JP2004119666A

JP2004119666A - 基板処理装置

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Publication number: JP2004119666A
Application number: JP2002280644A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Motomura; 基村　雅洋
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】排気および排液中の有機溶剤の濃度を低減でき、かつ処理時間を短縮できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板の洗浄処理および乾燥処理を以下の手順で行う。まず、洗浄室１０上部の基板搬入口１１から搬入した基板Ｗを、基板搬送機構７０により純水を貯留した処理槽３０に浸漬する。処理槽３０内における洗浄処理終了後、基板搬送機構７０により基板Ｗを引き揚げ、開口部８０を経由して乾燥室２０内へ搬送する。開口部８０を閉鎖した後、第２供給ノズル５０により、局所的に有機溶剤の気流域を形成する。一方、第３供給ノズル６０により、局所的に窒素ガスの気流域も形成されている。基板搬送機構７０により、基板を一旦底部付近まで引き下げ、その後引き揚げる動作の間に、有機溶剤の気流域および窒素ガスの気流域を通過させることにより、乾燥処理を行う。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。）の洗浄処理および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、それが気化することにより、基板の乾燥処理が行われることとなる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−１９８１２６号公報
【０００５】
【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９０内全体にＩＰＡ蒸気を供給することが必要であり、比較的多量のＩＰＡを使用することとなる。また、処理槽内の純水にＩＰＡが溶解し、排気のみならず、排液中にも高濃度のＩＰＡが含まれることとなる。ＩＰＡは、そのまま外部に排出したのでは、環境に負荷を与えるため、所定の排気処理および排液処理を施して環境に対して無害化する必要がある。かかる排気処理および排液処理は、相当の費用を要するものであり、このことが基板処理のコストアップの要因となっている。
【０００６】
一方、収容器９０内全体にＩＰＡ蒸気を供給するために要する時間や、基板Ｗ表面に凝縮したＩＰＡの液滴の気化に要する時間などのため、乾燥処理時間が長時間になるという問題も存在する。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、排気および排液中の有機溶剤の濃度を低減でき、かつ処理時間を短縮できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板の洗浄処理および乾燥処理を行う基板処理装置であって、純水を貯留し、純水中に基板を浸漬して洗浄処理を行う処理槽と、内部に前記処理槽を収容する第１処理室と、前記第１処理室と隣接し、洗浄処理が終了した基板の乾燥処理を行う第２処理室と、有機溶剤の蒸気を吐出し、第２処理室内の一部に有機溶剤の気流域を形成する有機溶剤気流域形成手段と、第１処理室と第２処理室との隣接境界に形成した通路において、第１処理室と第２処理室のそれぞれの雰囲気を遮断可能な雰囲気遮断手段と、基板を保持しつつ、第１処理室内と第２処理室内のそれぞれにおいて昇降可能であるとともに、第１処理室と第２処理室の間を前記通路を経由して横行可能である基板搬送手段と、前記処理槽内の純水によって基板を洗浄した後、前記基板搬送手段によって基板を第１処理室から第２処理室へ搬送し、前記基板搬送手段によって基板を第２処理室内において昇降して有機溶剤の気流域を通過させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記通路は、第１処理室と第２処理室との隣接境界に設けた開口部であり、前記雰囲気遮断手段が、前記開口部を開閉可能な開閉機構を有しており、前記基板搬送手段は、前記開口部を経由して、基板の第１処理室と第２処理室との間の搬送を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、不活性ガスを吐出し、第１処理室内と、第２処理室内と、前記通路内を不活性ガスの雰囲気で満たす不活性ガス充填手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置であって、第２処理室内において基板が搬入される箇所付近の雰囲気を冷却する冷却手段をさらに備え、前記有機溶剤気流域形成手段は、基板が第２処理室内に搬入される以前から、第２処理室内において有機溶剤の気流域を形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