JP2006004955A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウェット洗浄処理後に行われる乾燥処理で、基板を迅速かつ確実に乾燥できるようにした基板処理装置、並びに、基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した不要な薄膜を、例え硬質な膜であっても、急勾配なエッジプロファイルを得た状態で、短時間で除去でき、しかも、不要な薄膜を除去した後のベベル部乃至エッジ部における表面粗さを小さく抑えることができるようにする。
【解決手段】 本発明の基板処理装置は、基板Ｗを保持する基板ホルダ２２と、基板ホルダ２２で保持した基板Ｗの表面の少なくとも一部が曝される雰囲気を、湿度が制御されたドライガス雰囲気にするドライガス供給部３２，３６とを有する。本発明の基板処理システムは、基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した薄膜を研磨する研磨装置と、研磨装置による研磨後の基板のベベル部乃至エッジ部に残った薄膜をエッチング除去するエッチング装置とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に係り、特にウェット（湿式）洗浄処理を施した基板表面の水分を除去する乾燥機構を備えた基板処理装置、及び基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した不要な薄膜を効率よく除去できるようにした基板処理装置及び基板処理方法に関する。
本発明はまた、特に基板のウォータマーク等の発生を抑制することができるようにした基板処理装置及び基板処理方法に関する。

半導体装置の製造における各処理工程にあっては、半導体ウェハ等の基板に各種の処理を施した後、ウェット洗浄処理を行い、この洗浄処理の最後に、基板表面の水分を完全に除去する目的で乾燥処理を行ことが広く行われている。この乾燥処理として、基板を高速で回転させ、その遠心力で基板上の水分を除去するスピン乾燥が、一般的な乾燥法として普及している。

半導体ウェハ等の基板の大口径化に伴い、基板の洗浄・乾燥処理方式は、従来のバッチ式から枚葉式が主流になってきている。この枚葉式スピン洗浄及び乾燥処理を行う基板処理装置は、一般に、基板を基板ホルダで略水平に保持し、この基板ホルダを回転駆動機構により高速で回転させるように構成されている。この基板処理装置による基板処理は、まず、基板を回転させた状態で該基板の表面に薬液が供給されて薬液処理工程が行われ、その後、純水（ＤＩＷ）等の洗浄液が供給されて洗浄工程（リンス洗浄工程）が行われる。この洗浄工程後の基板の表面には、洗浄液であるＤＩＷ等が付着して残留しているので、そのＤＩＷ等を除去するために基板を高速回転させる乾燥工程（スピン乾燥工程）が行われる。

通常、枚葉式スピン洗浄による薬液洗浄やリンス洗浄においては、薬液やＤＩＷ（処理液）が基板の全面に行き渡るように、基板の回転速度を数百ｒｐｍ程度とすることが多い。またそれに続く乾燥処理においては、基板に付着した目視可能な液滴だけでなく、サブミクロン径の微小な液滴も速やかに除去するため、基板の回転速度を１０００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍ程度の高速とすることが多い。

図１は、従来の基板処理における基板回転速度のプロファイルの一例を示す。図１に示すグラフにおいて、横軸は基板乾燥工程の開始からの経過時間（秒）であり、縦軸は基板回転速度（ｒｐｍ）である。これら横軸と縦軸の変数は、以下の他の基板処理における基板回転速度プロファイルを示す図においても同じである。図１に示す基板回転速度プロファイルでは、薬液処理工程及び洗浄工程での基板回転速度を５００ｒｐｍとし、乾燥工程において、乾燥工程の開始時の基板回転速度５００ｒｐｍから最大回転速度である２５００ｒｐｍまで、回転加速度１０００ｒｐｍ／ｓ（約１６．７ｓｅｃ^−２）で急激に回転速度を上昇させている。

ところで、ＨＦ等で処理した後の基板のシリコン表面やｌｏｗ−ｋ膜の表面は、疎水表面になっており、基板のスピン乾燥中に基板から飛散した基板処理液の液滴が基板の周囲に設置された飛散防止カップ等の内壁に衝突して細分化されてミスト状になる。そして、このミスト状の液滴が疎水表面に飛散して再付着することにより、シリコン酸化物を成分とする所謂ウォータマークが形成されやすいという問題があった。特に、基板乾燥工程の開始時においては、基板表面に多量の基板処理液が残された状態であるため、基板回転速度を急速に加速・上昇させると多量の液体が遠心力で振り飛ばされて、ウォータマークが大量に発生する原因となってしまう。

従来の基板乾燥工程においては、図１で示したように、基板洗浄工程が終了して基板乾燥工程に移行した際に、基板回転速度が急激に高速になるように加速していたため、ウォータマークの発生を防ぐことができなかった。これに対する対応策として、基板を比較的低速で回転させることで、液滴の跳ね返りが少ない状態で基板表面に付着した液体の大部分を除去した後、高速回転に移行させて微小な液滴を除去するという基板乾燥方法が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

また、半導体装置の製造工程では、基板の表面に薄膜を形成するための薄膜形成工程が行われ、この薄膜を形成する方法として、スパッタリングやＣＶＤ（化学気相成長）、めっきなどの方法が一般に用いられている。これらの方法を用いて基板の表面に薄膜を形成した場合、一般に、基板の全面に薄膜が形成されるが、半導体ウェハなどの基板において薄膜の形成が必要とされるのは、基板の片側の面、特に回路形成部のみである。このように、基板の全面または薄膜が必要とされない基板のベベル部乃至エッジ部に薄膜が形成されると、例えば、基板の搬送の際に搬送ロボットハンドを介して他の基板に薄膜が付着してしまったり、基板から剥れた薄膜が拡散したりしまうことがあり、他の各種工程の処理環境を汚染する、いわゆるクロスコンタミネーションの原因ともなってしまう。このため、基板製造工程においては、薄膜形成後に、これらの不要な薄膜を除去する処理工程が行われている。

基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した不要な薄膜を除去する処理方法としては、基板のベベル部乃至エッジ部にエッチング液（薬液）を供給して薄膜を選択的にエッチング除去するエッチング処理や、基板のベベル部乃至エッジ部に研磨具を押付けて薄膜を研磨除去する研磨処理が一般に行われている。

特開２００３−９２２８０号公報

従来のスピン乾燥にあっては、ミクロンからサブミクロン以下の径の水滴を基板上から除去することが難しく、特にフッ酸溶液処理後のような疎水性の表面や、表面に微細なパターンが形成されているような場合には、このような水滴が残留しているところだけ酸化が進行してウォータマークが生じたり、素子（形成予定）部が変質したりすることがある。

上記のように、基板乾燥工程で基板の回転速度を低速から高速に移行させても、この移行させる際の回転加速度を大きくすると、回転速度が急激に増加するため、やはり多量の液体が遠心力で振り飛ばされてウォータマークが大量に発生する原因となってしまう。また、基板乾燥工程における低速での回転速度が小さいと、この低回転速度の段階で基板の表面に付着した液体が十分に除去されない。すると、低回転速度から高回転速度まで急速に加速した場合には、基板表面に残留する液体が十分に除去されない段階で高回転速度に到達してしまう。このため、残留する液体が強い遠心力で振り飛ばされて跳ね返りウォータマークの発生の原因となってしまう。
疎水性であることが多い低誘電率材や、親疎水混合面では、特にウォータマークの発生が顕著となり、製造工程上大きな問題となる。

なお、スピン乾燥以外の乾燥方法の一つである真空乾燥方式で基板を乾燥すれば液跳ねの問題は生じないが、装置に機密性が必要になり、しかも真空ポンプなどの付帯装置が別途必要となる。また加熱のみによる乾燥では、乾燥処理に時間を要し、基板に形成された膜を変質させる可能性もある。

装置内の雰囲気は、比較的乾燥した状態を保つことが望ましいが、基板の連続処理により雰囲気中にミストが浮遊し、装置内が濡れるため、湿度は増加しやすい。この湿度の増加を防ぐため、十分な給排気を実施している。しかし、通常、給排気量は一定であるので、湿度変動を抑えるためには、予め給排気量を多めに設定したり、基板の処理間隔を空けたりするなどの調整が必要であり、時間及びエネルギのロスになる。更に、排気流量だけでなく、供給ガスの温度及び湿度が一定であるために、前処理の影響などによる突発的な湿度増加によるウォータマークは防ぐことは難しい。

基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した不要な薄膜を、薬液によるエッチングで除去する場合には、薄膜の除去幅を小さくするため、エッチングによって除去されずに基板上に残る薄膜の外周端部におけるエッジプロファイルの勾配が大きいことが求められる。エッチング処理では、薬液の濡れ性のため、薄膜のエッジプロファイルに急勾配が得られず、このため、薄膜の除去幅を小さくしようとしても一定の限界があるのが現状である。また薬液のエッチング能力に限界があるために、例えば高い誘電率を有する絶縁膜として用いられる窒化シリコン膜（Ｓｉ_２Ｎ_４）や酸化タンタル膜（Ｔａ_２Ｏ_５）など硬質の膜の除去には長い処理時間を要している。

一方、研磨による薄膜の除去処理では、エッチング処理に比べ短時間で膜の急峻なエッジプロファイルが得られ、硬質膜の除去も比較的容易であるが、研磨後における基板のベベル部乃至エッジ部の表面粗さが大きくなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、ウェット洗浄処理後に行われる乾燥処理で、基板を迅速かつ確実に乾燥できるようにした基板処理装置、並びに、基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した不要な薄膜を、例え硬質な膜であっても、急勾配なエッジプロファイルを得た状態で、短時間で除去でき、しかも、不要な薄膜を除去した後のベベル部乃至エッジ部における表面粗さを小さく抑えることができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを第１の目的とする。
本発明はまた、基板表面への液滴の跳ね返りを防止し、ウォータマークの発生を抑制することができる基板処理方法及び基板処理装を提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の基板処理装置は、基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダで保持した基板の表面の少なくとも一部が曝される雰囲気を、湿度が制御されたドライガス雰囲気にするドライガス供給部とを有することを特徴とする。

基板ホルダで保持した基板の表面の少なくとも一部が曝される雰囲気を、湿度が制御されたドライガス雰囲気にすることで、たとえ疎水性の表面や、表面に微細なパターンが形成されているような場合にあっても、ウェット洗浄処理後に基板上に残った水滴を、湿度が制御されたドライガスで迅速に乾燥させて、基板表面にウォータマークと呼ばれる一種の欠陥が生じたり、素子（形成予定）部が変質したりすることを防止することができる。

基板ホルダは、回転自在に構成されていることが好ましく、これにより、ウェット洗浄処理後に、いわゆるスピン乾燥処理を行うようにした基板処理装置に本発明を適用することができる。

前記ドライガス供給部は、前記基板ホルダで保持した基板の少なくとも一部に向けて、湿度が制御されたドライガスを吹き付けて供給するように構成されていることが好ましい。
前記ドライガス供給部は、前記基板ホルダを収納した処理チャンバ内に、相対湿度が０〜３０％に制御された不活性ガスまたは空気からなるドライガスを供給するように構成されていることが好ましい。
ドライガスとして、相対湿度が０〜３０％に制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガス、または安価な空気を使用することで、基板を効率的に乾燥させて、ウォータマークの発生を抑えることができる。

前記ドライガス供給部は、該ドライガス供給部から前記処理チャンバの内部にドライガスを供給することに伴って排気される総排気風量の０．５〜３倍の風量のドライガスを処理チャンバの内部に供給するように構成されていることが好ましい。
これにより、基板を乾燥させるのに十分なドライガスの風量を確保することができる。

本発明の他の基板処理装置は、基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した薄膜を研磨する研磨装置と、前記研磨装置による研磨後の基板のベベル部乃至エッジ部に残った薄膜をエッチング除去するエッチング装置とを有することを特徴とする。
これにより、基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した薄膜を、先ず研磨装置で研磨除去することで、例え窒化シリコン膜（Ｓｉ_２Ｎ_４）や酸化タンタル膜（Ｔａ_２Ｏ_５）などの硬質な膜であっても、急勾配なエッジプロファイルを得た状態で、短時間で除去でき、しかも、その後に、エッチング装置でベベル部乃至エッジ部に残った薄膜をエッチング除去することで、不要な薄膜を除去した後のベベル部乃至エッジ部における表面粗さを小さく抑えることができる。

前記研磨装置及び前記エッチング装置の少なくとも一方は、基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダで保持した基板の表面の少なくとも一部が曝される雰囲気を、湿度が制御されたドライガス雰囲気にするドライガス供給部とを有することが好ましい。
これにより、研磨処理及び／またはエッチング処理後にウェット洗浄処理を施し、洗浄後に基板上に残った水滴を、湿度が制御されたドライガスで迅速に乾燥させることができる。

本発明の好ましい一態様は、基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダで保持した基板の表面の少なくとも一部が曝される雰囲気を、湿度が制御されたドライガス雰囲気にするドライガス供給部とを有し、前記エッチング装置でベベル部乃至エッジ部をエッチングした基板を洗浄し乾燥する洗浄・乾燥装置を更に有することを特徴とする。
これにより、洗浄後に基板上に残った水滴を、洗浄・乾燥装置において、湿度が制御されたドライガスで迅速に乾燥させることができる。

本発明の基板処理方法は、基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した薄膜を研磨除去し、この研磨後の基板のベベル部乃至エッジ部に残った薄膜をエッチング除去することを特徴とする。
前記ベベル部乃至エッジ部に残った薄膜をエッチング除去した基板を洗浄し乾燥させることが好ましい。

本発明の更に他の基板処理装置は、基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダで保持した基板の乾燥の程度をモニタするモニタ部と、前記モニタ部から出力された基板の乾燥の程度を示すモニタ値に基づいて前記基板ホルダの回転を制御する制御部を有することを特徴とする。
基板ホルダで保持した基板の乾燥の程度をモニタ部でモニタし、このモニタの結果に基づいて基板ホルダの回転、例えば回転速度及び／または回転加速度を制御することで、基板ホルダや基板から飛散する液滴の量が少ない状態で基板を回転させて乾燥させることができる。従って、基板から除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。

