WO2006137202A1 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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WO2006137202A1
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substrate
nozzle
liquid
supplying
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PCT/JP2006/306534
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Kenji Sekiguchi
Noritaka Uchida
Satoru Tanaka
Hiroki Ohno
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Tokyo Electron Limited
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    • Y10S134/00—Cleaning and liquid contact with solids
    • Y10S134/902—Semiconductor wafer

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for drying a substrate such as a semiconductor wafer after performing a cleaning process.
  • a processing apparatus that holds a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) by a spin chuck, supplies a processing liquid, and cleans it.
  • a processing liquid such as pure water
  • the wafer is rotated, and the wafer is dried by shaking off droplets by centrifugal force.
  • the hydrophobicity of the wafer is strong!
  • particles may be generated on the surface of the wafer after drying.
  • a method of preventing the generation of particles by increasing the supply amount of a drying fluid such as IPA can be considered, but in this case, there is a problem that the cost of the fluid increases.
  • An object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus that can prevent the generation of particles on a substrate after drying and reduce the amount of fluid used for drying. . [0006] In order to solve the above problems, according to the present invention,
  • a substrate processing method is provided, wherein a supply position of the second fluid with respect to the substrate is moved radially outward with respect to a rotation center of the substrate. Is done.
  • This substrate processing method may further include a chemical processing step of processing the substrate with a chemical before the step of processing the substrate with the processing liquid.
  • the supply position of the first fluid to the substrate is moved radially outward with respect to the rotation center of the substrate while rotating the substrate.
  • the liquid film may be formed by moving the film.
  • the drying gas is further supplied to the upper surface of the substrate, and the supply position of the drying gas with respect to the substrate is the second fluid with respect to the substrate.
  • the drying gas supply position and the second fluid supply position are moved radially outward with respect to the rotation center of the substrate while keeping the position closer to the rotation center of the substrate than the supply position.
  • the step of supplying the second fluid may be performed while sucking an atmosphere in the vicinity of the upper surface of the substrate.
  • At least one of the step of forming the liquid film and the step of supplying the second fluid is performed in a state in which the humidity around the substrate is reduced as compared with the step of processing the substrate with the processing liquid. It can be done.
  • Processing the substrate with the processing liquid Supplying a first fluid having higher volatility than the processing liquid to the upper surface of the substrate to form a liquid film;
  • the upper surface of the substrate While rotating the substrate, the upper surface of the substrate has a higher volatility than the processing liquid.
  • the substrate processing method is characterized in that the supply position of the second fluid with respect to the substrate is moved radially outward with respect to the rotation center of the substrate.
  • a recording medium storing a program to be executed.
  • a first fluid supply system that has a first fluid nozzle and supplies a first fluid having higher volatility than the processing liquid from the first fluid nozzle to the upper surface of the substrate;
  • the supply system force supplying the processing liquid to the upper surface of the substrate
  • a substrate processing apparatus is provided.
  • a drying gas for supplying a drying gas to the upper surface of the substrate is provided. It is further equipped with snooze
  • the nozzle moving mechanism keeps the drying gas nozzle and the second fluid nozzle around the rotation center of the substrate while keeping the drying gas nozzle closer to the rotation center of the substrate than the second fluid nozzle.
  • it may be configured to move radially outward.
  • a suction nozzle for sucking the atmosphere near the upper surface of the substrate
  • the nozzle moving mechanism keeps the suction nozzle and the second fluid nozzle relative to the rotation center of the substrate while keeping the suction nozzle farther from the rotation center force of the substrate than the second fluid nozzle. It may be configured to move outward in the radial direction.
  • a humidity adjustment system that adjusts the humidity around the substrate held by the spin chuck may be further provided.
  • the drying gas is, for example, an inert gas or dry air.
  • the treatment liquid is a rinse liquid such as pure water.
  • at least one of the first fluid and the second fluid is diluted with, for example, IPA solution, IPA solution diluted with water, IPA solution mist, IPA solution mist diluted with water, IPA vapor, and water. Selected from the group of IPA solution vapors. That is, in the present invention, the “fluid having higher volatility than the processing liquid” is a concept that has higher volatility than the processing liquid and includes such a liquid vapor in addition to the liquid.
  • a liquid film is formed by supplying a first fluid having higher volatility than the processing liquid to the upper surface of the substrate.
  • a second fluid having higher volatility than the processing liquid is supplied to the upper surface of the substrate.
  • the supply position of the second fluid is moved radially outward with respect to the center of rotation of the substrate. This can prevent particles from being generated on the substrate after drying using the first and second fluids.
  • the drying gas when supplying the second fluid, the drying gas is further supplied to the upper surface of the substrate, and the supply position of the drying gas with respect to the substrate is more rotated than the supply position of the second fluid with respect to the substrate. While keeping them close to the center, both supply positions are moved radially outward with respect to the center of rotation of the substrate.
  • both supply positions are moved radially outward with respect to the center of rotation of the substrate.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a horizontal sectional view showing a main part of the substrate processing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view for explaining the arrangement of fluid nozzles in the liquid film forming step in the substrate processing apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view for explaining the operation of the fluid nozzle and the drying gas nozzle in the drying process in the substrate processing apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view for explaining the operation of the fluid nozzle and the drying gas nozzle in the drying process in the substrate processing apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a plan view for explaining the positional relationship between a fluid nozzle and a drying gas nozzle in another embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view for explaining a difference in opening size (shape) between a fluid nozzle and an inert gas nozzle in another embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic view showing an embodiment of a substrate processing apparatus including a fluid heater and a drying gas heater according to the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view for explaining operations of a suction nozzle, a fluid nozzle, and a drying gas nozzle in another embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view for explaining an arrangement relationship of a suction nozzle, a fluid nozzle, and a drying gas nozzle in another embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view for explaining the operation of the fluid nozzle and the drying gas nozzle in the drying process in another embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic view showing an embodiment of a substrate processing apparatus including a humidity control system according to the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic view showing another embodiment of a substrate processing apparatus including a humidity control system according to the present invention.
  • a spin chuck 3 that holds the wafer W substantially horizontally and rotates the wafer W is provided in the processing container 2 of the substrate processing apparatus 1 that is effective in the present embodiment.
  • DHF dilute hydrofluoric acid
  • a liquid nozzle 5 is provided to supply pure water (DIW) as a rinse liquid (treatment liquid).
  • DIW pure water
  • the liquid nozzle 5 is supported by the first support arm 6.
  • IPA isopropyl alcohol
  • N nitrogen
  • a drying gas nozzle 13 for supplying an inert gas is provided.
  • the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 are supported by a second support arm 15.
  • a controller 16 having a CPU for controlling each part of the substrate processing apparatus 1 is provided.
  • the processing container 2 is provided with a loading / unloading port 17 for loading / unloading Ueno and W into / from the internal processing space S.
  • a loading / unloading port 17 for loading / unloading Ueno and W into / from the internal processing space S.
  • three holding members 18 are provided on the upper portion of the spin chuck 3, and these holding members 18 are in contact with the three peripheral edges of the wafer W, respectively.
  • the wafer W is held almost horizontally.
  • a motor 20 for rotating the spin chuck 3 via a vertical rotating shaft is attached to the lower part of the spin chuck 3! / By rotating the spin chuck 3 with this motor 20, the wafer W can be rotated in the horizontal plane integrally with the spin chuck 3 with the center Po of the wafer W as the rotation center.
  • the driving of the motor 20 is controlled by the controller 16.
  • the first support arm 6 is disposed above the wafer W supported by the spin chuck 3.
  • the base end portion of the support arm 6 is supported so as to be movable along a guide rail 31 arranged substantially horizontally.
  • a drive mechanism 32 that moves the support arm 6 along the guide rail 31 is provided. As shown in FIG. 2, as the support arm 6 is moved by driving the drive mechanism 32, the liquid nozzle 5 can move to the outside of the wafer W in the radial direction with respect to the rotation center Po of the wafer W. It has become.
  • the drive of the drive mechanism 32 is controlled by the controller 16 (FIG. 1).
  • the liquid nozzle 5 is attached to the lower end of a lifting shaft 36 that also projects a lifting mechanism 35 force fixed to the tip of the support arm 6.
  • the elevating shaft 36 can be moved up and down by the elevating mechanism 35, so that the liquid nozzle 5 is raised and lowered to an arbitrary height. It has become so.
  • the driving of the lifting mechanism 35 is controlled by the controller 16.
  • the liquid nozzle 5 is connected to a chemical liquid (DHF) supply source 41 via a chemical liquid supply path 42 and is connected to a rinse liquid (DIW) supply source 43 via a rinse liquid supply path 44.
  • On-off valves 45 and 46 are interposed in the chemical liquid supply path 41 and the rinse liquid supply path 44, respectively.
  • the opening / closing operation of each open / close valve 45, 46 is controlled by the controller 16.
  • the liquid nozzle 5, the chemical liquid supply source 41, the chemical liquid supply path 42, and the on-off valve 45 constitute a chemical liquid supply system.
  • the liquid nozzle 5, the rinse liquid supply source 43, the rinse liquid supply path 44, and the open / close valve 46 constitute a rinse liquid (treatment liquid) supply system.
  • the second support arm 15 is disposed above the wafer W supported by the spin chuck 3.
  • the base end portion of the support arm 15 is supported so as to be movable along a guide rail 51 arranged substantially horizontally.
  • a drive mechanism 52 that moves the support arm 15 along the guide rail 51 is provided.
  • a nozzle moving mechanism for moving the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 in the horizontal direction is configured. As shown in FIG. 2, as the support arm 15 is driven by the drive mechanism 52, the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 move radially to the outside of the wafer W in the radial direction with respect to the rotation center Po. It has become possible to do.
  • the drive of the drive mechanism 52 is controlled by the controller 16 (FIG. 1).
  • an elevating mechanism 55 having an elevating shaft 54 is fixed to the tip of the second support arm 15.
  • the lifting shaft 54 is disposed so as to protrude below the lifting mechanism 55, and the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 are attached to the lower end of the lifting shaft 54.
  • the elevating shaft 54 is expanded and contracted by driving of the elevating mechanism 55, whereby the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 are vertically raised and lowered.
  • the drive of the lifting mechanism 55 is controlled by the controller 16. That is, the controller 16 controls the drive of the drive mechanism 52 to move the support arm 15, the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 in the horizontal direction (nozzle movement direction D) and to drive the lifting mechanism 55.
  • the vertical position of the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 is adjusted to be controlled.
  • the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 are arranged in a radial direction (nozzle movement direction D) opposite to the liquid nozzle 5 with respect to the rotation center Po of the wafer W.
  • common Are arranged adjacent to each other. That is, along the nozzle moving direction D, the drying gas nozzle 13 is arranged closer to the rotation center Po of the wafer W than the fluid nozzle 12 (strictly speaking, from the rotation center Po of the fluid nozzle 12). In the state where the radial position of is closer than the distance between nozzles 12 and 13 (see Fig. 3), this is the opposite relationship).
  • the fluid nozzle 12 is connected to a fluid supply source 66 such as a tank for storing the IPA liquid via a fluid supply path 67.
  • a fluid supply source 66 such as a tank for storing the IPA liquid via a fluid supply path 67.
  • An opening / closing valve 68 is interposed in the fluid supply path 67. The opening / closing operation of the opening / closing valve 68 is controlled by the controller 16.
  • the fluid nozzle 12, the fluid supply source 66, the fluid supply path 67, and the on-off valve 68 constitute a fluid supply system.
  • the drying gas nozzle 13 is connected to an inert gas (N) supply source 71 via an inert gas supply path 72.
