(57)【要約】【課題】基板表面を水溶液が乾燥することなく、基板表面を均一に洗浄することができる基板洗浄方法及び基板洗浄装置を提供する。【解決手段】基板洗浄方法及び基板洗浄装置は、基板の洗浄に有効な成分を含んだ水溶液に、前記基板を浸漬して洗浄を行う洗浄工程と、洗浄工程と移動工程とを備え、洗浄と移動工程が行われる空間領域を加湿する加湿工程と洗浄の次工程として水洗工程を有し、基板洗浄装置は、基板を洗浄する洗浄部と洗浄後の基板を次工程に移動する移動部とを備え、洗浄部と移動部が備えられる空間領域を相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿する加湿部と洗浄後の基板を水洗する水洗部とを備える。【選択図】図１
2012044082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の洗浄を行う基板洗浄方法であって、
基板の洗浄に有効な成分を含んだ水溶液に、前記基板を浸漬して洗浄を行う洗浄工程と、
洗浄された前記基板を前記水溶液から取り出して次工程に移動する移動工程と、
前記洗浄工程及び前記移動工程が行われる空間領域を相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿する加湿工程と、
を備えることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板洗浄方法であって、
前記水溶液は、フッ化水素酸を有し構成されていることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板洗浄方法であって、
前記加湿工程は、前記空間領域に導入される空気が有する熱エネルギーを利用して水を気化する気化工程を備えることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板洗浄方法であって、
前記移動工程の次工程として、洗浄された前記基板を水で洗浄する水洗工程を備えることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項５】
基板の洗浄に有効な成分を含んだ水溶液を用いて前記基板を洗浄する洗浄部と、
前記洗浄部で洗浄された前記基板を取り出して次工程に移動する移動部と、
前記洗浄部による洗浄、及び前記移動部による前記基板の移動が行われる空間領域を相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿する加湿部と、
を備えることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板洗浄装置であって、
前記加湿部は、前記空間領域に導入される空気が有する熱エネルギーを利用して水を気化する気化部を備えることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の基板洗浄装置であって、
前記基板洗浄装置で洗浄された前記基板を水で洗浄する水洗部を備えることを特徴とする基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄に有効な成分を含んだ水溶液を用いる基板洗浄方法及び基板洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体等の製造において、水溶液を用いて化学的に洗浄を行う、基板洗浄方法（いわゆるウエットエッチング方法）が行われている。この基板洗浄方法は、基となる基板に、導電性膜や半導体膜や絶縁膜などを形成し、これらの膜を洗浄することで、トランジスター等の回路を形成する。
【０００３】
前述の基板洗浄方法では、洗浄後の膜厚のバラツキが洗浄品質上の課題となる。特許文献１では、洗浄槽に貯留された水溶液の液面近傍に加湿された空気を送風することで、水溶液の蒸発を抑制し、濃度を一定に保つことで、基板洗浄の均一化と安定化、並びに水溶液交換頻度の低減に関する基板洗浄方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７２３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、基板が水溶液から鉛直方向に取り出され、次工程が開始されるまでの移動工程の間に、水溶液が基板表面の鉛直線上部から部分的に基板表面が乾燥する課題があった。特許文献１では、基板が水溶液から取り出された時に、基板表面が乾燥することについては触れられていない。
