JP2005026478A - 基板処理法及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥ガスが複数枚の基板集合体に均一且つ安定に供給できるようにした基板処理法および装置を提供することにある。
【解決手段】処理槽１０を洗浄処理部１５と乾燥処理部３０とに区分し、両処理部の接合部に隙間を形成し、この隙間をシンク２９に連通させ、基板乾燥時に、基板を洗浄処理部から該乾燥処理部へ移動させ、隙間が形成された下方に多孔板２８を挿入し、乾燥処理部３０の内圧がシンク２９の内圧より高く、かつ洗浄処理部１５の内圧が乾燥処理部３０の内圧より低くなるようにして、乾燥ガスを該基板に噴射するようにする。
この場合、前記多孔板２８は、所定径の小孔を複数個設けたパンチングプレートであることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ、液晶表示装置用基板、記録ディスク用基板、或いはマスク用基板や、その他の基板を処理するための基板処理法及びその装置に係り、詳しくは、前記各種基板の薬液による処理から乾燥等に至る一連の表面処理を１つの処理槽で行うことができるようにした基板処理法及び基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造工程において、各種基板のうち、例えば半導体ウェーハの表面を清浄なものにするために、ウェーハ表面を薬液によって洗浄したのち、純水等の処理液によって洗浄を行い、さらにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶剤を用いてウェーハを乾燥させる処理が行われている。より具体的には、この処理は、ウェーハを薬液及び純水によって洗浄したのち、ウェーハをＩＰＡのベーパに晒してウェーハの表面にＩＰＡを凝縮させ、このＩＰＡの凝縮により、それまでウェーハに付着していた純水をＩＰＡと置換させ、この純水がウェーハの表面から流れ落ちることに伴い、パーティクル等の汚染物質を洗い流す工程、その後、ＩＰＡを蒸発させてウェーハ表面を乾燥させる乾燥工程とからなる。この乾燥工程において、ウェーハの表面に水滴が僅かでも残ると、ウェーハ表面にウォータマークが形成され、このウォータマークはパーティクルと同様にウェーハの品質を悪化させる原因となる。このため、半導体の製造工程においては、これらの汚染物質等がウェーハに付着しないようにしなければならない。そして、このような対策を講じたウェーハ等の基板表面処理法および処理装置が多数考案され実用化され、特許文献でも多く紹介されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２７１１８８号公報（図１、第５頁右欄〜第６頁左欄）
【０００４】
前記特許文献に記載された基板処理装置は、１つの処理槽を備え、この処理槽は、上部が開口した有底箱体と、その開口を覆う蓋体とからなり、箱体の開口は多数枚のウェーハを垂直状態で所要間隔をおいて並列的に支持収容し得る程度の大きさに形成され、箱体の深さはウェーハを没入状に浸漬した際にその上部側に不活性ガスを供給する適宜容積の上部空間が確保される程度の深さに形成されたものである。この処理槽を用いて、薬液処理、薬液を洗浄用純水によりウェーハの表面から洗い落とす水洗処理、この水洗処理が終了した後にウェーハの表面に付着残留している付着水を有機溶剤の蒸気と不活性ガスとの混合置換により除去する乾燥処理等に至る処理が行われる。
【０００５】
そこで、前記ウェーハの乾燥工程における処理槽内での不活性ガスの流れを調べたところ、図９に示したようなルートが観察された。なお、図９は処理槽内での不活性ガスの流れを模式的に示した断面図である。この基板処理装置１は、上面が開口した有底箱形の内槽２_１と、この内槽２_１の上部外周を包囲する外槽２_２と、この外槽の上部に設けられた開閉可能な蓋体２_３とからなる処理槽２を備えている。内槽２_１の底部には処理液排出穴２_１２が形成され、この排出穴に排気管５が接続され、その他端は真空ポンプ等に連結されている。また、外槽２_２内にはベーパ吐出口８が突出し、これらの吐出口８はベーパ供給機構９に連結されている。さらに、蓋体２_３の上部には、ガス噴射ノズル４_１が取付けられ、その噴射ノズル４_１は配管４により窒素ガス供給源７に接続されている。
【０００６】
