JP2008218471A

JP2008218471A - 基板処理装置

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Publication number: JP2008218471A
Application number: JP2007049663A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Muraoka; 祐介村岡; Hiroyuki Araki; 浩之荒木; Masahito Uno; 雅人宇野
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】チャンバ内の雰囲気を外部に拡散させないために行うチャンバからの排気を低減できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１は、処理槽２０およびシャワーノズル３０を収容するチャンバ４０と、チャンバ４０を密閉するシャッタ４１とを備えている。このため、チャンバ４０から排気を行うことなくチャンバ４０の内部において基板Ｗを処理できる。また、処理槽２０の上面とシャッタ４１の下面との間の距離は２０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下であり、処理槽２０の外側面とチャンバ４０の内側面との間の距離は５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下である。このため、チャンバ４０の内容積は小さく、シャッタ４１を開放したときにもチャンバ４０から多量の排気を行う必要がない。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハ、太陽電池基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板に対して、処理液による処理を行う基板処理装置に関する。

従来より、基板の製造工程においては、基板に対して薬液、純水、乾燥媒体等の処理液を供給することにより、基板を処理する基板処理装置が知られている。このような基板処理装置は、所定のチャンバを有し、チャンバ内に配置された処理槽に上記の処理液を貯留してオーバーフローさせることにより、基板の処理を行う。基板は、処理槽内に貯留された処理液中に浸漬され、薬液による薬液処理、純水によるリンス処理、乾燥媒体による乾燥処理等の処理を受ける。

このような従来の基板処理装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特開平６−２６０４６２号公報

このような基板処理装置において、基板をチャンバ内に搬入するとき、あるいは、基板をチャンバから搬出するときには、チャンバ内の雰囲気をチャンバの外部に拡散させないために、チャンバから所定量の排気を行う。特に、従来の基板処理装置のチャンバは、その内部にある程度の余裕をもって処理槽を収容できるような寸法に設計されていた。このため、チャンバの内容積は大きく、チャンバから多量の（例えば５．０ｍ³／ｍｉｎ程度の）排気を行う必要があった。

また、従来の基板処理装置において、チャンバの上部には、基板の搬出入口を閉鎖するためのカバーが設けられていた。そして、基板処理装置は、チャンバの内部において基板を処理するときには、カバーを閉鎖するようになっていた。しかしながら、従来の基板処理装置では、チャンバの開口部をカバーで完全に密閉できる構成にはなっていなかった。このため、基板の搬出入時だけではなく、基板を処理するときにも、チャンバ内の雰囲気がカバーの周囲の隙間から外部に拡散しないように、チャンバから所定量の排気を行う必要があった。このように、従来の基板処理装置では、チャンバからの排気に要するエネルギーやコストが大きく、チャンバからの排気を低減させることが技術的課題となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、チャンバ内の雰囲気を外部に拡散させないために行うチャンバからの排気を低減できる基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板に対して処理液による処理を行う基板処理装置であって、内部に処理液を貯留するとともに上部から処理液をオーバーフローさせる処理槽と、前記処理槽内において基板を保持する保持部と、前記処理槽の底部から前記処理槽内に処理液を供給する処理槽内ノズルと、前記処理槽の上部から前記処理槽内に処理液をシャワー状に供給するシャワーノズルと、前記処理槽および前記シャワーノズルを収容するチャンバと、前記チャンバを密閉する蓋部と、を備え、前記処理槽の上面と前記蓋部の下面との間の距離は２０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下であり、前記処理槽の外側面と前記チャンバの内側面との間の距離は５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下である。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記チャンバの内側面は、前記処理槽の外側面に沿って形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記処理槽内において前記保持部に保持された基板の上端と前記処理槽の上面との間の距離は、５ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理液として薬液と純水とが使用され、前記処理槽内において、薬液による薬液処理と純水によるリンス処理とを順次に実行した後に、前記チャンバから基板を搬出することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理液として乾燥媒体が使用され、前記処理槽内において基板に乾燥媒体を供給した後、前記処理槽から乾燥媒体を排液することにより、基板を乾燥させることを特徴とする。

請求項１〜５に記載の発明によれば、基板処理装置は、処理槽およびシャワーノズルを収容するチャンバと、チャンバを密閉する蓋部とを備えている。このため、チャンバから排気を行うことなくチャンバの内部において基板を処理できる。また、処理槽の上面と蓋部の下面との間の距離は２０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下であり、処理槽の外側面とチャンバの内側面との間の距離は５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下である。このため、チャンバの内容積は小さく、蓋部を開放したときにもチャンバから多量の排気を行う必要がない。

特に、請求項２に記載の発明によれば、チャンバの内側面は、処理槽の外側面に沿って形成されている。このため、チャンバの内容積をほぼ極小化することができる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、処理槽内において前記保持部に保持された基板の上端と処理槽の上面との間の距離は、５ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下である。このため、処理槽の高さを抑え、処理槽およびチャンバの内容積を小さくすることができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、基板処理装置は、処理槽内において薬液による薬液処理と純水によるリンス処理とを順次に実行した後に、チャンバから基板を搬出する。このため、チャンバ内の薬液が純水によって除去された後にチャンバが開放される。したがって、チャンバからの排気量を更に低減できる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、処理槽内において基板に乾燥媒体を供給した後、処理槽から乾燥媒体を排液することにより、基板を乾燥させる。このため、チャンバ内において基板を引き上げるための空間は不要であり、チャンバの内容積を更に小さくすることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１を、基板Ｗと平行な平面で切断した縦断面図である。図１には、併せて配管系や制御部の構成も示されている。また、図２は、基板処理装置１を基板Ｗと垂直な平面で切断した縦断面図である。この基板処理装置１は、基板Ｗに対して薬液による薬液処理と純水によるリンス処理とを行うための装置である。図１および図２に示したように、基板処理装置１は、主として、カセット１０と、処理槽２０と、シャワーノズル３０と、チャンバ４０と、処理液供給系５０と、制御部６０とを備えている。

