JP2020145237A - 基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】処理液が付着した基板に有機溶剤の蒸気を接触させることによって基板を乾燥させる技術において、処理液と有機溶剤との置換効率を向上させること。【解決手段】本開示による基板処理装置は、液処理槽と、移動機構と、吐出部と、制御部とを備える。液処理槽は、処理液を貯留する。移動機構は、液処理槽に浸漬された複数の基板を処理液の液面よりも上方に移動させる。吐出部は、複数の基板の液面から露出した部分に向けて有機溶剤の蒸気を吐出する。制御部は、複数の基板の上昇に応じて吐出部による有機溶剤の蒸気の吐出位置を上昇させる。【選択図】図1

Description

本開示は、基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体に関する。
従来、液処理後の基板に有機溶剤の蒸気を接触させることで基板に付着した処理液を有機溶剤に置換した後、基板に付着した有機溶剤を揮発させることにより基板を乾燥させる基板処理装置が知られている。
特許文献1には、処理液を貯留する液処理槽と、液処理槽の上方に配置され、有機溶剤の蒸気の供給部が設けられた乾燥室と、液処理槽と乾燥室との間で複数の基板を移動させる移動機構とを備えた基板処理装置が開示されている。
特開2000−91301号公報
本開示は、処理液が付着した基板に有機溶剤の蒸気を接触させることによって基板を乾燥させる技術において、処理液と有機溶剤との置換効率を向上させることができる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、液処理槽と、移動機構と、吐出部と、制御部とを備える。液処理槽は、処理液を貯留する。移動機構は、液処理槽に浸漬された複数の基板を処理液の液面よりも上方に移動させる。吐出部は、複数の基板の液面から露出した部分に向けて有機溶剤の蒸気を吐出する。制御部は、複数の基板の上昇に応じて吐出部による蒸気の吐出位置を上昇させる。
本開示によれば、処理液が付着した基板に有機溶剤の蒸気を接触させることによって基板を乾燥させる技術において、処理液と有機溶剤との置換効率を向上させることができる。
図1は、第1の実施形態に係る基板処理装置の断面図である。 図2は、第1の実施形態に係る吐出部の構成を示す図である。 図3は、第1の実施形態に係る基板処理装置が実行する処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図4は、第1の実施形態に係る搬入処理の動作例を示す図である。 図5は、第1の実施形態に係る液処理の動作例を示す図である。 図6は、第1の実施形態に係る引き上げ前処理の動作例を示す図である。 図7は、第1の実施形態に係る引き上げ処理の動作例を示す図である。 図8は、第1の実施形態に係る引き上げ処理の動作例を示す図である。 図9は、第1の実施形態に係る引き上げ処理の動作例を示す図である。 図10は、第1の実施形態に係る引き上げ後処理の動作例を示す図である。 図11は、第1の実施形態に係る搬出処理の動作例を示す図である。 図12は、第1の実施形態に係る貯留処理の動作例を示す図である。 図13は、第1の実施形態に係る貯留処理の動作例を示す図である。 図14は、第2の実施形態に係る基板処理装置の断面図である。 図15は、第2の実施形態に係る液処理の動作例を示す図である。 図16は、第2の実施形態に係る引き上げ前処理の動作例を示す図である。 図17は、第2の実施形態に係る引き上げ処理の動作例を示す図である。 図18は、第2の実施形態に係る引き上げ処理の動作例を示す図である。 図19は、第2の実施形態に係る引き上げ処理の動作例を示す図である。 図20は、第2の実施形態に係る引き上げ後処理の動作例を示す図である。 図21は、第2の実施形態に係る搬出処理の動作例を示す図である。 図22は、第2の実施形態に係る貯留処理の動作例を示す図である。 図23は、第2の実施形態に係る貯留処理の動作例を示す図である。
以下に、本開示による基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体を実施するための形態(以下、「実施形態」と記載する)について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。
(第1の実施形態)
<基板処理装置の構成>
まず、第1の実施形態に係る基板処理装置の構成について図1および図2を参照して説明する。図1は、第1の実施形態に係る基板処理装置の模式的な断面図である。また、図2は、第1の実施形態に係る吐出部の構成を示す図である。
図1に示すように、第1の実施形態に係る基板処理装置1は、液処理槽2と、乾燥室3と、保持部4と、移動機構5と、気体吐出部6と、制御装置7とを備える。
(液処理槽2)
液処理槽2は、貯留槽21と、オーバーフロー槽22と、シール槽23とを備える。液処理槽2は、垂直姿勢(縦向きの状態)で並べられた複数の半導体基板(以下、「ウェハW」と記載する)を収容可能である。液処理槽2では、内部に貯留された処理液に複数のウェハWを浸漬させることによって複数のウェハWを処理する液処理が行われる。ここでは、処理液として脱イオン水が用いられるものとする。また、脱イオン水による複数のウェハWの洗浄処理が液処理として行われるものとする。
貯留槽21には、処理液の供給を行う液吐出部24と、処理液の排出を行う排液機構25とが設けられる。
液吐出部24は、複数(ここでは、2つ)のノズル241と、供給路242と、処理液供給源243と、冷却部244と、バルブ245と、流量調整器246とを備える。2つのノズル241は、貯留槽21の内側底部に設けられる。供給路242は、2つのノズル241と処理液供給源243とを接続する。処理液供給源243は、2つのノズル241に対して処理液を供給する。
