(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が収容されるチャンバと、
前記チャンバ内で基板を水平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、
前記チャンバ内の前記基板保持部の上方に上下動可能に設けられ、低湿度ガスおよび清浄空気のいずれかを下方に向けて吐出可能なガス吐出ヘッドと、
前記ガス吐出ヘッドへ低湿度ガスおよび清浄空気のいずれかを供給するガス供給機構と、
前記ガス吐出ヘッドを、少なくとも前記チャンバの上部の退避位置と、前記基板保持部に保持された基板に近接した近接位置との間で移動させる駆動機構と、
前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給する処理液供給ノズルと、
前記基板保持部に保持された基板に乾燥用有機溶剤を供給する乾燥用有機溶剤供給ノズルと
を具備し、
前記基板保持部に保持された基板に前記処理液供給ノズルから処理液を供給して薬液処理およびリンス処理を行い、その後、その基板に前記乾燥用有機溶剤供給ノズルから乾燥用有機溶剤を供給し、基板上のリンス液を前記乾燥用有機溶剤に置換して乾燥を行う一連の処理を行い、
少なくとも前記乾燥用有機溶剤の供給時に前記ガス吐出ヘッドを前記近接位置に位置させて前記低湿度ガスを供給すべき部分の容積を小さくした状態で前記ガス吐出ヘッドから前記低湿度ガスを供給し、低湿度ガスを供給しない前記薬液処理の時には前記ガス吐出ヘッドを退避位置に位置させて前記ガス吐出ヘッドから清浄空気を供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記乾燥用有機溶剤供給ノズルは、基板を回転させた状態で基板の中心から周縁に向けてスキャンされながら乾燥用有機溶剤を吐出することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記乾燥用有機溶剤供給ノズルに隣接して窒素ガスノズルを設け、基板を回転させた状態で前記乾燥用有機溶剤供給ノズルを基板の中心から周縁に向けてスキャンしながら乾燥用有機溶剤を吐出している際に、乾燥用有機溶剤のスキャンを追いかけるように窒素ガスをスキャンさせることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記乾燥用有機溶剤供給ノズルから乾燥用有機溶剤を供給して乾燥を行った後に、基板上にノズルが存在しない状態で振り切り乾燥を行い、その際に前記ガス吐出ヘッドをさらに基板に近接させ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項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記ガス吐出ヘッドは、前記乾燥用有機溶剤供給ノズルがスキャン可能な切り欠きを有し、前記ガス吐出ヘッドが近接位置に位置している際に、前記切り欠き内を前記乾燥用有機溶剤供給ノズルがスキャンすることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記ガス吐出ヘッドは、前記乾燥用有機溶剤供給ノズルが内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板が収容されるチャンバと、
前記チャンバ内で基板を水平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、
前記チャンバ内の前記基板保持部の上方に上下動可能に設けられ、低湿度ガスおよび清浄空気のいずれかを下方に向けて吐出可能なガス吐出ヘッドと、
前記ガス吐出ヘッドへ低湿度ガスおよび清浄空気のいずれかを供給するガス供給機構と、
前記ガス吐出ヘッドを、少なくとも前記チャンバの上部の退避位置と、前記基板保持部に保持された基板に近接した近接位置との間で移動させる駆動機構と、
前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給する処理液供給ノズルと、
スキャン可能に設けられた窒素ガスノズルと
を具備し、
前記基板保持部に保持された基板に前記処理液供給ノズルから処理液を供給して薬液処理およびリンス処理を行い、その後、その基板を回転させながら、前記窒素ガスノズルを基板の中心から周縁に向けてスキャンさせ窒素を吐出させて乾燥を行う一連の処理を行い、
少なくとも前記乾燥時に前記ガス吐出ヘッドを前記近接位置に位置させて前記低湿度ガスを供給すべき部分の容積を小さくした状態で前記ガス吐出ヘッドから前記低湿度ガスを供給し、低湿度ガスを供給しない前記薬液処理の時には前記ガス吐出ヘッドを退避位置に位置させて前記ガス吐出ヘッドから清浄空気を供給し、
前記ガス吐出ヘッドは、前記窒素ガスノズルがスキャン可能な切り欠きを有し、前記ガス吐出ヘッドが近接位置に位置している際に、前記切り欠き内を前記窒素ガスノズルがスキャンすることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
基板が収容されるチャンバ内で基板を水平に保持し、前記基板保持部に基板を保持させて基板保持部とともに基板を回転させながら処理液供給ノズルから基板に処理液を供給して基板に薬液処理およびリンス処理を施し、その後、乾燥用有機溶剤供給ノズルから基板に乾燥用有機溶剤を供給し、基板上のリンス液を前記乾燥用有機溶剤に置換して乾燥させる基板処理方法であって、
少なくとも前記チャンバの上部の退避位置と、前記基板保持部に保持された基板に近接した近接位置との間で移動可能に設けられ、清浄空気と低湿度ガスとを選択的に吐出するガス吐出ヘッドを設け、