、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であって、不活性ガスを吐出し、第２処理室内の有機溶剤の気流域の上方に不活性ガスの気流域を形成する不活性ガス気流域形成手段をさらに備え、前記制御手段は、前記処理槽内の純水によって基板を洗浄した後、前記基板搬送手段によって基板を第１処理室から第２処理室へ搬送し、前記基板搬送手段によって基板を第２処理室内において昇降して有機溶剤の気流域と不活性ガスの気流域とを通過させることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、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であって、前記制御手段は、前記基板搬送手段によって基板を第２処理室内において昇降して有機溶剤の気流域を通過させる際、有機溶剤の気流域を複数回通過させることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板処理装置であって、第２処理室内を減圧する減圧手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置であって、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。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１７】
＜基板処理装置１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の内部構造を示す垂直断面図であり、併せて配管等の構成および基板の搬送経路も示している。図２は、基板処理装置１の内部構造を示す水平断面図である。なお、図１、図２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。このうち、Ｙ方向は後述する洗浄室１０と乾燥室２０との配列方向に相当する。
【００１８】
この基板処理装置１は、略円形の半導体ウエハである基板Ｗに、純水による洗浄処理を施した後、有機溶剤であるＩＰＡにより乾燥処理を施す装置であって、大きく洗浄室（第１処理室）１０と乾燥室（第２処理室）２０に分かれる。これらの洗浄室１０と乾燥室２０とは隣接配置され、一体化している。
【００１９】
洗浄室１０は、主として処理槽３０と、第１供給ノズル４０とを備えている。また、乾燥室２０は、主として第２供給ノズル５０と第３供給ノズル６０とを備えている。さらに、洗浄室１０と乾燥室２０の双方にわたって移動可能な基板搬送機構７０が設けられている。
【００２０】
洗浄室１０の上部には、スライド式開閉機構１２により開閉可能である基板搬入口１１がある。スライド式開閉機構１２は、図１中に概念的に示したアクチュエータ１３によりスライドドアを開閉できる機構となっている。スライド式開閉機構１２を開放した状態では、基板搬入口１１から基板Ｗの搬入を行うことができる。一方、スライド式開閉機構１２を閉鎖した状態では、洗浄室１０内部を密閉空間とすることができる。また、洗浄室１０内と装置外の排気ラインとは配管を介して接続されており、その配管には第１排気バルブ１４が介挿されている。第１排気バルブ１４を開放することにより、洗浄室１０内の雰囲気を排気ラインへ排気することができる。
【００２１】
乾燥室２０の上部には、スライド式開閉機構２２により開閉可能である基板搬出口２１がある。スライド式開閉機構２２は、図１中に概念的に示したアクチュエータ２３によりスライドドアを開閉できる機構となっている。スライド式開閉機構２２を開放した状態では、基板搬出口２１から基板Ｗの搬出を行うことができる。一方、スライド式開閉機構２２を閉鎖した状態では、乾燥室２０内部を密閉空間とすることができる。また、乾燥室２０内と装置外の排気ラインとは配管を介して接続されており、その配管には第２排気バルブ２４と排気（減圧）ポンプ２５が介挿されている。第２排気バルブ２４を開放することにより、乾燥室２０内の雰囲気を排気ラインへ排気することができる。さらに排気ポンプ２５を駆動させることによって、乾燥室２０内部を強制的に減圧することもできる。
【００２２】
洗浄室１０と乾燥室２０の隣接面には、スライド式開閉機構８１により開閉可能な開口部８０（図２では図示省略）が存在する。スライド式開閉機構８１は、図１中に概念的に示したアクチュエータ８２によりスライドドアを開閉する機構となっている。スライド式開閉機構８１を開放した状態では、開口部８０を経由して基板Ｗの搬送を行うことができる。一方スライド式開閉機構８１を閉鎖した状態では、洗浄室１０内の雰囲気と乾燥室２０内の雰囲気を互いに遮断することができる。この開口部８０は、保持棒７３、７４、７５によって基板Ｗを保持した基板搬送機構７０のアーム７２が通過できるだけの開口広さを有しており、洗浄室１０と乾燥室２０とを連通する通路の一態様となっている。
【００２３】
