JP6000822B2 - 基板洗浄方法および基板洗浄システム - Google Patents

Description

開示の実施形態は、基板洗浄方法および基板洗浄システムに関する。

従来、シリコンウェハや化合物半導体ウェハ等の基板に付着したパーティクルの除去を行う基板洗浄装置が知られている。

この種の基板洗浄装置としては、基板の主面に液体や気体等の流体を供給することによって生じる物理力を利用してパーティクルを除去するものがある。また、基板の主面にＳＣ１等の薬液を供給し、供給した薬液が持つ化学的作用（たとえば、エッチング作用）を利用してパーティクルを除去する基板洗浄装置も知られている。また、基板の主面だけでなく、基板の裏面に対しても洗浄等の処理を行う場合もある（特許文献１参照）。

特開２０００−１５６３６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術には、裏面処理中に液が飛散したり回り込んだりすることによって、基板の主面が汚染されるおそれがあった。

実施形態の一態様は、基板の主面の汚染を防止しつつ、基板の他の面を処理することのできる基板洗浄方法および基板洗浄システムを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板洗浄方法は、第１供給工程と、裏面洗浄処理工程と、第２供給工程と、リンス処理工程とを含む。第１供給工程では、第１チャンバにおいて、揮発成分を含み基板の回路形成面である主面全面に膜を形成するための処理液を基板へ供給する。裏面洗浄処理工程では、第２チャンバにおいて、処理液から揮発成分が揮発することによって固化または硬化して形成された膜で基板の主面全面が覆われた状態で、基板の主面の反対側の面である裏面を洗浄処理する。第２供給工程では、裏面洗浄処理工程後において、第２チャンバにおいて、基板の主面に付着したパーティクルとともに膜の全てを除去する除去液を基板へ供給する。リンス処理工程は、第２供給工程後において、第２チャンバにおいて、基板の主面のリンス処理を行う。

実施形態の一態様によれば、基板の主面の汚染を防止しつつ、基板の他の面を処理することができる。また、パターン倒れや下地膜の侵食を抑えつつ、基板に付着したパーティクルを除去することができる。

図１は、第１の実施形態に係る基板洗浄システムの概略構成を示す模式図である。 図２Ａは、基板洗浄方法の説明図である。 図２Ｂは、基板洗浄方法の説明図である。 図２Ｃは、基板洗浄方法の説明図である。 図３は、第１処理部の構成を示す模式図である。 図４は、第２処理部の構成を示す模式図である。 図５は、基板洗浄装置が実行する基板洗浄処理の処理手順を示すフローチャートである。 図６Ａは、第１処理部の動作説明図である。 図６Ｂは、第１処理部の動作説明図である。 図６Ｃは、第１処理部の動作説明図である。 図７Ａは、第２処理部の動作説明図である。 図７Ｂは、第２処理部の動作説明図である。 図８Ａは、第２処理部の動作説明図である。 図８Ｂは、第２処理部の動作説明図である。 図８Ｃは、第２処理部の動作説明図である。 図９は、第２の実施形態に係る第２処理部の構成を示す模式図である。 図１０Ａは、第２処理部が備える回転保持機構の変形例を示す模式図である。 図１０Ｂは、第２処理部が備える回転保持機構の変形例を示す模式図である。 図１１Ａは、ウェハの持ち替えタイミングを示す図である。 図１１Ｂは、ウェハの持ち替えタイミングの他の例を示す図である。 図１１Ｃは、ウェハの持ち替えタイミングの他の例を示す図である。 図１２Ａは、第１処理部に揮発促進機能を設ける場合の変形例を示す図である。 図１２Ｂは、第１処理部に揮発促進機能を設ける場合の変形例を示す図である。 図１３は、第５の実施形態に係る基板洗浄システムの概略構成を示す模式図である。 図１４は、第３処理部の構成の一例を示す模式図である。 図１５Ａは、裏面洗浄処理の変形例の説明図である。 図１５Ｂは、裏面洗浄処理の変形例の説明図である。 図１５Ｃは、裏面洗浄処理の変形例の説明図である。 図１６は、第７の実施形態に係る基板洗浄装置の構成を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板洗浄方法および基板洗浄システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
＜基板洗浄システムの概略構成＞
まず、第１の実施形態に係る基板洗浄システムの概略構成について図１を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る基板洗浄システムの概略構成を示す図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。また、以下では、Ｘ軸負方向側を基板洗浄システムの前方、Ｘ軸正方向側を基板洗浄システムの後方と規定する。

図１に示すように、基板洗浄システム１００は、搬入出ステーション１と、搬送ステーション２と、処理ステーション３とを備える。これら搬入出ステーション１、搬送ステーション２および処理ステーション３は、基板洗浄システム１００の前方から後方へ、搬入出ステーション１、搬送ステーション２および処理ステーション３の順で配置される。

搬入出ステーション１は、複数枚（たとえば、２５枚）のウェハＷを水平状態で収容するキャリアＣが載置される場所であり、たとえば４個のキャリアＣが搬送ステーション２の前壁に密着させた状態で左右に並べて載置される。

搬送ステーション２は、搬入出ステーション１の後方に配置され、内部に基板搬送装置２１と基板受渡台２２とを備える。かかる搬送ステーション２では、基板搬送装置２１が、搬入出ステーション１に載置されたキャリアＣと基板受渡台２２との間でウェハＷの受け渡しを行う。

処理ステーション３は、搬送ステーション２の後方に配置される。かかる処理ステーション３には、中央部に基板搬送装置３１が配置される。

また、処理ステーション３には、基板洗浄装置７が配置される。かかる基板洗浄装置７は、第１処理部５と、この第１処理部５と異なる処理部を構成する第２処理部６とを備える。

第１処理部５および第２処理部６は、基板搬送装置３１の左右両側にそれぞれ配置される。処理ステーション３には、かかる第１処理部５および第２処理部６のペアが、前後方向に並べて合計６個配置される。なお、第１処理部５および第２処理部６の配置は、図示のものに限定されない。

かかる処理ステーション３では、基板搬送装置３１が、搬送ステーション２の基板受渡台２２、第１処理部５および第２処理部６間でウェハＷを１枚ずつ搬送し、各基板洗浄装置７の第１処理部５および第２処理部６が、ウェハＷに対して１枚ずつ基板洗浄処理を行う。

また、基板洗浄システム１００は、制御装置８を備える。制御装置８は、基板洗浄システム１００の動作を制御する装置である。かかる制御装置８は、たとえばコンピュータであり、図示しない制御部と記憶部とを備える。記憶部には、基板洗浄処理等の各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部は記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板洗浄システム１００の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置８の記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

なお、図１では、便宜上、制御装置８が、基板洗浄システム１００の外部に設けられる場合を示しているが、制御装置８は、基板洗浄システム１００の内部に設けられてもよい。たとえば、制御装置８は、第１処理部５または第２処理部６の上部スペースに収容することができる。

このように構成された基板洗浄システム１００では、まず、搬送ステーション２の基板搬送装置２１が、搬入出ステーション１に載置されたキャリアＣから１枚のウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを基板受渡台２２に載置する。基板受渡台２２に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置３１によって第１処理部５へ搬入され、その後、第２処理部６へ搬入される。これら第１処理部５および第２処理部６において行われる基板洗浄処理の詳細については、後述する。

第１処理部５および第２処理部６によって洗浄されたウェハＷは、基板搬送装置３１により第２処理部６から搬出され、基板受渡台２２に再び載置される。そして、基板受渡台２２に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置２１によってキャリアＣに戻される。

ここで、従来の基板洗浄装置においては、物理力を利用したパーティクル除去や薬液の化学的作用を利用したパーティクル除去を行っていた。しかしながら、これらの手法では、ウェハの主面に形成されたパターンが物理力によって倒壊したり、エッチング作用等によってウェハの下地膜が侵食されたりするおそれがあった。

そこで、第１の実施形態に係る基板洗浄装置７では、これらの手法に代えて、処理液の体積変化を利用したパーティクル除去を行うことで、パターン倒れや下地膜の侵食を抑えつつ、ウェハＷに付着したパーティクルを除去することとした。

＜基板洗浄方法の内容＞
次に、第１の実施形態に係る基板洗浄装置７が行う基板洗浄方法の内容について図２Ａ〜図２Ｃを参照して説明する。図２Ａ〜図２Ｃは、基板洗浄方法の説明図である。なお、以下においては、ウェハＷの回路形成面を「主面」とし、主面と反対側の面を「裏面」とする。

