CN109661718B - 基板清洗方法、基板清洗规程作成方法以及基板清洗规程作成装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种基板清洗方法，清洗在表面具有氧化膜的基板。该方法包含：部分蚀刻步骤，将所述氧化膜蚀刻至预定的膜厚为止；以及物理清洗步骤，在所述部分蚀刻步骤之后，对所述基板的表面执行物理清洗。所述氧化膜亦可为颗粒至少部分被带入的自然氧化膜。在此情况下，所述部分蚀刻步骤亦可为使所述颗粒自所述自然氧化膜露出、或使自所述自然氧化膜露出的露出部分增加的步骤。此外，所述物理清洗亦可为一边使所述自然氧化膜残留于所述基板的表面一边通过物理的作用去除自所述自然氧化膜露出的颗粒的步骤。

Description

基板清洗方法、基板清洗规程作成方法以及基板清洗规程作成装置
技术领域
本发明涉及一种清洗基板的方法、以及作成用于清洗基板的规程(recipe)的方法及装置。本发明还涉及一种用以使计算机具有作为基板清洗规程作成装置的功能的计算机程序(computer program)。在清洗对象的基板中，包含例如半导体晶片(wafer)、液晶显示设备用基板、等离子体显示器(plasma display)用基板、FED(Field Emission Display；场致发光显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、磁光盘用基板、光掩模(photomask)用基板、陶瓷(ceramic)基板、太阳能电池用基板等。
背景技术
为了半导体晶片等的基板的清洗，有的情况能应用所谓的物理清洗。所谓物理清洗指通过物理的作用，更具体而言是通过力学的能量(energy)来去除基板表面的异物(以下称为“颗粒(particle)”)的处理。物理清洗的具体例为超声波清洗、双流体清洗、喷墨(inkjet)清洗、固化溶解清洗等，这些已分别记载于专利文献1至专利文献3等中。
例如，双流体清洗是使用双流体喷嘴(two fluid nozzle)将已混合气体及液体后的混合流体供给至基板的表面的处理。混合流体中的液滴碰撞于基板的表面，且通过该冲击使基板的表面的颗粒从基板脱离而去除。混合流体所具有的动能越大就越能获得较大的去除性能，另一方面，如果动能过大，则基板表面的器件(device)形成用的图案(pattern)恐有受到损伤(例如图案倒塌)的担心。即，颗粒去除与图案损伤是处于取舍(trade-off)的关系。因此，较佳的是在不发生图案损伤的范围内尽可能使用具有较大的动能的混合流体。
此情形即便是在其他的物理清洗中亦为同样。即，在各个清洗处理中设定有用以调整物理力的参数(parameter)，以便将在不发生图案损伤的范围内尽可能地使较大的物理力(能量)提供给基板上的颗粒。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-214757号公报。
专利文献2：日本特开2003-275696号公报。
专利文献3：日本特开2014-179449号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
伴随形成于基板的表面的图案的微细化，以较小的物理力就会发生图案损伤。相应于此，能去除基板上的颗粒且能回避基板上的图案的损伤的物理力或物理能量的范围，亦即处理窗口(process window)会变小。因此，难以通过物理清洗来一边回避图案损伤一边实现优异的颗粒去除性能。
因此，本发明的一个目的在于提供一种基板清洗方法，能应用物理清洗高效地去除基板上的颗粒，且能抑制基板上的图案的损伤。
本发明的另一目的在于提供一种作成用以执行如前述的基板清洗方法的基板清洗规程的方法及装置。
本发明的又一目的在于提供一种用以使计算机具有作为基板清洗规程作成装置的功能的计算机程序。
用于解决问题的手段
本发明提供一种清洗在表面具有氧化膜的基板的基板清洗方法，包含：部分蚀刻步骤，将所述氧化膜蚀刻至预定的膜厚为止；以及物理清洗步骤，在所述部分蚀刻步骤之后，对所述基板的表面执行物理清洗。
依据本方法，基板的表面的氧化膜部分能蚀刻至预定的膜厚为止。即，通过氧化膜的表面部分被蚀刻，而残留预定的膜厚的氧化膜。通过氧化膜的表面部分被蚀刻，而使部分或整体被带入于氧化膜中的颗粒露出，且该露出部分的比例会变大。因此，只要之后执行物理清洗，就能以比较小的能量来清除颗粒。如此，由于能以较小能量的物理清洗来实现必要的颗粒去除性能，故能抑制或回避形成于基板表面的图案的损伤。
由于是选择性地蚀刻氧化膜的表面部分，所以不会对氧化膜的基底带来不良影响。因此，不会对氧化膜的基底带来不良影响，而能去除基板上的颗粒。
在本发明的一实施方式中，所述氧化膜为颗粒至少部分被带入的自然氧化膜。然后，所述部分蚀刻步骤为使所述颗粒自所述自然氧化膜露出、或使所述颗粒自所述自然氧化膜露出的露出部分增加的步骤。而且，所述物理清洗为一边使所述自然氧化膜残留于所述基板的表面一边通过物理的作用去除自从所述自然氧化膜露出的颗粒的步骤。
当颗粒附着在基板表面之后而自然氧化膜形成于基板表面时，颗粒就会部分或整体地被带入于自然氧化膜中。此外，在自然氧化膜的形成途中颗粒仍有可能附着于基板表面(严格来说是形成途中的自然氧化膜的表面)。即便是在如此的情况下，颗粒仍会部分或整体被带入于自然氧化膜中。
于是，由于通过部分蚀刻自然氧化膜(特别是蚀刻其表面部分)，就能加大颗粒的露出部分的比例，所以在之后的物理清洗中能以比较小的能量来去除颗粒。其结果，能一边抑制或回避图案损伤，一边去除基板上的颗粒。
在本发明的一实施方式中，所述部分蚀刻步骤包含对所述基板的表面供给稀释氢氟酸的步骤。在本方法中，通过稀释氢氟酸来进行氧化膜(例如自然氧化膜)的部分蚀刻。由于使用稀释氢氟酸来去除氧化膜的整体，会有导致基板表面的粗糙的疑虑所以不佳。于是，通过将氧化膜部分蚀刻至膜厚途中为止，能一边使基板表面保持于优异的状态，一边抑制或回避图案损伤，并去除基板上的颗粒。
在本发明的一实施方式中，所述稀释氢氟酸为0.1％至0.5％的浓度(质量浓度)的氢氟酸(氟化氢酸)。由此，能高精度地进行氧化膜(特别是自然氧化膜)的部分的蚀刻(弱蚀刻)。由此，能一边使基板表面保持于优异的状态，一边抑制或回避图案损伤，并去除基板上的颗粒。
在本发明的一实施方式中，所述物理清洗步骤包含：双流体清洗步骤、超声波清洗步骤、喷墨式液滴清洗步骤及固化溶解清洗步骤的中的至少一个；在该双流体清洗步骤中，对所述氧化膜的表面供给混合气体和液体而成的混合流体；在该超声波清洗步骤中，对所述氧化膜的表面供给已赋予超声波后的液体；在该喷墨式液滴清洗步骤中，自喷墨头对所述氧化膜的表面供给液滴；在该固化溶解清洗步骤中，在所述氧化膜的表面形成液膜之后对该液膜进行固化以形成凝固体膜，溶解所述凝固体膜并予以去除。
如此，物理清洗亦可为双流体清洗、超声波清洗、喷墨清洗、固化溶解清洗中的任一个，亦可为它们中的二个以上的组合。由于无论是哪一种情况都能减小物理性的能量，故能一边抑制或回避图案损伤，一边去除颗粒。
本发明还提供一种基板清洗规程作成方法，为了在基板处理装置执行基板清洗处理而作成应登录于所述基板处理装置的规程数据，所述基板清洗处理用以清洗在表面具有氧化膜的基板。所述基板清洗处理包含：部分蚀刻步骤，将所述氧化膜蚀刻至预定的膜厚为止；以及物理清洗步骤，在所述部分蚀刻步骤之后，对所述基板的表面执行物理清洗。所述基板清洗规程作成方法包含：部分蚀刻工序作成步骤，作成用以执行所述部分蚀刻步骤的工序数据；物理清洗工序作成步骤，作成用以执行所述物理清洗步骤的工序数据；以及条件匹配步骤，基于已预先准备的匹配基准数据来使所述部分蚀刻步骤中的蚀刻条件和所述物理清洗步骤中的物理清洗条件匹配。
通过本方法，而作成用以执行如前述的基板清洗方法的规程数据。规程数据登录于基板处理装置中。通过基板处理装置按照该规程数据来动作，而执行前述的基板清洗方法。部分蚀刻步骤的蚀刻条件、和物理清洗步骤中的物理清洗条件基于匹配基准数据而相匹配。由此，由于能作成蚀刻条件和物理清洗条件已匹配的规程数据，所以能作成可以实现整体适当的基板清洗处理的规程数据，亦即能作成可以实现一边抑制或回避图案损伤一边达成必要的颗粒去除性能的基板清洗处理的规程数据。
