JP2003092326A

JP2003092326A - 基板処理装置

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Publication number: JP2003092326A
Application number: JP2001282266A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Muraoka; 祐介村岡; Ryuji Kitakado; 龍治北門; Kimitsugu Saito; 公続斉藤; Ikuo Mizobata; 一国雄溝端; Hisanori Oshiba; 久典大柴; Yoshihiko Sakashita; 由彦坂下; Katsumitsu Watanabe; 克充渡邉; Masahiro Yamagata; 昌弘山形
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2003-03-28
Anticipated expiration: 2021-09-17
Also published as: JP3960462B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ウェット処理とＳＣＦ処理との間の搬送時間
が短く省スペースの基板処理装置を提供する。【解決手段】洗浄・乾燥処理部７は、エレベータ３０
の上昇移動によってウェハＷを移送し、ウェット処理チ
ャンバ１０には、チャンバ１１、可動カバー１２、モー
タ部１３、ウェハ保持部１４、テフロンベローズ１５お
よびカバー１６が、ＳＣＦ処理チャンバ２０には、チャ
ンバ２１、カバーロック２２およびＯリング２３が設け
られている。まず、ウェット処理チャンバ１０の内部
で、予め設定されたウェット処理がウェハＷに対して施
される。ウェット処理が終了した後、エレベータ３０が
上昇することにより、可動カバー１２がチャンバ２１と
Ｏリング２３を介して接合し、ＳＣＦ処理位置で停止す
る。そして、ＳＣＦ処理チャンバ２０の内部で、予め設
定されたＳＣＦ処理がウェハＷに対して施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧な処理流体を
用いる高圧処理部を備え、複数の基板処理を行う基板処
理装置に関し、より特定的には、半導体基板、液晶表示
装置用ガラス基板の如きＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌ
Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、フォトマスク用ガラス基板お
よび光ディスク用基板など（以下、単に「基板」と称す
る）に高圧な処理流体を供給することによって当該基板
の高圧処理、例えば基板に付着した汚染物質の除去処理
等を行う高圧処理部を備え、複数の基板処理を行う基板
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウェハの一連の処理は、複
数の処理部を有するシステム内で行なっている。そのよ
うな複数の処理部を有する基板処理装置として、特開２
００１−７０６５号公報が開示されている。なお、図８
は、当該基板処理装置の全体構成を示す簡素化した平面
図である。以下、図８を参照して、当該基板処理装置の
説明をする。図中の方向は、図８に示すＸ、Ｙ、Ｚ方向
を用いて説明する。

【０００３】図８において、当該基板処理装置は、カセ
ット１０１、インデクサロボット１０２、搬送機構１０
４、エッチング処理部１０６、洗浄・乾燥処理部１０７
および隔壁１０８を備えている。カセット１０１は、被
処理体としてウェハＷを複数枚収納することができ、こ
こでは、４つのカセット１０１ａ〜ｄがＹ方向に直線上
に配列されている。また、インデクサロボット１０２
は、カセット１０１の配列方向に沿って往復直線移動を
するようになっており、任意のカセット１０１にアクセ
ス可能なハンド１０３ａおよび１０３ｂが設けられてい
る。

【０００４】そして、搬送機構１０４は、回転可能であ
り、インデクサロボット１０２と位置ＰａでウェハＷを
受け渡し、エッチング処理部１０６および洗浄・乾燥処
理部１０７との間でウェハＷを搬入・搬出するウェハ搬
入・搬出アーム１０５ａおよび１０５ｂが設けられてい
る。なお、当該基板処理装置１００には、エッチング処
理部１０６および洗浄・乾燥処理部１０７がそれぞれ２
ヵ所備えられている。

【０００５】エッチング処理部１０６は、ウェハＷの表
面にフッ酸等をベーパー状にしてウェハＷの表面に供給
し、ウェハＷの表面のエッチング処理を行うものであ
る。また、洗浄・乾燥処理部１０７は、ウェハＷを回転
させながらウェハＷに純水を供給して、ウェハＷの表面
を洗浄すると共に、ウェハＷを高速に回転させることに
よりウェハＷを乾燥させる処理を行うものである。な
お、エッチング処理部１０６に洗浄・乾燥処理部１０７
と搬送機構１０４との間には、それぞれの雰囲気が混合
することを防止するために隔壁１０８が設けられてい
る。

【０００６】このように、カセット１０１からインデク
サロボット１０２および搬送機構１０４を介して供給さ
れたウェハＷは、エッチング処理部１０６および洗浄・
乾燥処理部１０７による処理によって、ウェハＷに対し
てエッチング処理、洗浄処理、乾燥処理の一連の処理が
行われ、清浄なウェハＷが基板処理装置１００から搬出
される。

【０００７】一方、昨今、電子部品等が形成された基板
の洗浄における脱フロン化の流れに伴い、超臨界二酸化
炭素のような低粘度の高圧状態の処理流体を剥離液また
はリンス液として使用することが注目されている。

【０００８】また、近年の半導体デバイスの縮小化（シ
ュリンク）によって、更にデバイスの設計ルール（テク
ノロジーノード）がより微細化しており、その勢いは更
に加速されている。この様な半導体デバイスにおいて
は、構造上非常に微細な溝（トレンチ）や穴（ホール）
の洗浄が必要である。前者はキャパシタ（コンデンサー
の容量部分）や横配線（平面的な配線）、後者は縦配線
（三次元的な配線、横配線と横配線との接続、トランジ
スタのゲート電極への接続）等である。

