(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性液体を基板の主面に供給して、当該極性液体で基板の主面を覆う基板被覆工程と、
前記極性液体で覆われた前記主面に、純水よりも表面張力の低く、前記極性液体とは種類が異なる低表面張力液体の液滴を衝突させる液滴衝突工程とを含み、
前記基板被覆工程は、前記液滴衝突工程と並行して、前記極性液体を基板の主面に供給する工程を含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記基板被覆工程は、純水以上の誘電率を有する極性液体で基板の主面を覆う工程を含む、請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記液滴衝突工程は、前記極性液体で覆われた前記主面に前記低表面張力液体の液滴を衝突させつつ、前記主面に対する前記液滴の衝突位置を当該主面内で移動させる工程を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記極性液体は、純水であり、前記低表面張力液体は、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）である、請求項１〜３の何れか１項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
基板を保持する基板保持手段と、
この基板保持手段に保持された基板の主面に向けて極性液体を吐出する液体吐出ノズルと、
純水よりも表面張力の低く、前記極性液体とは種類が異なる低表面張力液体と気体とを混合させることにより前記低表面張力液体の液滴を生成し、生成された液滴を前記基板保持手段に保持された基板の主面に衝突させるための二流体ノズルと、
前記液体吐出ノズルに前記極性液体を供給する液体供給手段と、
前記二流体ノズルに前記低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段と、
前記二流体ノズルに気体を供給する気体供給手段と、
前記液体供給手段を制御することにより、前記液体吐出ノズルから前記極性液体を吐出させて前記基板保持手段に保持された基板の主面を前記極性液体で覆う基板被覆工程と、前記低表面張力液体供給手段および気体供給手段を制御することにより、前記極性液体で覆われた基板の主面に前記低表面張力液体の液滴を衝突させる液滴衝突工程とを行わせ、前記液体供給手段を制御することにより、前記液滴衝突工程と並行して、前記液体吐出ノズルから吐出させた前記極性液体を前記基板保持手段に保持された基板の主面に供給する制御手段とを含む、基板処理装置。
【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方法および基板処理装置に関する。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、セラミック基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という。）の表面にはパーティクルが付着する。このため、製造工程の適当な段階でウエハの表面を洗浄する必要がある。ウエハの表面の洗浄方法としては、たとえば、処理液と気体とを混合することにより処理液の液滴を生成し、この処理液の液滴をウエハの表面に衝突させる方法がある（たとえば下記特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１における洗浄処理では、ウエハの表面に純水による液膜が形成され、この液膜で覆われたウエハの表面に純水の液滴が衝突される。ウエハの表面に付着しているパーティクルは、液滴の運動エネルギーにより除去される。
【特許文献１】特開２００３−２０９０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウエハの表面の洗浄では、パーティクルの除去率が高く、さらに、ダメージが少ないことが望まれる。ところが、前述の液滴を衝突させる洗浄方法では、液滴の運動エネルギーにより、ウエハの表面に形成された微細な配線パターンに損傷（パターン倒壊、シリンダ倒壊など）が生じることがあった。
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、除去率が高く、ダメージが少ない洗浄処理を行うことができる基板処理方法および基板処理装置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】
