JP2006310756A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体で濡れた基板表面を乾燥させる際に基板表面にウォーターマークが発生するのを防止するとともに基板表面に形成された微細パターンにおいてパターン倒壊が発生するのを防止しながら、基板表面を良好に乾燥させる。
【解決手段】近接部材２６の対向面２８が基板表面ＷＳに対して近接配置され、対向面２８と基板表面ＷＳとの間に液密層３６が形成された状態で近接部材２６が移動方向（−Ｘ）に移動するとともに、移動方向における近接部材２６の上流側（＋Ｘ）から液密層３６の上流側界面に向けて窒素ガスが吐出される。こうして吐出された窒素ガスは露出界面部５２に選択的・集中的に吹き付けられ、この露出界面部５２を構成するリンス液が基板表面ＷＳおよび液密層３６から吹き飛ばされて露出界面部５２に対応する基板表面領域が乾燥される。
【選択図】 図３

Description

この発明は、液体で濡れた基板表面を乾燥させる基板処理装置および基板処理方法に関するものである。なお、乾燥処理対象となる基板には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板等が含まれる。

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、処理液による洗浄処理および純水などのリンス液によるリンス処理が行われた後、基板上面に液膜状に付着するリンス液を除去すべく、いわゆるスピン乾燥処理が行われることがある。このスピン乾燥処理としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載された処理が知られている。

この乾燥処理を実行する基板処理装置は、基板を水平姿勢で上面に載置して保持するチャックを有している。このチャックは、鉛直軸回りに回転自在に支持され、回転駆動機構によって回転駆動されるようになっている。また、チャックの上方側には、上側ブローノズルが配設されている。この上側ブローノズルの先端吹出口は、チャックに保持された基板の上面中心部に近接して対向しており、基板の上面中心部に向けて真上から乾燥用空気を吹き付けることができるようになっている。より具体的には、その表面がリンス液などの液体で濡れた基板の表面中央部に向けて上側ブローノズルの先端吹出口から乾燥用空気が吹き付けられる。これにより、基板の表面中心部に円形状の液切れ部（ホール）が形成され、その部分が乾燥される。また、それに続いて、回転駆動機構によってチャックが始動し、所定回転数まで基板が加速回転されて低速回転中に基板上の液体の大半が除去された後、さらに回転数が上げられて高速回転して残りの液体を振り切って基板乾燥が行われている。

特許第２９２２７５４号公報（図４） 特開２００３−３１５４５号公報（図３、図６）

しかしながら、基板の表面状態によってはスピン乾燥処理では水滴が残存してウォーターマーク発生を引き起こしてしまう場合があった。例えば、基板表面にパターンが形成された基板、親水領域と疎水領域とが基板表面に混在するような基板、あるい基板表面に段差部が生じている基板などでは水滴が残存しやすく、ウォーターマーク発生による不具合が発生し、製品品質が低下し、歩留りの低下を招いてしまうという問題があった。

また、基板表面に形成されるパターンの微細化が近年急速に進められているが、この微細化に伴って基板処理において新たな問題が生じることとなった。すなわち、乾燥処理を行っている間に、乾燥処理の進展に伴って液体と気体との界面が基板上に現れるが、微細パターンの間隙にこの界面が現れると、微細パターン同士が液体の表面張力により互いに引き寄せられて倒壊する問題があった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、液体で濡れた基板表面を乾燥させる際に基板表面にウォーターマークが発生するのを防止するとともに基板表面に形成された微細パターンにおいてパターン倒壊が発生するのを防止しながら、基板表面を良好に乾燥させ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を目的とする。

この発明は、液体で濡れた基板表面を乾燥させる基板処理装置であって、上記目的を達成するため、基板表面に対向する対向面を有し、該対向面が基板表面から離間配置されるとともに該対向面と基板表面との間に液体が満たされて液密層が形成された状態で、基板に対して所定の移動方向に相対移動自在な近接部材と、近接部材を基板に対して移動方向に相対移動させる駆動手段と、基板表面を乾燥させるための乾燥用ガスを吐出するガス吐出手段とを備え、近接部材は、対向面を規定する辺部のうち移動方向の上流側に位置する上流辺部と接続されるとともに該接続位置から移動方向の上流側を臨みながら基板表面から離れる方向に延設された案内面をさらに有し、ガス吐出手段は、移動方向において、近接部材の上流側に配置されるとともに液密層の上流側界面に向けて乾燥用ガスを吐出することを特徴としている。

