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JP7038524B2 - 基板処理装置の洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

基板処理装置の洗浄装置および洗浄方法 Download PDF

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Description

開示の実施形態は、基板処理装置の洗浄装置および洗浄方法に関する。
従来、基板である半導体ウェハ（以下、ウェハと呼称する。）などの表面に乾燥防止用の液膜を形成し、かかる液膜が形成されたウェハを超臨界状態の高圧処理流体に接触させて乾燥処理を行う基板処理装置が知られている。たとえば、特許文献１には、処理室のスペースを狭小に形成することによって、高圧処理流体での基板の処理をスマートに実施することができる基板処理装置が開示されている。
特開２０１３－１２５３８号公報
しかしながら、上述の基板処理装置では、処理室のスペースが狭小に形成されているために、作業者の手作業によるクリーニングが困難である。
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、狭小な処理室の内部を清浄にクリーニングすることができる基板処理装置の洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る基板処理装置の洗浄装置は、ノズルと、走査機構とを備える。前記ノズルは、基板を処理する処理室の内壁面に向かってガスを吐出する。前記走査機構は、前記ノズルを前記処理室内で前記内壁面に沿って走査させる。
実施形態の一態様によれば、狭小な処理室の内部を清浄にクリーニングすることができる。
図１は、実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係る洗浄処理ユニットの構成を示す断面図である。 図３は、実施形態に係る乾燥処理ユニットの構成を示す外観斜視図である。 図４は、実施形態に係る洗浄装置の構成を示す外観斜視図である。 図５は、図４のＡ－Ａ線における断面図である。 図６は、図４のＢ－Ｂ線における断面図である。 図７は、図６のＣ－Ｃ線における断面図である。 図８は、実施形態に係るピックアップ処理を説明するための図である。 図９は、実施形態に係る吸引処理を説明するための図である。 図１０は、実施形態に係る排気処理および吐出ガス走査処理を説明するための図である。 図１１は、実施形態の変形例に係る排気処理および吐出ガス走査処理を説明するための図である。 図１２は、実施形態の変形例に係る洗浄装置の構成を示す外観斜視図である。 図１３は、実施形態の変形例に係るノズルの接続部を説明するための断面図である。 図１４は、洗浄装置が実行する洗浄処理の手順を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置の洗浄装置および洗浄方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
＜基板処理システムの概要＞
まずは、図１を参照しながら、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成について説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと呼称する。）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の洗浄処理ユニット１６と、複数の乾燥処理ユニット１７とを備える。複数の洗浄処理ユニット１６と複数の乾燥処理ユニット１７とは、搬送部１５の両側に並べて設けられる。なお、図１に示す洗浄処理ユニット１６および乾燥処理ユニット１７の配置や個数は一例であり、図示のものに限定されない。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１８を備える。基板搬送装置１８は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１８は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と、洗浄処理ユニット１６と、乾燥処理ユニット１７との間でウェハＷの搬送を行う。
洗浄処理ユニット１６は、基板搬送装置１８によって搬送されるウェハＷに対して所定の洗浄処理を行う。洗浄処理ユニット１６の構成例については後述する。
乾燥処理ユニット１７は、洗浄処理ユニット１６によって洗浄処理されたウェハＷに対して所定の乾燥処理を行う。乾燥処理ユニット１７の構成例については後述する。
また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１９と記憶部２０とを備える。
制御部１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、搬送部１２や搬送部１５、洗浄処理ユニット１６、乾燥処理ユニット１７などの制御を実現する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置４の記憶部２０にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
