基板処理装置
【課題】電力負荷を軽減することができ、キャリアガスを用いることなく圧力差で溶剤蒸気を供給させることにより溶剤濃度を高くすることができるとともに、処理液の置換・乾燥に溶剤蒸気を効率的に寄与させて乾燥効率を高めることができる。
【解決手段】制御部６７は、チャンバ２７内を減圧し、圧力計５５によって検出された圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合に、真空時排気ポンプ１９及び排気ポンプ５２による減圧を停止させるとともに、リフタ３１を処理位置から乾燥位置に上昇させる。蒸気圧曲線以下になるまで減圧され、溶剤が気体になりやすい状態とされるので、ヒータ４１の容量が小さくても充分に溶剤蒸気を発生させることができ、電力負荷を軽減できる。また、圧力差によって溶剤蒸気をチャンバ２７内に導入させるので、キャリアガスが不要となって溶剤濃度を高くできる。
【解決手段】制御部６７は、チャンバ２７内を減圧し、圧力計５５によって検出された圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合に、真空時排気ポンプ１９及び排気ポンプ５２による減圧を停止させるとともに、リフタ３１を処理位置から乾燥位置に上昇させる。蒸気圧曲線以下になるまで減圧され、溶剤が気体になりやすい状態とされるので、ヒータ４１の容量が小さくても充分に溶剤蒸気を発生させることができ、電力負荷を軽減できる。また、圧力差によって溶剤蒸気をチャンバ２７内に導入させるので、キャリアガスが不要となって溶剤濃度を高くできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板に対して、処理液により洗浄、エッチング等の処理を行った後、溶剤蒸気により基板を乾燥させる基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、処理液を貯留する処理槽と、処理槽の周囲を囲うチャンバと、基板を支持して昇降可能なリフタと、溶剤を貯留し、付設された加熱ヒータによって溶剤蒸気を発生させる蒸気発生ユニットと、溶剤蒸気を圧送するためのキャリアガスとして不活性ガスを蒸気発生ユニットに対し供給するキャリアガス供給部と、チャンバ内の気体を排出してチャンバ内を減圧する真空ポンプとを備えたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
このような構成の基板処理装置では、予め過熱ヒータによって溶剤を加熱して蒸気発生ユニット内で溶剤蒸気を発生させておく。そして、処理槽内の処理液に基板を浸漬させて洗浄処理を行った後、蒸気発生ユニットにキャリアガスを供給して、溶剤蒸気をチャンバ内に圧送する。チャンバ内に溶剤蒸気雰囲気が形成された後、リフタを上昇させて処理液中の基板を溶剤蒸気雰囲気中に移動させる。その後、真空ポンプを作動させてチャンバ内を減圧し、その状態を所定時間だけ維持する。基板に付着した処理液の液滴が溶剤蒸気で置換され、乾燥が促進される。
【特許文献１】特開２００３−３１５４３号公報
【特許文献２】特開２００７−４６８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、蒸気発生ユニットにおいて溶剤を加熱によってのみ蒸気を生成させるので、気化熱と同じ熱量を溶剤に加える必要がある関係上、溶剤の蒸気量を増やすためには大容量の加熱ヒータが必要になって電力負荷が大きくなるという問題がある。
【０００５】
また、チャンバへ溶剤蒸気を圧送するために、窒素ガス（Ｎ２）などのキャリアガスを使用しているので、チャンバ内における溶剤の濃度を高くするのが困難であり、乾燥効率の向上に限界がある。
【０００６】
さらに、キャリアガスを含む溶剤蒸気の容量が多く、その状態で真空ポンプを作動させると負荷が過大となるので、溶剤蒸気の供給時はチャンバ内を減圧していない。そのため、溶剤蒸気が過剰にチャンバ内で凝縮しやく、基板に付着した処理液の置換・乾燥に有効に寄与しない溶剤蒸気が多くなる。その結果、溶剤蒸気の容量のわりに乾燥効率が高くできないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、減圧環境下で溶剤蒸気を発生させることにより電力負荷を軽減することができ、キャリアガスを用いることなく圧力差で溶剤蒸気を供給させることにより溶剤濃度を高くすることができるとともに、処理液の置換・乾燥に溶剤蒸気を効率的に寄与させて乾燥効率を高めることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、処理液により処理された基板を溶剤蒸気により乾燥させる基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、基板を支持し、前記処理槽内の処理位置と、前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって昇降可能な基板支持機構と、溶剤を貯留する蒸気発生タンクと、前記蒸気発生タンク内の溶剤を加熱するための加熱手段と、前記蒸気発生タンク内の溶剤の温度を検出する温度検出手段と、前記蒸気発生タンクと前記チャンバとを連通接続し、前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する供給管と、前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、前記チャンバ内の圧力を測定する圧力検出手段と、前記加熱手段により溶剤を加熱した状態で、前記減圧手段で前記チャンバ内を減圧し、前記圧力検出手段によって検出された圧力が、前記温度検出手段によって検出された温度における溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合には、前記減圧手段による減圧を停止させるとともに、前記基板支持機構とを処理位置から乾燥位置に上昇させる制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、加熱手段により溶剤を加熱した状態で、減圧手段でチャンバ内を減圧し、圧力検出手段によって検出された圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合には、減圧手段による減圧を停止させるとともに、基板支持機構を処理位置から乾燥位置に上昇させる。チャンバ内が減圧されていることで蒸気発生タンク内も減圧され、しかも。圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下になるまで減圧され、溶剤が気体になりやすい状態とされるので、加熱手段の容量が小さくても充分に溶剤蒸気を発生させることができ、電力負荷を軽減することができる。また、蒸気発生タンクで発生した蒸気を、チャンバと蒸気発生タンクとの圧力差によってチャンバ内に導入させることができるので、キャリアガスが不要となって溶剤濃度を高くすることができる。また、チャンバ内が減圧された状態で溶剤蒸気がチャンバ内に導入されるので、溶剤蒸気の過剰な凝縮が抑制でき、基板に付着した処理液の置換・乾燥に効率的に寄与させることができる。
【００１０】
本発明において、溶剤の種類に応じた蒸気圧曲線を予め記憶した記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、前記記憶手段を参照し、前記蒸気発生タンクに貯留されている溶剤の種類に応じた蒸気圧曲線に基づいて、減圧停止のタイミングを判断することが好ましい（請求項２）。蒸気圧曲線は溶剤の種類によって異なるので、予め記憶手段に記憶された蒸気圧曲線を参照することにより、減圧停止のタイミングを正確なものとすることができる。
【００１１】
