JP2007134408A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥に寄与する空間を小さくすることにより、迅速に乾燥処理雰囲気にすることができ、イソプロピルアルコールの使用効率を高めることができる。
【解決手段】可動板２３の下面からイソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスが基板Ｗに流下するので、基板Ｗの乾燥が促進される。このときイソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスが供給されるのは、処理槽１の内部と、開閉機構２１とシール板２５との間の小さな空間だけでよい。よって、チャンバ１１の内部全体を乾燥処理雰囲気とする従来技術に比較して極めて小さな空間を乾燥処理雰囲気とするだけでよいので、空間を迅速に乾燥処理雰囲気とすることができ、イソプロピルアルコールの使用効率を高くできる。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板を処理液によって処理する基板処理装置に係り、特に、イソプロピルアルコール等の有機溶剤を含んだ窒素ガス等の不活性ガスを供給して乾燥処理を行う技術に関する。

従来、この種の基板処理装置として、処理液を貯留し、基板を収容して基板に対する処理を行う処理槽と、この処理槽の周囲を囲うチャンバと、基板を支持し、処理槽の内部にあたる処理位置と、処理槽の上方であってチャンバの内部にあたる待機位置とにわたって昇降する昇降支持機構と、チャンバの内部上方に取り付けられ、チャンバ内にイソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスを供給するノズルとを備えているものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。

このように構成された装置では、例えば、純水を貯留している処理槽にて基板に対する洗浄処理を行った後、ノズルからイソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスを供給してチャンバ内を乾燥処理雰囲気とする。そして、昇降支持機構により基板を処理槽の上方に引き上げ、基板に付着している純水をイソプロピルアルコールで置換して乾燥を促進する。
特開２００４−６３５１３号公報（図１）

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、チャンバ内で基板を昇降させる昇降支持機構がノズルと干渉することを避けるために、チャンバ内の高い位置にノズルを取り付けているので、基板の乾燥に寄与する空間を乾燥処理雰囲気にするのに時間を要するという問題がある。また、乾燥処理雰囲気にする必要がある空間の容量が大きいので、基板の乾燥処理におけるイソプロピルアルコールの使用効率が低いという問題もある。

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、乾燥に寄与する空間を小さくすることにより、迅速に乾燥処理雰囲気にすることができ、イソプロピルアルコールの使用効率を高めることができる基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、処理液により基板を処理する基板処理装置において、処理液を貯留し、基板を収容して処理液により基板に対する処理を行う処理槽と、前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、基板を支持しつつ、前記処理槽内部の処理位置と、前記チャンバ内における前記処理槽の上方の待機位置とにわたって昇降する昇降支持機構と、前記処理槽の処理液を排出する排出部と、前記処理槽の上部を開閉する開閉機構と、前記開閉機構に設けられ、前記開閉機構が閉止され、かつ前記排出部から処理液を排出させた状態で、前記処理槽内部に向けて有機溶剤を含む不活性ガスを供給する下方ノズルと、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、開閉機構が閉止され、処理槽内の処理液が排出部から排出された状態で、処理槽の上部に配設された下方ノズルから不活性ガスが供給される。チャンバ内部全体を乾燥処理雰囲気とする従来技術に比較して極めて小さな空間を乾燥処理雰囲気とするだけでよいので、空間を迅速に乾燥処理雰囲気とすることができ、有機溶剤の使用効率を高くすることができる。

また、本発明において、前記開閉機構に設けられ、前記開閉機構が閉止され、かつ前記昇降支持機構を待機位置へ移動させた状態で、待機位置にある基板に向けて有機溶剤を含む不活性ガスを供給する上方ノズルをさらに備えていることが好ましい（請求項２）。待機位置に移動された基板に、さらに上方ノズルから有機溶剤を含んだ不活性ガスを供給するので、乾燥をさらに促進することができる。また、下方ノズルだけでは乾燥しづらい基板の下部を良好に乾燥させることができる。

また、本発明において、前記開閉機構より下方であって、前記処理槽と前記チャンバの内壁との間に設けられ、前記チャンバ内の下部位置を囲うシール板をさらに備えていることが好ましい（請求項３）。不活性ガスが供給される空間を開閉機構より下方にあたるチャンバ下部だけに限定でき、乾燥効率を向上することができる。

また、本発明において、前記開閉機構は、前記処理槽上部に対して開閉可能な一対の板状部材を備え、前記下方ノズルは、前記板状部材内部に形成され、有機溶剤を含む不活性ガスが供給される下方側供給路と、前記板状部材の前記処理槽側に形成され、前記下方側供給路に連通接続された複数の下方側供給口とを備えていることが好ましい（請求項４）。下方側供給路に不活性ガスを供給すると、複数の下方側供給口を通して不活性ガスが供給されるので、基板の上部に対してムラなく均一に供給できる。

