JP6749405B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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Description

開示の実施形態は、基板処理方法および基板処理装置に関する。
従来、半導体の製造工程では、基板上に供給された処理液を除去することによって基板を乾燥させる乾燥処理が行われる。この乾燥処理においては、基板上に形成されたパターンが処理液の表面張力により倒壊するおそれがあった。
そこで、乾燥処理に先立ち、基板に撥水化液を供給することによって基板表面を撥水化させる手法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。撥水化された基板に純水より表面張力の小さい溶剤を供給することで、パターン倒壊を抑制することが可能である。
特開２０１２−０４４０６５号公報
しかしながら、近年では、基板に形成するパターンの微細化が進んでいる。パターンの微細化が進むほど、表面張力によるパターン倒壊は生じやすくなる。このため、上述した従来技術には、パターン倒壊を抑制するという点で更なる改善の余地がある。
実施形態の一態様は、パターンの倒壊を抑制しつつ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。
実施形態の一態様に係る基板処理方法は、液処理工程と、第１置換工程と、撥水化工程と、第２置換工程と、乾燥工程とを含む。液処理工程は、基板に対して水分を含んだ処理液を供給する。第１置換工程は、液処理工程後の基板に対して第１温度の有機溶剤を供給して処理液を置換する。撥水化工程は、第１置換工程後の基板に対して撥水化液を供給して基板を撥水化させる。第２置換工程は、撥水化工程後の基板に対して第１温度よりも高い第２温度の有機溶剤を供給して撥水化液を置換する。乾燥工程は、第２置換工程後の基板から有機溶剤を除去する。
実施形態の一態様によれば、パターンの倒壊を抑制しつつ基板を乾燥させることができる。
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図２は、処理ユニットの概略構成を示す模式図である。 図３は、処理ユニットの構成例を示す模式図である。 図４Ａは、第１ＩＰＡ供給源および第２ＩＰＡ供給源の構成の一例を示す図である。 図４Ｂは、変形例に係るＩＰＡ供給源の構成の一例を示す図である。 図５は、処理ユニットが実行する処理の手順を示すフローチャートである。 図６Ａは、第１置換処理の説明図である。 図６Ｂは、撥水化処理の説明図である。 図６Ｃは、第２置換処理の説明図である。 図７は、変形例に係る撥水化処理の説明図である。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理方法および基板処理装置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。
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、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。
図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ（以下ウェハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。
また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９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処理システム１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憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９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憶媒体としては、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。