このように構成された発明では、近接部材の対向面が基板表面から離間配置されるとともに該対向面と基板表面との間に液体が満たされて液密層が形成されている。そして、この状態を維持しつつ近接部材が基板に対して所定の移動方向に相対移動する。これにより、移動方向における液密層の上流側で液密層を構成していた液体の一部が近接部材から外れて露出する。また、移動方向における近接部材の上流側にガス吐出手段が配置されるとともに、このガス吐出手段から乾燥用ガスが液密層の上流側界面に向けて吐出される。このため、近接部材の相対移動に伴い露出した界面部分（以下「露出界面部」という）に対し、ガス吐出手段から吐出された乾燥用ガスが吹き付けられ、この露出界面部を構成する液体が基板表面および液密層から吹き飛ばされて露出界面部に対応する基板表面領域が乾燥される。したがって、液滴を発生させることなく基板表面領域を乾燥させることができ、該基板表面領域でのウォーターマークの発生を確実に防止することができる。また、こうして乾燥される基板表面領域は近接部材の相対移動に伴って広がっていき、近接部材を基板全面に対して相対的にスキャンさせることでウォーターマークの発生を防止しながら基板表面全体を乾燥させることができる。

また、上記したように乾燥用ガスによる乾燥可能領域が上記した露出界面部に限定されることとなり、該露出界面部に対応する基板表面領域が直ちに乾燥される。したがって、基板表面領域にパターンが形成されていたとしても、極めて短時間でパターン内に存在する液体も乾燥用ガスによって乾燥除去されるため、パターン倒壊を効果的に防止することができる。

しかも、ガス吐出手段から吐出された乾燥用ガスは案内面に沿って基板表面から離れていき、案内面に沿ったガス流を形成する。したがって、そのガス流により基板表面領域から吹き飛ばされた液体が基板表面から離れていくため、吹き飛ばされた液体が再び基板表面に戻るのが効果的に防止される。

ここで、液密層を形成する具体的な手段としては、例えば近接部材の対向面を基板表面に近接配置して毛細管現象により基板表面と対向面とに挟まれた空間全体に液体を送り込んで液密層を形成するようにしてもよい。また、基板表面と対向面とに挟まれた空間に連通して該空間に液体を供給して充満させて液密層を形成する液体供給手段をさらに設けてもよい。いずれの場合も液密層を安定して形成することができるため、基板表面を良好に乾燥させることができる。

また、基板に対する近接部材の相対移動中に、近接部材と乾燥用ガスの吐出位置との間隔が予め定められた離間距離に保たれるように構成することで、露出界面部に吹き付けられる乾燥用ガスの物理特性（流速や流量など）が安定し、その結果、乾燥処理を安定して良好に行うことができる。このように離間距離を一定にするために、例えば駆動手段が近接部材とガス吐出手段とを離間距離だけ離間したまま一体的に移動させるように構成することができる。このように構成した場合には、上記したように処理の安定化を図ることができるのみならず、単一の駆動手段によって近接部材とガス吐出手段とを駆動することとなるため、駆動構成を簡素化することができる。このような構成として、例えばガス吐出手段は、ガス供給部に連通する空気溜りと、この空気溜りから表面まで延設される細管部とが内部に設けられたヘッド本体を備え、近接部材は、ヘッド本体の下面側であって移動方向において細管部より下流側に取り付けられ、駆動手段は、近接部材が取り付けられたヘッド本体を移動させるような構成を採用することができる。

また、ガス吐出手段を固定配置する一方、近接部材を駆動手段により駆動されて移動方向に移動させる装置においては、ガス吐出手段から吐出される乾燥用ガスの流速を、近接部材と乾燥用ガスの吐出位置との間隔に応じて調整するガス流速制御手段をさらに備えるのが好ましい。このように構成された装置では、ガス流速制御手段が上記間隔に応じてガス吐出手段から吐出される乾燥用ガスの流速を調整するため、上記間隔の大小にかかわらず、露出界面部に吹き付けられる乾燥用ガスの流速が安定し、その結果、乾燥処理を安定して良好に行うことができる。より具体的には、上記間隔が狭い間は比較的低流速でガスを吐出させる一方、上記間隔が広がるにしたがって流速を高めるように調整するのが望ましい。

また、近接部材の上流側端部の形状については、対向面と案内面とが鋭角をなすように構成するのが望ましい。このように構成することで、ガス吐出手段から吐出されて露出界面部に吹き付けられた乾燥用ガスを確実に案内面に導いて基板表面から離れるガス流を形成することができる。しかも、乾燥用ガスにより吹き飛ばされた露出界面部の液体を確実に案内面およびガス流に沿って基板表面から離間させることができる。その結果、吹き飛ばされた液体が再び基板表面に戻るのを防止する上で好適である。

また、近接部材に対して移動方向の下流側で基板表面にリンス液を供給してリンス処理を施すリンス液供給手段をさらに設けてもよい。これにより乾燥処理前にリンス処理を実行することができ、基板表面を清浄に保つことができる。

