(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平に保持する回転自在な基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の表面に洗浄液を供給するための洗浄液ノズルと、
前記基板が回転しているときに、この洗浄液ノズルからの洗浄液の供給位置が基板の中央部から周縁に向かって移動するように洗浄液ノズルを移動させるための第１の駆動部と、
基板の周縁側に向けてガスを吹き付けるためのガスノズルと、
前記洗浄液ノズルから吐出された洗浄液を基板の周縁側に向けて押すためにガスの吐出位置を前記洗浄液の供給位置よりも基板の回転方向における下流側近傍領域としたまま、ガスの吐出位置と洗浄液の吐出位置とが並んで移動するかまたは基板の周縁に近づくにつれてガスの吐出位置と洗浄液の吐出位置とが互に離れるように、前記ガスノズルを洗浄液ノズルの移動に合わせて移動させるための第２の駆動部と、を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
洗浄液ノズルは、基板の周縁側に向かって洗浄液が吐出されるように吐出口が基板の表面に対して斜めに向いていることを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
洗浄液ノズルの吐出口は、横長に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記第１の駆動部は第２の駆動部を兼用することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
ガスノズルまたはガスノズルの上流側のガス流路に、ガスをイオン化するためのイオナイザーを設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
前記基板は、液体を基板の表面に存在させた状態で露光された後、加熱処理される前の状態であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
基板の回転数が５００ｒｐｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
【請求項８】
基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
次いで基板保持部を鉛直軸の回りに回転させながら洗浄液ノズルからの洗浄液を基板の表面に供給し、洗浄液の供給位置が基板の中央部から周縁に向かって移動するように当該洗浄液ノズルを移動させる工程と、
前記洗浄液ノズルから吐出された洗浄液を基板の周縁側に向けて押すために前記洗浄液の供給位置よりも基板の回転方向における下流側近傍領域に対して基板の周縁側に向けてガスノズルからガスを吹き付け、ガスの吐出位置を前記下流側近傍領域としたまま、ガスの吐出位置と洗浄液の吐出位置とが並んで移動するかまたは基板の周縁に近づくにつれてガスの吐出位置と洗浄液の吐出位置とが互に離れるように前記ガスノズルを前記洗浄ノズルの移動に合わせて移動させる工程と、を備えたことを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項９】
洗浄液ノズルからの洗浄液は、基板の周縁側に向かって洗浄液が吐出されることを特徴とする請求項８記載の基板洗浄方法。
【請求項１０】
横長の吐出口から洗浄液が吐出されることを特徴とする請求項８または９記載の基板洗浄方法。
【請求項１１】
ガスノズルから吹き出すガスは、イオナイザーを通過させたガスであることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一つに記載の基板洗浄方法。
【請求項１２】
前記基板は、液体を基板の表面に存在させた状態で露光された後、加熱処理される前の状態であることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか一つに記載の基板洗浄方法。
【請求項１３】
基板の回転数が５００ｒｐｍ以下であることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか一つに記載の基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液浸露光後の基板や現像処理された基板などの表面を洗浄する基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、半導体ウエハ（以下、ウエハという。）の表面にレジストを塗布し、このレジストを所定のパターンで露光した後に、現像してレジストパターンを形成している。  
