WO2006082780A1 - 基板処理方法、基板処理装置及び制御プログラム - Google Patents

基板処理方法、基板処理装置及び制御プログラム Download PDF

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WO2006082780A1
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water
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gas
substrate processing
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Yuki Inoue
Akira Fukunaga
Takahiro Ogawa
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Ebara Corporation
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Definitions

  • Substrate processing method substrate processing apparatus, and control program
  • the present invention relates to a substrate processing method, a substrate processing apparatus, and a control program, and more particularly to a substrate processing method, a substrate processing apparatus, substrate cleaning, and substrate processing that do not generate a watermark on a substrate such as a semiconductor wafer after cleaning. It is related to the control program to do.
  • the cleaning differs from the processing such as CMP and staking.
  • Forcibly adjusting the wettability of the surface using a surfactant is preferable because the surfactant remains on the substrate. If the water is dried and dried while the wettability is not uniform, the partial force with poor wettability will cause the water to drain first, and the liquid will remain in the part with good wettability, and the material of that part will dissolve in the liquid droplet. Finally, water stains are generated by drying. When a watermark is generated, it may cause a problem in terms of reliability, such as leaking from that portion or causing poor adhesion.
  • CMP and mating are mainly single-wafer processing, it is efficient to perform single-wafer processing in the cleaning, draining and drying steps of the substrate (see, for example, Japanese Utility Model Publication No. 4-87638).
  • the substrate after cleaning is rotated at high speed.
  • spin-drying in which water droplets are blown off, the rotational speed of the substrate is controlled stepwise, by spin-drying in an inert gas atmosphere or under reduced pressure, or by supplying isopropyl alcohol (IPA) vapor during drying.
  • IPA isopropyl alcohol
  • the substrate wiring is different in a substrate having different wettability such as a damascene wiring formed substrate in which a hydrophilic portion and a hydrophobic portion are randomly generated. Due to the difference in density and properties of the hydrophobic part, it is necessary to control the fine rotation speed, and there is a problem that the process window is narrow for production.
  • the method of spin drying under reduced pressure under inert gas atmosphere is not suitable because it requires time for adjusting the atmosphere and requires a lot of process time.
  • the present invention can dry a substrate after cleaning without leaving water droplets locally, regardless of the size of the substrate having non-uniform wettability, and does not generate a watermark! / ⁇
  • the purpose is to provide a substrate processing method, a substrate processing apparatus, and a control program for automating substrate cleaning and substrate processing.
  • the substrate processing method includes a step of covering the surface of the substrate W with water from the water, for example, as shown in FIG. (28) and; a step (10) of rotating the substrate W in a horizontal plane while holding the substrate W almost horizontally with the surface facing up; and comparing the area of the surface of the substrate W on the upper surface of the substrate W. And a step (30, 40) of spraying a drying gas flow; removing water from the upper surface of the substrate by rotation in a horizontal plane while blowing the drying gas flow.
  • “covering the surface of the substrate” means that the surface of the substrate is not directly exposed to the atmosphere. Typically, the surface of the substrate is entirely covered with water.
  • the upper surface of the substrate is coated with water over the entire surface.
  • the “drying gas flow that is thin compared to the surface area of the substrate” is typically a gas flow supplied by a nozzle.
  • at least a part of the surface of the substrate W has a contact angle with water ⁇ force ⁇ 0 degrees or more (see Fig. 2).
  • the surface of the substrate is covered with water, and the substrate surface force water is removed by rotation in a horizontal plane while spraying a drying gas flow.
  • the contact angle is 30 degrees or more, but typically 80 degrees or less at the maximum.
  • Such a surface can be said to have wettability between hydrophilic and hydrophobic, and water stains (watermarks) are likely to occur.
  • the substrate processing method according to a preferred aspect (2) of the present invention is the substrate processing method according to (1), wherein the upper surface of the substrate is formed of an insulating film, and the upper surface of the substrate is reduced. Both are composed of a metal film portion.
  • the upper surface of the substrate typically has a contact angle of 30 degrees or more.
  • a substrate processing method includes a step of performing a flattening process or an electroless plating process on a substrate; and holding the substrate substantially horizontally.
  • the substrate surface is covered with water after being subjected to a planarization process or an electroless plating process, and the substrate is rotated in a horizontal plane while blowing a drying gas flow. Since water is removed from the surface, the substrate after cleaning is dried without leaving water droplets locally.
  • the substrate processing method can be performed without generating a watermark.
  • the planarization process for the substrate is typically a CMP process.
  • a substrate surface that has been subjected to CMP or electroless plating typically has a surface with a contact angle with water of 30 degrees or more. Therefore, a watermark is likely to occur!
  • the substrate processing method according to a preferred aspect (4) of the present invention is the substrate processing method according to any one of (1) to (3), wherein the surface of the substrate is disposed on the lower surface of the substrate.
  • a step of spraying a gas flow for drying that is thinner than the area is provided.
  • a substrate processing method can be achieved in which the lower surface of the substrate after cleaning can be dried without leaving water droplets locally and no watermark is generated.
  • the substrate processing method according to a preferred aspect (5) of the present invention is the substrate processing method according to any one of the above (1) to (4), prior to the step of coating the upper surface of the substrate with water. Scrub cleaning the upper surface of the substrate.
  • the substrate processing method according to a preferred embodiment (6) of the present invention is the substrate processing method according to any one of (1) to (5), wherein the water removes at least dissolved salts and dissolved organic substances. Deionized water.
  • the substrate processing method according to a preferred embodiment (7) of the present invention is the substrate processing method according to any one of (1) to (7), wherein the water is a carbon dioxide-dissolved water in which carbon dioxide is dissolved. It is characterized by.
  • the conductivity of water can be increased, and even when static electricity is generated on the substrate, the substrate is charged. Also, dissolved oxygen can be reduced by dissolving carbon dioxide. Alternatively, new dissolution of oxygen can be suppressed after dissolution of the carbon dioxide gas.
  • a substrate processing method according to a preferred aspect (8) of the present invention is any of the above (1) to (7).
  • the method includes the step of heating the water.
  • the relative humidity of the drying gas is 10% or less.
  • the substrate processing method according to a preferred embodiment (10) of the present invention is the substrate processing method according to any one of the above (1) to (9), wherein the substrate processing method is soluble in water.
  • the gas contains vapor of a substance that reduces the tension.
  • the substrate W (for example, see FIG. 1) is rotated and held in any one of the substrate processing methods (1) to (10). A step of sucking the water I through the holding part.
  • a substrate processing method according to a preferred embodiment (13) of the present invention is the substrate processing method according to any one of (1) to (10) described above, for example, as shown in FIG. A step (44) of sucking the water;
  • the substrate processing method according to a preferred embodiment (14) of the present invention is the substrate processing method according to any one of (1) to (13), wherein the gas flow uses the drying gas as the substrate. While being supplied to the surface of the substrate, it is configured to move to the center side force peripheral portion side of the substrate.
  • the substrate processing method according to a preferred aspect (15) of the present invention is the substrate processing method according to (10), wherein the gas flow supplies the drying gas to the surface of the substrate.
  • the substrate processing method according to a preferred embodiment (16) of the present invention is the substrate processing method according to (14) or (15), wherein water coated on the substrate by the movement of the gas flow is used as the base processing method.
  • the substrate is gradually dried from the central part to the peripheral part side while gradually extruding from the central part of the plate to the peripheral part side.
  • the substrate processing method does not generate a watermark when the substrate is gradually dried from the center in a state where the entire substrate is covered with water.
  • the substrate processing method according to a preferred aspect (17) of the present invention is the substrate processing method according to any one of the above (14) to (16), wherein the upper surface of the substrate is disposed above the substrate.
  • the spraying position of the water flow is on the outer peripheral side in the radial direction from the spraying position of the gas flow, and the water flow moves from the center side of the substrate to the peripheral side as the gas flow moves. Therefore, prior to the movement of the gas flow, the water flow is moved to the peripheral edge of the central force of the substrate, eliminating the water drainage on the substrate pushed to the outer peripheral side of the substrate by the centrifugal force and the gas flow. can do.
  • the substrate processing method according to a preferred aspect (18) of the present invention is the substrate processing method according to (17), wherein the flow force of the water flow sprayed on the upper surface of the substrate is the water flow on the center side of the substrate. Smaller when there is the water flow on the peripheral edge side of the substrate than when there is
  • the centrifugal force is larger than the center side of the substrate, the amount of water supplied to the substrate on the peripheral side of the substrate is reduced, and the liquid splashes while forming a water film on the substrate surface. Can be prevented.
  • the substrate processing method according to a preferred aspect (19) of the present invention is the substrate processing method according to any one of the above (14) to (18)!
  • the moving speed of the gas flow into the gas flow is slower when the gas flow stops moving than when the gas flow starts moving.
  • the speed at the “start of movement” is a speed at which the acceleration becomes zero without including the “acceleration is positive” state from the stop state until the predetermined movement speed is reached.
  • the water flow increases as the gas flow moves to the outer periphery.
  • the gas flow can be supplied to the area of the substrate to be left without a shortage.
  • a substrate processing method according to a preferred embodiment (20) of the present invention is the substrate processing method according to any one of the above (16) to (19) as shown in FIG. 4 (a), for example.
  • Blowing position 20 force It is a position not subject to interference by gas flow 30.
  • the position where the water jet is not affected by the gas flow is typically a point-symmetrical position with respect to the center (rotation center) of the substrate, that is, a position 180 degrees away from each other.
  • the substrate processing method according to a preferred embodiment (21) of the present invention is the substrate processing method according to any one of (1) to (20), wherein the rotation speed of the substrate is 30 rpm or more and 800 rpm or less. is there.
  • the centrifugal force for removing water does not become insufficient. Since it is 800 rpm or less, the water droplets scattered from the substrate force bounce off the cover and the wall of the cleaning chamber. It is possible to prevent the generation of a water mark due to water droplets remaining on the substrate.
  • finishing drying may be performed at lOOO rpm or less after drying the upper surface of the substrate. At the time of finishing drying, almost no droplets remain on the substrate, and splashing of the droplets from the cup or the like does not matter.
  • the substrate processing method according to a preferred aspect (22) of the present invention is the substrate processing method according to any one of (16) to (21), wherein the rotational speed of the substrate is on the center side of the substrate. It is smaller when the water flow is present on the peripheral edge side of the substrate than when the water flow is present.
  • the substrate processing method according to a preferred embodiment (23) of the present invention is the substrate processing method according to any one of (14) to (22) described above, prior to the blowing of the gas flow.
  • Supplying water to a lower surface of the substrate; as the gas stream moves, It is configured to blow a drying gas.
  • the drying gas is blown onto the lower surface of the substrate when the gas flow moves, so the time required to dry the lower surface of the substrate can be shortened, and the throughput can be reduced. Can be improved.
  • the substrate processing method according to a preferred embodiment (24) of the present invention is the substrate processing method of any one of (17) to (23) described above!
  • the rotation speed of the substrate is increased in a state where the gas flow is at the outer peripheral edge of the substrate, and the second predetermined rotation in which the rotation speed of the substrate is higher than the first predetermined rotation speed. Since the gas flow is stopped when the speed is reached, the upper surface of the substrate can be dried so as not to generate a watermark up to the outer peripheral edge of the substrate, and water remaining on the outer periphery and side surfaces of the substrate can be dried. Can be prevented by the centrifugal force from entering the center side of the substrate to prevent the generation of a watermark.
  • the substrate processing method according to a preferred embodiment (25) of the present invention is the substrate processing method according to any one of (1) to (24), wherein the water is removed from the upper surface of the substrate. And a step of drying the lower surface of the substrate.
  • the lower surface of the substrate can be dried under conditions different from the drying of the upper surface of the substrate.
  • the side surface of the substrate is also dried.
  • the substrate processing method according to aspect (26) is the substrate processing method of (25), wherein the rotation speed of the substrate is changed in the step of drying the lower surface of the substrate. .
  • the substrate processing apparatus includes a substrate holding unit 10 that holds and rotates a substrate W substantially horizontally as shown in FIG.
  • An upper gas supply nozzle 30 disposed above the substrate W held by the substrate holding unit 10 and supplying gas to the upper surface of the substrate W; and disposed above the substrate W held by the substrate holding unit 10
  • a water supply nozzle 20 for supplying water to the substrate W, the water supply nozzle 20 being disposed outside the upper gas supply nozzle 30 in the radial direction of the substrate W; the upper gas supply nozzle 30 and the water supply nozzle Movement mechanisms 21 to 23 and 31 to 33 are provided for moving 20 from the center side of the substrate W to the peripheral side.
  • the moving mechanism for moving the upper gas supply nozzle and the water supply nozzle from the center side to the peripheral side of the substrate is provided, so that the water due to the centrifugal force generated by the rotation of the substrate is provided.
  • the substrate processing apparatus that can complete the movement toward the peripheral edge of the water before the water runs out on the substrate and does not generate a watermark on the substrate.
  • the substrate processing apparatus according to the aspect (29) of the present invention reduces the surface tension of the substrate processing apparatus of (28) when it is contained in the gas as vapor and dissolved in the water. It is equipped with a thermostatic chamber for storing substances in a liquid state at a predetermined temperature.
  • a substrate processing apparatus is, for example, as shown in FIG.
  • the substrate processing apparatus 1 of (28) or (29) further includes a holding unit suction unit 16 that sucks water adhering to the substrate holding unit 10.
  • a substrate processing apparatus according to a preferred embodiment (31) of the present invention is, for example, as shown in FIG.
  • the substrate processing apparatus 1 according to any one of (28) to (30) further includes a peripheral suction part 44 that sucks the water from the peripheral part of the substrate W.
  • a substrate processing apparatus according to a preferred embodiment (32) of the present invention is, for example, as shown in FIG.
  • the holding part suction part 16 and the peripheral edge suction part 44 have conductive parts 18 and 45 formed of a conductive material, and the conductive parts 18 and 45 are grounded. .
  • a substrate processing apparatus includes, as shown in FIG. 1, for example, the substrate holder 10 in the substrate processing apparatus 1 of any one of the above (28) to (32).
  • a lower gas supply nozzle 40 is provided below the held substrate W and supplies gas to the lower surface of the substrate W;
  • the substrate holding unit 10 includes a roller 11 that contacts the end of the substrate to be held. The roller 11 rotates around its axis while maintaining contact with the substrate W to be held.
  • a substrate processing apparatus is the substrate processing apparatus according to any one of the above (28) to (32), as shown in FIGS. 7 and 8, for example.
  • the lower surface gas supply nozzle 13v is arranged below the substrate W held by the unit and supplies gas to the lower surface of the substrate W; the substrate holding unit has chuck claws 13n for holding the substrate W .
  • the lower surface gas supply nozzle that supplies gas to the lower surface of the substrate is provided. Since it is provided, the lower surface of the substrate can be dried by gas.
  • the substrate processing apparatus is, for example, as shown in FIGS. 7 and 8, in the substrate processing apparatus of (34), the lower surface gas supply nozzle 13v is a chuck. Arranged below the substantial center of the substrate W held by the claw 13 ⁇ , the gas supplied from the lower surface gas supply nozzle 13 ⁇ is jetted in a conical shape with the top portion below.
  • a substrate processing apparatus includes a substrate holder 10 in the substrate processing apparatus 1 of any one of (28) to (35) as shown in FIG.
  • a cover 17 that covers at least a part of the holding unit 10 is provided so that the adhering water is not scattered on the substrate to be held.
  • water attached to the substrate holding part does not scatter to the substrate to be held, so that it is possible to prevent the occurrence of a watermark due to water scatter.
  • a substrate processing apparatus includes a substrate W in the substrate processing apparatus 1 according to any one of the above (28) to (36) as shown in FIGS.
  • An upper rinse water supply nozzle 28 for supplying water to the upper surface of the substrate; and a lower rinse water supply nozzle 34 (see FIG. 1) and 38 (see FIG. 7) for supplying water to the lower surface of the substrate W.
  • the surface of the substrate can be covered with water before the upper and lower surfaces of the substrate are dried, and the generation of watermarks due to the evaporation and drying of water is prevented. can do.
  • the substrate processing apparatus includes a moving mechanism 21-23 in the substrate processing apparatus 1 of any one of the above (28) to (39) as shown in FIG. , 31 to 33 move the upper gas supply nozzle 30 and the water supply nozzle 20 from the center side to the peripheral side of the substrate W when the upper gas supply nozzle 30 and the water supply nozzle 20 start to move. It is configured so that the movement speed before the movement stop is slower than the movement speed.
  • the “movement speed before stopping the movement” is typically a speed at which the movement of the nozzle is stopped when the nozzle moves to the outer peripheral portion of the substrate.
  • the area of the substrate from which water is to be removed increases per unit time as the upper gas supply nozzle moves to the outer peripheral portion, whereas the gas flow can be supplied without shortage. it can. Furthermore, water can be supplied to the area that increases as the water supply nozzle moves to the outer periphery and increases per unit time of the substrate to be supplied with water.
  • the substrate processing apparatus according to a preferred aspect (41) of the present invention is a substrate processing apparatus according to any one of the above (28) to (40) as shown in FIG. Is 3 Orpm or more and 800rpm or less.
  • a substrate processing apparatus is, for example, as shown in FIG. 1, in the substrate processing apparatus 1 of any one of the above (28) to (41), the center side of the substrate W Control to rotate the substrate W so that the rotation speed of the substrate W when the water supply nozzle 20 is on the peripheral side of the substrate W is smaller than the rotation speed of the substrate W when the water supply nozzle 20 is present Part With 48.
  • the substrate processing apparatus is, for example, as shown in FIG. 1, in the substrate processing apparatus 1 of any one of the above (28) to (42), the center side of the substrate W
  • the flow rate of the water supplied to the substrate W when the water supply nozzle 20 is on the peripheral edge side of the substrate W is larger than the flow rate of the water supplied to the substrate W when the water supply nozzle 20 is present.
  • a control unit 48 for adjusting the flow rate of the water supplied from the water supply nozzle 20 to the substrate W so as to be small is provided.
  • the centrifugal force is larger than the center side of the substrate!
  • the amount of water supplied to the substrate on the peripheral side of the substrate is reduced, and the liquid splashes while forming a water film on the substrate surface. Can be prevented.
  • the footprint (installation area) of the substrate processing apparatus can be reduced, and the cup diameter can be reduced.
  • a substrate processing apparatus is the upper gas supply nozzle 30 (for example, FIG. 1, FIG. 1) in any one of the substrate processing apparatuses 1 of (28) to (43). 7) and the water supply nozzle 20 (see, for example, FIG. 1 and FIG. 7) are moved to the center side force peripheral edge side of the substrate, and the substrate rotation speed is set to the first predetermined rotation speed to supply water.
  • the nozzle 20 for example, see FIGS. 1 and 7
  • the water supply from the water supply nozzle 20 for example, see FIGS. 1 and 7) is stopped, and the upper gas
  • the supply nozzle 30 for example, see FIGS.
  • the rotation speed of the substrate is reduced with the gas flow at the outer peripheral edge of the substrate.
  • the gas flow is stopped when the substrate reaches a second predetermined rotational speed that is higher than the first predetermined rotational speed, so that a watermark is not generated to the outer peripheral edge of the substrate.
  • the top surface of the substrate can be dried, and water remaining on the outer periphery and side of the substrate can be prevented from entering the center of the substrate by centrifugal force to prevent the generation of watermarks. it can.
  • the substrate processing apparatus according to a preferred embodiment (45) of the present invention is a substrate processing apparatus 1 according to any one of the above (28) to (44) as shown in FIG. Is controlled at an acceleration of (20 ⁇ Z3) mdZs 2 or less.
  • the polishing apparatus includes a polishing unit 110 for polishing the substrate W, for example, as shown in FIG. 10, and a cleaning device for scrubbing or ultrasonically cleaning the substrate W.
  • a polishing unit 110 for polishing the substrate W for example, as shown in FIG. 10
  • a cleaning device for scrubbing or ultrasonically cleaning the substrate W.
  • a polishing apparatus capable of reducing the probability of occurrence of watermarks due to contaminants and forming damascene wiring without generating watermarks on the substrate.
  • the electroless plating apparatus includes an electroless plating unit 305a, 305b for applying electroless plating to a substrate W, as shown in FIG. Cleaning units 50 and 60 for scrubbing or ultrasonic cleaning; and any one of the substrate processing apparatuses 1 of (28) to (45).
  • the substrate holding unit 10 that holds and rotates the substrate rotates the substrate W in a substantially horizontal plane; Said Water is supplied to the substrate W from rinse water supply nozzles 28 and 34 disposed above and below the substrate, respectively, and the upper surface of the substrate W is covered with the water; the upper gas supply nozzle 30 is supplied with the upper gas. While supplying gas from the nozzle 30 to the upper surface of the substrate W, it moves from the vicinity of the center of the substrate to the outer periphery; at the same time, the water supply nozzle 20 is moved from the upper gas supply nozzle 30 to the position of the outer periphery in the radial direction. It moves while supplying water to the upper surface, and has a control system 48 that controls the operation of removing water on the upper surface of the substrate.
  • the upper gas supply nozzle is moved from the vicinity of the center of the substrate to the outer periphery, and at the same time, the water supply nozzle is supplied with water from the upper gas supply nozzle to a position in the radially outer circumferential direction. It is equipped with a control system that controls the operation of removing water on the upper surface of the substrate while moving, so that the substrate after cleaning can be dried without leaving water droplets locally, and no watermark is generated. It becomes a substrate processing apparatus.
  • a control system that controls the operation of removing water on the upper surface of the substrate while moving, so that the substrate after cleaning can be dried without leaving water droplets locally, and no watermark is generated. It becomes a substrate processing apparatus.
  • control program is installed in a computer connected to the substrate processing apparatus, and the computer controls the substrate processing apparatus.
  • a control program performing a planarization process or a non-electrolytic process on the substrate; holding the substrate substantially horizontal and rotating the substrate in a horizontal plane; and A step of coating the upper surface with water; and a step of spraying, on the upper surface of the substrate, a gas flow for drying that is narrower than the surface area of the substrate;
  • the substrate processing apparatus using a substrate processing method for removing the water from the upper surface of the substrate by rotating the substrate.
  • control program can be applied to a substrate processing apparatus that can clean a substrate without generating a watermark.
  • control program according to the embodiment (50) of the present invention is a control program installed in a computer connected to the substrate processing apparatus, and the computer controls the substrate processing apparatus; Holding in a substantially horizontal position and rotating in the horizontal plane; The step of wiping the gas flow and water flow for drying, which is thinner than the area of the surface of the substrate, onto the upper surface of the substrate from above the substrate, the gas flow and the water flow being
  • the substrate processing apparatus using the substrate processing method comprising: a step of moving from the center side of the substrate to the peripheral side while maintaining the water flow so as to be positioned outside the gas flow in the radial direction. To control.
  • control program can be applied to a substrate processing apparatus that can clean a substrate without generating a watermark.
  • a control program according to the embodiment (51) of the present invention is a control program installed in a computer connected to a substrate processing apparatus, and the computer controls the substrate processing apparatus; Holding in a substantially horizontal direction and rotating in the horizontal plane; covering the upper surface of the substrate with water; and applying a drying gas stream narrower than the surface area of the substrate to the upper surface of the substrate And a step of wiping a thin water flow on the upper surface of the substrate relative to the surface area of the substrate, wherein the water flow is more than the gas flow blown on the upper surface in the radial direction of the substrate. Removing the water on the upper surface of the substrate while moving the gas flow and the water flow blown to the upper surface from the center side to the peripheral edge side of the substrate while maintaining the outer surface being positioned. Prepared The substrate processing apparatus using the substrate processing method is controlled.
  • control program can be applied to a substrate processing apparatus that can clean a substrate without generating a watermark.
  • the lower surface of the substrate is covered with water, sprayed with a drying gas flow, and the water on the lower surface of the substrate is removed while moving the drying gas flow from the center side to the peripheral side of the substrate.
  • re-contamination of the lower surface of the substrate due to water flowing around the lower surface of the substrate can also be prevented.
  • a control program according to a preferred embodiment (52) of the present invention is installed in a computer connected to a substrate processing apparatus in the control program of (50) or (51), and the computer processes the substrate processing apparatus.
  • a control program for controlling an apparatus the rotation speed of the substrate when the water flow is on the peripheral edge side of the substrate is higher than the rotation speed of the substrate when the water flow is on the center side of the substrate. Control to be smaller, and the peripheral edge side of the substrate than the flow rate of the water flow when the water flow is on the center side of the substrate At least one of the controls is performed such that the flow rate of the water flow becomes smaller when the water flow is present.
  • the rotational speed of the substrate when controlling the rotational speed of the substrate, the rotational speed of the substrate is reduced when the water supply nozzle is located on the peripheral edge side of the substrate having a greater centrifugal force than the center side of the substrate. It is possible to prevent liquid splash while forming a water film on the substrate surface. Also, when controlling the flow rate of the water flow, the amount of water supplied to the substrate is reduced on the peripheral edge side of the substrate where the centrifugal force is larger than the center side of the substrate, and the liquid film is formed while forming a water film on the substrate surface. It is possible to prevent splashing.
  • control program according to a preferred aspect (53) of the present invention is the control program according to any one of the above (50) to (52), wherein the bottom of the substrate is blown before the gas flow is blown. Water is supplied to the surface, and control is performed to spray a drying gas onto the lower surface of the substrate when the gas flow moves.
  • control program according to a preferred embodiment (54) of the present invention is based on any one of the control programs (50) to (53), and the gas flow and the water flow are transferred to the substrate.
  • the rotation speed of the substrate is set to a first predetermined rotation speed, and when the water flow reaches the outer peripheral edge of the substrate, the water flow is stopped and the gas flow is stopped.
  • the gas flow is controlled to stop when the predetermined rotation speed is reached.
  • the rotation speed of the substrate is increased in a state where the gas flow is at the outer peripheral edge of the substrate, and the second predetermined rotation in which the rotation speed of the substrate is higher than the first predetermined rotation speed. Since the gas flow is stopped when the speed is reached, the upper surface of the substrate can be dried so as not to generate a watermark up to the outer peripheral edge of the substrate, and water remaining on the outer periphery and side surfaces of the substrate can be dried. Can be prevented by the centrifugal force from entering the center side of the substrate to prevent the generation of a watermark.
  • control program according to a preferred aspect (55) of the present invention is the control program according to any one of the above (49) to (54), wherein after removing the water from the upper surface of the substrate, the substrate A step of drying the lower surface of the substrate; in the step of drying the lower surface of the substrate, the rotational speed of the substrate is changed at an acceleration of (20 Z3) radZs 2 or less.
  • the method for producing a semiconductor device according to a preferred embodiment (56) of the present invention provides the method (1) described above.
  • a semiconductor device can be formed using a substrate without a watermark.
  • the surface of the substrate having a contact angle with respect to water of 30 degrees or more is covered with water and sprayed with water from the substrate surface by rotation in a horizontal plane while blowing a drying gas flow. Since it is removed, the substrate can be dried without locally leaving water droplets on the cleaned substrate, and the substrate processing method does not generate a watermark.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a schematic perspective view, and (b) and (c) are partial sectional views of a substrate holding part. is there.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a contact angle of a substrate with water.
  • FIG. 3 is a partial detail view for explaining the periphery of the roller of the substrate holding unit.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the positional relationship and trajectories of the water supply nozzle and the upper gas supply nozzle, where (a) shows an independent type and (b) shows an integrated type.
  • FIG. 5 (a) is a graph showing the relationship between the flow rate of water and the position of the water flow, and (b) is a graph showing the relationship between the rotation speed of the substrate and the position of the water flow.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the supply amount of vapor of the substance that reduces the surface tension and the position of the drying gas flow.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating a substrate processing apparatus according to a modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows a modification of the rotating chuck mechanism of the substrate processing apparatus according to a modification of the embodiment of the present invention. It is a partial detailed view of an example, (a) is a plan view, (b) is a BB cross-sectional view in (a).
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the substrate and the elapsed time when the bottom surface of the substrate is dried
  • FIG. 10 is a schematic plan view of a polishing apparatus provided with a substrate processing apparatus.
  • FIG. 11 is a perspective view of the main part showing the internal details of the cleaning unit of the polishing apparatus.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view showing a roll scrub cleaning unit.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view showing a pencil scrub cleaning unit.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of an electroless plating apparatus equipped with a substrate processing apparatus.
  • FIG. 1 (a) is a schematic perspective view of a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a substrate holding unit 10 that holds and rotates a substrate W (shown by a two-dot chain line in FIG. 1A), and a water supply nozzle that supplies cleaning water to the upper surface of the substrate W.
  • the peripheral edge force of the substrate W is configured to include a peripheral suction part 44 for sucking water and a control part 48 for controlling the operation of these members.
  • Damascene wiring is wiring formed by forming a wiring groove of a predetermined pattern on a substrate covered with an insulating film and filling the wiring groove with metal.
  • a so-called low dielectric constant film (low-k film) is generally used as the wiring metal, or copper or its alloy strength insulating film, and such wiring is called CuZLow-k wiring.
  • the CuZLow-k wiring has a characteristic that the copper portion is easily wetted by water (hydrophilicity) and the low dielectric constant film portion has water repellency (hydrophobicity).
  • the substrate W has non-uniform wettability because hydrophilic portions and hydrophobic portions are randomly formed on the wiring surface.
  • the inventors of the present invention have developed a hydrophobic property such as C—H group when film removal treatment such as CMP is performed to form a force wiring in which the so-called low dielectric constant film itself has a contact angle with water of at least 60 degrees or more. It has been found that a part of the chemical bond of the present part is cut and changed to a hydrophilic group, and the contact angle of the low dielectric constant film after the treatment is reduced to about half of the initial value. Based on this fact, It has been found that the contact angle of water with respect to the insulating film part when CuZLow-k wiring is targeted is at least 30 degrees or more and at most 80 degrees or less.
  • the surface having such a contact angle is a surface having a wettability intermediate between hydrophobic and hydrophilic, so that a watermark tends to occur.