さらに、近接部材の対向面については、親水性材料で形成するのが望ましく、このように構成することで液密層を良好に形成することができる。また、近接部材の案内面についても、親水性材料で形成するのが望ましく、基板表面および液密層から吹き飛ばした液体を効率的に排出することができる。ここで、このような構成を採用するためには、例えば近接部材全体を石英で形成してもよい。

また、この発明は、液体で濡れた基板表面を乾燥させる基板処理方法であって、上記目的を達成するため、基板表面に対向する対向面と、該対向面を規定する辺部のうち所定の移動方向の上流側に位置する上流辺部と接続されるとともに該接続位置から移動方向の上流側を臨みながら基板表面から離れる方向に延設された案内面とを有する近接部材を、対向面が基板表面から離間するように配置する工程と、対向面と基板表面との間に液体を満たして液密層を形成する工程と、液密層が形成された状態を維持しつつ近接部材を基板に対して移動方向に相対移動させる工程と、基板表面を乾燥させるための乾燥用ガスを移動方向において近接部材の上流側から液密層の上流側界面に向けて吐出する工程とを備えたことを特徴としている。

このように構成された発明では、近接部材の対向面が基板表面から離間配置されるとともに該対向面と基板表面との間に液体が満たされて液密層が形成される。そして、この状態を維持しつつ近接部材が基板に対して所定の移動方向に相対移動する。これにより、移動方向における液密層の上流側で液密層を構成していた液体の一部が近接部材から外れて露出する。また、移動方向における近接部材の上流側から乾燥用ガスが液密層の上流側界面に向けて吐出される。このため、近接部材の相対移動に伴い露出した界面部分、すなわち露出界面部に対し、乾燥用ガスが吹き付けられ、この露出界面部を構成する液体が基板表面および液密層から吹き飛ばされて露出界面部に対応する基板表面領域が乾燥される。したがって、液滴を発生させることなく基板表面領域を乾燥させることができ、該基板表面領域でのウォーターマークの発生を確実に防止することができる。また、こうして乾燥される基板表面領域は近接部材の相対移動に伴って広がっていき、近接部材を基板全面に対して相対的にスキャンさせることでウォーターマークの発生を防止しながら基板表面全体を乾燥させることができる。

この発明によれば、基板表面から離間配置された対向面と基板表面との間に液体を満たして液密層を形成した状態で基板に対して近接部材を所定の移動方向に相対移動させるとともに、移動方向における近接部材の上流側から液密層の上流側界面に向けて乾燥用ガスを吐出するように構成している。このため、露出界面部に乾燥用ガスを選択的・集中的に吹き付けて該露出界面部に対向する基板表面領域を乾燥させることができる。その結果、液滴を発生させることなく基板表面領域を乾燥させることができ、該基板表面領域でのウォーターマークの発生を確実に防止することができる。また、基板表面領域に微細パターンが含まれる場合であったとしても、極めて短時間でパターン内に存在する液体が乾燥用ガスによって乾燥除去されるため、パターン倒壊を効果的に防止することができる。

＜第１実施形態＞
図１は、この発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を装備した基板処理システムの平面レイアウト図である。この基板処理システムでは、基板の表面に対して薬液処理およびリンス処理を施す湿式処理装置１と、その表面がリンス液などの液体で濡れた基板を乾燥する装置であり本願発明の基板処理装置に相当する乾燥処理装置２とが一定距離だけ離間して配置されるとともに、それらの間に基板搬送装置３が配置されている。これらの装置のうち、湿式処理装置１は基板の表面に薬液を供給して基板表面を洗浄した後、該基板表面に対して純水やＤＩＷ（=deionized water）などのリンス液を供給してリンス処理を施す装置である。そして、湿式処理装置１で最終的にリンス処理を受けた基板が基板搬送装置３により乾燥処理装置２に搬送されて乾燥処理が行われる。このように、本実施形態では、湿式処理と乾燥処理とは相互に分離されており、湿式処理装置１からはリンス液で表面が濡れた基板が基板搬送装置３により搬出され、リンス液で濡れたままの状態で乾燥処理装置２に搬送される。なお、湿式処理装置１および基板搬送装置３は従来より多用されている装置を用いているため、ここでは構成および動作の説明は省略する。一方、乾燥処理装置２は本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態に相当するものであり、以下のような特徴を有しているため、図面を参照しつつ詳述する。

