(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持手段と、
液体から複数の液滴を生成し、前記基板保持手段に保持されている基板に前記複数の液滴を衝突させるスプレーノズルと、
水と、前記水よりも表面張力が小さく、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含む液滴用混合液を前記液体として前記スプレーノズルに供給する液滴用混合液供給手段と、
前記スプレーノズルに供給すべき前記液滴用混合液における前記薬液の濃度を示す液滴用濃度を変更する液滴用濃度変更手段と、
前記液滴用濃度変更手段を制御することにより、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度の前記液滴用混合液を前記液滴用混合液供給手段から前記スプレーノズルに供給させる制御装置と、
前記基板保持手段に保持されている基板に前記スプレーノズルが前記複数の液滴を衝突させているときに、前記基板に向けてカバーリンス液を吐出するカバーリンス液ノズルと、
水と、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含むカバーリンス用混合液を前記カバーリンス液として前記カバーリンス液ノズルに供給するカバーリンス用混合液供給手段と、
前記カバーリンス液ノズルに供給すべき前記カバーリンス用混合液における前記薬液の濃度を示すカバーリンス用濃度を変更するカバーリンス用濃度変更手段とを含み、
前記制御装置は、前記カバーリンス用濃度変更手段を制御することにより、処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液を前記カバーリンス用混合液供給手段から前記カバーリンス液ノズルに供給させる、基板処理装置。
【請求項２】
前記スプレーノズルは、前記液体に気体を衝突させることにより前記複数の液滴を生成する二流体ノズルである、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記液滴用混合液供給手段は、前記水および前記薬液を混合することにより前記液滴用混合液を生成する第１混合手段と、前記第１混合手段とは異なる混合手段であって前記第１混合手段によって生成された前記液滴用混合液を前記スプレーノズルの上流で混合する第２混合手段とを含む、請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記制御装置は、基板の処理内容および処理手順を示すレシピを記憶する記憶装置を含み、
処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度は、前記レシピに示されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
処理すべき基板の情報を示す複数の基板情報と、前記複数の基板情報にそれぞれ対応する複数の前記液滴用濃度と、を含む液滴用テーブルを記憶する記憶装置と、
前記基板情報を受信する通信装置と、
前記通信装置が受信した前記基板情報に対応する前記液滴用濃度を、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度として、前記液滴用テーブルに含まれる複数の前記液滴用濃度から選択する濃度選択部と、
前記濃度選択部によって選択された前記液滴用濃度の前記液滴用混合液を前記液滴用混合液供給手段から前記スプレーノズルに供給させる処理実行部とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記制御装置は、基板の処理内容および処理手順を示すレシピを記憶する記憶装置を含み、
処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度は、前記レシピに示されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
処理すべき基板の情報を示す複数の基板情報と、前記複数の基板情報にそれぞれ対応する複数の前記カバーリンス用濃度と、を含むカバーリンス用テーブルを記憶する記憶装置と、
前記基板情報を受信する通信装置と、
前記通信装置が受信した前記基板情報に対応する前記カバーリンス用濃度を、処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度として、前記カバーリンス用テーブルに含まれる複数の前記カバーリンス用濃度から選択する濃度選択部と、
前記濃度選択部によって選択された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液を前記カバーリンス用混合液供給手段から前記カバーリンス液ノズルに供給させる処理実行部とを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度は、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度と等しい、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記液滴用混合液を前記液滴用混合液供給手段から前記スプレーノズルに供給させながら、処理すべき基板に応じて決定された範囲内で前記液滴用濃度を前記液滴用濃度変更手段に変更させる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記水および薬液が混合される前または後に前記水および薬液の少なくとも一方を加熱することにより、前記液滴用混合液供給手段から前記スプレーノズルに供給すべき前記液滴用混合液の温度を上昇させるヒータをさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記基板処理装置は、ドライエッチングが行われた基板に前記複数の液滴を衝突させる装置である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
基板を保持する基板保持手段と、
液体から複数の液滴を生成し、前記基板保持手段に保持されている基板に前記複数の液滴を衝突させるスプレーノズルと、
前記基板保持手段に保持されている基板に前記スプレーノズルが前記複数の液滴を衝突させているときに、前記基板に向けてカバーリンス液を吐出するカバーリンス液ノズルと、
水と、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含み、処理すべき基板に応じて決定された濃度で前記薬液が混合されたカバーリンス用混合液を前記カバーリンス液として前記カバーリンス液ノズルに供給するカバーリンス用混合液供給手段とを含む、基板処理装置。
【請求項１３】
水と、前記水よりも表面張力が小さく、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含む混合液であって、前記薬液が液滴用濃度で混合された液滴用混合液から生成された複数の液滴を基板に衝突させる基板処理方法であって、
処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度の前記液滴用混合液を、前記複数の液滴を生成するスプレーノズルに供給する液滴用混合液供給工程と、
前記液滴用混合液供給工程で前記スプレーノズルに供給された前記液滴用混合液から前記複数の液滴を生成する液滴生成工程と、
前記液滴生成工程で生成された前記複数の液滴を基板に衝突させる液滴衝突工程と、
水と、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含む混合液であって、前記薬液がカバーリンス用濃度で混合されたカバーリンス用混合液をカバーリンス液ノズルに供給するカバーリンス用混合液供給工程と、
前記液滴衝突工程と並行して、前記カバーリンス用混合液供給工程で供給された前記カバーリンス用混合液を前記基板に向けて前記カバーリンス液ノズルに吐出させるカバーリンス工程とを含み、
前記カバーリンス用混合液供給工程は、処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液を前記カバーリンス液ノズルに供給する工程である、基板処理方法。
【請求項１４】
前記液滴生成工程は、前記液滴用混合液供給工程で前記スプレーノズルに供給された前記液滴用混合液に気体を衝突させることにより前記複数の液滴を生成する工程である、請求項１３に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記液滴用混合液供給工程は、第１混合手段で前記水および前記薬液を混合することにより前記液滴用混合液を生成する第１混合工程と、前記第１混合工程で生成された前記液滴用混合液を前記第１混合手段とは異なる第２混合手段で前記スプレーノズルの上流で混合する第２混合工程とを含む、請求項１３または１４に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
前記基板処理方法は、基板の処理内容および処理手順を示すレシピを記憶する記憶工程をさらに含み、
前記液滴用混合液供給工程は、前記レシピに示された前記液滴用濃度の前記液滴用混合液を前記スプレーノズルに供給する工程である、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
前記基板処理方法は、
処理すべき基板の情報を示す複数の基板情報と、前記複数の基板情報にそれぞれ対応する複数の前記液滴用濃度と、を含む液滴用テーブルを記憶する記憶工程と、
前記基板情報を受信する通信工程と、
前記通信工程で受信した前記基板情報に対応する前記液滴用濃度を、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度として、前記液滴用テーブルに含まれる複数の前記液滴用濃度から選択する濃度選択工程とをさらに含み、
前記液滴用混合液供給工程は、前記濃度選択工程で選択された前記液滴用濃度の前記液滴用混合液を前記スプレーノズルに供給する工程である、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１８】
前記基板処理方法は、基板の処理内容および処理手順を示すレシピを記憶する記憶工程をさらに含み、
前記カバーリンス用混合液供給工程は、前記レシピに示された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液を前記カバーリンス液ノズルに供給する工程である、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１９】
前記基板処理方法は、
処理すべき基板の情報を示す複数の基板情報と、前記複数の基板情報にそれぞれ対応する複数の前記カバーリンス用濃度と、を含むカバーリンス用テーブルを記憶する記憶工程と、
前記基板情報を受信する通信工程と、
前記通信工程で受信した前記基板情報に対応する前記カバーリンス用濃度を、処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度として、前記カバーリンス用テーブルに含まれる複数の前記カバーリンス用濃度から選択する濃度選択工程とをさらに含み、
