(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部の期間において基板を回転させつつ、基板の表面に液を供給して洗浄する工程と、その後基板を乾燥させる工程とを有する基板洗浄方法であって、
基板を乾燥させる工程は、
基板の回転数を基板を洗浄する際の回転数よりも低い第１の回転数に減速させる工程と、
基板の回転数が前記第１の回転数まで減速された際に、基板の略中心から周縁部に向けて液の供給位置の移動を開始する工程と、
前記第１の回転数より低い第２の回転数に達した時点で液の供給を停止する工程と、
前記第２の回転数から回転数を増加させる工程と、
前記第２の回転数より高い回転数で基板を回転させながら基板に向かってガスを供給する工程と
を有することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】
前記第１の回転数に減速させる工程時に、基板の略中心部に液を供給することを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
【請求項３】
基板の回転数が前記第２の回転数のときに液の供給位置が基板の周縁であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板洗浄方法。
【請求項４】
基板の略中心から周縁部に向けて液の供給位置を移動させる際に、基板の略中心から周縁部に向けて液の供給量が少なくなるようにすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
【請求項５】
前記ガスを基板に供給する工程は、基板の中心から周縁部に向かって供給位置を移動させながらガスを供給することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
【請求項６】
前記ガスを基板の中心から周縁部に向かって供給位置を移動させながら供給する際の基板の回転数は前記洗浄時の基板の回転数よりも低いことを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄方法。
【請求項７】
前記基板を洗浄する工程は、基板の表面に薬液を供給して薬液洗浄する工程と、洗浄後の基板を回転させながら、その表面にリンス液を供給してリンスする工程とを有していることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
【請求項８】
基板の略中心から周縁に向けて供給位置を移動させながら基板に供給される液はリンス液であることを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄方法。
【請求項９】
前記第１の回転数は５００ｒｐｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
【請求項１０】
前記第１の回転数が３０〜１００ｒｐｍ、前記第２の回転数が１０〜３０ｒｐｍであり、ガスを供給する際の基板の回転数が６０〜５００ｒｐｍであることを特徴とする請求項９に記載の基板洗浄方法。
【請求項１１】
前記第１の回転数から前記第２の回転数に達するまで、基板の回転数が直線的に減少し、基板の回転数が前記第２の回転数からガスの供給を開始するまで、基板の回転数が直線的に増加し、その回転数で基板の回転を維持しつつ基板にガスを供給すること特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
【請求項１２】
前記ガスはスリット状の吐出口を有するノズルを用いて供給されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
【請求項１３】
前記ノズルは、ガスが基板の径方向外側に向けて吐出されるように設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の基板洗浄方法。
【請求項１４】
基板の表面が疎水性部分を含むことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
【請求項１５】
前記薬液としてフッ酸系の薬液を用いることを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄方法。
【請求項１６】
前記ガスは不活性ガスであることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
【請求項１７】
基板の表面を洗浄する基板洗浄装置であって、
基板を水平にかつ回転可能に保持する基板保持部と、
前記基板保持部を回転させる回転機構と、
基板の表面に液を供給して洗浄する液供給機構と、
液ノズルを介して前記基板の表面に液を供給して洗浄する洗浄機構と、
ガスノズルを介して基板の表面にガスを供給するガス供給機構と、
少なくとも一部の期間において基板を回転させつつ、基板の表面に液を供給して洗浄し、その後基板を回転させて基板を乾燥させるように前記回転機構、前記洗浄機構、前記ガス供給機構を制御する制御機構とを具備し、