ところで、近年、デバイスパターンは益々微細化、薄膜化が進む傾向にあり、これに伴い露光の解像度を上げる要請が強まっている。そこで露光の解像度を上げるために極端紫外露光（ＥＵＶＬ）、電子ビーム投影露光（ＥＰＬ）やフッ素ダイマー（Ｆ２）による露光技術の開発を進める一方で、既存の光源例えばフッ化アルゴン（ＡｒＦ）やフッ化クリプトン（ＫｒＦ）による露光技術を更に改良して解像度を上げるため、基板の表面に光を透過させる液相を形成した状態で露光する手法（以下「液浸露光」という。）の検討がされている。液浸露光は例えば超純水の中を光を透過させる技術で、水中では波長が短くなることから１９３ｎｍのＡｒＦの波長が水中では実質１３４ｎｍになる、という特徴を利用するものであり、既存の光源を用いて解像度を上げることができる利点がある。
【０００３】
この液浸露光について図１６を用いて簡単に説明すると、ウエハＷの表面と隙間をあけて対向するように配置された露光機１の中央先端部には、レンズ１０が介設されており、このレンズ１０の外周側にはウエハＷの表面に液層を形成するための溶液例えば純水を供給するための供給口１１と、ウエハＷに供給した純水を吸引して回収するための吸引口１２とが夫々設けられている。この場合、前記供給口１１からウエハＷの表面に純水を供給すると共に、この純水を吸引口１２により回収することにより、レンズ１０とウエハＷの表面との間に液膜（純水膜）が形成される。そして図示しない光源から光が発せられ、この光は当該レンズ１０を通過し、当該液膜を透過してウエハＷに照射されることで所定の回路パターンがレジストに転写される。
【０００４】
続いて、図１７に示すように、レンズ１０とウエハＷの表面との間に液膜を形成した状態で、露光機１を横方向にスライド移動させて次の転写領域（ショット領域）１３に対応する位置に当該露光機１を配置し、光を照射する動作を繰り返すことによりウエハＷの表面に所定の回路パターンを順次転写していく。なお、ショット領域１３は実際よりも大きく記載してある。
【０００５】
上述した液浸露光の課題の一つとして、ウエハに水滴が残留した状態で露光装置から塗布、現像装置側に搬送される可能性が挙げられる。露光後のウエハＷは熱処理が行われるが、ウエハ上に水滴があると、あるいはその水滴が乾燥して水の浸みであるいわゆるウオータマークが生成されると、その直下のパターン解像に悪影響がある。このため露光後のウエハの表面を洗浄して水滴を除去する必要がある。  
しかしながら液浸露光後のウエハの洗浄には次のような課題がある。液浸露光プロセスにおいては、露光機液浸部（レンズ先端）のスキャン追随性を高めて従来からの露光装置と同等のスループットを確保するために、露光ウエハ表面に撥水性の高い、例えば水の接触角が７０〜１００度程度の保護膜を形成することが検討されているが、保護膜の撥水性が高いだけに保護膜の表面に小さな水滴が残留する可能性が大きくなってくる。  
ウエハＷを洗浄するユニットとしては、周知のように例えば現像ユニットに組み合わされ、洗浄液をウエハＷの中央部に供給しながらウエハＷを回転させ、その後振り切り乾燥を行ういわゆるスピン洗浄が一般的である。図１８はウエハに対してスピン洗浄を行ったときの洗浄液の状態を段階的に模式的に示す図であり、同図（ａ）はウエハの表面の水の接触角が７０度以下であって、２０００ｒｐｍの高速回転をしたときの様子、同図（ｂ）はウエハの表面の水の接触角が７０〜１１０度であって、２０００ｒｐｍの高速回転をしたときの様子、同図（ｃ）はウエハの表面の水の接触角が７０〜１１０度であって、２００ｒｐｍの低速回転をしたときの様子である。
【０００６】
図１８（ａ）では、ノズル１４からウエハＷの中央に供給された洗浄液１５は周縁に向かって広がり、全面に行き渡った後、ノズル１４を周縁に向けて移動することにより洗浄液１５の塗布領域を内側から乾燥させているが、ウエハＷの表面の撥水性が高くなくても水滴を完全に除去することは困難であり、言い換えると洗浄液の流量、ノズル１４の移動速度、ウエハの回転数などのパラメータの調整が相当難しい。  
また図１８（ｂ）に示すようにウエハＷの表面の撥水性が高い場合には、洗浄液１５がウエハＷの中央から周縁に向かって広がるときにも、ウエハＷの中央から洗浄液１５を乾燥させてその乾燥領域を外側に広げるときにも、洗浄液１５の液膜が暴れるため、液膜が破れて水滴が形成され、その水滴が排出されにくい（ウエハの上を転がって外に移動しないイメージである）。つまりパラメータを調整しても実際には、水滴が取りきれない。
【０００７】
そして図１８（ｃ）に示すようにウエハＷの回転数が低い場合には、ノズル１４から吐出した洗浄液が外に向かう速度が小さいので、ノズルのスキャン速度を遅く（例えば数ｍｍ／秒）せざるを得ず、処理速度が遅くなってしまう。更にまた洗浄液を吐出したときにウエハの遠心力が小さいことから四方に飛び散り、吐出位置の内側にも飛ぶため、そのまま外側に移動しないで留まり、結局水滴が残る場合もある。
【０００８】
このように周知のスピン洗浄では、高速回転で行うと、プロセスパラメータの調整が難しく、特に保護膜をウエハ上に形成する場合には、デバイスメーカに応じて様々な保護膜が使われることが予想され、また保護膜の接触角が経時変化することもあり、その調整がより一層困難になってくる。一方、低速回転で行うと、処理速度が遅く、また水滴が残留する懸念が大きい。  
