JP2003045843A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置および基板処理方法

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JP2003045843A JP2002082755A JP2002082755A JP2003045843A JP 2003045843 A JP2003045843 A JP 2003045843A JP 2002082755 A JP2002082755 A JP 2002082755A JP 2002082755 A JP2002082755 A JP 2002082755A JP 2003045843 A JP2003045843 A JP 2003045843A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機溶剤の蒸気の消費量を削減できる基板処
理技術を提供する。 【解決手段】 処理槽20において基板Wの洗浄処理が
終了した後、供給ノズル40から窒素ガスを供給しつつ
処理槽20内から純水が排出される。そして、処理槽2
0内に基板Wが保持された状態で供給ノズル40からI
PA蒸気流FIを処理槽20の開口部20pに向けて吐
出する。これにより、処理槽20にIPA蒸気が流入
し、処理槽20内の基板Wが乾燥される。その結果、I
PA蒸気の供給は収容器10より容積が小さい処理槽2
0に行えば足りることとなるため、有機溶剤の蒸気の消
費量を削減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、純水による洗浄処
理が終了した半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、
フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等(以
下、単に「基板」と称する)の乾燥処理を行う基板処理
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、基板の製造工程においては、
フッ酸等の薬液による処理および純水による洗浄処理を
順次行った後、純水から基板を引き出しつつイソプロピ
ルアルコール(以下、「IPA」と称する)等の有機溶
剤の蒸気を基板の周辺に供給して乾燥処理を行う基板処
理装置が用いられている。特に、基板上に形成されるパ
ターンの構造の複雑化、微細化が進展している近年にお
いては、IPAの蒸気を供給しつつ純水から基板を引き
揚げる引き揚げ乾燥方式が主流になりつつある。
【0003】従来の引き揚げ乾燥方式の基板処理装置
は、図10に示すように純水による洗浄処理を行う処理
槽92を収容器90の内部に収容している。処理槽92
における基板Wの洗浄処理終了後に、収容器90内に窒
素ガスを供給しつつ基板Wを昇降機構93によって処理
槽92から引き揚げてから、図10中矢印FI9に示す
ように、供給ノズル91からIPA蒸気を吐出する。こ
れにより、収容器90内がIPA蒸気で満たされて、基
板WにIPAが凝縮し、それが乾燥することにより、付
着した純水がIPAに置換され、基板の乾燥処理が行わ
れることとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
引き揚げ乾燥方式の基板処理装置においては、収容器9
0内全体にIPA蒸気を供給しなければならず、IPA
の消費量が多いという問題が発生していた。
【0005】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、有機溶剤の蒸気の消費量を削減できる基板処理
技術を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1の発明は、純水による基板の洗浄処理が終
了した後、基板の乾燥処理を行う基板処理装置であっ
て、純水を貯留し、前記純水中に基板を浸漬して洗浄処
理を行う処理槽と、前記処理槽を収容する収容器と、前
記処理槽内で前記基板を保持する保持手段と、前記保持
手段により前記処理槽内で前記基板を保持しつつ、前記
処理槽に貯留された純水を排水する排水手段と、前記排