【０００９】この様な微細な構造は、その幅の深さの
比、いわゆるアスペクト比（縦横比）が非常に大きくな
ってきており、幅が狭く深い溝や径が小さく深い穴を形
成している。この幅や径がサブミクロンになっていて、
そのアスペクト比も１０を超えるようなものが出現して
いる。この様な微細構造をドライエッチング等で半導体
基板上に製造した後には、上部の平坦部分のみならず、
溝や穴の側壁やその底にレジスト残骸や、ドライエッチ
ングで変質したレジスト、底の金属とレジストの化合
物、酸化した金属等の汚染が残っている。

【００１０】これらの汚染は、従来、溶液系の薬液によ
って洗浄していた。しかし、この様な微細な構造では、
薬液の侵入および純水による置換がスムーズにいかなく
なり、洗浄不良が生じるようになってきている。また、
エッチングされた絶縁物が配線による電気信号の遅延を
防止するために、低誘電率の材料（いわゆるＬｏｗ−ｋ
材）を使用しなくてはならなくなり、薬液によってその
特性である低誘電率が悪化するという問題が発生してい
る。その他、配線用の金属が露出している場合は、金属
を溶解する薬液が使用できない等の制限も生じている。

【００１１】このような、半導体デバイスの微細構造の
洗浄に、その特性から超臨界流体が注目されている。超
臨界流体では、溶液系の薬液のように低誘電率の絶縁物
に浸透しても残留しないため、その特性を変化させるこ
とが無い。従って、半導体デバイスの微細構造の洗浄に
非常に適していると言え、多いに注目されている。

【００１２】超臨界流体とは、臨界圧力Ｐｃ以上かつ臨
界温度Ｔｃ以上で得られる物質の状態をいう。この超臨
界流体は、液体と気体の中間的性質を有するため、精密
な洗浄に適しているといえる。すなわち、超臨界流体
は、液体に近い密度を持ち溶解性が高いため、有機成分
の洗浄に有効であり、気体のように拡散性が優れるた
め、短時間に均一な洗浄が可能であり、気体のように粘
度が低いため、微細な部分の洗浄に適しているのであ
る。

【００１３】この超臨界流体に変化させる物質には、二
酸化炭素、水、亜酸化窒素、アンモニア、エタノール等
が用いられる。主に二酸化炭素は、臨界圧力Ｐｃが７．
４ＭＰａ、臨界温度Ｔｃが約３１℃であり、比較的簡単
に超臨界状態が得られること、及び無毒であることか
ら、多く用いられている。

【００１４】すなわち、超臨界流体は高圧処理部を構成
し用いることで、様々な洗浄・乾燥工程等に利用するこ
とが可能である。よって、従来の処理部と組み合せて基
板処理装置を構成することが考えられる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
００１−７０６５号公報で開示された基板処理装置を用
いて、超臨界流体を用いた高圧処理部を組み合わせた場
合、次のような問題があった。すなわち、従来の基板処
理装置では、夫々の処理部を、それぞれ別の平面上の位
置に設けなければならなかったが、高圧処理部は高圧チ
ャンバを構成する上でチャンバ自体が大きくなり、基板
処理装置の設置面積が一層、大きくならざる得なかっ
た。

【００１６】また、それぞれの処理部の間の搬送時間が
長いため、当該装置の処理能力が悪化していた。特に、
高圧処理部ではチャンバ内で高圧状態を設定するのに操
作時間が長いことが要因となり、基板処理装置全体のス
ループットを悪化させることが想定されていた。そのた
め、基板処理装置のスループットの向上を計るために、
処理部の間の搬送時間を改善する余地があった。さら
に、平面上に高圧処理部を含んで複数の処理部が配置さ
れるため、高圧処理部への他の処理部からの雰囲気の影
響を防止することが困難であった。

【００１７】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、本発明の目的は、高圧処理部を含む処
理部の間の搬送時間が短く省スペースの基板処理装置、
及びスループットの向上を図った基板処理装置を提供す
ることである。

【００１８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特
徴を有している。第１の発明は、基板に湿式処理と高圧
流体を用いた高圧処理とを行う基板処理装置であって、
基板に湿式処理を行う湿式処理部と、湿式処理部の直上
に配置され、かつ基板に高圧処理を行う高圧処理部と、
湿式処理部から高圧処理部へ基板を移送する移送部とを
備え、湿式処理部は、その内部で湿式処理を行う第１の
チャンバ部を含み、高圧処理部は、その内部で高圧処理
を行う第２のチャンバ部を含み、移送部は、第１のチャ
ンバ部と第２のチャンバ部との間に配置され、その上部
に湿式処理後の基板を固定することにより基板を第２の
チャンバの内部に導き、かつ高圧処理時には第２のチャ
ンバ部と接合することにより高圧処理中の高圧流体の圧
力を第２のチャンバの内部に保持する可動チャンバ部を
含むことを特徴とする。

【００１９】第１の発明によれば、従来の湿式処理と高
圧処理とを組合わせた一連の処理工程を行うことがで
き、湿式処理部と高圧処理部とを上下に配置することに
より、基板処理装置の省スペース化が実現できる。ま
た、上部に高圧処理部を配置することで、湿式処理部か
らの雰囲気の影響を防止できる。また、可動チャンバで
基板が第２のチャンバ部の内部に移送され、第２のチャ
ンバ部が形成されるので、基板の処理部間の移送が短時
間で達成される。

【００２０】第２の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、移送部は、さらに湿式処理時に基板と可動チ
ャンバ部とを第１のチャンバ部の内部に搬送し、湿式処
理後の基板を湿式処理部から高圧処理部へ搬送すること
を特徴とする。

【００２１】第２の発明によれば、湿式処理部から高圧
流体処理部への基板移送は、移送部における可動チャン
バの上昇動作で行われるため、搬送距離および時間が短
縮され、基板処理装置の処理能力を向上できる。

