JP2008112760A

JP2008112760A - 洗浄方法、液処理装置およびコンピュータ読取可能な記憶媒体

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Publication number: JP2008112760A
Application number: JP2006293212A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Nanba; 宏光難波; Kiko Ito; 規宏伊藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-10-27
Also published as: JP4889444B2

Abstract

【課題】装置を分解せずに回転プレートを洗浄することができる洗浄方法を提供すること。
【解決手段】中心部に孔１１ａを有する水平配置された回転プレート１１の上方に適長離間してウエハＷを一体的に保持し、回転プレート１１の孔１１ａに、中心部に液吐出口２４ａを有する液吐出プレート２４を設け、液吐出口２４ａに連続し、液吐出口２４ａを介して基板の裏面側に液を吐出させるように液を供給する裏面側液供給ノズル６を有する液処理装置において、基板保持部２にウエハＷまたはダミーウエハｄＷを保持させ、次いで、裏面側液供給ノズル６に液を満たした状態とし、その状態で裏面側供給ノズル６を介して液吐出口２４ａから液を吐出させて液吐出プレート２４とウエハＷ等との間に液膜を形成し、回転プレート１１を回転させて、液膜を回転プレート１１の表面に沿って外側へ広げる。
【選択図】図８

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板の裏面に液を供給して液処理を行う液処理装置において基板の裏面側に設けられた回転プレートを洗浄する洗浄方法およびその方法が実施される液処理装置、ならびにコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。

半導体デバイスの製造プロセスやフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハやガラス基板に処理液を供給して液処理を行うプロセスが多用されている。このようなプロセスとしては、例えば、基板に付着したパーティクルやコンタミネーション等を除去する洗浄処理を挙げることができる。

このような液処理装置としては、半導体ウエハ等の基板を回転可能に保持し、基板を回転させた状態でウエハの表面または裏面または表裏面に処理液を供給してウエハの表面または表裏面に液膜を形成して処理を行う枚葉式のものが知られている。

基板の裏面または表裏面に液膜を形成して洗浄処理を行う装置としては、基板の裏面側に回転可能な回転プレートを設け、この回転プレートの中央に設けられた孔部を挿通するように昇降し、その上部に基板を支持するとともに液を吐出する液吐出プレートを有する昇降部材を設け、この昇降部材の液吐出プレートを上方に突出した状態でそこに基板を受け取り、その後昇降部材を下降させて液吐出プレートを所定位置まで下降させて回転プレートに設けられた保持部材により基板を水平に保持し、基板昇降部材の中心部に垂直に設けられた液吐出ノズルを介して液吐出プレートの液吐出口から基板と回転プレートとの間に処理液やリンス液を供給して基板の裏面を洗浄するものが知られている（例えば特許文献１）。

ところで、このような処理を複数の基板について連続的に行っていくと、基板の裏面から離脱した処理液などが上記支持プレートや上記回転プレートの表面に付着し、基板裏面のパーティクル性能に悪影響を与える。このため、基板洗浄時にこれら支持プレートや回転プレートをも洗浄することが望まれるが、基板洗浄時やリンス時には基板裏面に液膜が形成されるため、回転プレートの上面には処理液やリンス液が十分に供給されず、十分に洗浄できない。そのため、定期的に装置を分解して回転プレートを洗浄する必要があるが、このような洗浄処理は極めて煩雑であるとともに装置のダウンタイムを増加させてしまう。
特開平９−２９８１８１号公報

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、装置を分解せずに回転プレートを洗浄することができる洗浄方法、およびこのような洗浄方法が実現可能な液処理装置を提供することを目的とする。また、そのような洗浄方法を実行する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、回転可能に水平に配置された中心部に孔を有する回転プレートおよびこの回転プレートの上方に適長離間して基板を水平状態で前記回転プレートと一体的に保持する保持部材を有する基板保持部と、前記回転プレートを基板とともに回転させる回転機構と、前記回転プレートの前記孔に配置され、液を吐出する液吐出口を有する非回転の液吐出プレートと、前記液吐出口に連続し、前記液吐出口を介して基板の裏面側に液を吐出させるように液を供給する裏面側液供給ノズルとを具備する液処理装置において、前記回転プレートの上面を洗浄する洗浄方法であって、前記基板保持部に基板またはダミー基板を保持させる工程と、前記裏面側液供給ノズルに液を満たした状態とする工程と、その状態で前記裏面側供給ノズルを介して前記液吐出プレートの液吐出口から液を吐出させて前記液吐出プレートと基板またはダミー基板との間に液膜を形成する工程と、前記回転プレートと基板またはダミー基板を回転させて、前記液膜を前記回転プレートの表面に沿って外側へ広げる工程とを有することを特徴とする洗浄方法を提供する。

上記第１の観点において、前記液膜を広げる工程は、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を１００ｒｐｍ以下にして行われ、前記液膜を広げる工程の後、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を上昇させて前記回転プレートの液を振り切る工程をさらに有するようにすることができる。この場合に、この液を振り切る工程は、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を１０００ｒｐｍ以上にして行うことができる。