冷却部244は、たとえばチラー等であり、処理液供給源243から供給される処理液を冷却する。たとえば、処理液供給源243から供給される処理液の温度は、室温であり、冷却部244は、処理液供給源243から供給される処理液を室温以下の温度(たとえば、20度以下)に冷却する。
バルブ245は、供給路242を開閉する。流量調整器246は、供給路242を流れる処理液の流量を調整する。冷却部244、バルブ245および流量調整器246は、制御装置7の制御部71に電気的に接続されており、制御部71によって制御される。
排液機構25は、排液口251と、排液路252と、バルブ253とを備える。排液口251は、貯留槽21の内側底部中央に設けられる。排液路252は、排液口251に接続される。バルブ253は、排液路252の中途部に設けられ、排液路252を開閉する。バルブ253は、制御部71に電気的に接続され、制御部71によって開閉制御される。
オーバーフロー槽22は、貯留槽21の上端外周部に形成され、貯留槽21からオーバーフローした処理液を貯留する。シール槽23は、オーバーフロー槽22の上端外周部に形成され、たとえば水等の液体を貯留する。シール槽23に貯留された液体に後述するシール壁333を浸漬させることにより、液処理槽2の内部と外部とを遮断することができる。
(乾燥室3)
乾燥室3は、液処理槽2よりも上方に配置され、貯留槽21と連通する内部空間を有する。乾燥室3は、本体部31と、蓋部32と、遮蔽部33とを備える。本体部31は、上方および下方が開口している。本体部31には、複数(ここでは、2つ)の排気口311が設けられる。2つの排気口311は、複数のウェハWの並び方向(Y軸方向)と直交する方向(X軸方向)に位置する本体部31の側面下部に左右対称に設けられる。2つの排気口311は、排気路312に接続されており、乾燥室3内の雰囲気は、排気口311および排気路312を介して外部へ排出される。
蓋部32は、本体部31の上方に配置され、本体部31の上部開口を閉塞する。蓋部32は、図示しない移動機構によって昇降可能に構成されており、蓋部32を上昇させることにより、複数のウェハWを乾燥室3に搬入したり乾燥室3から搬出したりすることができる。
遮蔽部33は、本体部31の下方に配置される。遮蔽部33は、遮蔽扉331と、筐体332とを備える。遮蔽扉331は、図示しない移動機構によって筐体332の内部を水平方向(ここでは、X軸方向)に移動可能に構成されており、本体部31の下部開口を閉塞または開放する。
筐体332は、液処理槽2と本体部31との間に介在し、内部に遮蔽扉331を収容する。筐体332の上部には、本体部31の下部開口と連通する開口が形成され、筐体332の下部には、貯留槽21の上方領域と連通する開口が形成される。
筐体332の下部には、下方に向かって突出するシール壁333が設けられている。シール壁333は、シール槽23に貯留された液体に浸漬される。これにより、液処理槽2の内部と外部とを遮断することができる。
(保持部4)
保持部4は、保持体41と、保持体41を支持するシャフト42とを備える。保持体41は、複数のウェハWを垂直姿勢で保持する。また、保持体41は、複数のウェハWを水平方向(ここでは、Y軸方向)に一定の間隔で並べられた状態で保持する。シャフト42は、鉛直方向に沿って延在し、下部において保持体41を支持する。シャフト42は、蓋部32の上部に設けられた図示しない開口に対して摺動可能に挿通される。
(移動機構5)
移動機構5は、たとえばモータ、ボールネジ、シリンダ等を備えており、保持部4のシャフト42に接続され、シャフト42を昇降させる。移動機構5によってシャフト42が昇降することにより、シャフト42に支持された保持体41が昇降する。これにより、移動機構5は、保持体41に保持された複数のウェハWを貯留槽21と乾燥室3との間で移動させることができる。移動機構5は、制御装置7の制御部71に電気的に接続されており、制御部71によって制御される。
(気体吐出部6)
気体吐出部6は、乾燥室3の内部に多段に配置された複数のノズル61〜63を備える。複数のノズル61〜63は、移動機構5による複数のウェハWの移動経路における側方に配置されており、移動機構5によって上昇する複数のウェハWに向けて有機溶剤の蒸気を吐出する。ここでは、有機溶剤としてIPA(イソプロピルアルコール)が用いられるものとする。すなわち、気体吐出部6は、IPAの蒸気(以下、「IPA蒸気」と記載する)を複数のウェハWに向けて吐出する。なお、有機溶剤は、IPAに限定されない。
図2に示すように、ノズル61〜63は、複数のウェハWの並び方向(Y軸方向)に沿って延在する長尺形状を有する。ノズル61〜63には、長手方向に沿って複数の吐出口600が設けられる。吐出口600としては、単純な開口の他、IPA蒸気をミスト状に噴霧させるスプレー用ノズルチップが用いられてもよい。また、ノズル61〜63は、複数の吐出口600に代えて、長手方向に延在するスリット状の吐出口を有していてもよい。
ノズル61〜63のうち、最下段に配置される下段ノズル61は、第1供給系統64に接続される。第1供給系統64は、IPA供給源641と、N2供給源642と、バルブ643,644と、加熱部645とを備える。IPA供給源641は、液体状態のIPAを供給し、N2供給源642は、不活性ガスであるN2ガスを供給する。
IPA供給源641は、バルブ643を介して加熱部645に接続され、N2供給源642は、バルブ644を介して加熱部645に接続される。バルブ643,644は、制御部71に電気的に接続され、制御部71によって開閉制御される。
