。本実施の形態における薬液供給機構４０は、洗浄液ノズル３０にＳＣ１供給ライン４１を介して連結され、ウエハＷにアンモニア過水（ＳＣ１液）を供給するＳＣ１供給源４２と、洗浄液ノズル３０にＤＨＦ供給ライン４３を介して連結され、ウエハＷに希フッ酸（ＤＨＦ液）を供給するＤＨＦ供給源４４とを有している。このうちＳＣ１供給ライン４１にＳＣ１開閉弁４５が設けられており、ＤＨＦ供給ライン４３にＤＨＦ開閉弁４６が設けられている。また、ＳＣ１開閉弁４５およびＤＨＦ開閉弁４６には、制御部８０が接続されており、各開閉弁４５、４６は、制御部８０からの制御信号に基づいて、開閉するようになっている。
また、洗浄液ノズル３０に、リンス液供給機構５０が連結されており、スピンチャック２０に保持されたウエハＷに、洗浄液ノズル３０を介して純水（リンス液）が吐出（供給）されるようになっている。リンス液供給機構５０は、洗浄液ノズル３０に、リンス液供給ライン５１を介して連結され、ウエハＷに純水を供給するリンス液供給源５２と、リンス液供給ライン５１に設けられたリンス液開閉弁５３とを有している。なお、リンス液開閉弁５３には、制御部８０が接続されており、リンス液開閉弁５３は、制御部８０からの制御信号に基づいて、開閉するようになっている。
なお、ＳＣ１供給ライン４１、ＤＨＦ供給ライン４３、リンス液供給ライン５１は、各開閉弁４５、４６、５３と洗浄液ノズル３０との間で合流するようになっている。
乾燥液ノズル３１に、乾燥液供給機構６０が連結されており、スピンチャック２０に保持されたウエハＷに、乾燥液ノズル３１を介して乾燥液が吐出（供給）されるようになっている。乾燥液供給機構６０は、乾燥液ノズル３１に乾燥液供給ライン６１を介して連結され、ウエハＷに、純水よりも揮発性の高いイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）からなる乾燥液を供給する乾燥液供給源６２と、乾燥液供給ライン６１に設けられた乾燥液開閉弁６３とを有している。なお、乾燥液開閉弁６３には、制御部８０が接続されており、乾燥液開閉弁６３は、制御部８０からの制御信号に基づいて、開閉するようになっている。
ガスノズル３２に、不活性ガス供給機構７０が連結されており、スピンチャック２０に保持されたウエハＷに、ガスノズル３２を介して不活性ガスが吐出（供給）されるようになっている。不活性ガス供給機構７０は、ガスノズル３２にガス供給ライン７１を介して連結され、ウエハＷに、不活性ガスとして窒素ガス（Ｎ２ガス）を供給するガス供給源７２と、ガス供給ライン７１に設けられたガス開閉弁７３とを有している。なお、ガス開閉弁７３には、制御部８０が接続されており、ガス開閉弁７３は、制御部８０からの制御信号に基づいて、開閉するようになっている。
上述したように、回転駆動部２５、ノズル駆動部３５、薬液供給機構４０のＳＣ１開閉弁４５およびＤＨＦ開閉弁４６、リンス液供給機構５０のリンス液開閉弁５３、乾燥液供給機構６０の乾燥液開閉弁６３、並びに不活性ガス供給機構７０のガス開閉弁７３に、これらを制御する制御部８０が接続されている。
このような制御部８０は、後述する乾燥処理工程時にリンス液供給機構５０によるウエハＷに純水を供給する際、洗浄液ノズル３０をウエハＷの中心部に対応する位置から周縁部に対応する位置に移動させ、乾燥液供給機構６０によりウエハＷにＩＰＡ液を供給する際、乾燥液ノズル３１を、ウエハＷの周縁部に対応する位置からウエハＷの中心部に対応する位置に移動させる第１の工程と、第１の工程の後、乾燥液ノズル３１をウエハＷの中心部に対応する位置に所定時間停止させる第２の工程と、を行うように、リンス液供給機構５０のリンス液開閉弁５３、乾燥液供給機構６０の乾燥液開閉弁６３、および前記ノズル駆動部３５を制御する。さらに、制御部８０は、不活性ガス供給機構７０によりウエハＷに窒素ガスを供給する際、ガスノズル３２を、ウエハＷの中心部に対応する位置からウエハＷの周縁部に対応する位置に移動させるように、不活性ガス供給機構７０のガス開閉弁７３およびノズル駆動部３５を制御する。
