基板処理装置および基板処理方法
【課題】処理槽に貯留される処理液から基板を直立姿勢で当該処理槽に貯留される処理液の液面より鉛直方向の上方の待機位置まで引き上げる際に、基板を自然乾燥させることなく、基板に付着している処理液の量を効率的に削減する。
【解決手段】処理槽１内でのリンス処理が完了した後に待機位置ＷＰで置換処理を行うために、単に基板Ｗを待機位置ＷＰに引き上げるのではなく、その引き上げ処理中にリンス処理で使用した処理液と同じ成分の蒸気、つまりＤＩＷ蒸気が基板Ｗに対して水平方向よりも下方向きに向けて供給される。このため、ＤＩＷ蒸気の動圧によって基板Ｗに付着しているＤＩＷが下方へ押し流されて基板Ｗに残存するＤＩＷ量が低下する。また、基板ＷのうちＤＩＷ蒸気供給を直接受ける領域では水蒸気の凝集によってＤＩＷの凝集膜が形成されて当該表面領域の自然乾燥が防止される。
【解決手段】処理槽１内でのリンス処理が完了した後に待機位置ＷＰで置換処理を行うために、単に基板Ｗを待機位置ＷＰに引き上げるのではなく、その引き上げ処理中にリンス処理で使用した処理液と同じ成分の蒸気、つまりＤＩＷ蒸気が基板Ｗに対して水平方向よりも下方向きに向けて供給される。このため、ＤＩＷ蒸気の動圧によって基板Ｗに付着しているＤＩＷが下方へ押し流されて基板Ｗに残存するＤＩＷ量が低下する。また、基板ＷのうちＤＩＷ蒸気供給を直接受ける領域では水蒸気の凝集によってＤＩＷの凝集膜が形成されて当該表面領域の自然乾燥が防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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を処理槽に貯留された処理液に浸漬させて処理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。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１に記載の装置は、処理槽内で純水などの処理液による処理が完了した基板を直立姿勢のまま処理槽の上方の待機位置に引き上げた後、その待機位置で処理液よりも表面張力が低い有機溶剤、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール：isopropyl alcohol）を供給して基板表面に付着している処理液をＩＰＡに置換する。これは、基板の表面に形成されるパターンの倒壊を防止しながら基板表面を良好に乾燥させるためであり、従来より多用されている技術のひとつである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４２２６２号公報（例えば図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、種々の実験を行ったところ、パターン倒壊を防止するためには、待機位置でのＩＰＡの供給条件のみを考慮すればよいというわけではなく、処理槽から待機位置に引き上げる際の条件を考慮する必要があるとの知見を得た。具体的には、処理槽から待機位置に基板を引き上げる際の引き上げ速度を比較的高く設定すると、引き上げ中の基板から処理槽に戻る処理液の量は抑制され、待機位置に引き上げられた基板に多くの処理液が残存してしまう。そのため、基板に残存する処理液とＩＰＡとの置換が効率的に行われず、パターン倒壊が発生することがあった。これを防止するためには、例えば５［ｍｍ／ｓ］程度の低速度で基板を引き上げる必要があり、このことがプロセス速度を低下させる主要因のひとつとなっている。
【０００５】
そこで、基板の引き上げ中に窒素ガスを基板に吹き付けることによって基板から処理液を排除することも考えられるが、窒素ガス供給によって基板の一部、特に窒素ガスが直接供給される表面領域から処理液が完全に除去されて自然乾燥が生じると、それによってパターン倒壊やウォーターマークが発生してしまう。したがって、基板の自然乾燥を防止しつつ処理液を基板から効率的に除去しながら待機位置まで引き上げる技術が望まれている。
【０００６】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、処理槽に貯留される処理液から基板を直立姿勢で当該処理槽に貯留される処理液の液面より鉛直方向の上方の待機位置まで引き上げる際に、基板を自然乾燥させることなく、基板に付着している処理液の量を効率的に削減することができる技術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、上記目的を達成するため、処理液を貯留する処理槽と、基板を直立姿勢のまま、処理槽に貯留された処理液に基板が浸漬されて基板に処理が施される処理位置から、処理槽に貯留された処理液の液面より鉛直方向の上方に離れた待機位置に引き上げる引き上げ手段と、処理位置と待機位置との鉛直方向の中間位置に対して第１ノズル開口を水平方向よりも下方向きに向けた第１ノズルと、第１ノズルに処理液の蒸気を供給する処理液蒸気供給部と、処理液蒸気供給部を制御する制御手段とを備え、制御手段は、処理位置から待機位置への基板の引き上げ途中で処理液蒸気供給部から処理液の蒸気を第１ノズルに供給して中間位置を移動している基板に対して処理液の蒸気を下向きに与え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、処理槽に貯留された処理液に基板を浸漬させて基板を処理する処理工程と、基板を直立姿勢のまま、処理槽に貯留された処理液から、処理槽に貯留された処理液の液面より鉛直方向の上方に離れた待機位置に引き上げる引き上げ工程とを備え、引き上げ工程では、処理位置から待機位置への引き上げ途中にある基板に対して水平方向よりも下方向きに処理液の蒸気を供給する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、処理槽中の処理液に浸漬された基板を直立姿勢で待機位置に引き上げる途中で、引き上げ途中の基板に対して処理液の蒸気が水平方向よりも下方向きに供給される。そのため、蒸気の動圧によって基板に付着している処理液が下方へ押し流されて基板に残存する処理液量が低下する。また、このように処理液の蒸気を基板に供給した際、基板のうち蒸気供給を直接受ける領域では蒸気の動圧によって基板表面が露出し易いが、当該領域では水蒸気の凝集によって処理液の凝集膜が形成されて表面露出が防止される。このように、処理液蒸気の動圧による押し流し効果と、処理液蒸気の凝集効果とを組み合わせることで、引き上げ中の基板を自然乾燥させることなく、基板に付着している処理液の量が効率的に削減される。
【００１０】
ここで、第１ノズルの配設位置は任意であるが、引き上げ途中にある基板の径方向側方に設けることで処理液の蒸気が基板表面に沿って供給されることとなり、基板に付着している処理液を効果的に下方に押し流すことができる。また、蒸気供給を直接受ける領域の面積が小さくなり、当該領域の露出をより効果的に、かつ均一に防止することができる。
【００１１】
また、第１ノズルの本数も任意であり、例えば２本の第１ノズルによりノズル対を構成し、これら２本のノズルを引き上げ途中にある基板の径方向側方の両側に振り分けて設けてもよい。このように両側より処理液の蒸気が供給されることで、基板に付着している処理液をより効果的に下方に押し流すことができる。
【００１２】
また、ノズル対の数も任意であり、複数のノズル対を設けてもよく、特にこれらのノズル対を鉛直方向での高さ位置を異ならせて設けるのが好適である。それは次の理由からである。すなわち、基板からの処理液の押し流しに直接寄与する蒸気の動圧は、基板と第１ノズルとの距離が大きくなるのにしたがって弱まる。しかしながら、基板の引き上げ方向に沿ってノズル対を多段に配設した場合、引き上げ中の基板に対して常に基板に近接した第１ノズルが存在することとなり、その結果、押し流し効果を連続的、かつ安定的に発揮することができる。また、引き上げ中の基板に対して供給される蒸気量も増大して基板からの処理液の削減量を高めることができる。
また、このように複数のノズル対を配置した場合には、処理液蒸気供給部から各ノズル対を構成する第１ノズルへの処理液の蒸気の供給を、処理位置から待機位置への基板の引き上げに対応して鉛直方向の最下方側に設けられる最下方ノズル対から鉛直方向の最上方側に設けられる最上方ノズル対に向けて順番に切り替えるのが好適である。というのも、上記したように基板と第１ノズルとの距離が大きくなるのにしたがって押し流し効果が低くなるため、上記したように切替動作を行うことで蒸気量を抑制しながらも押し流し効果を効果的に、かつ安定して継続させることができ、コストパフォーマンスに優れているからである。
