JP2008211037A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に液滴残りを発生させることなく、基板を乾燥させることができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、基板Ｗを水平姿勢で保持する保持部１と、基板Ｗを回転させるモータ５と、基板Ｗに洗浄液を供給するノズル７と、基板Ｗの一側方から基板面に沿ってドライエアを供給するエア供給部２１と、基板Ｗを挟んでエア供給部２１に対向配置され、ドライエアを排出するエア排出部２３とを備えている。洗浄処理が行われた基板Ｗにエア供給部２１からドライエアを供給させると、ドライエアは基板面に沿って一方向に流れる。よって、基板Ｗ上に極小であっても洗浄液の液滴が残ることなく基板Ｗを乾燥されることができる。この結果、基板Ｗにパーティクルが発生することを防止できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）に対して所定の処理を行う基板処理装置に係り、特に、水平姿勢の基板に乾燥気体を供給して基板を乾燥させる技術に関する。

従来、この種の装置として、基板を水平姿勢で保持する保持部と、保持部に保持される基板を回転させるモータと、基板に洗浄液を供給するノズルと、チャンバ内にドライエアを供給して雰囲気の湿度を低く保つエア供給部とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このように構成された装置では、基板に洗浄液を供給して所定の洗浄処理を行ったあと、基板を高速回転させて基板を乾燥させる。この一連の処理を行っている間、チャンバ内に常にドライエアを供給してチャンバー内の湿度を低く保つことで、飛散した洗浄液の微粒子を蒸発させる。このため、洗浄液の微粒子が液相のまま基板に再付着することを防止することができる。
特開２００４−３４９７４０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。
半導体デバイスの微細化が進むにつれて、乾燥処理を行っても基板上に極小の水滴が残り、基板に点状または筋状のパーティクルが付着してしまうという不都合がある。特に、疎水性の性質を示すＬｏｗ−Ｋ材料（低誘電率層間絶縁膜）を使用したときは、基板上の水滴残りの影響が大きい。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板上に液滴残りを発生させることなく、基板を乾燥させ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。

この発明は、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、基板に処理を行う基板処理装置において、基板を水平姿勢で保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板の一側方から基板面に沿って乾燥気体を供給する気体供給手段と、基板を挟んで前記気体供給手段に対向配置され、乾燥気体を排出する気体排出手段と、処理液による処理が行われた基板に対して前記気体供給手段から乾燥気体を供給させつつ、前記気体排出手段から乾燥気体を排出させて、基板に乾燥処理を行う制御手段と、
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、気体供給手段から乾燥気体を供給させつつ、気体排出手段から乾燥気体を排出させることで、乾燥気体は基板面に沿って一方向に流れる。これにより、処理液による処理が行われた基板は、極小であっても処理液の液滴が残ることなく乾燥される。よって、基板にパーティクルが発生することを防止できる。

本発明において、基板に処理液を供給する液供給手段を備え、前記制御手段は、前記保持手段に保持された基板に対して前記液供給手段から処理液を供給させて基板に洗浄処理を行い、前記洗浄処理が行われた基板に前記乾燥処理を行うことが好ましい（請求項２）。基板に洗浄処理を行うことができるので、これに続いて乾燥処理を好適に行うことができる。

また、本発明において、前記保持手段に保持される基板を移動させる移動手段を備え、前記制御手段は、前記乾燥処理を行う際に、前記移動手段を操作して前記洗浄処理が行われた基板を移動させて基板上の処理液を捨てることが好ましい（請求項３）。洗浄処理の後、基板上の処理液を捨てることで、基板上の処理液の液滴を小さくすることができる。これにより、乾燥処理を効率良く行うことができる。なお、移動とは、処理液を基板の外部へ捨てることができる動かし方であればよく、たとえば、回転、傾斜、直線移動、その他、種々の動かし方が含まれる。

また、本発明において、前記移動手段は、基板を回転、または、傾斜させることが好ましい（請求項４）。基板上の処理液を適切に捨てることができる。

また、本発明において、前記移動手段は、基板を回転または傾斜させることが好ましい（請求項５）。基板に供給される乾燥気体の露点が周囲の雰囲気によって悪化（上昇）することがない。よって、乾燥処理の効率が損なわれることを防止することができる。

なお、本明細書は、次のような基板処理装置に係る発明も開示している。

（１）請求項５に記載の基板処理装置において、前記仕切りカバーは、乾燥気体の流路を閉塞することを特徴とする基板処理装置。

前記（１）に記載の発明によれば、乾燥処理の効率が損なわれるおそれがない。

（２）基板に処理を行う基板処理方法において、水平姿勢の基板に処理液を供給して基板に洗浄処理を行う洗浄過程と、前記洗浄処理が行われた基板の基板面に沿った一方向に乾燥気体を流す乾燥過程と、を備えていることを特徴とする基板処理方法。