少なくとも前記乾燥用有機溶剤の供給時に前記ガス吐出ヘッドを前記近接位置に位置させて前記低湿度ガスを供給すべき部分の容積を小さくした状態で前記ガス吐出ヘッドから前記低湿度ガスを供給し、低湿度ガスを供給しない前記薬液処理の時には前記ガス吐出ヘッドを退避位置に位置させて前記ガス吐出ヘッドから清浄空気を供給することを特徴とする基板処理方法。
【請求項９】
基板を回転させた状態で前記乾燥用有機溶剤供給ノズルを基板の中心から周縁に向けてスキャンさせながら乾燥用有機溶剤を吐出することを特徴とする請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記乾燥用有機溶剤供給ノズルに隣接して窒素ガスノズルを設け、基板を回転させた状態で前記乾燥用有機溶剤供給ノズルを基板の中心から周縁に向けてスキャンしながら乾燥用有機溶剤を吐出している際に、乾燥用有機溶剤のスキャンを追いかけるように窒素ガスをスキャンさせることを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記乾燥用有機溶剤供給ノズルから乾燥用有機溶剤を供給して乾燥を行った後に、基板上にノズルが存在しない状態で振り切り乾燥を行い、その際に前記ガス吐出ヘッドをさらに基板に近接させることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
基板が収容されるチャンバ内で基板を水平に保持し、前記基板保持部に基板を保持させて基板保持部とともに基板を回転させながら処理液供給ノズルから基板に処理液を供給して基板に薬液処理およびリンス処理を施し、その後、基板を回転させながらスキャン可能に設けられた窒素ガスノズルを基板の中心から周縁に向けてスキャンさせ窒素を吐出させて基板を乾燥させる基板処理方法であって、
少なくとも前記チャンバの上部の退避位置と、前記基板保持部に保持された基板に近接した近接位置との間で移動可能に設けられ、清浄空気と低湿度ガスとを選択的に吐出するガス吐出ヘッドを設け、
少なくとも前記乾燥時に前記ガス吐出ヘッドを前記近接位置に位置させて前記低湿度ガスを供給すべき部分の容積を小さくした状態で前記ガス吐出ヘッドから前記低湿度ガスを供給し、前記ガス吐出ヘッドに前記窒素ガスノズルがスキャン可能な切り欠きを設けて、その切り欠き内を前記前記窒素ガスノズルがスキャンするようにし、低湿度ガスを供給しない前記薬液処理の時には前記ガス吐出ヘッドを退避位置に位置させて前記ガス吐出ヘッドから清浄空気を供給することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１３】
コンピュータ上で動作し、基板処理装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、請求項８から請求項１２のいずれかの基板処理方法が行われるようにコンピュータに処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して液処理を施す基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば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）を薬液、リンス液等の処理液によって洗浄する洗浄処理が行われている。このような洗浄処理においては、ウエハにＤＨＦ液（希フッ酸）等の薬液を供給して処理する薬液処理工程、ウエハに純水等のリンス液を供給して処理するリンス処理工程を行った後、ウエハを乾燥させる乾燥処理工程が行われている。
【０００３】
従来、ウエハを乾燥させる方法として，ウエハを回転させながらウエハにＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の有機溶剤の蒸気を使用した蒸気乾燥方式が知られている。また，乾燥時のウォーターマークの発生を抑制するため、除湿された空気（低湿度空気）を供給することにより、ウエハの周囲の湿度を低減させる方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、このような技術では、処理中、常にウエハの周囲に除湿した空気を供給することになり、ウエハの処理に要するコストが高くなる問題がある。
【０００５】
このような問題に対処可能な技術として特許文献２には、例えば乾燥用溶剤としてのＩＰＡを供給する際等、必要なときのみに低湿度空気を供給するようにした技術が開示されている。これにより、低湿度空気の供給時間を短くすることができ、特許文献１よりもウエハの処理に要するコストを低くすることができる。
【０００６】
しかしながら、このような場合でも、低湿度空気を供給する際にはチャンバ内を低湿度空気で満たす必要があることから、相当量の低湿度空気が必要であり、さらなる低湿度空気の低減が望まれている。
【０００７】
一方、特許文献３には、基板の洗浄処理において、基板を洗浄液で洗浄した後の乾燥処理工程において、基板を収容したチャンバ内にドライエア（低湿度空気）を供給して洗浄液の気化を促進させ、ウォーターマークの発生を抑制する技術が開示されているが、このような技術においても、チャンバ内を低湿度空気で満たす必要があることから、相当量の低湿度空気が必要であり、低湿度空気の低減が望まれる。
【特許文献１】実開平６−９１３０号公報
【特許文献２】特開２００７−２６３４８５号公報
