JP2001102348A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来、常圧下で常圧での沸点以下の温度の処理
液で基板処理が行われていたが、より短時間でより効率
よく汚染物質の除去を行うことが求められている。 【解決手段】そこで本発明では、常圧より高い圧力下で
常圧の沸点を越える温度の処理液を使用する。そうすれ
ば、処理液の分子の運動エネルギーは常圧下で沸騰して
いる処理液のものよりもさらに高くなるので、より短時
間で効率よく処理を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体基板や液晶
ガラス基板、レチクルなどの薄板状基板（単に基板とい
う。）の処理方法および処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の基板処理装置には特開平８−３４
００３５号公報に開示のものがある。この公報の基板処
理装置では薬液を貯留する薬液槽と純水を貯留する水洗
槽とが１組になって複数設けられているものがある。

【０００３】前記薬液槽では基板が薬液に浸漬されるこ
とで薬液処理が施され、薬液処理が済んだ基板は水洗槽
の純水に浸漬されることで水洗処理が行なわれる。

【０００４】これによって基板表面の薄膜のエッチング
や基板表面に付着している汚染物質の除去をする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の基板処理装置で
は薬液槽も水洗槽も常圧下に設置されているので各薬
液、純水は常圧下での沸点以下の温度でしか処理を行え
ない。

【０００６】ところで、近年では、より効率的に基板の
処理を行うことが求められているので上記のような技術
の改善の必要が出てきた。

【０００７】本発明の目的はより効率よく基板の処理を
行うことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る基板処理
方法は処理液を常圧より高い高圧下で常圧下での沸点よ
りも高い温度の処理液を基板に接触させる基板処理方法
である。

【０００９】本基板処理方法では処理液の分子の運動エ
ネルギーは常圧下で沸騰している処理液のものよりもさ
らに高くなるので、より短時間で効率よく処理を行うこ
とができる。

【００１０】請求項２に係る基板処理方法は請求項１に
記載の基板処理方法において、基板に接触させる処理液
が純水である基板処理方法である。

【００１１】本基板処理方法によれば１００度を越える
高温の純水を基板に接触させることができる。高温の純
水は従来の１００度以下の常温の純水よりも分子の運動
エネルギーが大きいので汚染物質の除去能力を高めるこ
とができる。

【００１２】よって、効率よく処理を行うことができ
る。

【００１３】請求項３に係る基板処理方法は請求項２に
記載の基板処理方法において、純水と接触する基板には
常圧下の常温における粘度が純水よりも高い液体が付着
した基板処理方法である。

【００１４】本基板処理方法によれば純水を接触させる
べき基板には粘度が高い液体が付着している。このよう
な液体は常温では粘度が高いので、常温の純水で洗い流
すためには多くの時間が必要であるが、本基板処理方法
では純水の温度が高温であるため従来に比べて少ない時
間で効率よく前記液体を洗い流すことができる。

【００１５】請求項４に係る基板処理方法は請求項３に
記載の基板処理方法において、前記常圧下の常温におけ
る粘度が純水よりも高い液体は燐酸、硝酸、硫酸の何れ
かを含む基板処理方法である。

【００１６】燐酸、硝酸、硫酸の何れかを含む液体は常
圧下の常温では粘度が高く、基板から洗い流しにくい。
しかし、本基板処理方法によれば高温の純水によって洗
い流されるので基板に付着した前記燐酸、硝酸、硫酸の
何れかを含む液体は粘度が低くなり、短時間で良好に洗
い流される。

【００１７】請求項５に係る基板処理装置は基板を収容
するチャンバと、前記チャンバ内に収容された基板に処
理液を供給して基板に処理液を接触させる処理液供給手
段と、チャンバー内を常圧より高い圧力にする調圧手段
と、基板に接触する処理液を常圧下での沸点よりも高い
温度にする温度調節手段とを備える。

【００１８】チャンバ内は調圧手段によって常圧より高
い高圧にされ、温度調節手段は処理液を常圧下での沸点
よりも高い温度にする。よって、処理液の分子の運動エ
ネルギーは常圧下で沸騰している処理液のものよりもさ
らに高くなるので、より短時間で効率よく処理を行うこ
とができる。

【００１９】請求項６に係る基板処理装置は請求項５に
記載の基板処理装置において、前記処理液供給手段は基
板に純水を供給する基板処理装置である。

【００２０】本基板処理装置によれば１００度を越える
高温の純水を基板に接触させることができる。高温の純
水は従来の１００度以下の常温の純水よりも分子の運動
エネルギーが大きいので汚染物質の除去能力を高めるこ
とができる。

【００２１】よって、効率よく処理を行うことができ
る。

【００２２】請求項７に係る基板処理装置は請求項６に
記載の基板処理装置において、前記純水が供給される基
板には常圧下の常温における粘度が純水よりも高い液体
が付着した基板処理装置である。

【００２３】本基板処理装置によれば純水を接触させる
べき基板には粘度が高い液体が付着している。このよう
な液体は粘度が高いので、常温の純水で洗い流すために
は多くの時間が必要であるが、本基板処理装置では純水
の温度が高温であるため従来に比べて少ない時間で効率
よく前記液体を洗い流すことができる。

【００２４】請求項８に係る基板処理装置は請求項７に
記載の基板処理装置において、前記常圧下の常温におけ
る粘度が純水よりも高い液体は燐酸、硫酸、硝酸の何れ
かを含む基板処理装置である。

【００２５】燐酸、硝酸、硫酸の何れかを含む液体は常
温では粘度が高く、基板から洗い流しにくい。しかし、
本基板処理装置によれば高温の純水によって洗い流され
るので基板に付着した前記燐酸、硝酸、硫酸の何れかを
含む液体は粘度が低くなり、短時間で良好に洗い流され
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】＜Ｉ、第１実施形態＞

