JP2008078329A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォーターマークの発生を抑制しつつ、基板を良好に乾燥させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板Ｗの表面にプレート１を近接して対向配置させた状態で、プレート１の対向面８に形成された複数の吐出口から処理液（フッ酸およびＤＩＷ）を順次供給するとともに、各吐出口から吐出された処理液を、対向面８に形成された吸引口から吸引させる。ＤＩＷの供給が行われた後、基板Ｗの表面と対向面８との間の空間がＤＩＷによって液密に保たれた状態で、基板Ｗの表面にＨＦＥを供給し、ＤＩＷを押し出してＨＦＥに置換させる。ＤＩＷが基板Ｗに供給されてからＨＦＥが供給されるまで、前記空間は液密に保たれているので、当該空間に酸素を含む雰囲気が進入することを抑制し、ウォーターマークが発生することを抑制することができる。
【選択図】図４

Description

この発明は、純水を含むリンス液によるリンス処理が行われた基板を乾燥させるための基板処理装置および基板処理方法に関する。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などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板に対して処理液（薬液または純水その他のリンス液）による処理を１枚ずつ行う枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。
この種の基板処理装置としては、１枚の基板をほぼ水平に保持して回転するスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の表面（上面）に処理液を供給するためのノズルと、スピンチャックに保持された基板の表面に近接して対向配置される円板状の遮蔽板とを備えるものがある（たとえば、特許文献１参照）。

この構成により、回転されている基板の表面に薬液および純水が順次供給され、薬液処理および水洗処理が行われる。水洗処理が行われた後は、基板の表面に近接して対向配置された遮蔽板によって、基板の表面と遮蔽板との間の空間が周囲の雰囲気から遮蔽された状態で、遮蔽板の中央に形成された吐出口からＩＰＡ（イソプロピルアルコール）ベーパが基板の表面の回転中心付近に供給される。供給されたＩＰＡベーパは、基板の表面に沿って前記回転中心付近から基板の周縁に向かって広がっていく。これにより、水洗処理後に基板の表面に付着している純水が基板の回転によって基板の周囲に振り切られるとともに、振り切られずに基板の表面に残った純水が、ＩＰＡによって置換され、置換されたＩＰＡが蒸発することにより基板の表面が乾燥される。
特開平１０−４１２６１号公報

しかしながら、前述の処理方法では、水洗処理が行われてから基板の表面にＩＰＡベーパが供給されるまでの間、基板の表面と遮蔽板との間の空間に酸素を含む雰囲気が存在しているので、この雰囲気中の酸素が、基板の表面に付着している純水、および基板の表面に含まれるシリコンと反応して、基板の表面にウォーターマークが発生するおそれがある。

この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、ウォーターマークの発生を抑制しつつ、基板を良好に乾燥させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）の一方面に間隔を隔てて対向配置され、前記一方面と対向する対向面（８）に複数の吐出口（９）および吸引口（１０）が形成されたプレート（１）と、前記プレートの前記吐出口に、純水を含むリンス液を供給するためのリンス液供給手段（１３）と、前記プレートの前記吸引口内を吸引するための吸引手段（１４）と、前記基板の乾燥を促進させるための乾燥促進流体を前記一方面に供給するための乾燥促進流体供給手段（４０）と、前記一方面の反対側である基板の他方面側に配置され、前記基板を保持するための基板保持手段（２，５７）と、前記リンス液供給手段を制御して、前記吐出口から前記一方面に向けてリンス液を吐出させて、前記一方面と対向面との間をリンス液によって液密にさせるとともに、前記乾燥促進流体供給手段を制御して、前記一方面と対向面との間が液密にされた状態で、前記一方面に乾燥促進流体を供給させて、前記一方面と対向面との間のリンス液を乾燥促進流体に置換させる供給制御手段（３７）とを含む、基板処理装置である。

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。
この発明によれば、基板保持手段によって保持された基板の一方面にプレートを近接して対向配置させた状態で、リンス液供給手段によって、プレートの対向面に形成された複数の吐出口から純水を含むリンス液を吐出させて前記一方面にリンス液を供給させつつ、吸引手段によって、吐出されたリンス液を前記対向面に形成された複数の吸引口から吸引させる。これにより、前記一方面と対向面との間をリンス液によって液密にさせつつ、前記一方面と対向面との間に介在するリンス液に所定の流れを生じさせて、前記一方面にリンス液を均一に供給することができる。

さらに、前記一方面と対向面との間がリンス液によって液密にされた状態で、供給制御手段が乾燥促進流体供給手段を制御して、基板の乾燥を促進させるための乾燥促進流体を前記一方面に供給させる。これにより、前記一方面と対向面との間に介在するリンス液が乾燥促進流体によって押し出され、当該リンス液が乾燥促進流体に置換される。すなわち、前記一方面と対向面との間に酸素を含む雰囲気を進入させることなく、前記一方面と対向面との間のリンス液を乾燥促進流体に置換させることができる。したがって、前記一方面が乾燥するまでの間に、酸素、純水および基板の表面に含まれるシリコンが反応することを抑制することができるので、ウォーターマークの発生を抑制しつつ、基板を良好に乾燥させることができる。

