液処理装置
【課題】ウォーターマークの発生を抑制することができる液処理装置を提供すること。
【解決手段】洗浄処理装置１は、ウエハＷを保持するスピンチャック５９と、ウエハＷに処理液および乾燥ガスを吐出口から吐出方向に吐出する吐出ノズル７５と、吐出口よりも上流側で吐出ノズル７５に接続された吐出ノズルへ処理液を供給する処理液供給機構と、吐出口よりも上流側で吐出ノズル７５に接続された吐出ノズルへ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、吐出口よりも上流側で吐出ノズルに接続され、ウエハＷに処理液を吐出させた後で乾燥ガスを吐出する前に、吐出ノズルの内部に残留する処理液を吐出方向と逆方向に吸引する処理液吸引機構１０３ａと、処理液吸引機構に接続され、処理液供給機構と乾燥ガス供給機構から処理液および前記乾燥ガスの一方が吐出ノズルへ供給されるように、処理流体を切り替える開閉バルブ１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｄとを具備する。
【解決手段】洗浄処理装置１は、ウエハＷを保持するスピンチャック５９と、ウエハＷに処理液および乾燥ガスを吐出口から吐出方向に吐出する吐出ノズル７５と、吐出口よりも上流側で吐出ノズル７５に接続された吐出ノズルへ処理液を供給する処理液供給機構と、吐出口よりも上流側で吐出ノズル７５に接続された吐出ノズルへ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、吐出口よりも上流側で吐出ノズルに接続され、ウエハＷに処理液を吐出させた後で乾燥ガスを吐出する前に、吐出ノズルの内部に残留する処理液を吐出方向と逆方向に吸引する処理液吸引機構１０３ａと、処理液吸引機構に接続され、処理液供給機構と乾燥ガス供給機構から処理液および前記乾燥ガスの一方が吐出ノズルへ供給されるように、処理流体を切り替える開閉バルブ１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｄとを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の各種基板に対して洗浄等の液処理を施す液処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいては半導体ウエハ（ウエハ）を所定の薬液や純水等の洗浄液によって洗浄し、ウエハに付着したパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーション、エッチング処理後のポリマー等を除去する洗浄システムが使用されている。
【０００３】
このような洗浄システムに備えられるウエハ洗浄装置としては、ウエハを略水平姿勢でスピンチャックに保持し、ウエハを静止させた状態または回転させた状態でウエハの表裏面に薬液を供給して薬液処理を行い、次にウエハを所定の回転数で回転させながらウエハに純水を供給して薬液を洗い流し、その後にウエハを回転させながらウエハに乾燥ガス（例えば、窒素ガス（Ｎ２））を噴射して乾燥処理を行う枚葉式のウエハ洗浄装置が知られている。
【０００４】
このようなウエハ洗浄処理装置において、ウエハの裏面の洗浄は、ウエハの裏面に対向させて円形プレートを配置し、この円形プレートの略中心からウエハとこの円形プレートとの間に薬液と純水、乾燥ガスを供給することによって行われている。ウエハの裏面への薬液等の供給は、円形プレートの略中心を貫通するように略鉛直に配置された１本の吐出ノズルを用いて行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この吐出ノズルからウエハに乾燥ガスを吐出する際には、先に吐出した純水が吐出ノズルの内部に残留している。このような純水は乾燥ガスの噴射開始時に乾燥ガスによって押し出されるが、吐出ノズルが鉛直方向に配置されているために吐出ノズル内部の純水は重力の影響を受けることによって完全には排出され難い状態にあり、一部の純水がノズルの内壁に付着等する。このようにノズルの内壁に純水が付着した状態で、さらに乾燥ガスを噴射すると、乾燥ガスの勢いによって純水がミスト化し、このミストは乾燥ガスとともにウエハに向けて噴射される。このときに噴射されたミストがウエハの既に乾燥している部分に付着すると、ウォーターマークが発生してウエハの品質を低下させる問題があった。
【０００６】
また、薬液を吐出した後には吐出ノズルの内部に薬液が残留し、このような薬液は未使用の状態であるにもかかわらず、純水とともにウエハと円形プレートとの間に吐出され、その後に使用済みの薬液と純水とが混ざり合って、円形プレートからこぼれ落ちまたはウエハの回転によってウエハから振り切られて、その後に回収される。こうして回収された薬液は純水によって希釈されており、またパーティクルを多く含むために、回収された薬液の再利用には一定の処理を行う必要がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、基板におけるウォーターマークの発生を抑制することができる液処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点によれば、被処理体に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
被処理体を水平姿勢で保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された被処理体に処理液および乾燥ガスを吐出口から吐出方向に吐出する吐出ノズルと、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ処理液を供給する処理液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続され、基板に前記処理液を吐出させた後で前記乾燥ガスを吐出する前に、前記吐出ノズルの内部に残留する処理液を前記吐出方向と逆方向に吸引する処理液吸引機構と、
前記処理液吸引機構に接続され、前記処理液供給機構と前記乾燥ガス供給機構から前記処理液および前記乾燥ガスの一方が前記吐出ノズルへ供給されるように、処理流体を切り替える切替機構と
を具備することを特徴とする液処理装置、が提供される。
【０００９】
本発明の第２の観点によれば、 基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
被処理体を水平姿勢で保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された被処理体に処理液としての薬液およびリンス液、ならびに乾燥ガスを吐出口から吐出方向に吐出する吐出ノズルと、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ薬液を供給する薬液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへリンス液を供給するリンス液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、
前記薬液供給機構、前記リンス液供給機構、および前記乾燥ガス供給機構のうちのいずれかから、前記薬液、前記リンス液、および前記乾燥ガスのいずれか１つが前記吐出ノズルへ供給されるように、処理流体を切り替える切替機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続され、基板に前記リンス液を吐出させた後で前記乾燥ガスを吐出する前に、前記吐出ノズルの内部に残留する前記リンス液の残留部を前記吐出方向と逆方向に吸引する液吸引機構と
を具備することを特徴とする液処理装置、が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の観点によれば、一つの吐出ノズルにより処理液と処理ガスとを切り替えて供給することができ、かつ吐出ノズルの処理液を吸引する処理液吸引機構が設けられているので、ノズル孔内壁に付着した処理液を処理液吸引機構で吸引除去することができ、その後ノズル孔から乾燥用ガスを噴射しても処理液のミストが発生し難く、これによって基板にウォーターマークが発生することを確実に防止することができる。
【００１１】
また、本発明の第２の観点によれば、吐出ノズルが薬液とリンス液と乾燥用ガスを切り替えて吐出できるようになっており、リンス液を吐出した後に液吸引機構でリンス液を吸引し、その後乾燥用ガスを供給する構成を有しており、リンス液を吸引してから乾燥用ガスを吐出するので、基板にウォーターマークを発生させずに乾燥させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では、本発明を、ウエハの搬入から洗浄／乾燥処理、搬出を一貫して行う洗浄処理システムに備えられ、ウエハの表裏面を同時に洗浄処理することができる洗浄処理ユニットに適用した場合について説明する。
【００１３】
図１は洗浄処理システム１の概略構造を示す平面図であり、図２はその側面図である。洗浄処理システム１は、ウエハＷに洗浄処理および洗浄処理後の熱的処理を施す洗浄処理部２と、洗浄処理部２に対してウエハＷを搬入出する搬入出部３から構成されている。搬入出部３は、複数枚、例えば２５枚のウエハＷを略水平姿勢で鉛直方向に所定の間隔で収容可能なフープ（ＦＯＵＰ；front opening unified pod）Ｆを載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたフープＦと洗浄処理部２との間でウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送装置７が備えられたウエハ搬送部５から構成されている。
【００１４】
フープＦにおいて、ウエハＷはフープＦの１側面を通して搬入出され、この側面には開閉可能な蓋体が設けられている。またフープＦの内壁には、ウエハＷを所定間隔で保持するための棚板が設けられており、ウエハＷを収容する２５箇所のスロットが形成されている。ウエハＷは表面（半導体デバイスを形成する面をいうものとする）が上面（ウエハＷを水平に保持した場合に上側となっている面をいうものとする）となっている状態で各スロットに１枚ずつ収容される。
【００１５】
イン・アウトポート４の載置台６上には、例えば、３個のフープＦをＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。フープＦは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウエハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境界壁８においてフープＦの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており、窓部９のウエハ搬送部５側には窓部９を開閉するシャッタ１０が設けられている。
【００１６】
シャッタ１０は、フープＦに設けられた蓋体をも開閉することができるようになっており、窓部９の開閉と同時にフープＦの蓋体を開閉する。フープＦが載置台６の所定位置に載置されていないときにはシャッタ１０が動作しないように、シャッタ１０にインターロックを設けることが好ましい。窓部９を開口してフープＦのウエハ搬入出口とウエハ搬送部５とを連通させると、ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７のフープＦへのアクセスが可能となり、ウエハＷの搬送を行うことが可能な状態となる。なお、窓部９の上部には図示しないウエハ検査装置が設けられており、フープＦ内に収納されたウエハＷの枚数と状態をスロット毎に検出することができるようになっている。このようなウエハ検査装置はシャッタ１０に装着させることも可能である。
【００１７】
ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７はＹ方向に移動可能である。またウエハ搬送装置７はウエハＷを保持する搬送ピック１１を有し、この搬送ピック１１はＸ方向にスライド自在であり、かつ、Ｚ方向に昇降可能であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内（θ方向）で回転自在となっている。これによりウエハ搬送装置７を載置台６に載置された任意のフープＦと対向する位置へ移動させて、搬送ピック１１を対向しているフープＦの任意の高さのスロットにアクセスさせることができる。
【００１８】
またウエハ搬送装置７を洗浄処理部２に設けられた２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７（ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７の位置は後に示す図３参照）と対向する位置に移動させて、搬送ピック１１をウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７にアクセスさせることができる。つまり、ウエハ搬送装置７は、フープＦに対してウエハＷの搬入出を行うとともに、洗浄処理部２側から搬入出部３側へ、逆に搬入出部３から洗浄処理部２側へウエハＷを搬送する。
【００１９】
洗浄処理部２は、ウエハ搬送部５との間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置する２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハＷの表面と裏面を同時に洗浄処理する４台の洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２・１３・１４・１５と、洗浄処理後のウエハＷを加熱処理する３台のホットプレートユニット（ＨＰ）１９・２０・２１（ホットプレートユニット（ＨＰ）２０・２１の位置は後に示す図３参照）と、加熱されたウエハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＯＬ）２２（冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置は後に示す図３参照）と、これら全てのユニットにアクセス可能であり、これらのユニット間でウエハＷの搬送を行う主ウエハ搬送装置１８と、を有している。
【００２０】
また、洗浄処理部２には、洗浄処理システム１全体を稼働させるための電源である電源ユニット（ＰＵ）２３と、洗浄処理システム１を構成する各ユニットおよび洗浄処理システム１全体の動作・制御を行う機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４と、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５に送液する所定の薬液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５が設けられている。電源ユニット（ＰＵ）２３は図示しない主電源と接続される。洗浄処理部２の天井には、各ユニットおよび主ウエハ搬送装置１８に清浄な空気をダウンフローするためのフィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６が設けられている。
【００２１】
薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５と電源ユニット（ＰＵ）２３と機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４を洗浄処理部２の外側に設置することによって、または外部に引き出すことによって、この面（Ｙ方向側面）からウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７、主ウエハ搬送装置１８、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
