(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】
(24)【登録日】2023-04-18
(45)【発行日】2023-04-26
(54)【発明の名称】基板処理装置および基板処理方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20230419BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 648G
H01L21/304 651B
H01L21/304 651L
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2019054965
(22)【出願日】2019-03-22
(65)【公開番号】P2020155709
(43)【公開日】2020-09-24
【審査請求日】2021-12-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000207551
【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】100168583
【弁理士】
【氏名又は名称】前井 宏之
(72)【発明者】
【氏名】植村 知浩
(72)【発明者】
【氏名】伊豆田 崇
(72)【発明者】
【氏名】東 克栄
(72)【発明者】
【氏名】脇田 明日香
【審査官】平野 崇
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０８２２２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０７８３２９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を回転可能に保持する基板保持部と、前記基板の上面にリンス液を斜めに吐出するリンス液ノズルを有するリンス液供給部と、
前記基板の前記上面に有機溶剤を吐出する有機溶剤ノズルを有する有機溶剤供給部と、
前記リンス液供給部および前記有機溶剤供給部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記リンス液が前記基板の前記上面を覆うように前記リンス液ノズルに前記基板の前記上面の中央に前記リンス液を吐出させ、
前記リンス液ノズルから吐出される前記リンス液の吐出量を減少させることにより前記リンス液が前記基板に到達する到達位置を前記基板の前記上面の中央から外側に移動させ、
前記リンス液の到達位置が前記基板の中央から外側に向かって移動した状態で前記有機溶剤ノズルに前記基板の上面の中央に前記有機溶剤の吐出を開始させ、
その後、前記リンス液の供給を停止させ、
前記有機溶剤が前記基板の前記上面を覆うように、前記有機溶剤ノズルから前記基板の上面の中央に前記有機溶剤を吐出する、基板処理装置。
【請求項2】
前記リンス液ノズルは、前記リンス液の吐出量を減少させることにより前記リンス液の到達位置が前記基板の上面の中央から外側に移動するように固定されている、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記リンス液ノズルは、前記基板保持部が備えられるチャンバーに固定されている、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記リンス液ノズルからの前記リンス液の到達位置を移動させる際に前記リンス液が前記基板の前記上面の中心を覆うように前記リンス液供給部を制御する、請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記リンス液ノズルは、前記基板の到達位置に到達した前記リンス液が前記基板の回転方向に対して反対方向の成分を有するように前記リンス液を吐出する、請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記リンス液ノズルは、前記リンス液の吐出の開始から前記リンス液の吐出の停止までの間に移動せずに前記リンス液を吐出する、請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記リンス液ノズルは、前記リンス液の吐出の開始から前記リンス液の吐出の停止までの間に移動する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記有機溶剤ノズルは、前記有機溶剤の吐出の開始から前記有機溶剤の吐出の停止までの間に移動せずに前記有機溶剤を吐出する、請求項１から７のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記有機溶剤ノズルからの前記有機溶剤の吐出を停止した後、前記基板の回転を継続するように前記基板保持部を制御する、請求項１から８のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項10】
前記基板の前記上面に対向する遮蔽板を有する遮蔽部材をさらに備える、請求項１から９のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項11】
前記遮蔽部材は、前記有機溶剤ノズルを有する、請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項12】
前記遮蔽部材は、前記基板の前記上面に向けてガスを供給するガスノズルを有する、請求項１０または１１に記載の基板処理装置。
【請求項13】
基板を保持しながら前記基板を回転させる工程と、前記基板の上面にリンス液ノズルからリンス液を斜めに吐出する工程と、
前記基板の前記上面に有機溶剤ノズルから有機溶剤を吐出する工程と
を包含し、
前記リンス液を吐出する工程および前記有機溶剤を吐出する工程において、
前記リンス液が前記基板の前記上面を覆うように前記リンス液ノズルに前記基板の前記上面の中央に前記リンス液を吐出させ、
前記リンス液ノズルから吐出される前記リンス液の吐出量を減少させることにより前記リンス液が前記基板に到達する到達位置を前記基板の前記上面の中央から外側に移動させ、
前記リンス液の到達位置が前記基板の中央から外側に向かって移動した状態で前記有機溶剤ノズルに前記基板の上面の中央に前記有機溶剤の吐出を開始させ、
その後、前記リンス液の供給を停止させ、
前記有機溶剤が前記基板の前記上面を覆うように、前記有機溶剤ノズルから前記基板の上面の中央に前記有機溶剤を吐出する、基板処理方法。
【請求項14】
前記基板を回転させる工程において、前記基板は、疎水化処理されている、請求項１３に記載の基板処理方法。
【請求項15】
前記リンス液を吐出する前に、前記基板を薬液処理する工程をさらに包含する、請求項１３に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板処理装置、基板処理方法および半導体製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、基板処理装置は半導体基板の製造に好適に用いられる。半導体基板の製造時にウォーターマークが発生することが問題となっている。ウォーターマークは基板上に不均一に発生するため、基板特性に悪影響を及ぼす。このため、ウォーターマークの発生を抑制する目的で、乾燥用有機溶剤としてＩＰＡを供給する際に低湿度ガスを吐出することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の基板処理装置では、処理液としてリンス液を供給した後に、低湿度ガスを供給した状態でＩＰＡの供給を開始しており、これにより、ウォーターマークの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００９－２１８５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の基板処理装置では、処理液としてリンス液を供給した後に、リンス液ノズルを退避位置に退避させるとともにＩＰＡ吐出ノズルを基板の直上に移動させる。しかしながら、このように、リンス液の吐出と有機溶剤の吐出とを切り替える場合、低湿度ガスの流量が低いと、基板の上面が露出してしまい、基板にウォーターマークが発生することがある。また、低湿度ガスを長時間供給し続けると、基板処理にかかるコストが増大することになる。