JP2005064296A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の処理効率を向上させるとともに、処理コストを低減することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【解決手段】 基板処理装置１００においては、基板Ｗに対して所定のアッシング後基板温度Ｔ１までの昇温を伴う所定の処理がアッシング部ＡＳＨにより行われ、アッシング部ＡＳＨにより処理された基板Ｗの温度を調整する温度調整動作が温度調整部ＴＣにより行われ、温度調整部ＴＣにより温度調整された基板Ｗに洗浄液を用いた洗浄処理が洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２により行われる。この温度調整部ＴＣにより基板Ｗの温度がアッシング後基板温度Ｔ１と異なりかつ常温よりも高い目標基板温度Ｔ２に調整されるように、温度調整部ＴＣがメイン制御部４により制御される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板に種々の処理を行なう基板処理装置および基板処理方法に関する。

半導体デバイス、液晶ディスプレイ等の製造工程では、半導体ウエハ、ガラス基板等の基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、イオン注入、レジスト剥離、層間絶縁膜の形成、熱処理等の各種処理が行われる。

図８は、従来の基板処理装置の一例を示す模式図である（特許文献１参照）。

図８に示す基板処理装置１２０は、複数の洗浄ユニット１０１を備える。インデクサロボット１２１が移載アーム１２２をカセット１２５に差し入れて未処理の基板Ｗを取り出し、基板搬送ロボット１１１の搬送アーム１１２にその基板Ｗを渡す。基板搬送ロボット１１１は、受け取った基板Ｗを搬送アーム１１２に保持しつつ、４つの洗浄ユニット１０１のいずれか１つに搬入する。未処理の基板Ｗが搬入された洗浄ユニット１０１は、洗浄液によりその基板Ｗを洗浄する。

基板Ｗの表面の洗浄処理が終了した後、基板搬送ロボット１１１が搬送アーム１１２を用いて当該洗浄ユニット１０１から基板Ｗを搬出する。そして、基板搬送ロボット１１１は、インデクサロボット１２１の移載アーム１２２に洗浄処理済の基板Ｗを渡す。最後に、インデクサロボット１２１が洗浄処理済の基板Ｗをカセット１２５に収納する。このように、従来の基板処理装置１２０においては、基板Ｗに洗浄処理を施して、パーティクル（塵埃）等による基板Ｗの汚染を除去することができる。
特開２００３−１００６９５号公報

しかしながら、従来の基板処理装置１２０では、基板Ｗの洗浄処理工程において、基板Ｗの汚染を短時間では完全に除去できない場合もある。そのため、基板Ｗの汚染除去に時間がかかっている。その結果、基板１枚当たりの処理コストが増大する。

そこで、洗浄液の温度をその洗浄液による洗浄効果が向上するように調整して、基板Ｗの汚染除去の時間を短縮する方法がある。

しかし、基板Ｗに吐出された洗浄液の温度は、基板Ｗの温度に左右されて変動するため、洗浄液の汚染除去能力が効率よく基板Ｗに作用せず、汚染除去の時間を十分に短縮することが困難となる。

本発明の目的は、基板の処理効率を向上させるとともに、処理コストを低減することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。

第１の発明に係る基板処理装置は、基板に対して所定の第１温度までの昇温を伴う所定の処理を行なう第１の処理部と、第１の処理部により処理された基板の温度を調整する温度調整動作を行なう第２の処理部と、第２の処理部により温度調整された基板に処理流体を用いた処理を行なう第３の処理部と、第２の処理部において基板の温度が第１温度と異なりかつ常温よりも高い第２温度に調整されるように第２の処理部の温度調整動作を制御する制御部とを備えたものである。

本発明に係る基板処理装置においては、基板に対して所定の第１温度までの昇温を伴う所定の処理が第１の処理部により行われ、第１の処理部により処理された基板の温度を調整する温度調整動作が第２の処理部により行われ、第２の処理部により温度調整された基板に処理流体を用いた処理が第３の処理部により行われる。この第２の処理部により基板の温度が第１温度と異なりかつ常温よりも高い第２温度に調整されるように、第２の処理部が制御部により制御される。ここで、常温とは、温度調整処理を行なわない場合の温度である。

それにより、第３の処理部に搬入される基板の温度が常温よりも高くなるので、第３の処理部における処理流体の温度の低下が防止される。したがって、第３の処理部において処理流体を用いた処理の速度が向上する。その結果、基板の処理時間を短縮することができるとともに処理の効率を向上させることができる。したがって、基板一枚当たりの処理コストを低減することができる。

第３の処理部は、第１温度よりも低い第３温度の処理流体を用いて基板に処理を行い、第２温度は、第１温度よりも低くかつ第３温度以上であってもよい。

この場合、第２温度が第１温度よりも低くかつ第３温度よりも高いので、第２の処理部において基板に熱エネルギーを与えることなく基板の温度を第２温度に調整することができる。したがって、第１の処理部において基板に与えられた熱エネルギーを有効に利用することができる。したがって、基板一枚当たりの処理コストを低減することができる。