図２Ａに示すように、第１の実施形態では、処理液として、揮発成分を含みウェハＷの主面全面に膜を形成するための処理液（以下、「成膜用処理液」と記載する）を用いる。具体的には、ウェハＷ上にトップコート膜を形成するための成膜用処理液（以下、「トップコート液」と記載する）を用いることとした。なお、トップコート膜とは、レジスト膜への液浸液の浸み込みを防ぐためにレジスト膜の表面に塗布される保護膜である。液浸液は、たとえばリソグラフィ工程における液浸露光に用いられる液体である。

図２Ａに示すように、基板洗浄装置７は、トップコート液をウェハＷ上に供給する。ウェハＷ上に供給されたトップコート液は、その内部に含まれる揮発成分が揮発することによって体積収縮を起こす。さらに、トップコート液には、固化または硬化する際に体積が収縮する性質を有するアクリル樹脂が含まれており、かかるアクリル樹脂の硬化収縮によってもトップコート液の体積収縮が引き起こされる。なお、ここでいう「固化」とは、固体化することを意味し、「硬化」とは、分子同士が連結して高分子化すること（たとえば架橋や重合等）を意味する。

そして、トップコート液は、体積収縮を起こしながら固化または硬化していき、トップコート膜となる。このとき、トップコート液の体積収縮により生じる歪み（引っ張り力）によって、パターン等に付着したパーティクルは、パターン等から引き離される（図２Ｂ参照）。

トップコート液は、揮発成分の揮発およびアクリル樹脂の硬化収縮によって体積収縮が引き起こされるため、揮発成分のみを含む成膜用処理液と比べて収縮率が大きく、パーティクルを強力に引き離すことができる。特に、アクリル樹脂は、エポキシ樹脂等の他の樹脂と比較して硬化収縮率が大きいため、パーティクルに引っ張り力を与えるという点で有効である。

その後、基板洗浄装置７は、トップコート膜を溶解させる除去液をトップコート膜上に供給することによって、トップコート膜を溶解させてパーティクルとともにウェハＷから除去する。これにより、パーティクルは、ウェハＷから除去される。

このように、第１の実施形態では、成膜用処理液の体積変化を利用してパーティクルの除去を行う。これにより、従来の物理力を利用したパーティクル除去と比較して、弱い力でパーティクルを除去することができるため、パターン倒れを抑制することができる。また、化学的作用を利用することなくパーティクル除去を行うため、エッチング作用等による下地膜の侵食を抑えることもできる。したがって、第１の実施形態に係る基板洗浄方法によれば、パターン倒れや下地膜の侵食を抑えつつ、ウェハＷに付着したパーティクルを除去することができる。

また、第１の実施形態に係る基板洗浄方法によれば、物理力を利用した基板洗浄方法では除去が困難であった、粒子径が小さいパーティクルやパターンの隙間に入り込んだパーティクルも容易に除去することができる。

また、第１の実施形態では、除去液としてアルカリ性を有するものを用いることで、パーティクルの除去効率を高めることとしている。具体的には、アルカリ現像液を除去液として用いることとしている。アルカリ現像液としては、たとえばアンモニア、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ：Tetra Methyl Ammonium Hydroxide）、コリン水溶液の少なくとも一つを含んでいればよい。

アルカリ現像液を供給することにより、ウェハＷやパターンの表面とパーティクルの表面とには、図２Ｃに示すように、同一極性（ここでは、マイナス）のゼータ電位が生じる。トップコート液の体積変化によってウェハＷ等から引き離されたパーティクルは、ウェハＷ等と同一極性のゼータ電位に帯電することで、ウェハＷ等と反発し合うようになる。これにより、パーティクルのウェハＷ等への再付着が防止される。

このように、トップコート液の体積収縮を利用してウェハＷ等からパーティクルを引き離した後、アルカリ現像液を供給して、トップコート膜を溶解しつつウェハＷ等とパーティクルとに同一極性のゼータ電位を生じさせる。これにより、パーティクルの再付着が防止されるため、パーティクルの除去効率をより高めることができる。

なお、ここではトップコート液の体積収縮を利用する場合の例について説明したが、パーティクルを除去するためには、処理液の体積変化によって歪み（引っ張り力）が生じればよく、体積収縮に限定されない。すなわち、トップコート液に含まれる樹脂が固化または硬化する際に体積が膨張する性質を有する場合には、固化または硬化する際にトップコート液の体積膨張が起こり、これにより生じる歪み（引っ張り力）によってパーティクルを除去することができる。

ウェハＷに対して供給されるトップコート液等の成膜用処理液は、最終的にはウェハＷから全て取り除かれる。したがって、洗浄後のウェハＷは、トップコート液を塗布する前の状態、具体的には、回路形成面が露出した状態となる。

＜基板洗浄装置の構成および動作＞
次に、基板洗浄装置７の構成および動作について具体的に説明する。まず、第１処理部５の構成について図３を参照して説明する。図３は、第１処理部５の構成を示す模式図である。なお、図３では、第１処理部５の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図３に示すように、第１処理部５は、第１チャンバ５１内に、第１基板保持部５２と、液供給部５３，５４，５５と、回収カップ５６とを備える。

第１基板保持部５２は、ウェハＷを吸着保持する吸着保持部５２１と、吸着保持部５２１を支持する支柱部材５２２と、支柱部材５２２を回転させる駆動部５２３を備える。

吸着保持部５２１は、真空ポンプなどの吸気装置に接続され、かかる吸気装置の吸気によって発生する負圧を利用してウェハＷの裏面を吸着することによってウェハＷを水平に保持する。かかる吸着保持部５２１としては、たとえばポーラスチャックを用いることができる。

支柱部材５２２は、吸着保持部５２１の下部に設けられており、軸受５２４を介して第１チャンバ５１および回収カップ５６に回転可能に支持される。

駆動部５２３は、支柱部材５２２の下部に設けられ、支柱部材５２２を鉛直軸まわりに回転させる。これにより、吸着保持部５２１に吸着保持されたウェハＷが回転する。

液供給部５３，５４は、ウェハＷの外方からウェハＷの上方に移動し、第１基板保持部５２によって保持されたウェハＷの主面へ向けて処理液を供給する。具体的には、各液供給部５３，５４は、処理液を吐出するノズル５３１，５４１と、ノズル５３１，５４１を水平に支持するアーム５３２，５４２と、アーム５３２，５４２を旋回および昇降させる旋回昇降機構５３３，５４３とを備える。

液供給部５３は、所定の薬液（ここでは、ＤＨＦとする）、リンス液の一種であるＤＩＷ（純水）および乾燥溶媒の一種であるＩＰＡ（イソプロピルアルコール）をウェハＷへ供給する。ＤＨＦは希フッ酸である。

具体的には、液供給部５３には、バルブ１２１を介してＤＨＦ供給源１１１が、バルブ１２２を介してＤＩＷ供給源１１２が、バルブ１２３を介してＩＰＡ供給源１１３がそれぞれ接続される。そして、液供給部５３は、これらＤＨＦ供給源１１１、ＤＩＷ供給源１１２およびＩＰＡ供給源１１３から供給されるＤＨＦ、ＤＩＷおよびＩＰＡをウェハＷの主面へ供給する。

液供給部５４は、成膜用処理液であるトップコート液をウェハＷへ供給する。具体的には、液供給部５４には、バルブ１２４を介して成膜用処理液供給源１１４が接続され、かかる成膜用処理液供給源１１４から供給されるトップコート液をウェハＷの主面に供給する。

液供給部５５は、たとえば回収カップ５６の底部に設けられ、ウェハＷの裏面側の周縁部に対してアルカリ現像液を供給する。具体的には、液供給部５５には、バルブ１２５を介して除去液供給源１１５が接続され、かかる除去液供給源１１５から供給されるアルカリ現像液をウェハＷの裏面側の周縁部に供給する。かかる液供給部５５は、ウェハＷのベベル部や周縁部に付着したトップコート液あるいはトップコート膜を除去するために用いられる。かかる点については後述する。

回収カップ５６は、処理液の周囲への飛散を防止するために、第１基板保持部５２を取り囲むように配置される。かかる回収カップ５６の底部には、排液口５６１が形成されており、回収カップ５６によって捕集された処理液は、かかる排液口５６１から第１処理部５の外部に排出される。

つづいて、第２処理部６の構成について図４を参照して説明する。図４は、第２処理部６の構成を示す模式図である。

図４に示すように、第２処理部６は、第２チャンバ６１内に、第２基板保持部６２と、液供給部６３と、回収カップ６４と、気流形成ユニット６５とを備える。

第２基板保持部６２は、ウェハＷを回転可能に保持する回転保持機構６２１と、かかる回転保持機構６２１の中空部６２１ｄに挿通され、ウェハＷの裏面に気体を供給する流体供給部６２２とを備える。

