JP2009193999A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液から引き上げられる複数の基板の全面を短時間で効率的に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】基板移動機構３０が基板Ｗを保持する保持部３１を洗浄液が貯留された内槽４０内に移動させる。その後、内槽４０内の洗浄液をリンス液ＲＬで置換する。続いて、基板移動機構３０が基板Ｗを内槽４０の上方へ引き上げる。このとき、ドライエア供給ダクト６２から基板ＷにドライエアＤＦを供給する。基板Ｗの引き上げ時において、保持部３１に当接する基板Ｗの部分ｙ１，ｙ２，ｙ３が処理槽４上方の所定の高さに引き上げられることにより、基板移動機構３０による基板Ｗの引き上げ動作を停止する。そして、バルブＶ１を閉塞状態にし、バルブＶ２を開放状態にする。これにより、内槽４０内の全てのリンス液ＲＬが処理液排出管４２から図示しない工場の排出設備に送られる。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板に種々の処理を行う基板処理装置および基板処理方法に関する。

従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。

複数の基板を処理槽に貯留された処理液に浸漬し、洗浄処理を行う基板処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の基板処理装置においては、処理槽内で基板の表面が薬液および純水により洗浄処理される。洗浄処理の施された基板は処理槽内から引き上げられる。

洗浄処理後の基板に純水が付着していると、基板にパーティクルが付着し易くなる。また、基板に付着した純水が自然乾燥すると、基板にウォーターマークが形成される。したがって、特許文献１の基板処理装置においては、処理槽内から引き上げられた基板にドライエアが供給される。これにより、純水が付着した基板の表面が乾燥される（乾燥処理）。

なお、特許文献１において、ドライエアとは極めて露点の低い気体をいい、基板に供給されるドライエアの露点は例えば約−７０℃である。
特開２００６−３１０７５９号公報

ところで、上記のような基板処理装置においては、複数の基板を処理槽に貯留された純水に浸漬するために、一度に複数の基板を保持する基板保持具が用いられる。この基板保持具は、各基板の外周端部の一部を支持することにより、複数の基板を起立姿勢でかつ平行に保持する。

したがって、複数の基板が基板保持具により保持される場合には、各基板の外周端部が基板保持具と当接する。基板保持具により保持される複数の基板が純水から引き上げられる際、各基板と基板保持具との当接部には純水が残存する。

乾燥処理時において、基板保持具に当接しない基板の部分は、ドライエアを供給することにより比較的短時間で乾燥する。しかしながら、上記の当接部に残存する純水を乾燥させる場合、基板全体の乾燥処理が長時間化する。

そこで、基板と基板保持具との当接部に残存する純水を短時間で乾燥させるために、基板に供給するドライエアの温度を上昇させる方法が考えられる。しかしながら、この方法では、基板に供給するドライエアの温度が上昇することにより、基板の表面が酸化するおそれがある。また、基板保持具に優れた耐熱性を有する材料を用いる必要が生じる。

本発明の目的は、処理液から引き上げられる複数の基板の全面を短時間で効率的に乾燥させることができる基板処理装置を提供することである。

（１）本発明に係る基板処理装置は、基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、処理液を貯留する処理槽と、基板の外周端部を支持し、基板を起立姿勢で保持する基板保持部と、処理槽内の処理液中と処理槽の上方位置との間で基板保持部により保持された基板を昇降させる基板昇降装置と、処理槽の上端に沿って、処理槽の一側方から他側方へ気体を供給して、基板昇降機構により処理槽から引き上げられる基板に気体を供給する気体供給部と、処理槽に貯留される処理液を処理槽上に供給される気体から分離する処理液分離機構と、基板昇降装置により処理槽から引き上げられる基板と基板保持部との当接部が気体供給部により処理槽上に供給される気体の供給路に位置するときに、処理槽に貯留される処理液を処理槽上に供給される気体から分離するように処理液分離機構を制御する制御部とを備えたものである。

この基板処理装置においては、処理槽に処理液が貯留される。また、基板保持部が基板の外周端部を支持することにより、基板が起立姿勢で保持される。基板保持部により保持された基板が、基板昇降装置により処理槽内の処理液中と処理槽の上方位置との間で昇降される。

基板が基板昇降装置により処理槽から引き上げられる際には、気体供給部により、処理槽の上端に沿って一側方から処理槽の他側方へ気体が供給される。これにより、基板に気体が供給され、基板に付着した処理液が気体により乾燥する。

ここで、基板昇降装置により処理槽から引き上げられる基板と基板保持部との当接部が気体供給部により処理槽上に供給される気体の供給路に位置するときには、処理液分離機構により、処理槽に貯留される処理液が処理槽上に供給される気体から分離される。

これにより、処理槽上に供給される気体の供給路において、処理槽に貯留された処理液に起因する気体の露点上昇が抑制される。それにより、気体の供給路において、基板に供給される気体の露点が均一でかつ低く維持される。