また、制御部８０は、ウエハＷの回転数を低下させた後、洗浄液ノズル３０をウエハＷの中心部に対応する位置から周縁部に対応する位置に移動させるように回転駆動部２５およびノズル駆動部３５を制御する。
また、制御部８０は、乾燥液供給機構６０によりウエハＷにＩＰＡ液を供給する際の乾燥液ノズル３１の移動速度を、リンス液供給機構５０によりウエハＷに純水を供給する際の洗浄液ノズル３０の移動速度より大きくするように、ノズル駆動部３５を制御する。
さらに、制御部８０は、乾燥液供給機構６０によりウエハＷにＩＰＡ液を供給する際、ウエハＷの回転数を上昇させると共に、不活性ガス供給機構７０によりウエハＷに窒素ガスを供給する際のウエハＷの回転数を、乾燥液供給機構６０によりウエハＷにＩＰＡ液を供給する際の上述の第２の工程におけるウエハＷの回転数より低下させるように、回転駆動部２５を制御する。
ところで、図１に示すように、制御部８０には、工程管理者等が基板処理装置１を管理するために、コマンドの入力操作等を行うキーボードや、基板処理装置１の稼働状況等を可視化して表示するディスプレイ等からなる入出力装置８１が接続されている。また、制御部８０は、基板処理装置１で実行される処理を実現するためのプログラム等が記録された記録媒体８２にアクセス可能となっている。記録媒体８２は、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、およびフレキシブルディスク等のディスク状記録媒体等、既知の記録媒体から構成され得る。このようにして、制御部８０が、記録媒体８２に予め記録されたプログラム等を実行することによって、基板処理装置１においてウエハＷの処理が行われるようになっている。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用、すなわち、本実施の形態による基板処理方法について説明する。なお、以下に説明する基板処理方法を実行するための各構成要素の動作は、予め記録媒体８２に記録されたプログラムに基づいた制御部８０からの制御信号によって制御される。
まず、図３に示すように、スピンチャック２０に、ウエハＷが保持される（ステップＳ１）。この場合、まず、シャッタ１２が開けられて、図示しない搬送アームに保持されたウエハＷが、搬入出口１１を通って処理容器１０内に搬入される。次に、ウエハＷが、搬送アームから受け渡され、スピンチャック２０の保持部材２２に保持される。
続いて、回転駆動部２５により、ウエハＷを保持したスピンチャック２０が回転駆動される（ステップＳ２）。
その後、ノズル駆動部３５が駆動され、退避位置に位置していた洗浄液ノズル３０がスピンチャック２０に保持されたウエハＷの中心部に対応する位置に移動する（ステップＳ３）。
次に、ウエハＷを回転させながら、ウエハＷが薬液処理される。
この場合、まず、ウエハＷの表面にＳＣ１液が供給されて、ウエハＷの表面がＳＣ１液により薬液処理され、洗浄される（ステップＳ４）。すなわち、ＳＣ１開閉弁４５が開き、ＳＣ１供給源４２から、ＳＣ１供給ライン４１および洗浄液ノズル３０を介して、ＳＣ１液がウエハＷの表面の中心部に吐出される。このことにより、吐出されたＳＣ１液は、遠心力によりウエハＷの表面全体に拡散され、ウエハＷの表面にＳＣ１液の液膜が形成される。この際、ウエハＷの回転数は、例えば、１０〜５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。ＳＣ１液の液膜が形成された後、ＳＣ１開閉弁４５を閉じてＳＣ１液の供給を停止し、所定時間放置する。このことにより、ＳＣ１液を、遠心力によりウエハＷの外方に押し出すことができる。
ＳＣ１液による薬液洗浄処理の後、ウエハＷの表面にＤＨＦ液が供給されて、ウエハＷの表面がＤＨＦ液により薬液処理され、洗浄される（ステップＳ５）。すなわち、ＤＨＦ開閉弁４６が開き、ＤＨＦ供給源４４から、ＤＨＦ供給ライン４３および洗浄液ノズル３０を介して、ＤＨＦ液がウエハＷの表面の中心部に吐出される。このことにより、吐出されたＤＨＦ液は、遠心力によりウエハＷの表面全体に拡散され、ウエハＷの表面にＤＨＦ液の液膜が形成される。この際、ウエハＷの回転数は、例えば、１０〜５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。ＤＨＦ液の液膜が形成された後、ＤＨＦ開閉弁４６を閉じてＤＨＦ液の供給を停止し、所定時間放置する。このことにより、ＤＨＦ液を、遠心力によりウエハＷの外方に押し出すことができる。
