JP2007142262A

JP2007142262A - 基板処理装置

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Publication number: JP2007142262A
Application number: JP2005335836A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Aihara; 友明相原
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2007-06-07
Anticipated expiration: 2025-11-21
Also published as: US8178821B2; KR20070053611A; US20070113744A1; JP4666494B2; TWI349958B; KR100778957B1; CN100559550C; CN1971841A; TW200741839A

Abstract

【課題】イソプロピルアルコールの結露を防止して乾燥不良の発生を防止する。
【解決手段】少なくともチャンバ１１内にノズル３５からイソプロピルアルコールを含んだ不活性ガスを供給している間は、制御部７７が槽温調ジャケット４９とチャンバ温調ジャケット５１により加熱を行う。したがって、チャンバ１１内に供給されたイソプロピルアルコールがチャンバ１１や処理槽１に結露するのを防止でき、その結果、チャンバ１１内のイソプロピルアルコール濃度が低下することがないので、基板Ｗの乾燥不良を防止できる。
【選択図】図１

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）等の基板を純水、薬液等の処理液により処理を行う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基板に対する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に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、従来の装置では、処理槽が例えば純水を貯留している場合、処理槽自体の温度が低下する関係上、不活性ガスに含まれているイソプロピルアルコールが処理槽に結露するという問題がある。このような結露が生じると、チャンバ内に供給されたイソプロピルアルコールの濃度が低下し、基板に付着した純水の置換を十分に行えなくなって乾燥不良を生じる恐れがある。

また、処理槽だけでなく、チャンバ自体の温度が低下した場合には、チャンバ内にイソプロピルアルコールが結露することがあり、やはり上記同様の問題を生じる。

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、イソプロピルアルコール等の有機溶剤の結露を防止して乾燥不良の発生を防止す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、基板を処理液により処理する基板処理装置において、処理液を貯留し、基板を処理液に浸漬させて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、前記チャンバ内に有機溶剤を含んだ不活性ガスを供給する供給手段と、基板を支持した状態で、前記処理槽の処理位置と前記チャンバ内における前記処理槽上方の待機位置とにわたって昇降する昇降機構と、前記処理槽を温調する槽温調手段と、前記チャンバを温調するチャンバ温調手段と、少なくとも前記供給手段から有機溶剤を含んだ不活性ガスを供給している間、前記槽温調手段及び前記チャンバ温調手段に加熱処理を行わせる制御手段と、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、少なくともチャンバ内に供給手段から有機溶剤を含んだ不活性ガスを供給している間、制御手段が槽温調手段とチャンバ温調手段により加熱を行う。したがって、チャンバ内に供給された有機溶剤がチャンバや処理槽に結露するのを防止することができる。その結果、チャンバ内の有機溶剤の濃度が低下することがないので、基板の乾燥不良を防止することができる。

本発明において、前記槽温調手段は、前記処理槽の外面に付設された槽温調ジャケットを備えていることが好ましい（請求項２）。従来からある装置に装着を容易に行うことができる。

本発明において、前記チャンバ温調手段は、前記チャンバの外面に付設されたチャンバ温調ジャケットを備えていることが好ましい（請求項３）。

本発明において、前記槽温調手段及び前記チャンバ温調手段は、加熱及び冷却が可能であり、前記制御手段は、前記処理槽内に貯留されている処理液を降温する際、前記槽温調手段に冷却を行わせることが好ましい（請求項４）。処理槽に貯留している処理液を基板の処理のために一旦昇温すると、降温する際に自然降温に頼っていては非常に時間がかかる。そこで、槽温調手段及びチャンバ温調手段で処理槽を冷却することにより、処理液の降温を補助することができ、処理液の温度を早く下げることができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、少なくともチャンバ内に供給手段から有機溶剤を含んだ不活性ガスを供給している間は、制御手段が槽温調手段とチャンバ温調手段により加熱を行う。したがって、チャンバ内に供給された有機溶剤がチャンバや処理槽に結露するのを防止することができ、その結果、チャンバ内の有機溶剤濃度が低下することがないので、基板の乾燥不良を防止できる。

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、処理液に浸漬させて洗浄処理を行う。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、その周囲が全体にわたってチャンバ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に対する乾燥処理を行うために基板Ｗを一時的に位置される待機位置ＷＰが形成可能な内容量と高さを備えている。

昇降機構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、鉛直姿勢の背板２０と、この背板２０の下部にて水平方向に突出して設けられた当接部２１とを備え、当接部２１にて基板Ｗの下部を当接支持して複数枚の基板Ｗを起立姿勢で保持する。