上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４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１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。
処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
次に、処理ユニット１６の概略構成について図２を参照して説明する。図２は、処理ユニット１６の概略構成を示す模式図である。
図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。
チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。
基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。
処理流体供給部４０は、ウェハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。
回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。
次に、処理ユニット１６の具体的な構成の一例について図３を参照して説明する。図３は、処理ユニット１６の構成例を示す模式図である。
図３に示すように、ＦＦＵ２１は、バルブ２２を介してダウンフローガス供給源２３に接続される。ＦＦＵ２１は、ダウンフローガス供給源２３から供給されるダウンフローガス（たとえば、ドライエア）をチャンバ２０内に吐出する。
基板保持機構３０が備える保持部３１の上面には、ウェハＷを側面から保持する保持部材３１１が設けられる。ウェハＷは、かかる保持部材３１１によって保持部３１の上面からわずかに離間した状態で水平保持される。なお、ウェハＷは、パターンが形成された面を上方に向けた状態で保持部３１に保持される。
処理流体供給部４０は、複数（ここでは５つ）のノズル４１ａ〜４１ｅと、ノズル４１ａ〜４１ｅを水平に支持するアーム４２と、アーム４２を旋回および昇降させる旋回昇降機構４３とを備える。
ノズル４１ａは、バルブ４４ａおよび流量調整器４５ａを介して薬液供給源４６ａに接続される。ノズル４１ｂは、バルブ４４ｂおよび流量調整器４５ｂを介してＣＤＩＷ供給源４６ｂに接続される。ノズル４１ｃは、バルブ４４ｃおよび流量調整器４５ｃを介して第１ＩＰＡ供給源４６ｃに接続される。ノズル４１ｄは、バルブ４４ｄおよび流量調整器４５ｄを介して撥水化液供給源４６ｄに接続される。ノズル４１ｅは、バルブ４４ｅおよび流量調整器４５ｅを介して第２ＩＰＡ供給源４６ｅに接続される。
ノズル４１ａからは、薬液供給源４６ａから供給される薬液が吐出される。薬液としては、たとえばＤＨＦ（希フッ酸）やＳＣ１（アンモニア／過酸化水素／水の混合液）等を用いることができる。ノズル４１ｂからは、ＣＤＩＷ供給源４６ｂから供給されるＣＤＩＷ（室温の純水）が吐出される。
ノズル４１ｃからは、第１ＩＰＡ供給源４６ｃから供給される第１温度のＩＰＡ（イソプロピルアルコール）が吐出される。具体的には、ノズル４１ｃは、室温（たとえば２０〜２５℃程度）のＩＰＡを吐出する。以下では、第１温度のＩＰＡを「ＩＰＡ（ＲＴ）」と記載する場合がある。
ノズル４１ｄからは、撥水化液供給源４６ｄから供給される撥水化液が吐出される。なお、撥水化液は、たとえばウェハＷの表面を撥水化するための撥水化液をシンナーで所定の濃度に希釈したものである。撥水化液としては、シリル化剤（またはシランカップリング剤）を用いることができる。また、シンナーとしては、エーテル類溶媒や、ケトンに属する有機溶媒などを用いることができる。なお、ここでは、室温の撥水化液がノズル４１ｄから吐出されるものとする。
ノズル４１ｅからは、第２ＩＰＡ供給源４６ｅから供給される第２温度のＩＰＡが吐出される。第２温度は、ＩＰＡの温度である第１温度よりも高い温度である。具体的には、ノズル４１ｅは、７０℃に加熱されたＩＰＡを吐出する。以下では、第２温度のＩＰＡを「ＩＰＡ（ＨＯＴ）」と記載する場合がある。
ここで、第１ＩＰＡ供給源４６ｃおよび第２ＩＰＡ供給源４６ｅの構成例について図４Ａを参照して説明する。図４Ａは、第１ＩＰＡ供給源４６ｃおよび第２ＩＰＡ供給源４６ｅの構成の一例を示す図である。