  • the contact angle with respect to water will be described with reference to FIG.
  • the contact angle for water is the angle between the surface of the substrate W and the gas-liquid interface in contact with this surface, and corresponds to the ⁇ force in Fig. 2.
  • Surface wettability (easy to wet) is evaluated by contact angle ⁇ . That is, the contact angle ⁇ is small $, the surface is easy to get wet (high hydrophilicity), the size is large, and the surface is hard to get wet! ⁇ ⁇ (high hydrophobicity! ⁇ ).
  • the substrate processing apparatus 1 will be described in more detail with reference to FIG.
  • the substrate holding unit 10 includes a roller 11 having a clamp unit 12 that holds the end of the substrate W (see FIG. 3).
  • the substrate processing apparatus 1 of the present embodiment includes four substrate holding units 10A, 10B, 10C, and 10D.
  • the number is not limited to four as long as the substrate W can be appropriately held, and there are three or more. That's fine. In the case of three, each roller interferes with ⁇ stability is good. In the case of four or more, since the substrate is supported at many points on the periphery, even if a large external force is applied to the substrate, the problem of the strength of the substrate hardly occurs. In particular, about 4 to 6 is suitable. Note that the substrate holder 10A ⁇ : L0D has the same configuration.
  • the substrate holder 10A is expressed as the substrate holder 10A,.
  • This is expressed as a substrate holding unit 10.
  • the substrate W is held almost horizontally by the substrate holders 10A to 10D.
  • the substrate holding part 10 comes into contact with the end of the substrate W with a predetermined pressing force with the clamp part 12 directed substantially in the center direction of the substrate W, and the substrate holding part 10
  • the roller 11 is rotated around its axis in the same predetermined rotational speed and in the same direction, and held while applying a rotational force to the substrate W by friction between the substrate holding unit 10 and the end of the substrate W. If the substrate W can be rotated, at least one of all the substrate holders 10A to 10D may be driven to rotate.
  • the material of the roller 11 here is PVDF, which is a chemical-resistant fluorine-based resin. Furthermore, if there is no problem in removing the substrate in any number, the holding force of all the rollers should be in the direction toward the center of the substrate. [0127]
  • the periphery of the roller 11 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a partial detailed view for explaining the periphery of the substrate holding portion roller.
  • a holding part suction part 14 for sucking water adhering to the substrate holding part 10 is provided in the vicinity of the clamp part 12 of the roller 11, a holding part suction part 14 for sucking water adhering to the substrate holding part 10 is provided.
  • the holding part suction part 14 is provided with a holding part suction nozzle 16 having a suction port 15 for sucking a fluid such as a liquid.
  • the suction port 15 is disposed close to the clamp portion 12 at, for example, 5 mm or less, and sucks the fluid adhering to the clamp portion 12.
  • the suction port 15 is connected to a suction pipe 27.
  • the suction pipe 27 communicates with a vacuum source (not shown) via a gas-liquid separator (not shown), and sucks water by vacuum suction.
  • a vacuum source an ejector, a vacuum pump, or the like is used.
  • the holding portion suction nozzle 16 has a conductive portion 18 formed of a conductive material cover. The conductive portion 18 is located at the tip of the holding portion suction nozzle 16 and is grounded (grounded) via the wiring 19.
  • a cover 17 for preventing the water adhering to the substrate holding part 10 from splashing on the surface of the substrate W is provided on the upper part of the substrate holding part 10 so as to wrap and cover the upper end part of the roller 11 ( refer graph1). As shown in detail in FIG. 1 (b), the cover 17 is cut out so as not to contact the substrate W. That is, the cover 17 is installed in a direction facing the substrate W across the roller 11 so that water droplets do not splash on the top.
  • a cover 17a having an opening at the top of the roller 11 and the top of the substrate W may be used.
  • the holding part suction nozzle 16 is installed so as to penetrate the cover 17 at a position facing the substrate W with the roller 11 therebetween.
  • the substrate holding unit 10, the holding unit suction unit 14, and the cover 17 are fixed to a holding unit moving means (not shown). When the holding unit moving means moves forward and backward away from the center of the substrate in the horizontal direction, the substrate W is held or released.
  • the water supply nozzle 20 is disposed above the substrate W held almost horizontally by the substrate holding unit 10.
  • the water supply nozzle 20 force also supplies water to the center of the upper surface of the substrate W.
  • the water supply nozzle 20 is disposed at an angle of 60 to 90 degrees with respect to the surface of the substrate W. Impact water on substrate W
  • the hole diameter of the water supply nozzle 20 is 1 mm or more, and the hole diameter is preferably 6 mm or less in order to avoid excessive supply of water. .
  • the hole diameter of the water supply nozzle 20 is 2 mm.
  • Such a nozzle can spray a stream of water that is thinner than the surface area of a 200-300 mm diameter substrate.
  • the water supplied from the water supply nozzle 20 is typically pure water. However, depending on the purpose, deionized water, carbon dioxide-dissolved water from which dissolved salts and dissolved organic substances have been removed (hydrogen water or electrolytic Functional water (ON water, etc.), alcohols such as IPA, organic solvents, etc. can be used.
  • deionized water carbon dioxide-dissolved water from which dissolved salts and dissolved organic substances have been removed
  • alcohols such as IPA, organic solvents, etc.
  • the use of water containing dissolved salts and dissolved organics increases the size of the watermark and increases the probability of loss of reliability. Therefore, it is better to use water that does not contain impurities.
  • the reverse osmosis membrane method and ion exchange method can be applied to remove dissolved salts in water, and the reverse osmosis membrane method, ultrafiltration membrane method and UV decomposition method can be used to remove dissolved organic matter. Etc.
  • the conductivity of the substrate W can be increased. Carbon dioxide can also expel dissolved oxygen and prevent oxygen from trying to dissolve. Water marks are likely to occur, and the low dielectric constant film has poor wettability (has a tendency to be hydrophobic), so it tends to generate static electricity when it is swung out by rotation, but if the substrate is charged with static electricity, It becomes easy to attach etc. Since the cause of the charge is low conductivity of deionized water, it is preferable to apply dissolution of carbon dioxide gas that increases the conductivity by a method that does not increase dissolved salts and dissolved organic substances.
  • Dissolving carbon dioxide is generally accomplished by pressurizing and dissolving carbon dioxide gas on the deionized water side through a gas-dissolving membrane. At that time, remove the dissolved oxygen and dissolved nitrogen as much as possible with the degassing membrane. It is more preferable that the dissolution efficiency is remarkably improved.
  • decomposition of dissolved organic matter by the UV method may generate carbon dioxide and hydrogen as by-products, which may be used for this purpose.
  • water means pure water or deionized water, carbon dioxide-dissolved water, functional water (such as hydrogen water or electrolytic ion water), or IP A
  • aqueous solutions such as alcohols, organic solvents, and mixtures of these alcohols and pure water.
  • the water supplied from the water supply nozzle 20 depends on the type of the substrate W and the wiring pattern formed on the substrate W. Depending on conditions such as the composition of the turn, the angle at which water is ejected, and the atmosphere (temperature, pressure, cleanliness, etc.) in which the substrate processing apparatus 1 is placed, pure water, deionized water, carbon dioxide-dissolved water, You may make it choose the optimal thing from functional water (such as deionized water), alcohols such as IPA, and organic solvents. Such a selection is typically handled by the controller 48. When a volatile liquid with high wettability to the substrate such as alcohols or organic solvents is used, a thin liquid film can be easily formed on the substrate at a low flow rate and the substrate can be dried.
  • the liquid supplied from the water supply nozzle 20 may be a mixture of the above alcohols and pure water in a predetermined ratio. In this case, the amount of alcohol used can be reduced, and therefore the running cost of the treatment can be reduced.
  • the flow rate of water supplied from the water supply nozzle 20 can be changed. The change in the flow rate of the water supplied from the water supply nozzle 20 is typically increased by the control unit 48.
  • the water supplied from the water supply nozzle 20 is heated to room temperature or higher and lower than the boiling point of water, for example, 25 ° C or higher and 65 ° C or lower, preferably 30 ° C or higher and 60 ° C or lower. Good.
  • the temperature should be 65 ° C or less from the viewpoint of allowing alcohol such as IPA to come into contact with water.
  • the water is heated by a heater provided around a pipe (not shown) connected to the water supply nozzle 20, but the water passes through a separately provided heater or heat exchanger.
  • the water whose temperature has been increased may be introduced into the water supply nozzle 20.
  • a fixed rinse nozzle 28 for the upper surface is disposed in the vicinity of the substrate W so that water similar to the water supply nozzle 20 can be supplied to the upper surface of the substrate W. Further, the water supplied from the upper surface fixed rinse nozzle 28 may be heated in the same manner as the water supplied from the water supply nozzle 20.
  • the upper gas supply nozzle 30 is disposed above the substrate W held almost horizontally by the substrate holder 10, and blows out a drying gas flow that is sufficiently thin compared to the surface area of the substrate W. It has become possible to spray.
  • the hole diameter of the upper gas supply nozzle 30 is preferably 1 mm or more because the liquid scatters when the flow rate is too large, and 4 mm or less because the water removal force is insufficient when the flow rate is too small.
  • the ⁇ drying gas flow '' is a gas flow in which concentric water remains on the outer periphery of the gas flow when the gas flow is applied vertically to a horizontal substrate surface that is entirely covered with water. The fineness supplied by the nozzle.
  • the gas supply direction to the substrate W is preferably perpendicular to the substrate W. Therefore, the upper gas supply nozzle 30 is disposed perpendicular to the substrate W. Thus, the drying gas is supplied from the upper gas supply nozzle 30 perpendicularly to the substrate surface. Note that the gas flow blown from the upper gas supply nozzle 30 may be typically a single force.
  • the gas blown from the upper gas supply nozzle 30 is typically an inert gas such as nitrogen.
  • the cost is low if air is used as the gas blown from the upper gas supply nozzle 30. In this case, solid, gas, and vapor-like contaminants are removed by using a chemical filter. There is a need. However, if an inert gas is used, the possibility that the surface of the substrate will oxidize is reduced, and the possibility of adversely affecting the next process is also reduced, so it is more preferable to use an inert gas.
  • the inert gas is typically nitrogen (N) gas. Carbon dioxide gas may be used, and argon gas or other inert gas may be used.
  • the substrate rotation speed is less than lOOrpm. Since the effect of centrifugal force is small, specifically, it is 5 LZmin or more, preferably lOLZmin or more, more preferably 50 LZmin or more. In the case of the “integrated type” described later, the rotational speed of the substrate is lOOrpm or more.
  • the pressure of the gas blown from the upper gas supply nozzle 30 is preferably 5 to 35 OkPa.
  • the gas blown out from the upper gas supply nozzle 30 preferably has a relative humidity of 10% or less.
  • the gas blown from the upper gas supply nozzle 30 may contain a vapor of a substance that reduces the surface tension when dissolved in water.
  • the substance that lowers the surface tension in the water at the interface part It melt
  • the surface tension of the interface portion decreases, the surface tension of the water-rich portion (balta portion) becomes higher and the bow I is drawn closer to the butter side, and it is directed toward the peripheral edge of the interface. Movement is more efficient.
  • Examples of substances that lower the surface tension when dissolved in water include hydrophilic solvents such as isopropyl alcohol, diacetone, ethyldaricol, ethyl acetate, and methylpyrrolidone, or mixtures thereof.
  • Upper gas supply nozzle 30 The gas blown out depends on various conditions such as the type of substrate W, the configuration of the wiring pattern formed on the substrate W, and the atmosphere (temperature, pressure, cleanliness, etc.) where the substrate processing apparatus 1 is placed. Nitrogen, inert gas, air from which pollutants have been removed, alcohol such as IPA, vapors of organic solvents, or their relative humidity is appropriately adjusted by heating the target gas. It may contain the vapor of the substance that lowers the surface tension, and the optimum one may be selected. Such selection is typically driven by the controller 48.
  • hydrophilic solvents such as isopropyl alcohol, diacetone, ethyldaricol, ethyl acetate, and methylpyrrolidone, or mixtures thereof.
  • the caulking substance is typically stored in a thermostat in a liquid state.
  • the thermostatic chamber is a container that can maintain the liquid stored inside at a predetermined temperature. It is a vessel. Substance that reduces surface tension when dissolved in nitrogen (N) gas or water
  • IPA isopropyl alcohol
  • IPA is stored in a sealed state in a cylindrical thermostat made of metal such as stainless steel.
  • the upper end surface of the cylindrical thermostat bath has an inflow pipe for flowing N gas into the thermostat bath and an N gas containing IPA vapor.
  • a lead-out pipe that leads the gas from the inside of the thermostatic chamber to the upper gas supply nozzle 30 passes therethrough.
  • the end of the inflow pipe in the thermostat bath is immersed in the liquid IPA.
  • the end of the outlet pipe in the thermostatic chamber is located above the liquid IPA and is filled with gas, and is not immersed in the liquid IPA.
  • a contact-type liquid level sensor is provided in the thermostat to maintain the IPA liquid level in the thermostat within a predetermined range. The liquid level sensor detects the high and low levels of the IPA liquid in the thermostatic chamber, starts the pump when low level is detected, supplies the IPA liquid into the thermostatic chamber, and stops the pump when high level is detected. Stop supplying the IPA solution into the thermostatic chamber.
  • a cylindrical partition wall that is open at both ends so as to surround the inflow pipe.
  • the cylindrical partition wall is typically disposed so that its axis is parallel to the axis of the thermostat and surrounds the end of the inflow pipe and the end of the outlet pipe in the thermostat. . If N gas bubbles do not reach the liquid level sensor
  • the liquid level sensor is disposed outside the cylindrical partition wall.
  • the liquid level sensor may be surrounded by a cylindrical partition wall so that the inflow pipe is located outside the cylindrical partition wall.
  • the thermostatic bath in order to keep the IPA liquid at a predetermined temperature, at least a part where the IPA liquid is stored is covered with constant temperature water at a predetermined temperature.
  • the temperature of the IPA liquid decreases due to the heat of vaporization when it becomes IPA liquid PA vapor, the saturation vapor pressure of IPA decreases, the saturation concentration of IPA decreases, and the amount of IPA vapor contained in N gas decreases. Less. To prevent this,
  • At least the constant temperature bath where the IPA liquid is stored is covered with constant temperature water at a predetermined temperature.
  • the thermostat In order to keep the IPA liquid in the thermostat at a predetermined temperature, the thermostat is typically wrapped in a bowl-shaped water jacket.
  • the water jacket is provided with a constant temperature water introduction pipe for introducing constant temperature water at the lower part, and a constant temperature water extraction pipe for deriving constant temperature water is provided at the upper part opposite to the constant temperature water introduction pipe. Allow constant temperature water to flow through the water jacket.
  • constant temperature water at 20 ° C is supplied to the water jacket.
  • the N gas blown out from the upper gas supply nozzle 30 contains inflow to contain IPA vapor.
  • N gas is blown into the IPA liquid from the tube and bubbled. Then, IPA vapor turns into N gas
  • the water supply nozzle 20 is attached to the tip of the swing arm 21, and the swing shaft 22 of the swing arm 21 is connected to the drive source 23.
  • the upper gas supply nozzle 30 is attached to the tip of the swing arm 31, and the swing shaft 32 of the swing arm 31 is connected to the drive source 33.
  • the swinging arms 21 and 31, the peristaltic shafts 22 and 32, and the drive sources 23 and 33 constitute a moving mechanism.
  • the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 may be attached to the same swing arm. In this case, the movement mechanism can be shared, which is advantageous in terms of installation space and cost.
  • the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 each provided with a moving mechanism will be referred to as an “independent type”, and those that share the moving mechanism will be referred to as an “integrated type”.
  • the swing arm 21 swings, the water supply nozzle 20 moves along the radial direction of the substrate W, and the upper gas supply nozzle 30 also moves along the radial direction of the substrate W. To do.
  • the positional relationship between the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the positional relationship and trajectory of the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30. (a) shows an independent type and (b) shows an integrated type. .
  • the upper gas supply nozzle 30 is disposed substantially at the center of the substrate W, and the water supply nozzle 20 is disposed on the outer peripheral side from the center of the substrate W. That is, the water supply nozzle 20 is located outside the upper gas supply nozzle 30 in the radial direction of the substrate W.
  • the swing arms 21 and 31 are independent of the water supply nozzle 20 and the upper gas around the peristaltic shafts 22 and 32, respectively.
  • the supply nozzle 30 swings so as to move outward in the radial direction.
  • the water supply nozzle 20 moves along a trajectory 20M in the drawing, and the upper gas supply nozzle 30 moves along a trajectory 30M while drawing an arc trajectory.
  • the circular arc trajectory becomes a substantially linear trajectory.
  • the force nozzle using the word oscillating moves in one direction outward from the center side force of the substrate while wiping gas or water. That is, the arm rotates. When returning to the start position of cleaning while pressing, it rotates in the opposite direction, so it is called swinging.
  • the positional relationship between the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 is such that the water supplied from the water supply nozzle 20 is not interfered by the gas supplied from the upper gas supply nozzle 30 in the process of movement. It is in.
  • the water supply nozzle 20 is substantially point-symmetric with the upper gas supply nozzle 30 with respect to the center of the substrate W. .
  • the present invention is not limited to this, and the central force of the substrate is an angle at which each nozzle is viewed plus or minus 30 degrees or more, preferably 60 degrees or more, more preferably 90 degrees or more, and most preferably 135 degrees or more. It is. As a result, it is possible to prevent the liquid level from being disturbed and to prevent the formation of a watermark.
  • the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 are rotated so that the water supply nozzle 20 is always positioned outside the upper gas supply nozzle 30 in the radial direction of the substrate W.
  • Distance force from the center (the center of the substrate)
  • the water supply nozzle always moves longer than the upper gas supply nozzle while maintaining the state. If the contact angle (see Fig. 2) of the part of substrate W that tends to be hydrophobic (typically the low-k film part) becomes higher or the dimensions of the substrate become larger, the rotational speed of the substrate W decreases. However, the centrifugal force at the outer periphery tends to cause water breakage. If the rotational speed is further reduced to avoid this, water in the center will move.
  • a water supply nozzle 20 is provided on the outer peripheral side of the upper gas supply nozzle 30, and the water supply nozzle 20 is moved from the center of the substrate W to the peripheral portion prior to the movement of the upper gas supply nozzle 30, and water is actively supplied.
  • the water supply nozzle 20 By supplying it, the water film on the periphery of the substrate during the drying operation is maintained and water drainage is eliminated.
  • the dimensional force S of the substrate W is 200mm or more, the water supply nozzle 20 cannot be supplied with the upper gas supply because the water mark at the outer periphery cannot be eliminated by adjusting the rotational speed and controlling the supply gas amount alone. It is important to precede the movement of the feed nozzle 30 and supply water simultaneously with the gas supply.
  • both the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 are connected to a plurality of nozzles.
  • the same effect may be obtained by installing and supplying water and a gas flow sequentially from the nozzle at the center. Alternatively, supply water to all of the nozzles and stop the supply sequentially from the center nozzle nozzle.
  • the nozzle moving speed in the embodiment of FIG. 4 (a) will be described.
  • the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 are always located outside the latter in the course of movement.
  • the moving speed of the water supply nozzle 20 is set slower than the moving speed of the upper gas supply nozzle 30, and both of them reach the outermost periphery of the substrate W almost simultaneously. It has become.
  • the gas supply nozzle 30 can continue to supply gas for a long time after the water supply nozzle 30 is removed from the substrate W or even when water is no longer supplied to the substrate W. Easy to avoid running out of water on the plate surface.
  • the water supply nozzle 20 is disposed on the radially outer side of the upper gas supply nozzle 30. Since the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 are fixed to a common swing arm, the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 draw an arc orbit indicated by an arrow M while maintaining the relative position of each other. However, it moves along the radial direction of the substrate W. Therefore, when the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 move toward the peripheral edge of the substrate W, the water supply nozzle 20 always keeps a certain distance from the upper gas supply nozzle 30 while moving in the traveling direction. Therefore, it is located in front of the upper gas supply nozzle 30.
  • the distance between the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 in the radial direction of the substrate W In this embodiment, which is preferably 10 to 30 mm, it is 20 mm.
  • the line segment connecting the gas supply nozzle 30 and the water supply nozzle 20 and the moving direction form approximately 90 degrees. Therefore, at the start of nozzle movement, The distance between the gas supply nozzle 30 in the center of the substrate W and the water supply nozzle 20 in which the central force is also separated as described above is substantially equal when the movement ends. By shifting the moving direction from the direction of the line segment in this way, the moving speed of both nozzles is differentiated. As in the case of (a), after the water supply nozzle 20 is removed from the substrate W or no longer supplies water to the substrate W, the gas supply nozzle 30 continues to supply gas for a long time. This is to make it easier to avoid running out of water on the substrate surface.
  • the direction of movement of both nozzles and the direction of the line segment connecting both nozzles should be such that both nozzles arrive at the outer periphery of the substrate W at the same time.
  • the angle ⁇ depends on the length of the line segment, but is 80 to: L 10 degrees, preferably 85 to L00 degrees, and more preferably 90 to 95 degrees.
  • a plurality of water supply nozzles 20 and upper gas supply nozzles 30 attached to the swing arm are installed, and a plurality of different circular arc tracks are simultaneously formed from the center part of the substrate W to the outer peripheral part. Move it as you draw and dry it.
  • the substrate W can be dried uniformly.
  • the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 are moved linearly from the center part of the substrate W to the outer peripheral part.
  • a plurality of jets 36 are disposed at substantially equal intervals in a main body 35 having a length larger than the diameter of the substrate W, and the substrate holding portion 10 is held almost horizontally.
  • the substrate W is disposed so as to pass vertically below the center of the substrate W.
  • Water is supplied from the lower surface multi-hole rinse nozzle 34 toward the lower surface of the substrate W, and water is ejected substantially uniformly in a straight direction (diameter of the substrate W) passing through the center of the substrate W.
  • the water supplied from the bottom multi-hole rinse nozzle 34 is the same as the water supplied from the water supply nozzle 20, and pure water, deionized water, carbon dioxide-dissolved water, or the like is used.
  • the water supplied from the bottom surface multi-hole rinse nozzle 34 is the type of the substrate W, the configuration of the wiring pattern formed on the substrate W, the angle at which the water is ejected, Depending on various conditions such as the atmosphere (temperature, pressure, cleanliness, etc.) where the substrate processing equipment 1 is placed, pure water, deionized water, carbon dioxide gas dissolution It is also possible to select the most suitable among water, alcohols such as IPA, organic solvents, and the like. Typically, such a control 48 is cumbersome.
  • the water supplied from the lower surface multi-hole rinse nozzle 34 may be heated in the same manner as the water supplied from the water supply nozzle 20.
  • the lower gas supply nozzle 40 is disposed below the substrate W held by the substrate holder 10, and the configuration thereof is the same as that of the upper gas supply nozzle 30. Therefore, the lower gas supply nozzle 40 is sufficiently thin as compared with the surface area of the substrate W, and can blow the drying gas flow.
  • the lower gas supply nozzle 40 is formed by the drying gas blown from the lower gas supply nozzle 40. Accordingly, the water on the lower surface of the substrate W is removed, and the lower surface of the substrate W is dried.
  • the gas flow blown from the lower gas supply nozzle 40 is typically one, but may be plural.
  • the gas blown out from the lower gas supply nozzle 40 is the same as the gas blown out from the upper gas supply nozzle 30.
  • Nitrogen, inert gas, air from which contaminants have been removed, or their relative humidity is used to heat the target gas. It is possible to use a material containing a vapor of a substance that reduces the surface tension when it is appropriately adjusted or dissolved in water such as an alcohol such as IPA or a vapor of an organic solvent.
  • the gas blown from the lower gas supply nozzle 40 depends on various conditions such as the type of the substrate W, the configuration of the wiring pattern formed on the substrate W, and the atmosphere (temperature, pressure, cleanliness, etc.) in which the substrate processing apparatus 1 is placed. You may make it choose the most suitable one in consideration. Such a selection is typically driven by the controller 48.
  • the lower gas supply nozzle 40 is attached to the tip of the swing arm 41, and the swinging shaft 42 of the swing arm 41 is connected to the drive source 43.
  • the swing arm 41, the swing shaft 42, and the drive source 43 constitutes the moving mechanism.
  • the oscillating arm 41 is oscillated around the oscillating shaft 42 via the oscillating shaft 42 by the drive source 43, and the downward gas supply nozzle 40 draws a circular orbit along with this. Move along.
  • a plurality of lower gas supply nozzles 40 attached to the swinging arm 41 are installed and moved so as to draw a plurality of different circular arc tracks simultaneously from the central part of the substrate W to the outer peripheral part. Let's dry it.
  • the substrate W can be uniformly dried by allowing the plurality of circular arc tracks to extend from the center of the substrate W to the outer peripheral portion at almost equal angles from the center.
  • the lower gas supply nozzle 40 may be linearly moved from the center part of the substrate W to the outer peripheral part.
  • the method of moving the lower gas supply nozzle 40 to the peripheral portion of the central force of the substrate has been described.
  • a plurality of the lower gas supply nozzles 40 are appropriately connected from the central portion of the substrate W to the peripheral portion.
  • the same effect as that of moving the lower gas supply nozzle 40 may be obtained by arranging the nozzles at intervals and supplying the gas flow in the central portion sequentially.
  • a nozzle similar to the water supply nozzle 20 may be used instead of the multi-hole rinse nozzle 34 for the lower surface.
  • the lower surface of the substrate W is a surface having uniform wettability that is not normally subjected to wiring or the like, it may be configured to stop supplying simultaneously after wetting the entire lower surface as a multi-hole rinse nozzle! / ⁇ .
  • the peripheral suction portion 44 is disposed in the vicinity of the peripheral portion of the substrate W and sucks water adhering to the peripheral portion of the substrate W.
  • the peripheral suction part 44 is provided with a peripheral suction nozzle having a suction port for sucking water.
  • the suction port is connected to a suction pipe (not shown).
  • the suction pipe communicates with a vacuum source (not shown) via a gas-liquid separator (not shown) and sucks water by vacuum suction.
  • a vacuum source an ejector, a vacuum pump, or the like is used.
  • the peripheral suction nozzle has a conductive portion 45 formed with a conductive material force.
  • the conductive portion 45 is located at the tip of the peripheral suction nozzle and is grounded (grounded) via the wiring 46.
  • the distance between the peripheral suction nozzle and the surface of the substrate W or the peripheral edge of the substrate W is preferably within 1 mm, and more preferably within 0.5 mm.
  • the peripheral suction nozzle is preferably arranged close to any one of the upper surface, the side edge, and the lower surface of the peripheral edge of the substrate. In addition, two or more of these arrangements may be arranged.
  • the control unit 48 performs operations of various members constituting the substrate processing apparatus 1 and selects water and gas to be supplied to the substrate W.
  • the control unit 48 is electrically connected to the substrate holding unit 10, the water supply nozzle 20, the upper gas supply nozzle 30, the lower surface multi-hole rinse nozzle 34, the lower gas supply nozzle 40, the holding unit suction unit 14, and the peripheral suction unit 44, respectively.
  • the rotation speed and pressure of the roller 11 Connected, the rotation speed and pressure of the roller 11, the injection flow rate (flow rate) of water and gas flow and the start and stop of injection, the movement and start position of each nozzle itself, the stop position, the water on the periphery of the substrate W Appropriately control the start and stop of suction.
  • the control unit 48 is a program that installs each of these controls. Based on that, go. Thus, a control system for controlling the substrate processing apparatus 1 is constructed.
  • the surface of the substrate W to be cleaned on which the damascene wiring is formed is entirely covered with water and transferred to the substrate processing apparatus 1 in the previous process.
  • the water covering the substrate W is typically pure water.
  • organic solvents, alcohols, or a mixture of alcohols and pure water may be used. In this case, a thin liquid film can be easily formed at a low flow rate before the substrate W is dried, and it is only necessary to prevent the formation of a watermark due to the liquid running out on the surface of the substrate W.
  • the substrate W is held almost horizontally with an appropriate pressing force by the clamp portions 12 included in the rollers 11 of the four substrate holding portions 10.
  • Substrate W held almost horizontally can be rotated at less than lOOOrpm by rotating roller 11 around its axis.
  • the rotation speed of the substrate W is preferably 30 to 800 rpm.
  • the rotation speed of the substrate W is 300 to 50 Orpm because it can be applied to an integrated moving mechanism.
  • the upper limit of the rotational speed is limited because if the rotational speed is increased, a large substrate with a diameter of 200 mm or more is likely to cause water breakage near the outer periphery where the centrifugal force is large or to generate a watermark immediately. It is.
  • the roller 11 should be able to set the rotation speed of the substrate W to 30 to 1 OOOrpm in terms of hardware! /, .
  • the upper surface fixed rinse nozzle 28 and the lower surface multi-hole rinse nozzle 34 also supply water toward the substrate W, so that the entire upper and lower surfaces of the substrate W are covered with water.
  • the substrate W It is possible to prevent the generation of a watermark due to the local drying of water.
  • the upper gas supply nozzle 30 and the lower gas supply nozzle 40 are vertically up and down from the center of the substrate W, respectively.
  • the water supply nozzle 20 is moved from the upper gas supply nozzle 30 to a position of 10 to 30 mm on the outer peripheral side in the radial direction (see FIG. 4).
  • the upper gas supply nozzle 30 and the lower gas supply nozzle 40 are simultaneously or immediately before the supply of water from the upper surface fixed rinse nozzle 28 and the lower surface multi-hole rinse nozzle 34 is stopped.
  • the supply of 300kPa N gas as drying gas to the substrate W is started
  • the amount of water to be supplied is preferably 50 to 300 mLZmin.
  • the rotation speed of the substrate W is set to approximately 60 rpm, and after the gas flow rate reaches a predetermined flow rate described later, the upper gas supply nozzle 30 and the lower gas supply nozzle 40 are directed toward the peripheral edge of the substrate W.