この基板処理装置１では、窒素ガス供給源７からの窒素ガスＮ_２（乾燥ガス）が処理槽２の上部から噴射されると、噴射された窒素ガスＮ_２は下方へ向って流れ、ウェーハ集積体Ｗ’へ噴射され、その後に、排気管５から槽外へ放出される。その際、一部の噴射ガスは外槽２_２と蓋体２_３との隙間ａからシンク３の外へ放出される。シンク３の外は大気圧になっている。またウェーハ集積体Ｗ’へ噴射されたガスは、図９の矢印で示すように内槽２_１の底壁面等に衝突して上昇し処理槽２内を還流し、この還流した後に排気管５から外へ放出される。そして、ウェーハ集積体Ｗ’は、噴射ノズル４_１から直接噴射されたガスおよび処理槽２内を還流したガスにより表面乾燥が行われるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献記載の基板処理装置では、乾燥ガスの一部は処理槽内で還流されながら排気管から外へ放出されるので、処理槽内での乾燥ガスの流れは、一定とならず乱流状態になってしまう。その結果、個々のウェーハへは均一に窒素ガスが供給されず、基板面に処理ムラが発生する。この処理ムラは、乾燥ガスが多くなればなる程、乱流状態がひどくなり処理ムラも拡大し、安定した表面処理が不可能になる。また、内槽の底部の処理液排出穴が１つのため、乾燥ガス流量が多く、例えば１００Ｌ／ｍｉｎ程度となると槽内の乱流が激しくなることも判明している。その乱流の発生源の１つは、処理槽が乾燥処理部と洗浄処理部とが区分されていないためとも考えられる。
【０００８】
一方、排気管が接続される排気処理設備を調べてみると、上記乱流の原因がこの排気処理設備にもあることが分かった。通常、基板処理装置からの排気管は、工場内の排気処理設備に接続されている。この排気処理設備は、真空ポンプが使用され、このポンプに複数個の機器・装置が接続され一括して排気処理の管理がなされている。そのため、個々の機器・装置の仕様を考慮してそれらの機器・装置毎のきめ細かな調整が困難であり、個別調整を実施しようとすると設備費の高騰が避けられない。しかも、通常の排気処理設備では、起動初期あるいは停止時に排気元圧の変動が激しくなっている。このため、高品質を維持しながら大量のウェーハを処理するには、この排気処理設備における排気元圧の影響を最少にしなければならないが、上記の基板処理装置ではその調整が極めて難しい。
【０００９】
近年、処理槽内で処理されるウェーハ等の基板は、処理能率を高めるために、可能な限り多数の基板を昇降機構に保持した状態で槽内に挿入する必要があり、場合によっては５０〜１００枚といったロット単位で基板が処理槽内で同時に処理される。この場合、各基板は垂直に立てた姿勢で互いに平行に支持されるため、基板間のピッチは数ｍｍと狭いものとなる。このように多量の基板を処理槽内で薬液処理したり、純水によるリンス処理を行う場合、処理槽内に多量の基板を挿入したまま、処理液を処理槽内部に供給したり、他の処理液等に置換させる必要があるが、その際に各基板に対する処理速度がばらついたり、乾燥に要する時間が長くかかることからパーティクル等が発生しやすい等の課題がある。
【００１０】
この発明は、以上のような事情を勘案し、特に従来例における乾燥工程での課題を解決するものであり、本発明の第１の目的は、乾燥ガスが複数枚の基板集合体に均一且つ安定に供給できるようにした基板処理法を提供することにある。
【００１１】
本発明の第２の目的は、大量の基板を処理する際に、基板の表面に付着する汚染物資を少なくし、汚染による歩留りの低下を防止した基板処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の手段によって達成できる。すなわち、本発明の基板処理法は、処理槽を洗浄処理部と乾燥処理部とに区分し、該両処理部の接合部に隙間を形成し、該隙間をシンクに連通させ、基板乾燥時に、基板を該洗浄処理部から該乾燥処理部へ移動させ、該隙間が形成された下方に多孔板を挿入し、該乾燥処理部の内圧がシンクの内圧より高く、かつ該洗浄処理部の内圧が乾燥処理部の内圧より低くなるようにして、乾燥ガスを該基板に噴射させることを特徴とする。
【００１３】
この基板処理法によると、基板乾燥時に乾燥ガスは、乾燥処理部において複数枚の基板の群に供給された後に、一部の乾燥ガスは上記隙間からシンクへ、残りが洗浄処理部を通って外部へ排気される。この際、乾燥処理部の内圧が洗浄処理部の内圧より確実に高くなるので、乾燥処理部での乾燥ガスのダウンフローがスムーズになり、乾燥ガスの層流によって複数枚の基板の群の表面処理を効率的に行うことができる。
【００１４】
