JP3876059B2 - 基板処理装置および周辺部材の洗浄方法 - Google Patents
基板処理装置および周辺部材の洗浄方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）用ガラス基板などの各種の被処理基板に対して、枚葉あるいは複数枚一括で、処理を施すための基板処理装置に関する。また、本発明は、基板を保持する基板保持手段の周辺に配置される周辺部材を洗浄する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハ（以下単に「ウエハ」という。）に対して種々の処理を施すための基板処理装置が用いられる。基板処理装置には、ウエハを洗浄するための洗浄装置や、ウエハの表面にレジスト液などを均一に塗布するためのスピンコータなどがある。
【０００３】
この種の基板処理装置は、処理カップ内に、ウエハを保持して回転させるためのスピンチャックと、このスピンチャックによって回転されるウエハに対して処理液（薬液または純水）を供給する処理液ノズルとを有している。処理ノズルから薬液をウエハに供給する場合には、ウエハの構成物質と薬液とが反応してできる反応生成物が生成され、この反応生成物は、スピンチャックの回転により、周辺に飛散する。この飛散した反応生成物は、処理カップなどの周辺部材の表面に付着する。また、ウエハに供給される処理液がレジスト液等の高粘度の薬液である場合にも、その粘度の高さのために、飛散したレジスト液は処理カップなどの周辺部材の表面に付着する。
【０００４】
また、薬液を使わない場合であっても、基板処理装置が配置される空間の雰囲気中の有機物が処理カップに付着することを防止することはできず、反応生成物や高粘度の薬液以外の汚染物質も処理カップに付着することになる。
処理カップなどの周辺部材に付着した反応生成物、高粘度の薬液、または有機物等の汚染物質は、スピンチャックから飛散する処理液などの飛散物がその周辺部材に当たって跳ね返るときに、ウエハの表面に運ばれて、ウエハ表面に再付着するおそれがある。この再付着した汚染物質は、パーティクルとなり、ウエハを汚染して、半導体装置の歩留まりを低下させる。
【０００５】
このような不具合を防止するために、従来から、処理カップ内に洗浄用ノズルを設け、この洗浄用ノズルから処理カップなど周辺部材の内壁面に向けて、純水を吹き付けることにより、処理カップの洗浄が図られている。
しかし、この従来技術では、水溶性の汚染物質の除去は可能であるが、たとえば、エッチング液とウエハの構成物質との反応生成物、レジスト液、または有機物からなる汚染物質は、水には溶けにくいから、洗浄効果が充分であるとは言えない。そのため、周辺部材の表面には、汚染物質が蓄積されていくことになり、上述の不具合を防止することが困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材の洗浄を良好に行える構成を備えた基板処理装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材の洗浄を良好に行うことができる洗浄方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材と、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して洗浄液としての純水を供給する洗浄液供給手段と、上記周辺部材に付着している、水に対して不溶性の汚染物質を上記洗浄液供給手段から供給される洗浄液によって洗浄可能な物質に化学変化させるための洗浄補助液であって、基板を処理するための薬液と同じ種類の薬液からなる洗浄補助液を、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に供給する洗浄補助液供給手段と、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して、上記洗浄補助液供給手段から洗浄補助液を供給させ、次に、上記洗浄液供給手段から洗浄液を供給させる制御部とを含むことを特徴とする基板処理装置である。
【０００８】
上記の構成によれば、まず、基板処理用の薬液と同種の薬液からなる洗浄補助液によって、水に対して不溶性の汚染物質が化学変化させられ、洗浄液としての純水による洗浄が可能な物質とされる。そのうえで、洗浄液としての純水によって周辺部材を洗浄すれば、周辺部材に付着した汚染物質を効果的に取り除くことができる。これにより、汚染物質の基板への再付着を防止できるので、基板を高品位に処理できる。
請求項２記載の発明は、上記周辺部材は、移動可能に設けられており、この周辺部材を移動させる駆動手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によれば、周辺部材を移動させることによって、周辺部材の表面を隈無く均一に洗浄できる。
請求項３記載の発明は、基板保持手段の周辺に、移動可能に設けられた周辺部材と、
この周辺部材を移動させる駆動手段と、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して洗浄液としての純水を供給する洗浄液供給手段と、上記周辺部材に付着している、水に対して不溶性の汚染物質を上記洗浄液供給手段から供給される洗浄液によって洗浄可能な物質に化学変化させるための洗浄補助液を、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に供給する洗浄補助液供給手段と、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して、上記洗浄補助液供給手段から洗浄補助液を供給させ、次に、上記洗浄液供給手段から洗浄液を供給させるとともに、上記洗浄補助液供給手段が前記周辺部材に洗浄補助液を供給しているときに、上記駆動手段を制御して上記周辺部材を移動させ、上記洗浄補助液により上記周辺部材の表面を走査させる制御部とを含むことを特徴とする基板処理装置である。
請求項４記載の発明は、上記洗浄補助液供給手段は、基板処理用の薬液と同じ種類の薬液を基板処理用の処理液ノズルから吐出させるものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置である。
【０００９】
なお、周辺部材は、たとえば、基板を保持して回転させるスピンチャックの周辺に設けられた部材であってもよいし、基板が浸漬または収容される処理槽やその処理槽を閉塞する蓋部材であってもよい。
また、洗浄補助液は、汚染物質を洗浄液としての純水に可溶な物質に変化させるものであってもよいし、洗浄液としての純水により洗い流すことができる流動性の物質に変化させるものであってもよい。
【００１０】
請求項５記載の発明は、上記洗浄補助液は、上記周辺部材に付着した汚染物質を水溶性の物質に変化させることができる液体を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置である。
この構成によれば、汚染物質が水溶性の物質に変化させられるので、洗浄液としての純水を用いて汚染物質を洗浄することができる。
【００１１】
たとえば、洗浄補助液として、フッ酸を用いれば、Ｈ2 ＳｉＯ3 （ケイ酸）やＳｉＯ2 などの水に溶けない物質をＨ2 ＳｉＦ6 （フルオロケイ酸）などの水溶性の物質に変化させることができるので、基板の酸化物汚染を防止できる。
また、洗浄補助液として塩酸を用いれば、鉄、ニッケル、亜鉛、銅、アルミニウムなどの金属をＡＣｌ（金属塩化物。Ａは、金属元素を表す。）などの水溶性の物質に変化させることができるので、基板の金属汚染を防止できる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、上記洗浄補助液は、上記周辺部材に付着した有機物を分解することができる液体を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置である。
たとえば、洗浄補助液としてオゾン水や過酸化水素水を用いれば、有機物を分解することができるので、基板の有機物汚染を防止できる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、上記基板保持手段は、基板を保持した状態で回転するスピンチャックであり、上記周辺部材は、このスピンチャックからの飛散物が付着する位置に配設された部材を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置である。