前記制御機構は、乾燥の際に、基板の回転数を基板を洗浄する際の回転数よりも低い第１の回転数に減速させ、基板の回転数が前記第１の回転数まで減速された際に、基板の略中心から周縁部に向けて液の供給位置の移動を開始し、前記第１の回転数より低い第２の回転数に達した時点で液の供給を停止し、前記第２の回転数から回転数を増加させ、前記第２の回転数より高い回転数で基板を回転させながら基板に向かってガスを供給するように制御することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項１８】
前記洗浄機構は、基板の表面に薬液を供給する薬液ノズルを有する薬液供給機構と、基板の表面リンス液を供給するリンス液ノズルを有するリンス液供給機構とを備え、
前記制御機構は、洗浄の際に、薬液ノズルから基板表面に薬液を供給して基板を洗浄し、次いでリンス液ノズルから基板表面にリンス液を供給して洗浄後の基板をリンスするように制御することを特徴とする請求項１８に記載の基板洗浄装置。
【請求項１９】
コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の方法が行なわれるように、コンピュータに液処理装置を制御させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項２０】
コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の方法が行われるように、コンピュータに液処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハや、液晶表示装置（ＬＣＤ）のガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等の基板を洗浄する基板洗浄方法および基板洗浄装置、ならびに液基板洗浄方法を実施するための制御プログラムおよびコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）を所定の薬液（洗浄液）によって洗浄し、ウエハに付着したパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーション、エッチング処理後のポリマー等を除去する洗浄処理が行われる。
【０００３】
このような洗浄処理を行うウエハ洗浄装置としては、ウエハをスピンチャックに保持し、ウエハを静止させた状態または回転させた状態でウエハの表裏面に薬液を供給して薬液処理を行い、次にウエハを所定の回転数で回転させながらウエハに純水等のリンス液を供給して薬液を洗い流し、その後にウエハを回転させて乾燥処理を行う枚葉式のウエハ洗浄装置が知られている。
【０００４】
このような枚様式のウエハ洗浄装置において、例えばフッ酸系薬液を用いて洗浄処理を行う場合には、ウエハ表面が疎水性になるため、ウエハの外周部分は遠心力により極短時間でリンス液が振り切られるが、遠心力が小さいウエハ中心部はリンス液が振り切られるタイミングが遅れ、中心部のリンス液が振り切られる際には、先に乾燥しているウエハ外周部にウォーターマークが発生するおそれがある。またウエハ中心部において液滴が残存してパーティクル発生の原因となる。
【０００５】
このような不都合を解消するため、特許文献１には、純水を噴射するノズルと不活性ガスを噴射するノズルとを基板中心から周縁に向けてスキャンさせる技術が開示されている。そして、このような構成により、噴射純水による基板の濡らしと、噴射不活性ガスによる純水水膜の排除と、回転遠心力による基板からの水膜の排除とをほぼ同時に進行させることができ、基板中心部から外周に向けて乾燥領域がほぼ同心円状に広がって行くので、ウォーターマークや汚染を発生させないとしている。
【０００６】
しかしながら、このような技術では、基板であるウエハを乾燥させる際にはウエハを基本的に高速で回転させるため、その際に装置のチャンバー等からリンス液がはね返り、その水滴がウエハの乾燥が終了した部分に付着してパーティクル等の原因となってしまうおそれがある。
【０００７】
また、製品ウエハは、パターンが形成されているものや、種々の膜が形成されているもの等、種々のものがあり、このような疎水性の部分を有する種々のウエハに対してパーティクルの発生が十分に抑制された洗浄処理が求められているが、必ずしも十分な成果が得られていないのが現状である。
【特許文献１】特開２００１−５３０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、表面に疎水性の部分を有する種々の基板においても、表面へのパーティクルが残存し難い基板洗浄方法および基板洗浄装置を提供することを目的とする。
