CN107039306A - 基板处理装置及处理腔室清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理装置及处理腔室清洗方法，在对包括构成基板处理装置的处理腔室的壁体以及设于所述处理腔室内的设备的清洗对象部的表面进行清洗时，缩短清洗后的干燥时间。在进行向处理腔室(20)内喷射水而用水将清洗对象部(42、20a、53等)的表面润湿、使附着于清洗对象部的表面的除去对象物溶解于水的清洗工序之后，进行向处理腔室内喷射挥发性高于水的挥发性的溶剂而向附着于清洗对象部的表面的水供给溶剂的溶剂供给工序，之后，进行使清洗对象部的表面干燥的干燥工序。

Description

基板处理装置及处理腔室清洗方法
技术领域
本发明涉及在向基板供给处理液而对基板实施液处理的基板处理装置中对处理腔室的内部进行清洗的技术。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，对半导体晶圆等基板实施湿蚀刻处理或化学溶液清洗处理等液处理。这样的液处理是通过向旋转的基板的表面供给处理液而进行的。被供给于基板的处理液的大部分由称为杯的筒状的液接受构件回收。但是，飞溅了的处理液越过液接受构件而飞散，附着于处理腔室的内壁面或处理腔室内的设备。若将该附着了的处理液放置，则干燥而结晶化，可能成为颗粒产生的原因。因此，处理腔室的内壁以及处理腔室内的设备通过清洗液例如纯水的喷淋而定期地进行清洗(例如参照专利文献1)。
若纯水附着于处理腔室的内壁，则由于纯水蒸发(气化)而处理腔室内的湿度增大。在湿度不足够低的气氛中无法顺利地进行液处理后的基板干燥，因此，只有在纯水充分地干燥之后才能再次开始处理。由于花费时间来进行纯水的干燥，所以存在基板处理装置的停机时间变长这样的问题。
专利文献1：日本特开平11－297652号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够缩短处理腔室的清洗后的干燥时间的技术。
根据本发明的一实施方式，可提供一种基板处理装置，该基板处理装置包括：处理腔室；基板保持部，其设于所述处理腔室内，用于保持基板；处理液喷嘴，其向由所述基板保持部保持的基板供给处理液；清洗流体喷射部，其向所述处理腔室的内部空间喷射用于清洗包含所述处理腔室的壁以及设于所述处理腔室内的设备的洗浄对象部的表面的水，以及能够置换附着于所述清洗对象部的表面的所述水的、挥发性高于所述水的挥发性的溶剂。
根据本发明的另一实施方式，可提供一种处理腔室清洗方法，其用于对基板处理装置的处理腔室内的清洗对象部进行清洗，包括：清洗工序，在该清洗工序中，向所述处理腔室内喷射水而利用水润湿所述清洗对象部，对附着于所述清洗对象部的表面的除去对象物进行清洗；溶剂供给工序，在该溶剂供给工序中，向所述処理腔室内喷射挥发性比水的挥发性高的溶剂，朝向附着于所述清洗对象部的表面的水供给所述溶剂；干燥工序，在该干燥工序中，使所述清洗对象部的表面干燥。
根据上述本发明的实施方式，在利用水对腔室内的清洗对象部的表面进行了清洗之后，通过朝向附着于清洗对象部的表面的水供给溶剂，从而由溶剂覆盖清洗对象部的表面，因此，能够使清洗对象部的表面迅速地干燥。
附图说明
图1是表示一实施方式的基板处理系统的概略结构的俯视图。
图2是表示第1实施方式的处理腔室的概略结构的纵剖视图。
图3是表示第1实施方式的处理腔室的概略结构的横剖视图。
图4是表示清洗用工具的立体图。
图5是表示工具收纳部的配置的与图1同样的概略俯视图。
图6是表示清洗水供给部以及溶剂供给部的变形例的配管图。
图7是表示低湿度气体供给部的变形例的配管图。
图8是表示设于处理腔室的壁体的加热器的概略立体图。
图9是表示第2实施方式的处理腔室的概略结构的纵剖视图。
图10是表示图9所示的液接受杯上部以及底板附近的概略结构的纵剖视图。
图11是表示图9所示的喷嘴臂的具体的一技术方案的立体图。
图12是对湿润的钉扎效应进行说明的图。
具体实施方式
图1是表示本实施方式的基板处理系统的概略结构的图。在以下中，为了明确位置关系，规定出相互正交的X轴、Y轴以及Z轴，将Z轴正方向设为铅垂向上的方向。
如图1所示，基板处理系统1具有输入输出站2和处理站3。输入输出站2和处理站3相邻地设置。
输入输出站2具有承载件载置部11和输送部12。在承载件载置部11载置有多个承载件C，所述多个承载件C将多枚基板、在本实施方式中为半导体晶圆(以下晶圆W)以水平状态收容。
输送部12与承载件载置部11相邻地设置，在内部具有基板输送装置13和交接部14。基板输送装置13具有保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板输送装置13能够向水平方向以及铅垂方向移动，并且能够以铅垂轴线为中心回转，利用晶圆保持机构在承载件C和交接部14之间进行晶圆W的输送。
处理站3与输送部12相邻地设置。处理站3具有输送部15和多个处理单元16。多个处理单元16并列地设于输送部15的两侧。
输送部15在内部具有基板输送装置17。基板输送装置17具有保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板输送装置17能够向水平方向以及铅垂方向的移动，并且能够以铅垂轴线为中心回转，利用晶圆保持机构在交接部14和处理单元16之间进行晶圆W的输送。
