(57)【要約】【課題】半導体ウエハに対してレジスト膜を形成し、露光後のウエハに対して現像を行う、塗布、現像装置において、例えばレジスト膜形成前のウエハに対して疎水化流体により疎水化処理を行うことによりウエハの裏面の周縁部が疎水化状態になる。このウエハの裏面を洗浄液とブラシとを用いて洗浄するとブラシが削れてウエハの裏面が汚染され、露光に不具合が生じる。そこでウエハの裏面を良好に行える手法を提供する。【解決手段】露光前のウエハＷを水平保持し、鉛直軸周りに回転させるスピンチャック１０と、回転するウエハＷの裏面５１を、自転しながら洗浄する洗浄ブラシ３０と、洗浄時にウエハＷの裏面５１に洗浄液Ｓを供給する洗浄液ノズル１５と、を用い、少なくともウエハＷの周縁部５２を洗浄するときに、ウエハＷの回転数８０ｒｐｍ以下となるように制御する。【選択図】図１２
2010287686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形の基板の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するためのレジスト処理部と、
前記基板の表面における周縁部のレジスト膜を除去する周縁膜除去部と、
レジスト液を塗布する前または前記除去部にてレジスト膜を除去した後の基板に対して疏水化用の流体を供給して、少なくとも前記基板の表面における周縁部に対して疎水化処理を行う疎水化処理部と、
疏水化処理及びレジスト膜の形成がされた後の基板の裏面を洗浄する裏面洗浄部と、
裏面の洗浄が行われ、更にパターン形成のための露光がされた後の基板に対して現像処理を行う現像処理部と、を備え、
前記裏面洗浄部は、基板を水平に保持して鉛直軸周りに回転させる基板保持部と、
前記基板保持部により回転する基板の裏面を、自転しながら洗浄するための洗浄ブラシと、
この洗浄ブラシによる洗浄時に前記基板の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
前記基板の裏面側の少なくとも周縁部を洗浄するときには、当該基板の回転数が８０ｒｐｍ以下となるように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
【請求項２】
前記疎水化処理部により疎水化処理されかつ前記周縁除去部によりレジスト膜の周縁部の除去がされた基板の表面に、液浸露光時にレジスト膜を保護するために撥水性の保護膜を成膜する保護膜形成部を備えたことを特徴とする請求項１記載の塗布、現像装置。
【請求項３】
前記洗浄ブラシは、前記洗浄液供給部からの洗浄液の供給位置よりも基板の回転方向下流側に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の塗布、現像装置。
【請求項４】
円形の基板の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
前記基板の表面における周縁部のレジスト膜を除去する工程と、
レジスト液を塗布する前または基板の表面における周縁部のレジスト膜を除去した後の基板に対して疏水化用の流体を供給して、少なくとも前記基板の表面における周縁部に対して疎水化処理を行う工程と、
疏水化処理及びレジスト膜の形成がされた後の基板の裏面を洗浄する裏面洗浄工程と、
裏面の洗浄が行われ、更にパターン形成のための露光がされた後の基板に対して現像処理を行う工程と、を備え、
前記裏面洗浄工程は、基板を水平に保持して鉛直軸周りに回転させると共に基板の裏面に洗浄液を供給しながら、自転する洗浄ブラシにより基板の裏面を洗浄する工程であり、前記基板の裏面側の少なくとも周縁部を洗浄するときには、当該基板の回転数が８０ｒｐｍ以下となるように設定されていることを特徴とする塗布、現像方法。
【請求項５】
疎水化処理されかつレジスト膜の周縁部の除去がされた基板の表面に、液浸露光時にレジスト膜を保護するために撥水性の保護膜を成膜する工程を含むことを特徴とする請求項４記載の塗布、現像方法。
【請求項６】
前記洗浄ブラシによる洗浄位置は、洗浄液の供給位置よりも基板の回転方向下流側であることを特徴とする請求項４または５記載の塗布、現像方法。
【請求項７】
