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JP2016082226A - 基板液処理方法及び基板液処理装置並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents

基板液処理方法及び基板液処理装置並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】乾燥処理時にパターンが倒壊するのを防止しつつ、ウォーターマーク起因のパーティクルを削減させることができる基板液処理装置（基板液処理方法）を提供する。
【解決手段】本発明では、基板を処理液で液処理する液処理工程と、液処理した前記基板をリンス液でリンス処理するリンス処理工程と、リンス処理した前記基板を撥水化液で撥水処理する撥水処理工程とを行い、次に、撥水処理した前記基板を置換促進液で置換処理する置換処理工程と、撥水処理した前記基板を洗浄液で洗浄処理する洗浄処理工程とを行い、その後、前記洗浄液よりも揮発性の高い乾燥液で前記洗浄液を置換するとともに前記基板から前記乾燥液を除去する乾燥処理工程を行うことにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、液処理した基板の表面を撥水化液で撥水化させてから乾燥させる基板液処理方法及び基板液処理装置並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関するものである。
従来、半導体部品やフラットパネルディスプレイなどを製造する場合には、半導体ウエハや液晶基板などの基板に対して基板液処理装置を用いて各種の処理液で液処理を施し、その後、基板を高速で回転させることによって基板に残留した処理液を除去する乾燥処理を施している。
この基板液処理装置では、基板の表面に形成される回路パターンやエッチングマスクパターンなどのパターンの微細化や高アスペクト比化に伴って、乾燥処理時に基板に残留した処理液の表面張力の作用で基板の表面に形成されたパターンが倒壊する現象が生じるおそれがある。
そのため、従来の基板液処理装置では、乾燥処理を行う際に、基板にシリル化剤等の撥水化液を供給して基板の表面を撥水化させる。その後、基板に洗浄液として純水を供給し、基板を高速で回転させて基板の表面から洗浄液を除去する。このように、従来の基板液処理装置では、基板の表面を撥水化させることで、パターンとリンス液との接触角度を90度に近い状態として洗浄液によってパターンを倒壊させる力を低減し、乾燥処理時にパターンが倒壊するのを防止する（特許文献１参照。）。
特開２０１０−１１４４３９号公報
ところが、撥水化液によって基板の表面が撥水化されているために、親水性の基板と比較してリンス液が水滴となって残り易い。この結果、基板の乾燥がそのまま進むと基板の表面にウォーターマークが形成されてしまい、パーティクルの原因となるおそれがある。このため、乾燥処理時にパターンが倒壊するのを防止しつつ、パーティクルを削減する技術が求められている。
そこで、本発明では、基板液処理方法において、基板を処理液で液処理する液処理工程と、液処理した前記基板をリンス液でリンス処理するリンス処理工程と、リンス処理した前記基板を撥水化液で撥水処理する撥水処理工程とを行い、次に、撥水処理した前記基板を置換促進液で置換処理する置換処理工程と、撥水処理した前記基板を洗浄液で洗浄処理する洗浄処理工程とを行い、その後、前記洗浄液よりも揮発性の高い乾燥液で前記洗浄液を置換するとともに前記基板から前記乾燥液を除去する乾燥処理工程を行うことにした。
また、前記洗浄液は純水を用い、前記乾燥液及び前記置換促進液はＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用いることにした。
また、前記置換処理工程は、前記乾燥処理工程における前記乾燥液の流量よりも多量の前記置換促進液で前記基板を置換処理することにした。
また、前記乾燥処理工程は、前記洗浄処理工程よりも低湿度状態で前記乾燥液を前記基板に供給することにした。
また、前記置換処理工程と洗浄処理工程とを同時に行うことにした。
また、前記置換促進液と前記洗浄液と前記乾燥液を同一のノズルから前記基板に供給することにした。
また、前記置換処理工程から前記洗浄処理工程への移行時に前記置換促進液と前記洗浄液との混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給することにした。
また、前記洗浄処理工程から前記乾燥処理工程への移行時に前記洗浄液と前記乾燥液との混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給することにした。
また、前記乾燥処理工程は、前記洗浄液の筋状の流れを形成する工程と、前記筋状の流れよりも前記基板の中心側に前記乾燥液を供給する工程を含むことにした。
また、前記洗浄液の筋状の流れを形成する工程は、前記筋状の流れを、前記基板の中心から外周へ移動させることにした。