匹配基准数据预先准备。具体而言，基于蚀刻条件与物理清洗条件的各种的组合来找出它们之间的匹配关系，且亦可基于该匹配关系来作成匹配基准数据。更具体而言，设定不发生图案损伤的范围、或可以容许图案损伤的范围的物理清洗能量，另一方面，设定各种的蚀刻条件，并尝试多次的基板清洗(部分蚀刻步骤及物理清洗步骤)。针对每次尝试求出颗粒去除率。在颗粒去除率为合格的范围内，决定匹配于该物理清洗能量的蚀刻条件。只要一边将物理清洗能量在不发生图案损伤的范围、或可以容许图案损伤的范围内做各种变更，一边求出分别匹配于它们的蚀刻条件，就能获得表示蚀刻条件与物理清洗能量的匹配关系的匹配基准数据。
在本发明的一实施方式的基板清洗规程作成方法中，所述部分蚀刻工序作成步骤包含作成包含所述部分蚀刻步骤中的蚀刻条件的工序数据的步骤。此外，所述条件匹配步骤包含基于所述匹配基准数据来提示或设定匹配于蚀刻条件的物理清洗条件的步骤，该蚀刻条件包含于在所述部分蚀刻工序作成步骤中所作成的工序数据中。
在本方法中，在部分蚀刻工序作成步骤中设定蚀刻条件，且提示或设定匹配于该蚀刻条件的物理清洗条件。由此，能容易作成包含匹配于蚀刻条件的物理清洗条件的物理清洗工序数据。
在本发明的一实施方式的基板清洗规程作成方法中，所述物理清洗工序作成步骤包含作成包含所述物理清洗步骤中的物理清洗条件的工序数据的步骤。然后，所述条件匹配步骤包含基于所述匹配基准数据来提示或设定匹配于物理清洗条件的蚀刻条件的步骤，该物理清洗条件包含于在所述物理清洗工序作成步骤中所作成的工序数据中。
在本方法中，在物理清洗工序作成步骤中设定物理清洗条件，且提示或设定匹配于该物理清洗条件的蚀刻条件。由此，能容易作成包含匹配于物理清洗条件的蚀刻条件的部分蚀刻工序数据。
本发明还提供一种基板清洗规程作成装置，为了在基板处理装置执行基板清洗处理而作成应登录于所述基板处理装置的规程数据，所述基板清洗处理用以清洗在表面具有氧化膜的基板。所述基板清洗处理包含：部分蚀刻步骤，将所述氧化膜蚀刻至预定的膜厚为止；以及物理清洗步骤，在所述部分蚀刻步骤之后，对所述基板的表面执行物理清洗。并且，所述基板清洗规程作成装置包含：指令输入单元，接受用户的指令输入；部分蚀刻工序作成单元，按照自所述指令输入单元所输入的指令，来作成用以执行所述部分蚀刻步骤的步骤数据；物理清洗工序作成单元，按照自所述指令输入单元所输入的指令，来作成用以执行所述物理清洗步骤的工序数据；以及条件匹配单元，基于已预先准备的匹配基准数据来使所述部分蚀刻步骤中的蚀刻条件和所述物理清洗步骤中的物理清洗条件匹配。
通过本装置，能作成用以执行如前述的基板清洗方法的规程数据。所作成的规程数据登录于基板处理装置中。通过基板处理装置按照该规程数据来动作，而执行所述的基板清洗方法。部分蚀刻步骤的蚀刻条件、和物理清洗步骤中的物理清洗条件基于匹配基准数据而匹配。由此，由于能作成蚀刻条件和物理清洗条件已匹配的规程数据，所以能作成可以实现整体适当的基板清洗处理的规程数据，亦即能作成可以实现一边抑制或回避图案损伤一边达成必要的颗粒去除性能的基板清洗处理的规程数据。
在本发明的一实施方式的基板清洗规程作成装置中，所述部分蚀刻工序作成单元包含按照自所述指令输入单元所输入的指令，来作成已设定所述部分蚀刻步骤中的蚀刻条件的工序数据的单元。此外，所述条件匹配单元包含基于所述匹配基准数据来提示或设定匹配于蚀刻条件的物理清洗条件的单元，该蚀刻条件包含于通过所述部分蚀刻工序作成单元所作成的工序数据中。
通过本构成，能通过部分蚀刻工序作成单元来作成已设定蚀刻条件的工序数据。并且提示或设定匹配该蚀刻条件的物理清洗条件。由此，能容易作成包含匹配于蚀刻条件的物理清洗条件的物理清洗工序数据。
在本发明的一实施方式的基板清洗规程作成装置中，所述物理清洗工序作成单元包含按照自所述指令输入单元所输入的指令，来作成已设定所述物理清洗步骤中的物理清洗条件的工序数据的单元。此外，所述条件匹配单元包含基于所述匹配基准数据来提示或设定匹配于物理清洗条件的蚀刻条件的单元，该物理清洗条件包含于通过所述物理清洗工序作成单元所作成的工序数据中。
通过本构成，得以通过物理清洗工序作成单元来作成已设定物理清洗条件的工序数据。并且提示或设定匹配该物理清洗条件的蚀刻条件。由此，能容易作成包含匹配于物理清洗条件的蚀刻条件的部分蚀刻工序数据。
具有如前述的特征的基板规程作成装置亦可编入于基板处理装置中，亦可为相对于基板处理装置独立设置。
本发明还提供一种编入有(即，编程有)执行工序组以使计算机具有作为所述基板清洗规程作成装置的功能的计算机程序或计算机程序产品。由此，能通过计算机来实现如前述的基板清洗规程作成装置。
计算机程序亦可记录于能够通过计算机所读取的记录介质中来提供。此种的记录介质既可为计算机中所具备的记录介质，亦可为与计算机不同的记录介质。此外，计算机程序亦可通过经由通信线路的通信来提供。通信线路亦可一部分或全部为无线线路。
本发明中的上述目的、特征与功效以及其他目的、特征与功效可参照图式并通过下述的实施方式的说明而更加明了。
附图说明
图1A、图1B及图1C是用以说明本发明的一实施方式的基板清洗方法的图解剖视图。
图2A及图2B是用以说明双流体清洗等的物理清洗中的处理窗口的示意图。
图3显示针对所述基板清洗方法的部分蚀刻步骤中的稀释氢氟酸的蚀刻时间与颗粒去除率之间关系进行调查后的实验结果。
图4A及图4B显示针对所述部分蚀刻步骤的蚀刻条件与颗粒去除率之间关系的更详细的实验结果。
图5是用以说明用来执行如前述的基板清洗处理的基板处理装置的构成例的概念图。
图6是显示所述基板处理装置中所具备的双流体喷嘴的构成例的纵剖视图。
图7是用以说明基板处理装置的电气结构的框图。
图8显示用以执行如前述的基板清洗处理的规程数据的一例。
图9是用以说明用于执行如前述的基板清洗方法的规程数据作成的具体例的流程图。
图10是用以说明本发明的另一实施方式的框图。
图11是用以说明本发明的又一实施方式的基板处理装置的构成的概念图。
图12是用以说明本发明的又一实施方式的基板处理装置的构成的概念图。
图13是用以说明本发明的又一实施方式的基板处理装置的构成的概念图。
图14是用以表示匹配基准数据的概念的图形(graph)。
具体实施方式
图1A、图1B及图1C是用以说明本发明的一实施方式的基板清洗方法的图解剖视图。图1A放大显示清洗处理前的基板W的表面的状态。清洗对象的基板W，例如是半导体晶片。在基板W的表面形成有构成器件的微细图案(省略图示)。并且，在基板W的表面附着有颗粒P。颗粒P部分被带入于基板W的表面上所形成的自然氧化膜70(例如SiO2)中。因此，自然氧化膜70会补强颗粒P相对于基板W的附着。
本实施方式的基板清洗方法包含：图1B所示的部分蚀刻步骤；以及图1C所示的物理清洗步骤。物理清洗步骤执行于部分蚀刻步骤之后。
在本实施方式中，在部分蚀刻步骤(图1B)中对基板W的表面供给稀释氢氟酸80。由此，自然氧化膜70部分被蚀刻至预定膜厚为止。即，自然氧化膜70并非是全部被去除，而是表面部分71(参照图1C)被蚀刻(弱蚀刻)至膜厚途中为止，且预定的膜厚的部分72会残留于基板W的表面。通过该部分蚀刻步骤，而使颗粒P的露出部分增加。若有在部分蚀刻步骤之前的阶段整体被带入于自然氧化膜70中的颗粒P，此类的颗粒P通过部分蚀刻步骤而从自然氧化膜70部分露出，且进而使该露出部分增加。再者，图1B仅显示部分被带入于自然氧化膜70中的颗粒P。
稀释氢氟酸80的浓度(质量浓度)，例如为0.1％至0.5％且为恒定。该恒定浓度的稀释氢氟酸80的蚀刻量，依存于作为蚀刻液的稀释氢氟酸80的供给流量、和其供给时间(蚀刻时间)。例如，假设以恒定流量供给稀释氢氟酸80，则蚀刻量会依存于蚀刻时间。因此，部分蚀刻步骤中的蚀刻条件包含稀释氢氟酸80的供给流量及蚀刻时间。若稀释氢氟酸80的供给流量恒定，则蚀刻条件的变动参数为蚀刻时间(稀释氢氟酸供给时间)。
在本实施方式中，物理清洗步骤(参照图1C)指双流体清洗步骤。具体而言，通过双流体喷嘴(在图1C中省略图示)形成已混合液体和气体后的混合流体81，该混合流体81被供给至基板W的表面。更具体而言，在双流体喷嘴中供给有作为液体的一例的DIW(deionizedwater；去离子水)、和作为气体的一例的非活性气体(例如氮气)。它们通过双流体喷嘴混合，由此形成有混合流体81，且该混合流体81朝向基板W的表面供给。混合流体81包含DIW的微小液滴，该微小液滴借助非活性气体的流动而碰撞于基板W的表面。利用通过该碰撞所产生的冲击，使基板W的表面的颗粒P自基板W剥落。