その裏面が疎水化処理された基板を水平に保持して鉛直軸周りに回転させると共に基板の裏面に洗浄液を供給しながら、自転する洗浄ブラシにより基板の裏面を洗浄し、前記基板における疎水化処理された部位を洗浄するときには、当該基板の回転数が８０ｒｐｍ以下となるように設定されていることを特徴とする基板の裏面洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円形の基板の表面にレジスト膜を塗布し、このレジスト膜を露光、現像する塗布、現像装置において、基板の裏面を洗浄する技術、及び疎水化処理されている基板の裏面周縁部を洗浄ブラシにより洗浄する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ（以下ウエハという）に対してレジストパターンを形成する工程は、塗布、現像装置に露光装置を接続して行われるが、パターンの微細化に伴ない、基板の裏面のパーティクルが露光に影響を及ぼすようになってきている。即ち、基板の裏面にパーティクルが付着していると、載置台に基板を吸着したときにそのパーティクルにより基板が湾曲し、露光時に焦点が合わなくなってくる。このため基板に対してレジスト膜を形成し、露光後の基板に対して現像処理を行う塗布、現像装置においては、基板の裏面を清浄に保つ要請が強くなってきている。
【０００３】
そこで本出願人は特許文献１に示すウエハの裏面を洗浄する洗浄装置を提案している。この洗浄装置は、スピンチャックに吸着保持されたウエハの裏面に洗浄液を供給し、ウエハを回転させると共に、洗浄ブラシを回転（自転）させてウエハＷの裏面を洗浄するものであり、パーティクルを含む洗浄液ＳがウエハＷの表面に回り込まないようにウエハを例えば５００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍもの高速で回転させ、ウエハＷの周縁部から洗浄液を飛散させるようにしている。
【０００４】
一方、一層狭いパターンに対応するためにウエハの表面に液層を形成して露光を行う液浸露光法が検討されている。そして液浸露光時にウエハの表面の疎水性（撥水性）を大きくする手法の一つとして、ウエハの表面のレジスト膜上に保護膜などと呼ばれている撥水性膜を形成することが知られている。この保護膜は、レジスト膜の周縁部が溶剤により除去されてウエハの表面が露出している部位にも形成されることから、保護膜の剥がれを防止するために例えばレジスト液の塗布の前にウエハの表面を疎水化処理することが好ましいとされている。この疎水化処理はＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）ガスが用いられるため、このガスがウエハの裏面周縁部に回り込んで当該部位も疎水化処理される。
【０００５】
しかしながら図１７に示すように疎水化処理されたウエハＷの裏面周縁部を洗浄ブラシ３０で洗浄すると、洗浄液Ｓが疎水化部分の撥水力により弾かれ分裂してしまう。この現象は特にウエハＷを高速で回転させる場合に顕著となり、既述のようにウエハを回転速度５００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍで回転させた状態で洗浄を行おうとすると、ウエハＷの裏面とブラシ３０との間に洗浄液Ｓの液膜が形成されず、ブラシ３０がウエハＷの裏面に直接接触することになる。このためブラシ３０が摩擦により削れて削れ滓が発生してパーティクルとなり、ウエハＷの裏面が汚染されるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
［特許文献１］  特開２００８−１７７５４１号公報（段落番号００４３、００４４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板にレジスト膜を形成し、露光後の基板に対して現像処理を行う塗布、現像装置において、基板の裏面周縁部の疎水性が高い場合においても基板の裏面を良好に洗浄することで露光時における不具合を抑えることのできる技術を提供することにある。また他の発明の目的は、疎水化処理されている基板の裏面周縁部を洗浄ブラシにより洗浄するにあたって、洗浄ブラシの削れを抑え、パーティクルの付着が低減される方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の塗布、現像装置は、円形の基板の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するためのレジスト処理部と、前記基板の表面における周縁部のレジスト膜を除去する周縁膜除去部と、レジスト液を塗布する前または前記除去部にてレジスト膜を除去した後の基板に対して疏水化用の流体を供給して、少なくとも前記基板の表面における周縁部に対して疎水化処理を行う疎水化処理部と、疏水化処理及びレジスト膜の形成がされた後の基板の裏面を洗浄する裏面洗浄部と、裏面の洗浄が行われ、更にパターン形成のための露光がされた後の基板に対して現像処理を行う現像処理部と、を備え、
前記裏面洗浄部は、基板を水平に保持して鉛直軸周りに回転させる基板保持部と、前記基板保持部により回転する基板の裏面を、自転しながら洗浄するための洗浄ブラシと、この洗浄ブラシによる洗浄時に前記基板の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記基板の裏面側の少なくとも周縁部を洗浄するときには、当該基板の回転数が８０ｒｐｍ以下となるように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。基板の回転数の下限は特に制限がないが、スループットの観点から１０ｒｐｍ〜８０ｒｐｍであることが好ましい。