カセット１０は、複数枚の基板Ｗを起立姿勢で一括保持するための保持部である。カセット１０の底部には複数の嵌合溝（図示省略）が形成されており、複数枚の基板Ｗは、それぞれ基板Ｗの周縁部を嵌合溝に嵌合させた状態で起立姿勢に保持される。カセット１０は、所定の搬送機構により処理槽２０の内部とチャンバ４０の外部との間で搬送される。複数枚の基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」という）は、カセット１０に保持された状態でカセット１０とともに処理槽２０内にセットされ、また、カセット１０とともに処理槽２０から搬出される。なお、本実施形態において処理対象となる基板Ｗは、例えば直径２００ｍｍ程度の円形平板である。

処理槽２０は、内部に薬液および純水を貯留するための容器である。処理槽２０の底部には、処理槽２０の内部に向けて薬液または純水を吐出するための処理槽内ノズル２１が設けられている。処理槽内ノズル２１は、薬液または純水の導入路となるノズル管２１ａと、ノズル管２１ａの上部に形成された複数の吐出口２１ｂとを有している。後述するバルブ５４ｃ，５４ｄの開閉を切り替えることにより、ノズル管２１ａには薬液または純水が択一的に供給される。そして、ノズル管２１ａに供給された薬液または純水は、複数の吐出口２１ｂから処理槽２０内へ吐出され、処理槽２０内に貯留される。薬液または純水は、処理槽２０の上部まで貯留されると、処理槽２０上部の開口からオーバーフローする。

処理槽２０の上面（処理槽２０内に貯留される薬液または純水の液面）と、処理槽２０内に配置された基板Ｗの上端との間の距離ｈ１は、基板Ｗが薬液または純水中に完全に浸漬される最小の距離となるように設計されている。具体的には、薬液および純水の表面張力を考慮しても基板Ｗの上端まで完全に浸漬される距離として、距離ｈ１は５ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下となるように設定されている。このため、処理槽２０の高さは従来よりも低く、チャンバ４０内における処理槽２０の容積は小さくなっている。

処理槽２０の底部付近には、処理槽２０内に貯留された薬液または純水を急速に排液するための急速排液口２２が設けられている。急速排液口２２は開閉自在なバルブ２３を有している。このため、バルブ２３を閉鎖したときには、処理槽２０内に薬液または純水を貯留することができる。また、バルブ２３を開放したときには、処理槽２０内に貯留された薬液または純水が急速排液口２２から処理槽２０外へ排出される。

シャワーノズル３０は、処理槽２０内の基板Ｗに対して薬液または純水を吐出するためのノズルである。シャワーノズル３０は、処理槽２０の上方において基板Ｗの配列方向（Ｙ軸方向）にのびる一対のノズル管３１を有している。各ノズル管３１には、処理槽２０内に向けられた複数の吐出口３１ａが形成されている。後述するバルブ５４ａ，５４ｂの開閉を切り替えることにより、ノズル管３１には薬液または純水が択一的に供給される。そして、ノズル管３１に供給された薬液または純水は、複数の吐出口３１ａから処理槽２０内の基板Ｗに向けてシャワー状に吐出される。

チャンバ４０は、処理槽２０およびシャワーノズル３０を内部に収容する密閉容器である。チャンバ４０は、気密性の部材により構成され、その上部には開閉自在なシャッタ４１が設けられている。シャッタ４１は、開閉駆動機構４２によりスライド移動し、チャンバ４０上部の開口部４３を開放する状態と、開口部４３を閉鎖する状態とを切り替えることができる。開口部４３の周囲には、リング状のシール部材４４が取り付けられている。このため、シャッタ４１により開口部４３を閉鎖したときには、開口部４３は気密に閉鎖される。

チャンバ４０の底部には、チャンバ４０の底部に貯留された液体を排出するための排液口４５が形成されている。排液口４５にはバルブ４５ａを介して配管４５ｂが接続されている。このため、バルブ４５ａを開放すると、チャンバ４０の底部に貯留された液体が配管４５ｂを通って排液ラインへ排出される。また、チャンバ４０の側部には、チャンバ４０内の気体を外部へ排出するための排気口４６が形成されている。排気口４６にはバルブ４６ａを介して配管４６ｂが接続されており、配管４６ｂの経路途中には排気ポンプ４６ｃが介挿されている。このため、バルブ４６ａを開放するとともに排気ポンプ４６ｃを動作させると、チャンバ４０内の気体が排気ラインへ排出される。

図１および図２に示したように、チャンバ４０の内側面は、ほぼ処理槽２０の外側面に沿って形成されている。すなわち、チャンバ４０の内側面形状は、処理槽２０の外側面形状よりもひと回り大きいほぼ相似形状となっている。そして、処理槽２０の上面とシャッタ４１の下面との間の距離ｈ２は、ノズル管３１を配置することができる範囲で、なるべく小さい距離となるように設計されている。具体的には、ノズル管３１の径は一般的に１０〜２０ｍｍであるため、上記の距離ｈ１は２０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下となるように設計される。