モニタ部は、例えば、基板の乾燥時に基板から飛散する液滴の質量を計測する質量計、基板の周囲の温度を計測する温度計、基板の周囲のミスト量を計測するミスト量計測計、基板表面の液滴付着部分の面積を計測する液滴付着面積計測機構、基板及び基板ホルダの質量を計測する質量計の少なくとも一つからなる。そして、モニタ部による液滴の質量、湿度、ミスト量、基板表面の液滴付着部分の面積、基板及び基板ホルダの質量の少なくとも一つの計測値または該計測値の変化量を、制御部にフィードバックすることで、計測値または変化量が一定値または一定値以下となるように基板ホルダの回転速度を制御することが好ましい。

本発明の更に他の処理装置は、基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダの回転速度を連続的または段階的に加速し減速させる制御部を有することを特徴とする。
例えば、当初は、基板上の液量を少なくするのに十分かつ液跳ねの少ない回転速度で基板ホルダを基板と共に回転させ、それ以降、段階的または連続的に基板ホルダの回転速度を上げて基板上の液量を更に少なくしていくことで、基板の回転速度が急激に増加して多量の液体が遠心力で振り飛ばされてウォータマークの原因となることを防止しつつ、基板をより迅速に乾燥させることができる。

本発明の好ましい一態様は、前記制御部は、基板ホルダの回転速度を、基板ホルダの回転速度が最大回転速度に到達するまでの間、基板乾燥の開始時からの経過時間に対する１次関数または２次以上の多次関数として増加させ、且つ前記基板ホルダの回転加速度を０〜３００ｒｐｍ／ｓ（５ｓｅｃ^−２）とすることを特徴とする。
これにより、基板ホルダの回転速度を、低い回転速度から低い加速度で緩やかに且つ徐々に上昇させていくことで、基板ホルダと共に回転する基板に付着した液体を飛び散らすことなく除去できる。

本発明の好ましい一態様は、前記制御部は、基板乾燥の開始時の初期回転速度から最大回転速度に到達するまでの間の基板ホルダの回転速度をｎ段階に変化させ、第ｋ−１番目（２≦ｋ≦ｎ）の回転速度から第ｋ番目の回転速度に到達するまでを第ｋ番目の回転加速度で加速させるとともに、第ｋ番目の回転速度を第ｋ−１番目の回転速度よりも大きくし、且つ第ｋ番目の回転加速度を第ｋ−１番目の回転加速度よりも大きくすることを特徴とする。
これにより、基板ホルダの回転速度を、低い回転速度から低い加速度で緩やかに且つ徐々に上昇させて、基板ホルダと共に回転する基板に付着した液体を飛び散らすことなく除去できる。また、効率よく液体を除去できるので、基板の最大回転速度を低く抑え、且つ最大回転速度の保持時間を短くして、乾燥処理の時間を短縮することができる。

本発明の好ましい一態様は、前記基板ホルダで保持した基板に付着した液体の蒸発を促進する乾燥部と、前記乾燥部を制御する制御部を更に有することを特徴とする。
乾燥部は、例えばドライガス供給部、加熱部または減圧部等からなり、基板ホルダで保持した基板に付着した液体の蒸発を乾燥部で促進することで、基板の乾燥処理時間を更に低減させることができる。

本発明の好ましい一態様は、前記基板ホルダで保持した基板雰囲気の湿度、露点または温度をモニタし前記制御部にフィードバック信号を送るモニタ部を更に有することを特徴とする。
これにより、基板ホルダで保持した基板を取囲む、湿度等の雰囲気をより一定にして、ウォータマーク等を安定して抑制できる環境を維持することができる。

本発明の他の基板処理方法は、基板ホルダで基板を保持し、基板ホルダを、該基板ホルダの回転速度が最大回転速度に到達するまでの間、基板乾燥工程の開始時からの経過時間の１次関数または２次以上の多次関数として増加させ、且つ回転加速度を０〜３００ｒｐｍ／ｓ（５ｓｅｃ^−２）とした回転速度で回転させて該基板ホルダで保持した基板を乾燥させることを特徴とする。
これにより、基板ホルダの回転加速度を緩やかに増加させるとともに、所定の値以下に抑えることで、基板に付着した液体を飛び散らすことなく除去し、基板から除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。

基板ホルダの最大回転速度を４０００ｒｐｍ以下とすることが好ましく、このように、基板ホルダの最大回転速度を低く抑えることで、基板乾燥工程の処理時間を短縮することができる。また、基板ホルダ及び基板の回転による気流の巻き込みを抑制でき、基板のディフェクト発生を抑制することができる。

基板乾燥工程の開始時における基板ホルダの回転速度を５００ｒｐｍ以下とすることが好ましく、これにより、基板に付着した液体を飛び散らすことなく除去し、基板から除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。

本発明の更に他の基板処理方法は、基板ホルダで基板を保持し、基板ホルダを、基板乾燥工程の開始時の初期回転速度から最大回転速度に到達するまでの間をｎ段階に変化させ、第ｋ−１番目（２≦ｋ≦ｎ）の回転速度から第ｋ番目の回転速度に到達するまでを第ｋ番目の回転加速度で加速させ、第ｋ番目の回転速度を第ｋ−１番目の回転速度よりも大きくし、且つ第ｋ番目の回転加速度を第ｋ−１番目の回転加速度よりも大きくした回転速度で回転させて該基板ホルダで保持した基板を乾燥させることを特徴とする。

これにより、基板ホルダの回転速度を低い回転速度から低い加速度で緩やかに且つ徐々に上昇させていく工程で、基板に付着した液体を飛び散らすことなく除去でき、基板から除去された液滴の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。また、基板に付着した液体を効率良く除去できるので、基板ホルダの最大回転速度を低く抑え、且つ最大回転速度の保持時間を短くすることができるため、乾燥処理の時間を短縮することができる。

基板ホルダの第１番目の回転速度を１０００ｒｐｍ以下とし、且つ第１番目の回転加速度を０〜３００ｒｐｍ／ｓ（５ｓｅｃ^−２）とすることが好ましく、これにより、基板に付着した液体を飛び散らすことなく除去し、基板から除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。

本発明によれば、基板ホルダで保持した基板の表面の少なくとも一部が曝される雰囲気を、湿度が制御されたドライガス雰囲気にすることで、例え疎水性の表面や、表面に微細なパターンが形成されているような場合にあっても、ウェット洗浄処理後に基板上に残った水滴を、湿度が制御されたドライガスで迅速に乾燥させて、基板表面にウォータマークと呼ばれる一種の欠陥が生じたり、素子（形成予定）部が変質したりすることを防止することができる。

また、基板ホルダや基板から飛散する液滴の量が少ない状態で基板を回転させて乾燥させたり、基板ホルダの回転速度を低い回転速度から低い加速度で緩やかに且つ徐々に上昇させたりすることで、基板から除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図２は、本発明の実施の形態における基板処理装置（システム）の平面配置図を示す。図２に示すように、この基板処理システムは、例えばスパッタリング、ＣＶＤまたはめっきによって、表面に薄膜を成膜した基板を収容した基板カセットを搭載する２基のロード・アンロード部１０と、薄膜を形成した基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した不要な薄膜を研磨除去する研磨装置１２と、この研磨装置１２で研磨した後の基板のベベル部乃至エッジ部に残った薄膜をエッチング除去するエッチング装置１４と、エッチング装置１４でベベル部乃至エッジ部をエッチング除去した基板を洗浄し乾燥する洗浄・乾燥装置１６とを備えている。更に、この基板処理装置は、ロード・アンロード部１０、研磨装置１２、エッチング装置１４及び洗浄・乾燥装置１６の間で基板を搬送する搬送ロボット１８を備えている。

なお、この例では、洗浄・乾燥装置１６で基板の洗浄と乾燥を行うようにした例を示している。一次洗浄を行う洗浄装置と、二次（仕上げ）洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥装置とを別に設けて、一次洗浄と、二次（仕上げ）洗浄及び乾燥を別々に行うようにしてもよい。

図３は、図２に示す基板処理装置（システム）に備えられている、本発明の実施の形態における基板処理装置としての研磨装置１２の概要を示す。図３に示すように、この研磨装置（基板処理装置）１２は、処理チャンバ２０内に位置して、表面（被処理面）を上向きにして基板Ｗの裏面を着脱自在に保持する、回転自在な基板ホルダ２２と、この基板ホルダ２２で保持した基板Ｗのベベル部乃至エッジ部に近接自在に、例えば砥石や研磨パッド等からなる研磨具２４を支持した回転自在な回転体２６と、この研磨具２４乃至回転体２６の外方を包囲して、基板Ｗの表面に供給される液体の飛散を防止する円筒状の飛散防止カバー２８とを有している。この基板ホルダ２２で保持した基板Ｗの上方に位置して、基板Ｗの上面に、例えば研磨液や純水等の液体を供給する液体供給ノズル３０が配置されている。

更に、処理チャンバ２０には、この内部に、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを導入する、第１ドライガス供給部としての第１ドライガス供給管３２が接続されている。また基板ホルダ２２を上端に連結して上下方向に延びる支持棒３４の内部には、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを流通させて該ドライガスを基板ホルダ２２と該基板ホルダ２２で保持した基板との間に向けて吹き付ける、第２ドライガス供給部としての第２ドライガス供給管３６が設けられている。

この例では、回転体２６を介して研磨具２４を回転させながら、基板ホルダ２２で保持した基板Ｗのベベル部乃至エッジ部に研磨具２４を押付け、同時に液体供給ノズル３０から基板Ｗの上面に、例えばスラリーからなる研磨液を供給することで、基板Ｗのベベル部乃至エッジ部を研磨具２４で研磨する。そして、この研磨終了後、研磨具２４を基板Ｗのベベル部乃至エッジ部から離し、基板ホルダ２２を回転させ、同時に、基板Ｗの表面に液体供給ノズル３０から純水等の洗浄液（リンス液）を供給することで、基板Ｗを洗浄（リンス）し、しかる後、洗浄液の供給を止めて、基板Ｗを高速で回転させてスピン乾燥させる。

この洗浄及びスピン乾燥時に、処理チャンバ２０の内部に、第１ドライガス供給管（第１ドライガス供給部）３２から、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを導入し、同時に、第２ドライガス供給管（第２ドライガス供給部）３６から、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを基板ホルダ２２と該基板ホルダ２２で保持した基板Ｗとの間に向けて吹き付ける。このように、基板ホルダ２２で保持した基板Ｗの表面の少なくとも一部が曝される雰囲気を、湿度が制御されたドライガス雰囲気にすることで、例え疎水性の表面や、表面に微細なパターンが形成されているような場合にあっても、ウェット洗浄処理後に基板Ｗ上に残った水滴を、湿度が制御されたドライガスで迅速に乾燥させて、基板Ｗの表面にウォータマークと呼ばれる一種の欠陥が生じたり、素子（形成予定）部が変質したりすることを防止することができる。

このドライガスとしては、基板処理を行うクリーンルーム内の通常の温度（２０℃）のもとで、通常の相対湿度以下（約４０％以下）のものが使用される。ドライガスとして、好ましくは相対湿度が０〜３０％に制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスを使用することで、基板を効率的に乾燥させて、ウォータマークの発生を効果的に抑えることができる。つまり、図６は、２０℃−相対湿度５８％に制御したドライガスを使用した場合と、２０℃−相対湿度３０％に制御したドライガスを使用した場合に成長する酸化膜厚（成長酸化膜厚）と放置時間との関係を示すグラフである。このグラフから、２０℃−相対湿度３０％に制御したドライガスを使用することで、酸化膜の成長を効果的に抑えられることが判る。

なお、ＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスは一般に高価であり、例えば、反応性が低い素材の基板を使用した場合には、ドライガスとして、相対湿度が０〜３０％に制御された、安価な大気（清浄エアー）を使用することによっても、基板を効率的に乾燥させて、ウォータマークの発生を抑えることができる。

基板ホルダ２２で保持した基板Ｗの表面の少なくとも一部が曝される雰囲気がドライガスで満たされる必要があるため、ドライガス供給部３２，３６から供給されるドライガスの風量は、ドライガスを供給することに伴って処理チャンバ２０から排気される総排気風量以上あればよい。好ましくは０．５倍から３倍に設定すればよい。これにより、基板Ｗを乾燥させるのに十分なドライガスの風量を確保することができる。
なお、この上記のドライガスの相対湿度や風量等は、以下の各例においても同様である。

図４は、図２に示す基板処理装置（システム）に備えられている、本発明の実施の形態における基板処理装置としてのエッチング装置１４の概要を示す。このエッチング装置（基板処理装置）１４は、基板Ｗをその表面（被処理面）を上向きで保持し回転させる基板ホルダ４０を有している。この基板ホルダ４０は、基板Ｗの外方に内方に向けて移動自在に配置した複数本の回転支持体４２を有し、この回転支持体４２を内方に移動させて基板Ｗを左右から挟持して保持し、この状態で、回転支持体４２を回転させて基板Ｗを回転させる。この基板ホルダ４０の周囲は、処理チャンバ４４の内部に配置された飛散防止カバー４３で囲繞されている。

基板ホルダ４０の側方に位置して、基板ホルダ４０で保持した基板Ｗの表面のほぼ中央に純水等の洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル４６が配置され、基板ホルダ４０で保持した基板Ｗの上方に位置して、基板Ｗの表面の中央部に薬液（エッチング液）等の液体を供給する第１液体供給ノズル４８と、基板のベベル部乃至エッジ部に薬液（エッチング液）等の液体を供給する第２液体供給ノズル５０が配置されている。また、基板ホルダ４０で保持した基板Ｗの裏面側のほぼ中央に位置して、基板ホルダ４０で保持した基板の裏面のほぼ中央に純水や薬液（エッチング液）等の液体を供給する第３液体供給ノズル５２が鉛直方向に配置されている。

前述の研磨装置１２の場合とほぼ同様に、処理チャンバ４４には、この内部に、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを導入する、第１ドライガス供給部としての第１ドライガス供給管５４が接続されている。また、第３液体供給ノズル５２を上端に連結して上下方向に延びる液体供給管５６の内部には、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを流通させて該ドライガスを基板ホルダ４０で保持した基板Ｗの裏面に向けて吹き付ける、第２ドライガス供給部としての第２ドライガス供給管５８が設けられている。