前記乾燥促進流体供給手段から前記一方面に供給される乾燥促進流体は、液体であってもよいし、気体であってもよいし、液体と気体との混合流体であってもよい。
具体的には、請求項２記載の発明のように、前記乾燥促進流体供給手段は、乾燥促進流体として純水よりも揮発性の高い有機溶剤を含む液を前記一方面に供給するようにしてもよいし、請求項３記載の発明のように、前記乾燥促進流体供給手段は、乾燥促進流体として純水よりも揮発性の高い有機溶剤を含む蒸気を前記一方面に供給するようにしてもよい。

請求項２および３記載の発明によれば、純水を含むリンス液によるリンス処理が行われた基板の一方面に、純水よりも揮発性の高い有機溶剤を含む液または蒸気を供給することにより、前記一方面と対向面との間のリンス液を、乾燥促進流体を含む液に置換させて、基板の乾燥を促進させることができる。
前記有機溶剤としては、純水に対して溶解性を有する溶剤であってもよいし、純水に対して溶解性を有さない溶剤であってもよい。

前記有機溶剤が純水よりも揮発性が高く、かつ、純水に対して溶解性を有する溶剤である場合には、リンス液に含まれる純水を溶かし込みつつ当該リンス液を乾燥促進流体に置換させて、基板の乾燥を促進させることができる。また、前記有機溶剤が純水よりも揮発性が高く、かつ、純水に対して溶解性を有さない溶剤である場合には、前記一方面と対向面との間のリンス液を容易に押し出すことができるので、当該リンス液を乾燥促進流体に確実に置換させることができる。

純水よりも揮発性が高く、かつ、純水に対して溶解性を有する有機溶剤としては、たとえば、メタノール、エタノール、アセトン、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）などが挙げられる。また、純水よりも揮発性が高く、かつ、純水に対して溶解性を有さない有機溶剤としては、たとえば、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などが挙げられる。

また、前記リンス液としては、たとえば、ＤＩＷ（脱イオン化された純水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、磁気水などの機能水、または希薄濃度（たとえば１ｐｐｍ程度）のアンモニア水などが挙げられる。
請求項４記載の発明は、前記乾燥促進流体供給手段は、前記対向面に形成され、前記一方面の中心に対向する乾燥促進流体吐出口（４４）から前記乾燥促進流体を基板の一方面に供給する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この発明によれば、前記一方面と対向面との間がリンス液によって液密にされた状態で、乾燥促進流体吐出口から前記一方面の中心に乾燥促進流体を供給することにより、前記中心から基板の周囲に向かって広がる乾燥促進流体によって、前記一方面と対向面との間に介在するリンス液を基板の周囲に押し出すことができる。これにより、前記一方面と対向面との間に酸素を含む雰囲気を進入させることなく、リンス液を乾燥促進流体に置換させることができる。

請求項５記載の発明は、前記基板保持手段によって保持された基板を、前記一方面に交差する軸線まわりに回転させる基板回転手段（５）をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、リンス液または乾燥促進流体を基板の一方面に供給しながら、基板回転手段によって、基板保持手段に保持された基板を回転させることにより、リンス液および乾燥促進流体を前記一方面に均一に供給することができる。

また、前記一方面に乾燥促進流体が供給された後、所定の回転速度で基板を回転させることにより、前記乾燥促進流体によって置換された液を遠心力によって基板の周囲に振り切ることができる。これにより、基板の乾燥に要する時間を短縮させることができる。
請求項６記載の発明は、前記軸線とほぼ同一軸線まわりに前記プレートを回転させるプレート回転手段（６１）をさらに含む、請求項５記載の基板処理装置である。

この発明によれば、前記吐出口からリンス液または乾燥促進流体を基板の一方面に供給しながら、プレート回転手段によって、プレートを回転させることにより、リンス液および乾燥促進流体をより均一に前記一方面に供給することができる。プレートの回転と並行して前記基板が回転されている場合には、前記プレートが、基板の回転方向と同一方向に回転させられてもよいし、逆方向に回転させられてもよいが、基板に対して当該プレートが相対回転するようにすることが好ましい。

請求項７記載の発明は、基板の一方面に間隔を隔てて対向するプレートの対向面に形成された複数の吐出口から純水を含むリンス液を前記一方面に供給するとともに、前記吐出口から吐出されたリンス液を前記対向面に形成された複数の吸引口から吸引して、前記一方面と対向面との間をリンス液によって液密にさせるリンス液供給工程と、前記一方面と対向面との間がリンス液によって液密にされた状態で、前記基板の一方面に乾燥促進流体を供給することにより、前記一方面と対向面との間のリンス液を乾燥促進流体に置換させる乾燥促進流体供給工程とを含む、基板処理方法である。