また、処理槽２０の外側面とチャンバ４０の内側面との間の距離ｄ１は、処理槽２０からオーバーフローする薬液または純水がチャンバ４０の内側面と接触しない範囲で、なるべく小さい距離となるように設計されている。処理槽２０の上部からオーバーフローした薬液または純水は、図３に示したように、表面張力により３〜４ｍｍ程度の盛り上がり部分を形成しながら処理槽２０の外側面を伝って流下する。このため、上記の距離ｄ１は、５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下となるように設計されている。基板処理装置１は、このような寸法条件を満たす処理槽２０とチャンバ４０とを有している。このため、チャンバ４０の内容積は小さく、チャンバ４０内に存在し得る気体の量はほぼ極小化されている。

処理液供給系５０は、処理液としての薬液および純水を処理槽内ノズル２１およびシャワーノズル３０へ供給するための配管系である。処理液供給系５０は、薬液供給源５１、純水供給源５２、複数の配管５３ａ〜５３ｆ、および複数のバルブ５４ａ〜５４ｄを組み合わせて構成されている。薬液供給源５１には配管５３ａが接続されており、配管５３ａの経路途中にはバルブ５４ａが介挿されている。また、純水供給源５２には配管５３ｂが接続されており、配管５３ｂの経路途中にはバルブ５４ｂが介挿されている。配管５３ａおよび配管５３ｂの下流側の端部は、合流して１つの配管５３ｃとなり、配管５３ｃの下流側の端部はシャワーノズル３０に接続されている。また、バルブ５４ａよりも上流側の配管５３ａの経路途中には、分岐配管５３ｄが接続されており、分岐配管５３ｄの経路途中にはバルブ５４ｃが介挿されている。一方、バルブ５４ｂよりも上流側の配管５３ｂの経路途中には、分岐配管５３ｅが接続されており、分岐配管５３ｅの経路途中にはバルブ５４ｄが介挿されている。

このような構成において、バルブ５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを閉鎖するとともにバルブ５４ａを開放すると、薬液供給源５１からシャワーノズル３０へ薬液が供給され、シャワーノズル３０の複数の吐出口３１ａから薬液がシャワー状に吐出される。また、バルブ５４ａ，５４ｃ，５４ｄを閉鎖するとともにバルブ５４ｂを開放すると、純水供給源５２からシャワーノズル３０へ純水が供給され、シャワーノズル３０の複数の吐出口３１ａから純水がシャワー状に吐出される。すなわち、バルブ５４ａおよびバルブ５４ｂの開閉を切り替えることにより、シャワーノズル３０から薬液と純水とを択一的に供給することができる。

また、バルブ５４ａ，５４ｂ，５４ｄを閉鎖するとともにバルブ５４ｃを開放すると、薬液供給源５１から処理槽内ノズル２１へ薬液が供給され、処理槽内ノズル２１の複数の吐出口２１ｂから薬液が吐出される。また、バルブ５４ａ，５４ｂ，５４ｃを閉鎖するとともにバルブ５４ｄを開放すると、純水供給源５２から処理槽内ノズル２１へ純水が供給され、処理槽内ノズル２１の複数の吐出口２１ｂから純水が吐出される。すなわち、バルブ５４ｃおよびバルブ５４ｄの開閉を切り替えることにより、処理槽内ノズル２１から薬液と純水とを択一的に供給することができる。

制御部６０は、基板処理装置１内の上記各部の動作を制御するための処理部である。図４は、基板処理装置１の上記各部と制御部６０との間の接続構成を示したブロック図である。図４に示したように、制御部６０は、上記の開閉駆動機構４２、バルブ２３、排気ポンプ４６ｃ、バルブ５４ａ〜５４ｄと電気的に接続されており、これらの動作を制御する。なお、制御部６０は、例えば、ＣＰＵやメモリを有するコンピュータにより構成され、コンピュータにインストールされたプログラムに従ってコンピュータが動作することにより上記の制御を行う。

続いて、上記構成を有する基板処理装置１による基板処理の流れについて説明する。図５は、基板処理装置１における基板処理の流れを示したフローチャートである。基板処理装置１は、まず、未処理の基板Ｗをチャンバ４０内へ搬入する（ステップＳ１）。具体的には、まず、基板処理装置１は、開閉駆動機構４２によりチャンバ４０のシャッタ４１を開放する。基板Ｗは、カセット１０に保持された状態でチャンバ４０上部の開口部４３からチャンバ４０内に搬入され、処理槽２０内にセットされる。その後、基板処理装置１は、チャンバ４０のシャッタ４１を閉鎖し、チャンバ４０内を密閉状態とする。

ステップＳ１においてシャッタ４１を開放している間、基板処理装置１は、バルブ４６ａを開放するとともに排気ポンプ４６ｃを低速で動作させる。これにより、チャンバ４０内の気体を排気ラインへ排気し、チャンバ４０内の気体が開口部４３からチャンバ４０の外部へ排出されることを防止する。上述したように、この基板処理装置１は、チャンバ４０の内容積がほぼ極小化されている。このため、チャンバ４０からの排気量はごく少量（例えば０．５ｍ³／ｍｉｎ程度）でよい。基板Ｗの搬入が完了し、シャッタ４１が閉鎖されると、基板処理装置１は排気ポンプ４６ｃを停止する。

