JP2017069336A

JP2017069336A - 基板処理装置、吸着保持部の洗浄方法および記憶媒体

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Publication number: JP2017069336A
Application number: JP2015191702A
Authority: JP
Inventors: 木達博植; Tatsuhiro Ueki
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2017-04-06

Abstract

【課題】基板を吸着することにより保持する吸着保持部を、効率良く自動的に洗浄する。
【解決手段】処理室（２０）内に洗浄液供給部（７４）とブラシ（７１）とを備えた洗浄ユニット（７０）を設ける。吸着保持部（３１）に洗浄液を供給しながら、吸着保持部にブラシを当接させた状態でブラシを吸着保持部に対して相対的に移動させることにより、吸着保持部を洗浄する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板処理装置において基板の下面を吸着する吸着保持部を洗浄する技術に関する。

半導体装置の製造において、半導体ウエハ等の基板の周縁部にある不要膜を除去するベベル洗浄処理が行われる。このとき、バキュームチャック（吸着保持部）が、基板の裏面（下面）の中央部を吸着することにより、基板を保持する（例えば特許文献１を参照）。通常、基板の裏面（デバイス非形成面）の清浄度は表面（デバイス形成面）ほどには高くはなく、バキュームチャックが基板を保持するたびに、基板からバキュームチャックにパーティクル等の汚染物質が付着する。

バキュームチャックに付着した汚染物質は、基板に転写され、チャック痕と呼ばれる痕跡が基板に残される。基板の裏面が過度に汚染されると後工程に悪影響を及ぼす可能性がある。このため、定期的に、バキュームチャックを取り外されて手洗浄を行っている。この作業により、基板処理装置のダウンタイムが長くなり、基板処理装置の効率的運用が妨げられている。

特開２０１１−０５４９３２号公報

本発明は、吸着保持部を、効率良く自動的に洗浄することができる技術を提供することを目的としている。

本発明の一実施形態によれば、処理室と、前記処理室内に設けられ、基板を吸着して保持する吸着保持部と、前記処理室内に設けられ、前記吸着保持部を洗浄する洗浄ユニットと、を備え、前記洗浄ユニットは、前記吸着保持部に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記洗浄液が供給された吸着保持部に当接して前記吸着保持部を洗浄するブラシと、を備えた基板処理装置が提供される。

本発明の他の実施形態によれば、処理内に設けられた吸着保持部により基板を吸着して保持した状態で基板を処理するように構成された基板液処理装置の前記吸着処理部を洗浄する洗浄方法において、前記処理室内に設けられた洗浄液供給部とブラシとを備えた洗浄ユニットを用い、前記吸着保持部に洗浄液を供給しながら、前記吸着保持部に前記ブラシを当接させた状態で前記ブラシを前記吸着保持部に対して相対的に移動させることにより、前記吸着保持部を洗浄することを特徴とする洗浄方法が提供される。

本発明のさらに他の実施形態によれば、基板処理装置の制御装置をなすコンピュータにより実行されたときに、前記制御装置が前記基板処理装置を制御して上記の基板処理方法を実行させるプログラムが格納された記憶媒体が提供される。

上記各実施形態によれば、処理室内に洗浄液供給部とブラシとを備えた洗浄ユニットを設け、この洗浄ユニットにより吸着保持部のスクラブ洗浄が行われる。このため吸着保持部を、効率良く自動的に洗浄することができる。

基板処理装置の一実施形態あるベベル洗浄ユニットの概略構成を示す縦断面図である。前記ベベル洗浄ユニットの概略平面図である。ブラシの構造を示す図であって、（ａ）は概略断面図、（ｂ），（ｃ）は底面図である。薬液処理工程およびリンス工程の第１変形実施形態について説明する説明図である。薬液処理工程およびリンス工程の第２変形実施形態について説明する説明図である。薬液処理工程およびリンス工程の第３変形実施形態について説明する説明図である。多層膜が形成されたウエハのベベル洗浄時に発生する欠陥について説明する説明図である。物理洗浄液の飛散を防止するための構成について説明する説明図である。バキュームチャックの洗浄における予備洗浄工程およびスクラブ洗浄工程について説明する説明図である。バキュームチャックの洗浄における乾燥工程について説明する説明図である。別の形態の天板が用いられたときの乾燥工程について説明する説明図である。

