JP2023045958A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理基板の洗浄及び乾燥を行うにあたって、液滴残りを低減すること。【解決手段】被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置であって、被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第１乾燥領域を生成し、洗浄液層と第１乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第１乾燥領域を拡大して第２乾燥領域を生成し、第２乾燥領域を更に拡大して第３乾燥領域を生成する。【選択図】図７

Description

実施形態は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。

被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置及び基板処理方法が知られている。

特開２０１４－１２３７７３号公報

被処理基板の洗浄及び乾燥を行うにあたって、液滴残りを低減すること。

実施形態の基板処理装置は、被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置であって、被処理基板上に洗浄液を供給する洗浄液ノズルと、被処理基板上にガスを供給するガスノズルと、洗浄液ノズルからの洗浄液の供給状態及びガスノズルからのガスの供給状態を制御する制御部と、を備えている。制御部は、洗浄液ノズルから被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、ガスノズルから被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第１乾燥領域を生成し、洗浄液層と第１乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第１乾燥領域を拡大して第２乾燥領域を生成し、第２乾燥領域を更に拡大して第３乾燥領域を生成する。

実施形態の基板処理方法は、被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理方法であって、被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第１乾燥領域を生成し、洗浄液層と第１乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第１乾燥領域を拡大して第２乾燥領域を生成し、第２乾燥領域を更に拡大して第３乾燥領域を生成する。

図１は、第１実施形態の基板処理装置の縦断面図である。 図２は、第１実施形態の基板処理装置の平面図である。 図３は、図１に示される基板処理装置を用いた基板処理方法を説明するための図である。 図４は、図１に示される基板処理装置を用いた基板処理方法を説明するための図である。 図５は、図１に示される基板処理装置を用いた基板処理方法を説明するための図である。 図６は、図１におけるノズル保持部を説明するための図である。 図７は、図１に示される基板処理装置を用いた基板処理方法を説明するための図である。 図８は、図１におけるノズル保持部の第１変形例を説明するための図である。 図９は、図８に示されるノズル保持部を用いた基板処理方法を説明するための図である。 図１０は、図１におけるノズル保持部の第２変形例を説明するための図である。 図１１は、図１０に示されるノズル保持部を用いた基板処理方法を説明するための図である。 図１２は、図１におけるノズル保持部の第３変形例を説明するための図である。 図１３は、図１２に示されるノズル保持部を用いた基板処理方法を説明するための図である。 図１４は、第２実施形態に係る基板処理方法を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）

図１，２を参照しながら、第１実施形態の基板処理装置１について説明する。基板処理装置１は、スピンチャック２及びカップ体３を備えている。スピンチャック２は、基板Ｓの裏面側中央部を吸引吸着して水平姿勢に保持するための基板保持部である。基板Ｓは、例えばフォトマスク、テンプレートなどの石英基板が考えられる。または、シリコン基板などの半導体ウエハであってもよい。図１の基板Ｓは、フォトマスクを例に説明する。スピンチャック２は回転軸２１を介して回転機構を含む駆動機構２２と接続されている。スピンチャック２は、基板Ｓを保持した状態で回転及び昇降可能なように構成されている。図１では、スピンチャック２の回転軸２１上に基板Ｓの中心が位置するように保持されている。

スピンチャック２上に配置されている基板Ｓを囲むようにして上方側が開口するカップ体３が設けられている。このカップ体３は、外カップ３１、内カップ３２、昇降部３３、円形板３４、及び液受け部３５を備える。外カップ３１は、例えば、上部側が四角状であり下部側が円筒状をなしている。内カップ３２は、例えば、上部側が内側に傾斜した筒状をなしている。外カップ３１は、外カップ３１の下端部に接続された昇降部３３により昇降する。内カップ３２は外カップ３１の下端側内周面に形成された段部（不図示）に押し上げられて昇降可能なように構成されている。

円形板３４は、スピンチャック２の下方側に設けられている。液受け部３５は、円形板３４の外側に全周に渡って設けられている。液受け部３５は、断面が凹部状に形成されている。液受け部３５は、基板Ｓからこぼれ落ちるか、あるいは振り切られた現像液や洗浄液を貯留する。液受け部３５の底面にはドレイン排出口３６が形成されている。液受け部３５に貯留する現像液や洗浄液は、ドレイン排出口３６を通って装置の外部に排出される。

円形板３４の外側にはリング部材３７が設けられている。リング部材３７は、断面山形の部材である。リング部材３７は、外側の傾斜面において内カップ３２を保持可能なように構成されている。なお、図示は省略するが、円形板３４を貫通する例えば３本の基板支持ピンである昇降ピンが設けられている。この昇降ピンと図示しない基板搬送手段との協働作用により基板Ｓはスピンチャック２に受け渡しされるように構成されている。

基板処理装置１は、現像液ノズル２３、ガスノズル４、洗浄液ノズル５、及びモニター機構６を備えている。現像液ノズル２３は、スピンチャック２に保持された基板Ｓの直径方向に伸びる帯状の吐出口２３ａ（図２参照）を備えている。現像液ノズル２３は、現像液供給路２４例えば配管を介して現像液供給系２５に接続されている。現像液供給系２５は、現像液供給源、供給制御機器などを含むものである。