【００２７】＜１、基板処理装置の全体構成および主要
動作＞

【００２８】図１は、本発明に係る基板処理装置１の全
体を示す斜視図である。なお、図１にはそれらの方向関
係を表すため、ＸＹＺ直交座標系を付している。

【００２９】基板処理装置１は、複数の基板Wを１つの
基板群として一括して処理を行う装置であり、大きく分
けてキャリアCに収容された基板Wの搬出入が行われるキ
ャリア載置ユニット２Ｕ、基板Wに処理を施す処理ユニ
ット４Ｕ、および、キャリア載置ユニット２Ｕと処理ユ
ニット４Ｕとの間でＸ方向に基板Wの搬送を行う水平移
動ロボット３を有している。

【００３０】キャリア載置ユニット２Ｕは、装置外部か
らキャリアCが搬入されて載置されるキャリア載置部２
１、Ｙ方向に移動し、Ｚ方向に昇降し、Ｚ軸を中心に回
動してキャリアCの移載を行うキャリア移載ロボット２
２、キャリア移載ロボット２２によりキャリアCが載置
される突上部２３、および、キャリアCを洗浄するキャ
リア洗浄部２４を有している。

【００３１】処理ユニット４Ｕは、複数の処理部４を有
し、各処理部４は後述の処理液を貯留した処理槽を有す
る。また、各処理部４には水平移動ロボット３と基板を
受渡しし、また、昇降することで受け取った基板Ｗを処
理槽内の処理液に浸漬させる浸漬ロボットＩＲが設けら
れている。

【００３２】以上が基板処理装置１の構成の概要である
が、次に、基板処理装置１の動作の概要を説明する。

【００３３】基板処理装置１への基板Wの搬入はキャリ
アCを介して行われる。キャリアCは複数の基板Wを起立
姿勢に平行配置して収納可能とされている。キャリアC
は搬送車（図示省略）などにより基板処理装置１まで搬
送され、キャリア載置部２１上において図１中に示すＹ
方向に配置される。キャリアCがキャリア載置部２１に
載置されると、当該キャリアCはキャリア移載ロボット
２２により突上部２３に載置される。

【００３４】突上部２３は、Ｙ方向にスライドする移動
台２３１を有し、移動台２３１は９０度回転可能な回転
台２３２をＹ軸方向に２つ有する。

【００３５】また移動台２３１の下方には図示せぬ突上
げ機構が設けられている。

【００３６】２つのキャリアCが２つの回転台２３２に
載置されると、移動台２３１がＹ軸負方向に移動する。
そして、その移動により2つのキャリアCの内の一方が水
平移動ロボット３の下方に移動し、回転台２３２が90度
回転することによりキャリアCに収容された所定数の基
板Wの主面の法線がＸ方向からＹ方向へと向きを変え
る。

【００３７】次に、突上げ機構が上昇して前記水平移動
ロボット３の下方に位置するキャリアＣ内の基板を突き
上げることにより、キャリアＣ内の基板Ｗを水平移動ロ
ボット３に渡す。

【００３８】その後、移動台２３１がさらにY軸負方向
に移動し、まだ基板Ｗが収容されている他方のキャリア
Ｃを水平移動ロボット３の下方に位置させる。このと
き、該他方のキャリアＣを先に基板Ｗが突上げられたキ
ャリアＣの位置とはＹ軸方向に半ピッチずらした位置に
配置する。ここでピッチとはキャリアＣに収容されてい
る基板同士の配列間隔である。

【００３９】そして、前記他方のキャリアＣを水平移動
ロボット３の下方に配置した後、突上げ機構により該キ
ャリアＣ内の基板Ｗを突き上げて水平移動ロボット３に
基板Ｗを渡す。このとき、水平移動ロボット３に既に保
持されている基板Ｗの間に基板Ｗが突き上げられてくる
ので結果的に水平移動ロボット３には半ピッチでＹ軸方
向に並んだ基板Ｗが保持されることになる。

【００４０】水平移動ロボット３は水平方向に移動して
何れかの処理部４が有する浸漬ロボットＩＲに基板Ｗを
渡す。

【００４１】基板Ｗを受け取った浸漬ロボットＩＲは降
下して処理槽内の処理液に基板Ｗを浸漬する。

【００４２】これにより、処理が開始する。

【００４３】各処理部４では薬液処理、水洗処理、乾燥
処理を含む所定の処理を施した後、浸漬ロボットＩＲを
上昇させるとともに、水平移動ロボット３に基板Ｗを渡
す。

【００４４】なお、各処理部４での処理中に突上部２３
上のキャリアＣをキャリア移載ロボット２２でキャリア
洗浄部２４に搬送し、キャリアＣを洗浄して乾燥させ、
その後、再びキャリア移載ロボット２２で前記キャリア
Ｃを突上部２３に戻しておく。

【００４５】水平移動ロボット３に処理済みの基板Ｗが
渡った後は、上述とは逆の順序で突上部２３上のキャリ
アＣに基板が収納され、該キャリアＣはキャリア移載ロ
ボット２２でキャリア載置部２１に載置される。

【００４６】キャリア載置部２１に載置されたキャリア
Ｃは図示せぬ搬送車などで基板処理装置１外に搬送され
る。

【００４７】＜２、処理部の構成＞

【００４８】次に処理部４の構成を説明する。

【００４９】図2は処理部４の構成を示す図である。

【００５０】処理部４はチャンバ４０とカバー４１とを
有し、該チャンバ４０とカバー４１とで密閉空間を形成
する。

【００５１】チャンバ４０内には基板Ｗを収容する処理
槽５０を有する。

【００５２】処理槽５０は平面視矩形状で上部に矩形状
の開口を有し、底部が凸状の略直方体形状をなす内槽５
２と内槽５２の上部において内槽５２の矩形状の開口を
取り囲んでいる外槽５４とを有する。