水手段により排水された前記処理槽において前記保持手
段により前記基板を保持しつつ、有機溶剤の蒸気を前記
処理槽内に流入させる流入手段とを備える。
【0007】また、請求項2の発明は、請求項1の発明
に係る基板処理装置において、前記処理槽内に不活性ガ
スを流入させつつ、前記排水手段は、前記純水を排水す
る。
【0008】また、請求項3の発明は、請求項1または
請求項2の発明に係る基板処理装置において、前記流入
手段は、前記処理槽における開口部の近傍に設けられ、
前記開口部に向けて前記有機溶剤の蒸気を吐出する吐出
部を有する。
【0009】また、請求項4の発明は、請求項3の発明
に係る基板処理装置において、前記吐出部は、不活性ガ
スの吐出も可能である。
【0010】また、請求項5の発明は、請求項1ないし
請求項4のいずれかの発明に係る基板処理装置におい
て、前記有機溶剤の蒸気は、イソプロピルアルコールの
蒸気である。
【0011】また、請求項6の発明は、請求項1ないし
請求項5のいずれかの発明に係る基板処理装置におい
て、前記保持手段は、相互に間隔を隔てた複数の基板を
一括して保持する。
【0012】また、請求項7の発明は、純水を貯留可能
な処理槽と、前記処理槽を収容する収容器とを有する基
板処理装置を利用する基板処理方法であって、前記処理
槽に貯留される純水中に基板を浸漬して洗浄処理を行う
処理工程と、前記処理槽内で前記基板を保持しつつ、前
記処理槽に貯留された純水を排水する排水工程と、排水
された前記処理槽において前記基板を保持しつつ、有機
溶剤の蒸気を前記処理槽内に流入させる流入工程とを備
える。
【0013】また、請求項8の発明は、請求項7の発明
に係る基板処理方法において、前記排水工程は、前記処
理槽内に不活性ガスを流入させつつ、前記純水を排水す
る工程を有する。
【0014】また、請求項9の発明は、請求項7または
請求項8の発明に係る基板処理方法において、前記流入
工程は、前記処理槽における開口部の近傍に設けられる
吐出部から、前記開口部に向けて前記有機溶剤の蒸気を
吐出する吐出工程を有する。
【0015】また、請求項10の発明は、請求項9の発
明に係る基板処理方法において、前記吐出部は、不活性
ガスの吐出も可能である。
【0016】また、請求項11の発明は、請求項7ない
し請求項10のいずれかの発明に係る基板処理方法にお
いて、前記有機溶剤の蒸気は、イソプロピルアルコール
の蒸気である。
【0017】また、請求項12の発明は、請求項7ない
し請求項11のいずれかの発明に係る基板処理方法にお
いて、前記流入工程では、相互に間隔を隔てた複数の基
板を一括して保持しつつ、前記有機溶剤の蒸気を前記処
理槽内に流入させる。
【0018】
【発明の実施の形態】<基板処理装置の要部構成>図1
は、本発明の実施形態に係る基板処理装置1の正面図で
ある。また、図2は、図1のII−II位置から見た断面図
である。なお、図1および以下の各図にはそれらの方向
関係を明確にするため、XY平面を水平面としZ軸方向
を鉛直方向とするXYZ直交座標系を適宜付している。
【0019】この基板処理装置1は、純水による洗浄処
理が終了した基板を、有機溶剤であるIPAにより乾燥
させる装置であって、主として収容器10と、処理槽2
0と、昇降機構30と、供給ノズル40とを備えてい
る。
【0020】処理槽20は、フッ酸等の薬液または純水
(以下、これらを総称して「処理液」とする)を貯留し
て基板に順次表面処理を行う槽であり、収容器10の内
部に収容されている。処理槽20の底部近傍には処理液
吐出ノズル(図示省略)が配置されており、図外の処理
液供給源からその処理液吐出ノズルを介して処理槽20
内に処理液を供給することができる。この処理液は処理
槽20の底部から供給されてオーバーフロー面、すなわ
ち処理槽20の開口部20pから溢れ出る。また、処理
槽20では、後述する排液バルブ46(図3参照)の開
放によって処理槽20内に貯留された処理液を排出する
ことも可能である。
【0021】収容器10は、その内部に処理槽20、昇
降機構30、供給ノズル40等を収容する筐体である。
収容器10の上部11は、概念的に図示されたスライド
式開閉機構12によって開閉可能とされている(以下の
図2〜図9では、この開閉機構12を図示省略)。収容