本発明の第２の観点では、回転可能に水平に配置された中心部に孔を有する回転プレートおよびこの回転プレートの上方に適長離間して基板を水平状態で前記回転プレートと一体的に保持する保持部材を有する基板保持部と、前記回転プレートを基板とともに回転させる回転機構と、前記回転プレートの前記孔に配置され、液を吐出する液吐出口を有する非回転の液吐出プレートと、前記基板保持部に保持された基板を囲繞するカップと、前記基板の回転および液の供給を制御する制御機構とを具備する液処理装置であって、前記制御機構は、前記基板保持部に基板またはダミー基板を保持させた状態で、まず、前記裏面側液供給ノズルに液を満たした状態とし、次いで、その状態で前記裏面側供給ノズルから液を吐出させて前記液吐出プレートと基板またはダミー基板との間に液膜を形成し、その後前記回転プレートと基板またはダミー基板を回転させて、前記液膜を前記回転プレートの表面に沿って外側へ広げるように制御し、前記回転プレートの表面を洗浄させることを特徴とする液処理装置を提供する。

上記第２の観点において、前記制御機構は、液膜を広げる際に、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を１００ｒｐｍ以下に制御するとともに、前記液膜を広げた後、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を上昇させて前記回転プレートの液を振り切るように制御することができる。この場合に、前記制御機構は、液を振り切る際に、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を１０００ｒｐｍ以上に制御するようにすることができる。

本発明の第３の観点では、回転可能に水平に配置された中心部に孔を有する回転プレートおよびこの回転プレートの上方に適長離間して基板を水平状態で前記回転プレートと一体的に保持する保持部材を有する基板保持部と、前記回転プレートを基板とともに回転させる回転機構と、前記回転プレートの前記孔に配置され、中心部に液を吐出する液吐出口を有する非回転の液吐出プレートと、前記液吐出口に連続し、前記液吐出口を介して基板の裏面側に液を吐出させるように液を供給する裏面側液供給ノズルとを具備する液処理装置を、前記回転プレートの上面を洗浄するようにコンピュータに制御させる制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記洗浄方法が行われるように、コンピュータに前記液処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。

本発明によれば、基板保持部に基板またはダミー基板を保持させた状態で、最初に裏面側液供給ノズルに液を満たした状態とし、次いでその状態で裏面側供給ノズルから液を吐出させて基板支持プレートと基板またはダミー基板との間に液膜を形成し、その後回転プレートと基板またはダミー基板を回転させて、液膜を回転プレートの表面に沿って外側へ広げるので、回転プレートの上面に液膜を形成することができ、装置を分解することなく回転プレートの上面を洗浄することができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。ここでは、本発明を半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）の表裏面洗浄を行う液処理装置に適用した場合について示す。

図１は本発明の一実施形態に係る洗浄方法が行われる洗浄装置の概略構成を示す断面図、図２はその平面図、図３は図１の洗浄装置の処理液供給機構およびリンス液供給機構を示す概略図、図４は図１の洗浄装置の回転プレートおよび液吐出プレートを配置した部分を拡大して示す断面図、図５は図１の洗浄装置の排気・排液部を拡大して示す断面図である。

この液処理装置１００は、図示しない液処理システムに複数台組み込まれており、ベースプレート１と、被処理基板であるウエハＷを回転可能に保持するウエハ保持部２と、このウエハ保持部２を回転させる回転モータ３と、ウエハ保持部２に保持されたウエハＷを囲繞するように設けられ、ウエハ保持部２とともに回転する回転カップ４と、ウエハＷの表面に処理液を供給する表面側液供給ノズル５と、ウエハＷの裏面に処理液を供給する裏面側液供給ノズル６と、回転カップ４の周縁部に設けられた排気・排液部７とを有している。また、排気・排液部７の周囲およびウエハＷの上方を覆うようにケーシング８が設けられている。ケーシング８の上部には液処理システムのファン・フィルター・ユニット（ＦＦＵ）からの気流を側部に設けられた導入口９ａを介して導入する気流導入部９が設けられており、ウエハ保持部２に保持されたウエハＷに清浄空気のダウンフローが供給されるようになっている。