また、本発明では、基板液処理装置において、基板を保持する基板保持部と、前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、処理液で液処理した前記基板にリンス液を供給するリンス液供給部と、リンス液でリンス処理した前記基板に撥水化液を供給する撥水化液供給部と、撥水化液で撥水処理した前記基板に置換促進液を供給する置換促進液供給部と、置換促進液で置換処理した前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、洗浄液で洗浄処理した前記基板に前記洗浄液よりも揮発性の高い乾燥液を供給する乾燥液供給部と、前記置換促進液供給部から前記撥水化液で撥水処理した前記基板に置換促進液を供給し、前記洗浄液供給部から前記基板に洗浄液を供給した後に、前記乾燥液供給部から前記基板に乾燥液を供給し、その後、前記基板から前記乾燥液を除去するように制御する制御部とを備えることにした。
また、前記制御部は、前記乾燥液供給部から前記基板に供給する前記乾燥液の流量よりも多量の前記置換促進液を前記置換促進液供給部から前記基板に供給するよう制御することにした。
また、前記基板に乾燥気体を供給する乾燥気体供給部を有し、前記制御部は、前記乾燥液供給部から前記基板に前記乾燥液を供給する際に、前記乾燥気体供給部から前記乾燥気体を前記基板に供給することにした。
また、前記制御部は、前記基板に前記置換促進液供給部から前記置換促進液を供給すると同時に、前記洗浄液供給部から前記洗浄液を供給するよう制御することにした。
また、前記置換促進液と前記洗浄液と前記乾燥液を同一のノズルから前記基板に供給することにした。
また、前記置換促進液の供給から前記洗浄液の供給への移行時に前記置換促進液と前記洗浄液との混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給することにした。
また、前記洗浄液の供給から前記乾燥液の供給への移行時に前記洗浄液と前記乾燥液との混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給することにした。
また、前記洗浄液の供給から前記乾燥液の供給への移行時に、前記洗浄液の筋状の流れを形成し、前記筋状の流れよりも前記基板の中心側に前記乾燥液を供給することにした。
また、前記筋状の流れを、前記基板の中心から外周へ移動させることにした。
また、本発明では、基板を保持する基板保持部と、前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、処理液で液処理した前記基板にリンス液を供給するリンス液供給部と、リンス液でリンス処理した前記基板に撥水化液を供給する撥水化液供給部と、撥水化液で撥水処理した前記基板に置換促進液を供給する置換促進液供給部と、置換促進液で置換処理した前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、洗浄液で洗浄処理した前記基板に前記洗浄液よりも揮発性の高い乾燥液を供給する乾燥液供給部と、これらを制御する制御部とを有する基板液処理装置を用いて前記基板を処理させる基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、前記置換促進液供給部から前記基板に置換促進液を供給し、前記洗浄液供給部から前記基板に洗浄液を供給した後に、前記乾燥液供給部から前記基板に乾燥液を供給し、その後、前記基板から前記乾燥液を除去するように制御することにした。
本発明では、乾燥処理時にパターンが倒壊するのを防止しつつ、ウォーターマーク起因のパーティクルを削減させることができる。
基板液処理装置を示す平面図。 基板液処理ユニットを示す側面図。 ノズル群を示す説明図。 基板液処理方法を示す工程図。 基板液処理方法を示す説明図（液処理工程（ａ）、リンス処理工程（ｂ））。 基板液処理方法を示す説明図（第１置換処理工程（ａ）、撥水処理工程（ｂ））。 基板液処理方法を示す説明図（第２置換処理工程（ａ）、洗浄処理工程（ｂ））。 基板液処理方法を示す説明図（乾燥液供給工程（ａ）、乾燥液除去工程（ｂ））。 基板液処理方法を示す説明図。
以下に、本発明に係る基板液処理装置及び基板液処理方法の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、基板液処理装置１は、前端部に搬入出部２を形成する。搬入出部２には、複数枚（たとえば、25枚）の基板３（ここでは、半導体ウエハ）を収容したキャリア４が搬入及び搬出され、左右に並べて載置される。
また、基板液処理装置１は、搬入出部２の後部に搬送部５を形成する。搬送部５は、前側に基板搬送装置６を配置するとともに、後側に基板受渡台７を配置する。この搬送部５では、搬入出部２に載置されたいずれかのキャリア４と基板受渡台７との間で基板搬送装置６を用いて基板３を搬送する。
さらに、基板液処理装置１は、搬送部５の後部に処理部８を形成する。処理部８は、中央に前後に伸延する基板搬送装置９を配置するとともに、基板搬送装置９の左右両側に基板３を液処理するための基板液処理ユニット10を前後に並べて配置する。この処理部８では、基板受渡台７と基板液処理ユニット10との間で基板搬送装置９を用いて基板３を搬送し、基板液処理ユニット10を用いて基板３の液処理を行う。
基板液処理ユニット10は、図２に示すように、基板保持部11と供給部12と回収部13とを有し、これらを制御部14で制御している。ここで、基板保持部11は、基板３を保持しながら回転させる。供給部12は、基板３に各種の液体や気体を供給する。回収部13は、基板３に供給された各種の液体や気体を回収する。制御部14は、基板液処理ユニット10だけでなく基板液処理装置１の全体を制御する。
基板保持部11は、処理室15の内部略中央に上下に伸延させた回転軸16を回転自在に設けている。回転軸16の上端には、円板状のターンテーブル17が水平に取付けられている。ターンテーブル17の外周端縁には、複数個の基板保持体18が円周方向に等間隔をあけて取付けられている。