また、本発明において、前記供給管に設けられ、前記供給管を流れる溶剤蒸気の流量を制御する蒸気弁を備え、前記制御手段は、前記基板支持機構を乾燥位置に上昇させる直前に、前記蒸気弁を開放させることが好ましい（請求項３）。蒸気弁が開放されると蒸気発生タンクから急速に溶剤蒸気が発生して、蒸気弁で設定された流量で溶剤蒸気がチャンバ内に導入される。したがって、チャンバ内に導入された溶剤蒸気を効率的に基板の乾燥に寄与させることができる。
【００１２】
また、本発明において、前記供給管は、前記蒸気弁の下流側にインラインヒータを備えていることが好ましい（請求項４）。発生された溶剤蒸気が供給管で凝縮することを軽減でき、溶剤濃度が低下することを防止できる。
【００１３】
また、本発明において、前記加熱手段による加熱温度が７２℃以上である場合、前記蒸気発生タンクは、３．７リットル以上の容量のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を貯留してあることが好ましい（請求項５）。ここで、安全の観点から、１気圧下の沸点−１０℃を温調温度＝７２℃とし、発生させている蒸気量を、液体の状態にて毎分１００ミリリットルと仮定する。また、種々の実験の結果から、減圧時の蒸気発生タンクの圧力は、０．５気圧と仮定する。イソプロピルアルコールの気化熱＝１５８．４［ｃａｌ］／ｇ≒６６３［Ｊ／ｇ］、イソプロピルアルコール液体の比重＝０．７９、イソプロピルアルコールの０．５気圧時の沸点≒６５［℃］、イソプロピルアルコール液体の比熱＝２５５０［Ｊ／Ｋｇ℃］とする。この条件により、１００ミリリットルのイソプロピルアルコールを気化させるのに必要な熱量［Ｊ］＝６６３×１００×０．７９＝５２．３７７［Ｊ］となる。蒸気発生タンクの貯留量が３．７リットルの場合に、気化に使えるイソプロピルアルコール液体に蓄えられる熱量は、（７２［℃］−６５［℃］）×２．５５［ＫＪ／Ｋｇ℃］×３．８［ｌ］×０．７９＝５３．５８［ＫＪ］となり、気化に必要な熱量を越えることになる。したがって、イソプロピルアルコールは、３．７リットル以上の容量を貯留しておくことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、加熱手段により溶剤を加熱した状態で、減圧手段でチャンバ内を減圧し、圧力検出手段によって検出された圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合に、減圧手段による減圧を停止させるとともに、基板支持機構を処理位置から乾燥位置に上昇させる。チャンバ内が減圧されていることで蒸気発生タンク内も減圧され、しかも。溶剤が気体になりやすい状態とされるので、加熱手段の容量が小さくても充分に蒸気を発生させることができ、電力負荷を軽減できる。また、蒸気発生タンクで発生した蒸気を、チャンバと蒸気発生タンクとの圧力差によってチャンバ内に導入させるので、キャリアガスが不要となって溶剤濃度を高くすることができる。また、チャンバ内が減圧された状態で溶剤蒸気がチャンバ内に導入されるので、溶剤蒸気の過剰な凝縮が抑制でき、基板に付着した処理液の置換・乾燥に効率的に寄与させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【００１６】
本実施例に係る基板処理装置は、処理液を貯留する処理槽１を備えている。この処理槽１は、処理液を貯留し、起立姿勢とされた複数枚の基板Ｗを収容可能に構成されている。処理槽１の底部には、複数枚の基板Ｗが整列されている方向（紙面方向）に沿って長軸を有し、処理液を供給するための二本の供給・排気管７が配設されている。各供給・排気管７には、配管９の一端側が接続され、配管９の他端側は、供給管１１と吸引管１３に分岐されている。供給管１１は、処理液供給源１５に連通接続されており、その流量が供給管１１に設けられた制御弁からなる処理液弁１７で制御される。吸引管１３は、真空時排気ポンプ１９に接続され、吸引管１３に設けられた排気弁２１により開閉される。処理液供給源１５は、フッ化水素酸や、硫酸・過酸化水素水の混合液などの薬液や、純水などを処理液として供給管１１に供給する。
【００１７】
処理槽１は、その周囲がチャンバ２７で囲われている。チャンバ２７は、上部に開閉自在の上部カバー２９を備えている。起立姿勢で複数枚の基板Ｗを保持するリフタ３１は、図示しない駆動機構によりチャンバ２７の上方にあたる「待機位置」と、処理槽１の内部にあたる「処理位置」と、処理槽１の上方であってチャンバ２７の内部にあたる「乾燥位置」とにわたって移動可能に構成されている。
【００１８】
なお、上記のリフタ３１が本発明における基板支持機構に相当する。
【００１９】
上部カバー２９の下方であってチャンバ２７の上部内壁には、一対の溶剤ノズル３３と、一対の不活性ガスノズル３４とが配設されている。溶剤ノズル３３には、供給管３５の一端側が連通接続されている。その他端側は、蒸気発生タンク３７に連通接続されている。この供給管３５には、その上流側から順に、溶剤蒸気の流量を調整するための制御弁からなる蒸気弁３８と、溶剤蒸気を加熱するためのインラインヒータ４０とが配設されている。なお、供給管３５は、従来装置の供給管よりも大径（９．５２ｍｍ程度）で構成され、供給管３５の中における溶剤蒸気の流路抵抗を小さくして溶剤ノズル３３への溶剤蒸気の供給が円滑に行われる。供給管３５が溶剤蒸気を加熱するインラインヒータ４０を備えていることにより、発生された溶剤蒸気が供給管３５で凝縮することを軽減でき、溶剤濃度が低下することを防止できる。
【００２０】
蒸気発生タンク３７は、蒸気発生空間である内部空間を所定温度に温調したり、加熱して溶剤の蒸気を発生させたりするためのヒータ４１が付設されている。蒸気発生タンク３７の内部空間には、溶剤を供給するための溶剤供給源４３が連通接続されている。この例では、溶剤としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が利用されている。なお、溶剤としては、ＩＰＡの他に、例えば、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）がある。また、蒸気発生タンク３７の内部空間には、溶剤の温度を測定するための温度検出器４２が配設されている。この蒸気発生タンク３７は、溶剤がイソプロピルアルコールである場合、３．７リットル以上の容量を貯留されていることが好ましい。また、ヒータ４１は、溶剤がイソプロピルアルコールである場合、７２℃以上に加熱することが好ましい。
【００２１】
なお、上述した温度検出器４２が本発明における温度検出手段に相当する。
【００２２】
上述した溶剤の容量と温度とすることが好ましいとする根拠は以下の通りである。
すなわち、安全の観点から、１気圧下の沸点−１０℃を温調温度＝７２℃とし、発生させている蒸気量を、液体の状態にて毎分１００ミリリットルと仮定する。また、種々の実験の結果から、減圧時の蒸気発生タンク３７の圧力は、０．５気圧と仮定する。イソプロピルアルコールの気化熱＝１５８．４［ｃａｌ］／ｇ≒６６３［Ｊ／ｇ］、イソプロピルアルコール液体の比重＝０．７９、イソプロピルアルコールの０．５気圧時の沸点≒６５［℃］、イソプロピルアルコール液体の比熱＝２５５０［Ｊ／Ｋｇ℃］とする。
【００２３】
上述した条件の下、１００ミリリットルのイソプロピルアルコールを気化させるのに必要な熱量［Ｊ］は、６６３×１００×０．７９＝５２．３７７［Ｊ］となる。蒸気発生タンク３７の貯留量が３．７リットルの場合に、気化に使えるイソプロピルアルコール液体に蓄えられる熱量は、（７２［℃］−６５［℃］）×２．５５［ＫＪ／Ｋｇ℃］×３．８［ｌ］×０．７９＝５３．５８［ＫＪ］となり、気化に必要な熱量を越えることになる。したがって、イソプロピルアルコールは、３．７リットル以上の容量を蒸気発生タンク３７に貯留しておくことが好ましい。
【００２４】
