基板処理装置および基板処理方法
【課題】小型で、しかも基板表面を良好に処理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】乾燥処理を実行する前に処理空間１６２の湿度を低下させており、乾燥処理を低湿度雰囲気で行っているため、基板乾燥により基板表面にウォーターマーク等が発生するのを効果的に抑えることができる。また、乾燥性能を高めるために置換処理を行っているが、湿度が低下した処理空間でＩＰＡ液が蒸発するため、ＩＰＡ乾燥時に発生する気化熱に起因する乾燥不良を効果的に抑えて基板乾燥を良好に行うことができる。
【解決手段】乾燥処理を実行する前に処理空間１６２の湿度を低下させており、乾燥処理を低湿度雰囲気で行っているため、基板乾燥により基板表面にウォーターマーク等が発生するのを効果的に抑えることができる。また、乾燥性能を高めるために置換処理を行っているが、湿度が低下した処理空間でＩＰＡ液が蒸発するため、ＩＰＡ乾燥時に発生する気化熱に起因する乾燥不良を効果的に抑えて基板乾燥を良好に行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板に処理液を供給して処理液により基板を湿式処理した後に基板を乾燥する基板処理装置および基板処理方法に関するものである。なお、処理対象となる基板には、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、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程では、薬液による薬液処理および純水などのリンス液によるリンス処理が行われた後、基板表面に付着するリンス液を除去すべく、乾燥処理が実行される。例えば特許文献１に記載の装置は、基板を水平姿勢にて保持するスピンベースと、スピンベースを回転させるモータと、スピンベースに対向して設けられた雰囲気遮断板と、雰囲気遮断板を回転させるモータと、スピンベースに保持された基板Ｗの周囲を取り囲むカップとを備えており、次のようにして薬液処理、リンス処理および乾燥処理を実行する。この装置では、搬送ロボットによって未処理の基板がスピンベースに渡されて保持される。次に、雰囲気遮断板がスピンベースに近接して基板の上方を覆うとともに、カップがスピンベースおよび雰囲気遮断板の周囲を囲むように位置する。その後、スピンベースおよび雰囲気遮断板を回転しながら基板に対して薬液による薬液処理および純水によるリンス処理が行われる。そして、純水によるリンス処理が終了した後、基板をそのまま回転させ続けて基板に付着した水滴を遠心力によって振り切る（乾燥処理）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７３３６０号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように従来技術では、雰囲気遮断板をスピンベースに近接させた状態のままスピンベースおよび雰囲気遮断板が回転して基板の乾燥処理を行っているため、雰囲気遮断板の駆動用モータや該モータの駆動力を伝達させる駆動力伝達機構などが必要となり、これが基板処理装置の製造コストの増大要因となっていた。また、上記基板処理装置を装備する基板処理システムのプットプリントを低減させるために、基板処理装置の積層配置が提案されているが、雰囲気遮断板の駆動用モータや駆動力伝達機構の存在がそれを阻害する要因のひとつとなっていた。というのも、雰囲気遮断板の駆動用モータや駆動力伝達機構は雰囲気遮断板の上方位置に配設せざるを得ず、その分だけ装置が上下方向に大型化する傾向にあったためである。
【０００５】
そこで、雰囲気遮断板を回転させることなく基板処理を行うことも検討されている。しかしながら、雰囲気遮断板を静止したまま基板処理すると、基板表面にウォーターマーク等が発生してしまい、基板を良好に処理することができなかった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、小型で、しかも基板表面を良好に処理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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる基板処理装置は、水平姿勢で回転する基板の周囲をカップで取り囲んで処理空間を形成するとともに、処理空間を排気しながら、基板に処理液を供給して処理液により基板を湿式処理した後に基板を乾燥する基板処理装置であって、上記目的を達成するため、処理空間に乾燥気体を供給する気体供給手段と、処理空間を開放状態と半密閉状態に切り換える切換手段と、処理空間の排気を調整する排気調整手段とを備え、湿式処理の際には切換手段が処理空間を開放状態に切り換える一方、湿式処理後かつ乾燥処理前には切換手段が処理空間を半密閉状態に切り換え、気体供給手段が乾燥気体を処理空間に供給するとともに排気調整手段が処理空間の排気を湿式処理時よりも抑えて処理空間内の湿度を低下させることを特徴としている。
【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、回転する基板の周囲をカップで取り囲んで処理空間を形成するとともに、開放状態の処理空間を排気しながら基板に処理液を供給して処理液により基板を湿式処理する湿式処理工程と、湿式処理工程後に処理空間を半密閉状態に切り換え、半密閉状態の処理空間に乾燥気体を供給しながら処理空間の排気を湿式処理時よりも抑えて処理空間内の湿度を低下させる湿度低下工程と、湿度低下工程後に基板を乾燥させる乾燥工程とを備えたことを特徴としている。
【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、カップにより取り囲まれた処理空間内で基板に処理液が供給されて処理液による湿式処理が基板に施される。この湿式処理に際しては、処理空間は開放状態で排気されているため、湿式処理時に処理空間内で発生する処理液雰囲気が効率よく処理空間から排出される。また、この湿式処理後で、かつ乾燥処理の前に、処理空間が開放状態から半密閉状態に切り換えられる。そして、その半密閉状態の処理空間に乾燥気体が供給されるとともに、処理空間の排気を湿式処理時よりも抑えられている。このため処理空間内の湿度が効率よく低下し、その湿度低下処理後に乾燥処理を実行することで基板表面でのウォーターマーク等の発生が抑制されつつ基板が乾燥される。なお、乾燥気体としては、相対湿度は１０％以下のものを採用するのが望ましい。
【００１０】
また、乾燥性能を高めるために、湿式処理後かつ乾燥処理前に基板に低表面張力液を供給して基板に付着している処理液を低表面張力液に置換してもよい。このような置換処理を行う場合には後述するように低表面張力液の乾燥時に発生する気化熱に起因して乾燥不良を起こしやすくなるが、乾燥処理前に湿度低下処理を施すことで乾燥不良を効果的に抑制することができる。
【００１１】
また、湿式処理中に処理空間に向けて乾燥気体を供給するように構成してもよく、これによって湿式処理中に発生する処理液のミストが処理空間から上方に飛散するのを抑制することができ、カップ上方に配置される構成部品が上記ミストにより汚染されるのが効果的に防止される。
【００１２】
また、切換手段の構成については任意であるが、次のような態様を採用することができる。すなわち、第１態様として、開口部と対向する対向面を有するとともにカップの上方位置で上下方向に移動自在に設けられた遮断部材と、遮断部材を上下方向に昇降移動させる遮断部材昇降機構とを備えた切換手段を用いることができ、その切換手段は、遮断部材を開口部に近接移動させることで開口部を対向面で覆って処理空間を半密閉状態に切り換える一方、遮断部材を開口部から上方に離間移動させて処理空間を開放状態に切り換える。このように構成された切換手段を採用した場合には。対向面に複数の貫通孔を形成し、気体供給手段から供給される乾燥気体を複数の貫通孔を介して処理空間に吐出するように構成してもよい。
【００１３】
また、切換手段の第２態様として、開口部に対応した筒状形状を有するとともに処理空間に沿って上下方向に昇降自在な筒状部材と、筒状部材を上下方向に昇降移動させる筒状部材昇降機構とを備えた切換手段を用いることができ、その切換手段は、筒状部材を上昇移動させることで筒状部材の上端部を気体供給手段に近接または接続させて処理空間を半密閉状態に切り換える一方、筒状部材を気体供給手段から下方に離間移動させて処理空間を開放状態に切り換える。
【００１４】
また、切換手段の第３態様として、開口部に対応した蛇腹形状を有するとともに上端部が気体供給手段に接続固定されたまま処理空間に沿って上下方向に伸縮自在な蛇腹部材と、蛇腹部材を上下方向に伸縮させる伸縮機構とを備えた切換手段を用いることができ、その切換手段は、蛇腹部材を下方に伸張させることで蛇腹部材の下端部を開口部に近接または接続させて処理空間を半密閉状態に切り換える一方、下端部を開口部から上方に収縮させて処理空間を開放状態に切り換える。
【００１５】
さらに、排気調整手段として、排気管よりも細い口径を有するとともに排気管から分岐して再び排気管に連通されたバイパス配管と、バイパス配管が排気管から分岐する分岐位置とバイパス配管が排気管に連通する連通位置との間で排気管に介挿された開閉弁とを備えたものを用いてもよい。そして、湿式処理時には開閉弁を開くことで比較的大きな排気量で処理空間を排気することができ、湿式処理時に処理空間内で発生する処理液雰囲気が効率よく処理空間から排出される。一方、湿度低下処理時には開閉弁を閉じて処理空間の排気量を湿式処理時よりも抑えることで処理空間の湿度を短時間で低下させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、湿式処理後かつ乾燥処理前に、半密閉状態の処理空間に乾燥気体を供給するとともに処理空間の排気を湿式処理時よりも抑えて処理空間内の湿度を低下させているので、乾燥処理を良好に行うことができる。また、雰囲気遮断板を回転させる必要がなくなり、上下方向における装置サイズを小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明を好適に適用することのできる基板処理システムを示す図である。より詳しくは、図１（ａ）は基板処理システムの上面図であり、図１（ｂ）は基板処理システムの側面図である。この基板処理システムは、半導体ウエハ等の円盤状の基板Ｗに対して処理液や処理ガスなどによる処理を施すための枚葉式の基板処理装置としての処理ユニットを複数備える処理システムである。この基板処理システムは、基板Ｗに対して処理を施す基板処理部ＰＰと、この基板処理部ＰＰに結合されたインデクサ部ＩＤと、処理流体（液体または気体）の供給／排出のための構成を収容した処理流体ボックス１１，１２とを備えている。
【００１８】
インデクサ部ＩＤは、基板Ｗを収容するためのカセットＣ（複数の基板Ｗを密閉した状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard
Mechanical Interface）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）など）を複数個保持することができるカセット保持部２１と、このカセット保持部２１に保持されたカセットＣにアクセスして、未処理の基板ＷをカセットＣから取り出したり、処理済の基板をカセットＣに収納したりするためのインデクサロボット２２とを備えている。
【００１９】
各カセットＣには、複数枚の基板Ｗが「ロット」という一単位で収容されている。複数枚の基板Ｗはロット単位で種々の基板処理装置の間に搬送され、各基板処理装置でロットを構成する各基板Ｗに対して同一種類の処理が施される。各カセットＣは、複数枚の基板Ｗを微小な間隔をあけて上下方向に積層して保持するための複数段の棚（図示省略）を備えており、各段の棚に１枚ずつ基板Ｗを保持することができるようになっている。各段の棚は、基板Ｗの下面の周縁部に接触し、基板Ｗを下方から保持する構成となっており、基板Ｗは表面（パターン形成面）を上方に向け、裏面を下方に向けたほぼ水平な姿勢でカセットＣに収容されている。
【００２０】
基板処理部ＰＰは、平面視においてほぼ中央に配置された基板搬送ロボット（基板搬送装置）１３と、この基板搬送ロボット１３が取付けられたフレーム３０とを有している。このフレーム３０には、図１（ａ）に示すように、水平方向に複数個（この実施形態では４個）の処理ユニット１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａが基板搬送ロボット１３を取り囲むように搭載されている。この実施形態では、処理ユニット１Ａ〜４Ａとして例えば半導体ウエハのようなほぼ円形の基板Ｗに対して所定の処理を施す処理ユニットがフレーム３０に搭載されている。また、図１（ｂ）に示すように、各処理ユニットの下段にはそれぞれもう１つの処理ユニットが設置されている。すなわち、処理ユニット１Ａ〜４Ａの下段に、処理ユニット１Ｂ〜４Ｂがそれぞれ設けられており、上下２段の積層構造が採用されている。
【００２１】
基板搬送ロボット１３は、インデクサロボット２２から未処理の基板Ｗを受け取ることができ、かつ処理済の基板Ｗをインデクサロボット２２に受け渡すことができる。より具体的には、例えば、基板搬送ロボット１３は、当該基板処理部ＰＰのフレーム３０に固定された基台部と、この基台部に対して昇降可能に取付けられた昇降ベースと、この昇降ベースに対して鉛直軸回りの回転が可能であるように取付けられた回転ベースと、この回転ベースに取付けられた一対のハンドとを備えている。一対の基板保持ハンドは、それぞれ、上記回転ベースの回転軸線に対して近接／離間する方向に進退可能に構成されている。このような構成により、基板搬送ロボット１３は、インデクサロボット２２および処理ユニット１Ａ〜４Ａ、１Ｂ〜４Ｂのいずれかに対して基板保持ハンドを向け、その状態で基板保持ハンドを進退させることができ、これによって、基板Ｗの受け渡しを行うことができる。
【００２２】