また液浸露光前に、例えば基板上に塗布したレジスト膜あるいは保護膜などの塗布膜からの溶出成分を除去するために洗浄処理を行うことが好ましいが、この洗浄処理においても、洗浄処理後の基板表面に小さな水滴が残らないようにする必要がある。その理由については、水滴が残ると、露光機に基板が受け渡される前にいわゆるウオータマーク（乾燥しみ）が生成され、露光処理の不良となるからである。なお保護膜とは、液浸露光において、レジストに液が接触しないようにあるいは表面の撥水性を高めるために形成される膜のことである。
【０００９】
従来のスピン洗浄の改良された方法として、洗浄液ノズルに加えて不活性ガスを噴射するガスノズルを設け、洗浄液ノズルからの洗浄液の吐出位置に対して外側に向かうガスを噴射する手法が知られているが（特許文献１）、洗浄液が吐出されると同時にガス流が当たるため吐出位置における洗浄液が分散してしまい、このため水滴が形成され、低回転の場合には遠心力が小さいのでそのままウエハ表面に残存してしまう。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−５３０５１号公報（図２、段落００３６、００５０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、基板の表面をスピン洗浄するにあたり、基板上に水滴を残さずに乾燥させることのできるあるいは残留する水滴を低減することのできる基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の基板洗浄装置は、基板を水平に保持する回転自在な基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の表面に洗浄液を供給するための洗浄液ノズルと、
前記基板が回転しているときに、この洗浄液ノズルからの洗浄液の供給位置が基板の中央部から周縁に向かって移動するように洗浄液ノズルを移動させるための第１の駆動部と、
基板の周縁側に向けてガスを吹き付けるためのガスノズルと、
前記洗浄液ノズルから吐出された洗浄液を基板の周縁側に向けて押すためにガスの吐出位置を前記洗浄液の供給位置よりも基板の回転方向における下流側近傍領域としたまま、ガスの吐出位置と洗浄液の吐出位置とが並んで移動するかまたは基板の周縁に近づくにつれてガスの吐出位置と洗浄液の吐出位置とが互に離れるように、前記ガスノズルを洗浄液ノズルの移動に合わせて移動させるための第２の駆動部と、を備えたことを特徴とする。  洗浄液ノズルは、基板の周縁側に向かって洗浄液が吐出されるように吐出口が基板の表面に対して斜めに向いていることが好ましい。また洗浄液ノズルの吐出口は、基板の表面と並行に伸びるように形成されていることが好ましく、その具体例としては、基板の表面と並行に伸びるスリット状の吐出口、あるいは基板の表面と並行に多数の孔を配列してなる吐出口などを挙げることができる。前記第１の駆動部は第２の駆動部から独立していてもよいしあるいは第２の駆動部を兼用していてもよい。  
ガスノズルまたはガスノズルの上流側のガス流路に、ガスをイオン化するためのイオナイザー（除電器）を設けることが好ましい。
【００１３】
本発明により洗浄される基板は、液体を基板の表面に存在させた状態で露光された後、加熱処理される前の状態であってもよいし、あるいは現状処理後のものであってもよい。また本発明では、例えば基板の回転数が５００ｒｐｍ以下に設定される。
【００１４】
本発明の基板洗浄方法は、基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
次いで基板保持部を鉛直軸の回りに回転させながら洗浄液ノズルからの洗浄液を基板の表面に供給し、洗浄液の供給位置が基板の中央部から周縁に向かって移動するように当該洗浄液ノズルを移動させる工程と、
前記洗浄液ノズルから吐出された洗浄液を基板の周縁側に向けて押すために前記洗浄液の供給位置よりも基板の回転方向における下流側近傍領域に対して基板の周縁側に向けてガスノズルからガスを吹き付け、ガスの吐出位置を前記下流側近傍領域としたまま、ガスの吐出位置と洗浄液の吐出位置とが並んで移動するかまたは基板の周縁に近づくにつれてガスの吐出位置と洗浄液の吐出位置とが互に離れるように前記ガスノズルを前記洗浄ノズルの移動に合わせて移動させる工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、洗浄液ノズルからの洗浄液の供給位置を基板の中央部から周縁に向かって移動させると共に供給位置よりも基板の回転方向における下流側領域に対して基板の外側に向けてガスを吹き付けるようにしているため、洗浄液が基板の表面を少し流れて液膜になった状態で気流による外側に向けた力が作用するので、周方向に流れる液流が外側に移動する。従って洗浄液が暴れない程度に基板を低速で回転させても、基板の表面の乾燥領域が外側に向けて速やかに広がっていくため、液流が同じ半径位置に滞留することがなく、確実に水滴を除去しながら速やかに洗浄処理を行うことができる。