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、その他端側は純水供給源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。

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ノズル３５が配設されている。ノズル３５には、供給管３７の一端側が連通接続され、その他端側は、窒素ガス供給源３９に連通接続されている。窒素ガスの供給は、開閉弁４１によって制御される。この開閉弁４１より下流にあたる供給管３７の一部位には、分岐管４３の一端側が連通接続されている。分岐管４３の他端側は、イソプロピルアルコール供給源４５に連通接続されている。イソプロピルアルコールの供給は、分岐管４３に設けられた開閉弁４７によって制御される。

上述した処理槽１は、処理槽１内に貯留している処理液の温調ではなく、特に処理槽１、特に内槽３自体の外周部を温調するための槽温調ジャケット４９が内槽３の外周面に付設されている。また、チャンバ１１は、チャンバ１１内の空間全体を温調するのではなく、チャンバ１１の内壁面を温調するためのチャンバ温調ジャケット５１がチャンバ１１の外周面に付設されている。

槽温調ジャケット４９には、温調水を流入するための流入部５３と温調水を流出するために流出部５５が形成されている。流入部５３と流出部５５には、流出部５５から流出された温調水を流入部５３へ循環するための第１循環配管５７が接続されている。この第１循環配管５７は、上流側から開閉弁５８と、開閉弁５９と、ポンプ６０と、冷却器６１と、ヒータ６２と、開閉弁６３とを順に備えている。

開閉弁５８と開閉弁５９との間の第１循環配管５７には、温調水を第１循環配管５７から排出するための排出管６４が連通接続されている。排出管６４には、開閉弁６５が備えられ、この開閉弁６５が温調水の排出を制御する。また、開閉弁５９とポンプ６０との間の第１循環配管５７には、温調水としての純水を第１循環配管５７に供給するための供給管６６の一端側が連通接続され、その他端側は、純水供給源６７に連通接続されている。供給管６６には、開閉弁６８が備えられ、この開閉弁６８が温調水の供給を制御する。さらに、開閉弁５８と開閉弁５９との間の第１循環配管５７と、ヒータ６２と開閉弁６３との間の第１循環配管５７とを連通接続する配管６９が設けられており、この配管６９には開閉弁７０が備えられている。

槽温調ジャケット４９が処理槽１の外周部を加熱する際には、まず、開閉弁６８を開いて、純水供給源６７から供給管６６を介して第１循環配管５７へ供給された温調水は、開閉弁５８、開閉弁６５及び開閉弁６３を閉の状態にし、開閉弁５９及び開閉弁７０を開の状態にして、ポンプ６０により第１循環配管５７及び配管６９を流れて循環される。このとき、循環している温調水はヒータ６２により加熱されている。次に、開閉弁５８及び開閉弁６３を開の状態にするとともに、開閉弁６５、開閉弁６８、及び開閉弁７０を閉の状態にして、加熱された温調水をポンプ６０により流入部５３を介して槽温調ジャケット４９内へ供給する。これにより、槽温調ジャケット４９が処理槽１の外周部を加熱する。なお、このとき、温調水は、ポンプ６０により第１循環配管５７及び槽温調ジャケット４９内に流れて循環される。

槽温調ジャケット４９が処理槽１の外周部を冷却する際には、温調水をポンプ６０により第１循環配管５７及び槽温調ジャケット４９内に流れて循環させた状態で、ヒータ６２をＯＦＦにするとともに、冷却器６１をＯＮにして温調水を冷却させる。これにより、冷却された温調水がポンプ６０により流入部５３を介して槽温調ジャケット４９内へ供給されるので、槽温調ジャケット４９が処理槽１の外周部を冷却する。

なお、槽温調ジャケット４９が処理槽１の外周部を冷却する際には、ポンプ６０により第１循環配管５７及び槽温調ジャケット４９内に流れて循環されていた温調水を開閉弁６５を開の状態にして排出管６５を介して排出し、新たな温調水を純水供給源６７から供給管６６を介して第１循環配管５７へ供給し、その温調水を直接的に流入部５３を介して槽温調ジャケット４９内へ供給するようにしてもよい。

チャンバ温調ジャケット５１には、温調水を流入するための流入部７１と温調水を流出するための流出部７２が形成されている。流入部７１と流出部７２には、流出部７２から流出された温調水を流入部７１へ循環するための第２循環配管７３が接続されている。この第２循環配管７３は、上流側からポンプ７４と、冷却器７５と、ヒータ７６とを順に備えている。

