(57)【要約】【課題】基板の下面から離間して配置されたノズルを清浄な状態に保って、該ノズルにより基板の下面が汚染されるのを防止することができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】下部洗浄ノズル２９の上端部には、ノズル本体の上端部に平板状の遮断部材３０が取り付けられており、その上面３０ａが支持ピンによって支持されたウエハＷの下面に対向している。そして、下部洗浄ノズル２９の遮断部材３０に設けられた吐出口からノズル洗浄液がウエハＷの下面に向けて吐出されて遮断部材３０の上面全体とウエハＷの下面との間にノズル洗浄液の液溜りＰが形成される。このため、遮断部材３０の上面全体がノズル洗浄液に接触することとなり、その上面３０ａに付着する付着物が確実に除去される。【選択図】        図４
2004237257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持する基板支持手段と、
前記基板支持手段に支持された基板の下面と対向する対向面を有し、前記基板の下面と該対向面とを離間させた状態で該対向面に設けられた吐出口からノズル洗浄液を前記基板の下面に向けて吐出するノズルと、
前記ノズルにノズル洗浄液を供給する供給手段と、
前記ノズルの対向面の全面と、前記基板の下面との間にノズル洗浄液の液溜りを形成して前記ノズルを洗浄するように、前記供給手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板を支持した前記基板支持手段を回転させる駆動手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記供給手段を制御することで前記ノズルからのノズル洗浄液の単位時間当たりの流量を調整するとともに、前記駆動手段を制御することで前記基板の単位時間当たりの回転数を調整して前記液溜りを制御する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記液溜りが形成された後も、所定時間の間、前記ノズルからノズル洗浄液を吐出させるとともに前記基板を回転させることによって前記液溜りから溢れるノズル洗浄液を前記基板回転により排出しながら前記液溜りを維持してノズル洗浄を継続させる請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記ノズルは前記吐出口を複数個有しており、前記複数の吐出口のうちの少なくとも２つの吐出口について各吐出口からノズル洗浄液が吐出される時の圧損を比較した際に該圧損が互いに異なるように構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
基板処理装置内で、基板支持手段に支持された基板を前記基板支持手段と一体的に回転させながら、前記基板の下面から離間して配置されたノズルの吐出口より前記基板の下面に向けて第１処理液を吐出して前記基板の下面全体に前記第１処理液を供給する第１工程と、
前記基板の下面と対向する前記ノズルの対向面と、前記基板の下面との間にノズル洗浄液の液溜りを形成して前記ノズルを洗浄する第２工程と
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
前記第２工程は、前記ノズルの対向面と、前記基板の下面との間にノズル洗浄液の液溜りを形成した後も、所定時間の間、前記ノズルからノズル洗浄液を吐出させるとともに前記基板を回転させることによって前記液溜りから溢れるノズル洗浄液を前記基板回転により排出しながら前記液溜りを維持してノズル洗浄を継続させる請求項５記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記基板の上面および／または前記基板処理装置の所定部位に第２処理液を供給する第３工程をさらに備え、
前記第２工程の少なくとも一部を、前記第３工程の少なくとも一部と並行して実行する請求項５または６記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板（以下、単に「基板」という）の下面に処理液を供給して該下面に対して洗浄処理などの処理を施す基板処理装置および基板処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の基板処理装置として、基板の一種であるウエハの周縁部に当接しつつウエハの下面を離間した状態でウエハを支持するスピンベースと、このスピンベースの中央部からウエハの下面へ向けて、薬液、純水等の処理液を所定の流量で供給するノズルとを備えた基板処理装置がある（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の基板処理装置においては、基板を支持した状態でスピンベースをモータ等で高速回転させつつノズルから一定の大流量で処理液をウエハの下面中心部に供給させることにより、ウエハの下面中心部に供給された処理液を遠心力で基板の外周側へ広げて、ウエハの下面全体を処理液で覆わせ、ウエハの下面に付着したパーティクル等の汚れを除去してウエハの下面の洗浄処理を行っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−８７２９４号公報（第５頁−第７頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の基板処理装置では、例えばノズルから処理液の供給を開始した時点や、ノズルからの処理液の供給を停止させた時点のように、ウエハの下面に供給される処理液の流量が大きく変位する際には、一時的にノズルからの処理液がウエハの下面へ向けて適切に供給されない状態が生じる。そのため、ノズルが処理液に含まれる薬液等によって汚染されることがある。また、ウエハ回転により発生したミストがノズルに付着してノズル汚染が発生することもあった。