前記カバーリンス用混合液供給工程は、前記濃度選択工程で選択された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液を前記カバーリンス液ノズルに供給する工程である、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度は、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度と等しい、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２１】
前記液滴用混合液供給工程は、前記液滴用混合液を前記スプレーノズルに供給しながら、処理すべき基板に応じて決定された範囲内で前記液滴用濃度を変更する工程である、請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２２】
前記水および薬液が混合される前または後に前記水および薬液の少なくとも一方を加熱することにより、前記液滴用混合液供給工程で前記スプレーノズルに供給すべき前記液滴用混合液の温度を上昇させる加熱工程をさらに含む、請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項２３】
水と、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含む混合液であって、前記薬液がカバーリンス用濃度で混合されたカバーリンス用混合液を基板に供給しながら、複数の液滴を前記基板に衝突させる基板処理方法であって、
前記複数の液滴を前記基板に衝突させる液滴衝突工程と、
処理すべき前記基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液をカバーリンス液ノズルに供給するカバーリンス用混合液供給工程と、
前記液滴衝突工程と並行して、前記カバーリンス用混合液供給工程で供給された前記カバーリンス用混合液を前記基板に向けて前記カバーリンス液ノズルに吐出させるカバーリンス工程とを含む、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。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、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板から異物を除去する洗浄工程が行われる。
たとえば、トランジスタやキャパシタ等のデバイスが作り込まれた半導体ウエハの表面に多層配線を形成するバックエンドプロセス（ＢＥＯＬ：Back End of the Line）では、ドライエッチングによって発生したポリマー残渣を除去するポリマー除去工程が行われる。残渣が基板に残留すると、デバイスの電気的特性が低下したり、歩留りが低下したりするためである。
【０００３】
特許文献１には、処理液の液滴を基板に衝突させることによりパーティクルを除去する基板処理装置および基板処理方法が開示されている。この基板処理装置および基板処理方法では、カバーリンス液としての純水を基板の表面に供給しながら、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）と窒素ガスとの衝突によって生成された複数の液滴を基板の表面に衝突させる。ＨＦＥ以外の処理液としては、純水およびＩＰＡの混合液が挙げられている。ＨＦＥやＩＰＡなどの低表面張力液体を処理液として用いる理由は、処理液の表面張力が低いと、より小さな液滴が生成され、ダメージの数が減少するからであるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２７６３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、ＨＦＥの代わりに純水およびＩＰＡの混合液を用いて処理液の液滴を生成することが開示されているが、ＩＰＡと純水との混合比、つまり、混合液におけるＩＰＡの濃度については開示されていない。
ＩＰＡの濃度が上昇すると、液滴が小さくなるので、パターンに加わる衝撃が小さくなるものの、異物に加わる衝撃も小さくなってしまう。そのため、ダメージの数が減少する一方で、異物の除去率が低下してしまう。これとは反対に、ＩＰＡの濃度が低下すると、異物の除去率が高まる一方で、ダメージの数が増加してしまう。したがって、ダメージの数と異物の除去率の両方を最適化することは困難である。特に、ある基板に対して最適な処理条件が別の基板に対しても最適とは限らないので、複数枚の基板を最適な条件で処理することは容易ではない。
【０００６】
そこで、この発明の目的の一つは、ダメージの発生を抑制しながら、基板の清浄度を高めることができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、基板を保持する基板保持手段と、液体から複数の液滴を生成し、前記基板保持手段に保持されている基板に前記複数の液滴を衝突させるスプレーノズルと、水と、前記水よりも表面張力が小さく、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含む液滴用混合液を前記液体として前記スプレーノズルに供給する液滴用混合液供給手段と、前記スプレーノズルに供給すべき前記液滴用混合液における前記薬液の濃度を示す液滴用濃度を変更する液滴用濃度変更手段と、前記液滴用濃度変更手段を制御することにより、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度の前記液滴用混合液を前記液滴用混合液供給手段から前記スプレーノズルに供給させる制御装置と、前記基板保持手段に保持されている基板に前記スプレーノズルが前記複数の液滴を衝突させているときに、前記基板に向けてカバーリンス液を吐出するカバーリンス液ノズルと、水と、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含むカバーリンス用混合液を前記カバーリンス液として前記カバーリンス液ノズルに供給するカバーリンス用混合液供給手段と、前記カバーリンス液ノズルに供給すべき前記カバーリンス用混合液における前記薬液の濃度を示すカバーリンス用濃度を変更するカバーリンス用濃度変更手段とを含み、前記制御装置は、前記カバーリンス用濃度変更手段を制御することにより、処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液を前記カバーリンス用混合液供給手段から前記カバーリンス液ノズルに供給させる、基板処理装置である。
【０００８】
この構成によれば、水と薬液とを含む液滴用混合液から複数の液滴が生成され基板に衝突する。基板に付着している異物は液滴の衝突により基板から剥がれる。これにより、パーティクルなどの異物が基板から除去される。
液滴用混合液に含まれる薬液は、親水基および炭化水素基が化学式に含まれる物質の液体である。水と親和性が高い親水基が薬液に含まれているので、水および薬液が容易に混ざり合う。さらに、薬液の表面張力が水の表面張力よりも低いので、液滴用混合液の表面張力が下がり、液滴の粒径が減少する。これにより、ダメージの発生が抑制される。しかも、有機物と親和性が高い炭化水素基が薬液に含まれているので、ポリマー残渣などの有機物が異物に含まれている場合は、基板上の異物を液滴用混合液に溶解させることができる。これにより、異物の残留量をさらに低減でき、基板の清浄度を高めることができる。
【０００９】
ダメージの数と異物の除去率とは、液滴の粒径に依存する傾向がある。液滴の粒径に影響を与える因子には表面張力が含まれる。薬液の濃度が上昇すると、液滴用混合液の表面張力が低下し、粒径が減少するので、ダメージの数が減少し、異物の除去率が低下する傾向がある。これとは反対に、薬液の濃度が低下すると、ダメージの数が増加し、異物の除去率が上昇する傾向がある。そのため、ダメージの数と異物の除去率の両方を最適化することは難しい。
【００１０】
液滴用混合液における薬液の濃度を示す液滴用濃度は、処理すべき基板に応じて決定されている。言い換えると、液滴用濃度は、ダメージの数と異物の除去率とに関して総合的に最適な値に設定されている。したがって、ダメージの数を減らしながら、異物の除去率を高めることができる。さらに、処理すべき基板に応じて液滴用濃度が決定されるので、複数枚の基板を安定した品質で処理できる。
さらに、この構成によれば、スプレーノズルが複数の液滴を基板に衝突させているときに、カバーリンス液ノズルがカバーリンス液を基板に供給する。複数の液滴は、カバーリンス液の液膜で覆われた基板に衝突する。そのため、液滴の衝突によりパターンに加わる衝撃が分散する。これにより、ダメージの発生を抑制することができる。さらに、水と薬液とを含むカバーリンス用混合液がカバーリンス液として用いられるので、基板上の有機物をカバーリンス液に溶解させることができる。これにより、異物の残留量をさらに低減でき、基板の清浄度を高めることができる。
さらに、この構成によれば、液滴用濃度だけでなく、カバーリンス用濃度も、処理すべき基板に応じて決定されている。基板上の有機物は、カバーリンス用混合液に含まれる薬液に溶解する。薬液に溶解する有機物の量は、カバーリンス用混合液における薬液の濃度が上昇するにしたがって増加する。ただし、本発明者らの研究によると、有機物の溶解量と薬液の濃度との関係は、必ずしも正比例の関係ではないことが分かっている。したがって、カバーリンス用濃度を処理すべき基板に応じて決定することにより、有機物を効果的に除去することができる。
【００１１】
液滴用混合液に含まれる水は、純水（脱イオン水：Ｄeionized water）であってもよいし、水を主成分とする水含有液であってもよい。水含有液の具体例は、炭酸水および水素水である。水は、室温であってもよいし、室温よりも高いまたは低い温度であってもよい。これらは後述するカバーリンス用混合液に含まれる水にも当てはまる。
薬液の化学式に含まれる炭化水素基は、アルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基）、ビニル基、およびアリール基のいずれかであってもよいし、これら以外の炭化水素基であってもよい。薬液の化学式に含まれる親水基は、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、およびスルホ基のいずれかであってもよいし、これら以外の親水基であってもよい。これらは後述するカバーリンス用混合液に含まれる薬液にも当てはまる。
カバーリンス用混合液に含まれる薬液の表面張力は、水の表面張力と等しくてもよいし異なっていてもよい。