インデクサロボット２２は、装置全体を制御する制御部により指定されたカセットＣから未処理の基板Ｗを取り出して基板搬送ロボット１３に受け渡すとともに、基板搬送ロボット１３から処理済の基板Ｗを受け取ってカセットＣに収容する。処理済の基板Ｗは、当該基板Ｗが未処理の状態のときに収容されていたカセットＣに収容されてもよい。また、未処理の基板Ｗを収容するカセットＣと処理済の基板Ｗを収容するカセットＣとを分けておいて、未処理の状態のときに収容されていたカセットＣとは別のカセットＣに処理済の基板Ｗが収容されるように構成してもよい。
【００２３】
次に、上記した基板処理システムに搭載される処理ユニットの実施形態について説明する。なお、図１の基板処理システムでは、８個の処理ユニットが搭載されているが、これらの処理ユニットはいずれも以下に説明する処理ユニット１００と同一の構造とすることができる。
【００２４】
図２は本発明にかかる基板処理装置としての処理ユニットの第１実施形態を示す図であり、同図（ａ）は遮断部材を下方から見た底面図であり、同図（ｂ）は構成を示す模式図である。また、図３は図２の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。この処理ユニット１００は、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面に付着している不要物を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の処理ユニットである。より具体的には、基板表面に対してフッ酸などの薬液による薬液処理および純水やＤＩＷ（脱イオン水：deionized water）などのリンス液によるリンス処理を施し、さらに基板Ｗ上のリンス液をＩＰＡ（isopropyl alcohol：イソプロピルアルコール）液で置換した後に、基板Ｗを乾燥させる装置である。
【００２５】
この処理ユニット１００では、処理チャンバー１０２の天井部分にファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１０４が配置されている。このファンフィルタユニット１０４はファン１０４ａおよびフィルタ１０４ｂを有しており、ファン１０４ａによって外部から取り込んだ空気をフィルタ１０４ｂで清浄にして「清浄気体」として処理チャンバー１０２の中央空間に送り込む。この中央空間にはスピンチャック１０６が配置されている。このスピンチャック１０６は基板表面を上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢に保持して回転させるものである。また、このスピンチャック１０６は、回転支軸１０８がモータを含むチャック回転機構１１０の回転軸に連結されており、チャック回転機構１１０の駆動により回転軸１１２（鉛直軸）回りに回転可能となっている。これら回転支軸１０８およびチャック回転機構１１０は、円筒状のケーシング１１４内に収容されている。また、回転支軸１０８の上端部には、円盤状のスピンベース１１６が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、処理ユニット全体を制御するユニット制御部１１８からの動作指令に応じてチャック回転機構１１０を駆動させることによりスピンベース１１６が回転軸１１２回りに回転する。また、ユニット制御部１１８はチャック回転機構１１０を制御してスピンベース１１６の回転速度を調整する。
【００２６】
スピンベース１１６の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン１２０が立設されている。チャックピン１２０は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、スピンベース１１６の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン１２０のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部とを備えている。また、各チャックピン１２０は、基板保持部が基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
【００２７】
スピンベース１１６に対して基板Ｗが受渡しされる際には、複数個のチャックピン１２０を解放状態とし、後述する基板処理を基板Ｗに対して行う際には、複数個のチャックピン１２０を押圧状態とする。このように押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン１２０は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１１６から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗはその表面を上方に向け、裏面を下方に向けた状態で支持される。なお、基板保持機構としてはチャックピン１２０に限らず、基板裏面を吸引して基板Ｗを支持する真空チャックを用いてもよい。
【００２８】
スピンチャック１０６により保持された基板Ｗの上方位置には、薬液吐出ノズル１２２とリンス液吐出ノズル１２４が取り付けられたノズルアーム１２５が配置されている。これらのうち薬液吐出ノズル１２２は薬液供給ユニット１２６（図３）と接続されている。この薬液供給ユニット１２６はフッ酸またはＢＨＦ（Buffered Hydrofluoric acid：バッファードフッ酸）などの基板洗浄に適した薬液をノズル１２２側に供給可能となっている。そして、ユニット制御部１１８からの指令に応じて薬液供給ユニット１２６が薬液吐出ノズル１２２に向けて薬液を圧送すると、ノズル１２２から薬液が基板Ｗに向けて吐出される。また、薬液吐出ノズル１２２と同様に、リンス液吐出ノズル１２４にもリンス液供給ユニット１２８（図３）が接続されており、薬液処理された基板Ｗに向けてリンス液を吐出させてリンス処理を実行可能となっている。そして、これらのノズル１２２、１２４が取り付けられたノズルアーム１２５にはノズルアーム移動機構１３０が接続されており、ユニット制御部１１８からの動作指令に応じてノズルアーム移動機構１３０が駆動されることで、基板Ｗの表面上方の吐出領域と吐出領域から側方に退避した待機位置との間でノズル１２２、１２４は移動可能となっている。さらに、吐出領域においても、ノズルアーム移動機構１３０によりノズル１２２、１２４は基板表面の中央部上方と周縁部上方との間を往復移動可能となっている。なお、この実施形態では、回転支軸１０８は中空管構造を有しており、リンス液供給ユニット１２８からリンス液が供給されて回転支軸１０８の内部空間に配置されたノズルの上端部に形成されたノズル孔（図示省略）からリンス液を基板裏面に向けて吐出することが可能となっている。
【００２９】
ケーシング１１４の周囲には、受け部材１３４が固定的に取り付けられている。この受け部材１３４には、円筒状の仕切り部材が３個立設されている。そして、これらの仕切り部材とケーシング１１４の組み合わせにより３つの空間が排液槽１３５ａ〜１３５ｃとして形成されている。また、これらの排液槽１３５ａ〜１３５ｃの上方には本発明の「カップ」に相当するスプラッシュガード１３６がスピンチャック１０６に水平姿勢で保持されている基板Ｗの周囲を包囲するようにスピンチャック１０６の回転軸１１２に沿って昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード１３６は回転軸１１２に対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック１０６と同心円状に径方向内側から外側に向かって配置された２つのガードを備えている。そして、ガード昇降機構１３８の駆動によりスプラッシュガード１３６を段階的に昇降させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液やリンス液などを分別して排液させることが可能となっている。
【００３０】
また、排液槽１３５ａには、図２（ｂ）に示すように排気管１６０の一方端が接続されている。この排気管１６０の他方端は図示を省略する排気装置に接続されている。このため、排気管１６０を介して排液槽１３５ａおよび処理空間１６２を排気可能となっている。しかも、この実施形態では、排気管１６０に排気調整機構１６４が介挿されており、ユニット制御部１１８からの指令に応じて排気調整機構１６４が処理空間１６２からの排気量を調整可能となっている。なお、上記した処理空間１６２とは、スプラッシュガード１３６がスピンチャック１０６に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むことで形成される空間であり、当該処理空間１６２で薬液処理、リンス処理、置換処理および乾燥処理が実行される。
【００３１】
こうして形成される処理空間１６２とファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１０４の間に、遮断部材１６６が配置されている。この遮断部材１６６は、図２に示すように、スプラッシュガード１３６の円筒状内部空間を上方から見た開口部１３６ａよりも大きな外径を有する円盤形状を有しており、その下面が開口部１３６ａと対向する対向面１６８となっている。この対向面１６８には、複数の貫通孔１７０が穿設されている。また、遮断部材１６６の内部は中空となっており、当該中空領域に対して乾燥気体供給ユニット１７２（図３）から乾燥窒素ガス（例えば相対湿度が１０％以下に調整された窒素ガス）が供給される。したがって、乾燥窒素ガスが乾燥気体供給ユニット１７２から遮断部材１６６に圧送されると、貫通孔１７０を介して乾燥窒素ガスが処理空間１６２に向けて吐出される。このように、本実施形態では、乾燥気体供給ユニット１７２が本発明の「気体供給手段」に相当している。
【００３２】
また、遮断部材１６６の中央部には、ＩＰＡ液吐出ノズル１７４が取り付けられている。このノズル１７４の先端部１７６は基板Ｗの中央部を指向する一方、ノズル１７４の後端部はＩＰＡ液供給ユニット１７８（図３）に接続されている。そして、ユニット制御部１１８からの指令に応じてＩＰＡ液供給ユニット１７８からＩＰＡ液が圧送されることで、ＩＰＡ液吐出ノズル１７４から基板Ｗの表面中央部に向けてＩＰＡ液を供給可能となっている。このように、本実施形態では、ＩＰＡ液吐出ノズル１７４とＩＰＡ液供給ユニット１７８は本発明の「液体供給手段」として機能している。
【００３３】
このように構成された遮断部材１６６には、遮断部材昇降機構１８０が接続されている。このため、遮断部材昇降機構１８０の駆動により遮断部材１６６がスプラッシュガード１３６の直上位置まで下降されると、対向面１６８がスプラッシュガード１３６の開口部１３６ａを覆って処理空間１６２が半密閉状態となる。逆に、遮断部材１６６がスプラッシュガード１３６の上方に上昇移動されると、対向面１６８がスプラッシュガード１３６の開口部１３６ａから離間して処理空間１６２が開放状態となる。このように、本実施形態では、遮断部材１６６と遮断部材昇降機構１８０が本発明の「切換手段」として機能している。
【００３４】
次に、上記のように構成された処理ユニット（基板処理装置）１００の動作について図４および図５を参照しつつ詳述する。この実施形態では、ユニット制御部１１８がメモリ（図示省略）に記憶されているプログラムにしたがって装置各部を制御して基板Ｗに対して薬液処理、リンス処理、置換処理および乾燥処理を施す。これらのうち薬液処理およびリンス処理が本発明の「湿式処理」に相当しており、薬液処理ではフッ酸などの薬液が本発明の「処理液」として、またリンス処理ではＤＩＷなどのリンス液が本発明の「処理液」として用いられる。
【００３５】
ユニット制御部１１８はスプラッシュガード１３６を降下させてスピンチャック１０６をスプラッシュガード１３６の開口部１３６ａから突出させる。このとき、遮断部材１６６は開口部１３６ａの上方位置に移動されている。また、両ノズル１２２、１２４ともスプラッシュガード１３６の外側に退避している。そして、この状態で基板搬送ロボット１３により未処理の基板Ｗが処理チャンバー１０２内に搬入される。より具体的には、基板表面を上方に向けた状態で基板Ｗが装置内に搬入され、スピンチャック１０６に保持される。これに続いて、スプラッシュガード１３６が１段階上昇されるとともに基板Ｗに対して薬液処理が開始される（図４（ａ））。
【００３６】
薬液処理では、薬液吐出ノズル１２２が基板表面の中央部上方に位置するようにノズルアーム移動機構１３０がノズルアーム１２５を移動させるとともに、チャック回転機構１１０の駆動によりスピンチャック１０６に保持された基板Ｗを２００〜１２００ｒｐｍの範囲内で定められる回転速度（例えば８００ｒｐｍ）で回転させる。また、薬液供給ユニット１２６がフッ酸を薬液として薬液吐出ノズル１２２に向けて圧送して当該ノズル１２２から基板表面に供給する。こうして基板表面の中央部に供給されたフッ酸は遠心力により径方向に広げられ、フッ酸による基板表面のエッチング処理（薬液処理）が実行される。
【００３７】
薬液処理が完了すると、リンス液吐出ノズル１２４が薬液吐出ノズル１２２と入れ替わって基板表面の中央部上方に位置するようにノズルアーム移動機構１３０がノズルアーム１２５を移動させる。そして、リンス液吐出ノズル１２４からリンス液が吐出される。また、回転支軸１０８の上端部に形成されたノズル孔（図示省略）からリンス液が基板裏面に向けて吐出される。こうして基板表裏面に吐出されたリンス液は基板Ｗの回転の遠心力によって基板Ｗの表裏全面に拡がり、リンス液によるリンス処理が行われる。なお、この実施形態では、リンス処理の最終時点では、基板Ｗの回転速度は３００ｒｐｍに減速されている。
【００３８】