【０００５】
このようにノズルが薬液で汚染された状態で処理を継続してしまうと、その後のスピン乾燥時には薬液の汚染雰囲気中で乾燥処理を行うことになるため、薬液を含む処理液によって一旦洗浄されたウエハの下面が汚染されてしまうという問題がある。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板の下面から離間して配置されたノズルを清浄な状態に保って、該ノズル汚染により基板の下面が汚染されるのを防止することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる基板処理装置は、上記目的を達成するため、基板を支持する基板支持手段と、基板支持手段に支持された基板の下面と対向する対向面を有し、基板の下面と該対向面とを離間させた状態で該対向面に設けられた吐出口からノズル洗浄液を基板の下面に向けて吐出するノズルと、ノズルにノズル洗浄液を供給する供給手段と、ノズルの対向面の全面と、基板の下面との間にノズル洗浄液の液溜りを形成してノズルを洗浄するように、供給手段を制御する制御手段とを備えている。
【０００８】
また、この発明にかかる基板処理方法は、上記目的を達成するため、基板処理装置内で、基板支持手段に支持された基板を基板支持手段と一体的に回転させながら、基板の下面から離間して配置されたノズルの吐出口より基板の下面に向けて第１処理液を吐出して基板の下面全体に第１処理液を供給する第１工程と、基板の下面と対向するノズルの対向面と、基板の下面との間にノズル洗浄液の液溜りを形成してノズルを洗浄する第２工程とを備えている。
【０００９】
このように構成された発明（基板処理装置および基板処理方法）では、ノズルの対向面が基板の下面と対向しながら離間配置されているため、ノズルの対向面の汚染を避けることは不可避である。しかしながら、ノズルの対向面に設けられた吐出口からノズル洗浄液が基板の下面に向けて吐出されて該対向面の全面と基板下面との間にノズル洗浄液の液溜りが形成される。この液溜り形成によりノズルの対向面全面がノズル洗浄液に接触することとなり、ノズルの対向面に付着する付着物は除去されてノズルは清浄な状態となる。
【００１０】
また、基板処理装置では、基板を支持した基板支持手段を回転させることで基板を回転させながら所定の基板処理を実行するものがあるが、このように基板を回転させる場合には、ノズル洗浄液の液溜めを良好に形成するためには、単に供給手段を制御するだけでなく、基板支持手段を回転させる駆動手段も同時に制御するのが望ましい。すなわち、制御手段によって、供給手段を制御してノズルからのノズル洗浄液の単位時間当たりの流量を調整するとともに、駆動手段を制御することで基板の単位時間当たりの回転数を調整して液溜りを制御するように構成するのが望ましい。こうすることで、液溜めを正確にコントロールすることができ、ノズル洗浄を良好に、しかも確実に行うことができる。
【００１１】
ここで、上記のように液溜めを形成すると、ノズルの対向面全面がノズル洗浄液に接触してノズル洗浄効果が得られるが、次のように構成すると、ノズル洗浄効果をさらに高めることができる。すなわち、液溜りが形成された後も、所定時間の間、ノズルからノズル洗浄液を吐出させるとともに基板を回転させることによって液溜りから溢れるノズル洗浄液を基板回転により排出しながら液溜りを維持してノズル洗浄を継続させることができる。この場合、液溜りからノズル洗浄液により洗浄された汚染物質がノズル洗浄液とともに液溜りから排出されるとともに、排出分だけフレッシュなノズル洗浄液がノズルから新たに補給されることとなり、ノズル洗浄効果を高めることができる。
【００１２】
さらに、ノズルの吐出口の個数や配置などに関しては任意であるが、後述するように本願発明者による種々の実験や検証などに基づくと、次のようにノズルを構成することでノズルの対向面全面と基板下面との間に液溜りを形成することができる条件を大幅に広げることができる。すなわち、ノズルに設けられた複数の吐出口のうちの少なくとも２つの吐出口について各吐出口からノズル洗浄液が吐出される時の圧損を比較した際に該圧損が互いに異なるように構成すると、上記条件が広がる。その結果、基板処理装置の動作条件や動作フローなどの設定自由度が高くなり、装置の汎用性やスループットなどを向上させることができる。例えば基板処理装置では、基板の下面全体に第１処理液を供給する第１工程のほかに、基板の上面および／または基板処理装置の所定部位に第２処理液を供給する第３工程を実行する場合がある。