また、本発明において、前記板状部材の前記処理槽側に設けられた多孔質部材をさらに備えていることが好ましい（請求項５）。下方側供給路に不活性ガスを供給すると、複数の下方側供給口及び多孔質部材を通して不活性ガスが供給されるので、基板の上部に対してより均一に供給できる。

また、本発明において、前記開閉機構は、前記処理槽上部に対して開閉可能な一対の板状部材を備え、前記上方ノズルは、前記板状部材内部に形成され、有機溶剤を含む不活性ガスが供給される上方側供給路と、前記板状部材の前記処理槽側とは反対側に形成され、前記上方側供給路に連通接続された複数の上方側供給口とを備えていることが好ましい（請求項６）。上方側供給路に不活性ガスを供給すると、複数の上方側供給口を通して不活性ガスが供給されるので、基板の下部に対してムラなく均一に供給できる。

また、本発明において、前記板状部材の前記処理槽側とは反対側に設けられた多孔質部材をさらに備えていることが好ましい（請求項７）。上方側供給路に不活性ガスを供給すると、複数の上方側供給口及び多孔質部材を通して不活性ガスが供給されるので、基板の下部に対してより均一に供給できる。

請求項８に記載の発明は、処理液により基板を処理する基板処理装置において、処理液を貯留し、基板を収容して処理液により基板に対する処理を行う処理槽と、前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、基板を支持しつつ、前記処理槽内部の処理位置と、前記チャンバ内における前記処理槽の上方の待機位置とにわたって昇降する昇降支持機構と、前記処理槽の上部を開閉する開閉機構と、前記開閉機構に設けられ、前記開閉機構が閉止され、かつ前記昇降支持機構を待機位置へ移動させた状態で、待機位置にある基板に向けて有機溶剤を含む不活性ガスを供給する上方ノズルと、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項８に記載の発明によれば、開閉機構が閉止され、基板を待機位置に移動させた状態で、処理槽の上部に配設された上方ノズルから不活性ガスが供給される。チャンバ内部全体を乾燥処理雰囲気とする従来技術に比較して小さな空間を乾燥処理雰囲気とするだけでよいので、空間を迅速に乾燥処理雰囲気とすることができ、有機溶剤の使用効率を高くすることができる。また、基板に付着している液滴が流下してくる場所にあたる基板の下部は乾燥しづらいが、上方ノズルにより基板の下方から不活性ガスを供給することにより、基板の下部であっても良好に乾燥させることができる。

また、本発明において、前記開閉機構は、前記処理槽上部に対して開閉可能な一対の板状部材を備え、前記上方ノズルは、前記板状部材内部に形成され、有機溶剤を含む不活性ガスが供給される上方側供給路と、前記板状部材の前記処理槽側とは反対側に形成され、前記上方側供給路に連通接続された複数の上方側供給口とを備えていることが好ましく（請求項９）、前記チャンバは、前記昇降支持機構を待機位置へ移動させた状態で、待機位置にある基板に向けて有機溶剤を含む不活性ガスを供給する固定ノズルを備えているが好ましい（請求項１０）。

本発明に係る基板処理装置によれば、処理槽内の処理液が排出される際に、処理槽の上部に配設された下方ノズルから処理槽内に不活性ガスが供給される。チャンバ内部全体を乾燥処理雰囲気とする従来技術に比較して極めて小さな空間を乾燥処理雰囲気とするだけでよいので、空間を迅速に乾燥処理雰囲気とすることができ、イソプロピルアルコールの使用効率を高くできる。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。

処理槽１は、処理液を貯留し、基板Ｗを内部に収容して、基板Ｗに対して処理液により洗浄、エッチング等の処理を行う。この処理槽１は、内槽３と外槽５とを備えている。内槽３は、底部両側に、処理液を内槽３内へ供給する一対の噴出管７を備え、底部中央に内槽３から処理液を排出するための排出部９を備えている。外槽５は、内槽３から溢れた処理液を回収して排出する。

処理槽１は、その周囲全体がチャンバ１１で囲われている。チャンバ１１は、その上部開口１３がシャッタ１５で開閉自在となっている。チャンバ１１は、処理槽１の上方に、基板Ｗが乾燥処理のために一時的に位置される待機位置ＷＰが形成できる内容量と高さを備えている。