上記した薬液処理およびリンス処理時においては、図４（ａ）に示すように、遮断部材１６６は開口部１３６ａの上方位置（本実施形態ではスプラッシュガード１３６から２０８ｍｍだけ上方に離れた位置）に移動されており、処理空間１６２は開放状態となっている。しかも、排気調整機構１６４により、処理空間１６２から比較的大容量の排気（この実施形態では、−２００Ｐａ、風速５ｍ／秒）が行われている。このため、処理液（薬液およびリンス液）で形成される雰囲気、つまり処理液雰囲気を効率よく処理空間１６２から排出することができる。また、この実施形態では、上記排出効率をさらに高めるという目的と、薬液処理およびリンス処理中に発生する処理液のミストは上方に飛散して遮断部材１６６の対向面（パンチングプレート面）１６８に付着するのを防止する目的から、遮断部材１６６から乾燥窒素ガス（同図の白抜き矢印）が開口部１３６ａに向けて、例えば２２０〜２５０（Ｌ／ｍｉｎ）で吐出されている。もちろん、排気調整のみによりミスト付着などの問題を解消することができる場合には、薬液およびリンス処理での乾燥窒素ガスの吐出を省略してもよい。
【００３９】
リンス処理が完了すると、同図（ｂ）に示すように、遮断部材昇降機構１８０が作動して遮断部材１６６をスプラッシュガード１３６の直上位置（例えば開口部１３６ａから１０ｍｍの高さ位置）まで下降させてスプラッシュガード１３６の開口部１３６ａを対向面１６８で覆う。これによって、処理空間１６２が半密閉状態となる。また、排気調整機構１６４により処理空間１６２からの排気を抑えており（この実施形態では、−２０Ｐａ、風速０．５ｍ／秒）、これらの設定により処理空間１６２内の湿度を効果的に低下させることができる。この実施形態では、上記したように相対湿度１０％以下の乾燥窒素ガスを用いているので、処理空間１６２内の湿度を当該乾燥窒素ガスの相対湿度と同程度にまで低下させることができる。また、この湿度低下処理中において、基板Ｗの回転速度が比較的速い場合には、基板表面のリンス液の液膜が部分的に乾燥してしまい、ウォーターマークが発生したり、基板表面に形成されたパターンが倒壊するなどの不具合が発生する可能性がある。そこで、実湿度低下処理中においては基板Ｗの回転速度を５０ｒｐｍ以下に減速するのが望ましい。これらの点を考慮して本実施形態では、次の処理条件で
基板Ｗの回転速度：５ｒｐｍ
排気：−２０Ｐａ、風速０．５ｍ／秒
処理時間：１分
遮断部材１６６とスプラッシュガード１３６のギャップ：１０ｍｍ
処理空間１６２の湿度を２０％以下に低下させている。
【００４０】
それに続いて、半密閉状態でかつ乾燥窒素ガスを供給した状態のまま、置換処理および乾燥処理を連続して行う。すなわち、ＩＰＡ液供給ユニット１７８からＩＰＡ液が圧送されてＩＰＡ液吐出ノズル１７４から基板Ｗの表面中央部に向けてＩＰＡ液が供給される（図５（ａ））。これによって、基板Ｗの表面中央部ではリンス液の液膜中央部がＩＰＡ液に置換されて置換領域が形成され、さらにＩＰＡ液供給が継続されることで、置換領域が基板Ｗの径方向に拡大して基板表面の全面がＩＰＡ液に置換される。また、この置換処理の後、基板Ｗが３００〜４０００ｒｐｍで高速回転されて基板Ｗの乾燥処理が実行される。
【００４１】
基板Ｗの乾燥処理が終了すると、ユニット制御部１１８はチャック回転機構１１０を制御して基板Ｗの回転を停止させる。そして、遮断部材１６６をスプラッシュガード１３６の上方位置に上昇移動させるとともにスプラッシュガード１３６を降下させて、スピンチャック１０６をスプラッシュガード１３６の上方から突出させる。その後、基板搬送ロボット１３が処理済の基板Ｗを処理ユニット１００から搬出して、１枚の基板Ｗに対する一連の基板処理が終了する。そして、次の基板Ｗについても、上記と同様の処理が実行される。
【００４２】
以上のように、この実施形態によれば、乾燥処理を実行する前に処理空間１６２の湿度を低下させており、乾燥処理を低湿度雰囲気で行っているため、基板乾燥により基板表面にウォーターマーク等が発生するのを効果的に抑えることができる。また、この実施形態では乾燥性能を高めるために置換処理を行っているが、湿度が低下した処理空間１６２でＩＰＡ液が蒸発するため、図６に示す現象が発生するのを効果的に抑えて基板乾燥を良好に行うことができる。
【００４３】
図６はＩＰＡ液の蒸発に起因する乾燥不良の発生メカニズムを模式的に示す図である。このようにＩＰＡ液などの比較的揮発性の高い溶剤が蒸発する際には、基板回転の遠心力とＩＰＡ蒸発に伴いＩＰＡ液膜が移動していく。また、ＩＰＡ蒸発によりＩＰＡ液膜の端部では基板表面が乾燥されて露出するが、ＩＰＡ蒸発と同時に気化熱が発生して露出領域の周辺温度が局部的にかつ急激に低下する（同図（ａ））。このとき、露出領域の周辺に多量の水蒸気成分が存在すると、上記温度低下により露出領域に凝集して水滴として付着することがある（同図（ｂ））。このような現象はＩＰＡ液膜の乾燥移動にしたがって順次発生するため、帯状の乾燥不良が発生してしまう。このような乾燥不良は基板表面の周辺湿度に大きく依存しているため、本実施形態のように乾燥処理に先立って処理空間１６２の湿度を大幅に低減しておくことで上記乾燥不良を効果的に、しかも確実に防止することができる。したがって、ＩＰＡ液などを用いて置換処理を行う装置や方法では、非常に有用な技術と言える。
【００４４】
また、上記実施形態では、湿式処理（薬液およびリンス処理）に際して、処理空間１６２を開放状態に設定しながら比較的大容量で処理空間１６２を排気しているため、湿式処理時に処理空間１６２内で発生する処理液雰囲気を効率よく処理空間１６２から排出することができ、処理液（薬液およびリンス液）がスプラッシュガード１３６の周辺に飛散するのを効果的に防止することができる。また同時に、湿式処理中に処理空間１６２に向けて乾燥窒素ガスを供給しているため、湿式処理中に発生する処理液のミストが処理空間１６２から上方に飛散するのを抑制することができ、遮断部材１６６が上記ミストにより汚染されるのを効果的に防止することができる。
【００４５】
また、湿式処理と湿度低下処理で排気量を相違させているので、次の作用効果も得られる。湿式処理では上記したように処理液のミストを処理空間１６２から効率的に排出するために排気量を高めているが、その排気量のまま湿度低下処理を実行してもよい。しかしながら、この場合、当該排気量に見合った量の乾燥窒素ガスを処理空間１６２に供給する必要があり、乾燥気体供給ユニット１７２にかかる負荷が大きくなり、当該ユニット１７２の大型化や高出力化を招いてしまう。これに対し、本実施形態のように排気調整機構１６４を設け、上記のように排気量を調整することで上記問題を解消して乾燥気体供給ユニット１７２の小型化を図ることができる。また、乾燥窒素ガスの消費量を抑えることができ、ランニングコストの面でも優れている。
【００４６】
また、この実施形態によれば、スプラッシュガード１３６の上方位置では遮断部材１６６を単に昇降自在に設けるのみであるため、雰囲気遮断板の昇降駆動および回転駆動が必要となっていた従来装置と比べて装置構成を簡素に、しかも上下方向における装置サイズを小型化することができる。その結果、図１に示すように、処理ユニットを上下方向に積層配置することが可能となり、基板処理システムのフットプリントを大幅に縮小することができる。
【００４７】
図７は本発明にかかる基板処理装置としての処理ユニットの第２実施形態を示す図であり、同図（ａ）はリンス処理を行う際の動作を示す一方、同図（ｂ）は湿度低下処理、置換処理および乾燥処理を行う際の動作を示している。また、図８は図７の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。この処理ユニット１００が第１実施形態のそれと大きく相違する点は、(1)切換手段の構成と、(2)乾燥窒素ガスおよびＩＰＡ液の供給形態であり、その他の構成は基本的に共通する。そこで、以下の説明においては、相違点を中心に説明し、共通構成については同一または相当符号を付して説明を省略する。
【００４８】
この第２実施形態では、処理チャンバー１０２の天井部分に乾燥気体供給ユニット１７２が配置されており、乾燥気体供給ユニット１７２から処理チャンバー１０２の中央空間に向けて乾燥窒素ガスが吐出されている。また、乾燥気体供給ユニット１７２の下方側近傍には、複数の貫通孔を有するパンチングプレート１５４が配置されており、乾燥気体供給ユニット１７２からの乾燥窒素ガスはパンチングプレート１５４により水平方向に拡散されて処理空間１６２に送り込まれる。このように、第２実施形態では乾燥気体供給ユニット１７２とパンチングプレート１５４が本発明の「気体供給手段」として機能している。
【００４９】
また、乾燥気体供給ユニット１７２の中央部には、ＩＰＡ液吐出ノズル１７４が取り付けられている。そして、第１実施形態と同様に、ユニット制御部１１８からの指令に応じてＩＰＡ液供給ユニット１７８からＩＰＡ液が圧送されることで、ＩＰＡ液吐出ノズル１７４から基板Ｗの表面中央部に向けてＩＰＡ液を供給可能となっている。
【００５０】
また、第２実施形態では、薬液吐出ノズル１２２とリンス液吐出ノズル１２４が互いに独立して移動するように構成されている。すなわち、薬液吐出ノズル１２２には薬液ノズル移動機構１８２が接続されており、ユニット制御部１１８からの動作指令に応じて薬液ノズル移動機構１８２が駆動されることで、基板Ｗの表面上方の吐出領域と吐出領域から側方に退避した待機位置との間でノズル１２２は移動可能となっている。さらに、吐出領域においても、薬液ノズル移動機構１８２によりノズル１２２は基板表面の中央部上方と周縁部上方との間を往復移動可能となっている。
【００５１】
また、リンス液吐出ノズル１２４には、リンスノズル移動機構１８４が接続されており、ユニット制御部１１８からの動作指令に応じてリンスノズル移動機構１８４が駆動されることで、基板Ｗの表面上方の吐出領域と吐出領域から側方に退避した待機位置との間でノズル１２４は移動可能となっている。また吐出領域においても、リンスノズル移動機構１８４によりノズル１２４は基板表面の中央部上方と周縁部上方との間を往復移動可能となっている。
【００５２】
この実施形態では、スプラッシュガード１３６がスピンチャック１０６に保持された基板Ｗの周囲を取り囲んでおり、基板Ｗとスプラッシュガード１３６の間に円環状の空間１４０が形成されている。そして、この円環状空間１４０に対して隔壁部１４２が進退移動自在となっている。隔壁部１４２は円筒状部材１４４と、円筒状部材１４４の下端部に連設された拡張スカート部材１４６を備えている。すなわち、円筒状部材１４４の内径は円盤形状を有するスピンベース１１６の外径よりも大きく、しかも円筒状部材１４４の外径はスプラッシュガード１３６の円筒状内部空間を上方から見た開口部の内径よりも小さくなっており、円環状空間１４０を上下方向に垂直に昇降可能な形状となっている。一方、拡張スカート部材１４６は円筒状部材１４４から円筒状部材１４４の外径方向にスカート状に拡張された形状を有しており、円筒状部材１４４の昇降移動と一緒に、３つの排液槽１３５ａ〜１３５ｃのうちの最も内側の排液槽１３５ａの内部およびその上方を昇降移動可能となっている。
【００５３】
このように構成された隔壁部１４２には、隔壁昇降機構１４８が接続されており、ユニット制御部１１８からの動作指令に応じて隔壁昇降機構１４８が駆動されることで、隔壁部１４２が垂直に昇降移動する。隔壁昇降機構１４８は、モータ１４８１とモータ１４８１に接続されたボールネジ１４８２より構成される。モータ１４８１は受け部材１３４の下方に配置され、受け部材１３４を貫通してボールネジ１４８２が立設される。こうすることでモータ１４８１への処理液の付着を防止することができる。ボールネジ１４８２に装着されたブランケットは隔壁部１４２の側面に固定され、ボールネジ１４８２がモータ１４８１によって回転されることでブランケットが昇降し、それに伴い隔壁部１４２が昇降駆動される。この隔壁昇降機構１４８は隔壁部１４２の周囲に少なくとも３ヶ所配置され、同時に駆動することで安定して隔壁部１４２を昇降できる。尚、モータとボールネジに代えてエアーシリンダーを用いてもよい。
この実施形態では、隔壁部１４２の上昇移動によって、円筒状部材１４４が円環状空間１４０に位置して基板Ｗとスプラッシュガード１３６を区切るとともに拡張スカート部材１４６が排液槽１３５ａの上方で基板Ｗの側方位置に位置する（図７（ｂ））。一方、隔壁部１４２の降下移動によって、円筒状部材１４４が円環状空間１４０から下方に離れた退避空間（図７（ｂ）の符号１４１）に移動すると、基板Ｗとスプラッシュガード１３６の間に区切りがなくなり、基板Ｗおよびスピンチャック１０６から飛散する処理液（薬液やリンス液）をスプラッシュガード１３６により補集可能となるとともに拡張スカート部材１４６が排液槽１３５ａ内に位置する（図７（ａ））。
【００５４】
また、この実施形態では、隔壁部１４２が上昇移動した時、円筒状部材１４４の上端部がパンチングプレート１５４に近接または接続されて処理空間１６２が半密閉状態となる。逆に、隔壁部１４２の降下移動によって、円筒状部材１４４の上端部がパンチングプレート１５４から下方に離間して処理空間１６２が開放状態となる。このように、第２実施形態では、隔壁昇降機構１４８が本発明の「筒状部材昇降機構」として機能し、円筒状部材１４４と隔壁昇降機構１４８が本発明の「切換手段」として機能している。
【００５５】
このように構成された第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、基板搬送ロボット１３により未処理の基板Ｗが処理チャンバー１０２内に搬入された後、湿式処理（薬液処理およびリンス処理）、湿度低下処理、置換処理および乾燥処理が実行される。すなわち、隔壁部１４２が降下移動して処理空間１６２が開放状態となっている状態で、回転する基板Ｗの表面中央部にフッ酸が薬液として供給されて基板表面のエッチング処理（薬液処理）が実行される。また、薬液処理が完了すると、薬液吐出ノズル１２２が待機位置に戻される一方、リンス液吐出ノズル１２４が薬液吐出ノズル１２２と入れ替わって基板表面の中央部上方に移動される。そして、リンス液吐出ノズル１２４からリンス液が吐出されてリンス処理が実行される（図７（ａ））。
【００５６】
