JP6087765B2 - 基板処理装置、洗浄用治具、洗浄用治具セット、および洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置、洗浄用治具、洗浄用治具セット、および洗浄方法に関するものである。

従来より、基板の製造工程において、薬液を用いた薬液処理および純水を用いたリンス処理などの基板の表面処理を行ってから乾燥処理を行う基板処理装置が使用されている。このような基板処理装置としては、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の装置と、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の装置とが用いられている。

枚葉式の基板処理装置は、通常、回転する基板の表面に薬液を供給しての薬液処理、純水を供給してのリンス処理を行った後、基板を高速回転させて振り切り乾燥を行う。このとき、飛散した処理液の大半はスピンチャックを取り囲むカップの内壁に着液して流下し排液されるが、処理液の一部は、カップ外に飛散して付着、或いはカップの内壁に飛散したものの流下せずそのまま付着する場合がある。

カップ内外に付着した処理液は、乾燥するとパーティクルとなり、基板を汚染する原因となる。このため、通常、所定枚数（典型的には、所定ロット）の基板を処理する毎に、カップ内外を洗浄する洗浄処理が行われる。このような枚葉式の基板処理装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示される基板処理装置は、基板を略水平姿勢に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持された基板の上面に処理液を供給するノズルと、スピンチャックの周囲を取り囲んで基板から飛散した処理液を受け止めるカップと、を備えている。

特開２０１２−２３１０４９号公報

特許文献１に開示される基板処理装置では、基板を保持していない状態で回転するスピンチャックのうちスピンベース部分（円形の板状部分）に洗浄液を供給して、回転の遠心力によってスピンベースから洗浄液が飛散する。洗浄液はカップおよびその周囲に飛散し、これらの飛散箇所を洗浄する。

しかしながら、特許文献１の態様では、スピンベース上に供給された洗浄液が回転の遠心力によってスピンベースの端縁より測方に飛散するため、洗浄液を一時的に貯留した後に一気に飛散させるなど洗浄液の飛散勢いを制御することは困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、洗浄液の飛散勢いを調節可能な、基板処理装置、洗浄用治具、洗浄用治具セット、および洗浄方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、(ａ)基板を水平姿勢で保持する基板保持手段と、前記基板保持手段を回転する回転手段と、前記基板保持手段の上方から洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記基板保持手段の周囲を取り囲むカップと、を有する処理ユニットと、(ｂ)平面視で前記基板に対応した外形サイズを有し、前記基板保持手段によって着脱自在に保持可能な洗浄用治具であって、液受け部と、前記洗浄液供給手段から供給される前記洗浄液を受け入れて前記液受け部に供給する供給口と、当該洗浄用治具の外周側に沿って設けられ、前記液受け部に受けた前記洗浄液を吐出する複数の吐出口と、を有する洗浄用治具と、を備え、前記複数の吐出口のそれぞれの吐出軸は、前記回転手段による回転の遠心方向から傾いて各吐出口の回転接線の前方側に指向していることを特徴とする基板処理装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記洗浄用治具は、前記液受け部の底面において、中心側から外周側に向けて上方に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記基板保持手段は、基板の外周端を把持する複数のチャック部材を備え、前記洗浄用治具の外周端が前記複数のチャック部材によって把持されたとき、前記洗浄用治具の前記複数の吐出口が、前記複数のチャック部材とは異なる高さ位置に配されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、処理ユニットの基板保持手段に着脱自在に装着され回転された状態で、洗浄液を供給されることによって、前記処理ユニットの内部を洗浄する洗浄用治具であって、前記洗浄液を供給される供給口と、前記供給口から供給される前記洗浄液を受ける液受け部と、当該洗浄用治具の外周側に沿って設けられ、前記液受け部に受けた前記洗浄液を吐出する複数の吐出口と、を有し、前記複数の吐出口のそれぞれの吐出軸は、前記回転の遠心方向から傾いて各吐出口の回転接線の前方側に指向していることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の洗浄用治具であって、前記液受け部の底面において、中心側から外周側に向けて上方に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、それぞれが請求項５に記載の洗浄用治具に該当する複数の洗浄用治具のセットであって、前記複数の洗浄用治具におけるそれぞれの前記傾斜面の傾斜角度が互いに異なることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の処理ユニットと、請求項６に記載の洗浄用治具セットと、を備え、前記洗浄液供給手段は、前記複数の洗浄用治具から選択されて前記基板保持手段に着脱自在に保持された１の洗浄用治具に洗浄液を供給し、前記回転手段による回転によって前記１の洗浄用治具から前記洗浄液が吐出されることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、所定の基板保持手段によって基板を水平姿勢で保持して回転させつつ前記基板に所定の処理を行う処理ユニットについて、前記処理ユニットのうち前記基板保持手段の周囲に存在する所定部位を洗浄する方法であって、(Ａ)前記所定の処理が行われていない期間に、前記基板に代えて、液受け部を有する所定の洗浄用治具を前記基板保持手段に装着して保持させる装着工程と、(Ｂ)前記洗浄用治具の所定の供給口を介して前記液受け部に洗浄液を供給する供給工程と、(Ｃ)前記基板保持手段とともに前記洗浄用治具を回転させる回転工程と、(Ｄ)前記回転を減速させる減速工程と、を備え、前記洗浄用治具は、前記液受け部に連通して、前記洗浄用治具の外周側に沿って形成された複数の吐出口を有しているとともに、前記複数の吐出口のそれぞれの吐出軸は、前記回転工程における回転の遠心方向から傾いて各吐出口の回転接線の前方側に指向しており、前記液受け部内における前記洗浄液自身の回転慣性によって、前記減速工程において、前記洗浄液が前記複数の吐出口から前記所定部位側に向けて噴出することを特徴とする洗浄方法である。

請求項１〜請求項３および請求項７に記載の基板処理装置は、基板を水平姿勢で保持する基板保持手段と、前記基板保持手段を回転する回転手段と、前記基板保持手段の上方から洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記基板保持手段の周囲を取り囲むカップと、を有する処理ユニットと、平面視で前記基板に対応した外形サイズを有し基板保持手段によって着脱自在に保持可能な洗浄用治具とを備える。

請求項１〜請求項８に記載の洗浄用治具は、液受け部と、洗浄液供給手段から供給される洗浄液を受け入れて液受け部に供給する供給口と、洗浄用治具の外周側に沿って設けられ、液受け部に受けた洗浄液を吐出する複数の吐出口と、を有する。また、複数の吐出口のそれぞれの吐出軸は、回転手段による回転の遠心方向から傾いて各吐出口の回転接線の前方側に指向している。

回転する洗浄用治具の供給口に純水を供給すると、その純水は洗浄用治具の底面に着液した後、遠心力によって中心から外周へと向けて流れる。このとき、洗浄用治具の底面に着液した直後の純水は回転する方向の速度成分を有していない。その一方、中心近傍に供給されて外周へと向けて流れる純水は、回転する洗浄用治具の底面との摩擦によって徐々に洗浄用治具の回転方向の速度成分をも有するようになる。このため、洗浄用治具の中心から外周へと向けて流れる純水は、通常、洗浄用治具の遠心方向に沿って直線的には流れず、洗浄用治具の底面にて遠心方向から湾曲するような軌跡を描きつつ流れる。特に、洗浄用治具の回転速度を減速する場合には、純水自身の回転慣性によって生じる回転の速度が洗浄用治具の回転速度に比べ大きくなり、液受け部の内部を流動する純水が回転接線の前方へ指向する。