この場合、第２工程の少なくとも一部を、第３工程の少なくとも一部と並行して実行すると、第２工程と第３工程の実行タイミングを分離させる場合よりもトータルの処理時間を短縮することができ、基板処理装置のスループットを向上させることができ、処理能力の向上を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図である。この基板処理装置は、本発明の「基板」の一種である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）Ｗの上面および下面に対してウエハ洗浄液を供給してウエハ洗浄処理を行い、またウエハ洗浄処理後に純水によるリンス処理を施した後にスピン乾燥する装置である。この基板処理装置では、中空の回転軸１が、モータ３の回転軸に連結されており、このモータ３の駆動により鉛直軸周りに回転可能となっている。この回転軸１の上端部には、円板状のスピンベース５が一体的に連結されている。スピンベース５の周縁部付近には、ウエハＷの外周端部に当接しつつウエハＷを支持する支持ピン７が複数本設けられている。複数本の支持ピン７によってウエハＷの下面と対向するスピンベース５から所定の間隔離した状態でウエハＷが水平に支持されている。このように、この実施形態ではスピンベース５と複数本の支持ピン７とが本発明の「基板支持手段」として機能している。
【００１４】
スピンベース５の上方には、中心部に開口を有する雰囲気遮断部材９が配置されている。この雰囲気遮断部材９はウエハＷの径より若干大きく、中空を有する筒状の支持軸１１の下端部に一体回転可能に取り付けられている。この支持軸１１には、図示を省略する遮断駆動機構が連結されており、遮断駆動機構のモータを駆動することにより支持軸１１とともに雰囲気遮断部材９が鉛直軸Ｊ周りに回転されるように構成されている。また、遮断駆動機構の昇降駆動用アクチュエータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで雰囲気遮断部材９をスピンベース５に近接させたり、逆に離間させることが可能となっている。
【００１５】
また、支持軸１１の中空部には、上部洗浄ノズル１２が同軸に設けられ、その下端部のノズル口１２ａから支持ピン７によって支持されたウエハＷの上面の回転中心付近に純水、薬液等の処理液（ウエハ洗浄液やリンス液）を供給できるように構成されている。すなわち、この上部洗浄ノズル１２は、開閉弁１３を介して処理液供給源１５に連通接続されており、装置全体を制御する制御部１７による開閉弁１３の開閉制御によって上部洗浄ノズル１２からウエハＷの上面にウエハ洗浄液やリンス液（純水）が供給される。
【００１６】
また、支持軸１１の中空部の内壁面と、上部洗浄ノズル１２の外壁面との間の隙間は、気体供給路１８となっている。この気体供給路１８は、開閉弁１９を介して気体供給源２１に連続接続されている。そして、上部洗浄ノズル１２によるウエハ洗浄およびリンス処理を行った後、制御部１７による開閉弁１９の開閉制御によって気体供給路１８を介してウエハＷの上面に気体を供給することによって、ウエハＷの乾燥処理を行うことが可能となっている。
【００１７】
スピンベース５の側方には、雰囲気遮断部材９とウエハＷの上面との間やスピンベース５の上面とウエハＷの下面との間に純水を供給する側部洗浄ノズル２３が備えられている。この側部洗浄ノズル２３は、開閉弁２５を介して純水供給源２７に連通接続されている。また、側部洗浄ノズル２３には、上下昇降機構（図示省略）が連結されており、制御部１７からの制御指令に応じて該ノズル２３を鉛直方向に位置決め可能となっている。そして、制御部１７により側部洗浄ノズル２３の高さ位置を制御しつつ開閉弁２５の開閉タイミングを調整することで、側部洗浄ノズル２３から純水が、雰囲気遮断部材９とウエハＷの上面との間の空間を通過して雰囲気遮断部材９の下面へ供給されたり、スピンベース５の対向面とウエハＷの下面との間の空間を通過してスピンベース５の対向面へ供給される。
【００１８】
回転軸１の中空部には、下部洗浄ノズル２９が同軸に設けられている。この下部洗浄ノズル２９には、配管３１を介して後述する供給機構３３が連通接続されている。また、回転軸１の内壁面と下部洗浄ノズル２９の外壁面との間の隙間には、円筒状の気体供給路５９が形成されており、この気体供給路５９の先端部は気体噴出口６１として機能し、気体噴出口６１からウエハＷの下面とスピンベース５の対向面との間の空間に窒素ガス等の気体が供給される。気体噴出口６１は、制御部１７により開閉制御される開閉弁６３と流量調節弁６５とを介して気体供給源６７に連通接続されている。
【００１９】
図２は下部洗浄ノズル２９の上端部を示す図であり、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は断面図である。下部洗浄ノズル２９の上端部には、ノズル本体２９ａの上端部に平板状の遮断部材３０が取り付けられており、その上面３０ａが支持ピン７によって支持されたウエハＷの下面に平行して対向している。このように遮断部材３０の上面３０ａが本発明の「ノズルの対向面」に相当している。また、この遮断部材３０では、その略中央部に吐出口３０ｂが設けられて該吐出口３０ｂを介してウエハＷの下面に向けて洗浄液やリンス液などの処理液を吐出可能となっている。一方、吐出口３０ｂを取り囲む円環部位が気体噴出口６１の上方を覆っている。このため、気体噴出口６１から噴出された気体は遮断部材３０の下面とスピンベース５の対向面との隙間から、ウエハＷの下面とスピンベース５の対向面との間の空間に供給される。