回転保持機構６２１は、第２チャンバ６１の略中央に設けられる。かかる回転保持機構６２１の上面には、ウェハＷの周縁部を把持する把持部６２１ａが設けられており、ウェハＷは、かかる把持部６２１ａによって回転保持機構６２１の上面からわずかに離間した状態で水平に保持される。

また、回転保持機構６２１は、駆動機構６２１ｂを備え、かかる駆動機構６２１ｂによって鉛直軸まわりに回転する。具体的には、駆動機構６２１ｂは、モータ６２１ｂ１と、モータ６２１ｂ１の出力軸に取り付けられたプーリ６２１ｂ２と、プーリ６２１ｂ２および回転保持機構６２１の外周部に捲回されたベルト６２１ｂ３とを備える。

かかる駆動機構６２１ｂは、モータ６２１ｂ１の回転によってプーリ６２１ｂ２を回転させ、かかるプーリ６２１ｂ２の回転をベルト６２１ｂ３によって回転保持機構６２１へ伝達することで、回転保持機構６２１を鉛直軸まわりに回転させる。そして、回転保持機構６２１が回転することによって、回転保持機構６２１に保持されたウェハＷが回転保持機構６２１と一体に回転する。なお、回転保持機構６２１は、軸受６２１ｃを介して第２チャンバ６１および回収カップ６４に回転可能に支持される。

流体供給部６２２は、回転保持機構６２１の中央に形成された中空部６２１ｄに挿通された長尺状の部材である。流体供給部６２２の内部には、流路６２２ａが形成される。かかる流路６２２ａには、バルブ１２８を介してＮ２供給源１１８が、バルブ１２９を介してＳＣ１供給源１１９がそれぞれ接続されている。流体供給部６２２は、これらＮ２供給源１１８およびＳＣ１供給源１１９から供給されるＮ２ガスおよびＳＣ１（アンモニア過水）を流路６２２ａを介してウェハＷの裏面へ供給する。

ここで、バルブ１２８を介して供給されるＮ２ガスは、高温（たとえば、９０℃程度）のＮ２ガスであり、後述する揮発促進処理に用いられる。

流体供給部６２２は、ウェハＷの受け渡しを行う際にも用いられる。具体的には、流体供給部６２２の基端部には、流体供給部６２２を鉛直方向に移動させる昇降機構６２２ｂが設けられる。また、流体供給部６２２の上面には、ウェハＷを支持するための支持ピン６２２ｃが設けられる。

第２基板保持部６２は、基板搬送装置３１（図１参照）からウェハＷを受け取る場合には、昇降機構６２２ｂを用いて流体供給部６２２を上昇させた状態で、支持ピン６２２ｃの上部にウェハＷを載置させる。その後、第２基板保持部６２は、流体供給部６２２を所定の位置まで降下させた後、回転保持機構６２１の把持部６２１ａにウェハＷを渡す。また、第２基板保持部６２は、処理済みのウェハＷを基板搬送装置３１へ渡す場合には、昇降機構６２２ｂを用いて流体供給部６２２を上昇させ、把持部６２１ａに把持されたウェハＷを支持ピン６２２ｃ上に載置させる。そして、第２基板保持部６２は、支持ピン６２２ｃ上に載置させたウェハＷを基板搬送装置３１へ渡す。

液供給部６３は、ウェハＷの外方からウェハＷの上方に移動し、第２基板保持部６２によって保持されたウェハＷの主面へ向けて処理液を供給する。液供給部６３は、第１処理部５の液供給部５３，５４と同様、処理液を吐出するノズル６３１と、ノズル６３１を水平に支持するアーム６３２と、アーム６３２を旋回および昇降させる旋回昇降機構６３３とを備える。

かかる液供給部６３は、除去液であるアルカリ現像液のウェハＷへの供給およびリンス液の一種であるＤＩＷをウェハＷの主面へ供給する。具体的には、液供給部６３には、バルブ１２６を介して除去液供給源１１６が、バルブ１２７を介してＤＩＷ供給源１１７がそれぞれ接続され、これらの供給源から供給されるアルカリ現像液やＤＩＷをウェハＷの主面に供給する。

回収カップ６４は、処理液の周囲への飛散を防止するために、回転保持機構６２１を取り囲むように配置される。かかる回収カップ６４の底部には、排液口６４１が形成されており、回収カップ６４によって捕集された処理液は、かかる排液口６４１から第２処理部６の外部に排出される。また、回収カップ６４の底部には、排気口６４２が形成されており、流体供給部６２２によって供給されるＮ２ガスあるいは後述する気流形成ユニット６５から第２処理部６内に供給される気体が、かかる排気口６４２から第２処理部６の外部に排出される。

また、第２チャンバ６１の底部には、排気口６１１が形成されており、かかる排気口６１１には、減圧装置６６が接続される。減圧装置６６は、たとえば真空ポンプであり、第２チャンバ６１内を吸気により減圧状態にする。

気流形成ユニット６５は、第２チャンバ６１の天井部に取り付けられており、第２チャンバ６１内にダウンフローを形成する気流発生部である。具体的には、気流形成ユニット６５は、ダウンフローガス供給管６５１と、かかるダウンフローガス供給管６５１に連通するバッファ室６５２とを備える。ダウンフローガス供給管６５１は、図示しないダウンフローガス供給源と接続する。また、バッファ室６５２の底部には、バッファ室６５２と第２チャンバ６１内とを連通する複数の連通口６５２ａが形成される。

かかる気流形成ユニット６５は、ダウンフローガス供給管６５１を介してダウンフローガス（たとえば、清浄気体やドライエアなど）をバッファ室６５２へ供給する。そして、気流形成ユニット６５は、バッファ室６５２に供給されたダウンフローガスを複数の連通口６５２ａを介して第２チャンバ６１内に供給する。これにより、第２チャンバ６１内には、ダウンフローが形成される。第２チャンバ６１内に形成されたダウンフローは、排気口６４２および排気口６１１から第２処理部６の外部に排出される。

次に、基板洗浄装置７の具体的動作について説明する。図５は、基板洗浄装置７が実行する基板洗浄処理の処理手順を示すフローチャートである。また、図６Ａ〜図６Ｃは、第１処理部５の動作説明図であり、図７Ａ，図７Ｂおよび図８Ａ〜８Ｃは、第２処理部６の動作説明図である。より詳細には、図６Ａ〜図６Ｃは、図５における成膜用処理液供給処理（ステップＳ１０５）の動作例を、図７Ａには、図５における揮発促進処理（ステップＳ１０８）の動作例を、図７Ｂには、図５における裏面洗浄処理（ステップＳ１０９）の動作例を示している。

また、図８Ａには、図５における除去液供給処理（ステップＳ１１０）の動作例を、図８Ｂには、図５におけるリンス処理（ステップＳ１１１）の動作例を、図８Ｃには、図５における乾燥処理（ステップＳ１１２）の動作例を示している。なお、図５に示す各処理手順は、制御装置８の制御に基づいて行われる。

第１の実施形態に係る基板洗浄装置７では、第１処理部５において第１搬入処理（ステップＳ１０１）から第１搬出処理（ステップＳ１０６）までの処理が行われ、第２処理部６において第２搬入処理（ステップＳ１０７）から第２搬出処理（ステップＳ１１３）までの処理が行われる。

図５に示すように、第１処理部５では、まず、第１搬入処理が行われる（ステップＳ１０１）。かかる第１搬入処理では、回収カップ５６が降下し、基板搬送装置３１が吸着保持部５２１上にウェハＷを載置した後、かかるウェハＷを吸着保持部５２１が吸着保持する。このときウェハＷは、回路形成面が上向きの状態で吸着保持部５２１に保持される。その後、駆動部５２３によって第１基板保持部５２が回転する。これにより、ウェハＷは、第１基板保持部５２に水平保持された状態で第１基板保持部５２とともに回転する。

つづいて、第１処理部５では、薬液処理が行われる（ステップＳ１０２）。かかる薬液処理では、液供給部５３のノズル５３１がウェハＷの中央上方に位置する。その後、ノズル５３１からウェハＷの主面へ洗浄液であるＤＨＦが供給される。ウェハＷの主面へ供給されたＤＨＦは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの主面に広がる。これにより、ウェハＷの主面全体の不要な膜がＤＨＦにより溶解される。すなわち、ウェハＷ主面の下地膜の表面やパーティクルの表面がＤＨＦによって溶解されることにより、パーティクルの付着力が弱まるため、パーティクルを除去し易い状態にすることができる。