図４Ａに示すように、第１ＩＰＡ供給源４６ｃおよび第２ＩＰＡ供給源４６ｅは、ＩＰＡを貯留するタンク４６１と、タンク４６１から出てタンク４６１に戻る循環ライン４６２とを備える。循環ライン４６２には、ポンプ４６３とフィルタ４６４とが設けられる。ポンプ４６３は、タンク４６１から出て循環ライン４６２を通りタンク４６１に戻る循環流を形成する。フィルタ４６４は、ポンプ４６３の下流側に配置され、ＩＰＡに含まれるパーティクル等の異物を除去する。
第２ＩＰＡ供給源４６ｅは、上記の構成に加え、加熱部４６５をさらに備える。加熱部４６５は、たとえばインラインヒータ等のヒータであり、循環ライン４６２のフィルタ４６４よりも下流側に設けられる。かかる加熱部４６５は、循環ライン４６２を循環するＩＰＡを第２温度（７０℃）に加熱する。
第１ＩＰＡ供給源４６ｃの循環ライン４６２には、複数の分岐ライン４６６が接続される。各分岐ライン４６６は、循環ライン４６２を流れるＩＰＡ（ＲＴ）を対応する処理ユニット１６に供給する。同様に、第２ＩＰＡ供給源４６ｅの循環ライン４６２には、複数の分岐ライン４６７が接続される。各分岐ライン４６７は、循環ライン４６２を流れるＩＰＡ（ＨＯＴ）を対応する処理ユニット１６に供給する。
ここでは、処理ユニット１６が、ＩＰＡ（ＲＴ）を供給する第１ＩＰＡ供給源４６ｃと、ＩＰＡ（ＨＯＴ）を供給する第２ＩＰＡ供給源４６ｅとにそれぞれ接続されることとしたが、処理ユニット１６は、単一のＩＰＡ供給源に接続されてもよい。かかる場合の構成例について図４Ｂを参照して説明する。図４Ｂは、変形例に係るＩＰＡ供給源の構成の一例を示す図である。
図４Ｂに示すように、処理ユニット１６は、第１ＩＰＡ供給源４６ｃおよび第２ＩＰＡ供給源４６ｅに代えて、ＩＰＡ供給源４６ｆを備える。
ＩＰＡ供給源４６ｆは、ＩＰＡを貯留するタンク４６１と、タンク４６１から出てタンク４６１に戻る循環ライン４６２とを備える。循環ライン４６２には、ポンプ４６３とフィルタ４６４とが設けられる。ポンプ４６３は、タンク４６１から出て循環ライン４６２を通りタンク４６１に戻る循環流を形成する。フィルタ４６４は、ポンプ４６３の下流側に配置され、ＩＰＡに含まれるパーティクル等の汚染物質を除去する。
ＩＰＡ供給源４６ｆの循環ライン４６２には、複数の第１分岐ライン４６８が接続される。各第１分岐ライン４６８は、循環ライン４６２を流れるＩＰＡ（ＲＴ）を対応する処理ユニット１６に供給する。また、各第１分岐ライン４６８には、第２分岐ライン４６９がそれぞれ接続されており、各第２分岐ライン４６９には加熱部４６５が設けられる。各第２分岐ライン４６９は、加熱部４６５によって第２温度に加熱されたＩＰＡ（ＨＯＴ）を対応する処理ユニット１６に供給する。
このように、ＩＰＡ供給源４６ｆは、ＩＰＡ（ＲＴ）が循環する１つの循環ライン４６２と、処理ユニット１６にＩＰＡ（ＲＴ）を供給する第１分岐ライン４６８と、処理ユニット１６にＩＰＡ（ＨＯＴ）を供給する第２分岐ライン４６９とを備える構成としてもよい。かかる構成とすることにより、図４Ａに示す構成と比較して構成を簡素化することができる。
また、循環ライン４６２を流れる液体が高温であると、液体中の異物が凝集したり、循環ライン４６２に設けられるフィルタ４６４が熱膨張したりすることによって、液体中の異物がフィルタ４６４を通過し易くなる。言い換えれば、異物の除去率が低下する。これに対し、図４Ｂに示すように、フィルタ４６４ではなく、第２分岐ライン４６９に加熱部４６５を設けることで、異物の除去率の低下を抑制することができる。
なお、複数の第２分岐ライン４６９は、第１分岐ライン４６８ではなく循環ライン４６２に接続されてもよい。
図３に示すように、処理ユニット１６は、裏面供給部６０をさらに備える。裏面供給部６０は、保持部３１および支柱部３２の中空部３２１に挿通される。裏面供給部６０の内部には上下方向に延在する流路６１が形成されており、かかる流路６１には、バルブ６２および流量調整器６３を介してＨＤＩＷ供給源６４が接続される。裏面供給部６０からは、ＨＤＩＷ供給源６４から供給されるＨＤＩＷが吐出される。ＨＤＩＷは、たとえば第２温度に加熱された純水である。
次に、処理ユニット１６が実行する処理の内容について図５および図６Ａ〜図６Ｃを参照して説明する。図５は、処理ユニット１６が実行する処理の手順を示すフローチャートである。図６Ａは第１置換処理の説明図であり、図６Ｂは撥水化処理の説明図であり、図６Ｃは第２置換処理の説明図である。