  • An opening / closing valve 73 is interposed in the inert gas supply path 72.
  • the opening / closing operation of the opening / closing valve 73 is controlled by the controller 16.
  • the gas nozzle 13, the gas supply source 71, the gas supply path 72, and the on-off valve 73 constitute a drying gas supply system.
  • Each functional element of the substrate processing apparatus 1 is connected via a signal line to a controller 16 that automatically controls the operation of the entire substrate processing apparatus 1.
  • the functional element is, for example, for executing a predetermined process such as the motor 20, the drive mechanism 32, the lifting mechanism 35, the driving mechanism 52, the lifting mechanism 55, the opening / closing valves 45, 46, 68, 73 described above. It means all elements that operate.
  • the controller 16 is typically a general-purpose computer that can realize an arbitrary function depending on a program to be executed.
  • the controller 16 is read through an arithmetic unit 16a having a CPU (central processing unit), an input / output unit 16b connected to the arithmetic unit 16a, and the input / output unit 16b. And a recording medium 16c storing a control program.
  • the recording medium 16c records a control program that is executed by the controller 16 to cause the substrate processing apparatus 1 to perform a predetermined substrate processing method to be described later.
  • the controller 16 realizes various processing conditions (for example, the rotational speed of the motor 20) defined for each functional element of the substrate processing apparatus 1 by a predetermined processing recipe.
  • the chemical solution processing step, the rinse processing step, the liquid film forming step, and the drying step are sequentially performed. It has become.
  • the recording medium 16c may be fixedly provided in the controller 16. Alternatively, the recording medium 16c may be detachably attached to a reading device (not shown) provided in the controller 16 and readable by the reading device.
  • the most typical recording medium 16c is a hard disk drive that is installed with a control program S by a serviceman of the manufacturer of the substrate processing apparatus 1.
  • the other recording medium 16c is a removable disk such as a CD-ROM or DVD-ROM in which a control program is written. Such a removable disk is read by an optical reading device (not shown) provided in the controller 16.
  • the recording medium 16c may be of any format of RAM (random access me 1110) or 1 ⁇ 0] ⁇ 06 & (1 only memory).
  • the recording medium 16c may be a cassette type ROM.
  • any recording medium known in the computer technical field can be used as the recording medium 16c.
  • a control program may be stored in a management computer that controls the controller 16 of each substrate processing apparatus 1 in an integrated manner.
  • each substrate processing apparatus 1 is operated by a management computer via a communication line and executes a predetermined process.
  • the wafer W is loaded into the processing container 2, and the wafer W is held by the spin chuck 3 as shown in FIG.
  • the first and second support arms 6 and 15 are retracted to a standby position located outside the spin chuck 3 as shown by a two-dot chain line in FIG. .
  • the spin chuck is rotated by driving the motor 20 shown in FIG. 1, and the rotation of the wafer W is started.
  • the chemical treatment process is started.
  • the first support arm 6 is moved so that the liquid nozzle 5 is positioned on the rotation center Po of the wafer W, as indicated by a one-dot chain line in FIG.
  • the chemical solution is supplied from the liquid nozzle 5 toward the rotation center Po of the wafer W.
  • the chemical solution supplied to the rotation center Po diffuses over the entire upper surface of the wafer W by centrifugal force. As a result, a liquid film of chemical solution is formed on the upper surface of the wafer W. Is formed.
  • the rotation speed of the wafer W when supplying the chemical solution is about 500 rpm, for example.
  • supply of the chemical solution from the liquid nozzle 5 is stopped.
  • the upper surface of the wafer W is treated with a liquid film of a chemical solution by leaving it for a predetermined time.
  • this chemical treatment is performed, the upper surface of the wafer W is strengthened more than before the hydrophobic chemical treatment.
  • the rinse treatment step is performed.
  • pure water is supplied from the liquid nozzle 5 toward the rotation center Po of the wafer W while rotating the wafer W.
  • the supplied pure water is diffused over the entire upper surface of the wafer W by centrifugal force.
  • the chemical solution adhering to the upper surface of the wafer W is washed away from the wafer W with pure water.
  • the rotation speed of the wafer W during the rinsing process is higher than that during the supply of the chemical solution.
  • a liquid film forming process for forming a liquid film of the IPA liquid on the wafer W is performed.
  • the second support arm 15 is moved so that the fluid nozzle 12 is positioned on the rotation center Po of the wafer W, as indicated by a one-dot chain line in FIG.
  • the IPA liquid (first fluid) is supplied from the fluid nozzle 12 toward the rotation center Po of the wafer W rotating at a predetermined rotation speed.
  • the supplied IPA liquid is diffused over the entire upper surface of the wafer W by centrifugal force, and an IPA liquid film is formed on the entire upper surface of the wafer W.
  • the rotation speed of the wafer W in the liquid film forming step is preferably about 300 rpm, for example, slower than the rinsing process.
  • the supply position Sf of the IPA liquid from the fluid nozzle 12 with respect to the upper surface of the wafer, the supply position Sn and the force of nitrogen gas from the drying gas nozzle 13, and the radius from the rotation center Po of Ueno and W Move outward in the direction.
  • the supply of the IPA liquid and the supply of the nitrogen gas may be started simultaneously! For example, when the fluid nozzle 12 moves onto the rotation center Po of the wafer W, supply of the IPA liquid and nitrogen gas is started, whereby supply of the IPA liquid is started from the rotation center Po of the wafer W, and the nozzle movement direction
  • the supply of nitrogen gas may be started at a position slightly shifted backward from the rotation center Po with respect to the movement direction with respect to D.
  • Nitrogen gas supply starts when the drying gas nozzle 13 moves onto the rotation center Po of the wafer W after the supply of the IPA liquid is started, and supply of nitrogen gas starts from the rotation center Po of the wafer W. You may be allowed to.
  • both the IPA liquid and the nitrogen gas supply may be started at a position slightly shifted backward from the rotation center Po with respect to the nozzle movement direction D.
  • the IPA liquid supplied to the upper surface of the rotating wafer W flows toward the outer side in the radial direction of the wafer W by centrifugal force. While the supply position Sf of the IPA liquid moves in the nozzle movement direction D, the supply position Sn of the drying gas is adjacent to the supply position Sf of the IPA liquid, and the supply position S is also rotated by Weno and W. It is kept close to the center Po. At that time, the supply position Sn of the nitrogen gas is between the rotation center Po and the supply position Sf. Therefore, the IPA liquid supplied to the upper surface of the wafer W is immediately pushed away by the nitrogen gas, and the drying of the wafer W is promoted.
  • the wafer W can be efficiently dried with a small amount of IPA solution, and the amount of IPA solution used can be suppressed. Furthermore, since the oxygen concentration that is the cause of the watermark can be reduced, the occurrence of the watermark can be prevented.
  • the rotation speed of the wafer W in the drying process is, for example, about 500 rpm to 800 rpm, and the movement speed in the movement direction D of the supply position Sf of the IPA liquid and the supply position Sn of the nitrogen gas is, for example, about 150 mmZsec.
  • the rotational speed of the wafer W may be changed according to the radial position of the supply positions Sf and Sn with respect to the wafer W. For example, supply position S When f and Sn are located radially inside the wafer W, the rotational speed may be increased, and when f and Sn are located radially outward, the rotational speed may be decreased.
  • the rotation speed of the wafer W is set to about 800 rpm, and the supply positions Sf and Sn are If it is on the outer side, the rotation speed of the wafer W may be about 500 mm.
  • the moving speed of the supply positions Sf, Sn in the nozzle movement direction D may be changed according to the radial position of the supply positions Sf, Sn with respect to the wafer W.
  • the moving speed may be increased when the supply positions Sf and Sn are located on the radially inner side of the wafer W, and the moving speed may be decreased when the supplied positions Sf and Sn are located on the radially outer side.
  • the moving speed of the supply positions Sf and Sn is set to about 7 mmZsec.
  • the moving speed may be about 3 mmZsec.
  • the supply position Sf of the IPA liquid reaches the periphery of the wafer W
  • the supply of the IPA liquid from the fluid nozzle 12 is stopped.
  • the nitrogen gas supply position Sn reaches the periphery of the wafer W
  • the supply of the nitrogen gas from the drying gas nozzle 13 is stopped.
  • the supply position Sn of the nitrogen gas may be temporarily stopped on the periphery of the wafer W, and supply may be stopped after the nitrogen gas is continuously supplied to the periphery for a while. In this way, it can be dried more reliably.
  • a liquid film of the IPA liquid (first fluid) is formed on the upper surface of the wafer W, whereby pure water adhering to the upper surface of the wafer W is formed. Water can be reliably taken into the IPA solution. Further, by covering with a liquid film, it is possible to prevent the upper surface of the wafer W, particularly the peripheral edge of the upper surface from being naturally dried, and to prevent generation of particles on the upper surface of the wafer W. Even when the upper surface of the wafer W is highly hydrophobic, it is possible to effectively prevent the occurrence of partitioning.
  • the direction of force is shifted radially outward from the rotation center Po of the wafer W.
  • the IPA liquid (second fluid) By supplying the IPA liquid (second fluid) to the wafer W while moving the supply position Sf in the moving direction D, the liquid film of the IPA liquid (first fluid) that has taken in pure water is washed away and removed. The Thereby, the upper surface of the wafer W can be efficiently dried without unevenness.
  • the nitrogen gas for drying at the supply position Sn behind the beam in the movement direction D the liquid (mainly IPA liquid) remaining on the wafer W is transferred to the periphery. It is possible to promote the drying of the wafer W by pushing it away. As a result, the amount of the IPA liquid for drying (second fluid) can be relatively reduced.
  • the generation of particles due to the difference in volatility between IPA and pure water can be prevented, and the quality of Ueno and W can be improved.
  • the substrate is not limited to a semiconductor wafer, but may be another glass substrate for LCD, a CD substrate, a printed substrate, a ceramic substrate, or the like.
  • the present invention is not limited to a powerful one, and various treatments are performed. Applicable to.
  • the type of chemical used in the chemical treatment process is not limited to the one for cleaning the wafer W.
  • the chemical treatment process may be a process in which an etching chemical such as HF (hydrogen fluoride) is supplied to the wafer W to perform the etching treatment.
  • a resist removing process or a process of removing an etching residue may be used.
  • a scrubber such as a brush or sponge may be brought into contact with the wafer W and cleaned, followed by a rinsing process, a liquid film forming process, and a drying process.
  • the force treatment liquid exemplified by pure water as the rinse liquid as the treatment liquid is not limited to a powerful one.
  • the chemical liquid and the rinsing liquid are supplied from the same liquid nozzle 5, it is needless to say that these liquids may be supplied from different nozzle forces.
  • the nozzle for supplying the chemical liquid and the nozzle for supplying the rinse liquid may be supported by different support arms. Further, the nozzle for supplying the rinsing liquid may be supported on the same support arm 15 as the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13.
  • the liquid film forming step the case where the IPA liquid (first fluid) is supplied to the rotation center Po of the wafer W and the liquid film is formed using the centrifugal force generated by the rotation of the wafer W will be described.
  • the liquid The method for forming the film is not limited to a powerful method.
  • the supply position of the IP A liquid may be moved on the wafer W between the rotation center Po and the peripheral edge of the wafer W while rotating the wafers W.
  • a liquid film can be suitably formed.
  • the IPA liquid supply position may be moved only once in the radial direction with respect to the rotation center Po! It may be reciprocated one or more times.