前記（２）に記載の発明によれば、洗浄処理が行われた基板は、極小であっても処理液の液滴が残ることなく乾燥される。よって、基板にパーティクルが発生することを防止できる。

（３）前記（２）に記載の基板処理方法において、前記乾燥処理を行う前、または、前記乾燥処理を行いながら、前記洗浄処理が行われた基板を移動させて基板上の処理液を捨てることを特徴とする基板処理方法。

前記（３）に記載の発明によれば、洗浄処理の後、基板上の処理液を捨てることで、基板上の処理液の液滴を小さくすることができる。これにより、乾燥処理を効率良く行うことができる。

この発明に係る基板処理装置によれば、気体供給手段から乾燥気体を供給させつつ、気体排出手段から乾燥気体を排出させることで、乾燥気体は基板面に沿って一方向に流れる。これにより、処理液による処理が行われた基板は、極小であっても処理液の液滴が残ることなく乾燥される。よって、基板にパーティクルが発生することを防止できる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例１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。

本実施例の基板処理装置は、基板Ｗの下面を吸着することで、基板Ｗを水平姿勢で保持する保持部１を備えている。保持部１には、回転軸３を介してモータ５が連結されている。モータ５は、保持部１を鉛直軸心周りに回転駆動して、保持部１に保持される基板Ｗを水平面内で回転させる。保持部１の上方には、基板Ｗに洗浄液を吐出供給するノズル７が設けられている。ノズル７には、供給管９の一端が連通接続されている。供給管９の他端側は、洗浄液供給源１１に連通接続されている。供給管９には、開閉弁１３が設けられている。洗浄液としては、純水等が例示される。保持部１とモータ５は、それぞれこの発明における保持手段と移動手段に相当する。また、ノズル７は、この発明における液供給手段に相当する。

保持部１の側方には、乾燥気体としてのドライエアを基板Ｗの一側方から供給するエア供給部２１が設けられている。また、保持部１の側方であって、基板Ｗを挟んでエア供給部２１と対向する位置には、エア供給部２１から供給されたドライエアを吸引して排出するエア排出部２３が設けられている。

エア供給部２１には、エア排出部２３に向けてドライエアを水平に吹き出すための吹出口２１ａが形成されている。このため、吹出口２１ａから吹き出されたドライエアは、基板面に沿って一方向に流れる。また、エア排出部２３には、吹出口２１ａに対応した位置に吸引口２３ａが形成されている。

エア供給部２１には、エア配管２５の一端側が連通接続されている。エア配管２５の他端側はドライエア供給装置２７に連通接続されている。また、エア排出部２３には、エア配管２６の一端側が連通接続されている。エア配管２６の他端側は排気ファン２９に連通接続されている。ここで、エア供給部２１とエア排出部２３は、それぞれこの発明における気体供給手段と気体排出手段に相当する。

また、本基板処理装置は、ドライエアの流路をその周囲の雰囲気から隔てるための仕切りカバー３１を備えている。ここで、ドライエアの流路は、吹出口２１ａと吸引口２３ａとで結ばれる領域に相当する。仕切りカバー３１は、カバー移動機構３３によって、ドライエアの流路に沿った乾燥処理位置と、基板Ｗの上方から外れた退避位置との間で移動可能に構成されている。

図２を参照する。図２は基板処理装置の要部断面図であり、（ａ）は仕切りカバー３１が退避位置にあるときを示し、（ｂ）は仕切りカバー３１が乾燥処理位置に移動したときを示す。図示するように、仕切りカバー３１は、断面視で略「コ」の字状を呈する２つの分割カバー３１ａ、３１ｂに分割されている。カバー移動機構３３は、分割カバー３１ａ、３１ｂをそれぞれ前後動させることで、退避位置（図２（ａ）参照）と乾燥処理位置（図２（ｂ）参照）とにわたって仕切りカバー３１を移動させる。

そして、乾燥処理位置に仕切りカバー３１が移動したとき、ドライエアの流路は周囲の雰囲気から隔てられる。また、退避位置に仕切りカバー３１が移動したとき、基板Ｗへの洗浄液の供給が許容される。なお、乾燥処理位置にあるとき、仕切りカバー３１は、その内外の雰囲気の流通を遮ることができればよく、エア供給部２１とエア排出部２３との間でドライエアの流路を完全に閉塞するものでなくてもよい。