第３の処理部は、第１温度よりも高い第３温度の処理流体を用いて基板に処理を行い、第２温度は、第１温度よりも高くかつ第３温度とほぼ等しいものであってもよい。

この場合、第２温度が第１温度よりも高くかつ第３温度とほぼ等しいので、第２の処理部において基板に与える熱エネルギーが少なくて済む。したがって、第１の処理部において基板に与えられた熱エネルギーを有効に利用することができる。したがって、基板一枚当たりの処理コストを低減することができる。

第２温度は、第３の処理部における基板の処理速度を向上させることが可能な温度であってもよい。

この場合、基板の温度が第３の処理部における基板の処理速度を向上させることが可能な温度に調整されるので、基板の処理時間を短縮することができるとともに処理の効率を向上させることができる。

制御部は、第２の処理部において基板に温度調整処理を行なう時間を制御してもよい。この場合、基板の温度を容易に調整することができる。

第２の処理部は、基板が載置される温度調整プレートを備え、制御部は、温度調整プレートの温度を、第２温度よりも低く設定し、温度調整プレートに載置された基板の温度が第２温度に調整されるように温度調整プレートに基板が載置される時間を制御してもよい。

この場合、温度調整プレートの温度が第２温度よりも低く設定されるので、制御部は、短時間で基板の温度を第２温度に調整することができる。

第２の処理部は、基板が載置される温度調整プレートを備え、制御部は、温度調整プレートを第２温度とほぼ同じに設定し、温度調整プレートに載置された基板の温度が第２温度になるために必要な時間以上の時間基板を温度調整プレートに載置させてもよい。

この場合、温度調整プレートの温度が第２温度とほぼ同じに設定されるので、制御部は、基板の温度を精度よく第２温度に制御することができる。また、温度調整プレート上に長い時間基板を載置することができる。したがって、第２の処理部を第３の処理部での処理を行なうタイミング調整を行なうためのバッファとして用いることができる。

制御部は、処理流体の種類に応じて第２の処理部の温度調整動作を変更可能であってもよい。

この場合、第３の処理部において用いる処理流体の種類に応じて温度調整動作を変更することができるので、処理流体の種類に応じて第３の処理部における基板の処理速度を向上させることができる。

第２の発明に係る基板処理方法は、基板に対して所定の第１温度までの昇温を伴う所定の処理を行なうステップと、処理された基板の温度を第１温度と異なりかつ常温よりも高い第２温度に調整するステップと、温度調整された基板に処理流体を用いた処理を行なうステップとを備えたものである。

本発明に係る基板処理方法においては、基板に対して所定の第１温度までの昇温を伴う所定の処理が行われる。処理された基板の温度が第１温度と異なりかつ常温よりも高い第２温度に調整される。そして、温度調整された基板に処理流体を用いた処理が行われる。ここで、常温とは、温度調整処理を行なわない場合の温度である。

それにより、第３の処理部に搬入される基板の温度が常温よりも高くなるので、処理流体の温度の低下が防止される。したがって、第３の処理部において処理流体を用いた処理の速度が向上する。その結果、基板の処理時間を短縮することができるとともに処理の効率を向上させることができる。したがって、基板一枚当たりの処理コストを低減することができる。

本発明によれば、基板に対して所定の第１温度までの昇温を伴う所定の処理が第１の処理部により行われ、第１の処理部により処理された基板の温度を調整する温度調整動作が第２の処理部により行われ、第２の処理部により温度調整された基板に処理流体を用いた処理が第３の処理部により行われる。この第２の処理部により基板の温度が第１温度と異なりかつ常温よりも高い第２温度に調整されるように、第２の処理部が制御部により制御される。ここで、常温とは、温度調整処理を行なわない場合の温度である。

それにより、第３の処理部に搬入される基板の温度が常温よりも高くなるので、第３の処理部における処理流体の温度の低下が防止される。したがって、第３の処理部において処理流体を用いた処理の速度が向上する。その結果、基板の処理時間を短縮することができるとともに処理の効率を向上させることができる。したがって、基板一枚当たりの処理コストを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

以下の説明において、基板とは、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）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をいう。

図１は本発明の実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。

図１に示すように、基板処理装置１００は、処理領域Ａ，Ｂを有し、処理領域Ａ，Ｂ間に搬送領域Ｃを有する。

処理領域Ａには、メイン制御部４、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２および流体ボックス部２ａ，２ｂが配置されている。

流体ボックス部２ａ，２ｂは、それぞれ洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２への処理液の供給および洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２からの使用済処理液の排液等に関する配管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器、処理液貯留タンク等の流体関連機器を収納する。

洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２では、純水または薬液等の処理液を用いた残渣除去処理を含む洗浄処理が行われるとともに、洗浄処理後の基板の乾燥処理も行われる。

なお、本実施の形態においては、洗浄処理部ＭＰＣ１と洗浄処理部ＭＰＣ２は、同等の機能を有しており、基板処理のスループットを向上させるために２台搭載されている。ただし、基板処理のスループットを十分に確保できる場合は、例えば洗浄処理部ＭＰＣ１を１台だけ搭載させてもよい。

処理領域Ｂには、アッシング部ＡＳＨ、複数の温度調整部ＴＣおよびアッシャ制御部３が配置されている。

アッシング部ＡＳＨでは、加熱プレート（図示せず）上に基板が載置された状態にて減圧下で酸素プラズマによりアッシング処理が行われる。

また、複数の温度調整部ＴＣでは、後述する温度調整プレート（図示せず）上に基板が載置された状態でペルチェ素子および水冷ジャケット等により基板の温度が所定の温度に調整される。