  • the water supply nozzle 20 is also moved toward the peripheral edge of the substrate W while maintaining the water supply nozzle 20 so as to be positioned on the outer side of the upper gas supply nozzle 30 in the radial direction of the substrate W.
  • the flow rate of water supplied to the substrate W is preferably set to a flow rate necessary and sufficient for forming a water film on the surface of the substrate W.
  • the relatively large substrate W such as the diameter of the substrate W is 300 mm or more, and the centrifugal force is large. Therefore, the flow rate of water supplied to the substrate W is large.
  • the flow rate of water required for forming the water film decreases as the area where the water film should be formed decreases. . Therefore, the flow rate of water supplied to the substrate W should be reduced when the water supply nozzle 20 reaches a position about half the radius of the substrate W.
  • the flow of water gradually increases. Reduce the amount ⁇ .
  • the flow rate of water (ultra pure water) supplied to the center of the substrate W is G
  • the flow rate Q (r) of water (ultra pure water) supplied from the water supply nozzle 20 at the position r is Q
  • the flow rate of water (ultra pure water) may be decreased continuously as the water supply nozzle 20 moves.
  • G (l— (r 2 ZR 2 )) may also be used.
  • water ultra-pure water
  • the cause of liquid splash is eliminated, the generation of watermarks is prevented, and the amount of water used Can be further reduced.
  • the water film on the surface of the substrate W is more easily formed as the rotation speed of the substrate W is higher, and the water flow ejected from the water supply nozzle 20 is more in the peripheral portion than in the central portion.
  • the rotation speed of the substrate W when the water flow is in the center is maintained even if the water flow moves to the peripheral edge, the rotation speed of the substrate is too high, and the diameter of the substrate W is particularly large. Liquid splashing becomes a significant problem with relatively large substrates W such as 300 mm or more.
  • the rotation speed of the substrate W may be decreased until the water supply nozzle 20 reaches a predetermined rotation speed when the water supply nozzle 20 reaches a position about half the radius of the substrate W. This reduction in the rotation speed of the substrate W is typically performed while the water supply nozzle 20 continues to move. In addition, the rotation speed of the substrate W is reduced at a predetermined acceleration that does not cause liquid splash while forming a water film. Such control of the rotation speed of the substrate W is particularly effective when an integrated moving mechanism in which the rotation speed of the substrate W is relatively high is employed. Note that the rotation speed of the substrate W may be gradually decreased as the water supply nozzle 20 moves from the central portion to the peripheral portion of the substrate W. Further, the control of the rotation speed of the substrate W and the control of the flow rate of the water supplied to the substrate W may be performed simultaneously, or one of them may be performed.
  • FIG. 5 shows an example of the control of the water flow rate and the rotation speed of the substrate W described above.
  • Fig. 5 (a) is a graph showing the relationship between the flow rate of water and the position of the water flow
  • Fig. 5 (b) is a graph showing the relationship between the rotation speed of the substrate W and the position of the water flow.
  • the vertical axis represents the flow rate of water or the rotation of the substrate W.
  • the horizontal axis represents the position on the radius of the substrate W
  • “C” represents the center of the substrate W
  • “E” represents the end of the substrate W.
  • the water flow rate initially maintains a constant value even when the water flow moves from the center side of the substrate W to the peripheral side.
  • the flow rate of water gradually decreases, and when the water flow reaches the edge of the substrate W, the water flow rate becomes zero.
  • the rotation speed of the substrate W maintains a constant value.
  • the rotation speed of the substrate W gradually decreases.
  • the predetermined value is maintained until the water flow reaches the edge of the substrate W. is doing.
  • the flow rate of water or the rotation speed of the substrate W may be changed in two steps, three steps or more, or may be changed in a stepless manner.
  • the drying gas When the drying gas is sprayed at a high flow rate, starting with the supply start force, the water that covers the substrate W scatters and adheres to the dried substrate W, causing a watermark. Therefore, inject at a low flow rate first and then at a high flow rate.
  • the time for maintaining the low flow rate is about 1 to 2 seconds.
  • the upper gas supply nozzle 30, the lower gas supply nozzle 40, and the water supply nozzle 20 are moved in the substrate outer peripheral direction to remove water from the substrate W.
  • the low flow rate is l ⁇ 20LZmin (latm, converted to 0 ° C)
  • the high flow rate is 20L / min (latm, converted to 0 ° C) or more.
  • the moving speed of each nozzle at this time is slower when the movement is stopped than when the movement is started.
  • the moving speed is reduced as the nozzle moves in the outer circumferential direction. This is because the area of the substrate W from which water is removed increases as each nozzle moves to the outer periphery of the substrate.
  • the moving speed near the center of the substrate should be 10 to 40 mmZs, and the outer periphery of the substrate should be about 2.5 to 6 mmZs.
  • “near the center” is typically the inner range of a circle having a radius of approximately 1Z10 that is concentric with the substrate.
  • the amount of change in the movement speed of each nozzle may be determined so that the amount of water removed per unit time is approximately equal, and may have linear characteristics.
  • the water supply nozzle 20 is preferably moved at a point-symmetrical position with respect to the upper gas supply nozzle 30 and the center of the substrate W while maintaining a constant distance (10 to 50 mm) in the radial direction! /, Is not necessarily a certain distance.
  • the substrate W rotates, the water on the substrate moves from the center of the substrate toward the peripheral edge by centrifugal force, which is more hydrophobic than this speed.
  • V the rate of water drainage at the part is faster, and the hydrophilicity in the vicinity is high, the droplet is left behind, the droplet moves to the hydrophobic part, and the force also generates a watermark It will be.
  • the upper gas supply nozzle 30 is moved to the peripheral edge of the center force of the substrate while supplying the drying gas to the substrate surface, and the water movement due to centrifugal force is boosted, so that water does not run out on the substrate. It is desirable to complete the movement toward the periphery of the.
  • the content is determined when there is a drying gas flow on the center side of the substrate W. It is better to make it larger when there is a drying gas flow on the peripheral edge side of the substrate W.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the supply amount of the vapor of the substance that lowers the surface tension (hereinafter, simply referred to as “vapor” in this paragraph) and the position of the drying gas flow on the substrate W.
  • the vertical axis indicates the supply amount of steam V
  • the horizontal axis indicates the position on the radius of the substrate W
  • “C” indicates the center of the substrate W
  • “E” indicates the edge of the substrate W.
  • the supply amount of the vapor V maintains a constant value.
  • the drying gas flow When the drying gas flow reaches almost half of the radius of the substrate W, the supply amount of vapor gradually increases, and when the predetermined value is reached, the drying gas flow reaches the edge of the substrate W. Maintain a predetermined value. Reduces the surface tension of the drying gas
  • the vapor content of the substance can be changed in two or more stages as the drying gas stream moves from the center to the periphery. It may be changed steplessly.
  • the flow rate of the drying gas to be injected is lower than that required when steam is not included.
  • a holding unit suction unit 14 that sucks water is provided in the substrate holding unit 10 that rotates and holds the substrate W to promote the removal of water near the side of the substrate, and the peripheral suction unit 44 removes water from the peripheral portion of the substrate. By sucking, water droplets are prevented from remaining at the peripheral edge of the substrate W, and drying of the entire substrate W is promoted.
  • the holding part suction part 14 and the peripheral suction part 44 are made of a conductive material and are grounded.
  • the substrate holding unit 10 is provided with the cover 17, the water adhering to the substrate holding unit 10 does not splash again on the substrate W during or after drying.
  • the supply of water is stopped. At this time, after the water supply nozzle 20 reaches the outer periphery of the substrate, the supply of water may be stopped after continuing the supply of water for an arbitrary time. However, the water supply nozzle 20 should be stopped in front of the outer peripheral edge in consideration of the nozzle diameter so that the edge of the substrate W is detached and water is not sprayed as it is. After the water supply is stopped, the upper gas supply nozzle 30 and the lower gas supply nozzle 40 reach the outer periphery of the substrate almost simultaneously, and after the gas supply has continued, the gas supply is stopped for about 2 to 5 seconds. Is done.
  • the movement of the upper gas supply nozzle 30 and the lower gas supply nozzle 40 is stopped at a position approximately 3 to 10 mm radially inward (center side) from the substrate end, and the supply is stopped after supplying gas for a predetermined time here. To do.
  • the gas is supplied at the outer peripheral part from this position, the lower gas supply nozzle is formed on the upper surface of the substrate. Due to the rising of the gas blown from 40, the upper gas supply nozzle 30 force on the lower surface of the substrate may cause contamination such as dust.
  • the vacuum source connected to the holding part suction part 14 and the peripheral suction part 44 of the substrate holding part 10 is also stopped. Thus, the processing of one substrate is completed, and the processed substrate is transported to the next process.
  • the upper gas supply nozzle 30 is stopped.
  • the position can be about l to 3 mm radially inward (center side) from the edge of the substrate. Even in this case, when the flow rate of the drying gas is low, no contamination such as dust is generated due to the rising of the gas.
  • the lower surface of the substrate W is formed with a film that is difficult to dry, such as a thermal oxide film
  • the lower surface finish is dried at lOOOrpm or less after the upper surface of the substrate is dried. May be performed. At the time of finishing drying, almost no droplets remain on the substrate W, and splashing of droplets from a cup or the like does not matter.
  • This finish drying is especially good when using the spin chuck method as the substrate holder.
  • a rotational drive shaft is installed at the center of the substrate W, which makes it difficult to install a drying gas blowing nozzle on the lower surface of the substrate.
  • a drying gas blowing nozzle can be provided on the lower surface of the substrate W. It may be dried by supplying
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a substrate processing apparatus 1E according to a modification of the embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus 1E includes a rotating chuck mechanism 13 that holds and rotates the substrate W instead of the roller 10 (see FIG. 1) in the substrate processing apparatus 1.
  • the rotary chuck mechanism 13 has a plurality of chuck claws 13a that hold the substrate W, and a rotation drive shaft 13b that rotates the substrate W held by the chuck claws 13a in a horizontal plane.
  • the rotating chuck mechanism 13 can rotate the substrate W at about 2000 rpm or less in terms of hardware.
  • the substrate processing apparatus 1E includes a lower surface fixed rinse nozzle 38 that supplies rinse water to the lower surface of the substrate W.
  • the substrate processing apparatus 1E was provided with the substrate processing apparatus 1 due to its structural limitations.
  • the bottom surface multi-hole rinse nozzle 34 and lower gas supply nozzle 40 are not provided.
  • FIG. 7 an example of an integrated type in which the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 are arranged in a common moving mechanism is shown.
  • the movement mechanism in the substrate processing apparatus 1E has a swing arm 31A, a swing shaft 32A, and a drive source 33A, which are the swing arm 31 and the swing shaft 32 in the substrate processing apparatus 1, respectively. Corresponds to drive source 33.
  • a lower gas supply port 13 h that supplies gas toward the substrate W may be formed in a portion of the chuck mechanism 13 that faces the substantially center of the substrate W.
  • the gas supplied from the lower gas supply port 13h is typically a gas at normal temperature or about 40 ° C.
  • the lower gas supply port 13h is preferably formed at a position higher than its peripheral portion in order to prevent water from concentrating.
  • the substrate processing apparatus 1E includes the peripheral suction portion 44 that the substrate processing apparatus 1 has.
  • a heater 81 is provided around a part of the pipe 84 connected to the upper surface fixed rinse nozzle 28, and water supplied to the substrate W from the upper surface fixed rinse nozzle 28 is supplied to the substrate processing apparatus 1. You may heat similarly.
  • a temperature detector 82 for detecting the temperature of water is provided in the pipe 84 downstream of the heater 81, and a controller 83 for receiving a temperature signal from the temperature detector 82 and controlling the output of the heater 81 is provided. Adjust the water supplied from the upper fixed rinse nozzle 28 to a predetermined temperature (above room temperature and below the boiling point of water, for example, 25 ° C or higher, 65 ° C or lower, preferably 30 ° C or higher, 60 ° C or lower). You may do it.
  • the controller 83 may be configured as a part of the control unit 48.
  • the water supplied from the force water supply nozzle 20 (not shown) and the water supplied from the lower fixed rinse nozzle 38 may be heated in the same manner and adjusted to a predetermined temperature. These waters may be heated by passing water through a heater or heat exchanger as a device instead of the heater wound around the pipe.
  • FIG. 8 is a partial detailed view of a modification of the rotating chuck mechanism of the substrate processing apparatus 1E, where (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along line BB in (a).
  • the rotary chuck mechanism 13X according to the modified example has a hollow motor 13M, and a plurality of chuck claws 13 ⁇ that hold the substrate W are attached to the outer periphery of the hollow motor 13M.
  • the hollow motor 13M rotates the substrate W held by the chuck claws 13 ⁇ within a horizontal plane.
  • a lower surface gas supply nozzle 13 ⁇ for blowing a gas to the lower surface of the substrate W is disposed substantially vertically below the center of the substrate W.
  • the gas supplied from the lower surface gas supply nozzle 13 ⁇ is typically injected in a conical shape with the lower surface gas supply nozzle 13 ⁇ side serving as the apex and the lower surface side of the substrate W serving as the bottom surface.
  • the gas injected in a conical shape may have an apex angle j8 (injection angle j8) in the axial cross section of the cone of 60 ° to 120 °.
  • This injection angle j8 is determined by forming a taper that is extended outwardly at the blowing opening of the bottom gas supply nozzle 13v.
  • a lower surface liquid nozzle 13w as a lower rinse water supply nozzle for injecting water onto the lower surface of the substrate W is disposed.
  • the lower surface liquid nozzle 13w is installed in the hollow motor 13M together with the lower surface fixed rinse nozzle 38 (see Fig. 7), which can be installed in the hollow motor 13M instead of the lower surface fixed rinse nozzle 38 (see Fig. 7). It may be provided.
  • the substrate W is rotated at 200 rpm or more, water is supplied from the upper fixed rinse nozzle 28 to the upper surface of the substrate W to form a water film, and then the water supply nozzle 20 and the upper gas
  • the supply gas 30 supplies the drying gas while supplying water to the upper surface of the substrate W. Movement of the water supply nozzle 20 and upper gas supply nozzle 30 in the process of drying the upper surface of the substrate W, control of the amount of water supplied to the surface of the substrate W, control of the rotation speed of the substrate W, surface of the drying gas
  • the control of the content of the substance that lowers the tension is the same as in the substrate processing apparatus 1. The same as in the substrate processing apparatus 1 (see Fig. 1).
  • the rotation speed is controlled so that the rotation speed of the substrate W is lowered.
  • the drying gas contains the vapor of the squeezing substance
  • the content is determined when there is a drying gas flow on the peripheral side of the substrate W than when the drying gas flow is on the center side of the substrate W.
  • One or more of the nozzle movement speed controls that control the movement of the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 so that the movement speed is slower when the movement is stopped than when the movement is started. You may carry out in combination.
  • an example of the action of the substrate processing apparatus 1E is provided with a rotary chuck mechanism 13X shown in Fig. 8, and the gas supplied from the upper gas supply nozzle 30 is N gas containing IPA vapor.
  • the diameter of the substrate W to be processed is 300 mm.
  • the substrate W transferred from the previous process to the substrate processing apparatus 1E is held almost horizontally by the chuck claw 13 ⁇ with the surface on which the damascene wiring is formed facing upward.
  • the swing arm 31A moves so that the upper gas supply nozzle 30 is positioned substantially above the center of the substrate W.
  • the air motor 13M the substrate W is rotated at about 300 rpm, and water is supplied from the upper fixed rinse nozzle 28 to the upper surface of the substrate W and from the lower surface liquid nozzle 13w to the lower surface of the substrate W. To do.
  • the water supply from the upper surface fixed rinse nozzle 28 is stopped and at the same time the water from the water supply nozzle 20 is stopped.
  • Supply and supply of gas from the upper gas supply nozzle 30 are started.
  • the supply of water from the lower surface liquid nozzle 13w is continued.
  • the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 are moved from the center edge of the substrate W toward the peripheral edge to dry the upper surface of the substrate W.
  • the moving speed of the oscillating arm 31 A is decreased as the movement of the swing arm 31 A toward the outer periphery of the substrate W is performed.
  • the rotation speed of the substrate W is reduced to about 150 rpm with an acceleration of (20 ⁇ Z3) radZs 2 (200 rpmZs) or less.
  • the swing arm 31 A is moved.
  • the water supply from the water supply nozzle 20 is stopped while continuing.
  • the “peripheral edge” of the substrate W is a portion outside the concentric circle with the substrate W having a radius smaller than the substrate W by about 3 mm, preferably having a radius smaller than the substrate W by about 1 mm.
  • the part outside the concentric circle with the substrate W is ⁇ ⁇ .
  • the gas is continuously supplied and shaken. Stop moving arm 31A. Then, the rotation speed of the substrate W is slowly increased at an acceleration of (2C ⁇ Z3) rad / s 2 (200rpm / s) or less, and when the rotation speed of the substrate W reaches 500rpm or more, the upper gas supply nozzle 30 Stop supplying gas.
  • the gas supplied from the upper gas supply nozzle 30 contains the IPA vapor! /, So the flow rate of the injected gas is sufficient, and the upper gas supply nozzle 30 is used as a base. Even if it is moved to the outer peripheral edge of the plate W, there will be no dust or other contamination that will cause gas to rise. Also, since the water supply nozzle 20 and the upper gas supply nozzle 30 are moved to the outer peripheral edge of the substrate W, the upper surface of the substrate W can be dried so as not to generate a watermark up to the outer peripheral edge of the substrate W. it can. Also, the upper surface of the substrate W is formed so that a hydrophilic surface and a hydrophobic surface coexist!
  • the drying process of the lower surface of the substrate W has started from the point where the movement of the swing arm 31 A is stopped and the rotation speed of the substrate W is slowly increased. That is, in the substrate processing apparatus 1E, after the upper surface of the substrate W is dried, the lower surface is dried.
  • the substrate W is initially rotated at a relatively low rotational speed (typically about 5 OOrpm) and then a relatively high rotational speed (typically If it is rotated at around 1000 rpm, it is better to perform at two or more stages.
  • a relatively low rotational speed typically about 5 OOrpm
  • a relatively high rotational speed typically If it is rotated at around 1000 rpm, it is better to perform at two or more stages.
  • the rotation speed of the substrate W variable in two or more steps, it is preferable to perform the acceleration at (20 ⁇ / 3) ⁇ ad / s 2 (200 rpm / s) or less.
  • the rotation speed may be increased slowly and slowly at an acceleration of (20 ⁇ / 3) rad / s 2 , and the substrate W may be rotated at a high speed so that the droplet does not bounce off the substrate.
  • the substrate W may be rotated and dried while supplying gas to the lower surface of the substrate W from the lower gas supply port 13h or the lower surface gas supply nozzle 13v. Oh ,.
  • FIG. 9 shows an example of controlling the rotation speed of the substrate W when the lower surface is dried after the upper surface of the substrate W is dried.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the substrate W and the elapsed time.
  • the vertical axis represents the rotation speed of the substrate W
  • the horizontal axis represents the elapsed time.
  • the origin indicates the time when the lower surface starts to be dried after the upper surface of the substrate W has been dried.
  • Figure 9 shows an example of changing the substrate rotation speed in two steps. As described above, the force may be changed in two or more steps.
  • the substrate W having a diameter of 300 mm the low-k film was polished and washed, and the upper surface was dried while rotating the substrate W at a speed of 200 rpm, and then the back surface was subjected to the following three conditions.
  • the results of detection of foreign matter when spin-drying are shown below.
  • the foreign matter means that the substrate W after the back surface drying treatment is detected by detecting a particle having a diameter of 0.2 ⁇ m or more with a laser defect detection device (manufactured by KLA-Tencor Corporation: model number “SP-1 / TBIJ”).
  • the above three conditions are as follows.
  • the number of detected foreign objects was 27 and 22 for (1), 52 and 47 for (2), and 36 and 36 for (3).
  • the occurrence rate of the watermark is the lowest in the case of (1) among the above three conditions.
  • the operations of the substrate processing apparatuses 1 and 1E described so far are performed according to a program installed in the control unit 48.
  • the control unit 48 typically includes a computer such as a personal computer or a microcomputer.
  • the substrate processing apparatuses 1 and 1E are typically installed in the atmosphere.
  • the term “under air” as used herein means that the evacuation in which the conventional substrate processing is performed is not in an environment in which inert gas replacement has been performed.
  • Device 1 the inside of a clean room with a predetermined cleanliness where IE is installed. Generally, the clean room has a slightly higher room pressure than the outside in order to prevent the entry of dust from the outside. Therefore, the clean room has a slightly positive pressure rather than atmospheric pressure. Included in the concept. Note that “under the atmosphere” is, for example, an environment in a vertical laminar flow clean room of US Federal Standard 209 D class 100, preferably class 10 or less.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of a polishing apparatus provided with the substrate processing apparatuses 1 and 1E.
  • the polishing apparatus 2 includes a polishing unit 100 and a cleaning unit 200.
  • the polishing unit 100 is provided with a workpiece transfer device 120 for transferring the polishing unit 110 and the substrate W.
  • the polishing unit 110 has a structure in which a turn table 111 is installed in the center, a polishing machine 113 having a top ring 112 attached to one side thereof, and a dressing unit 115 having a dressing tool 114 attached to the other side.
  • the cleaning unit 200 has two transport robots 210 and 220 that are movable in the direction of arrow Z at the center, and the roll scrub cleaning unit 50, the pencil scrub cleaning unit 60, and the implementation of the present invention are arranged on one side thereof.
  • the substrate processing apparatuses 1 and 1E according to the embodiment are arranged side by side in series, and on the other side, two workpiece reversing machines 201 and 202 for inverting the substrate W are arranged.
  • FIG. 11 is a perspective view of the main part showing the internal details of the cleaning unit 200.
  • each of the transfer robots 210 and 220 is configured by attaching two arm mechanisms 211 and 221 to the upper surface thereof.
  • nodes 212, 213, 222 and 223 for holding the substrate W are respectively attached.
  • the nodes 212 and 213 are arranged so as to overlap each other, and the hands 222 and 223 are also arranged so as to overlap each other.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view showing the roll scrub cleaning unit 50.
  • the roll scrub cleaning unit 50 includes a plurality of (six in the figure) spindles (holding members having a rotating mechanism) 51 that rotate while supporting the outer peripheral edge of the substrate W, and a roll-shaped cleaning unit 50 which Two roll-type cleaning members 52 and 53 arranged on the rotating shaft 52b parallel to the surface of the substrate W, It includes drive mechanisms 54 and 55 that move 53b close to or away from the substrate W and rotated in the directions of arrows F1 and F2, respectively, and a cleaning liquid nozzle 56 that supplies the cleaning liquid to the surface of the substrate W.
  • the roll-type cleaning members 52 and 53 have a configuration in which shafts 52b and 53b are passed through cylindrical bodies 52a and 53a made of porous PVA sponge.
  • the cylindrical bodies 52a and 53a may be made of urethane foam.
  • the cleaning liquid nozzle 56 is attached to the cleaning arm 57 and supplies the cleaning liquid to the surface of the substrate W while swinging in the direction indicated by arrow A by the swing shaft 58.
  • a cleaning solution containing a surfactant may be used.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view showing the pencil scrub cleaning unit 60.
  • the pencil scrub cleaning unit 60 includes a rotary chuck mechanism 61 and a pencil type brush cleaning mechanism 63.
  • the rotary chuck mechanism 61 has a chuck claw 62 that holds the outer periphery of the substrate W, and is rotationally driven in a direction indicated by an arrow G by a rotary drive shaft 67.
  • the pencil-type brush cleaning mechanism 63 includes a swing arm 65 supported at one end by a shaft 64, and a rotary drive shaft 66 that protrudes vertically downward toward the cleaning surface of the substrate W at the other end of the swing arm 65.
  • a pencil-type cleaning member 68 made of a porous PVA sponge or polyurethane foam is attached to the lower end of the rotary drive shaft 66.
  • the pencil-type cleaning member 68 is formed in a substantially cylindrical shape having a bottom surface in which the contact surface with the substrate W is horizontal, and the dimensions thereof are, for example, a height of about 5 mm and an outer diameter of about 20 mm.
  • the average diameter of the micropores formed in the sponge is about 110 / zm. The smaller the average diameter of the micropores, the greater the effect of the sponge, so the preferred pore size is less than 80 / zm.
  • the shaft 64 can be moved up and down as indicated by an arrow H, and the swinging arm 65 swings in the direction indicated by the arrow I by the rotation of the shaft 64, and further, the pencil is rotated by the rotation of the rotary drive shaft 66.
  • the mold cleaning member 68 rotates in the direction indicated by arrow J.
  • the pencil scrub cleaning unit 60 further includes a cleaning liquid nozzle 69 for supplying a cleaning liquid. A cleaning solution containing a surfactant may be used.
  • Case containing substrate W before polishing The substrate W is taken out one by one by the hand 222 (see FIG. 11) of the transfer robot 220 from the robot 230 and transferred to the work reversing machine 202, and the surface on which the substrate W is reversed and polished (for example, the circuit pattern forming surface) faces downward. To. Further, the substrate W is transferred from the workpiece reversing machine 202 to the hand 212 of the transfer robot 210; and transferred to the workpiece transfer device 120 of the W polishing unit 100.
  • the substrate W on the workpiece transfer device 120 is held on the lower surface of the top ring 112 of the rotating polishing machine 113, moved onto the turntable 111, and polished on the rotating polishing surface 116.
  • abrasive liquid is supplied onto the polishing surface 116 from an abrasive liquid supply pipe (not shown).
  • the polished substrate W is returned again to the workpiece transfer device 120, transferred to the workpiece reversing machine 201 by the hand 213 (see FIG. 11) of the transfer robot 210, and reversed while being rinsed with the rinse liquid, and then rolled by the hand 213. Transferred to club cleaning unit 50.
  • the rotating cleaning members 52 and 53 that rotate are brought into contact with the upper and lower surfaces of the rotating substrate W, and the cleaning liquid is sprayed from the cleaning liquid nozzle 56 to remove the particles adhering to the upper and lower surfaces of the substrate W. And then washed with cleaning solution (see Fig. 12).
  • the substrate W cleaned by the roll scrub cleaning unit 50 is transferred from the roll scrub cleaning unit 50 to the pencil scrub cleaning unit 60 by the hand 212 of the transport robot 210.
  • the pencil scrub cleaning unit 60 the outer periphery of the substrate W is gripped by the chuck 62, and the drive shaft 67 is rotated and driven in this state to rotate the entire rotary chuck mechanism 61 at a high speed. It rotates at a predetermined rotation speed.
  • the rotation speed when processing the substrate W by the rotating chuck mechanism 61 should be selected within the allowable rotation speed range of several thousand rpm by the rotation control device of the drive motor (not shown) connected to the rotation drive shaft 67. Can do.
  • the upper surface of the substrate W is in contact with the upper surface of the rotating substrate W of the pencil-type cleaning member 68, and the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid nozzle 69 and simultaneously the rocking arm 65 is swung. Clean (see Figure 13).
  • the surface of the substrate thus polished typically has a portion with a contact angle with water of 30 ° to 80 °, and a water mark is likely to occur! / !.
  • the substrate W cleaned by the pencil scrub cleaning unit 60 is transferred to the substrate processing apparatuses 1 and 1E by the hand 223 of the transfer robot 220. Since the top surface of the substrate may be partially dried during transportation, a watermark may be generated. Rinse immediately after pencil cleaning or during transportation, and transport the substrate while coating the top surface with water. It is preferable to do.
  • the substrate W is cleaned and dried in the manner described in the description of the operation of the substrate processing apparatuses 1 and 1E. In this way, the polishing apparatus 2 can easily generate a watermark, and the substrate W on which the damascene wiring is formed can be processed without generating the watermark.
  • a cleaning liquid nozzle is formed on the upper surface of the substrate W. It can be cleaned by applying ultrasonic energy from 56. A large number of particles present on the substrate W are removed by spraying a cleaning liquid to which ultrasonic energy is applied. Further, instead of cleaning with the pencil-type cleaning member 68 of the pencil scrub cleaning unit 60, or before cleaning, the surface of the substrate W may be cleaned by applying ultrasonic energy from the cleaning liquid nozzle 69. . In scrub cleaning, pencil scrubs are particularly superior in removing foreign substances compared to roll scrubs!
  • one-step processing of the pencil scrub is used.
  • a two-stage process in which a club is performed and then a pencil scrub is performed, can effectively remove foreign matter.
  • pencil scrub cleaning or both roll scrub cleaning and pencil scrub cleaning may be performed in the same module as the substrate processing equipment 1, 1E. If the same module is used, the installation space for the polishing apparatus 2 can be reduced, and the movement of the substrate W is reduced, which is efficient.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of an electroless plating apparatus including the substrate processing apparatuses 1 and 1E.
  • the electroless plating apparatus 3 has the same configuration as that of the polishing apparatus 2 except that the electroless plating apparatus 3 is replaced by the polishing unit 100 force plating unit 300 of the polishing apparatus 2 in FIG. That is, the cleaning unit 200 of the electroless plating apparatus 3 has the same configuration as that of the polishing apparatus 2.
  • the plating unit 300 applies the pre-cleaning module 301 for pre-cleaning the substrate before plating, the reversing device 302 for inverting the substrate, the first pretreatment units 303a and 303b for applying a catalyst to the surface of the substrate, and the catalyst.
  • the second pretreatment units 304a and 304b that perform chemical treatment on the surface of the substrate and the electroless plating units 305a and 305b that perform the electroless plating process on the surface of the substrate are arranged in parallel.
  • a plating solution supply unit 306 is installed at the end of the fitting part 300. Further, a traveling type transfer robot 310 is disposed at the center of the plating unit 300.
  • the substrate W is transferred from the cassette 230 storing the substrate W before plating by the transfer robots 220 and 210, and is transferred to the pre-cleaning module 301. In the pre-cleaning module 301, residual residues such as copper remaining on the low-k film are removed.
  • the substrate is held face down, and the substrate W is immersed in an acid solution (chemical solution) such as 0.5M sulfuric acid for 1 minute. Thereafter, the surface of the substrate is cleaned with a cleaning liquid (water) such as ultrapure water.