現像液ノズル２３は、支持部材であるノズルアーム２６の一端側に支持されている。ノズルアーム２６の他端側は、図示しない昇降機構を備えた移動基体２７と接続されている。移動基体２７は、ガイド部材２８に沿って、移動機構をなす図示しない駆動源により横方向に移動可能なように構成されている。ノズル待機部２９は、現像液ノズル２３の待機部である。ノズル待機部２９において、現像液ノズル２３の先端部の洗浄などが行われる。

ガスノズル４は、配管４２を介してガス供給系４３に接続されている。ガス供給系４３は、不活性ガスであるＮ2（窒素）ガス供給源、供給制御機器などを含む。ガスノズル４は、例えばノズル保持部４１に設けられている。

液体ノズルである洗浄液ノズル５は、配管５１を介して洗浄液供給系５３に接続されている。この洗浄液供給系５３は、洗浄液供給源、供給制御機器などを含む。供給制御機器は、吐出流量可能なポンプ及びバルブなどを備えている。洗浄液ノズル５は、例えばノズル保持部４１に設けられている。

ノズル保持部４１は、ノズルアーム４４の先端に設けられている。ノズルアーム４４は昇降機構を備えた移動基体４５と接続されている。移動基体４５は、昇降機構と共に移動機構をなす図示しない駆動源により例えばガイド部材２８に沿って現像液ノズル２３と干渉しないで横方向に移動可能なように構成されている。ノズル待機部４６は、洗浄液ノズル５の待機部である。

モニター機構６は、高精度カメラを含んでいる。モニター機構６は、液層と乾燥領域との境界である乾燥領域界面をモニターする。モニター機構６はモニター結果を制御部７に出力する。

制御部７は、プログラムを実行可能なコンピュータである。制御部７は、基板処理装置１が行う動作における各ステップを実行するためのプログラムを備えている。制御部７は、現像液供給系２５、現像液ノズル２３を移動させるための移動機構、ガス供給系４３、ガスノズル４及び洗浄液ノズル５を移動させるための移動機構、スピンチャック２を駆動する駆動機構２２及び内カップ３２の昇降部３３などを制御するための制御信号を、プログラムに基づいて出力するように構成されている。このプログラムは、ハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、メモリカードなどの記憶媒体に格納され、これら記憶媒体からコンピュータにインストールされて使用される。

続いて、基板処理装置１を用いて基板Ｓを現像し、その後洗浄する一連の方法について説明する。先ず、外カップ３１、内カップ３２が下降位置にあり、現像液ノズル２３、ガスノズル４及び洗浄液ノズル５が所定の待機位置にて待機する。この待機状態において、基板Ｓが図示しない基板搬送手段により搬入される。搬入される基板Ｓは、その表面にレジストが塗布され、更に描画された後の基板である。基板搬送手段と図示しない昇降ピンとの協働作用により、基板Ｓはスピンチャック２に受け渡される。この例では、レジストとして高い撥水性の材質が用いられ、このため基板Ｓの表面の水の静的接触角は例えば９０度である。

外カップ３１及び内カップ３２が上昇位置に設定される。現像液ノズル２３から基板Ｓ上に現像液が供給され、公知の手法により現像液の供給が行われる。この例では例えば現像液ノズル２３の吐出口２３ａを基板Ｓの表面から数ｍｍ高い位置に設定する。その後、基板Ｓを例えば１０００～１２００ｒｐｍの回転速度で回転させる。基板Ｓを回転させた状態で、吐出口２３ａから現像液を帯状に吐出しながら現像液ノズル２３を基板Ｓの回転半径方向、つまり基板Ｓの外側から中央側に向かって移動させる。現像液ノズル２３は、基板Ｓの中央側から外側に向かって移動させてもよく、揺動させてもよい。

吐出口２３ａから帯状に吐出された現像液は、基板Ｓの外側から内側に向かって互いに隙間のないように供給され、これにより基板Ｓの表面全体に螺旋状に現像液が供給される。そして回転している基板Ｓの遠心力の作用により基板Ｓの表面に沿って現像液は外側に広がり、結果として基板Ｓの表面には薄膜状の液膜が形成される。そして現像液にレジストの溶解性の部位が溶解して、その後にパターンを形成する不溶解性の部位が残ることとなる。

次いでこの現像液ノズル２３と入れ替わって、洗浄液ノズル５が基板Ｓの中央部上方に配置される。現像液ノズル２３が現像液の供給を停止した直後に速やかに洗浄液ノズル５から洗浄液を吐出して基板Ｓの表面の洗浄を行う。現像液を洗浄液で洗い流した後、基板Ｓの表面を乾燥させる必要がある。