さらに、本基板処理装置は、上述した基板処理装置の各構成を操作する制御部４１を備えている。具体的には、保持部１の吸着、モータ５の駆動、開閉弁１３の開閉、ドライエア供給装置２７によるドライエアの供給、排気ファン２９によるドライエアの排出、仕切りカバー３１の移動について、それぞれ操作する。制御部４１は、各種処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、演算処理の作業領域となるＲＡＭ（Random-Access Memory）や、各種情報を記憶する固定ディスク等の記憶媒体等によって実現されている。

次に、実施例１に係る基板処理装置の動作について説明する。図３は、基板処理装置の動作を示すフローチャートである。

＜ステップＳ１＞ 基板を搬入する
図示省略の搬送機構が、外部装置において薬液処理等が行われた基板Ｗを保持部１に載置する。制御部４１は保持部１を操作して、基板Ｗを吸着させる。これにより、基板Ｗは水平姿勢で保持される。このとき、仕切りカバー３１は退避位置にあり、基板Ｗの搬入に支障を与えない。

＜ステップＳ２＞ 洗浄処理を行う
制御部４１はモータ５を回転駆動させる。これにより、基板Ｗは水平姿勢で回転する。また、制御部４１は開閉弁１３を開放させて、ノズル７から基板Ｗに洗浄液を吐出供給する。この状態を所定時間が経過するまで継続させることで、基板Ｗに洗浄処理を行う（洗浄過程）。

＜ステップＳ３＞ 基板上の洗浄液を捨てる
洗浄処理が終了すると、制御部４１は開閉弁１３を閉止させて、基板Ｗへの洗浄液の供給を停止させる。また、制御部４１はモータ５をより高速に駆動させて、基板Ｗをより高速に回転させる。これにより、基板Ｗ上の洗浄液は、基板Ｗの回転によって振り切られて、基板Ｗ外へ捨てられる。この結果、基板Ｗ上に残る洗浄液の液滴も小さくなり、基板Ｗ上の洗浄液の量も少なくなる。基板Ｗ上の洗浄液を捨てると、制御部４１はモータ５の駆動を停止させて、基板Ｗを水平姿勢で静止させる。

＜ステップＳ４＞ 基板に乾燥処理を行う
制御部４１はカバー移動機構３３を操作して、仕切りカバー３１を乾燥処理位置に移動させる。また、ドライエア供給装置２７及び排気ファン２９を操作して、エア供給部２１からドライエアを供給させるとともに、エア排出部２３でドライエアを吸引・排出させる。これにより、ドライエアは、吹出口２１ａから吸引口２３ａに向う方向に基板Ｗの上面に沿って流れる。このドライエアによって、基板Ｗ上に付着している洗浄液は蒸発する。このとき、ドライエアの流路とその周囲の雰囲気とは仕切りカバー３１によって隔てられているので、ドライエアの露点が周囲の雰囲気の影響により悪化（上昇）することがない。この状態を継続させて、基板Ｗに乾燥処理を行う（乾燥過程）。

＜ステップＳ５＞ 基板を搬出する
乾燥処理が終了すると、制御部４１はカバー移動機構３３を操作して、仕切りカバー３１を退避位置に移動させるとともに、保持部１による基板Ｗの吸着を解除する。そして、図示省略の搬送機構が基板Ｗを基板処理装置から搬出する。

このように、実施例に係る基板処理装置によれば、水平姿勢の基板Ｗを挟んで対向配置されるエア供給部２１とエア排出部２３とを備えているため、ドライエアを基板面に沿って一方向に流すことができる。このため、乾燥処理後に基板Ｗ上に液滴残りを発生させることなく、基板Ｗを乾燥させることができる。

また、制御部４１はモータ５を操作して、洗浄処理が行われた基板Ｗを高速回転させるので、基板Ｗ上に残った洗浄液の大部分を容易かつ短時間に基板Ｗ外に捨てることができる。また、この結果、基板Ｗ上に残る洗浄液は、蒸発し易い小さな液滴となる。これにより、その後の乾燥処理を効率良く行うことができる。

また、制御部４１は乾燥処理の際に仕切りカバー３１を乾燥処理位置に移動させるので、ドライエアの露点がその周囲の雰囲気の影響を受けて悪化（上昇）することがない。

この発明は、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、基板Ｗ上の洗浄液を捨てる処理（ステップＳ３）を、基板Ｗに乾燥処理（ステップＳ４）を行う前に行っていたが、これに限られることなく、洗浄処理（ステップＳ２）の後であれば適宜のタイミングまたは期間に洗浄液を捨てる処理を行うように変更してもよい。たとえば、乾燥処理を行いながら、基板Ｗを回転させて洗浄液を捨てる処理を行ってもよい。あるいは、乾燥処理を行う前から乾燥処理が終了するまで、基板Ｗを回転させて洗浄液を捨てる処理を行ってもよい。これらのように変更することで、乾燥処理をより効率よく行うことができる。

