JP3725051B2

JP3725051B2 - 基板処理装置

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Publication number: JP3725051B2
Application number: JP2001227242A
Authority: JP
Inventors: 智巳岩田; 祐介村岡; 公続斉藤; 一国雄溝端; 孝志三宅; 龍治北門
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: KR20030011241A; CN1173387C; TW550665B; US20030019578A1; US6841031B2; KR100434191B1; JP2003045770A; CN1400635A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板（以下、単に「基板」という）に対して種々の表面処理（現像処理、エッチング処理、洗浄処理、リンス処理、乾燥処理など）を施す基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の基板処理装置として、例えば図８に示す基板処理装置が提案されている。この基板処理装置では、インデクサ１と、インデクサ１の一方側に隣接して配置された処理モジュール２とが設けられている。インデクサ１は、複数枚の基板Ｗをそれぞれ収納できる複数のカセット１１が載置されるカセット載置部１２、およびＹ方向に沿って長いインデクサ搬送路１３上を移動でき、カセット１１との間で基板Ｗの搬入／搬出を行うためのインデクサロボット１４を備えている。処理モジュール２は、Ｙ方向に垂直なＸ方向に沿って長い主搬送路２１上を移動できる主搬送ロボット２２と、主搬送路２１の両側に配置されたユニット列２３，２４とを備えている。これらのユニット列２３，２４には、それぞれ、処理ユニット２３１〜２３３，２４１〜２４３がＸ方向に配列されている。
【０００３】
上記のように構成された基板処理装置では、カセット１１に収容されている基板Ｗは、インデクサロボット１４により搬出された後、さらに主搬送ロボット２２に受け渡される。そして、未処理の基板Ｗを受け取った主搬送ロボット２２は処理ユニット２３１〜２３３，２４１〜２４３のうちいずれかの処理ユニットの前まで移動し、当該処理ユニットに基板Ｗを搬入する。また、処理後の基板Ｗについては、主搬送ロボット２２により該処理ユニットから搬出され、次の処理ユニットまで搬送される。
【０００４】
このような動作を繰り返して一連の処理が基板Ｗに施された後、主搬送ロボット２２は、基板Ｗを保持したまま主搬送路２１上を移動し、当該基板Ｗをインデクサロボット１４に受け渡す。インデクサロボット１４は、受け渡された基板Ｗを元々収容されていたカセット１１に収容する。このような構成によれば、主搬送ロボット２２は、処理ユニット２３１〜２３３，２４１〜２４３に任意の順序でアクセスできるので、基板Ｗに施すべき処理の順序を任意に設定できる。
【０００５】
ところで、半導体デバイスの微細化が近年急速に進められているが、この微細化に伴って基板処理において新たな問題が生じることとなった。例えば、基板Ｗ上に塗布されたレジストをパターニングして微細パターンを形成する場合、現像処理、リンス処理および乾燥処理を順次行う。ここで、基板Ｗに塗布されたレジストを現像して不要なレジストを除去する現像処理では、アルカリ性水溶液などの現像液が使用され、リンス処理では現像処理後の現像液を除去するために純水などのリンス液が使用され、乾燥処理では基板Ｗを回転させることにより基板Ｗ上に残っているリンス液に遠心力を作用させて基板Ｗからリンス液を除去し、乾燥させる（スピン乾燥）。このうち乾燥において、乾燥の進展とともにリンス液と気体との界面が基板Ｗ上に現れ、半導体デバイスの微細パターンの間隙にこの界面が現れると、リンス液の表面張力により微細パターン同士が互いに引き寄せられて倒壊する問題があった。
【０００６】
この問題に対していくつかの解決策が検討されており、その一つとして超臨界流体を用いた装置が例えば特開平８−２５０４６４号公報に提案されており、上記処理ユニット２３１〜２３３，２４１〜２４３の全部あるいは一部を同公報に記載された装置（以下「提案装置」という）により構成することが考えられる。この提案装置は、容器内に搬送されてきた基板Ｗに対し、その容器内で液状の化学薬品を用いた湿式表面処理と、超臨界乾燥とを連続して行うものであり、次のようにして同一装置内で連続処理を行う。
【０００７】