記憶部２０は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置によって実現される。
上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１８によって受渡部１４から取り出されて、洗浄処理ユニット１６へ搬入される。
洗浄処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、洗浄処理ユニット１６によって洗浄処理が施された後、基板搬送装置１８によって洗浄処理ユニット１６から搬出される。洗浄処理ユニット１６から搬出されたウェハＷは、基板搬送装置１８によって乾燥処理ユニット１７へ搬入され、乾燥処理ユニット１７によって乾燥処理が施される。
乾燥処理ユニット１７によって乾燥処理されたウェハＷは、基板搬送装置１８によって乾燥処理ユニット１７から搬出され、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
＜洗浄処理ユニットの概要＞
次に、図２を参照しながら、洗浄処理ユニット１６の概略構成について説明する。図２は、実施形態に係る洗浄処理ユニット１６の構成を示す断面図である。洗浄処理ユニット１６は、たとえば、スピン洗浄によりウェハＷを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄処理ユニットとして構成される。
図２に示すように、洗浄処理ユニット１６は、処理室を形成するアウターチャンバー２３内に配置されたウェハ保持機構２５にてウェハＷをほぼ水平に保持し、このウェハ保持機構２５を鉛直軸周りに回転させることによりウェハＷを回転させる。そして、洗浄処理ユニット１６は、回転するウェハＷの上方にノズルアーム２６を進入させ、かかるノズルアーム２６の先端部に設けられる薬液ノズル２６ａから薬液やリンス液を予め定められた順に供給することにより、ウェハＷの表面の洗浄処理を行う。
また、洗浄処理ユニット１６には、ウェハ保持機構２５の内部にも薬液供給路２５ａが形成されている。そして、かかる薬液供給路２５ａから供給された薬液やリンス液によって、ウェハＷの裏面洗浄が行われる。
上述のウェハＷの洗浄処理は、たとえば、最初にアルカリ性の薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去が行われ、次に、リンス液である脱イオン水（DeIonized Water：以下、ＤＩＷと呼称する。）によるリンス洗浄が行われる。次に、酸性薬液である希フッ酸水溶液（Diluted HydroFluoric acid：以下、ＤＨＦと呼称する。）による自然酸化膜の除去が行われ、次に、ＤＩＷによるリンス洗浄が行われる。
上述の各種薬液は、アウターチャンバー２３や、アウターチャンバー２３内に配置されるインナーカップ２４に受け止められて、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排液口２３ａや、インナーカップ２４の底部に設けられる排液口２４ａから排出される。さらに、アウターチャンバー２３内の雰囲気は、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排気口２３ｂから排気される。
上述のウェハＷのリンス処理の後には、ウェハ保持機構２５を回転させながら、ウェハＷの表面および裏面に液体状態のＩＰＡ（以下、「ＩＰＡ液体」と呼称する。）を供給し、ウェハＷの両面に残存しているＤＩＷと置換する。その後、ウェハ保持機構２５の回転を緩やかに停止する。
こうして洗浄処理を終えたウェハＷは、その表面にＩＰＡ液体が液盛りされた状態（ウェハＷ表面にＩＰＡ液体の液膜が形成された状態）のまま、ウェハ保持機構２５に設けられた不図示の受け渡し機構により基板搬送装置１８に受け渡され、洗浄処理ユニット１６から搬出される。
ここで、ウェハＷの表面に液盛りされたＩＰＡ液体は、洗浄処理ユニット１６から乾燥処理ユニット１７へのウェハＷの搬送中や、乾燥処理ユニット１７への搬入動作中に、ウェハＷ表面の液体が蒸発（気化）することによってパターン倒れが発生することを防ぐ、乾燥防止用の液体として機能する。
洗浄処理ユニット１６での洗浄処理を終え、表面にＩＰＡ液体が液盛りされたウェハＷは、乾燥処理ユニット１７に搬送される。そして、乾燥処理ユニット１７内においてウェハＷ表面のＩＰＡ液体に超臨界状態であるＣＯ2（以下、「超臨界流体」とも呼称する。）を接触させることにより、かかるＩＰＡ液体を超臨界流体に溶解させて除去し、ウェハＷを乾燥する処理が行われる。
＜乾燥処理ユニットの概要＞
つづいて、乾燥処理ユニット１７の構成について説明する。図３は、実施形態に係る乾燥処理ユニット１７の構成を示す外観斜視図である。
乾燥処理ユニット１７は、処理容器３１と、保持板３２と、蓋体３３と、図示しない移動機構とを有する。筐体状の処理容器３１は、たとえば直径３００ｍｍのウェハＷを収容可能な処理室３１ａが内部に形成された容器であり、かかる処理室３１ａにウェハＷを搬送する搬入口３１ｂが処理室３１ａに隣接して形成される。なお、処理室３１ａは、超臨界流体の高圧に耐える必要があることから、狭小（たとえば、高さが８ｍｍ程度）に形成される。
保持板３２は、処理対象のウェハＷを水平方向に保持する。蓋体３３は、かかる保持板３２を支持するとともに、ウェハＷを処理室３１ａに搬入したときに、搬入口３１ｂを塞ぐ。
