JP2009081395A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】微細パターンが形成された基板であっても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６７は、処理槽１に純水を処理液として供給して、処理位置にある基板Ｗを純水で処理した後、排出ポンプ５２によりチャンバ２７内を減圧するとともに溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に溶剤蒸気を供給する。これにより基板Ｗの表面の純水は溶剤によって置換されるものの、微細パターンの奥に入り込んだ純水までは置換できない。基板Ｗを乾燥位置へ移動させた状態で、溶剤濃度が所定値に達した場合には、排出ポンプ５２によりチャンバ２７内を再び減圧する。これにより、微細パターンの表面にできた蓋状のものが取り除かれ、微細パターンの奥に入り込んだ純水が溶剤によって置換される。したがって、微細パターンが形成された基板Ｗであっても乾燥不良を防止できる。
【選択図】図１
【解決手段】制御部６７は、処理槽１に純水を処理液として供給して、処理位置にある基板Ｗを純水で処理した後、排出ポンプ５２によりチャンバ２７内を減圧するとともに溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に溶剤蒸気を供給する。これにより基板Ｗの表面の純水は溶剤によって置換されるものの、微細パターンの奥に入り込んだ純水までは置換できない。基板Ｗを乾燥位置へ移動させた状態で、溶剤濃度が所定値に達した場合には、排出ポンプ５２によりチャンバ２７内を再び減圧する。これにより、微細パターンの表面にできた蓋状のものが取り除かれ、微細パターンの奥に入り込んだ純水が溶剤によって置換される。したがって、微細パターンが形成された基板Ｗであっても乾燥不良を防止できる。
【選択図】図１
Description
本発明は、半導体ウエハなどの基板に対して純水などの処理液により処理を行った後、有機溶剤蒸気の雰囲気中において基板を乾燥させる基板処理装置に関する。
従来、この種の第１装置として、純水などの処理液を貯留する処理槽と、処理槽を囲ったチャンバと、基板を支持し、少なくとも処理槽内の処理位置と処理槽上方のチャンバ内にあたる乾燥位置にわたって移動可能な保持機構と、イソプロピルアルコールなどの有機溶剤の蒸気をチャンバ内に供給する溶剤蒸気供給ノズルと、チャンバ内を減圧する真空ポンプとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
この第１装置では、処理槽中の純水に基板を浸漬させた状態で、チャンバ内を減圧した後、溶剤蒸気供給ノズルから高濃度（例えば４０％）の溶剤蒸気を供給し、基板を乾燥位置に移動させることにより、基板に付着している純水を溶剤で置換して基板を乾燥させる。
また、この種の第２装置として、純水などの処理液を貯留する処理槽と、処理槽を囲ったチャンバと、チャンバ内の処理槽上方に配置され、雰囲気遮断部材で遮蔽された乾燥室と、少なくとも処理槽内の処理位置と乾燥室にわたって移動可能な保持機構と、乾燥室に有機溶剤の蒸気を供給する溶剤蒸気供給ノズルと、チャンバ内の気体を排気する真空ポンプとを備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。
この第２装置では、処理槽中の純水から基板を乾燥室に移動した状態で、チャンバ内を排気しつつ乾燥室に高濃度（例えば３０％）の溶剤蒸気を供給することにより、基板に付着している純水を溶剤で置換して基板を乾燥させる。
また、この種の第３装置として、純水などの処理液で処理された基板が搬入されるチャンバと、溶剤を貯留し、チャンバの下部に配設された溶剤貯留部と、溶剤貯留部を加熱するヒータと、チャンバ内の上部に基板を保持する保持機構とを備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。
この第３装置では、ヒータで溶剤を加熱して高濃度（例えば１００％）の溶剤蒸気をチャンバ内に発生させ、保持機構に保持された基板に付着している純水を溶剤で置換して基板を乾燥させる。
特開２００７−１２８６０号公報
特開平１１−１８６２１２号公報
特開平６−７７２０３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、いかに高濃度の溶剤蒸気を供給するかに焦点をあてている関係上、乾燥処理の際に減圧や排気を行っていない。したがって、基板に微細パターンが形成されている場合、例えば、深いトレンチ構造の奥に入り込んだ純水を完全に乾燥させることができず、乾燥不良を生じることがあるという問題がある。
すなわち、従来の装置は、いかに高濃度の溶剤蒸気を供給するかに焦点をあてている関係上、乾燥処理の際に減圧や排気を行っていない。