バルブ643,644の両方が開かれた場合、加熱部645には、IPA供給源641から供給されるIPAと、N2供給源642から供給されるN2ガスとの混合流体が供給される。加熱部645は、かかる混合流体を加熱することによって、IPA蒸気を生成する。なお、バルブ643の後段には図示しない二流体ノズルが設けられており、加熱部645には、ミスト状のIPAとN2ガスとの混合流体が供給される。
一方、バルブ644のみが開かれた場合、加熱部645には、N2供給源642からN2ガスが供給される。この場合、加熱部645は、N2ガスを加熱することによって、ホットN2ガスを生成する。加熱部645は、下段ノズル61に接続され、IPA蒸気またはホットN2ガスを供給する。
ノズル61〜63のうち、最上段に配置される上段ノズル63および下段ノズル61と上段ノズル63との間に配置される中段ノズル62は、第2供給系統65に接続される。
第2供給系統65は、IPA供給源651と、N2供給源652と、バルブ653,654,656,657と、加熱部655とを備える。IPA供給源651は、液体状態のIPAを供給し、N2供給源652は、不活性ガスであるN2ガスを供給する。
IPA供給源651は、バルブ653を介して加熱部655に接続され、N2供給源652は、バルブ654を介して加熱部655に接続される。バルブ653,654は、制御部71に電気的に接続され、制御部71によって開閉制御される。
バルブ653,654の両方が開かれた場合、加熱部655は、IPA供給源651から供給されるIPAと、N2供給源652から供給されるN2ガスとの混合流体を加熱することによってIPA蒸気を生成する。また、バルブ654のみが開かれた場合、加熱部645は、N2供給源652から供給されるN2ガスを加熱することによってホットN2ガスを生成する。
加熱部655は、バルブ656を介して中段ノズル62に接続され、バルブ657を介して上段ノズル63に接続される。バルブ656,657は、制御部71に電気的に接続され、制御部71によって開閉制御される。
ここでは、中段ノズル62および上段ノズル63にIPA蒸気またはホットN2ガスを供給する第2供給系統65を備える場合の例を示した。これに限らず、気体吐出部6は、中段ノズル62にIPA蒸気またはホットN2ガスを供給する供給部と、上段ノズル63にIPA蒸気またはホットN2ガスを供給する供給部とを備えていてもよい。
図1に示すように、気体吐出部6は、ノズル61〜63をたとえば2つずつ備える。2つの下段ノズル61は、複数のウェハWの並び方向と直交する方向(X軸方向)に位置する乾燥室3の側面に左右対称に設けられる。2つの中段ノズル62および2つの上段ノズル63についても同様である。
ノズル61〜63のうち、下段ノズル61は、貯留槽21に貯留された処理液の液面の近傍に配置される。具体的には、複数のウェハWの上半分が処理液の液面から露出し終えたときの複数のウェハWの上端の高さ位置よりも低い位置に配置される。たとえば、中段ノズル62および上段ノズル63が乾燥室3の本体部31に設けられるのに対し、下段ノズル61は、貯留槽21により近い乾燥室3の遮蔽部33に設けられる。具体的には、下段ノズル61は、たとえば、遮蔽部33の筐体332の下部に形成された、貯留槽21の上方領域と連通する開口の縁部に設けられる。
2つの下段ノズル61は、複数のウェハWに向けてIPA蒸気またはホットN2ガスを斜め下方に吐出する。また、2つの中段ノズル62は、複数のウェハWに向けてIPA蒸気またはホットN2ガスを水平に吐出し、2つの上段ノズル63は、複数のウェハWに向けてIPA蒸気またはホットN2ガスを斜め上方に吐出する。
(制御装置7)
制御装置7は、たとえばコンピュータであり、制御部71と記憶部72とを備える。記憶部72は、たとえば、RAM、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現され、基板処理装置1において実行される各種の処理を制御するプログラムを記憶する。制御部71は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含み、記憶部72に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置1の動作を制御する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置7の記憶部72にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカードなどがある。
<基板処理装置の具体的動作>
次に、第1の実施形態に係る基板処理装置1の具体的動作について図3〜図13を参照して説明する。図3は、実施形態に係る基板処理装置1が実行する処理の手順の一例を示すフローチャートである。図4は搬入処理の動作例を示す図であり、図5は液処理の動作例を示す図である。図6は引き上げ前処理の動作例を示す図であり、図7〜図9は引き上げ処理の動作例を示す図であり、図10は引き上げ後処理の動作例を示す図である。図11は搬出処理の動作例を示す図であり、図12および図13は貯留処理の動作例を示す図である。
なお、図5〜図10等においてノズル61〜63から延びる矢印のうち、白抜きの矢印は、ノズル61〜63からホットN2ガスが吐出されていることを示しており、黒塗りの矢印は、ノズル61〜63からIPA蒸気が吐出されていることを示している。
図3に示すように、基板処理装置1では、複数のウェハWを貯留槽21へ搬入する搬入処理が行われる(ステップS101)。具体的には、制御部71は、複数のウェハWを搬送する図示しない基板搬送装置を制御して、複数のウェハWを保持部4の保持体41へ受け渡す(図4参照)。その後、制御部71は、移動機構5等を制御して蓋部32およびシャフト42を下降させる。これにより、乾燥室3の本体部31の上部開口が蓋部32によって塞がれて、乾燥室3が密閉状態となる。
