(57)【要約】【課題】物理洗浄を適用して基板上のパーティクルを効率的に除去でき、かつ基板上のパターンの損傷を抑制できる基板洗浄方法を提供する。【解決手段】表面に自然酸化膜７０を有する基板Ｗが洗浄される。自然酸化膜７０には、パーティクルＰが部分的に取り込まれている。基板洗浄方法は、自然酸化膜７０を所定の膜厚までエッチングする部分エッチング工程と、この部分エッチング工程の後に、基板Ｗの表面に対して物理洗浄を実行する物理洗浄工程とを含む。物理洗浄工程は、自然酸化膜７０の表面に気体と液体とを混合した混合流体８１を供給する二流体洗浄工程であってもよい。【選択図】図１
2018056184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に酸化膜を有する基板を洗浄する基板洗浄方法であって、
前記酸化膜を所定の膜厚までエッチングする部分エッチング工程と、
前記部分エッチング工程の後に、前記基板の表面に対して物理洗浄を実行する物理洗浄工程と、を含む基板洗浄方法。
【請求項２】
前記酸化膜が、パーティクルを少なくとも部分的に取り込んだ自然酸化膜であり、
前記部分エッチング工程が、前記パーティクルを前記自然酸化膜から露出させるか、または前記自然酸化膜からの露出部分を増加させる工程であり、
前記物理洗浄が、前記自然酸化膜を前記基板の表面に残しながら、前記自然酸化膜から露出したパーティクルを物理的な作用によって除去する工程である、請求項１に記載の基板洗浄方法。
【請求項３】
前記部分エッチング工程が、前記基板の表面に希釈フッ酸を供給する工程を含む、請求項１または２に記載の基板洗浄方法。
【請求項４】
前記希釈フッ酸が、０．１％〜０．５％の濃度のフッ酸である、請求項３に記載の基板洗浄方法。
【請求項５】
前記物理洗浄工程が、
前記酸化膜の表面に気体と液体とを混合した混合流体を供給する二流体洗浄工程、
前記酸化膜の表面に超音波を付与した液体を供給する超音波洗浄工程、
前記酸化膜の表面にインクジェットヘッドから液滴を供給するインクジェット式液滴洗浄工程、および
前記酸化膜の表面に液膜を形成した後に固化して凝固体膜を形成し、前記凝固体膜を融解して除去する固化溶解洗浄工程
のうちの少なくとも一つを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
【請求項６】
表面に酸化膜を有する基板を洗浄する基板洗浄処理を基板処理装置で実行するために前記基板処理装置に登録すべきレシピデータを作成する基板洗浄レシピ作成方法であって、
前記基板洗浄処理が、前記酸化膜を所定の膜厚までエッチングする部分エッチング工程と、前記部分エッチング工程の後に、前記基板の表面に対して物理洗浄を実行する物理洗浄工程と、を含み、
前記基板洗浄レシピ作成方法が、
前記部分エッチング工程を実行するためのステップデータを作成する部分エッチングステップ作成工程と、
前記物理洗浄工程を実行するためのステップデータを作成する物理洗浄ステップ作成工程と、
前記部分エッチング工程におけるエッチング条件と前記物理洗浄工程における物理洗浄条件とを、予め準備した適合基準データに基づいて適合させる条件適合工程と、を含む、
基板洗浄レシピ作成方法。
【請求項７】
前記部分エッチングステップ作成工程が、前記部分エッチング工程におけるエッチング条件を含むステップデータを作成する工程を含み、
前記条件適合工程が、前記部分エッチングステップ作成工程で作成されたステップデータに含まれるエッチング条件に適合する物理洗浄条件を前記適合基準データに基づいて提示または設定する工程を含む、請求項６に記載の基板洗浄レシピ作成方法。
【請求項８】
前記物理洗浄ステップ作成工程が、前記物理洗浄工程における物理洗浄条件を含むステップデータを作成する工程を含み、
前記条件適合工程が、前記物理洗浄ステップ作成工程で作成されたステップデータに含まれる物理洗浄条件に適合するエッチング条件を前記適合基準データに基づいて提示または設定する工程を含む、請求項６または７に記載の基板洗浄レシピ作成方法。
【請求項９】
表面に酸化膜を有する基板を洗浄する基板洗浄処理を基板処理装置で実行するために前記基板処理装置に登録すべきレシピデータを作成する基板洗浄レシピ作成装置であって、
前記基板洗浄処理が、前記酸化膜を所定の膜厚までエッチングする部分エッチング工程と、前記部分エッチング工程の後に、前記基板の表面に対して物理洗浄を実行する物理洗浄工程と、を含み、
前記基板洗浄レシピ作成装置が、
使用者による指令入力を受け付ける指令入力手段と、
前記指令入力手段から入力される指令に応じて、前記部分エッチング工程を実行するためのステップデータを作成する部分エッチングステップ作成手段と、
前記指令入力手段から入力される指令に応じて、前記物理洗浄工程を実行するためのステップデータを作成する物理洗浄ステップ作成手段と、
前記部分エッチング工程におけるエッチング条件と前記物理洗浄工程における物理洗浄条件とを、予め準備した適合基準データに基づいて適合させる条件適合手段と、を含む、
基板洗浄レシピ作成装置。
【請求項１０】
前記部分エッチングステップ作成手段が、前記指令入力手段から入力される指令に応じて、前記部分エッチング工程におけるエッチング条件を設定したステップデータを作成する手段を含み、
前記条件適合手段が、前記部分エッチングステップ作成手段によって作成されたステップデータに含まれるエッチング条件に適合する物理洗浄条件を前記適合基準データに基づいて提示または設定する手段を含む、請求項９に記載の基板洗浄レシピ作成装置。
【請求項１１】
前記物理洗浄ステップ作成手段が、前記指令入力手段から入力される指令に応じて、前記物理洗浄工程における物理洗浄条件を設定したステップデータを作成する手段を含み、
前記条件適合手段が、前記物理洗浄ステップ作成手段によって作成されたステップデータに含まれる物理洗浄条件に適合するエッチング条件を前記適合基準データに基づいて提示または設定する手段を含む、請求項９または１０に記載の基板洗浄レシピ作成装置。
【請求項１２】
コンピュータを前記基板洗浄レシピ作成装置として機能させるように実行ステップ群が組み込まれたコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を洗浄する方法、ならびに基板洗浄のためのレシピを作成する方法および装置に関する。この発明は、さらに、コンピュータを基板洗浄レシピ作成装置として機能させるためのコンピュータプログラムに関する。洗浄対象の基板には、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、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ等の基板の洗浄のために、いわゆる物理洗浄が適用される場合がある。物理洗浄とは、物理的な作用、より具体的には力学的なエネルギーによって基板表面の異物（以下「パーティクル」という。）を除去する処理をいう。物理洗浄の具体例は、超音波洗浄、二流体洗浄、インクジェット洗浄、固化溶解洗浄などであり、これらは、それぞれ、特許文献１〜３等に記載されている。
【０００３】
たとえば、二流体洗浄は、二流体ノズルを用いて、気体および液体を混合した混合流体を基板の表面に供給する処理である。混合流体中の液滴が基板の表面に衝突し、その衝撃によって基板の表面のパーティクルが基板から離脱させられて除去される。混合流体が持つ運動エネルギーが大きいほど大きな除去性能が得られる一方で、運動エネルギーが大き過ぎれば、基板表面のデバイス形成用のパターンが損傷（たとえばパターン倒壊）を受けるおそれがある。すなわち、パーティクル除去とパターン損傷とはトレードオフの関係にある。したがって、パターン損傷が生じない範囲で可能な限り大きな運動エネルギーを持つ混合流体を用いることが好ましい。
【０００４】
この事情は、他の物理洗浄においても同様である。すなわち、パターン損傷が生じない範囲で可能な限り大きな物理力（エネルギー）を基板上のパーティクルに与えるように、各洗浄処理において、物理力を調整するためのパラメータが設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１４７５７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７５６９６号公報
【特許文献３】特開２０１４−１７９４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板の表面に形成されるパターンの微細化に伴い、より小さい物理力でパターン損傷が生じるようになってきている。それに応じて、基板上のパーティクルを除去でき、かつ基板上のパターンの損傷を回避できる物理力または物理エネルギーの範囲、すなわち、プロセスウィンドウが小さくなってきている。そのため、物理洗浄によって、パターン損傷を回避しながら優れたパーティクル除去性能を実現することが難しくなってきている。
【０００７】
そこで、この発明の一つの目的は、物理洗浄を適用して基板上のパーティクルを効率的に除去でき、かつ基板上のパターンの損傷を抑制できる基板洗浄方法を提供することである。
この発明の他の目的は、前記のような基板洗浄方法を実行するための基板洗浄レシピを作成する方法および装置を提供することである。
【０００８】
この発明のさらに他の目的は、コンピュータを基板洗浄レシピ作成装置として機能させるためのコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、表面に酸化膜を有する基板を洗浄する基板洗浄方法であって、前記酸化膜を所定の膜厚までエッチングする部分エッチング工程と、前記部分エッチング工程の後に、前記基板の表面に対して物理洗浄を実行する物理洗浄工程と、を含む基板洗浄方法を提供する。
この方法によれば、基板の表面の酸化膜が所定の膜厚まで部分的にエッチングされる。すなわち、酸化膜の表面部分がエッチングされることによって、所定の膜厚の酸化膜が残される。酸化膜の表面部分がエッチングされることにより、酸化膜に部分的または全体的に取り込まれているパーティクルが露出し、かつその露出部分の割合が大きくなる。したがって、その後に物理洗浄を実行すれば、比較的小さいエネルギーでパーティクルを取り除くことができる。こうして、小さいエネルギーの物理洗浄で必要なパーティクル除去性能を実現できるから、基板表面に形成されたパターンの損傷を抑制または回避できる。
【００１０】
酸化膜は表面部分が選択的にエッチングされるので、酸化膜の下地に悪影響を及ぼすことがない。したがって、下地に悪影響を及ぼすことなく、基板上のパーティクルを除去できる。