【０００６】
水溶液が基板の上部で乾燥することは、基板表面に付着する水溶液に対する重力の作用と、基板表面と水溶液との表面張力の作用によって乾燥が促進することに起因する。水溶液が基板表面の上部で乾燥が生じると、水溶液と基板表面との接触する時間（接液時間）が部分的に異なる。接液時間が部分的に異なることで、基板表面の洗浄量のムラを生じさせるという課題もある。さらに部分的な乾燥が進行すると、乾燥した水溶液と基板表面との境界面で、水溶液中の水分が蒸発する。水溶液中の水分が蒸発すると、水溶液中の成分が蒸発残留物として、水分が蒸発した水溶液と基板表面の境界面に残留する課題もある。蒸発残留物は、前記ウエットエッチング方法では除去できず、蒸発残留物が付着した部分を別の工程を追加して取り除く必要がある。このことから、生産性の低下になる課題もある。従って、基板を水溶液から取り出した場合に水溶液が基板表面を乾燥することなく、基板表面を均一に洗浄することができる基板洗浄方法及び基板洗浄装置が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
（適用例１）本適用例に係る基板洗浄方法は、基板の洗浄に有効な成分を含んだ水溶液に、基板を浸漬して洗浄を行う洗浄工程と、洗浄された基板を水溶液から取り出して次工程に移動する移動工程と、洗浄工程及び移動工程が行われる空間領域を相対湿度６０％ＲＨ（単位：％ＲＨ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｈｕｍｉｄｉｔｙ））以上１００％ＲＨ未満に加湿する加湿工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このような基板洗浄方法によれば、洗浄工程及び移動工程が行われる空間領域を相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿することで、空間領域の空気中に内在する水分子量（水蒸気量）が増加する。空間領域に内在する水分子は、洗浄工程から取り出された基板に付着することで基板表面からの水溶液の乾燥を抑制し、基板表面を均一に水溶液の液膜が覆っている状態を維持することができる。従って、基板を水溶液から取り出した場合に基板表面と水溶液との接液状態を均一に保ち、基板表面を均一に洗浄することができる基板洗浄方法を実現できる。
【００１０】
（適用例２）上記適用例に係る基板洗浄方法において、水溶液はフッ化水素酸を有し構成されていることが好ましい。
【００１１】
このような基板洗浄方法によれば、相対湿度を６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿し、さらに、洗浄工程に用いる水溶液は、フッ化水素酸を有した構成にすることで、基板の表面を水溶液の液膜が均一に覆うことができる。
【００１２】
（適用例３）上記適用例に係る基板の洗浄方法において、加湿工程は、空間領域に導入される空気が有する熱エネルギーを利用して水を気化する気化工程を備えることが好ましい。
【００１３】
このような基板洗浄方法によれば、気化工程による加湿は、導入される空気が有する熱エネルギーで水を蒸発させることから、気化工程で新たにエネルギーを消費することなく加湿をおこなうことができる。また、加湿される水分量は、常に導入する空気に保有できる水分量以下であり、過剰な加湿が行われることがない。従って、エネルギー消費が少なく、過剰な加湿による水滴が基板に付着することがない加湿を実現することができる。
【００１４】
（適用例４）上記適用例に係る基板洗浄方法において、移動工程の次工程として、洗浄された基板を水で洗浄する水洗工程を備えることが好ましい。
【００１５】
このような基板洗浄方法によれば、移動工程の次工程として水洗工程を備えることで、洗浄工程から水洗工程までの間の移動工程において、基板表面を均一に水溶液の液膜で覆った状態を維持することができる。
【００１６】
（適用例５）本適用例に係る基板洗浄装置は、基板の洗浄に有効な成分を含んだ水溶液を用いて基板を洗浄する洗浄部と、洗浄部で洗浄された基板を取り出して次工程に移動する移動部と、洗浄部による洗浄及び、移動部による基板の移動が行われる空間領域を相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿する加湿部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