【００１７】
他の発明によれば、洗浄液ノズルから吐出された洗浄液を、吐出口と同じ高さかそれよりも低い位置に形成された液押さえ面部により拘束することにより、液の塊ができるので、低回転でも遠心力が大きくなってその液の塊が外に向かう作用が大きくなり、液流が同じ半径位置に滞留することがなく、確実に水滴を除去しながら速やかに洗浄処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を、液浸露光を行うシステムに適用した全体構成について、図１〜図３を参照しながら簡単に説明しておく。このシステムは、塗布・現像装置に露光装置を接続したものであり、図中Ｂ１は基板例えばウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬入出するための載置部２０ａを備えたキャリアステーション２０と、このキャリアステーション２０から見て前方の壁面に設けられる開閉部２１と、開閉部２１を介してキャリア２からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。
【００１９】
キャリア載置部Ｂ１の奥側には筐体２２にて周囲を囲まれる処理部Ｂ２が接続されており、この処理部Ｂ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び液処理ユニットＵ４，Ｕ５の各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。また主搬送手段Ａ２，Ａ３は、キャリア載置部Ｂ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側に一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面側と、左側の一面側をなす背面部とで構成される区画壁２３により囲まれる空間内に置かれている。また図中２４，２５は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
【００２０】
液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図２に示すようにレジスト液や現像液などの薬液収納部２６の上に、塗布ユニット（ＣＯＴ）２７、現像ユニット（ＤＥＶ）２８及び反射処理防止膜形成ユニットＢＡＲＣ等を複数段例えば５段に積層して構成されている。また既述の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、その組み合わせはウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。
【００２１】
処理部Ｂ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４が接続されている。このインターフェイス部Ｂ３は、詳しくは図３に示すように、処理部Ｂ２と露光部Ｂ４との間に前後に設けられる第１の搬送室３Ａ、第２の搬送室３Ｂにて構成されており、夫々に第１の基板搬送部３１Ａ及び第２の基板搬送部３１Ｂが設けられている。第１の搬送室３Ａには、棚ユニットＵ６、バッファカセットＣＯ及び本発明の基板洗浄装置４が設けられている。棚ユニットＵ６には、露光をしたウエハＷをＰＥＢ処理する加熱ユニット（ＰＥＢ）及び冷却プレートを有する高精度温調ユニットなどを上下に積層した構成とされる。
【００２２】
上記のシステムにおけるウエハＷの流れについて簡単に説明する。先ず外部からウエハＷの収納されたキャリアＣ１が載置台２０ａに載置されると、開閉部２１と共にキャリアＣ１の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。そしてウエハＷは棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニットを介して主搬送手段Ａ２へと受け渡され、棚ユニットＵ１〜Ｕ３内の一の棚にて、反射防止膜の形成や冷却ユニットによる基板の温度調整などが行われる。
【００２３】
しかる後、主搬送手段Ａ２によりウエハＷは塗布ユニット（ＣＯＴ）２７内に搬入され、ウエハＷの表面にレジスト膜が成膜されると共にウエハＷの表面に形成されたレジスト膜の外側に表面側周縁部から側端部を介して裏面側周縁部に跨る保護膜である撥水性膜が成膜される。しかる後、ウエハＷは主搬送手段Ａ２により外部に搬出され、加熱ユニットに搬入されて所定の温度でベーク処理がなされる。
【００２４】
ベーク処理を終えたウエハＷは、次いで冷却ユニットにて冷却された後、棚ユニットＵ３の受け渡しユニットを経由してインターフェイス部Ｂ３へと搬入され、このインターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４内に搬入される。そして詳しくは「背景技術」の欄に記載したようにウエハＷの表面に対向するように露光装置１が配置されて液浸露光が行われる。