リンス処理が完了すると、同図（ｂ）に示すように、リンス液吐出ノズル１２４が待機位置に戻される一方、隔壁昇降機構１４８が作動して隔壁部１４２を上昇移動させて円筒状部材１４４の上端部をパンチングプレート１５４に近接または接続させる。これによって、処理空間１６２が半密閉状態となる。また、排気調整機構１６４により処理空間１６２からの排気を抑えており（この実施形態では、−２０Ｐａ、風速０．５ｍ／秒）、これらの設定により処理空間１６２内の湿度を効果的に低下させることができる。この実施形態においても、第１実施形態と同様に相対湿度１０％以下の乾燥窒素ガスを用いているので、処理空間１６２内の湿度を当該乾燥窒素ガスの相対湿度と同程度にまで低下させることができる。
【００５７】
それに続いて、半密閉状態でかつ乾燥窒素ガスを供給した状態のまま、第１実施形態と同様に、置換処理および乾燥処理を連続して行う。その後、ユニット制御部１１８はチャック回転機構１１０を制御して基板Ｗの回転を停止させる。そして、隔壁部１４２を降下移動させて円筒状部材１４４を円環状空間１４０から下方に離れた退避空間（図７（ｂ）の符号１４１）に移動させるとともにスプラッシュガード１３６を降下させて、スピンチャック１０６をスプラッシュガード１３６の上方から突出させる。その後、基板搬送ロボット１３が処理済の基板Ｗを処理ユニット１００から搬出して、１枚の基板Ｗに対する一連の基板処理が終了する。そして、次の基板Ｗについても、上記と同様の処理が実行される。
【００５８】
以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、乾燥処理を実行する前に処理空間１６２の湿度を低下させており、乾燥処理を低湿度雰囲気で行っているため、基板乾燥により基板表面にウォーターマーク等が発生するのを効果的に抑えることができる。
【００５９】
また、上記第２実施形態では、隔壁部１４２の昇降移動により処理空間１６２を開放状態と半密閉状態の切換を行っているが、隔壁部１４２の代わりに別部材により処理空間１６２を開放状態と半密閉状態に切り換えてもよい。例えば図９に示すように、開口部１３６ａに対応した蛇腹形状を有する蛇腹部材１８６を用いてもよく、第２実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６０】
図９は本発明にかかる基板処理装置としての処理ユニットの第３実施形態を示す図であり、同図（ａ）はリンス処理を行う際の動作を示す一方、同図（ｂ）は湿度低下処理、置換処理および乾燥処理を行う際の動作を示している。また、図１０は図９の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。この実施形態が第２実施形態と大きく相違する点は、隔壁部１４２の代わりに蛇腹部材１８６を用いている点であり、その他の構成は基本的に共通する。そこで、以下の説明においては、相違点を中心に説明し、共通構成については同一または相当符号を付して説明を省略する。
【００６１】
この第３実施形態では、蛇腹部材１８６の上端部がパンチングプレート１５４に接続される一方、下端部が伸縮自在となっている。また、蛇腹部材１８６にはエアーシリンダーやモータとボールネジによる蛇腹伸縮機構１８８が接続されており、蛇腹伸縮機構１８８により伸縮駆動される。ユニット制御部１１８からの指令により蛇腹伸縮機構１８８が作動して蛇腹部材１８６が収縮されると、図９（ａ）に示すように、蛇腹部材１８６の下端部が開口部１３６ａの上方に移動して処理空間１６２が開放状態となる。逆に、同図（ｂ）に示すように、蛇腹伸縮機構１８８により蛇腹部材１８６が伸張すると、蛇腹部材１８６の下端部が開口部１３６ａに近接または接触して処理空間１６２が半密閉状態となる。このように、第３実施形態では、蛇腹部材１８６と蛇腹伸縮機構１８８が本発明の「切換手段」として機能している。
【００６２】
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。上記した実施形態では、排気調整機構１６４としては、排気量をコントロールできるものであれば、その構成や動作等については特に限定されるものではなく、任意であるが、例えば図１１に示す排気調整機構１６４を採用することができる。
【００６３】
図１１は本発明にかかる基板処理装置で採用可能な排気調整機構を示す図である。この排気調整機構１６４は、排気管１６０よりも細い口径を有するとともに排気管１６０から分岐して再び排気管１６０に連通されたバイパス配管１６４ａと、バイパス配管１６４ａが排気管１６０から分岐する分岐位置Ｐ1とバイパス配管１６４ａが排気管１６０に連通する連通位置Ｐ2との間に介挿された開閉弁１６４ｂとを備えている。そして、湿式処理（薬液およびリンス処理）時には、ユニット制御部１１８からの指令にしたがって開閉弁１６４ｂを開いて比較的大容量で処理空間１６２を排気可能となっている。一方、湿度低下処理時にはユニット制御部１１８からの指令にしたがって開閉弁１６４ｂを閉じて処理空間１６２の排気量を湿式処理時のそれよりも抑える。
【００６４】
また、上記した実施形態の置換処理では、基板表面に形成されたパターンが倒壊するなどの不具合を防止して乾燥性能を高めるために処理液よりも表面張力が低い低表面張力液を基板に供給しており、低表面張力液としてＩＰＡ液を用いて置換処理を行っている。ＩＰＡ１００％であっても、ＩＰＡとＤＩＷの混合液であってもよい。また、低表面張力液としては、ＩＰＡ液以外に、エチルアルコール、メチルアルコールの各種有機溶媒を用いるようにしてもよい。また、各種アルコールの蒸気を有機溶媒成分としてＤＩＷに溶解させて低表面張力液を生成するようにしてもよい。なお、乾燥処理の前に置換処理を行っているが、これは必須処理ではなく、省略してもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、本発明の「乾燥気体」として乾燥窒素ガスを用いているが、これ以外の乾燥気体、例えば乾燥空気などを用いることができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、半導体ウエハ等の円盤状基板Ｗに対して薬液処理、リンス処理、（置換処理）および乾燥処置を行う装置および方法に本発明を適用しているが、基板Ｗの種類や処理内容はこれに限定されるものではなく、処理液を基板に供給して湿式処理を施した後に当該基板を乾燥する基板処理装置および方法に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
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、ＦＥＤ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板全般に湿式処理および乾燥処理を施す基板処理装置および方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明を好適に適用することのできる基板処理システムを示す図である。
【図２】本発明にかかる基板処理装置としての処理ユニットの第１実施形態を示す図である。
【図３】図２の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。
【図４】図２の処理ユニットの動作を示す図である。
【図５】図２の処理ユニットの動作を示す図である。
【図６】ＩＰＡ液の蒸発に起因する乾燥不良の発生メカニズムを模式的に示す図である。
【図７】本発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を示す図である。
【図８】図７の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。
【図９】本発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示す図である。
【図１０】図９の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】排気調整機構の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１Ａ〜４Ａ、１Ｂ〜４Ｂ、１００…処理ユニット（基板処理装置）
１３６…スプラッシュガード（カップ）
１３６ａ…開口部
１４０…円環状空間
１４４…円筒状部材
１４８…隔壁昇降機構（筒状部材昇降機構）
１５４…パンチングプレート
１６０…排気管
１６２…処理空間
１６４…排気調整機構
１６４ａ…バイパス配管（排気調整機構）
１６４ｂ…開閉弁（排気調整機構）
１６６…遮断部材
１６８…対向面
１７２…乾燥気体供給ユニット（気体供給手段）
１７４…ＩＰＡ液吐出ノズル（液体供給手段）
１７８…ＩＰＡ液供給ユニット（液体供給手段）
１８０…遮断部材昇降機構
１８６…蛇腹部材
１８８…蛇腹伸縮機構
Ｐ1…分岐位置
Ｐ2…連通位置
Ｗ…基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板に処理液を供給して処理液により基板を湿式処理した後に基板を乾燥する基板処理装置および基板処理方法に関するものである。なお、処理対象となる基板には、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、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程では、薬液による薬液処理および純水などのリンス液によるリンス処理が行われた後、基板表面に付着するリンス液を除去すべく、乾燥処理が実行される。例えば特許文献１に記載の装置は、基板を水平姿勢にて保持するスピンベースと、スピンベースを回転させるモータと、スピンベースに対向して設けられた雰囲気遮断板と、雰囲気遮断板を回転させるモータと、スピンベースに保持された基板Ｗの周囲を取り囲むカップとを備えており、次のようにして薬液処理、リンス処理および乾燥処理を実行する。この装置では、搬送ロボットによって未処理の基板がスピンベースに渡されて保持される。次に、雰囲気遮断板がスピンベースに近接して基板の上方を覆うとともに、カップがスピンベースおよび雰囲気遮断板の周囲を囲むように位置する。その後、スピンベースおよび雰囲気遮断板を回転しながら基板に対して薬液による薬液処理および純水によるリンス処理が行われる。そして、純水によるリンス処理が終了した後、基板をそのまま回転させ続けて基板に付着した水滴を遠心力によって振り切る（乾燥処理）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７３３６０号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように従来技術では、雰囲気遮断板をスピンベースに近接させた状態のままスピンベースおよび雰囲気遮断板が回転して基板の乾燥処理を行っているため、雰囲気遮断板の駆動用モータや該モータの駆動力を伝達させる駆動力伝達機構などが必要となり、これが基板処理装置の製造コストの増大要因となっていた。また、上記基板処理装置を装備する基板処理システムのプットプリントを低減させるために、基板処理装置の積層配置が提案されているが、雰囲気遮断板の駆動用モータや駆動力伝達機構の存在がそれを阻害する要因のひとつとなっていた。というのも、雰囲気遮断板の駆動用モータや駆動力伝達機構は雰囲気遮断板の上方位置に配設せざるを得ず、その分だけ装置が上下方向に大型化する傾向にあったためである。
【０００５】
そこで、雰囲気遮断板を回転させることなく基板処理を行うことも検討されている。しかしながら、雰囲気遮断板を静止したまま基板処理すると、基板表面にウォーターマーク等が発生してしまい、基板を良好に処理することができなかった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、小型で、しかも基板表面を良好に処理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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる基板処理装置は、水平姿勢で回転する基板の周囲をカップで取り囲んで処理空間を形成するとともに、処理空間を排気しながら、基板に処理液を供給して処理液により基板を湿式処理した後に基板を乾燥する基板処理装置であって、上記目的を達成するため、処理空間に乾燥気体を供給する気体供給手段と、処理空間を開放状態と半密閉状態に切り換える切換手段と、処理空間の排気を調整する排気調整手段とを備え、湿式処理の際には切換手段が処理空間を開放状態に切り換える一方、湿式処理後かつ乾燥処理前には切換手段が処理空間を半密閉状態に切り換え、気体供給手段が乾燥気体を処理空間に供給するとともに排気調整手段が処理空間の排気を湿式処理時よりも抑えて処理空間内の湿度を低下させることを特徴としている。
【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、回転する基板の周囲をカップで取り囲んで処理空間を形成するとともに、開放状態の処理空間を排気しながら基板に処理液を供給して処理液により基板を湿式処理する湿式処理工程と、湿式処理工程後に処理空間を半密閉状態に切り換え、半密閉状態の処理空間に乾燥気体を供給しながら処理空間の排気を湿式処理時よりも抑えて処理空間内の湿度を低下させる湿度低下工程と、湿度低下工程後に基板を乾燥させる乾燥工程とを備えたことを特徴としている。
【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、カップにより取り囲まれた処理空間内で基板に処理液が供給されて処理液による湿式処理が基板に施される。この湿式処理に際しては、処理空間は開放状態で排気されているため、湿式処理時に処理空間内で発生する処理液雰囲気が効率よく処理空間から排出される。また、この湿式処理後で、かつ乾燥処理の前に、処理空間が開放状態から半密閉状態に切り換えられる。そして、その半密閉状態の処理空間に乾燥気体が供給されるとともに、処理空間の排気を湿式処理時よりも抑えられている。このため処理空間内の湿度が効率よく低下し、その湿度低下処理後に乾燥処理を実行することで基板表面でのウォーターマーク等の発生が抑制されつつ基板が乾燥される。なお、乾燥気体としては、相対湿度は１０％以下のものを採用するのが望ましい。
