JP2008135545A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥速度を速くすることにより、基板の乾燥不良を防止することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】制御部４７は、処理槽１内の純水に基板Ｗを浸漬させて基板Ｗに対する処理を行わせた後、供給口２７からドライエアを供給させつつ、リフタ１５を処理位置から乾燥位置へ上昇させて基板Ｗを乾燥させる。ドライエアは、ドライエア供給装置３１によって常温よりも高い所定温度にされているので、基板Ｗに付着している液滴の乾燥速度を速くすることができる。したがって、ドライエアの流れが妨げられやすい支持部材１６に当接している基板Ｗの周縁部であっても、リフタ１５を上昇させる際に充分に乾燥させることができ、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）対して所定の処理を施す基板処理装置に係り、特に、処理液から基板を引き上げつつ基板に対して乾燥気体を供給して乾燥処理を行う技術に関する。

従来、この種の装置として、処理液を貯留する処理槽と、基板を支持部材で当接支持し、処理槽の内部と処理槽の上方とにわたって昇降可能であるリフタと、処理槽の液面近傍に備えられ、室温（２５℃）のドライエアを供給するためのノズルとを備えたものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。

このように構成された装置では、処理槽の下方から純水を供給するアップフローを行って純水を処理槽から溢れさせつつ、リフタを下降させて基板を純水に浸漬させ、所定時間の洗浄等の処理の後にリフタを純水から一定速度で上昇させる。このとき、ノズルからドライエアを供給することにより、純水の液面から順次に露出する基板を乾燥させる。
特開平１１−３５４４８８号公報

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、支持部材がドライエアの円滑な流れを妨げるので、基板の周縁部のうち支持部材に当接支持されている部分に純水の液滴が残りやすく、乾燥不良を生じる恐れがある。

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、基板の乾燥速度を速くすることにより、基板の乾燥不良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、処理液で基板を処理した後、処理液から基板を引き上げつつ乾燥気体で乾燥処理を行う基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、常温よりも高い４５〜５５℃の範囲である所定温度の乾燥気体を発生させる乾燥気体発生手段と、前記乾燥気体発生手段から乾燥気体を供給され、前記処理槽の上部にて、前記処理槽内に貯留する処理液面に沿って乾燥気体を供給する供給口と、前記処理槽を挟んで前記供給口に対向配置された排出口とを有する供給・排出手段と、基板を支持する支持部材を備え、前記処理槽内の処理位置と前記処理槽上方の乾燥位置にわたって昇降自在である支持手段と、前記処理位置における基板に対する処理液による処理の後、前記供給口から乾燥気体を供給させ、かつ前記排出口から乾燥気体を排出させつつ、前記支持手段を前記処理位置から前記乾燥位置へ上昇させて基板を乾燥させる制御手段と、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、制御手段は、処理槽内の処理液に基板を浸漬させて基板に対する処理を行わせた後、供給口から乾燥気体を供給させ、排出口から乾燥気体を排出させつつ、支持手段を処理位置から乾燥位置へ上昇させて基板を乾燥させる。乾燥気体は、乾燥気体発生手段によって常温よりも高い所定温度にされているので、基板に付着している液滴の乾燥速度を速くすることができる。したがって、乾燥気体の流れが妨げられやすい支持部材に当接している基板の周縁部であっても、支持手段を上昇させる際に充分に乾燥させることができ、基板の乾燥不良を防止することができる。

乾燥気体の温度を４５〜５５℃の範囲とするのは、乾燥気体の温度が４５℃未満では、乾燥時に長時間を要し、５５℃を越えると基板に酸化膜が成長する可能性があって処理に悪影響が生じるからである。

本発明において、前記供給口の上流側に加熱手段をさらに備え、前記制御手段は、前記乾燥気体発生手段から供給される乾燥気体を、前記加熱手段によって前記所定温度に再加熱させることが好ましい（請求項２）。供給口の上流側にて、乾燥気体発生手段から供給された乾燥気体を加熱手段により再加熱するので、乾燥気体発生手段から供給された乾燥気体の温度が供給口までに低下したとしても、乾燥速度を維持することができる。