この例では、基板ホルダ４０で保持して回転させた基板Ｗの表面に向けて、第１液体供給ノズル４８から薬液（第１エッチング液）等を供給し、これを基板Ｗの遠心力で基板Ｗの全面に拡がらせ、同時に、第２液体供給ノズル５０から基板Ｗのベベル部乃至エッジ部に向けて薬液（第２エッチング液）等を供給し、これによって、基板Ｗのベベル部乃至エッジ部のエッチングの処理を行う。同時に、必要に応じて、第３液体供給ノズル５２から、基板Ｗの裏面に向けて純水または薬液（エッチング液）を供給して、基板Ｗの裏面の純水による洗浄またはエッチング液によるエッチングを行う。そして、この処理終了後、基板Ｗを回転させたまま、基板Ｗの表面に洗浄液供給ノズル４６から純水等の洗浄液（リンス液）を供給し、更に、必要に応じて、基板の裏面にも、第３液体供給ノズル５２から純水等の洗浄液（リンス液）を供給して、基板の表裏面を同時に洗浄（リンス）し、しかる後、洗浄液の供給を止めて、基板Ｗをスピン乾燥させる。

この洗浄及びスピン乾燥時に、前述とほぼ同様に、処理チャンバ４４の内部に、第１ドライガス供給管（第１ドライガス供給部）５４から、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを導入し、同時に、第２ドライガス供給管（第２ドライガス供給部）５８から、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを基板ホルダ２２で保持した基板Ｗの裏面に吹き付ける。これにより、ウェット洗浄処理後に基板Ｗ上に残った水滴を、湿度が制御されたドライガスで迅速に乾燥させることができる。

図５は、図２に示す基板処理装置（システム）に備えられている、本発明の実施の形態における基板処理装置としての洗浄・乾燥装置１６の概要を示す。この洗浄・乾燥装置（基板処理装置）１６は、基板Ｗをその表面（被処理面）を上向きで保持し回転させる基板ホルダ６０を有している。この基板ホルダ６０は、基板Ｗの外方に、内方に向けて移動自在に配置した複数本の回転支持体６２を有し、この回転支持体６２を内方に移動させて基板Ｗを左右から挟持して保持し、この状態で、回転支持体６２を回転させて基板Ｗを回転させる。この基板ホルダ６０の周囲は、処理チャンバ６４の内部に配置された飛散防止カバー６３で囲繞されている。

基板ホルダ６０の側方に位置して、基板ホルダ６０で保持した基板Ｗの表面のほぼ中央に純水等の洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル６６が配置され、基板ホルダ６０で保持した基板Ｗのほぼ中央の上方に位置して、基板Ｗの表面の中央部に薬液（洗浄液）等の液体を供給する第１液体供給ノズル６８が配置されている。この第１液体供給ノズル６８の側方に位置して、基板ホルダ６０で保持した基板Ｗの上面に擦り付けて該上面をスクラブ洗浄する、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）や不織布からなる洗浄部材７０が上下動自在に配置されている。また、基板ホルダ６０で保持した基板Ｗの裏面側のほぼ中央に位置して、基板ホルダ６０で保持した基板の裏面のほぼ中央に純水や薬液（洗浄液）等を供給する第２液体供給ノズル７２が鉛直方向に配置されている。

前述のエッチング装置１４の場合とほぼ同様に、処理チャンバ６４には、この内部に、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを導入する、第１ドライガス供給部としての第１ドライガス供給管７４が接続されている。また、第２液体供給ノズル７２を上端に連結して上下方向に延びる液体供給管７６の内部には、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを流通させて該ドライガスを基板ホルダ６０で保持した基板Ｗの裏面に向けて吹き付ける、第２ドライガス供給部としての第２ドライガス供給管７８が設けられている。

この例では、基板ホルダ６０で保持して回転させた基板の表面に向けて、第１液体供給ノズル６８から薬液（洗浄液）を供給し、同時に、洗浄部材７０を基板Ｗの表面に擦り付けて、基板Ｗの表面の洗浄（スクラブ洗浄）を行う。同時に、必要に応じて、第２液体供給ノズル７２から基板Ｗの裏面に向けて薬液（洗浄液）を供給して、基板Ｗの裏面の薬液（洗浄液）による洗浄を行う。そして、この処理終了後、洗浄部材７０を基板Ｗから離し、基板Ｗを回転させたまま、基板Ｗの表面に洗浄液供給ノズル６６から純水等の洗浄液（リンス液）を供給し、更に、必要に応じて、基板の裏面にも、第２液体供給ノズル７２から純水等の洗浄液（リンス液）を供給して、基板の表裏面を洗浄（リンス）し、しかる後、洗浄液の供給を止めて、基板をスピン乾燥させる。

この洗浄及びスピン乾燥時に、前述とほぼ同様に、処理チャンバ６４の内部に、第１ドライガス供給管（第１ドライガス供給部）７４から、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを導入し、同時に、第２ドライガス供給管（第２ドライガス供給部）７８から、湿度が制御された、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスや、清浄な空気等のドライガスを基板ホルダ６０で保持した基板Ｗの裏面に吹き付ける。これにより、ウェット洗浄処理後に基板Ｗ上に残った水滴を、湿度が制御されたドライガスで迅速に乾燥させることができる。

次に、図２に示す基板処理装置（システム）における基板の処理について説明する。
先ず、スパッタリング、ＣＶＤまたはめっきにより表面に薄膜を成膜した一枚の基板を、ロード・アンロード部１０に搭載した基板カセットから搬送ロボット１８で取出して、研磨装置１２に搬送する。そして、この研磨装置１２で、基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した不要な薄膜を研磨除去する。この時、このベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した薄膜を全て除去することなく、僅かに残るようにする。この研磨装置１２で研磨した後の基板を、純水等の洗浄液（リンス液）で洗浄しスピン乾燥させた後、エッチング装置１４に搬送する。次に、このエッチング装置１４で、基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した薄膜をエッチング除去し、純水等の洗浄液（リンス液）で洗浄しスピン乾燥させる。

このように、基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した薄膜を、先ず研磨装置１２で研磨除去することで、例え窒化シリコン膜（Ｓｉ_２Ｎ_４）や酸化タンタル膜（Ｔａ_２Ｏ_５）などの硬質な膜であっても、急勾配なエッジプロファイルを得た状態で、短時間で除去できる。しかも、その後に、エッチング装置１４でベベル部乃至エッジ部に残った薄膜を完全にエッチング除去することで、ベベル部乃至エッジ部の表面粗さを小さく抑えることができる。

そして、このエッチング装置１４でベベル部乃至エッジ部をエッチングした基板を、洗浄・乾燥装置１６に搬送し、この洗浄・乾燥装置１６で洗浄しスピン乾燥させ、しかる後、スピン乾燥後の基板Ｗをロード・アンロード部１０に搭載された基板カセットに戻す。

なお、前述の例では、研磨装置として、砥石または研磨パッドからなる研磨具を備え、スラリー等からなる研磨液を供給しつつ研磨するようにしたものを使用した例を示している。他の研磨方法、例えば電解研磨、放電研磨または超音波研磨を使用したものを使用してもよく、またアブレーシブまたはそれを塗布した材料を研磨具として使用するようにしてもよい。更に、研磨時に、純水、電解水またはガス溶存水を基板に供給するようにしてもよい。

また、エッチング装置（基板処理装置）１４にあっては、基板ホルダ４０で保持して回転させた基板に向けて、第１液体供給ノズル４８及び第２液体供給装置５０から薬液（エッチング液）等を供給して、基板Ｗのベベル部乃至エッジ部のエッチングの処理を行い、同時に、処理チャンバ４４の内部に、第１ドライガス供給管（第１ドライガス供給部）５４から、湿度が制御されたドライガスを導入してもよい。更に、必要に応じて、第２ドライガス供給管（第２ドライガス供給部）５８から、湿度が制御されたドライガスを基板ホルダ２２で保持した基板Ｗの裏面に吹き付けるようにしてもよい。

エッチング装置１４において、エッチングのために基板Ｗに薬液を供給する際、基板Ｗ、基板ホルダ４０及び飛散防止カバー４２の内壁などに液が衝突し微小な液滴が発生する。そして、この微小な液滴が基板Ｗに再付着すると、その部分が酸化・エッチングされる。特に、ベベルエッチングにおいては、ベベル部以外のエッチングを防止する必要があるので、基板Ｗへの微小な薬液の付着が問題となる。基板Ｗが回転していると、装置の内壁近傍に沿って上昇し、基板Ｗの中心に向かって下降する気流が発生するので、この気流に乗って微小な液滴が移動し、基板Ｗの中心付近に付着しやすくなる。

この例によれば、処理チャンバ４４の内部に、第１ドライガス供給管（第１ドライガス供給部）５４から、湿度が制御されたドライガスを導入し、処理チャンバ４４の内部をドライガス雰囲気にしつつ、エッチング処理を行うことで、このような微小な液滴を蒸発させ、再付着を防止することができる。これにより、保護したい部分の損傷（酸化、エッチング）を防止しつつ、エッチングしたい部分のみの膜を除去することができる。

このことは、研磨装置（基板処理装置）１２にあっても同様で、処理チャンバ内にドライガスを供給しつつ、研磨処理を行うようにしてもよい。更に、洗浄・乾燥装置（基板処理装置）１４においても、処理チャンバ内にドライガスを供給しつつ、乾燥のみを行うようにしてもよい。

図７は本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置の概略構成を示す。図７に示す基板処理装置１−１は、回転軸１０５と基板ホルダ１０４を有している。基板ホルダ１０４は、回転軸１０５の上端部から水平方向外側に放射状に延伸して設けられた複数個のベース部１０２と、ベース部１０２の先端部に設けられた基板保持機構１０３を有している。ベース部１０２及び基板保持機構１０３は、複数組（３組以上）設けられており、複数個の基板保持機構１０３の中央部に、処理対象である半導体ウェハ等の基板Ｗが載置され、基板保持機構１０３に設けた基板押え部材１０３ａで基板Ｗが把持される。基板押え部材１０３ａは、その重心位置より上方を回動ピンで回転自在に支承され、その自重で回転軸１０５と平行となるように配置されている。そして、回転軸１０５の回転に伴って基板押え部材１０３ａに生じる遠心力で、基板押え部材１０３ａの回転ピンより下方側が外方に移動して持ち上がり、基板押え部材１０３ａの回転ピンより上方側が基板Ｗを押え込むように内方に倒れ込んで基板Ｗを把持するようになっている。回転軸１０５は、図示しない駆動部に連結されており、基板ホルダ１０４は、基板保持機構１０３に基板Ｗを保持した状態で回転軸１０５を中心に回転する。基板ホルダ１０４は、制御部１０７と制御信号ライン１０８で接続されており、駆動部は制御部１０７からの制御信号によって、基板ホルダ１０４を任意の加速度で加速／減速させ、目的とする回転速度で回転させる。

基板ホルダ１０４の上方には、基板Ｗの表面に薬液や洗浄液等の処理液を供給する処理液供給ノズル１０６が設置されている。この処理液供給ノズル６１０から供給される処理液の流量等は、処理液供給ノズル１０６に接続された処理液供給系１０６ａによって調節される。

一方、基板ホルダ１０４の側部を囲む位置には、基板Ｗに供給された処理液が飛散することを防止する飛散防止カップ１０９が設置されている。飛散防止カップ１０９は、基板保持機構１０３や基板Ｗから飛散する処理液を受け止めて、下部に設けた廃液排出口１０９ａから排出する。ここで、基板Ｗをリンス洗浄する洗浄液としては、一般にＤＩＷ（純水）またはガス溶存水が使用される。目的に応じて他の薬液を使用して洗浄を行うようにしてもよい。

基板処理装置１−１は、飛散防止カップ１０９の側壁の基板保持機構１０３に対向する位置に、基板保持機構１０３や基板Ｗから飛散した処理液の液滴を捕集する液滴捕集器１１１が設けられている。液滴捕集器１１１で集められた液滴は、高精度の質量計（モニタ部）１１２に導かれ、ここでその質量が計測される。質量計１１２と制御部１０７とは制御信号ライン１１３で結ばれており、質量計１１２で計測された液滴の質量の計測値は、制御部１０７にフィードバックされる。この基板処理装置１−１によって、基板の薬液処理工程、基板洗浄工程及び基板乾燥工程を順に行うことができる。各処理工程において、基板Ｗの回転速度や回転加速度は、制御部１０７によって制御される。

基板処理装置１−１で行う基板の薬液処理工程、基板洗浄工程、基板乾燥工程の手順を簡単に説明する。まず、図示しないロボットハンド等で、処理対象の基板Ｗを基板保持機構１０３の中央部に落とし込んで、基板押え部材１０３ａで把持する。その後、基板ホルダ１０４を回転させることで基板Ｗを回転させる。この状態で、処理液供給ノズル１０６から基板Ｗに薬液を供給して、基板Ｗの薬液処理を行う（薬液処理工程）。続いて、基板Ｗを回転させた状態で、処理液供給ノズル１０６から基板ＷにＤＩＷ等の洗浄液を供給して基板Ｗの洗浄（リンス洗浄）を行う（基板洗浄工程）。基板洗浄工程が終了したら、基板Ｗを高速で回転させることで、基板Ｗに付着した洗浄液等の液体を振り飛ばして除去し、基板Ｗを乾燥させる（基板乾燥工程）。

基板乾燥工程において、基板保持機構１０３や基板Ｗから振り飛ばされて飛散した液滴を、液滴捕集器１１１で捕集し、質量計１１２でその質量を計測する。この質量計１１２で計測された液滴の質量の計測値を制御部１０７にフィードバックすることで、基板保持機構１０３や基板Ｗから飛散する液滴の回収率が一定値以下に保たれるように、基板ホルダ１０４の回転速度を制御する。これにより、基板乾燥工程で、基板保持機構１０３や基板Ｗから飛散する液滴の量が少ない状態で基板Ｗを回転させて乾燥させることができるので、基板Ｗから除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。

図８は、基板処理装置１−１を用いて基板乾燥工程を行った場合の、基板乾燥工程の開始からの経過時間（ｓ）に対する基板Ｗの回転速度（ｒｐｍ）、回転加速度（ｒｐｍ／ｓ）、及び単位時間に回収された基板Ｗと基板ホルダ１０４から飛散した液体の質量（液体の回収率）（ｇ／ｓ）を示す図である。ここでは、基板Ｗの回転速度を所定時間増加させた後、一度減少させ、再び所定時間増加させることを繰り返しながら回転速度を徐々に上昇させて、その後、基板回転速度を最高回転速度で所定時間一定に保っている。このように基板Ｗの回転速度を制御することで、単位時間に回収された液体の回収率がゼロになるまでの間、回収率が所定の上限値以下の値を保つようにしている。