まず、主搬送ロボット２２によって基板Ｗを容器内に搬入する。そして、現像液を容器内に供給して現像処理を行った後、純水でのリンス処理、アルコールの置換液での置換処理、という順に湿式処理を行う。その後、気体二酸化炭素を導入してアルコールを置換し、気体二酸化炭素での置換後温度を上昇させて二酸化炭素を超臨界状態とし、その後減圧することによって超臨界乾燥を行う。このように超臨界乾燥を行うことによって微細パターンの倒壊などを防止している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、処理ユニットの一部あるいは全部を提案装置で構成する場合には、次のような問題が発生する。まず、超臨界流体を用いる処理ユニットには、従来より多用されている処理ユニット、つまり常圧で表面処理を行う処理ユニットと比較すると多くの制約条件がある。まず第１に容器として圧力容器を用いる必要があるが、表面処理を実行するために強酸や強アルカリといった腐食性の薬剤を導入することはできず、薬剤の選択範囲が大幅に制約されてしまう。その理由は、圧力容器は耐圧性の点から主として金属材料で構成されており、強酸や強アルカリは圧力容器の接液面を腐食してしまうからである。ここで、圧力容器の内面をフッ素樹脂などで耐蝕コーティングすることが当然考えられるが、高圧下で長期間その機能を継続発揮させることは事実上困難である。また仮に、圧力容器の内面を耐蝕コーティングしたとしても、そこに至る細い配管や接手、高圧弁等の部品のすべての内面を耐蝕コーティングすることは大変困難である。
【０００９】
この問題を解決するために、耐蝕性の面から問題となる湿式表面処理と、超臨界流体を用いて行う表面処理とを区別し、前者を従来の処理ユニットで行う一方、後者を提案装置で構成された処理ユニットで構成することが考えられるが、このような構成を採用した場合には、次のような別の問題が発生してしまう。
【００１０】
まず、図８の基板処理装置を構成する処理ユニットの一部を提案装置で構成するとともに、耐蝕性の面から問題となる湿式表面処理を従来の処理ユニットで行う場合には、湿式表面処理を行う処理ユニット（以下「湿式処理ユニット」という）と、提案装置で構成された処理ユニット（以下「高圧処理ユニット」という）とは、ともに主搬送路２１に面して配置されており、湿式処理ユニットから高圧処理ユニットへの基板Ｗの搬送を主搬送ロボット２２により行う必要がある。このように湿式処理ユニットにより湿式表面処理が施された直後の基板Ｗはリンス液や置換液の処理液で濡れており、その基板Ｗを主搬送ロボット２２が直接触れることとなる。そして、そのウェット搬送の際、処理液により主搬送ロボット２２の基板保持部（図示省略）が濡れてしまう。その結果、その濡れた基板保持部で他の乾燥後の基板を保持した際に、該基板を再び濡らしてしまい、製品歩留りの低下を招いてしまうという問題が発生する。
【００１１】
また、湿式処理ユニットと高圧処理ユニットとの間に専用の搬送ロボットを配置することも考えられるが、両処理ユニットともに主搬送路２１に面して配置されているため、専用搬送ロボットも主搬送路に近接して配置せざるを得ず、その専用搬送ロボットによって基板Ｗを湿式処理ユニットから高圧処理ユニットにウェット搬送している際、基板Ｗに付着している処理液などが主搬送路２１側に飛散したり、処理液の一部が蒸発して主搬送路２１側に漏れて、主搬送ロボット２２が濡れたり、汚染されて上記と同様に製品歩留りの低下を招いてしまう。
【００１２】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、主搬送手段によって搬送されてきた基板に処理液を供給して湿式表面処理を施す湿式処理ユニットと、前記湿式処理ユニットにより湿式表面処理が施された基板の表面を処理流体により表面処理する高圧処理ユニットとを個別に配置した基板処理装置において、前記湿式処理ユニットから前記高圧処理ユニットに基板を搬送する際に処理液によって主搬送手段が濡れたり、汚染されるのを防止することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる基板処理装置は、上記目的を達成するため、主搬送路に面して配置され、処理液を基板に供給することによって該基板に対して所定の湿式表面処理を施す湿式処理ユニットと、前記主搬送路に配置され、前記湿式処理ユニットに対して基板の搬入または搬出を行う主搬送手段と、前記主搬送路から離間して前記湿式処理ユニットを挟んで配置され、前記湿式処理ユニットにより湿式表面処理が施された基板の表面に、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として接触させて該基板の表面に対して表面処理を施す高圧処理ユニットと、前記湿式処理ユニットと前記高圧処理ユニットとの間に配置され、前記湿式処理ユニットから前記高圧処理ユニットに基板を搬送する専用搬送手段とを備え、前記主搬送路、前記湿式処理ユニット、前記専用搬送手段および前記高圧処理ユニットがこの順序で直線状に配列されている。