基板Ｓの表面を乾燥させる手法として、基板Ｓを回転させて遠心力により洗浄液を除去するスピン乾燥法が知られている。しかしながら、現像工程によって基板Ｓの表面にはレジストパターンが形成されている部分と、レジストパターンが形成されていない部分とが混在する。レジストパターンが形成されている部分とレジストパターンが形成されていない部分とでは、洗浄液の下地に対する親水性の度合いが異なる。

そのためスピン乾燥法では、親水性度合いの異なる部分で乾燥時間に差が生じ、洗浄液の液膜と液膜が除去された乾燥領域との境界が乱れ、液膜が千切れて液滴となって基板Ｓ上に残留する場合がある。残留した液滴が微小な液滴であった場合、遠心力によって振り切ることが困難であり残留する。残留した液滴を原因としてウォーターマークといった反応生成物が形成され、欠陥の原因となる。

このような微小液滴の残留が起因となって生成する欠陥を抑制するために、洗浄液の供給と乾燥ガスの噴射とを併用する併用乾燥法がある。この併用乾燥法は、
（１）回転中の基板中心に洗浄液を供給して基板の表面全体に洗浄液を拡げ、
（２）基板の回転中に、基板表面上における洗浄液到達位置を基板中心側から周縁側へ所定距離だけ移動させると共に基板中心に乾燥ガスを吐出して基板中央部に乾燥領域を形成し、
（３）基板の回転中に、基板表面上における洗浄液到達位置と乾燥ガス到達位置とを一定距離離間した状態を保って乾燥領域界面を形成し、乾燥領域界面を基板周縁側へとさらに移動させて乾燥領域を拡げる、
ものである。なお、「乾燥領域界面」とは、上述した液膜と乾燥領域との境界を指す。

併用乾燥法では、洗浄液到達位置と乾燥ガス到達位置とが基板周縁側へ移動するのに伴い乾燥領域界面も基板周縁側へ移動するので、基板中央部に形成された乾燥領域も外側に向けて拡がる。乾燥領域界面を能動的に形成して移動させることにより、乾燥領域界面の乱れを抑えることができ、液膜ちぎれによる微小液滴の残留を防ぐことができる。その結果、微小液滴の残留が起因となって生成する欠陥を抑制することが期待される。

レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板に対し、併用乾燥法で洗浄及び乾燥を行い、検査および欠陥観察を行った。図３に、検査および欠陥観察により確認した欠陥の発生位置を示す。欠陥は、基板中心から半径１３ｍｍ程度の円の内側の領域に発生している。

併用乾燥法を用いて基板中心に最初に乾燥領域を形成する際の乾燥領域の大きさ及び形状は、半径１３ｍｍ程度の円形である。すなわち、乾燥領域を形成する領域は半径１３ｍｍ程度の円形である。乾燥ガスを吹き付けて乾燥領域が生成を開始し、乾燥領域が半径１３ｍｍ程度の円形になるまでの時間は０．２ｓｅｃ程度である。乾燥領域が半径１３ｍｍ程度の円形になってから、洗浄液到達位置と乾燥ガス到達位置とを一定距離離間した状態を保ちつつ基板周縁側へと移動させ、乾燥領域を拡大する。すなわち、乾燥領域を拡大する領域は半径１３ｍｍ以上の円形である。

図４に、乾燥領域が拡大する様子を動画撮影し、動画解析により乾燥領域界面の移動速度を算出した結果を示す。界面移動速度は基板中心から半径１３ｍｍの円の内側、乾燥領域を形成する領域では５０ｍｍ／ｓｅｃを超える速度である。基板中心から半径１３ｍｍの円の外側、乾燥領域を拡大する領域では７ｍｍ／ｓｅｃである。

乾燥領域を拡大する領域に比較して乾燥領域を初期に形成する領域では乾燥領域界面が非常に速く移動している。図５に示すように、液滴残りリスクは、親水性度合いが大きく変化する位置で高く、この位置を乾燥領域界面がある一定以上の速度で通過することにより液滴残りリスクがさらに高まると考えられる。

そこで本実施形態では、乾燥領域界面の移動速度を抑制することで、微小液滴の残留が起因となって生成する欠陥を抑制する方法を提供する。図６を参照しながら、本実施形態におけるノズル保持部４１について説明する。ノズル保持部４１は、ガスノズル４及び洗浄液ノズル５を保持している。

洗浄液ノズル５は、アクチュエータ５２によって揺動するように構成されている。アクチュエータ５２は、制御部７から出力される制御信号に応じて洗浄液ノズル５を制御し洗浄液噴射方向を変更する。続いて、図７を参照しながら、本実施形態の基板処理方法について説明する。本実施形態における基板処理方法は、液層形成工程、乾燥領域形成工程、乾燥領域拡大工程を含む。