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リンス液および有機溶剤を吐出する際のウォーターマークの発生を抑制可能な基板処理装置、基板処理方法および半導体製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一局面によれば、基板処理装置は、基板保持部と、リンス液供給部と、有機溶剤供給部と、制御部とを備える。前記基板保持部は、基板を回転可能に保持する。前記リンス液供給部は、前記基板の上面にリンス液を斜めに吐出するリンス液ノズルを有する。前記有機溶剤供給部は、前記基板の前記上面に有機溶剤を吐出する有機溶剤ノズルを有する。前記制御部は、前記リンス液供給部および前記有機溶剤供給部を制御する。前記制御部は、前記リンス液が前記基板の前記上面を覆うように前記リンス液ノズルに前記基板の前記上面の中央に前記リンス液を吐出させ、前記リンス液ノズルから吐出される前記リンス液の吐出量を減少させることにより前記リンス液が前記基板に到達する到達位置を前記基板の前記上面の中央から外側に移動させ、前記リンス液の到達位置が前記基板の中央から外側に向かって移動した状態で前記有機溶剤ノズルに前記基板の上面の中央に前記有機溶剤の吐出を開始させ、その後、前記リンス液の供給を停止させ、前記有機溶剤が前記基板の前記上面を覆うように、前記有機溶剤ノズルから前記基板の上面の中央に前記有機溶剤を吐出する。
ある実施形態において、前記リンス液ノズルは、前記リンス液の吐出量を減少させることにより前記リンス液の到達位置が前記基板の上面の中央から外側に移動するように固定されている。
ある実施形態において、前記リンス液ノズルは、前記基板保持部が備えられるチャンバーに固定されている。
ある実施形態において、前記リンス液ノズルは、前記リンス液の吐出量を減少させることにより前記リンス液の到達位置が前記基板の上面の中央から外側に移動するように固定されている。
ある実施形態において、前記リンス液ノズルは、前記基板保持部が備えられるチャンバーに固定されている。
【0008】
ある実施形態において、前記制御部は、前記リンス液ノズルからの前記リンス液の到達位置を移動させる際に前記リンス液が前記基板の前記上面の中心を覆うように前記リンス液供給部を制御する。
【0010】
ある実施形態において、前記リンス液ノズルは、前記基板の到達位置に到達した前記リンス液が前記基板の回転方向に対して反対方向の成分を有するように前記リンス液を吐出する。
【0011】
ある実施形態において、前記リンス液ノズルは、前記リンス液の吐出の開始から前記リンス液の吐出の停止までの間に移動せずに前記リンス液を吐出する。
【0012】
ある実施形態において、前記リンス液ノズルは、前記リンス液の吐出の開始から前記リンス液の吐出の停止までの間に移動する。
【0013】
ある実施形態において、前記有機溶剤ノズルは、前記有機溶剤の吐出の開始から前記有機溶剤の吐出の停止までの間に移動せずに前記有機溶剤を吐出する。
【0014】
ある実施形態において、前記制御部は、前記有機溶剤ノズルからの前記有機溶剤の吐出を停止した後、前記基板の回転を継続するように前記基板保持部を制御する。
【0015】
ある実施形態において、前記基板処理装置は、前記基板の前記上面に対向する遮蔽板を有する遮蔽部材をさらに備える。
【0016】
ある実施形態において、前記遮蔽部材は、前記有機溶剤ノズルを有する。
【0017】
ある実施形態において、前記遮蔽部材は、前記基板の前記上面に向けてガスを供給するガスノズルを有する。
【0018】
本発明の別の局面によれば、基板処理方法は、基板を保持しながら前記基板を回転させる工程と、前記基板の上面にリンス液ノズルからリンス液を斜めに吐出する工程と、前記基板の前記上面に有機溶剤ノズルから有機溶剤を吐出する工程とを包含する。前記リンス液を吐出する工程および前記有機溶剤を吐出する工程において、前記リンス液が前記基板の前記上面を覆うように前記リンス液ノズルに前記基板の前記上面の中央に前記リンス液を吐出させ、前記リンス液ノズルから吐出される前記リンス液の吐出量を減少させることにより前記リンス液が前記基板に到達する到達位置を前記基板の前記上面の中央から外側に移動させ、前記リンス液の到達位置が前記基板の中央から外側に向かって移動した状態で前記有機溶剤ノズルに前記基板の上面の中央に前記有機溶剤の吐出を開始させ、その後、前記リンス液の供給を停止させ、前記有機溶剤が前記基板の前記上面を覆うように、前記有機溶剤ノズルから前記基板の上面の中央に前記有機溶剤を吐出する。
【0019】
ある実施形態では、前記基板を回転させる工程において、前記基板は、疎水化処理されている。
【0020】
ある実施形態では、前記基板処理方法は、前記リンス液を吐出する前に、前記基板を薬液処理する工程をさらに包含する。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、リンス液および有機溶剤を吐出する際のウォーターマークの発生を抑制する。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本実施形態の基板処理装置の模式図である。
【図2】本実施形態の基板処理方法を説明するためのフロー図である。
【図3】（ａ）～（ｄ）は、本実施形態の基板処理方法のフローを説明するための模式図である。
【図4】（ａ）～（ｄ）は、本実施形態の基板処理方法のフローを説明するための模式図である。
【図5】本実施形態の基板処理装置の模式図である。
【図6】本実施形態の基板処理方法を説明するためのフロー図である。
【図7】（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の基板処理方法のフローを説明するための模式図である。
【図8】（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の基板処理方法のフローを説明するための模式図である。
【図9】（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の基板処理方法のフローを説明するための模式図である。
【図10】（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の基板処理装置においてリンス液の到達位置の移動を示す模式図である。
【図11】本実施形態の基板処理装置の模式図である。
【図12】（ａ）～（ｄ）は、本実施形態の基板処理方法のフローを説明するための模式図である。
【図13】本実施形態の基板処理装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、図面を参照して、本発明による基板処理装置、基板処理方法および半導体製造方法の実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、本願明細書では、発明の理解を容易にするため、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を記載することがある。典型的には、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向に平行であり、Ｚ方向は鉛直方向に平行である。
【0025】
【0026】
基板処理装置１００は、基板Ｗを処理する。基板処理装置１００は、基板Ｗに対して、エッチング、表面処理、特性付与、処理膜形成、膜の少なくとも一部の除去および洗浄のうちの少なくとも１つを行うように基板Ｗを処理する。
【0027】
基板Ｗは、例えば、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、電界放出ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ：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、セラミック基板および太陽電池用基板を含む。例えば、基板Ｗは略円板状である。ここでは、基板処理装置１００は、基板Ｗを一枚ずつ処理する。
【0028】
基板処理装置１００は、チャンバー１１０と、基板保持部１２０と、リンス液供給部１３０と、有機溶剤供給部１４０とを備える。チャンバー１１０は、基板Ｗを収容する。基板保持部１２０は、基板Ｗを保持する。リンス液供給部１３０は、基板Ｗにリンス液を供給する。有機溶剤供給部１４０は、基板Ｗに有機溶剤を供給する。
【0029】
