JP7117392B2 - 基板処理装置及び基板処理装置の洗浄方法 - Google Patents

基板処理装置及び基板処理装置の洗浄方法 Download PDF

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Description

本開示は、基板処理装置及び基板処理装置の洗浄方法に関する。
半導体装置の製造工程には、被処理基板である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）を回転させながら、当該ウエハの周縁部に薬液等の処理液を供給することにより、当該周縁部の不要膜または汚染物質を除去する基板処理がある。この様な基板処理を行う基板処理装置として、ウエハの上面を覆うカバー部材を備えたものが知られている（特許文献１を参照）。カバー部材は、ウエハの周縁部の近傍を流れる気流を整流するとともに流速を増大させ、ウエハから飛散した処理液がウエハの上面に再度付着することを防止する。一方で、ウエハから飛散したミスト化した処理液がカバー部材の表面に付着することがある。
特開２０１５－２１６２２４号公報
本開示は、カバー部材を洗浄液で効率良く洗浄することができ、かつ洗浄液で濡れたカバー部材を迅速に乾燥させることができる技術を提供する。
基板処理装置の一実施形態は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、前記基板保持部に保持された基板の上面を覆うカバー部材と、前記カバー部材を昇降させる昇降部と、前記カバー部材により覆われた前記基板の上面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記基板処理装置を制御して、前記基板保持部により保持された前記基板の上面と前記カバー部材の下面までの上下方向距離を第１距離とした状態で、前記回転駆動部により前記基板を回転させながら、前記洗浄液供給部から前記基板の上面に前記洗浄液を供給し、これにより、前記基板の上面と前記カバー部材の下面との間の空間を満たす前記洗浄液により少なくとも前記カバー部材の下面を洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程の後に、前記上下方向距離を前記第１距離よりも大きい第２距離とした状態で、前記洗浄液供給部からの前記洗浄液の供給を停止して前記回転駆動部により前記基板を回転させることにより、少なくとも前記カバー部材の下面を乾燥させる乾燥工程と、を実行させる制御部と、を備える。
本開示によれば、カバー部材を洗浄液で効率良く洗浄することができ、かつ洗浄液で濡れたカバー部材を迅速に乾燥させることができる。
一実施形態に係る基板処理装置の縦断側面図である。 図１に示した基板処理装置のカバー部材、その昇降機構、および処理流体供給部を示す平面図である。 図１の右側のウエハの外周縁付近の領域を拡大して詳細に示す断面図である。 一実施形態における処理液ノズルおよび洗浄ノズルについて説明する半径方向断面図である。 図４Ａに示した処理液ノズルの断面図である。 一実施形態における洗浄処理の一工程について説明するための模式図である。 一実施形態における洗浄処理の他の工程について説明するための模式図である。
基板処理装置１の一実施形態を、添付図面を参照して説明する。
一実施形態に係る基板処理装置１は、半導体装置が形成される円形の基板であるウエハＷの周縁部に薬液を供給し、当該ウエハＷの周縁部に形成された不要な膜を除去することができるように形成されている。
図１及び図２に示すように、基板処理装置１は、ウエハＷを水平姿勢で鉛直軸周りに回転可能に保持するウエハ保持部３と、ウエハ保持部３に保持されたウエハＷの周囲を囲みウエハＷから飛散した処理液を受けるカップ体２と、ウエハ保持部３に保持されたウエハＷの上面の全体を覆う円板形状のカバー部材５と、カバー部材５を昇降させる昇降機構（移動機構）６と、ウエハ保持部３に保持されたウエハＷに処理流体を供給する処理流体供給部７（図２のみに示す）と、を備えている。