以下、本実施形態に係る基板処理方法の詳細について説明する。
ステップ１（液層形成工程）：レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Ｓを準備する。基板Ｓを回転させ、洗浄液ノズル５から洗浄液を供給して液層Ｗを形成する（図７（Ａ）参照）。より具体的には、ノズル保持部４１を移動することで、洗浄液ノズル５を基板Ｓの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル５の先端を、基板Ｓの表面から例えば１５ｍｍの高さの位置に設定する。スピンチャック２を例えば１０００ｒｐｍの回転数で回転させる。洗浄液ノズル５から、基板Ｓの中心部に、例えば、洗浄液としての純水を２５０ｍｌ／分の流量で５秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Ｓの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Ｓの中心部とは、基板Ｓの中心点及びその近傍を意味する。

ステップ２（乾燥領域形成工程）：図７（Ｂ）に示されるように、ノズル保持部４１を移動させることで、ガスノズル４を基板Ｓの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル５は、噴射する洗浄液が基板Ｓの中心部であってガスノズル４から噴射されるガスの外側に向かうように揺動される。すなわち、洗浄液ノズル５の先端が基板に対して垂直方向から、例えば０度より大きく９０度未満の角度で傾斜する。図７（Ｂ）の状態で、ガスノズル４からはガスが噴射され、洗浄液ノズル５からは洗浄液が噴射される。続いて、図７（Ｃ）に示されるように、洗浄液ノズル５の洗浄液噴射方向がガスノズル４のガス噴射方向から離れるように揺動させる。この揺動速度は、乾燥領域界面Ｌの移動速度が７ｍｍ／ｓｅｃとなるように調整される。乾燥領域界面Ｌの移動速度は、例えば、モニター機構６によるモニター結果をフィードバックして調整されてもよい。乾燥領域界面Ｌの移動速度は、５０ｍｍ／ｓｅｃ未満であることが望ましく、２０ｍｍ／ｓｅｃ未満であることがより望ましい。図７（Ｄ）に示されるように、洗浄液ノズル５の洗浄液噴射方向を外側に向けていき、乾燥領域を半径１３ｍｍ程度の円となるように調整する。

ステップ３（乾燥領域拡大工程）：図７（Ｅ）に示されるように、ガスノズル４から噴射されるガスが基板Ｓに到達するガス到達位置と、洗浄液ノズル５から噴射される洗浄液が基板Ｓに到達する洗浄液到達位置とを１５ｍｍ程度離間した状態を保ち、ノズル保持部４１を基板周縁側へ移動させ、乾燥領域を拡大する。基板Ｓの全面を乾燥後、検査及び欠陥観察により確認したところ、液滴残りに起因する欠陥が低減された。

（第１変形例）
図８を参照しながら、本実施形態の第１変形例であるノズル保持部４１Ａについて説明する。ノズル保持部４１Ａは、ガスノズル４及び洗浄液ノズル５を保持している。

洗浄液ノズル５は、アクチュエータ５２Ａによって基板Ｓの表面に沿って移動するように構成されている。アクチュエータ５２Ａは、制御部７から出力される制御信号に応じて洗浄液ノズル５を制御し洗浄液ノズル５の位置を変更する。続いて、図９を参照しながら、第１変形例であるノズル保持部４１Ａを用いた基板処理方法について説明する。第１変形例に係るノズル保持部４１Ａを用いた基板処理方法も、液層形成工程、乾燥領域形成工程、乾燥領域拡大工程を含む。

以下、本実施形態の第１変形例に係る基板処理方法の詳細について説明する。
ステップ１（液層形成工程）：レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Ｓを準備する。基板Ｓを回転させ、洗浄液ノズル５から洗浄液を供給して液層を形成する（図９（Ａ）参照）。より具体的には、ノズル保持部４１Ａを移動することで、洗浄液ノズル５を基板Ｓの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル５を、基板Ｓの表面から例えば１５ｍｍの高さの位置に設定する。スピンチャック２を例えば１０００ｒｐｍの回転数で回転させる。洗浄液ノズル５から、基板Ｓの中心部に、例えば、洗浄液としての純水を２５０ｍｌ／分の流量で５秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Ｓの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Ｓの中心部とは、基板Ｓの中心点及びその近傍を意味する。

ステップ２（乾燥領域形成工程）：図９（Ｂ）に示されるように、ノズル保持部４１Ａを移動させることで、ガスノズル４を基板Ｓの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル５は、噴射する洗浄液が基板Ｓの中心部であってガスノズル４から噴射されるガスの外側に配置される。図９（Ｂ）の状態で、ガスノズル４からはガスが噴射され、洗浄液ノズル５からは洗浄液が噴射される。続いて、図９（Ｃ）に示されるように、洗浄液ノズル５の洗浄液噴射位置がガスノズル４のガス噴射位置から離れるように、洗浄液ノズル５を基板Ｓに対して水平方向に移動させる。この移動速度は、乾燥領域界面Ｌの移動速度が７ｍｍ／ｓｅｃとなるように調整される。図９（Ｄ）に示されるように、洗浄液ノズル５の洗浄液噴射位置を基板Ｓに対して水平な状態で外側に移動させていき、乾燥領域を半径１３ｍｍ程度の円となるように調整する。

