JP2008135703A - 洗浄装置、洗浄方法、およびコンピュータ読取可能な記憶媒体 - Google Patents

洗浄装置、洗浄方法、およびコンピュータ読取可能な記憶媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】基板の裏面洗浄の際に基板の裏面側中心部に位置する液吐出口の周囲部分を十分洗浄することができる洗浄装置を提供すること。
【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、中心部に吐出口２４ａを有する液吐出プレート２４を設け、制御機構１２１により、ウエハＷを回転させた状態で裏面側液供給ノズル６から処理液を吐出させてウエハＷの裏面に液膜を形成させてウエハＷ裏面の洗浄処理を行い、その後、リンス液に切り替え、次いでリンス液の供給を一旦停止させ、その後再びリンス液を吐出させて液吐出プレート２４の表面にも液膜を形成させてウエハＷ裏面をリンスするとともに液吐出プレート２４を洗浄し、その後乾燥処理を行うように制御する。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板に対して洗浄処理を行う洗浄装置および洗浄方法、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に、基板支持機能を有し液吐出口を有する非回転の液吐出プレートを設け、この液吐出プレートを昇降可能にして、こ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、その後液吐出プレートを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、液吐出口の下方に連続して設けられた液吐出ノズル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液膜を形成した状態で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、上記液吐出口の周囲に設けられた液吐出プレートは、処理途中に薬液が飛散したりして汚染されることがある。また、液吐出プレートに処理前の汚染された基板が接触して汚染されることもある。このように液吐出口の周囲が汚染されると、基板のアンロード時に液吐出プレートにより基板を支持する等、汚染された部分に洗浄後の基板の裏面が接して汚染されるおそれがある。このため、基板処理の際に液吐出プレートも洗浄することが求められるが、液吐出口は通常非回転であるため、液吐出口の周囲の液吐出プレートも非回転であり、洗浄処理やリンス処理の際に十分に液膜が形成されずに洗浄が不十分になる場合がある。
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、基板の裏面洗浄の際に基板の裏面側中心部に位置する液吐出口の周囲部分を十分洗浄することができる洗浄装置および洗浄方法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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、 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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、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し、前記制御機構は、前記回転プレートを前記保持部材により保持された基板とともに回転させ、その状態で前記裏面側液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させて基板の裏面に処理液の液膜を形成させ、それにより洗浄処理を進行させ、その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記液吐出口を介してリンス液を吐出させて基板の裏面にリンス液の液膜を形成させ、引き続き前記裏面側液供給ノズルからのリンス液の供給を一旦停止させ、その後再びリンス液を吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成させて基板と液吐出口の周囲部分とをリンス処理させ、その後基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥させるように制御することを特徴とする洗浄装置を提供する。
上記第１の観点において、前記制御機構は、リンス液の供給を一旦停止後に再びリンス液を吐出する際に、そのリンス液の吐出量を停止前の吐出量よりも少量になるように制御することができる。また、前記制御機構は、リンス処理終了後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出させるように制御することができる。
基板の裏面が疎水性の場合に、前記制御機構は、前記再びリンス液を吐出させた後、リンス液の供給を停止させ、その後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出させるように制御することが好ましい。
基板の裏面が親水性の場合に、前記制御機構は、リンス液の供給を一旦停止後に再びリンス液を吐出する際に、そのリンス液の吐出量を停止前の吐出量よりも少量になるように制御した後、リンス液の吐出量を増加させることが好ましい。また、これに加えて、前記保持部材により前記回転プレートに保持された基板の裏面中央部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構を設け、前記制御機構により、前記振り切り乾燥に先立って、前記乾燥ガス供給機構により、基板裏面の中央部に乾燥ガスを供給させるようにすることが好ましい。
本発明の第２の観点では、回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、基板裏面の中央部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、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し、 前記制御機構は、前記回転プレートを前記保持部材により保持された基板とともに回転させ、その状態で前記裏面側液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させて基板の裏面に処理液の液膜を形成させ、それにより洗浄処理を進行させ、その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記液吐出口を介してリンス液を吐出させて基板の裏面にリンス液の液膜を形成させ、引き続き前記裏面側液供給ノズルからのリンス液の供給を一旦停止させ、その後再びリンス液を最初のリンス液吐出量よりも少量吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成させ、引き続きリンス液の供給量を増加させて基板と液吐出口の周囲部分とをリンス処理させ、次いで、リンス液の供給量を減少させ、その後、リンス液の供給を停止させ、その後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出させ、その後、前記乾燥ガス供給機構から基板裏面の中央部に乾燥ガスを供給させ、その後、基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥させるように制御することを特徴とする洗浄装置を提供する。