このような基板洗浄装置によれば、加湿部によって、洗浄部と移動部とを備える空間領域を相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿することで、空間領域の空気中に内在する水分子量を変化させることができる。このことから、洗浄部から取り出された基板の表面に空間領域に内在する水分子が付着することで、基板表面の親水性を高めることができる。従って、基板を水溶液から取り出した場合に水溶液と基板表面との接液時間を均一に保ち、基板表面を均一に洗浄することができる基板洗浄装置が実現できる。
【００１８】
（適用例６）上記適用例に係る基板洗浄装置において、加湿部は、空間領域に導入される空気が有する熱エネルギーを利用して水を気化する気化部を備えることが好ましい。
【００１９】
このような基板洗浄装置によれば、気化部による加湿は、導入される空気が有する熱エネルギーで水を蒸発させることから、加湿を行うために必要であった加熱装置などが不要となる。また、加湿量の制御装置を設けなくても常に導入する空気が保有できる水分量以下の加湿となり、過剰な加湿が行われることがない。従って、構造が簡便な加湿部を構成でき、過剰な加湿による水滴によって基板を汚染することなく加湿を行うことができる。
【００２０】
（適用例７）上記適用例に係る基板洗浄装置において、基板洗浄装置で洗浄された基板を水で洗浄する水洗部を備えることが好ましい。
【００２１】
このような基板洗浄装置によれば、水洗部を備えることで、洗浄部から取り出された基板の表面に水溶液が均一に付着した状態で基板の水洗を開始することができる。従って、水溶液と基板表面との接液時間を均一に保ち、基板表面を均一に洗浄した状態で洗浄を停止することができる基板洗浄装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る基板洗浄方法の各工程を示すフロー図。
【図２】基板洗浄方法を実行する基板洗浄装置の概構成を示すブロック図。
【図３】図２の基板洗浄装置の詳細な構成を示す構成図。
【図４】洗浄工程で洗浄される基板の例を示す図。
【図５】空間領域の相対湿度と洗浄後の膜厚のバラツキの関係を示す散布図。
【図６】膜厚の測定箇所を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（実施形態）
【００２５】
図１は、基板洗浄方法の洗浄工程を示すフロー図である。図１を用いて基板洗浄方法を工程順に説明する。
【００２６】
先ず、基板セット工程Ｐ２０１では、洗浄を行う基板４（図３参照）を基板カセット４５（図３参照）に装填を行う。本実施形態では作業者によって装填が行われる。次にローダー工程Ｐ２０２では、基板カセット４５を所定の位置へ載置する。本実施形態では作業者によって載置する。次に移動工程Ｐ２０７では、ローダー工程Ｐ２０２にて載置された基板カセット４５を次工程である洗浄工程Ｐ２０３へ移動を行う。
【００２７】
次に洗浄工程Ｐ２０３では、基板カセット４５に装填されている基板４の洗浄を行う。次に移動工程Ｐ２０７では、洗浄工程Ｐ２０３で洗浄が行われた基板４が装填されている基板カセット４５を次工程である水洗工程Ｐ２０４へ移動を行う。次に水洗工程Ｐ２０４では、基板カセット４５に装填されている基板４の水洗を行う。次に移動工程Ｐ２０７では、水洗工程Ｐ２０４で水洗が行われた基板４が装填されている基板カセット４５をアンローダー工程Ｐ２０５へ移動を行う。
【００２８】
なお、加湿工程Ｐ２０８と気化工程Ｐ２０９とでは、洗浄工程Ｐ２０３と水洗工程Ｐ２０４と移動工程Ｐ２０７との加湿を行う。次にアンローダー工程Ｐ２０５では、移動工程Ｐ２０７によって移動された基板カセット４５の取り出しを装置から行う。本実施形態では作業者によって基板カセット４５が取り出され洗浄工程が終了する。
【００２９】
図２は、図１の基板洗浄方法を実行する基板洗浄装置の概構成を示すブロック図である。図２を用いて基板洗浄装置の概構成について説明する。
【００３０】
本実施形態の基板洗浄方法を実行する基板洗浄装置１は、外装筐体１１と、その内部に洗浄チャンバー１２とを備える。洗浄チャンバー１２内には、洗浄部２と水洗部３とを備える。加湿部１４は、洗浄チャンバー１２外から吸気部１８を介して継合する。また、外装筐体１１内の移動部５は、ローダー部１６１とアンローダー部１６２と洗浄部２と水洗部３との間を所定方向に移動自在に接続されている。
【００３１】
図３は、図２の基板洗浄装置の詳細な構成を示す構成図である。図３を用いて基板洗浄装置１の構成及び動作を各工程との対応関係を含めて説明する。
【００３２】