その結果、基板昇降装置により処理槽から引き上げられる基板と基板保持部との当接部に残留する処理液の乾燥時間が短くなり、基板の全面が短時間で効率よく乾燥する。

また、処理槽に貯留される処理液が処理槽上に供給される気体から分離されるので、処理槽内の処理液が気体により飛散しない。これにより、処理槽から引き上げられた基板に処理液が再付着することが防止される。

（２）基板処理装置は、基板と基板保持部との当接部が気体の供給路に位置することを検知する検知装置をさらに備え、制御部は、検知装置により当接部が気体の供給路に位置することが検知されたときに処理槽に貯留される処理液を処理槽上に供給される気体から分離するように処理液分離機構を制御してもよい。

この場合、基板と基板保持部との当接部が気体の供給路に位置するときに処理槽に貯留される処理液を処理槽上に供給される気体から確実に分離することができる。

（３）処理液分離機構は、処理槽内の処理液を排出する処理液排出部を含み、制御部は、基板昇降装置により処理槽から引き上げられる基板と基板保持部との当接部が気体供給部により処理槽上に供給される気体の供給路に位置するときに、処理槽内の処理液を排出するように処理液排出部を制御してもよい。

この場合、基板と基板保持部との当接部が気体の供給路に位置するときに、処理液排出部により処理槽内に貯留される処理液が排出される。

これにより、処理槽内に処理液が存在しなくなるので、処理液が確実に気体から分離され、処理槽に貯留された処理液に起因する気体の露点上昇が確実に抑制される。それにより、気体の供給路において、基板に供給される気体の露点が十分に均一でかつ低く維持される。その結果、基板の全面が短時間で効率よく乾燥する。

（４）処理液分離機構は、処理槽の上端部開口を開閉する処理槽開閉部を含み、制御部は、基板昇降装置により処理槽から引き上げられる基板と基板保持部との当接部が気体供給部により処理槽上に供給される気体の供給路に位置するときに、処理槽の上端部開口を閉塞するように処理槽開閉部を制御してもよい。

この場合、基板と基板保持部との当接部が気体の供給路に位置するときに、処理槽開閉部により処理槽の上端部開口が閉塞される。

これにより、処理槽内に処理液が存在する場合でも、処理液が確実に気体から分離され、処理槽に貯留された処理液に起因する気体の露点上昇が確実に抑制される。それにより、気体の供給路において、基板に供給される気体の露点が十分に均一でかつ低く維持される。その結果、基板の全面が短時間で効率よく乾燥する。

（５）気体はドライエアであってもよい。この場合、気体供給部により基板にドライエアが供給される。それにより、基板に付着する処理液、および基板と基板保持部との当接部に残留する処理液がドライエアにより置換され、効率的に除去される。

（６）基板処理装置は、気体供給部に対向するように配置され、基板に供給された気体を排出する気体排出部と、気体の供給路および気体排出部による気体の排出路を除いて処理槽上の空間の周囲および上部を取り囲むように設けられる遮蔽部材とをさらに備えてもよい。

この場合、遮蔽部材により処理槽上の空間の周囲および上部が取り囲まれる。これにより、気体供給部から処理槽上に供給される気体は、遮蔽部材の内部を通って気体供給部に対向するように配置された気体排出部から排出される。

それにより、処理槽上を流れる気体の露点が、遮蔽部材の外部の雰囲気により上昇することが抑制される。そのため、遮蔽部材の外部の雰囲気に起因する気体の露点上昇が抑制されるので、基板に供給される気体の露点がさらに均一でかつ低く維持される。その結果、基板の全面が短時間で効率よく乾燥する。

（７）第２の発明に係る基板処理方法は、基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、処理液が貯留された処理槽に、基板を起立姿勢で保持する基板保持部により保持された基板を浸漬する工程と、処理槽内の処理液中から基板保持部を上昇させることにより基板を引き上げる工程と、処理槽の上端に沿って、処理槽の一側方から他側方へ気体を供給して、基板昇降機構により処理槽から引き上げられる基板に気体を供給する工程と、処理槽から引き上げられる基板と基板保持部との当接部が処理槽上に供給される気体の供給路に位置するときに、処理槽に貯留される処理液を処理槽上に供給される気体から分離する工程とを備えたものである。

この基板処理方法においては、処理液が貯留された処理槽に基板保持部により保持された基板が浸漬され、処理槽内の処理液中から基板保持部を上昇させることにより基板が引き上げられる。

基板昇降機構により処理槽から引き上げられる基板には、処理槽の上端に沿って、処理槽の一側方から他側方へ気体が供給される。これにより、基板の表面が乾燥する。

そして、処理槽から引き上げられる基板と基板保持部との当接部が処理槽上に供給される気体の供給路に位置するときに、処理槽に貯留される処理液が処理槽上に供給される気体から分離される。