処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度は、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度と等しくてもよいし異なっていてもよい。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記スプレーノズルは、前記液体に気体を衝突させることにより前記複数の液滴を生成する二流体ノズルである、請求項１に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、液体と気体とが衝突し、これによって、複数の液滴が生成される。液体および気体の衝突により複数の液滴を生成する場合、液滴の粒径は、表面張力の影響を受け易い。したがって、水よりも表面張力が小さい薬液を含む液滴用混合液を用いることにより、液滴の粒径を効果的に変化させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記液滴用混合液供給手段は、前記水および前記薬液を混合することにより前記液滴用混合液を生成する第１混合手段と、前記第１混合手段とは異なる混合手段であって前記第１混合手段によって生成された前記液滴用混合液を前記スプレーノズルの上流で混合する第２混合手段とを含む、請求項１または２に記載の基板処理装置である。
【００１４】
この構成によれば、水および薬液が混合され、液滴用混合液が生成される。その後、液滴用混合液がさらに混合され、スプレーノズルに供給される。つまり、水および薬液は、スプレーノズルに供給される前に複数回混合される。そのため、水および薬液が均一に混合された液滴用混合液がスプレーノズルに供給される。スプレーノズルに供給される液滴用混合液の均一性が低下すると、粒径のばらつきが広がる。したがって、液滴用混合液の均一性を高めることにより、処理の安定性を高めることができる。
【００１５】
前記第１混合手段および第２混合手段は、同じ種類の混合手段であってもよいし、互いに異なる種類の混合手段であってもよい。たとえば、前記第１混合手段が、前記水が流入する水流入口と、前記薬液が流入する薬液流入口と、前記水流入口に流入した前記水と前記薬液流入口に流入した前記薬液とが通る流路とを含む場合、前記第２混合手段は、前記第１混合手段によって生成された前記液滴用混合液が流入する配管と、前記配管内に配置されており、前記配管の中心線まわりに捩れた板状の撹拌フィンとを含んでいてもよい。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記制御装置は、基板の処理内容および処理手順を示すレシピを記憶する記憶装置を含み、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度は、前記レシピに示されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、処理すべき基板に応じて決定された液滴用濃度が、レシピに含まれている。制御装置は、レシピに含まれる液滴用濃度の液滴用混合液がスプレーノズルに供給されるように、液滴用濃度変更手段を制御する。これにより、最適な液滴用濃度の液滴用混合液がスプレーノズルに供給される。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記制御装置は、処理すべき基板の情報を示す複数の基板情報と、前記複数の基板情報にそれぞれ対応する複数の前記液滴用濃度と、を含む液滴用テーブルを記憶する記憶装置と、前記基板情報を受信する通信装置と、前記通信装置が受信した前記基板情報に対応する前記液滴用濃度を、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度として、前記液滴用テーブルに含まれる複数の前記液滴用濃度から選択する濃度選択部と、前記濃度選択部によって選択された前記液滴用濃度の前記液滴用混合液を前記液滴用混合液供給手段から前記スプレーノズルに供給させる処理実行部とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００１８】
この構成によれば、処理すべき基板の基板情報が入力されると、この基板情報に対応する液滴用濃度が、液滴用テーブルに含まれる複数の液滴用濃度から選択される。そして、選択された液滴用濃度の液滴用混合液が、スプレーノズルに供給される。これにより、最適な液滴用濃度の液滴用混合液がスプレーノズルに供給される。
前記基板情報は、複数の基板処理装置を統括するホストコンピュータから前記通信装置に送信されてもよい。前記制御装置が基板の表面に形成されたパターンの形状を測定する測定ユニットに接続されている場合、前記基板情報は、前記測定ユニットから前記通信装置に送信されてもよい。前記測定ユニットは、前記基板処理装置に内蔵されていてもよいし、前記基板処理装置とは別の装置であってもよい。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、前記制御装置は、基板の処理内容および処理手順を示すレシピを記憶する記憶装置を含み、処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度は、前記レシピに示されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。 
【００２４】
この構成によれば、処理すべき基板に応じて決定されたカバーリンス用濃度が、レシピに含まれている。制御装置は、レシピに含まれるカバーリンス用濃度のカバーリンス用混合液がカバーリンス液ノズルに供給されるように、カバーリンス用濃度変更手段を制御する。これにより、最適なカバーリンス用濃度のカバーリンス用混合液がカバーリンス液ノズルに供給される。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、前記制御装置は、処理すべき基板の情報を示す複数の基板情報と、前記複数の基板情報にそれぞれ対応する複数の前記カバーリンス用濃度と、を含むカバーリンス用テーブルを記憶する記憶装置と、前記基板情報を受信する通信装置と、前記通信装置が受信した前記基板情報に対応する前記カバーリンス用濃度を、処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度として、前記カバーリンス用テーブルに含まれる複数の前記カバーリンス用濃度から選択する濃度選択部と、前記濃度選択部によって選択された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液を前記カバーリンス用混合液供給手段から前記カバーリンス液ノズルに供給させる処理実行部とを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。 
【００２６】
この構成によれば、処理すべき基板の基板情報が入力されると、この基板情報に対応するカバーリンス用濃度が、カバーリンス用テーブルに含まれる複数のカバーリンス用濃度から選択される。そして、選択されたカバーリンス用濃度のカバーリンス用混合液が、カバーリンス液ノズルに供給される。これにより、最適なカバーリンス用濃度のカバーリンス用混合液がカバーリンス液ノズルに供給される。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度は、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度と等しい、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、液滴用濃度とカバーリンス用濃度とが互いに等しいので、液滴用濃度およびカバーリンス用濃度の一方だけを準備すればよく、液滴用濃度およびカバーリンス用濃度を個別に準備しなくてもよい。また、液滴用濃度およびカバーリンス用濃度がレシピまたはテーブルに含まれる場合には、制御装置に記憶されるデータ量を減らすことができる。 
【００２８】
請求項９に記載の発明は、前記制御装置は、前記液滴用混合液を前記液滴用混合液供給手段から前記スプレーノズルに供給させながら、処理すべき基板に応じて決定された範囲内で前記液滴用濃度を前記液滴用濃度変更手段に変更させる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、スプレーノズルが複数の液滴を生成しているときに、液滴用濃度が変更され、液滴の粒径と薬液の濃度とが変化する。基板に対する異物の付着の仕方は、大抵の場合、一様ではなく様々な態様を含む。さらに、様々な大きさまたは種類の異物が基板に付着している場合もある。したがって、同じ基板を処理しているときに液滴用濃度を変化させることにより、異物の除去率を高めることができる。 
【００２９】
請求項１０に記載の発明は、前記水および薬液が混合される前または後に前記水および薬液の少なくとも一方を加熱することにより、前記液滴用混合液供給手段から前記スプレーノズルに供給すべき前記液滴用混合液の温度を上昇させるヒータをさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、水および薬液の一方または両方が、ヒータによって加熱される。これにより、液滴用混合液の温度が上昇し、液滴用混合液の表面張力が低下する。そのため、温度の上昇によって表面張力が低下した液滴用混合液がスプレーノズルに供給される。したがって、液滴用混合液に含まれる薬液の割合を増やさずに、液滴用混合液の表面張力を低下させることができる。 
【００３０】
ヒータは、水および薬液の一方だけを加熱してもよいし、水および薬液の両方を個別に加熱してもよい。ヒータは、液滴用混合液を加熱してもよい。
請求項１１に記載の発明は、前記基板処理装置は、ドライエッチングが行われた基板に前記複数の液滴を衝突させる装置である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置である。 
【００３１】
この構成によれば、ドライエッチングが行われた基板が基板処理装置に搬入される。ドライエッチング工程では、有機物を含むポリマー残渣がパターンの側面や凹部の底面に生成される。したがって、基板処理装置では、ポリマー残渣が付着した基板に複数の液滴が吹き付けられる。ポリマー残渣は、液滴の衝突によってパターンの側面や凹部の底面から剥がれると共に、基板上の液体に含まれる薬液に溶解する。そのため、ポリマー残渣を効率的に基板から除去することができる。
【００３２】
請求項１２に記載の発明は、基板を保持する基板保持手段と、液体から複数の液滴を生成し、前記基板保持手段に保持されている基板に前記複数の液滴を衝突させるスプレーノズルと、前記基板保持手段に保持されている基板に前記スプレーノズルが前記複数の液滴を衝突させているときに、前記基板に向けてカバーリンス液を吐出するカバーリンス液ノズルと、水と、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含み、処理すべき基板に応じて決定された濃度で前記薬液が混合されたカバーリンス用混合液を前記カバーリンス液として前記カバーリンス液ノズルに供給するカバーリンス用混合液供給手段とを含む、基板処理装置である。 
【００３３】
