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

基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体 Download PDF

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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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