【特許文献３】特開２００４−３４９４７０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、基板にウォーターマークが発生することを防止するために低湿度ガスをチャンバ内に導入する基板処理装置であって、低湿度ガスの供給量を低減することができる基板処理装置を提供することを目的とする。また、そのような装置における基板処理方法を提供することを目的とする。さらに、そのような基板処理方法を実行するためのプログラムを記憶した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、基板が収容されるチャンバと、前記チャンバ内で基板を水平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、前記チャンバ内の前記基板保持部の上方に上下動可能に設けられ、低湿度ガスおよび清浄空気のいずれかを下方に向けて吐出可能なガス吐出ヘッドと、前記ガス吐出ヘッドへ低湿度ガスおよび清浄空気のいずれかを供給するガス供給機構と、前記ガス吐出ヘッドを、少なくとも前記チャンバの上部の退避位置と、前記基板保持部に保持された基板に近接した近接位置との間で移動させる駆動機構と、前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給する処理液供給ノズルと、前記基板保持部に保持された基板に乾燥用有機溶剤を供給する乾燥用有機溶剤供給ノズルとを具備し、前記基板保持部に保持された基板に前記処理液供給ノズルから処理液を供給して薬液処理およびリンス処理を行い、その後、その基板に前記乾燥用有機溶剤供給ノズルから乾燥用有機溶剤を供給し、基板上のリンス液を前記乾燥用有機溶剤に置換して乾燥を行う一連の処理を行い、少なくとも前記乾燥用有機溶剤の供給時に前記ガス吐出ヘッドを前記近接位置に位置させて前記低湿度ガスを供給すべき部分の容積を小さくした状態で前記ガス吐出ヘッドから前記低湿度ガスを供給し、低湿度ガスを供給しない前記薬液処理の時には前記ガス吐出ヘッドを退避位置に位置させて前記ガス吐出ヘッドから清浄空気を供給することを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１０】
上記第１の観点において、前記乾燥用有機溶剤供給ノズルは、基板を回転させた状態で基板の中心から周縁に向けてスキャンされながら乾燥用有機溶剤を吐出するようにすることができる。この場合に、前記乾燥用有機溶剤供給ノズルに隣接して窒素ガスノズルを設け、基板を回転させた状態で前記乾燥用有機溶剤供給ノズルを基板の中心から周縁に向けてスキャンしながら乾燥用有機溶剤を吐出している際に、乾燥用有機溶剤のスキャンを追いかけるように窒素ガスをスキャンさせるようにすることができる。
【００１１】
また、前記乾燥用有機溶剤供給ノズルから乾燥用有機溶剤を供給して乾燥を行った後に、基板上にノズルが存在しない状態で振り切り乾燥を行い、その際に前記ガス吐出ヘッドをさらに基板に近接させるようにすることができる。
【００１２】
さらに、前記ガス吐出ヘッドは、前記乾燥用有機溶剤供給ノズルがスキャン可能な切り欠きを有し、前記ガス吐出ヘッドが近接位置に位置している際に、前記切り欠き内を前記乾燥用有機溶剤供給ノズルがスキャンする構成とすることができる。さらにまた、前記ガス吐出ヘッドは、前記乾燥用有機溶剤供給ノズルが内蔵されている構成とすることができる。
【００１３】
本発明の第２の観点では、基板が収容されるチャンバと、前記チャンバ内で基板を水平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、前記チャンバ内の前記基板保持部の上方に上下動可能に設けられ、低湿度ガスおよび清浄空気のいずれかを下方に向けて吐出可能なガス吐出ヘッドと、前記ガス吐出ヘッドへ低湿度ガスおよび清浄空気のいずれかを供給するガス供給機構と、前記ガス吐出ヘッドを、少なくとも前記チャンバの上部の退避位置と、前記基板保持部に保持された基板に近接した近接位置との間で移動させる駆動機構と、前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給する処理液供給ノズルと、スキャン可能に設けられた窒素ガスノズルとを具備し、前記基板保持部に保持された基板に前記処理液供給ノズルから処理液を供給して薬液処理およびリンス処理を行い、その後、その基板を回転させながら、前記窒素ガスノズルを基板の中心から周縁に向けてスキャンさせ窒素を吐出させて乾燥を行う一連の処理を行い、少なくとも前記乾燥時に前記ガス吐出ヘッドを前記近接位置に位置させて前記低湿度ガスを供給すべき部分の容積を小さくした状態で前記ガス吐出ヘッドから前記低湿度ガスを供給し、低湿度ガスを供給しない前記薬液処理の時には前記ガス吐出ヘッドを退避位置に位置させて前記ガス吐出ヘッドから清浄空気を供給し、前記ガス吐出ヘッドは、前記窒素ガスノズルがスキャン可能な切り欠きを有し、前記ガス吐出ヘッドが近接位置に位置している際に、前記切り欠き内を前記窒素ガスノズルがスキャンすることを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１５】
本発明の第３の観点では、基板が収容されるチャンバ内で基板を水平に保持し、前記基板保持部に基板を保持させて基板保持部とともに基板を回転させながら処理液供給ノズルから基板に処理液を供給して基板に薬液処理およびリンス処理を施し、その後、乾燥用有機溶剤供給ノズルから基板に乾燥用有機溶剤を供給し、基板上のリンス液を前記乾燥用有機溶剤に置換して乾燥させる基板処理方法であって、少なくとも前記チャンバの上部の退避位置と、前記基板保持部に保持された基板に近接した近接位置との間で移動可能に設けられ、清浄空気と低湿度ガスとを選択的に吐出するガス吐出ヘッドを設け、少なくとも前記乾燥用有機溶剤の供給時に前記ガス吐出ヘッドを前記近接位置に位置させて前記低湿度ガスを供給すべき部分の容積を小さくした状態で前記ガス吐出ヘッドから前記低湿度ガスを供給し、低湿度ガスを供給しない前記薬液処理の時には前記ガス吐出ヘッドを退避位置に位置させて前記ガス吐出ヘッドから清浄空気を供給することを特徴とする基板処理方法を提供する。
【００１６】
