JPWO2005119748A1

JPWO2005119748A1 - 基板洗浄方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体

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Publication number: JPWO2005119748A1
Application number: JP2006514111A
Authority: JP
Inventors: 賢治関口; 広基大野
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Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2008-07-31
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Abstract

ウエハＷを略水平姿勢で回転させながら２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水を供給してウエハＷを処理し、これらの洗浄流体の供給を停止した後に純水によるリンス処理を経ることなく、ウエハＷをこれら洗浄流体の供給時よりも高速で回転させてウエハＷを乾燥させる。

Description

本発明は半導体ウエハ等の基板の帯電を抑制する基板洗浄方法、およびこの基板洗浄方法を実行するために基板洗浄装置を制御するためのコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。

例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハの表面を清浄に保つために、適時、半導体ウエハに洗浄処理が施される。半導体ウエハを１枚ずつ処理する枚葉式洗浄処理の例として、特開２００３−１６８６７０号公報には、半導体ウエハを回転させながら、純水を不活性ガスでミスト化させた流体（所謂、２流体）を半導体ウエハの表面に供給してその表面からパーティクル等を除去し、次いで純水で半導体ウエハをリンス処理し、その後に半導体ウエハをスピン乾燥させるという処理方法が開示されている。

しかしながら、この洗浄方法では洗浄後の半導体ウエハの帯電電圧の絶対値が大きくなり、これが原因で、半導体ウエハそのものが破壊するおそれや、半導体ウエハの表面に形成された回路が損傷を受けるおそれがある。

本発明の目的は、半導体ウエハ等の基板の帯電を抑制することができる基板洗浄方法を提供することにあり、本発明の他の目的は、この基板洗浄方法を実施するための装置に用いられるコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することにある。

発明者は、半導体ウエハを用いて、洗浄処理のいずれの段階で半導体ウエハが帯電するかについて鋭意検討した結果、帯電のレベルはリンス処理工程における処理時間および半導体ウエハの回転数の影響を最も大きく受けるという知見を得て、本発明に至った。

本発明の第１の観点では、基板を略水平姿勢で回転させながら２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水を供給して前記基板を処理し、前記２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水の供給を停止した後に純水によるリンス処理を経ることなく、前記基板を前記２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水の供給時よりも高速で回転させて前記基板を乾燥させる基板洗浄方法、を提供する。

この第１の観点に係る基板洗浄方法においては、従来は必須とされていたリンス処理工程が省かれている。従来、２流体をはじめとして、高圧ジェット水やメガソニック洗浄水（これらの流体をまとめて「洗浄流体」ということとする）による処理の後には、純水によるリンス処理を行うことが当業者の常識であった。この理由の１つは、これら洗浄流体による処理が行われる以前に主流であったブラシスクラブ洗浄においてはリンス処理が不可欠であり、ブラシを用いる洗浄からブラシを用いない洗浄へと処理形態が変化しても、当業者はリンス処理を省くことに着目することなく、ブラシスクラブ洗浄の処理工程が踏襲されたことが挙げられる。また、純水でリンス処理を行うことにより、基板上の純水の膜に含まれているパーティクル等が除去されて洗浄精度が高められると、当業者には常識的に考えられていた。

しかしながら、発明者がこれら洗浄流体による洗浄処理工程を詳細に検討した結果、これら洗浄流体による処理はそれ自体が純水による処理であるために、その後に純水によるリンス処理を行っても、それによってパーティクル等の除去精度が高められることはないことが確認された。

一方で、リンス処理を設けることで基板の帯電が進むという悪い効果が現れることが確認された。また、リンス処理工程を設けることで基板の洗浄処理全体の処理時間が長くなり、洗浄処理装置のスループットを低下させるという悪い効果ももたらされる。上記第１の観点に係る発明により、このような問題が解決される。すなわち、帯電を抑制し、かつ、スループットを向上させることができる。

さらに、上記知見を基にしてこれら洗浄流体による処理条件を見直したところ、これら洗浄流体による処理では、帯電電圧の絶対値の大きさは洗浄流体を供給するノズルのスキャン速度と基板の回転数の影響を大きく受けるとの知見を得た。そこで、帯電をさらに抑制するためには、上記第１の観点に係る基板洗浄方法においては、洗浄流体の供給時における基板の回転数を１００〜９００ｒｐｍとすることが好ましく、３００〜６００ｒｐｍとすることがより好ましい。また、洗浄流体の基板への供給ポイントを基板の径方向で移動させる際に、基板の単位面積あたりの処理時間が同じとなるように、洗浄流体の供給ポイントの移動速度を基板の外周部よりも中心部で速くすることが好ましい。または、洗浄流体の基板への供給ポイントを基板の径方向において一定速度で移動させ、その際に基板の単位面積あたりの処理時間が同じとなるように、基板の回転数を供給ポイントが基板の外周部にあるときよりも中心部にあるときに速くしてもよい。