昇降支持機構１７は、内槽３の内部にあたる処理位置ＰＰと、上記待機位置ＷＰと、チャンバ１１の上方にあたる待避位置ＯＰとにわたり、保持部１９を昇降移動させる。保持部１９は、複数枚の基板Ｗを起立姿勢で保持する。

処理槽１の上部には、開閉機構２１が配設されている。開閉機構２１は、一対の可動板２３で構成されている。各可動板２３は、それぞれ一端辺を軸にして処理槽１の上部に対して開閉自在に構成されている。各可動板２３は、一端辺がチャンバ１１の内壁近くに配置されているが、チャンバ１１内の気体等をある程度流下させる必要があるので、一定の隙間が意図的に設けられ、隙間なく完全に閉塞するものではない。詳細は後述するが、可動板２３は、その上下面にノズルを備えている。

上記の開閉機構２１より下方であって、処理槽１とチャンバ１１の内壁との間には、チャンバ１１の下部空間を緩く囲うシール板２５が配備されている。シール板２５は、チャンバ１１内の気体等がある程度流通するのを許容する必要があるので、完全に閉塞する構造ではない。このシール板２５があることにより、後述するように、下方に向けて供給される不活性ガスがシール板２５より下方の空間に大量に供給されるのが抑制されるので、より有機溶剤であるイソプロピルアルコールの使用効率を向上できる。

上述した噴出管７には、供給管２７の一端側が連通接続され、その他端側が純水供給源２９に連通接続されている。供給管２７には、上流側から、ミキシングバルブ３１と制御弁３３が配設されている。ミキシングバルブ３１は、複数種類の薬液を供給管２７に注入し、制御弁３３は、供給管２７を流通する処理液の流量及びその流通を開閉制御する。

開閉機構２１には、第１供給管３５の一端側が連通接続され、その他端側が窒素ガス供給源３７に連通接続されている。第１供給管３５には、副供給管３９が連通接続されている。この副供給管３９は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）供給源４１に連通接続されており、副供給管３９に配設されている開閉弁４３を開放することでイソプロピルアルコールが第１供給管３５に注入されて窒素ガスに混合される。副供給管３９が第１供給管３５に連通されている箇所より上流側には、第１供給管３５を流通する窒素ガスの流通を制御する開閉弁４５が配設されている。第１供給管３５における開閉弁４５及び副供給管３９の配設箇所よりも上流側の一部位には、第２供給管４７が第１供給管３５から分岐して設けられている。第２供給管４７は、開閉機構２１に連通接続されており、流通が開閉弁４９で制御される。開閉弁４９の下流側にあたる第２供給管４７には、上記副供給管３９が連通接続されており、開閉弁５０によってイソプロピルアルコールの流通が制御される。

チャンバ１１の上部には、チャンバ１１の内部に窒素ガスまたはイソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスを供給するための固定ノズル５１が配設されている。固定ノズル５１には、第３供給管５３の一端側が連通接続され、その他端側が第１供給管３５に連通接続されている。その連通箇所は、開閉弁４５及び副供給管３９の連通箇所より上流である。第３供給管５３は、開閉弁５５を備えており、開閉弁５５の開閉により固定ノズル５１からの窒素ガスの供給が制御される。開閉弁５５の下流側にあたる第３供給管５３には、副供給管３９が連通接続されており、開閉弁５４によってイソプロピルアルコールの流通が制御される。

次に、図２を参照して、上述した開閉機構２１について詳細に説明する。なお、図２は、開閉機構の概略構成を示す縦断面図である。

開閉機構２１を構成している一対の可動板２３は、板状部材５７を備えている。この板状部材５７には、内部において処理槽１側には下方側供給路６３が形成されているとともに、処理槽１とは反対側には上方側供給路６５が形成されている。さらに、この板状部材５７には、処理槽１側において下方側供給路６３と連通接続された複数の下方側連通口６７が形成されているとともに、処理槽１側と反対側において上方側供給路６５と連通接続された複数の上方側連通口６９が形成されている。

下方側供給路６３には、第２供給管４７が連通接続され、上方側供給路６５には、第１供給管３５が連通接続されている。板状部材５７の処理槽１側には下方側多孔質部材５９が設けられているとともに、処理槽１と反対側には上方側多孔質部材６１が設けられている。開閉弁４９，５０（図１参照）が開放されると、イソプロピルアルコールを含む窒素ガスが第２供給管４７から下方側供給路６３へ供給され、さらに複数の下方側連通口６７から下方側多孔質部材５９を通して、下方に向けて噴射される。また、開閉弁４３，４５（図１参照）が開放されると、イソプロピルアルコールを含む窒素ガスが第１供給管３５から上方側供給路６５へ供給され、さらに複数の上方側連通口６９から上方側多孔質部材６１を通して、上方へ向けて噴射される。