混合流体81所具有的能量主要是能够通过往双流体喷嘴供给的非活性气体的供给流量及供给时间来控制。即，以恒定流量将DIW供给至双流体喷嘴，另一方面，按照所期望的能量来控制非活性气体流量及混合流体供给时间。由此，混合流体81中的液滴的粒径及密度以及液滴所具有的动能会变动。由此，能控制混合流体81所具有的物理力，即控制物理的能量。因此，作为物理清洗步骤的双流体清洗步骤中的物理清洗条件包含作为变动参数的非活性气体的供给流量及混合流体的供给时间。
通过在部分蚀刻步骤中使自然氧化膜70部分被去除，而使颗粒P露出，或是使颗粒P的露出部分增大。因此，在之后的双流体清洗步骤中，即便物理的能量小，也能充分地去除颗粒P。即，由于可以应用较小的物理能量的双流体清洗步骤，所以能抑制或回避形成于基板W的表面的器件(device)形成用的图案的损伤。
图2A及图2B是用以说明双流体清洗等的物理清洗中的处理窗口的示意图。横轴表示物理清洗的能量(力学上的能量)或物理力，纵轴表示相对度数。曲线LP表示物理清洗后残留于基板上的颗粒的个数。可知物理清洗的能量越大，则残留颗粒个数就变得越少。为了通过物理清洗将大致全部的颗粒自基板上去除，而在曲线LP与横轴相接的边界附近设定有物理清洗能量的下限。曲线LD表示物理清洗后在基板上所观察的图案损伤的个数。只要物理清洗能量小则不会发生图案损伤。物理清洗能量变得越大，则图案损伤的个数就变得越多。为了抑制或回避因物理清洗所致的图案的损伤，而在曲线LD与横轴相接的边界附近设定有物理清洗能量的上限。物理清洗能量的下限与上限的区间被称为处理窗口PW。通过在处理窗口PW内设定物理清洗能量，就能一边抑制或回避图案损伤，一边良好地去除基板上的颗粒。在物理清洗能量中有扩展，例如成为如同曲线LE那样。
在形成于基板上的图案为微细时，会因较小的物理清洗能量而发生图案的损伤。如此，曲线LP、LD之间会变窄，亦即处理窗口PW会变窄。其结果，如图2A所示，以曲线LE所表示的物理清洗能量的分布恐有与曲线LP、LD的至少一方重叠的担心。曲线LP、LE的重叠部分PR(斜线所示)成为颗粒残留的原因，曲线LE、LD的重叠部分PD(斜线所示)成为图案损伤的原因。因此，在处理窗口PW较小时很难设定适当的物理清洗能量。
于是，在本实施方式中，在执行物理清洗步骤之前执行部分蚀刻步骤。如此一来，会使用于通过物理清洗来去除颗粒所需的能量变小。即，如图2B所示，曲线LP会移动至物理清洗的能量或物理力较小的侧，换言之移动至图2B的左侧。其结果，由于处理窗口PW会扩展，所以能以物理清洗能量的分布(曲线LE)与曲线LP、LD不重叠的方式来设定物理清洗的条件。如此，能进行适当的物理清洗条件的设定。
图3显示针对部分蚀刻步骤中的稀释氢氟酸的蚀刻时间与颗粒去除率之间关系进行调查后的实验结果。更具体而言，在前述的基板清洗方法中，设定有能抑制或回避形成于基板上的图案的损伤的物理清洗能量。即，将物理清洗步骤中的物理清洗条件设定为恒定。另一方面，在部分蚀刻步骤中以恒定流量来供给恒定浓度的稀释氢氟酸，且对多个样品(sample)设定不同的蚀刻时间(稀释氢氟酸处理时间)。然后，在基板清洗之前(部分蚀刻步骤之前)、和基板清洗之后(物理清洗步骤之后)，检测各个基板上的颗粒数，并求出颗粒去除率。
颗粒去除率，在此指从已预先附着有微粒(颗粒)的基板被去除后的该微粒的比例。具体而言，计测基板表面的粒子数N0，之后使颗粒(例如Si3N4粒子)附着于基板的表面并计测基板表面的粒子数N1，且进一步在清洗后计测基板表面的粒子数N2。此情况的颗粒去除率通过下面数学式计算。
颗粒去除率(％)＝100×(N1-N2)/(N1-N0)
根据图3可知：不执行部分蚀刻步骤的情况下的颗粒去除率为27％左右，相对于此，随着加长稀释氢氟酸的处理时间(蚀刻时间)，会增加颗粒去除率。即，通过执行部分蚀刻步骤，而使颗粒去除率提升。而且，可知通过将蚀刻时间设为120秒以上，能达成接近100％的颗粒去除率。
因此，在此例中，只要将蚀刻时间定为120秒左右来执行部分蚀刻步骤，之后以上述的物理清洗条件来执行物理清洗步骤，就能一边抑制或回避图案损伤，一边以大致100％的去除率来去除基板上的颗粒。
图4A及图4B显示针对部分蚀刻步骤的蚀刻条件与颗粒去除率之间关系的更详细的实验结果。在图4A及图4B中，符号“◆”表示将双流体清洗处理应用于物理清洗步骤中的情况的实验结果。此外，符号“◇”表示将固化溶解法(参照后述的图13。但是，在此例中使用了高分子膜)应用于物理清洗步骤中的情况的实验结果。
在图4A中，纵轴表示颗粒去除率。横轴表示被带入于自然氧化膜中的部分中的颗粒的表面积的比率(氧化膜内表面积比率)。即，与自然氧化膜相接的部分的部分表面积相对于颗粒的总表面积的比率。该表面积比率对应于使用稀释氢氟酸的部分蚀刻步骤的蚀刻条件。即，根据蚀刻条件(稀释氢氟酸的浓度及供给时间)，来求出在部分蚀刻步骤中被蚀刻的膜厚。另一方面，能预先计测部分蚀刻步骤之前的自然氧化膜的膜厚。因此，能求出部分蚀刻步骤后的自然氧化膜的膜厚。然后，用与基板表面相接触的固定半径的球体来将颗粒模型化。如此，能通过计算来求出被带入于部分蚀刻后残留于基板上的自然氧化膜内的部分的部分表面积。由于该部分表面积相对于总表面积的比例，亦即表面积比率对应于部分蚀刻步骤后的自然氧化膜的膜厚，所以结果是对应于蚀刻条件。
另一方面，在图4B中，纵轴表示颗粒去除率。横轴表示被带入于自然氧化膜中的部分中的颗粒的体积的比率(氧化膜内体积比率)。即，被带入于自然氧化膜的部分的部分体积相对于颗粒的总体积的比例。该体积比率对应于使用稀释氢氟酸的部分蚀刻的蚀刻条件。即，如同前述那样，只要知道蚀刻条件，就能求出部分蚀刻后的自然氧化膜的膜厚。然后，当以与基板表面相接触的一定半径的球体来将颗粒模型化时，就能通过计算来求出被带入于部分蚀刻后的自然氧化膜内的部分的部分体积。由于该部分体积相对于总体积的比例，亦即体积比率对应于部分蚀刻步骤后的自然氧化膜的膜厚，所以结果是对应于蚀刻条件。
有关物理清洗步骤与前述的情况同样，设定能抑制或回避形成于基板上的图案的损伤的物理清洗能量。即，将物理清洗步骤中的物理清洗条件设定为恒定。
根据图4A及图4B可知，被带入于自然氧化膜中的比例(表面积或体积的比例)越小，亦即从自然氧化膜露出越多的部分，去除率就变得越高。即，图4及图5显示通过自然氧化膜的蚀刻来提升颗粒去除率。再者，已通过其他的实验获得确认在仅有自然氧化膜的蚀刻，亦即不进行物理清洗步骤的情况下，颗粒几乎不被去除。
图5是用以说明用以执行如前述的基板清洗处理的基板处理装置的构成例的概念图。基板处理装置指逐片处理基板的单张式的装置。基板处理装置1具备旋转夹盘10、第一移动喷嘴11、第二移动喷嘴12及固定喷嘴13。
旋转夹盘10是将处理对象的基板W保持为水平的基板保持机构。旋转夹盘10能够绕铅垂的旋转轴线3旋转。为了使旋转夹盘10旋转，而具备有电动马达2。电动马达2是使基板W旋转的基板旋转单元的一例。通过此构成，能使基板W保持为水平，且绕通过其中心的旋转轴线3旋转。
第一移动喷嘴11及第二移动喷嘴12分别是将用以处理基板W的处理流体(在本实施方式中为处理液)朝向由旋转夹盘10所保持的基板W喷出的处理流体喷嘴(在本实施方式中为处理液喷嘴)。第一移动喷嘴11及第二移动喷嘴12分别安装于第一扫描臂(scan arm)21及第二扫描臂22。第一扫描臂21及第二扫描臂22分别水平地延伸，且在它们的前端部分别固定有第一移动喷嘴11及第二移动喷嘴12。
第一扫描臂21及第二扫描臂22通过第一臂驱动机构31及第二臂驱动机构32而分别驱动，由此能使它们的前端部分别在水平方向及铅垂方向上移动。与此相对应，第一移动喷嘴11及第二移动喷嘴12分别在水平方向及铅垂方向上移动。因而，第一移动喷嘴11及第二移动喷嘴12能分别朝向相对于由旋转夹盘10所保持的基板W接近及离开的方向移动，且能分别沿着该基板W的表面而水平地移动。更具体而言，在第一移动喷嘴11一边喷出处理液一边水平地移动时，基板W的上表面的着落点在自旋转中心附近到基板W的周缘的范围内移动。同样地，在第二移动喷嘴12一边喷出处理液一边水平地移动时，基板W的上表面的着落点在自旋转中心附近到基板W的周缘的范围内移动。由此，通过处理液而扫描基板W的上表面。只要事先使旋转夹盘10旋转以使基板W旋转，处理液的着落点就会描绘出螺旋状的轨迹并扫描基板W的上表面。第一臂驱动机构31亦可具备：水平移动单元，使第一扫描臂21在水平方向上移动；以及垂直移动单元，使第一扫描臂21在铅垂方向上移动。同样地，第二臂驱动机构32亦可具备：水平移动单元，使第二扫描臂22在水平方向上移动；以及垂直移动单元，使第二扫描臂22在铅垂方向上移动。水平移动单元亦可包含摆动机构，该摆动机构使对应的第一扫描臂21、第二扫描臂22绕已设定于其基端部的铅垂的摆动轴线摆动，由此，使对应的第一扫描臂21、第二扫描臂22的前端部在水平方向上移动。