チャンバー１１０は、内部空間を有する略箱形状である。チャンバー１１０は、基板Ｗを収容する。ここでは、基板処理装置１００は基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型であり、チャンバー１１０には基板Ｗが１枚ずつ収容される。基板Ｗは、チャンバー１１０内に収容され、チャンバー１１０内で処理される。チャンバー１１０には、基板保持部１２０、リンス液供給部１３０、有機溶剤供給部１４０のそれぞれの少なくとも一部が収容される。
【0030】
基板保持部１２０は、基板Ｗを保持する。基板保持部１２０は、基板Ｗの上面Ｗａを上方に向け、基板Ｗの裏面（下面）Ｗｂを鉛直下方に向くように基板Ｗを水平に保持する。また、基板保持部１２０は、基板Ｗを保持した状態で基板Ｗを回転させる。
【0031】
例えば、基板保持部１２０は、基板Ｗの端部を挟持する挟持式であってもよい。あるいは、基板保持部１２０は、基板Ｗを裏面Ｗｂから保持する任意の機構を有してもよい。例えば、基板保持部１２０は、バキューム式であってもよい。この場合、基板保持部１２０は、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部を上面に吸着させることにより基板Ｗを水平に保持する。あるいは、基板保持部１２０は、複数のチャックピンを基板Ｗの周端面に接触させる挟持式とバキューム式とを組み合わせてもよい。
【0032】
例えば、基板保持部１２０は、スピンベース１２１と、チャック部材１２２と、シャフト１２３と、電動モーター１２４とを含む。チャック部材１２２は、スピンベース１２１に設けられる。チャック部材１２２は、基板Ｗをチャックする。典型的には、スピンベース１２１には、複数のチャック部材１２２が設けられる。
【0033】
シャフト１２３は、中空軸である。シャフト１２３は、回転軸ＡＸに沿って鉛直方向に延びている。シャフト１２３の上端には、スピンベース１２１が結合されている。基板Ｗの裏面は、スピンベース１２１に接触し、基板Ｗは、スピンベース１２１の上方に載置される。
【0034】
スピンベース１２１は、円板状であり、基板Ｗを水平に支持する。シャフト１２３は、スピンベース１２１の中央部から下方に延びる。電動モーター１２４は、シャフト１２３に回転力を与える。電動モーター１２４は、シャフト１２３を回転方向Ｒに回転させることにより、回転軸ＡＸを中心に基板Ｗおよびスピンベース１２１を回転させる。ここでは、回転方向Ｒは、反時計回りである。
【0035】
リンス液供給部１３０は、基板Ｗの上面Ｗａにリンス液を供給する。リンス液を用いたリンス処理により、基板Ｗの上面Ｗａに付着した薬液および不純物等を洗い流すことができる。リンス液供給部１３０から供給されるリンス液は、脱イオン水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ：ＤＩＷ）、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、アンモニア水、希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、または、還元水（水素水）のいずれかを含んでもよい。
【0036】
リンス液供給部１３０は、リンス液ノズル１３２と、供給管１３４と、バルブ１３６とを含む。ノズル１３２は、基板Ｗの上面Ｗａと対向し、基板Ｗの上面Ｗａに向けてリンス液を吐出する。供給管１３４は、ノズル１３２に結合される。ノズル１３２は、供給管１３４の先端に設けられる。供給管１３４には、供給源からリンス液が供給される。バルブ１３６は、供給管１３４に設けられる。バルブ１３６は、供給管１３４内の流路を開閉する。本明細書において、リンス液ノズル１３２を単にノズル１３２と記載することがある。
【0037】
有機溶剤供給部１４０は、基板Ｗの上面Ｗａに有機溶剤を供給する。有機溶剤を用いた有機溶剤処理により、基板Ｗの上面Ｗａのリンス液が有機溶剤に置換される。典型的には、有機溶剤の揮発性は、リンス液の揮発性よりも高い。
【0038】
有機溶剤供給部１４０から供給される有機溶剤は、イソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ：ＩＰＡ）を含んでもよい。あるいは、有機溶剤は、エタノール、アセトン、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ：ＰＧＥＥ）、または、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ ｍｏｎｏｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ ａｃｅｔａｔｅ：ＰＧＭＥＡ）を含んでもよい。
【0039】
有機溶剤供給部１４０は、有機溶剤ノズル１４２と、供給管１４４と、バルブ１４６とを含む。ノズル１４２は、基板Ｗの上面Ｗａと対向し、基板Ｗの上面Ｗａに向けて有機溶剤を吐出する。供給管１４４は、ノズル１４２に結合される。ノズル１４２は、供給管１４４の先端に設けられる。供給管１４４には、供給源から有機溶剤が供給される。バルブ１４６は、供給管１４４に設けられる。バルブ１４６は、供給管１４４内の流路を開閉する。本明細書において、有機溶剤ノズル１４２を単にノズル１４２と記載することがある。
【0040】
有機溶剤供給部１４０は、ノズル移動部１４８をさらに含む。ノズル移動部１４８は、吐出位置と退避位置との間でノズル１４２を移動する。ノズル１４２が吐出位置にある場合、ノズル１４２は、基板Ｗの上方に位置する。ノズル１４２が吐出位置にある場合、ノズル１４２は、基板Ｗの上面Ｗａに向けて有機溶剤を吐出する。ノズル１４２が退避位置にある場合、ノズル１４２は、基板Ｗよりも基板Ｗの径方向外側に位置する。
【0041】
ノズル移動部１４８は、アーム１４８ａと、回動軸１４８ｂと、ノズル移動機構１４８ｃとを含む。アーム１４８ａは、略水平方向に沿って延びる。アーム１４８ａの先端部にはノズル１４２が取り付けられる。アーム１４８ａは、回動軸１４８ｂに結合される。回動軸１４８ｂは、略鉛直方向に沿って延びる。ノズル移動機構１４８ｃは、回動軸１４８ｂを略鉛直方向に沿った回動軸線のまわりに回動させて、アーム１４８ａを略水平面に沿って回動させる。その結果、ノズル１４２が略水平面に沿って移動する。例えば、ノズル移動機構１４８ｃは、回動軸１４８ｂを回動軸線のまわりに回動させるアーム揺動モーターを含む。アーム揺動モーターは、例えば、サーボモーターである。また、ノズル移動機構１４８ｃは、回動軸１４８ｂを略鉛直方向に沿って昇降させて、アーム１４８ａを昇降させる。その結果、ノズル１４２は、略鉛直方向に沿って移動する。例えば、ノズル移動機構１４８ｃは、ボールねじ機構と、ボールねじ機構に駆動力を与えるアーム昇降モーターとを含む。アーム昇降モーターは、例えば、サーボモーターである。
【0042】
基板処理装置１００は、カップ１８０をさらに備える。カップ１８０は、基板Ｗから飛散した液体を回収する。カップ１８０は、基板Ｗの側方にまで鉛直上方に上昇できる。また、カップ１８０は、基板Ｗの側方から鉛直下方に下降してもよい。
【0043】
基板処理装置１００は、制御装置１０１をさらに備える。制御装置１０１は、基板処理装置１００の各種動作を制御する。
【0044】
制御装置１０１は、制御部１０２と、記憶部１０４とをさらに備える。制御部１０２は、プロセッサを含む。プロセッサは、例えば、中央処理演算機（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）を有する。または、プロセッサは汎用演算機を有してもよい。例えば、制御部１０２は、基板保持部１２０、リンス液供給部１３０、有機溶剤供給部１４０および／またはカップ１８０を制御する。一例では、制御部１０２は、電動モーター１２４、バルブ１３６、バルブ１４６、ノズル移動機構１４８ｃおよび／またはカップ１８０を制御する。
【0045】
記憶部１０４は、データおよびコンピュータプログラムを記憶する。記憶部１０４は、主記憶装置と、補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、例えば、半導体メモリである。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリおよび／またはハードディスクドライブである。記憶部１０４はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。制御部１０２は、記憶部１０４の記憶しているコンピュータプログラムを実行して、基板処理動作を実行する。
【0046】