この発明の一実施形態では、前記酸化膜が、パーティクルを少なくとも部分的に取り込んだ自然酸化膜である。そして、前記部分エッチング工程が、前記パーティクルを前記自然酸化膜から露出させるか、または前記自然酸化膜からの露出部分を増加させる工程である。さらに、前記物理洗浄が、前記自然酸化膜を前記基板の表面に残しながら、前記自然酸化膜から露出したパーティクルを物理的な作用によって除去する工程である。
【００１１】
基板表面にパーティクルが付着した後に自然酸化膜が基板表面に形成されると、自然酸化膜中にパーティクルが部分的または全体的に取り込まれる。また、自然酸化膜の形成途中にもパーティクルが基板表面（厳密には形成途中の自然酸化膜の表面）に付着する可能性がある。このような場合にも、自然酸化膜中にパーティクルが部分的または全体的に取り込まれる。
【００１２】
そこで、自然酸化膜を部分的にエッチング（とくにその表面部分をエッチング）することによって、パーティクルの露出部分の割合を大きくできるから、その後の物理洗浄では比較的小さいエネルギーでパーティクルを除去できる。その結果、パターン損傷を抑制または回避しながら、基板上のパーティクルを除去できる。
この発明の一実施形態では、前記部分エッチング工程が、前記基板の表面に希釈フッ酸を供給する工程を含む。この方法では、希釈フッ酸によって、酸化膜（たとえば自然酸化膜）の部分エッチングが行われる。希釈フッ酸を用いて酸化膜の全体を除去することは、基板表面の荒れを招くおそれがあるので好ましくない。そこで、酸化膜を膜厚途中まで部分的にエッチングすることで、基板表面を優れた状態に保持しながら、パターン損傷を抑制または回避しつつ、基板上のパーティクルを除去できる。
【００１３】
この発明の一実施形態では、前記希釈フッ酸が、０．１％〜０．５％の濃度（質量濃度）のフッ酸（フッ化水素酸）である。これにより、酸化膜（とくに自然酸化膜）の部分的なエッチング（ライトエッチング）を精度良く行うことができる。それにより、基板表面を優れた状態に保持しながら、パターン損傷を抑制または回避しつつ、基板上のパーティクルを除去できる。
【００１４】
この発明の一実施形態では、前記物理洗浄工程が、前記酸化膜の表面に気体と液体とを混合した混合流体を供給する二流体洗浄工程、前記酸化膜の表面に超音波を付与した液体を供給する超音波洗浄工程、前記酸化膜の表面にインクジェットヘッドから液滴を供給するインクジェット式液滴洗浄工程、および前記酸化膜の表面に液膜を形成した後に固化して凝固体膜を形成し、前記凝固体膜を融解して除去する固化溶解洗浄工程のうちの少なくとも一つを含む。
【００１５】
このように、物理洗浄は、二流体洗浄、超音波洗浄、インクジェット洗浄、または固化溶解洗浄のいずれかであってもよく、これらのうちの２つ以上の組み合わせであってもよい。いずれの場合にも物理的なエネルギーを小さくできるので、パターン損傷を抑制または回避しながら、パーティクルを除去できる。
この発明は、また、表面に酸化膜を有する基板を洗浄する基板洗浄処理を基板処理装置で実行するために前記基板処理装置に登録すべきレシピデータを作成する基板洗浄レシピ作成方法を提供する。前記基板洗浄処理は、前記酸化膜を所定の膜厚までエッチングする部分エッチング工程と、前記部分エッチング工程の後に、前記基板の表面に対して物理洗浄を実行する物理洗浄工程と、を含む。前記基板洗浄レシピ作成方法は、前記部分エッチング工程を実行するためのステップデータを作成する部分エッチングステップ作成工程と、前記物理洗浄工程を実行するためのステップデータを作成する物理洗浄ステップ作成工程と、前記部分エッチング工程におけるエッチング条件と前記物理洗浄工程における物理洗浄条件とを、予め準備した適合基準データに基づいて適合させる条件適合工程と、を含む。
【００１６】
この方法により、前述のような基板洗浄方法を実行するためのレシピデータが作成される。レシピデータは、基板処理装置に登録される。基板処理装置がそのレシピデータに従って作動することによって、前述の基板洗浄方法が実行される。部分エッチング工程のエッチング条件と、物理洗浄工程における物理洗浄条件とは、適合基準データに基づいて、適合させられる。それにより、エッチング条件と物理洗浄条件とが適合したレシピデータを作成できるので、全体として適切な基板洗浄処理、すなわち、パターン損傷を抑制または回避しながら必要なパーティル除去性能を達成できる基板洗浄処理を実現できるレシピデータを作成できる。
【００１７】
適合基準データは、予め準備される。具体的には、エッチング条件と物理洗浄条件との様々な組み合わせに基づいてそれらの間の適合関係が見出され、その適合関係に基づいて、適合基準データが作成されてもよい。より具体的には、パターン損傷を生じない範囲またはパターン損傷が許容できる範囲の物理洗浄エネルギーを設定する一方で、様々なエッチング条件を設定して、基板洗浄（部分エッチング工程および物理洗浄工程）を複数回試行する。各試行について、パーティクル除去率を求める。パーティクル除去率が合格の範囲で、当該物理洗浄エネルギーに適合するエッチング条件を定める。パターン損傷を生じない範囲またはパターン損傷が許容できる範囲で物理洗浄エネルギーを様々に変更しながら、それらにそれぞれ適合するエッチング条件を求めれば、エッチング条件と物理洗浄エネルギーとの適合関係を表す適合基準データを得ることができる。
【００１８】
この発明の一実施形態に係る基板洗浄レシピ作成方法では、前記部分エッチングステップ作成工程が、前記部分エッチング工程におけるエッチング条件を含むステップデータを作成する工程を含む。また、前記条件適合工程が、前記部分エッチングステップ作成工程で作成されたステップデータに含まれるエッチング条件に適合する物理洗浄条件を前記適合基準データに基づいて提示または設定する工程を含む。
【００１９】
この方法では、部分エッチングステップ作成工程においてエッチング条件が設定され、そのエッチング条件に適合する物理洗浄条件が提示または設定される。それにより、エッチング条件に適合する物理洗浄条件を含む物理洗浄ステップデータを容易に作成できる。
この発明の一実施形態に係る基板洗浄レシピ作成方法では、前記物理洗浄ステップ作成工程が、前記物理洗浄工程における物理洗浄条件を含むステップデータを作成する工程を含む。そして、前記条件適合工程が、前記物理洗浄ステップ作成工程で作成されたステップデータに含まれる物理洗浄条件に適合するエッチング条件を前記適合基準データに基づいて提示または設定する工程を含む。
【００２０】
この方法では、物理洗浄ステップ作成工程において物理洗浄条件が設定され、その物理洗浄条件に適合するエッチング条件が提示または設定される。それにより、物理洗浄条件に適合するエッチング条件を含む部分エッチングステップデータを容易に作成できる。
この発明は、さらに、表面に酸化膜を有する基板を洗浄する基板洗浄処理を基板処理装置で実行するために前記基板処理装置に登録すべきレシピデータを作成する基板洗浄レシピ作成装置を提供する。前記基板洗浄処理は、前記酸化膜を所定の膜厚までエッチングする部分エッチング工程と、前記部分エッチング工程の後に、前記基板の表面に対して物理洗浄を実行する物理洗浄工程と、を含む。そして、前記基板洗浄レシピ作成装置は、使用者による指令入力を受け付ける指令入力手段と、前記指令入力手段から入力される指令に応じて、前記部分エッチング工程を実行するためのステップデータを作成する部分エッチングステップ作成手段と、前記指令入力手段から入力される指令に応じて、前記物理洗浄工程を実行するためのステップデータを作成する物理洗浄ステップ作成手段と、前記部分エッチング工程におけるエッチング条件と前記物理洗浄工程における物理洗浄条件とを、予め準備した適合基準データに基づいて適合させる条件適合手段と、を含む。
【００２１】
この装置により、前述のような基板洗浄方法を実行するためのレシピデータを作成できる。作成されたレシピデータは、基板処理装置に登録される。基板処理装置がそのレシピデータに従って作動することによって、前述の基板洗浄方法が実行される。部分エッチング工程のエッチング条件と、物理洗浄工程における物理洗浄条件とは、適合基準データに基づいて、適合させられる。それにより、エッチング条件と物理洗浄条件とが適合したレシピデータを作成できるので、全体として適切な基板洗浄処理、すなわち、パターン損傷を抑制または回避しながら必要なパーティル除去性能を達成できる基板洗浄処理を実現できるレシピデータを作成できる。
【００２２】
この発明の一実施形態に係る基板洗浄レシピ作成装置では、前記部分エッチングステップ作成手段が、前記指令入力手段から入力される指令に応じて、前記部分エッチング工程におけるエッチング条件を設定したステップデータを作成する手段を含む。また、前記条件適合手段が、前記部分エッチングステップ作成手段によって作成されたステップデータに含まれるエッチング条件に適合する物理洗浄条件を前記適合基準データに基づいて提示または設定する手段を含む。
【００２３】
この構成により、部分エッチングステップ作成手段によってエッチング条件を設定したステップデータを作成できる。そして、そのエッチング条件に適合する物理洗浄条件が提示または設定される。それにより、エッチング条件に適合する物理洗浄条件を含む物理洗浄ステップデータを容易に作成できる。
この発明の一実施形態に係る基板洗浄レシピ作成装置では、前記物理洗浄ステップ作成手段が、前記指令入力手段から入力される指令に応じて、前記物理洗浄工程における物理洗浄条件を設定したステップデータを作成する手段を含む。また、前記条件適合手段が、前記物理洗浄ステップ作成手段によって作成されたステップデータに含まれる物理洗浄条件に適合するエッチング条件を前記適合基準データに基づいて提示または設定する手段を含む。
【００２４】
この構成により、物理洗浄ステップ作成手段によって物理洗浄条件を設定したステップデータが作成される。そして、その物理洗浄条件に適合するエッチング条件が提示または設定される。それにより、物理洗浄条件に適合するエッチング条件を含む部分エッチングステップデータを容易に作成できる。
前述のような特徴を有する基板レシピ作成装置は、基板処理装置に組み込まれていてもよく、基板処理装置とは別に設けられていてもよい。
【００２５】
この発明は、さらに、コンピュータを前記基板洗浄レシピ作成装置として機能させるように実行ステップ群が組み込まれた（すなわち、プログラムされた）コンピュータプログラムを提供する。これにより、コンピュータによって前述のような基板洗浄レシピ作成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃは、この発明の一実施形態に係る基板洗浄方法を説明するための図解的な断面図である。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは、二流体洗浄等の物理洗浄におけるプロセスウィンドウを説明するための図である。