器10の上部11を開放した状態では、その開放部分か
ら基板の搬出入を行うことができる。一方、収容器10
の上部11を閉鎖した状態では、その内部を密閉空間と
することができる。
【0022】昇降機構30は、処理槽20に貯留されて
いる処理液に一組の複数の基板W(ロット)を浸漬させ
る機構である。昇降機構30は、リフター31と、リフ
ターアーム32と、基板Wを保持する3本の保持棒3
3、34、35とを備えている。3本の保持棒33、3
4、35のそれぞれには基板Wの外縁部がはまり込んで
基板Wを起立姿勢にて保持する複数の保持溝が所定間隔
にてX方向に配列して設けられている。それぞれの保持
溝は、切欠状の溝である。3本の保持棒33、34、3
5はリフターアーム32に固設され、リフターアーム3
2はリフター31によって鉛直方向(Z方向)に昇降可
能に設けられている。
【0023】このような構成により、昇降機構30は3
本の保持棒33、34、35によってX方向に相互に平
行に配列されて一括保持された複数の基板Wを処理槽2
0に貯留されている処理液に浸漬する位置(図1の実線
位置)とその処理液から引き揚げた位置(図1の仮想線
位置)との間で昇降させることができる。なお、リフタ
ー31には、リフターアーム32を昇降させる機構とし
て、ボールネジを用いた送りネジ機構やプーリやベルト
を用いたベルト機構など種々の公知の機構を採用するこ
とが可能である。また、昇降機構30を図1の2点鎖線
位置に位置させるとともに、収容器10の上部11を開
放することにより、装置外部の基板搬送ロボットと昇降
機構30との間で基板Wの受け渡しを行うことができ
る。
【0024】また、処理槽20の外部には、上記のオー
バーフロー面の近傍、換言すれば開口部20pの近傍に
2本の供給ノズル40が設けられている。吐出部として
機能する供給ノズル40のそれぞれは、X方向に沿って
伸びる中空の管状部材であり、X方向に等間隔にて配列
された複数の吐出孔41を備えている。複数の吐出孔4
1のそれぞれは、吐出方向を処理槽20の開口部20p
に向けるように形成されている。そして、供給ノズル4
0のそれぞれは、複数の吐出孔41から処理槽20の開
口部20pに向けてIPA蒸気を吐出し、処理槽20内
に当該IPA蒸気を含む雰囲気を形成することができ
る。
【0025】供給ノズル40には、収容器10外部の供
給機構から、IPA蒸気や、不活性ガスである窒素ガス
等を供給することができる。図3は、基板処理装置1の
配管等の構成を示す模式図である。供給ノズル40は、
IPA供給源42および窒素ガス供給源44と配管を介
して接続されている。IPAバルブ43を開放すること
によって、IPA供給源42から供給ノズル40にIP
A蒸気を供給することができる。供給ノズル40に供給
されたIPA蒸気は、複数の吐出孔41のそれぞれから
処理槽20の開口部20pに向けて、基板Wの主面に平
行な流れを形成して吐出される。なお、このとき、キャ
リアガスとしては、窒素ガスが使用されている。
【0026】また、窒素ガスバルブ45を開放すること
によって、窒素ガス供給源44から供給ノズル40に窒
素ガスを供給することができる。供給ノズル40に供給
された窒素ガスは、複数の吐出孔41のそれぞれから処
理槽20の開口部20pに向けて、基板Wの主面に平行
な流れを形成して吐出される。
【0027】すなわち、窒素ガスバルブ45を閉鎖して
IPAバルブ43を開放すれば供給ノズル40から処理
槽20の開口部20pに向けてIPA蒸気を供給するこ
とができ、逆にIPAバルブ43を閉鎖して窒素ガスバ
ルブ45を開放すれば処理槽20の開口部20pに向け
て窒素ガスを供給することができる。
【0028】また、処理槽20の底部と装置外の排液ラ
インとは配管を介して接続されており、その配管には排
液バルブ46が介挿されている。この排液バルブ46を
開放することによって、処理槽20内の処理液が排出さ
れることとなる。
【0029】なお、図3に示すIPAバルブ43、窒素
ガスバルブ45および排液バルブ46は、いずれも制御
部50によってその動作が制御される。この制御部50
および排液バルブ46が排水手段として機能することと
なる。
【0030】<基板処理装置1における乾燥処理>図4
は、基板処理装置1における基板処理の動作を説明する