以下に図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１及び図２に示すように、基板処理装置の一実施形態である基板処理ユニット１６は、ウエハＷ（基板）の周縁部の不要な膜を除去するベベル洗浄ユニットとして構成されている。

基板処理ユニット１６は、チャンバ（処理室）２０と、このチャンバ２０内に設けられた基板保持機構３０、処理流体供給部４０及び液受けカップ５０とを備えている。

チャンバ２０の天井部には、清浄空気をチャンバ２０内に供給するＦＦＵ（ファンフィルタユニット）２１が設けられている。

基板保持機構３０は、基板保持部（吸着保持部）３１と、回転軸３２と、駆動部３３とを備える。基板保持部３１は、ウエハＷの裏面（デバイス非形成面である図中下向きの面）の中央部を吸着することによりウエハＷを水平に保持するバキュームチャック（以下、「バキュームチャック３１」と呼ぶ）として形成されている。バキュームチャック３１の中央には不図示の吸引口が設けられており、バキュームチャック３１のチャック面（上面）の気体を引き込むようになっている。駆動部３３は、回転軸を介してバキュームチャック３１を回転させ、これにより、バキュームチャック３１に保持されたウエハＷを回転させる。

処理流体供給部４０は、ウエハＷの表面（デバイス形成面である図中上向きの面）の周縁部に処理流体を供給する第１表面ノズル４１ａおよび第２表面ノズル４２ａと、ウエハＷの裏面に処理流体を供給する第１裏面ノズル４１ｂおよび第２裏面ノズル４２ｂとを有している。

各ノズル４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂには図示しない処理液供給源から、図示しない供給機構（例えば、配管に介設されたポンプ、開閉弁、流量調整弁などからなる）を介して薬液またはリンス液等の処理液が供給される。

第１表面ノズル４１ａおよび第２表面ノズル４２ａの少なくとも一方を二流体ノズルとして形成してもよい。第１裏面ノズル４１ｂおよび第２裏面ノズル４２ｂの少なくとも一方を二流体ノズルとして形成してもよい。これらの場合、二流体ノズルとして形成されたノズルには、ガス供給源からガス（例えば窒素ガス）も供給される。二流体ノズルは、ノズル内部のガス通路を流れるガス流に液を合流させることにより、液をミスト化して、ミスト化された液とガスとの混合流体である二流体を吐出口から噴射するものである。なお、二流体ノズルにガスを供給せずに液だけを供給することにより、通常状態の液が吐出口から吐出される。

第１表面ノズル４１ａおよび第２表面ノズル４２ａの少なくとも一方を、超音波振動子を備えた超音波ノズルとして形成してもよい。第１裏面ノズル４１ｂおよび第２裏面ノズル４２ｂの少なくとも一方を超音波振動子を備えた超音波ノズルとして形成してもよい。超音波ノズルは超音波振動が乗せられた液を吐出口から吐出する。なお、超音波ノズルに、超音波振動子の動作を停止した状態で液を供給することにより、通常状態の液が吐出口から吐出される。

液受けカップ５０はバキュームチャック３１を囲み、各ノズル４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂから回転するウエハＷに供給された後にウエハＷから振り切られた液を捕集する。捕集された処理液は、液受けカップ５０の底部の液溜まり５０ａの底面に設けられた排液口５１から基板処理ユニット１６の外部へ排出される。液受けカップ５０の底部の液溜まり５０ａの隣に設けられた排気空間５０ｂが設けられている。排気空間５０ｂの底面には、液受けカップ５０の内部空間を吸引するための排気口５２が形成されている。

バキュームチャック３１により保持されたウエハＷの裏面と対面する概ねリング状の下側ガイド部材５４が、液受けカップ５０の一部として設けられている。下側ガイド部材５４の中央部には、バキュームチャック３１の直径よりもわずかに大きい直径を有する円筒状の凹部５５が設けられている。つまり、凹部５５の内周面とバキュームチャック３１の外周面との間に、小さな隙間５６が形成されている。隙間５６の下方において、凹部５５の内周面と回転軸３２の外周面との間に空間５７が形成されている。パージガス供給部５８が、空間５７にパージガス（例えば窒素ガス）を供給するために設けられている。