【図３】図３は、前記基板洗浄方法の部分エッチング工程における希釈フッ酸によるエッチング時間とパーティクル除去率との関係について調べた実験結果を示す。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、前記部分エッチング工程のエッチング条件とパーティクル除去率との関係についてのさらに詳しい実験結果を示す。
【図５】図５は、前述のような基板洗浄処理を実行するための基板処理装置の構成例を説明するための概念図である。
【図６】図６は、前記基板処理装置に備えられた二流体ノズルの構成例を示す縦断面図である。
【図７】図７は、基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図８】図８は、前述のような基板洗浄処理を実行するためのレシピデータの一例を示す。
【図９】図９は、前述のような基板洗浄方法を実行するためのレシピデータ作成の具体例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、この発明の他の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図１１】図１１は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための概念図である。
【図１２】図１２は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための概念図である。
【図１３】図１３は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための概念図である。
【図１４】図１４は、適合基準データの概念を示すためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃは、この発明の一実施形態に係る基板洗浄方法を説明するための図解的な断面図である。図１Ａは、洗浄処理前の基板Ｗの表面の状態を拡大して示す。洗浄対象の基板Ｗは、たとえば、半導体ウエハである。基板Ｗの表面には、デバイスを構成する微細パターン（図示省略）が形成されている。そして、基板Ｗの表面には、パーティクルＰが付着している。パーティクルＰは、基板Ｗの表面に形成された自然酸化膜７０（たとえばＳｉＯ２）に部分的に取り込まれている。したがって、自然酸化膜７０が基板Ｗに対するパーティクルＰの付着を補強している。
【００２８】
この実施形態の基板洗浄方法は、図１Ｂに示す部分エッチング工程と、図１Ｃに示す物理洗浄工程とを含む。物理洗浄工程は、部分エッチング工程の後に実行される。
この実施形態では、部分エッチング工程（図１Ｂ）において、基板Ｗの表面に希釈フッ酸８０が供給される。それにより、自然酸化膜７０が所定膜厚まで部分的にエッチングされる。すなわち、自然酸化膜７０は全部が除去されるのではなく、表面部分７１（図１Ｃ参照）が膜厚途中までエッチング（ライトエッチング）され、所定の膜厚の部分７２が基板Ｗの表面に残される。この部分エッチング工程によって、パーティクルＰの露出部分が増加する。部分エッチング工程の前の段階で自然酸化膜７０に全体が取り込まれているパーティクルＰがあれば、このようなパーティクルＰは、部分エッチング工程によって、自然酸化膜７０から部分的に露出し、さらにその露出部分が増加する。なお、図１Ｂには、自然酸化膜７０に部分的に取り込まれているパーティクルＰのみを示してある。
【００２９】
希釈フッ酸８０の濃度（質量濃度）は、たとえば、０．１％〜０．５％で一定である。この一定濃度の希釈フッ酸８０によるエッチング量は、エッチング液としての希釈フッ酸８０の供給流量と、その供給時間（エッチング時間）とに依存する。たとえば、一定流量で希釈フッ酸８０を供給するとすれば、エッチング量はエッチング時間に依存する。したがって、部分エッチング工程におけるエッチング条件は、希釈フッ酸８０の供給流量およびエッチング時間を含む。希釈フッ酸８０の供給流量が一定であれば、エッチング条件の変動パラメータはエッチング時間（希釈フッ酸供給時間）である。
【００３０】
物理洗浄工程（図１Ｃ参照）は、この実施形態では、二流体洗浄工程である。具体的には、二流体ノズル（図１Ｃでは図示省略）によって液体と気体とを混合した混合流体８１が形成され、その混合流体８１が基板Ｗの表面に供給される。さらに具体的には、二流体ノズルには、液体の一例としてのＤＩＷ（脱イオン水）と、気体の一例としての不活性ガス（たとえば窒素ガス）が供給される。これらが二流体ノズルによって混合されることにより、混合流体８１が形成され、その混合流体８１が基板Ｗの表面に向けて供給される。混合流体８１は、ＤＩＷの微小液滴を含む、その微小液滴が不活性ガスの流れに乗って基板Ｗの表面に衝突する。その衝突による衝撃によって、基板Ｗの表面のパーティクルＰが基板Ｗから剥がれる。
【００３１】
混合流体８１の持つエネルギーは、主として、二流体ノズルへの不活性ガスの供給流量および供給時間によって制御可能である。すなわち、一定流量でＤＩＷを二流体ノズルに供給する一方で、不活性ガス流量および混合流体供給時間を所望のエネルギーに応じて制御する。それにより、混合流体８１中の液滴の粒径および密度ならびに液滴が持つ運動エネルギーが変動する。それにより、混合流体８１が持つ物理力、すなわち物理的なエネルギーを制御することができる。したがって、物理洗浄工程としての二流体洗浄工程における物理洗浄条件は、不活性ガスの供給流量および混合流体の供給時間を変動パラメータとして含む。
【００３２】
部分エッチング工程で自然酸化膜７０が部分的に除去されることにより、パーティクルＰが露出するか、あるいはパーティクルＰの露出部分が増大する。したがって、その後の二流体洗浄工程では、物理的なエネルギーが小さくても、パーティクルＰを十分に除去することができる。すなわち、小さな物理エネルギーの二流体洗浄工程を適用できるので、基板Ｗの表面に形成されたデバイス形成のためのパターンの損傷を抑制または回避できる。
【００３３】
図２Ａおよび図２Ｂは、二流体洗浄等の物理洗浄におけるプロセスウィンドウを説明するための図である。横軸は物理洗浄のエネルギー（力学的なエネルギー）または物理力を示し、縦軸は相対度数を表す。曲線ＬＰは、物理洗浄後に基板上に残るパーティクルの個数を表す。物理洗浄のエネルギーが大きいほど、残留パーティクル個数が少なくなることが分かる。物理洗浄によってほぼ全てのパーティクルを基板上から除去するために、曲線ＬＰが横軸と接する境界付近に物理洗浄エネルギーの下限が設定される。曲線ＬＤは、物理洗浄後に基板上で観測されるパターン損傷の個数を表す。物理洗浄エネルギーが小さければパターン損傷は生じない。物理洗浄エネルギーが大きくなるほどパターン損傷の個数が多くなる。物理洗浄によるパターンの損傷を抑制または回避するために、曲線ＬＤが横軸と接する境界付近に物理洗浄エネルギーの上限が設定される。物理洗浄エネルギーの下限と上限との間は、プロセスウィンドウＰＷと呼ばれる。プロセスウィンドウＰＷ内で物理洗浄エネルギーを設定することにより、パターン損傷を抑制または回避しながら、基板上のパーティクルを良好に除去できる。物理洗浄エネルギーには広がりがあり、たとえば曲線ＬＥのとおりとなる。
【００３４】
基板上に形成されたパターンが微細であるときには、小さい物理洗浄エネルギーでパターンの損傷が生じる。すると、曲線ＬＰ，ＬＤの間が狭く、すなわち、プロセスウィンドウＰＷが狭くなる。その結果、図２Ａに示すように、曲線ＬＥで示す物理洗浄エネルギーの分布が曲線ＬＰ，ＬＤの少なくとも一方と重なるおそれがある。曲線ＬＰ，ＬＥの重なり部分ＰＲ（斜線を付して示す）、パーティクル残留の原因となり、曲線ＬＥ，ＬＤの重なり部分ＰＤ（斜線を付して示す）は、パターン損傷の原因となる。したがって、プロセスウィンドウＰＷが小さいときには、適切な物理洗浄エネルギーを設定することが困難である。
【００３５】
そこで、この実施形態では、物理洗浄工程を実行する前に、部分エッチング工程を実行している。これにより、物理洗浄によってパーティクルを除去するために必要なエネルギーが小さくなる。すなわち、曲線ＬＰが、図２Ｂに示すように、物理洗浄のエネルギーまたは物理力の小さい側、換言すれば図２Ｂの左側にシフトする。その結果、プロセスウィンドウＰＷが広がるので、物理洗浄エネルギーの分布（曲線ＬＥ）が曲線ＬＰ，ＬＤと重ならないように物理洗浄の条件を設定できる。こうして、適切な物理洗浄条件の設定が可能になる。
【００３６】
図３は、部分エッチング工程における希釈フッ酸によるエッチング時間とパーティクル除去率との関係について調べた実験結果を示す。より具体的には、前述の基板洗浄方法において、基板上に形成されたパターンの損傷を抑制または回避できる物理洗浄エネルギーを設定した。すなわち、物理洗浄工程における物理洗浄条件を一定に設定した。その一方で、部分エッチング工程では、一定濃度の希釈フッ酸を一定流量で供給し、複数のサンプルに対して異なるエッチング時間（希釈フッ酸処理時間）を設定した。そして、基板洗浄の前（部分エッチング工程の前）と、基板洗浄の後（物理洗浄工程の後）とで、それぞれ基板上のパーティクル数を検出し、パーティクル除去率を求めた。
【００３７】
パーティクル除去率は、ここでは、予め微粒子（パーティクル）を付着させた基板から除去された当該微粒子の割合をいう。具体的には、基板表面の粒子数Ｎ０を計測し、その後に基板の表面にパーティクル（たとえばＳｉ３Ｎ４粒子）を付着させて基板表面の粒子数Ｎ１を計測し、さらに、洗浄後に基板表面の粒子数Ｎ２を計測する。この場合のパーティクル除去率は、次式によって計算される。
【００３８】
パーティクル除去率（％）＝１００×（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ１−Ｎ０）
図３から、部分エッチング工程を実行しない場合のパーティクル除去率が２７％程度であるのに対して、希釈フッ酸による処理時間（エッチング時間）を長くするに従って、パーティクル除去率が増加することが分かる。すなわち、部分エッチング工程を実行することによって、パーティクル除去率が向上している。さらに、エッチング時間を１２０秒以上とすることにより、１００％に近いパーティクル除去率を達成できることが分かる。
【００３９】