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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、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し、前記制御機構は、前記回転プレートを基板とともに回転させ、その状態で前記裏面側液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させて基板の裏面に処理液の液膜を形成させ、引き続き前記裏面側液供給ノズルからの処理液の供給を一旦停止させ、その後再び処理液を吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成させて基板と液吐出口の周囲部分とを洗浄処理させ、その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記吐出口を介してリンス液を吐出させ、基板の裏面および前記基板支持プレートの表面にリンス液の液膜を形成させて基板と前記液吐出口の周囲とをリンス処理させ、その後基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥させるように制御することを特徴とする洗浄装置を提供する。
上記第２の観点において、前記制御機構は、リンス処理終了後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液のリンス液を排出させるように制御することができる。
上記第１〜第３の観点において、前記制御機構は、リンス処理終了後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出させるように制御することができる。また、前記回転プレートはその中心部に孔を有し、前記洗浄装置は、前記孔に配置され前記液吐出口を有する非回転の液吐出プレートをさらに具備することができる。この場合に、前記液吐出プレートは、前記孔に昇降可能に挿通され、前記基板保持部に対する基板の受け渡しの際に基板を保持して昇降するものとすることができる。さらに、前記液吐出プレートは少なくともその表面が疎水性の材料で構成することができる。さらにまた、前記制御機構は、洗浄処理およびリンス処理の際の基板の回転数を２００〜７００ｒｐｍに制御し、前記乾燥処理の際の基板の回転数を５００〜１０００ｒｐｍに制御するものとすることができる。さらにまた、前記カップは、前記基板保持部に保持された基板を囲繞し、前記回転プレートおよび基板とともに回転し、基板を回転した際に基板から振り切られた処理液またはリンス液を受ける回転カップと、この回転カップから排出された処理液またはリンス液を受けて排液する非回転の排液カップとを有するものとすることができる。
本発明の第４の観点では、回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、前記基板保持部に保持された基板を囲繞するカップとを具備する洗浄装置を用いて洗浄処理を行う洗浄方法であって、前記基板保持部に基板を保持させる工程と、前記回転プレートを基板とともに回転させる工程と、基板を回転させた状態で前記液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させ、基板の裏面に処理液の液膜を形成し、それにより洗浄処理を進行させる工程と、その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記液吐出口を介してリンス液を吐出させて基板の裏面にリンス液の液膜を形成する工程と、引き続き前記裏面側液供給ノズルからのリンス液の供給を一旦停止させる工程と、その後再びリンス液を吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成して基板と液吐出口の周囲部分とをリンス処理する工程と、その後基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥す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４の観点において、リンス液の供給を一旦停止後に再びリンス液を吐出する際に、そのリンス液の吐出量を停止前の吐出量よりも少量にすることが好ましい。また、リンス処理終了後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出する工程をさらに有することが好ましい。
基板の裏面が疎水性の場合に、再びリンス液を吐出させた後、リンス液の供給を停止する工程をさらに有し、この停止する工程の後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出することが好ましい。
基板の裏面が親水性の場合に、リンス液の供給を一旦停止後に再びリンス液を吐出する際に、そのリンス液の吐出量を停止前の吐出量よりも少量にした後、リンス液の吐出量を増加させる工程をさらに有することが好ましい。また、これに加えて、前記振り切り乾燥に先立って、基板裏面の中央部に乾燥ガスを供給する工程をさらに有することが好ましい。
本発明の第５の観点では、回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、前記基板保持部に保持された基板を囲繞するカップとを具備する洗浄装置を用いて洗浄処理を行う洗浄方法であって、前記基板保持部に基板を保持させる工程と、前記回転プレートを基板とともに回転させる工程と、基板を回転させた状態で前記液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させ、基板の裏面に処理液の液膜を形成し、それにより洗浄処理を進行させる工程と、その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記液吐出口を介してリンス液を吐出させて基板の裏面にリンス液の液膜を形成する工程と、引き続き前記裏面側液供給ノズルからのリンス液の供給を一旦停止させる工程と、その後再びリンス液を最初のリンス液吐出量よりも少量吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成する工程と、引き続きリンス液の供給量を増加させて基板と液吐出口の周囲部分とをリンス処理する工程と、次いで、リンス液の供給量を減少させる工程と、その後、リンス液の供給を停止させる工程と、その後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出する工程と、その後、前記乾燥ガス供給機構から基板裏面の中央部に乾燥ガスを供給する工程と、その後、基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥す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。