基板洗浄装置１は、図２で説明した通り外装筐体１１を備える。外装筐体１１には、移動部５と洗浄チャンバー１２とローダー部１６１とアンローダー部１６２と、洗浄チャンバー１２へ基板４の出し入れを行う窓１５とを備える。また、外装筐体１１には、図示を省略するが基板洗浄装置１の制御を行う制御装置及び水溶液２１と水洗水３１との配管並びにタンクなどを備える。加湿部１４は、洗浄チャンバー１２の外部から吸気ダクト１４３と吸気部１８を介し継合され、加湿部１４によって加湿された空気１７２が、吸気部１８から洗浄チャンバー１２内へ吸気される。洗浄チャンバー１２には、排気口１９が設けられ、洗浄チャンバー１２内で発生した不要な蒸気を吸気された空気１７２と共に基板洗浄装置１の外部に設けられた排気ファン（図示省略）によって洗浄チャンバー１２の外へ排気する。
【００３３】
洗浄を行う基板４は、基板カセット４５の鉛直方向に１枚または複数枚を等間隔に装填される。これは、基板セット工程Ｐ２０１に対応する。以下、説明の便宜上、基板カセット４５には基板４が装填されていることとし、基板４として説明をする。
【００３４】
ローダー部１６１は、外装筐体１１内の所定位置に基板カセット４５を載置する部分である。これは、ローダー工程Ｐ２０２に対応する。
【００３５】
移動部５は、基板カセット４５を取り付けるハンガー部５１と移動駆動部（図示省略）を備える。移動部５は、外装筐体１１に設けられたローダー部１６１とアンローダー部１６２と、洗浄チャンバー１２に備えられた洗浄部２と水洗部３との間で基板４の移動を行う。これは、移動工程Ｐ２０７に対応する。
【００３６】
アンローダー部１６２は、外装筐体１１内の所定位置に水洗工程Ｐ２０４によって水洗が完了した基板カセット４５を載置する部分である。これは、アンローダー工程Ｐ２０５に対応する。
【００３７】
洗浄チャンバー１２は、洗浄部２と水洗部３とを備えている。また、洗浄チャンバー１２内の空間領域１３は、後述する加湿部１４により相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿される。洗浄チャンバー１２は、洗浄工程Ｐ２０３に用いる。
【００３８】
洗浄部２は、洗浄槽２２と循環装置２３と温度調整装置２３３とを備えている。洗浄槽２２は、洗浄内槽２２１と、洗浄内槽２２１の外側に配置される洗浄外槽２２２とで構成されている。循環装置２３は、循環配管２３０と循環ポンプ２３１を備える。温度調整装置２３３は、洗浄外槽２２２と洗浄内槽２２１との循環配管２３０の経路中に設けられる。
【００３９】
循環装置２３は、洗浄内槽２２１に貯留された水溶液２１を洗浄外槽２２２へオーバーフローさせる。また、水溶液２１を洗浄外槽２２２から循環ポンプ２３１で吸引し、洗浄内槽２２１に循環し供給を行い、洗浄槽２２に貯留された水溶液２１の攪拌を行う。
【００４０】
温度調整装置２３３は、水溶液２１を循環装置２３で循環させながら一定の液温に調整する。
【００４１】
洗浄部２による基板４の洗浄は、洗浄内槽２２１内の水溶液２１に基板４を浸漬して行われる。基板４の洗浄は、基板４に形成されている膜４１と水溶液２１の接液による化学反応で洗浄（エッチング）を行う。これは、洗浄工程Ｐ２０３に対応する。
【００４２】
基板４の水溶液２１への浸漬は、移動部５によって行われる。前工程から移動された基板４は、鉛直方向に基板４の下部から水溶液２１に接液し、最後に上部が接液し基板４の全面が水溶液２１に浸漬される。基板４に形成された膜４１の所定の洗浄が完了した場合に、移動部５によって鉛直方向に基板４の上部から取り出され、最後に基板４の下部が取り出される。水溶液２１から取り出された基板４は、移動部５によって次工程に移動する。
【００４３】
洗浄槽２２内の水溶液２１は、フッ化水素酸を有し、水で希釈して構成される。水溶液２１は、洗浄工程Ｐ２０３に用いる。
【００４４】
水洗部３は、水洗槽３２と給水装置３３と排水装置３４とを備えている。水洗槽３２は、水洗内槽３２１と、水洗内槽３２１の外側に配置される水洗外槽３２２とで構成されている。水洗水３１は、常に水洗内槽３２１へ給水され、水洗外槽３２２へオーバーフローし排水される。
【００４５】
水洗部３による基板４の水洗は、水洗内槽３２１内の水洗水３１に基板４を浸漬して行われる。基板４の水洗は、洗浄工程Ｐ２０３によって基板４に付着した水溶液２１の液膜を保ちながら、水洗水３１へ浸漬し水洗を行う。これは、水洗工程Ｐ２０４に対応する。
【００４６】