この構成によれば、スピンチャックの回転により、スピンチャックからの飛散物が周辺部材に付着することになるが、この付着物は、洗浄補助液および洗浄液を用いることによって、効果的に除去できる。そのため、周辺部材に付着した汚染物質が、スピンチャックからの飛散物により飛ばされて基板に再付着するなどといった不具合を防止できる。
【００１４】
また、スピンチャックの付近に洗浄補助液や洗浄液を供給すれば、スピンチャックの回転によって、それらを周辺部材に向けて効率よく飛散させることができる。
請求項８記載の発明は、上記周辺部材は、上記スピンチャックを取り囲むように設けられた基板周囲部材を含み、上記洗浄補助液供給手段および洗浄液供給手段は、この基板周囲部材に洗浄補助液および洗浄液を、それぞれ供給可能であることを特徴とする請求項７記載の基板処理装置である。
【００１５】
この場合、基板周囲部材は、たとえば、基板保持部材が収容される処理カップや、基板保持部材からの飛散物（処理液など）を受けるためのスプラッシュガードであってもよい。
請求項９記載の発明は、上記周辺部材は、上記スピンチャックに保持された基板の上面に対向する対向面を有する遮蔽板を含み、上記洗浄補助液供給手段および洗浄液供給手段は、この遮蔽板の対向面に洗浄補助液および洗浄液をそれぞれ供給可能であることを特徴とする請求項７または８に記載の基板処理装置である。
【００１６】
この構成によれば、遮蔽板を洗浄することができるので、この遮蔽板から基板上への汚染物質の落下を防止できる。
また、スピンチャックの回転軸を挿通する処理液ノズルを設けた場合、この処理液ノズルから洗浄補助液や洗浄液を吐出させることにより、遮蔽板を洗浄できる。すなわち、基板に処理液を供給するための処理液ノズルを、洗浄補助液供給手段や洗浄液供給手段と兼用できる。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、上記スピンチャックが回転する回転軸とほぼ平行な回転軸を中心に、上記遮蔽板を回転させる遮蔽板回転駆動部をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の基板処理装置である。
この構成によれば、遮蔽板の回転により、この遮蔽板に付着した液体を遠心力により振り切ることができる。これにより、基板への液滴の落下を防止できる。
【００１８】
また、遮蔽板により、洗浄補助液や洗浄液が基板周囲部材に効率的に導かれるので、基板周囲部材を効率よく洗浄できる。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、基板を保持する基板保持手段の周辺に設けられ、水に対して不溶性の汚染物質が付着した周辺部材に対して、基板保持手段に基板が保持されていない期間に、基板を処理するための薬液と同じ種類の薬液からなる洗浄補助液を供給することによって、上記汚染物質を洗浄液としての純水による洗浄が可能な物質に化学変化させ、その後、上記基板保持手段に基板が保持されていない期間に、上記周辺部材に対して上記洗浄液としての純水を供給することによって、上記洗浄液による洗浄が可能な物質に化学変化した上記汚染物質を洗浄することを特徴とする周辺部材の洗浄方法である。
【００２０】
この発明によれば、請求項１記載の発明と同様な効果を得ることができる。
請求項１２記載の発明は、基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材と、この周辺部材に付着している、水に対して不溶性の汚染物質を流動性の物質に化学変化させるための洗浄補助液を、基板保持手段に基板が保持されていない期間に上記周辺部材に供給する洗浄補助液供給手段とを含み、上記洗浄補助液が酸化性の薬液であることを特徴とする基板処理装置である。
請求項１３記載の発明は、上記洗浄補助液供給手段は、基板処理用の処理液ノズルから洗浄補助液を吐出させるものであることを特徴とする請求項１２記載の基板処理装置である。
【００２１】
また、請求項１４記載の発明は、基板を保持する基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材に対して、上記基板保持手段に基板が保持されていない期間に、上記周辺部材に付着した、水に対して不溶性の汚染物質を流動性の物質に化学変化させるための酸化性の薬液である洗浄補助液を供給することを特徴とする周辺部材の洗浄方法である。
これらの発明によれば、洗浄補助液によって汚染物質を流動性の物質に化学変化させることができるので、汚染物質を効果的に除去することができる。
【００２２】
流動性の物質は、たとえば、炭酸ガスなどの気体であってもよいし、液体であってもよい。汚染物質が気体に変化する場合には、その後に、洗浄液によって周辺部材を洗浄する必要はない。汚染物質が、液体に変化する場合には、必要に応じて、洗浄液によってその液体を洗浄してもよい。
請求項１５記載の発明は、上記洗浄補助液は、基板処理用の処理液ノズルから吐出されることを特徴とする請求項１４記載の周辺部材の洗浄方法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。この基板処理装置は、被処理基板としてのウエハＷを回転しながら、洗浄するための装置である。
【００２４】
この基板処理装置、ウエハＷを水平に保持し、その保持したウエハＷの中心を通る鉛直軸まわりに高速に回転するスピンチャック１と、このスピンチャック１を取り囲むように設けられた円筒状の処理カップ２とを備えている。
スピンチャック１は、モータＭ１からの回転力が、プーリ２１，２２，およびベルト２３を介して伝達される中空の回転軸１１と、この回転軸１１の上端に固定された円板状のスピンベース１２と、このスピンベース１２の周縁部において周方向に間隔を開けて立設された複数の把持ピン１３とを有している。処理カップ２の底面部は、中央部が盛り上がっていて、その下面側には、モータＭ１などを収容した収容空間３が形成されている。
【００２５】
回転軸１１には、処理液供給管５が挿通しており、この処理液供給管３の先端部は、ウエハＷの下面中央に向けて処理液（薬液や純水）を供給するための下処理ノズルＮＬをなしている。処理液供給管５には、薬液供給弁６を介して薬液（フッ酸、硫酸、塩酸、硝酸、燐酸、酢酸、アンモニアまたは過酸化水素水など）を供給でき、また、純水供給弁７を介して純水を供給することができるようになっている。したがって、薬液供給弁６および純水供給弁７を開閉することにより、ウエハＷの下面に薬液や純水を選択的に供給することができる。
【００２６】
スピンチャック１の側方には、このスピンチャック１を取り囲むように、スプラッシュガード８が設けられている。このスプラッシュガード８は、スピンチャック１に保持されたウエハＷの中心を通る鉛直線に関してほぼ回転対称な形状を有している。そして、このスプラッシュガード８は、エアシリンダなどを含む昇降駆動機構１０（駆動手段）によって昇降される支持部材９により支持されて、上下動されるようになっている。スピンチャック１と図示しない搬送ロボットとの間でウエハＷの受け渡しをする際には、スプラッシュガード８は、その上端縁が、スピンチャック１におけるウエハ保持高さよりも低くなるように、退避高さに下降される。そして、スピンチャック１を回転させて、ウエハＷに処理を施すときには、スピンチャック１から飛散する処理液を受けることができる処理高さ（図１に示す高さ）に上昇させられる。
【００２７】
スピンチャック１の上方には、ウエハＷの上面に臨む水平な対向面１５ａを有する円板状の遮蔽板１５が設けられている。この遮蔽板１５は、昇降駆動機構２０によって上下動されるようになっており、ウエハＷの表面に近接した下降位置（図１に示す位置）において、ウエハＷの上面の空間を制限する働きを有している。
【００２８】
遮蔽板１５の中央付近からは、上方に向けて、中空の回転軸１６が一体的に形成されており、この回転軸１６の内部の空洞は、不活性ガスとしてのＮ2 ガスをウエハＷの上面に導くための、ガス供給路１７を形成している。このガス供給路１７には、ガス供給弁１８を介して、Ｎ2 ガスを供給できるようになっている。ガス供給路１７には、また、ウエハＷの上面に供給すべき処理液（薬液または純水）を導く処理液供給管２５が挿通しており、この処理液供給管２５の先端（下端）は、ウエハＷの上面の中央に処理液を供給するための上処理液ノズルＮＵを形成している。処理液供給管２５には、薬液供給弁２６を介して薬液を供給することができ、また、純水供給弁２７を介して純水を供給することができるようになっている。
【００２９】
