WO2015053329A1 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

 この基板処理方法は、基板保持ユニットによって水平姿勢に保持されている基板の上面に薬液を供給する薬液工程と、前記基板の回転速度を零または低速に保持しながら、前記基板の上面にパドル状のリンス液の液膜を保持することにより、前記基板の上面に付着している薬液を洗い流すパドルリンス工程とを含み、前記薬液工程は、前記基板の回転速度を零または低速に保持しながら前記基板の上面にパドル状の薬液の液膜を保持する薬液パドル工程を含み、前記薬液パドル工程の終了に引き続いて、前記パドルリンス工程が実行されるようになっており、前記パドルリンス工程は、前記基板の上面にリンス液を供給して、前記基板の上面に保持されている薬液の液膜をリンス液で置換する工程を含む。

Description

基板処理方法および基板処理装置
 この発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板等が含まれる。
 半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、たとえば、基板を1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転される基板の表面の中央部に向けて処理液を吐出するためのノズルとを備えている。
 このような基板処理装置を用いた基板処理では、たとえば、回転状態の基板の表面に薬液が供給される薬液処理が実行される。基板の表面に供給された薬液は、基板の回転により生じる遠心力を受けて、基板の表面上を周縁に向けて流れ、基板の表面の全域に行き渡る。これにより、基板の表面の全域に薬液による処理が施される。
 薬液処理の後には、基板の表面に付着している薬液を純水で洗い流すリンス処理が行われる。リンス処理では、たとえば、回転状態の基板の表面にリンス液が供給される。基板の表面に供給されたリンス液は、基板の回転により生じる遠心力を受けて、基板の表面上を周縁に向けて流れ、基板の表面の全域に行き渡る。これにより、基板の表面の全域において、基板の表面に付着している薬液が洗い流される。
 リンス処理後には、基板の表面にイソプロピルアルコール(isopropyl alcohol:IPA)液が供給される。IPA液の供給は、基板の回転速度が零または低速の状態で行われており、IPA液に零または小さな遠心力しか作用しないので、基板の表面に液が表面張力により滞留して液膜を形成する状態(この状態を、以下「パドル」という。)が維持される。基板の表面のリンス液がIPA液に置換された後、基板の回転が加速されることによりIPA液の液膜が基板の表面から振り切られ、基板が乾燥される。
 このような一連の処理において、たとえば特許文献1では、リンス処理の実行後、IPA液の液膜の保持に先立って、基板の表面にリンス液の液膜をパドル状に保持する手法(パドルリンス)が提案されている。
特開2009-54985号公報
 特許文献1の手法では、基板を所定の液処理回転速度で回転させながらリンス処理を実行した後、ノズルからのリンス液の吐出を継続しながら、基板の回転速度を液処理回転速度から零または低速まで落とす。このとき、基板に供給されたリンス液に零または小さな遠心力しか作用しなくなるため、基板の表面にリンス液が滞留して、基板の表面の全域に、リンス液の液膜がパドル状に保持される。次いで、このリンス液の液膜に含まれるリンス液をIPA液で置換することにより、基板の表面の全域に、IPA液の液膜がパドル状に保持される。これにより、基板の表面を露出させることなく、基板の表面の全域にリンス液の液膜およびIPA液の液膜を順に保持させることができる。
 しかしながら、特許文献1の手法では、薬液処理の終了からリンス処理の開始までの期間は、基板の表面が液膜で覆われずに露出してしまう。このとき、基板の表面の周辺で浮遊しているパーティクルが、基板の表面に付着するおそれがある。薬液処理後に基板の表面に付着したパーティクルはリンス処理では除去できず、一連の処理後に基板の表面に残留するおそれがある。
 そこで、この発明の目的は、基板の上面(表面)が露出する過程を経ることなく、基板の上面に薬液を用いた処理およびリンス処理を施すことができる、基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
 この発明は、基板保持ユニットによって水平姿勢に保持されている基板の上面に薬液を供給する薬液工程と、前記基板の回転速度を零または低速に保持しながら、前記基板の上面にパドル状のリンス液の液膜を保持することにより、前記基板の上面に付着している薬液を洗い流すパドルリンス工程とを含み、前記薬液工程は、前記基板の回転速度を零または低速に保持しながら前記基板の上面にパドル状の薬液の液膜を保持する薬液パドル工程を含み、前記薬液パドル工程の終了に引き続いて、前記パドルリンス工程が実行されるようになっており、前記パドルリンス工程は、前記基板の上面にリンス液を供給して、前記基板の上面に保持されている薬液の液膜をリンス液で置換する工程を含む、基板処理方法を提供する。
 この方法によれば、薬液工程に含まれる薬液パドル工程では、基板の上面に当該上面を覆う薬液の液膜が保持される。薬液パドル工程の終了に引き続いて、基板の上面に保持されている薬液の液膜がリンス液で置換される。このリンス液置換により、基板の上面に当該上面を覆うリンス液の液膜が保持され、このリンス液の液膜によって基板の上面に付着している薬液が洗い流される(パドルリンス工程)。基板の保持されている薬液の液膜をリンス液で置換して基板の上面にリンス液の液膜が形成されるので、薬液処理からリンス処理への移行時に基板の上面が露出しない。これにより、基板の上面が露出する過程を経ることなく、基板の上面に薬液処理およびリンス処理を施すことができる。
 前記薬液はエッチング液であってもよい。
 また、前記パドルリンス工程前の基板の上面は疎水性を示していてもよい。
 また、この発明の一実施形態では、前記薬液パドル工程は、前記薬液工程の全期間に亘って実行される。
 この方法によれば、薬液工程の全期間に亘って基板の回転速度が零または低速に保持される。そのため、基板から排出された薬液が、周辺部材に当たって基板の方に跳ね返ることが抑制または防止される。したがって、跳ね返った薬液に含まれるパーティクルが基板に付着することが抑制または防止される。これにより、基板の清浄度を高めることができる。
 前記方法は、前記薬液パドル工程の実行に先立って、前記基板の上面に水を供給して、当該上面に水の液膜を保持する前供給工程を含み、前記薬液パドル工程は、前記基板の上面に薬液を供給して、前記基板の上面に保持されている水の液膜を薬液で置換する工程を含んでいてもよい。
 この方法によれば、薬液パドル工程の実行に先立って前供給工程を実行し基板の表面に水の液膜を形成している。薬液パドル工程では、水の液膜の中央部から周縁部に向けて順に水を薬液に置換していくため、水から薬液への置換速度は基板の中央部から周縁部に向かうに従って次第に低くなる。この結果、薬液パドル工程における薬液処理のレートは、基板の回転中心から周縁部に向かうに従って次第に低くなる。
 一方、パドルリンス工程では、薬液の液膜の中央部から周縁部に向けて順に薬液を水に置換していくため、薬液から水への置換速度は基板の中央部から周縁部に向かうに従って次第に低くなる。この結果、パドルリンス工程における薬液処理のレートは、薬液パドル工程の時とは逆に、基板の回転中心から周縁部に向かうに従って次第に高くなる。