第一移动喷嘴11及第二移动喷嘴12亦能在固定位置喷出处理液，以取代通过处理液来扫描基板表面。具体而言，使第一移动喷嘴11在以从第一移动喷嘴11所喷出的处理液着落于旋转轴线3上，亦即着落于基板W的旋转中心的方式所设定的处理位置停止。自该停止状态的第一移动喷嘴11朝向基板W的旋转中心喷出处理液。所喷出的处理液着落于基板W的表面，且在旋转状态的基板W上受到离心力而往外方扩展。由此，能用处理液来处理基板W的整个表面。有关第二移动喷嘴12亦为同样。
在本实施方式中，第一移动喷嘴11被用作喷出作为蚀刻液的稀释氢氟酸的蚀刻液喷嘴。在将稀释氢氟酸供给至基板W的表面时，基板W会旋转，另一方面，第一移动喷嘴11以在前述的处理位置停止的方式来控制，且朝向基板W的旋转中心供给稀释氢氟酸。另一方面，在本实施方式中，第二移动喷嘴12具有作为供给混合流体的双流体喷嘴的形态。在供给混合流体时，基板W会旋转，另一方面，第二移动喷嘴12在基板W的旋转中心与其外周缘之间移动。由此，混合流体会扫描基板W整个面。
固定喷嘴13是自固定位置朝向基板W喷出处理流体(在本实施方式中为处理液)的处理流体喷嘴(在本实施方式为处理液喷嘴)。固定喷嘴13朝向由旋转夹盘10所保持的基板W的中心附近喷出处理液。已到达基板W的表面的处理液在基板W的上表面扩展。特别是，只要旋转夹盘10旋转着，处理液就会通过离心力迅速地扩展于基板W的整个上表面。在本实施方式中，固定喷嘴13供给作为冲洗液的DIW。此外，固定喷嘴13亦在第二移动喷嘴12将混合流体供给至基板W时，供给DIW作为覆盖冲洗液(cover rinse liquid)。此DIW至少在混合流体所到达的区域中覆盖基板W的表面，且抑制通过混合流体直接到达基板W的表面所致的图案的损伤。
第一移动喷嘴11结合于第一处理液供给路径41。第一处理液供给路径41连接于氢氟酸供给源51(蚀刻液供给源)。在第一处理液供给路径41安装有第一处理液阀V1。通过开闭第一处理液阀V1，就能切换来自第一移动喷嘴的蚀刻液(稀释氢氟酸(DHF))的供给或停止。在第一处理液供给路径41安装有第一流量计F1及第一流量调整阀FV1。第一流量调整阀FV1，例如是附有电动马达的流量调整阀，且为能进行流路的开启度调整的阀。因此，通过控制第一流量调整阀FV1，而能调整蚀刻液的供给流量。第一流量计F1监视流经第一处理液供给路径41的蚀刻液的流量，亦即监视自第一移动喷嘴11所喷出的蚀刻液的流量。
第二移动喷嘴12结合于第二处理液供给路径42。第二处理液供给路径42连接于供给作为构成混合流体的液体的一例的DIW的DIW供给源52(液体供给源)。在第二处理液供给路径42安装有第二处理液阀V2。在第二移动喷嘴12还连接有气体供给路径44。气体供给路径44连接于供给氮气等的非活性气体的非活性气体供给源54(气体供给源)。在气体供给路径44安装有非活性气体阀V21。第二移动喷嘴12将自第二处理液供给路径42所供给的DIW、和自气体供给路径44所供给的非活性气体予以混合，并生成已气液混合后的混合流体，且将该混合流体朝向基板W供给。混合流体包含微小的液滴，该液滴借助非活性气体的气流供给至基板W。通过开闭第二处理液阀V2及非活性气体阀V21，而能切换混合流体的供给或停止。
在第二处理液供给路径42安装有第二流量计F2及第二流量调整阀FV2。第二流量调整阀FV2，例如是附有电动马达的流量调整阀，且为能进行流路的开启度调整的阀。因此，通过控制第二流量调整阀FV2，就能调整DIW的供给流量。第二流量计F2监视流经第二处理液供给路径42的DIW的流量，亦即监视供给至第二移动喷嘴12的DIW的流量。
在气体供给路径44安装有非活性气体流量计F21及非活性气体流量调整阀FV21。非活性气体流量调整阀FV21，例如是附有电动马达的流量调整阀，且为能进行流路的开启度调整的阀。因此，通过控制非活性气体流量调整阀FV21，就能调整非活性气体的供给流量。非活性气体流量计F21监视流经气体供给路径44的非活性气体的流量，亦即监视供给至第二移动喷嘴12的非活性气体的流量。
具有作为双流体喷嘴的形态的第二移动喷嘴12所喷出的混合流体的力学上的能量主要依存于非活性气体的流量。于是，通过将流经第二处理液供给路径42的DIW的流量设为恒定值，且按照需要的能量来控制流经气体供给路径44的非活性气体的流量，就能实现通过具有适当的能量的混合流体进行的物理清洗。
固定喷嘴13结合于第三处理液供给路径43。第三处理液供给路径43连接于冲洗液供给源53。冲洗液供给源53供给DIW或碳酸水的冲洗液。在第三处理液供给路径43安装有第三处理液阀V3。通过开闭第三处理液阀V3，就能切换冲洗液的供给或停止。在第三处理液供给路径43安装有第三流量计F3及第三流量调整阀FV3。第三流量调整阀FV3，例如是附有电动马达的流量调整阀，且为能进行流路的开启度调整的阀。因此，通过控制第三流量调整阀FV3，就能调整冲洗液的供给流量。第三流量计F3监视流经第三处理液供给路径43的冲洗液的流量，亦即监视自固定喷嘴13所喷出的冲洗液的流量。
图6是显示构成第二移动喷嘴12的双流体喷嘴(以下有的情况称为“双流体喷嘴12”)的构成例的纵剖视图。双流体喷嘴12是通过混合二种类的流体(气体及液体)来生成微小液滴的喷嘴。双流体喷嘴12包含：圆筒状的内侧喷嘴构件121；以及配置于该内侧喷嘴构件121的周围的外侧喷嘴构件122。在内侧喷嘴构件121连接有构成第二处理液供给路径42的液体供给管，在外侧喷嘴构件122连接有构成气体供给路径44的气体供给管。内侧喷嘴构件121在下端具有液体喷出口123，该液体喷出口123以与作为基板W的被处理面的表面(上表面)相向的方式所配置。因此，自第二处理液供给路径42所供给的液体(DIW)自液体喷出口123朝向基板W的表面喷出。
另一方面，在内侧喷嘴构件121与外侧喷嘴构件122之间形成有间隙125，且在间隙125连通着气体供给路径44。间隙125在液体喷出口123的周围具有开口呈圆环状的气体喷出口124。间隙125的直径及径向的宽度朝向液体喷出口123变小，由此，自气体供给路径44所供给来的非活性气体得以自气体喷出口124强而有力地喷出。
被喷出的非活性气体以向液体喷出口123离开预定的距离的混合点126收敛的方式前进，且与自液体喷出口123所喷出的液体在混合点126混合。液相的DIW通过该混合而成为微小液滴，而所生成的微小液滴通过非活性气体所加速，且成为高速的液滴流并转往基板W。即，以DIW的微小液滴与非活性气体的高速流所形成的混合流体81朝向基板W的表面供给。
以此方式朝向基板W的表面所供给的混合流体81中所包含的微小液滴以高速来与基板W的表面碰撞。通过该微小液滴的动能，能物理性地去除基板W的表面的颗粒。
图6所示的双流体喷嘴12是在喷嘴的外部将液体和非活性气体予以混合以生成微小液滴的所谓外部混合型的双流体喷嘴。亦可应用在喷嘴内部将气体和液体予以混合的内部混合型的双流体喷嘴，以取代此类的外部混合型的双流体喷嘴。
图7是用以说明基板处理装置的电气结构的框图。基板处理装置1具备控制器90。控制器90具有作为计算机的基本构成。控制器90是控制基板处理装置1中所具备的能控制的资源(resource)的控制单元的一例。能控制的资源包含用以使旋转夹盘10旋转的电动马达2(旋转马达)、第一臂驱动机构31及第二臂驱动机构32。能够控制的资源还包含第一处理液阀V1至第三处理液阀V3、非活性气体阀V21及第一流量调整阀FV1至第三流量调整阀FV3、非活性气体流量调整阀FV21。向控制器90还输入有包含第一流量计F1至第三流量计F3、非活性气体流量计F21的各种传感器类的输出信号。
控制器90具备运算单元(CPU)91及存储单元92。存储单元92亦可包含存储器(包含ROM及RAM)、大容量存储装置(HDD、SDD等)。在控制器90中连接有显示器95及输入单元96。输入单元96是如键盘(keyboard)、指向装置(pointing device)那样，使用者为了对控制器90输入指令或信息而操作的装置，且为指令输入单元的一例。
在存储单元92中储存有运算单元91所执行的程序100、作为已描述基板处理顺序的数据的规程数据111等的数据110。