これにより、処理槽上に供給される気体の供給路において、処理槽に貯留された処理液に起因する気体の露点上昇が抑制される。それにより、気体の供給路において、基板に供給される気体の露点が均一でかつ低く維持される。

その結果、処理槽から引き上げられる基板と基板保持部との当接部に残留する処理液の乾燥時間が短くなり、基板の全面が短時間で効率よく乾燥する。

また、処理槽に貯留される処理液が処理槽上に供給される気体から分離されるので、処理槽内の処理液が気体により飛散しない。これにより、処理槽から引き上げられた基板に処理液が再付着することが防止される。

本発明によれば、処理液から引き上げられる複数の基板の全面を短時間で効率的に乾燥させることができる。

本発明の一実施の形態に係る基板処理装置について説明する。以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等をいう。

［１］第１の実施の形態
（１）基板処理装置の構成および動作
図１は、第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式的断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係る基板処理装置１００は、処理槽４、ダクト２０、昇降機構３０、処理液ミキシング装置５０、ドライエア発生装置６０、外気遮断部材７０、制御部８０、搬送駆動部３００、搬送ロボット３１０、開閉駆動部７００およびドライエア排出機構９００を備える。

ダクト２０は、矩形の筒形状を有し、鉛直方向の軸に沿うように立設されている。ダクト２０の上端部には外気遮断部材７０が開閉自在に取り付けられている。

外気遮断部材７０は、上蓋部７１、筒部７２およびヒンジ部７３を含む。外気遮断部材７０の上蓋部７１は、矩形の平板形状を有し、ヒンジ部７３を中心として回動可能である。

外気遮断部材７０は、開閉駆動部７００により駆動される。この場合、上蓋部７１がヒンジ部７３を中心として回動する。それにより、ダクト２０の上端部開口が開放または閉塞される。

筒部７２は、ダクト２０よりも小さい矩形の略筒形状を有する。この筒部７２は上蓋部７１の下面に形成されている。外気遮断部材７０の構造の詳細は後述する。

ダクト２０の内部には、処理槽４が設けられている。処理槽４は複数の基板Ｗを収容可能な内槽４０、およびその内槽４０の上部外周を取り囲むように設けられた外槽４３により形成されている。内槽４０は略直方体形状を有する。

内槽４０の底部には、内槽４０内に処理液を供給するための処理液供給管４１の一端および内槽４０内の処理液を排出するための処理液排出管４２の一端が接続されている。処理液供給管４１にはバルブＶ１が介挿され、処理液排出管４２にはバルブＶ２が介挿されている。

本実施の形態において、内槽４０内では処理液により基板Ｗの洗浄処理が行われる。洗浄処理時に内槽４０内に供給される処理液は、洗浄液またはリンス液である。

すなわち、内槽４０内に洗浄液を供給し、内槽４０内の洗浄液に基板Ｗを浸漬することにより、基板Ｗの表面を洗浄する。その後、内槽４０内の洗浄液をリンス液で置換する。

洗浄液としては、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）、ＤＨＦ（希フッ酸）、フッ酸、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸またはアンモニア等の薬液が用いられる。リンス液としては、純水、炭酸水、水素水、電解イオン水等が用いられる。

本実施の形態では、処理液供給管４１の他端が処理液ミキシング装置５０に接続されている。処理液ミキシング装置５０には、例えば薬液および純水が供給されている。処理液ミキシング装置５０は、供給される薬液および純水を所定の割合で混合することができる。したがって、処理液ミキシング装置５０は、薬液、純水またはそれらの混合液（以下、混合液と略記する。）を洗浄液またはリンス液として処理液供給管４１を介して内槽４０内に供給する。

外槽４３の底部には、内槽４０の上部から溢れ出して外槽４３内に流れ込む処理液を排出するための処理液排出管４４の一端が接続されている。

ダクト２０の内部には昇降機構３０が設けられている。昇降機構３０は、複数の基板Ｗを保持する保持部３１を内槽４０の内部とその上方位置との間で上下方向に移動させる。これにより、複数の基板Ｗを内槽４０内の処理液中に浸漬し、処理液から引き上げることができる。本実施の形態において、保持部３１は３つの基板保持片ｘ１，ｘ２，ｘ３を有する。これにより、基板Ｗの下端部およびその下端部を中心として一定距離離間した箇所が３つの基板保持片ｘ１，ｘ２，ｘ３によりそれぞれ保持される。

ダクト２０の対向する２つの側面における上端部近傍の位置に、それぞれドライエア供給ダクト６２およびドライエア排出ダクト６３が取り付けられている。

ドライエア供給ダクト６２には複数の通気ガイド６２ａが設けられている。ドライエア供給ダクト６２は配管６１を介してドライエア発生装置６０と接続されている。ドライエア排出ダクト６３には複数の通気ガイド６３ａが設けられるとともにドライエア排出機構９００が取り付けられている。