また、そのような方法を実施するための制御プログラムおよびコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、少なくとも一部の期間において基板を回転させつつ、基板の表面に液を供給して洗浄する工程と、その後基板を乾燥させる工程とを有する基板洗浄方法であって、基板を乾燥させる工程は、基板の回転数を基板を洗浄する際の回転数よりも低い第１の回転数に減速させる工程と、基板の回転数が前記第１の回転数まで減速された際に、基板の略中心から周縁部に向けて液の供給位置の移動を開始する工程と、前記第１の回転数より低い第２の回転数に達した時点で液の供給を停止する工程と、前記第２の回転数から回転数を増加させる工程と、前記第２の回転数より高い回転数で基板を回転させながら基板に向かってガスを供給する工程とを有することを特徴とする基板洗浄方法を提供する。
【００１０】
上記第１の観点において、前記第１の回転数に減速させる工程時に、基板の略中心部に液を供給してよい。また、基板の回転数が前記第２の回転数のときに液の供給位置が基板の周縁であってよい。さらに、基板の略中心から周縁部に向けて液の供給位置を移動させる際に、基板の略中心から周縁部に向けて液の供給量が少なくなるようにしてよい。
【００１１】
前記ガスを基板に供給する工程は、基板の中心から周縁部に向かって供給位置を移動させながらガスを供給するようにすることができる。この場合に、前記ガスを基板の中心から周縁部に向かって供給位置を移動させながら供給する際の基板の回転数は前記洗浄時の基板の回転数よりも低いことが好ましい。また、前記基板を洗浄する工程は、基板の表面に薬液を供給して薬液洗浄する工程と、洗浄後の基板を回転させながら、その表面にリンス液を供給してリンスする工程とを有していてよい。さらに、基板の略中心から周縁に向けて供給位置を移動させながら基板に供給される液はリンス液であってよい。
【００１２】
前記第１の回転数は５００ｒｐｍ以下で行うことができ、前記第１の回転数が３０〜１００ｒｐｍ、前記第２の回転数が１０〜３０ｒｐｍであり、ガスを供給する際の基板の回転数が６０〜５００ｒｐｍであることが好ましい。また、前記第１の回転数から前記第２の回転数に達するまで、基板の回転数が直線的に減少し、基板の回転数が前記第２の回転数からガスの供給を開始するまで、基板の回転数が直線的に増加し、その回転数で基板の回転を維持しつつ基板にガスを供給するように構成してよい。さらに、前記ガスはスリット状の吐出口を有するノズルを用いて供給することが好ましく、この場合に、前記ノズルは、ガスが基板の径方向外側に向けて吐出されるように設けられていることが好ましい。
【００１３】
以上の構成は、基板の表面が疎水性部分を含むもの場合に特に有効であり、典型的には、前記薬液としてフッ酸系の薬液を用いて基板が疎水性の部分を含むようになった場合に有効である。また、前記ガスは不活性ガスであってよい。
【００１４】
本発明の第２の観点では、基板の表面を洗浄する基板洗浄装置であって、基板を水平にかつ回転可能に保持する基板保持部と、前記基板保持部を回転させる回転機構と、基板の表面に液を供給して洗浄する液供給機構と、液ノズルを介して前記基板の表面に液を供給して洗浄する洗浄機構と、ガスノズルを介して基板の表面にガスを供給するガス供給機構と、少なくとも一部の期間において基板を回転させつつ、基板の表面に液を供給して洗浄し、その後基板を回転させて基板を乾燥させるように前記回転機構、前記洗浄機構、前記ガス供給機構を制御する制御機構とを具備し、前記制御機構は、乾燥の際に、基板の回転数を基板を洗浄する際の回転数よりも低い第１の回転数に減速させ、基板の回転数が前記第１の回転数まで減速された際に、基板の略中心から周縁部に向けて液の供給位置の移動を開始し、前記第１の回転数より低い第２の回転数に達した時点で液の供給を停止し、前記第２の回転数から回転数を増加させ、前記第２の回転数より高い回転数で基板を回転させながら基板に向かってガスを供給するように制御することを特徴とする基板洗浄装置を提供する。
【００１５】
上記第２の観点において、前記洗浄機構は、基板の表面に薬液を供給する薬液ノズルを有する薬液供給機構と、基板の表面リンス液を供給するリンス液ノズルを有するリンス液供給機構とを備え、前記制御機構は、洗浄の際に、薬液ノズルから基板表面に薬液を供給して基板を洗浄し、次いでリンス液ノズルから基板表面にリンス液を供給して洗浄後の基板をリンスするように制御してよい。
【００１６】
本発明の第３の観点では、コンピュータ上で動作し、実行時に、上記方法が行なわれるように、コンピュータに液処理装置を制御させることを特徴とする制御プログラムを提供する。
【００１７】