【００２２】第３の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、移送部は、さらに湿式処理時に基板を第１の
チャンバ部の内部に搬送し、湿式処理後の基板を第１の
チャンバ部から可動チャンバ部へ搬送する基板搬送部を
有することを特徴とする。

【００２３】第３の発明によれば、湿式処理部から高圧
流体処理部へ直接移動する構成部はなく、被洗浄体であ
る基板のみが基板搬送部によって搬送され、湿式処理に
よる残留液体、雰囲気等を高圧処理流体処理部に持ち込
まれないため、さらに処理効果の高い高圧流体処理を行
うことができる。

【００２４】第４の発明は、第１から第３の発明に従属
する発明であって、移送部へ基板を搬入および移送部か
ら基板を搬出する基板搬送機構とをさらに備え、基板搬
送機構を中心に、湿式処理部と高圧処理部と移送部とが
放射状に複数組配置されることを特徴とする。

【００２５】第５の発明は、第１から第３の発明に従属
する発明であって、移送部に基板を搬入および移送部か
ら基板を搬出し、かつ往復直線移動する基板搬送機構と
をさらに備え、基板搬送機構の往復直線移動の方向と平
行に、湿式処理部と高圧処理部と移送部とが直線上に複
数組配置されることを特徴とする。

【００２６】第４および第５の発明によれば、複数の湿
式・高圧処理部に対して１つの基板搬送機構を備え構成
されているため、処理効率の高いコンパクトな基板処理
装置が提供される。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下では、こ
の発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明
する。図１は本発明の第１の実施形態に係る基板処理装
置における全体構成を示す簡素化した平面図である。以
下、図１を参照して、当該基板処理装置の説明をする。
なお、方向は、図１に示すＸ、Ｙ、Ｚ方向を用いて説明
する。

【００２８】図１において、当該基板処理装置１は、カ
セット２、インデクサロボット３、搬送機構５、洗浄・
乾燥処理部７、隔壁８および制御部９を備えている。カ
セット２は、被処理体としてウェハＷを複数枚収納する
ことができ、ここでは、４つのカセット２ａ〜ｄがＹ方
向の直線上に配列されている。また、インデクサロボッ
ト３は、カセット２の配列方向に沿って往復直線移動す
るようになっており、任意のカセット２にアクセス可能
なハンド４ａおよび４ｂが設けられている。なお、ハン
ド４ａは、洗浄・乾燥処理前のウェハＷをカセット２か
ら取り出すために用いられ、ハンド４ｂは、洗浄・乾燥
処理が終了した清浄なウェハＷをカセット２に収納する
ために用いられる。

【００２９】搬送機構５は、点ｍを回転中心として回転
運動とＺ方向への伸縮運動とが可能であり、インデクサ
ロボット３と位置ＰａでウェハＷを受け渡し、洗浄・乾
燥処理部７との間でウェハＷの搬入・搬出を行うアーム
６ａおよび６ｂが設けられている。なお、アーム６ａ
は、洗浄・乾燥処理前のウェハＷをインデクサロボット
３から位置Ｐａで受け取り、洗浄・乾燥処理部７に搬入
するために用いられ、アーム６ｂは、洗浄・乾燥処理が
終了した清浄なウェハＷを洗浄・乾燥処理部７から搬出
し、インデクサロボット３に位置Ｐａで受け渡すために
用いられる。この搬送機構５が、本発明の基板搬送機構
に相当する。

【００３０】洗浄・乾燥処理部７は、ウェハＷに対して
ウェット処理と超臨界流体（ＳｕｐｅｒＣｒｉｔｉｃ
ａｌＦｌｕｉｄ：以下、ＳＣＦとする）処理とを組み
合わせた処理を行う処理部であり、Ｚ方向の上下段にそ
れぞれ分割されている（詳細は、後述する）。当該基板
処理装置１には、この洗浄・乾燥処理部７ａ〜ｄとして
４ヵ所設けられている。

【００３１】なお、洗浄・乾燥処理部７ａ〜ｄと搬送機
構５との間には、それぞれの雰囲気が混合することを防
止するために隔壁８が設けられている。この隔壁８は、
搬送機構５を介してウェハＷが洗浄・乾燥処理部７から
搬出あるいは洗浄・乾燥処理部７に搬入されるときに開
閉するシャッタ（図示しない）を備えている。

【００３２】次に、基板処理装置１の動作について説明
する、なお、図２は、当該基板処理装置１の動作を示す
フローチャートである。以下、図２を参照して、当該基
板処理装置１の動作について説明する。

【００３３】基板処理装置１の動作は、それぞれの構成
部の動作の連携を容易にするために、制御部９で自動的
に制御されている。図２において、まず、インデクサロ
ボット３はハンド４ａを用いてカセット２にアクセス
し、カセット２からウェハＷを取り出す（ステップＳ１
０１）。

【００３４】次に、インデクサロボット３は、ハンド４
ａでウェハＷを保持しながら、ウェハＷを位置Ｐａまで
移動させる（ステップＳ１０２）。そして、搬送機構５
は、搬送機構５の回転および伸縮運動とアーム６ａの回
転運動を用いて、位置ＰａにあるウェハＷをアーム６ａ
を用いて搬送する（ステップＳ１０３）。搬送機構５
は、アーム６ａを用いて、処理を行っていない洗浄・乾
燥処理部７へウェハＷを搬送し、洗浄・乾燥処理部７に
ウェハＷを搬入する（ステップＳ１０４）。