このように、洗浄用治具の複数の吐出口が有する指向性と、洗浄用治具の回転を減速した場合に液受け部の内部を流動する純水の指向性とが対応する。このため、回転開始から当該回転の減速開始までの一定期間に洗浄用治具の液受け部に供給された純水は、その一部が複数の吐出口から吐出されつつも、残りは液受け部の外周側に貯留される。他方、回転速度を減速する期間では、液受け部内の純水の指向性と洗浄用治具に設けられた吐出口の指向性とが対応していることに起因して、上記貯留された純水が複数の吐出口から勢いよく噴出する。この結果、減速工程において、特に強力に各部（洗浄用治具の周囲）を洗浄することができる。

特に、請求項６および請求項７に記載の発明では、それぞれの傾斜面の傾斜角度が互いに異なる複数の洗浄用治具によって洗浄用治具セットが構成される。また、請求項７では、複数の洗浄用治具から選択されて基板保持手段に着脱自在に保持された１の洗浄用治具に洗浄液供給手段が洗浄液を供給し、回転手段による回転によって上記１の洗浄用治具から洗浄液が吐出される。このため、選択する洗浄用治具の傾斜面（水平面からの傾斜）に応じた傾斜角度で純水を吐出することが可能となり、より高精度な洗浄を実現できる。

実施形態に係る処理ユニットＵＴの上面図である。 実施形態に係る処理ユニットＵＴの縦断面図である。 実施形態に係る洗浄用治具８０の模式図である。 実施形態に係る洗浄用治具８０の断面図である。 実施形態に係る基板処理モードＭＤ１を示すフローチャートである。 実施形態に係る基板処理モードＭＤ１において、薬液が基板Ｗから外カップ４３に向けて飛散する様子を示す処理ユニットＵＴの縦断面図である。 実施形態に係る基板処理モードＭＤ１において、純水が基板Ｗから内カップ４１に向けて飛散する様子を示す処理ユニットＵＴの縦断面図である。 実施形態に係る基板処理モードＭＤ１において、純水が基板Ｗから中カップ４２に向けて飛散する様子を示す処理ユニットＵＴの縦断面図である。 実施形態に係る洗浄モードＭＤ２を示すフローチャートである。 実施形態に係る洗浄モードＭＤ２において、純水がスピンベース２１から仕切板１５に向けて飛散する様子を示す処理ユニットＵＴの縦断面図である。 実施形態に係る洗浄モードＭＤ２において、純水がスピンベース２１から外カップ４３に向けて飛散する様子を示す処理ユニットＵＴの縦断面図である。 実施形態に係る洗浄モードＭＤ２において、純水がスピンベース２１から中カップ４２に向けて飛散する様子を示す処理ユニットＵＴの縦断面図である。 実施形態に係る洗浄モードＭＤ２において、純水がスピンベース２１から内カップ４１に向けて飛散する様子を示す処理ユニットＵＴの縦断面図である。 実施形態において、洗浄モードＭＤ２のステップＳＴ１２〜ステップＳＴ１６の期間の、各部の動作を示したタイムチャートである。 実施形態において、回転される洗浄用治具８０に供給された洗浄液の、洗浄用治具８０に対する相対的な軌跡を示す上面図である。 実施形態の洗浄用治具８０において、加速工程および定速工程における洗浄液の吐出勢いと減速工程における洗浄液の吐出勢いとを比較する側面図である。 変形例において、洗浄モードＭＤ２のステップＳＴ１２〜ステップＳＴ１６の期間の、各部の動作を示したタイムチャートである。

以下、各実施形態について詳述する。

＜１ 実施形態＞
＜１．１ 基板処理装置１の構成＞
以下、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。

図１は、基板を順次に処理可能な枚葉の処理ユニットＵＴの上面図である。また、図２は、処理ユニットＵＴの縦断面図である。この処理ユニットＵＴは、半導体の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の処理ユニットであり、円形のシリコンの基板Ｗに薬液処理および純水等を用いたリンス処理を行ってから乾燥処理を行う。より具体的には、基板Ｗに、ＳＣ１液、ＤＨＦ液、ＳＣ２液等の薬液を供給して基板Ｗの表面を洗浄する薬液処理をした後、純水ＷＴ、アルコール等のリンス液を基板Ｗの表面に供給して基板Ｗの表面に残存する薬液を除去するリンス処理を行い、最後に基板Ｗの乾燥処理を行う。なお、図１はスピンチャック２０に基板Ｗが保持されていない状態を示し、図２はスピンチャック２０に基板Ｗが保持されている状態を示している。

基板処理装置１は、少なくとも１つの処理ユニットと搬送ロボット（図示せず）とを有する装置であり、搬送ロボットによって未処理の基板Ｗを処理ユニットに搬送し、該処理ユニットにて基板処理を行った後、処理後の基板Ｗを次処理の処理部へと搬送する。基板処理装置１の有する処理ユニットはいくつであっても構わないが、以下では、その１の処理ユニットＵＴについて詳述する。

処理ユニットＵＴは、チャンバー１０内に、主たる要素として基板Ｗを水平姿勢（法線が鉛直方向に沿う姿勢）に保持するスピンチャック２０と、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給するための上面処理液ノズル３０と、スピンチャック２０の周囲を取り囲む処理カップ４０と、を備える。また、チャンバー１０内における処理カップ４０の周囲には、チャンバー１０の内側空間を上下に仕切る仕切板１５が設けられている。なお、本明細書において、処理液は、薬液、リンス液、および洗浄液（後述する洗浄モードＭＤ２において利用する液体）を含む総称である。

チャンバー１０は、鉛直方向に沿う側壁１１、側壁１１によって囲まれた空間の上側を閉塞する天井壁１２および下側を閉塞する床壁１３を備える。側壁１１、天井壁１２および床壁１３によって囲まれた空間が基板Ｗの処理空間となる。また、チャンバー１０の側壁１１の一部には、チャンバー１０に対して基板Ｗを搬出入するための搬出入口およびその搬出入口を開閉するシャッターが設けられている（いずれも図示省略）。

チャンバー１０の天井壁１２には、処理ユニットＵＴが設置されているクリーンルーム内の空気をさらに清浄化してチャンバー１０内の処理空間に供給するためのファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１４が取り付けられている。ファンフィルタユニット１４は、クリーンルーム内の空気を取り込んでチャンバー１０内に送り出すためのファンおよびフィルタ（例えばＨＥＰＡフィルタ）を備えており、チャンバー１０内の処理空間に清浄空気のダウンフローを形成する。ファンフィルタユニット１４から供給された清浄空気を均一に分散するために、多数の吹出し孔を穿設したパンチングプレートを天井壁１２の直下に設けるようにしても良い。

スピンチャック２０（基板保持手段）は、鉛直方向に沿って延びる回転軸２４の上端に水平姿勢で固定された円板形状のスピンベース２１と、スピンベース２１の下方に配置されて回転軸２４を回転させるスピンモータ２２と、スピンモータ２２の周囲を取り囲む筒状のカバー部材２３と、を備える。円板形状のスピンベース２１の外径は、スピンチャック２０に保持される円形の基板Ｗの径よりも若干大きい。よって、スピンベース２１は、保持すべき基板Ｗの下面の全面と対向する保持面２１ａを有している。