上述した基板処理装置１の構成部材である、カップ体２、ウエハ保持部３、カバー部材５などは１つのハウジング１１内に収容されている。ハウジング１１の天井部付近には外部から清浄空気を取り込む清浄空気導入ユニット１４が設けられている。ハウジング１１の床面近傍にはハウジング１１内の雰囲気を排気する排気口１５が設けられている。従って、ハウジング１１内にハウジング１１の上部から下部に向けて流れる清浄空気のダウンフローが形成される。ハウジング１１の一つの側壁には、シャッター１２により開閉される搬入出口１３が設けられている。ハウジング１１の外部に設けられた図示しないウエハ搬送機構の搬送アームが、ウエハＷを保持した状態で、搬入出口１３を通過することができる。ウエハ保持部３は、ウエハＷより小径の円板形状のバキュームチャックとして構成されており、その上面がウエハ吸着面となっている。ウエハ保持部３は、例えば電気モータを備えた回転駆動部４（詳細は図示せず）により、所望の速度で回転させることができる。
図１及び図３に示すように、カップ体２は、ウエハ保持部３の外周を取り囲むように設けられた、有底円環形状の部材である。カップ体２は、ウエハＷに供給された後にウエハＷの外方に飛散する薬液を受け止めて回収し、外部に排出する役割を有する。
ウエハ保持部３により保持されたウエハＷの下面と、ウエハＷの下面に対向するカップ体２の内周側部分２１の上面２１１との間には、小さな（例えば上下方向長２～３ｍｍ程度の）隙間が形成される。上面２１１には、２つのガス吐出口２１２、２１３が開口している。これら２つのガス吐出口２１２、２１３は、互いに同心の大径円および小径円に沿って連続的または断続的に延びている。ガス吐出口２１２、２１３から、半径方向外向きに、かつ、斜め上方向に、ウエハＷの下面に向けて加熱されたＮ２ガス（窒素ガス）が吐出される。
カップ体２の内周側部分２１内に形成された１つまたは複数の（図では１つのみ示す）ガス導入ライン２１４から円環状のガス拡散空間２１５にＮ２ガスが供給される。Ｎ２ガスはガス拡散空間２１５内を円周方向に拡がりながら流れる。ガス拡散空間２１５に隣接してヒーター２１６が設けられている。Ｎ２ガスはガス拡散空間２１５内を流れているときにヒーター２１６により加熱され、その後、ガス吐出口２１２、２１３から吐出される。半径方向外側にあるガス吐出口２１３から吐出されるＮ２ガスは、ウエハＷの被処理部位であるウエハＷの周縁部を加熱することにより、薬液による反応を促進する。また、ガス吐出口２１３から吐出されるＮ２ガスは、ウエハＷの表面（上面）に向けて吐出された後に飛散する処理液のミストがウエハの裏面（下面）に周り込むことを防止する。半径方向内側にあるガス吐出口２１２から吐出されるＮ２ガスは、ガス吐出口２１２が無い場合に生じ得るウエハＷの歪みを防止する。ウエハＷの歪みは、例えば、ガス吐出口２１２が無い場合に、ガス吐出口２１３からのガスによりウエハＷの周縁部のみが温められること、あるいは、ウエハＷ中心側においてウエハＷの下面近傍に負圧が生じることに起因して生じ得る。
カップ体２の外周側部分２４には、排液路２４４と排気路２４５が接続されている。カップ体２の内周側部分２１の外周部（ウエハＷの周縁の下方の位置）から半径方向外側に向けて環状の案内板２５が延びている。基板処理装置１の通常運転時には、カップ体２の内部空間は、排気路２４５を介して、常時吸引されている。カップ体２の外周側部分２４の外周部には、外周壁２６が設けられている。外周壁２６は、その内周面により、ウエハＷから外方に飛散する流体（液滴、ガスおよびこれらの混合物など）を受け止め、下方に向けて案内する。外周壁２６は、水平面に対して２５～３０度の角度を成して半径方向外側に向かうほど低くなるように傾斜する内側の流体受け面２６１と、流体受け面２６１の上端部付近から下方に延びる返し部２６２を有している。案内板２５の上面２５２と流体受け面２６１との間に、ガス（空気、Ｎ２ガス等）とウエハＷから飛散した液滴とを含む混合流体が流れる排気流路２７が形成される。返し部２６２の内周面によりカップ体２の上部開口が画定される。この上部開口の開口径はウエハＷの直径よりもやや大きい。案内板２５よりも下方の空間で混合流体が転向されるときに、混合流体から液滴が分離される。液滴は排液路２４４から排出され、ガスは排気路２４５から排出される。
カバー部材５は、ウエハＷの液処理が実行されるときに、ウエハ保持部３に保持されたウエハＷの上面に近接して対向する処理位置（図１、図３に示す位置）に位置する円板形状の部材である。カバー部材５の直径は、ウエハＷの直径より大きい。カバー部材５の中央部には、カバー部材５の下面とウエハ保持部３に保持されたウエハＷの上面との間の空間に流体を供給する流体ノズル８１が設けられている。流体ノズル８１には、Ｎ２ガス供給源８２と、ＤＩＷ供給源８３とが接続されている。切替弁８４を切り替えることにより、流体ノズル８１に、Ｎ２ガス及び洗浄液（ＤＩＷ）のいずれか一方を供給することができる。図示はしていないが、Ｎ２ガス供給源８２及びＤＩＷ供給源８３からそれぞれ切替弁８４に向けて伸びる流体ラインには、開閉弁、流量計、流量制御弁等の流体の流れを制御するための機器が設けられている。