【００１３】
また、待機位置に対して第２ノズル開口を向けた第２ノズルを設け、基板が待機位置に引き上げられると、有機溶剤蒸気供給部から有機溶剤の蒸気を第２ノズルに供給して待機位置に引き上げられた基板に対して有機溶剤の蒸気を与えるように構成してもよい。これによって、基板に残留している処理液を有機溶剤に置換することができ、基板に形成されるパターンが倒壊するのを効果的に防止することができる。
【００１４】
また、第２ノズルは有機溶剤の蒸気を基板に供給する機能を有しているが、次に説明するように第１ノズルと同様の作用効果を発揮させるように構成してもよい。すなわち、第２ノズル開口を待機位置に対して水平方向よりも下方向きに設定し、基板が待機位置に引き上げられると、第２ノズルに対し、有機溶剤の蒸気の供給前に、処理液蒸気供給部から処理液の蒸気を供給して基板に対して処理液の蒸気を下向きに与えてもよい。これによって、上記した置換処理の実行直前においても基板の自然乾燥を防止しながら基板に付着している処理液量を効率的に削減することができ、置換効率を高めることができる。
【００１５】
さらに、処理液の蒸気が中間位置の周辺温度よりも高くなるように構成することで、上記した凝集効果をより一層効果的に発揮させることができ、好適である。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、引き上げ途中の基板に対して処理液の蒸気を水平方向よりも下方向きに供給しているので、処理液蒸気の動圧による押し流し効果と処理液蒸気の凝集効果とによって引き上げ中の基板を自然乾燥させることなく、基板に付着している処理液の量を効率的に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】図１に示す装置の正面図である。
【図３】図１の装置の動作を模式的に示す図である。
【図４】本発明にかかる基板処理装置の第２実施形態の動作を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。また、図２は、図１に示す装置の正面図である。なお、図１および図２においては、水平面をＸ−Ｙ面とし、鉛直方向をＺ軸方向とする３次元座標系Ｘ−Ｙ−Ｚが定義されている。この基板処理装置は、他の基板処理装置により前処理（例えば薬液処理）を受けた複数の基板を処理槽１に貯留されるＤＩＷ（deionized water：脱イオン水）中の処理位置ＰＰに浸漬させて基板表面に付着する薬液などを洗い流すリンス処理を一括して行った後、処理槽１から基板Ｗを待機位置ＷＰに引き上げ、当該待機位置ＷＰで基板Ｗに付着するＤＩＷをＩＰＡと置換するバッチ方式の装置である。
【００１９】
この処理槽１はＤＩＷを処理液として貯留する内槽１１を有している。また、この内槽１１の底部両側には噴出管１２がそれぞれ１本ずつＹ方向に振り分けて配設されている。各噴出管１２には、図１に示すように、配管２１の一方端が接続されている。また、配管２１の他方端部はＤＩＷ供給源４に接続されている。この配管２１には、開閉弁Ｖ４１が介挿されており、装置全体を制御する制御部５からの開閉指令に応じて開閉する。このため、制御部５から開閉弁Ｖ４１に開指令が与えられると、開閉弁Ｖ４１が開いてＤＩＷ供給源４からＤＩＷが開閉弁Ｖ４１および配管２１を介して内槽１１内に供給されて貯留される。そして、内槽１１の内部に貯留したＤＩＷに複数の基板Ｗを一括して浸漬することで所定の純水リンス処理が実行される。
【００２０】
このように構成された処理槽１は、その周囲が全体にわたってチャンバ６で囲われている。このチャンバ６の底部中央部には、チャンバ６内からリンス処理に供したＤＩＷや洗浄除去された成分などを排出する排出部６１が設けられている。一方、チャンバ６の上部開口６２はシャッタ６３で開閉自在となっており、当該シャッタ６３を開いた状態（図１中の点線）で搬送ロボットＲＢが上部開口６２を介してチャンバ６内にアクセス可能となっている。この実施形態では、チャンバ６は、処理槽１に貯留されるＤＩＷの液面（後で説明する図３中の符号ＬＢ）より鉛直方向Ｚの上方に、基板Ｗに対する置換処理を行うために基板Ｗを一時的に位置される待機位置ＷＰが形成可能な内容量と高さを備えている。そして、この待機位置ＷＰに対して搬送ロボットＲＢがアクセスして未処理基板Ｗの搬入および置換処理済み基板Ｗの搬出を行う。このように本実施形態では、待機位置ＷＰは置換処理を行うための位置であるとともに、搬送ロボットＲＢとの間で基板Ｗの受け渡しを行うための位置である。
【００２１】
また、本実施形態では、処理位置ＰＰおよび待機位置ＷＰ以外に、乾燥位置ＤＰが設定されている。この乾燥位置ＤＰは上部開口６２の直上位置であり、搬送ロボットＲＢが待機位置ＷＰで置換処理済みの基板Ｗを受け取った後、基板Ｗを保持したまま待機位置ＷＰから乾燥位置ＤＰに移動し、当該乾燥位置ＤＰで基板Ｗの乾燥処理が実行される。
【００２２】
また、本実施形態では、処理位置ＰＰと待機位置ＷＰとの間で基板Ｗを一括して昇降移動させるために、図２に示すように、基板Ｗを直立状態でＸ方向に一定間隔だけ相互に離間させながら保持する保持部７１と、当該保持部７１を鉛直方向Ｚに昇降させるリフタ駆動機構７２とが設けられている。この保持部７１は鉛直姿勢の背板７１１と、この背板７１１の下部にて水平方向Ｘに突出して設けられた当接部７１２とを備えており、当接部７１２にて基板Ｗの下部を当接支持して複数枚の基板Ｗを直立姿勢（または「起立姿勢」ともいう）で保持する。
【００２３】
そして、制御部５から下降指令がリフタ駆動機構７２に与えられると、保持部７１が処理槽１の内槽１１内に入り込んで基板Ｗを直立姿勢のまま処理位置ＰＰまで移動させ、内槽１１内に貯留されるＤＩＷに浸漬させて処理を開始する。また、処理位置ＰＰに位置決めされている基板Ｗに対してＤＩＷによるリンス処理を行った後、制御部５から上昇指令がリフタ駆動機構７２に与えられると、保持部７１が上昇して基板Ｗを直立姿勢のまま処理位置ＰＰから待機位置ＷＰに引き上げる。
【００２４】
処理位置ＰＰから待機位置ＷＰに引き上げられる基板Ｗの経路に沿って２組のノズル対８、９が設けられている。これらのうちノズル対８は、図１に示すように、処理位置ＰＰと待機位置ＷＰとの鉛直方向Ｚの中間位置ＭＰに対応して設けられた２本のノズル８１、８１により構成されている。より詳しくは、これら２本のノズル８１、８１は、中間位置ＭＰに引き上げられた基板Ｗの径方向側方、つまりＹ方向の両側にそれぞれ１本ずつ振り分けて配置されている。また、各ノズル８１は、図２に示すように、Ｘ方向に延設されたパイプ構造のノズル本体８１１を有しており、各ノズル本体の側面のうち中間位置ＭＰを望む側面部に複数のノズル開口８１２が中間位置ＭＰに対して水平方向Ｙよりも下方向きに向けて設けられている。
【００２５】
各ノズル８１には、図１に示すように、配管２３の一方端が接続されている。また、配管２３の他方端部はＤＩＷ供給源４に接続されている。また、この配管２３には、開閉弁Ｖ４２、ＤＩＷ用気化器２４および開閉弁Ｖ４３が介挿されている。各開閉弁Ｖ４２、Ｖ４３は制御部５からの開閉指令に応じて開閉する。例えば制御部５から開閉弁Ｖ４３に開指令が与えられると、ＤＩＷが気化器２４に与えられて常温より高温で高流速のＤＩＷ蒸気が発生し、さらに制御部５からの開指令に応じて開閉弁Ｖ４２が開くと、配管２３を介してＤＩＷの蒸気がノズル８１に供給される。その結果、中間位置ＭＰを上昇している基板Ｗに対して径方向側方Ｙの両側から水平方向Ｙよりも下向きにＤＩＷの蒸気が吐出される。
【００２６】
また、ノズル対９は、図１に示すように、待機位置ＷＰの斜め上方に設けられた２本のノズル９１、９１により構成されている。より詳しくは、これら２本のノズル９１、９１は、待機位置ＷＰまで引き上げられて位置決めされた基板Ｗの径方向側方、つまりＹ方向の両側にそれぞれ１本ずつ振り分けて配置されている。また、各ノズル９１は、ノズル８１と同様に、Ｘ方向に延設されたパイプ構造のノズル本体９１１を有しており、各ノズル本体の側面のうち待機位置ＷＰを望む側面部に複数のノズル開口９１２が待機位置ＷＰに対して水平方向Ｙよりも下方向きに向けて設けられている。
【００２７】
各ノズル９１には、図１に示すように、配管２５の一方端が接続されている。また、配管２５の他方端部は２本に分岐しており、そのうち一方の分岐配管２５１はＩＰＡ供給源３に接続されるとともに、もう一方の分岐配管２５２はＤＩＷ用気化器２４に接続されている。分岐配管２５１には、ＩＰＡ用気化器２６および開閉弁Ｖ３１が介挿されている。このため、例えば制御部５から開閉弁Ｖ３１に開指令が与えられると、ＩＰＡ液が気化器２６に与えられてＩＰＡの蒸気が発生して配管２５１、２５を介してＩＰＡの蒸気がノズル９１に供給される。その結果、待機位置ＷＰで待機している基板Ｗに対して径方向側方Ｙの両側から水平方向Ｙよりも下向きにＩＰＡの蒸気が吐出される。