この発明によれば、基板の一方面にプレートを近接して対向配置させた状態で、プレートの対向面に形成された複数の吐出口から純水を含むリンス液を前記一方面に供給させるとともに、前記吐出口から吐出されたリンス液を前記対向面に形成された複数の吸引口から吸引させて、前記一方面と対向面との間をリンス液によって液密にさせるリンス液供給工程を行う。これにより、前記一方面と対向面との間をリンス液によって液密にさせつつ、このリンス液に所定の流れを生じさせて、前記一方面にリンス液を均一に供給することができる。

そして、前記一方面と対向面との間がリンス液によって液密にされた状態で、基板の乾燥を促進させる乾燥促進流体を前記一方面に供給させて、前記一方面と対向面との間に介在するリンス液を乾燥促進流体によって置換させる乾燥促進流体供給工程を行う。これにより、前記一方面と対向面との間に酸素を含む雰囲気を進入させることなく、前記一方面と対向面との間のリンス液を乾燥促進流体に置換させることができる。したがって、酸素、純水および基板の表面に含まれるシリコンが反応することを抑制することができるので、ウォーターマークの発生を抑制しつつ、基板を良好に乾燥させることができる。

以下では、この発明の実施の形態を、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。この基板処理装置は、たとえば半導体ウエハのような、ほぼ円形の基板Ｗに対して処理液（薬液または純水その他のリンス液）による処理を施すための枚葉式の処理装置であり、基板Ｗの表面（上面）に間隔を隔てて対向配置されたプレート１と、基板Ｗの裏面（下面）側に配置され、基板Ｗをほぼ水平な姿勢で保持して回転させるバキューム型スピンチャック（以下、バキュームチャック２という。）とを備えている。

バキュームチャック２は、ほぼ鉛直に配置されたチャック軸３と、このチャック軸３の上端にほぼ水平に固定された円板状の吸着ベース４とを含む。チャック軸３は、たとえば、円筒状に形成されることによって吸気路を内部に有しており、この吸気路の上端は、吸着ベース４の内部に形成された吸着路を介して、吸着ベース４の上面に形成された吸着口に連通されている。また、チャック軸３には、モータなどを含むチャック回転駆動機構５から回転力が入力されるようになっている。

これにより、バキュームチャック２は、吸気路の内部を排気することにより基板Ｗの裏面を真空吸着して、基板Ｗの表面を上方に向けた状態で吸着ベース４上に基板Ｗを保持することができる。そして、この状態で、チャック回転駆動機構５からチャック軸３に回転力を入力することにより、吸着ベース４で吸着保持した基板Ｗを、その表面のほぼ中心を通る鉛直軸線（チャック軸３の中心軸線）まわりに回転させることができる。

プレート１は、基板Ｗよりも大きな径を有する円板状にされており、その下面は、バキュームチャック２に保持された基板Ｗの表面に対向する対向面８となっている。この対向面８には、複数の吐出口９および吸引口１０が形成されている。各吐出口９は、プレート１をその厚み方向（上下方向）に貫通する略円柱状の供給路１１と連通されており、各吸引口１０は、プレート１をその厚み方向（上下方向）に貫通する略円柱状の吸引路１２と連通されている。また、各吐出口９には、薬液としてのフッ酸およびリンス液としてのＤＩＷ（脱イオン化された純水）を選択的に供給するための供給機構１３が接続されており、各吸引口１０には、各吐出口９から吐出されたフッ酸またはＤＩＷを吸引するための吸引機構１４が接続されている。

供給機構１３は、供給路１１を介して各吐出口９にフッ酸およびＤＩＷを選択的に供給することができるように構成されており、集合供給管１６と、集合供給管１６から分岐され、各供給路１１に接続された複数の分岐供給管１７とを備えている。集合供給管１６には、薬液供給管１８およびＤＩＷ供給管１９が接続されており、薬液供給管１８およびＤＩＷ供給管１９からそれぞれフッ酸およびＤＩＷが供給されるようになっている。

薬液供給管１８は、フッ酸が貯留された薬液タンク２２から延びており、その途中部には、薬液タンク２２からフッ酸を汲み出すための薬液ポンプ２３と、この薬液供給管１８を開閉する薬液バルブ２４とが介装されている。ＤＩＷ供給管１９には、図示しないＤＩＷ供給源からのＤＩＷが供給されるようになっており、その途中部には、このＤＩＷ供給管１９を開閉するＤＩＷバルブ２５が介装されている。

