(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転させながら洗浄液及びガスを用いて基板を洗浄する装置において、
基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板保持部を鉛直軸周りに回転させる回転機構と、
前記基板保持部に保持された基板に各々洗浄液を供給するための第１の洗浄液ノズル及び第２の洗浄液ノズルと、
前記基板保持部に保持された基板にガスを吐出する基板の中心部にガスを吐出するときに用いられる第１のガスノズルと、
前記第１のガスノズルの移動軌跡から外れる位置に設けられた第２のガスノズルと、
前記第１の洗浄液ノズル、第２の洗浄液ノズル、第１のガスノズル及び第２のガスノズルを移動させるためのノズル移動部と、
前記第１の洗浄液ノズルから洗浄液を基板の中心部に吐出するステップと、次いで前記洗浄液の吐出位置を前記基板の中心部から周縁側に移動させた後、前記第１のガスノズルからガスを当該中心部に吐出するステップと、続いて第１の洗浄液ノズル及び第１のガスノズルから夫々洗浄液及びガスの吐出を行いながら前記第１の洗浄液ノズル及び前記第１のガスノズルの各吐出位置を基板の周縁側に向けて移動させるステップと、次に前記第１の洗浄液ノズルから第２の洗浄液ノズルに洗浄液の吐出を切替えると共に、前記第１のガスノズルから第２のガスノズルにガスの吐出を切替え、第２の洗浄液ノズルからの洗浄液の吐出及び第２のガスノズルからのガスの吐出を行いながら当該第２の洗浄液ノズル及び当該第２のガスノズルの各吐出位置を基板の周縁側に向けて移動させるステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記第２の洗浄液ノズルは、吐出位置が第１の洗浄液ノズルの吐出位置の移動軌跡から外れる位置に設定され、
第２の洗浄液ノズル及び第２のガスノズルの各吐出位置から基板の中心部までの距離を、夫々ｄ２及びｄ３とすると、第２の洗浄液ノズルから洗浄液を吐出しているときには、ｄ３＜ｄ２であり、かつ第２の洗浄液ノズルが基板の周縁側に移動するにつれて、ｄ２とｄ３との差が徐々に小さくなるように構成されていることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記第２のガスノズルにおけるガスの吐出流量は、前記第１のガスノズルにおけるガスの吐出流量よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
前記第２の洗浄液ノズル及び第２のガスノズルは、昇降機構により昇降自在な共通のノズル移動部に設けられ、
前記第２のガスノズルのガスの吐出方向は、水平面に対して３０度〜６０度の範囲で傾いており、
基板の洗浄処理の種別と基板に対する第２のガスノズルの吐出口の高さとを対応付けたデータを記憶する記憶部を備え、複数の洗浄処理の種別の中から選択された洗浄処理の種別に対応する第２のガスノズルの吐出口の高さを前記記憶部の中から読み出して前記昇降機構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請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記第２のガスノズルのガスの吐出方向は、水平面に対して４５度±５度であることを特徴とする請求項３記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記第１の洗浄液ノズル、第２の洗浄液ノズル、第１のガスノズル及び第２のガスノズルは、共通のノズル移動部に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
前記第１の洗浄液ノズル、第２の洗浄液ノズル、第１のガスノズル及び第２のガスノズルのうちの少なくとも一つのノズルが設けられているノズル移動部は、他のノズルが設けられているノズル移動部とは別個に独立して移動可能なノズル移動部に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
基板を回転させながら洗浄液及びガスを用いて基板を洗浄する方法において、
基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
前記基板保持部を鉛直軸周りに回転させながら、第１の洗浄液ノズルから洗浄液を基板の中心部に吐出する工程と、
次いで前記洗浄液の吐出位置を基板の周縁側に移動させた後、第１のガスノズルからガスを前記基板の中心部に吐出する工程と、
続いて第１の洗浄液ノズル及び第１のガスノズルから夫々洗浄液及びガスの吐出を行いながら前記第１の洗浄液ノズル及び前記第１のガスノズルの各吐出位置を基板の周縁側に向けて移動させる工程と、
次に前記第１の洗浄液ノズルから第２の洗浄液ノズルに洗浄液の吐出を切替えると共に、前記第１のガスノズルの移動軌跡から外れる位置において、前記第２の洗浄液ノズルと共通のノズル移動部に水平面に対して３０度〜６０度の範囲で傾いた状態で設けられた第２のガスノズルを用いて、前記第１のガスノズルから第２のガスノズルにガスの吐出を切替え、第２の洗浄液ノズルからの洗浄液の吐出及び第２のガスノズルからのガスの吐出を行いながら当該第２の洗浄液ノズル及び当該第２のガスノズルの各吐出位置を基板の周縁側に向けて移動させる工程と、
複数の洗浄処理の種別の中から選択された洗浄処理の種別に対応する第２のガスノズルの吐出口の高さを、基板の洗浄処理の種別と基板に対する第２のガスノズルの吐出口の高さとを対応付けたデータを記憶する記憶部の中から読み出して前記ノズル移動部を昇降させる昇降機構に出力して、第２のガスノズルの吐出口の高さを調整する工程と、を含み、
前記第２の洗浄液ノズルは、吐出位置が第１の洗浄液ノズルの吐出位置の移動軌跡から外れる位置に設定され、
前記第２の洗浄液ノズル及び第２のガスノズルの各吐出位置から基板の中心部までの距離を、夫々ｄ２及びｄ３とすると、第２の洗浄液ノズルから洗浄液を吐出しているときには、ｄ３＜ｄ２であり、かつ第２の洗浄液ノズルが基板の周縁側に移動するにつれて、ｄ２とｄ３との差が徐々に小さくなることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項８】
基板を回転させながら洗浄液及びガスを用いて基板を洗浄する装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項７に記載の基板洗浄方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を回転させながら基板の表面を洗浄液により洗浄する技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ等の基板に対してレジストパターンを形成するための露光処理として、基板の表面に液体を存在させて露光を行う液浸露光が知られている。液浸露光に用いられるレジストは、基板の周端や裏面への回り込みを抑えるために撥水性の高いものが用いられている。露光後の基板に対して行われる現像処理においては、現像液を基板に供給して例えば露光部分を溶解させ、次いで基板を回転させながら洗浄液例えば純水を当該基板に供給して溶解生成物を基板の表面から洗い流すようにしている。具体的には、洗浄液ノズルから洗浄液を吐出させながら当該洗浄液ノズルを基板の中心部から基板の周縁部に向かってスキャンする手法が知られている。
【０００３】
しかしながらレジストが形成されている下地膜の撥水性は低い（接触角が小さい）ことから、撥水性の高い（接触角が大きい）レジストが用いられた露光後の基板においては、露光部分と未露光部分との接触角の差異が大きい。このため、現像液を供給した後に洗浄液を供給すると、液千切れが発生して基板の表面に液滴が残りやすくなる。この液滴が乾燥すると残渣になり、半導体デバイスの歩留まりの低下の要因となる。
【０００４】
下地膜としては有機材からなる反射防止膜が主流であったが、最近において接触角がより小さい無機材からなる反射防止膜が検討されており、この場合には露光部分と未露光部分との接触角の差異がより一層大きくなり、残渣が更に発生しやすくなる。  
露光部分と未露光部分との接触角の差異が大きい基板に対して上述の洗浄を行う場合には、洗浄液ノズルのスキャン速度を遅くすることが有効であるが、装置のスループットの低下の要因になる。特に塗布、現像装置においては、市場にて１時間あたり２００枚以上もの処理が要求されていることから、高いスループットを維持しながら残渣の低減を図ることのできる手法が望まれている。