【００２０】
次に、供給機構３３について図３を参照して説明する。図３は供給機構の概略構成を示すブロック図である。配管３１の一端側には純水を供給するための第１の純水供給源３５が連通接続されており、一方、他端側には下部洗浄ノズル２９が連通接続されている。この配管３１には、第１の純水供給源３５からの純水の流量を調整するために圧力調節器３７が設けられている。また、この圧力調節器３７の下流側の配管３１には、第１の純水供給源３５からの純水の流量を計測する流量計３９が設けられている。この流量計３９で計測された流量と予め設定されている流量（第１の流量ＦＶ１）との差分を制御部１７が求め、この差分に基づく指令電圧に基づいて電空変換器４１が圧力調節器３７への空気圧を調整する。
【００２１】
流量計３９の下流の配管３１には薬液注入部４３が設けられている。この薬液注入部４３は、配管３１への各流体の注入量を各々独立に調整することができるようにするために、開閉弁と流量調節弁との機能を備えた３つの流量調節弁４５，４７，４９と、流量計３９の下流側の配管３１に設けられた開閉弁５１とを備えている。
【００２２】
第１の流量調節弁４５は、第１の薬液供給源５３に連通されており、配管３１に対する第１の薬液の注入量を調整し、第２の流量調節弁４７は、第２の薬液供給源５５に連通されており、配管３１に対する第２の薬液の注入量を調整する。また、第３の流量調節弁４９は、第２の純水供給源５７に連通されており、配管３１に対する純水の注入量を調整する。なお、開閉弁５１と流量調節弁４５，４７，４９の開閉制御は、すべて制御部１７によって統括的に制御される。
【００２３】
ウエハＷの下面をウエハ洗浄処理する際には、制御部１７は開閉弁５１を開放し、電空変換器４１を介して圧力調節器３７により第１の流量ＦＶ１になるように調整されて第１の純水供給源３５からの純水を配管３１へ供給するとともに、第３の流量調節弁４９により第１の流量ＦＶ１よりも少ない第２の流量ＦＶ２になるように調整されて第２の純水供給源５７からの純水を配管３１へ注入する。また、流量調節弁４５，４７を調整して所要量の第１または／および第２の薬液を配管３１へ注入する。したがって、第１の流量ＦＶ１と第２の流量ＦＶ２とを合わせた大流量の純水に所要の薬液が所要量だけ混合されたウエハ洗浄液が本発明の「第１処理液」としてウエハＷの下面へ供給される。
【００２４】
また、ウエハ洗浄液が付着した下部洗浄ノズル２９の上面、つまり遮断部材３０の上面３０ａを洗浄する際には、開閉弁５１、流量調節弁４５，４７を閉止し、流量調節弁４９により第１の流量ＦＶ１よりも小流量の第２の流量ＦＶ２になるように調整されて、第２の純水供給源５７から純水のみを本発明の「ノズル洗浄液」として配管３１へ注入する。そして、ウエハＷの下面と遮断部材３０の上面３０ａの全面との間でノズル洗浄液（純水）の液溜りを形成して下部洗浄ノズル２９の洗浄を行う。このノズル洗浄工程を図４を参照しながら詳述する。
【００２５】
図４は図１の基板処理装置におけるノズル洗浄処理を模式的に示す図である。まず、同図（ａ）に示すように、単位時間当たりの流量が比較的小さい流量ＦＶ２のノズル洗浄液ＬがウエハＷの下面に向けて吐出される。そして、ウエハＷの下面に供給されたノズル洗浄液Ｌは液滴状となってウエハＷの下面に溜まっていく（同図（ｂ））。そして、こうして溜まった液滴同士が接触し、次第に大きくなり、遮断部材３０の上面３０ａに向けて広がっていく（同図（ｃ））。さらに液滴が大きくなり、遮断部材３０の上面３０ａの全体に広がって液溜りＰが形成される（同図（ｄ））。このように遮断部材３０の上面全体を覆うように液溜りＰが形成されることで遮断部材３０の上面３０ａに付着する薬液などの付着物がノズル洗浄液Ｌに溶解されて下部洗浄ノズル２９が洗浄される。また、液溜りＰを形成した後も、所定時間の間、下部洗浄ノズル２９からノズル洗浄液（純水）を吐出させるとともにウエハＷを回転させることによって液溜りＰから溢れるノズル洗浄液をウエハ回転により排出しながら、その排出された分とほぼ等しい量の新しいノズル洗浄液が補給されて液溜りＰを維持してノズル洗浄を継続させることができる。このように液溜りＰを単に形成するのみでも下部洗浄ノズル２９を洗浄することができるが、液溜りＰへのノズル洗浄液Ｌの供給を継続させることでノズル洗浄効果を高めることができる。つまり、下部洗浄ノズル２９の付着する薬液などの付着物の濃度、ノズル洗浄液Ｌに対する付着物の溶解度などに応じて液溜りＰの形成時間を制御するようにすればよい。
【００２６】
なお、本願発明者は、単位時間当たりの流量ＦＶ２と、単位時間当たりのウエハ回転数とを種々の値に設定しながら、各設定条件で液溜りＰが形成されるか否か、また液溜りＰが形成されてノズル洗浄可能となるまでに要する時間（以下「洗浄準備時間」という）を検証したところ、図５に示す結果が得られた。図５は単位時間当たりのウエハ回転数とノズル洗浄可能となるまでに要する時間（洗浄準備時間）との関係を示すグラフである。同図中の三角印、四角印、丸印はそれぞれノズル洗浄液（純水）の流量を値ＦＶ２１、ＦＶ２２、ＦＶ２３（ただし、ＦＶ２１＜ＦＶ２２＜ＦＶ２３）と設定したときに液溜りＰが形成された設定条件を示している。
【００２７】