本発明の第２の観点では、基板を所定の洗浄液で処理する工程と、
基板を略水平姿勢で回転させながら、純水を前記基板へ供給してリンス処理する工程と、
前記基板を前記リンス処理時よりも高速で回転させて乾燥させる工程と、を有し、
前記リンス処理工程では、前記純水の前記基板への供給ポイントを前記基板の径方向で移動させる基板洗浄方法、を提供する。

上述の通り、リンス処理工程が基板の帯電に大きく影響していることが明らかであっても、アルカリ性薬液や酸性薬液を用いた洗浄処理やスクラブ洗浄処理では、その後に薬液等を洗い流すためにリンス処理が必要である。その場合にも、基板の帯電を可能な限り抑制することが望まれる。

従来のリンス処理は、回転する基板の中心に純水を供給することにより行われていたが、この場合には、基板の中心部での帯電電圧の絶対値が大きくなることを、発明者は知見した。そこで、上記第２の観点に係る基板洗浄方法のように、純水供給ポイントを径方向で移動させることにより、基板に局所的に絶対値の大きい帯電電圧が発生することを防止し、基板全体で均一かつ低レベルな帯電に抑えることができる。

このような効果をより大きくするには、リンス処理工程において、基板の単位面積あたりの処理時間が同じとなるように、純水の供給ポイントの移動速度を基板の中心部よりも外周部で速くすることが好ましい。また、基板の回転数を純水の供給ポイントが基板の外周部にあるときよりも中心部にあるときに速くすることも好ましい。リンス処理工程における基板の回転数は１００〜９００ｒｐｍ、純水供給流量は０．３〜１．５Ｌ／分の範囲とすることが好ましい。さらに、リンス処理では、純水に炭酸ガスを溶解したものを用いることが好ましく、これにより帯電電圧の絶対値をさらに小さくすることができる。

本発明はさらに、上記洗浄処理方法を実行するために洗浄装置に適用されるコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。
すなわち、本発明の第３の観点では、コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、（ａ）基板を略水平姿勢で回転させながら２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水を供給して前記基板を処理し、（ｂ）前記２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水の供給を停止した後に純水によるリンス処理を経ることなく、前記基板を前記２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水の供給時よりも高速で回転させて前記基板を乾燥させる処理を実行して、前記基板を洗浄するように洗浄装置を制御する、コンピュータ読取可能な記憶媒体、を提供する。

本発明の第４の観点では、コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、（ａ）基板を所定の洗浄液で処理し、（ｂ）基板を略水平姿勢で回転させながら、かつ、純水を前記基板へ供給するポイントを前記基板の径方向で移動させながら、純水を前記基板へ供給してリンス処理し、（ｃ）前記基板を前記リンス処理時よりも高速で回転させて乾燥させる処理を実行して、前記基板を洗浄するように洗浄装置を制御する、コンピュータ読取可能な記憶媒体、を提供する。

このような本発明によれば、基板の帯電を抑制することができるため、基板の破壊、基板の表面に形成された回路等を保護することができる。また、リンス処理を行わない場合には、洗浄処理装置のスループットを高めることができるという有利な効果を奏する。

洗浄処理装置の概略構造を示す平面図。図１に示す洗浄処理装置のＺ−Ｘ断面図。図１に示す洗浄処理装置のＹ−Ｚ断面図。図１に示す洗浄処理装置によるウエハの処理工程を示すフローチャート。洗浄液を吐出するノズルのスキャン速度と帯電電圧との関係を示す図。ウエハの回転数と帯電電圧との関係を示す図。別の洗浄処理装置の概略構造を示す平面図。図６に示す洗浄処理装置によるウエハの処理工程を示すフローチャート。リンス処理方法と帯電電圧との関係を示す図。リンス処理における処理時間と帯電電圧との関係を示す図。リンス処理におけるリンス時間と帯電電圧との関係を示す図。リンス処理におけるとウエハ回転数と帯電電圧との関係を示す図。スピン乾燥条件と帯電電圧との関係を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、半導体ウエハの洗浄処理方法を例にして、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に洗浄処理装置１０の概略構造を示す平面図を示し、図２にそのＺ−Ｘ断面図を示し、図３にそのＹ−Ｚ断面図を示す。ここで、Ｘ方向とＹ方向は水平面内で直交しており、また、Ｚ方向は鉛直方向である。