【００２２】
図３はウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７のＸ方向に隣接する主ウエハ搬送装置１８と、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の概略配置を示す断面図である。ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７は上下２段に積み重ねられて配置されており、例えば、下段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７は、ウエハ搬送部３側から洗浄処理部２側へ搬送するウエハＷを載置するために用い、一方、上段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、洗浄処理部２側からウエハ搬送部３側へ搬送するウエハＷを載置するために用いることができる。
【００２３】
フィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、その上部の空間を通ってウエハ搬送部５に向けて流出する構造となっている。これにより、ウエハ搬送部５から洗浄処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され、洗浄処理部２の清浄度が保持されるようになっている。
【００２４】
主ウエハ搬送装置１８は、Ｚ方向に延在する垂直壁２７・２８およびこれらの間の側面開口部２９を有する筒状支持体３０と、その内側に筒状支持体３０に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体３１とを有している。筒状支持体３０はモータ３２の回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送体３１も一体的に回転されるようになっている。
【００２５】
ウエハ搬送体３１は、搬送基台３３と、搬送基台３３に沿って前後に移動可能な３本の搬送アーム３４・３５・３６とを備えており、搬送アーム３４〜３６は、筒状支持体３０の側面開口部２９を通過可能な大きさを有している。これら搬送アーム３４〜３６は、搬送基台３３内に内蔵されたモータおよびベルト機構によってそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体３１は、モータ３７によってベルト３８を駆動させることにより昇降する。なお、符号３９は駆動プーリー、４０は従動プーリーである。
【００２６】
ウエハＷの強制冷却を行う冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の上には、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１が３台積み重ねられて設けられている。なお、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７の上部の空間に、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と冷却ユニット（ＣＯＬ）２２を設けることも可能である。この場合には、図１と図３に示されるホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１および冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置をその他のユーティリティ空間として利用することができる。
【００２７】
洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は、上下２段で各段に２台ずつ設けられている。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１４は、その境界をなしている壁面４１に対してほぼ対称な構造を有しており、このことは洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１３と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１５についても同様である。また洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は同等の構成（部材および機能）を備えている。そこで、以下、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２を例として
、その構造について詳細に以下に説明することとする。
【００２８】
図４は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２の概略平面図であり、図５はその概略断面図である。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２はハウジング４２を有し、ハウジング４２の内部にはアウターチャンバ４３と、薬液アーム格納部４４と、リンス乾燥アーム格納部４５とが設けられている。また、アウターチャンバ４３の内部にはインナーカップ５８と、インナーカップ５８内においてウエハＷを保持するスピンチャック５９と、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの裏面と所定間隔で対向可能なアンダープレート６３と、ウエハＷの表面と所定の間隔で対向可能なトッププレート６０と、が設けられている。
【００２９】
ハウジング４２には窓部４６´が形成されており、この窓部４６´は第１シャッタ４６により開閉自在となっている。図４および図５にはこの第１シャッタ４６を駆動する機構は図示していない。搬送アーム３４（または３５、３６）は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に対してこの窓部４６´を通してウエハＷを搬入出し、窓部４６´はウエハＷの搬入出時以外は第１シャッタ４６によって閉塞された状態に保持される。なお、第１シャッタ４６はハウジング４２の内部から窓部４６´を開閉するようになっている。これによりハウジング４２の内部が陽圧になった場合において、ハウジング４２内の雰囲気が外部へ漏洩することが防止される。
【００３０】
ウエハＷの洗浄処理はアウターチャンバ４３の内部において行われる。アウターチャンバ４３には窓部４７´が形成され、この窓部４７´は図示しないシリンダ駆動機構等によって移動可能な第２シャッタ４７によって開閉自在となっている。搬送アーム３４（または３５、３６）は、窓部４６´および窓部４７´を通してアウターチャンバ４３内に進入／退出し、スピンチャック５９に対してウエハＷの受け渡しを行い、窓部４７´はウエハＷの受け渡し時以外は第２シャッタ４７によって閉塞された状態に保持される。
【００３１】
第２シャッタ４７はアウターチャンバ４３の内部から窓部４７´を開閉するようになっているために、アウターチャンバ４３内が陽圧になった場合にも、アウターチャンバ４３内部の雰囲気が外部に漏れ出ないようになっている。なお、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７とを共通の駆動機構によって駆動し、窓部４６´と窓部４７´を同時に開閉するようにしてもよい。
【００３２】
アウターチャンバ４３の上壁には、アウターチャンバ４３内に窒素ガス（Ｎ２）等の不活性ガスを供給するガス供給口８６が設けられている。このガス供給口８６は、アウターチャンバ４３内にダウンフローを形成し、スピンチャック５９に保持されたウエハＷに吐出された薬液の蒸気がアウターチャンバ４３内に充満することを防止する。またこのようなダウンフローを形成することによって、ウエハＷの表面にウォーターマークが生じ難くなるという効果も得られる。アウターチャンバ４３の底部にはドレイン４３ａが設けられ、ドレイン４３ａから排気および排液を行うことができるようになっている。
【００３３】
インナーカップ５８は、上部にテーパー部が形成され、底壁にドレイン５８ａが形成された構造を有している。インナーカップ５８は、その上端がスピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも上方に位置し、かつ、テーパー部がウエハＷを囲繞する位置（図５において実線で示される位置、以下「処理位置」という）と、その上端がスピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも下側の位置（図５において点線で示される位置、以下「退避位置」という）との間で昇降自在となっている。
【００３４】
インナーカップ５８は、搬送アーム３４（または３５、３６）とスピンチャック５９との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には搬送アーム３４の進入／退出を妨げないように退避位置に保持される。一方、スピンチャック５９に保持されたウエハＷに洗浄処理が施される際には処理位置に保持される。これによりウエハＷに吐出された薬液や純水の周囲への飛散が防止される。またウエハＷの洗浄処理に用いられた薬液はドレイン５８ａへと導かれる。ドレイン５８ａには図示しない薬液回収ラインと排気ダクトが接続されており、インナーカップ５８内で発生するミスト等のアウターチャンバ４３内への拡散が防止され、また薬液が回収または廃棄（排液）されるようになっている。
【００３５】
スピンチャック５９は、回転プレート６１と、回転プレート６１と接続された回転筒体６２とを有し、ウエハＷを支持する支持ピン６４ａとウエハＷを保持する保持ピン６４ｂが回転プレート６１の周縁部に取り付けられている。搬送アーム３４（または３５、３６）とスピンチャック５９との間のウエハＷの受け渡しは、この支持ピン６４ａを利用して行われる。支持ピン６４ａは、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。
【００３６】
保持ピン６４ｂは、搬送アーム３４（または３５、３６）とスピンチャック５９との間でのウエハＷの受け渡しを妨げないように、図示しない押圧機構によって回転プレート６１の下部に位置する部分を回転プレート６１側に押し当てることにより、保持ピン６４ｂの上先端が回転プレート６１の外側へ移動するように傾斜させることができるようになっている。保持ピン６４ｂもウエハＷを確実に保持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。
【００３７】
回転筒体６２の外周面にはベルト６５が捲回されており、ベルト６５をモータ６６によって周動させることにより、回転筒体６２および回転プレート６１を回転させて、保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷを回転させることができるようになっている。保持ピン６４ｂの重心の位置を調整することによって、ウエハＷの回転時に保持ピン６４ｂがウエハＷを保持する力を調整することができる。例えば、保持ピン６４ｂの重心を回転プレート６１よりも下側に設けると、回転プレート６１よりも下側の部分に遠心力が掛かることによって、上先端部は内側へ移動しようとするため、これによってウエハＷを保持する力が高められる。
【００３８】
アンダープレート６３は回転プレート６１の中央部および回転筒体６２内を貫挿して設けられたシャフト（支持柱）６７に接続されている。シャフト６７は水平板６８の上面に固定されており、この水平板６８はシャフト６７と一体的にエアシリンダ等を有する昇降機構６９により鉛直方向に昇降可能となっている。アンダープレート６３およびシャフト６７には、その内部を貫通するように、薬液や純水、乾燥ガス（例えば、窒素ガス）をウエハＷの裏面に向けて供給する裏面洗浄用ノズル７５が設けられている。
【００３９】
スピンチャック５９と搬送アーム３４（または３５、３６）との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、アンダープレート６３は搬送アーム３４と衝突しないように回転プレート６１に近接する位置に降下される。ウエハＷの裏面に対して洗浄処理を行う際には、アンダープレート６３は保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷの裏面に近接する位置へ上昇され、ウエハＷへ裏面洗浄用ノズル７５を通して薬液等が吐出される。なお、アンダープレート６３を所定高さに固定し、回転筒体６２を昇降させることによって、保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷとアンダープレート６３との間隔を洗浄処理の進行に合わせて調整するようにしてもよい。
【００４０】
トッププレート６０は枢軸７０の下端に接続されており、水平板７１に設けられたモータ７２によって、枢軸７０とともに回転可能となっている。枢軸７０は水平板７１の下面に回転自在に支持され、この水平板７１はアウターチャンバ４３の上壁に固定されたエアシリンダ等からなる昇降機構７３により鉛直方向に昇降可能である。トッププレート６０と枢軸７０には、鉛直方向にこれらを貫通する孔部８５が設けられており、その内部には、ウエハＷの表面に薬液等を供給する表面洗浄用ノズル１２０が設けられている。
【００４１】
スピンチャック５９と搬送アーム３４（または３５、３６）との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、トッププレート６０が搬送アーム３４と衝突しないように、アウターチャンバ４３の上壁に近い位置に保持される。またウエハＷの表面（上面）に対して洗浄処理を行う際には、トッププレート６０は保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷの表面に近接する位置へ降下され、表面洗浄用ノズル１２０からウエハＷへ薬液等が吐出される。
【００４２】
図６はトッププレート６０と表面洗浄用ノズル１２０のより詳細な構造と、裏面洗浄用ノズル７５および表面洗浄用ノズル１２０へ洗浄液や乾燥ガスを供給する薬液供給システム１００の概略構成を示す説明図である。
【００４３】
裏面洗浄用ノズル７５には４個の開閉バルブ１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃ・１０２ｄが並列に取り付けられている。このうち、開閉バルブ１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｄを切り替えることによって、それぞれ裏面洗浄用ノズル７５へ薬液、純水、窒素ガスを供給することができるようになっている。また、開閉バルブ１０２ｃに取り付けられている配管には、アスピレータまたは真空ポンプ等の吸引装置１０３ａが設けられている。この吸引装置１０３ａを動作させて開閉バルブ１０２ｃを開くことによって、裏面洗浄用ノズル７５内に残っている薬液または純水を吸引して除去することが可能である。こうして吸引された薬液または純水は回収されて再利用されるか、または廃棄される。なお、図６において、各開閉バルブ１０２ａ〜１０２ｄについては、薬液等の流路を示し、これらの流路を開閉する機構の図示を省略している。
【００４４】
表面洗浄用ノズル１２０には、４個の開閉バルブ１０１ａ・１０１ｂ・１０１ｃ・１０１ｄが並列に取り付けられている。表面洗浄用ノズル１２０へは、開閉バルブ１０１ａを通して薬液が、開閉バルブ１０１ｂを通して純水が、開閉バルブ１０１ｄを通して窒素ガスが、それぞれ供給可能となっている。また、開閉バルブ１０１ｃに取り付けられている配管には、アスピレータまたは真空ポンプ等の吸引装置１０３ｂが設けられている。この吸引装置１０３ｂを動作させて開閉バルブ１０１ｃを開くことによって表面洗浄用ノズル１２０の内部に残っている薬液または純水を吸引して除去することができる。こうして吸引された薬液または純水は回収されて再利用されるか、または廃棄される。なお、図６において、各開閉バルブ１０１ａ〜１０１ｄについては、薬液等の流路を示し、これらの流路を開閉する機構の図示を省略している。