【０００９】
本発明の具体的な構成としては、前記疎水化処理部により疎水化処理されかつ前記周縁除去部によりレジスト膜の周縁部の除去がされた基板の表面に、液浸露光時にレジスト膜を保護するために撥水性の保護膜を成膜する保護膜形成部を備えた構成、
前記洗浄ブラシは、前記洗浄液供給部からの洗浄液の供給位置よりも基板の回転方向下流側に配置されていること構成、
を挙げることができる。
【００１０】
本発明の塗布、現像方法は、円形の基板の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、前記基板の表面における周縁部のレジスト膜を除去する工程と、レジスト液を塗布する前または基板の表面における周縁部のレジスト膜を除去した後の基板に対して疏水化用の流体を供給して、少なくとも前記基板の表面における周縁部に対して疎水化処理を行う工程と、疏水化処理及びレジスト膜の形成がされた後の基板の裏面を洗浄する裏面洗浄工程と、裏面の洗浄が行われ、更にパターン形成のための露光がされた後の基板に対して現像処理を行う工程と、を備え、
前記裏面洗浄工程は、基板を水平に保持して鉛直軸周りに回転させると共に基板の裏面に洗浄液を供給しながら、自転する洗浄ブラシにより基板の裏面を洗浄する工程であり、前記基板の裏面側の少なくとも周縁部を洗浄するときには、当該基板の回転数が８０ｒｐｍ以下となるように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
基板の裏面洗浄方法は、その裏面が疎水化処理された基板を水平に保持して鉛直軸周りに回転させると共に基板の裏面に洗浄液を供給しながら、自転する洗浄ブラシにより基板の裏面を洗浄し、前記基板における疎水化処理された部位を洗浄するときには、当該基板の回転数が８０ｒｐｍ以下となるように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板の裏面にパーティクルが付着することで露光の不具合が生じることを避けるために、露光前に基板の裏面を洗浄液により洗浄するにあたって、基板に疎水化処理がされていて基板の裏面周縁部も疎水化処理されている場合に、基板の回転数を８０ｒｐｍ以下の低速で回転させながら洗浄ブラシにより洗浄している。このため洗浄ブラシと基板との間に液膜が保持され、洗浄ブラシの削れが抑えられるので、パーティクルの付着が低減される。また他の発明では、基板の裏面洗浄のタイミングは問わないが、基板の回転数を８０ｒｐｍ以下の低速で回転させながら洗浄ブラシにより洗浄していることから、疎水化されている基板の裏面を良好に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】塗布、現像装置の全体を示す平面図である。
【図２】塗布、現像装置の全体を示す斜視図である。
【図３】塗布、現像装置の全体を示す断面図である。
【図４】疎水化処理ユニットの縦断側面図である。
【図５】塗布ユニットの断面図である。
【図６】裏面洗浄装置の断面図である。
【図７】裏面洗浄装置の平面図である。
【図８】裏面洗浄装置で洗浄されるウエハについて説明するための説明図である。
【図９】裏面洗浄装置でウエハを洗浄する工程について説明するための第１の説明図である。
【図１０】裏面洗浄装置でウエハを洗浄する工程について説明するための第２の説明図である。
【図１１】裏面洗浄装置でウエハを洗浄する工程について説明するための第３の説明図である。
【図１２】裏面洗浄装置でウエハを洗浄する工程について説明するための第４の説明図である。
【図１３】本実施形態の裏面洗浄装置の効果について説明するためのグラフである。
【図１４】ウエハを８０ｒｐｍで回転させて洗浄したときのウエハの裏面を示す写真である。
【図１５】ウエハを５００ｒｐｍで回転させて洗浄したときのウエハの裏面を示す写真である。
【図１６】従来の裏面洗浄装置について説明するための第１の平面図である。
【図１７】従来の裏面洗浄装置について説明するための断面図である。
【図１８】従来の裏面洗浄装置について説明するための第２の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の塗布、現像装置の実施形態は、キャリアブロックＢ１、処理ブロックＢ２及びインターフェイスブロックＢ３を備えており、処理ブロックＢ２とインターフェイスブロックＢ３との間には、後述の裏面洗浄装置（裏面洗浄装置）を有する洗浄ブロックＢ５が備えられている。そして洗浄ブロックＢ５はインターフェイスブロックＢ３を介して露光装置Ｂ４に接続されている。キャリアブロックＢ１は、載置部９０上に載置された密閉型のキャリア（ＦＯＵＰ）Ｃ１から受け渡しアームＡ１がウエハＷを取り出して、隣接する処理ブロックＢ２に受け渡すと共に、受け渡しアームＡ１によって処理ブロックＢ２にて処理された処理済みのウエハＷを受け取りキャリアＣ１に戻すように構成されている。