ステップ３（乾燥領域拡大工程）：図９（Ｅ）に示されるように、ガスノズル４から噴射されるガスが基板Ｓに到達するガス到達位置と、洗浄液ノズル５から噴射される洗浄液が基板Ｓに到達する洗浄液到達位置とを１５ｍｍ程度離間した状態を保ち、ノズル保持部４１Ａを基板周縁側へ移動させ、乾燥領域を拡大する。基板Ｓの全面を乾燥後、検査及び欠陥観察により確認したところ、液滴残りに起因する欠陥が低減された。

（第２変形例）
図１０を参照しながら、本実施形態の第２変形例であるノズル保持部４１Ｂについて説明する。ノズル保持部４１Ｂは、ガスノズル４及び洗浄液ノズル５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ，５Ｂｅ，５Ｂｆを保持している。第２変形例では、１本のガスノズル４と、６本の洗浄液ノズル５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ，５Ｂｅ，５Ｂｆとが列状に配置されている。

洗浄液ノズル５Ｂａは、バルブ５２Ｂａの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズル５Ｂｂは、バルブ５２Ｂｂの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズル５Ｂｃは、バルブ５２Ｂｃの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズル５Ｂｄは、バルブ５２Ｂｄの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズル５Ｂｅは、バルブ５２Ｂｅの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズル５Ｂｆは、バルブ５２Ｂｆの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズルのバルブ５２Ｂａ，５２Ｂｂ，５２Ｂｃ，５２Ｂｄ，５２Ｂｅ，５２Ｂｆは、制御部７から出力される制御信号に応じて開閉し、対応する洗浄液ノズルからの洗浄液の噴射を調整する。続いて、図１１を参照しながら、第２変形例であるノズル保持部４１Ｂを用いた基板処理方法について説明する。第２変形例に係るノズル保持部４１Ｂを用いた基板処理方法も、液層形成工程、乾燥領域形成工程、乾燥領域拡大工程を含む。

以下、本実施形態の第２変形例に係る基板処理方法の詳細について説明する。

ステップ１（液層形成工程）：レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Ｓを準備する。基板Ｓを回転させ、洗浄液ノズル５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ，５Ｂｅ，５Ｂｆから洗浄液を供給して液層Ｗを形成する（図１１（Ａ）参照）。より具体的には、ノズル保持部４１Ｂを移動することで、洗浄液ノズル５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ，５Ｂｅ，５Ｂｆを基板Ｓの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ，５Ｂｅ，５Ｂｆの先端を、基板Ｓの表面から例えば１５ｍｍの高さの位置に設定する。スピンチャック２を例えば１０００ｒｐｍの回転数で回転させる。洗浄液ノズル５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ，５Ｂｅ，５Ｂｆから、基板Ｓの中心部に洗浄液例えば純水を例えば２５０ｍｌ／分の流量で例えば５秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Ｓの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Ｓの中心部とは、基板Ｓの中心点及びその近傍を意味する。

ステップ２（乾燥領域形成工程）：図１１（Ｂ）に示されるように、ノズル保持部４１Ｂを移動させることで、ガスノズル４を基板Ｓの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ，５Ｂｅ，５Ｂｆは、噴射する洗浄液が基板Ｓの中心部であってガスノズル４から噴射されるガスの外側に配置される。図１１（Ｂ）の状態で、ガスノズル４からはガスが噴射され、洗浄液ノズル５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ，５Ｂｅ，５Ｂｆからは洗浄液が噴射される。続いて、図１１（Ｃ）に示されるように、洗浄液ノズル５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ，５Ｂｅ，５Ｂｆの洗浄液噴射位置がガスノズル４のガス噴射位置から離れるように、洗浄液ノズル５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ，５Ｂｅ，５Ｂｆからの洗浄液噴射を順次停止させる。より具体的には、最初に洗浄液ノズル５Ｂａからの洗浄液噴射を停止し、次に洗浄液ノズル５Ｂｂからの洗浄液噴射を停止し、洗浄液ノズル５Ｂｃからの洗浄液噴射を停止し、洗浄液ノズル５Ｂｄからの洗浄液噴射を停止する。この順次停止速度は、乾燥領域界面Ｌの移動速度が７ｍｍ／ｓｅｃとなるように調整される。図１１（Ｄ）に示されるように、洗浄液ノズル５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ，５Ｂｅ，５Ｂｆの洗浄液噴射位置を外側に移動させていき、乾燥領域を半径１３ｍｍ程度の円となるように調整する。

ステップ３（乾燥領域拡大工程）：図１１（Ｅ）に示されるように、ガスノズル４から噴射されるガスが基板Ｓに到達するガス到達位置と、洗浄液ノズル５Ｂｅ，５Ｂｆから噴射される洗浄液が基板Ｓに到達する洗浄液到達位置とを１５ｍｍ程度離間した状態を保ち、ノズル保持部４１Ｂを基板周縁側へ移動させ、乾燥領域を拡大する。基板Ｓの全面を乾燥後、検査及び欠陥観察により確認したところ、液滴残りに起因する欠陥が低減された。

