特許 5994804 基板洗浄方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5994804

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】基板洗浄方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20160908BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20160908BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 651L

   H01L21/304 651B

   H01L21/30 569F

【請求項の数】3

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2014-53800(P2014-53800)

(22)【出願日】2014年3月17日

(62)【分割の表示】特願2012-88434(P2012-88434)の分割

【原出願日】2008年4月3日

(65)【公開番号】特開2014-123773(P2014-123773A)

(43)【公開日】2014年7月3日

【審査請求日】2014年3月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091513

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 俊夫

(74)【代理人】

【識別番号】100133776

【弁理士】

【氏名又は名称】三井田 友昭

(72)【発明者】

【氏名】吉原 孝介

(72)【発明者】

【氏名】吉田 勇一

(72)【発明者】

【氏名】山本 太郎

【審査官】 儀同 孝信

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２４５３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６０１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８０３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０１５９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５３０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７３３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／１３７２０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０５−０５００４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１９５８３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撥水性を有する基板の洗浄および乾燥を行う基板洗浄方法であって、
基板を略水平に保持しつつ基板に垂直な軸の周りで回転させる工程と、
洗浄液を吐出する洗浄液ノズルを用いて回転する基板上の中心部に洗浄液を供給して液膜を形成する工程と、
前記洗浄液ノズルから吐出された洗浄液を受ける基板上の位置が前記回転する基板上の中心部から基板上の周縁部に向かって一定距離移動するように前記洗浄液ノズルを移動させる工程と、
前記洗浄液を受ける基板上の位置が基板上の中心部から一定距離離間した状態を保持しつつ、気体を吐出するガスノズルを用いて前記回転する基板上の中心部に所定時間気体を吐出することにより基板上の中心部に乾燥領域を形成する工程と、
基板上の中心部に乾燥領域が形成された後、前記洗浄液を受ける基板上の位置が前記回転する基板上の周縁部に向かって連続的に移動するように１０ｍｍ／秒を越えない速度で前記洗浄液ノズルを移動させるとともに、前記ガスノズルから吐出された気体を受ける基板上の位置が前記洗浄液を受ける基板上の位置から前記一定距離離間しつつ前記洗浄液を受ける基板上の位置の移動経路をたどるように前記ガスノズルを連続的に移動させる工程と、
を備え、
前記洗浄液ノズル及び前記ガスノズルを連続的に移動させる工程は、前記中心部に気体が吐出されて形成された前記乾燥領域が瞬時に前記洗浄液の吐出される位置まで到達して前記基板上に洗浄液の液膜と乾燥領域との界面を形成し、当該界面が形成された状態で前記洗浄液の吐出位置を前記乾燥領域が基板の外側に広がる速度よりも遅い速度で基板の周縁部に向かって移動させるように、洗浄液ノズルの移動速度、洗浄液の吐出流量及び基板の回転数が制御される工程と、前記洗浄液の各吐出位置における前記基板の回転による遠心力が一定となるように前記基板の回転数を制御する工程と、
を含み、
前記一定距離は、９ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、
前記洗浄液ノズルと共にガスノズルを移動させる工程は、前記洗浄液を受ける基板上の位置が、基板周縁部から２ｍｍ〜１０ｍｍ離れた位置に移動するように行われ、
洗浄液を受ける基板上の位置が前記基板周縁部から離れた位置に移動したときに、基板を回転させながら前記洗浄液の吐出を停止する工程と、
前記洗浄液の吐出停止後に、遠心力により前記基板上の洗浄液を基板から除去するために引き続き基板を回転させる工程と、
を備え、
前記洗浄液を受ける基板上の位置が基板上の中心部から基板上の周縁部に向かって一定距離移動するように前記洗浄液ノズルを移動させる工程は、基板を１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍで回転させながら行うことを特徴とすることを特徴とする基板洗浄方法。

【請求項2】

基板を回転させる工程は、
前記洗浄液を受ける基板上の位置が基板上の中心部に位置する状態で基板が第１の回転速度で回転し、前記洗浄液を受ける基板上の位置が基板上の周縁部側に位置する状態で基板が前記第１の回転速度より低い第２の回転速度で回転するように基板の回転速度を段階的または連続的に変化させる工程を含むことを特徴とする請求項１記載の基板洗浄方法。

【請求項3】

前記乾燥領域を形成するために気体を吐出する前記所定時間は０．５秒間であることを特徴とする請求項１または２記載の基板洗浄方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表面が疎水性である基板例えば液浸露光に用いられるレジストが塗布された基板、あるいは液浸露光後に更に現像処理された基板などの表面を洗浄する基板洗浄方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハという）の表面にレジストを塗布し、露光後に、現像してレジストパターンを作成しており、このような処理は、一般にレジストの塗布・現像を行う塗布・現像装置に、露光装置を接続したシステムを用いて行われる。

【0003】

このような一連の処理の中で、現像処理においてはウエハ上に現像液を液盛りし、その後例えば所定時間ウエハを静止した状態とし、レジストの溶解性部位を溶解させてパターンが形成される。そしてレジストの溶解物を現像液と共にウエハ表面から除去するために洗浄処理が行われるが、その手法としては従来からウエハの中心部に洗浄液を供給し、その遠心力により液膜を広げ、その液流に載せて前記溶解物及び現像液をウエハ上から除去することが行われている。

【0004】

しかしこのスピン洗浄は、溶解生成物を十分に取り除くことができず、パターンの線幅が広いときには問題視されてこなかったが、線幅が狭くなってくると、残留した溶解生成物が現像欠陥として現れる度合いが強くなる。このためスピン洗浄を例えば６０秒もの長い時間行うようにしているのが現状である。またこのように長く洗浄を行っても、やはり溶解生成物の取り残しがあり、十分な洗浄ができているとは言い難い場合もある。

【0005】

そこで本件出願人は、ウエハを回転させながら洗浄液ノズルからウエハの中心部に洗浄液を吐出し、次いで洗浄液ノズルをウエハの外方側に少し移動させ、ウエハの中心部にガスノズルからＮ2ガスを吐出して乾燥領域のコアを形成し、次いでこの乾燥領域に追いつかれないように洗浄液ノズルを、洗浄液を吐出しながらウエハの外方側に移動させる手法を提案している（特許文献１）。この方法によれば高い洗浄効果が得られ、短時間で洗浄できる利点がある。

【0006】

一方、デバイスパターンは益々微細化、薄膜化が進む傾向にあり、これに伴い露光の解像度を上げる要請が強まっている。そこで既存の光源例えばフッ化アルゴン（ＡｒＦ）やフッ化クリプトン（ＫｒＦ）による露光技術を更に改良して解像度を上げるため、基板の表面に光を透過させる液相を形成した状態で露光する手法（以下「液浸露光」という。）の検討がされている。液浸露光は例えば超純水の中を光を透過させる技術であり、水中では波長が短くなることから１９３ｎｍのＡｒＦの波長が水中では実質１３４ｎｍになる、という特徴を利用するものである。

【0007】

このような液浸露光の課題の一つとして、ウエハに水滴が残留した状態で露光装置から塗布、現像装置に搬送される可能性が挙げられる。露光後のウエハＷは熱処理が行われるが、ウエハ上に水滴があると、あるいはその水滴が乾燥して水の浸みであるいわゆるウオータマークが生成されると、その直下のパターン解像に悪影響がある。このため露光後のウエハの表面を洗浄して水滴を除去する必要がある。

【0008】

また液浸露光プロセスにおいては、露光機液浸部（レンズ先端）のスキャン追随性を高めて従来からの露光装置と同等のスループットを確保するために、露光ウエハ表面に撥水性の高い、例えば水の静的接触角が７５〜８５度程度の保護膜を形成することが検討されているが、保護膜の撥水性が高いだけに保護膜の表面に小さな水滴が残留する可能性が大きくなってくる。なお前記水の静的接触角とは、図２５に示すように水滴が基板の表面に付着しているときに水滴を断面で見たときに水滴の外縁を形成する円弧について、基板の表面における接線と当該表面とのなす角度θである。また、水の静的接触角は、現像処理することで低下することがある。以下、単に接触角という記載は静的接触角のことであり、さらに現像処理前の水の静的接触角を示すものとする。

【0009】

そして露光機液浸部をスキャンするため、基板の表面にパーティクルが残存していると、このパーティクルが露光機液浸部の下方側の液体中に取り込まれ、各スキャン位置において当該パーティクルに基づく現像欠陥が発生するため、液浸露光に入る前にウエハ表面を洗浄してパーティクルを確実に除去する必要がある。しかしながら特許文献１の手法においては、ウエハの表面の接触角が高いとつまり表面の撥水性が高いと、ウエハの中心付近から離れた領域においてパーティクル（液浸露光前）あるいは水滴（液浸露光後）を十分に除去することが困難である。