これにより、ＤＩＷバルブ２５を閉じて、薬液バルブ２４を開き、薬液ポンプ２３を駆動することにより、薬液タンク２２に貯留されているフッ酸を各吐出口９に供給することができる。また、薬液バルブ２４を閉じて、ＤＩＷバルブ２５を開くことにより、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷを各吐出口９に供給することができる。
吸引機構１４は、集合吸引管２８と、集合吸引管２８から分岐され、各吸引路１２に接続された複数の分岐吸引管２９とを備えている。集合吸引管２８には、集合吸引管２８内を吸引するためのコンバム３０と、吸引された薬液（フッ酸）が流通する薬液回収管３１とが接続されている。薬液回収管３１の先端（薬液回収管３１における流体の流通方向の下流端）は、薬液タンク２２に接続されており、その途中部には、集合吸引管２８側から順に、薬液回収管３１を開閉する回収バルブ３３と、薬液回収管３１を流通するフッ酸中の異物を除去するためのフィルタ３４と、薬液回収管３１にフッ酸を引き込むための回収ポンプ３５とが介装されている。また、集合吸引管２８には、薬液回収管３１の接続部よりも先端側の位置に、この集合吸引管２８を開閉する吸引バルブ３６が介装されている。

これにより、各吐出口９からフッ酸またはＤＩＷが吐出されている状態で、回収バルブ３３を閉じ、吸引バルブ３６を開いて、コンバム３０を駆動することにより、各吐出口９から吐出されるフッ酸またはＤＩＷを、吸引口１０、吸引路１２、分岐吸引管２９および集合吸引管２８を介してコンバム３０に吸引することができる。また、各吐出口９からフッ酸が吐出されている状態で、吸引バルブ３６を閉じ、回収バルブ３３を開いて、回収ポンプ３５を駆動することにより、各吐出口９から吐出されるフッ酸を、吸引口１０、吸引路１２、分岐吸引管２９、集合吸引管２８および薬液回収管３１を介して薬液タンク２２に回収することができる。

プレート１は、バキュームチャック２のチャック軸３と共通の中心軸線に沿う支持軸６の下端に固定されている。支持軸６は、中空軸となっており、その内部には、基板Ｗの乾燥を促進させるための乾燥促進流体としてのＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル、液体）を基板Ｗの表面に供給するための中心軸ノズル４０が支持軸６と非接触状態で挿通されている。中心軸ノズル４０には、中心軸ノズル４０にＨＦＥを供給するためのＨＦＥ供給管４１が接続されており、ＨＦＥ供給管４１の途中部には、ＨＦＥ供給管４１を開閉するためのＨＦＥバルブ４２が介装されている。中心軸ノズル４０の先端（下端）は、プレート１の中央に形成された開口４３まで達しており、中心軸ノズル４０に供給されたＨＦＥは、中心軸ノズル４０の先端に設けられ、基板Ｗの表面の中心付近に対向するＨＦＥ吐出口４４から基板Ｗの表面に向けて吐出されるようになっている。

また、支持軸６と中心軸ノズル４０との間は、基板Ｗの表面に供給される不活性ガスとしての窒素ガスが流通する窒素ガス供給路４５を形成している。この窒素ガス供給路４５には、窒素ガス供給管４６から窒素ガスが供給されるようになっており、窒素ガス供給管４６の途中部には、窒素ガス供給管４６を開閉するための窒素ガスバルブ４７が介装されている。窒素ガス供給路４５を流通する窒素ガスは、中心軸ノズル４０の先端と、開口４３を区画するプレート１の内周面との間に形成された窒素ガス吐出口４８から基板Ｗの表面に向けて吐出されるようになっている。

支持軸６は、支持軸６およびプレート１を昇降させるプレート昇降駆動機構１５と接続されており、このプレート昇降駆動機構１５によって、バキュームチャック２に保持された基板Ｗの表面に対向面８が近接された近接位置（図１において二点鎖線で示す位置）と、基板Ｗの表面から上方に大きく退避された退避位置（図１において実線で示す位置）との間で、支持軸６およびプレート１を昇降させることができる。プレート１の対向面８を基板Ｗの表面に近接させるとともに、基板Ｗの表面と対向面８との間の狭空間に窒素ガス吐出口４８から窒素ガスを導入することで、基板Ｗの表面付近を窒素ガス雰囲気に保つことができる。

図２は、プレート１の対向面８を示す平面図である。各吐出口９は、対向面８に規則的に配列されており、たとえば、対向面８に沿う所定方向およびこの所定方向に直交する方向にそれぞれ等間隔を隔てて行列状に配置されている。そして、各吸引口１０は、各吐出口９の周囲に規則的に配置されており、たとえば、各吐出口９を中心とする正六角形の頂点にそれぞれ配置されている。