回転軸１６に関連して、中空モータＭ２（遮蔽板回転駆動部）が配置されており、この中空モータＭ２によって回転軸１６が回転される。
図２は、上記の基板処理装置の一部の電気的構成を示すブロック図である。この基板処理装置は、各部の制御のための制御部３０を備えている。制御部３０は、たとえば、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有している。そして、ＲＯＭに記憶されているか、またはハードディスク装置などの記録媒体からＲＡＭにロードされたプログラムに基づいて、基板処理装置の各部の動作を制御する。
【００３０】
この制御部３０は、処理液供給管５に接続された薬液供給弁６および純水供給弁７、処理液供給管２５に接続された薬液供給弁２６および純水供給弁２７、ならびにガス供給路１７に接続されたガス供給弁１８の開閉制御を行う。また、制御部３０は、スピンチャック１に回転力を与えるモータＭ１、遮蔽板１５を回転させるための中空モータＭ２、スプラッシュガード８を上下動させるための昇降駆動機構１０、および遮蔽板１５を上下動させるための昇降駆動機構２０の動作を制御する。
【００３１】
ウエハＷの洗浄を行う際には、制御部３０は、スピンチャック１に図外の搬送ロボットからウエハＷが受け渡された後、昇降駆動機構１０を制御してスプラッシュガード８を処理高さに導き、そして、モータＭ１を付勢して、スピンチャック１を回転させる。
さらに制御部３０は、薬液供給弁６，２６を開成して、ウエハＷの上面および下面に薬液を供給してウエハＷの表面に対して薬液洗浄処理を施す。その後、制御部３０は、薬液供給弁６，２６を閉じ、純水供給弁７，２７を開成して、ウエハＷの上面および下面に純水を供給する。これにより、ウエハＷの表面の薬液が洗い流される。
【００３２】
その後、制御部３０は、純水供給弁７，２７を閉じ、ガス供給弁１８を開成する。少なくともこのガス供給弁１８が開成されるときまでに、遮蔽板１５は、ウエハＷの近傍の高さまで下降されている。よって、ガス供給弁１８からのガスの供給により、ウエハＷの表面は、不活性ガス雰囲気中で、速やかに水切り乾燥が行われる。ウエハＷの周囲を不活性ガス雰囲気としていることにより、空気中の酸素とウエハＷの構成物質であるケイ素との反応に起因するウォータマークの発生が防止される。また、スピンチャック１の高速回転による水切り乾燥中は、遮蔽板１５も中空モータＭ２によって回転駆動され、これにより、遮蔽板１５の対向面１５ａに付着した水滴は、遠心力によって速やかに排除される。したがって、遮蔽板１５から水滴がウエハＷに落下することがない。
【００３３】
たとえば、ウエハＷの表面の不要なシリコン酸化膜を除去する場合には、薬液としてフッ酸が用いられる。この場合、洗浄に伴う化学反応により、Ｈ2 ＳｉＦ6 などの水溶性の反応生成物の他、Ｈ2 ＳｉＯ3 等のケイ酸やＳｉＯ2 などのように、純水に対して不溶性の反応生成物が生じる。また、Ｈ2 ＳｉＦ6 などの水に溶解する反応生成物も、さらに酸化されれば、Ｈ2 ＳｉＯ3 やＳｉＯ2 などの水に対して不溶性の物質に変化する。
【００３４】
これらの反応生成物は、処理カップ２、スプラッシュガード８および遮蔽板１５などのスピンチャック１の周辺部材に付着して蓄積され、そのまま残されれば結晶化することになる。
そこで、上記の反応生成物に代表される汚染物質を除去するために、この実施形態においては、ウエハＷがスピンチャック１に保持されていない期間、たとえば、１ロットのウエハに対する処理前や処理後またはメンテナンス時には、制御部３０は、必要に応じて、スプラッシュガード８や処理カップ２に付着した汚染物質を除去するための周辺部材洗浄処理を実行する。
【００３５】
具体的には、制御部３０は、モータＭ１を付勢してスピンチャック１を回転させるとともに、昇降駆動機構２０を制御して遮蔽板１５を下降位置に制御し、さらに、中空モータＭ２を付勢して、遮蔽板１５を回転させる。
この状態で、制御部３０は、薬液供給弁６，２６を開成して、上下の処理液ノズルＮＵ，ＮＬから薬液を吐出させる。すなわち、フッ酸を用いてウエハＷの表面のシリコン酸化膜を除去するための洗浄処理を行った後には、フッ酸が洗浄補助液として処理液ノズルＮＵ，ＮＬから吐出される。つまり、この場合、処理液ノズルＮＵ，ＮＬは、洗浄補助液供給手段として機能している。
【００３６】
処理液ノズルＮＵ，ＮＬからそれそれ吐出された薬液は、スピンチャック１のスピンベース１２と遮蔽板１５との中間位置付近で衝突し、周囲に飛散する。この飛散した薬液は、一部は、遮蔽板１５の対向面１５ａに付着し、また一部は、スピンベース１２などに付着し、さらに一部は、把持ピン１３などに付着し、残りの部分は、遮蔽板１５とスピンベース１２との間の空間を通って、周囲に飛び出し、スプラッシュガード８の内表面に衝突する。また、遮蔽板１５およびスピンベース１２はいずれも回転駆動されているので、これらの表面に付着した薬液もまた、遠心力によって、結局は、周囲に飛び出し、スプラッシュガード８の内表面に衝突することになる。
【００３７】
スプラッシュガード８の内表面に衝突した薬液は、さらに、飛び散って処理カップ２の内表面にスプレーされた後に、この処理カップ２の底面に導かれる。そして、排液配管１９を通って廃棄または回収される。
このようにして、遮蔽板１５、スピンベース１２、把持ピン１３、スプラッシュガード８および処理カップ２の各表面にフッ酸を供給すると、これらの表面のＨ2 ＳｉＯ3 やＳｉＯ2 などの物質は、揮発性のＳｉＦ4 や水溶性のＨ2 ＳｉＦ6 （フルオロケイ酸）などに化学変化する。
【００３８】
そこで、次に、制御部３０は、薬液供給弁６，２６を閉じ、純水供給弁７，２７を開成する。これにより、処理液ノズルＮＵ，ＮＬから吐出された純水は、薬液の場合と同じく、遮蔽板１５、スピンベース１２、把持ピン１３、スプラッシュガード８および処理カップ２の表面に供給される。これにより、これらの表面に存在する水溶性の物質は、洗い流されて、排液配管１９を通って廃棄される。この場合、処理液ノズルＮＵ，ＮＬは、洗浄液としての純水を供給する洗浄水供給手段として機能することになる。
【００３９】
その後は、制御部３０は、純水供給弁７，２７を閉じ、必要に応じてモータＭ１および中空モータＭ２の回転を継続してスピンチャック１および遮蔽板１５の水切り乾燥をした後、モータＭ１，Ｍ２を停止する。こうして、周辺部材の洗浄が達成される。
なお、周辺部材洗浄処理中において、薬液や純水が処理液ノズルＮＵ，ＮＬから吐出されている期間に、昇降駆動機構１０を制御して、スプラッシュガード８を上下動させるようにしてもよい。これにより、遮蔽板１５とスピンベース１２との間を通って導かれる薬液または純水により、スプラッシュガード８の内面を走査できるので、スプラッシュガード８の内面の全域を均一に洗浄することができる。また、処理カップ２への跳ね返りの態様が変化するから、処理カップ２の内面の洗浄効果も併せて改善される。
【００４０】
以上のようにこの実施形態によれば、洗浄補助液としてのフッ酸を周辺部材に供給して汚染物質を水に可溶な物質に化学変化させ、その上で周辺部材を水洗いするようにしている。そのため、汚染物質を効果的に除去することができ、これにより、汚染物質のウエハＷへの再付着を防止できる。
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態の説明では、上述の図１および図２を再び参照する。
【００４１】
この第２の実施形態では、スピンチャック１の周辺の周辺部材の表面の金属汚染の除去が図られる。金属汚染は、ウエハＷの表面に形成された金属膜（たとえば、鉄、ニッケル、亜鉛、銅、アルミニウムなど）から生じる場合もあり、また、処理用の薬液中に含まれる金属イオンが周辺部材に付着して生じる場合もある。たとえば、ウエハＷの表面の金属汚染を除去するために、薬液として、処理液ノズルＮＵ，ＮＬから塩酸を供給するとすると、周辺部材には、除去された金属、金属塩（ＦｅＣｌx など）および金属酸化物などの金属汚染物質が付着する。また、一度使用された塩酸を回収して再利用する場合には、再利用される塩酸中には金属イオンが含まれているから、この金属イオンが周辺部材の金属汚染源となる場合もある。
【００４２】
そこで、この実施形態においては、スピンチャック１にウエハＷが保持されていない期間に、上記の金属汚染物質を周辺部材から除去するための周辺部材洗浄処理が行われる。すなわち、洗浄補助液として、処理液ノズルＮＵ，ＮＬから、塩酸が供給される。その他の動作は、第１の実施形態における周辺部材洗浄処理と同様である。したがって、遮蔽板１５、スピンベース１２、把持ピン１３、スプラッシュガード８および処理カップ２などの周辺部材に、塩酸が供給され、これらの表面の金属汚染物質が溶解させられる。
