JP3767839B2 - Substrate processing method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理方法及び装置に関し、より特定的には、半導体デバイス製造プロセス、液晶ディスプレイ製造プロセス、電子部品関連製造プロセス等において、シリコンウェハ、FPD(Flat Panel Display)用基板、フォトマスク用ガラス基板、電子部品等の各種基板を処理する基板処理方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記の基板処理装置として、基板の下端部を支持部材で支持した状態で、処理槽に貯留された所定の処理液内に基板を降下させ、基板を処理液中に浸漬させて処理するものが知られている。そして、基板処理装置は基板を処理液に所定時間、浸漬させた後、基板を処理液から引き上げつつ、処理液面にIPA(イソプロピルアルコール)蒸気等の乾燥蒸気を供給して基板を乾燥させる。
また、上述のように基板を処理液の液面に対して引き上げるのではなく、処理槽の下部から処理液を排出して処理槽内の処理液の液面を降下させつつ、処理液の液面に乾燥気体を供給して基板を乾燥させる基板処理装置も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記基板処理装置によると、乾燥処理を終えた基板と支持部材との隙間に残留した処理液が十分に乾燥されず、その隙間に処理液がそのまま残存し、基板を均一に乾燥できないという問題が発生する。
また、このような隙間に処理液が付着した基板が支持部材上から次工程に搬送された後も支持部材には処理液が付着している。処理液が付着した支持部材に新たな基板を載置して、処理液に向けて降下させると、支持部材が液面に達したときに支持部材に付着した処理液が基板の主面に飛散する。その結果、処理液が飛散した個所にパーティクルが発生するという問題が発生する。
【0004】
それ故に、本発明の目的は、隙間に処理液が残留することを防止して基板を均一に乾燥できる基板処理方法及び装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、支持部材に付着した処理液を基板に飛散させず、基板にパーティクルが発生することを防止できる基板処理方法及び装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第1の発明は、基板を支持部により支持した状態で処理液に浸漬させ、当該基板を当該処理液により処理する方法であって、支持部を、基板を処理液に浸漬させるために供給される当該処理液の液面に対して相対的に昇降させる場合において、液面から一定距離だけ上方に予め設定される基準の位置に、支持部が到達する前に、当該支持部と当該液面との相対速度を第1の速度に設定し、基準の位置に支持部が到達した時に、第1の速度と異なる第2の速度に相対速度を設定し、支持部が基準よりも高い位置から液面に相対的に下降する場合、第2の速度は、第1の速度よりも小さいことを特徴とする。
【0006】
支持部及び処理槽の相対移動が一定の速い速度で行われると、当該支持部において実際に基板を支持する部分に処理液が残り易くなったり、処理部分に予め残留していた処理液が基板表面に飛散したりする。そこで、第1の発明によれば、相対速度を2種類用意して、基準の位置に基づいて、互いに異なる第1及び第2の速度を使い分ける。そのため、この支持部分に残留しようとする処理液を、貯留された処理液に、その表面張力の作用により取り込めるようになる。したがって、この支持部分には処理液が残り難くなり、パーティクルが付着する可能性を低くすることができる。また、支持部分に処理液が残り難いので、処理液が基板表面に飛散する可能性も自然と低くなる。これによって、本基板処理装置は高品質に基板を処理できる。
また、支持部が処理液に着水する直前に相対速度が小さくなるので、処理液が基板表面に飛散する可能性も自然と低くなる。
【0007】
第2の発明は、第1の発明において、支持部が処理液中から液面に相対的に上昇する場合、第1の速度が第2の速度よりも小さいことを特徴とする。
第2の発明によれば、支持部が処理液から露出する直前に相対速度が小さくなるので、上記支持部分には処理液が残り難くなる。
【0008】
第3の発明は、第1の発明において、支持部が基板を下方から支持する場合において、基準の位置は、支持部の最下端が液面から所定距離だけ離れた位置であることを特徴とする。
第4の発明は、第1の発明において、支持部が基板を下方から支持する場合において、基準の位置は、支持部の最下端が液面から所定距離だけ離れた位置であることを特徴とする。
第5の発明は、第2の発明において、支持部が処理液中から液面に相対的に上昇する場合において、支持部は、基準の位置で一旦停止することを特徴とする。
【0009】