本発明の第４の観点では、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記方法が行われるように、コンピュータに液処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板の表面を薬液洗浄し、次いでリンスした後、乾燥させる際に、基板を低速で回転させて基板の中心部から周縁部に向けてリンス液を供給するノズルをスキャンさせながらリンス液を基板へ供給するので、表面が疎水性の基板であっても基板の内側部分と外側部分とを均一に乾燥させることができるとともに、リンス液のはね返りにより乾燥部分が汚染されるおそれが小さく、また、その後基板の回転数を低速に保ったまま不活性ガス供給するノズルを基板の中心部から周縁部に向けてスキャンさせながら不活性ガスを基板に供給するので、基板のパターン等に残存した水を速やかに乾燥させることができる。このため、表面に疎水性の部分を有する種々の基板、特に疎水性の表面に親水性のパターンが形成されているような基板においても、表面へのパーティクルが残存し難い洗浄処理を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。ここでは、本発明をウエハの表裏面を同時に洗浄処理することができるウエハ洗浄装置に適用した場合について説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係る方法の実施に用いられるウエハ洗浄装置の一例を示す概略平面図であり、図２はその概略断面図である。ウエハ洗浄装置１００は、ハウジング１を有しており、ハウジング１の内部に、洗浄処理を行うウエハを収容するアウターチャンバ２と、ノズルアーム３１を格納するノズルアーム格納部３とを有している。
【００２１】
また、ウエハ洗浄装置１００は、アウターチャンバ２の内部に、インナーチャンバ１１（図２）と、インナーチャンバ１１内においてウエハＷを保持するスピンチャック１２と、スピンチャック１２に保持されたウエハＷの裏面側にウエハＷに対向するようにかつ上下動可能に設けられたアンダープレート１３とを有している。
【００２２】
ハウジング１には、ウエハ搬入出口として機能する窓部１４が形成されており、この窓部１４は第１シャッタ１５により開閉自在となっている。窓部１４は、ウエハＷの搬入出時には開かれた状態となり、それ以外は第１シャッタ１５によって閉塞された状態に保持される。第１シャッタ１５はハウジング１の内部から窓部１４を開閉するようになっており、ハウジング１の内部が陽圧になった場合でもハウジング１内の雰囲気の漏洩を有効に防止可能となっている。
【００２３】
アウターチャンバ２の側部の上記窓部１４に対応する位置には、ウエハＷの搬入出口となる窓部１６が形成されており、この窓部１６は第２シャッタ１７により開閉自在となっている。窓部１６は、ウエハＷの搬入出時には開かれた状態となり、それ以外は第２シャッタ１７によって閉塞された状態に保持される。ウエハＷの洗浄処理はアウターチャンバ２内で行われるようになっており、ウエハＷの搬入出時には、窓部１４および１６の両方が開いた状態となり、外部から図示しない搬送アームがアウターチャンバ２内に挿入され、スピンチャック１２に対するウエハＷの受け取りおよび受け渡しが行われる。
【００２４】
第２シャッタ１７もアウターチャンバ２の内部から窓部１６を開閉するようになっており、アウターチャンバ２内が陽圧になった場合でもその内部の雰囲気の漏洩を有効に防止可能となっている。
【００２５】
アウターチャンバ２の上壁には、アウターチャンバ２内にＮ２ガス等の不活性ガスを供給するガス供給口１８が設けられている。このガス供給口１８は、アウターチャンバ２内にダウンフローを形成し、スピンチャック１２に保持されたウエハＷに吐出された薬液の蒸気がアウターチャンバ２内に充満することを防止する。またこのようなダウンフローを形成することによって、ウエハＷの表面にウォーターマークが生じ難くなるという効果も得られる。アウターチャンバ２の底部にはドレイン部１９が設けられ、ドレイン部１９から排気および排液を行うことができるようになっている。
【００２６】
インナーチャンバ１１は、ウエハＷに吐出された薬液や純水の周囲への飛散を防止するためのものであり、アウターチャンバ２の内側にスピンチャック１２を囲繞するように設けられている。このインナーチャンバ１１は、上部がテーパー部１１ａとなっており、底壁にはドレイン部２０が形成されている。また、インナーチャンバ１１は、その上端がスピンチャック１２に保持されたウエハＷよりも上方で、テーパー部がウエハＷを囲繞する処理位置（図２において実線で示される位置）と、その上端がスピンチャック１２に保持されたウエハＷよりも下側の退避位置（図２において点線で示される位置）との間で昇降自在となっている。
【００２７】
インナーチャンバ１１は、ウエハＷの搬入出時には搬送アーム（図示せず）の進入／退出を妨げないように退避位置に保持される。一方、スピンチャック１２に保持されたウエハＷに洗浄処理が施される際には処理位置に保持される。またウエハＷの洗浄処理に用いられた薬液はドレイン部２０へと導かれる。ドレイン部２０には図示しない薬液回収ラインと排気ダクトが接続されており、これによりインナーチャンバ１１内で発生するミスト等がアウターチャンバ２内へ拡散することが防止される。
【００２８】