【００１０】
また、乾燥性能を高めるために、湿式処理後かつ乾燥処理前に基板に低表面張力液を供給して基板に付着している処理液を低表面張力液に置換してもよい。このような置換処理を行う場合には後述するように低表面張力液の乾燥時に発生する気化熱に起因して乾燥不良を起こしやすくなるが、乾燥処理前に湿度低下処理を施すことで乾燥不良を効果的に抑制することができる。
【００１１】
また、湿式処理中に処理空間に向けて乾燥気体を供給するように構成してもよく、これによって湿式処理中に発生する処理液のミストが処理空間から上方に飛散するのを抑制することができ、カップ上方に配置される構成部品が上記ミストにより汚染されるのが効果的に防止される。
【００１２】
また、切換手段の構成については任意であるが、次のような態様を採用することができる。すなわち、第１態様として、開口部と対向する対向面を有するとともにカップの上方位置で上下方向に移動自在に設けられた遮断部材と、遮断部材を上下方向に昇降移動させる遮断部材昇降機構とを備えた切換手段を用いることができ、その切換手段は、遮断部材を開口部に近接移動させることで開口部を対向面で覆って処理空間を半密閉状態に切り換える一方、遮断部材を開口部から上方に離間移動させて処理空間を開放状態に切り換える。このように構成された切換手段を採用した場合には。対向面に複数の貫通孔を形成し、気体供給手段から供給される乾燥気体を複数の貫通孔を介して処理空間に吐出するように構成してもよい。
【００１３】
また、切換手段の第２態様として、開口部に対応した筒状形状を有するとともに処理空間に沿って上下方向に昇降自在な筒状部材と、筒状部材を上下方向に昇降移動させる筒状部材昇降機構とを備えた切換手段を用いることができ、その切換手段は、筒状部材を上昇移動させることで筒状部材の上端部を気体供給手段に近接または接続させて処理空間を半密閉状態に切り換える一方、筒状部材を気体供給手段から下方に離間移動させて処理空間を開放状態に切り換える。
【００１４】
また、切換手段の第３態様として、開口部に対応した蛇腹形状を有するとともに上端部が気体供給手段に接続固定されたまま処理空間に沿って上下方向に伸縮自在な蛇腹部材と、蛇腹部材を上下方向に伸縮させる伸縮機構とを備えた切換手段を用いることができ、その切換手段は、蛇腹部材を下方に伸張させることで蛇腹部材の下端部を開口部に近接または接続させて処理空間を半密閉状態に切り換える一方、下端部を開口部から上方に収縮させて処理空間を開放状態に切り換える。
【００１５】
さらに、排気調整手段として、排気管よりも細い口径を有するとともに排気管から分岐して再び排気管に連通されたバイパス配管と、バイパス配管が排気管から分岐する分岐位置とバイパス配管が排気管に連通する連通位置との間で排気管に介挿された開閉弁とを備えたものを用いてもよい。そして、湿式処理時には開閉弁を開くことで比較的大きな排気量で処理空間を排気することができ、湿式処理時に処理空間内で発生する処理液雰囲気が効率よく処理空間から排出される。一方、湿度低下処理時には開閉弁を閉じて処理空間の排気量を湿式処理時よりも抑えることで処理空間の湿度を短時間で低下させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、湿式処理後かつ乾燥処理前に、半密閉状態の処理空間に乾燥気体を供給するとともに処理空間の排気を湿式処理時よりも抑えて処理空間内の湿度を低下させているので、乾燥処理を良好に行うことができる。また、雰囲気遮断板を回転させる必要がなくなり、上下方向における装置サイズを小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明を好適に適用することのできる基板処理システムを示す図である。より詳しくは、図１（ａ）は基板処理システムの上面図であり、図１（ｂ）は基板処理システムの側面図である。この基板処理システムは、半導体ウエハ等の円盤状の基板Ｗに対して処理液や処理ガスなどによる処理を施すための枚葉式の基板処理装置としての処理ユニットを複数備える処理システムである。この基板処理システムは、基板Ｗに対して処理を施す基板処理部ＰＰと、この基板処理部ＰＰに結合されたインデクサ部ＩＤと、処理流体（液体または気体）の供給／排出のための構成を収容した処理流体ボックス１１，１２とを備えている。
【００１８】
インデクサ部ＩＤは、基板Ｗを収容するためのカセットＣ（複数の基板Ｗを密閉した状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard
Mechanical Interface）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）など）を複数個保持することができるカセット保持部２１と、このカセット保持部２１に保持されたカセットＣにアクセスして、未処理の基板ＷをカセットＣから取り出したり、処理済の基板をカセットＣに収納したりするためのインデクサロボット２２とを備えている。
【００１９】
各カセットＣには、複数枚の基板Ｗが「ロット」という一単位で収容されている。複数枚の基板Ｗはロット単位で種々の基板処理装置の間に搬送され、各基板処理装置でロットを構成する各基板Ｗに対して同一種類の処理が施される。各カセットＣは、複数枚の基板Ｗを微小な間隔をあけて上下方向に積層して保持するための複数段の棚（図示省略）を備えており、各段の棚に１枚ずつ基板Ｗを保持することができるようになっている。各段の棚は、基板Ｗの下面の周縁部に接触し、基板Ｗを下方から保持する構成となっており、基板Ｗは表面（パターン形成面）を上方に向け、裏面を下方に向けたほぼ水平な姿勢でカセットＣに収容されている。
【００２０】
基板処理部ＰＰは、平面視においてほぼ中央に配置された基板搬送ロボット（基板搬送装置）１３と、この基板搬送ロボット１３が取付けられたフレーム３０とを有している。このフレーム３０には、図１（ａ）に示すように、水平方向に複数個（この実施形態では４個）の処理ユニット１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａが基板搬送ロボット１３を取り囲むように搭載されている。この実施形態では、処理ユニット１Ａ〜４Ａとして例えば半導体ウエハのようなほぼ円形の基板Ｗに対して所定の処理を施す処理ユニットがフレーム３０に搭載されている。また、図１（ｂ）に示すように、各処理ユニットの下段にはそれぞれもう１つの処理ユニットが設置されている。すなわち、処理ユニット１Ａ〜４Ａの下段に、処理ユニット１Ｂ〜４Ｂがそれぞれ設けられており、上下２段の積層構造が採用されている。
【００２１】
基板搬送ロボット１３は、インデクサロボット２２から未処理の基板Ｗを受け取ることができ、かつ処理済の基板Ｗをインデクサロボット２２に受け渡すことができる。より具体的には、例えば、基板搬送ロボット１３は、当該基板処理部ＰＰのフレーム３０に固定された基台部と、この基台部に対して昇降可能に取付けられた昇降ベースと、この昇降ベースに対して鉛直軸回りの回転が可能であるように取付けられた回転ベースと、この回転ベースに取付けられた一対のハンドとを備えている。一対の基板保持ハンドは、それぞれ、上記回転ベースの回転軸線に対して近接／離間する方向に進退可能に構成されている。このような構成により、基板搬送ロボット１３は、インデクサロボット２２および処理ユニット１Ａ〜４Ａ、１Ｂ〜４Ｂのいずれかに対して基板保持ハンドを向け、その状態で基板保持ハンドを進退させることができ、これによって、基板Ｗの受け渡しを行うことができる。
【００２２】
インデクサロボット２２は、装置全体を制御する制御部により指定されたカセットＣから未処理の基板Ｗを取り出して基板搬送ロボット１３に受け渡すとともに、基板搬送ロボット１３から処理済の基板Ｗを受け取ってカセットＣに収容する。処理済の基板Ｗは、当該基板Ｗが未処理の状態のときに収容されていたカセットＣに収容されてもよい。また、未処理の基板Ｗを収容するカセットＣと処理済の基板Ｗを収容するカセットＣとを分けておいて、未処理の状態のときに収容されていたカセットＣとは別のカセットＣに処理済の基板Ｗが収容されるように構成してもよい。
【００２３】
次に、上記した基板処理システムに搭載される処理ユニットの実施形態について説明する。なお、図１の基板処理システムでは、８個の処理ユニットが搭載されているが、これらの処理ユニットはいずれも以下に説明する処理ユニット１００と同一の構造とすることができる。
【００２４】
図２は本発明にかかる基板処理装置としての処理ユニットの第１実施形態を示す図であり、同図（ａ）は遮断部材を下方から見た底面図であり、同図（ｂ）は構成を示す模式図である。また、図３は図２の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。この処理ユニット１００は、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面に付着している不要物を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の処理ユニットである。より具体的には、基板表面に対してフッ酸などの薬液による薬液処理および純水やＤＩＷ（脱イオン水：deionized water）などのリンス液によるリンス処理を施し、さらに基板Ｗ上のリンス液をＩＰＡ（isopropyl alcohol：イソプロピルアルコール）液で置換した後に、基板Ｗを乾燥させる装置である。
【００２５】
この処理ユニット１００では、処理チャンバー１０２の天井部分にファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１０４が配置されている。このファンフィルタユニット１０４はファン１０４ａおよびフィルタ１０４ｂを有しており、ファン１０４ａによって外部から取り込んだ空気をフィルタ１０４ｂで清浄にして「清浄気体」として処理チャンバー１０２の中央空間に送り込む。この中央空間にはスピンチャック１０６が配置されている。このスピンチャック１０６は基板表面を上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢に保持して回転させるものである。また、このスピンチャック１０６は、回転支軸１０８がモータを含むチャック回転機構１１０の回転軸に連結されており、チャック回転機構１１０の駆動により回転軸１１２（鉛直軸）回りに回転可能となっている。これら回転支軸１０８およびチャック回転機構１１０は、円筒状のケーシング１１４内に収容されている。また、回転支軸１０８の上端部には、円盤状のスピンベース１１６が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、処理ユニット全体を制御するユニット制御部１１８からの動作指令に応じてチャック回転機構１１０を駆動させることによりスピンベース１１６が回転軸１１２回りに回転する。また、ユニット制御部１１８はチャック回転機構１１０を制御してスピンベース１１６の回転速度を調整する。
【００２６】
スピンベース１１６の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン１２０が立設されている。チャックピン１２０は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、スピンベース１１６の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン１２０のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部とを備えている。また、各チャックピン１２０は、基板保持部が基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
【００２７】
スピンベース１１６に対して基板Ｗが受渡しされる際には、複数個のチャックピン１２０を解放状態とし、後述する基板処理を基板Ｗに対して行う際には、複数個のチャックピン１２０を押圧状態とする。このように押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン１２０は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１１６から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗはその表面を上方に向け、裏面を下方に向けた状態で支持される。なお、基板保持機構としてはチャックピン１２０に限らず、基板裏面を吸引して基板Ｗを支持する真空チャックを用いてもよい。
【００２８】
スピンチャック１０６により保持された基板Ｗの上方位置には、薬液吐出ノズル１２２とリンス液吐出ノズル１２４が取り付けられたノズルアーム１２５が配置されている。これらのうち薬液吐出ノズル１２２は薬液供給ユニット１２６（図３）と接続されている。この薬液供給ユニット１２６はフッ酸またはＢＨＦ（Buffered Hydrofluoric acid：バッファードフッ酸）などの基板洗浄に適した薬液をノズル１２２側に供給可能となっている。そして、ユニット制御部１１８からの指令に応じて薬液供給ユニット１２６が薬液吐出ノズル１２２に向けて薬液を圧送すると、ノズル１２２から薬液が基板Ｗに向けて吐出される。また、薬液吐出ノズル１２２と同様に、リンス液吐出ノズル１２４にもリンス液供給ユニット１２８（図３）が接続されており、薬液処理された基板Ｗに向けてリンス液を吐出させてリンス処理を実行可能となっている。そして、これらのノズル１２２、１２４が取り付けられたノズルアーム１２５にはノズルアーム移動機構１３０が接続されており、ユニット制御部１１８からの動作指令に応じてノズルアーム移動機構１３０が駆動されることで、基板Ｗの表面上方の吐出領域と吐出領域から側方に退避した待機位置との間でノズル１２２、１２４は移動可能となっている。さらに、吐出領域においても、ノズルアーム移動機構１３０によりノズル１２２、１２４は基板表面の中央部上方と周縁部上方との間を往復移動可能となっている。なお、この実施形態では、回転支軸１０８は中空管構造を有しており、リンス液供給ユニット１２８からリンス液が供給されて回転支軸１０８の内部空間に配置されたノズルの上端部に形成されたノズル孔（図示省略）からリンス液を基板裏面に向けて吐出することが可能となっている。