【００１５】
処理ブロックＢ２は、図２、図３に示すように、この例では現像処理を行うためのブロック（以下、ＤＥＶ層という）と、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うためのブロック（以下、ＢＣＴ層という）と、レジスト液の塗布処理を行うためのブロック（以下、ＣＯＴ層という）と、レジスト膜の上層側に形成される保護膜の形成処理を行うためのブロック（以下、ＴＣＴ層という）と、を備えており、各領域を下から順に積層して階層化することによって構成されている。
【００１６】
ＢＣＴ層は、ウエハＷの表面に対して疎水化処理を行うための疎水化処理部である疎水化処理ユニット６０（図４参照）と、反射防止膜を形成するための反射防止膜用の溶液をスピンコーティングにより塗布する液処理ユニットと、液処理ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱、冷却系の処理ユニット群と、各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２とを備えている。ＣＯＴ層は、レジスト膜を形成するためのレジスト液をスピンコーティングにより塗布するレジスト処理部である塗布ユニット８０（図５参照）と、この塗布ユニット８０にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱、冷却系の処理ユニット群と、各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ３とを備えている。
【００１７】
ＴＣＴ層は、レジスト膜の上に液浸露光時に当該レジスト膜を保護する保護膜を形成するための処理液をスピンコーティングにより塗布する液処理ユニットと、この液処理ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱、冷却系の処理ユニット群と、各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ４とを備えている。またＤＥＶ層は、例えば一つのＤＥＶ層内に二段積層された現像処理部である現像ユニットと、この現像ユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ５とを備えている。そして処理ブロックＢ２には、図１及び図２に示すように棚ユニットＵ１と、棚ユニットＵ１の各部同士の間でウエハＷを搬送する昇降自在な受け渡しアームＡ６とが配設されている。なお図１においてＭ１は、各々加熱部冷却部等を積層した処理ユニット群である。
【００１８】
処理ブロックＢ２の奥側には、洗浄ブロックＢ５及びインターフェイスブロックＢ３を介して露光装置Ｂ４が接続されている。処理ブロックＢ２と洗浄ブロックＢ５とは、棚ユニットＵ２を介して接続されており、洗浄ブロックＢ５とインターフェイスブロックＢ３とは、二つの棚ユニットＵ３、Ｕ４に設けられた、ウエハＷの受け渡しユニットを介して接続されている。
【００１９】
これら棚ユニットＵ３、Ｕ４は、ウエハＷの表面を洗浄する洗浄装置と、ウエハＷの裏面を洗浄する裏面洗浄装置１とが複数積層されている。また洗浄ブロックＢ５には、棚ユニットＵ３、Ｕ４の他に、昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在でかつ進退自在に構成された移載アームＡ８が設けられている。この移載アームＡ８は、処理ブロックＢ２から露光を行う前のウエハＷを、棚ユニットＵ３、Ｕ４の受け渡し部を介して受け取り、洗浄装置や裏面洗浄装置１に搬送すると共に、洗浄後のウエハＷを棚ユニットＵ３、Ｕ４の受け渡し部へと搬送し、またインターフェイスブロックＢ３から搬送された露光済みのウエハＷを受け取り、棚ユニットＵ３、Ｕ４内の受け渡し部へと搬送する。そして移載アームＡ８は、棚ユニットＵ３、Ｕ４の受け渡し部を介して移載アームＡ７と、後述のシャトルアームＥとＤＥＶ層の搬送アームＡ５との間でウエハＷの受け渡しを行う役割を持っている。
【００２０】