次に、基板処理装置１は、処理槽２０内の基板Ｗに対して薬液を供給する（ステップＳ２）。具体的には、基板処理装置１は、処理槽２０底部の急速排液口２２を閉鎖し、バルブ５４ａ，５４ｂ，５４ｄを閉鎖した状態でバルブ５４ｃを開放する。これにより、薬液供給源５１から処理槽内ノズル２１に薬液が供給され、処理槽内ノズル２１の複数の吐出口２１ｂから処理槽２０内に薬液が吐出される。処理槽内ノズル２１から吐出された薬液は処理槽２０内に貯留され、処理槽２０の上部まで貯留された薬液は、処理槽２０の上部からオーバーフローする。処理槽２０の上部から薬液がオーバーフローしている間、基板Ｗは処理槽２０内の薬液中に完全に浸漬され、基板Ｗの周囲には、下方から上方へ向かう薬液の流れが形成される。このため、基板Ｗの表面は、薬液の成分により所定の処理を受ける。

処理槽２０からオーバーフローした薬液は、図１中の矢印のように、処理槽２０の外側面に沿って流下する。上述したように、この基板処理装置１は、処理槽２０の外側面とチャンバ４０の内側面との間の距離ｄ１が５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下となるように設計されている。このため、処理槽２０からオーバーフローした薬液が処理槽２０の外側面とチャンバ４０の内側面との間に滞留してしまうことはなく、薬液は円滑にオーバーフローする。なお、ステップＳ２の時点においてチャンバ４０底部のバルブ４５ａは開放されている。このため、処理槽２０からオーバーフローした薬液は、チャンバ４０底部の排液口４５から配管４５ｂを通って排液ラインへ排出される。

ステップＳ２では、必要に応じてシャワーノズル３０による薬液の供給を行ってもよい。例えば、バルブ５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを閉鎖した状態でバルブ５４ａを開放することにより、シャワーノズル３０による薬液の供給を所定時間行い、その後、バルブ５４ａを閉鎖するとともにバルブ５４ｃを開放することにより、処理槽内ノズル２１による薬液の供給を行ってもよい。シャワーノズル３０から吐出された薬液は、基板Ｗの表面に直接的かつ均一に供給されるため、基板Ｗの表面を効率よく処理する。

続いて、基板処理装置１は、薬液の供給を停止するとともに、基板Ｗに対して純水の供給を開始する（ステップＳ３）。具体的には、基板処理装置１は、バルブ５４ａ，５４ｂ，５４ｃを閉鎖した状態でバルブ５４ｄを開放する。これにより、純水供給源５２から処理槽内ノズル２１に純水が供給され、処理槽内ノズル２１の複数の吐出口２１ｂから処理槽２０内に純水が吐出される。処理槽２０内に貯留された薬液は、徐々に純水に置換され、処理槽２０内には純水が貯留される。やがて、処理槽２０内が完全に純水に置換されると、処理槽２０の上部から純水がオーバーフローする状態となる。処理槽２０の上部から純水がオーバーフローしている間、基板Ｗは処理槽２０内の純水中に完全に浸漬され、基板Ｗの周囲には、下方から上方へ向かう純水の流れが形成される。このため、基板Ｗの表面に付着した薬液は、純水により洗い流される。

処理槽２０からオーバーフローした純水は、薬液と同じように、処理槽２０の外側面に沿って流下する。上述したように、この基板処理装置１は、処理槽２０の外側面とチャンバ４０の内側面との間の距離ｄ１が５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下となるように設計されている。このため、処理槽２０からオーバーフローした純水が処理槽２０の外側面とチャンバ４０の内側面との間に滞留してしまうことはなく、純水は円滑にオーバーフローする。なお、処理槽２０からオーバーフローした純水は、チャンバ４０底部の排液口４５から配管４５ｂを通って排液ラインへ排出される。

ステップＳ３では、必要に応じてシャワーノズル３０による純水の供給を行ってもよい。例えば、処理槽２０内の薬液を一旦排液した後、バルブ５４ａ，５４ｃ，５４ｄを閉鎖した状態でバルブ５４ｂを開放することにより、シャワーノズル３０による純水の供給を所定時間行い、その後、バルブ５４ｂを閉鎖するとともにバルブ５４ｄを開放することにより、処理槽内ノズル２１による純水の供給を行ってもよい。シャワーノズル３０から吐出された純水は、基板Ｗの表面に直接的かつ均一に供給されるため、基板Ｗの表面を効率よく洗浄する。

その後、基板処理装置１は、純水の供給を停止するとともに、処理槽２０内の液体を排出する（ステップＳ４）。具体的には、基板処理装置１は、処理槽２０底部のバルブ２３を開放し、処理槽２０内に貯留された液体（主として純水）を急速排液口２２から処理槽２０の外部へ排出する。処理槽２０から排出された純水は、チャンバ４０底部の排液口４５から配管４５ｂを通って排液ラインへ排出される。

上記のステップＳ２〜Ｓ４の間、基板処理装置１は、シャッタ４１を閉鎖した状態で処理を進める。したがって、チャンバ４０の内部の気体が開口部４３を介して外部へ拡散することはない。このため、チャンバ４０から積極的に排気を行う必要はなく、基板処理装置１は、排気ポンプ４６ｃを動作させることなくステップＳ２〜Ｓ４の処理を行うことができる。