なお、図５に示す基板洗浄処理は、制御装置４の記憶部１９に格納されているプログラムを制御部１８が読み出すとともに、読み出した命令に基づいて制御部１８が処理ユニット１６等を制御することにより実行される。制御部１８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。また、記憶部１９は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。
図５に示すように、まず、基板搬送装置１７（図１参照）は、処理ユニット１６のチャンバ２０内にウェハＷを搬入する（ステップＳ１０１）。ウェハＷは、パターン形成面を上方に向けた状態で保持部材３１１（図３参照）に保持される。その後、制御部１８は、駆動部３３を制御して基板保持機構３０を所定の回転速度で回転させる。
つづいて、処理ユニット１６では、薬液処理が行われる（ステップＳ１０２）。薬液処理では、まず、処理流体供給部４０のノズル４１ａがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ４４ａが所定時間開放されることにより、ウェハＷの表面に対してＤＨＦ等の薬液が供給される。ウェハＷの表面に供給された薬液（たとえばＤＨＦ）は、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面全体に広がる。これにより、ウェハＷの表面が処理（たとえば洗浄）される。その後、処理ユニット１６では、リンス処理が行われる（ステップＳ１０３）。リンス処理では、まず、処理流体供給部４０のノズル４１ｂがウェハＷの中央上方に位置し、バルブ４４ｂが所定時間開放されることにより、ウェハＷの表面にＣＤＩＷが供給される。ウェハＷの表面に供給されたＣＤＩＷは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面全体に広がる。これにより、ウェハＷの表面に残存する薬液がＣＤＩＷによって洗い流される。
つづいて、処理ユニット１６では、第１置換処理が行われる（ステップＳ１０４）。第１置換処理では、まず、処理流体供給部４０のノズル４１ｃがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ４４ｃが所定時間開放されることにより、ウェハＷの表面にＩＰＡ（ＲＴ）が供給される。ウェハＷの表面に供給されたＩＰＡ（ＲＴ）は、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面全体に広がる（図６Ａ参照）。これにより、ウェハＷ表面の液体が、後段の撥水化処理においてウェハＷに吐出される撥水化液と親和性を有するＩＰＡに置換される。なお、ＩＰＡは、ＤＩＷとの親和性も有するため、ＤＩＷからＩＰＡへの置換も容易である。
なお、第１置換処理では、処理時間を短縮するために、ウェハＷの裏面に対してＨＤＩＷを供給してＤＩＷからＩＰＡへの置換を促進させてもよい。この場合において、ウェハＷの裏面に対してＨＤＩＷを一定期間供給した後、ウェハＷ表面へのＩＰＡの供給を停止するよりも先に、ウェハＷ裏面へのＨＤＩＷの供給を停止してもよい。ＨＤＩＷの供給を先に停止することで、ウェハＷの温度を低下させることができるため、撥水化液とＩＰＡとの反応が進むことを抑制しつつ、処理時間を短縮させることが可能となる。
ここで、第１置換処理においては、高温に加熱したＩＰＡを供給することも考えられる。しかしながら、ＩＰＡは撥水化液と反応する性質を有しており、この反応は、ＩＰＡの温度が高いほど促進される。したがって、第１置換処理において高温のＩＰＡをウェハＷに供給すると、その後の撥水化処理において撥水化液とウェハＷとが反応してウェハＷの表面に撥水化層が形成される前に、撥水化液とＩＰＡとの反応が進んでしまい、撥水化液とウェハＷ表面とが反応できず撥水化が阻害されるおそれがある。
そこで、本実施形態では、第１置換処理において、第１温度すなわち室温のＩＰＡを用いることとした。これにより、その後の撥水化処理においてウェハＷの表面を効率よく撥水化させることができる。