図２は本発明の基板処理装置の第１実施形態たる乾燥処理装置の構成を示す平面図である。さらに、図３は図２の乾燥処理装置の部分拡大図である。この乾燥処理装置２では、装置本体１０内に基板保持ステージ（図示省略）が設けられており、基板表面ＷＳを上方に向けた状態で略水平姿勢で基板Ｗを保持可能となっている。また、装置本体１０内には、基板保持ステージに保持された基板Ｗを挟み込むようにボールネジ１２およびガイド１４が互いに平行配置されている。これらのうちボールネジ１２は、図２に示すように、水平方向Ｘに延設されている。そして、装置全体を制御する制御部１６からの動作指令にしたがってモータ駆動部１８がモータ２０を駆動すると、そのモータ駆動に応じてボールネジ１２が回転する。これによって、その一方端部がボールネジ１２に螺合された乾燥ヘッド２２を水平方向Ｘに往復移動可能としている。このようにモータ駆動部１８およびモータ２０が本発明の「駆動手段」として機能している。なお、ガイド１４は装置本体１０に固定されており、その中央部に乾燥ヘッド２２の他方端部が挿嵌されており、乾燥ヘッド２２が水平方向Ｘに安定して移動可能となるように乾燥ヘッド２２をガイド支持している。また、この実施形態では、水平方向Ｘのうち同図の左手方向（−Ｘ）に乾燥ヘッド２２を移動させることで後述する乾燥処理を実行しており、この水平方向（−Ｘ）が本発明の「所定の移動方向」に相当しているため、以下の説明においては、水平方向（−Ｘ）を単に「移動方向」と称する。

この乾燥ヘッド２２は、図３に示すように、ヘッド本体２４と、移動方向側でヘッド本体２４の下面側に取り付けられた石英製の近接部材２６とを備えている。この近接部材２６は垂直断面形状が略直角三角形となっている三角柱体であり、その一側面２８がリンス液で濡れた基板表面ＷＳと対向する対向面となっている。また、他の側面３０が移動方向の上流側（＋Ｘ）で、かつ上方を向いた面となっている。より詳しく説明すると、側面３０は対向面２８を規定する辺部のうち移動方向の上流側（＋Ｘ）に位置する上流辺部３２と接続されるとともに該接続位置から移動方向の上流側（＋Ｘ）を臨みながら基板表面ＷＳから離れる方向に延設されており、本発明の「案内面」に相当している。近接部材２６の移動方向に直交する方向の長さＬ１は、この実施形態では例えば基板Ｗの直径と同じ長さである。なお、上記長さＬ１は、基板Ｗの直径より多少長くてもよい。

また、近接部材２６の上流側端部では、対向面２８と案内面３０とが鋭角θをなしている。この角度θは、後述するように、窒素ガスにより吹き飛ばされたリンス液が案内面３０に沿って上昇しつつ流れるとともに、近接部材２６の移動方向の長さＬ２が構造上強度が得られる長さ（この実施形態では例えば５０ｍｍ）に形成することができるような値に設定されるものであって、この実施形態では例えば、５〜３０°で、好ましくは１５°である。

そして、このように構成された近接部材２６の対向面２８が基板表面ＷＳから僅かに離間するように近接部材２６を配置することで基板表面ＷＳにパドル状態で付着しているリンス層３４を構成するリンス液の一部が毛細管現象により対向面２８と基板表面ＷＳとで挟まれた空間全体に入り込んで液密層３６が形成される。この実施形態では、このようにして液密層３６が形成されるように乾燥ヘッド２２が配置されている。

乾燥ヘッド２２の上面には、移動方向の上流側に１本または複数本（図２の実施形態では５本）のガス供給用ポート３８が取り付けられるとともに、下流側に１本または複数本（図２の実施形態では４本）の排気・排液用ポート４０が取り付けられている。これらのガス供給用ポート３８はヘッド本体２４の内部に設けられた空気溜り４２に連通されており、制御部１６からの動作指令に応じてガス供給部４４が作動することでガス供給部４４から乾燥用ガスとして窒素ガスが空気溜り４２に供給される。さらに、空気溜り４２から斜め下方向に延設された細管部４６を介して窒素ガスが近接部材２６の上流側端部に向けて吐出される。細管部４６の窒素ガスを近接部材２６の上流側端部に吐出する吐出開口４６０は、スリット状に開口している。この吐出開口４６０の近接部材２６の移動方向に直交する方向の長さは、この実施形態では、近接部材２６の同方向の長さＬ１と等しく、基板Ｗの直径と同じ長さである。このため、上記のように近接部材２６と基板表面ＷＳとの間に形成された液密層３６の上流側界面に向けて窒素ガスが吐出されて後述するように液密層３６の上流側界面が吹き飛ばされて乾燥処理が実行される。このように、この実施形態では、空気溜り４２および細管部４６が設けられたヘッド本体２４が本発明の「ガス吐出手段」としての機能を有している。