したがって、この例では、エッチング時間を１２０秒程度に定めて部分エッチング工程を実行し、その後に上記の物理洗浄条件で物理洗浄工程を実行すれば、パターン損傷を抑制または回避しながら、ほぼ１００％の除去率で基板上のパーティクルを除去できる。
図４Ａおよび図４Ｂは、部分エッチング工程のエッチング条件とパーティクル除去率との関係についてのさらに詳しい実験結果を示す。図４Ａおよび図４Ｂにおいて、シンボル「◆」は、物理洗浄工程に二流体洗浄処理を適用した場合の実験結果を示す。また、シンボル「◇」は、物理洗浄工程に固化溶解法（後述の図１３参照。ただし、この例では高分子膜を用いた。）を適用した場合の実験結果を示す。
【００４０】
図４Ａにおいて、縦軸はパーティクル除去率を表す。横軸は、自然酸化膜中に取り込まれた部分におけるパーティクルの表面積の比率（酸化膜内表面積比率）を表す。すなわち、パーティクルの全表面積に対する、自然酸化膜に接している部分の部分表面積の割合である。この表面積比率は、希釈フッ酸を用いた部分エッチング工程のエッチング条件に対応している。すなわち、エッチング条件（希釈フッ酸の濃度および供給時間）により、部分エッチング工程でエッチングされる膜厚が求まる。一方、部分エッチング工程の前の自然酸化膜の膜厚は、予め計測しておくことができる。したがって、部分エッチング工程後の自然酸化膜の膜厚を求めることができる。そして、基板表面に接する一定半径の球体でパーティクルをモデル化する。すると、部分エッチング後に基板上に残留している自然酸化膜内に取り込まれた部分の部分表面積を計算によって求めることができる。この部分表面積の全表面積に対する割合、すなわち、表面積比率は、部分エッチング工程後の自然酸化膜の膜厚に対応しているので、結局、エッチング条件に対応している。
【００４１】
一方、図４Ｂにおいて、縦軸はパーティクル除去率を表す。横軸は、自然酸化膜中に取り込まれた部分におけるパーティクルの体積の比率（酸化膜内体積比率）を表す。すなわち、パーティクルの全体積に対する、自然酸化膜に取り込まれている部分の部分体積の割合である。この体積比率は、希釈フッ酸を用いた部分エッチングのエッチング条件に対応している。すなわち、前述のとおり、エッチング条件が分かれば、部分エッチング後の自然酸化膜の膜厚が求まる。そして、基板表面に接する一定半径の球体でパーティクルをモデル化すると、部分エッチング後の自然酸化膜内に取り込まれた部分の部分体積を計算によって求めることができる。この部分体積の全体積に対する割合、すなわち体積比率は、部分エッチング工程後の自然酸化膜の膜厚に対応しているので、結局、エッチング条件に対応している。
【００４２】
物理洗浄工程については、前述の場合と同様に、基板上に形成されたパターンの損傷を抑制または回避できる物理洗浄エネルギーを設定した。すなわち、物理洗浄工程における物理洗浄条件を一定に設定した。
図４Ａおよび図４Ｂから、自然酸化膜中に取り込まれている割合（表面積または体積の割合）が小さくほど、すなわち、自然酸化膜からより多くの部分が露出しているほど、除去率が高くなることが分かる。すなわち、図４および図５は、自然酸化膜のエッチングによりパーティクル除去率が向上することを示している。なお、自然酸化膜のエッチングのみ、すなわち、物理洗浄工程を行わない場合にはパーティクルがほとんど除去されないことは、別の実験により確認された。
【００４３】
図５は、前述のような基板洗浄処理を実行するための基板処理装置の構成例を説明するための概念図である。基板処理装置は、基板を一枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置１は、スピンチャック１０と、第１移動ノズル１１と、第２移動ノズル１２と、固定ノズル１３とを備えている。
スピンチャック１０は、処理対象の基板Ｗを水平に保持する基板保持機構である。スピンチャック１０は、鉛直な回転軸線３まわりに回転可能である。スピンチャック１０を回転させるために、電動モータ２が備えられている。電動モータ２は、基板Ｗを回転させる基板回転ユニットの一例である。この構成により、基板Ｗを水平に保持し、その中心を通る回転軸線３まわりに回転させることができる。
【００４４】
第１および第２移動ノズル１１，１２は、それぞれ、基板Ｗを処理するための処理流体（この実施形態では処理液）をスピンチャック１０に保持された基板Ｗに向けて吐出する処理流体ノズル（この実施形態では処理液ノズル）である。第１移動ノズル１１および第２移動ノズル１２は、第１スキャンアーム２１および第２スキャンアーム２２にそれぞれ取り付けられている。第１スキャンアーム２１および第２スキャンアーム２２は、それぞれ、水平に延びており、それらの先端部に第１および第２移動ノズル１１，１２がそれぞれ固定されている。
【００４５】
第１および第２スキャンアーム２１，２２は、第１および第２アーム駆動機構３１，３２によってそれぞれ駆動され、それによって、それらの先端部がそれぞれ水平方向および鉛直方向に移動される。それに応じて、第１および第２移動ノズル１１，１２がそれぞれ水平方向および鉛直方向に移動される。よって、第１および第２移動ノズル１１，１２は、スピンチャック１０に保持された基板Ｗに対して接近および離反する方向にそれぞれ移動可能であり、かつ当該基板Ｗの表面に沿って水平にそれぞれ移動可能である。より具体的には、第１移動ノズル１１が処理液を吐出しながら水平に移動するとき、基板Ｗの上面における着液点は、回転中心付近から基板Ｗの周縁に至る範囲で移動する。同様に、第２移動ノズル１２が処理液を吐出しながら水平に移動するとき、基板Ｗの上面における着液点は、回転中心付近から基板Ｗの周縁に至る範囲で移動する。それにより、処理液によって、基板Ｗの上面がスキャンされる。スピンチャック１０を回転させて基板Ｗを回転させておけば、処理液の着液点が渦巻き状の軌跡を描いて基板Ｗの上面を走査する。第１アーム駆動機構３１は、第１スキャンアーム２１を水平方向に移動させる水平移動ユニットと、第１スキャンアーム２１を鉛直方向に移動させる垂直移動ユニットとを備えていてもよい。同様に、第２アーム駆動機構３２は、第２スキャンアーム２２を水平方向に移動させる水平移動ユニットと、第２スキャンアーム２２を鉛直方向に移動させる垂直移動ユニットとを備えていてもよい。水平移動ユニットは、対応するスキャンアーム２１，２２をその基端部に設定した鉛直な揺動軸線まわりに揺動させ、それによって、対応するスキャンアーム２１，２２の先端部を水平方向に移動させる揺動機構を含んでいてもよい。
【００４６】
第１および第２移動ノズル１１，１２は、処理液によって基板表面を走査する代わりに、固定位置で処理液を吐出することもできる。具体的には、第１移動ノズル１１から吐出される処理液が回転軸線３上、すなわち、基板Ｗの回転中心に着液するように設定した処理位置で第１移動ノズル１１を停止させる。この停止状態の第１移動ノズル１１から基板Ｗの回転中心に処理液を吐出させる。吐出された処理液は、基板Ｗの表面に着液し、回転状態の基板Ｗ上で遠心力を受けて外方へと広がる。それによって、基板Ｗの表面全域を処理液で処理できる。第２移動ノズル１２についても同様である。
【００４７】
この実施形態では、第１移動ノズル１１は、エッチング液としての希釈フッ酸を吐出するエッチング液ノズルとして用いられる。希釈フッ酸を基板Ｗの表面に供給するとき、基板Ｗが回転される一方で、第１移動ノズル１１は、前述の処理位置で停止するように制御され、基板Ｗの回転中心に向けて希釈フッ酸を供給する。一方、第２移動ノズル１２は、この実施形態では、混合流体を供給する二流体ノズルとしての形態を有している。混合流体を供給するとき、基板Ｗが回転される一方で、第２移動ノズル１２は、基板Ｗの回転中心とその外周縁との間で移動される。それにより、混合流体が基板Ｗの全面を走査する。
【００４８】
固定ノズル１３は、固定位置から基板Ｗに向けて処理流体（この実施形態では処理液）を吐出する処理流体ノズル（この実施形態では処理液ノズル）である。固定ノズル１３は、スピンチャック１０に保持された基板Ｗの中心付近に向けて処理液を吐出する。基板Ｗの表面に達した処理液は、基板Ｗの上面で広がる。とくに、スピンチャック１０が回転していれば、処理液は遠心力によって基板Ｗの上面の全域に速やかに広がる。この実施形態では、固定ノズル１３は、リンス液としてのＤＩＷを供給する。また、固定ノズル１３は、第２移動ノズル１２が混合流体を基板Ｗに供給するときにも、ＤＩＷをカバーリンス液として供給する。このＤＩＷは、少なくとも混合流体が到達する領域において基板Ｗの表面を覆い、混合流体が基板Ｗの表面に直接到達することによるパターンの損傷を抑制する。
【００４９】
第１移動ノズル１１は、第１処理液供給路４１に結合されている。第１処理液供給路４１は、フッ酸供給源５１（エッチング液供給源）に接続されている。第１処理液供給路４１には、第１処理液バルブＶ１が介装されている。第１処理液バルブＶ１を開閉することによって、第１移動ノズルからのエッチング液（希釈フッ酸（ＤＨＦ））の供給／停止を切り替えることができる。第１処理液供給路４１には、第１流量計Ｆ１および第１流量調整弁ＦＶ１が介装されている。第１流量調整弁ＦＶ１は、たとえば電動モータ付の流量調整弁であり、流路の開度調整が可能な弁である。したがって、第１流量調整弁ＦＶ１を制御することによって、エッチング液の供給流量を調整できる。第１流量計Ｆ１は、第１処理液供給路４１を通るエッチング液の流量、すなわち、第１移動ノズル１１から吐出されるエッチング液の流量を監視する。
【００５０】
第２移動ノズル１２は、第２処理液供給路４２に結合されている。第２処理液供給路４２は、混合流体を構成する液体の一例であるＤＩＷを供給するＤＩＷ供給源５２（液体供給源）に接続されている。第２処理液供給路４２には、第２処理液バルブＶ２が介装されている。第２移動ノズル１２には、さらに、気体供給路４４が接続されている。気体供給路４４は、窒素ガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給源５４（気体供給源）に接続されている。気体供給路４４には、不活性ガスバルブＶ２１が介装されている。第２移動ノズル１２は、第２処理液供給路４２から供給されるＤＩＷと、気体供給路４４から供給される不活性ガスとを混合して、気液混合された混合流体を生成し、その混合流体を基板Ｗに向けて供給する。混合流体は、微小な液滴を含み、その液滴が不活性ガスの気流によって基板Ｗに供給される。第２処理液バルブＶ２および不活性ガスバルブＶ２１を開閉することにより、混合流体の供給／停止を切り替えることができる。
【００５１】