なお、カバー部材５に、Ｎ２ガス及び洗浄液（ＤＩＷ）の両方を吐出する流体ノズル８１を設けることに代えて、Ｎ２ガスのみを供給するガスノズル、洗浄液のみを供給する洗浄液ノズルを別々に設けてもよい（図示せず）。この場合、ガスノズルにＮ２ガス供給源８２が接続され、洗浄液ノズルにＤＩＷ供給源８３が接続される。
カバー部材５にはヒーター５０が設けられている。このヒーター５０は、少なくともカバー部材５の下面（特にウエハＷに対向する領域）の全体を均一に加熱することができるように設けられていることが好ましい。ヒーター５０は、例えば、通電することにより発熱する抵抗発熱ヒーターからなる。
カバー部材５が処理位置に位置し、かつ、カップ体２の内部が排気路２４５を介して吸引されているときに流体ノズル８１からＮ２ガスを吐出すると、Ｎ２ガスは、カバー部材５とウエハＷとの間の空間Ｓ（図３参照）を外方に向かって（ウエハＷの中心部から周縁に向けて）流れる。カバー部材５の下面の周縁部は中央部よりも低いため、カバー部材５の下面とウエハＷの上面との間の隙間はウエハＷの周縁部において狭くなる（図３のＧ１とＧ２とを比較参照。）。このため流体ノズル８１から吐出されたＮ２ガスの流速はウエハＷの周縁部の近傍において増大し、これにより、ウエハＷの液処理中に、ウエハＷから飛散した処理液がウエハＷの上面に再度付着することが効果的に防止される。
カバー部材５の周縁部の下面には、カップ体２の上面と密接するリング状のシール部材（リップシール）５９が設けられている。シール部材５９を設けることにより、上述したＮ２ガスの流れがカップ体２の上面とカバー部材５の周縁部の下面との間の隙間から漏れなくなる。このため、上述したＮ２ガスの流れによる処理液の再付着防止効果が向上する。
ウエハ保持部３にウエハＷが保持され、かつ、カバー部材５が処理位置に位置したときの状態が平面図である図２に示されている。図２において、カバー部材５に覆われて隠れているウエハＷの外周端（エッジ）Ｗｅが一点鎖線で示されている。
図１及び図２に示すように、カバー部材５を昇降させる昇降機構６は、カバー部材５を支持する支持体５８に取り付けられた複数（本例では４つ）のスライダー６１と、各スライダー６１を貫通して鉛直方向に延びるガイド支柱６２とを有している。各スライダー６１には、シリンダモータ（図示せず）が連結されている。このシリンダモータを駆動することにより、スライダー６１がガイド支柱６２に沿って上下動し、これによりカバー部材５を昇降させることができる。カップ体２はカップ昇降機構（詳細は図示せず）の一部を成すリフタ６５に支持されている。リフタ６５を図１に示す状態から下降させると、カップ体２が下降し、ウエハ搬送機構の搬送アーム（図示せず）とウエハ保持部３との間でのウエハＷの受け渡しが可能となる。
次に、図２、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、処理流体供給部７について説明する。特に図２に示されるように、処理流体供給部７は、処理流体供給部７Ａと処理流体供給部７Ｂから構成される。なお、図１の断面には、処理流体供給部７Ａ，７Ｂは現れていない。
処理流体供給部７Ａは、アンモニア水、過酸化水素水および純水の混合溶液であるＳＣ－１液を吐出する薬液ノズル（処理液ノズル）７１と、リンス液（本例ではＤＩＷ（純水））を吐出するリンスノズル７２と、乾燥用ガス（本例ではＮ２ガス）を吐出するガスノズル７３とを有している。これらのノズル７１～７３は、共通のノズルホルダ７００Ａにより保持されている。処理流体供給部７Ｂは、ＨＦ液を吐出する薬液ノズル（処理液ノズル）７４と、リンス液（本例ではＤＩＷ）を吐出するリンスノズル７５と、乾燥用ガス（本例ではＮ２ガス）を吐出するガスノズル７６とを有している。これらのノズル７４～７６は、共通のノズルホルダ７００Ｂにより保持されている。
各ノズル（７１～７３）は、図４Ｂにおいて矢印Ａで示すように、斜め下方に向けて、かつ、矢印Ａで示す吐出方向がウエハの回転方向Ｒｗの成分を持つように処理流体を吐出する。各ノズル（７１～７３）には、図示しない処理流体供給機構から上記の処理流体が供給される。上記の点に関して、処理流体供給部７Ｂのノズル７４～７６も同様である。処理流体供給機構は、処理流体供給源（処理流体を貯留するタンクまたは処理流体を供給する工場用力）と、開閉弁、流量計、流量制御弁等の流量制御機器等を備えて構成することができる。処理流体供給機構の構成は公知であり、詳細な説明は省略する。