なお、薬液処理に用いられる薬液は、ウェハＷやウェハＷ上に構成される材料あるいはウェハＷ上に付着する異物を溶解する薬液であればよく、ＤＨＦに限定されない。ここで、「ウェハＷ上に構成される材料」とは、たとえばウェハＷの下地膜であり、「ウェハＷ上に付着する異物」とは、たとえば粒子状の金属系汚染物（パーティクル）である。このような薬液としては、ＤＨＦ以外に、たとえばフッ化アンモニウム、塩酸、硫酸、過酸化水素水、リン酸、酢酸、硝酸、水酸化アンモニウム等がある。

つづいて、第１処理部５では、ウェハＷの主面をＤＩＷですすぐリンス処理が行われる（ステップＳ１０３）。かかるリンス処理では、バルブ１２２（図３参照）が所定時間開放されることによって、液供給部５３のノズル５３１から回転するウェハＷの主面へＤＩＷが供給され、ウェハＷ上に残存するＤＨＦが洗い流される。

つづいて、第１処理部５では、置換処理が行われる（ステップＳ１０４）。かかる置換処理では、バルブ１２３（図３参照）が所定時間開放されることによって、液供給部５３のノズル５３１から回転するウェハＷの主面へＩＰＡが供給され、ウェハＷ上のＤＩＷがＩＰＡに置換される。その後、ウェハＷ上にＩＰＡが残存した状態でウェハＷの回転が停止する。置換処理が完了すると、ノズル５３１がウェハＷの外方へ移動する。

つづいて、第１処理部５では、成膜用処理液供給処理が行われる（ステップＳ１０５）。かかる成膜用処理液供給処理では、液供給部５４のノズル５４１がウェハＷの中央上方に位置する。その後、図６Ａに示すように、成膜用処理液であるトップコート液が、レジスト膜が形成されていない回路形成面であるウェハＷの主面へノズル５３１から供給される。

ウェハＷの主面へ供給されたトップコート液は、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの主面に広がる。これにより、図６Ｂに示すように、ウェハＷの主面全体にトップコート液の液膜が形成される。このとき、ウェハＷの主面は、ステップＳ１０４においてウェハＷ上に供給されたＩＰＡによって濡れ性が高められた状態となっている。これにより、トップコート液を短時間でウェハＷの主面に広げることができるため、トップコート液の使用量削減および成膜用処理液供給処理の処理時間の短縮化を図ることができる。

そして、ウェハＷの回転によって揮発成分が揮発することにより、トップコート液が固化する。これにより、ウェハＷの主面全体にトップコート膜が形成される。成膜用処理液供給処理が完了すると、ノズル５３１がウェハＷの外方へ移動する。なお、ここでは、ウェハＷにＩＰＡを供給して濡れ性を高めることとしたが、ウェハＷに供給する有機溶剤は、ＩＰＡ以外の有機溶剤であってもよい。

ところで、ウェハＷの主面に供給されたトップコート液は、図６Ｂに示すように、ウェハＷの周縁部からウェハＷの裏面へわずかに回り込む。このため、ウェハＷのベベル部や裏面側の周縁部にもトップコート膜が形成された状態となる。

そこで、第１処理部５では、ノズル５３１からウェハＷの主面にトップコート液を供給した後、図６Ｃに示すように、液供給部５５からウェハＷの裏面側の周縁部に対して除去液（ここでは、アルカリ現像液）が供給される。かかるアルカリ現像液は、ウェハＷの裏面側の周縁部に供給された後、ウェハＷのベベル部から主面側の周縁部へ回り込む。これにより、ウェハＷの裏面側の周縁部、ベベル部および主面側の周縁部に付着したトップコート膜あるいはトップコート液が除去される。その後、ウェハＷの回転が停止する。

つづいて、第１処理部５では、第１搬出処理が行われる（ステップＳ１０６）。かかる第１搬出処理では、回収カップ５６が降下し、第１基板保持部５２に保持されたウェハＷが基板搬送装置３１へ渡される。ウェハＷは、回路形成面上でトップコート液が固化してトップコート膜が形成された状態で第１処理部５から搬出される。

つづいて、第２処理部６では、第２搬入処理が行われる（ステップＳ１０７）。かかる第２搬入処理では、基板搬送装置３１が流体供給部６２２の支持ピン６２２ｃ上にウェハＷを載置した後、かかるウェハＷを回転保持機構６２１の把持部６２１ａが把持する。このときウェハＷは、回路形成面が上向きの状態で把持部６２１ａに把持される。その後、駆動機構６２１ｂによって回転保持機構６２１が回転する。これにより、ウェハＷは、回転保持機構６２１に水平保持された状態で回転保持機構６２１とともに回転する。

つづいて、第２処理部６では、揮発促進処理が行われる（ステップＳ１０８）。かかる揮発促進処理は、ウェハＷの主面全体に膜を形成するトップコート液に含まれる揮発成分のさらなる揮発を促進させる処理である。具体的には、図７Ａに示すように、バルブ１２８（図４参照）が所定時間開放されることによって、高温のＮ２ガスが流体供給部６２２から回転するウェハＷの裏面へ供給される。これにより、ウェハＷとともにトップコート液が加熱されて揮発成分の揮発が促進される。

また、減圧装置６６（図４参照）によって第２チャンバ６１内が減圧状態となる。これによっても、揮発成分の揮発を促進させることができる。さらに、基板洗浄処理中においては、気流形成ユニット６５からダウンフローガスが供給される。かかるダウンフローガスによって気流形成ユニット６５内の湿度を低下させることによっても、揮発成分の揮発を促進させることができる。

揮発成分が揮発すると、トップコート液は体積収縮しながら固化または硬化し、トップコート膜を形成する。これにより、ウェハＷ等に付着したパーティクルがウェハＷ等から引き離される。

このように、基板洗浄装置７では、成膜用処理液に含まれる揮発成分の揮発を促進させることによって、成膜用処理液が固化または硬化するまでの時間を短縮することができる。また、ウェハＷを加熱することにより、成膜用処理液に含まれる合成樹脂の収縮硬化が助長されるため、ウェハＷを加熱しない場合と比較して、成膜用処理液の収縮率を更に高めることができる。

なお、流体供給部６２２、減圧装置６６、気流形成ユニット６５は、「揮発促進部」の一例である。ここでは、第２処理部６が、揮発促進部として流体供給部６２２、減圧装置６６、気流形成ユニット６５を備えることとしたが、第２処理部６は、これらのうちのいずれかを備える構成であってもよい。

また、ここでは、第２処理部６が揮発促進処理を行う場合の例について示したが、揮発促進処理は省略可能である。すなわち、トップコート液が自然に固化または硬化するまで第２処理部６を待機させておくこととしてもよい。また、ウェハＷの回転を停止させたり、トップコート液が振り切られてウェハＷの主面が露出することがない程度の回転数でウェハＷを回転させたりすることによって、トップコート液の揮発を促進させてもよい。

つづいて、第２処理部６では、裏面洗浄処理が行われる（ステップＳ１０９）。かかる裏面洗浄処理では、バルブ１２９（図４参照）が所定時間開放されることによって、流体供給部６２２から回転するウェハＷの裏面へＳＣ１が供給される（図７Ｂ参照）。これにより、ウェハＷの裏面が洗浄される。ウェハＷの裏面へ供給されたＳＣ１は、回収カップ６４の排液口６４１から図示しない切替バルブを介して廃液ラインへ排出される。流体供給部６２２は、把持部６２１ａによって把持されたウェハＷの裏面を洗浄する裏面洗浄部の一例でもある。

このように、第１の実施形態に係る基板洗浄装置７では、ウェハＷの裏面を吸着保持する吸着保持部５２１を備える第１処理部５において成膜用処理液供給処理を行うこととした。したがって、たとえば第２処理部６が備える第２基板保持部６２のようにウェハＷの周縁部を把持するタイプの基板保持部を用いた場合と比較して、ウェハＷの周縁部分にトップコート液の塗布漏れが生じることがない。また、基板保持部にトップコート液が付着しないので、トップコート液が付着した基板保持部でウェハＷを把持することによってウェハＷを汚すおそれもない。

また、第１の実施形態に係る基板洗浄装置７では、ウェハＷの周縁部を把持する回転保持機構６２１を備える第２処理部６において裏面洗浄処理を行うこととした。したがって、ウェハＷの裏面の汚れ、特に、第１処理部５の吸着保持部５２１による汚れを除去することができる。