【０００５】
これを解決する洗浄方法として、特許文献１には、基板に洗浄液を吐出した後、ウエハの中心部に窒素ガスを吐出して乾燥領域のコアを形成する。その後洗浄液の吐出位置をウエハの外方側に移動させながら、ガスの吐出位置も移動させて、乾燥領域を外方側に広げる技術が記載されており、ガスの吐出位置を移動させる際に、ガスノズルの移動速度を基板の周縁側の領域において速くする技術が記載されている。特許文献２には、基板の洗浄を行うにあたり、基板に向けて吐出する液体及び気体の混合体に含まれる気体の流量を基板の周縁部に近づくにしたがって、変更する技術が記載されている。また特許文献３には、基板の周縁に近づくにつれて、ガスの噴射角を大きくして、気体の圧力を弱め、均一に乾燥する技術が記載されている。特許文献４には、一のノズルから基板のある領域に向けてガスを吐出した後、同一の領域に向けて他のノズルからガスを吐出する技術が記載されている。今後は、より一層の洗浄の精度が求められることが予想され、残渣の低減を図るためには、更なる改良が要請される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０４００７４号
【特許文献２】特開２００４−１４９７２号（段落００４４）
【特許文献３】特許第４３５０９８９号（図５、段落００５０、００５３、００５７）
【特許文献４】特許第５１５１６２９号（図４〜図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は、基板を回転させながら、基板の表面を洗浄液により洗浄するにあたり、洗浄処理後の液滴の残りを抑制し、残渣を低減する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の基板洗浄装置は、基板を回転させながら洗浄液及びガスを用いて基板を洗浄する装置において、
基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板保持部を鉛直軸周りに回転させる回転機構と、
前記基板保持部に保持された基板に各々洗浄液を供給するための第１の洗浄液ノズル及び第２の洗浄液ノズルと、
前記基板保持部に保持された基板にガスを吐出する基板の中心部にガスを吐出するときに用いられる第１のガスノズルと、
前記第１のガスノズルの移動軌跡から外れる位置に設けられた第２のガスノズルと、
前記第１の洗浄液ノズル、第２の洗浄液ノズル、第１のガスノズル及び第２のガスノズルを移動させるためのノズル移動部と、
前記第１の洗浄液ノズルから洗浄液を基板の中心部に吐出するステップと、次いで前記洗浄液の吐出位置を前記基板の中心部から周縁側に移動させた後、前記第１のガスノズルからガスを当該中心部に吐出するステップと、続いて第１の洗浄液ノズル及び第１のガスノズルから夫々洗浄液及びガスの吐出を行いながら前記第１の洗浄液ノズル及び前記第１のガスノズルの各吐出位置を基板の周縁側に向けて移動させるステップと、次に前記第１の洗浄液ノズルから第２の洗浄液ノズルに洗浄液の吐出を切替えると共に、前記第１のガスノズルから第２のガスノズルにガスの吐出を切替え、第２の洗浄液ノズルからの洗浄液の吐出及び第２のガスノズルからのガスの吐出を行いながら当該第２の洗浄液ノズル及び当該第２のガスノズルの各吐出位置を基板の周縁側に向けて移動させるステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記第２の洗浄液ノズルは、吐出位置が第１の洗浄液ノズルの吐出位置の移動軌跡から外れる位置に設定され、
第２の洗浄液ノズル及び第２のガスノズルの各吐出位置から基板の中心部までの距離を、夫々ｄ２及びｄ３とすると、第２の洗浄液ノズルから洗浄液を吐出しているときには、ｄ３＜ｄ２であり、かつ第２の洗浄液ノズルが基板の周縁側に移動するにつれて、ｄ２とｄ３との差が徐々に小さくなるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の基板洗浄方法は、基板を回転させながら洗浄液及びガスを用いて基板を洗浄する方法において、
基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
前記基板保持部を鉛直軸周りに回転させながら、第１の洗浄液ノズルから洗浄液を基板の中心部に吐出する工程と、
次いで前記洗浄液の吐出位置を基板の周縁側に移動させた後、第１のガスノズルからガスを前記基板の中心部に吐出する工程と、
続いて第１の洗浄液ノズル及び第１のガスノズルから夫々洗浄液及びガスの吐出を行いながら前記第１の洗浄液ノズル及び前記第１のガスノズルの各吐出位置を基板の周縁側に向けて移動させる工程と、
次に前記第１の洗浄液ノズルから第２の洗浄液ノズルに洗浄液の吐出を切替えると共に、前記第１のガスノズルの移動軌跡から外れる位置において、前記第２の洗浄液ノズルと共通のノズル移動部に水平面に対して３０度〜６０度の範囲で傾いた状態で設けられた第２のガスノズルを用いて、前記第１のガスノズルから第２のガスノズルにガスの吐出を切替え、第２の洗浄液ノズルからの洗浄液の吐出及び第２のガスノズルからのガスの吐出を行いながら当該第２の洗浄液ノズル及び当該第２のガスノズルの各吐出位置を基板の周縁側に向けて移動させる工程と、
複数の洗浄処理の種別の中から選択された洗浄処理の種別に対応する第２のガスノズルの吐出口の高さを、基板の洗浄処理の種別と基板に対する第２のガスノズルの吐出口の高さとを対応付けたデータを記憶する記憶部の中から読み出して前記ノズル移動部を昇降させる昇降機構に出力して、第２のガスノズルの吐出口の高さを調整する工程と、を含み、
前記第２の洗浄液ノズルは、吐出位置が第１の洗浄液ノズルの吐出位置の移動軌跡から外れる位置に設定され、
前記第２の洗浄液ノズル及び第２のガスノズルの各吐出位置から基板の中心部までの距離を、夫々ｄ２及びｄ３とすると、第２の洗浄液ノズルから洗浄液を吐出しているときには、ｄ３＜ｄ２であり、かつ第２の洗浄液ノズルが基板の周縁側に移動するにつれて、ｄ２とｄ３との差が徐々に小さくなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の記憶媒体は、基板を回転させながら洗浄液及びガスを用いて基板を洗浄する装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の基板洗浄方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、洗浄液ノズル及びガスノズルを用いて、基板を回転させながら基板の中心部に洗浄液及びガスを順次吐出し、両ノズルを基板の周縁側に移動した後、第１の洗浄液ノズルの移動軌跡から外れる位置に設定された第２の洗浄液ノズルに洗浄液の吐出を切り替えている。そして洗浄液の吐出及びガスの吐出を行いながら両ノズルを基板の周縁側に向けて移動させ、第２の洗浄液ノズルの吐出位置から基板の中心部までの距離と、ガスノズルの吐出位置から基板の中心部までの距離との差が徐々に小さくなるように各ノズルが移動する。そのため基板の周縁側の領域において、ガスの吐出位置が徐々に液界面に近づく。従って基板の周縁に近い領域ほど、ガスにより液界面を押す力が徐々に強くなって洗浄効果が高くなり、洗浄液の液残りや液千切れを抑制することができ、良好な洗浄を行うことができる。
【００１４】
また他の発明では、基板を回転させながら基板の中心部に洗浄液及び乾燥用のガスを順次吐出した後、一のノズル移動部に設けられた洗浄液ノズルから洗浄液を吐出すると共に、他のノズル移動部に設けられたガスノズルからガスを吐出している。そして各ノズル移動部を基板の周縁側に移動させるときに、移動速度を異ならせて、ガスの吐出位置が徐々に液界面に近づくようにしている。従って基板の周縁に近い領域ほど、ガスにより液界面を押す力が徐々に強くなり同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態にかかる基板洗浄装置を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる基板洗浄装置を示す平面図である。
【図３】ノズルアームの構成を示す斜視図である。
【図４】ノズルアームの先端部を示す斜視図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる制御部の構成を示す説明図である。
【図６】基板の洗浄工程におけるノズルアームの位置及びノズルからの吐出の状態を示した説明図である。
