JP2001102349A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の基板処理装置では常圧で１００度以下の
純水および薬液を交互に置換する多機能槽と１００度を
越える薬液専用槽とを並置していたが、すくなくとも２
つの処理槽が必要になることから占有面積が広くなると
いう課題があった。 【解決手段】そこで本発明では、処理槽に１００度を越
える純水および薬液を交互に供給するとともに、該処理
槽をチャンバに収容し、チャンバ内の圧力を純水の沸点
が薬液の温度を越える圧力に調節して前記薬液と純水と
を置換可能とした。

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９−５６
９１号公報に開示のものがある。

【０００３】この公報の基板処理装置では薬液槽、多機
能槽の２つの処理槽を有している。薬液槽は槽内の薬液
をポンプで外部に取出してフィルタで浄化し、浄化した
薬液を再び槽内に供給している。また、多機能槽では槽
内に薬液と純水とを交互に供給し、それぞれ槽上部の開
口からオーバーフローさせることによって、槽内の薬液
を純水で置換し、または槽内の純水を薬液で置換する。
これによって基板を大気にさらすことなく、基板に対し
て薬液処理および、水洗処理を行う。前記薬液槽では１
００度より高い温度（高温という。）に維持されるべき
薬液を用いる処理が行われる。また、多機能槽では高温
に維持する必要の無い薬液を用いる処理が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の基板処理装
置では高温の薬液を使用する処理は多機能槽ではなく薬
液槽で専属的に行う。これは仮に高温の薬液が多機能槽
に貯留されている状態において該多機能槽に常温の純水
を供給すると純水が突沸を起こして円滑に置換が行えな
いからである。

【０００５】このように、上記従来の基板処理装置では
使用する薬液の温度によっては、薬液槽と多機能槽との
２つが必要となり、結果的に基板処理装置の占有面積が
大きくなる。

【０００６】本発明の目的は基板処理装置の占有面積を
小さくすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の基板処
理装置は基板を処理する処理液を貯留し、貯留した処理
液に基板が浸漬される処理槽と、処理槽を収容するチャ
ンバと、チャンバ内を常圧より高い高圧に設定する調圧
手段と、処理液として１００度を越える温度の薬液また
は１００度を越える温度の純水を交互に処理槽に対して
供給する処理液供給手段とを備え、前記調圧手段は前記
チャンバ内の圧力を、純水の沸点が薬液の温度よりも高
くなる圧力に設定することを特徴とする基板処理装置で
ある。

【０００８】本基板処理装置では処理槽に対して１００
度を越える温度の薬液または１００度を越える温度の純
水が交互に供給されるが、調圧手段は前記チャンバ内の
圧力を、純水の沸点が薬液の温度よりも高くなる圧力に
設定していることから、薬液が貯留されている処理槽に
対して純水を供給しても純水は沸騰しない。このため、
処理槽内で薬液と純水とを、または、純水と薬液とを置
換するとき円滑に置換を行うことができる。従って、高
温の薬液専用の薬液槽が不要になり、基板処理装置の占
有面積を小さくすることができる。

【０００９】請求項２に記載の基板処理装置は請求項１
に記載の基板処理装置において、前記１００度を越える
温度の薬液と１００度を越える温度の純水とは同じ温度
である基板処理装置である。

【００１０】このため、処理槽内で薬液と純水とを、ま
たは、純水と薬液とを置換するとき、薬液または純水の
温度低下が無いので処理品質が低下することを防止でき
る。

【００１１】請求項３に記載の基板処理装置は請求項２
に記載の基板処理装置において、前記薬液は燐酸、硫
酸、硝酸の何れかを含む基板処理装置である。

【００１２】燐酸、硫酸、硝酸の何れかを含む薬液は常
圧で100度以下になると粘度が高く、置換が困難になる
が、100度より高い温度の純水が前記薬液を置換するの
で薬液の粘度が高くならない。このため、円滑に置換を
行うことができる。

【００１３】請求項４に記載の基板処理装置は請求項３
に記載の基板処理装置において、前記薬液は水分を含
み、該薬液に薬液と同温の純水を混入する純水補充手段
をさらに有する基板処理装置である。

【００１４】本基板処理装置では薬液と同温の純水を薬
液に混入するため、薬液の温度低下や純水の突沸が生じ
ずに純水を混入できる。よって、基板の処理品質の低下
を防止することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】＜Ｉ、第１実施形態＞

【００１６】＜１、基板処理装置の全体構成および主要
動作＞

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】これにより、処理が開始する。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】＜２、処理部の構成＞