ウエハ保持部２は、水平に設けられた円板状をなす回転プレート１１と、その裏面の中心部に接続され、下方鉛直に延びる円筒状の回転軸１２とを有している。回転プレート１１の中心部には、回転軸１２内の孔１２ａに連通する孔１１ａが形成されている。そして、中心部に垂直に裏面側液供給ノズル６が形成された昇降部材１３が孔１２ａおよび孔１１ａ内を昇降可能に設けられている。回転プレート１１には、ウエハＷの外縁を保持する保持部材１４が設けられており、図２に示すように、これらは３つ等間隔で配置されている。この保持部材１４は、ウエハＷが回転プレート１１から少し浮いた状態で水平にウエハＷを保持するようになっている。この保持部材１４はウエハＷの端面を保持可能な保持部１４ａと、保持部１４ａから回転プレート裏面側中心方向に延材する着脱部１４ｂと、保持部１４ａを垂直面内で回動させる回転軸１４ｃとを有し、着脱部１４ｂの先端部を図示しないシリンダ機構により上方に押し上げることにより、保持部１４ａが外側に回動してウエハＷの保持が解除される。保持部材１４は、図示しないバネ部材により保持部１４ａがウエハＷを保持する方向に付勢されており、シリンダ機構を作動させない場合には保持部材１４によりウエハＷが保持された状態となる。

回転軸１２は、２つのベアリング１５ａを有する軸受け部材１５を介してベースプレート１に回転可能に支持されている。回転軸１２の下端部にはプーリー１６が嵌め込まれており、プーリー１６にはベルト１７が巻き掛けられている。ベルト１７はモータ３の軸に取り付けられたプーリー１８にも巻き掛けられている。そして、モータ３を回転させることによりプーリー１８、ベルト１７およびプーリー１６を介して回転軸１２を回転するようになっている。

表面側液供給ノズル５は、ノズル保持部材２２に保持された状態でノズルアーム２２ａの先端に取り付けられており、後述する液供給機構８５からノズルアーム２２ａ内に設けられた流路を通って処理液等の液が供給され、その内部に設けられたノズル孔５ａを介して液を吐出するようになっている。

図２にも示すように、ノズルアーム２２ａは駆動機構８１により軸２３を中心として回動可能に設けられており、ノズルアーム２２ａを回動させることにより、表面側液供給ノズル５がウエハＷ中心上および外周上のウエハ洗浄位置と、ウエハＷの外方の退避位置とを取り得るようになっている。また、ノズルアーム２２ａはシリンダ機構等の昇降機構８２により上下動可能となっている。

図３に示すように、ノズルアーム２２ａ内には流路８３が設けられており、表面側液供給ノズル５のノズル孔５ａは流路８３の一端に繋がっている。また、流路８３の他端には配管８４ａが接続されている。配管８４ａは液供給機構８５に接続されており、液供給機構８５から配管８４ａ、流路８３を介して表面液供給ノズル５へ所定の液が供給される。

裏面側液供給ノズル６は昇降部材１３の中心に設けられており、その内部に長手方向に沿って延びるノズル孔６ａが形成されている。ノズル孔６ａの下端には配管８４ｂが接続されている。そして、配管８４ｂは液供給機構８５に接続されており、液供給機構８５から配管８４ｂを介して裏面液供給ノズル６へ所定の液が供給される。

液供給機構８５は、洗浄処理のための薬液として、例えば酸薬液である希フッ酸（ＤＨＦ）を供給するＤＨＦ供給源８６、アルカリ薬液であるアンモニア過水（ＳＣ１）を供給するＳＣ１供給源８７、リンス液として例えば純水（ＤＩＷ）を供給するＤＩＷ供給源８８を有している。ＤＨＦ供給源８６、ＳＣ１供給源８７、ＤＩＷ供給源８８からは配管８９ａ，９０ａ，９１ａが延びており、これら配管８９ａ，９０ａ，９１ａが配管８４ａに開閉バルブ９２ａ，９３ａ，９４ａを介して接続されている。したがって、開閉バルブ９２ａ，９３ａ，９４ａを操作することにより、アンモニア過水（ＳＣ１）、希フッ酸（ＤＨＦ）、純水（ＤＩＷ）を選択的に表面側液供給ノズル５に供給可能となっている。

また、ＤＨＦ供給源８６、ＳＣ１供給源８７、ＤＩＷ供給源８８からは配管８９ｂ，９０ｂ，９１ｂも延びており、これら配管８９ｂ，９０ｂ，９１ｂが配管８４ｂに開閉バルブ９２ｂ，９３ｂ，９４ｂを介して接続されている。したがって、開閉バルブ９２ｂ，９３ｂ，９４ｂを操作することにより、アンモニア過水（ＳＣ１）、希フッ酸（ＤＨＦ）、純水（ＤＩＷ）を選択的に裏面側液供給ノズル６に供給可能となっている。また、配管８４ｂの開閉バルブ９２ｂの下流側には開閉バルブ９５が設けられており、この開閉バルブ９５には排出ライン９５ａが接続されている。この排出ライン９５ａは、液の自重により、またはアスピレータ等の吸引によりノズル孔６ａ内の液を排出可能となっている。液供給機構８５は、回転プレート１１を洗浄するための薬液として過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）を供給するＨ_２Ｏ_２供給源９６をさらに有している。Ｈ_２Ｏ_２供給源９６からは配管９７が延びており、この配管９７は開閉バルブ９８を介して配管８４ｂに接続されている。したがって、開閉バルブの操作により、過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）も裏面側液供給ノズル６に供給可能となっている。