不活性ガスノズル３４には、供給管４５の一端側が連通接続されている。その他端側は、不活性ガスを供給する不活性ガス供給源４７に連通接続されている。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス（Ｎ２）が挙げられる。不活性ガス供給源４７からの不活性ガスの供給量は、不活性ガス弁４９によって調整される。不活性ガス弁４９の下流側には、インラインヒータ５０が取り付けられている。このインラインヒータ５０は、不活性ガス供給源４７からの不活性ガスを所定温度に加熱する。
【００２５】
チャンバ２７には、その内部から気体を排出可能な排気管５１が接続されており、この排気管５１には排気ポンプ５２が配設されている。また、チャンバ２７には、減圧状態を解消するための制御弁からなる呼吸弁５３が取り付けられている。さらに、チャンバ２７には、内部の圧力を検出するための圧力計５５が配設されている。
【００２６】
なお、上述した真空時排気ポンプ１９及び排気ポンプ５２が本発明における減圧手段に相当する。また、圧力計５５が本発明における圧力検出手段に相当する。
【００２７】
処理槽１の底部には、排出口５７が配設されている。この排出口５７には、ＱＤＲ弁５９が取り付けられている。このＱＤＲ弁５９から処理槽１内の処理液を排出すると、処理液がチャンバ２７内の底部に一旦排出される。チャンバ２７の底部には、気液分離部６１に連通接続された排出管６３が取り付けられ、ここには排液弁６５が取り付けられている。気液分離部６１は、排気管５１及び排出管６３から気体と液体を取り込むとともに、それらを分離して排出する。
【００２８】
上述した処理液弁１７、真空時排気ポンプ１９、排気弁２１、上部カバー２９、リフタ３１、蒸気発生タンク３７、蒸気弁３８、インラインヒータ４０、ヒータ４１、不活性ガス弁４９、インラインヒータ５０、排気ポンプ５２、呼吸弁５３、ＱＤＲ弁５９、排液弁６５などの動作は、本発明における制御手段に相当する制御部６７によって統括的に制御される。制御部６７は、各部を制御するとともに、本発明における記憶手段に相当する記憶部６９を参照し、圧力計５５からの圧力信号が蒸気圧曲線以下となった場合に、減圧を停止する動作を行う。
【００２９】
この記憶部６９は、制御部６７が実行する制御プログラムの他、処理手順を規定したレシピや、蒸気発生タンク３７に貯留されている溶剤の種類に応じた蒸気圧曲線を予め記憶してある。この蒸気圧曲線の一例を図２に示す。なお、図２は、イソプロピルアルコールの蒸気圧曲線の一例である。
【００３０】
この蒸気圧曲線から、溶剤に次のような挙動を生じさせ得ることがわかる。
すなわち、例えば、溶剤が７２℃に加熱された状態であって、チャンバ２７が減圧されていない大気圧の状態である場合、溶剤はほぼ液体の状態である。その状態で、温度を維持したまま、真空時排気ポンプ１９と排気ポンプ５２を作動させてチャンバ２７を減圧してゆき、圧力計５５が０．６３［ａｔｍ］以下になると、溶剤が沸騰して活発に蒸気化される。換言すると、チャンバ２７内の圧力が、加熱された溶剤の温度における蒸気圧曲線以下になると、連通された蒸気発生タンク３７内の溶剤の状態が液体から気体へと変わる。
【００３１】
上述した制御部６７は、記憶部６９を参照し、チャンバ２７の圧力が、溶剤の実温度（温度検出器４２の出力）における蒸気圧曲線以下になったことを検出した場合には、減圧を停止する動作を行わせる。
【００３２】
次に、図３を参照する。なお、図３は、基板処理装置の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、本願発明の主要部だけを記載しており、その他の動作については省略してある。
【００３３】
まず、主要動作の前の動作について説明する。
制御部６７は、上部カバー２９を開放し、未処理の基板Ｗを複数枚保持しているリフタ３１を「待機位置」から「乾燥位置」に搬入させる。このとき、排液弁６５は開放されたままである。次に、制御部６７は、チャンバ２７内の酸素濃度低減処理を行う。具体的には、上部カバー２９を閉止するとともに、不活性ガス４９を開放し、不活性ガス供給源４７からチャンバ２７内に不活性ガスを供給させる。これにより、チャンバ２７及び処理槽１の内部にある空気が不活性ガスによってパージされて、その結果、チャンバ２７内の酸素濃度が低減される。さらに、制御部６７は、リフタ３１を「乾燥位置」から「処理位置」にまで下降させる。
【００３４】
処理槽１及びチャンバ２７内の酸素濃度が低減されると、制御部６７は、処理液弁１７を開放する。これにより、処理液供給源１５から処理液（例えば、常温の純水）が処理槽１に供給され、処理槽１の上部から溢れた処理液がチャンバ２７の底部で回収される。回収された処理液は、排出管６３を通して気液分離部６１で回収され、図示しない廃液処理部に排出される。このようにして処理液が処理槽１に供給された後、制御部６７は、リフタ３１を「処理位置」に所定時間だけ維持して、基板Ｗに対して処理液による処理を行う。
【００３５】
処理液による処理を開始して所定時間が経過すると、制御部６７は、リフタ３１を「処理位置」に維持させたまま、排水ポンプ５１を作動させて、チャンバ２７底部に排出された処理液を排出するとともに、ＱＤＲ弁５９を開放して処理液をチャンバ２７に急速排出させる。処理槽１の処理液が完全に排出された後、不活性ガス弁４９を閉止するとともに呼吸弁５３を閉止してチャンバ２７の内部を閉塞させる。
【００３６】
ステップＳ１
制御部６７は、蒸気発生タンク３７における蒸気発生の準備を行わせる。具体的には、溶剤を加熱するために、加熱温度（例えば７２℃）でヒータ４１への供給電力を制御する。溶剤の実温度は、温度検出器４２からの出力によって判断する。このとき、蒸気弁３８は閉止されたままである。なお、このステップＳ１は、上述した主要動作の前の動作中に開始するようにしてもよい。
【００３７】
ステップＳ２
チャンバ２７内の減圧を開始する。
具体的には、排液弁６５を閉止するとともに、排気弁２１を開放し、排水ポンプ５１及び真空時排気ポンプ１９による減圧を行う。このとき、チャンバ２７内部の圧力は、圧力計５５によって逐次測定され、その圧力信号が制御部６７に与えられる。
【００３８】
ステップＳ３
制御部６７は、記憶部６９の蒸気圧曲線を参照し、圧力信号が、加熱温度における蒸気圧曲線以下になるまで、排水ポンプ５１及び真空時排気ポンプ１９による減圧を行う。
【００３９】
ステップＳ４
上記の条件が満たされると、排気弁２１及び排液弁６５を閉止するとともに、真空時排気ポンプ１９及び排水ポンプ５１を停止させる。これによりチャンバ２７内の圧力が減圧状態に維持される。
【００４０】
ステップＳ５
制御部６７は、インラインヒータ４０を作動させて、溶剤の加熱温度（例えば、７２℃以上）に合わせて昇温させておくとともに、蒸気弁３８を開放する。すると、蒸気発生タンク３７がチャンバ２７に連通され、蒸気発生タンク３７内において溶剤が沸騰して大量の溶剤蒸気が発生する。さらに、チャンバ２７内の圧力は、蒸気発生タンク３７内の圧力よりも低いので、その圧力差に応じて溶剤蒸気が蒸気発生タンク３７からチャンバ２７内に流入する。チャンバ２７内に圧力差で流入した溶剤蒸気により、チャンバ２７内は溶剤蒸気雰囲気とされる。このとき、常温の処理液から露出され、温度が溶剤蒸気に比較して非常に低い基板Ｗの全面に主として凝結する。そして、基板Ｗの表面に付着している処理液の液滴が溶剤によって置換される。また、このとき、基板Ｗは、処理槽１内の小さな体積内に収容された状態で乾燥処理が行われるので、効率的に乾燥処理が行われる。
【００４１】
なお、溶剤蒸気がチャンバ２７内に大量に流入するので、チャンバ２７内の圧力が上昇することが考えられるが、発明者の実験によると、溶剤蒸気が、温度差の大きな基板Ｗに凝結することにより、チャンバ２７内の圧力が溶剤蒸気の流入に起因して極端に上昇することはなかった。したがって、減圧を停止した状態であっても、蒸気発生タンク３７からの溶剤蒸気の流入をある程度維持させることが可能である。