【００５３】これにより、内槽５２の矩形状の開口の４
つの辺から溢れ出した処理液を外槽５４が受けることが
できる。

【００５４】内槽５２の底部には内槽５２の長手方向で
ある紙面垂直方向にその長手方向を配した一対の液供給
管５６が設けられている。液供給管５６は、該液供給管
５６の長手方向に長く延び、かつ、内槽５２内に連通し
たスリット状の吐出口５８を有する。

【００５５】液供給管５６には液供給部６０が接続され
ている。液供給部６０は混合器６２を有し、混合器６２
には純水を供給する純水源６４、燐酸原液を供給する燐
酸源６６、フッ酸原液を供給するフッ酸源６８がそれぞ
れ純水供給弁Ｖｗ、燐酸供給弁Ｖｒ、フッ酸供給弁Ｖｆ
を介して接続されている。

【００５６】混合器６２では純水に燐酸原液またはフッ
酸原液を混入することによって所定濃度の薬液を調製す
る。

【００５７】なお、ここでは燐酸またはフッ酸などの薬
液の原液を薬液原液といい、薬液原液を所定濃度で純水
と混合したものを単に薬液といい、薬液と純水とを包括
して処理液という。

【００５８】混合器６２にはヒータＨ１が取り付けられ
ており、薬液原液および純水の加熱、混合後の処理液の
加熱が可能である。

【００５９】特に本実施形態で使用している燐酸をはじ
め、硫酸、硝酸等の原液は２５度程度の室温では粘度が
極めて高いので純水との混合を良好に行うことができな
いが、ヒータＨ１によって加熱すると粘度が低くなり純
水との混合を良好に行うことができる。

【００６０】混合器６２からは管路６１が伸びて途中に
液供給弁Ｖａ、送液ポンプＰｓ、ヒータＨ２、フィルタ
Ｆ１を介して液供給管５６に接続されている。

【００６１】混合器６２からヒータＨ２に至る管路６１
には加熱ジャケット６３が設けられており、管路６１を
流れる処理液を加熱し、処理液の温度が低下することを
防止している。

【００６２】ヒータＨ２は処理槽５０での処理に必要な
所定の温度に処理液を加熱する。

【００６３】さらにヒータＨ２で加熱された処理液はフ
ィルタＦ１で濾過されて汚染物質が除去された状態で液
供給管５６を通じて処理槽５０に供給される。ここでは
加熱された処理液をフィルタＦ１に通している。よっ
て、常温では粘度の高い処理液であっても加熱されるこ
とにより粘度が低下するので該処理液はフィルタＦ１を
容易に通過することができる。

【００６４】また、内槽５２には内槽排液管５１が接続
され内槽排液弁Ｖｎを介してドレインＤｒに接続されて
いる。

【００６５】外槽５４には高圧排液管５３が接続され外
槽排液弁Ｖｇを介して圧力分離室５５に至っている。圧
力分離室５５にはドレインＤｒに至る常圧排液管５７が
接続されている。

【００６６】圧力分離室５５は高圧排液管５３から流れ
てきた高圧の処理液を常圧に戻し、高圧排液管５３側を
高圧に、常圧排液管５７側を常圧に分離している。

【００６７】以上のような構成により、処理槽５０では
液供給管５６から供給される処理液を内槽５２に貯留
し、内槽５２から溢れた処理液は内槽５２の開口を越え
て外槽５４に流れ込む。

【００６８】そして、外槽５４に流れ込んだ処理液は圧
力分離室５５を通してドレインＤｒに排出される。

【００６９】なお、外槽５４には外槽５４に流れ込んだ
処理液の比抵抗を計測する比抵抗計ＲＭが設けられてい
る。この比抵抗計ＲＭは後述の、水洗処理時に外槽５４
に流れ込んだ処理液の比抵抗を計測することによって純
水へのフッ酸や燐酸等の薬液の混入度を検知し、所定の
比抵抗値になることをもって薬液が洗い流されたどうか
を検知するためのものである。

【００７０】また、処理部４には蒸気供給部７０が設け
られている。

【００７１】蒸気供給部７０は窒素ガス源７１に接続さ
れている管路７２を有する。そして、管路７２はガス供
給弁Ｖｇｓを介してチャンバ４０内に設けられた蒸気発
生器７５に接続され、さらに、ＩＰＡ供給弁Ｖｉを介し
てガス供給管７３に接続されている。

【００７２】蒸気発生器７５は純水の表面張力を低下さ
せる表面張力低下液を貯留している。ここではＩＰＡ
（イソプロピルアルコール）などの有機溶剤を貯留して
いる。また、蒸気発生器７５の底部にはヒータＨ３が設
けられ、該ヒータＨ３でＩＰＡの液体に熱を加えて蒸気
を発生させる。

【００７３】ここで、蒸気発生器７５はチャンバ４０内
に配されているので、後述のようにチャンバ４０内を高
圧にしたときＩＰＡ供給弁Ｖｉを開けると蒸気発生器７
５内も高圧になる。すると、ＩＰＡの沸点は常圧下に比
べて上昇する。このため、ヒータＨ３でＩＰＡを沸騰さ
せてＩＰＡの蒸気を発生させた場合は単位体積あたりの
ＩＰＡの量は常圧下で発生させたＩＰＡの蒸気よりも多
くなる。

【００７４】なお、表面張力低下液は処理槽５０内の処
理液の表面張力を低下させる液体ならば何でもよい。処
理液が純水の場合ならば、ＩＰＡやエチルアルコール等
のアルコール類、アセトン等のケトン類、メチルエーテ
ル等の多価アルコールなどを使用できる。