チャンバ４０からの排液処理が完了すると、基板処理装置１は、処理済みの基板Ｗをチャンバ４０の外部へ搬出する（ステップＳ５）。具体的には、基板処理装置１は、開閉駆動機構４２によりチャンバ４０のシャッタ４１を開放し、カセット１０に保持された基板Ｗをカセット１０ごと搬出する。

ステップＳ５においてシャッタ４１を開放している間、基板処理装置１は、バルブ４６ａを開放するとともに排気ポンプ４６ｃを低速で動作させる。これにより、チャンバ４０内の気体を排気ラインへ排出し、チャンバ４０内の気体が開口部４３からチャンバ４０の外部へ拡散されることを防止する。上述したように、この基板処理装置１は、チャンバ４０の内容積がほぼ極小化されている。このため、チャンバ４０からの排気量はごく少量（例えば０．５ｍ³／ｍｉｎ程度）でよい。また、ステップＳ３の純水処理を行った後に基板Ｗの搬出を行うため、チャンバ４０の内部には薬液の成分が殆ど残っていない。このため、チャンバ４０からの排気量は更に少量でよい。

以上のように、本実施形態の基板処理装置１は、処理槽２０およびシャワーノズル３０を収容するチャンバ４０と、チャンバ４０を密閉するシャッタ４１とを備えている。このため、チャンバ４０から排気を行うことなくチャンバ４０の内部において基板Ｗを処理できる。また、処理槽２０の上面とシャッタ４１の下面との間の距離は２０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下であり、処理槽２０の外側面とチャンバ４０の内側面との間の距離は５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下である。このため、チャンバ４０の内容積は小さく、シャッタ４１を開放したときにもチャンバ４０から多量の排気を行う必要がない。

＜２．第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置１０１を、基板Ｗと平行な平面で切断した縦断面図である。図６には、併せて配管系や制御部の構成も示されている。また、図７は、基板処理装置１を基板Ｗと垂直な平面で切断した縦断面図である。この基板処理装置１０１は、薬液処理および純水処理が行われた後の基板Ｗに対して乾燥媒体を用いた乾燥処理を行うための装置である。図６および図７に示したように、基板処理装置１０１は、主として、カセット１１０と、処理槽１２０と、シャワーノズル１３０と、チャンバ１４０と、供給系１５０と、制御部１６０とを備えている。

カセット１１０は、複数枚の基板Ｗを起立姿勢で一括保持するための保持部である。カセット１１０の底部には複数の嵌合溝（図示省略）が形成されており、複数枚の基板Ｗは、それぞれ基板Ｗの周縁部を嵌合溝に嵌合させた状態で起立姿勢に保持される。カセット１１０は、所定の搬送機構により処理槽１２０の内部とチャンバ１４０の外部との間で搬送される。複数枚の基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」という）は、カセット１１０に保持された状態でカセット１１０とともに処理槽２０内にセットされ、また、カセット１１０とともに処理槽１２０から搬出される。なお、本実施形態において処理対象となる基板Ｗは、例えば直径２００ｍｍ程度の円形平板である。

処理槽１２０は、内部に乾燥媒体を貯留するための容器である。処理槽１２０の底部には、処理槽１２０の内部に向けて乾燥媒体を吐出するための処理槽内ノズル１２１が設けられている。処理槽内ノズル１２１は、乾燥媒体の導入路となるノズル管１２１ａと、ノズル管１２１ａの上部に形成された複数の吐出口１２１ｂとを有している。乾燥媒体は、ノズル管１２１ａの複数の吐出口１２１ｂから吐出され、処理槽１２０の内部に貯留される。そして、処理槽１２０の上部まで貯留された乾燥媒体は、処理槽２０上部の開口からオーバーフローする。なお、処理槽１２０に貯留される乾燥媒体としては、例えば、フッ素系溶剤等の非極性液体中に界面活性剤を混合させた混合溶液や、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶剤が使用される。

処理槽１２０の上面（処理槽１２０内に貯留された乾燥媒体の液面）と、処理槽１２０内に配置された基板Ｗの上端との間の距離ｈ３は、基板Ｗが乾燥媒体中に完全に浸漬される最小の距離となるように設計されている。具体的には、乾燥媒体の表面張力を考慮しても基板Ｗの上端まで完全に浸漬される距離として、距離ｈ３は５ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下となるように設定されている。このため、処理槽１２０の高さは従来よりも低く、チャンバ１４０内における処理槽１２０の容積は小さくなっている。

処理槽１２０の底部付近には、処理槽１２０内に貯留された乾燥媒体を急速に排液するための急速排液口１２２が設けられている。急速排液口１２２は開閉自在なバルブ１２３を有している。このため、バルブ１２３を閉鎖したときには、処理槽１２０内に乾燥媒体を貯留することができる。また、バルブ１２３を開放したときには、処理槽１２０内に貯留された乾燥媒体が急速排液口１２２から処理槽１２０外へ排出される。

シャワーノズル１３０は、処理槽１２０内の基板Ｗに対して乾燥媒体またはエアを吐出するためのノズルである。シャワーノズル１３０は、処理槽１２０の上方において基板Ｗの配列方向（Ｙ軸方向）にのびる一対のノズル管１３１を有している。各ノズル管１３１には、処理槽１２０内に向けられた複数の吐出口１３１ａが形成されている。後述するバルブ１５４ａ，１５４ｂの開閉を切り替えることにより、ノズル管１３１には乾燥媒体またはエアが択一的に供給される。そして、ノズル管１３１に供給された乾燥媒体またはエアは、複数の吐出口１３１ａから処理槽１２０内の基板Ｗに向けてシャワー状に吐出される。

