JP2008028080A

JP2008028080A - 基板処理装置

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Publication number: JP2008028080A
Application number: JP2006197974A
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: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】処理槽内から排気を行うことにより、各基板間に溶剤蒸気を円滑に流下させて乾燥ムラを防止することができる基板乾燥装置を提供する。
【解決手段】制御部７１は、リフタ３１により複数枚の基板Ｗを処理位置に移動させ、供給・排気管７を介して処理槽１内に供給された処理液で複数枚の基板Ｗを処理した後、オートカバー２３の各供給孔６７からイソプロピルアルコールの蒸気を供給させるとともに、排出管５７を介して処理液を排出させ、第１真空ポンプ１９により処理槽１内を排気させる。処理槽１内を排気するので、処理槽１の上部から供給されたイソプロピルアルコールの蒸気が複数枚の基板Ｗの間を円滑に流下されて供給・排気管７から排気される。したがって、全ての基板Ｗを均一に乾燥させることができ、乾燥ムラを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、処理液により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）等の基板に対して洗浄、エッチング等の処理を行った後、溶剤蒸気により基板を乾燥する基板処理装置に関する。

従来、この種の装置として、純水を貯留する処理槽と、処理槽の周囲を囲うチャンバと、複数枚の基板を起立姿勢で保持し、処理槽内の処理位置と処理槽上方の待機位置とにわたって基板を昇降させる昇降アームと、処理槽の上部に設けられ、処理槽内にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の蒸気を供給するノズルと、処理槽からチャンバの外部へ純水を排出する排出管とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このような構成の装置では、まず、複数枚の基板を保持した昇降アームを処理位置に移動させた状態で基板に対して洗浄処理を行う。そして、処理槽内の純水を排出した後、ノズルからイソプロピルアルコールの蒸気を供給して処理槽内を溶剤雰囲気にする。これにより、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させつつ基板を乾燥させる。その後、昇降アームを待機位置に移動させる。
特開２００３−４５８４３号公報（「００３５」〜「００４１」、図６〜図８）

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、容積が小さい処理槽内にイソプロピルアルコールの蒸気を供給して基板を乾燥させるので、イソプロピルアルコールの消費量が少なくできる一方、処理槽内に収容されている複数枚の基板の間にノズルからムラなくイソプロピルアルコールの蒸気を流通させることができない。したがって、複数枚の基板を全て均一に乾燥させることができず、乾燥ムラが生じることがあるという問題がある。

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、処理槽内から排気を行うことにより、各基板間に溶剤蒸気を円滑に流下させて基板の乾燥ムラ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、処理液により基板を処理した後、溶剤蒸気により基板を乾燥する基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽の底部に設けられた供給・排気管を有し、前記処理槽内に処理液を供給するとともに、前記処理槽を排気する供給・排気手段と、前記処理槽の上部に設けられ、前記処理槽内に溶剤の蒸気を供給する供給手段と、前記処理槽内の処理液を排出する排出手段と、前記処理槽内において複数枚の基板を保持する保持手段と、前記処理槽内に前記保持手段により複数枚の基板を保持した状態で、前記供給・排気手段から前記処理槽内に処理液を供給して処理液により基板を処理させ、前記供給手段から溶剤蒸気を供給させるとともに、前記排出手段により前記処理槽内の処理液を排出させた後、前記供給・排気手段により前記処理槽を排気させて基板を乾燥させる制御手段と、を備えた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、制御手段は、処理槽内に保持手段により基板を保持した状態で、供給・排気手段から処理槽内に処理液を供給させ、供給手段から溶剤蒸気を供給させるとともに、排出手段により処理槽内の処理液を排出させた後、供給・排気手段により処理槽を排気させている。これにより、供給手段により処理槽の上部から処理槽内に供給された溶剤蒸気が、保持手段に保持された複数枚の基板の間を円滑に流れて、処理槽の底部に設けられた供給・排気管を有する供給・排気手段により排気されている。したがって、複数枚の基板の間における溶剤蒸気の円滑な流れにより、全て基板を均一に乾燥でき、基板の乾燥ムラを防止できる。