程序100包含基板处理程序101，该基板处理程序101基于规程数据111来控制基板处理装置1的资源，且由此来实现对于基板W的处理。此外，程序100亦可包含用以作成规程数据111的规程作成程序102。
规程数据111包含表示已描述基板W的处理顺序的多个工序的工序数据。储存于存储单元92的数据110除了规程数据111以外，还包含匹配基准数据112。匹配基准数据112是在作成规程数据111时所参照，且用以使多个处理的处理条件匹配的基准数据。更具体而言，匹配基准数据112包含表示由部分蚀刻步骤用的工序数据所限定的蚀刻条件与由物理清洗步骤用的工序数据所限定的物理清洗条件的匹配关系的基准数据。存储单元92是规程数据存储单元的一例，且为匹配基准数据存储单元的一例。
匹配基准数据112被预先准备并储存于存储单元92。具体而言，基于蚀刻条件与物理清洗条件的各种的组合来找出它们之间的匹配关系，且基于该匹配关系来作成匹配基准数据112。更具体而言，设定不发生图案损伤的范围或可以容许图案损伤的范围的物理清洗能量，另一方面，设定各种的蚀刻条件，并尝试进行多次基板清洗(部分蚀刻步骤及物理清洗步骤)。针对每次尝试求出颗粒去除率。由此，能获得如前述的图3所示的结果。然后，在颗粒去除率为合格的范围内，决定匹配于该物理清洗能量的蚀刻条件。只要一边在不发生图案损伤的范围、或可以容许图案损伤的范围内对物理清洗能量做各种变更，一边求出分别匹配于它们的蚀刻条件，就能获得表示蚀刻条件与物理清洗能量的匹配关系的匹配基准数据112。
图14是用以显示匹配基准数据112的概念的图形。图14是在横轴取供给至双流体喷嘴12的非活性气体流量(即，非活性气体流量调整阀FV21的开启度)，在纵轴取自第一移动喷嘴11供给至基板W的稀释氢氟酸的供给时间(即，第一处理液阀V1的开放时间)的图形。设定为只要在非活性气体流量n1乃至n4的范围内进行物理清洗就能抑制或回避形成于基板W上的图案的损伤。本图形中，以r1、r2、r3及r4所示的时间范围(以下，称为适当蚀刻时间范围)表示能一边抑制或回避形成于基板W上的图案的损伤，一边达成所期望的颗粒去除率的稀释氢氟酸的供给时间的范围。例如，在供给至双流体喷嘴12的非活性气体流量为n1的情况下，只要在时间t4至t8的范围内供给稀释氢氟酸，就能一边抑制或回避形成于基板W上的图案的损伤，一边达成所期望的颗粒去除率。但是，当稀释氢氟酸的供给时间低于t4时(范围r11的情况)，就无法达成所期望的颗粒去除率。反之，当稀释氢氟酸的供给时间超过t8时就会变成过剩蚀刻。因此，在非活性气体流量为n1的情况下，只要在时间范围r1内进行蚀刻即可。
适当蚀刻时间范围r1至r4的上限及下限与非活性气体流量的流量一起变化。即，如图14所示，适当蚀刻时间范围r1至r4的上限值(t5、t6、t7、t8)及下限值(t1、t2、t3、t4)随着非活性气体的流量的增加而减少。
以上，虽然仅以非活性气体流量与稀释氢氟酸的供给时间的对应关系来说明匹配基准数据112的概念，但是实际的匹配基准数据112得考虑各种的蚀刻条件与物理清洗条件的组合中的匹配关系。例如，作为如此的组合，得考虑非活性气体流量与稀释氢氟酸的供给时间、供给流量间的组合、或非活性气体流量、供给时间与稀释氢氟酸供给时间、供给流量间的组合。
此外，虽然在图14中，非活性气体流量作为离散的数据(n1、n2、n3及n4)来图示，但是亦可为通过适当补充尝试结果，在匹配基准数据112为连续的非活性气体流量的数据。
图8是显示用以执行如前述的基板清洗处理的规程数据的一例。构成规程的各个工序的工序数据包含例如有关工序编号、跳跃端工序、基板转速(rpm)、处理时间(秒)、第一阀至第四阀、第一流量至第四流量、喷嘴控制1、喷嘴控制2等的处理条件的描述。原则上是按照工序编号来执行处理，在指定不按照工序编号的顺序时，会在跳跃端工序的字段上描述下一个工序的工序编号。基板转速是使旋转夹盘10旋转以使基板W旋转时的转速。处理时间是该工序的时间，例如表示旋转夹盘10的转速维持于指定转速的时间。在第一阀至第四阀的字段中填上控制对象的阀。在第一流量至第四流量的字段中填上分别流经第一阀至第四阀的处理流体的流量。
在图8的例中，工序编号1是开始基板W的旋转的工序。在此例中，基板W的转速被加速至1000rpm为止。
工序编号2限定将稀释氢氟酸供给至基板W的部分蚀刻工序。在此例中，基板W的转速被控制在1000rpm。指定第一处理液阀V1作为第一阀。即，在工序编号2中指定开启第一处理液阀V1的控制动作。进而指定对应于第一处理液阀V1的流量，亦即流经第一处理液供给路径41的稀释氢氟酸的流量。在此例中为500毫升/分。此外，处理时间被指定为60秒。在“喷嘴控制1”中指定第一移动喷嘴11在基板W的中央停止的喷嘴移动控制。因此，在执行工序编号2时，控制器90控制第一臂驱动机构31，以使第一移动喷嘴11配置于基板W的旋转中心上并停止。然后，在基板W以1000rpm旋转的状态下开启第一处理液阀V1。由此，自第一移动喷嘴11朝向基板W的表面的旋转中心供给稀释氢氟酸。此时的稀释氢氟酸的流量通过控制器90一边监视流量计F1的输出一边控制流量调整阀FV1，来控制在500毫升/分。在此状态下，持续60秒供给稀释氢氟酸至基板W的表面。
工序编号3是以冲洗液(例如DIW)来冲走基板W的上表面的药液(稀释氢氟酸)的冲洗处理工序。在此例中，基板W的转速被控制在1000rpm。登录第三处理液阀V3作为控制对象的第一阀。进而指定流经第三处理液供给路径43的冲洗液的流量。在此例中为1500毫升/分。按照这些流量的指定来监视流量计F3的输出，且相应于此来控制流量调整阀FV3。处理时间设为15秒。因此，通过冲洗液进行的冲洗处理持续进行15秒。
工序编号4限定使用自双流体喷嘴所喷出的混合流体来物理清洗基板W用的工序。在此例中，基板W的转速被控制在1000rpm。指定第二处理液阀V2作为第一阀，指定非活性气体阀V21作为第二阀，指定第三处理液阀V3作为第三阀。即，在工序编号4中指定开启第二处理液阀V2、非活性气体阀V21及第三处理液阀V3的控制动作。进而指定对应于第二处理液阀V2的流量，亦即流经第二处理液供给路径42的DIW的流量。在此例中为100毫升/分。此外，指定对应于非活性气体阀V21的流量，亦即指定流经气体供给路径44的非活性气体的流量。在此例中为20000毫升/分。而且，指定对应于第三处理液阀V3的流量，亦即指定流经第三处理液供给路径43的冲洗液(例如DIW)的流量。在此例中为200毫升/分。此外，处理时间被指定在60秒。在“喷嘴控制1”中指定第二移动喷嘴12在基板W的旋转中心与外周缘之间移动的扫描动作。因此，在执行工序编号4时，控制器90控制第二臂驱动机构32，以使第二移动喷嘴12沿着基板W的表面往复移动。然后，在基板W以1000rpm旋转的状态下第二处理液阀V2及非活性气体阀V21、以及第三处理液阀V3会开启。由此，自第二移动喷嘴(双流体喷嘴)朝向基板W的表面的旋转中心供给混合流体，且从固定喷嘴13朝向基板W的表面的旋转中心供给冲洗液。供给至第二移动喷嘴12(双流体喷嘴)的DIW的流量通过控制器90一边监视流量计F2的输出一边控制流量调整阀FV2，来控制在100毫升/分。此外，非活性气体的流量通过控制器90一边监视流量计F21的输出一边控制流量调整阀FV21，来控制在20000毫升/分。在此状态下，第二移动喷嘴12一边扫描基板W的表面上，一边将混合流体供给至基板W的表面持续60秒。此外，控制器90一边监视流量计F3的输出一边控制流量调整阀FV3，来将自固定喷嘴13所供给的冲洗液的流量控制在200毫升/分。
工序编号5是以冲洗液(例如DIW)来冲走残留于利用混合流体进行的物理清洗处理后的基板上的异物的冲洗处理工序。在此例中，基板W的转速被控制在1000rpm。登录第三处理液阀V3作为控制对象的第一阀。进而指定流经第三处理液供给路径43的冲洗液的流量。在此例中为1500毫升/分。按照这些的流量的指定来监视流量计F3的输出，且相应于此来控制流量调整阀FV3。处理时间设为15秒。因此，通过冲洗液进行的冲洗处理持续进行15秒。
工序编号6是通过基板W的高速旋转来甩掉基板W的上表面及下表面的液体成分的旋转干燥工序。在此例中，基板W的转速被设定在2500rpp。处理时间设为15秒。
工序编号7是停止基板W的旋转的工序，且基板W的转速被指定在0rpm。