【００７５】ガス供給管７３は処理槽５０の上部におい
て、紙面垂直方向にその長手方向を配した管状部材であ
って、該ガス供給管７３の長手方向において、処理槽方
向に向かうガス噴射口７４が複数開けられている。

【００７６】このような蒸気供給部７０では蒸気発生器
７５でＩＰＡの蒸気を発生させた状態でガス供給弁Ｖｇ
ｓ、ＩＰＡ供給弁Ｖｉを開ければ窒素ガス源７１から蒸
気発生器７５へ窒素ガスが送出され、ガス供給管７３か
らＩＰＡの蒸気をチャンバ４０内に供給することができ
る。

【００７７】また、処理部４はチャンバ４０内の圧力を
調整する調圧部８０を有する。

【００７８】調圧部８０は調圧弁８１、圧力計ＰＭ、調
圧ポンプＰｐを有する。

【００７９】調圧部８０では圧力計ＰＭの値に従い、図
示せぬ制御手段によって調圧弁８１および調圧ポンプＰ
ｐを制御し、チャンバ４０内の圧力を所定値に調節す
る。

【００８０】＜３、処理の一実施形態＞

【００８１】次に図３を参照して処理の一実施形態を説
明する。

【００８２】なお、図３では左方向から右方向に時間が
経過していく。図中、上方の表の横方向の第１行では時
間の経過とともに行われる工程を、縦方向の第１列では
基板処理装置１の動作を示している。そして、表中、斜
線が施してある部分は当該時間帯について、基板処理装
置１が第１列に示す動作を行っていることを示す。

【００８３】また、図中、下方の折れ線グラフでは時間
の経過とともにチャンバ４０内の圧力をどのように制御
しているかを示している。

【００８４】本実施形態では基板に対して、水洗処理
→フッ酸処理→水洗処理（高温高圧）→燐酸処理
（高温高圧）→水洗処理（高温高圧）→乾燥処理の
各処理を施す。

【００８５】以下、上記〜の各処理について説明す
る。

【００８６】水洗処理

【００８７】チャンバ４０内に搬入される基板を水洗
し、汚染物質を除去する処理である。

【００８８】時刻ｔ０において、フッ酸供給弁Ｖｆ、燐
酸供給弁Ｖｒを閉じた状態で純水供給弁Ｖｗ、液供給弁
Ｖａを開けて送液ポンプＰｓを介して空の状態の内槽５
２に対して純水を供給し、内槽５２から純水を溢れ出さ
せる。これによって、内槽５２内において純水の上昇水
流を発生させる。

【００８９】このとき内槽排液弁Ｖｎは閉じられ、外槽
排液弁Ｖｇは開いている。このため、内槽５２から外槽
５４に溢れ出た純水は外槽排液弁Ｖｇ、圧力分離室５５
を通じてドレインＤｒに排出される。

【００９０】また、このとき、ヒータＨ１、Ｈ２、加熱
ジャケット６３はＯＦＦ状態であるので内槽５２に供給
される純水の温度は２５度程度の室温である。

【００９１】また、チャンバ４０内は常圧（大気圧＝約
０．１０１３ＭＰａ）であって、調圧弁８１は開状態で
はあるが、調圧ポンプＰｐは動作していない。

【００９２】時刻ｔ１になると上記状態において浸漬ロ
ボットＩＲに基板Ｗを載置した状態で浸漬ロボットＩＲ
を降下させ、図２の実線で示すように基板Ｗを純水中に
浸漬する。

【００９３】浸漬ロボットＩＲは基板Ｗを浸漬した状態
で静止し、これによって、基板Ｗに付着した汚染物質は
純水の上昇水流によって除去され内槽５２から溢れ出る
純水とともに排出される。

【００９４】所定時間水洗処理を行った後、次はフッ酸
処理に移る。

【００９５】フッ酸処理

【００９６】時刻ｔ２にてフッ酸供給弁Ｖｆを開いて、
混合器６２において所定の割合でフッ酸原液と純水とを
混合しフッ酸水溶液を調製する。そして調製したフッ酸
水溶液を内槽５２に供給することで内槽５２内の純水を
フッ酸水溶液で追い出し、内槽５２内の純水をフッ酸水
溶液で置換する。

【００９７】このときもフッ酸水溶液の温度は室温であ
り、チャンバ４０内は常圧である。

【００９８】そして、所定時間フッ酸水溶液を供給した
後、フッ酸供給弁Ｖｆを閉じる。

【００９９】水洗処理（高温高圧）

【０１００】時刻ｔ３にてフッ酸供給弁Ｖｆを閉じ、管
路６１に純水のみが通っている状態でヒータＨ１、Ｈ
２、加熱ジャケット６３をＯＮにし、純水を加熱する。

【０１０１】ここでは、次に供給される燐酸水溶液の温
度が１５０度なので純水も１５０度まで加熱する。な
お、純水の温度を純水の後に供給される燐酸水溶液の温
度と等しくする理由は後述する。