各吐出口９から吐出されるフッ酸およびＤＩＷは、図２に矢印で示すように、各吐出口９の周囲に配置された６つの吸引口１０に向けてほぼ均一に分散して流れるようになっている。
また、中心軸ノズル４０の先端に設けられたＨＦＥ吐出口４４は、環状の窒素ガス吐出口４８に取り囲まれており、ＨＦＥ吐出口４４および窒素ガス吐出口４８は、複数の吐出口９および吸引口１０によって取り囲まれている。

図３は、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。この基板処理装置は、制御装置３７を備えている。この制御装置３７は、チャック回転駆動機構５、プレート昇降駆動機構１５、薬液ポンプ２３、コンバム３０、回収ポンプ３５の動作を制御する。また、制御装置３７は、薬液バルブ２４、ＤＩＷバルブ２５、ＨＦＥバルブ４２、窒素ガスバルブ４７、回収バルブ３３および吸引バルブ３６の開閉を制御する。

図４は、前記基板処理装置による基板Ｗの処理の一例について説明するための図である。
処理対象の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって搬入されてきて、デバイス形成面である表面を上にして搬送ロボットからバキュームチャック２へと受け渡される。このとき、制御装置３７は、プレート昇降駆動機構１５を制御して、プレート１をバキュームチャック２の上方に大きく退避した退避位置に配置させている。

バキュームチャック２に基板Ｗが受け渡された後は、バキュームチャック２が基板Ｗの裏面を真空吸着して、基板Ｗの表面を上方に向けた状態で吸着ベース４上に基板Ｗを保持する。
次に、制御装置３７は、プレート昇降駆動機構１５を制御して、プレート１を下降させ、対向面８を基板Ｗの表面に近接させる。続いて、制御装置３７は、ＤＩＷバルブ２５、ＨＦＥバルブ４２および窒素ガスバルブ４７を閉じて、薬液バルブ２４を開き、薬液ポンプ２３を駆動することにより、薬液タンク２２に貯留されているフッ酸を集合供給管１６、分岐供給管１７、供給路１１を介して各吐出口９に供給し、各吐出口９から基板Ｗの表面に向けてフッ酸を吐出させる。それと同時に、制御装置３７は、吸引バルブ３６を閉じ、回収バルブ３３を開いて、回収ポンプ３５を駆動することにより、各吐出口９から吐出されるフッ酸を、吸引口１０から吸引させる。このとき、基板Ｗは回転されていてもよく、回転されていなくてもよい。

これにより、図２を参照して説明したような流れが基板Ｗの表面に供給されたフッ酸に生じる。それとともに、図４（ａ）に示すように、基板Ｗの表面と対向面８との間がフッ酸によって満たされる。すなわち、吐出口９から吐出されたばかりの処理能力の高いフッ酸が基板Ｗの表面に均一に供給され続ける。これにより、フッ酸による処理を基板Ｗの表面に均一に、かつ、効率的に行うことができる。また、各吐出口９から吐出されたフッ酸を吸引口１０から吸引することにより、基板Ｗの周囲にフッ酸を飛び散らせることなく、吸引路１２、分岐吸引管２９、集合吸引管２８および薬液回収管３１を介して薬液タンク２２にフッ酸を確実に回収することができる。

フッ酸の供給が所定の処理時間（たとえば、３０〜６０秒間）に亘って行われると、制御装置３７は、薬液バルブ２４を閉じて、基板Ｗへのフッ酸の供給を停止させるとともに、回収バルブ３３を閉じて回収ポンプ３５を停止させる。その後、制御装置３７は、ＤＩＷバルブ２５を開いて、ＤＩＷを各吐出口９に供給し、各吐出口９から基板Ｗの表面に向けてＤＩＷを吐出させる。それと同時に、制御装置３７は、吸引バルブ３６を開いてコンバム３０を駆動し、各吐出口９から吐出されるＤＩＷを、吸引口１０から吸引させる。このとき、基板Ｗは回転されていてもよく、回転されていなくてもよい。

これにより、図４（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面と対向面８との間がＤＩＷによって満たされるとともに、ＤＩＷに前記流れが生じて、基板Ｗの表面にＤＩＷが均一に供給される。そして、この供給されたＤＩＷによって、基板Ｗの表面に付着している全てのフッ酸が効率的に洗い流される。また、各吐出口９から吐出されたＤＩＷは、基板Ｗの周囲に飛び散ることなく吸引口１０から吸引され、この吸引されたＤＩＷは、コンバム３０から図示しない廃液設備へと廃棄される。

ＤＩＷの供給が所定の水洗処理時間（たとえば、６０秒間）に亘って行われると、制御装置３７は、ＤＩＷバルブ２５を閉じて、基板ＷへのＤＩＷの供給を停止させるとともに、吸引バルブ３６を閉じてコンバム３０を停止させる。それと同時に、制御装置３７は、ＨＦＥバルブ４２を開いて、中心軸ノズル４０のＨＦＥ吐出口４４から基板Ｗの表面の中心付近に向けてＨＦＥを吐出させるとともに、チャック回転駆動機構５を制御して、バキュームチャック２に保持された基板Ｗを所定の回転速度（たとえば、１００〜３０００ｒｐｍ）で回転させる。