スピンベース２１の保持面２１ａの周縁部には複数（本実施形態では４個）のチャック部材２６が立設されている。複数のチャック部材２６は、円形の基板Ｗの外周円に対応する円周上に沿って均等な間隔をあけて（本実施形態のように４個のチャック部材２６であれば９０°間隔にて）配置されている。複数のチャック部材２６は、スピンベース２１内に収容された図示省略のリンク機構によって、スピンベース２１の軸心ＣＸを中心に基板Ｗの半径方向に連動して移動することが可能である。リンク機構が各チャック部材２６を軸心ＣＸに近づく方向に移動させると、複数のチャック部材２６のそれぞれを基板Ｗの端縁に当接させて基板Ｗを把持することにより、当該基板Ｗをスピンベース２１の上方で保持面２１ａに近接しつつも保持面２１ａから所定の間隔空間を開けた水平姿勢にて保持することができる（図２参照）。また、リンク機構が各チャック部材２６を軸心ＣＸから遠ざかる方向に移動させると、複数のチャック部材２６のそれぞれを基板Ｗの端縁から離間させて把持を解除することができる。

スピンモータ２２を覆うカバー部材２３は、その下端がチャンバー１０の床壁１３に固定され、上端がスピンベース２１の直下にまで到達している。カバー部材２３の上端部には、カバー部材２３から外方へほぼ水平に張り出し、さらに下方に屈曲して延びる鍔状部材２５が設けられている。複数のチャック部材２６による把持によってスピンチャック２０が基板Ｗを保持した状態にて、スピンモータ２２（回転手段）が回転軸２４を回転させることにより、基板Ｗの中心を通る鉛直方向に沿った軸心ＣＸまわりに基板Ｗを回転させることができる。なお、スピンモータ２２の駆動は制御部９によって制御される。

上面処理液ノズル３０は、ノズルアーム３２の先端に吐出ヘッド３１を取り付けて構成されている。ノズルアーム３２の基端側はノズル基台３３に固定して連結されている。ノズル基台３３は図示を省略するモータによって鉛直方向に沿った軸のまわりで回動可能とされている。ノズル基台３３が回動することにより、上面処理液ノズル３０の吐出ヘッド３１はスピンチャック２０の上方の処理位置と処理カップ４０よりも外側の待機位置との間で水平面内の円弧状の軌跡に沿って移動する。上面処理液ノズル３０には、複数種の処理液（少なくとも純水を含む）が供給されるように構成されている。処理位置にて上面処理液ノズル３０の吐出ヘッド３１から吐出された処理液はスピンチャック２０に保持された基板Ｗの上面に着液する。また、ノズル基台３３の回動によって、上面処理液ノズル３０はスピンベース２１の保持面２１ａの上方にて揺動可能とされている。上面処理液ノズル３０は、後述する洗浄モードＭＤ２において洗浄液を供給する洗浄液供給手段としても機能する。

一方、回転軸２４の内側を挿通するようにして鉛直方向に沿って下面処理液ノズル２８が設けられている。下面処理液ノズル２８の上端開口は、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの下面中央に対向する位置に形成されている。下面処理液ノズル２８にも複数種の処理液が供給されるように構成されている。下面処理液ノズル２８から吐出された処理液はスピンチャック２０に保持された基板Ｗの下面に着液する。

また、チャンバー１０には、上面処理液ノズル３０とは別に二流体ノズル６０が設けられている。二流体ノズル６０は、純水などの処理液と加圧した気体とを混合して液滴を生成し、その液滴と気体との混合流体を基板Ｗに噴射する処理ノズルである。二流体ノズル６０は、ノズルアーム６２の先端に図示省略の液体ヘッドを取り付けるとともに、ノズルアーム６２から分岐するように設けられた支持部材に気体ヘッド６４を取り付けて構成されている。ノズルアーム６２の基端側はノズル基台６３に固定して連結されている。ノズル基台６３は図示を省略するモータによって鉛直方向に沿った軸のまわりで回動可能とされている。ノズル基台６３が回動することにより、二流体ノズル６０はスピンチャック２０の上方の処理位置と処理カップ４０よりも外側の待機位置との間で水平方向に沿って円弧状に移動する。液体ヘッドには純水などの処理液が供給され、気体ヘッド６４には加圧された不活性ガス（本実施形態では窒素ガス（Ｎ2））が供給される。処理位置にて二流体ノズル６０から噴出された処理液の混合流体はスピンチャック２０に保持された基板Ｗの上面に吹き付けられる。

スピンチャック２０を取り囲む処理カップ４０は、互いに独立して昇降可能な複数のカップ、すなわち内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３を備えている。内カップ４１は、スピンチャック２０の周囲を取り囲み、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの中心を通る軸心ＣＸに対してほぼ回転対称となる形状を有している。この内カップ４１は、平面視円環状の底部４４と、底部４４の内周縁から上方に立ち上がる円筒状の内壁部４５と、底部４４の外周縁から上方に立ち上がる円筒状の外壁部４６と、内壁部４５と外壁部４６との間から立ち上がり、上端部が滑らかな円弧を描きつつ中心側（スピンチャック２０に保持される基板Ｗの軸心ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる第１案内部４７と、第１案内部４７と外壁部４６との間から上方に立ち上がる円筒状の中壁部４８とを一体的に備えている。

内壁部４５は、内カップ４１が最も上昇された状態で、カバー部材２３と鍔状部材２５との間に適当な隙間を保って収容されるような長さに形成されている（図８）。中壁部４８は、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、中カップ４２の後述する第２案内部５２と処理液分離壁５３との間に適当な隙間を保って収容されるような長さに形成されている。

第１案内部４７は、滑らかな円弧を描きつつ中心側（基板Ｗの軸心ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる上端部４７ｂを有している。また、内壁部４５と第１案内部４７との間は、使用済みの処理液を集めて廃棄するための廃棄溝４９とされている。第１案内部４７と中壁部４８との間は、使用済みの処理液を集めて回収するための円環状の内側回収溝５０とされている。さらに、中壁部４８と外壁部４６との間は、内側回収溝５０とは種類の異なる処理液を集めて回収するための円環状の外側回収溝５１とされている。

廃棄溝４９には、この廃棄溝４９に集められた処理液を排出するとともに、廃棄溝４９内を強制的に排気するための図示省略の排気液機構が接続されている。排気液機構は、例えば、廃棄溝４９の周方向に沿って等間隔で４つ設けられている。また、内側回収溝５０および外側回収溝５１には、内側回収溝５０および外側回収溝５１にそれぞれ集められた処理液を処理ユニットＵＴの外部に設けられた回収タンクに回収するための回収機構（いずれも図示省略）が接続されている。なお、内側回収溝５０および外側回収溝５１の底部は、水平方向に対して微少角度だけ傾斜しており、その最も低くなる位置に回収機構が接続されている。これにより、内側回収溝５０および外側回収溝５１に流れ込んだ処理液が円滑に回収される。

中カップ４２は、スピンチャック２０の周囲を取り囲み、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの中心を通る軸心ＣＸに対してほぼ回転対称となる形状を有している。この中カップ４２は、第２案内部５２と、この第２案内部５２に連結された円筒状の処理液分離壁５３とを一体的に備えている。

第２案内部５２は、内カップ４１の第１案内部４７の外側において、第１案内部４７の下端部と同軸円筒状をなす下端部５２ａと、下端部５２ａの上端から滑らかな円弧を描きつつ中心側（基板Ｗの軸心ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる上端部５２ｂと、上端部５２ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部５２ｃとを有している。下端部５２ａは、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、第１案内部４７と中壁部４８との間に適当な隙間を保って内側回収溝５０内に収容される。また、上端部５２ｂは、内カップ４１の第１案内部４７の上端部４７ｂと上下方向に重なるように設けられ、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、第１案内部４７の上端部４７ｂに対してごく微小な間隔を保って近接する。さらに、上端部５２ｂの先端を下方に折り返して形成される折返し部５２ｃは、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、折返し部５２ｃが第１案内部４７の上端部４７ｂの先端と水平方向に重なるような長さとされている。