同図からわかるように、流量ＦＶ２の変化に応じて洗浄準備時間は変動しており、流量ＦＶ２の調整により洗浄準備時間を短縮することができる。また、流量ＦＶ２を低流量ＦＶ２１や中流量ＦＶ２２に設定している際にはウエハ回転数を高くしたとしても洗浄可能となるのに対し、高流量ＦＶ２３に設定した際にはウエハ回転数は高くなるとノズル洗浄不可となっている。ここで、「ノズル洗浄不可」とは、液溜りＰが全く形成されない、あるいは形成されたとして遮断部材３０の上面３０ａの全体に広がらず、下部洗浄ノズル２９の付着する薬液などの付着物が部分的に残存してしまうことを意味している。また、流量ＦＶ２１、ＦＶ２２の結果を対比すると、低流量ＦＶ２１ではウエハ回転数の増大に伴って洗浄準備時間が長くなるのに対し、中流量ＦＶ２２に設定することでウエハ回転数の低回転から中回転まで広い範囲にわたって洗浄準備時間を短く設定することができる。このように、流量ＦＶ２およびウエハ回転数がノズル洗浄処理と密接に関連していることがわかる。したがって、制御部１７によって流量ＦＶ２およびウエハ回転数を制御することが重要であり、これらを制御することでノズル洗浄を良好に、しかも短時間で行うことができる。
【００２８】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図６を参照しつつ詳述する。図６は図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。この基板処理装置では、図示を省略する基板搬送ロボットにより未処理のウエハＷが基板処理装置に搬送され、支持ピン７上に載置されると、制御部１７が装置各部を以下のように制御してウエハ洗浄処理、ノズル洗浄処理、リンス処理および乾燥処理を実行する。なお、基板搬送ロボットによるウエハＷの搬送を行う際には、雰囲気遮断部材９、支持軸１１および上部洗浄ノズル１２は一体的にスピンベース５の上方に離間退避している。
【００２９】
上記のようにしてウエハＷが支持ピン７にセットされると、雰囲気遮断部材９、支持軸１１および上部洗浄ノズル１２が一体的に降下して雰囲気遮断部材９がウエハＷに近接配置される。それに続いて、モータ３が回転してウエハＷを第１の回転数で高速回転させる。このとき、図示を省略する遮断駆動機構のモータを駆動することにより支持軸１１とともに雰囲気遮断部材９を鉛直軸Ｊ周りに回転する。そして、ウエハＷの第１の回転数での回転開始とともに、制御部１７は、開閉弁５１を開放し、電空変換器４１を介して圧力調節器３７により第１の流量ＦＶ１となるように調整された純水を第１の純水供給源３５から配管３１へ供給するとともに、流量調節弁４９により第２の流量ＦＶ２となるように調整された純水を第２の純水供給源５７から配管３１へ注入する。さらに、流量調節弁４５，４７を介して所定量の薬液を第１の薬液供給源５３および第２の薬液供給源５５から配管３１へ注入し、第１の流量ＦＶ１と第２の流量ＦＶ２とを合わせた大流量の純水に薬液が混合されたウエハ洗浄液が下部洗浄ノズル２９の吐出口３０ｂからウエハＷの下面へ供給され、ウエハＷの下面がウエハ洗浄液により洗浄される（ステップＳ１；第１工程）。
【００３０】
このとき、大流量で供給されたウエハ洗浄液は、ウエハ洗浄液が勢いよく下部洗浄ノズル２９の吐出口３０ｂからウエハＷの下面に供給させるとともに、第１の回転数でのウエハＷの回転に伴い、ウエハ洗浄液がウエハＷの中心部の下面から周縁部に向かって移動して周囲に飛散する。なお、このとき薬液を含むウエハ洗浄液の飛沫や、ウエハＷの下面に付着していたパーティクルを含む液滴が下部洗浄ノズル２９の遮断部材３０やスピンベース５の対向面に付着する。また、ウエハ洗浄液の飛沫などは雰囲気遮断部材９にも一部付着する。
【００３１】
次に、制御部１７は流量調節弁４５，４７を閉止して薬液の配管３１への注入を停止する。これにより、ウエハＷには純水だけが大流量で下部洗浄ノズル２９からウエハＷの下面に供給されるので、ウエハ洗浄液に触れていたウエハＷの下面への純水による洗浄、つまり前リンス処理が行われる（ステップＳ２）。なお、この時点では、下部洗浄ノズル２９の遮断部材３０やスピンベース５の対向面には、ウエハ洗浄液の液滴が一部付着した状態のままである。
【００３２】
また、純水によるウエハ下面の前リンス処理（ステップＳ２）と並行して、雰囲気遮断部材９を洗浄するために、ステップＳ３で制御部１７は開閉弁１３を開放し、処理液供給源１５から上部洗浄ノズル１２を介して、ウエハＷの上面に純水の供給を開始してウエハＷの上面に純水保護膜を形成する。さらに、この保護膜を形成したまま、制御部１７は開閉弁２５を開放して純水供給源２７から側部洗浄ノズル２３を介して雰囲気遮断部材９とウエハＷの上面との間の空間に純水の供給を開始する（ステップＳ４）。これにより、ウエハＷの上面を保護しながら雰囲気遮断部材９を洗浄することができる。
【００３３】
これに続いて、制御部１７は、側部洗浄ノズル２３をウエハＷとスピンベース５との間まで降下させる。これにより、雰囲気遮断部材９への純水供給が停止されて雰囲気遮断部材９の乾燥が実行される一方、側部洗浄ノズル２３からの純水供給先がウエハＷの下面とスピンベース５の対向面との間の空間となり、同空間に位置する支持ピン７およびスピンベース５の対向面が洗浄される（ステップＳ５）。
【００３４】