したがって、基板に微細パターンが形成されている場合、例えば、深いトレンチ構造の奥に入り込んだ純水を完全に乾燥させることができず、乾燥不良を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、微細パターンが形成された基板であっても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、基板を処理液で処理した後、溶剤雰囲気中で基板を乾燥させる基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、基板を保持し、少なくとも前記処理槽内の処理位置と前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって移動可能な保持機構と、前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、前記チャンバ内における溶剤濃度を測定する濃度測定手段と、前記チャンバ内の気体を排出する排出手段と、前記処理槽内の処理位置にある基板を処理液としての純水で処理した後、前記排出手段により前記チャンバ内を減圧するとともに前記溶剤蒸気供給手段により前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給し、基板を乾燥位置へ移動させた状態で、溶剤濃度が所定値に達した場合には、前記排出手段により前記チャンバ内を再び減圧する制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板を処理液で処理した後、溶剤雰囲気中で基板を乾燥させる基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、基板を保持し、少なくとも前記処理槽内の処理位置と前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって移動可能な保持機構と、前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、前記チャンバ内における溶剤濃度を測定する濃度測定手段と、前記チャンバ内の気体を排出する排出手段と、前記処理槽内の処理位置にある基板を処理液としての純水で処理した後、前記排出手段により前記チャンバ内を減圧するとともに前記溶剤蒸気供給手段により前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給し、基板を乾燥位置へ移動させた状態で、溶剤濃度が所定値に達した場合には、前記排出手段により前記チャンバ内を再び減圧する制御手段と、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、処理槽に純水を処理液として供給して、処理位置にある基板を純水で処理した後、排出手段によりチャンバ内を減圧するとともに溶剤蒸気供給手段によりチャンバ内に溶剤蒸気を供給する。これにより基板表面の純水は溶剤によって置換されるものの、微細パターンの表面に蓋状のものが形成されて、微細パターンの奥に入り込んだ純水までは置換することができない。そして、基板を乾燥位置へ移動させた状態で、溶剤濃度が所定値に達した場合には、排出手段によりチャンバ内を再び減圧する。これにより、微細パターンの表面にできた蓋状のものが取り除かれ、微細パターンの奥に入り込んだ純水が溶剤によって置換される。したがって、微細パターンが形成された基板であっても乾燥不良を防止することができる。
なお、発明者等の実験により、減圧下においては、溶剤濃度が高いほど、微細パターンの奥に残っている純水の溶剤による置換効率が高くなることが確認されている。そのため、溶剤蒸気を供給してから溶剤濃度が所定値に達した時点で再減圧することにより、減圧下での微細パターンの奥に残っている純水の溶剤による置換効率を高くできる。
また、請求項２に記載の発明は、基板を処理液で処理した後、溶剤雰囲気中で基板を乾燥させる基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、基板を保持し、少なくとも前記処理槽内の処理位置と前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって移動可能な保持機構と、前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、前記チャンバ内における溶剤濃度を測定する濃度測定手段と、前記乾燥位置に付設され、乾燥位置の周囲から気体を吸引排気する吸引排気手段と、前記処理槽内の処理位置にある基板を処理液としての純水で処理した後、前記乾燥位置へ基板を移動させた状態で、前記吸引排気手段により吸引排気を行い、前記溶剤蒸気供給手段により前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給し、溶剤濃度が所定値に達した場合には、前記吸引排気手段により再び吸引排気する制御手段と、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２に記載の発明によれば、制御手段は、処理槽に純水を処理液として供給して、処理位置にある基板を純水で処理した後、乾燥位置へ基板を移動させた状態で、吸引排気手段により吸引排気を行い、溶剤蒸気供給手段によりチャンバ内に溶剤蒸気を供給する。これにより、基板表面の純水は溶剤によって置換されるものの、微細パターンの表面に蓋状のものが形成されて、微細パターンの奥に入り込んだ純水までは置換することができない。溶剤濃度が所定値に達した場合には、吸引排気手段により再び吸引排気する。これにより、微細パターンの表面にできた蓋状のものが取り除かれ、微細パターンの奥に入り込んだ純水が溶剤によって置換される。したがって、微細パターンが形成された基板であっても乾燥不良を防止することができる。