図４Ａに示すように、処理流体供給部７Ａのノズルホルダ７００Ａには、各ノズル（７１～７３）を洗浄するための洗浄液（例えばＤＩＷ）を各ノズル（７１～７３）に向けてそれぞれ吐出する洗浄液ノズル９１～９３が設けられている。各洗浄液ノズル（９１～９３）に、各洗浄液ノズル（９１～９３）の向きを変更するための角度調節機構９０Ａを設けることが好ましい。この場合、好ましくは、角度調節機構９０Ａは、各洗浄液ノズル（９１～９３）から吐出される洗浄液の向きを、水平方向（カバー部材５の半径方向内側方向）から、各ノズル（７１～７３）の下端部に直接的に洗浄液を衝突させることができる斜め下方向の範囲内で変更することができる。角度調節機構９０Ａを設けることに代えて、各洗浄液ノズル（９１～９３）に向きが異なる吐出口を複数個設けてもよい。
洗浄液ノズル９１～９３には、ＤＩＷ（洗浄液）供給源９０１と、Ｎ２ガス（乾燥ガス）供給源９０２とが接続されている。切替弁９０３を切り替えることにより、洗浄液ノズル９１～９３に、ＤＩＷ及びＮ２ガスのいずれか一方を供給することができる。図示はしていないが、ＤＩＷ供給源９０１及びＮ２ガス供給源９０２からそれぞれ切替弁９０３に向けて伸びる流体ラインには、開閉弁、流量計、流量制御弁等の流体の流れを制御するための機器が設けられている。
なお、洗浄液（ＤＩＷ）及びＮ２ガスの両方を吐出する流体ノズル９１を設けることに代えて、洗浄液のみを吐出する洗浄液ノズルとＮ２ガスのみを供給するガスノズルとを別々に設けてもよい（図示せず）。この場合、洗浄液ノズルにＤＩＷ供給源９０１が接続され、ガスノズルにＮ２ガス供給源９０２が接続される。
処理流体供給部７Ｂのノズルホルダ７００Ｂにも、洗浄液ノズル９１～９３と同様の構成及び機能を有する洗浄液ノズル９４～９６が設けられている。
ノズルホルダ７００Ａ，７００Ｂは、リニアアクチュエータ７０１Ａ，７０１ＢによりウエハＷの半径方向に位置調節することができる。
図２及び図４Ａに示すように、処理流体供給部７Ａのノズル７１～７３，９１～９３は、カバー部材５に形成された切除部５６Ａ内に収容される。切除部５６Ａは、カバー部材５の外周縁から半径方向内側に延びていてもよい。この場合、カバー部材５を処理位置に位置させたときに、ノズル７１～７３を水平方向にスライドさせるだけでノズル７１～７３を処理位置に位置させることができる。切除部５６Ａは、カバー部材５の外周縁から半径方向内側に離れた位置に設けられた貫通穴であってもよい。この場合、カバー部材５を処理位置に位置させたときに、処理流体供給部７Ａ全体を上昇させて、その後、前進させ、その後下降させることにより、ノズル７１～７３を処理位置に位置させることができる。
処理流体供給部７Ｂのノズル７４～７６，９４～９６は、カバー部材５に形成された切除部５６Ｂ内に収容される。切除部５６Ｂ及びノズル７４～７６，９４～９６の詳細な図示は省略するが、切除部５６Ａ及びノズル７１～７３，９１～９３と同様に構成することができる。切除部５６Ａ内にアルカリ性薬液を供給する薬液ノズル７１を配置し、切除部５６Ｂ内に酸性薬液を供給する薬液ノズル７４を配置することにより、アルカリと酸とが反応することを防止している。
図１に概略的に示すように、基板処理装置１は、その全体の動作を統括制御するコントローラ（制御部）１００を有している。コントローラ１００は、基板処理装置１の全ての機能部品（例えば、回転駆動部４、昇降機構６、ウエハ保持部３、各種処理流体供給機構等）の動作を制御する。コントローラ１００は、ハードウエアとして例えば汎用コンピュータと、ソフトウエアとして当該コンピュータを動作させるためのプログラム（装置制御プログラムおよび処理レシピ等）とにより実現することができる。ソフトウエアは、コンピュータに固定的に設けられたハードディスクドライブ等の記憶媒体に格納されるか、あるいはＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の着脱可能にコンピュータにセットされる記憶媒体に格納される。このような記憶媒体が図１において参照符号１０１で示されている。プロセッサ１０２は必要に応じて図示しないユーザーインターフェースからの指示等に基づいて所定の処理レシピを記憶媒体１０１から呼び出して実行させ、これによってコントローラ１００の制御の下で基板処理装置１の各機能部品が動作して所定の処理が行われる。