インターフェイスブロックＢ３には、昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在でかつ進退自在に構成された移載アームＡ７が設けられており、移載アームＡ７は、洗浄ブロックＢ５から洗浄済みのウエハＷを受け取り、露光装置Ｂ４に搬送すると共に、露光装置Ｂ４から露光済みのウエハＷを受け取り、洗浄ブロックＢ５へと受け渡すためのものである。またＢＣＴ層とＤＥＶ層との間には、棚ユニットＵ１に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ２に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＥが設けられている。
【００２１】
ここで疎水化処理ユニット６０及び塗布ユニット８０は周知のものを使用できるが、その構造について簡単に述べておく。疎水化処理ユニット６０は、図４に示すように処理室６１の上面に設けられた供給口６２から、ＨＭＤＳ液を気化させたガスを処理室６１内に供給する。そして処理室６１の加熱板６３に載置されているウエハＷの上面にＨＭＤＳガスを供給してウエハＷの表面を疎水化する。なおこのときウエハＷの裏面周縁部にもガスが回り込み、疎水化処理されることになる。処理室６１は、上蓋６４とベース体６５により構成されており、図示しない開閉駆動部によって上蓋６４が上昇し、加熱板６３と搬送アームＡ２との間でウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。なお図４に示す６６は、処理室６１内を排気する排気ポンプ、６７はＨＭＤＳガスの供給源である。
【００２２】
塗布ユニット８０では、図５に示すように、スピンチャック８１で吸着支持したウエハＷを回転させながら、レジスト液供給ノズル８２からレジスト液を供給してウエハＷの表面（反射防止膜４１の表面）にレジスト膜４２が形成される。次いで、周縁除去部であるエッジリムーバー８３をウエハＷの周縁部の上方へと移動させ、溶剤をウエハＷの周縁部に供給して、周縁部の反射防止膜４１及びレジスト膜４３が除去される。なお図５に示す８４はスピンチャック８１を回転させるモータ、８５はウエハＷから振り切られる溶液の飛散を防止するカップ体、８６は、カップ体８５内の気体を排気する排気口、８７は、カップ体８５内の廃液を排出するドレインポート、８８はレジスト液供給源、８９は溶剤供給源である。
【００２３】
このような塗布、現像装置は露光装置に接続されてレジストパターン形成システムが構成される。このシステムにおけるウエハＷの流れは次の通りとなる。図３に示すように、まずキャリアブロックＢ１のキャリアＣ１に積載されているウエハＷを、受け渡しアームＡ１により棚ユニットＵ１の処理ブロックＢ２のＢＣＴ層に対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に搬送する。次いでウエハＷは受け渡しユニットＣＰＬ２から、搬送アームＡ２によりＢＣＴ層内の既述の疎水化処理ユニット６０に搬送されて疎水化処理が行われ、次いでＢＣＴ層内の図示しない液処理ユニットで反射防止膜が形成されて受け渡しユニットＣＰＬ３に搬送される。その後ウエハＷは棚ユニットＵ１のバッファユニットＢＦ２→受け渡しアームＡ６→受け渡しユニットＣＰＬ３→搬送アームＡ３→ＣＯＴ層へと搬送され、既述の塗布ユニット８０にてレジスト膜が形成される。
【００２４】
次いでＢＣＴ層内の図５に示す塗布ユニット８０と同構成の液処理ユニットで、反射防止膜用の溶液が塗布されて反射防止膜４１（図５、１１参照）が形成されて、ウエハＷは受け渡しユニットＣＰＬ３に搬送される。その後受け渡しユニットＣＰＬ３→ＣＯＴ層内の搬送アームＡ３へと搬送され、塗布ユニット８０にてレジスト膜が形成される。レジスト膜形成後のウエハＷは、受け渡しユニットＢＦ３→受け渡しアームＡ６（図１参照）→受け渡しユニットＣＰＬ４を介してＴＣＴ層に受け渡され、レジスト膜４２の上に保護膜４３（図１１参照）が形成された後、受け渡しユニットＴＲＳ４に受け渡される。なおレジスト膜の種類によっては、反射防止膜を形成しない場合がある。
【００２５】
レジスト膜が形成されたウエハＷは、受け渡しアームＡ６により受け渡しユニットＢＦ３、ＴＲＳ４を介して受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、シャトルアームＥにより棚ユニットＵ２の受け渡しユニットＣＰＬ１２を介して洗浄ブロックＢ５へと搬送される。なお図３中のＣＰＬが付されている受け渡しユニットは、複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットを兼ねている。
【００２６】
次にウエハＷは移載アームＡ８により棚ユニットＵ３、Ｕ４へと搬送され、洗浄装置や既述の裏面洗浄装置によって洗浄される。そして洗浄後のウエハＷは、インターフェイスブロックＢ３を介して露光装置Ｂ４に搬送されて露光処理が行われる。その後ウエハＷは処理ブロックＢ２に戻されてＤＥＶ層にて現像処理が行われ、搬送アームＡ５により棚ユニットＵ１における受け渡しアームＡ１のアクセス範囲の受け渡し台に搬送される。そして受け渡しアームＡ１を介してキャリアＣ１へと戻される。