図９は、本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置の概略構成を示す。図９に示す基板処理装置１−２において、図７に示す基板処理装置１−１と共通する部分には同一の符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。以下の他の実施の形態にかかる基板処理装置においても同様とする。

この図９に示す基板処理装置１−２の図７に示す基板処理装置１−１と異なる点は、図７に示す液滴捕集器１１１と質量計１１２に代えて、飛散防止カップ１０９の内部の基板保持機構１０３及び基板Ｗの周囲の湿度を計測するセンサ部１１４を有する湿度計（モニタ部）１１５を設けた点である。湿度計１１５と制御部１０７とは制御信号ライン１１６で接続されており、湿度計１１５で計測された基板Ｗの周囲の湿度の計測値は、制御部１０７にフィードバックされる。

基板処理装置１−２によって、基板の薬液処理工程、洗浄処理工程、及び乾燥処理工程を順に行うことができる点は、図７に示す基板処理装置１−１と同様であるため、ここではその説明は省略する。なおこの点は、以下の他の基板処理装置においても同様である。

基板処理装置１−２では、基板乾燥工程において、基板保持機構１０３や基板Ｗから振り飛ばされて飛散した液滴が飛散防止カップ１０９等にあたってミスト状になり、基板Ｗの周囲の湿度が変化する。そこで、湿度計１１５のセンサ部１１４で基板保持機構１０３及び基板Ｗの周囲の湿度を計測する。この湿度計１１５のセンサ部１１４とで計測された基板Ｗの周囲の湿度の計測値を、制御部１０７にフィードバックすることで、この湿度の計測値またはその増加率が一定値以下に保たれるように基板ホルダ１０４の回転速度を制御する。このように、湿度計１１５で計測された湿度の計測値を制御部１０７にフィードバックすることで、基板保持機構１０３や基板Ｗから飛散する液滴の量が一定量以下に保たれるように基板ホルダ１０４の回転速度を制御することができる。したがって、基板乾燥工程で、基板保持機構１０３や基板Ｗから飛散する液滴の量が少ない状態で基板Ｗを回転させて乾燥させることができるので、基板Ｗから除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。

図１０は、基板処理装置１−２を用いて基板乾燥工程を行った場合の、基板乾燥工程の開始からの経過時間（ｓ）に対する基板Ｗの回転速度（ｒｐｍ）、回転加速度（ｒｐｍ／ｓ）、及び基板Ｗの周囲の湿度（％）を示す図である。ここでは、基板Ｗの回転速度を所定時間増加させた後、一度減少させ、再び所定時間増加させることを繰り返しながら回転速度を徐々に上昇させて、その後、基板回転速度を最高回転速度で所定時間一定に保っている。このように、基板Ｗの回転速度を制御することで、基板Ｗの周囲の湿度が基板乾燥工程の開始時のレベルになるまでの間、湿度の値が所定の上限値以下の値を保つようにしている。

図１１は、本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置の概略構成を示す。図１１に示す基板処理装置１−３が図７に示す基板処理装置１−１と異なる点は、図７に示す液滴捕集器１１１と質量計１１２に代えて、飛散防止カップ１０９の内部に開口するミスト吸引部１１７を設けると共に、ミスト吸引部１１７と接続されたミスト計測器（モニタ部）１１８を設けた点である。ミスト計測器１１８と制御部１０７とは制御信号ライン１１９で接続されており、ミスト計測器１１８で計測されたミスト量の計測値は、制御部１０７にフィードバックされる。

基板処理装置１−３では、基板乾燥工程において、基板保持機構１０３や基板Ｗから振り飛ばされて飛散した液滴が飛散防止カップ１０９に当たってミスト状になる。そこで、ミスト吸引部１１７から基板Ｗの周囲のミストを吸引してこれをミスト計測器１１８へ導き、基板Ｗの周囲のミスト量を計測する。このミスト計測器１１８で計測された基板Ｗの周囲のミスト量を制御部１０７にフィードバックすることで、ミスト量の計測値またはその増加率が一定値以下に保たれるように基板ホルダ１０４の回転速度を制御する。このように、ミスト計測器１１８で計測されたミスト量の計測値を制御部１０７にフィードバックすることで、基板保持機構１０３や基板Ｗから飛散する液滴の量が一定量以下に保たれるように基板ホルダ１０４の回転速度を制御することができる。したがって、基板乾燥工程で、基板保持機構１０３や基板Ｗから飛散する液滴の量を少ない状態で基板Ｗを回転させて乾燥させることができるので、基板Ｗから除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。

図１２は、基板処理装置１−３を用いて基板乾燥工程を行った場合の、基板乾燥工程の開始からの経過時間（ｓ）に対する基板Ｗの回転速度（ｒｐｍ）、回転加速度（ｒｐｍ／ｓ）、及び基板Ｗの周囲のミスト密度（０．１μｍφ＜）の変化を示す図である。ここでは、基板Ｗの回転速度を所定時間増加させた後、一度減少させ、再び所定時間増加させることを繰り返しながら回転速度を徐々に上昇させて、その後、基板回転速度を最高回転速度で所定時間一定に保っている。このように基板Ｗの回転速度を制御することで、基板Ｗの周囲のミスト密度が基板乾燥工程の開始時のレベルになるまでの間、ミスト密度の値が所定の上限値以下の値を保つようにしている。

図１３は、本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置の概略構成を示す。図１３に示す基板処理装置１−４が図７に示す基板処理装置１−１と異なる点は、図７に示す液滴捕集器１１１と質量計１１２に代えて、基板Ｗの表面の画像を撮影する画像撮影用カメラ１２０を設けると共に、画像撮影用カメラ１２０と接続された画像処理装置１２１を設けて液滴付着面積計測機構（モニタ部）を構成した点である。画像処理装置１２１は、画像撮影用カメラ１２０で撮影された基板Ｗ表面の画像の解析を行い、基板Ｗの表面のうち液体が付着した部分の面積を計測するように構成されている。また、画像処理装置１２１と制御部１０７とは制御信号ライン１２２で接続されており、画像処理装置１２１で計測された基板Ｗの表面の液体付着部分の面積の計測値は、制御部１０７にフィードバックされる。
画像撮影用カメラ１２０としては、例えばＣＣＤカメラ、近赤外カメラ及びレーザフォーカス変位計を使用することができる。

基板処理装置１−４では、基板乾燥工程において、基板Ｗの表面に先の基板洗浄工程で供給された基板処理液が付着している。そこで、画像撮影用カメラ１２０で基板Ｗの表面の画像を撮影し、この画像を画像処理装置１２１に送り解析することで、基板Ｗの表面の液体付着部分の面積を計測する。この画像処理装置１２１で計測された基板Ｗの表面の液体付着部分の面積の計測値を制御部１０７にフィードバックすることで、液体付着部分の面積の計測値またはその減少率が一定値以下に保たれるように基板ホルダ１０４の回転速度を制御する。このように、画像処理装置１２１で計測された液体付着部分の面積の計測値を制御部１０７にフィードバックすることで、基板保持機構１０３や基板Ｗから飛散する液滴の量が一定量以下に保たれるように基板ホルダ１０４の回転速度を制御することができる。したがって、基板乾燥工程で、基板保持機構１０３や基板Ｗから飛散する液滴の量が少ない状態で基板Ｗを回転させて乾燥させることができるので、基板Ｗから除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。

図１４は、基板処理装置１−４を用いて基板乾燥工程を行った場合の、基板乾燥工程の開始からの経過時間（ｓ）に対する基板Ｗの回転速度（ｒｐｍ）、回転加速度（ｒｐｍ／ｓ）、及び基板Ｗの表面の液体付着部分の面積の減少率（ｃｍ^２／ｓ）を示す図である。ここでは、基板Ｗの回転速度を所定時間増加させた後、一度減少させ、再び所定時間増加させることを繰り返しながら回転速度を徐々に上昇させて、その後基板回転速度を最高回転速度で所定時間一定に保っている。このように基板Ｗの回転速度を制御することで、基板Ｗの表面の液体付着部分の面積の減少率がゼロになるまでの間、この減少率が所定の上限値以下の値を保つようにしている。

図１５は、本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置の概略構成を示す。図１５に示す基板処理装置１−５が図７に示す基板処理装置１−１と異なる点は、図７に示す液滴捕集器１１１と質量計１１２に代えて、基板Ｗ及び基板ホルダ１０４の質量を計測する質量計（モニタ部）１２３を設けた点である。質量計１２３は、基板Ｗと基板ホルダ１０４の質量を高精度で計測することで、基板Ｗや基板ホルダ１０４に付着した液体の質量の変化を計測することができる。また、質量計１２４と制御部１０７とは制御信号ライン１２４で接続されており、質量計１２３で計測された質量の計測値は制御部１０７にフィードバックされる。

基板乾燥工程において、基板ホルダ１０４を回転させることで、基板Ｗや基板保持機構１０３に付着した液体が振り飛ばされて除去されることで、基板Ｗと基板ホルダ１０４の質量が次第に減少していく。そこで、基板処理装置１−５では、質量計１２３で基板Ｗ及び基板ホルダ１０４の質量を計測する。この質量計１２３で計測された質量の計測値を制御部１０７にフィードバックすることで、基板Ｗや基板ホルダ１０４から振り飛ばされる液体の量が一定値以下に保たれるように基板ホルダ１０４の回転速度を制御する。このように、質量計１２３で計測された質量の計測値を制御部１０７にフィードバックすることで、基板保持機構３や基板Ｗから飛散する液滴の質量が一定量以下に保たれるように基板ホルダ１０４の回転速度を制御することができる。したがって、基板乾燥工程で、基板保持機構１０３や基板Ｗから飛散する液滴の量が少ない状態で基板Ｗを回転させて乾燥することができ、基板Ｗから除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。

図１６は、基板処理装置１−５を用いて基板乾燥工程を行った場合の、基板乾燥工程の開始からの経過時間（ｓ）に対する基板Ｗの回転速度（ｒｐｍ）、回転加速度（ｒｐｍ／ｓ）、及び基板Ｗと基板ホルダ１０４の質量の減少率（ｇ／ｓ）を示す図である。ここでは、基板Ｗの回転速度を所定時間増加させた後、一度減少させ、再び所定時間増加させることを繰り返しながら回転速度を徐々に上昇させて、その後、基板回転速度を最高回転速度で所定時間一定に保っている。このように基板Ｗの回転速度を制御することで、基板Ｗと基板ホルダ１０４の質量の減少率がゼロになるまでの間、この減少率が所定の上限値以下の値を保つようにしている。

図１７は、上記した基板処理装置１−１〜１−５のうちのいずれか一つ、またはこれらのうちの複数の基板処理装置を備えたＣＭＰ装置の構成例を示す平面図である。このＣＭＰ装置１３０は、基板カセット１３１−１，１３１−２，１３１−３，１３１−４と、基板搬送ロボット１３２−１，１３２−２と、本発明に係る上記した基板処理装置１−１〜１−５のいずれかである基板処理装置１３３−１，１３３−２，１３３−３，１３３−４と、研磨モジュール（研磨装置）１３４−１，１３４−２と、仮置き台３５とを備えている。基板処理装置１３３−１〜１３３−４には洗浄薬液供給装置１３６が接続され、研磨モジュール１３４−１，１３４−２にはスラリー供給装置１３７が接続されている。ＣＭＰ装置１３０の各部には、制御部１３８からの制御信号が送られるようになっている。

このＣＭＰ装置１３０では、制御部１３８から送られる制御信号に基づいて、基板搬送ロボット１３２−１が、基板カセット１３１−１〜１３１−４の何れかから未処理の基板Ｗを一枚ずつ取り出して仮置き台１３５上に載置する。仮置き台１３５上に載置された基板Ｗは、いずれかの研磨モジュール１３４−１，１３４−２に搬送されて、研磨処理が行われる。その後、基板Ｗは、基板搬送ロボット１３２−２によって、基板処理装置１３３−１〜１３３−４に順次送られて、薬液処理、洗浄処理及び乾燥処理が施される。なお、基板処理装置１３３−１〜１３３−４で必要な薬液及び洗浄液は、洗浄薬液供給装置１３６から供給され、研磨モジュール１３４−１，１３４−２で必要なスラリー液は、スラリー供給装置１３７から供給される。

このＣＭＰ装置１３０は、洗浄薬液供給装置１３６やスラリー供給装置１３７や、図示しない測定装置等の付帯装置を、制御部１３８から出される制御信号で制御している。制御部１３８は、入力レシピに従った操作を行うように洗浄薬液供給装置１３６やスラリー供給装置１３７等の各装置に制御信号を送る。この制御信号により、スラリー供給ライン１４０や洗浄薬液供給ライン１４１等に設けた図示しないバルブ類を開閉したり、図示しないモータを駆動したりする。また、流量センサ等を設けて、この流量センサからの信号を制御部１３８に入力して、流量検出値が予め設定された設定値と合致するようにフィードバック制御を行うことや、流量検出値が予め設定された許容値の範囲外である場合や流量センサから異常信号が出された場合は、装置を停止させることも可能である。また、制御部１３８は、基板処理装置１３３−１〜１３３−４の基板回転速度、回転加速度等の制御を行う。なお、洗浄薬液供給装置１３６、スラリー供給装置１３７、制御部１３８、表示部１３９等はＣＭＰ装置１３０に組み込んでもよい。

図１８は、上記した基板処理装置を備えためっき装置の構成例を示す平面図である。このめっき装置１５０は、図１８に示すように、基板カセット１５１−１，１５１−２，１５１−３，１５１−４と、基板搬送ロボット１５２−１，１５２−２と、本発明に係る基板処理装置１−１〜１−５のいずれかである基板処理装置１５３−１，１５３−２と、めっき槽１５４−１，１５４−２，１５４−３，１５４−４と、仮置き台１５５とを備えている。基板処理装置１５３−１，１５３−２には洗浄薬液供給装置１５６が接続され、めっき槽１５４−１，１５４−２，１５４−３，１５４−４にはめっき薬液供給装置１５７が接続されている。また、めっき装置１５０の各部には、制御部１５８からの制御信号が送られるようになっている。