処理槽３０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Ｗに順次表面処理を行う槽であり、洗浄室１０の内部に収容されている。処理槽３０の底部近傍には２本の処理液吐出ノズル３１が配置されている。処理液吐出ノズル３１は、配管および純水バルブ３２を介して純水供給源３３に接続されている。そのため、純水バルブ３２を開放して処理液吐出ノズル３１から純水を供給し、処理槽３０に純水を貯留することにより、基板Ｗの洗浄処理を行うことができる。さらに、図示しない薬液供給源から処理液吐出ノズル３１を介して処理槽３０内に薬液を供給することにより、純水による洗浄処理以外の基板処理を行うことも可能である。
【００２４】
処理液は、処理槽３０の底部から供給されて処理槽３０の上端部から溢れ出る。このため、処理槽３０の上端部外側には回収部３４（図２では図示省略）が設けられており、処理槽３０の上端部から溢れ出た処理液の排液は、回収部３４において回収され、配管を介して排液ラインへ排出される。
【００２５】
洗浄室１０内の上部付近には、洗浄室１０の側面に沿って２本の第１供給ノズル４０が設けられている。２本の第１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、図８（ａ）に示すような、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。ただし、図８では左右の間隔を切りつめつつ拡大断面図として各ノズルを示している。そして、第１供給ノズル４０のそれぞれは、配管および第１窒素バルブ４２を介して窒素ガス供給源４３と接続されている。そのため、第１窒素バルブ４２を開放することにより、複数の吐出孔４１から窒素ガスを吐出して洗浄室１０内に窒素ガスの雰囲気を形成することができる。
【００２６】
乾燥室２０の内部には、乾燥室２０の側面に沿って２本の第２供給ノズル５０が設けられている。２本の第２供給ノズル５０は、基板搬送機構７０によって昇降される複数の基板Ｗの両側の側方のそれぞれに設けられている。第２供給ノズル５０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、図８（ｂ）に示すような、Ｘ方向に等間隔にて配列された複数の吐出孔５１を備えている。複数の吐出孔５１のそれぞれは、吐出方向を水平方向（Ｙ方向）に向けるように形成されている。また、第２供給ノズル５０のそれぞれは、配管およびＩＰＡバルブ５２を介してＩＰＡ供給源５３と接続されている。そのため、ＩＰＡバルブ５２を開放することにより、第２供給ノズル５０は、複数の吐出孔５１から水平方向に向けて基板Ｗの主面に平行な流れを形成してＩＰＡ蒸気を吐出し、乾燥室２０内の一部の領域に当該ＩＰＡ蒸気の気流域を形成する有機溶剤気流域形成手段として機能する。
【００２７】
また、乾燥室２０の内部であって２本の第２供給ノズル５０のそれぞれから所定の距離をおいて上方には、２本の第３供給ノズル６０が設けられている。第３供給ノズル６０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、図８（ｃ）に示すような、Ｘ方向に等間隔にて配列された複数の吐出孔６１を備えている。複数の吐出孔６１のそれぞれは、吐出方向を水平方向（Ｙ方向）に向けるように形成されている。また、第３供給ノズル６０のそれぞれは、配管および第２窒素バルブ６２を介して窒素ガス供給源４３と接続されている。そのため、第２窒素バルブ６２を開放することにより、第３供給ノズル６０は、複数の吐出孔６１から水平方向に向けて基板Ｗの主面に平行な流れを形成して窒素ガスを吐出し、乾燥室２０内の一部の領域に当該窒素ガスの気流域を形成する不活性ガス気流域形成手段として機能する。この第３供給ノズル６０はまた、乾燥室２０の内部に窒素ガスの雰囲気を形成することができ、上述の第１供給ノズル４０とともに、開口部８０、洗浄室１０および乾燥室２０内の不活性ガス充填手段として機能することもできる。
【００２８】
基板搬送機構７０は、洗浄室１０内と乾燥室２０内にわたって基板Ｗの搬送を行う基板搬送手段として機能する機構である。基板搬送機構７０は、アクチュエータ等を含む本体部７１と、アーム７２と、基板Ｗを保持する３本の保持棒７３、７４、７５とを備えている。３本の保持棒７３、７４、７５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、切り欠き状の溝である。３本の保持棒７３、７４、７５はアーム７２に固設され、アーム７２は、本体部７１によって鉛直方向（Ｚ方向）および水平方向（Ｙ方向）に移動可能に設けられている。
【００２９】
このような構成により、基板搬送機構７０は３本の保持棒７３、７４、７５によってＸ方向に相互に平行に配列された複数の基板Ｗを保持しつつ、洗浄室１０内においては、処理槽３０に貯留されている処理液に浸漬する位置（図１の位置Ｐ３）と基板搬入口１１付近（図１の位置Ｐ１）との間で基板搬送経路ＰＴに沿って昇降させることができる。また、乾燥室２０内においては、底部付近（図１の位置Ｐ６）と基板搬出口２１付近（図１の位置Ｐ４）との間で基板搬送経路ＰＴに沿って昇降させることができる。さらに、基板搬送機構７０は、洗浄室１０と乾燥室２０の間（図１の位置Ｐ２と位置Ｐ５の間）を開口部８０を経由して基板搬送経路ＰＴに沿って基板Ｗの組を水平方向に移動させることができる。なお、本体部７１には、アーム７２の鉛直方向および水平方向の移動を実現する機構として、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。