薬液処理が終了した後、ウエハＷを回転させながら、ウエハＷがリンス処理される（ステップＳ６）。すなわち、リンス液開閉弁５３を開き、リンス液供給源５２から、リンス液供給ライン５１および洗浄液ノズル３０を介して、純水がウエハＷの表面の中心部に吐出される。このことにより、吐出された純水は、遠心力によりウエハＷの表面全体に拡散されて、ウエハＷの表面に残存している薬液が押し流され、ウエハＷの表面に純水の液膜が形成される。この際、ウエハＷの回転数は、例えば、５００〜１５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。このことにより、ウエハＷの表面から薬液を迅速に押し流して純水の液膜を形成することができる。リンス処理工程の終了時点では、薬液が未だ残存した状態の純水の厚い液膜がウエハＷの表面上に形成されている。ここで、厚い液膜とは、後述するスロードライステップ（ステップＳ７−１）の終了時の液膜よりも厚い状態のことを意味する。
リンス処理が終了した後、ウエハＷが乾燥処理される（ステップＳ７）。この乾燥処理の工程は、図４に示すように、ウエハＷに純水を吐出しながら、ウエハＷの回転数をリンス処理時より低下させるスロードライステップ（ステップＳ７−１）と、ウエハＷにＩＰＡ液を吐出するＩＰＡドライステップ（ステップＳ７−２）と、ウエハＷに窒素ガスを吐出するＮ２ドライステップ（ステップＳ７−３）とを有している。
まず、リンス処理が終了したウエハＷの中心部に純水を吐出しながら、ウエハＷの回転数を低下させる（ステップＳ７−１ａ）。
ウエハＷの回転数が、第１の回転数（３０〜１００ｒｐｍ）まで低下した後、ノズル駆動部３５により、洗浄液ノズル３０を、純水を吐出しながらウエハＷの中心部に対応する位置から周縁部に対応する位置に向けて移動（スキャン）させる。このことにより、純水の多くを、図５に示すように、洗浄液ノズル３０の移動に伴い、ウエハＷの中心部から周縁部に向けて移動させることができる。この洗浄液ノズル３０のスキャン開始後、洗浄液ノズル３０がウエハＷの中心部と周縁部との間の所定の途中位置に達するまでの間、ウエハＷの回転数を、更に低下させる（ステップＳ７−１ｂ）。このことにより、洗浄液ノズル３０がウエハＷの周縁部に対応する位置に近づくにつれてウエハＷの回転数が低下し、ウエハＷに吐出された純水が、スピンチャック２０の保持部材２２等に当たってはね返ることを防止することができる。
次に、図４に示すように、ウエハＷの回転数が、第１の回転数よりも低い第２の回転数（１０〜３０ｒｐｍ）まで低下した後、ウエハＷの回転数が、この第２の回転数に維持される（ステップＳ７−１ｃ）。この間、洗浄液ノズル３０は、純水を吐出しながら、ウエハＷの周縁部に対応する位置に向けて移動している。
その後、洗浄液ノズル３０がウエハＷの周縁部に対応する位置に達して停止すると共に、リンス液開閉弁５３が閉じられて、ウエハＷに対する純水の供給を停止し、ウエハＷの回転数が、所定時間、この第２の回転数に維持される（ステップＳ７−１ｄ）。このことにより、ウエハＷの周縁部に集められた純水の多くを、ウエハＷの周縁外方に押し出すことができる。なお、この場合においても、ウエハＷの表面全体には、純水の薄い液膜が、その表面張力により残っている。つまり薄い液膜を残しながら、フッ化アンモニウムを含んだ大部分の純水をウエハＷの表面からウエハＷの周縁外方に効果的に押し出すことができる。このため、この後にウエハＷにＩＰＡ液を供給してウエハＷを乾燥処理した場合においても、フッ化アンモニウム等によるパーティクルが発生することを抑制することができる。この結果、ウエハＷの表面にパーティクルが発生することを抑制することができる。ここで、薄い液膜とは、前述したリンス処理工程（ステップＳ６）の終了時の液膜よりも薄い状態のことを意味する。