また、基板保持部11は、回転軸16に基板回転機構19と基板昇降機構20を接続している。これらの基板回転機構19及び基板昇降機構20は、制御部14で回転制御や昇降制御される。
この基板保持部11は、ターンテーブル17の基板保持体18で基板３を水平に保持する。また、基板保持部11は、基板回転機構19を駆動させることでターンテーブル17に保持した基板３を回転させる。さらに、基板保持部11は、基板昇降機構20を駆動させることでターンテーブル17や基板３を昇降させる。
供給部12は、処理室15の内部にガイドレール21を設け、ガイドレール21にアーム22を移動自在に取付けている。アーム22の先端下部には、複数のノズルで構成したノズル群23が取付けられている。このアーム22には、制御部14で駆動制御されるノズル移動機構24が接続されている。
ノズル群23は、図３に示すように、処理液供給ノズル25、純水供給ノズル26、ＩＰＡ供給ノズル27、撥水化液供給ノズル28、不活性ガス供給ノズル29で構成される。処理液供給ノズル25には、処理液（ここでは、洗浄用の薬液）を供給する処理液供給源30が流量調整器31を介して接続されている。純水供給ノズル26には、純水を供給する純水供給源32が流量調整器33を介して接続されている。ＩＰＡ供給ノズル27には、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を供給するＩＰＡ供給源34が流量調整器35を介して接続されている。撥水化液供給ノズル28には、撥水化液（ここでは、シリル化剤）を供給する撥水化液供給源36が流量調整器37を介して接続されている。不活性ガス供給ノズル29は、不活性ガス（ここでは、窒素ガス）を供給する不活性ガス供給源38が流量調整器39を介して接続されている。これらの流量調整器31,33,35,37,39は、制御部14で流量制御及び開閉制御される。なお、純水供給ノズル26から供給される純水には、予め炭酸ガスを溶解させておいてもよい。これにより、純水が基板３の表面を流れる際に静電気が発生するのを抑制することができるとともに、基板３の表面に静電気が発生してもそれを除去することができる。
この供給部12は、ノズル移動機構24によってノズル25〜29を基板３の外周外方の待機位置と基板３の中央部上方の開始位置との間で水平に移動させる。また、流量調整器31,33,35,37,39によって所定の流量に調整した液体又は気体をノズル25〜29から基板３の表面（上面）に向けて吐出させる。また、ノズル25〜29は、それぞれ独立して移動可能に構成した複数のアーム22に分けて配置される。なお、ノズル25〜29は、１個のアームに配置させてもよい。また、純水供給ノズル26とＩＰＡ供給ノズル27は、共用のノズルとして、ＩＰＡから純水への供給を連続的に行えるようにしてもよく、純水からＩＰＡへの供給を連続的に行えるようにしてもよい。これにより、純水とＩＰＡとを切り替える際に基板３の表面が露出して雰囲気（周囲の気体）と接触させにくくすることができる。
回収部13は、図２に示すように、ターンテーブル17の周囲に円環状の回収カップ40を配置している。回収カップ40の上端部には、ターンテーブル17（基板３）よりも一回り大きいサイズの開口を形成している。また、回収カップ40の下端部には、ドレイン41を接続している。
この回収部13は、基板３の表面に供給された処理液などを回収カップ40で回収し、ドレイン41から外部へと排出する。なお、ドレイン41は、液体の回収だけでなく、処理室15の内部の気体（雰囲気）をも回収する。これにより、処理室15の上部に設けられたＦＦＵ（Fan Filter Unit）42から供給される清浄空気を処理室15の内部でダウンフローさせる。ＦＦＵ42は、清浄空気よりも湿度の低いＣＤＡ（Clean Dry Air）を清浄空気と切り替えて供給することができるようになっている。ＣＤＡを供給する際は、ＣＤＡを処理室15の内部でダウンフローさせて、処理室15の内部（基板３の周囲）の湿度を低下させることもできる。このように、ＦＦＵ42は、処理室15の内部に乾燥気体としてのＣＤＡを供給する乾燥気体供給部として機能する。なお、ＦＦＵ42は、制御部14で駆動制御される。
基板液処理装置１は、以上に説明したように構成しており、制御部14（コンピュータ）に設けた記憶媒体43に記憶された各種のプログラムにしたがって制御部14で制御され、基板３の処理を行う。ここで、記憶媒体43は、各種の設定データやプログラムを格納しており、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリーや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどのディスク状記憶媒体などの公知のもので構成される。
そして、基板液処理装置１は、記憶媒体43に記憶された基板液処理プログラムにしたがって以下に説明するように基板３に対して処理を行う（図４参照。）。
まず、基板液処理装置１は、基板搬送装置９によって搬送される基板３を基板液処理ユニット10で受け取る（基板受取工程）。
この基板受取工程では、制御部14は、ターンテーブル17を所定位置まで上昇させる。そして、基板搬送装置９から処理室15の内部に搬送された１枚の基板３を基板保持体18で水平に保持した状態で受取る。その後、ターンテーブル17を所定位置まで降下させる。なお、基板受取工程では、ノズル群23（処理液供給ノズル25、純水供給ノズル26、ＩＰＡ供給ノズル27、撥水化液供給ノズル28、不活性ガス供給ノズル29）をターンテーブル17の外周よりも外方の待機位置に退避させておく。