チャンバ温調ジャケット５１がチャンバ１１の内壁面を加熱する際には、ヒータ７６をＯＮの状態にして、温調水はポンプ７４により第２循環配管７３及びチャンバ温調ジャケット５１内を流れて循環される。また、チャンバ温調ジャケット５１がチャンバ１１の内壁面を冷却する際には、冷却器７５をＯＮの状態にして、温調水はポンプ７４により第２循環配管７３及びチャンバ温調ジャケット５１内を流れて循環される。

なお、槽温調ジャケット４９と、流入部５３と、流出部５５と、第１循環配管５７と、ポンプ６０と、冷却器６１と、ヒータ６２とが本発明における「槽温調手段」に相当する。また、チャンバ温調ジャケット５１と、流入部７１と、流出部７２と、第２循環配管７３と、ポンプ７４と、冷却器７５と、ヒータ７６とが本発明における「チャンバ温調手段」に相当する。

上記の温調水としては、例えば純水が挙げられる。純水を温調に用いることにより、制御不能となってもその温度が１００℃を越えることがないので、爆発・火災を防止できる防爆構造にすることができる。

なお、上述した昇降機構１７の昇降、シャッタ１５の開閉、制御弁３３等の弁の開閉、排出部９の開閉、ポンプ６０，７４の動作制御、冷却器６１，７５の温調制御、ヒータ６２，７６の温調制御などは、制御部７７（制御手段）によって統括的に制御されている。また、制御部７７は、レシピに応じて各部を制御する。

次に、図２を参照して槽温調ジャケット４９について説明する。なお、図２は、槽温調ジャケットの概略構成を示す斜視図である。

槽温調ジャケット４９は、内槽３の両側面及び正面の形状に沿って形成された３つの温調付設部材７９を備えている。槽温調ジャケット４９は、平面視でコの字状を呈し、内槽３の側面及び正面に当接するように取り付けられている。各温調付設部材７９は、熱伝導率が高い材料で構成されるのが好ましい。各温調付設部材７９には、温調水が流通される流通路８１が形成されている。流通路８１は、内槽３への熱伝導が効率的に行われるように、ジグザグ状に形成されているとともに、一つの流入部５３から一つの流出部５５へ連通接続されている。なお、複数個の流入部５３と複数個の流出部５５を備えるようにしてもよい。

次に、図３を参照してチャンバ温調ジャケット５１について説明する。なお、図３は、チャンバ温調ジャケットの概略構成を示す斜視図である。

チャンバ温調ジャケット５１は、チャンバ１１の外周面形状に沿って形成された３つの温調付設部材８３を備えている。チャンバ温調ジャケット５１は、槽温調ジャケット４９と同様に、平面視でコの字状を呈し、チャンバ１１の側面及び正面に当接して取り付けられている。各温調付設部材８３は、熱伝導率が高い材料で構成されるのが好ましい。各温調付設部材８３には、温調水が流通される流通路８５が形成されている。流通路８５は、チャンバ１１への熱伝導に寄与する面積が大きくなるように、ジグザグ状に形成されているとともに、一つ流入部７１から一つの流出部７２へ連通接続されている。なお、複数個の流入部７１と複数個の流出部７２を備えるようにしてもよい。

次に、図４を参照して、上述した構成の基板処理装置による処理例について説明する。図４は、処理例を示すタイムチャートである。ここでは、処理例として純水による洗浄処理及び引き上げ乾燥を挙げる。なお、以下の説明において初期状態では、制御弁３３と、開閉弁４１，４７とは閉止されており、ポンプ６０，７４は非作動とされているものとする。

制御部７７は、開閉弁４１を開放してチャンバ１１内の気体を窒素ガスでパージするとともに、制御弁３３を開放して所定流量で純水を内槽３に供給し始める（ｔ１時点）。内槽３から外槽５に純水が溢れ、内槽３が純水で満たされると（ｔ２時点）、シャッタ１５を開放し、複数枚の基板Ｗを保持している昇降機構１７を待避位置ＯＰから処理位置ＰＰに下降させる（ｔ３時点）とともにシャッタ１５を閉止する。そして、ｔ７時点までの所定時間だけ昇降機構１７を処理位置ＰＰに維持する。

基板Ｗの洗浄を終えるｔ７時点より充分前にあたるｔ４時点では、ポンプ６０，７４を作動させるとともに、ヒータ６２，７６を作動させる。これにより温調水を所定温度に加熱した状態で槽温調ジャケット４９及びチャンバ温調ジャケット５１に流通させる。

そして、ｔ７時点より前であってｔ４時点より後の時点ｔ５において、開閉弁４７を開放する。これによりノズル３５からイソプロピルアルコールを含んだ窒素ガスがチャンバ１１内に満たされる。なお、上記の加熱温度は、チャンバ１１に満たされるイソプロピルアルコールの濃度に応じて調整されるのが好ましい。