【０１０２】そして、調圧弁８１を閉じるとともに、調
圧ポンプＰｐを動作させチャンバ４０内を加圧し、所定
高圧にする。

【０１０３】ここでは、純水が１５０度になっても沸騰
しないよう、チャンバ４０内を加圧して純水の沸点を１
５０度よりも高くする。

【０１０４】具体的には約０．５７ＭＰａ以上にされ
る。そうすると純水の沸点は約１５７度となる。

【０１０５】以上により、チャンバ４０内の圧力は上昇
するとともに、内槽５２に供給される純水の温度は常圧
の沸点である１００度を越えて上昇可能となる。

【０１０６】そして、比抵抗計ＲＭの値が所定値になる
まで、１５０度の純水を供給することによって、水洗処
理を行う。

【０１０７】ここでは純水の温度が常圧での沸点以上の
温度である１５０度にまで高められているので純水に溶
存している酸素の量が常圧時の純水よりも少なくなって
いる。このため、純水中の溶存酸素によって基板Ｗに不
要な酸化膜が生じることを抑制する効果もある。特に、
フッ酸水溶液などによってエッチング処理された後の基
板Ｗの表面は活性状態であるので酸素と結びつきやす
く、不要な酸化膜が生じ易いが、純水中の溶存酸素が減
じられていることから該不要な酸化膜が生じることを抑
制できる。

【０１０８】燐酸処理（高温高圧）

【０１０９】比抵抗計ＲＭの値が所定値より高くなると
時刻ｔ４にて燐酸供給弁Ｖｒを開けて混合器６２におい
て所定の割合で燐酸原液と純水とを混合し燐酸水溶液を
調製する。このとき、ヒータＨ１が燐酸原液を加熱した
状態で純水と混合する。このため、燐酸原液の粘度は低
くなるので純水との混合が容易に行われる。

【０１１０】調製された燐酸水溶液は最終的に内槽５２
に至る時点で１５０度の温度になるようヒータＨ１、Ｈ
２、加熱ジャケット６３で加熱され、該内槽５２内に供
給される。

【０１１１】そして燐酸水溶液を内槽５２に連続的に供
給することで内槽５２内の純水を燐酸水溶液で追い出
し、内槽５２内の純水を燐酸水溶液に置換する。

【０１１２】ここでは、燐酸水溶液が供給されるのに先
行して内槽５２内に純水が貯留されている。このときチ
ャンバ４０内を加圧し、内槽５２内の純水の沸点を、純
水の後に供給される燐酸水溶液の温度よりも高くしてい
る。具体的にはチャンバ４０内を０．５７ＭＰａ以上に
加圧し、純水の沸点を１５７度としている。すなわち、
純水の沸点を燐酸水溶液の温度１５０度よりも高くして
いる。このため、純水が貯留されている内槽５２に燐酸
水溶液を供給して、純水が高温の燐酸水溶液に接触して
も、突沸することがなく、突沸によって処理液が飛散す
ることを防止することができる。

【０１１３】また、燐酸水溶液を内槽５２へ供給する際
には内槽５２内には燐酸水溶液と同じ温度の純水が貯留
されているので供給された燐酸水溶液の温度低下が無
い。

【０１１４】従って、ひとつの処理槽５０内で水洗処理
の後、基板を空気にさらさずに１００度を越える温度の
燐酸水溶液による処理を連続的に行うことができる。

【０１１５】また、常圧で燐酸水溶液を１５０度に熱す
ると燐酸水溶液からは水分が激しく蒸発し、燐酸水溶液
の濃度が所定値に安定しない。

【０１１６】しかし、ここでは燐酸水溶液は常圧より高
い高圧下に置かれているので燐酸水溶液からの水分の蒸
発は抑制され、燐酸水溶液の濃度が所定値に安定する。

【０１１７】しかもチャンバ４０内を約０．５７ＭＰａ
以上に加圧して純水の沸点を約１５７度とし、燐酸水溶
液の温度、１５０度よりも高くしている。

【０１１８】このため、燐酸水溶液が含む水分の蒸発
は、より抑制され、燐酸水溶液の濃度が所定値に安定す
る。

【０１１９】水洗処理（高温高圧）

【０１２０】所定時間、燐酸水溶液を供給して基板に燐
酸水溶液による処理を行った後、時刻ｔ５にて燐酸供給
弁Ｖｒを閉じ、管路６１に純水のみを通す。

【０１２１】また、ヒータＨ１、Ｈ２、加熱ジャケット
６３はＯＮのままにして、ひき続いて純水を１５０度に
加熱する。

【０１２２】そして、比抵抗計ＲＭの値が所定値になる
まで高温の純水で基板Wを水洗する。

【０１２３】ここでは、高温の純水で燐酸水溶液を洗い
流している。

【０１２４】燐酸水溶液は常温では粘度が高く基板から
洗い流しにくいが、上記のように本実施形態では燐酸水
溶液と同じ150度の温度の純水で燐酸水溶液を洗い流し
ているので燐酸水溶液の温度は下がらず、粘度は高くな
らない。

【０１２５】このため、基板から燐酸水溶液を容易に洗
い流すことができる。

【０１２６】また燐酸水溶液と同じ１５０度の純水で内
槽５２内の燐酸水溶液を置換しているので燐酸水溶液の
粘度が高くならず、円滑に置換を行うことができる。

【０１２７】また、純水が100度を越える温度（高温と
いう。）であるため、常圧下にて100度で沸騰している
純水よりも分子の運動エネルギーが大きい。したがっ
て、該高温の純水は汚染物質の除去能力が常温の純水よ
り高い。よって、基板Ｗに付着している汚染物質が良好
に除去される。

【０１２８】なお、常圧下の常温で粘度の高い液体とし
ては前記のような燐酸水溶液の他に硫酸水溶液、硝酸水
溶液などが挙げらる。これらは、常圧下の100度以下の
温度（常温という。）の純水に比べて粘度が高いので常
温の純水で洗い流そうとすると時間が掛かる。しかし、
本実施形態のように100度を越える高温の純水を使用す
る水洗処理ならば効率よく洗い流すことができる。