次に、基板液処理装置１は、基板３の表面を例えばエッチング液や洗浄液などの処理液で液処理する（液処理工程）。
この液処理工程では、図５（ａ）に示すように、制御部14は、処理液供給ノズル25を基板３の中心部上方の開始位置に移動させる。また、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板３を回転させる。その後、流量調整器31によって所定流量に流量調整された処理液を処理液供給源30から処理液供給ノズル25に供給し、処理液供給ノズル25から基板３の表面（上面）に向けて吐出させる。これにより、基板３の表面が処理液で液処理される。基板３に供給された処理液は、回転する基板３の遠心力で基板３の外周外方へ振り切られ、回収カップ40で回収されてドレイン41から外部に排出される。処理液を所定時間供給した後に、流量調整器31によって処理液の吐出を停止させる。このように、液処理工程では、主に処理液供給ノズル25、流量調整器31、処理液供給源30などが処理液供給部として機能する。この液処理工程では、ＦＦＵ42から供給される気体として処理液の種類によって清浄空気又はＣＤＡが選択され、処理室15の内部が高い清浄度に維持される。
次に、基板液処理装置１は、基板３の表面をリンス液でリンス処理する（リンス処理工程）。
このリンス処理工程では、図５（ｂ）に示すように、制御部14は、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板３を回転させ続けた状態で、純水供給ノズル26を基板３の中心部上方の開始位置に移動させる。その後、流量調整器33によって所定流量に流量調整された純水をリンス液として純水供給源32から純水供給ノズル26に供給し、純水供給ノズル26から基板３の表面に向けて吐出させる。これにより、基板３の表面の処理液をリンス液で洗い流すことで、基板３の表面がリンス液でリンス処理される。基板３に供給されたリンス液は、回転する基板３の遠心力で基板３の外周外方へ振り切られ、回収カップ40で回収されてドレイン41から外部に排出される。リンス液を所定時間供給した後に、流量調整器33によってリンス液の吐出を停止させる。このように、リンス処理工程では、主に純水供給ノズル26、流量調整器33、純水供給源32などがリンス液供給部として機能する。
次に、基板液処理装置１は、基板３の表面を置換促進液で置換処理する（第１置換処理工程）。
この第１置換処理工程では、図６（ａ）に示すように、制御部14は、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板３を回転させ続けた状態で、ＩＰＡ供給ノズル27を基板３の中心部上方の開始位置に移動させる。その後、流量調整器35によって所定流量に流量調整されたＩＰＡを置換促進液としてＩＰＡ供給源34からＩＰＡ供給ノズル27に供給し、ＩＰＡ供給ノズル27から基板３の表面に向けて吐出させる。これにより、基板３の表面がリンス液からＩＰＡに置換され、この後に供給される撥水化液へ置換することができる。基板３に供給されたＩＰＡは、回転する基板３の遠心力で基板３の外周外方へ振り切られ、回収カップ40で回収されてドレイン41から外部に排出される。ＩＰＡを所定時間供給した後に、流量調整器35によってＩＰＡの吐出を停止させる。このように、第１置換処理工程では、主にＩＰＡ供給ノズル27、流量調整器35、ＩＰＡ供給源34などが置換促進液供給部として機能する。なお、リンス処理工程から第１置換処理工程への移行時には、同一又は別のノズルからリンス液（純水）と置換促進液（ＩＰＡ）とを吐出可能とし、リンス液と置換促進液との混合比率を段階的に変化させてもよく、また、混合比率を徐々に連続的に変化させてもよい。これにより、リンス処理工程と第１置換処理工程とを同時に行うことができ、処理に要する時間を短縮することができる。
次に、基板液処理装置１は、基板３の表面を撥水化液で撥水処理する（撥水処理工程）。
この撥水処理工程では、図６（ｂ）に示すように、制御部14は、撥水化液供給ノズル28を基板３の中心部上方の開始位置に移動させる。その後、流量調整器37によって所定流量に流量調整された撥水化液を撥水化液供給源36から撥水化液供給ノズル28に供給し、撥水化液供給ノズル28から基板３の表面に向けて吐出させる。これにより、基板３の表面が撥水化液で撥水処理される。基板３に供給された撥水化液は、回転する基板３の遠心力で基板３の外周外方へ振り切られ、回収カップ40で回収されてドレイン41から外部に排出される。撥水化液を所定時間供給した後に、流量調整器37によって撥水化液の吐出を停止させる。このように、撥水処理工程では、主に撥水化液供給ノズル28、流量調整器37、撥水化液供給源36などが撥水化液供給部として機能する。この撥水処理工程では、制御部14は、ＦＦＵ42から供給される気体としてＣＤＡを選択し、処理室15にＣＤＡを供給し、処理室15の内部の湿度を低減させている。
次に、基板液処理装置１は、基板３の表面に置換促進液で置換処理する（第２置換処理工程）。