洗浄処理装置１０は、ハウジング９０内に各部材が配設された構成を有している。ハウジング９０の一側面には窓９１が形成されており、この窓９１はシャッタ９２によって開閉自在となっている。この窓９１を通してウエハＷの搬入出が行われる。ハウジング９０の内部は隔壁９３によって２室に仕切られており、後に説明するように、一方は洗浄液や純水等を扱う液処理室となっており、他方は洗浄処理のために各種ノズル等を移動させるための駆動機構が設けられた機構配設室となっている。

ハウジング９０内には、ウエハＷを略水平姿勢に保持するスピンチャック１１と、スピンチャック１１に保持されたウエハＷの周囲を囲繞するカップ１２と、ウエハＷの表面に洗浄液を供給する洗浄液ノズル１５と、ウエハＷの表面に不活性ガス、例えば、窒素ガスを供給するガスノズル１６と、が設けられている。

スピンチャック１１は、チャックプレート７１と、チャックプレート７１を支持する枢軸７２と、枢軸７２を回転させるモータ７３と、チャックプレート７１に載置されたウエハＷの保持／解除を行う脱着機構７４と、を備えている。チャックプレート７１の表面には、図示しない支持ピンが複数配設されており、ウエハＷはこれら支持ピンに支持される。

脱着機構７４は、チャックプレート７１の周縁の３箇所に設けられた保持部材７５と、チャックプレート７１の下方に設けられたプレート部材７６と、プレート部材７６を昇降させる昇降機構７７と、保持部材７５の配設位置に対応してプレート部材７６に設けられた当接治具７８と、を有している。図２の左側には保持部材７５がウエハＷを保持した状態を示しており、図２の右側には保持部材７５がウエハＷを保持していない状態を示している。

脱着機構７４は、保持部材７５をテコの原理を利用して動かすことで、ウエハＷの保持状態と解除状態とを切り替えるものである。すなわち、昇降機構７７を上昇させると３箇所に配設された当接治具７８が保持部材７５の内周端をそれぞれチャックプレート７１の裏面に押し付け、これにより保持部材７５の外周端部が外側下方へ動いてウエハＷの保持状態が解除される。逆に、昇降機構７７を降下させて当接治具７８を保持部材７５から離隔させると、保持部材７５の外周端部が内側上方に動いてウエハＷの縁に当接し、これによりウエハＷに外周から中心へ向かう力が加わって、ウエハＷが保持部材７５に保持される。

カップ１２は昇降機構８５により昇降自在となっている。図２では下段位置（実線）および上段位置（点線）が同時に示され、図３では上段位置のみが示されている。ウエハＷの搬入出時にはカップ１２は下段位置に保持され、洗浄処理中は上段位置に保持される。カップ１２には上下２段に内周上側から外周下側に傾斜したテーパー部８６・８７が形成されている。カップ１２の底部には排気ダクト８９が設けられている。

洗浄液ノズル１５へは、窒素ガス供給源と純水供給源とからそれぞれ窒素ガスと純水（ＤＩＷ）が供給され、これらが洗浄液ノズル１５の内部において混合される。こうして純水に窒素ガスを混入させることにより、純水をミスト化した洗浄液（以下「２流体洗浄液」という）が生成し、ウエハＷの表面に吹き付けられる。

洗浄液ノズル１５は第１ノズルアーム５１に保持されており、この第１ノズルアーム５１は第１アーム昇降機構５６によって昇降自在となっている。第１アーム昇降機構５６は、機構配設室においてＸ方向に延在して設けられたガイド５４に移動自在に嵌合されたスライダ６１に取り付けられており、このスライダ６１のＸ方向の位置制御は第１ノズルスライド機構６６によって行われるようになっている。例えば、第１ノズルスライド機構６６としては、電磁式リニアモータやボールネジ機構等が用いられる。このような構成により、洗浄液ノズル１５をウエハＷ上でＸ方向にスキャンさせ、またカップ１２の上端を越えてカップ１２外へ退避させることができるようになっている。