ドライエア排出ダクト６３の処理槽４側の端部には、位置検知センサＳが設けられている。位置検知センサＳは、例えばレーザ光または赤外線等を用いた非接触式のセンサであり、後述する基板Ｗの乾燥処理時に処理槽４から引き上げられる基板Ｗの上下位置を検知する。詳細は後述する。

ドライエア発生装置６０により発生されたドライエアＤＦが、配管６１を通してドライエア供給ダクト６２に送られる。それにより、昇降機構３０により内槽４０から引き上げられる基板ＷにドライエアＤＦが吹き付けられ、基板Ｗの乾燥処理が行われる。

ドライエア排出機構９００が取り付けられたドライエア排出ダクト６３は、処理槽４上の雰囲気を吸引して外部へ排出する。これにより、基板Ｗに吹き付けられたドライエアＤＦおよび基板Ｗ周辺の雰囲気がドライエア排出ダクト６３から排出される。

なお、本実施の形態において、ドライエアＤＦとは、極めて露点の低い気体をいう。ドライエア供給ダクト６２からダウンフローダクト２０内に供給されるドライエアＤＦの露点は、例えば約−７０℃である。

外気遮断部材７０の上方には、搬送エリアＴＥが設けられている。搬送エリアＴＥには、搬送ロボット３１０が移動可能に設けられている。

搬送ロボット３１０は、アームヒンジ部３１１および２本のアーム３１２を備える。搬送ロボット３１０は、搬送駆動部３００により駆動される。この場合、２本のアーム３１２がアームヒンジ部３１１を中心としてそれぞれ対称な方向に回動し、搬送ロボット３１０の下端部が開閉する。

これにより、搬送ロボット３１０は、複数の基板Ｗを保持する保持部３１を２本のアーム３１２の間に挟み込んで複数の基板Ｗを保持することができる。また、搬送ロボット３１０は、搬送駆動部３００により駆動されることにより、搬送エリアＴＥ内を移動する。

制御部８０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）および記憶装置またはマイクロコンピュータ等からなる。図１に示すように、制御部８０は、昇降機構３０、処理液ミキシング装置５０、ドライエア発生装置６０、搬送駆動部３００、開閉駆動部７００、ドライエア排出機構９００、位置検知センサＳおよびバルブＶ１，Ｖ２と接続されている。

制御部８０が各構成部の動作を制御することにより、複数の基板Ｗを保持する保持部３１の昇降動作、基板Ｗの洗浄処理、基板Ｗの乾燥処理、処理槽４に対する基板Ｗの搬入搬出動作、ダクト２０の上端部の開閉動作、および処理槽４上の雰囲気の排出動作が制御される。

（２）外気遮断部材の構造の詳細
図２は、図１の外気遮断部材７０の構造の詳細を説明するための斜視図である。なお、図２では、外気遮断部材７０の構造を明確に示すために、処理槽４の外槽４３およびダクト２０の図示を省略している。

図２に示すように、外気遮断部材７０の筒部７２は、第１の遮断側板７２ａ、第２の遮断側板７２ｂ、第３の遮断側板７２ｃおよび第４の遮断側板７２ｄを有する。第１の遮断側板７２ａおよび第２の遮断側板７２ｂが互いに対向し、第３の遮断側板７２ｃおよび第４の遮断側板７２ｄが互いに対向している。

ダクト２０（図１）の上端部が上蓋部７１により閉塞された状態で、第１および第２の遮断側板７２ａ，７２ｂは、上蓋部７１の下面からドライエア供給ダクト６２およびドライエア排出ダクト６３の上端部まで延びている。一方、第３および第４の遮断側板７２ｃ，７２ｄは、上蓋部７１の下面から処理槽４の上端部まで延びている。

これにより、ダクト２０（図１）の上端部が上蓋部７１により閉塞された場合には、処理槽４上の空間ＷＵが、上蓋部７１の下面、筒部７２の第１〜第４の遮断側板７２ａ〜７２ｄ、ドライエア供給ダクト６２の供給口６２１およびドライエア排出ダクト６３の排気口６３１により取り囲まれる。それにより、空間ＷＵ内の雰囲気が外部の雰囲気から遮断される。

その結果、処理槽４の内槽４０から引き上げられる基板Ｗにドライエア供給ダクト６２からドライエアＤＦを供給する際に、その基板Ｗ周辺の雰囲気の露点を十分に低い状態に維持することができ、基板Ｗの乾燥効率を向上させることができる。

なお、上述のように、外気遮断部材７０は図１の開閉駆動部７００により駆動される。制御部８０が開閉駆動部７００を制御することにより、外気遮断部材７０は洗浄処理時に開放状態となり、乾燥処理時に閉塞状態となる。

（３）洗浄処理時および乾燥処理時の動作
洗浄処理時および乾燥処理時における基板処理装置１００の一連の動作を説明する。図３〜図５は、第１の実施の形態に係る基板処理装置１００の一連の動作を示す模式図である。