  • the substrate W is transferred to the first pretreatment unit 303a (or 303b) by the transfer robot 310, where the substrate W is held face down, and a catalyst is applied to the surface of the substrate W.
  • This catalyst application is, for example, about 0.005 gZL of PdCl and about 0.2 m
  • Substrate W is immersed in a mixed solution (chemical solution) such as olZL HC1 for about 1 minute.
  • a mixed solution such as olZL HC1
  • Pd palladium
  • a catalyst nucleus as a catalyst nucleus (seed) is formed on the surface of the wiring.
  • the surface of the substrate W is washed with water.
  • the substrate W to which the catalyst is applied is transferred to the second pretreatment unit 304a (or 304b) by the transfer robot 310, where the substrate W is held face-down, and the chemical treatment is performed on the surface of the substrate W.
  • the chemical treatment is performed on the surface of the substrate W.
  • Na C H O ⁇ 2 ⁇ O (sodium taenoate) solution chemical solution
  • Substrate W is immersed in it, and the surface of the wiring (Cu) is neutralized. Thereafter, the surface of the substrate W is washed with water.
  • the substrate that has been subjected to the pretreatment for electroless plating in this way is transported by the transport robot 310 to the electroless plating unit 305a (or 305b).
  • the substrate W is held face-down, and the substrate W is immersed in a Co-W-P plating solution with a liquid temperature of 3 ⁇ 40 ° C for about 2 minutes. Apply selective electroless plating (electroless Co-WP cover). Thereafter, the surface of the substrate W is cleaned with a cleaning liquid (water) such as ultrapure water.
  • a cleaning liquid water
  • a wiring protective layer (cap plating layer) made of a Co—WP alloy film is selectively formed on the surface of the wiring.
  • the substrate W after the electroless plating process is transported to the reversing machine 302 by the transport robot 310, where the substrate W is reversed so that the surface on which the wiring pattern is formed faces upward (face-up). .
  • the substrate W transported to the reversing machine 302 is transported to the roll scrub cleaning unit 50 by the transport robot 210 of the cleaning unit 200, and rolls in the same manner as the operation of the cleaning unit 200 in the polishing apparatus 2 shown in FIG. Club cleaning unit 50 and pencil scrub cleaning unit
  • the scrub cleaning is performed with G 60 and the substrate cleaning is performed in the substrate processing apparatuses 1 and 1E.
  • a watermark may be generated. Rinse immediately after pencil cleaning or during transportation, and transport while coating the upper surface of the substrate with water. It is preferable to do. In this way, in the electroless plating apparatus 3, a water mark is easily generated, and the substrate w on which the damascene wiring is formed can be processed without generating a water mark.
  • the substrate W that has been cleaned so as not to generate a water mark in the substrate processing apparatus 1 or 1E in the polishing apparatus 2 or the electroless plating apparatus 3 described above is subjected to inspection and dicing after inspection.
  • a semiconductor device is formed.
  • the substrate surface is coated with pure water at the time of transport, but instead, it may be coated with an organic solvent, alcohols, or a mixture of alcohols and pure water. In this case, it is possible to easily form a thin liquid film at a low flow rate after the substrate cleaning process and before the substrate drying process, and to prevent the formation of a watermark due to the liquid running out on the substrate surface.

Abstract

　基板Ｗの表面をあらかじめ水で被覆する工程（２８）と、基板Ｗを表面を上側にしてほぼ水平に保持して水平面内で回転する工程（１０）と、基板Ｗの上側の表面に、基板Ｗの表面積に比較して細い乾燥用気体流を吹き付ける工程（３０、４０）とを備え、乾燥用気体流を吹き付けつつ水平面内の回転により基板表面から水を除去する基板処理方法、及びこの方法を実施する基板処理装置並びにこれらに用いる制御プログラムとすると、洗浄後の基板を局所的に水滴を残すことなく乾燥させることができる。

Description

明 細 書
基板処理方法、基板処理装置及び制御プログラム
技術分野
[0001] 本発明は、基板処理方法、基板処理装置及び制御プログラムに関し、特に洗浄後 の半導体ウェハ等の基板上にウォーターマークを発生させない基板処理方法、基板 処理装置及び基板洗浄や基板処理を自動化するための制御プログラムに関するも のである。
背景技術
[0002] 近年の半導体デバイスの微細化等に伴 、、基板上に物性の異なる様々な材料膜 を形成してこれを加工することが行われて ヽる。特に基板に形成した配線溝を金属で 埋めるダマシン配線形成工程にぉ ヽては、ダマシン配線形成後に基板研磨装置 (C MP)により余分な金属を除去し、あるいはめっきにより配線保護層を形成することに より、基板表面に金属膜、バリア膜、絶縁膜などの水に対する濡れ性の異なる膜が共 存する。近年は配線金属として銅が、また絶縁膜としてはいわゆる低誘電率膜 (Low — k膜)が採用されるようになり、 Low— k膜が疎水性であることから基板表面の濡れ 性の不均一性が拡大してきて 、る。
[0003] CMPやめつき等の湿式処理後や現像工程、エッチング工程の後洗浄工程後の基 板は必ず洗浄して水切り乾燥を行うが、洗浄時は CMPやめつきなどの加工時と異な り、界面活性剤などを使って強制的に表面の濡れ性を整えると、基板に界面活性剤 が残留するなどして好ましくな 、。し力しながら濡れ性が不均一なままで水切り乾燥 を行うと濡れ性の悪い部分力 先に水が切れ、濡れ性の良い部分に液滴が残り、そ の部分の材料が液滴に溶解し乾燥することで最終的に水染み（ウォーターマーク）を 発生する。ウォーターマークが発生すると、その部分からリークが生じたり、密着性不 良の原因となるなど信頼性の点で問題となりうる。
[0004] CMPやめつきは枚葉処理が主体であるため基板の洗浄一水切り 乾燥工程も枚 葉処理を行うのが効率的である（例えば実開平 4— 87638号公報参照)。枚葉式洗 浄装置における洗浄後の水切り乾燥方法としては、洗浄後の基板を高速回転させて 水滴を飛ばすスピン乾燥において基板の回転速度を段階的に制御する方法や、不 活性ガス雰囲気下もしくは減圧下でスピン乾燥する方法、あるいは乾燥中にイソプロ ピルアルコール (IPA)蒸気等を供給することによりマランゴ-効果を発生させるもの がある。これらの方法によりウォーターマークの発生を抑制することが考えられて!/、る 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] しかし、スピン乾燥において基板の回転速度を制御する方法において、親水部と疎 水部がランダムに生じるダマシン配線形成した基板のように濡れ性の異なる膜が共 存する基板では、基板の配線密度や疎水部の性質の違いにより細かい回転速度の 制御が必要になり、生産に対してプロセスウィンドウが狭いという問題がある。また、不 活性ガス雰囲気下ある!/ヽは減圧下でスピン乾燥する方法は、雰囲気調整の時間が 必要であり、プロセス時間を多く要するため適していない。他方 IPA蒸気を供給する 方法では、 CMP等の枚葉処理装置に対して基板を垂直に保持し引き上げを行う必 要があり、搬送機構が複雑になり、インテグレーションが困難になる。また、引き上げ を行うために時間を要し、スループットが低下するという課題があった。
[0006] そこで本発明は、不均一な濡れ性を有する基板についてその大きさにかかわらず、 洗浄後の基板を局所的に水滴を残すことなく乾燥させることができウォーターマーク を発生させな!/ヽ基板処理方法、基板処理装置及び基板洗浄や基板処理を自動化 するための制御プログラムを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 上記目的を達成するために、本発明の実施の態様（1)による基板処理方法は、例 えば図 1に示すように、基板 Wの表面をあらカゝじめ水で被覆する工程（28)と;基板 W を前記表面を上側にしてほぼ水平に保持して水平面内で回転する工程（10)と;基 板 Wの上側の表面に、基板 Wの表面の面積に比較して細 、乾燥用気体流を吹き付 ける工程（30、 40)とを備え；乾燥用気体流を吹き付けつつ水平面内の回転により基 板の上表面から水を除去する。ここで「基板の表面を被覆」とは、基板の表面を直接 大気に触れさせない状態にすることをいい、典型的には、基板の表面を全面的に水 で覆うこと、すなわち、濡れていない部分がないように水で全面を覆うことをいう。基板 の表面をあら力じめ水で被覆する工程においては、典型的には、基板の上側の表面 を面全体にわたって水で被覆する。また、「基板の表面積に比較して細い乾燥用気 体流」は、典型的には、ノズルにより供給される気体流である。また、典型的には、基 板 Wの表面の少なくとも一部が、水に対する接触角 Θ力^ 0度以上（図 2参照）である
[0008] このように構成すると、基板の表面をあら力じめ水で被覆して、乾燥用気体流を吹き 付けつつ水平面内の回転により基板表面力 水を除去するので、洗浄後の基板を局 所的に水滴を残すことなく乾燥させることができウォーターマークを発生させない基 板処理方法となる。ここで接触角は、 30度以上であるが、典型的には最大でも 80度 以下である。このような表面は、親水性と疎水性の中間の濡れ性を有するということが でき、水染み（ウォーターマーク）が発生しやすい。
[0009] また、本発明の好ましい態様 (2)による基板処理方法は、前記（1)の基板処理方法 において、前記基板の上表面が絶縁膜で構成され、さらに前記基板の上表面の少 なくとも一部が金属膜部分で構成されている。なお、基板の上表面は、典型的には、 30度以上の接触角である。
[0010] このように構成すると、絶縁膜部分で疎水性の傾向を有し、金属膜部分で親水性の 傾向を有する濡れ性が不均一な基板において、ウォーターマークを発生させない基 板処理方法となる。
[0011] また、本発明の別の実施の態様 (3)による基板処理方法は、基板に対して平坦ィ匕 処理又は無電解めつき処理を施す工程と；前記基板をほぼ水平に保持して該水平 面内で回転する工程と;前記処理を施した前記基板の上表面を水で被覆する工程と ；前記基板の上表面に、前記基板の表面の面積に比較して細い乾燥用気体流を吹 き付ける工程とを備え;前記乾燥用気体流を吹き付けつつ前記水平面内の回転によ り前記基板の上表面から前記水を除去する。
[0012] このように構成すると、基板に対して平坦化処理又は無電解めつき処理を施した後 に基板の表面を水で被覆して、乾燥用気体流を吹き付けつつ水平面内の回転により 基板表面から水を除去するので、洗浄後の基板を局所的に水滴を残すことなく乾燥 させることができウォーターマークを発生させな 、基板処理方法となる。ここで基板に 対する平坦化処理は典型的には CMP処理である。 CMP処理や無電解めつき処理 を施された基板表面は、典型的には水に対する接触角が 30度以上の表面を一部に 有することになる。したがってウォーターマークが生じやす!/、。
[0013] また、本発明の好ましい態様 (4)による基板処理方法は、前記（1)〜（3)のいずれ かの基板処理方法において、前記基板の下側の表面に、前記基板の表面の面積に 比較して細い乾燥用気体流を吹き付ける工程を備える。
[0014] このように構成すると、洗浄後の基板の下側の表面を局所的に水滴を残すことなく 乾燥させることができウォーターマークを発生させない基板処理方法となる。
[0015] また、本発明の好ましい態様 (5)による基板処理方法は、前記（1)〜(4)のいずれ かの基板処理方法において、前記基板の上表面を水で被覆する工程に先立って前 記基板の上表面をスクラブ洗浄する工程を備える。
[0016] このように構成すると、基板の表面を水で被覆する前に基板上の汚染物質を除去 できて乾燥中に液滴形成の核となる汚染物質を減少させることができ、基板表面の 汚染物質に起因するウォーターマークの発生確率を低下させることができる。
[0017] また、本発明の好ましい態様 (6)による基板処理方法は、前記（1)〜（5)のいずれ かの基板処理方法において、前記水が、少なくとも溶存塩類および溶存有機物を除 去した脱イオン水である。
[0018] このように構成すると、ウォーターマークが大型化する一要因である溶存塩類およ び溶存有機物が水から除去されて 、るので、ウォーターマークの発生を抑制すること ができる。
[0019] また、本発明の好ましい態様 (7)による基板処理方法は、前記（1)〜（7)のいずれ かの基板処理方法において、前記水が、炭酸ガスを溶解せしめた炭酸ガス溶解水で あることを特徴とする。
[0020] このように構成すると、水の導電率を上昇させることができ、基板に静電気が生じた 場合でも帯電しに《なる。また炭酸ガスの溶解により溶存酸素を低減できる。又は炭 酸ガスの溶解の後は、酸素の新たな溶解を抑制することができる。
[0021] また、本発明の好ましい態様 (8)による基板処理方法は、前記（1)〜（7)のいずれ かの基板処理方法にお！ヽて、前記水を加温する工程を備える。
[0022] このように構成すると、水が蒸発しやすくなり、乾燥時間を短縮することができる。
[0023] また、本発明の好ましい態様 (9)による基板処理方法は、前記（1)〜（8)のいずれ かの基板処理方法において、前記乾燥用気体の相対湿度が 10%以下である。
[0024] このように構成すると、基板の回転により形成される気液界面における水の蒸発乾 燥が促進される。
[0025] また、本発明の好ましい態様（10)による基板処理方法は、前記（1)〜（9)のいず れかの基板処理方法において、水に可溶性であり、水に溶解するとその表面張力を 低下せしめる物質の蒸気を、前記気体が含有する。
[0026] このように構成すると、基板の回転により形成される気液界面の表面張力を低下さ せることができ、水が気液界面部分力 水の豊富に存在する方に引き寄せられ、気 液界面の移動が容易になる。
[0027] また、本発明の好ましい態様（11)による基板処理方法は、前記（10)の基板処理 方法において、前記気体に含有される前の液体の、前記水に溶解するとその表面張 力を低下せしめる物質力 所定の温度に保温されている。
[0028] このように構成すると、水に溶解するとその表面張力を低下せしめる物質の液体が 気化する際に気化熱を奪われても所定の温度に回復されるため、水に溶解するとそ の表面張力を低下せしめる物質の液体の温度が下がりすぎることがなぐ水に溶解 するとその表面張力を低下せしめる物質の蒸気が気体に含有される量の減少を防ぐ ことができる。
[0029] また、本発明の好ましい態様（12)による基板処理方法は、前記（1)〜（10)のいず れかの基板処理方法において、基板 W (例えば図 1参照）を回転保持する保持部を 介して前記水を吸弓 Iする工程を備える。
[0030] このように構成すると、基板を回転保持する部分に付着した水を吸引することにより 、水の置換性が向上して基板上の水の残留を抑制し、また水の飛散を防止すること ができる。さらに、従来の遠心力による乾燥に比べて基板周縁部に積極的に水を供 給したときの、供給された水の飛散による容器内壁あるいはカバー内壁の汚染防止 、あるいは供給された水が内壁に当たつて跳ね返ることによる基板上表面の再汚染 防止、さらに供給された水が基板の下面へまわり込むことによる下面の再汚染防止を 図ることができる。
[0031] また、本発明の好ましい態様（13)による基板処理方法は、例えば図 1に示すように 、前記（1)〜（ 10)のいずれかの基板処理方法において、基板 Wの周縁部で前記水 を吸引する工程 (44)を備える。
[0032] このように構成すると、基板表面からの水の排除を促進するとともに、基板の周縁部 での液滴の残留を防止することができる。さらに、従来の遠心力による乾燥に比べて 基板周縁部に積極的に水を供給したときの、供給された水の飛散による容器内壁あ る ヽはカバー内壁の汚染防止、ある!/、は供給された水が内壁に当たって跳ね返るこ とによる基板上表面の再汚染防止、さらに供給された水が基板の下面へまわり込む ことによる下面の再汚染防止を図ることができる。
[0033] また、本発明の好ましい態様（14)による基板処理方法は、前記（1)〜（13)のいず れかの基板処理方法において、前記気体流は、前記乾燥用気体を前記基板の表面 に供給しながら前記基板の中心側力 周縁部側へ移動するように構成されている。
[0034] このように構成すると、基板の回転で生じる遠心力による水の移動を助けることがで き、基板上で水切れが生じないうちに水の周縁部に向けた移動を完了させることがで きる。
[0035] また、本発明の好ましい態様（15)による基板処理方法は、前記（10)の基板処理 方法において、前記気体流が、前記乾燥用気体を前記基板の表面に供給しながら 前記基板の中心側力 周縁部側へ移動するように構成され;前記水に溶解するとそ の表面張力を低下せしめる物質の蒸気の前記気体への含有量力 前記基板の中心 側に前記乾燥用気体流があるときよりも前記基板の周縁部側に前記乾燥用気体流 があるときの方が大きい。
[0036] このように構成すると、周縁部側での水の表面張力がさらに低下し、気液界面が水 の豊富に存在する方にさらに引き寄せられる力が強くなつて、気体流が周縁部側に 移動しても基板の回転速度を維持したまま基板表面を乾燥させることができる。
[0037] また、本発明の好ましい態様（16)による基板処理方法は、前記（14)又は（15)の 基板処理方法において、前記気体流の移動により、前記基板に被覆した水を前記基 板の中心部から周縁部側へ徐々に押し出しつつ前記基板を該中心部から周縁部側 へ徐々に乾燥させる。
[0038] このように構成すると、基板全体が水で被覆された状態で、中心部から徐々に基板 が乾燥して 、き、ウォーターマークを発生させな 、基板処理方法となる。
[0039] また、本発明の好ましい態様（17)による基板処理方法は、前記（14)〜（16)のい ずれかの基板処理方法において、前記基板の上方から前記基板の上表面に、前記 基板の表面の面積に比較して細 、水流を噴きつける工程であって、前記水流の噴き つけ位置は、前記気体流の吹き付け位置よりも径方向外周側にある、水流噴きつけ 工程と;前記水流を噴きつけつつ、前記気体流の移動に伴い前記水流を前記基板 の中心側力 周縁部側へ移動させる工程とを備えて 、る。
[0040] このように構成すると、水流の噴きつけ位置は、気体流の吹き付け位置よりも径方 向外周側にあり、気体流の移動に伴 、水流を基板の中心側から周縁部側へ移動さ せるので、気体流の移動に先行させて水流を基板の中心力 周縁部へ移動させるこ とになり、遠心力と気体流とにより基板外周側に押し出された基板上の水の水切れを 解消することができる。
[0041] また、本発明の好ましい態様（18)による基板処理方法は、前記（17)の基板処理 方法において、前記基板の上表面に噴きつける水流の流量力 前記基板の中心側 に前記水流があるときよりも前記基板の周縁部側に前記水流があるときの方が小さい
[0042] このように構成すると、基板の中心側よりも遠心力が大き!、基板の周縁部側で基板 に供給する水の水量力 、さくなり、基板表面に水被膜を形成しつつ液跳ねを防止す ることが可能となる。
[0043] また、本発明の好ましい態様（19)による基板処理方法は、前記（14)〜（18)のい ずれかの基板処理方法にお!、て、前記基板の中心側から周縁部側への前記気体流 の移動速度が、前記気体流の移動開始時よりも前記気体流の移動停止時の方が遅 い。ここで「移動開始時」の速度は、停止状態から所定の移動速度に達するまでの「 加速度が正」の状態を含まず、加速度が 0になったときの速度である。
[0044] このように構成すると、気体流が外周部に移動するにしたがって増加する、水を除 去すべき基板の面積に対し、不足なく気体流を供給することができる。
[0045] また、本発明の好ま ヽ態様（20)による基板処理方法は、例えば図 4 (a)に示すよ うに、前記（16)〜（19)のいずれかの基板処理方法において、前記水流噴きつけ位 置 20力 気体流 30による干渉を受けない位置である。
[0046] このように構成すると、基板上に被覆した水の液面が気体流によって乱されることが なぐ基板上の水膜の途切れが起こりにくくなり、ウォーターマークの発生が抑制され る。水流噴きつけ位置が、気体流による干渉を受けない位置とは、典型的には基板 の中心（回転中心）に対して点対称の位置、すなわち互いに 180度離れた位置であ る。
[0047] また、本発明の好ましい態様（21)による基板処理方法は、前記（1)〜（20)のいず れかの基板処理方法において、前記基板の回転速度が 30rpm以上、 800rpm以下 である。
[0048] このように構成すると、基板の回転速度が 30rpm以上なので水を排除するための 遠心力が不足することがなぐ 800rpm以下なので基板力も飛散した水滴がカバー や洗浄室内壁に跳ね返ってくることがなぐ基板上に水滴が残留することによるゥォ 一ターマークの発生を防ぐことができる。また、基板の下表面に熱酸ィ匕膜等の乾燥し にくい膜が成膜されている場合には、基板の上表面の乾燥後に、 lOOOrpm以下で、 仕上げの乾燥を行ってもよい。仕上げの乾燥時には、液滴が基板にほとんど残留し ておらず、カップ等からの液滴の跳ね返りは問題にならない。
[0049] また、本発明の好ましい態様（22)による基板処理方法は、前記（16)〜（21)のい ずれかの基板処理方法において、前記基板の回転速度が、前記基板の中心側に前 記水流があるときよりも前記基板の周縁部側に前記水流があるときの方が小さい。
[0050] このように構成すると、基板の中心側よりも遠心力が大きい基板の周縁部側に水流 力 Sあるときに基板の回転速度が小さくなり、基板表面に水被膜を形成しつつ液跳ね を防止することが可能となる。
[0051] また、本発明の好ましい態様（23)による基板処理方法は、前記（14)〜（22)のい ずれかの基板処理方法にお!、て、前記気体流の吹き付けに先立って前記基板の下 表面に水を供給する工程を備え;前記気体流が移動する際に前記基板の下表面に 乾燥用気体を吹き付けるように構成されて 、る。
[0052] このように構成すると、気体流が移動する際に基板の下表面に乾燥用気体を吹き 付けるので、基板の下表面を乾燥させるために要する時間を短縮することができ、ス ループットを向上させることができる。
[0053] また、本発明の好ましい態様（24)による基板処理方法は、前記（17)〜（23)のい ずれかの基板処理方法にお!、て、前記基板の回転速度を第 1の所定の回転速度に する工程と;前記水流が前記基板の外周端部に到達したときに前記水流を停止する 工程と;前記気体流が前記基板の外周端部に到達したときに前記気体流の移動を 停止する工程と;前記気体流が前記基板の外周端部にある状態で前記基板の回転 速度を上昇させ、前記基板の回転速度が前記第 1の所定の回転速度よりも高い第 2 の所定の回転速度に到達したときに前記気体流を停止する工程とを備える。
[0054] このように構成すると、気体流が基板の外周端部にある状態で基板の回転速度を 上昇させ、基板の回転速度が第 1の所定の回転速度よりも高い第 2の所定の回転速 度に到達したときに気体流を停止するので、基板の外周端部までウォーターマークを 発生させないように基板の上表面を乾燥させることができ、かつ、基板の外周や側面 に残っている水が基板の中心側に入ってくることを遠心力によって阻止してウォータ 一マークの発生を防ぐことができる。
[0055] また、本発明の好ましい態様（25)による基板処理方法は、前記（1)〜（24)のいず れかの基板処理方法において、前記基板の上表面から前記水を除去した後に、前 記基板の下表面を乾燥させる工程を備える。
[0056] このように構成すると、基板の下表面の乾燥を、基板の上表面の乾燥とは異なる条 件下で行うことができる。なお、典型的には、基板の下表面を乾燥させる工程では基 板の側面も乾燥させる。
[0057] また、本発明の好ま 、態様（26)による基板処理方法は、前記（25)の基板処理 方法において、前記基板の下表面を乾燥させる工程において、前記基板の回転速 度を変化させる。
[0058] このように構成すると、基板やチャックに液滴が残留している場合においても液滴を 飛散させな 、ように回転速度を増加させることができる。 [0059] また、本発明の好ま 、態様（27)による基板処理方法は、前記（26)の基板処理 方法において、前記基板の回転速度の変化を、（20 w Z3) radZs2以下の加速度で 行う。
[0060] このように構成すると、基板やチャックに液滴が残留している場合においてもより確 実に液滴を飛散させな 、ように回転速度を増加させることができる。
[0061] 上記目的を達成するために、本発明の実施の態様（28)による基板処理装置は、 例えば図 1に示すように、基板 Wをほぼ水平に保持して回転させる基板保持部 10と； 基板保持部 10に保持された基板 Wの上方に配置され、基板 Wの上側の表面に気体 を供給する上方気体供給ノズル 30と;基板保持部 10に保持された基板 Wの上方に 配置され、基板 Wに水を供給する水供給ノズル 20であって、基板 Wの径方向におい て上方気体供給ノズル 30よりも外側に配置された水供給ノズル 20と;上方気体供給 ノズル 30及び水供給ノズル 20を基板 Wの中心部側から周縁部側に移動させる移動 機構 21〜23、 31〜33を備えている。
[0062] このように構成すると、上方気体供給ノズル及び水供給ノズルを基板の中心部側か ら周縁部側に移動させる移動機構を備えて 、るので、基板の回転で生じる遠心力に よる水の移動を助けることができ、基板上で水切れが生じないうちに水の周縁部に向 けた移動を完了させることができて、基板上にウォーターマークを発生させない基板 処理装置となる。
[0063] また、本発明の好ま 、態様（29)による基板処理装置は、前記（28)の基板処理 装置において、蒸気として前記気体に含有させる、前記水に溶解するとその表面張 力を低下せしめる物質を、所定の温度の液体の状態で貯留する恒温槽を備えて 、る