スピンチャック１２は、回転プレート４１と、回転プレート４１の中央部に接続され回転プレート４１の下方に延びる回転筒体４２とを有し、ウエハＷを支持する支持ピン４４ａとウエハＷを保持する保持ピン４４ｂが回転プレート４１の周縁部に取り付けられている。搬送アーム（図示せず）とスピンチャック１２との間のウエハＷの受け渡しは、この支持ピン４４ａを利用して行われる。支持ピン４４ａは、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。保持ピン４４ｂは、搬送アーム（図示せず）とスピンチャック１２との間でのウエハＷの受け渡しを妨げないように、図示しない押圧機構によって回転プレート４１の下部に位置する部分を回転プレート４１側に押し当てることにより、保持ピン４４ｂの上先端が回転プレート４１の外側へ移動するように傾斜させることができるようになっている。保持ピン４４ｂもウエハＷを確実に保持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。
【００２９】
回転筒体４２の下端部の外周面にはベルト４５が捲回されており、ベルト４５をモータ４６によって駆動させることにより、回転筒体４２および回転プレート４１を回転させて、保持ピン４４ｂに保持されたウエハＷを回転させることができるようになっている。
【００３０】
アンダープレート１３は回転プレート４１の中央部および回転筒体４２内を貫挿して設けられたシャフト（支持柱）４７に接続されている。シャフト４７はその下端部において、水平板４８に固定されており、この水平板４８はシャフト４７と一体的にエアシリンダ等の昇降機構４９により昇降可能となっている。そして、アンダープレート１３は、この昇降機構４９により、スピンチャック１２と搬送アーム（図示せず）との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、搬送アームと衝突しないように回転プレート４１に近接する位置に降下され、ウエハＷの裏面に対して洗浄処理を行う際には、ウエハＷの裏面に近接する位置へ上昇される。また、裏面洗浄処理が終了した後は適宜の位置に下降される。なお、アンダープレート１３の高さ位置を固定し、回転筒体４２を昇降させることによって、スピンチャック１２に保持されたウエハＷとアンダープレート１３との相対位置を調整してもよい。
【００３１】
アンダープレート１３およびシャフト４７には、その内部を貫通するように、洗浄液である薬液やリンス液である純水、および窒素ガス等をウエハＷの裏面に向けて供給する裏面洗浄用ノズル５０が設けられている。また、アンダープレート１３には、ヒーター３３が埋設されており、図示しない電源から給電されることによりアンダープレート１３を介してウエハＷの温度制御が可能となっている。
【００３２】
ノズルアーム格納部３のアウターチャンバ２と隣接する部分には、窓部２１が形成されており、この窓部２１は第３シャッタ２２により開閉自在となっている。そして、ノズルアーム格納部３とアウターチャンバ２の雰囲気を離隔するときは、この第３シャッタ２２が閉じられる。
【００３３】
ノズルアーム格納部３に格納されているノズルアーム３１は、その基端部に設けられた駆動機構５４よりノズルアーム格納部３とアウターチャンバ２内のウエハＷ中心部の上方位置との間で回動可能および上下動可能となっており、その先端には洗浄液としての薬液、たとえばＨＦ系薬液およびリンス液としての純水を吐出する液吐出ノズル５１が設けられている。また、図３に示すように、不活性ガスであるＮ２ガスを吐出する、スリット状の吐出口５２ａを有するＮ２ガス吐出ノズル５２が設けられている。このＮ２ガス吐出ノズル５２は水平面に対する角度を調節することができるようになっている。
【００３４】
図４は、ウエハ洗浄装置１００の流体供給系を示す概略図である。図４に示すように、ウエハの表面側に設けられている液吐出ノズル５１には液供給ライン７２が接続されている。液供給ライン７２にはそれぞれバルブ７５および７６を介して薬液供給ライン７３および純水供給ライン７４が接続されており、ウエハＷの表面に洗浄液としての薬液およびリンス液としての純水を供給可能となっている。また、純水供給ライン７４には流量コントローラ７４ａが設けられており、リンス液としての純水の流量を制御可能となっている。さらに、Ｎ２ガス吐出ノズル５２にはＮ２ガス供給ライン７９が接続されており、ライン７９にはバルブ８０が設けられている。
【００３５】
洗浄処理装置１００の各構成部は、図２に示すように、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ１０１に接続されて制御される構成となっている。プロセスコントローラ１０１には、工程管理者がウエハ洗浄装置１００の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、ウエハ洗浄装置１００の各構成部の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１０２、ウエハ洗浄装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ１０１の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部１０３とが接続されている。