つづいて、基板処理装置1では、複数のウェハWを処理液で処理する液処理が行われる(ステップS102)。具体的には、制御部71は、移動機構5を制御してシャフト42を下降させることにより、複数のウェハWを貯留槽21に貯留された処理液に浸漬させる(図5参照)。これにより、複数のウェハWが処理液によって処理される。ここでは、脱イオン水によるリンス処理が複数のウェハWに対して行われる。
制御部71は、液処理中において、第1供給系統64および第2供給系統65を制御することにより、ノズル61〜63から乾燥室3内にホットN2ガスを吐出する。これにより、乾燥室3内の酸素を排気口311から排出することができる。また、後段の乾燥処理に先立ち、ノズル61〜63を温めておくことができる。
つづいて、基板処理装置1では、複数のウェハWを乾燥させる乾燥処理が行われる。具体的には、乾燥処理として、引き上げ前処理(ステップS103)、引き上げ処理(ステップS104)および引き上げ後処理(ステップS105)が行われる。
まず、ステップS103の引き上げ前処理において、制御部71は、第1供給系統64を制御することにより、下段ノズル61から吐出させる気体をホットN2ガスからIPA蒸気に切り替える(図6参照)。これにより、下段ノズル61からIPA蒸気が吐出されることで、貯留槽21に貯留された処理液の液面にIPAの液膜が形成される。上述したように、下段ノズル61は、貯留槽21に貯留された処理液の液面の近傍に配置されるとともに、斜め下方に向けてIPA蒸気を吐出する。このため、処理液の液面にIPAの液膜を効率良く形成することができる。
つづいて、引き上げ処理が行われる(ステップS104)。引き上げ処理において、制御部71は、移動機構5を制御してシャフト42を上昇させる。これにより、複数のウェハWが処理液の液面から露出し始める(図7参照)。上述したように、下段ノズル61は、貯留槽21に貯留された処理液の液面の近傍に配置され、しかも、斜め下方に向けてIPA蒸気を吐出する。このため、下段ノズル61は、複数のウェハWが処理液の液面から露出した直後から複数のウェハWに対してIPA蒸気を供給することができる。また、引き上げ前処理においてすでにIPA蒸気の吐出が開始されているため、処理液の液面から露出した直後の複数のウェハWに対してより確実にIPA蒸気を供給することができる。複数のウェハWの表面にIPA蒸気が接触することで、複数のウェハWの表面に付着していた処理液がIPAに置換される。
ここで、従来技術では、乾燥室をIPA蒸気で満たした状態にしておき、液処理後のウェハをIPA蒸気で満たされた乾燥室まで引き上げることで、ウェハに付着した処理液をIPAに置換していた。しかしながら、近年におけるパターンの微細化や高アスペクト比化に伴い、ウェハを引き上げ終えるまでの間にパターン倒壊が発生する可能性が高まっている。
これに対し、基板処理装置1では、処理液の液面の近傍に下段ノズル61を配置し、処理液の液面から露出した直後のウェハWに対して下段ノズル61からIPA蒸気を直ちに供給することとしている。このため、液処理の終了後、複数のウェハWを引き上げ終えるまでの間にパターン倒壊が生じることを抑制することができる。
また、IPA蒸気は、ウェハWの表面に接触することで冷却される。これにより、ウェハWの表面においてIPA蒸気の凝縮が起こることで、ウェハWの表面に液体状のIPAが吸着して、ウェハWの表面に付着していた処理液がIPAに置換される。このように、ウェハWの表面に付着した処理液をIPAに置換するためには、IPA蒸気とウェハWとの温度差が大きい方が好ましい。一方、乾燥室3内の温度は、処理液の温度よりも高いため、複数のウェハWは、処理液から引き上げられることで温度が上昇する。すなわち、IPA蒸気とウェハWとの温度差は徐々に小さくなっていく。
これに対し、基板処理装置1では、処理液の液面から露出した直後のウェハWに対して下段ノズル61からIPA蒸気を直ちに供給するため、処理液の温度により近い状態のウェハWに対して高温のIPA蒸気を供給することができる。したがって、ウェハWの表面に付着した処理液をIPAに効率よく置換することができる。また、第1の実施形態に係る基板処理装置1は、貯留槽21に供給される処理液を冷却する冷却部244を備えるため、たとえば室温程度の処理液を用いる場合と比較して、IPA蒸気とウェハWとの温度差をより大きくすることができる。
また、従来技術では、乾燥室内に設けられたノズルから乾燥室の天井に向けてIPA蒸気を吐出することで乾燥室全体にIPA蒸気を充満させていた。これに対し、基板処理装置1では、複数のウェハWに対してIPA蒸気を直接供給することとしている。したがって、従来技術と比較して、ウェハWに対するIPA蒸気の供給効率を高めることができる。言い換えれば、IPA蒸気の消費量を削減することができる。
さらに、基板処理装置1では、引き上げ前処理によって処理液の液面にIPAの液膜を形成することで、引き上げ処理において処理液からウェハWを引き上げる過程で、処理液の液面に存在するIPAをウェハWの表面に付着させることができる。これにより、ウェハWの表面に残存する処理液の量を減らすことができるため、引き上げ前処理を行わない場合と比較して、処理液からIPAへの置換効率を高めることができる。
また、引き上げ処理において、制御部71は、移動機構5によって上昇する複数のウェハWの高さ位置に応じて気体吐出部6によるIPA蒸気の吐出位置を上昇させる。具体的には、第1の実施形態において、制御部71は、複数のウェハWの上昇に合わせて、IPA蒸気の吐出を下段ノズル61、中段ノズル62、上段ノズル63の順に開始させる。