本発明の第６の観点では、回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、前記基板保持部に保持された基板を囲繞するカップとを具備する洗浄装置を用いて洗浄処理を行う洗浄方法であって、前記基板保持部に基板を保持させる工程と、前記回転プレートを基板とともに回転させる工程と、基板を回転させた状態で前記液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させ、基板の裏面に処理液の液膜を形成する工程と、引き続き前記裏面側液供給ノズルからの処理液の供給を一旦停止させる工程と、その後再び処理液を吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成させて基板と液吐出口の周囲部分とを洗浄処理する工程と、その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記吐出口を介してリンス液を吐出させ、基板の裏面および前記基板支持プレートの表面にリンス液の液膜を形成して基板と前記液吐出口の周囲とをリンス処理する工程と、その後基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥す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６の観点において、リンス処理終了後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出する工程をさらに有するものとすることができる。
また、上記第４〜第６の観点において、前記回転プレートはその中心部に孔を有し、前記洗浄装置は、前記孔に配置され前記液吐出口を有する非回転の液吐出プレートをさらに具備することができる。この場合に、前記液吐出プレートは、前記孔に昇降可能に挿通され、前記基板保持部に対する基板の受け渡しの際に基板を保持して昇降するものとすることができる。さらに、前記液吐出プレートは少なくともその表面が疎水性の材料で構成することができる。さらにまた、洗浄処理およびリンス処理の際の基板の回転数を２００〜７００ｒｐｍにとし、前記乾燥処理の際の基板の回転数を５００〜１０００ｒｐｍとすることができる。
本発明の第７の観点では、回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、前記基板保持部に保持された基板を囲繞するカップとを具備する洗浄装置を制御するためのコンピュータ上で動作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洗浄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、裏面側液供給ノズルから処理液またはリンス液を吐出して基板裏面に処理液またはリンス液の液膜を形成した後に、一旦処理液またはリンス液の供給を停止し、再度処理液を吐出することにより液吐出口の周囲部分にも処理液またはリンス液の液膜を形成することができるので、基板裏面洗浄の際に液吐出口の周囲部分も洗浄処理することができ、支持する基板を汚染することを防止することができる。
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。
この洗浄装置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９６が接続されている。この排出ライン９６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。
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の上端部には中央に裏面側液供給ノズル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Ｎ２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。
基板処理装置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、基板処理装置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、工程管理者が基板処理装置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、基板処理装置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、基板処理装置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、基板処理装置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基板処理装置１００で実施される洗浄方法について説明する。
まず、洗浄方法の第１の実施形態について図６のフローチャートおよび図７の模式図に基づいて説明する。本実施形態では、処理液によりウエハＷの表裏面洗浄を行い、その後のリンス処理の際に液吐出プレート２４の洗浄も行う。本実施形態における以下の洗浄処理動作は、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によって制御される。なお、図６、７および以下の説明ではウエハＷの裏面の洗浄と液吐出プレート２４の洗浄について説明するが、ウエハＷ裏面の処理液による洗浄処理および純水によるリンス処理に対応してウエハＷ表面の処理液による洗浄処理および純水によるリンス処理が行われる。
まず昇降部材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（工程１−１；図７（ａ））。
次いで、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内の所定位置になるまで下降させ、回転プレート１１および液吐出プレート２４とウエハＷと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をチャッキングし、ウエハＷを保持部材２および回転カップ４とともに回転する（工程１−２；図７（ｂ））。このときのウエハＷの回転数は、２００〜７００ｒｐｍ程度であることが好ましい。