また、請求項３に記載の発明は、処理液で処理した基板を溶剤雰囲気中で乾燥させる基板処理装置において、基板を収容可能なチャンバと、基板を保持し、少なくとも前記処理槽外の待機位置と前記チャンバ内の上方にあたる乾燥位置とにわたって移動可能な保持機構と、前記チャンバ内の下部に配設され、溶剤を貯留して溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、前記チャンバ内の溶剤濃度を測定する濃度測定手段と、前記乾燥位置に付設され、基板の周囲の気体を吸引排気する吸引排気手段と、処理液としての純水で処理された基板を前記チャンバ内の乾燥位置へ移動させた状態で、前記吸引排気手段により吸引排気を行い、前記溶剤蒸気供給手段により前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給し、溶剤濃度が所定値に達した場合には、前記吸引排気手段により再び吸引排気する制御手段と、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３に記載の発明によれば、制御手段は、処理液としての純水で処理された基板をチャンバ内の乾燥位置へ移動させた状態で、吸引排気手段により吸引排気を行い、溶剤蒸気供給手段によりチャンバ内に溶剤蒸気を供給する。これにより、基板表面の純水は溶剤によって置換されるものの、微細パターンの表面に蓋状のものが形成されて、微細パターンの奥に入り込んだ純水までは置換することができない。溶剤濃度が所定値に達した場合には、吸引排気手段により再び吸引排気する。これにより、微細パターンの表面にできた蓋状のものが取り除かれ、微細パターンの奥に入り込んだ純水が溶剤によって置換される。したがって、微細パターンが形成された基板であっても乾燥不良を防止することができる。
また、本発明において、前記溶剤濃度の所定値は、４０％以上であることが好ましい（請求項４）。
また、本発明において、前記吸引排気手段は、前記乾燥位置における基板の端縁に向けて開口を有する吸引部を備えていることが好ましい（請求項５）。基板の端縁側から開口部を介して吸引することにより、基板の近傍にある気体を効率的に排気することができる。
本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、処理槽に純水を処理液として供給して、処理位置にある基板を純水で処理した後、排出手段によりチャンバ内を減圧するとともに溶剤蒸気供給手段によりチャンバ内に溶剤蒸気を供給する。これにより基板表面の純水は溶剤によって置換されるものの、微細パターンの表面に蓋状のものが形成されて、微細パターンの奥に入り込んだ純水までは置換することができない。そして、基板を乾燥位置へ移動させた状態で、溶剤濃度が所定値に達した場合には、排出手段によりチャンバ内を再び減圧する。これにより、微細パターンの表面にできた蓋状のものが取り除かれ、微細パターンの奥に入り込んだ純水が溶剤によって置換される。したがって、微細パターンが形成された基板であっても乾燥不良を防止できる。
なお、再減圧するのは溶剤蒸気を供給してから溶剤濃度が所定値に達した時点とすることにより、減圧下での微細パターンの奥に残っている純水の溶剤による置換効率を高くできる。
以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１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。
図１は、実施例１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を収容可能である。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二本の供給管７が配設されている。各供給管７には、配管９の一端側が連通接続され、配管９の他端側は、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供給する処理液供給源１５に連通接続されている。その流量は、配管９に配設された処理液弁１７で制御される。
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、図示しない駆動機構により、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「乾燥位置」とにわたって移動可能に構成である。
なお、上記リフタ３１が本発明における「保持機構」に相当する。
上部カバー２９の下方であってチャンバ２７の上部内壁には、一対の溶剤ノズル３３と、一対の不活性ガスノズル３４とが配設されている。溶剤ノズル３３には、供給管３５の一端側が連通接続されている。供給管３５の他端側は、蒸気発生タンク３７に連通接続されている。この供給管３５には、その上流側から順に、溶剤蒸気の流量を調整するための制御弁からなる蒸気弁３８と、溶剤蒸気を加熱するためのインラインヒータ４０とが配設されている。
蒸気発生タンク３７は、蒸気発生空間である内部空間を所定温度に温調して溶剤の蒸気を発生させる。蒸気発生タンク３７で使用する溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が挙げられる。また、これに代えて、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）が利用可能である。
不活性ガスノズル３４には、供給管４５の一端側が連通接続されている。供給管４５の他端側は、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。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス（Ｎ２）が挙げられる。不活性ガス供給源４７からの不活性ガスの供給量は、供給管４５に配設された不活性ガス弁４９により調整される。不活性ガス弁４９の下流側には、インラインヒータ５０が取り付けられている。このインラインヒータ５０は、不活性ガス供給源４７から供給管４５に供給された不活性ガスを所定温度に加熱する。
チャンバ２７には、その内部から気体を排出可能な排気管５１が排気弁２１を介して接続されている。この排気管５１には、排気ポンプ５２が配設されている。また、チャンバ２７には、減圧状態を解消するための制御弁からなる呼吸弁５３が取り付けられている。さらに、チャンバ２７には、内部の圧力を検出するための圧力計５５が配設されている。