この第２置換処理工程では、図７（ａ）に示すように、制御部14は、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板３を回転させ続けた状態で、ＩＰＡ供給ノズル27を基板３の中心部上方の開始位置に移動させる。その後、流量調整器35によって所定流量に流量調整されたＩＰＡをＩＰＡ供給源34からＩＰＡ供給ノズル27に供給し、ＩＰＡ供給ノズル27から基板３の表面に向けて吐出させる。これにより、基板３の表面が撥水化液からＩＰＡに置換される。基板３に供給されたＩＰＡは、回転する基板３の遠心力で基板３の外周外方へ振り切られ、回収カップ40で回収されてドレイン41から外部に排出される。ＩＰＡを所定時間供給した後に、流量調整器35によってＩＰＡの吐出を停止させる。このように、第２置換処理工程では、主にＩＰＡ供給ノズル27、流量調整器35、ＩＰＡ供給源34などが置換促進液供給部として機能する。この第２置換処理工程でも、制御部14は、ＦＦＵ42から供給される気体としてＣＤＡを選択し、処理室15にＣＤＡを供給し、処理室15の内部の湿度を低減させている。
次に、基板液処理装置１は、基板３の表面に洗浄液で洗浄処理する（洗浄処理工程）。
この洗浄処理工程では、図７（ｂ）に示すように、制御部14は、純水供給ノズル26を基板３の中心部上方の開始位置に移動させる。その後、流量調整器33によって所定流量に流量調整された純水を洗浄液として純水供給源32から純水供給ノズル26に供給し、純水供給ノズル26から基板３の表面に向けて吐出させる。これにより、基板３の表面が洗浄液で洗浄処理される。基板３を撥水化液で撥水処理した場合、撥水化液には多くの不純物が含有するために、撥水化させた後の基板３の表面に不純物が残留するおそれがある。そこで、撥水処理した基板３を洗浄液で洗浄することで、基板３の表面に残留した不純物を除去することができる。基板３に供給された洗浄液は、回転する基板３の遠心力で基板３の外周外方へ振り切られ、回収カップ40で回収されてドレイン41から外部に排出される。洗浄液を所定時間供給した後に、流量調整器33によって洗浄液の吐出を停止させる。このように、洗浄処理工程では、主に純水供給ノズル26、流量調整器33、純水供給源32などが洗浄液供給部として機能する。なお、第２置換処理工程から洗浄処理工程への移行時には、同一又は別のノズルから置換促進液（ＩＰＡ）と洗浄液（純水）とを吐出可能としてもよい。これにより、置換促進液から洗浄液への切り替え時に基板３の表面が露出して雰囲気（周囲の気体）と接触させにくくすることができる。置換促進液と洗浄液との混合比率を段階的に変化させてもよく、また、混合比率を徐々に連続的に変化させてもよい。これにより、基板３の濡れ性が徐々に変化するために、濡れ性が急激に変化する時と比較して基板３の表面の外気への露出が防止しやすい。たとえば、供給開始時には置換促進液：洗浄液の混合比率は１：０であるが、時間の経過とともに洗浄液の供給量を増加させて置換促進液の供給量を減少させる。その後、予め決められた混合比率になったら決められた時間その比率で供給する。その後、段階的又は連続的に洗浄液の供給量を増加させるとともに置換促進液の供給量を減少させるようにしてもよい。また、洗浄処理工程の際に、置換促進液であるＩＰＡを洗浄液に含ませて供給してもよい。これにより、撥水化した基板３のパターン内に洗浄液が浸透しやすくなり、洗浄効果を向上させることができる。さらに、この場合に、ＩＰＡを含む洗浄液を供給した後に、洗浄液のみを供給してもよい。濡れ性がよい状態で洗浄液を供給するため、洗浄効果をより向上させることができる。この洗浄処理工程では、制御部14は、ＦＦＵ42から供給される気体として清浄空気を選択し、処理室15に清浄空気を供給し、処理室15の内部の湿度を増加させている。
ここで、洗浄処理工程で用いる洗浄液としては、純水に限られず、機能水を用いることもできる。機能水としては、アルカリ性を有する液体が用いられ、アルカリ性（好ましくはpH８以上）の電解イオン水、1ppm〜20ppmに希釈されたアンモニア水、水素水、加水オゾン水などを用いることができる。このように、撥水処理した基板３を機能水で洗浄することで、純水で洗浄するよりもさらに基板３の表面に残留した不純物を除去することができる。
次に、基板液処理装置１は、基板３の表面を乾燥させる乾燥処理を行う（乾燥処理工程）。この乾燥処理工程は、基板３に洗浄液と置換する乾燥液を供給する乾燥液供給工程と、基板３に供給された乾燥液を基板３から除去する乾燥液除去工程とで構成する。乾燥液としては、洗浄液よりも揮発性が高く表面張力が低い液体が用いられる。ここでは、洗浄液として純水を用い、乾燥液としてＩＰＡを用いている。
乾燥液供給工程では、図８（ａ）に示すように、制御部14は、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板３を回転させ続けた状態で、ＩＰＡ供給ノズル27及び不活性ガス供給ノズル29を基板３の中心部上方の開始位置に移動させる。その後、流量調整器35によって所定流量に流量調整されたＩＰＡを乾燥液としてＩＰＡ供給源34からＩＰＡ供給ノズル27に供給し、ＩＰＡ供給ノズル27から基板３の表面に向けて吐出させる。また、流量調整器39によって所定流量に流量調整された不活性ガス（ここでは、窒素ガス）を不活性ガス供給源38から不活性ガス供給ノズル29に供給し、不活性ガス供給ノズル29から基板３の表面に向けて吐出させる。そして、ＩＰＡ供給ノズル27と不活性ガス供給ノズル29を基板３の中心部上方の開始位置から基板３の外周外方へ向けてそれぞれ移動させる。なお、移動方向は、逆方向であっても同一方向であってもよいが、常にＩＰＡ供給ノズル27を不活性ガス供給ノズル29よりも先行させる。