たとえば、制御部71は、中段ノズル62から吐出されるIPA蒸気が複数のウェハWの上端部に供給される位置まで複数のウェハWが上昇した場合に、第2供給系統65を制御して中段ノズル62からのIPA蒸気の吐出を開始させる(図8参照)。また、制御部71は、上段ノズル63から吐出されるIPA蒸気が複数のウェハWの上端部に供給される位置まで複数のウェハWが上昇した場合に、第2供給系統65を制御して上段ノズル63からのIPA蒸気の吐出を開始させる(図9参照)。
上述したように、上段ノズル63は、IPA蒸気を斜め上方に吐出する。したがって、ウェハWの上部に対してできるだけ長い時間IPA蒸気を供給し続けることができ、たとえば、ウェハWの上部へのIPA蒸気の供給が不足することを抑制することができる。なお、たとえば上段ノズル63を蓋部32に設けることにより、ウェハWの上部に対してできるだけ長い時間IPA蒸気を供給し続けることも考えられるが、昇降する蓋部32に対して上段ノズル63を設けることになるため、配管構成等が複雑化するおそれがある。
なお、制御部71は、たとえば、保持部4または移動機構5に設けられたエンコーダ等の位置検出部からの出力信号に基づいて複数のウェハWの高さ位置を検知することができる。また、制御部71は、複数のウェハWの高さ位置を引き上げ処理が開始されてからの開始時間と既知の値である複数のウェハWの引き上げ速度とに基づいて複数のウェハWの高さ位置を算出してもよい。
このように、第1の実施形態に係る基板処理装置1によれば、複数のウェハWの上昇に合わせて、IPA蒸気の吐出を下段ノズル61、中段ノズル62、上段ノズル63の順に開始させることで、常にウェハWの近傍からIPA蒸気を吐出し続けることができる。したがって、引き上げ中のウェハWに対して効率良くIPA蒸気を供給することができる。また、引き上げ処理において全てのノズル61〜63から常時IPA蒸気を吐出し続ける場合と比較して、IPAおよびN2ガスの消費量を抑えることができる。
なお、第1の実施形態では、中段ノズル62と上段ノズル63とで第2供給系統65を共用していることから、中段ノズル62からのIPA蒸気の吐出を開始させる場合に、上段ノズル63からのホットN2ガスの吐出を停止させることとしている(図8参照)。しかし、これに限らず、たとえば、制御部71は、中段ノズル62からのIPA蒸気の吐出を開始させるとともに、上段ノズル63からのIPA蒸気の吐出を開始させてもよい。また、中段ノズル62と上段ノズル63とにIPA蒸気の供給系統を独立に設けることで、上段ノズル63からのホットN2ガスの吐出を継続させつつ、中段ノズル62からのIPA蒸気の吐出を開始させることが可能である。
また、制御部71は、複数のウェハWの高さ位置に応じて、ノズル61〜63のうちIPA蒸気を吐出させるノズル61〜63をより上段に配置されるノズル61〜63に順次切り替えてもよい。すなわち、制御部71は、中段ノズル62からのIPA蒸気の吐出を開始させる場合に、第1供給系統64を制御して、下段ノズル61から吐出させる気体をIPA蒸気からホットN2ガスに切り替えてもよい。また、制御部71は、上段ノズル63からのIPA蒸気の吐出を開始させる場合に、第2供給系統65を制御して、中段ノズル62からのIPA蒸気の吐出を停止させてもよい。このようにすることで、IPA蒸気の消費量をさらに抑制することができる。
つづいて、引き上げ後処理が行われる(ステップS105)。引き上げ後処理において、制御部71は、遮蔽部33を制御して、遮蔽扉331を移動させることにより、乾燥室3の本体部31の下部開口を閉塞する位置に遮蔽扉331を配置させる。これにより、乾燥室3が蓋部32および遮蔽扉331によって密閉された状態となる(図10参照)。また、制御部71は、第2供給系統65を制御して、上段ノズル63からホットN2ガスを吐出する。これにより、複数のウェハWの表面に残存するIPAの揮発が促進されて複数のウェハWが乾燥する。
また、引き上げ後処理において、制御部71は、排液機構25を制御してバルブ253を開くことにより、処理液を貯留槽21から排出する。このとき、制御部71は、第1供給系統64を制御して、下段ノズル61からホットN2ガスを吐出させる。
つづいて、基板処理装置1では、搬出処理が行われる(ステップS106)。搬出処理において、制御部71は、第2供給系統65を制御して、上段ノズル63からのホットN2ガスの吐出を停止させる。また、制御部71は、移動機構5等を制御して、蓋部32および保持部4を上昇させる(図11参照)。その後、制御部71は、図示しない基板搬送装置を制御して、複数のウェハWを保持体41から基板搬送装置へ受け渡す。
つづいて、基板処理装置1では、貯留処理が行われる(ステップS107)。貯留処理において、制御部71は、移動機構5等を制御して、蓋部32および保持部4を下降させることにより、乾燥室3を密閉する。また、制御部71は、第1供給系統64および第2供給系統65を制御して、ノズル61〜63からホットN2ガスを吐出させる(図12参照)。そして、制御部71は、液吐出部24を制御してバルブ245を開くことにより、貯留槽21に処理液を供給する。これにより、貯留槽21に処理液が貯留される(図13参照)。貯留処理を終えると、制御部71は、一連の基板処理を終える。
(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態では、乾燥室3に複数のノズル61〜63を多段に設けて、下段ノズル61から順にIPA蒸気の供給を開始させることで、複数のウェハWの上昇に合わせてIPA蒸気の吐出位置を上昇させることとした。しかし、複数のウェハWの上昇に合わせてIPA蒸気の吐出位置を上昇させる手法は、上記の例に限らず、ノズル自体を上昇させてもよい。