ウエハＷの表面に窒素ガスを供給するガスノズル１６は、第２ノズルアーム５２に保持されており、この第２ノズルアーム５２は第２アーム昇降機構５７によって昇降自在となっている。この第２アーム昇降機構５７は、機構配設室においてＸ方向に延在して設けられたガイド５４に移動自在に嵌合されたスライダ６２に取り付けられており、このスライダ６２のＸ方向の位置制御は第２ノズルスライド機構６７によって行われるようになっている。第２ノズルスライド機構６７としては第１ノズルスライド機構６６と同じ駆動方式のものが好適に用いられる。このような構成により、ガスノズル１６もまた、ウエハＷ上でＸ方向にスキャンさせ、またカップ１２の上端を越えてカップ１２外へ退避させることができるようになっている。

このように構成された洗浄処理装置１０に設けられた各種機構の駆動制御と、窒素ガスや純水の供給源から各種ノズルへの流体供給を制御するバルブの制御は、制御部（プロセスコントローラ）８０により行われる。制御部８０には、工程管理者が洗浄処理装置１０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、洗浄処理装置１０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるデータ入出力部８１が接続されている。

また、制御部８０には、洗浄処理装置１０で実行される各種処理を制御部８０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて洗浄処理装置１０の各構成部に処理を実行させるためのプログラム（すなわち、レシピ）が格納された記憶部８２が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリー等に記憶されていてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な可搬性の記憶媒体に格納された状態で、記憶部８２の所定位置にセットするようになっていてもよい。

そして、必要に応じて、データ入出力部８１からの指示等にて任意のレシピを記憶部８２から呼び出して制御部８０に実行させることで、制御部８０の制御下で、洗浄処理装置１０での所望の処理が行われる。

次に、上述の通りに構成された洗浄処理装置１０を用いたウエハＷの処理工程について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、カップ１２を下段位置に配置し、昇降機構７７によりプレート部材７６を上昇させて当接治具７８を保持部材７５に押し付け、保持部材７５の外周端部を外側下方に移動させた状態とする。そして、シャッタ９２を開いて窓９１を開く。次いで、ウエハＷを保持した図示しないウエハ搬送アームを窓９１を通してハウジング９０内に進入させて、チャックプレート７１にウエハＷを受け渡す。ウエハ搬送アームをハウジング９０から退出させた後に、プレート部材７６を降下させて当接治具７８を保持部材７５から離隔させ、保持部材７５にウエハＷを保持させる（ステップ１）。その後、カップ１２を上段位置へ移動させる。

次いで、洗浄液ノズル１５をカップ１２外の待避位置（つまり、図１に示す位置）からスピンチャック１１に保持されたウエハＷの中心上の所定の高さ位置に移動させる（ステップ２）。続いて、ウエハＷを所定の速度で回転させて、洗浄液ノズル１５をＸ方向でスキャンさせながら、洗浄液ノズル１５から２流体洗浄液をウエハＷの表面に所定時間吹き付けて、ウエハＷの表面を洗浄する（ステップ３）。このときの洗浄液ノズル１５のスキャンパターンとしては、ウエハＷのＸ方向端間でスキャンさせるパターンと、ウエハの中心とウエハの一端との間でスキャンさせるパターンと、がある。

この２流体洗浄液によるウエハＷの処理においては、ウエハＷの単位面積あたりの処理時間が同じとなるように、２流体洗浄液の供給ポイントの移動速度（つまり洗浄液ノズル１５のスキャン速度）をウエハＷの外周部よりも中心部で速くするか、または、洗浄液ノズル１５のスキャン速度を一定にして、ウエハＷの回転数を洗浄液ノズル１５がウエハＷの外周部にあるときよりも中心部にあるときに速くすることが好ましい。

所定時間経過後、２流体洗浄液の供給を、洗浄液ノズル１５の待避位置側のウエハＷの端部で終了することが望ましい。そして、２流体洗浄液の供給を停止した際には、ウエハＷの表面に純水の膜が残っていることが望ましい（ステップ４）。その後、洗浄液ノズル１５をカップ１２外に待避させ、ガスノズル１６をウエハＷの中心上へ配置する（ステップ５）。続いて、２流体洗浄液の供給時（ステップ３）よりもウエハＷを高速で回転させ、ガスノズル１６からウエハＷへ窒素ガスを吹き付けながら、ガスノズル１６をウエハＷの中心からウエハＷの周縁へスキャンさせ、ウエハＷの表面を乾燥させる（ステップ６）。ガスノズル１６はガスノズル１６の待避位置側に向けてスキャンさせることが好ましい。