【０１２９】乾燥処理

【０１３０】比抵抗計ＲＭが所定値を示すと、時刻ｔ６
にてヒータＨ１、Ｈ２、加熱ジャケット６３をｏｆｆに
する。

【０１３１】これにより、内槽５２内に供給される純水
は室温程度の温度になり、基板Ｗも室温程度の温度にな
る。

【０１３２】次に、時刻ｔ７にてＩＰＡ供給弁Ｖｉを開
けて蒸気発生器７５を高圧にした状態でＩＰＡを沸騰さ
せ、さらにガス供給弁Ｖｇｓを開けることで、ＩＰＡの
蒸気をチャンバ４０内に供給する。

【０１３３】そして、所定時間、チャンバ４０内にＩＰ
Ａの蒸気を供給することで、内槽５２の上部開口付近は
ＩＰＡの蒸気が充満する。

【０１３４】この状態で、時刻ｔ８にて浸漬ロボットＩ
Ｒを所定の速度で上昇させると基板Ｗはほぼ純水が付か
ない状態で純水から露出していく。

【０１３５】そして、基板Ｗが完全に純水から露出し終
わると、ガス供給弁Ｖｇｓ，ＩＰＡ供給弁Ｖｉを閉じ
て、チャンバ４０内へのＩＰＡ蒸気の供給を停止する。
また、純水供給弁Ｖｗも閉じる。

【０１３６】ここでは基板Ｗの温度は室温程度であるの
に対してＩＰＡは加熱されて室温より高い温度になって
いることから、ＩＰＡの蒸気が基板Ｗ表面に凝縮し、わ
ずかに基板Ｗの表面に付着した純水と混ざり合い、純水
の表面張力が低下し、純水は流下する。

【０１３７】また、蒸気発生器７５内は高圧状態なの
で、蒸気発生器７５内で発生したＩＰＡ蒸気は常圧の場
合よりも単位体積内に含まれるＩＰＡの蒸気量が多くな
っている。このため、単位体積当たりのＩＰＡの蒸気に
含まれるＩＰＡの量は常圧の場合よりも多いので、多く
のＩＰＡが基板Ｗ表面に凝縮する。また、ＩＰＡの分子
の運動エネルギーも常圧の場合よりも高い。このため、
純水と混ざり合うＩＰＡの量は常圧の場合よりも多いの
で純水の流下は常圧の場合よりも促進され、より、乾燥
が完全なものとなる。

【０１３８】このようにして、基板Ｗが浸漬ロボットＩ
Ｒにより純水から露出させられ、図２の２点鎖線の位置
に到達した状態になると、時刻ｔ９にて調圧弁８１を徐
々に開いて、チャンバ４０内を常圧に戻す。

【０１３９】このとき、チャンバ４０内の気圧が下がる
ので仮に基板ＷにＩＰＡと純水との混合物が付着してい
ても蒸発し、より乾燥が完全なものとなる。

【０１４０】また、調圧弁８１を徐々に全開にしていく
とともに内槽排液弁Ｖｎを開けて内槽５２内にある純水
も排出する。

【０１４１】このとき、チャンバ４０内が高圧なので内
槽５２の純水にも圧力がかかっている。このため内槽５
２からの純水の排出が迅速に行われる。

【０１４２】チャンバ４０内が常圧になると、時刻ｔ１
０にて調圧弁８１、ＩＰＡ供給弁Ｖｉ、液供給弁Ｖａ、
内槽排液弁Ｖｎ、外槽排液弁Ｖｇ、を閉じ、調圧ポンプ
Ｐｐを駆動して、今度はチャンバ４０内を常圧より低い
所定低圧に減圧する。

【０１４３】すると、さらにチャンバ４０内の気圧が下
がるので、仮に基板ＷにＩＰＡと純水との混合物が付着
していても蒸発し、より乾燥が完全なものとなる。

【０１４４】所定時間が経過すると時刻ｔ１１にて調圧
弁８１を徐々に開放しチャンバ４０内を常圧に戻す。

【０１４５】そして、カバー４１を開けて浸漬ロボット
ＩＲをさらに上昇させて基板Ｗを水平移動ロボット３に
渡し、処理を終了する。

【０１４６】また、次の処理に備えて外槽排液弁Ｖｇを
開放しておく。

【０１４７】なお、フッ酸水溶液や燐酸水溶液の濃度は
フッ酸供給弁Ｖｆ、燐酸供給弁Ｖｒの開度を調節する。
この場合、管路６１から内槽５２に至る管路、内槽５
２、外槽５４、外槽５４からドレインＤｒに至る管路、
の何れかに濃度モニタを設け、その値にしたがって、前
記開度の調節を行えばよい。

【０１４８】＜ＩＩ、第２実施形態＞

【０１４９】第2実施形態に係る基板処理装置の処理部
４Ａを図４に示す。構成上、この処理部４Ａが上述の第
1実施形態における処理部４と異なる点は、外槽５４か
ら伸び、循環弁Ｖｃを介して、液供給弁Ｖａと送液ポン
プＰｓとの間の管路６１に接続する環路７９が設けられ
ていることと、純水補充機構９０が設けられていること
である。

【０１５０】なお、第2実施形態に係る処理部４Ａも第1
実施形態における処理部４と同様、蒸気供給部７０を備
えているが、図示の便宜上、図４においては該蒸気供給
部７０は図示していない。

【０１５１】環路７９は外槽５４の処理液を管路６１に
戻す。

【０１５２】これによって、戻された処理液は送液ポン
プＰｓ、ヒータＨ２、フィルタＦ１、液供給管５６を経
て再び内槽５２に供給される。

【０１５３】こうして処理液が循環される。

【０１５４】また、純水補充機構９０は管路６１のフィ
ルタＦ１と液供給管５６との間から純水供給弁Ｖｓ１を
介して純水を供給される純水貯留部９１と、純水貯留部
９１に貯留されている純水を加熱するヒータＨ４と、純
水補充弁Ｖｓ２を介して純水貯留部に接続された純水吐
出管９２とを有する。