基板４の水洗水３１への浸漬は、移動部５によって行われる。前工程から移動された基板４は鉛直方向に、基板４の下部から水洗水３１に接液し、最後に上部が接液し基板４の全面が水洗水３１に浸漬される。基板４の表面は水溶液２１の液膜を保ちながら水洗水３１に浸漬され、基板４の表面は水洗水３１に置換される。所定の水洗を完了した場合、移動部５によって、鉛直方向に基板４の上部から取り出され最後に基板４の下部が取り出される。水洗水３１から取り出された基板４は、移動部５によって次工程に移動する。
【００４７】
加湿部１４は、気化部１４１と給水装置１４２とを備える。加湿部１４は、洗浄チャンバー１２外から吸気ダクト１４３と吸気部１８によって洗浄チャンバー１２内に継合される。本実施形態の加湿部１４は、気化部１４１に透湿膜を用いて加湿を行う。これは、加湿工程Ｐ２０８に対応する。
【００４８】
加湿部１４による加湿は、洗浄チャンバー１２へ吸気される空気１７１が気化部１４１を通過する際に、空気１７１が有する熱エネルギーで水を気化させることによって相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿を行う。
【００４９】
加湿部１４での加湿は、加湿される空気１７１が有する熱エネルギーである顕熱と潜熱とを利用して、加湿に用いる水を蒸発（気化）させて加湿を行う。顕熱とは、物質の温度変化に供する熱で、加湿される水の温度を高めるために用いられる。潜熱とは、物質の状態変化のために供する熱で、加湿する水が水蒸気になるために用いられる。
【００５０】
これにより、加湿される空気１７１が有する熱エネルギーである顕熱から加湿される水は熱を奪い、加湿される水の温度を高め蒸発しやすくなる。これと同時に、加湿される空気１７１は顕熱を奪われることで、加湿前の空気１７１に比べて加湿後の空気１７２は温度（気温）が低下する。さらに、潜熱から加湿される水は熱を奪い蒸発し加湿されることになる。加湿される空気１７１が有する熱エネルギーの全てを蒸発（気化）に用いることができれば、加湿される空気１７１における相対湿度１００％ＲＨの加湿となる。よって、加湿される空気１７１が有する熱エネルギー以外の熱エネルギーを加えない限り、加湿された空気１７２は常に相対湿度１００％ＲＨ未満の加湿となる。
【００５１】
気化部１４１に用いる透湿膜は、水（液体）を通さず水蒸気（気体）は通す性質を有する撥水性の多孔質膜材で構成されている。図示は省略するが透湿膜は、枠材に貼り付けられ、透湿膜が貼り付けられた枠とパッキンとを積層に貼り合わせて、加湿に用いる水の水路となる部分（内側）と、加湿を行う空気の通路となる部分（外側）とを形成し組み立てられる。
【００５２】
透湿膜を用いた加湿は、透湿膜の外側に接する空気１７１の熱が、透湿膜の内側の水に伝熱され、前記水が水蒸気（気化）となり透湿膜を通過する。透湿膜を通過した水蒸気は、透湿膜の外側に接する空気１７１が水蒸気を吸収して加湿される。また、透湿膜は水蒸気以上の大きさの分子を透過させることができない。従って、加湿に用いる水に含まれる不純物が洗浄チャンバー１２へ供給される空気１７２を汚染することなく、基板４の加湿による汚染を抑制することができる。
【００５３】
図４は、図１の洗浄工程で洗浄される基板の例を示す図である。図４を用いて洗浄される基板について説明する。
【００５４】
基板４は、基板４の表面に導電性膜や半導体膜や絶縁膜などを膜４１として形成し、膜４１を選択的に洗浄することで、トランジスター等の回路を形成する。
【００５５】
膜４１を選択的に洗浄するため、膜４１の表面の洗浄を行わない部分４４には、レジスト膜４２を形成する。一方、洗浄を行う部分４３は、膜４１の表面が現れている。なお、レジスト膜４２は、水溶液２１によって洗浄（エッチング）されない特性を有する。
【００５６】
本実施形態における基板表面を均一に洗浄し、洗浄後の膜厚のバラツキが減少することについて説明する。
【００５７】
基板４の表面を均一に洗浄を行うことは、洗浄工程Ｐ２０３の水溶液２１から取り出された基板４の表面に、水溶液２１の液膜を均一に付着させた状態で水洗工程Ｐ２０４を開始することで実現する。
【００５８】
基板４の表面に水溶液２１の液膜を均一に付着させるためには、基板４の表面の親水性を高めることで実現する。本実施形態では、洗浄工程Ｐ２０３と移動工程Ｐ２０７と水洗工程Ｐ２０４とが行われる空間領域１３を加湿工程Ｐ２０８によって、相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿することで基板４の表面の親水性を高めることができる。
【００５９】
基板４の表面を相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿された空気で覆うことで、基板４の表面に水分子が付着する。