また、この実施形態では、こうして吹き飛ばされるリンス液および窒素ガスを乾燥ヘッド２２から排出するために、図３（ａ）に示すように、近接部材２６の案内面３０に対応してヘッド本体２４に排出孔４８が設けられている。排出孔４８の下方側で、基板表面ＷＳに向かって開口４８０がスリット状に開いている。この開口４８０の、近接部材２６の移動方向に直交する方向の長さは、近接部材２６の同方向の長さＬ１と等しく、基板Ｗの直径と同じ長さである。この排出孔４８の上方側（同図の上側）が真っ直ぐ上方に伸びて排気・排液用ポート４０に連通される一方、下方側（同図の下側）が移動方向の上流側（＋Ｘ）に折れ曲がっており、その断面形状が略ブーツ状、すなわち折れ曲がり角度が鈍角のＬ字状となっている。このため、細管部４６から吐出された窒素ガスは液密層３６の上流側界面を経由して案内面３０に沿ったガス流を形成し、さらに排出孔４８および排気・排液用ポート４０を介して排気・排液部５０に回収される。また、細管部４６からの窒素ガスにより吹き飛ばされたリンス液も案内面３０に沿って基板表面ＷＳおよび液密層３６から離れ、さらにガス流によって排出孔４８および排気・排液用ポート４０を介して排気・排液部５０に回収される。

次に、上記のように構成された乾燥処理装置２における乾燥動作について説明する。湿式処理装置１により最終的にリンス処理を受けた基板Ｗの表面にはリンス液が付着しており、いわゆるパドル状のリンス層３４が形成されている。そして、基板搬送装置３はリンス液で濡れた状態のまま基板Ｗを乾燥処理装置２の基板保持ステージ上に搬送する。そして、基板Ｗが基板保持ステージに保持された後、制御部１６が装置各部を制御して乾燥処理を実行する。すなわち、モータ駆動部１８によりモータ２０を駆動することで乾燥ヘッド２２を移動方向（−Ｘ）に移動させるとともに、ガス供給部４４を作動させて乾燥用ガスとして窒素ガスを細管部４６の先端から吐出させる。

このように対向面２８と基板表面ＷＳとの間にリンス液（液体）が満たされて液密層３６が形成されており、例えば図４（ａ）に示す状態から同図（ｂ）に示す状態に近接部材２６が移動方向（−Ｘ）に移動すると、移動方向における液密層３６の上流側界面部が近接部材２６から外れて露出する。この露出した界面部、つまり露出界面部５２に対して細管部４６から吐出された窒素ガス（乾燥用ガス）が吹き付けられ、この露出界面部５２を構成するリンス液が基板表面ＷＳおよび液密層３６から吹き飛ばされて露出界面部５２に対応する基板表面領域が乾燥される。なお、こうして乾燥される基板表面領域は近接部材２６の移動に伴って広がっていき、近接部材２６を基板全面に対してスキャンさせることで基板表面ＷＳ全体を乾燥させることができる。

以上のように、この実施形態によれば、近接部材２６を基板表面ＷＳに対して近接させて液密層３６を形成した状態で近接部材２６を移動方向（−Ｘ）に移動させるとともに、移動方向における近接部材２６の上流側（＋Ｘ）から液密層３６の上流側界面に向けて窒素ガス（乾燥用ガス）を吐出している。このため、窒素ガスが露出界面部５２に選択的・集中的に吹き付けられることとなり、該露出界面部５２に対向する基板表面領域を乾燥することができる。その結果、液滴を発生させることなく基板表面領域を乾燥させることができ、該基板表面領域でのウォーターマークの発生を確実に防止することができる。

また、上記実施形態では、ヘッド本体２４に対して近接部材２６が取り付けられているため、窒素ガスの吐出位置（細管部４６の先端部）と液密層３６の上流側界面との離間距離は固定される。したがって、モータ２０の駆動により近接部材２６とヘッド本体２４とが離間距離だけ離間したまま一体的に移動することとなり、露出界面部５２に吹き付けられる窒素ガスの物理特性（流速や流量など）が安定し、その結果、乾燥処理を安定して良好に行うことができる。もちろん、近接部材２６とヘッド本体２４とを個別に移動させるように構成してもよいが、その場合には２つの駆動機構が必要となる。これに対し、本実施形態によれば、単一のモータ２０によって近接部材２６とヘッド本体２４とが駆動されるため、駆動構成を簡素化することができる。

また、図４に示すように基板表面領域に微細パターン５４が形成されていたとしても、極めて短時間でパターン５４内に入り込んでいるリンス液を窒素ガス（乾燥用ガス）によって乾燥除去することができ、パターン倒壊を効果的に防止することができる。というのも、本実施形態では、上記したように窒素ガスによる乾燥可能領域が上記した露出界面部５２に限定されるため、該露出界面部５２に対応する基板表面領域が直ちに乾燥されるからである。