第２処理液供給路４２には、第２流量計Ｆ２および第２流量調整弁ＦＶ２が介装されている。第２流量調整弁ＦＶ２は、たとえば電動モータ付の流量調整弁であり、流路の開度調整が可能な弁である。したがって、第２流量調整弁ＦＶ２を制御することによって、ＤＩＷの供給流量を調整できる。第２流量計Ｆ２は、第２処理液供給路４２を通るＤＩＷの流量、すなわち、第２移動ノズル１２に供給されるＤＩＷの流量を監視する。
【００５２】
気体供給路４４には、不活性ガス流量計Ｆ２１および不活性ガス流量調整弁ＦＶ２１が介装されている。不活性ガス流量調整弁ＦＶ２１は、たとえば電動モータ付の流量調整弁であり、流路の開度調整が可能な弁である。したがって、不活性ガス流量調整弁ＦＶ２１を制御することによって、不活性ガスの供給流量を調整できる。不活性ガス流量計Ｆ２１は、気体供給路４４を通る不活性ガスの流量、すなわち、第２移動ノズル１２に供給される不活性ガスの流量を監視する。
【００５３】
二流体ノズルとしての形態を有する第２移動ノズル１２が吐出する混合流体の力学的なエネルギーは、主として、不活性ガスの流量に依存する。そこで、第２処理液供給路４２を通るＤＩＷの流量を一定値とし、気体供給路４４を通る不活性ガスの流量を必要なエネルギーに応じて制御することにより、適切なエネルギーを持つ混合流体による物理洗浄を実現できる。
【００５４】
固定ノズル１３は、第３処理液供給路４３に結合されている。第３処理液供給路４３は、リンス液供給源５３に接続されている。リンス液供給源５３は、ＤＩＷや炭酸水等のリンス液を供給する。第３処理液供給路４３には、第３処理液バルブＶ３が介装されている。第３処理液バルブＶ３を開閉することによって、リンス液の供給／停止を切り替えることができる。第３処理液供給路４３には、第３流量計Ｆ３および第３流量調整弁ＦＶ３が介装されている。第３流量調整弁ＦＶ３は、たとえば電動モータ付の流量調整弁であり、流路の開度調整が可能な弁である。したがって、第３流量調整弁ＦＶ３を制御することによって、リンス液の供給流量を調整できる。第３流量計Ｆ３は、第３処理液供給路４３を通るリンス液の流量、すなわち、固定ノズル１３から吐出されるリンス液の流量を監視する。
【００５５】
図６は、第２移動ノズル１２を構成する二流体ノズル（以下「二流体ノズル１２」という場合がある。）の構成例を示す縦断面図である。二流体ノズル１２は、２種類の流体（気体および液体）を混合することにより微小液滴を生成するノズルである。二流体ノズル１２は、円筒状の内側ノズル部材１２１と、その周囲に配置された外側ノズル部材１２２とを含む。内側ノズル部材１２１に第２処理液供給路４２を構成する液体供給管が接続されており、外側ノズル部材１２２に気体供給路４４を構成するガス供給管が接続されている。内側ノズル部材１２１は下端に液体噴出口１２３を有しており、この液体噴出口１２３は基板Ｗの被処理面である表面（上面）に対向するように位置している。したがって、第２処理液供給路４２から供給された液体（ＤＩＷ）は液体噴出口１２３から基板Ｗの表面に向かって噴出される。
【００５６】
一方、内側ノズル部材１２１と外側ノズル部材１２２との間には隙間１２５が形成されており、隙間１２５に気体供給路４４が連通している。隙間１２５は液体噴出口１２３の周囲に円環状に開口したガス噴出口１２４を有している。隙間１２５の径および径方向の幅は、液体噴出口１２３に向かって小さくなっており、それにより、気体供給路４４から供給された不活性ガスがガス噴出口１２４から勢いよく噴出される。
【００５７】
噴出された不活性ガスは液体噴出口１２３から所定の距離離れた混合点１２６へと収束するように進み、液体噴出口１２３から噴出された液体と混合点１２６で混合される。この混合により液相のＤＩＷは微小液滴となり、生成された微小液滴は不活性ガスにより加速され、高速な液滴流となって基板Ｗへと向かう。すなわち、ＤＩＷの微小液滴と不活性ガスとの高速流で形成された混合流体８１が基板Ｗの表面に向けて供給される。
【００５８】
このようにして基板Ｗの表面に向けて供給される混合流体８１に含まれる微小液滴は、高速で基板Ｗの表面と衝突する。その微小液滴の運動エネルギーによって、基板Ｗの表面のパーティクルを物理的に除去することができる。
図６に示した二流体ノズル１２は、ノズルの外部で液体と不活性ガスとを混合して微小液滴を生成する、いわゆる外部混合型の二流体ノズルである。このような外部混合型の二流体ノズルに代えて、ノズル内部で気体と液体とを混合する内部混合型の二流体ノズルが適用されてもよい。
【００５９】
図７は、基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。基板処理装置１は、コントローラ９０を備えている。コントローラ９０は、コンピュータとしての基本構成を有している。コントローラ９０は、基板処理装置１に備えられた制御可能なリソースを制御する制御手段の一例である。制御可能なリソースは、スピンチャック１０を回転させるための電動モータ２（スピンモータ）、第１アーム駆動機構３１、第２アーム駆動機構３２を含む。制御可能なリソースは、さらに、開閉バルブＶ１〜Ｖ３，Ｖ２１および流量調整弁ＦＶ１〜ＦＶ３，ＦＶ２１を含む。コントローラ９０には、さらに、流量計Ｆ１〜Ｆ３，Ｆ２１を含む各種センサ類の出力信号が入力されている。
【００６０】
コントローラ９０は、演算ユニット（ＣＰＵ）９１および記憶ユニット９２を備えている。記憶ユニット９２は、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭを含む）、大容量記憶装置（ＨＤＤ，ＳＤＤ等）を含んでいてもよい。コントローラ９０には、ディスプレイ９５および入力ユニット９６が接続されている。入力ユニット９６は、キーボード、ポインティングデバイスのように、コントローラ９０に対する指令または情報の入力のために使用者によって操作される装置であり、指令入力手段の一例である。
【００６１】
記憶ユニット９２には、演算ユニット９１が実行するプログラム１００、基板処理手順を記述したデータであるレシピデータ１１１等のデータ１１０が格納される。
プログラム１００は、レシピデータ１１１に基づいて基板処理装置１のリソースを制御し、それによって基板Ｗに対する処理を実現する基板処理プログラム１０１を含む。また、プログラム１００は、レシピデータ１１１を作成するためのレシピ作成プログラム１０２を含んでいてもよい。
【００６２】
レシピデータ１１１は、基板Ｗの処理手順を記述した複数のステップを表すステップデータを含む。記憶ユニット９２に格納されるデータ１１０は、レシピデータ１１１の他に、適合基準データ１１２を含む。適合基準データ１１２は、レシピデータ１１１の作成の際に参照され、複数の処理の処理条件を適合させるための基準データである。より具体的には、適合基準データ１１２は、部分エッチング工程のためのステップデータで規定されるエッチング条件と、物理洗浄工程のためのステップデータで規定される物理洗浄条件との適合関係を表す基準データを含む。記憶ユニット９２は、レシピデータ記憶手段の一例であり、かつ適合基準データ記憶手段の一例である。
【００６３】
適合基準データ１１２は、予め準備されて記憶ユニット９２に格納される。具体的には、エッチング条件と物理洗浄条件との様々な組み合わせに基づいてそれらの間の適合関係が見出され、その適合関係に基づいて、適合基準データ１１２が作成される。より具体的には、パターン損傷を生じない範囲またはパターン損傷が許容できる範囲の物理洗浄エネルギーを設定する一方で、様々なエッチング条件を設定して、基板洗浄（部分エッチング工程および物理洗浄工程）を複数回試行する。各試行について、パーティクル除去率を求める。それにより、前述の図３に示すような結果が得られる。そして、パーティクル除去率が合格の範囲で、当該物理洗浄エネルギーに適合するエッチング条件を定める。パターン損傷を生じない範囲またはパターン損傷が許容できる範囲で物理洗浄エネルギーを様々に変更しながら、それらにそれぞれ適合するエッチング条件を求めれば、エッチング条件と物理洗浄エネルギーとの適合関係を表す適合基準データ１１２を得ることができる。
【００６４】
図１４は適合基準データ１１２の概念を示すためのグラフである。図１４は、横軸に二流体ノズル１２に供給される不活性ガス流量（すなわち、不活性ガス流量調整弁ＦＶ２１の開度）を、縦軸に第１移動ノズル１１から基板Ｗに供給される希釈フッ酸の供給時間（すなわち、第１処理液バルブＶ１の開放時間）を取ったグラフである。不活性ガス流量ｎ１乃至ｎ４の範囲で物理洗浄を行えば基板Ｗ上に形成されたパターンの損傷を抑制または回避することができるものとする。本グラフ中、ｒ１、ｒ２、ｒ３およびｒ４で示す時間範囲（以下、適正エッチング時間範囲という）は基板Ｗ上に形成されたパターンの損傷を抑制又は回避しつつ、所望のパーティクル除去率を達成することが可能な希釈フッ酸の供給時間の範囲を示している。例えば、二流体ノズル１２に供給される不活性ガス流量がｎ１の場合、時間ｔ４〜ｔ８の範囲内で希釈フッ酸を供給すれば、基板Ｗ上に形成されたパターンの損傷を抑制又は回避しつつ、所望のパーティクル除去率を達成することが可能である。しかし、希釈フッ酸の供給時間がｔ４を下回ると（範囲ｒ１１の場合）、所望のパーティクル除去率が達成できない。逆に、希釈フッ酸の供給時間がｔ８を超えると過剰エッチングになる。したがって、不活性ガス流量がｎ１の場合、時間範囲ｒ１でエッチングを行えばよい。
【００６５】
適正エッチング時間範囲ｒ１乃至ｒ４の上限および下限は不活性ガス流量の流量と共に変化する。すなわち、図１４に示すように、適正エッチング時間範囲ｒ１乃至ｒ４の上限値（ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８）および下限値（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）は不活性ガスの流量の増加と共に減少している。
以上では、適合基準データ１１２の概念を、不活性ガス流量と希釈フッ酸の供給時間との対応関係のみで説明したが、実際の適合基準データ１１２は様々なエッチング条件と物理洗浄条件の組み合わせにおける適合関係が考えられる。例えば、不活性ガス流量と希釈フッ酸の供給時間・供給流量との組み合わせや、不活性ガス流量・供給時間と希釈フッ酸供給時間・供給流量との組み合わせなどが考えられる。
【００６６】
また、図１４では不活性ガス流量は離散的なデータ（ｎ１、ｎ２、ｎ３およびｎ４）として図示されているが、試行結果を適宜補完することにより、適合基準データ１１２では連続的な不活性ガス流量のデータであってもよい。