【００４５】
孔部８５と表面洗浄用ノズル１２０との間隙部８５ａには、ガス供給管１２１を通して窒素ガスを供給することができ、また、間隙部８５ａからは２箇所のガス排気管１２２ａ（スローリーク用）・１２２ｂ（強制排気用）を通して排気を行うことができるようになっている。ガス供給管１２１を通して間隙部８５ａに供給された窒素ガスは、一定の流量で間隙部８５ａからガス排気管１２２ａを通して外部へ排気される（スローリーク）ようになっている。この間隙部８５ａへの窒素ガス供給量と間隙部８５ａからのガス排気管１２２ａを通した窒素ガス排気量は、ウエハＷの表面とトッププレート６０との間に薬液や純水の層が形成されている際に、薬液や純水の層への窒素ガスのバブリングが起こらず、かつ、間隙部８５ａへの薬液や純水の浸入が起こらないように設定される。
【００４６】
間隙部８５ａからはガス排気管１２２ｂを通した強制排気を行うことが可能となっている。ガス排気管１２２ｂからの排気量はガス排気管１２２ａからの排気量よりも多い。ガス排気管１２２ｂを通した強制排気は、少なくとも間隙部８５ａの下端が薬液や純水と接していない状態において行われる。例えば、トッププレート６０と枢軸７０を回転させながら、ガス排気管１２２ｂを通して間隙部８５ａの強制排気を行うことによって、間隙部８５ａへの薬液または純水の吸引を防止しながら、トッププレート６０および枢軸７０の回転によって間隙部８５ａにおいて発生するパーティクルのウエハＷへの付着を防止することができる。
【００４７】
表面洗浄用ノズル１２０の先端部は楔形となっており、表面洗浄用ノズル１２０の先端に薬液や純水が付着し難く、汚れ難い構造となっている。これにより表面洗浄用ノズル１２０の先端でのパーティクルの発生や、ウエハＷの乾燥処理時における表面洗浄用ノズル１２０からの純水等の液滴の落下によるウォーターマークの発生等が防止される。
【００４８】
図７は表面洗浄用ノズル１２０とトッププレート６０の別の形態を示す断面図である。図６には表面洗浄用ノズル１２０の形態として、その内径が先端へ向かうにしたがって長くなる楔形の形態が示されているが、例えば、図７（ａ）に示すように、内径は一定であり、外径が先端へ向かうにしたがって短くなるような楔形の形態としてもよい。さらに図７（ｂ）に示すように、その先端が逆三角形となるような尖塔型としてもよい。
【００４９】
トッププレート６０の外周端面もまた断面略楔形となっており、薬液や純水が付着し難い形状となっている。図６では、トッププレート６０の形態として、上側の外径が下側の外径よりも短い形態を示しているが、図７（ｃ）に示すように上側の外径が下側の外径よりも長い形態や、図７（ｄ）に示すように上側と下側の外径がほぼ同じであって厚み方向の中間部分の外径が最も長くなるような断面略尖塔形の形態としてもよい。このような場合であっても、トッププレート６０を回転させた際の遠心力によって、トッププレート６０に付着した薬液や純水が振り切られやすく、端面への薬液や純水の付着が抑制される。なお、トッププレート６０が有するこのような効果は、図６に示した形態の場合に最も大きい。
【００５０】
薬液アーム格納部４４には、窓部４８´と、窓部４８´を図示しない駆動機構によって開閉する第３シャッタ４８とが設けられている。薬液アーム格納部４４をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第３シャッタ４８が閉じられる。リンス乾燥アーム格納部４５には窓部４９´と、窓部４９´を図示しない駆動機構によって開閉する第４シャッタ４９とが設けられている。リンス乾燥アーム格納部４５をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第４シャッタ４９が閉じられる。
【００５１】
薬液アーム格納部４４内には薬液供給系アーム５０が格納されており、薬液供給系アーム５０には２本の薬液供給ノズル５１・５２が取り付けられている。また、リンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム５３が格納されており、このリンス乾燥アーム５３には、２本のリンス乾燥ノズル５４・５５が取り付けられている。
【００５２】
図８は薬液供給ノズル５１・５２とリンス乾燥ノズル５４・５５へ薬液等を供給する薬液供給システム１００´の概略構成を示す説明図である。薬液供給ノズル５１・５２には、２個の開閉バルブ１１２ａ・１１２ｂからなるバルブ群と、４個の開閉バルブ１１１ａ・１１１ｂ・１１１ｃ・１１１ｄからなるバルブ群が取り付けられている。薬液供給ノズル５１・５２へは、開閉バルブ１１１ａを通して薬液が、開閉バルブ１１１ｂを通して純水が、開閉バルブ１１１ｄを通して窒素ガスが供給され、開閉バルブ１１２ａ・１１２ｂを切り替えることによって、薬液供給ノズル５１・５２の一方から薬液等を吐出することができるようになっている。
【００５３】
開閉バルブ１１１ｃに取り付けられている配管には、アスピレータまたは真空ポンプ等の吸引装置１１３が設けられている。吸引装置１１３を動作させて開閉バルブ１１１ｃと開閉バルブ１１２ａを開くことによって薬液供給ノズル５２の内部に残っている薬液等を吸引除去することができる。同様に、吸引装置１１３を動作させて開閉バルブ１１１ｃと開閉バルブ１１２ｂを開くと、薬液供給ノズル５１の内部に残っている薬液等が吸引除去される。こうして吸引された薬液等は回収されて再利用されるか、または廃棄される。
【００５４】
リンス乾燥ノズル５４・５５には、２個の開閉バルブ１１５ａ・１１５ｂからなるバルブ群と、３個の開閉バルブ１１４ａ・１１４ｂ・１１４ｃからなるバルブ群が取り付けられている。リンス乾燥ノズル５４・５５へは、開閉バルブ１１４ａを通して純水が、開閉バルブ１１４ｃを通して窒素ガスが供給され、開閉バルブ１１５ａ・１１５ｂを切り替えることによって、リンス乾燥ノズル５４・５５の一方から純水等を吐出することができるようになっている。
【００５５】
吸引装置１１３は開閉バルブ１１４ｂにも接続されている。これにより、吸引装置１１３を動作させて開閉バルブ１１４ｂと開閉バルブ１１５ａを開くことによってリンス乾燥ノズル５４の内部に残っている純水を吸引除去することができる。同様に、吸引装置１１３を動作させて開閉バルブ１１４ｂと開閉バルブ１１５ｂを開くと、リンス乾燥ノズル５５の内部に残っている純水が吸引除去される。こうして吸引された純水は、通常、所定の処理を経た後に廃棄される。
【００５６】
なお、図８において、各開閉バルブ１１１ａ〜１１１ｄ・１１２ａ・１１２ｂ・１１４ａ〜１１４ｃ・１１５ａ・１１５ｂについては、薬液等の流路を示し、これらの流路を開閉する機構の図示を省略している。薬液供給システム１００´における薬液、純水、窒素ガスの供給源は、薬液供給システム１００の薬液、純水、窒素ガスの供給源と共用することができる。
【００５７】
薬液供給系アーム５０は回動して、薬液供給ノズル５１・５２をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間をスキャンさせることができるようになっている。また、薬液供給系アーム５０は、ウエハＷの洗浄処理時以外は薬液アーム格納部４４に保持される。薬液アーム格納部４４は常時薬液雰囲気となるために、薬液供給系アーム５０には耐食性部品が使用されている。なお、薬液供給系アーム５０の回動動作のタイミングに合わせて、第３シャッタ４８が窓部４８´を開閉するようにこれらを制御することも好ましい。
【００５８】
リンス乾燥アーム５３は回動して、リンス乾燥ノズル５４・５５をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間をスキャンさせることができるようになっている。リンス乾燥アーム５３は、ウエハＷの洗浄処理時以外はリンス乾燥アーム格納部４５に保持される。リンス乾燥アーム格納部４５は薬液雰囲気ではないが、リンス乾燥アーム５３には耐食性部品を使用することは好ましい。なお、リンス乾燥アーム５３の回動動作のタイミングに合わせて、第４シャッタ４９により窓部４９´が開閉するようにこれらを制御することも好ましい。
【００５９】
薬液アーム格納部４４には薬液供給系アーム洗浄装置５６が設けられ、薬液供給ノズル５１・５２を適宜洗浄することができるようになっている。薬液供給ノズル５１・５２を洗浄する際には、第３シャッタ４８が閉じられ、薬液アーム格納部４４内の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３に漏出しないようになっている。またリンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム洗浄装置５７が設けられ、リンス乾燥ノズル５４・５５を適宜洗浄することができるようになっている。リンス乾燥ノズル５４・５５を洗浄する際には、第４シャッタ４９が閉じられ、リンス乾燥アーム格納部４５の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３に漏出しないようになっている。
【００６０】
次に、洗浄処理システム１におけるウエハＷの洗浄工程について説明する。図９は洗浄処理の概略工程を示すフローチャートである。最初に、搬送ロボットやオペレータによって、未洗浄のウエハＷが収納されたフープＦがイン・アウトポート４の載置台６上の所定位置に載置される（ステップ１）。この載置台６に載置されたフープＦから搬送ピック１１によって１枚ずつウエハＷが取り出され（ステップ２）、取り出されたウエハＷは、例えば、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に搬送される（ステップ３）。
【００６１】
次いで、主ウエハ搬送装置１８は、搬送アーム３４〜３６のいずれか、例えば、搬送アーム３４を用いてウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に載置されたウエハを取り出し（ステップ４）、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５のいずれか、例えば、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に搬入する（ステップ５）。
【００６２】
このステップ５は次の順序で行われる。最初に、ハウジング４２に設けられた第１シャッタ４６とアウターチャンバ４３に設けられた第２シャッタ４７が開かれる。これとほぼ同時またはこの操作前に、インナーカップ５８は退避位置で保持され、アンダープレート６３は回転プレート６１に近い位置で待機し、トッププレート６０はアウターチャンバ４３の上壁近傍で待機した状態とする。その後に搬送アーム３４はアウターチャンバ４３内に進入し、スピンチャック５９に設けられた支持ピン６４ａにウエハＷを受け渡す。
【００６３】
ウエハＷが支持ピン６４ａに支持されたら、搬送アーム３４をアウターチャンバ４３から退出させ、第１シャッタ４６および第２シャッタ４７を閉じる。また、インナーカップ５８を上昇させて処理位置で保持し、アンダープレート６３を上昇させてウエハＷとの間を所定間隔に保持し、トッププレート６０を降下させてウエハＷとの間を所定間隔に保持する（ステップ６）。
【００６４】
こうしてウエハＷの薬液処理を開始する（ステップ７）。ウエハＷを回転させずに薬液処理を行う場合には、ウエハＷを支持ピン６４ａに支持された状態で維持してよい。一方、ウエハＷを回転させながら薬液処理を行う場合と、薬液処理後にウエハＷを回転させながら行うリンス処理やガス乾燥処理時には、ウエハＷを回転させる前に保持ピン６４ｂに保持させる。
【００６５】
ウエハＷとトップレート６０の両方を静止させた状態、またはウエハＷとトップレート６０の一方を回転させて他方を静止させた状態、またはウエハＷとトッププレート６０の両方を回転させた状態のいずれかの状態で、開閉バルブ１０１ａを開き、表面洗浄用ノズル１２０から薬液をウエハＷの表面に吐出して、ウエハＷとトッププレート６０との間に薬液層を形成して所定時間保持する。また、開閉バルブ１０２ａを開き、裏面洗浄用ノズル７５を通して薬液をウエハＷの裏面に向けて吐出し、ウエハＷとアンダープレート６３との間に薬液層を形成し、所定時間保持する。なお、このような薬液処理の最中に、適量の薬液を連続的にまたは間欠的に、ウエハＷとトッププレート６０との間およびウエハＷとアンダープレート６３との間にそれぞれ供給してもよい。
【００６６】
このような薬液処理の間、表面洗浄用ノズル１２０と孔部８５との間に形成されている間隙部８５ａには、窒素ガスのガス供給管１２１から窒素ガスが供給され、かつ、ガス排気管１２２ａから排気（スローリーク）される。このような窒素ガスの供給と排気は、ウエハＷとトッププレート６０との間に形成された薬液層への窒素ガスの噴射が起こらず、かつ、間隙部８５ａへの薬液の浸入が起こらないように行われる。なお、薬液処理中にウエハＷの周囲からこぼれ落ちる薬液は、ドレイン５８ａを通して回収され、再利用される。
【００６７】
薬液処理終了後には、開閉バルブ１０１ａを閉じてウエハＷの表面への薬液の吐出を停止した後に、吸引装置１０３ｂを動作させて開閉バルブ１０１ｃを開くことによって、表面洗浄用ノズル１２０内に残っている薬液が吸引除去される。こうして吸引除去された薬液は回収されて再利用に供される。同様に、開閉バルブ１０２ａを閉じてウエハＷの裏面への薬液の供給を停止した後に、吸引装置１０３ａを動作させて開閉バルブ１０２ｃを開き、裏面洗浄用ノズル７５内に残留している薬液を吸引回収する（ステップ８）。このような薬液回収処理では、薬液をウエハＷから流し出してインナーカップ５８の底部に設けられたドレイン５８ａを通して回収する場合と比較すると、濃度が高く、しかも汚れの少ない薬液を回収することができるために、回収された薬液の再利用も容易である。
【００６８】
薬液回収処理終了後には、開閉バルブ１０１ｃ・１０２ｃを閉じ、また、インナーカップ５８を退避位置に降下させた後に、ウエハＷから薬液を除去するリンス処理を行う（ステップ９）。このリンス処理においては、トッププレート６０の水洗処理が同時に行われる。
【００６９】
ウエハＷの表面のリンス処理方法としては、例えば、トッププレート６０の水洗処理を行いながらウエハＷの予備洗浄を行い、ウエハＷの最終的なリンス処理はリンス乾燥ノズル５４・５５の一方を用いて行う方法が挙げられる。この場合には、トッププレート６０とウエハＷとを所定の低速回転数で回転させながら、開閉バルブ１０１ｂを開いて表面洗浄用ノズル１２０からウエハＷに向けて純水を吐出して、トッププレート６０とウエハＷとの間に純水層を形成し、しかもこの純水層から一定量の純水が流れ落ちるようにしてリンス処理を行う（ステップ９ａ）。
【００７０】
こうして一定時間が経過したら開閉バルブ１０１ｂを閉じて純水の吐出を停止し、開閉バルブ１０１ｄを開いて一定量の窒素ガスを表面洗浄用ノズル１２０から噴射させて表面洗浄用ノズル１２０の下端近傍に窒素ガス溜まりを形成する。そして、トッププレート６０の回転数を上げて、その途中、例えば回転数が１００ｒｐｍを超えるとほぼ同時に、間隙部８５ａからの排気ルートをガス排気管１２２ａからガス排気管１２２ｂに切り替える。ガス排気管１２２ｂからの強制排気が行われる時点では、既にトッププレート６０とウエハＷとの間の純水層は崩れているために、間隙部８５ｂから純水を吸引することなく、トッププレート６０と枢軸７０の回転によって間隙部８５ａで生ずるパーティクルの降下を防止して、ウエハＷへのパーティクルの付着を防止することができる。
【００７１】
その後、トッププレート６０を所定の回転数にまで上昇させて所定時間保持することにより、トッププレート６０に付着した純水を振り切り、スピン乾燥させる（ステップ９ｂ）。なお、このようにしてトッププレート６０のスピン乾燥が行われている間に、表面洗浄用ノズル１２０からの窒素ガスの噴射を連続的に行ってもよいし、トッププレート６０のスピン乾燥処理中またはスピン乾燥処理後に、吸引装置１０３ｂを動作させて開閉バルブ１０１ｃを開くことによって、表面洗浄用ノズル１２０の内部に残っている純水を吸引して除去してもよい。これにより表面洗浄用ノズル１２０の内部を乾燥させて、その後に表面洗浄用ノズル１２０から純水の液滴がウエハＷに落下することを防止することができる。