フローチャートである。また、図5から図9は、基板処
理装置1における処理の様子を説明する図である。以下
では、基板処理装置1の処理手順について図4から図9
を参照しつつ説明する。
【0031】上記の基板処理装置1において基板Wに処
理を行うときは、まず、昇降機構30が図外の基板搬送
ロボットから複数の基板Wを受け取る。そして、収容器
10が密閉されるとともに、昇降機構30がX方向に相
互に間隔を隔てて一括保持した複数の基板Wを降下さ
せ、基板Wを処理槽20内に搬入するための開口部20
pから処理槽20に貯留された純水中に浸漬させる(ス
テップS1)。この段階においては、処理槽20に純水
が供給され続けており、処理槽20の上端のオーバーフ
ロー面からは純水が溢れ出し続けている。処理槽20か
ら溢れ出した純水は、処理槽20の上端部外側に設けら
れた回収部によって回収され、装置外の排液ラインに排
出される。
【0032】ステップS2では、基板の洗浄処理を行
う。ここでは、処理槽20に貯留された純水に複数の基
板Wを浸漬した状態を維持しつつ、処理槽20に薬液ま
たは純水を順次供給することによりエッチングや洗浄処
理を予め定められた順序に従って進行させる(図5の状
態)。この段階においても、処理槽20の上端から薬液
または純水が溢れ出し続けており、溢れ出した処理液は
上記の回収部によって回収される。
【0033】そして、図5の状態においては、図5中矢
印FN4に示すように、供給ノズル40から窒素ガスを
処理槽20の開口部20pに向けて吐出する。これによ
り、収容器10の内部が窒素雰囲気となり、窒素雰囲気
下で基板Wの処理が進行することとなる。
【0034】基板Wに対する表面処理が進行すると、や
がて最終の仕上洗浄処理に至る。本実施形態では、仕上
洗浄処理も通常の洗浄処理と同じく、処理槽20に純水
を貯留し、その純水中に複数の基板Wを浸漬することに
よって行われる。なお、最終の仕上洗浄処理の段階にお
いても窒素ガスの供給が行われており、供給ノズル40
から窒素ガスが吐出され、窒素雰囲気下にて仕上洗浄処
理が行われる。
【0035】ステップS3では、処理槽20に貯留され
た純水を排水する。すなわち、処理槽20内における基
板Wの洗浄処理(ステップS2)が終了すると、図6に示
すように、基板Wを処理槽20内に保持したまま、処理
槽20内に貯留された純水を排水する。ここでも、図6
中矢印FN5にて示すように、供給ノズル40から基板
Wに対して窒素ガスを吐出し、処理槽20内に窒素ガス
を流入させる。これにより、基板Wの表面全体が窒素で
覆われることとなる。
【0036】上記のように処理槽20内で基板Wを保持
した状態で排水する、すなわち処理槽20内の界面(水
面)を低下させることで基板Wを収容器10内の雰囲気
に露出させる場合には、純水から基板Wを引き揚げるこ
とで基板を露出させる場合に対して、引き揚げに伴う基
板Wの揺れ(振動)が発生することがないため、界面付近
で生じうる基板へのパーティクルの再付着を効果的に防
止できる。特に、雰囲気への基板Wの露出速度を上げた
い場合には、基板Wを保持して排水する方法が有効とな
る。
【0037】ステップS4では、IPA蒸気(キャリア
ガスとしての窒素ガスを含む)を処理槽20内に流入さ
せる。すなわち、処理槽20内の排水(ステップS3)が
終了した後、基板Wを引き揚げず、図7に示すように保
持手段として機能する昇降機構30が複数の基板Wを処
理槽20内に保持したまま、図7中矢印FIにて示すよ
うに、供給ノズル40からIPA蒸気を処理槽20内に
流入させる。すなわち、処理槽20内において窒素ガス
にさらされていた基板WがIPA蒸気で乾燥されること
となる。これにより、混合気体でなく単一の気体つまり
IPAのみが基板Wに作用し、基板Wの表面全体がIP
Aで覆われることとなる。
【0038】このステップS4の動作により、IPA蒸
気の供給は、収容器10より容積が小さい処理槽20内
に行えば足りるため、IPAガスの消費量を削減でき
る。例えば、収容器10の容積をVa、処理槽20の容
積をVbとすると、収容器10内全体にIPA蒸気を充
満させる従来の方法に比べて、IPAの消費量を原理的
にはVa/Vb程度に低減できることとなる。
【0039】ステップS5では、図8に示すように、基