なお、上述した排気ポンプ５２が本発明における「排出手段」に相当する。
処理槽１の底部には、排出口５７が配設されている。排出口５７には、ＱＤＲ弁５９が取り付けられている。このＱＤＲ弁５９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２７内の底部に一旦排出される。チャンバ２７の底部には、気液分離部６１に連通接続された排出管６３が取り付けられている。この排出管６３には、排液弁６５が取り付けられている。気液分離部６１は、排気管５１及び排出管６３から気体と液体を取り込むとともに、それらを分離して排出する。
また、チャンバ２７の内壁の一部位には、チャンバ２７内における溶剤の濃度を測定する濃度測定部６６が配設されている。この濃度測定部６６は、チャンバ２７内が減圧環境下であっても、溶剤濃度が測定できるように、予め圧力毎の検量線データを内蔵しており、指示を受けた時点における濃度信号を出力する。
なお、上記の濃度測定部６６が本発明における「濃度測定手段」に相当する。
上述した処理液弁１７、排気弁２１、上部カバー２９、リフタ３１、蒸気発生タンク３７、蒸気弁３８、インラインヒータ４０、不活性ガス弁４９、インラインヒータ５０、排気ポンプ５２、呼吸弁５３、ＱＤＲ弁５９、排液弁６５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６７によって統括的に制御される。制御部６７は、記憶部６９に予め記憶されているプログラムを参照して、上述した各部を制御する。
なお、記憶部６９には、再減圧のタイミングを決める溶剤濃度の所定値を予め記憶している。この溶剤濃度の所定値としては、例えば、「４０％」が挙げられる。
制御部６７は、供給管７から処理槽１に純水を処理液として供給して、処理位置にある基板Ｗを純水で処理した後、純水を急速排水しつつ排気ポンプ５２によりチャンバ２７内の減圧を開始し、所定時間経過後に減圧を停止する。そして、溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に溶剤蒸気を供給し、基板Ｗを乾燥位置へ移動させた状態で、濃度測定部６６からの濃度信号を受け取り、その溶剤濃度が所定値（４０％）に達した場合には、排気ポンプ５２によりチャンバ２７内を再減圧する。その後、チャンバ２７内を大気圧に戻した後、上部カバー２９を開放して、基板Ｗを待機位置へと移動させる。これらの一連の処理により基板Ｗに対する洗浄・乾燥処理が完了する。
ここで、図２を参照する。この図２は、純水の置換効率におけるイソプロピルアルコールの濃度依存性を示す実験を模式的に表した図であり、（ａ）は濃度が６０％を示し、（ｂ）は濃度が８０％を示す。
この実験では、微細パターンとして深いトレンチ構造をシミュレートするためにニードルに純水を注入し、一定の減圧環境下における異なる溶剤濃度環境において、純水置換効率にどの程度の差異が生じるかを確認した。図２（ａ）は、イソプロピルアルコール濃度が６０％の場合を示し、処理前に比較して３分間の置換処理後は、僅かな置換しか行われておらず、置換効率が低いことが判る。
一方、図２（ｂ）は、イソプロピルアルコール濃度が８０％の場合を示し、処理前に比較して３分間の置換処理後において全ての純水がイソプロピルアルコールに置換されており、置換効率が高いことが明らかである。濃度６０％と濃度８０％の場合とでは、ニードルに同量同位置に純水を注入することが困難であったので、これらの純水の割合が異なるものの、置換効率の差異は明白である。
この結果を踏まえて、制御部６７では、減圧環境下において溶剤濃度が所定値（４０％）に達することを濃度測定部６６で確認する。また、減圧環境下で純水を溶剤で置換した場合、特に基板Ｗの表面における微細パターンの深いトレンチ構造では、その開口部付近の純水が置換される際に蓋状のものが形成されて、奥の純水が置換されない現象が生じることが発明者等の実験によって明らかになっている。そこで、制御部６７では、溶剤濃度が所定値に到達したのを確認した後、排気ポンプ５２によってチャンバ２７内を再度減圧することにより、その蓋状のものが取り除かれる。したがって、再減圧後、微細パターンの奥に貯留している純水が溶剤によって置換されるが、溶剤濃度が高められているので、高い置換効率によって微細パターンの奥の純水が完全に置換される。
ここで図３を参照し、具体的な制御について説明する。なお、図３は、再減圧のタイミング例を示したタイムチャートである。このタイムチャート中における実線は圧力を示し、点線は濃度を示す。
制御部６７がｔ１時点で排気ポンプ５２を作動させて減圧を開始した後、ｔ２時点で所定の圧力に減圧が完了した後、減圧を停止するとともに、ｔ３時点で溶剤蒸気の供給を開始する。そして、濃度測定部６６からの濃度信号が４０％に達したｔ４時点において排気ポンプ５２を再起動する。これにより再び減圧が開始されるが、チャンバ２７内では既にある程度の減圧が行われているので、圧力が急激に低下することはない。しかし、この再減圧によって微細パターンのトレンチ構造を塞いでいた蓋状のものが除去され、トレンチ構造の奥に貯留している純水が溶剤で置換される。その後、所定時間が経過したｔ５時点において、溶剤供給を停止するとともに、排気ポンプ５２による減圧を停止する。これによりチャンバ２７内の溶剤濃度が急激に低下する。
次に、図４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、動作説明に供するフローチャートである。
ステップＳ１
処理槽１に処理液としての純水を貯留した状態で、上部カバー２９を開放した後、基板Ｗを保持したリフタ３１を処理位置に移動し、上部カバー２９を閉止する。これにより基板Ｗに対して純水による洗浄処理が行われる。