【図７】基板の洗浄工程におけるノズルアームの位置及びノズルからの吐出の状態を示した説明図である。
【図８】基板の洗浄工程におけるノズルアームの位置及びノズルからの吐出の状態を示した説明図である。
【図９】基板の洗浄工程におけるノズルアームの位置及びノズルからの吐出の状態を示した説明図である。
【図１０】基板の洗浄工程におけるノズルアームの位置及びノズルからの吐出の状態を示した説明図である。
【図１１】基板の洗浄工程におけるウエハの洗浄の様子を示す説明図である。
【図１２】基板の洗浄工程におけるウエハの洗浄の様子を示す説明図である。
【図１３】基板の洗浄工程におけるウエハの洗浄の様子を示す説明図である。
【図１４】窒素ガスにより液界面が押される様子を示す説明図である。
【図１５】ノズルアームが移動した時の洗浄液ノズル及び窒素ガスノズルの位置を示す説明図である。
【図１６】ノズルアームの移動距離と吐出位置からウエハ中心部までの距離との関係を示す説明図である。
【図１７】ノズルアームの移動距離と、液界面と窒素ガスの吐出位置との距離の関係を示す特性図である。
【図１８】第１の実施の形態の変形例にかかる基板洗浄装置を示す平面図である。
【図１９】ノズルアームの旋回角度とノズルのウエハ中心部からの距離との関係を示す特性図である。
【図２０】第２の実施の形態にかかる基板洗浄装置を示す縦断面図である。
【図２１】第２の実施の形態にかかる基板洗浄装置を示す平面図である。
【図２２】基板の洗浄工程におけるノズルアームの位置及びノズルからの吐出の状態を示した説明図である。
【図２３】基板の洗浄工程におけるノズルアームの位置及びノズルからの吐出の状態を示した説明図である。
【図２４】基板の洗浄工程におけるノズルアームの位置及びノズルからの吐出の状態を示した説明図である。
【図２５】基板の洗浄工程におけるノズルアームの位置及びノズルからの吐出の状態を示した説明図である。
【図２６】基板の洗浄工程におけるノズルアームの位置及びノズルからの吐出の状態を示した説明図である。
【図２７】本発明の実施の形態の他の例にかかる基板洗浄装置を示す側面図である。
【図２８】本発明の実施の形態の他の例にかかる基板洗浄装置の作用を説明する説明図である。
【図２９】本発明の実施の形態の他の例にかかる基板洗浄装置の作用を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の基板洗浄装置を現像装置に適用した実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。現像装置（基板洗浄装置）は、角型の筐体９内に２つのカップモジュール１が並べて配置されている。カップモジュール１は、ウエハＷを保持する基板保持部であるスピンチャック１１と、ウエハＷから飛散する洗浄液や溶解物を補足するためのカップ体１０とを備えている。スピンチャック１１は回転軸１２を介して回転機構１３及び図示しない昇降機構と接続されており、ウエハＷを保持した状態で回転及び昇降可能なように構成されている。なお本実施の形態では、ウエハＷは上方から見て時計回りに回転されるように構成されている。
【００１７】
スピンチャック１１の下方には円形板１４、及びリング部材１５が設けられている。またスピンチャック１１上のウエハＷを囲むように上方側が開口したカップ体１０が設けられている。カップ体１０は、共に円筒状の外カップ１６と、内カップ１７とからなる。外カップ１６には、昇降部１８が設けられており、昇降自在に構成されている。またカップ体１０の下方には、環状凹部に構成された液受け部１９が設けられる。ウエハＷからこぼれ落ちるか、振り切られて、カップ体１０に受け止められた現像液や洗浄液は、液受け部１９に流れ込み、液受け部１９の底部に設けられたドレイン排出口２０より外部に排出される。
【００１８】
図２に示すように筐体９内には、カップモジュール１ごとに、各々カップモジュール１の並び方向（左右方向）と直交する方向に伸びる現像用のノズルアーム６０と洗浄用のノズルアーム３０とが設けられている。現像用のノズルアーム６０は、カップモジュール１の並び方向（左右方向）に伸びるガイドレール６３に沿って図示しない駆動部により移動できるように、また図示しない昇降部により昇降自在に構成されている。現像用のノズルアーム６０の先端部には現像液ノズル６２が設けられ、現像用のノズルアーム６０によりスピンチャック１１の回転中心部とカップモジュール１から図２中左寄りに位置するノズルバス６１との間で移動する。現像液ノズル６２は、配管６５を介して現像液供給部６４と接続されており、現像液ノズル６２の先端から所定の流量の現像液を吐出できるように構成されている。
【００１９】
また洗浄用のノズルアーム（以下「ノズルアーム」と記載する）３０は、図３に示すように左右方向に伸びるガイドレール３３に沿って、図示しない駆動部により移動できるように、また図示しない昇降部により昇降自在に構成されている。ノズルアーム３０、上述のノズルアーム３０に設けられた駆動部及び昇降部はノズル移動部を構成している。ノズルアーム３０の先端部には、図４に示すように例えば純水などの洗浄液を吐出する第１の洗浄液ノズル４１及び第２の洗浄液ノズル４３、と乾燥用のガスである例えば窒素ガスを吐出するガスノズルである第１の窒素ガスノズル５１及び第２の窒素ガスノズル５３とが設けられている。これらノズル４１、４３、５１、５３は、カップモジュール１の上方領域とカップモジュール１から図２中右寄りに位置する待機領域との間で移動する。待機領域には、各洗浄液ノズル４１、４３の液受け部であるノズルバス２１が設けられている。
【００２０】
第１の洗浄液ノズル４１は、例えば配管４５を介して第１の洗浄液供給部４６に接続されている。この第１の洗浄液供給部４６は洗浄液供給源、ポンプ、バルブなどを備えており、第１の洗浄液ノズル４１の先端から洗浄液を吐出できるように構成されている。第２の洗浄液ノズル４３も第１の洗浄液ノズル４１と同様に配管４７を介して第２の洗浄液供給部４８と接続されており、第２の洗浄液ノズル４３から洗浄液を吐出できる。第１の窒素ガスノズル５１は配管５５を介して、窒素ガス供給源、ポンプ、バルブなどを備えた第１の窒素ガス供給部５６と接続される。第１の窒素ガスノズル５１からは、窒素ガスを吐出できるように構成されている。第２の窒素ガスノズル５３も配管５７を介して、窒素ガス供給源、ポンプ、バルブなどを備えた第２の窒素ガス供給部５８と接続される。
【００２１】
ノズルアーム３０における第１の洗浄液ノズル４１、第２の洗浄液ノズル４３、第１の窒素ガスノズル５１及び第２の窒素ガスノズル５３の配置について説明する。なお以下の説明中において、便宜上第１の洗浄液ノズル４１及び第２の洗浄液ノズル４３から吐出される洗浄液を夫々第１の洗浄液及び第２の洗浄液とし、第１の窒素ガスノズル５１及び第２の窒素ガスノズル５３から吐出される窒素ガスを夫々第１の窒素ガス及び第２の窒素ガスとして記載する。また後述の「吐出位置」とは、洗浄液ノズル（４１、４３）、または、ガスノズル（５１、５３）から吐出された洗浄液、またはガスがウエハＷの表面に吐出された時のウエハＷ上の吐出領域の概ね中心部を指している。また吐出位置をＸ、Ｙ座標で表す場合には、ウエハＷの中心部を原点とし、Ｘ方向に伸びる軸をＸ軸、Ｙ方向に伸びる軸をＹ軸とし、後述の図６〜図１０中では、右側及び上側を「正の領域」としている。
【００２２】
第１の洗浄液ノズル４１は、その吐出位置Ｒ１がＸ＝３０ｍｍ、Ｙ＝０ｍｍになる位置に配置した時に、第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１が、Ｘ＝１５ｍｍ、Ｙ＝０ｍｍとなるように設けられる。第２の洗浄液ノズル４３は、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１がＸ＝３０ｍｍ、Ｙ＝０ｍｍに位置しているときに、その吐出位置Ｒ２がウエハＷの中心部を中心に、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１を時計回りに回転させた位置、例えば、Ｘ＝２６ｍｍ、Ｙ＝−１５ｍｍの位置になるように設けられる。第２の窒素ガスノズル５３は、第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１がＸ＝１５ｍｍ、Ｙ＝０ｍｍに位置しているとき、その吐出位置Ｎ２が、第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１をウエハＷの中心部を中心として、反時計回りに回転させた位置であって、そのＸ軸との距離が第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２のＸ軸からの距離よりも短い位置に設定される、この例では、第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２は、例えば、Ｘ＝１３ｍｍ、Ｙ＝７．５ｍｍの位置に吐出するように設定する。また第２の窒素ガスノズル５３は、ウエハＷの周縁の方向に向かって吐出するように設けられており、第１の洗浄液ノズル４１、第２の洗浄液ノズル４３及び第１の窒素ガスノズル５１、は、真下に向けて吐出するように設けられている。また第１の窒素ガスノズル５１の吐出する先端部の高さは、ウエハＷの表面の上方２５ｍｍの高さに設定されており、第２の窒素ガスノズル５３の吐出する先端部の高さはウエハＷの表面の上方５ｍｍの高さに設定されている。