次いで、ウエハＷを回転させたままの状態で、裏面側液供給ノズル６から所定の処理液をウエハＷの裏面に吐出する（工程１−３；図７（ｃ））。このとき、ウエハＷの裏面に処理液の液膜が形成されるが、裏面側液供給ノズル６は最初には液が満たされていない状態であるため、処理液が吐出された時点では液吐出プレート２４には液膜が形成されない。なお、この工程の際のウエハＷの回転数は２００〜７００ｒｐｍが好ましく、処理液吐出量は０．５〜２．０Ｌ／ｍｉｎが好ましい。
処理液による洗浄が終了後、連続して処理液をリンス液である純水に切り替えて吐出する（工程１−４；図７（ｄ））。この際のウエハＷの回転数は２００〜１０００ｒｐｍが好ましく、純水吐出量は１．０〜２．０Ｌ／ｍｉｎが好ましい。この工程においては、ウエハＷには液膜が形成されるが、液吐出プレート２４の表面にはやはり液膜が形成されない。このため、リンス液である純水の吐出を一旦停止し、裏面側液供給ノズル６内に処理液が満たされた状態とする（工程１−５；図７（ｅ））。
この状態でリンス液である純水を再度吐出することにより、液吐出プレート２４の表面にも液膜が形成され、ウエハＷの裏面がリンス処理されるとともに液吐出プレート２４の表面が純水により洗浄される（工程１−６；図７（ｆ））。
以上のようなリンス処理終了後、バルブ９５を開放して液の自重により、またはアスピレータ等による吸引により、ノズル孔６ａ内の純水を排出する（工程１−７；図７（ｇ））。この工程は、回転プレート１１表面に極力液を残さないためと、ノズル孔６ａ内での液の混合を防止するために行われる。
液吐出プレート２４の少なくとも表面が疎水性の材料（例えばテフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂）で構成されている場合には、図７（ｇ）に示すリンス処理が終了した時点では、液吐出プレート２４表面の純水がウエハＷに付着した純水とともに振り切られて水滴は残存しない。液吐出プレート２４は回転しないので水滴が残存するとその後の乾燥処理においてそれを除去することが困難であるが、このように液吐出プレート２４の表面を疎水性とすることによりリンス工程が終了した段階で水滴が存在せず、残存した水滴がウエハＷに付着して汚染させることを防止することができる。
このようなリンス工程の後、リンス液である純水の供給を停止した状態で、ウエハＷの振り切り乾燥を行う（工程１−８；図７（ｈ））。このときのウエハＷの回転数は５００〜１０００ｒｐｍとすることが好ましい。
以上の第１の実施形態は、液吐出プレート２４をリンス液である純水で十分洗浄することができ、処理液に長時間曝したくない場合に有効である。
以上の第１の実施形態により、液吐出プレート２４を洗浄することができるが、ウエハＷの裏面が疎水性であるか親水性であるかによって、洗浄性や乾燥性が異なるため、裏面が疎水性の場合と親水性の場合とで工程を変更することが好ましい。以下にこのようなより好ましい実施形態について説明する。
まず、このようなより好ましい実施形態を行うための装置構成について図８を参照しながら説明する。図８に示すように、表面側液供給ノズル５と裏面側液供給ノズル６およびそれに付随する構成は図３と同じである。ここでは、第１の実施形態で用いた液供給機構８５の代わりに液供給機構８５′を用いた点が図３の構成との主な相違点である。
図８に示すように、この液供給機構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１０１、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１０２、リンス液として例えば純水（ＤＩＷ）を供給するＤＩＷ供給源１０３を有している。ＤＨＦ供給源１０１、ＳＣ１供給源１０２、ＤＩＷ供給源１０３からは、それぞれ配管１０４，１０５，１０６が延びており、これら配管１０４，１０５，１０６が開閉バルブ１０７，１０８，１０９を介して配管８４に接続されている。そして、配管８４は、ノズルアーム２２ａの流路８３に繋がる配管８４ａと、ノズル孔６ａの下端に繋がる配管８４ｂとに接続されている。したがって、開閉バルブ１０７，１０８，１０９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および裏面側液供給ノズル６に供給可能となっている。ＤＩＷ供給源１０３に接続された配管１０６には純水の流量を絞るための流量切替バルブ１１０が設けられている。また、配管８４の開閉バルブ１０７の下流側には開閉バルブ１１１が設けられており、この開閉バルブ１１１には排出配管１１２が接続されている。この排出配管１１２は、液の自重により（自重ドレイン）ノズル孔６ａ内の液を排出可能となっている。なお、自重ドレインによる液の排出が速すぎると排出配管１１２内に液滴が残存してしまうため、排出配管１１２には固定オリフィス１１３が設けられ、この固定オリフィス１１３により排出速度を制御することができるようになっている。
配管８４ｂの、配管８４への接続点の下流側には、配管８４を介しての裏面側液供給ノズル６への液の供給をシャットオフするためのシャットオフバルブ１１４が介在されている。配管８４ｂのシャットオフバルブ１１４の下流側には、開閉バルブ１１５が設けられており、開閉バルブ１１５には配管１１６が接続されており、この配管１１６には小流量用ＤＩＷ供給源１１７が接続されている。この小流量用ＤＩＷ供給源１１７から配管１１６を介して、ＤＩＷ供給源１０３から配管１０６を介して供給される純水よりも小流量の純水が配管８４ｂに供給されるようになっている。すなわち、裏面側液供給ノズル６へ小流量の純水を流したい場合には、シャットオフバルブ１１４を閉じ、開閉バルブ１１５を開いて小流量用ＤＩＷ供給源１１７から配管１１６を介して配管８４ｂに小流量の純水を供給するようにする。ただし、シャットオフバルブ１１４を閉じると、表面側液供給ノズル５へ供給される純水の流量が倍増するため、シャットオフバルブ１１４の閉動作と連動して上述の流量切替バルブ１１０を操作して表面側液供給ノズル５へ供給される純水の流量を絞るようにする。
このような液供給機構８５′に加えて、配管８４ｂの開閉バルブ１１５の下流側には開閉バルブ１１８を介して乾燥ガス供給配管１１９が接続されている。開閉バルブ１１８を開にした状態で、乾燥ガス配管１１９から配管８４ｂを経由してノズル孔６ａに乾燥ガス、例えばＮ２ガスを供給し、液吐出口２４ａからウエハＷの裏面中央部に乾燥ガスを吹き付けることが可能となっている。
次に、このような図８の装置構成にて実施される好ましい実施形態として、まず、第２の実施形態について、図９のフローチャートおよび図１０の模式図に基づいて説明する。第２の実施形態は、ウエハＷの裏面が疎水性の場合に好適なものである。
第２の実施形態においては、第１の実施形態の工程１−１〜工程１−５と全く同様に、ウエハ受け渡しから純水吐出一旦停止までの工程を行う（工程２−１〜工程２−５；図１０（ａ）〜（ｅ））。