[0064] このように構成すると、水に溶解するとその表面張力を低下せしめる物質の液体が 気化する際に気化熱を奪われても所定の温度に回復されるため、水に溶解するとそ の表面張力を低下せしめる物質の液体の温度が下がりすぎることがなぐ水に溶解 するとその表面張力を低下せしめる物質の蒸気が気体に含有される量の減少を防ぐ ことができる。
[0065] また、本発明の好ましい態様（30)による基板処理装置は、例えば図 1に示すように 、前記（28)又は（29)の基板処理装置 1において、基板保持部 10に付着した水を吸 引する保持部吸引部 16を更に備えている。
[0066] このように構成すると、基板表面からの水の排除を促進することができる。
[0067] また、本発明の好ましい態様（31)による基板処理装置は、例えば図 1に示すように
、前記（28)〜（30)のいずれかの基板処理装置 1において、基板 Wの周縁部から前 記水を吸引する周縁吸引部 44を更に備えている。
[0068] このように構成すると、基板の周縁部での液滴の残留を防止することができる。
[0069] また、本発明の好ましい態様（32)による基板処理装置は、例えば図 1に示すように
、前記（31)の基板処理装置 1において、保持部吸引部 16および周縁吸引部 44は、 導電性材料によって形成された導電部 18、 45を有し、導電部 18、 45は接地されて いる。
[0070] このように構成すると、基板の回転あるいは水の吸引によって静電気が発生した場 合でも基板に静電気が帯電しにくくなる。
[0071] また、本発明の好ましい態様（33)による基板処理装置は、例えば図 1に示すように 、前記（28)〜（32)のいずれかの基板処理装置 1において、基板保持部 10に保持 された基板 Wの下方に配置され、基板 Wの下側の表面に気体を供給する下方気体 供給ノズル 40を備え;基板保持部 10は、保持される基板の端部に接触するローラー 11を有し、ローラー 11は保持される基板 Wとの接触を保ちつつその軸周りに回転す る。
[0072] このように構成すると、ローラーと基板との接触する部位が常に移り変わり、基板保 持部による基板端部の汚染が防止できる。なお、下方気体供給ノズルを備えるので、 基板下面に水がまわり込むことによる基板下面の再汚染を防止することができる。
[0073] また、本発明の好ましい態様（34)による基板処理装置は、例えば図 7及び図 8に 示すように、前記（28)〜（32)のいずれかの基板処理装置において、前記基板保持 部に保持された基板 Wの下方に配置され、基板 Wの下側の表面に気体を供給する 下面気体供給ノズル 13vを備え;前記基板保持部は、基板 Wを保持するチャック爪 1 3nを有する。
[0074] このように構成すると、基板の下側の表面に気体を供給する下面気体供給ノズルを 備えるので、基板の下側の表面を気体によって乾燥させることができる。
[0075] また、本発明の好ましい態様（35)による基板処理装置は、例えば図 7及び図 8に 示すように、前記（34)の基板処理装置において、下面気体供給ノズル 13vは、チヤ ック爪 13ηに保持された基板 Wのほぼ中心の下方に配置され、下面気体供給ノズル 13νから供給される気体が頂部を下方とする円錐状に噴射されるように構成されてい る。
[0076] このように構成すると、比較的乾燥させにくい基板の下表面の中心部を、基板の上 表面を乾燥させている間に乾燥させることができるため、基板の下表面を乾燥させる ために要する時間を短縮することができ、スループットを向上させることができる。
[0077] また、本発明の好ましい態様（36)による基板処理装置は、例えば図 1に示すように 、前記（28)〜（35)のいずれかの基板処理装置 1において、基板保持部 10に付着 した水が保持される基板に飛散しないように保持部 10の少なくとも一部をカバーする カバー 17を備えている。
[0078] このように構成すると、基板保持部に付着した水が保持される基板に飛散しないの で、水の飛散に起因するウォーターマークの発生を防止することができる。
[0079] また、本発明の好ましい態様（37)による基板処理装置は、例えば図 1、図 7に示す ように、前記（28)〜（36)のいずれかの基板処理装置 1において、基板 Wの上表面 に水を供給する上方リンス水供給ノズル 28と；基板 Wの下表面に水を供給する下方 リンス水供給ノズル 34 (図 1参照）、 38 (図 7参照）とを備えている。
[0080] このように構成すると、基板の上表面及び下表面を乾燥させる前に基板の表面を 水で被覆することができ、まだらに水が蒸発乾燥することに伴うウォーターマークの発 生を防止することができる。
[0081] また、本発明の好ましい態様（38)による基板処理装置は、前記（37)の基板処理 装置において、前記水供給ノズルから供給される水、前記上方リンス水供給ノズルか ら供給される水、及び前記下方リンス水供給ノズル力 供給される水の少なくとも 1つ が加温されている。
[0082] このように構成すると、加温された水が蒸発しやすくなるため乾燥に要する時間を 短縮することができ、スループットを向上させることができる。 [0083] また、本発明の好ましい態様（39)による基板処理装置は、前記（37)の基板処理 装置において、前記下方リンス水供給ノズル力も供給される水が加温されている。
[0084] このように構成すると、基板の下表面に供給された加温された水が蒸発しやすくな るため基板の下表面の乾燥に要する時間を短縮することができ、スループットを向上 させることがでさる。
[0085] また、本発明の好ましい態様 (40)による基板処理装置は、例えば図 1に示すように 、前記（28)〜（39)のいずれかの基板処理装置 1において、移動機構 21〜23、 31 〜33が、上方気体供給ノズル 30及び水供給ノズル 20を基板 Wの中心部側から周 縁部側に移動させるときに、上方気体供給ノズル 30及び水供給ノズル 20の移動開 始時の移動速度よりも移動停止時前の移動速度の方が遅くなるように構成されて 、 る。ここで「移動停止時前の移動速度」は、典型的にはノズルが基板の外周部に移動 してきてノズルの移動が停止する際の速度である。
[0086] このように構成すると、上方気体供給ノズルが外周部に移動するにしたがって単位 時間あたりに、水を除去すべき基板の面積が増加することに対し、不足なく気体流を 供給することができる。さらに、水供給ノズルが外周部に移動するにしたがって増加 する、水を供給すべき基板の単位時間当たりに増加する面積に対しても、不足なく水 を供給できる。
[0087] また、本発明の好ましい態様 (41)による基板処理装置は、例えば図 1に示すように 、前記（28)〜 (40)のいずれかの基板処理装置 1において、基板 Wの回転速度が 3 Orpm以上、 800rpm以下である。
[0088] このように構成すると、基板の回転速度が 30rpm以上なので水を排除するための 遠心力が不足することがなぐ 800rpm以下なので基板力も飛散した水滴がカバー や洗浄室内壁に当たって跳ね返ってくることがなぐ基板上に水滴が残留することに よるウォーターマークの発生を防ぐことができる。
[0089] また、本発明の好ましい態様 (42)による基板処理装置は、例えば図 1に示すように 、前記（28)〜 (41)のいずれかの基板処理装置 1において、基板 Wの中心側に水供 給ノズル 20があるときの基板 Wの回転速度よりも基板 Wの周縁部側に水供給ノズル 20があるときの基板 Wの回転速度の方が小さくなるように基板 Wを回転させる制御部 48を備える。
[0090] このように構成すると、基板の中心側よりも遠心力が大きい基板の周縁部側に水供 給ノズルがあるときに基板の回転速度が小さくなり、基板表面に水被膜を形成しつつ 液跳ねを防止することが可能となる。また、液跳ねを防止することができるため、基板 処理装置のフットプリント (設置面積)を小さくし、カップの径を小さくすることが可能と なる。
[0091] また、本発明の好ましい態様 (43)による基板処理装置は、例えば図 1に示すように 、前記（28)〜 (42)のいずれかの基板処理装置 1において、基板 Wの中心側に水供 給ノズル 20があるときの基板 Wに供給される前記水の流量よりも基板 Wの周縁部側 に水供給ノズル 20があるときの基板 Wに供給される前記水の流量の方が小さくなる ように水供給ノズル 20から基板 Wに供給される前記水の流量を調節する制御部 48 を備える。
[0092] このように構成すると、基板の中心側よりも遠心力が大き!、基板の周縁部側で基板 に供給する水の水量力 、さくなり、基板表面に水被膜を形成しつつ液跳ねを防止す ることが可能となる。また、液跳ねを防止することができるため、基板処理装置のフット プリント (設置面積)を小さくし、カップの径を小さくすることが可能となる。
[0093] また、本発明の好ま 、態様 (44)による基板処理装置は、前記（28)〜 (43)の 、 ずれかの基板処理装置 1において、上方気体供給ノズル 30 (例えば図 1、図 7参照） 及び水供給ノズル 20 (例えば図 1、図 7参照）を基板の中心部側力 周縁部側に移 動する際に前記基板の回転速度を第 1の所定の回転速度にし、水供給ノズル 20 (例 えば図 1、図 7参照）が前記基板の外周端部に到達したときに水供給ノズル 20 (例え ば図 1、図 7参照)からの前記水の供給を停止し、上方気体供給ノズル 30 (例えば図 1、図 7参照）が前記基板の外周端部に到達したときに上方気体供給ノズル 30 (例え ば図 1、図 7参照）の移動を停止しつつ前記基板の回転速度を上昇させ、前記基板 の回転速度が前記第 1の所定の回転速度よりも高い第 2の所定の回転速度に到達し たときに上方気体供給ノズル 30 (例えば図 1、図 7参照)からの気体の供給を停止す る制御部 48 (例えば図 1、図 7参照）を備える。
[0094] このように構成すると、気体流が基板の外周端部にある状態で基板の回転速度を 上昇させ、基板の回転速度が第 1の所定の回転速度よりも高い第 2の所定の回転速 度に到達したときに気体流を停止するので、基板の外周端部までウォーターマークを 発生させないように基板の上表面を乾燥させることができ、かつ、基板の外周や側面 に残っている水が基板の中心側に入ってくることを遠心力によって阻止してウォータ 一マークの発生を防ぐことができる。
[0095] また、本発明の好ましい態様 (45)による基板処理装置は、例えば図 1に示すように 、前記（28)〜 (44)のいずれかの基板処理装置 1において、基板 Wの回転速度を、 (20 π Z3) mdZs2以下の加速度で変化させる制御部 48を備える。
[0096] このように構成すると、液滴を飛散させな 、ように回転速度を変化させることができ る。
[0097] また、本発明の実施の態様 (46)による研磨装置は、例えば図 10に示すように、基 板 Wを研磨する研磨ユニット 110と；基板 Wをスクラブ洗浄あるいは超音波洗浄する 洗净ユニット 50、 60と；前記（28)〜（45)の 、ずれかの基板処理装置 1とを備えて!/ヽ る。
[0098] このように構成すると、基板の表面を水で被覆する前に基板上の汚染物質を除去 できて乾燥中に液滴形成の核となる汚染物質を減少させることができ、基板表面の 汚染物質に起因するウォーターマークの発生確率を低下させ、基板にウォーターマ ークを発生させずにダマシン配線を形成することができる研磨装置となる。
[0099] また、本発明の好ましい態様 (47)による無電解めつき装置は、例えば図 14に示す ように、基板 Wに無電解めつきを施す無電解めつきユニット 305a、 305bと；基板 Wを スクラブ洗浄あるいは超音波洗浄する洗浄ユニット 50、 60と；前記（28)〜 (45)の ヽ ずれかの基板処理装置 1とを備えている。
[0100] このように構成すると、基板の表面を水で被覆する前に基板上の汚染物質を除去 できて乾燥中に液滴形成の核となる汚染物質を減少させることができ、基板表面の 汚染物質に起因するウォーターマークの発生確率を低下させ、基板にウォーターマ ークを発生させずにダマシン配線を形成することができる無電解めつき装置となる。
[0101] また、本発明の実施の態様 (48)による基板処理装置は、例えば図 1に示すように、 基板を保持して回転させる基板保持部 10が基板 Wをほぼ水平面内で回転し;前記 基板の上方および下方にそれぞれ配置されたリンス水供給ノズル 28、 34より、基板 Wに水を供給して基板 Wの上表面をその水で被覆し；上方気体供給ノズル 30を、上 方気体供給ノズル 30より基板 Wの上表面に気体を供給しながら基板中心付近から 外周部に移動し；同時に、水供給ノズル 20を、上方気体供給ノズル 30より、径方向 外周方向の位置に、基板 Wの上表面に水を供給しながら移動し、基板の上表面の 水を除去する動作を制御する制御システム 48を備える。
[0102] このように構成すると、上方気体供給ノズルを、基板中心付近から外周部に移動す ると同時に、水供給ノズルを、上方気体供給ノズルより、径方向外周方向の位置に、 水を供給しながら移動し、基板の上表面の水を除去する動作を制御する制御システ ムを備えるので、洗浄後の基板について局所的に水滴を残すことなく乾燥することが できてウォーターマークを発生させな ヽ基板処理装置となる。下方気体供給ノズルを 、基板中心付近から外周部に移動すると同時に、基板の下表面の水を除去する動 作を制御する場合は、さらに基板下面に水がまわり込むことによる基板下面の再汚 染も防止できて、かつ高精度な基板処理装置となる。
[0103] 上記目的を達成するために、本発明の実施の態様 (49)〖こよる制御プログラムは、 基板処理装置に接続されたコンピュータにインストールされ、該コンピュータが該基 板処理装置を制御する制御プログラムであって；基板に対して平坦化処理又は無電 解めつき処理を施す工程と;前記基板をほぼ水平に保持して該水平面内で回転する 工程と；前記処理を施した前記基板の上表面を水で被覆する工程と；前記基板の上 表面に、前記基板の表面の面積に比較して細い乾燥用気体流を吹き付ける工程と を備え;前記乾燥用気体流を吹き付けつつ前記水平面内の回転により前記基板の 上表面から前記水を除去する基板処理方法を用いる前記基板処理装置を制御する
[0104] このように構成すると、ウォーターマークを発生させずに基板を洗浄処理することが できる基板処理装置に適用可能な制御プログラムとなる。
[0105] また、本発明の実施の態様（50)による制御プログラムは、基板処理装置に接続さ れたコンピュータにインストールされ、該コンピュータが該基板処理装置を制御する 制御プログラムであって;基板をほぼ水平に保持して該水平面内で回転する工程と； 前記基板の表面の面積に比較して細い、乾燥用気体流および水流を、前記基板の 上方から前記基板の上表面にふき付ける工程であって、前記気体流および前記水 流を、前記基板の径方向にぉ ヽて前記気体流よりも前記水流が外側に位置するよう に維持しながら、前記基板の中心側から周縁部側へ移動させる工程とを備えた基板 処理方法を用いる前記基板処理装置を制御する。
[0106] このように構成すると、ウォーターマークを発生させずに基板を洗浄処理することが できる基板処理装置に適用可能な制御プログラムとなる。
[0107] また、本発明の実施の態様（51)による制御プログラムは、基板処理装置に接続さ れたコンピュータにインストールされ、該コンピュータが該基板処理装置を制御する 制御プログラムであって;基板をほぼ水平に保持して該水平面内で回転する工程と； 前記基板の上表面を水で被覆する工程と；前記基板の表面の面積に比較して細い 乾燥用気体流を前記基板の上表面に、前記基板の表面の面積に比較して細い水流 を前記基板の上表面に、それぞれふき付ける工程であって、前記基板の径方向にお いて前記上表面に吹きつける気体流よりも前記水流が外側に位置するように維持し ながら、前記上表面に吹きつける気体流ならびに前記水流を、前記基板の中心側か ら周縁部側へ移動させつつ前記基板の上表面の水を除去する工程とを備えた基板 処理方法を用いる前記基板処理装置を制御する。
[0108] このように構成すると、ウォーターマークを発生させずに基板を洗浄処理することが できる基板処理装置に適用可能な制御プログラムとなる。なお、基板の上表面と共に 、下表面も水で被覆し、乾燥用気体流を吹き付け、乾燥用気体流を基板の中心側か ら周縁部側へ移動させつつ基板の下表面の水を除去する場合は、さらに基板下面 に水がまわり込むことによる基板下面の再汚染も防止すことができる。
[0109] また、本発明の好ましい態様（52)による制御プログラムは、前記（50)又は（51)の 制御プログラムにおいて、基板処理装置に接続されたコンピュータにインストールさ れ、該コンピュータが該基板処理装置を制御する制御プログラムであって；前記基板 の中心側に前記水流があるときの前記基板の回転速度よりも前記基板の周縁部側 に前記水流があるときの前記基板の回転速度の方が小さくなるような制御、及び前記 基板の中心側に前記水流があるときの前記水流の流量よりも前記基板の周縁部側 に前記水流があるときの前記水流の流量の方が小さくなるような制御の少なくとも一 方の制御を行う。
[0110] このように構成すると、基板の回転速度を制御する場合は、基板の中心側よりも遠 心力が大きい基板の周縁部側に水供給ノズルがあるときに基板の回転速度が小さく なり、基板表面に水被膜を形成しつつ液跳ねを防止することが可能となる。また、水 流の流量を制御する場合は、基板の中心側よりも遠心力が大きい基板の周縁部側で 基板に供給する水の水量力 、さくなり、基板表面に水被膜を形成しつつ液跳ねを防 止することが可能となる。
[0111] また、本発明の好ましい態様（53)による制御プログラムは、前記（50)〜（52)のい ずれかの制御プログラムにお 、て、前記気体流の吹き付けに先立って前記基板の下 表面に水を供給し、前記気体流が移動する際に前記基板の下表面に乾燥用気体を 吹き付ける制御を行う。
[0112] このように構成すると、気体流が移動する際に基板の下表面に乾燥用気体を吹き 付けるので、基板の下表面を乾燥させるために要する時間を短縮することができ、ス ループットを向上させることができる。
[0113] また、本発明の好ましい態様（54)による制御プログラムは、前記（50)〜（53)のい ずれかの制御プログラムにお!/、て、前記気体流及び前記水流を前記基板の中心部 側から周縁部側に移動する際に前記基板の回転速度を第 1の所定の回転速度にし 、前記水流が前記基板の外周端部に到達したときに前記水流を停止し、前記気体流 が前記基板の外周端部に到達したときに前記気体流の移動を停止しつつ前記基板 の回転速度を上昇させ、前記基板の回転速度が前記第 1の所定の回転速度よりも高 い第 2の所定の回転速度に到達したときに前記気体流を停止する制御を行う。
[0114] このように構成すると、気体流が基板の外周端部にある状態で基板の回転速度を 上昇させ、基板の回転速度が第 1の所定の回転速度よりも高い第 2の所定の回転速 度に到達したときに気体流を停止するので、基板の外周端部までウォーターマークを 発生させないように基板の上表面を乾燥させることができ、かつ、基板の外周や側面 に残っている水が基板の中心側に入ってくることを遠心力によって阻止してウォータ 一マークの発生を防ぐことができる。 [0115] また、本発明の好ましい態様（55)による制御プログラムは、前記 (49)〜（54)のい ずれかの制御プログラムにおいて、前記基板の上表面から前記水を除去した後に、 前記基板の下表面を乾燥させる工程を備え;前記基板の下表面を乾燥させる工程に おいて、前記基板の回転速度を（20 Z3) radZs2以下の加速度で変化させるよう に構成されている。
[0116] このように構成すると、基板に液滴が残留している場合においても液滴を飛散させ な!、ように回転速度を増カロさせることができる。
[0117] また、本発明の好ましい態様 (56)による半導体デバイスの製造方法は、前記（1)
〜（27)の ヽずれかの基板処理方法により基板を洗浄する工程と；前記基板に半導 体デバイスを形成する工程とを備える。
[0118] このように構成すると、ウォーターマークがない基板を用いて半導体デバイスを形成 することができる。
[0119] この出願は、日本国で 2005年 2月 7日に出願された特願 2005— 031170号及び 2005年 10月 7日【こ出願された特願 2005— 295744号【こ基づ!/ヽており、その内容 は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明によりさらに完全に理解できるであろう。本発明 のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明により明らかとなろう。し力しながら、詳細 な説明及び特定の実例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のため にのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、本発 明の精神と範囲内で、当業者にとって明らかであるからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなぐ開示 された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないも のも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載にぉ 、て、名詞及び同様な指示語の使用は 、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および 複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示 または例示的な用語 (例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意 図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り、本発明の範囲に制限を加え るものではない。
発明の効果
[0120] 本発明によれば、水に対する接触角が 30度以上である基板の表面をあら力じめ水 で被覆して、乾燥用気体流を吹き付けつつ水平面内の回転により基板表面から水を 除去するので、洗浄後の基板上に局所的に水滴を残すことなく基板を乾燥させること ができウォーターマークを発生させない基板処理方法となる。
また、上方気体供給ノズル及び水供給ノズルを基板の中心部側カゝら周縁部側に移 動させる移動機構を備えた場合は、基板の回転で生じる遠心力による水の移動を助 けることができ、基板上で水切れが生じないように積極的に水を供給し続けることによ り水切れが生じないうちに水の周縁部に向けた移動を完了させることができる。その ため、基板外周部の遠心力が表面張力を上回るような回転数の場合で、基板寸法が 特に 200mm以上の場合に起こりやすい基板外周部での液膜の途切れによる水滴 の発生という問題が解決できて、基板上にウォーターマークを発生させない基板処理 装置となる。
図面の簡単な説明
[0121] [図 1]本発明の実施の形態に係る基板処理装置を説明する図であり、（a)は模式的 斜視図、（b)および (c)は基板保持部の部分断面図である。
[図 2]基板の水に対する接触角を説明する模式図である。
[図 3]基板保持部のローラーまわりを説明する部分詳細図である。
[図 4]水供給ノズルおよび上方気体供給ノズルの位置関係とそれぞれの軌跡を説明 する図であり、（a)は独立型のもの、（b)は一体型のものを示している。
[図 5] (a)は水の流量と水流の位置との関係を示すグラフ、 (b)は基板の回転速度と 水流の位置との関係を示すグラフである。
[図 6]表面張力を低下せしめる物質の蒸気の供給量と乾燥用気体流の位置との関係 を示すグラフである。
[図 7]本発明の実施の形態の変形例に係る基板処理装置を説明する模式的斜視図 である。
[図 8]本発明の実施の形態の変形例に係る基板処理装置の回転チャック機構の変形 例の部分詳細図であり、 (a)は平面図、（b)は（a)における B— B断面図である。
[図 9]基板下表面乾燥時の基板の回転速度と経過時間との関係を示すグラフである
[図 10]基板処理装置を備えた研磨装置の模式的平面図である。
[図 11]研磨装置の洗浄部の内部詳細を示す要部斜視図である。
[図 12]ロールスクラブ洗浄ユニットを示す模式的斜視図である。
[図 13]ペンシルスクラブ洗浄ユニットを示す模式的斜視図である。
[図 14]基板処理装置を備えた無電解めつき装置の模式的平面図である。
符号の説明
1 基板処理装置
2 研磨装置
3 無電解めつき装置
10 基板保持部
11 ローラー
16 保持部吸引部
17 カバー
18、 45 導電部
20 水供給ノズル
21、 31 揺動アーム
22、 32 駆動軸
23、 33 駆動源
30 上方気体供給ノズル
40 下方気体供給ノズル
44 周縁吸引部
48 制御部
50 ロールスクラブ洗浄ユニット
60 ペンシルスクラブ洗浄ユニット
110 研磨ユニット 305a, 305b 無電解めつきユニット
W 基板
発明を実施するための最良の形態
[0123] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図にお いて互いに同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符号を付し、重複し た説明は省略する。
図 1 (a)は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置 1の模式的斜視図である。基 板処理装置 1は、基板 W (図 1 (a)には二点鎖線で図示)を保持して回転させる基板 保持部 10と、基板 Wの上面に洗浄用の水を供給する水供給ノズル 20およびリンス 水供給ノズルとしての上面用固定リンスノズル 28と、基板 Wの上面に乾燥用の気体 を供給する上方気体供給ノズル 30と、基板 Wの下面に洗浄用の水を供給するリンス 水供給ノズルとしての下面用多穴リンスノズル 34と、基板 Wの下面に乾燥用の気体 を供給する下方気体供給ノズル 40と、基板保持部 10に付着した水を吸弓 Iする保持 部吸引部 14と、基板 Wの周縁部力 水を吸引する周縁吸引部 44と、これらの部材の 動作を制御する制御部 48とを含んで構成されている。
[0124] ここで、基板処理装置 1のより詳細な説明をするのに先立って、この基板処理装置 1によって洗浄される典型的な基板 Wにつ 、て説明する。
基板 Wは、ダマシン配線が形成されている。ダマシン配線とは、絶縁膜で被覆した 基板に所定のパターンの配線溝を形成し、この配線溝を金属で埋めることによって形 成する配線である。近年は、配線金属として銅ないしその合金力 絶縁膜としてはい わゆる低誘電率膜 (Low— k膜)が採用されるのが一般的であり、このような配線を C uZLow—k配線という。 CuZLow—k配線は、一般に、銅部分は水に濡れやすく ( 親水性)、低誘電率膜部分は撥水性 (疎水性)を有するという特性がある。基板 Wは、 配線面に親水部と疎水部とがランダムに形成されるため濡れ性が不均一となる。なお 、本発明者らは、いわゆる低誘電率膜自身の水に対する接触角は少なくとも 60度以 上である力 配線形成のため CMPなどの削膜処理を行うと C— H基など疎水性を発 現する部分の化学結合の一部が切断され親水基に変化し、処理後の低誘電率膜の 接触角は当初の半分程度に低下するという知見を得ている。さらにこの事実を基に、 CuZLow—k配線を対象とする場合の絶縁膜部分の水に対する接触角は少なくとも 30度以上、最大でも 80度以下であるという知見を得ている。そして、このような水に 対する接触角が 30度〜 80度程度の部分に水染み（ウォーターマーク）が発生しやす いという事実を認識した。このような接触角の面は、いわば疎水性と親水性の中間的 な濡れ性を有する面であり、ウォーターマークが生じやすい。
[0125] 図 2を参照して水に対する接触角を説明する。ここでいう水に対する接触角とは、 基板 Wの面とこの面に接する気液界面との角度であって、図 2における Θ力これに相 当する。表面の濡れ性 (濡れ易さ）は接触角 Θにより評価される。即ち接触角 Θが小 $ 、面ほど濡れ易く（親水性が高く）、大き!/、面ほど濡れにく!ヽ (疎水性が高!ヽ)。
[0126] ここで図 1に基づき、基板処理装置 1のより詳細な説明を行う。
基板保持部 10は、基板 Wの端部を保持するクランプ部 12を有するローラー 11を 備えている（図 3参照)。本実施の形態の基板処理装置 1は、 4つの基板保持部 10A 、 10B、 10C、 10Dを備えているが、基板 Wを適切に保持することができれば 4つに 限定されず、 3つ以上あればよい。 3つの場合、各ローラーが干渉しに《安定性がよ い。 4つ以上の場合は、基板を周辺上の多くの点で支持するので基板に大きめの外 力が力かっても基板の強度上の問題が生じにくい。特に 4〜6程度が好適である。な お、基板保持部 10A〜： L0Dは同じ構成を有しており、これらを区別して説明する必 要があるときは基板保持部 10A、…と表現し、それぞれ共通する説明をするときは単 に基板保持部 10と表現する。基板 Wは基板保持部 10A〜10Dによりほぼ水平に保 持される。基板保持部 10は、そのクランプ部 12が基板 Wのほぼ中心方向へ向けた 所定の押圧力で基板 Wの端部と接触し、不図示の回転駆動手段によってすベての 基板保持部 10のローラー 11をその軸回りに所定の同一回転速度かつ同一方向に 回転させ、基板保持部 10と基板 Wの端部との摩擦によって基板 Wに回転力を付与 しつつ保持する。基板 Wを回転させることができれば、すべての基板保持部 10A〜1 0Dのうち、少なくとも一つだけ回転駆動させてもよい。ここでのローラー 11の材料とし ては耐薬品性のフッ素系榭脂である PVDFを用いている。さらに、いずれの個数の 場合も基板の取りはずしに問題がなければ、保持の際、ローラーすべての保持力の 向きは基板中心に向かう方向となるようにする。 [0127] 図 3を参照してローラー 11まわりを説明する。図 3は基板保持部のローラーまわりを 説明する部分詳細図である。ローラー 11のクランプ部 12の近傍には、基板保持部 1 0に付着した水を吸引する保持部吸引部 14が設けられている。保持部吸引部 14に は、液体等の流体を吸引する吸引口 15を備えた保持部吸引ノズル 16が配置されて いる。ここで、吸引口 15はクランプ部 12に例えば 5mm以下に近接して配置され、ク ランプ部 12に付着した流体を吸引する。吸引口 15は、吸引配管 27に接続される。 吸引配管 27は気液分離装置 (不図示)を介して真空源 (不図示）に連通し、真空吸 引により、水を吸引する。真空源としては、ェジェクタ一、真空ポンプなどを用いる。ま た、保持部吸引ノズル 16は導電性材料カゝら形成された導電部 18を有している。この 導電部 18は保持部吸引ノズル 16の先端に位置しており、配線 19を介して接地 (ァ ース）されている。なお、本実施の形態では、保持部吸引ノズル 16の一部のみが導 電性材料カゝら形成されているが、保持部吸引ノズル 16全体を導電性材料カゝら形成し てもよい。また、 4つの保持部吸引ノズル 16のうちの少なくとも一つが導電部 18を有 していればよい。さらに基板保持部 10の上部には、ローラー 11の上端部を包み込ん で覆うように、基板保持部 10に付着した水の基板 W表面への飛散を防ぐためのカバ 一 17が設けられている（図 1参照)。カバー 17は、図 1 (b)にその詳細を示すように、 基板 Wに接触しないように切り欠いて構成されている。すなわち、カバー 17は、ロー ラー 11を挟んで基板 Wと対向した方向に、ある 、は上部に水滴が飛散しな!、ように 設置されている。あるいは図 1 (c)に示すように、ローラー 11の上部と基板 Wの上部 を開口としたカバー 17aのように構成してもよい。保持部吸引ノズル 16は、ローラー 1 1を挟んで基板 Wと対向した位置に、カバー 17を貫通するように設置されている。基 板保持部 10、保持部吸引部 14、カバー 17は、不図示の保持部移動手段に固定さ れている。保持部移動手段が基板の中心から水平方向に離れて近づく進退動作を 行うことにより、基板 Wが保持されあるいは保持が解除される。