また、第１の実施形態に係る基板洗浄装置７では、固化または硬化したトップコート液によってウェハＷの主面が覆われた状態で、ウェハＷの裏面を洗浄することとした。このため、仮に、裏面洗浄処理中に洗浄液が飛散したとしても、ウェハＷの主面に洗浄液が付着してウェハＷの主面が汚染されることを防止することができる。また、洗浄液の回り込みによるウェハＷの主面の汚染を防止することができる。

なお、ここでは、揮発促進処理後に裏面洗浄処理を行う場合の例を示したが、裏面洗浄処理は、第２搬入処理後かつ揮発促進処理前に行ってもよい。

つづいて、第２処理部６では、除去液供給処理が行われる（ステップＳ１１０）。かかる除去液供給処理では、図８Ａに示すように、ノズル６３１がウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ１２６（図４参照）が所定時間開放されることによって、除去液であるアルカリ現像液がノズル６３１から回転するウェハＷ上に供給される。これにより、ウェハＷ上に形成されたトップコート膜が溶解し、除去される。

また、このとき、ウェハＷ等およびパーティクルに同一極性のゼータ電位が生じるため、ウェハＷ等およびパーティクルが反発してパーティクルのウェハＷ等への再付着が防止される。

遠心力によってウェハＷ上から飛散した除去液は、回収カップ６４の排液口６４１から図示しない切替バルブを介して回収ラインへ排出される。回収ラインへ排出された除去液は、再利用される。

なお、除去液の供給を開始してからトップコート膜が十分に除去されるまでの所定時間は排液口６４１を廃液ラインに接続しておき、その後、排液口６４１を回収ラインに接続するようにしてもよい。これにより、再利用する除去液にトップコート膜が混入することを防止することができる。

つづいて、第２処理部６では、ウェハＷの主面をＤＩＷですすぐリンス処理が行われる（ステップＳ１１１）。かかるリンス処理では、図８Ｂに示すように、バルブ１２７（図４参照）が所定時間開放されることによって、液供給部６３のノズル６３１から回転するウェハＷの主面へＤＩＷが供給され、ウェハＷ上に残存するトップコート膜やアルカリ現像液が洗い流される。

具体的には、ウェハＷ上に供給されたＤＩＷは、ウェハＷの回転によってウェハＷ上に拡散しながら、ウェハＷの外方へ飛散する。かかるリンス処理によって、溶解したトップコート膜やアルカリ現像液中に浮遊するパーティクルは、ＤＩＷとともにウェハＷから除去される。なお、このとき、気流形成ユニット６５によって形成されるダウンフローによって第２チャンバ６１内を速やかに排気することができる。リンス処理が完了すると、ノズル６３１がウェハＷの外方へ移動する。

つづいて、第２処理部６では、乾燥処理が行われる（ステップＳ１１２）。かかる乾燥処理では、ウェハＷの回転速度を所定時間増加させることによってウェハＷの主面に残存するＤＩＷが振り切られて、ウェハＷが乾燥する（図８Ｃ参照）。その後、ウェハＷの回転が停止する。

そして、第２処理部６では、第２搬出処理が行われる（ステップＳ１１３）。かかる基板搬出処理では、昇降機構６２２ｂ（図４参照）によって流体供給部６２２が上昇して、把持部６２１ａによって保持されたウェハＷが支持ピン６２２ｃ上に載置される。そして、支持ピン６２２ｃ上に載置させたウェハＷが基板搬送装置３１へ渡される。かかる基板搬出処理が完了すると、１枚のウェハＷについての基板洗浄処理が完了する。なお、ウェハＷは、回路形成面が露出した状態で第２処理部６から搬出される。

上述してきたように、第１の実施形態に係る基板洗浄装置７は、トップコート液から揮発成分が揮発することによって固化または硬化して形成された膜でウェハＷの主面全面が覆われた状態で、ウェハＷの裏面を洗浄することとした。このため、ウェハＷの主面の汚染を防止しつつ、ウェハＷの裏面を洗浄することができる。

しかも、第１の実施形態に係る基板洗浄装置７では、裏面洗浄処理前に揮発促進処理を行うこととした。これにより、裏面洗浄処理前にトップコート液を確実に固化または硬化させてトップコート膜を形成することができるため、ウェハＷの主面をより確実に保護することができる。

また、第１の実施形態に係る基板洗浄装置７は、揮発成分を含み基板の主面全面に膜を形成するための処理液であるトップコート液をウェハＷへ供給する。また、第１の実施形態に係る基板洗浄装置７は、トップコート液から揮発成分が揮発することによって固化または硬化して形成された膜の全てを溶解させる除去液であるアルカリ現像液をウェハＷへ供給する。したがって、第１の実施形態によれば、パターン倒れや下地膜の侵食を抑えつつ、ウェハＷに付着したパーティクルを除去することができる。

また、第１の実施形態に係る基板洗浄装置７では、成膜用処理液供給処理と除去液供給処理とでそれぞれ異なる基板保持部を用いることとした。具体的には、成膜用処理液供給処理については、ウェハＷの裏面を吸着保持する吸着保持部５２１を備える第１処理部５において行うこととしたため、ウェハＷの周縁部分へのトップコート液の塗布漏れや基板保持部へのトップコート液の付着を防止することができる。また、除去液供給処理については、ウェハＷの周縁部を把持する回転保持機構６２１を備える第２処理部６において行うこととしたため、除去液供給処理前にウェハＷの裏面を洗浄することができ、第１処理部５の吸着保持部５２１による汚れを除去することができる。また、第２保持部にトップコート液が付着することを防止することができる。

また、第１の実施形態に係る基板洗浄装置７は、アルカリ性を有する除去液を用いることとした。これにより、ウェハＷ等とパーティクルとに同一極性のゼータ電位が生じてパーティクルの再付着が防止されるため、パーティクルの除去効率を高めることができる。

なお、上述した第１の実施形態では、第１処理部５が備える第１保持部が、ウェハＷを吸着保持するバキュームチャックである場合の例を示したが、第１処理部５が備える第１保持部は、バキュームチャックに限定されない。たとえば、第１保持部は、第２処理部６が備える第２基板保持部６２と同様、ウェハＷの周縁部を把持するメカニカルチャックであってもよいし、ウェハＷの裏面側の周縁部を支持する（すなわち、ウェハＷを載置するだけの）保持部であってもよい。

また、上述した第１の実施形態では、薬液処理（図５のステップＳ１０２）後に、リンス処理および置換処理（図５のステップＳ１０３，１０４）を行って成膜用処理液供給処理（図５のステップＳ１０５）を行うこととした。しかし、第１処理部５は、薬液処理後、リンス処理および置換処理を行わずに成膜用処理液供給処理を行なってもよい。

（第２の実施形態）
基板洗浄装置の構成は、第１の実施形態において示した構成に限定されない。そこで、以下では、基板洗浄装置の他の構成について図９を参照して説明する。図９は、第２の実施形態に係る基板洗浄装置の構成を示す模式図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図９に示すように、第２の実施形態に係る第２処理部は、第１の実施形態に係る第２処理部６（図４参照）が備える液供給部６３に代えて、液供給部６３Ａを備える。

液供給部６３Ａは、ノズル６３１に加え、ノズル６３４をさらに備える。ノズル６３４は、アーム６３２に対して斜めに支持されており、ノズル６３１がウェハＷの中央上方に位置した場合に、吐出口がウェハＷの周縁方向を向くように構成される。なお、ノズル６３４は、第３供給部の一例である。

ノズル６３４には、図示しないバルブを介して除去液供給源１１６（図４参照）が接続される。そして、ノズル６３４は、除去液供給源１１６から供給されるアルカリ現像液をウェハＷの周縁方向へ吐出する。これにより、把持部６２１ａを洗浄するのに十分な流量・流速のアルカリ現像液が把持部６２１ａに供給される。

なお、ノズル６３４に接続されるバルブは、ノズル６３１に接続されるバルブ１２６（図４参照）とは異なるバルブである。したがって、アルカリ現像液の供給開始タイミングおよび供給停止タイミングをノズル６３１とノズル６３４とで個別に制御することができる。その他の構成は、第１の実施形態に係る第２処理部６と同じであるため、ここでの説明は省略する。