また、本発明の基板処理法は、前記洗浄処理部は、その底部に処理液供給部および処理液排出部をそれぞれ独立して設け、基板洗浄時に以下の（ａ）〜（ｄ）工程を行うようになしたことを特徴とする。
（ａ）該処理液供給部から前記処理槽内に薬液を供給し、該処理槽内に薬液を貯溜する工程、
（ｂ）該処理槽内に前記基板を投入浸漬して、所定時間該基板の薬液処理を施す工程、
（ｃ）薬液処理の終了後に該処理液供給部から洗浄液を供給し、該薬液を該処理槽から該処理液排出部を通して排出する工程、
（ｄ）該薬液を排出した後に、該洗浄液の供給を停止する工程。
【００１５】
この基板処理法によると、共通の処理槽を用いて薬液、洗浄および乾燥の一連の処理を行うことができるので、この一連の処理中に基板が空気に晒されることがない。したがって、基板処理の効率が上がると共に、自然酸化膜の形成を抑制、およびパーティクル等による汚染を防止できる。
【００１６】
前記処理液排出部には、該処理液排出部にドレイン機構を設け、基板乾燥時に、前記洗浄処理部と前記乾燥処理部との間に多孔板を挿入すると同時に、該ドレイン機構を作動させ前記洗浄処理部内の処理液を短時間に排出させること、また、前記多孔板は、所定径の小孔を複数個設けたパンチングプレートであることが好ましい。
この基板処理法によると、パンチングプレートの各小孔は、乾燥ガスを分散させると共に、オリフィス効果によって、乾燥処理部の内圧を洗浄処理部の内圧より確実に高くできる。また、該ドレイン機構の作動により、前記洗浄処理部内の処理液を素早く大量に排出させることにより、乾燥処理部での乾燥ガスのダウンフローがスムーズになり、乾燥ガスの層流によって複数枚の基板群の表面処理を効率的に行うことができる。
【００１７】
本発明の基板処理装置は、処理すべき複数枚の基板を互いに等ピッチで平行かつ垂直な姿勢で支持する支持手段と、該支持手段によって支持された基板の集合体を収容する洗浄処理槽と、該洗浄処理槽の上部開口を覆い乾燥処理槽として機能する蓋体とを備え、該蓋体は、該基板の集合体を収容できる大きさを有し天井面が閉鎖され下部が開口した容器からなり、該容器の天井面に複数個の噴射ノズルが面状にほぼ等間隔に整列されて各噴射ノズル穴が該基板集合体に向けて設けられ、該蓋体が該洗浄処理槽の上部開口を覆う際に、該洗浄処理槽と該蓋体との間にシンクに連通した隙間が形成され、且つ、該隙間の下方に多孔板が挿入されるようになっていることを特徴とする。
【００１８】
この基板処理装置によると、基板乾燥時に乾燥ガスは、乾燥処理槽において複数枚の基板の群に供給された後に、一部の乾燥ガスは上記隙間からシンクへ、残りが洗浄処理槽を通って外部へ排気される。この際、乾燥処理槽の内圧が洗浄処理部の内圧より確実に高くなるので、乾燥処理槽での乾燥ガスのダウンフローがスムーズになり、乾燥ガスの層流によって複数枚の基板群の表面処理を効率的に行うことができる。
【００１９】
また、前記洗浄処理槽は、その底部にそれぞれ独立して設けられた処理液供給部および処理液排出部と、該処理液供給部に接続されて該処理槽に処理液を供給する処理液供給系配管と、該処理液供給系配管に薬液を供給する薬液供給源と、該処理液供給系配管を介して洗浄液を該処理槽に供給しかつこの洗浄液を該処理槽の上部から溢れさせることにより該基板を洗浄する洗浄液供給手段と、該処理液排出部に接続されて該処理槽から排出される洗浄液を該処理槽の外部に導く排出配管とを具備していることが好ましい。
この構成によると、共通の処理槽を用いて薬液、洗浄および乾燥の一連の処理を行うことができるので、この一連の処理中に基板が空気に晒されることがない。したがって、基板処理の効率が上がると共に、自然酸化膜の形成を抑制、およびパーティクル等による汚染を防止できる。
【００２０】
前記処理液排出部には、ドレイン機構を設け、前記基板集合体の乾燥時に前記多孔板が前記洗浄処理槽と前記蓋体との間に挿入されると同時に該ドレイン機構を作動させること、また、前記複数個の噴射ノズルは、前記基板集合体の外周縁に沿って、該外周縁と各ノズル穴との距離がほぼ等しくなるように前記容器の天井面に設けられていること、さらに、前記多孔板は、所定径の穴を複数個有するパンチングプレートであることが好ましい。
この基板処理装置によると、乾燥ガスを前記基板集合体へ均一に安定して供給できるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施の形態を図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、図面に記載されたものに限定されるものではない。図１は、本発明の一実施形態の基板処理装置を示す断面図、図２は処理槽の一方からの側面図、図３は他方からの側面図、図４は蓋体の平面図（この図は蓋体上部から透視した平面図である）、図５は図４に示す蓋体の側面図である。