【００２５】
しかる後、液浸露光を終えたウエハＷは第２の基板搬送部３１Ｂにより露光部Ｂ４から取り出され、基板洗浄装置４により基板の表面の水滴の除去が行われ、その後棚ユニットＵ６の一段をなす加熱ユニット（ＰＥＢ）に搬入される。当該加熱ユニットでは、加熱処理が行われ、加熱処理することにより露光された部位のレジストに含まれる酸発生成分から発生した酸がレジストに拡散することになる。この酸の作用によりレジスト成分が化学的に反応した例えばポジ型のレジストの場合には現像液に対して可溶解性となり、ネガ型のレジストの場合には現像液に対して不溶解性となる。
【００２６】
しかる後、ウエハＷは基板搬送部３１Ａによって加熱ユニット３８から搬出され、主搬送手段Ａ２に受け渡される。そしてこの主搬送手段Ａ２により現像ユニット２８内に搬入される。当該現像ユニット２８では、ウエハＷの撥水性膜形成領域に溶解液を供給して撥水性膜を溶解除去が行われると共に、溶解除去したウエハＷの表面に万遍なく現像液の供給が行われる。現像液を供給することで、現像液に対して可溶解性の部位が溶解されることにより所定のパターンのレジストマスクがウエハＷの表面に形成される。しかる後、ウエハＷは載置台２０ａ上の元のキャリアＣ１へと戻される。
【００２７】
続いて図４以降により上記の基板洗浄装置４（本発明の基板洗浄装置の実施の形態）について詳しく説明する。基板洗浄装置４は、図３及び図４に示すように装置の外装体を構成するケース４１を備えており、このケース４１にはウエハＷの搬送口を開閉するシャッタ４２が設けられている。ケース４１内にはカップ４３が配置され、このカップ４３内にはウエハＷを水平に保持し、鉛直軸周りに回転自在な例えばバキュームチャックからなるウエハ保持部４４が設けられている。４４ａはウエハ保持部４４を回転させるための駆動部である。カップ４３の底部には排出路４５が接続されており、この排出路４５は、図示しない排気手段により排気されていて、途中に気液分離部が配置されている。４６は、ウエハＷを支持して昇降するための例えば３本の支持ピンである。４６ａは支持ピン４６を保持する昇降部材、４６ｂは昇降機構である。
【００２８】
また基板洗浄装置４は、ウエハＷの表面に洗浄液を供給するための洗浄液ノズル５及び例えば不活性ガスを吹き付けるガスノズル６とを備えている。洗浄液ノズル５は、図５に示すように角筒状の本体部５１の下部分５１ａが屈曲していてその下端面に形成された例えばスリット状の吐出口５２からウエハＷの表面に対して斜めから洗浄液を供給するように構成されている。なお吐出口５２としては、スリット状のものに限らず本体部５１の下部分５１ａの長さ方向に沿って多数の例えば丸形の小径の孔を複数並べたものであってもよい。
本体部５１の上部には、図５に示すように洗浄液供給管５３が接続され、この洗浄液供給管５３は、図３に示すようにバルブや流量調整部などを含む供給機器群５４を介して洗浄液例えば純水を供給する洗浄液供給源５５に接続されている。
【００２９】
洗浄液ノズル５の本体部５１は、図６に示すように背面の支持部５１ｂを介して鉛直軸周りにその向きが調整できるようにアーム５６に接続されており、このアーム５６は、Ｌ字型に屈曲していて、第１の駆動部５７によりケース４１の底部のガイドレール５７ａに沿って（Ｘ方向に）直線移動できるように構成されている。またアーム５６は、昇降機構により上下に移動できるように構成されているが、説明の煩雑化を避けるために、第１の駆動部５７は、アーム５６をＸ方向に移動する機構と昇降機構とを含んだ部分として取り扱っている。
【００３０】
アーム５６のＸ方向の移動により、洗浄液ノズル５の吐出口５２は、ウエハ保持部４４に吸着保持されたウエハＷの中央部からウエハＷの周縁部までＸ方向に移動できることとなる。そして本体部５１は、吐出口５２がＸ方向からウエハＷの回転方向である時計回りの方向に少し向いた状態でアーム５６に対して取り付けられている。
【００３１】
一方、ガスノズル６も図５及び図６に示す洗浄液ノズル５の構造と同じであり、同様にアーム６６に取り付けられていて、アーム６６がＸ方向及び上下に移動できるようになっているが、アーム６６が前後に（Ｙ方向）に移動できる点において異なっている。即ちＬ字状に屈曲しているアーム６６は、例えば図７に示すようにガイドレール５７ａに沿って移動するＸ方向移動体６７ａに対して前後（Ｙ方向）に沿って移動するＹ方向移動体６７ｂが設けられ、この移動体６７ｂにアーム６６の昇降機構６７ｃが組み合わせて設けられている。図４では、アーム６６をＸ方向、Ｙ方向に移動させる機構及び昇降機構６７ｃをまとめて第２の駆動部６７として記載してある。またアーム６６にガスノズル６をＹ方向に移動させる機構を組み合わせてもよい。図７において、６１は本体部、６２は吐出口、６３はガス供給管、６４は供給機器群、６５は例えば不活性ガスである窒素ガスを供給するためのガス供給源である。  