  • the movement speed of the supply position of the IPA liquid (first fluid) in the liquid film forming process is preferably faster than the movement speed of the supply position Sf of the IPA liquid (second fluid) in the drying process. If it does so, a liquid film can be formed rapidly.
  • the moving speed of the IPA liquid supply position is, for example, about 150 mmZsec
  • the rotation speed of the wafer W is, for example, about 300 rpm. It is preferable that the rotation speed of the wafer W in the liquid film forming process is lower than the rotation speed of the wafer W in the drying process. Then, the liquid film is surely formed without being broken by centrifugal force.
  • the wafer W can be quickly dried by increasing the rotation speed.
  • the first fluid and the second fluid having higher volatility than the rinse liquid (treatment liquid) are not limited to the IPA liquid.
  • the first fluid and the second fluid instead of the IPA solution, for example, an IPA solution containing IPA diluted with pure water or the like may be used. . In that case, the amount of the drying fluid used can be reduced, and the cost can be further reduced.
  • the drying fluid may be liquid, mist, jet, or gaseous.
  • IPA solution mist, IPA solution mist, IPA vapor, or IPA solution vapor (mixed vapor mixture of IPA vapor and water vapor) may be used as the drying fluid.
  • drying fluid a mixture of such mist or steam with a gas such as nitrogen gas may be used as the drying fluid.
  • a gas such as nitrogen gas
  • the drying fluid for example, an organic solvent such as HFE (hydrofluoroether) or acetone, or a liquid containing a surfactant may be used. You may use what you did. Even when these fluids are used as the second fluid, drying can be promoted by simultaneously supplying a drying gas such as nitrogen gas, so that the amount of the second fluid used can be reduced. , Low cost can be achieved.
  • the first fluid and the second fluid may not be the same fluid.
  • the first fluid The concentration of IPA in the IPA solution used as the second fluid may be different from the concentration of IPA in the IPA solution used as the second fluid.
  • the first fluid and the second fluid may be in different states (phases).
  • a liquid such as an IPA liquid may be used as the first fluid
  • a gas such as IPA vapor or a mist such as an IPA liquid may be used as the second fluid.
  • first fluid and the second fluid are supplied from the single fluid nozzle 12 may be supplied with different nozzle forces.
  • a first fluid nozzle that supplies a first fluid and a second fluid nozzle that supplies a second fluid are each supported by a support arm 15, and the first fluid nozzle and the second fluid nozzle The fluid nozzle and the drying gas nozzle 13 may be moved physically.
  • a two-fluid nozzle may be used as the nozzle for supplying the drying fluid.
  • a liquid such as an IPA liquid or IPA solution
  • a gas such as nitrogen gas
  • the IPA liquid or IPA solution is a jet made up of countless particulate droplets.
  • the droplets can be ejected while being accelerated by the gas.
  • the structure of the two-fluid nozzle is not limited to the internal mixing type, and may be, for example, an external mixing type structure in which liquid and gas are mixed outside.
  • the nitrogen gas supply position Sn drying gas nozzle 13
  • the IPA liquid (second fluid) supply position Sf fluid nozzle 12) to the wafer W. It is located in front of the rotation direction (CCW) of W.
  • the IPA liquid and nitrogen gas supply areas from the nozzles 12 and 13 are indicated by circles Af and An on the
  • the straight line Ln is an angle ⁇ less than 90 ° in the direction of rotation of the straight line Lf force Ueno, W. It is shifted by n.
  • nitrogen gas drying gas
  • the IPA liquid second fluid
  • the opening dimension Bn of the drying gas nozzle 13 is larger than the opening dimension Bf of the fluid nozzle 12 in a direction perpendicular to the nozzle movement direction D (here, in particular, a direction parallel to the surface of the wafer W). It is what I did. Specifically, the fluid nozzle 12 has a circular opening 12a, whereas the drying gas nozzle 13 has a rectangular opening 13a having a long side longer than the diameter of the circular opening 12a.
  • the size of the drying gas supply region An is set to be larger than the size of the second fluid (IPA liquid or the like) supply region Af. In this way, the nitrogen gas can be sufficiently supplied to the rear of the supply position Sf in the movement direction D, and the IPA liquid can be effectively swept away by the nitrogen gas. Thereby, the wafer W can be efficiently and reliably dried.
  • the drying gas in the drying step is not limited to nitrogen, and may be another inert gas.
  • the powerful drying gas is not limited to the inert gas, and may be air, for example.
  • the second fluid (IPA liquid or the like) supplied to the upper surface of the wafer W can be pushed away, and the drying of the wafer W can be promoted.
  • the drying gas may be a gas whose humidity is forcibly reduced from the normal state, such as dry air. By doing so, the humidity in the vicinity of the upper surface of the wafer W can be reduced, the evaporation of the liquid such as the IPA liquid adhering to the wafer W can be promoted, and the drying of the wafer W can be promoted more effectively.
  • the humidity of the drying gas is, for example, lgZm 3 or less in absolute humidity.
  • This embodiment includes a fluid heater 67 a that heats the second fluid (IPA liquid or the like) to be supplied from the fluid nozzle 12, and a drying gas heater that heats the drying gas to be supplied from the drying gas nozzle 13.
  • 72a is further provided.
  • the fluid heater 67 a is interposed in the fluid supply path 67 and is controlled by the controller 16.
  • the drying gas heater 72 a is interposed in the inert gas supply path 72 and is controlled by the controller 16.
  • the fluid heater may be provided in the tank of the fluid supply source 66.
  • the evaporation of the first fluid and the second fluid supplied to the wafer W is promoted.
  • the wafer W can be dried more efficiently.
  • the drying gas nozzle 13 Even if the drying gas heated forcibly from room temperature is supplied, the evaporation of the first fluid and the second fluid supplied to the wafer W is promoted, and the wafer W can be dried more efficiently. I'll do it.
  • This embodiment further includes a suction nozzle 80 for sucking the atmosphere in the vicinity of the upper surface of the wafer W.
  • a suction nozzle 80 having a suction port 80a is attached to the support arm 15 so as to move integrally with the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13.
  • the suction port 80a of the suction nozzle 80 is adjacent to the IPA liquid supply position Sf, and the supply position It is maintained farther from the center of rotation Po of Ueno and W than Sf.
  • a suction device such as a pump (not shown) is connected to the suction nozzle 80, and the suction operation by the suction nozzle 80 is controlled by controlling the operation of the powerful suction device by the controller 16. .
  • the center position of the suction port 80a of the suction nozzle 80 with respect to the wafer W is greater than the supply position Sf (fluid nozzle 12) of the second fluid (IPA liquid etc.) with respect to the wafer W. Is also positioned in front of the rotation direction (CCW) of the wafer W.
  • the supply areas of the second fluid and the drying gas from the nozzles 12 and 13 are respectively shown by circles Af and An, and the supply areas Af and An The centers of are the supply positions Sf and Sn, respectively.
  • the straight lines connecting the second fluid supply position Sf and the center of the suction port 80a and the rotation center Po of the wafer W are Lf and La, respectively, the straight line La extends from the straight line Lf to the rotation direction of the wafer W.
  • the angle is less than ⁇ a. to this Therefore, the atmosphere above the second fluid supplied from the fluid nozzle 12 to the upper surface of the wafer W is sucked immediately from the preceding suction port 80a not only in the radial direction but also in the rotation direction of the wafer W. Can do. Accordingly, it is possible to effectively prevent moisture in the processing space S from being dissolved in the IPA liquid supplied to the wafer W.
  • the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 are supported by one support arm 15, and the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 are moved integrally with the support arm 15. Force The fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 may be supported by different support arms.
  • the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 are moved in the same movement direction D with respect to the wafer W.
  • Fluid Fluid nozzle 12 and drying The gas nozzle 13 may be moved in different directions.
  • the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 are supported by different support arms, respectively, with respect to the embodiment shown in FIGS.
  • the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 are supported by different support arms, respectively, with respect to the embodiment shown in FIGS.
  • the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 are moved in different radial directions. Specifically, a support arm that supports the fluid nozzle 12 and a support arm that supports the drying gas nozzle 13 are individually provided. In the drying process, the support arms are moved 180 degrees in different radial directions under the control of the controller 16 (FIG. 1). As a result, the fluid nozzle 12 and the drying gas nozzle 13 are moved outward in the radial direction, which is 180 degrees different from the rotation center P force of the wafer W, respectively. Again, dry
  • the drying gas supply position Sn is at the second fluid supply position S.
  • the distance between the supply position Sn of the drying gas and the rotation center P is always shorter than the distance o between the supply position Sf of the second fluid and the rotation center P.
  • the fluid nozzle 12 is divided into the two fluid nozzles, the first fluid nozzle and the second fluid nozzle. Even when the nozzles are divided or when the suction nozzle 80 shown in FIG. 8 is provided, any nozzle may be supported by different support arms. It is also possible to move arbitrary nozzles in different directions.
  • This embodiment further includes a humidity controller 85 attached to the ceiling of the processing container 2 as a humidity control system for adjusting the humidity around the wafer W held by the spin chuck 3.
  • the humidity controller 85 is configured to adjust the humidity of the entire processing space S in the processing container 2.
  • a humidity control system 100 is constructed by supplying a gas whose humidity is adjusted from the top to the processing space S in the processing container 2 and exhausting it from the bottom.
  • the humidity control system 100 of this embodiment includes a gas supply container 91 that supplies an inert gas for humidity control into the processing container 2. .
  • the gas supply container 91 is provided on the ceiling of the processing container 2.
  • a rectifying plate 93 having a plurality of gas supply ports 94 is provided between the gas supply container 91 and the processing container 2.
  • the gas supply ports 94 are formed so as to be uniformly distributed throughout the current plate 93.
  • the gas supply container 91 is connected to a gas supply source 96 through a gas introduction path 95.
  • the gas introduction path 95 is provided with a humidity adjusting mechanism 92 that adjusts the humidity of the inert gas supplied from the gas supply source 96.
  • the humidity adjusting mechanism 92 is controlled by the control command of the controller 16 and can adjust the moisture content in the inert gas to an arbitrary value.
  • the inert gas supplied from the gas supply container 91 into the processing container 2 is supplied into the upper space W processing space S held by the spin chuck 3 and the exhaust provided in the lower part of the processing container 2. Exhausted through mouth 98 The Thereby, a down flow of the inert gas whose humidity is adjusted is formed in the processing space S, and the humidity in the processing space S can be suitably controlled.
  • the humidity adjusting gas supplied from the gas supply source 96 is not limited to an inert gas, and may be other gases such as air. Even when air is used in this way, the humidity of the processing space S can be suitably controlled.
  • the temperature in the clean room in which the substrate processing apparatus is installed is room temperature (about 23 ° C), and the relative humidity is about 40% to 45%. Then, the humidity in the processing space S in at least one of the liquid film forming step and the drying step may be made lower than the relative humidity in the clean room. Then, the drying performance of the wafer W can be further improved.
  • the humidity in the processing space S may be about 25% or less (relative humidity at about 23 ° C.), for example.
  • the absolute humidity force in the processing space S for example, about 5 gZm 3 or less may be used.
  • the adjustment of the humidity in the processing space S is not limited to the case where it is performed only in at least one of the liquid film forming step and the drying step.
  • the humidity of the processing space S may be adjusted even during the chemical treatment process or the rinse treatment process. Further, the humidity of the processing space S may be constantly adjusted.