このめっき装置１５０では、制御部１５８から送られる制御信号に基づいて、基板搬送ロボット１５２−１が、基板カセット１５１−１〜１５１−４の何れかから未処理の基板Ｗを一枚ずつ取出して仮置き台１５５上に載置する。仮置き台１５５上に載置された基板Ｗは、基板搬送ロボット１５２−２によって、いずれかのめっき槽１５４−１〜１５４−４に送られて、基板Ｗにめっきが施される。その後、基板Ｗは、基板搬送ロボット１５２−２によって、いずれかの基板処理装置１５３−１，１５３−２に送られて、洗浄・乾燥処理が行われる。なお、めっき槽１５４−１〜１５４−４で必要なめっき液は、めっき薬液供給装置１５７から供給され、基板処理装置１５３−１，１５３−２で必要な洗浄液は、洗浄薬液供給装置１５６から供給される。

このめっき装置１５０は、洗浄薬液供給装置１５６やめっき薬液供給装置１５７や、図示しない測定装置等の付帯装置を、制御部１５８から出される制御信号で制御している。制御部１５８は、入力レシピに従った操作を行うように洗浄薬液供給装置１５６やめっき薬液供給装置１５７等の各装置に制御信号を送る。この制御信号により、めっき液供給ライン１６０や洗浄液供給ライン１６１等に設けた図示しないバルブ類を開閉したり、図示しないモータを駆動したりする。また、流量センサ等を設けて、この流量センサからの信号を制御部１５８に入力して、流量検出値が予め設定された設定値と合致するようにフィードバック制御を行うことや、流量検出値が予め設定された許容値の範囲外である場合や流量センサから異常信号が出された場合は、装置を停止させることも可能である。また、制御部１５８は、基板処理装置１５３−１、１５３−２の基板回転速度、回転加速度等の制御を行う。なお、洗浄薬液供給装置１５６、めっき薬液供給装置１５７、制御部１５８、表示部１５９等はめっき装置１５０に組み込んでもよい。

図１９は、上記した基板処理装置を備えた洗浄装置の構成例を示す平面図である。この洗浄装置１７０は、図１９に示すように、基板カセット１７１−１，１７１−２，１７１−３，１７１−４と、基板搬送ロボット１７２−１，１７２−２と、本発明に係る基板処理装置１７３−１，１７３−２と、ロール洗浄機ユニット１７４−１，１７４−２，１７４−３，１７４−４と、仮置き台１７５とを備えている。基板処理装置１７３−１，１７３−２には洗浄薬液供給装置１７６が接続され、ロール洗浄機ユニット１７４−１，１７４−２，１７４−３，１７４−４には超純水供給装置１７７が接続されている。また、洗浄装置１７０の各部には、制御部１７８からの制御信号が送られるようになっている。

この洗浄装置１７０では、制御部１７８から送られる制御信号に基づいて、基板搬送ロボット１７２−１が、基板カセット１７１−１〜１７１−４のいずれかから未処理の基板Ｗを一枚ずつ取り出して仮置き台１７５上に載置する。仮置き台１７５上に載置された基板Ｗは、基板搬送ロボット１７２−２によって、いずれかのロール洗浄ユニット１７４−１〜１７４−４に送られて、基板Ｗのロール洗浄が行われる。その後、基板Ｗは、基板搬送ロボット１７２−２によって、本発明に係るいずれかの基板処理装置１７３−１，１７３−２に送られて、洗浄及び乾燥処理が行われる。なお、ロール洗浄機ユニット１７４−１〜１７４−４で必要な超純水は、超純水供給装置１７７から供給され、基板処理装置１７３−１，１７３−２で必要な薬液及び洗浄液は、洗浄薬液供給装置１７６から供給される。

この洗浄装置１７０は、洗浄薬液供給装置１７６や超純水供給装置１７７や、図示しない測定装置等の付帯装置を、制御部１７８から出される制御信号で制御している。制御部１７８は、入力レシピに従った操作を行うように洗浄薬液供給装置１７６や超純水供給装置１７７等の各装置に制御信号を送る。この制御信号により、超純水供給ライン１８０や洗浄液供給ライン１８１等に設けた図示しないバルブ類を開閉したり、図示しないモータを駆動したりする。また、流量センサ等を設けて、この流量センサからの信号を制御部１７８に入力して、流量検出値が予め設定された設定値と合致するようにフィードバック制御を行うことや、流量検出値が予め設定された許容値の範囲外である場合や流量センサから異常信号が出された場合は、装置を停止させることも可能である。また、制御部１７８は、基板処理装置１７３−１，１７３−２の基板回転速度、回転加速度等の制御を行う。なお、洗浄薬液供給装置１７６、超純水供給装置１７７、制御部１７８、表示部１７９等は洗浄装置１７０に組み込んでもよい。

上記各実施形態で説明した基板処理装置１−１〜１−５で行われる基板処理は、前述の例に限られるものではなく、処理液供給ノズル１０６等の設置位置や、これらから供給される洗浄液や薬液の種類や、供給するタイミング等を変更することで、基板Ｗの種類に応じた処理を行うように構成することができる。即ち、上記基板処理装置１−１〜１−５を示す各図では、基板Ｗの上部に処理液供給ノズル１０６を設置し、基板Ｗの上面に基板処理液を供給する例を示したが、処理液供給部を基板Ｗの下面側や側部に設置して、基板Ｗの下面や側面に基板処理液を供給するように構成することもできる。また、画像撮影用カメラ１２０は、基板Ｗの上面を撮影する位置に設置した例を示しているが、設置位置は、これに限られるのではなく、基板の下面や側面も撮影できる位置に設置することもできる。

なお、基板処理装置１−１〜１−５では、図８，１０，１２，１４及び１６にそれぞれ示したように、所定の上限値及び所定の下限値を設けて、各計測値が上限値を越えたら、基板Ｗの回転速度を減速させ、下限値を下回ったら基板Ｗの回転速度を増速させるように制御部１０７により基板ホルダ１０４の回転速度を制御するようにしてもよい。また上限値が著しくオーバーシュートしないように、最初の増速過程ではその後の増速過程よりも基板Ｗの回転加速度を低く（望ましくは３００ｒｐｍ／ｓ（５ｓｅｃ^−２）以下）し、その後増速過程では高く（例えば５００ｒｐｍ／ｓ（約８．３ｓｅｃ^−２）以上）するようにしてもよい。

図２０は、本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置の概略構成を示す。この基板処理装置は、回転軸２０１と基板ホルダ２０４を有している。基板ホルダ２０４は、回転軸２０１の上端部から水平方向外側に放射状に延伸して設けられた複数個のベース部２０２と、ベース部２０２の先端部に設けられた基板保持機構２０３を有している。ベース部２０２及び基板保持機構２０３は、複数組（３組以上）設けられており、複数個の基板保持機構２０３の中央部に処理対象である半導体ウェハ等の基板Ｗが載置され、基板保持機構２０３に設けた把持部２０３ａで基板Ｗが把持される。回転軸２０１は図示しない駆動部に連結されており、基板ホルダ２０４は、基板保持機構２０３で基板Ｗを保持した状態で回転軸２０１を中心に回転する。駆動手段は、基板ホルダ２０４を任意の加速度で加速／減速させ、目的とする回転速度で回転させる。

基板ホルダ２０４の上方には、基板Ｗの表面に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル２０５と、基板Ｗの表面に薬液を供給する薬液供給ノズル２０６が設置されている。これら洗浄液供給ノズル２０５と薬液供給ノズル２０６とから供給される洗浄液及び薬液の流量等は、洗浄液供給ノズル２０５に接続された洗浄液供給系２０５ａ及び薬液供給ノズル２０６に接続された薬液供給系２０６ａによって調節される。これら洗浄液供給系２０５ａ及び薬液供給系２０６ａは、制御部２０７と制御信号ラインで接続されており、洗浄液供給系２０５ａ及び薬液供給系２０６ａは、制御部２０７からの制御信号によって制御される。制御部２０７には、表示・入力部２０８が接続されている。

基板ホルダ２０４の側部を囲む位置には、基板Ｗに供給された処理液が飛散することを防止する飛散防止カップ２０９が設置されている。飛散防止カップ２０９は、基板保持機構２０３や基板Ｗから飛散する処理液を受け止めて、下部に設けた廃液排出口２０９ａから排出する。ここで、基板Ｗをリンス洗浄する基板洗浄液としては、一般にＤＩＷ（純水）またはガス溶存水等が使用されるが、目的に応じて他の薬液を使用して洗浄を行うようにしてもよい。

この図２０に示す基板処理装置によって、基板の薬液処理工程、洗浄処理工程及び乾燥処理工程を順に行うことができる。各処理工程において、基板の回転速度や回転加速度、及び薬液・洗浄液を供給するタイミング等は、表示・入力手段２０８より入力されたプログラムを用いて制御部２０７によって制御されることで決定される。ここで、基板の薬液処理工程、洗浄処理工程、乾燥処理工程の手順を簡単に説明する。まず、図示しないロボットハンド等で、処理対象の基板Ｗを基板保持機構２０３の中央部に落とし込んで、把持部２０３ａで把持する。その後、基板ホルダ２０４を回転させることで、基板Ｗを回転させる。この状態で、薬液供給ノズル２０６から基板Ｗに薬液を供給して、基板Ｗの薬液処理を行う（基板処理工程）。続いて基板Ｗを回転させた状態で、洗浄液供給ノズル２０５から基板ＷにＤＩＷ等の洗浄液を供給して基板Ｗの洗浄（リンス洗浄）を行う（基板洗浄工程）。基板洗浄工程が終了したら、基板Ｗを高速で回転させることで、基板Ｗに付着した洗浄液等の基板処理液を振り飛ばして除去し、基板Ｗを乾燥させる（基板乾燥工程）。

図２１は、上記した基板処理における基板回転速度プロファイルの一例を示す。この例では、基板回転速度を５００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、乾燥工程において、基板回転速度を経過時間の２次関数に従って上昇させている。ここで、基板乾燥工程の開始時をゼロ時間として、経過時間をＸ（ｓ）、基板回転速度をＹ（ｒｐｍ）とすると、この基板乾燥工程の基板回転速度プロファイルは、下記の式（１）で表される。また、基板乾燥工程における基板の最大回転速度は、３５００ｒｐｍとする。基板の回転加速度の最大値は、Ｘ＝２０（ｓ）における回転加速度１００ｒｐｍ／ｓ（約１．７ｓｅｃ^−２）である。
Ｙ＝Ａ・（Ｘ−Ｂ）^２＋Ｃ ……式（１）
（ここで、０≦Ｘ≦２０のとき、Ａ＝２．５ｒｐｍ／ｓ^２，Ｂ＝０，Ｃ＝５００ｒｐｍ、２０＜Ｘ≦４０のとき、Ａ＝−２．５ｒｐｍ／ｓ^２,Ｂ＝４０ｓ,Ｃ＝３５００ｒｐｍ、４０＜Ｘ≦５０のとき、Ｙ＝３５００）

このように、基板の回転加速度を経過時間の２次関数として緩やかに増加させるとともに、回転加速度を所定の値以下に抑えることで、基板に付着した液体を飛び散らせずに除去することができ、基板から除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。また、基板の最大回転速度を小さくすることで、基板乾燥工程の処理時間を短縮できる。さらに、基板の回転による気流の巻き込みを抑制でき、基板のディフェクト発生を抑制することができる。

図２２は、基板処理における基板回転速度プロファイルの他の例を示す。この例では、基板回転速度を１２００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、洗浄工程の終了時に基板回転速度を２００ｒｐｍまで減速させて、基板乾燥工程の開始時の基板回転速度を２００ｒｐｍとし、その後の基板回転速度を経過時間の２次関数に従って上昇させている。ここで、基板乾燥工程の開始時をゼロ時間として、経過時間をＸ（ｓ）、基板回転速度をＹ（ｒｐｍ）とすると、基板乾燥工程における基板回転速度プロファイルは、下記の式（２）で表される。また、基板乾燥工程における基板の最大回転速度は３２００ｒｐｍとする。基板の回転加速度の最大値は、Ｘ＝２０（ｓ）における１５０ｒｐｍ／ｓ（２．５ｓｅｃ^−２）である。
Ｙ＝Ａ・（Ｘ−Ｂ）^２＋Ｃ ……式（２）
（ここで、０≦Ｘ≦２０のとき、Ａ＝３．７５ｒｐｍ／ｓ^２，Ｂ＝０，Ｃ＝２００ｒｐｍ、２０＜Ｘ≦４０のとき、Ａ＝−３．７５ｒｐｍ／ｓ^２,Ｂ＝４０ｓ,Ｃ＝３２００ｒｐｍ、４０＜Ｘ≦５０のとき、Ｙ＝３２００）

このように、基板乾燥工程の開始時の基板回転速度を低く抑える（５００ｒｐｍ以下とする）ので、基板に付着した液体を飛び散らせずに除去することができ、基板から除去された液体の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。

図２３は、基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す。この例では、基板回転速度を１２００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、洗浄工程の終了時に基板回転速度を２００ｒｐｍまで減速させて、基板乾燥工程の開始時の基板回転速度を２００ｒｐｍとし、その後の基板回転速度を経過時間の２次関数に従って上昇させている。ここで、基板乾燥工程の開始時をゼロ時間として、経過時間をＸ（ｓ）、基板回転速度をＹ（ｒｐｍ）とすると、基板乾燥工程における基板回転速度プロファイルは、下記の式（３）で表される。また、基板乾燥工程における基板の最大回転速度は３０００ｒｐｍとする。基板の回転加速度の最大値は、Ｘ＝１０（ｓ）及び３０（ｓ）における１４０ｒｐｍ／ｓ（約２．３ｓｅｃ^−２）である。
Ｙ＝Ａ・（Ｘ−Ｂ）^２＋Ｃ ……式（３）
（ここで、０≦Ｘ≦１０のとき、Ａ＝７．０ｒｐｍ／ｓ^２，Ｂ＝０，Ｃ＝２００ｒｐｍ、１０＜Ｘ≦２０のとき、Ａ＝−７．０ｒｐｍ／ｓ^２，Ｂ＝２０ｓ，Ｃ＝１６００ｒｐｍ、２０＜Ｘ≦３０）のとき、Ａ＝７．０ｒｐｍ／ｓ^２,Ｂ＝２０ｓ,Ｃ＝１６００ｒｐｍ、３０＜Ｘ≦４０のとき、Ａ＝−７．０ｒｐｍ／ｓ^２，Ｂ＝４０ｓ，Ｃ＝３０００ｒｐｍ、４０＜Ｘ≦５０のとき、Ｙ＝３０００）