【００２７】
次に本実施形態の洗浄ブロックＢ５の棚ユニットＵ３、Ｕ４に積層されている裏面洗浄装置１について説明する。裏面洗浄装置１は、図６、図７に示すように、略矩形状で上面が開口しているベースカップ２０内に、移載アームＡ８（図１参照）から受け取ったウエハＷを略水平に吸着保持する、基板保持部であるスピンチャック１０と、ウエハＷの裏面５１を洗浄するためのブラシユニット３とを設けた構造となっている。
【００２８】
スピンチャック１０は、回転軸１２を介してスピンチャックモータ１１によって回転する。スピンチャック１０及び回転軸１２側方には、昇降ピン１３が設けられており、昇降ピン１３の下部に昇降ピン１３を昇降させる昇降部１４が設けられている。昇降ピン１３は、昇降してウエハＷの裏面と当接し、移載アームＡ８との協働作用により移載アームＡ８とスピンチャック１０との間でウエハＷの受け渡しを行う。
【００２９】
スピンチャック１０及び昇降ピン１３の周囲には、ウエハＷの裏面５１に供給された洗浄液Ｓが内方側（スピンチャック１０側）へ進入することを防止するためのガード２１が設けられている。ガード２１は、ベースカップ２０の底部から上方に向けて立ち上がるように伸びる円筒形をしており、このガード２１の内部にスピンチャックモータ１１と昇降部１４とが設置されている。
【００３０】
ベースカップ２０の上方には、上カップ２２が設けられており、ウエハＷは上カップ２２の上開口部２３から上カップ２２内に搬入されてスピンチャック１０に吸着保持される。またスピンチャック１０に吸着保持されたウエハＷは、その周囲を上カップ２２によって覆われることになり、洗浄時に洗浄液Ｓが裏面洗浄装置１の外部に飛散することを防止されている。そして本実施形態では、側方からみたときにベースカップ２０の上部と上カップ２２の下部とがオーバラップするように構成されており、このベースカップ２０と上カップ２２とによってカップ体が構成される。
【００３１】
上カップ２２内におけるウエハＷの載置領域の下方側には、洗浄液供給部である洗浄液ノズル１５と、ブラシユニット３の洗浄ブラシ３０とが配置される。洗浄ブラシ３０の材質は例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）が用いられる。洗浄液ノズル１５は、洗浄液供給源１６に配管１７を介して接続されている。なお洗浄ノズル１５の位置は、図７に示すように洗浄ブラシ３０の近傍に設けられているが、図６では、説明の便宜上洗浄液ノズル１５を洗浄ブラシ３０の反対側に記載している。ブラシユニット３は、ウエハＷの裏面５１を洗浄する洗浄ブラシ３０の下部に、洗浄ブラシ３０を回転させるブラシモータ３１と、洗浄ブラシ３０とブラシモータ３１とを連結する回転軸３２とを備えており、洗浄ブラシ３０はブラシモータ３１の駆動力により回転する。またブラシモータ３１は、ブラシアーム３３の一端部に積載されている。
【００３２】
ブラシアーム３３は、ベースカップ２０の外側からベースカップ２０内に向けて水平に伸び、ベースカップ２０と上カップ２２との間の領域で鉛直下方に伸び、その後上カップ２２の下端と干渉しないように上カップ２２内に向けて略水平に伸びる形状をしている。そしてカップ体２２内にあるブラシアーム３３の一端部にブラシモータ３１が積載され、ベースカップ２０の外側にあるブラシアーム３３の他端部には、当該ブラシアーム３３を旋回させる旋回モータ３４が設けられている。そして旋回モータ３４の駆動力によりブラシアーム３３は旋回し、図７に示すように、洗浄ブラシ３０の位置をウエハＷのエッジ部分５２とウエハＷの中央部側との間で移動させる。
【００３３】
そして本実施形態の裏面洗浄装置１では、スピンチャックモータ１１、昇降部１４、洗浄液供給源１６、ブラシモータ３１及び旋回モータ３４に、これらを制御する制御部１８が接続されており、制御部１８でこれらの部材を駆動制御することにより、この裏面洗浄装置１ではウエハＷの裏面５１の洗浄を行う。なお図６に示す２４はベースカップ２０内に溜まった洗浄液Ｓの廃液を排出するためのドレインポート、２５はベースカップ２０内の気体を排気する排気口、２６は排気口に洗浄液Ｓの廃液が流入するのを防止するためのカバーである。
【００３４】
次に、裏面洗浄装置１でウエハＷの裏面５１を洗浄する流れについて説明する。まずこの裏面洗浄装置１で洗浄が行われるウエハＷについて図８を参照して説明する。本実施形態のウエハＷは、図８（ａ）に示すように、疎水化処理ユニット６０にて表面５０が疎水化され、その上に反射防止膜４１が形成されて、その上に塗布ユニット８０でレジスト膜４２が形成される。次いで、図８（ｂ）に示すように、塗布ユニット８０のエッジリムーバー８３によって、ウエハＷの表面５０の周縁部に溶剤を供給して、周縁部の反射防止膜４２とレジスト膜４３とを除去し、表面５０を露出させる。その後レジスト膜４２の上からウエハＷの表面５０の全面に亘って保護膜４３を形成し、このウエハＷを裏面洗浄装置１で洗浄する。なおウエハＷは、既述のように水化処理を行うときにＨＭＤＳガスがウエハＷの裏面５１の周縁部５２に回り込み、この周縁部５２においても疎水化処理が行われる。疎水化処理が行われる周縁部の幅（疎水化部分の内端からウエハＷの外縁までの距離）は例えば１５ｍｍ程度である。また疎水化処理が行われた部位の水の接触角は３０°以上である。