なお、記憶部１０４には、予め手順の定められたコンピュータプログラムが記憶されている。基板処理装置１００は、コンピュータプログラムに定められた手順に従って動作する。
【0047】
本実施形態の基板処理装置１００では、ノズル１３２から吐出されたリンス液で基板Ｗの上面Ｗａを覆う。これにより、基板Ｗの上面Ｗａはリンス処理される。この場合、ノズル１３２からの到達位置は、基板Ｗの上面Ｗａの中央であることが好ましい。これにより、ノズル１３２からのリンス液の流量が比較的少なくてもリンス液で基板Ｗの上面Ｗａを覆うことができる。
【0048】
また、本実施形態の基板処理装置１００では、基板Ｗの上面Ｗａにおけるノズル１３２からのリンス液の到達位置を移動させてノズル１４２からの有機溶剤の吐出を開始する。これにより、リンス液の到達位置から離れた位置に有機溶剤を吐出することができ、リンス液と有機溶剤とのスプラッシュによる不具合の発生を抑制できる。また、本実施形態の基板処理装置１００では、ノズル１４２から吐出された有機溶剤で基板Ｗの上面Ｗａを覆う。これにより、基板Ｗの上面Ｗａを覆うリンス液は有機溶剤に置換される。なお、基板Ｗの上面Ｗａを覆うリンス液を有機溶剤に置換することにより、基板Ｗの上面Ｗａを好適に乾燥させることができる。
【0049】
本実施形態の基板処理装置１００によれば、簡易な構成でリンス処理および有機溶剤処理を行いつつ、リンス処理と有機溶剤処理との間に基板Ｗの上面Ｗａが露出することを回避できる。さらに、本実施形態の基板処理装置１００では、リンス液と有機溶剤とを同じ位置に吐出することによって生じるスプラッシュを抑制できる。
【0050】
なお、本実施形態の基板処理装置１００は、半導体の設けられた半導体基板の処理に好適に用いられる。典型的には、半導体基板には、基材の上に導電層および絶縁層が積層されている。基板処理装置１００は、半導体基板の製造時に、導電層および／または絶縁層の洗浄および／または加工（例えば、エッチング、特性変化等）に好適に用いられる。
【0051】
なお、リンス液として水または水系溶液が好適に用いられる。この場合、基板Ｗの上面Ｗａが疎水化処理されていると、リンス液が基板Ｗの上面Ｗａを流れる速度は、有機溶剤が基板Ｗの上面Ｗａを流れる速度よりも速く、ノズル１４２からの有機溶剤を吐出するタイミングが遅れると、基板Ｗの上面Ｗａの少なくとも一部がいずれの液体にも覆われずに露出してしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態の基板処理方法によれば、ノズル１４２からの有機溶剤の吐出を開始する際に、ノズル１３２からリンス液が吐出されているため、基板Ｗの上面Ｗａが露出することを抑制できる。このように、本実施形態の基板処理方法は、疎水性の基板Ｗの処理に好適に適用される。ただし、本実施形態の基板処理方法は、親水性の基板Ｗの処理に適用されてもよい。
【0052】
【0053】
ステップＳ１０２において、リンス液供給部１３０は、基板Ｗの上面Ｗａにリンス液を供給する。ここでは、リンス液供給部１３０のノズル１３２から基板Ｗの上面Ｗａにリンス液が吐出される。基板Ｗの上面Ｗａの全面はリンス液で覆われ、上面Ｗａはリンスされる。
【0054】
なお、基板Ｗは、チャンバー１１０内に収容されており、基板Ｗは、基板保持部１２０に保持されている。基板Ｗが基板保持部１２０に保持されて所定の回転速度で回転した状態で、リンス液供給部１３０は基板Ｗにリンス液を供給する。このとき、リンス液供給部１３０の供給したリンス液は、基板Ｗの上面Ｗａにわたって広がり、基板Ｗの上面Ｗａの全体を覆う。
【0055】
例えば、図１に示したように、ノズル１３２は、基板Ｗの上面Ｗａに対して斜めに向いていてもよい。この場合、ノズル１３２は、チャンバー１１０に固定されていてもよい。また、ノズル１３２は、基板Ｗの上面Ｗａの上方から基板Ｗに対して斜めにリンス液を吐出してもよい。あるいは、ノズル１３２は、基板Ｗの上面Ｗａに対して垂直に対向しており、ノズル１３２は、基板Ｗの上面Ｗａの上方から基板Ｗに対して鉛直方向にリンス液を吐出してもよい。
【0056】
例えば、ノズル１３２から吐出されたリンス液は、チャンバー１１０内の雰囲気中を飛行して基板Ｗの上面Ｗａの中央に到達する。例えば、リンス液は、基板Ｗの中心に到達してもよい。あるいは、リンス液は、基板Ｗの中心近傍に到達してもよい。
【0057】
ステップＳ１０４において、リンス液供給部１３０のノズル１３２からのリンス液が基板Ｗに到達する位置を移動させる。例えば、リンス液の到達位置は、基板Ｗの中央から基板Ｗの端部に向かって移動する。
【0058】
一例では、ノズル１３２から斜めにリンス液を吐出する場合、ノズル１３２から吐出されるリンス液の流量を減少することにより、リンス液が基板Ｗに到達する到達位置を移動できる。あるいは、ノズル１３２の位置を移動させることにより、リンス液が基板Ｗに到達する到達位置を移動できる。
【0059】
リンス液の到達位置の移動とともに、ノズル１３２から吐出されるリンス液の流量（吐出量）を変更してもよい。例えば、リンス液の到達位置の移動とともに、ノズル１３２からのリンス液の流量を減少させてもよい。ただし、リンス液の流量は、リンス液の到達位置が移動した後でも少なくとも基板Ｗの上面Ｗａの中心がリンス液に覆われるように設定されていることが好ましい。
【0060】
あるいは、ノズル１３２の位置を移動させることにより、リンス液が基板Ｗの上面Ｗａに到達する到達位置を移動してもよい。例えば、ノズル１３２の位置を基板Ｗの径方向外側に向かって移動させることにより、リンス液が基板Ｗに到達する到達位置を移動してもよい。または、ノズル１３２から斜めにリンス液を吐出する場合、ノズル１３２の位置を下方に移動させることにより、リンス液が基板Ｗに到達する到達位置を移動させてもよい。
【0061】
ステップＳ１０６において、リンス液供給部１３０のノズル１３２からのリンス液が基板Ｗの上面Ｗａにリンス液を吐出した状態で、有機溶剤供給部１４０は、有機溶剤を基板Ｗの上面Ｗａに供給する。このとき、有機溶剤供給部１４０のノズル１４２から、有機溶剤が基板Ｗの上面Ｗａに吐出される。
【0062】
なお、ノズル１４２は、基板Ｗの上面Ｗａに対して垂直に対向しており、ノズル１４２は、基板Ｗの上面Ｗａの上方から基板Ｗに対して鉛直方向に有機溶剤を吐出してもよい。あるいは、ノズル１４２は、基板Ｗの上面Ｗａに対して斜めに向いており、ノズル１４２は、基板Ｗの上面Ｗａの上方から基板Ｗの上面Ｗａに対して斜めに有機溶剤を吐出してもよい。
【0063】
なお、Ｓ１０４においてノズル１３２からのリンス液の到達位置の移動が始まってからすぐに、Ｓ１０６におけるノズル１４２からの有機溶剤の吐出を開始してもよい。あるいは、Ｓ１０４においてノズル１３２からのリンス液の到達位置の移動が始まってから所定期間経過後に、Ｓ１０６におけるノズル１４２からの有機溶剤の吐出を開始してもよい。
【0064】
ステップＳ１０８において、ノズル１４２からの有機溶剤の吐出を継続する一方で、ノズル１３２からのリンス液の吐出を停止する。なお、有機溶剤の吐出を継続する場合でも、ノズル１４２からの有機溶剤の流量を変化させてもよい。例えば、ノズル１４２からの有機溶剤の流量を増加させてもよい。
【0065】
本実施形態の基板処理方法によれば、ノズル１３２は、基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆うことができる位置からリンス液を吐出した後で、ノズル１４２が有機溶剤の吐出を開始する前に、リンス液の到達位置を別の位置に移動させてノズル１３２およびノズル１４２からそれぞれリンス液および有機溶剤を吐出する。このように、リンス液の吐出を停止する前にリンス液および有機溶剤を同時に吐出するため、ウォーターマークの発生を抑制できる。また、ノズル１３２からのリンス液およびノズル１４２からの有機溶剤は、それぞれ基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆うことができる。このため、簡易な構成かつ少量のリンス液および有機溶剤で基板Ｗの上面Ｗａの全面を処理できる。
【0066】
なお、有機溶剤およびリンス液を同時に吐出する場合、有機溶剤の到達位置はリンス液の到達位置とは異なることが好ましい。この場合、リンス液および有機溶剤を同時に吐出する際に生じるウォーターマークの発生を抑制できる。
【0067】