処理槽１に処理液としての純水を貯留した状態で、上部カバー２９を開放した後、基板Ｗを保持したリフタ３１を処理位置に移動し、上部カバー２９を閉止する。これにより基板Ｗに対して純水による洗浄処理が行われる。
ステップＳ２〜Ｓ４
排気ポンプ５２を作動させるとともに、不活性ガス弁４９を開放して、不活性ガスノズル３４からチャンバ２７内に不活性ガスを供給し、チャンバ２７内の酸素濃度を低減する。これを所定時間だけ維持した後、排気ポンプ５２を停止するとともに不活性ガスの供給を停止する。
排気ポンプ５２を作動させるとともに、不活性ガス弁４９を開放して、不活性ガスノズル３４からチャンバ２７内に不活性ガスを供給し、チャンバ２７内の酸素濃度を低減する。これを所定時間だけ維持した後、排気ポンプ５２を停止するとともに不活性ガスの供給を停止する。
ステップＳ５
インラインヒータ４０を作動させた状態で蒸気弁３８を開放し、溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に溶剤蒸気を供給する。なお、この時点から制御部６７が濃度測定部６６からの濃度信号を受け取って、溶剤濃度の所定値（４０％）に達するか否かが監視される。
インラインヒータ４０を作動させた状態で蒸気弁３８を開放し、溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に溶剤蒸気を供給する。なお、この時点から制御部６７が濃度測定部６６からの濃度信号を受け取って、溶剤濃度の所定値（４０％）に達するか否かが監視される。
ステップＳ６〜Ｓ８
リフタ３１を乾燥位置に上昇させて、基板Ｗを溶剤蒸気雰囲気に位置させる。そして、所定時間が経過後、濃度測定部６６からの濃度信号が所定値（４０％）に到達したか否かに応じて処理を分岐する。このとき、基板Ｗに付着している純水が溶剤で置換されるものの、微細パターンの深いトレンチ構造には蓋状のものが形成され、その奥に貯留している純水を溶剤で置換することはできない。
リフタ３１を乾燥位置に上昇させて、基板Ｗを溶剤蒸気雰囲気に位置させる。そして、所定時間が経過後、濃度測定部６６からの濃度信号が所定値（４０％）に到達したか否かに応じて処理を分岐する。このとき、基板Ｗに付着している純水が溶剤で置換されるものの、微細パターンの深いトレンチ構造には蓋状のものが形成され、その奥に貯留している純水を溶剤で置換することはできない。
ステップＳ９，Ｓ１０
溶剤濃度が所定値（４０％）に達した場合には、制御部６７が排気ポンプ５２を再起動して減圧を再び行わせる。チャンバ２７内の圧力が低減されることにより、微細パターンに形成された蓋状のものが取り除かれ、奥に貯留している純水が溶剤によって置換される。また、その濃度が高くされているので、純水の置換効率がよく効率的に純水を置換することができる。
溶剤濃度が所定値（４０％）に達した場合には、制御部６７が排気ポンプ５２を再起動して減圧を再び行わせる。チャンバ２７内の圧力が低減されることにより、微細パターンに形成された蓋状のものが取り除かれ、奥に貯留している純水が溶剤によって置換される。また、その濃度が高くされているので、純水の置換効率がよく効率的に純水を置換することができる。
ステップＳ１１，Ｓ１２
制御部６７は排気ポンプ５２を停止させるとともに蒸気弁３８を閉止して、溶剤蒸気の供給を停止する。そして、インラインヒータ５０を作動させるとともに不活性ガス弁４９を開放して、加熱された不活性ガスをチャンバ２７内に供給する。これにより基板Ｗを完全に乾燥させ、呼吸弁５３を開放してチャンバ２７内を大気圧に戻して基板Ｗに対する洗浄乾燥処理を完了する。
制御部６７は排気ポンプ５２を停止させるとともに蒸気弁３８を閉止して、溶剤蒸気の供給を停止する。そして、インラインヒータ５０を作動させるとともに不活性ガス弁４９を開放して、加熱された不活性ガスをチャンバ２７内に供給する。これにより基板Ｗを完全に乾燥させ、呼吸弁５３を開放してチャンバ２７内を大気圧に戻して基板Ｗに対する洗浄乾燥処理を完了する。
上述したように、制御部６７は、処理槽１に純水を処理液として供給して、処理位置にある基板Ｗを純水で処理した後、排出ポンプ５２によりチャンバ２７内を減圧するとともに溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に溶剤蒸気を供給する。これにより基板Ｗの表面の純水は溶剤によって置換されるものの、微細パターンの表面に蓋状のものが形成されて、微細パターンの奥に入り込んだ純水までは置換できない。そして、基板Ｗを乾燥位置へ移動させた状態で、溶剤濃度が所定値に達した場合には、排出ポンプ５２によりチャンバ２７内を再び減圧する。これにより、微細パターンの表面にできた蓋状のものが取り除かれ、微細パターンの奥に入り込んだ純水が溶剤によって置換される。したがって、微細パターンが形成された基板Ｗであっても乾燥不良を防止できる。
また、減圧下においては、溶剤濃度が高いほど、微細パターンの奥に残っている純水の溶剤による置換効率が高くなるので、溶剤濃度が所定値に達した時点で排気ポンプ５２を作動させて再減圧することにより、減圧下での微細パターンの奥に残っている純水の溶剤による置換効率を高くできる。
次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。
図５は、実施例２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。なお、上述した実施例１の構成と同じ構成については同符号を付すことにより詳細な説明については省略する。