次に、上記基板処理装置１を用いた公知の標準的な液処理の動作の一例について、説明する。この動作は、上記コントローラ１００の制御の下で行われる。
［ウエハ搬入］
まず、昇降機構６によりカバー部材５を退避位置（図１より上方の位置）に位置させるとともに、カップ昇降機構のリフタ６５によりカップ体２を下降させる。次いで、ハウジング１１のシャッター１２を開いて外部のウエハ搬送機構の搬送アーム（図示せず）をハウジング１１内に進入させ、搬送アームにより保持されたウエハＷをウエハ保持部３の真上に位置させる。次いで、搬送アームをウエハ保持部３の上面より低い位置まで降下させて、ウエハＷをウエハ保持部３の上面に載置する。次いで、ウエハ保持部３によりウエハを吸着する。その後、空の搬送アームをハウジング１１内から退出させる。次いで、カップ体２を上昇させ図１に示す位置に戻すとともに、カバー部材５を図１に示す処理位置まで降下させる。以上の手順により、ウエハの搬入が完了し、図１に示す状態となる。
［第１薬液処理］
次に、ウエハに対する第１の薬液処理が行われる。ウエハＷを回転させ、また、カップ体２のガス吐出口２１２、２１３からＮ２ガスを吐出させて、ウエハＷ、特に被処理領域であるウエハＷ周縁部を薬液処理に適した温度（例えば６０℃程度）まで加熱する。ウエハＷが十分に加熱されたら、ウエハＷを回転させたままで処理流体供給部７Ａの薬液ノズル７１から薬液（ＳＣ１）をウエハＷの上面（デバイス形成面）の周縁部に供給し、ウエハ上面周縁部にある不要な膜を除去する。
［第１リンス処理］
所定時間薬液処理を行った後、薬液ノズル７１からの薬液の吐出を停止して、処理流体供給部７Ａのリンスノズル７２からリンス液（ＤＩＷ）をウエハＷの周縁部に供給し、リンス処理を行う。このリンス処理により、ウエハＷの上下面に残存する薬液および反応生成物等が洗い流される。
［第２薬液処理］
次に、第１薬液処理では除去できない不要物を除去するための、ウエハＷに対する第２の薬液処理が行われる。第１薬液処理と同様にウエハＷを回転させるとともにウエハＷを加熱し、処理流体供給部７Ｂの薬液ノズル７４から薬液（ＨＦ）をウエハＷの上面の周縁部に供給し、ウエハ上面周縁部にある不要な膜を除去する。
［第２リンス処理］
所定時間薬液処理を行った後、引き続きウエハＷの回転およびガス吐出口２１２、２１３からのＮ２ガスの吐出を継続し、薬液ノズル７４からの薬液の吐出を停止して、処理流体供給部７Ｂのリンスノズル７５からリンス液（ＤＩＷ）をウエハＷの周縁部に供給し、リンス処理を行う。このリンス処理により、ウエハＷの上下面に残存する薬液および反応生成物等が洗い流される。
［乾燥処理］
所定時間リンス処理を行った後、引き続きウエハＷの回転およびガス吐出口２１２、２１３からのＮ２ガスの吐出を継続し（好ましくは回転速度を増し）、リンスノズル７５からのリンス液の吐出を停止して、ガスノズル７６から乾燥用ガス（Ｎ２ガス）をウエハＷの周縁部に供給し、乾燥処理を行う。
［ウエハ搬出］
その後、カバー部材５を上昇させて退避位置（図示せず）に位置させるとともにカップ体２を下降させる。次いで、ハウジング１１のシャッター１２を開いて図示しない外部のウエハ搬送機構の搬送アーム（図示せず）をハウジング１１内に進入させ、空の搬送アームをウエハ保持部３に保持されたウエハＷの下方に位置させた後に上昇させ、ウエハＷの吸着を停止した状態のウエハ保持部３から搬送アームがウエハＷを受け取る。その後、ウエハを保持した搬送アームがハウジング１１内から退出する。以上により、１枚のウエハに対する一連の処理が終了する。
前述したように、薬液処理時に、カバー部材５をウエハＷ上面に近接配置するとともに、流体ノズル８１からＮ２ガスを供給することにより、ウエハＷから飛散した処理液がウエハＷの上面に再度付着することを防止することができる。しかし、薬液ノズル７１，７４からウエハＷに供給された薬液の一部がウエハＷ又はカップ体２の内壁で跳ね返り、カバー部材５に付着することがある。また、液処理時に薬液ノズル７１，７４が収容されるカバー部材５の切除部５６Ａ，５６Ｂでは、流体ノズル８１から供給されたＮ２ガスの気流が乱れる。このため、ウエハＷ又はカップ体２の内壁で跳ね返った薬液のミストが、切除部５６の側壁面、あるいは切除部５６近傍のカバー部材５の下面の周縁部に付着する傾向にある。