以下、アッシング部ＡＳＨ、複数の温度調整部ＴＣおよび洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２を処理ユニットと総称する。搬送領域Ｃには、基板搬送ロボットＣＲが移動自在に設けられている。

処理領域Ａ，Ｂの一端部側には、基板の搬入および搬出を行なうインデクサＩＤが配置されている。インデクサＩＤには、基板Ｗを収納するキャリア１が載置される。本実施の形態においては、キャリア１として、基板Ｗを密閉した状態で収納するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を用いているが、これに限定されるものではなく、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Inter Face）ポッド、ＯＣ（Open Cassette ）等を用いてもよい。

基板搬送ロボットＣＲおよびインデクサロボットＩＲは、それぞれ基板Ｗを保持するための搬送アームを有する多関節アーム型である。

インデクサロボットＩＲは一対の搬送アームＩＲＨ１，ＩＲＨ２を備え、基板搬送ロボットＣＲは一対の搬送アームＣＲＨ１，ＣＲＨ２を備える。インデクサロボットＩＲの搬送アームＩＲＨ１は搬送アームＩＲＨ２より上方に設けられ、基板搬送ロボットＣＲの搬送アームＣＲＨ１は搬送アームＣＲＨ２より上方に設けられている。

インデクサロボットＩＲは、矢印Ｕの方向に移動し、搬送アームＩＲＨ２を用いてキャリア１から基板Ｗを取り出し、基板搬送ロボットＣＲの搬送アームＣＲＨ２に渡す。基板搬送ロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから渡された基板Ｗを処理ユニットに搬送する。

また、基板搬送ロボットＣＲは、処理ユニットで所定の処理を施された基板Ｗを搬送アームＣＲＨ１を用いて処理ユニットから取り出し、インデクサロボットＩＲの搬送アームＩＲＨ１に渡す。インデクサロボットＩＲは、基板搬送ロボットＣＲから渡された基板Ｗをキャリア１に戻す。

このように、基板搬送ロボットＣＲおよびインデクサロボットＩＲは、それぞれの一方の搬送アームＩＲＨ２，ＣＲＨ２で未処理の基板Ｗを搬送し、他方の搬送アームＩＲＨ１，ＣＲＨ１で処理済の基板Ｗを搬送する。それにより、未処理の基板Ｗに付着していたパーティクルが処理済の基板Ｗへと転移することを防止できる。

なお、本実施の形態においては、インデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲの両方が、それぞれ、一対の搬送アームを有するダブルアーム型のものである例について説明したが、インデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲのいずれか一方または両方が、１つの搬送アームのみを持つシングルアーム型であってもよい。

アッシャ制御部３およびメイン制御部４の動作については、後述する。

図２は、図１の基板処理装置１００の模式的縦断面図である。

図２によれば、基板処理装置１００の処理領域Ｂ内には、３つの温度調整部ＴＣが上下３段に積層して設けられている。また、搬送領域Ｃの上部には、フィルタファンユニットＦＦＵが設けられており、下部には基板搬送ロボットＣＲが設けられている。処理領域Ａ内には、洗浄処理部ＭＰＣ２が設けられている。

洗浄処理部ＭＰＣ２および３つの温度調整部ＴＣの搬送領域Ｃ側の側面には、それぞれ開口部が設けられており、その開口部の各々にはシャッタＳＨが取り付けられている。これら複数のシャッタＳＨは、搬送領域Ｃの基板搬送ロボットＣＲの動作に応じて開閉動作を行なう。

基板搬送ロボットＣＲは、内部に設けられた昇降駆動装置（図示せず）により矢印Ｚの方向に昇降しつつインデクサロボットＩＲ（図１参照）から受け渡された基板Ｗを、３つの温度調整部ＴＣうちいずれか１つの温度調整部ＴＣに搬入する。温度調整部ＴＣは、基板Ｗに温度調整処理を施す。続いて、基板搬送ロボットＣＲは、温度調整部ＴＣから基板Ｗを搬出して洗浄処理部ＭＰＣ２に搬入する。洗浄処理部ＭＰＣ２は、後述するように、基板Ｗに所定の洗浄処理を施す。これらの温度調整部ＴＣ内および洗浄処理部ＭＰＣ２内の動作については後述する。なお、洗浄処理部ＭＰＣ１の構成および動作も、洗浄処理部ＭＰＣ２の構成および動作と同様である。

次に、図３は、温度調整部ＴＣの構造の一例を示す模式的断面図である。

図３において、温度調整部ＴＣは、基板搬入出口ＯＳを有する筐体２０を備える。筐体２０の基板搬入出口ＯＳには、シャッタＳＨがエアシリンダ等の駆動装置ＰＳにより開閉自在に設けられている。