【００４２】
ステップＳ６，Ｓ７
制御部６７は、上記の処理を所定時間だけ行った後、リフタ３１を「処理位置」から「乾燥位置」へと上昇させる。そして、この状態を維持したまま、所定時間だけ維持して、乾燥処理の仕上げを行う。
【００４３】
ステップＳ８
制御部６７は、所定時間が経過した時点で、呼吸弁５３を開放するとともに、不活性ガス弁４９を開放して不活性ガスをチャンバ２７内に導入し、チャンバ２７内の圧力を大気圧に戻す。これにより、蒸気発生タンク３７との圧力差がなくなるので、溶剤蒸気の発生が止まる。その後、蒸気弁３８を閉止する。
【００４４】
上述した処理の後、制御部６７は、上部カバー２９を開放するとともに、リフタ３１を「乾燥位置」から「待機位置」へと移動させる。
【００４５】
上述したように、制御部６７は、ヒータ４１により溶剤を加熱した状態で、真空時排気ポンプ１９及び排気ポンプ５２でチャンバ２７内を減圧し、圧力計５５によって検出された圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合には、真空時排気ポンプ１９及び排気ポンプ５２による減圧を停止させるとともに、リフタ３１を処理位置から乾燥位置に上昇させる。チャンバ２７内が減圧されていることで蒸気発生タンク３７内も減圧され、しかも、チャンバ２７内の圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下になるまで減圧され、溶剤が気体になりやすい状態とされるので、ヒータ４１の容量が小さくても充分に溶剤蒸気を発生させることができ、電力負荷を軽減することができる。また、蒸気発生タンク３７で発生した蒸気を、チャンバ２７と蒸気発生タンク３７との圧力差によって溶剤蒸気をチャンバ２７内に導入させることができるので、キャリアガスが不要となって溶剤濃度を高くすることができる。また、チャンバ２７内が減圧された状態で溶剤蒸気がチャンバ２７内に導入されるので、溶剤蒸気の過剰な凝縮が抑制でき、基板Ｗに付着した処理液の置換・乾燥に効率的に寄与させることができる。
【００４６】
また、制御部６７は、記憶部６９の溶剤に応じた蒸気圧曲線を参照して、チャンバ２７内の圧力が、現在の蒸気発生タンク３７の加熱温度における蒸気圧曲線以下となったか否かを判断しているので、記憶部６９に記憶する蒸気圧曲線を溶剤の種類に応じて変えることにより、種々の溶剤に対応させることが可能となる。したがって、上述したイソプロピルアルコールとは異なるＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）を利用して処理を行う場合には、記憶部６９に予めＨＦＥの蒸気圧曲線を記憶させておけばよく、柔軟な処理に対応可能である。
【００４７】
また、本実施例では、リフタ３１を上昇させる直前に蒸気弁３８を開放するようにしているので、基板Ｗ以外の箇所での溶剤蒸気の凝縮を抑制して、チャンバ２７内に導入された溶剤蒸気を効率的に基板Ｗの乾燥に寄与させることができる。
【００４８】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００４９】
（１）上述した実施例では、蒸気弁３５の開放タイミングを、リフタ３１を乾燥位置に移動させる直前としているが、本発明はその開放タイミングに限定されるものではない。具体的には、処理槽１から処理液を排出する時点で蒸気源３５を開放するように、早めに溶剤蒸気の供給を開始するようにしてもよい。
【００５０】
（２）上述した実施例では、供給管３５にインラインヒータ４０を備えているが、供給管３５における溶剤蒸気の凝縮の影響が小さい場合には、インラインヒータ４０を備える必要はない。
【００５１】
（３）上述した実施例では、蒸気発生タンク３７にイソプロピルアルコールを貯留させた場合には、加熱温度が７２℃である場合、３．７リットル以上の容量のイソプロピルアルコールを貯留するようにしているが、溶剤の種類によってその条件は異なる。したがって、本発明は上記の条件に限定されるものではない。
【００５２】
（４）上述した実施例では、供給・排出管７からも減圧を行うようにしているが、排出管６３だけから減圧を行う構成としてもよい。このようにすると、供給・排出管７を処理液の供給だけに使用することができ、配管構成を簡単化することができる。
【００５３】
（５）上述した実施例では、処理槽１が外槽を備えていないが、これに代えて内槽と外槽とからなる処理槽１を備えるようにしてもよい。その場合には、排出管６３を外槽に備えるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例に係る基板処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】イソプロピルアルコールの蒸気圧曲線の一例である。
【図３】基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
Ｗ … 基板
１ … 処理槽
７ … 供給・排気管
９ … 配管
１１ … 供給管
１９ … 真空時排気ポンプ
１７ … 処理液弁
１９ … 真空時排気ポンプ
２１ … 排気弁
２７ … チャンバ
３３ … 溶剤ノズル
３５ … 供給管
３７ … 蒸気発生タンク
３８ … 蒸気弁
４０ … インラインヒータ
４１ … ヒータ
４２ … 温度検出器
５２ … 排気ポンプ
５５ … 圧力計
６７ … 制御部
６９ … 記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板に対して、処理液により洗浄、エッチング等の処理を行った後、溶剤蒸気により基板を乾燥させる基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、処理液を貯留する処理槽と、処理槽の周囲を囲うチャンバと、基板を支持して昇降可能なリフタと、溶剤を貯留し、付設された加熱ヒータによって溶剤蒸気を発生させる蒸気発生ユニットと、溶剤蒸気を圧送するためのキャリアガスとして不活性ガスを蒸気発生ユニットに対し供給するキャリアガス供給部と、チャンバ内の気体を排出してチャンバ内を減圧する真空ポンプとを備えたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
このような構成の基板処理装置では、予め過熱ヒータによって溶剤を加熱して蒸気発生ユニット内で溶剤蒸気を発生させておく。そして、処理槽内の処理液に基板を浸漬させて洗浄処理を行った後、蒸気発生ユニットにキャリアガスを供給して、溶剤蒸気をチャンバ内に圧送する。チャンバ内に溶剤蒸気雰囲気が形成された後、リフタを上昇させて処理液中の基板を溶剤蒸気雰囲気中に移動させる。その後、真空ポンプを作動させてチャンバ内を減圧し、その状態を所定時間だけ維持する。基板に付着した処理液の液滴が溶剤蒸気で置換され、乾燥が促進される。
【特許文献１】特開２００３−３１５４３号公報
【特許文献２】特開２００７−４６８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、蒸気発生ユニットにおいて溶剤を加熱によってのみ蒸気を生成させるので、気化熱と同じ熱量を溶剤に加える必要がある関係上、溶剤の蒸気量を増やすためには大容量の加熱ヒータが必要になって電力負荷が大きくなるという問題がある。
【０００５】
また、チャンバへ溶剤蒸気を圧送するために、窒素ガス（Ｎ２）などのキャリアガスを使用しているので、チャンバ内における溶剤の濃度を高くするのが困難であり、乾燥効率の向上に限界がある。
【０００６】