また図４中、１００はコンピュータからなる制御部であり、既述の各駆動機構５７、６７、ウエハ保持部４４の回転駆動を行う駆動部４４ａ及び供給機器群５４、６４などを制御するための制御信号を、記憶部内に格納されたプログラムに従って出力する機能を備えている。
【００３２】
次に本実施の形態にかかる基板洗浄装置の作用について説明する。先ずシャッタ４２が開き、液浸露光後のウエハＷを載せた既述の基板搬送部３Ｂ（図１参照）がケース４１内に進入し、支持ピン４６の昇降により基板搬送部３Ｂ上のウエハＷを受け取ってにウエハ保持部４４に受け渡す。次いで前記基板搬送部３Ｂが退避してシャッタ４２が閉じられアーム５６が駆動されて、図８（ａ）に示すように洗浄液ノズル５からの洗浄液の供給位置の中心がウエハＷの中央部例えば中心に位置するように洗浄液ノズル５の位置が設定される。このとき洗浄液ノズル５は既述のように吐出口５２がＸ方向からウエハＷの回転方向である時計回りの方向に少し向いた状態にある。  
またアーム６６が駆動されて、ガスノズル６の吐出口６２が洗浄液ノズル５の吐出口５２と同じ向きに向いた状態で、吐出口５２よりも少しノズル５（６）のスキャン方向の上流側（図８（ａ）の右側）でありかつウエハＷの回転方向における少し下流側に位置設定される。  
そしてウエハＷを例えば５００ｒｐｍ以下例えば２００ｒｐｍの回転数で時計回りに回転させ、次いで洗浄液ノズル５の吐出口５２から洗浄液を例えば２５０ミリリットル／分の流量で吐出する。これにより洗浄液は、細い帯状となってウエハＷの中心を含む領域に斜め上方から衝突する。そして同時にガスノズル６の吐出口６２から窒素ガスを噴射する。ウエハＷは時計方向に回転しているため、ウエハＷ上に供給された洗浄液は遠心力により中心から外に広がろうとする力とウエハＷと共に回転しようとする力が働いて渦巻き流が形成される。図８（ａ）の鎖線で示す部分は、次ぎに述べるガスの噴射がない場合において、洗浄液ノズル５からウエハＷの中心に洗浄液を吐出した直後の稲穂状の液流を示している。
【００３３】
ここでガスノズル６からも同時に窒素ガスが噴射され、洗浄液の供給位置よりも下流側の液流に対して外側に向けて窒素ガスが例えば５リットル／分の流速で吹き付けられるので、稲穂状の液流が外側に押しやられる格好になる。そして洗浄液ノズル５は例えば１５ｍｍ／秒のスキャン速度でＸ方向に沿ってかつ洗浄液が吐出する側に向けて、つまり図８（ａ）では左側に向けて移動すると共に、ガスノズル６は、洗浄液ノズル５とほぼ同じ方向に同じ速度で移動するが、駆動部６７によりＸ方向に移動するにつれて少しＹ方向でかつガスが噴射する側に向けて、つまり前方側に向けて移動する。これによりこの例では、洗浄液の吐出位置と窒素ガスの吹き付け位置とは、ウエハＷの周縁に近付くにつれて互いに広がっていく。
【００３４】
図８（ｂ）は、洗浄液ノズル５及びガスノズル６が夫々洗浄液及び窒素ガスを吐出しながら既述の方向に移動する様子を示している。そしてその移動途中において、洗浄液ノズル５から吐出して時計回りの方向に沿って稲穂状に伸びる洗浄液の液流に対して、ガスノズル６から外側に向いたガス流が吹き付けられ、その液流が外側に押しやられながら、両ノズル５、６がウエハＷの周縁に向かって（外側に）移動していく。この結果、ウエハＷ上にリング状の洗浄液の塗布領域２００が形成されると共に、そのリングの内縁が外側に向かって広がり、即ち乾燥領域３００が外側に向かって広がり、やがてウエハＷ全面に広がって洗浄工程が終了する。  
こうして洗浄液ノズル５及びガスノズル６がウエハＷの周縁の外側までスキャンされると、両ノズル５、６は、上昇してカップ４３の上方から退避し、ウエハＷの搬入と逆の動作で基板搬送部３Ｂにより搬出される。
【００３５】
図９は、洗浄液ノズル５及びガスノズル６の位置関係を示す図であり、ＣはウエハＷの中心、Ｐは洗浄液ノズル５の吐出口５２の中心位置、Ｑはガスノズル６からの窒素ガスの噴射流においてウエハＷの回転方向上流端の位置であり、Ｐ、ＱがＣに対してなす角度θは１０度以上であることが好ましい。角度θが１０度よりも小さいと、洗浄液ノズル５からの洗浄液の供給位置に近すぎるため、ウエハＷの表面に供給された洗浄液がガス流により飛び散って細かな水滴になり、ウエハＷ上に留まるおそれがある。これに対して角度θがあまり大きいと、液流の液膜が小さくなっているところにガス流が当たるので、液流を外に広げる効果が失われてしまう。このためウエハＷの回転数などのパラメータに基づいて適切な角度を選定することが好ましい。
【００３６】
上述の実施の形態によれば、洗浄液ノズル５からの洗浄液の供給位置をウエハＷの中央部から周縁に向かって移動させる方法においては、ウエハＷを低速で例えば５００ｒｐｍ以下の回転数で回転させた場合、遠心力が小さいので乾燥領域の広がる速度が遅く、また水滴が滞留するおそれがある。そこでこの実施の形態では洗浄液の供給位置よりもウエハＷの回転方向における下流側領域に対してウエハＷの外側に向けて窒素ガスを吹き付けるようにしているため、洗浄液がウエハＷの表面を少し流れて液膜になった状態で気流による外側に向けた力が作用するので、周方向に流れる液流が外側に移動する。従ってウエハＷの表面の乾燥領域が外側に向けて速やかに広がっていくため、液流が同じ半径位置に滞留することがなく、確実に水滴を除去しながら速やかに洗浄処理を行うことができる。  