筐体２０内には、温度調整プレートＰＬが設けられている。温度調整プレートＰＬの上面には基板Ｗの裏面を支持する３つの球状スペーサ２１が略正三角形状に配置されている。この温度調整プレートＰＬは、伝熱性の高い部材から構成され、後述する温度調整装置により温度調整プレートＰＬの表面温度が所定の温度に制御される。それにより、温度調整プレートＰＬの上方にわずかな隙間をもって支持された基板Ｗの温度が所定の温度に調整される。温度調整プレートＰＬには、温度センサ２２が埋設されている。この温度センサ２２の出力は、図１のメイン制御部４に入力される。

なお、本実施の形態においては、温度調整プレートＰＬに温度センサ２２が埋設されているが、これに限定されず、他の温度計測機器、例えば放射温度計を用いて基板Ｗの温度を計測してもよい。

また、温度調整プレートＰＬの下面には温度調整装置２３が設けられる。この温度調整装置２３は、例えばぺルチェ素子から構成される。ぺルチェ素子は、電流が供給されることにより一面側で吸熱し、他面側で放熱する。これにより、熱を移動させることができる。熱の移動方向は、ペルチェ素子に供給する電流の方向を切り替えることにより、切り替えることができる。このぺルチェ素子を用いた温度調整装置２３は、温度調整プレートＰＬの温度を短時間で調整することができる。

さらに、温度調整装置２３の下面には、水冷ジャケット２４が設けられる。水冷ジャケット２４には、伝熱性の高い板状部材の内部に冷却水を循環させるための冷却水通路２５が形成されている。冷却水通路２５は、循環配管２６を介して外部、例えば基板処理装置１００が配置される工場の冷却水供給源２７に接続されている。なお、本実施の形態においては、冷却水供給源２７は、冷却水貯留タンクあるいは半導体製品生産工場の冷却水ユーティリティ等に相当する。

例えば、温度調整装置２３は、温度調整プレートＰＬの温度を上昇させるときには、水冷ジャケット２４の熱を温度調整プレートＰＬ側へ移動させ、温度調整プレートＰＬの温度を低下させるときには、温度調整プレートＰＬの熱を水冷ジャケット２４に移動させる。

また、温度調整プレートＰＬ、温度調整装置２３および水冷ジャケット２４には、複数の貫通孔２９が形成される。本実施においては、貫通孔２９は３つである。この３つの貫通孔２９の内部には、それぞれ基板Ｗの裏面を支持する昇降ピン２８が設けられる。３つの昇降ピン２８は、昇降装置３０により上下方向に移動する。

図３の筐体２０内の上部には、不活性ガス供給チャンバ１５が配設されている。不活性ガス供給チャンバ１５の上部には不活性ガス導入口１４が設けられ、下面には複数の不活性ガス噴出孔１６が設けられている。

不活性ガス供給チャンバ１５の不活性ガス導入口１４には、窒素ガス等の不活性ガスを導く給気管路１３が接続されている。給気管路１３は、流量調整弁Ｖ１を介して窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス供給源（図示せず）に接続されている。なお、本実施の形態においては、ガス供給源は、窒素ガス等のガスボンベあるいは半導体製品生産工場の窒素ガスユーティリティ等に相当する。

また、筐体２０の下方には、排気口１７が設けられている。排気口１７には、筐体２０内のガスを排出する排気管路１８が接続されている。排気管路１８は、流量調整弁Ｖ２を介して工場の排気設備（図示せず）に接続されている。

流量調整弁Ｖ１が開放されることにより、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス導入口１４および複数の不活性ガス噴出孔１６を介して基板Ｗに噴出される。また、流量調整弁Ｖ２が開放されることにより、基板Ｗに噴出された不活性ガスが、排気口１７および排気管路１８より排気される。

図４は本実施の形態に係る基板処理装置の洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２の側面図である。

図４の洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２は、純水または薬液等の処理液によるアッシング処理後の基板Ｗの表面に付着した残渣の除去処理、洗浄処理後の基板Ｗの乾燥処理等を行なう。

図４に示すように、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２は、基板Ｗを水平に保持するとともに基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸の周りで基板Ｗを回転させるためのスピンチャック４１を備える。スピンチャック４１は、チャック回転駆動機構５６によって回転される回転軸４５の上端に固定されている。基板Ｗは、アッシング処理後の残渣除去処理、洗浄処理後の基板Ｗの乾燥処理等を行なう場合に、スピンチャック４１により水平に保持された状態で回転する。

スピンチャック４１の外方には、回動モータ８０が設けられている。回動モータ８０には、回動軸８１が接続されている。また、回動軸８１には、アーム８２が水平方向に延びるように連結され、アーム８２の先端に洗浄ノズル７０が設けられている。

洗浄ノズル７０は、アッシング処理後の基板Ｗの表面に付着している残渣を除去するための純水または薬液等の処理液を吐出する。なお、本実施の形態においては、温度調整部ＴＣにより基板Ｗの温度調整処理が施された後、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２において洗浄処理が施される。

スピンチャック４１の回転軸４５は中空軸からなる。回転軸４５の内部には、処理液供給管４６が挿通されている。処理液供給管４６には、純水またはエッチング液である薬液等の処理液が供給される。処理液供給管４６は、スピンチャック４１に保持された基板Ｗの下面に近接する位置まで延びている。処理液供給管４６の先端には、基板Ｗの下面中央に向けて処理液を吐出する下面ノズル４７が設けられている。