【００２８】
また、もう一方の分岐配管２５２には開閉弁Ｖ４４が介挿されている。このため、ＤＩＷの蒸気が気化器２４で発生している状態で、制御部５からの開指令に応じて開閉弁Ｖ４４が開くと、配管２５２、２５を介してＤＩＷの蒸気がノズル９１に供給される。その結果、待機位置ＷＰで待機している基板Ｗに対して径方向側方Ｙの両側から水平方向Ｙよりも下向きにＤＩＷの蒸気が吐出される。このように、本実施形態では、開閉弁の切替制御によってノズル９１、９１からＩＰＡ蒸気またはＤＩＷ蒸気を選択的に吐出可能となっている。
【００２９】
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３を参照しつつ説明する。図３は図１の装置の動作を模式的に示す図である。この基板処理装置では、薬液処理などの前処理を受けた複数の基板Ｗが搬送ロボットＲＢによって例えば図２に示すように待機位置ＷＰに位置決めされる空の保持部７１に移載されると、制御部５は装置各部を制御して基板Ｗのリンス処理、引き上げ処理およびＩＰＡ置換処理を実行する。すなわち、制御部５はリフタ駆動機構７２を作動させて複数の未処理基板Ｗを直立姿勢で保持している保持部７１を処理位置ＰＰまで下降させて基板Ｗを直立姿勢のまま処理槽１の内槽１１に貯留されているＤＩＷに浸漬させる（図３（ａ））。こうして噴出管１２から供給されて内槽１１内で流動するＤＩＷにより基板Ｗに対してリンス処理が実行される。
【００３０】
ＤＩＷによるリンス処理が完了すると、制御部５は開閉弁Ｖ４１を閉じて内槽１１へのＤＩＷ供給を停止した後、リフタ駆動機構７２に上昇指令を与えて基板Ｗの引き上げ処理を開始する。つまり、リフタ駆動機構７２が複数の基板Ｗを直立姿勢のまま保持している保持部７１を上昇移動させる。なお、リンス処理直後またはリンス処理中に制御部５は開閉弁Ｖ４３を開いてＤＩＷ供給源４からＤＩＷをＤＩＷ用気化器２４に供給し、次に説明する引き上げ段階でのＤＩＷ蒸気の供給準備を開始しておく。
【００３１】
内槽１１からの基板Ｗの引上初期では、図３（ｂ）に示すように、基板Ｗの上端部がＤＩＷから抜け出してＤＩＷの液面ＬＢよりも高く、しかも待機位置ＷＰよりも低い中間位置ＭＰに達する。すると、制御部５は開閉弁４２を開いて気化器２４により生成されたＤＩＷ蒸気を各ノズル８１に圧送し、基板Ｗの上端部に対し、各ノズル８１から水平方向Ｙよりも下向きに吐出させる。このＤＩＷ蒸気の動圧によって基板Ｗの上端部に付着している多くのＤＩＷは下方へ押し流されて基板Ｗの上端部に残存するＤＩＷ量が大幅に低下する。また、基板Ｗの上端部では、ＤＩＷ蒸気が直接吹き付けられるために蒸気の動圧によって基板表面が露出し易くなるが、水蒸気の凝集によってＤＩＷの凝集膜が形成されて表面露出が防止される。このように、ＤＩＷ蒸気の動圧による押し流し効果と、ＤＩＷ蒸気の凝集効果とを組み合わせることで、引き上げ中の基板上端部を自然乾燥させることなく、基板Ｗの上端部に付着しているＤＩＷの量が効果的に削減される。
【００３２】
また、引き上げ処理の進行に伴い、同図（ｃ）に示すように、基板Ｗの上端部に続いて中間部が内槽１１に貯留されているＤＩＷから抜け出して中間位置ＭＰに達するが、この基板中間部に対しても、基板上端部と同様に、気化器２４により生成されたＤＩＷ蒸気が各ノズル８１から水平方向Ｙよりも下向きに吐出される。このため、引き上げ中の基板中間部を自然乾燥させることなく、基板Ｗの中間部に付着しているＤＩＷの量が効果的に削減される。もちろん、基板上端部は既にＤＩＷ蒸気の凝集によって形成されたＤＩＷ凝集膜で保護されているため、基板引き上げ中の自然乾燥が効果的に防止されている。そして、引き上げ処理がさらに進行して基板Ｗの下端部が内槽１１に貯留されているＤＩＷから抜け出して中間位置ＭＰに達した（この時点では、基板Ｗは完全に内槽１１に貯留されたＤＩＷから引き上げられている）時点においても、引き続いて気化器２４により生成されたＤＩＷ蒸気が各ノズル８１から水平方向Ｙよりも下向きに吐出されている。
【００３３】
基板Ｗが待機位置ＷＰまで上昇すると、制御部５はリフタ駆動機構７２に対して停止指令を与えて基板Ｗの引き上げ処理を停止させるとともに、開閉弁４２、４４の開閉状態を切り替えてＤＩＷ蒸気を吐出するノズルを切り替える。つまり、制御部５は開閉弁Ｖ４２を閉じて各ノズル８１からのＤＩＷ蒸気の吐出を停止する一方、開閉弁Ｖ４４を開いて各ノズル９１からＤＩＷ蒸気の吐出を開始する（図３（ｄ））。これによって、待機位置ＷＰに位置決めされた基板Ｗに対し、ＤＩＷ蒸気が各ノズル９１から水平方向Ｙよりも下向きに吐出され、これによって基板Ｗを自然乾燥させることなく基板Ｗに付着しているＤＩＷの量をさらに削減させている。そして、制御部５は開閉弁Ｖ４４の開成を一定時間だけ継続させた後、開閉弁Ｖ４４を閉じる。このように、本実施形態では、引き上げ処理中だけでなく、引き上げ処理後も一定時間の間、ＤＩＷ蒸気の供給を継続させている。
【００３４】
この後で、制御部５は開閉弁Ｖ３１を開いてＩＰＡ供給源３からＩＰＡ液をＩＰＡ用気化器２６に供給してＩＰＡ蒸気を発生させる。このＩＰＡ蒸気は分岐配管２５１を介して各ノズル９１に圧送され、待機位置ＷＰに位置決めされている基板Ｗに向けて吐出される（図３（ｅ））。これにより、ＩＰＡ蒸気の動圧によって基板Ｗ上のＤＩＷ凝集膜が基板から押し流されるのと入替えにＩＰＡ蒸気が凝集して基板ＷにＩＰＡ凝集膜を形成される。こうして、ＩＰＡ蒸気による置換処理が行われ、基板表面に形成されるパターン内部がＤＩＷよりも低表面張力のＩＰＡ液で満たされる。
【００３５】
置換処理が完了すると、搬送ロボットＲＢが待機位置ＷＰに位置決めされた基板Ｗを一括して保持する（図３（ｆ））。そして、これら複数の基板Ｗは搬送ロボットＲＢによって待機位置ＷＰから乾燥位置ＤＰに移動させられ、当該乾燥位置ＤＰで乾燥処理を受ける。
【００３６】
以上のように、第１実施形態では、処理槽１内でのリンス処理が完了した後に待機位置ＷＰで置換処理を行うために、単に基板Ｗを処理位置ＰＰから待機位置ＷＰに引き上げるのではなく、その引き上げ処理中にリンス処理で使用した処理液と同じ成分の蒸気、つまりＤＩＷ蒸気を基板Ｗに対して水平方向Ｙよりも下方向きに向けて供給している。このため、ＤＩＷ蒸気の動圧による押し流し効果と、ＤＩＷ蒸気の凝集効果とを組み合わにより、基板Ｗを自然乾燥させることなく、基板Ｗに付着しているＤＩＷ量を効率的に削減することができる。その結果、本実施形態を基板乾燥プロセスに適用することで、置換処理前にＤＩＷ量を十分に削減するために引き上げ速度を抑制する等のプロセス上の制約を受けることなく、基板を良好に乾燥させることが可能となっている。
【００３７】
また、本実施形態では、引き上げ途中にある基板Ｗの径方向（Ｙ方向）の側方に設けているので、ＤＩＷ蒸気が基板Ｗの表面に沿って供給される。このため、基板Ｗに付着しているＤＩＷを効果的に下方に押し流すことができる。また、ＤＩＷ蒸気の供給を直接受ける基板Ｗの表面領域の面積が小さくなり、当該表面領域の露出をより効果的に防止することができる点でも有利である。
【００３８】
このように第１実施形態では、保持部７１およびリフタ駆動機構７２が本発明の「引き上げ手段」として機能している。また、ノズル８１が本発明の「第１ノズル」に相当し、ノズル９１が本発明の「第２ノズル」に相当している。また、ＤＩＷが本発明の「処理液」に相当しており、ＤＩＷの蒸気を生成してノズル８１、９１に向けて圧送するＤＩＷ用気化器２４が本発明の「処理液蒸気供給部」として機能している。さらに、ＩＰＡが本発明の「有機溶剤」に相当しており、ＩＰＡの蒸気を生成してノズル９１に向けて圧送するＩＰＡ用気化器２６が本発明の「有機溶剤蒸気供給部」として機能している。
【００３９】
図４は、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。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、引き上げ処理中に基板Ｗに対してＤＩＷ蒸気を供給するためのノズル対の個数および配置であり、その他の構成は基本的に同一である。すなわち、第２実施形態では、処理位置ＰＰと待機位置ＷＰとの間の中間位置ＭＰにおいて、図４に示すように２組ノズル対８Ａ，８Ｂが鉛直方向Ｚでの高さ位置を異ならせて設けられている。
【００４０】