リンス液および有機溶剤が同時に同じ到達位置に到達してスプラッシュが発生すると、リンス液および有機溶剤の液滴が発生してカップまたはチャンバーに付着することがある。この場合、カップまたはチャンバーに付着した液滴が、その後の基板処理時に基板Ｗに付着すると、基板Ｗにウォーターマークが発生することがある。また、スプラッシュの発生によって、チャンバー内にリンス液および有機溶剤がミスト化することがある。この場合、ミスト化した成分がその後の基板処理時に基板Ｗに付着すると、ウォーターマークが発生することがある。また、スプラッシュの発生によって、基板Ｗの上面Ｗａを覆う液体が跳ね上がり、基板Ｗの上面Ｗａが瞬間的に露出してしまうと、基板Ｗの上面Ｗａが汚染されてしまい、ウォーターマークが発生することがある。
【0068】
このため、有機溶剤およびリンス液を同時に吐出する場合、有機溶剤の到達位置がリンス液の到達位置とは異なることが好ましい。これにより、リンス液および有機溶剤を同時に吐出する際に生じるウォーターマークの発生を抑制できる。
【0069】
なお、ノズル１３２からのリンス液およびノズル１４２からの有機溶剤は、基板Ｗの上面Ｗａの中央に到達する場合、リンス液および有機溶剤のそれぞれの流量が比較的少なくても、リンス液および有機溶剤のそれぞれは、基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆うことができる。ただし、ノズル１３２からのリンス液とともにノズル１４２から有機溶剤を吐出する際にノズル１４２からの有機溶剤が基板Ｗの中心に到達するように設定される場合、ノズル１３２からのリンス液の移動のタイミングおよび／またはノズル１４２からの有機溶剤の吐出開始のタイミングのずれを考慮して、リンス処理時のノズル１３２からのリンス液の到達位置は基板Ｗの中心から若干離れていることが好ましい。
【0070】
【0071】
図３（ａ）に示すように、ノズル１３２は、基板Ｗにリンス液を吐出する。基板Ｗの上面Ｗａは、リンス液でリンスされる。
【0072】
ここでは、ノズル１３２は、基板Ｗの上面Ｗａに対して斜めを向くように配置されており、ノズル１３２から吐出されたリンス液は基板Ｗの上面Ｗａに対して斜めに入射する。ノズル１３２から、比較的高い流量のリンス液を吐出すると、リンス液は、ノズル１３２から基板Ｗの上面Ｗａに向かって直線状に進行する。例えば、リンス液の流量は、５００ｍＬ／秒以上５０００ｍＬ／秒以下である。
【0073】
例えば、基板Ｗの直径は、４０ｍｍ以上４００ｍｍ以下である。また、基板Ｗの厚さは、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
【0074】
【0075】
ノズル１３２は、基板Ｗの中央にリンス液を吐出する。これにより、リンス液は、基板Ｗの上面Ｗａの中央に到達し、中央から基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆うように流れる。典型的には、基板Ｗの上面Ｗａにおいて、到達位置のリンス液の厚さは、他の領域のリンス液の厚さよりも大きい。
【0076】
なお、ノズル１３２の到達位置は、基板Ｗの上面Ｗａの中央である一方で、基板Ｗの上面Ｗａの中心でなくてもよい。ノズル１３２は、基板Ｗの中心近傍にリンス液を吐出してもよい。一例では、ノズル１３２は、基板Ｗの中心から５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の離れた位置にリンス液を吐出する。詳細は後述するが、リンス液は、基板Ｗの回転方向に対して反対方向の成分を有するように吐出されることが好ましい。
【0077】
図３（ｂ）に示すように、基板Ｗに対するノズル１３２からのリンス液の到達位置を移動させる。ノズル１３２からのリンス液の到達位置は、基板Ｗの中央から基板Ｗの端部に向かって移動する。このとき、ノズル１３２からのリンス液の流量は、リンス液が基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆うことができる量である。
【0078】
ここでは、ノズル１３２の向きを変更することにより、ノズル１３２からのリンス液の到達位置が移動する。例えば、ノズル１３２の向きと鉛直方向とのなす角度が小さくなるようにノズル１３２の向きを変更させる。
【0079】
図３（ｃ）に示すように、基板Ｗに対するノズル１３２からのリンス液の到達位置が基板Ｗの中央から端部に向かって移動した後で、ノズル１４２から有機溶剤を基板Ｗの上面Ｗａに吐出する。リンス液の到達位置の移動距離は、例えば、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。例えば、移動距離は、基板Ｗの直径の２％以上２０％以下である。
【0080】
例えば、ノズル１４２からの有機溶剤の流量は、図３（ａ）におけるノズル１３２からのリンス液の流量よりも少ない。典型的には、ノズル１４２からの有機溶剤の流量は、１００ｍＬ／秒以上１０００ｍＬ／秒以下である。
【0081】
図３（ｄ）に示すように、ノズル１４２から有機溶剤を基板Ｗの上面Ｗａに吐出し続ける一方で、ノズル１３２からのリンス液の吐出を停止する。ノズル１４２からの有機溶剤の流量は、有機溶剤が基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆うことができる量である。
【0082】
有機溶剤を所定期間吐出した後で、有機溶剤の吐出を停止する。さらに、有機溶剤の吐出を停止した後も、基板Ｗの回転を継続して基板Ｗの上面Ｗａ上の有機溶剤を乾燥させることが好ましい。
【0083】
本実施形態によれば、ノズル１３２からのリンス液は、基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆う位置に単独で吐出された後で、リンス液の到達位置を移動させて、有機溶剤を基板Ｗの上面Ｗａに吐出する。このため、ノズル１３２からのリンス液およびノズル１４２からの有機溶剤で基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆うことができる。
【0084】
また、本実施形態によれば、リンス液は、基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆う位置に単独で吐出された後で、有機溶剤を基板Ｗの上面Ｗａに吐出する際に、リンス液の到達位置が有機溶剤の到達位置とは異なる位置に移動している。このため、有機溶剤を吐出する際に有機溶剤の到達位置がリンス液の到達位置とは異なるため、リンス液および有機溶剤を同時に基板Ｗの上面Ｗａに吐出してもスプラッシュに起因する不具合の発生を抑制できる。
【0085】
さらに、本実施形態によれば、必ずしも基板Ｗの回転速度を変化させなくてもよい。このため、基板Ｗの処理のスループットを低下させることなく基板Ｗをリンス液および有機溶剤で処理できる。
【0086】
なお、図３では、リンス液の到達位置が移動する前後においてリンス液の流量を変化させなかったが、本実施形態はこれに限定されない。リンス液の到達位置が移動する前後においてリンス液の流量を変化させてもよい。
【0087】
次に、図１～図４を参照して、本実施形態の基板処理方法のフローを説明する。図４（ａ）～図４（ｄ）は、本実施形態の基板処理方法を説明するための模式図である。なお、図４（ａ）～図４（ｄ）のうちの図４（ａ）および図４（ｄ）は、上述した図３（ａ）および図３（ｄ）と同様であるため、冗長を避けるために重複する説明を省略する。
【0088】
図４（ａ）に示すように、ノズル１３２からリンス液を基板Ｗの上面Ｗａに吐出する。ここでは、ノズル１３２は、斜め方向から基板Ｗの上面Ｗａにリンス液を吐出する。
【0089】
図４（ｂ）に示すように、ノズル１３２からのリンス液の到達位置を移動させるとともに、リンス液の流量を減少する。ただし、この場合でも、リンス液は、基板Ｗの上面Ｗａの中心を覆うように吐出される。また、リンス液の流量は、リンス液が基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆う量であることが好ましい。
【0090】
図４（ｃ）に示すように、ノズル１３２からのリンス液の流量が減少した状態で、ノズル１４２から有機溶剤を基板Ｗの上面Ｗａに吐出する。ここでは、有機溶剤の流量は、基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆うことのできる量であることが好ましい。
【0091】
図４（ｄ）に示すように、リンス液の供給を停止する一方で、ノズル１４２からの有機溶剤の吐出を継続する。これにより、有機溶剤は、基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆う。なお、ノズル１４２からの有機溶剤の流量は、リンス液の供給の停止の前からリンス液の供給の停止の後にわたって増加させてもよい。