 このように、薬液処理の特性の異なる2つの工程を組み合わせることにより、両工程間の薬液処理の特性が相殺される。この結果、基板の中央と周縁部との薬液処理のレートの差が減少する。したがって、薬液パドル工程およびパドルリンス工程の双方を含む薬液処理全体としては、薬液処理のレートの面内均一性を保つことができ、基板の上面を均一に薬液処理することができる。
 また、前記方法は、前記パドルリンス工程の後、前記リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液を前記基板の上面に供給して、前記基板の上面に保持されているパドル状のリンス液の液膜を低表面張力液で置換する低表面張力液置換工程をさらに含んでいてもよい。
 また、前記方法は、前記薬液パドル工程に並行して、前記基板の上面における薬液の供給位置を移動させる薬液供給位置移動工程をさらに含んでいてもよい。
 この方法によれば、薬液パドル工程において、基板における薬液の供給位置がスキャンされるので、基板の上面の薬液の液膜が撹拌されて、新鮮な薬液が基板の上面に接液される。その結果、薬液パドル工程において薬液の処理効率(薬液がエッチング液である場合にはエッチング効率)を向上させることができる。
 また、前記方法は、前記パドルリンス工程に並行して、前記基板の上面におけるリンス液の供給位置を移動させるリンス液供給位置移動工程をさらに含んでいてもよい。
 この方法によれば、パドルリンス工程において、基板におけるリンス液の供給位置がスキャンされるので、基板の上面の液膜(薬液とリンス液との混合液膜)が撹拌されて、薬液からリンス液への置換効率を向上させることができる。その結果、パドルリンス工程においてリンス効率を向上させることができる。
 この発明は、基板を水平姿勢に保持する基板保持ユニットと、前記基板を鉛直な回転軸線まわりに回転させるための基板回転ユニットと、前記基板の表面に薬液を供給するための薬液供給ユニットと、前記基板の表面にリンス液を供給するためのリンス液供給ユニットと、前記基板回転ユニット、前記薬液供給ユニットおよび前記リンス液供給ユニットを制御して、前記基板の回転速度を零または低速に保持しながら、前記基板の上面に薬液を供給して、当該基板の上面にパドル状の薬液の液膜を保持する薬液パドル工程と、前記薬液パドル工程の終了に引き続いて実行され、前記基板の回転速度を零または低速に保持しながら、前記基板の上面にパドル状のリンス液の液膜を保持することにより、前記基板の上面に付着している薬液を洗い流すパドルリンス工程とを実行し、かつ前記パドルリンス工程において、前記基板の上面にリンス液を供給して、前記基板の上面に保持されている薬液の液膜をリンス液で置換する工程を実行する制御ユニットを含む、基板処理方法を提供する。
 この構成によれば、薬液工程に含まれる薬液パドル工程では、基板の上面に当該上面を覆う薬液の液膜が保持される。薬液パドル工程の終了に引き続いて、基板の上面に保持されている薬液の液膜がリンス液で置換される。このリンス液置換により、基板の上面に当該上面を覆うリンス液の液膜が保持され、このリンス液の液膜によって基板の上面に付着している薬液が洗い流される(パドルリンス工程)。基板の保持されている薬液の液膜をリンス液で置換して基板の上面にリンス液の液膜が形成されるので、薬液処理からリンス処理への移行時に基板の上面が露出しない。これにより、基板の上面が露出する過程を経ることなく、基板の上面に薬液処理およびリンス処理を施すことができる。
 本発明における前述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す図である。 図1に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 図1に示す基板処理装置によって実行される洗浄処理の第1処理例を示す工程図である。 図3の処理例に含まれる各工程における基板の回転速度の変化を示す図である。 図1に示す基板処理装置によって実行される洗浄処理の第2処理例を示す工程図である。 図5の第2処理例を示す図である。 図6Aに次いで実行される処理を示す図である。 図6Bに次いで実行される処理を示す図である。 図6Cに次いで実行される処理を示す図である。 図6Dに次いで実行される処理を示す図である。 薬液パドル工程におけるエッチングレートの面内分布を示す図である。 パドルリンス工程におけるエッチングレートの面内分布を示す図である。 図1に示す基板処理装置によって実行される洗浄処理の第3処理例を示す工程図である。 図1に示す基板処理装置によって実行される洗浄処理の第4処理例を示す工程図である。 本発明の第1変形例を示す図である。 本発明の第2変形例を示す図である。 本発明の第3変形例を示す図である。 本発明の第4変形例を示す図である。
 図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1の構成を模式的に示す図である。
 この基板処理装置1は、半導体ウエハ等の基板Wの表面(処理対象面)に対して、洗浄処理を施すための枚葉型の装置である。
 基板処理装置1は、隔壁(図示しない)により区画された処理室2内に、基板Wを保持して回転させるスピンチャック3と、スピンチャック3に保持されている基板Wの表面(上面)に薬液を供給するための薬液ノズル4と、スピンチャック3に保持されている基板Wの上面に、リンス液の一例としてのDIW(脱イオン水)を供給するためのリンス液ノズル(リンス液供給ユニット)5と、低表面張力を有する有機溶媒の一例としてのイソプロピルアルコール(isopropyl alcohol:IPA)液を供給するための有機溶媒ノズル(有機溶媒供給ユニット)6とを含む。
 スピンチャック3として、たとえば挟持式のものが採用されている。具体的には、スピンチャック3は、スピンモータ(基板回転ユニット)7と、このスピンモータ7の駆動軸と一体化されたスピン軸(図示しない)と、スピン軸の上端にほぼ水平に取り付けられた円板状のスピンベース8と、スピンベース8の周縁部の複数箇所にほぼ等角度間隔で設けられた複数個の挟持部材9とを備えている。複数個の挟持部材9は、基板Wをほぼ水平な姿勢で挟持する。この状態で、スピンモータ7が駆動されると、その駆動力によってスピンベース8が所定の回転軸線(鉛直軸線)A1まわりに回転され、そのスピンベース8とともに、基板Wがほぼ水平な姿勢を保った状態で回転軸線A1まわりに回転される。
 なお、スピンチャック3としては、挟持式のものに限らず、たとえば、基板Wの裏面(下面)を真空吸着することにより、基板Wを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で回転軸線A1まわりに回転することにより、その保持した基板Wを回転させる真空吸着式のものが採用されてもよい。
 薬液ノズル4は、たとえば、連続流の状態で薬液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック3の上方で、その吐出口を基板Wの上面の回転中心付近に向けて固定的に配置されている。薬液ノズル4には、薬液供給源からの薬液が供給される薬液供給管13が接続されている。薬液供給管13の途中部には、薬液ノズル4からの薬液の供給/供給停止を切り換えるための薬液バルブ(薬液供給ユニット)14が介装されている。薬液としては、たとえば希ふっ酸(DHF)、濃ふっ酸(concHF)、ふっ硝酸(ふっ酸と硝酸(HNO)との混合液)、またはフッ化アンモニウム等が用いられる。