【００４３】
その後、処理液ノズルＮＵ，ＮＬから純水が供給されることにより、溶解した金属汚染物質が洗い流されて除去されることになる。
なお、ウエハＷの表面の金属汚染の除去には、フッ酸やアンモニア過水が用いられる場合がある。この場合に、洗浄補助液として塩酸を用いるのであれば、図１において二点鎖線で示すように、洗浄補助液用弁４１，４２を介して処理液供給管５，２５にウエハＷの処理用の薬液とは異なる種類の洗浄補助液を供給できるようにしておけばよい。これにより、制御部３０が、周辺部材洗浄処理時において、洗浄補助液用弁４１，４２を開成することにより、ウエハＷの処理時とは異なる種類の洗浄補助液を用いて、汚染物質を溶解させることができる。
【００４４】
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。
この実施形態では、周辺部材に付着した有機物汚染の除去が図られる。周辺部材の有機物汚染は、周辺部材が大気にさらされる以上は避けることができない。たとえば、基板処理装置は、通常、クリーンルーム内に設置されて用いられるが、クリーンルーム内に作業員が入り込めば、作業員の身体から生じる有機物による汚染は避けることができない。また、クリーンルームには、外気がフィルタに通されたうえで導入されるが、ガス状の有機物はフィルタによっては除去できないから、クリーンルーム内に入り込むことになる。さらには、ウエハＷの処理の残渣中に、有機物が含まれている場合もある。
【００４５】
これらの有機物汚染は、たとえば、オゾン水（超純水にオゾンを溶かし込んだ液体）や過酸化水素水などの酸化性の薬液を洗浄補助液として用いることにより、除去できる。
そこで、制御部３０は、スピンチャック１にウエハＷが保持されていない期間に、第１および第２実施形態に関連して説明した場合と同様に、周辺部材洗浄処理を実行する。この場合に、制御部３０は、洗浄補助液供給弁４１，４２を開成し、オゾン水や過酸化水素水などの洗浄補助液を処理液ノズルＮＵ，ＮＬから吐出させる。これにより、遮蔽板１５、スピンベース１２、把持ピン１３、スプラッシュガード８および処理カップ２などの周辺部材に洗浄補助液が供給され、これらに付着している有機物汚染物質が炭酸ガスに化学変化する。これにより、有機物汚染を除去することができる。
【００４６】
この後、洗浄補助液を除去する目的で処理液ノズルＮＵ，ＮＬから純水を吐出させるようにしてもよいが、この実施形態では汚染物質は炭酸ガスとなって除去されるので、この純水の吐出は必ずしも必要ではない。
この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明が他の形態で実施し得ることはいうまでもない。たとえば、上記の第１の実施形態において、不要なシリコン酸化膜を除去するためにフッ酸を用いているが、バッファドフッ酸を代わりに用いてもよい。
【００４７】
また、上記の実施形態では、１ロットのウエハの処理の前もしくは後またはメンテナンス時に周辺部材洗浄処理を行うこととしているが、たとえば、１枚のウエハＷの処理後または処理前に、周辺部材洗浄処理を行うようにしてもよい。たとえば、薬液や純水によるウエハＷの処理後すみやかに周辺部材洗浄処理を実行することにより、薬液に起因する汚染物質が周辺部材に強固に付着するよりも前に、この汚染物質を除去することができるので、周辺部材の清浄度をさらに向上させることができる。
【００４８】
また、上述の実施形態では、ウエハＷを１枚ずつ処理する枚葉型基板処理装置を例に挙げたが、この発明は、複数枚（たとえば２５枚ないし５０枚）のウエハを一括して処理するバッチ式基板処理装置に対しても適用可能である。この場合、複数枚のウエハが一括して浸漬または収容される処理槽や、その処理槽を閉塞するための蓋部材等が典型的な周辺部材となる。そこで、この処理槽の側壁面に、スプレーノズルを設け、このスプレーノズルから、洗浄補助液や洗浄液（純水など）を処理槽の内表面に向けて吐出するようにすればよい。また、蓋部材の近傍にスプレーノズルを設け、蓋部材に向けて洗浄補助液や洗浄液（純水など）を吐出するようにすれば良い。
【００４９】
さらに、上述の実施形態においては、ウエハＷを処理するための処理液ノズルＮＵ，ＮＬが洗浄補助液供給手段および洗浄液供給手段を兼ねているが、たとえば、スピンチャック１のスピンベース１２の下面や処理カップ２またはスプラッシュガード８の内壁面に向けて、洗浄補助液や洗浄液を供給するための専用のノズルを処理液ノズルＮＵ，ＮＬとは別に設けてもよい。
【００５０】
さらに、上述の実施形態においては、ウエハの洗浄を行う装置を例にとったが、この発明は、液晶表示装置用ガラス基板などの他の任意の種類の被処理基板を処理する装置に適用できる。また、処理の種類も洗浄に限定されるものではなく、たとえば、レジストの塗布、現像処理または剥膜処理等の処理液を用いて基板に処理を施す装置にも適用することができる。
【００５１】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】上記基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ スピンチャック
２ 処理カップ
５ 処理液供給管
６ 薬液供給弁
７ 純水供給弁
８ スプラッシュガード
１０ 昇降駆動機構
１５ 遮蔽板
１８ ガス供給弁
２０ 昇降駆動機構
２５ 処理液供給管
２６ 薬液供給弁
２７ 純水供給弁
ＮＵ 上処理液ノズル
ＮＬ 下処理液ノズル
Ｍ１ モータ
Ｍ２ 中空モータ
３０ 制御部
４１ 洗浄補助液用弁
４２ 洗浄補助液用弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）用ガラス基板などの各種の被処理基板に対して、枚葉あるいは複数枚一括で、処理を施すための基板処理装置に関する。また、本発明は、基板を保持する基板保持手段の周辺に配置される周辺部材を洗浄する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハ（以下単に「ウエハ」という。）に対して種々の処理を施すための基板処理装置が用いられる。基板処理装置には、ウエハを洗浄するための洗浄装置や、ウエハの表面にレジスト液などを均一に塗布するためのスピンコータなどがある。
【０００３】
この種の基板処理装置は、処理カップ内に、ウエハを保持して回転させるためのスピンチャックと、このスピンチャックによって回転されるウエハに対して処理液（薬液または純水）を供給する処理液ノズルとを有している。処理ノズルから薬液をウエハに供給する場合には、ウエハの構成物質と薬液とが反応してできる反応生成物が生成され、この反応生成物は、スピンチャックの回転により、周辺に飛散する。この飛散した反応生成物は、処理カップなどの周辺部材の表面に付着する。また、ウエハに供給される処理液がレジスト液等の高粘度の薬液である場合にも、その粘度の高さのために、飛散したレジスト液は処理カップなどの周辺部材の表面に付着する。
【０００４】
また、薬液を使わない場合であっても、基板処理装置が配置される空間の雰囲気中の有機物が処理カップに付着することを防止することはできず、反応生成物や高粘度の薬液以外の汚染物質も処理カップに付着することになる。
処理カップなどの周辺部材に付着した反応生成物、高粘度の薬液、または有機物等の汚染物質は、スピンチャックから飛散する処理液などの飛散物がその周辺部材に当たって跳ね返るときに、ウエハの表面に運ばれて、ウエハ表面に再付着するおそれがある。この再付着した汚染物質は、パーティクルとなり、ウエハを汚染して、半導体装置の歩留まりを低下させる。
【０００５】
このような不具合を防止するために、従来から、処理カップ内に洗浄用ノズルを設け、この洗浄用ノズルから処理カップなど周辺部材の内壁面に向けて、純水を吹き付けることにより、処理カップの洗浄が図られている。