あるいは、基板Ｗ上の洗浄液を捨てる処理（ステップＳ３）を省いて、洗浄処理が行われた基板Ｗに、そのまま乾燥処理（ステップＳ４）を行ってもよい。静止した基板Ｗに対してドライエアを供給することで、ドライエアの風圧によって基板Ｗ上の洗浄液を吹き飛ばして、基板Ｗ外に洗浄液を液相のまま捨てることで、乾燥処理を好適に行うことができる。また、この場合には、基板Ｗを回転させる回転軸３やモータ５を省略して、常に基板Ｗを静止した状態で保持するように基板処理装置を構成してもよい。この場合であっても、基板Ｗに乾燥処理等を好適に行うことができる。

（２）上述した実施例では、基板Ｗ上の洗浄液を捨てる処理（ステップＳ３）を行うとき、基板Ｗを回転させていたがこれに限られない。すなわち、基板Ｗ上の洗浄液を捨てることができれば、基板Ｗの動かし方は適宜に選択、変更できる。たとえば、基板Ｗの姿勢を傾斜させて基板Ｗ上の洗浄液を落としてもよい。また、基板Ｗを一軸方向に前後動させて基板Ｗ上の洗浄液を振り落としてもよい。なお、これらの場合にあっては、回転軸３及びモータ５とは別個に、基板Ｗを移動させる基板移動機構を備えるように変更してもよい。この場合、基板移動機構は、この発明における移動手段に相当する。

（３）上述した実施例の仕切りカバー３１について、乾燥処理位置においてドライエアの流路を完全に閉塞するものでなくてもよいと説明したが、完全に閉塞するように変更してもよい。これにより、ドライエアの流路を密閉できるので、ドライエアの露点が悪化するおそれがない。

（４）上述した実施例では、ノズル７から供給する処理液として洗浄液を例示したが、これに限られず、種々の処理液を供給するように変更してもよい。

（５）上述した実施例では、基板処理装置は、乾燥処理の前に洗浄処理を行う構成であったが、洗浄処理を行わないように変更してもよい。すなわち、外部装置において処理液による処理が行われた基板Ｗに対して、乾燥処理のみ、または、基板Ｗ上の処理液を捨てる処理と乾燥処理のみを行うように構成してもよい。これらの場合、ノズル７、洗浄液供給源１１及び開閉弁１３を省略することができる。また、外部装置における処理に使用される処理液は、洗浄液に限られることなく、薬液など任意の液種の処理液であっても、本基板処理装置を適用することができる。

（６）上述した実施例では、乾燥気体としてドライエアを例示したが、ドライ窒素等に適宜に変更してもよい。

（７）上述した実施例では、保持部１は基板Ｗを吸着保持するものであったが、これに限れることなく、基板Ｗの周縁部の複数箇所を当接支持する保持部に変更してもよい。

（８）上述した実施例および各変形例の構成を適宜に組み合わせて、基板処理装置を構成してもよい。

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。 基板処理装置の要部断面図であり、（ａ）は仕切りカバーが退避位置にあるときを示し、（ｂ）は仕切りカバーが乾燥処理位置に移動したときを示す図である。 基板処理装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ … 保持部
５ … モータ
７ … ノズル
２１ … エア供給部
２３ … エア排出部
３１ … 仕切りカバー
３３ … カバー移動機構
４１ … 制御部
Ｗ … 基板

Claims (5)

1. 基板に処理を行う基板処理装置において、
   基板を水平姿勢で保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持された基板の一側方から基板面に沿って乾燥気体を供給する気体供給手段と、
   基板を挟んで前記気体供給手段に対向配置され、乾燥気体を排出する気体排出手段と、
   処理液による処理が行われた基板に対して前記気体供給手段から乾燥気体を供給させつつ、前記気体排出手段から乾燥気体を排出させて、基板に乾燥処理を行う制御手段と、
   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、
   基板に処理液を供給する液供給手段を備え、
   前記制御手段は、前記保持手段に保持された基板に対して前記液供給手段から処理液を供給させて基板に洗浄処理を行い、前記洗浄処理が行われた基板に前記乾燥処理を行う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、
   前記保持手段に保持される基板を移動させる移動手段を備え、
   前記制御手段は、前記乾燥処理を行う際に、前記移動手段を操作して前記洗浄処理が行われた基板を移動させて基板上の処理液を捨てることを特徴とする
   基板処理装置。
4. 請求項３に記載の基板処理装置において、
   前記移動手段は、基板を回転または傾斜させることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１から請求項４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、前記乾燥処理の際に、乾燥気体の流路をその周囲の雰囲気から隔てる位置に仕切りカバーを移動させることを特徴とする基板処理装置。

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