上述のような手順、すなわち、ＳＣ１での薬液処理を行った後、ＨＦでの薬液処理を行った場合、カバー部材５にはＳＣ１液の液滴やミストが付着した後、ＨＦ液の液滴やミストが付着する。カバー部材５の表面でこの２つの薬液が混合されると互いに反応して、フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）が生成される。上述した手順を繰り返し実行していくと、生成されたフッ化アンモニウムは増加していき、やがて結晶化する。結晶化したフッ化アンモニウムがウエハＷ上に落下するとパーティクルの原因となる。なお、パーティクルの発生原因としては、上記のように２種類以上の薬液に由来する反応生成物（固形物）が落下した場合には限らない。単一の薬液若しくは基板から除去された物質に由来する固形物が落下した場合、あるいは、カバー部材５に付着した薬液が集まりカバー部材５から垂れ落ちた場合にも同様の問題が生じうる。
本実施形態では、定期的または不定期的にカバー部材５の洗浄が行われる。カバー部材５の洗浄は、１枚のウエハＷの処理が終了する毎に、あるいは予め定められた枚数のウエハＷの処理が終了する毎に行うことができる。カバー部材５の洗浄は、問題となるレベルの付着物がカバー部材５に付着したことが検出されたときに行ってもよい。また、好ましくは、カバー部材５の洗浄と一緒に、ノズル７１～７６の洗浄及びカップ体２の洗浄も行われる。以下において、カバー部材５、ノズル７１～７６及びカップ体２の洗浄を行う手順の一例について説明する。
まず、上述した「ウエハ搬入」と同様の手順により、洗浄用ディスクＤをウエハ保持部３によりウエハを吸着する。また、カップ体２を処理位置に上昇させ、カバー部材５を処理位置まで降下させる。つまり、洗浄用ディスクＤを、図１に示したウエハＷと同様の態様で基板処理装置１に設置する。基板処理装置１の通常運転時と同様に、カップ体２の内部を排気路２４５を介して吸引する。洗浄用ディスクＤは、製品ウエハＷと同一形状寸法の円板形状の部材から構成することができる。洗浄用ディスクＤの表面の周縁部に、周縁に近づくに従って高くなるような僅かなスロープを設けてもよい。
［ノズル洗浄工程］
次に、洗浄液ノズル９１～９６から、ノズル７１～７６に向けて洗浄液ここでは例えばＤＩＷを吹きつけ、洗浄液ノズル９１～９６の表面を洗浄する。このとき、例えば、角度調節機構（９０Ａ等）の利用により、ノズル７１～７６上への洗浄液の着液位置を変化させながら洗浄を行ってもよい。このとき、洗浄用ディスクＤは回転させても回転させなくてもよい。
［カバー体洗浄工程］
次に、カバー部材５の下面と洗浄用ディスクＤの上面との間の上下方向距離を第１距離に調節する。なお、第１距離のときのカバー部材５の上下方向位置は処理位置よりもやや低いことが好ましい。例えばカバー部材５が処理位置にあるときの距離Ｇ１（図３を参照）が０．８～０．９mmとしたとき、カバー体洗浄工程時に距離Ｇ１を０．７mm程度に縮小することができる。この状態で、図５Ａに示すように、洗浄用ディスクＤを低速から中速で回転（具体的には例えば５０rpm～５００rpm）させるとともに、流体ノズル８１から洗浄液ここでは例えばＤＩＷを供給する。このとき、回転速度を、低速（例えば５０rpm）と中速（例えば１００rpm～５００rpm）との間で変動させてもよく、そうすることにより、洗浄範囲を変更することができる。流体ノズル８１からの洗浄液の供給量を適当に調節することにより、カバー部材５の下面と洗浄用ディスクＤの上面との間の空間Ｓが洗浄液により満たされた状態となる。洗浄液は空間Ｓを満たしつつ、空間Ｓを外方に向けて流れ、カバー部材５の周縁部と洗浄用ディスクＤの周縁部との間の隙間を通って空間Ｓから流出する。流出した洗浄液はカップ体２に回収される。上記のように流れる洗浄液によりカバー部材５の下面を洗浄することができる。
カバー体洗浄工程時に、洗浄液ノズル９１～９６から水平方向に、つまり切除部５６Ａ，５６Ｂの壁面（特に半径方向外側を向いた壁面）に向けて洗浄液を吐出することが好ましい。これにより、カバー部材５の下面に加えて、カバー部材５の切除部５６Ａ，５６Ｂに面した壁面を洗浄することができる。
［カップ体洗浄工程］
次に、カバー部材５の下面と洗浄用ディスクＤの上面との間の上下方向距離を、前述した第１距離よりも大きな第２距離に調節する。この状態で、引き続き洗浄用ディスクＤを回転させるとともに、流体ノズル８１から洗浄液（例えばＤＩＷ）を供給する。この場合、図５Ｂに示すように、洗浄液は、洗浄用ディスクＤの回転中心付近に着液した後、遠心力によりウエハＷの周縁に向かって流れ、外方に飛散する。外方に飛散した洗浄液によりカップ体２の内壁面を洗浄することができる。なお、このとき、カバー部材５が洗浄用ディスクＤの上面から十分に離れているため、流体ノズル８１を洗浄液から大流量で供給しても、洗浄液はカバー部材５の下面と洗浄用ディスクＤの上面との間の空間Ｓを満たすことはない。洗浄用ディスクＤの回転速度を変化させることにより、洗浄用ディスクＤから飛散した洗浄液のカップ体２上における着液点を変更することができる。すなわち、洗浄用ディスクＤの回転速度を高くするとカップ体２の高い部位を（矢印Ｈを参照）、低くすると低い部位（矢印Ｌを参照）を洗浄することができる。洗浄用ディスクＤの回転速度は、例えば５０～１０００rpmの間で変化させることができる。