図14は、第2の実施形態に係る基板処理装置の断面図である。図14に示すように、第2の実施形態に係る基板処理装置1Aは、気体吐出部6Aを備える。気体吐出部6Aは、可動ノズル61Aと、固定ノズル63Aとを備える。
可動ノズル61Aは、複数のウェハWとともに上昇するノズルである。第2の実施形態において、可動ノズル61Aは、保持部4のシャフト42に取り付けられる。また、可動ノズル61Aは、保持体41に保持された複数のウェハWの上方に、複数のウェハWに近接させて配置されており、複数のウェハWに向けて下方にIPA蒸気またはホットN2ガスを吐出する。
可動ノズル61Aは、たとえば、複数のウェハWの並び方向と直交する方向(X軸方向)に延在する長尺状のノズルである。気体吐出部6Aは、複数のウェハWの並び方向に沿って複数の可動ノズル61Aを備える。各可動ノズル61Aには、長手方向に沿って複数の吐出口が設けられる。あるいは、各可動ノズル61Aには、長手方向に延在するスリット状の吐出口が設けられる。なお、可動ノズル61Aの構成は、上記の例に限定されず、複数のウェハWの上方から複数のウェハWに向けて下方にIPA蒸気等を吐出できるものであればよい。
可動ノズル61Aは、第3供給系統66に接続される。第3供給系統66は、IPA供給源661と、N2供給源662と、バルブ663,664と、加熱部665とを備える。かかる第3供給系統66の構成は、上述した第1供給系統64と同様である。すなわち、バルブ663,664の両方が開かれた場合には、加熱部665から可動ノズル61AにIPA蒸気が供給され、バルブ664のみが開かれた場合には、加熱部665から可動ノズル61AにホットN2ガスが供給される。バルブ663,664は、制御部71に電気的に接続されており、制御部71によって開閉制御される。
固定ノズル63Aは、乾燥室3に固定されるノズルであり、たとえば、上述した上段ノズル63と同様の位置に配置される。固定ノズル63Aは、上述したノズル61〜63と同様、複数のウェハWの並び方向(Y軸方向)に沿って延在しており、長手方向に沿って複数の吐出口を有する。あるいは、固定ノズル63Aには、長手方向に延在するスリット状の吐出口が設けられてもよい。
固定ノズル63Aは、第4供給系統67に接続される。第4供給系統67は、N2供給源671と、バルブ672と、加熱部673とを備えており、N2供給源671から供給されるN2ガスを加熱部673により加熱することでホットN2ガスを生成して固定ノズル63Aに供給する。バルブ672は、制御部71に電気的に接続されており、制御部71によって開閉制御される。固定ノズル63Aは、第4供給系統67から供給されるホットN2ガスを、たとえば蓋部32の天井面に向けて斜め上方に吐出する。
次に、第2の実施形態に係る基板処理装置1Aの具体的動作について図15〜図23を参照して説明する。図15は、液処理の動作例を示す図であり、図16は、引き上げ前処理の動作例を示す図であり、図17〜図19は、引き上げ処理の動作例を示す図であり、図18は、引き上げ処理の動作例を示す図であり、図20は、引き上げ後処理の動作例を示す図である。また、図21は、搬出処理の動作例を示す図であり、図22は、貯留処理の動作例を示す図であり、図23は、貯留処理の動作例を示す図である。
図15に示すように、液処理において、制御部71は、第3供給系統66および第4供給系統67を制御して、可動ノズル61Aおよび固定ノズル63AからホットN2ガスを吐出する。
つづいて、図16に示すように、引き上げ前処理において、制御部71は、第3供給系統66を制御して、可動ノズル61Aから吐出させる気体をホットN2ガスからIPA蒸気に切り替える。これにより、貯留槽21に貯留された処理液の液面にIPAの液膜が形成される。可動ノズル61Aは、IPA蒸気を下向きに吐出するため、処理液の液面にIPA蒸気を効率よく供給することができる。
つづいて、図17に示すように、引き上げ処理において、制御部71は、移動機構5を制御してシャフト42を上昇させる。これにより、複数のウェハWが処理液の液面から露出し始める。可動ノズル61Aは、複数のウェハWの上方において複数のウェハWに近接させて配置される。このため、可動ノズル61Aは、複数のウェハWが処理液の液面から露出した直後から複数のウェハWに対してIPA蒸気を供給することができる。複数のウェハWの表面にIPA蒸気が接触することで、複数のウェハWの表面に付着していた処理液がIPAに置換される。
また、図18および図19に示すように、引き上げ処理において、制御部71は、可動ノズル61AからIPA蒸気を吐出させながら、複数のウェハWを上昇させる。可動ノズル61Aは、複数のウェハWとともに上昇するため、常に複数のウェハWに近接した位置から複数のウェハWにIPA蒸気と吐出し続けることができる。これにより、複数のウェハWに対してIPA蒸気が効率よく供給されるため、複数のウェハWに付着した処理液をIPAに効率よく置換することができる。
なお、引き上げ処理において、制御部71は、複数のウェハWの上昇に応じてIPA蒸気の吐出流量を増加させてもよい。可動ノズル61Aは、複数のウェハWとともに上昇するため、処理液の液面から徐々に遠ざかることとなる。これに対し、IPA蒸気の吐出流量を増加させることで、可動ノズル61Aから遠く離れた位置にIPA蒸気を到達させることができる。このため、複数のウェハWの上昇(つまり、可動ノズル61Aの上昇)に応じてIPA蒸気の吐出流量を増加させることで、可動ノズル61Aの高さ位置にかかわらず、IPA蒸気を処理液の液面に到達させることができる。したがって、可動ノズル61Aの高さ位置にかかわらず、複数のウェハWのうち処理液の液面から露出した直後の部分に対してIPA蒸気を供給することができる。