図示しない移動機構は、蓋体３３に設けられ、ウェハＷが保持された保持板３２と蓋体３３とを、搬入口３１ｂから処理室３１ａ内に搬入することができるとともに、処理室３１ａ内から搬入口３１ｂ外に搬出することができる。すなわち、かかる移動機構は、図３におけるＹ軸方向に保持板３２と蓋体３３とを往復移動させることができる。
また、処理容器３１の壁部には、供給ポート３５、３６と排出ポート３７とが設けられる。供給ポート３５、３６と排出ポート３７とは、それぞれ、乾燥処理ユニット１７の上流側と下流側とに設けられる超臨界流体を流通させるための供給流路と排出流路とに接続されている。
供給ポート３５は、筐体状の処理容器３１において、搬入口３１ｂとは反対側の側面に接続されている。また、供給ポート３６および排出ポート３７は、処理容器３１の底面に接続されている。なお、図３には２つの供給ポート３５、３６と１つの排出ポート３７が図示されているが、供給ポート３５、３６や排出ポート３７の数は特に限定されない。
また、処理室３１ａには、流体供給ヘッダー３８、３９と、流体排出ヘッダー４０とが設けられる。そして、流体供給ヘッダー３８、３９には複数の供給口３８ａ、３９ａがかかる流体供給ヘッダー３８，３９の長手方向に並んで形成され、流体排出ヘッダー４０には複数の排出口４０ａがかかる流体排出ヘッダー４０の長手方向に並んで形成される。
流体供給ヘッダー３８は、供給ポート３５に接続され、処理室３１ａにおいて、搬入口３１ｂとは反対側の側面に隣接して設けられる。また、流体供給ヘッダー３８に並んで形成される複数の供給口３８ａは、搬入口３１ｂ側を向いている。
流体供給ヘッダー３９は、供給ポート３６に接続され、処理室３１ａにおける底面の中央部に設けられる。また、流体供給ヘッダー３９に並んで形成される複数の供給口３９ａは、上方を向いている。
流体排出ヘッダー４０は、排出ポート３７に接続され、処理室３１ａにおける底面の搬入口３１ｂ側に設けられる。また、流体排出ヘッダー４０に並んで形成される複数の排出口４０ａは、上方を向いている。
流体供給ヘッダー３８、３９は、超臨界流体を処理室３１ａに供給する。また、流体排出ヘッダー４０は、処理室３１ａ内の超臨界流体を処理容器３１の外部に導いて排出する。なお、流体排出ヘッダー４０を介して処理容器３１の外部に排出される超臨界流体には、ウェハＷの表面から超臨界流体に溶け込んだＩＰＡ液体が含まれる。
上述のように配置される流体供給ヘッダー３８、３９の供給口３８ａ、３９ａから処理室３１ａに超臨界流体が供給され、また流体排出ヘッダー４０の排出口４０ａを介して超臨界流体が処理室３１ａから排出されることによって、処理室３１ａには、ウェハＷの周囲で所定の向きに流動する超臨界流体の層流が形成される。
かかる超臨界流体の層流は、たとえば、流体供給ヘッダー３８から、ウェハＷの上方をウェハＷの表面に沿って、搬入口３１ｂの上部に向かって流れる。さらに、超臨界流体の層流は、搬入口３１ｂの上方で下方側に向きを変え、搬入口３１ｂの近傍を通り、流体排出ヘッダー４０に向かって流れる。
かかる層流の例では、乾燥処理ユニット１７の内部において、保持板３２におけるウェハＷと蓋体３３との間に形成される開孔３２ａを超臨界流体の層流が通過する。
なお、処理室３１ａへの超臨界流体の供給時と、処理室３１ａからの超臨界流体の排出時とにウェハＷに加えられうる負荷を軽減する観点からは、流体供給ヘッダーおよび流体排出ヘッダーは、それぞれ複数個設けられることが好ましい。
さらに、処理容器３１には、搬入口３１ｂ側を上下に貫通する貫通孔４１が形成される。そして、かかる貫通孔４１に図示しない押圧機構が挿通され、かかる押圧機構が処理室３１ａに供給された超臨界流体によってもたらされる内圧に抗して、処理室３１ａに向けて蓋体３３を押し付け、処理室３１ａを密閉する。
かかる乾燥処理ユニット１７内において、ウェハＷ上に形成されているパターンの間のＩＰＡ液体は、高圧状態（たとえば、１６ＭＰａ）である超臨界流体と接触することで、徐々に超臨界流体に溶解し、パターンの間は徐々に超臨界流体と置き換わる。そして、最終的には、超臨界流体のみによってパターンの間が満たされる。
そして、パターンの間からＩＰＡ液体が除去された後に、処理室３１ａの圧力を高圧状態から大気圧まで減圧することによって、ＣＯ2は超臨界状態から気体状態に変化し、パターンの間は気体のみによって占められる。このようにしてパターンの間のＩＰＡ液体は除去され、ウェハＷの乾燥処理が完了する。
ここで、超臨界流体は、液体（たとえばＩＰＡ液体）と比べて粘度が小さく、また液体を溶解する能力も高いことに加え、超臨界流体と平衡状態にある液体や気体との間で界面が存在しない。これにより、超臨界流体を用いた乾燥処理では、表面張力の影響を受けることなく液体を乾燥させることができる。したがって、実施形態によれば、乾燥処理の際にパターンが倒れることを抑制することができる。
なお、実施形態では、乾燥防止用の液体としてＩＰＡ液体を用い、処理流体として超臨界状態のＣＯ2を用いているが、ＩＰＡ以外の液体を乾燥防止用の液体として用いてもよいし、超臨界状態のＣＯ2以外の流体を処理流体として用いてもよい。また、処理室３１ａに供給された超臨界流体が所定の温度を保てるように、処理容器３１の表面には、断熱材やテープヒータなどが設けられていてもよい。
＜洗浄装置の概要＞
つづいて、実施形態にかかる洗浄装置５０の概要について、図４を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係る洗浄装置５０の構成を示す外観斜視図である。