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Abstract

　基板（Ｗ）を純水等の処理液によって処理する。次に、流体ノズル（１２）から基板（Ｗ）の上面に処理液よりも揮発性が高い第１の流体を供給して液膜を形成する。次に、基板（Ｗ）を回転させながら、流体ノズル（１２）から基板（Ｗ）の上面に処理液よりも揮発性が高い第２の流体を供給する。その際、基板（Ｗ）に対する第２の流体の供給位置（Ｓｆ）を、基板（Ｗ）の回転中心（Ｐｏ）から半径方向外側に移動させる。これにより、第１および第２の流体を用いて乾燥させた後の基板（Ｗ）にパーティクルが発生することを防止できる。

Description

明 細 書
基板処理方法および基板処理装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板に対して洗浄処理等を行った後、これを 乾燥させるための基板処理方法および基板処理装置に関する。
背景技術
[0002] 例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」 という。）をスピンチャックによって保持し、処理液を供給して洗浄する処理装置が用 いられている。かかる装置を用いた洗浄工程では、ウェハに純水等の処理液を供給 した後、ウェハを回転させ、遠心力により液滴を振り切ることにより、ウェハを乾燥させ る処理が行われている。
[0003] 従来、ウェハを乾燥させる方法として、ウェハを回転させながらウェハに IPA (イソプ 口ピルアルコール)蒸気を吹き付ける、霧状の IPAを吹き付ける、 IPA液を供給する 等の方法がある。また、ウェハの回転中心から半径方向外側に向力つて移動するノズ ルからウェハに対して純水を供給しつつ、純水の供給位置より回転中心に近い位置 で IPA等の蒸気を吹き付けることにより、ウェハを乾燥させる方法もある（特開平 11 233481号公報、特開 2003— 197590号公報）。
[0004] し力しながら、従来の処理方法にあっては、ウェハの疎水性が強!、場合、乾燥後の ウェハの表面にパーティクルが発生することがあった。特に大口径ウェハにおいて、 ウェハの周縁部付近に発生するパーティクル (薬液などの析出によって生じる筋状の ウォーターマーク等)を抑制することが難しい。また、 IPA等の乾燥用の流体の供給 量を増加させることで、パーティクルの発生を防止する方法が考えられるが、その場 合、流体のコストが高くなる問題がある。
発明の開示
[0005] 本発明の目的は、乾燥後の基板にパーティクルが発生することを防止でき、かつ、 乾燥用の流体の使用量を低減できるような基板処理方法および基板処理装置を提 供することにある。 [0006] 上記課題を解決するため、本発明によれば、
処理液によって基板を処理する工程と、
前記基板の上面に前記処理液よりも揮発性が高い第 1の流体を供給して液膜を形 成する工程と、
前記基板を回転させながら、前記基板の上面に前記処理液よりも揮発性が高い第 2の流体を供給する工程と、
を備え、
前記第 2の流体を供給する工程において、前記基板に対する前記第 2の流体の供 給位置を、前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移動させる、ことを特徴と する基板処理方法が提供される。
[0007] この基板処理方法にあっては、前記処理液によって前記基板を処理する工程の前 に、前記基板を薬液によって処理する薬液処理工程をさらに備えていても良い。
[0008] 前記液膜を形成する工程にお!ヽて、前記基板を回転させながら、前記基板に対す る前記第 1の流体の供給位置を、前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移 動させることにより、前記液膜を形成するようにしても良 、。
[0009] 前記第 2の流体を供給する工程において、前記基板の上面に乾燥用ガスをさらに 供給するとともに、前記基板に対する前記乾燥用ガスの供給位置が前記基板に対す る前記第 2の流体の供給位置よりも前記基板の回転中心に近くなるように保ちつつ、 前記乾燥用ガスの供給位置および前記第 2の流体の供給位置を前記基板の回転中 心に対して半径方向外側へ移動させるようにしても良い。
[0010] 前記第 2の流体を供給する工程は、前記基板の上面近傍の雰囲気を吸引しながら 行われるようにしても良い。
[0011] 前記液膜を形成する工程と前記第 2の流体を供給する工程の少なくとも一方は、前 記処理液によって基板を処理する工程よりも前記基板の周囲の湿度を減少させた状 態で行われるようにしても良 、。
[0012] また、本発明によれば、
基板処理装置の制御器によって実行可能なプログラムであって、
処理液によって基板を処理する工程と、 前記基板の上面に前記処理液よりも揮発性が高い第 1の流体を供給して液膜を形 成する工程と、
前記基板を回転させながら、前記基板の上面に前記処理液よりも揮発性が高い第
2の流体を供給する工程と、
を備え、
前記第 2の流体を供給する工程において、前記基板に対する前記第 2の流体の供 給位置を、前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移動させる、ことを特徴と する基板処理方法を実行するプログラムを格納した記録媒体が提供される。
[0013] さらに本発明によれば、
(a)基板を保持してこれを回転させるスピンチャックと、
(b)このスピンチャックに保持された前記基板の上面に処理液を供給する処理液供 給システムと、
(c)第 1の流体ノズルを有し、この第 1の流体ノズルから、前記処理液よりも揮発性 が高い第 1の流体を前記基板の上面に供給する第 1の流体供給システムと、
(d)第 2の流体ノズルを有し、この第 2の流体ノズルから、前記処理液よりも揮発性 が高い第 2の流体を前記基板の上面に供給する第 2の流体供給システムと、
(e)前記第 2の流体ノズルを前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移動さ せるノズル移動機構と、
(f)制御器であって、
前記供給システム力 前記基板の上面に前記処理液を供給し、
前記第 1の流体ノズルから前記基板の上面に前記第 1の流体を供給し、 前記スピンチャックによって前記基板を回転させると共に前記ノズル移動機構によ つて前記第 2の流体ノズルを移動させながら、前記第 2の流体ノズルから前記基板の 上面に前記第 2の流体を供給するよう、
前記スピンチャック、前記処理液供給システム、前記第 1の流体供給システム、第 2 の流体供給システム、および前記ノズル移動機構を制御する制御器と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置が提供される。
[0014] この基板処理装置にあっては、前記基板の上面に乾燥用ガスを供給する乾燥用ガ スノズノレをさらに備え、
前記ノズル移動機構は、前記乾燥用ガスノズルが前記第 2の流体ノズルよりも前記 基板の回転中心に近くなるように保ちつつ、前記乾燥用ガスノズルおよび前記第 2の 流体ノズルを前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移動させるように構成さ れていても良い。
[0015] また、前記基板の上面近傍の雰囲気を吸引する吸引ノズルをさらに備え、
前記ノズル移動機構は、前記吸引ノズルが前記第 2の流体ノズルよりも前記基板の 回転中心力 遠くなるように保ちつつ、前記吸引ノズルおよび前記第 2の流体ノズル を前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移動させるように構成されて ヽても 良い。
[0016] また、前記スピンチャックに保持された前記基板の周囲の湿度を調節する湿度調節 システムをさらに備えて ヽても良 、。
[0017] 前記乾燥用ガスは、例えば不活性ガスやドライエアーである。また、前記処理液は 、例えば純水等のリンス液である。さらに、前記第 1の流体と第 2の流体の少なくとも 一方は、例えば、 IPA液、水で希釈した IPA溶液、 IPA液のミスト、水で希釈した IPA 溶液のミスト、 IPA蒸気、および水で希釈した IPA溶液の蒸気よりなる群カゝら選択され る。すなわち、本発明において「処理液よりも揮発性が高い流体」とは、処理液よりも 揮発性が高!、液体の他、そのような液体の蒸気をも含む概念である。
[0018] 本発明によれば、まず、基板の上面に処理液よりも揮発性が高い第 1の流体を供給 して液膜を形成する。次に、基板を回転させながら、基板の上面に処理液よりも揮発 性が高い第 2の流体を供給する。その際、第 2の流体の供給位置を、基板の回転中 心に対して半径方向外側へ移動させる。これにより、第 1および第 2の流体を用いて 乾燥させた後の基板にパーティクルが発生することを防止できる。
[0019] また、第 2の流体を供給する際、基板の上面に乾燥用ガスをさらに供給するとともに 、基板に対する乾燥用ガスの供給位置が基板に対する第 2の流体の供給位置よりも 基板の回転中心に近くなるように保ちつつ、両者の供給位置を基板の回転中心に対 して半径方向外側へ移動させる。これにより、乾燥用ガスを利用して基板の乾燥を促 進させることで、乾燥用の第 2の流体の使用量を相対的に低減させることができる。 図面の簡単な説明
[0020] [図 1]は、本発明による基板処理装置の一実施形態を示す模式図である。
[図 2]は、図 1に示した基板処理装置の要部を示す水平断面図である。
[図 3]は、図 1に示した基板処理装置における、液膜形成工程での流体ノズルの配置 を説明するための斜視図である。
[図 4]は、図 1に示した基板処理装置における、乾燥工程での流体ノズルと乾燥用ガ スノズルの動作を説明するための斜視図である。
[図 5]は、本発明による基板処理装置のもう一つの実施形態における、流体ノズルと 乾燥用ガスノズルの配置関係を説明するための平面図である。
[図 6]は、本発明による基板処理装置の他の実施形態における、流体ノズルと不活性 ガスノズルの開口寸法 (形状）の違 、を説明するための斜視図である。
[図 7]は、本発明による、流体ヒータおよび乾燥用ガスヒータを備えた基板処理装置 の実施形態を示す模式図である。
[図 8]は、本発明による基板処理装置の他の実施形態における、吸引ノズル、流体ノ ズル、および乾燥用ガスノズルの動作を説明するための斜視図である。
[図 9]は、本発明による基板処理装置の他の実施形態における、吸引ノズル、流体ノ ズル、および乾燥用ガスノズルの配置関係を説明するための平面図である。
[図 10]は、本発明による基板処理装置の他の実施形態における、乾燥工程での流体 ノズルと乾燥用ガスノズルの動作を説明するための斜視図である。
[図 11]は、本発明による、湿度調節システムを備えた基板処理装置の実施形態を示 す模式図である。
[図 12]は、本発明による、湿度調節システムを備えた基板処理装置のもう一つの実施 形態を示す模式図である。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本発明の好ましい実施の形態を、基板としての略円板形のシリコンウェハ W の上面を洗浄処理する基板処理装置に基づいて説明する。
図 1に示すように、本実施の形態に力かる基板処理装置 1の処理容器 2内には、ゥ ェハ Wを略水平に保持してこれを回転させるスピンチャック 3が備えられて 、る。また 、ウェハ Wに洗浄用の薬液として例えば DHF (希フッ酸)を供給すると共に、リンス液 (処理液）として例えば純水（DIW)を供給する液体ノズル 5が備えられて ヽる。この液 体ノズル 5は、第 1の支持アーム 6によって支持されている。さらに、リンス液である純 水より揮発性が高 、第 1の流体および第 2の流体として例えば IPA (イソプロピルアル コール)液を供給する流体ノズル 12と、乾燥用ガスとして例えば窒素 (N )ガス等の