 薬液ノズル4は、たとえば、連続流の状態で薬液を吐出するストレートノズルであり、基板Wの上面における薬液の供給位置を変更できるスキャンノズルとしての基本形態を有している。
 薬液ノズル4は、スピンチャック3の上方でほぼ水平に延びた第1アーム40の先端部に支持されている。第1アーム40の基端部は、スピンチャック3の側方でほぼ鉛直に延びた第1アーム支持軸41の上端に固定されている。この第1アーム支持軸41には、モータ等からなる第1アーム揺動機構42が結合されている。第1アーム揺動機構42による第1アーム40の揺動により、スピンチャック3に保持される基板Wの回転中心の上方(回転軸線A1上)と、スピンチャック3の側方位置に設けられたホームポジションとの間で薬液ノズル4を移動させることができる。
 薬液ノズル4には、薬液供給源からの薬液が供給される薬液供給管13が接続されている。薬液供給管13の途中部には、薬液ノズル4からの薬液の供給/供給停止を切り換えるための薬液バルブ14が介装されている。薬液としては、たとえば希ふっ酸(DHF)、濃ふっ酸(concHF)、ふっ硝酸(ふっ酸と硝酸(HNO)との混合液)、またはフッ化アンモニウム等が用いられる。 
 リンス液ノズル5は、たとえば、連続流の状態でDIWを吐出するストレートノズルであり、基板Wの上面におけるDIWの供給位置を変更できるスキャンノズルとしての基本形態を有している。
 リンス液ノズル5は、スピンチャック3の上方でほぼ水平に延びた第2アーム10の先端部に支持されている。第2アーム10の基端部は、スピンチャック3の側方でほぼ鉛直に延びた第2アーム支持軸11の上端に固定されている。この第2アーム支持軸11には、モータ等からなる第2アーム揺動機構12が結合されている。第2アーム揺動機構12による第2アーム10の揺動により、スピンチャック3に保持される基板Wの回転中心の上方(回転軸線A1上)と、スピンチャック3の側方位置に設けられたホームポジションとの間でリンス液ノズル5を移動させることができる。
 リンス液ノズル5には、DIW供給源からのDIWが供給されるリンス液供給管15が接続されている。リンス液供給管15の途中部には、リンス液ノズル5からのDIWの供給/供給停止を切り換えるためのリンス液バルブ(リンス液供給ユニット)16が介装されている。
 有機溶媒ノズル6は、たとえば、連続流の状態でIPA液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック3の上方で、その吐出口を基板Wの上面の回転中心付近に向けて固定的に配置されている。有機溶媒ノズル6には、IPA液供給源からのIPA液が供給される有機溶媒供給管18が接続されている。有機溶媒供給管18の途中部には、有機溶媒ノズル6からのIPA液の供給/供給停止を切り換えるための有機溶媒バルブ19が介装されている。
 なお、有機溶媒ノズル6は、それぞれ、スピンチャック3に対して固定的に配置されている必要はなく、たとえば、スピンチャック3の上方において水平面内で揺動可能なアームに取り付けられて、このアームの揺動により基板Wの上面における有機溶媒の着液位置がスキャンされる、いわゆるスキャンノズルの形態が採用されてもよい。
 図2は、基板処理装置1の電気的構成を示すブロック図である。
 基板処理装置1は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置(制御ユニット)20を備えている。制御装置20は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータ7や第1および第2アーム揺動機構42,12等の動作を制御する。さらに、制御装置20は、薬液バルブ14、リンス液バルブ16、有機溶媒バルブ19等の開閉動作を制御する。
 図3は、基板処理装置1によって実行される洗浄処理の第1処理例を示す工程図である。図4は、洗浄処理に含まれる各工程における基板Wの回転速度の変化を示す図である。
 図1~図4を参照して、洗浄処理の第1処理例について説明する。
 洗浄処理の第1処理例として、基板Wの表面(デバイスが形成されるべき面)に形成された酸化膜を除去する酸化膜エッチングを挙げて説明する。洗浄処理に際しては、搬送ロボット(図示しない)が制御されて、処理室2(図1参照)内に未処理の基板Wが搬入される(ステップS1)。この基板Wの一例として表面に酸化膜が形成されたシリコンウエハを挙げることができる。基板Wは大型基板(たとえば、外径450mmの円形基板)であってもよい。基板Wは、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック3に受け渡される。このとき、基板Wの搬入の妨げにならないように、薬液ノズル4およびリンス液ノズル5は、それぞれホームポジションに配置されている。
 スピンチャック3に基板Wが保持されると、制御装置20は薬液被覆工程を開始する(ステップS2)。
 具体的には、制御装置20は、スピンモータ7を制御して基板Wを回転開始させ基板Wの回転速度を比較的高回転(例えば、600~1200rpm)まで増加させる。これと並行して、制御装置20は、第1アーム揺動機構42を制御して、薬液ノズル4を基板Wの上方に移動させ、薬液ノズル4を基板Wの回転中心(回転軸線A1)上に配置させる。薬液ノズル4が基板Wの回転中心上に配置されると、制御装置20は、薬液バルブ14を開いて、薬液ノズル4から基板Wの上面の中央部に向けて薬液を吐出する。このときの薬液ノズル4からの薬液の吐出流量は、たとえば2.0(リットル/分)に設定されている。薬液ノズル4から基板Wの中央部に供給された薬液は遠心力により広げられ、基板Wの表面の全面が薬液の液膜で被覆される。そして、基板Wの表面全域において薬液処理が開始される。
 所定の時間が経過し、基板Wの表面全域が薬液の液膜で覆われると、制御装置20は、パドル状の薬液の液膜を基板Wの上面に形成し保持する薬液パドル工程(ステップS3)を開始する。具体的には、制御装置20は、スピンモータ7を制御して、基板Wの回転速度を短時間に、薬液被覆工程(ステップS2)時よりも低い回転速度(例えば約10rpm)まで減速させる。薬液ノズル4からの薬液の吐出流量は2.0(リットル/分)に維持されている。基板Wの回転速度の減少により薬液ノズル4から供給された薬液は基板Wの表面で飛散することなく、基板Wの表面に溜められてパドル状の薬液の液膜を形成する。
 なお、パドル状の液膜形成中の基板Wの回転速度については上記数値に限定されるものではなく、薬液をパドル状に液盛りすることが可能な任意の回転速度に設定したり、基板Wの回転速度を零、つまり基板Wを静止させたりしてもよい。すなわち、基板Wの回転速度は、基板W表面の薬液の液膜に作用する遠心力が薬液と基板W表面との間で作用する表面張力よりも小さくなり、あるいは前記遠心力と前記表面張力とがほぼ拮抗するようになる速度(パドル速度)に設定される。
 この薬液の液膜により、基板Wの上面の全域が薬液処理される。また、基板Wの回転速度がパドル速度に保持されているので、基板Wから排出された薬液が、周辺部材に当たって基板Wの方に跳ね返ることが抑制または防止される。