スピンチャック４１は、処理カップ４３内に収容されている。処理カップ４３の内側には、筒状の仕切壁５３が設けられている。また、スピンチャック４１の周囲を取り囲むように、基板Ｗの処理に用いられた処理液を排液するための排液空間５１が形成されている。さらに、排液空間５１を取り囲むように、処理カップ４３と仕切壁５３の間に基板Ｗの処理に用いられた処理液を回収するための回収液空間５２が形成されている。

排液空間５１には、排液処理装置（図示せず）へ処理液を導くための排液管５４が接続され、回収液空間５２には、回収処理装置（図示せず）へ処理液を導くための回収管５５が接続されている。

処理カップ４３の上方には、基板Ｗからの処理液が外方へ飛散することを防止するためのガード４４が設けられている。このガード４４は、回転軸４５に対して回転対称な形状からなっている。ガード４４の上端部の内面には、断面く字状の排液案内溝６１が環状に形成されている。

また、ガード４４の下端部の内面には、外側下方に傾斜する傾斜面からなる回収液案内部６２が形成されている。回収液案内部６２の上端付近には、処理カップ４３の仕切壁５３を受け入れるための仕切壁収納溝６３が形成されている。

このガード４４には、ボールねじ機構等で構成されたガード昇降駆動機構（図示せず）が設けられている。ガード昇降駆動機構は、ガード４４を、回収液案内部６２がスピンチャック４１に保持された基板Ｗの外周端面に対向する回収位置と、排液案内溝６１がスピンチャック４１に保持された基板Ｗの外周端面に対向する排液位置との間で上下動させる。ガード４４が回収位置（図４に示すガードの位置）にある場合には、基板Ｗから外方へ飛散した処理液が回収液案内部６２により回収液空間５２に導かれ、回収管５５を通して回収される。一方、ガード４４が排液位置にある場合には、基板Ｗから外方へ飛散した処理液が排液案内溝６１により排液空間５１に導かれ、排液管５４を通して排液される。以上の構成により、処理液の排液および回収が行われる。

なお、スピンチャック４１への基板Ｗの搬入の際には、ガード昇降駆動機構は、ガード４４を排液位置よりもさらに下方に退避させ、ガード４４の上端部４４ａがスピンチャック４１の基板Ｗ保持高さよりも低い位置となるように移動させる。

スピンチャック４１の上方には、中心部に開口を有する円板状の遮断板４２が設けられている。アーム４８の先端付近から鉛直下方向に支持軸４９が設けられ、その支持軸４９の下端に、遮断板４２がスピンチャック４１に保持された基板Ｗの上面に対向するように取り付けられている。

支持軸４９の内部には、遮断板４２の開口に連通した窒素ガス供給路５０が挿通されている。窒素ガス供給路５０には、窒素ガス（Ｎ₂）が供給される。この窒素ガス供給路５０は、基板Ｗの洗浄処理後の基板Ｗの乾燥処理時に、基板Ｗに対して窒素ガスを供給する。

ここで、基板Ｗの材料がシリコン（Ｓｉ）等のように疎水性を有する場合には、基板Ｗの表面で乾燥むらが生じやすく、乾燥後に基板Ｗの表面にしみ（以下、ウォーターマークと呼ぶ）が発生する。洗浄処理後の基板Ｗの乾燥処理時に、遮断板４２を基板Ｗに近接させた状態で、基板Ｗと遮断板４２との間の隙間に対して窒素ガスを供給することにより、基板Ｗの表面にウォーターマークが発生することを防止することができる。

また、窒素ガス供給路５０の内部には、遮断板４２の開口に連通した処理液供給管５９が挿通されている。処理液供給管５９には、純水等のリンス液が供給される。リンス液を処理液供給管５９を通して基板Ｗの表面に供給することにより、洗浄処理後の基板Ｗの表面に残留する処理液が洗い流される。リンス液の他の例としては、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶剤、オゾンを純水に溶解させたオゾン水または水素を純水に溶解させた水素水等が挙げられる。

アーム４８には、遮断板昇降駆動機構５７および遮断板回転駆動機構５８が接続されている。遮断板昇降駆動機構５７は、遮断板４２をスピンチャック４１に保持された基板Ｗの上面に近接した位置とスピンチャック４１から上方に離れた位置との間で上下動させる。

図５は図１の基板処理装置１００の制御系の構成を示すブロック図である。図１の基板処理装置１００には、アッシャ制御部３およびメイン制御部４が設けられている。

メイン制御部４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含むコンピュータ等からなり、インデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲによる基板搬送動作、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２および複数の温度調整部ＴＣの各種動作を制御する。なお、メイン制御部４は、各温度調整部ＴＣに設けられた温度センサ２２の温度計測値に基づいて温度調整装置２３を制御する。

アッシャ制御部３は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含むコンピュータ等からなり、アッシング部ＡＳＨで行われる基板Ｗのアッシング処理について各種動作を制御する。

次いで、図６は本実施の形態に係る基板処理装置１００における処理の一例を示すフローチャートである。

図６に示すように、基板搬送ロボットＣＲにより基板Ｗがアッシング部ＡＳＨに搬入される（ステップＳ１）。そして、アッシング部ＡＳＨ内で基板Ｗのアッシング処理が行われる（ステップＳ２）。アッシング処理後の基板Ｗの温度（以下、アッシング後基板温度Ｔ１と呼ぶ）は、約５０℃〜３００℃の範囲内になる。