このスピン乾燥が終了したら、ガスノズル１６をカップ１２外へ待避させる。また、その後、先にウエハＷをハウジング９０に搬入してチャックプレート７１に支持させた手順と逆の手順によって、ウエハＷをハウジング９０から搬出する（ステップ７）。

上述したウエハＷの洗浄方法による洗浄液ノズル１５のスキャン速度と帯電電圧との関係を示すグラフを図５Ａに示し、ウエハＷの回転数と帯電電圧との関係を示すグラフを図５Ｂに示す。図５Ａ，５Ｂでは、ウエハＷとしてベアウエハの表面に絶縁膜が形成されているものを用いている。

図５Ａに示されるように、洗浄液ノズル１５のスキャン速度が遅くなると帯電電圧の絶対値が大きくなる傾向があることがわかる。この結果から、洗浄液ノズル１５のスキャン速度は１５ｍｍ／秒以上とすることが好ましい。また、洗浄液ノズル１５のスキャン速度の上限は３０ｍｍ／以下とすることが好ましく、これにより洗浄効果の低下を回避することができる。

図５Ｂに示されるように、２流体洗浄ではウエハＷの回転数が大きくなると帯電電圧の絶対値が大きくなる傾向がわかる。この結果から、ウエハＷの回転数は１０００ｒｐｍ以下とすることが好ましい。ウエハＷの回転数の下限は、極端に小さいと処理時間が長くなって洗浄処理装置１０のスループットが低下することから、３００ｒｐｍ以上とすることが好ましい。これらウエハＷの洗浄精度と処理時間とを考慮すると、ウエハＷの回転数は、３００〜６００ｒｐｍの範囲とすることがより好ましい。

上記説明においては洗浄液として２流体洗浄液を用いた場合について説明したが、これに代えて高圧ジェット水やメガソニック洗浄水を用いて上記洗浄方法を採用した場合にも、ウエハＷの帯電を抑制することができる。

次に、洗浄処理装置の別の実施形態について説明する。図６に洗浄処理装置１０ａの概略平面図を示す。この洗浄処理装置１０ａが先に図１〜３に示した洗浄処理装置１０と異なっている点は、洗浄液ノズル１５からはポリマー除去や金属除去等のための薬液をウエハＷに供給することができるようになっている点と、リンスノズル１７をさらに具備している点である。

リンスノズル１７は、ウエハＷの表面にリンス液たる純水（ＤＩＷ）を供給する。リンスノズル１７は第３ノズルアーム５３に保持されており、この第３ノズルアーム５３は第３アーム昇降機構５８によって昇降自在となっている。第３アーム昇降機構５８は、ガイド５４に移動自在に嵌合されたスライダ６３に取り付けられており、このスライダ６３のＸ方向での移動は第３ノズルスライド機構６８によって行われ、第３ノズルスライド機構６８は制御部８０により行われる。第３ノズルスライド機構６８としては第１ノズルスライド機構６６と同じ駆動方式のものが好適に用いられる。このような構成により、リンスノズル１７もまた、ウエハＷ上でＸ方向にスキャンさせ、またカップ１２の上端を越えてカップ１２外へ退避させることができるようになっている。

洗浄処理装置１０ａのその他の構成は洗浄処理装置１０との共通であるので、その部分の説明はここでは省略する。

続いて、洗浄処理装置１０ａによるウエハＷの洗浄処理工程について、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。先ず、先に図４を参照しながら説明したのと同様にして、ウエハＷをスピンチャック１１に保持させる（ステップ１１）。次いで、洗浄液ノズル１５をカップ１２外の待避位置からウエハＷの中心上の所定の高さ位置に移動させ（ステップ１２）、静止したウエハＷの表面に所定の薬液を供給し、薬液パドルを形成する（ステップ１３）。そして所定時間が経過したら、ウエハＷを所定の速度で回転させ、洗浄液ノズル１５をＸ方向でスキャンさせながらさらに薬液をウエハＷに供給する（ステップ１４）。

所定時間経過後に薬液供給を停止し、洗浄液ノズル１５をカップ１２外に待避させ、リンスノズル１７をウエハＷの中心上に移動させる（ステップ１５）。このとき、カップ１２外において、ガスノズル１６を洗浄液ノズル１５側へ移動させる。ウエハＷを回転させ、リンスノズル１７から純水を吐出させながら、リンスノズル１７をウエハＷの中心と周縁との間でスキャンさせる（ステップ１６）。このリンス処理によりウエハＷ表面の薬液が洗い流される。