【００２２】
図１を参照して、基板処理装置１０は、基板の一例として半導体ウェーハＷを処理するための設備である。ここで言う処理とは、例えばウェーハＷを薬液によってエッチングする、ウェーハＷの表面をフッ酸処理する工程、或いはウェーハＷを水洗いするリンス処理、水洗い後のウェーハＷを有機溶剤で乾燥する乾燥処理などである。これら一連の処理は１つの処理槽１５内で連続して行われる。
【００２３】
処理槽１５は、図２〜５に示すように、その付属装置と一緒にして収容できる容積を有する収容室１１に設置される。付属装置は、収容室内の空調を行う空調装置、処理槽へ各種の処理液を供給する供給源、ウェーハ搬送機構等であり、図ではこれらは省略されている。処理槽１５は、上面が開口した有底箱形の内槽２０と、この内槽２０の上部外周を包囲する外槽２５と、この内槽２０の開口を覆う蓋体３０とを備え、内外槽２０、２５はシンク２９内に収容される。内外槽２０、２５は、フッ酸やＩＰＡ等の有機溶剤によって腐食されにくい材料、例えばポリフッ化ビニリデンなどで形成される。
【００２４】
内槽２０は、大量の大判ウェーハＷ、例えば直径３００ｍｍ、５０枚程度を保持具６２で保持して、処理液に浸漬して処理できる深さを有し、その底部に処理液排出部２１及び処理液供給部２２が設けられる。基板保持具６２は、例えばカセットガイドを用い、このカセットガイド６２には複数枚のウェーハＷが互いに平行に等ピッチで且つ垂直に起立した状態で保持される。この基板保持具（カセットガイド）６２は、昇降機構６０に連結され、この昇降機構には昇降手段６１が設けられ、この昇降手段６１によりカセットガイド６２が上下垂直方向へ移動され、内槽２０への出し入れが行われる。図２の「Ｄｒｙ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ」は、乾燥工程の位置を表わし、「Ｒｉｎｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ」は洗浄工程の位置を表わしている。昇降手段６１には、例えばエアシリンダー機構が使用される。
【００２５】
カセットガイド６２からのウェーハ集合体の取り出しは、移動機構５０により行われる。この移動機構５０は、ロボット機構（図示省略）に連結された複数本の把持爪５０_１、５０_２を備え、これらの把持爪５０_１、５０_２によって、ウェーハ集合体が把持され、所定の場所へ移動される。また、処理液排出部２１は、図２に示すように、小径の排出口２１_１と大径の排出口２１_２とからなり、大径の排出口２１_２は、処理槽内の処理液を素早く排出するドレイン機構として機能する。小径の排出口２１_１は、内槽２０の底部および管内に貯留された処理液を排出させるものである。外槽２５は、内槽２０の上部から溢れ出る処理液を受け入れるためのオーバーフロー槽として機能する。この外槽２５の低い位置に排出口２５_１が設けられる。
【００２６】
蓋体３０は、図５に示すように、下部が開口し上部が閉鎖され内部に多数枚のウェーハＷを集めたウェーハ集合体Ｗ’を収納できる大きさを有する箱状容器３１からなり、この容器３１は、フッ酸やＩＰＡ等の有機溶剤によって腐食されにくい材料で形成される。この蓋体３０は、移動手段５５（図３参照）より水平方向へ移動できるようになっている。この移動手段５５は、図２の矢印で示すように、蓋体３０を内槽２０の上部に水平方向へ移動させることにより、内槽２０の開口を塞いだり、開いたりする。すなわち、内槽２０の上に位置する蓋体３０を垂直方向へ所定距離持ち上げ、水平方向へ移動し、そののち、垂直方向の下方へ降ろして、待機状態に保持される。この蓋体３０の移動は、内槽２０内へのウェーハ集合体Ｗ’の搬入及び処理済のウェーハ集合体を内槽２０から取り出す際に行われる。
【００２７】