なお、下方側供給路６３、第２供給管４７、下方側連通口６７及び下方側多孔質部材５９が本発明における下方ノズルに相当し、上方側供給路６５、第１供給管３５、上方側連通口６９及び上方側多孔質部材６１が本発明における上方ノズルに相当する。

次に、図３〜６を参照して、上述したように構成されている基板処理装置の動作について説明する。なお、図３〜６は、動作説明に供する図である。

シャッタ１５及び開閉機構２１が開放され、昇降支持手段１７が基板Ｗを支持した状態で待避位置ＯＰから内槽３内の処理位置ＰＰにまで下降する（図３）。なお、このとき開閉弁５５だけが開放され、固定ノズル５１から窒素ガスがチャンバ１１内に供給されている。窒素ガスによりパージされるチャンバ１１内の気体は、シール板２５とチャンバ１１との隙間等を通り、チャンバ１１の底部にある排出部９を通してチャンバ１１外へ排出される。基板Ｗが処理位置ＰＰに移動された後、シャッタ１５及び開閉機構２１が閉止される。そして、薬液を含む処理液が一対の噴出管７から内槽３に供給されて基板Ｗに対する所定の処理が行われる。その後、処理液として純水だけが噴出管７から内槽３へ供給され、基板Ｗに対して純水による洗浄処理が所定時間にわたって行われる。

純水による洗浄処理が終わると、排出部９が開放され、内槽３内の純水が排出部９を通して急速に排出されるとともに、開閉弁４９，５０が開放される（図４）。すると、イソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスが可動板２３の板状部材５７内の下方側供給路６３に供給される。急速排水により、基板Ｗは純水から露出することになるが、下方側連通口６７及び下方側多孔質部材５９を通してイソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスが基板Ｗに流下するので、基板Ｗに付着している純水の液滴がイソプロピルアルコールで置換されて乾燥が促進される。このときイソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスが供給されるのは、処理槽１の内部と、開閉機構２１とシール板２５との間の小さな空間だけでよい。したがって、チャンバ１１の内部全体を乾燥処理雰囲気とする従来技術に比較して極めて小さな空間を乾燥処理雰囲気とするだけでよいので、空間を迅速に乾燥処理雰囲気とすることができ、イソプロピルアルコールの使用効率を高くすることができる。

次に、開閉弁４９，５０を閉止するとともに、開閉機構２１を開放し、昇降支持機構１７を処理位置ＰＰから待機位置ＷＰまで上昇させる（図５）。次いで、開閉機構２１を閉止するとともに、開閉弁４３，４５を開放する（図６）。すると、イソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスが可動板２３の板状部材５７の上方側供給路６５に供給され、イソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスが、上方側連通口６９及び上方側多孔質部材６１を通して待機位置ＰＰにある基板Ｗの下部に向けて下方から供給される。また、このとき、開閉弁５４，５５が開放され、イソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスが固定ノズル５１から待機位置ＰＰにある基板Ｗの上部に向けて上方から供給される。これにより、基板Ｗの乾燥をさらに促進することができ、上方からの供給だけでは乾燥しづらい基板Ｗの下部を良好に乾燥させることができる。

上記のように基板Ｗを待機位置ＷＰに所定時間だけ待機させた後、開閉弁４３，４５を閉止するとともに、シャッタ１５を開放し、昇降支持機構１７により基板Ｗを待機位置ＷＰから待避位置ＯＰに搬出する。これにより基板Ｗに対する洗浄及び乾燥処理が完了する。

本発明は、上述した実施形態だけに限定されるものではなく、以下のように変形実施することができる。

（１）開閉機構２１には、上方ノズルと下方ノズルの両方を必ずしも備える必要はなく、下方ノズルだけやあるいは上方ノズルだけとしてもよい。上方ノズルだけとした場合には、基板Ｗを待機位置ＷＰに移動した後に、イソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスを供給して乾燥処理を行う。このような構成としても、チャンバ１１の内部全体を乾燥処理雰囲気とする従来技術に比較して小さな空間を乾燥処理雰囲気とするだけでよいので、待機位置ＷＰの空間を迅速に乾燥処理雰囲気とすることができ、イソプロピルアルコールの使用効率を高くすることができる。また、基板Ｗに付着している液滴が流下してくる場所にあたる基板Ｗの下部は乾燥しづらいが、基板Ｗの下方から供給する形態とすることにより、基板Ｗの下部であっても良好に乾燥させることができる