なお、ＤＩＷ供給源８８から延びる配管９１ａ，９１ｂが、配管８４ａ，８４ｂの最も上流側に接続されている。

図４の拡大図にも示すように、昇降部材１３は、その上端部に、裏面側液吐出ノズル６のノズル孔６ａに連続し、液を吐出するための液吐出口２４ａを中央に有する液吐出プレート２４を有している。液吐出プレート２４はウエハＷを支持する機能を有しており、その上面には、ウエハＷを支持するための３本のウエハ支持ピン２５（２本のみ図示）を有している。液吐出プレート２４は、上に広がった円錐台状をなし、処理中には図示のように孔１１ａ内に収容されて、その表面の高さが回転プレート１１の表面の高さとほぼ一致するようになっている。孔１１ａは液吐出プレート２４に対応するような円錐台状をなしている。回転プレート１１と液吐出プレート２４との間には隙間２４ｂが形成されていて、回転軸１２の下方から回転軸１２と昇降部材１３との間の隙間を通って供給されたＮ_２ガスを隙間２４ｂからウエハＷの裏面側に吹き出すようになっている。これにより回転軸１２の内部への液の侵入が防止される。

昇降部材１３の下端には接続部材２６を介してシリンダ機構２７が接続されており、このシリンダ機構２７によって昇降部材１３を昇降させることによりウエハＷを昇降させてウエハＷのローディングおよびアンローディングを行う。

回転カップ４は、回転プレート１１の端部上方から内側斜め上方に延びる円環状の庇部３１と、庇部３１の外端部から垂直下方へ延びる筒状の外側壁部３２を有している。そして、図５の拡大図に示すように、外側壁部３２と回転プレート１１との間には円環状の隙間３３が形成されており、この隙間３３からウエハＷが回転プレート１１および回転カップ４とともに回転されて飛散した処理液やリンス液が下方に導かれる。

庇部３１と回転プレート１１との間にはウエハＷとほぼ同じ高さの位置に板状をなす案内部材３５が介在されている。庇部３１と案内部材３５との間、案内部材３５と回転プレート１１との間には、それぞれ処理液やリンス液を通過させる開口３６，３７が形成されている。これら開口３６，３７は、庇部３１と案内部材３５との間、案内部材３５と回転プレート１１との間に周方向に沿って介装された複数のスペーサ部材（図示せず）により形成される。そして、庇部３１と、案内部材３５と、回転プレート１１と、これらの間のスペーサ部材とは、ねじ４０によりねじ止めされている（図５参照）。

案内部材３５は、その表裏面がウエハＷの表裏面と略連続するように設けられている。そして、モータ３によりウエハ保持部２および回転カップ４をウエハＷとともに回転させて表面側液供給ノズル５からウエハＷ表面の中心に処理液を供給した際には、処理液は遠心力でウエハＷの表面を広がり、ウエハＷの周縁から振り切られる。このウエハＷ表面から振り切られた処理液は、案内部材３５の表面に案内されて開口３６から外方へ排出され、外側壁部３２によって下方へ導かれる。また、同様にウエハ保持部２および回転カップ４をウエハＷとともに回転させて裏面側液供給ノズル６からウエハＷの裏面の中心に処理液を供給した際には、処理液は遠心力でウエハＷの裏面を広がり、ウエハＷの周縁から振り切られる。このウエハＷ裏面から振り切られた処理液は、略連続して設けられた案内部材３５の裏面に案内されて開口３７から外方へ排出され、外側壁部３２によって下方へ導かれる。このとき外側壁部３２に到達した処理液には遠心力が作用しているから、これらがミストとなって内側へ戻ることが阻止される。

また、案内部材３５はこのようにウエハＷ表面および裏面から振り切られた処理液を案内するので、ウエハＷの周縁から脱離した処理液が乱流化し難く、処理液をミスト化させずに回転カップ４外へ導くことができる。なお、図２に示すように、案内部材３５には、ウエハ保持部材１４に対応する位置に、ウエハ保持部材１４を避けるように切り欠き部４１が設けられている。

排気・排液部７は、主に回転プレート１１と回転カップ４に囲繞された空間から排出される気体および液体を回収するためのものであり、図５の拡大図にも示すように、回転カップ４から排出された処理液やリンス液を受ける環状をなす排液カップ５１と、排液カップ５１を収容するように排液カップ５１と同心状の環状をなす排気カップ５２とを備えている。