続いて、ＩＰＡドライステップ（Ｓ７−２）が行われる。
この場合、まず、乾燥液開閉弁６３が開き、乾燥液供給源６２から、乾燥液供給ライン６１および乾燥液ノズル３１を介して、ＩＰＡ液がウエハＷの表面周縁部に吐出される。ＩＰＡ液が吐出された後、ウエハＷの回転数を第２の回転数から上昇させる（ステップＳ７−２ａ）。
ウエハＷの回転数が第３の回転数（５００〜１０００ｒｐｍ）に達した後、乾燥液ノズル３１が、ウエハＷの周縁部に対応する位置から中心部に対応する位置に移動（スキャン）する（ステップＳ７−２ｂ、第１の工程）。この際、乾燥液ノズル３１の移動速度は、スロードライステップ（Ｓ７−１）における洗浄液ノズル３０の移動速度よりも大きくなっている。また、乾燥液ノズル３１は、スロードライステップ（Ｓ７−１）の終了後ウエハＷの中心部に対応する位置に移動することなく、ウエハＷの周縁部に対応する位置からスキャンを開始する。このことにより、ウエハＷの表面に残存している純水を、迅速にＩＰＡ液に置換することができる。また、ウエハＷの表面に残存している純水が少ないため、純水をＩＰＡ液に迅速に置換することができる。このため、ウエハＷの表面にパーティクルが発生することを抑制することができる。また、上述したように、ウエハＷの表面に残存している純水の液膜が薄いことにより、純水の置換に必要なＩＰＡ液の量を低減することができる。なお、乾燥液ノズル３１がスキャンしている間、ウエハＷの回転数は、上述の第３の回転数で一定に維持される。
乾燥液ノズル３１がウエハＷの中心部に対応する位置に達した後、乾燥液ノズル３１がこの位置に停止すると共に、ウエハＷの回転数が、上述のステップＳ７−２ｂ時の第３の回転数で、所定時間、維持される（ステップＳ７−２ｃ、第２の工程）。このように、ウエハＷの回転数が第２の回転数より高くなっていることにより、ウエハＷの表面全体に、ＩＰＡ液を迅速に供給することができる。
その後、乾燥液開閉弁６３が閉じられて、ウエハＷに対するＩＰＡ液の供給を停止すると共に、ウエハＷの回転数を低下させる（ステップＳ７−２ｄ）。
続いて、ウエハＷの回転数が第４の回転数（１００〜５００ｒｐｍ）に達した後、Ｎ２ドライステップ（Ｓ７−３）が行われる。すなわち、ガス開閉弁７３が開き、ガス供給源７２から、ガス供給ライン７１およびガスノズル３２を介して、窒素ガスがウエハＷの表面に吐出されると共に、ガスノズル３２が、ウエハＷの中心部に対応する位置から周縁部に対応する位置に向けて移動（スキャン）する（ステップＳ７−３ａ）。ガスノズル３２が、ウエハＷの周縁部に対応する位置に達した後、ガスノズル３２をこの位置で停止させながら、所定時間、窒素ガスが吐出される（ステップＳ７−３ｂ）。このことにより、ウエハＷの周縁部に残存しているＩＰＡ液を、確実に除去して、ウエハＷの周縁部を乾燥させることができる。また、Ｎ２ドライステップ（Ｓ７−３）においては、ウエハＷの回転数は、上述の第４の回転数で一定に維持される。このように、ＩＰＡドライステップ（Ｓ７−２）におけるウエハＷの第３の回転数よりも低下させることにより、窒素ガスが吐出される前に、ＩＰＡ液が、回転力によって、ウエハＷの表面から部分的に周縁外方に押し出されることを防止することができる。このため、Ｎ２ドライステップ（Ｓ７−３）において、ウエハＷの中心部から周縁部に向けてＩＰＡ液を除去して、ウエハＷの周縁部を乾燥させることができる。
このようにしてウエハＷの乾燥処理が終了する。その後、ウエハＷの回転数を低下させてウエハＷの回転を停止する。その後、ウエハＷを搬入する際の手順とは逆の手順で、図示しない搬送アームをウエハＷの下方に挿入して、ウエハＷを搬送アームに受け渡し、ウエハＷが搬出される。