【0010】

その理由は、図２６（ａ）に示すようにウエハＷの中心に洗浄液ノズル１１から洗浄液Ｒを吐出してウエハＷの全面に行き渡らせ、次いで図２６（ｂ）に示すようにガスノズル１２からのＮ2ガスの吐出によりウエハＷの中心部に乾燥領域のコアを形成したときに、ウエハＷの表面の撥水性が高いことから、薄い液膜が外に向かってかなり早い速度で移動し、このためこの薄い液膜が引きちぎれて水滴Ｍとなって残留してしまう。なおウエハＷの中心に近い領域では、はじめにウエハＷの中心部に洗浄液Ｒが吐出されかつこの領域の遠心力が小さいことから、洗浄効果が高く、水滴の残留は実質起こらない。

【0011】

また、前記保護膜を使用せずに更に撥水性の高い（疎水性の大きい）レジスト膜（水の静的接触角が８５度以上）を用いることが検討されている。このようなレジストを用いた場合には、現像後においてもウエハの表面の撥水性が高く、特許文献１の手法では次のような問題がある。

【0012】

ウエハの表面の撥水性がそれほど高くない場合つまり水の接触角がそれほど大きくない場合には、ウエハ中心部に洗浄液を吐出して全面に広げた後、乾燥コアを形成して広げるときに、図２７（ａ）に示すように、レジストパターンの凹部１３内に残存する洗浄液Ｒが凹部１３の外のパターン表面に沿ってウエハ外方に向かう洗浄液に引き連れられ、当該凹部１３から洗浄液が排出される。これに対して、ウエハの表面における水の接触角が８５度にもなると、前記乾燥コアの広がり速度がかなり速くなり、即ちパターン表面上の薄い液膜がウエハ外方に向かう速度がかなり速くなり、図２７（ｂ）に示すように、凹部１３内の洗浄液Ｒが前記液膜から引きちぎられて当該凹部１３内に取り残されることとなる。この洗浄液Ｒ中にはレジストの溶解生成物が含まれるため、現像欠陥の要因となる。この現像欠陥は、既述した理由からウエハの中心に近い領域ではほとんど発生しないが、当該領域の外側において顕著に発生する。

【0013】

また特許文献２には、処理液ノズルをウエハの中心から１０ｍｍ〜１５ｍｍ離れた位置へ急速移動し、その後に速やかにウエハの中心部にＮ2ノズルからＮ2ガスを吹付けてウエハの中心部の乾燥を促進し、処理液ノズルをウエハの周縁に３ｍｍ／秒以下の速度でスキャンさせる洗浄方法が記載されている。しかしながらこの特許文献２には、ウエハの表面が８５度以上もの大きな接触角を有している場合に、ウエハの中心部近傍から周縁に亘って確実に表面を洗浄できる技術は記載されていない。具体的には、洗浄液ノズルとガスノズルとの大きさによっては、乾燥域をうまく形成できない事、あるいはノズル移動速度が遅く、プロセス時間が長くなるといった課題が発生する。

【特許文献1】特開２００６−８０３１５号公報（図７、段落００４０、００４３）

【特許文献2】ＷＯ２００５−５０７２４号公報（図７、段落００４０、００４３）

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明はこのような事情の下になされたものであり、高い洗浄効果を得ることが出来、しかも短時間で洗浄を行うことのできる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の基板洗浄方法は、撥水性を有する基板の表面の洗浄および乾燥を行う基板洗浄方法であって、
基板を略水平に保持しつつ基板に垂直な軸の周りで回転させる工程と、
洗浄液を吐出する洗浄液ノズルを用いて回転する基板上の中心部に洗浄液を供給して液膜を形成する工程と、
前記洗浄液ノズルから吐出された洗浄液を受ける基板上の位置が前記回転する基板上の中心部から基板上の周縁部に向かって一定距離移動するように前記洗浄液ノズルを移動させる工程と、
前記洗浄液を受ける基板上の位置が基板上の中心部から一定距離離間した状態を保持しつつ、気体を吐出するガスノズルを用いて前記回転する基板上の中心部に所定時間気体を吐出することにより基板上の中心部に乾燥領域を形成する工程と、
基板上の中心部に乾燥領域が形成された後、前記洗浄液を受ける基板上の位置が前記回転する基板上の周縁部に向かって連続的に移動するように１０ｍｍ／秒を越えない速度で前記洗浄液ノズルを移動させるとともに、前記ガスノズルから吐出された気体を受ける基板上の位置が前記洗浄液を受ける基板上の位置から前記一定距離離間しつつ前記洗浄液を受ける基板上の位置の移動経路をたどるように前記ガスノズルを連続的に移動させる工程と、
を備え、
前記洗浄液ノズル及び前記ガスノズルを連続的に移動させる工程は、前記中心部に気体が吐出されて形成された前記乾燥領域が瞬時に前記洗浄液の吐出される位置まで到達して前記基板上に洗浄液の液膜と乾燥領域との界面を形成し、当該界面が形成された状態で前記洗浄液の吐出位置を前記乾燥領域が基板の外側に広がる速度よりも遅い速度で基板の周縁部に向かって移動させるように、洗浄液ノズルの移動速度、洗浄液の吐出流量及び基板の回転数が制御される工程と、前記洗浄液の各吐出位置における前記基板の回転による遠心力が一定となるように前記基板の回転数を制御する工程と、
を含み、
前記一定距離は、９ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、
前記洗浄液ノズルと共にガスノズルを移動させる工程は、前記洗浄液を受ける基板上の位置が、基板周縁部から２ｍｍ〜１０ｍｍ離れた位置に移動するように行われ、
洗浄液を受ける基板上の位置が前記基板周縁部から離れた位置に移動したときに、基板を回転させながら前記洗浄液の吐出を停止する工程と、
前記洗浄液の吐出停止後に、遠心力により前記基板上の洗浄液を基板から除去するために引き続き基板を回転させる工程と、
を備え、
前記洗浄液を受ける基板上の位置が基板上の中心部から基板上の周縁部に向かって一定距離移動するように前記洗浄液ノズルを移動させる工程は、基板を１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍで回転させながら行うことを特徴とすることを特徴とする。

【0016】

例えば基板を回転させる工程は、前記洗浄液を受ける基板上の位置が基板上の中心部に位置する状態で基板が第１の回転速度で回転し、前記洗浄液を受ける基板上の位置が基板上の周縁に位置する状態で基板が前記第１の回転速度より低い第２の回転速度で回転するように基板の回転速度を段階的または連続的に変化させる工程を含む。

【0017】

前記一定距離は、例えば９ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。

【0018】

前記洗浄ノズルと共にガスノズルを移動させる工程は、洗浄液を受ける基板上の位置が基板周縁部から２ｍｍ〜１０ｍｍ離れた位置に移動するように行われ、
洗浄液を受ける基板上の一が前記基板周縁部から離れた位置に移動したときに、基板を回転させながら前記洗浄液の吐出を停止する工程と、
前記洗浄液の吐出停止後に、遠心力により前記基板上の洗浄液を基板から除去するために引き続き基板を回転させる工程と、
を備えている。

【0019】

前記洗浄ノズルから吐出された洗浄液を受ける基板上の位置が基板上の中心部から基板上の周縁に向かって一定距離移動するように前記洗浄ノズルを移動させる工程は、
例えば基板を１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍで回転させながら行う。

【0020】

前記乾燥領域を形成するために基板上の中心部に気体を供給する前記所定時間は例えば０．５秒間である。

【0027】

ところで、基板に現像液を供給する現像処理後に洗浄を行う場合、基板における水の静的接触角が８５度以上とは、現像処理前の基板における水の静的接触角が８５度以上であることを示す。現像液によってレジストの表面の状態が変わるなどの原因から、現像処理前に水の静的接触角が８５度以上であった基板表面については、洗浄時にその静的接触角が８５度よりも多少低くなっていることがあるが、この場合における洗浄処理は現像処理を行った直後に行う必要があるため、現像処理後洗浄処理前の静的接触角を正確に測定することが難しいので、このように静的接触角を定義する。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、回転する基板上の中心部にガスノズルから気体を吐出して乾燥領域を形成し、瞬時に乾燥領域を洗浄液の吐出される位置まで到達させて洗浄液の液膜と乾燥領域との界面を形成する。そして、洗浄液を受ける基板上の位置が基板上の周縁に向かって連続的に移動するように洗浄ノズルを移動させるとともに、前記ガスノズルから吐出された気体を受ける基板上の位置が前記洗浄液を受ける基板上の位置から一定距離離間しつつ前記洗浄液を受ける基板上の位置の移動経路をたどるように前記ガスノズルを連続的に移動させる。これによって、高い洗浄効果を得ることができ、しかも洗浄を短時間で行うことができる。そして特に露光された基板の表面に現像液を供給して現像を行った後の基板に対して本発明を適用すれば、後述の評価試験からも明らかなように現像欠陥を皆無に近い状態まで低減することができ、歩留まりの向上に大きく寄与する。
また、形成された乾燥領域に、処理雰囲気からノズルに付着した液滴が落下することを抑えることで、現像欠陥をより確実に低減することができる。