しかし、この従来技術では、水溶性の汚染物質の除去は可能であるが、たとえば、エッチング液とウエハの構成物質との反応生成物、レジスト液、または有機物からなる汚染物質は、水には溶けにくいから、洗浄効果が充分であるとは言えない。そのため、周辺部材の表面には、汚染物質が蓄積されていくことになり、上述の不具合を防止することが困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材の洗浄を良好に行える構成を備えた基板処理装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材の洗浄を良好に行うことができる洗浄方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材と、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して洗浄液としての純水を供給する洗浄液供給手段と、上記周辺部材に付着している、水に対して不溶性の汚染物質を上記洗浄液供給手段から供給される洗浄液によって洗浄可能な物質に化学変化させるための洗浄補助液であって、基板を処理するための薬液と同じ種類の薬液からなる洗浄補助液を、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に供給する洗浄補助液供給手段と、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して、上記洗浄補助液供給手段から洗浄補助液を供給させ、次に、上記洗浄液供給手段から洗浄液を供給させる制御部とを含むことを特徴とする基板処理装置である。
【０００８】
上記の構成によれば、まず、基板処理用の薬液と同種の薬液からなる洗浄補助液によって、水に対して不溶性の汚染物質が化学変化させられ、洗浄液としての純水による洗浄が可能な物質とされる。そのうえで、洗浄液としての純水によって周辺部材を洗浄すれば、周辺部材に付着した汚染物質を効果的に取り除くことができる。これにより、汚染物質の基板への再付着を防止できるので、基板を高品位に処理できる。
請求項２記載の発明は、上記周辺部材は、移動可能に設けられており、この周辺部材を移動させる駆動手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によれば、周辺部材を移動させることによって、周辺部材の表面を隈無く均一に洗浄できる。
請求項３記載の発明は、基板保持手段の周辺に、移動可能に設けられた周辺部材と、
この周辺部材を移動させる駆動手段と、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して洗浄液としての純水を供給する洗浄液供給手段と、上記周辺部材に付着している、水に対して不溶性の汚染物質を上記洗浄液供給手段から供給される洗浄液によって洗浄可能な物質に化学変化させるための洗浄補助液を、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に供給する洗浄補助液供給手段と、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して、上記洗浄補助液供給手段から洗浄補助液を供給させ、次に、上記洗浄液供給手段から洗浄液を供給させるとともに、上記洗浄補助液供給手段が前記周辺部材に洗浄補助液を供給しているときに、上記駆動手段を制御して上記周辺部材を移動させ、上記洗浄補助液により上記周辺部材の表面を走査させる制御部とを含むことを特徴とする基板処理装置である。
請求項４記載の発明は、上記洗浄補助液供給手段は、基板処理用の薬液と同じ種類の薬液を基板処理用の処理液ノズルから吐出させるものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置である。
【０００９】
なお、周辺部材は、たとえば、基板を保持して回転させるスピンチャックの周辺に設けられた部材であってもよいし、基板が浸漬または収容される処理槽やその処理槽を閉塞する蓋部材であってもよい。
また、洗浄補助液は、汚染物質を洗浄液としての純水に可溶な物質に変化させるものであってもよいし、洗浄液としての純水により洗い流すことができる流動性の物質に変化させるものであってもよい。
【００１０】
請求項５記載の発明は、上記洗浄補助液は、上記周辺部材に付着した汚染物質を水溶性の物質に変化させることができる液体を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置である。
この構成によれば、汚染物質が水溶性の物質に変化させられるので、洗浄液としての純水を用いて汚染物質を洗浄することができる。
【００１１】
たとえば、洗浄補助液として、フッ酸を用いれば、Ｈ2 ＳｉＯ3 （ケイ酸）やＳｉＯ2 などの水に溶けない物質をＨ2 ＳｉＦ6 （フルオロケイ酸）などの水溶性の物質に変化させることができるので、基板の酸化物汚染を防止できる。
また、洗浄補助液として塩酸を用いれば、鉄、ニッケル、亜鉛、銅、アルミニウムなどの金属をＡＣｌ（金属塩化物。Ａは、金属元素を表す。）などの水溶性の物質に変化させることができるので、基板の金属汚染を防止できる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、上記洗浄補助液は、上記周辺部材に付着した有機物を分解することができる液体を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置である。
たとえば、洗浄補助液としてオゾン水や過酸化水素水を用いれば、有機物を分解することができるので、基板の有機物汚染を防止できる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、上記基板保持手段は、基板を保持した状態で回転するスピンチャックであり、上記周辺部材は、このスピンチャックからの飛散物が付着する位置に配設された部材を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置である。
この構成によれば、スピンチャックの回転により、スピンチャックからの飛散物が周辺部材に付着することになるが、この付着物は、洗浄補助液および洗浄液を用いることによって、効果的に除去できる。そのため、周辺部材に付着した汚染物質が、スピンチャックからの飛散物により飛ばされて基板に再付着するなどといった不具合を防止できる。
【００１４】
また、スピンチャックの付近に洗浄補助液や洗浄液を供給すれば、スピンチャックの回転によって、それらを周辺部材に向けて効率よく飛散させることができる。
請求項８記載の発明は、上記周辺部材は、上記スピンチャックを取り囲むように設けられた基板周囲部材を含み、上記洗浄補助液供給手段および洗浄液供給手段は、この基板周囲部材に洗浄補助液および洗浄液を、それぞれ供給可能であることを特徴とする請求項７記載の基板処理装置である。
【００１５】
この場合、基板周囲部材は、たとえば、基板保持部材が収容される処理カップや、基板保持部材からの飛散物（処理液など）を受けるためのスプラッシュガードであってもよい。
請求項９記載の発明は、上記周辺部材は、上記スピンチャックに保持された基板の上面に対向する対向面を有する遮蔽板を含み、上記洗浄補助液供給手段および洗浄液供給手段は、この遮蔽板の対向面に洗浄補助液および洗浄液をそれぞれ供給可能であることを特徴とする請求項７または８に記載の基板処理装置である。
【００１６】
この構成によれば、遮蔽板を洗浄することができるので、この遮蔽板から基板上への汚染物質の落下を防止できる。
また、スピンチャックの回転軸を挿通する処理液ノズルを設けた場合、この処理液ノズルから洗浄補助液や洗浄液を吐出させることにより、遮蔽板を洗浄できる。すなわち、基板に処理液を供給するための処理液ノズルを、洗浄補助液供給手段や洗浄液供給手段と兼用できる。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、上記スピンチャックが回転する回転軸とほぼ平行な回転軸を中心に、上記遮蔽板を回転させる遮蔽板回転駆動部をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の基板処理装置である。
この構成によれば、遮蔽板の回転により、この遮蔽板に付着した液体を遠心力により振り切ることができる。これにより、基板への液滴の落下を防止できる。
【００１８】
また、遮蔽板により、洗浄補助液や洗浄液が基板周囲部材に効率的に導かれるので、基板周囲部材を効率よく洗浄できる。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、基板を保持する基板保持手段の周辺に設けられ、水に対して不溶性の汚染物質が付着した周辺部材に対して、基板保持手段に基板が保持されていない期間に、基板を処理するための薬液と同じ種類の薬液からなる洗浄補助液を供給することによって、上記汚染物質を洗浄液としての純水による洗浄が可能な物質に化学変化させ、その後、上記基板保持手段に基板が保持されていない期間に、上記周辺部材に対して上記洗浄液としての純水を供給することによって、上記洗浄液による洗浄が可能な物質に化学変化した上記汚染物質を洗浄することを特徴とする周辺部材の洗浄方法である。