下側ガイド部材５４の上面は、周縁部だけでなく中央部においても、半径方向外側にゆくに従って低くなるような傾斜が付けられていることが好ましい。

空間５７にパージガスを供給すると、パージガスは、隙間５６を介して、ウエハＷの裏面と下側ガイド部材５４の上面との間の空間を通って、ウエハＷの周縁部側に向かって流れる。これにより、第１裏面ノズル４１ｂおよび第２裏面ノズル４２ｂから吐出された液体が、ウエハＷの下面中央部に向けて流れることが防止される。

基板処理ユニット１６は、バキュームチャック３１により保持されたウエハＷの表面と対面する位置に位置させることができる天板（トッププレート）６０を有する。天板６０は、天板移動機構６６により、昇降可能である。

天板６０の外周縁部には、２つの切り欠き６１，６２が設けられている。第１表面ノズル４１ａはノズルアーム４３の先端に取り付けられており、ウエハＷの半径方向に水平に進退可能である。同様に、第２表面ノズル４２ａはノズルアーム４４の先端に取り付けられており、ウエハＷの半径方向に水平に進退可能である。

第１表面ノズル４１ａおよび第２表面ノズル４２ａは、進出位置（図１、図２に示す位置）にあるとき、それぞれ切り欠き６１，６２の内部に収容され、第１表面ノズル４１ａおよび第２表面ノズル４２ａから吐出された液体がウエハＷの上面の周縁部に届くようになる。第１表面ノズル４１ａおよび第２表面ノズル４２ａは、退避位置（図９、図１０に示す位置）にあるときに液受けカップ５０の外側に位置する。

天板６０の中央部には、ガス通路６３が設けられている。ガス通路６３の下部の直径は徐々に広がっている。また、天板６０は、液受けカップ５０の上部開口５０ｃの直径よりもわずかに小さな直径を有する下部小径部６０ａと、上部開口５０ｃの直径よりも大きい直径を有する上部大径部６０ｂとを有している。

図１に示すように、天板６０を下降位置に位置させて、下部小径部６０ａを上部開口５０ｃに挿入して、上部大径部６０ｂの下面を液受けカップ５０の上面に近接させることにより、上部開口５０ｃの周縁部を天板６０との間の隙間を通るガスの流れを遮断するかあるいは大幅に制限することができる。液受けカップ５０内は、排気口５２を介して常時吸引されているため、ＦＦＵ２１から下向きに吹き出された清浄空気は、ガス通路６３に引き込まれ、ガス通路６３からウエハＷの表面と天板６０の下面との間の空間に流出し、当該空間をウエハＷの周縁部側に向かって流れる。これにより、第１表面ノズル４１ａおよび第２表面ノズル４２ａから吐出された液体が、ウエハＷの上面中央部に向けて流れることが防止される。

天板６０には、天板６０自体を加熱するためのヒータ６４が内蔵されている。清浄空気は、ガス通路６３を通って流れるときに加熱される。天板６０による清浄空気の加熱を促進するために、ガス通路６３の内壁面から突出するフィンを設けてもよいし、あるいは、ガス通路６３の入口から途中までの部分を蛇行させてもよい（いずれの構成も図示省略）。

基板処理ユニット１６はさらに、バキュームチャック３１のチャック面（上面）を洗浄する洗浄ユニット７０を有している。洗浄ユニット７０は、ブラシ７１と、ブラシ７１を保持するアーム７２とを有している。ブラシ７１は、半導体ウエハＷの洗浄に用いられるスクラブ洗浄用ブラシと同じ材料、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）またはＰＰ（ポリプロピレン）から形成されたスポンジブラシとすることができる。ナイロン製の毛ブラシを使用することもできる。

一例として、バキュームチャック３１の直径が６０ｍｍの場合、ブラシの直径は２０〜８０ｍｍとすることができる。

アーム７２には、ブラシ７１を鉛直方向軸線周りに回転させるブラシ回転機構７３が設けられている。図３（ａ）に示すように、ブラシ７１には、洗浄液例えば純水（ＤＩＷ）を吐出する吐出部としての吐出口７４が設けられている。吐出口７４には、洗浄液供給機構７５（図２を参照）を介して、洗浄液供給源から洗浄液が供給される。洗浄液供給機構７５は、配管および当該配管に介設されたポンプ、開閉弁、流量調整弁等から構成することができる。アーム７２は、アーム駆動機構７６により、アーム７２の基端部を通る鉛直方向軸線周りに旋回可能であり、また、昇降可能である。