【発明を実施するための最良の形態】

【0030】

[第１の実施の形態]
本発明の基板洗浄装置を現像装置に組み合わせた実施の形態について説明する。図１において、２は基板例えばウエハＷ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スピンチャックである。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と接続されており、ウエハＷ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。なお、本例では、スピンチャック２の回転軸２１上にウエハＷの中心が位置するように設定されている。

【0031】

スピンチャック２上のウエハＷを囲むようにして上方側が開口するカップ３体が設けられている。このカップ体３は、上部側が四角状であり下部側が円筒状の外カップ３１と、上部側が内側に傾斜した筒状の内カップ３２とからなり、外カップ３１の下端部に接続された昇降部３３により外カップ３１が昇降し、更に内カップ３２は外カップ３１の下端側内周面に形成された段部に押し上げられて昇降可能なように構成されている。

【0032】

またスピンチャック２の下方側には円形板３４が設けられており、この円形板３４の外側には断面が凹部状に形成された液受け部３５が全周に亘って設けられている。液受け部３５の底面にはドレイン排出口３６が形成されており、ウエハＷからこぼれ落ちるか、あるいは振り切られて液受け部３５に貯留された現像液や洗浄液はこのドレイン排出口３６を介して装置の外部に排出される。また円形板３４の外側には断面山形のリング部材３７が設けられている。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おり、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ウエハＷ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。

【0033】

更に本例の現像装置（基板洗浄装置を兼用）は、現像液ノズル２３、洗浄液ノズル４及びガスノズル５を備えている。現像液ノズル２３は、スピンチャック２に保持されたウエハＷの直径方向に伸びる帯状の吐出口例えばスリット状の吐出口２３ａ（図２参照）を備えている。このノズル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。この現像液供給系２５は、現像液供給源、供給制御機器などを含むものである。

【0034】

前記現像液ノズル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おり、このノズルアーム２６の他端側は図示しない昇降機構を備えた移動基体２７と接続されており、更に移動基体２７は例えばユニットの外装体底面にてＸ方向に伸びるガイド部材２８に沿って、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横方向に移動可能なように構成されている。また図中２９は現像液ノズル２３の待機部であり、このノズル待機部２９でノズル先端部の洗浄などが行われる。

【0035】

洗浄液ノズル４は吐出口４０（図４参照）を有し、洗浄液供給路４２例えば配管を介して洗浄液供給系４３に接続されている。この洗浄液供給系４３は、洗浄液供給源、供給制御機器などを含むものであり、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。更に洗浄液ノズル４は図３に示すようにノズル保持部４１を介してノズルアーム４４に固定されており、このノズルアーム４４は昇降機構を備えた移動基体４５と接続されている。この移動基体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前記ガイド部材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。また図中４６は洗浄液ノズル４の待機部である。

【0036】

ガスノズル５は、配管を介してガス供給系に接続されており、この例ではガス供給系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。またガスノズル５は、例えばノズル保持部４１に固定されており、ノズルアーム４４により洗浄液ノズル４と一緒に移動するように構成されている。

【0037】

続いて洗浄液ノズル４とガスノズル５との離間位置について、洗浄液Ｒ及びＮ2ガスが吐出された状態を示した図４を用いて説明する。図中４Ａ、５Ａは洗浄液ノズル４の吐出口４０、ガスノズル５の吐出口５０からウエハＷに夫々吐出された洗浄液吐出（供給）位置、ガス吐出（供給）位置を示している。また、この洗浄液吐出位置４Ａは吐出口４０の洗浄液の吐出方向に向かったウエハＷへの投影領域であり、ガス吐出位置５Ａは、吐出口５０のガスの吐出方向に向かったウエハＷへの投影領域である。洗浄液吐出位置４Ａのガス吐出位置５Ａ側界面と、ガスの吐出位置４Ａの洗浄液吐出位置側５Ａ側界面との距離ｄは９ｍｍ〜１５ｍｍであり、後述するように上述の距離ｄは１２．３５ｍｍであるときに最も好ましく、本実施形態ではこの大きさに各吐出口が設定されているものとする。また、この例においては洗浄液ノズル４の吐出口４０の口径は４．３ｍｍであり、ガスノズル５の吐出口５０の口径は１．０ｍｍである。また、洗浄液の供給位置の中心とガスの供給位置の中心との距離ｄ１は１５ｍｍである。

【0038】

更に図中５はコンピュータからなる制御部であり、この制御部７は、この現像装置が行う後述の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て、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、洗浄液供給系４３、洗浄液ノズル４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及びカップ３２の昇降部３３などを制御するための制御信号を、前記プログラムに基づいて出力するように構成されている。またこのプログラムは、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。

【0039】

続いて、上記現像装置を用いて基板であるウエハＷを現像し、その後洗浄する一連の工程について説明する。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、洗浄液ノズル４及びガスノズル５が所定の待機位置にて夫々待機している状態において、その表面にレジストが塗布され、更に液浸露光された後のウエハＷが図示しない基板搬送手段により搬入されると、この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ウエハＷ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、このためウエハＷの表面の水の静的接触角は例えば９０度である。

【0040】

次いで、外カップ３１及び内カップ３２が上昇位置に設定されると共に、現像液ノズル２３からウエハＷ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をウエハＷの表面から数ｍｍ高い位置に設定し、しかる後、ウエハＷを例えば１０００〜１２００ｒｐｍの回転速度で回転させると共に、吐出口２３ａから現像液Ｄを帯状に吐出しながら現像液ノズル２３をウエハＷの回転半径方向、つまりウエハＷの外側から中央側に向かって移動させる。吐出口２３ａから帯状に吐出された現像液Ｄは、例えば図５に模式的に示すように、ウエハＷの外側から内側に向かって互いに隙間のないように並べられていき、これによりウエハＷの表面全体に螺旋状に現像液Ｄが供給される。そして回転しているウエハＷの遠心力の作用によりウエハＷの表面に沿って現像液Ｄは外側に広がり、結果としてウエハＷの表面には薄膜状の液膜が形成される。そして現像液Ｄ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。

【0041】

次いでこの現像液ノズル２３と入れ替わるようにして洗浄液ノズル４がウエハＷの中央部上方に配置され、そして現像液ノズル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４から洗浄液Ｒを吐出してウエハＷの表面の洗浄を行う。以下にこの洗浄工程について図６及び図７を参照しながら詳述すると、この洗浄工程は以下のステップにより行われる。

【0042】

ステップ１： 図６（ａ）に示すように、洗浄液ノズル４をウエハＷの中心部Ｃに対向しかつウエハＷの表面から例えば１５ｍｍの高さの位置に設定し、スピンチャック２を例えば１０００ｒｐｍの回転数で回転させながら、洗浄液ノズル４からウエハＷの中心部Ｃに洗浄液Ｒ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Ｒが遠心力によりウエハＷの中心部Ｃから周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液Ｒにより洗い流される。なおウエハＷの中心部Ｃとは、ウエハＷの中心点及びその近傍を意味する。

【0043】

ステップ２： 次いでスピンチャック２を１５００ｒｐｍ以上例えば２０００ｒｐｍの回転数で回転させながらノズルアーム４４（図２参照）を移動させることにより図６（ｂ）に示すように洗浄液ノズル４をウエハＷの中心部Ｃから少し外側に移動させ、これによりガスノズル５をウエハＷの中心部Ｃと対向するように位置させる。このとき洗浄液ノズル４は、洗浄液Ｒを例えば２５０ｍｌ／分の流量で吐出しながら例えば１５０ｍｍ／秒の速度で移動する。そしてノズルアーム４４は一旦停止し、ガスノズル５はウエハＷの中心部Ｃと対向した直後に当該中心部Ｃにガス例えば不活性ガスであるＮ2ガスＧを吹き付ける。