【００７２】
トッププレート６０の水洗処理が終了した後には、トッププレート６０を上昇させ、第４シャッタ４９を開いてリンス乾燥アーム５３をインナーカップ５８内に進入させる（ステップ９ｃ）。そして、ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、例えば、リンス乾燥ノズル５４から純水をウエハＷの表面に吐出しながら、リンス乾燥アーム５３をウエハＷの略中心と周縁との間で回動させることによって、ウエハＷの表面を精密にリンス処理する。
【００７３】
このような表面洗浄用ノズル１２０とリンス乾燥ノズル５４によるウエハＷの表面のリンス処理と並行して、ウエハＷの裏面に対するリンス処理が、開閉バルブ１０２ｂを開いて裏面洗浄用ノズル７５を通してウエハＷの裏面に向けて純水を吐出することによって行われる。このとき、ウエハＷの裏面全体に純水があたるようにウエハＷとアンダープレート６３との間に純水層を形成し、この純水層から一定量の純水が流れ落ちるようにする。このようなリンス処理の間にウエハＷの周囲から飛散する薬液や純水は、ドレイン４３ａを通して回収され、または廃棄される。
【００７４】
リンス処理の終了時には、開閉バルブ１１５ａを開いたまま、吸引装置１１３を動作させて、開閉バルブ１１４ａを閉じて開閉バルブ１１４ｂを開くことによって、リンス乾燥ノズル５４内に残っている純水を吸引除去する（ステップ１０）。これにより次工程であるウエハＷの乾燥処理時に、リンス乾燥ノズル５４から純水の液滴がウエハＷへ落下したり、または、窒素ガスに純水のミストが混じってウエハＷの表面にウォーターマークが発生することが防止される。
【００７５】
その後またはほぼ同時に、吸引装置１０３ａを動作させて開閉バルブ１０２ｃを開くことによって、裏面洗浄用ノズル７５の内部に残っている純水を吸引除去する（ステップ１１）。裏面洗浄用ノズル７５の殆どの部分は鉛直方向に延在しているために、その内部に残っている純水に働く重力の向きと吸引装置１０３ａによる吸引の向きが同じとなる。これにより吸引装置１０３ａによる純水の除去が効果的に行われ、裏面洗浄用ノズル７５の壁面における純水の付着をほぼ完全になくすことができる。なお、このステップ１１はウエハＷを静止させた状態で行ってもよく、ウエハＷを低速回転、例えば１００ｒｐｍ以下で回転させた状態で行ってもよい。
【００７６】
次に、ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、ウエハＷの表面にはリンス乾燥ノズル５４から窒素ガスを噴射し、ウエハＷの裏面には裏面洗浄用ノズル７５を通して窒素ガスを噴射することによって、ウエハＷの乾燥処理を行う（ステップ１２）。ウエハＷの表面の乾燥処理では、先立ってリンス乾燥ノズル５４の内部から純水が除去されているために、窒素ガスに純水のミストが混じらず、これによってウエハＷの表面にウォーターマークが発生することが防止される。同様に、ウエハＷの裏面の乾燥処理においても、先立って裏面洗浄用ノズル７５の内部から純水が除去されているために窒素ガスに純水のミストが混じらず、これによってウエハＷの裏面にウォーターマークが発生することが防止される。
【００７７】
このようにウエハＷの表面へ窒素ガスを噴射する際には、リンス乾燥アーム５３をその先端がウエハＷの略中心と周縁との間で移動するように回動させてもよい。この場合に、ガス供給口８６から供給される窒素ガスによりアウターチャンバ４３内を窒素雰囲気とすると、リンス乾燥アーム５３のスキャン効果と相まって、よりウォーターマークの発生の少ない処理を行うことができる。
【００７８】
図１０は、リンス処理後の裏面洗浄用ノズル７５の内部に残った純水の除去方法の違いと、乾燥処理後のウエハＷの裏面のウォーターマークの発生数との関係を示すグラフである。図１０中の「洗浄処理前」は、洗浄処理装置１による洗浄処理を行う前のウエハＷの裏面のウォーターマーク数（パーティクル数）を示している。
【００７９】
図１０中の「純水／窒素ガス処理」は、開閉バルブ１０２ｄを開いて窒素ガスを裏面洗浄用ノズル７５に導入することによって、裏面洗浄用ノズル７５内の純水をウエハＷの裏面に向けて押し出した後に、引き続いて裏面洗浄用ノズル７５からウエハＷに向けて窒素ガスを噴射してウエハＷの裏面の乾燥処理を行った場合のウォーターマーク数を示している。
【００８０】
この場合には、ウエハＷの裏面に多くのウォーターマークが観察された。これは、純水に掛かる重力の向きと窒素ガスから受ける力の向きとが逆のために、裏面洗浄用ノズル７５の内壁に純水が水滴として残りやすく、この水滴がウエハＷの裏面乾燥時に窒素ガスの噴射によってミスト化してウエハＷの裏面に向けて噴射され、ウエハＷの乾燥した部分に付着することが大きな原因と考えられる。
【００８１】
これに対して、図１０中の「純水／吸引／窒素ガス処理」は、先に述べたステップ１１による裏面洗浄用ノズル７５内の純水除去（純水の吸引除去）を行い、その後に裏面洗浄用ノズル７５からウエハＷに向けて窒素ガスを噴射してウエハＷの裏面の乾燥処理を行った場合の結果を示している。この場合には、「純水／窒素ガス処理」の場合と比較すると、ウォーターマークの数が格段に低減されていることがわかる。これは先に述べたように、裏面洗浄用ノズル７５の壁面には純水が殆ど純水が付着していないために、窒素ガスに純水のミストが混ざらなくなり、これによりウエハＷの裏面におけるウォーターマークの発生が防止されたためと考えられる。
【００８２】
乾燥処理の終了後は、リンス乾燥アーム５３をリンス乾燥アーム格納部４５の内部に収容し、アンダープレート６３を降下させ、ウエハＷを保持ピン６４ｂから支持ピン６４ａに移し替える（ステップ１３）。次に、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７を開いて、例えば、搬送アーム３４をアウターチャンバ４３内に進入させ、支持ピン６４ａに指示されたウエハＷを搬送アーム３４へ移し替える。ウエハＷを保持した搬送アーム３４が洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２から退出したら、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７を閉じる（ステップ１４）。
【００８３】
こうして洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２から搬出されたウエハＷは、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９・２０・２１のいずれかに搬送されてそこで熱処理が行われ、その後に必要に応じて冷却ユニット（ＣＯＬ）２２に搬送されて、そこで冷却処理され（ステップ１５）、さらに、そこから主ウエハ搬送装置１８によってウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７に搬送されてそこに載置され、続いて搬送ピック１１がウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７に載置されたウエハＷを取り出して、そのウエハＷが収納されていたフープＦの元のスロットにウエハＷを収納する（ステップ１６）。
【００８４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。上記説明においては、ウエハＷの表面の薬液処理をトッププレート６０および表面洗浄用ノズル１２０を用いて行った場合について説明したが、薬液処理は薬液供給系アーム５０を動作させて行ってもよい。
【００８５】
薬液供給系アーム５０を用いた場合の薬液処理は、第３シャッタ４８を開いて薬液供給系アーム５０をその先端がウエハＷの略中心に位置するように回動した後に、（１）薬液供給ノズル５１（または５２）からウエハＷの表面に薬液を供給してウエハＷの表面に薬液のパドルを形成し、所定時間保持する方法、（２）ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、薬液供給ノズル５１（または５２）から薬液を吐出させつつ薬液供給系アーム５０をその先端がウエハＷの略中心と周縁との間で移動するように回動させる方法、のいずれかが好適に採用される。
【００８６】
薬液の供給が終了した後には、開閉バルブ１１１ａを閉じて開閉バルブ１１１ｃを開き、吸引装置１１３を動作させることによって、薬液供給ノズル５１（または５２）内に残っている薬液を吸引して回収する。その後、ウエハＷを所定の回転数で回転させるとほぼ同時に、開閉バルブ１１１ｃを閉じて開閉バルブ１１１ｂを開くことによって、薬液供給ノズル５１（または５２）から純水をウエハＷの表面に供給して、ウエハＷのリンス処理を行う。このとき、薬液供給系アーム５０をその先端がウエハＷの中心と周縁との間で移動するように回動させてもよい。
【００８７】
薬液供給ノズル５１（または５２）からの純水の吐出が終了したら、開閉バルブ１１１ｂを閉じて開閉バルブ１１１ｃを開き、吸引装置１１３を動作させることによって、薬液供給ノズル５１（または５２）内に残っている純水を吸引除去する。その後は、薬液供給系アーム５０を薬液アーム格納部４４に収容して、先に説明したリンス乾燥アーム５３を用いた仕上げのリンス処理を行う。
【００８８】
なお、リンス処理の開始にあたって、薬液と純水が混ざり合うことによって薬液の腐食能力が高まる場合には、純水を供給する前にＩＰＡをウエハＷの表面に供給することによって薬液の多くを洗い流し、その後にウエハＷに純水を供給することによって、アウターチャンバ４３内の各種部品の腐食等を抑制することができる。表面洗浄用ノズル１２０、裏面洗浄用ノズル７５および薬液供給ノズル５１・５２へＩＰＡを供給することができるようにすることは、開閉バルブと配管の配設によって容易に実現することができる。
【００８９】
本発明は洗浄装置に限定されず、種々の処理液を用いて基板の液処理を行う装置に対して適用することができる。なお、基板は半導体ウエハに限らず、その他のＬＣＤ用ガラス基板やセラミック基板等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施形態である洗浄処理ユニットを具備する洗浄処理システムの概略構造を示す平面図。
【図２】図１に示す洗浄処理システムの概略構造を示す側面図。
【図３】図１に示す洗浄処理システムの概略断面図。
【図４】洗浄処理ユニットの概略構造を示す平面図。
【図５】洗浄処理ユニットの概略構造を示す断面図。
【図６】トッププレートおよび表面洗浄用ノズルの構造と、裏面洗浄用ノズルおよび表面洗浄用ノズルへ薬液等を供給する薬液供給システムの概略構成を示す説明図。
【図７】トッププレートと表面洗浄用ノズルの別の形態を示す断面図。
【図８】薬液供給ノズルとリンス乾燥ノズルへ薬液等を供給する薬液供給システムの概略構成を示す説明図。
【図９】洗浄処理の概略工程を示すフローチャート（説明図）。
【図１０】リンス処理後に裏面洗浄用ノズルの内部に残っている純水の除去方法と乾燥処理後のウエハＷの裏面のウォーターマークの発生数との関係を示す説明図。
【符号の説明】
【００９１】
１；洗浄処理システム
２；洗浄処理部
３；搬入出部
１２〜１５；洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）
４３；アウターチャンバ
５９；スピンチャック
５８；インナーカップ
６３；アンダープレート
７５；裏面洗浄用ノズル
１００；薬液供給システム
１０１ａ・１０１ｂ・１０１ｃ・１０１ｄ；開閉バルブ
１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃ・１０２ｄ；開閉バルブ
１０３ａ・１０３ｂ；吸引装置
１２０；表面洗浄用ノズル
１２１；ガス供給管
１２２ａ・１２２ｂ；ガス排気管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の各種基板に対して洗浄等の液処理を施す液処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいては半導体ウエハ（ウエハ）を所定の薬液や純水等の洗浄液によって洗浄し、ウエハに付着したパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーション、エッチング処理後のポリマー等を除去する洗浄システムが使用されている。
【０００３】
このような洗浄システムに備えられるウエハ洗浄装置としては、ウエハを略水平姿勢でスピンチャックに保持し、ウエハを静止させた状態または回転させた状態でウエハの表裏面に薬液を供給して薬液処理を行い、次にウエハを所定の回転数で回転させながらウエハに純水を供給して薬液を洗い流し、その後にウエハを回転させながらウエハに乾燥ガス（例えば、窒素ガス（Ｎ２））を噴射して乾燥処理を行う枚葉式のウエハ洗浄装置が知られている。
【０００４】
このようなウエハ洗浄処理装置において、ウエハの裏面の洗浄は、ウエハの裏面に対向させて円形プレートを配置し、この円形プレートの略中心からウエハとこの円形プレートとの間に薬液と純水、乾燥ガスを供給することによって行われている。ウエハの裏面への薬液等の供給は、円形プレートの略中心を貫通するように略鉛直に配置された１本の吐出ノズルを用いて行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この吐出ノズルからウエハに乾燥ガスを吐出する際には、先に吐出した純水が吐出ノズルの内部に残留している。このような純水は乾燥ガスの噴射開始時に乾燥ガスによって押し出されるが、吐出ノズルが鉛直方向に配置されているために吐出ノズル内部の純水は重力の影響を受けることによって完全には排出され難い状態にあり、一部の純水がノズルの内壁に付着等する。このようにノズルの内壁に純水が付着した状態で、さらに乾燥ガスを噴射すると、乾燥ガスの勢いによって純水がミスト化し、このミストは乾燥ガスとともにウエハに向けて噴射される。このときに噴射されたミストがウエハの既に乾燥している部分に付着すると、ウォーターマークが発生してウエハの品質を低下させる問題があった。
【０００６】
また、薬液を吐出した後には吐出ノズルの内部に薬液が残留し、このような薬液は未使用の状態であるにもかかわらず、純水とともにウエハと円形プレートとの間に吐出され、その後に使用済みの薬液と純水とが混ざり合って、円形プレートからこぼれ落ちまたはウエハの回転によってウエハから振り切られて、その後に回収される。こうして回収された薬液は純水によって希釈されており、またパーティクルを多く含むために、回収された薬液の再利用には一定の処理を行う必要がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、基板におけるウォーターマークの発生を抑制することができる液処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点によれば、被処理体に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
被処理体を水平姿勢で保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された被処理体に処理液および乾燥ガスを吐出口から吐出方向に吐出する吐出ノズルと、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ処理液を供給する処理液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続され、基板に前記処理液を吐出させた後で前記乾燥ガスを吐出する前に、前記吐出ノズルの内部に残留する処理液を前記吐出方向と逆方向に吸引する処理液吸引機構と、