第２の実施形態に係る第２処理部は、制御装置８による制御に従い、液供給部６３Ａを用いて把持部６２１ａの洗浄処理を行う。具体的には、上述した除去液供給処理（図５のステップＳ１１０）において、ノズル６３１がウェハＷの中央上方に位置した後、ノズル６３４に接続される図示しないバルブとバルブ１２６（図４参照）とが所定時間開放されることにより、除去液であるアルカリ現像液が、ノズル６３１からウェハＷの周縁に供給される。

これにより、把持部６２１ａに付着したトップコート膜が溶解し、把持部６２１ａから除去される。すなわち、把持部６２１ａが洗浄される。

ノズル６３４に接続されるバルブは、バルブ１２６（図４参照）よりも先に閉鎖される。これにより、ノズル６３４から把持部６２１ａへのアルカリ現像液の供給が、ノズル６３１からウェハＷへのアルカリ現像液の供給よりも先に停止する。

これにより、把持部６２１ａに付着したトップコート膜がノズル６３４から供給されるアルカリ現像液によって除去され、ウェハＷ側に飛散したとしても、ノズル６３１から供給されるアルカリ現像液によってウェハＷへの付着を防止するとともに、洗い流すことができる。

このように、第２の実施形態に係る基板洗浄装置によれば、把持部６２１ａに対してアルカリ現像液を供給するノズル６３４をさらに備えることとしたため、把持部６２１ａに付着したトップコート膜を除去することができ、ウェハＷの汚損や発塵等を防止することができる。

なお、ここでは、ノズル６３１からウェハＷへのアルカリ現像液の供給が停止される前に、ノズル６３４から把持部６２１ａへのアルカリ現像液の供給を停止する場合の例を示したが、ノズル６３４の停止タイミングは、これに限ったものではない。たとえば、ノズル６３４から把持部６２１ａへのアルカリ現像液の供給は、リンス処理が終了する前、つまり、ノズル６３１からウェハＷへのＤＩＷの供給が停止される前に停止してもよい。かかる場合であっても、ノズル６３１から供給されるＤＩＷによって把持部６２１ａから除去されたトップコート膜を洗い流すことができ、ウェハＷに付着することを防止することができる。

このように、ノズル６３４から把持部６２１ａへのアルカリ現像液の供給は、ノズル６３１からウェハＷへの処理液（アルカリ現像液またはＤＩＷ）の供給が停止される前に停止すればよい。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る基板洗浄装置について説明する。図１０Ａおよび図１０Ｂは、第２処理部が備える回転保持機構の変形例を示す模式図である。

図１０Ａに示すように、第３の実施形態に係る第２処理部は、第１の実施形態に係る第２処理部６（図４参照）が備える回転保持機構６２１に代えて、回転保持機構６２１’を備える。その他の構成は、第２処理部６と同じであるためここでの説明は省略する。

回転保持機構６２１’は、回転保持機構６２１が備える把持部６２１ａに代えて、ウェハＷを保持する第１の把持部６２１ｅと、第１の把持部６２１ｅと独立して動作可能な第２の把持部６２１ｆとを備える。

第１の把持部６２１ｅは、ウェハＷの周方向に沿って等間隔で複数個、ここでは、１２０度間隔で３つ設けられており、ウェハＷの径方向に沿って移動可能に構成される。また、第２の把持部６２１ｆは、第１の把持部６２１ｅ間に等間隔で配置されており、第１の把持部６２１ｅと同様にウェハＷの径方向に沿って移動可能に構成される。

このように、第３の実施形態に係る第２処理部は、独立して動作可能な２つの把持部を備えており、これらを用いてウェハＷの持ち替えを行うことができる。

たとえば、図１０Ａには、ウェハＷが第１の把持部６２１ｅによって保持された状態を示している。かかる状態において、第２の把持部６２１ｆをウェハＷに近づく方向へ移動させた後、第１の把持部６２１ｅをウェハＷから遠ざかる方向へ移動させることにより、図１０Ｂに示すように、ウェハＷを第１の把持部６２１ｅから第２の把持部６２１ｆに持ち替えることができる。

つづいて、ウェハＷの持ち替えを行うタイミングについて図１１Ａ〜図１１Ｃを参照して説明する。図１１Ａは、ウェハＷの持ち替えタイミングを示す図である。また、図１１Ｂおよび図１１Ｃは、ウェハＷの持ち替えタイミングの他の例を示す図である。

図１１Ａに示すように、第１の把持部６２１ｅおよび第２の把持部６２１ｆ間でのウェハＷの持ち替えは、除去液供給処理（図５のステップＳ１１０）中の所定のタイミングで行われる。具体的には、除去液供給処理の開始後、アルカリ現像液によってトップコート膜がある程度洗い流され、第２の把持部６２１ｆにトップコート膜が付着するおそれがなくなったタイミングで、第２の把持部６２１ｆをウェハＷに近づく方向へ移動させ、その後、第１の把持部６２１ｅをウェハＷから遠ざかる方向へ移動させる。

このように、第３の実施形態では、第１の把持部６２１ｅおよび第２の把持部６２１ｆ間でウェハＷの持ち替えを行う。このため、仮に、第１の把持部６２１ｅにトップコート膜が付着していたとしても、第２の把持部６２１ｆへの持ち替えを行うことにより、ウェハＷの汚損や発塵等を防止することができる。

なお、第１の把持部６２１ｅから第２の把持部６２１ｆへの持ち替えは、図１１Ｂに示すように、裏面洗浄処理の終了直後に行ってもよいし、図１１Ｃに示すように、揮発促進処理の終了直後に行なってもよい。トップコート液は、固体化することによって第２の把持部６２１ｆに付着し難くなるため、揮発促進処理の完了直後に行ったとしても、ウェハＷの汚損や発塵等を防止することができる。

また、第３の実施形態に係る第２処理部は、第２の実施形態に係る第２処理部のように、第１の把持部６２１ｅにアルカリ除去液を供給するノズルを備えていてもよく、かかるノズルを用いて第１の把持部６２１ｅを定期的に洗浄することとしてもよい。なお、かかる洗浄処理は、第２チャンバ６１内にウェハＷが存在しない状態で行うことが好ましい。

（第４の実施形態）
上述してきた各実施形態では、成膜用処理液供給処理を第１処理部において行い、揮発促進処理および除去液供給処理を第２処理部において行う場合の例について説明した。しかし、揮発促進処理は、第１処理部において行なってもよい。そこで、以下では、第１処理部に揮発促進機能を設ける場合の変形例について図１２Ａおよび図１２Ｂを参照して説明する。図１２Ａおよび図１２Ｂは、第１処理部に揮発促進機能を設ける場合の変形例を示す図である。

図１２Ａに示すように、たとえば、第１処理部は、第１基板保持部５２に代えて第１基板保持部５２Ａを備える。第１基板保持部５２Ａが備える吸着保持部５２１Ａには、加熱部５２１Ａ１が設けられており、かかる加熱部５２１Ａ１によって揮発促進処理が行われる。すなわち、加熱部５２１Ａ１によってトップコート液が加熱される。このときの加熱温度は、たとえば９０℃である。これにより、トップコート液に含まれる揮発成分の揮発が促進される。

このように、吸着保持部５２１Ａに加熱部５２１Ａ１を設けることにより、吸着保持したウェハＷを直接的に加熱することができるため、トップコート液に含まれる揮発成分の揮発をより効果的に促進させることができる。なお、加熱部５２１Ａ１は、揮発促進部の一例である。

また、図１２Ｂに示すように、第１処理部は、揮発促進部として紫外線照射部５７をさらに備えてもよい。紫外線照射部５７は、たとえばＵＶ（Ultra Violet）ランプであり、ウェハＷの上方に配置され、ウェハＷの上方からウェハＷの主面へ向けて紫外線を照射する。これにより、トップコート液が活性化して揮発成分の揮発が促進される。

なお、紫外線照射部５７は、液供給部５３，５４による処理を阻害しないように、液供給部５３，５４のノズル５３１，５４１よりも高い位置に配置することが好ましい。もしくは、揮発促進処理を行う場合にのみウェハＷの上方に位置させるべく、紫外線照射部５７を移動可能に構成してもよい。

また、第１処理部は、第２処理部６と同様に、揮発促進部として気流形成ユニットや減圧装置を備えてもよい。また、第１処理部は、ウェハＷの上方からウェハＷの主面に高温のＮ２ガスを供給するノズルを備えてもよいし、ヒータ等の加熱部をウェハＷの上方に配置してもよい。

（第５の実施形態）
また、上述してきた各実施形態では、揮発促進処理を第１処理部および第２処理部のいずれかにおいて行うこととしたが、基板洗浄装置は、揮発促進処理用の処理ユニットをさらに備えてもよい。かかる場合の例について図１３を参照して説明する。図１３は、第５の実施形態に係る基板洗浄システムの概略構成を示す模式図である。