また、箱状容器３１は、図５に示すように、その上部にほぼアーチ状の天井面３２が形成され、この天井面３２に不活性ガスを噴射する複数個の噴射ノズル３３_１〜３３_７がほぼ等間隔に四方に整列して配設される。複数個のノズル３３は、図４に示すように、ウェーハ集合体Ｗ’の上方にあって、行方向にほぼ等間隔で配列された複数個の噴射ノズル３３_１〜３３_７が列方向にもほぼ等間隔に複数列が配設される。図４では行方向に７個配列したものが６列、計４２個の噴射ノズル３３_１〜３３_８６がウェーハ集積体Ｗ’の上部外周縁に配設されている。行方向における７個の噴射ノズル３３_１〜３３_７は、ウェーハ集合体Ｗ’との関係は、図５に示すように、各噴射ノズル３３_１〜３３_７とウェーハ集合体Ｗ’の外周縁との距離はほぼ等しくなるように天井面３２に配設される。天井面３２をアーチ状に形成することにより、ウェーハＷは、概ね円板状をなしているので、上記の距離を等しくすることが容易になる。この天井面の形状は、ウェーハＷの形状に合わせて変更され、上記の距離をほぼ等しくすることが好ましい。
【００２８】
各噴射ノズル３３は、ガス供給管３４_２が接続され、この供給管３４_２は分岐され、これらの分岐管３４_２１、３４_２２にそれぞれ噴射ノズル３３の個数が同じか、或いはほぼ等しくなる数が結合される。これにより、各噴射ノズルにほぼ均等にガスを分配することができる。これらの各噴射ノズル３３は、それぞれ噴射ガスが所定角度で拡散されるものを使用し、各噴射ノズルからウェーハ集合体の外周縁へガスが噴射された際に、隣接する噴射ノズル、例えば噴射ノズル３３_２と噴射ノズル３３_３と間の噴射ガスがウェーハ集合体の外周縁ｂで重なるように設定することが好ましい。複数個の噴射ノズル３３を上記のようにして天井面３２に整列して配列することにより、ウェーハ集合体Ｗにほぼ均一にガスを供給できる。
【００２９】
内外槽２０、２５と蓋体３０との間には、図２、３、５に示すように、中間連結部材２６及び多孔板挿入機構２７が配設される。中間連結部材２６は、蓋体３０の下部開口と同じ大きさの開口を有す筒状体で形成される。この筒状体は、フッ酸やＩＰＡ等の有機溶剤によって腐食されにくい材料で形成される。この中間連結部材２６は、多孔板挿入機構２７の上方に設けられ、下方の開口２６_２は多孔板を収納した枠体２７_１の上面にほぼ当接されるように位置決めされ、上方の開口２６_１は箱状容器３１の下部開口３１_１と嵌合される。なお、蓋体３０を直接枠体２７_１に嵌合させるようにして中間連結部材を省いてもよい。
【００３０】
多孔板２８は、所定の処理が終了したウェーハ集積体Ｗ’を乾燥する工程において、内外槽２０、２５と中間連結部材２６との間に挿入される平板状のプレートからなり、板状面には複数個の小孔が穿設されたものである。この多孔板は、フッ酸やＩＰＡ等の有機溶剤によって腐食されにくい材料で形成される。この多孔板２８は、枠体２７_１内に収納され、移動機構（図示省略）に連結され、図２に示すように、水平方向にスライド移動される。多孔板２８を収納する枠体２７_１は、所定の縦幅（垂直方向）を有しており、多孔板２８が枠体２７_１に収納された際に、枠体２７_１と多孔板２８との間に隙間２７_２が形成されるようになっている。
【００３１】
この隙間２７_２は、例えば２ｍｍ程度の隙間で、乾燥工程において、乾燥ガスの一部がシンク２９内へ放出されるようになっている。したがって、内槽２０と蓋体３０との間に隙間ｘ（図８ではこの隙間をｘで表わしている）が形成されるので、この隙間ｘにより内槽２０と蓋体３０との間が密閉されることなく半密閉、すなわち、乾燥処理部と洗浄処理部との間が半密閉状態となる。また、多孔板２８は、内外槽２０、２５と中間連結部材２６との間に挿入され、内槽と蓋体とを区分、すなわち洗浄処理部と乾燥処理部とを仕切るシャッタとして機能する。
【００３２】
次に、図１を参照して前記処理槽と付属装置との配管接続を説明する。内槽２０の底部に設けられた処理液供給部２２には、処理液導入管２２_１が接続され、この導入管２２_１は流量制御弁及びポンプを介して純水供給源３８に接続されている。この処理液導入管２２_１は、処理液供給系配管の機能をなし、この配管と流量制御弁及びポンプとで洗浄液供給手段が構成される。また、この処理液導入管２２_１には、同様に流量制御弁を介して薬液供給源３９にも接続されている。薬液供給源３９は、所望の薬液を所定濃度及び所定温度に調製するための薬液調合手段（図示省略）を備えている。薬液は、処理の目的（例えば洗浄、エッチング、酸化等の処理）に応じて、例えばフッ酸、塩酸、過酸化水素水、硫酸、オゾン水、アンモニア水、界面活性剤、アミン系有機溶剤、フッ素系有機溶剤、電解イオン水などから選択され、必要に応じてこれら複数の薬液を混合したものが使用される。
【００３３】