図４に示すように、洗浄装置５０は、ノズル６０と、走査機構７０とを備える。ノズル６０は、処理室３１ａの内壁面３１ｃ（図１０参照）に向かってガスＧ（図５参照）を吐出することができる。ノズル６０は、図４に示すように、ノズル形成部６１と、ジョイント６２と、一対の配管６３とを有する。
ノズル形成部６１は、ガスＧを所定の方向に吐出可能に構成される。ノズル形成部６１は、棒状であり、処理容器３１の搬入口３１ｂの横幅よりわずかに短い長さを有する。
ジョイント６２は、棒状であり、ノズル形成部６１と略等しい長さを有する。ジョイント６２は、ノズル形成部６１と一対の配管６３との間に設けられ、ノズル形成部６１に形成される溝部６１ａ（図５参照）を覆うとともに、ノズル形成部６１と一対の配管６３とを接続する。
一対の配管６３は、一端がジョイント６２に接続されるとともに、他端が蓋体３３などを介して図示しないガス供給機構に接続される。そして、かかるガス供給機構からジョイント６２を介してノズル形成部６１にガスＧを供給する。なお、ノズル形成部６１と、ジョイント６２と、一対の配管６３とは、いずれも同じ材料（たとえば、ステンレス）で形成され、溶接などにより一体化されている。
走査機構７０は、処理室３１ａで内壁面３１ｃに沿ってノズル６０を走査させることができる。実施形態では、走査機構７０が、蓋体３３に設けられる図示しない移動機構により構成される。すなわち、実施形態では、蓋体３３に元々取り付けられている保持板３２を取り外し、代わりにノズル６０を蓋体３３に取り付けることにより、洗浄装置５０が構成される。
次に、ノズル６０の詳細な構成について、図５～図７を参照しながら説明する。図５は、図４のＡ－Ａ線における断面図であり、ノズル形成部６１の中央領域における切断図である。
図５に示すように、ノズル形成部６１には、溝部６１ａと、吐出口６１ｂ、６１ｃとが形成される。溝部６１ａは、ノズル形成部６１におけるジョイント６２と当接する面に、ノズル形成部６１の長手方向に沿って形成される。そして、かかる溝部６１ａをジョイント６２で覆うことにより、溝部６１ａの両端部から複数の吐出口６１ｂ、６１ｃにガスＧを通流させる流路が形成される。
吐出口６１ｂ、６１ｃは、外壁面と溝部６１ａの内壁面との間を貫通するように形成される。吐出口６１ｂは、走査機構７０から離れる方向かつ下方向に向かって形成される。吐出口６１ｃは、走査機構７０から離れる方向かつ上方向に向かって形成される。
また、図示してはいないが、吐出口６１ｂおよび吐出口６１ｃは、それぞれノズル形成部６１の長手方向に沿って複数並んで形成される。
図６は、図４のＢ－Ｂ線における断面図であり、図７は、図６のＣ－Ｃ線における断面図である。なお、図６および図７は、ノズル形成部６１の端部領域における断面図である。図６に示すように、ノズル形成部６１の端部領域にも、中央領域と同様に、溝部６１ａと、吐出口６１ｂ、６１ｃとが形成される。
また、図７に示すように、ノズル形成部６１には、走査機構７０から離れる方向かつ横方向に向かって形成される吐出口６１ｄが形成される。なお、かかる吐出口６１ｄは、ノズル形成部６１の他端側にも同様に形成される。
そして、図６および図７に示すように、ジョイント６２には、Ｙ軸方向に沿って貫通する貫通孔６２ａが形成され、かかる貫通孔６２ａが溝部６１ａとつながっている。さらに、ジョイント６２の貫通孔６２ａには、配管６３がつながっている。
これにより、配管６３を通流するガスＧは、ジョイント６２の貫通孔６２ａとノズル形成部６１の溝部６１ａとを経由して、吐出口６１ｂ、６１ｃ、６１ｄから外部に吐出される。
ここまで説明したように、ノズル６０がノズル形成部６１と、ジョイント６２と、一対の配管６３とに分割して形成されることにより、複雑な内部形状を有するノズル６０を高い精度で形成することができる。
＜洗浄処理の詳細＞
つづいて、処理容器３１の処理室３１ａを洗浄装置５０で洗浄する処理の詳細について、図８～図１０を参照しながら説明する。図８は、実施形態に係るピックアップ処理を説明するための図である。なお、図８～図１０は、処理容器３１を側方（Ｘ軸方向）から見た場合の断面図であり、流体供給ヘッダー３９および流体排出ヘッダー４０の図示を省略している。
図８に示すように、処理室３１ａ内の洗浄処理では、最初に、処理室３１ａ内で破損して散乱するウェハＷの破片Ｆのうち、比較的大きい（たとえば、１０ｍｍ以上）破片Ｆをピックアップ治具１００でピックアップして除去する（ステップＳ１）。
かかるピックアップ処理は、たとえば、処理室３１ａの内壁面３１ｃのうち、下側の主面３１ｃ１に落ちる破片Ｆを目視で確認し、確認された破片Ｆをピックアップ治具１００でピックアップする。
ピックアップ治具１００としては、たとえば、真空ピンセットを用いることができる。一方で、ピックアップ治具１００は、真空ピンセットに限られず、狭小スペースの処理室３１ａから破片Ｆをピックアップすることができる治具であれば、どのような治具を用いてもよい。
なお、ピックアップ処理の前には、処理容器３１において搬入口３１ｂの反対側に設けられる供給ポート３５や流体供給ヘッダー３８を取り外して、図８に示すように、搬入口３１ｂの反対側に開口部４２を設けるとよい。
これにより、処理室３１ａの一方（たとえば、開口部４２）から光を照射して、他方（たとえば、搬入口３１ｂ）から目視しながらピックアップ治具１００で破片Ｆをピックアップすることができる。したがって、実施形態によれば、ピックアップ処理をさらに容易に実施することができる。
図９は、実施形態に係る吸引処理を説明するための図である。上述のピックアップ処理につづいて、図９に示すように、処理室３１ａ内で破損して散乱するウェハＷの破片Ｆのうち、比較的小さい（たとえば、１０ｍｍより小さい）破片Ｆを吸引治具１０１で吸引して除去する（ステップＳ２）。