上記第３の観点において、基板を回転させた状態で前記乾燥用有機溶剤供給ノズルを基板の中心から周縁に向けてスキャンさせながら乾燥用有機溶剤を吐出するようにすることができる。この場合に、前記乾燥用有機溶剤供給ノズルに隣接して窒素ガスノズルを設け、基板を回転させた状態で前記乾燥用有機溶剤供給ノズルを基板の中心から周縁に向けてスキャンしながら乾燥用有機溶剤を吐出している際に、乾燥用有機溶剤のスキャンを追いかけるように窒素ガスをスキャンさせるようにすることができる。
【００１７】
また、前記乾燥用有機溶剤供給ノズルから乾燥用有機溶剤を供給して乾燥を行った後に、基板上にノズルが存在しない状態で振り切り乾燥を行い、その際に前記ガス吐出ヘッドをさらに基板に近接させるようにすることができる。
【００１９】
本発明の第４の観点では、基板が収容されるチャンバ内で基板を水平に保持し、前記基板保持部に基板を保持させて基板保持部とともに基板を回転させながら処理液供給ノズルから基板に処理液を供給して基板に薬液処理およびリンス処理を施し、その後、基板を回転させながらスキャン可能に設けられた窒素ガスノズルを基板の中心から周縁に向けてスキャンさせ窒素を吐出させて基板を乾燥させる基板処理方法であって、少なくとも前記チャンバの上部の退避位置と、前記基板保持部に保持された基板に近接した近接位置との間で移動可能に設けられ、清浄空気と低湿度ガスとを選択的に吐出するガス吐出ヘッドを設け、少なくとも前記乾燥時に前記ガス吐出ヘッドを前記近接位置に位置させて前記低湿度ガスを供給すべき部分の容積を小さくした状態で前記ガス吐出ヘッドから前記低湿度ガスを供給し、前記ガス吐出ヘッドに前記窒素ガスノズルがスキャン可能な切り欠きを設けて、その切り欠き内を前記前記窒素ガスノズルがスキャンするようにし、低湿度ガスを供給しない前記薬液処理の時には前記ガス吐出ヘッドを退避位置に位置させて前記ガス吐出ヘッドから清浄空気を供給することを特徴とする基板処理方法を提供する。
【００２１】
本発明の第５の観点では、コンピュータ上で動作し、基板処理装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、上記第３または第４の観点の基板処理方法が行われるようにコンピュータに処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、乾燥用有機溶剤を供給して基板の乾燥を行う場合には、少なくとも乾燥用有機溶剤の供給時に、また単に基板を回転して基板の乾燥を行う場合には、少なくともその乾燥時に、前記ガス吐出ヘッドを近接位置に位置させて低湿度ガスを供給すべき部分の容積を小さくした状態でガス吐出ヘッドから低湿度ガスを供給するので、従来のようにチャンバの上部にガス吐出ヘッドを配置して低湿度ガスを供給するときよりも低湿度ガスの量を少なくすることができ、低湿度空気の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。
ここでは、基板処理装置としてウエハに対する洗浄処理を行うウエハ洗浄装置を例にとって説明する。
【００２４】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態に係るウエハ洗浄装置の概略構成を示す垂直断面図、図２は図１のウエハ洗浄装置のチャンバ内部を示す水平断面図である。
【００２５】
このウエハ洗浄装置１００は、チャンバ１を有し、このチャンバ１内には被処理基板であるウエハＷを回転可能に保持するスピンチャック２と、このスピンチャック２を回転させる回転モータ３と、スピンチャック２を昇降する昇降機構（図示せず）と、排液の飛散を防止するカップ４と、ウエハＷの表面に処理液を供給する処理液ノズル部５と、ウエハＷの表面に乾燥流体を供給する乾燥流体ノズル部６と、チャンバ１内に清浄空気および低湿度ガスのいずれかを選択的に供給するガス吐出ヘッド７とが設けられている。
【００２６】
スピンチャック２は、円形をなす保持プレート２ａと、この保持プレート２ａの上面の外周部に等間隔で設けられた３個の保持部材２ｂとを有しており、保持部材２ｂをウエハＷの周縁部に当接させてウエハＷを略水平に保持するようになっている。
【００２７】
カップ４は、スピンチャック２を囲繞するように設けられており、その底部には排気・排液するための排気・排液配管４ａが設けられている。このカップ４は、回転するウエハＷに処理液が供給された際に飛び散った排液を受け止め、外部に排出する機能を有している。
【００２８】
処理液ノズル部５は、回転モータ１１と、回転モータ１１から上方に延びるシャフト１２と、シャフト１２の上端部から水平に延びるノズルアーム１３と、ノズルアーム１３の先端に取り付けられたノズルヘッド１４と、ノズルヘッド１４の先端に設けられた処理液吐出ノズル１５とを有しており、回転モータ１１によりシャフト１２を回転させ、それによってノズルアーム１３を回動させることにより、ノズルヘッド１４をウエハＷ上で移動可能になっており、処理液を吐出しない時には、ノズルヘッド１４がカップ４の外部の退避位置（図２のＡで示す位置）に退避可能となっている。また、ノズルアーム１３およびノズルヘッド１４は図示しない昇降機構により昇降可能となっている。
【００２９】
処理液吐出ノズル１５からは、処理液供給部８から処理液供給配管１６およびノズルアーム１３内に設けられた流路１７を経て処理液が吐出されるようになっている。
【００３０】
処理液供給部８は、薬液としての希フッ酸（ＤＨＦ）およびアンモニアと過酸化水素と水の混合溶液（ＳＣ−１）、ならびにリンス液としての純水（ＤＩＷ）を処理液として供給するようになっており、ＤＨＦ供給源２１、ＳＣ−１供給源２２、純水供給源２３を有している。ＤＨＦ供給源２１、ＳＣ−１供給源２２、純水供給源２３からは、それぞれ配管２４、２５、２６が延びており、これらが処理液供給配管１６に接続されている。配管２４、２５、２６には、それぞれバルブ２７、２８、２９が設けられており、これらの操作により、ＤＨＦ、ＳＣ−１、純水のうちいずれかが選択的に処理液供給配管１６、流路１７を経て処理液吐出ノズル１５から吐出されるようになっている。