図５は、実施例２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。なお、上述した実施例１の構成と同じ構成については同符号を付すことにより詳細な説明については省略する。
本実施例装置は、上述した実施例１における基板処理装置から気液分離部６１を取り外し、排気ポンプ５２と排気管５１を吸引排気機構７１に接続してある。この吸引排気機構７１は、乾燥位置の両側に配設された一対の吸引部７３を備えている。各吸引部７３は、複数個の開口７５を備え、開口７５が基板Ｗの端縁に向くように配設されている。
次に、図６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６は、動作説明に供するフローチャートである。
ステップＴ１
処理槽１に処理液としての純水を貯留した状態で、上部カバー２９を開放した後、基板Ｗを保持したリフタ３１を処理位置に移動し、上部カバー２９を閉止する。これにより基板Ｗに対して純水による洗浄処理が行われる。
処理槽１に処理液としての純水を貯留した状態で、上部カバー２９を開放した後、基板Ｗを保持したリフタ３１を処理位置に移動し、上部カバー２９を閉止する。これにより基板Ｗに対して純水による洗浄処理が行われる。
ステップＴ２〜Ｔ４
不活性ガス弁４９を開放して、不活性ガスノズル３４からチャンバ２７内に不活性ガスを供給し、チャンバ２７内の酸素濃度を低減する。これを所定時間だけ維持した後、不活性ガスの供給を停止する。
不活性ガス弁４９を開放して、不活性ガスノズル３４からチャンバ２７内に不活性ガスを供給し、チャンバ２７内の酸素濃度を低減する。これを所定時間だけ維持した後、不活性ガスの供給を停止する。
ステップＴ５
インラインヒータ４０を作動させた状態で蒸気弁３８を開放し、チャンバ２７内に溶剤蒸気を供給する。なお、この時点から制御部６７が濃度測定部６６からの濃度信号を受け取って、溶剤濃度の所定値（４０％）に達するか否かが監視される。
インラインヒータ４０を作動させた状態で蒸気弁３８を開放し、チャンバ２７内に溶剤蒸気を供給する。なお、この時点から制御部６７が濃度測定部６６からの濃度信号を受け取って、溶剤濃度の所定値（４０％）に達するか否かが監視される。
ステップＴ６〜Ｔ８
リフタ３１を乾燥位置に上昇させて、基板Ｗを溶剤蒸気雰囲気に位置させるとともに、排気ポンプ５２を作動させて吸引排気機構７１から基板Ｗの近傍の気体を吸引排気させる。そして、所定時間が経過後、濃度測定部６６からの濃度信号が所定値（４０％）に到達したか否かに応じて処理を分岐する。このとき、基板Ｗに付着している純水が溶剤で置換されるものの、微細パターンの深いトレンチ構造には蓋状のものが形成されるので、その奥に貯留している純水を溶剤で置換することはできない。
リフタ３１を乾燥位置に上昇させて、基板Ｗを溶剤蒸気雰囲気に位置させるとともに、排気ポンプ５２を作動させて吸引排気機構７１から基板Ｗの近傍の気体を吸引排気させる。そして、所定時間が経過後、濃度測定部６６からの濃度信号が所定値（４０％）に到達したか否かに応じて処理を分岐する。このとき、基板Ｗに付着している純水が溶剤で置換されるものの、微細パターンの深いトレンチ構造には蓋状のものが形成されるので、その奥に貯留している純水を溶剤で置換することはできない。
ステップＴ９，Ｔ１０
溶剤濃度が所定値（４０％）に達した場合には、制御部６７が排気ポンプ５２を再起動して吸引排気を再び行わせる。この再吸引排気により、微細パターンに形成された蓋状のものが取り除かれ、奥に貯留している純水が溶剤によって置換される。また、その濃度が高くされているので、純水の置換効率がよく効率的に純水を置換することができる。
溶剤濃度が所定値（４０％）に達した場合には、制御部６７が排気ポンプ５２を再起動して吸引排気を再び行わせる。この再吸引排気により、微細パターンに形成された蓋状のものが取り除かれ、奥に貯留している純水が溶剤によって置換される。また、その濃度が高くされているので、純水の置換効率がよく効率的に純水を置換することができる。
ステップＴ１１，Ｔ１２
制御部６７は排気ポンプ５２を停止させるとともに蒸気弁３８を閉止して、溶剤蒸気の供給を停止する。そして、インラインヒータ５０を作動させるとともに不活性ガス弁４９を開放して、加熱された不活性ガスをチャンバ２７内に供給する。これにより基板Ｗを完全に乾燥させて基板Ｗに対する洗浄乾燥処理を完了する。
制御部６７は排気ポンプ５２を停止させるとともに蒸気弁３８を閉止して、溶剤蒸気の供給を停止する。そして、インラインヒータ５０を作動させるとともに不活性ガス弁４９を開放して、加熱された不活性ガスをチャンバ２７内に供給する。これにより基板Ｗを完全に乾燥させて基板Ｗに対する洗浄乾燥処理を完了する。
上述したように、制御部６７は、処理槽１に純水を処理液として供給して、処理位置にある基板Ｗを純水で処理した後、乾燥位置へ基板Ｗを移動させた状態で、吸引排気機構７１により基板Ｗの近傍の気体の吸引排気を行い、溶剤ノズル３３によりチャンバ２７内に溶剤蒸気を供給する。これにより、基板Ｗの表面の純水は溶剤によって置換されるものの、微細パターンの表面に蓋状のものが形成されて、微細パターンの奥に入り込んだ純水までは置換することができない。溶剤濃度が所定値に達した場合には、吸引排気機構７１により再び吸引排気する。これにより、微細パターンの表面にできた蓋状のものが取り除かれ、微細パターンの奥に入り込んだ純水が溶剤によって置換される。したがって、微細パターンが形成された基板Ｗであっても乾燥不良を防止できる。
また、本実施例２によると、吸引排気機構７１が基板Ｗの端縁側から開口部７５を介して吸引することにより、基板Ｗの近傍にある気体を効率的に排気することができる。
さらに、実施例１と同様に、溶剤濃度が高い状態で吸引排気（減圧）を行うので、減圧下での微細パターンの奥に残っている純水の溶剤による置換効率を高くできる。