（２）開閉機構２１は、閉止時にチャンバ１１の下部を閉塞する大きさを備えているが、処理槽１の上部だけを閉塞する大きさとしてもよい。このように構成しても、窒素ガスを供給する空間が処理槽１だけとなり、上記同様の効果を奏する。

（３）イソプロピルアルコールを窒素ガスに混合したガスを供給するようにしているが、窒素ガスとは異なる不活性ガスを採用してもよい。

実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。 開閉機構の概略構成を示す縦断面図である。 動作説明に供する図である。 動作説明に供する図である。 動作説明に供する図である。 動作説明に供する図である。

符号の説明

Ｗ … 基板
１ … 処理槽
３ … 内槽
５ … 外槽
９ … 排出部
１１ … チャンバ
ＷＰ … 待機位置
ＰＰ … 処理位置
１７ … 昇降支持機構
２１ … 開閉機構
２３ … 可動板
２５ … シール板
３５ … 第１供給管
３９ … 副供給管
４１ … イソプロピルアルコール供給源
４７ … 第２供給管
５１ … 固定ノズル
５９ … 下方側多孔質部材
６１ … 上方側多孔質部材

Claims (10)

1. 処理液により基板を処理する基板処理装置において、
   処理液を貯留し、基板を収容して処理液により基板に対する処理を行う処理槽と、
   前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、
   基板を支持しつつ、前記処理槽内部の処理位置と、前記チャンバ内における前記処理槽の上方の待機位置とにわたって昇降する昇降支持機構と、
   前記処理槽の処理液を排出する排出部と、
   前記処理槽の上部を開閉する開閉機構と、
   前記開閉機構に設けられ、前記開閉機構が閉止され、かつ前記排出部から処理液を排出させた状態で、前記処理槽内部に向けて有機溶剤を含む不活性ガスを供給する下方ノズルと、
   を備えていることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記開閉機構に設けられ、前記開閉機構が閉止され、かつ前記昇降支持機構を待機位置へ移動させた状態で、待機位置にある基板に向けて有機溶剤を含む不活性ガスを供給する上方ノズルをさらに備えていることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または２に記載の基板処理装置において、
   前記開閉機構より下方であって、前記処理槽と前記チャンバの内壁との間に設けられ、前記チャンバ内の下部位置を囲うシール板をさらに備えていることを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記開閉機構は、前記処理槽上部に対して開閉可能な一対の板状部材を備え、
   前記下方ノズルは、前記板状部材内部に形成され、有機溶剤を含む不活性ガスが供給される下方側供給路と、前記板状部材の前記処理槽側に形成され、前記下方側供給路に連通接続された複数の下方側供給口とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項４に記載の基板処理装置において、
   前記板状部材の前記処理槽側に設けられた多孔質部材をさらに備えていることを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記開閉機構は、前記処理槽上部に対して開閉可能な一対の板状部材を備え、
   前記上方ノズルは、前記板状部材内部に形成され、有機溶剤を含む不活性ガスが供給される上方側供給路と、前記板状部材の前記処理槽側とは反対側に形成され、前記上方側供給路に連通接続された複数の上方側供給口とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項６に記載の基板処理装置において、
   前記板状部材の前記処理槽側とは反対側に設けられた多孔質部材をさらに備えていることを特徴とする基板処理装置。
8. 処理液により基板を処理する基板処理装置において、
   処理液を貯留し、基板を収容して処理液により基板に対する処理を行う処理槽と、
   前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、
   基板を支持しつつ、前記処理槽内部の処理位置と、前記チャンバ内における前記処理槽の上方の待機位置とにわたって昇降する昇降支持機構と、
   前記処理槽の上部を開閉する開閉機構と、
   前記開閉機構に設けられ、前記開閉機構が閉止され、かつ前記昇降支持機構を待機位置へ移動させた状態で、待機位置にある基板に向けて有機溶剤を含む不活性ガスを供給する上方ノズルと、
   を備えていることを特徴とする基板処理装置。
9. 請求項８に記載の基板処理装置において、
   前記開閉機構は、前記処理槽上部に対して開閉可能な一対の板状部材を備え、
   前記上方ノズルは、前記板状部材内部に形成され、有機溶剤を含む不活性ガスが供給される上方側供給路と、前記板状部材の前記処理槽側とは反対側に形成され、前記上方側供給路に連通接続された複数の上方側供給口とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の基板処理装置において、
    前記チャンバは、前記昇降支持機構を待機位置へ移動させた状態で、待機位置にある基板に向けて有機溶剤を含む不活性ガスを供給する固定ノズルを備えていることを特徴とする基板処理装置。
    
    

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