【００２９】
ケーシング１１４の周囲には、受け部材１３４が固定的に取り付けられている。この受け部材１３４には、円筒状の仕切り部材が３個立設されている。そして、これらの仕切り部材とケーシング１１４の組み合わせにより３つの空間が排液槽１３５ａ〜１３５ｃとして形成されている。また、これらの排液槽１３５ａ〜１３５ｃの上方には本発明の「カップ」に相当するスプラッシュガード１３６がスピンチャック１０６に水平姿勢で保持されている基板Ｗの周囲を包囲するようにスピンチャック１０６の回転軸１１２に沿って昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード１３６は回転軸１１２に対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック１０６と同心円状に径方向内側から外側に向かって配置された２つのガードを備えている。そして、ガード昇降機構１３８の駆動によりスプラッシュガード１３６を段階的に昇降させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液やリンス液などを分別して排液させることが可能となっている。
【００３０】
また、排液槽１３５ａには、図２（ｂ）に示すように排気管１６０の一方端が接続されている。この排気管１６０の他方端は図示を省略する排気装置に接続されている。このため、排気管１６０を介して排液槽１３５ａおよび処理空間１６２を排気可能となっている。しかも、この実施形態では、排気管１６０に排気調整機構１６４が介挿されており、ユニット制御部１１８からの指令に応じて排気調整機構１６４が処理空間１６２からの排気量を調整可能となっている。なお、上記した処理空間１６２とは、スプラッシュガード１３６がスピンチャック１０６に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むことで形成される空間であり、当該処理空間１６２で薬液処理、リンス処理、置換処理および乾燥処理が実行される。
【００３１】
こうして形成される処理空間１６２とファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１０４の間に、遮断部材１６６が配置されている。この遮断部材１６６は、図２に示すように、スプラッシュガード１３６の円筒状内部空間を上方から見た開口部１３６ａよりも大きな外径を有する円盤形状を有しており、その下面が開口部１３６ａと対向する対向面１６８となっている。この対向面１６８には、複数の貫通孔１７０が穿設されている。また、遮断部材１６６の内部は中空となっており、当該中空領域に対して乾燥気体供給ユニット１７２（図３）から乾燥窒素ガス（例えば相対湿度が１０％以下に調整された窒素ガス）が供給される。したがって、乾燥窒素ガスが乾燥気体供給ユニット１７２から遮断部材１６６に圧送されると、貫通孔１７０を介して乾燥窒素ガスが処理空間１６２に向けて吐出される。このように、本実施形態では、乾燥気体供給ユニット１７２が本発明の「気体供給手段」に相当している。
【００３２】
また、遮断部材１６６の中央部には、ＩＰＡ液吐出ノズル１７４が取り付けられている。このノズル１７４の先端部１７６は基板Ｗの中央部を指向する一方、ノズル１７４の後端部はＩＰＡ液供給ユニット１７８（図３）に接続されている。そして、ユニット制御部１１８からの指令に応じてＩＰＡ液供給ユニット１７８からＩＰＡ液が圧送されることで、ＩＰＡ液吐出ノズル１７４から基板Ｗの表面中央部に向けてＩＰＡ液を供給可能となっている。このように、本実施形態では、ＩＰＡ液吐出ノズル１７４とＩＰＡ液供給ユニット１７８は本発明の「液体供給手段」として機能している。
【００３３】
このように構成された遮断部材１６６には、遮断部材昇降機構１８０が接続されている。このため、遮断部材昇降機構１８０の駆動により遮断部材１６６がスプラッシュガード１３６の直上位置まで下降されると、対向面１６８がスプラッシュガード１３６の開口部１３６ａを覆って処理空間１６２が半密閉状態となる。逆に、遮断部材１６６がスプラッシュガード１３６の上方に上昇移動されると、対向面１６８がスプラッシュガード１３６の開口部１３６ａから離間して処理空間１６２が開放状態となる。このように、本実施形態では、遮断部材１６６と遮断部材昇降機構１８０が本発明の「切換手段」として機能している。
【００３４】
次に、上記のように構成された処理ユニット（基板処理装置）１００の動作について図４および図５を参照しつつ詳述する。この実施形態では、ユニット制御部１１８がメモリ（図示省略）に記憶されているプログラムにしたがって装置各部を制御して基板Ｗに対して薬液処理、リンス処理、置換処理および乾燥処理を施す。これらのうち薬液処理およびリンス処理が本発明の「湿式処理」に相当しており、薬液処理ではフッ酸などの薬液が本発明の「処理液」として、またリンス処理ではＤＩＷなどのリンス液が本発明の「処理液」として用いられる。
【００３５】
ユニット制御部１１８はスプラッシュガード１３６を降下させてスピンチャック１０６をスプラッシュガード１３６の開口部１３６ａから突出させる。このとき、遮断部材１６６は開口部１３６ａの上方位置に移動されている。また、両ノズル１２２、１２４ともスプラッシュガード１３６の外側に退避している。そして、この状態で基板搬送ロボット１３により未処理の基板Ｗが処理チャンバー１０２内に搬入される。より具体的には、基板表面を上方に向けた状態で基板Ｗが装置内に搬入され、スピンチャック１０６に保持される。これに続いて、スプラッシュガード１３６が１段階上昇されるとともに基板Ｗに対して薬液処理が開始される（図４（ａ））。
【００３６】
薬液処理では、薬液吐出ノズル１２２が基板表面の中央部上方に位置するようにノズルアーム移動機構１３０がノズルアーム１２５を移動させるとともに、チャック回転機構１１０の駆動によりスピンチャック１０６に保持された基板Ｗを２００〜１２００ｒｐｍの範囲内で定められる回転速度（例えば８００ｒｐｍ）で回転させる。また、薬液供給ユニット１２６がフッ酸を薬液として薬液吐出ノズル１２２に向けて圧送して当該ノズル１２２から基板表面に供給する。こうして基板表面の中央部に供給されたフッ酸は遠心力により径方向に広げられ、フッ酸による基板表面のエッチング処理（薬液処理）が実行される。
【００３７】
薬液処理が完了すると、リンス液吐出ノズル１２４が薬液吐出ノズル１２２と入れ替わって基板表面の中央部上方に位置するようにノズルアーム移動機構１３０がノズルアーム１２５を移動させる。そして、リンス液吐出ノズル１２４からリンス液が吐出される。また、回転支軸１０８の上端部に形成されたノズル孔（図示省略）からリンス液が基板裏面に向けて吐出される。こうして基板表裏面に吐出されたリンス液は基板Ｗの回転の遠心力によって基板Ｗの表裏全面に拡がり、リンス液によるリンス処理が行われる。なお、この実施形態では、リンス処理の最終時点では、基板Ｗの回転速度は３００ｒｐｍに減速されている。
【００３８】
上記した薬液処理およびリンス処理時においては、図４（ａ）に示すように、遮断部材１６６は開口部１３６ａの上方位置（本実施形態ではスプラッシュガード１３６から２０８ｍｍだけ上方に離れた位置）に移動されており、処理空間１６２は開放状態となっている。しかも、排気調整機構１６４により、処理空間１６２から比較的大容量の排気（この実施形態では、−２００Ｐａ、風速５ｍ／秒）が行われている。このため、処理液（薬液およびリンス液）で形成される雰囲気、つまり処理液雰囲気を効率よく処理空間１６２から排出することができる。また、この実施形態では、上記排出効率をさらに高めるという目的と、薬液処理およびリンス処理中に発生する処理液のミストは上方に飛散して遮断部材１６６の対向面（パンチングプレート面）１６８に付着するのを防止する目的から、遮断部材１６６から乾燥窒素ガス（同図の白抜き矢印）が開口部１３６ａに向けて、例えば２２０〜２５０（Ｌ／ｍｉｎ）で吐出されている。もちろん、排気調整のみによりミスト付着などの問題を解消することができる場合には、薬液およびリンス処理での乾燥窒素ガスの吐出を省略してもよい。
【００３９】
リンス処理が完了すると、同図（ｂ）に示すように、遮断部材昇降機構１８０が作動して遮断部材１６６をスプラッシュガード１３６の直上位置（例えば開口部１３６ａから１０ｍｍの高さ位置）まで下降させてスプラッシュガード１３６の開口部１３６ａを対向面１６８で覆う。これによって、処理空間１６２が半密閉状態となる。また、排気調整機構１６４により処理空間１６２からの排気を抑えており（この実施形態では、−２０Ｐａ、風速０．５ｍ／秒）、これらの設定により処理空間１６２内の湿度を効果的に低下させることができる。この実施形態では、上記したように相対湿度１０％以下の乾燥窒素ガスを用いているので、処理空間１６２内の湿度を当該乾燥窒素ガスの相対湿度と同程度にまで低下させることができる。また、この湿度低下処理中において、基板Ｗの回転速度が比較的速い場合には、基板表面のリンス液の液膜が部分的に乾燥してしまい、ウォーターマークが発生したり、基板表面に形成されたパターンが倒壊するなどの不具合が発生する可能性がある。そこで、実湿度低下処理中においては基板Ｗの回転速度を５０ｒｐｍ以下に減速するのが望ましい。これらの点を考慮して本実施形態では、次の処理条件で
基板Ｗの回転速度：５ｒｐｍ
排気：−２０Ｐａ、風速０．５ｍ／秒
処理時間：１分
遮断部材１６６とスプラッシュガード１３６のギャップ：１０ｍｍ
処理空間１６２の湿度を２０％以下に低下させている。
【００４０】
それに続いて、半密閉状態でかつ乾燥窒素ガスを供給した状態のまま、置換処理および乾燥処理を連続して行う。すなわち、ＩＰＡ液供給ユニット１７８からＩＰＡ液が圧送されてＩＰＡ液吐出ノズル１７４から基板Ｗの表面中央部に向けてＩＰＡ液が供給される（図５（ａ））。これによって、基板Ｗの表面中央部ではリンス液の液膜中央部がＩＰＡ液に置換されて置換領域が形成され、さらにＩＰＡ液供給が継続されることで、置換領域が基板Ｗの径方向に拡大して基板表面の全面がＩＰＡ液に置換される。また、この置換処理の後、基板Ｗが３００〜４０００ｒｐｍで高速回転されて基板Ｗの乾燥処理が実行される。
【００４１】
基板Ｗの乾燥処理が終了すると、ユニット制御部１１８はチャック回転機構１１０を制御して基板Ｗの回転を停止させる。そして、遮断部材１６６をスプラッシュガード１３６の上方位置に上昇移動させるとともにスプラッシュガード１３６を降下させて、スピンチャック１０６をスプラッシュガード１３６の上方から突出させる。その後、基板搬送ロボット１３が処理済の基板Ｗを処理ユニット１００から搬出して、１枚の基板Ｗに対する一連の基板処理が終了する。そして、次の基板Ｗについても、上記と同様の処理が実行される。
【００４２】
以上のように、この実施形態によれば、乾燥処理を実行する前に処理空間１６２の湿度を低下させており、乾燥処理を低湿度雰囲気で行っているため、基板乾燥により基板表面にウォーターマーク等が発生するのを効果的に抑えることができる。また、この実施形態では乾燥性能を高めるために置換処理を行っているが、湿度が低下した処理空間１６２でＩＰＡ液が蒸発するため、図６に示す現象が発生するのを効果的に抑えて基板乾燥を良好に行うことができる。
【００４３】
図６はＩＰＡ液の蒸発に起因する乾燥不良の発生メカニズムを模式的に示す図である。このようにＩＰＡ液などの比較的揮発性の高い溶剤が蒸発する際には、基板回転の遠心力とＩＰＡ蒸発に伴いＩＰＡ液膜が移動していく。また、ＩＰＡ蒸発によりＩＰＡ液膜の端部では基板表面が乾燥されて露出するが、ＩＰＡ蒸発と同時に気化熱が発生して露出領域の周辺温度が局部的にかつ急激に低下する（同図（ａ））。このとき、露出領域の周辺に多量の水蒸気成分が存在すると、上記温度低下により露出領域に凝集して水滴として付着することがある（同図（ｂ））。このような現象はＩＰＡ液膜の乾燥移動にしたがって順次発生するため、帯状の乾燥不良が発生してしまう。このような乾燥不良は基板表面の周辺湿度に大きく依存しているため、本実施形態のように乾燥処理に先立って処理空間１６２の湿度を大幅に低減しておくことで上記乾燥不良を効果的に、しかも確実に防止することができる。したがって、ＩＰＡ液などを用いて置換処理を行う装置や方法では、非常に有用な技術と言える。
【００４４】
また、上記実施形態では、湿式処理（薬液およびリンス処理）に際して、処理空間１６２を開放状態に設定しながら比較的大容量で処理空間１６２を排気しているため、湿式処理時に処理空間１６２内で発生する処理液雰囲気を効率よく処理空間１６２から排出することができ、処理液（薬液およびリンス液）がスプラッシュガード１３６の周辺に飛散するのを効果的に防止することができる。また同時に、湿式処理中に処理空間１６２に向けて乾燥窒素ガスを供給しているため、湿式処理中に発生する処理液のミストが処理空間１６２から上方に飛散するのを抑制することができ、遮断部材１６６が上記ミストにより汚染されるのを効果的に防止することができる。
【００４５】
また、湿式処理と湿度低下処理で排気量を相違させているので、次の作用効果も得られる。湿式処理では上記したように処理液のミストを処理空間１６２から効率的に排出するために排気量を高めているが、その排気量のまま湿度低下処理を実行してもよい。しかしながら、この場合、当該排気量に見合った量の乾燥窒素ガスを処理空間１６２に供給する必要があり、乾燥気体供給ユニット１７２にかかる負荷が大きくなり、当該ユニット１７２の大型化や高出力化を招いてしまう。これに対し、本実施形態のように排気調整機構１６４を設け、上記のように排気量を調整することで上記問題を解消して乾燥気体供給ユニット１７２の小型化を図ることができる。また、乾燥窒素ガスの消費量を抑えることができ、ランニングコストの面でも優れている。
【００４６】