また、内槽２０の底部に設けられた処理液排出部２１は、図２に示すように、小径の排出口２１_１と大径の排出口２１_２とからなり、それぞれに内槽排液管２３_１、２３_２に接続され、これらの排液管２３_１は開閉弁、ポンプ、流量制御弁を介して排液処理設備４０に接続されている。さらに、排液管２３_２も同様に開閉弁、ポンプ、流量制御弁を介して排気処理設備４１に接続される。また、シンク２９も排気処理設備４１_１に接続されている。外槽２５の低い位置には、ドレイン管２５_１が接続され、このドレイン管２５_１は排液管２３_１に接続されている。
【００３４】
処理槽１５の近傍には、ベーパ供給機構３７が設けられる。このベーパ供給機構３７は、ウェーハＷの表面に付着残留している付着水と混合し易く、表面張力が極めて小さい、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶剤等からなる有機溶剤を貯溜すると共に、この有機溶剤を加熱せしめて気化せしめるベーパ発生槽３７_１を備えている。このベーパ発生槽３７_１は、加熱槽３７_２内の温水に浸漬され、有機溶剤を加熱せしめて気化せしめる。このベーパ発生槽３７_１と有機溶剤（ＩＰＡ）供給源３６とは、配管３６_１で接続され、ベーパ発生槽３７_１へＩＰＡが供給される。
【００３５】
また、ベーパ発生槽３７_１と第２の窒素ガスＮ_２発生源３５とは、分岐管３５_１１、３５_１２で接続されている。一方の分岐管３５_１２からは、ベーパ発生槽３７_１の底部へ窒素ガスＮ_２が送られ、ベーパ発生槽３７_１内に貯留されているＩＰＡ内に気泡を発生させ、ＩＰＡの蒸発を促進する。また、他方の分岐管３５_１１から供給される窒素ガスＮ_２は、キャリアガスとして利用される。また、このベーパ発生槽３７_１は、配管３７_１２を通って配管３４_２に連結され、ベーパ発生槽３７_１から噴射ノズル３３へキャリアガスＮ_２およびＩＰＡ蒸気の混合ガスが供給される。第１の窒素ガスＮ_２発生源３４は、配管３４_１、３４_２を通して噴射ノズル３３へ窒素ガスＮ_２が供給される。この窒素ガスＮ_２は、処理槽１５内をパージするだけでなく仕上げ乾燥にも使用される。
【００３６】
次に、この基板処理装置を用いた一連の処理を図６、図７を参照して説明する。なお、図６は一連の処理のタイムチャートを示し、図７は洗浄・乾燥工程を示し、同図（ａ）は洗浄工程、同図（ｂ）は乾燥工程１、同図（ｃ）は乾燥工程２、同図（ｄ）は乾燥工程３を説明する断面図である。
【００３７】
図１、６を参照して、先ず、処理槽１５の蓋体３０を開き、ウェーハ集合体Ｗ’を内槽２０内に収容する。このとき内槽２０内には、所望の薬液、例えばフッ酸（ＨＦ）が薬液供給源３９から処理液導入管２２_１と処理液供給部２２を通って内槽２０に供給され貯留されている。したがって、ウェーハ集合体Ｗ’は、この処理液に浸漬されることにより、薬液に応じた処理（例えばエッチングやフッ酸処理、洗浄等）が行われる。
【００３８】
この薬液処理が終了後、図７（ａ）に示すように、純水供給源３８から処理液導入管２２_１と処理液供給部２２を通して純水ＤＩＷが内槽２０へ供給される。この純水供給は、内槽２０の上部から溢れさせながら行われる。内槽２０から溢れた純水ＤＩＷは、外槽２５へ流れ込み、ドレイン管２５_１から排水管を通って排出される。この純水の供給を比較的長い時間かけて行い、内槽２０内に残留していた前記薬液ＨＦを押し出す。
【００３９】
この洗浄工程が終了したのち、図７（ｂ）に示す乾燥工程１では、純水ＤＩＷの連続供給を停止し、少量の純水を供給（ＤＩＷの節水）しながら、ウェーハ集合体Ｗ’を内槽２０からゆっくり（Ｓｌｏｗ ｕｐ Ｓｐｅｅｄ）引上げる。このウェーハ集合体Ｗ’の引上げと同時に、ＩＰＡを処理槽１５内へ供給するが少量のＩＰＡを供給することもできる。
【００４０】
次いで、図７（ｃ）に示す乾燥工程２では、処理槽１５底部の排出口２１_２のドレイン機構弁を作動させて処理液を素早く排出し、多孔板２８を枠体２７_１内に水平移動させて内外槽２０、２５と中間連結部材２６との間に挿入する。更に、内槽２０内に温められた窒素ガスＮ_２とＩＰＡガスとの混合ガスを供給する。これら動作は、チャートに示すように同時に行われる。この窒素ガスＮ_２は、ベーパ発生槽３７_１内で加熱されている。この工程において、処理槽１５内の有機溶剤のベーパは、各ウェーハＷの表面に触れて、ウェーハＷの表面に有機溶剤のベーパが凝縮して有機溶剤の膜が形成される。ウェーハＷの表面に有機溶剤の膜が形成されると、それまでウェーハＷに付着していた純水が有機溶剤と置換されるので、ウェーハＷの表面から流れ落ちる。図７（ｄ）の乾燥工程３では、置換されたＩＰＡを乾燥させるために窒素ガスＮ_２が供給されて、乾燥工程３が終了したら処理槽１５からウェーハ集合体Ｗ’が取り出される。