また、本発明において、前記処理槽の上部開口を開閉する開閉機構をさらに備え、
前記供給手段は、前記開閉機構の下面に設けられていることが好ましい（請求項２）。開閉機構の下面から溶剤蒸気を処理槽内へ供給することにより、処理槽内を迅速に安定して溶剤雰囲気に満たすことができ、基板の乾燥を安定して行うことができる。また、別体の溶剤蒸気用のノズルを設ける必要もなく、構成を簡素化できるという効果もある。

また、本発明において、前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、前記チャンバ内を減圧する減圧手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記供給手段から溶剤蒸気を供給させて前記処理槽内を溶剤雰囲気にさせた後、前記減圧手段により前記チャンバ内を減圧させることが好ましい（請求項３）。最終的に、減圧手段によりチャンバ内を減圧させることで、チャンバ内や基板に付着した溶剤蒸気を蒸発させることができ、基板への残渣の発生を抑制できる。

また、本発明において、前記供給・排気手段は、前記処理槽の底部に設けられた一対の前記供給・排気管に接続された配管と、前記配管に接続され処理液を前記配管側へ供給する供給管と、前記配管に接続され前記配管を介して前記処理槽内の溶剤蒸気を吸引する吸引管と、前記供給管からの処理液の供給と前記吸引管による溶剤蒸気の吸引とを切り換える切換手段とを備えることが好ましい（請求項４）。これにより、処理槽内に処理液を供給するとともに、処理槽を排気する供給・排気手段を簡易な構成にすることができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、供給・排気手段から処理槽内に処理液を供給させ、供給手段から溶剤蒸気を供給させるとともに、排出手段により処理槽内の処理液を排出させた後、供給・排気手段により処理槽を排気させているので、供給手段により処理槽の上部から処理槽内に供給された溶剤蒸気が、複数枚の基板の間を円滑に流れて、処理槽の底部に設けられた供給・排気管を有する供給・排気手段により排気される。その結果、複数枚の基板の間における溶剤蒸気の円滑な流れにより、全て基板を均一に乾燥でき、基板の乾燥ムラを防止できる。

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図であり、図２は、オートカバーの縦断面図であり、図３は、供給・排気管の平面図である。

本実施例に係る基板乾処理置は、処理液を貯留する処理槽１を備えている。この処理槽１は、処理液を貯留し、起立姿勢とされた複数枚の基板Ｗを収容可能な大きさを有する。処理槽１の底部には、複数枚の基板Ｗが整列されている方向（紙面方向）に沿って長軸を有し、処理液を供給するための供給・排気管７が配設されている。供給・排気管７には、図３に示すように、長軸に沿って所定間隔で形成された複数個の孔８が備えられており、一端側に配管９が連通接続されている。複数個の孔８は、整列された複数枚の基板Ｗのそれぞれの間に開口する位置に形成されている。配管９は、供給管１１と吸引管１３に分岐されている。供給管１１は、処理液供給源１５に接続されており、その流量が制御弁からなる処理液弁１７で制御される。吸引管１３は、第１真空ポンプ１９に接続され、開閉弁２１により開閉される。処理液供給源１５は、フッ化水素酸（ＨＦ）や、硫酸・過酸化水素水（Ｈ_２ＳＯ_４／Ｈ_２Ｏ_２）の混合液などの薬液や、純水などを処理液として供給管１１へ供給する。処理槽１は、上部開口を覆うようにオートカバー２３が配備されている。このオートカバー（開閉機構）２３は、片開き式のカバー本体２５を一対備えている。

処理槽１は、その周囲がチャンバ２７で囲われている。チャンバ２７は、上部に開閉自在の上部カバー２９を備えている。起立姿勢で複数枚の基板Ｗを保持するリフタ３１は、チャンバ２７の上方にあたる「待機位置」と、処理槽１の内部にあたる「処理位置」と、処理槽１の上方であってチャンバ２７の内部にあたる「上部位置」とにわたって移動可能に構成されている。リフタ３１は、鉛直姿勢の背板３１ａと、この背板３１ａの下部に、基板Ｗを起立姿勢で支持するための支持部３１ｂを備えている。図３に示すように、３本の支持部３１ｂは、その上面に基板Ｗの下縁部を係止する係止溝３１ｃ（図３参照）をそれぞれ備えている。係止溝３１ｃは、所定の間隔で形成されている。上部カバー２９の下方には、不活性ガスノズル３３が配設されている。