【００３１】
乾燥流体ノズル部６は処理液ノズル部５の反対側に位置し、回転モータ３１と、回転モータ３１から上方に延びるシャフト３２と、シャフト３２の上端部から水平に延びるノズルアーム３３と、ノズルアーム３３の先端に取り付けられたノズルヘッド３４と、ノズルヘッド３４の先端に設けられたＩＰＡ吐出ノズル３５および窒素ガス吐出ノズル３６とを有しており、回転モータ３１によりシャフト３２を回転させ、それによってノズルアーム３３を回動させることにより、ノズルヘッド３４をウエハＷ上で移動可能になっており、乾燥流体を吐出しない時には、ノズルヘッド３４がカップ４の外部の退避位置（図２のＢで示す位置）に退避可能となっている。また、ノズルアーム３３およびノズルヘッド３４は図示しない昇降機構により昇降可能となっている。
【００３２】
ＩＰＡ吐出ノズル３５からは、乾燥流体供給部９からＩＰＡ供給配管３７およびノズルアーム３３内に設けられた流路３８を経て乾燥用溶剤であるＩＰＡ（イソプロピルアルコール）が吐出されるようになっている。また窒素ガス吐出ノズル３６からは、乾燥流体供給部９から窒素ガス供給配管３９およびノズルアーム３３内に設けられた流路４０を経て窒素ガスが吐出されるようになっている。
【００３３】
乾燥流体供給部９は、ＩＰＡ供給源４１と、窒素ガス供給源４２とを有しており、これらＩＰＡ供給源４１および窒素ガス供給源４２には、それぞれ上記ＩＰＡ供給配管３７および窒素ガス供給配管３９が接続されている。これらＩＰＡ供給配管３７および窒素ガス供給配管３９には、それぞれバルブ４３、４４が設けられており、これらの開閉によりＩＰＡガスおよび窒素ガスの吐出および吐出停止が可能となっている。
【００３４】
ガス吐出ヘッド７は、スピンチャック２の上方に、上下動可能に設けられている。ガス吐出ヘッド７は、カップ４の上部開口よりもわずかに小さい径の筒状をなす側壁５１と、側壁５１の上部開口を塞ぐように設けられ、ガス導入口５４が形成された上部プレート５２と、側壁５１の下部開口を塞ぐように設けられ、多数のガス吐出孔５３ａが形成された下部プレート５３とを有しており、内部に空間５５が形成されている。
【００３５】
ガス導入口５４にはガス供給配管５６が接続されている。このガス供給配管５６は上方にチャンバ１の外部まで延びており、切換部としての切換ダンパ５７に接続されている。切換ダンパ５７の上部にはファン・フィルタ・ユニット（ＦＦＵ）６０から清浄空気のダウンフローを取り入れるためのダウンフロー取り入れ配管５８が接続されており、切換ダンパ５７の側部には低湿度ガス供給源６２から延びる低湿度ガス配管６１が接続されている。そして、切換ダンパ５７を操作することにより、ＦＦＵ６０から取り入れられた清浄空気および低湿度ガス供給源６２からの低湿度ガスのいずれかがガス供給配管５６を介してガス吐出ヘッド７からチャンバ１内に供給されるようになっている。ダウンフロー取り入れ配管５８および低湿度ガス配管６１には、それぞれ開閉バルブ６３，６４が設けられており、これらの供給および遮断を行えるようになっている。低湿度ガスとしては、除湿して低露点にされた乾燥清浄空気または乾燥清浄不活性ガスまたは乾燥清浄窒素ガスを好適に用いることができる。低湿度ガスの湿度は１０％以下が好ましい。なお、ＦＦＵ６０から供給される清浄空気は、湿度が４０〜４５％程度である。
【００３６】
ガス供給配管５６はチャンバ１の上方に伸縮部６５を有しており、伸縮部６５では、ガス供給配管５６の下部配管５６ａが上部配管５６ｂ内に収容されることにより伸縮されるようになっている。そして、伸縮部６５の下方の下部配管５６ａには、駆動板６６が固定されており、この駆動板６６にはシリンダ６７のピストンロッド６８が接続されていて、シリンダ６７によりピストンロッド６８を進出・退入させることによりガス吐出ヘッド７を上下動可能となっている。そして、シリンダ６７により移動させることにより、ガス吐出ヘッド７を、少なくとも実線で示すスピンチャック２に近接した低湿度ガス吐出位置と、二点差線で示すチャンバ１の天壁直下の退避位置とに位置させることが可能となっている。
【００３７】
チャンバ１内のカップ４の外側とチャンバ壁との間には多数の孔７２が形成された多孔プレート７１が設けられており、上記回転モータ１１および３１は、この多孔プレート７１の上に固定されている。また、チャンバ１の底部には排気管７３が設けられている。そして、ガス吐出ヘッド７から吐出された清浄空気または低湿度ガスが多孔プレート７１に形成された孔７２を通過して排気管７３から排気される。
【００３８】
処理装置１００の各構成部、例えば回転モータ３，１１，３１、バルブ２７，２８，２９，４３，４４，６３，６４、切換ダンパ５７，シリンダ６７、ノズル部５，６の昇降機構等は、制御部８０により制御されるようになっている。制御部８０は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）を有するプロセスコントローラ８１と、プロセスコントローラ８１に接続され、オペレータが処理装置１００を管理するためにコマンド等の入力操作を行うキーボードや、処理装置１００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８２と、プロセスコントローラ８１に接続され、処理装置１００の各構成部の制御対象を制御するための制御プログラムや、処理装置１００に所定の処理を行わせるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部８３とを有している。
【００３９】