また、図４への図示を省略しているが、ノズル対８Ａを構成する各ノズル８１ならびにノズル対８Ｂを構成する各ノズル８２も、第１実施形態と同様に、気化器２４と接続される配管に開閉弁がそれぞれ介挿されており、制御部５により各開閉弁を制御可能となっている。つまり、制御部５は開閉弁の開閉タイミングを制御することによって気化器２４で生成されるＤＩＷ蒸気の圧送先を切り替えることが可能となっている。そして、リンス処理が完了して複数の基板Ｗが一括して処理位置ＰＰから待機位置ＷＰに引き上げられる最中において、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示すように、気化器２４からのＤＩＷ蒸気の圧送先が引き上げ処理の前半では、鉛直方向Ｚの最下方側に設けられる最下方ノズル対８Ａであるのに対し、引き上げ処理の後半では鉛直方向Ｚの最上方側に設けられる最上方ノズル対８Ｂに切り替えられる。
【００４１】
このように第２実施形態では、ノズル対８Ａ、８Ｂの多段配置とＤＩＷ蒸気の吐出切り替えを行っているため、常に引き上げ途中の基板Ｗに対して最も近接するノズルからＤＩＷ蒸気が基板Ｗに供給されることとなり、基板Ｗに与えられるＤＩＷ蒸気の動圧が常に高い値となり、押し流し効果を連続的、かつ安定的に発揮することができる。また、このように近接したノズルからＤＩＷ蒸気が基板Ｗに与えられるため、基板ＷへのＤＩＷ蒸気の供給効率を高めることができ、引き上げ中の基板Ｗに対して供給される蒸気量が増大して基板Ｗの自然乾燥を防止しつつ基板Ｗからの処理液の削減量を高めることができる。
【００４２】
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。例えば引き上げ処理中に基板Ｗに対してＤＩＷ蒸気を供給するためのノズル対の数は任意であり、３組以上のノズル対を設けてもよい。また、３組以上のノズル対を設ける場合には、第２実施形態と同様に鉛直方向Ｚでの高さ位置を異ならせるように多段配置し、またＤＩＷ用気化器２４から各ノズル対を構成するノズルへのＤＩＷ蒸気の供給を、処理位置ＰＰから待機位置ＷＰへの基板Ｗの引き上げに対応して鉛直方向Ｚの最下方側に設けられる最下方ノズル対から鉛直方向Ｚの最上方側に設けられる最上方ノズル対に向けて順番に切り替えるのが望ましい。
【００４３】
また、上記実施形態では、各ノズル９１からＩＰＡ蒸気のみならずＤＩＷ蒸気を吐出可能に構成して待機位置ＷＰでＩＰＡ蒸気の供給前にＤＩＷ蒸気を供給しているが、各ノズル９１からのＤＩＷ供給を省略してもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、処理槽１においてＤＩＷによるリンス処理のみを行う基板処理装置に本発明を適用しているが、処理槽１の内槽１１に対して複数種類の処理液を入替え可能に構成され、基板Ｗを内槽１１に浸漬したまま処理液を入れ替えて基板Ｗに対して異なる処理を連続的に施す基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。なお、この基板処理装置では、最終処理で使用される処理液が本発明の「処理液」に相当する。
【００４５】
また、上記実施形態では、置換処理を行うためにＩＰＡ蒸気を供給しているが、置換処理に使用可能な有機溶剤はこれに限定されるものではなく、処理液よりも表面張力が小さい、例えばエチルアルコール（ethanol）、メチルアルコール（methanol）、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル：hydrofluoroether）、アセトン（acetone）およびTrans-1，2ジクロロエチレン（trans 1,2-dichloroethylene）などの各種有機溶剤を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明は、各種基板を処理槽に貯留された処理液に浸漬させて処理した後、処理槽から直立姿勢で引き上げる基板処理装置および基板処理方法全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…処理槽
５…制御部（制御手段）
８…ノズル対
８Ａ…最下方ノズル対
８Ｂ…最上方ノズル対
１１…内槽
２４…ＤＩＷ用気化器（処理液蒸気供給部）
２６…ＩＰＡ用気化器（有機溶剤蒸気供給部）
７１…保持部（引き上げ手段）
７２…リフタ駆動機構（引き上げ
８１、８２…（第１）ノズル
９１…（第２）ノズル
８１２…（第１）ノズル開口
９１２…（第２）ノズル開口
ＬＢ…（処理槽に貯留された処理液の）液面
ＭＰ…中間位置
ＰＰ…処理位置
Ｗ…基板
ＷＰ…待機位置
Ｙ…水平方向
Ｚ…鉛直方向
【技術分野】
【０００１】
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を処理槽に貯留された処理液に浸漬させて処理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。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１に記載の装置は、処理槽内で純水などの処理液による処理が完了した基板を直立姿勢のまま処理槽の上方の待機位置に引き上げた後、その待機位置で処理液よりも表面張力が低い有機溶剤、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール：isopropyl alcohol）を供給して基板表面に付着している処理液をＩＰＡに置換する。これは、基板の表面に形成されるパターンの倒壊を防止しながら基板表面を良好に乾燥させるためであり、従来より多用されている技術のひとつである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４２２６２号公報（例えば図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、種々の実験を行ったところ、パターン倒壊を防止するためには、待機位置でのＩＰＡの供給条件のみを考慮すればよいというわけではなく、処理槽から待機位置に引き上げる際の条件を考慮する必要があるとの知見を得た。具体的には、処理槽から待機位置に基板を引き上げる際の引き上げ速度を比較的高く設定すると、引き上げ中の基板から処理槽に戻る処理液の量は抑制され、待機位置に引き上げられた基板に多くの処理液が残存してしまう。そのため、基板に残存する処理液とＩＰＡとの置換が効率的に行われず、パターン倒壊が発生することがあった。これを防止するためには、例えば５［ｍｍ／ｓ］程度の低速度で基板を引き上げる必要があり、このことがプロセス速度を低下させる主要因のひとつとなっている。
【０００５】
そこで、基板の引き上げ中に窒素ガスを基板に吹き付けることによって基板から処理液を排除することも考えられるが、窒素ガス供給によって基板の一部、特に窒素ガスが直接供給される表面領域から処理液が完全に除去されて自然乾燥が生じると、それによってパターン倒壊やウォーターマークが発生してしまう。したがって、基板の自然乾燥を防止しつつ処理液を基板から効率的に除去しながら待機位置まで引き上げる技術が望まれている。
【０００６】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、処理槽に貯留される処理液から基板を直立姿勢で当該処理槽に貯留される処理液の液面より鉛直方向の上方の待機位置まで引き上げる際に、基板を自然乾燥させることなく、基板に付着している処理液の量を効率的に削減することができる技術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、上記目的を達成するため、処理液を貯留する処理槽と、基板を直立姿勢のまま、処理槽に貯留された処理液に基板が浸漬されて基板に処理が施される処理位置から、処理槽に貯留された処理液の液面より鉛直方向の上方に離れた待機位置に引き上げる引き上げ手段と、処理位置と待機位置との鉛直方向の中間位置に対して第１ノズル開口を水平方向よりも下方向きに向けた第１ノズルと、第１ノズルに処理液の蒸気を供給する処理液蒸気供給部と、処理液蒸気供給部を制御する制御手段とを備え、制御手段は、処理位置から待機位置への基板の引き上げ途中で処理液蒸気供給部から処理液の蒸気を第１ノズルに供給して中間位置を移動している基板に対して処理液の蒸気を下向きに与え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、処理槽に貯留された処理液に基板を浸漬させて基板を処理する処理工程と、基板を直立姿勢のまま、処理槽に貯留された処理液から、処理槽に貯留された処理液の液面より鉛直方向の上方に離れた待機位置に引き上げる引き上げ工程とを備え、引き上げ工程では、処理位置から待機位置への引き上げ途中にある基板に対して水平方向よりも下方向きに処理液の蒸気を供給する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、処理槽中の処理液に浸漬された基板を直立姿勢で待機位置に引き上げる途中で、引き上げ途中の基板に対して処理液の蒸気が水平方向よりも下方向きに供給される。そのため、蒸気の動圧によって基板に付着している処理液が下方へ押し流されて基板に残存する処理液量が低下する。また、このように処理液の蒸気を基板に供給した際、基板のうち蒸気供給を直接受ける領域では蒸気の動圧によって基板表面が露出し易いが、当該領域では水蒸気の凝集によって処理液の凝集膜が形成されて表面露出が防止される。このように、処理液蒸気の動圧による押し流し効果と、処理液蒸気の凝集効果とを組み合わせることで、引き上げ中の基板を自然乾燥させることなく、基板に付着している処理液の量が効率的に削減される。