【００２３】
また基板洗浄装置は、図５に示すように制御部５を備えている。図５中の２１はバスであり、バス２１にはＣＰＵ２２、メモリ２３、及び基板洗浄装置が行う後述の動作における各ステップを実行するためのプログラム２４が接続されている。図５中２５はノズル移動部に備えられた駆動部、２６は、ノズル移動部に備えられた昇降部である。この制御部５は、ノズルアーム３０を移動させるための駆動部、昇降部、洗浄液供給部４６、４８、窒素ガス供給部５６、５８及びスピンチャック１１を駆動するための回転機構１３及びカップ体１０の昇降機構１８などを制御するための制御信号を、前記プログラム２４に基づいて出力する。またこのプログラムは、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、光磁気ディスク等の記憶媒体に収納され制御部５にインストールされる。
【００２４】
続いて第１の実施の形態の作用について説明する。例えば、露光処理を行ったウエハＷが、図示しない外部の搬送機構により、スピンチャック１１にウエハＷの中心部と回転中心とが一致するように受け渡される。次いで外カップ１６が上昇された後、ウエハＷを例えば１０００ｒｐｍの回転速度で回転させ、現像液ノズル６２がウエハＷの周縁の上方に位置する。その後ウエハＷを回転させたまま、現像液ノズル６２から現像液を吐出しながらウエハＷの外側から中心部に向かって移動させ、その後所定時間当該中心部に現像液を供給し続ける。現像液が供給されると、ウエハＷの表面のレジスト膜の例えば溶解性部位が溶解し、不溶解性の領域が残る。その後現像液ノズル６２と入れ替わるようにノズルアーム３０が移動し、現像液及び溶解物の除去を行うための洗浄工程が行われる。この洗浄工程について図６〜図１３を参照しながら詳述すると、この洗浄工程は、以下のステップにより行われる。図６〜図１０は、ノズルアーム３０、及び夫々のノズル４１，４３，５１，５３から吐出される洗浄液や窒素ガスの吐出位置を模式化して表しており、吐出が行われている洗浄液及び窒素ガスの吐出位置には、ハッチングを付した。
【００２５】
（ステップ１）
まず図６に示すように、ノズルアーム３０がＰ０で示す位置まで移動し、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１がウエハＷの中心部に位置する。その後、図１１に示すように、ウエハＷを例えば１０００ｒｐｍの回転速度で回転させながら、第１の洗浄液ノズル４１から洗浄液、例えば純水を、３０ｍｌ／秒の流量で例えば１０秒間供給する。これによりウエハＷに供給された第１の洗浄液はウエハＷの回転による遠心力によりウエハＷの中心部から周縁部に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。
【００２６】
（ステップ２）
次いでウエハＷの回転を維持しながら、第１の洗浄液ノズル４１から第１の洗浄液を吐出した状態で、図７に示すようにノズルアーム３０をＸ方向に沿って右側にＰ１まで移動させ、第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１をウエハＷの中心部に位置させる。この時、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１は、ウエハＷの中心部からＸ方向右側に１５ｍｍ離れて位置することになる。そして図１２に示すように第１の窒素ガスノズル５１から、ウエハＷの中心部に向けて窒素ガスを吹き付ける。
【００２７】
ウエハＷの中心部は、遠心力が小さいため、前記第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１がウエハＷの中心部から周縁側に移動しても、洗浄液の表面張力により液膜が張った状態が維持される。そこで液膜に向けて窒素ガスを吹き付けることにより、液膜が破れて、ウエハＷの表面が露出した乾燥領域が形成される。この乾燥領域が形成されると、液膜は、ウエハＷの回転による遠心力と液膜の表面張力とによりウエハＷの周縁側に引っ張られる。そのため乾燥領域は、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１に対応する位置（ウエハＷの中心部を中心とし、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１を通る同心円）まで瞬時に広がることになる。
【００２８】
（ステップ３）
続いてウエハＷの回転を維持し、第１の洗浄液ノズル４１及び第１の窒素ガスノズル５１から夫々洗浄液及びガスを吐出したまま、図８に示すようにノズルアーム３０をウエハＷのＸ方向右側に１５ｍｍ移動させ、Ｐ２に位置させる。即ち第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１がウエハＷの中心部からＸ方向右側に３０ｍｍ離れた位置に移動すると共に、第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１がウエハＷの中心部からＸ方向右側に１５ｍｍ離れた位置に移動し、これにより乾燥領域も第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１に対応する位置まで広がる。そのためステップ３では、図１３に示すようにノズルアーム３０の移動に伴い、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１とウエハＷの中心部との距離の増加するにつれて、液界面は徐々にウエハＷの周縁方向に移動していく。
【００２９】
この時図１４に示すように、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１に対応する位置には、強い液流が発生しており、液界面に近い位置に窒素ガスを吐出することにより、液流の内縁が巻き上げられ、この液の巻き上げにより、液滴、生成物をウエハＷの周縁側へ押しやるため、強い洗浄力を発揮する。
【００３０】
（ステップ４）
ノズルアーム３０が位置Ｐ２まで移動した後、図９に示すように第１の洗浄液の吐出を停止して、第２の洗浄液の吐出を開始すると共に、第１の窒素ガスの吐出を停止して、第２の窒素ガスの吐出を開始する。第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２は、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１がウエハＷの中心部から３０ｍｍ離れて位置しているとき、第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２とウエハＷの中心部との距離が３０ｍｍになるように、即ちウエハＷの中心部を中心とする同一の円の上に第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１、第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２が位置するように設定されている。従って洗浄液を吐出するノズルを第１の洗浄液ノズル４１から第２の洗浄液ノズル４３に切り替えた場合にも、ウエハＷの表面に形成される液界面の位置は変化しないことになる。また既述のように第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１がウエハＷの中心部から３０ｍｍ離れて位置するとき、第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１が、ウエハＷの中心部から右側に１５ｍｍ離れるように設定されている。そして、第２の窒素ガスノズル５３は、その時の第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２がウエハＷの中心部から１５ｍｍ離れて位置するように設けられている。従って窒素ガスを吐出するノズルを第１の窒素ガスノズル５１から第２の窒素ガスノズル５３に切り替えた場合にも、窒素ガスの吐出位置から液界面までの距離も変化しないことになる。