本発明において、前記排出口から排出される乾燥気体の温度を測定する温度測定手段をさらに備え、前記制御手段は、前記温度測定手段からの温度信号に基づき乾燥気体が４５〜５５℃の範囲になるように前記加熱手段を操作することが好ましい（請求項３）。供給口から供給された乾燥気体は、基板等を通過して排出口から排出されるが、液滴を乾燥させることにより乾燥気体の温度は低下する。そこで、供給口における温度に応じて加熱手段を操作させることにより、乾燥に適切な温度制御を行わせることができる。

本発明において、前記制御手段は、前記支持手段を処理位置から乾燥位置へ上昇させる際に、支持部材が前記供給口の高さ位置に達した場合、前記支持手段を所定時間だけ一時的に停止させることするのが好ましい（請求項４）。支持部材の部分が最も乾燥しづらいので、一時停止させることによりき基板だけでなく支持部材も完全に乾燥させることができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、処理槽内の処理液に基板を浸漬させて基板に対する処理を行わせた後、供給口から乾燥気体を供給させ、排出口から乾燥気体を排出させつつ、支持手段を処理位置から乾燥位置へ上昇させて基板を乾燥させる。乾燥気体は、乾燥気体発生手段によって常温よりも高い所定温度にされているので、基板に付着している液滴の乾燥速度を速くすることができる。したがって、乾燥気体の流れが妨げられやすい支持部材に当接している基板の周縁部であっても、支持手段を上昇させる際に充分に乾燥させることができ、基板の乾燥不良を防止することができる。

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。

本実施例に係る基板処理装置は、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を収容可能に構成されている。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、処理液を処理槽１内に供給するための二本の噴出管７が配設されている。各噴出管７には、供給管９の一端側が接続され、供給管９の他端側は、図示しない処理液供給源に連通接続されている。供給管９は、フッ化水素酸や、硫酸・過酸化水素水の混合液などの薬液や、純水などを処理液として処理槽１へ供給する。

処理槽１は、その周囲がチャンバ１１で囲われている。チャンバ１１は、上部に開閉自在の上部カバー１３を備えている。起立姿勢で複数枚の基板Ｗを支持するリフタ１５は、チャンバ１１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１１の内部にあたる「乾燥位置」とにわたって移動可能に構成されている。リフタ１５は、複数枚の基板Ｗを当接支持する３本の支持部材１６を下部に備えている。

なお、上述したリフタ１５が本発明における支持手段に相当する。

処理槽１の底部には、排出口１７が形成されている。この排出口１７には、ＱＤＲ弁１９が取り付けられている。このＱＤＲ弁１９を開放して排出口１７から処理槽１内の処理液を排出すると、処理液がチャンバ１１内の底部に一旦排出される。チャンバ１１の底部には排液弁２１が取り付けられており、排液弁２１が開放されると、チャンバ１１内に排出された処理液が外部に排出される。また、噴出管７から供給されて処理槽１を溢れ、チャンバ１１内に排出された処理液も同様にして排液弁２１を介して外部に排出される。

チャンバ１１のうち、処理槽１の上縁側方には、リフタ１５に支持された複数枚の基板Ｗの側方からドライエアを供給するための供給部２３が配設されている。また、処理槽１を挟んで供給部２３と対向する位置には、ドライエアを排出するための排出部２５が配設されている。供給部２３は、処理槽１に貯留している処理液の液面近傍に開口するように、ドライエアを噴出する供給口２７を備え、排出部２５は、ドライエアをチャンバ１１外へ排出するための排出口２９を処理槽１側に備えている。

なお、上述した供給部２３と排出部２５が本発明における供給・排出手段に相当する。

上述した供給部２３には、一端側がドライエア供給装置３１に連通接続された供給配管３３の他端側が連通接続されている。ドライエア供給装置３１は、エアを取り込んで除湿し、所定湿度に調整したエアをドライエア（乾燥気体）として供給配管３３へ供給する。その温度は、後述するように、常温（２５℃）よりも高い所定温度となるように調整される。また、供給口２７の上流側にあたる供給配管３３の一部位には、流通するドライエアの温度を再加熱するためのヒータ３５が取り付けられている。排出部２５には、排出口２９から取り込まれたドライエアの温度を測定するための温度センサ３７が取り付けられている。この温度センサ３７は、検出した温度に応じた温度信号ＴＳを出力する。