【００２０】
この発明によれば、請求項１記載の発明と同様な効果を得ることができる。
請求項１２記載の発明は、基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材と、この周辺部材に付着している、水に対して不溶性の汚染物質を流動性の物質に化学変化させるための洗浄補助液を、基板保持手段に基板が保持されていない期間に上記周辺部材に供給する洗浄補助液供給手段とを含み、上記洗浄補助液が酸化性の薬液であることを特徴とする基板処理装置である。
請求項１３記載の発明は、上記洗浄補助液供給手段は、基板処理用の処理液ノズルから洗浄補助液を吐出させるものであることを特徴とする請求項１２記載の基板処理装置である。
【００２１】
また、請求項１４記載の発明は、基板を保持する基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材に対して、上記基板保持手段に基板が保持されていない期間に、上記周辺部材に付着した、水に対して不溶性の汚染物質を流動性の物質に化学変化させるための酸化性の薬液である洗浄補助液を供給することを特徴とする周辺部材の洗浄方法である。
これらの発明によれば、洗浄補助液によって汚染物質を流動性の物質に化学変化させることができるので、汚染物質を効果的に除去することができる。
【００２２】
流動性の物質は、たとえば、炭酸ガスなどの気体であってもよいし、液体であってもよい。汚染物質が気体に変化する場合には、その後に、洗浄液によって周辺部材を洗浄する必要はない。汚染物質が、液体に変化する場合には、必要に応じて、洗浄液によってその液体を洗浄してもよい。
請求項１５記載の発明は、上記洗浄補助液は、基板処理用の処理液ノズルから吐出されることを特徴とする請求項１４記載の周辺部材の洗浄方法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。この基板処理装置は、被処理基板としてのウエハＷを回転しながら、洗浄するための装置である。
【００２４】
この基板処理装置、ウエハＷを水平に保持し、その保持したウエハＷの中心を通る鉛直軸まわりに高速に回転するスピンチャック１と、このスピンチャック１を取り囲むように設けられた円筒状の処理カップ２とを備えている。
スピンチャック１は、モータＭ１からの回転力が、プーリ２１，２２，およびベルト２３を介して伝達される中空の回転軸１１と、この回転軸１１の上端に固定された円板状のスピンベース１２と、このスピンベース１２の周縁部において周方向に間隔を開けて立設された複数の把持ピン１３とを有している。処理カップ２の底面部は、中央部が盛り上がっていて、その下面側には、モータＭ１などを収容した収容空間３が形成されている。
【００２５】
回転軸１１には、処理液供給管５が挿通しており、この処理液供給管３の先端部は、ウエハＷの下面中央に向けて処理液（薬液や純水）を供給するための下処理ノズルＮＬをなしている。処理液供給管５には、薬液供給弁６を介して薬液（フッ酸、硫酸、塩酸、硝酸、燐酸、酢酸、アンモニアまたは過酸化水素水など）を供給でき、また、純水供給弁７を介して純水を供給することができるようになっている。したがって、薬液供給弁６および純水供給弁７を開閉することにより、ウエハＷの下面に薬液や純水を選択的に供給することができる。
【００２６】
スピンチャック１の側方には、このスピンチャック１を取り囲むように、スプラッシュガード８が設けられている。このスプラッシュガード８は、スピンチャック１に保持されたウエハＷの中心を通る鉛直線に関してほぼ回転対称な形状を有している。そして、このスプラッシュガード８は、エアシリンダなどを含む昇降駆動機構１０（駆動手段）によって昇降される支持部材９により支持されて、上下動されるようになっている。スピンチャック１と図示しない搬送ロボットとの間でウエハＷの受け渡しをする際には、スプラッシュガード８は、その上端縁が、スピンチャック１におけるウエハ保持高さよりも低くなるように、退避高さに下降される。そして、スピンチャック１を回転させて、ウエハＷに処理を施すときには、スピンチャック１から飛散する処理液を受けることができる処理高さ（図１に示す高さ）に上昇させられる。
【００２７】
スピンチャック１の上方には、ウエハＷの上面に臨む水平な対向面１５ａを有する円板状の遮蔽板１５が設けられている。この遮蔽板１５は、昇降駆動機構２０によって上下動されるようになっており、ウエハＷの表面に近接した下降位置（図１に示す位置）において、ウエハＷの上面の空間を制限する働きを有している。
【００２８】
遮蔽板１５の中央付近からは、上方に向けて、中空の回転軸１６が一体的に形成されており、この回転軸１６の内部の空洞は、不活性ガスとしてのＮ2 ガスをウエハＷの上面に導くための、ガス供給路１７を形成している。このガス供給路１７には、ガス供給弁１８を介して、Ｎ2 ガスを供給できるようになっている。ガス供給路１７には、また、ウエハＷの上面に供給すべき処理液（薬液または純水）を導く処理液供給管２５が挿通しており、この処理液供給管２５の先端（下端）は、ウエハＷの上面の中央に処理液を供給するための上処理液ノズルＮＵを形成している。処理液供給管２５には、薬液供給弁２６を介して薬液を供給することができ、また、純水供給弁２７を介して純水を供給することができるようになっている。
【００２９】
回転軸１６に関連して、中空モータＭ２（遮蔽板回転駆動部）が配置されており、この中空モータＭ２によって回転軸１６が回転される。
図２は、上記の基板処理装置の一部の電気的構成を示すブロック図である。この基板処理装置は、各部の制御のための制御部３０を備えている。制御部３０は、たとえば、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有している。そして、ＲＯＭに記憶されているか、またはハードディスク装置などの記録媒体からＲＡＭにロードされたプログラムに基づいて、基板処理装置の各部の動作を制御する。
【００３０】
この制御部３０は、処理液供給管５に接続された薬液供給弁６および純水供給弁７、処理液供給管２５に接続された薬液供給弁２６および純水供給弁２７、ならびにガス供給路１７に接続されたガス供給弁１８の開閉制御を行う。また、制御部３０は、スピンチャック１に回転力を与えるモータＭ１、遮蔽板１５を回転させるための中空モータＭ２、スプラッシュガード８を上下動させるための昇降駆動機構１０、および遮蔽板１５を上下動させるための昇降駆動機構２０の動作を制御する。
【００３１】
ウエハＷの洗浄を行う際には、制御部３０は、スピンチャック１に図外の搬送ロボットからウエハＷが受け渡された後、昇降駆動機構１０を制御してスプラッシュガード８を処理高さに導き、そして、モータＭ１を付勢して、スピンチャック１を回転させる。
さらに制御部３０は、薬液供給弁６，２６を開成して、ウエハＷの上面および下面に薬液を供給してウエハＷの表面に対して薬液洗浄処理を施す。その後、制御部３０は、薬液供給弁６，２６を閉じ、純水供給弁７，２７を開成して、ウエハＷの上面および下面に純水を供給する。これにより、ウエハＷの表面の薬液が洗い流される。
【００３２】
その後、制御部３０は、純水供給弁７，２７を閉じ、ガス供給弁１８を開成する。少なくともこのガス供給弁１８が開成されるときまでに、遮蔽板１５は、ウエハＷの近傍の高さまで下降されている。よって、ガス供給弁１８からのガスの供給により、ウエハＷの表面は、不活性ガス雰囲気中で、速やかに水切り乾燥が行われる。ウエハＷの周囲を不活性ガス雰囲気としていることにより、空気中の酸素とウエハＷの構成物質であるケイ素との反応に起因するウォータマークの発生が防止される。また、スピンチャック１の高速回転による水切り乾燥中は、遮蔽板１５も中空モータＭ２によって回転駆動され、これにより、遮蔽板１５の対向面１５ａに付着した水滴は、遠心力によって速やかに排除される。したがって、遮蔽板１５から水滴がウエハＷに落下することがない。
【００３３】
たとえば、ウエハＷの表面の不要なシリコン酸化膜を除去する場合には、薬液としてフッ酸が用いられる。この場合、洗浄に伴う化学反応により、Ｈ2 ＳｉＦ6 などの水溶性の反応生成物の他、Ｈ2 ＳｉＯ3 等のケイ酸やＳｉＯ2 などのように、純水に対して不溶性の反応生成物が生じる。また、Ｈ2 ＳｉＦ6 などの水に溶解する反応生成物も、さらに酸化されれば、Ｈ2 ＳｉＯ3 やＳｉＯ2 などの水に対して不溶性の物質に変化する。