次に、基板搬送ロボットＣＲによる基板Ｗの搬送が行われる（ステップＳ３）。この場合、基板搬送ロボットＣＲは、アッシング処理後の基板Ｗをアッシング部ＡＳＨから搬出し、温度調整部ＴＣに搬入する。

続いて、温度調整部ＴＣ内で基板Ｗの温度調整処理が行われる（ステップＳ４）。この温度調整部ＴＣ内における温度調整処理の詳細については後述する。この温度調整処理により基板Ｗの温度が目標基板温度Ｔ２に調整される。

この目標基板温度Ｔ２は、常温（約２２℃〜約２４℃）から約１００℃までの範囲内で、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２において使用される処理液の洗浄能力が最も高くなる温度にほぼ等しくなるように処理液の種類ごとに応じて設定される。

例えば、硫酸および過酸化水素水の混合液によるアッシング残渣除去液を用いて基板Ｗの残渣を除去する場合には、目標基板温度Ｔ２は約８０℃から約１１０℃の間になるように設定することが好ましい。

また、基板Ｗのパーティクルの除去および金属不純物の除去を行なう場合には、アンモニア（ＮＨ₄ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）と水（Ｈ₂Ｏ）とを１：２：２０の割合で混合した処理液（ＳＣ−１）が用いられる。この処理液（ＳＣ−１）を用いて基板Ｗの洗浄を行なう場合には、目標基板温度Ｔ２は約５０℃に設定することが好ましい。

次に、基板搬送ロボットＣＲによる基板Ｗの搬送が行われる（ステップＳ５）。この場合、基板搬送ロボットＣＲは、温度調整処理後の基板Ｗを温度調整部ＴＣから搬出し、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２のうち既に基板Ｗが収容されていない方の洗浄処理部に搬入する。

次いで、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２内で基板Ｗの残渣除去処理が行われる（ステップＳ６）。この場合、図４の洗浄ノズル７０から吐出される純水または薬液等の処理液によりアッシング処理後の基板Ｗの表面に付着した残渣が除去される。

この場合、処理液の温度（以下、処理液温度Ｔ３と呼ぶ）は、処理液の洗浄能力が最も高くなる温度、すなわち処理液の反応が最も高くなる温度に調整されている。

続いて、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２内で基板Ｗの表面の乾燥処理が行われる（ステップＳ７）。この場合、遮断板４２がスピンチャック４１に保持された基板Ｗの上面に近接しつつ窒素ガス供給路５０から遮断板４２下面と基板Ｗ上面との間の空間に窒素ガスが供給されると同時に、スピンチャック４１により水平に保持された状態で基板Ｗが回転されることにより、基板Ｗの表面に残留する液滴が振り切られ除去される。

その後、基板搬送ロボットＣＲにより洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２から基板Ｗが搬出される（ステップＳ８）。

なお、目標基板温度Ｔ２は、温度調整部ＴＣから洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２に搬送された基板Ｗの温度が処理液温度Ｔ３とほぼ等しくなるように設定される。すなわち、目標基板温度Ｔ２は、温度調整部ＴＣから洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２への搬送時低下する温度だけ処理液温度Ｔ３よりも高く設定することが好ましい。

次に、図７は温度調整部ＴＣにおける温度調整処理の一例を示すフローチャートである。ここで、メイン制御部４は、温度調整部ＴＣの温度調整プレートＰＬの温度が予め設定された温度（以下、設定温度と呼ぶ。）Ｔ４になるように、温度調整装置２３を制御している。

設定温度Ｔ４は、目標基板温度Ｔ２よりも所定の値だけ低い温度に設定されている。それにより、短時間で基板Ｗの温度を目標基板温度Ｔ２に調整することができる。

まず、メイン制御部４は、基板搬送ロボットＣＲの搬送アームＣＲＨ２により温度調整部ＴＣ内へ基板Ｗを搬入させる（ステップＳ４１）。

続いて、メイン制御部４は、温度調整部ＴＣ内の昇降装置３０により３本の昇降ピン２８を上昇させる（ステップＳ４２）。これにより、基板搬送ロボットＣＲの搬送アームＣＲＨ２に保持された基板Ｗは、３本の昇降ピン２８に受け渡される。

次いで、メイン制御部４は、基板搬送ロボットＣＲの搬送アームＣＲＨ２を温度調整部ＴＣより退出させる（ステップＳ４３）。

続いて、メイン制御部４は、温度調整部ＴＣ内の３本の昇降装置３０により昇降ピン２８を下降させる（ステップＳ４４）。それにより、基板Ｗは、温度調整プレートＰＬ上にわずかな隙間をもって３つの球状スペーサ２１（図３参照）上に載置される。また、メイン制御部４は、基板Ｗが温度調整プレートＰＬ上に載置されてからの経過時間ｔ１の計測を開始する。

続いて、メイン制御部４は、経過時間ｔ１が予め設定された時間（以下、設定時間と呼ぶ。）ｔに達したか否かを判定する（ステップＳ４５）。ここで、予め設定された設定時間ｔとは、基板Ｗが設定温度Ｔ４に調整された温度調整プレートＰＬ上に載置されてから基板Ｗの温度が目標基板温度Ｔ２になるまでの時間であり、予め計測されるものである。