チャンバ１４０は、処理槽１２０およびシャワーノズル１３０を内部に収容する密閉容器である。チャンバ１４０は、気密性の部材により構成され、その上部には開閉自在なシャッタ１４１が設けられている。シャッタ１４１は、開閉駆動機構１４２によりスライド移動し、チャンバ１４０上部の開口部１４３を開放する状態と、開口部１４３を閉鎖する状態とを切り替えることができる。開口部１４３の周囲には、リング状のシール部材１４４が取り付けられている。このため、シャッタ１４１により開口部１４３を閉鎖したときには、開口部１４３は気密に閉鎖される。

チャンバ１４０の底部には、チャンバ１４０の底部に貯留された液体を排出するための排液口１４５が形成されている。排液口１４５にはバルブ１４５ａを介して配管１４５ｂが接続されている。このため、バルブ１４５ａを開放すると、チャンバ１４０の底部に貯留された液体が配管１４５ｂを通って排液ラインへ排出される。また、チャンバ１４０の側部には、チャンバ１４０内の気体を外部へ排出するための排気口１４６が形成されている。排気口１４６にはバルブ１４６ａを介して配管１４６ｂが接続されており、配管１４６ｂの経路途中には排気ポンプ１４６ｃが介挿されている。このため、バルブ１４６ａを開放するとともに排気ポンプ１４６ｃを動作させると、チャンバ１４０内の気体が排気ラインへ排出される。

図６および図７に示したように、チャンバ１４０の内側面は、ほぼ処理槽１２０の外側面に沿って形成されている。すなわち、チャンバ１４０の内側面形状は、処理槽１２０の外側面形状よりもひと回り大きいほぼ相似形状となっている。そして、処理槽１２０の上面とシャッタ１４１の下面との間の距離ｈ４は、ノズル管１３１を配置することができる範囲で、なるべく小さい距離となるように設計されている。具体的には、ノズル管１３１の径はは一般的に１０〜２０ｍｍであるため、上記の距離ｈ４は２０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下となるように設計される。

また、処理槽１２０の外側面とチャンバ１４０の内側面との間の距離ｄ２は、処理槽１２０からオーバーフローする乾燥媒体がチャンバ１４０の内側面と接触しない範囲で、なるべく小さい距離となるように設計されている。処理槽１２０の上部からオーバーフローした乾燥媒体は、図３に示したように、表面張力により３〜４ｍｍ程度の盛り上がり部分を形成しながら処理槽１２０の外側面を伝って流下する。このため、上記の距離ｄ２は、５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下となるように設計されている。基板処理装置１０１は、このような寸法条件を満たす処理槽１２０とチャンバ１４０とを有している。このため、チャンバ１４０の内容積は小さく、チャンバ１４０内に存在し得る気体の量はほぼ極小化されている。

供給系１５０は、処理液としての乾燥媒体を処理槽内ノズル１２１に供給するとともに、乾燥媒体またはエアをシャワーノズル１３０に供給するための配管系である。供給系１５０は、乾燥媒体供給源１５１、エア供給源１５２、複数の配管１５３ａ〜１５３ｄ、および複数のバルブ１５４ａ〜１５４ｃを組み合わせて構成されている。乾燥媒体供給源１５１には配管１５３ａが接続されており、配管１５３ａの経路途中にはバルブ１５４ａが介挿されている。また、エア供給源１５２には配管１５３ｂが接続されており、配管１５３ｂの経路途中にはバルブ１５４ｂが介挿されている。配管１５３ａおよび配管１５３ｂの下流側の端部は、合流して１つの配管１５３ｃとなり、配管１５３ｃの下流側の端部はシャワーノズル１３０に接続されている。また、バルブ１５４ａよりも上流側の配管１５３ａの経路途中には、分岐配管１５３ｄが接続されており、分岐配管１５３ｄの経路途中にはバルブ１５４ｃが介挿されている。

このような構成において、バルブ１５４ｂ，１５４ｃを閉鎖するとともにバルブ１５４ａを開放すると、乾燥媒体供給源１５１からシャワーノズル１３０へ乾燥媒体が供給され、シャワーノズル１３０の複数の吐出口１３１ａから乾燥媒体がシャワー状に吐出される。また、バルブ１５４ａ，１５４ｃを閉鎖するとともにバルブ１５４ｂを開放すると、エア供給源１５２からシャワーノズル１３０へ高温・高圧のエアが供給され、シャワーノズル１３０の複数の吐出口１３１ａからエアが吐出される。すなわち、バルブ１５４ａおよびバルブ１５４ｂの開閉を切り替えることにより、シャワーノズル１３０から乾燥媒体とエアとを択一的に供給することができる。また、バルブ１５４ａ，１５４ｂを閉鎖するとともにバルブ５４ｃを開放すると、乾燥媒体供給源１５１から処理槽内ノズル１２１へ乾燥媒体が供給され、処理槽内ノズル１２１の複数の吐出口１２１ｂから乾燥媒体が吐出される。