[0128] 図 1に再び戻って基板処理装置 1の説明を続ける。水供給ノズル 20は、基板保持 部 10によりほぼ水平に保持された基板 Wの上方に配置されている。水供給ノズル 20 力もは、水が基板 Wの上面の中央部に供給されるようになっている。水供給ノズル 20 は基板 Wの表面に対して 60〜90度の角度で配置されている。水を基板 Wに衝撃を 与えないように低流速で供給するためには、水供給ノズル 20の穴径は lmm以上で あることが好ましぐまた穴径は、水の過剰供給を避けるため、 6mm以下とするのが 好ましい。本実施の形態では、水供給ノズル 20の穴径は 2mmである。このようなノズ ルにより、直径 200〜300mmの基板の表面積に比較して細い水流を噴きつけること ができる。
[0129] 水供給ノズル 20から供給される水は、典型的には純水であるが、目的により、溶存 塩類および溶存有機物を除去した脱イオン水、炭酸ガス溶解水、（水素水や電解ィ オン水などの)機能水、あるいは IPA等のアルコール類、有機溶剤等を使用すること ができる。溶存塩類および溶存有機物を含む水を使用すると、ウォーターマークの大 きさが大きくなり、信頼性を落す確率が高まる。したがって、不純物を含まない水を用 いるのがよい。水中の溶存塩類を除去する方法としては、逆浸透膜法、イオン交換法 などが適用可能であり、溶存有機物を除去する方法としては、逆浸透膜法、限外ろ 過膜法、 UV分解法などが適用可能である。また、炭酸ガス溶解水を用いると基板 W の導電率を上昇させることができる。さらに炭酸ガスは溶存酸素を追い出し、また酸 素が新たに溶解しょうとするのを抑えることができる。ウォーターマークの発生が起き やす 、低誘電率膜は濡れ性が悪 、（疎水性の傾向を有する）ので、回転により水を 振り切ろうとすると静電気を発生しやすいが、基板が静電気で帯電すると異物等を付 着しやすくなる。帯電を生じる原因は脱イオン水の導電性が低いためなので、溶存塩 類および溶存有機物を増やさない方法で導電率を上げる炭酸ガスの溶解を適用す ることが好ましい。炭酸ガスの溶解はガス溶解膜を介して脱イオン水側に炭酸ガスを 加圧溶解する方法が一般的であるが、その際事前に脱気膜で溶存酸素ゃ溶存窒素 などをできる限り除去しておくと溶解効率が格段によくなるのでより好ましい。なお、 U V法により溶存有機物を分解すると、副生成物として二酸化炭素と水素を発生するこ とがあるが、これをこの目的で使ってもよい。本明細書においては、特に区別して用 いる場合を除き、「水」は純水や脱イオン水の他、炭酸ガス溶解水、（水素水や電解ィ オン水などの)機能水、あるいは IP A等のアルコール類、有機溶剤、これらアルコー ル類と純水の混合物等の 、わゆる水溶液を含む概念とする。
[0130] 水供給ノズル 20から供給される水は、基板 Wの種類や基板 Wに形成された配線パ ターンの構成、水を噴出する角度、基板処理装置 1が置かれる雰囲気 (温度、圧力、 クリーン度等)等の諸条件により、純水、脱イオン水、炭酸ガス溶解水、（水素水ゃ電 解イオン水などの)機能水、あるいは IPA等のアルコール類、有機溶剤等の中から最 適なものを選択するようにしてもよい。このような選択は、典型的には制御部 48がつ カゝさどる。なお、アルコール類や有機溶剤などの基板に対する濡れ性が高ぐ揮発性 の高 ヽ液体を用いた場合、低流量で基板上に薄 ヽ液膜を容易に形成することができ るとともに基板の乾燥時間を短縮することができる。また、水供給ノズル 20から供給さ れる液体として、所定の比率にした上記のアルコール類と純水の混合物でもよい。こ の場合、アルコールの使用量を低減でき、したがって処理のランニングコストも低減 できる。なお、水供給ノズル 20から供給される水の流量は、変化させることができる。 水供給ノズル 20から供給される水の流量の変化は、典型的には制御部 48がっかさ どる。
[0131] また、水供給ノズル 20から供給される水は、室温以上、水の沸点未満、例えば 25 °C以上、 65°C以下、好ましくは 30°C以上、 60°C以下に加温されるとよい。水を加温 することで水が乾燥しやすくなつて後述する上方気体供給ノズル 30の揺動速度を大 きくすることができ、基板の乾燥時間を短縮することができる。他方、水に IPA等のァ ルコール類を接触させることを可能にする観点から 65°C以下とするとよい。水は、典 型的には、水供給ノズル 20に接続される配管 (不図示)の周囲に設けられたヒータで 加温されるが、別途設けられたヒータや熱交^^に水を通過させて温度が上昇した 水を水供給ノズル 20に導入してもよい。また、基板 Wの近傍には上面用固定リンスノ ズル 28が配設されており、基板 Wの上面に水供給ノズル 20と同様の水を供給できる ようになつている。また、上面用固定リンスノズル 28から供給される水も水供給ノズル 20から供給される水と同様に加温されるとよい。
[0132] 上方気体供給ノズル 30は、基板保持部 10によりほぼ水平に保持された基板 Wの 上方に配置されており、基板 Wの表面積に比較して十分に細い乾燥用気体流を吹 き出し吹き付けることができるようになつている。上方気体供給ノズル 30の穴径として は、流速が大きすぎると、液が飛散するために lmm以上、流速が小さすぎると、水除 去力が不足するために 4mm以下が好ま 、。「基板 Wの表面積に比較して細 、乾 燥用気体流」とは、全体が水で覆われた水平の基板面に垂直に気体流をあてたとき に気体流の外周に同心円の水が残る程度の気体流であり、典型的にはノズルにより 供給される細さである。太い場合と違って、過剰な気体を必要とせず、適切な強さで 基板上面の水を排除することができる。また基板に過剰な力を及ぼすこともない。こ のような上方気体供給ノズル 30から吹き出される乾燥用気体によって、基板 Wの上 面の水が排除され、基板 Wの上面が乾燥するようになっている。また、基板 Wの中央 付近を乾燥させる場合、基板 Wに対して供給気体が斜めに入射すると、基板 Wの中 央周辺が中央よりも先に乾燥して、基板 Wの中央に残留した水が既乾燥領域に付着 し、ウォーターマークが発生するおそれがある。また、斜めに入射した場合は気体の 衝突範囲が広がり、乾燥力が低下するという問題がある。したがって、基板 Wへの気 体供給方向は基板 Wに対して垂直であることが好ましぐこのため、上方気体供給ノ ズル 30は基板 Wに対して垂直に配置されている。これ〖こより、上方気体供給ノズル 3 0からは、基板面に対して垂直に乾燥用気体がそれぞれ供給される。なお、上方気 体供給ノズル 30から吹き出される気体流は典型的には 1本である力 複数であっても よい。
上方気体供給ノズル 30から吹き出される気体は、典型的には窒素などの不活性気 体である。上方気体供給ノズル 30から吹き出される気体として空気を用いるとコスト が低くてすむ力 この場合はケミカルフィルターを用いるなどしてあら力じめ固体、気 体、蒸気状の汚染物質を除去しておく必要がある。しかしながら、不活性気体を用い れば基板表面が酸ィヒする可能性が低くなり、次工程に対して悪影響を与える可能性 も低くなるので不活性気体を用いるのがより好ましい。不活性気体は典型的には窒 素（N )ガスである力 炭酸ガスでもよぐさらにはアルゴンガス等の不活性ガスであつ
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てもよい。窒素ガスを用いるときは、入手し易ぐ取り扱いが容易である。さらには大気 の 1成分であるので特別な後処理も要しない。また、気体の供給量としては遠心力を 補助して水を基板中心から外周へ排除するのに十分である必要があり、後述する「 独立型」の場合には、基板の回転数が lOOrpm以下で、遠心力の効果が少ないので 、具体的には 5LZmin以上、好ましくは lOLZmin以上、さらに好ましくは 50LZmi n以上とするのがよい。後述する「一体型」の場合には、基板の回転数が lOOrpm以 上で、遠心力の効果が大きいので、具体的には、 lLZmin以上、好ましくは 3LZmi n以上である。また、上方気体供給ノズル 30から吹き出される気体の圧力は、 5〜35 OkPaであることが好ましい。また、上方気体供給ノズル 30から吹き出される気体は、 相対湿度が 10%以下であることが好ましい。乾燥用気体の効果は周縁部に向けた 水の移動を助長する面が大きいが、気体の相対湿度を 10%以下に低下させると基 板 Wの回転によって形成される気液界面での水の蒸発乾燥が促進され、気液界面 の周縁部に向けた移動がさらに効率的に行われるからである。
[0134] また、上方気体供給ノズル 30から吹き出される気体は、水に溶解するとその表面張 力を低下せしめる物質の蒸気を含有して 、てもよ 、。水に溶解するとその表面張力 を低下せしめる物質の蒸気を乾燥用気体に含有させ、これを基板 Wの回転によって 形成される気液界面に供給すると、界面部分の水に表面張力を低下せしめる物質が 溶解し、溶解した部分の表面張力を低下させることができる。界面部分の表面張力 が低下すると、水が豊富に存在する部分 (バルタ部分)の水の表面張力の方が高くな つてバルタ側に弓 Iき寄せられることになり、界面の周縁部に向けた移動がさらに効率 的に行われる。水に溶解するとその表面張力を低下せしめる物質としては、例えばィ ソプロピルアルコール、ジアセトン、ェチルダリコール、ェチルアセテート、メチルピロ リドンのような親水性の溶媒あるいはそれらの混合物がある。上方気体供給ノズル 30 力も吹き出される気体は、基板 Wの種類や基板 Wに形成された配線パターンの構成 、基板処理装置 1が置かれる雰囲気 (温度、圧力、クリーン度等)等の諸条件により、 窒素や不活性気体、汚染物質を除去した空気、 IPA等のアルコールや有機溶剤の 蒸気、またはこれらの相対湿度を対象気体を加熱したりすることで適宜調整しある 、 は水に溶解するとその表面張力を低下せしめる物質の蒸気を含有して、その中から 最適なものを選択するようにしてもよい。このような選択は、典型的には制御部 48が つ力さどる。
[0135] 上方気体供給ノズル 30から吹き出される気体に、水に溶解するとその表面張力を 低下せしめる物質の蒸気が含有される場合、気体に含有される前の水に溶解すると その表面張力を低下せしめる物質は、典型的には、液体の状態で恒温槽に貯留さ れている。恒温槽は、内部に貯留する液体を所定の温度に維持することができる容 器である。気体が窒素 (N )ガス、水に溶解するとその表面張力を低下せしめる物質
2
がイソプロピルアルコール (IPA)であるとした場合、例えばステンレス等の金属からな る円筒状の恒温槽内に密閉された状態で IPAが貯留される。そして、円筒状の恒温 槽の上端面には、 Nガスを恒温槽内に流入する流入管と、 IPA蒸気が含有した Nガ
2 2 スを恒温槽内から上方気体供給ノズル 30へと導く導出管とが貫通している。恒温槽 内にある流入管の端部は、液体の IPAの中に没入している。他方、恒温槽内にある 導出管の端部は、液体の IPAより上方の、気体が充満した部分に位置し、液体の IP Aの中には没入していない。また、恒温槽内には、恒温槽内の IPA液の液位を所定 の範囲内に維持するための、接触式の液面センサが設けられている。液面センサは 、恒温槽内の IPA液の高位及び低位を検出し、低位を検出したときにポンプを起動 して IPA液を恒温槽内に供給し、高位を検出したときにポンプを停止して IPA液の恒 温槽内への供給を停止する。また、恒温槽内には、 IPA液内に供給された Nガスの
2 気泡による液面センサの誤作動を防ぐため、流入管を囲むように両端が開口してい る円筒状の隔壁が配設されることが好ましい。円筒状の隔壁は、典型的にはその軸 が恒温槽の軸と並行になるように、かつ恒温槽内の流入管の端部と導出管の端部と を囲むように配設されている。液面センサに Nガスの気泡が到達しないようにすると
2
いう円筒状の隔壁を設ける趣旨から、液面センサは、円筒状の隔壁の外側に配置さ れることとなる。なお、液面センサを円筒状の隔壁で囲み、流入管が円筒状の隔壁の 外側になるように配置してもよ 、。
また、恒温槽は、 IPA液を所定の温度に保温するために、少なくとも IPA液の貯留 される部分が所定の温度の恒温水で覆われて ヽる。 IPA液力 PA蒸気になる際の気 化熱により IPA液の温度が低下すると、 IPAの飽和蒸気圧が低下し、 IPAの飽和濃 度が低下して Nガスに含有される IPA蒸気の量が少なくなる。これを防ぐために、少
2
なくとも IPA液の貯留される部分の恒温槽が所定の温度の恒温水で覆われている。 恒温槽内の IPA液を所定の温度に保温するため、恒温槽は、典型的には鉢状のゥ オータージャケットで包まれる。ウォータージャケットには、恒温水を導入する恒温水 導入管が下部に設けられ、恒温水を導出する恒温水導出管が恒温水導入管と反対 側の上部に設けられている。ウォータージャケット内に所定の温度の恒温水を流すこ とにより、ウォータージャケット及び IPA液を所定の温度に維持する。例えば IPA液を 20°Cに維持した 、場合は、 20°Cの恒温水がウォータージャケットに供給される。
[0137] 上方気体供給ノズル 30から吹き出される Nガスに IPA蒸気を含有するには、流入
2
管から Nガスを IPA液の中に吹き込みバブリングする。すると、 IPA蒸気が Nガスに
2 2 飽和されて IPA液より上方の恒温槽内に溜まり、これが導出管によって恒温槽力 導 出されて上方気体供給ノズル 30へと導かれる。上方気体供給ノズル 30から吹き出さ れる Nガスへの IPA蒸気の含有量を調整するには、典型的には、上方気体供給ノズ
2
ル 30へと導かれる IPA蒸気が飽和した Nガスに、別のラインカゝら Nガスを混入して
2 2
希釈することにより実現される。
[0138] 水供給ノズル 20は揺動アーム 21の先端に取り付けられており、揺動アーム 21の摇 動軸 22は駆動源 23に連結されている。他方、上方気体供給ノズル 30は揺動アーム 31の先端に取り付けられており、揺動アーム 31の摇動軸 32は駆動源 33に連結され ている。揺動アーム 21、 31、摇動軸 22、 32、駆動源 23、 33で移動機構を構成して いる。なお、水供給ノズル 20および上方気体供給ノズル 30は同一の揺動アームに 取り付けられていてもよい。この場合、移動機構を共用できるので設置スペースおよ びコストの面で有利〖こなる。以下、水供給ノズル 20および上方気体供給ノズル 30の それぞれに移動機構が設けられているものを「独立型」と、移動機構を共用している ものを「一体型」ということとする。駆動源 23を稼働させると、揺動アーム 21が揺動し、 水供給ノズル 20が基板 Wの半径方向に沿って移動すると共に、上方気体供給ノズ ル 30も基板 Wの半径方向に沿って移動する。ここで、水供給ノズル 20と上方気体供 給ノズル 30との位置関係にっ 、て図を用いて説明する。
[0139] 図 4は水供給ノズル 20および上方気体供給ノズル 30の位置関係と軌跡を説明す る図であり、（a)は独立型のもの、（b)は一体型のものを示している。
図 4 (a)に示すように、独立型では、最初に上方気体供給ノズル 30が基板 Wのほぼ 中心に、水供給ノズル 20が基板 Wの中心よりも外周側に配置される。すなわち、水 供給ノズル 20は、基板 Wの半径方向にぉ ヽて上方気体供給ノズル 30よりも外側に 位置している。基板 Wが図中 Sの方向（時計方向）に回転すると、揺動アーム 21、 31 は摇動軸 22、 32を中心として、それぞれ独立に、水供給ノズル 20および上方気体 供給ノズル 30が半径方向の外側に移動するように揺動する。揺動アーム 21、 31の 揺動により、水供給ノズル 20は図中の軌跡 20Mに沿って、上方気体供給ノズル 30 は軌跡 30Mに沿ってそれぞれ円弧軌道を描いて移動する。ここで揺動アーム 21、 3 1が十分に長ければ、前記円弧軌道はほぼ直線軌道となる。また、ここでは揺動とい う言葉を使用している力 ノズルは気体又は水をふきだしながら基板の中心側力 外 側方向に一方向の移動をする。即ちアームは回動する。し力しながら洗浄の開始位 置に戻るときは逆方向に回動するので、合わせて揺動という。水供給ノズル 20と上方 気体供給ノズル 30との位置関係は、その移動の過程において、水供給ノズル 20から 供給される水が、上方気体供給ノズル 30から供給される気体により、干渉を受けない 位置にある。典型的には図 4 (a)の軌跡20M、 30Mで示したように、水供給ノズル 20 が基板 Wの中心に対して上方気体供給ノズル 30とほぼ点対称の位置となることが好 ましい。しかしながらこれに限らず、基板の中心力 それぞれのノズルを見た角度で プラスマイナス 30度以上、好ましくは 60度以上、さらに好ましくは 90度以上、最も好 ましくは 135度以上、それぞれ離れた位置である。これにより、液面の乱れを防ぎ、ひ いてはウォーターマークが形成されることを防ぐことができる。
水供給ノズル 20および上方気体供給ノズル 30は、その移動の過程で、常に水供 給ノズル 20が基板 Wの半径方向にぉ 、て上方気体供給ノズル 30よりも外側に位置 するように、即ち回転中心 (基板の中心)からの距離力 常に水供給ノズルの方が上 方気体供給ノズルよりも長 、状態を保ちながら移動する。基板 Wの疎水性傾向の部 分 (典型的には Low— k膜部分)の接触角（図 2参照）がより高くなつたり、基板寸法 が大きくなつたりすると、基板 Wの回転速度を低くしても外周部分での遠心力により 水切れが起きやすくなる。これを回避するために回転速度をさらに低下させると、中 心部分の水の移動が起こりに《なる。そこで上方気体供給ノズル 30より外周側に水 供給ノズル 20を設け、水供給ノズル 20を上方気体供給ノズル 30の移動に先行させ て基板 Wの中心から周縁部へ移動させつつ、積極的に水を供給することにより乾燥 作業時の基板周縁部の水膜を維持し続け、水切れを解消する。特に基板 Wの寸法 力 S200mm以上になると回転速度調整と供給気体量の制御だけでは外周部での水 切れによるウォーターマークを解消できなくなるので、水供給ノズル 20を上方気体供 給ノズル 30の移動に先行させ、気体の供給と同時に水を供給することが重要である 。なお、ここでは水供給ノズルを基板の中心力 周縁部へ移動させる方法について 述べた力 水供給ノズル 20および上方気体供給ノズル 30共に複数のノズルを基板 Wの中心部力も周縁部にわたって適切な間隔を置いて設置し、中心部のノズルから 順次水および気体流を供給することによって同一の効果を得るようにしてもよい。また は、複数のノズルの全てに水を供給しておき、中心側のノズルカゝら順次供給を停止 するようにしてちょい。
[0141] ここで、図 4 (a)の実施の形態におけるノズルの移動速度について説明する。上記 のように、水供給ノズル 20と上方気体供給ノズル 30は、移動の過程で、常に前者が 後者よりも外側に位置するようになっている。し力しながら、本実施の形態では、水供 給ノズル 20の移動速度が上方気体供給ノズル 30の移動速度よりも遅く設定されてお り、両者は基板 Wの最外周にほぼ同時に到達するようになっている。このように構成 すると、水供給ノズル 30が基板 Wから外に外れた後、又は基板 Wにもはや水を供給 しなくなつてからも気体供給ノズル 30が気体を長い時間供給し続けることがなぐ基 板表面の水切れを避けやす 、。
[0142] 図 4 (b)に示すように、一体型にお 、ても、水供給ノズル 20は、上方気体供給ノズ ル 30の径方向外側に配置されて ヽる。水供給ノズル 20および上方気体供給ノズル 30は、共通の揺動アームに固定されているため、水供給ノズル 20および上方気体 供給ノズル 30は互いの相対位置を保ちつつ矢印 Mで示す円弧軌道を描きながら基 板 Wの半径方向に沿って移動する。したがって、水供給ノズル 20および上方気体供 給ノズル 30が基板 Wの周縁部に向カゝつて移動するとき、水供給ノズル 20は、上方気 体供給ノズル 30と常に一定距離を保ちながら、進行方向にお!ヽて上方気体供給ノズ ル 30よりも前方に位置することとなる。水供給ノズル 20は上方気体供給ノズル 30か ら供給される気体による干渉を受けな 、位置にある必要があるため、水供給ノズル 2 0と上方気体供給ノズル 30との基板 Wの半径方向における距離は 10〜30mmであ ることが好ましぐ本実施形態では 20mmである。
[0143] ここで、図 4 (b)の実施の形態では、気体供給ノズル 30と水供給ノズル 20とを結ぶ 線分と、その移動方向とがほぼ 90度をなす。したがってノズルの移動開始時点で、 基板 Wの中心にあった気体供給ノズル 30と、中心力も前記のように離れた位置にあ つた水供給ノズル 20は、移動が終わる時点では、中心力もの距離がほぼ等しくなつ ている。このように移動方向を線分の方向とずらすことにより、両ノズルの移動速度に 差をつけている。それは (a)の場合と同様に、水供給ノズル 20が基板 Wから外に外 れた後、又は基板 Wにもはや水を供給しなくなって力もも気体供給ノズル 30が気体 を長い時間供給し続けることがなぐ基板表面の水切れを避けやすくするためである 。両ノズルの移動方向と両ノズルを結ぶ線分の方向とのずらしかたは、両ノズルが基 板 Wの外周に同時に到着するような方向とするのがよい。この角度 αは前記線分の 長さによるが、 80〜： L 10度とし、好ましくは 85〜： L00度、さらに好ましくは 90〜95度 とする。
[0144] また、水供給ノズル 20および上方気体供給ノズル 30を揺動アームに取り付けたも のを複数設置し、基板 Wの中心部カゝら外周部に向けて複数の異なる円弧軌道を同 時に描くように移動させて乾燥を行うようにしてもょ 、。基板 Wの中心部から複数の円 弧軌道がほぼ放射状に等角度で外周部へ延びるようにすることで、基板 Wを均一に 乾燥することができる。なお、円弧軌道に沿って移動させる代わりに水供給ノズル 20 および上方気体供給ノズル 30を基板 Wの中心部カゝら外周部に直線的に移動させて ちょい。
[0145] 図 1に戻って基板処理装置 1の説明を続ける。
下面用多穴リンスノズル 34は、基板 Wの直径よりも大きい長さを有した本体 35に複 数の噴出口 36がほぼ等間隔に配設されており、基板保持部 10にほぼ水平に保持さ れた基板 Wの下方に、基板 Wの中心の鉛直下方を通るように配置されている。下面 用多穴リンスノズル 34からは基板 Wの下面に向かって水が供給され、基板 Wの中心 を通る直線方向（基板 Wの直径）にほぼ均一に水が噴出される。下面用多穴リンスノ ズル 34から供給される水は、水供給ノズル 20から供給される水と同じであり、純水、 脱イオン水、炭酸ガス溶解水等が用いられる。下面用多穴リンスノズル 34から供給さ れる水は、水供給ノズル 20から供給される水と同様に、基板 Wの種類や基板 Wに形 成された配線パターンの構成、水を噴出する角度、基板処理装置 1が置かれる雰囲 気 (温度、圧力、クリーン度等)等の諸条件により、純水、脱イオン水、炭酸ガス溶解 水、 IPA等のアルコール類、有機溶剤等の中カゝら最適なものを選択するようにしても よぐこのような選択は、典型的には制御部 48がっかさどる。また、下面用多穴リンス ノズル 34から供給される水は、水供給ノズル 20から供給される水と同様に加温される とよい。
[0146] 下方気体供給ノズル 40は、基板保持部 10に保持された基板 Wの下方に配置され ており、その構成は上方気体供給ノズル 30と同一である。したがって、下方気体供給 ノズル 40は、基板 Wの表面積に比較して十分に細 、乾燥用気体流を吹き出すこと ができるようになっており、下方気体供給ノズル 40から吹き出される乾燥用気体によ つて、基板 Wの下面の水が排除され、基板 Wの下面が乾燥するようになっている。下 方気体供給ノズル 40から吹き出される気体流は典型的には 1本であるが、複数であ つてもょ ヽ。下方気体供給ノズル 40から吹き出される気体は上方気体供給ノズル 30 力 吹き出される気体と同じであり、窒素や不活性気体、汚染物質を除去した空気、 またはこれらの相対湿度を対象気体を加熱したりすることで、適宜調整し、あるいは I PA等のアルコール類や有機溶剤の蒸気等の水に溶解するとその表面張力を低下 せしめる物質の蒸気を含有したものが用いられる。下方気体供給ノズル 40から吹き 出される気体は、基板 Wの種類や基板 Wに形成された配線パターンの構成、基板処 理装置 1が置かれる雰囲気 (温度、圧力、クリーン度等)等の諸条件を勘案の上、最 適なものを選択するようにしてもよい。このような選択は、典型的には制御部 48がつ 力さどる。
[0147] 下方気体供給ノズル 40は揺動アーム 41の先端に取り付けられ、揺動アーム 41の 摇動軸 42は駆動源 43に連結されており、揺動アーム 41、摇動軸 42、駆動源 43で 移動機構を構成している。揺動アーム 41は、駆動源 43により揺動軸 42を介して揺 動軸 42を中心として揺動し、これに伴い下方気体供給ノズル 40が円弧軌道を描きな 力 Sら基板 Wの半径方向に沿って移動する。また、下方気体供給ノズル 40を揺動ァー ム 41に取り付けたものを複数設置し、基板 Wの中心部カゝら外周部に向けて複数の異 なる円弧軌道を同時に描くように移動させて乾燥を行うようにしてもょ 、。基板 Wの中 心部から複数の円弧軌道がほぼ放射状に等角度で外周部へ延びるようにすることで 、基板 Wを均一に乾燥することができる。なお、円弧軌道に沿って移動させる代わり に下方気体供給ノズル 40を基板 Wの中心部カゝら外周部に直線的に移動させてもよ い。なお、ここでは下方気体供給ノズル 40を基板の中心力 周縁部へ移動させる方 法にっ ヽて述べたが、複数の下方気体供給ノズル 40を基板 Wの中心部から周縁部 にわたつて適切な間隔を置!、て設置し、中心部のノズル力も順次気体流を供給する ことによって下方気体供給ノズル 40を移動させるのと同一の効果を得るようにしても よい。
[0148] なお下面用多穴リンスノズル 34の代わりに、水供給ノズル 20と同様なノズルを用い てもよい。しかしながら、基板 Wの下面は通常は配線等の施されない一様な濡れ性 を有する面であるので、多穴リンスノズルとして下面全体を濡らした後、同時に供給を 停止するような構成で差し支えな!/ヽ。
[0149] 周縁吸引部 44は、基板 Wの周縁部に近接して配設され、基板 Wの周縁部に付着 した水を吸引する。周縁吸引部 44には、水を吸引する吸引口を備えた周縁吸引ノズ ルが配置されている。吸引口は、不図示の吸引配管に接続される。吸引配管は気液 分離装置 (不図示)を介して真空源 (不図示）に連通し、真空吸引により、水を吸引す る。真空源としては、ェジェクタ一、真空ポンプなどを用いる。また、周縁吸引ノズル は導電性材料力も形成された導電部 45を有している。この導電部 45は周縁吸引ノ ズルの先端に位置しており、配線 46を介して接地 (アース）されている。周縁吸引ノズ ルと基板 Wの表面または基板 Wの周縁部との距離は、望ましくは lmm以内、さらに 望ましくは 0. 5mm以内である。周縁吸引ノズルは、基板周縁部の上面、側端部、下 面のいずれかに近接して配置するのが好ましい。また、それらの配置のうち 2つ以上 に配置してもよい。
[0150] 制御部 48は、基板処理装置 1を構成する種々の部材の動作や基板 Wに供給する 水や気体の選択を行う。制御部 48は、基板保持部 10、水供給ノズル 20、上方気体 供給ノズル 30、下面用多穴リンスノズル 34、下方気体供給ノズル 40、保持部吸引部 14、周縁吸引部 44とそれぞれ電気的に接続されており、ローラー 11の回転速度や 押圧力、水や気体流の噴射流速 (流量)および噴射開始や停止、各ノズル自体の移 動や開始位置、停止位置、基板 W周縁部の水の吸引の開始および停止について適 宜制御する。制御部 48は、これらの各制御をあら力じめインストールされたプログラム に基 、て行って 、る。このようにして基板処理装置 1を制御する制御システムが構築 されている。
[0151] 引き続き図 1を参照して、基板処理装置 1の作用を説明する。
ダマシン配線が形成された洗浄を行うべき基板 Wの表面は、前工程にぉ ヽて全面 的に水で被覆されて基板処理装置 1に搬送されてくる。このとき、前工程において被 覆された水が基板 Wから覆水したときは、基板 Wが回転させられる前に、水供給ノズ ル 20および上面用固定リンスノズル 28の少なくとも一方力も基板 Wに水を供給して もよい。なお、ここで基板 Wを被覆する水は、典型的には純水である。しかしながら、 有機溶剤、アルコール類、またはアルコール類と純水の混合物としてもよい。この場 合は基板 Wの乾燥前に低流量で薄 ヽ液膜を容易に形成することができ、基板 W表 面上の液切れによるウォーターマーク形成を防止することができればよ 、。基板 Wは 、4つの基板保持部 10のローラー 11が有するクランプ部 12により適切な押圧力でほ ぼ水平に保持される。ほぼ水平に保持された基板 Wは、ローラー 11が軸まわりに回 転することにより lOOOrpm以下で回転させられることが可能である。特に基板 Wの回 転速度は 30〜800rpmとするのが好ましい。さらに、基板 Wの回転速度を 300〜50 Orpmとすると一体型の移動機構においても適用可能となりより好ましい。回転速度を 高くすると遠心機を囲むカップ部に水滴が衝突して跳ね返り、基板 W上にウォーター マークを形成する原因となるので、上限を 800rpm程度とすることが望ましい。このよ うに回転速度の上限を制限するのは、回転速度を高くすると、直径が 200mm以上の ような大きな基板では、遠心力の大きい外周付近で水切れを生じやすぐウォーター マークが発生しやすくなるからである。なお、ローラー 11は、上記のような回転速度 範囲と後述の下表面の乾燥を考慮すると、ハード的には基板 Wの回転速度を 30〜1 OOOrpmとすることができるようにするとよ!/、。