この構成によれば、複数の液滴が基板に吹き付けられる。基板に付着している異物は液滴の衝突により基板から剥がれる。これにより、パーティクルなどの異物が基板から除去される。さらに、スプレーノズルが複数の液滴を基板に衝突させているときに、カバーリンス液ノズルがカバーリンス液を基板に供給する。複数の液滴は、カバーリンス液の液膜で覆われた基板に衝突する。そのため、液滴の衝突によりパターンに加わる衝撃が分散する。これにより、ダメージの発生を抑制することができる。
【００３４】
カバーリンス液は、水と薬液とを含むカバーリンス用混合液である。カバーリンス用混合液に含まれる薬液は、親水基および炭化水素基が化学式に含まれる物質の液体である。水と親和性が高い親水基が薬液に含まれているので、水および薬液が容易に混ざり合う。さらに、有機物と親和性が高い炭化水素基が薬液に含まれているので、ポリマー残渣などの有機物が異物に含まれている場合は、基板上の異物をカバーリンス用混合液に溶解させることができる。これにより、異物の残留量をさらに低減でき、基板の清浄度を高めることができる。
【００３５】
請求項１３に記載の発明は、水と、前記水よりも表面張力が小さく、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含む混合液であって、前記薬液が液滴用濃度で混合された液滴用混合液から生成された複数の液滴を基板に衝突させる基板処理方法であって、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度の前記液滴用混合液を、前記複数の液滴を生成するスプレーノズルに供給する液滴用混合液供給工程と、前記液滴用混合液供給工程で前記スプレーノズルに供給された前記液滴用混合液から前記複数の液滴を生成する液滴生成工程と、前記液滴生成工程で生成された前記複数の液滴を基板に衝突させる液滴衝突工程と、水と、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含む混合液であって、前記薬液がカバーリンス用濃度で混合されたカバーリンス用混合液をカバーリンス液ノズルに供給するカバーリンス用混合液供給工程と、前記液滴衝突工程と並行して、前記カバーリンス用混合液供給工程で供給された前記カバーリンス用混合液を前記基板に向けて前記カバーリンス液ノズルに吐出させるカバーリンス工程とを含み、前記カバーリンス用混合液供給工程は、処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液を前記カバーリンス液ノズルに供給する工程である、基板処理方法である。この方法によれば、前述と同様の作用効果を奏することができる。 
【００３６】
請求項１４に記載の発明は、前記液滴生成工程は、前記液滴用混合液供給工程で前記スプレーノズルに供給された前記液滴用混合液に気体を衝突させることにより前記複数の液滴を生成する工程である、請求項１３に記載の基板処理方法である。この方法によれば、前述と同様の作用効果を奏することができる。
請求項１５に記載の発明は、前記液滴用混合液供給工程は、第１混合手段で前記水および前記薬液を混合することにより前記液滴用混合液を生成する第１混合工程と、前記第１混合工程で生成された前記液滴用混合液を前記第１混合手段とは異なる第２混合手段で前記スプレーノズルの上流で混合する第２混合工程とを含む、請求項１３または１４に記載の基板処理方法である。この方法によれば、前述と同様の作用効果を奏することができる。 
【００３７】
請求項１６に記載の発明は、前記基板処理方法は、基板の処理内容および処理手順を示すレシピを記憶する記憶工程をさらに含み、前記液滴用混合液供給工程は、前記レシピに示された前記液滴用濃度の前記液滴用混合液を前記スプレーノズルに供給する工程である、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。この方法によれば、前述と同様の作用効果を奏することができる。 
【００３８】
請求項１７に記載の発明は、前記基板処理方法は、処理すべき基板の情報を示す複数の基板情報と、前記複数の基板情報にそれぞれ対応する複数の前記液滴用濃度と、を含む液滴用テーブルを記憶する記憶工程と、前記基板情報を受信する通信工程と、前記通信工程で受信した前記基板情報に対応する前記液滴用濃度を、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度として、前記液滴用テーブルに含まれる複数の前記液滴用濃度から選択する濃度選択工程とをさらに含み、前記液滴用混合液供給工程は、前記濃度選択工程で選択された前記液滴用濃度の前記液滴用混合液を前記スプレーノズルに供給する工程である、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。この方法によれば、前述と同様の作用効果を奏することができる。 
【００３９】
前記通信工程は、複数の基板処理装置を統括するホストコンピュータから送信された前記基板情報を受信する工程であってもよいし、基板の表面に形成されたパターンの形状を測定する測定ユニットから送信された前記基板情報を受信する工程であってもよい。
【００４０】
請求項１８に記載の発明は、前記基板処理方法は、基板の処理内容および処理手順を示すレシピを記憶する記憶工程をさらに含み、前記カバーリンス用混合液供給工程は、前記レシピに示された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液を前記カバーリンス液ノズルに供給する工程である、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。この方法によれば、前述と同様の作用効果を奏することができる。 
【００４１】
請求項１９に記載の発明は、前記基板処理方法は、処理すべき基板の情報を示す複数の基板情報と、前記複数の基板情報にそれぞれ対応する複数の前記カバーリンス用濃度と、を含むカバーリンス用テーブルを記憶する記憶工程と、前記基板情報を受信する通信工程と、前記通信工程で受信した前記基板情報に対応する前記カバーリンス用濃度を、処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度として、前記カバーリンス用テーブルに含まれる複数の前記カバーリンス用濃度から選択する濃度選択工程とをさらに含み、前記カバーリンス用混合液供給工程は、前記濃度選択工程で選択された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液を前記カバーリンス液ノズルに供給する工程である、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。この方法によれば、前述と同様の作用効果を奏することができる。 
【００４２】
請求項２０に記載の発明は、処理すべき基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度は、処理すべき基板に応じて決定された前記液滴用濃度と等しい、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の基板処理方法である。この方法によれば、前述と同様の作用効果を奏することができる。
請求項２１に記載の発明は、前記液滴用混合液供給工程は、前記液滴用混合液を前記スプレーノズルに供給しながら、処理すべき基板に応じて決定された範囲内で前記液滴用濃度を変更する工程である、請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の基板処理方法である。この方法によれば、前述と同様の作用効果を奏することができる。 
【００４３】
請求項２２に記載の発明は、前記水および薬液が混合される前または後に前記水および薬液の少なくとも一方を加熱することにより、前記液滴用混合液供給工程で前記スプレーノズルに供給すべき前記液滴用混合液の温度を上昇させる加熱工程をさらに含む、請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の基板処理方法である。この方法によれば、前述と同様の作用効果を奏することができる。 
【００４４】
請求項２３に記載の発明は、水と、親水基および炭化水素基を有する薬液と、を含む混合液であって、前記薬液がカバーリンス用濃度で混合されたカバーリンス用混合液を基板に供給しながら、複数の液滴を前記基板に衝突させる基板処理方法であって、前記複数の液滴を前記基板に衝突させる液滴衝突工程と、処理すべき前記基板に応じて決定された前記カバーリンス用濃度の前記カバーリンス用混合液をカバーリンス液ノズルに供給するカバーリンス用混合液供給工程と、前記液滴衝突工程と並行して、前記カバーリンス用混合液供給工程で供給された前記カバーリンス用混合液を前記基板に向けて前記カバーリンス液ノズルに吐出させるカバーリンス工程とを含む、基板処理方法である。この方法によれば、前述と同様の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの内部を水平に見た模式図である。
【図２】基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】基板処理装置によって処理される前の基板の表面状態の一例を示す断面図である。
【図４】基板処理装置によって行われる基板の処理の一例を説明するための工程図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】制御装置に記憶されたテーブルの内容の一例を示す図である。
【図７】基板情報を受信してから基板の処理を実行するまでの流れを示す工程図である。
【図８】混合液におけるＩＰＡの濃度の時間的変化の一例を示すグラフである。
【図９】本発明の他の実施形態に係るスプレーノズルおよびカバーリンス液ノズルを水平に見た模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の内部を水平に見た模式図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、処理液や処理ガスなどの処理流体で基板Ｗを処理する処理ユニット２と、処理ユニット２に基板Ｗを搬送する搬送ロボット（図示せず）と、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。
【００４７】
処理ユニット２は、内部空間を有するチャンバー４と、チャンバー４内で基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンチャック５と、基板Ｗに向けて処理液を吐出する複数のノズルと、基板Ｗから外方に飛散する処理液を受け止めるカップ１０とを含む。複数のノズルは、薬液ノズル１２と、リンス液ノズル１６と、スプレーノズル２１と、カバーリンス液ノズル２６とを含む。
【００４８】