図８にウエハＷの中心にのみ純水を供給した場合の帯電電圧のプロファイルを模式的に示す説明図を示す。リンス処理においては、純水の供給ポイントが不変の場合にその部分で帯電電圧の絶対値が大きくなるが、リンスノズル１７をスキャンさせることによってウエハ中心での帯電電圧の絶対値を小さくすることができる。

このリンス処理においては、ウエハＷの単位面積あたりの処理時間が同じとなるように、純水の供給ポイントの移動速度、つまりリンスノズル１７のスキャン速度をウエハＷの外周部よりも中心部で速くするか、または、ウエハＷの回転数をリンスノズル１７がウエハＷの外周部にあるときよりも中心部にあるときに速くすることが好ましい。これにより帯電電圧の絶対値を小さくし、ウエハＷ全体で均一な状態に近付けることができるので、ウエハＷの損傷を防止することができる。また、リンス液として炭酸ガスを溶解させることにより導電性を高めた純水を用いることは、帯電電圧の絶対値をさらに小さくすることができるので、より好ましい。

所定時間が経過後、リンスノズル１７をリンスノズル１７の待避位置側のウエハＷの周縁に移動させて純水の供給を停止し、その後リンスノズル１７をカップ１２外に待避させ、ガスノズル１６をウエハＷの中心上へと移動させる（ステップ１７）。リンスノズル１７からの純水の供給を停止した際には、ウエハＷの表面に純水の膜が残っていることが望ましい。

次いで、ウエハＷを純水供給時（ステップ１６の処理時）よりも高速で回転させ、ガスノズル１６からウエハＷへ窒素ガスを吹き付けながら、ガスノズル１６をウエハＷの中心からウエハＷの周縁へスキャンさせる（ステップ１８）。これにより、ウエハＷの表面を乾燥させることができる。なお、ガスノズル１６はガスノズル１６の待避位置側へスキャンさせることが好ましい。このスピン乾燥の終了後、ガスノズル１６をカップ１２外へ待避させ、ウエハＷをハウジング９０から搬出する（ステップ１９）。

このような薬液洗浄、リンス処理、スピン乾燥処理を有するウエハＷの洗浄方法によるリンス条件と帯電電圧との関係を示すグラフを図９Ａ〜９Ｃに示す。また、図１０にスピン乾燥におけるウエハＷの回転数と帯電電圧との関係を示す。ここで、図９Ａはリンス時間と帯電電圧との関係を、図９Ｂはリンス液流量と帯電電圧との関係を、図９Ｃはウエハ回転数と帯電電圧との関係を、それぞれ示している。なお、リンス処理条件と帯電の関係が顕著に表れるように、薬液洗浄においてはパドルを形成したのみで、洗浄液ノズル１５のスキャンは行っていない。また、図１０を参照しながら後に詳細に説明するように、スピン乾燥条件が帯電電圧に与える影響は小さいために、スピン乾燥の条件は３０００ｒｐｍ、２０秒に固定している。図９Ａ〜９Ｃに示す結果を与えたウエハＷは、図５Ａ，５Ｂに示す結果を与えたウエハＷと同じ構成のものである。

図９Ａに示されるように、リンス時間が長くなると帯電電圧の絶対値が大きくなることがわかる。リンス時間は薬液の種類や粘度等の特性にも依存するため一概に決めることはできないが、薬液がウエハＷ上に残らない範囲でできるだけ短くすることが好ましい。また、図９Ｂに示すように、純水の供給流量が少ない方が帯電電圧の絶対値が小さく抑えられることがわかる。さらに図９Ｃに示すように、ウエハＷの回転数を小さくすると帯電電圧の絶対値が小さく抑えられることがわかり、リンス処理時の回転数は１０００ｒｐｍ以下とすることが好ましい。一方、リンス処理におけるウエハＷの回転数は、ウエハＷの表面の処理均一性や処理時間を考慮して、５００ｒｐｍ以上とすることが好ましい。

図１０に示されるように、スピン乾燥におけるウエハＷの回転数は、ウエハＷの帯電電圧の大きさに殆ど影響を与えないことがわかる。これは洗浄処理工程におけるウエハＷの帯電電圧の大きさは、実質的にリンス処理時に決まってしまっていることによるものと考えられる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、基板として半導体ウエハを取り上げたが、これに限定されるものではなく、フラットパネルディスプレイ（ＦＤＰ）等に用いられるガラス基板等についても本発明を適用することができる。