図２４は、基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す。この例では、基板回転速度を１２００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、洗浄工程の終了時に基板回転速度を２００ｒｐｍまで減速させて、基板乾燥工程の開始時の基板回転速度を２００ｒｐｍとし、その後の基板回転速度を、経過時間２０（ｓ）までは経過時間に対して線型に上昇させ、その後は経過時間の２次関数に従って上昇させている。ここで、基板乾燥工程の開始時をゼロ時間として、経過時間をＸ（ｓ）、基板回転速度をＹ（ｒｐｍ）とすると、基板乾燥工程における基板回転速度プロファイルは、下記の式（４），（５）で表される。また、基板乾燥工程における基板の最大回転速度は３０００ｒｐｍとする。基板の回転加速度の最大値は、Ｘ＝３０（ｓ）における４０ｒｐｍ／ｓ（約０．７ｓｅｃ^−２）である。
Ｙ＝Ａ・Ｘ＋Ｂ ……式（４）
（ここで、０≦Ｘ≦２０、Ａ＝２０．０ｒｐｍ／ｓ，Ｂ＝２００ｒｐｍ）
Ｙ＝Ｃ・（Ｘ−Ｄ）^２＋Ｅ ……式（５）
（ここで、２０＜Ｘ≦３０のとき、Ｃ＝１．０ｒｐｍ／ｓ^２，Ｄ＝１０ｓ，Ｅ＝１２００ｒｐｍ、３０＜Ｘ≦５０のとき、Ｃ＝−１．０ｒｐｍ／ｓ^２，Ｄ＝５０ｓ，Ｅ＝３０００ｒｐｍ）

図２５は、基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す。基板回転速度を６００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、乾燥工程において、基板乾燥工程の開始時の基板回転速度を６００ｒｐｍとし、基板回転速度を基板乾燥工程の開始時からの経過時間に対して直線状に増加させている。また、基板乾燥工程における基板の最大回転速度は３０００ｒｐｍとする。基板の回転加速度は８０ｒｐｍ／ｓ（約１．３ｓｅｃ^−２）で一定である。

図２６は、基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す。この例では、基板回転速度を１２００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、洗浄工程の終了時に基板回転速度を２００ｒｐｍまで減速させて、基板乾燥工程の開始時の基板回転速度を２００ｒｐｍとし、その後の基板回転速度を経過時間に対して直線状に増加させている。基板乾燥工程における基板の最大回転速度は３２００ｒｐｍとする。基板の回転加速度は１００ｒｐｍ／ｓ（約１．７ｓｅｃ^−２）で一定である。

図２７は、基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す。この例では、基板回転速度を１２００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、基板洗浄工程の終了時に基板回転速度を２００ｒｐｍまで減速させて、基板乾燥工程の開始時の基板回転速度を２００ｒｐｍとし、その後の基板回転速度を、基板乾燥工程の開始時から経過時間１０（ｓ）までは回転加速度をゼロとし、その後の回転加速度は１５０ｒｐｍ／ｓ（２．５ｓｅｃ^−２）で一定としている。

図２８は、処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す。この例では、基板回転速度を５００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、基板乾燥工程において、基板乾燥工程の開始時の基板回転速度（初期回転速度）Ｎ_０＝５００ｒｐｍから第１の回転速度Ｎ_１＝６００ｒｐｍに到達するまでの第１の回転加速度α_１を１０ｒｐｍ／ｓ（α_１＝１０ｒｐｍ／ｓ（約０．１７ｓｅｃ^−２））とし、第１の回転速度Ｎ_１から第２の回転速度Ｎ_２＝１０００ｒｐｍに到達するまでの第２の回転加速度α_２を３０ｒｐｍ／ｓ（α_２＝３０ｒｐｍ／ｓ（０．５ｓｅｃ^−２））とし、第２の回転速度Ｎ_２から第３の回転速度Ｎ_３＝３０００ｒｐｍに到達するまでの第３の回転加速度α_３を２００ｒｐｍ／ｓ（α_３＝２００ｒｐｍ／ｓ（約３．３ｓｅｃ^−２））としている。即ち、基板乾燥工程における基板回転速度を多段階で変化させて、該変化における基板回転速度を順次大きくすると共に、回転加速度も順次大きくしている。このように基板回転速度を変化させることで、低い回転速度から低い加速度で回転速度を緩やかに且つ徐々に上昇させていく工程で基板に付着した液体を飛び散らせずに除去でき、基板から除去された液滴の跳ね返りを防止して、ウォータマーク等の発生を抑制することができる。また、基板に付着した液体を効率良く除去できるので、基板の最大回転速度を低く抑えることができ、且つ最大回転速度の保持時間を短くすることができるため、乾燥処理の時間を短縮することができる。

図２９は、基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す。この例では、基板回転速度を１０００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、基板洗浄工程の終了時に基板回転速度を２００ｒｐｍまで減速させて、基板乾燥工程の開始時の基板回転速度（初期回転速度）をＮ_０＝２００ｒｐｍとし、基板回転速度Ｎ_０から第１の回転速度Ｎ_１＝６００ｒｐｍに到達するまでの第１の回転加速度α_１を４０ｒｐｍ／ｓ（α_１＝４０ｒｐｍ／ｓ（約０．６７ｓｅｃ^−２））とし、第１の回転速度Ｎ_１から第２の回転速度Ｎ_２＝１２００ｒｐｍに到達するまでの第２の回転加速度α_２を６０ｒｐｍ／ｓ（α_２＝６０ｒｐｍ／ｓ（１ｓｅｃ^−２））とし、第２の回転速度Ｎ_２から第３の回転速度Ｎ_３＝３０００ｒｐｍに到達するまでの第３の回転加速度α_３を１８０ｒｐｍ／ｓ（α_３＝１８０ｒｐｍ／ｓ（３ｓｅｃ^−２））としている。即ち、基板乾燥工程における基板回転速度を多段階に変化させて、該変化における基板回転速度を順次大きくすると共に、回転加速度も順次大きくしている。

図３０は、基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す。この例では、基板回転速度を１０００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、基板洗浄工程の終了時に基板回転速度を２００ｒｐｍまで減速させて、基板乾燥工程の開始時の基板回転速度（初期回転速度）Ｎ_０＝２００ｒｐｍとし、基板回転速度Ｎ_０から第１の回転速度Ｎ_１＝６００ｒｐｍに到達するまでの第１の回転加速度α_１を４０ｒｐｍ／ｓ（α_１＝４０ｒｐｍ／ｓ（約０．６７ｓｅｃ^−２））としている。そして、基板の回転速度が第１の回転速度Ｎ_１に到達した後、３秒間にわたりその回転速度を維持し、その後、第１の回転速度Ｎ_１から第２の回転加速度α_２を６０ｒｐｍ／ｓ（α_２＝６０ｒｐｍ／ｓ（１ｓｅｃ^−２））で加速して第２の回転速度Ｎ_２＝１２００ｒｐｍとした後、３秒間にわたりその回転速度を維持し、その後、第２の回転速度Ｎ_２から第３の回転加速度α_３を１８０ｒｐｍ／ｓ（α_３＝１８０ｒｐｍ／ｓ（３ｓｅｃ^−２））で加速して第３の回転速度Ｎ_３＝３０００ｒｐｍとしている。即ち、基板乾燥工程における基板回転速度を多段階に変化させて、該変化における基板回転速度を順次大きくすると共に、回転加速度も順次大きくしている。

図３１は、基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す。この例では、基板回転速度を５００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、基板洗浄工程の終了時に基板回転速度を２００ｒｐｍまで減速させて、基板乾燥工程の開始時の基板回転速度を２００ｒｐｍとし、その後の基板回転速度を、基板乾燥工程の開始時から経過時間１０（ｓ）までは回転加速度をゼロとし、その後の回転加速度は４５ｒｐｍ／ｓ（０．７５ｓｅｃ^−２）で一定としている。また、基板の最大回転速度は１１００ｒｐｍである。この基板回転速度プロファイルにおいては、低い回転速度から低加速度で回転速度を緩やかに上昇させていく過程で液体が効率よく除去されるため、最大回転速度が１１００ｒｐｍと低く最大回転速度の保持時間も２秒と短くしているにも関わらず、基板の表面に付着した液体が十分に除去される。

図３２は、図３１に示す基板回転速度プロファイルに基づいて、直径２００ｍｍのシリコン基板を、薬液処理工程、洗浄工程、乾燥工程の順に処理を行った後、基板表面のディフェクト数の増加量を計測した結果の一例を示す。比較データとして、乾燥時の回転加速度が５００ｒｐｍ／ｓ（約８．３ｓｅｃ^−２）以上である従来方法による乾燥処理を行った場合の結果を併記する。図３２から明らかなように、本発明にかかる基板乾燥工程によれば、従来の基板乾燥工程における処理の結果と比較して、基板表面のディフェクトの発生数が約１／７に減少している。この基板回転速度プロファイルにおいては、回転加速度を小さくしたことにより、基板の回転速度を加速する際に、基板の表面に付着した薬液を跳ね返りの影響がない状態で十分に除去することができる。したがって、基板乾燥工程の最大回転速度を１２００ｒｐｍ以下とし、この最大回転速度の保持時間を５（ｓ）以下とするなど、これらの値を従来の基板乾燥工程よりも小さい値に設定しても、基板を十分に乾燥させることができる。

なお、特許文献１に開示された従来例においては、基板乾燥工程で、基板回転速度を加速する時間を除いた時間は１８秒〜４７秒であり、基板の加速にかかる時間がこれに加わることを考慮に入れると（例えば、基板回転速度を２００ｒｐｍから３４００ｒｐｍまで３２０ｒｐｍ／ｓ（約５．３ｓｅｃ^−２）の加速度で上昇させると１０（ｓ）かかる）、本発明に係る基板乾燥工程における乾燥時間は、特許文献１に記載された基板乾燥工程の乾燥時間よりも短縮されることとなる。

図３３は、基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す。この例では、基板回転速度を２００ｒｐｍとして薬液処理工程及び洗浄工程を行い、基板洗浄工程の終了時、及び基板乾燥工程の開始時の基板回転速度を２００ｒｐｍとし、その後の基板回転速度を、経過時間に対して直線状に増加させている。また、基板の最大回転速度は３０００ｒｐｍで、回転加速度は１００ｒｐｍ／ｓ（約１．７ｓｅｃ^−２）で一定である。この基板回転速度プロファイルでは、薬液処理工程及び洗浄工程における基板回転速度が低いため、図２０に示す基板に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル２０５、及び薬液を供給する薬液供給ノズル２０６をそれぞれ２箇所以上設置すること等により、基板に供給する薬液及び洗浄液の流量を多くすることで、基板の全面に十分な薬液及びＤＩＷが行き渡るようにすることが望ましい。

なお、図２０に示す基板処理装置を、図１７に示すＣＭＰ装置１３０の基板処理装置１３１−１，１３１−２，１３１−３，１３１−４に使用したり、図１８に示すめっき装置１５０の基板処理装置１５３−１，１５３−２に使用したり、図１９に示す洗浄装置１７０の基板処理装置１７３−１，１７３−２に使用したりしてもよいことは勿論である。

また、図２０に示す基板処理装置で行われる基板処理にあっても、洗浄液供給ノズル２０５や薬液供給ノズル２０６等の設置位置、及びこれらから供給される洗浄液や薬液の種類や供給するタイミング等を変更することで、基板Ｗの種類に応じた処理を行うように構成することができる。また、上記した基板処理における基板回転速度プロファイルは一例であり、本願発明の基板処理方法はこれに限られるものではない。

図３４は、本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置を示す。この基板処理装置は、密閉可能な処理チャンバ３０２と、この処理チャンバ３０２の内部に配置され、表面を上向きにして基板Ｗを着脱自在に保持する基板ホルダ３０４を有している。基板ホルダ３０４は、回転自在で、回転速度及び／または回転加速度を調整自在な回転軸３０６の上端に連結されている。基板ホルダ３０４の上方には、基板Ｗの表面に薬液や洗浄液等の処理液を供給する処理液供給ノズル３０８が配置され、この処理液供給ノズル３０８は、処理チャンバ３０４の外部から該処理チャンバ３０４の内部に延びる処理液供給ライン３１０に接続されている。

処置チャンバ３０２の頂部は、ドライガス供給装置３１２から延びるドライガス供給管（ドライガス供給部）３１４に接続され、処理チャンバ３０２の底部は、排気装置３１６から延びる排気管３１８に接続されている。排気管３１６には、気水分離槽３２０が介装されている。このドライガス供給装置３１２は、例えば、前述のように、相対湿度が０〜３０％に制御された不活性ガスまたは空気からなるドライガスを、ドライガス供給管３１４を通して処理チャンバ３０２内に供給する。これにより、基板ホルダ３０４で保持した基板に付着した液体の蒸発を促進する乾燥部が構成されている。

更に、処理チャンバ３０２の内部の基板ホルダ３０４に保持した基板Ｗの上方位置には、ここでの湿度を計測する第１湿度センサ（モニタ部）３２２ａが、基板ホルダ３０４に保持した基板Ｗの下方位置には、ここでの湿度を計測する第２湿度センサ（モニタ部）３２２ｂがそれぞれ配置されている。この湿度センサ３２２ａ，３２２ｂからの出力は、制御部３２４にフィードバック信号としてそれぞれ入力され、この制御部３２４からの出力信号が乾燥部としてのドライガス供給装置３１２及び排気装置３１６に入力される。そして、ドライガス供給装置３１２及び排気装置３１６は、制御部３２４からの信号によって、処理チャンバ３０２内におけるドライガスの流量、湿度及び排気量が、予め設定した設定値となるように制御される。

なお、この例では、乾燥部としてドライガスを用いたものを使用し、処理チャンバ内の湿度をモニタ部としての湿度センサで計測するようにした例を示しているが、処理チャンバ内に露点や温度をモニタ（計測）して、処置チャンバ内の露点や温度が予め設定した設定値となるように制御するようにしてもよい。
この図２０に示す基板処理装置によって、基板の薬液処理工程、洗浄処理工程及び乾燥処理工程を順に行うことができることは前述の例と同じである。