メイン制御部４は、経過時間ｔ１が設定時間ｔに達していない場合には、経過時間ｔ１が設定時間ｔに達するまで待機する。一方、メイン制御部４は、経過時間ｔ１が設定時間ｔに達した場合には、温度調整部ＴＣ内の昇降装置３０により３本の昇降ピン２８を上昇させる（ステップＳ４６）。それにより、基板Ｗが３本の昇降ピン２８に支持されつつ上昇し、温度調整プレートＰＬから離間する。

続いて、メイン制御部４は、基板搬送ロボットＣＲの搬送アームＣＲＨ２を温度調整部ＴＣに進入させる（ステップＳ４７）。その後、メイン制御部４は、温度調整部ＴＣ内の昇降装置３０により３本の昇降ピン２８を下降させる（ステップＳ４８）。それにより、温度調整処理の施された基板Ｗが３本の昇降ピン２８から基板搬送ロボットＣＲの搬送アームＣＲＨ２に受け渡される。

最後に、メイン制御部４は、基板搬送ロボットＣＲの搬送アームＣＲＨ２により基板Ｗを温度調整部ＴＣ内から搬出させる（ステップＳ４９）。このようにして、アッシング処理された基板Ｗの温度を温度調整部ＴＣにおいて目標基板温度Ｔ２に短時間で調整することが可能となる。

以上のように、本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、アッシング部ＡＳＨにおいてアッシング処理が施された基板Ｗが、温度調整部ＴＣにおいて目標基板温度Ｔ２に調整された後、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２に搬送される。この場合、目標基板温度Ｔ２は、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２における処理液温度Ｔ３とほぼ等しく設定されているので、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２において、基板Ｗに吐出される処理液の温度が基板Ｗの温度により低下することが防止される。したがって、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２において処理液の温度が処理能力を最大限に発揮できる温度に保たれる。

その結果、基板Ｗの残渣を含む汚染除去の時間を短縮することができるとともに、基板Ｗの汚染を完全に除去することが容易となる。また、基板Ｗの汚染除去を効率よく行なうことができるので、基板Ｗ一枚当たりの処理コストを低減することができる。

また、アッシング部ＡＳＨ、温度調整部ＴＣおよび洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２とが同一の基板処理装置１００内に構成されているので、アッシング処理後の基板Ｗの温度を有効利用して温度調整部ＴＣにおいて基板Ｗの温度を目標基板温度Ｔ２に調整することができる。それにより、洗浄処理工程の前において、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２に搬送された基板Ｗの温度を目標基板温度Ｔ２に調整するために、加熱装置等を用いて基板Ｗに熱エネルギーを与えることが不要となる。その結果、新たなエネルギーの追加および加熱装置の追加を行なわずに基板Ｗの洗浄効率を向上させることができる。

さらに、本実施の形態においては、アッシング部ＡＳＨ、温度調整部ＴＣおよび洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２とが同一の基板処理装置１００内に構成されているので、アッシング処理後に基板Ｗをキャリア１内に収納して搬送する必要がない。そのため、基板Ｗの搬送時間および待機時間を削減することが可能となり、基板Ｗの処理時間を一定に保つことが可能となる。

なお、上記実施の形態においては、温度調整部ＴＣの温度調整プレートＰＬの温度を目標基板温度Ｔ２よりも所定値だけ低い温度に設定することとしたが、これに限定されず、温度調整部ＴＣの温度調整プレートＰＬの温度を目標基板温度Ｔ２と同じ値に設定してもよい。この場合、基板Ｗを温度調整プレートＰＬ上に比較的長い時間載置することにより、基板Ｗの温度を目標基板温度Ｔ２に調整することができる。

この場合、温度調整部ＴＣに長い時間基板Ｗを載置しても基板Ｗの温度を目標基板温度Ｔ２に保つことができるので、基板Ｗを洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２に搬入するタイミング調整を行なうためのバッファとして用いることが可能となる。それにより、基板処理装置１００における基板Ｗの処理の無駄な時間を削減して、効率よく基板Ｗの処理を行なうことができる。

また、アッシング後温度Ｔ１が処理液温度Ｔ３よりも低い場合には、温度調整部ＴＣにおいて、基板Ｗの温度を昇温させることにより目標基板温度Ｔ２を処理液温度Ｔ３とほぼ等しく調整してもよい。

本実施の形態においては、アッシング部ＡＳＨが第１の処理部に相当し、温度調整部ＴＣが第２の処理部に相当し、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２が第３の処理部に相当し、温度調整装置２３が温度調整プレートに相当し、アッシング後基板温度Ｔ１が第１温度に相当し、目標基板温度Ｔ２が第２温度に相当し、処理液温度Ｔ３が第３温度に相当し、メイン制御部４が制御部に相当する。

なお、上記実施の形態においては、第３の処理部として洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２を用いることとしたが、これに限定されず、他の任意の洗浄処理装置、例えば、基板Ｗの表面をポリマー除去液により除去するポリマー除去装置を用いてもよい。シュウ酸（（ＣＯＯＨ）₂ ・２Ｈ₂ Ｏ）ベースのポリマー除去液（ＰＸ−３）を用いて基板Ｗのポリマー除去を行なう場合には、目標基板温度Ｔ２は約４５℃から約５０℃の間に設定することが好ましい。