また本発明は、２流体洗浄液等による処理の後にスキャンリンス処理を行うことを妨げるものではない。例えば、２流体洗浄液等による処理時間が短いレシピを組んだ場合には、２流体洗浄液等の供給を停止した際にウエハＷ上に２流体洗浄液等によりウエハＷから浮き上がった異物が残留している場合があるので、その後にスキャンリンス処理を、好ましくは短時間行うことにより、これらの異物を確実に除去することができることができるからである。

また、２流体洗浄液や純水の供給ポイントの軌跡は直線的である必要はなく、洗浄液ノズルやリンスノズルとして回動自在な構成のものを用いることにより、ウエハＷの中心を通ってウエハＷ上で円弧を描くように２流体洗浄液等をウエハＷに供給してもよい。また、ウエハＷのスピン乾燥処理として、窒素ガスをウエハＷに供給しながらウエハＷを回転させる形態を示したが、窒素ガスの供給を行わずにウエハＷを所定の回転数で回転させるだけでウエハＷを乾燥させてもよい。

以上説明した実施の形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにすることを意図するものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、本発明の精神とクレームに述べる範囲で、種々に変更して実施することができるものである。

本発明は半導体ウエハ等の基板の洗浄処理に好適である。

本発明の第１の観点では、基板を略水平姿勢で回転させながら２流体洗浄液を供給して基板を処理し、２流体洗浄液の供給を停止した後に純水によるリンス処理を経ることなく、基板を前記２流体洗浄液供給時よりも高速で回転させて基板を乾燥させる基板洗浄方法、を提供する。

上記第１の観点において、前記２流体洗浄液供給時における基板の回転数を１０００ｒｐｍ以下とし、２流体洗浄液の基板への供給ポイントを基板の径方向で、１５〜３０ｍｍ／秒で移動させながら２流体洗浄液を供給することが好ましい。また、２流体洗浄液の供給を停止した際に洗浄液の液膜を残し、基板を前記２流体洗浄液供給時よりも高速で回転させて基板を乾燥させることが好ましい。さらに、基板を乾燥させる際に基板の中心から周縁に窒素ガスを吹きつけながら移動させることが好ましい。

本発明の第２の観点では、基板を所定の薬液で処理する工程と、
基板を略水平姿勢で回転させながら、純水を基板へ供給してリンス処理する工程と、
基板を前記リンス処理時よりも高速で回転させて乾燥させる工程と、を有し、
前記リンス処理工程では、基板の単位面積あたりの処理時間が同じになるように、純水の基板への供給ポイントの移動速度を、基板の外周部よりも中心部で速くする基板洗浄方法、を提供する。

上述の通り、リンス処理工程が基板の帯電に大きく影響していることが明らかであっても、アルカリ性薬液や酸性薬液を用いた洗浄処理やスクラブ洗浄処理では、その後に薬液等を洗い流すためにリンス処理が必要である。その場合にも、基板の帯電を可能な限り抑制することが望まれる。
従来のリンス処理は、回転する基板の中心に純水を供給することにより行われていたが、この場合には、基板の中心部での帯電電圧の絶対値が大きくなることを、発明者は知見した。そこで、上記第２の観点に係る基板洗浄方法のように、基板の単位面積あたりの処理時間が同じになるように、純水の基板への供給ポイントの移動速度を、基板の外周部よりも中心部で速くすることにより、基板に局所的に絶対値の大きい帯電電圧が発生することを防止し、基板全体で均一かつ低レベルな帯電に抑えることができる。

本発明の第３の観点では、基板を所定の薬液で処理する工程と、
基板を略水平姿勢で回転させながら、純水を前記基板へ供給してリンス処理する工程と、
基板を前記リンス処理時よりも高速で回転させて乾燥させる工程と、を有し、
前記リンス処理工程では、純水の基板への供給ポイントを基板の径方向で移動させ、基板の単位面積当たりの処理時間が同じとなるように、基板の回転数を純水の供給ポイントが基板の外周部にあるときよりも中心部にあるときに速くする基板洗浄方法、を提供する。
これにより、上記効果をより大きくすることができる。

本発明の第４の観点では、コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、基板を略水平姿勢で回転させながら２流体洗浄液を供給して基板を処理し、２流体洗浄液の供給を停止した後に純水によるリンス処理を経ることなく、基板を前記２流体洗浄液供給時よりも高速で回転させて基板を乾燥させる基板洗浄方法が行われるように洗浄装置を制御させる、コンピュータ読取可能な記憶媒体、を提供する。