図１および図５に示すように、排液カップ５１は、回転カップ４の外側に、外側壁部３２に近接して垂直に設けられた筒状をなす外周壁５３と、外周壁５３の下端部から内側に向かって延びる内側壁５４とを有している。内側壁５４の内周には内周壁５４ａが垂直に形成されている。これら外周壁５３および内側壁５４によって規定される環状の空間が回転カップ４から排出された処理液やリンス液を収容する液収容部５６となっている。また、外周壁５３の上端には、排液カップ５１からの処理液の飛び出しを防止するために回転カップ４の上方部分に張り出した張り出し部５３ａが設けられている。液収容部５６の保持部材１４の外側に対応する位置には、内側壁５４から回転プレート１１の下面近傍まで延び、排液カップ５１の周方向に沿って環状に設けられた仕切り壁５５を有している。そして、液収容部５６は、この仕切り壁５５によって、隙間３３から排出される液を受ける主カップ部５６ａと、保持部材１４の保持部１４ａ近傍部分から滴下される液を受ける副カップ部５６ｂに分離されている。液収容部５６の底面５７は、仕切り壁５５により主カップ部５６ａに対応する第１部分５７ａと、副カップ部５６ｂに対応する第２部分５７ｂとに分かれており、これらはいずれも外側から内側（回転中心側）に向かって上昇するように傾斜している。そして、第２部分５７ｂの内側端は保持部材１４の保持部１４ａよりも内側（回転中心側）に対応する位置に達している。仕切り壁５５は、回転プレート１１が回転した際に、保持部材１４の回転プレート１１の下方に突出した部分によって形成された気流がミストを随伴してウエハＷ側に到達することを阻止する役割を有している。仕切り壁５５には、副カップ部５６ｂから主カップ部５６ａに処理液を導くための孔５８が形成されている（図１参照）。

排液カップ５１の内側壁５４の最外側部分には液収容部５６から排液する１箇所の排液口６０が設けられており、排液口６０には排液管６１が接続されている（図１参照）。排液管６１には排液切替部（図示せず）が設けられており、処理液の種類に応じて分別して回収または廃棄されるようになっている。なお、排液口６０は複数箇所設けられていてもよい。

排気カップ５２は、排液カップ５１の外周壁５３の外側部分に垂直に設けられた外側壁６４と、保持部材１４の内側部分に垂直にかつその上端が回転プレート１１に近接するように設けられた内側壁６５と、ベースプレート１上に設けられた底壁６６と、外側壁６４から上方へ湾曲するとともに、回転カップ４の上方を覆うように設けられた上側壁６７とを有している。そして、排気カップ５２は、その上側壁６７と回転カップ４の庇部３１との間の環状をなす導入口６８から回転カップ４内およびその周囲の主にガス成分を取り込んで排気するようになっている。また、排気カップ５２の下部には、図１および図５に示すように、排気口７０が設けられており、排気口７０には排気管７１が接続されている。排気管７１の下流側には図示しない吸引機構が設けられており、回転カップ４の周囲を排気することが可能となっている。排気口７０は複数設けられており、処理液の種類に応じて切り替えて使用することが可能となっている。

排液カップ５１の外側壁である外周壁５３と排気カップ５２の外側壁６４との間には環状をなす外側環状空間９９ａが形成されており、また排液カップ５１の底部と排気カップ５２の底部との間の排気口７０の外側部分には、周方向に沿って多数の通気孔９８が形成された環状の気流調整部材９７が設けられている。そして、外側環状空間９９ａと気流調整部材９７は排気カップ５２に取り入れられ、排気口７０に至る気流を調整して均一に排気する機能を有している。すなわち、このように環状の空間である外側環状空間９９ａを通って気流を全周に亘って均一に下方へ導き、多数の通気孔９８を形成した気流調整部材９７を設けて圧力損失つまり気流の抵抗を与えるとともに気流を分散することにより、排気口７０からの距離によらず比較的均一に排気を行うことができる。

また、排液カップ５１の内周壁５４ａと排気カップ５２の内側壁６５との間には環状をなす内側環状空間９９ｂが形成されており、さらに、排液カップ５１の内周側には排気カップ５２との間の隙間７７が形成されている。そして、導入口６８から取り入れられた気体成分は、外側環状空間９９ａのみならず、排液カップ５１の液収容部５６にも多少流れ、その気流は液収容部５６から内側環状空間９９ｂを通って全周に亘って均一に下方に導かれ、隙間７７を通って排気口７０から比較的均一に排気を行うことができる。

このように、排液カップ５１からの排液と排気カップ５２からの排気が独立して行われるようになっているので、排液と排気を分離した状態で導くことが可能となる。また、排液カップ５１からミストが漏出しても排気カップ５２がその周囲を囲繞しているので速やかに排気口７０を介して排出され、ミストが外部に漏出することが確実に防止される。

液処理装置１００はマイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ１２１を有しており、液処理装置１００の各構成部がこのプロセスコントローラ１２１に接続されて制御される構成となっている。また、プロセスコントローラ１２１には、工程管理者が液処理装置１００の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作などを行うキーボードや、液処理装置１００の各構成部の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１２２が接続されている。さらに、プロセスコントローラ１２１には、液処理装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ１２１の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて液処理装置１００の各構成部に所定の処理を実行させるための制御プログラムすなわちレシピが格納された記憶部１２３が接続されている。レシピは記憶部１２３の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース１２２からの指示等にて任意のレシピを記憶部１２３から呼び出してプロセスコントローラ１２１に実行させることで、プロセスコントローラ１２１の制御下で、液処理装置１００での所望の処理が行われる。