【0092】
本実施形態によれば、ノズル１４２から有機溶剤を吐出する際に、リンス液の到達位置は基板Ｗの中心から離れているとともにリンス液の流量も減少している。このため、ノズル１４２から有機溶剤を吐出しても、有機溶剤およびリンス液の同時吐出によるスプラッシュに起因してウォーターマークが発生することを抑制できる。
【0093】
なお、図４では、ノズル１４２から有機溶剤を吐出する前にノズル１３２からのリンス液の流量を低減させたが、本実施形態はこれに限定されない。ノズル１３２からのリンス液の流量を変化させることなくリンス液の到達位置を移動させるとともに、ノズル１４２からの有機溶剤の吐出を開始し、有機溶剤の流量を増加させてもよい。ただし、典型的には、リンス処理時のリンス液の流量は、有機溶剤処理時の有機溶剤の流量よりも大きいため、リンス液の流量は比較的大きく変更可能である。
【0094】
なお、本実施形態におけるリンス液および有機溶剤で処理する前に、基板Ｗを薬液で処理することが好ましい。また、有機溶剤で処理した後に、基板Ｗの上面Ｗａを乾燥させることが好ましい。
【0095】
次に、図５を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図５は、本実施形態の基板処理装置１００の模式図である。なお、図５の基板処理装置１００は、薬液供給部１５０、遮蔽部材１６０およびガス供給部１７０をさらに備える点を除いて、図１を参照して上述した基板処理装置１００と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する記載を省略する。本実施形態の基板処理装置１００は、チャンバー１１０、基板保持部１２０、リンス液供給部１３０および有機溶剤供給部１４０に加えて薬液供給部１５０、遮蔽部材１６０およびガス供給部１７０をさらに備える。
【0096】
薬液供給部１５０は、基板Ｗの上面Ｗａに薬液を供給する。薬液により、基板Ｗを処理できる。例えば、薬液により、基板Ｗには、エッチング、表面処理、特性付与、処理膜形成、膜の少なくとも一部の除去および洗浄のうちの少なくとも１つが行われる。
【0097】
例えば、薬液は、フッ酸（フッ化水素水：ＨＦ）を含む。あるいは、薬液は、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、クエン酸、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、アンモニア水、希アンモニア水、過酸化水素水、有機アルカリ（例えば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等）、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも１つを含む液であってもよい。また、薬液は、上記液を混合した混合液であってもよい。例えば、これらを混合した薬液の例としては、ＳＰＭ（硫酸過酸化水素水混合液）、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）等が挙げられる。
【0098】
薬液供給部１５０は、薬液ノズル１５２と、供給管１５４と、バルブ１５６とを含む。ノズル１５２は、基板Ｗの上面Ｗａと対向し、基板Ｗの上面Ｗａに向けて薬液を吐出する。供給管１５４は、ノズル１５２に結合される。ノズル１５２は、供給管１５４の先端に設けられる。供給管１５４には、供給源から薬液が供給される。バルブ１５６は、供給管１５４に設けられる。バルブ１５６は、供給管１５４内の流路を開閉する。本明細書において、薬液ノズル１５２を単にノズル１５２と記載することがある。
【0099】
薬液供給部１５０は、ノズル移動部１５８をさらに含む。ノズル移動部１５８は、吐出位置と退避位置との間でノズル１５２を移動する。ノズル１５２が吐出位置にある場合、ノズル１５２は、基板Ｗの上方に位置する。ノズル１５２が吐出位置にある場合、ノズル１５２は、基板Ｗの上面Ｗａに向けて薬液を吐出する。ノズル１５２が退避位置にある場合、ノズル１５２は、基板Ｗよりも基板Ｗの径方向外側に位置する。
【0100】
ノズル移動部１５８は、アーム１５８ａと、回動軸１５８ｂと、ノズル移動機構１５８ｃとを含む。アーム１５８ａは、略水平方向に沿って延びる。アーム１５８ａの先端部にはノズル１５２が取り付けられる。アーム１５８ａは、回動軸１５８ｂに結合される。回動軸１５８ｂは、略鉛直方向に沿って延びる。ノズル移動機構１５８ｃは、回動軸１５８ｂを略鉛直方向に沿った回動軸線のまわりに回動させて、アーム１５８ａを略水平面に沿って回動させる。その結果、ノズル１５２が略水平面に沿って移動する。例えば、ノズル移動機構１５８ｃは、回動軸１５８ｂを回動軸線のまわりに回動させるアーム揺動モーターを含む。アーム揺動モーターは、例えば、サーボモーターである。また、ノズル移動機構１５８ｃは、回動軸１５８ｂを略鉛直方向に沿って昇降させて、アーム１５８ａを昇降させる。その結果、ノズル１５２は、略鉛直方向に沿って移動する。例えば、ノズル移動機構１５８ｃは、ボールねじ機構と、ボールねじ機構に駆動力を与えるアーム昇降モーターとを含む。アーム昇降モーターは、例えば、サーボモーターである。
【0101】
遮蔽部材１６０は、チャック部材１２２の上方に位置する。遮蔽部材１６０は、遮蔽板１６２と、支軸１６４と、ノズル１６６とを含む。
【0102】
遮蔽板１６２は、例えば、略円板状である。遮蔽板１６２の直径は、例えば、基板Ｗの直径と略同一である。ただし、遮蔽板１６２の直径は、基板Ｗの直径よりも若干小さくてもよいし、若干大きくてもよい。遮蔽板１６２は、遮蔽板１６２の下面が略水平になるように配置されている。さらに、遮蔽板１６２は、遮蔽板１６２の中心軸線が基板保持部１２０の回転軸ＡＸ上に位置するように配置されている。遮蔽板１６２の下面は、チャック部材１２２に保持された基板Ｗの上面Ｗａに対向している。遮蔽板１６２は、水平な姿勢で支軸１６４の下端に連結されている。ノズル１６６は、基板Ｗの上面Ｗａに流体を供給する。
【0103】
遮蔽部材１６０は、ユニット移動部１６８をさらに含んでもよい。ユニット移動部１６８は、近接位置と退避位置との間で、基板Ｗに対して遮蔽板１６２を上昇または下降させる。遮蔽板１６２が近接位置にある場合、遮蔽板１６２は、下降して基板Ｗの上面に所定間隔をあけて近接する。近接位置では、遮蔽板１６２は、基板Ｗの表面を覆って、基板Ｗの上方を遮蔽する。遮蔽板１６２が退避位置にある場合は、遮蔽板１６２は近接位置よりも上方に位置している。遮蔽板１６２が近接位置から退避位置に変化するとき、遮蔽板１６２は上昇して基板Ｗから離間する。図５において、遮蔽板１６２は、退避位置に位置する。例えば、ユニット移動部１６８は、ボールねじ機構と、ボールねじ機構に駆動力を与える昇降モーターとを含む。昇降モーターは、例えば、サーボモーターである。
【0104】
なお、遮蔽板１６２の近接位置は、第１近接位置と、第２近接位置とを含んでもよい。遮蔽板１６２が第１近接位置にある場合、遮蔽板１６２は、基板Ｗの上面Ｗａの上方を覆って、基板Ｗの上方を遮蔽する。また、遮蔽板１６２が第２近接位置にある場合、遮蔽板１６２は、第１近接位置よりも基板Ｗの上面Ｗａに近づいて基板Ｗの上面Ｗａを覆って、基板Ｗの上方を遮蔽する。
【0105】
ガス供給部１７０は、ガスノズル１７２と、供給管１７４と、バルブ１７６とを含む。ノズル１７２は、基板Ｗの上面Ｗａと対向し、基板Ｗの上面Ｗａに向けてガスを吐出する。供給管１７４は、ノズル１７２に結合される。ノズル１７２は、供給管１７４の先端に設けられる。供給管１７４には、供給源からガスが供給される。例えば、ガスは、不活性ガスである。典型的には、ガスは、窒素ガスを含む。バルブ１７６は、供給管１７４に設けられる。バルブ１７６は、供給管１７４内の流路を開閉する。本明細書において、ガスノズル１７２を単にノズル１７２と記載することがある。
【0106】
ここでは、遮蔽部材１６０のノズル１６６として、有機溶剤供給部１４０のノズル１４２およびガス供給部１７０のノズル１７２が設けられる。このため、遮蔽部材１６０は、ノズル１４２から有機溶剤を吐出する。また、遮蔽部材１６０は、ノズル１７２からガスを吐出する。
【0107】
以下、図１、図５および図６を参照して、本実施形態の基板処理方法のフローを説明する。図６は、本実施形態の基板処理方法を説明するためのフロー図である。なお、図６のステップＳ１０２～ステップＳ１０８は、図２を参照して上述したステップＳ１０２～ステップＳ１０８と同様であり、冗長を避けるために重複する記載を省略する。