 薬液の吐出開始から、予め定める薬液処理時間が経過すると、制御装置20は、薬液バルブ14を閉じて、薬液ノズル4からの薬液の吐出を停止するとともに、第1アーム揺動機構42を制御して、薬液吐出停止後の薬液ノズル4を、そのホームポジションに戻す。希ふっ酸、濃ふっ酸、ふっ硝酸、フッ化アンモニウム等のエッチング液が薬液として用いられる場合、薬液処理後の基板Wの表面は疎水性を示すようになる。
 次いで、制御装置20は、基板W上面の薬液をリンス液(DIW)に置換するパドルリンス工程(ステップS4)を開始する。制御装置20は、パドルリンス工程(ステップS4)を開始する時点で、薬液パドル工程(S3)における基板回転速度を維持している。また、制御装置20は、第2アーム揺動機構12を制御して、リンス液ノズル5を基板Wの上方に移動させ、リンス液ノズル5を基板Wの回転中心上に配置させる。リンス液ノズル5が基板Wの回転中心上に配置されると、制御装置20は、リンス液バルブ16を開いて、リンス液ノズル5から基板Wの上面の中央部に向けてDIWを吐出する。このときのリンス液ノズル5からのDIWの吐出流量は、たとえば2.0(リットル/分)に設定されている。薬液パドル工程(ステップS3)からパドルリンス工程(ステップS4)に移行する期間において基板Wの回転速度はパドル速度に維持されているため、該期間を通して基板Wの上面はその全面がパドル状の薬液の液膜によって覆われ続けており、基板Wの上面が露出することが回避されている。
 リンス液ノズル5から液膜の中央部に向けてDIWがさらに供給されると基板W上の薬液の液膜は、基板Wの中央部から順に基板Wの外側に向けて押し出されて基板Wの周縁部から外部に排出され、DIWに置換されていく。
 所定時間が経過すると、基板W上の薬液の液膜の全てがDIWによって置換され、基板Wの上面の全域にDIWの液膜がパドル状に形成される。このDIWの液膜により、基板Wの上面の全域において、当該上面に付着している薬液が洗い流される。
 パドルリンス工程(ステップS4)での基板回転速度は、パドル速度(たとえば10rpm)に設定されている。基板W上の薬液やDIWに作用する遠心力が小さいため、薬液やDIWが基板Wの周縁から外部に飛散する量が抑制されている。このように、基板Wをパドル速度で回転させているため、パドルリンス工程(ステップS4)を通して基板W上面にパドル状のDIWの液膜が保持され続ける。このため、パドルリンス工程(ステップS4)における基板W表面の露出を確実に回避することができる。
 DIWの吐出開始から、予め定めるリンス処理時間が経過すると、制御装置20は、リンス液バルブ16を閉じて、リンス液ノズル5からのDIWの吐出を停止するとともに、第2アーム揺動機構12を制御して、DIW吐出停止後のリンス液ノズル5を、そのホームポジションに戻す。
 次いで、制御装置20はIPA液置換工程(低表面張力液置換工程。ステップS5)の実行を開始する。具体的には、制御装置20は、基板Wの回転速度をパドル速度(例えば10rpm)に維持しつつ、有機溶媒バルブ19を開いて、有機溶媒ノズル6から基板Wの回転中心付近に向けてIPA液を吐出する。このときの有機溶媒ノズル6からのIPA液の吐出流量は、たとえば0.1(リットル/分)に設定されている。基板Wの上面にIPA液が供給され、これにより基板Wの上面のDIWの液膜に含まれるDIWがIPA液に順次置換されていく。その結果、基板Wの上面に、基板Wの上面全域を覆うIPA液の液膜がパドル状に形成される。 
 IPA液の吐出開始から予め定めるIPAパドル時間が経過すると、制御装置20は、IPA液の吐出を継続しながら、スピンモータ7を制御して基板Wをパドル速度から高回転速度まで段階的に加速させる。制御装置20は、基板Wが高回転速度に到達した後、IPA液の吐出開始からIPA処理時間が経過したことを条件として、有機溶媒バルブ19を閉じて有機溶媒ノズル6からのIPA液の吐出を停止する。
 IPA液の吐出が停止されると、制御装置20は、乾燥工程(ステップS6)を実行する。すなわち、制御装置20は、基板Wの回転速度を高回転(例えば600~1200rpm)に維持する。これにより、基板Wに付着しているIPA液が振り切られて基板Wが乾燥される。
 乾燥工程(S6)が予め定める乾燥時間に亘って行われると、制御装置20は、スピンモータ7を駆動して、スピンチャック3の回転(基板Wの回転)を停止させる(ステップS7)。これにより、1枚の基板Wに対する洗浄処理が終了し、搬送ロボットによって、処理済みの基板Wが処理室2から搬出される(ステップS8)。
 このように第1処理例においては、薬液パドル工程(ステップS3)からIPA置換工程(ステップS5)の初期までの期間を通して、基板Wの上面がパドル状の液膜で被覆され続け、基板Wの上面が露出することがない。このため、基板Wの上面をパーティクルによる汚染から保護することが可能になっている。
 図5は、基板処理装置1によって実行される洗浄処理の第2処理例を示す工程図である。図6A~図6Eは、基板処理装置1によって実行される洗浄処理の第2処理例を示す図である。
 図5に示す洗浄処理の第2処理例が、図3に示す洗浄処理の第1処理例と相違する点は、薬液パドル工程(ステップS14)の実行に先立って、プリウェット工程(前供給工程。ステップS13)を実行する点である。以降、図1、図2、図5~図6Eを参照しながら、第1処理例と異なる点を中心として、洗浄処理の第2処理例について説明する。なお、この第2処理例では、第1処理例の場合と同様に、シリコンウエハからなる基板W(外径450mmの大型の円形基板)の表面に形成された酸化膜を除去する酸化膜エッチングを例に挙げて説明する。
 洗浄処理に際しては、搬送ロボットが制御されて、処理室2(図1参照)内に未処理の基板Wが搬入され、基板Wが、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック3に受け渡される(ステップS11)。
 スピンチャック3に基板Wが保持された後、スピンモータ7が制御されて、基板Wが回転開始させられる(ステップS12)。
 次いで、制御装置20により、プリウェット工程(ステップS13)が実行される。プリウェット工程(S13)は、基板Wの上面に当該上面を覆うDIWの液膜をパドル状に形成し保持する工程である。
 基板Wの回転速度がパドル速度に達すると、制御装置20は、アーム揺動機構12を制御して、リンス液ノズル5を基板Wの上方に移動させ、リンス液ノズル5を基板Wの回転中心(回転軸線A1)上に配置させる。また、リンス液ノズル5が基板Wの回転中心上に配置されると、リンス液バルブ16を開いて、リンス液ノズル5から基板Wの上面の中央部に向けてDIWを吐出する。このときのリンス液ノズル5からのDIWの吐出流量は、たとえば2.0(リットル/分)に設定されている。基板Wの上面の中央部に供給されたDIWは、基板Wの上面中央部に着液し、後続のDIWによって押されて基板W上を外方に広がっていく。また、基板Wの回転速度がパドル速度であり、基板W上のDIWに作用する遠心力はDIWと基板W表面との間で作用する表面張力よりも小さくなるので、基板Wに供給されたDIWは、基板Wの周囲に飛散せずに基板W上に液盛りされていく。したがって、図6Aに示すように、基板Wの上面の全域に、DIWの液膜25がパドル状に形成される。
 DIWの吐出開始から、予め定めるプリウェット時間が経過すると、制御装置20は、リンス液バルブ16を閉じて、リンス液ノズル5からのDIWの吐出を停止するとともに、第2アーム揺動機構12を制御して、DIW吐出停止後のリンス液ノズル5を、そのホームポジションに戻す。