ブラシ７１は、図３（ｂ）に示すように底面が平坦であってもよいし、図３（ｃ）に示すように底面７１ａ近傍にブラシの中心から周縁に向かって延びる複数のスリット状の切り欠き７８が設けられていても良い。切り欠き７８を設けることにより、吐出口７４から吐出された洗浄液がブラシ７１の周囲に拡散しやすくなるので、洗浄効率を向上させることができる。

図１および図２においてブラシ７１は退避位置にあり、このブラシ７１の真下にブラシ７１から垂れ落ちる洗浄液を受けるための液受け７７（図２参照）が設けられている。

図１に示すように、基板処理ユニット１６は、制御装置１００を備える。制御装置１００は、たとえばコンピュータであり、制御部１０１と記憶部１０２とを備える。記憶部１０２には、昇華処理システムにおいて実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理ユニット１６の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置１００の記憶部１０２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

次に、基板処理ユニット１６の動作について説明する。以下に説明する動作は、制御装置１００の制御の下で自動的に行われる。このとき制御装置１００は、記憶部１０２に格納された制御プログラムを実行して、基板処理ユニット１６の各構成要素を、記憶部１０２に格納された処理レシピ（またはチャック洗浄レシピ）に定義された処理パラメータが実現されるように動作させる。

［ウエハのベベル洗浄処理］
まず、基板処理ユニット１６において行われるベベル洗浄（ベベルエッチング）処理について説明する。

図示しない搬送アームによりウエハＷが基板処理ユニット１６内に搬入され、バキュームチャック３１により保持される。次に、天板６０が図１に示すように液受けカップ５０の上部開口５０ｃを覆う下降位置に移動し、さらに、第１表面ノズル４１ａおよび第２表面ノズル４２ａが、図１および図２に示すように、天板６０の切り欠き６１ａ，６１ｂの内部に位置させられる。

＜薬液洗浄工程＞
ウエハＷが回転を開始した後、第１表面ノズル４１ａおよび第１裏面ノズル４１ｂからウエハＷの周縁部に薬液（例えばフッ酸またはフッ硝酸等）を吐出し、薬液洗浄工程を実施する。これによりウエハＷの周縁部に付着している不要な膜が除去される。薬液洗浄工程を実施している間、ウエハＷの表面に沿って、天板６０のガス通路６３を通過することにより加熱された清浄空気が流れる。また、ウエハＷの表面は天板６０からの輻射熱によっても加熱される。これにより、薬液洗浄を促進することができる。

＜リンス工程＞
その後、第１表面ノズル４１ａおよび第１裏面ノズル４１ｂからの薬液の吐出を停止し、第２表面ノズル４２ａおよび第２裏面ノズル４２ｂからのリンス液の吐出を行い、ウエハＷの周縁部に残留している薬液および反応生成物を洗い流すリンス処理を行う。

＜乾燥工程＞
第２表面ノズル４２ａおよび第２裏面ノズル４２ｂからのリンス液の吐出を停止し、ウエハＷの回転数を増加させ、ウエハＷの振り切り乾燥処理を行う。

上記の一連の処理が終了した後、天板６０を上昇させて、液受けカップ５０から遠ざかった上昇位置に位置させる。その後ウエハＷは、図示しない搬送アームにより基板処理ユニット１６から搬出される。

［バキュームチャックの洗浄］
上述した一連のベベル洗浄（ベベルエッチング）処理を行うたびに、ウエハＷの裏面に付着していたパーティクル等の汚染物質がバキュームチャック３１のチャック面に付着し、蓄積されてゆく。蓄積されたパーティクルの一部は保持部により保持されるウエハＷの裏面に付着する。チャック面３１ａへのパーティクルの付着量が大きくなり、チャック面３１ａからウエハＷに付着するパーティクルの量が過度に大きくなると、次工程に影響を及ぼす可能性がある。