第6の発明は、第2の発明において、支持部が処理液中から液面に相対的に上昇する場合において、支持部の上端が液面の直下に到達するまでは、当該支持部と当該液面との相対速度は第3の速度に設定され、支持部の上端が液面の直下を到達した後は、当該支持部と当該液面との相対速度は第4の速度に設定され、第3の速度は、第4の速度よりも大きいことを特徴とする。
【0010】
第7の発明は、基板を処理液に浸漬させ、当該基板を当該処理液により処理する装置であって、基板を支持する支持部と、基板を処理液に浸漬させるために、支持部を当該処理液の液面に対して相対的に昇降させる昇降部と、昇降部により相対的に昇降させられる支持部と液面との位置関係を検出する検出部と、検出部が検出した位置関係に基づいて、液面から一定距離だけ上方に予め設定された基準の位置に支持部が到達する前には、当該支持部と当該液面との相対速度を第1の速度に制御すると共に、当該基準に当該支持部が到達した時には、当該第1の速度と異なる第2の速度に当該相対速度を制御する制御部とを備える。支持部が基準よりも高い位置から液面に相対的に下降する場合、第2の速度は、第1の速度よりも小さいことを特徴とする。
第7の発明によれば、第1の発明と同様に、この支持部分には処理液が残り難くなり、パーティクルが付着する可能性を低くすることができる。また、支持部分に処理液が残り難いので、処理液が基板表面に飛散する可能性も自然と低くなる。また、第1の発明と同様に、処理液が基板表面に飛散する可能性も自然と低くなる。
【0011】
第8の発明は、第7の発明において、支持部が処理液中から液面に相対的に上昇する場合、制御部が、第1の速度を第2の速度よりも小さく制御することを特徴とする。
上記第8の発明によれば、第2の発明と同様に、上記支持部分には処理液が残り難くなる。
【0012】
第9の発明は、第8の発明において、基板処理装置は、基板を支持した支持部を、処理液の液面に対して相対的に上昇させる上昇部と、上昇部により支持部が処理液中から液面に対して相対的に上昇している最中に、外部から供給される乾燥蒸気を液面近傍に供給する供給部とをさらに備える。ここで、検出部はさらに、上昇部によって相対的に上昇させられる支持部と液面との位置関係を検出する。制御部はさらに、検出部が検出した位置関係に基づいて、液面から一定距離だけ上方に予め設定される基準の位置に、支持部が到達する前に、当該支持部と当該液面との相対速度を第1の速度に制御し、当該基準に当該支持部が到達した時に、相対速度を第2の速度に制御する。
【0013】
第10の発明は、第7の発明において、支持部が基板を下方から支持する場合において、基準の位置は、支持部の最下端が液面から所定距離だけ離れた位置であることを特徴とする。
第11の発明は、第8の発明において、支持部が処理液中から液面に相対的に上昇する場合において、支持部は、基準の位置で一旦停止することを特徴とする。
【0014】
第12の発明は、第8の発明において、制御部はさらに、支持部が処理液中から液面に相対的に上昇する場合において、支持部の上端が液面の直下に到達するまでは、当該支持部と当該液面との相対速度は第3の速度に設定し、支持部の上端が液面の直下を到達した後は、当該支持部と当該液面との相対速度は第4の速度に設定する。ここで、第3の速度は、第4の速度よりも大きいことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。図2は、図1に示す基板処理装置において、矢印Aの向きに沿う断面を、矢印Bの方向から見たときの断面図である。
図1及び図2の基板処理装置は、処理槽1と、ケーシング21とシャッター22とを含む減圧チャンバ2とを備える。
【0016】
ケーシング21は、その上端部が開口している箱状に形成されている。その内側面には、処理槽1を完全にかつ固定的に収納するための取付け用部材24が固着される。また、この内側面において処理槽1の上端部の近傍には、前述のIPA蒸気等を導入する2本の導入管25が取り付けられる。導入管25は、ケーシング21の底面に対して平行にかつこの内側面に沿って延びており、その両端部は、図示しないが、ケーシング21の側壁を貫通して、IPA蒸気等の供給源等(図示せず)と接続されている。また、導入管25の所定位置には、供給されたIPA蒸気等を、処理槽1の上端部に吐出する吐出口25aが複数形成される。
シャッター22は、開閉自在なケーシング21を蓋として機能し、閉じた際には減圧チャンバ2内の気密状態を保つことができる。
【0017】
ケーシング21に収納される処理槽1について説明する。図3は、この処理槽1の構成を示す一部破断斜視図である。処理槽1の形状は外板101により規定され、その上端部は開口している略直方体である。また、処理槽1の上部外周を取り囲むように、受け板103が設けられる。受け板103は、外板101の上部周縁と協働して、処理槽1から溢れ出た液体を受けるオーバーフロー溝104を形成する。処理槽1の前端近傍であって、受け板103の底部には孔が開けられ、この孔にはオーバーフロー排液管105(図3参照)の一端が接続される。オーバーフロー排液管105の他端は、図示しないが、ケーシング21の側面を貫通して外部へと導かれ、これによって、オーバーフロー溝104に溢れ出た液体は、当該オーバーフロー排液管105を介して減圧チャンバ2の外部へと排出される。