【００３６】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース１０２からの指示等を受けて、任意のレシピを記憶部１０３から呼び出してプロセスコントローラ１０１に実行させることで、プロセスコントローラ１０１の制御下で、ウエハ洗浄装置１００において所望の各種処理が行われる。レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、不揮発性メモリなどの読み出し可能な記憶媒体に格納された状態のものであってもよく、さらに、適宜の装置から例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００３７】
次に、以上のように構成されるウエハ洗浄装置における洗浄処理について説明する。まず、ハウジング１に設けられた第１シャッタ１５とアウターチャンバ２に設けられた第２シャッタ１７を開き、インナーチャンバ１１を退避位置に保持し、アンダープレート１３を回転プレート４１に近い位置で待機させ、ノズルアーム３１をノズルアーム格納部３に収納させた状態とする。
【００３８】
この状態からウエハＷを搬入してウエハＷの表裏面を同時に洗浄する。最初にウエハＷの表面洗浄について説明する。図５はウエハＷの表面洗浄処理の手順の一例を示すフローチャート、図６は図５の各工程を説明するための概略図である。まず、図６の（ａ）に示すように、ノズルアーム３１をアウターチャンバ２内に進入させ、液吐出ノズル５１をウエハＷの表面の中心上に位置させ、薬液供給ライン７３、液供給ライン７２および液吐出ノズル５１を介してウエハＷの表面に例えばＨＦ系の薬液を供給し洗浄処理を行う（ステップ１）。この際に、所定量の薬液をウエハＷの表面に供給してパドル（液膜）を形成して洗浄処理を進行させてもよいし、薬液を流しながら洗浄を行ってもよい。また、ウエハＷは静止状態でも、１０〜５００ｒｐｍ程度で回転させてもよい。
【００３９】
次に、図６の（ｂ）に示すように、薬液供給ライン７３を純水供給ライン７４に切り替えて、液吐出ノズル５１からリンス液として純水を供給しリンス処理を行う（ステップ２）。これによりウエハＷの表面上の薬液を洗い流す。このときのウエハ回転数は１０〜１５００ｒｐｍ程度、好ましくは５００〜１５００ｒｐｍとする。
【００４０】
その後、乾燥処理を行う（ステップ３）。この乾燥処理は、ウエハの回転数をリンス処理時より小さくし、リンス液である純水をウエハＷに供給しつつスキャンしながらウエハＷを乾燥させるスロードライステップ（ステップ３−１）と、Ｎ２ガスをスキャンしながらウエハに供給するＮ２スキャンステップ（ステップ３−２）により行われる。
【００４１】
スロードライステップ（ステップ３−１）では、ウエハＷの回転数を５００ｒｐｍ以下と低い値から低下させ、第１の回転数になった際に、図６の（ｃ）に示すように、液吐出ノズル５１をウエハＷの中心から周縁部に向けてスキャンさせながら純水からなるリンス液をウエハＷに供給する。そして、第１の回転数より低い第２の回転数に達した時点でリンス液の供給を停止する。第２の回転数に達した時点で純水の供給位置はウエハ周縁部に達している。なお、このようにリンス液である純水のスキャン時に、流量コントローラ７４ａにより、ウエハＷの中心部から周縁部に行くにつれて段階的にまたは徐々に純水の供給量を減らすように制御することにより、ウエハＷへの液残りをより低減することができる。
【００４２】
その後、第２の回転数からウエハＷの回転数を上昇させて行き、ウエハの回転数を５００ｒｐｍ以下の所定の回転数になった際に、Ｎ２スキャンステップ（ステップ３−２）が開始される。このＮ２スキャンステップ（ステップ３−２）では、ウエハの回転数を５００ｒｐｍ以下の所定の値に維持しつつ、図６の（ｄ）に示すように、Ｎ２ガス吐出ノズル５２を最初にウエハＷの中心に位置させ、周縁部に向けてスキャンさせながらＮ２ガスをウエハＷに吐出する。
【００４３】
乾燥工程（ステップ３）は、具体的には図７に示すようなレシピで行うことが好ましい。図７はステップ３の乾燥処理工程の好ましい例を説明するタイミングチャートである。まず、ステップ２のリンス工程をウエハＷの回転数を５００〜１５００ｒｐｍの範囲で行った後、ステップ３−１を実施する。ステップ３−１では、リンス工程終了時点からリンス液である純水をウエハＷの略中心に供給した状態でウエハＷの回転数を直線的に低下させ、ウエハＷの回転数が好ましくは３０〜１００ｒｐｍ（第１の回転数）に達した時点でウエハＷの中心にある液吐出ノズル５１からからリンス液としての純水の吐出を継続しながら液吐出ノズル５１を周縁に向けてスキャンさせる。純水を吐出させている間もウエハＷの回転数が低下していき、ウエハＷの回転数が１０〜３０ｒｐｍ（第２の回転数）になった時点で液吐出ノズル５１が周縁に達するようにし、その時点で純水の吐出を停止する。このスキャンリンスの時間は１０〜１００秒程度である。そして、そこからウエハＷの回転数を上昇させてさらに乾燥させ、６０〜５００ｒｐｍの範囲内の所定の値（第３の回転数）になった際に、その回転数を維持しつつ、上述したステップ３−２のＮ２スキャンステップを開始する。そして、所定時間、例えば３０〜８０秒程度でウエハＷの中心から周縁までスキャンし、ウエハＷの表面に残存している水を外側へ移動させ、最後にウエハＷの外方へ追い出す。これにより、ウエハＷの乾燥工程が終了する。