【００４１】
前記の乾燥工程１〜３のうち、乾燥工程２における乾燥ガスの流れを調べてみると、図８に示したようなルートが観察された。図８は図７（ｃ）における乾燥ガスの流れを模式的に示した断面図である。乾燥ガス（ＩＰＡ＋ＨｏｔＮ_２）は、蓋体３０の上部の噴射ノズル３３からウェーハ集合体Ｗ’へ噴射される。このとき、内槽２０と蓋体３０との間に隙間ｘが形成されており、この隙間ｘにより内槽２０と蓋体３０との間が完全に密閉されることなく半密閉状態、すなわち、乾燥処理部と洗浄処理部との間が半密閉状態となっている。このため、ウェーハ集合体Ｗ’へ噴射された乾燥ガスは、その一部が内槽２０と蓋体３０との間の隙間ｘからシンク２９内へ流れる。
【００４２】
また、処理槽１５は空調された収容室１１内に設置されているので、この収容室１１の上方の空調機１２からエア１２ａが矢印の下方へ吹き付けられている。その結果、この隙間ｘから放出される乾燥ガスは、一部は配管２２_２を通って排気され、残りのガスはエア１２ａと一緒にシンク２９内へ流れ、シンク２９に連結された排気装置により排気される。噴射ノズル３３から噴射された乾燥ガスは、隙間ｘを通って放出されるので、内槽２０へ流入するガス量はその分だけ少なくなる。この隙間ｘを通って放出される量は、比較的多量になっている。このため、排気処理設備における排気元の変動の影響を受けることなく乾燥ガスを排気することができる。
【００４３】
すなわち、乾燥ガスは、ウェーハ集合体Ｗ’へ噴射された後に、一部が隙間ｘからシンク２９内へ放出されるので、内槽２０へ流入するガス量はその分少なくなっている。このため、排気元の変動があってもその影響をあまり受けることなく乾燥ガスをスムーズに排気させることができる。さらに詳述すると、隙間ｘを設けることにより、排気元の変動を内槽および外槽に加えてシンクを含めた広い空間で受け止めるようになるので、内槽および外槽の狭い空間で受け止めるよりその影響が小さくでき、しかも収容室１１の上方より大量のクリーンエアーが供給されているので、さらにその変動の影響が小さくできる。
【００４４】
一方、多孔板２８は、板状体に複数個の小孔が存在したものであることから、ここを通過する乾燥ガスは、複数個の小孔によって分散され、かつオリフェス効果によって、蓋体３０と内槽２０との間、すなわち乾燥室を構成している蓋体と洗浄室を構成している内槽との間に大きな圧力差が発生し、乾燥室での乾燥ガスがスムーズにダウンフローしながら排気される。このため、蓋体３０（乾燥処理部）の圧力が内槽２０（洗浄処理部）の圧力より確実に高くなる。
【００４５】
この状況を処理槽１５及びシンク２９内での各圧力関係を示すと、
Ｐ_１＞Ｐ_２＞Ｐ_３＞排気元圧
Ｐ_１＞Ｐ_４＞排気元圧
の関係が成立している。
ここでＰ_１は蓋体３０（乾燥処理部）の圧力、Ｐ_２は内槽２０、圧力Ｐ_３は排気管内での圧力、Ｐ_４はシンク２９内の圧力である。
【００４６】
したがって、処理槽１５及びシンク２９内での各圧力が上記の関係を満たすことにより、この乾燥ガスが処理槽１５内において層流を形成し、スムーズに排気管から槽外へ排気され、この過程において、乾燥ガスは、個々のウェーハに均一に供給され、基板の表面にウォータマークが形成されることがなく、また、パーティクルの除去および付着をも防止できる。しかも、パーティクルの再付着も阻止できる。その理由は、乾燥ガスが処理槽内で還流することがないからである。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の基板処理法によれば、基板集合体に均一に乾燥ガスを供給できるので、基板の表面にウォータマークが形成されることがなく、しかもパーティクルの除去、付着あるいは再付着をも防止できる。
【００４８】
また、本発明の基板処理装置によれば、一連の処理工程を１つの密閉された処理槽内で行なわれるので、被処理基板が大気に全く触れることがなく、しかも、基板集合体に均一に乾燥ガスを供給できるので、基板の表面にウォータマークが形成されることがなく、しかもパーティクルの除去、付着あるいは再付着をも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の基板処理装置を示す断面図、
【図２】処理槽を示す側面図、
【図３】図２の処理槽を他方からみた側面図、
【図４】蓋体の平面図（この図は蓋体上部から透視した平面図である）、
【図５】図４に示す蓋体の側面図、
【図６】一連の処理のタイムチャートを示す表、