図８は、前述のような基板洗浄処理を実行するためのレシピデータの一例を示す。レシピを構成する各ステップのステップデータは、たとえば、ステップ番号、ジャンプ先ステップ、基板回転数（ｒｐｍ）、処理時間（秒）、第１〜第４バルブ、第１〜第４流量、ノズル制御１，２などの処理条件に関する記述を含む。原則としてステップ番号に従って処理が実行され、ステップ番号に従わない順序を指定するときには、ジャンプ先ステップの欄に次のステップのステップ番号が記述される。基板回転数は、スピンチャック１０を回転させて基板Ｗを回転させるときの回転数である。処理時間は当該ステップの時間であり、たとえばスピンチャック１０の回転数が指定回転数に維持される時間を表す。第１〜第４バルブの欄には、制御対象のバルブが記入される。第１〜第４流量の欄には、それぞれ第１〜第４バルブを通る処理流体の流量が記入される。
【００６７】
図８の例において、ステップ番号１は、基板Ｗの回転を開始するステップである。この例では、基板Ｗの回転数が１０００ｒｐｍまで加速される。
ステップ番号２は、希釈フッ酸を基板Ｗに供給する部分エッチングステップを規定している。この例では、基板Ｗの回転数が１０００ｒｐｍに制御される。第１バルブとして、第１処理液バルブＶ１が指定されている。すなわち、ステップ番号２では、第１処理液バルブＶ１を開く制御動作が指定されている。さらに、第１処理液バルブＶ１に対応する流量、すなわち、第１処理液供給路４１を通る希釈フッ酸の流量が指定されている。この例では、５００ミリリットル／分である。また、処理時間は６０秒に指定されている。「ノズル制御１」には、第１移動ノズル１１が基板Ｗの中央で停止するノズル移動制御が指定されている。したがって、ステップ番号２が実行されるとき、コントローラ９０は、第１アーム駆動機構３１を制御して、第１移動ノズル１１を基板Ｗの回転中心上に配置して停止させる。そして、基板Ｗが１０００ｒｐｍで回転されている状態で第１処理液バルブＶ１が開かれる。それにより、第１移動ノズル１１から基板Ｗの表面の回転中心に向けて希釈フッ酸が供給される。そのときの希釈フッ酸の流量は、コントローラ９０が流量計Ｆ１の出力を監視しながら流量調整弁ＦＶ１を制御することによって、５００ミリリットル／分に制御される。その状態で、希釈フッ酸が６０秒間にわたって基板Ｗの表面に供給される。
【００６８】
ステップ番号３は、基板Ｗの上面の薬液（希釈フッ酸）をリンス液（たとえばＤＩＷ）で洗い流すリンス処理ステップである。この例では、基板Ｗの回転数が１０００ｒｐｍに制御される。制御対象の第１バルブとして第３処理液バルブＶ３が登録されている。さらに、第３処理液供給路４３を通るリンス液の流量が指定されている。この例では、１５００ミリリットル／分である。これらの流量の指定に従い、流量計Ｆ３の出力が監視され、それに応じて流量調整弁ＦＶ３が制御される。処理時間は、１５秒とされている。したがって、リンス液によるリンス処理は１５秒間に渡って行われることになる。
【００６９】
ステップ番号４は、基板Ｗを二流体ノズルから吐出される混合流体を用いて物理洗浄するためのステップを規定している。この例では、基板Ｗの回転数が１０００ｒｐｍに制御される。第１バルブとして第２処理液バルブＶ２が指定されており、第２バルブとして不活性ガスバルブＶ２１が指定されており、第３バルブとして第３処理液バルブＶ３が指定されている。すなわち、ステップ番号４では、第２処理液バルブＶ２、不活性ガスバルブＶ２１および第３処理液バルブＶ３を開く制御動作が指定されている。さらに、第２処理液バルブＶ２に対応する流量、すなわち、第２処理液供給路４２を通るＤＩＷの流量が指定されている。この例では、１００ミリリットル／分である。また、不活性ガスバルブＶ２１に対応する流量、すなわち、気体供給路４４を通る不活性ガスの流量が指定されている。この例では、２００００ミリリットル／分である。さらに、さらに、第３処理液バルブＶ３に対応する流量、すなわち、第３処理液供給路４３を通るリンス液（たとえばＤＩＷ）の流量が指定されている。この例では、２００ミリリットル／分である。また、処理時間は６０秒に指定されている。「ノズル制御１」には、第２移動ノズル１２が基板Ｗの回転中心と外周縁との間で移動するスキャン動作が指定されている。したがって、ステップ番号４が実行されるとき、コントローラ９０は、第２アーム駆動機構３２を制御して、第２移動ノズル１２を基板Ｗの表面に沿って往復動させる。そして、基板Ｗが１０００ｒｐｍで回転されている状態で第２処理液バルブＶ２および不活性ガスバルブＶ２１、ならびに第３処理液バルブＶ３が開かれる。それにより、第２移動ノズル１２（二流体ノズル）から基板Ｗの表面の回転中心に向けて混合流体が供給され、固定ノズル１３から基板Ｗの表面の回転中心に向けてリンス液が供給される。第２移動ノズル１２（二流体ノズル）に供給されるＤＩＷの流量は、コントローラ９０が流量計Ｆ２の出力を監視しながら流量調整弁ＦＶ２を制御することによって、１００ミリリットル／分に制御される。また、不活性ガスの流量は、コントローラ９０が流量計Ｆ２１の出力を監視しながら流量調整弁ＦＶ２１を制御することによって、２００００ミリリットル／分に制御される。その状態で、第２移動ノズル１２は、基板Ｗの表面上を走査しながら、混合流体を６０秒間わたって基板Ｗの表面に供給する。また、コントローラ９０は、流量計Ｆ３の出力を監視しながら流量調整弁ＦＶ３を制御することにより、固定ノズル１３から供給されるリンス液の流量を２００ミリリットル／分に制御する。
【００７０】
ステップ番号５は、混合流体による物理洗浄処理後の基板Ｗ上に残る異物をリンス液（たとえばＤＩＷ）で洗い流すリンス処理ステップである。この例では、基板Ｗの回転数が１０００ｒｐｍに制御される。制御対象の第１バルブとして第３処理液バルブＶ３が登録されている。さらに、第３処理液供給路４３を通るリンス液の流量が指定されている。この例では、１５００ミリリットル／分である。これらの流量の指定に従い、流量計Ｆ３の出力が監視され、それに応じて流量調整弁ＦＶ３が制御される。処理時間は、１５秒とされている。したがって、リンス液によるリンス処理は１５秒間に渡って行われることになる。
【００７１】
ステップ番号６は、基板Ｗの上面および下面の液成分を基板Ｗの高速回転によって振り切るスピン乾燥ステップである。この例では、基板Ｗの回転数が２５００ｒｐｍに指定されている。処理時間は１５秒とされている。
ステップ番号７は、基板Ｗの回転を停止するステップであり、基板Ｗの回転数が０ｒｐｍに指定されている。
【００７２】
コントローラ９０において、演算ユニット９１がレシピ作成プログラム１０２を実行することにより、前述のようなレシピデータを作成するレシピデータ作成機能が提供される。使用者は、このレシピデータ作成機能を利用することにより、ディスプレイ９５および入力ユニット９６をマンマシンインタフェースとして利用しながら、レシピデータを作成することができる。具体的には、個々のステップに対して処理条件を記述する操作を実行してステップデータを作成でき、複数のステップデータを含むレシピデータを作成できる。作成されたレシピデータは、記憶ユニット９２に登録される。
【００７３】
図９は、前述のような基板洗浄方法を実行するためのレシピデータ作成の具体例を説明するためのフローチャートである。この処理は、演算ユニット９１がレシピ作成プログラム１０２を実行することによって提供される。
使用者は、入力ユニット９６を操作することにより、レシピ作成プログラム１０２を起動し、レシピデータの作成を開始する。レシピデータ作成においては、使用者は、レシピデータを構成するステップを表すステップデータを作成して登録する操作を繰り返す（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）。すなわち、図８のレシピデータの場合であれば、ステップ番号１〜７のステップデータが順次作成される。ステップ番号２のステップデータの作成が、部分エッチングステップのステップデータの作成に対応する。また、ステップ番号４のステップデータの作成が、物理洗浄ステップのステップデータの作成に対応する。したがって、演算ユニット９１がレシピ作成プログラム１０２を実行することにより、入力ユニット９６から入力される指令に応じて部分エッチングステップのステップデータを作成する部分エッチングステップ作成手段としての機能が提供される。同様に、演算ユニット９１がレシピ作成プログラム１０２を実行することにより、入力ユニット９６から入力される指令に応じて物理洗浄工程を実行するためのステップデータを作成する物理洗浄ステップ作成手段としての機能が提供される。なお、レシピデータの作成順序は、必ずしもステップ番号に従う必要はない。
【００７４】
使用者がレシピデータを構成する全てのステップデータを作成して登録し終えると（Ｓ３：ＹＥＳ）、演算ユニット９１は、作成されたレシピデータを適合基準データ１１２と照合する（Ｓ４）。より具体的には、部分エッチング工程のステップデータ（図８の例ではステップ番号２）により表されるエッチング条件と、物理洗浄工程のステップデータ（図８の例ではステップ番号４）により表される物理洗浄条件とが、適合基準データ１１２の内容と適合しているかどうかが判断される。適合していると判断されると（Ｓ５：ＹＥＳ）、演算ユニット９１は、レシピデータ作成処理を終了する。
【００７５】
ステップＳ５の判断工程につき、図１４を用いて具体的に説明する。演算ユニット９１は、ステップＳ２で作業者が登録したステップ番号２のデータから部分エッチング工程における希釈フッ酸の供給流量のデータを取得する。また、演算ユニット９１は、ステップＳ２で作業者が登録したステップ番号Ｓ４のデータから物理洗浄工程における不活性ガスの供給流量のデータを取得する。そして、エッチング液の供給時間と不活性ガスの供給流量との組み合わせが、図１４に示す適合基準データ１１２中の適正エッチング時間範囲ｒ１乃至ｒ４のいずれかに含まれるか判断する。適正エッチング時間範囲ｒ１乃至ｒ４のいずれかに含まれる場合には、演算ユニット９１はステップＳ２で作業者が登録したエッチング条件と物理洗浄条件とが適合基準データ１１２の内容に適合すると判断する（Ｓ５：ＹＥＳ）。一方、適正エッチング時間範囲ｒ１乃至ｒ４のいずれにも含まれない場合には、演算ユニット９１はステップＳ２で作業者が登録したエッチング条件と物理洗浄条件とが適合基準データ１１２の内容に適合しないと判断する（Ｓ５：ＮＯ）。
【００７６】
不適合と判断されると、レシピデータを修正するための処理が行われる。図９では、レシピデータを修正するための２つの処理例を併記してある。