【0018】
処理槽1の前端近傍であって、オーバーフロー排液管105の下部には、アップフロー管106が設けられる。このアップフロー管106の一端は、図示しないが、ケーシング21の側壁を貫通して外部へと導かれ、純水及び薬液の供給源(図示せず)に接続されている。アップフロー管106の他端は処理槽1の左右両側部に設けられた2本の注入管107と接続される。これら注入管107は、処理槽1の両外側面に沿って延びており、処理槽1の底部と左右側部とを構成する外板110の間を連結している(詳しくは図1を参照)。注入管107の外周には、その軸方向に沿ってかつ処理槽1内に向けて複数の孔107aが所定間隔毎に形成されている。なお、左右の注入管107は、処理槽1の後端近傍において、終端されている。
【0019】
外板101の左右側部であって、注入管107の斜め上方には、槽内排液管109が設けられる。この槽内排液管109の一端は、外板101の左右側部に開けられた孔110と接続されている。また、左右の槽内排液管109は、処理槽1の前端近傍において統合され、その他端は、減圧チャンバ2の本体21の側面を貫通して外部へと導かれている。これによって、処理槽内の液体が槽内排液管109を介して外部へと排出される。
【0020】
処理槽1内には、左右1対の基板支持部111が並列する。これら基板支持部111の両端は、処理槽1の対向する2つの内側面に固着される。各基板支持部111には、所定間隔で複数の溝が形成されており、この溝に基板Wが差し込まれることにより、処理槽1内で基板Wが位置決めされて支持される。こうして、処理槽1には、所定枚数の基板Wが互いに間隔を開けて、かつ平行に配列される。また、基板支持部111の両端は、上記2つの内側面上において、支持された各基板Wが確実に処理液(薬液及び洗浄液)に浸漬される位置に固着される。
【0021】
さらに、上記のような処理槽1に関連して昇降装置4が設けられる。この昇降装置4は、基板ガイド41と、その下端部にフィン421を固着されたシャフト42と、連結板43と、タイミングベルト44と、サーボモータ45と、第1〜第3のセンサ46〜48とを備えている。基板ガイド41には、前述の基板支持部111に形成された溝と同様のピッチで複数の溝が形成されており、この溝に基板Wが差し込まれることにより、基板Wが支持される。この基板ガイド41は、連結板43を介してシャフト42の上端部分に固定的に取り付けられる。シャフト42は、鉛直方向に延びており、減圧チャンバ2の気密性を保つようにケーシング21の底を貫く。シャフト42の下端は、タイミングベルト44に固着される。サーボモータ45は、タイミングベルト44に固着されたシャフト42が鉛直方向に沿うようにかつ所定の可動範囲内で移動するような駆動力を発生する。この駆動力により、基板ガイド41もまた、同様の可動範囲内で鉛直方向に沿って上下移動する。ここで、この基板ガイド41が上下移動可能な下限位置を、図1及び図2中に示すようにLEPと称し、また上限位置をUEPと称する。また、LEP及びUEPの間には、IPを称する中間位置が予め規定されている。これらの3つの位置LEP、IP及びUEPは、後述より明らかになるので、ここでは詳細を説明しない。
【0022】
本実施形態では、図4に示す制御部(後述)がこれら3つの位置LEP、IP及びUEPに基づいて、基板ガイド41の昇降速度を制御する。この3つの位置LEP、IP及びUEPを検出するために、第1〜第3のセンサ46〜48と、フィン421とが用いられる。各センサ46〜48は、光学式のセンサで構成されており、取り付け用部材を介して減圧チャンバ2に固定される。ここで、図2中の二点鎖線で囲まれた部分には、同図中、矢印Cの向きに沿う断面を、矢印Dが示す方向から見たときの断面図である。この断面図によれば、第1のセンサ46の断面形状は、概ね「凹」の字型をしており、ギャップが形成されていることが分かる。このギャップ内では光の授受が行われている。他の第2のセンサ47及び第3のセンサ48も、第1のセンサ46と同様に構成される。
【0023】
フィン421は、シャフト42が上下移動する際に、各センサ46〜48のギャップ内を通過するように、シャフト42に固着される。第1のセンサ46は、自身のギャップ内をフィン421が通過し、光の授受が遮断された時に、基板ガイド41がLEPに到達したことを示す信号であるDET1 を出力する。第2のセンサ47も同様にして、基板ガイド41がIPに到達したことを示す信号であるDET2 を出力する。第3のセンサ48もまた同様にして、基板ガイド41がUEPに到達したことを示す信号であるDET3 を出力する。
【0024】