［カバー体乾燥工程］
次に、洗浄用ディスクＤを好ましくは高速（例えば１０００rpm以上）で回転させながら、流体ノズル８１から乾燥用ガスを供給する。乾燥用ガスは、製品ウエハＷの液処理の時に用いたＮ２ガスを用いることができる。Ｎ２ガスに代えて、通常の空気より湿度が低い適当なガス、例えばドライエアを用いることもできる。またこのとき、カバー部材５に設けられたヒーター５０に通電することが好ましく、これによりカバー部材５の乾燥を促進することができる。気化した洗浄液は、空間Ｓを洗浄用ディスクＤの中心部から周縁部に向けて流れた後に空間Ｓから流出する乾燥ガスの流れに乗って空間Ｓから排出される。
カバー体乾燥工程時に、洗浄液ノズル９１～９６から、切除部５６Ａ，５６Ｂの壁面（特に半径方向外側を向いた壁面）に向けて乾燥用ガス、例えばＮ２ガスを吐出することが好ましい。これにより、カバー部材５の下面に加えて、カバー部材５の切除部５６Ａ，５６Ｂに面した壁面、並びに洗浄液ノズル９１～９６の乾燥を促進させることができる。
カバー体乾燥工程において、カバー部材５の下面と洗浄用ディスクＤの上面との間の上下方向距離は、カバー体洗浄工程のときの上下方向距離よりも大きくすることが好ましい。こうすることにより、カバー部材５の下面周縁部とカップ体２の上面との間の隙間が広がり（シール部材５９がカップ体２の上面から離れる）、カバー部材５の下面と洗浄用ディスクＤの上面との間の空間Ｓの通気性が向上する。このため、カバー部材５の下面から蒸発した洗浄液が、カップ体２に吸い込まれるだけでなく、清浄空気導入ユニット１４から排気口１５に向かう空気の流れに乗ってハウジング１１から排出される。このため、カバー部材５の乾燥を促進することができる。
カバー体乾燥工程において、排気路２４５（排気部）を介したカップ体２の排気量は、カバー体洗浄工程時より大きくすることが好ましい。こうすることにより、カップ体２に吸い込まれる乾燥用ガスの流れが促進され、カバー部材５の下面の乾燥効率が向上する。
カバー体乾燥工程時にカバー部材５の乾燥を促進するため、カバー部材５を回転させる回転駆動機構を設けてもよい。この場合、カバー部材５のヒーター５０を省略することができる。
上記実施形態によれば、洗浄用ディスクＤの上面とカバー部材５の下面までの上下方向距離を第１距離とした状態で、洗浄用ディスクＤを回転させながら洗浄用ディスクＤの上面に洗浄液を供給することにより、洗浄用ディスクＤの上面とカバー部材５の下面との間の空間Ｓを満たす洗浄液によりカバー部材５の下面を効率良く洗浄することができる。また、カバー部材５の洗浄の後に、上下方向距離を第１距離よりも大きい第２距離とした状態で、洗浄液の供給を停止して基板を回転させることにより、カバー部材５の下面を効率良く乾燥させることができる。
なお、先に例示したＳＣ１とＨＦとの反応により生じるフッ化アンモニウムは、カバー部材に内蔵したヒーターによりカバー部材を加熱することにより、熱分解により除去することができる（例えば特許文献１を参照）。しかしながら、熱分解により除去しうる物質は限られる。また、カバー部材以外に付着した物質を除去することはできない。これに対して、上記実施形態によれば、適当な洗浄液を使用することにより、様々な付着物質の除去に対応することができる。また、上記実施形態では、カバー部材を洗浄するときにカバー部材の周囲の部材を洗浄することも容易である。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
３ 基板保持部
４ 回転駆動部
５ カバー部材
８１，８３ 洗浄液供給部
Ｄ 基板（洗浄用基板）

Claims (9)

  1. 基板処理装置であって、
    基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、
    前記基板保持部に保持された基板の上面を覆うカバー部材と、
    前記カバー部材を昇降させる昇降部と、