第１の処理例（Ｓ１１〜Ｓ１３）では、演算ユニット９１が使用者に対してレシピデータの修正を促し、それに応じて、使用者が入力ユニット９６を操作して、レシピデータを修正する。より具体的には、演算ユニット９１は、使用者に対してレシピデータが不適合であることを通知する（Ｓ１１）。この通知は、たとえば、ディスプレイ９５に不適合の通知表示を表示させることで行える。演算ユニット９１は、さらに、使用者に対して、エッチング条件に適合する物理洗浄条件、物理洗浄条件に適合するエッチング条件、またはそれらの両方を提示する（Ｓ１２）。この提示もディスプレイ９５での表示によって行える。この提示を受けて、使用者は、入力ユニット９６を操作することによって、部分エッチング工程のステップデータ、物理洗浄工程のステップデータ、またはそれらの両方のステップデータを修正する（Ｓ１３）。その後、再び、レシピデータが適合基準データ１１２と照合される（Ｓ４）。こうして、適合基準データ１１２に適合するレシピデータを作成して、記憶ユニット９２に登録することができる。
【００７７】
第２の処理例（Ｓ２１〜Ｓ２４）では、演算ユニット９１が適合基準データ１１２に適合するようにレシピデータを修正し、その修正に対して使用者の承認を求める。より具体的には、演算ユニット９１は、レシピデータが適合基準データに適合するように、部分エッチング工程のステップデータ、物理洗浄工程のステップデータ、またはそれらの両方のステップデータを修正する（Ｓ２１）。例えば、作業者が指定した条件が図１４中の点Ｐで示す条件だった場合、演算ユニット９１は希フッ酸供給時間をｔ４以上に変更して部分エッチング工程のステップデータを再設定する。あるいは、不活性ガスの流量をｎ２に変更して物理洗浄工程のステップデータを再設定する。あるいは希フッ酸供給時間および不活性ガスの両方を修正して、部分エッチング工程および物理洗浄工程のステップデータを再設定する。
そして、使用者に対して、ステップデータの変更、すなわち、エッチング条件および／または物理洗浄条件を変更したことを通知し（Ｓ２２）、その変更についての承認を求める（Ｓ２３）。使用者への通知は、ディスプレイ９５にメッセージ等を表示することによって行える。このとき、使用者が設定したレシピデータが適合基準データ１１２に適合しないことを併せて通知してもよい。使用者は、入力ユニット９６を操作することによって、変更を承認することができる（Ｓ２３：ＹＥＳ）。これにより、演算ユニット９１は、レシピデータ作成処理を終了する。一方、使用者は、入力ユニット９６を操作することによって、レシピデータの変更を否認することもできる（Ｓ２３：ＮＯ）。この場合には、使用者は、レシピデータを修正する（Ｓ２４）。具体的には、部分エッチング工程のステップデータ、物理洗浄工程のステップデータ、またはそれらの両方のステップデータを修正する（Ｓ２１）。その後、再び、レシピデータが適合基準データ１１２と照合される（Ｓ４）。このような処理を繰り返すことにより、適合基準データ１１２に適合するレシピデータを作成して、記憶ユニット９２に登録することができる。
【００７８】
以上のように、この実施形態の基板洗浄方法によれば、基板Ｗの表面の自然酸化膜７０が所定の膜厚まで部分的にエッチングされる。すなわち、自然酸化膜７０の表面部分７１がエッチングされることによって、所定の膜厚の自然酸化膜７０（７２）が残される。自然酸化膜７０の表面部分７１がエッチングされることにより、自然酸化膜７０に部分的または全体的に取り込まれているパーティクルＰが露出し、かつその露出部分の割合が大きくなる。したがって、その後に物理洗浄を実行すれば、比較的小さいエネルギーでパーティクルＰを取り除くことができる。こうして、小さいエネルギーの物理洗浄で必要なパーティクル除去性能を実現できるから、基板Ｗの表面に形成されたパターンの損傷を抑制または回避できる。
【００７９】
また、自然酸化膜７０は表面部分７１が選択的にエッチングされるので、自然酸化膜７０の下地に悪影響を及ぼすことがない。したがって、下地に悪影響を及ぼすことなく、基板上のパーティクルを除去できる。
より具体的には、この実施形態では、部分エッチング工程において、希釈フッ酸が用いられる。希釈フッ酸を用いて自然酸化膜７０の全体を除去することは、基板Ｗの表面の荒れを招くおそれがあるので好ましくない。そこで、自然酸化膜７０を膜厚途中まで部分的にエッチングすることで、基板Ｗの表面を優れた状態に保持しながら、パターン損傷を抑制または回避しつつ、基板Ｗ上のパーティクルＰを除去できる。
【００８０】
また、希釈フッ酸の濃度は、０．１％〜０．５％の濃度であるので、自然酸化膜７０の部分的なエッチング（ライトエッチング）を精度良く行うことができる。それにより、基板Ｗの表面を優れた状態に保持しながら、パターン損傷を抑制または回避しつつ、基板Ｗ上のパーティクルＰを除去できる。
また、この実施形態では、前述のような基板洗浄方法を実行するためのレシピデータ１１１が作成される。レシピデータ１１１は、基板処理装置１に登録され、基板処理装置１がそのレシピデータ１１１に従って作動することによって、前述の基板洗浄方法が実行される。部分エッチング工程のエッチング条件と、物理洗浄工程における物理洗浄条件とは、適合基準データ１１２に基づいて、適合させられる。それにより、エッチング条件と物理洗浄条件とが適合したレシピデータ１１１を作成できるので、全体として適切な基板洗浄処理、すなわち、パターン損傷を抑制または回避しながら必要なパーティル除去性能を達成できる基板洗浄処理を実現できるレシピデータを作成できる。
【００８１】
また、この実施形態では、レシピデータの作成段階において、部分エッチング工程におけるエッチング条件に適合する物理洗浄条件、物理洗浄工程における物理洗浄条件に適合するエッチング条件、またはそれらの両方が使用者に提示される。それにより、互いに適合するエッチング条件および物理洗浄条件をそれぞれ含む部分エッチングステップデータおよび物理洗浄ステップデータを容易に作成できる。
【００８２】
図１０は、この発明の他の実施形態を説明するためのブロック図である。この実施形態の説明において、前述の図１〜図９を再び参照する。図１０において、前述の図７に示されたプログラムおよびデータと同等の内容のプログラムおよびデータには同一参照符号を付す。
この実施形態では、レシピデータ１１１の作成が、基板処理装置１とは別に設けられたコンピュータシステム２００によって作成される。そして、作成済みのレシピデータ１１１が基板処理装置１に登録される。
【００８３】
レシピデータ１１１を登録するために、基板処理装置１は、データ入力インタフェース１２０（図７を併せて参照）を備えている。データ入力インタフェース１２０は、レシピデータ１１１を格納した記録媒体を読み取るリーダユニットであってもよい。記録媒体は、光ディスクや磁気ディスク等であってもよいし、ＵＳＢメモリやメモリカード等のポータブルメモリであってもよい。データ入力インタフェース１２０は、通信ユニットを含んでいてもよい。すなわち、たとえば、ネットワークからデータ入力インタフェース１２０を介して基板処理装置１にレシピデータ１１１が登録されてもよい。
【００８４】
コンピュータシステム２００は、コンピュータ本体２０１と、ディスプレイ２０２と、入力ユニット２０３と、データ入出力インタフェース２０４とを含む。入力ユニット２０３は、キーボード、ポインティングデバイス等のように、使用者によってコンピュータ本体２０１に対する入力操作を行うための装置であり、指令入力手段の一つの例である。コンピュータ本体２０１は、演算ユニット２１１と記憶ユニット２１２とを含む。演算ユニット２１１は、ＣＰＵ等を含む。記憶ユニット２１２は、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭを含む）、大容量記憶ユニット（ＨＤＤ、ＳＤＤ等）を含んでいてもよい。記憶ユニット２１２には、演算ユニット２１１が実行するプログラム３００や各種データ３１０が格納される。各種データ３１０は、レシピデータ１１１および適合基準データ１１２を含む。
【００８５】
プログラム３００は、レシピデータ１１１を作成するためのレシピ作成プログラム１０２を含んでいてもよい。
データ入出力インタフェース２０４は、データの書込みおよび読出しが可能な記録媒体に対する書き込み／読み出しを行うリーダ・ライタユニットであってもよい。記録媒体は、光ディスクや磁気ディスク等であってもいし、ＵＳＢメモリやメモリカード等のポータブルメモリであってもよい。データ入出力インタフェース２０４は、通信ユニットを含んでいてもよい。すなわち、たとえば、ネットワークを介してデータの入出力が行われてもよい。
【００８６】
記憶ユニット２１２に格納されるレシピデータ１１１は、基板Ｗの処理手順を記述した複数のステップを表すステップデータを含む。
レシピ作成プログラム１０２を演算ユニット２１１によって実行することで、コンピュータシステム２００でレシピデータ１１１を作成して記憶ユニット２１２に格納することができる。また、他のコンピュータ等でレシピデータを作成し、そのレシピデータをデータ入出力インタフェース２０４を介して取得し、記憶ユニット２１２に格納し、必要に応じて編集することもできる。
【００８７】
レシピデータ１１１の作成に関する動作は、前述の図９を参照して説明した動作と同様である。ただし、この実施形態では、レシピデータ作成のためのアシスト機能がコンピュータシステム２００の演算ユニット２１１によって提供される。
こうして、コンピュータシステム２００で予め作成されたレシピデータ１１１が、基板処理装置１に登録される。したがって、基板処理装置１のコントローラ９０は、レシピ作成プログラムを備えている必要はない。また、基板処理装置１の記憶ユニット９２には、適合基準データ１１２が格納されている必要もない。
【００８８】
このように、この実施形態によれば、基板処理装置１とは別のコンピュータシステム２００においてレシピデータ１１１を作成できる。
図１１は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置１Ａの構成を説明するための概念図である。図１１において、図５に示した各部と同様の部分には同一参照符号を付す。この実施形態では、物理洗浄手段として、二流体ノズルに代えて、超音波ノズルからなる第２移動ノズル１２Ａが備えられている。第２移動ノズル１２Ａは、第２処理液供給路４２に結合されており、ＤＩＷ供給源５２からＤＩＷの供給を受けるように構成されている。第２移動ノズル１２Ａ内においてＤＩＷが通る処理液流路に対向するように振動板４０１が配置されている。振動板４０１は、高周波発振回路４０２が生成する駆動信号によって駆動され、超音波周波数で振動する。それにより、第２移動ノズル１２Ａを通るＤＩＷに超音波振動が付与され、その超音波振動が付与されたＤＩＷが基板Ｗの表面に供給される。したがって、超音波振動が基板Ｗおよび基板Ｗの表面に存在するパーティクルに伝搬し、それによって、パーティクルが基板Ｗの表面から離脱する。こうして、基板Ｗの表面に超音波振動を付与した液体を供給する超音波洗浄工程が物理洗浄工程として実行される。この場合の物理洗浄のエネルギーは、超音波振動の振幅、すなわち、高周波発振回路４０２の出力を調整することによって制御される。なお、超音波ノズルの詳細な構造例は、たとえば、特開２０１５−６５３５５号公報、特開２０１３−２１４７５７号公報などに記載されている。