なお、第１温度を室温としたが、第１温度は、必ずしも室温であることを要しない。ウェハＷ表面の撥水化を阻害しないようにするという観点から、第１温度は、少なくとも３５℃以下であることが好ましい。ＩＰＡの温度が低いほど、撥水化液との反応は進みにくく、少なくとも３５℃以下であれば、パターン倒壊を好適に抑制することが可能である。第１ＩＰＡ供給源４６ｃの分岐ライン４６６、または、ＩＰＡ供給源４６ｆの第１分岐ライン４６８には、ＩＰＡを３５℃以下の所定温度に加熱する加熱部を設けてもよい。
また、第１温度は、室温以下の温度であってもよい。この場合、第１ＩＰＡ供給源４６ｃの分岐ライン４６６、または、ＩＰＡ供給源４６ｆの第１分岐ライン４６８には、ＩＰＡを室温以下の所定温度に冷却する冷却部を設けてもよい。
つづいて、処理ユニット１６では、撥水化処理が行われる（ステップＳ１０５）。撥水化処理では、まず、第１撥水化処理が行われ、その後、第２撥水化処理が行われる。
第１撥水化処理では、まず、処理流体供給部４０のノズル４１ｄがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ４４ｄが所定時間開放されることにより、ウェハＷの表面に室温の撥水化液が供給される。ウェハＷの表面に供給された室温の撥水化液は、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面全体に広がる（図６Ｂ上図参照）。
このように、第１撥水化処理においては、ウェハＷに室温の撥水化液を供給することとした。これにより、高温の撥水化液を供給する場合と比較して、ウェハＷ上に残存するＩＰＡと撥水化液との反応を抑制することができる。すなわち、ウェハＷ表面の撥水化が阻害されることを抑制することができる。
第１撥水化処理において、ウェハＷの表面に撥水化液が供給されることにより、ウェハＷ表面のＯＨ基にシリル基が結合して、ウェハＷの表面に撥水膜が形成される。第１撥水化処理は、たとえば、ウェハＷの表面に残存するＩＰＡを除去するのに十分な時間継続される。
ここでは、第１撥水化処理において、室温の撥水化液を供給することとしたが、第１撥水化処理において供給される撥水化液の温度は、３５℃以下であればよく、３５℃を超えない程度に加熱されてもよい。
つづいて、第２撥水化処理では、第１撥水化処理に引き続きノズル４１ｄからウェハＷの表面に室温の撥水化液を供給しつつ、さらにバルブ６２を所定時間開放することにより、ウェハＷの裏面にＨＤＩＷを供給する。ウェハＷの裏面に供給されたＨＤＩＷは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの裏面全体に広がる（図６Ｂ下図参照）。これにより、ウェハＷが第２温度に加熱され、加熱されたウェハＷによってウェハＷ上の撥水化液も第２温度に加熱される。撥水化液の温度が高いほど、撥水化液とウェハＷとの反応が促進される。したがって、撥水化液を加熱することで、撥水化液とウェハＷとの反応が促進されるため、ウェハＷをより短時間で撥水化させることができる。つまり、ウェハＷの表面をさらに効率よく撥水化させることができる。
ここでは、撥水化液を第２温度すなわち７０℃に加熱することとしたが、第２撥水化処理において供給される撥水化液の温度は、少なくとも、第１撥水化処理において供給される撥水化液の温度よりも高く、かつ、その後の第２置換処理で使用されるＩＰＡの沸点（８２．４℃）よりも低い温度であればよく、この範囲であれば、パターン倒壊を好適に抑制することが可能である。
このように、本実施形態に係る撥水化処理では、少なくともウェハＷ上に残存するＩＰＡが除去されるまでの間は、３５℃以下の撥水化液を供給し、その後、ウェハＷを加熱することにより、撥水化液を３５℃よりも高い温度に加熱することとした。これにより、ウェハＷの表面を効率よく撥水化させることができる。
つづいて、処理ユニット１６は、第２置換処理が行われる（ステップＳ１０６）。第２置換処理では、まず、処理流体供給部４０のノズル４１ｅがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ４４ｅが所定時間開放されることにより、ウェハＷの表面にＩＰＡ（ＨＯＴ）が供給される。ウェハＷの表面に供給されたＩＰＡ（ＨＯＴ）は、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面全体に広がる（図６Ｃ参照）。これにより、ウェハＷの表面に残存する撥水化液がＩＰＡ（ＨＯＴ）によって洗い流される。