板Wを処理槽20内に保持したまま、図8中矢印FN7
に示すように供給ノズル40から窒素ガスを処理槽20
内に吐出する。この窒素ガスの供給により、処理槽20
内における基板の乾燥が終了し、収容器10内のIPA
蒸気が排出されることとなる。なお、IPA蒸気は、収
容器10に設けられる排気用の配管(図示せず)から収容
器10の外部に排出される。
【0040】ステップS6では、処理槽20から基板W
を引き揚げる。この際、収容器10の内部が窒素ガス雰
囲気を形成し、図9に示すように、供給ノズル40から
窒素ガス流FN8を吐出しつつ、昇降機構30が複数の
基板Wを引き揚げる。
【0041】その後、基板Wが図1中の仮想線位置にま
で到達した時点で、昇降機構30が停止し、基板Wの引
き揚げが完了する。この時点においては、供給ノズル4
0からのガス供給が停止される。そして、基板Wが図1
中の仮想線位置まで引き揚げられると、基板Wは基板搬
送ロボットに渡されて一連の処理が終了する。
【0042】以上の基板処理装置1の動作により、処理
槽20内で基板Wを保持しつつIPA蒸気を流入させる
ため、IPA蒸気の供給量を削減でき、乾燥効率が向上
する。
【0043】<変形例> ・上記の実施形態については、IPA蒸気と窒素ガスと
を同一の供給ノズルから吐出するようにしているが、そ
れぞれ別のノズルから吐出するようにしても良い。
【0044】・上記の実施形態については、有機溶剤の
蒸気として、IPA蒸気を例にして説明したが、低分子
アルコール、シリコーン、ハイドロフィオロエーテル
(HFE)等の有機溶剤の蒸気を使用することも可能で
ある。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし請
求項12の発明によれば、排水された処理槽において基
板を保持しつつ、有機溶剤の蒸気を処理槽内に流入させ
るため、有機溶剤の蒸気の消費量を削減できる。また、
処理槽内で基板を保持しつつ純水を排水するため、基板
に対するパーティクルの再付着を抑制できる。
【0046】特に、請求項2および請求項8の発明にお
いては、有機溶剤の蒸気を処理槽内に流入させる前に、
処理槽内に不活性ガスを流入させつつ、純水を排水する
ため、有機溶剤の蒸気による基板乾燥が適切に開始でき
る。
【0047】また、請求項3および請求項9の発明にお
いては、処理槽における開口部の近傍に設けられる吐出
部から開口部に向けて有機溶剤の蒸気を吐出するため、
処理槽内に有機溶剤の蒸気を適切に流入させることがで
きる。
【0048】また、請求項4および請求項10の発明に
おいては、吐出部が不活性ガスの吐出も可能であるた
め、収容器内の省スペース化が図れる。
【0049】また、請求項5および請求項11の発明に
おいては、有機溶剤の蒸気がイソプロピルアルコールの
蒸気であるため、効率よく基板の乾燥が行える。
【0050】また、請求項6および請求項12の発明に
おいては、相互に間隔を隔てた複数の基板を一括して保
持するため、基板処理を効率的に行える。
【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1の正面
図である。
【図2】図1のII−II位置から見た断面図である。
【図3】基板処理装置1の配管等の構成を示す模式図で
ある。
【図4】基板処理装置1における基板処理の動作を説明
するフローチャートである。
【図5】基板処理装置1における処理の様子を説明する
図である。
【図6】基板処理装置1における処理の様子を説明する
図である。
【図7】基板処理装置1における処理の様子を説明する
図である。
【図8】基板処理装置1における処理の様子を説明する
図である。
【図9】基板処理装置1における処理の様子を説明する
図である。
【図10】従来例に係る基板乾燥処理の様子を説明する
図である。
【符号の説明】
1 基板処理装置 10 収容器 20 処理槽 30 昇降機構 40 供給ノズル FN 窒素ガス流 FI IPA蒸気流 W 基板
フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 FA17 FA18 FA21 FA30 HA01 3B201 AA01 AB47 BB01 BB93 BB95 BB99 CC12 4G059 AA08 AB19 AC30