スピンチャック５は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース６と、スピンベース６の上方で基板Ｗを水平な姿勢で保持する複数のチャックピン７と、複数のチャックピン７を開閉させるチャック開閉機構（図示せず）とを含む。スピンチャック５は、さらに、スピンベース６の中央部から回転軸線Ａ１に沿って下方に延びるスピン軸８と、スピン軸８を回転させることにより複数のチャックピン７に保持された基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンモータ９とを含む。スピンチャック５は、複数のチャックピン７を基板Ｗの周端面に接触させる挟持式のチャックに限らず、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）をスピンベース６の上面に吸着させることにより基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。
【００４９】
カップ１０は、回転軸線Ａ１に向かって斜め上に延びる筒状の傾斜部１０ａと、傾斜部１０ａの下端部（外端部）から下方に延びる円筒状の案内部１０ｂと、上向きに開いた環状の溝を形成する液受部１０ｃとを含む。傾斜部１０ａは、基板Ｗおよびスピンベース６よりも大きい内径を有する円環状の上端を含む。傾斜部１０ａの上端は、カップ１０の上端に相当する。カップ１０の上端は、平面視で基板Ｗおよびスピンベース６を取り囲んでいる。
【００５０】
カップ１０は、カップ１０を昇降させるカップ昇降ユニット１１に接続されている。カップ昇降ユニット１１は、傾斜部１０ａの上端がスピンチャック５による基板Ｗの保持位置よりも上方に位置する上位置（図１に示す位置）と、傾斜部１０ａの上端がスピンチャック５による基板Ｗの保持位置よりも下方に位置する下位置との間で、カップ１０を鉛直に昇降させる。薬液やリンス液などの液体が基板Ｗに供給されるとき、カップ１０は上位置に配置される。基板Ｗから外方に飛散した液体は、傾斜部１０ａによって受け止められた後、案内部１０ｂによって液受部１０ｃ内に集められる。
【００５１】
薬液ノズル１２は、薬液ノズル１２に供給される薬液を案内する薬液配管１３に接続されている。薬液ノズル１２に対する薬液の供給および供給停止を切り替える薬液バルブ１４は、薬液配管１３に介装されている。薬液バルブ１４が開かれると、薬液が、薬液ノズル１２から下方に連続的に吐出される。薬液ノズル１２に供給される薬液は、たとえば、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、リン酸、酢酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、および腐食防止剤の少なくとも１つを含む液である。
【００５２】
図示はしないが、薬液バルブ１４は、流路を形成するバルブボディと、流路内に配置された弁体と、弁体を移動させるアクチュエータとを含む。後述するバルブについても同様である。アクチュエータは、空圧アクチュエータまたは電動アクチュエータであってもよいし、これら以外のアクチュエータであってもよい。制御装置３は、アクチュエータを制御することにより、薬液バルブ１４を開閉させる。また、制御装置３は、アクチュエータを制御することにより、気体流量調整バルブ２５等の流量調整バルブの開度を変更する。
【００５３】
薬液ノズル１２は、チャンバー４内で移動可能なスキャンノズルである。薬液ノズル１２は、薬液ノズル１２を鉛直方向および水平方向の少なくとも一方に移動させる第１ノズル移動ユニット１５に接続されている。第１ノズル移動ユニット１５は、薬液ノズル１２から吐出された薬液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、平面視で薬液ノズル１２がスピンチャック５のまわりに位置する退避位置との間で、薬液ノズル１２を水平に移動させる。
【００５４】
リンス液ノズル１６は、リンス液ノズル１６に供給されるリンス液を案内するリンス液配管１７に接続されている。リンス液ノズル１６に対するリンス液の供給および供給停止を切り替えるリンス液バルブ１８は、リンス液配管１７に介装されている。リンス液バルブ１８が開かれると、リンス液が、リンス液ノズル１６から下方に連続的に吐出される。リンス液ノズル１６から吐出されるリンス液は、たとえば、純水（脱イオン水：Ｄeionized water）である。リンス液は、純水に限らず、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
【００５５】
リンス液ノズル１６は、スキャンノズルである。リンス液ノズル１６は、チャンバー４内の所定位置に固定された固定ノズルであってもよい。リンス液ノズル１６は、リンス液ノズル１６を鉛直方向および水平方向の少なくとも一方に移動させる第２ノズル移動ユニット１９に接続されている。第２ノズル移動ユニット１９は、リンス液ノズル１６から吐出されたリンス液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、平面視でリンス液ノズル１６がスピンチャック５のまわりに位置する退避位置との間で、リンス液ノズル１６を水平に移動させる。
【００５６】
スプレーノズル２１は、基板Ｗの上面内の衝突位置に向かって飛散する複数の液滴を生成するノズルである。カバーリンス液ノズル２６は、衝突位置を覆う液膜を形成するノズルである。スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方にスプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６を移動させる第３ノズル移動ユニット２８に接続されている。
【００５７】
スプレーノズル２１は、たとえば、その内部または外部で液体と気体とを衝突させることにより、基板Ｗの上面に向かって下方に飛散する複数の液滴を生成する二流体ノズルである。スプレーノズル２１が外部混合型の二流体ノズルである場合、スプレーノズル２１は、基板Ｗの上面に向けて液体を吐出する液体吐出口と、液体吐出口から吐出された液体に衝突する気体を吐出する気体吐出口とを含む。
【００５８】
スプレーノズル２１は、スプレーノズル２１に供給される液体を案内する液体配管２２と、スプレーノズル２１に供給される気体を案内する気体配管２３とに接続されている。スプレーノズル２１に対する気体の供給および供給停止を切り替える気体バルブ２４と、スプレーノズル２１に供給される気体の流量を変更する気体流量調整バルブ２５とは、気体配管２３に介装されている。
【００５９】
スプレーノズル２１に供給される液体は、たとえば、純水およびＩＰＡの混合液（液滴用混合液）であり、スプレーノズル２１に供給される気体は、たとえば、窒素ガスである。液体配管２２は、混合液を案内する混合液配管に相当する。混合液の温度は、たとえば、室温（２０〜３０℃）であり、混合液におけるＩＰＡの濃度（体積パーセント濃度）は、たとえば、２０％以上１００％未満である。ＩＰＡは、イソプロピルアルコールの濃度が９９．８％以上の液体を意味する。ＩＰＡは、純水よりも密度の低い水溶性有機溶剤である。
【００６０】
カバーリンス液ノズル２６は、カバーリンス液ノズル２６に供給されるカバーリンス液を案内するカバーリンス液配管２７に接続されている。カバーリンス液配管２７内のカバーリンス液は、カバーリンス液ノズル２６に供給され、カバーリンス液ノズル２６から下方に吐出される。カバーリンス液は、たとえば、純水およびＩＰＡの混合液（カバーリンス用混合液）である。カバーリンス液ノズル２６に供給される混合液の濃度や温度等は、スプレーノズル２１に供給される混合液と同一である。カバーリンス液ノズル２６は、基板Ｗの上面内の着液位置に向けてカバーリンス液を吐出する。これにより、着液位置を覆うカバーリンス液の液膜が基板Ｗ上に形成される。
【００６１】
液体配管２２の上流端は、ミキシングバルブ３１に接続されており、液体配管２２の下流端は、スプレーノズル２１に接続されている。同様に、カバーリンス液配管２７の上流端は、ミキシングバルブ３１に接続されており、カバーリンス液配管２７の下流端は、カバーリンス液ノズル２６に接続されている。ミキシングバルブ３１は、ミキシングバルブ３１に供給される純水を案内する第１配管３６と、ミキシングバルブ３１に供給されるＩＰＡを案内する第２配管３８とに接続されている。ミキシングバルブ３１に供給される純水の流量を変更する第１流量調整バルブ３７は、第１配管３６に介装されており、ミキシングバルブ３１に供給されるＩＰＡの流量を変更する第２流量調整バルブ３９は、第２配管３８に介装されている。
【００６２】
ミキシングバルブ３１は、個別に開閉可能な複数のバルブと、複数のバルブに接続された複数の流路とを含む。図１は、ミキシングバルブ３１が、４つのバルブと、２つの入口（第１入口および第２入口）と、２つの出口（第１出口および第２出口）とを含む例を示している。４つのバルブは、第１入口に対応する第１上流バルブ３２と、第２入口に対応する第２上流バルブ３３と、第１出口に対応する第１下流バルブ３４と、第２出口に対応する第２下流バルブ３５とを含む。第１配管３６の下流端は、第１入口に接続されており、第２配管３８の下流端は、第２入口に接続されている。液体配管２２の上流端は、第１出口に接続されており、カバーリンス液配管２７の上流端は、第２出口に接続されている。
【００６３】
液体配管２２およびカバーリンス液配管２７のそれぞれには、液体を撹拌する混合器４０が介装されている。混合器４０は、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６の上流で且つミキシングバルブ３１の下流の位置に配置されている。図示はしないが、混合器４０は、液体が流入する配管と、配管内に配置されており、配管の中心線まわりに捩れた板状の撹拌フィンとを含む。混合器４０の配管内に供給された混合液は、撹拌フィンに沿って配管内を下流に流れる。この間に、混合液が撹拌され均一に混合される。
【００６４】
ミキシングバルブ３１の第１上流バルブ３２、第２上流バルブ３３、第１下流バルブ３４、および第２下流バルブ３５が開かれると、純水が、第１流量調整バルブ３７の開度に対応する流量で、第１配管３６からミキシングバルブ３１に供給され、ＩＰＡが、第２流量調整バルブ３９の開度に対応する流量で、第２配管３８からミキシングバルブ３１に供給される。純水およびＩＰＡは、ミキシングバルブ３１内で混ざり合い混合液となる。この混合液は、第１下流バルブ３４を介して液体配管２２に供給され、第２下流バルブ３５を介してカバーリンス液配管２７に供給される。
【００６５】
純水およびＩＰＡは、ミキシングバルブ３１内で混ざり合うものの、混合液中に均一に分散していない場合がある。ミキシングバルブ３１から排出された純水およびＩＰＡの混合液は、液体配管２２およびカバーリンス液配管２７に介装された混合器４０を通過する間にさらに混合される。したがって、純水およびＩＰＡを含む均質な混合液が、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６に確実に供給される。
【００６６】
第３ノズル移動ユニット２８は、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６が先端部に取り付けられた第３ノズルアーム２９と、スプレーノズル２１が平面視で基板Ｗの中央部を通るように第３ノズルアーム２９を水平に移動させるノズル水平駆動ユニット３０とを含む。ノズル水平駆動ユニット３０は、カップ１０のまわりで鉛直に延びる回動軸線まわりに第３ノズルアーム２９を水平に回動させる旋回ユニットである。ノズル水平駆動ユニット３０は、第３ノズルアーム２９を水平に平行移動させるスライドユニットであってもよい。