【００６０】
これにより、付着した水分子が基板４の表面と水溶液２１との間に生じる表面張力を緩和し、基板表面の親水性（いわゆる濡れ性）が高まる。基板４の表面の親水性が高まることで、基板４を水溶液２１から取り出した場合に、水溶液２１は、基板４の表面を乾燥することなく均等に付着する。水溶液２１が基板４の表面に均等に付着することで基板表面と水溶液との接液時間を均一に保つことで、均一に洗浄ができ、洗浄後の膜厚のバラツキを減少させることができる。
【００６１】
次に、空間領域１３を加湿することで、基板４の表面の親水性が高まることについて説明する。
【００６２】
空間領域１３を加湿することで、空間領域１３内の水蒸気量が変化し、空間領域１３に内在する基板４の表面を覆う水蒸気である水分子が増加する。基板４の表面を覆う水分子は、空間領域１３の空気と基板４の表面に付着している水溶液２１との気液境界に付着する。
【００６３】
前述の基板４の表面を覆う水分子は、酸素原子１つに水素原子２つで構成されている。前記水分子は、基板４の表面の気液境界に付着するときに、基板４の表面に存在する分子（例えば珪素分子）と、基板４の表面に付着する水分子の酸素原子とが結合し、付着する水分子に含まれていた水素原子の１つが離脱する。これにより、１つの酸素原子（Ｏ）に１つの水素原子（Ｈ）が結合した１価の基である水酸基（ＯＨ基）となる。１価の基は、化学反応の時に分解せずに一つにまとまった原子団である。
【００６４】
基板４に付着した水酸基を構成する水素原子は、前記水素原子の電子が、他の水素原子の電子を共有する共有結合によって連鎖的に結合が生じる。これにより、水酸基を構成する水素分子と、水溶液２１を構成する水素分子などが結合する。よって、基板４の表面を水溶液２１が乾燥する動きを気液境界に付着した水酸基と水溶液２１との結合によって抑制する。従って、基板表面の親水性を高めることができ、水溶液２１が基板表面を乾燥することを抑制することができる。
【００６５】
図５は、空間領域１３の相対湿度と洗浄後の膜厚のバラツキの関係を示す散布図である。図５は、発明者が行った実験によって、空間領域１３を相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満、さらに好ましくは相対湿度６５％ＲＨ以上８５％ＲＨ未満に加湿することで、洗浄後の基板表面の膜厚の均一性が得られることを至らしめた実験結果である。
【００６６】
前述の発明者が行った実験について説明する。
【００６７】
（実験方法）
前述の実験の方法は、基板４の洗浄工程Ｐ２０３と水洗工程Ｐ２０４と移動工程Ｐ２０７が行われる空間領域１３の相対湿度を変化させる。また、洗浄工程Ｐ２０３による洗浄時間を変化させる。さらに、洗浄工程Ｐ２０３で洗浄された基板４が、洗浄工程Ｐ２０３から水洗工程Ｐ２０４へ移動工程Ｐ２０７によって移動にかかる時間、すなわち工程間移動（移送）時間を変化させる条件を用いて基板４を洗浄する方法とした。
【００６８】
実験に用いる水溶液２１は、フッ化水素酸を水溶させた水溶液２１を用いる方法とした。
【００６９】
（供試材）
実験に用いる基板４は、シリコン基板を用いた。シリコン基板の表面には洗浄対象となる膜４１として、略１０００ｎｍの熱酸化膜４１２を予め形成して用いることとした。
【００７０】
実験に用いる水溶液２１は、フッ化水素酸を水溶させた水溶液２１を用いた。水溶液２１は、液温を２５℃に調整した場合、前記熱酸化膜４１２に対するエッチングレート１３０（ｎｍ／ｍｉｎ）の水溶液２１を液温２５℃で用いた。
【００７１】
（詳細条件）
空間領域１３の相対湿度は、略、３０％ＲＨ、４０％ＲＨ、４５％ＲＨ、５５％ＲＨ、６０％ＲＨ、７０％ＲＨ、８５％ＲＨ、に調整した条件とした。
【００７２】
基板４の洗浄工程Ｐ２０３と移動工程Ｐ２０７とで行う基板の洗浄実験の条件について説明する。説明の便宜のため、洗浄工程Ｐ２０３を洗浄と、移動工程Ｐ２０７を移動と称して各実験水準を説明する。
【００７３】
基板４の洗浄時間と移動時間の実験条件は、前記洗浄と移動との工程時間の合計を略１８０秒とする条件とした。例えば、実験水準７３Ａは、洗浄１８０秒と移動３秒とを１回実施（繰返しなし）の条件とした。また、実験水準７３Ｂは、洗浄６０秒と移動３０秒とを２回繰返し行い、工程時間の合計を１８０秒とした。他の実験水準も同様で、実験水準７３Ｃは、洗浄３０秒と移動１５秒とを４回繰返し行い、工程時間の合計を１８０秒とした。実験水準７３Ｄは、洗浄１２０秒と移動６０秒とを１回実施（繰返しなし）とし、工程時間の合計を１８０秒とした。