【００１４】
このように構成された基板処理装置では、高圧処理ユニットが主搬送路から離間して湿式処理ユニットを挟んで配置されるとともに、専用搬送手段が湿式処理ユニットと高圧処理ユニットとの間に配置されている。このため、専用搬送手段は湿式処理ユニットを挟んで主搬送路から離間しており、湿式表面処理を受けた基板を湿式処理ユニットから高圧処理ユニットに搬送している際に、基板に付着している液体（処理液など）が主搬送路側に飛散したり、その液体の一部が蒸発して主搬送路側に漏れようとしても、主搬送路に至るまでに湿式処理ユニットが介在して主搬送手段の濡れや汚染が防止される。
【００１５】
また、上記発明では、専用搬送手段によって湿式処理ユニットから高圧処理ユニットに基板を搬送しているので、主搬送手段の空き時間を考慮する必要がなくなり、時間管理作業が簡素化される。
【００１６】
さらに、前記主搬送路、前記湿式処理ユニット、前記専用搬送手段および前記高圧処理ユニットがこの順序で直線状に配列されるように構成しているので、専用搬送手段から主搬送路までの最短コース上に湿式処理ユニットが位置することとなり、湿式処理ユニットによる主搬送手段の汚染防止を効果的に行うことができる。
【００１７】
なお、本発明において、用いられる高圧流体としては、安全性、価格、超臨界状態にするのが容易、といった点で、二酸化炭素が好ましい。二酸化炭素以外には、水、アンモニア、亜酸化窒素、エタノール等も使用可能である。高圧流体を用いるのは、拡散係数が高く、溶解した汚染物質を媒体中に分散することができるためであり、より高圧にして超臨界流体にした場合には、気体と液体の中間の性質を有するようになって微細なパターン部分にもより一層浸透することができるようになるためである。また、高圧流体の密度は、液体に近く、気体に比べて遥かに大量の添加剤（薬剤）を含むことができる。
【００１８】
ここで、本発明における高圧流体とは、１ＭＰａ以上の圧力の流体である。好ましく用いることのできる高圧流体は、高密度、高溶解性、低粘度、高拡散性の性質が認められる流体であり、さらに好ましいものは超臨界状態または亜臨界状態の流体である。二酸化炭素を超臨界流体とするには３１゜Ｃ、７．１ＭＰａ以上とすればよい。洗浄並びに洗浄後のリンス工程や乾燥・現像工程等は、５〜３０ＭＰａの亜臨界（高圧流体）または超臨界流体を用いることが好ましく、７．１〜２０ＭＰａ下でこれらの処理を行うことがより好ましい。なお、後の「発明の実施の形態」では、高圧流体による表面処理として湿式現像処理後の乾燥処理を実施する場合について説明するが、表面処理は乾燥処理のみには限られない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１のＡ−Ａ線矢視図である。この基板処理装置では、インデクサ１と、インデクサ１の一方側に隣接して配置された処理モジュール２と、処理モジュール２の一方側に隣接して配置されたインターフェース３と、インターフェース３に隣接して設けられた露光処理ユニット４とが設けられている。これらの構成要素のうち、インデクサ１は図８の従来装置と全く同一構成であるため、ここでは同一構成に同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
処理モジュール２は、図８の従来装置と同様に、Ｙ方向に垂直なＸ方向に沿って長い主搬送路２１上を移動できる主搬送ロボット２２と、主搬送路２１の両側に配置されたユニット列２３，２４とを備えている。また、ユニット列２３，２４は、それぞれ主搬送路２１を面して配置された処理ユニット２３１〜２３３，２４１〜２４３で構成されている。なお、この実施形態では、処理ユニット２３１，２３２，２４３が現像処理を行う現像処理ユニットで構成され、残る処理ユニット２３３，２４１，２４２が基板Ｗの表面にレジストを塗布するレジスト塗布処理ユニットで構成されている。
【００２１】
また、図２に示すように、主搬送路２１およびユニット列２３，２４の上方位置に基板Ｗに対して加熱処理や冷却処理を行うためのユニット群２５が配置されている。
【００２２】
また、現像処理ユニット２３１，２３２，２４３の各々に対応して高圧処理ユニット２６および専用搬送ロボット２７が設けられている。すなわち、現像処理ユニット２３１を挟んで主搬送路２１と反対側に高圧処理ユニット２６が配置されるとともに、現像処理ユニット２３１と高圧処理ユニット２６との間に、両処理ユニット２３１，２６の間で基板Ｗの搬送を行う専用搬送ロボット２７が配置されている。このように、この実施形態では、主搬送路２１、現像処理ユニット２３１、専用搬送ロボット２７および高圧処理ユニット２６がこの順序で直線状に配列されている。なお、残りの現像処理ユニット２３２，２４３についても、現像処理ユニット２３１と同様に、高圧処理ユニット２６および専用搬送ロボット２７が隣接して配置されている。