洗浄処理の開始時に、図３（ａ）の太い矢印で示すように、図１の基板移動機構３０が基板Ｗを保持する保持部３１を内槽４０内に移動させる。また、図１の処理液ミキシング装置５０がバルブＶ１を通して、薬液または混合液を洗浄液ＣＬとして内槽４０内に供給する。それにより、図３（ｂ）に示すように、基板Ｗが内槽４０内で洗浄液ＣＬに浸漬され、基板Ｗの表面が洗浄される。

その後、処理液ミキシング装置５０がバルブＶ１を通して、純水をリンス液ＲＬとして内槽４０内に供給し、内槽４０内の洗浄液ＣＬをリンス液ＲＬで置換する。これにより、基板Ｗが内槽４０内でリンス液ＲＬに浸漬され、基板Ｗの洗浄液ＣＬが除去される。それにより、基板Ｗの洗浄処理が完了する。

続いて、図４（ｃ）の太い矢印で示すように、基板移動機構３０が洗浄処理後の基板Ｗを内槽４０の上方へ引き上げる。そこで、図１のドライエア発生装置６０が、ドライエア供給ダクト６２の供給口６２１から引き上げられた基板ＷにドライエアＤＦを供給する。これにより、基板Ｗに付着したリンス液ＲＬがドライエアＤＦで置換され、基板Ｗの表面が乾燥される。

なお、乾燥処理時以外において、ドライエア発生装置６０は、ダウンフローダクト２０内へのドライエアＤＦの供給量を低減している（スローリーク）。

図４（ｄ）に示すように、基板Ｗの内槽４０からの引き上げ時（乾燥処理時）において、保持部３１に当接する基板Ｗの部分（以下、当接部分と呼ぶ）ｙ１，ｙ２，ｙ３が処理槽４上方の所定の高さに引き上げられると、位置検出センサＳから制御部８０に検知信号ｄｓが与えられる。

ここで、処理槽４上方の所定の高さは、鉛直方向におけるドライエア供給ダクト６２およびドライエア排出ダクト６３の上端部から下端部までの範囲内に設定される。すなわち、処理槽４上方の所定の高さは、処理槽４上のドライエアＤＦの供給路に位置するように設定される。

図５（ｅ）に示すように、制御部８０は、検知信号ｄｓに応答して基板移動機構３０による基板Ｗの引き上げ動作を停止させる。また、制御部８０は、バルブＶ１を閉塞状態にし、バルブＶ２を開放状態にする。これにより、内槽４０内の全てのリンス液ＲＬが処理液排出管４２から図示しない工場の排出設備に送られる。

この状態で、図１のドライエア発生装置６０が基板Ｗに一定期間継続してドライエアＤＦを供給する。このようにして、基板Ｗの乾燥処理が完了する。

（４）効果
ドライエアＤＦは、上述のように極めて露点の低い気体である。したがって、乾燥処理時には、基板Ｗに付着するリンス液ＲＬがドライエアＤＦで置換される。それにより、基板Ｗの表面が乾燥するとともに、ドライエアＤＦの露点が上昇する。

ここで、基板Ｗの乾燥効率は、ドライエアＤＦの露点に応じて異なる。すなわち、基板Ｗに供給されるドライエアＤＦの露点が低い場合には、基板Ｗの乾燥効率が向上し、基板Ｗの乾燥時間が短縮される。一方、基板Ｗに供給されるドライエアＤＦの露点が高い場合には、基板Ｗの乾燥効率が低下し、基板Ｗの乾燥時間が長時間化する。

乾燥処理時において、ドライエアＤＦは処理槽４の直上に供給される。この場合、ドライエアＤＦは、基板Ｗに付着したリンス液ＲＬに接触するだけでなく、処理槽４に貯留されたリンス液ＲＬの液面にも接触する。それにより、処理槽４内のリンス液ＲＬ近傍のドライエアＤＦの露点が上昇する。この場合、ドライエアＤＦの露点の上昇の程度はドライエア供給ダクト６２からドライエア排出ダクト６３に近づくほど大きくなり、処理槽４上の雰囲気の露点分布が不均一となる。

ここで、基板Ｗの当接部分ｙ１，ｙ２，ｙ３は短時間での乾燥が困難である。特に、露点が高いドライエアＤＦに接する当接部分ｙ３の乾燥時間は著しく長くなる。その結果、基板Ｗ全体の乾燥に要する時間が著しく長くなる。

また、ドライエア供給ダクト６２から処理槽４上に供給されるドライエアＤＦが処理槽４内のリンス液ＲＬの液面に波立ちを発生させる場合がある。それにより、処理槽４から飛散するリンス液ＲＬが、引き上げられた基板Ｗに付着するおそれがある。

本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、基板Ｗの当接部分ｙ１，ｙ２，ｙ３がドライエアＤＦの供給路の高さまで引き上げられたときに、基板Ｗの引き上げ動作が停止され、処理槽４内のリンス液ＲＬが全て排出される。