さらに、キャリアガスを含む溶剤蒸気の容量が多く、その状態で真空ポンプを作動させると負荷が過大となるので、溶剤蒸気の供給時はチャンバ内を減圧していない。そのため、溶剤蒸気が過剰にチャンバ内で凝縮しやく、基板に付着した処理液の置換・乾燥に有効に寄与しない溶剤蒸気が多くなる。その結果、溶剤蒸気の容量のわりに乾燥効率が高くできないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、減圧環境下で溶剤蒸気を発生させることにより電力負荷を軽減することができ、キャリアガスを用いることなく圧力差で溶剤蒸気を供給させることにより溶剤濃度を高くすることができるとともに、処理液の置換・乾燥に溶剤蒸気を効率的に寄与させて乾燥効率を高めることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、処理液により処理された基板を溶剤蒸気により乾燥させる基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、基板を支持し、前記処理槽内の処理位置と、前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって昇降可能な基板支持機構と、溶剤を貯留する蒸気発生タンクと、前記蒸気発生タンク内の溶剤を加熱するための加熱手段と、前記蒸気発生タンク内の溶剤の温度を検出する温度検出手段と、前記蒸気発生タンクと前記チャンバとを連通接続し、前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する供給管と、前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、前記チャンバ内の圧力を測定する圧力検出手段と、前記加熱手段により溶剤を加熱した状態で、前記減圧手段で前記チャンバ内を減圧し、前記圧力検出手段によって検出された圧力が、前記温度検出手段によって検出された温度における溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合には、前記減圧手段による減圧を停止させるとともに、前記基板支持機構とを処理位置から乾燥位置に上昇させる制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、加熱手段により溶剤を加熱した状態で、減圧手段でチャンバ内を減圧し、圧力検出手段によって検出された圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合には、減圧手段による減圧を停止させるとともに、基板支持機構を処理位置から乾燥位置に上昇させる。チャンバ内が減圧されていることで蒸気発生タンク内も減圧され、しかも。圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下になるまで減圧され、溶剤が気体になりやすい状態とされるので、加熱手段の容量が小さくても充分に溶剤蒸気を発生させることができ、電力負荷を軽減することができる。また、蒸気発生タンクで発生した蒸気を、チャンバと蒸気発生タンクとの圧力差によってチャンバ内に導入させることができるので、キャリアガスが不要となって溶剤濃度を高くすることができる。また、チャンバ内が減圧された状態で溶剤蒸気がチャンバ内に導入されるので、溶剤蒸気の過剰な凝縮が抑制でき、基板に付着した処理液の置換・乾燥に効率的に寄与させることができる。
【００１０】
本発明において、溶剤の種類に応じた蒸気圧曲線を予め記憶した記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、前記記憶手段を参照し、前記蒸気発生タンクに貯留されている溶剤の種類に応じた蒸気圧曲線に基づいて、減圧停止のタイミングを判断することが好ましい（請求項２）。蒸気圧曲線は溶剤の種類によって異なるので、予め記憶手段に記憶された蒸気圧曲線を参照することにより、減圧停止のタイミングを正確なものとすることができる。
【００１１】
また、本発明において、前記供給管に設けられ、前記供給管を流れる溶剤蒸気の流量を制御する蒸気弁を備え、前記制御手段は、前記基板支持機構を乾燥位置に上昇させる直前に、前記蒸気弁を開放させることが好ましい（請求項３）。蒸気弁が開放されると蒸気発生タンクから急速に溶剤蒸気が発生して、蒸気弁で設定された流量で溶剤蒸気がチャンバ内に導入される。したがって、チャンバ内に導入された溶剤蒸気を効率的に基板の乾燥に寄与させることができる。
【００１２】
また、本発明において、前記供給管は、前記蒸気弁の下流側にインラインヒータを備えていることが好ましい（請求項４）。発生された溶剤蒸気が供給管で凝縮することを軽減でき、溶剤濃度が低下することを防止できる。
【００１３】
また、本発明において、前記加熱手段による加熱温度が７２℃以上である場合、前記蒸気発生タンクは、３．７リットル以上の容量のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を貯留してあることが好ましい（請求項５）。ここで、安全の観点から、１気圧下の沸点−１０℃を温調温度＝７２℃とし、発生させている蒸気量を、液体の状態にて毎分１００ミリリットルと仮定する。また、種々の実験の結果から、減圧時の蒸気発生タンクの圧力は、０．５気圧と仮定する。イソプロピルアルコールの気化熱＝１５８．４［ｃａｌ］／ｇ≒６６３［Ｊ／ｇ］、イソプロピルアルコール液体の比重＝０．７９、イソプロピルアルコールの０．５気圧時の沸点≒６５［℃］、イソプロピルアルコール液体の比熱＝２５５０［Ｊ／Ｋｇ℃］とする。この条件により、１００ミリリットルのイソプロピルアルコールを気化させるのに必要な熱量［Ｊ］＝６６３×１００×０．７９＝５２．３７７［Ｊ］となる。蒸気発生タンクの貯留量が３．７リットルの場合に、気化に使えるイソプロピルアルコール液体に蓄えられる熱量は、（７２［℃］−６５［℃］）×２．５５［ＫＪ／Ｋｇ℃］×３．８［ｌ］×０．７９＝５３．５８［ＫＪ］となり、気化に必要な熱量を越えることになる。したがって、イソプロピルアルコールは、３．７リットル以上の容量を貯留しておくことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、加熱手段により溶剤を加熱した状態で、減圧手段でチャンバ内を減圧し、圧力検出手段によって検出された圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合に、減圧手段による減圧を停止させるとともに、基板支持機構を処理位置から乾燥位置に上昇させる。チャンバ内が減圧されていることで蒸気発生タンク内も減圧され、しかも。溶剤が気体になりやすい状態とされるので、加熱手段の容量が小さくても充分に蒸気を発生させることができ、電力負荷を軽減できる。また、蒸気発生タンクで発生した蒸気を、チャンバと蒸気発生タンクとの圧力差によってチャンバ内に導入させるので、キャリアガスが不要となって溶剤濃度を高くすることができる。また、チャンバ内が減圧された状態で溶剤蒸気がチャンバ内に導入されるので、溶剤蒸気の過剰な凝縮が抑制でき、基板に付着した処理液の置換・乾燥に効率的に寄与させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【００１６】
本実施例に係る基板処理装置は、処理液を貯留する処理槽１を備えている。この処理槽１は、処理液を貯留し、起立姿勢とされた複数枚の基板Ｗを収容可能に構成されている。処理槽１の底部には、複数枚の基板Ｗが整列されている方向（紙面方向）に沿って長軸を有し、処理液を供給するための二本の供給・排気管７が配設されている。各供給・排気管７には、配管９の一端側が接続され、配管９の他端側は、供給管１１と吸引管１３に分岐されている。供給管１１は、処理液供給源１５に連通接続されており、その流量が供給管１１に設けられた制御弁からなる処理液弁１７で制御される。吸引管１３は、真空時排気ポンプ１９に接続され、吸引管１３に設けられた排気弁２１により開閉される。処理液供給源１５は、フッ化水素酸や、硫酸・過酸化水素水の混合液などの薬液や、純水などを処理液として供給管１１に供給する。