2
不活性ガスを供給する乾燥用ガスノズル 13とが備えられている。流体ノズル 12と乾 燥用ガスノズル 13は、第 2の支持アーム 15によって支持されている。基板処理装置 1 の各部を制御する、 CPUを有する制御器 16が備えられている。
[0022] 図 2に示すように、処理容器 2には、内部の処理空間 Sにウエノ、 Wを搬入出させるた めの搬入出口 17が設けられている。この搬入出口 17を閉じることにより、処理空間 S を密閉状態にすることが可能である。
[0023] 図 1および図 2に示すように、スピンチャック 3の上部には、 3個の保持部材 18が設 けられており、これらの保持部材 18をウェハ Wの周縁 3箇所にそれぞれ当接させてゥ ェハ Wを略水平に保持するようになっている。スピンチャック 3の下部には、垂直な回 転軸を介してスピンチャック 3を回転させるモータ 20が取り付けられて!/、る。このモー タ 20でスピンチャック 3を回転させることで、ウェハ Wの中心 Poを回転中心として、ゥ ヱハ Wをスピンチャック 3と一体的に水平面内で回転させられるようになつている。モ ータ 20の駆動は、制御器 16によって制御される。
[0024] 第 1の支持アーム 6は、スピンチャック 3に支持されたウェハ Wの上方に配置されて いる。支持アーム 6の基端部は、略水平に配置されたガイドレール 31に沿って移動 自在に支持されている。また、ガイドレール 31に沿って支持アーム 6を移動させる駆 動機構 32が備えられている。図 2に示すように、駆動機構 32の駆動による支持ァー ム 6の移動に伴って、液体ノズル 5がウェハ Wの回転中心 Poに対して半径方向に、ゥ ハ Wの外側まで移動できるようになつている。駆動機構 32の駆動は制御器 16 (図 1 )によって制御される。
[0025] 図 1に示すように、液体ノズル 5は、支持アーム 6の先端に固定された昇降機構 35 力も下方に突出する昇降軸 36の下端に取り付けられている。昇降軸 36は、昇降機 構 35により昇降自在になっており、これにより、液体ノズル 5が任意の高さに昇降され るようになっている。昇降機構 35の駆動は、制御器 16によって制御される。
[0026] 液体ノズル 5は、薬液供給路 42を介して薬液 (DHF)供給源 41に接続され、リンス 液供給路 44を介してリンス液 (DIW)供給源 43に接続されて ヽる。薬液供給路 41お よびリンス液供給路 44には、開閉弁 45および 46がそれぞれ介設されている。各開 閉弁 45、 46の開閉動作は、制御器 16によって制御される。このうち液体ノズル 5、薬 液供給源 41、薬液供給路 42、および開閉弁 45によって、薬液供給システムが構成 されている。また、液体ノズル 5、リンス液供給源 43、リンス液供給路 44、および開閉 弁 46によって、リンス液 (処理液)供給システムが構成されて 、る。
[0027] 第 2の支持アーム 15は、スピンチャック 3に支持されたウェハ Wの上方に配置されて いる。支持アーム 15の基端部は、略水平に配置されたガイドレール 51に沿って移動 自在に支持されている。また、ガイドレール 51に沿って支持アーム 15を移動させる駆 動機構 52が備えられている。これらにより、流体ノズル 12および乾燥用ガスノズル 13 を水平方向に移動させるノズル移動機構が構成されている。図 2に示すように、駆動 機構 52の駆動による支持アーム 15の移動に伴って、流体ノズル 12および乾燥用ガ スノズル 13が回転中心 Poに対して半径方向に、ウェハ Wの外側まで水平に移動で きるようになつている。駆動機構 52の駆動は制御器 16 (図 1)によって制御される。
[0028] 図 1に示すように、第 2の支持アーム 15の先端には、昇降軸 54を備えた昇降機構 5 5が固定されている。昇降軸 54は、昇降機構 55の下方に突出するように配置されて おり、この昇降軸 54の下端に、流体ノズル 12および乾燥用ガスノズル 13が取り付け られている。昇降軸 54は昇降機構 55の駆動により伸縮し、これにより、流体ノズル 12 および乾燥用ガスノズル 13がー体的に昇降されるようになっている。昇降機構 55の 駆動は、制御器 16によって制御される。即ち、制御器 16の命令により、駆動機構 52 の駆動を制御して支持アーム 15、流体ノズル 12および乾燥用ガスノズル 13を水平 方向（ノズル移動方向 D)に移動させるとともに、昇降機構 55の駆動を制御して、流 体ノズル 12および乾燥用ガスノズル 13の垂直方向の位置を調節するようになって ヽ る。
[0029] 図 3および図 4にも示すように、流体ノズル 12と乾燥用ガスノズル 13は、ウェハ Wの 回転中心 Poに対して液体ノズル 5とは反対側の半径方向（ノズル移動方向 D)に並 ぶように互いに隣接して配置されている。すなわち、ノズル移動方向 Dに沿って、乾 燥用ガスノズル 13が流体ノズル 12よりもウェハ Wの回転中心 Poに近くなるように配置 されている（厳密に言えば、流体ノズル 12の回転中心 Poからの半径方向位置がノズ ル 12, 13同士の間隔よりも近い状態では（図 3参照）、これと反対の関係になる）。
[0030] 流体ノズル 12は、流体供給路 67を介して、 IPA液を貯溜するタンク等の流体供給 源 66に接続されている。流体供給路 67には開閉弁 68が介設されている。開閉弁 68 の開閉動作は、制御器 16によって制御される。これらの流体ノズル 12、流体供給源 66、流体供給路 67、および開閉弁 68によって流体供給システムが構成されている。
[0031] 乾燥用ガスノズル 13は、不活性ガス供給路 72を介して不活性ガス (N )供給源 71
2
に接続されている。不活性ガス供給路 72には開閉弁 73が介設されている。開閉弁 7 3の開閉動作は、制御器 16によって制御される。これらのガスノズル 13、ガス供給源 71、ガス供給路 72、および開閉弁 73によって乾燥用ガス供給システムが構成されて いる。
[0032] 基板処理装置 1の各機能要素は、基板処理装置 1全体の動作を自動制御する制 御器 16に、信号ラインを介して接続されている。ここで、機能要素とは、例えば前述 したモータ 20、駆動機構 32、昇降機構 35、駆動機構 52、昇降機構 55、開閉弁 45、 46、 68、 73等の、所定の処理を実行するために動作する総ての要素を意味してい る。制御器 16は、典型的には、実行するプログラムに依存して任意の機能を実現す ることができる汎用コンピュータである。
[0033] 図 1に示すように、制御器 16は、 CPU (中央演算装置）を備えた演算部 16aと、演 算部 16aに接続された入出力部 16bと、入出力部 16bを通じて読取られる制御プロ グラムを格納した記録媒体 16cとを有する。この記録媒体 16cには、制御器 16によつ て実行されることにより基板処理装置 1に後述する所定の基板処理方法を行わせる 制御プログラムが記録されている。制御器 16は、その制御プログラムを実行すること により、基板処理装置 1の各機能要素を、所定の処理レシピにより定義された様々な 処理条件 (例えば、モータ 20の回転速度等）が実現されるように制御する。なお、こ の制御プログラムに基づいた基板処理方法では、後に詳細に説明するように、薬液 処理工程、リンス処理工程、液膜形成工程、および乾燥工程が順次行われるよう〖こ なっている。
[0034] 記録媒体 16cは、制御器 16に固定的に設けられるものであっても良い。あるいは、 記録媒体 16cは、制御器 16に設けられた図示しない読み取り装置に着脱自在に装 着されて、該読み取り装置により読み取り可能なものであっても良い。最も典型的な 記録媒体 16cは、基板処理装置 1のメーカーのサービスマンによって制御プログラム 力 Sインストールされたハードディスクドライブである。他の記録媒体 16cは、制御プロ グラムが書き込まれた CD—ROM又は DVD— ROMのような、リムーバブルディスク である。このようなリムーバブルディスクは、制御器 16に設けられた図示しない光学的 読取装置により読み取られる。また、記録媒体 16cは、 RAM (random access me 1110 ）又は1^0]^06&(1 only memory)のいずれの形式のものであっても良い。さ らに、記録媒体 16cは、カセット式の ROMのようなものであっても良い。要するに、コ ンピュータの技術分野において知られている任意のものを記録媒体 16cとして用いる ことが可能である。なお、複数の基板処理装置 1が配置される工場においては、各基 板処理装置 1の制御器 16を統括的に制御する管理コンピュータに、制御プログラム が格納されていても良い。この場合、各基板処理装置 1は、通信回線を介して管理コ ンピュータにより操作され、所定の処理を実行する。
[0035] 次に、以上のように構成された基板処理装置 1を用いたウエノ、 Wの処理方法につ いて説明する。
先ず、図示しな!、搬送アームにより未だ洗浄されて 、な 、ウェハ Wを処理容器 2内 に搬入し、図 1に示すようにウェハ Wをスピンチャック 3で保持する。ウェハ Wをスピン チャック 3に受け渡すときは、図 2において二点鎖線で示すように、第 1および第 2の 支持アーム 6, 15をスピンチャック 3の外側に位置する待機位置に退避させておく。
[0036] ウェハ Wがスピンチャック 3で保持されたら、図 1に示すモータ 20の駆動によりスピン チャックを回転させ、ゥヱハ Wの回転を開始させる。そして、薬液処理工程を開始す る。まず、図 2に一点鎖線で示すように、液体ノズル 5がウェハ Wの回転中心 Po上に 位置するように第 1の支持アーム 6を移動させる。そして、ウェハ Wの回転中心 Poに 向かって液体ノズル 5から薬液を供給する。回転中心 Poに供給された薬液は、遠心 力によりウェハ Wの上面全体に拡散する。これにより、ウェハ Wの上面に薬液の液膜 が形成される。なお、薬液供給時のウェハ Wの回転速度は例えば約 500rpm程度と する。薬液の液膜が形成されたら、液体ノズル 5からの薬液供給を停止させる。その 後、所定時間放置することで、薬液の液膜によってウェハ Wの上面を処理する。なお 、この薬液処理が行われると、ウェハ Wの上面の疎水性力 薬液処理前よりも強めら れる。
[0037] 薬液処理が終了したら、次にリンス処理工程を行う。リンス処理工程においては、ゥ ェハ Wを回転させながら、液体ノズル 5からウェハ Wの回転中心 Poに向かって純水を 供給する。供給された純水は、遠心力によりウェハ Wの上面全体に拡散させられる。 ウェハ Wの上面に付着していた薬液は、純水によってウェハ Wから洗い流される。な お、リンス処理時のウェハ Wの回転速度は、薬液供給時より速いことが好ましぐ例え ば約 lOOOrpm程度とする。ウェハ Wが純水によって十分にリンス処理されたら、液体 ノズル 5からの純水の供給を停止させる。その後、支持アーム 6をウェハ Wの上方から 退避させ、待機位置に戻す。