【００３０】
基板搬送機構７０を図１の位置Ｐ１に位置させるとともに、スライド式開閉機構１２を開放することにより、装置外部の基板搬送ロボットと基板搬送機構７０との間で基板Ｗの受け渡しを行うことができる。また、基板搬送機構７０を図１の位置Ｐ４に位置させるとともに、スライド式開閉機構２２を開放することにより、装置外部の基板搬送ロボットと基板搬送機構７０との間で基板Ｗの受け渡しを行うことができる。
【００３１】
なお、図１に示す第１排気バルブ１４、第２排気バルブ２４、排気ポンプ２５、純水バルブ３２、第１窒素バルブ４２、ＩＰＡバルブ５２、第２窒素バルブ６２、および基板搬送機構７０は、いずれも図２中に概念的に示す制御部ＣＯＮＴ（図１では図示省略）によってその動作を制御することができる。
【００３２】
＜基板処理装置１における処理手順＞
図３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４から図７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。以下に、上記の基板処理装置１の処理手順について図３から図７を参照しつつ説明する。
【００３３】
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、ステップＳ１として、基板Ｗを洗浄室１０内へ搬入する。すなわち、洗浄室１０上部のスライド式開閉機構１２を開放し、図外の基板搬送ロボットから、位置Ｐ１で待機する基板搬送機構７０へ複数の基板Ｗの受け渡しを行う。基板Ｗ搬入後、スライド式開閉機構１２は速やかに閉鎖する。
【００３４】
ステップＳ２では、基板Ｗを処理槽３０内の純水に浸漬する。すなわち、基板搬送機構７０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３０に貯留された純水中に浸漬させる。基板Ｗは、位置Ｐ１から基板搬送経路ＰＴに沿って位置Ｐ３まで移動することとなる。この段階においては、処理槽３０に純水が供給され続けており、処理槽３０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３０から溢れ出した純水は、処理槽３０の上端部外側に設けられた回収部３４によって回収され、装置外の排液ラインへ排出される。
【００３５】
ステップＳ３では、開口部８０、洗浄室１０および乾燥室２０内を窒素ガスで充填すると同時に、窒素ガスの気流域ＡＮを形成する。すなわち、洗浄室１０内においては、図４中矢印ＦＮ１に示すように第１供給ノズル４０から窒素ガスを吐出し、乾燥室２０内においては、矢印ＦＮ２に示すように第２供給ノズル６０から窒素ガスを吐出する。この時、洗浄室１０と乾燥室２０の隣接面に設けられたスライド式開閉機構８１は開放しており、第１供給ノズル４０および第３供給ノズル６０から吐出した窒素ガスは、洗浄室１０と乾燥室２０内全体を満たすこととなる。なお、この段階において、乾燥室２０上部のスライド式開閉機構２２は閉鎖している。このようにして、以下の基板Ｗの洗浄処理は窒素雰囲気下で進行することとなる。
【００３６】
ところで、２本の第３供給ノズル６０は、吐出孔６１が吐出方向を互いに向かい合うよう、水平方向（Ｙ方向）に向けて設けられているため、ステップＳ３においては、乾燥室２０内の基板搬送経路ＰＴと交わる一部の領域に窒素ガスの気流域ＡＮを形成することとなる。この窒素ガスの気流域ＡＮは、吐出孔６１の吐出方向に一定以上の流速を有する窒素ガスの気流域である。
【００３７】
ステップＳ４では、基板Ｗの洗浄処理を行う。ここでは、図４に示すように、処理槽３０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３０の底部近傍に設けられた処理液吐出ノズル３１から処理槽３０内へ処理液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。この段階においても、処理槽３０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回収部３４によって回収され、装置外の排液ラインへ排出される。
【００３８】
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３０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う。なお、最終の仕上げ洗浄処理の段階においても窒素ガスの供給が継続しており、第１供給ノズル４０および第３供給ノズル６０からは窒素ガスが吐出され、窒素雰囲気下にて仕上げ洗浄処理を行う。
【００３９】
ステップＳ５では、基板Ｗを洗浄室１０から乾燥室２０へ搬送する。ここでは、処理槽３０内における基板Ｗの洗浄処理（ステップＳ４）が終了すると、まず、基板搬送機構７０を上昇方向に駆動し、基板Ｗを、処理槽３０内の位置Ｐ３から基板搬送経路ＰＴに沿って位置Ｐ２まで引き揚げる。次に、基板搬送機構７０を水平方向に駆動し、図５に示すように、洗浄室１０内の位置Ｐ２から開口部８０を経由して乾燥室２０内の位置Ｐ５へ、基板Ｗを搬送する。