【００３５】ウェハＷが搬入された洗浄・乾燥処理部７
は、ウェハＷに対して洗浄・乾燥処理を行い（ステップ
Ｓ１０５）、洗浄・乾燥処理終了後、ウェハＷがアーム
６ｂによって搬出される（ステップＳ１０６）。搬送機
構５は、アーム６ｂを用いてウェハＷを位置Ｐａに移動
させ（ステップＳ１０７）、インデクサロボット２のハ
ンド４ｂにウェハＷを受け渡す。インデクサロボット２
は、搬送機構５から受け渡されたウェハＷを、ハンド４
ｂを用いてカセット２に収納する（ステップＳ１０
８）。

【００３６】次に、前述した洗浄・乾燥処理部７の構造
について説明する。図３は、当該基板処理装置に係る洗
浄・乾燥処理部７の構成を示す簡素化した側断面図であ
る。なお、図３（ａ）は洗浄・乾燥処理部７でウェハＷ
がウェット処理される状態を示し、図３（ｂ）は洗浄・
乾燥処理部７でウェハＷがＳＣＦ処理される状態を示し
ている。また、それぞれの図は、説明を簡単にするため
に、ウェハＷの搬送に関連する構成を示し、他の構成に
ついては省略して示している。以下、図３を参照して、
洗浄・乾燥処理部７の構造について説明する。

【００３７】図３（ａ）において、洗浄・乾燥処理部７
は、ウェット処理チャンバ１０とＳＣＦ処理チャンバ２
０とエレベータ３０とを備えている。ウェット処理チャ
ンバ１０には、チャンバ１１、可動カバー１２、モータ
部１３、ウェハ保持部１４、テフロン（登録商標）ベロ
ーズ１５およびカバー１６が設けられている。ＳＣＦ処
理チャンバ２０には、チャンバ２１、カバーロック２２
およびＯリング２３が設けられている。

【００３８】まず、ウェット処理チャンバ１０について
説明する。可動カバー１２は、エレベータ３０の支柱部
に固定されており、エレベータ３０によって図示Ｚ方向
に可動するようになっている。この可動カバー１２に
は、その内部にウェハ保持部１４を回転させるモータ部
１３が固定されている。また、可動カバー１２の下部と
チャンバ１１の内部との間に、Ｚ方向に伸縮可能なテフ
ロンベローズ１５が取り付けられている。このテフロン
ベローズ１５は、可動カバー１２の下部とチャンバ１１
の内部との間をシールし、ウェット処理チャンバ１０の
内部の薬液や雰囲気がエレベータ３０に洩れないように
用いられている。また、カバー１６は、開閉可能であ
り、ウェット処理中にチャンバ１１の上部を塞ぐように
配置され、エレベータ３０が上昇時には開くように動作
する。

【００３９】なお、ウェット処理チャンバ１０には、既
に公知の図示しない薬液供給部、薬液排出部、ダウンフ
ロー吸気部、およびダウンフロー排気部等が備えられて
いる。薬液供給部からウェット処理チャンバ１０に供給
する薬液を変更することにより、ウェット処理チャンバ
１０では、フッ酸（ＨＦ）エッチング処理等の薬液洗
浄、レジスト剥離処理、純水リンス処理、イソプロピル
アルコール（ＩＰＡ）リンス処理および乾燥処理等のウ
ェット処理が可能である。また、ウェット処理チャンバ
１０から外部へのチャンバ内部雰囲気の拡散を防ぐため
に、チャンバ１１の上部から清浄なエアーをダウンフロ
ー吸気部から流動させ、ダウンフロー排気部から流動さ
れた上記エアーを排気している。

【００４０】次に、ＳＣＦ処理チャンバ２０について説
明する。図３（ｂ）において、チャンバ２１は、側壁下
部が可動カバー１２の上面外周部と同じ形状で形成され
ており、前述したように可動カバー１２がエレベータ３
０の上昇動作によりＺ方向に移動したとき、可動カバー
１２とチャンバ２１の上記側壁下部とがＯリング２３を
介して接合するように配置されている。また、可動カバ
ー１２は、チャンバ２１と接合後、カバーロック２２で
Ｚ方向にＳＣＦ処理チャンバ２０内部の圧力上昇によっ
て動かないようにロックされる。このようにして。ＳＣ
Ｆ処理チャンバ２０の内部には、ＳＣＦの流動に必要な
圧力が保持される。なお、テフロンベローズ１５は、可
動カバー１２の上昇時も、その伸縮性によって可動カバ
ー１２の下部とチャンバ１１の内部との間をシールした
状態と保持している。

【００４１】なお、ＳＣＦ処理チャンバ２０には、図示
しないＳＣＦ供給部およびＳＣＦ排出部等が備えられて
いる。ＳＣＦ供給部からＳＣＦ処理チャンバ２０に供給
する超臨界状態の流体やその超臨界流体に混合される助
剤を変更することにより、ＳＣＦ処理チャンバ２０で
は、レジスト剥離処理、ＳＣＦリンス処理およびＳＣＦ
乾燥処理等のＳＣＦ処理が可能である。また、ＳＣＦ処
理チャンバ２０の外部全体には、下部に配置されている
ウェット処理チャンバ１０からの雰囲気がＳＣＦ処理チ
ャンバ２０へ影響することを低減するために、上部から
下部に向かって、ダウンフローが常に流されている。

【００４２】以上の構成で、ウェット処理チャンバ１０
が本発明の湿式処理部に、チャンバ１１が第１のチャン
バ部に相当する。また、ＳＣＦ処理チャンバ１１が本発
明の高圧処理部に、チャンバ２１が第２のチャンバ部に
相当する。そして、ＳＣＦ処理チャンバ１１に供給さ
れる超臨界状態の流体が本発明の高圧流体に相当する。
また、可動カバー１２、エレベータ３０が本発明の可動
チャンバ部に相当し、さらに本発明の移送部を構成す
る。