【００６７】
ノズル水平駆動ユニット３０は、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６が基板Ｗの上方に位置する処理位置と、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６が平面視でカップ１０のまわりに位置する待機位置との間で、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６を水平に移動させる。処理位置は、複数の液滴とカバーリンス液とが基板Ｗの上面中央部に着液する中央処理位置と、複数の液滴とカバーリンス液とが基板Ｗの上面外周部に着液する外周処理位置とを含む。
【００６８】
スプレーノズル２１は、基板Ｗの上面内の衝突位置に向かって飛散する複数の液滴を生成する。カバーリンス液ノズル２６は、基板Ｗの上面内の着液位置に向けてカバーリンス液を吐出する。スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６が同じ第３ノズルアーム２９に保持されているので、着液位置および衝突位置は近接する。基板Ｗの回転方向に関して、着液位置は、衝突位置の上流の位置である。
【００６９】
着液位置に着液したカバーリンス液は、回転している基板Ｗの上面に沿って回転方向の下流に流れ、着液位置および衝突位置を覆う液膜を形成する。カバーリンス液ノズル２６がカバーリンス液を吐出しているときに、スプレーノズル２１が複数の液滴を生成すると、複数の液滴は、カバーリンス液の液膜で覆われた衝突位置に衝突する。これにより、液滴の衝突によって基板Ｗに加わる衝撃が分散するので、パターン倒れなどの基板Ｗのダメージの発生が抑制または防止される。
【００７０】
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。
制御装置３は、基板Ｗの処理内容および処理手順等を示すレシピに従って基板処理装置１に基板Ｗを処理させるプログラムを実行するＣＰＵ４１（中央処理装置）と、レシピおよびプログラムを含む各種の情報を記憶する記憶装置４２と、を含むコンピュータである。制御装置３は、さらに、ホストコンピュータＨＣなどの基板処理装置１以外の装置や基板処理装置１に設けられた装置と通信する通信装置４３を含む。ホストコンピュータＨＣは、半導体装置や液晶表示装置等を製造する製造工場内に設置された複数の基板処理装置を管理するコンピュータである。基板処理装置１は、複数の基板処理装置の一つである。制御装置３は、スピンチャック５やバルブ等の基板処理装置１に備えられた機器に電気的に接続されている。制御装置３は、基板Ｗの搬送や処理などに必要な各種の動作を基板処理装置１に実行させるようにプログラムされている。
【００７１】
図３は、基板処理装置１によって処理される前の基板Ｗの表面状態の一例を示す断面図である。
以下では、基板処理装置１で処理される基板Ｗが、ドライエッチングが行われた半導体ウエハである例について説明する。基板Ｗの表面には凹部４４によって仕切られた複数の凸部４５が形成されている。凹部４４は、基板Ｗの平面方向に延びる溝（たとえば、配線溝）であってもよいし、基板Ｗの厚み方向に延びる穴（たとえば、ヴィアホール）であってもよい。凸部４５は、ドライエッチングによって形成された高アスペクト比のパターンである。アスペクト比（パターンの高さ／パターンの幅）の具体例は、６以上であり、凹部４４の幅の具体例は、２０ｎｍ以下である。
【００７２】
図３は、アスペクト比が異なる複数のパターンが形成されている例を示している。また、図３は、層間絶縁膜４６の上にハードマスク４７（たとえば、ＴｉＮ膜）が形成されている例を示している。ドライエッチングによって発生したポリマー残渣は、凹部４４の側面や凹部４４の底面に付着している。このような残渣の一例は、フッ化炭素を主成分とするポリマー残渣である。以下では、ハードマスク４７と残渣とパーティクルとを基板Ｗから除去する処理の一例について説明する。
【００７３】
図４は、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理の一例を説明するための工程図である。以下の各工程は、制御装置３が基板処理装置１を制御することにより実行される。言い換えると、制御装置３は、以下の各工程を実行するようにプログラムされている。以下では、図１および図４を参照する。
基板処理装置１によって基板Ｗが処理されるときには、チャンバー４内に基板Ｗを搬入する搬入工程が行われる（ステップＳ１）。
【００７４】
具体的には、全てのノズルが基板Ｗの上方から退避している状態で、搬送ロボット（図示せず）が、ハンドをチャンバー４内に進入させる。その後、搬送ロボットは、基板Ｗの表面が上に向けられた状態でハンド上の基板Ｗをスピンチャック５の上に置く。スピンモータ９は、基板Ｗがチャックピン７によって把持された後、基板Ｗの回転を開始させる。搬送ロボットは、基板Ｗがスピンチャック５の上に置かれた後、ハンドをチャンバー４の内部から退避させる。
【００７５】
次に、基板Ｗの上面に薬液を供給する薬液供給工程が行われる（ステップＳ２）。
具体的には、第１ノズル移動ユニット１５が、薬液ノズル１２を退避位置から処理位置に移動させる。その後、薬液バルブ１４が開かれる。これにより、薬液ノズル１２から回転している基板Ｗの上面に向けて薬液が吐出される。このとき、第１ノズル移動ユニット１５は、中央処理位置と外周処理位置との間で薬液ノズル１２を移動させてもよいし、薬液の着液位置が基板Ｗの上面中央部に位置するように薬液ノズル１２を静止させてもよい。薬液バルブ１４が開かれてから所定時間が経過すると、薬液バルブ１４が閉じられる。その後、第１ノズル移動ユニット１５が薬液ノズル１２を処理位置から退避位置に移動させる。
【００７６】
薬液ノズル１２から吐出された薬液は、基板Ｗの上面に着液した後、回転している基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。これにより、基板Ｗの上面全域を覆う薬液の液膜が形成され、基板Ｗの上面全域に薬液が供給される。特に、第１ノズル移動ユニット１５が薬液ノズル１２を中央処理位置と外周処理位置との間で移動させる場合は、基板Ｗの上面全域が薬液の着液位置で走査されるので、基板Ｗの上面全域に薬液が均一に供給される。基板Ｗの表面に形成されたハードマスク４７（図３参照）は、薬液の供給によって基板Ｗから除去される。
【００７７】
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗの上面に供給するリンス液供給工程が行われる（ステップＳ３）。
具体的には、第２ノズル移動ユニット１９が、リンス液ノズル１６を退避位置から処理位置に移動させる。その後、リンス液バルブ１８が開かれる。これにより、リンス液ノズル１６から回転している基板Ｗの上面に向けて純水が吐出される。このとき、第２ノズル移動ユニット１９は、中央処理位置と外周処理位置との間でリンス液ノズル１６を移動させてもよいし、リンス液の着液位置が基板Ｗの上面中央部に位置するようにリンス液ノズル１６を静止させてもよい。基板Ｗ上の薬液は、リンス液ノズル１６から吐出された純水によって洗い流される。これにより、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜が形成される。リンス液バルブ１８が開かれてから所定時間が経過すると、リンス液バルブ１８が閉じられる。その後、第２ノズル移動ユニット１９がリンス液ノズル１６を処理位置から退避位置に移動させる。
【００７８】
次に、複数の液滴を基板Ｗに衝突させるスプレー洗浄工程と、液滴の衝突位置をカバーリンス液で覆うカバーリンス工程とが、並行して行われる（ステップＳ４）。
具体的には、第３ノズル移動ユニット２８が、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６を待機位置から処理位置に移動させる。その後、ミキシングバルブ３１の第１上流バルブ３２、第２上流バルブ３３、第１下流バルブ３４、および第２下流バルブ３５が開かれる。さらに、気体バルブ２４が開かれる。これにより、基板Ｗの上面に向かって飛散する複数の液滴が生成されると共に、カバーリンス液ノズル２６から吐出されたカバーリンス液が基板Ｗの上面に供給される。第３ノズル移動ユニット２８は、この状態で、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６を中央処理位置と外周処理位置との間で移動させる。
【００７９】
スプレーノズル２１によって生成された複数の液滴は、基板Ｗの上面内の衝突位置に衝突する。基板Ｗを回転させながらスプレーノズル２１を中央処理位置と外周処理位置との間で移動させるので、基板Ｗの上面全域が複数の液滴で走査され、複数の液滴が基板Ｗの上面全域に衝突する。基板Ｗの上面に付着している異物（パーティクルおよび残渣）は、液滴の衝突によって発生する衝撃で基板Ｗから剥がれ、基板Ｗ上の液体と共に基板Ｗから排出される。
【００８０】
さらに、衝突位置に向けてスプレーノズル２１に複数の液滴を噴出させながら、衝突位置に近い着液位置に向けてカバーリンス液ノズル２６にカバーリンス液を吐出させるので、スプレーノズル２１が複数の液滴を噴出している間、衝突位置がカバーリンス液で覆われた状態が維持される。複数の液滴は、衝突位置を覆う液膜を貫通し、衝突位置に衝突する。これにより、液滴の衝突によって発生する衝撃が分散されるので、局所的な力がパターンに加わることを抑制または防止できる。
【００８１】
スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６に供給される液体は、純水およびＩＰＡの混合液である。基板Ｗ上の液体は、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６から供給される混合液で置換される。ＩＰＡの化学式には、ポリマー残渣と親和性を有する炭化水素基が含まれている。したがって、ドライエッチングによって発生し、パターン内に堆積したポリマー残渣は、混合液に含まれるＩＰＡに溶ける。そのため、基板Ｗ上の残渣は、液滴の衝突によって発生する衝撃だけでなく、基板Ｗ上のＩＰＡに溶解することによって基板Ｗから除去される。これにより、残渣の除去率を高めることができる。
【００８２】
純水よりも表面張力が小さいＩＰＡが純水に添加されるので、スプレーノズル２１に供給される液体（純水およびＩＰＡの混合液）の表面張力は、純水の表面張力よりも小さい。二流体ノズルによって生成される液滴の粒径は、二流体ノズルに供給される液体の表面張力が低下するほど小さくなる。液滴の流速が同じであれば、液滴の運動エネルギーは、粒径つまり質量が減少するにしたがって減少する。したがって、純水およびＩＰＡの混合液を二流体ノズルに供給することにより、パターン倒れなどのダメージの発生を抑制することができる。
【００８３】