前記処理液吸引機構に接続され、前記処理液供給機構と前記乾燥ガス供給機構から前記処理液および前記乾燥ガスの一方が前記吐出ノズルへ供給されるように、処理流体を切り替える切替機構と
を具備することを特徴とする液処理装置、が提供される。
【０００９】
本発明の第２の観点によれば、 基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
被処理体を水平姿勢で保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された被処理体に処理液としての薬液およびリンス液、ならびに乾燥ガスを吐出口から吐出方向に吐出する吐出ノズルと、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ薬液を供給する薬液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへリンス液を供給するリンス液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、
前記薬液供給機構、前記リンス液供給機構、および前記乾燥ガス供給機構のうちのいずれかから、前記薬液、前記リンス液、および前記乾燥ガスのいずれか１つが前記吐出ノズルへ供給されるように、処理流体を切り替える切替機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続され、基板に前記リンス液を吐出させた後で前記乾燥ガスを吐出する前に、前記吐出ノズルの内部に残留する前記リンス液の残留部を前記吐出方向と逆方向に吸引する液吸引機構と
を具備することを特徴とする液処理装置、が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の観点によれば、一つの吐出ノズルにより処理液と処理ガスとを切り替えて供給することができ、かつ吐出ノズルの処理液を吸引する処理液吸引機構が設けられているので、ノズル孔内壁に付着した処理液を処理液吸引機構で吸引除去することができ、その後ノズル孔から乾燥用ガスを噴射しても処理液のミストが発生し難く、これによって基板にウォーターマークが発生することを確実に防止することができる。
【００１１】
また、本発明の第２の観点によれば、吐出ノズルが薬液とリンス液と乾燥用ガスを切り替えて吐出できるようになっており、リンス液を吐出した後に液吸引機構でリンス液を吸引し、その後乾燥用ガスを供給する構成を有しており、リンス液を吸引してから乾燥用ガスを吐出するので、基板にウォーターマークを発生させずに乾燥させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では、本発明を、ウエハの搬入から洗浄／乾燥処理、搬出を一貫して行う洗浄処理システムに備えられ、ウエハの表裏面を同時に洗浄処理することができる洗浄処理ユニットに適用した場合について説明する。
【００１３】
図１は洗浄処理システム１の概略構造を示す平面図であり、図２はその側面図である。洗浄処理システム１は、ウエハＷに洗浄処理および洗浄処理後の熱的処理を施す洗浄処理部２と、洗浄処理部２に対してウエハＷを搬入出する搬入出部３から構成されている。搬入出部３は、複数枚、例えば２５枚のウエハＷを略水平姿勢で鉛直方向に所定の間隔で収容可能なフープ（ＦＯＵＰ；front opening unified pod）Ｆを載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたフープＦと洗浄処理部２との間でウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送装置７が備えられたウエハ搬送部５から構成されている。
【００１４】
フープＦにおいて、ウエハＷはフープＦの１側面を通して搬入出され、この側面には開閉可能な蓋体が設けられている。またフープＦの内壁には、ウエハＷを所定間隔で保持するための棚板が設けられており、ウエハＷを収容する２５箇所のスロットが形成されている。ウエハＷは表面（半導体デバイスを形成する面をいうものとする）が上面（ウエハＷを水平に保持した場合に上側となっている面をいうものとする）となっている状態で各スロットに１枚ずつ収容される。
【００１５】
イン・アウトポート４の載置台６上には、例えば、３個のフープＦをＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。フープＦは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウエハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境界壁８においてフープＦの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており、窓部９のウエハ搬送部５側には窓部９を開閉するシャッタ１０が設けられている。
【００１６】
シャッタ１０は、フープＦに設けられた蓋体をも開閉することができるようになっており、窓部９の開閉と同時にフープＦの蓋体を開閉する。フープＦが載置台６の所定位置に載置されていないときにはシャッタ１０が動作しないように、シャッタ１０にインターロックを設けることが好ましい。窓部９を開口してフープＦのウエハ搬入出口とウエハ搬送部５とを連通させると、ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７のフープＦへのアクセスが可能となり、ウエハＷの搬送を行うことが可能な状態となる。なお、窓部９の上部には図示しないウエハ検査装置が設けられており、フープＦ内に収納されたウエハＷの枚数と状態をスロット毎に検出することができるようになっている。このようなウエハ検査装置はシャッタ１０に装着させることも可能である。
【００１７】
ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７はＹ方向に移動可能である。またウエハ搬送装置７はウエハＷを保持する搬送ピック１１を有し、この搬送ピック１１はＸ方向にスライド自在であり、かつ、Ｚ方向に昇降可能であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内（θ方向）で回転自在となっている。これによりウエハ搬送装置７を載置台６に載置された任意のフープＦと対向する位置へ移動させて、搬送ピック１１を対向しているフープＦの任意の高さのスロットにアクセスさせることができる。
【００１８】
またウエハ搬送装置７を洗浄処理部２に設けられた２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７（ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７の位置は後に示す図３参照）と対向する位置に移動させて、搬送ピック１１をウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７にアクセスさせることができる。つまり、ウエハ搬送装置７は、フープＦに対してウエハＷの搬入出を行うとともに、洗浄処理部２側から搬入出部３側へ、逆に搬入出部３から洗浄処理部２側へウエハＷを搬送する。
【００１９】
洗浄処理部２は、ウエハ搬送部５との間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置する２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハＷの表面と裏面を同時に洗浄処理する４台の洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２・１３・１４・１５と、洗浄処理後のウエハＷを加熱処理する３台のホットプレートユニット（ＨＰ）１９・２０・２１（ホットプレートユニット（ＨＰ）２０・２１の位置は後に示す図３参照）と、加熱されたウエハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＯＬ）２２（冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置は後に示す図３参照）と、これら全てのユニットにアクセス可能であり、これらのユニット間でウエハＷの搬送を行う主ウエハ搬送装置１８と、を有している。
【００２０】
また、洗浄処理部２には、洗浄処理システム１全体を稼働させるための電源である電源ユニット（ＰＵ）２３と、洗浄処理システム１を構成する各ユニットおよび洗浄処理システム１全体の動作・制御を行う機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４と、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５に送液する所定の薬液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５が設けられている。電源ユニット（ＰＵ）２３は図示しない主電源と接続される。洗浄処理部２の天井には、各ユニットおよび主ウエハ搬送装置１８に清浄な空気をダウンフローするためのフィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６が設けられている。
【００２１】
薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５と電源ユニット（ＰＵ）２３と機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４を洗浄処理部２の外側に設置することによって、または外部に引き出すことによって、この面（Ｙ方向側面）からウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７、主ウエハ搬送装置１８、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
【００２２】
図３はウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７のＸ方向に隣接する主ウエハ搬送装置１８と、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の概略配置を示す断面図である。ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７は上下２段に積み重ねられて配置されており、例えば、下段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７は、ウエハ搬送部３側から洗浄処理部２側へ搬送するウエハＷを載置するために用い、一方、上段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、洗浄処理部２側からウエハ搬送部３側へ搬送するウエハＷを載置するために用いることができる。
【００２３】
フィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、その上部の空間を通ってウエハ搬送部５に向けて流出する構造となっている。これにより、ウエハ搬送部５から洗浄処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され、洗浄処理部２の清浄度が保持されるようになっている。
【００２４】
主ウエハ搬送装置１８は、Ｚ方向に延在する垂直壁２７・２８およびこれらの間の側面開口部２９を有する筒状支持体３０と、その内側に筒状支持体３０に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体３１とを有している。筒状支持体３０はモータ３２の回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送体３１も一体的に回転されるようになっている。
【００２５】
ウエハ搬送体３１は、搬送基台３３と、搬送基台３３に沿って前後に移動可能な３本の搬送アーム３４・３５・３６とを備えており、搬送アーム３４〜３６は、筒状支持体３０の側面開口部２９を通過可能な大きさを有している。これら搬送アーム３４〜３６は、搬送基台３３内に内蔵されたモータおよびベルト機構によってそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体３１は、モータ３７によってベルト３８を駆動させることにより昇降する。なお、符号３９は駆動プーリー、４０は従動プーリーである。
【００２６】
ウエハＷの強制冷却を行う冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の上には、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１が３台積み重ねられて設けられている。なお、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７の上部の空間に、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と冷却ユニット（ＣＯＬ）２２を設けることも可能である。この場合には、図１と図３に示されるホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１および冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置をその他のユーティリティ空間として利用することができる。
【００２７】
洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は、上下２段で各段に２台ずつ設けられている。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１４は、その境界をなしている壁面４１に対してほぼ対称な構造を有しており、このことは洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１３と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１５についても同様である。また洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は同等の構成（部材および機能）を備えている。そこで、以下、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２を例として
、その構造について詳細に以下に説明することとする。
【００２８】
図４は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２の概略平面図であり、図５はその概略断面図である。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２はハウジング４２を有し、ハウジング４２の内部にはアウターチャンバ４３と、薬液アーム格納部４４と、リンス乾燥アーム格納部４５とが設けられている。また、アウターチャンバ４３の内部にはインナーカップ５８と、インナーカップ５８内においてウエハＷを保持するスピンチャック５９と、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの裏面と所定間隔で対向可能なアンダープレート６３と、ウエハＷの表面と所定の間隔で対向可能なトッププレート６０と、が設けられている。
【００２９】