【００４３】次に、洗浄・乾燥処理部７の動作について
説明する。図４は、当該基板処理装置１における洗浄・
乾燥処理部７の動作を示すフローチャートである。以
下、図４を参照して、洗浄・乾燥処理部７の動作を説明
する。

【００４４】洗浄・乾燥処理部７の動作は、それぞれの
構成部の動作の連携を容易にするために、制御部９で自
動的に制御されている。図４において、まず搬送機構５
から洗浄・乾燥処理部７にウェハＷが位置Ｐｂで搬入さ
れ（ステップＳ２０１）、ウェハＷがウェハ保持部１４
に固定される。その後、エレベータ３０が下降し、ウェ
ット処理チャンバ１０の内部の予め設定されたウェット
処理位置でエレベータ３０が停止する（ステップＳ２０
２）。

【００４５】次に、カバー１６がチャンバ１１の上部開
口部を閉じ、ウェット処理チャンバ１０が閉鎖される
（ステップＳ２０３）。そして、ウェット処理チャンバ
１０の内部で、予め設定されたウェット処理がウェハＷ
に対して施される（ステップＳ２０４）。なお、必要に
応じて、ウェハＷに対しての洗浄能力を上げるために、
モータ部１３によってウェハ保持部１４を回転させるこ
とによりウェハＷを回転させたり、ウェハＷに対して乾
燥処理を行うために、モータ部１３によってウェハ保持
部１４を高速回転させることのよりウェハＷを高速回転
させたりしてもよい。

【００４６】ステップＳ２０４でウェット処理が終了し
た後、カバー１６がチャンバ１１の上部から移動し、ウ
ェット処理チャンバ１０の上部が開放される（ステップ
Ｓ２０５）。その後、エレベータ３０が上昇することに
より、可動カバー１２がチャンバ２１とＯリング２３を
介して接合し、ＳＣＦ処理位置で停止する（ステップＳ
２０６）。すなわち、ウェハＷがウェット処理チャンバ
１０からＳＣＦ処理チャンバ２０へ移送されることとな
る。

【００４７】次に、カバーロック２２によってＺ方向に
ＳＣＦ処理チャンバ２０内部の圧力上昇によって動かな
いように、チャンバ２１と可動カバー１２との接合がロ
ックされる（ステップＳ２０７）。そして、所定の超臨
界流体が供給されＳＣＦ処理チャンバ２０の内部で、予
め設定されたＳＣＦ処理がウェハＷに対して施される
（ステップＳ２０８）。なお、必要に応じて、ウェハＷ
に対しての処理能力を上げるために、モータ部１３によ
ってウェハ保持部１４を回転させることによりウェハＷ
を回転させてもかまわない。

【００４８】ステップＳ２０８でＳＣＦ処理が終了した
後、カバーロック２２のロックが解除され（ステップＳ
２０９）、エレベータ３０が下降し位置Ｐｂで停止する
（ステップＳ２１０）。その後、位置Ｐｂで洗浄・乾燥
処理が終了したウェハＷが搬送機構５によって搬出され
る（ステップＳ２１１）。

【００４９】このように、第１の実施形態に係る基板処
理装置では、湿式処理と高圧処理とを組み合せた複数の
基板処理を行うことができ、ウェット処理チャンバ１０
とＳＣＦ処理チャンバ２０とを上下に配置することによ
り基板処理装置１の同一ポジションに配置できるため、
基板処理装置１の省スペース化が実現できる。また、ウ
ェット処理チャンバ１０からＳＣＦ処理チャンバ２０へ
の基板の移送は、エレベータ３０の上昇動作で行われる
ため、搬送距離および時間が短縮され、基板処理装置の
処理能力を向上できる。さらに、ウェット処理チャンバ
１０からＳＣＦ処理チャンバ２０への搬送時間が処理性
能に影響を与える処理に対しては、さらに処理効果が期
待できる。

【００５０】また、４つの洗浄・乾燥処理部７に対して
１つの搬送機構５を備えているため、ウェハ処理枚数に
対する搬送機構設置数の割合が減少し、コンパクトな基
板処理装置が提供できる。さらに、４つのＳＣＦ処理チ
ャンバ２０は、ウェット処理チャンバ１０の上部に配置
されているため、ダウンフローを４つのＳＣＦ処理チャ
ンバ２０の外部に流動させることにより、容易にウェッ
ト処理チャンバ１０の雰囲気混入を防止することができ
る。

【００５１】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態に係る基板処理装置について説明する。なお、当該基
板処理装置は、第１の実施形態に対して洗浄・乾燥処理
部７の構造が相違する。したがって、当該基板処理装置
における全体構成および基板処理装置全体の動作は、前
述した第１の実施形態に係る基板処理装置と同様である
ので、詳細な説明を省略する。

【００５２】当該基板処理装置における洗浄・乾燥処理
部７の構造について説明する。図５は、当該基板処理装
置に係る洗浄・乾燥処理部７の構成を示す簡素化した側
断面図である。なお、図５（ａ）は洗浄・乾燥処理部７
でウェハＷがウェット処理される状態を示し、図５
（ｂ）は洗浄・乾燥処理部７でウェハＷがＳＣＦ処理さ
れる状態を示している。また、それぞれの図は、説明を
簡単にするために、ウェハＷの搬送に関連する構成を示
し、他の構成については省略して示している。以下、図
５を参照して、洗浄・乾燥処理部７の構造につてい説明
する。

【００５３】図５（ａ）において、洗浄・乾燥処理部７
は、ウェット処理チャンバ４０とＳＣＦ処理チャンバ５
０とエレベータ６０ａおよび６０ｂとを備えている。ウ
ェット処理チャンバ４０には、チャンバ４１、モータ部
４２、ウェハ保持部４３、テフロンベローズ４４および
カバー４５が設けられている。ＳＣＦ処理チャンバ５０
には、チャンバ５１、可動カバー５２、ウェハ保持部５
３、カバーロック５４およびＯリング５５が設けられて
いる。