【００４０】
ここで、基板Ｗの洗浄室１０と乾燥室２０との間の搬送を、洗浄室１０と乾燥室２０との隣接面に設けた開口部８０を経由して行うことにより、基板Ｗの搬送経路が短縮でき、基板Ｗの搬送に要する時間を短縮することができる。また、洗浄処理後の基板Ｗを外気にさらすことなく搬送できるため、基板Ｗ表面におけるウォーターマークの発生を抑制することができる。
【００４１】
この際にも、第１供給ノズル４０および第３供給ノズル６０からは引き続き窒素ガスが供給されている。したがって、洗浄室１０と乾燥室２０の内部は窒素雰囲気で満たされており、基板Ｗは、処理槽３０内の純水から引き揚げられると同時にに不活性ガスである窒素ガスの雰囲気に覆われ、窒素ガスの雰囲気の中を搬送されることとなる。こうすることにより、純水が付着した基板Ｗ表面におけるウォーターマークの発生を、さらに防止できる。
【００４２】
基板Ｗを乾燥室２０内へ搬送した後、洗浄室１０と乾燥室２０との間のスライド式開閉機構８１を速やかに閉鎖し、ステップＳ６において乾燥室２０内に供給されるＩＰＡ蒸気が洗浄室１０内へ進入不可能とする。このようにすると、洗浄室１０内の処理槽３０に貯留された純水へＩＰＡ蒸気が溶解することはなく、排液ラインへのＩＰＡの排出を防止できる。
【００４３】
スライド式開閉機構８１を閉鎖した後は、洗浄室１０内の第１供給ノズル４０からの窒素ガスの供給は停止する。
【００４４】
ステップＳ６では、ＩＰＡ蒸気の気流域をＡＩを形成する。すなわち、スライド式開閉機構８１を閉鎖した後、図６に示すように、第２供給ノズル５０からＩＰＡ蒸気を略水平方向に吐出し（図６中矢印ＦＩ）、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩを形成する。このＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩは、第２供給ノズル５０付近において吐出孔５１の吐出方向に一定以上の流速を有するＩＰＡ蒸気のゾーンとなっている。なお、第３供給ノズル６０からは、継続して窒素ガス流ＦＮ２を供給しており、窒素ガスの気流域ＡＮが形成されている。
【００４５】
ステップＳ７では、基板Ｗを移動させ、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩを通過させる。ここでは、まず、基板搬送機構７０は、位置Ｐ５から、下降方向に駆動を開始し、複数の基板Ｗを、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩを通過させつつ、位置Ｐ６まで引き下げる。次に、基板搬送機構７０は駆動を上昇方向に切り替え、複数の基板Ｗを、再びＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩを通過させつつ、位置Ｐ５まで引き揚げる。この際、基板搬送経路ＰＴの一部について形成しているＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩにおいて、ＩＰＡ蒸気が基板Ｗに直接的に吹き付けられ、複数の基板Ｗの表面に付着している水分がＩＰＡに置換される。この場合、混合気体でなく単一の気体つまりＩＰＡ蒸気のみが窒素ガスにさらされていた基板Ｗに作用し、基板Ｗの表面全体がＩＰＡで覆われることとなる。
【００４６】
このように、乾燥室２０内の一部に形成した気流域ＡＩを基板Ｗが通過するため、乾燥室全体にＩＰＡ蒸気を供給する場合に比べ、基板ＷにＩＰＡ蒸気を効率よく供給できるため、ＩＰＡ蒸気の消費量が削減できる。したがって、排気中に含まれるＩＰＡの濃度も削減できる。また、乾燥室全体にＩＰＡ蒸気を供給する必要がないため、ＩＰＡ蒸気の供給に要する時間を短縮することもできる。
【００４７】
本実施形態においては、基板Ｗは、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩを往復２回通過することとなるが、こうすることにより、基板Ｗ表面へのＩＰＡの凝縮がより確実に行われ、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩを一回のみ通過する場合に比べ、乾燥不良の発生率を低減できる。
【００４８】
基板ＷのＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩへの２回目の通過が終了すると、基板搬送機構７０は位置Ｐ５において一旦駆動を停止し、基板Ｗをしばらく停止させる。そして、第２供給ノズル５０より一定時間ＩＰＡ蒸気の供給を継続した後、第２供給ノズル５０からのＩＰＡ蒸気の供給を停止する。
【００４９】
ステップＳ８では、基板Ｗを移動させ、窒素ガスの気流域ＡＮを通過させる。すなわち、第２供給ノズル５０からのＩＰＡ蒸気の供給を停止した後、基板搬送機構７０は上昇方向の駆動を再開し、図７に示すように、複数の基板Ｗを引き揚げ、窒素ガスの気流域ＡＮを通過させる。このように基板搬送経路ＰＴの一部について形成される窒素ガスの気流域ＡＮにおいて、窒素ガスが基板Ｗに直接的に吹き付けられ、複数の基板Ｗの表面に凝縮したＩＰＡの液滴が気化されることとなる。