【０００５】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、極性液体を基板（Ｗ）の主面に供給して、当該極性液体で基板の主面を覆う基板被覆工程と、前記極性液体で覆われた前記主面に、純水よりも表面張力の低く、前記極性液体とは種類が異なる低表面張力液体の液滴を衝突させる液滴衝突工程とを含み、前記基板被覆工程は、前記液滴衝突工程と並行して、前記極性液体を基板の主面に供給する工程を含む、基板処理方法である。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００６】
この発明によれば、基板の主面に極性液体を供給することにより当該主面を極性液体で覆い、この極性液体で覆われた基板の主面に、純水よりも表面張力の低い低表面張力液体の液滴を衝突させることにより、基板の主面を洗浄することができる。さらに、液滴衝突工程と並行して、基板の主面に極性液体が供給されるので、液滴の衝突によって基板から剥離されたパーティクルを極性液体によって洗い流して除去することができる。これにより、基板の主面からパーティクルを良好に除去することができる。
処理液の液滴を基板の主面に衝突させる洗浄処理において、基板に生ずるダメージは、衝突される液滴の粒径が小さいほど少なくなる。さらに、本願発明者の研究によると、液滴の粒径は、処理液の表面張力が低いほど小さくなることが分かった。したがって、液滴を形成するための処理液として表面張力液体の低い処理液を用いることにより基板に生ずるダメージを低減することができ、特に、純水（２５℃での表面張力は、７２ｍＮ／ｍ）よりも表面張力の低い低表面張力液体（好ましくは、２５℃での表面張力が１５．０ｍＮ／ｍ以下の液体）を前記処理液として用いることにより基板に生ずるダメージを一層低減することができる。
【０００７】
またさらに、本願発明者の研究によると、基板の主面に対するパーティクルの付着力は、基板の主面が極性液体で覆われることにより弱められることが分かった。したがって、本発明のように、基板の主面を極性液体で覆い、この極性液体で覆われた基板の主面に処理液の液滴を衝突させることにより高パーティクル除去率を得ることができる。
請求項２記載の発明は、前記基板被覆工程は、純水以上の誘電率を有する極性液体で基板の主面を覆う工程を含む、請求項１記載の基板処理方法である。
【０００８】
この発明によれば、純水以上の誘電率を有する極性液体によって基板の主面を覆うことにより、基板の主面に対するパーティクルの付着力を一層弱めることができる。具体的には、室温における純水の比誘電率が約８０であるので（２０℃における純水の比誘電率は８０．４）、８０以上の比誘電率を有する極性液体によって基板の主面を覆うことにより、基板の主面に対するパーティクルの付着力を一層弱めることができる。これにより、パーティクルの除去率を一層高めることができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記液滴衝突工程は、前記極性液体で覆われた前記主面に前記低表面張力液体の液滴を衝突させつつ、前記主面に対する前記液滴の衝突位置を当該主面内で移動させる工程を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、基板の主面に対する液滴の衝突位置を当該主面内で移動させることができるので、当該主面の全域に低表面張力液体の液滴を直接衝突させることができる。これにより、基板の主面全域からパーティクルを確実に除去することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明のように、前記極性液体は、純水であり、前記低表面張力液体は、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）であってもよい。
請求項５記載の発明は、基板を保持する基板保持手段（２）と、この基板保持手段に保持された基板の主面に向けて極性液体を吐出する液体吐出ノズル（３）と、純水よりも表面張力の低く、前記極性液体とは種類が異なる低表面張力液体と気体とを混合させることにより前記低表面張力液体の液滴を生成し、生成された液滴を前記基板保持手段に保持された基板の主面に衝突させるための二流体ノズル（４）と、前記液体吐出ノズルに前記極性液体を供給する液体供給手段（９）と、前記二流体ノズルに前記低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段（１３）と、前記二流体ノズルに気体を供給する気体供給手段（１４）と、前記液体供給手段を制御することにより、前記液体吐出ノズルから前記極性液体を吐出させて前記基板保持手段に保持された基板の主面を前記極性液体で覆う基板被覆工程と、前記低表面張力液体供給手段および気体供給手段を制御することにより、前記極性液体で覆われた基板の主面に前記低表面張力液体の液滴を衝突させる液滴衝突工程とを行わせ、前記液体供給手段を制御することにより、前記液滴衝突工程と並行して、前記液体吐出ノズルから吐出させた前記極性液体を前記基板保持手段に保持された基板の主面に供給する制御手段（２５）とを含む、基板処理装置（１）である。