在控制器90中，通过运算单元91执行规程作成程序102，而得以提供作成如前述的规程数据的规程数据作成功能。用户能通过利用该规程数据作成功能，来一边将显示器95及输入单元96作为人机接口(man-machine interface)来利用，一边作成规程数据。具体而言，能对各个工序执行描述处理条件的操作来作成工序数据，且能作成包含多个工序数据的规程数据。所作成的规程数据登录于存储单元92。
图9是用以说明用以执行如前述的基板清洗方法的规程数据作成的具体例的流程图。此处理通过运算单元91执行规程作成程序102提供。
用户通过操作输入单元96来启动规程作成程序102，且开始规程数据的作成。在规程数据作成中，用户重复进行作成表示构成规程数据的工序的工序数据并予以登录的操作(S1、S2、S3)。即，如果是图8的规程数据的情况，则依顺序作成工序编号1至工序编号7的工序数据。工序编号2的工序数据的作成对应于部分蚀刻工序的工序数据的作成。此外，工序编号4的工序数据的作成对应于物理清洗工序的工序数据的作成。因此，通过运算单元91执行规程作成程序102，提供作为部分蚀刻工序作成单元的功能，该部分蚀刻工序作成单元按照自输入单元96所输入的指令来作成部分蚀刻工序的工序数据。同样地，通过运算单元91执行规程作成程序102，提供作为物理清洗工序作成单元的功能，该物理清洗工序作成单元按照从输入单元96所输入的指令来作成用以执行物理清洗步骤的工序数据。再者，规程数据的作成顺序并不一定需要按照工序编号。
当用户作成构成规程数据的全部的工序数据并完成登录时(S3：是)，运算单元91就将所作成的规程数据与匹配基准数据112进行对照(S4)。更具体而言，判断通过部分蚀刻步骤的工序数据(在图8的例中为工序编号2)所表示的蚀刻条件、和通过物理清洗步骤的工序数据(在图8的例中为工序编号4)所表示的物理清洗条件，是否与匹配基准数据112的内容匹配。当判断为匹配时(S5：是)，运算单元91就结束规程数据作成处理。
使用图14来具体说明工序S5的判断步骤。运算单元91从在工序S2中作业者已登录的工序编号2的数据中取得部分蚀刻步骤中的稀释氢氟酸的供给流量的数据。此外，运算单元91从在工序S2中作业者已登录的工序编号4的数据中取得物理清洗步骤中的非活性气体的供给流量的数据。然后，判断蚀刻液的供给时间与非活性气体的供给流量间的组合，是否包含于图14所示的匹配基准数据112中的适当蚀刻时间范围r1至r4中的某一个。在包含于适当蚀刻时间范围r1至r4中的某一个的情况下，运算单元91判断在工序S2中作业者已登录的蚀刻条件和物理条件匹配于匹配基准数据112的内容(S5：是)。另一方面，在未包含于适当蚀刻时间范围r1至r4中的任一个的情况下，运算单元91判断在工序S2中作业者已登录的蚀刻条件和物理条件不匹配于匹配基准数据112的内容(S5：否)。
当判断为不匹配时，就进行用以修正规程数据的处理。在图9中同时记载用以修正规程数据的二个处理例。
在第一处理例(S11至S13)中，运算单元91会对用户催促规程数据的修正，与此相对应，用户会操作输入单元96来修正规程数据。更具体而言，运算单元91对用户通知规程数据为不匹配(S11)。此通知例如是通过使显示器95显示不匹配的通知显示来进行。运算单元91进而对使用者提示匹配于蚀刻条件的物理清洗条件、匹配于物理清洗条件的蚀刻条件、或这双方(S12)。此提示亦通过在显示器95的显示来进行。接受该提示，用户通过操作输入单元96，而修正部分蚀刻步骤的工序数据、物理清洗步骤的工序数据、或这双方的工序数据(S13)。之后，再次使规程数据与匹配基准数据112进行对照(S4)。如此，能作成匹配于匹配基准数据112的规程数据，并登录于存储单元92。
在第二处理例(S21至S24)中，运算单元91修正规程数据以便匹配于匹配基准数据112，且对该修正要求使用者的承认。更具体而言，运算单元91为了使规程数据匹配于匹配基准数据，而修正部分蚀刻步骤的工序数据、物理清洗步骤的工序数据、或这双方的工序数据(S21)。例如，在作业者已指定的条件为图14中的点P所示的条件的情况下，运算单元91将稀释氢氟酸供给时间变更成t4以上并再次设定部分蚀刻步骤的工序数据。或是，将非活性气体的流量变更成n2并再次设定物理清洗步骤的工序数据。或是修正稀释氢氟酸供给时间及非活性气体双方，并再次设定部分蚀刻步骤及物理清洗步骤的工序数据。
然后，运算单元91对用户通知工序数据的变更，亦即通知已变更蚀刻条件及/或物理清洗条件的情形(S22)，且要求针对该变更的承认(S23)。对用户的通知通过将消息(message)等显示于显示器95来进行。此时，亦可一并通知使用者已设定的规程数据不匹配于匹配基准数据112。用户能通过操作输入单元96来承认变更(S23：是)。由此，运算单元91结束规程数据作成处理。另一方面，用户亦能通过操作输入单元96来否认规程数据的变更(S23：否)。在此情况下，用户修正规程数据(S24)。具体而言，修正部分蚀刻步骤的工序数据、物理清洗步骤的工序数据、或这双方的工序数据(S21)。之后，再次使规程数据与匹配基准数据112进行对照(S4)。通过重复这样的处理，而能作成匹配于匹配基准数据112的规程数据，并登录于存储单元92。
如上所述，依据本实施方式的基板清洗方法，基板W的表面的自然氧化膜70得以部分蚀刻至预定的膜厚为止。即，通过自然氧化膜70的表面部分71被蚀刻，而得以残留预定的膜厚的自然氧化膜70(72)。通过自然氧化膜70的表面部分71被蚀刻，而使部分或整体被带入于自然氧化膜70中的颗粒P露出，且该露出部分的比例会变大。因此，只要之后执行物理清洗，就能以较小的能量来清除颗粒P。如此，由于能以较小的能量的物理清洗来实现必要的颗粒去除性能，因此能抑制或回避形成于基板W的表面的图案的损伤。
此外，由于自然氧化膜70的表面部分71选择性地被蚀刻，所以不会对自然氧化膜70的基底带来不良影响。因此，不会对自然氧化膜70的基底带来不良影响，而能去除基板上的颗粒。
更具体而言，在本实施方式中，在部分蚀刻步骤中使用稀释氢氟酸。由于使用稀释氢氟酸来去除自然氧化膜70的整体，会有导致基板W的表面的粗糙的疑虑所以不佳。于是，通过将自然氧化膜70部分蚀刻至膜厚途中为止，能一边使基板W的表面保持于优异的状态，一边抑制或回避图案损伤，并去除基板W上的颗粒P。
此外，由于稀释氢氟酸的浓度为0.1％至0.5％的浓度，所以能精度佳地进行自然氧化膜70的部分的蚀刻(弱蚀刻)。由此，能一边使基板W的表面保持于优异的状态，一边抑制或回避图案损伤，并去除基板W上的颗粒P。
此外，在本实施方式中，作成用以执行如前述的基板清洗方法的规程数据111。规程数据111登录于基板处理装置1，通过基板处理装置1按照该规程数据111来动作，而执行前述的基板清洗方法。部分蚀刻步骤的蚀刻条件、和物理清洗步骤中的物理清洗条件基于匹配基准数据112而被匹配。由此，由于能作成蚀刻条件和物理清洗条件已匹配的规程数据111，所以能作成可以实现整体适当的基板清洗处理的规程数据，亦即能作成可以实现一边抑制或回避图案损伤一边达成必要的颗粒去除性能的基板清洗处理的规程数据。
此外，在本实施方式中，在规程数据的作成阶段中，对使用者提示匹配于部分蚀刻步骤中的蚀刻条件的物理清洗条件、匹配于物理清洗步骤中的物理清洗条件的蚀刻条件、或这双方。由此，能容易作成分别包含互为匹配的蚀刻条件及物理清洗条件的部分蚀刻工序数据及物理清洗工序数据。
图10是用以说明本发明的另一实施方式的框图。在本实施方式的说明中，再次参照前述的图1至图9。在图10中，在与前述的图7所示的程序及数据相同内容的程序及数据标注相同的附图标记。
在本实施方式中，规程数据111的作成通过相对于基板处理装置1独立设置的计算机***(computer system)200所作成。然后，使作成完成的规程数据111登录于基板处理装置1。
为了登录规程数据111，基板处理装置1具备数据输入接口120(同时参照图7)。数据输入接口120亦可为读取已储存有规程数据111的记录介质的读取器单元(readerunit)。记录介质既可为光盘或磁盘等，亦可为USB存储器或存储卡(memory card)等的可携式存储器(portable memory)。数据输入接口120亦可包含通信单元。即，例如，亦可从网络(network)经由数据输入接口120将规程数据111登录于基板处理装置1。