また、第２案内部５２の上端部５２ｂは、下方ほど肉厚が厚くなるように形成されており、処理液分離壁５３は上端部５２ｂの下端外周縁部から下方に延びるように設けられた円筒形状を有している。処理液分離壁５３は、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、中壁部４８と外カップ４３との間に適当な隙間を保って外側回収溝５１内に収容される。

外カップ４３は、中カップ４２の第２案内部５２の外側において、スピンチャック２０の周囲を取り囲み、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの中心を通る軸心ＣＸに対してほぼ回転対称となる形状を有している。この外カップ４３は、第３案内部としての機能を有する。外カップ４３は、第２案内部５２の下端部５２ａと同軸円筒状をなす下端部４３ａと、下端部４３ａの上端から滑らかな円弧を描きつつ中心側（基板Ｗの軸心ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる上端部４３ｂと、上端部４３ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部４３ｃとを有している。

下端部４３ａは、内カップ４１と外カップ４３とが最も近接した状態で、中カップ４２の処理液分離壁５３と内カップ４１の外壁部４６との間に適当な隙間を保って外側回収溝５１内に収容される。また、上端部４３ｂは、中カップ４２の第２案内部５２と上下方向に重なるように設けられ、中カップ４２と外カップ４３とが最も近接した状態で、第２案内部５２の上端部５２ｂに対してごく微小な間隔を保って近接する。さらに、上端部４３ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部４３ｃは、中カップ４２と外カップ４３とが最も近接した状態で、折返し部４３ｃが第２案内部５２の折返し部５２ｃと水平方向に重なるように形成されている。

また、内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３は互いに独立して昇降可能とされている。すなわち、内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３のそれぞれには個別に昇降機構（図示省略）が設けられており、それによって別個独立して昇降される。このような昇降機構としては、例えばボールネジ機構やエアシリンダなどの種々の機構を採用することができる。

仕切板１５は、処理カップ４０の周囲においてチャンバー１０の内側空間を上下に仕切るように設けられている。仕切板１５は、処理カップ４０を取り囲む１枚の板状部材であっても良いし、複数の板状部材をつなぎ合わせたものであっても良い。また、仕切板１５には、厚さ方向に貫通する貫通孔や切り欠きが形成されていても良く、本実施形態では上面処理液ノズル３０および二流体ノズル６０のノズル基台３３，６３を支持するための支持軸を通すための貫通穴が形成されている。

仕切板１５の外周端はチャンバー１０の側壁１１に連結されている。また、仕切板１５の処理カップ４０を取り囲む端縁部は外カップ４３の外径よりも大きな径の円形形状となるように形成されている。よって、仕切板１５が外カップ４３の昇降の障害となることはない。

また、チャンバー１０の側壁１１の一部であって、床壁１３の近傍には排気ダクト１８が設けられている。排気ダクト１８は図示省略の排気機構に連通接続されている。ファンフィルタユニット１４から供給されてチャンバー１０内を流下した清浄空気のうち、処理カップ４０と仕切板１５との間を通過した空気は排気ダクト１８から装置外に排出される。

また、基板処理装置１は、後述する洗浄モードＭＤ２（図９）の際に利用される洗浄用治具８０を備える。図３は洗浄用治具８０の模式図であり、図４（ａ）は洗浄用治具８０の縦断面図であり、図４（ｂ）は洗浄用治具８０の横断面図である。

洗浄用治具８０は、基板処理装置１内の図示しない搬送ロボットにより搬送される治具であり、後述する基板処理モードＭＤ１（図５）のときには基板処理装置１のうち処理を実行するチャンバー１０の外部（例えば、基板処理装置１が有する複数のチャンバー１０のうちそのタイミングで基板処理に使用されていない空きチャンバー１０や、洗浄用治具８０を配置するための棚部など）に配され、後述する洗浄モードＭＤ２（図９）のときには処理を実行するチャンバー１０内のスピンチャック２０にて保持回転される（図１０〜図１３）。また、本実施形態では１つの洗浄用治具８０を備える基板処理装置１について説明し、複数の洗浄用治具からなる洗浄用治具セットを備える基板処理装置については後述する＜２ 変形例＞にて詳細に説明する。

洗浄用治具８０は、平面視で基板Ｗに対応した外形サイズ（本実施形態では、上面視で基板Ｗと略同一の円形）を有する底板８４と、底板８４の上面を覆うようにドーム状に配設された中空のカバー部８５とを有し、スピンチャック２０によって着脱自在に保持可能な治具である。底板８４の上面とカバー部８５の内壁とによって囲まれた中空部が液受け部８１として機能する。カバー部８５の頂部には液受け部８１に連通する供給口８２が形成され、上面処理液ノズル３０から該供給口８２に供給された洗浄液は液受け部８１に液受けされる。また、洗浄用治具８０の外周側（カバー部８５の側面）には液受け部８１に液受けされた洗浄液を外部に吐出する複数の吐出口８３が設けられる。

円板形状の底板８４の外周端は鍔部８４ａを構成する。鍔部８４ａは、底板８４のうち上記カバー部８５によって覆われない外周部分であり、基板処理装置１の処理対象基板Ｗと略同一の厚みを有している。このため、基板Ｗと同様に、複数のチャック部材２６のそれぞれを洗浄用治具８０の鍔部８４ａに当接させて洗浄用治具８０を把持することが可能である。また、複数のチャック部材２６の各々を洗浄用治具８０の鍔部８４ａから離間させて把持を解除することもできる。

なお、チャック部材２６による洗浄用治具８０の保持方法は上記に限定されるものではない。洗浄用治具８０が鍔部８４ａを備えない構成であっても、複数のチャック部材２６のそれぞれを洗浄用治具８０の側面に当接させて洗浄用治具８０を把持する方法など、種々の方法を採用できる。

後述する洗浄モードＭＤ２では、スピンチャック２０によって洗浄用治具８０を水平姿勢に保持し軸心ＣＸ周りに回転した状態で、洗浄用治具８０の上方開口である供給口８２より洗浄液を供給することで、洗浄用治具８０の外周側に沿って設けられ液受け部８１に連通した複数の吐出口８３より洗浄液を吐出することができる（図１６）。この結果、スピンチャック２０の周囲に存在する所定部位（例えば、側壁１１、仕切板１５、処理カップ４０など）は、洗浄用治具８０より飛散された洗浄液によって洗浄される。

洗浄用治具８０は、液受け部８１の底面において、中心側から外周側に向けて上方に傾斜する傾斜面８１ａを有する。このため、回転される洗浄用治具８０に供給された洗浄液は、回転の遠心力によって内側から外側に流動し（傾斜面８１ａに沿って流動し）、吐出口８３より斜め上方に吐出される。これにより、処理カップ４０の内壁面を有効に洗浄することができる。

洗浄用治具８０の複数の吐出口８３は、該治具がスピンチャック２０に保持された状態で、複数のチャック部材２６より高い位置に配される（図１０〜図１３）。このように複数の吐出口８３がチャック部材２６とは異なる高さ位置に配されるため、洗浄用治具８０に供給され複数の吐出口８３より吐出される純水はチャック部材２６に衝突することなく周囲に飛散される。したがって、洗浄対象箇所に精度よく純水を飛散させることができる。

複数の吐出口８３のそれぞれの吐出軸８３ａ（略円柱形状たる吐出口８３の中心軸）は、スピンモータ２２による回転の遠心方向から傾いて各吐出口の回転接線の前方側に指向している（図４（ｂ））。このような構成となっている理由については後述する。なお、図４（ｂ）では、図が煩雑になるのを防ぐ目的で、１つの吐出口８３についてのみ吐出軸８３ａを表現している。