【００１２】
この発明によれば、請求項１に関連して述べた作用効果と同様な作用効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を説明するための図解図である。この基板処理装置１は、基板の一例としての半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）を１枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置１は、ウエハＷを水平に保持して回転させるスピンチャック２（基板保持手段）と、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面（上面）に処理液を供給するための処理液ノズル３（液体吐出ノズル）と、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に処理液の液滴を供給するための二流体ノズル４とを備えている。
【００１４】
スピンチャック２は、鉛直な方向に延びる回転軸５と、回転軸５の上端に水平に取り付けられた円盤状のスピンベース６と、このスピンベース６上に配置された複数個の挟持部材７とを備えている。複数個の挟持部材７は、スピンベース６の上面周縁部においてウエハＷの外周形状に対応する円周上で適当な間隔をあけて配置されている。複数個の挟持部材７は、互いに協働してウエハＷを水平な姿勢で挟持することができる。
【００１５】
また、回転軸５には、モータなどの駆動源を含むチャック回転駆動機構８が結合されている。複数個の挟持部材７によってウエハＷが保持された状態で、チャック回転駆動機構８の駆動力が回転軸５に入力されることにより、ウエハＷの中心を通る鉛直な軸線まわりにウエハＷが回転される。
なお、スピンチャック２としては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハＷの下面（裏面）を真空吸着することによりウエハＷを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。
【００１６】
処理液ノズル３は、たとえば、連続流の状態で処理液を吐出するストレートノズルである。処理液ノズル３は、その吐出口が下方に向けられた状態で、スピンチャック２の上方に配置されている。処理液ノズル３は、吐出された処理液がスピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に着液するように配置されている。
処理液ノズル３には、処理液供給管９（液体供給手段）が接続されている。処理液ノズル３には、この処理液供給管９を介して図示しない処理液供給源からの処理液が供給される。処理液供給管９には、処理液ノズル３への処理液の供給および供給停止を切り換える処理液バルブ１０が介装されている。
【００１７】
処理液ノズル３に供給される処理液としては、極性液体が用いられている。具体的には、たとえば、極性液体である常温（２０℃程度）の純水（脱イオン水）が処理液として用いられている。極性液体としては、純水に限らず、炭酸水、水素水、オゾン水などの機能水や、ＳＣ―１（アンモニアと過酸化水素水との混合液）、界面活性剤が加えられることにより分極された液体などであってもよい。
【００１８】
二流体ノズル４は、たとえば、ケーシング外で処理液と気体とを混合させて処理液の液滴を生成する外部混合型の二流体ノズルである。二流体ノズル４は、生成された処理液の液滴をスピンチャック２に保持されたウエハＷの表面に衝突させることができる。二流体ノズル４は、スピンチャック２よりも上側において、その吐出口が下方に向けられた状態で、水平に延びるノズルアーム１１の先端に取り付けられている。
【００１９】