【００１７】
処理槽１は、その周囲がチャンバ２７で囲われている。チャンバ２７は、上部に開閉自在の上部カバー２９を備えている。起立姿勢で複数枚の基板Ｗを保持するリフタ３１は、図示しない駆動機構によりチャンバ２７の上方にあたる「待機位置」と、処理槽１の内部にあたる「処理位置」と、処理槽１の上方であってチャンバ２７の内部にあたる「乾燥位置」とにわたって移動可能に構成されている。
【００１８】
なお、上記のリフタ３１が本発明における基板支持機構に相当する。
【００１９】
上部カバー２９の下方であってチャンバ２７の上部内壁には、一対の溶剤ノズル３３と、一対の不活性ガスノズル３４とが配設されている。溶剤ノズル３３には、供給管３５の一端側が連通接続されている。その他端側は、蒸気発生タンク３７に連通接続されている。この供給管３５には、その上流側から順に、溶剤蒸気の流量を調整するための制御弁からなる蒸気弁３８と、溶剤蒸気を加熱するためのインラインヒータ４０とが配設されている。なお、供給管３５は、従来装置の供給管よりも大径（９．５２ｍｍ程度）で構成され、供給管３５の中における溶剤蒸気の流路抵抗を小さくして溶剤ノズル３３への溶剤蒸気の供給が円滑に行われる。供給管３５が溶剤蒸気を加熱するインラインヒータ４０を備えていることにより、発生された溶剤蒸気が供給管３５で凝縮することを軽減でき、溶剤濃度が低下することを防止できる。
【００２０】
蒸気発生タンク３７は、蒸気発生空間である内部空間を所定温度に温調したり、加熱して溶剤の蒸気を発生させたりするためのヒータ４１が付設されている。蒸気発生タンク３７の内部空間には、溶剤を供給するための溶剤供給源４３が連通接続されている。この例では、溶剤としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が利用されている。なお、溶剤としては、ＩＰＡの他に、例えば、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）がある。また、蒸気発生タンク３７の内部空間には、溶剤の温度を測定するための温度検出器４２が配設されている。この蒸気発生タンク３７は、溶剤がイソプロピルアルコールである場合、３．７リットル以上の容量を貯留されていることが好ましい。また、ヒータ４１は、溶剤がイソプロピルアルコールである場合、７２℃以上に加熱することが好ましい。
【００２１】
なお、上述した温度検出器４２が本発明における温度検出手段に相当する。
【００２２】
上述した溶剤の容量と温度とすることが好ましいとする根拠は以下の通りである。
すなわち、安全の観点から、１気圧下の沸点−１０℃を温調温度＝７２℃とし、発生させている蒸気量を、液体の状態にて毎分１００ミリリットルと仮定する。また、種々の実験の結果から、減圧時の蒸気発生タンク３７の圧力は、０．５気圧と仮定する。イソプロピルアルコールの気化熱＝１５８．４［ｃａｌ］／ｇ≒６６３［Ｊ／ｇ］、イソプロピルアルコール液体の比重＝０．７９、イソプロピルアルコールの０．５気圧時の沸点≒６５［℃］、イソプロピルアルコール液体の比熱＝２５５０［Ｊ／Ｋｇ℃］とする。
【００２３】
上述した条件の下、１００ミリリットルのイソプロピルアルコールを気化させるのに必要な熱量［Ｊ］は、６６３×１００×０．７９＝５２．３７７［Ｊ］となる。蒸気発生タンク３７の貯留量が３．７リットルの場合に、気化に使えるイソプロピルアルコール液体に蓄えられる熱量は、（７２［℃］−６５［℃］）×２．５５［ＫＪ／Ｋｇ℃］×３．８［ｌ］×０．７９＝５３．５８［ＫＪ］となり、気化に必要な熱量を越えることになる。したがって、イソプロピルアルコールは、３．７リットル以上の容量を蒸気発生タンク３７に貯留しておくことが好ましい。
【００２４】
不活性ガスノズル３４には、供給管４５の一端側が連通接続されている。その他端側は、不活性ガスを供給する不活性ガス供給源４７に連通接続されている。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス（Ｎ２）が挙げられる。不活性ガス供給源４７からの不活性ガスの供給量は、不活性ガス弁４９によって調整される。不活性ガス弁４９の下流側には、インラインヒータ５０が取り付けられている。このインラインヒータ５０は、不活性ガス供給源４７からの不活性ガスを所定温度に加熱する。
【００２５】
チャンバ２７には、その内部から気体を排出可能な排気管５１が接続されており、この排気管５１には排気ポンプ５２が配設されている。また、チャンバ２７には、減圧状態を解消するための制御弁からなる呼吸弁５３が取り付けられている。さらに、チャンバ２７には、内部の圧力を検出するための圧力計５５が配設されている。
【００２６】
なお、上述した真空時排気ポンプ１９及び排気ポンプ５２が本発明における減圧手段に相当する。また、圧力計５５が本発明における圧力検出手段に相当する。
【００２７】
処理槽１の底部には、排出口５７が配設されている。この排出口５７には、ＱＤＲ弁５９が取り付けられている。このＱＤＲ弁５９から処理槽１内の処理液を排出すると、処理液がチャンバ２７内の底部に一旦排出される。チャンバ２７の底部には、気液分離部６１に連通接続された排出管６３が取り付けられ、ここには排液弁６５が取り付けられている。気液分離部６１は、排気管５１及び排出管６３から気体と液体を取り込むとともに、それらを分離して排出する。
【００２８】
上述した処理液弁１７、真空時排気ポンプ１９、排気弁２１、上部カバー２９、リフタ３１、蒸気発生タンク３７、蒸気弁３８、インラインヒータ４０、ヒータ４１、不活性ガス弁４９、インラインヒータ５０、排気ポンプ５２、呼吸弁５３、ＱＤＲ弁５９、排液弁６５などの動作は、本発明における制御手段に相当する制御部６７によって統括的に制御される。制御部６７は、各部を制御するとともに、本発明における記憶手段に相当する記憶部６９を参照し、圧力計５５からの圧力信号が蒸気圧曲線以下となった場合に、減圧を停止する動作を行う。
【００２９】
この記憶部６９は、制御部６７が実行する制御プログラムの他、処理手順を規定したレシピや、蒸気発生タンク３７に貯留されている溶剤の種類に応じた蒸気圧曲線を予め記憶してある。この蒸気圧曲線の一例を図２に示す。なお、図２は、イソプロピルアルコールの蒸気圧曲線の一例である。
【００３０】
この蒸気圧曲線から、溶剤に次のような挙動を生じさせ得ることがわかる。
すなわち、例えば、溶剤が７２℃に加熱された状態であって、チャンバ２７が減圧されていない大気圧の状態である場合、溶剤はほぼ液体の状態である。その状態で、温度を維持したまま、真空時排気ポンプ１９と排気ポンプ５２を作動させてチャンバ２７を減圧してゆき、圧力計５５が０．６３［ａｔｍ］以下になると、溶剤が沸騰して活発に蒸気化される。換言すると、チャンバ２７内の圧力が、加熱された溶剤の温度における蒸気圧曲線以下になると、連通された蒸気発生タンク３７内の溶剤の状態が液体から気体へと変わる。
【００３１】
上述した制御部６７は、記憶部６９を参照し、チャンバ２７の圧力が、溶剤の実温度（温度検出器４２の出力）における蒸気圧曲線以下になったことを検出した場合には、減圧を停止する動作を行わせる。
【００３２】
次に、図３を参照する。なお、図３は、基板処理装置の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、本願発明の主要部だけを記載しており、その他の動作については省略してある。
【００３３】
まず、主要動作の前の動作について説明する。
制御部６７は、上部カバー２９を開放し、未処理の基板Ｗを複数枚保持しているリフタ３１を「待機位置」から「乾燥位置」に搬入させる。このとき、排液弁６５は開放されたままである。次に、制御部６７は、チャンバ２７内の酸素濃度低減処理を行う。具体的には、上部カバー２９を閉止するとともに、不活性ガス４９を開放し、不活性ガス供給源４７からチャンバ２７内に不活性ガスを供給させる。これにより、チャンバ２７及び処理槽１の内部にある空気が不活性ガスによってパージされて、その結果、チャンバ２７内の酸素濃度が低減される。さらに、制御部６７は、リフタ３１を「乾燥位置」から「処理位置」にまで下降させる。