【0108】
ステップＳ１００ａにおいて、基板Ｗがチャンバー１１０に搬入される。その後、基板Ｗは、基板保持部１２０に保持されるように取り付けられる。詳細には、基板Ｗは、上面Ｗａが上方を向くようにスピンベース１２１に載置されてスピンベース１２１に装着される。基板Ｗの裏面Ｗｂがスピンベース１２１の上面に接触した状態で、基板Ｗが基板保持部１２０に保持される。
【0109】
ステップＳ１００ｂにおいて、電動モーター１２４が基板Ｗの回転を開始する。このとき、カップ１８０は基板Ｗの側方まで上昇する。
【0110】
ステップＳ１０１において、バルブ１５６が開かれ、薬液供給部１５０のノズル１５２から基板Ｗの上面Ｗａへの薬液の吐出が開始される。基板Ｗの上面Ｗａに供給された薬液は、遠心力によって基板Ｗの上面Ｗａの全体に行き渡る。これにより、基板Ｗが薬液によって処理される。このとき、薬液供給部１５０のノズル１５２は、退避位置から吐出位置に移動している。
【0111】
ステップＳ１０２において、バルブ１３６が開かれ、リンス液供給部１３０のノズル１３２から基板Ｗの上面Ｗａへのリンス液の吐出が開始される。基板Ｗの上面Ｗａに供給されたリンス液は、遠心力によって基板Ｗの上面Ｗａの全体に行き渡る。これにより、基板Ｗがリンス液によって処理される。このとき、薬液供給部１５０のノズル１５２は、吐出位置から退避位置に移動している。
【0112】
ステップＳ１０４において、ノズル１３２から基板Ｗへのリンス液の到達位置が移動する。例えば、リンス液の到達位置は、基板Ｗの中央から基板Ｗの端部に向かって移動する。
【0113】
ステップＳ１０６において、リンス液の吐出が維持された状態で、バルブ１４６が開かれ、有機溶剤供給部１４０のノズル１４２から基板Ｗの上面Ｗａへの有機溶剤の吐出が開始される。このとき、遮蔽板１６２は、退避位置から近接位置に移動している。例えば、遮蔽板１６２は、第１近接位置に移動する。
【0114】
ステップＳ１０８において、バルブ１４６は開かれたままであり、有機溶剤供給部１４０のノズル１４２から基板Ｗの上面Ｗａへの有機溶剤の吐出が継続される。基板Ｗの上面Ｗａに供給された有機溶剤は、遠心力によって基板Ｗの上面Ｗａの全体に行き渡る。これにより、基板Ｗが有機溶剤によって処理される。
【0115】
ステップＳ１１０において、基板Ｗの上面Ｗａを乾燥させる。このとき、バルブ１４６を閉じて、有機溶剤供給部１４０のノズル１４２から基板Ｗの上面Ｗａへの有機溶剤の吐出が停止する。また、ノズル１７２から基板Ｗの上面Ｗａに向けてガスを吐出する。このとき、遮蔽板１６２は、第１近接位置から第２近接位置に移動してもよい。
【0116】
ステップＳ１１２において、基板Ｗをチャンバー１１０から搬出する。このとき、基板Ｗは、基板保持部１２０から取り外される。詳細には、基板Ｗはスピンベース１２１から脱着される。
【0117】
以上のようにして、基板Ｗを、薬液、リンス液および有機溶剤で処理した後で乾燥させてもよい。上述したように、本実施形態の基板処理方法は、疎水化処理された基板Ｗに対して好適に用いられる。このため、薬液処理では、基板Ｗの上面Ｗａを疎水化処理することが好ましい。例えば、薬液としてフッ酸を用いることが好ましい。
【0118】
【0119】
まず、図７（ａ）に示すように、基板Ｗを搬入する。搬入した基板Ｗは、基板保持部１２０に装着される。基板Ｗは、ロボットによって搬入されてもよい。
【0120】
図７（ｂ）に示すように、基板Ｗを基板保持部１２０によって回転させる。なお、基板Ｗの回転は、基板Ｗの乾燥が終了まで継続してもよい。
【0121】
図７（ｃ）に示すように、ノズル１５２から薬液を基板Ｗの上面Ｗａに吐出する。薬液は、基板Ｗの上面Ｗａを覆う。これにより、基板Ｗは薬液で処理される。
【0122】
図８（ａ）に示すように、ノズル１３２からリンス液を基板Ｗの上面Ｗａに吐出する。これにより、基板Ｗはリンス液で処理される。リンス液により、基板Ｗは洗浄される。リンス液は、基板Ｗの上面Ｗａを覆う。このとき、リンス液の到達位置は基板Ｗの上面Ｗａの中央である。ただし、リンス液の到達位置は、基板Ｗの上面Ｗａの中心ではなく、ほぼ中心である。
【0123】
図８（ｂ）に示すように、ノズル１３２から基板Ｗの上面Ｗａに吐出されるリンス液の到達位置が基板Ｗの上面Ｗａの中央から外側に向かって移動する。例えば、ノズル１３２から吐出されるリンス液の流量を減少しながら、リンス液の到達位置は基板Ｗの中央から外側に向かって移動する。
【0124】
図８（ｃ）に示すように、リンス液の到達位置が基板Ｗの中央から外側に向かって移動した状態で遮蔽部材１６０のノズル１４２から有機溶剤が基板Ｗの上面Ｗａに吐出される。このとき、遮蔽板１６２は、退避位置から第１近接位置に移動している。
【0125】
なお、ノズル１４２からの有機溶剤の到達位置と基板Ｗの上面Ｗａの中心との間の距離は、リンス液の到達位置と基板Ｗの上面Ｗａの中心との間の距離よりも短い。典型的には、ノズル１４２からの有機溶剤の到達位置は、基板Ｗの上面Ｗａのほぼ中心である。
【0126】
図９（ａ）に示すように、ノズル１４２からの有機溶剤の吐出を継続する一方で、ノズル１３２からのリンス液の吐出を停止する。基板Ｗの上面Ｗａは、有機溶剤で覆われる。
【0127】
図９（ｂ）に示すように、ノズル１４２からの有機溶剤の吐出を所定期間続けた後、ノズル１４２からの有機溶剤の吐出を停止し、遮蔽部材１６０のノズル１７２から基板Ｗにガスを供給する。なお、基板保持部１２０は基板Ｗの回転を継続したままである。これにより、基板Ｗの上面Ｗａを乾燥させることができる。なお、遮蔽部材１６０が基板Ｗにガスを供給する際に、遮蔽板１６２は、基板Ｗの第２近接位置にまで下降していることが好ましい。これにより、ガス雰囲気下において、基板Ｗの上面Ｗａを乾燥させることができる。
【0128】
図９（ｃ）に示すように、基板保持部１２０から基板Ｗを脱着して基板Ｗを搬出する。基板Ｗは、ロボットによって搬出されてもよい。以上のようにして、基板Ｗを処理できる。
【0129】
なお、上述したように、リンス液供給部１３０は、基板Ｗに対して斜めにリンス液を供給してもよい。この場合、リンス液は、基板Ｗの回転方向Ｒに対して反対方向に向かう成分を有するように吐出されることが好ましい。
【0130】
以下、図１、図２および図１０を参照して、本実施形態の基板処理装置１００においてリンス液が基板Ｗに到達する到達位置の変化を説明する。図１０（ａ）は、リンス液の到達位置が移動する前の基板Ｗに対するリンス液の到達位置を示す模式的な斜視図であり、図１０（ｂ）は、リンス液の到達位置が移動した後の基板Ｗに対するリンス液の到達位置を示す模式的な斜視図である。
【0131】
図１０（ａ）に示すように、ノズル１３２は基板Ｗの上面Ｗａの径方向外側に配置されており、ノズル１３２は、斜め方向にリンス液を吐出する。ノズル１３２から吐出されたリンス液は基板Ｗの上面Ｗａの中央に到達する。ここでは、リンス液は基板Ｗの上面Ｗａのほぼ中心に到達する。このとき、リンス液は、進行方向Ｌに沿って進行しようとする。
【0132】
一方、基板Ｗは回転方向Ｒに沿って回転しており、リンス液は、回転方向Ｒに沿って回転する基板Ｗに供給される。このため、到達位置に到達したリンス液は回転方向Ｒに沿った力を受ける。
【0133】
図１０（ａ）には、リンス液の進行方向Ｌを、到達位置から法線方向に向かう成分Ｌａと、到達位置から中心に向かう成分Ｌｂとに分離して示している。進行方向Ｌの成分Ｌｂが回転方向Ｒと反対向きであることから、到達位置に到達したリンス液は基板Ｗの上面Ｗａに比較的長く留まって基板Ｗの上面Ｗａ上で広がり、基板Ｗの上面Ｗａの中心Ｏを覆う。その後、リンス液は、基板Ｗの上面Ｗａの全面にわたって広がって基板Ｗの上面Ｗａの全面を覆う。このように、リンス液は、基板Ｗの回転方向とは反対方向の成分を有するように到達位置に吐出されることにより、リンス液の流量が比較的少なくても、リンス液が基板Ｗの中心Ｏを充分に覆うことができる。
【0134】
図１０（ｂ）に示すように、ノズル１３２からのリンス液の到達位置は、ノズル１４２から有機溶剤を吐出する前または有機溶剤の吐出と同じタイミングで、基板Ｗの上面Ｗａの中央から外側に移動する。例えば、リンス液の流量を減少させることにより、リンス液の到達位置は、基板Ｗの上面Ｗａの中央から外側に向かって移動する。ただし、このときも、リンス液の流量は、基板Ｗの上面Ｗａの少なくとも中心を覆うことが可能な量であることが好ましい。
【0135】