次いで、第１の実施形態の工程１−６に対応して、リンス液である純水を再度吐出する（工程２−６；図１０（ｆ））。ただし、この際の吐出量は、最初の純水吐出（工程２−４）の吐出量よりも少なくする。これは、吐出量が多すぎると液吐出プレート２４に液膜が形成され難くなるからである。具体的な純水の吐出量としては、０．１〜０．３Ｌ／ｍｉｎが好ましい。また、この際のウエハＷの回転数は１００〜３００ｒｐｍが好ましい。なお、少ない吐出量の純水の供給は、上述した小流量用ＤＩＷ供給源１１７から配管１１６を介して行われる。
引き続き、純水吐出を停止する（工程２−７；図１０（ｇ））。これは、純水を吐出させた状態から即座にノズル孔６ａ内の純水を排出すると、液吐出プレート２４の外周に液が取り残されて乾燥不良になることがあるためである。このように排出前に純水の吐出を停止することにより、液吐出プレート２４とウエハ裏面との間に形成される水柱が細くなり、液吐出プレート２４の外周に液が取り残されることを防止することができる。この際のウエハＷの回転数は、１００〜３００ｒｐｍが好ましい。
そして、この後、バルブ９５を開放して液の自重により、またはアスピレータ等による吸引により、ノズル孔６ａ内の純水を排出する（工程２−８；図１０（ｈ））。この工程は、第１の実施形態の工程１−７と同様、回転プレート１１表面に極力液を残さないためと、ノズル孔６ａ内での液の混合を防止するために行われる。
このように純水を排出してリンス工程を終了した後、リンス液である純水の供給を停止した状態で、ウエハＷの振り切り乾燥を行う（工程２−９；図１０（ｉ））。このときのウエハＷの回転数は１０００〜２０００ｒｐｍとすることが好ましい。
次に、第３の実施形態について、図１１のフローチャートおよび図１２の模式図に基づいて説明する。第３の実施形態は、ウエハＷの裏面が親水性の場合に好適なものである。
第３の実施形態においては、第２の実施形態の工程２−１〜工程２−６と全く同様に、ウエハ受け渡しから純水再度吐出までの工程を行う（工程３−１〜工程３−６；図１２（ａ）〜（ｆ））。
次いで、純水の吐出量を増加させる（工程３−７；図１２（ｇ））。これは、ウエハ裏面が親水性の場合には、ノズル孔６ａから吐出された純水がウエハ裏面に引っ張られ、液吐出プレート２４上を広がり難いからであり、純水の吐出量を増加させることにより、純水が液吐出プレート２４全面に広がりやすくなる。この際の純水吐出量は０．５〜１．５Ｌ／ｍｉｎが好ましい。また、この際のウエハＷの回転数は、１００〜３００ｒｐｍが好ましい。
そして、この後、バルブ９５を開放して液の自重により、またはアスピレータ等による吸引により、ノズル孔６ａ内の純水を排出する（工程３−８；図１２（ｈ））。この工程は、第１の実施形態の工程１−７と同様、回転プレート１１表面に極力液を残さないためと、ノズル孔６ａ内での液の混合を防止するために行われる。
その後、乾燥ガス供給配管１１１から配管８４ｂを経由してノズル孔６ａに乾燥ガスとして例えばＮ２ガスを供給し、液吐出口２４ａからウエハ裏面の中央部に向けて吹き付ける（工程３−９；図１２（ｉ））。ウエハ裏面の中心部は遠心力が働かず、雰囲気の置換も少ないので、ウエハ裏面が親水性の場合には、裏面中央部で乾燥不良が生じやすい。そのため、このようにウエハ裏面中央部に乾燥ガスを吹き付けることにより乾燥を補助する。この際の条件は、１〜５０ＮＬ／ｍｉｎとすることが好ましい。
その後、Ｎ２ガスを停止し、ウエハＷの振り切り乾燥を行う（工程３−１０；図１２（ｊ））。このときのウエハＷの回転数は１０００〜２０００ｒｐｍとすることが好ましい。
次に、第４の実施形態について、図１３のフローチャートおよび図１４の模式図に基づいて説明する。上述した第２の実施形態および第３の実施形態は、ウエハＷの裏面が疎水性または親水性とわかっている場合には好適であるが、実際の処理においてはウエハＷの裏面が疎水性か親水性かがわからない場合がある。そこで、第４の実施形態では、ウエハＷが疎水性であっても親水性であっても良好な処理を行うことができる方法を示すものである。
第４の実施形態においては、第３の実施形態の工程３−１〜工程３−６と全く同様に、ウエハ受け渡しから純水再度吐出までの工程を行い（工程４−１〜工程４−６；図１４（ａ）〜（ｆ））、その後、ウエハＷの裏面が親水性の場合を考慮して第３の実施形態の工程３−７と同様に、純水吐出量を増加させる（工程４−７；図１４（ｇ））。
しかし、裏面が疎水性のウエハの場合には、純水吐出量を増加させた状態のままノズル孔６ａ内の液を排出すると、液吐出プレート２４の外周に液が取り残されて乾燥不良になるため、純水吐出量を低下させる（工程４−８；図１４（ｈ））。この際の純水吐出量は０．１〜０．３Ｌ／ｍｉｎが好ましい。また、この際のウエハ回転数は１００〜３００ｒｐｍが好ましい。
このように純水吐出量を低下させた後、第２の実施形態の工程２−７と同様、純水吐出を停止する（工程４−９；図１４（ｉ））。これは、裏面が疎水性のウエハの場合、純水吐出量を低下させただけでは、その後にノズル孔６ａ内の純水を排出した際に、液吐出プレート２４の外周に液が取り残されて乾燥不良になるおそれがあるためであり、このように排出前に純水の吐出を停止することにより、上述した第２の実施形態の工程２−７と同様に液吐出プレート２４の外周に液が取り残されることを防止することができる。この際のウエハＷの回転数は、１００〜３００ｒｐｍが好ましい。
その後、バルブ９５を開放して液の自重により、またはアスピレータ等による吸引により、ノズル孔６ａ内の純水を排出する（工程４−１０；図１４（ｊ））。この工程は、第１の実施形態の工程１−７と同様、回転プレート１１表面に極力液を残さないためと、ノズル孔６ａ内での液の混合を防止するために行われる。
その後、裏面が親水性のウエハの場合を考慮して、ノズル孔６ａから乾燥ガスとして例えばＮ２ガスをウエハ裏面の中心部に向けて吹き付ける（工程４−１１；図１４（ｋ））。これは、第３の実施形態の工程３−９と同様、ウエハ裏面が親水性の場合に乾燥不良が生じやすい裏面中央部に乾燥ガスを吹き付けることにより乾燥を補助するためである。この際の条件は、１〜５０ＮＬ／ｍｉｎとすることが好ましい。
その後、Ｎ２ガスを停止し、ウエハＷの振り切り乾燥を行う（工程４−１２；図１４（ｌ））。このときのウエハＷの回転数は１０００〜２０００ｒｐｍとすることが好ましい。
以上の第１〜第４の実施形態は、液吐出プレート２４をリンス液である純水で洗浄する場合について示したが、液吐出プレート２４を処理液を用いて十分洗浄したい場合もあり、その際の洗浄方法を以下の第５の実施形態に示す。
図１５は本発明の第５の実施形態に係る洗浄方法の動作のフローを示すフローチャート、図１６はその動作を説明するための模式図である。この実施形態では、液供給機構等の装置構成として図３の構成を用いる。