さらに、細管部４６からの窒素ガスは同図の１点鎖線で示すように案内面３０に沿って基板表面ＷＳから離れていき、案内面３０に沿ったガス流を形成する。そして、窒素ガスにより基板表面ＷＳから吹き飛ばされたリンス液はガス流により基板表面ＷＳから離れていき、排出孔４８および排気・排液用ポート４０を介して排気・排液部５０に確実に回収される。このため、窒素ガスにより吹き飛ばされたリンス液が再び基板表面ＷＳに戻るのを効果的に防止することができる。しかも、この実施形態では近接部材２６全体を石英で形成しているため、案内面３０はリンス液に対して親水性を有しているため、窒素ガスにより吹き飛ばされたリンス液は案内面３０に沿って排気・排液用ポート４０側に移動することとなり、リンス液の排液を確実に行うことができる。また、近接部材２６の上流側端部は対向面２８と案内面３０とが鋭角θをなすように構成されているため、リンス液および窒素ガスの排出を確実に行う点で有利である。つまり、対向面２８に対して案内面３０が鋭角θとなっているため、露出界面部５２に吹き付けられた窒素ガスおよび該窒素ガスにより吹き飛ばされたリンス液が効率よく案内面３０を介して排気・排液用ポート４０側に導かれ、排気・排液部５０に確実に回収される。

＜第２実施形態＞
図５はこの発明にかかる基板処理装置の第２実施形態たる乾燥処理装置を示す平面図である。また、図６は図５の乾燥処理装置の部分拡大図である。この第２実施形態にかかる乾燥処理装置２が第１実施形態と大きく相違する点は、近接部材２６の対向面２８と基板表面ＷＳとの間にリンス液を供給して液密層３６を形成するための構成（本発明の「液体供給手段」に相当）が追加されている点である。なお、その他の構成および動作は第１実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。

この実施形態では、乾燥ヘッド２２の上面に、移動方向の最下流側に１本または複数本（図５の実施形態では５本）のリンス液供給用ポート５６がさらに取り付けられている。これらのリンス液供給用ポート５６はヘッド本体２４の内部に設けられた供給通路５８に連通されている。また、この供給通路５８は近接部材２６の内部に設けられた供給通路６０に接続されている。そして、制御部１６からの動作指令に応じてリンス液供給部６２が作動することでリンス液供給部６２から追加のリンス液がリンス液供給用ポート５６、供給通路５８、６０を介して近接部材２６と基板表面ＷＳとに挟まれた空間に供給される。したがって、必要に応じてリンス液供給部６２からリンス液を供給することで、近接部材２６と基板表面ＷＳとに挟まれた空間にリンス液が補充されて液密層３６を確実に、しかも安定して形成することができる。特に、毛細管現象のみでは液密層３６の形成が難しい場合などにおいて、非常に有効である。

＜第３実施形態＞
図７はこの発明にかかる基板処理装置の第３実施形態たる乾燥処理装置を示す平面図である。この第３実施形態では、移動方向において乾燥ヘッド２２の初期位置（同図の右端位置）の下流側（−Ｘ）、より具体的には基板中央の上方位置にリンス液供給用のノズル６４が１本または複数本（図７の実施形態では５本）設けられており、リンス液供給部６６からリンス液を供給可能に構成されている。そして、制御部１６からの動作指令に応じてリンス液供給部６６が作動すると、各ノズル６４からリンス液が基板表面ＷＳに向けて吐出されて装置２において基板Ｗに対するリンス処理が実行される。したがって、同一装置２内でリンス処理を実行した後、上記第１実施形態と同様にして乾燥処理を実行することが可能となっており、リンス処理完了から乾燥処理までの時間を短縮して基板表面ＷＳの清浄度を高めることができる。このように、第３実施形態では、ノズル６４およびリンス液供給部６６により本発明の「リンス液供給手段」が構成されているが、ノズルの本数や配設位置などに関しては本実施形態に限定されるものではない。

＜その他＞
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、近接部材２６は乾燥ヘッド２２の移動方向Ｘに対してほぼ直交する方向（例えば図２の上下方向）に基板Ｗと同一あるいはそれよりも長く伸びる棒状形状を有しているが、近接部材２６の外形形状はこれに限定されるものではなく、例えば図８に示すように基板Ｗに対応した半円環形状を有するものを用いてもよい。また、上記実施形態では、基板Ｗを固定配置した状態で近接部材２６を移動させて乾燥処理を実行しているが、基板側も同時に移動させるように構成してもよい。また、近接部材２６を固定配置する一方、基板Ｗのみを移動させてもよい。要は、基板表面ＷＳから離間配置された対向面２８と基板表面ＷＳとの間にリンス液を満たして液密層３６を形成した状態で、基板Ｗに対して近接部材２６を移動方向に相対移動させるように構成すればよい。