ＩＰＡは、温度が高くなるほど表面張力が小さくなる。したがって、第２置換処理において、ＩＰＡの沸点より低い第２温度に加熱されたＩＰＡをウェハＷに供給することで、パターン間に入り込んだＩＰＡの表面張力によってパターン倒壊が生じることを抑制することができる。
パターン倒壊の抑制効果を得るために、第２温度は、少なくとも６０℃以上であることが好ましい。６０℃以上あれば、ウェハＷの中心から周縁部まで高温に保つことができる。さらに、乾燥処理によってウェハＷの表面が露出する際、ウェハＷ表面の温度を周囲空気の露点より高く維持できるため、結露起因によるウォーターマークの数を減少させることができる。
つづいて、処理ユニット１６では、乾燥処理が行われる（ステップＳ１０７）。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に残存するＩＰＡを振り切ってウェハＷを乾燥させる。
その後、処理ユニット１６では、搬出処理が行われる（ステップＳ１０８）。搬出処理では、ウェハＷの回転を停止した後、ウェハＷを基板搬送装置１７（図１参照）によって処理ユニット１６から搬出する。かかる搬出処理が完了すると、１枚のウェハＷについての一連の基板処理が完了する。
上述してきたように、本実施形態に係る処理ユニット１６は、基板保持機構３０（回転機構の一例）と、処理流体供給部４０（処理液供給部、第１有機溶剤供給部および第２有機溶剤供給部の一例）とを備える。基板保持機構３０は、ウェハＷ（基板の一例）を回転させる。処理流体供給部４０は、ウェハＷに対してＣＤＩＷ（水分を含んだ処理液の一例）を供給する。処理流体供給部４０は、ＣＤＩＷを供給した後のウェハＷに対して室温（第１温度の一例）のＩＰＡ（有機溶剤の一例）を供給する。処理流体供給部４０は、ウェハＷに対して撥水化液を供給してウェハＷを撥水化させる。処理流体供給部４０は、撥水化されたウェハＷに対して第１温度よりも高い７０℃（第２温度の一例）のＩＰＡを供給する。
したがって、本実施形態に係る処理ユニット１６によれば、パターンの倒壊を抑制しつつウェハＷを乾燥させることができる。
（変形例）
上述した実施形態では、撥水化処理において、第１置換処理後のウェハＷに対して室温の撥水化液を供給した後、ウェハＷに対し、ウェハＷを加熱しながら撥水化液を供給することとした。しかし、撥水化処理の手順は上記の例に限定されない。そこで、以下では、撥水化処理の変形例について図７を参照して説明する。図７は、変形例に係る撥水化処理の説明図である。
図７に示すように、変形例に係る撥水化処理では、第１撥水化処理と第２撥水化処理とが行われる。
変形例に係る第１撥水化処理は、上述した実施形態に係る第１撥水化処理と同様である（図７上図参照）。このため、第１撥水化処理については、説明を省略する。
変形例に係る第２撥水化処理では、ウェハＷに対し、第１撥水化処理において供給される室温の撥水化液（撥水化液（ＲＴ））に代えて、第２温度に加熱された撥水化液（撥水化液（ＨＯＴ））が供給される。ウェハＷに供給された撥水化液（ＨＯＴ）は、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面全体に広がる（図７下図参照）。
このように、撥水化処理は、第１置換処理後のウェハＷに対して撥水化液を供給する第１撥水化処理と、第１撥水化処理後のウェハＷに対し、第１撥水化処理において供給される撥水化液よりも高温の撥水化液を供給する第２撥水化処理とを含むものであってもよい。
なお、この場合、処理ユニット１６の処理流体供給部４０には、撥水化液供給源４６ｄに加えて、撥水化液（ＨＯＴ）を供給する撥水化液（ＨＯＴ）供給源が接続される。撥水化液（ＨＯＴ）は、たとえば、撥水化液（ＲＴ）を吐出するノズル４１ｄから吐出させてもよいし、撥水化液（ＨＯＴ）を吐出するノズルを処理流体供給部４０に別途設けてもよい。
上述した実施形態では、第１置換処理および第２置換処理においてウェハＷに供給する有機溶剤として、ＩＰＡを用いることとしたが、第１置換処理および第２置換処理においてウェハＷに供給される有機溶剤は、ＩＰＡに限定されず、水および撥水化液の両方に対して親和性を有するものであればよい。
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
１ 基板処理システム
４ 制御装置
１６ 処理ユニット
１８ 制御部
３０ 基板保持機構
４０ 処理流体供給部
４６ａ 薬液供給源