【００３４】
処理槽１及びチャンバ２７内の酸素濃度が低減されると、制御部６７は、処理液弁１７を開放する。これにより、処理液供給源１５から処理液（例えば、常温の純水）が処理槽１に供給され、処理槽１の上部から溢れた処理液がチャンバ２７の底部で回収される。回収された処理液は、排出管６３を通して気液分離部６１で回収され、図示しない廃液処理部に排出される。このようにして処理液が処理槽１に供給された後、制御部６７は、リフタ３１を「処理位置」に所定時間だけ維持して、基板Ｗに対して処理液による処理を行う。
【００３５】
処理液による処理を開始して所定時間が経過すると、制御部６７は、リフタ３１を「処理位置」に維持させたまま、排水ポンプ５１を作動させて、チャンバ２７底部に排出された処理液を排出するとともに、ＱＤＲ弁５９を開放して処理液をチャンバ２７に急速排出させる。処理槽１の処理液が完全に排出された後、不活性ガス弁４９を閉止するとともに呼吸弁５３を閉止してチャンバ２７の内部を閉塞させる。
【００３６】
ステップＳ１
制御部６７は、蒸気発生タンク３７における蒸気発生の準備を行わせる。具体的には、溶剤を加熱するために、加熱温度（例えば７２℃）でヒータ４１への供給電力を制御する。溶剤の実温度は、温度検出器４２からの出力によって判断する。このとき、蒸気弁３８は閉止されたままである。なお、このステップＳ１は、上述した主要動作の前の動作中に開始するようにしてもよい。
【００３７】
ステップＳ２
チャンバ２７内の減圧を開始する。
具体的には、排液弁６５を閉止するとともに、排気弁２１を開放し、排水ポンプ５１及び真空時排気ポンプ１９による減圧を行う。このとき、チャンバ２７内部の圧力は、圧力計５５によって逐次測定され、その圧力信号が制御部６７に与えられる。
【００３８】
ステップＳ３
制御部６７は、記憶部６９の蒸気圧曲線を参照し、圧力信号が、加熱温度における蒸気圧曲線以下になるまで、排水ポンプ５１及び真空時排気ポンプ１９による減圧を行う。
【００３９】
ステップＳ４
上記の条件が満たされると、排気弁２１及び排液弁６５を閉止するとともに、真空時排気ポンプ１９及び排水ポンプ５１を停止させる。これによりチャンバ２７内の圧力が減圧状態に維持される。
【００４０】
ステップＳ５
制御部６７は、インラインヒータ４０を作動させて、溶剤の加熱温度（例えば、７２℃以上）に合わせて昇温させておくとともに、蒸気弁３８を開放する。すると、蒸気発生タンク３７がチャンバ２７に連通され、蒸気発生タンク３７内において溶剤が沸騰して大量の溶剤蒸気が発生する。さらに、チャンバ２７内の圧力は、蒸気発生タンク３７内の圧力よりも低いので、その圧力差に応じて溶剤蒸気が蒸気発生タンク３７からチャンバ２７内に流入する。チャンバ２７内に圧力差で流入した溶剤蒸気により、チャンバ２７内は溶剤蒸気雰囲気とされる。このとき、常温の処理液から露出され、温度が溶剤蒸気に比較して非常に低い基板Ｗの全面に主として凝結する。そして、基板Ｗの表面に付着している処理液の液滴が溶剤によって置換される。また、このとき、基板Ｗは、処理槽１内の小さな体積内に収容された状態で乾燥処理が行われるので、効率的に乾燥処理が行われる。
【００４１】
なお、溶剤蒸気がチャンバ２７内に大量に流入するので、チャンバ２７内の圧力が上昇することが考えられるが、発明者の実験によると、溶剤蒸気が、温度差の大きな基板Ｗに凝結することにより、チャンバ２７内の圧力が溶剤蒸気の流入に起因して極端に上昇することはなかった。したがって、減圧を停止した状態であっても、蒸気発生タンク３７からの溶剤蒸気の流入をある程度維持させることが可能である。
【００４２】
ステップＳ６，Ｓ７
制御部６７は、上記の処理を所定時間だけ行った後、リフタ３１を「処理位置」から「乾燥位置」へと上昇させる。そして、この状態を維持したまま、所定時間だけ維持して、乾燥処理の仕上げを行う。
【００４３】
ステップＳ８
制御部６７は、所定時間が経過した時点で、呼吸弁５３を開放するとともに、不活性ガス弁４９を開放して不活性ガスをチャンバ２７内に導入し、チャンバ２７内の圧力を大気圧に戻す。これにより、蒸気発生タンク３７との圧力差がなくなるので、溶剤蒸気の発生が止まる。その後、蒸気弁３８を閉止する。
【００４４】
上述した処理の後、制御部６７は、上部カバー２９を開放するとともに、リフタ３１を「乾燥位置」から「待機位置」へと移動させる。
【００４５】
上述したように、制御部６７は、ヒータ４１により溶剤を加熱した状態で、真空時排気ポンプ１９及び排気ポンプ５２でチャンバ２７内を減圧し、圧力計５５によって検出された圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合には、真空時排気ポンプ１９及び排気ポンプ５２による減圧を停止させるとともに、リフタ３１を処理位置から乾燥位置に上昇させる。チャンバ２７内が減圧されていることで蒸気発生タンク３７内も減圧され、しかも、チャンバ２７内の圧力が、溶剤の温度に対応する溶剤の蒸気圧曲線以下になるまで減圧され、溶剤が気体になりやすい状態とされるので、ヒータ４１の容量が小さくても充分に溶剤蒸気を発生させることができ、電力負荷を軽減することができる。また、蒸気発生タンク３７で発生した蒸気を、チャンバ２７と蒸気発生タンク３７との圧力差によって溶剤蒸気をチャンバ２７内に導入させることができるので、キャリアガスが不要となって溶剤濃度を高くすることができる。また、チャンバ２７内が減圧された状態で溶剤蒸気がチャンバ２７内に導入されるので、溶剤蒸気の過剰な凝縮が抑制でき、基板Ｗに付着した処理液の置換・乾燥に効率的に寄与させることができる。
【００４６】
また、制御部６７は、記憶部６９の溶剤に応じた蒸気圧曲線を参照して、チャンバ２７内の圧力が、現在の蒸気発生タンク３７の加熱温度における蒸気圧曲線以下となったか否かを判断しているので、記憶部６９に記憶する蒸気圧曲線を溶剤の種類に応じて変えることにより、種々の溶剤に対応させることが可能となる。したがって、上述したイソプロピルアルコールとは異なるＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）を利用して処理を行う場合には、記憶部６９に予めＨＦＥの蒸気圧曲線を記憶させておけばよく、柔軟な処理に対応可能である。
【００４７】
また、本実施例では、リフタ３１を上昇させる直前に蒸気弁３８を開放するようにしているので、基板Ｗ以外の箇所での溶剤蒸気の凝縮を抑制して、チャンバ２７内に導入された溶剤蒸気を効率的に基板Ｗの乾燥に寄与させることができる。
【００４８】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００４９】
（１）上述した実施例では、蒸気弁３５の開放タイミングを、リフタ３１を乾燥位置に移動させる直前としているが、本発明はその開放タイミングに限定されるものではない。具体的には、処理槽１から処理液を排出する時点で蒸気源３５を開放するように、早めに溶剤蒸気の供給を開始するようにしてもよい。
【００５０】
（２）上述した実施例では、供給管３５にインラインヒータ４０を備えているが、供給管３５における溶剤蒸気の凝縮の影響が小さい場合には、インラインヒータ４０を備える必要はない。
【００５１】
（３）上述した実施例では、蒸気発生タンク３７にイソプロピルアルコールを貯留させた場合には、加熱温度が７２℃である場合、３．７リットル以上の容量のイソプロピルアルコールを貯留するようにしているが、溶剤の種類によってその条件は異なる。したがって、本発明は上記の条件に限定されるものではない。
【００５２】