【００５０】
このように気流域ＡＮを基板Ｗが通過することにより、基板Ｗの表面に凝縮したＩＰＡの液滴が効率よく気化するため、乾燥時間を短縮し、基板Ｗ表面の残留ＩＰＡによる乾燥不良を低減することができる。また、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩの上方に窒素ガスの気流域ＡＮを形成することにより、基板Ｗを基板搬送経路ＰＴに沿って一方向に引き揚げる動作の間に気流域ＡＩおよび気流域ＡＮの通過を完了することができ、乾燥時間をさらに短縮することができる。
【００５１】
ステップＳ９では、減圧処理を行う。すなわち、基板Ｗが窒素ガスの気流域ＡＮの上方位置Ｐ４まで引き揚げられた後、第３供給ノズル６０からは窒素ガスの供給を継続しつつ、排気ポンプ２５を駆動し、乾燥室２０内に残留するＩＰＡ蒸気を乾燥室２０外部に排気する。このとき、開口部８０におけるスライド式開閉機構８１と基板搬出口２１におけるスライド式開閉機構２２はともに閉鎖されており、排気ポンプ２５による排気流量よりも第３供給ノズル６０からの窒素ガスの供給流量が少なくなるようにしておけば、乾燥室２０内を窒素ガス雰囲気に置換しつつ減圧することができる。その減圧により、基板Ｗ表面に付着したＩＰＡの沸点が低下してＩＰＡが急速に気化する。したがって、いわゆるＩＰＡによる減圧乾燥が実行され、基板Ｗ表面に残留するＩＰＡの液滴の気化をさらに促進する。
【００５２】
減圧乾燥が終了すると、第３供給ノズル６０からの窒素ガスの供給を継続しつつ、排気ポンプ２５の動作を停止する。これにより、乾燥室２０内が窒素ガス雰囲気で満たされ、大気圧にまで復圧することとなる。大気圧に復圧後、第３供給ノズル６０からの窒素ガスの供給を停止する。
【００５３】
ステップＳ１０では、基板Ｗを乾燥室２０から搬出する。すなわち、基板Ｗを乾燥室２０内の位置Ｐ４に保持した状態で、乾燥室２０上部のスライド式開閉機構２２を開放し、基板搬送機構７０から図外の基板搬送ロボットへ複数の基板Ｗの受け渡しを行う。以上で、基板処理装置１における一連の処理が終了する。
【００５４】
以上の基板処理装置１の動作において、基板Ｗの洗浄処理と乾燥処理をそれぞれ洗浄室１０と乾燥室２０において行い、洗浄室１０と乾燥室２０の隣接面に設けられたスライド式開閉機構８１を閉鎖した後に、乾燥室２０内の第２供給ノズル５０からＩＰＡ蒸気の供給を開始するため、洗浄室１０内の処理槽３０に貯留された純水中にＩＰＡが溶解せず、排液ラインにＩＰＡが排出されることを防止できる。また、基板Ｗを移動させ、乾燥室２０内の一部に形成したＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩを通過させるため、乾燥室２０内全体にＩＰＡ蒸気を供給する場合に比べて、ＩＰＡの供給量を削減でき、排気中のＩＰＡの濃度も低減することができる。また、この方法によって、ＩＰＡ蒸気の供給に要する時間を短縮することもできる。さらに、洗浄室１０から乾燥室２０への基板Ｗの搬送を、装置内の基板搬送機構７０により行うため、装置外部の基板搬送ロボットとの間の基板の受け渡しに要する時間も短縮することができる。
【００５５】
＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の例に限定されるものではない。
【００５６】
例えば、第１の変形例として、乾燥室２０内で基板が搬入される箇所付近、すなわち、上記の実施の形態においては、開口部８０付近の雰囲気を冷却する冷却機構を設けてもよい。冷却機構は、例えば、開口部８０の開口端に沿って螺旋状に巻かれた中空の管状部材で、内部に冷水を流すことができる水冷管により実現することができる。図９は、水冷管８４による冷却機構８３を備える場合の開口部８０付近の拡大断面図である。この場合、図９中に概念的に示したように、水冷管８４は装置外の給水ラインおよび排水ラインと接続されており、給水ラインには給水バルブ８５が介挿されている。給水バルブ８５を開放することによって、給水ラインから水冷管８４内部に冷水を供給し乾燥室２０内部の開口部８０付近の雰囲気を冷却する冷却手段として機能することとなる。冷却機構８３に供給された冷水は、冷却手段として使用された後は、排水ラインへ排水されることとなる。
【００５７】