制御部１６０は、基板処理装置１０１内の上記各部の動作を制御するための処理部である。図８は、基板処理装置１０１の上記各部と制御部１６０との間の接続構成を示したブロック図である。図８に示したように、制御部１６０は、上記の開閉駆動機構１４２、バルブ１２３、排気ポンプ１４６ｃ、バルブ１５４ａ〜１５４ｃと電気的に接続されており、これらの動作を制御する。なお、制御部１６０は、例えば、ＣＰＵやメモリを有するコンピュータにより構成され、コンピュータにインストールされたプログラムに従ってコンピュータが動作することにより上記の制御を行う。

続いて、上記構成を有する基板処理装置１０１による基板処理の流れについて説明する。図９は、基板処理装置１０１における基板処理の流れを示したフローチャートである。基板処理装置１０１は、まず、リンス処理後の基板Ｗをチャンバ１４０内へ搬入する（ステップＳ１０１）。具体的には、まず、基板処理装置１は、開閉駆動機構１４２によりチャンバ１４０のシャッタ１４１を開放する。基板Ｗは、カセット１１０に保持された状態でチャンバ１４０上部の開口部１４３からチャンバ１４０内に搬入され、処理槽１２０内にセットされる。その後、基板処理装置１０１は、チャンバ１４０のシャッタ１４１を閉鎖し、チャンバ１４０内を密閉状態とする。

ステップＳ１０１においてシャッタ１４１を開放している間、基板処理装置１０１は、バルブ１４６ａを開放するとともに排気ポンプ１４６ｃを低速で動作させる。これにより、チャンバ１４０内の気体を排気ラインへ排気し、チャンバ１４０内の気体が開口部１４３からチャンバ１４０の外部へ排出されることを防止する。上述したように、この基板処理装置１０１は、チャンバ１４０の内容積がほぼ極小化されている。このため、チャンバ１４０からの排気量はごく少量（例えば０．５ｍ³／ｍｉｎ程度）でよい。基板Ｗの搬入が完了し、シャッタ１４１が閉鎖されると、基板処理装置１０１は排気ポンプ１４６ｃを停止する。

次に、基板処理装置１０１は、処理槽１２０内の基板Ｗに対して乾燥媒体を供給する（ステップＳ１０２）。具体的には、基板処理装置１０１は、処理槽１２０底部の急速排液口１２２を閉鎖し、バルブ１５４ａ，１５４ｂを閉鎖した状態でバルブ１５４ｃを開放する。これにより、乾燥媒体供給源１５１から処理槽内ノズル１２１に乾燥媒体が供給され、処理槽内ノズル１２１の複数の吐出口１２１ｂから処理槽１２０内に乾燥媒体が吐出される。処理槽内ノズル１２１から吐出された乾燥媒体は処理槽１２０内に貯留され、処理槽１２０の上部まで貯留された乾燥媒体は、処理槽１２０の上部からオーバーフローする。処理槽１２０の上部から乾燥媒体がオーバーフローしている間、基板Ｗは処理槽１２０内の乾燥媒体中に完全に浸漬され、基板Ｗの周囲には、下方から上方へ向かう乾燥媒体の流れが形成される。このため、基板Ｗの表面に付着した水滴は、乾燥媒体により除去される。

処理槽１２０からオーバーフローした乾燥媒体は、図６中の矢印のように、処理槽１２０の外側面に沿って流下する。上述したように、この基板処理装置１は、処理槽１２０の外側面とチャンバ１４０の内側面との間の距離ｄ２が５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下となるように設計されている。このため、処理槽１２０からオーバーフローした乾燥媒体が処理槽１２０の外側面とチャンバ１４０の内側面との間に滞留してしまうことはなく、乾燥媒体は円滑にオーバーフローする。なお、ステップＳ１０２の時点においてチャンバ１４０底部のバルブ１４５ａは開放されている。このため、処理槽１２０からオーバーフローした乾燥媒体は、チャンバ１４０底部の排液口１４５から配管１４５ｂを通って排液ラインへ排出される。

ステップＳ１０２では、必要に応じてシャワーノズル１３０による乾燥媒体の供給を行ってもよい。例えば、バルブ１５４ｂ，１５４ｃを閉鎖した状態でバルブ１５４ａを開放することにより、シャワーノズル１３０による乾燥媒体の供給を所定時間行い、その後、バルブ１５４ａを閉鎖するとともにバルブ１５４ｃを開放することにより、処理槽内ノズル１２１による乾燥媒体の供給を行ってもよい。シャワーノズル１３０から吐出された乾燥媒体は、基板Ｗの表面に直接的かつ均一に供給されるため、基板Ｗの表面の水滴を効率よく除去する。

続いて、基板処理装置１は、乾燥媒体の供給を停止するとともに、処理槽１２０内の乾燥媒体を排出する（ステップＳ１０３）。具体的には、基板処理装置１０１は、処理槽１２０底部のバルブ１２３を開放し、処理槽１２０内に貯留された乾燥媒体を急速排液口１２２から処理槽１２０の外部へ排出する。処理槽１２０から排出された乾燥媒体は、チャンバ１４０底部の排液口１４５から配管１４５ｂを通って排液ラインへ排出される。

その後、基板処理装置１０１は、基板Ｗに対してエアの供給を開始する（ステップＳ１０４）。具体的には、基板処理装置１０１は、バルブ１５４ａ，１５４ｃを閉鎖した状態でバルブ１５４ｂを開放する。これにより、エア供給源１５２からシャワーノズル１３０に高温・高圧のエアが供給され、シャワーノズル１３０の複数の吐出口１３１ａから処理槽１２０内の基板Ｗに向けて、エアが吹き付けられる。これにより、基板Ｗの表面に残存する乾燥媒体の気化が促進され、基板Ｗの表面が乾燥する。