二流体ノズル４は、ノズルアーム１１を介してノズル移動機構１２に結合されており、このノズル移動機構１２によって、スピンチャック２の外方に設けられた鉛直な揺動軸まわりに揺動（水平移動）されるようになっている。二流体ノズル４を水平移動させることにより、スピンチャック２の上方に二流体ノズル４を配置させたり、スピンチャック２の上方から二流体ノズル４を退避させたりすることができる。
【００２０】
スピンチャック２によってウエハＷが回転され、二流体ノズル４からの処理液の液滴がウエハＷの表面に供給されている状態で、ノズル移動機構１２によって二流体ノズル４を水平移動させることにより、ウエハＷの表面における処理液の液滴の衝突位置（供給位置）をウエハＷの表面内で移動させることができる。
具体的には、ウエハＷの表面における処理液の液滴の衝突位置が、たとえば、当該表面内において、円弧状の軌跡を描きつつ回転中心と周縁部との間を移動したり、回転中心を通る円弧状の軌跡を描きつつ周縁部から周縁部に移動したりするように、二流体ノズル４を水平移動させることができる。これにより、ウエハＷの表面が処理液の液滴によってスキャンされ、当該表面全域に処理液の液滴が直接衝突されるようになっている。
【００２１】
二流体ノズル４には、処理液供給管１３（低表面張力液体供給手段）および気体供給管１４（気体供給手段）が接続されており、処理液供給管１３および気体供給管１４からそれぞれ処理液および気体が供給されるようになっている。処理液供給管１３には、二流体ノズル４への処理液の供給および供給停止を切り換える処理液バルブ１５が介装されており、気体供給管１４には、二流体ノズル４への気体の供給および供給停止を切り換える気体バルブ１６が介装されている。
【００２２】
二流体ノズル４に供給される処理液としては、純水よりも表面張力が小さい低表面張力液体が用いられている。具体的には、たとえば、純水よりも表面張力が小さい低表面張力液体であるＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）が処理液として用いられている。ＨＦＥとしては、たとえば、住友スリーエム株式会社製のＮｏｖｅｃ（登録商標）のＨＦＥを用いることができる。ＨＦＥの表面張力は、１３．６ｍＮ／ｍ（２５℃、ＮｏｖｅｃＨＦＥ−７１００（商品名））、１３．６ｍＮ／ｍ（２５℃、ＮｏｖｅｃＨＦＥ−７２００（商品名））、１５．０ｍＮ／ｍ（２５℃、Ｎｏｖｅｃ７３００（商品名））である。したがって、ＨＦＥの表面張力は、純水の表面張力（７２ｍＮ／ｍ、２５℃）よりも低い。低表面張力液体としては、ＨＦＥに限らず、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール、表面張力は２０．９ｍＮ／ｍ（２５℃））と純水との混合液などであってもよい。
【００２３】
また、二流体ノズル４に供給される気体としては、たとえば、窒素ガスが用いられている。二流体ノズル４に供給される気体としては、窒素ガスに限らず、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス、アルゴンガス、炭酸ガス、ヘリウムガス、酸素ガスなどであってもよい。
図２は、二流体ノズル４の構造を図解的に示す断面図である。
二流体ノズル４は、ほぼ円柱状の外形を有している。二流体ノズル４は、ケーシングを構成する外筒１７と、外筒１７の内部に嵌め込まれた内筒１８とを含む。内筒１８および外筒１７は、それぞれ共通の中心軸線Ｌ１上に同軸配置されており、互いに連結されている。内筒１８の内部空間は、処理液供給管１３（図１参照）からのＨＦＥが流通する直線状の処理液流路１９となっている。また、内筒１８と外筒１７との間には、気体供給管１４からの窒素ガスが流通する円筒状の気体流路２０が形成されている。
【００２４】
処理液流路１９は、内筒１８の上端で処理液導入口２１として開口している。処理液流路１９には、この処理液導入口２１を介して処理液供給管１３からのＨＦＥが導入される。また、処理液流路１９は、内筒１８の下端で、中心軸線Ｌ１上に中心を有する円状の処理液吐出口２２として開口している。処理液流路１９に導入されたＨＦＥは、この処理液吐出口２２から吐出される。
【００２５】
一方、気体流路２０は、中心軸線Ｌ１と共通の中心軸線を有する円筒状の間隙であり、内筒１８および外筒１７の上端部で閉塞され、内筒１８および外筒１７の下端で、中心軸線Ｌ１上に中心を有し、処理液吐出口２２を取り囲む円環状の気体吐出口２３として開口している。気体流路２０の下端部は、気体流路２０の長さ方向における中間部よりも流路面積が小さくされ、下方に向かって小径となっている。また、外筒１７の中間部には、気体流路２０に連通する気体導入口２４が形成されている。
【００２６】