また、近接部材２６の形状については上記実施形態のように対向面２８に対して案内面３０が鋭角θとなるように構成されているが、近接部材２６の形状はこれに限定されるものではなく、対向面２８を規定する上流辺部３２（図３）との接続位置から移動方向の上流側（＋Ｘ）を臨みながら基板表面ＷＳから離れる方向に延設された案内面を設けることで窒素ガスおよび該窒素ガスにより吹き飛ばされたリンス液を排気・排液用ポート４０側に排出することができる。

また、上記実施形態では、近接部材２６を石英製としているが、本発明はこれに限られない。ここで、液密層３６を良好に形成するためには、近接部材２６の対向面２８を親水性材料で形成するのが望ましい。また、近接部材２６の案内面３０についても、基板表面ＷＳおよび液密層３６から吹き飛ばした液体を効率的に排出するためには、親水性材料で形成するのが望ましい。

また、上記実施形態では、近接部材２６と窒素ガスの吐出位置（細管部４６の先端部）との離間距離は固定されているが、基板Ｗに対する近接部材２６の相対移動に伴って上記離間距離が変化する装置に対しても本発明を適用することができる。ただし、細管部４６の先端部から吐出される窒素ガスの流速を固定していたのでは離間距離の変化に伴って露出界面部５２に吹き付けられる窒素ガスの物理特性（流速や流量など）が変動し、乾燥処理が不安定となる。そこで、このように上記離間距離が変化する装置では、制御部１６が本発明の「ガス流速制御手段」として機能する、つまりガス供給部４４から供給される窒素ガスの流速や流量などを制御して細管部４６の先端部から吐出される窒素ガスの流速を調整するように構成するのが望ましい。例えば離間距離が狭い間は比較的低流速で窒素ガスを吐出させる一方、上記間隔が広がるにしたがって流速を高めるように調整すると、上記離間距離の変化にかかわらず、露出界面部５２に吹き付けられる窒素ガス（乾燥用ガス）の流速が安定し、その結果、乾燥処理を安定して良好に行うことができる。

また、上記実施形態では、細管部４６の吐出開口４６０をスリット状に開口形成しているが、本発明はこれに限られず、多数の孔口として形成してもよい。すなわち、図１０に示すように、空気溜り４２をマニホールド（分岐管）として形成し、このマニホールド４２に連通する複数の細管部を連設するようにしてもよい。なお、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の要部拡大図であり、マニホールド４２に連通する各細管部の各吐出開口４６１を示している。この場合、好ましくは、各吐出開口４６１を円形とし、それらの直径を０．５ｍｍとし、各吐出開口４６１間の距離を１．５ｍｍ〜２ｍｍピッチとする。こうすることで、窒素ガスの吐出をより均等化することができる。

また、上記実施形態では略円盤状の基板Ｗに対して乾燥処理を施しているが、本発明にかかる基板処理装置の適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば液晶表示用ガラス基板などのように角型基板の基板表面を乾燥させる基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。例えば図９に示すように、本発明の「駆動手段」に相当する複数の搬送ローラ６８を搬送方向（＋Ｘ）に配置するとともに、該搬送ローラ６８により基板Ｗを搬送しながら上記第１実施形態と同一構成の乾燥ヘッド２２を固定配置してもよい。この乾燥処理装置２においては、基板Ｗが搬送方向（＋Ｘ）に搬送されるため、本発明の「所定の移動方向」は搬送方向と反対の方向（−Ｘ）に相当するが、基本的な動作は上記実施形態と全く同一であり、同様の作用効果が得られる。

また、上記実施形態では、乾燥処理装置２と湿式処理装置１とを分離して構成しているが、両者を同一装置内に配置してもよい。例えば湿式処理装置１に乾燥ヘッド２２を組み込み、リンス処理が完了した後にリンス処理済の基板に対して乾燥ヘッド２２を移動方向にスキャンさせて上記実施形態と同様にして乾燥処理を実行するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、乾燥処理を施すべき基板表面ＷＳが上方を向いた状態で該基板Ｗに対して乾燥ヘッド２２を移動方向に相対移動させて乾燥処理を行っているが、基板姿勢はこれに限定されるものではない。

さらに、上記実施形態では、リンス液で濡れた基板表面ＷＳを乾燥させているが、リンス液以外の液体で基板表面を乾燥させる基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などを含む基板全般の表面に対して乾燥処理を施す基板処理装置に適用することができる。

本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を装備した基板処理システムの平面レイアウト図である。 本発明の第１実施形態たる乾燥処理装置の構成を示す平面図である。 図２の乾燥処理装置の部分拡大図である。 図２の乾燥処理装置の動作を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態たる乾燥処理装置を示す平面図である。 図５の乾燥処理装置の部分拡大図である。 本発明の第３実施形態たる乾燥処理装置を示す平面図である。 本発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す平面図である。 本発明にかかる基板処理装置の別の実施形態を示す斜視図である。 本発明にかかる基板処理装置のさらに別の実施形態を示す平面図である。