なお、上述したドライエア供給装置３１が本発明における乾燥気体発生手段に相当し、ヒータ３５が加熱手段に相当する。

上述したリフタ１５の昇降動作や、ＱＤＲ弁１９及び排液弁２１の開閉、ドライエア供給装置３１の動作、温度センサ３７からの基づくヒータ３５の加熱動作は、本発明における制御手段に相当する制御部４７によって統括的に制御される。リフタ１５の高さ位置は、図示しない位置検出部からの信号によって制御部４７が判断する。

制御部４７がドライエアを供給部２３から供給させる際には、ドライエア供給装置３１を操作して、後述する常温よりも高い所定温度となるように調整させる。さらに、ドライエア供給装置３１から供給されたドライエアの温度が、供給配管３３を通って供給部２７から供給されるまでに低下してしまうことを補償するために、ヒータ３５を操作してドライエアの再加熱を行う。その再加熱は、温度センサ３７からの温度信号ＴＳに基づいて行われる。また、温制御部４７がリフタ１５を処理位置から乾燥位置に上昇させる際には、支持部材１６が処理液面から露出し、支持部材１６が供給口２７の高さ位置に到達すると、その上昇を所定時間（乾燥時間）だけ一時的に停止させる。その後、リフタ１５を乾燥位置へと再度上昇させ始める。

次に、図２及び図３を参照する。なお、図２は、乾燥速度の温風温度依存性を示すグラフであり、図３は、乾燥時間の温風温度依存性を示すグラフである。

純水の乾燥速度は、ドライエア供給装置３１から供給されるドライエアの温度に依存することを示すのが図２である。図２から明らかなように、ドライエアの温度を高くするほど乾燥速度が速くなることが判る。

リフタ１５の支持部材１６の乾燥時間が、ドライエアの温度に強く依存することを示すのが図３である。この図３から明らかなように、ドライエアの温度を高くするほど支持部材１６の乾燥に要する時間を短縮可能であることが判る。

上述した点を鑑み、基板Ｗの処理を行うにあたり、支持部材１６の乾燥のためにリフタ１５の上昇を一時的に停止させてもスループットを著しく低下させず、かつ、基板Ｗに対して悪影響がない温度範囲として好適なのは、４５〜５５℃であることを発明者等は知見した。つまり、ドライエアの温度が４５℃未満では、乾燥処理に長時間を要し、５５℃を越えると基板Ｗに酸化膜が成長する可能性があって処理に悪影響が生じる恐れがあるからである。具体的には、制御部４７は、上記の温度範囲に鑑み、例えば、ドライエア供給装置３１で５０℃のドライエアを供給させ、温度信号ＴＳに基づきヒータ３５により５０℃に再加熱させる。供給口２７から供給されたドライエアは、基板Ｗ等を通過して排出口１７から排出されるが、液滴を乾燥させることによりドライエアの温度は低下する。そこで、供給口２７における温度に応じてヒータ３５を操作させることにより、適切な温度制御を行わせることができる。

次に、図４〜８を参照して、上述した基板処理装置の動作について説明する。なお、図４は動作を示すフローチャートであり、図５〜８は動作説明に供する図である。

ここでは、既にリフタ１５が純水を貯留した処理槽１内の処理位置に下降され、既にリンス処理が終了しているものとする。

ステップＳ１
制御部４７は、ドライエア供給装置３１を操作して５０℃のドライエアを供給させる。これにより、供給口２７からドライエアが噴射され始める（図５）。

ステップＳ２，Ｓ３
制御部４７は、リフタ１５を一定速度で上昇させ始める（図６）。このとき、制御部４７は、リフタ１５の高さ位置を、図示しない位置検出部からの信号に基づき逐次判断し、支持部材１６が供給口２７の高さ位置に一致したか否かを判断し、この一時停止位置に一致するまでリフタ１５を上昇させ続ける。これにより、純水の液面から順次に露出する基板Ｗがドライエアによって乾燥される。なお、支持部材１６の高さ位置が供給口２７の高さ位置と一致した場合には、次のステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４，Ｓ５
制御部４７は、リフタ１５の上昇を一時的に停止させ、一時停止時間が乾燥時間に達するまで維持する（図７）。これにより、純水の液滴が溜まりやすい基板Ｗの下縁部及び支持部材１６を完全に乾燥させることができる。なお、ドライエアの所定温度が５０℃であるので、図３のグラフから乾燥時間は約２分３０秒である。この乾燥時間が経過すると、次のステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６〜Ｓ８
制御部４７は、リフタ１５の上昇を再開させ、乾燥位置に到達したら上昇を停止させる（図８）。そして、ドライエア供給装置３１からのドライエアの供給を停止させる。これにより、基板Ｗに対する洗浄・乾燥処理が完了する。