【０１５５】純水補充管９２は外槽５４上方に配された
紙面垂直方向に長い管状部材で、外槽５４に向かって純
水を滴下させる純水滴下口９３をその長手方向に複数有
する。

【０１５６】次に、この処理部４Ａでの処理の一例を説
明する。

【０１５７】この処理部４Ａでの処理は第1実施形態で
説明した水洗処理→フッ酸処理→水洗処理（高温
高圧）→燐酸処理（高温高圧）→水洗処理（高温高
圧）→乾燥処理という処理と略同じなので、異なる部
分につき説明する。

【０１５８】この処理部４Ａにつき特に異なる部分は
燐酸処理（高温高圧）の部分である。

【０１５９】本実施形態では処理が開始してから燐酸
処理（高温高圧）が始まるまで、すなわち、水洗処理
（高温高圧）で内槽５２内に貯留した高温の純水を燐酸
水溶液で置換するまで、循環弁Ｖｃを閉じておく。そし
て、置換が完了したら、外槽排液弁Ｖｇを閉じるととも
に循環弁Ｖｃを開け、外槽５４の燐酸水溶液を管路６１
に還流する。また、液供給弁Ｖａ、純水供給弁Ｖｗおよ
び、燐酸供給弁Ｖｒを閉じ、新たに処理液を内槽５２に
供給することを停止する。

【０１６０】なお、高温の純水を燐酸水溶液で置換する
ことが完了したか否かは比抵抗計ＲＭの指示値または後
述の濃度モニタで検出する。

【０１６１】一方、この燐酸処理が始まるまでに純水供
給弁Ｖｓ１を開いて純水貯留部９１に純水を貯留する。

【０１６２】純水貯留部９１ではヒータＨ４により、純
水を高温状態に維持する。ここでは燐酸水溶液と同じ温
度に維持している。

【０１６３】以上により、燐酸水溶液は管路６１→処理
槽５０→環路７９→管路６１というように循環する。

【０１６４】こうすることによって、新たに処理槽５０
に燐酸水溶液を供給せずにすむので、燐酸水溶液の消費
量を抑制することができる。

【０１６５】また、このとき、チャンバ４０内は燐酸水
溶液の温度において純水が沸騰しない圧力にまで加圧さ
れているので燐酸水溶液から蒸発する水分は少ない。

【０１６６】しかしながら、まったく蒸発しないわけで
はなく、わずかに蒸発しているので、燐酸水溶液の濃度
が濃くなってしまう。

【０１６７】このようなときには液供給弁補充弁Ｖｓ２
を開け、高温の純水を外槽５４に滴下する。

【０１６８】ここで、例えば常圧下で高温の燐酸水溶液
に純水を補充すると突沸を起して、燐酸水溶液と純水と
を良好に混合することができない。また、常圧下では純
水は１００度より高い高温にならないので、このような
１００度以下の純水を燐酸水溶液に補充すると燐酸水溶
液の温度が低下してしまう。しかし、ここでは、高圧下
でしかも、燐酸水溶液と同じ温度の高温の純水を補充し
ているので、純水が突沸を起したり、高温の燐酸水溶液
が温度低下を起したりすることが防止できる。

【０１６９】よって、所定の処理品質を容易に得ること
ができる。

【０１７０】なお、純水の補充量と補充時期は、管路６
１→処理槽５０→環路７９→管路６１という循環路のど
こかに濃度モニタを配置して燐酸水溶液の濃度の変化を
読取り、読み取った値にしたがって設定すればよい。

【０１７１】以上のようにして所定時間、燐酸水溶液を
循環使用した後は燐酸供給弁Ｖｒは閉じたまま、純水補
充弁Ｖｓ２、および循環弁Ｖｃを閉じ、外槽排液弁Ｖ
ｇ、液供給弁Ｖａ、純水供給弁Ｖｗを開け水洗処理
（高温高圧）に戻る。

【０１７２】上記第１、第２の実施形態では外槽５４か
ら排出される処理液を圧力分離室５５を介してドレイン
Ｄｒに流しているが、外槽５４をなくし、内槽５２から
溢れる処理液をチャンバ４０内に溜めてもよい。

【０１７３】この場合は、高圧排液管５３の液の流入口
をチャンバ４０下部に接続する。

【０１７４】そして、処理の間中、内槽５２から溢れる
処理液をチャンバ４０下部に溜めておき、全ての処理が
終了した後、外槽排液弁Ｖｇを開放して溜めている処理
液を排出してもよい。

【０１７５】上記の実施形態では100度を越える温度で
使用される処理液として燐酸水溶液が使用される場合で
説明しているが、燐酸水溶液の代わりに硫酸水溶液、硝
酸水溶液を使用する処理においても同様の効果を得るこ
とができる。

【０１７６】本実施形態の処理部４、４Ａでは内槽５２
内にヒータを設けていないが、内槽５２内にヒータを設
けて処理液の温度を調節してもよい。

【０１７７】また本実施形態の処理部４、４Ａは何れも
一つの処理槽に複数種類の処理液を順次供給する形式の
ものであったが、複数のチャンバ４０の内、第1チャン
バ内に高圧下で高温の薬液（燐酸水溶液、硫酸水溶液、
硝酸水溶液など）を使用して薬液処理をする薬液処理槽
および、薬液処理槽の内外に基板を保持して昇降する第
1浸漬ロボットを設け、第1チャンバとは違う第2チャン
バ内に高圧下で高温の純水を使用して水洗処理をする純
水処理槽および、純水処理槽の内外に基板を保持して昇
降する第２浸漬ロボットを設け、水平移動ロボットによ
って第1浸漬ロボット、第２浸漬ロボットとの間で基板
を授受させるようにしてもよい。この場合は第3チャン
バ内に乾燥処理部を設けるか、第2チャンバの純水処理
槽から基板を引上げるときに上述のような表面張力低下
液の蒸気を基板に供給して基板を乾燥させればよい。