このような冷却機構８３を備える場合、基板処理手順は以下の点で上記実施形態と異なる。まず、ステップＳ１において、予め開口部８０は閉鎖されている。ステップＳ４の基板Ｗの洗浄処理中に、乾燥室２０内では当該基板Ｗの乾燥処理を行うためのＩＰＡ蒸気を、第２供給ノズル５０から吐出開始する。また、冷却機構８３を作動させ、乾燥室２０内の開口部８０付近には冷却された雰囲気（冷却層）ＡＣを形成しておく。そして、ステップＳ５においては、基板Ｗが位置Ｐ２まで引き揚げられた後、スライド式開閉機構８１を開放し、基板Ｗを位置Ｐ２からＰ５へ水平方向に移動させる。この際、乾燥室２０内においてはＩＰＡ蒸気の雰囲気が存在するが、冷却層ＡＣにおいてＩＰＡ蒸気が凝縮することにより、ＩＰＡ蒸気が冷却層ＡＣを通過して洗浄室１０内まで進入することを防止している。すなわち、冷却層ＡＣによりＩＰＡ蒸気の乾燥室２０外部への排出経路を遮断していることになる。開口部８０の乾燥室２０側の開口方向が斜め下方を向くように形成しておけば（この場合位置Ｐ２から位置Ｐ５への基板搬送経路ＰＴも斜め下方向となるよう基板搬送機構７０を構成する）、あるいは開口部８０を比較的長いトンネル状に形成しておけば、その遮断効率は向上する。基板Ｗを乾燥室２０内まで搬送した後、速やかにスライド式開閉機構８１を閉鎖し、その後冷却機構８３の動作も停止する。
【００５８】
このように乾燥室２０内において基板Ｗが搬入される箇所付近の雰囲気を冷却する冷却手段を備えることにより、ＩＰＡ蒸気の乾燥室２０外部への排出を遮断することができる。したがって、基板Ｗを乾燥室２０内へ搬入する以前から、乾燥室２０内においてＩＰＡ蒸気の供給を行うことができるため、ＩＰＡ蒸気の供給のみに要する時間を短縮することができる。
【００５９】
また、第２の変形例として、窒素ガス供給源４３から導かれる配管の経路途中にヒータを設け、ヒータを作動させることによって加熱された高温の窒素ガスを、第１供給ノズル４０および第３供給ノズル６０から供給するようにしてもよい。高温の窒素ガスを供給することにより、基板Ｗ表面に凝縮したＩＰＡの液滴を、さらに効率よく気化することができる。
【００６０】
また、第３の変形例として、処理槽３０内に貯留された処理液を処理槽３０の底部から排出できるようにしてもよい。例えば、処理槽３０の底部と装置外部の排液ラインとの間を配管および排液バルブを介して接続し、排液バルブを開放すると、処理槽３０内の処理液は処理槽３０の底部から速やかに排出されるようにする。このようにすると、処理槽３０内で基板Ｗの洗浄処理（ステップＳ４）が終了した後、基板を処理槽３０内に保持した状態で処理槽３０内に貯留された純水を排水することができる。このように、処理槽３０内の界面（水面）を低下させることで基板Ｗを洗浄室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Ｗ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Ｗ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を保持した状態で排水する方法が有効である。
【００６１】
また、第４の変形例として、洗浄室と乾燥室のそれぞれの雰囲気を遮断可能な雰囲気遮断手段としては、実施の形態におけるスライド式開閉機構だけではなく、不活性ガスの面状噴射を用いたガス流カーテンなどを使用してもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１ないし請求項８に記載の発明によれば、基板の洗浄処理と乾燥処理をそれぞれ第１処理室と第２処理室において行うとともに、それらの間の雰囲気を遮断できるようになっているため、第２処理室において乾燥処理中に供給する有機溶剤が、第１処理室内の処理槽に貯留した純水中に溶解せず、排液ラインへの有機溶剤の排出を防止することができる。また、基板を移動させ、第２処理室内の一部に形成した有機溶剤の気流域を通過させて乾燥処理を行うことにより、処理室内全体に有機溶剤を供給する場合に比べて有機溶剤の供給量を削減でき、排気中の有機溶剤の濃度も低減することができる。また、この方法により、処理室内全体に有機溶剤を供給する場合に比べて、有機溶剤の供給に要する時間を短縮することもできる。さらに、第１処理室から第２処理室への基板の搬送を、開口部を介した装置内の基板搬送手段の横行により行うため、装置外部の基板搬送ロボットとの間の基板の受け渡しに要する時間を短縮することができる。
【００６３】
請求項２に記載の発明によれば、第１処理室と第２処理室との隣接面に設けた開口部を経由して、基板の第１処理室と第２処理室との間の搬送を行うことにより、基板の搬送経路が短縮でき、処理時間をさらに短縮することができる。また、洗浄処理後の基板を外気にさらすことなく搬送できるため、基板表面におけるウォーターマークの発生を抑制することができる。
【００６４】
請求項３に記載の発明によれば、第１処理室内、第２処理室内および通路内を不活性ガスの雰囲気で満たし、不活性ガスの雰囲気中で基板の搬送を行うことができるため、洗浄処理後の基板表面におけるウォーターマークの発生を抑制することができる。
【００６５】
請求項４に記載の発明によれば、第２処理室内において基板が搬入される箇所付近の雰囲気を冷却する冷却手段を備えることにより、有機溶剤の蒸気が第２処理室の外部へ排出されることを防止することができる。したがって、基板を第２処理室内へ搬入する以前から、第２処理室内において有機溶剤の蒸気の供給を行うことができるため、有機溶剤の蒸気の供給のみに要する時間を短縮することができる。
【００６６】
請求項５に記載の発明によれば、乾燥処理において、基板を移動させ、有機溶剤の気流域を通過させた後、不活性ガスの気流域を通過させ、基板に対して直接的に不活性ガスを供給するため、基板の表面に凝縮した有機溶剤の液滴を効率よく気化でき、乾燥処理時間を短縮することができる。