【００２３】
図３は、図１の基板処理装置の高圧処理ユニットの概略構成を示すブロック図である。この高圧処理ユニット２６は、圧力容器２６１の内部に形成される処理チャンバーに、エタノール供給部２６０から高圧弁Ｖ５を介してエタノールを置換液として導入し、その処理チャンバーにおいて保持されている基板Ｗに対してアルコール置換を行うとともに、超臨界二酸化炭素（高圧流体）を処理流体として導入し、そのアルコール置換された基板Ｗに対して所定の乾燥処理を行う処理ユニットである。
【００２４】
この高圧処理ユニット２６では、超臨界二酸化炭素を繰り返して循環使用する一方、処理チャンバーを大気圧に開放するなどによって系内の二酸化炭素が減少すると、ボンベ２６２から液化二酸化炭素を補給するように構成されている。このボンベ２６２は凝縮器などからなる液化部２６３と接続されており、この液化部２６３を介して系内に補給される。また、液化部２６３は後で詳述するように循環使用される系内の二酸化炭素を凝縮して液化する。
【００２５】
この液化部２６３の出力側には加圧ポンプなどの昇圧器２６４が接続されており、この昇圧器２６４で液化二酸化炭素を加圧して高圧液化二酸化炭素を得るとともに、高圧液化二酸化炭素を加熱器２６５および高圧弁Ｖ１を介して圧力容器２６１に圧送する。
【００２６】
このように圧送される高圧液化二酸化炭素は加熱器２６５で加熱されて表面処理（乾燥処理）に適した温度にまで加熱され、超臨界二酸化炭素となり、高圧弁Ｖ１を介して圧力容器２６１に送られる。
【００２７】
この圧力容器２６１の内部、つまり処理チャンバーには、基板Ｗを保持する基板保持部（図示省略）が設けられており、圧力容器２６１の側面部に設けられたゲートバルブ（図示省略）を開き、専用搬送ロボット２７によってゲートバルブを介して未処理の基板Ｗを１枚、基板保持部に搬入した後、ゲートバルブを閉じて後述するようにして表面処理を施す一方、表面処理後にゲートバルブを開いて処理済みの基板Ｗを専用搬送ロボット２７によって搬出することができるように構成されている。このように、この実施形態では、基板Ｗを１枚ずつ保持して所定の表面処理を行う、いわゆる枚葉方式の高圧処理ユニット２６となっている。
【００２８】
また、この圧力容器２６１では、送られてくる処理流体が基板保持部により保持されている基板Ｗの表面に向けて供給される。その結果、処理流体が接触して該基板Ｗの表面に対する表面処理を実行する。
【００２９】
さらに、圧力容器２６１には、排気ポート（図示省略）が設けられており、処理チャンバー内の処理流体や表面処理に伴い発生する汚染物質などを圧力容器２６１の外に排気可能となっている。この排気ポートには、高圧弁Ｖ２を介して減圧器などからなるガス化部２６８が接続されており、減圧処理によって排気ポートを介して処理チャンバーから排気される流体を完全にガス化して分離回収部２６９に送り込む。また、この分離回収部２６９では、二酸化炭素を気体成分とし、薬液成分を液体成分として気液分離する。また、分離回収部２６９としては、単蒸留、蒸留（精留）、フラッシュ分離等の気液分離を行うことができる種々の装置や、遠心分離機などを使用することができる。
【００３０】
このように、この実施形態では、ガス化部２６８を用いて処理チャンバーから排気される流体を分離回収部２６９に送り込む前に予め完全にガス化しているが、その理由は、減圧された二酸化炭素等の流体が温度との関係で気体状流体（炭酸ガス）と液体状流体（液化二酸化炭素）との混合物となるため、分離回収部２６９での分離効率および二酸化炭素のリサイクル効率を向上させる観点からである。
【００３１】
なお、分離回収部２６９で分離された薬液成分からなる液体（または固体）成分は、分離回収部２６９から排出され、必要に応じて後処理される。一方、気体成分の二酸化炭素については、液化部２６３に送り込んで再利用に供する。なお、本実施形態では二酸化炭素を再利用する構成となっているが、使い捨てとする場合は、分離回収部２６９より排出すればよい。
【００３２】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について説明する。カセット１１に収容されている基板Ｗは、インデクサロボット１４により搬出された後、さらに主搬送ロボット２２に受け渡される。この基板Ｗを受け取った主搬送ロボット２２は、インターフェース３、あるいは処理ユニット２３１〜２３３，２４１〜２４３およびユニット群２５を構成する処理ユニットのうちいずれかの処理ユニットの前まで移動し、基板Ｗを搬入する。処理後の基板Ｗは、主搬送ロボット２２により搬出され、次の処理ユニットまたはインターフェース３まで搬送される。ここで、１枚の基板Ｗに着目して搬送順序を見てみると、主搬送ロボット２２は例えば次の順序で基板搬送を行う。