处理单元16对由基板输送装置17输送的晶圆W进行预定的基板处理。
另外，基板处理系统1具有控制装置4。控制装置4例如是计算机，具有控制部18和存储部19。在存储部19中，储存对在基板处理系统1中执行的各种处理进行控制的程序。控制部18将存储于存储部19的程序读出而执行，由此控制基板处理系统1的动作。
另外，该程序是记录于可由计算机读取的存储介质的程序，也可以是从该存储介质安装于控制装置4的存储部19的程序。作为可由计算机读取的存储介质，例如有硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。
在如上述那样构成的基板处理系统1中，首先，输入输出站2的基板输送装置13从载置于承载件载置部11的承载件C取出晶圆W，将取出了的晶圆W载置于交接部14。载置于交接部14后的晶圆W由处理站3的基板输送装置17从交接部14取出，向处理单元16输入。
输入到处理单元16的晶圆W在由处理单元16处理后，由基板输送装置17从处理单元16输出，载置于交接部14。然后，载置于交接部14的完成处理的晶圆W由基板输送装置13返回承载件载置部11的承载件C。
接着，参照图2，说明处理单元16的结构。处理单元16包括腔室20、基板保持机构30、处理流体供给部40以及液接受杯50。
腔室20收容基板保持机构30、处理流体供给部40以及液接受杯50。在腔室20的顶部设有FFU(Fan Filter Unit，风机过滤单元)21。
FFU21具有管道22、从上游侧依次设置于管道22内的风扇23以及阻尼件24(流量控制阀)、ULPA过滤器等过滤器25。通过使风扇23旋转，洁净室内的空气流入管道22内，由过滤器25除去颗粒后的空气(清洁空气)在腔室20内被向下吹出。
在腔室(处理腔室)20的上部设有整流板26。整流板26包括形成有多个孔的板。在腔室20内的整流板26的上方的空间27设有供给低湿度气体例如干燥空气(DA)的低湿度气体供给部28。低湿度气体供给部28具有设于空间27内的喷嘴28a、连结喷嘴28a和低湿度气体供给源28b的气体供给路径28c、设于气体供给路径28c的流动控制设备28d。在流动控制设备28d中包含开闭阀、流量调整阀等。低湿度气体也可以是氮气。
基板保持机构30具有基板保持部31、轴部32、旋转驱动部33。基板保持部31水平地保持晶圆W。利用旋转驱动部33经由轴部32使基板保持部31旋转，从而能够使保持于基板保持部31的晶圆W绕铅垂方向轴线旋转。
处理流体供给部40具有向晶圆W供给处理流体(处理液或处理气体)的多个喷嘴(处理流体喷嘴)41。在本实施方式中，多个喷嘴包括化学溶液喷嘴41a、冲洗喷嘴41b、溶剂喷嘴41c。多个喷嘴41也可以包括其他的化学溶液喷嘴、其他的冲洗喷嘴、双流体喷嘴、干燥气体喷嘴等。
处理流体供给部40具有多个(在图示例子中为两根)喷嘴臂42。为了附图的简略化，在图2中仅示出两根喷嘴臂42中的1根。在各喷嘴臂42的顶端部安装有上述的喷嘴41中的几个。喷嘴臂42能够利用臂驱动部43绕铅垂方向轴线回转(图3的箭头SW)，并且，能够沿铅垂方向升降。通过使喷嘴臂42回转，能够使设于该喷嘴臂42的喷嘴41位于晶圆W的中心部的上方的位置和在俯视情况下液接受杯50的外侧的待机位置(图3所示的起始位置)之间的任意的位置。
处理流体(处理液或处理气体)被从对应的处理流体供给部(未图示)向各喷嘴41供给。省略图示，但各处理流体供给部包括：包括罐、瓶、工厂动力供给源等的处理流体供给源；将处理流体供给源和对应的喷嘴连接的处理流体管线；设于处理流体管线的开闭阀、流量调整阀等流动控制设备。
液接受杯50包围基板保持部31，回收在从喷嘴41向旋转的晶圆W供给后从晶圆W甩出来的液体。在液接受杯50的底部形成有排液口51，由液接受杯50捕集的处理液被从排液口51向处理单元16的外部排出。另外，在液接受杯50的底部形成有排气口52，该排气口52将从FFU21供给的气体向腔室20(处理单元16)的外部排出。
底板(底壁)53从液接受杯50的外周筒部50a朝向腔室20的侧壁20a延伸。底板53的表面以随着向侧壁20a靠近而变低的方式倾斜。在底板53和侧壁20a之间设有狭缝形态的排液口54。如图3所示，排液口54沿着除了设有带开闭器的晶圆输入输出口20b的侧壁20a之外的3个侧壁20a延伸。在排液口54的下方设有排液通道55，在排液通道55连接有排液路径56。
排液路径56与连接于液接受杯50的排液口51的排液路径57合流。在排液路径57设有切换阀装置58，通过切换切换阀装置58，能够将通过排液路径56、57流过来的排液导入酸性、碱性以及有机系的工厂排液系统(未图示)中的任一者。
在腔室20的侧壁20a的位于排液口54的上方的部分设有与所述的排液口54平行地延伸的狭缝形态的排气口59。排气口59位于高于排液口54的位置，因此，液体基本不流入排气口59。排气口59与包围腔室20的侧壁20a的管道60连接。管道60与设有包括阻尼件或蝶形阀等的排气流量调整阀61a的排气路径61连接。
排气路径61与连接于液接受杯50的排气口52的排气路径62合流。在排气路径62也设有包括阻尼件或蝶形阀等的排气流量调整阀62a。在排气路径62设有切换阀装置63，通过切换切换阀装置63，从而将通过排气路径61、62流过来的排气导入酸性、碱性以及有机系的工厂排气系统(未图示)中的任一者。