【００３５】
このようなウエハＷの裏面５１を洗浄する場合、まず図９に示すように、洗浄ブロックＢ５の移載アームＡ８によって液浸露光前のウエハＷがスピンチャック１０の上方へと搬送され、昇降ピン１３の上昇によって移載アームＡ８からウエハＷが離間し、移載アームＡ８が後退する。この実施の形態に示す洗浄装置は、その後詳しくは、ウエハＷの中心部が円筒状のガード２１から外れた状態で図示しない水平、昇降自在な吸着パッドによりウエハＷが保持され、先ずウエハＷの当該中心部が洗浄ブラシ３０により洗浄される。その後、当該吸着パッドからウエハＷがスピンチャック１０に受け渡されて図１０に示すように保持されることになる。そして図１０に示すように洗浄液ノズル１５から例えば純水である洗浄液ＳをウエハＷの裏面５１に供給すると共に、スピンチャック１０によりウエハＷを８０ｒｐｍ以下、例えば５０ｒｐｍの速度で回転させ、洗浄ブラシ３０を例えば１００ｒｐｍで回転させながらウエハＷの裏面５１の洗浄を開始する。図１１は、ウエハＷを裏面から見た図であり、洗浄ブラシ３０は、洗浄液ノズル１５による洗浄液Ｓの供給位置に対してウエハＷの回転方向の下流側に位置している。従ってウエハＷの裏面側に供給（吐出）された洗浄液Ｓは、ウエハＷの裏面をウエハＷの回転方向に流れながら遠心力により外側に広がり、洗浄ブラシ３０が位置する領域に流れ込む。洗浄ブラシ３０は、アーム３３により横に移動しながらガード２１の外側領域におけるウエハＷの裏面を満遍なく洗浄する。
【００３６】
後述の実験結果から分かるように、疎水化処理されているウエハＷの裏面周縁部においても洗浄後のパーティクルの付着が少ないことから、洗浄の様子は次のように推定される。即ち、疎水化処理されている部位に洗浄液Ｓが到達すると、大きな表面張力が作用し、液流が早い場合には水滴状になりやすい。これに対してウエハＷの回転数が極端に遅い場合には液流が遅いことから水滴状になりにくく、そのために図１２に示すように洗浄ブラシ３０とウエハＷの裏面との間に安定した液膜が介在することができ、このため洗浄ブラシ３０とウエハＷの削れが抑えられ、パーティクルの発生が低減されると考えられる。このような作用が得られるためには、後述の実験例からも分かるようにウエハＷの回転数は２００ｒｐｍ程度よりも低いこと、好ましくは１００ｒｐｍよりも低いことが条件であるが、ウエハＷの表面側への洗浄液の回りこみを避けるという条件を加重すると、８０ｒｐｍ以下であることが必要である。またウエハＷが回転していればウエハＷの裏面の周縁部全体を洗浄することができ、またパーティクルの発生を低減させることができるので、ウエハＷの回転数の下限については０ｒｐｍよりも大きいこと、つまりウエハＷが回転してさえいればよい。しかしながら塗布、現像装置の全体のスループットを当該ウエハの裏面洗浄工程により落とすことは避けなければならず、この点からすればウエハＷの回転数は１０ｒｐｍよりも大きいことが好ましい。つまり本発明は、ウエハＷの回転数の上限が重要であり、下限については裏面洗浄の機能が発揮される範囲であれば許容される。
【００３７】
そして洗浄が終了したウエハＷは、ウエハＷを裏面洗浄装置１に搬入した工程と逆の手順で移載アームＡ８に受け渡し、移載アームＡ８によって裏面洗浄装置１のから搬出される。これによりウエハＷの裏面５１の洗浄が終了し、以後は、他の未洗浄のウエハＷに対して上記工程を繰り返す。  
なおこの例では、洗浄液ノズル１５はウエハＷの中央寄りに設けられているが、例えばウエハＷの中心部付近から周縁部に亘ってウエハ半径に沿って伸びる横長のノズルであってもよい。  
洗浄ブラシ３０の回転数は１００ｒｐｍとしたが、あまり高い回転数であると洗浄液が水滴状になりやすくなり、逆にあまり低い回転数であると洗浄能力が小さくなることから、５０ｒｐｍ〜３００ｒｐｍであることが好ましい。またウエハＷの回転数は、疎水化処理されているウエハＷの裏面周縁部を洗浄するときだけ８０ｒｐｍ以下例えば５０ｒｐｍに設定し、それ以外の部位についてはこれよりも高い回転数に設定しても良いし、疎水化処理されている部位及び疎水化処理されていない部位のいずれについても上述のように低速に設定するようにしてもよい。
【００３８】