かかる吸引工程は、たとえば、処理室３１ａの主面３１ｃ１の全体を吸引治具１０１で走査して、主面３１ｃ１に散乱する小さい破片Ｆを吸引する。
吸引治具１０１としては、たとえば、掃除機ノズルを用いることができる。一方で、吸引治具１０１は、掃除機ノズルに限られず、狭小スペースの処理室３１ａから小さな破片Ｆを吸引することができる治具であれば、どのような治具を用いてもよい。
図１０は、実施形態に係る排気処理および吐出ガス走査処理を説明するための図である。図１０の（ａ）に示すように、処理容器３１の開口部４２に、処理室３１ａ内を排気する排気機構８０が取り付けられる。そして、かかる排気機構８０により、処理室３１ａ内を所定の量（たとえば、６５０Ｌ／ｍｉｎ）で排気する（ステップＳ３）。
また、走査機構７０が設けられた蓋体３３にノズル６０を取り付けて洗浄装置５０を形成する。そして、ノズル６０を搬入口３１ｂに沿って配置し、ノズル６０から処理室３１ａの内壁面３１ｃに向かってガスＧを所定の量（たとえば、２００Ｌ／ｍｉｎ）で吐出する（ステップＳ４）。
具体的には、ノズル形成部６１の吐出口６１ｂから吐出されるガスＧが、処理室３１ａの内壁面３１ｃのうち下側の主面３１ｃ１に吐出され、ノズル形成部６１の吐出口６１ｃから吐出されるガスＧが、処理室３１ａの内壁面３１ｃのうち上側の主面３１ｃ２に吐出される。なお、ノズル６０から吐出されるガスＧとしては、たとえば、空気や窒素ガスなどを用いることができる。
そして、図１０の（ｂ）に示すように、走査機構７０を動作させて、処理室３１ａ内でノズル６０を内壁面３１ｃに沿って走査させる（ステップＳ５）。具体的には、ノズル６０を、処理容器３１の搬入口３１ｂから開口部４２に向かって所定の速度（たとえば、３ｍｍ／ｓ）で走査させる。
ここで、実施形態では、上述のように、ノズル形成部６１が搬入口３１ｂの横幅よりわずかに短い長さを有するとともに、ノズル形成部６１の長手方向に沿って吐出口６１ｂ、６１ｃが複数並んで形成されている。したがって、ノズル６０を処理容器３１の搬入口３１ｂから開口部４２に向かって走査させることにより、主面３１ｃ１、３１ｃ２に付着する細かな破片Ｆを主面３１ｃ１、３１ｃ２の全体から除去することができる。
すなわち、実施形態では、ノズル６０から吐出されるガスＧを処理室３１ａ内で走査させる吐出ガス走査工程を行うことにより、主面３１ｃ１、３１ｃ２に付着する細かな破片Ｆを主面３１ｃ１、３１ｃ２から効果的に除去することができる。したがって、実施形態によれば、狭小な処理室３１ａの内部を清浄にクリーニングすることができる。
なお、実施形態では、ノズル形成部６１にガスＧを側方に向かって吐出させる吐出口６１ｄが形成されることから、主面３１ｃ１、３１ｃ２のみならず、処理室３１ａの側面３１ｃ３、３１ｃ４（図１１参照）に付着する細かな破片Ｆも除去することができる。
また、実施形態では、吐出ガス走査工程を行いながら、排気機構８０で処理室３１ａ内を排気する排気工程を行うとよい。これにより、主面３１ｃ１、３１ｃ２からガスＧで吹き飛ばされた細かな破片Ｆを、処理室３１ａの外部に効果的に排出することができる。したがって、実施形態によれば、狭小な処理室３１ａの内部をさらに清浄にクリーニングすることができる。
また、実施形態では、ノズル６０を処理室３１ａ内の内壁面３１ｃのうち、最も面積の大きい主面３１ｃ１、３１ｃ２に沿って走査させるとよい。これにより、最も面積の大きい主面３１ｃ１、３１ｃ２に付着した細かな破片Ｆを除去することができることから、狭小な処理室３１ａの内部をさらに清浄にクリーニングすることができる。
また、実施形態では、図１０に示すように、吐出ガス走査工程において、ノズル６０を排気機構８０に向かって走査させるとよい。これにより、処理室３１ａ内でノズル６０から排気機構８０に向かって流れる気流を形成することができることから、細かな破片Ｆを処理室３１ａの外部にさらに効果的に排出させることができる。したがって、実施形態によれば、狭小な処理室３１ａの内部をさらに清浄にクリーニングすることができる。
また、実施形態では、図１０に示すように、ノズル６０から吐出されるガスＧの向きを、内壁面３１ｃに向かう方向かつノズル６０が走査される方向（すなわち、排気機構８０に向かう方向）にするとよい。これにより、処理室３１ａ内で排気機構８０に向かって流れる気流をさらに強く形成することができる。したがって、実施形態によれば、狭小な処理室３１ａの内部をさらに清浄にクリーニングすることができる。
また、実施形態では、吐出ガス走査工程を複数回（たとえば、１５回程度）くり返して行うとよい。これにより、主面３１ｃ１、３１ｃ２に付着する細かな破片Ｆを、主面３１ｃ１、３１ｃ２の全体からしっかりと除去することができる。したがって、実施形態によれば、狭小な処理室３１ａの内部をさらに清浄にクリーニングすることができる。
なお、吐出ガス走査工程をくり返して行う場合、ノズル６０を処理室３１ａの開口部４２側から搬入口３１ｂ側に戻す際には、ノズル６０からガスＧを吐出しながら戻してもよいし、吐出を止めながら戻してもよい。また、ノズル６０を搬入口３１ｂ側に戻す作業は、吐出ガス走査工程より速い速度（たとえば、５０ｍｍ／ｓ）で行うとよい。
なお、吐出ガス走査工程の前に、供給ポート３６および排出ポート３７に図示しないガス吐出機構を取り付けて、かかるガス吐出機構を動作させることにより、供給ポート３６および排出ポート３７からガスＧを処理室３１ａ内に所定の量（たとえば、８０Ｌ／ｍｉｎ）吐出するとよい（ステップＳ４ａ）。