そこで、本実施形態に係る基板処理ユニット１６においては、定期的に、またはチャック面３１ａへのパーティクルの付着量が閾値を超えたことが検出されるかまたは予測される場合、あるいはチャックされたウエハＷの裏面へのパーティクルの付着量が閾値を超えたことが検出されるかまたは予測される場合に、以下の手順に従いバキュームチャック３１の洗浄が行われる。

＜予備洗浄工程＞
ウエハＷがバキュームチャック３１が取り除かれ基板処理ユニット１６から搬出された後、図９に示すように、洗浄ユニット７０のブラシ７１がバキュームチャック３１の上方に位置する（参照符号７１’を付けた鎖線で示すブラシの位置を参照）。バキュームチャック３１が回転を開始する。バキュームチャック３１の回転数は例えば１０〜２０００ｒｐｍの範囲内とすることができる。

ブラシ７１がバキュームチャック３１から離れた状態で、ブラシ７１の吐出口７４から洗浄液（純水）がバキュームチャック３１のチャック面３１ａに供給される。洗浄液の供給流量は、例えば５０〜１０００ｍｌ／ｍｉｎとすることができる。チャック面上に供給された洗浄液は遠心力によりチャック面３１ａの周縁部に向かって流れ、下側ガイド部材５４の表面に流出し、下側ガイド部材５４の表面の傾斜に沿って半径方向外側に向けて流れ、液受けカップ５０により回収される。この予備洗浄工程により、チャック面３１ａに付着したパーティクルの一部が純水により洗い流され、次に行われるブラシ洗浄において、ブラシ７１に付着するパーティクルの量を少なくすることができる。

なお、バキュームチャック３１の洗浄を実施している間中ずっと、バキュームチャック３１の中央の不図示の吸引口からパージガスが吹き出しており、吸引口内に洗浄液及び汚染物質が流入することを防止している。同様に、バキュームチャック３１の洗浄を実施している間中ずっと、隙間５６からパージガスが吹き出しており、隙間５６内に洗浄液および汚染物質が流入することを防止している。また、排気口５２を介して、液受けカップ５０内が常時吸引されている。

＜スクラブ洗浄工程＞
次に、吐出口７４から洗浄液を吐出したままで、かつ、バキュームチャック３１を回転させたままで、ブラシ７４の回転を開始する。次いで、ブラシ７４を下降させてバキュームチャック３１のチャック面３１ａに押しつけ、また、アーム７２を小さな角度で正方向および逆方向に水平に旋回させることによりチャック面３１ａ上でブラシ７４を往復させ、チャック面３１ａとブラシ７４とを相対的に移動させる。これにより、チャック面３１ａ上に付着していたパーティクル等の汚染物質の殆ど全てが除去される。

＜リンス工程＞
次に、吐出口７４から洗浄液を吐出したままで、かつ、バキュームチャック３１を回転させたままで、ブラシ７４を上昇させてバキュームチャック３１のチャック面３１ａから離す。その後ブラシ７４の回転を停止する。すなわち、予備洗浄工程と同様に、ブラシ７１の吐出口７４から洗浄液（純水）が回転しているバキュームチャック３１のチャック面３１ａに供給され、チャック面３１ａから剥がれた後にチャック面３１ａ上に残留しているパーティクル等の汚染物質が洗い流される。

＜乾燥工程＞
次に、ブラシ７４を液受けカップ５０の上方から退避させる。次いで、バキュームチャック３１を回転させたままで（好ましくは回転速度を増し）、図１０に示すようにヒータ６４により加熱されている天板６０を下降させ、図１に示したウエハＷを処理するときと同じ位置に位置させる。これにより、天板６０のガス通路６３に引き込まれた清浄空気が、加熱された後にガス通路６３の下端開口からバキュームチャック３１のチャック面３１ａおよびその周囲の下側ガイド部材５４の表面に向かって吐出され、これによりチャック３１および下側ガイド部材５４が乾燥する。乾燥工程が終了したら、天板６０上昇させる。以上により、バキュームチャック３１の洗浄が終了する。

上記実施形態によれば、バキュームチャック３１をスクラブ洗浄するための洗浄ユニット７０を基板処理ユニット１６内に設けたため、人手を煩わすことなく、自動的かつ迅速にバキュームチャック３１を洗浄することができる。また、基板処理ユニット１６のダウンタイムを短縮することができ、基板処理ユニット１６の効率的運用を実現することができる。