【００８９】
図１２は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置１Ｂの構成を説明するための概念図である。図１２において、図５に示した各部と同様の部分には同一参照符号を付す。この実施形態では、物理洗浄手段として、二流体ノズルに代えて、インクジェットヘッドの形態を有する吐出ヘッドからなる第２移動ノズル１２Ｂが備えられている。第２移動ノズル１２Ｂは、第２処理液供給路４２に結合されており、ＤＩＷ供給源５２からＤＩＷの供給を受けるように構成されている。また、第２移動ノズル１２Ｂには、ヘッド駆動回路４１１が接続されている。
【００９０】
第２移動ノズル１２Ａは、基板Ｗに対向する基板対向面４１２を有している。基板対向面４１２には、複数の吐出口が整列して配置されている。第２移動ノズル１２Ａは、インクジェット方式によって、複数の吐出口からＤＩＷの液滴を基板Ｗに向けて吐出する。この液滴の運動エネルギーによって、基板Ｗの表面のパーティクルが基板Ｗの表面から離脱させられる。こうして、基板Ｗの表面にインクジェットヘッドの形態を有する吐出ヘッドからなる第２移動ノズル１２Ｂから液滴が供給され、それによって、物理洗浄工程としてのインクジェット式液滴洗浄工程が実行される。この場合の物理洗浄のエネルギーは、液滴の吐出速度、すなわち、ヘッド駆動回路４１１の出力を調整することによって制御される。なお、インクジェットヘッドの形態を有する吐出ヘッドの詳細については、たとえば、特開２０１４−１７９４４９号公報に記載がある。
【００９１】
図１３は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置１Ｃの構成を説明するための概念図である。図１３において、図５に示した各部と同様の部分には同一参照符号を付す。この実施形態では、物理洗浄手段として、二流体ノズルに代えて、冷却ガスノズル（冷却ヘッド。液膜固化手段の一例）からなる第２移動ノズル１２Ｃが備えられている。第２移動ノズル１２Ｃは、気体供給路４４に結合されており、不活性ガス供給源５４から不活性ガス（たとえば窒素ガス）の供給を受けるように構成されている。気体供給路４４の途中には、不活性ガスを冷却する冷却器４２１が配置されている。したがって、第２移動ノズル１２Ｃには、冷却された不活性ガス（冷却ガス）が供給される。
【００９２】
この実施形態では、物理洗浄工程は、基板Ｗの表面に液膜を形成する工程と、第２移動ノズル１２Ｃから冷却ガスを供給して液膜を凝固（凍結）させて凝固体膜を形成する工程と、その凝固体膜を融解して基板Ｗ外に除去する工程とを含む。基板Ｗ上のパーティクルは凝固体膜に取り込まれることにより、基板Ｗの表面から離脱し、その後、凝固体膜の融解に伴って基板Ｗ外に排除される。
【００９３】
液膜は、たとえば、固定ノズル１３から供給されるリンス液（たとえばＤＩＷ）によって形成される。第２移動ノズル１２Ｃから吐出される冷却ガスは、液膜を構成する液体の凝固点よりも低温に冷却されたガスである。
凝固体膜の融解は、固定ノズル１３からリンス液（たとえばＤＩＷ）を供給して行ってもよい。
【００９４】
このようにして、基板Ｗの表面、より正確には自然酸化膜の表面に液膜を形成した後に固化して凝固体膜を形成し、その凝固体膜を融解して除去する固化溶解洗浄工程（この実施形態では凍結洗浄工程）を、物理洗浄工程として用いて基板洗浄が行われる。この場合の物理洗浄のエネルギーは、凝固体膜の厚さ、より具体的には冷却時間等で調整できる。なお、固化溶解洗浄（凍結洗浄）の詳細については、たとえば、特開２０１３−３０６１２号公報に記載がある。
【００９５】
固化溶解洗浄において液膜を形成するために用いられる液体は、高分子材料であってもよい。すなわち、高分子材料の液膜を基板上に形成し、その高分子材料を固化して凝固体膜とし、その後にその凝固体膜を溶解することによって、基板Ｗ上のパーティクルを融解した高分子材料とともに除去できる。液膜を固化させる液膜固化手段、および凝固体膜を融解させる融解手段は、用いられる高分子材料に応じて選択される。
【００９６】
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに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基板Ｗの表面の自然酸化膜７０にパーティクルが部分的に取り込まれている例を示したが、パーティクルが自然酸化膜以外の酸化膜に取り込まれている場合にもこの発明の基板洗浄方法を適用できる。
また、前述の実施形態では、部分エッチング工程のエッチング液として、希釈フッ酸を例示したが、それ以外のエッチング液によって部分エッチングが行われてもよい。
【００９７】
また、前述の実施形態では、物理洗浄として、物理洗浄は、超音波洗浄、二流体洗浄、インクジェット洗浄、および固化溶解洗浄を示したが、これら以外の物理洗浄が適用されてもよい。また、２種類以上の物理洗浄が行われてもよい。たとえば、二流体洗浄と固化溶解洗浄とを組み合わせてもよい。
また、前述の実施形態では、ステップデータの作成後にレシピデータを適合基準データと照合しているが、ステップデータの作成段階で適合基準データとの照合が行われてもよい。たとえば、レシピ作成プログラム１０２は、部分エッチングステップデータを作成し、その後に物理洗浄ステップデータを作成する場合において、物理洗浄ステップデータの作成時に、部分エッチングステップデータで指定されたエッチング条件に適合する物理洗浄条件を提示（たとえばディスプレイ９５に表示）してもよい。より具体的には、レシピ作成プログラム１０２は、物理洗浄ステップデータの作成時に、適合基準データに適合する物理洗浄条件をプリセットするように構成されていてもよい。また、逆に、レシピ作成プログラム１０２は、物理洗浄ステップデータを作成し、その後に部分エッチングステップデータを作成する場合において、部分エッチングステップデータの作成時に、物理洗浄ステップデータで指定された物理洗浄条件に適合するエッチング条件を提示（たとえばディスプレイ９５に表示）してもよい。より具体的には、レシピ作成プログラム１０２は、部分エッチングステップデータの作成時に、適合基準データに適合するエッチング条件をプリセットするように構成されていてもよい。
【００９８】
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。
【符号の説明】
【００９９】
１        ：基板処理装置
１Ａ      ：基板処理装置
１Ｂ      ：基板処理装置
１Ｃ      ：基板処理装置
１０      ：スピンチャック
１１      ：第１移動ノズル（エッチング液ノズル）
１２      ：第２移動ノズル（二流体ノズル）
１２Ａ    ：第２移動ノズル（超音波ノズル）
１２Ｂ    ：第２移動ノズル（吐出ヘッド）
１２Ｃ    ：第２移動ノズル（冷却ヘッド）
１３      ：固定ノズル
２１      ：第１スキャンアーム
２２      ：第２スキャンアーム
３１      ：第１アーム駆動機構
３２      ：第２アーム駆動機構
４１      ：第１処理液供給路
４２      ：第２処理液供給路
４３      ：第３処理液供給路
４４      ：気体供給路
５１      ：フッ酸供給源
５２      ：ＤＩＷ供給源
５３      ：リンス液供給源
５４      ：不活性ガス供給源
７０      ：自然酸化膜
７１      ：表面部分
７２      ：エッチング後に残される部分
８０      ：希釈フッ酸
８１      ：混合流体
９０      ：コントローラ
９１      ：演算ユニット
９２      ：記憶ユニット
９５      ：ディスプレイ
９６      ：入力ユニット
１００    ：プログラム
１０１    ：基板処理プログラム
１０２    ：レシピ作成プログラム
１１０    ：データ
１１１    ：レシピデータ
１１２    ：適合基準データ
１２０    ：データ入力インタフェース
２００    ：コンピュータシステム
２０１    ：コンピュータ本体
２０２    ：ディスプレイ
２０３    ：入力ユニット
２０４    ：データ入出力インタフェース
２１１    ：演算ユニット
２１２    ：記憶ユニット
３００    ：プログラム
３１０    ：データ
４０１    ：振動板
４０２    ：高周波発振回路
４１１    ：ヘッド駆動回路
４１２    ：基板対向面
４２１    ：冷却器
Ｖ１      ：第１処理液バルブ
Ｖ２      ：第２処理液バルブ
Ｖ３      ：第３処理液バルブ
Ｖ２１    ：不活性ガスバルブ
Ｆ１〜Ｆ３，Ｆ２１      ：流量計
ＦＶ１〜ＦＶ３，ＦＶ２１    ：流量調整弁
ＬＤ      ：パターン損傷度数分布を表す曲線
ＬＥ      ：物理洗浄エネルギーの分布を表す曲線
ＬＰ      ：残留パーティクル度数分布を表す曲線
Ｐ        ：パーティクル
ＰＷ      ：プロセスウィンドウ
Ｗ        ：基板
【図１】
2018056184.tif 000003
【図２】
2018056184.tif 000004
【図３】
2018056184.tif 000005
【図４】
2018056184.tif 000006
【図５】
2018056184.tif 000007
【図６】
2018056184.tif 000008
【図７】
2018056184.tif 000009
【図８】
2018056184.tif 000010
【図９】
2018056184.tif 000011
【図１０】
2018056184.tif 000012
【図１１】
2018056184.tif 000013
【図１２】
2018056184.tif 000014
【図１３】
2018056184.tif 000015
【図１４】
2018056184.tif 000016