次に、図面を参照して本発明の実施例３を説明する。
図７は、実施例３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。なお、上述した各実施例１，２の構成と同じ構成については同符号を付すことにより詳細な説明については省略する。
図７は、実施例３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。なお、上述した各実施例１，２の構成と同じ構成については同符号を付すことにより詳細な説明については省略する。
本実施例装置は、上述した実施例２における基板処理装置から処理槽１及びこれに関連する配管９、蒸気発生タンク３７及びこれに関連する供給管３５などを取り外し、チャンバ２７の底部に溶剤貯留部８１を備え、チャンバ２７の底部にヒータ８３を付設してある。つまり、本実施例装置は、処理液による処理を行うことなく、単に乾燥のみに使用される点において上述した各実施例１，２と相違する。
次に、図８を参照して、上述した装置の動作について説明する。なお、図８は、動作説明に供するフローチャートである。
ステップＵ１，Ｕ２
不活性ガス弁４９を開放して、チャンバ２７内に不活性ガスを供給するとともに、排気ポンプ５２を作動させて吸引排気機構７１を介してチャンバ２７内の酸素を排出させ、チャンバ２７内の酸素濃度を低減する。これを所定時間だけ維持した後、次のステップＵ３へ移行する。
不活性ガス弁４９を開放して、チャンバ２７内に不活性ガスを供給するとともに、排気ポンプ５２を作動させて吸引排気機構７１を介してチャンバ２７内の酸素を排出させ、チャンバ２７内の酸素濃度を低減する。これを所定時間だけ維持した後、次のステップＵ３へ移行する。
ステップＵ３，Ｕ４
処理液としての純水によって洗浄処理が施された基板Ｗをリフタ３１に保持した状態で、上部カバー２９を開放した後、リフタ３１を乾燥位置に移動し、上部カバー２９を閉止する。そして、不活性ガス弁４９を閉止して不活性ガスの供給を停止する。
処理液としての純水によって洗浄処理が施された基板Ｗをリフタ３１に保持した状態で、上部カバー２９を開放した後、リフタ３１を乾燥位置に移動し、上部カバー２９を閉止する。そして、不活性ガス弁４９を閉止して不活性ガスの供給を停止する。
ステップＵ５，Ｕ６
インラインヒータ４０を作動させた状態で蒸気弁３８を開放し、チャンバ２７内に溶剤蒸気を供給する。なお、この時点から制御部６７が濃度測定部６６からの濃度信号を受け取って、溶剤濃度の所定値（４０％）に達するか否かが監視される。そして、この状態を所定時間だけ維持する。
インラインヒータ４０を作動させた状態で蒸気弁３８を開放し、チャンバ２７内に溶剤蒸気を供給する。なお、この時点から制御部６７が濃度測定部６６からの濃度信号を受け取って、溶剤濃度の所定値（４０％）に達するか否かが監視される。そして、この状態を所定時間だけ維持する。
ステップＵ７〜Ｕ９
濃度測定部６６からの濃度信号が所定値（４０％）に到達したか否かに応じて処理を分岐する。このとき、基板Ｗに付着している純水が溶剤で置換されるものの、微細パターンの深いトレンチ構造には蓋状のものが形成され、その奥に貯留している純水を溶剤で置換することはできない。溶剤濃度が所定値（４０％）に達した場合には、制御部６７が排気ポンプ５２を再起動して吸引排気を再び行わせる。これにより、微細パターンに形成された蓋状のものが取り除かれ、奥に貯留している純水が溶剤によって置換される。また、その濃度が高くされているので、純水の置換効率がよく効率的に純水を置換することができる。この吸引排気を所定時間だけ維持する。
濃度測定部６６からの濃度信号が所定値（４０％）に到達したか否かに応じて処理を分岐する。このとき、基板Ｗに付着している純水が溶剤で置換されるものの、微細パターンの深いトレンチ構造には蓋状のものが形成され、その奥に貯留している純水を溶剤で置換することはできない。溶剤濃度が所定値（４０％）に達した場合には、制御部６７が排気ポンプ５２を再起動して吸引排気を再び行わせる。これにより、微細パターンに形成された蓋状のものが取り除かれ、奥に貯留している純水が溶剤によって置換される。また、その濃度が高くされているので、純水の置換効率がよく効率的に純水を置換することができる。この吸引排気を所定時間だけ維持する。
ステップＵ１０，Ｔ１１
制御部６７は排気ポンプ５２を停止させるとともに蒸気弁３８を閉止して、溶剤蒸気の供給を停止する。次に、インラインヒータ５０を作動させるとともに不活性ガス弁４９を開放して、加熱された不活性ガスをチャンバ２７内に供給する。これにより基板Ｗを完全に乾燥させて基板Ｗに対する乾燥処理を完了する。
制御部６７は排気ポンプ５２を停止させるとともに蒸気弁３８を閉止して、溶剤蒸気の供給を停止する。次に、インラインヒータ５０を作動させるとともに不活性ガス弁４９を開放して、加熱された不活性ガスをチャンバ２７内に供給する。これにより基板Ｗを完全に乾燥させて基板Ｗに対する乾燥処理を完了する。
上述したように、制御部６７は、処理液としての純水で処理された基板Ｗをチャンバ２７内の乾燥位置へ移動させた状態で、吸引排気機構７１により吸引排気を行い、溶剤ノズル３３によりチャンバ２７内に溶剤蒸気を供給する。これにより、基板Ｗの表面の純水は溶剤によって置換されるものの、微細パターンの表面に蓋状のものが形成されて、微細パターンの奥に入り込んだ純水までは置換することができない。溶剤濃度が所定値に達した場合には、吸引排気機構７１により再び吸引排気する。これにより、微細パターンの表面にできた蓋状のものが取り除かれ、微細パターンの奥に入り込んだ純水が溶剤によって置換される。したがって、微細パターンが形成された基板Ｗであっても乾燥不良を防止することができる。