【0044】

洗浄液ノズル４をウエハＷの中心部Ｃから外側に移動させることにより当該中心部Ｃには洗浄液Ｒが供給されないが、当該中心部Ｃは遠心力が小さいので洗浄液Ｒの液膜が引き裂かれずに薄い状態がしばらく維持される。しかし、図８にも示すようにガスノズル５からＮ2ガスＧが吹付けられることにより液膜が破れ、ウエハＷの表面が剥き出しになった乾燥領域６が遠心力により広がっていく。このときウエハＷの表面は、水の接触角が９０度と撥水性が高いため、乾燥領域６は洗浄液Ｒが吐出されている位置まで瞬時に広がる。図６（ｂ）の点線は乾燥領域６の周縁を示しており、その中は乾燥領域６であることを示している。また、洗浄液吐出位置４Ａのガス吐出位置５Ａ側界面と、ガスの吐出位置４Ａの洗浄液吐出位置側５Ａ側界面との距離ｄが既述のように１２．３５ｍｍであり、両ノズル４、５が一体的に移動することから、この時点における乾燥領域６はおよそ直径２５ｍｍの円形状である。

【0045】

ステップ１において洗浄液ＲはウエハＷの中心部Ｃに吐出され、外に広がることから、当該直径３０ｍｍの領域では単位面積あたりの洗浄液Ｒの量が多く、また遠心力も作用してはいるが、吐出された洗浄液Ｒが前記中心部Ｃに衝突しその衝撃により外に広がる作用が大きいことから、洗浄効果が大きい。このため乾燥領域６が瞬時に広がっても既述の図２７（ｂ）に示した現象は、後述の評価試験から推察すると皆無といってよく、パターンの凹部内の洗浄液Ｒは確実に排出されている。

【0046】

ステップ３： 乾燥領域６形成後にガス吐出を終了させ、続いて図６（ｃ）に示すように、ノズルアーム４４により洗浄液ノズル４、ガスノズル５が一体的にウエハＷの周縁に向けて移動する。乾燥領域６を形成するためのガスの供給開始から停止までの時間は例えば０．５秒である。

【0047】

このステップ３においては、ウエハＷが回転している状態で、洗浄液ノズル４から洗浄液Ｒを吐出している。洗浄液ノズル４の移動速度は、乾燥領域６が外側に広がる速度よりも遅い速度、例えば５ｍｍ／秒に設定されている。洗浄液ノズル４によりウエハＷの中心部Ｃに洗浄液を吐出し、その後洗浄液を吐出せずにＮ2ガスＧの吹付けだけを行うと、乾燥領域６が外側に広がっていくが、上記の「乾燥領域６が外側に広がる速度」とはこの場合の速度である。ウエハＷの表面の撥水性が高いことから既述のように乾燥領域６の広がる速度が大きく、このため洗浄液ノズル４の移動速度を乾燥領域６の広がる速度よりも大きくすると、図２７（ｂ）に示すように洗浄液Ｒが残留してしまう。またこのステップ３では、図９に示す如く洗浄液Ｒの各吐出位置においてウエハＷの回転による遠心力が計算上一定となるようにウエハＷの回転数が制御される。ステップ３の開始時の回転数ｆ１は例えば２０００ｒｐｍである。

【0048】

このように回転数を制御する理由は、ウエハＷ上の単位面積当たりに供給する洗浄液Ｒの量をウエハＷの面内で揃え、これによりウエハＷの中心部Ｃから外れた領域においても高い洗浄効果を得ようとするためである。なおこのような効果が得られるのであれば、洗浄液Ｒの各吐出位置においてウエハＷの回転による遠心力が一定でなくとも、洗浄液Ｒの供給位置がウエハＷの中心に近いほどウエハＷの回転数が高くなるように、言い換えれば洗浄液Ｒの供給位置がウエハＷの周縁に近いほどウエハＷの回転数が低くなるようにウエハＷの回転数を制御してもよい。

【0049】

ステップ３の開始時の回転数ｆ１は例えば２０００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍであることが好ましく、３０００ｒｐｍよりも高いとミストなどの問題が発生し、また２０００ｒｐｍよりも低いと、乾燥領域６の広がるスピードが遅くなり、処理時間が長くなる。またステップ３におけるノズルの移動速度については、処理時間の短縮化を図るためにはできるだけ速い方が好ましいが、あまり速すぎると洗浄効果が低くなることから、１０ｍｍ／秒を越えないことが好ましい。

【0050】

そして洗浄液ノズル４の中心がウエハＷの周縁から少し中心寄りの位置、例えばウエハＷの周縁から中心側に２〜１０ｍｍ離れた位置に達すると（図７（ａ））、洗浄液ノズル４からの洗浄液Ｒの吐出を停止し、ウエハＷを回転させたままにしておく（図７（ｂ））。なお洗浄液ノズル４からの洗浄液Ｒの吐出をウエハＷの周縁に至るまで行うと、ウエハＷの表面に吐出された洗浄液Ｒが外側に跳ねてミストとなってウエハＷ表面に舞戻ってくるため、周縁に至る少し手前で洗浄液Ｒの吐出を停止することが好ましい。なお、洗浄液ノズル４を移動させる工程で、洗浄液と共にガスを吐出させてもよい。この場合、ガスノズル５からのＮ2ガスＧの吐出停止のタイミングについては、洗浄液Ｒの吐出停止と同じタイミングでもよいが、洗浄液Ｒの吐出停止前あるいは吐出停止後であってもよい。

【0051】

ステップ４： 洗浄液ノズル４の洗浄液Ｒの吐出を停止した後は、そのままの回転数（この例では２０００ｒｐｍの回転数）でウエハＷを回転させる。これにより乾燥領域６が外側に向かって広がり、乾燥領域６がウエハＷの周縁まで広がった後、この例ではウエハＷの回転数を２０００ｒｐｍに設定したままウエハＷ上の液滴を遠心力により振り切って乾燥を行う。洗浄液ノズル４及びガスノズル５は待機位置に戻される。

【0052】

なお現像後のウエハＷにはパターンである凹部が形成され、この凹部内は親水性になり、ウエハＷの表面の接触角が低下する部分がある。本発明の対象は、水の接触角が８５度以上である疎水性表面を備えた基板であり、この例では現像処理前の水の静的接触角が８５度以上である疎水性表面を備えた基板の洗浄工程を示している。基板に現像液を供給する現像処理後に洗浄を行う場合、基板における水の静的接触角が８５度以上とは、現像処理前の基板における水の静的接触角が８５度以上であることを示す。現像液によってレジストの表面の状態が変わるなどの原因から、現像処理前に水の静的接触角が８５度以上であった基板表面については、洗浄時にそのレジストの静的接触角が８５度よりも多少低くなっていることがあるが、この場合における洗浄処理は現像処理を行った直後に行う必要があるため、現像処理後洗浄処理前の静的接触角を正確に測定することが難しいので、このように静的接触角を定義している。

【0053】

以上の一連のステップ１〜４は、制御部７のメモリ内に格納されているプログラムをＣＰＵが読み出し、その読み出した命令に基づいて既述の各機構を動作するための制御信号を出力することにより実行される。

【0054】

上述の実施の形態によれば、表面における水の接触角が８５度以上である高い撥水性を持つレジスト表面を備えたウエハＷに対して現像した後、スピン洗浄するにあたり、ウエハＷの中心部Ｃに洗浄液Ｒを供給した後、洗浄液Ｒの供給位置を前記中心部から偏心位置へ移動させると共に前記ウエハＷの中心部Ｃにガスノズル５からガスを、ウエハＷにおける洗浄液の吐出位置のガス吐出位置側界面と、ウエハＷにおけるガスの吐出位置の洗浄液吐出位置側界面との距離が９ｍｍ〜１５ｍｍである状態で供給して洗浄液Ｒの乾燥領域６を発生させ、その後、ウエハＷを回転させたまま洗浄液Ｒの供給位置を、前記乾燥領域６が外に広がる速度よりも遅い速度でウエハＷの周縁に向けて移動させるようにしている。このため高い洗浄効果を得ることができ、後述の評価試験からも明らかなように現像欠陥を皆無に近い状態まで低減することができ、歩留まりの向上に大きく寄与し、しかも洗浄を短時間で行うことができる。また洗浄液Ｒの供給位置がウエハＷの周縁に近いほどウエハＷの回転数が高くなるようにウエハＷの回転数を制御し、これによりウエハＷ上の単位面積当たりに供給する洗浄液Ｒの量をウエハＷの面内で揃えるようにすれば、ウエハＷの中心部から外れた領域においても高い洗浄効果が得られる。従ってこのような手法は、保護膜を使用しないで撥水性の高いレジストを用いて液浸露光に対応していく技術に対して極めて有効な手法である。

【0055】

ここで本発明では、ステップ２においてつまり乾燥領域６を形成するときに「ウエハＷにおける洗浄液の吐出位置のガス吐出位置側界面と、ウエハＷにおけるガスの吐出位置の洗浄液吐出位置側界面との距離ｄを９ｍｍ〜１５ｍｍに設定した状態でウエハＷの中心部にガスを吐出する」ことが要件であり、本発明は、後述の実験からこの距離ｄの適切な値を見出したところに意義がある。