【００７４】
前記条件は、基板４に水溶液２１が接液する時間を各実験水準共に同じ（一定）時間とした。接液する時間を一定とし、基板４が空間領域１３に内在する時の相対湿度と移動工程時間とを変化させることで、洗浄時間と移動時間に依存せず、空間領域１３を加湿することで洗浄の均一性が得られることを至らしめた実験条件である。
【００７５】
（評価方法）
前述の実験の評価は、基板４の表面に形成された熱酸化膜４１２の厚さを光干渉式膜厚測定装置（型番：ＶＭ−１０２０、製造者：大日本スクリーン製造株式会社）で測定を行う。熱酸化膜４１２の膜厚の測定は、基板４の洗浄前と洗浄後に図６に示す９箇所を膜厚測定点６１として測定を行った。次に測定を行った９箇所の洗浄前の膜厚から洗浄後の膜厚を差し引いた値を洗浄量（エッチング量）とした。次に基板ごとに、膜厚測定点６１での洗浄量（膜厚量）の最大値から最小値を差し引いた値を洗浄量のバラツキの範囲（レンジ）として評価を行った。
【００７６】
（実験の結果）
図５を用いて前述の実験の結果について説明する。
【００７７】
図５の散布図のＸ軸７１は、前記実験条件である空間領域１３の相対湿度（単位：％ＲＨ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｈｕｍｉｄｉｔｙ））を示す。Ｙ軸７２は、前記実験評価における基板４の表面に形成されている膜４１の洗浄量（単位：ナノメートル）のバラツキを示したものである。Ｘ軸７１とＹ軸７２の交点７３は、実験水準ごとにＸ軸７１に示す相対湿度の空間領域１３で基板４の洗浄実験を行った場合の洗浄された膜厚量のバラツキ（レンジ）を示したものである。また、曲線７４は、実験を行った空間領域１３の相対湿度におけるバラツキの最大値を示した曲線である。
【００７８】
実験の結果、空間領域１３を相対湿度６０％ＲＨから８５％ＲＨ未満に加湿することで、洗浄後の基板表面の膜厚の均一性が高い基板洗浄が行える。また、空間領域１３を相対湿度６５％ＲＨから８５％未満に加湿することで、洗浄後の基板表面の膜厚の均一性を確実に高めることができる。
【００７９】
図５に示す、空間領域１３の相対湿度が６０％ＲＨ未満では、実験水準７３Ｂから実験水準７３Ｄの何れの条件も、洗浄（エッチング）された熱酸化膜４１２の量にバラツキが大きく生じる。しかし、空間領域１３の相対湿度が６０％ＲＨ以上では、図５に示す、実験水準７３Ｂから実験水準７３Ｄの何れの条件も洗浄された熱酸化膜４１２の膜厚量のバラツキが減少し、相対湿度６５％ＲＨ以上では顕著にバラツキが減少する。
【００８０】
また、図５に示す、実験水準７３Ａのように、基板４が洗浄工程Ｐ２０３から水洗工程Ｐ２０４へ移動する時間が短時間（例えば、３秒程度）であれば、空間領域１３の相対湿度にかかわらず、水溶液２１から取り出された基板４表面の膜厚の均一性が高い基板洗浄ができる。
【００８１】
前記実験から本発明の効果を得るためには、空間領域１３の相対湿度は６０％ＲＨ以上が好ましく、さらに、相対湿度６５％ＲＨ以上に加湿を行うと確実に洗浄後の基板表面の膜厚の均一性を高めることができる。また、前記実験結果から空間領域１３の相対湿度が８５％ＲＨから１００％ＲＨ未満でも、洗浄後の基板表面の膜厚の均一性を高めることができると類推する。
【００８２】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００８３】
本実施形態の基板洗浄方法によれば、洗浄工程Ｐ２０３及び移動工程Ｐ２０７が行われる空間領域１３を相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿することで、基板表面の親水性を高めることができる。また、親水性を高めることで基板４の表面を均一に水溶液２１の液膜が覆うことができる。従って、基板４を水溶液２１から取り出した場合に基板４の表面と水溶液２１との接液時間を均一に保ち、基板表面をムラなく均一に洗浄することができる基板洗浄方法を実現できる。これにより、水溶液２１の部分的な乾燥による蒸発残留物を付着することを抑制でき、蒸発残留物が付着した部分を製造工程で取り除く必要なく歩留まりも向上する。
【００８４】
本実施形態の基板洗浄方法によれば、前記空間領域１３を相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿し、さらに、洗浄工程Ｐ２０３に用いる水溶液２１は、フッ化水素酸を有した構成にすることで、水溶液２１の液膜が基板４の表面を均一に覆うことができる。フッ化水素酸に含まれる水素分子とフッ素分子とは、基板４に付着する水分子との間で強い結合によって、水溶液２１の液膜が基板４の表面を均一に覆うことができる。