 次いで、制御装置20は、薬液パドル工程(ステップS14)の実行を開始する。具体的には、制御装置20は、第1アーム揺動機構42を制御して、薬液ノズル4を基板Wの上方に移動させ、薬液ノズル4を基板Wの回転中心上に配置させる。また、薬液ノズル4が基板Wの回転中心上に配置されると、制御装置20は、薬液バルブ14を開いて、薬液ノズル4から基板Wの上面の中央部に向けて薬液を吐出する。このときの薬液ノズル4からの薬液の吐出流量は、たとえば2.0(リットル/分)に設定されている。薬液パドル工程(S14)の実行開始の際には、図6Aに示すように基板Wの上面にDIWの液膜25がパドル状に保持されている。このDIWの液膜25の中央部に、図6Bに示すように、薬液ノズル4から薬液が供給される。これにより、基板W上のDIWの液膜25は、基板Wの中央部から薬液によって順に置換される。その後、基板W上のリンス液の液膜25の全てが薬液によって置換され、図6Cに示すように、基板Wの上面の全域に薬液の液膜30がパドル状に形成される。基板Wの回転速度がパドル速度(たとえば10rpm)に保持されているので、基板Wから排出された薬液が、周辺部材に当たって基板Wの方に跳ね返ることが抑制または防止される。
 薬液の吐出開始から、予め定める薬液処理時間が経過すると、制御装置20は、薬液バルブ14を閉じて、薬液ノズル4からの薬液の吐出を停止するとともに、第1アーム揺動機構42を制御して、薬液吐出停止後の薬液ノズル4を、そのホームポジションに戻す。希ふっ酸、濃ふっ酸、ふっ硝酸、フッ化アンモニウム等が薬液として用いられる場合、薬液処理後の基板Wの表面は疎水性を示すようになる。
 次いで、制御装置20は、基板Wの上面に保持されているパドル状の薬液の液膜30をDIWに置換するパドルリンス工程(ステップS15)の実行を開始する。制御装置20は、パドルリンス工程(ステップS15)を開始する時点で、薬液パドル工程(ステップS14)における基板回転速度を維持している。制御装置20は、第2アーム揺動機構12を制御して、リンス液ノズル5を基板Wの上方に移動させ、リンス液ノズル5を基板Wの回転中心上に配置させる。リンス液ノズル5が基板Wの回転中心上に配置されると、また、制御装置20は、リンス液バルブ16を開いて、リンス液ノズル5から基板Wの上面の中央部に向けてDIWを吐出する。このときのリンス液ノズル5からのDIWの吐出流量は、たとえば2.0(リットル/分)に設定されている。薬液パドル工程(ステップS14)からパドルリンス工程(ステップS15)に移行する期間において基板Wの回転速度はパドル速度に維持されているため、該期間を通して基板Wの上面はその全面がパドル状の薬液の液膜30によって覆われ続けており、基板Wの上面が露出することが回避されている。
 図6Dに示すように、リンス液ノズル5から液膜の中央部に向けてDIWがさらに供給されると、基板W上の薬液の液膜30は、基板Wの中央部から順に基板Wの外側に向けて押し出されて基板Wの周縁部から外部に排出され、DIWに置換されていく。
 所定時間が経過すると、基板W上の薬液の液膜30の全てがDIWによって置換され、図6Eに示すように、基板Wの上面の全域にDIWの液膜25がパドル状に形成される。このDIWの液膜25により、基板Wの上面の全域において、当該上面に付着している薬液が洗い流される。
 パドルリンス工程(ステップS15)での基板回転速度は、パドル速度(たとえば10rpm)に設定されている。基板W上の薬液やDIWに作用する遠心力が小さいため、薬液やDIWが基板Wの周縁から外部に飛散する量が抑制されている。このように、基板Wをパドル速度で回転させているため、パドルリンス工程(ステップS15)を通して基板W上面にパドル状のDIWの液膜25が保持され続ける。このため、パドルリンス工程(ステップS15)における基板W表面の露出を確実に回避することができる。
 DIWの吐出開始から、予め定めるリンス処理時間(たとえば約30秒間)が経過すると、制御装置20は、リンス液バルブ16を閉じて、リンス液ノズル5からのDIWの吐出を停止するとともに、第2アーム揺動機構12を制御して、DIW吐出停止後のリンス液ノズル5を、そのホームポジションに戻す。その後、制御装置20は、IPA液置換工程(低表面張力液置換工程。ステップS16)および乾燥工程(ステップS17)を順に実行した後、制御装置20は、スピンチャック3の回転(基板Wの回転)を停止させる(ステップS18)。ステップS16,S17の各工程は、図3に示す第1処理例のステップS5,S6の各工程と同等の工程である。これにより、1枚の基板Wに対する洗浄処理が終了し、搬送ロボットによって、処理済みの基板Wが処理室2から搬出される(ステップS19)。
 図7Aは、薬液パドル工程(S14)におけるエッチングレートの面内分布を示す図である。図7Bは、パドルリンス工程(S15)におけるエッチングレートの面内分布を示す図である。
 先述したように、第2処理例では薬液パドル工程(S14)を実行する一工程前に、プリウエット工程(S13)を実行し基板Wの表面にDIWの液膜25を形成している。薬液パドル工程(S14)では、図6Bに示すように、該DIWの液膜25の中央部から周縁部に向けて順にDIWを薬液に置換していくため、DIWから薬液への置換速度は基板Wの中央部から周縁部に向かうに従って次第に低くなる。この結果、図7Aに示すように、薬液パドル工程(S14)におけるエッチングレートは、基板Wの回転中心(センター)から周縁部(エッジ)に向かうに従って次第に低くなる。
 一方、パドルリンス工程(S15)では、図6Dに示すように、薬液の液膜30の中央部から周縁部に向けて順に薬液をDIWに置換していくため、薬液からDIWへの置換速度は基板Wの中央部から周縁部に向かうに従って次第に低くなる。この結果、パドルリンス工程(S15)におけるエッチングレートは、薬液パドル工程(S14)の時とは逆に、図7Bに示すように、基板Wの回転中心(センター)から周縁部(エッジ)に向かうに従って次第に高くなる。
 このように、エッチング特性の異なる2つの工程(S14,S15)を組み合わせることにより、両工程間のエッチング特性が相殺される。この結果、基板Wの中央と周縁部とのエッチングレートの差が減少する。薬液パドル工程(S14)およびパドルリンス工程(S15)の双方を含む洗浄処理(エッチング処理)全体としては、エッチングレートの面内均一性を保つことができ、基板Wの上面(表面)を均一にエッチングすることができる。
 図8は、基板処理装置1によって実行される洗浄処理の第3処理例を示す工程図である。図8に示す第3処理例が、図3に示す第1処理例および第2処理例と相違する点は、パドルリンス工程(S4,S15)の実行中に、基板Wにおけるリンス液ノズル5からのDIWの供給位置をスキャンさせるようにした点である。具体的には、パドルリンス工程(S4,S15)の実行開始から終了までの間、制御装置20が第2アーム揺動機構12を制御して、リンス液ノズル5を基板Wの上面に沿って移動させる。この場合、たとえば、基板Wにおけるリンス液ノズル5からのDIWの供給位置が基板Wの回転中心と基板Wの周縁部との間を往復スキャンするハーフスキャン(往復)方式が採用される。
 パドルリンス工程(S4,S15)において、基板WにおけるDIWの供給位置がスキャンされるので、基板Wの上面の液膜(薬液とDIWとの混合液膜)が撹拌されて、薬液からDIWへの置換効率を向上させることができる。その結果、パドルリンス工程(S4,S15)においてリンス効率を向上させることができる。