【0056】

[第２の実施の形態]
この実施の形態では、洗浄液ノズル４及びガスノズル５を別々のノズルアームにより独立して移動できるように構成している。そして洗浄液ノズル４によりウエハＷの中心部Ｃに洗浄液を吐出し、続いて洗浄液ノズル４をウエハＷの中心部Ｃから少し外側に移動させると共にガスノズル５をウエハＷの中心部Ｃと対向するように位置させ、このガスノズル５から当該中心部ＣにＮ2ガスを供給して乾燥領域６を形成する。その後、洗浄液ノズル４を、洗浄液を吐出した状態でウエハＷの周縁部近傍まで移動させ（図１０（ａ）、（ｂ））、続いて洗浄液の吐出を停止し、ウエハＷの乾燥を行う（図１０（ｃ））。一方、ガスノズル５は、中心部ＣにＮ2ガスを供給して乾燥領域６を形成した後は、Ｎ2ガスの吐出を停止する。

【0057】

図６（ｂ）の時点における洗浄液ノズル４及びガスノズル５の離間距離については第１の実施の形態と同様である。ガスノズル５はウエハＷの中心部ＣにＮ2ガスを吐出して乾燥領域６を形成した後は、図１０では前記中心部Ｃの上方に位置しているが、待機位置に戻すようにしてもよい。この実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
また第２の実施の形態において、図６（ａ）、（ｂ）の動作を行った後、洗浄液ノズル４が移動するときに、ガスノズル５から前記ウエハＷの中心部ＣにＮ2ガスを吐出し続けてもよい。

【0058】

［第３の実施の形態］
ところで、現像液や洗浄液が供給されるためカップ３１内の雰囲気は湿度が高くなっており、特に洗浄液が供給された直後において、その洗浄液ノズルが供給された周囲の雰囲気は湿度が高くなる。従って、第１の実施形態のステップ３において、洗浄液ノズル４に追従してガスノズル５がウエハの中心部Ｃから周縁部に向かって移動するにあたり、周囲の雰囲気の水分がガスノズル５表面に付着して液滴が形成され、その液滴がガスノズル５から乾燥領域６に落下し、そこに形成されている凹部内に入り込んで、現像欠陥が発生してしまうおそれがある。そこで、このような落下する液滴による現像欠陥を抑えることができる実施形態について説明する。

【0059】

図１１は、図１の現像装置と同様に構成された現像装置７０を示しており、図１の現像装置と同様に構成された箇所については図１と同じ符号を付して、説明を省略し、現像装置７０における図１の現像装置との差異点を中心に説明する。現像装置７０に設けられる第１の洗浄液ノズル７１は、洗浄液ノズル４に対応し、この洗浄液ノズル４と同様に構成されている。また、この現像装置７０には第１の洗浄液ノズル７１とは独立してウエハＷに洗浄液を供給する第２の洗浄液ノズル７２が設けられている。第２の洗浄液ノズル７２は洗浄液ノズル７１と同様に洗浄液供給路７３を介して洗浄液供給系４３と同様に構成された洗浄液供給系７４に接続されている。

【0060】

図１２（ａ）に示すように、各洗浄液ノズル７１、７２及びガスノズル５は、ノズル保持部４１を介してノズルアーム４４に固定されており、第１の実施形態と同様にウエハＷの径方向に沿って、互いに一体的に移動するように構成されている。図中７１ａ、７２ａは洗浄液ノズル７１、７２の夫々の洗浄液吐出口であり、図１２（ｂ）に示すように鉛直下方に夫々洗浄液Ｒを吐出できるように構成されている。

【0061】

洗浄液ノズル７１からウエハＷに吐出される洗浄液吐出位置のガス吐出位置側界面と、ガスノズル５からウエハＷに吐出されるガス吐出位置の洗浄液吐出位置側界面との距離ｄは、第１の実施形態と同じ９ｍｍ〜１５ｍｍに設定されている。また、各ノズル７１、７２及び５の移動方向におけるガスノズル５の吐出口５０の中心Ｐ１と第２の洗浄液ノズル７２の吐出口７２ａの中心Ｐ２との距離ｄ２は、例えば１７．９ｍｍに設定され、ノズルの移動方向と直交する方向における前記中心Ｐ１と前記中心Ｐ２との距離ｄ３は例えば１５ｍｍである。洗浄液ノズル７１ａ、ガスノズル５はウエハＷの中心部に夫々洗浄液Ｒ、Ｎ2ガスＧを吐出できるように各ノズルの移動方向と並行に配列されており、このノズルの移動方向と、ガスノズル５及び第２の洗浄液ノズル７２の配列方向とのなす角θは例えば４０°である。各ノズルのレイアウトはこの例に限られないが、後述するように第２の洗浄液ノズル７２から乾燥領域６の外縁位置に洗浄液を供給するにあたり、第２の洗浄液ノズル７２からの洗浄液の供給位置とウエハＷの中心部との距離が、ウエハＷの中心部とガスノズル５との距離よりも近い状態になるように各ノズルが配置される。「ウエハＷ（基板）の中心部と第２の洗浄液ノズル７２からの洗浄液Ｒの吐出位置との距離がウエハＷの中心部とウエハＷ上におけるガスノズル５の投影位置との距離よりも近い」とは、これらの距離が同じであることも含む。つまり、第２の洗浄液ノズル７２及びガスノズル５の位置は、第２の洗浄液ノズル７２からの洗浄液Ｒによりガスノズルから落下した液滴が除去される位置である。

【0062】

続いて、この現像装置７０を用いて洗浄が行われる各ステップの様子を図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は各洗浄液ノズル７１、７２及びガスノズル５の動きと、乾燥領域６の変動とを示しており、図１４は各ノズルから洗浄液及びガスが吐出される様子を示している。図１３中の鎖線はウエハＷの直径を、図１４中の鎖線はウエハＷの回転中心軸を夫々示している。

【0063】

ステップＳ１：第１の実施形態と同様に現像液を供給した後、図１３（ａ）に示すように、第１の洗浄液ノズル７１をウエハＷの中心部Ｃに対向しかつウエハＷの表面から例えば１５ｍｍの高さの位置に設定し、スピンチャック２を例えば１０００ｒｐｍの回転数で回転させながら、洗浄液ノズル７１からウエハＷの中心部Ｃに洗浄液Ｒを例えば２５０ｍｌ／分の流量で、例えば５秒間吐出する（図１４（ａ））。そして、洗浄液Ｒが遠心力によりウエハＷの中心部Ｃから周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液Ｒにより洗い流される。

【0064】

ステップＳ２：次いでスピンチャック２を１５００ｒｐｍ以上例えば２０００ｒｐｍの回転数で回転させながら、図１３（ｂ）に示すように洗浄液ノズル７１をウエハＷの中心部Ｃから少し外側に移動させると共に洗浄液ノズル７２をウエハＷの中心部よりに移動させ、これによりガスノズル５をウエハＷの中心部Ｃと対向するように位置させる。このとき第１の洗浄液ノズル７１は、洗浄液Ｒを例えば２５０ｍｌ／分の流量で吐出しながら例えば１５０ｍｍ／秒の速度で移動する。そしてガスノズル５が、ウエハＷの中心部Ｃと対向した直後に当該中心部Ｃにガス例えば不活性ガスであるＮ2ガスＧを吹き付け、第１の実施形態と同様に乾燥領域６が形成される。乾燥領域６は第１の洗浄液ノズル７１により洗浄液Ｒが吐出されている位置まで広がる（図１３（ｂ））。

【0065】

ステップＳ３：ガス吐出開始から例えば０．５秒後にガス吐出を終了させ、またそれと略同時に第１の洗浄ノズル７１からの洗浄液Ｒの吐出を停止し、続いて図１３（ｃ）に示すように、第１の洗浄液ノズル７１及びガスノズル５をウエハＷの周縁よりに移動させると共に、第２の洗浄液ノズル７２をウエハＷの直径上へ移動させる（１４（ｃ））。このときの移動速度は、第２の洗浄液ノズル７２のウエハＷへの洗浄液Ｒの吐出位置がウエハＷの直径上に位置したときに、ウエハＷの中心部を広がる乾燥領域６の外縁位置に当該第２の洗浄液ノズル７２から洗浄液を供給することができる速度とし、例えば１５０ｍｍ／秒である。