なお、上記のリフタ３１が本発明における保持手段に相当する。

カバー本体２５には、供給管３５の一端側が連通接続され、その他端側が蒸気発生装置３７に連通接続されている。この供給管３５には、流量調整のための制御弁からなる蒸気弁３９が配設されている。蒸気発生装置３７には、キャリアガス供給源４１から窒素（Ｎ_２）などの不活性ガスがキャリアガスとして供給されるとともに、溶剤供給源４３からイソプロピルアルコールなどの溶剤が供給される。蒸気発生装置３７は、溶剤供給源４３からの溶剤を蒸気にするとともに、キャリアガス供給源４１からのキャリアガスと混合して所定の温度で供給管３５に供給する。

不活性ガスノズル３３には、供給管４５の一端側が連通接続され、その他端側が、窒素ガスなどの不活性ガスを供給する不活性ガス供給源４７に連通接続されている。不活性ガスの供給量は、不活性ガス弁４９によって調整される。また、供給管４５の一端側は、カバー本体２５にも連通接続されている。

チャンバ２７には、内部の気体を排出して減圧する第２真空ポンプ５１が配設されている。また、減圧を解消するための開閉弁からなる呼吸弁５３が取り付けられている。

なお、上記の第２真空ポンプ５１が本発明における減圧手段に相当する。

処理槽１の底部には、排出口５３が形成されている。この排出口５３には、ＱＤＲ弁５５が設けられている。このＱＤＲ弁５５から排液すると、処理槽１内の処理液がチャンバ２７内に一旦排出される。チャンバ２７の底部には、図示しない廃液処理に連通接続された排出管５７が取り付けられ、ここに排液弁５９が設けられている。

図２に示すように、オートカバー２３のカバー本体２５は、本体部材６０と、多孔質部材６１と、連通部材６３とを備えている。本体部材６０は、長手方向に連通した供給路６５を備え、この供給路６５は、本体部材６０の下面に開口している複数個の供給孔６７に連通接続されている。各供給孔６７は、所定間隔で形成されている。多孔質部材６１は、連続気泡を有する部材であり本体部材６０の供給孔６７が形成されている面に配設されている。連通部材６３は、本体部材６０及び多孔質部材６１の一端面に配設されている。連通部材６３は、供給路６５に連通した供給部６９が形成されており、この供給部６９には、供給管３５，４５が連通接続されており、不活性ガスや溶剤の蒸気が供給される。

上記の構成のオートカバー２３は、下面に多孔質部材６１を備えているので、イソプロピルアルコールの蒸気をムラなく均一にして処理槽１内に供給することができるようになっている。供給孔６７をきめ細かく形成し、均一にイソプロピルアルコールの蒸気を供給できる場合には、多孔質部部材６７を備える必要はない。

本実施例装置は、オートカバー２３からイソプロピルアルコールの蒸気を供給する構成を採用しているので、オートカバー２３とは別体のノズルが不要となって構成を簡単化できる。

上述した第１真空ポンプ１９、開閉弁２１、上部カバー２９、リフタ３１、不活性ガス弁４９、第２真空ポンプ５１、呼吸弁５３、ＱＤＲ弁５５、排液弁５９などの動作は、本発明における制御手段に相当する制御部７１により統括的に制御される。

次に、図４を参照して、上述した構成を備えた装置の動作について説明する。なお、図４は、処理毎に各部の動作状況を示す図である。この図４中において、処理液弁１７やオートカバー２３の動作が開放である箇所には「開放」と記してあるが、空白の部分は「閉止」を意味する。同様に、ポンプが動作されている箇所には「ＯＮ」と記してあるが、空白の部分は「停止」を意味する。

制御部７１は、上部カバー２９及びオートカバー２３を開放し、未処理の基板Ｗを複数枚保持しているリフタ３１を「待機位置」から「上部位置」に搬入させる（ステップＳ１）。このとき、排液弁５９は開放のままである。次に、制御部７１は、チャンバ２７内の酸素濃度低減処理を行う（ステップＳ２）。具体的には、不活性ガス弁４９及び呼吸弁５３を開放し、不活性ガス供給源４７からチャンバ２７内に不活性ガスを供給させる。これにより、チャンバ２７及び処理槽１内の空気が不活性ガスによってパージされ、その結果、酸素濃度が低減される。さらに、制御部７１は、リフタ３１を上部位置から処理位置にまで下降させる。