 また、図8に括弧書きで示すように、薬液パドル工程(S3,S14)の実行中に、基板Wにおける薬液ノズル4からの薬液の供給位置をスキャンさせるようにしてもよい。具体的には、薬液パドル工程(S3,S14)の実行開始から終了までの間、制御装置20が第1アーム揺動機構42を制御して、薬液ノズル4を基板Wの上面に沿って移動させる。この場合、たとえば、基板Wにおける薬液ノズル4からの薬液の供給位置が基板Wの回転中心と基板Wの周縁部との間を往復スキャンするハーフスキャン(往復)方式が採用される。
 薬液パドル工程(S3,S14)において、基板Wにおける薬液の供給位置がスキャンされるので、基板Wの上面の薬液の液膜が撹拌されて、薬液ノズル4から吐出された直後の新鮮な薬液が基板Wの上面に接液され、その結果、薬液パドル工程(S3,S14)において薬液の処理効率(薬液が前述のようなエッチング液である場合にはエッチング効率)を向上させることができる。
 図9は、基板処理装置1によって実行される洗浄処理の第4処理例を示す工程図である。
 この第4処理例では、パドルリンス工程(S4,S15)の実行期間のうちある一定の期間は、基板Wにおけるリンス液ノズル5からのDIWの供給位置が、基板Wの回転中心に静止状態で配置され、当該一定の期間が過ぎると、基板WにおけるDIWの供給位置が、第3処理例と同様、基板Wの回転中心と基板Wの周縁部との間で往復スキャンさせられている。
 この第4処理例の場合も、第3処理例の場合と同等の作用効果を奏する。
 また、図9に括弧書きで示すように、薬液リンス工程(S3,S14)の実行期間のうちある一定の期間は、基板Wにおける薬液ノズル4からの薬液の供給位置が、基板Wの回転中心に静止状態で配置され、当該一定の期間が過ぎると、基板Wにおける薬液の供給位置が、第3処理例と同様、基板Wの回転中心と基板Wの周縁部との間で往復スキャンさせられていてもよい。
 なお、第4処理例において、DIWや薬液の供給位置のスキャンが先に実行され、その後、DIWや薬液の供給位置が基板Wの回転中心上で静止配置されるようになってもよい。
 以上によりこの実施形態によれば、薬液パドル工程(S3,S14)では、基板Wの上面に当該上面を覆う薬液の液膜が保持される。薬液パドル工程(S3,S14)の終了に引き続いて、基板Wの上面に保持されている薬液の液膜がDIWで置換される。このリンス液置換により、基板Wの上面に当該上面を覆うDIWの液膜が保持され、このリンス液の液膜によって基板Wの上面に付着している薬液が洗い流される(S4,S15のパドルリンス工程)。基板Wに保持されている薬液の液膜をDIWで置換して基板Wの上面にDIWの液膜が形成されるので、薬液処理からリンス処理への移行時に基板Wの上面が露出しない。これにより、基板Wの上面が露出する過程を経ることなく、基板Wの上面に薬液処理およびリンス処理を施すことができる。
 また、薬液処理の全期間に亘って基板Wの回転速度がパドル速度(たとえば10rpm)に保持される。そのため、基板Wから排出された薬液が、周辺部材に当たって基板Wの方に跳ね返ることが抑制または防止される。したがって、跳ね返った薬液に含まれるパーティクルが基板Wに付着することが抑制または防止される。これにより、基板Wの清浄度を高めることができる。
 以上この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。
 たとえば、前述の実施形態では、パドルリンス工程(S4,S15)におけるリンス液(DIW)の供給を、リンス液ノズル5のみを用いて行う場合を例に挙げたが、リンス液(DIW)の供給について、図10A~10Cおよび図11に示す供給方法を採用することもできる。
 図10Aの変形例では、リンス液ノズル5とは別に、基板Wの中心部にDIWを供給するためのノズル71を設けている。ノズル71は、たとえば、リンス液としてのDIWを連続流の状態で吐出するストレートノズルであり、スピンチャック3(図1参照)の上方で、その吐出口を基板Wの周縁部に向けて固定的に配置されている。ノズル71には、DIW供給源からのDIWが供給されるようになっている。パドルリンス工程(S4,S15)の実行中においては、リンス液ノズル5からのDIWが基板Wの中央部に供給されるだけでなく、ノズル71からのDIWが、基板Wの周縁部に供給される。ゆえに、パドルリンス工程(S4,S15)の実行中において基板WへのDIWの供給流量の増大が実現される。
 図10Bの変形例が図10Aの変形例と相違する点は、ノズル71に代えて、前記のスキャンの形態を有し、DIWを吐出するノズル82を設けた点である。ノズル82には、それぞれ、DIW供給源からのDIWが供給されるようになっている。
 パドルリンス工程(S4,S15)の実行に先立って、ノズル82が、その吐出口が基板Wの周縁部に向く位置に配置される。パドルリンス工程(S4,S15)の実行中においては、図10Aの場合と同様、リンス液ノズル5からのDIWが基板Wの中央部に供給されるだけでなく、ノズル82からのDIWが、基板Wの周縁部に供給される。
 図10Cの変形例が図10Aの変形例と相違する点は、前記のスキャンノズルの形態を有し、かつ2つの吐出口92,93を有するリンス液ノズル91を、リンス液ノズル5に代えて設けた点である。吐出口92,93はそれぞれ下方に向いた状態に設けられている。リンス液ノズル91には、それぞれ、バルブ(図示しない)を介してDIW供給源からのDIWが供給されるようになっており、バルブが開かれた状態では、吐出口92,93からDIWがそれぞれ下向きに吐出される。
 図11の変形例では、処理室2(図1参照)の天井壁面に配置された天井ノズル101を用いて、パドルリンス工程(S4,S15)の実行時に基板Wの表面にDIWを供給する。この天井ノズル101は、ノズルを揺動可能に支持するアームや、基板Wの表面上の空間をその周囲から遮断するための遮断部材に対して、洗浄水としてのDIWを吐出するものである。天井ノズル101は、たとえば、連続流の状態でDIWを吐出するストレートノズルであり、スピンチャック3(図1参照)の上方で、その吐出口を基板Wの回転中心付近に向けて固定的に配置されている。天井ノズル61には、DIW供給源からのDIWが供給されるようになっている。
 パドルリンス工程(S4,S15)の実行が開始されると、リンス液ノズル5からのDIWの吐出量がそれまでと同流量に維持されながら、天井ノズル101からのDIWの吐出が開始される。これにより、パドルリンス工程(S4,S15)の実行中において、リンス液ノズル5からのDIWだけでなく、天井ノズル101からのDIWが、基板Wの中央部に供給される。ゆえに、パドルリンス工程(S4,S15)の実行中において基板WへのDIWの供給流量の増大が実現される。
 なお、図10A~10Cおよび図11では、パドルリンス工程(S4,S15)におけるリンス液(DIW)の供給方法についての変形例を示したが、図10A~10Cおよび図11に示す変形例を、薬液パドル工程(S4,S15)における薬液の供給について採用することもできる。