【００１０】
ここで、第１ノズルの配設位置は任意であるが、引き上げ途中にある基板の径方向側方に設けることで処理液の蒸気が基板表面に沿って供給されることとなり、基板に付着している処理液を効果的に下方に押し流すことができる。また、蒸気供給を直接受ける領域の面積が小さくなり、当該領域の露出をより効果的に、かつ均一に防止することができる。
【００１１】
また、第１ノズルの本数も任意であり、例えば２本の第１ノズルによりノズル対を構成し、これら２本のノズルを引き上げ途中にある基板の径方向側方の両側に振り分けて設けてもよい。このように両側より処理液の蒸気が供給されることで、基板に付着している処理液をより効果的に下方に押し流すことができる。
【００１２】
また、ノズル対の数も任意であり、複数のノズル対を設けてもよく、特にこれらのノズル対を鉛直方向での高さ位置を異ならせて設けるのが好適である。それは次の理由からである。すなわち、基板からの処理液の押し流しに直接寄与する蒸気の動圧は、基板と第１ノズルとの距離が大きくなるのにしたがって弱まる。しかしながら、基板の引き上げ方向に沿ってノズル対を多段に配設した場合、引き上げ中の基板に対して常に基板に近接した第１ノズルが存在することとなり、その結果、押し流し効果を連続的、かつ安定的に発揮することができる。また、引き上げ中の基板に対して供給される蒸気量も増大して基板からの処理液の削減量を高めることができる。
また、このように複数のノズル対を配置した場合には、処理液蒸気供給部から各ノズル対を構成する第１ノズルへの処理液の蒸気の供給を、処理位置から待機位置への基板の引き上げに対応して鉛直方向の最下方側に設けられる最下方ノズル対から鉛直方向の最上方側に設けられる最上方ノズル対に向けて順番に切り替えるのが好適である。というのも、上記したように基板と第１ノズルとの距離が大きくなるのにしたがって押し流し効果が低くなるため、上記したように切替動作を行うことで蒸気量を抑制しながらも押し流し効果を効果的に、かつ安定して継続させることができ、コストパフォーマンスに優れているからである。
【００１３】
また、待機位置に対して第２ノズル開口を向けた第２ノズルを設け、基板が待機位置に引き上げられると、有機溶剤蒸気供給部から有機溶剤の蒸気を第２ノズルに供給して待機位置に引き上げられた基板に対して有機溶剤の蒸気を与えるように構成してもよい。これによって、基板に残留している処理液を有機溶剤に置換することができ、基板に形成されるパターンが倒壊するのを効果的に防止することができる。
【００１４】
また、第２ノズルは有機溶剤の蒸気を基板に供給する機能を有しているが、次に説明するように第１ノズルと同様の作用効果を発揮させるように構成してもよい。すなわち、第２ノズル開口を待機位置に対して水平方向よりも下方向きに設定し、基板が待機位置に引き上げられると、第２ノズルに対し、有機溶剤の蒸気の供給前に、処理液蒸気供給部から処理液の蒸気を供給して基板に対して処理液の蒸気を下向きに与えてもよい。これによって、上記した置換処理の実行直前においても基板の自然乾燥を防止しながら基板に付着している処理液量を効率的に削減することができ、置換効率を高めることができる。
【００１５】
さらに、処理液の蒸気が中間位置の周辺温度よりも高くなるように構成することで、上記した凝集効果をより一層効果的に発揮させることができ、好適である。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、引き上げ途中の基板に対して処理液の蒸気を水平方向よりも下方向きに供給しているので、処理液蒸気の動圧による押し流し効果と処理液蒸気の凝集効果とによって引き上げ中の基板を自然乾燥させることなく、基板に付着している処理液の量を効率的に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】図１に示す装置の正面図である。
【図３】図１の装置の動作を模式的に示す図である。
【図４】本発明にかかる基板処理装置の第２実施形態の動作を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。また、図２は、図１に示す装置の正面図である。なお、図１および図２においては、水平面をＸ−Ｙ面とし、鉛直方向をＺ軸方向とする３次元座標系Ｘ−Ｙ−Ｚが定義されている。この基板処理装置は、他の基板処理装置により前処理（例えば薬液処理）を受けた複数の基板を処理槽１に貯留されるＤＩＷ（deionized water：脱イオン水）中の処理位置ＰＰに浸漬させて基板表面に付着する薬液などを洗い流すリンス処理を一括して行った後、処理槽１から基板Ｗを待機位置ＷＰに引き上げ、当該待機位置ＷＰで基板Ｗに付着するＤＩＷをＩＰＡと置換するバッチ方式の装置である。
【００１９】
この処理槽１はＤＩＷを処理液として貯留する内槽１１を有している。また、この内槽１１の底部両側には噴出管１２がそれぞれ１本ずつＹ方向に振り分けて配設されている。各噴出管１２には、図１に示すように、配管２１の一方端が接続されている。また、配管２１の他方端部はＤＩＷ供給源４に接続されている。この配管２１には、開閉弁Ｖ４１が介挿されており、装置全体を制御する制御部５からの開閉指令に応じて開閉する。このため、制御部５から開閉弁Ｖ４１に開指令が与えられると、開閉弁Ｖ４１が開いてＤＩＷ供給源４からＤＩＷが開閉弁Ｖ４１および配管２１を介して内槽１１内に供給されて貯留される。そして、内槽１１の内部に貯留したＤＩＷに複数の基板Ｗを一括して浸漬することで所定の純水リンス処理が実行される。
【００２０】
このように構成された処理槽１は、その周囲が全体にわたってチャンバ６で囲われている。このチャンバ６の底部中央部には、チャンバ６内からリンス処理に供したＤＩＷや洗浄除去された成分などを排出する排出部６１が設けられている。一方、チャンバ６の上部開口６２はシャッタ６３で開閉自在となっており、当該シャッタ６３を開いた状態（図１中の点線）で搬送ロボットＲＢが上部開口６２を介してチャンバ６内にアクセス可能となっている。この実施形態では、チャンバ６は、処理槽１に貯留されるＤＩＷの液面（後で説明する図３中の符号ＬＢ）より鉛直方向Ｚの上方に、基板Ｗに対する置換処理を行うために基板Ｗを一時的に位置される待機位置ＷＰが形成可能な内容量と高さを備えている。そして、この待機位置ＷＰに対して搬送ロボットＲＢがアクセスして未処理基板Ｗの搬入および置換処理済み基板Ｗの搬出を行う。このように本実施形態では、待機位置ＷＰは置換処理を行うための位置であるとともに、搬送ロボットＲＢとの間で基板Ｗの受け渡しを行うための位置である。
【００２１】
また、本実施形態では、処理位置ＰＰおよび待機位置ＷＰ以外に、乾燥位置ＤＰが設定されている。この乾燥位置ＤＰは上部開口６２の直上位置であり、搬送ロボットＲＢが待機位置ＷＰで置換処理済みの基板Ｗを受け取った後、基板Ｗを保持したまま待機位置ＷＰから乾燥位置ＤＰに移動し、当該乾燥位置ＤＰで基板Ｗの乾燥処理が実行される。
【００２２】
また、本実施形態では、処理位置ＰＰと待機位置ＷＰとの間で基板Ｗを一括して昇降移動させるために、図２に示すように、基板Ｗを直立状態でＸ方向に一定間隔だけ相互に離間させながら保持する保持部７１と、当該保持部７１を鉛直方向Ｚに昇降させるリフタ駆動機構７２とが設けられている。この保持部７１は鉛直姿勢の背板７１１と、この背板７１１の下部にて水平方向Ｘに突出して設けられた当接部７１２とを備えており、当接部７１２にて基板Ｗの下部を当接支持して複数枚の基板Ｗを直立姿勢（または「起立姿勢」ともいう）で保持する。
【００２３】