上述したように本実施例装置によると、制御部４７は、処理槽１内の純水に基板Ｗを浸漬させて基板Ｗに対する処理を行わせた後、供給口２７からドライエアを供給させ、排出口２９からドライエアを排出させつつ、リフタ１５を処理位置から乾燥位置へ上昇させて基板Ｗを乾燥させる。ドライエアは、ドライエア供給装置３１によって常温よりも高い所定温度（５０℃）にされているので、基板Ｗに付着している液滴の乾燥速度を速くすることができる。したがって、ドライエアの流れが妨げられやすい支持部材１６に当接している基板Ｗの周縁部であっても、リフタ１５を上昇させる際に充分に乾燥させることができ、基板Ｗの乾燥不良を防止できる。

また、リフタ１５の支持部材１５が供給口２７の高さ位置に到達した場合に、リフタ１５の上昇を一時的に停止させるので、基板Ｗだけでなく、最も乾燥しづらい支持部材１６も完全に乾燥させることができる。

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）上述した実施例では、リフタ１５の上昇を一時停止させるようにしているが、支持部材１５に当接している基板Ｗの下縁部及び支持部材１５の乾燥が充分に行われるのであれば、一時停止させることなく継続して一定速度で上昇させるようにしてもよい。

（２）上述した実施例では、温度センサ３７を排出部２５に取り付けているが、供給部２３に取り付けるか、供給口２７近傍に取り付けるようにしてもよい。

（３）上述した実施例では、処理槽１が単槽で構成されているが、内槽と、内槽から溢れた処理液を回収する外槽とを備えた複槽式の処理槽であってもよい。

（４）上述した実施例では、乾燥気体として供給部２３からドライエアを供給しているが、これに代えてドライ窒素を供給する構成としてもよい。

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。 乾燥速度の温風温度依存性を示すグラフである。 乾燥時間の温風温度依存性を示すグラフである。 動作を示すフローチャートである。 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
７ … 噴出管
１５ … リフタ
１６ … 支持部材
２３ … 供給部
２５ … 排出部
２７ … 供給口
２９ … 排出口
３１ … ドライエア供給装置
３３ … 供給配管
３５ … ヒータ
３７ … 温度センサ
４７ … 制御部

Claims (4)

1. 処理液で基板を処理した後、処理液から基板を引き上げつつ乾燥気体で乾燥処理を行う基板処理装置において、
   処理液を貯留する処理槽と、
   常温よりも高い４５〜５５℃の範囲である所定温度の乾燥気体を発生させる乾燥気体発生手段と、
   前記乾燥気体発生手段から乾燥気体を供給され、前記処理槽の上部にて、前記処理槽内に貯留する処理液面に沿って乾燥気体を供給する供給口と、前記処理槽を挟んで前記供給口に対向配置された排出口とを有する供給・排出手段と、
   基板を支持する支持部材を備え、前記処理槽内の処理位置と前記処理槽上方の乾燥位置にわたって昇降自在である支持手段と、
   前記処理位置における基板に対する処理液による処理の後、前記供給口から乾燥気体を供給させ、かつ前記排出口から乾燥気体を排出させつつ、前記支持手段を前記処理位置から前記乾燥位置へ上昇させて基板を乾燥させる制御手段と、
   を備えていることを特徴とする基板処理装置
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記供給口の上流側に加熱手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記乾燥気体発生手段から供給される乾燥気体を、前記加熱手段によって再加熱させることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記排出口から排出される乾燥気体の温度を測定する温度測定手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記温度測定手段からの温度信号に基づき乾燥気体が４５〜５５℃の範囲になるように前記加熱手段を操作することを特徴とする基板処理装置。
4. 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、
   前記制御手段は、前記支持手段を前記処理位置から前記乾燥位置へ上昇させる際に、前記支持部材が前記供給口の高さ位置に達した場合、前記支持手段を所定時間だけ一時的に停止させることを特徴とする基板処理装置。

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