次に、制御部１７は、本発明の「第２工程」たるノズル洗浄を実行するために、ノズル洗浄液としての純水の流量およびウエハ回転数を下部洗浄ノズル２９のノズル洗浄に適した条件に設定する（ステップＳ６）。より具体的には、制御部１７は開閉弁５１を閉止するとともに、流量調節弁４９はノズル洗浄に適した流量、例えば流量ＦＶ２２に設定する。これにより、流量調節弁４９により中流量ＦＶ２２となるように調整された純水が第２の純水供給源５７から配管３１へ注入され、下部洗浄ノズル２９からウエハＷの下面に向けて吐出される。また、モータ３を回転制御してウエハＷを下部洗浄ノズル２９のノズル洗浄に適したウエハ回転数、例えば（Ｒ１／２に設定する。つまり、図５中の設定条件Ｃ（Ｒ１／２、ＦＶ２２）に設定することで、ウエハＷの下面と遮断部材３０の上面３０ａの全面との間でノズル洗浄液（純水）の液溜りＰを形成する。
【００３５】
このようなノズル洗浄液の流量およびウエハ回転数を設定することで約０．９ｔ１秒で液溜りＰ（図４（ｄ））が形成されて遮断部材３０の上面３０ａの全面にノズル洗浄液として純水が供給されてノズル洗浄が確実に行われる。なお、液溜りＰが形成された後も所定時間だけ上記設定条件Ｃ（Ｒ１／２、ＦＶ２２）を維持してノズル洗浄を確実に行うようにしてもよいし、液溜りＰが形成された直後に上記設定条件Ｃ（Ｒ１／２、ＦＶ２２）を解除するようにしてもよい。つまり、下部洗浄ノズル２９への付着物の濃度などに応じて液溜りＰの継続時間を適宜設定すればよい。
【００３６】
こうして、下部洗浄ノズル２９の洗浄が完了すると、制御部１７は、ウエハＷを再び第１の回転数で回転させるとともに、流量調節弁４９、５１を開放し、高速回転されているウエハＷの下面には下部洗浄ノズル２９から純水がリンス液として大流量で供給される。そのため、上述したスッテプＳ２と同様に、再びウエハＷの下面が純水で洗浄される（ステップＳ７）。また、制御部１７は開閉弁１３を開放し、処理液供給源１５から上部洗浄ノズル１２を介して、ウエハＷの上面に純水を供給する。こうして、ウエハＷ全体に純水を供給してラストリンス処理を実行する。
【００３７】
次に、制御部１７は、流量調節弁４９を閉止するとともに、開閉弁５１を閉止して、下部洗浄ノズル２９からの純水の供給を停止する。また、開閉弁１３を閉止して上部洗浄ノズル１２からの純水の供給を停止する。さらに、制御部１７は、開閉弁２５も開止し、側部洗浄ノズル２３からのウエハＷの下面とスピンベース５の対向面との間に純水の供給も停止する。一方、図１に示す開閉弁１９により適宜の流量に調整した不活性ガスを気体供給源２１から気体供給路１８を通ってウエハＷの上面へ向けて供給するとともに、開閉弁６３を開放し、さらに流量調節弁６５により適宜の流量に調整した不活性ガスを気体供給源６７から気体供給路５９を通って、気体噴出口６１からウエハＷの下面へ向けて供給する。そして、モータ３の回転を第１の回転数からさらに高速の回転数に設定される。これにより、ウエハＷは高速で回転されながら、不活性ガスがウエハＷの上下面へ供給され、ウエハＷの乾燥処理が行われる（ステップＳ８）。
【００３８】
このステップＳ８の乾燥処理が終了した後、制御部１７はモータ３の駆動停止をモータ３に出力してウエハＷの回転も停止する。これにより、一連洗浄処理及び乾燥処理の動作は停止する。
【００３９】
以上のように、この実施形態によれば、ウエハＷの下面に対してウエハ洗浄液を供給してウエハ洗浄を行った際に該ウエハ洗浄液に含まれる第１の薬液および第２の薬液が下部洗浄ノズル２９の上面（本発明の「対向面」に相当）３０ａに付着して汚染されるが、ノズル洗浄処理によって除去される。すなわち、下部洗浄ノズル２９の遮断部材３０に設けられた吐出口３０ｂからノズル洗浄液（この実施形態では純水）がウエハＷの下面に向けて吐出されて遮断部材３０の上面全体とウエハＷの下面との間にノズル洗浄液の液溜りＰが形成される。このため、遮断部材３０の上面全体がノズル洗浄液に接触することとなり、その上面３０ａに付着する付着物（第１および第２の薬液）を確実に除去することができる。
【００４０】
また、液溜りＰを形成するためには適切な条件設定が必要となるが、上記実施形態では制御部１７が供給機構３３の流量調節弁４９を制御することでノズル洗浄液としての純水の単位時間当たりの流量を調整することができ、しかもモータ３を制御することで単位時間当たりのウエハ回転数を調整することができるため、流量およびウエハ回転数を下部洗浄ノズル２９のノズル洗浄に適した条件に容易に設定することができ、その結果、液溜めＰを正確にコントロールすることができ、ノズル洗浄を良好に、しかも確実に行うことができる。
【００４１】
ところで、上記実施形態では、下部洗浄ノズル２９には単一の吐出口３０ｂのみを設けているが、例えば図７に示すように、さらに吐出口３０ｃを設けるようにしてもよい。この第２実施形態では、同図（ｂ）に示すように、ノズル本体２９ａに中央部に設けられたメイン流路２９ｂの上端から各吐出口３０ｂ、３０ｃに分岐流路２９ｃ、２９ｄがそれぞれ連設されている。そして、吐出口３０ｂまでの分岐流路２９ｃと、吐出口３０ｃまでの分岐流路２９ｄとの流路長を比較すると、分岐流路２９ｃが分岐流路２９ｄよりも短くなっている。そのため、各吐出口３０ｂ、３０ｃからノズル洗浄液が吐出される時の圧損を比較した際に該圧損が互いに異なっている。このため、例えば図８に示すように単一の吐出口３０ｂを設けた第１実施形態と若干異なった挙動で液溜りＰが形成される。