そして、制御部５から下降指令がリフタ駆動機構７２に与えられると、保持部７１が処理槽１の内槽１１内に入り込んで基板Ｗを直立姿勢のまま処理位置ＰＰまで移動させ、内槽１１内に貯留されるＤＩＷに浸漬させて処理を開始する。また、処理位置ＰＰに位置決めされている基板Ｗに対してＤＩＷによるリンス処理を行った後、制御部５から上昇指令がリフタ駆動機構７２に与えられると、保持部７１が上昇して基板Ｗを直立姿勢のまま処理位置ＰＰから待機位置ＷＰに引き上げる。
【００２４】
処理位置ＰＰから待機位置ＷＰに引き上げられる基板Ｗの経路に沿って２組のノズル対８、９が設けられている。これらのうちノズル対８は、図１に示すように、処理位置ＰＰと待機位置ＷＰとの鉛直方向Ｚの中間位置ＭＰに対応して設けられた２本のノズル８１、８１により構成されている。より詳しくは、これら２本のノズル８１、８１は、中間位置ＭＰに引き上げられた基板Ｗの径方向側方、つまりＹ方向の両側にそれぞれ１本ずつ振り分けて配置されている。また、各ノズル８１は、図２に示すように、Ｘ方向に延設されたパイプ構造のノズル本体８１１を有しており、各ノズル本体の側面のうち中間位置ＭＰを望む側面部に複数のノズル開口８１２が中間位置ＭＰに対して水平方向Ｙよりも下方向きに向けて設けられている。
【００２５】
各ノズル８１には、図１に示すように、配管２３の一方端が接続されている。また、配管２３の他方端部はＤＩＷ供給源４に接続されている。また、この配管２３には、開閉弁Ｖ４２、ＤＩＷ用気化器２４および開閉弁Ｖ４３が介挿されている。各開閉弁Ｖ４２、Ｖ４３は制御部５からの開閉指令に応じて開閉する。例えば制御部５から開閉弁Ｖ４３に開指令が与えられると、ＤＩＷが気化器２４に与えられて常温より高温で高流速のＤＩＷ蒸気が発生し、さらに制御部５からの開指令に応じて開閉弁Ｖ４２が開くと、配管２３を介してＤＩＷの蒸気がノズル８１に供給される。その結果、中間位置ＭＰを上昇している基板Ｗに対して径方向側方Ｙの両側から水平方向Ｙよりも下向きにＤＩＷの蒸気が吐出される。
【００２６】
また、ノズル対９は、図１に示すように、待機位置ＷＰの斜め上方に設けられた２本のノズル９１、９１により構成されている。より詳しくは、これら２本のノズル９１、９１は、待機位置ＷＰまで引き上げられて位置決めされた基板Ｗの径方向側方、つまりＹ方向の両側にそれぞれ１本ずつ振り分けて配置されている。また、各ノズル９１は、ノズル８１と同様に、Ｘ方向に延設されたパイプ構造のノズル本体９１１を有しており、各ノズル本体の側面のうち待機位置ＷＰを望む側面部に複数のノズル開口９１２が待機位置ＷＰに対して水平方向Ｙよりも下方向きに向けて設けられている。
【００２７】
各ノズル９１には、図１に示すように、配管２５の一方端が接続されている。また、配管２５の他方端部は２本に分岐しており、そのうち一方の分岐配管２５１はＩＰＡ供給源３に接続されるとともに、もう一方の分岐配管２５２はＤＩＷ用気化器２４に接続されている。分岐配管２５１には、ＩＰＡ用気化器２６および開閉弁Ｖ３１が介挿されている。このため、例えば制御部５から開閉弁Ｖ３１に開指令が与えられると、ＩＰＡ液が気化器２６に与えられてＩＰＡの蒸気が発生して配管２５１、２５を介してＩＰＡの蒸気がノズル９１に供給される。その結果、待機位置ＷＰで待機している基板Ｗに対して径方向側方Ｙの両側から水平方向Ｙよりも下向きにＩＰＡの蒸気が吐出される。
【００２８】
また、もう一方の分岐配管２５２には開閉弁Ｖ４４が介挿されている。このため、ＤＩＷの蒸気が気化器２４で発生している状態で、制御部５からの開指令に応じて開閉弁Ｖ４４が開くと、配管２５２、２５を介してＤＩＷの蒸気がノズル９１に供給される。その結果、待機位置ＷＰで待機している基板Ｗに対して径方向側方Ｙの両側から水平方向Ｙよりも下向きにＤＩＷの蒸気が吐出される。このように、本実施形態では、開閉弁の切替制御によってノズル９１、９１からＩＰＡ蒸気またはＤＩＷ蒸気を選択的に吐出可能となっている。
【００２９】
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３を参照しつつ説明する。図３は図１の装置の動作を模式的に示す図である。この基板処理装置では、薬液処理などの前処理を受けた複数の基板Ｗが搬送ロボットＲＢによって例えば図２に示すように待機位置ＷＰに位置決めされる空の保持部７１に移載されると、制御部５は装置各部を制御して基板Ｗのリンス処理、引き上げ処理およびＩＰＡ置換処理を実行する。すなわち、制御部５はリフタ駆動機構７２を作動させて複数の未処理基板Ｗを直立姿勢で保持している保持部７１を処理位置ＰＰまで下降させて基板Ｗを直立姿勢のまま処理槽１の内槽１１に貯留されているＤＩＷに浸漬させる（図３（ａ））。こうして噴出管１２から供給されて内槽１１内で流動するＤＩＷにより基板Ｗに対してリンス処理が実行される。
【００３０】
ＤＩＷによるリンス処理が完了すると、制御部５は開閉弁Ｖ４１を閉じて内槽１１へのＤＩＷ供給を停止した後、リフタ駆動機構７２に上昇指令を与えて基板Ｗの引き上げ処理を開始する。つまり、リフタ駆動機構７２が複数の基板Ｗを直立姿勢のまま保持している保持部７１を上昇移動させる。なお、リンス処理直後またはリンス処理中に制御部５は開閉弁Ｖ４３を開いてＤＩＷ供給源４からＤＩＷをＤＩＷ用気化器２４に供給し、次に説明する引き上げ段階でのＤＩＷ蒸気の供給準備を開始しておく。
【００３１】
内槽１１からの基板Ｗの引上初期では、図３（ｂ）に示すように、基板Ｗの上端部がＤＩＷから抜け出してＤＩＷの液面ＬＢよりも高く、しかも待機位置ＷＰよりも低い中間位置ＭＰに達する。すると、制御部５は開閉弁４２を開いて気化器２４により生成されたＤＩＷ蒸気を各ノズル８１に圧送し、基板Ｗの上端部に対し、各ノズル８１から水平方向Ｙよりも下向きに吐出させる。このＤＩＷ蒸気の動圧によって基板Ｗの上端部に付着している多くのＤＩＷは下方へ押し流されて基板Ｗの上端部に残存するＤＩＷ量が大幅に低下する。また、基板Ｗの上端部では、ＤＩＷ蒸気が直接吹き付けられるために蒸気の動圧によって基板表面が露出し易くなるが、水蒸気の凝集によってＤＩＷの凝集膜が形成されて表面露出が防止される。このように、ＤＩＷ蒸気の動圧による押し流し効果と、ＤＩＷ蒸気の凝集効果とを組み合わせることで、引き上げ中の基板上端部を自然乾燥させることなく、基板Ｗの上端部に付着しているＤＩＷの量が効果的に削減される。
【００３２】
また、引き上げ処理の進行に伴い、同図（ｃ）に示すように、基板Ｗの上端部に続いて中間部が内槽１１に貯留されているＤＩＷから抜け出して中間位置ＭＰに達するが、この基板中間部に対しても、基板上端部と同様に、気化器２４により生成されたＤＩＷ蒸気が各ノズル８１から水平方向Ｙよりも下向きに吐出される。このため、引き上げ中の基板中間部を自然乾燥させることなく、基板Ｗの中間部に付着しているＤＩＷの量が効果的に削減される。もちろん、基板上端部は既にＤＩＷ蒸気の凝集によって形成されたＤＩＷ凝集膜で保護されているため、基板引き上げ中の自然乾燥が効果的に防止されている。そして、引き上げ処理がさらに進行して基板Ｗの下端部が内槽１１に貯留されているＤＩＷから抜け出して中間位置ＭＰに達した（この時点では、基板Ｗは完全に内槽１１に貯留されたＤＩＷから引き上げられている）時点においても、引き続いて気化器２４により生成されたＤＩＷ蒸気が各ノズル８１から水平方向Ｙよりも下向きに吐出されている。
【００３３】
基板Ｗが待機位置ＷＰまで上昇すると、制御部５はリフタ駆動機構７２に対して停止指令を与えて基板Ｗの引き上げ処理を停止させるとともに、開閉弁４２、４４の開閉状態を切り替えてＤＩＷ蒸気を吐出するノズルを切り替える。つまり、制御部５は開閉弁Ｖ４２を閉じて各ノズル８１からのＤＩＷ蒸気の吐出を停止する一方、開閉弁Ｖ４４を開いて各ノズル９１からＤＩＷ蒸気の吐出を開始する（図３（ｄ））。これによって、待機位置ＷＰに位置決めされた基板Ｗに対し、ＤＩＷ蒸気が各ノズル９１から水平方向Ｙよりも下向きに吐出され、これによって基板Ｗを自然乾燥させることなく基板Ｗに付着しているＤＩＷの量をさらに削減させている。そして、制御部５は開閉弁Ｖ４４の開成を一定時間だけ継続させた後、開閉弁Ｖ４４を閉じる。このように、本実施形態では、引き上げ処理中だけでなく、引き上げ処理後も一定時間の間、ＤＩＷ蒸気の供給を継続させている。
【００３４】
この後で、制御部５は開閉弁Ｖ３１を開いてＩＰＡ供給源３からＩＰＡ液をＩＰＡ用気化器２６に供給してＩＰＡ蒸気を発生させる。このＩＰＡ蒸気は分岐配管２５１を介して各ノズル９１に圧送され、待機位置ＷＰに位置決めされている基板Ｗに向けて吐出される（図３（ｅ））。これにより、ＩＰＡ蒸気の動圧によって基板Ｗ上のＤＩＷ凝集膜が基板から押し流されるのと入替えにＩＰＡ蒸気が凝集して基板ＷにＩＰＡ凝集膜を形成される。こうして、ＩＰＡ蒸気による置換処理が行われ、基板表面に形成されるパターン内部がＤＩＷよりも低表面張力のＩＰＡ液で満たされる。