[0038] 力かるリンス処理工程後、ウェハ Wに IPA液の液膜を形成する液膜形成工程を行う 。先ず、図 2に一点鎖線で示すように、流体ノズル 12がウェハ Wの回転中心 Po上に 位置するように第 2の支持アーム 15を移動させる。そして、図 3に示すように、所定の 回転速度で回転するウェハ Wの回転中心 Poに向かって、流体ノズル 12から IPA液（ 第 1の流体)を供給する。供給された IPA液は、遠心力によりウェハ Wの上面全体に 拡散させられ、ウェハ Wの上面全体に IPA液の液膜が形成される。このように液膜を 形成することにより、ウェハ Wの上面全体において、ウェハ W上に付着している純水 力 PA液中に確実に取り込まれるようにすることができる。また、ウェハ Wの上面が自 然乾燥することを防止できる。なお、液膜形成工程におけるウェハ Wの回転速度は、 リンス処理時より遅くすることが好ましぐ例えば約 300rpm程度とする。
[0039] こうして、ウェハ Wの上面に IPA液の液膜を形成した後、ウェハ Wに IPA液（第 2の 流体)と窒素ガス (乾燥用ガス)を供給してウェハ Wを乾燥させる乾燥工程を行う。先 ず、流体ノズル 12と乾燥用ガスノズル 13をウエノ、 Wの回転中心 Po近傍上に配置し た状態において、流体ノズル 12からの IPA液の供給、および、乾燥用ガスノズル 13 力もの窒素ガスの供給を開始する。そして、図 4に示すように、各ノズル 12, 13から I PA液と窒素ガスを回転するウェハ Wの上面に供給しつつ、第 2の支持アーム 15をノ ズル移動方向 Dに移動させる。これにより、図 4に示すように、ウェハの上面に対する 流体ノズル 12からの IPA液の供給位置 Sfと、乾燥用ガスノズル 13からの窒素ガスの 供給位置 Snと力 ウエノ、 Wの回転中心 Poから半径方向外側に向かって移動する。こ れをウェハ Wを回転させながら行うことで、ウェハ Wの上面全体に IP A液と窒素ガスを 供給することができる。
[0040] なお、 IPA液の供給と窒素ガスの供給は、同時に開始しても良!、。例えば、流体ノ ズル 12がウェハ Wの回転中心 Po上に移動したときに IPA液および窒素ガスの供給 を開始することで、ウェハ Wの回転中心 Poから IPA液の供給が開始され、ノズル移動 方向 Dに対して移動方向に対し回転中心 Poから後方に少しずれた位置において、 窒素ガスの供給が開始されるようにしても良い。また、窒素ガスの供給は、 IPA液の 供給を開始した後、乾燥用ガスノズル 13がウェハ Wの回転中心 Po上に移動したとき に開始し、ウェハ Wの回転中心 Poから窒素ガスの供給が開始されるようにしても良い 。また、 IPA液および窒素ガスの供給を、共にノズル移動方向 Dに対して回転中心 P oから後方に少しずれた位置にぉ 、て開始しても良 、。
[0041] 回転するウェハ Wの上面に供給された IPA液は、遠心力によってウェハ Wの半径 方向外側に向カゝつて流れる。また、 IPA液の供給位置 Sfがノズル移動方向 Dに移動 する間、乾燥用ガスの供給位置 Snは、 IPA液の供給位置 Sfに隣接しつつ、当該供 給位置 Sはりもウエノ、 Wの回転中心 Poに近くなるように保たれる。その際、窒素ガス の供給位置 Snは、回転中心 Poと供給位置 Sfとの間にある。従って、ウェハ Wの上面 に供給された IPA液が直ぐに窒素ガスによって押し流され、ウェハ Wの乾燥が促進さ せられる。これにより、少ない IPA液で効率的にウェハ Wを乾燥させることができ、 IP A液の使用量を抑えることができる。さらに、ウォーターマークの発生原因である酸素 濃度も低くできるため、ウォーターマークの発生を防止できる。
[0042] 乾燥工程におけるウェハ Wの回転速度は例えば約 500rpm〜800rpm程度であり 、IPA液の供給位置 Sfと窒素ガスの供給位置 Snの移動方向 Dにおける移動速度は 、例えば約 150mmZsec程度である。また、ウェハ Wに対する供給位置 Sf, Snの半 径方向位置に応じて、ウェハ Wの回転速度を変化させても良い。例えば、供給位置 S f, Snがウェハ Wの半径方向内側に位置しているときは回転速度を高くし、半径方向 外側に位置しているときは回転速度を低くしても良い。例えば、直径約 300mmのゥ ェハ Wにおいて、供給位置 Sf, Snがウェハ Wの回転中心 Poから半径約 90mm以内 にあるときはウェハ Wの回転速度を約 800rpmとし、供給位置 Sf, Snがそれより外側 にあるときはウェハ Wの回転速度を約 500mmとしても良い。
[0043] また、ウェハ Wに対する供給位置 Sf, Snの半径方向位置に応じて、ノズル移動方 向 Dへの供給位置 Sf, Snの移動速度を変化させても良い。例えば、供給位置 Sf, S nがウェハ Wの半径方向内側に位置して ヽるときは移動速度を速くし、半径方向外側 に位置しているときは移動速度を遅くしても良い。例えば、直径約 300mmのウェハ Wにおいて、供給位置 Sf, Snがウェハ Wの回転中心 Poから半径約 90mm以内にあ るときは、供給位置 Sf, Snの移動速度を約 7mmZsecとし、供給位置 Sf, Snがそれ より外側にあるときは移動速度を約 3mmZsecとしても良い。
[0044] IPA液の供給位置 Sfをウェハ Wの周縁上まで来たら、流体ノズル 12からの IPA液 の供給を停止させる。また、窒素ガスの供給位置 Snがウェハ Wの周縁上まで来たら、 乾燥用ガスノズル 13からの窒素ガスの供給を停止させる。こうして、乾燥工程が終了 する。なお、窒素ガスの供給位置 Snをウェハ Wの周縁上で一時停止させ、暫くの間 、窒素ガスを周縁に供給し続けてから、供給を停止するようにしても良い。このように すると、より確実に乾燥させることができる。
[0045] 乾燥工程後、スピンチャック 3の回転を停止させ、図示しない搬送アームを処理容 器 2内に進入させ、ゥヱハ Wをスピンチャック 3から受け取り、処理容器 2から搬出する 。こうして、基板処理装置 1におけるウエノ、 Wの一連の処理が終了する。
[0046] 以上説明したように本実施形態によれば、純水供給後、ウェハ Wの上面に IPA液 ( 第 1の流体)の液膜を形成することにより、ウェハ Wの上面に付着した純水を IPA液 中に確実に取り込ませることができる。また、液膜で覆うことにより、ウェハ Wの上面、 特に上面周縁部が自然乾燥することを防止でき、ウェハ Wの上面にパーティクルが 発生することを防止できる。ウェハ Wの上面の疎水性が強い場合であっても、パーテ イタルの発生を効果的に防止できる。
[0047] また、 IPA液の液膜形成後、ウェハ Wの回転中心 Poから半径方向外側に向力ゝぅ移 動方向 Dに供給位置 Sfを移動させながら IPA液 (第 2の流体)をウェハ Wに供給する ことにより、純水を取り込んだ IPA液 (第 1の流体)の液膜が押し流されて除去される。 これにより、ウェハ Wの上面をむらなく効率的に乾燥させることができる。さらに、移動 方向 Dに対して IPA液の供給位置 Sはり後方の供給位置 Snで乾燥用の窒素ガスを 供給することで、ウェハ W上に残っている液体（主に IPA液）を周縁部に向力つて押し 流し、ウェハ Wの乾燥を促進させることができる。これにより、乾燥用の IPA液 (第 2の 流体)の使用量を相対的に低減させることができる。また、 IPAと純水との揮発性の差 から生じるパーティクルの発生を防止でき、ウエノ、 Wの品質を向上させることができる
[0048] 以上、本発明の好適な実施の形態を示したが、本発明はここで説明した形態に限 定されない。例えば、基板は半導体ウェハに限らず、その他の LCD用ガラス基板や CD基板、プリント基板、セラミック基板などであっても良い。
[0049] また、ウエノ、 Wに対して薬液処理工程、リンス処理工程、液膜形成工程、および乾 燥工程を行う方法を説明したが、本発明は力かるものに限定されず、様々な処理に 適用できる。また、薬液処理工程で用いる薬液の種類はウェハ Wの洗浄用のものに 限定されない。例えば薬液処理工程は、 HF (フッ化水素）などのエッチング用の薬液 をウェハ Wに供給してエッチング処理する工程であっても良い。また、レジスト除去処 理ゃ、エッチング残渣を除去する処理などを行う工程であっても良い。その他、例え ばブラシやスポンジなどのスクラバをウェハ Wに接触させてスクラブ洗净した後、リン ス処理工程、液膜形成工程、および乾燥工程を行うようにしても良い。また、処理液と してリンス液である純水を例示した力 処理液は力かるものに限定されない。
[0050] また、薬液とリンス液 (処理液）が同一の液体ノズル 5から供給される構成としたが、 勿論、それらの液が互いに異なるノズル力 供給される構成にしても良い。その場合 、薬液を供給するノズルとリンス液を供給するノズルは、互いに異なる支持アーム〖こ 支持させても良い。また、リンス液を供給するノズルを、流体ノズル 12および乾燥用 ガスノズル 13と同一の支持アーム 15に支持させるようにしても良 、。
[0051] また、液膜形成工程において、ウェハ Wの回転中心 Poに IPA液 (第 1の流体)を供 給し、ウェハ Wの回転による遠心力を利用して液膜を形成する場合を説明したが、液 膜の形成方法は力かるものに限定されない。例えば、ウエノ、 Wを回転させながら、 IP A液の供給位置をウェハ W上でウェハ Wの回転中心 Poと周縁部との間で移動させる ようにしても良い。この場合も液膜を好適に形成することができる。その場合、 IPA液 の供給位置は、回転中心 Poに対して半径方向の外側な!/、し内側へ向かう 1方向に 1 回だけ移動させても良いが、回転中心 Poに対して半径方向に 1回以上往復移動さ せても良い。なお、液膜形成工程での IPA液 (第 1の流体)の供給位置の移動速度 は、乾燥工程での IPA液 (第 2の流体)の供給位置 Sfの移動速度より速くすることが 好ましい。そうすれば、液膜を迅速に形成させることができる。液膜形成工程におい て、 IPA液の供給位置の移動速度は例えば約 150mmZsec、ウェハ Wの回転速度 は例えば約 300rpmである。なお、液膜形成工程でのウェハ Wの回転速度は、乾燥 工程でのウェハ Wの回転速度より低くすることが好ましい。そうすれば、液膜が遠心 力により崩されることなぐ確実に形成される。一方、乾燥工程においては、回転速度 を高めにすることで、ウェハ Wを迅速に乾燥させることができる。
[0052] また、リンス液 (処理液)より揮発性が高い第 1の流体と第 2の流体は、 IPA液に限定 されるものではない。第 1の流体と第 2の流体の少なくとも一方（以下「乾燥用流体」と もいう）としては、 IPA液に代えて、例えば、純水等で希釈した IPAを含む IPA溶液を 用いても良い。その場合、乾燥用流体の使用量を低減でき、さらに低コストィ匕を図る ことができる。また、乾燥用流体は、液体状のほか、ミスト状、噴流、気体状のものなど であっても良い。例えば、 IPA液のミスト、 IPA溶液のミスト、 IPA蒸気、又は、 IPA溶 液の蒸気 (IPA蒸気と水蒸気が混合した混合蒸気)などを乾燥用流体として使用して も良い。さらに、それらのミストや蒸気などに、窒素ガスなどの気体を混合させたもの を、乾燥用流体として使用しても良い。また、乾燥用流体としては、例えば HFE (ハイ ドロフルォロエーテル)やアセトン等の有機溶剤、または界面活性剤を含有した液体 等を用いても良ぐこれらをミスト状、噴流、又は蒸気にしたものを用いても良い。これ らの流体を第 2の流体として使用する場合も、窒素ガス等の乾燥用ガスを同時に供 給することにより乾燥を促進できるので、第 2の流体の使用量を低減することが可能 であり、低コストを図ることができる。
[0053] また、第 1の流体と第 2の流体は同一の流体でなくても良い。例えば、第 1の流体と して使用される IPA溶液中の IPAの濃度と、第 2の流体として使用される IPA溶液中 の IPAの濃度を、互いに異なるものにしても良い。また、第 1の流体と第 2の流体は互 いに異なる状態 (相）のものでも良 、。例えば第 1の流体として IPA液等の液体を使 用し、第 2の流体としては IPA蒸気等の気体や、 IPA液等のミストを使用しても良い。