【0066】

ステップＳ４：各ノズルが移動を続け、上記のように第２の洗浄液ノズル７２からウエハＷへ供給される洗浄液Ｒの吐出位置がウエハＷの直径上に位置すると、当該洗浄液ノズル７２からウエハＷに洗浄液Ｒが乾燥領域６の外縁位置に例えば２５０ｍＬ／秒で吐出される（図１３（ｄ）、図１４（ｄ））。この場合の「乾燥領域の外縁位置」とは、洗浄効果に支障のない範囲で外縁位置から数ミリ例えば２ミリ程度内側あるいは外側の位置に洗浄液の吐出を開始した場合においても含まれる。このような例としては、例えばノズルの駆動機構の動作タイミングと乾燥領域の広がりのタイミングとに基づいて、洗浄液の吐出位置が乾燥領域の外縁位置からわずかにずれる場合などが挙げられる。

【0067】

ステップＳ５：図１３（ｅ）及び図１４（ｅ）に示すように、引き続き洗浄液ノズル７１、７２及びガスノズル５がウエハＷの周縁に向けて、乾燥領域６が外側に広がる速度よりも遅い速度、例えば５ｍｍ／秒で移動する。このように各ノズルの移動中において、図１５に示すように洗浄液ノズル７１及びガスノズル５に液滴Ｌが形成され、その液滴ＬがウエハＷに落下しても、これらの洗浄液ノズル７１及びガスノズル５は乾燥領域６の外側領域を移動しているため、落下した液滴Ｌは洗浄液ノズル７２から供給される洗浄液Ｒにより洗い流される。従ってこの液滴Ｌが、ウエハＷ表面に形成された凹部内に入り込み、そのまま残留して、現像欠陥となることが抑えられる。

【0068】

ステップＳ６：そして第２の洗浄液ノズル７２からの洗浄液の吐出位置がウエハＷの周縁から少し中心寄りの位置、例えばウエハＷの周縁から中心側に２〜１０ｍｍ離れた位置に達すると（図１３（ｆ））、第２の洗浄液ノズル７２からの洗浄液Ｒの吐出を停止する（図１４（ｆ））。そして、ウエハＷを引き続き、そのままの回転数（この例では２０００ｒｐｍの回転数）で回転させて乾燥領域６を外側に向かって広げ、乾燥領域６がウエハＷの周縁まで広がった後、この例ではウエハＷの回転数を２０００ｒｐｍに設定したままウエハＷ上の液滴を遠心力により振り切って乾燥を行う。

【0069】

この第３の実施形態においてもウエハＷの中心部Ｃに洗浄液Ｒを供給した後、洗浄液Ｒの供給位置を前記中心部Ｃから偏心位置へ移動させると共に前記ウエハＷの中心部ＣにウエハＷにおけるガス吐出位置の洗浄液吐出位置側界面と洗浄液吐出位置のガス吐出位置側界面との距離が９ｍｍ〜１５ｍｍである状態で供給して、洗浄液Ｒの乾燥領域６を発生させ、その後、ウエハＷを回転させたまま洗浄液Ｒの供給位置を、前記乾燥領域６が外に広がる速度よりも遅い速度でウエハＷの周縁に向けて移動させるようにしている。このため第１の実施形態と同様に高い洗浄効果を得ることができる。さらに、乾燥領域６が形成され、第２の洗浄ノズル７２から洗浄液を供給した後、第１の洗浄ノズル７１及びガスノズル５は乾燥領域６の外縁よりも外側領域を移動するので、これらのノズルから垂れた液滴により現像欠陥が発生することが抑えられる。

【0070】

［第４の実施の形態］
この第４の実施の形態の洗浄方法は、第１の実施の形態で用いられた装置と同じ装置を用いて行われ、洗浄液ノズル４及びガスノズル５は一体的に移動する。洗浄液ノズル４及びガスノズル５の動きを示した図１６を用いて説明するが、便宜上各ノズルの移動方向である図中の左右方向をＸ方向と呼び、洗浄液ノズル４が配置されている側（図１６中右側）、ガスノズル５が配置されている側（図１６中左側）を夫々＋Ｘ側、−Ｘ側とする。

【0071】

先ず、第１の実施形態と同様に現像液を供給した後、洗浄液ノズル４からウエハＷの中心部Ｃに洗浄液Ｒを吐出し（図１６（ａ））、洗浄液Ｒを吐出した状態で洗浄液ノズル４及びガスノズル５を＋Ｘ方向に移動させ、ガスノズル５をウエハＷの中心部Ｃと対向するように位置させる。そして、このガスノズル５から当該中心部ＣにＮ2ガスＧを供給して乾燥領域６を形成する（図１６（ｂ））。ガス供給開始から所定の時間経過後、Ｎ2ガスＧの供給及び洗浄液Ｒの供給を停止して、乾燥領域６がウエハＷを広がる速度よりも早く、洗浄液ノズル４及びガスノズル５を−Ｘ方向に移動させる（図１６（ｃ））。このときのノズル４、５の移動速度は例えば１５０ｍｍ／秒である。

【0072】

そして、洗浄液ノズル４がウエハＷの中心部Ｃ上を通過し、続いて乾燥領域６における上述した外縁位置に洗浄液Ｒが供給されるように、洗浄液Ｒの吐出を再開する（図１６（ｄ））。その後、洗浄液ノズル４から洗浄液Ｒを吐出した状態で、洗浄液ノズル４及びガスノズル５を乾燥領域６が外側に広がる速度よりも遅い速度、例えば５ｍｍ／秒で−Ｘ方向へと移動させ、洗浄液ノズル４の移動に応じて乾燥領域６が外側に向けて広がる（図１６（ｅ））。然る後、洗浄液ノズル４がウエハＷの周縁部近傍まで移動したら、洗浄液Ｒの吐出を停止し、第１の実施形態のステップ４と同様にウエハＷの乾燥を行う。

【0073】

この第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様のノズル配置であるため、第１の実施形態と同様の効果を有する。更に、この第４の実施形態においてはＮ2ガス吐出後、乾燥領域６の外側領域にガスノズル５を配置し、洗浄液ノズル４が洗浄液を吐出しながらウエハＷ周縁に向かうときにはガスノズル５は乾燥領域６の外側を移動するため、ウエハＷにガスノズル５から液滴が落下しても、乾燥領域６内に落下することが抑えられる。従って現像欠陥が発生することがより確実に抑えられる。なお、この第４の実施形態においては乾燥領域６形成後、ノズル４、５が乾燥領域６上を通過するので、移動中に各ノズルに液滴が付着し、その液滴が乾燥領域６に落下するおそれがあるが、このようにノズルが移動する際に乾燥領域６の形成は、遠心力の小さいウエハＷ中心部に留まっており、乾燥領域６上を移動する各ノズル４、５の移動距離は抑えられるため、第１の実施形態に比べて乾燥領域６への液滴の落下は抑えられる。ただし、第３の実施形態の方が、より確実にこの液滴による現像欠陥を抑えることができるため好ましい。

【0074】

この実施形態において、ノズル移動中の液の落下を抑えるためにノズルの待機領域を図１７（ａ）（ｂ）のように構成してもよい。この例では、待機領域４６は、上側が開放された容器４Ａ内の空間として構成されており、容器４Ａ内にはノズル４の待機中に乾燥ガスを吹き付けて当該ノズル４を乾燥させるための乾燥ノズル４７と、待機領域４６内に供給された乾燥ガスを排気するための排気管４８とが設けられている。このように待機領域４６を構成し、１枚のウエハＷを洗浄、乾燥後、洗浄液ノズル４が待機領域４６で待機している間に、このノズル４を乾燥させることで、次のウエハの処理中に乾燥領域６に洗浄液ノズル４から液滴が落下することを抑えることができる。図中４Ｂは待機領域４６に隣接するように設けられたガスノズル５の待機領域であり、待機領域４６と同様に構成され、ガスノズル５の待機中にこのガスノズル５を乾燥させる。他の実施形態においてもこのように待機領域４６、４Ｂを構成してもよい。また、待機領域４６、４Ｂにおいては、乾燥ノズル４７を設ける代わりにヒータを設けて、そのヒータの熱により洗浄液ノズル４及びガスノズル５を乾燥させてもよい。

【0075】

［第５の実施形態］
続いて第４の実施形態の変形例である第５の実施形態について説明する。この実施形態で行う洗浄工程は、第１の実施形態の現像装置と略同様に構成されるが、図１８（ａ）（ｂ）で示すように洗浄ノズル４はＸ方向軸を回転中心として、Ｘ方向と水平に直交するＹ方向に傾けることができるように構成されている。