このように本実施の形態によれば、ウエハＷのリンス液によるスロードライステップ（Ｓ７−１）の終了時にウエハＷの周縁部に対応する位置にあった乾燥液ノズル３１を、この位置から、ウエハＷの中心部に対応する位置に移動させながら、ウエハＷにＩＰＡ液が供給される。このことにより、ウエハＷの表面に残存している純水に、ＩＰＡ液の供給を開始するまでの時間を短縮することができると共に、ウエハＷの表面の全体に亘って、ＩＰＡ液を迅速に供給することができ、ウエハＷの表面上の純水を、ＩＰＡ液に迅速に置換することができる。また、ウエハＷの中心部に対応する位置に達した乾燥液ノズル３１をこの位置に停止させながら、ウエハＷの中心部に、所定時間、ＩＰＡ液が吐出される。このことにより、ウエハＷの表面上の純水をＩＰＡ液に置換するのに十分なＩＰＡ液を、ウエハＷの表面全体に亘って供給することができる。この結果、ウエハＷの表面に、パーティクルが発生することを抑制すると共に、ウエハＷの乾燥処理を迅速に行うことができる。
また、本実施の形態によれば、ウエハＷにＩＰＡ液を供給した後、ウエハＷの表面に、窒素ガスが供給されて、ウエハＷの表面上のＩＰＡ液が乾燥される。この場合、ウエハＷの表面上には、十分な量のＩＰＡ液が残っているため、窒素ガス供給時に、ＩＰＡ液を供給する必要がない。このことにより、ＩＰＡ液の使用量を低減することができる。
また、本実施の形態によれば、ＩＰＡドライステップ（Ｓ７−２）の後、ガスノズル３２をスキャンしながら、ウエハＷに窒素ガスが供給される（Ｎ２ドライステップ（Ｓ７−３））。このことにより、ウエハＷの表面に残存しているＩＰＡ液を迅速に乾燥させることができる。とりわけ、窒素ガス供給時にＩＰＡ液を供給されないため、ＩＰＡ液の液膜を薄くすることができ、ウエハに供給された窒素ガスによってウエハＷ上のＩＰＡ液がはねることを防止できる。このため、窒素ガス供給時のガスノズル３２のスキャン速度を高くすることができ、乾燥処理に要する時間を短縮することができる。
さらに、本実施の形態によれば、ウエハＷの回転数を低下させ、ウエハＷの回転数が第１の回転数まで低下した後、ウエハＷに純水を供給するリンス液供給位置を、ウエハＷの中心部から周縁部に向けて移動させながら、ウエハＷに純水を供給する。このことにより、薄い液膜を残しながら、フッ化アンモニウムを含んだウエハＷの表面上の純水の多くを、ウエハＷの周縁外方に押し出すことができる。このため、ウエハＷの表面に残存している純水の量を低減して、純水の置換に必要なＩＰＡ液の量を低減することができる。また、フッ化アンモニウムなどによるパーティクルが発生することを抑制することができる。この結果、ウエハＷの表面にパーティクルが発生することを抑制することができる。
以上、本発明による実施の形態について説明してきたが、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、種々の変形も可能である。以下、代表的な変形例について説明する。
本実施の形態においては、ＩＰＡドライステップ（Ｓ７−２）において、ウエハＷの回転数を５００〜１０００ｒｐｍに上昇させた後、乾燥液ノズル３１をウエハＷの周縁部に対応する位置から中心部に対応する位置に向けてスキャンを開始する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、ウエハＷの回転数を５００〜１０００ｒｐｍに向けて上昇させている間に、乾燥液ノズル３１をウエハＷの周縁部に対応する位置から中心部に対応する位置に向けてスキャンを開始するようにしても良い。この場合、ウエハＷの表面全体に、より一層迅速にＩＰＡ液を供給し、純水をＩＰＡ液により一層迅速に置換することができる。
また、本実施の形態においては、ウエハＷの回転数が第１の回転数まで低下した後、リンス液供給位置を、ウエハＷの中心部から周縁部に向けて移動させ、ウエハＷの回転数を更に低下させる例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、ウエハＷの回転数が第１の回転数（例えば、３０〜１００ｒｐｍ）まで低下した後、リンス液供給位置をウエハＷの中心部から周縁部に向けて移動させながら、ウエハＷの回転数を当該第１の回転数に維持するようにしても良い。すなわち、図４に示すリンス処理工程におけるステップＳ７−１ｂにおいて、洗浄液ノズル３０を、ウエハＷの中心部に対応する位置に停止させ、ステップＳ７−１ｃにおいて、洗浄液ノズル３０を、ウエハＷの中心部に対応する位置から周縁部に対応する位置に移動させる。このことにより、ウエハＷの表面上の純水の多くを、洗浄液ノズル３０の移動に伴い、ウエハＷの中心部から周縁部に向けて移動させ、ウエハＷの周縁外方に押し出すことができる。