したがって、処理槽４内のリンス液ＲＬに起因するドライエアＤＦの露点上昇が抑制され、処理槽４上の雰囲気の露点が均一でかつ低く維持される。それにより、当接部分ｙ１，ｙ２，ｙ３の乾燥時間が均一でかつ短くなる。その結果、基板Ｗの全面が短時間で効率よく乾燥される。

また、処理槽４内にリンス液ＲＬが存在しないので、ドライエアＤＦが流れることにより処理槽４からリンス液ＲＬが飛散することが防止される。それにより、処理槽４から引き上げられた基板Ｗに再度リンス液ＲＬが付着することが防止される。

（５）実施例
本発明者は、処理槽４内に処理液が存在しない場合と、処理槽４内に処理液が存在する場合とで、処理槽４上の雰囲気における露点分布がどのように変化するかについて以下の調査を行った。

まず、本発明者は、処理槽４内に処理液が存在しない状態で、ドライエア供給ダクト６２から処理槽４上の空間にドライエアＤＦを供給した。ここで、ドライエア供給ダクト６２におけるドライエアＤＦの露点は約−７０℃となるように設定した。なお、この調査では、処理液としては純水を用いた。

この状態で、本発明者は、処理槽４上の９つの位置Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３について露点の測定を行った。

図６は、露点の測定位置および露点分布の測定結果を示す図である。図６（ａ）に処理槽４内に処理液が存在しない状態で測定された露点分布が示され、図６（ｂ）に処理槽４内に処理液が存在する状態で測定された露点分布が示されている。

位置Ａ１，Ａ２，Ａ３は、ドライエア供給ダクト６２の近傍で、ドライエアＤＦの流れる方向（以下、流路方向と呼ぶ）に対して直交する方向に等間隔で並ぶように設定した。位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、処理槽４の略中央部で、流路方向に対して直交する方向に等間隔で並ぶように設定した。位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、ドライエア排出ダクト６３の近傍で、流路方向に対して直交する方向に等間隔で並ぶように設定した。

また、本発明者は、処理槽４内に処理液が存在する状態で、ドライエア供給ダクト６２から処理槽４上の空間にドライエアＤＦを供給し、上記と同様に、処理槽４上の９つの位置Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３での露点を測定した。

図６（ａ）に示すように、処理槽４内に処理液が存在しない状態で、位置Ａ１，Ａ２，Ａ３における露点は、順に−６９．５℃、−６９．５℃および−６９．５℃であった。また、位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３における露点は、順に−６９．３℃、−６９．３℃および−５２．０℃であった。さらに、位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３における露点は、順に−５１．２℃、−４７．０℃および−４２．０℃であった。

これにより、処理槽４内に処理液が存在しない状態では、処理槽４上の雰囲気における露点分布は、約２７．５℃の範囲内に収まるという結果が得られた。また、露点の最高値は位置Ｃ３の−４２．０℃であった。

一方、図６（ｂ）に示すように、処理槽４内に処理液が存在する状態で、位置Ａ１，Ａ２，Ａ３における露点は、順に−６９．４℃、−６９．４℃および−６９．３℃であった。また、位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３における露点は、順に−６８．９℃、−６９．３℃および−５０．１℃であった。さらに、位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３における露点は、順に−４１．１℃、−４７．２℃および−３２．０℃であった。

これにより、処理槽４内に処理液が存在する状態では、処理槽４上の雰囲気における露点分布は、約３７．４℃の範囲内に収まるというという結果が得られた。また、露点の最高値は位置Ｃ３の−３２．０℃であった。

上記の結果から、処理槽４内に処理液が存在しない場合には、処理槽４内に処理液が存在する場合に比べて、処理槽４上の雰囲気における露点が低く抑えられるとともに露点分布が十分に均一化されることが明らかとなった。

（６）変形例
上記の実施の形態では、位置検知センサＳからの検知信号ｄｓに基づいて制御部８０が基板Ｗの引き上げ動作を停止させるが、位置検知センサＳを設ける代わりに、制御部８０が以下のように時間に基づいて基板Ｗの引き上げ動作を停止させてもよい。

制御部８０に内蔵されるメモリに、乾燥処理の開始時から基板Ｗの当接部分ｙ１，ｙ２，ｙ３が処理槽４上方の所定の高さに引き上げられるまでの時間（以下、引き上げ時間と呼ぶ。）が予め記憶される。

制御部８０は、乾燥処理の開始時から内蔵されるタイマにより経過時間を計測し、経過時間がメモリに記憶された引き上げ時間に達したときに、基板Ｗの引き上げ動作を停止させる。

［２］第２の実施の形態
図７は、第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式的断面図である。第２の実施の形態に係る基板処理装置１００は、以下の点で第１の実施の形態に係る基板処理装置１００と構成および動作が異なる。