【００６７】
請求項６に記載の発明によれば、乾燥処理の際、第２処理室内において基板を昇降して、有機溶剤の気流域を複数回通過させるため、基板表面への有機溶剤の凝縮がより確実に行われることとなり、乾燥不良を低減することができる。
【００６８】
請求項７に記載の発明によれば、第２処理室内を減圧することができる。したがって、基板に付着した有機溶剤の沸点を低下させ、有機溶剤の気化をさらに促進することができる。
【００６９】
請求項８に記載の発明によれば、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、効率よく基板乾燥を行うことができる。
【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１の垂直断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置１の水平断面図である。
【図３】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４】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】各ノズルの拡大断面図である。
【図９】第１の変形例に係る開口部８０付近の拡大断面図である。
【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　洗浄室（第１処理室）
２０　乾燥室（第２処理室）
３０　処理槽
４０　第１供給ノズル
５０　第２供給ノズル
６０　第３供給ノズル
７０　基板搬送機構
８０　開口部
ＡＩ　ＩＰＡ蒸気の気流域（有機溶剤の気流域）
ＡＮ　窒素ガスの気流域（不活性ガスの気流域）
Ｗ　基板

Claims

基板の洗浄処理および乾燥処理を行う基板処理装置であって、
純水を貯留し、純水中に基板を浸漬して洗浄処理を行う処理槽と、
内部に前記処理槽を収容する第１処理室と、
前記第１処理室と隣接し、洗浄処理が終了した基板の乾燥処理を行う第２処理室と、
有機溶剤の蒸気を吐出し、第２処理室内の一部に有機溶剤の気流域を形成する有機溶剤気流域形成手段と、
第１処理室と第２処理室との隣接境界に形成した通路において、第１処理室と第２処理室のそれぞれの雰囲気を遮断可能な雰囲気遮断手段と、
基板を保持しつつ、第１処理室内と第２処理室内のそれぞれにおいて昇降可能であるとともに、第１処理室と第２処理室の間を前記通路を経由して横行可能である基板搬送手段と、
前記処理槽内の純水によって基板を洗浄した後、前記基板搬送手段によって基板を第１処理室から第２処理室へ搬送し、前記基板搬送手段によって基板を第２処理室内において昇降して有機溶剤の気流域を通過させる制御手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記通路は、第１処理室と第２処理室との隣接境界に設けた開口部であり、
前記雰囲気遮断手段が、前記開口部を開閉可能な開閉機構を有しており、
前記基板搬送手段は、前記開口部を経由して、基板の第１処理室と第２処理室との間の搬送を行うことを特徴とする基板処理装置。
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
不活性ガスを吐出し、第１処理室内と、第２処理室内と、前記通路内を不活性ガスの雰囲気で満たす不活性ガス充填手段
をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
第２処理室内において基板が搬入される箇所付近の雰囲気を冷却する冷却手段をさらに備え、
前記有機溶剤気流域形成手段は、
基板が第２処理室内に搬入される以前から、第２処理室内において有機溶剤の気流域を形成することを特徴とする基板処理装置。
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であって、
不活性ガスを吐出し、第２処理室内の有機溶剤の気流域の上方に不活性ガスの気流域を形成する不活性ガス気流域形成手段
をさらに備え、
前記制御手段は、前記処理槽内の純水によって基板を洗浄した後、前記基板搬送手段によって基板を第１処理室から第２処理室へ搬送し、前記基板搬送手段によって基板を第２処理室内において昇降して有機溶剤の気流域と不活性ガスの気流域とを通過させることを特徴とする基板処理装置。
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であって、
前記制御手段は、
前記基板搬送手段によって基板を第２処理室内において昇降して有機溶剤の気流域を通過させる際、有機溶剤の気流域を複数回通過させることを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
第２処理室内を減圧する減圧手段
をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置であって、
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。