【００４２】
図８は第２実施形態におけるノズル洗浄処理を模式的に示す図である。まず、同図（ａ）に示すように、単位時間当たりの流量ＦＶ２のノズル洗浄液が下部洗浄ノズル２９に供給されると、各吐出口３０ｂ、３０ｃからノズル洗浄液ＬがウエハＷの下面に向けて吐出される。そして、ウエハＷの下面に供給されたノズル洗浄液Ｌは液滴状となり、その一部がノズル洗浄液Ｌと接触する（同図（ｂ））。そして、接触した部分からノズル洗浄液Ｌが遮断部材３０の上面３０ａに溜まっていく（同図（ｃ））。さらに液滴が遮断部材３０の上面３０ａの全体に広がって液溜りＰが形成される（同図（ｄ））。このように遮断部材３０の上面全体を覆うように液溜りＰが形成されることで遮断部材３０の上面３０ａに付着する薬液などの付着物がノズル洗浄液Ｌに溶解されて下部洗浄ノズル２９が洗浄される。なお、第１実施形態と同様に、液溜りＰを形成した後も、所定時間の間、下部洗浄ノズル２９からノズル洗浄液（純水）を吐出させるとともにウエハＷを回転させることによって液溜りＰから溢れるノズル洗浄液をウエハ回転により排出しながら、その排出された分とほぼ等しい量の新しいノズル洗浄液が補給されて液溜りＰを維持してノズル洗浄を継続させることができる。このように液溜りＰを単に形成するのみでも下部洗浄ノズル２９を洗浄することができるが、液溜りＰへのノズル洗浄液Ｌの供給を継続させることでノズル洗浄効果を高めることができる。つまり、下部洗浄ノズル２９の付着する薬液などの付着物の濃度、ノズル洗浄液Ｌに対する付着物の溶解度などに応じて液溜りＰの形成時間を制御するようにすればよい。
【００４３】
この第２実施形態では、分岐流路２９ｃ、２９ｄの長さを相違させることで圧損差を発生させているが、図９に示すように単に吐出口までの流路長を相違させるのみならず、さらに吐出口の口径を相違させることで圧損差をさらに拡大させるようにしてもよい。もちろん、各吐出口までの流路長を同一に設定しながら、各吐出口の口径を相違させることのみで圧損差を発生させるようにしてもよい。また、吐出口の個数については、１個や５個に限定されるものではなく、任意の個数、例えば図１０に示すように２個に設定してもよい。また、吐出口の形状を相違させて圧損差を発生させるようにしてもよい。要は、複数の吐出口を設けた場合には、これら複数の吐出口のうちの少なくとも２つの吐出口について各吐出口からノズル洗浄液が吐出される時の圧損を比較した際に該圧損が互いに異なるように構成することで図８で示したと同様の挙動で液溜りＰを形成することができる。
【００４４】
次に、圧損差を設けた場合の利点について図１１を参照しながら詳述する。図１１は図７および図１０の下部洗浄ノズルを用いた場合の単位時間当たりのウエハ回転数とノズル洗浄可能となるまでに要する時間（洗浄準備時間）との関係を示すグラフである。同図中の三角印、四角印、丸印はそれぞれノズル洗浄液（純水）の流量を値ＦＶ２１、ＦＶ２２、ＦＶ２３（ただし、ＦＶ２１＜ＦＶ２２＜ＦＶ２３）と設定したときに液溜りＰが形成された設定条件を示している。また、白印は図７の下部洗浄ノズル（吐出口＝５個）での設定条件を示し、黒印は図１０の下部洗浄ノズル（吐出口＝２個）での設定条件を示している。なお、それらの結果を得る検証方法については第１実施形態と全く同一である。
【００４５】
同図からわかるように、吐出口の個数にかかわらず、いずれの下部洗浄ノズルにおいても第１実施形態と同様に、流量ＦＶ２およびウエハ回転数がノズル洗浄処理と密接に関連していることがわかる。したがって、制御部１７によって流量ＦＶ２およびウエハ回転数を制御することが重要であり、これらを制御することでノズル洗浄を良好に、しかも短時間で行うことができる。
【００４６】
また、第１実施形態の検証結果（図５）と対比すると、次のことがわかる。まず、ノズル洗浄液の流量を高めた場合（ＦＶ２３）の結果を対比すると、圧損差を発生させることができるノズルを用いた場合、洗浄準備時間を短縮してスループットの低減が可能となるとともに、ノズル洗浄液の使用量を抑制してランニングコストの低減が可能となる。また、液溜りを形成することができる設定条件を大幅に広げることができる。さらに、ウエハ回転数を比較すると、同一流量であったとしても、圧損差を発生させることで液溜りを形成することができる最大回転数を高くすることができる。
【００４７】
このように圧損差を設けることで液溜りを形成するための設定条件が広がり、基板処理装置の動作条件や動作フローなどの設定自由度が高くなり、装置の汎用性やスループットなどを向上させることができる。特に、ウエハ回転数を高めることができることができるため、下部洗浄ノズル２９の洗浄、つまりノズル洗浄工程（ステップＳ６）を比較的高い回転数、例えばウエハ回転数３Ｒ１程度でウエハＷを回転させながらウエハＷの下面以外を処理する工程と並行して行うことができる。以下、図１２を参照しながら説明する。
【００４８】
図１２は本発明にかかる基板処理装置の第３実施形態の動作を示すフローチャートである。この第３実施形態では、下部洗浄ノズル２９として図７のノズル（吐出口＝５個）を用いているとともに、本発明の「第２工程」に相当するノズル洗浄工程（ステップＳ６）を雰囲気遮断部材の洗浄処理（ステップＳ４）と並行して行っている。すなわち、この実施形態では、第１実施形態と同様に、