【００３７】次に処理部４の構成を説明する。

【００３８】図2は処理部４の構成を示す図である。

【００３９】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。

【００４０】チャンバ４０内には基板Ｗを収容する処理
槽５０を有する。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】また、処理部４には蒸気供給部７０が設け
られている。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】調圧部８０は調圧弁８１、圧力計ＰＭ、調
圧ポンプＰｐを有する。

【００６８】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。

【００６９】＜３、処理の一実施形態＞

【００７０】次に図３を参照して処理の一実施形態を説
明する。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】以下、上記〜の各処理について説明す
る。

【００７５】水洗処理

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】所定時間水洗処理を行った後、次はフッ酸
処理に移る。

【００８４】フッ酸処理

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】水洗処理（高温高圧）

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】燐酸処理（高温高圧）

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】水洗処理（高温高圧）

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】ここでは、高温の純水で燐酸水溶液を洗い
流している。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】乾燥処理

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】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。

【０１３０】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。

【０１３１】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。

【０１３２】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。

【０１３３】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。

【０１３４】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。

【０１３５】また、次の処理に備えて外槽排液弁Ｖｇを
開放しておく。

【０１３６】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。

【０１３７】＜ＩＩ、第２実施形態＞

【０１３８】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。

【０１３９】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。

【０１４０】環路７９は外槽５４の処理液を管路６１に
戻す。

【０１４１】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。

【０１４２】こうして処理液が循環される。

【０１４３】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。

【０１４４】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。

【０１４５】次に、この処理部４Ａでの処理の一例を説
明する。

【０１４６】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。

【０１４７】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。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】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。

【０１５１】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。

【０１５２】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。

【０１５３】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。

【０１５４】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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】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。

【０１５８】よって、所定の処理品質を容易に得ること
ができる。

【０１５９】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。

【０１６０】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。

【０１６１】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。

【０１６２】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。

【０１６３】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。

【０１６４】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。

【０１６５】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。

【０１６６】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。

【０１６７】

【発明の効果】請求項１に記載の基板処理装置では処理
槽に対して１００度を越える温度の薬液または１００度
を越える温度の純水が交互に供給されるが、調圧手段は
前記チャンバ内の圧力を、純水の沸点が薬液の温度より
も高くなる圧力に設定していることから、薬液が貯留さ
れている処理槽に対して純水を供給しても純水は沸騰し
ない。このため、処理槽内で薬液と純水とを、または、
純水と薬液とを円滑に置換できる。従って、高温の薬液
専用の薬液槽が不要になり、基板処理装置の占有面積を
小さくすることができる。

【０１６８】請求項２に記載の基板処理装置では１００
度を越える温度の薬液と１００度を越える温度の純水と
は同じ温度であるため、処理槽内で薬液と純水とを、ま
たは、純水と薬液とを置換するとき、薬液または純水の
温度低下が無いので処理品質が低下することを防止でき
る。

【０１６９】請求項３に記載の基板処理装置では薬液は
燐酸、硫酸、硝酸の何れかを含む。燐酸、硫酸、硝酸の
何れかを含む薬液は常圧で100度以下になると粘度が高
く、置換が困難になるが、100度より高い温度の純水が
前記薬液を置換するので薬液の粘度が高くならない。こ
のため、円滑に置換を行うことができる。

【０１７０】請求項４に記載の基板処理装置では薬液と
同温の純水を薬液に混入するため、薬液の温度低下や純
水の突沸が生じずに純水を混入できる。よって、基板の
処理品質の低下を防止することができる。

【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 ヒータ ＰＭ 圧力計 Ｐｐ 調圧ポンプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】基板を処理する処理液を貯留し、貯留した
   処理液に基板が浸漬される処理槽と、 処理槽を収容するチャンバと、 チャンバ内を常圧より高い高圧に設定する調圧手段と、 処理液として１００度を越える温度の薬液または１００
   度を越える温度の純水を交互に処理槽に対して供給する
   処理液供給手段とを備え、 前記調圧手段は前記チャンバ内の圧力を、純水の沸点が
   薬液の温度よりも高くなる圧力に設定することを特徴と
   する基板処理装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の基板処理装置において、 前記１００度を越える温度の薬液と１００度を越える温
   度の純水とは同じ温度である基板処理装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の基板処理装置において、 前記薬液は燐酸、硫酸、硝酸の何れかを含む基板処理装
   置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の基板処理装置において、 前記薬液は水分を含み、該薬液に薬液と同温の純水を混
   入する純水補充手段をさらに有する基板処理装置。