４６ｂ ＣＤＩＷ供給源
４６ｃ 第１ＩＰＡ供給源
４６ｄ 撥水化液供給源
４６ｅ 第２ＩＰＡ供給源

Claims (6)

  1. 基板に対して水分を含んだ処理液を供給する液処理工程と、
    前記液処理工程後の基板に対して第１温度の有機溶剤を供給して前記処理液を置換する第１置換工程と、
    前記第１置換工程後の基板に対して撥水化液を供給して前記基板を撥水化させる撥水化工程と、
    前記撥水化工程後の基板に対して前記第１温度よりも高い第２温度の有機溶剤を供給して前記撥水化液を置換する第２置換工程と、
    前記第２置換工程後の基板から前記有機溶剤を除去する乾燥工程と
    を含み、
    前記第１温度は、３５℃以下の温度であり、
    前記第２温度は、６０℃以上の温度である、基板処理方法。
  2. 基板に対して水分を含んだ処理液を供給する液処理工程と、
    前記液処理工程後の基板に対して第１温度の有機溶剤を供給して前記処理液を置換する第１置換工程と、
    前記第１置換工程後の基板に対して撥水化液を供給して前記基板を撥水化させる撥水化工程と、
    前記撥水化工程後の基板に対して前記第１温度よりも高い第２温度の有機溶剤を供給して前記撥水化液を置換する第２置換工程と、
    前記第２置換工程後の基板から前記有機溶剤を除去する乾燥工程と
    を含み、
    前記撥水化工程は、
    前記撥水化液を供給する第１撥水化工程と、
    前記第１撥水化工程後の基板に対し、前記第１撥水化工程において供給される撥水化液よりも高温の撥水化液を供給する第２撥水化工程と
    を含む、基板処理方法。
  3. 基板に対して水分を含んだ処理液を供給する液処理工程と、
    前記液処理工程後の基板に対して第１温度の有機溶剤を供給して前記処理液を置換する第１置換工程と、
    前記第１置換工程後の基板に対して撥水化液を供給して前記基板を撥水化させる撥水化工程と、
    前記撥水化工程後の基板に対して前記第１温度よりも高い第２温度の有機溶剤を供給して前記撥水化液を置換する第２置換工程と、
    前記第２置換工程後の基板から前記有機溶剤を除去する乾燥工程と
    を含み、
    前記撥水化工程は、
    前記基板を加熱せずに前記撥水化液を供給する第１撥水化工程と、
    前記第１撥水化工程後の基板に対し、該基板を加熱しながら前記撥水化液を供給する第２撥水化工程と
    を含む、基板処理方法。
  4. 基板を回転させる回転機構と、
    前記基板に対して水分を含んだ処理液を供給する処理液供給部と、
    前記処理液を供給した後の前記基板に対して第１温度の有機溶剤を供給する第１有機溶剤供給部と、
    前記基板に対して撥水化液を供給して前記基板を撥水化させる撥水化液供給部と、
    撥水化された前記基板に対して前記第１温度より高い第２温度の有機溶剤を供給する第２有機溶剤供給部と
    を備え、
    前記撥水化液供給部は、
    第１撥水化液を供給する第１撥水化液供給源と、前記第１撥水化液よりも高温の第２撥水化液を供給する第２撥水化液供給源とに接続され、前記基板に対して前記第１撥水化液を供給した後、該基板に対して前記第２撥水化液を供給する、基板処理装置。
  5. 基板を回転させる回転機構と、
    前記基板に対して水分を含んだ処理液を供給する処理液供給部と、
    前記処理液を供給した後の前記基板に対して第１温度の有機溶剤を供給する第１有機溶剤供給部と、
    前記基板に対して撥水化液を供給して前記基板を撥水化させる撥水化液供給部と、
    撥水化された前記基板に対して前記第１温度より高い第２温度の有機溶剤を供給する第２有機溶剤供給部と、
    前記基板の裏面に対して前記撥水化液よりも高温の液体を供給する裏面供給部と
    を備え、
    前記撥水化液供給部から前記基板の表面に前記撥水化液を供給し、
    次に、前記撥水化液供給部から前記基板の表面に前記撥水化液を供給しつつ、該基板の裏面に前記裏面供給部から前記高温の液体を供給する、基板処理装置。
  6. 前記第１温度は、３５℃以下の温度であり、
    前記第２温度は、６０℃以上の温度である、請求項４または５に記載の基板処理装置。
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