なお、図１～図１０に示した基板処理装置１００では、リンス液供給部１３０は、基板Ｗに対して斜めにリンス液を供給するように配置されていたが、本実施形態はこれに限定されない。リンス液供給部１３０は、基板Ｗに対して垂直にリンス液を供給してもよい。また、図１～図１０に示した基板処理装置１００では、リンス液供給部１３０のノズル１３２は固定されていたが、本実施形態はこれに限定されない。ノズル１３２は、移動可能であってもよい。
【0136】
図１１を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図１１は、本実施形態の基板処理装置１００の模式図である。なお、図１１の基板処理装置１００は、リンス液供給部１３０がノズル移動部１３８をさらに備え、ノズル１３２からのリンス液が基板Ｗの上面Ｗａに対して垂直に吐出される点を除いて、図１を参照して上述した基板処理装置１００と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する記載を省略する。
【0137】
ここでは、ノズル１３２は、基板Ｗの上面Ｗａに対して垂直に向いている。ノズル１３２からのリンス液は、基板Ｗの上面Ｗａに対して垂直に吐出される。
【0138】
リンス液供給部１３０は、ノズル移動部１３８をさらに含む。ノズル移動部１３８は、吐出位置と退避位置との間でノズル１３２を移動する。ノズル１３２が吐出位置に位置する場合、ノズル１３２は、基板Ｗの上方に位置する。ノズル１３２が吐出位置に位置するときに、ノズル１３２は、基板Ｗの上面Ｗａに向けてリンス液を吐出する。ノズル１３２が退避位置に位置する場合、ノズル１３２は、基板Ｗよりも基板Ｗの径方向外側に位置する。
【0139】
具体的には、ノズル移動部１３８は、アーム１３８ａと、回動軸１３８ｂと、ノズル移動機構１３８ｃとを含む。アーム１３８ａは略水平方向に沿って延びる。アーム１３８ａの先端部にはノズル１３２が取り付けられる。アーム１３８ａは回動軸１３８ｂに結合される。回動軸１３８ｂは、略鉛直方向に沿って延びる。ノズル移動機構１３８ｃは、回動軸１３８ｂを略鉛直方向に沿った回動軸線のまわりに回動させて、アーム１３８ａを略水平面に沿って回動させる。その結果、ノズル１３２が略水平面に沿って移動する。例えば、ノズル移動機構１３８ｃは、回動軸１３８ｂを回動軸線のまわりに回動させるアーム揺動モーターを含む。アーム揺動モーターは、例えば、サーボモーターである。また、ノズル移動機構１３８ｃは、回動軸１３８ｂを略鉛直方向に沿って昇降させて、アーム１３８ａを昇降させる。その結果、ノズル１３２が略鉛直方向に沿って移動する。例えば、ノズル移動機構１３８ｃは、ボールねじ機構と、ボールねじ機構に駆動力を与えるアーム昇降モーターとを含む。アーム昇降モーターは、例えば、サーボモーターである。
【0140】
【0141】
図１２（ａ）に示すように、ノズル１３２は、基板Ｗの上面Ｗａに向けてリンス液を吐出する。ここでは、ノズル１３２から吐出されたリンス液は、基板Ｗの上面Ｗａの中心に到達する。これにより、基板Ｗは、リンス液で処理される。ここでは、ノズル１３２は、吐出位置に位置する。
【0142】
図１２（ｂ）に示すように、ノズル１３２はリンス液を吐出しながら、ノズル１３２を移動させる。ここでは、ノズル１３２から吐出されたリンス液は、基板Ｗの中心から外側に向かって移動する。ノズル１３２は、吐出位置から退避位置への移動を開始する。このとき、基板Ｗの上面Ｗａの中心は、リンス液で覆われる。
【0143】
図１２（ｃ）に示すように、ノズル１３２がリンス液を吐出しながら、ノズル１４２からの有機溶剤の吐出を開始する。ノズル１４２は、退避位置から吐出位置に移動する。この場合、有機溶剤の到達位置と基板Ｗの中心との間の距離は、リンス液の到達位置と基板Ｗの中心との間の距離よりも短い。典型的には、ノズル１４２から基板Ｗの上面Ｗａに吐出された有機溶剤は、基板Ｗの中心に到達する。
【0144】
図１２（ｄ）に示すように、ノズル１４２からの有機溶剤の吐出を継続する一方で、ノズル１３２からのリンス液の吐出を停止する。ここでは、ノズル１３２は、吐出位置から退避位置に移動する。この場合、基板Ｗの上面Ｗａは、有機溶剤で覆われる。その後、ノズル１４２からの有機溶剤の吐出を所定期間継続した後で、有機溶剤の吐出を停止する。さらに、有機溶剤の吐出の停止に引き続いて基板Ｗの上面Ｗａを乾燥させてもよい。基板Ｗの乾燥は、基板Ｗの回転を継続することによって行ってもよい。あるいは、基板Ｗの乾燥は、基板Ｗの回転数をさらに増加させて行ってもよい。さらには、基板Ｗの乾燥は、図５に示した遮蔽部材１６０からガスを供給して行われてもよい。
【0145】
以上のように、本実施形態によれば、基板Ｗの上面Ｗａを覆うようにリンス液を供給した後で、ノズル１３２を移動させることでリンス液の到達位置を移動させ、有機溶剤を基板Ｗの上面Ｗａに吐出して基板Ｗの上面Ｗａを覆う。このため、ノズル１３２からのリンス液とノズル１４２からの有機溶剤とが同じ到達位置で吐出されることを避けることができ、スプラッシュに起因する不具合の発生を抑制できる。さらに、本実施形態によれば、ノズル１３２の移動により、ノズル１３２から吐出されるリンス液は基板Ｗの上面Ｗａを覆うとともに、有機溶剤の吐出直前に基板Ｗの上面Ｗａの少なくとも一部を覆うために用いられる。このため、簡便な構成でリンス液および有機溶剤を吐出する際のウォーターマークの発生を抑制できる。
【0146】
なお、図１２を参照した上述の説明では、ノズル１３２の移動が開始してからノズル１４２からの有機溶剤の吐出が開始するまでの間に、ノズル１３２からのリンス液の流量は変化しなかったが本実施形態はこれに限定されない。ノズル１３２の移動が開始してからノズル１４２からの有機溶剤の吐出が開始するまでの間に、ノズル１３２からのリンス液の流量は減少してもよい。
【0147】
次に、図１３を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。本実施形態の基板処理装置１００は複数のチャンバー１１０を備える点で、上述した基板処理装置１００とは異なる。ただし、冗長な説明を避ける目的で重複する記載を省略する。
【0148】
図１３は、基板処理装置１００の模式的な平面図である。図１３に示すように、基板処理装置１００は、成分液キャビネット１００Ａと、複数の流体ボックス１００Ｂと、複数のチャンバー１１０と、複数のロードポートＬＰと、インデクサーロボットＩＲと、センターロボットＣＲと、制御装置１０１とを備える。制御装置１０１は、ロードポートＬＰ、インデクサーロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲを制御する。制御装置１０１は、制御部１０２および記憶部１０４を含む。
【0149】
ロードポートＬＰの各々は、複数枚の基板Ｗを積層して収容する。インデクサーロボットＩＲは、ロードポートＬＰとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、インデクサーロボットＩＲとチャンバー１１０との間で基板Ｗを搬送する。チャンバー１１０の各々は、基板Ｗに薬液、リンス液および／または有機溶剤を吐出して、基板Ｗを処理する。流体ボックス１００Ｂの各々は流体機器を収容する。成分液キャビネット１００Ａは、薬液、リンス液および／または有機溶剤を収容する。
【0150】
具体的には、複数のチャンバー１１０は、平面視においてセンターロボットＣＲを取り囲むように配置された複数のタワーＴＷ（図１３では４つのタワーＴＷ）を形成している。各タワーＴＷは、上下に積層された複数のチャンバー１１０（図１３では３つのチャンバー１１０）を含む。複数の流体ボックス１００Ｂは、それぞれ、複数のタワーＴＷに対応している。成分液キャビネット１００Ａ内の薬液、リンス液および／または有機溶剤は、いずれかの流体ボックス１００Ｂを介して、流体ボックス１００Ｂに対応するタワーＴＷに含まれる全てのチャンバー１１０に供給される。
【0151】
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0152】
本発明は、基板処理装置、基板処理方法および半導体製造方法に好適に用いられる。
【符号の説明】
【0153】
１００ 基板処理装置
１１０ チャンバー
１２０ 基板保持部
１３０ リンス液供給部
１４０ 有機溶剤供給部
Ｗ 基板
１１０ チャンバー
１２０ 基板保持部
１３０ リンス液供給部
１４０ 有機溶剤供給部
Ｗ 基板
【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】