また、この実施形態によれば、スプラッシュガード１３６の上方位置では遮断部材１６６を単に昇降自在に設けるのみであるため、雰囲気遮断板の昇降駆動および回転駆動が必要となっていた従来装置と比べて装置構成を簡素に、しかも上下方向における装置サイズを小型化することができる。その結果、図１に示すように、処理ユニットを上下方向に積層配置することが可能となり、基板処理システムのフットプリントを大幅に縮小することができる。
【００４７】
図７は本発明にかかる基板処理装置としての処理ユニットの第２実施形態を示す図であり、同図（ａ）はリンス処理を行う際の動作を示す一方、同図（ｂ）は湿度低下処理、置換処理および乾燥処理を行う際の動作を示している。また、図８は図７の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。この処理ユニット１００が第１実施形態のそれと大きく相違する点は、(1)切換手段の構成と、(2)乾燥窒素ガスおよびＩＰＡ液の供給形態であり、その他の構成は基本的に共通する。そこで、以下の説明においては、相違点を中心に説明し、共通構成については同一または相当符号を付して説明を省略する。
【００４８】
この第２実施形態では、処理チャンバー１０２の天井部分に乾燥気体供給ユニット１７２が配置されており、乾燥気体供給ユニット１７２から処理チャンバー１０２の中央空間に向けて乾燥窒素ガスが吐出されている。また、乾燥気体供給ユニット１７２の下方側近傍には、複数の貫通孔を有するパンチングプレート１５４が配置されており、乾燥気体供給ユニット１７２からの乾燥窒素ガスはパンチングプレート１５４により水平方向に拡散されて処理空間１６２に送り込まれる。このように、第２実施形態では乾燥気体供給ユニット１７２とパンチングプレート１５４が本発明の「気体供給手段」として機能している。
【００４９】
また、乾燥気体供給ユニット１７２の中央部には、ＩＰＡ液吐出ノズル１７４が取り付けられている。そして、第１実施形態と同様に、ユニット制御部１１８からの指令に応じてＩＰＡ液供給ユニット１７８からＩＰＡ液が圧送されることで、ＩＰＡ液吐出ノズル１７４から基板Ｗの表面中央部に向けてＩＰＡ液を供給可能となっている。
【００５０】
また、第２実施形態では、薬液吐出ノズル１２２とリンス液吐出ノズル１２４が互いに独立して移動するように構成されている。すなわち、薬液吐出ノズル１２２には薬液ノズル移動機構１８２が接続されており、ユニット制御部１１８からの動作指令に応じて薬液ノズル移動機構１８２が駆動されることで、基板Ｗの表面上方の吐出領域と吐出領域から側方に退避した待機位置との間でノズル１２２は移動可能となっている。さらに、吐出領域においても、薬液ノズル移動機構１８２によりノズル１２２は基板表面の中央部上方と周縁部上方との間を往復移動可能となっている。
【００５１】
また、リンス液吐出ノズル１２４には、リンスノズル移動機構１８４が接続されており、ユニット制御部１１８からの動作指令に応じてリンスノズル移動機構１８４が駆動されることで、基板Ｗの表面上方の吐出領域と吐出領域から側方に退避した待機位置との間でノズル１２４は移動可能となっている。また吐出領域においても、リンスノズル移動機構１８４によりノズル１２４は基板表面の中央部上方と周縁部上方との間を往復移動可能となっている。
【００５２】
この実施形態では、スプラッシュガード１３６がスピンチャック１０６に保持された基板Ｗの周囲を取り囲んでおり、基板Ｗとスプラッシュガード１３６の間に円環状の空間１４０が形成されている。そして、この円環状空間１４０に対して隔壁部１４２が進退移動自在となっている。隔壁部１４２は円筒状部材１４４と、円筒状部材１４４の下端部に連設された拡張スカート部材１４６を備えている。すなわち、円筒状部材１４４の内径は円盤形状を有するスピンベース１１６の外径よりも大きく、しかも円筒状部材１４４の外径はスプラッシュガード１３６の円筒状内部空間を上方から見た開口部の内径よりも小さくなっており、円環状空間１４０を上下方向に垂直に昇降可能な形状となっている。一方、拡張スカート部材１４６は円筒状部材１４４から円筒状部材１４４の外径方向にスカート状に拡張された形状を有しており、円筒状部材１４４の昇降移動と一緒に、３つの排液槽１３５ａ〜１３５ｃのうちの最も内側の排液槽１３５ａの内部およびその上方を昇降移動可能となっている。
【００５３】
このように構成された隔壁部１４２には、隔壁昇降機構１４８が接続されており、ユニット制御部１１８からの動作指令に応じて隔壁昇降機構１４８が駆動されることで、隔壁部１４２が垂直に昇降移動する。隔壁昇降機構１４８は、モータ１４８１とモータ１４８１に接続されたボールネジ１４８２より構成される。モータ１４８１は受け部材１３４の下方に配置され、受け部材１３４を貫通してボールネジ１４８２が立設される。こうすることでモータ１４８１への処理液の付着を防止することができる。ボールネジ１４８２に装着されたブランケットは隔壁部１４２の側面に固定され、ボールネジ１４８２がモータ１４８１によって回転されることでブランケットが昇降し、それに伴い隔壁部１４２が昇降駆動される。この隔壁昇降機構１４８は隔壁部１４２の周囲に少なくとも３ヶ所配置され、同時に駆動することで安定して隔壁部１４２を昇降できる。尚、モータとボールネジに代えてエアーシリンダーを用いてもよい。
この実施形態では、隔壁部１４２の上昇移動によって、円筒状部材１４４が円環状空間１４０に位置して基板Ｗとスプラッシュガード１３６を区切るとともに拡張スカート部材１４６が排液槽１３５ａの上方で基板Ｗの側方位置に位置する（図７（ｂ））。一方、隔壁部１４２の降下移動によって、円筒状部材１４４が円環状空間１４０から下方に離れた退避空間（図７（ｂ）の符号１４１）に移動すると、基板Ｗとスプラッシュガード１３６の間に区切りがなくなり、基板Ｗおよびスピンチャック１０６から飛散する処理液（薬液やリンス液）をスプラッシュガード１３６により補集可能となるとともに拡張スカート部材１４６が排液槽１３５ａ内に位置する（図７（ａ））。
【００５４】
また、この実施形態では、隔壁部１４２が上昇移動した時、円筒状部材１４４の上端部がパンチングプレート１５４に近接または接続されて処理空間１６２が半密閉状態となる。逆に、隔壁部１４２の降下移動によって、円筒状部材１４４の上端部がパンチングプレート１５４から下方に離間して処理空間１６２が開放状態となる。このように、第２実施形態では、隔壁昇降機構１４８が本発明の「筒状部材昇降機構」として機能し、円筒状部材１４４と隔壁昇降機構１４８が本発明の「切換手段」として機能している。
【００５５】
このように構成された第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、基板搬送ロボット１３により未処理の基板Ｗが処理チャンバー１０２内に搬入された後、湿式処理（薬液処理およびリンス処理）、湿度低下処理、置換処理および乾燥処理が実行される。すなわち、隔壁部１４２が降下移動して処理空間１６２が開放状態となっている状態で、回転する基板Ｗの表面中央部にフッ酸が薬液として供給されて基板表面のエッチング処理（薬液処理）が実行される。また、薬液処理が完了すると、薬液吐出ノズル１２２が待機位置に戻される一方、リンス液吐出ノズル１２４が薬液吐出ノズル１２２と入れ替わって基板表面の中央部上方に移動される。そして、リンス液吐出ノズル１２４からリンス液が吐出されてリンス処理が実行される（図７（ａ））。
【００５６】
リンス処理が完了すると、同図（ｂ）に示すように、リンス液吐出ノズル１２４が待機位置に戻される一方、隔壁昇降機構１４８が作動して隔壁部１４２を上昇移動させて円筒状部材１４４の上端部をパンチングプレート１５４に近接または接続させる。これによって、処理空間１６２が半密閉状態となる。また、排気調整機構１６４により処理空間１６２からの排気を抑えており（この実施形態では、−２０Ｐａ、風速０．５ｍ／秒）、これらの設定により処理空間１６２内の湿度を効果的に低下させることができる。この実施形態においても、第１実施形態と同様に相対湿度１０％以下の乾燥窒素ガスを用いているので、処理空間１６２内の湿度を当該乾燥窒素ガスの相対湿度と同程度にまで低下させることができる。
【００５７】
それに続いて、半密閉状態でかつ乾燥窒素ガスを供給した状態のまま、第１実施形態と同様に、置換処理および乾燥処理を連続して行う。その後、ユニット制御部１１８はチャック回転機構１１０を制御して基板Ｗの回転を停止させる。そして、隔壁部１４２を降下移動させて円筒状部材１４４を円環状空間１４０から下方に離れた退避空間（図７（ｂ）の符号１４１）に移動させるとともにスプラッシュガード１３６を降下させて、スピンチャック１０６をスプラッシュガード１３６の上方から突出させる。その後、基板搬送ロボット１３が処理済の基板Ｗを処理ユニット１００から搬出して、１枚の基板Ｗに対する一連の基板処理が終了する。そして、次の基板Ｗについても、上記と同様の処理が実行される。
【００５８】
以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、乾燥処理を実行する前に処理空間１６２の湿度を低下させており、乾燥処理を低湿度雰囲気で行っているため、基板乾燥により基板表面にウォーターマーク等が発生するのを効果的に抑えることができる。
【００５９】
また、上記第２実施形態では、隔壁部１４２の昇降移動により処理空間１６２を開放状態と半密閉状態の切換を行っているが、隔壁部１４２の代わりに別部材により処理空間１６２を開放状態と半密閉状態に切り換えてもよい。例えば図９に示すように、開口部１３６ａに対応した蛇腹形状を有する蛇腹部材１８６を用いてもよく、第２実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６０】
図９は本発明にかかる基板処理装置としての処理ユニットの第３実施形態を示す図であり、同図（ａ）はリンス処理を行う際の動作を示す一方、同図（ｂ）は湿度低下処理、置換処理および乾燥処理を行う際の動作を示している。また、図１０は図９の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。この実施形態が第２実施形態と大きく相違する点は、隔壁部１４２の代わりに蛇腹部材１８６を用いている点であり、その他の構成は基本的に共通する。そこで、以下の説明においては、相違点を中心に説明し、共通構成については同一または相当符号を付して説明を省略する。
【００６１】
この第３実施形態では、蛇腹部材１８６の上端部がパンチングプレート１５４に接続される一方、下端部が伸縮自在となっている。また、蛇腹部材１８６にはエアーシリンダーやモータとボールネジによる蛇腹伸縮機構１８８が接続されており、蛇腹伸縮機構１８８により伸縮駆動される。ユニット制御部１１８からの指令により蛇腹伸縮機構１８８が作動して蛇腹部材１８６が収縮されると、図９（ａ）に示すように、蛇腹部材１８６の下端部が開口部１３６ａの上方に移動して処理空間１６２が開放状態となる。逆に、同図（ｂ）に示すように、蛇腹伸縮機構１８８により蛇腹部材１８６が伸張すると、蛇腹部材１８６の下端部が開口部１３６ａに近接または接触して処理空間１６２が半密閉状態となる。このように、第３実施形態では、蛇腹部材１８６と蛇腹伸縮機構１８８が本発明の「切換手段」として機能している。
【００６２】
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。上記した実施形態では、排気調整機構１６４としては、排気量をコントロールできるものであれば、その構成や動作等については特に限定されるものではなく、任意であるが、例えば図１１に示す排気調整機構１６４を採用することができる。
【００６３】
図１１は本発明にかかる基板処理装置で採用可能な排気調整機構を示す図である。この排気調整機構１６４は、排気管１６０よりも細い口径を有するとともに排気管１６０から分岐して再び排気管１６０に連通されたバイパス配管１６４ａと、バイパス配管１６４ａが排気管１６０から分岐する分岐位置Ｐ1とバイパス配管１６４ａが排気管１６０に連通する連通位置Ｐ2との間に介挿された開閉弁１６４ｂとを備えている。そして、湿式処理（薬液およびリンス処理）時には、ユニット制御部１１８からの指令にしたがって開閉弁１６４ｂを開いて比較的大容量で処理空間１６２を排気可能となっている。一方、湿度低下処理時にはユニット制御部１１８からの指令にしたがって開閉弁１６４ｂを閉じて処理空間１６２の排気量を湿式処理時のそれよりも抑える。
【００６４】
また、上記した実施形態の置換処理では、基板表面に形成されたパターンが倒壊するなどの不具合を防止して乾燥性能を高めるために処理液よりも表面張力が低い低表面張力液を基板に供給しており、低表面張力液としてＩＰＡ液を用いて置換処理を行っている。ＩＰＡ１００％であっても、ＩＰＡとＤＩＷの混合液であってもよい。また、低表面張力液としては、ＩＰＡ液以外に、エチルアルコール、メチルアルコールの各種有機溶媒を用いるようにしてもよい。また、各種アルコールの蒸気を有機溶媒成分としてＤＩＷに溶解させて低表面張力液を生成するようにしてもよい。なお、乾燥処理の前に置換処理を行っているが、これは必須処理ではなく、省略してもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、本発明の「乾燥気体」として乾燥窒素ガスを用いているが、これ以外の乾燥気体、例えば乾燥空気などを用いることができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、半導体ウエハ等の円盤状基板Ｗに対して薬液処理、リンス処理、（置換処理）および乾燥処置を行う装置および方法に本発明を適用しているが、基板Ｗの種類や処理内容はこれに限定されるものではなく、処理液を基板に供給して湿式処理を施した後に当該基板を乾燥する基板処理装置および方法に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