在腔室20内的整流板26的下方设有多个例如2～4个清洗流体喷嘴81。优选的是，清洗流体喷嘴81设于比整流板26靠下方的尽可能高的位置。清洗流体喷嘴81的高度位置高于喷嘴41以及喷嘴臂42的高度位置(即使喷嘴41以及喷嘴臂42处于上升位置)。如图3所示，在俯视情况下清洗流体喷嘴81设于矩形的腔室20的两个角部，沿对角线方向相对。在剩下的两个角部也可以设有清洗流体喷嘴81。各清洗流体喷嘴81支承于从底板53向铅垂方向上方延伸的支柱82的上端部。另外，在图2中为了附图的简略化没有表示支柱82的下端部。
能够从清洗水供给部83向各清洗流体喷嘴81供给作为清洗水的纯水，另外，能够从溶剂供给部84向各清洗流体喷嘴81供给溶剂。清洗水供给部83具有清洗水供给路径83b，该清洗水供给路径83b连接于清洗水供给源83c，并设有开闭阀83a。溶剂供给部84具有溶剂供给路径84b，该溶剂供给路径84b连接于溶剂供给源84c，并且设有开闭阀84a。通过切换开闭阀83a、84a，从而能够从清洗流体喷嘴81选择地喷射纯水或溶剂。由清洗流体喷嘴81、清洗水供给部83以及溶剂供给部84构成清洗流体喷射部。
作为溶剂，能够使用挥发性比纯水高、具有置换附着于构件表面的纯水的性质的溶剂。作为溶剂，优选使用异丙醇(IPA)。IPA的表面张力大幅地低于水的表面张力，因此，利用马兰戈尼效应能够将附着于构件表面的纯水排除。IPA是最好地用于半导体晶圆等基板的干燥处理的有机溶剂，而且，对于从清洗流体喷嘴81喷出时的IPA不需要像向晶圆W喷出时的程度的清洁度，所以也能够将供给到晶圆W的IPA回收而再利用。作为溶剂，也能够使用丙酮。
清洗流体喷嘴81构成为，能够以至少相对于至少水平方向较大的喷射角度(广角地)将被供给来的液体呈雾状喷射(参照标记于图3的清洗流体喷嘴81的箭头)。液体的雾一边在腔室内漂浮一边由于重力而缓缓落下，因此，清洗流体喷嘴81的上下方向的喷射角度也可以不像水平方向的喷射角度那么广。例如，如标记于图2的清洗流体喷嘴81的箭头那样，清洗流体喷嘴81只要能够主要沿大致水平方向喷射液体即可(液体的一部分向斜上方以及斜下方喷射。)。
优选的是，清洗流体喷嘴81以腔室20内的比整流板26靠下方的空间没有遗漏地被液体的雾充满的方式设置，清洗流体喷嘴81的数量以及配置位置并不限定于图示的情况。清洗流体喷嘴81也可以利用单流体方式、双流体方式中的任一方式形成雾。
在图3中，用于促进清洗对象部、例如位于基板保持机构30的基板保持部31的上方附近的构件的干燥的清洗用工具90以保持于基板保持机构30的状态表示。如图4所示，清洗用工具90由与晶圆W相同直径的板状体91、设于板状体91上表面的多个翅片92构成。清洗用工具90的板状体91的形状尺寸与晶圆W大致相同，因此，能够利用基板输送装置13、17输送清洗用工具90。翅片92只要形成为在使清洗用工具90保持于基板保持机构30而使清洗用工具90旋转时(参照图4的箭头R)、在清洗用工具90的附近产生气流(参照图4的箭头AF)即可。
也可以使喷嘴臂42位于保持于基板保持机构30的清洗用工具90的上方而使清洗用工具90旋转。在此时，优选的是，为了促进喷嘴臂42的下表面的干燥，翅片92形成为气流猛烈地碰撞喷嘴臂42的下表面。清洗用工具90所形成的气流不仅限于上升气流，也可以是回转气流等。
为了保管清洗用工具90，能够在输入输出站2的输送部12内或处理站3内设有作为清洗用工具90的保管部位的工具收纳部93。例如，如图5概略地所示，能够在处理站3的端部的基板输送装置17可访问的位置设有工具收纳部93。或者，能够将设有处理单元16中的一者的部位(例如一并标记有符号93的部位)设为工具收纳部。
接着，对处理单元16的动作进行说明。
晶圆W由基板输送装置17向处理单元16内输入，由基板保持机构30保持。在由基板保持机构30使晶圆W绕铅垂轴线旋转的状态下，任一喷嘴臂42使处理所需的喷嘴41位于晶圆W的上方，向晶圆W供给处理流体(处理液、处理气体)。
例如，首先，实施由化学溶液喷嘴41a向晶圆W供给化学溶液(例如DHF，BHF，SC－1，SPM等)的化学溶液处理工序。接着，执行由冲洗喷嘴41b向晶圆W供给作为冲洗液的纯水(DIW)的冲洗工序。接着，执行由溶剂喷嘴41c向晶圆W供给干燥用的溶剂(在此为IPA)的溶剂置换工序。之后，执行使晶圆W高速旋转而使晶圆W干燥的干燥工序。干燥工序之后，完成处理的晶圆W由基板输送装置17向处理单元16外输出。
在晶圆输入输出时、以及在执行化学溶液处理工序、冲洗工序、溶剂置换工序的期间，从FFU21向腔室20内以预先设定的流量FL1供给清洁空气。另外，经由液接受杯50的排气口52，液接受杯50内的气氛气体以预先设定的流量FL2被抽吸。另外，经由腔室20的侧壁20a的排气口59，腔室20内的气氛气体以预先设定的流量FL3被抽吸。
在执行干燥工序的期间，停止从FFU21向腔室20内供给清洁空气，从低湿度气体供给部28向整流板26的上方的空间27以预先设定的所述流量FL1供给干燥空气。经由排气口52的排气的流量、以及经由排气口59的排气的流量被维持为所述FL2，FL3。
在执行干燥工序的期间，也可以将在供给到晶圆W后从晶圆W甩开而被液接受杯50回收了的IPA在后述的腔室20内清洗的溶剂供给工序中再利用。为了该目的，能够设置回收从连接于液接受杯50的排液口51的排液路径57排出的IPA的回收罐65。通过切换开闭阀67a、67b，能够切换将由回收罐65回收的IPA经由IPA供给路径66向溶剂供给部84的溶剂供给源84c输送的状态、和不输送而废弃的状态。在执行干燥工序的期间，切换阀装置58将排液路径57与回收罐65连接。