【００３５】
置換処理が完了すると、搬送ロボットＲＢが待機位置ＷＰに位置決めされた基板Ｗを一括して保持する（図３（ｆ））。そして、これら複数の基板Ｗは搬送ロボットＲＢによって待機位置ＷＰから乾燥位置ＤＰに移動させられ、当該乾燥位置ＤＰで乾燥処理を受ける。
【００３６】
以上のように、第１実施形態では、処理槽１内でのリンス処理が完了した後に待機位置ＷＰで置換処理を行うために、単に基板Ｗを処理位置ＰＰから待機位置ＷＰに引き上げるのではなく、その引き上げ処理中にリンス処理で使用した処理液と同じ成分の蒸気、つまりＤＩＷ蒸気を基板Ｗに対して水平方向Ｙよりも下方向きに向けて供給している。このため、ＤＩＷ蒸気の動圧による押し流し効果と、ＤＩＷ蒸気の凝集効果とを組み合わにより、基板Ｗを自然乾燥させることなく、基板Ｗに付着しているＤＩＷ量を効率的に削減することができる。その結果、本実施形態を基板乾燥プロセスに適用することで、置換処理前にＤＩＷ量を十分に削減するために引き上げ速度を抑制する等のプロセス上の制約を受けることなく、基板を良好に乾燥させることが可能となっている。
【００３７】
また、本実施形態では、引き上げ途中にある基板Ｗの径方向（Ｙ方向）の側方に設けているので、ＤＩＷ蒸気が基板Ｗの表面に沿って供給される。このため、基板Ｗに付着しているＤＩＷを効果的に下方に押し流すことができる。また、ＤＩＷ蒸気の供給を直接受ける基板Ｗの表面領域の面積が小さくなり、当該表面領域の露出をより効果的に防止することができる点でも有利である。
【００３８】
このように第１実施形態では、保持部７１およびリフタ駆動機構７２が本発明の「引き上げ手段」として機能している。また、ノズル８１が本発明の「第１ノズル」に相当し、ノズル９１が本発明の「第２ノズル」に相当している。また、ＤＩＷが本発明の「処理液」に相当しており、ＤＩＷの蒸気を生成してノズル８１、９１に向けて圧送するＤＩＷ用気化器２４が本発明の「処理液蒸気供給部」として機能している。さらに、ＩＰＡが本発明の「有機溶剤」に相当しており、ＩＰＡの蒸気を生成してノズル９１に向けて圧送するＩＰＡ用気化器２６が本発明の「有機溶剤蒸気供給部」として機能している。
【００３９】
図４は、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。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、引き上げ処理中に基板Ｗに対してＤＩＷ蒸気を供給するためのノズル対の個数および配置であり、その他の構成は基本的に同一である。すなわち、第２実施形態では、処理位置ＰＰと待機位置ＷＰとの間の中間位置ＭＰにおいて、図４に示すように２組ノズル対８Ａ，８Ｂが鉛直方向Ｚでの高さ位置を異ならせて設けられている。
【００４０】
また、図４への図示を省略しているが、ノズル対８Ａを構成する各ノズル８１ならびにノズル対８Ｂを構成する各ノズル８２も、第１実施形態と同様に、気化器２４と接続される配管に開閉弁がそれぞれ介挿されており、制御部５により各開閉弁を制御可能となっている。つまり、制御部５は開閉弁の開閉タイミングを制御することによって気化器２４で生成されるＤＩＷ蒸気の圧送先を切り替えることが可能となっている。そして、リンス処理が完了して複数の基板Ｗが一括して処理位置ＰＰから待機位置ＷＰに引き上げられる最中において、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示すように、気化器２４からのＤＩＷ蒸気の圧送先が引き上げ処理の前半では、鉛直方向Ｚの最下方側に設けられる最下方ノズル対８Ａであるのに対し、引き上げ処理の後半では鉛直方向Ｚの最上方側に設けられる最上方ノズル対８Ｂに切り替えられる。
【００４１】
このように第２実施形態では、ノズル対８Ａ、８Ｂの多段配置とＤＩＷ蒸気の吐出切り替えを行っているため、常に引き上げ途中の基板Ｗに対して最も近接するノズルからＤＩＷ蒸気が基板Ｗに供給されることとなり、基板Ｗに与えられるＤＩＷ蒸気の動圧が常に高い値となり、押し流し効果を連続的、かつ安定的に発揮することができる。また、このように近接したノズルからＤＩＷ蒸気が基板Ｗに与えられるため、基板ＷへのＤＩＷ蒸気の供給効率を高めることができ、引き上げ中の基板Ｗに対して供給される蒸気量が増大して基板Ｗの自然乾燥を防止しつつ基板Ｗからの処理液の削減量を高めることができる。
【００４２】
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。例えば引き上げ処理中に基板Ｗに対してＤＩＷ蒸気を供給するためのノズル対の数は任意であり、３組以上のノズル対を設けてもよい。また、３組以上のノズル対を設ける場合には、第２実施形態と同様に鉛直方向Ｚでの高さ位置を異ならせるように多段配置し、またＤＩＷ用気化器２４から各ノズル対を構成するノズルへのＤＩＷ蒸気の供給を、処理位置ＰＰから待機位置ＷＰへの基板Ｗの引き上げに対応して鉛直方向Ｚの最下方側に設けられる最下方ノズル対から鉛直方向Ｚの最上方側に設けられる最上方ノズル対に向けて順番に切り替えるのが望ましい。
【００４３】
また、上記実施形態では、各ノズル９１からＩＰＡ蒸気のみならずＤＩＷ蒸気を吐出可能に構成して待機位置ＷＰでＩＰＡ蒸気の供給前にＤＩＷ蒸気を供給しているが、各ノズル９１からのＤＩＷ供給を省略してもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、処理槽１においてＤＩＷによるリンス処理のみを行う基板処理装置に本発明を適用しているが、処理槽１の内槽１１に対して複数種類の処理液を入替え可能に構成され、基板Ｗを内槽１１に浸漬したまま処理液を入れ替えて基板Ｗに対して異なる処理を連続的に施す基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。なお、この基板処理装置では、最終処理で使用される処理液が本発明の「処理液」に相当する。
【００４５】
また、上記実施形態では、置換処理を行うためにＩＰＡ蒸気を供給しているが、置換処理に使用可能な有機溶剤はこれに限定されるものではなく、処理液よりも表面張力が小さい、例えばエチルアルコール（ethanol）、メチルアルコール（methanol）、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル：hydrofluoroether）、アセトン（acetone）およびTrans-1，2ジクロロエチレン（trans 1,2-dichloroethylene）などの各種有機溶剤を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明は、各種基板を処理槽に貯留された処理液に浸漬させて処理した後、処理槽から直立姿勢で引き上げる基板処理装置および基板処理方法全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…処理槽
５…制御部（制御手段）
８…ノズル対
８Ａ…最下方ノズル対
８Ｂ…最上方ノズル対
１１…内槽
２４…ＤＩＷ用気化器（処理液蒸気供給部）
２６…ＩＰＡ用気化器（有機溶剤蒸気供給部）
７１…保持部（引き上げ手段）
７２…リフタ駆動機構（引き上げ
８１、８２…（第１）ノズル
９１…（第２）ノズル
８１２…（第１）ノズル開口
９１２…（第２）ノズル開口
ＬＢ…（処理槽に貯留された処理液の）液面
ＭＰ…中間位置
ＰＰ…処理位置
Ｗ…基板
ＷＰ…待機位置
Ｙ…水平方向
Ｚ…鉛直方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液を貯留する処理槽と、
基板を直立姿勢のまま、前記処理槽に貯留された処理液に前記基板が浸漬されて前記基板に処理が施される処理位置から、前記処理槽に貯留された処理液の液面より鉛直方向の上方に離れた待機位置に引き上げる引き上げ手段と、
前記処理位置と前記待機位置との鉛直方向の中間位置に対して第１ノズル開口を水平方向よりも下方向きに向けた第１ノズルと、
前記第１ノズルに前記処理液の蒸気を供給する処理液蒸気供給部と、
前記処理液蒸気供給部を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記処理位置から前記待機位置への基板の引き上げ途中で前記処理液蒸気供給部から処理液の蒸気を前記第１ノズルに供給して前記中間位置を移動している基板に対して前記処理液の蒸気を下向きに与える
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第１ノズルは前記引き上げ途中にある基板の径方向側方に設けられる基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置であって、