[0152] 他方、ほぼ 30rpm以下になると遠心力が不足して基板 W中央部の水膜が乾燥用 気体の補助だけでは排除できなくなるので、基板寸法にかかわらず 30rpm以上の回 転速度を維持することが望ましい。そして、基板 Wの回転と共に上面用固定リンスノ ズル 28および下面用多穴リンスノズル 34力も基板 Wに向かって水を供給し、基板 W の上下両表面全体を水で被覆する。基板 W表面全体を純水で被覆すると、基板 W 上で水が局所的に乾燥することに伴うウォーターマークの発生を防ぐことができる。
[0153] 基板 Wの上下両表面を水で被覆したら、上方気体供給ノズル 30および下方気体 供給ノズル 40を基板 Wのほぼ中心カゝらそれぞれ鉛直上下に 3〜： LOmmの位置に先 端が来るように移動させ、水供給ノズル 20を上方気体供給ノズル 30より径方向の外 周側 10〜30mmの位置に移動させる（図 4参照）。各ノズルを所定の位置に移動さ せたら、上面用固定リンスノズル 28および下面用多穴リンスノズル 34からの水の供給 を停止すると同時または直前に、上方気体供給ノズル 30および下方気体供給ノズル 40から乾燥用気体としての 300kPaの Nガスの基板 Wへの供給を開始すると同時に
2
、水供給ノズル 20から基板 W上面への水の供給を開始する。供給する水量は 50〜 300mLZminが望ましい。この状態で、基板 Wの回転速度をおよそ 60rpmにすると 共に、気体の流量が後述する所定の流量に到達した後、上方気体供給ノズル 30お よび下方気体供給ノズル 40を基板 Wの周縁部に向かって移動させる。これに伴って 、水供給ノズル 20も、上方気体供給ノズル 30よりも基板 W径方向外側に位置するよ うに維持しながら、基板 Wの周縁部に向力つて移動させる。
[0154] 水供給ノズル 20から水を供給し続けるのは、基板 W表面上の液切れに伴うウォー ターマークの発生を防止するためであり、このような観点から、水の供給量は、基板
W表面に水被膜を形成することができる量で十分であるのみならず、供給量が多す ぎると液跳ねが生じる原因となりうる。液跳ねが生じると、既に乾燥した基板 Wの表面 に液が飛散し、ウォーターマークの発生の原因となる。したがって、水供給ノズル 20 カゝら基板 Wに供給する水の流量は、基板 W表面に水被膜を形成するのに必要十分 な流量とするのが好ましい。特に基板 Wの直径が 300mm以上のような比較的大きい 基板 Wでは遠心力が大き 、ために、基板 Wに供給された水の流量が大き ヽと液跳 ねが顕著な問題となる反面、水供給ノズル 20から噴出される水流が基板 Wの周縁部 に移動するにつれて、水被膜を形成すべき面積が減少していくのに伴い、水被膜形 成のために必要な水の流量が小さくなる。したがって、水供給ノズル 20が基板 Wの 半径の半分程度の位置に至ったところで基板 Wに供給する水の流量を減少させると よい。
[0155] あるいは、水供給ノズル 20が中心部から周縁部に移動するにつれて徐々に水の流 量を減少させるとよ ヽ。水供給ノズル 20の移動に伴 、基板 Wに形成される水被膜の 面積 Sは、水供給ノズル 20の基板 W上の中心からの位置を!:、基板 Wの半径を Rとす ると、 π r2の面積は既に上方気体供給ノズル 30から供給される乾燥用気体により乾 燥させられているので、 S= π (R2— r2)となる。したがって、基板 Wの中心部に供給 する水 (超純水）の流量を Gとすると、位置 rにおける水供給ノズル 20から供給される 水（超純水）の流量 Q (r)は、 Q = G(1—（r2ZR2))で表すように、水供給ノズル 20の 移動に伴 、水（超純水）の流量を連続的に減少させるようにしてもょ 、。あるいは Q≤
G (l— (r2ZR2))としてもよい。このように、水被膜すべき基板 Wの面積変化に応じて 連続的に水 (超純水）の流量を減少させることにより液跳ねの原因を絶ち、ウォーター マークの発生を防止すると共に、使用水量を一層削減することができる。
[0156] また、基板 W表面の水被膜は、基板 Wの回転速度が高いほど形成しやすいと共に 、水供給ノズル 20から噴出される水流が中心部にあるときに比べて周縁部にあるとき の方が遠心力が増大するために形成しやすい。逆に言えば、水流が中心部にあると きの基板 Wの回転速度を水流が周縁部に移動しても維持する場合は、基板の回転 速度が高すぎることとなり、特に基板 Wの直径が 300mm以上のような比較的大きい 基板 Wでは液跳ねが顕著な問題となる。そこで、基板 Wの回転速度を、水供給ノズ ル 20が基板 Wの半径の半分程度の位置に至ったところで所定の回転速度になるま で減少させるとよい。この基板 Wの回転速度の減少は、典型的には水供給ノズル 20 の移動を継続しつつ行われる。また、基板 Wの回転速度の減少は、水被膜を形成し つつ液跳ねを起こさな 、ような所定の加速度で行われる。このような基板 Wの回転速 度の制御は、基板 Wの回転速度が比較的高い一体型の移動機構を採用した場合に 特に効果的である。なお、水供給ノズル 20が基板 Wの中心部から周縁部に移動する につれて徐々に基板 Wの回転速度を減少させるようにしてもよい。また、この基板 W の回転速度の制御と、上述の基板 Wに供給する水の流量の制御とを同時に行っても よぐどちらか一方を行ってもよい。
[0157] 図 5に、上述した水の流量の制御及び基板 Wの回転速度の制御の例を示す。図 5 ( a)は水の流量と水流の位置との関係を示すグラフ、図 5 (b)は基板 Wの回転速度と 水流の位置との関係を示すグラフである。図中、縦軸は水の流量又は基板 Wの回転 速度を、横軸は基板 Wの半径上の位置を示し、「C」が基板 Wの中心を、「E」が基板 Wの端部を表している。図 5 (a)に示すように、当初は、水流が基板 Wの中心側から 周縁部側に移動しても水の流量は一定の値を維持して ヽる。水流が基板 Wの半径 のほぼ半分に至ったとき、水の流量が徐々に小さくなり、水流が基板 Wの端部に至つ たところで水の流量が 0となっている。また、図 5 (b)に示すように、当初は、水流が基 板 Wの中心側カゝら周縁部側に移動しても基板 Wの回転速度は一定の値を維持して いる。水流が基板 Wの半径のほぼ半分に至ったとき、基板 Wの回転速度が徐々に小 さくなり、所定の値になったところで、水流が基板 Wの端部に至るまでその所定の値 を維持している。なお、水の流量又は基板 Wの回転速度は、 2段階あるいは 3段階以 上で変化させてもよぐまた、無段階で変化させてもよい。
乾燥用気体は供給開始力ゝら高流量で噴射をすると、基板 Wを被覆して ヽる水が飛 散し、乾燥した基板 Wに付着して、ウォーターマークの原因となる。そのため、最初は 低流量で噴射し、その後高流量で噴射する。低流量に保持する時間はおよそ 1秒〜 2秒である。さらに、乾燥用気体が高流量に到達してから、上方気体供給ノズル 30お よび下方気体供給ノズル 40ならびに水供給ノズル 20を基板外周方向に移動させ、 基板 Wから水を除去する。低流量は l〜20LZmin (latm、 0°C換算）、高流量は 20 L/min(latm, 0°C換算）以上である。この時の各ノズルの移動速度は、移動開始 時よりも移動停止時の方が遅ぐ典型的には、外周方向に移動するにつれて低速に する。各ノズルが基板外周部に移動するに従い、水を除去する基板 Wの面積が増加 するためである。具体的には、基板中心部付近の移動速度は 10〜40mmZs、基板 外周部では 2. 5〜6mmZs程度にするとよい。ここで「中心部付近」とは、典型的に は基板の半径のほぼ 1Z10の半径を有する円を基板と同心円に描いたときのその内 側の範囲である。各ノズルの移動速度の変化量は、単位時間当たりに除去する水の 量がほぼ等しくなるように決定するとよぐまた、リニア特性を有するようにしてもよい。 また、水供給ノズル 20は、上方気体供給ノズル 30と基板 Wの中心に対して点対称の 位置で、径方向に一定の距離（10〜50mm)を保ちながら移動するのが好まし!/、が 必ずしも一定の距離でなくてもよい。なお、基板 Wの回転に伴って基板上の水が基 板中心部から周縁部に向けて遠心力により移動するが、この速度よりも疎水性の高 V、部分での水切れの速度の方が速 、と、その付近の親水性の高 、部分に液滴が取 り残され、その液滴が疎水部に移動し、そこ力もウォーターマークが発生することとな る。そこで乾燥用気体を基板面に供給しながら上方気体供給ノズル 30を基板の中心 力 周縁部へ移動させ、遠心力による水の移動を後押しすることにより、基板上で水 切れが生じないうちに水の周縁部に向けた移動を完了させるのが望ましい。
[0159] また、イソプロピルアルコール等の、水に溶解するとその表面張力を低下せしめる 物質の蒸気を乾燥用気体に含有させる場合は、含有量を、基板 Wの中心側に乾燥 用気体流があるときよりも基板 Wの周縁部側に乾燥用気体流があるときの方が大きく なるようにするとよい。
図 6は、表面張力を低下せしめる物質の蒸気 (以下、この段落では単に「蒸気」とい う。 )の供給量と基板 W上における乾燥用気体流の位置との関係を示すグラフである 。図中、縦軸は蒸気 Vの供給量を、横軸は基板 Wの半径上の位置を示し、「C」が基 板 Wの中心を、「E」が基板 Wの端部を表している。図 6に示すように、当初は、乾燥 用気体流が基板 Wの中心側力 周縁部側に移動しても蒸気 Vの供給量は一定の値 を維持している。乾燥用気体流が基板 Wの半径のほぼ半分に至ったとき、蒸気の供 給量が徐々に大きくなり、所定の値になったところで、乾燥用気体流が基板 Wの端部 に至るまでその所定の値を維持して 、る。乾燥用気体への表面張力を低下せしめる 物質の蒸気の含有量は、乾燥用気体流の中心側から周縁部側への移動に伴って、 2段階あるいは 3段階以上で変化させてもよぐまた、無段階で変化させてもよい。な お、乾燥用気体に蒸気を含有させる場合、噴射する乾燥用気体の流量は、蒸気を含 有させな ヽ場合に比べて低流量で足りる。
[0160] 上述のように、特に 300mm以上のような比較的大き!/、基板にぉ 、ては、基板 Wの 外周部ほど水膜を除去する面積が大きくなるため、各ノズルの基板周縁部へ向けた 移動速度を遅くすることが好ましい。しかし、イソプロピルアルコール等の表面張力を 低下せしめる物質の蒸気を含有させる量を乾燥用気体流が外周部へ移動するのに 伴って増加させることにより、水の表面張力がさらに低下する。それにより気液界面は 、水が豊富に存在する方にさらに引き寄せられる力が強くなり、外周部の方に移動し ても乾燥用気体流の移動速度を一定に保つことができる。これにより、 1枚あたりの基 板 wの乾燥時間を短くすることができる。また、乾燥用気体流の移動開始時力もでな ぐ途中から表面張力を低下せしめる物質を増加させるようにすると、表面張力を低 下せしめる物質の使用量を削減することができるため好ましい。
[0161] 上方気体供給ノズル 30および下方気体供給ノズル 40から乾燥用気体の供給が開 始され、水の除去が開始された後、基板保持部 10の保持部吸引部 14および周縁吸 弓 I部 44に接続されて!ヽる真空源 (不図示)を動作させ、基板保持部 10に付着した水 および基板 Wの周縁部である端部の水の吸引除去も開始する。一般に、基板の周 縁部分は加工形状などが不完全なため基板表面よりも水滴が付着しやすぐまた水 滴の残留を生じやすい。近年の、可能な限り基板の周縁部までデバイス形成領域と する趨勢により、例えばエッジから 2mmの部分までも中心部と同等の処理を行うこと が求められている。そこで、基板 Wを回転保持する基板保持部 10に水を吸引する保 持部吸引部 14を設けて基板側面近傍力もの水の排除を促進するとともに、周縁吸引 部 44で基板周縁部の水を吸引することにより基板 Wの周縁部での水滴の残留を防 止し、基板 W全体の乾燥を促進しているのである。なお、保持部吸引部 14および周 縁吸引部 44は導電性材料で形成され、かつ接地されているので、基板 Wが回転し て空気と水が摩擦することにより静電気が発生しても基板 Wに静電気が帯電しない。 また、基板保持部 10にはカバー 17が設けられているので、基板保持部 10に付着し た水が乾燥途中あるいは乾燥後の基板 Wに再飛散することがない。
[0162] 水供給ノズル 20が所定の速度で移動して基板外周部に到達すると、水の供給が 停止される。このとき、水供給ノズル 20が基板外周部に到達後、任意の時間水の供 給を続けた後に水の供給を停止するようにしてもよい。ただし、基板 W端面をはずれ て水が下にそのまま噴射されないように、ノズル直径を考慮して、水供給ノズル 20を 外周縁部の手前で止めるようにする。水の供給が停止された後、上方気体供給ノズ ル 30および下方気体供給ノズル 40がほぼ同時に基板外周部に到達し、到達後約 2 〜5秒間気体の供給を継続した後に気体の供給が停止される。上方気体供給ノズル 30および下方気体供給ノズル 40の移動は、基板端部より径方向内側（中心側)約 3 〜 10mmの位置で停止され、ここで所定時間気体の供給を行った後に供給を停止 する。この位置よりも外周部で気体を供給すると、基板上面では下方気体供給ノズル 40から吹き出された気体の巻き上がりにより、基板下面では上方気体供給ノズル 30 力 吹き出された気体の巻き上がりにより、ごみ等の汚染が発生するおそれがある。 気体の供給停止後、基板保持部 10の保持部吸引部 14および周縁吸引部 44に接 続されている真空源も停止させる。以上で一つの基板の処理が終了し、処理された 基板は次工程に向けて搬送される。なお、上述のように、水に溶解するとその表面張 力を低下せしめる物質の蒸気が乾燥用気体に含有され、乾燥用気体の流量が低流 量で足りる場合は、上方気体供給ノズル 30の停止位置を基板端部より径方向内側（ 中心側）に約 l〜3mmとすることができる。このようにしても乾燥用気体の流量が低流 量の場合は気体の巻き上がりがなぐごみ等の汚染が発生しな 、
[0163] なお、基板 Wの下表面が熱酸ィ匕膜等の乾燥しにくい膜が成膜されている場合には 、基板の上表面の乾燥後に、 lOOOrpm以下で、下表面の仕上げの乾燥を行っても よい。仕上げの乾燥時には、液滴はほとんど基板 Wに残留しておらず、カップ等から の液滴の跳ねかえりは問題にならない。この仕上げの乾燥は、特に基板保持部とし てスピンチャック方式を使用した場合に行うとよ 、。スピンチャック方式では基板 Wの ほぼ中心に回転駆動軸が設置され、基板下表面の乾燥用気体の吹き出しノズルを 設置するのが困難となる力もである。しかしながら、スピンチャック方式であっても、例 えば中空モータを採用したような場合には基板 Wの下表面に乾燥用気体の吹き出し ノズルを設けることができるので、基板 Wの下表面を乾燥用気体の供給により乾燥さ せてもよい。
[0164] 図 7を参照して、スピンチャック方式の基板処理装置について説明する。図 7は、本 発明の実施の形態の変形例に係る基板処理装置 1Eを説明する図である。基板処理 装置 1Eでは、基板処理装置 1におけるローラー 10 (図 1参照）に代えて、基板 Wを保 持して回転させる回転チャック機構 13を備えている。回転チャック機構 13は、基板 W を保持する複数のチャック爪 13aと、チャック爪 13aによって保持された基板 Wを水平 面内で回転させる回転駆動軸 13bとを有している。回転チャック機構 13は、ハード的 には、基板 Wを約 2000rpm以下で回転させることができる。また、基板処理装置 1E は、基板 Wの下面にリンス水を供給する下面用固定リンスノズル 38を備えている。な お、基板処理装置 1Eでは、その構成上の制約から、基板処理装置 1が備えていた 下面用多穴リンスノズル 34及び下方気体供給ノズル 40 (図 1参照）を備えていない。 図 7に示す基板処理装置 1Eでは、水供給ノズル 20と上方気体供給ノズル 30とが共 通の移動機構に配設された一体型の例を示している。基板処理装置 1Eにおける移 動機構は、揺動アーム 31 A、摇動軸 32A、駆動源 33Aを有しており、これらはそれ ぞれ基板処理装置 1における揺動アーム 31、揺動軸 32、駆動源 33に相当する。水 供給ノズル 20及び上方気体供給ノズル 30の移動手順、基板 Wへ供給する水及び 乾燥用気体の流量、タイミング、種類等は、基板処理装置 1における場合と同様であ る。なお、基板 Wのほぼ中心と対向するチャック機構 13の部分に、基板 Wに向けて 気体を供給する下方気体供給口 13hが形成されていてもよい。下方気体供給口 13h から供給される気体は、典型的には、常温あるいは 40°C程度の気体である。下方気 体供給口 13hが形成される場合、下方気体供給口 13hは、水の集結を防ぐために、 その周辺部よりも高い位置に形成されていることが好ましい。また、図示はしていない が、基板処理装置 1Eは、基板処理装置 1が備えていた周縁吸引部 44を備えていて ちょい。
また、上面用固定リンスノズル 28に接続される配管 84の一部の周囲にヒータ 81を 設け、上面用固定リンスノズル 28から基板 Wに供給される水を、基板処理装置 1にお ける場合と同様に加温してもよい。また、ヒータ 81の下流側の配管 84に水の温度を 検出する温度検出器 82を設けると共に、温度検出器 82から温度信号を受信してヒ ータ 81の出力を制御するコントローラ 83を設け、上面用固定リンスノズル 28から供給 する水を所定の温度（室温以上、水の沸点未満、例えば 25°C以上、 65°C以下、好ま しくは 30°C以上、 60°C以下）に調節するようにしてもよい。コントローラ 83は、制御部 48の一部として構成してもよい。なお、図示は省略している力 水供給ノズル 20から 供給される水、及び下面用固定リンスノズル 38から供給される水も同じ要領で加温し 、所定の温度に調節してもよい。これらの水の加温は、配管に巻かれたヒータに代え て、機器としてのヒータや熱交^^に水を通過させることで行ってもよい。また、水供 給ノズノレ 20、上面用固定リンスノズル 28、下面用固定リンスノズル 38の各ノズルから 供給される水の 3つとも加温するのが好ましいが、少なくとも 1つの水を加温してもよく 、後述する基板 Wの下表面をスピン乾燥させる時間を短縮する観点から、下面用固 定リンスノズル 38から供給される水のみを加温するようにしてもよい。
[0166] あるいは図 8に示すような回転チャック機構 13Xを、回転チャック機構 13 (図 7参照） に代えて、基板処理装置 1Eが備えるように構成してもよい。図 8は基板処理装置 1E の回転チャック機構の変形例の部分詳細図であり、（a)は平面図、（b)は (a)におけ る B— B断面図である。変形例に係る回転チャック機構 13Xは、中空モータ 13Mを有 しており、中空モータ 13Mの外周には基板 Wを保持する複数のチャック爪 13ηが取 り付けられている。中空モータ 13Mは、チャック爪 13ηによって保持された基板 Wを 水平面内で回転させる。中空モータ 13M内には、基板 Wのほぼ中心の鉛直下方に 、基板 Wの下側の表面に気体を吹き付ける下面気体供給ノズル 13νが配設されて ヽ る。下面気体供給ノズル 13νから供給される気体は、典型的には、下面気体供給ノズ ル 13ν側を頂点、基板 Wの下表面側を底面とする円錐状に噴射される。円錐状に噴 射される気体は、円錐の軸方向断面における頂部の角度 j8 (噴射角度 j8 )が 60° 〜 120° となるとよい。噴射角度 j8が小さすぎると気体の吹き付けによる基板 Wの下表 面の乾燥領域力 、さくなり、噴射角度 )8が大きすぎると気体の吹き付けによる基板 W の下表面の乾燥効果が小さくなるからである。この噴射角度 j8は、下面気体供給ノズ ル 13vの吹き出し開口部に、外側に向力つて拡張したテーパーが形成されることによ り定まる。また、中空モータ 13M内には、基板 Wの下側の表面に水を噴射する下方リ ンス水供給ノズルとしての下面液体ノズル 13wが配設されて!/、る。下面液体ノズル 1 3wは、下面用固定リンスノズル 38 (図 7参照）に代えて中空モータ 13M内に設けて もよぐ下面用固定リンスノズル 38 (図 7参照）と併せて中空モータ 13M内に設けても よい。
[0167] 基板処理装置 1Eでは、基板 Wを 200rpm以上に回転させ、上面用固定リンスノズ ル 28から基板 Wの上表面に水を供給して水被膜を形成した後に、水供給ノズル 20 及び上方気体供給ノズル 30により基板 Wの上表面に水を供給しつつ乾燥用気体を 供給する。基板 Wの上表面を乾燥させる工程における、水供給ノズル 20及び上方気 体供給ノズル 30の移動、基板 W表面への供給水量の制御、基板 Wの回転速度の制 御、乾燥用気体への表面張力を低下せしめる物質の含有量の制御は、基板処理装 置 1における場合と同様である。また、基板処理装置 1 (図 1参照）における場合と同 様に、移動する水供給ノズル 20が基板 Wの中心側にあるときよりも周縁部側にあると きに基板 Wの回転速度を低くする回転速度制御、水に溶解するとその表面張力を低 下せしめる物質の蒸気を乾燥用気体に含有させる場合にその含有量を、基板 Wの 中心側に乾燥用気体流があるときよりも基板 Wの周縁部側に乾燥用気体流があると きの方が大きくなるようにする制御、水供給ノズル 20及び上方気体供給ノズル 30の 移動速度が移動開始時よりも移動停止時の方が遅くなるノズルの移動速度制御のう ちの 1つあるいは 2つ以上を組み合わせて行ってもよい。
[0168] 次により詳細に、基板処理装置 1Eの作用の例を、図 8に示す回転チャック機構 13 Xを備え、上方気体供給ノズル 30から供給される気体が IPA蒸気が含有された Nガ
2 スであり、処理する基板 Wの直径が 300mmである場合として説明する。前工程から 基板処理装置 1Eに搬送されてきた基板 Wは、チャック爪 13ηによりダマシン配線が 形成された面を上側にしてほぼ水平に保持される。すると、上方気体供給ノズル 30 が基板 Wのほぼ中心の上方に位置するように揺動アーム 31Aが移動する。次に、中 空モータ 13Mの作動により、基板 Wを約 300rpmで回転させ、上面用固定リンスノズ ル 28から基板 Wの上表面に、下面液体ノズル 13wから基板 Wの下表面に、水を供 給する。上面用固定リンスノズル 28から基板 Wの上表面への水の供給を 2秒程度行 つたら、上面用固定リンスノズル 28からの水の供給を停止すると同時に、水供給ノズ ル 20からの水の供給及び上方気体供給ノズル 30からの気体の供給を開始する。こ のとき、下面液体ノズル 13wからの水の供給は継続している。そして、水供給ノズル 2 0及び上方気体供給ノズル 30を基板 Wの中心カゝら周縁部に向カゝつて移動させ、基 板 Wの上表面を乾燥させる。このとき、揺動アーム 31 Aの移動速度を基板 Wの外周 方向に移動するにつれて低速にする。
[0169] 水供給ノズル 20及び上方気体供給ノズル 30が移動を開始し、上方気体供給ノズ ル 30が基板 Wの中心力も所定の距離 (例えば 75mm程度）の地点に到達したら、下 面液体ノズル 13wからの水の供給を停止し、その後直ちに下面気体供給ノズル 13v から基板 Wの下表面への気体 (Nガス)の供給を開始して、以降下面気体供給ノズ
2
ル 13vからの気体の供給を継続する。下面気体供給ノズル 13vから噴射される気体 は円錐状に拡散し、円錐の底面に該当する部分が基板 Wの下表面に接触して、基 板 wの下表面の中心部付近を乾燥させる。このように、基板 Wの上表面の乾燥中に 基板 wの下表面の乾燥を開始することで、後述する下表面乾燥工程の所要時間を 短縮すことができる。また、スピン乾燥において遠心力が小さくなる基板 Wの中心部 を下表面乾燥工程に先行して乾かしておくことで下表面乾燥工程の所要時間を短縮 することができる。これによりスループットを向上させることができる。また、水供給ノズ ル 20が基板 Wの半径の半分程度（例えば 75mm程度）の地点に到達したら、 (20 π Z3) radZs2 (200rpmZs)以下の加速度で基板 Wの回転速度を約 150rpmに減少 させる。
[0170] その後、水供給ノズル 20から基板 Wの上表面に供給された水の、基板 Wに落ちた 水流の基板エッジ側の境界が外周端部に到達したら、揺動アーム 31 Aの移動を継 続しつつ水供給ノズル 20からの水の供給を停止する。ここで、基板 Wの「外周端部」 とは、基板 Wよりも半径が約 3mm小さい半径を有する基板 Wと同心円よりも外側の 部分、好ましくは基板 Wよりも半径が約 lmm小さい半径を有する基板 Wと同心円より も外側の部分を ヽぅ。次に上方気体供給ノズル 30から基板 Wの上表面に供給された 気体の、基板 Wに落ちた気体流の基板エッジ側の境界が外周端部に到達したら、気 体の供給を継続しつつ揺動アーム 31 Aの移動を停止する。そして、（2C^ Z3)rad /s2 (200rpm/s)以下の加速度で基板 Wの回転速度をゆっくりと上昇させ、基板 W の回転速度が 500rpm以上に到達したところで上方気体供給ノズル 30からの気体の 供給を停止する。
[0171] 本実施の形態では、上方気体供給ノズル 30から供給される気体に IPA蒸気が含 有されて!/ヽるので噴射する気体の流量が低流量で足り、上方気体供給ノズル 30を基 板 Wの外周端部まで移動させても気体の巻き上がりがなぐごみ等の汚染が発生し ない。また、水供給ノズル 20及び上方気体供給ノズル 30を基板 Wの外周端部まで 移動させるので、基板 Wの外周端部までウォーターマークを発生させな ヽように基板 Wの上表面を乾燥させることができる。また、基板 Wの上表面が親水面と疎水面とが 混在するように形成されて！ヽる場合は、上方気体供給ノズル 30からの気体の供給を 停止するとマランゴ-効果がなくなるため親水面上に残った水が基板 Wの内側に戻 つてきてウォーターマーク発生の原因となりうるが、基板 Wの回転速度が 500rpm以 上に到達したところで上方気体供給ノズル 30からの気体の供給を停止するので、基 板 Wの外周や側面に残っている水が基板 Wの中心側に入ってくることを遠心力によ つて阻止してウォーターマークの発生を防ぐことができる。なお、揺動アーム 31 Aの 移動を停止して基板 Wの回転速度をゆっくりと上昇させた時点から、基板 Wの下表 面の乾燥工程が始まっている。すなわち、基板処理装置 1Eでは、基板 Wの上表面 の乾燥に続 、て下表面を乾燥させる。
[0172] 以下、基板 Wの下表面を乾燥させる工程について説明する。基板 Wの上表面の乾 燥後に下表面を乾燥させるに際しては、当初比較的小さい回転速度 (典型的には 5 OOrpm程度)で基板 Wを回転させた後に比較的大きい回転速度 (典型的には 1000 rpm付近)で回転させると 、うように、 2段階あるいは 2段階以上の回転速度で行うと よい。基板 Wの上表面の乾燥後に下表面を乾燥させるに際し、基板 Wの回転速度を 一気に上昇させると、仮に基板 Wの側面あるいは下表面に水滴が残留していた場合 に、水滴がカップや壁面に当たって跳ね、上述の工程により既に乾燥した基板 Wの 表面に付着し、これが原因となって基板 Wにウォーターマークを発生させるおそれが ある力もである。基板 Wの回転速度を 2段階以上で可変にする際には、 (20 π /3) Γ ad/s2 (200rpm/s)以下の加速度で行うとよい。あるいは、（20 π /3)rad/s2の 加速度でゆっくりじわじわと回転速度を上昇させ、液滴が基板に跳ね返らないように 基板 Wを高回転にしてもよい。なお、基板 Wの下表面の乾燥時間を短縮するために 、下方気体供給口 13hや下面気体供給ノズル 13vから基板 Wの下表面に気体を供 給しながら基板 Wを回転させて乾燥させてもょ 、。
[0173] 図 9に、基板 Wの上表面の乾燥後に下表面を乾燥させるときの基板 Wの回転速度 の制御の例を示す。図 9は、基板 Wの回転速度と経過時間との関係を示すグラフで ある。図中、縦軸は基板 Wの回転速度を、横軸は経過時間を示している。原点は、基 板 Wの上表面の乾燥が終了した後の下表面の乾燥を開始する時点を示している。 下表面の乾燥を開始すると、ゆっくりと基板 Wの回転速度を上昇させていき、所定の 値に至るとー且その回転速度を維持する。その後所定時間が経過したら、所定の加 速度以下で基板 Wの回転速度を上昇させ、所定の値まで上昇したらその回転速度 を維持して基板 Wを乾燥させる。図 9では、基板の回転速度を 2段階に変化させる例 を示した力 上述のように、 2段階以上で変化させるようにしてもよい。
[0174] なお、直径 300mmの基板 Wについて、 Low— k膜を研磨'洗浄し、 200rpmの速 度で基板 Wを回転させながら上表面を乾燥させた後に、以下に示す 3つの条件で裏 面をスピン乾燥させた場合における異物の検出結果を下記に示す。ここで、異物とは 、裏面乾燥処理後の基板 Wをレーザー欠陥検出装置 (ケーエルエー ·テンコール社 製：型番「SP— 1/TBIJ )にて直径 0. 2 μ m以上のパーティクルを検出したものであ る。上記 3つの条件は、以下の通りである。
(1)基板 Wの回転速度 500rpmで 1秒間回転させた後に lOOrpmZs ( ( 10 π Z3) ra d/s2)の加速度で基板 Wの回転速度を lOOOrpmまで上昇させ、この速度で 45秒間 回転させた後に lOOrpmZs ( (10 π /3)rad/s2)の加速度で基板 Wの回転を停止 させた。
(2)基板 Wの回転速度 lOOOrpmで 1秒間回転させた後に 250rpmZs ( (25 π /3) rad/s2)の加速度で基板 Wの回転速度を 1400rpmまで上昇させ、この速度で 22秒 間回転させた後に 500rpmZs ( (50 π /3) rad/s2)の加速度で基板 Wの回転を停 止させた。
(3)基板 Wの回転速度 500rpmで 1秒間回転させた後に lOOrpmZs ( (10 π /3)ra d/s2)の加速度で基板 Wの回転速度を 1400rpmまで上昇させ、この速度で 22秒間 回転させた後に 500rpmZs ( (50 π /3) rad/s2)の加速度で基板 Wの回転を停止 させた。
上記各条件につき 2枚ずつサンプル評価した結果、検出した異物の個数は、（1)の 場合 27、 22、（2)の場合 52、 47、（3)の場合 36、 36、となった。結果から明らかなよ うに、上記 3つの条件のうちでは（1)の場合が最もウォーターマークの発生率が低く なると推測できる。