【００４４】
このような乾燥工程を行うのは以下のような理由からである。
ＨＦ系薬液によって洗浄する等によってウエハＷの表面は疎水化した際に、従来のように高速回転により振り切り乾燥を行った場合、遠心力が大きいウエハＷの外側部分は早期に乾燥するが、遠心力の小さい中心部分はリンス液としての純水が残存し、その中心部分の純水が乾燥した外側部分に達した状態でそのまま乾燥するとその部分にパーティクルが残る。また、中心部分に残存した純水がそのまま乾燥することによりやはりパーティクルが残る。さらに、高速回転によりチャンバー壁等に衝突してはね返ったミストがウエハＷに付着することによってもパーティクルが発生する。これに対して、上記実施形態のようにウエハＷを低速で回転させてリンス液である純水を中心から周縁に向けてスキャンしながら供給することにより、局部的な乾燥を防止しつつウエハ上の純水を外方へ追い出し、その後リンス液を停止してウエハＷを低速で回転させることにより、ミストのはね返りが生じず、かつ均一に乾燥が進行する。ウエハＷの回転数がリンス時の回転数よりも低い第１の回転数になった時点でリンス液のスキャンを開始するのはリンス時の回転数だとリンス液の飛び散りが発生するからである。ただし、第２の回転数でスキャンを開始したのでは遠心力が弱すぎてウエハＷの中心部が乾燥しない。また、より低い第２の回転数でスキャンを終了するのは、液供給ノズルがウエハ周縁付近に来たときにウエハＷの回転数がスキャン開始時の第１の回転数であるとウエハ周縁部でのはね返り、ウエハＷを保持するチャックでのはね返り等によりミストが再付着するからである。
【００４５】
ウエハＷがパターンの形成されていないベアウエハの場合には、ここまでのステップ３−１が終了した時点で十分にウエハＷの表面を乾燥させることができる。しかし、パターンのあるウエハの場合には、疎水部分と親水部分とが混在することになり、上記ステップ３−１だけではパターンの内部に残存した純水を乾燥させることが困難な場合がある。そのため、ステップ３−２を行うが、このステップ３−２では、上述のようにウエハＷの回転数を比較的低速にしてＮ２ガスを供給する。さらに、Ｎ２ガスをウエハＷの中心から周縁に向けてスキャンすることで、ウエハＷに残存している純水をウエハＷの外側に向けて追い出すことができ、ウエハＷの表面をほぼ完全に乾燥させることができる。この際に、ウエハＷの回転数が比較的低速であるため、チャック等に付着した水分がミストとなってそれがウエハＷに付着してパーティクルとなることも抑制される。
【００４６】
また、Ｎ２ガス吐出ノズル５２をスリット状の吐出口５２ａを有するものとすることにより、以下のような利点が得られる。すなわち、一般的な円形ノズルを使用した場合には、図８に示すように、ノズルをウエハＷの中心から周縁に向けてスキャンすると、その際に、ウエハＷ表面に残っていた純水はノズルからのＮ２ガスにより水滴となって四方八方に飛び散り、ウエハＷ表面の中央部に飛び散った水滴は残存してパーティクルとなってしまうことがある。これに対して、スリット状の吐出口を有するスリットノズルとすることにより、図９に示すように、方向制御性がよく、純水を確実に外側に向かって吹き飛ばすことができる。また、円形ノズルよりも吐出エリアを広くすることができ、かつＮ２ガス速度を高くすることができるので、回転数をより小さくして乾燥を行うことができ、乾燥効率が高い。なお、Ｎ２ガスの供給において、必ずしも上述のようなスキャンを行わなくてもよく、そのような場合でも一定の効果を得ることができる。
【００４７】
また、スリット状の吐出口５２ａからのＮ２ガス吐出方向は、大別して、図１０の（ａ）に示すようなウエハＷの回転順方向、（ｂ）に示すような回転逆方向、（ｃ）に示すような外方向の３種類考えられるが、（ｃ）の外方向が最も乾燥効率が高い。これはウエハＷの周縁部において水滴を飛ばす力が最大になるためと考えられる。
【００４８】
実際に熱酸化膜が形成されたウエハＷに対する乾燥実験を行ったところ、円形ノズルでは３００ｒｐｍでも十分に乾燥せず、十分に乾燥させるためには４００ｒｐｍ以上の回転数が必要であったのに対し。スリット状のノズルでは、３００ｒｐｍで十分に乾燥し、特に、図１０の（ａ）の外方向に吐出した場合には、６０ｒｐｍで乾燥可能であった。このように、スリット状のノズルを使用する効果が確認された。
【００４９】
一方、このようにしてウエハＷの表面の洗浄処理を行っている間、ウエハＷの裏面の洗浄が行われる。最初にアンダープレート１３がウエハＷの搬入の妨げにならないように、ウエハＷとアンダープレート１３とのギャップは４ｍｍ以上、例えば１０ｍｍ以上としておき、次いで、アンダープレート１３をスピンチャック１２に保持されたウエハＷの裏面に近接した位置まで上昇させ、ウエハＷとアンダープレート１３との間のギャップを０．５〜３ｍｍ、例えば０．８ｍｍに設定する。