【００３４】
これらの反応生成物は、処理カップ２、スプラッシュガード８および遮蔽板１５などのスピンチャック１の周辺部材に付着して蓄積され、そのまま残されれば結晶化することになる。
そこで、上記の反応生成物に代表される汚染物質を除去するために、この実施形態においては、ウエハＷがスピンチャック１に保持されていない期間、たとえば、１ロットのウエハに対する処理前や処理後またはメンテナンス時には、制御部３０は、必要に応じて、スプラッシュガード８や処理カップ２に付着した汚染物質を除去するための周辺部材洗浄処理を実行する。
【００３５】
具体的には、制御部３０は、モータＭ１を付勢してスピンチャック１を回転させるとともに、昇降駆動機構２０を制御して遮蔽板１５を下降位置に制御し、さらに、中空モータＭ２を付勢して、遮蔽板１５を回転させる。
この状態で、制御部３０は、薬液供給弁６，２６を開成して、上下の処理液ノズルＮＵ，ＮＬから薬液を吐出させる。すなわち、フッ酸を用いてウエハＷの表面のシリコン酸化膜を除去するための洗浄処理を行った後には、フッ酸が洗浄補助液として処理液ノズルＮＵ，ＮＬから吐出される。つまり、この場合、処理液ノズルＮＵ，ＮＬは、洗浄補助液供給手段として機能している。
【００３６】
処理液ノズルＮＵ，ＮＬからそれそれ吐出された薬液は、スピンチャック１のスピンベース１２と遮蔽板１５との中間位置付近で衝突し、周囲に飛散する。この飛散した薬液は、一部は、遮蔽板１５の対向面１５ａに付着し、また一部は、スピンベース１２などに付着し、さらに一部は、把持ピン１３などに付着し、残りの部分は、遮蔽板１５とスピンベース１２との間の空間を通って、周囲に飛び出し、スプラッシュガード８の内表面に衝突する。また、遮蔽板１５およびスピンベース１２はいずれも回転駆動されているので、これらの表面に付着した薬液もまた、遠心力によって、結局は、周囲に飛び出し、スプラッシュガード８の内表面に衝突することになる。
【００３７】
スプラッシュガード８の内表面に衝突した薬液は、さらに、飛び散って処理カップ２の内表面にスプレーされた後に、この処理カップ２の底面に導かれる。そして、排液配管１９を通って廃棄または回収される。
このようにして、遮蔽板１５、スピンベース１２、把持ピン１３、スプラッシュガード８および処理カップ２の各表面にフッ酸を供給すると、これらの表面のＨ2 ＳｉＯ3 やＳｉＯ2 などの物質は、揮発性のＳｉＦ4 や水溶性のＨ2 ＳｉＦ6 （フルオロケイ酸）などに化学変化する。
【００３８】
そこで、次に、制御部３０は、薬液供給弁６，２６を閉じ、純水供給弁７，２７を開成する。これにより、処理液ノズルＮＵ，ＮＬから吐出された純水は、薬液の場合と同じく、遮蔽板１５、スピンベース１２、把持ピン１３、スプラッシュガード８および処理カップ２の表面に供給される。これにより、これらの表面に存在する水溶性の物質は、洗い流されて、排液配管１９を通って廃棄される。この場合、処理液ノズルＮＵ，ＮＬは、洗浄液としての純水を供給する洗浄水供給手段として機能することになる。
【００３９】
その後は、制御部３０は、純水供給弁７，２７を閉じ、必要に応じてモータＭ１および中空モータＭ２の回転を継続してスピンチャック１および遮蔽板１５の水切り乾燥をした後、モータＭ１，Ｍ２を停止する。こうして、周辺部材の洗浄が達成される。
なお、周辺部材洗浄処理中において、薬液や純水が処理液ノズルＮＵ，ＮＬから吐出されている期間に、昇降駆動機構１０を制御して、スプラッシュガード８を上下動させるようにしてもよい。これにより、遮蔽板１５とスピンベース１２との間を通って導かれる薬液または純水により、スプラッシュガード８の内面を走査できるので、スプラッシュガード８の内面の全域を均一に洗浄することができる。また、処理カップ２への跳ね返りの態様が変化するから、処理カップ２の内面の洗浄効果も併せて改善される。
【００４０】
以上のようにこの実施形態によれば、洗浄補助液としてのフッ酸を周辺部材に供給して汚染物質を水に可溶な物質に化学変化させ、その上で周辺部材を水洗いするようにしている。そのため、汚染物質を効果的に除去することができ、これにより、汚染物質のウエハＷへの再付着を防止できる。
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態の説明では、上述の図１および図２を再び参照する。
【００４１】
この第２の実施形態では、スピンチャック１の周辺の周辺部材の表面の金属汚染の除去が図られる。金属汚染は、ウエハＷの表面に形成された金属膜（たとえば、鉄、ニッケル、亜鉛、銅、アルミニウムなど）から生じる場合もあり、また、処理用の薬液中に含まれる金属イオンが周辺部材に付着して生じる場合もある。たとえば、ウエハＷの表面の金属汚染を除去するために、薬液として、処理液ノズルＮＵ，ＮＬから塩酸を供給するとすると、周辺部材には、除去された金属、金属塩（ＦｅＣｌx など）および金属酸化物などの金属汚染物質が付着する。また、一度使用された塩酸を回収して再利用する場合には、再利用される塩酸中には金属イオンが含まれているから、この金属イオンが周辺部材の金属汚染源となる場合もある。
【００４２】
そこで、この実施形態においては、スピンチャック１にウエハＷが保持されていない期間に、上記の金属汚染物質を周辺部材から除去するための周辺部材洗浄処理が行われる。すなわち、洗浄補助液として、処理液ノズルＮＵ，ＮＬから、塩酸が供給される。その他の動作は、第１の実施形態における周辺部材洗浄処理と同様である。したがって、遮蔽板１５、スピンベース１２、把持ピン１３、スプラッシュガード８および処理カップ２などの周辺部材に、塩酸が供給され、これらの表面の金属汚染物質が溶解させられる。
【００４３】
その後、処理液ノズルＮＵ，ＮＬから純水が供給されることにより、溶解した金属汚染物質が洗い流されて除去されることになる。
なお、ウエハＷの表面の金属汚染の除去には、フッ酸やアンモニア過水が用いられる場合がある。この場合に、洗浄補助液として塩酸を用いるのであれば、図１において二点鎖線で示すように、洗浄補助液用弁４１，４２を介して処理液供給管５，２５にウエハＷの処理用の薬液とは異なる種類の洗浄補助液を供給できるようにしておけばよい。これにより、制御部３０が、周辺部材洗浄処理時において、洗浄補助液用弁４１，４２を開成することにより、ウエハＷの処理時とは異なる種類の洗浄補助液を用いて、汚染物質を溶解させることができる。
【００４４】
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。
この実施形態では、周辺部材に付着した有機物汚染の除去が図られる。周辺部材の有機物汚染は、周辺部材が大気にさらされる以上は避けることができない。たとえば、基板処理装置は、通常、クリーンルーム内に設置されて用いられるが、クリーンルーム内に作業員が入り込めば、作業員の身体から生じる有機物による汚染は避けることができない。また、クリーンルームには、外気がフィルタに通されたうえで導入されるが、ガス状の有機物はフィルタによっては除去できないから、クリーンルーム内に入り込むことになる。さらには、ウエハＷの処理の残渣中に、有機物が含まれている場合もある。
【００４５】
これらの有機物汚染は、たとえば、オゾン水（超純水にオゾンを溶かし込んだ液体）や過酸化水素水などの酸化性の薬液を洗浄補助液として用いることにより、除去できる。
そこで、制御部３０は、スピンチャック１にウエハＷが保持されていない期間に、第１および第２実施形態に関連して説明した場合と同様に、周辺部材洗浄処理を実行する。この場合に、制御部３０は、洗浄補助液供給弁４１，４２を開成し、オゾン水や過酸化水素水などの洗浄補助液を処理液ノズルＮＵ，ＮＬから吐出させる。これにより、遮蔽板１５、スピンベース１２、把持ピン１３、スプラッシュガード８および処理カップ２などの周辺部材に洗浄補助液が供給され、これらに付着している有機物汚染物質が炭酸ガスに化学変化する。これにより、有機物汚染を除去することができる。
【００４６】
この後、洗浄補助液を除去する目的で処理液ノズルＮＵ，ＮＬから純水を吐出させるようにしてもよいが、この実施形態では汚染物質は炭酸ガスとなって除去されるので、この純水の吐出は必ずしも必要ではない。
この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明が他の形態で実施し得ることはいうまでもない。たとえば、上記の第１の実施形態において、不要なシリコン酸化膜を除去するためにフッ酸を用いているが、バッファドフッ酸を代わりに用いてもよい。
【００４７】