かかる処理により、処理室３１ａ内で破損して供給ポート３６や排出ポート３７に落下した破片Ｆを処理室３１ａ内に戻すことができる。したがって、実施形態によれば、供給ポート３６や排出ポート３７を含んだ処理室３１ａ内をさらに清浄にクリーニングすることができる。
なお、実施形態では、走査機構７０として、乾燥処理ユニット１７の蓋体３３に設けられる移動機構を用い、かかる移動機構によりノズル６０を搬入口３１ｂからウェハＷが搬入される方向に走査した例について示している。しかしながら、必ずしも蓋体３３に設けられる移動機構を走査機構７０として用いる必要はない。
しかしながら、実施形態のように蓋体３３に設けられる移動機構を走査機構７０として用い、かかる移動機構により、ノズル６０を搬入口３１ｂからウェハＷが搬入される方向に走査することにより、別途専用の走査機構７０を用意しなくとも洗浄装置５０を構成することができる。したがって、実施形態によれば、洗浄装置５０を低コストで構成することができる。
＜変形例＞
つづいて、上述の実施形態における変形例について、図１１～図１３を参照しながら説明する。図１１は、実施形態の変形例に係る排気処理および吐出ガス走査処理を説明するための図であり、処理容器３１を上方から見た場合の断面図である。
上述の実施形態では、ノズル６０を搬入口３１ｂからウェハＷが搬入される方向に走査した場合について示したが、ノズル６０の走査方向はかかる方向に限られず、たとえば、ウェハＷが搬入される方向とは垂直な方向にノズル６０を走査してもよい。
たとえば、図１１の（ａ）に示すように、処理室３１ａ内を排気する排気機構８０の排気部８１を、処理室３１ａの内壁面３１ｃのうち一方側（図ではＸ軸負方向側）の側面３１ｃ３に沿って配置する。そして、かかる排気部８１から、処理室３１ａ内を排気する（ステップＳ１１）。
そして、変形例にかかる洗浄装置５０のノズル６０を、処理室３１ａの内壁面３１ｃのうち他方側（図ではＸ軸正方向側）の側面３１ｃ４に沿って配置する。
ここで、変形例にかかる洗浄装置５０の構成について、図１２および図１３を参照しながら説明する。図１２は、実施形態の変形例に係る洗浄装置５０の構成を示す外観斜視図であり、図１３は、実施形態の変形例に係るノズル６０の接続部６４を説明するための断面図である。
図１２に示すように、洗浄装置５０は、ノズル６０と、走査機構７０とを備える。ノズル６０は、ノズル形成部６１と、ジョイント６２と、配管６３とを有し、接続部６４でノズル形成部６１と、ジョイント６２と、配管６３とが接続される。また、走査機構７０は、ノズル６０の長手方向と垂直な方向にノズル６０を走査させることができる。
ノズル形成部６１は、ガスＧを所定の方向に吐出可能に構成される。ノズル形成部６１は、棒状であり、処理室３１ａの奥行きと略等しい長さを有する。図１３に示すように、ノズル形成部６１には、実施形態と同様に、ノズル形成部６１の長手方向に沿って溝部６１ａが形成されるとともに、ノズル形成部６１の長手方向に沿って複数の吐出口６１ｂ、６１ｃ（吐出口６１ｃは図示せず）が並んで形成される。
なお、変形例のノズル６０では、吐出口６１ｂが、走査機構７０から離れる方向と垂直方向かつ下方向に向かって形成され、吐出口６１ｃが、走査機構７０から離れる方向と垂直方向かつ上方向に向かって形成される。そして、これら吐出口６１ｂ、６１ｃからガスＧが吐出される。
ジョイント６２は、図１２に示すように、略Ｌ字状であり、ノズル形成部６１よりわずかに長い長さを有する。ジョイント６２は、ノズル形成部６１に隣接して設けられ、ノズル形成部６１の溝部６１ａを覆うとともに、ノズル形成部６１と配管６３とを接続する。配管６３は、ジョイント６２の一端に接続され、図示しないガス供給機構から、ジョイント６２を介してノズル形成部６１にガスＧを供給する。
そして、図１３に示すように、ジョイント６２には、Ｙ軸方向に沿って一部が貫通する貫通孔６２ａが形成され、かかる貫通孔６２ａがノズル形成部６１に形成される溝部６１ａとつながっている。さらに、ジョイント６２の貫通孔６２ａには、配管６３がつながっている。
これにより、配管６３を通流するガスＧは、ジョイント６２の貫通孔６２ａとノズル形成部６１の溝部６１ａとを経由して、吐出口６１ｂ、６１ｃから外部に吐出される。
そして、変形例のノズル６０では、吐出口６１ｂから、走査機構７０から離れる方向と垂直方向かつ下方向に向かってガスＧが吐出され、吐出口６１ｃから、走査機構７０から離れる方向と垂直方向かつ上方向に向かってガスＧが吐出される。
図１１の説明に戻る。図１１の（ａ）に示したように、側面３１ｃ４に沿って配置したノズル６０から、ガスＧが排気機構８０の排気部８１に向かう方向、かつ主面３１ｃ１、３１ｃ２（図１０の（ａ）参照）に向かう方向に吐出される（ステップＳ１２）。
そして、図１１の（ｂ）に示すように、走査機構７０を動作させて、処理室３１ａ内でノズル６０を内壁面３１ｃに沿って走査させる（ステップＳ１３）。具体的には、ノズル６０を、処理容器３１における一方の側面３１ｃ４から他方の側面３１ｃ３に向かって、主面３１ｃ１、３１ｃ２に沿って走査させる。
これにより、実施形態と同様に、変形例では、主面３１ｃ１、３１ｃ２に付着する細かな破片Ｆを主面３１ｃ１、３１ｃ２の全体から除去することができる。したがって、変形例によれば、主面３１ｃ１、３１ｃ２に付着する細かな破片Ｆを主面３１ｃ１、３１ｃ２から効果的に除去することができることから、狭小な処理室３１ａの内部を清浄にクリーニングすることができる。