また、基板処理装置１は、上記の各構成要素で構成された処理ユニットＵＴおよび搬送ロボットを制御する制御部９を有している。制御部９のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部９は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクなどを備えて構成される。

制御部９の記憶部（磁気ディスクなど）には、処理ユニットＵＴにおける複数の基板処理モードが予め設定されており、制御部９のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって上記複数のモードのうちの１つを選択して実行させることで、基板処理装置１の各動作機構が制御される。

＜１．２ 基板処理装置１の動作＞
次に、処理ユニットＵＴの各動作態様（各モード）について説明する。

本実施形態の基板処理装置１は、処理ユニットＵＴのモードとして、複数のモードのうちのデフォルトモードとして設定される基板処理モードＭＤ１（図５）と、所定の条件が満足されたときに例外的ないしは臨時的に選択される洗浄モードＭＤ２（図９）とを有する。基板処理装置１の制御部９には上記２つのモードとは異なるモードがさらに追加設定されていて、当該追加モードも選択可能とされていても構わないが、本実施形態では、特に上記２つのモードのみを設定している場合について説明する。

＜１．２．１ 基板処理モードＭＤ１＞
図５は、処理ユニットＵＴにおける基板処理モードＭＤ１の手順を示すフローチャートである。以下、図５を参照しつつ基板処理モードＭＤ１について説明する。

まず、処理対象となる基板Ｗが図示しない搬送ロボットによってチャンバー１０内に搬入される（ステップＳＴ１）。４つのチャック部材２６が駆動され、基板Ｗがスピンチャック２０に把持される（ステップＳＴ２）。スピンモータ２２が回転軸２４を回転させることにより、基板Ｗの中心を通り鉛直方向に沿った軸心ＣＸまわりに基板Ｗが回転される（ステップＳＴ３）。

次に、上面処理液ノズル３０のノズルアーム３２を回動させて吐出ヘッド３１をスピンベース２１の上方（例えば、軸心ＣＸの上方）に移動させ、スピンチャック２０にて回転される基板Ｗの上面に薬液を供給する。基板Ｗの上面に供給された薬液は、遠心力によって、回転する基板Ｗの上面全体に拡がる。これにより、基板Ｗの薬液処理が進行する（ステップＳＴ４）。そして、薬液は、回転する基板Ｗの端部より周囲に飛散する。

この飛散する薬液を回収する目的で、ステップＳＴ４では、例えば外カップ４３のみが上昇し、外カップ４３の上端部４３ｂと中カップ４２の第２案内部５２の上端部５２ｂとの間に、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの周囲を取り囲む開口ＯＰａが形成される（図６）。その結果、回転する基板Ｗの端縁部から飛散した薬液（図６に点線矢印で示す）は外カップ４３の上端部４３ｂによって受け止められ、外カップ４３の内面を伝って流下し、外側回収溝５１に回収される。所定時間経過後（或いは、所定量の薬液供給後）、薬液の供給は停止される。

次に、スピンチャック２０にて回転される基板Ｗの上面に上面処理液ノズル３０より純水（リンス液）を供給する。基板Ｗの上面に供給された純水は、遠心力によって、回転する基板Ｗの上面全体に拡がる。これにより、基板Ｗの上面に残存していた薬液が流されるリンス処理が進行する（ステップＳＴ５）。そして、純水および純水に流される薬液は、回転する基板Ｗの端部より周囲に飛散する。

ステップＳＴ５においては、例えば、内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３の全てが上昇し、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの周囲に、内カップ４１の第１案内部４７によって取り囲まれる開口ＯＰｃが形成される（図７）。その結果、回転する基板Ｗの端縁部から飛散した純水および薬液（図７に点線矢印で示す）は内カップ４１によって受け止められ、第１案内部４７の内壁を伝って流下し、廃棄溝４９から排出される。なお、純水を薬液とは別経路にて回収する場合には、中カップ４２および外カップ４３を上昇させ、中カップ４２の第２案内部５２の上端部５２ｂと内カップ４１の第１案内部４７の上端部４７ｂとの間に、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの周囲を取り囲む開口ＯＰｂを形成するようにしても良い（図８）。所定時間経過後（或いは、所定量の純水供給後）、純水の供給が停止される。

そして、基板処理レシピにて定められる薬液処理が全て実行されるまで、ステップＳＴ４とステップＳＴ５とが交互に繰り返される（ステップＳＴ６）。例えば、３種類の薬液処理がレシピにて設定される場合には、各薬液について、薬液処理（ステップＳＴ４）とリンス処理（ステップＳＴ５）とが実行される。

薬液処理およびリンス処理が完了すると、基板Ｗの乾燥処理が実行される（ステップＳＴ７）。乾燥処理を行うときには、内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３の全てが下降し、内カップ４１の第１案内部４７の上端部４７ｂ、中カップ４２の第２案内部５２の上端部５２ｂおよび外カップ４３の上端部４３ｂのいずれもがスピンチャック２０に保持された基板Ｗよりも下方に位置する。この状態にて基板Ｗがスピンチャック２０とともに高速回転され、基板Ｗに付着していた液滴（薬液の液滴や水滴）が遠心力によって振り切られ、乾燥処理が行われる。

この後、基板Ｗの回転を停止し（ステップＳＴ８）、４つのチャック部材２６が駆動され基板Ｗがスピンチャック２０から解放されて（ステップＳＴ９）、図示しない搬送ロボットによって基板Ｗがチャンバー１０外に搬出される（ステップＳＴ１０）。

以上説明したように、基板処理モードＭＤ１では、薬液および純水（リンス液）を基板Ｗに供給して表面処理を行う。回転する基板Ｗから飛散した薬液および純水の大半は処理カップ４０によって回収され排液されるものの、処理液がカップ外に飛散することや処理カップ４０に飛散した処理液が排液されることなく付着して残存することがある。

このように、処理カップ４０の内外に付着した処理液は、乾燥するとパーティクルなどを発生し処理対象基板Ｗに対する汚染源となるおそれがある。このため、本実施形態の基板処理装置１では、後述する洗浄モードＭＤ２（図９）を実行して、処理カップ４０の内外を洗浄する。

＜１．２．２ 洗浄モードＭＤ２＞
洗浄モードＭＤ２は、チャンバー１０内に基板Ｗが存在するタイミングで実行される既述の基板処理モードＭＤ１とは異なり、チャンバー１０内に基板Ｗが存在せず基板処理が行われないタイミング（例えば、ロット処理の間隔）で実行されるモードである。洗浄モードＭＤ２は、
(1) 「枚数基準」、すなわち基板処理モードＭＤ１で所定枚数の基板処理を実行した場合、
(2) 「時間基準」、すなわち基板処理モードＭＤ１で基板処理装置１を所定時間稼働した場合、
(3) 「支障原因発生基準」、たとえばセンサ（図示せず）によって処理カップ４０の内外に付着物を検知した場合のように、実際に高精度の基板処理を持続することについての支障が発生したことを検知した場合、
など、所定の条件が満足された場合に、例外的ないしは臨時的に選択されるモードであり、該条件は予め制御部９に設定されている。

「枚数基準」では処理を行った基板の枚数を尺度として周期的に洗浄モードＭＤ２が実行され、また「時間基準」では時間を尺度として周期的に洗浄モードＭＤ２が実行されるから、それらの尺度（枚数や時間）で見たときには、洗浄モードＭＤ２が周期的に実行されることになる。これに対して「支障原因発生基準」では、そのような支障原因が周期的に発生するとは限らないから、洗浄モードＭＤ２が非周期的に実行される場合が多い。