（第３変形例）
図１２を参照しながら、本実施形態の第３変形例であるノズル保持部４１Ｃについて説明する。ノズル保持部４１Ｃは、ガスノズル４及び洗浄液ノズル５Ｃを保持している。

洗浄液ノズル５Ｃは、その先端から噴射される洗浄液の噴出角度が調整可能なように構成されている。洗浄液ノズル５Ｃの内部には噴射角度調整部材５２Ｃが設けられている。噴射角度調整部材５２Ｃが上下に移動することで、洗浄液ノズル５Ｃから噴射される洗浄液の角度が調整される。噴射角度調整部材５２Ｃは、制御部７から出力される制御信号に応じて洗浄液ノズル５Ｃを制御し、洗浄液ノズル５Ｃから噴射される洗浄液の角度を変更する。続いて、図１３を参照しながら、第３変形例であるノズル保持部４１Ｃを用いた基板処理方法について説明する。第３変形例に係るノズル保持部４１Ａを用いた基板処理方法も、液層形成工程、乾燥領域形成工程、乾燥領域拡大工程を含む。

以下、本実施形態の第３変形例に係る基板処理方法の詳細について説明する。

ステップ１（液層形成工程）：レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Ｓを準備する。基板Ｓを回転させ、洗浄液ノズル５Ｃから洗浄液を供給して液層Ｗを形成する（図１３（Ａ）参照）。より具体的には、ノズル保持部４１Ｃを移動することで、洗浄液ノズル５Ｃを基板Ｓの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル５Ｃを、基板Ｓの表面から例えば１５ｍｍの高さの位置に設定する。スピンチャック２を例えば１０００ｒｐｍの回転数で回転させる。洗浄液ノズル５Ｃから、基板Ｓの中心部に洗浄液例えば純水を例えば２５０ｍｌ／分の流量で例えば５秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Ｓの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Ｓの中心部とは、基板Ｓの中心点及びその近傍を意味する。

ステップ２（乾燥領域形成工程）：図１３（Ｂ）に示されるように、ノズル保持部４１Ｃを移動させることで、ガスノズル４を基板Ｓの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル５Ｃから噴射される洗浄液の角度は広角に調整され、噴射する洗浄液が基板Ｓの中心部であってガスノズル４から噴射されるガスの外側に配置される。図１３（Ｂ）の状態で、ガスノズル４からはガスが噴射され、洗浄液ノズル５Ｃからは洗浄液が噴射される。続いて、図１３（Ｃ）に示されるように、洗浄液ノズル５Ｖの洗浄液噴射位置がガスノズル４のガス噴射位置から離れるように、洗浄液ノズル５Ｃから噴射される洗浄液の角度が狭められていく。この洗浄液の噴射角度が狭められる速度は、乾燥領域界面Ｌの移動速度が７ｍｍ／ｓｅｃとなるように調整される。図１３（Ｄ）に示されるように、洗浄液ノズル５Ｃの洗浄液噴射位置を外側に移動させていき、乾燥領域を半径１３ｍｍ程度の円となるように調整する。

ステップ３（乾燥領域拡大工程）：図１３（Ｅ）に示されるように、ガスノズル４から噴射されるガスが基板Ｓに到達するガス到達位置と、洗浄液ノズル５Ｃから噴射される洗浄液が基板Ｓに到達する洗浄液到達位置とを１５ｍｍ程度離間した状態を保ち、ノズル保持部４１Ｃを基板周縁側へ移動させ、乾燥領域を拡大する。基板Ｓの全面を乾燥後、検査及び欠陥観察により確認したところ、液滴残りに起因する欠陥が低減された。

図６から図１３を参照しながら説明した各ステップ２において、乾燥領域界面Ｌの移動速度を７ｍｍ／ｓｅｃとしたが、移動速度はこれに限られるものではない。最終的に液滴残りに起因する欠陥が発生しなければ、乾燥領域界面Ｌの移動速度を一定範囲内に収まるように変更することができる。図６から図１３を参照しながら説明した各ステップ３において、ガス到達位置と洗浄液到達位置とを１５ｍｍ程度離間した状態で乾燥領域を拡大したが、この離間距離は適宜変更可能である。ステップ３においては、ガス噴射を停止してもよい。

上記説明したように、本実施形態は、被処理基板である基板Ｓの洗浄及び乾燥を行う基板処理装置１であって、被処理基板上に洗浄液を供給する洗浄液ノズル５と、被処理基板上にガスを供給するガスノズル４と、洗浄液ノズル５からの洗浄液の供給状態及びガスノズル４からのガスの供給状態を制御する制御部７と、を備えている。制御部７は、洗浄液ノズル５から被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、ガスノズル４から被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第１乾燥領域（図７（Ｂ）、図９（Ｂ）、図１１（Ｂ）、図１３（Ｂ）参照）を生成し、洗浄液層と第１乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第１乾燥領域を拡大して第２乾燥領域（図７（Ｃ）（Ｄ）、図９（Ｃ）（Ｄ）、図１１（Ｃ）（Ｄ）、図１３（Ｃ）（Ｄ）参照）を生成し、第２乾燥領域を更に拡大して第３乾燥領域（図７（Ｅ）、図９（Ｅ）、図１１（Ｅ）、図１３（Ｅ）参照）を生成する。第１乾燥領域は極めて小さい領域、例えば直径１ｎｍ程度でもよい。ガスノズル４から被処理基板上にガスを供給した直後に洗浄液層と第１乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第１乾燥領域を拡大して第２乾燥領域を生成してもよい。