レシピは記憶部８３の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクのような固定的なものであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。
【００４０】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース８２からの指示等にて任意のレシピを記憶部８３から呼び出し、そのレシピの処理内容をプロセスコントローラ８１に実行させることで、プロセスコントローラ８１の制御下で、ウエハ洗浄装置１００にて所定の処理が行われる。
【００４１】
次に、このように構成されたウエハ洗浄装置１００における処理動作について説明する。ここでは、図３に示すように、ＳＣ−１洗浄（工程１）−リンス処理（工程２）−ＤＨＦ洗浄（工程３）−リンス処理（工程４）−ＩＰＡ乾燥（工程５）−振り切り乾燥（工程６）の手順で洗浄処理を行う。なお、ＳＣ−１洗浄は主に有機溶剤やパーティクルの除去のために行われ、ＤＨＦ洗浄は主に酸化膜の除去のために行われる。
【００４２】
まず、図４に示すように、処理液ノズル部５のノズルヘッド１４および乾燥流体ノズル部６のノズルヘッド３４を退避位置に位置させ、ガス吐出ヘッド７をチャンバ１の上部の退避位置に位置させた状態とし、昇降機構（図示せず）によりスピンチャック２をカップ４の上方の搬送位置まで上昇させ、ウエハ搬入出口（図示せず）からウエハＷを保持した搬送アーム（図示せず）を挿入し、ウエハＷをスピンチャック２上方の受け渡し位置に位置させ、保持部材２ｂで保持する。このとき、切換ダンパ５７（図１）を清浄空気側にしてガス吐出ヘッド７からは清浄空気が吐出されている。
【００４３】
次に、図５に示すように、昇降機構（図示せず）によりスピンチャック２をカップ４内の処理位置に降下させ、処理液供給ノズル部５のノズルヘッド１４を回動させ、処理液吐出ノズル１５をウエハＷ中心直上位置に位置させ、ノズルヘッド１４を駆動機構（図示せず）により処理位置へ降下させる。そして、退避位置にあるガス吐出ヘッド７から清浄空気を流したままの状態で、回転モータ３によりウエハＷをスピンチャック２とともに回転させながら、バルブ２８を開き、バルブ２７，２９を閉じた状態として、処理液吐出ノズル１５から洗浄薬液としてＳＣ−１をウエハＷに供給して工程１のＳＣ−１洗浄を行う。
【００４４】
ＳＣ−１洗浄が終了したら、工程２のリンス処理を行う。このリンス処理では、退避位置にあるガス吐出ヘッド７から清浄空気を流したまま、ノズル１５をウエハＷ中心直上位置に位置させたまま、ウエハＷを回転したままの状態で、バルブ２９を開き、バルブ２７，２８を閉じた状態として、処理液吐出ノズル１５からリンス液としての純水（ＤＩＷ）をウエハＷの中心に供給する。これにより純水が遠心力によりウエハＷの全面に拡がりウエハＷから振り切られ、その間にウエハＷ上のＳＣ−１が洗い流される。
【００４５】
工程２のリンス処理が終了したら、工程３のＤＨＦ洗浄を行う。このＤＨＦ洗浄では、退避位置にあるガス吐出ヘッド７から清浄空気を流したまま、ノズル１５をウエハＷ中心直上位置に位置させたまま、ウエハＷを回転したままの状態で、バルブ２７を開き、バルブ２８，２９を閉じた状態として、処理液吐出ノズル１５から洗浄薬液としてＤＨＦをウエハＷの中心に供給する。
【００４６】
工程３のＤＨＦが終了したら、工程４のリンス処理を行う。このリンス処理では、退避位置にあるガス吐出ヘッド７から清浄空気を流したまま、ノズル１５をウエハＷの中心位置に位置させたまま、ウエハＷを回転したままの状態で、バルブ２９を開き、バルブ２７，２８を閉じた状態として、処理液吐出ノズル１５からリンス液としての純水（ＤＩＷ）をウエハＷの中心に供給する。これにより純水が遠心力によりウエハＷの全面に拡がりウエハＷから振り切られ、その間にウエハＷ上のＤＨＦが洗い流される。そして、この工程４のリンス処理の途中で、次の工程５のＩＰＡ乾燥に備えて、図６に示すように、ガス吐出ヘッド７をスピンチャック２に保持されたウエハＷに近接した近接位置に降下させ、切換ダンパ５７を低湿度ガス側にして低湿度ガスを吐出する。この切り換えタイミングは、ＩＰＡ乾燥開始時にウエハＷの周囲が低湿度ガスに十分に置換できるタイミングであることが好ましい。
【００４７】
工程４のリンス処理が終了したら、図７に示すように、近接位置にあるガス吐出ヘッド７から低湿度ガスを吐出したまま、処理液ノズル部５のノズルヘッド１４を退避位置に退避させ、乾燥流体ノズル部６のノズルヘッド３４を回動させてＩＰＡ吐出ノズル３５をウエハＷ中心直上位置に位置させる。そして、回転モータ３によりウエハＷをスピンチャック２とともに回転させながら、バルブ４３を開き、ＩＰＡをウエハＷ中心に供給して工程５のＩＰＡ乾燥を行う。ＩＰＡ乾燥においては、まず、このようにウエハＷを回転してウエハＷ中心にＩＰＡを供給して遠心力によりウエハＷ全面に拡げ、ウエハＷ上の純水をＩＰＡに置換してＩＰＡの液膜を形成する。このようにウエハＷの全面にＩＰＡの液膜を形成することにより、自然乾燥によりウエハＷの上面にウォーターマークやパーティクルが発生することを防止することができる。この後、ＩＰＡ吐出ノズル３５からＩＰＡを吐出したまま、ノズルヘッド３４をウエハＷ中心から周縁に向けてスキャンして、ウエハＷに供給しているＩＰＡを中心から周縁にスキャンさせることによりウエハＷの表面のＩＰＡ膜を遠心力によりウエハの外側へ押し出すことができ、ウエハＷの表面をむらなく乾燥させることができる。
【００４８】
この場合に、図８に示すように、ＩＰＡをウエハＷの中心から周縁へスキャンしている際に、窒素ガス吐出ノズル３６から窒素ガスを吐出して、スキャンしているＩＰＡを窒素ガスが追いかける状態とすることにより、よりむらなく乾燥させることができる。
【００４９】