図９は、本実施形態の基板処理装置１における洗浄モードＭＤ２の手順を示すフローチャートである。以下、図９を参照しつつ洗浄モードＭＤ２について説明する。

まず、図示しない搬送ロボットによって洗浄用治具８０をチャンバー１０内に搬入し、スピンチャック２０に該洗浄用治具８０を装着する（ステップＳＴ１１：装着工程）。

そして、仕切板１５および側壁１１の洗浄処理を行う（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１３）。

洗浄用治具８０はスピンチャック２０に保持された状態でスピンモータ２２によって軸心ＣＸのまわりに回転される（ステップＳＴ１２：回転工程）。このとき、スピンチャック２０の周囲に位置する内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３はいずれも最も下方にまで下降し、処理カップ４０の上端（上端部４７ｂ、上端部５２ｂおよび上端部４３ｂ）が洗浄用治具８０の複数の吐出口８３よりも低い状態とされている。

洗浄用治具８０を回転させた状態で、吐出ヘッド３１から洗浄用治具８０の供給口８２を介して液受け部８１に純水を供給する（ステップＳＴ１３：供給工程）。

回転する洗浄用治具８０の供給口８２に純水を供給すると、該純水は洗浄用治具８０の内部空間たる液受け部８１に着液し、回転の遠心力によって液受け部８１の内側から外周に向かって流動する。また、既述の通り、液受け部８１の底面には中心側から外周側に向けて上方に傾斜する傾斜面８１ａが設けられている。このため、ステップＳＴ１３において、純水は傾斜面８１ａに沿って流動し複数の吐出口８３から斜め上方に向けて飛散される。洗浄用治具８０の吐出口８３よりも処理カップ４０の上端の方が低くなっているので、図１０に示すように、回転する洗浄用治具８０から飛散した純水は仕切板１５の上面およびチャンバー１０の側壁１１に降り注ぐこととなる。洗浄用治具８０から飛散した純水が降り注ぐことにより、仕切板１５の上面およびチャンバー１０の側壁１１が洗浄される。

次に、処理カップ４０の洗浄処理を行う（ステップＳＴ１４〜ステップＳＴ１６）。

処理カップ４０は、互いに独立して昇降可能な内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３を備えており、これら内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３の内側面が案内部として機能する。すなわち、処理カップ４０には高さ方向に沿って複数の案内部が設けられている。カップ内洗浄を行うときには、スピンチャック２０に保持される洗浄用治具８０の周囲において外カップ４３、中カップ４２および内カップ４１が順次に上昇する。

外カップ４３の内側を洗浄するときには、図１１に示すように、外カップ４３のみが上昇する（ステップＳＴ１４）。これにより、外カップ４３の上端部４３ｂが洗浄用治具８０の複数の吐出口８３よりも高くなり、外カップ４３の上端部４３ｂと中カップ４２の上端部５２ｂとの間に、洗浄用治具８０の複数の吐出口８３の周囲を取り囲む開口ＯＰａが形成される。

ステップＳＴ１３から吐出ヘッド３１は回転状態の洗浄用治具８０に対して純水を供給し続けているので、供給された純水は洗浄用治具の回転に伴う遠心力によって複数の吐出口８３から外カップ４３の内側に向けて飛散する。この結果、洗浄用治具８０の複数の吐出口８３から飛散した純水は、外カップ４３の内側面と同時に中カップ４２の上面にも降り注ぎ、外カップ４３の内側面および中カップ４２の上面が洗浄されることとなる。

また、中カップ４２の内側を洗浄するときには、図１２に示すように、外カップ４３および中カップ４２が上昇し、内カップ４１のみが下降した状態となる（ステップＳＴ１５）。これにより、外カップ４３の上端部４３ｂおよび中カップ４２の上端部５２ｂが洗浄用治具８０の複数の吐出口８３よりも高くなり、中カップ４２の上端部５２ｂと内カップ４１の上端部４７ｂとの間に、洗浄用治具８０の複数の吐出口８３の周囲を取り囲む開口ＯＰｂが形成される。

ステップＳＴ１３から吐出ヘッド３１は回転状態の洗浄用治具８０に対して純水を供給し続けているので、供給された純水は洗浄用治具の回転に伴う遠心力によって複数の吐出口８３から中カップ４２の内側に向けて飛散する。この結果、洗浄用治具８０の複数の吐出口８３から飛散した純水は、中カップ４２の内側面と同時に内カップ４１の上面にも降り注ぎ、中カップ４２の内側面および内カップ４１の上面が洗浄されることとなる。

また、内カップ４１の内側を洗浄するときには、図１３に示すように、外カップ４３、中カップ４２および内カップ４１の全てが上昇する（ステップＳＴ１６）。これにより、外カップ４３の上端部４３ｂ、中カップ４２の上端部５２ｂおよび内カップ４１の上端部４７ｂの全てが洗浄用治具８０の複数の吐出口８３よりも高くなり、内カップ４１の第１案内部４７が洗浄用治具８０の複数の吐出口８３と同じ高さにてその周囲を取り囲む開口ＯＰｃが形成される。

ステップＳＴ１３から吐出ヘッド３１は回転状態の洗浄用治具８０に対して純水を供給し続けているので、供給された純水は洗浄用治具の回転に伴う遠心力によって複数の吐出口８３から内カップ４１の内側に向けて飛散する。この結果、洗浄用治具８０の複数の吐出口８３から飛散した純水は、内カップ４１の内側面（第１案内部）に降り注ぎ、内カップ４１の内側面が洗浄されることとなる。

このように、ステップＳＴ１４〜ステップＳＴ１６では、内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３をそれぞれ昇降することで、各カップの内側面によって形成される３つの案内部のそれぞれが洗浄用治具８０の複数の吐出口８３の周囲に位置するようにして各案内部を洗浄する。

以上のようにして処理カップ４０の内側の洗浄処理が終了した後、乾燥処理を行う（ステップＳＴ１７〜ステップＳＴ２２）。

乾燥処理を行うときには、まず、上面処理液ノズル３０からの純水の供給が停止されるとともに、スピンモータ２２による洗浄用治具８０の回転が停止する（ステップＳＴ１７）。

内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３の全てが最も下方にまで下降し、処理カップ４０の上端（上端部４７ｂ、上端部５２ｂおよび上端部４３ｂ）がスピンベース２１の保持面２１ａよりも低くなる（ステップＳＴ１８）。

この状態にて、洗浄用治具８０はスピンモータ２２の駆動によって軸心ＣＸのまわりに高速回転される（ステップＳＴ１９）。洗浄用治具８０が高速回転されることにより、チャンバー１０内に渦状の気流が形成される。この洗浄用治具８０の回転にともなって生じた気流が吹き付けられることにより、洗浄用治具８０、処理カップ４０の上面、仕切板１５の上面、およびチャンバー１０の側壁１１が乾燥される。

また、洗浄用治具８０の回転と併せて、二流体ノズル６０から処理カップ４０の上面に不活性ガス（本実施形態では、窒素）の吹き付けを行う（ステップＳＴ２０）。洗浄用治具８０の回転によって生じた気流に加えて、二流体ノズル６０から不活性ガスを吹き付けることにより、洗浄用治具８０、処理カップ４０の上面、仕切板１５の上面、およびチャンバー１０の側壁１１の乾燥効率を高めることができる。

二流体ノズル６０からの窒素の吹き付けが停止され、乾燥処理が終了すると、スピンベース２１の回転も停止される（ステップＳＴ２１）。

そして、洗浄用治具８０がスピンチャック２０から解放されて、搬送ロボット（図示せず）によってチャンバー１０の外部に搬出される（ステップＳＴ２２）。

以上、洗浄モードＭＤ２の全体の流れについて説明した。以下では、洗浄モードＭＤ２のうち、特にステップＳＴ１２〜ステップＳＴ１６における各部の動作についてさらに詳述する。図１４は、ステップＳＴ１２〜ステップＳＴ１６における、各部の動作を示したタイムチャートである。時刻ｔ０〜時刻ｔ１２は、時間の経過を示す指標である。