また、本実施の形態においては、ＳＣ１液およびＤＨＦ液により、ウエハＷが薬液洗浄される例について説明したが、薬液洗浄に使用される薬液は、このことに限られることはなく、任意の薬液を使用することができる。
また、本実施の形態においては、ＳＣ１液による薬液洗浄の後、ウエハＷにＤＨＦ液を吐出して、ＤＨＦ液による薬液洗浄を行う例について説明したが、このことに限られることはなく、ＳＣ１液による薬液洗浄の後、ウエハＷの表面に純水を吐出してウエハＷの表面をリンス処理し、その後に、ＤＨＦ液による薬液洗浄を行うようにしても良い。
また、本実施の形態においては、リンス液として純水を用いる例について説明したが、使用するリンス液としては、純水に限られることはない。
また、本実施の形態においては、乾燥液としてＩＰＡ液を用いる例について説明したが、使用する乾燥液としては、ＩＰＡに限られることはない。また、ウエハＷに吐出されるＩＰＡ液は、液体状のものに限られることはなく、ミスト状（霧状）、噴流状のものであっても良い。さらには、ウエハＷに、加熱されたＩＰＡ液を供給するようにしても良い。
この場合、ＩＰＡ液の蒸発を促進させることができる。
なお、以上の説明においては、本発明による基板処理方法、この基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体８２、および基板処理装置１を、半導体ウエハＷの洗浄処理に適用した例を示している。しかしながらこのことに限られることはなく、ＬＣＤ基板またはＣＤ基板等、種々の基板等の洗浄に本発明を適用することも可能である。
１ 基板処理装置
１０ 処理容器
１１ 搬入出口
１２ シャッタ
２０ スピンチャック
２１ 回転プレート
２２ 保持部材
２５ 回転駆動部
２６ 回転駆動軸
３０ 洗浄液ノズル
３１ 乾燥液ノズル
３２ ガスノズル
３３ ノズルアーム
３４ ガイドレール
３５ ノズル駆動部
３６ 連結部材
３７ 昇降駆動部
３８ 昇降軸
４０ 薬液供給機構
４１ ＳＣ１供給ライン
４２ ＳＣ１供給源
４３ ＤＨＦ供給ライン
４４ ＤＨＦ供給源
４５ ＳＣ１開閉弁
４６ ＤＨＦ開閉弁
５０ リンス液供給機構
５１ リンス液供給ライン
５２ リンス液供給源
５３ リンス液開閉弁
６０ 乾燥液供給機構
６１ 乾燥液供給ライン
６２ 乾燥液供給源
６３ 乾燥液開閉弁
７０ 不活性ガス供給機構
７１ ガス供給ライン
７２ ガス供給源
７３ ガス開閉弁
８０ 制御部
８１ 入出力装置
８２ 記録媒体

Claims (15)

  1. 基板を薬液処理する工程と、
    前記薬液処理する工程の後、前記基板を回転させながら、洗浄液ノズルを介して当該基板にリンス液を供給する工程と、
    前記リンス液を供給する工程の後、前記基板を回転させながら、乾燥液ノズルを介して当該基板に乾燥液を供給する工程と、
    前記乾燥液を供給する工程の後、前記基板を回転させながら、ガスノズルを介して当該基板に不活性ガスを供給する工程と、を備え、
    前記リンス液を供給する工程において、前記洗浄液ノズルは、リンス液を前記基板の中心部に供給し、その後、リンス液を供給しながら当該基板の当該中心部に対応する位置から周縁部に対応する位置に移動して当該周縁部に対応する位置に停止し、
    前記乾燥液を供給する工程は、前記乾燥液ノズルを、乾燥液を供給しながら前記基板の前記周縁部に対応する位置から前記中心部に対応する位置に移動させる第１の工程と、前記第１の工程の後、乾燥液を供給しながら当該乾燥液ノズルを当該基板の当該中心部に対応する位置に所定時間停止させる第２の工程と、を有し、
    前記不活性ガスを供給する工程において、前記ガスノズルは、不活性ガスを供給しながら前記基板の前記中心部に対応する位置から当該基板の前記周縁部に対応する位置に移動することを特徴とする基板処理方法。