[0175] これまで説明した基板処理装置 1、 1Eの作用は、制御部 48にインストールされたプ ログラムに従って行われる。制御部 48は、典型的にはパソコンやマイコン等のコンビ ユータを含んで構成される。また、基板処理装置 1、 1Eは、典型的には大気下に設 置される。ここでいう大気下とは、従来の基板処理が行われていた真空排気ゃ不活 性ガス置換がされた環境下ではないことを意味し、典型的には、一般的に基板処理 装置 1、 IEが設置される所定のクリーン度を有するクリーンルーム内をいう。一般に、 クリーンルーム内は外部からの塵埃の侵入を防ぐ目的で外部より若干室圧を高くして いるため、クリーンルーム内は大気圧よりも若干正圧である力 このような雰囲気も「 大気下」の概念に含まれることとする。なお「大気下」は、例えば、米国連邦規格 209 Dのクラス 100、好ましくはクラス 10以下の、垂直層流式クリーンルーム内の環境であ る。
[0176] 次に、本発明の実施の形態に係る基板処理装置 1又は基板処理装置 1Eを備えた 研磨装置、および基板処理装置 1又は基板処理装置 1Eを備えた無電解めつき装置 について説明する。
図 10は、基板処理装置 1、 1Eを備えた研磨装置の模式的平面図である。研磨装 置 2は研磨部 100と洗浄部 200とによって構成される。研磨部 100は研磨ユニット 11 0と基板 Wの受け渡しを行うワーク受渡装置 120が配置されている。研磨ユニット 110 は中央にターンテーブル 111を設置し、その一方側にトップリング 112を取付けた研 磨機 113、他方側にドレッシングツール 114を取付けたドレッシングユニット 115力 己 置された構成である。また、洗浄部 200は、中央に矢印 Z方向に移動可能な 2台の搬 送ロボット 210および 220が配置され、その一方側にロールスクラブ洗浄ユニット 50、 ペンシルスクラブ洗浄ユニット 60および本発明の実施の形態に係る基板処理装置 1 、 1Eを並べて直列に配置し、他方に基板 Wを反転させる 2台のワーク反転機 201、 2 02が配置されている。
[0177] 図 11は、洗浄部 200の内部詳細を示す要部斜視図である。図示するように、搬送 ロボット 210、 220は、何れもその上面に 2組ずつアーム機構 211、 221を取付けて 構成されている。アーム機構 211、 221の各々の先端には、それぞれ基板 Wを保持 するノヽンド 212、 213、 222、 223力 ^取付けられている。なお、ノヽンド 212と 213は上 下に重なるように配置され、ハンド 222と 223も上下に重なるように配置される。
[0178] 図 12は、ロールスクラブ洗浄ユニット 50を示す模式的斜視図である。ロールスクラ ブ洗浄ユニット 50は、基板 Wの外周縁を支持して回転する複数本（図では 6本)のス ピンドル（回転機構を具備する保持部材) 51と、ロール状であって基板 Wの上下に配 設された 2本のロール型洗浄部材 52、 53と、基板 Wの面に平行な回転シャフト 52b、 53bを基板 Wに対して接近または離間させかつ矢印 F1、F2方向へそれぞれ回転さ れる駆動機構 54、 55と、基板 Wの表面に洗浄液を供給する洗浄液ノズル 56を含ん で構成されている。ロール型洗浄部材 52、 53は、多孔質の PVA製スポンジによりな る円筒体 52a、 53aにシャフト 52b、 53bを通した構成である。円筒体 52a、 53aを構 成するスポンジに形成される孔の平均直径は、小さいほどロール型洗浄部材 52、 53 のダスト (パーティクル）除去能力が高いことが分力つており、最も好ましくは、 110 m以下である。円筒体 52a、 53aは、発泡ウレタン製のものでもよい。洗浄液ノズル 56 は洗浄アーム 57に取付けられ、揺動軸 58により矢印 Aに示す方向に揺動しながら、 洗浄液を基板 Wの表面に供給する。洗浄液は、界面活性剤を含むものを使用すると よい。
[0179] 図 13は、ペンシルスクラブ洗浄ユニット 60を示す模式的斜視図である。ペンシルス クラブ洗浄ユニット 60は、回転チャック機構 61と、ペンシル型ブラシ洗浄機構 63とを 含んで構成されている。回転チャック機構 61は、基板 Wの外周を保持するチャック爪 62を有し、回転駆動軸 67によって矢印 Gに示す方向に回転駆動される。ペンシル型 ブラシ洗浄機構 63は、シャフト 64に一端が支持された揺動アーム 65を備え、揺動ァ ーム 65の他端に基板 Wの洗浄面に向かって鉛直下方に突出する回転駆動軸 66を 設け、回転駆動軸 66の下端に多孔質の PVA製スポンジや発泡ポリウレタン等で構 成されたペンシル型洗浄部材 68を取付けて構成される。ペンシル型洗浄部材 68は 、基板 Wとの接触面が水平となる底面を有するほぼ円柱状に形成されており、その 寸法は、例えば、高さ約 5mm、外径約 20mmである。また、スポンジに形成された微 小孔の平均径は、約 110 /z mである。微小孔の平均直径が小さくなればなるほどス ポンジの効果が大きくなるので、好ましい孔径は、 80 /z mより小である。軸 64は、矢 印 Hに示すように、上下に昇降でき、また軸 64の回動により揺動アーム 65は、矢印 I に示す方向に揺動し、さらにまた回転駆動軸 66の回転によりペンシル型洗浄部材 6 8は矢印 Jに示す方向に回転する。ペンシルスクラブ洗浄ユニット 60は、さらに洗浄液 を供給する洗浄液ノズル 69を備える。洗浄液は、界面活性剤を含むものを使用する とよい。
[0180] 次に、図 10に示す研磨装置 2の作用を説明する。研磨前の基板 Wを収納したカセ ット 230から搬送ロボット 220のハンド 222 (図 11参照）で基板 Wを 1枚ずつ取出して ワーク反転機 202に渡し、基板 Wを反転させ研磨させる面 (例えば、回路パターン形 成面）を下向きにする。更に、基板 Wはワーク反転機 202から搬送ロボット 210のハン ド 212に渡さ; W磨部 100のワーク受渡装置 120へ搬送される。ワーク受渡装置 12 0上の基板 Wは、矢印 Lに示すように、回動する研磨機 113のトップリング 112の下面 に保持されターンテーブル 111上に移動され、回転する研磨面 116上で研磨される 。この時研磨面 116上には、図示しない砥液供給管から砥液が供給される。研磨後 の基板 Wは再びワーク受渡装置 120に戻され、搬送ロボット 210のハンド 213 (図 11 参照）によってワーク反転機 201に渡されてリンス液でリンスされながら反転された後 、ハンド 213によってロールスクラブ洗浄ユニット 50へ移送される。
上記のように回転する基板 Wの上下面に回転するロール型洗浄部材 52、 53を当 接させ、洗浄液ノズル 56から洗浄液が噴射され、基板 Wの上下面に付着していたパ 一ティクルを除去し洗浄液と共に流される（図 12参照)。ロールスクラブ洗浄ユニット 5 0で洗浄された基板 Wは搬送ロボット 210のハンド 212によって、ロールスクラブ洗浄 ユニット 50からペンシルスクラブ洗浄ユニット 60に移送される。ペンシルスクラブ洗浄 ユニット 60では、基板 Wの外周をチャック 62で把持し、この状態で駆動軸 67を回転 駆動することで回転チャック機構 61全体を高速回転し、これにより基板 Wを 500〜1 500rpmにおける所定回転速度で回転する。回転チャック機構 61による基板 Wの処 理時の回転速度は回転駆動軸 67に接続される不図示の駆動モータのその回転制 御装置により、数千 rpm程度の許容回転速度の範囲で選択することができる。基板 Wの上表面は、回転状態にあるペンシル型洗浄部材 68の回転状態にある基板 Wの 上表面に当接し、洗浄液ノズル 69から洗浄液を供給し、同時に揺動アーム 65を摇 動することにより、洗浄する（図 13参照)。このように研磨処理された基板の表面は、 典型的には水に対する接触角が 30度以上 80度以下の部分を有し、ウォーターマー クが発生しやす!/ヽ。ペンシルスクラブ洗浄ユニット 60で洗浄された基板 Wは搬送ロボ ット 220のハンド 223で基板処理装置 1、 1Eに搬送される。なお、搬送時に基板の上 表面が、部分的に乾燥して、ウォーターマークが発生する恐れがあるので、ペンシル 洗浄直後、あるいは搬送中にリンスを行い、基板の上表面を水で被膜しながら搬送 することが好ましい。基板処理装置 1、 1Eでは、前述の基板処理装置 1、 1Eの作用 の説明で述べた要領で基板 Wの洗浄および乾燥が行われる。このようにして研磨装 置 2では、ウォーターマークが発生しやす 、ダマシン配線形成された基板 Wにつ ヽ て、ウォーターマークを発生させることなく処理することができる。
[0182] なお研磨装置 2において、ロールスクラブ洗浄ユニット 50のロール型洗浄部材 52、 53による洗浄に代えて、またはロール型洗浄部材 52、 53による洗浄の前に、基板 W の上表面に洗浄液ノズル 56から超音波エネルギーを与えて洗浄することもできる。 超音波エネルギーを与えた洗净液を噴射させて洗净することにより、基板 Wに存在 する多数のパーティクルは除去される。また、ペンシルスクラブ洗浄ユニット 60のペン シル型洗浄部材 68による洗浄に代えて、または洗浄の前に、基板 Wの上表面に洗 浄液ノズル 69から超音波エネルギーを与えて洗浄してもよ ヽ。なおスクラブ洗浄の中 ではロールスクラブに比べてペンシルスクラブが特に異物の除去能力に優れて!/、る ため、例えば、異物の量が少ない場合はペンシルスクラブの一段処理で、多い場合 は最初にロールスクラブを実施して次にペンシルスクラブを実施する二段処理を行う と効率的な異物除去ができる。また、ペンシルスクラブ洗浄を、またはロールスクラブ 洗浄およびペンシルスクラブ洗浄の両方を、基板処理装置 1、 1Eと同じモジュールで 実施してもよ 、。同じモジュールで実施すると研磨装置 2の設置スペースを削減する ことができると共に、基板 Wの移動が少なくなるので効率的になる。
[0183] 図 14は、基板処理装置 1、 1Eを備えた無電解めつき装置の模式的平面図である。
無電解めつき装置 3は、図 10中の研磨装置 2の研磨部 100力 めっき部 300に代わ つている他は研磨装置 2と同様の構成である。すなわち、無電解めつき装置 3の洗浄 部 200は、研磨装置 2のものと同じ構成である。めっき部 300は、めっき前の基板を 前洗浄する前洗浄モジュール 301と、基板を反転させる反転機 302と、基板の表面 に触媒を付与する第 1前処理ユニット 303a、 303bと、この触媒を付与した基板の表 面に薬液処理を行う第 2前処理ユニット 304a、 304bと、基板の表面に無電解めつき 処理を施す無電解めつきユニット 305a、 305bとが並列に配置されている。また、め つき部 300の端部には、めっき液供給ユニット 306が設置されている。さらに、めっき 部 300の中央部には、走行型の搬送ロボット 310が配置されている。 [0184] 次に、図 14に示す無電解めつき装置 3の作用を説明する。めっき前の基板 Wを収 納したカセット 230から搬送ロボット 220、 210により基板 Wが搬送され、前洗浄モジ ユール 301に渡される。前洗浄モジュール 301では、 Low-k膜上に残留する銅など の残りかすなどが除去される。例えば、基板をフェースダウンで保持し、 0. 5Mの硫 酸等の酸溶液 (薬液）中に基板 Wを 1分間浸漬させる。その後、基板の表面を超純水 等の洗浄液 (水）で洗浄する。 次に、基板 Wを搬送ロボット 310で第 1前処理ユニット 303a (または 303b)に搬送し、ここで基板 Wをフェースダウンで保持して、基板 Wの 表面に触媒付与を行う。この触媒付与は、例えば、 0. 005gZLの PdClと約 0. 2m
2 olZLの HC1等の混合溶液 (薬液）中に、基板 Wを 1分間程度浸漬させることにより行 われる。これにより、配線 (Cu)の表面に触媒としての Pd (パラジウム）が付着し、配線 の表面に触媒核 (シード）としての Pd核が形成される。その後、基板 Wの表面を水で 洗浄する。
[0185] そして、この触媒を付与した基板 Wを搬送ロボット 310で第 2前処理ユニット 304a ( または 304b)に搬送し、ここで基板 Wをフェースダウンで保持して、基板 Wの表面に 薬液処理を行う。例えば、 Na C H O · 2Η O (タエン酸ナトリウム)等の溶液 (薬液）
3 6 5 7 2
中に基板 Wを浸漬させて、配線 (Cu)の表面に中和処理を施す。その後、基板 Wの 表面を水で水洗 、する。このようにして無電解めつきの前処理が施された基板は搬 送ロボット 310により無電解めつきユニット 305a (または 305b)に搬送される。 無電 解めつきユニット 305aでは、基板 Wをフェースダウンで保持し、液温力 ¾0°Cの Co-W -Pめっき液中に基板 Wを 2分間程度浸漬させて、活性ィ匕した配線の表面に選択的 な無電解めつき（無電解 Co-W-P蓋めつき）を施す。その後、基板 Wの表面を超純水 等の洗浄液 (水）で洗浄する。これによつて、配線の表面に、 Co- W- P合金膜からな る配線保護層（キャップめっき層）が選択的に形成される。 次に、この無電解めつき 処理後の基板 Wは搬送ロボット 310により反転機 302に搬送され、ここで配線パター ンが形成された表面が上向き (フェースアップ）となるように基板 Wを反転させる。
[0186] 反転機 302に搬送された基板 Wは、洗浄部 200の搬送ロボット 210によりロールス クラブ洗浄ユニット 50に搬送され、以下図 10に示す研磨装置 2における洗浄部 200 の作用と同じようにロールスクラブ洗浄ユニット 50およびペンシルスクラブ洗浄ュ-ッ ト 60によるスクラブ洗浄、基板処理装置 1、 1Eにおける基板洗浄が行われる。なお、 搬送時に基板の上表面が、部分的に乾燥して、ウォーターマークが発生する恐れが あるので、ペンシル洗浄直後、あるいは搬送中にリンスを行い、基板の上表面を水で 被膜しながら搬送することが好ましい。このようにして無電解めつき装置 3では、ウォー ターマークが発生しやす 、ダマシン配線形成された基板 wにつ 、て、ウォーターマ ークを発生させることなく処理することができる。
上述の研磨装置 2または無電解めつき装置 3中の基板処理装置 1、 1Eで、ウォータ 一マークが発生しないように洗浄処理された基板 Wは、電極が形成され、検査を経 てダイシングされて、半導体デバイスが形成される。なお、上述の実施の形態では、 搬送時に基板表面を純水で被覆したが、これに代えて有機溶剤、アルコール類また はアルコール類と純水の混合物で被覆してもよい。この場合、基板の洗浄工程の後 から基板の乾燥工程前に低流量で薄 ヽ液膜を容易に形成することができ、基板表面 上の液切れによるウォーターマーク形成を防止することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 基板の表面をあらかじめ水で被覆する工程と；
前記基板を前記表面を上側にしてほぼ水平に保持して該水平面内で回転するェ 程と；
前記基板の上側の表面に、前記基板の表面の面積に比較して細い乾燥用気体流 を吹き付ける工程とを備え；
前記乾燥用気体流を吹き付けつつ前記水平面内の回転により前記基板の上表面 から前記水を除去する；
基板処理方法。
[2] 前記基板の上表面が絶縁膜で構成され、さらに前記基板の上表面の少なくとも一 部が金属膜部分で構成された、請求項 1に記載の基板処理方法。
[3] 基板に対して平坦化処理又は無電解めつき処理を施す工程と；
前記基板をほぼ水平に保持して該水平面内で回転する工程と；
前記処理を施した前記基板の上表面を水で被覆する工程と；
前記基板の上表面に、前記基板の表面の面積に比較して細い乾燥用気体流を吹 き付ける工程とを備え；
前記乾燥用気体流を吹き付けつつ前記水平面内の回転により前記基板の上表面 から前記水を除去する；
基板処理方法。
[4] 前記基板の下側の表面に、前記基板の表面の面積に比較して細い乾燥用気体流 を吹き付ける工程を備える、請求項 1乃至請求項 3のいずれか 1項に記載の基板処 理方法。
[5] 前記基板の上表面を水で被覆する工程に先立って前記基板の上表面をスクラブ 洗浄する工程を備える、請求項 1乃至請求項 4のいずれか 1項に記載の基板処理方 法。
[6] 前記水が、少なくとも溶存塩類を除去した脱イオン水である、請求項 1乃至請求項 5 の!、ずれか 1項に記載の基板処理方法。
[7] 前記水が、炭酸ガスを溶解せしめた炭酸ガス溶解水であることを特徴とする請求項 1乃至請求項 6のいずれか 1項に記載の基板処理方法。
[8] 前記水を加温する工程を備える、請求項 1乃至請求項 7のいずれか 1項に記載の 基板処理方法。
[9] 前記乾燥用気体の相対湿度が 10%以下である、請求項 1乃至請求項 8のいずれか
1項に記載の基板処理方法。
[10] 水に可溶性であり、水に溶解するとその表面張力を低下せしめる物質の蒸気を、前 記気体が含有する、請求項 1乃至請求項 9の 、ずれか 1項に記載の基板処理方法。
[11] 前記気体に含有される前の液体の、前記水に溶解するとその表面張力を低下せし める物質が、所定の温度に保温された、請求項 10に記載の基板処理方法。
[12] 前記基板を回転保持する保持部を介して前記水を吸引する工程を備える、請求項 1 乃至請求項 10のいずれか 1項に記載の基板処理方法。
[13] 前記基板の周縁部で前記水を吸引する工程を備える、請求項 1乃至請求項 10のい ずれか 1項に記載の基板処理方法。
[14] 前記気体流は、前記乾燥用気体を前記基板の表面に供給しながら前記基板の中 心側から周縁部側へ移動するように構成された、請求項 1乃至請求項 13の ヽずれか
1項に記載の基板処理方法。
[15] 前記気体流が、前記乾燥用気体を前記基板の表面に供給しながら前記基板の中 心側から周縁部側へ移動するように構成され；
前記水に溶解するとその表面張力を低下せしめる物質の蒸気の前記気体への含 有量が、前記基板の中心側に前記乾燥用気体流があるときよりも前記基板の周縁部 側に前記乾燥用気体流があるときの方が大き 、；
請求項 10に記載の基板処理方法。
[16] 前記気体流の移動により、前記基板に被覆した水を前記基板の中心部から周縁部 側へ徐々に押し出しつつ前記基板を該中心部から周縁部側へ徐々に乾燥させる、 請求項 14又は請求項 15に記載の基板処理方法。
[17] 前記基板の上方から前記基板の上表面に、前記基板の表面の面積に比較して細 い水流を噴きつける工程であって、前記水流の噴きつけ位置は、前記気体流の吹き 付け位置よりも径方向外周側にある、水流噴きつけ工程と； 前記水流を噴きつけつつ、前記気体流の移動に伴い前記水流を前記基板の中心 側から周縁部側へ移動させる工程とを備えた、請求項 14乃至請求項 16の 、ずれか
1項に記載の基板処理方法。
[18] 前記基板の上表面に噴きつける水流の流量が、前記基板の中心側に前記水流が あるときよりも前記基板の周縁部側に前記水流があるときの方が小さい；
請求項 17に記載の基板処理方法。
[19] 前記基板の中心側から周縁部側への前記気体流の移動速度が、前記気体流の移 動開始時よりも前記気体流の移動停止時の方が遅い、請求項 14乃至請求項 18の
V、ずれか 1項に記載の基板処理方法。
[20] 前記水流噴きつけ位置が、前記気体流による干渉を受けな!/、位置である、請求項
16乃至請求項 19のいずれか 1項に記載の基板処理方法。
[21] 前記基板の回転速度が 30rpm以上、 800rpm以下である、請求項 1乃至請求項 2
0の 、ずれか 1項に記載の基板処理方法。
[22] 前記基板の回転速度が、前記基板の中心側に前記水流があるときよりも前記基板 の周縁部側に前記水流があるときの方が小さい；
請求項 16乃至請求項 21のいずれか 1項に記載の基板処理方法。
[23] 前記気体流の吹き付けに先立って前記基板の下表面に水を供給する工程を備え； 前記気体流が移動する際に前記基板の下表面に乾燥用気体を吹き付けるように構 成された；
請求項 14乃至請求項 22のいずれか 1項に記載の基板処理方法。
[24] 前記基板の回転速度を第 1の所定の回転速度にする工程と；
前記水流が前記基板の外周端部に到達したときに前記水流を停止する工程と； 前記気体流が前記基板の外周端部に到達したときに前記気体流の移動を停止す る工程と；
前記気体流が前記基板の外周端部にある状態で前記基板の回転速度を上昇させ 、前記基板の回転速度が前記第 1の所定の回転速度よりも高い第 2の所定の回転速 度に到達したときに前記気体流を停止する工程とを備える；
請求項 17乃至請求項 23のいずれか 1項に記載の基板処理方法。
[25] 前記基板の上表面から前記水を除去した後に、前記基板の下表面を乾燥させるェ 程を備える； 請求項 1乃至請求項 24の 、ずれか 1項に記載の基板処理方法。
[26] 前記基板の下表面を乾燥させる工程において、前記基板の回転速度を変化させる 請求項 25に記載の基板処理方法。
[27] 前記基板の回転速度の変化を、（20 Z3)mdZs2以下の加速度で行う；
請求項 26に記載の基板処理方法。
[28] 基板をほぼ水平に保持して回転させる基板保持部と；
前記基板保持部に保持された基板の上方に配置され、該基板の上側の表面に気 体を供給する上方気体供給ノズルと；
前記基板保持部に保持された基板の上方に配置され、該基板に水を供給する水 供給ノズルであって、前記基板の径方向にぉ ヽて前記上方気体供給ノズルよりも外 側に配置された水供給ノズルと；
前記上方気体供給ノズル及び前記水供給ノズルを基板の中心部側から周縁部側 に移動させる移動機構を備えた；
基板処理装置。
[29] 蒸気として前記気体に含有させる、前記水に溶解するとその表面張力を低下せし める物質を、所定の温度の液体の状態で貯留する恒温槽を備えた；
請求項 28に記載の基板処理装置。
[30] 前記基板保持部に付着した水を吸弓 Iする保持部吸引部を更に備えた；
請求項 28又は請求項 29に記載の基板処理装置。
[31] 前記基板の周縁部から前記水を吸引する周縁吸引部を更に備えた；
請求項 28乃至請求項 30のいずれか 1項に記載の基板処理装置。
[32] 前記保持部吸引部および周縁吸引部は、導電性材料によって形成された導電部を 有し、該導電部は接地されている、請求項 31に記載の基板処理装置。
[33] 前記基板保持部に保持された基板の下方に配置され、該基板の下側の表面に気体 を供給する下方気体供給ノズルを備え；
前記基板保持部は、保持される基板の端部に接触するローラーを有し、前記ローラ 一は保持される基板との接触を保ちつつその軸周りに回転する、請求項 28乃至請 求項 32の 、ずれか 1項に記載の基板処理装置。
[34] 前記基板保持部に保持された基板の下方に配置され、該基板の下側の表面に気 体を供給する下面気体供給ノズルを備え；
前記基板保持部は、前記基板を保持するチャック爪を有する、請求項 28乃至請求 項 32の ヽずれか 1項に記載の基板処理装置。
[35] 前記下面気体供給ノズルは、前記チャック爪に保持された基板のほぼ中心の下方 に配置され、前記下面気体供給ノズルから供給される気体が頂部を下方とする円錐 状に噴射されるように構成された、請求項 34に記載の基板処理装置。
[36] 前記基板保持部に付着した水が保持される基板に飛散しないように前記保持部の 少なくとも一部をカバーするカバーを備えた、請求項 28乃至請求項 35のいずれか 1 項に記載の基板処理装置。
[37] 前記基板の上表面に水を供給する上方リンス水供給ノズルと；
前記基板の下表面に水を供給する下方リンス水供給ノズルとを備えた； 請求項 28乃至請求項 36のいずれか 1項に記載の基板処理装置。
[38] 前記水供給ノズルから供給される水、前記上方リンス水供給ノズルカゝら供給される 水、及び前記下方リンス水供給ノズル力 供給される水の少なくとも 1つが加温された
、請求項 37に記載の基板処理装置。
[39] 前記下方リンス水供給ノズル力 供給される水が加温された、請求項 37に記載の 基板処理装置。
[40] 前記移動機構が、前記上方気体供給ノズル及び前記水供給ノズルを基板の中心 部側から周縁部側に移動させるときに、前記上方気体供給ノズル及び前記水供給ノ ズルの移動開始時の移動速度よりも移動停止時前の移動速度の方が遅くなるように 構成された、請求項 28乃至請求項 39のいずれか 1項に記載の基板処理装置。
[41] 前記基板の回転速度が 30rpm以上、 800rpm以下である、請求項 28乃至請求項 40の 、ずれか 1項に記載の基板処理装置。
[42] 前記基板の中心側に前記水供給ノズルがあるときの前記基板の回転速度よりも前 記基板の周縁部側に前記水供給ノズルがあるときの前記基板の回転速度の方が小 さくなるように前記基板を回転させる制御部を備える；
請求項 28乃至請求項 41のいずれか 1項に記載の基板処理装置。
[43] 前記基板の中心側に前記水供給ノズルがあるときの前記基板に供給される前記水 の流量よりも前記基板の周縁部側に前記水供給ノズルがあるときの前記基板に供給 される前記水の流量の方が小さくなるように前記水供給ノズル力 前記基板に供給さ れる前記水の流量を調節する制御部を備える；
請求項 28乃至請求項 42のいずれか 1項に記載の基板処理装置。
[44] 前記上方気体供給ノズル及び前記水供給ノズルを基板の中心部側から周縁部側 に移動する際に前記基板の回転速度を第 1の所定の回転速度にし、前記水供給ノ ズルが前記基板の外周端部に到達したときに前記水供給ノズルからの前記水の供 給を停止し、前記上方気体供給ノズルが前記基板の外周端部に到達したときに前記 上方気体供給ノズルの移動を停止しつつ前記基板の回転速度を上昇させ、前記基 板の回転速度が前記第 1の所定の回転速度よりも高い第 2の所定の回転速度に到 達したときに前記上方気体供給ノズルからの気体の供給を停止する制御部を備える 請求項 28乃至請求項 43のいずれか 1項に記載の基板処理装置。
[45] 前記基板の回転速度を、（20 w Z3) radZs2以下の加速度で変化させる制御部を備 える； 請求項 28乃至請求項 44の 、ずれか 1項に記載の基板処理装置。
[46] 前記基板を研磨する研磨ユニットと； 前記基板をスクラブ洗浄あるいは超音波洗浄 する洗浄ユニットと； 請求項 28乃至請求項 45の 、ずれか 1項に記載の基板処理装 置とを備えた； 研磨装置。
[47] 前記基板に無電解めつきを施す無電解めつきユニットと；
前記基板をスクラブ洗浄あるいは超音波洗浄する洗浄ユニットと；
請求項 28乃至請求項 45のいずれか 1項に記載の基板処理装置とを備えた； 無電解めつき装置。
[48] 基板を保持して回転させる基板保持部が前記基板をほぼ水平面内で回転し； 前記基板の上方および下方にそれぞれ配置されたリンス水供給ノズルより、前記基 板に水を供給して前記基板の上表面を該水で被覆し； 上方気体供給ノズルを、上方気体供給ノズルより前記基板の上表面に気体を供給 しながら基板中心付近力 外周部に移動し；
同時に、水供給ノズルを、上方気体供給ノズルより、径方向外周方向の位置に、前 記基板の上表面に水を供給しながら移動し、前記基板の上表面の水を除去する動 作を制御する制御システムを備える、基板処理装置。
[49] 基板処理装置に接続されたコンピュータにインストールされ、該コンピュータが該基 板処理装置を制御する制御プログラムであって；
基板に対して平坦化処理又は無電解めつき処理を施す工程と；
前記基板をほぼ水平に保持して該水平面内で回転する工程と；
前記処理を施した前記基板の上表面を水で被覆する工程と；
前記基板の上表面に、前記基板の表面の面積に比較して細い乾燥用気体流を吹 き付ける工程とを備え；
前記乾燥用気体流を吹き付けつつ前記水平面内の回転により前記基板の上表面 から前記水を除去する基板処理方法を用いる前記基板処理装置を制御する； 制御プログラム。
[50] 基板処理装置に接続されたコンピュータにインストールされ、該コンピュータが該基 板処理装置を制御する制御プログラムであって；
基板をほぼ水平に保持して該水平面内で回転する工程と；
前記基板の表面の面積に比較して細い、乾燥用気体流および水流を、前記基板 の上方から前記基板の上表面にふき付ける工程であって、前記気体流および前記 水流を、前記基板の径方向にぉ ヽて前記気体流よりも前記水流が外側に位置するよ うに維持しながら、前記基板の中心側から周縁部側へ移動させる工程とを備えた基 板処理方法を用いる前記基板処理装置を制御する；
制御プログラム。
[51] 基板処理装置に接続されたコンピュータにインストールされ、該コンピュータが該基 板処理装置を制御する制御プログラムであって；
基板をほぼ水平に保持して該水平面内で回転する工程と；
前記基板の上表面を水で被覆する工程と； 前記基板の表面の面積に比較して細い乾燥用気体流を前記基板の上表面に、前 記基板の表面の面積に比較して細い水流を前記基板の上表面に、それぞれふき付 ける工程であって、前記基板の径方向にぉ 、て前記上表面に吹きつける気体流より も前記水流が外側に位置するように維持しながら、前記上表面に吹きつける気体流 ならびに前記水流を、前記基板の中心側から周縁部側へ移動させつつ前記基板の 上表面の水を除去する工程とを備えた基板処理方法を用いる前記基板処理装置を 制御する；
制御プログラム。
[52] 前記基板の中心側に前記水流があるときの前記基板の回転速度よりも前記基板の 周縁部側に前記水流があるときの前記基板の回転速度の方が小さくなるような制御、 及び前記基板の中心側に前記水流があるときの前記水流の流量よりも前記基板の 周縁部側に前記水流があるときの前記水流の流量の方が小さくなるような制御の少 なくとも一方の制御を行う；
請求項 50又は請求項 51に記載の制御プログラム。
[53] 前記気体流の吹き付けに先立って前記基板の下表面に水を供給し、前記気体流 が移動する際に前記基板の下表面に乾燥用気体を吹き付ける制御を行う；
請求項 50乃至請求項 52のいずれか 1項に記載の制御プログラム。
[54] 前記気体流及び前記水流を前記基板の中心部側から周縁部側に移動する際に前 記基板の回転速度を第 1の所定の回転速度にし、前記水流が前記基板の外周端部 に到達したときに前記水流を停止し、前記気体流が前記基板の外周端部に到達した ときに前記気体流の移動を停止しつつ前記基板の回転速度を上昇させ、前記基板 の回転速度が前記第 1の所定の回転速度よりも高い第 2の所定の回転速度に到達し たときに前記気体流を停止する制御を行う；
請求項 50乃至請求項 53のいずれか 1項に記載の制御プログラム。
[55] 前記基板の上表面から前記水を除去した後に、前記基板の下表面を乾燥させるェ 程を備え； 前記基板の下表面を乾燥させる工程において、前記基板の回転速度を (20 π /3) mdZs2以下の加速度で変化させるように構成された； 請求項 49乃至 請求項 54のいずれか 1項に記載の制御プログラム。 請求項 1乃至請求項 27のいずれか 1項に記載の基板処理方法により基板を洗浄す る工程と； 前記基板に半導体デバイスを形成する工程とを備える； 半導体デバイス の製造方法。
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