これにより、ＩＰＡ供給ノズル27から基板３に吐出されたＩＰＡが不活性ガス供給ノズル29から吐出された不活性ガスにより基板３の外周外方へ向けて強制的に移動させられ、基板３の乾燥を促進させることができる。このように、基板３にＩＰＡを供給することで、基板３の表面が洗浄液から乾燥液に置換される。基板３に供給された乾燥液は、回転する基板３の遠心力で基板３の外周外方へ振り切られ、回収カップ40で回収されてドレイン41から外部に排出される。乾燥液を所定時間供給した後に、流量調整器35によって乾燥液の吐出を停止させる。このように、乾燥液供給工程では、主にＩＰＡ供給ノズル27、流量調整器35、ＩＰＡ供給源34などが乾燥液供給部として機能する。この乾燥液供給工程では、制御部14は、洗浄処理工程における洗浄液の流量よりも少量の乾燥液を基板３に供給している。なお、洗浄処理工程から乾燥液供給工程への移行時には、同一又は別のノズルから洗浄液（純水）と乾燥液（ＩＰＡ）とを吐出可能とし、洗浄液から乾燥液への切り替え時に基板３の表面が露出して雰囲気（周囲の気体）と接触させにくくすることができる。また、洗浄液と乾燥液との混合比率を段階的に変化させてもよく、また、混合比率を徐々に連続的に変化させてもよい。これにより、基板３の濡れ性が徐々に変化するために、濡れ性が急激に変化する時と比較して基板３の表面の外気への露出が防止しやすい。たとえば、供給開始時には洗浄液：乾燥液の混合比率は１：０であるが、時間の経過とともに乾燥液の供給量を増加させて洗浄液の供給量を減少させる。その後、予め決められた混合比率になったら決められた時間その比率で供給する。その後、段階的又は連続的に乾燥液の供給量を増加させるとともに洗浄液の供給量を減少させるようにしてもよい。
乾燥液除去工程では、図８（ｂ）に示すように、制御部14は、所定の回転速度（液処理工程、リンス処理工程、撥水処理工程、洗浄処理工程における回転速度よりも速い回転速度）でターンテーブル17を回転させることで基板３を回転させ続ける。これにより、回転する基板３の遠心力の作用で基板３の表面に残留する乾燥液が基板３の外方に振切られ、基板３の表面から乾燥液が除去され、基板３の表面が乾燥される。なお、乾燥液除去工程では、ノズル群23（処理液供給ノズル25、純水供給ノズル26、ＩＰＡ供給ノズル27、撥水化液供給ノズル28、不活性ガス供給ノズル29）をターンテーブル17の外周よりも外方の待機位置に退避させておく。また、乾燥処理工程では、制御部14は、ＦＦＵ42から供給される気体としてＣＤＡを選択し、処理室15にＣＤＡを供給し、処理室15の内部の湿度を洗浄処理工程における湿度よりも低減させている。これにより、基板３の乾燥が促進される。
最後に、基板液処理装置１は、基板３を基板液処理ユニット10から基板搬送装置９へ受け渡す（基板受渡工程）。
この基板受渡工程では、制御部14は、ターンテーブル17を所定位置まで上昇させる。そして、ターンテーブル17で保持した基板３を基板搬送装置９に受け渡す。その後、ターンテーブル17を所定位置まで降下させる。
以上に説明したように、上記基板液処理装置１（基板液処理装置１で実行する基板液処理方法）では、撥水化液で撥水処理した基板３を洗浄液で洗浄し、その後、洗浄液よりも揮発性の高い乾燥液で洗浄液を置換し、乾燥液を基板３から除去することで基板３の乾燥処理を行う。
このように、基板３を撥水化液で撥水処理した場合には、撥水化液に含有される多量の不純物が基板３を汚損する。そのため、撥水処理後の基板３を純水等の洗浄液で洗浄する。これにより、基板３の表面から撥水化液に含有されていた不純物を除去することができる。しかし、基板３の表面が撥水化されているため、基板３の表面では洗浄液が液滴状になっている。そのまま基板３を高速回転させて乾燥させると、液滴状の洗浄液によって基板３の表面にウォーターマークが形成されてしまい、基板３を良好に乾燥させることができない。そこで、洗浄液よりも揮発性の高い乾燥液を用いて基板３の表面の洗浄液を置換し、その後、基板３を高速回転させて乾燥させることで、基板３の表面から乾燥液を円滑に除去することができ、基板３を良好に乾燥させることができる。
上記基板液処理装置１では、基板３を処理する液体の種類を変更する際に、前の液体での処理（たとえば、純水による洗浄処理）が終了した後に後の液体での処理（たとえば、ＩＰＡによる乾燥処理）を開始するようにしているが、前の液体での処理の途中から後の液体での処理を開始することもできる。たとえば、撥水化液に含まれる不純物を洗浄するために行う洗浄処理工程からＩＰＡによる乾燥処理工程に移行する場合について以下に説明する。
まず、図９（ａ）に示すように、制御部14は、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板３を回転させ続けた状態で、純水供給ノズル26を基板３の中心部上方の開始位置に移動させるとともに、ＩＰＡ供給ノズル27を純水供給ノズル26と隣接する位置に移動させる。その後、純水を洗浄液として純水供給ノズル26から基板３の表面中央に向けて吐出させる。その後、図９（ｂ）に示すように、純水供給ノズル26を純水を吐出させながら基板３の中心部上方から基板３の外周外方へ向けて移動させるとともに、ＩＰＡ供給ノズル27を純水供給ノズル26とともに移動させ、ＩＰＡ供給ノズル27が基板３の中心部上方に位置した時にＩＰＡを乾燥液としてＩＰＡ供給ノズル27から基板３の中央に向けて吐出させる。その際に、基板３の表面で筋状の流れが形成されるように、流量又は／及び回転数を制御する。