【００８５】
本実施形態の基板洗浄方法によれば、気化工程Ｐ２０９による加湿は、導入される空気１７１が有する熱エネルギーで水を蒸発させることから、加湿工程Ｐ２０８で新たにエネルギーを消費することなく加湿を行うことができる。また、加湿量は常に導入する空気に保有できる水分量以下であり、過剰な加湿が行われることがない。従って、エネルギー消費が少なく、過剰な加湿による水滴が基板４に付着することのない加湿工程Ｐ２０８を実現することができる。これにより、加湿による水滴が基板４に付着することで生じる乾燥シミ、いわゆるウオーターマークの発生を抑制できる。
【００８６】
本実施形態の基板洗浄方法によれば、移動工程Ｐ２０７の次工程として水洗工程Ｐ２０４を備えることで、洗浄工程Ｐ２０３から取り出した基板４の表面に水溶液２１の液膜を保った状態で水洗工程Ｐ２０４を開始し、基板４の表面を均一に洗浄した状態で洗浄を停止することができる。
【００８７】
本実施形態の基板洗浄装置によれば、洗浄部２と移動部５とを備える空間領域１３を加湿部１４によって相対湿度６０％ＲＨ以上１００％ＲＨ未満に加湿することで、基板４の親水性を高めることができる。従って、基板４を洗浄部２から取り出した場合に水溶液２１と基板４の表面との接液時間を均一に保ち、基板４の表面を均一に洗浄することができる基板洗浄装置１が実現できる。
このことにより、移動部５で行われる工程間移動に掛かる時間の短縮に拠らなくても、空間領域１３を加湿することで、洗浄部２から取り出した基板４の表面を水溶液２１の液膜を保った状態で、水洗部３によって水洗を行うことができる。従って、移動部５の高速動作による基板洗浄装置１及び移動部５からの発塵と振動を抑制し基板４表面の汚染を抑制することができる。
【００８８】
本実施形態の基板洗浄装置によれば、気化部１４１による加湿は、導入される空気１７１が有する熱エネルギーで水を蒸発させることから、加湿を行うために必要であった加熱部（装置）などが不要となる。また、加湿量の制御装置を設けなくても常に導入する空気１７１が保有できる水分量以下の加湿となり、過剰な加湿が行われることがない。従って、構造が簡便な加湿部１４を構成とすることができ、過剰な加湿による水滴で基板を汚染することなく加湿を行うことができる。このことにより、加湿に用いる水が直接基板４に接触しないため、加湿に用いる水（例えば超純水）は純度の低い水を採用することができ、加湿に掛かるコストを抑制できる。
【００８９】
本実施形態の基板洗浄装置によれば、水洗部３を備えることで、洗浄部２から取り出された基板４の表面に水溶液２１が均一に付着した状態で基板４の水洗を開始することができる。従って、基板４を水溶液２１から取り出した場合に、水溶液２１と基板４の表面との接液時間を均一に保ち、基板４の表面を均一に洗浄した状態で、洗浄を停止することができる基板洗浄装置１が実現する。
【００９０】
なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良等を加えて実施する事が可能である。変形例を以下に述べる。
【００９１】
（変形例１）前記実施形態の基板洗浄方法において、加湿した空間領域１３に洗浄工程Ｐ２０３と水洗工程Ｐ２０４とを設けて基板の洗浄を行うことは、基板に水溶液２１を滴下し基板の洗浄工程Ｐ２０３を行い、次工程として水洗水３１を滴下し基板４の水洗工程Ｐ２０４を行う基板洗浄方法及び基板洗浄装置に適用することができる。
【００９２】
（変形例２）前記実施形態の基板洗浄方法において、水溶液２１はフッ化水素酸を有する水溶液２１を採用しているが、これに限らず水素分子やフッ素分子を有する洗浄に有効な成分を用いても良い。
【符号の説明】
【００９３】
１…基板洗浄装置、２…洗浄部、３…水洗部、４…基板、５…移動部、１１…外装筐体、１２…洗浄チャンバー、１３…空間領域、１４…加湿部、２１…水溶液、２２…洗浄槽、３１…水洗水、３２…水洗槽、４１…膜、４５…基板カセット、Ｐ２０１…基板セット工程、Ｐ２０２…ローダー工程、Ｐ２０３…洗浄工程、Ｐ２０４…水洗工程、Ｐ２０５…アンローダー工程、Ｐ２０７…移動工程、Ｐ２０８…加湿工程、Ｐ２０９…気化工程。
【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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