チャンバ２７内の酸素濃度が低減されると、制御部７１は、処理液弁１７を開放するとともにオートカバー２３を閉止する。これにより、処理液供給源１５から供給管１１、配管９及び供給・排気管７を介して薬液が処理液として処理槽１に供給され、処理槽１から溢れた処理液がチャンバ２７の底部で回収される。回収された処理液は、排出管５７を通して排出される。このようにして処理液が処理槽１へ供給された後、制御部７１は、リフタ３１を処理位置に所定時間だけ維持して基板Ｗに対して処理液による処理を行う（ステップＳ３）。

薬液洗浄を開始して所定時間が経過すると、制御部７１は、リフタ３１を処理位置に維持させたまま、処理液供給源１５からの薬液に代えて純水を処理液として処理槽１へ供給させる。そして、その状態を所定時間だけ維持して、基板Ｗを純水で洗浄処理する（ステップＳ４）。

純水洗浄が完了すると、制御部７１は、処理液弁１７を閉止して処理槽１への純水の供給を停止させる。さらに、蒸気弁３９を開放して、蒸気発生装置３７からイソプロピルアルコール(IPA)の蒸気を所定の温度に過熱した状態で供給管３５へ供給させる。これにより、イソプロピルアルコールの蒸気がオートカバー２３の各供給孔６７から処理槽１内に供給され、処理槽１に貯留している純水の液面がイソプロピルアルコールの蒸気によって置換される（ステップＳ５）。

このとき、処理槽１上部は、オートカバー２３により閉塞されているので、処理槽１の純水液面が迅速にイソプロピルアルコールの蒸気により置換が行われる。

上述したイソプロピルアルコールによる液面置換を所定時間だけ維持した後、制御部７１は、呼吸弁５３を閉止する。この状態を所定時間だけ維持すると、処理槽１から溢れてチャンバ２７内に拡がったイソプロピルアルコールの蒸気が充満することになり、チャンバ２７内の全体が溶剤雰囲気にされる（ステップＳ６）。

次いで、制御部７１は、ＱＤＲ弁５５を開放する。これにより、処理槽１内の純水がチャンバ２７の底部に排出され、処理槽１の液面が急激に下降される。すると、基板Ｗが純水から露出して、基板Ｗの表面に付着している純水が、処理槽１内に充満しているイソプロピルアルコールの蒸気によって置換され始める（ステップＳ７）。チャンバ２７の底部に回収された純水は、排出管５７を通して排出される。

基板Ｗの表面が純水からイソプロピルアルコールの蒸気による置換を開始した後、制御部７１は、不活性ガス弁４９、ＱＤＲ弁５５及び排液弁５９を閉止させるとともに、第１真空ポンプ１９を作動させる。これにより、オートカバー２３の各供給孔６７から供給されたイソプロピルアルコールの蒸気は、処理槽１内に充満するとともに、供給・排気管７を介の複数個の孔８から排気されるので、リフタ３１に起立姿勢で保持されている複数枚の基板Ｗの間を円滑に通過して排気される（ステップＳ８）。

なお、このとき第２真空ポンプ５１も作動させると、チャンバ２７内全体が減圧されて減圧乾燥が行われ、チャンバ２７内、処理槽１内、及び基板Ｗの表面に付着しているイソプロピルアルコールの蒸気が蒸発し、この蒸発により基板Ｗへの残渣の発生を抑制できる。

減圧乾燥を所定時間だけ行った後、気圧リカバリを行う（ステップＳ９）。具体的には、第１真空ポンプ１９及び第２真空ポンプ５１を停止させる。さらに、ＱＤＲ弁５５、排液弁５７、不活性ガス弁４７、呼吸弁５３を開放する。これにより減圧されていた処理槽１及びチャンバ２７内の圧力が大気圧にまで回復される。