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 純水による基板の洗浄処理が終了した
    後、基板の乾燥処理を行う基板処理装置であって、 純水を貯留し、前記純水中に基板を浸漬して洗浄処理を
    行う処理槽と、 前記処理槽を収容する収容器と、 前記処理槽内で前記基板を保持する保持手段と、 前記保持手段により前記処理槽内で前記基板を保持しつ
    つ、前記処理槽に貯留された純水を排水する排水手段
    と、 前記排水手段により排水された前記処理槽において前記
    保持手段により前記基板を保持しつつ、有機溶剤の蒸気
    を前記処理槽内に流入させる流入手段と、を備えること
    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、 前記処理槽内に不活性ガスを流入させつつ、前記排水手
    段は、前記純水を排水することを特徴とする基板処理装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の基板処
    理装置において、 前記流入手段は、 前記処理槽における開口部の近傍に設けられ、前記開口
    部に向けて前記有機溶剤の蒸気を吐出する吐出部、を有
    することを特徴とする基板処理装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の基板処理装置におい
    て、 前記吐出部は、不活性ガスの吐出も可能であることを特
    徴とする基板処理装置。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれかに記
    載の基板処理装置において、 前記有機溶剤の蒸気は、イソプロピルアルコールの蒸気
    であることを特徴とする基板処理装置。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれかに記
    載の基板処理装置において、 前記保持手段は、相互に間隔を隔てた複数の基板を一括
    して保持することを特徴とする基板処理装置。
  7. 【請求項7】 純水を貯留可能な処理槽と、前記処理槽
    を収容する収容器とを有する基板処理装置を利用する基
    板処理方法であって、 前記処理槽に貯留される純水中に基板を浸漬して洗浄処
    理を行う処理工程と、 前記処理槽内で前記基板を保持しつつ、前記処理槽に貯
    留された純水を排水する排水工程と、 排水された前記処理槽において前記基板を保持しつつ、
    有機溶剤の蒸気を前記処理槽内に流入させる流入工程
    と、を備えることを特徴とする基板処理方法。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の基板処理方法におい
    て、 前記排水工程は、 前記処理槽内に不活性ガスを流入させつつ、前記純水を
    排水する工程、を有することを特徴とする基板処理方
    法。
  9. 【請求項9】 請求項7または請求項8に記載の基板処
    理方法において、 前記流入工程は、 前記処理槽における開口部の近傍に設けられる吐出部か
    ら、前記開口部に向けて前記有機溶剤の蒸気を吐出する
    吐出工程、を有することを特徴とする基板処理方法。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の基板処理方法におい
    て、 前記吐出部は、不活性ガスの吐出も可能であることを特
    徴とする基板処理方法。
  11. 【請求項11】 請求項7ないし請求項10のいずれか
    に記載の基板処理方法において、 前記有機溶剤の蒸気は、イソプロピルアルコールの蒸気
    であることを特徴とする基板処理方法。
  12. 【請求項12】 請求項7ないし請求項11のいずれか
    に記載の基板処理方法において、 前記流入工程では、相互に間隔を隔てた複数の基板を一
    括して保持しつつ、前記有機溶剤の蒸気を前記処理槽内
    に流入させることを特徴とする基板処理方法。
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