次に、以上のように構成される液処理装置１００の動作について図６に基づいて説明する。この際の液処理動作の制御は、上述のように記憶部１２３に格納されたレシピに基づいてプロセスコントローラ１２１によって行われる。

処理液（薬液）を用いた洗浄処理においては、まず、図６の（ａ）に示すように、昇降部材１３を上昇させた状態で、図示しない搬送アームから液吐出プレート２４の支持ピン２５上にウエハＷを受け渡す。次いで、図６の（ｂ）に示すように、昇降部材１３を、液吐出プレート２４が回転プレート１１の孔１１ａの所定位置に達するまで下降させ、回転プレート１１および液吐出プレート２４とウエハＷの間に液膜形成用の隙間が形成された状態で保持部材１４によりウエハＷをチャッキングする。そして、図６の（ｃ）に示すように、表面側液供給ノズル５を退避位置からウエハ洗浄位置に移動させる。

この状態で、図６の（ｄ）に示すように、モータ３により回転プレート１１および回転カップ４とともにウエハＷを回転させながら、表面側液供給ノズル５および裏面側液供給ノズル６から所定の処理液を供給してウエハＷ表裏面の洗浄処理を行う。

このウエハ洗浄処理においては、ウエハＷが回転された状態で、表面側液供給ノズル５および裏面側液供給ノズル６からウエハＷの表面および裏面の中央に処理液が供給され、処理液が遠心力によりウエハＷの外側に広がり、その過程で洗浄処理がなされる。そして、このように洗浄処理に供された処理液は、ウエハＷの周縁から振り切られる。この洗浄処理の際のウエハＷの回転数は１００〜７００ｒｐｍが好ましい。

このウエハ洗浄処理においては、ウエハＷの外側を囲繞するように設けられているカップがウエハＷとともに回転する回転カップ４であるから、ウエハＷから振り切られた処理液が回転カップ４に当たった際に処理液に遠心力が作用し、固定カップの場合のような飛び散り（ミスト化）は発生し難い。そして回転カップ４に達した処理液は下方に導かれ、隙間３３から排液カップ５１における液収容部５６の主カップ部５６ａに排出される。一方、回転プレート１１の保持部材１４の取り付け位置には、保持部１４ａを挿入する穴が設けられているため、その部分から排液カップ５１の副カップ部５６ｂに処理液が滴下される。そして、このようにして排液カップ５１に受け止められた処理液は、その中を旋回しながら排液口６０から排液管６１を通って排出される。また、排気カップ５２には、その上側壁６７と回転カップ４の庇部３１との間の環状をなす導入口６８から回転カップ４内およびその周囲の主にガス成分が取り込まれ排気口７０から排気管７１を通って排気される。

このようにして処理液による処理が行われた後、引き続きリンス処理が行われる。このリンス処理においては、従前の処理液の供給を停止した後、表面側液供給ノズル５および裏面側液供給ノズル６からウエハＷの表裏面にリンス液として純水を供給し、処理液による洗浄処理の場合と同様に、モータ３によりウエハＷを保持部材２および回転カップ４とともに回転させながら、表面側液供給ノズル５および裏面側液供給ノズル６からウエハＷの表面および裏面の中央にリンス液として純水が供給され、遠心力によりウエハＷの外方に広がる過程でウエハＷのリンス処理がなされる。そして、このようにリンス処理に供された純水は、ウエハＷの周縁から振り切られる。

このようにして振り切られたリンス液としての純水は、処理液の場合と同様、回転カップ４の隙間３３および保持部１４ａを挿入する穴の部分から排液カップ５１における液収容部５６に排出され、その中を旋回ながら排液口６０から排液管６１を通って排出される。

次に、このような液処理装置１００により本実施形態における回転プレート１１を洗浄する方法について説明する。本実施形態の回転プレート１１の洗浄処理動作の制御も上述したウエハＷの液処理動作と同様、記憶部１２３に格納されたレシピに基づいてプロセスコントローラ１２１によって行われる。

ウエハＷの洗浄処理を複数のウエハについて連続して行うと、液吐出プレート２４や回転プレート１１にウエハＷから脱離した処理液などが付着し、ウエハＷ裏面のパーティクルとなるが、ウエハＷの液処理の際には回転プレート１１に十分液が供給されず、洗浄されない。このため、本実施形態では、定期的に回転プレート１１の洗浄シーケンスを実施する。

この回転プレート１１の洗浄シーケンスを図７のフローチャートおよび図８の断面図に基づいて説明する。
まず、図８の（ａ）に示すように上述の図６の（ａ）、（ｂ）と同様の手順で保持部材１４によりウエハＷまたはダミーウエハｄＷをチャッキングする（工程１）。