ハウジング４２には窓部４６´が形成されており、この窓部４６´は第１シャッタ４６により開閉自在となっている。図４および図５にはこの第１シャッタ４６を駆動する機構は図示していない。搬送アーム３４（または３５、３６）は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に対してこの窓部４６´を通してウエハＷを搬入出し、窓部４６´はウエハＷの搬入出時以外は第１シャッタ４６によって閉塞された状態に保持される。なお、第１シャッタ４６はハウジング４２の内部から窓部４６´を開閉するようになっている。これによりハウジング４２の内部が陽圧になった場合において、ハウジング４２内の雰囲気が外部へ漏洩することが防止される。
【００３０】
ウエハＷの洗浄処理はアウターチャンバ４３の内部において行われる。アウターチャンバ４３には窓部４７´が形成され、この窓部４７´は図示しないシリンダ駆動機構等によって移動可能な第２シャッタ４７によって開閉自在となっている。搬送アーム３４（または３５、３６）は、窓部４６´および窓部４７´を通してアウターチャンバ４３内に進入／退出し、スピンチャック５９に対してウエハＷの受け渡しを行い、窓部４７´はウエハＷの受け渡し時以外は第２シャッタ４７によって閉塞された状態に保持される。
【００３１】
第２シャッタ４７はアウターチャンバ４３の内部から窓部４７´を開閉するようになっているために、アウターチャンバ４３内が陽圧になった場合にも、アウターチャンバ４３内部の雰囲気が外部に漏れ出ないようになっている。なお、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７とを共通の駆動機構によって駆動し、窓部４６´と窓部４７´を同時に開閉するようにしてもよい。
【００３２】
アウターチャンバ４３の上壁には、アウターチャンバ４３内に窒素ガス（Ｎ２）等の不活性ガスを供給するガス供給口８６が設けられている。このガス供給口８６は、アウターチャンバ４３内にダウンフローを形成し、スピンチャック５９に保持されたウエハＷに吐出された薬液の蒸気がアウターチャンバ４３内に充満することを防止する。またこのようなダウンフローを形成することによって、ウエハＷの表面にウォーターマークが生じ難くなるという効果も得られる。アウターチャンバ４３の底部にはドレイン４３ａが設けられ、ドレイン４３ａから排気および排液を行うことができるようになっている。
【００３３】
インナーカップ５８は、上部にテーパー部が形成され、底壁にドレイン５８ａが形成された構造を有している。インナーカップ５８は、その上端がスピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも上方に位置し、かつ、テーパー部がウエハＷを囲繞する位置（図５において実線で示される位置、以下「処理位置」という）と、その上端がスピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも下側の位置（図５において点線で示される位置、以下「退避位置」という）との間で昇降自在となっている。
【００３４】
インナーカップ５８は、搬送アーム３４（または３５、３６）とスピンチャック５９との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には搬送アーム３４の進入／退出を妨げないように退避位置に保持される。一方、スピンチャック５９に保持されたウエハＷに洗浄処理が施される際には処理位置に保持される。これによりウエハＷに吐出された薬液や純水の周囲への飛散が防止される。またウエハＷの洗浄処理に用いられた薬液はドレイン５８ａへと導かれる。ドレイン５８ａには図示しない薬液回収ラインと排気ダクトが接続されており、インナーカップ５８内で発生するミスト等のアウターチャンバ４３内への拡散が防止され、また薬液が回収または廃棄（排液）されるようになっている。
【００３５】
スピンチャック５９は、回転プレート６１と、回転プレート６１と接続された回転筒体６２とを有し、ウエハＷを支持する支持ピン６４ａとウエハＷを保持する保持ピン６４ｂが回転プレート６１の周縁部に取り付けられている。搬送アーム３４（または３５、３６）とスピンチャック５９との間のウエハＷの受け渡しは、この支持ピン６４ａを利用して行われる。支持ピン６４ａは、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。
【００３６】
保持ピン６４ｂは、搬送アーム３４（または３５、３６）とスピンチャック５９との間でのウエハＷの受け渡しを妨げないように、図示しない押圧機構によって回転プレート６１の下部に位置する部分を回転プレート６１側に押し当てることにより、保持ピン６４ｂの上先端が回転プレート６１の外側へ移動するように傾斜させることができるようになっている。保持ピン６４ｂもウエハＷを確実に保持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。
【００３７】
回転筒体６２の外周面にはベルト６５が捲回されており、ベルト６５をモータ６６によって周動させることにより、回転筒体６２および回転プレート６１を回転させて、保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷを回転させることができるようになっている。保持ピン６４ｂの重心の位置を調整することによって、ウエハＷの回転時に保持ピン６４ｂがウエハＷを保持する力を調整することができる。例えば、保持ピン６４ｂの重心を回転プレート６１よりも下側に設けると、回転プレート６１よりも下側の部分に遠心力が掛かることによって、上先端部は内側へ移動しようとするため、これによってウエハＷを保持する力が高められる。
【００３８】
アンダープレート６３は回転プレート６１の中央部および回転筒体６２内を貫挿して設けられたシャフト（支持柱）６７に接続されている。シャフト６７は水平板６８の上面に固定されており、この水平板６８はシャフト６７と一体的にエアシリンダ等を有する昇降機構６９により鉛直方向に昇降可能となっている。アンダープレート６３およびシャフト６７には、その内部を貫通するように、薬液や純水、乾燥ガス（例えば、窒素ガス）をウエハＷの裏面に向けて供給する裏面洗浄用ノズル７５が設けられている。
【００３９】
スピンチャック５９と搬送アーム３４（または３５、３６）との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、アンダープレート６３は搬送アーム３４と衝突しないように回転プレート６１に近接する位置に降下される。ウエハＷの裏面に対して洗浄処理を行う際には、アンダープレート６３は保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷの裏面に近接する位置へ上昇され、ウエハＷへ裏面洗浄用ノズル７５を通して薬液等が吐出される。なお、アンダープレート６３を所定高さに固定し、回転筒体６２を昇降させることによって、保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷとアンダープレート６３との間隔を洗浄処理の進行に合わせて調整するようにしてもよい。
【００４０】
トッププレート６０は枢軸７０の下端に接続されており、水平板７１に設けられたモータ７２によって、枢軸７０とともに回転可能となっている。枢軸７０は水平板７１の下面に回転自在に支持され、この水平板７１はアウターチャンバ４３の上壁に固定されたエアシリンダ等からなる昇降機構７３により鉛直方向に昇降可能である。トッププレート６０と枢軸７０には、鉛直方向にこれらを貫通する孔部８５が設けられており、その内部には、ウエハＷの表面に薬液等を供給する表面洗浄用ノズル１２０が設けられている。
【００４１】
スピンチャック５９と搬送アーム３４（または３５、３６）との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、トッププレート６０が搬送アーム３４と衝突しないように、アウターチャンバ４３の上壁に近い位置に保持される。またウエハＷの表面（上面）に対して洗浄処理を行う際には、トッププレート６０は保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷの表面に近接する位置へ降下され、表面洗浄用ノズル１２０からウエハＷへ薬液等が吐出される。
【００４２】
図６はトッププレート６０と表面洗浄用ノズル１２０のより詳細な構造と、裏面洗浄用ノズル７５および表面洗浄用ノズル１２０へ洗浄液や乾燥ガスを供給する薬液供給システム１００の概略構成を示す説明図である。
【００４３】
裏面洗浄用ノズル７５には４個の開閉バルブ１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃ・１０２ｄが並列に取り付けられている。このうち、開閉バルブ１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｄを切り替えることによって、それぞれ裏面洗浄用ノズル７５へ薬液、純水、窒素ガスを供給することができるようになっている。また、開閉バルブ１０２ｃに取り付けられている配管には、アスピレータまたは真空ポンプ等の吸引装置１０３ａが設けられている。この吸引装置１０３ａを動作させて開閉バルブ１０２ｃを開くことによって、裏面洗浄用ノズル７５内に残っている薬液または純水を吸引して除去することが可能である。こうして吸引された薬液または純水は回収されて再利用されるか、または廃棄される。なお、図６において、各開閉バルブ１０２ａ〜１０２ｄについては、薬液等の流路を示し、これらの流路を開閉する機構の図示を省略している。
【００４４】
表面洗浄用ノズル１２０には、４個の開閉バルブ１０１ａ・１０１ｂ・１０１ｃ・１０１ｄが並列に取り付けられている。表面洗浄用ノズル１２０へは、開閉バルブ１０１ａを通して薬液が、開閉バルブ１０１ｂを通して純水が、開閉バルブ１０１ｄを通して窒素ガスが、それぞれ供給可能となっている。また、開閉バルブ１０１ｃに取り付けられている配管には、アスピレータまたは真空ポンプ等の吸引装置１０３ｂが設けられている。この吸引装置１０３ｂを動作させて開閉バルブ１０１ｃを開くことによって表面洗浄用ノズル１２０の内部に残っている薬液または純水を吸引して除去することができる。こうして吸引された薬液または純水は回収されて再利用されるか、または廃棄される。なお、図６において、各開閉バルブ１０１ａ〜１０１ｄについては、薬液等の流路を示し、これらの流路を開閉する機構の図示を省略している。
【００４５】
孔部８５と表面洗浄用ノズル１２０との間隙部８５ａには、ガス供給管１２１を通して窒素ガスを供給することができ、また、間隙部８５ａからは２箇所のガス排気管１２２ａ（スローリーク用）・１２２ｂ（強制排気用）を通して排気を行うことができるようになっている。ガス供給管１２１を通して間隙部８５ａに供給された窒素ガスは、一定の流量で間隙部８５ａからガス排気管１２２ａを通して外部へ排気される（スローリーク）ようになっている。この間隙部８５ａへの窒素ガス供給量と間隙部８５ａからのガス排気管１２２ａを通した窒素ガス排気量は、ウエハＷの表面とトッププレート６０との間に薬液や純水の層が形成されている際に、薬液や純水の層への窒素ガスのバブリングが起こらず、かつ、間隙部８５ａへの薬液や純水の浸入が起こらないように設定される。
【００４６】
間隙部８５ａからはガス排気管１２２ｂを通した強制排気を行うことが可能となっている。ガス排気管１２２ｂからの排気量はガス排気管１２２ａからの排気量よりも多い。ガス排気管１２２ｂを通した強制排気は、少なくとも間隙部８５ａの下端が薬液や純水と接していない状態において行われる。例えば、トッププレート６０と枢軸７０を回転させながら、ガス排気管１２２ｂを通して間隙部８５ａの強制排気を行うことによって、間隙部８５ａへの薬液または純水の吸引を防止しながら、トッププレート６０および枢軸７０の回転によって間隙部８５ａにおいて発生するパーティクルのウエハＷへの付着を防止することができる。
【００４７】
表面洗浄用ノズル１２０の先端部は楔形となっており、表面洗浄用ノズル１２０の先端に薬液や純水が付着し難く、汚れ難い構造となっている。これにより表面洗浄用ノズル１２０の先端でのパーティクルの発生や、ウエハＷの乾燥処理時における表面洗浄用ノズル１２０からの純水等の液滴の落下によるウォーターマークの発生等が防止される。
【００４８】
図７は表面洗浄用ノズル１２０とトッププレート６０の別の形態を示す断面図である。図６には表面洗浄用ノズル１２０の形態として、その内径が先端へ向かうにしたがって長くなる楔形の形態が示されているが、例えば、図７（ａ）に示すように、内径は一定であり、外径が先端へ向かうにしたがって短くなるような楔形の形態としてもよい。さらに図７（ｂ）に示すように、その先端が逆三角形となるような尖塔型としてもよい。
【００４９】
トッププレート６０の外周端面もまた断面略楔形となっており、薬液や純水が付着し難い形状となっている。図６では、トッププレート６０の形態として、上側の外径が下側の外径よりも短い形態を示しているが、図７（ｃ）に示すように上側の外径が下側の外径よりも長い形態や、図７（ｄ）に示すように上側と下側の外径がほぼ同じであって厚み方向の中間部分の外径が最も長くなるような断面略尖塔形の形態としてもよい。このような場合であっても、トッププレート６０を回転させた際の遠心力によって、トッププレート６０に付着した薬液や純水が振り切られやすく、端面への薬液や純水の付着が抑制される。なお、トッププレート６０が有するこのような効果は、図６に示した形態の場合に最も大きい。
【００５０】
薬液アーム格納部４４には、窓部４８´と、窓部４８´を図示しない駆動機構によって開閉する第３シャッタ４８とが設けられている。薬液アーム格納部４４をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第３シャッタ４８が閉じられる。リンス乾燥アーム格納部４５には窓部４９´と、窓部４９´を図示しない駆動機構によって開閉する第４シャッタ４９とが設けられている。リンス乾燥アーム格納部４５をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第４シャッタ４９が閉じられる。
【００５１】
薬液アーム格納部４４内には薬液供給系アーム５０が格納されており、薬液供給系アーム５０には２本の薬液供給ノズル５１・５２が取り付けられている。また、リンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム５３が格納されており、このリンス乾燥アーム５３には、２本のリンス乾燥ノズル５４・５５が取り付けられている。
【００５２】
図８は薬液供給ノズル５１・５２とリンス乾燥ノズル５４・５５へ薬液等を供給する薬液供給システム１００´の概略構成を示す説明図である。薬液供給ノズル５１・５２には、２個の開閉バルブ１１２ａ・１１２ｂからなるバルブ群と、４個の開閉バルブ１１１ａ・１１１ｂ・１１１ｃ・１１１ｄからなるバルブ群が取り付けられている。薬液供給ノズル５１・５２へは、開閉バルブ１１１ａを通して薬液が、開閉バルブ１１１ｂを通して純水が、開閉バルブ１１１ｄを通して窒素ガスが供給され、開閉バルブ１１２ａ・１１２ｂを切り替えることによって、薬液供給ノズル５１・５２の一方から薬液等を吐出することができるようになっている。
【００５３】
開閉バルブ１１１ｃに取り付けられている配管には、アスピレータまたは真空ポンプ等の吸引装置１１３が設けられている。吸引装置１１３を動作させて開閉バルブ１１１ｃと開閉バルブ１１２ａを開くことによって薬液供給ノズル５２の内部に残っている薬液等を吸引除去することができる。同様に、吸引装置１１３を動作させて開閉バルブ１１１ｃと開閉バルブ１１２ｂを開くと、薬液供給ノズル５１の内部に残っている薬液等が吸引除去される。こうして吸引された薬液等は回収されて再利用されるか、または廃棄される。
【００５４】
リンス乾燥ノズル５４・５５には、２個の開閉バルブ１１５ａ・１１５ｂからなるバルブ群と、３個の開閉バルブ１１４ａ・１１４ｂ・１１４ｃからなるバルブ群が取り付けられている。リンス乾燥ノズル５４・５５へは、開閉バルブ１１４ａを通して純水が、開閉バルブ１１４ｃを通して窒素ガスが供給され、開閉バルブ１１５ａ・１１５ｂを切り替えることによって、リンス乾燥ノズル５４・５５の一方から純水等を吐出することができるようになっている。