この場合、洗浄液ノズル５の吐出口５２の形状及び向きについては、限定されるものではないが、上述のように吐出口５２を外側にかつウエハＷの回転方向の下流側に向けた状態で洗浄液ノズル５をスキャンすることにより、洗浄液の吐出位置における洗浄液の飛散が抑えられ、液がまとまった状態でウエハＷの周方向に流れようとするので、いわばその液の塊に窒素ガスが吹き付けられることにより、外側に押しやる効果が大きい。またその際スリット状で洗浄液を吐出することで、吐出された洗浄液の安定性を保つことができるという利点がある。
【００３７】
また本発明では、洗浄液の吐出位置と窒素ガスの吹き付け位置とが固定されていてもよい。図１０はこのような例を示すもので、ガスノズル６がアーム５６に支持部材５６ａを介して支持されており、各吐出口５２、６２の向きは先の実施の形態と同じである。また両ノズル５、６の互いの位置関係は、図８（ａ）で示した位置関係とほぼ同じである。この例では、両ノズル５、６が共通の駆動部によりスキャンされることになる。
【００３８】
ここでガスノズル６から吹き出すガスは、イオナイザーを通過させたガスであることが好ましい。その理由は次の通りである。ウエハＷを洗浄する洗浄液として通常純水が使用されるが、純水は例えば１５ＭΩ・ｃｍ以上の抵抗率を有しており、この純水がウエハＷ表面に吐出される圧力によりウエハＷ表面、あるいはウエハＷ表面に液浸露光前に塗布された撥水性の保護膜に強く衝突すると、静電気が発生してウエハＷ表面が帯電し、数キロボルト以上の電位になる場合がある。また洗浄工程において、洗浄水が洗浄水供給配管及び洗浄水ノズルを通過する際にこれらの壁面と先浄水との摩擦によって静電気が発生することがある。このように静電気が発生すると洗浄水が帯電し、この洗浄水がウエハＷ表面に吐出することでウエハＷ表面が帯電することになる。そしてこの静電気によりパーティクルが吸着されたり、また液浸露光前のウエハＷに帯電が起こると露光不具合が起こったり、また液浸露光する際に放電されて保護膜に影響を及ぼしたりする。
【００３９】
このようなことからイオナイザーを通過させたガスをウエハＷ表面に吹き付けることが好ましいといえる。イオナイザーは、除電器と呼ばれ、基本的にプラスのガスイオンとマイナスのガスイオンとを等量発生するものであり、このガスが帯電物に当たると同極性のイオンとは反発し、反対極性のイオンを吸引する結果帯電物が除電されることになる。  
図１１は、イオナイザーをガスノズル６に設けた例を示している。６０１はノズル本体、６０２はガス供給路であり、ノズル本体６０１にイオナイザーを構成する電極６０３が設けられている。この電極６０３は給電路をなすケーブル６０４を介して直流電源６０５に接続されている。電極６０３の形状としては、ノズル本体６０１内を通るガスに効率よく接触するように複数の棒状電極をガス通路と交差するように配列したものを用いることができ、高電圧が印加された電極６０３の周囲に形成される不平等電界にガスが接触することでイオン化される。なおイオナイザーはガスが通る部位に設ければよく、例えばガスノズル６とガス供給源との間のガス供給路６０２に設けてもよい。
【００４０】
更にまた図１２（ａ）に示すように基板洗浄装置の基板搬送口の上方に、イオナイザーを組み込んだ例えば窒素ガスを吹き出すガス吹き出し部２０１を設けた例である。この例ではガス吹き出し部２０１は基板の幅一杯に、例えば基板がウエハＷの場合には直径に相当する長さに亘ってガス吹き付け孔が配列されていて、通過するウエハＷの全面にイオナイザーでイオン化されたガスを吹き付けるように構成している。なおここではイオナイザーは、ガスを通流する部位を除いてガスをイオン化する電極などの部位を指している。図１２（ｂ）はガス吹き出し部２０１を示す図であり、ガス供給路２０３から通気室２０２内に入った例えば窒素ガスが通気室２０２内に設けられたイオナイザーによりイオン化されて、下部分２０４から吹き出すように構成されている。
【００４１】
次に本発明の他の実施の形態について説明する。この実施の形態では、洗浄液ノズル５の吐出口よりもウエハＷの回転方向における下流側に洗浄液を拘束する液押さえ面部を設けている。図１３は、その具体例であって、洗浄液ノズル５を下側から見た斜視図であり、図１４は、前記洗浄液ノズル５の要部をウエハＷ上に配置した様子を示す平面図である。洗浄液ノズル５の底面７０（本体部５１の底面７０）は長方形状に成形されており、この底面７０には、スキャン方向前方に向けて開いている概ねＶ字状の凹部７１が形成されると共にこの凹部７１の天井面７２における根元側に吐出口７３が形成されている。  
従ってこの凹部７１の両側には、凹部７１よりも低い面部７４が連続し、ここでは凹部７１の天井面７２を第１の液押さえ面部、前記面部７４を第２の液押さえ面部と呼ぶものとすると、洗浄工程時における第１の液押さえ面部７２及び第２の液押さえ面部７４のウエハＷ表面からの高さは例えば夫々１ｍｍ及び２ｍｍである。