在执行化学溶液处理工序的期间，供给到晶圆W的化学溶液的大部分被液接受杯50回收，但由于与晶圆W的碰撞等而被雾化的化学溶液越过液接受杯50而飞散。该飞散了的化学溶液的雾附着于腔室20的侧壁20a以及底板53的表面、以及喷嘴臂42(特别是喷嘴臂42的下表面)等腔室20内的设备的表面。附着了的化学溶液可能将腔室20内的气氛变为不优选的气氛(例如，酸或碱气氛)。另外，若附着于上述的各种各样的表面的化学溶液固化而脱落，则变为颗粒产生的原因。因此，每结束1枚晶圆W的处理，或定期地(例如，每结束预先设定的枚数例如20枚晶圆W的处理，或者每使处理单元16运转预先设定的时间)，或在腔室20内的污染级别变为了预先设定的级别时，进行腔室20内的清洗。
以下对腔室20内的清洗方法进行说明。液接受杯50的内部的清洗能够和腔室20内的清洗同时进行或在其他的时期进行，但在本说明书中没有对此进行说明。对于下述的腔室20内的清洗方法，通过控制装置4基于存储于存储部19的清洗制程对处理单元16的各种设备进行控制而自动进行。
[腔室内清洗工序(清洗工序)]
首先，从清洗流体喷嘴81将作为清洗液的DIW的雾向腔室20内喷射。对于DIW的喷射，连续地进行预先设定的时间，之后，使其停止。此时也从FFU21向腔室20内以所述的流量FL1供给清洁空气。另外，经由液接受杯50的排气口52的排气流量、以及经由腔室20的侧壁20a的排气口59的排气流量也分别设定为所述的FL2、FL3。若腔室20的内部空间被DIW的雾充满，则DIW的雾附着于腔室20的与内部空间面对的壁体(例如侧壁20a、底板53)以及腔室20内的设备(例如喷嘴臂42等)等构件(以下，称为“清洗对象部”)的表面。通过利用DIW的雾充满腔室20的内部空间，从而能够使DIW的雾也附着于喷嘴臂42的下表面等向下的面。
通过维持腔室20内的清洗对象部的表面被DIW润湿了的状态，附着于表面的化学溶液以及来自化学溶液的固体溶解于DIW。DIW能够将可附着于清洗对象部的表面的物体的大部分溶解。附着于底板53的DIW沿着底板53的倾斜流动，流入排液口54。附着于侧壁20a的DIW在重力作用下落向下方，通过倾斜的底板53的表面，或直接地流入排液口54。附着于喷嘴臂42的DIW在落入液接受杯50内之后流入排液口51，或者，落到液接受杯50的外侧表面上、或落到底板53的表面，之后，通过倾斜的底板53的表面流入排液口54。也就是说，从清洗流体喷嘴81喷射的DIW的大部分通过液接受杯50的排液口51或底板53的排液口54向处理单元16外排出。
也可以在进行腔室内清洗工序时，例如在腔室内清洗工序的后期，使基板保持机构30的基板保持部31旋转，甩开附着于基板保持部31的DIW。
[腔室内溶剂供给工序(溶剂供给工序)]
在使来自清洗流体喷嘴81的DIW的喷射停止之后，DIW以附着于侧壁20a、底板53、喷嘴臂42等腔室20内设备的表面的状态残留。为了促进该DIW的干燥，进行腔室内溶剂供给工序。在进行腔室内溶剂供给工序之前，打开晶圆输入输出口20b，清洗用工具90被输入到腔室20内，由基板保持部31保持。
接着，从清洗流体喷嘴81喷射IPA的雾，由此，朝向附着于清洗对象部的表面的DIW供给IPA。IPA的雾的喷射连续地进行预先设定的时间，之后，使其停止。进行腔室内溶剂供给工序时的来自FFU21的清洁空气的供给、经由液接受杯50的排气口52的排气、以及经由腔室20的侧壁20a的排气口59的排气的条件与腔室内清洗工序时的相同为佳。但是，排气被废弃于有机系的工厂排气系统。
在腔室内溶剂供给工序中喷射的IPA的回收路径与腔室内清洗工序中的喷射的DIW的回收路径相同。但是，回收的IPA被废弃于有机系的工厂排液系统，回收的DIW被废弃于酸性或碱性的工厂排液系统。
若喷射的IPA被向附着于清洗对象部的表面的DIW供给，则原来就附着的DIW被IPA排挤，附着于清洗对象部的表面的DIW中的至少大部分被IPA置换。在停止来自清洗流体喷嘴81的IPA的喷射之后，IPA以附着于清洗对象部的表面的状态残留。
[腔室内干燥工序(干燥工序)]
能够通过自然干燥使附着于清洗对象部的表面的IPA干燥。IPA的挥发性大幅地高于DIW的挥发性，因此，能够以短时间使附着于表面的IPA干燥。
在停止来自于清洗流体喷嘴81的IPA的喷射之后，或在停止稍前，停止来自于FFU21的清洁空气(该清洁空气的湿度与洁净室内空气的湿度相同)的供给，作为代替，从低湿度气体供给部28经由整流板26的上方的空间27向腔室20内供给干燥空气。由此腔室20内的湿度降低，能够促进清洗对象部的干燥。另外，在执行该腔室内干燥工序时，经由液接受杯50的排气口52的排气、以及经由腔室20的侧壁20a的排气口59的排气的条件也能够维持为与执行腔室内溶剂供给工序时相同。
在喷嘴臂42的下表面，有时被IPA排挤的DIW变为块而附着、IPA变为块而附着。若这样的液块残留，则干燥慢。为了除去这样的液块，使喷嘴臂42回转而位于清洗用工具90的上方、使清洗用工具90旋转即可。由此，在清洗用工具90的附近且上方的空间产生气流，能够利用该气流将附着于喷嘴臂42下表面的液块吹飞，促进喷嘴臂42的干燥。另外，即使是喷嘴臂42下表面没有附着液块而仅被液体润湿的情况，也可利用气流促进干燥。