［変形実施形態］
上記の薬液洗浄工程およびリンス工程の変形実施形態について図４〜図６を参照して説明する。なお、図４〜図６においては、第１表面ノズル４１ａおよび第２表面ノズル４２ａのみ記載しているが、第１裏面ノズル４１ｂおよび第２裏面ノズル４２ｂも、第１表面ノズル４１ａおよび第２表面ノズル４２ａと同様に動作させることができる。なお、上述した図１に示す実施形態においては、第１裏面ノズル４１ｂおよび第２裏面ノズル４２ｂは液受けカップ５０に固定された固定ノズルであったが、この変形実施形態の動作を実現するために、第１裏面ノズル４１ｂおよび第２裏面ノズル４２ｂの移動機構を設けてもよい。

＜第１変形実施形態＞
図４に示す変形実施形態では、第１表面ノズル４１ａは物理洗浄ノズルではなく通常のノズルである。第１表面ノズル４１ａには薬液供給機構と純水供給機構が接続されており、第１表面ノズル４１ａから薬液（ＣＨＭ）またはリンス液としての純水（ＤＩＷ）のいずれかを選択的に供給できるようになっている。第２表面ノズル４２ａは物理洗浄ノズル、つまり二流体ノズルまたは超音波ノズルであり、純水のミストおよびガスからなる二流体、または超音波振動が付与された純水（「超音波振動水」とも呼ぶ）を吐出する。

図５に示す変形実施形態では、（ａ）まず最初に、通常ノズルである第１表面ノズル４１ａからウエハＷの端縁から半径方向に１〜３ｍｍ程度内側にある位置に向けて薬液（ＣＨＭ）を吐出する。（ｂ）次に、物理洗浄ノズルである第２表面ノズル４２ａからウエハＷの端縁から半径方向に０〜３ｍｍ程度内側にある位置に向けて物理洗浄液としての二流体（ＤＩＷ＋Ｎ_２）または超音波振動水（ＤＩＷ）を吐出する。（ｃ）次に、通常ノズルである第１表面ノズル４１ａからウエハＷの端縁から半径方向に１〜３ｍｍ程度内側にある位置に向けてリンス液である純水（ＤＩＷ）を吐出する。

なお、図４〜図６において、ノズルから出た直後の液の流れが断続的に表示されていることはその液が物理洗浄ノズルとして作用しているノズルから吐出されたことを意味し、ノズルから出た直後の液の流れが連続的に表示されていることはその液が通常ノズルとして作用しているノズルから吐出されたことを意味している。

＜第２変形実施形態＞
図５に示す変形実施形態では、第１表面ノズル４１ａおよび第２表面ノズル４２ａの構成並びにこれらのノズルに接続される処理流体供給機構は第１変形実施形態と同じである。

図５に示す変形実施形態では、（ａ）まず最初に、通常ノズルである第１表面ノズル４１ａからウエハＷの端縁から半径方向に１〜３ｍｍ程度内側にある位置に向けて薬液（ＣＨＭ）を吐出する。（ｂ）次に、第１表面ノズル４１ａからウエハＷの端縁から半径方向に３〜５ｍｍ程度内側にある位置に純水（ＤＩＷ）を供給する。（ｃ）次に、引き続き第１表面ノズル４１ａから同じ位置に純水（ＤＩＷ）を供給しながら、つまり、第１表面ノズル４１ａからの純水の着水位置よりも外側のリング状の領域に純水の液膜が形成された状態で、物理洗浄ノズルである第２表面ノズル４２ａからウエハＷの端縁から半径方向に１〜３ｍｍ程度内側にある位置に向けて物理洗浄液としての二流体（ＤＩＷ＋Ｎ_２）または超音波振動水（ＤＩＷ）を吐出する。このとき、純水の液膜の上に二流体または超音波振動水が着水するため、ウエハＷに着水した後、ウエハＷの中心側に向けて純水が飛散することを防止することができる。これによりウエハＷの周縁部よりも内側の部分にウオーターマークおよびこれに由来するパーティクルが生じることを防止することができる。次に（ｄ）次に、通常ノズルである第１表面ノズル４１ａからウエハＷの端縁から半径方向に１〜３ｍｍ程度内側にある位置に向けてリンス液である純水（ＤＩＷ）を吐出する。