上記説明したように、本実施形態は、被処理基板である基板Ｓの洗浄及び乾燥を行う基板処理方法であって、被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第１乾燥領域（図７（Ｂ）、図９（Ｂ）、図１１（Ｂ）、図１３（Ｂ）参照）を生成し、洗浄液層と第１乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第１乾燥領域を拡大して第２乾燥領域（図７（Ｃ）（Ｄ）、図９（Ｃ）（Ｄ）、図１１（Ｃ）（Ｄ）、図１３（Ｃ）（Ｄ）参照）を生成し、第２乾燥領域を更に拡大して第３乾燥領域（図７（Ｅ）、図９（Ｅ）、図１１（Ｅ）、図１３（Ｅ）参照）を生成する。第１乾燥領域は極めて小さい領域、例えば直径１ｎｍ程度でもよい。ガスノズル４から被処理基板上にガスを供給した直後に洗浄液層と第１乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第１乾燥領域を拡大して第２乾燥領域を生成してもよい。

第１乾燥領域、第２乾燥領域、及び第３乾燥領域の形成にあたっては、洗浄液が被処理基板上に到達する液到達位置、及びガスが被処理基板上に到達するガス到達位置の少なくとも一方を調整する。

（第２実施形態）
図１４を参照しながら、本実施形態におけるノズル保持部４１を用いた別の基板処理方法について説明する。本実施形態における基板処理方法は、液層形成工程、乾燥領域形成工程、乾燥領域拡大工程を含む。なお、本実施形態に係る基板処理装置１が備える構成は第１実施形態と同様である。

以下、本実施形態に係る基板処理方法の詳細について説明する。
ステップ１（液層形成工程）：レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Ｓを準備する。基板Ｓを回転させ、洗浄液ノズル５から洗浄液を供給して液層Ｗを形成する（図１４（Ａ）参照）。より具体的には、ノズル保持部４１を移動することで、洗浄液ノズル５を基板Ｓの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル５を、基板Ｓの表面から例えば１５ｍｍの高さの位置に設定する。スピンチャック２を例えば１０００ｒｐｍの回転数で回転させる。洗浄液ノズル５から、基板Ｓの中心部に洗浄液例えば純水を例えば２５０ｍｌ／分の流量で例えば５秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Ｓの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Ｓの中心部とは、基板Ｓの中心点及びその近傍を意味する。

ステップ２（乾燥領域形成工程）：図１４（Ｂ）に示されるように、ノズル保持部４１を移動させることで、ガスノズル４を基板Ｓの中心部に対向配置させる。図１４（Ｂ）の状態で、ガスノズル４からはガスが噴射され、洗浄液ノズル５からは洗浄液が噴射される。基板Ｓの中心にガスを噴射し、基板Ｓの中心から１５ｍｍ程度離れた位置に洗浄液を噴射することで、基板Ｓ中央部に半径１３ｍｍ程度の円形の乾燥領域を形成する。続いて、図１４（Ｃ）に示されるように、洗浄液到達位置を基板Ｓの中心側へ１０ｍｍ移動させ、円形の乾燥領域の半径が３ｍｍ程度になるように調整する。

ステップ３（乾燥領域拡大工程）：図１４（Ｄ）に示されるように、ガスノズル４から噴射されるガスが基板Ｓに到達するガス到達位置と、洗浄液ノズル５から噴射される洗浄液が基板Ｓに到達する洗浄液到達位置とを１５ｍｍ程度離間した状態を保ち、ノズル保持部４１を基板周縁側へ移動させ、乾燥領域を拡大する。基板Ｓの全面を乾燥後、検査及び欠陥観察により確認したところ、液滴残りに起因する欠陥が低減された。

図１４を参照しながら説明したステップ２において、ガス到達位置と洗浄液到達位置とを１５ｍｍ程度離間した状態で乾燥領域を拡大したが、この離間距離は適宜変更可能である。基板Ｓの中央部に形成する乾燥領域の半径は１３ｍｍ程度に限られない。乾燥領域形成後はガス噴射を停止してもよい。ステップ２において、洗浄液到達位置を基板Ｓの中心側へ移動させる距離は１０ｍｍに程度に限られない。調整後の乾燥領域の半径は３ｍｍ程度に限られない。ステップ３において、ガス到達位置と洗浄液到達位置とを１５ｍｍ程度離間した状態で乾燥領域を拡大したが、この離間距離は適宜変更可能である。