なお、変形例においても、実施形態と同様に、吐出ガス走査処理の前に、供給ポート３６および排出ポート３７からガスＧを処理室３１ａ内に吐出するとよい。これにより、処理室３１ａ内で破損して供給ポート３６や排出ポート３７に落下した破片Ｆを処理室３１ａ内に戻すことができることから、供給ポート３６や排出ポート３７を含んだ処理室３１ａ内をさらに清浄にクリーニングすることができる。
＜洗浄処理の詳細＞
つづいて、図１４を参照しながら、実施形態に係る基板処理装置の洗浄処理の詳細について説明する。図１４は、洗浄装置５０が実行する洗浄処理の手順を示すフローチャートである。
まず、処理容器３１において搬入口３１ｂの反対側に設けられる供給ポート３５や流体供給ヘッダー３８を取り外して、搬入口３１ｂの反対側に開口部４２を設ける。そして、処理室３１ａ内で破損して散乱するウェハＷの破片Ｆのうち、比較的大きい破片Ｆをピックアップ治具１００でピックアップして除去するピックアップ処理を行う（ステップＳ１０１）。
かかるピックアップ処理は、たとえば、処理室３１ａの開口部４２から光を照射しながら、搬入口３１ｂから下側の主面３１ｃ１に落ちる破片Ｆを目視で確認する。そして、確認された破片Ｆをピックアップ治具１００でピックアップする。
次に、処理室３１ａ内で破損して散乱するウェハＷの破片Ｆのうち、比較的小さい破片Ｆを吸引治具１０１で吸引して除去する吸引処理を行う（ステップＳ１０２）。かかる吸引処理は、たとえば、処理室３１ａの主面３１ｃ１の全体を吸引治具１０１で走査して、主面３１ｃ１に散乱する小さい破片Ｆを吸引する。
次に、処理容器３１の開口部４２に排気機構８０を取り付けて、かかる排気機構８０を動作させることにより、処理室３１ａ内を所定の量で排気する排気処理を行う（ステップＳ１０３）。
次に、ノズル６０を搬入口３１ｂに沿って配置し、ノズル６０から処理室３１ａの内壁面３１ｃに向かってガスＧを吐出する。そして、走査機構７０を動作させて、ガスＧが吐出されたノズル６０を内壁面３１ｃに沿って開口部４２に向かって走査させる吐出ガス走査処理を行う（ステップＳ１０４）。
そして、かかる吐出ガス走査処理を所定の回数くり返して行うことにより、乾燥処理ユニット１７に対する一連の洗浄処理が完了する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、実施形態では、処理室３１ａ内で割れたウェハＷの除去を目的として洗浄処理を行っているが、その他の目的で処理室３１ａ内の洗浄処理を行ってもよい。
たとえば、ＣＯ2の超臨界流体を用いた乾燥処理において、原料ＣＯ2の中に流体の状態で保持される水分や油分が、何らかの理由により乾燥処理ユニット１７内でミスト化し、処理室３１ａ内にパーティクルとして浮遊・付着する場合がある。そこで、実施形態にかかる洗浄処理を行うことにより、処理室３１ａ内に浮遊・付着するパーティクルを除去し、清浄にクリーニングすることができる。
なお、かかるパーティクルを除去する洗浄処理は、たとえば、それぞれの乾燥処理ユニット１７において、パーティクルカウンタにより乾燥処理を行ったウェハＷでのパーティクルの数を随時計測し、計測されたパーティクルの数が所定の数以上になった際に実施すればよい。
また、かかる洗浄処理は、たとえば、それぞれの乾燥処理ユニット１７において、ウェハＷに乾燥処理を行った累計時間が所定の時間以上になった際に行ってもよいし、乾燥処理を行ったウェハＷの累計枚数が所定の枚数以上になった際に行ってもよい。
また、実施形態では、超臨界流体を用いた乾燥処理を行う乾燥処理ユニット１７に対しての洗浄処理について示したが、実施形態に係る洗浄処理はかかる乾燥処理ユニット１７に限られず、狭小な処理室を有する基板処理装置であればどのような基板処理装置であってもよい。
さらに、実施形態では、乾燥処理ユニット１７が横置きであり、搬入口３１ｂが処理容器３１の側面に形成される例について示したが、乾燥処理ユニット１７を縦置きにして、搬入口３１ｂを処理容器３１の上面または下面に形成してもよい。
この場合にも、ノズル６０は処理容器３１の内壁面３１ｃに向かってガスＧを吐出しながら、ノズル６０を内壁面３１ｃに沿って走査することで、処理室３１ａの内部を清浄にクリーニングすることができる。
実施形態に係る基板処理装置の洗浄装置５０は、ノズル６０と、走査機構７０とを備える。ノズル６０は、基板（ウェハＷ）を処理する処理室３１ａの内壁面３１ｃに向かってガスＧを吐出する。走査機構７０は、ノズル６０を処理室３１ａ内で内壁面３１ｃに沿って走査させる。これにより、狭小な処理室３１ａの内部を清浄にクリーニングすることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置の洗浄装置５０は、ノズル６０から内壁面３１ｃに吐出されたガスＧを処理室３１ａの外部に排気する排気機構８０をさらに備える。これにより、主面３１ｃ１、３１ｃ２からガスＧで吹き飛ばされた細かな破片Ｆを、処理室３１ａの外部に効果的に排出することができることから、狭小な処理室３１ａの内部をさらに清浄にクリーニングすることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置の洗浄装置５０において、走査機構７０は、排気機構８０に向かってノズル６０を走査させる。