図１５の工程５−１〜５−３は図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の実施形態の図７（ａ）〜（ｃ）に示す工程１−１〜１−３と全く同様にして行われる。工程５−３の図１６（ｃ）の状態においては、ウエハＷの裏面に処理液の液膜が形成されるが、裏面側液供給ノズル６は最初には液が満たされていない状態であるため、処理液が吐出された時点では液吐出プレート２４には液膜が形成されない。このため、処理液の吐出を一旦停止し、裏面側液供給ノズル６内に処理液が満たされた状態とする（工程５−４；図１６（ｄ））。
この状態で処理液を再度吐出することにより、液吐出プレート２４の表面にも液膜を形成し、ウエハＷの裏面および液吐出プレート２４の表面の洗浄を行う（工程５−５；図１６（ｅ））。
処理液による洗浄が終了後、連続して処理液をリンス液である純水に切り替えてリンス処理を行う（工程５−６；図１６（ｆ））。この際には、裏面側液供給ノズル６からリンス液である純水を吐出し、ウエハＷの裏面に純水の液膜を形成する。また、このとき液吐出プレート２４の表面にも純水の液膜が形成され、液吐出プレート２４にもリンス処理が施される。
以上のようなリンス処理終了後、バルブ９５を開放して液の自重により、またはアスピレータ等による吸引により、ノズル孔６ａ内の純水を排出する（工程５−７；図１６（ｇ））。この工程は、第１の実施形態の図７（ｇ）に示した工程１−７と全く同様に行われる。
この実施形態の場合にも、液吐出プレート２４の少なくとも表面が疎水性の材料で構成されている場合には、図１６（ｇ）に示すリンス処理が終了した時点では、液吐出プレート２４表面の純水がウエハＷに付着した純水とともに振り切られて水滴は残存せず、水滴がウエハＷに付着して汚染させることを防止することができる。
このようなリンス工程の後、図１６（ｈ）に示すように、リンス液である純水の供給を停止した状態で、ウエハＷの振り切り乾燥を行う（工程５−８）。この工程は図７（ｈ）の工程１−８と全く同様に行われる。
なお、上述したように、ウエハＷの裏面について、処理液での洗浄処理、純水でのリンス処理を行っている間、ウエハ表面についても洗浄処理およびリンス処理が行われるが、これらは表面側液供給ノズル５から処理液またはリンス液である純水を供給して行われる。
以上のように、処理液またはリンス液である純水を一旦停止して再度吐出するようにしたので、液吐出プレート２４の表面に処理液の液膜を形成して洗浄可能とすることができる。このため、ウエハＷが液吐出プレート２４に接触した際に、ウエハＷへの汚染を有効に防止することができる。
また、上記構成の洗浄装置１００を用いて上記第１および第２の洗浄方法を実施するに際しては、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。
さらに、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。
本発明の一実施形態に係る洗浄装置の概略構成を示す断面図。 本発明の一実施形態に係る洗浄装置を一部切り欠いて示す概略平面図。 図１の洗浄装置の液供給機構を示す概略図。 図１の洗浄装置の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の洗浄装置の排気・排液部を拡大して示す断面図。 本発明の第１の実施形態に係る洗浄方法の動作のフローを示すフローチャート。 本発明の第１の実施形態に係る洗浄処理の動作を説明するための模式図。 本発明のより好ましい実施形態を行うための装置構成を示す概略図。 本発明のより好ましい実施形態の一つである第２の実施形態に係る洗浄方法の動作のフローを示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係る洗浄処理の動作を説明するための模式図。 本発明のより好ましい実施形態の一つである第３の実施形態に係る洗浄方法の動作のフローを示すフローチャート。 本発明の第３の実施形態に係る洗浄処理の動作を説明するための模式図。 本発明のより好ましい実施形態の一つである第４の実施形態に係る洗浄方法の動作のフローを示すフローチャート。 本発明の第４の実施形態に係る洗浄処理の動作を説明するための模式図。 本発明の第５の実施形態に係る洗浄方法の動作のフローを示すフローチャート。 本発明の第５の実施形態に係る洗浄処理の動作を説明するための模式図。
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
３１；庇部
３２；外側壁部
３３；隙間
３５；案内部材
５１；排液カップ
５２；排気カップ
８５；液供給機構
１００；基板処理装置
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

Claims (28)

  1. 回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、
    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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、
    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
    を具備し、
    前記制御機構は、前記回転プレートを前記保持部材により保持された基板とともに回転させ、その状態で前記裏面側液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させて基板の裏面に処理液の液膜を形成させ、それにより洗浄処理を進行させ、その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記液吐出口を介してリンス液を吐出させて基板の裏面にリンス液の液膜を形成させ、引き続き前記裏面側液供給ノズルからのリンス液の供給を一旦停止させ、その後再びリンス液を吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成させて基板と液吐出口の周囲部分とをリンス処理させ、その後基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥させるように制御することを特徴とする洗浄装置。
  2. 前記制御機構は、リンス液の供給を一旦停止後に再びリンス液を吐出する際に、そのリンス液の吐出量を停止前の吐出量よりも少量になるように制御することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
  3. 前記制御機構は、リンス処理終了後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出させるように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗浄装置。
  4. 基板の裏面が疎水性の場合に、前記制御機構は、前記再びリンス液を吐出させた後、リンス液の供給を停止させ、その後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出させるように制御することを特徴とする請求項３に記載の洗浄装置。