図１３に示すように、第５の実施形態に係る基板洗浄システム１００’は、処理ステーション３（図１参照）に代えて処理ステーション３’を備える。そして、かかる処理ステーション３’には、基板洗浄装置７に代えて基板洗浄装置７’が配置される。なお、その他の構成については、基板洗浄システム１００と同様である。

基板洗浄装置７’は、第１処理部５’、第２処理部６’および第３処理部９の３つの処理ユニットを備える。これら第１処理部５’、第２処理部６’および第３処理部９は、第１処理部５’、第３処理部９および第２処理部６’の順で、基板洗浄システム１００’の前後方向に並べて配置される。ただし、第１処理部５’、第２処理部６’および第３処理部９の配置は、図示のものに限定されない。

第１処理部５’は、たとえば第１の実施形態に係る第１処理部５と同様の構成を有する。また、第２処理部６’は、たとえば第１の実施形態に係る第２処理部６から揮発促進処理に関する構成（Ｎ２供給源１１８、バルブ１２８、気流形成ユニット６５、減圧装置６６など）を除外した構成を有する。

第３処理部９は、揮発促進処理用の処理ユニットである。かかる第３処理部９の構成の一例について図１４を参照して説明する。図１４は、第３処理部９の構成の一例を示す模式図である。

図１４に示すように、第３処理部９は、第３チャンバ９１内に、基台９２と、ホットプレート９３とを備える。基台９２は、第３チャンバ９１の底部に設置され、ホットプレート９３を所定の高さに支持する。

ホットプレート９３は、内部に加熱部９３１を備える。また、加熱部９３１の上面には、ウェハＷを支持するための支持ピン９３２が設けられている。

第５の実施形態に係る基板洗浄装置７’では、図５のステップＳ１０６に示す第１搬出処理の後、ウェハＷが、基板搬送装置３１によって第３処理部９へ搬入されて、ホットプレート９３の支持ピン９３２上に載置される。その後、第３処理部９では、ホットプレート９３がウェハＷを加熱する。これにより、ウェハＷとともにトップコート液が加熱されて揮発成分の揮発が促進される。

このように、基板洗浄装置は、成膜用処理液供給処理を行う第１処理部、除去液供給処理を行う第２処理部および揮発促進処理を行う第３処理部を備える構成であってもよい。

なお、第３処理部９の構成は、図１４に示したものに限定されない。たとえば、第３処理部９は、第２処理部６が備える第２基板保持部６２と同様の基板保持部を備え、気体供給部からウェハＷの裏面に高温のＮ２ガスを供給することによって、ウェハＷを加熱する構成であってもよい。また、第３処理部９は、揮発促進部として気流形成ユニット、減圧装置あるいは紫外線照射部等を備える構成であってもよい。

また、上述してきた各実施形態では、薬液処理と成膜用処理液供給処理とを第１処理部において行うこととしたが、薬液処理は、第１処理部と別体に構成された他のユニットで行うこととしてもよい。また、薬液処理は、第２処理部において行うこととしてもよい。かかる場合には、液供給部５３等を第２処理部に設ければよい。

（第６の実施形態）
第１の実施形態では、ウェハＷの裏面に対してＳＣ１等の洗浄液を供給する処理を裏面洗浄処理として行う場合の例を示したが、裏面洗浄処理は、上記の処理に限定されない。たとえば、ブラシ等の洗浄体を用いたスクラブ洗浄、洗浄液をガスによってミスト化してウェハＷの裏面に吹き付ける２流体ノズルを用いた２流体洗浄、あるいは、超音波振動子等を用いた超音波洗浄等を裏面洗浄処理として行なってもよい。

裏面洗浄処理としてスクラブ洗浄を行う場合の例について図１５Ａ〜１５Ｃを用いて説明する。図１５Ａ〜１５Ｃは、裏面洗浄処理の変形例の説明図である。

裏面洗浄処理としてスクラブ洗浄を行う場合、まず、第１処理部５において図５に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０６と同様の処理が行われる。なお、図１５Ａには、図５に示すステップＳ１０５の成膜用処理液供給処理の動作例を示している。

つづいて、第１処理部５から搬出したウェハＷを反転させる反転処理が行われる。かかる反転処理は、たとえば、処理ステーション３に設けた図示しない基板反転部を用いて行われる。基板反転部としては、いずれの公知技術を用いても構わない。

基板反転部によって反転されたウェハＷは、基板搬送装置３１によって第２処理部６’’に搬入される（第２搬入処理）。これにより、ウェハＷは、裏面が上方を向いた状態で第２処理部６’’の第２基板保持部６２に保持される。そして、第２処理部６’’では、揮発促進処理（図５のステップＳ１０８）が行われる。

つづいて、図１５Ｂに示すように、第２処理部６’’が備えるブラシ８１を用いて、ウェハＷの裏面のスクラブ洗浄が行われる。すなわち、回転するブラシ８１をウェハＷの裏面に接触させた状態でブラシを移動させることによって、ウェハＷの裏面に付着した異物を除去する。なお、このとき、ノズル６３１から洗浄液を供給してもよい。また、スクラブ洗浄中において、流体供給部６２２からＮ２ガス等の流体を供給することによってトップコート膜へのパーティクルの付着を防止することとしてもよい。

その後、ウェハＷは、基板搬送装置３１によって第２処理部６’’から搬出され、図示しない基板反転部によって再度反転された後、基板搬送装置３１によって第２処理部６’’へ搬入される。そして、第２処理部６’’では、図５に示すステップＳ１１０〜Ｓ１１３と同様の処理が行われる。なお、図１５Ｃには、図５に示すステップＳ１１０の除去液供給処理の動作例を示している。

なお、ここでは、第２処理部６’’へウェハＷを搬入した後、第２処理部６’’で揮発促進処理を行うこととしたが、第１処理部５において揮発促進処理を行った後、ウェハＷを第１処理部５から搬出してウェハＷを反転させてもよい。また、ここでは、ウェハＷの主面が上方を向いた状態で除去液供給処理を行うこととしたが、ウェハＷの裏面が上方を向いた状態で、すなわち、裏面洗浄処理後、ウェハＷを搬出して再度反転させることなくそのまま除去液供給処理を行なってもよい。また、ここでは、ブラシ８１を用いることとしたが、スポンジ等の他の洗浄体を用いてスクラブ洗浄を行ってもよい。

また、トップコート膜によってウェハＷの主面が覆われた状態で行う処理は、裏面洗浄処理に限定されるものではなく、たとえば、薬液を用いてウェハＷの裏面やベベル部をエッチングするエッチング処理等であってもよい。エッチング処理とは、たとえばフッ酸（ＨＦ）等を用いて酸化膜を除去する処理のことである。トップコート膜によってウェハＷの主面が覆われた状態でエッチング処理を行うことで、ウェハＷの裏面側から主面側へ薬液が回り込んだとしても、ウェハＷの主面はトップコート膜によって保護された状態であるためエッチングされない。このように、トップコート膜によってエッチング領域が決定されるため、エッチングを精度良く行うことができる。

また、トップコート膜によってウェハＷの主面が覆われた状態で行う処理は、研磨ブラシを用いてウェハＷの裏面やベベル部を研磨する研磨処理であってもよい。

このように、トップコート膜によってウェハＷの主面が覆われた状態で、ウェハＷの他の面を処理することにより、ウェハＷの主面の汚染を防止しつつ、ウェハＷの他の面を処理することができる。

（第７の実施形態）
上述してきた各実施形態では、基板洗浄装置が複数の処理ユニットを備え、成膜用処理液供給処理と除去液供給処理とを異なる処理ユニットで行う場合の例について説明した。しかしながら、基板洗浄装置は、成膜用処理液供給処理と除去液供給処理とを単一のチャンバ内で行なってもよい。かかる場合の基板洗浄装置の構成例について図１６を用いて説明する。図１６は、第７の実施形態に係る基板洗浄装置の構成を示す模式図である。

図１６に示すように、第７の実施形態に係る基板洗浄装置７’’は、たとえば第１の実施形態に係る第２処理部６の第２チャンバ６１内に、第１処理部５が備える液供給部５４をさらに設けた構成を有する。第１の実施形態と同様に、液供給部５４にはバルブ１２４を介して成膜用処理液供給源１１４が接続され、かかる成膜用処理液供給源１１４から供給されるトップコート液をウェハＷの主面に供給する。