【００５５】
吸引装置１１３は開閉バルブ１１４ｂにも接続されている。これにより、吸引装置１１３を動作させて開閉バルブ１１４ｂと開閉バルブ１１５ａを開くことによってリンス乾燥ノズル５４の内部に残っている純水を吸引除去することができる。同様に、吸引装置１１３を動作させて開閉バルブ１１４ｂと開閉バルブ１１５ｂを開くと、リンス乾燥ノズル５５の内部に残っている純水が吸引除去される。こうして吸引された純水は、通常、所定の処理を経た後に廃棄される。
【００５６】
なお、図８において、各開閉バルブ１１１ａ〜１１１ｄ・１１２ａ・１１２ｂ・１１４ａ〜１１４ｃ・１１５ａ・１１５ｂについては、薬液等の流路を示し、これらの流路を開閉する機構の図示を省略している。薬液供給システム１００´における薬液、純水、窒素ガスの供給源は、薬液供給システム１００の薬液、純水、窒素ガスの供給源と共用することができる。
【００５７】
薬液供給系アーム５０は回動して、薬液供給ノズル５１・５２をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間をスキャンさせることができるようになっている。また、薬液供給系アーム５０は、ウエハＷの洗浄処理時以外は薬液アーム格納部４４に保持される。薬液アーム格納部４４は常時薬液雰囲気となるために、薬液供給系アーム５０には耐食性部品が使用されている。なお、薬液供給系アーム５０の回動動作のタイミングに合わせて、第３シャッタ４８が窓部４８´を開閉するようにこれらを制御することも好ましい。
【００５８】
リンス乾燥アーム５３は回動して、リンス乾燥ノズル５４・５５をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間をスキャンさせることができるようになっている。リンス乾燥アーム５３は、ウエハＷの洗浄処理時以外はリンス乾燥アーム格納部４５に保持される。リンス乾燥アーム格納部４５は薬液雰囲気ではないが、リンス乾燥アーム５３には耐食性部品を使用することは好ましい。なお、リンス乾燥アーム５３の回動動作のタイミングに合わせて、第４シャッタ４９により窓部４９´が開閉するようにこれらを制御することも好ましい。
【００５９】
薬液アーム格納部４４には薬液供給系アーム洗浄装置５６が設けられ、薬液供給ノズル５１・５２を適宜洗浄することができるようになっている。薬液供給ノズル５１・５２を洗浄する際には、第３シャッタ４８が閉じられ、薬液アーム格納部４４内の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３に漏出しないようになっている。またリンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム洗浄装置５７が設けられ、リンス乾燥ノズル５４・５５を適宜洗浄することができるようになっている。リンス乾燥ノズル５４・５５を洗浄する際には、第４シャッタ４９が閉じられ、リンス乾燥アーム格納部４５の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３に漏出しないようになっている。
【００６０】
次に、洗浄処理システム１におけるウエハＷの洗浄工程について説明する。図９は洗浄処理の概略工程を示すフローチャートである。最初に、搬送ロボットやオペレータによって、未洗浄のウエハＷが収納されたフープＦがイン・アウトポート４の載置台６上の所定位置に載置される（ステップ１）。この載置台６に載置されたフープＦから搬送ピック１１によって１枚ずつウエハＷが取り出され（ステップ２）、取り出されたウエハＷは、例えば、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に搬送される（ステップ３）。
【００６１】
次いで、主ウエハ搬送装置１８は、搬送アーム３４〜３６のいずれか、例えば、搬送アーム３４を用いてウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に載置されたウエハを取り出し（ステップ４）、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５のいずれか、例えば、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に搬入する（ステップ５）。
【００６２】
このステップ５は次の順序で行われる。最初に、ハウジング４２に設けられた第１シャッタ４６とアウターチャンバ４３に設けられた第２シャッタ４７が開かれる。これとほぼ同時またはこの操作前に、インナーカップ５８は退避位置で保持され、アンダープレート６３は回転プレート６１に近い位置で待機し、トッププレート６０はアウターチャンバ４３の上壁近傍で待機した状態とする。その後に搬送アーム３４はアウターチャンバ４３内に進入し、スピンチャック５９に設けられた支持ピン６４ａにウエハＷを受け渡す。
【００６３】
ウエハＷが支持ピン６４ａに支持されたら、搬送アーム３４をアウターチャンバ４３から退出させ、第１シャッタ４６および第２シャッタ４７を閉じる。また、インナーカップ５８を上昇させて処理位置で保持し、アンダープレート６３を上昇させてウエハＷとの間を所定間隔に保持し、トッププレート６０を降下させてウエハＷとの間を所定間隔に保持する（ステップ６）。
【００６４】
こうしてウエハＷの薬液処理を開始する（ステップ７）。ウエハＷを回転させずに薬液処理を行う場合には、ウエハＷを支持ピン６４ａに支持された状態で維持してよい。一方、ウエハＷを回転させながら薬液処理を行う場合と、薬液処理後にウエハＷを回転させながら行うリンス処理やガス乾燥処理時には、ウエハＷを回転させる前に保持ピン６４ｂに保持させる。
【００６５】
ウエハＷとトップレート６０の両方を静止させた状態、またはウエハＷとトップレート６０の一方を回転させて他方を静止させた状態、またはウエハＷとトッププレート６０の両方を回転させた状態のいずれかの状態で、開閉バルブ１０１ａを開き、表面洗浄用ノズル１２０から薬液をウエハＷの表面に吐出して、ウエハＷとトッププレート６０との間に薬液層を形成して所定時間保持する。また、開閉バルブ１０２ａを開き、裏面洗浄用ノズル７５を通して薬液をウエハＷの裏面に向けて吐出し、ウエハＷとアンダープレート６３との間に薬液層を形成し、所定時間保持する。なお、このような薬液処理の最中に、適量の薬液を連続的にまたは間欠的に、ウエハＷとトッププレート６０との間およびウエハＷとアンダープレート６３との間にそれぞれ供給してもよい。
【００６６】
このような薬液処理の間、表面洗浄用ノズル１２０と孔部８５との間に形成されている間隙部８５ａには、窒素ガスのガス供給管１２１から窒素ガスが供給され、かつ、ガス排気管１２２ａから排気（スローリーク）される。このような窒素ガスの供給と排気は、ウエハＷとトッププレート６０との間に形成された薬液層への窒素ガスの噴射が起こらず、かつ、間隙部８５ａへの薬液の浸入が起こらないように行われる。なお、薬液処理中にウエハＷの周囲からこぼれ落ちる薬液は、ドレイン５８ａを通して回収され、再利用される。
【００６７】
薬液処理終了後には、開閉バルブ１０１ａを閉じてウエハＷの表面への薬液の吐出を停止した後に、吸引装置１０３ｂを動作させて開閉バルブ１０１ｃを開くことによって、表面洗浄用ノズル１２０内に残っている薬液が吸引除去される。こうして吸引除去された薬液は回収されて再利用に供される。同様に、開閉バルブ１０２ａを閉じてウエハＷの裏面への薬液の供給を停止した後に、吸引装置１０３ａを動作させて開閉バルブ１０２ｃを開き、裏面洗浄用ノズル７５内に残留している薬液を吸引回収する（ステップ８）。このような薬液回収処理では、薬液をウエハＷから流し出してインナーカップ５８の底部に設けられたドレイン５８ａを通して回収する場合と比較すると、濃度が高く、しかも汚れの少ない薬液を回収することができるために、回収された薬液の再利用も容易である。
【００６８】
薬液回収処理終了後には、開閉バルブ１０１ｃ・１０２ｃを閉じ、また、インナーカップ５８を退避位置に降下させた後に、ウエハＷから薬液を除去するリンス処理を行う（ステップ９）。このリンス処理においては、トッププレート６０の水洗処理が同時に行われる。
【００６９】
ウエハＷの表面のリンス処理方法としては、例えば、トッププレート６０の水洗処理を行いながらウエハＷの予備洗浄を行い、ウエハＷの最終的なリンス処理はリンス乾燥ノズル５４・５５の一方を用いて行う方法が挙げられる。この場合には、トッププレート６０とウエハＷとを所定の低速回転数で回転させながら、開閉バルブ１０１ｂを開いて表面洗浄用ノズル１２０からウエハＷに向けて純水を吐出して、トッププレート６０とウエハＷとの間に純水層を形成し、しかもこの純水層から一定量の純水が流れ落ちるようにしてリンス処理を行う（ステップ９ａ）。
【００７０】
こうして一定時間が経過したら開閉バルブ１０１ｂを閉じて純水の吐出を停止し、開閉バルブ１０１ｄを開いて一定量の窒素ガスを表面洗浄用ノズル１２０から噴射させて表面洗浄用ノズル１２０の下端近傍に窒素ガス溜まりを形成する。そして、トッププレート６０の回転数を上げて、その途中、例えば回転数が１００ｒｐｍを超えるとほぼ同時に、間隙部８５ａからの排気ルートをガス排気管１２２ａからガス排気管１２２ｂに切り替える。ガス排気管１２２ｂからの強制排気が行われる時点では、既にトッププレート６０とウエハＷとの間の純水層は崩れているために、間隙部８５ｂから純水を吸引することなく、トッププレート６０と枢軸７０の回転によって間隙部８５ａで生ずるパーティクルの降下を防止して、ウエハＷへのパーティクルの付着を防止することができる。
【００７１】
その後、トッププレート６０を所定の回転数にまで上昇させて所定時間保持することにより、トッププレート６０に付着した純水を振り切り、スピン乾燥させる（ステップ９ｂ）。なお、このようにしてトッププレート６０のスピン乾燥が行われている間に、表面洗浄用ノズル１２０からの窒素ガスの噴射を連続的に行ってもよいし、トッププレート６０のスピン乾燥処理中またはスピン乾燥処理後に、吸引装置１０３ｂを動作させて開閉バルブ１０１ｃを開くことによって、表面洗浄用ノズル１２０の内部に残っている純水を吸引して除去してもよい。これにより表面洗浄用ノズル１２０の内部を乾燥させて、その後に表面洗浄用ノズル１２０から純水の液滴がウエハＷに落下することを防止することができる。
【００７２】
トッププレート６０の水洗処理が終了した後には、トッププレート６０を上昇させ、第４シャッタ４９を開いてリンス乾燥アーム５３をインナーカップ５８内に進入させる（ステップ９ｃ）。そして、ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、例えば、リンス乾燥ノズル５４から純水をウエハＷの表面に吐出しながら、リンス乾燥アーム５３をウエハＷの略中心と周縁との間で回動させることによって、ウエハＷの表面を精密にリンス処理する。
【００７３】
このような表面洗浄用ノズル１２０とリンス乾燥ノズル５４によるウエハＷの表面のリンス処理と並行して、ウエハＷの裏面に対するリンス処理が、開閉バルブ１０２ｂを開いて裏面洗浄用ノズル７５を通してウエハＷの裏面に向けて純水を吐出することによって行われる。このとき、ウエハＷの裏面全体に純水があたるようにウエハＷとアンダープレート６３との間に純水層を形成し、この純水層から一定量の純水が流れ落ちるようにする。このようなリンス処理の間にウエハＷの周囲から飛散する薬液や純水は、ドレイン４３ａを通して回収され、または廃棄される。
【００７４】
リンス処理の終了時には、開閉バルブ１１５ａを開いたまま、吸引装置１１３を動作させて、開閉バルブ１１４ａを閉じて開閉バルブ１１４ｂを開くことによって、リンス乾燥ノズル５４内に残っている純水を吸引除去する（ステップ１０）。これにより次工程であるウエハＷの乾燥処理時に、リンス乾燥ノズル５４から純水の液滴がウエハＷへ落下したり、または、窒素ガスに純水のミストが混じってウエハＷの表面にウォーターマークが発生することが防止される。
【００７５】
その後またはほぼ同時に、吸引装置１０３ａを動作させて開閉バルブ１０２ｃを開くことによって、裏面洗浄用ノズル７５の内部に残っている純水を吸引除去する（ステップ１１）。裏面洗浄用ノズル７５の殆どの部分は鉛直方向に延在しているために、その内部に残っている純水に働く重力の向きと吸引装置１０３ａによる吸引の向きが同じとなる。これにより吸引装置１０３ａによる純水の除去が効果的に行われ、裏面洗浄用ノズル７５の壁面における純水の付着をほぼ完全になくすことができる。なお、このステップ１１はウエハＷを静止させた状態で行ってもよく、ウエハＷを低速回転、例えば１００ｒｐｍ以下で回転させた状態で行ってもよい。
【００７６】
次に、ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、ウエハＷの表面にはリンス乾燥ノズル５４から窒素ガスを噴射し、ウエハＷの裏面には裏面洗浄用ノズル７５を通して窒素ガスを噴射することによって、ウエハＷの乾燥処理を行う（ステップ１２）。ウエハＷの表面の乾燥処理では、先立ってリンス乾燥ノズル５４の内部から純水が除去されているために、窒素ガスに純水のミストが混じらず、これによってウエハＷの表面にウォーターマークが発生することが防止される。同様に、ウエハＷの裏面の乾燥処理においても、先立って裏面洗浄用ノズル７５の内部から純水が除去されているために窒素ガスに純水のミストが混じらず、これによってウエハＷの裏面にウォーターマークが発生することが防止される。
【００７７】
このようにウエハＷの表面へ窒素ガスを噴射する際には、リンス乾燥アーム５３をその先端がウエハＷの略中心と周縁との間で移動するように回動させてもよい。この場合に、ガス供給口８６から供給される窒素ガスによりアウターチャンバ４３内を窒素雰囲気とすると、リンス乾燥アーム５３のスキャン効果と相まって、よりウォーターマークの発生の少ない処理を行うことができる。
【００７８】
図１０は、リンス処理後の裏面洗浄用ノズル７５の内部に残った純水の除去方法の違いと、乾燥処理後のウエハＷの裏面のウォーターマークの発生数との関係を示すグラフである。図１０中の「洗浄処理前」は、洗浄処理装置１による洗浄処理を行う前のウエハＷの裏面のウォーターマーク数（パーティクル数）を示している。
【００７９】
図１０中の「純水／窒素ガス処理」は、開閉バルブ１０２ｄを開いて窒素ガスを裏面洗浄用ノズル７５に導入することによって、裏面洗浄用ノズル７５内の純水をウエハＷの裏面に向けて押し出した後に、引き続いて裏面洗浄用ノズル７５からウエハＷに向けて窒素ガスを噴射してウエハＷの裏面の乾燥処理を行った場合のウォーターマーク数を示している。
【００８０】
この場合には、ウエハＷの裏面に多くのウォーターマークが観察された。これは、純水に掛かる重力の向きと窒素ガスから受ける力の向きとが逆のために、裏面洗浄用ノズル７５の内壁に純水が水滴として残りやすく、この水滴がウエハＷの裏面乾燥時に窒素ガスの噴射によってミスト化してウエハＷの裏面に向けて噴射され、ウエハＷの乾燥した部分に付着することが大きな原因と考えられる。
【００８１】
これに対して、図１０中の「純水／吸引／窒素ガス処理」は、先に述べたステップ１１による裏面洗浄用ノズル７５内の純水除去（純水の吸引除去）を行い、その後に裏面洗浄用ノズル７５からウエハＷに向けて窒素ガスを噴射してウエハＷの裏面の乾燥処理を行った場合の結果を示している。この場合には、「純水／窒素ガス処理」の場合と比較すると、ウォーターマークの数が格段に低減されていることがわかる。これは先に述べたように、裏面洗浄用ノズル７５の壁面には純水が殆ど純水が付着していないために、窒素ガスに純水のミストが混ざらなくなり、これによりウエハＷの裏面におけるウォーターマークの発生が防止されたためと考えられる。
【００８２】