[0054] また、第 1の流体と第 2の流体を単一の流体ノズル 12から供給する場合を説明した 力 それらを互いに異なるノズル力 供給するようにしても良い。例えば、第 1の流体 を供給する第 1の流体ノズルと、第 2の流体を供給する第 2の流体ノズルとを、それぞ れ支持アーム 15で支持し、第 1の流体ノズル、第 2の流体ノズル、および乾燥用ガス ノズル 13がー体的に移動するようにしても良!、。
[0055] 乾燥用流体を供給するためのノズルとしては、二流体ノズルを用いても良 、。例え ば、二流体ノズルの内部で、 IPA液又は IPA溶液などの液体と、窒素ガスなどの気体 とを混合することで、 IPA液又は IPA溶液を無数の微粒子状の液滴カゝらなる噴流にし て、気体によって加速しながら液滴を噴射することができる。また、二流体ノズルの構 造は、内部混合型のものに限定されず、例えば、液体と気体を外部で混合する外部 混合型の構造であっても良 ヽ。
[0056] 次に、図 5に示す基板処理装置のもう一つの実施形態について説明する。この実 施形態は、乾燥工程において、ウェハ Wに対する窒素ガスの供給位置 Sn (乾燥用ガ スノズル 13) 1S ウェハ Wに対する IPA液 (第 2の流体）の供給位置 Sf (流体ノズル 12 )よりもウェハ Wの回転方向（CCW)前方に位置するようにしたものである。なお、図 5 においては、各ノズル 12, 13からの IPA液および窒素ガスの供給領域をそれぞ; |τ¾ 線の円 Af, Anで示し、各供給領域 Af, Anの中心をそれぞれ供給位置 Sf, Snとして いる。この場合、各供給位置 Sf, Snとウェハ Wの回転中心 Poとを結ぶ直線をそれぞ れ Lf, Lnとすると、直線 Lnは、直線 Lf力 ウエノ、 Wの回転方向へ 90° 未満の角度 θ nだけずれている。これにより、ウェハ Wの半径方向だけでなく回転方向において も、常に IPA液 (第 2の流体）に続 、て窒素ガス（乾燥用ガス）が供給されるようになる 。従って、ウェハ W上の IPA液を乾燥用ガスによって迅速に押し流し、乾燥させること ができる。 [0057] 次に、図 6に示す基板処理装置の他の実施形態について説明する。この実施形態 は、ノズル移動方向 Dと直交する方向（ここでは、特にウェハ W表面と平行な方向を いう）において、乾燥用ガスノズル 13の開口寸法 Bnが流体ノズル 12の開口寸法 Bf よりも大きくなるようにしたものである。具体的には、流体ノズル 12が円形開口 12aを 有するのに対して、乾燥用ガスノズル 13は、長辺の長さが円形開口 12aの直径よりも 大きい長方形開口 13aを有している。これにより、ノズル移動方向 Dと直交する方向 において、乾燥用ガスの供給領域 Anの寸法が、第 2の流体 (IPA液等)の供給領域 Afの寸法よりも大きくなるようにしている。このようにすると、移動方向 Dにおいて供給 位置 Sfの後方に窒素ガスを十分に供給し、 IPA液を窒素ガスによって効果的に押し 流すことができる。これにより、ウェハ Wを効率良く確実に乾燥させることができる。
[0058] 乾燥工程における乾燥用ガスは、窒素には限定されず、他の不活性ガスであって も良い。また、力かる乾燥用ガスは不活性ガスには限定されず、例えば空気等であつ ても良い。この場合も、ウェハ Wの上面に供給された第 2の流体 (IPA液等）を押し流 し、ウェハ Wの乾燥を促進させることができる。さらに、乾燥用ガスは、湿度が通常状 態より強制的に低減されたガス、例えばドライエアー等でも良い。そうすれば、ウェハ Wの上面付近の湿度を低減させることができ、ウェハ Wに付着した IPA液等の液体 の蒸発を促進させ、ウェハ Wの乾燥をさらに効果的に促進させることができる。乾燥 用ガスの湿度は、絶対湿度で例えば lgZm3以下とする。
[0059] 次に、図 7に示す基板処理装置の他の実施形態について説明する。この実施形態 は、流体ノズル 12から供給されるべき第 2の流体 (IPA液等）を加熱する流体ヒータ 6 7aと、乾燥用ガスノズル 13から供給されるべき乾燥用ガスを加熱する乾燥用ガスヒー タ 72aをさらに備えたものである。流体ヒータ 67aは、流体供給路 67に介設されて制 御器 16によって制御される。また、乾燥用ガスヒータ 72aは、不活性ガス供給路 72に 介設されて制御器 16によって制御される。なお、流体ヒータは、流体供給源 66のタ ンクに設けても良い。
[0060] 流体ノズル 12から、流体ヒータ 67aによって常温より強制的に加熱した第 2の流体 を供給することで、ウェハ Wに供給された第 1の流体や第 2の流体の蒸発が促進され 、ウェハ Wをさらに効率的に乾燥させることができる。また、乾燥用ガスノズル 13から 、常温より強制的に加熱した乾燥用ガスを供給することでも、ウェハ Wに供給された 第 1の流体や第 2の流体の蒸発が促進され、ウェハ Wをさらに効率的に乾燥させるこ とがでさる。
[0061] 次に、図 8に示す基板処理装置の他の実施形態について説明する。この実施形態 は、ウェハ Wの上面近傍の雰囲気を吸引する吸引ノズル 80をさらに備えたものであ る。具体的には、吸引口 80aを有する吸引ノズル 80が、流体ノズル 12および乾燥用 ガスノズル 13と一体的に移動するように支持アーム 15に取り付けられて 、る。この場 合、第 2の流体の供給位置 Sf (流体ノズル 12)がノズル移動方向 Dに移動する間、吸 引ノズル 80の吸引口 80aが IPA液の供給位置 Sfに隣接しつつ、当該供給位置 Sfよ りもウエノ、 Wの回転中心 Poから遠くなるように保たれる。なお、吸引ノズル 80には、図 示しないポンプなどの吸引器が接続されており、力かる吸引器の作動が制御器 16に よって制御されることにより、吸引ノズル 80による吸引動作が制御される。
[0062] 力かる構成においては、乾燥工程にて流体ノズル 12を移動方向 Dに移動させなが ら第 2の流体 (IPA液等)を供給する際、吸引ノズル 80により供給位置 Sf近傍の雰囲 気中の水分を吸引することができる。これにより、ウェハ W上の供給位置 Sfに供給さ れる 2の流体中に処理空間 S中の水分が溶け込むことを防止できる。これにより、ゥェ ハ Wを好適に乾燥させることができる。特に、移動方向 Dにおいて第 2の流体の供給 位置 Sはりも前方において吸引を行うことで、その効果をより向上させることができる。
[0063] 次に、図 9に示す基板処理装置の他の実施形態について説明する。この実施形態 は、図 8に示した実施形態において、ウェハ Wに対する吸引ノズル 80の吸引口 80a 中心位置が、ウェハ Wに対する第 2の流体 (IPA液等）の供給位置 Sf (流体ノズル 12 )よりもウェハ Wの回転方向（CCW)前方に位置するようにしたものである。なお、図 9 においても、図 5と同様、各ノズル 12, 13からの第 2の流体および乾燥用ガスの供給 領域をそれぞ; «線の円 Af, Anで示し、各供給領域 Af, Anの中心をそれぞれ供 給位置 Sf, Snとしている。この場合、第 2の流体の供給位置 Sfおよび吸引口 80aの 中心とウェハ Wの回転中心 Poとを結ぶ直線をそれぞれ Lfおよび Laとすると、直線 La は、直線 Lfからウェハ Wの回転方向へ 90° 未満の角度 Θ aだけずれている。これに より、ウェハ Wの半径方向だけでなく回転方向においても、流体ノズル 12からウェハ Wの上面に供給される第 2の流体の上方の雰囲気を、先行する吸引口 80aから直前 に吸引しておくことができる。従って、ウェハ Wに供給された IPA液に処理空間 S中の 水分が溶け込むことを、効果的に防止できる。
[0064] 本実施の形態では、流体ノズル 12と乾燥用ガスノズル 13を一本の支持アーム 15に よって支持し、支持アーム 15と一体的に流体ノズル 12と乾燥用ガスノズル 13を移動 させる構成とした力 流体ノズル 12と乾燥用ガスノズル 13をそれぞれ異なる支持ァー ムによって支持するようにしても良 、。
また、本実施の形態では、第 2の流体をウェハ Wに供給する間、流体ノズル 12と乾燥 用ガスノズル 13をウェハ Wに対して同じ移動方向 Dに移動させるようにした力 流体 ノズル 12と乾燥用ガスノズル 13は互いに異なる方向に移動させても良 、。
[0065] 次に、図 10に示す基板処理装置の他の実施形態について説明する。本実施形態 は、図 1〜図 4に示した実施形態に対して、流体ノズル 12と乾燥用ガスノズル 13とを それぞれ異なる支持アームに支持するようにしたものである。また、本実施形態では
、流体ノズル 12および乾燥用ガスノズル 13を互 ヽに異なる向きの半径方向に移動さ せるようにしている。具体的には、流体ノズル 12を支持する支持アームと乾燥用ガス ノズル 13を支持する支持アームをそれぞれ個別に設ける。そして、乾燥工程におい ては、制御器 16 (図 1)の制御により、各支持アームをそれぞれ 180度異なる半径方 向に移動させる。これにより、流体ノズル 12と乾燥用ガスノズル 13とを、それぞれゥェ ハ Wの回転中心 P力 180度異なる半径方向の外側に移動させる。この場合も、乾 o
燥用ガスの供給位置 Snが、第 2の流体の供給位置 Sはりもウェハ Wの回転中心 P に
O
近くなるように保てば良い。即ち、第 2の流体の供給位置 Sfと回転中心 P との間の距 o 離より、乾燥用ガスの供給位置 Snと回転中心 P との間の距離が常に短くなるように
O
制御すれば良い。この場合も、供給位置 Sfにおいてウェハ Wの上面に供給された第 2の流体が、乾燥用ガスの供給位置 Sn側に回転移動したとき、回転中心 Po側力も供 給される乾燥用ガスによって、ウェハ Wの外周側に吹き飛ばされながら乾燥させられ る。従って、ウエノ、 Wを効率的に乾燥させることができる。
[0066] なお、前述したように流体ノズル 12を第 1の流体ノズルと第 2の流体ノズルの 2つの ノズルに分ける場合や、図 8に示した吸引ノズル 80を設ける場合などにおいても、任 意のノズルを互いに異なる支持アームによって支持するようにしても良い。また、任意 のノズルを互いに異なる方向に移動させるようにしても良 、。
[0067] 次に、図 11に示す基板処理装置の他の実施形態について説明する。この実施形 態は、スピンチャック 3に保持されたウェハ Wの周囲の湿度を調節する湿度調節シス テムとして、処理容器 2の天井に取り付けられた湿度調節器 85をさらに備えたもので ある。この湿度調節器 85により、処理容器 2内の処理空間 S全体の湿度を調節できる ように構成されている。これにより、液膜形成工程と乾燥工程の少なくとも一方を行う 際に、薬液処理工程やリンス処理工程を行う際よりも処理容器 2内の湿度を減少させ るようにする。そうすることで、ウェハ W上に供給された第 1および第 2の流体の少なく とも一方に、処理空間 S中の水分が溶け込むことを防止できる。従って、乾燥後のゥ ェハ Wにパーティクルが発生することを防止できる。また、乾燥工程時においては、ゥ ェハ Wの乾燥を促進させることができる。
[0068] 次に、図 12に示す、湿度調節システムを備えた基板処理装置の他の実施形態に ついて説明する。この実施形態は、処理容器 2内の処理空間 Sに対して、上部から湿 度が調節されたガスを供給し、下部から排気する構造により、湿度調節システム 100 を構築したものである。