このようなＩＰＡ乾燥は、特に、疎水性の洗浄液であるＤＨＦによる洗浄処理後に表面が疎水性になったウォーターマークが発生しやすいウエハＷの乾燥処理の際に有効である。
【００５０】
このようなＩＰＡ乾燥処理は、通常の清浄空気のような４０％程度の湿度のある雰囲気ではＩＰＡが吸湿して十分な乾燥効果を発揮することができず、ウォーターマークを完全に除去できないことから、乾燥した清浄空気等の低湿度ガスを供給しながら行っていたが、従来は、チャンバ上部の清浄空気取り入れ口から、ガスを低湿度ガスに切り換えるのみで供給していた。しかしながら、低湿度ガスは、除湿処理に手間がかかり、高価なものであるため、このようにチャンバ上部から低湿度ガスを供給したのでは低湿度ガスが多量に必要になってコストがかかってしまう。
【００５１】
そこで、本実施形態では、上下動可能にガス吐出ヘッド７を設け、ＩＰＡ乾燥における低湿度ガスの供給の際に、ガス吐出ヘッド７を下降させウエハＷに近接させることにより、低湿度ガスを供給すべきチャンバの見かけ上の容積を小さくすることができ、低湿度ガスの使用量を少なくすることができる。また、このように低湿度ガスを供給すべき容積を小さくすることができることから、ウエハＷ周囲の雰囲気を清浄空気から低湿度ガスに置換する時間を短くすることができ、スループットも向上する。
【００５２】
なお、薬液処理の際に通常の清浄空気を供給するのは、高価な低湿度ガスの節約という意味合いの他、低湿度雰囲気で薬液処理を行うと、薬液中の水分の蒸発が促進されて、薬液濃度が上昇し、洗浄処理を制御し難く、かつ薬液の循環使用（リサイクル）の際に、薬液の濃度がどんどん上昇してしまうからである。また、清浄空気を吐出する際に、ガス吐出ヘッド７をチャンバ１上部の退避位置に位置させるのは、チャンバ１内にダウンフローを形成しておく必要があり、また、ＳＣ−１やＤＨＦ等の薬液がガス吐出ヘッド７に付着することを防止する必要もあるからである。
【００５３】
このような工程５のＩＰＡ乾燥の後、より完全にウエハＷを乾燥させる観点から、低湿度ガスを供給したままの状態で、工程６の振り切り乾燥を行う。この際には、乾燥流体ノズル部６のノズルヘッド３４を退避位置に位置させ、ノズルヘッド１４および３４とも退避した状態でウエハＷを回転させる。
【００５４】
この場合に、ウエハＷの上方にはノズルが存在しないことから、図９に示すように、ガス吐出ヘッド７をさらに下降させてウエハＷに一層近接させることができる。このように、ガス吐出ヘッド７を一層近接させることにより、低湿度ガスの使用量を一層少なくすることができる。
【００５５】
なお、上記図１の装置では、ＩＰＡ吐出ノズル３５をノズルヘッド３４に取り付けて、ノズルアーム３３を介してノズルヘッド３４を回動可能にしたため、ＩＰＡ乾燥の際にノズルアーム３３と干渉しない位置までしかガス吐出ヘッド７を下降させることができないが、ＩＰＡ乾燥時にガス吐出ヘッド７をより降下させて、低湿度ガスの使用量を一層少なくする観点から、図１０に示すようにガス吐出ヘッド７に中心から周縁に向かう切り欠き９１を形成し、ＩＰＡ吐出ノズル３５′を取り付けたノズルヘッド３４′をノズルアーム３３′を介して切り欠き９１に沿ってスキャンしながらＩＰＡを供給するようにすることができる。この場合には、ガス吐出ヘッド７をウエハＷに近接させても、ノズルヘッド３４′のスキャンの妨げにならない。なお、ノズルヘッド３４′に窒素ガス吐出ノズルを設けてスキャンしているＩＰＡを窒素ガスが追いかける状態としてもよい。
【００５６】
また、図１１に示すように、ＩＰＡ吐出ノズル９２をガス吐出ヘッド７に取り付けて、このＩＰＡ吐出ノズル９２からＩＰＡを吐出するようにすることによっても、ノズルアームとの干渉を考慮することなく、ガス吐出ヘッド７をウエハＷに極力近接させることができる。ただし、この場合にはＩＰＡ吐出ノズル９２をスキャンすることができない。
【００５７】
図１０および図１１の例では、工程４のリンス処理時にＩＰＡ乾燥工程に備えてガス吐出ヘッドをウエハＷに近接させると、リンス処理時の液の跳ね返りがガス吐出ヘッドに付着してパーティクルの原因となるおそれがあるので、液の跳ね返りが付着し難い中間位置にガス吐出ヘッドを位置させることが好ましい。
【００５８】
＜第２の実施形態＞
図１２は本発明の第２の実施形態に係るウエハ洗浄装置の概略構成を示す垂直断面図である。
【００５９】
このウエハ洗浄装置１００′は、乾燥流体ノズル部６と、乾燥流体供給部９とが存在しない以外は、図１のウエハ洗浄装置１００と同様に構成されている。
【００６０】
このように構成されたウエハ洗浄装置１００′においては、図１３に示すように、ＳＣ−１洗浄（工程１１）−リンス処理（工程１２）−ＤＨＦ洗浄（工程１３）−リンス処理（工程１４）−振り切り乾燥（工程１５）の手順で洗浄処理を行う。すなわち、第１の実施形態とはＩＰＡ乾燥を行わない点が異なっている。
【００６１】
そして、工程１１〜１３は、上記工程１〜３と同様、ガス吐出ヘッド７を図５と同様にチャンバ１の上部の退避位置に位置させた状態とし、ガス吐出ヘッドから清浄空気を吐出した状態で、工程１〜３と全く同様の手順で行われる。工程１４についても、上記工程４と同様、途中までガス吐出ヘッド７をチャンバ１の上部の退避位置に位置させ、清浄空気を吐出したままの状態として、同様の手順でリンス処理を行い、その後、図６と同様に、次の乾燥処理に備えて、ガス吐出ヘッド７をスピンチャック２に保持されたウエハＷに近接した近接位置に降下させ、切換ダンパ５７を低湿度ガス側にして低湿度ガスを吐出する。この切り換えタイミングは、乾燥開始時にウエハＷの周囲が低湿度ガスに十分に置換できるタイミングであることが好ましい。
【００６２】