清洗对象部的表面一干燥后，就利用基板输送装置17将清洗用工具90从处理单元16取出，再次收纳于工具收纳部93。之后立即，能够将晶圆W输入到处理单元16内而开始晶圆W的处理。
根据上述实施方式，在利用DIW对腔室20内的清洗对象部的表面进行了清洗之后，由高挥发性的溶剂置换DIW，因此，能够使清洗对象部的表面迅速地干燥。因此，能够大幅地缩短处理单元16的停机时间，能够实现基板处理系统1的高效的运用。
另外，能够如下述那样地改变上述实施方式。
在上述实施方式中，将DIW和IPA从相同的喷嘴81喷射，但也可以从不同的喷嘴喷射。
也可以是，在腔室内清洗工序开始前，将清洗用工具90输入到腔室20内，由基板保持部31保持。在该情况下，在进行腔室内清洗工序之际，使喷嘴臂42回转而位于清洗用工具90的上方，使清洗用工具90旋转。这样一来，DIW的雾乘着清洗用工具90所形成的气流朝向喷嘴臂42的下表面流动，因此，能够更可靠地对由于化学溶液的飞溅而易于污染的喷嘴臂42的下表面进行清洗。
另外，若在腔室内清洗工序之后且在腔室内溶剂供给工序之前将清洗用工具90输入到腔室20内，则例如附着于整流板26的DIW变为液滴而滴落，基板输送装置17的臂可能被润湿。然而，如果在腔室内清洗工序开始前，将清洗用工具90输入到腔室20内，则不存在这样的情况。
也可以是，在执行腔室内溶剂供给工序时也使清洗用工具90旋转。通过这样做，能够也更容易地使雾附着于IPA的雾难以附着的部位，能够提高置换效率。
也可以是，在腔室内溶剂供给工序中，从清洗流体喷嘴81喷射加热了的IPA。由此，能够以更短的时间完成干燥工序。为了该目的，如图6概略地所示，能够在溶剂供给部84的溶剂供给路径84b设置加热器84d。加热器84d也可以设于成为溶剂供给源84c的罐(未图示)。
也可以是，在腔室内清洗工序中，从清洗流体喷嘴81喷射加热了的DIW，预先使清洗对象部变暖。由此，能够以更短的时间完成干燥工序。为了该目的，如图6概略地所示，能够在清洗水供给部83的清洗水供给路径83b设置加热器83d。加热器83d也可以设于成为清洗水供给源83c的罐(未图示)。另外，通过使用加热了的DIW能够更高效地使除去对象物溶解。
也可以是，在腔室内干燥工序中，从低湿度气体供给部28供给加热了的干燥空气。由此，能够以更短的时间完成干燥。为了该目的，如图7概略地所示，能够在低湿度气体供给部28的气体供给路径28c设置加热器28e。
也可以是，在腔室内清洗工序或腔室内溶剂供给工序中，使经由液接受杯50的排气口52的排气的流量以及经由腔室20的侧壁20a的排气口59的排气的流量在将两者的总量维持在所述的FL2+FL3的状态下进行变动。通过这样做，能够在实质上将腔室20内的内压维持恒定的状态下使腔室20内的气流变化。在该情况下，存在使雾变得也易于附着于清洗对象部的雾难以附着的部分的可能性。
另外，也可以是，在腔室内清洗工序或腔室内溶剂供给工序中，使腔室20内的气流变化，因此，使清洗用工具90的旋转速度变化(也包含旋转速度为0的情况)。也可以是，在腔室内清洗工序或腔室内溶剂供给工序中，使腔室20内的可动构件移动。例如，通过使喷嘴臂42回转、或者升降，从而能够促进雾向喷嘴臂42整体的附着。
也可以是，由亲水性材料形成腔室20的壁体(侧壁20a、底板53等)的表面，或在上述壁体的表面设置亲水性覆膜，来实施亲水化处理。液体的相对于亲水性的表面的接触角变小，因此，表面张力低的IPA在表面进一步易于扩展，能够促进IPA的蒸发。也可以使壁体以外的清洗对象部的表面具有亲水性。
如图8概略地所示，也可以将加热器95安装于腔室20的壁体(侧壁20a、底板53等)。该加热器95能够使用与例如用于去除汽车用玻璃的结露的被印刷的电热线类似的构件。通过加热壁体能够促进IPA的蒸发。
基板处理装置的处理对象的基板并不限定于半导体晶圆，也可以是其他种类的基板，例如玻璃基板，陶瓷基板等。
接着，参照图9～图11说明另一实施方式(以下称为“第2实施方式”)中的处理单元(为了区別，称为“处理单元16A”)。另外，为了方便说明，以下将到此所说明的实施方式称为“第1实施方式”。在表示第2实施方式的图9～图11中，对于与第1实施方式相同的构件标注相同的符号而省略重复说明。
在该第2实施方式的处理单元16A中，液接受杯50具有位于最外侧的不动的(被固定了的)排气杯501、和位于其内侧的处理液引导用的排液杯502。
排液杯502具有：排液杯主体5021、能够由未图示的升降驱动机构进行升降的第1可动杯元件5022以及第2可动杯元件5023。另外，环状的第1旋转杯34以及第2旋转杯35以与基板保持部31一起旋转的方式安装于基板保持部31。通过切换第1可动杯元件5022以及第2可动杯元件5023的上下方向位置，能够将排液杯主体5021的外周部5021a和第1可动杯元件5022之间的有机液体用的第1排液通路502a、第1可动杯元件5022和第2可动杯元件5023之间的酸性液体用的第2排液通路502b以及第2可动杯元件5023和排液杯主体5021的内周部5021b之间的碱性液体用的第3排液通路502c中的任一者的入口打开。在从晶圆W飞散后通过第1旋转杯34以及第2旋转杯35之间的间隙向外方飞散的处理液流入入口被打开了的排液通路(502a－502c中的任一者)。在这些排液通路的底部分别连接排液路径，这些排液路径合流而成为排液路径57之后与排液路径56合流。