【００５４】まず、ウェット処理チャンバ４０について
説明する。モータ部４２は、エレベータ６０ａの支柱部
に固定されており、ウェハ保持部１４を回転させる。ま
た、モータ部４２は、エレベータ６０ａによって図示Ｚ
方向に可動するようになっている。そして、モータ部４
２の下部とチャンバ４１の内部との間に、Ｚ方向に伸縮
可能なテフロンベローズ４４が取り付けられている。こ
のテフロンベローズ４４は、モータ部４２の下部とチャ
ンバ４１の内部との間をシールし、ウェット処理チャン
バ４０の内部の薬液や雰囲気がエレベータ６０ａに洩れ
ないように用いられている。

【００５５】また、カバー４５は、開閉可能であり、ウ
ェット処理中にチャンバ４１の上部を塞ぐように配置さ
れ、エレベータ６０ａが上昇時には開くように動作す
る。なお、テフロンベローズ４４は、エレベータ６０ａ
の上昇時も、その伸縮性によってモータ部４２の下部と
チャンバ４１の内部との間をシールした状態を保持して
いる。

【００５６】なお、ウェット処理チャンバ４０には、既
に公知の図示しない薬液供給部、薬液排出部、ダウンフ
ロー吸気部、およびダウンフロー排気部等が備えられて
いる。薬液供給部からウェット処理チャンバ４０に供給
する薬液を変更することにより、ウェット処理チャンバ
４０では、フッ酸（ＨＦ）エッチング処理等の薬液洗
浄、レジスト剥離処理、純水リンス処理、イソプロピル
アルコール（ＩＰＡ）リンス処理および乾燥処理等のウ
ェット処理が可能である。また、ウェット処理チャンバ
４０から外部へのチャンバ内部雰囲気の拡散を防ぐため
に、チャンバ４１の上部から清浄なエアーをダウンフロ
ー吸気部から流動させ、ダウンフロー排気部から流動さ
れた上記エアーを排気している。

【００５７】次に、ＳＣＦ処理チャンバ５０について説
明する。図５（ｂ）において、チャンバ５１は、側壁下
部が可動カバー５２の上面外周部と同じ形状で形成され
ており、可動カバー５２がエレベータ６０ｂの上昇動作
によりＺ方向に移動したとき、可動カバー５２とチャン
バ５１の上記側壁下部とがＯリング５５を介して接合す
るように配置されている。

【００５８】また、可動カバー５２は、チャンバ５１と
接合後、カバーロック５４でＺ方向にＳＣＦ処理チャン
バ５０内部の圧力上昇によって動かないようにロックさ
れる。このようにして、ＳＣＦ処理チャンバ５０の内部
には、ＳＣＦの流動に必要な圧力が保持される。

【００５９】なお、ＳＣＦ処理チャンバ５０には、図示
しないＳＣＦ供給部およびＳＣＦ排出部等が備えられて
いる。ＳＣＦ供給部からＳＣＦ処理チャンバ５０に供給
する超臨界流体やその超臨界流体に混合される助剤を変
更することにより、ＳＣＦ処理チャンバ５０では、レジ
スト剥離処理、ＳＣＦリンス処理およびＳＣＦ乾燥処理
等のＳＣＦ処理が可能である。また、ＳＣＦ処理チャン
バ５０の外部全体には、下部に配置されているウェット
処理チャンバ４０からの雰囲気がＳＣＦ処理チャンバ５
０へ影響することを低減するために、上部から下部に向
かって、ダウンフローが常に流されている。

【００６０】以上の構成で、可動カバー５２、エレベー
タ６０ｂが本発明の可動チャンバ部に相当し、さらに搬
送機構５が本発明の移送部の基板搬送部に相当し、ウェ
ハ保持部４３からウェハ保持部５３へのウェハＷの移
送、即ち、第１のチャンバ部から可動チャンバ部への基
板の搬送を兼用する。

【００６１】次に、洗浄・乾燥処理部７の動作について
説明する。図６は、当該基板処理装置１における洗浄・
乾燥処理部７の動作を示すフローチャートである。以
下、図６を参照して、洗浄・乾燥処理部７の動作を説明
する。

【００６２】洗浄・乾燥処理部７の動作は、それぞれの
構成部の動作の連携を容易にするために、制御部９で自
動的に制御されている。図６において、まず搬送機構５
から洗浄・乾燥処理部７にウェハＷが位置Ｐｂで搬入さ
れ（ステップＳ３０１）、ウェハＷがウェハ保持部４３
に固定される。その後、ウェット処理側のエレベータ６
０ａが下降し、ウェット処理チャンバ４０の内部の予め
設定されたウェット処理位置でウェット処理側のエレベ
ータ６０ａが停止する（ステップＳ３０２）。

【００６３】次に、カバー４５がチャンバ４１の上部開
口部を閉じ、ウェット処理チャンバ４０が閉鎖される
（ステップＳ３０３）。そして、ウェット処理チャンバ
４０の内部で、予め設定されたウェット処理がウェハＷ
に対して施される（ステップＳ３０４）。なお、必要に
応じて、ウェハＷに対しての洗浄能力を上げるために、
モータ部４２によってウェハ保持部４３を回転させるこ
とによりウェハＷを回転させたり、ウェハＷに対して乾
燥処理を行うために、モータ部４２によってウェハ保持
部４３を高速回転させることによりウェハＷを高速回転
させたりしてもよい。