【００３１】
また第２の窒素ガスノズル５３は、第１の窒素ガスノズル５１の吐出流量と比べて多くの流量の窒素ガスを吐出すると共に、図４に示すように吐出口がウエハＷの周縁側に向いている。従って、第２の窒素ガスノズル５３に切り替えることにより窒素ガスの吹付による液界面を押す力が強くなる。この時、窒素ガスの吐出位置と洗浄液の吐出位置とが近い場合には、ガスの吐出の衝撃により洗浄液の液撥ねが起こる虞がある。第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２と第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２との距離は、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１と第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１との距離よりも長くなるように設定されている。従って第２の窒素ガスノズル５３に切り替え、窒素ガスの流量を大きくした場合にも、液撥ねを抑制することができる。
【００３２】
（ステップ５）
続いてノズルアーム３０をウエハＷの周縁側に向けて、Ｘ方向に１５ｍｍ／秒の速度で移動させる。図１０はノズルアーム３０がＰ２よりもウエハＷの周縁に近いＰ３に位置している状態を示している。第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２からウエハＷの中心部までの距離ｄ２と、第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２からウエハＷの中心部までの距離ｄ３との差（ｄ２−ｄ３）は、図１５に示すようにノズルアーム３０がＰ２に位置しているときよりも、Ｐ３に位置しているときの方が短くなる。
【００３３】
ここでノズルアーム３０の移動に伴う前記ｄ２、ｄ３の各変化について説明する。ノズルの吐出位置を既述のＸ‐Ｙ座標平面（ｘ≧０とする）で表す。ノズルアーム３０がＰ２からｘ方向に沿って右側に距離ｋ移動した場合の第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２及び第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２の各ノズルの座標は、図１６（ａ）に示すように、
ノズルアーム３０がＰ２に位置する時のＮ２＝（Ｎａ、Ｎｂ）
ノズルアーム３０がＰ２に位置する時のＲ２＝（Ｒａ、Ｒｂ）
ノズルアーム３０が距離ｋ移動した後のＮ２＝（Ｎａ＋ｋ、Ｎｂ）
ノズルアーム３０が距離ｋ移動した後のＲ２＝（Ｒａ＋ｋ、Ｒｂ）
となる。従って移動距離をｘと置いた場合のｄ２及びｄ３は、
ノズルアーム３０がＰ３に位置する時のｄ２＝√[（Ｒａ＋ｘ）２＋Ｒｂ２]
ノズルアーム３０がＰ３に位置する時のｄ３＝√[（Ｎａ＋ｘ）２＋Ｎｂ２]
となる。
【００３４】
ノズルアーム３０をＸ方向に沿って右側に移動させた時の第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２のウエハＷの中心部からの距離ｄ２は、図１６（ｂ）中の（１）のようなグラフを描く。またノズルアーム３０をＸ方向に沿って右側に移動させた時の第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２のウエハＷの中心部からの距離ｄ３を考えると、第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２は、第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２よりもＸ軸に近い位置にあり、よりウエハＷの中心部に近い位置にある。従ってｄ３は、ｄ２よりも移動前（ｘ＝０）のウエハＷの中心部までの距離は小さくなり、Ｘ方向右側にｄ２と同じ距離を移動した時に、増加率が大きくなる。そのためノズルアーム３０の移動距離ｘとノズルの吐出位置のウエハＷの中心部からの距離ｄ２を示すグラフは、図１６Ｂ中の（２）のようなグラフを描く。従って第２の洗浄液ノズル４３から洗浄液を吐出し、第２の窒素ガスノズル５３から窒素ガスを吐出したまま、ノズルアーム３０をＸ方向に沿って右側にウエハＷの周縁に向けて移動させた場合に、洗浄液の吐出位置のウエハＷの中心部からの距離ｄ３と、窒素ガスの吐出位置のウエハＷの中心部からの距離ｄ３との差（ｄ２−ｄ３）は、ノズルアーム３０の移動に従い徐々に短くなる。
【００３５】
前述のようにウエハＷを回転させながら洗浄液を供給しているため、洗浄液の液界面の位置は、洗浄液の吐出位置の僅かに内側となる円周に沿った位置となる。そのため、前記第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２からウエハの中心部までの距離ｄ２と第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２からウエハの中心部までの距離ｄ３との差が、窒素ガスの吐出位置から液界面までの距離となる。図１７は、ウエハＷの中心部から液界面までの距離と液界面と窒素ガスの吐出位置との離間距離（ｄ２−ｄ３）の変化を示す特性図である。図１７に示すようにノズルアーム３０がＰ２の位置（液界面がウエハＷの中心部から３０ｍｍの位置）に移動するまでは、第１の洗浄液ノズル４１及び第１の窒素ガスノズル５１を使用して洗浄を行っているため、液界面と窒素ガスの吐出位置の距離は変わらず一定である。次いでノズルアーム３０がＰ２（液界面がウエハＷの中心部から３０ｍｍの位置）に達した後は、洗浄液及びガスの吐出が第２の洗浄液ノズル４３及び第２の窒素ガスノズル５３に切り替わる。このためその後に、ノズルアーム３０がＸ軸に沿ってウエハＷの周縁側に移動するに従って、液界面と窒素ガスの吐出位置とは互いに徐々近づいていくことになる。
【００３６】
ウエハの周縁よりの領域において窒素ガスの供給位置を液界面に近づけた場合の作用について検討する。ウエハＷの回転による遠心力により、洗浄液をウエハの周方向に押し流してウエハＷの表面の洗浄を行う場合に、ウエハＷの周縁寄りの部位ほど、洗浄液がウエハＷの中心部側から寄せられるため、洗浄液の液膜が厚くなる。洗浄液の液膜が厚くなると、流れにくくなってしまうため液残りや液千切れが生じやすくなる。上述の実施の形態では、ウエハＷの中心部から３０ｍｍ以上離れた領域では、窒素ガスの吐出流量を大きくしている。そのため、窒素ガスにより液界面を周縁方向に押す力が強くなっている。またウエハＷの中心部から３０ｍｍ以上離れた領域では、ノズルアーム３０がウエハＷの周縁に近づくにつれて、窒素ガスの吐出位置が液界面に近づいている。そのため窒素ガスによる液界面を押す力がウエハＷの周縁に近づくにつれて徐々に大きくなる。従ってウエハＷの周縁寄りの領域では、液界面がウエハＷの周縁に近づくにしたがって、洗浄液の量は徐々に増えるが、液界面をウエハの周縁方向に押す力も大きくなるため、液残りや液千切れを抑制することができる。
【００３７】
上述の実施の形態では、第１の洗浄液ノズル４１及び第１の窒素ガスノズル５１を用いて、ウエハＷを回転させながらウエハＷの中心部に洗浄液及び窒素ガスを順次吐出し、両ノズル４１、５１をウエハＷの周縁側に移動している。更にその後、第１の洗浄液ノズル４１の移動軌跡から外れる位置に設定された第２の洗浄液ノズル４３に洗浄液の吐出を切り替え、また第２の窒素ガスノズル５３に窒素ガスの吐出を切り替える。そして洗浄液の吐出及びガスの吐出を行いながら両ノズル４３、５３をウエハＷの周縁側に向けて移動させることにより、窒素ガスの吐出位置を徐々に液界面に近づけている。従ってウエハＷの周縁に近い領域ほど、窒素ガスにより液界面を押す力が強くなって洗浄効果が高くなり、洗浄液の液残りや液千切れを抑制することができ、良好な洗浄を行うことができる。