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、ＦＥＤ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板全般に湿式処理および乾燥処理を施す基板処理装置および方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明を好適に適用することのできる基板処理システムを示す図である。
【図２】本発明にかかる基板処理装置としての処理ユニットの第１実施形態を示す図である。
【図３】図２の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。
【図４】図２の処理ユニットの動作を示す図である。
【図５】図２の処理ユニットの動作を示す図である。
【図６】ＩＰＡ液の蒸発に起因する乾燥不良の発生メカニズムを模式的に示す図である。
【図７】本発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を示す図である。
【図８】図７の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。
【図９】本発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示す図である。
【図１０】図９の処理ユニットを制御する電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】排気調整機構の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１Ａ〜４Ａ、１Ｂ〜４Ｂ、１００…処理ユニット（基板処理装置）
１３６…スプラッシュガード（カップ）
１３６ａ…開口部
１４０…円環状空間
１４４…円筒状部材
１４８…隔壁昇降機構（筒状部材昇降機構）
１５４…パンチングプレート
１６０…排気管
１６２…処理空間
１６４…排気調整機構
１６４ａ…バイパス配管（排気調整機構）
１６４ｂ…開閉弁（排気調整機構）
１６６…遮断部材
１６８…対向面
１７２…乾燥気体供給ユニット（気体供給手段）
１７４…ＩＰＡ液吐出ノズル（液体供給手段）
１７８…ＩＰＡ液供給ユニット（液体供給手段）
１８０…遮断部材昇降機構
１８６…蛇腹部材
１８８…蛇腹伸縮機構
Ｐ1…分岐位置
Ｐ2…連通位置
Ｗ…基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平姿勢で回転する基板の周囲をカップで取り囲んで処理空間を形成するとともに、前記処理空間を排気しながら、前記基板に処理液を供給して前記処理液により前記基板を湿式処理した後に前記基板を乾燥する基板処理装置であって、
前記処理空間に乾燥気体を供給する気体供給手段と、
前記処理空間を開放状態と半密閉状態に切り換える切換手段と、
前記処理空間の排気を調整する排気調整手段とを備え、
前記湿式処理の際には前記切換手段が前記処理空間を開放状態に切り換える一方、
前記湿式処理後かつ前記乾燥処理前には前記切換手段が前記処理空間を半密閉状態に切り換え、前記気体供給手段が前記乾燥気体を前記処理空間に供給するとともに前記排気調整手段が前記処理空間の排気を前記湿式処理時よりも抑えて前記処理空間内の湿度を低下させる
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記処理液よりも表面張力が低い低表面張力液を前記基板に供給する液体供給手段をさらに備え、
前記液体供給手段は前記湿式処理後かつ前記乾燥処理前に前記基板に前記低表面張力液を供給して前記基板に付着している前記処理液を前記低表面張力液に置換する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記気体供給手段は前記湿式処理中に前記処理空間に向けて前記乾燥気体を供給する請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記カップは上方に開口した開口部を有し、
前記切換手段は、前記開口部と対向する対向面を有するとともに前記カップの上方位置で上下方向に移動自在に設けられた遮断部材と、前記遮断部材を上下方向に昇降移動させる遮断部材昇降機構とを備えており、
前記切換手段は、前記遮断部材を前記開口部に近接移動させることで前記開口部を前記対向面で覆って前記処理空間を前記半密閉状態に切り換える一方、前記遮断部材を前記開口部から上方に離間移動させて前記処理空間を前記開放状態に切り換える請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記対向面に複数の貫通孔が形成されており、前記気体供給手段から供給される前記乾燥気体が前記複数の貫通孔を介して前記処理空間に吐出される請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記カップは上方に開口した開口部を有し、
前記気体供給手段は前記開口部の上方位置に配置されて下方に向けて前記乾燥気体を吐出し、
前記切換手段は、前記開口部に対応した筒状形状を有するとともに前記処理空間に沿って上下方向に昇降自在な筒状部材と、前記筒状部材を上下方向に昇降移動させる筒状部材昇降機構とを備えており、
前記切換手段は、前記筒状部材を上昇移動させることで前記筒状部材の上端部を前記気体供給手段に近接または接続させて前記処理空間を前記半密閉状態に切り換える一方、前記筒状部材を前記気体供給手段から下方に離間移動させて前記処理空間を前記開放状態に切り換える請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記カップは上方に開口した開口部を有し、
前記気体供給手段は前記開口部の上方位置に配置されて下方に向けて前記乾燥気体を吐出し、
前記切換手段は、前記開口部に対応した蛇腹形状を有するとともに上端部が前記気体供給手段に接続固定されたまま前記処理空間に沿って上下方向に伸縮自在な蛇腹部材と、前記蛇腹部材を上下方向に伸縮させる伸縮機構とを備えており、
前記切換手段は、前記蛇腹部材を下方に伸張させることで前記蛇腹部材の下端部を前記開口部に近接または接続させて前記処理空間を前記半密閉状態に切り換える一方、前記下端部を前記開口部から上方に収縮させて前記処理空間を前記開放状態に切り換える請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記処理空間は排気管を介して排気されており、
前記排気調整手段は前記排気管よりも細い口径を有するとともに前記排気管から分岐して再び前記排気管に連通されたバイパス配管と、前記バイパス配管が前記排気管から分岐する分岐位置と前記バイパス配管が前記排気管に連通する連通位置との間で前記排気管に介挿された開閉弁とを備え、前記湿式処理時には前記開閉弁を開く一方、前記湿度低下処理時には前記開閉弁を閉じて前記処理空間の排気量を前記湿式処理時よりも抑える
請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記乾燥気体の相対湿度は１０％以下である請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
回転する基板の周囲をカップで取り囲んで処理空間を形成するとともに、開放状態の前記処理空間を排気しながら前記基板に処理液を供給して前記処理液により前記基板を湿式処理する湿式処理工程と、
前記湿式処理工程後に前記処理空間を半密閉状態に切り換え、前記半密閉状態の前記処理空間に乾燥気体を供給しながら前記処理空間の排気を前記湿式処理時よりも抑えて前記処理空間内の湿度を低下させる湿度低下工程と、
前記湿度低下工程後に前記基板を乾燥させる乾燥工程と
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１１】
前記湿式処理工程後かつ前記乾燥工程前に、前記処理液よりも表面張力が低い低表面張力液を前記基板に供給して前記基板に付着している前記処理液を前記低表面張力液に置換する置換工程をさらに備えた請求項１０記載の基板処理方法。
【請求項１】
水平姿勢で回転する基板の周囲をカップで取り囲んで処理空間を形成するとともに、前記処理空間を排気しながら、前記基板に処理液を供給して前記処理液により前記基板を湿式処理した後に前記基板を乾燥する基板処理装置であって、
前記処理空間に乾燥気体を供給する気体供給手段と、
前記処理空間を開放状態と半密閉状態に切り換える切換手段と、
前記処理空間の排気を調整する排気調整手段とを備え、
前記湿式処理の際には前記切換手段が前記処理空間を開放状態に切り換える一方、
前記湿式処理後かつ前記乾燥処理前には前記切換手段が前記処理空間を半密閉状態に切り換え、前記気体供給手段が前記乾燥気体を前記処理空間に供給するとともに前記排気調整手段が前記処理空間の排気を前記湿式処理時よりも抑えて前記処理空間内の湿度を低下させる
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記処理液よりも表面張力が低い低表面張力液を前記基板に供給する液体供給手段をさらに備え、
前記液体供給手段は前記湿式処理後かつ前記乾燥処理前に前記基板に前記低表面張力液を供給して前記基板に付着している前記処理液を前記低表面張力液に置換する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記気体供給手段は前記湿式処理中に前記処理空間に向けて前記乾燥気体を供給する請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記カップは上方に開口した開口部を有し、
前記切換手段は、前記開口部と対向する対向面を有するとともに前記カップの上方位置で上下方向に移動自在に設けられた遮断部材と、前記遮断部材を上下方向に昇降移動させる遮断部材昇降機構とを備えており、
前記切換手段は、前記遮断部材を前記開口部に近接移動させることで前記開口部を前記対向面で覆って前記処理空間を前記半密閉状態に切り換える一方、前記遮断部材を前記開口部から上方に離間移動させて前記処理空間を前記開放状態に切り換える請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記対向面に複数の貫通孔が形成されており、前記気体供給手段から供給される前記乾燥気体が前記複数の貫通孔を介して前記処理空間に吐出される請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記カップは上方に開口した開口部を有し、
前記気体供給手段は前記開口部の上方位置に配置されて下方に向けて前記乾燥気体を吐出し、
前記切換手段は、前記開口部に対応した筒状形状を有するとともに前記処理空間に沿って上下方向に昇降自在な筒状部材と、前記筒状部材を上下方向に昇降移動させる筒状部材昇降機構とを備えており、
前記切換手段は、前記筒状部材を上昇移動させることで前記筒状部材の上端部を前記気体供給手段に近接または接続させて前記処理空間を前記半密閉状態に切り換える一方、前記筒状部材を前記気体供給手段から下方に離間移動させて前記処理空間を前記開放状態に切り換える請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記カップは上方に開口した開口部を有し、
前記気体供給手段は前記開口部の上方位置に配置されて下方に向けて前記乾燥気体を吐出し、
前記切換手段は、前記開口部に対応した蛇腹形状を有するとともに上端部が前記気体供給手段に接続固定されたまま前記処理空間に沿って上下方向に伸縮自在な蛇腹部材と、前記蛇腹部材を上下方向に伸縮させる伸縮機構とを備えており、
前記切換手段は、前記蛇腹部材を下方に伸張させることで前記蛇腹部材の下端部を前記開口部に近接または接続させて前記処理空間を前記半密閉状態に切り換える一方、前記下端部を前記開口部から上方に収縮させて前記処理空間を前記開放状態に切り換える請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記処理空間は排気管を介して排気されており、
前記排気調整手段は前記排気管よりも細い口径を有するとともに前記排気管から分岐して再び前記排気管に連通されたバイパス配管と、前記バイパス配管が前記排気管から分岐する分岐位置と前記バイパス配管が前記排気管に連通する連通位置との間で前記排気管に介挿された開閉弁とを備え、前記湿式処理時には前記開閉弁を開く一方、前記湿度低下処理時には前記開閉弁を閉じて前記処理空間の排気量を前記湿式処理時よりも抑える
請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記乾燥気体の相対湿度は１０％以下である請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
回転する基板の周囲をカップで取り囲んで処理空間を形成するとともに、開放状態の前記処理空間を排気しながら前記基板に処理液を供給して前記処理液により前記基板を湿式処理する湿式処理工程と、
前記湿式処理工程後に前記処理空間を半密閉状態に切り換え、前記半密閉状態の前記処理空間に乾燥気体を供給しながら前記処理空間の排気を前記湿式処理時よりも抑えて前記処理空間内の湿度を低下させる湿度低下工程と、
前記湿度低下工程後に前記基板を乾燥させる乾燥工程と
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１１】
前記湿式処理工程後かつ前記乾燥工程前に、前記処理液よりも表面張力が低い低表面張力液を前記基板に供給して前記基板に付着している前記処理液を前記低表面張力液に置換する置換工程をさらに備えた請求項１０記載の基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１５８５６５（Ｐ２００９−１５８５６５Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３２２８６（Ｐ２００７−３３２２８６）
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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