排气杯501具有外周筒部5011、从外周筒部5011的上端部向外周筒部5011半径方向内侧突出的突出部5012。在排气杯501和排液杯主体5021的外周部5021a之间形成有排气通路501a。在排气通路501a的底部设有排气口52，该排气口52与排气管道(排气路径)62连接。第1旋转杯体34防止从旋转的晶圆W飞散了的处理液直接地飞入到排气通路501a内。
为了防止或至少大幅地抑制从旋转的晶圆W飞散了的处理液特别是微细的雾状的处理液到达腔室20的侧壁20a，在液接受杯50的外侧(排气杯501的外侧)设有雾防护件100。雾防护件100具有外周筒部101、从该外周筒部101的上端部朝向外周筒部101的(半径方向)内侧延伸而向排气杯51的上方突出的突出部102。利用未图示的升降机构使雾防护件100升降，能够成为高位置HG、低位置LG(参照图10)。
在排气杯51的外周筒部5011的外侧设有用于收容雾防护件100的外周筒部101的圆筒状的防护件槽103(雾防护件收容部)。底板53从防护件槽103朝向外侧延伸。
第2实施方式中的低湿度气体供给部(为了区別，称为“低湿度气体供给部28A”)构成为，能够选择性地供给作为低湿度且低氧浓度的气体的氮气以及作为低湿度的气体的干燥空气中的任一者。在流动控制设备28d(开闭阀等)的下游侧，气体供给路径28c与另一气体供给路径28e合流。在气体供给路径28e设有流动控制设备28f(开闭阀等)。气体供给路径28c与干燥空气供给源28b连接，气体供给路径28e与氮气供给源28g连接。通过切换流动控制设备28d、28f，能够向喷嘴28a供给干燥空气以及氮气中的任一者。
对曝露于腔室20内的气氛的构件，特别是，腔室20的侧壁20a的内侧面、底板53的上表面、雾防护件100的突出部102的上表面、喷嘴臂42的整个表面、臂驱动部(支柱，驱动机构収容部)的整个表面实施喷砂处理。广为所知的是，通过对物质的表面实施喷砂处理，在表面生成微细的凹凸，其结果，表面进行亲水化。通过对上述的各表面实施喷砂处理而使其亲水化，能够大范围地扩展附着于表面的液体(液滴)，能够使其容易地蒸发。
优选的是，对从清洗流体喷嘴81喷出的液滴可附着的部位、也就是底板53以及位于比底板53靠上方的位置的构件的表面的尽可能多的部位实施喷砂处理，但也可以仅对特别存在干燥慢的问题的部位(即，底板53以及位于比底板53靠上方的位置的构件的表面的仅一部分)实施喷砂处理。
如图12所示，可知如下“湿润的钉扎效应(日文：濡れのピン留め効果)”那样的现象，在固体表面上的平衡接触角为θ时，在两个固体表面在形成棱角的棱(角部)(标注了附图标记RD)处以弯曲角α交叉的情况下，朝向棱行进的液滴在棱处的接触角超过θ+α之前不会超过棱向前方行进。若液滴由湿润的钉扎效应而滞留于棱，则该液滴的蒸发需要长时间，因此，腔室20内的干燥变慢。作为湿润的钉扎效应所导致的液滴滞留可能成为问题的部位，例如，举例表示了雾防护件100的外周筒部101和突出部102交叉的棱(在图10中由点划线包围的部位100a)以及面对底板53的排液口54的棱即边缘(在图10中由点划线包围的部位53a)等。这些棱位于倾斜面的下端，因此，液滴易于聚集。另外，作为湿润的钉扎效应所导致的液滴滞留可能成为问题的其他的部位，举例表示了存在于喷嘴臂42的角部以及存在于臂驱动部43的角部(也参照图11)等。在该第2实施方式中，对上述的部位实施倒圆角，以便不产生湿润的钉扎效应。
另外，在如果从图9以及图10所示的结构去除了雾防护件100的情况下，考虑对位于液接受杯50的最外侧且最上方的构成元件、也就是排气杯501的外周筒部5011和突出部5012所交叉的棱线实施倒圆角。
优选的是，对从清洗流体喷嘴81喷出的液滴能够流过来而停留的棱(角部)的尽可能多的部位实施倒圆角，但也可以仅对特别是存在干燥慢的问题的部位实施倒圆角。
用于有效地防止湿润的钉扎效应的倒圆角的曲率半径为2mm以上，该2mm以上的曲率半径大幅地大于为了除去机械加工的毛边而进行的倒角的曲率半径或为了操作者的安全而用于倒圆锐利边缘的倒角的曲率半径。
将应用了喷砂处理以及倒圆角的喷嘴臂42以及臂驱动部4的一例示于图11。该喷嘴臂42具有基部421以及棒状部422。各棒状部422的基端部固定于基部421。各棒状部422在顶端部大概90度向下弯曲，在向下延伸的部分的下端部设有喷嘴423(相当于图9的概略图中的喷嘴41)。在各棒状部422的内部，设有沿各棒状部422的轴线方向延伸并向对应的喷嘴423供给处理液的未图示的处理液流路。
臂驱动部43具有大致圆柱状的基部431和大致圆柱状的轴部432。基部431插入被设于底板53的孔，在底板53的下方固定于处理单元16A的未图示的框。利用内置于基部431的未图示的致动器使轴部432能够升降且能够绕铅垂轴线旋转。
对喷嘴臂42的基部421的侧面和上表面相交的棱42RD的局部实施倒圆角。也可以是，在相邻的侧面彼此相交的棱的局部也设置倒圆角。喷嘴臂42的棒状部422是圆柱状且几乎没有角部。在臂驱动部43的圆柱状的基部431的侧周面和上表面相交的棱43RD的局部实施倒圆角。通过这样地设置倒圆角(曲率半径为2mm以上)，能够防止在棱或角部处产生湿润的钉扎效应。