    前記カバー部材により覆われた前記基板の上面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
    前記基板処理装置を制御して、前記基板保持部により保持された前記基板の上面と前記カバー部材の下面までの上下方向距離を第１距離とした状態で、前記回転駆動部により前記基板を回転させながら、前記洗浄液供給部から前記基板の上面に前記洗浄液を供給し、これにより、前記基板の上面と前記カバー部材の下面との間の空間を満たす前記洗浄液により少なくとも前記カバー部材の下面を洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程の後に、前記上下方向距離を前記第１距離よりも大きい第２距離とした状態で、前記洗浄液供給部からの前記洗浄液の供給を停止して前記回転駆動部により前記基板を回転させることにより、少なくとも前記カバー部材の下面を乾燥させる乾燥工程と、を実行させる制御部と、
    を備えた基板処理装置。
  2. 前記制御部は、前記乾燥工程における前記基板の回転速度が、前記洗浄工程における前記基板の回転速度より高くなるように、前記回転駆動部を制御する、請求項１記載の基板処理装置。
  3. 前記基板保持部の周囲を囲み、前記基板から飛散する洗浄液を回収するカップ体と、前記カップ体の内部空間を吸引する排気部と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記乾燥工程における前記排気部による排気量が、前記洗浄工程における前記排気部による排気量よりも大きくなるように、前記排気部を制御する、請求項１記載の基板処理装置。
  4. 前記基板保持部及び前記カバー部材の周囲の空間に低湿度ガスを供給する低湿度ガス供給部をさらに備え、
    前記制御部は、前記乾燥工程における前記基板保持部及び前記カバー部材の周囲の空間の湿度が、前記洗浄工程における前記基板保持部及び前記カバー部材の周囲の空間の湿度よりも低くなるように、前記低湿度ガス供給部からの前記低湿度ガスの供給量を制御する、請求項１記載の基板処理装置。
  5. 前記カバー部材により覆われた前記基板の上面の周縁部に前記基板を処理するための処理液を供給する処理液ノズルと、前記処理液ノズルを洗浄するための洗浄液を前記処理液ノズルに供給する洗浄液ノズルと、をさらに備えた、請求項１記載の基板処理装置。
  6. 前記洗浄液ノズルからの洗浄液により洗浄された前記処理液ノズルを乾燥させるための乾燥ガスを前記処理液ノズルに供給する乾燥ガスノズル、あるいは、
    前記洗浄液ノズルに乾燥ガスを供給して前記洗浄液ノズルから前記処理液ノズルに前記乾燥ガスを供給させる乾燥ガス供給部、
    をさらに備えた、請求項５記載の基板処理装置。
  7. 前記カバー部材は全体として円板形の部材であり、前記カバー部材の中心部に、前記カバー部材により覆われた前記基板の上面に洗浄液を供給する前記洗浄液供給部としての流体ノズルが設けられている、請求項１記載の基板処理装置。
  8. 前記カバー部材に設けられたヒーターをさらに備え、前記制御部は、前記乾燥工程において前記ヒーターを制御して前記カバー部材を加熱する、請求項１記載の基板処理装置。
  9. 基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、前記基板保持部に保持された基板の上面を覆うカバー部材と、前記カバー部材を昇降させる昇降部と、前記カバー部材により覆われた前記基板の上面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、を備えた基板処理装置において、少なくとも前記カバー部材を洗浄する洗浄方法において、 前記基板保持部により保持された前記基板の上面と前記カバー部材の下面までの上下方向距離を第１距離とした状態で、前記基板を回転させながら、前記洗浄液供給部から前記基板の上面に前記洗浄液を供給し、これにより、前記基板の上面と前記カバー部材の下面との間の空間を満たす前記洗浄液により少なくとも前記カバー部材の下面を洗浄する洗浄工程と、
    前記洗浄工程の後に、前記上下方向距離を前記第１距離よりも大きい第２距離とした状態で、前記洗浄液供給部からの前記洗浄液の供給を停止して前記回転駆動部により前記基板を回転させることにより、少なくとも前記カバー部材の下面を乾燥させる乾燥工程と、を備えた洗浄方法。
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