【0076】

続いて、第５の実施形態の洗浄方法について、図１９を参照しながら説明する。先ず、第４の実施形態と同様に現像液を供給した後のウエハＷの中心部Ｃに、洗浄液の吐出方向が鉛直下方に向けられた洗浄液ノズル４から洗浄液Ｒを吐出する。続いて洗浄液Ｒを吐出した状態で洗浄液ノズル４及びガスノズル５を＋Ｘ方向に移動させ、ガスノズル５をウエハＷの中心部Ｃと対向するように位置させ、Ｎ2ガスＧを供給してウエハＷの中心部Ｃに乾燥領域６を形成する（図１９（ａ））。

【0077】

その後、Ｎ2ガスＧの供給及び洗浄液Ｒの供給を停止し、図１８（ｂ）に示すように、洗浄液ノズル４の吐出口４０のウエハＷへの投影領域４９が乾燥領域６内に位置しないように洗浄液ノズル４をＹ方向に傾け、その後、第４の実施形態と同様に乾燥領域６がウエハＷを広がる速度よりも早く、洗浄液ノズル４及びガスノズル５を−Ｘ方向に移動させる（図１９（ｂ））。

【0078】

そして、洗浄液ノズル４がウエハＷの中心部Ｃ上を通過し、例えば乾燥領域６の外縁よりも若干外側に位置した後、鉛直下方に洗浄液を供給するために洗浄液ノズル４の傾きが変化し、然る後乾燥領域６の外縁位置に洗浄液Ｒが供給されるように、洗浄液の吐出を再開する（図１９（ｃ））。その後、第４の実施形態と同様に洗浄液ノズル４から洗浄液Ｒを吐出した状態で、洗浄液ノズル４及びガスノズル５を乾燥領域６が外側に広がる速度よりも遅い速度、例えば５ｍｍ／秒で−Ｘ方向へと移動させ、乾燥領域６を外側に向けて広げた後、洗浄液ノズル４がウエハＷの周縁部近傍まで移動したら、第１の実施形態のステップ４と同様にウエハＷの乾燥を行う。

【0079】

この第５の実施の形態においては、第４の実施の形態と同様の効果を有し、更に乾燥領域６形成後、ガスノズル５を乾燥領域６よりも外側に配置するにあたり、吐出口４０の投影領域が乾燥領域６の外側に向かうように洗浄液ノズル４を傾けることで液滴Ｌが洗浄液ノズル４から乾燥領域６内に落下することを抑えることができる。また、ガスノズル５も乾燥領域６上を移動させるにあたり、洗浄液ノズル４と同様にその傾きを変更して、乾燥領域６内への液滴Ｌの落下を防いでもよい。

【0080】

［第６の実施の形態］
続いて第４の実施形態の他の変形例である第６の実施形態について説明する。この第６の実施形態で用いる現像装置も第１の実施形態の装置と略同様に構成されているが、洗浄液ノズル４は図２０（ａ）、（ｂ）に示すように斜めにノズル保持部４１に設けられている。ただし、その洗浄液ＲのウエハＷへの供給位置は、他の実施形態と同様に洗浄液ノズル４の移動によってウエハＷの直径上を移動できるようになっている。また、図２０（ｃ）に示す、ウエハＷにおける洗浄液の吐出位置のガス吐出位置側界面と、ウエハＷにおけるガスの吐出位置の洗浄液吐出位置側界面との距離ｄは、既述の各実施形態と同じ大きさに設定される。

【0081】

このように洗浄液ノズル４を斜めに設けるのは、第４の実施形態と同様の手順で、洗浄処理を行い、乾燥領域６の形成後、洗浄液ノズル４及びガスノズル５を−Ｘ方向に移動させるときに、ウエハＷの表面に対する洗浄液ノズル４の投影領域４ａが乾燥領域６の外側領域を移動するようにして、図２０（ａ）に示すように洗浄液ノズル４から液滴Ｌが落下した場合に、その液滴Ｌを乾燥領域６の外側に落下させることを目的としている。従って、洗浄液ノズル４の水平軸に対する角度や洗浄液ノズル４とガスノズル５とのＹ軸方向の距離は、この乾燥領域６の広がる速度や−Ｘ方向への各ノズル４、５の移動速度に応じて適宜設計される。

【0082】

第６の実施形態の洗浄工程については、第４の実施形態の洗浄工程と同様に実施される。ガスノズル５からＮ2ガスＧを供給してウエハＷの中心部Ｃに乾燥領域６を形成した後は（図２１（ａ））、Ｎ2ガスＧの供給及び洗浄液Ｒの供給を停止して、乾燥領域６がウエハＷを広がる速度よりも早く、洗浄液ノズル４及びガスノズル５を−Ｘ方向に移動させ（図２１（ｂ））、その後は第４の実施形態と同様にウエハＷにおいて洗浄液ノズル４から供給される洗浄液の供給位置がウエハＷの中心部Ｃ上を通過し、例えば乾燥領域６よりも若干外側に位置したら洗浄液ノズル４からそのウエハＷに向けて洗浄液Ｒを吐出する（図２１（ｃ））。然る後、洗浄液ノズル４をウエハＷの周縁へと移動させる。

【0083】

このように洗浄を行えば、乾燥領域６形成後、洗浄液Rを供給するまでの乾燥領域６上にて各ノズル４、５を−Ｘ方向に移動させる間に、洗浄液ノズル４から乾燥領域６内に液滴Ｌが落下することが抑えられるし、洗浄液吐出再開後ガスノズル５は乾燥領域６の外側を移動するので、ガスノズル５から乾燥領域６内に液滴Ｌが落下することを抑えることができる。

【0084】

また、これら第２〜第６の実施形態においても、第１の実施形態と同様に洗浄液の供給位置に応じてウエハＷの回転速度を制御してもよい。また、各実施形態の現像装置の各部の動作は制御部７から送信される制御信号に基づいて制御され、上述の洗浄工程が夫々実施される。

【0085】

本発明の基板洗浄装置は、液浸露光を行うパターン形成システムにおいて、撥水性の高いレジストを用いた基板であって、現像が行われた後の基板の洗浄に公的に用いることができるが、液浸露光前の基板、あるいは液浸露光後でかつ現像前の基板を洗浄する場合にも好適である。具体的には、基板のレジスト上に撥水性の高い保護膜を形成した当該基板あるいは保護膜を形成せずに撥水性の高いレジストを塗布した基板について、液浸露光前に行う場合が挙げられ、また液浸露光後に保護膜を薬液で除去し、当該薬液を洗浄する場合や保護膜を形成せずに撥水性の高いレジストを塗布した基板について液浸露光後に液滴を除去する場合などが挙げられる。

【0086】

以下に液浸露光を行うパターン形成システムに本発明の洗浄装置を適用した例について図２２、図２３を参照しながら簡単に説明しておく。このシステムは、塗布・現像装置に露光装置を接続したものであり、図中Ｂ１はウエハＷ例えばウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬入出するための載置部１２０ａを備えたキャリアステーション１２０と、このキャリアステーション１２０から見て前方の壁面に設けられる開閉部１２１と、開閉部１２１を介してキャリア２からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。

【0087】

キャリア載置部Ｂ１の奥側には筐体１２２にて周囲を囲まれる処理部Ｂ２が接続されており、この処理部Ｂ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び液処理ユニットＵ４，Ｕ５の各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。また主搬送手段Ａ２，Ａ３は、キャリア載置部Ｂ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側に一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面側と、左側の一面側をなす背面部とで構成される区画壁１２３により囲まれる空間内に置かれている。また図中１２４，１２５は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。

【0088】

液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図２３に示すようにレジスト液や現像液などの薬液収納部１２６の上に、塗布ユニット（ＣＯＴ）２７、現像ユニット（ＤＥＶ）１２８及び反射処理防止膜形成ユニットＢＡＲＣ等を複数段例えば５段に積層して構成されている。現像ユニット（ＤＥＶ）１２８は第１の実施の形態の洗浄装置を兼用している。また既述の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、その組み合わせはウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。

【0089】

処理部Ｂ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４が接続されている。このインターフェイス部Ｂ３は、詳しくは図２２に示すように、処理部Ｂ２と露光部Ｂ４との間に前後に設けられる第１の搬送室１３０Ａ、第２の搬送室１３０Ｂにて構成されており、夫々に第１の基板搬送部１３１Ａ及び第２の基板搬送部１３１Ｂが設けられている。第１の搬送室１３０Ａには、棚ユニットＵ６、バッファカセットＣＯ及び本発明の基板洗浄装置１４０が設けられている。棚ユニットＵ６には、露光をしたウエハＷをＰＥＢ処理する加熱ユニット（ＰＥＢ）及び冷却プレートを有する高精度温調ユニットなどを上下に積層した構成とされる。