この筋状の流れを形成するには、洗浄処理工程よりも基板３の回転数を下げてもよく、純水の供給量を減らしてもよい。特に純水の供給量を減らすことは、純水の消費量削減につながるためより好ましい。筋状の流れよりも外側の領域は洗浄処理工程のときの純水の液膜より薄い純水の液膜で覆われている。その後、図９（ｃ）に示すように、純水供給ノズル26とＩＰＡ供給ノズル27を基板３の外周外方へ向けて移動させる。その際に、純水供給ノズル26から供給された純水は、基板３の表面で筋状の流れを保った状態で基板３の外周外方へ向けて流れる。また、純水とともにＩＰＡ供給ノズル27から所定量のＩＰＡが供給されているために、ＩＰＡと純水とからなる筋状の流れが形成される。筋状の流れに含まれる純水により基板３の表面に残留した不純物を除去することができる。さらに、表面張力の低いＩＰＡが混ざることにより、途切れることのない筋状の流れを形成することができるため、基板３の表面に残留した不純物を均一に除去することができる。また、基板３のパターン内に純水が浸透しやすくなり、洗浄効果を向上させることができる。筋状の流れよりも外側の領域は、次第に純水の液膜が、純水よりも表面張力の低いＩＰＡの液膜へと置換され、基板３の表面が露出することはない。また、筋状の流れにおける基板３の中心側の領域はＩＰＡの濃度が高い。このため、ＩＰＡの供給位置よりも内側の領域は、同心円状に乾燥領域が広がっていく。このように、筋状の流れによる洗浄処理と乾燥処理を同時に行うことができるため、乾燥処理の時間を短縮することができ、基板液処理装置１のスループットを向上させることができる。さらに、筋状の流れを形成することで、洗浄効果を向上させることができる。
なお、図９（ｄ）に示すように、純水供給ノズル26を純水を吐出させながら基板３の中心部上方から基板３の外周外方へ向けて移動させるとともに、ＩＰＡ供給ノズル27を基板３の中心部上方に位置させてＩＰＡを乾燥液としてＩＰＡ供給ノズル27から基板３の中央に向けて吐出させてもよい。その際に、純水供給ノズル26から供給された純水は、基板３の表面で筋状の流れを保った状態で、基板３の外周外方へ向けて流れる。ＩＰＡと純水からなる筋状の流れが形成される。筋状の流れに含まれる純水により基板３の表面に残留した不純物を除去することができる。さらに、表面張力の低いＩＰＡが混ざることにより途切れることのない筋状の流れを形成することができるとともに、筋状の流れが基板３の中心部上方から基板３の外周外方へ向けて移動するため、基板３の表面に残留した不純物を均一に除去することができる。また、基板３のパターン内に純水が浸透しやすくなり、洗浄効果を向上させることができる。筋状の流れよりも外側の領域は、洗浄処理工程のときの純水の液膜より薄い純水の液膜で覆われているが、次第に純水の液膜がＩＰＡの液膜へと置換されるため、基板３の表面が露出することはない。また、基板３の中心部上方からＩＰＡを吐出しているので、筋状の流れよりも基板３の内側の領域は、ＩＰＡの液膜で覆われているため、基板３の表面が露出することはない。純水供給ノズル26が基板３の外周に到達した後、すぐに乾燥液除去工程を行うことができる。この乾燥液除去工程は、先の実施例に記載した乾燥液除去工程と同一なため説明を省略する。
このように、筋状の流れによる洗浄処理後に乾燥液除去工程を行うことができるため、乾燥処理の時間を短縮することができ、基板液処理装置１のスループットを向上させることができる。さらに、筋状の流れを形成することで、洗浄効果を向上させることができる。また、基板３の表面を露出させることなく、筋状の流れによる洗浄処理を行うことができる。
１ 基板液処理装置
３ 基板
25 処理液供給ノズル
26 純水供給ノズル
27 ＩＰＡ供給ノズル
28 撥水化液供給ノズル
29 不活性ガス供給ノズル

Claims (20)

  1. 基板を処理液で液処理する液処理工程と、液処理した前記基板をリンス液でリンス処理するリンス処理工程と、リンス処理した前記基板を撥水化液で撥水処理する撥水処理工程とを行い、
    次に、撥水処理した前記基板を置換促進液で置換処理する置換処理工程と、撥水処理した前記基板を洗浄液で洗浄処理する洗浄処理工程とを行い、
    その後、前記洗浄液よりも揮発性の高い乾燥液で前記洗浄液を置換するとともに前記基板から前記乾燥液を除去する乾燥処理工程を行うことを特徴とする基板液処理方法。
  2. 前記洗浄液は純水を用い、前記乾燥液及び前記置換促進液はＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用いることを特徴とする請求項１に記載の基板液処理方法。
  3. 前記置換処理工程は、前記乾燥処理工程における前記乾燥液の流量よりも多量の前記置換促進液で前記基板を置換処理することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板液処理方法。
  4. 前記乾燥処理工程は、前記洗浄処理工程よりも低湿度状態で前記乾燥液を前記基板に供給することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の基板液処理方法。
  5. 前記置換処理工程と洗浄処理工程とを同時に行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の基板液処理方法。
  6. 前記置換促進液と前記洗浄液と前記乾燥液を同一のノズルから前記基板に供給することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の基板液処理方法。