乾燥処理の終了後は、リンス乾燥アーム５３をリンス乾燥アーム格納部４５の内部に収容し、アンダープレート６３を降下させ、ウエハＷを保持ピン６４ｂから支持ピン６４ａに移し替える（ステップ１３）。次に、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７を開いて、例えば、搬送アーム３４をアウターチャンバ４３内に進入させ、支持ピン６４ａに指示されたウエハＷを搬送アーム３４へ移し替える。ウエハＷを保持した搬送アーム３４が洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２から退出したら、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７を閉じる（ステップ１４）。
【００８３】
こうして洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２から搬出されたウエハＷは、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９・２０・２１のいずれかに搬送されてそこで熱処理が行われ、その後に必要に応じて冷却ユニット（ＣＯＬ）２２に搬送されて、そこで冷却処理され（ステップ１５）、さらに、そこから主ウエハ搬送装置１８によってウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７に搬送されてそこに載置され、続いて搬送ピック１１がウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７に載置されたウエハＷを取り出して、そのウエハＷが収納されていたフープＦの元のスロットにウエハＷを収納する（ステップ１６）。
【００８４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。上記説明においては、ウエハＷの表面の薬液処理をトッププレート６０および表面洗浄用ノズル１２０を用いて行った場合について説明したが、薬液処理は薬液供給系アーム５０を動作させて行ってもよい。
【００８５】
薬液供給系アーム５０を用いた場合の薬液処理は、第３シャッタ４８を開いて薬液供給系アーム５０をその先端がウエハＷの略中心に位置するように回動した後に、（１）薬液供給ノズル５１（または５２）からウエハＷの表面に薬液を供給してウエハＷの表面に薬液のパドルを形成し、所定時間保持する方法、（２）ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、薬液供給ノズル５１（または５２）から薬液を吐出させつつ薬液供給系アーム５０をその先端がウエハＷの略中心と周縁との間で移動するように回動させる方法、のいずれかが好適に採用される。
【００８６】
薬液の供給が終了した後には、開閉バルブ１１１ａを閉じて開閉バルブ１１１ｃを開き、吸引装置１１３を動作させることによって、薬液供給ノズル５１（または５２）内に残っている薬液を吸引して回収する。その後、ウエハＷを所定の回転数で回転させるとほぼ同時に、開閉バルブ１１１ｃを閉じて開閉バルブ１１１ｂを開くことによって、薬液供給ノズル５１（または５２）から純水をウエハＷの表面に供給して、ウエハＷのリンス処理を行う。このとき、薬液供給系アーム５０をその先端がウエハＷの中心と周縁との間で移動するように回動させてもよい。
【００８７】
薬液供給ノズル５１（または５２）からの純水の吐出が終了したら、開閉バルブ１１１ｂを閉じて開閉バルブ１１１ｃを開き、吸引装置１１３を動作させることによって、薬液供給ノズル５１（または５２）内に残っている純水を吸引除去する。その後は、薬液供給系アーム５０を薬液アーム格納部４４に収容して、先に説明したリンス乾燥アーム５３を用いた仕上げのリンス処理を行う。
【００８８】
なお、リンス処理の開始にあたって、薬液と純水が混ざり合うことによって薬液の腐食能力が高まる場合には、純水を供給する前にＩＰＡをウエハＷの表面に供給することによって薬液の多くを洗い流し、その後にウエハＷに純水を供給することによって、アウターチャンバ４３内の各種部品の腐食等を抑制することができる。表面洗浄用ノズル１２０、裏面洗浄用ノズル７５および薬液供給ノズル５１・５２へＩＰＡを供給することができるようにすることは、開閉バルブと配管の配設によって容易に実現することができる。
【００８９】
本発明は洗浄装置に限定されず、種々の処理液を用いて基板の液処理を行う装置に対して適用することができる。なお、基板は半導体ウエハに限らず、その他のＬＣＤ用ガラス基板やセラミック基板等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施形態である洗浄処理ユニットを具備する洗浄処理システムの概略構造を示す平面図。
【図２】図１に示す洗浄処理システムの概略構造を示す側面図。
【図３】図１に示す洗浄処理システムの概略断面図。
【図４】洗浄処理ユニットの概略構造を示す平面図。
【図５】洗浄処理ユニットの概略構造を示す断面図。
【図６】トッププレートおよび表面洗浄用ノズルの構造と、裏面洗浄用ノズルおよび表面洗浄用ノズルへ薬液等を供給する薬液供給システムの概略構成を示す説明図。
【図７】トッププレートと表面洗浄用ノズルの別の形態を示す断面図。
【図８】薬液供給ノズルとリンス乾燥ノズルへ薬液等を供給する薬液供給システムの概略構成を示す説明図。
【図９】洗浄処理の概略工程を示すフローチャート（説明図）。
【図１０】リンス処理後に裏面洗浄用ノズルの内部に残っている純水の除去方法と乾燥処理後のウエハＷの裏面のウォーターマークの発生数との関係を示す説明図。
【符号の説明】
【００９１】
１；洗浄処理システム
２；洗浄処理部
３；搬入出部
１２〜１５；洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）
４３；アウターチャンバ
５９；スピンチャック
５８；インナーカップ
６３；アンダープレート
７５；裏面洗浄用ノズル
１００；薬液供給システム
１０１ａ・１０１ｂ・１０１ｃ・１０１ｄ；開閉バルブ
１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃ・１０２ｄ；開閉バルブ
１０３ａ・１０３ｂ；吸引装置
１２０；表面洗浄用ノズル
１２１；ガス供給管
１２２ａ・１２２ｂ；ガス排気管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
被処理体を水平姿勢で保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された被処理体に処理液および乾燥ガスを吐出口から吐出方向に吐出する吐出ノズルと、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ処理液を供給する処理液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続され、基板に前記処理液を吐出させた後で前記乾燥ガスを吐出する前に、前記吐出ノズルの内部に残留する処理液を前記吐出方向と逆方向に吸引する処理液吸引機構と、
前記処理液吸引機構に接続され、前記処理液供給機構と前記乾燥ガス供給機構から前記処理液および前記乾燥ガスの一方が前記吐出ノズルへ供給されるように、処理流体を切り替える切替機構と
を具備することを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
前記吐出ノズルへ前記処理液を供給する種類の異なる処理液供給機構を複数具備することを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
【請求項３】
前記処理液吸引機構と前記切替機構とを制御する制御機構をさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液処理装置。
【請求項４】
前記吐出ノズルは、前記保持手段に保持された基板の裏面に対して所定間隔で対向するプレート部材と、
前記プレート部材を支持する支持部材と、
前記プレート部材および前記支持部材を貫通するように設けられた、前記処理液および前記乾燥ガスを流すためのノズル孔と
を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項５】
前記プレート部材は、昇降可能に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液処理装置。
【請求項６】
基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
被処理体を水平姿勢で保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された被処理体に処理液としての薬液およびリンス液、ならびに乾燥ガスを吐出口から吐出方向に吐出する吐出ノズルと、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ薬液を供給する薬液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへリンス液を供給するリンス液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、
前記薬液供給機構、前記リンス液供給機構、および前記乾燥ガス供給機構のうちのいずれかから、前記薬液、前記リンス液、および前記乾燥ガスのいずれか１つが前記吐出ノズルへ供給されるように、処理流体を切り替える切替機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続され、基板に前記リンス液を吐出させた後で前記乾燥ガスを吐出する前に、前記吐出ノズルの内部に残留する前記リンス液の残留部を前記吐出方向と逆方向に吸引する液吸引機構と
を具備することを特徴とする液処理装置。
【請求項７】
前記吐出ノズルは、前記保持手段に保持された基板の裏面に対して所定間隔で対向するプレート部材と、
前記プレート部材を支持する支持部材と、
前記プレート部材および前記支持部材を貫通するように設けられた、前記薬液および前記リンス液および前記乾燥ガスを流すためのノズル孔と
を有することを特徴とする請求項６に記載の液処理装置。
【請求項８】
前記プレート部材は、昇降可能に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の液処理装置。
【請求項９】
前記液吸引機構は、前記切替機構に接続されていることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項１】
被処理体に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
被処理体を水平姿勢で保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された被処理体に処理液および乾燥ガスを吐出口から吐出方向に吐出する吐出ノズルと、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ処理液を供給する処理液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続され、基板に前記処理液を吐出させた後で前記乾燥ガスを吐出する前に、前記吐出ノズルの内部に残留する処理液を前記吐出方向と逆方向に吸引する処理液吸引機構と、
前記処理液吸引機構に接続され、前記処理液供給機構と前記乾燥ガス供給機構から前記処理液および前記乾燥ガスの一方が前記吐出ノズルへ供給されるように、処理流体を切り替える切替機構と
を具備することを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
前記吐出ノズルへ前記処理液を供給する種類の異なる処理液供給機構を複数具備することを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
【請求項３】
前記処理液吸引機構と前記切替機構とを制御する制御機構をさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液処理装置。
【請求項４】
前記吐出ノズルは、前記保持手段に保持された基板の裏面に対して所定間隔で対向するプレート部材と、
前記プレート部材を支持する支持部材と、
前記プレート部材および前記支持部材を貫通するように設けられた、前記処理液および前記乾燥ガスを流すためのノズル孔と
を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項５】
前記プレート部材は、昇降可能に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液処理装置。
【請求項６】
基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
被処理体を水平姿勢で保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された被処理体に処理液としての薬液およびリンス液、ならびに乾燥ガスを吐出口から吐出方向に吐出する吐出ノズルと、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ薬液を供給する薬液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへリンス液を供給するリンス液供給機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続された前記吐出ノズルへ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と、
前記薬液供給機構、前記リンス液供給機構、および前記乾燥ガス供給機構のうちのいずれかから、前記薬液、前記リンス液、および前記乾燥ガスのいずれか１つが前記吐出ノズルへ供給されるように、処理流体を切り替える切替機構と、
前記吐出口よりも上流側で前記吐出ノズルに接続され、基板に前記リンス液を吐出させた後で前記乾燥ガスを吐出する前に、前記吐出ノズルの内部に残留する前記リンス液の残留部を前記吐出方向と逆方向に吸引する液吸引機構と
を具備することを特徴とする液処理装置。
【請求項７】
前記吐出ノズルは、前記保持手段に保持された基板の裏面に対して所定間隔で対向するプレート部材と、
前記プレート部材を支持する支持部材と、
前記プレート部材および前記支持部材を貫通するように設けられた、前記薬液および前記リンス液および前記乾燥ガスを流すためのノズル孔と
を有することを特徴とする請求項６に記載の液処理装置。
【請求項８】
前記プレート部材は、昇降可能に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の液処理装置。
【請求項９】
前記液吸引機構は、前記切替機構に接続されていることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の液処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１２４５０３（Ｐ２００８−１２４５０３Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２７３０（Ｐ２００８−２２７３０）
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【分割の表示】特願２００２−１１３２１０（Ｐ２００２−１１３２１０）の分割
【原出願日】平成１４年４月１６日（２００２．４．１６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【分割の表示】特願２００２−１１３２１０（Ｐ２００２−１１３２１０）の分割
【原出願日】平成１４年４月１６日（２００２．４．１６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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