２本の前記第１ノズルをノズル対として備え、
前記ノズル対を構成する２本の前記第１ノズルが前記引き上げ途中にある基板の径方向側方の両側に振り分けて設けられる基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置であって、
複数の前記ノズル対を備え、
複数の前記ノズル対は鉛直方向での高さ位置を異ならせて設けられる基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置であって、
前記制御手段は、前記処理液蒸気供給部から各ノズル対を構成する前記第１ノズルへの前記処理液の蒸気の供給を、前記処理位置から前記待機位置への基板の引き上げに対応して鉛直方向の最下方側に設けられる最下方ノズル対から鉛直方向の最上方側に設けられる最上方ノズル対に向けて順番に切り替える基板処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記待機位置に対して第２ノズル開口を向けた第２ノズルと、
前記第２ノズルに有機溶剤の蒸気を供給する有機溶剤蒸気供給部とをさらに備え、
前記制御手段は、前記基板が前記待機位置に引き上げられると、前記有機溶剤蒸気供給部を制御することで有機溶剤の蒸気を前記第２ノズルに供給して前記待機位置に引き上げられた前記基板に対して有機溶剤の蒸気を与える基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置であって、
前記第２ノズル開口は前記待機位置に対して水平方向よりも下方向きであり、
前記処理液蒸気供給部は前記第２ノズルにも前記処理液の蒸気を供給可能となっており、
前記制御手段は、前記基板が前記待機位置に引き上げられると、前記第２ノズルに対し、前記有機溶剤の蒸気の供給前に、前記処理液蒸気供給部を制御することで前記処理液の蒸気を供給して前記基板に対して前記処理液の蒸気を下向きに与える基板処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記処理液の蒸気は前記中間位置の周辺温度よりも高い基板処理装置。
【請求項９】
処理槽に貯留された処理液に基板を浸漬させて前記基板を処理する処理工程と、
前記基板を直立姿勢のまま、前記処理槽に貯留された処理液から、前記処理槽に貯留された処理液の液面より鉛直方向の上方に離れた待機位置に引き上げる引き上げ工程とを備え、
前記引き上げ工程では、前記処理位置から前記待機位置への引き上げ途中にある基板に対して水平方向よりも下方向きに前記処理液の蒸気を供給する
ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板処理方法であって、
前記待機位置に引き上げられた基板に有機溶剤の蒸気を供給して前記基板に付着する前記処理液を前記有機溶剤に置換する置換工程とをさらに備える基板処理方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板処理方法であって、
前記引き上げ工程後で、かつ前記置換工程前に、前記待機位置に引き上げられた基板に対して水平方向よりも下方向きに前記処理液の蒸気を供給する基板処理方法。
【請求項１】
処理液を貯留する処理槽と、
基板を直立姿勢のまま、前記処理槽に貯留された処理液に前記基板が浸漬されて前記基板に処理が施される処理位置から、前記処理槽に貯留された処理液の液面より鉛直方向の上方に離れた待機位置に引き上げる引き上げ手段と、
前記処理位置と前記待機位置との鉛直方向の中間位置に対して第１ノズル開口を水平方向よりも下方向きに向けた第１ノズルと、
前記第１ノズルに前記処理液の蒸気を供給する処理液蒸気供給部と、
前記処理液蒸気供給部を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記処理位置から前記待機位置への基板の引き上げ途中で前記処理液蒸気供給部から処理液の蒸気を前記第１ノズルに供給して前記中間位置を移動している基板に対して前記処理液の蒸気を下向きに与える
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第１ノズルは前記引き上げ途中にある基板の径方向側方に設けられる基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置であって、
２本の前記第１ノズルをノズル対として備え、
前記ノズル対を構成する２本の前記第１ノズルが前記引き上げ途中にある基板の径方向側方の両側に振り分けて設けられる基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置であって、
複数の前記ノズル対を備え、
複数の前記ノズル対は鉛直方向での高さ位置を異ならせて設けられる基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置であって、
前記制御手段は、前記処理液蒸気供給部から各ノズル対を構成する前記第１ノズルへの前記処理液の蒸気の供給を、前記処理位置から前記待機位置への基板の引き上げに対応して鉛直方向の最下方側に設けられる最下方ノズル対から鉛直方向の最上方側に設けられる最上方ノズル対に向けて順番に切り替える基板処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記待機位置に対して第２ノズル開口を向けた第２ノズルと、
前記第２ノズルに有機溶剤の蒸気を供給する有機溶剤蒸気供給部とをさらに備え、
前記制御手段は、前記基板が前記待機位置に引き上げられると、前記有機溶剤蒸気供給部を制御することで有機溶剤の蒸気を前記第２ノズルに供給して前記待機位置に引き上げられた前記基板に対して有機溶剤の蒸気を与える基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置であって、
前記第２ノズル開口は前記待機位置に対して水平方向よりも下方向きであり、
前記処理液蒸気供給部は前記第２ノズルにも前記処理液の蒸気を供給可能となっており、
前記制御手段は、前記基板が前記待機位置に引き上げられると、前記第２ノズルに対し、前記有機溶剤の蒸気の供給前に、前記処理液蒸気供給部を制御することで前記処理液の蒸気を供給して前記基板に対して前記処理液の蒸気を下向きに与える基板処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記処理液の蒸気は前記中間位置の周辺温度よりも高い基板処理装置。
【請求項９】
処理槽に貯留された処理液に基板を浸漬させて前記基板を処理する処理工程と、
前記基板を直立姿勢のまま、前記処理槽に貯留された処理液から、前記処理槽に貯留された処理液の液面より鉛直方向の上方に離れた待機位置に引き上げる引き上げ工程とを備え、
前記引き上げ工程では、前記処理位置から前記待機位置への引き上げ途中にある基板に対して水平方向よりも下方向きに前記処理液の蒸気を供給する
ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板処理方法であって、
前記待機位置に引き上げられた基板に有機溶剤の蒸気を供給して前記基板に付着する前記処理液を前記有機溶剤に置換する置換工程とをさらに備える基板処理方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板処理方法であって、
前記引き上げ工程後で、かつ前記置換工程前に、前記待機位置に引き上げられた基板に対して水平方向よりも下方向きに前記処理液の蒸気を供給する基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−６９９７９（Ｐ２０１３−６９９７９Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８９２６（Ｐ２０１１−２０８９２６）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【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２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【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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