  2. 前記リンス液を供給する工程において、リンス液を前記基板の前記中心部に供給する際の当該基板の回転数よりも当該基板の回転数を低下させた後、前記洗浄液ノズルが移動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. リンス液を供給しながら前記洗浄液ノズルを移動させる際、前記乾燥液ノズルは、前記洗浄液ノズルとともに前記基板の前記中心部に対応する位置から前記周縁部に対応する位置に移動し、前記基板の前記周縁部に達した前記乾燥液ノズルは、前記乾燥液を供給する工程が開始されるまで当該周縁部に対応する位置に前記洗浄液ノズルとともに停止してい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. 前記乾燥液を供給する工程における前記乾燥液ノズルの移動速度は、前記リンス液を供給する工程における前記洗浄液ノズルの移動速度より大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理方法。
  5. 前記乾燥液を供給する工程において、前記第１の工程の前に、前記リンス液を供給する工程における前記洗浄液ノズルが前記基板の前記周縁部に対応する位置に停止した際の当該基板の回転数よりも前記基板の回転数を上昇させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理方法。
  6. 前記不活性ガスを供給する工程における前記基板の回転数は、前記乾燥液を供給する工程の前記第２の工程における当該基板の回転数よりも低下していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の基板処理方法。
  7. 前記洗浄液ノズル、前記乾燥液ノズル、および前記ガスノズルは、一体に移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の基板処理方法。
  8. 基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体であって、
    前記基板処理方法は、
    基板を薬液処理する工程と、
    前記薬液処理する工程の後、前記基板を回転させながら、洗浄液ノズルを介して当該基板にリンス液を供給する工程と、
    前記リンス液を供給する工程の後、前記基板を回転させながら、乾燥液ノズルを介して当該基板に乾燥液を供給する工程と、
    前記乾燥液を供給する工程の後、前記基板を回転させながら、ガスノズルを介して当該基板に不活性ガスを供給する工程と、を備え、
    前記リンス液を供給する工程において、前記洗浄液ノズルは、リンス液を前記基板の中心部に供給し、その後、リンス液を供給しながら当該基板の当該中心部に対応する位置から周縁部に対応する位置に移動して当該周縁部に停止し、
    前記乾燥液を供給する工程は、前記乾燥液ノズルを、乾燥液を供給しながら前記基板の前記周縁部に対応する位置から前記中心部に対応する位置に移動させる第１の工程と、前記第１の工程の後、乾燥液を供給しながら当該乾燥液ノズルを当該基板の当該中心部に対応する位置に所定時間停止させる第２の工程と、を有し、
    前記不活性ガスを供給する工程において、前記ガスノズルは、不活性ガスを供給しながら前記基板の前記中心部に対応する位置から当該基板の前記周縁部に対応する位置に移動することを特徴とする記録媒体。
  9. 基板を保持する回転自在な基板保持部と、
    前記基板保持部を回転駆動する回転駆動部と、
    前記基板保持部に保持された前記基板に薬液を供給する薬液供給機構と、
    前記基板保持部に保持された前記基板に、洗浄液ノズルを介してリンス液を供給するリンス液供給機構と、
    前記基板保持部に保持された前記基板に、乾燥液ノズルを介して乾燥液を供給する乾燥液供給機構と、
    前記基板保持部に保持された前記基板に、ガスノズルを介して不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構と、
    前記洗浄液ノズル、前記乾燥液ノズル、および前記ガスノズルを、前記基板の中心部に対応する位置と当該基板の周縁部に対応する位置との間で移動させるノズル駆動部と、