気体導入口２４には、外筒１７を貫通した状態で気体供給管１４が接続されており、気体供給管１４の内部空間と気体流路２０とが連通されている。気体供給管１４からの窒素ガスは、この気体導入口２４を介して気体流路２０に導入され、気体吐出口２３から吐出される。
処理液吐出口２２からＨＦＥを吐出させつつ、気体吐出口２３から窒素ガスを吐出させることにより、二流体ノズル４の近傍でＨＦＥに窒素ガスを衝突させてＨＦＥの液滴を生成することができる。さらに、噴流となったＨＦＥの液滴をウエハＷの表面に衝突させることができる。これにより、ウエハＷの表面に付着しているパーティクルなどの異物を、ＨＦＥの液滴の運動エネルギーによって物理的に除去することができる。
【００２７】
図３は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
この基板処理装置１は、制御部２５（制御手段）を備えている。制御部２５は、チャック回転駆動機構８およびノズル移動機構１２などの動作を制御する。また、制御部２５は、処理液バルブ１０，１５、気体バルブ１６などの開閉を制御する。
図４は、基板処理装置１によるウエハＷの処理の一例について説明するための図である。以下では、その表面に微細な配線パターンが形成されたウエハＷを処理する場合について説明する。
【００２８】
処理対象のウエハＷは、図示しない搬送ロボットによって搬送されてきて、スピンチャック２に受け渡される。そして、ウエハＷがスピンチャック２に保持されると、制御部２５によりチャック回転駆動機構８が制御されて、スピンチャック２に保持されたウエハＷが鉛直軸線まわりに回転される。その後、制御部２５により処理液バルブ１０が開かれて、処理液ノズル３からウエハＷの表面に向けて純水が吐出される。吐出された純水は、ウエハＷの表面における回転中心を含む範囲に着液し、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周縁に向かって瞬時に広がっていく。これにより、図４（ａ）に示すように、ウエハＷの表面上に純水の液膜が形成され、ウエハＷの表面全域が純水によって覆われる（基板被覆工程）。
【００２９】
次に、制御部２５は、ノズル移動機構１２を制御して、二流体ノズル４を、スピンチャック２に保持されたウエハＷの周縁部の鉛直上方に配置させる。その後、制御部２５は、処理液ノズル３から純水を吐出させた状態で、処理液バルブ１５および気体バルブ１６を開いて、図４（ｂ）に示すように、ＨＦＥおよび窒素ガスを二流体ノズル４から吐出させる。吐出されたＨＦＥは、窒素ガスと混合されてＨＦＥの液滴となり、純水の液膜を貫通してウエハＷの表面に衝突する（液滴衝突工程）。ウエハＷの表面に付着しているパーティクルなどの異物は、液滴の運動エネルギーによってウエハＷの表面から剥離される。そして、剥離された異物は、処理液ノズル３から供給される純水によって洗い流されて、ウエハＷの表面から除去される。処理液ノズル３から吐出された純水は、ウエハＷ上から異物を洗い流すとともに、ウエハＷの表面に衝突して跳ね返ったＨＦＥの液滴などがウエハＷの表面に付着することを防止するカバーリンス液として機能する。
【００３０】
二流体ノズル４からＨＦＥおよび窒素ガスが吐出されている間、制御部２５は、ノズル移動機構１２を制御して、二流体ノズル４を水平移動させている。具体的には、たとえば図４（ｃ）に示すように、ウエハＷの表面におけるＨＦＥの液滴の衝突位置が、当該表面内において、回転中心を通る円弧状の軌跡を描きつつ周縁部から周縁部に複数回往復移動するように、二流体ノズル４を水平移動させている。これにより、ウエハＷの表面がＨＦＥの液滴によってスキャンされ、当該表面全域にＨＦＥの液滴が直接衝突される。その結果、ウエハＷの表面全域から異物が確実に除去される。
【００３１】
ＨＦＥの液滴の供給が所定の液滴処理時間に亘って行われると、制御部２５は、処理液バルブ１５および気体バルブ１６を閉じて、二流体ノズル４からのＨＦＥおよび窒素ガスの吐出を停止させる。さらに、制御部２５は、ノズル移動機構１２を制御して、二流体ノズル４をウエハＷの上方から退避させる。次に、制御部２５は、処理液ノズル３からの純水の吐出を所定時間継続させてウエハＷの表面を純水によって洗い流した後、処理液バルブ１０を閉じて、処理液ノズル３からの純水の吐出を停止させる。その後、制御部２５は、チャック回転駆動機構８を制御して、スピンチャック２に保持されたウエハＷを高速回転（たとえば、３０００ｒｐｍ）させる。これにより、図４（ｄ）に示すように、ウエハＷの表面に付着している純水が、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周囲に振り切られ、ウエハＷの表面が乾燥する（スピンドライ処理）。