これにより、図４（ｃ）に示すように、基板Ｗの表面と対向面８との間がＤＩＷによって満たされている状態で、基板Ｗの表面の中心付近にＨＦＥが供給される。供給されたＨＦＥは、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、前記中心付近から基板Ｗの周縁へと広がっていき、基板Ｗの表面と対向面８との間に介在するＤＩＷを基板Ｗの周囲に押し出して排出させる。すなわち、基板Ｗの表面と対向面８との間が液密に保たれたまま、基板Ｗの表面と対向面８との間のＤＩＷがＨＦＥに置換されていく。そして、図４（ｄ）に示すように、基板Ｗの表面と対向面８との間がＨＦＥによって満たされる。したがって、基板ＷにＤＩＷが供給されてからＨＦＥが供給されるまでに、基板Ｗの表面と対向面８との間に、酸素を含む雰囲気が進入することを抑制することができる。また、ＨＦＥは、純水に対する溶解性を有さない有機溶剤であるので、基板Ｗの表面と対向面８との間に介在するＤＩＷを確実に押し出すことができる。

ＨＦＥの供給が所定の置換処理時間（たとえば、６０秒間）に亘って行われると、制御装置３７は、ＨＦＥバルブ４２を閉じて基板ＷへのＨＦＥの供給を停止させるとともに、窒素ガスバルブ４７を開いて窒素ガス吐出口４８から基板Ｗの表面の中心付近に向けて窒素ガスを供給させる。そして、制御装置３７は、チャック回転駆動機構５を制御して、バキュームチャック２に保持された基板Ｗを所定の高速回転速度（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転させる。

これにより、図４（ｅ）に示すように、基板Ｗの表面付近が窒素ガス雰囲気に保たれた状態で、基板Ｗの表面と対向面８との間に介在するＨＦＥが、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周囲に振り切られる。そして、振り切られずに基板Ｗの表面に残ったＨＦＥは、自らの揮発力により蒸発していく。これにより、基板Ｗの表面が乾燥される。このとき、基板Ｗの表面に供給されたＤＩＷは、前述の置換処理において確実にＨＦＥに置換されているので、置換処理を行わない場合よりも速やかに基板Ｗを乾燥させることができる。また、基板Ｗの表面付近は、窒素ガス雰囲気に保たれているので、基板Ｗの表面にウォーターマークなどの乾燥不良が生じることを抑制することができる。

基板Ｗの高速回転が所定のスピンドライ処理時間（たとえば、６０秒間）に亘って行われると、制御装置３７は、窒素ガスバルブ４７を閉じて基板Ｗへの窒素ガスの供給を停止させるとともに、チャック回転駆動機構５を制御して、基板Ｗの回転を停止させる。その後、制御装置３７は、プレート昇降駆動機構１５を制御して、プレート１を上昇させる。そして、図示しない搬送ロボットによって、バキュームチャック２から処理後の基板Ｗが搬送されていく。

以上のように、この実施形態によれば、基板Ｗの表面にプレート１を近接して対向配置させた状態で、対向面８に形成された複数の吐出口９から基板Ｗの表面に向けて処理液（本実施形態では、フッ酸またはＤＩＷ）を吐出させつつ、吐出された処理液を対向面８に形成された複数の吸引口９から吸引させることにより、基板Ｗの表面と対向面８との間を処理液によって満たしつつ、その処理液に所定の流れを生じさせることができる。これにより、基板Ｗの表面に処理液を均一に供給することができるので、処理液による処理を基板Ｗの表面に均一に行うことができる。

また、ＤＩＷによる水洗処理が行われた後に、基板Ｗの表面と対向面８との間がＤＩＷによって液密にされた状態で、基板Ｗの表面にＨＦＥを供給することにより、基板Ｗの表面と対向面８との間を液密に保ちつつ、当該ＤＩＷをＨＦＥに置換することができる。これにより、ＤＩＷが基板Ｗに供給されてからＨＦＥが供給されるまでに、基板Ｗの表面と対向面８との間に酸素を含む雰囲気が進入することを抑制することができるので、ＤＩＷおよび基板Ｗの表面に含まれるシリコンが、雰囲気中の酸素と反応してウォーターマークが発生することを抑制することができる。