・ウエハＷに対するウエハ洗浄処理（ステップＳ１；第１工程）、
・純水による前リンス処理（ステップＳ２）、
・ウエハＷの上面への純水保護膜の形成（ステップＳ３）、
・雰囲気遮断部材９の洗浄処理（ステップＳ４）、
・支持ピン７およびスピンベース５の洗浄処理（ステップＳ５）、
・ラストリンス処理（ステップＳ７）、
・乾燥処理（ステップＳ８）
をこの順序で行う一方、雰囲気遮断部材９の洗浄処理を実行する際の回転数を３Ｒ１程度に設定するとともに、同回転数でウエハＷを回転させながらノズル洗浄液としての純水の流量を下部洗浄ノズル２９のノズル洗浄に適した条件に設定してノズル洗浄処理を行っている（ステップＳ６）。そして、雰囲気遮断部材９の洗浄処理（ステップＳ４）を本発明の「第３工程」とし、該洗浄処理とノズル洗浄処理（ステップＳ６）とが完了した後で次のステップＳ５に進んでいる。なお、この第３実施形態では純水を本発明の「第２処理液」として使用しているが、雰囲気遮断部材９を洗浄するために純水以外の処理液を用いてもよいことはいうまでもない。
【００４９】
以上のように、この第３実施形態によれば、図７のノズル（吐出口＝５個）を用いたことで、ウエハＷの回転数を雰囲気遮断部材９の洗浄処理（ステップＳ４）を行う際の回転数に設定したとしても流量制御により液溜りＰを形成することが可能となっている。そして、雰囲気遮断部材９の洗浄処理（ステップＳ４）と並行してノズル洗浄処理を行っているので、両ステップＳ４、Ｓ６の実行タイミングを分離させていた第１実施形態よりもトータルの処理時間を短縮することができ、基板処理装置のスループットを向上させることができ、処理能力の向上を図ることができる。
【００５０】
なお、本発明は上記した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、上記実施形態では基板の一種である半導体ウエハＷの上下面を洗浄する基板処理装置に対して本発明を適用している。しかしながら、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、ノズルが基板の下面から離間配置され、該基板に対して洗浄処理、エッチング処理、現像処理などの基板処理を行うことで該ノズルが汚染される基板処理装置全般に適用可能である。
【００５１】
また、上記実施形態ではノズル洗浄液として純水を用いているが、これに限定されず、ノズル洗浄を行うことができる処理液全般を用いることができる。また、純水と他の処理液を交互に供給するようにしても良い。
【００５２】
また、この第３実施形態ではノズル洗浄処理（ステップＳ６）を雰囲気遮断部材９の洗浄処理（ステップＳ４）と並行して行っているが、他の処理と並行して行うようにしてもよい。また、ノズル洗浄処理を他の処理ステップと完全に一致させることは本発明の必須構成要件ではなく、ノズル洗浄処理の少なくとも一部を他の処理ステップの全部または一部とオーバーラップさせるように構成しても同様の作用効果が得られる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ノズルの対向面に設けられた吐出口からノズル洗浄液を基板の下面に向けて吐出して該対向面の全面と基板下面との間にノズル洗浄液の液溜りを形成するように構成しているので、ノズルの対向面全面がノズル洗浄液に接触することとなり、ノズルの対向面に付着する付着物を除去してノズルを清浄な状態にすることができる。その結果、該ノズルにより基板の下面が汚染されるのを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】下部洗浄ノズル２９の上端部を示す図である。
【図３】供給機構の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図１の基板処理装置におけるノズル洗浄処理を模式的に示す図である。
【図５】単位時間当たりのウエハ回転数とノズル洗浄可能となるまでに要する時間（洗浄準備時間）との関係を示すグラフである。
【図６】図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明にかかる基板処理装置の第２実施形態で用いられる下部洗浄ノズルを示す図である。
【図８】第２実施形態におけるノズル洗浄処理を模式的に示す図である。
【図９】下部洗浄ノズルの他の実施形態を示す図である。
【図１０】下部洗浄ノズルの別の実施形態を示す図である。
【図１１】図７および図１０の下部洗浄ノズルを用いた場合の単位時間当たりのウエハ回転数とノズル洗浄可能となるまでに要する時間（洗浄準備時間）との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明にかかる基板処理装置の第３実施形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３…モータ（駆動手段）
５…スピンベース（基板支持手段）
７…支持ピン（基板支持手段）
１７…制御部
２９…下部洗浄ノズル
３０ａ…上面（対向面）
３０ｂ、３０ｃ…吐出口
３３…供給機構（供給手段）
Ｗ…ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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