ダメージの数を減らす観点からすると、スプレーノズル２１によって生成される液滴の粒径は小さい方が好ましい。しかしながら、液滴の粒径が小さすぎると、液滴の衝突によって発生する衝撃が弱まるので、ダメージの数が減るものの、パーティクルや残渣の除去率が低下してしまう。液滴の運動エネルギーを増加させるために、スプレーノズル２１に供給される気体の流量を増やすことも考えられるが、この場合、窒素ガスなどの気体の消費量が増加してしまう。そのため、パターンの強度や異物の付着力に応じて、混合液におけるＩＰＡの濃度の最適値を決定する必要がある。
【００８４】
その一方で、ＩＰＡに溶解する残渣の量は、基板Ｗに供給されるＩＰＡの量が増えるにしたがって増加する。ただし、本発明者らの研究によると、残渣の溶解量とＩＰＡの濃度との関係は、必ずしも正比例の関係ではないことが分かっている。溶解により残渣を除去する観点からすると、混合液におけるＩＰＡの濃度は高い方が好ましい。しかしながら、ＩＰＡの濃度が高すぎると、前述のように、液滴の粒径が小さくなり、異物の除去率が低下してしまう。
【００８５】
純水およびＩＰＡの混合比、つまり混合液におけるＩＰＡの濃度は、パーティクルの除去率と、ダメージの数と、残渣の除去率とを含む複数の要因を考慮して決定しなければならない。しかしながら、前記の理由により全ての要因を最適化することは困難であり、そのため、総合的に最適なＩＰＡの濃度を基板Ｗに応じて決定する必要がある。
本実施形態では、最適なＩＰＡの濃度がレシピに含まれている。レシピ内のＩＰＡの濃度は、予め実験的に求められた値である。ＩＰＡの濃度は、たとえば、スプレー洗浄工程の全期間にわたって一定である。制御装置３は、レシピに示された濃度でＩＰＡを含む混合液がスプレーノズル２１に供給されるように、第１流量調整バルブ３７および第２流量調整バルブ３９の開度を調整する。これにより、ダメージの発生を効果的に抑制しながら、パーティクルおよび残渣を含む異物を効果的に基板Ｗから除去することができる。
【００８６】
スプレーによる基板Ｗの洗浄、つまり、液滴の生成が開始されてから所定時間が経過すると、第１上流バルブ３２、第２上流バルブ３３、第１下流バルブ３４、第２下流バルブ３５、および気体バルブ２４が閉じられる。このとき、基板Ｗの上面は、純水およびＩＰＡの混合液の液膜で覆われている。第３ノズル移動ユニット２８は、液滴の生成とカバーリンス液の吐出とが停止された後、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６を処理位置から待機位置に移動させる。
【００８７】
スプレー洗浄工程が行われた後は、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程が行われる（ステップＳ５）。
具体的には、スピンモータ９が基板Ｗを回転方向に加速させ、高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗに付着している液体に加わり、液体が基板Ｗからその周囲に振り切られる。そのため、液体が基板Ｗから除去され、基板Ｗが乾燥する。基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ９が回転を停止する。これにより、基板Ｗの回転が停止される。
【００８８】
次に、基板Ｗをチャンバー４から搬出する搬出工程が行われる（ステップＳ６）。
具体的には、全てのノズルが基板Ｗの上方から退避している状態で、搬送ロボット（図示せず）が、ハンドをチャンバー４内に進入させる。搬送ロボットは、複数のチャックピン７による基板Ｗの保持が解除された後、スピンチャック５上の基板Ｗをハンドで支持する。その後、搬送ロボットは、基板Ｗをハンドで支持しながら、ハンドをチャンバー４の内部から退避させる。これにより、処理済みの基板Ｗがチャンバー４から搬出される。
【００８９】
以上のように本実施形態では、純水ではなく、純水およびＩＰＡの混合液をスプレーノズル２１に供給する。これにより、スプレーノズル２１に供給される液体の表面張力が低下するので、純水がスプレーノズル２１に供給される場合と比較して、液滴が小さくなると共に、液滴の流速が高まる。さらに、液滴の大きさおよび流速のばらつきが狭まる。したがって、ダメージを発生させる大きな液滴と、異物の除去に貢献しない小さな液滴の数を減らすことができる。これにより、効率的な洗浄処理を実行することができる。
【００９０】
本発明者らの研究によると、ダメージの数は、混合液におけるＩＰＡの濃度が上昇すると減少する傾向にある。パーティクルの除去率は、ＩＰＡの濃度が上昇すると減少する傾向にあるが反比例ではない。残渣の除去率は、ＩＰＡの濃度が上昇すると高まる傾向にあるが正比例ではない。したがって、全ての要因を最適化することは困難である。本実施形態では、総合的に最適な濃度でＩＰＡを含む混合液がスプレーノズル２１に供給される。さらに、ＩＰＡの濃度は、基板Ｗに応じて決定される。そのため、複数枚の基板Ｗを安定した品質で処理することができる。
【００９１】
混合液に含まれるＩＰＡは、親水基および炭化水素基が化学式に含まれる物質の液体である。純水と親和性が高い親水基がＩＰＡに含まれているので、純水およびＩＰＡが容易に混ざり合う。さらに、ＩＰＡの表面張力が純水の表面張力よりも低いので、混合液の表面張力が下がり、液滴の粒径が減少する。これにより、ダメージの発生が抑制される。しかも、有機物と親和性が高い炭化水素基がＩＰＡに含まれているので、ポリマー残渣などの有機物が異物に含まれている場合は、基板Ｗ上の異物を混合液に溶解させることができる。これにより、異物の残留量をさらに低減でき、基板Ｗの清浄度を高めることができる。
【００９２】
本実施形態では、液体と気体とが衝突し、これによって、複数の液滴が生成される。液体および気体の衝突により複数の液滴を生成する場合、液滴の粒径は、表面張力の影響を受け易い。したがって、純水よりも表面張力が小さいＩＰＡを含む混合液を用いることにより、液滴の粒径を効果的に変化させることができる。
本実施形態では、純水およびＩＰＡがミキシングバルブ３１で混合され、混合液が生成される。その後、混合液が混合器４０でさらに混合され、スプレーノズル２１に供給される。つまり、純水およびＩＰＡは、スプレーノズル２１に供給される前に複数回混合される。そのため、純水およびＩＰＡが均一に混合された混合液がスプレーノズル２１に供給される。スプレーノズル２１に供給される混合液の均一性が低下すると、粒径のばらつきが広がる。したがって、混合液の均一性を高めることにより、処理の安定性を高めることができる。
【００９３】
本実施形態では、スプレーノズル２１が複数の液滴を基板Ｗに衝突させているときに、カバーリンス液ノズル２６がカバーリンス液を基板Ｗに供給する。複数の液滴は、カバーリンス液の液膜で覆われた基板Ｗに衝突する。そのため、液滴の衝突によりパターンに加わる衝撃が分散する。これにより、ダメージの発生を抑制することができる。さらに、純水とＩＰＡとを含む混合液がカバーリンス液として用いられるので、基板Ｗ上の有機物をカバーリンス液に溶解させることができる。これにより、異物の残留量をさらに低減でき、基板Ｗの清浄度を高めることができる。
【００９４】
本実施形態では、スプレーノズル２１に供給される混合液におけるＩＰＡの濃度だけでなく、カバーリンス液ノズル２６に供給される混合液におけるＩＰＡの濃度も、処理すべき基板Ｗに応じて決定されている。基板Ｗ上の有機物は、混合液に含まれるＩＰＡに溶解する。ＩＰＡに溶解する有機物の量は、混合液におけるＩＰＡの濃度が上昇するにしたがって増加する。ただし、本発明者らの研究によると、有機物の溶解量とＩＰＡの濃度との関係は、必ずしも正比例の関係ではないことが分かっている。したがって、ＩＰＡの濃度を処理すべき基板Ｗに応じて決定することにより、有機物を効果的に除去することができる。
【００９５】
本実施形態では、スプレーノズル２１に供給される混合液におけるＩＰＡの濃度が、カバーリンス液ノズル２６に供給される混合液におけるＩＰＡの濃度と等しいので、液滴用の濃度およびカバーリンス用の濃度の一方だけを準備すればよく、液滴用の濃度およびカバーリンス用の濃度を個別に準備しなくてもよい。また、別々の濃度を記憶しなくてもよいので、制御装置３に記憶されるデータ量を減らすことができる。
【００９６】
本実施形態では、ドライエッチングが行われた基板Ｗが基板処理装置１に搬入される。ドライエッチング工程では、有機物を含むポリマー残渣がパターンの側面（凸部４５の側面）や凹部４４の底面に生成される。したがって、基板処理装置１では、ポリマー残渣が付着した基板Ｗに複数の液滴が吹き付けられる。ポリマー残渣は、液滴の衝突によってパターンの側面や凹部４４の底面から剥がれると共に、基板Ｗ上の液体に含まれるＩＰＡに溶解する。そのため、ポリマー残渣を効率的に基板Ｗから除去することができる。
【００９７】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の図５〜図７において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図５は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。図６は、制御装置３に記憶されたテーブル２５１の内容の一例を示す図である。図７は、基板情報を受信してから基板の処理を実行するまでの流れを示す工程図である。
【００９８】
第２実施形態では、制御装置３の記憶装置４２が、レシピ等に加えて、混合液におけるＩＰＡの濃度と基板処理装置１で処理すべき基板Ｗの情報を示す基板情報との関係を示すテーブル２５１（液滴用テーブルおよびカバーリンス用テーブル）を記憶している。制御装置３は、ＣＰＵ４１、記憶装置４２、および通信装置４３に加えて、濃度選択部２５２と、レシピ変更部２５３と、処理実行部２５４とを含む。濃度選択部２５２と、レシピ変更部２５３と、処理実行部２５４とは、いずれも、ＣＰＵ４１が記憶装置４２に記憶されているプログラムを実行することにより実現される機能ブロックである。
【００９９】
基板情報には、基板Ｗに形成されたパターンの情報を示すパターン情報と、前工程（基板処理装置１に搬送されるまでに行われた工程）で行われた基板Ｗの処理内容および処理条件を示す処理情報とが含まれる。パターン情報には、たとえば、パターンの形状と、パターンの寸法と、パターンのアスペクト比と、パターンの材質との少なくとも一つが含まれる。パターンの形状は、たとえば、パターンが線状および筒状のいずれであるかを意味する。
【０１００】
基板情報は、通信装置４３を介してホストコンピュータＨＣから制御装置３に送信されてもよいし、基板処理装置１の内部または外部に設けられた測定ユニット２５５（図５参照）から通信装置４３を介して制御装置３に送信されてもよい。測定ユニット２５５は、パターンの形状および寸法などを測定するユニットである。測定ユニット２５５は、たとえば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、または画像認識異物検査装置を含む。
【０１０１】