【００６４】ステップＳ３０４でウェット処理が終了し
た後、カバー４５がチャンバ４１の上部から移動し、ウ
ェット処理チャンバ４０の上部が開放される（ステップ
Ｓ３０５）。その後、ウェット処理側のエレベータ６０
ａが上昇し、位置Ｐｂで停止する（ステップＳ３０
６）。

【００６５】次に、搬送機構５は、位置Ｐｂにあるウェ
ハＷを取り出し、位置Ｐｃに搬送した後、ウェハ保持部
５３にウェハＷを固定する（ステップＳ３０７）。そし
て、ＳＣＦ処理側エレベータ６０ｂが上昇することによ
り、可動カバー５２がチャンバ５１とＯリング５５を介
して接合し、ＳＣＦ処理位置で停止する（ステップＳ３
０８）。

【００６６】次に、カバーロック５４によってＺ方向に
ＳＣＦ処理チャンバ５０内部の圧力上昇によって動かな
いように、チャンバ５１と可動カバー５２との接合がロ
ックされる（ステップＳ３０９）。そして、ＳＣＦ処理
チャンバ５０の内部で、予め設定されたＳＣＦ処理がウ
ェハＷに対して施される（ステップＳ３１０）。

【００６７】ステップＳ３１０でＳＣＦ処理が終了した
後、カバーロック５４のロックが解除され（ステップＳ
３１１）、ＳＣＦ処理側エレベータ６０ｂが下降し位置
Ｐｃで停止する（ステップＳ３１２）。その後、位置Ｐ
ｃで洗浄・乾燥処理が終了したウェハＷが搬送機構５に
よって搬出される（ステップＳ３１３）。

【００６８】このように、第２の実施形態に係る基板処
理装置では、湿式処理と高圧処理とを組み合わせた一連
の複数の処理を行うことができ、ウェット処理チャンバ
４０とＳＣＦ処理チャンバ５０とを上下に配置すること
により基板処理装置１の同一ポジションに配置できるた
め、基板処理装置１の省スペース化を実現できる。ま
た、当該基板処理装置では、ウェット処理チャンバ４０
からＳＣＦ処理チャンバ５０へ直接移動する構成部はな
く、被洗浄体であるウェハＷのみが搬送され、ウェット
処理による残留液体、雰囲気等をＳＣＦ処理チャンバ５
０に特に持ち込まれないため、さらに処理効果の高いＳ
ＣＦ処理を行うことができる。

【００６９】さらにこの構成ではＳＣＦ処理中に次のウ
ェハをウェット処理可能であり、スループットを向上で
きる。また、４つの洗浄・乾燥処理部７に対して１つの
搬送機構５を備えているため、ウェハ処理枚数に対する
搬送機構設置数の割合が減少し、結果的にコンパクトな
基板処理装置が提供できる。さらに、４つのＳＣＦ処理
チャンバ５０は、ウェット処理チャンバ４０の上部に配
置されているため、ダウンフローを４つのＳＣＦ処理チ
ャンバ５０の外部に流動させることにより、容易にウェ
ット処理チャンバ４０の雰囲気混入を防止することがで
きる。

【００７０】（第３の実施形態）前述した第１および第
２の実施形態に係る基板処理装置では、搬送機構５を中
心として洗浄・乾燥処理部７が放射状に配置されている
が、洗浄・乾燥処理部７は、放射状に配置しなくてもか
まわない。ここでは、第３の実施形態として、洗浄・乾
燥処理部７を直線上に配列した基板処理装置について説
明する。なお、図７は、洗浄・乾燥処理部７を直線上に
配列した基板処理装置１における全体構成を示す簡素化
した平面図である。以下、図７を参照して、当該基板処
理装置の説明をする。なお、方向は、図７にＸ、Ｙ、Ｚ
方向を用いて説明する。

【００７１】図７において、当該基板処理装置１は、洗
浄・乾燥処理部７をＸ方向に直線上に配列されている。
また、搬送機構５は、さらに。洗浄・乾燥処理部７の配
列方向に沿って往復直線移動し、搬送機構５のレイアウ
トに合わせてインデクサロボット３とのウェハＷの受け
渡し位置Ｐａと隔壁８の位置が変更されている。それら
以外は、第１の実施形態における構成と同様であるの
で、同一の構成部には同一の参照符号と付加して、詳細
な説明を省略する。

【００７２】次に、当該基板処理装置１の動作について
説明する。当該基板処理装置１の動作についても、搬送
機構５によるウェハＷの搬送時に、搬送機構５の直線往
復移動が付加される。それ以外は、第１の実施形態にお
ける動作と同様であるので、詳細な説明を省略する。

【００７３】当該基板処理装置１に用いられる洗浄・乾
燥処理部７は、前述の第１あるいは第２の実施形態で用
いられた洗浄・乾燥処理部７が用いられる。したがっ
て、当該基板処理装置に用いられる洗浄・乾燥処理部７
も、第１あるいは第２の実施形態と同様であるので、詳
細な説明を省略する。

【００７４】このように、第３の実施形態に係る基板処
理装置では、洗浄・乾燥処理部７を直線上に配列したレ
イアウトを実現できる。したがって、設置場所の環境に
合わせた基板処理装置の形状を選択することができる。
また、当該基板処理装置の他の効果は、第１あるいは第
２の実施形態に係る洗浄・乾燥処理部７を配置すること
により、それぞれの効果を得ることができることは、言
うまでもない。