＜第３変形実施形態＞
図６に示す変形実施形態では、第１表面ノズル４１ａは物理洗浄ノズルではなく通常のノズルである。第１表面ノズル４１ａには薬液供給機構と純水供給機構が接続されており、第１表面ノズル４１ａから薬液またはリンス液としての純水のいずれかを選択的に供給できるようになっている。第２表面ノズル４２ａは物理洗浄ノズル、つまり二流体ノズルまたは超音波ノズルであり、薬液のミストおよびガスからなる二流体、または超音波振動が付与された薬液（「超音波振動薬液」と呼ぶ）を吐出する。

図６に示す変形実施形態では、（ａ）まず最初に、通常ノズルである第１表面ノズル４１ａからウエハＷの端縁から半径方向に１〜３ｍｍ程度内側にある位置に向けて薬液（ＣＨＭ）を吐出する。（ｂ）次に、物理洗浄ノズルである第２表面ノズル４２ａからウエハＷの端縁から半径方向に０〜３ｍｍ程度内側にある位置に向けて物理的洗浄能力を有する二流体（ＣＨＭ＋Ｎ_２）または超音波振動薬液（ＣＨＭ）を吐出する。工程（ａ）（ｂ）を交互に複数回繰り返して行われる。（ｃ）次に、通常ノズルである第１表面ノズル４１ａからウエハＷの端縁から半径方向に１〜３ｍｍ程度内側にある位置に向けてリンス液である純水（ＤＩＷ）を吐出する。

上記の第１〜第３変形実施形態においては、薬液洗浄工程の後に、物理洗浄工程が実施され、この物理洗浄工程において物理洗浄ノズルから物理的洗浄能力を有する二流体（薬液または純水およびガスからなる）または超音波振動液（薬液または純水からなる）が供給される。

図７（ａ）に示すようにウエハＷの表面に異なる材質の層（ＬＡ，ＬＢ）が形成されており、一種類の薬液に対する各層のエッチングレートが異なる場合、図７（ｂ）に示すように、庇状の段差（鎖線で囲んだ領域を参照）が形成される問題が生じうる。このような庇状の段差は、物理洗浄工程において庇状の段差の位置を狙って二流体または超音波振動液を衝突させることにより、効果的に除去することができる。薬液洗浄工程により庇状の段差の段差が生じる位置は、実験により事前に把握することができる。なお、二流体または超音波振動液を正確に庇状の段差に衝突させるために、ノズルアーム４３（または４４）は、位置の微調整、例えば０．０１ｍｍ単位での位置調整ができるようになっていることが好ましい。

なお、ノズルの吐出口から吐出された二流体または超音波振動液の流れはいずれもミスト（微小液滴）を含んでいる。このミストはウエハＷに着水する前に拡散しやすいので、ミストの一部がウエハＷの中央部に向かって流れ、ウエハＷ表面（デバイス形成面）の中央部に付着するおそれがある。このような事態を防止する方策を講じることが好ましい。

例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すように、物理洗浄ノズル４２ａ（二流体ノズルまたは超音波ノズル）の吐出口４５の近傍にシールド４６または４７を設けてウエハＷ表面の中央部に向かうミストを遮断してもよい。図８（ａ）に示したシールド４６は、吐出口４５のウエハＷ中心ＷＣ側に設けた衝立状のものであり、シールド４６の下端は例えば吐出口４５の０．５〜１．０ｍｍ低い位置に位置させることができる。図８（ｂ）に示したシールド４７は、吐出口４５の周囲を覆う逆さカップ形状のものである。また、図８（ｃ）に示すように、物理洗浄ノズルの吐出口がウエハＷの端縁ＷＥ側を向くように物理洗浄ノズルを傾けて使用することによってもウエハＷ表面の中央部に向かうミストを抑制することができる。

上記実施形態においては、バキュームチャック３１を乾燥させるためのガス供給部が、ＦＦＵ２１およびヒータ６４付きの天板６０により構成され、ＦＦＵ２１から供給された清浄空気が天板６０のガス通路６３を通過するときに加熱された後に、乾燥用ガスとしてバキュームチャック３１に供給された。これにより乾燥が促進され、バキュームチャック３１の洗浄処理の完了までの時間を短縮できる。しかしながらバキュームチャック３１を乾燥させるガス供給部はこれに限定されるものではない。