工程１４のリンス処理が終了したら、図１４に示すように、処理液ノズル部５のノズルヘッド１４を退避位置に退避させ、ガス吐出ヘッド７をさらに下降させてよりウエハＷに近い近接位置に位置させ、そこから低湿度ガスを吐出したまま回転モータ３によりウエハＷをスピンチャック２とともに回転させながら工程１５の振り切り乾燥を行う。この振り切り乾燥の際に、ガス吐出ヘッド７から低湿度ガスが吐出されることにより、ウエハＷの液の気化が促進され、ウエハＷの上面にウォーターマークやパーティクルが発生することを防止することができる。第１の実施形態のようにＩＰＡ乾燥を行うことにより、ウォーターマークやパーティクルの発生を確実に防止することができるが、場合によっては、このように低湿度ガスの吐出のみによってウォーターマークやパーティクルの発生を防止することができる。
【００６３】
ウエハＷ上の液をむらなく乾燥させて、ウォーターマークやパーティクルの発生をより確実に防止するためには、図１５に示すように、ノズルアーム１３３の先端に窒素ガスノズル１３６を設け、モータ１３１によりノズルアーム１３３を回動させて窒素ガスノズル１３６をスキャン可能にし、工程１５の振り切り乾燥の際に、窒素ガスを中心から周縁にスキャンさせることが好ましい。この場合に、図１０と同様にガス吐出ヘッド７に中心から周縁に向かう切り欠きを形成し、窒素ガスノズル１３６を切り欠きに沿ってスキャンしながら窒素ガスを吐出するようにすることにより、ガス吐出ヘッド７をより下降させることができ、低湿度ガスの使用量を一層少なくすることができる。
【００６４】
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、ＳＣ−１洗浄およびＤＨＦ洗浄を行った後に、ＩＰＡ乾燥を行う例を示したが、ＳＣ−１洗浄、ＤＨＦ洗浄のみを行う場合にも本発明を適用することができるし、他の薬液処理の後にＩＰＡ乾燥を行う場合にも適用することができる。
【００６５】
また、上記実施形態では、乾燥用溶剤としてＩＰＡを用いたが、ＩＰＡに限らず他の溶剤であってもよい。さらに、上記実施形態では本発明をウエハの洗浄処理に適用したが、洗浄処理に限らず、処理液での処理の後に乾燥用溶剤を用いて乾燥する処理であれば適用することができる。さらにまた、上記実施形態では、基本的にＩＰＡ乾燥時と振り切り乾燥時に低湿度ガスを用いたが、少なくともＩＰＡのような乾燥用溶剤での乾燥処理の際に低湿度ガスを用いればよい。
【００６６】
さらにまた、上記実施形態では、基板として半導体ウエハを適用した場合について示したが、これに限るものではなく、他の基板の処理にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るウエハ洗浄装置の概略構成を示す垂直断面図。
【図２】図１のウエハ洗浄装置のチャンバ内部を示す水平断面図。
【図３】図１のウエハ洗浄装置によるウエハ洗浄処理の工程の一例を示すフローチャート。
【図４】図１のウエハ洗浄装置において、チャンバ内にウエハを搬入する時の状態を示す断面図。
【図５】図１のウエハ洗浄装置において、洗浄処理を行っている状態を示す断面図。
【図６】図１のウエハ洗浄装置のＩＰＡ乾燥直前のリンス処理において、ガス吐出ヘッドを下降させた状態を示す図。
【図７】図１のウエハ洗浄装置において、ＩＰＡ乾燥を行っている状態を示す断面図。
【図８】図１のウエハ洗浄装置のＩＰＡ乾燥において、ＩＰＡを吐出しながらスキャンする際において、窒素ガスを吐出する状態を示す模式図。
【図９】図１のウエハ洗浄装置において、振り切り乾燥を行う際の好ましい状態を示す断面図。
【図１０】図１の変形例に係るウエハ洗浄装置におけるガス吐出ヘッドとＩＰＡを吐出するノズル部を示す斜視図。
【図１１】図１の他の変形例に係るウエハ洗浄装置におけるガス吐出ヘッドを示す断面図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るウエハ洗浄装置の概略構成を示す垂直断面図。
【図１３】図１２のウエハ洗浄装置によるウエハ洗浄処理の工程の一例を示すフローチャート。
【図１４】図１２のウエハ洗浄装置の振り切り乾燥において、ガス吐出ヘッドを下降させた状態を示す図。
【図１５】図１２のウエハ洗浄装置において、窒素ガスをスキャンしながら振り切り乾燥を行っている状態を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１；チャンバ
２；スピンチャック
３；モータ
４；カップ
４ａ；排気・排液管
５；処理液ノズル部
６；乾燥流体ノズル部
７；ガス吐出ヘッド
８；処理液供給部
９；乾燥流体供給部
１５；処理液吐出ノズル
３５；ＩＰＡ吐出ノズル
３６；窒素ガス吐出ノズル
５７；切換ダンパ
５８；ダウンフロー取り入れ配管
６０；ＦＦＵ
６１；低湿度ガス配管
６２；低湿度ガス供給源
７３；排気管
８０；制御部
１００；ウエハ洗浄装置（基板処理装置）
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
【図１】
0005117365.tif 000002
【図２】
0005117365.tif 000003
【図３】
0005117365.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005117365.tif 000006
【図６】
0005117365.tif 000007
【図７】
0005117365.tif 000008
【図８】
0005117365.tif 000009
【図９】
0005117365.tif 000010
【図１０】
0005117365.tif 000011
【図１１】
0005117365.tif 000012
【図１２】
0005117365.tif 000013
【図１３】
0005117365.tif 000014
【図１４】
0005117365.tif 000015
【図１５】
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