さらに、第３の処理部として純水等の処理液およびブラシを用いて基板Ｗの表面を物理的に洗浄するブラシ洗浄装置を用いてもよい。第３の処理部として、基板Ｗの表面をフッ酸蒸気を用いて洗浄するフッ酸蒸気洗浄装置等の気相洗浄装置を用いてもよい。

また、第３の処理部としてエッチング装置を用いてもよい。フッ酸（ＨＦ）の蒸気を用いてＢＰＳＧ（ホウ素燐ケイ酸ガラス：Boro-Phospho silicate glass）膜の選択エッチングを行なう場合には、目標基板温度Ｔ２は約６０℃に設定することが好ましい。それにより、ＢＰＳＧ膜の選択エッチングを行なう際の選択性を向上させることができる。

さらに、上記実施の形態においては、第１の処理部としてアッシング部ＡＳＨを用いているが、第１の処理部としてホットプレート等の加熱装置を用いてもよい。第２の処理部として温度調整部ＴＣを用いているが、第２の処理部としてファンにより基板Ｗの温度を調整する冷風ユニットを用いてもよい。

上記実施の形態においては、各処理ユニットとして枚様式の処理ユニットを用いているが、バッチ式の処理ユニットを用いてもよい。

本発明は、基板に温度調整処理を行なう基板処理装置および基板処理方法に有用である。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。 図１の基板処理装置の模式的縦断面図である。 温度調整部の構造の一例を示す模式的断面図である。 本実施の形態に係る基板処理装置の洗浄処理部の側面図である。 図１の基板処理装置の制御系の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る基板処理装置における処理の一例を示すフローチャートである。 温度調整部における温度調整処理の一例を示すフローチャートである。 従来の基板処理装置の一例を示す模式図である。

符号の説明

１ キャリア
２ａ，２ｂ 流体ボックス
４ メイン制御部
２１ 球状スペーサ
２２ 温度センサ
２３ 温度調整装置
２４ 水冷ジャケット
２８ 昇降ピン
３０ 昇降装置
７０ 洗浄ノズル
１００ 基板処理装置
Ａ，Ｂ 処理領域
ＡＳＨ アッシング部
Ｃ 搬送領域
ＣＲ 基板搬送ロボット
ＣＲＨ１，ＣＲＨ２ 基板搬送ロボットの搬送アーム
ＦＦＵ フィルタファンユニット
ＩＲ インデクサロボット
ＩＲＨ１，ＩＲＨ２ インデクサロボットの搬送アーム
ＭＰＣ１，ＭＰＣ２ 洗浄処理部
ＰＬ 温度調整プレート
ＳＨ シャッタ
Ｔ１ アッシング後温度
Ｔ２ 目標基板温度
Ｔ３ 処理液温度
Ｔ４ 設定温度
ＴＣ 温度調整部
Ｗ 基板

Claims (9)

1. 基板に対して所定の第１温度までの昇温を伴う所定の処理を行なう第１の処理部と、
   前記第１の処理部により処理された基板の温度を調整する温度調整動作を行なう第２の処理部と、
   前記第２の処理部により温度調整された基板に処理流体を用いた処理を行なう第３の処理部と、
   前記第２の処理部において基板の温度が前記第１温度と異なりかつ常温よりも高い第２温度に調整されるように前記第２の処理部の温度調整動作を制御する制御部とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記第３の処理部は、前記第１温度よりも低い第３温度の処理流体を用いて基板に処理を行い、
   前記第２温度は、前記第１温度よりも低くかつ前記第３温度以上であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記第３の処理部は、前記第１温度よりも高い第３温度の処理流体を用いて基板に処理を行い、
   前記第２温度は、前記第１温度よりも高くかつ前記第３温度とほぼ等しいことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
4. 前記第２温度は、前記第３の処理部における基板の処理速度を向上させることが可能な温度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記制御部は、前記第２の処理部において基板に温度調整処理を行なう時間を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記第２の処理部は、前記基板が載置される温度調整プレートを備え、
   前記制御部は、前記温度調整プレートの温度を前記第２温度よりも低く設定し、
   前記温度調整プレートに載置された基板の温度が前記第２温度に調整されるように前記温度調整プレートに基板が載置される時間を制御することを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記第２の処理部は、前記基板が載置される温度調整プレートを備え、
   前記制御部は、前記温度調整プレートを前記第２温度とほぼ同じに設定し、前記温度調整プレートに載置された基板の温度が第２温度になるために必要な時間以上の時間基板を温度調整プレートに載置させることを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
8. 前記制御部は、処理流体の種類に応じて前記第２の処理部の温度調整動作を変更可能なことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
9. 基板に対して所定の第１温度までの昇温を伴う所定の処理を行なうステップと、
   前記処理された基板の温度を前記第１温度と異なりかつ常温よりも高い第２温度に調整するステップと、
   前記温度調整された基板に処理流体を用いた処理を行なうステップとを備えたことを特徴とする基板処理方法。

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