そしてノズルアーム３０の移動途中で第２の洗浄液ノズル４３及び第２の窒素ガスノズル５３を用いるようにしている。第２の窒素ガスノズル５３は窒素ガスの吐出流量の多いため液界面を押す力が強くなり、洗浄液の吐出位置と窒素ガスの吐出位置との距離も話すことができるため、液撥ねを抑えることができる。
【００３８】
また上述の実施の形態では、共通のノズルアーム３０に第１の洗浄液ノズル４１、第２の洗浄液ノズル４３、第１の窒素ガスノズル５１及び第２の窒素ガスノズル５３を設けている。そのため、各ノズルの駆動系を共通にすることができるので基板洗浄装置のコストを低くすることができ、またノズルアーム３０や駆動系の設置スペースが狭くて済む。またウエハＷの表面における窒素ガスの吐出位置と、洗浄液の液界面との距離は、後述するように、９ｍｍ〜１７ｍｍの範囲であることが望ましく、事前にシミュレーションを行うことにより、窒素ガスの吐出位置と、洗浄液の液界面との距離がこの範囲で変化するように、夫々のノズルの位置を設定することが望ましい。
【００３９】
さらにノズルアーム３０がＰ１の位置にあるときに、第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２と、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１とが、ウエハの中心部を中心とした同じ同心円上に位置するように設定されていなくてもよい。またノズルアーム３０がＰ１に位置しているときに、第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２は、その時の第１洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１よりウエハＷの中心部に近い位置であってもよい。
【００４０】
また本発明は、第２の窒素ガスノズル５３を設けることに限定されるものではなく、ステップ４以降の工程において、第１の窒素ガスノズル５１を使用してウエハＷの洗浄を行うようにしてもよい。その場合においても洗浄液の液界面がウエハＷの周縁に近づくに従い、窒素ガスの吐出位置を液界面に近づけることができる。従って液界面がウエハＷの周縁に近づくに従い、液界面を押す力を強くすることができるため、同様の効果が得られる。
【００４１】
また第１の洗浄液ノズル４１、第２の洗浄液ノズル４３、第１の窒素ガスノズル５１、第２の窒素ガスノズル５３は、夫々別々に独立して移動可能なノズル移動部に設けられていてもよい。さらに第２の窒素ガスノズル５３を設けずに第１の窒素ガスノズル５１のみを用いて、ステップ４以降の工程においてもウエハＷの洗浄を行うようにしてもよい。さらに本発明は、基板の水の接触角の大きい場合に効果が大きく、例えば水の接触角が６５°以上であるレジスト膜の表面を洗浄する場合により効果が大きい。
【００４２】
さらに第１の実施の形態においては、ステップ４において、第１の窒素ガスノズル５１の吐出を停止し、第２の窒素ガスノズル５３から窒素ガスを吐出しているが、ステップ４及びステップ５において、第２の洗浄液ノズル４３及び第２の窒素ガスノズル５３から夫々洗浄液及びガスを吐出しているときに第１の窒素ガスノズル５１から例えば少流量のガスを吐出している場合であっても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４３】
［第１の実施の形態の変形例］
また第１の実施の形態の変形例として、ノズルアーム３０は、旋回アームに設けられていてもよい。即ち第1の実施の形態では、ノズルアーム３０をＸ方向に沿って移動させることにより、各ノズルを直線に沿って移動させているが、各ノズルを円弧軌跡を描くように移動させてもよい。図１８はこのような例を示し、ノズルアーム３０として図１８中、Ｏ１を回転中心として旋回する構成のものを用いている。駆動部は、アームを旋回させる図示しない回転部となり、また図示しない昇降部が設けられ、ノズルアーム３０は昇降自在に構成される。従ってノズルアーム３０、駆動部及び昇降部がノズル移動部になる。第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１と第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１は、ウエハＷの中心部を通る円弧軌跡上に設けられる。この実施の形態の場合には、ステップ２でノズルアーム３０を旋回させることにより、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１がウエハＷの中心部から１５ｍｍから離れるように移動され、その時第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１がウエハＷの中心部に位置することになる。
【００４４】
またステップ３においては、第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１がウエハＷの中心部から３０ｍｍ離れるように移動される。この時第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１は、液界面に近づくが、近づく距離は、極わずかであるため、第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１と液界面との距離はほとんど変化せず一定として取り扱うことができる。さらにステップ４において洗浄液及び窒素ガスを夫々第２の洗浄液ノズル４３及び第２の窒素ガスノズル５３から吐出するように切り替えた後、ステップ５では、ノズルアーム３０を旋回させて、夫々のノズルをウエハＷの周縁側に移動させる。  
【００４５】
ノズルアーム３０を旋回させることによる第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２のウエハＷの中心部からの距離と、第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２とウエハＷの中心部からの距離の差の関係について説明する。図１８中のＶは、ノズルアーム３０の回転軸Ｏ１とウエハの中心部との距離、ｕ及びθは所定の吐出位置を示すパラメータであり、図１８中では、ノズルアーム３０がＰ４の位置にあるときの第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２のパラメータを示す。ｕは、回転軸Ｏ１を中心として、ウエハＷの中心部を通る円弧軌跡からの外れる距離（円弧軌跡の外側への外れを＋、中心側への外れを−とする）、θはノズルアーム３０の回転角度である（ノズルが回転軸Ｏ１とウエハＷの中心部を結ぶ直線上に位置する場合を０とし、時計回りの回転方向を＋としている）。
【００４６】
回転軸Ｏ１がウエハの領域より外にあり、ノズルをウエハＷの中心部から周縁へ移動させるとθは、０度〜９０度の範囲でウエハＷの周縁に到達する。ノズルアーム３０を旋回させた時のノズルアーム３０に設けられたノズルの吐出位置からウエハ中心部までの距離ｄの変化を考えると、ｄ＝√[ｕ２＋２ｕＶ＋２Ｖ２−２Ｖ（ｕ＋Ｖ）ｃｏｓθ]となる。従ってノズルアーム３０を旋回させた時のノズルの吐出位置とウエハの中心部との距離は、ノズルアーム３０の回転軸Ｏ１とウエハＷの中心部との距離Ｖ、回転角度θ、円弧軌跡からの外れる距離ｕ、により決定される。
【００４７】
従って図１８に示すようなアームを旋回させた時の第２の洗浄液の吐出位置Ｒ２のウエハＷの中心部からの距離の変化ｄ２は、図１９中の（３）で示す実線で表される。またアームを旋回させた時の第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２のウエハＷの中心部からの距離の変化ｄ３は、図１９中の（４）で示す実線で表される。そのため、アームを旋回させてノズルアーム３０をウエハＷの周縁方向に旋回させるにしたがって、第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２のウエハＷの中心部との距離ｄ２と、第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２とウエハＷの中心部との距離ｄ３との差（ｄ２−ｄ３）は徐々に短くなることになる。そのため、ノズルアーム３０がウエハの周縁に向かって移動するにしたがって、液界面と窒素ガスの吐出位置との距離は徐々に近づき、液界面を押す力が強くなる。従って液残りや液千切れを抑制することができる。
【００４８】
[第２の実施の形態]