[0069] 具体的には、図 12に示すように、本実施形態の湿度調節システム 100は、処理容 器 2内に湿度調節用の不活性ガスを供給するガス供給容器 91を備えて 、る。ガス供 給容器 91は、処理容器 2の天井部に設けられている。ガス供給容器 91と処理容器 2 との間には、複数のガス供給口 94を有する整流板 93が設けられている。ガス供給口 94は、整流板 93全体に均一に分布するように形成されている。ガス供給容器 91は ガス導入路 95を介してガス供給源 96に接続されている。ガス導入路 95には、ガス供 給源 96から供給される不活性ガスの湿度を調整する湿度調整機構 92が介設されて いる。湿度調整機構 92は、制御器 16の制御命令によって制御され、不活性ガス中 の水分含有量を任意の値に調整することができる。ガス供給容器 91から処理容器 2 内に供給される不活性ガスは、スピンチャック 3に保持されたウエノ、 Wの上方力 処 理空間 S内に供給され、処理容器 2の下部に設けられた排気口 98を通じて排気され る。これにより、処理空間 S内には、湿度が調節された不活性ガスのダウンフローが形 成され、処理空間 S内の湿度を好適に制御できる。
[0070] なお、ガス供給源 96から供給される湿度調節用のガスは、不活性ガスには限定さ れず、他の気体、例えば空気等であっても良い。このように空気を用いた場合も、処 理空間 Sの湿度を好適に制御できる。
[0071] なお、通常、基板処理装置が設置されるクリーンルーム内の温度は常温 (約 23°C 程度)であり、相対湿度は約 40%〜45%程度になっている。そして、液膜形成工程 と乾燥工程の少なくとも一方における処理空間 S中の湿度を、かかるクリーンルーム 内の相対湿度より低減させるようにしても良い。そうすれば、ウェハ Wの乾燥性能をさ らに向上させることができる。この場合、処理空間 S中の湿度は、例えば約 25%以下 程度 (約 23°Cにおける相対湿度）にしても良い。或いは、処理空間 S中の絶対湿度 力 例えば約 5gZm3以下になるようにしても良い。
[0072] 処理空間 Sの湿度の調節は、液膜形成工程と乾燥工程の少なくとも一方だけで行う 場合には限定されない。例えば、薬液処理工程やリンス処理工程の間などでも、処 理空間 Sの湿度の調節を行うようにしても良い。また、処理空間 Sの湿度を常に調節 するようにしても良い。

Claims

請求の範囲
[1] 処理液によって基板を処理する工程と、
前記基板の上面に前記処理液よりも揮発性が高い第 1の流体を供給して液膜を形 成する工程と、
前記基板を回転させながら、前記基板の上面に前記処理液よりも揮発性が高い第
2の流体を供給する工程と、
を備え、
前記第 2の流体を供給する工程において、前記基板に対する前記第 2の流体の供 給位置を、前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移動させる、ことを特徴と する基板処理方法。
[2] 前記処理液によって前記基板を処理する工程の前に、前記基板を薬液によって処 理する薬液処理工程をさらに備えた、ことを特徴とする請求項 1に記載の方法。
[3] 前記薬液処理工程によって前記基板の上面の疎水性が強められる、ことを特徴と する請求項 2に記載の方法。
[4] 前記液膜を形成する工程にお！ヽて、前記基板を回転させながら、前記基板に対す る前記第 1の流体の供給位置を、前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移 動させること〖こより、前記液膜を形成する、ことを特徴とする請求項 1に記載の方法。
[5] 前記液膜を形成する工程における前記第 1の流体の供給位置の移動速度を、前記 第 2の流体を供給する工程における前記第 2の流体の供給位置の移動速度より速く する、ことを特徴とする請求項 4に記載の方法。
[6] 前記液膜を形成する工程における前記基板の回転速度は、前記第 2の流体を供 給する工程における前記基板の回転速度より低い、ことを特徴とする請求項 4に記載 の方法。
[7] 前記第 2の流体を供給する工程において、前記基板の上面に乾燥用ガスをさらに 供給するとともに、前記基板に対する前記乾燥用ガスの供給位置が前記基板に対す る前記第 2の流体の供給位置よりも前記基板の回転中心に近くなるように保ちつつ、 前記乾燥用ガスの供給位置および前記第 2の流体の供給位置を前記基板の回転中 心に対して半径方向外側へ移動させる、ことを特徴とする請求項 1に記載の方法。
[8] 前記基板に対する前記乾燥用ガスの供給位置は、前記基板の回転中心と前記第
2の流体の供給位置との間に配置される、ことを特徴とする請求項 7に記載の方法。
[9] 前記基板に対する前記乾燥用ガスの供給位置が、前記基板に対する前記第 2の 流体の供給位置よりも前記基板の回転方向前方に位置するようにする、ことを特徴と する請求項 8に記載の方法。
[10] 前記供給位置の移動方向と直交する方向において、前記基板に対する前記乾燥 用ガスの供給領域の寸法が、前記基板に対する前記第 2の流体の供給領域の寸法 よりも大きくなつている、ことを特徴とする請求項 8に記載の方法。
[11] 前記乾燥用ガスは不活性ガスである、ことを特徴とする請求項 7に記載の方法。
[12] 前記乾燥用ガスはドライエアーである、ことを特徴とする請求項 7に記載の方法。
[13] 加熱した乾燥用ガスを供給する、ことを特徴とする請求項 7に記載の方法。
[14] 前記第 2の流体を供給する工程は、前記基板の上面近傍の雰囲気を吸引しながら 行われる、ことを特徴とする請求項 1に記載の方法。
[15] 前記雰囲気の吸引位置が、前記基板に対する前記第 2の流体の供給位置よりも前 記基板の回転中心力 遠くなるように保ちつつ、前記雰囲気の吸引位置および前記 第 2の流体の供給位置を前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移動させる
、ことを特徴とする請求項 14に記載の方法。
[16] 前記雰囲気の吸引位置が、前記基板に対する前記第 2の流体の供給位置よりも前 記基板の回転方向前方に位置するようにする、ことを特徴とする請求項 14に記載の 方法。
[17] 前記液膜を形成する工程と前記第 2の流体を供給する工程の少なくとも一方は、前 記処理液によって基板を処理する工程よりも前記基板の周囲の湿度を減少させた状 態で行われる、ことを特徴とする請求項 1に記載の方法。
[18] 前記処理液は純水である、ことを特徴とする請求項 1に記載の方法。
[19] 前記第 1の流体と第 2の流体の少なくとも一方は、 IPA液、 IPA溶液、 IPA液のミスト
、 IPA溶液のミスト、 IPA蒸気、および IPA溶液の蒸気よりなる群カゝら選択される、こと を特徴とする請求項 1に記載の方法。
[20] 前記第 1の流体と前記第 2の流体は同一のものである、ことを特徴とする請求項 1に 記載の方法。
[21] 加熱した第 2の流体を供給する、ことを特徴とする請求項 1に記載の方法。
[22] 基板処理装置の制御器によって実行可能なプログラムであって、
処理液によって基板を処理する工程と、
前記基板の上面に前記処理液よりも揮発性が高い第 1の流体を供給して液膜を形 成する工程と、
前記基板を回転させながら、前記基板の上面に前記処理液よりも揮発性が高い第 2の流体を供給する工程と、
を備え、
前記第 2の流体を供給する工程において、前記基板に対する前記第 2の流体の供 給位置を、前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移動させる、ことを特徴と する基板処理方法を実行するプログラムを格納した記録媒体。
[23] (a)基板を保持してこれを回転させるスピンチャックと、
(b)このスピンチャックに保持された前記基板の上面に処理液を供給する処理液供 給システムと、
(c)第 1の流体ノズルを有し、この第 1の流体ノズルから、前記処理液よりも揮発性 が高い第 1の流体を前記基板の上面に供給する第 1の流体供給システムと、
(d)第 2の流体ノズルを有し、この第 2の流体ノズルから、前記処理液よりも揮発性 が高い第 2の流体を前記基板の上面に供給する第 2の流体供給システムと、
(e)前記第 2の流体ノズルを前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移動さ せるノズル移動機構と、
(f)制御器であって、
前記供給システム力 前記基板の上面に前記処理液を供給し、
前記第 1の流体ノズルから前記基板の上面に前記第 1の流体を供給し、 前記スピンチャックによって前記基板を回転させると共に前記ノズル移動機構によ つて前記第 2の流体ノズルを移動させながら、前記第 2の流体ノズルから前記基板の 上面に前記第 2の流体を供給するよう、
前記スピンチャック、前記処理液供給システム、前記第 1の流体供給システム、第 2 の流体供給システム、および前記ノズル移動機構を制御する制御器と、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。
[24] 前記基板の上面に乾燥用ガスを供給する乾燥用ガスノズルをさらに備え、
前記ノズル移動機構は、前記乾燥用ガスノズルが前記第 2の流体ノズルよりも前記 基板の回転中心に近くなるように保ちつつ、前記乾燥用ガスノズルおよび前記第 2の 流体ノズルを前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移動させるように構成さ れている、ことを特徴とする請求項 23に記載の装置。
[25] 前記ノズル移動機構による各ノズルの移動方向と直交する方向において、前記乾 燥用ガスノズルの開口寸法が前記第 2の流体ノズルの開口寸法よりも大きくなつて!/、 る、ことを特徴とする請求項 24に記載の装置。
[26] 前記乾燥用ガスは不活性ガスである、ことを特徴とする請求項 24に記載の装置。
[27] 前記乾燥用ガスはドライエアーである、ことを特徴とする請求項 24に記載の装置。
[28] 前記乾燥用ガスノズル力 供給されるべき乾燥用ガスを加熱する乾燥用ガスヒータ をさらに備える、ことを特徴とする請求項 24に記載の装置。
[29] 前記基板の上面近傍の雰囲気を吸引する吸引ノズルをさらに備え、
前記ノズル移動機構は、前記吸引ノズルが前記第 2の流体ノズルよりも前記基板の 回転中心力 遠くなるように保ちつつ、前記吸引ノズルおよび前記第 2の流体ノズル を前記基板の回転中心に対して半径方向外側へ移動させるように構成されて ヽる、 ことを特徴とする請求項 23に記載の装置。
[30] 前記ノズル移動機構は、前記吸引ノズルが前記第 2の流体ノズルよりも前記基板の 回転方向前方に位置するように保ちつつ、各ノズルを移動させるように構成されて 、 る、ことを特徴とする請求項 29に記載の装置。
[31] 前記スピンチャックに保持された前記基板の周囲の湿度を調節する湿度調節シス テムをさらに備えた、ことを特徴とする請求項 23に記載の装置。
[32] 前記第 1および第 2の流体ノズルとしての単一の流体ノズルを備えた、ことを特徴と する請求項 23に記載の装置。
[33] 前記第 1の流体と第 2の流体は互いに同一の流体である、ことを特徴とする請求項
23に記載の装置。
[34] 前記処理液は純水である、ことを特徴とする請求項 23に記載の装置。
[35] 前記第 1の流体と第 2の流体の少なくとも一方は、 IPA液、 IPA溶液、 IPA液のミスト
、 IPA溶液のミスト、 IPA蒸気、および IPA溶液の蒸気よりなる群カゝら選択される、こと を特徴とする請求項 23に記載の装置。
[36] 前記第 2の流体ノズル力 供給されるべき第 2の流体を加熱する流体ヒータをさらに 備えた、ことを特徴とする請求項 23に記載の装置。
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