図７に示すように、本実施の形態に係る基板処理装置１００は、図１の基板処理装置１００の構成に加えて、処理槽シャッタＳＨおよびシャッタ駆動機構ＤＭを有する。

具体的には、ダクト２０（図１参照）の一側面にシャッタ駆動機構ＤＭが取り付けられている。また、シャッタ駆動機構ＤＭにより処理槽シャッタＳＨが支持されている。

ここで、処理槽シャッタＳＨは、処理槽４の上端部開口を閉塞可能な大きさに形成されている。シャッタ駆動機構ＤＭが処理槽シャッタＳＨを駆動することにより、処理槽シャッタＳＨが水平方向に移動する。それにより、処理槽４の上端開口の開閉動作が行われる。なお、シャッタ駆動機構ＤＭは制御部８０により制御される。

上記構成を有する基板処理装置１００においては、以下のように洗浄処理および乾燥処理が行われる。

まず、第１の実施の形態と同様にして洗浄処理が行われる。なお、洗浄処理時には、処理槽４は開放状態、すなわち処理槽シャッタＳＨが処理槽４上に位置しない状態となっている。

図８は、第２の実施の形態に係る基板処理装置１００の乾燥処理時における一部の動作を示す模式図である。

洗浄処理に続く乾燥処理時においては、第１の実施の形態と同様に、洗浄処理後の基板Ｗが内槽４０の上方に引き上げられる。そして、引き上げられた基板ＷにドライエアＤＦが供給され、基板Ｗの表面が乾燥される。

図８（ａ）に示すように、基板Ｗの内槽４０からの引き上げ時（乾燥処理時）において、第１の実施の形態と同様に、基板Ｗの当接部分ｙ１，ｙ２，ｙ３が処理槽４上方の所定の高さ、すなわち処理槽４上のドライエアＤＦの供給路の高さに引き上げられたときに、位置検知センサＳから制御部８０に検知信号ｄｓが与えられる。

図８（ｂ）に示すように、制御部８０は、検知信号ｄｓに応答して基板移動機構３０をによる基板Ｗの引き上げ動作を停止させる。

また、制御部８０は、シャッタ駆動機構ＤＭにより、処理槽シャッタＳＨを処理槽４上に水平移動させる。これにより、処理槽４が処理槽シャッタＳＨにより閉塞される。

本実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、制御部８０は検知信号ｄｓに応答してバルブＶ１，Ｖ２の制御を行わない。したがって、基板Ｗの引き上げ動作が停止する際においても、内槽４０内にリンス液ＲＬが貯留された状態が維持される。

この状態で、図１のドライエア発生装置６０が基板Ｗに一定期間継続してドライエアＤＦを供給する。このようにして、基板Ｗの乾燥処理が完了する。

上記のように、本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、基板Ｗの当接部分ｙ１，ｙ２，ｙ３がドライエアＤＦの供給路の高さまで引き上げられたときに、基板Ｗの引き上げ動作が停止され、処理槽４が処理槽シャッタＳＨにより閉塞される。

したがって、ドライエアＤＦが処理槽４に貯留されたリンス液ＲＬの液面に接触することが確実に防止される。これにより、処理槽４内のリンス液ＲＬに起因するドライエアＤＦの露点上昇が抑制され、処理槽４上の雰囲気の露点が均一でかつ低く維持される。それにより、当接部分ｙ１，ｙ２，ｙ３の乾燥時間が均一でかつ短くなる。その結果、基板Ｗの全面が短時間で効率よく乾燥される。

また、処理槽４上に供給されるドライエアＤＦが処理槽４内のリンス液ＲＬに接触しないので、ドライエアＤＦがリンス液ＲＬの液面に接触してリンス液ＲＬが飛散することが防止される。それにより、処理槽４から引き上げられた基板Ｗにリンス液ＲＬが再度付着することが確実に防止される。

さらに、処理槽４の上端部開口が処理槽シャッタＳＨにより閉塞されるので、ドライエア供給ダクト６２から処理槽４上に供給されるドライエアＤＦが、処理槽シャッタＳＨの上面に沿って円滑にドライエア排出ダクト６３へ流れる。したがって、露点が低く維持されたドライエアＤＦを基板Ｗの全面に効率よく供給することができる。その結果、基板Ｗの全面がさらに短時間で効率よく乾燥される。

上述のように、本実施の形態では、基板Ｗの引き上げ動作が停止する際に処理槽４内にリンス液ＲＬが貯留された状態が維持されるが、第１の実施の形態と同様に、基板Ｗの引き上げ動作が停止する際に処理槽４内の処理液が全て排出されてもよい。

［３］ 請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

上記第１および第２の実施の形態では、保持部３１が基板保持部の例であり、昇降機構３０が基板昇降装置の例であり、ドライエア発生装置６０、配管６１、ドライエア供給ダクト６２が気体供給部の例である。