（４）上述した実施例では、供給・排出管７からも減圧を行うようにしているが、排出管６３だけから減圧を行う構成としてもよい。このようにすると、供給・排出管７を処理液の供給だけに使用することができ、配管構成を簡単化することができる。
【００５３】
（５）上述した実施例では、処理槽１が外槽を備えていないが、これに代えて内槽と外槽とからなる処理槽１を備えるようにしてもよい。その場合には、排出管６３を外槽に備えるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例に係る基板処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】イソプロピルアルコールの蒸気圧曲線の一例である。
【図３】基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
Ｗ … 基板
１ … 処理槽
７ … 供給・排気管
９ … 配管
１１ … 供給管
１９ … 真空時排気ポンプ
１７ … 処理液弁
１９ … 真空時排気ポンプ
２１ … 排気弁
２７ … チャンバ
３３ … 溶剤ノズル
３５ … 供給管
３７ … 蒸気発生タンク
３８ … 蒸気弁
４０ … インラインヒータ
４１ … ヒータ
４２ … 温度検出器
５２ … 排気ポンプ
５５ … 圧力計
６７ … 制御部
６９ … 記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液により処理された基板を溶剤蒸気により乾燥させる基板処理装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、
基板を支持し、前記処理槽内の処理位置と、前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって昇降可能な基板支持機構と、
溶剤を貯留する蒸気発生タンクと、
前記蒸気発生タンク内の溶剤を加熱するための加熱手段と、
前記蒸気発生タンク内の溶剤の温度を検出する温度検出手段と、
前記蒸気発生タンクと前記チャンバとを連通接続し、前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する供給管と、
前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、
前記チャンバ内の圧力を測定する圧力検出手段と、
前記加熱手段により溶剤を加熱した状態で、前記減圧手段で前記チャンバ内を減圧し、前記圧力検出手段によって検出された圧力が、前記温度検出手段によって検出された温度における溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合には、前記減圧手段による減圧を停止させるとともに、前記基板支持機構とを処理位置から乾燥位置に上昇させる制御手段と、
を備えてい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において、
処理液の種類に応じた蒸気圧曲線を予め記憶した記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記記憶手段を参照し、前記蒸気発生タンクに貯留されている溶剤の種類に応じた蒸気圧曲線に基づいて、減圧停止のタイミングを判断することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記供給管に設けられ、前記供給管を流れる溶剤蒸気の流量を制御する蒸気弁を備え、
前記制御手段は、前記基板支持機構を乾燥位置に上昇させる直前に、前記蒸気弁を開放させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置において、
前記供給管は、前記蒸気弁の下流側にインラインヒータを備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記加熱手段による加熱温度が７２℃以上である場合、前記蒸気発生タンクは、３．７リットル以上の容量のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を貯留してあることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１】
処理液により処理された基板を溶剤蒸気により乾燥させる基板処理装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、
基板を支持し、前記処理槽内の処理位置と、前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって昇降可能な基板支持機構と、
溶剤を貯留する蒸気発生タンクと、
前記蒸気発生タンク内の溶剤を加熱するための加熱手段と、
前記蒸気発生タンク内の溶剤の温度を検出する温度検出手段と、
前記蒸気発生タンクと前記チャンバとを連通接続し、前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する供給管と、
前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、
前記チャンバ内の圧力を測定する圧力検出手段と、
前記加熱手段により溶剤を加熱した状態で、前記減圧手段で前記チャンバ内を減圧し、前記圧力検出手段によって検出された圧力が、前記温度検出手段によって検出された温度における溶剤の蒸気圧曲線以下となった場合には、前記減圧手段による減圧を停止させるとともに、前記基板支持機構とを処理位置から乾燥位置に上昇させる制御手段と、
を備えてい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において、
処理液の種類に応じた蒸気圧曲線を予め記憶した記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記記憶手段を参照し、前記蒸気発生タンクに貯留されている溶剤の種類に応じた蒸気圧曲線に基づいて、減圧停止のタイミングを判断することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記供給管に設けられ、前記供給管を流れる溶剤蒸気の流量を制御する蒸気弁を備え、
前記制御手段は、前記基板支持機構を乾燥位置に上昇させる直前に、前記蒸気弁を開放させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置において、
前記供給管は、前記蒸気弁の下流側にインラインヒータを備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記加熱手段による加熱温度が７２℃以上である場合、前記蒸気発生タンクは、３．７リットル以上の容量のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を貯留してあることを特徴とする基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−４６９４（Ｐ２００９−４６９４Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６６３３９（Ｐ２００７−１６６３３９）
【出願日】平成１９年６月２５日（２００７．６．２５）
【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１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２５日（２００７．６．２５）
【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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