上記説明したように、本実施形態は、被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置１であって、被処理基板上に洗浄液を供給する洗浄液ノズル５と、被処理基板上にガスを供給するガスノズル４と、洗浄液ノズル５からの洗浄液の供給状態及びガスノズル４からのガスの供給状態を制御する制御部７と、を備えている。制御部７は、洗浄液ノズル５から被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、ガスノズル４から被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去し記被処理基板上に第１乾燥領域（図１４（Ｂ）参照）を生成し、第１乾燥領域を縮小して第４乾燥領域（図１４（Ｃ）参照）を生成し、第４乾燥領域を更に拡大して第５乾燥領域（図１４（Ｄ）参照）を生成する。

上記説明したように、本実施形態は、被処理基板である基板Ｓの洗浄及び乾燥を行う基板処理方法であって、被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第１乾燥領域（図１４（Ｂ）参照）を生成し、第１乾燥領域を縮小して第４乾燥領域（図１４（Ｃ）参照）を生成し、第４乾燥領域を更に拡大して第５乾燥領域（図１４（Ｄ）参照）を生成する。

洗浄液層と第１乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第１乾燥領域を縮小して第４乾燥領域を生成し、第４乾燥領域を更に拡大して第５乾燥領域を生成することもできる。

第１乾燥領域、第４乾燥領域、及び第５乾燥領域の形成にあたっては、洗浄液が被処理基板上に到達する液到達位置、及びガスが被処理基板上に到達するガス到達位置の少なくとも一方を調整する。

実施形態および変形例の記載において、液到達位置の調整は、例えば、吐出される洗浄液の流量によって調整されてもよい。ガス到達位置の調整は、例えば、吐出されるガスの流量によって調整されてもよい。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

２：スピンチャック
３：カップ体
４：ガスノズル
５：洗浄液ノズル
７：制御部
２１：回転軸
２２：駆動機構
２３：現像液ノズル
２６：ノズルアーム
２７：移動基体
２８：ガイド部材
２９：ノズル待機部
３１：外カップ
３２：内カップ
３３：昇降部
３４：円形板
３５：液受け部
３６：ドレイン排出口
３７：リング部材
４１：ノズル保持部
４４：ノズルアーム
４５：移動基体
４６：ノズル待機部
５２：アクチュエータ
１：基板処理装置
Ｓ：基板

Claims (7)

1. 被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置であって、
   前記被処理基板上に液体を供給することで液層を形成する液体ノズルと、
   前記被処理基板上にガスを供給することで乾燥領域を形成するガスノズルと、
   前記液体ノズル及び前記ガスノズルを制御する制御部と、
   前記液層と前記乾燥領域との境界である乾燥領域界面をモニターするモニター機構と、 を備え、
   前記制御部は、
   前記モニター機構のモニター結果に基づいて、
   前記液体ノズルから前記液体を供給しつつ前記ガスノズルから前記ガスを供給し、前記乾燥領域界面の移動速度を所定速度以下としながら、前記乾燥領域を形成する、基板処理装置。
2. 被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置であって、
   前記被処理基板上に液体を供給することで液層を形成する液体ノズルと、
   前記被処理基板上にガスを供給することで乾燥領域を形成するガスノズルと、
   前記液体ノズル及び前記ガスノズルを制御する制御部と、
   前記液層と前記乾燥領域との境界である乾燥領域界面をモニターするモニター機構と、を備え、
   前記制御部は、
   前記モニター機構のモニター結果に基づいて、
   前記液体ノズルから前記被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、
   前記液体ノズルから前記液体を供給しつつ前記ガスノズルから前記ガスを供給し、前記被処理基板上に乾燥領域を生成し、前記乾燥領域を縮小してから拡大する、基板処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の基板処理装置であって、
   前記制御部は、
   前記乾燥領域の形成にあたっては、
   前記液体が前記被処理基板上に到達する液到達位置及び前記ガスが前記被処理基板上に到達するガス到達位置の少なくとも一つを調整する、基板処理装置。
4. 請求項１又は２に記載の基板処理装置であって、
   前記制御部は、前記モニター機構のモニター結果に基づいて、前記液体ノズルの首振り状態又は噴射角度を制御する、基板処理装置。
5. 被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理方法であって、
   前記被処理基板上に液体を供給して液層を形成し、
   前記被処理基板上にガスを供給し前記液層を部分的に除去して前記被処理基板上に乾燥領域を生成し、前記液層と前記乾燥領域との境界である乾燥領域界面の移動速度を所定速度以下としながら、前記乾燥領域を拡大する、基板処理方法。
6. 被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理方法であって、
   前記被処理基板上に液体を供給して液層を形成し、
   前記被処理基板上にガスを供給し前記液層を部分的に除去して前記被処理基板上に乾燥領域を生成し、前記乾燥領域を縮小した後に拡大する、基板処理方法。
7. 請求項５又は６に記載の基板処理方法であって、
   前記乾燥領域の形成にあたっては、
   前記洗浄液が前記被処理基板上に到達する液到達位置及び前記ガスが前記被処理基板上に到達するガス到達位置の少なくとも一つを調整する、基板処理方法。

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