また第２の実施の形態に係る基板洗浄装置として、２本のノズルアームを備えるように構成してもよい。第２の実施の形態は、例えば図２０、図２１に示すように第２の洗浄液ノズル５３を備えていないことを除いて、第１の実施の形態に示したノズルアーム３０と同様に構成された第１のノズルアーム３８と、他の窒素ガスノズル５９を備えた第２のノズルアーム３９とを備えている。図中６０は、現像用のノズルアーム、６１は現像液用のノズルバス、６３はガイドレールである。第２のノズルアーム３９は、ノズルアーム３０と同様に構成された駆動部、昇降部により支持され、第１のノズルアーム３８のガイドレール３３と平行に伸びるガイドレール７０に沿って移動するように構成されている。第２のノズルアーム３９は、ウエハＷ上の第１のノズルアーム３８の移動する領域とは異なる領域、例えばウエハＷの中心部からＸ方向に沿って左側の領域を移動するように構成されている。また他の窒素ガスノズル５９は、第１の窒素ガスノズル５１及び第２の窒素ガスノズル５３と同様に配管７０を介して他の窒素ガス供給部７１と接続されている。
【００４９】
第２の実施の形態にかかる基板洗浄装置によるウエハＷの洗浄処理を図２２〜図２６を用いて説明する。ステップ１及びステップ３は、図２２、２３に示すように第１の実施の形態に示したステップ１〜ステップ３と同様な工程であり、Ｒ１、Ｎ１が順次ウエハＷの中心部に位置するように第１のノズルアーム３８が移動する。第２のノズルアーム３９は、他の窒素ガスノズル５９から吐出される窒素ガスの吐出位置Ｎ３が例えばウエハＷの中心部から、Ｘ方向に沿って図中の左方向に６０ｍｍの位置となる地点で待機しておく。
【００５０】
（ステップ４）
図２４に示すように第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置Ｒ１がウエハＷの中心部から３０ｍｍに位置し、第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置Ｎ１がウエハＷの中心部から１５ｍｍに位置した後、窒素ガスを吐出するノズルを第１の窒素ガスノズル５１から第２の窒素ガスノズル５３に切り替える。
【００５１】
（ステップ５）
その後第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２のウエハＷの中心部からの距離（この例では、６０ｍｍ）と、他の窒素ガスノズル５９の吐出位置Ｎ３とウエハＷの中心部からの距離が等しくなる位置まで移動する。この間第２の洗浄液の吐出と、第２の窒素ガスとの吐出とが行われており、第２の窒素ガスノズル５３は、第１の窒素ガスノズル５１よりも流量が大きいため、ステップ５では、ステップ１〜３に比べて液界面を強い力で押すことができる。
【００５２】
（ステップ６）
その後、窒素ガスを吐出するノズルを他の窒素ガスノズル５９に切り替え、第１のノズルアーム３８及び第２のノズルアーム３９をウエハＷの周縁方向に移動させる。図２５は、窒素ガスの吐出を第２の窒素ガスノズル５３から他の窒素ガスノズル５９に切り替えた後の状態を示している。この時第１のノズルアーム３８は、図２６に示すようにＸ方向に沿って、右側に移動するが、第２のノズルアーム３９は、Ｘ方向に沿って左側に移動する。また第２のノズルアーム３９の移動速度は、第１のノズルアーム３８より速い速度に設定される。このため洗浄液の吐出位置からウエハＷの中心部までの距離Ｌ１と窒素ガスの吐出位置からウエハＷの中心部までの距離Ｌ２との差が徐々に小さくなる。一例をあげるとＬ２−Ｌ１が１７ｍｍから９ｍｍまで近づく。この結果、他の窒素ガスノズル５９の吐出位置Ｎ３は、ウエハＷの周縁側に近づくにつれて液界面に近づくため、窒素ガスが液界面を押す力が徐々に増すことになる。そのため液残りや液千切れが抑制され、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また第２のノズルアーム３９の他の窒素ガスノズル５９からガスを吐出しながら当該第２のノズルアーム３９をウエハＷの周縁側に移動させているときに、第１のノズルアーム３８の窒素ガスノズル５１、５３からガスを、例えば少流量で吐出する場合も技術的範囲に含まれる。
【００５３】
ここで第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態において、ウエハＷの中心部に洗浄液を供給した後に第１の窒素ガスノズル５１から当該中心部に窒素ガスを吹き付けるときの好ましい例について述べる。背景技術の欄にて述べたように、レジストと下地との接触角の差が大きい場合に下地の脇に液が残りやすく、液残りが発生すると残渣欠陥(残渣が存在することによる現像欠陥)の要因となる。例えば下地にシリコン反射膜を使用する場合には、前記接触角の差がかなり大きくなることから、このような場合でもより一層液残りを抑えることができるように洗浄処理を行うことが好ましい。ウエハＷの中心部近辺に着目すると、この部分は遠心力が弱いため液残りが発生しやすい。そこでウエハＷの中央部において第１の窒素ガスの吐出時間を長くすることも有効な手法ではあるが、処理時間が長くなり、スループットの低下の要因になるおそれがある。
【００５４】
このような観点からすると、有効な手法の一例として、第１の窒素ガスノズル５１の吐出する先端部の高さをウエハＷの表面の上方、例えば５ｍｍの高さに設定する例が挙げられる。この場合には、第１の窒素ガスノズル５１の先端部からウエハＷの表面までの距離が短くなり、第１の窒素ガスノズル５１から吐出された窒素ガスがウエハＷの表面に到達するまでのガスの拡散を抑えることができ、より強いせん断応力で液界面を押すことができる。
そして窒素ガスのせん断応力を高めた上で、窒素ガスを前半は低流量で供給して乾燥コア（液の中央部の乾燥領域）を形成した後に、後半は高流量で供給して乾燥コアを広げるようにする。このような手法によれば、ウエハＷの中心部の液残りがより一層抑えられる。低流量の時間と高流量の時間とは同じであることに限られない。具体例については後述の実施例の欄に記載している。
【００５５】
またウエハＷの中心部以外の領域に置ける液残りをおさえるための有効な手法について記載する。この手法の一つとして、第１の実施の形態における第２の窒素ガスノズル５３を例にとると、図２７に示すように第２の窒素ガスノズル５３を、窒素ガスの吐出方向の水平面に対する角度θ２が例えば４５度の角度となるように設ける。窒素ガスの吐出方向とは、吐出口から吐出されるガス流の中心が向いている方向である。
第２の窒素ガスノズル５３から窒素ガスをウエハＷの表面に対して斜めに吐出すると、ウエハＷの表面に形成される液界面にかかるせん断応力は、窒素ガスをウエハＷに対して垂直に吐出した場合においてウエハＷ表面に形成される液界面にかかるせん断応力よりも大きくなる。第２の窒素ガスノズル５３の窒素ガスの吐出方向の水平面に対する角度θ２が４５度の場合の液面にかかるせん断応力は、角度θ２が９０度の場合に液面にかかるせん断応力よりも１．５倍の強さとなる。このように第２の窒素ガスノズル５３の窒素ガスの吐出方向を水平面に対して４５度に設定して液面にかかるせん断応力を大きくすれば、ノズルアーム３０のスキャン速度を速くした場合にも液残りや液千切れを抑制することができる。
第２の窒素ガスノズル５３の窒素ガスの吐出方向を水平面に対して９０度に設定した場合においても、窒素ガスの流量を大きくすることで液面に対して大きなせん断応力が得られるが、液撥ねやミスト発生のおそれがある。従って第２の窒素ガスノズル５３の窒素ガスの吐出方向を斜めに設定することが有効であり、特に水平面に対して９０度に設定することが有利である。
【００５６】
また第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２と液の内縁（液界面）との間の距離について残渣低減のための適切な距離は、ウエハＷ上のレジストの種類、下地膜の材質、洗浄処理のレシピなどに応じて異なってくる。このため、洗浄処理の処理種別の中のパラメータとして前記距離を加え、処理種別が選択されることにより前記距離が決定されるようにすることが好ましい。第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２と液の内縁との間の距離は、窒素ガスの吐出方向を水平面から斜めにした場合、例えば窒素ガスの吐出方向を水平面に対して４５度に設定した場合には、第２の窒素ガスノズル５３の高さを調整することにより変更することができる。
【００５７】