【００３３】
(1)ユニット群２５中の加熱処理ユニット：ベーク処理、
(2)ユニット群２５中の冷却処理ユニット：冷却処理、
(3)レジスト塗布処理ユニット：レジスト塗布処理、
(4)インターフェース３：露光処理ユニットへの基板受渡し、
(5)ユニット群２５中の加熱処理ユニット：ベーク処理、
(6)ユニット群２５中の冷却処理ユニット：冷却処理、
(7)現像処理ユニット：現像処理、
(8)ユニット群２５中の加熱処理ユニット：ポストベーク処理、
(9)ユニット群２５中の冷却処理ユニット：冷却処理、
なお、ここでは、プロセスの一例を示したものであり、これ以外のプロセスで基板搬送および処理が行われる場合もある。
【００３４】
ところで、主搬送ロボット２２によって現像処理ユニット２３１，２３２，２４３に基板Ｗが搬送されてくると、従来装置と同様にして基板Ｗの表面に現像液を供給して現像処理を開始する。このように、この実施形態では、現像処理ユニットが本発明の「湿式処理ユニット」に相当している。また、この実施形態では、本発明の「専用搬送手段」に相当する専用搬送ロボット２７が、主搬送ロボット２２の動作とは全く関連させることなく、適切なタイミングで、現像処理とそれに引き続き実行されるリンス処理とを完了した基板Ｗを現像処理ユニットから取出し、処理液（主としてリンス液）が基板Ｗ上に盛られた状態のまま該現像処理ユニットに対応する高圧処理ユニット２６に搬入する。
【００３５】
そして、この基板Ｗを受け入れた高圧処理ユニット２６では、制御部のメモリ（図示省略）に予め記憶されているプログラムにしたがって制御部が装置各部を制御して高圧処理として乾燥工程を行う装置である。その動作は以下のとおりである。
【００３６】
まず、圧力容器２６１の側面部に設けられたゲートバルブを開く。そして、専用搬送ロボット２７によってゲートバルブを介して未処理の基板Ｗが１枚搬入され、基板保持部に載置されると、基板保持部で基板Ｗを保持する。こうして基板保持が完了するとともに、専用搬送ロボット２７が処理チャンバーから退避すると、ゲートバルブを閉じて高圧処理を行う。
【００３７】
基板保持部で保持された基板Ｗは、現像処理ユニットにおいて純水を用いたリンス処理を受けているため、その基板表面は純水で濡れた状態にある。そこで、この実施形態では、この基板Ｗに置換液としてエタノール供給部２６０からエタノールを処理チャンバー内に導入して純水をアルコール置換する。
【００３８】
そして、この置換の後に、超臨界二酸化炭素を圧力容器２６１内に供給する。すなわち、系内の液化二酸化炭素を昇圧器２６４で加圧して高圧液化二酸化炭素を形成し、さらにその高圧液化二酸化炭素を加熱器２６５で加熱して超臨界二酸化炭素を形成する。
【００３９】
そして、超臨界二酸化炭素が基板保持部により保持されている基板Ｗの表面に向けて吐出され、基板Ｗの表面に接触して所定の乾燥処理が実行される。なお、乾燥工程中は、処理チャンバーの下流の高圧弁Ｖ２は閉じられている。あるいは、圧力容器２６１内が所定の圧力に保持されるように開度が調整され、調圧弁の働きをするように高圧弁Ｖ２を構成してもよい。
【００４０】
この高圧処理によって基板Ｗを濡らしていた処理液成分（主にリンス液）は処理チャンバー内の超臨界二酸化炭素に拡散し、溶解することとなる。
【００４１】
そして、所定時間の経過で乾燥処理が完了すると、処理チャンバー内の流体の排出を実行する。これは、高圧弁Ｖ１、Ｖ２を開いて超臨界二酸化炭素を供給することで押し出し排出しても良いし、高圧弁Ｖ１を閉じ、高圧弁Ｖ２を開いて排出しても良い。
【００４２】
これに続いて、高圧弁Ｖ１を閉じて減圧し、処理チャンバーが大気圧に戻ると、圧力容器２６１の側面部に設けられたゲートバルブを開く。そして、専用搬送ロボット２７によってゲートバルブを介して処理済みの基板Ｗが搬出されて一連の処理（乾燥処理）が完了する。
【００４３】
なお、高圧処理ユニット２６から搬出された基板Ｗは現像処理ユニット２３１，２３２，２３４を処理が行われず通過して主搬送ロボット２２へ受け渡される。
【００４４】