上述の実施形態によれば、ウエハＷの裏面を洗浄液により洗浄するにあたって、ウエハＷに疎水化処理がされていてウエハＷの裏面周縁部も疎水化処理されている場合に、ウエハＷの回転数を８０ｒｐｍ以下の低速で回転させながら洗浄ブラシ３０により洗浄している。このため洗浄ブラシ３０とウエハＷとの間に液膜が保持され、洗浄ブラシ３０の削れが抑えられ、またウエハＷの表面側への洗浄液の回り込みも抑えられ、ウエハＷの裏面のパーティクルの付着が低減され、またウエハＷの表面周縁部の汚染も抑えられる。従ってウエハＷを疎水化処理して既述の保護膜の剥がれを防止し、しかもウエハＷの裏面周縁部が疎水化されていても良好に洗浄できて、パーティクルの付着が低減できる。このため露光時にパーティクルの存在によりウエハＷが（ミクロレベルではあるが）撓むことが抑えられ、良好な露光を行うことができる。
【実施例】
【００３９】
本発明の効果を確認するために行った実験について、以下図１３ないし図１４を参照して説明する。本実験は、本実施形態の裏面洗浄装置１を用い、裏面５１の周縁部５２が疎水化処理されたウエハＷを洗浄したときの裏面５１に付着しているパーティクルの量を調べた。この実験では、洗浄ブラシ３０を１００ｒｐｍで回転させた状態で、ウエハＷの回転数を５０ｒｐｍから１０００ｒｐｍまで変更し、各回転数で洗浄したときのウエハＷの裏面５１に付着しているパーティクルの量を調べている。なおパーティクルの量は、洗浄後のウエハＷの裏面５１をパーティクルカウンタでカウントした個数である。
【００４０】
上記実験結果について説明する。図１３は、縦軸にパーティクルの量（個）、横軸にウエハＷの回転数（ｒｐｍ）をとったグラフであり、図１４はウエハＷを５０ｒｐｍで回転させて洗浄したときの裏面５１の様子を示し、図１５はウエハＷを５００ｒｐｍで回転させて洗浄したときの裏面５１の様子を示している。図１３及び図１４に示すように、ウエハＷを５０ｒｐｍで回転させて裏面５１を洗浄した場合、裏面５１に付着していたパーティクルの量は３４４個であり、全体的にパーティクルが除去されていることが判る。
【００４１】
これに対し、ウエハＷを５００ｒｐｍで回転させて裏面５１を洗浄した場合、図１２に示すように、裏面５１に付着していたパーティクルの量は、３６８８個と５０ｒｐｍで洗浄したときに１０倍以上となった。そして図１５に示すようにウエハＷの裏面５１では、周縁部にパーティクルが大量に付着しているのが判る。このことから、５００ｒｐｍでウエハＷを回転させて洗浄を行った場合、図１７及び図１８に示すように周縁部５２で洗浄液Ｓの液膜が形成されず、洗浄ブラシ３０とウエハＷとが直接接触して洗浄ブラシ３０が削れ、削れ滓がパーティクルとなって付着していることが判る。
【００４２】
さらに図１３に示すようにウエハＷを１０００ｒｐｍで回転させて裏面５１を洗浄した場合には、パーティクルの量が２２０９１個と５０ｒｐｍで洗浄したときの約７０倍になっており、このことからも回転速度が速くなるほど洗浄ブラシ３０の削れ量が増え、その分パーティクルの量が増えるものと考えられる。従って周縁部５２が疎水化処理されている場合には、ウエハＷの回転数を低速にして洗浄を行った方が有利であることが判る。
【００４３】
なお図１３に示すように、ウエハＷを１００ｒｐｍ〜４００ｒｐｍで回転させて裏面５１を洗浄した場合には、パーティクルの量が４４９個〜１２１８個と少ない。しかしながら１００ｒｐｍ〜４００ｒｐｍでウエハＷを回転させた場合、裏面５１に供給された洗浄液ＳがウエハＷの表面５０へと回り込み、ウエハＷの表面５０にパーティクルが付着する現象が発生するため、ウエハＷの洗浄には適さない。
【符号の説明】
【００４４】
１  裏面洗浄装置
３  ブラシユニット
１０  スピンチャック
１５  洗浄液ノズル
１６  洗浄液供給源
１８  制御部
２０  ベースカップ
２１  ガード
２２  上カップ
３０  ブラシ
３２  回転軸
３３  ブラシアーム
４１  反射防止膜
４２  レジスト膜
４３  保護膜
６０  気化ユニット
６１  処理室
６２  供給口
６３  加熱板
６７  ＨＭＤＳガス供給源
８０  塗布装置
８１  スピンチャック
８２  レジスト液供給ノズル
８３  エッジリムーバー
８５  カップ体
８８  レジスト液供給源
８９  除去液供給源
９０  載置部
Ｗ  ウエハ
Ａ１、Ａ６  受け渡しアーム
Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５  搬送アーム
Ａ７、Ａ８  移載アーム
Ｂ１  キャリア載置ブロック
Ｂ２  処理ブロック
Ｂ３  インターフェイスブロック
Ｂ４  露光装置
Ｂ５  洗浄ブロック
Ｃ１  キャリア
Ｅ  シャトルアーム
Ｓ  洗浄液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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