【００７５】なお、本発明は、上述した実施例および変
形例に限定されるものではなく、以下のように他の形態
でも実施することができる。

【００７６】（１）当該基板処理装置では、ウェハＷを
枚葉処理する方法を説明したが、ウェハＷを同時に複数
枚処理してもかまわない。ウェハ保持部４３および５３
に、既に公知のウェハＷを複数枚固定することが可能な
基板ボートを設置し、上記基板ボートに複数枚のウェハ
Ｗを搬入すれば、ウェット処理およびＳＣＦ処理は同時
にウェハＷを複数枚処理することができる。

【００７７】（２）また、ＳＣＦ処理チャンバ５０に供
給される超臨界流体は、二酸化炭素、亜酸化窒素、アル
コール、エタノール、水等の超臨界流体の状態へ変化で
きる物質が用いられる。

【００７８】（３）また、上記実施例において処理流体
はのＳＣＦ処理チャンバに供給される所定の高圧状態と
は１ＭＰａ以上であればよく、好ましくは、高密度、高
溶解性、低粘度、高拡散性の性質が認められる流体であ
る。よって亜臨界流体や高圧ガスを用いて実施できるこ
とは言うまでもない。

【００７９】亜臨界流体とは、一般的に臨界点手前の領
域にある高圧状態の液体を言う。この領域の流体は、超
臨界流体とは、区別される場合があるが、密度等の物理
的性質は連続的に変化するため、物理的な境界は存在し
なく、亜臨界流体として使用される場合もある。亜臨界
あるいは広義には臨界点近傍の超臨界領域に存在するも
のは高密度液化ガスとも称する。また、高圧ガスとして
アンモニアによる高圧ガスを用いてもよい。

【００８０】さらに、ＳＣＦ処理チャンバで洗浄処理を
行なう場合は、５ＭＰａ以上に昇圧される処理流体を供
給すれば好適に実施できる。そして、５〜３０ＭＰａで
行うことが好ましく、より好ましくは７．１〜２０ＭＰ
ａ下でこれらの処理を行うことである。

【００８１】その他、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置に
おける全体構成を示す簡素化した平面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の
動作を示すフローチャートである。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置に
係る洗浄・乾燥処理部の構成を示す簡素化した側断面図
である。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置に
おける洗浄・乾燥処理部の動作を示すフローチャートで
ある。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置に
係る洗浄・乾燥処理部の構成を示す簡素化した側断面図
である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置に
おける洗浄・乾燥処理部の動作を示すフローチャートで
ある。

【図７】本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置に
おける全体構成を示す簡素化した平面図である。

【図８】従来の基板処理装置の全体構成を示す簡素化し
た平面図である。

【符号の説明】

１…基板処理装置２…カセット３…インデクサロボット４…ハンド５…搬送機構６…アーム７…洗浄・乾燥処理部８…隔壁９…制御部１０、４０…ウェット処理チャンバ１１、２１、４１、５１…チャンバ１２、５２…可動カバー１３、４２…モータ部１４、４３、５３…ウェハ保持部１５、４４…テフロンベローズ１６、４５…カバー２０、５０…ＳＣＦ処理チャンバ２２、５４…カバーロック２３、５５…Ｏリング３０、６０…エレベータＷ…ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/304 Ｈ０１Ｌ 21/304 ６５１Ｌ (72)発明者村岡祐介京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者北門龍治京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者斉藤公続京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者溝端一国雄京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者大柴久典兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者坂下由彦兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者渡邉克充兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者山形昌弘兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号株式会社神戸製鋼所高砂製作所内Ｆターム(参考） 2H088 FA17 FA18 FA30 HA01 MA20 2H090 JB02 JC19 JD13 5F031 CA01 CA02 CA05 FA01 FA02 FA11 FA12 GA48 GA50 MA02 MA06 MA09 MA23 MA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に湿式処理と高圧流体を用いた高圧
処理とを行う基板処理装置であって、基板に湿式処理を行う湿式処理部と、前記湿式処理部の直上に配置され、かつ基板に高圧処理
を行う高圧処理部と、前記湿式処理部から前記高圧処理部へ基板を移送する移
送部とを備え、前記湿式処理部は、その内部で前記湿式処理を行う第１
のチャンバ部を含み、前記高圧処理部は、その内部で前記高圧処理を行う第２
のチャンバ部を含み、前記移送部は、前記第１のチャンバ部と第２のチャンバ
部との間に配置され、その上部に前記湿式処理後の基板
を固定することにより基板を前記第２のチャンバの内部
に導き、かつ前記高圧処理時には前記第２のチャンバ部
と接合することにより前記高圧処理中の高圧流体の圧力
を前記第２のチャンバの内部に保持する可動チャンバ部
を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】前記移送部は、さらに前記湿式処理時に基板と前記可動チャンバ部とを
前記第１のチャンバ部の内部に搬送し、前記湿式処理後の基板を前記湿式処理部から前記高圧処
理部へ搬送することを特徴とする、請求項１に記載の基
板処理装置。
【請求項３】前記移送部は、さらに前記湿式処理時に
基板を前記第１のチャンバ部の内部に搬送し、前記湿式
処理後の基板を前記第１のチャンバ部から前記可動チャ
ンバ部へ搬送する基板搬送部を有することを特徴とす
る、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】前記移送部へ基板を搬入および前記移送
部から基板を搬出する基板搬送機構とをさらに備え、前
記基板搬送機構を中心に、前記湿式処理部と前記高圧処
理部と前記移送部とが放射状に複数組配置されることを
特徴とする、請求項１から請求項３に記載の基板処理装
置。
【請求項５】前記移送部に基板を搬入および前記移送
部から基板を搬出し、かつ往復直線移動する基板搬送機
構とをさらに備え、前記基板搬送機構の前記往復直線移
動の方向と平行に、前記湿式処理部と前記高圧処理部と
前記移送部とが直線上に複数組配置されることを特徴と
する、請求項１から請求項３に記載の基板処理装置。