次いで、図８の（ｂ）に示すように、裏面側液供給ノズル６のノズル孔６ａ内を液で満たした状態とする（工程２）。この時の液はＳＣ１、ＤＨＦ、またはＨ_２Ｏ_２の薬液であってもよいし、リンス液である純水（ＤＩＷ）であってもよい。薬液を用いる場合は、特に、パーティクル、有機物、メタル酸化物の汚れが目立つ際に有効である。これら薬液の中ではＨ_２Ｏ_２が有機物除去の効果が最も大きい。

そのように裏面側液供給ノズル６のノズル孔６ａ内を液で満たした状態のまま、図８の（ｃ）に示すように、裏面側液供給ノズル６から液を吐出し、これにより液吐出プレート２４とウエハＷまたはダミーウエハｄＷとの間に液膜を形成する（工程３）。ノズル孔６ａ内に液が存在しない状態から液を吐出すると、ウエハＷまたはダミーウエハｄＷには液膜が形成されるが液吐出プレート２４には液膜が形成されない。しかし、一旦ノズル孔６ａに液を満たした後に液を吐出することによりウエハＷと液吐出プレート２４の表面にも液膜が形成されるようになる。この工程３はウエハＷを停止したまま行っても低速で回転しながら行ってもよい。

次いで、図８の（ｄ）に示すように、ウエハＷまたはダミーウエハｄＷと回転プレート１１とを回転させてウエハＷと液吐出プレート２４との間に形成された液回転プレート１１に沿って外方に広げる（工程４）。このとき、液吐出プレート２４は非回転であり、回転している回転プレート１１との間には隙間２４ｂが形成されているので、ウエハＷまたはダミーウエハｄＷの回転速度が速い場合には、液はウエハＷまたはダミーウエハｄＷに沿って広がりやすくなり、隙間２４ｂを超えて回転プレート１１へは広がりにくい。このため、このときのウエハＷまたはダミーウエハｄＷの回転数は、液の自重に基づく落下しようとする力のほうが遠心力よりも大きくなるような回転数であることが好ましい。これにより液は液吐出プレート２４から回転プレート１１上を広がっていき、回転プレート１１に液膜が形成され、この液膜により回転プレート１１の上面が洗浄される。このような観点からは回転プレート１１とウエハＷまたはダミーウエハｄＷの回転数は１００ｒｐｍ以下が好ましく、１０〜１００ｒｐｍがより好ましい。もちろん、ウエハＷまたはダミーウエハｄＷ上を液が広がるような回転数であっても、隙間２４ｂを超えて回転プレート１１上にも液膜を形成することができれば構わない。

このようにして回転プレート１１を洗浄した後、図８の（ｅ）に示すように、回転プレート１１とウエハＷまたはダミーウエハｄＷの回転数を上昇させて回転プレート１１上の液を振り切る（工程５）。このときの回転数は１０００ｒｐｍ以上であることが好ましい。

以上の回転プレート１１の洗浄処理の際の液として純水を用いた場合には、このような振り切り後、必要に応じてガス吹き付け等の適切な乾燥処理を行って処理を終了する。一方、洗浄処理の際の液としてＳＣ１やＤＨＦ等の薬液を用いた場合には、振り切り後、液としてリンス液である純水を用いて上記図８の（ａ）〜（ｅ）の処理を行う。

このようにして回転プレート１１を洗浄することにより、ウエハＷの裏面へのパーティクルの付着を極力防止することができる。また、このように装置を分解せずに回転プレート１１を洗浄することができることから、装置の分解にともなう煩雑さや、装置の分解にともなう装置のダウンタイムが発生しない。

なお、以上の液処理装置１００においては、以下のような付加的な効果を奏することができる。すなわち、回転カップ４が存在しているため、排液カップ５１は排液可能な程度の極小さいものでよく、また、排液カップ５１と排気カップ５２がそれぞれ独立して設けられ、かつ排液および排気を別々に取り入れて排液口６０および排気口７０から別個に排出するので、排気・排液を分離するための特別の機構を設ける必要がない。また、排液カップ５１が排気カップ５２に収容された状態で設けられているので、排気・排液を別々に取り入れる構造でありながらスペースを小さくすることができ、結果的に装置のフットプリントを小さくすることができる。また、排液カップ５１が排気カップ５２に収容された状態であるので、処理液のミストが排液カップ５１から漏出しても排気カップ５２でトラップすることができ、装置外へ処理液のミストが飛散して悪影響を与えることを防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、ウエハの表裏面洗浄を行う洗浄処理装置を例にとって示したが、本発明はこれに限らず、裏面のみの洗浄処理を行う洗浄処理装置であってもよい。さらに、上記実施形態では被処理基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、液晶表示装置（ＬＣＤ）用のガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板等、他の基板に適用可能であることは言うまでもない。