以上のように、この実施形態では、現像処理ユニット２３１，２３２，２４３のいずれについても、主搬送路２１、現像処理ユニット（２３１，２３２，２４３）、専用搬送ロボット２７および高圧処理ユニット２６がこの順序でＹ方向に直線状に配列されている。したがって、３つの専用搬送ロボット２７はそれぞれ現像処理ユニット２３１，２３２，２４３を挟んで主搬送路２１から離間配置されている。そして、この状態でその表面が処理液により濡れた基板Ｗを高圧処理ユニット２６に搬送する際に、基板Ｗに付着している処理液が主搬送路２１側に飛散したり、その処理液の一部が蒸発して主搬送路２１側に漏れようとしても、主搬送路２１に至るまでに現像処理ユニット２３１，２３２，２４３が介在することとなる。その結果、主搬送路２１に設けられた主搬送ロボット２２が汚染されるのを効果的に防止することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、主搬送路２１、各現像処理ユニット２３１，２３２，２４３、専用搬送ロボット２７および高圧処理ユニット２６がこの順序で直線状に配列されており、専用搬送ロボット２７から主搬送路２１までの最短コース上に各現像処理ユニット２３１，２３２，２４３が位置することとなり、各現像処理ユニット２３１，２３２，２４３による主搬送ロボット２２の汚染防止を効果的に行うことができる。
【００４６】
さらに、従来技術のように主搬送ロボット２２によって全処理ユニット間で基板Ｗを搬送する場合には主搬送ロボット２２の空き時間などを考慮しながら、時間管理を行う必要があったが、上記実施形態によれば、各現像処理ユニット２３１，２３２，２４３から対応する高圧処理ユニット２６への基板Ｗの搬送を専用搬送ロボット２７によって行っているため、現像処理に関しては主搬送ロボット２２の空き時間などを考慮することなく、現像処理にとって最適なタイミングで現像処理ユニット２３１，２３２，２４３から高圧処理ユニット２６に基板Ｗを搬送することができ、時間管理作業を簡素化することができる。
【００４７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態ではインデクサ搬送路１３と主搬送路２１とがＴ字型となっている基板処理装置に対して本発明を適用しているが、図４や図５に示すように主搬送路２１以外に副搬送路２８が設けられ、インデクサ搬送路１３、主搬送路２１および副搬送路２８が略ヒ字型となっている基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。
【００４８】
すなわち、この基板処理装置においては、主搬送路２１のＹ方向側に２つのレジスト塗布処理ユニット２３１，２３２と２つの現像処理ユニット２３３，２３４が主搬送路２１に面して配置されてユニット列２３が構成されるとともに、主搬送路２１と副搬送路２８とに挟まれた領域に加熱処理や冷却処理を行うためのユニット群２５が配置されている。そして、主搬送路２１上をＸ方向に移動する主搬送ロボット２２がユニット列２３の各処理ユニット２３１〜２３４に対して基板搬送を行う一方、副搬送路２８上をＸ方向に移動する副搬送ロボット２９がユニット群２５を構成する各処理ユニットに対して基板搬送を行う。
【００４９】
そして、このように構成された基板処理装置においても、各現像処理ユニット２３３，２３４を挟んで主搬送路２１の反対側に高圧処理ユニット２６を配置するとともに、各現像処理ユニット２３３，２３４と、それに対応する高圧処理ユニット２６との間に専用搬送ロボット２７を配置することにより、上記実施形態と全く同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、本発明の「湿式処理ユニット」として現像処理ユニットを有する基板処理装置に本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、エッチング液や洗浄液などの処理液を用いてエッチング処理や洗浄処理などの湿式表面処理を行う湿式処理ユニットと、その処理ユニットによって湿式表面処理された基板を受け取り、高圧流体を接触させて該基板の表面に対して表面処理を施す高圧処理ユニットとを設けた基板処理装置全般に対して本発明を適用することができ、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
以下に、本発明の適用について説明する。
【００５２】
第１に、例えばＭＥＭＳデバイスの湿式エッチング処理後に乾燥処理を行う高圧処理ユニットを設けた基板処理装置でもよい。
【００５３】
第２に、現像処理、例えば有機溶剤による現像処理を完了した基板を現像処理ユニットから取出し、処理液が基板上に盛られた状態のまま高圧処理ユニットに搬入し洗浄工程、リンス工程および乾燥工程をこの順序で行う装置でもよい。
【００５４】