  5. 基板の裏面が親水性の場合に、前記制御機構は、リンス液の供給を一旦停止後に再びリンス液を吐出する際に、そのリンス液の吐出量を停止前の吐出量よりも少量になるように制御した後、リンス液の吐出量を増加させることを特徴とする請求項２に記載の洗浄装置。
  6. 前記保持部材により前記回転プレートに保持された基板の裏面中央部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構をさらに有し、前記制御機構は、前記振り切り乾燥に先立って、前記乾燥ガス供給機構により、基板裏面の中央部に乾燥ガスを供給させることを特徴とする請求項５に記載の洗浄装置。
  7. 回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、
    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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、
    基板裏面の中央部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、
    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
    を具備し、
    前記制御機構は、前記回転プレートを前記保持部材により保持された基板とともに回転させ、その状態で前記裏面側液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させて基板の裏面に処理液の液膜を形成させ、それにより洗浄処理を進行させ、その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記液吐出口を介してリンス液を吐出させて基板の裏面にリンス液の液膜を形成させ、引き続き前記裏面側液供給ノズルからのリンス液の供給を一旦停止させ、その後再びリンス液を最初のリンス液吐出量よりも少量吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成させ、引き続きリンス液の供給量を増加させて基板と液吐出口の周囲部分とをリンス処理させ、次いで、リンス液の供給量を減少させ、その後、リンス液の供給を停止させ、その後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出させ、その後、前記乾燥ガス供給機構から基板裏面の中央部に乾燥ガスを供給させ、その後、基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥させるように制御することを特徴とする洗浄装置。
  8. 回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、
    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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、
    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
    を具備し、
    前記制御機構は、前記回転プレートを基板とともに回転させ、その状態で前記裏面側液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させて基板の裏面に処理液の液膜を形成させ、引き続き前記裏面側液供給ノズルからの処理液の供給を一旦停止させ、その後再び処理液を吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成させて基板と液吐出口の周囲部分とを洗浄処理させ、その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記吐出口を介してリンス液を吐出させ、基板の裏面および前記基板支持プレートの表面にリンス液の液膜を形成させて基板と前記液吐出口の周囲とをリンス処理させ、その後基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥させるように制御することを特徴とする洗浄装置。
  9. 前記制御機構は、リンス処理終了後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出させるように制御することを特徴とする請求項８に記載の洗浄装置。
  10. 前記回転プレートはその中心部に孔を有し、前記洗浄装置は、前記孔に配置され前記液吐出口を有する非回転の液吐出プレートをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の洗浄装置。
  11. 前記液吐出プレートは、前記孔に昇降可能に挿通され、前記基板保持部に対する基板の受け渡しの際に基板を保持して昇降することを特徴とする請求項１０に記載の洗浄装置。
  12. 前記液吐出プレートは少なくともその表面が疎水性の材料で構成されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の洗浄装置。
  13. 前記制御機構は、洗浄処理およびリンス処理の際の基板の回転数を２００〜７００ｒｐｍに制御し、前記乾燥処理の際の基板の回転数を５００〜１０００ｒｐｍに制御することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の洗浄装置。
  14. 前記カップは、前記基板保持部に保持された基板を囲繞し、前記回転プレートおよび基板とともに回転し、基板を回転した際に基板から振り切られた処理液またはリンス液を受ける回転カップと、この回転カップから排出された処理液またはリンス液を受けて排液する非回転の排液カップとを有することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
  15. 回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、前記基板保持部に保持された基板を囲繞するカップとを具備する洗浄装置を用いて洗浄処理を行う洗浄方法であって、
    前記基板保持部に基板を保持させる工程と、
    前記回転プレートを基板とともに回転させる工程と、
    基板を回転させた状態で前記液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させ、基板の裏面に処理液の液膜を形成し、それにより洗浄処理を進行させる工程と、
    その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記液吐出口を介してリンス液を吐出させて基板の裏面にリンス液の液膜を形成する工程と、