チャンバ１１内にイソプロピルアルコールが含まれた窒素ガスが満たされた後（ｔ７時点）、排出部９から排液を行って内槽３内の純水を急速に排出し始めるとともに、昇降機構１７を処理位置ＰＰから待機位置ＷＰに上昇させる（ｔ８）。そして、所定時間だけ昇降機構１７を待避位置ＷＰに維持して乾燥処理を行い（ｔ９時点）、その後、シャッタ１５を開放するとともに待避位置ＯＰにまで昇降機構１７を上昇させる（ｔ１０時点）。なお、ｔ９時点にて、開閉弁４７を閉止するとともに、ポンプ６０，７４を停止させる。

上述したように、少なくともチャンバ１１内にノズルからイソプロピルアルコールを含んだ不活性ガスを供給している間（ｔ５〜ｔ９）は、制御部７７が槽温調ジャケット４９とチャンバ温調ジャケット５１により加熱を行う。したがって、チャンバ１１内に供給されたイソプロピルアルコールがチャンバ１１や処理槽１に結露するのを防止できる。その結果、チャンバ１１内のイソプロピルアルコール濃度が低下することがないので、基板Ｗの乾燥不良を防止できる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、槽温調ジャケット４９とチャンバ温調ジャケット５１を平面視コの字状として、従来からある装置に装着を容易に行うことができるように構成した。しかし、内槽３の全周や下面、チャンバ１１の全周や下面及び上面をも覆うようにジャケットを構成してもよい。

（２）上述した実施例では、ヒータ６２，７６による温調水の加熱だけを説明した。しかし、内槽３に貯留している処理液を基板Ｗの処理のために一旦昇温すると、降温する際に自然放熱による降温に頼っていては非常に時間がかかるので、冷却器６１（および冷却器７５）で温調水を冷却して内槽３（及びチャンバ１１）を外周から冷却することにより、処理液の降温を補助することができ、処理液の温度を早く下げることができる。

（３）温調水を昇降機構１７の背板２０や保持部１９にも流通させる構成を併せて採用することにより、これらへのイソプロピルアルコールの結露を防止するようにしてもよい。

（４）上述した実施例では、処理槽１に供給した処理液を排出する構成を採用しているが、本発明は処理液を循環させるタイプにも適用可能である。

（５）防爆という観点から、上記実施例のように温調水を用いた温調が好適であるものの、内槽３やチャンバ１１をヒータや冷却器で直接的に温調する槽温調手段やチャンバ温調手段を採用してもよい。

（６）温調を行うタイミングは、上述したようにｔ５〜ｔ９時点の間に限定されるものではなく、常時温調水を循環流通させるようにしてもよい。

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。槽温調ジャケットの概略構成を示す斜視図である。チャンバ温調ジャケットの概略構成を示す斜視図である。処理例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ … 処理槽
３ … 内槽
５ … 外槽
７ … 噴出管
ＷＰ … 待機位置
１１ … チャンバ
１７ … 昇降機構
ＰＰ … 処理位置
ＯＰ … 待避位置
１９ … 保持部
２７ … 供給管
３５ … ノズル
４９ … 槽温調ジャケット
５１ … チャンバ温調ジャケット
７７ … 制御部

Claims

基板を処理液により処理する基板処理装置において、
処理液を貯留し、基板を処理液に浸漬させて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、
前記チャンバ内に有機溶剤を含んだ不活性ガスを供給する供給手段と、
基板を支持した状態で、前記処理槽の処理位置と前記チャンバ内における前記処理槽上方の待機位置とにわたって昇降する昇降機構と、
前記処理槽を温調する槽温調手段と、
前記チャンバを温調するチャンバ温調手段と、
少なくとも前記供給手段から有機溶剤を含んだ不活性ガスを供給している間、前記槽温調手段及び前記チャンバ温調手段に加熱処理を行わせる制御手段と、
を備えてい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において、
前記槽温調手段は、前記処理槽の外面に付設された槽温調ジャケットを備えていることを特徴とする基板処理装置。
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記チャンバ温調手段は、前記チャンバの外面に付設されたチャンバ温調ジャケットを備えていることを特徴とする基板処理装置。
請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記槽温調手段及び前記チャンバ温調手段は、加熱及び冷却が可能であり、
前記制御手段は、前記処理槽内に貯留されている処理液を降温する際、前記槽温調手段に冷却を行わせることを特徴とする基板処理装置。