【００３２】
スピンドライ処理が所定のスピンドライ処理時間に亘って行われると、制御部２５は、チャック回転駆動機構８を制御して、ウエハＷの回転を停止させる。そして、ウエハＷが静止した後、図示しない搬送ロボットによって、処理済のウエハＷがスピンチャック２から搬送されていく。
図５は、二流体ノズル４により生成された処理液の液滴の大きさと液滴の数との関係を示すグラフである。この図５では、二流体ノズル４に処理液としてのＨＦＥを供給したときと、処理液としての純水を供給したときの測定値を示している。２つの測定条件の主な違いは、二流体ノズル４に供給される処理液の表面張力が異なることである。ＨＦＥ（液体）は、純水よりも表面張力の低い液体である。
【００３３】
図５に示すように、ＨＦＥを処理液として用いた場合、処理液として純水を用いた場合に比べて、粒径の小さな液滴の割合が多くなっている。すなわち、この図５から、二流体ノズル４により生成される処理液の液滴は、二流体ノズル４に供給される処理液の表面張力が小さいほど、平均粒径が小さくなり、相対的に大きな粒径の液滴が生成され難くなることが分かる。処理液の液滴をウエハＷの表面に衝突させる洗浄処理において、ウエハＷに生ずるダメージは、衝突される処理液の液滴の粒径が小さいほど減少するので、表面張力の低い液体を処理液として用いることにより、ウエハＷのダメージを低減することができる。したがって、本実施形態のように、表面張力の低いＨＦＥを処理液として用いることにより、ウエハＷのダメージを低減することができる。
【００３４】
図６は、二流体ノズル４により生成された処理液の液滴の流速と液滴の数との関係を示すグラフである。この図６では、二流体ノズル４に処理液としてのＨＦＥを供給したときと、処理液としての純水を供給したときの測定値を示している。２つの測定条件の主な違いは、二流体ノズル４に供給される処理液の表面張力が異なることである。また、二流体ノズル４に供給される気体としては、窒素ガスを用いた。
【００３５】
図６に示すように、ＨＦＥを処理液として用いた場合、処理液として純水を用いた場合に比べて、液滴の流速（最高流速、平均流速）が大きくなっている。すなわち、この図６から、二流体ノズル４により生成される処理液の液滴の流速は、二流体ノズル４に供給される処理液の表面張力が低いほど大きくなることが分かる。処理液の液滴の流速は、二流体ノズル４に供給される窒素ガス流量（流速）に概ね比例するので、二流体ノズル４に供給される処理液として表面張力の低い液体を用いることにより、必要とされる液滴の流速を少ない窒素ガス流量で確保することができる。これにより、窒素ガスの消費量を低減することができる。
【００３６】
図７は、二流体ノズル４に供給される窒素ガスの流量と、その流量でウエハＷを洗浄したときのパーティクル除去率との関係を示すグラフである。
この図７において▲で示された測定値は、前述のウエハＷの処理の一例におけるもの、すなわち、純水によってウエハＷの表面を覆い、この純水で覆われたウエハＷの表面にＨＦＥの液滴を衝突させたときのものである。また、○で示された測定値は、前述のウエハＷの処理の一例において、ＨＦＥによってウエハＷの表面を覆い、このＨＦＥで覆われたウエハＷの表面にＨＦＥの液滴を衝突させたときのものである。▲で示された測定値と、○で示された測定値との測定条件の主な違いは、ウエハＷの表面を覆う処理液の誘電率が異なることである。純水は、ＨＦＥよりも誘電率の高い極性液体である。また、この図７における除去率とは、洗浄前のパーティクル数に対する除去されたパーティクル数（「洗浄前のパーティクル数」−「洗浄後のパーティクル数」）の割合を意味する。
【００３７】
図７に示すように、ウエハＷの表面を覆う処理液の種類が同一である場合、窒素ガスの流量が多いほど、除去率が高くなることが分かる。また、窒素ガスの流量が同一である場合、ウエハＷの表面を覆う処理液が純水である場合の方が、ＨＦＥである場合に比べて、除去率が高くなっている。すなわち、この図７から、パーティクルの除去率は、窒素ガスの流量が多いほど高く、さらに、ウエハＷの表面を覆う処理液の誘電率が高いほど高くなることが分かる。したがって、ウエハＷの表面を覆う処理液として高誘電率の極性液体を用いれば、少ない窒素ガス流量であっても高い除去率を得ることができる。処理液の液滴をウエハＷの表面に衝突させる洗浄処理において、ウエハＷに生ずるダメージは、液滴の流速が大きいほど、つまり、窒素ガス流量が多い（窒素ガスの流速が大きい）ほど増加するので、ウエハＷの表面を覆う処理液として高誘電率の極性液体を用いることにより、高い除去率を得つつ、窒素ガス流量を少なくしてウエハＷのダメージを低減することができる。さらに、窒素ガス流量を少なくすることにより、窒素ガスの消費量を低減することができる。