つづいて、図20に示すように、引き上げ後処理において、制御部71は、第3供給系統66を制御して、可動ノズル61Aから吐出させる気体をIPA蒸気からホットN2ガスに切り替える。これにより、複数のウェハWにホットN2ガスが供給されることで、複数のウェハWの表面に残存するIPAの揮発が促進されて複数のウェハWが乾燥する。
つづいて、図21に示すように、搬出処理において、制御部71は、第4供給系統67を制御して、固定ノズル63AからのホットN2ガスの吐出を停止させる。また、制御部71は、移動機構5等を制御して、蓋部32および保持部4を上昇させる。その後、制御部71は、図示しない基板搬送装置を制御して、複数のウェハWを保持体41から基板搬送装置へ受け渡す。
ここで、搬出処理において、制御部71は、可動ノズル61AからのホットN2ガスの吐出を継続する。このように、第2の実施形態に係る基板処理装置1Aによれば、搬出処理においても、複数のウェハWに対してホットN2ガスを供給し続けることができるため、たとえば、前段の引き上げ後処理の時間を短縮させることができる。
つづいて、図22および図23に示すように、貯留処理において、制御部71は、移動機構5等を制御して、蓋部32および保持部4を下降させることにより、乾燥室3を密閉する。また、制御部71は、第3供給系統66および第4供給系統67を制御して、可動ノズル61Aおよび固定ノズル63AからホットN2ガスを吐出させる。
(その他の実施形態)
第1の実施形態では、下段ノズル61がIPA蒸気を斜め下方に吐出する場合の例について説明したが、下段ノズル61は、IPA蒸気を水平に吐出してもよい。下段ノズル61からIPA蒸気を水平または斜め下方に吐出することで、処理液の液面から露出した複数のウェハWに対して早期にIPA蒸気を供給することができる。また、下段ノズル61からIPA蒸気を水平に吐出することで、処理液の液面にIPA蒸気が直接吐出されないようになるため、液面の波立ちを抑制することができる。
第2の実施形態では、可動ノズル61Aが、保持部4に取り付けられて移動機構5により複数のウェハWとともに上昇する場合の例について説明した。これに限らず、気体吐出部6Aは、可動ノズル61Aを昇降させる移動機構5とは別の移動機構を備えていてもよい。
上述してきたように、実施形態に係る基板処理装置(一例として、基板処理装置1,1A)は、液処理槽(一例として、液処理槽2)と、移動機構(一例として、移動機構5)と、吐出部(一例として、気体吐出部6,6A)と、制御部(一例として、制御部71)とを備える。液処理槽は、処理液(一例として、脱イオン水)を貯留する。移動機構は、液処理槽に浸漬された複数の基板(一例として、ウェハW)を処理液の液面よりも上方に移動させる。吐出部は、複数の基板の液面から露出した部分に向けて有機溶剤(一例として、IPA)の蒸気を吐出する。制御部は、複数の基板の上昇に応じて吐出部による蒸気の吐出位置を上昇させる。
これにより、常に複数の基板の近傍から有機溶剤の蒸気を吐出し続けることができるため、引き上げ中の複数の基板に対して効率良く有機溶剤の蒸気を供給することができる。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、処理液と有機溶剤との置換効率を向上させることができる。
吐出部(一例として、気体吐出部6)は、多段に配置された複数のノズル(一例として、下段ノズル61、中段ノズル62、上段ノズル63)を備えていてもよい。この場合、制御部(一例として、制御部71)は、吐出部からの蒸気の吐出を複数のノズルのうち最下段に配置されたノズル(一例として、下段ノズル61)から順に開始させてもよい。
複数の基板の上昇に応じて、下段に配置されたノズルから順に(一例として、下段ノズル61、中段ノズル62、上段ノズル63の順に)有機溶剤の蒸気の吐出を開始させることで、常に複数の基板の近傍から有機溶剤の蒸気を吐出し続けることができる。また、複数の基板の上昇中において複数のノズルの全てから常に有機溶剤の蒸気を吐出し続ける場合と比較して、有機溶剤の蒸気の消費量を抑えることができる。
制御部(一例として、制御部71)は、複数の基板の上昇に応じて、複数のノズル(一例として、下段ノズル61,中段ノズル62,上段ノズル63)のうち有機溶剤の蒸気を吐出させるノズルをより上段に配置されるノズルに順次切り替えてもよい。すなわち、たとえば、まず下段ノズル61のみから有機溶剤の蒸気を吐出させ、次に、中段ノズル62のみから有機溶剤の蒸気を吐出させ、最後に、上段ノズル63のみから有機溶剤の蒸気を吐出させるようにしてもよい。これにより、有機溶剤の蒸気の消費量を抑えることができる。
複数のノズル(一例として、下段ノズル61、中段ノズル62、上段ノズル63)は、移動機構による複数の基板の移動経路における側方に配置されてもよい。この場合、複数のノズルのうち最下段に配置されるノズル(一例として、下段ノズル61)は、水平または斜め下方に蒸気を吐出してもよい。これにより、処理液の液面から露出した複数の基板に対して早期に有機溶剤の蒸気を供給することができる。
複数のノズルのうち最下段に配置されるノズル(一例として、下段ノズル61)は、複数の基板の上半分が液面から露出し終えたときの複数の基板の上端の高さ位置よりも低い位置に配置されてもよい。このように、複数のノズルのうち最下段に配置されるノズルを処理液の液面の近傍に配置することで、複数の基板が処理液の液面から露出した直後から複数の基板に対して有機溶剤の蒸気を供給することができる。
吐出部(一例として、気体吐出部6A)は、複数の基板とともに上昇するノズル(一例として、可動ノズル61A)を備えていてもよい。複数の基板とともにノズルを上昇させることで、複数の基板の高さ位置に依らず、複数の基板に対して常に同じ位置から有機溶剤の蒸気を供給することができるため、引き上げ中の複数の基板に対して効率良く有機溶剤の蒸気を供給することができる。したがって、実施形態に係る基板処理装置(一例として、基板処理装置1A)によれば、処理液と有機溶剤との置換効率を向上させることができる。