【0090】

上記のシステムにおけるウエハＷの流れについて簡単に説明する。先ず外部からウエハＷの収納されたキャリアＣ１が載置台１２０ａに載置されると、開閉部１２１と共にキャリアＣ１の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。そしてウエハＷは棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニットを介して主搬送手段Ａ２へと受け渡され、棚ユニットＵ１〜Ｕ３内の一の棚にて、反射防止膜の形成や冷却ユニットによる基板の温度調整などが行われる。

【0091】

しかる後、主搬送手段Ａ２によりウエハＷは塗布ユニット（ＣＯＴ）２７内に搬入され、ウエハＷの表面にレジスト膜が成膜される。しかる後、ウエハＷは主搬送手段Ａ２により外部に搬出され、加熱ユニットに搬入されて所定の温度でベーク処理がなされる。

【0092】

ベーク処理を終えたウエハＷは、次いで冷却ユニットにて冷却された後、棚ユニットＵ３の受け渡しユニットを経由してインターフェイス部Ｂ３へと搬入され、このインターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４内に搬入される。なお液浸露光用の保護膜をレジスト膜の上に塗布する場合には、前記冷却ユニットにて冷却された後、処理部Ｂ２における図示しないユニットにて保護膜用の薬液の塗布が行われる。その後、ウエハＷは露光部Ｂ４に搬入されて液浸露光が行われるが、液浸露光の前にインターフェイス部Ｂ３に設けられた図示しない本発明の洗浄装置にて洗浄するようにしてもよい。

【0093】

しかる後、液浸露光を終えたウエハＷは第２の基板搬送部１３１Ｂにより露光部Ｂ４から取り出され、本発明の基板洗浄装置１４０により基板の表面の水滴の除去が行われ、その後棚ユニットＵ６の一段をなす加熱ユニット（ＰＥＢ）に搬入される。

【0094】

しかる後、ウエハＷは基板搬送部１３１Ａによって加熱ユニット１３８から搬出され、主搬送手段Ａ２に受け渡される。そしてこの主搬送手段Ａ２により現像ユニット１２８内に搬入される。当該現像ユニット１２８では、現像液により基板の現像が行われ、更に洗浄が行われる。しかる後、ウエハＷは加熱ユニットにて加熱された後、載置台１２０ａ上の元のキャリアＣ１へと戻される。

【0095】

[評価試験]
（実験に用いたウエハ及び装置）
撥水性の高いレジストをウエハ上に塗布し、次いで液浸露光を行い、更に現像装置にて現像を行い、凹部の線幅が１５０ｎｍであるレジストパターンを形成した。ウエハ全面に前記レジストを形成した後の当該レジスト表面の水の接触角は９２度であった。現像装置に組み込まれている洗浄装置としては、洗浄液ノズル４及びガスノズル５が夫々独立して移動制御できる構成を備えている点を除いては第１の実施の形態と同様である。なお、接触角はウエハＷの各部によって微妙に変化するので、ここでいう接触角とはウエハＷ表面の各部の接触角の平均値のことである。

【0096】

（評価試験２）
第１の実施の形態におけるステップ１において、ウエハの中心部への洗浄液の吐出流量を２５０ｍｌ／秒、ウエハの回転数を５００ｒｐｍとした。またステップ２（図６（ｂ）及び図８）において、洗浄液の吐出位置におけるガス吐出位置側界面と、ガスの吐出位置における洗浄液吐出位置側界面との距離ｄを１２．３５ｍｍとした。更にステップ２において、洗浄液ノズル４をウエハの周縁に向かって移動し始めた時点のウエハの回転数ｆ１（図９参照）を３０００ｒｐｍとし、洗浄液ノズル４の移動速度を６．５ｍｍ／秒とした。その他のパラメータは第１の実施の形態に記載した値とした。
このようにしてウエハを洗浄し、その後乾燥させ、現像欠陥を測定したところ、欠陥箇所はウエハの中心で１個、全面においては３個存在しただけであった。

【0097】

（評価試験３）
洗浄液の吐出位置におけるガス吐出位置側界面と、ガスの吐出位置における洗浄液吐出位置側界面との距離ｄをウエハ毎に変更して設定し、その他の条件は評価試験１と同様にして実験を行い、洗浄処理後の各ウエハＷの欠陥数（パーティクルの数）を測定した。図２４はその結果を示したグラフであり前記界面間の距離ｄが７．３５ｍｍ、９．８５ｍｍ、１２．３５ｍｍ、１４．８５ｍｍ、１７．３５ｍｍ、１９．８５ｍｍ、２２．３５ｍｍのときに欠陥数は夫々８１０個、４３０個、２５個、４２２個、８９１個、１７２８個、２１６２個である。距離ｄが小さすぎると乾燥領域６が形成されなかったり、乾燥が遅れたりなどの不具合が起こり、また距離ｄが大きすぎると瞬時に広いエリアで乾燥が起こり、欠陥数が多くなった。欠陥数は実用的には５００個以下であることが好ましいので、この実験の結果及び装置の組み立てや加工の誤差を考えると、欠陥数を抑えるために有効な前記距離ｄの範囲は９ｍｍ〜１５ｍｍであると言える。

【0098】

（評価試験３）
ガスノズル５からＮ2ガスを吐出して乾燥領域６を形成した後、洗浄液ノズル４を１０ｍｍ／秒の等速でウエハの周縁に向けて移動した他は評価試験１と同様にして洗浄を行った。欠陥箇所は３０３であり、洗浄液ノズル４の移動速度が６．５ｍｍ／秒である評価試験１に比べて欠陥箇所が多かった。このことからノズルの移動速度が欠陥数に影響することが示された。

【図面の簡単な説明】

【0099】

【図1】本発明の第１の実施の形態にかかる現像装置に組み合わせた基板洗浄装置を示す縦断面図である。

【図2】上記第１の実施の形態にかかる基板洗浄装置を示す平面図である。

【図3】洗浄液ノズル、ガスノズル及びその周囲の構成部材の斜視図である。

【図4】上記第１の実施の形態にかかる基板洗浄装置に用いられる洗浄液ノズルとガスノズルとを一部断面で示す側面図である。

【図5】ウエハに対して現像液を供給する手法の一例を示す斜視図である。

【図6】上記第１の実施の形態において現像後のウエハを洗浄する様子を段階的に示す説明図である。

【図7】上記第１の実施の形態において現像後のウエハを洗浄する様子を段階的に示す説明図である。

【図8】ウエハの中心部にＮ2ガスを吐出して乾燥領域が広がる様子を示す説明図である。

【図9】洗浄液の吐出位置とウエハの回転数との関係を示す関係図である。

【図10】本発明の第２の実施の形態において現像後のウエハを洗浄する様子を段階的に示す説明図である。

【図11】本発明の第３の実施の形態に係る現像装置に組み合わせた基板洗浄装置を示す縦断面図である。

【図12】前記基板洗浄装置に設けられたノズルの構成図である。

【図13】第３の実施の形態においてウエハ洗浄時のノズルの位置を示した説明図である。

【図14】本発明の第３の実施の形態において現像後のウエハを洗浄する様子を段階的に示す説明図である。

【図15】本発明の第３の実施の形態においてウエハ及びそのウエハ上を移動するノズルの側面図である。

【図16】本発明の第４の実施の形態において現像後のウエハを洗浄する様子を段階的に示す説明図である。

【図17】ノズルの待機領域の構成図である。

【図18】本発明の第５の実施の形態の基板洗浄方法を実施する基板洗浄装置におけるノズル及びその待機領域の構成を示す構成図である。

【図19】前記第５の実施の形態において現像後のウエハを洗浄する様子を段階的に示す説明図である。

【図20】本発明の第６の実施の形態の基板洗浄方法を実施する基板洗浄装置におけるノズルの構成を示す構成図である。

【図21】前記第６の実施の形態において現像後のウエハを洗浄する様子を段階的に示す説明図である。

【図22】前記現像装置を組み込んだ塗布・現像装置の一例を示す平面図である。

【図23】前記現像装置を組み込んだ塗布・現像装置の一例を示す斜視図である。

【図24】評価試験の結果を示したグラフ図である。

【図25】基板の表面における水の接触角を説明する説明図である。

【図26】従来の洗浄方法によるウエハ表面の洗浄の様子を模式的に示す説明図である。

【図27】従来の洗浄方法によるウエハ表面の洗浄の様子を模式的に示す説明図である。

【符号の説明】

【0100】

Ｗ ウエハ
２ スピンチャック
２３ 現像液ノズル
２８ ガイドレール
３ カップ体
４ 洗浄液ノズル
４２ 洗浄液供給路
４３ 洗浄液供給系
４４ ノズルアーム
４５ 移動基体
５ ガスノズル
６ 乾燥領域
７ 制御部
Ｃ ウエハの中心部
Ｒ 洗浄液
Ｇ Ｎ2ガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】