図３５は、上記した基板処理における基板回転速度プロファイルの一例を示す。この例では、例えば基板Ｗを回転速度Ｎ_４で回転させつつ、基板の表面に処理液を供給して薬液処理を行う。そして、処理液の供給を停止した後、基板を１０００ｒｐｍ以下の初期回転速度Ｎ_５で基板を回転させながら、前述のように、処置チャンバの内部に低湿度のドライガスを供給して、基板の初期乾燥を行い、これによって、基板上の液体をある程度除去する。しかる後、処置チャンバの内部に低湿度のドライガスを供給しつつ、段階的または連続的に基板の回転速度を変化させて基板上の液量を減少させ、更に８００ｒｐｍ以上の最高回転数Ｎ_６で基板Ｗを回転させて基板上の液を蒸発させた後、基板の回転速度を０ｒｐｍまで落として基板の乾燥を終了する。

図３６は、処理液によって濡れた基板を回転させた時の基板回転速度と気中ミスト数の関係を示す。図３６より、気中ミスト数は、基板回転速度が小さいほど減少し、特に基板の回転速度が１０００ｒｐｍ以下の場合に、この現象が顕著に現れることがわかる。従って、基板を１０００ｒｐｍ以下の初期回転速度Ｎ_５で基板を回転させながら、必要に応じて、処置チャンバの内部に低湿度のドライガスを供給して、基板の初期乾燥を行うことで、回転中の基板の近傍雰囲気中のミスト数を大幅に減少させることができる。

図３７は、処理液によって濡れた基板を、基板回転速度５００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ及び１５００ｒｐｍでそれぞれ回転した時に飛散する液滴径とウェーバ数（Ｗｅ数）の関係を示す。ここでウェーバ数（Ｗｅ数）は、下記の式で表される。
１５００ｒｐｍと基板回転速度が大きい時はＷｅ数が大きくなり、微小な液滴でも、図３８（ｃ）に示すように分裂し易くなる。１０００ｒｐｍ、５００ｒｐｍと基板回転速度を落としていくとＷｅ数は増加し難くなり、図３８（ｂ）に示すように、滴滴３３０は、装置内壁３３２等に反射する状態から、図３８（ａ）に示すように、分裂することなく装置内壁３３２等に付着しやすくなる。複数に分裂するような液滴の下限サイズは大きくなり、すなわち分裂領域に該当するサイズの液滴は少なくなるため、総じて分裂する液滴は少なくなる。

従って、基板を１０００ｒｐｍ以下、好ましくは５００ｒｐｍ以下の初期回転速度Ｎ_５で基板を回転させながら、必要に応じて、処置チャンバの内部に低湿度のドライガスを供給して、基板の初期乾燥を行うことで、液滴が装置内壁へ衝突して小さい液滴に分裂することを抑制して、雰囲気中のミストや湿度の増加を防止することができる。

図３９は、図３５に示す基板回転速度プロファイルに基づいて、直径２００ｍｍのシリコン基板を、薬液処理工程、基板洗浄工程、基板乾燥工程の順に処理を行った後、基板表面のウォータマーク数を計測した結果（多段階回転）、及び処置チャンバの内部への低湿度のドライガスの供給を更に併用して基板の乾燥処理を行った後、基板表面のウォータマーク数を計測した結果（多段階回転＋低湿度ガス）をそれぞれ示す。比較データとして、基板を単段階で回転させて基板の乾燥処理を行った後、基板表面のウォータマーク数を計測した結果（単段階回転）、及び処置チャンバの内部への低湿度のドライガスの供給を更に併用して基板の乾燥処理を行った後、基板表面のウォータマーク数を計測した結果（単段階回転＋低湿度ガス）を併記する。

図３９から明らかなように、処理液で濡れた基板を乾燥させるにあたって、一定回転速度で基板を処理しても、低湿度ガスを供給することでウォータマーク数が大きく減少する。低湿度ガスを供給することなく、基板を多段階回転（低回転速度で基板上の大部分の液体を除去してから、回転速度を増して残留液体を除く）させてもウォータマーク数は減少し、これに低湿度ガスを組み合わせると、更にウォータマーク数は少なくなることが判る。

図４０は、本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置（システム）の全体配置図を示す。この基板処理装置（システム）は、メインフレーム４００内への基板の搬入及び搬出を行う２基のロード・アンロード部４０２を備えている。メインフレーム４００の内部には、基板の表面に形成しためっき膜に熱処理（アニール）を行う熱処理装置４０４、基板の周縁部に成膜しためっき膜を除去するベベルエッチング装置４０６、基板の表面を薬液や純水等の洗浄液で洗浄しスピン乾燥させる４基の洗浄・乾燥装置２０８、基板を仮置きする基板ステージ４１０及び２基のめっき装置４１２が配置されている。また、メインフレーム４００の内部には、ロード・アンロード部４０２と基板ステージ４１０との間で基板の受渡しを行う走行自在な第１搬送ロボット４１４と、基板ステージ４１０、熱処理装置４０４、ベベルエッチング装置４０６、洗浄・乾燥装置４０８及びめっき装置４１２の間で基板の受渡しを行う走行自在な第２搬送ロボット４１６が備えられている。

ここで、ベベルエッチング装置４０６、洗浄・乾燥装置２０８及びめっき装置４１２の少なくとも一つとして、例えば図３４に示す構成の基板処理装置が使用される。
メインフレーム４００には遮光処理が施され、これによって、このメインフレーム４００内での以下の各工程を遮光状態で、つまり、配線に照明光等の光が当たることなく行えるようになっている。このように、配線に光を当たることを防止することで、例えば銅からなる配線に光が当たって光電位差が生じ、この光電位差によって配線が腐食してしまうことを防止することができる。

更に、メインフレーム４００の側方に位置して、めっき液タンク４２０とめっき液分析装置４２２を有し、めっき装置４１２で使用するめっき液の成分を分析し管理して、所定の組成のめっき液をめっき装置４１２に供給するめっき液管理装置４２４が付設されている。めっき液分析装置４２２は、例えばサイクリックボルタンメトリ（ＣＶＳ）や液クロマトグラフィ等により有機物を分析する有機物分析部と、中和滴定、酸化還元滴定、ポーラログラフィまたは電気滴定等により無機物を分析する無機物分析部を有している。そして、めっき液分析装置４２２の分析結果をフィードバックして、めっき液タンク４２０内のめっき液の成分を調整するようになっている。めっき液管理装置４２４をメインフレーム４００内に内蔵するようにしてもよい。

次に、この図４０に示す基板処置装置（システム）で銅配線を形成する例を、図４１を更に参照して説明する。先ず、図４１（ａ）に示すように、半導体素子を形成した半導体基材５０１上の導電層５０１ａの上にＳｉＯ_２からなる絶縁膜５０２を堆積し、リソグラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール５０３とトレンチ５０４かなる配線用の微細凹部を形成し、その上にＴａＮやＴｉＮ等からなるバリア層５０５、更にその上に電解めっきの給電層としてシード層５０７を順次形成した基板Ｗを用意する。この基板Ｗを収納した基板カセットをロード・アンロード部５０２に搭載する。

そして、ロード・アンロード部４０２に搭載した基板カセットから１枚の基板を第１搬送ロボット４１４で取出してメインフレーム４００内に搬入し、基板ステージ４１０に搬送して載置保持する。第２搬送ロボット４１６は、基板ステージ４１０に載置保持された基板を、いずれかのめっき装置４１２に搬送する。

めっき装置４１２では、先ず、基板の表面（被処理面）にプレコート等のめっき前処理を行い、しかる後、基板の表面にめっきを行う。これによって、図４１（ｂ）に示すように、基板Ｗのコンタクトホール５０３及びトレンチ５０４内に銅を充填するとともに、絶縁膜５０２上に銅膜５０６を堆積する。この時、めっき液タンク４２０内のめっき液の組成をめっき液分析装置４２２で分析し、不足する成分をめっき液タンク４２０内のめっき液に補給することで、めっき液タンク４２０から一定の組成のめっき液をめっき装置４１２に供給する。そして、めっき終了後、基板上に残っためっき液を回収し、基板のめっき面をリンスした後、基板の表面を純水等で洗浄（水洗）し、この洗浄後の基板を第２搬送ロボット４１６でベベルエッチング装置４０６に搬送する。

ベベルエッチング装置４０６では、例えば基板を水平に保持し回転させた状態で、基板の表面側の中央部に酸溶液を連続的に、周縁部に酸化剤溶液を連続的または間欠的に供給する。この酸溶液としては非酸化性の酸であればよく、例えばフッ酸、塩酸、硫酸、クエン酸、蓚酸等を用いる。この酸化剤溶液としては、オゾン水、過酸化水素水、硝酸水、次亜塩素酸ナトリウム水等のいずれかを用いるか、またはそれらの組み合わせを用いる。これにより、基板Ｗの周縁部（ベベル部）に成膜乃至付着した銅等を酸化剤溶液で急速に酸化させ、同時に基板の中央部から供給されて基板の表面全面に拡がる酸溶液によってエッチングして溶解除去する。

この時、基板の裏面中央部に酸化剤溶液とシリコン酸化膜エッチング剤とを同時または交互に供給し、これにより基板Ｗの裏面側に金属状で付着している銅等を基板のシリコンごと酸化剤溶液で酸化しシリコン酸化膜エッチング剤でエッチングして除去するようにしてもよい。
このベベルエッチング後の基板を、第２搬送ロボット４１６でいずれかの洗浄・乾燥装置４０８へ搬送して、基板の表面の薬液や純水等の洗浄水による洗浄を行ってスピン乾燥させる。そして、この乾燥後の基板を、第２搬送ロボット４１６で熱処理装置４０４に搬送する。

この熱処理装置４０４では、基板Ｗの表面に形成した銅膜５０６の熱処理（アニール）を行い、これによって、配線を形成する銅膜５０６を結晶化させる。この熱処理（アニール）は、基板を、例えば４００℃となるように加熱し、例えば数十秒〜６０秒程度、加熱を継続して終了する。同時に、必要に応じて、熱処理装置４０４の内部に酸化防止用のガスを導入し、このガスを基板の表面に沿って流すことで、銅膜５０６の表面の酸化を防止する。基板の加熱温度は、一般的には、１００〜６００℃、好ましくは３００〜４００℃である。

この熱処理を行った基板Ｗを、第２搬送ロボット４１６で基板ステージ４１０に搬送して保持し、この基板ステージ４１０で保持した基板を第１搬送ロボット４１４でロード・アンロード部４０２のカセットに戻す。
しかる後、絶縁膜５０２上に形成された余分な金属並びにバリア層を化学機械的研磨（ＣＭＰ）などの方法によって除去し平坦化することにより、図４１（ｃ）に示すように、銅膜５０６からなる配線を形成する。

なお、上記の例では、バリア層としてＴａＮやＴｉＮ等を、シード層として銅をそれぞれ使用した例を示しているが、これらの他に、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｗ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＰｔまたはＩｒ、またはこれらの窒化物を使用してもよい。

図４２は、本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置（システム）の全体構成を示す平面図である。この基板処理装置は、半導体ウェハ（Ｓｉウェハ）などの基板のベベル部、エッジ部及びノッチ部を研磨することにより、基板のベベル部、エッジ部及びノッチ部等の周縁部に発生する表面の荒れや基板の周縁部に付着し汚染源となる膜を除去する処理を行い、この周縁部の処理後に基板を洗浄して乾燥させ搬出するものである。

図４２に示すように、基板処理装置（システム）は、複数の半導体ウェハ等の基板を収容した基板カセットＣ１，Ｃ２を載置する一対のロード／アンロードステージ６０１と、ドライな基板を搬送する第１搬送ロボット６０２と、ウェットな基板を搬送する第２搬送ロボット６０３と、処理前または処理後の半導体ウェハを載置する仮置き台４と、半導体ウェハの周縁部を研磨する研磨装置６１０と、研磨後の半導体ウェハを洗浄する洗浄装置６０５，６０６とを備えている。第１搬送ロボット６０２は、ロード／アンロードステージ１上のカセットＣ１，Ｃ２、仮置き台６０４、洗浄装置６０６の間で基板を搬送するようになっている。また第２搬送ロボット６０３は、仮置き台６０４、研磨装置６１０、洗浄装置６０５，６０６の間で基板を搬送するようになっている。

この例では、研磨装置６１０は基板の周縁部を研磨した後に基板の１次洗浄を行う１次洗浄機を備えている。したがって、洗浄装置６０５は、基板の２次洗浄を行う２次洗浄機を構成し、洗浄装置６０６は基板の３次洗浄を行う３次洗浄機を構成している。
ここで、研磨装置６１０、洗浄装置６０５及び洗浄装置６０６の少なくとも一つとして、例えば図３４に示す構成の基板処理装置が使用される。

図４２に示す基板処理装置は、ハウジング４０７で囲まれており、上部に設けられた図示しないエアー供給ファン，ケミカルフィルタ，ＨＥＰＡまたはＵＬＰＡフィルタを介して清浄な空気が下部の排気部に向かって供給される。これにより、研磨、洗浄および搬送の際に基板が汚染されないように基板表面に清浄な空気のダウンフローが形成される。なお、各部は、ロード／アンロードステージ６０１＞仮置き台６０４及び洗浄装置６０６＞洗浄装置６０５＞研磨装置６１０の順に圧力勾配が設けられている。このような構成により、基板処理装置は、クリーンルームのみならず、ダスト管理をしていない通常の環境に設置されても、極めて清浄なプロセスを行うことができるドライイン・ドライアウト型の基板周縁研磨装置とすることができる。

次に、図４２に示す構成を具備した基板処理装置（システム）の処理工程を説明する。
ＣＭＰ工程や胴成膜工程を終えた基板が収容された基板カセットＣ１，Ｃ２が図示しない基板搬送装置によって基板処理装置に搬送され、ロード／アンロードステージ６０１に載置される。第１搬送ロボット６０２は、ロード／アンロードステージ６０１上の基板カセットＣ１またはＣ２から基板を取出し、この基板を仮置き台６０４に載置する。第２搬送ロボット６０３は、仮置き台６０４に載置された基板を受取り、この基板を研磨装置６１０に搬送する。この研磨装置６１０において、ベベル部、エッジ部及びノッチ部の研磨が行われる。