例えば、ベベル洗浄装置には、ヒータが内蔵されていない天板を有するものもある。例えば、図１１に示すような中央部に大きな穴が形成された天板６０’を有するものである（このような天板は公知である）。図１１の基板処理ユニット１６’おいて天板６０’以外の構成要素は図１に示したものと全て同じである（但しバキュームチャック３１はウエハＷを保持していない）。この場合、バキュームチャック３１および下側ガイド部材５４の表面は、ＦＦＵ２１から下向きに吐出される清浄空気の流れにより乾燥させることができる。ＦＦＵ２１から供給される清浄空気の流量を調整できるのであれば、流量を最大とすることにより、乾燥を促進することができる。なお、バキュームチャック３１のチャック面３１ａについては振り切り乾燥を併用することができる。

また、乾燥工程においてバキュームチャック３１を乾燥させるために、バキュームチャック３１に乾燥用ガスを供給するための専用のノズルを設け、これを乾燥用ガスを供給するためのガス供給部としてもよい。あるいは、バキュームチャック３１により保持されたウエハＷに当該ウエハＷを処理するための処理ガス（例えばウエハ乾燥用の窒素ガス）を供給するノズルがあるならば、これを乾燥用ガスを供給するためのガス供給部として用いてもよい。

Ｗ基板（半導体ウエハ）
２０処理チャンバ
２１，６０乾燥用ガスを供給するガス供給部（ＦＦＵおよびヒータ付き天板）
３１吸着保持部（バキュームチャック）
７０洗浄ユニット
７１ブラシ
７４洗浄液供給部（ブラシの吐出口）

Claims

処理室と、
前記処理室内に設けられ、基板を吸着して保持する吸着保持部と、
前記処理室内に設けられ、前記吸着保持部を洗浄する洗浄ユニットと、
を備え、
前記洗浄ユニットは、前記吸着保持部に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記洗浄液が供給された吸着保持部に当接して前記吸着保持部を洗浄するブラシと、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
前記吸着保持部に乾燥用ガスを供給するガス供給部をさらに備えた、請求項１に記載の基板処理装置。
前記吸着保持部により保持された基板に処理液を供給するノズルをさらに備え、
前記吸着保持部により基板が保持され前記ノズルから基板に処理液が供給されるとき、前記ガス供給部は前記基板を加熱するためのガスを供給し、
前記吸着保持部により基板が保持されておらず前記洗浄液供給部から前記吸着保持部に洗浄液が供給されるとき、前記ガス供給部は前記吸着保持部に乾燥用ガスを供給することを特徴とする、請求項２に記載の基板処理装置。
前記吸着保持部に対して昇降可能であり前記ガス供給部を有する天板をさらに備え、
前記吸着保持部により基板が保持され前記ノズルから基板に処理液が供給されるとき、及び、前記吸着保持部により基板が保持されておらず前記洗浄液供給部から前記吸着保持部に洗浄液が供給されるとき、前記天板は降下していることを特徴とする、請求項３に記載の基板処理装置。
前記洗浄ユニットを制御し、前記吸着保持部が基板を保持していないときに、前記洗浄液供給部によって前記吸着保持部に洗浄液を供給しながら、前記吸着保持部に前記ブラシを当接させた状態で前記ブラシを前記吸着保持部に対して相対的に移動させることにより、前記吸着保持部を洗浄させる制御部をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。
処理内に設けられた吸着保持部により基板を吸着して保持した状態で基板を処理するように構成された基板液処理装置の前記吸着処理部を洗浄する洗浄方法において、
前記処理室内に設けられた洗浄液供給部とブラシとを備えた洗浄ユニットを用い、
前記吸着保持部に洗浄液を供給しながら、前記吸着保持部に前記ブラシを当接させた状態で前記ブラシを前記吸着保持部に対して相対的に移動させることにより、前記吸着保持部を洗浄することを特徴とする洗浄方法。
基板処理装置の制御装置をなすコンピュータにより実行されたときに、前記制御装置が前記基板処理装置を制御して請求項６に記載の基板処理方法を実行させるプログラムが格納された記憶媒体。