 また、第1実施形態の第1処理例および第2処理例では、薬液パドル工程(S3,S14)からパドルリンス工程(S4,S15)に移行する作業は、まず薬液ノズル4をホームポジションに戻した上で、リンス液ノズル5をそのホームポジションから基板Wの対向位置まで移動させている。このため、基板Wの表面への液体の供給が一時停止している。しかし、同じアーム(たとえば第2アーム10)にリンス液ノズル5と薬液ノズル4とを取り付けた場合には、薬液ノズル4が薬液の供給を停止した直後からリンス液ノズル5からのリンス液の供給を開始することができる。この場合、基板Wの上面の薬液の液膜に対して液体が供給され続けるため、薬液パドル工程(ステップS3,S14)からパドルリンス工程(ステップS4,S15)への移行時における基板W上面の露出をより確実に回避することができる。
 また、第3実施形態および第4実施形態では、基板WにおけるDIWまたは薬液の供給位置のスキャンの形態として、ハーフスキャンが採用される場合を例に挙げて説明したが、当該スキャンの形態として、基板Wの一周縁部と、当該一周縁部と基板Wの回転中心を挟んで位置する他周縁部との間を移動させるフルスキャン(Variable Scan)が採用されていてもよい。また、スキャンの形態が、往復移動させながらDIWまたは薬液を供給する往復スキャンでなく、一方向に移動中にのみ薬液ノズル4からのDIWまたは薬液を供給させるいわゆる一方向スキャンであってもよい。
 また、前述の各実施形態において、薬液ノズル4およびリンス液ノズル5の双方にスキャンノズルの形態が採用されていると説明したが、薬液ノズル4またはリンス液ノズル5が、スピンチャック3に対して固定的に配置されていてもよい。
 また、薬液パドル工程(S3,S14)における基板Wのパドル速度と、パドルリンス工程(S4,S15)における基板Wのパドル速度とを互いに同等であるとして説明したが、これらのパドル速度が互いに異ならされていてもよい。
 また、前述の各処理例では、基板Wに対する薬液処理の全期間に亘って薬液パドル工程(S3, S14)が実行される場合を例に挙げて説明したが、少なくとも薬液処理の終了時に薬液パドル工程(S3,S14)が実行されていればよく、必ずしも薬液処理の全期間に亘って実行されている必要はない。
 また、プリウェット工程(S13)は、基板Wをパドル速度で回転させることにより、基板Wの上面の全域にDIWの液膜がパドル状に保持するとして説明したが、プリウェット工程(S13)では基板Wの表面に液膜が保持されていればよく、たとえば高流量のDIWが基板Wの上面供給されるとともに、比較的高い回転速度(パドル速度よりも高回転速度)で基板Wが回転されていてもよい。
 また、リンス液として、DIWを用いる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、リンス液は、DIWに限らず、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、希釈濃度(たとえば、10~100ppm程度)の塩酸水、還元水(水素水)等をリンス液として採用することもできる。
 また、低表面張力を有する有機溶媒として、IPA液以外に、たとえば、メタノール、エタノール、アセトン、およびHFE(ハイドロフルオロエーテル)等を採用できる。
 また、本発明に係る基板処理装置1は、基板Wの表面からシリコン酸化膜を除去する洗浄処理中のリンス後の処理に限らず、リンス後の処理に広く使用できる。ただし、本発明の効果は、基板Wの表面が疎水性を示す場合にとくに顕著に発揮される。表面が疎水性を示す基板Wに対する処理としては、シリコン酸化膜を除去する処理以外に、レジストを除去する処理を例示できる。
 その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
  1 基板処理装置
  3 スピンチャック(基板保持ユニット)
  5 リンス液ノズル(リンス液供給ユニット)
  7 スピンモータ(基板回転ユニット)
 14 薬液バルブ(薬液供給ユニット)
 16 リンス液バルブ(リンス液供給ユニット)
 20 制御装置(制御ユニット)
 71 ノズル(リンス液供給ユニット)
 82 ノズル(リンス液供給ユニット)
 91 ノズル(リンス液供給ユニット)
101 天井ノズル(リンス液供給ユニット)
  A1 回転軸線
  W 基板

Claims (9)

  1.  基板保持ユニットによって水平姿勢に保持されている基板の上面に薬液を供給する薬液工程と、
     前記基板の回転速度を零または低速に保持しながら、前記基板の上面にパドル状のリンス液の液膜を保持することにより、前記基板の上面に付着している薬液を洗い流すパドルリンス工程とを含み、
     前記薬液工程は、前記基板の回転速度を零または低速に保持しながら前記基板の上面にパドル状の薬液の液膜を保持する薬液パドル工程を含み、前記薬液パドル工程の終了に引き続いて、前記パドルリンス工程が実行されるようになっており、
     前記パドルリンス工程は、前記基板の上面にリンス液を供給して、前記基板の上面に保持されている薬液の液膜をリンス液で置換する工程を含む、基板処理方法。
  2.  前記薬液はエッチング液である、請求項1に記載の基板処理方法。
  3.  前記パドルリンス工程前の基板の上面は疎水性を示している、請求項1または2に記載の基板処理方法。
  4.  前記薬液パドル工程は、前記薬液工程の全期間に亘って実行される、請求項1~3のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  5.  前記薬液パドル工程の実行に先立って、前記基板の上面に水を供給して、当該上面に水の液膜を保持する前供給工程を含み、前記薬液パドル工程は、前記基板の上面に薬液を供給して、前記基板の上面に保持されている水の液膜を薬液で置換する工程を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  6.  前記パドルリンス工程の後、前記リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液を前記基板の上面に供給して、前記基板の上面に保持されているパドル状のリンス液の液膜を低表面張力液で置換する低表面張力液置換工程をさらに含む、請求項5の基板処理方法。
  7.  前記薬液パドル工程に並行して、前記基板の上面における薬液の供給位置を移動させる薬液供給位置移動工程をさらに含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  8.  前記パドルリンス工程に並行して、前記基板の上面におけるリンス液の供給位置を移動させるリンス液供給位置移動工程をさらに含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  9.  基板を水平姿勢に保持する基板保持ユニットと、
     前記基板を鉛直な回転軸線まわりに回転させるための基板回転ユニットと、
     前記基板の表面に薬液を供給するための薬液供給ユニットと、
     前記基板の表面にリンス液を供給するためのリンス液供給ユニットと、
     前記基板回転ユニット、前記薬液供給ユニットおよび前記リンス液供給ユニットを制御して、前記基板の回転速度を零または低速に保持しながら、前記基板の上面に薬液を供給して、当該基板の上面にパドル状の薬液の液膜を保持する薬液パドル工程と、前記薬液パドル工程の終了に引き続いて実行され、前記基板の回転速度を零または低速に保持しながら、前記基板の上面にパドル状のリンス液の液膜を保持することにより、前記基板の上面に付着している薬液を洗い流すパドルリンス工程とを実行し、かつ前記パドルリンス工程において、前記基板の上面にリンス液を供給して、前記基板の上面に保持されている薬液の液膜をリンス液で置換する工程を実行する制御ユニットを含む、基板処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107591315A (zh) * 2016-05-27 2018-01-16 细美事有限公司 用于处理基板的装置和方法