【００５０】
次いで、上記ステップ１の間、裏面洗浄用ノズル５０を介して洗浄液として所定の薬液をウエハＷとアンダープレート１３とのギャップに供給し洗浄処理を行う。
【００５１】
薬液による洗浄処理が終了後、上記ステップ２の開始のタイミングと同期して、裏面洗浄用ノズル５０を介してウエハＷ裏面とアンダープレート１３との間にリンス液として純水を供給する。次いで、アンダープレート１３を下降させるが、その際にウエハＷとアンダープレート１３との間が真空になってウエハＷが撓んだり割れたりすることを防止するために、アンダープレート１３を下降させるに先立って裏面洗浄用ノズル５０を介してウエハＷとアンダープレート１３との間にＮ２ガスを供給し、これらの間に形成されている液膜を破壊することが好ましい。アンダープレート１３を下降させることにより、ウエハＷとアンダープレート１３とのギャップを１．５〜４ｍｍ、例えば１．５ｍｍに広げ、ウエハＷとアンダープレート１３との間にリンス液として純水を供給し、リンス処理を行う。このリンス処理までの一連の工程は、上記ステップ２のリンス工程に対応して行われる。
【００５２】
その後、純水の供給を停止し、アンダープレート１３をさらに下降させ、ウエハＷとアンダープレート１３とのギャップを４ｍｍ以上、例えば１０ｍｍとし、上記ステップ３のタイミングで振り切り乾燥を行う。このとき、表面洗浄の際と同様に、乾燥を促進するため、Ｎ２ガスを供給するようにしてもよい。
【００５３】
このようにしてウエハＷの表面および裏面の洗浄が終了後、ウエハＷとアンダープレート１３とのギャップを４ｍｍ以上、例えば１０ｍｍに維持した状態で、図示しない搬送アームをウエハＷの下方に挿入し、ウエハＷを搬送アームに受け渡す。
【００５４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、基板としてのウエハの表面および裏面を同時に洗浄する場合の表面洗浄に本発明を適用した場合を例にとって説明したが、表面洗浄のみを実施する場合に適用することもできる。
【００５５】
また、本発明は、上記実施形態のように疎水性部分を有する基板に対して特に有効であるが、親水性のウエハにも適用可能である。
【００５６】
さらに、乾燥を促進するガスとして不活性ガスであるＮ２ガスを用いたが、他の不活性ガスであってもよい。また、基板表面に悪影響を与えないものであれば、空気等の他のガスであってもよい。この場合に、供給するガスとしては水分が除去された乾燥ガスであることが好ましい。さらに、上記実施形態では被処理基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、液晶表示装置（ＬＣＤ）用のガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板等、他の基板に適用可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、表面に疎水性部分を有する種々の基板、例えばパターンを有する基板や疎水性部分および親水性部分が混在している基板等の洗浄処理に好適である。また、親水性の基板に適用しても同様の高いパーティクル抑制効果を得ることができ、基板の種類を問わずパーティクル抑制効果を得ることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る方法の実施に用いられるウエハ洗浄装置の一例を示す概略平面図。
【図２】図１のウエハ洗浄装置の概略断面図。
【図３】図１のウエハ洗浄装置に用いられているＮ２ガス吐出ノズルの概略構造を示す斜視図。
【図４】図１のウエハ洗浄装置の液およびガスの供給系を示す図。
【図５】図１のウエハ洗浄装置によるウエハの表面洗浄処理のシーケンスの一例を説明するためのフローチャート。
【図６】図５の各工程を説明するための概略図。
【図７】図５の乾燥処理工程の好ましい例を説明するタイミングチャート。
【図８】Ｎ２ガス吐出ノズルとして円形ノズルを用いた場合のＮ２ガススキャン状態を説明するための模式図。
【図９】Ｎ２ガス吐出ノズルとしてスリットノズルを用いた場合のＮ２ガススキャン状態を説明するための模式図。
【図１０】Ｎ２ガス吐出ノズルのスリット状の吐出口からのＮ２ガス吐出方向を説明するための図。
【符号の説明】
【００５９】
１；ハウジング
２；アウターチャンバ
１１；インナーチャンバ
１２；スピンチャック
３１；ノズルアーム
５１；液吐出ノズル
５２；Ｎ２ガス吐出ノズル
５２ａ；スリット状の吐出口
７２；液供給ライン
７３；薬液供給ライン
７４；純水供給ライン
７９；Ｎ２ガス供給ライン
１００；ウエハ洗浄装置
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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