上記のステップＳ１０２〜Ｓ１０４の間、基板処理装置１０１は、シャッタ１４１を閉鎖した状態で処理を進める。したがって、チャンバ１４０の内部の気体が開口部１４３を介して外部へ拡散することはない。このため、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４では、チャンバ１４０から積極的に排気を行う必要はなく、基板処理装置１０１は、排気ポンプ１４６ｃを動作させることなくステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を行うことができる。

所定時間のエアの供給が完了すると、基板処理装置１０１は、処理済みの基板Ｗをチャンバ１４０の外部へ搬出する（ステップＳ１０５）。具体的には、基板処理装置１０１は、開閉駆動機構１４２によりチャンバ１４０のシャッタ１４１を開放し、カセット１１０に保持された基板Ｗをカセット１１０ごと搬出する。

ステップＳ１０５においてシャッタ４１を開放している間、基板処理装置１０１は、バルブ１４６ａを開放するとともに排気ポンプ１４６ｃを低速で動作させる。これにより、チャンバ１４０内の気体を排気ラインへ排出し、チャンバ１４０内の気体が開口部４３からチャンバ１４０の外部へ拡散することを防止する。上述したように、この基板処理装置１０１は、チャンバ１４０の内容積がほぼ極小化されている。このため、チャンバ１４０からの排気量はごく少量（例えば０．５ｍ³／ｍｉｎ程度）でよい。

以上のように、本実施形態の基板処理装置１０１は、処理槽１２０およびシャワーノズル１３０を収容するチャンバ１４０と、チャンバ１４０を密閉するシャッタ１４１とを備えている。このため、チャンバ１４０から排気を行うことなくチャンバ１４０の内部において基板Ｗを処理できる。また、処理槽１２０の上面とシャッタ１４１の下面との間の距離は２０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下であり、処理槽１２０の外側面とチャンバ１４０の内側面との間の距離は５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下である。このため、チャンバ１４０の内容積は小さく、シャッタ１４１を開放したときにもチャンバ１４０から多量の排気を行う必要がない。

＜３．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の例では、一度使用した薬液、純水、または乾燥媒体は排液ラインへ排出していたが、これらの使用済みの処理液を回収して循環させ、再度使用する構成にしてもよい。このようにすれば、処理液の使用量を低減できる。

また、上記の例では、薬液処理およびリンス処理を行う基板処理装置１と乾燥処理を行う基板処理装置１０１とについて別個に説明したが、このような基板処理装置１と基板処理装置１０１とを組み合わせて一連の薬液処理、リンス処理、および乾燥処理を行う１つの基板処理装置を構成してもよい。

また、上記の例では、カセット１０または１１０に保持された基板Ｗに対して処理を行う装置について説明したが、本発明の基板処理装置は、他の保持手段によって基板Ｗを保持するものであってもよい。また、上記の例では、複数枚の基板Ｗを一括して処理する装置について説明したが、本発明の基板処理装置は、基板Ｗを１枚ずつ処理する装置であってもよい。

基板処理装置を基板と平行な平面で切断した縦断面図である。基板処理装置を基板と垂直な平面で切断した縦断面図である。処理槽の上部から処理液がオーバーフローする様子を示した図である。制御部と各部との間の接続構成を示したブロック図である。基板処理の流れを示したフローチャートである。基板処理装置を基板と平行な平面で切断した縦断面図である基板処理装置を基板と垂直な平面で切断した縦断面図である。制御部と各部との間の接続構成を示したブロック図である。基板処理の流れを示したフローチャートである

符号の説明

１，１０１基板処理装置
１０，１１０カセット
２０，１２０処理槽
２１，１２１処理槽内ノズル
２２，１２２急速排液口
３０，１３０シャワーノズル
４０，１４０チャンバ
４１，１４１シャッタ
４３，１４３開口部
４４，１４４シール部材
４６，１４６排気口
４６ｃ，１４６ｃ排気ポンプ
５０処理液供給系
６０，１６０制御部
１５０供給系
Ｗ基板

Claims

基板に対して処理液による処理を行う基板処理装置であって、
内部に処理液を貯留するとともに上部から処理液をオーバーフローさせる処理槽と、
前記処理槽内において基板を保持する保持部と、
前記処理槽の底部から前記処理槽内に処理液を供給する処理槽内ノズルと、
前記処理槽の上部から前記処理槽内に処理液をシャワー状に供給するシャワーノズルと、
前記処理槽および前記シャワーノズルを収容するチャンバと、
前記チャンバを密閉する蓋部と、
を備え、
前記処理槽の上面と前記蓋部の下面との間の距離は２０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下であり、
前記処理槽の外側面と前記チャンバの内側面との間の距離は５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下であ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であって、
前記チャンバの内側面は、前記処理槽の外側面に沿って形成されていることを特徴とする基板処理装置。
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記処理槽内において前記保持部に保持された基板の上端と前記処理槽の上面との間の距離は、５ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下であることを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記処理液として薬液と純水とが使用され、
前記処理槽内において、薬液による薬液処理と純水によるリンス処理とを順次に実行した後に、前記チャンバから基板を搬出することを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記処理液として乾燥媒体が使用され、
前記処理槽内において基板に乾燥媒体を供給した後、前記処理槽から乾燥媒体を排液することにより、基板を乾燥させることを特徴とする基板処理装置。