对喷嘴臂42的基部421的表面的至少一部分例如上表面实施喷砂处理，优选的是，对基部421的整个表面实施喷砂处理。对喷嘴臂42的棒状部422的表面的至少一部分实施喷砂处理，优选的是，对棒状部422的整个表面也实施喷砂处理。对臂驱动部43的圆柱状的基部431的侧周面和上表面的至少一部分实施喷砂处理，优选的是，对基部431的整个表面实施喷砂处理。由此，附着于实施了喷砂处理的表面的液体(例如IPA)扩展，变得易于蒸发。
接着，对第2实施方式中的处理单元16A进行说明。
该第2实施方式中的对晶圆W的处理(化学溶液处理工序、冲洗工序、溶剂置换工序、干燥工序)与之前说明的第1实施方式中的对晶圆W的处理大致相同。以下仅记述不同点。首先，根据使用的处理液(酸性化学溶液、碱性化学溶液、纯水、有机溶剂)，切换第1可动杯元件5022以及第2可动杯元件5023的高度位置，经由排液杯502的与使用的处理液相对应的排液通路(有机液体用的第1排液通路502a、酸性液体用的第2排液通路502b以及碱性液体用的第3排液通路502c中的任一者)进行排液。另外，在化学溶液处理工序、冲洗工序以及溶剂置换工序中雾防护件100位于高位置HG，抑制从旋转的晶圆W飞散的处理液到达腔室20的侧壁20a。雾防护件100在执行干燥工序时位于低位置LG。
构成该第2实施方式中的腔室内的清洗方法的工序(腔室内清洗工序、腔室内溶剂供给工序、腔室内干燥工序)与第1实施方式中的腔室20内的清洗方法大致相同。以下仅记述不同点。
在腔室内清洗工序、腔室内溶剂供给工序以及腔室内干燥工序这所有工序中，使雾防护件100位于低位置LG。这是因为，若将雾防护件100提高到高位置HG，则从清洗流体喷嘴81喷出的DIW以及IPA的雾不会遍布于腔室20内。
在执行腔室内清洗工序时，适当地设定第1可动杯元件5022以及第2可动杯元件5023的高度位置，由此，打开酸性液体用的第2排液通路502b或碱性液体用的第3排液通路502c，并经由打开了的排液通路将进入到排液杯502内的来自于清洗流体喷嘴81的清洗液(DIW)排出。在该腔室内清洗工序中，若腔室20内为低湿度气氛，则清洗液可能不会蒸发并遍布于腔室20内，因此，与第1实施方式同样地，从FFU21向腔室20内供给清洁空气(不是低湿度)。
在执行腔室内溶剂供给工序时，适当地设定第1可动杯元件5022以及第2可动杯元件5023的高度位置，由此，打开有机液体用的第1排液通路502a，经由该第1排液通路502a将进入到排液杯502内的来自于清洗流体喷嘴81的IPA排出。也可以是，将该排出了的IPA回收于回收罐65，将回收了的IPA经由IPA供给路径66送到溶剂供给部84的溶剂供给源84c并再利用。在执行该腔室内溶剂供给工序时，以及在执行腔室内干燥工序时，停止来自于FFU21的清洁空气的供给，从低湿度气体供给部28A经由喷嘴28a向腔室20内供给氮气。若腔室20内为氧气氛，则在腔室20内可能产生起因于氧的污垢，因此，通过向腔室20内供给氮气，降低腔室20内的氧浓度。
另外，氮气的价格比干燥空气的价格高，因此，在对晶圆W进行液处理的情况下，作为从低湿度气体供给部28A供给的低湿度气体，与第1实施方式同样地使用干燥空气。
在该第2实施方式中，对从清洗流体喷嘴81喷出的液滴所附着的构件的表面实施喷砂处理。一般而言，腔室内构件大多数为亲水性不高的高分子材料部品，因此，液滴难以扩展，存在到液体蒸发(干燥)为止耗费时间的倾向。然而，通过对构件表面实施喷砂处理，构件表面亲水化，液体变得易于扩展，因此，能够缩短到液体蒸发(干燥)为止所需的时间。也就是说，能够在腔室内干燥工序中以短时间使在腔室内溶剂供给工序中供给的IPA的雾蒸发。因此，能够缩短为了执行腔室内的清洗方法所需的时间，能够缩短处理单元16A的停机时间。
另外，在第2实施方式中，在棱(角部，边缘)做出曲率半径为2mm以上的倒圆角，因此，防止或抑制液体(来自于清洗流体喷嘴81的IPA的雾)由于湿润的钉扎效应变为液滴而滞留于棱。由此，也能够在腔室内干燥工序中以短时间使在腔室内溶剂供给工序中供给的IPA的雾蒸发，能够缩短为了执行腔室内的清洗方法所需的时间。另外，在第1、第2实施方式中，也可以是，在腔室内安装湿度计，来检测腔室内的湿度。也可以是，在腔室内干燥工序中，腔室内的湿度的检测值一成为某个决定的湿度以下，就判断为残留在腔室内的作为清洗水的纯水达到不影响晶圆W的处理的量，或者腔室内没有纯水而腔室内干燥结束。由此，也可以判断为能够开始晶圆W的处理。也可以是，在腔室内溶剂供给工序中，由湿度计得到的腔室内的湿度的检测值一成为某个决定的湿度以下，就判断为残留在腔室内的作为清洗水的纯水已被IPA置换，停止IPA的供给。
本申请基于2015年9月18日提出申请的日本特许出愿2015-185642号以及2016年3月24日提出申请的日本特许出愿2016-060352，将其全部内容作为参照援用于此。

Claims (21)

1.一种基板处理装置，该基板处理装置包括：
处理腔室、设于所述处理腔室内的用于保持基板的基板保持部、向由所述基板保持部保持的基板供给处理液的处理液喷嘴、向所述处理腔室的内部空间喷射用于对所述处理腔室内的清洗对象部进行清洗的水和挥发性高于所述水的挥发性的溶剂的清洗流体喷射部。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述清洗流体喷射部能够将所述水以雾状喷射，并且，能够将所述溶剂以雾状喷射。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述清洗流体喷射部具有清洗流体喷嘴，所述清洗流体喷嘴连接于清洗水供给部和溶剂供给部，能够从所述清洗流体喷嘴单独地喷射所述水以及所述溶剂中的任一者。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述清洗流体喷射部具有加热所述溶剂的加热器。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