本発明は、半導体ウエハに付着したパーティクルやコンタミネーションの除去に有効である。

本発明の洗浄方法が実施される液処理装置の概略構成を示す断面図。図１の液処理装置を一部切り欠いて示す概略平面図。図１の液処理装置の液供給機構を示す概略図。図１の液処理装置の回転プレートおよび液吐出プレートを配置した部分を拡大して示す断面図。図１の液処理装置の排気・排液部を拡大して示す断面図。図１の液処理装置のウエハ処理の動作を説明するための図。本実施形態に係る回転プレートの洗浄シーケンスを示すフローチャート。本実施形態に係る回転プレートの洗浄シーケンスを説明するための断面図。

符号の説明

１；ベースプレート
２；ウエハ保持部
３；回転モータ
４；回転カップ
５；表面側液供給ノズル
６；裏面側液供給ノズル
７；排気・排液部
８；ケーシング
９；気流導入部
１１；回転プレート
１１ａ；孔
１２；回転軸
１３；昇降部材
１４；保持部材
２２；ノズル保持部材
２２ａ；ノズルアーム
２４；液吐出プレート
５１；排液カップ
５２；排気カップ
８５；液供給機構
１００；液処理装置
１２１；プロセスコントローラ
１２２；ユーザーインターフェース
１２３；記憶部
Ｗ；ウエハ（基板）
ｄＷ；ダミーウエハ（ダミー基板）

Claims

回転可能に水平に配置された中心部に孔を有する回転プレートおよびこの回転プレートの上方に適長離間して基板を水平状態で前記回転プレートと一体的に保持する保持部材を有する基板保持部と、
前記回転プレートを基板とともに回転させる回転機構と、
前記回転プレートの前記孔に配置され、液を吐出する液吐出口を有する非回転の液吐出プレートと、
前記液吐出口に連続し、前記液吐出口を介して基板の裏面側に液を吐出させるように液を供給する裏面側液供給ノズルとを具備する液処理装置において、前記回転プレートの上面を洗浄する洗浄方法であって、
前記基板保持部に基板またはダミー基板を保持させる工程と、
前記裏面側液供給ノズルに液を満たした状態とする工程と、
その状態で前記裏面側供給ノズルを介して前記液吐出プレートの液吐出口から液を吐出させて前記液吐出プレートと基板またはダミー基板との間に液膜を形成する工程と、
前記回転プレートと基板またはダミー基板を回転させて、前記液膜を前記回転プレートの表面に沿って外側へ広げる工程と
を有することを特徴とする洗浄方法。
前記液膜を広げる工程は、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を１００ｒｐｍ以下にして行われ、前記液膜を広げる工程の後、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を上昇させて前記回転プレートの液を振り切る工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の洗浄方法。
前記液を振り切る工程は、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を１０００ｒｐｍ以上にして行われることを特徴とする請求項２に記載の洗浄方法。
回転可能に水平に配置された中心部に孔を有する回転プレートおよびこの回転プレートの上方に適長離間して基板を水平状態で前記回転プレートと一体的に保持する保持部材を有する基板保持部と、
前記回転プレートを基板とともに回転させる回転機構と、
前記回転プレートの前記孔に配置され、液を吐出する液吐出口を有する非回転の液吐出プレートと、
前記基板保持部に保持された基板を囲繞するカップと、
前記基板の回転および液の供給を制御する制御機構と
を具備する液処理装置であって、
前記制御機構は、前記基板保持部に基板またはダミー基板を保持させた状態で、まず、前記裏面側液供給ノズルに液を満たした状態とし、次いで、その状態で前記裏面側供給ノズルから液を吐出させて前記液吐出プレートと基板またはダミー基板との間に液膜を形成し、その後前記回転プレートと基板またはダミー基板を回転させて、前記液膜を前記回転プレートの表面に沿って外側へ広げるように制御し、前記回転プレートの表面を洗浄させることを特徴とする液処理装置。
前記制御機構は、液膜を広げる際に、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を１００ｒｐｍ以下に制御するとともに、前記液膜を広げた後、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を上昇させて前記回転プレートの液を振り切るように制御することを特徴とする請求項４に記載の液処理装置。
前記制御機構は、液を振り切る際に、前記回転プレートと基板またはダミー基板の回転数を１０００ｒｐｍ以上に制御することを特徴とする請求項５に記載の洗浄方法。
回転可能に水平に配置された中心部に孔を有する回転プレートおよびこの回転プレートの上方に適長離間して基板を水平状態で前記回転プレートと一体的に保持する保持部材を有する基板保持部と、前記回転プレートを基板とともに回転させる回転機構と、前記回転プレートの前記孔に配置され、中心部に液を吐出する液吐出口を有する非回転の液吐出プレートと、前記液吐出口に連続し、前記液吐出口を介して基板の裏面側に液を吐出させるように液を供給する裏面側液供給ノズルとを具備する液処理装置を、前記回転プレートの上面を洗浄するようにコンピュータに制御させる制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の洗浄方法が行われるように、コンピュータに前記液処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。