【００４２】
そしてこの洗浄液ノズル５を、図１４に示すように凹部７１の開口端をウエハＷの周縁側に向けてその開口端が前方になるように、先の実施の形態のようにウエハＷの中央部から周縁部側にスキャンさせる。吐出口７３から吐出された洗浄液は、ウエハＷの回転による遠心力と周方向に流れようとする作用とにより、稲穂状の液流を形成してリング状の塗布領域を形成するが、図１５に示すように第１の液押さえ面部７２及び第２の液押さえ面部７４により段階的に液流の表面が抑えられて拘束力が作用する。この結果洗浄液Ｌ（図１３参照）が塊のまま滞在しようとし、この塊に作用する遠心力が大きくなるので、液流が外に速やかに移動しようとする。従ってウエハＷの表面の乾燥領域が外側に向けて速やかに広がっていくため、液流が同じ半径位置に滞留することがなく、確実に水滴を除去しながら速やかに洗浄処理を行うことができる。
【００４３】
この発明では、吐出口７３に対してウエハＷの回転方向の下流側に吐出口７３と同じ高さかまたはそれよりも低い液押さえ面部が存在すればよいが、図１１の構造のように構成すれば、吐出口７１から吐出された洗浄液が凹部７１内に拘束され、拘束された液の塊が遠心力により凹部７１の開口端から外側に移動しようとすると共に、横から流出した洗浄液は更に第２の液押さえ面部７４により拘束されようとするので、結果として拘束力が大きく、このため洗浄液を外に押しやる作用が大きくなる。  
なおこの例では、液押さえ面部を段階的に設けているが、その高さが順次前記回転方向下流側に向けて低くなるように、例えば連続した傾斜面として形成してもよい。
【００４４】
この実施の形態は、ガスノズル６を必要とするものではないが、先の実施の形態に組み合わせてもよい。例えば図３及び図４などに記載した先の実施の形態において洗浄液ノズル５として例えば図１１に示す構造の洗浄液ノズル５を用いてもよく、この場合には、ガスノズル６による外側への押しやる作用と相俟って、より一層液流が外に速やかに移動しようとする作用が大きくなる。なおこの場合においても、ガスノズル６として図１１に示すようなイオナイザーを備えたものを用いることが好ましい。
【００４５】
本発明は、液浸露光後の基板の洗浄を行うことに限らず、液浸露光前の基板の洗浄などにも好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の基板洗浄装置を備えた塗布、現像装置の一例を示す平面図である。
【図２】上記の塗布、現像装置を示す全体斜視図である。
【図３】本発明に係る基板洗浄装置の実施の形態を示す縦断面図である。
【図４】上記基板洗浄装置を示す概略平面図である。
【図５】上記基板洗浄装置に設けられる洗浄液ノズルを示す斜視図である。
【図６】上記洗浄液ノズルを示す平面図である。
【図７】上記洗浄液ノズル及びノズル駆動機構を示す側面図である。
【図８】上記基板洗浄装置を用いてウエハを洗浄する様子を示す説明図である。
【図９】ウエハ洗浄時における洗浄液ノズルとガスノズルとの位置関係の一例を示す説明図である。
【図１０】上記の実施の形態の変形例においてウエハを洗浄する様子を示す説明図である。
【図１１】上記のガスノズルの変形例を示す縦断側面図である。
【図１２】上記の基板洗浄装置において、搬送口にイオナイザーを備えたガス吹き出し部を設けた構成例及びガス吹き出し部を示す図である。
【図１３】本発明に係る基板洗浄装置の他の実施の形態に用いられる洗浄液ノズルを下から見た斜視図である。
【図１４】上記の他の実施の形態における洗浄液ノズルとウエハとの位置関係を示す平面図である。
【図１５】上記の他の実施の形態における洗浄液ノズルにより洗浄液が拘束される状態を示す断面図である。
【図１６】ウエハを液浸露光するための露光機を示す説明図である。
【図１７】上記露光機によりウエハ表面を液浸露光する様子を示す説明図である。
【図１８】ウエハに対して従来のスピン洗浄を行ったときの洗浄液の状態を段階的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｗ          半導体ウエハ
４          基板洗浄装置
４１        ケース
４４        基板保持部
５          洗浄液ノズル
５１        本体部
５２        吐出口
５６        アーム
５７        第１の駆動部
６          ガスノズル
６１        本体部
６６        アーム
６７        第２の駆動部
７１        凹部
７２        第１の液押さえ面部
７３        吐出口
７４        第２の液押さえ面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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