例えば図２８に示すように第２の窒素ガスノズル５３の先端部のウエハＷの表面からの高さがｈ１のときウエハＷ表面における第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２から第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２までの距離が例えばｄ１１となる。
そして図２９に示すように第２の窒素ガスノズル５３の先端部のウエハＷの表面からの高さがｈ２となるようにノズルアーム３０を上昇させると、第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２は、ウエハＷの表面を第２の窒素ガスノズル５３の先端部が傾く方向に移動する。一方で第２の洗浄液ノズル４３は、真下に吐出するように設けているため、ノズルアーム３０を昇降させてもウエハＷ表面における第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２は変わらない。従って第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２は、第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２に近づき、第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２から第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２までの距離はｄ１２となる。このようにノズルアーム３０を昇降させることにより、第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２から第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置Ｒ２までの距離を変更することができる。なお、第２の洗浄液ノズル４３の洗浄液の吐出方向は、真下に向いていなくてもよく、例えば第２の窒素ガスノズル５３のガスの吐出方向と異なる角度（水平面に対する角度）であれば、斜めであってもよい。
【００５８】
そこで図２７に示すように予めウエハＷの洗浄処理の種別に対応して、事前に第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２から液面の内縁までの適切な距離を求め、制御部５におけるメモリ２３に、ウエハＷの洗浄処理の種別（レシピ）と、ノズルアーム３０の高さの設定値と、を対応づけたデータを記憶しておく。そして制御部５によりメモリからウエハＷの洗浄処理の種別に対応したノズルアーム３０の高さを読み出し、昇降部２６にノズルアーム３０を昇降させる制御信号を出力する。従ってウエハＷのロットに応じて洗浄処理の種別が選択されたとき、ノズルアーム３０の高さも決まってくる。洗浄処理の種別は、パラメータがノズルアーム３０の高さだけの場合であってもよく、この場合、ノズルアーム３０の高さが複数設定されている場合、各高さが洗浄処理の種別となる。
【００５９】
このように構成することで、ウエハＷの洗浄処理の種別に対応して、第２の窒素ガスの吐出位置Ｎ２から液面の内縁までを適切な距離に設定することができるため、ウエハＷの中心部以外の領域においても洗浄液の液残りや液千切れを抑制することができ、良好な洗浄を行うことができる。
【００６０】
窒素ガスの吐出方向と水平面との角度θ２は、例えば３０度〜６０度に設定することでせん断応力を強めることができるが、角度θ２を４５度±５度に設定した時にせん断応力が強くなり、より一層大きな効果が得られる。
【実施例】
【００６１】
［実施例１］
本発明を評価するために第１の実施の形態に係る基板洗浄装置を用い、評価パターンを用いて露光したウエハＷに現像液を供給し、実施例及び比較例に係る洗浄処理を行いパターンの欠陥の計数を行った。実施例に用いたウエハＷの表面に形成されたレジスト膜と反射防止膜との接触角差は、３７．８°である。洗浄処理中のウエハの回転速度は７５０ｒｐｍに設定し、ノズルアーム３０の移動速度は、１０ｍｍ／秒に設定した。また比較例として、実施例と同様の構成の基板洗浄装置を用い、ステップ２の終了後、洗浄液ノズル及び窒素ガスノズルの切り替えを行わず、第１の洗浄液及び第１の窒素ガスをウエハに向けて吐出した状態でノズルアーム３０をＸ方向に沿ってウエハＷの周縁に向けて移動させて、ウエハの洗浄を行った。この場合ガスの吐出位置から液界面までの距離は、一定である。比較例では、２５６１個のパターンの欠陥が確認できたが、実施例では、パターンの欠陥は８個に軽減され、本発明の洗浄効果が高いことが確認できた。
【００６２】
[評価試験]
窒素ガスの吐出位置と洗浄液の液界面との離間距離が、ウエハＷの洗浄効果にもたらす影響を調べるために以下の評価試験を行った。基板洗浄装置は、ノズルアーム３０に設置する第１の窒素ガスノズル５１の位置を変えることにより、液界面と窒素ガスの吐出位置との距離を以下のように７通りに設定し、第１の洗浄液ノズル４１及び第１の窒素ガスノズル５１のみを用いて、評価パターンを用いて露光したウエハＷに現像液を供給した後、洗浄を行った。ウエハＷの洗浄後、乾燥処理を行いウエハの中心部から１２〜１５ｃｍの領域に存在するパターンの欠陥の数を計数した。結果は以下の表１のとおりである。
[表１]
0006007925.tif 000002
【００６３】
パターンの欠陥の数を十分に抑えるには、窒素ガス吐出位置と液界面との距離は、９ｍｍ〜１７ｍｍの範囲に設定することが望ましいといえる。
【００６４】
[実施例２]
本発明を評価するために第１の実施の形態に係る基板洗浄装置を用い、評価パターンを用いて露光したウエハＷに現像液を供給し、第１の窒素ガスノズル５１の先端部の高さをウエハＷの上方２５ｍｍと５ｍｍとに設定して洗浄処理を行い、パターンを形成してウエハＷの表面を検査した。ウエハＷの中心部から３ｃｍ以内における残渣欠陥（現像欠陥）の計数を行った。第１の窒素ガスノズル５１の先端部の高さをウエハＷの上方２５ｍｍに設定した場合の欠陥は８個であり、第１の窒素ガスノズル５１の先端部の高さをウエハＷの上方５ｍｍに設定した場合の欠陥は３個であった。第１の窒素ガスノズル５１の先端部の高さを低く設定することでウエハＷの中心部付近の液残りを減少することができると言える。
【００６５】
[実施例３]
水平面に対して４５度の角度で吐出される窒素ガスの吐出位置と洗浄液の液界面との距離が、ウエハＷの洗浄効果にもたらす影響を調べるために以下の評価試験を行った。基板洗浄装置は、ノズルアーム３０に設置する第２の窒素ガスノズル５３を水平面から４５度の角度に設け、その設置位置をウエハＷの中心側に移動させた。第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置Ｎ２と洗浄液の液界面との距離をＡｍｍ、Ａ＋１ｍｍ、Ａ＋２ｍｍの３通りに設定したところ、前記距離がＡ＋１ｍｍのときはＡｍｍよりも欠陥がおよそ３倍になり、Ａ＋２ｍｍはおよそ６倍になった。従って距離を変えることにより洗浄効果が変わることが理解される。
【符号の説明】
【００６６】
１            カップモジュール
５            制御部
１０          カップ体
１１          スピンチャック
１３          回転機構
３０          ノズルアーム
３３          ガイドレール
３８          第１のノズルアーム
３９          第２のノズルアーム
４１          第１の洗浄液ノズル
４３          第２の洗浄液ノズル
５１          第１の窒素ガスノズル
５３          第２の窒素ガスノズル
５９          他の窒素ガスノズル
Ｎ１          第１の洗浄液ノズル４１の吐出位置
Ｎ２          第２の洗浄液ノズル４３の吐出位置
Ｎ３          他の窒素ガスノズル５９の吐出位置
Ｒ１          第１の窒素ガスノズル５１の吐出位置
Ｒ２          第２の窒素ガスノズル５３の吐出位置
Ｗ            ウエハ
【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】
0006007925.tif 000012
【図１１】
0006007925.tif 000013
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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