  7. 前記置換処理工程から前記洗浄処理工程への移行時に前記置換促進液と前記洗浄液との混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の基板液処理方法。
  8. 前記洗浄処理工程から前記乾燥処理工程への移行時に前記洗浄液と前記乾燥液との混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の基板液処理方法。
  9. 前記乾燥処理工程は、前記洗浄液の筋状の流れを形成する工程と、前記筋状の流れよりも前記基板の中心側に前記乾燥液を供給する工程を含むことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の基板液処理方法。
  10. 前記洗浄液の筋状の流れを形成する工程は、前記筋状の流れを、前記基板の中心から外周へ移動させることを特徴とする請求項９に記載の基板液処理方法。
  11. 基板を保持する基板保持部と、
    前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、
    処理液で液処理した前記基板にリンス液を供給するリンス液供給部と、
    リンス液でリンス処理した前記基板に撥水化液を供給する撥水化液供給部と、
    撥水化液で撥水処理した前記基板に置換促進液を供給する置換促進液供給部と、
    置換促進液で置換処理した前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
    洗浄液で洗浄処理した前記基板に前記洗浄液よりも揮発性の高い乾燥液を供給する乾燥液供給部と、
    前記置換促進液供給部から前記撥水化液で撥水処理した前記基板に置換促進液を供給し、前記洗浄液供給部から前記基板に洗浄液を供給した後に、前記乾燥液供給部から前記基板に乾燥液を供給し、その後、前記基板から前記乾燥液を除去するように制御する制御部とを備えたことを特徴とする基板液処理装置。
  12. 前記制御部は、前記乾燥液供給部から前記基板に供給する前記乾燥液の流量よりも多量の前記置換促進液を前記置換促進液供給部から前記基板に供給するよう制御することを特徴とする請求項１１に記載の基板液処理装置。
  13. 前記基板に乾燥気体を供給する乾燥気体供給部を有し、
    前記制御部は、前記乾燥液供給部から前記基板に前記乾燥液を供給する際に、前記乾燥気体供給部から前記乾燥気体を前記基板に供給することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の基板液処理装置。
  14. 前記制御部は、前記基板に前記置換促進液供給部から前記置換促進液を供給すると同時に、前記洗浄液供給部から前記洗浄液を供給するよう制御することを特徴とする請求項１１〜請求項１３のいずれかに記載の基板液処理装置。
  15. 前記置換促進液と前記洗浄液と前記乾燥液を同一のノズルから前記基板に供給することを特徴とする請求項１１〜請求項１４のいずれかに記載の基板液処理装置。
  16. 前記置換促進液の供給から前記洗浄液の供給への移行時に前記置換促進液と前記洗浄液との混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給することを特徴とする請求項１１〜請求項１５のいずれかに記載の基板液処理装置。
  17. 前記洗浄液の供給から前記乾燥液の供給への移行時に前記洗浄液と前記乾燥液との混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給することを特徴とする請求項１１〜請求項１６のいずれかに記載の基板液処理装置。
  18. 前記洗浄液の供給から前記乾燥液の供給への移行時に、前記洗浄液の筋状の流れを形成し、前記筋状の流れよりも前記基板の中心側に前記乾燥液を供給することを特徴とする請求項１１〜請求項１６のいずれかに記載の基板液処理装置。
  19. 前記筋状の流れを、前記基板の中心から外周へ移動させることを特徴とする請求項１８に記載の基板液処理装置。
  20. 基板を保持する基板保持部と、前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、処理液で液処理した前記基板にリンス液を供給するリンス液供給部と、リンス液でリンス処理した前記基板に撥水化液を供給する撥水化液供給部と、撥水化液で撥水処理した前記基板に置換促進液を供給する置換促進液供給部と、置換促進液で置換処理した前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、洗浄液で洗浄処理した前記基板に前記洗浄液よりも揮発性の高い乾燥液を供給する乾燥液供給部と、これらを制御する制御部とを有する基板液処理装置を用いて前記基板を処理させる基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、
    前記置換促進液供給部から前記基板に置換促進液を供給し、前記洗浄液供給部から前記基板に洗浄液を供給した後に、前記乾燥液供給部から前記基板に乾燥液を供給し、その後、前記基板から前記乾燥液を除去するように制御することを特徴とする基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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