また、当接部分ｙ１，ｙ２，ｙ３が当接部の例であり、位置検知センサＳが検知装置の例であり、ドライエア排出ダクト６３およびドライエア排出機構９００が気体排出部の例であり、外気遮断部材７０が遮蔽部材の例である。

さらに、上記第１の実施の形態では、処理液排出管４２およびバルブＶ２が処理液分離機構および処理液排出部の例である。また、上記第２の実施の形態では、シャッタ駆動機構ＤＭおよび処理槽シャッタＳＨが処理液分離機構および処理槽開閉部の例である。

なお、請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。

本発明は、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等の基板の製造に有効に利用できる。

第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式的断面図である。 図１の外気遮断部材の構造の詳細を説明するための斜視図である。 第１の実施の形態に係る基板処理装置の一連の動作を示す模式図である。 第１の実施の形態に係る基板処理装置の一連の動作を示す模式図である。 第１の実施の形態に係る基板処理装置の一連の動作を示す模式図である。 露点の測定位置および露点分布の測定結果を示す図である。 第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式的断面図である。 第２の実施の形態に係る基板処理装置の乾燥処理時における一部の動作を示す模式図である。

符号の説明

４ 処理槽
３１ 保持部
３０ 昇降機構
４２ 処理液排出管
６０ ドライエア発生装置
６１ 配管
６２ ドライエア供給ダクト
６３ ドライエア排出ダクト
７０ 外気遮断部材
８０ 制御部
１００ 基板処理装置
９００ ドライエア排出機構
ＤＦ ドライエア
ＤＭ シャッタ駆動機構
Ｓ 位置検知センサ
ＳＨ 処理槽シャッタ
Ｖ１，Ｖ２ バルブ
Ｗ 基板
ｙ１，ｙ２，ｙ３ 当接部分

Claims (7)

1. 基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
   処理液を貯留する処理槽と、
   基板の外周端部を支持し、基板を起立姿勢で保持する基板保持部と、
   前記処理槽内の処理液中と前記処理槽の上方位置との間で前記基板保持部により保持された基板を昇降させる基板昇降装置と、
   前記処理槽の上端に沿って、前記処理槽の一側方から他側方へ気体を供給して、前記基板昇降機構により前記処理槽から引き上げられる基板に気体を供給する気体供給部と、
   前記処理槽に貯留される処理液を前記処理槽上に供給される気体から分離する処理液分離機構と、
   前記基板昇降装置により前記処理槽から引き上げられる基板と前記基板保持部との当接部が前記気体供給部により前記処理槽上に供給される気体の供給路に位置するときに、前記処理槽に貯留される処理液を前記処理槽上に供給される気体から分離するように前記処理液分離機構を制御する制御部とを備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 基板と前記基板保持部との当接部が前記気体の供給路に位置することを検知する検知装置をさらに備え、
   前記制御部は、前記検知装置により前記当接部が前記気体の供給路に位置することが検知されたときに前記処理槽に貯留される処理液を前記処理槽上に供給される気体から分離するように前記処理液分離機構を制御することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記処理液分離機構は、前記処理槽内の処理液を排出する処理液排出部を含み、
   前記制御部は、前記基板昇降装置により前記処理槽から引き上げられる基板と前記基板保持部との当接部が前記気体供給部により前記処理槽上に供給される気体の供給路に位置するときに、前記処理槽内の処理液を排出するように前記処理液排出部を制御することを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 前記処理液分離機構は、前記処理槽の上端部開口を開閉する処理槽開閉部を含み、
   前記制御部は、前記基板昇降装置により前記処理槽から引き上げられる基板と前記基板保持部との当接部が前記気体供給部により前記処理槽上に供給される気体の供給路に位置するときに、前記処理槽の前記上端部開口を閉塞するように前記処理槽開閉部を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記気体はドライエアであることを特徴とする請求項１〜４記載の基板処理装置。
6. 前記気体供給部に対向するように配置され、基板に供給された気体を排出する気体排出部と、
   前記気体の供給路および前記気体排出部による気体の排出路を除いて前記処理槽上の空間の周囲および上部を取り囲むように設けられる遮蔽部材とをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５記載の基板処理装置。
7. 基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、
   処理液が貯留された処理槽に、基板を起立姿勢で保持する基板保持部により保持された基板を浸漬する工程と、
   前記処理槽内の処理液中から前記基板保持部を上昇させることにより基板を引き上げる工程と、
   前記処理槽の上端に沿って、前記処理槽の一側方から他側方へ気体を供給して、前記基板昇降機構により前記処理槽から引き上げられる基板に気体を供給する工程と、
   前記処理槽から引き上げられる基板と前記基板保持部との当接部が前記処理槽上に供給される気体の供給路に位置するときに、前記処理槽に貯留される処理液を前記処理槽上に供給される気体から分離する工程とを備えたことを特徴とする基板処理方法。

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