本発明の第５の観点では、コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、基板を所定の薬液で処理する工程と、基板を略水平姿勢で回転させながら、純水を基板へ供給してリンス処理する工程と、基板を前記リンス処理時よりも高速で回転させて乾燥させる工程と、を有する基板処理方法であって、前記リンス処理工程では、基板の単位面積あたりの処理時間が同じになるように、純水の基板への供給ポイントの移動速度を、基板の外周部よりも中心部で速くする基板洗浄方法が行われるように洗浄装置を制御させる、コンピュータ読取可能な記憶媒体、を提供する。

本発明の第６の観点では、コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、基板を所定の薬液で処理する工程と、基板を略水平姿勢で回転させながら、純水を前記基板へ供給してリンス処理する工程と、基板を前記リンス処理時よりも高速で回転させて乾燥させる工程と、を有する基板洗浄装置であって、前記リンス処理工程では、純水の基板への供給ポイントを基板の径方向で移動させ、基板の単位面積当たりの処理時間が同じとなるように、基板の回転数を純水の供給ポイントが基板の外周部にあるときよりも中心部にあるときに速くする基板洗浄方法が行われるように洗浄装置を制御させる、コンピュータ読取可能な記憶媒体、を提供する。

Claims

基板を略水平姿勢で回転させながら２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水を供給して前記基板を処理し、前記２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水の供給を停止した後に純水によるリンス処理を経ることなく、前記基板を前記２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水の供給時よりも高速で回転させて前記基板を乾燥させる基板洗浄方法。
請求項１に記載の基板洗浄方法において、前記２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水の供給時における前記基板の回転数を１００〜９００ｒｐｍとする、基板洗浄方法。
請求項１に記載の基板洗浄方法において、前記２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水の前記基板への供給ポイントを前記基板の径方向で移動させ、その際に前記基板の単位面積あたりの処理時間が同じとなるように、前記供給ポイントの移動速度を前記基板の外周部よりも中心部で速くする、基板洗浄方法。
請求項１に記載の基板洗浄方法において、前記２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水の前記基板への供給ポイントを前記基板の径方向において一定速度で移動させ、その際に前記基板の単位面積あたりの処理時間が同じとなるように、前記基板の回転数を前記供給ポイントが前記基板の外周部にあるときよりも中心部にあるときに速くする、基板洗浄方法。
基板を所定の洗浄液で処理する工程と、
基板を略水平姿勢で回転させながら、純水を前記基板へ供給してリンス処理する工程と、
前記基板を前記リンス処理時よりも高速で回転させて乾燥させる工程と、を有し、
前記リンス処理工程では、前記純水の前記基板への供給ポイントを前記基板の径方向で移動させる基板洗浄方法。
請求項５に記載の基板洗浄方法において、前記リンス処理工程では、前記基板の単位面積あたりの処理時間が同じとなるように、前記純水の供給ポイントの移動速度を前記基板の外周部よりも中心部で速くする、基板洗浄方法。
請求項５に記載の基板洗浄方法において、前記リンス処理工程では、前記基板の単位面積あたりの処理時間が同じとなるように、前記基板の回転数を前記純水の供給ポイントが前記基板の外周部にあるときよりも中心部にあるときに速くする、基板洗浄方法。
請求項５に記載の基板洗浄方法において、前記リンス処理工程において、前記基板の回転数を１００〜９００ｒｐｍ、純水供給流量を０．３〜１．５Ｌ／分とする、基板洗浄方法。
請求項５に記載の基板洗浄方法において、前記リンス処理工程においては、純水に炭酸ガスを溶解させたものを用いる、基板洗浄方法。
コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、（ａ）基板を略水平姿勢で回転させながら２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水を供給して前記基板を処理し、（ｂ）前記２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水の供給を停止した後に純水によるリンス処理を経ることなく、前記基板を前記２流体または高圧ジェット水またはメガソニック水の供給時よりも高速で回転させて前記基板を乾燥させる処理を実行して、前記基板を洗浄するように洗浄装置を制御する、コンピュータ読取可能な記憶媒体。
コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、（ａ）基板を所定の洗浄液で処理し、（ｂ）基板を略水平姿勢で回転させながら、かつ、純水を前記基板へ供給するポイントを前記基板の径方向で移動させながら、純水を前記基板へ供給してリンス処理し、（ｃ）前記基板を前記リンス処理時よりも高速で回転させて乾燥させる処理を実行して、前記基板を洗浄するように洗浄装置を制御する、コンピュータ読取可能な記憶媒体。