    前記回転駆動部、前記薬液供給機構、前記リンス液供給機構、前記乾燥液供給機構、前記不活性ガス供給機構、および前記ノズル駆動部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記リンス液供給機構により前記基板にリンス液を供給する際、前記洗浄液ノズルを、リンス液を供給させながら前記基板の中心部に対応する位置に停止させ、その後、リンス液を供給させながら当該基板の当該中心部に対応する位置から周縁部に対応する位置に移動させて当該周縁部に対応する位置に停止させ、前記乾燥液供給機構により前記基板に乾燥液を供給する際、前記乾燥液ノズルを、乾燥液を供給させながら前記基板の前記周縁部に対応する位置から前記中心部に対応する位置に移動させる第１の工程と、前記第１の工程の後、乾燥液を供給させながら当該乾燥液ノズルを当該基板の当該中心部に対応する位置に所定時間停止させる第２の工程と、を行い、前記不活性ガス供給機構により前記基板に不活性ガスを供給する際、前記ガスノズルを、不活性ガスを供給させながら前記基板の中心部に対応する位置から当該基板の前記周縁部に対応する位置に移動させる、ように、前記リンス液供給機構、前記乾燥液供給機構、前記不活性ガス供給機構、および前記ノズル駆動部を制御することを特徴とする基板処理装置。
  10. 前記制御部は、前記リンス液供給機構により前記基板にリンス液を供給する際、前記洗浄液ノズルを前記基板の前記中心部に対応する位置に停止させた際の当該基板の回転数よりも当該基板の回転数を低下させた後、前記洗浄液ノズルを移動させるように前記回転駆動部および前記ノズル駆動部を制御することを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 前記制御部は、リンス液を供給しながら前記洗浄液ノズルを移動させる際、前記乾燥液ノズルを前記洗浄液ノズルとともに前記基板の前記中心部に対応する位置から前記周縁部に対応する位置に移動させ、前記基板の前記周縁部に達した前記乾燥液ノズルを、前記乾燥液供給機構により前記基板への乾燥液の供給を開始するまで当該周縁部に対応する位置に前記洗浄液ノズルとともに停止させるように、前記ノズル駆動部を制御することを特徴とする請求項９または１０に記載の基板処理装置。
  12. 前記制御部は、前記乾燥液供給機構により前記基板に乾燥液を供給する際の前記乾燥液ノズルの移動速度を、前記リンス液供給機構により前記基板にリンス液を供給する際の前記洗浄液ノズルの移動速度より大きくするように、前記ノズル駆動部を制御することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の基板処理装置。
  13. 前記制御部は、前記乾燥液供給機構により前記基板に乾燥液を供給する際、前記第１の工程の前に、当該基板にリンス液を供給している前記洗浄液ノズルが前記基板の前記周縁部に対応する位置に停止した際の当該基板の回転数よりも当該基板の回転数を上昇させるように、前記回転駆動部を制御することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の基板処理装置。
  14. 前記制御部は、前記不活性ガス供給機構により前記基板に不活性ガスを供給する際の当該基板の回転数を、前記乾燥液供給機構により前記基板に乾燥液を供給する際の前記第２の工程における当該基板の回転数より低下させるように、前記回転駆動部を制御することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の基板処理装置。
  15. 前記洗浄液ノズル、前記乾燥液ノズル、および前記ガスノズルは、ノズルアームを介して前記ノズル駆動部に連結され、一体に移動することを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載の基板処理装置。
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