研磨装置６１０においては、研磨中または研磨後に、基板の上方に配置された１以上のノズルから純水または薬液を供給して基板の上面（ベベル部を含む）、エッジ部及びノッチ部を洗浄する。この洗浄液は、研磨装置６１０での基板の表面材質の管理（例えば、薬液などによる基板表面の不均一な酸化などの変質を避けて均一な酸化膜を形成するなど）の目的のために行われる。また、研磨後に基板の周縁部にスポンジローラを押し当ててスクラブ洗浄を行う。この研磨装置６１０での洗浄を１次洗浄という。

洗浄装置６０５，６０６ではそれぞれ基板の２次洗浄、３次洗浄が行われる。つまり、研磨装置６１０において１次洗浄された基板は、第２搬送ロボット６０３により洗浄装置６０５または６０６に搬送され、洗浄装置６０５において２次洗浄、場合によっては洗浄装置６０６において３次洗浄、あるいは両ユニット６０５，６０６において２次洗浄及び３次洗浄を行う。

最終洗浄の行われた洗浄装置６０５または６０６において、基板を乾燥させ、第１搬送ロボット６０２が乾燥した基板を受け取って、これをロード／アンロードステージ６０１上のウェハカセットＣ１，Ｃ２に戻す。
なお、上述した２次洗浄、３次洗浄においては、接触型の洗浄（ペンシル型やロール型などの例えばＰＶＡ製スポンジでの洗浄）と非接触型の洗浄（キャビテーションジェットや超音波印加液体による洗浄）を適宜組み合わせてもよい。

研磨装置６１０における研磨終点は、研磨時間によって管理してもよいし、あるいは、ベベル部の研磨ヘッドが位置しない場所に、基板のデバイス形成面の法線方向から所定形状及び所定強度の光（レーザやＬＥＤなど）を図示しない光学的手段によって照射し、その散乱光を測定することでベベル部の凹凸を測定し、これに基づいて研磨終点を検知することとしてもよい。

図４３は、本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置（システム）を示す。図４３に示す基板処理装置は、研磨装置７１０ 、一次洗浄装置７２０及び二次洗浄装置７３０を２系列有している。研磨装置７１０、一次洗浄装置７２０、二次洗浄装置７３０は、それぞれ１台ずつ、隔壁で仕切られた部屋に設置されており、各部屋は独立して排気されて互いの雰囲気が干渉しないようになっている。そのために、研磨装置７１０でのスラリーを含むミスト等が一次洗浄装置７２０や二次洗浄装置７３０に悪影響を与えず、また、一次洗浄装置７２０での薬液を含んだミスト等が二次洗浄装置７３０に悪影響を与えることもない。

それぞれの研磨装置７１０を収納する部屋には、基板７０２を一旦置くための受渡台７４１が設置されている。研磨装置７１０を収容する部屋に隣接して、一次洗浄装置７２０が配置されている。２台の一次洗浄装置７２０の間には、基板を搬送する搬送機７４３が設置されている。一次洗浄装置７２０の隣には、基板の表裏を反転させる反転機７４２が系列毎に設置され、その先に二次洗浄装置７３０が配置されている。２つの二次洗浄装置７３０の間には、基板を搬送する搬送機７４４が設置されている。そして、二次洗浄装置７３０と搬送機７４４に隣接して、研磨・洗浄しようとする、あるいは研磨・洗浄し終えた基板を複数枚まとめて収納するカセットを設置するロード／アンロード部７５０が配置されている。
ここで、研磨装置７１０、一次洗浄装置７２０及び二次洗浄装置７３０の少なくとも一つとして、例えば図３４に示す構成の基板処理装置が使用される。

次に、図４３に示す構成を具備した基板処理装置（システム）の処理工程を説明する。
ロード・アンロード部７５０から取出され、反転機７４２により電気回路が組み込まれている面が下向きとされた基板は、研磨装置７１０に搬送される。研磨装置７１０で基板はスラリーを用いて研磨（ＣＭＰ）され、電気回路が組み込まれている面が平坦化される。この平坦化後の基板は、反転機４２に搬送され、表裏が反転されて（鏡面側が上向きにされて）、一次洗浄装置７２０に搬送される。一次洗浄装置７２０では、薬液を供給しながら、洗浄部材で基板の表面をスクラブ洗浄する。スクラブ洗浄された基板は、搬送機７４３または搬送機７４４により二次洗浄装置７３０に搬送される。二次洗浄装置７３０では、例えば前述の図３５に示すように、基板を回転させながら、洗浄水としてのＤＩＷ
を供給する二次洗浄を行い、しかる後、ＤＩＷ の供給を停止し、基板を最高回転速度で回転させることにより、基板を乾燥させる。乾燥した基板は、搬送機７４４ によりロード／アンロード部７５０に戻される。図４３に示す基板処理装置では、研磨装置７１０、一次洗浄装置７２０及び二次洗浄装置７３０を２系列有するので、並行して、研磨から洗浄・乾燥の作業を行うことができる。

上記の作業は、制御部７６０により制御される。図４３では、主な通信経路だけを図示しているが、基板処理装置の各装置は、それぞれ制御部７６０と繋がっており、制御部７６０からの信号に従い動作する。制御部７６０では、各運転のプログラムを記憶しており、例えば、基板の搬送機７４３、７４４による搬送、二次洗浄装置７３０での二次洗浄時の回転速度や洗浄時間、乾燥前段で下げる回転速度、乾燥するときの高速の回転速度も組み込まれている。運転プログラムが制御装置に組み込まれていることにより、容易に前記の研磨、洗浄及び乾燥の運転を実現することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

従来の基板処理における基板回転速度のプロフィールの一例を示す図である。 本発明の実施の形態における基板処理装置（システム）を示す平面図である。 図２に示す基板処理装置に備えられている、本発明の実施の形態における基板処理装置としての研磨装置を示す概要図である。 図２に示す基板処理装置に備えられている、本発明の実施の形態における基板処理装置としてのエッチング装置を示す概要図である。 図２に示す基板処理装置に備えられている、本発明の実施の形態における基板処理装置としての洗浄・乾燥装置を示す概要図である。 ２０℃−相対湿度５８％に制御したドライガスを使用した場合と、２０℃−相対湿度３０％に制御したドライガスを使用した場合に成長する酸化膜厚（成長酸化膜厚）と放置時間との関係を示すグラフである。 本発明の他の実施の形態における基板処理装置を示す概要図である。 図７に示す基板処理装置の基板回転速度、回転加速度及び単位時間に回収された基板と基板ホルダから飛散した液体の質量（液体の回収率）を示す図である。 本発明の更に他の実施の形態における基板処理装置を示す概要図である。 図９に示す基板処理装置の基板回転速度、回転加速度及び基板の周囲の湿度の変化を示す図である。 本発明の更に他の実施の形態における基板処理装置を示す概要図である。 図１１に示す基板処理装置の基板回転速度、回転加速度及び基板の周囲のミスト密度の変化を示す図である。 本発明の更に他の実施の形態における基板処理装置を示す概要図である。 図１３に示す基板処理装置の基板回転速度、回転加速度及び基板の表面の液体付着部分の面積の減少率を示す図である。 本発明の更に他の実施の形態における基板処理装置を示す概要図である。 図１５に示す基板処理装置の基板回転速度、回転加速度及び基板と基板ホルダの質量の減少率を示す図である。 本発明の実施の形態の基板処理装置を備えためっき装置を示す平面図である。 本発明の実施の形態の基板処理装置を備えためっき装置を示す平面図である。 本発明の実施の形態の基板処理装置を備えた洗浄装置を示す平面図である。 本発明の更に他の実施の形態における基板処理装置を示す概要図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの一例を示す図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの他の例を示す図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す図である。 基板表面のディフェクト数の増加量を計測した結果を示す図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す図である。 本発明の更に他の実施の形態における基板処理装置を示す概要図である。 基板処理における基板回転速度プロファイルの更に他の例を示す図である。 処理液によって濡れた基板の回転させた時の回転速度と気中ミスト数の関係を示すグラフである。 処理液によって濡れた基板の異なる最高回転速度で回転させた時の液滴径とＷｅ数の関係を示すグラフである。 Ｗｅ数の大小と液滴の状態の関係を模式的に示す図である。 基板表面のウォータマーク数を計測した結果を示す図である。 本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置（システム）を示す平面図である。 銅配線を形成する例を工程順に示す図である。 本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置（システム）を示す平面図である。 本発明の更に他の実施の形態の基板処理装置（システム）を示す平面図である。

符号の説明

１２ 研磨装置（基板処理装置）
１４ エッチング装置（基板処理装置）
１６ 洗浄・乾燥装置（基板処理装置）
２０，４４，６４ 処理チャンバ
２２，４０，６０ 基板ホルダ
２４ 研磨具
３０，４８，５０，５２，６８，７２ 液体供給ノズル
３２，３６，５４，５８，７４，７８ ドライガス供給管（ドライガス供給部）
４６，６６ 洗浄液供給ノズル
５６，７６ 液体供給管
７０ 洗浄部材

Claims (19)

1. 基板を保持する基板ホルダと、
   前記基板ホルダで保持した基板の表面の少なくとも一部が曝される雰囲気を、湿度が制御されたドライガス雰囲気にするドライガス供給部とを有することを特徴とする基板処理装置。
2. 前記ドライガス供給部は、前記基板ホルダで保持した基板の少なくとも一部に向けて、湿度が制御されたドライガスを吹き付けて供給するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記ドライガス供給部は、前記基板ホルダを収納した処理チャンバの内部に、相対湿度が０〜３０％に制御された不活性ガスまたは空気からなるドライガスを供給するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
4. 前記ドライガス供給部は、該ドライガス供給部から前記処理チャンバの内部にドライガスを供給することに伴って排気される総排気風量の０．５〜３倍の風量のドライガスを処理チャンバの内部に供給するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
5. 基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した薄膜を研磨する研磨装置と、
   前記研磨装置による研磨後の基板のベベル部乃至エッジ部に残った薄膜をエッチング除去するエッチング装置とを有することを特徴とする基板処理装置。
6. 前記研磨装置及び前記エッチング装置の少なくとも一方は、基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダで保持した基板の表面の少なくとも一部が曝される雰囲気を、湿度が制御されたドライガス雰囲気にするドライガス供給部を有することを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
7. 基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダで保持した基板の表面の少なくとも一部が曝される雰囲気を、湿度が制御されたドライガス雰囲気にするドライガス供給部とを有し、前記エッチング装置でベベル部乃至エッジ部をエッチングした基板を洗浄し乾燥する洗浄・乾燥装置を更に有することを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
8. 基板のベベル部乃至エッジ部に成膜乃至付着した薄膜を研磨除去し、
   この研磨後の基板のベベル部乃至エッジ部に残った薄膜をエッチング除去することを特徴とする基板処理方法。
9. 前記ベベル部乃至エッジ部に残った薄膜をエッチング除去した基板を洗浄し乾燥させることを特徴とする請求項８記載の基板処理方法。
10. 基板を保持する基板ホルダと、
    前記基板ホルダで保持した基板の乾燥の程度をモニタするモニタ部と、
    前記モニタ部から出力された基板の乾燥の程度を示すモニタ値に基づいて前記基板ホルダの回転を制御する制御部を有することを特徴とする基板処理装置。
11. 前記制御部は、基板ホルダの回転速度及び／または回転加速度を制御することを特徴とする請求項１０記載の基板処理装置。
12. モニタ部は、基板の乾燥時に基板から飛散する液滴の質量を計測する質量計、基板の周囲の温度を計測する温度計、基板の周囲のミスト量を計測するミスト量計測計、基板表面の液滴付着部分の面積を計測する液滴付着面積計測機構、基板及び基板ホルダの質量を計測する質量計の少なくとも一つからなり、モニタ部による液滴の質量、湿度、ミスト量、基板表面の液滴付着部分の面積、基板及び基板ホルダの質量の少なくとも一つの計測値または該計測値の変化量を、前記制御部にフィードバックすることで、計測値または変化量が一定値または一定値以下となるように基板ホルダの回転を制御することを特徴とする請求項１０記載の基板処理装置。
13. 基板を保持する基板ホルダと、
    前記基板ホルダの回転速度を連続的または段階的に加速し減速させる制御部を有することを特徴とする基板処理装置。
14. 前記制御部は、基板ホルダの回転速度を、基板ホルダの回転速度が最大回転速度に到達するまでの間、基板乾燥の開始時からの経過時間に対する１次関数または２次以上の多次関数として増加させ、且つ前記基板ホルダの回転加速度を０〜３００ｒｐｍ／ｓとすることを特徴とする請求項１３記載の基板処理装置。
15. 前記制御部は、基板乾燥の開始時の初期回転速度から最大回転速度に到達するまでの間の基板ホルダの回転速度をｎ段階に変化させ、第ｋ−１番目（２≦ｋ≦ｎ）の回転速度から第ｋ番目の回転速度に到達するまでを第ｋ番目の回転加速度で加速させるとともに、第ｋ番目の回転速度を第ｋ−１番目の回転速度よりも大きくし、且つ第ｋ番目の回転加速度を第ｋ−１番目の回転加速度よりも大きくすることを特徴とする請求項１３記載の基板処理装置。
16. 前記基板ホルダで保持した基板に付着した液体の蒸発を促進する乾燥部と、
    前記乾燥部を制御する制御部を更に有することを特徴とする請求項１３記載の基板処理装置。
17. 前記基板ホルダで保持した基板雰囲気の湿度、露点または温度をモニタし前記制御部にフィードバック信号を送るモニタ部を更に有することを特徴とする請求項１６記載の基板処理装置。
18. 基板ホルダで基板を保持し、
    基板ホルダを、この回転速度が最大回転速度に到達するまでの間、基板乾燥工程の開始時からの経過時間の１次関数または２次以上の多次関数として増加させ、且つ回転加速度を０〜３００ｒｐｍ／ｓとした回転速度で回転させて該基板ホルダで保持した基板を乾燥させることを特徴とする基板処理方法。
19. 基板ホルダで基板を保持し、
    基板ホルダを、基板乾燥工程の開始時の初期回転速度から最大回転速度に到達するまでの間をｎ段階に変化させ、第ｋ−１番目（２≦ｋ≦ｎ）の回転速度から第ｋ番目の回転速度に到達するまでを第ｋ番目の回転加速度で加速させ、第ｋ番目の回転速度を第ｋ−１番目の回転速度よりも大きくし、且つ第ｋ番目の回転加速度を第ｋ−１番目の回転加速度よりも大きくした回転速度で回転させて該基板ホルダで保持した基板を乾燥させることを特徴とする基板処理方法。