符号の説明

２…乾燥処理装置（基板処理装置）、１６…制御部（ガス流速制御手段）、２０…モータ（駆動手段）、２２…乾燥ヘッド、２４…ヘッド本体（ガス吐出手段）、２６…近接部材、２８…（近接部材の）対向面、３０…（近接部材の）案内面、３２…上流辺部、３６…液密層、４２…空気溜り（ガス吐出手段）、４６…細管部（ガス吐出手段）、５２…露出界面部、５８，６０…供給通路（液体供給手段）、６２…リンス液供給部（液体供給手段）、６４…ノズル（リンス液供給手段）、６６…リンス液供給部（リンス液供給手段）、６８…搬送ローラ（駆動手段）、Ｗ…基板、ＷＳ…基板表面、Ｘ…移動方向、θ…鋭角

Claims (13)

1. 液体で濡れた基板表面を乾燥させる基板処理装置において、
   前記基板表面に対向する対向面を有し、該対向面が前記基板表面から離間配置されるとともに該対向面と前記基板表面との間に前記液体が満たされて液密層が形成された状態で、前記基板に対して所定の移動方向に相対移動自在な近接部材と、
   前記近接部材を前記基板に対して前記移動方向に相対移動させる駆動手段と、
   前記基板表面を乾燥させるための乾燥用ガスを吐出するガス吐出手段とを備え、
   前記近接部材は、前記対向面を規定する辺部のうち前記移動方向の上流側に位置する上流辺部と接続されるとともに該接続位置から前記移動方向の上流側を臨みながら前記基板表面から離れる方向に延設された案内面をさらに有し、
   前記ガス吐出手段は、前記移動方向において、前記近接部材の上流側に配置されるとともに前記液密層の上流側界面に向けて前記乾燥用ガスを吐出する
   ことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記液体が毛細管現象により前記基板表面と前記対向面とに挟まれた空間全体に入り込んで前記液密層を形成するような前記対向面が前記基板表面に近接する位置に、前記近接部材が配置されている請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記基板表面と前記対向面とに挟まれた空間に連通して、該空間に前記液体を供給して充満させて前記液密層を形成する液体供給手段をさらに備える請求項１記載の基板処理装置。
4. 前記基板に対する前記近接部材の相対移動中に、前記近接部材と前記乾燥用ガスの吐出位置との間隔が予め定められた離間距離に保たれる請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記駆動手段は前記近接部材と前記ガス吐出手段とを前記離間距離だけ離間したまま一体的に移動させる請求項４記載の基板処理装置。
6. 前記ガス吐出手段は、ガス供給部に連通する空気溜りと、この空気溜りから表面まで延設される細管部とが内部に設けられたヘッド本体を備え、
   前記近接部材は、前記ヘッド本体の下面側であって前記移動方向において前記細管部より下流側に取り付けられ、
   前記駆動手段は、前記近接部材が取り付けられた前記ヘッド本体を移動させる請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記ガス吐出手段は固定配置される一方、前記近接部材は前記駆動手段により駆動されて前記移動方向に移動する請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記ガス吐出手段から吐出される乾燥用ガスの流速を、前記近接部材と前記乾燥用ガスの吐出位置との間隔に応じて調整するガス流速制御手段をさらに備えた基板処理装置。
8. 前記近接部材の上流側端部では、前記対向面と前記案内面とが鋭角をなしている請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置。
9. 前記近接部材に対して前記移動方向の下流側で前記基板表面にリンス液を供給してリンス処理を施すリンス液供給手段をさらに備えた請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置。
10. 前記近接部材では前記対向面が親水性材料で形成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の基板処理装置。
11. 前記近接部材では前記案内面が親水性材料で形成されている請求項１ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置。
12. 前記近接部材全体が石英で形成されている請求項１０または１１記載の基板処理装置。
13. 液体で濡れた基板表面を乾燥させる基板処理方法において、
    前記基板表面に対向する対向面と、該対向面を規定する辺部のうち所定の移動方向の上流側に位置する上流辺部と接続されるとともに該接続位置から前記移動方向の上流側を臨みながら前記基板表面から離れる方向に延設された案内面とを有する近接部材を、前記対向面が前記基板表面から離間するように配置する工程と、
    前記対向面と前記基板表面との間に前記液体を満たして液密層を形成する工程と、
    前記液密層が形成された状態を維持しつつ前記近接部材を前記基板に対して前記移動方向に相対移動させる工程と、
    前記基板表面を乾燥させるための乾燥用ガスを前記移動方向において前記近接部材の上流側から前記液密層の上流側界面に向けて吐出する工程と
    を備えたことを特徴とする基板処理方法。

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