図６に示すように、テーブル２５１は、１対１で対応する複数の基板情報と複数の濃度とを含む。図６に示す例では、基板情報Ｘ１と濃度Ｙ１とが対応しており、基板情報Ｘ２と濃度Ｙ２とが対応している。テーブル２５１に含まれる濃度は、当該濃度に対応する基板情報を有する基板Ｗを処理したときに、残渣およびパーティクルを含む異物の除去率と処理によって発生するダメージの数とを含む複数の要因に関して総合的に最適な結果が得られる値に設定されている。テーブル２５１に含まれる濃度は、予め実験的に求められた値である。制御装置３は、テーブル２５１に含まれる濃度でＩＰＡを含む混合液がスプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６に供給されるように基板処理装置１を制御する。
【０１０２】
具体的には、図７に示すように、制御装置３の通信装置４３が基板情報を受信すると（ステップＳ１１）、制御装置３の濃度選択部２５２は、テーブル２５１に含まれる複数の濃度の中から、制御装置３に入力された基板情報に対応する濃度（選択濃度）を選択する（ステップＳ１２）。たとえば、基板情報Ｘ１（図６参照）が通信装置４３に入力されると、濃度選択部２５２は、濃度Ｙ１を選択する。その後、制御装置３のレシピ変更部２５３は、レシピに含まれる濃度（初期濃度）を選択濃度に置き換える（ステップＳ１３）。これにより、記憶装置４２に記憶されているレシピが変更される。その後、制御装置３の処理実行部２５４は、前述の基板Ｗの処理の一例と同様に、変更後のレシピに従って基板処理装置１に基板Ｗを処理させる（ステップＳ１４）。これにより、総合的に最適な濃度でＩＰＡを含む混合液が、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６に供給されるので、ダメージの発生を抑えながら、異物の除去率を高めることができる。
【０１０３】
他の実施形態
本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前記実施形態では、スプレーノズル２１に供給される液体が純水およびＩＰＡの混合液であり、スプレーノズル２１に供給される気体が窒素ガスである場合について説明したが、これら以外の流体をスプレーノズル２１に供給してもよい。純水およびＩＰＡの混合液以外の液体をカバーリンス液ノズル２６に供給してもよい。
【０１０４】
前述の実施形態では、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６に供給される混合液が、２種類の液体（純水およびＩＰＡ）を含む場合について説明したが、３種類以上の液体を含んでいてもよい。
混合液におけるＩＰＡの濃度は、スプレー洗浄工程（図４のステップＳ４）の全期間にわたって一定でなくてもよい。つまり、制御装置３は、スプレー洗浄工程の少なくとも一部の期間においてＩＰＡの濃度を連続的にまたは段階的に変化させてもよい。
【０１０５】
図８は、混合液におけるＩＰＡの濃度の時間的変化の一例を示すグラフである。図８の太線は、ＩＰＡの濃度が段階的に増加している例を示している。スプレー洗浄工程の開始時のＩＰＡの濃度は、０％であってもよいし、０以外の値であってもよい。同様に、スプレー洗浄工程の終了時のＩＰＡの濃度は、１００％であってもよいし、１００以外の値であってもよい。また、ＩＰＡの濃度は、時間の経過に伴って連続的にまたは段階的に減少してもよい。ＩＰＡの濃度の最大値および最小値は、処理すべき基板Ｗに応じて決定される。
【０１０６】
ＩＰＡの濃度を上昇させる場合、ＩＰＡの濃度が最初から高い場合と比較して、同等の品質を維持しながら、ＩＰＡの消費量を低減することができる。さらに、基板Ｗ上でのＩＰＡの濃度も時間の経過に伴って上昇するので、パターン内の液体と親和性の高い液体を基板Ｗに供給し続けることができる。パターン内の液体と基板Ｗに供給される液体との濃度差が大きいと、パターン内の液体が円滑に置換され難い場合がある。したがって、基板Ｗ上でのＩＰＡの濃度を時間の経過に伴って上昇させることにより、パターン内の液体をスプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６から供給された液体で円滑に置換することができる。
【０１０７】
混合液におけるＩＰＡの濃度を変化させると、スプレーノズル２１によって生成される液滴の粒径が変化する。さらに、基板Ｗに供給される混合液におけるＩＰＡの濃度も変化する。基板Ｗに対する異物の付着の仕方は、大抵の場合、一様ではなく様々な態様を含む。さらに、様々な大きさまたは種類の異物が基板Ｗに付着している場合もある。したがって、同じ基板Ｗを処理しているときにＩＰＡの濃度を変化させることにより、異物の除去率を高めることができる。さらに、アスペクト比が互いに異なる複数のパターンが基板Ｗの表面に形成されている場合、いずれのパターンに対しても最適な処理を行うことができる。
【０１０８】
前述の実施形態では、スプレーノズル２１が二流体ノズルである場合について説明したが、スプレーノズル２１は、二流体ノズル以外のノズルであってもよい。図９に示すように、スプレーノズル３２１は、液体を複数の吐出口３５７から同時に噴射することにより複数の液滴を生成してもよい。
図９に示すスプレーノズル３２１は、処理液流路３５６と複数の吐出口３５７とが設けられたノズル本体３５８と、ノズル本体３５８に振動を加えることにより複数の吐出口３５７から吐出される処理液を分断する圧電素子３５９とを含む。処理液流路３５６の上流端は、処理液流路３５６に供給される処理液を案内する処理液供給配管３６０に接続されており、処理液流路３５６の下流端は、処理液流路３５６から排出された処理液を案内する処理液排出配管３６１に接続されている。圧電素子３５９に電圧を印加する配線３６３は、圧電素子３５９に接続されている。
【０１０９】
処理液排出配管３６１に介装された排出バルブ３６２が閉じられると、複数の吐出口３５７から処理液が下方に噴射される。この状態で圧電素子３５９が振動すると、複数の吐出口３５７から噴射される処理液が分断され、複数の液滴が生成される。処理液供給配管３６０から処理液流路３５６に供給される処理液は、純水およびＩＰＡの混合液であってもよいし、それ以外の液体であってもよい。たとえば、純水だけが処理液流路３５６に供給されてもよい。図９は、処理液がスプレーノズル３２１に供給され、純水およびＩＰＡの混合液がカバーリンス液ノズル２６に供給される例を示している。
【０１１０】
前述の実施形態では、室温の混合液がスプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６に供給される場合について説明したが、室温よりも高いまたは低い温度の混合液がスプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６に供給されてもよい。たとえば、第１配管３６からミキシングバルブ３１に供給される純水を室温よりも高い温度で加熱するヒータ３６４（図１参照）が備えられていてもよい。
【０１１１】
この構成によれば、温水（加熱された純水）が第１配管３６からミキシングバルブ３１に供給されるので、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６に供給される混合液の温度が上昇する。この温度の上昇によって混合液の表面張力が低下する。したがって、混合液に含まれるＩＰＡの割合を増やさずに、純水およびＩＰＡの混合液の表面張力を低下させることができる。
【０１１２】
前述の実施形態では、スプレーノズル２１に供給される混合液の濃度および温度と、カバーリンス液ノズル２６に供給される混合液の濃度および温度とが互いに等しい場合について説明したが、濃度および温度の少なくとも一方が異なっていてもよい。
前述の実施形態では、純水およびＩＰＡの混合液が、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６の両方に供給される場合について説明したが、純水およびＩＰＡの混合液以外の液体（たとえば、純水）が、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６の一方に供給されてもよい。
【０１１３】
前述の実施形態では、純水およびＩＰＡを別々にミキシングバルブ３１に供給する場合について説明したが、純水およびＩＰＡの混合液を第１配管３６および第２配管３８の一方からミキシングバルブ３１に供給してもよい。ＩＰＡの濃度の調整が必要な場合は、第１配管３６および第２配管３８の他方からミキシングバルブ３１に純水またはＩＰＡを加えればよい。
【０１１４】
前述の実施形態では、液体配管２２およびカバーリンス液配管２７の両方に混合器４０が設けられている場合について説明したが、一方または両方の混合器４０が省略されてもよい。
前述の実施形態では、スプレーノズル２１およびカバーリンス液ノズル２６が同じノズルアーム２９に保持されている場合について説明したが、別々のノズルアームに保持されていてもよい。カバーリンス液ノズル２６が省略されてもよい。
【０１１５】
前述の実施形態では、リンス液ノズル１６から吐出されるリンス液が純水である場合について説明したが、リンス液は、純水およびＩＰＡの混合液であってもよい。
前述の実施形態では、基板処理装置１が、円板状の基板Ｗを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１は、多角形の基板Ｗを処理する装置であってもよい。
前述の全ての構成の２つ以上が組み合わされてもよい。前述の全ての工程の２つ以上が組み合わされてもよい。
【０１１６】
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】
【０１１７】
１      ：基板処理装置
３      ：制御装置
５      ：スピンチャック（基板保持手段）
２１    ：スプレーノズル
２２    ：液体配管（液滴用混合液供給手段）
２３    ：気体配管
２４    ：気体バルブ
２５    ：気体流量調整バルブ
２６    ：カバーリンス液ノズル
２７    ：カバーリンス液配管（カバーリンス用混合液供給手段）
３１    ：ミキシングバルブ（第１混合手段）
３６    ：第１配管
３７    ：第１流量調整バルブ（液滴用濃度変更手段、カバーリンス用濃度変更手段）
３８    ：第２配管
３９    ：第２流量調整バルブ（液滴用濃度変更手段、カバーリンス用濃度変更手段）
４０    ：配管内混合器（第２混合手段）
２５１  ：テーブル（液滴用テーブル、カバーリンス用テーブル）
２５２  ：濃度選択部
２５３  ：レシピ変更部
２５４  ：処理実行部
２５５  ：測定ユニット
３２１  ：スプレーノズル
３５６  ：処理液流路
３５７  ：吐出口
３５８  ：ノズル本体
３５９  ：圧電素子
３６４  ：ヒータ
Ｗ      ：基板
【図１】
0006624609.tif 000002
【図２】
0006624609.tif 000003
【図３】
0006624609.tif 000004
【図４】
0006624609.tif 000005
【図５】
0006624609.tif 000006
【図６】
0006624609.tif 000007
【図７】
0006624609.tif 000008
【図８】
0006624609.tif 000009
【図９】
0006624609.tif 000010