この洗浄工程においては、基板に付着したレジストやエッチングポリマー等の高分子汚染物質も除去するため、二酸化炭素等の高圧流体のみからなる処理流体を用いた場合では洗浄力が不充分である点を考慮して、薬剤を添加して洗浄処理を行う。薬剤としては、洗浄成分として塩基性化合物を用いることが好ましい。レジストに多用される高分子物質を加水分解する作用があり、洗浄効果が高いためである。塩基性化合物の具体例としては、第四級アンモニウム水酸化物、第四級アンモニウムフッ化物、アルキルアミン、アルカノールアミン、ヒドロキシルアミン（ＮＨ_２ＯＨ）およびフッ化アンモニウム（ＮＨ_４Ｆ）よりなる群から選択される１種以上の化合物が挙げられる。洗浄成分は、高圧流体に対し、０．０５〜８質量％含まれていることが好ましい。なお、基板乾燥のために本発明の高圧処理装置を用いる図１に示す実施形態の場合は、乾燥すべきレジストの性質に応じて、キシレン、メチルイソブチルケトン、第４級アンモニウム化合物、フッ素系ポリマー等を薬剤として添加してもよい。
【００５５】
上記塩基性化合物等の洗浄成分が高圧流体に非相溶である場合には、この洗浄成分を二酸化炭素に溶解もしくは均一分散させる助剤となり得る相溶化剤を第２の薬剤として用いることが好ましい。この相溶化剤は、洗浄工程終了後のリンス工程で、汚れを再付着させないようにする作用も有している。
【００５６】
相溶化剤としては、洗浄成分を高圧流体と相溶化させることができれば特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類や、ジメチルスルホキシド等のアルキルスルホキシドが好ましいものとして挙げられる。洗浄工程では、相溶化剤は高圧流体の１０〜５０質量％の範囲で適宜選択すればよい。そのため、高圧処理ユニットは図７に示すように圧力容器２６１と高圧弁Ｖ１との間に混合器２６６を配置する。
【００５７】
この混合器２６６には、基板Ｗの表面処理に適した薬剤を貯蔵・供給する２種類の薬剤供給部、つまり第１薬剤供給部２６７ａおよび第２薬剤供給部２６７ｂがそれぞれ高圧弁Ｖ３およびＶ４を介して接続されている。このため、高圧弁Ｖ３、Ｖ４の開閉制御によって第１薬剤供給部２６７ａから第１薬剤が、また第２薬剤供給部２６７ｂから第２薬剤が開閉制御に応じた量だけ混合器２６６にそれぞれ供給されて超臨界二酸化炭素に対する薬剤の混合量が調整される。このように、この実施形態では、処理流体として「超臨界二酸化炭素」、「超臨界二酸化炭素＋第１薬剤」、「超臨界二酸化炭素＋第２薬剤」および「超臨界二酸化炭素＋第１薬剤＋第２薬剤」を選択的に調製して圧力容器２６１の処理チャンバーに供給可能となっており、表面処理の内容に応じて適宜高圧弁Ｖ３、Ｖ４を装置全体を制御部（図示書略）により開閉制御することによって処理流体の種類を選択するとともに、薬剤濃度をコントロールすることができるように構成されている。
【００５８】
この高圧処理ユニットでの洗浄処理とリンス処理は以下のようにして行われる。
【００５９】
即ち、この洗浄工程によって基板Ｗに付着していた汚染物質は、処理チャンバー内の処理流体（超臨界二酸化炭素＋第１薬剤＋第２薬剤）に溶解することとなる。ここで、例えば第１薬剤を洗浄成分とし、第２薬剤を相溶化剤と設定すると、汚染物質は洗浄成分（第１薬剤）および相溶化剤（第２薬剤）の働きにより超臨界二酸化炭素に溶解しているので、処理チャンバーに超臨界二酸化炭素のみを流通させると、溶解していた汚染物質が析出する可能性があるため、洗浄工程後に超臨界二酸化炭素と相溶化剤からなる第１リンス用処理流体による第１リンス工程と、超臨界二酸化炭素のみからなる第２リンス用処理流体による第２リンス工程とをこの順序で行うのが望ましい。
【００６０】
そこで、この実施形態では、第１および第２薬剤の供給開始、つまり洗浄工程の開始から所定時間経過すると、高圧弁Ｖ３を閉じて第１薬剤供給部２６７ａを供給停止モードとし、第１薬剤供給部２６７ａからの第１薬剤（洗浄成分）の混合器２６６へと圧送を停止して混合器２６６において超臨界二酸化炭素と相溶化剤とを混合させて第１リンス用処理流体を調製し、処理チャンバーに供給する。また、これと同時に、高圧弁Ｖ２を開く。これによって第１リンス用処理流体が処理チャンバー内を流通して処理チャンバー内の洗浄成分および汚染物質が次第に少なくなっていき、最終的には第１リンス用処理流体（超臨界二酸化炭素＋相溶化剤）で満たされることとなる。
【００６１】
こうして、第１リンス工程が完了すると、続いて第２リンス工程を行う。この第２リンス工程では、さらに高圧弁Ｖ４を閉じて第２薬剤供給部２６７ｂを供給停止モードとし、第２薬剤供給部２６７ｂからの第２薬剤（相溶化剤）の混合器２６６へと圧送を停止して超臨界二酸化炭素のみを第２リンス用処理流体として処理チャンバーに供給する。これによって第２リンス用処理流体が処理チャンバー内を流通して処理チャンバーが第２リンス用処理流体（超臨界二酸化炭素）で満たされることとなる。
【００６２】