计算机***200包含计算机本体201、显示器202、输入单元203及数据输入输出接口204。输入单元203是如键盘、指向装置等那样，用户对计算机本体201进行输入操作的装置，且为指令输入单元的一例。计算机本体201包含运算单元211和存储单元212。运算单元211包含CPU等。存储单元212亦可包含存储器(包含ROM及RAM)、大容量存储单元(HDD、SDD等)。在存储单元212中储存有运算单元211所执行的程序300或各种数据310。各种数据310包含规程数据111及匹配基准数据112。
程序300亦可包含用以作成规程数据111的规程作成程序102。
数据输入输出接口204亦可为对能够进行数据的写入及读取的记录介质进行写入或读取的读写单元(reader writer unit)。记录介质既可为光盘或磁盘等，亦可为USB存储器或存储卡等的可携式存储器。数据输入输出接口204亦可包含通信单元。即，例如亦可经由网络进行数据的输入输出。
储存于存储单元212的规程数据111包含表示已描述基板W的处理顺序的多个工序的工序数据。
通过运算单元211来执行规程作成程序102，而能以计算机***200来作成规程数据111并储存于存储单元212。此外，亦能用其他的计算机等来作成规程数据，经由数据输入输出接口204来取得该规程数据，并储存于存储单元212，且按照需要来编辑。
有关规程数据111的作成的动作与参照前述的图9所说明的动作相同。但是，在本实施方式中，规程数据作成用的辅助(assist)功能通过计算机***200的运算单元211来提供。
如此，在计算机***200已预先作成的规程数据111登录于基板处理装置1。因此，基板处理装置1的控制器90并不需要具备规程作成程序。此外，在基板处理装置1的存储单元92中亦不需要储存匹配基准数据112。
如此，依据本实施方式，能在相对于基板处理装置1独立的计算机***200中作成规程数据111。
图11是用以说明本发明的又一实施方式的基板处理装置1A的构成的概念图。在图11中，在与图5所示的各部同样的部分标注相同的附图标记。在本实施方式中，具备有由超声波喷嘴所构成的第二移动喷嘴12A来取代双流体喷嘴以作为物理清洗单元。第二移动喷嘴12A结合于第二处理液供给路径42，且自DIW供给源52接受DIW的供给。在第二移动喷嘴12A内以与DIW所流经的处理液流路相对的方式来配置振荡板401。振荡板401通过高频振荡电路402所生成的驱动信号而驱动，且以超声波频率来振荡。由此，对流经第二移动喷嘴12的DIW赋予超声波振荡，且赋予有该超声波振荡的DIW供给至基板W的表面。因此，超声波振荡会传播至基板W及存在于基板W的表面的颗粒，由此，颗粒自基板W的表面脱离。如此，对基板W的表面供给赋予有超声波振荡的液体的超声波清洗步骤能作为物理清洗步骤来执行。此情况的物理清洗的能量通过调整超声波振荡的振幅来控制，亦即通过调整高频振荡电路402的输出来控制。再者，超声波喷嘴的详细的构造例，例如已记载于日本特开2015-65355号公报、日本特开2013-214757号公报等中。
图12是用以说明本发明的又一实施方式的基板处理装置1B的构成的概念图。在图12中，在与图5所示的各部相同的部分附上相同的附图标记。在本实施方式中，具备有由具有喷墨头的形态的喷出头所构成的第二移动喷嘴12B来取代双流体喷嘴以作为物理清洗单元。第二移动喷嘴12B结合于第二处理液供给路径42，且自DIW供给源52接受DIW的供给。此外，在第二移动喷嘴12B连接有头驱动电路411。
第二移动喷嘴12A具有与基板W相向的基板对向面412。在基板对向面412整齐排列地配置有多个喷出口。第二移动喷嘴12A通过喷墨方式自多个喷出口将DIW的液滴朝向基板W喷出。利用该液滴的动能，基板W的表面的颗粒得以自基板W的表面脱离。如此，从由具有喷墨头的形态的喷出头所构成的第二移动喷嘴12B对基板W的表面供给液滴，由此，得以执行作为物理清洗步骤的喷墨式液滴清洗步骤。此情况的物理清洗的能量通过调整液滴的喷出速度控制，亦即通过调整头驱动电路411的输出控制。再者，有关具有喷墨头的形态的喷出头的详细内容，例如在日本特开2014-179449号公报中有所记载。
图13是用以说明本发明的又一实施方式的基板处理装置1C的构成的概念图。在图13中，在与图5所示的各部相同的部分，标注相同的附图标记。在本实施方式中具备有由冷却气体喷嘴(冷却头。液膜固化单元的一例)所构成的第二移动喷嘴12C来取代双流体喷嘴以作为物理清洗单元。第二移动喷嘴12C结合于气体供给路径44，且自非活性气体供给源54接受非活性气体(例如氮气)的供给。在气体供给路径44的中途配置有冷却非活性气体的冷却器421。因此，在第二移动喷嘴12C供给有已冷却过的非活性气体(冷却气体)。
在本实施方式中，物理清洗步骤包含：在基板W的表面形成液膜的步骤；自第二移动喷嘴12C供给冷却气体并使液膜凝固(冻结)以形成凝固体膜的步骤；以及溶解该凝固体膜并朝向基板W外部去除的步骤。通过基板W上的颗粒被带入于凝固体膜中，而使颗粒自基板W的表面脱离，之后伴随凝固体膜的溶解而被排除至基板W外部。
液膜例如通过自固定喷嘴13所供给的冲洗液(例如DIW)而形成。自第二移动喷嘴12C所喷出的冷却气体是已冷却至比构成液膜的液体的凝固点更低的温度的气体。
凝固体膜的溶解亦可自固定喷嘴13供给冲洗液(例如DIW)来进行。
如此，使用固化溶解清洗步骤(在本实施方式中为冻结清洗步骤)作为物理清洗步骤来进行基板清洗，该固化溶解清洗步骤在基板W的表面，更正确而言是在自然氧化膜的表面形成液膜之后予以固化以形成凝固体膜，且溶解该凝固体膜并予以去除。此情况的物理清洗的能量能以凝固体膜的厚度来调整，更具体而言能以冷却时间等来调整。再者，有关固化溶解清洗(冻结清洗)的详细内容，例如在日本特开2013-30612号公报中有所记载。
在固化溶解清洗中形成液膜所用的液体亦可为高分子材料。即，将高分子材料的液膜形成于基板上，且将该高分子材料固化以形成为凝固体膜，之后通过溶解该凝固体膜，而能将基板W上的颗粒与已溶解的高分子材料一起去除。使液膜固化的液膜固化单元、及使凝固体膜溶解的溶解单元按照所使用的高分子材料选择。
以上，虽已针对本发明的实施方式加以说明，但是本发明亦能进一步以其他方式来实施。例如，虽然在前述的实施方式中示出了颗粒部分被带入于基板W的表面的自然氧化膜70的例子，但即便是在颗粒被带入于自然氧化膜以外的氧化膜中的情况下仍能应用本发明的基板清洗方法。
此外，在前述的实施方式中，虽然已例示稀释氢氟酸作为部分蚀刻步骤的蚀刻液，但是亦可通过除此以外的蚀刻液来进行部分蚀刻。
此外，在前述的实施方式中，虽然物理清洗已示出超声波清洗、双流体清洗、喷墨清洗、及固化溶解清洗来作为物理清洗，但是亦可应用除此以外的物理清洗。此外，亦可进行二种类以上的物理清洗。例如，亦可组合双流体清洗和固化溶解清洗。
此外，在前述的实施方式中，虽然是在工序数据的作成后将规程数据与匹配基准数据进行对照，但是亦可在工序数据的作成阶段进行与匹配基准数据的对照。例如，规程作成程序102亦可在作成部分蚀刻工序数据，之后作成物理清洗工序数据的情况下，在物理清洗工序数据的作成时，提示匹配于在部分蚀刻工序数据所指定的蚀刻条件的物理清洗条件(例如显示于显示器95)。更具体而言，规程作成程序102亦可在作成物理清洗工序数据时，预置(preset)匹配于匹配基准数据的物理清洗条件。此外，相反，规程作成程序102亦可在作成物理清洗工序数据，之后作成部分蚀刻工序数据的情况下，在作成部分蚀刻工序数据时，提示匹配于以物理清洗工序数据所指定的物理清洗条件的蚀刻条件(例如显示于显示器95)。更具体而言，规程作成程序102亦可在作成部分蚀刻工序数据时，预置匹配于匹配基准数据的蚀刻条件。
本申请与2016年9月26日向日本特许厅所提出的日本特愿2016-187098号对应，且该日本特愿2016-187098号的所有内容被引用并编入至本发明中。
虽然已详细地说明本发明的实施方式，但这些实施方式仅是用以明了本发明的技术性内容的具体例，本发明不应解释成限定于这些具体例，本发明的范围仅由权利要求书限定。
【附图标记的说明】
1、1A、1B、1C       基板处理装置
2                电动马达
3                旋转轴线
10               旋转夹盘
11               第一移动喷嘴(蚀刻液喷嘴)
12               第二移动喷嘴(双流体喷嘴)
12A              第二移动喷嘴(超声波喷嘴)
12B              第二移动喷嘴(喷出头)