かかる基板洗浄装置７’’では、第２基板保持部６２の把持部６２１ａによってウェハＷの周縁部が把持された状態で、液供給部５４による成膜用処理液供給処理（図５のステップＳ１０５）が行われる。その後、基板洗浄装置７’’では、揮発促進処理以降の処理（図５のステップＳ１０８〜Ｓ１１３）が行われる。

このように成膜用処理液供給処理と除去液供給処理とを単一の処理ユニット内で行うことにより、ウェハＷの搬送に要する時間を短縮することができる。また、処理ステーション３の省スペース化を図ることもできる。

なお、ここでは、第２基板保持部６２によってウェハＷが把持された状態で、成膜用処理液供給処理および除去液供給処理を行うこととした。しかし、これに限ったものではなく、たとえばウェハＷの裏面を吸着保持する吸着保持部に、ウェハＷの周縁部を把持する把持部を設け、吸着保持部と把持部とでウェハＷの持ち替えを行なってもよい。

かかる場合、成膜用処理液供給処理においては、ウェハＷの表面と接触する部位がなく、ウェハＷの表面全体にトップコート液を塗り広げることのできる吸着保持部を用いることが好ましく、除去液供給処理においては、ウェハＷの裏面を洗浄することが容易な把持部を用いることが好ましい。吸着保持部から把持部への持ち替えは、たとえば揮発促進処理の完了後に行えばよい。

また、図１６に示すように、排液口６４１に、廃液ライン１４１ａと回収ライン１４１ｂとを設け、これらのライン１４１ａ，１４１ｂを切替バルブ１３１によって切り替え可能に構成してもよい。これにより、ウェハＷから除去されたトップコート液については廃液ライン１４１ａへ排出しつつ、再利用可能なアルカリ除去液については回収ライン１４１ｂへそれぞれ排出することができる。

（その他の実施形態）
上述してきた各実施形態では、成膜用処理液としてトップコート液を用いる場合の例について説明したが、成膜用処理液は、トップコート液に限定されない。

たとえば、成膜用処理液は、フェノール樹脂を含む処理液であってもよい。かかるフェノール樹脂も上述したアクリル樹脂と同様に硬化収縮を引き起こすため、トップコート液と同様、パーティクルに引っ張り力を与えるという点で有効である。

フェノール樹脂を含む成膜用処理液としては、たとえばレジスト液がある。レジスト液は、ウェハＷ上にレジスト膜を形成するための成膜用処理液である。具体的には、レジスト液には、ノボラック型フェノール樹脂が含まれる。

なお、レジスト液を成膜用処理液として用いる場合には、レジスト液を溶解させることのできるシンナーを除去液として用いればよい。除去液としてシンナーを用いる場合、除去液供給処理後のリンス処理を省略することが可能である。また、レジスト液を成膜用処理液として用いる場合には、ウェハＷ上に形成されたレジスト膜に対して全面露光等の露光処理を行った後に除去液を供給することとしてもよい。かかる場合、除去液は、現像液でもシンナーでもよい。

成膜用処理液に含まれる合成樹脂は、硬化収縮するものであればよく、上記のアクリル樹脂やフェノール樹脂に限定されない。たとえば、成膜用処理液に含まれる合成樹脂は、エポキシ樹脂、メラニン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、ポリアミド、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド等であってもよい。

また、成膜用処理液として、反射防止膜液を用いてもよい。反射防止膜液とは、ウェハＷ上に反射防止膜を形成するための成膜用処理液である。なお、反射防止膜とは、ウェハＷの主面反射を軽減し、透過率を増加させるための保護膜である。かかる反射防止膜液を成膜用処理液として用いる場合には、反射防止膜液を溶解させることのできるＤＩＷを除去液として用いることができる。

また、成膜用処理液は、揮発成分および合成樹脂に加え、ウェハＷやウェハＷ上に構成される材料あるいはウェハＷ上に付着する異物を溶解する所定の薬液をさらに含んでいてもよい。上述したように、「ウェハＷ上に構成される材料」とは、たとえばウェハＷの下地膜であり、「ウェハＷ上に付着する異物」とは、たとえば粒子状の金属系汚染物（パーティクル）である。また、「所定の薬液」としては、たとえばフッ化水素、フッ化アンモニウム、塩酸、硫酸、過酸化水素水、リン酸、酢酸、硝酸、水酸化アンモニウム等がある。これらの薬液によって下地膜やパーティクルの表面が溶解されることにより、パーティクルの付着力が弱まるため、パーティクルを除去し易い状態にすることができる。

また、上述してきた各実施形態では、除去液としてアルカリ現像液を用いた場合の例について説明してきたが、除去液は、アルカリ現像液に過酸化水素水を加えたものであってもよい。このように、アルカリ現像液に過酸化水素水を加えることによって、アルカリ現像液によるウェハＷ主面の面荒れを抑制することができる。

また、除去液は、シンナー、トルエン、酢酸エステル類、アルコール類、グリコール類（プロピレングリコールモノメチルエーテル）等の有機溶剤であってもよいし、酢酸、蟻酸、ヒドロキシ酢酸等の酸性現像液であってもよい。

さらに、除去液は、界面活性剤をさらに含んでいてもよい。界面活性剤には表面張力を弱める働きがあるため、パーティクルのウェハＷ等への再付着を抑制することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ ウェハ
５ 第１処理部
６ 第２処理部
７ 基板洗浄装置
８ 制御装置
９ 第３処理部
５２ 第１基板保持部
５２１ 吸着保持部
５３，５４，５５ 液供給部
６２ 第２基板保持部
６２１ 回転保持機構
６２１ａ 把持部
６２２ 流体供給部
６３ 液供給部
１００ 基板洗浄システム

Claims (10)

1. 第１チャンバにおいて、揮発成分を含み基板の回路形成面である主面全面に膜を形成するための処理液を前記基板へ供給する第１供給工程と、
   第２チャンバにおいて、前記処理液から前記揮発成分が揮発することによって固化または硬化して形成された膜で前記基板の主面全面が覆われた状態で、前記基板の主面の反対側の面である裏面を洗浄処理する裏面洗浄処理工程と、
   前記裏面洗浄処理工程後、前記第２チャンバにおいて、前記基板の主面に付着したパーティクルとともに前記膜の全てを除去する除去液を前記基板へ供給する第２供給工程と、
   前記第２供給工程後、前記第２チャンバにおいて、前記基板の主面のリンス処理を行うリンス処理工程と
   を含むことを特徴とする基板洗浄方法。
2. 前記裏面洗浄処理工程は、前記基板の周縁部を把持した状態で行うこと
   を特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
3. 前記第１供給工程は、前記基板の裏面を吸着保持した状態または前記基板の周縁部を把持した状態で行い、
   前記第２供給工程は、前記基板の周縁部を把持した状態で行うこと
   を特徴とする請求項１又は２に記載の基板洗浄方法。
4. 前記処理液に含まれる揮発成分の揮発を促進させる揮発促進工程
   をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板洗浄方法。
5. 前記揮発促進工程は、
   前記第１供給工程後かつ前記裏面洗浄処理工程前に行われること
   を特徴とする請求項４に記載の基板洗浄方法。
6. 前記揮発促進工程は、前記処理液を加熱することによって前記揮発成分の揮発を促進させること
   を特徴とする請求項４または５に記載の基板洗浄方法。
7. 前記第１供給工程前に、前記基板の主面に有機溶剤を供給する有機溶剤供給工程
   をさらに含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の基板洗浄方法。
8. 揮発成分を含み基板の回路形成面である主面全面に膜を形成するための処理液を前記基板へ供給する第１供給部を有する第１チャンバと、
   前記処理液から前記揮発成分が揮発することによって固化または硬化して形成された膜で前記基板の主面全面が覆われた状態で、前記基板の主面の反対側の面である裏面を洗浄処理する裏面洗浄処理部と、前記基板の主面に付着したパーティクルとともに前記膜の全てを除去する除去液を前記基板へ供給する第２供給部と、前記基板の主面のリンス処理を行うためのリンス液を供給するリンス液供給部とを有する第２チャンバと、
   を備えることを特徴とする基板洗浄システム。
9. 前記第１チャンバは、前記基板の裏面を吸着保持する第１保持部をさらに有し、
   前記第２チャンバは、前記基板の周縁部を把持する第２保持部をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の基板洗浄システム。
10. 前記第２チャンバは、前記処理液に含まれる揮発成分の揮発を促進させる揮発促進部
    をさらに備えることを特徴とする請求項８又は９に記載の基板洗浄システム。

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