【図７】洗浄・乾燥工程を示し、図７（ａ）は洗浄工程、図７（ｂ）は乾燥工程１、図７（ｃ）は乾燥工程２、図７（ｄ）は乾燥工程３を説明する断面図、
【図８】図７（ｃ）における乾燥ガスの流れを模式的に示した断面図、
【図９】従来技術の基板処理装置における処理槽内での不活性ガスの流れを示した断面図である。
【符号の説明】
１、１０ 基板処理装置
１１ 収容室
１２ 空調機
１５ 処理槽
２０ 内槽
２１ 処理液排出部
２１_２ ドレイン機構
２２_１ 処理液導入管（処理液供給系配管）
２２ 処理液供給部
２５ 外槽
２６ 中間連結部材
２７ 多孔板挿入機構
２８ 多孔板
２９ シンク
３０ 蓋体
３１ 箱状容器
３３ 噴射ノズル
３７ ベーパ供給機構
３７_１ ベーパ発生槽
５５ 移動手段

Claims (9)

1. 処理槽を洗浄処理部と乾燥処理部とに区分し、該両処理部の接合部に隙間を形成し、該隙間をシンクに連通させ、基板乾燥時に、該基板を該洗浄処理部から該乾燥処理部へ移動させ、該隙間が形成された下方に多孔板を挿入し、該乾燥処理部の内圧がシンクの内圧より高く、かつ該洗浄処理部の内圧が乾燥処理部の内圧より低くなるようにして、乾燥ガスを該基板に噴射させることを特徴とする基板処理法。
2. 前記洗浄処理部は、その底部に処理液供給部および処理液排出部をそれぞれ独立して設け、基板洗浄時に、以下の（ａ）〜（ｄ）工程を行うようになした請求項１記載の基板処理法。
   （ａ）該処理液供給部から前記処理槽内に薬液を供給し、該処理槽内に薬液を貯溜する工程、
   （ｂ）該処理槽内に前記基板を投入浸漬して、所定時間該基板の薬液処理を施す工程、
   （ｃ）薬液処理の終了後に該処理液供給部から洗浄液を供給し、該薬液を該処理槽から該処理液排出部を通して排出する工程、
   （ｄ）該薬液を排出した後に、該洗浄液の供給を停止する工程。
3. 前記処理液排出部には、該処理液排出部にドレイン機構を設け、基板乾燥時に、前記洗浄処理部と前記乾燥処理部との間に多孔板を挿入すると同時に、該ドレイン機構を作動させ前記洗浄処理部内の処理液を短時間に排出させることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理法。
4. 前記多孔板は、所定径の小孔を複数個設けたパンチングプレートであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の基板処理法。
5. 処理すべき複数枚の基板を互いに等ピッチで平行かつ垂直な姿勢で支持する支持手段と、該支持手段によって支持された基板の集合体を収容する洗浄処理槽と、該洗浄処理槽の上部開口を覆い乾燥処理槽として機能する蓋体とを備え、該蓋体は、該基板の集合体を収容できる大きさを有し、天井面が閉鎖され下部が開口した容器からなり、該容器の天井面に複数個の噴射ノズルが面状にほぼ等間隔に整列されて各噴射ノズル穴が該基板集合体に向けて設けられ、該蓋体が該洗浄処理槽の上部開口を覆う際に、該洗浄処理槽と該蓋体との間にシンクに連通した隙間が形成され、且つ、該隙間の下方に多孔板が挿入し得るようになっていることを特徴とする基板処理装置。
6. 前記洗浄処理槽は、その底部にそれぞれ独立して設けられた処理液供給部および処理液排出部と、該処理液供給部に接続されて該処理槽に処理液を供給する処理液供給系配管と、該処理液供給系配管に薬液を供給する薬液供給源と、該処理液供給系配管を介して洗浄液を該処理槽に供給しかつこの洗浄液を該処理槽の上部から溢れさせることにより該基板を洗浄する洗浄液供給手段と、該処理液排出部に接続されて該処理槽から排出される洗浄液を該処理槽の外部に導く排出配管とを具備していることを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記処理液排出部には、ドレイン機構を設け、前記基板集合体の乾燥時に前記多孔板が前記洗浄処理槽と前記蓋体との間に挿入されると同時に該ドレイン機構を作動させることを特徴とする請求項５又は６記載の基板処理装置。
8. 前記複数個の噴射ノズルは、前記基板集合体の外周縁に沿って、該外周縁と各ノズル穴との距離がほぼ等しくなるように前記容器の天井面に設けられていることを特徴とする請求項５〜７の何れか１項記載の基板処理装置。
9. 前記多孔板は、所定径の穴を複数個有するパンチングプレートからなる請求項５〜８の何れか１項記載の基板処理装置。

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