さらに、純水よりも揮発性が高く、かつ、純水に対して溶解性を有さない有機溶剤であるＨＦＥを乾燥促進流体として用いることにより、基板Ｗの表面と対向面８との間に介在するＤＩＷをＨＦＥに確実に置換し、速やかに基板Ｗを乾燥させることができる。
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、乾燥促進流体としてＨＦＥ（液体）が基板Ｗの表面に供給される例について説明したが、乾燥促進流体は、ＨＦＥ（液体）を含む液体であってもよいし、ＨＦＥベーパ（蒸気）を含む気体であってもよいし、ＨＦＥ（液体）およびＨＦＥベーパ（蒸気）を含む混合流体であってもよい。さらに、乾燥促進流体は、メタノール、エタノール、アセトン、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）などの純水よりも揮発性が高く、かつ、純水に対して溶解性を有する有機溶剤を含む流体や、ＨＦＥのように純水よりも揮発性が高く、かつ、純水に対して溶解性を有さない有機溶剤を含む流体であってもよい。

また、前述の基板Ｗの処理の一例では、基板ＷにＨＦＥが供給された後、所定の高回転速度で回転させて基板Ｗを乾燥させるスピンドライ処理を行う例について説明したが、乾燥促進流体として気体（たとえば、ＩＰＡベーパ）を用いる場合には、スピンドライ処理を行ってもよいし、行わなくてもよい。スピンドライ処理を行わない場合には、乾燥促進流体が基板Ｗに供給された後に、基板Ｗの表面に付着している乾燥促進流体を含む微量の液が蒸発することにより、基板Ｗが乾燥される。

また、前述の基板Ｗの処理の一例では、乾燥促進流体としてＨＦＥのみが基板Ｗの表面に供給される例について説明したが、複数種の乾燥促進流体を基板Ｗの表面に順次供給してもよい。たとえば、ＤＩＷによる水洗処理が行われた後に、ＩＰＡ（液体）を基板Ｗの表面に供給し、ＩＰＡが供給された後に、ＨＦＥを基板Ｗの表面に供給してもよい。
具体的には、ＤＩＷによる水洗処理が行われた後に、基板Ｗの表面と対向面８との間がＤＩＷによって液密に保たれた状態で、回転されている基板Ｗの表面の中心付近に中心軸ノズル４０からＩＰＡを供給し、基板Ｗの表面と対向面８との間に介在するＤＩＷをＩＰＡに置換させる。そして、ＩＰＡの供給が停止された後に、回転されている基板Ｗの表面の中心付近に中心軸ノズル４０からＨＦＥを供給し、基板Ｗの表面と対向面８との間に介在するＩＰＡをＨＦＥに置換させる。この場合、純水に対して溶解性を有するＩＰＡを用いて段階的にＤＩＷをＨＦＥに置換させることにより、基板Ｗの表面にＤＩＷが残留することを確実に低減することができる。

また、基板Ｗの表面にＩＰＡを供給するには、中心軸ノズル４０にＩＰＡを供給するためのＩＰＡ供給管４９を設け、このＩＰＡ供給管４９の途中部に介装されたＩＰＡバルブ５０を制御装置３７によって制御して開閉させればよい。（図１および図３参照）。
また、前述の実施形態では、支持軸６内に挿通された中心軸ノズル４０から基板Ｗの表面にＨＦＥが供給される例について説明したが、基板Ｗの表面にＨＦＥを供給するためのＨＦＥノズルを基板Ｗの周囲に設け、基板Ｗの周囲から基板Ｗの表面にＨＦＥを供給して、基板の表面と対向面との間のＤＩＷをＨＦＥに置換させてもよい。

また、前述の実施形態では、基板保持手段としてバキュームチャック２が用いられている例について説明したが、基板保持手段としては、たとえば、図５に示すような、複数の挟持部材５６によって基板Ｗの周端面を挟持して基板Ｗを保持するメカニカル型のスピンチャック５７であってもよい。
具体的には、スピンチャック５７は、ほぼ鉛直な方向に延びた回転軸５８と、回転軸５８の上端に取り付けられた円板状のスピンベース５９とを有している。前記複数個の挟持部材５６は、スピンベース５９上における基板Ｗの外周形状に対応した円周上に配置されている。複数個の挟持部材５６は、それぞれ異なる位置で基板Ｗの周端面に当接することにより、互いに協働して基板Ｗを挟持し、基板Ｗをほぼ水平に保持することができるようになっている。

また、基板保持手段としてメカニカル型のスピンチャック５７を用いる場合には、プレート１が複数の挟持部材５６と干渉することを避けるために、プレート１は、基板Ｗの外径よりも小さく、かつ、少なくともデバイス形成領域（基板Ｗの表面の周縁部以外の領域）全体を覆うことができる大きさにされることが好ましい。
また、前述の実施形態では、プレート１および支持軸６が回転しない例について説明したが、支持軸６にプレート回転駆動機構６１（図１参照）を結合し、このプレート回転駆動機構６１を制御装置３７によって制御することにより（図３参照）、支持軸６およびプレート１をチャック軸３の中心軸線とほぼ同一軸線まわりに回転させてもよい。プレート回転駆動機構６１によってプレート１を回転させつつ、各吐出口９からフッ酸またはＤＩＷを吐出することにより、フッ酸およびＤＩＷを基板Ｗの表面により均一に供給することができる。