    引き続き前記裏面側液供給ノズルからのリンス液の供給を一旦停止させる工程と、
    その後再びリンス液を吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成して基板と液吐出口の周囲部分とをリンス処理する工程と、
    その後基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥する工程と
    を有することを特徴とする洗浄方法。
  16. リンス液の供給を一旦停止後に再びリンス液を吐出する際に、そのリンス液の吐出量を停止前の吐出量よりも少量にすることを特徴とする請求項１５に記載の洗浄方法。
  17. リンス処理終了後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出する工程をさらに有することを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の洗浄方法。
  18. 基板の裏面が疎水性の場合に、再びリンス液を吐出させた後、リンス液の供給を停止する工程をさらに有し、この停止する工程の後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出することを特徴とする請求項１７に記載の洗浄方法。
  19. 基板の裏面が親水性の場合に、リンス液の供給を一旦停止後に再びリンス液を吐出する際に、そのリンス液の吐出量を停止前の吐出量よりも少量にした後、リンス液の吐出量を増加させる工程をさらに有することを特徴とする請求項１６に記載の洗浄方法。
  20. 前記振り切り乾燥に先立って、基板裏面の中央部に乾燥ガスを供給する工程をさらに有することを特徴とする請求項１９に記載の洗浄方法。
  21. 回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、前記基板保持部に保持された基板を囲繞するカップとを具備する洗浄装置を用いて洗浄処理を行う洗浄方法であって、
    前記基板保持部に基板を保持させる工程と、
    前記回転プレートを基板とともに回転させる工程と、
    基板を回転させた状態で前記液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させ、基板の裏面に処理液の液膜を形成し、それにより洗浄処理を進行させる工程と、
    その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記液吐出口を介してリンス液を吐出させて基板の裏面にリンス液の液膜を形成する工程と、
    引き続き前記裏面側液供給ノズルからのリンス液の供給を一旦停止させる工程と、
    その後再びリンス液を最初のリンス液吐出量よりも少量吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成する工程と、
    引き続きリンス液の供給量を増加させて基板と液吐出口の周囲部分とをリンス処理する工程と、
    次いで、リンス液の供給量を減少させる工程と、
    その後、リンス液の供給を停止させる工程と、
    その後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出する工程と、
    その後、前記乾燥ガス供給機構から基板裏面の中央部に乾燥ガスを供給する工程と、
    その後、基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥する工程と
    を有することを特徴とする洗浄方法。
  22. 回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、前記基板保持部に保持された基板を囲繞するカップとを具備する洗浄装置を用いて洗浄処理を行う洗浄方法であって、
    前記基板保持部に基板を保持させる工程と、
    前記回転プレートを基板とともに回転させる工程と、
    基板を回転させた状態で前記液供給ノズルから前記吐出口を介して処理液を吐出させ、基板の裏面に処理液の液膜を形成する工程と、
    引き続き前記裏面側液供給ノズルからの処理液の供給を一旦停止させる工程と、
    その後再び処理液を吐出させて前記液吐出口の周囲部分にも液膜を形成させて基板と液吐出口の周囲部分とを洗浄処理する工程と、
    その後基板を回転させたままの状態で連続して前記裏面側液供給ノズルから前記吐出口を介してリンス液を吐出させ、基板の裏面および前記基板支持プレートの表面にリンス液の液膜を形成して基板と前記液吐出口の周囲とをリンス処理する工程と、
    その後基板を所定の回転数で回転させて振り切り乾燥する工程と
    を有することを特徴とする洗浄方法。
  23. リンス処理終了後、前記裏面側液供給ノズル内のリンス液を排出する工程をさらに有することを特徴とする請求項２２に記載の洗浄方法。
  24. 前記回転プレートはその中心部に孔を有し、前記洗浄装置は、前記孔に配置され前記液吐出口を有する非回転の液吐出プレートをさらに具備することを特徴とする請求項１５から請求項２３のいずれか１項に記載の洗浄方法。
  25. 前記液吐出プレートは、前記孔に昇降可能に挿通され、前記基板保持部に対する基板の受け渡しの際に基板を保持して昇降することを特徴とする請求項２４に記載の洗浄方法。
  26. 前記液吐出プレートは少なくともその表面が疎水性の材料で構成されていることを特徴とする請求項２４または請求項２５に記載の洗浄方法。
  27. 洗浄処理およびリンス処理の際の基板の回転数を２００〜７００ｒｐｍとし、前記乾燥処理の際の基板の回転数を５００〜１０００ｒｐｍとすることを特徴とする請求項１５から請求項２６のいずれか１項に記載の洗浄方法。
  28. 回転可能に水平に配置された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回転中心近傍に位置し、前記保持部に保持された基板の中心部に液を吐出する液吐出口と、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処理液およびリンス液を吐出させるように処理液およびリンス液を供給する裏面側液供給ノズルと、前記基板保持部に保持された基板を囲繞するカップとを具備する洗浄装置を制御するためのコンピュータ上で動作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であって、
    前記制御プログラムは、実行時に、請求項１５から請求項２７のいずれか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洗浄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。
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