気圧リカバリの後、制御部７１は、ＱＤＲ弁５５、排液弁５７、不活性ガス弁４９、呼吸弁５３を閉止するとともに、オートカバー２３を開放し、処理位置にあるリフタ３１を上部位置にまで上昇させて処理槽１から基板Ｗをチャンバ２７から搬出させ、上部カバー２９を開放して基板Ｗを上部位置から待機位置にまで上昇させて搬出させる（ステップＳ１０）。その後、制御部７１は、チャンバ２７の上部カバー２９を閉止するとともに、処理液弁１７を開放して、処理槽１に処理液を満たしておくとともに、不活性ガス弁４９を開放してチャンバ２７内を不活性ガスで充満させておく（ステップＳ１１）。

上述したように制御部７１は、リフタ３１により複数枚の基板Ｗを処理槽１内の処理位置に移動させ、供給・排気管７を介して処理槽１内に供給された処理液で複数枚の基板Ｗを洗浄等の処理した後、オートカバー２３の各供給孔６７からイソプロピルアルコールの蒸気を供給させるとともに、排出管５７を介して処理液を排出させ、第１真空ポンプ１９により処理槽１内を排気させる。処理槽１内を排気するので、処理槽１の上部から供給されたイソプロピルアルコールの蒸気が複数枚の基板Ｗの間を円滑に流下されて供給・排気管７から排気される。したがって、全ての基板Ｗを均一に乾燥させることができ、乾燥ムラを防止することができる。

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）処理槽１内にイソプロピルアルコールの蒸気を供給する供給手段とは別体で、チャンバ２７内の上部にイソプロピルアルコールの蒸気を供給する第２の供給手段を備えるようにしてもよい。

（２）上述した実施例では、イソプロピルアルコールの蒸気を供給しているが、その他の有機溶剤を供給するようにしてもよい。

（３）上述した実施例では、処理槽１内の処理液をＱＤＲ弁５５を介して排出してチャンバ２７内に一旦排出した後、チャンバ２７から排出管５７を通して排出するようにしているが、処理槽１を内槽と外槽で構成し、内槽から溢れた処理液を外槽で回収する構成するとともに、内槽の処理液をチャンバ２７外に一度に排出する構成としてもよい。

実施例に係る基板乾燥装置の概略構成図である。オートカバーの縦断面図である。供給・排気管の平面図である。処理毎の各部の動作状況を示す図である。

符号の説明

Ｗ … 基板
１ … 処理槽
７ … 供給・排気管
１１ … 供給管
１５ … 処理液供給源
１９ … 第１真空ポンプ
２３ … オートカバー
２５ … カバー本体
２７ … チャンバ
３１ … リフタ
３３ … 不活性ガスノズル
５１ … 第２真空ポンプ
５３ … 排出口
５５ … ＱＤＲ弁
５７ … 排出管
６０ … 本体部材
６１ … 多孔質部材
７１ … 制御部

Claims

処理液により基板を処理した後、溶剤蒸気により基板を乾燥する基板処理装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽の底部に設けられた供給・排気管を有し、前記処理槽内に処理液を供給するとともに、前記処理槽を排気する供給・排気手段と、
前記処理槽の上部に設けられ、前記処理槽内に溶剤の蒸気を供給する供給手段と、
前記処理槽内の処理液を排出する排出手段と、
前記処理槽内において複数枚の基板を保持する保持手段と、
前記処理槽内に前記保持手段により複数枚の基板を保持した状態で、前記供給・排気手段から前記処理槽内に処理液を供給して処理液により基板を処理させ、前記供給手段から溶剤蒸気を供給させるとともに、前記排出手段により前記処理槽内の処理液を排出させた後、前記供給・排気手段により前記処理槽を排気させて基板を乾燥させる制御手段と、
を備えた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、
前記処理槽の上部開口を開閉する開閉機構をさらに備え、
前記供給手段は、前記開閉機構の下面に設けられ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、
前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、
前記チャンバ内を減圧する減圧手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記供給手段から溶剤蒸気を供給させて前記処理槽内を溶剤雰囲気にさせた後、前記減圧手段により前記チャンバ内を減圧させ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、
前記供給・排気手段は、前記処理槽の底部に設けられた一対の前記供給・排気管に接続された配管と、前記配管に接続され処理液を前記配管側へ供給する供給管と、前記配管に接続され前記配管を介して前記処理槽内の溶剤蒸気を吸引する吸引管と、前記供給管からの処理液の供給と前記吸引管による溶剤蒸気の吸引とを切り換える切換手段とを備えることを特徴とする基板処理装置。