時刻ｔ０〜時刻ｔ３は、各カップが下降した状態で洗浄用治具８０から洗浄液が飛散され、仕切板１５および側壁１１の洗浄処理が実行される期間である（図９のステップＳＴ１２〜ステップＳＴ１３、図１０）。

時刻ｔ３〜時刻ｔ６は、外カップ４３が上昇し中カップ４２および内カップ４１が下降した状態で洗浄用治具８０から洗浄液が飛散され、外カップ４３内側の洗浄処理が実行される期間である（図９のステップＳＴ１４、図１１）。

時刻ｔ６〜時刻ｔ９は、外カップ４３および中カップ４２が上昇し内カップ４１が下降した状態で洗浄用治具８０から洗浄液が飛散され、中カップ４２内側の洗浄処理が実行される期間である（図９のステップＳＴ１５、図１２）。

時刻ｔ９〜時刻ｔ１２は、各カップが上昇した状態で洗浄用治具８０から洗浄液が飛散され、内カップ４１内側の洗浄処理が実行される期間である（図９のステップＳＴ１６、図１３）。

また、本実施形態の洗浄モードＭＤ２は、洗浄用治具８０の回転工程として、各部の洗浄の序盤において洗浄用治具８０の回転を加速する加速工程（時刻ｔ０〜時刻ｔ１、時刻ｔ３〜時刻ｔ４、時刻ｔ６〜時刻ｔ７、時刻ｔ９〜時刻ｔ１０）と、各部の洗浄の中盤において洗浄用治具８０を所定速度で回転する定速工程（時刻ｔ１〜時刻ｔ２、時刻ｔ４〜時刻ｔ５、時刻ｔ７〜時刻ｔ８、時刻ｔ１０〜時刻ｔ１１）と、各部の洗浄の終盤において洗浄用治具８０の回転を減速する減速工程（時刻ｔ２〜時刻ｔ３、時刻ｔ５〜時刻ｔ６、時刻ｔ８〜時刻ｔ９、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２）と、を有する。

既述の通り、回転する洗浄用治具８０の供給口８２に吐出ヘッド３１から純水を供給すると、その純水は洗浄用治具８０の底面に着液した後、遠心力によって中心から外周へと向けて流れる。このとき、吐出ヘッド３１から供給され洗浄用治具８０の底面に着液した直後の純水は回転する方向の速度成分を有していない。その一方、中心近傍に供給されて外周へと向けて流れる純水は、回転する洗浄用治具８０の底面との摩擦によって徐々に洗浄用治具８０の回転方向の速度成分をも有するようになる。その結果、洗浄用治具８０の中心から外周へと向けて流れる純水は、通常、洗浄用治具８０の遠心方向に沿って直線的には流れず、洗浄用治具８０の底面にて遠心方向から湾曲するような軌跡を描きつつ流れる。

図１５の矢印ＡＲ１にて示す純水の軌跡は、加速工程における、洗浄用治具８０の底面に対する純水の相対運動の軌跡である。

また、図１５の矢印ＡＲ２にて示す純水の軌跡は、減速工程における、洗浄用治具８０の底面に対する純水の相対運動の軌跡である。矢印ＡＲ２が矢印ＡＲ１と異なり回転接線の前方向（図１５で示す反時計回り方向）に指向しているのは、純水自身の回転慣性によって生じる回転の速度が、洗浄用治具８０の減速する回転速度に比べ大きいことに起因する。

既述の通り、洗浄用治具８０の複数の吐出口８３のそれぞれの吐出軸８３ａ（略円柱形状たる吐出口８３の中心軸）は、スピンモータ２２による回転の遠心方向から傾いて各吐出口の回転接線の前方側に指向している。また、この指向性は、上記矢印ＡＲ２と対応している。

このため、加速工程および定速工程では、洗浄用治具８０の液受け部８１に供給された純水ＷＴの一部が複数の吐出口８３から吐出されつつも、純水ＷＴの残りは液受け部８１内部の外周側に貯留される（図１６（ａ））。他方、減速工程では、液受け部８１内の純水ＷＴの指向性と洗浄用治具８０に設けられた吐出口８３の指向性とが対応していることに起因して、上記貯留された純水ＷＴが複数の吐出口８３から勢いよく噴出する（図１６（ｂ））。この結果、減速工程（時刻ｔ２〜時刻ｔ３、時刻ｔ５〜時刻ｔ６、時刻ｔ８〜時刻ｔ９、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２）において、特に強力に各部（洗浄用治具８０の周囲）を洗浄することができる。既述の通り、減速工程において純水が矢印ＡＲ２方向に流動するのは純水自身の回転慣性によるものであるので、減速工程による回転速度の減速が急減速（例えば、急停止）であれば上記回転慣性を十分に働かせることができ、より勢いよく純水を噴出することができる。

図１４に示すように、本実施形態の洗浄モードＭＤ２は、仕切板１５および側壁１１の洗浄処理期間（時刻ｔ０〜時刻ｔ３）、外カップ４３の内側の洗浄処理期間（時刻ｔ３〜時刻ｔ６）、中カップ４２の内側の洗浄処理期間（時刻ｔ６〜時刻ｔ９）、および内カップ４１の内側の洗浄処理期間（時刻ｔ９〜時刻ｔ１２）の、いずれの期間においても減速工程を有する。このため、これら洗浄対象部位の全てにおいて、上述した洗浄治具８０による純水の強力噴射（強力洗浄）を実行し、有効に洗浄できる。

また、スピンチャック２０や上面処理液ノズル３０などチャンバー１０内の各要素は、いずれも本来は基板Ｗに対して表面処理を行うために使用するものであって、基板Ｗ以外のものを洗浄することを目的として設けられたものではない。そして、本実施形態では、洗浄用治具８０を設け、該洗浄用治具８０とチャンバー１０内の各要素（スピンチャック２０など）とを利用することで洗浄モードＭＤ２を実行する。このように、本来は基板処理に利用される各部を洗浄モードＭＤ２の実行にも利用するため、チャンバー１０内の洗浄に利用する目的で新たに洗浄ノズル等の大型部材を設ける必要がなく、処理ユニットＵＴの大型化を抑止できる。

＜２ 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、基板処理モードＭＤ１および洗浄モードＭＤ２で使用する洗浄液を純水としていたが、これに限定されるものではなく、薬液を純水で希釈した液を洗浄液として用いるようにしても良い。また、上記実施形態においては、洗浄モードＭＤ２で使用する気体を窒素としていたが、これに限定されるものではなく、種々の気体を利用することができる。基板処理の観点から、この気体は不活性ガスであれば望ましい。

また、上述した２つのモードは処理モードの一例にすぎず、例えば、下面処理液ノズル２８より基板Ｗの下面に処理液を供給するモードなど、他のモードを採用してもよい。

また、基板処理装置１における各部（上面処理液ノズル３０、チャック部材２６など）の個数や、各部の配置については自由に設計変更可能な事項である。

また、上記実施形態の洗浄モードＭＤ２では、洗浄用治具８０を回転する回転工程を開始した後、洗浄用治具８０への純水の供給を行う供給工程を開始する態様（図９）について説明したがこれに限られるものでない。回転工程と供給工程とは同時に開始する態様であっても構わないし、供給工程を開始した後回転工程を開始する態様であっても構わない。これらの工程の開始時点の先後は問わず、スピンチャック２０に装着され回転される洗浄用治具８０に純水が供給されている状態で、洗浄用治具８０の回転速度を減速すれば、洗浄用治具８０の複数の吐出口８３の指向性を利用した上記強力洗浄を実現することができる。