ノズル(一例として、可動ノズル61A)は、移動機構(一例として、移動機構5)に設けられてもよい。これにより、複数の基板を上昇させる移動機構とは別に、ノズルを上昇させる移動機構を設けた場合と比較して、基板処理装置(一例として、基板処理装置1A)の構成を簡略化することができる。
ノズル(一例として、可動ノズル61A)は、複数の基板の上方に配置されてもよい。この場合、ノズルは、複数の基板の上端に向けて下向きに蒸気を吐出してもよい。これにより、複数の基板の高さ位置によらず、常に複数の基板の上方から複数の基板に対して有機溶剤の蒸気を供給し続けることができる。また、複数の基板の上方から有機溶剤の蒸気を下向きに吐出することで、まず、複数の基板の上部に付着した処理液が有機溶剤に置換される。その後、液化した有機溶剤が重力によって基板の板面を伝い落ちることで、複数の基板の上部以外の部分に付着した処理液を効率よく有機溶剤に置換することができる。
吐出部(一例として、気体吐出部6,6A)は、複数の基板が処理液の液面から露出する前に、有機溶剤の蒸気の吐出を開始してもよい。これにより、複数の基板が処理液の液面から露出する前に、処理液の液面に有機溶剤の液膜を形成することができる。このため、その後、複数の基板が処理液から引き上げられる過程で、処理液の液面に存在する有機溶剤を基板の表面に付着させることができる。これにより、基板の表面に残存する処理液の量を減らすことができるため、処理液から有機溶剤への置換効率を高めることができる。
実施形態に係る基板処理装置(一例として、基板処理装置1,1A)は、処理液を冷却する冷却部(一例として、冷却部244)を備えていてもよい。これにより、処理液を冷却しない場合と比較して、有機溶剤の蒸気と基板との温度差をより大きくすることができる。したがって、処理液から有機溶剤への置換効率を高めることができる。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
W ウェハ
1 基板処理装置
2 液処理槽
3 乾燥室
4 保持部
5 移動機構
6 気体吐出部
7 制御装置
61 下段ノズル
61A 可動ノズル
62 中段ノズル
63 上段ノズル

Claims (12)

  1. 処理液を貯留する液処理槽と、
    前記液処理槽に浸漬された複数の基板を前記処理液の液面よりも上方に移動させる移動機構と、
    前記複数の基板の前記液面から露出した部分に向けて有機溶剤の蒸気を吐出する吐出部と、
    前記複数の基板の上昇に応じて前記吐出部による前記蒸気の吐出位置を上昇させる制御部と
    を備える、基板処理装置。
  2. 前記吐出部は、
    多段に配置された複数のノズルを備え、
    前記制御部は、
    前記吐出部からの前記蒸気の吐出を前記複数のノズルのうち最下段に配置されたノズルから順に開始させる、請求項1に記載の基板処理装置。
  3. 前記制御部は、
    前記複数の基板の上昇に応じて、前記複数のノズルのうち前記蒸気を吐出させるノズルをより上段に配置される前記ノズルに順次切り替える、請求項2に記載の基板処理装置。
  4. 前記複数のノズルは、
    前記移動機構による前記複数の基板の移動経路における側方に配置されており、
    前記複数のノズルのうち最下段に配置されるノズルは、
    水平または斜め下方に前記蒸気を吐出する、請求項2または3に記載の基板処理装置。
  5. 前記複数のノズルのうち最下段に配置されるノズルは、
    前記複数の基板の上半分が前記液面から露出し終えたときの前記複数の基板の上端の高さ位置よりも低い位置に配置される、請求項2〜4のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  6. 前記吐出部は、
    前記複数の基板とともに上昇するノズルを備える、請求項1に記載の基板処理装置。
  7. 前記ノズルは、
    前記移動機構に設けられる、請求項6に記載の基板処理装置。
  8. 前記ノズルは、
    前記複数の基板の上方に配置され、前記複数の基板の上端に向けて下向きに前記蒸気を吐出する、請求項6または7に記載の基板処理装置。
  9. 前記吐出部は、
    前記複数の基板が前記処理液の液面から露出する前に、前記蒸気の吐出を開始する、請求項1〜8のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  10. 前記処理液を冷却する冷却部
    を備える、請求項1〜9のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  11. 液処理槽に貯留された処理液に複数の基板を浸漬させる液処理工程と、
    前記液処理工程後、前記複数の基板を前記処理液の液面よりも上方に移動させる移動工程と、
    前記移動工程において、前記複数の基板の前記液面から露出した部分に向けて有機溶剤の蒸気を吐出する吐出工程と
    を含み、
    前記吐出工程は、
    前記複数の基板の上昇に応じて前記蒸気の吐出位置を上昇させる、基板処理方法。
  12. コンピュータ上で動作し、基板処理装置を制御するプログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
    前記プログラムは、実行時に、請求項11に記載の基板処理方法が行われるように、コンピュータに前記基板処理装置を制御させる、記憶媒体。
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