これに続いて、高圧弁Ｖ１を閉じて減圧し、基板Ｗに対する乾燥処理を実行する。そして、処理チャンバーが大気圧に戻ると、圧力容器２６１の側面部に設けられたゲートバルブを開く。そして、専用搬送ロボット２７によってゲートバルブを介して処理済みの基板Ｗが搬出されて一連の処理（洗浄処理＋第１リンス処理＋第２リンス処理＋乾燥処理）が完了する。
【００６３】
また、上記実施形態では、２種類の薬剤を超臨界二酸化炭素（高圧流体）に混合させて処理流体を調製しているが、薬剤の種類や数などについては任意である。また、薬剤を使用しないで表面処理を行う場合には、薬剤供給部が不要となる。
【００６４】
さらに、上記実施形態では、表面処理として洗浄処理、第１リンス処理、第２リンス処理、乾燥処理を実行しているが、その処理内容はこれに限定されるものではなく、湿式処理ユニットによる湿式表面処理に続いて行う表面処理を高圧処理ユニットで行うようにすればよい。
【００６５】
第３に、洗浄処理、例えばドライエッチングを完了した基板を洗浄ユニットから取出し、純水や有機溶媒で基板表面が濡れた状態で搬送し高圧処理ユニットで洗浄工程、リンス工程および乾燥工程をこの順で行う装置でもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では専用搬送ロボット２７が現像処理ユニットによる現像処理とリンス処理を受け、リンス液により基板Ｗが濡れた状態のまま高圧処理ユニット２６に搬送しているが、例えば図６に示すように基板Ｗを搬送用容器１００内に収容するとともに、その搬送用容器１００に純水や有機溶媒などの保湿用液１０１を入れて基板表面が濡れた状態で基板搬送を行うようにしてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、高圧処理ユニットを主搬送路から離間して湿式処理ユニットを挟んで配置するとともに、専用搬送手段を湿式処理ユニットと高圧処理ユニットとの間に配置しているので、専用搬送手段により基板を搬送している際に基板に付着している液体（処理液など）が主搬送路側に飛散したり、その液体の一部が蒸発して主搬送路側に漏れるのを湿式処理ユニットによって食い止めることができ、主搬送手段の汚染を効果的に防止することができる。また、主搬送手段の空き時間を考慮することなく、専用搬送手段によって適宜、湿式処理ユニットから高圧処理ユニットに基板を搬送することができ、時間管理作業を簡素化することができる。さらに、主搬送路、湿式処理ユニット、専用搬送手段および高圧処理ユニットがこの順序で直線状に配列されているので、専用搬送手段から主搬送路までの最短コース上に湿式処理ユニットが位置することとなり、湿式処理ユニットによる主搬送手段の汚染防止を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】図１の基板処理装置の高圧処理ユニットの概略構成を示すブロック図である。
【図４】この発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す図である。
【図５】この発明にかかる基板処理装置の別の実施形態を示す図である。
【図６】現像処理ユニットから高圧処理ユニットへの基板搬送形態の一例を示す図である。
【図７】この発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す図である。
【図８】従来の基板処理装置を示す図である。
【符号の説明】
２１…主搬送路
２２…主搬送ロボット（主搬送手段）
２６…高圧処理ユニット
２７…専用搬送ロボット（専用搬送手段）
２３１，２３２，２３３，２３４，２４３…現像処理ユニット（湿式処理ユニット）
Ｗ…基板

Claims

主搬送路に面して配置され、処理液を基板に供給することによって該基板に対して所定の湿式表面処理を施す湿式処理ユニットと、
前記主搬送路に配置され、前記湿式処理ユニットに対して基板の搬入または搬出を行う主搬送手段と、
前記主搬送路から離間して前記湿式処理ユニットを挟んで配置され、前記湿式処理ユニットにより湿式表面処理が施された基板の表面に、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として接触させて該基板の表面に対して表面処理を施す高圧処理ユニットと、
前記湿式処理ユニットと前記高圧処理ユニットとの間に配置され、前記湿式処理ユニットから前記高圧処理ユニットに基板を搬送する専用搬送手段と
を備え、
前記主搬送路、前記湿式処理ユニット、前記専用搬送手段および前記高圧処理ユニットがこの順序で直線状に配列されている
ことを特徴とする基板処理装置。
前記高圧処理ユニットは前記表面処理の最終処理として前記基板を乾燥させる乾燥処理を実行する請求項１記載の基板処理装置。