该基板处理装置还具有向所述处理腔室内供给低湿度气体的低湿度气体供给部，所述低湿度气体供给部构成为，能够选择性地供给干燥空气和氮气作为所述低湿度气体，该基板处理装置还具有对所述低湿度气体供给部进行控制的控制部，以便在所述处理腔室内对由所述基板保持部保持的基板进行处理的情况下，向所述处理腔室内供给干燥空气，在清洗所述处理腔室内的所述清洗对象部的情况下，向处理腔室内供给氮气。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其中，
所述低湿度气体供给部具有加热所述氮气的加热器。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
该基板处理装置还具有：
使所述基板保持部旋转的旋转驱动部；
将清洗用工具交付于所述基板保持部的输送机构；
借助所述旋转驱动部使所述基板保持部旋转的控制部，
所述清洗用工具构成为，能够由所述基板保持部保持，在所述清洗流体喷射部结束所述溶剂的喷射后，通过使由所述基板保持部保持的所述清洗用工具旋转，从而能够在所述清洗用工具的周围形成用于促进附着有所述溶剂或所述水的所述清洗对象部的干燥的气流。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中，
该基板处理装置还具有：设于所述处理腔室内、并向保持于所述基板保持部的基板喷出处理流体的处理流体喷嘴；保持所述处理流体喷嘴的喷嘴臂；使所述喷嘴臂移动的臂驱动部，
在所述清洗流体喷射部结束所述溶剂的喷射后，所述控制部驱动所述臂驱动部而使所述喷嘴臂位于旋转的所述清洗用工具的上方，利用所述清洗用工具所形成的气流促进附着有所述溶剂或所述水的所述喷嘴臂的下表面的干燥。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
该基板处理装置还具有加热所述处理腔室的壁体的加热器。
10.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述清洗流体喷射部的高度位置高于所述处理液喷嘴的高度位置。
11.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述清洗对象部包含所述处理腔室的面向所述处理腔室的内部空间的侧壁。
12.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
对从所述清洗流体喷射部喷射的溶剂能够附着的清洗对象部的表面实施喷砂处理。
13.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
对所述处理腔室内的从所述清洗流体喷射部喷射的溶剂能够附着的构件的向上的面和其他的面相交的棱实施曲率半径为2mm以上的倒圆角。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其中，
实施所述倒圆角的存在于所述处理腔室内的构件包含底板的位于所述处理腔室的侧壁和杯之间的部分，该杯包围所述基板保持部，用于回收从旋转的基板甩出的处理液。
15.一种处理腔室清洗方法，其用于对基板处理装置的处理腔室内的清洗对象部进行清洗，其中，
该处理腔室清洗方法包括：
清洗工序，在该清洗工序中，向所述处理腔室内喷射水而用水润湿所述清洗对象部，清洗附着于所述清洗对象部的表面的除去对象物；
溶剂供给工序，在该溶剂供给工序中，向所述处理腔室内喷射挥发性高于水的挥发性的溶剂，朝向附着于所述清洗对象部的表面的水供给所述溶剂；以及
干燥工序，在该干燥工序中，使所述清洗对象部的表面干燥。
16.根据权利要求15所述的处理腔室清洗方法，其中，
在所述清洗工序中，向所述处理腔室内以雾状喷射所述水，在所述溶剂供给工序中，向所述处理腔室内以雾状喷射所述溶剂。
17.根据权利要求15所述的处理腔室清洗方法，其中，
在所述溶剂供给工序中，所述溶剂以被加热了的状态供给。
18.根据权利要求15所述的处理腔室清洗方法，其中，
在所述干燥工序中，向所述处理腔室内供给氮气。
19.根据权利要求15所述的处理腔室清洗方法，其中，
在所述干燥工序中，清洗用工具由设于所述处理腔室内的基板保持部保持并使清洗用工具旋转，由此，在所述清洗用工具的上方的空间形成气流，利用该气流促进附着有所述溶剂或所述水的所述清洗对象部的干燥。
20.根据权利要求19所述的处理腔室清洗方法，其中，
在所述干燥工序中，使保持向基板供给处理流体的处理流体喷嘴的喷嘴臂位于旋转着的所述清洗用工具的上方，由此，促进附着有所述溶剂或所述水的所述喷嘴臂的下表面的干燥。
21.根据权利要求15所述的处理腔室清洗方法，其中，
在所述干燥工序中，所述处理腔室的壁体被设于该壁体的加热器加热。
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