【０１７８】また、本実施形態の2本の液供給管５６は
略上方に向かって処理液を吐出しているが、それぞれ内
槽５２の底面の谷状の最深部に向かって処理液を吐出さ
せてもよい。この場合は、底面の最深部で2本の液供給
管５６から吐出された処理液がぶつかり合いうことで上
昇流を形成するので処理液の置換が確実に行われる。

【０１７９】

【発明の効果】請求項１の基板処理方法によれば、処理
液を常圧より高い圧力に加圧し、前記処理液を常圧下で
の沸点よりも高い温度に加熱して基板に接触させるの
で、処理液の分子の運動エネルギーは常圧下で沸騰して
いる処理液のものよりも高くなる。よって、短時間で処
理を行うことができ、基板の処理を効率よく行える。

【０１８０】請求項２に係る基板処理方法によれば１０
０度を越える温度の純水を基板に接触させることができ
る。高温の純水は従来の１００度以下の温度の純水より
も分子の運動エネルギーが大きいので汚染物質の除去能
力を高めることができる。

【０１８１】よって、効率よく処理を行うことができ
る。

【０１８２】請求項３に係る基板処理方法によれば純水
を接触させるべき基板には粘度が高い液体が付着してい
る。このような液体は常温では粘度が高いので、常温の
純水で洗い流すためには多くの時間が必要であるが、本
基板処理方法では純水の温度が高温であるため従来に比
べて少ない時間で効率よく前記液体を洗い流すことがで
きる。

【０１８３】請求項４に係る基板処理方法によれば燐
酸、硝酸、硫酸の何れかを含む液体は常圧下の常温では
粘度が高く、基板から洗い流しにくい。しかし、本基板
処理方法によれば高温の純水によって洗い流されるので
基板に付着した前記燐酸、硝酸、硫酸の何れかを含む液
体は粘度が低くなり、短時間で良好に洗い流される。

【０１８４】請求項５に係る基板処理装置によればチャ
ンバ内は調圧手段によって常圧より高い圧力にされ、温
度調節手段は処理液を常圧下での沸点よりも高い温度に
する。よって、処理液の分子の運動エネルギーは常圧下
で沸騰している処理液のものよりもさらに高くなるの
で、より短時間で効率よく処理を行うことができる。

【０１８５】請求項６に係る基板処理装置によれば１０
０度を越える温度の純水を基板に接触させることができ
る。高温の純水は従来の１００度以下の温度の純水より
も分子の運動エネルギーが大きいので汚染物質の除去能
力を高めることができる。

【０１８６】よって、効率よく処理を行うことができ
る。

【０１８７】請求項７に係る基板処理装置によれば純水
を接触させるべき基板には粘度が高い液体が付着してい
る。このような液体は粘度が高いので、常温の純水で洗
い流すためには多くの時間が必要であるが、本基板処理
装置では純水の温度が高温であるため従来に比べて少な
い時間で効率よく前記液体を洗い流すことができる。

【０１８８】請求項８の基板処理装置によれば、燐酸、
硝酸、硫酸の何れかを含む液体は常温では粘度が高く、
基板から洗い流しにくい。しかし、本基板処理装置によ
れば高温の純水によって洗い流されるので基板に付着し
た前記燐酸、硝酸、硫酸の何れかを含む液体は粘度が低
くなり、短時間で良好に洗い流される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置の構成を
示す図である。

【図２】第１実施形態における基板処理装置の処理部を
示す図である。

【図３】第１実施形態における処理部での処理の一例を
示す図である。

【図４】第２実施形態における基板処理装置の処理部を
示す図である。

【符号の説明】

４０ チャンバ ５０ 処理槽 ６０ 液供給部 ６２ 混合器 ６３ 加熱ジャケット ６４ 純水源 ６６ 燐酸源 ６８ フッ酸源 ７０ 蒸気供給部 ８０ 調圧部 ８１ 調圧弁 ９０ 純水補充機構 Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ ヒータ ＩＲ 浸漬ロボット ＰＭ 圧力計 Ｐｐ 調圧ポンプ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】常圧より高い高圧下で、 常圧での沸点よりも高い温度の処理液を基板に接触させ
   る基板処理方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の基板処理方法において、 基板に接触させる処理液が純水である基板処理方法。
3. 【請求項３】請求項２に記載の基板処理方法において、 純水と接触する基板には常圧下の常温における粘度が純
   水よりも高い液体が付着した基板処理方法。
4. 【請求項４】請求項３に記載の基板処理方法において、 前記常圧下の常温における粘度が純水よりも高い液体は
   燐酸、硝酸、硫酸の何れかを含む基板処理方法。
5. 【請求項５】基板を収容するチャンバと、 前記チャンバ内に収容された基板に処理液を供給して基
   板に処理液を接触させる処理液供給手段と、 チャンバ内を常圧より高い圧力にする調圧手段と、 基板に接触する処理液を常圧下での沸点よりも高い温度
   にする温度調節手段とを備えた基板処理装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の基板処理装置において、
   前記処理液供給手段は基板に純水を供給する基板処理装
   置。
7. 【請求項７】請求項６に記載の基板処理装置において、 前記純水が供給される基板には常圧下の常温における粘
   度が純水よりも高い液体が付着した基板処理装置。
8. 【請求項８】請求項７に記載の基板処理装置において、 前記常圧下の常温における粘度が純水よりも高い液体は
   燐酸、硫酸、硝酸の何れかを含む基板処理装置。