【００３８】
以上のように本実施形態では、ウエハＷの表面に極性液体である純水を供給することにより当該表面を純水で覆い、さらに、この純水で覆われたウエハＷの表面に純水よりも表面張力の低い低表面張力液体であるＨＦＥの液滴を衝突させることにより、ウエハＷの表面を洗浄する。
処理液の液滴をウエハＷの表面に衝突させる洗浄処理において、ウエハＷに生ずるダメージは、衝突される処理液の液滴の粒径が小さいほど少なくなる。さらに、図５において示したように、処理液の液滴の粒径は、処理液の表面張力が低いほど小さくなる。したがって、本実施形態のように、液滴を形成するための処理液として、表面張力が低いＨＦＥを用いることによりウエハＷに生ずるダメージを低減することができる。
【００３９】
またさらに、ウエハＷの表面に対するパーティクルの付着力は、当該表面を極性液体によって覆うことにより弱められ、さらに、その誘電率が高いほど一層弱められる。そのため、図７において示したように、ウエハＷの表面を誘電率の高い極性液体である純水によって覆うことにより、高いパーティクル除去率を得ることができる。したがって、本実施形態のように、ウエハＷの表面を純水で覆い、この純水で覆われたウエハＷの表面にＨＦＥの液滴を衝突させることにより、ダメージを低減しつつ、高い除去率を得ることができる。
【００４０】
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の実施形態では、二流体ノズル４が、ケーシング外で処理液と気体とを混合させて処理液の液滴を生成する外部混合型の二流体ノズルである場合について説明したが、これに限らず、二流体ノズル４は、ケーシング内で処理液と気体とを混合させて処理液の液滴を生成する内部混合型の二流体ノズルであってもよい。
【００４１】
また、前述の実施形態では、水平に保持され回転させられているウエハＷの表面に処理液（処理液の液滴を含む）を供給して当該ウエハＷを処理するものを取り上げたが、回転していない状態（非回転状態）のウエハＷの表面に処理液を供給してウエハＷを処理するものであってもよい。なお、前記非回転状態のウエハＷとは、回転も移動もしていない状態（静止状態）のウエハＷであってもよいし、回転せずに所定の方向に移動している状態（移動状態）のウエハＷであってもよい。
【００４２】
また、前述の実施形態では、処理対象の基板として半導体ウエハＷを取り上げたが、半導体ウエハに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ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、セラミック基板などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図２】二流体ノズルの構造を図解的に示す断面図である。
【図３】前記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４】前記基板処理装置によるウエハの処理の一例について説明するための図である。
【図５】二流体ノズルにより生成された処理液の液滴の大きさと液滴の数との関係を示すグラフである。
【図６】二流体ノズルにより生成された処理液の液滴の流速と液滴の数との関係を示すグラフである。
【図７】二流体ノズルに供給される窒素ガスの流量と、その流量でウエハを洗浄したときのパーティクル除去率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１      基板処理装置
２      スピンチャック（基板保持手段）
３      処理液ノズル（液体吐出ノズル）
４      二流体ノズル
９      処理液供給管（液体供給手段）
１３    処理液供給管（低表面張力液体供給手段）
１４    気体供給管（気体供給手段）
２５    制御部（制御手段）
Ｗ      ウエハ（基板）
【図１】
0005276344.tif 000002
【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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