12C              第二移动喷嘴(冷却头)
13               固定喷嘴
21               第一扫描臂
22               第二扫描臂
31               第一臂驱动机构
32               第二臂驱动机构
41               第一处理液供给路径
42               第二处理液供给路径
43               第三处理液供给路径
44               气体供给路径
51               氢氟酸供给源
52               DIW供给源
53               冲洗液供给源
54               非活性气体供给源
70               自然氧化膜
71               表面部分
72               蚀刻后所残留的部分
80               稀释氢氟酸
81               混合流体
90               控制器
91               运算单元
92               存储单元
95               显示器
96               输入单元
100              程序
101              基板处理程序
102              规程作成程序
110              数据
111              规程数据
112              匹配基准数据
120              数据输入接口
121              内侧喷嘴构件
122              外侧喷嘴构件
123              液体喷出口
124              气体喷出口
125              间隙
126              混合点
200              计算机***
201              计算机本体
202              显示器
203              输入单元
204              数据输入输出接口
211              运算单元
212              存储单元
300              程序
310              数据
401              振荡板
402              高频振荡电路
411              头驱动电路
412              基板对向面
421              冷却器
V1               第一处理液阀
V2               第二处理液阀
V3               第三处理液阀
V21              非活性气体阀
F1-F3、F21        流量计
FV1-FV3、         流量调整阀
FV21
LD               表示图案损伤度数分布的曲线
LE               表示物理清洗能量的分布的曲线
LP               表示残留颗粒度数分布的曲线
P                颗粒
PW               处理窗口
n1-n4            非活性气体流量
r1-r4            适当蚀刻时间范围
r11、r12、r21、r22、
r31、r32、r41、r42  蚀刻时间范围
W                基板

Claims (5)

1.一种基板清洗规程作成方法，为了在基板处理装置执行基板清洗处理而作成应登录于所述基板处理装置的规程数据，所述基板清洗处理用以清洗在表面具有氧化膜的基板；其中，
所述基板清洗处理包含：
部分蚀刻步骤，将所述氧化膜蚀刻至预定的膜厚为止；以及
物理清洗步骤，在所述部分蚀刻步骤之后，对所述基板的表面执行物理清洗；
所述基板清洗规程作成方法包含：
部分蚀刻工序作成步骤，作成用以执行所述部分蚀刻步骤的工序数据；
物理清洗工序作成步骤，作成用以执行所述物理清洗步骤的工序数据；以及
条件匹配步骤，基于已预先准备并储存于存储单元的匹配基准数据来使所述部分蚀刻步骤中的蚀刻条件和所述物理清洗步骤中的物理清洗条件的关系相互匹配，
所述部分蚀刻工序作成步骤包含作成包含所述部分蚀刻步骤中的蚀刻条件的工序数据的步骤；
在所述条件匹配步骤中执行以下步骤：运算单元基于所述匹配基准数据来提示或设定匹配于蚀刻条件的物理清洗条件，所述蚀刻条件包含于在所述部分蚀刻工序作成步骤中所作成的工序数据中。
2.一种基板清洗规程作成方法，为了在基板处理装置执行基板清洗处理而作成应登录于所述基板处理装置的规程数据，所述基板清洗处理用以清洗在表面具有氧化膜的基板；其中，
所述基板清洗处理包含：
部分蚀刻步骤，将所述氧化膜蚀刻至预定的膜厚为止；以及
物理清洗步骤，在所述部分蚀刻步骤之后，对所述基板的表面执行物理清洗；
所述基板清洗规程作成方法包含：
部分蚀刻工序作成步骤，作成用以执行所述部分蚀刻步骤的工序数据；
物理清洗工序作成步骤，作成用以执行所述物理清洗步骤的工序数据；以及
条件匹配步骤，基于已预先准备并储存于存储单元的匹配基准数据来使所述部分蚀刻步骤中的蚀刻条件和所述物理清洗步骤中的物理清洗条件的关系相互匹配，
所述物理清洗工序作成步骤包含作成包含所述物理清洗步骤中的物理清洗条件的工序数据的步骤；
在所述条件匹配步骤中执行以下步骤：运算单元基于所述匹配基准数据来提示或设定匹配于物理清洗条件的蚀刻条件，所述物理清洗条件包含于在所述物理清洗工序作成步骤中所作成的工序数据中。
3.一种基板清洗规程作成装置，为了在基板处理装置执行基板清洗处理而作成应登录于所述基板处理装置的规程数据，所述基板清洗处理用以清洗在表面具有氧化膜的基板；
所述基板清洗处理包含：
部分蚀刻步骤，将所述氧化膜蚀刻至预定的膜厚为止；以及
物理清洗步骤，在所述部分蚀刻步骤之后，对所述基板的表面执行物理清洗；
所述基板清洗规程作成装置包含：
指令输入单元，接受用户的指令输入；
部分蚀刻工序作成单元，按照自所述指令输入单元所输入的指令，来作成用以执行所述部分蚀刻步骤的工序数据；
物理清洗工序作成单元，按照自所述指令输入单元所输入的指令，来作成用以执行所述物理清洗步骤的工序数据；以及
条件匹配单元，基于已预先准备并储存于存储单元的匹配基准数据来使所述部分蚀刻步骤中的蚀刻条件和所述物理清洗步骤中的物理清洗条件的关系匹配，
所述部分蚀刻工序作成单元包含按照自所述指令输入单元所输入的指令，来作成已设定所述部分蚀刻步骤中的蚀刻条件的工序数据的单元；
所述条件匹配单元包含基于所述匹配基准数据来提示或设定匹配于蚀刻条件的物理清洗条件的单元，所述蚀刻条件包含于通过所述部分蚀刻工序作成单元所作成的工序数据中。
4.一种基板清洗规程作成装置，为了在基板处理装置执行基板清洗处理而作成应登录于所述基板处理装置的规程数据，所述基板清洗处理用以清洗在表面具有氧化膜的基板；
所述基板清洗处理包含：
部分蚀刻步骤，将所述氧化膜蚀刻至预定的膜厚为止；以及
物理清洗步骤，在所述部分蚀刻步骤之后，对所述基板的表面执行物理清洗；
所述基板清洗规程作成装置包含：
指令输入单元，接受用户的指令输入；
部分蚀刻工序作成单元，按照自所述指令输入单元所输入的指令，来作成用以执行所述部分蚀刻步骤的工序数据；
物理清洗工序作成单元，按照自所述指令输入单元所输入的指令，来作成用以执行所述物理清洗步骤的工序数据；以及
条件匹配单元，基于已预先准备并储存于存储单元的匹配基准数据来使所述部分蚀刻步骤中的蚀刻条件和所述物理清洗步骤中的物理清洗条件的关系相互匹配，
所述物理清洗工序作成单元包含按照自所述指令输入单元所输入的指令，来作成已设定所述物理清洗步骤中的物理清洗条件的工序数据的单元；
所述条件匹配单元包含基于所述匹配基准数据来提示或设定匹配于物理清洗条件的蚀刻条件的单元，所述物理清洗条件包含于通过所述物理清洗工序作成单元所作成的工序数据中。
5.一种记录介质，记录有计算机程序，该计算机程序编入有执行工序组以使计算机具有作为权利要求3或4所述的基板清洗规程作成装置的功能。
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