また、上記の実施形態では、１ロットのウエハの処理の前もしくは後またはメンテナンス時に周辺部材洗浄処理を行うこととしているが、たとえば、１枚のウエハＷの処理後または処理前に、周辺部材洗浄処理を行うようにしてもよい。たとえば、薬液や純水によるウエハＷの処理後すみやかに周辺部材洗浄処理を実行することにより、薬液に起因する汚染物質が周辺部材に強固に付着するよりも前に、この汚染物質を除去することができるので、周辺部材の清浄度をさらに向上させることができる。
【００４８】
また、上述の実施形態では、ウエハＷを１枚ずつ処理する枚葉型基板処理装置を例に挙げたが、この発明は、複数枚（たとえば２５枚ないし５０枚）のウエハを一括して処理するバッチ式基板処理装置に対しても適用可能である。この場合、複数枚のウエハが一括して浸漬または収容される処理槽や、その処理槽を閉塞するための蓋部材等が典型的な周辺部材となる。そこで、この処理槽の側壁面に、スプレーノズルを設け、このスプレーノズルから、洗浄補助液や洗浄液（純水など）を処理槽の内表面に向けて吐出するようにすればよい。また、蓋部材の近傍にスプレーノズルを設け、蓋部材に向けて洗浄補助液や洗浄液（純水など）を吐出するようにすれば良い。
【００４９】
さらに、上述の実施形態においては、ウエハＷを処理するための処理液ノズルＮＵ，ＮＬが洗浄補助液供給手段および洗浄液供給手段を兼ねているが、たとえば、スピンチャック１のスピンベース１２の下面や処理カップ２またはスプラッシュガード８の内壁面に向けて、洗浄補助液や洗浄液を供給するための専用のノズルを処理液ノズルＮＵ，ＮＬとは別に設けてもよい。
【００５０】
さらに、上述の実施形態においては、ウエハの洗浄を行う装置を例にとったが、この発明は、液晶表示装置用ガラス基板などの他の任意の種類の被処理基板を処理する装置に適用できる。また、処理の種類も洗浄に限定されるものではなく、たとえば、レジストの塗布、現像処理または剥膜処理等の処理液を用いて基板に処理を施す装置にも適用することができる。
【００５１】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】上記基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ スピンチャック
２ 処理カップ
５ 処理液供給管
６ 薬液供給弁
７ 純水供給弁
８ スプラッシュガード
１０ 昇降駆動機構
１５ 遮蔽板
１８ ガス供給弁
２０ 昇降駆動機構
２５ 処理液供給管
２６ 薬液供給弁
２７ 純水供給弁
ＮＵ 上処理液ノズル
ＮＬ 下処理液ノズル
Ｍ１ モータ
Ｍ２ 中空モータ
３０ 制御部
４１ 洗浄補助液用弁
４２ 洗浄補助液用弁
Claims (15)
- 基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材と、
上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して洗浄液としての純水を供給する洗浄液供給手段と、
上記周辺部材に付着している、水に対して不溶性の汚染物質を上記洗浄液供給手段から供給される洗浄液によって洗浄可能な物質に化学変化させるための洗浄補助液であって、基板を処理するための薬液と同じ種類の薬液からなる洗浄補助液を、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に供給する洗浄補助液供給手段と、
上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して、上記洗浄補助液供給手段から洗浄補助液を供給させ、次に、上記洗浄液供給手段から洗浄液を供給させる制御部とを含むことを特徴とする基板処理装置。 - 上記周辺部材は、移動可能に設けられており、
この周辺部材を移動させる駆動手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。 - 基板保持手段の周辺に、移動可能に設けられた周辺部材と、
この周辺部材を移動させる駆動手段と、
上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して洗浄液としての純水を供給する洗浄液供給手段と、
上記周辺部材に付着している、水に対して不溶性の汚染物質を上記洗浄液供給手段から供給される洗浄液によって洗浄可能な物質に化学変化させるための洗浄補助液を、上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に供給する洗浄補助液供給手段と、
上記基板保持手段が基板を保持していないときに、上記周辺部材に対して、上記洗浄補助液供給手段から洗浄補助液を供給させ、次に、上記洗浄液供給手段から洗浄液を供給させるとともに、上記洗浄補助液供給手段が前記周辺部材に洗浄補助液を供給しているときに、上記駆動手段を制御して上記周辺部材を移動させ、上記洗浄補助液により上記周辺部材の表面を走査させる制御部とを含むことを特徴とする基板処理装置。 - 上記洗浄補助液供給手段は、基板処理用の薬液と同じ種類の薬液を基板処理用の処理液ノズルから吐出させるものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
- 上記洗浄補助液は、上記周辺部材に付着した汚染物質を水溶性の物質に変化させることができる液体を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
- 上記洗浄補助液は、上記周辺部材に付着した有機物を分解することができる液体を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
- 上記基板保持手段は、基板を保持した状態で回転するスピンチャックであり、
上記周辺部材は、このスピンチャックからの飛散物が付着する位置に配設された部材を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。 - 上記周辺部材は、上記スピンチャックを取り囲むように設けられた基板周囲部材を含み、
上記洗浄補助液供給手段および洗浄液供給手段は、この基板周囲部材に洗浄補助液および洗浄液を、それぞれ供給可能であることを特徴とする請求項７記載の基板処理装置。 - 上記周辺部材は、上記スピンチャックに保持された基板の上面に対向する対向面を有する遮蔽板を含み、
上記洗浄補助液供給手段および洗浄液供給手段は、この遮蔽板の対向面に洗浄補助液および洗浄液をそれぞれ供給可能であることを特徴とする請求項７または８に記載の基板処理装置。 - 上記スピンチャックが回転する回転軸とほぼ平行な回転軸を中心に、上記遮蔽板を回転させる遮蔽板回転駆動部をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の基板処理装置。
- 基板を保持する基板保持手段の周辺に設けられ、水に対して不溶性の汚染物質が付着した周辺部材に対して、基板保持手段に基板が保持されていない期間に、基板を処理するための薬液と同じ種類の薬液からなる洗浄補助液を供給することによって、上記汚染物質を洗浄液としての純水による洗浄が可能な物質に化学変化させ、
その後、上記基板保持手段に基板が保持されていない期間に、上記周辺部材に対して上記洗浄液としての純水を供給することによって、上記洗浄液による洗浄が可能な物質に化学変化した上記汚染物質を洗浄することを特徴とする周辺部材の洗浄方法。 - 基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材と、
この周辺部材に付着している、水に対して不溶性の汚染物質を流動性の物質に化学変化させるための洗浄補助液を、基板保持手段に基板が保持されていない期間に上記周辺部材に供給する洗浄補助液供給手段とを含み、
上記洗浄補助液が酸化性の薬液であることを特徴とする基板処理装置。 - 上記洗浄補助液供給手段は、基板処理用の処理液ノズルから洗浄補助液を吐出させるものであることを特徴とする請求項１２記載の基板処理装置。
- 基板を保持する基板保持手段の周辺に設けられた周辺部材に対して、上記基板保持手段に基板が保持されていない期間に、上記周辺部材に付着した、水に対して不溶性の汚染物質を流動性の物質に化学変化させるための酸化性の薬液である洗浄補助液を供給することを特徴とする周辺部材の洗浄方法。
- 上記洗浄補助液は、基板処理用の処理液ノズルから吐出されることを特徴とする請求項１４記載の周辺部材の洗浄方法。
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