また、基板保持手段によって基板Ｗを回転させつつ、プレート１を回転させる場合には、プレート１は、基板Ｗの回転と同一方向に回転されていてもよいし、逆方向に回転されていてもよい。
また、前述の実施形態では、プレート１が基板Ｗよりも大きな径を有する円板状にされている例について説明したが、プレート１は、基板Ｗよりも小さくされていてもよい。この場合、プレート１を移動させるためのプレート移動機構を設け、このプレート移動機構によって、プレート１の対向面８を基板Ｗの上方の水平面内で移動（スキャン）させることにより、フッ酸などの各種の液またはガスを基板Ｗの表面の全域に均一に供給することができる。

また、前述の実施形態では、基板Ｗの表面に供給される薬液として、フッ酸を例示したが、フッ酸に限らず、エッチング液、ポリマー除去液またはレジスト剥離液などの他の薬液を基板Ｗの表面に供給してもよい。
また、前述の実施形態では、基板Ｗの表面に供給される不活性ガスとして、窒素ガスを例示したが、窒素ガスに限らず、ヘリウムガス、アルゴンガス、乾燥空気などの他の不活性ガスを基板Ｗの表面に供給してもよい。

また、前述の実施形態では、基板Ｗの表面に供給されるリンス液として、ＤＩＷを例示したが、ＤＩＷに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、磁気水などの機能水、または希薄濃度（たとえば１ｐｐｍ程度）のアンモニア水などの他のリンス液を基板Ｗの表面に供給してもよい。
また、前述の実施形態では、処理対象となる基板Ｗとして半導体ウエハを取り上げたが、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などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。

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。 プレートの対向面を示す平面図である。 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。 前記基板処理装置による基板の処理の一例について説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係る基板処理装置の構成の一部を示す模式図である。

符号の説明

１ プレート
２ バキュームチャック（基板保持手段）
５ チャック回転駆動機構（基板回転手段）
９ 吐出口
１０ 吸引口
１３ 供給機構（リンス液供給手段）
１４ 吸引機構（吸引手段）
３７ 制御装置（供給制御手段）
４０ 中心軸ノズル（乾燥促進流体供給手段）
４４ ＨＦＥ吐出口（乾燥促進流体吐出口）
５７ スピンチャック（基板保持手段）
６１ プレート回転駆動機構（プレート回転手段）
Ｗ 基板

Claims (7)

1. 基板の一方面に間隔を隔てて対向配置され、前記一方面と対向する対向面に複数の吐出口および吸引口が形成されたプレートと、
   前記プレートの前記吐出口に、純水を含むリンス液を供給するためのリンス液供給手段と、
   前記プレートの前記吸引口内を吸引するための吸引手段と、
   前記基板の乾燥を促進させるための乾燥促進流体を前記一方面に供給するための乾燥促進流体供給手段と、
   前記一方面の反対側である基板の他方面側に配置され、前記基板を保持するための基板保持手段と、
   前記リンス液供給手段を制御して、前記吐出口から前記一方面に向けてリンス液を吐出させて、前記一方面と対向面との間をリンス液によって液密にさせるとともに、前記乾燥促進流体供給手段を制御して、前記一方面と対向面との間が液密にされた状態で、前記一方面に乾燥促進流体を供給させて、前記一方面と対向面との間のリンス液を乾燥促進流体に置換させる供給制御手段とを含む、基板処理装置。
2. 前記乾燥促進流体供給手段は、乾燥促進流体として純水よりも揮発性の高い有機溶剤を含む液を前記一方面に供給する、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記乾燥促進流体供給手段は、乾燥促進流体として純水よりも揮発性の高い有機溶剤を含む蒸気を前記一方面に供給する、請求項１記載の基板処理装置。
4. 前記乾燥促進流体供給手段は、前記対向面に形成され、前記一方面の中心に対向する乾燥促進流体吐出口から前記乾燥促進流体を基板の一方面に供給する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記基板保持手段によって保持された基板を、前記一方面に交差する軸線まわりに回転させる基板回転手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記軸線とほぼ同一軸線まわりに前記プレートを回転させるプレート回転手段をさらに含む、請求項５記載の基板処理装置。
7. 基板の一方面に間隔を隔てて対向するプレートの対向面に形成された複数の吐出口から純水を含むリンス液を前記一方面に供給するとともに、前記吐出口から吐出されたリンス液を前記対向面に形成された複数の吸引口から吸引して、前記一方面と対向面との間をリンス液によって液密にさせるリンス液供給工程と、
   前記一方面と対向面との間がリンス液によって液密にされた状態で、前記基板の一方面に乾燥促進流体を供給することにより、前記一方面と対向面との間のリンス液を乾燥促進流体に置換させる乾燥促進流体供給工程とを含む、基板処理方法。

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