これにより、処理室３１ａ内でノズル６０から排気機構８０に向かって流れる気流を形成することができることから、狭小な処理室３１ａの内部をさらに清浄にクリーニングすることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置の洗浄装置５０において、走査機構７０は、処理室３１ａに基板（ウェハＷ）を搬入する搬入口３１ｂから、基板（ウェハＷ）が処理室３１ａ内に搬入される向きに沿ってノズル６０を走査させる。これにより、別途専用の走査機構７０を用意しなくとも洗浄装置５０を構成することができることから、洗浄装置５０を低コストで構成することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置の洗浄装置５０において、ノズル６０に形成されるガスＧの吐出口６１ｂ、６１ｃは、内壁面３１ｃに向かう方向かつノズル６０が走査される方向に向かってガスＧが吐出されるように形成される。これにより、処理室３１ａ内で排気機構８０に向かって流れる気流をさらに強く形成することができることから、狭小な処理室３１ａの内部をさらに清浄にクリーニングすることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置の洗浄装置５０において、走査機構７０は、内壁面３１ｃの主面３１ｃ１、３１ｃ２に沿ってノズル６０を走査させる。これにより、最も面積の大きい主面３１ｃ１、３１ｃ２に付着した細かな破片Ｆを除去することができることから、狭小な処理室３１ａの内部をさらに清浄にクリーニングすることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置の洗浄装置５０において、処理室３１ａでは、液膜が形成された基板（ウェハＷ）を超臨界状態の処理流体と接触させて、基板（ウェハＷ）を乾燥させる処理が実施される。これにより、乾燥処理の際にウェハＷのパターンが倒れることを抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置の洗浄方法は、基板（ウェハＷ）を処理する処理室３１ａの内壁面３１ｃに向かってガスＧを吐出するノズル６０を、処理室３１ａ内で内壁面３１ｃに沿って走査させる吐出ガス走査工程（ステップＳ１０４）を含む。これにより、狭小な処理室３１ａの内部を清浄にクリーニングすることができる。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
Ｗ ウェハ
１ 基板処理システム
１７ 乾燥処理ユニット
３１ 処理容器
３１ａ 処理室
３１ｂ 搬入口
３１ｃ 内壁面
３１ｃ１、３１ｃ２ 主面
３３ 蓋体
４２ 開口部
５０ 洗浄装置
６０ ノズル
６１ ノズル形成部
６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ 吐出口
６２ ジョイント
６３ 配管
７０ 走査機構
８０ 排気機構
１００ ピックアップ治具
１０１ 吸引治具
Ｇ ガス
Ｆ 破片

Claims (8)

  1. 基板を処理する処理室の内壁面に向かってガスを吐出するノズルと、
    前記ノズルを前記処理室内で前記内壁面に沿って走査させる走査機構と
    を備え、
    前記走査機構は、
    前記処理室に前記基板を搬入する搬入口から、前記基板が前記処理室内に搬入される向きに沿って前記ノズルを走査させること
    を特徴とする基板処理装置の洗浄装置。
  2. 前記ノズルから前記内壁面に吐出された前記ガスを前記処理室の外部に排気する排気機構をさらに備えること
    を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置の洗浄装置。
  3. 前記走査機構は、
    前記排気機構に向かって前記ノズルを走査させること
    を特徴とする請求項２に記載の基板処理装置の洗浄装置。
  4. 前記ノズルに形成される前記ガスの吐出口は、
    前記内壁面に向かう方向かつ前記ノズルが走査される方向に向かって前記ガスが吐出されるように形成されること
    を特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の基板処理装置の洗浄装置。
  5. 前記走査機構は、
    前記内壁面の主面に沿って前記ノズルを走査させること
    を特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の基板処理装置の洗浄装置。
  6. 前記処理室では、
    液膜が形成された前記基板を超臨界状態の処理流体と接触させて、前記基板を乾燥させる処理が実施されること
    を特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の基板処理装置の洗浄装置。
  7. 基板を処理する処理室の内壁面に向かってガスを吐出するノズルを、前記処理室内で前記内壁面に沿って走査させる吐出ガス走査工程を含み、
    前記吐出ガス走査工程は、
    前記処理室に前記基板を搬入する搬入口から、前記基板が前記処理室内に搬入される向きに沿って前記ノズルを走査させること
    を特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
  8. 前記処理室の内部では、液膜が形成された前記基板を超臨界状態の処理流体と接触させて、前記基板を乾燥させる処理が実施されること
    を特徴とする請求項７に記載の基板処理装置の洗浄方法。
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