また、吸引排気機構７１が基板Ｗの端縁側から開口部７５を介して吸引することにより、基板Ｗの近傍にある気体を効率的に排気することができる。
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）上述した各実施例１〜３では、溶剤濃度の所定値として４０％を挙げているが、例えば３０〜４０％を越える値を所定値としてもよい。
（２）上述した各実施例１，２では、処理槽１が単槽式の構成であったが、内槽及び内槽に付設され、内槽から溢れた処理液を回収する外槽を備える複槽式のものであってもよい。
（３）上述した各実施例２，３では、吸引排気機構７１の吸引部７３が基板Ｗの両側に配置されているが、例えば、基板Ｗの下部に移動式の吸引部７３を配置するようにしてもよい。また、チャンバ２７の側壁に吸引部７３を配置するようにしてもよい。
Ｗ … 基板
１ … 処理槽
７ … 供給管
９ … 配管
１７ … 処理液供給源
１７ … 処理液弁
２７ … チャンバ
３１ … リフタ
３３ … 溶剤ノズル
３４ … 不活性ガスノズル
３８ … 蒸気弁
５２ … 排気ポンプ
６６ … 濃度測定部
６７ … 制御部
１ … 処理槽
７ … 供給管
９ … 配管
１７ … 処理液供給源
１７ … 処理液弁
２７ … チャンバ
３１ … リフタ
３３ … 溶剤ノズル
３４ … 不活性ガスノズル
３８ … 蒸気弁
５２ … 排気ポンプ
６６ … 濃度測定部
６７ … 制御部
Claims (5)
- 基板を処理液で処理した後、溶剤雰囲気中で基板を乾燥させる基板処理装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
基板を保持し、少なくとも前記処理槽内の処理位置と前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって移動可能な保持機構と、
前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、
前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、
前記チャンバ内における溶剤濃度を測定する濃度測定手段と、
前記チャンバ内の気体を排出する排出手段と、
前記処理槽内の処理位置にある基板を処理液としての純水で処理した後、前記排出手段により前記チャンバ内を減圧するとともに前記溶剤蒸気供給手段により前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給し、基板を乾燥位置へ移動させた状態で、溶剤濃度が所定値に達した場合には、前記排出手段により前記チャンバ内を再び減圧する制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。 - 基板を処理液で処理した後、溶剤雰囲気中で基板を乾燥させる基板処理装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
基板を保持し、少なくとも前記処理槽内の処理位置と前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって移動可能な持機構と、
前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、
前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、
前記チャンバ内における溶剤濃度を測定する濃度測定手段と、
前記乾燥位置に付設され、乾燥位置の周囲から気体を吸引排気する吸引排気手段と、
前記処理槽内の処理位置にある基板を処理液としての純水で処理した後、前記乾燥位置へ基板を移動させた状態で、前記吸引排気手段により吸引排気を行い、前記溶剤蒸気供給手段により前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給し、溶剤濃度が所定値に達した場合には、前記吸引排気手段により再び吸引排気する制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。 - 処理液で処理した基板を溶剤雰囲気中で乾燥させる基板処理装置において、
基板を収容可能なチャンバと、
基板を保持し、少なくとも前記処理槽外の待機位置と前記チャンバ内の上方にあたる乾燥位置とにわたって移動可能な保持機構と、
前記チャンバ内の下部に配設され、溶剤を貯留して溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、
前記チャンバ内の溶剤濃度を測定する濃度測定手段と、
前記乾燥位置に付設され、基板の周囲の気体を吸引排気する吸引排気手段と、
処理液としての純水で処理された基板を前記チャンバ内の乾燥位置へ移動させた状態で、前記吸引排気手段により吸引排気を行い、前記溶剤蒸気供給手段により前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給し、溶剤濃度が所定値に達した場合には、前記吸引排気手段により再び吸引排気する制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記溶剤濃度の所定値は、４０％以上であることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項２または３に記載の基板処理装置において、
前記吸引排気手段は、前記乾燥位置における基板の端縁に向けて開口を有する吸引部を備えていることを特徴とする基板処理装置。
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