CN108722790A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 株式会社斯库林集团 涂敷方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180003109A (ko) * 2016-06-30 2018-01-09 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
JP6868991B2 (ja) * 2016-09-26 2021-05-12 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
US10766054B2 (en) 2016-09-27 2020-09-08 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP6575538B2 (ja) * 2017-01-23 2019-09-18 信越半導体株式会社 半導体ウェーハの洗浄方法
JP6910164B2 (ja) * 2017-03-01 2021-07-28 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
KR102073339B1 (ko) * 2017-03-02 2020-02-05 무진전자 주식회사 웨이퍼 세정방법
JP7390837B2 (ja) 2019-09-27 2023-12-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置
JP7386700B2 (ja) * 2019-12-27 2023-11-27 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法
JP2023094445A (ja) * 2021-12-23 2023-07-05 株式会社Sumco 半導体ウェーハの洗浄方法および半導体ウェーハの製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001284207A (ja) * 2000-03-30 2001-10-12 Sharp Corp 半導体装置の製造方法
JP2009054985A (ja) * 2007-07-30 2009-03-12 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4566556B2 (ja) * 2003-12-25 2010-10-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 枚葉式薬液処理方法
JP2006278955A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP4665701B2 (ja) 2005-10-13 2011-04-06 パナソニック株式会社 加熱調理器
JP4986565B2 (ja) * 2005-12-02 2012-07-25 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法および基板処理装置
US7964042B2 (en) * 2007-07-30 2011-06-21 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate processing apparatus and substrate processing method
DE102007058503B4 (de) 2007-12-05 2011-08-25 Siltronic AG, 81737 Verfahren zur nasschemischen Behandlung einer Halbleiterscheibe
US20100154826A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 Tokyo Electron Limited System and Method For Rinse Optimization
US8216384B2 (en) * 2009-01-15 2012-07-10 Intermolecular, Inc. Combinatorial approach to the development of cleaning formulations for wet removal of high dose implant photoresist
JP5437763B2 (ja) 2009-10-02 2014-03-12 東京エレクトロン株式会社 現像処理方法及び基板処理方法
JP5404361B2 (ja) 2009-12-11 2014-01-29 株式会社東芝 半導体基板の表面処理装置及び方法
JP5615650B2 (ja) 2010-09-28 2014-10-29 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法および基板処理装置
CN103295936B (zh) * 2012-02-29 2016-01-13 斯克林集团公司 基板处理装置及基板处理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001284207A (ja) * 2000-03-30 2001-10-12 Sharp Corp 半導体装置の製造方法
JP2009054985A (ja) * 2007-07-30 2009-03-12 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107591315A (zh) * 2016-05-27 2018-01-16 细美事有限公司 用于处理基板的装置和方法
CN107591315B (zh) * 2016-05-27 2020-12-29 细美事有限公司 用于处理基板的装置和方法
US11145520B2 (en) 2016-05-27 2021-10-12 Semes Co., Ltd. Method for treating substrate involving supplying treatment liquid to peripheral area of substrate by second nozzle
CN108722790A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 株式会社斯库林集团 涂敷方法

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Publication number Publication date
KR101838418B1 (ko) 2018-03-13
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