また、上記実施形態では、仕切板１５および側壁１１の洗浄処理期間（時刻ｔ０〜時刻ｔ３）、外カップ４３の内側の洗浄処理期間（時刻ｔ３〜時刻６）、中カップ４２の内側の洗浄処理期間（時刻ｔ６〜時刻ｔ９）、および内カップ４１の内側の洗浄処理期間（時刻ｔ９〜時刻ｔ１２）の、いずれの部位の洗浄期間においても減速工程を有する態様（図１４）について説明したが、これに限られるものではない。強力洗浄を実行する部位が一部である場合（例えば、仕切板１５および側壁１１の洗浄にのみ強力洗浄を行う場合）には、当該部位でのみ減速工程を有し、他の部位（各カップ）では減速工程を有しない態様であっても構わない（図１７）。このように、どのタイミングで減速工程を行うかを処理レシピに応じて制御部９で制御することで、洗浄用治具８０からの純水の飛散勢いを時間経過に沿って調節することができる。

また、上記実施形態では、基板処理装置１が１つの洗浄用治具８０を備える態様について説明したが、基板処理装置１が複数の洗浄用治具８０のセット（以下、「洗浄用治具セット」という）を備える態様であっても構わない。特に、それぞれの傾斜面８１ａの傾斜角度が互いに異なる複数の洗浄用治具８０で構成される洗浄用治具セットを有し、その１の洗浄用治具８０を選択してスピンチャック２０に装着し洗浄モードＭＤ２を実行する基板処理装置においては、選択する洗浄用治具８０の傾斜面８１ａ（水平面からの傾斜）に応じた傾斜角度で純水を吐出することが可能となり、より高精度な洗浄を実現できる。

また、上記各実施形態では、処理カップ４０として互いに独立して昇降可能な内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３を備えていたが、３つのカップが一体に構成されて昇降するものであっても良い。３つのカップが高さ方向に沿って多段に一体に積層されている場合には、それぞれのカップが順次にスピンベース２１の保持面２１ａを取り囲むように昇降移動するようにすれば良い。さらに、処理カップ４０はスピンベース２１を取り囲む１段のカップのみを備えるものであっても良い。

また、基板処理装置１によって処理対象となる基板は半導体基板に限定されるものではなく、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板など種々の基板であっても良い。

また、上記各実施形態では、洗浄モードＭＤ２の最中に上面処理液ノズル３０より供給される純水の単位時間あたりの供給量を可変としない態様について説明したが、該供給量を可変に調節する態様であったも構わない。

以上、実施形態およびその変形例に係る基板処理装置について説明したが、これらは本発明に好ましい実施形態の例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 基板処理装置
９ 制御部
１０ チャンバー
２０ スピンチャック
２１ スピンベース
２２ スピンモータ
２６ チャック部材
３０ 上面処理液ノズル
３１ 吐出ヘッド
３２ ノズルアーム
３３ ノズル基台
４０ 処理カップ
４１ 内カップ
４２ 中カップ
４３ 外カップ
８０ 洗浄用治具
８１ 液受け部
８１ａ 傾斜面
８２ 供給口
８３ 吐出口
８３ａ 吐出軸
ＣＸ 軸心
ＭＤ１ 基板処理モード
ＭＤ２ 洗浄モード
ＯＰａ，ＯＰｂ，ＯＰｃ 開口
ＵＴ 処理ユニット

Claims (8)

1. (ａ) 基板を水平姿勢で保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段を回転する回転手段と、
   前記基板保持手段の上方から洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
   前記基板保持手段の周囲を取り囲むカップと、
   を有する処理ユニットと、
   (ｂ) 平面視で前記基板に対応した外形サイズを有し、前記基板保持手段によって着脱自在に保持可能な洗浄用治具であって、
   液受け部と、
   前記洗浄液供給手段から供給される前記洗浄液を受け入れて前記液受け部に供給する供給口と、
   当該洗浄用治具の外周側に沿って設けられ、前記液受け部に受けた前記洗浄液を吐出する複数の吐出口と、
   を有する洗浄用治具と、
   を備え、
   前記複数の吐出口のそれぞれの吐出軸は、前記回転手段による回転の遠心方向から傾いて各吐出口の回転接線の前方側に指向していることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   前記洗浄用治具は、前記液受け部の底面において、中心側から外周側に向けて上方に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
   前記基板保持手段は、基板の外周端を把持する複数のチャック部材を備え、
   前記洗浄用治具の外周端が前記複数のチャック部材によって把持されたとき、前記洗浄用治具の前記複数の吐出口が、前記複数のチャック部材とは異なる高さ位置に配されることを特徴とする基板処理装置。
4. 処理ユニットの基板保持手段に着脱自在に装着され回転された状態で、洗浄液を供給されることによって、前記処理ユニットの内部を洗浄する洗浄用治具であって、
   前記洗浄液を供給される供給口と、
   前記供給口から供給される前記洗浄液を受ける液受け部と、
   当該洗浄用治具の外周側に沿って設けられ、前記液受け部に受けた前記洗浄液を吐出する複数の吐出口と、
   を有し、
   前記複数の吐出口のそれぞれの吐出軸は、前記回転の遠心方向から傾いて各吐出口の回転接線の前方側に指向していることを特徴とする洗浄用治具。
5. 請求項４に記載の洗浄用治具であって、
   前記液受け部の底面において、中心側から外周側に向けて上方に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする洗浄用治具。
6. それぞれが請求項５に記載の洗浄用治具に該当する複数の洗浄用治具のセットであって、
   前記複数の洗浄用治具におけるそれぞれの前記傾斜面の傾斜角度が互いに異なることを特徴とする洗浄用治具セット。
7. 請求項１に記載の処理ユニットと、
   請求項６に記載の洗浄用治具セットと、
   を備え、
   前記洗浄液供給手段は、前記複数の洗浄用治具から選択されて前記基板保持手段に着脱自在に保持された１の洗浄用治具に洗浄液を供給し、
   前記回転手段による回転によって前記１の洗浄用治具から前記洗浄液が吐出されることを特徴とする基板処理装置。
8. 所定の基板保持手段によって基板を水平姿勢で保持して回転させつつ前記基板に所定の処理を行う処理ユニットについて、前記処理ユニットのうち前記基板保持手段の周囲に存在する所定部位を洗浄する方法であって、
   (Ａ) 前記所定の処理が行われていない期間に、前記基板に代えて、液受け部を有する所定の洗浄用治具を前記基板保持手段に装着して保持させる装着工程と、
   (Ｂ) 前記洗浄用治具の所定の供給口を介して前記液受け部に洗浄液を供給する供給工程と、
   (Ｃ) 前記基板保持手段とともに前記洗浄用治具を回転させる回転工程と、
   (Ｄ) 前記回転を減速させる減速工程と、
   を備え、
   前記洗浄用治具は、前記液受け部に連通して、前記洗浄用治具の外周側に沿って形成された複数の吐出口を有しているとともに、
   前記複数の吐出口のそれぞれの吐出軸は、前記回転工程における回転の遠心方向から傾いて各吐出口の回転接線の前方側に指向しており、
   前記液受け部内における前記洗浄液自身の回転慣性によって、前記減速工程において、前記洗浄液が前記複数の吐出口から前記所定部位側に向けて噴出することを特徴とする洗浄方法。

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