これらDET1 〜DET3 は制御部5に入力される。制御部5は、図4において点線で囲まれた部分に示されるように、CPU51と、ROM52と、モータ制御回路53とを含んでいる。CPU51は、ROM52内のプログラムに従って動作して、上記上下移動の速度を制御する。この制御の詳細については後述するので、ここでは述べない。
【0025】
また、本基板処理装置において、減圧チャンバ2の外部には、排気系6、処理液供給部7及び処理液排出部8が設けられている。排気系6は、必要に応じて減圧チャンバ2内を減圧する。処理液供給部7は、各工程において必要な処理液(薬液又は洗浄液等)を処理槽1に供給する。処理液排出部8は、槽内排液管109を導かれてくる、各工程において不必要となった処理液を処理槽1の外部に排出する。
【0026】
以下、上記構成の本基板処理装置の動作状態を、各工程別に示した図6〜図15に基づいて、図1〜図4を参照しつつ説明する。また、図5に示される、本基板処理装置の各工程(ステップS51〜S56)を示すフローチャート、及び上記昇降速度の制御時にCPU51が実行する動作(ステップS501〜S514)を示すフローチャートに基づいて説明する。なお、このCPU51の動作は、ROM52内のプログラムに従うことを改めて注釈しておく。
【0027】
まず、図6を参照して、基板処理の準備工程について説明する。準備工程では、減圧チャンバ2の外部に設置される純水供給源(図示せず)から処理液供給部7を介してアップフロー管106に純水が供給される。アップフロー管106は、供給された純水を注入管107へと導く。注入管107内へと導かれた純水は図中点線矢印で示されるように、各孔107a(図3参照)から処理槽1内に噴出し、処理槽1内に貯留されていく。やがて、純水は、処理槽1の開口部分から溢れ出し、オーバーフロー溝104内に流れ込み、そして、オーバーフロー排液管105(図3参照)を介して減圧チャンバ2の外部へと排出される。そのため、処理槽1内を薬液処理や基板洗浄処理の直前に清潔にする。CPU51は、基板ガイド41を予め定められた初期位置(本説明では、LEPと同じ位置)に静止するように、モータ駆動回路53を介して、サーボモータ45を制御し(図5;ステップS501)、これによって、基板処理の準備工程は終了する(図5;ステップS51)。
【0028】
次に、図7を参照して、基板の搬送/ローディング工程について説明する。この工程において、減圧チャンバ2内は所定の不活性ガスによりパージされる。また、純水の供給は準備工程以降継続されている。フィン421は、図7(b)に示すように、ステップS501で基板ガイド41が初期位置(LEP)に静止するので、前述のDET1 がCPU51に出力される。CPU51は、DET1 を入力されると第1の速度(以下、V1 と称す)を選択し、選択したV1 をモータ駆動回路53に通知するための信号であるMES1 を生成し出力する(図5;ステップS502)。ここで、V1 としては、好ましくは12[mm/sec]以下の極力遅い速度が選ばれる。この極力遅い速度は、サーボモータ45のトルクに依存する。なお、V1 は本願請求項2又は請求項5に係る発明における第1の速度に相当し、V1 がこのように選ばれる理由は後述する。モータ駆動回路53は、CPU51からMES1 を入力されると、サーボモータ45を駆動するための信号であるDRV1 を生成し出力する。このDRV1 は、500 [pps](pulse per second)以下のパルス信号である。サーボモータ45は、モータ駆動回路53からDRV1 を入力されると正回転し、これに含まれるパルス数(≦500 [pps])に応じた駆動力を発生する。これによって、基板ガイド41は、図7(a)に示すように、純水で満たされている処理槽1内を、LEPからV1 で上昇し始める。基板ガイド41は、処理槽1内を上昇していくとやがて、その最上端部分から減圧チャンバ2内の雰囲気に露出してくる。
【0029】
ところで、基板ガイド41の基板Wを支持する溝は、上述及び図示からも明らかなように、入り組んでいて複雑な形状をなしている。それゆえ、この溝には純水が残り易く、この溝に残留する純水がパーティクルの要因となる。しかしながら、本基板ガイド41が純水で満たされた処理槽1内をV1 という低速で上昇するので、相対的に高速で上昇した場合にはこの溝に残留する純水が、その表面張力によって処理槽1側の純水に取り込まれる。これによって、この溝には純水が残留し難くなり、パーティクルが基板Wに付着し難くなる。また、V1 の上限値である12[mm/sec]は実験結果により得られた値である。本願出願人は、この実験において、V1 としての様々な試験的な速度で基板ガイド41を純水中から引き上げ、試験された各速度毎に、いわゆるパーティクルマップを収集した。その結果、V1 が12[mm/sec]以下であれば、基板Wにパーティクルが付着する割合が極めて少ないことが判明した。以上が、V1 が12[mm/sec]以下に選ばれる理由である。
【0030】
さて、基板ガイド41が完全に上記雰囲気内に露出した後、当該基板ガイド41の最下端は、図8(a)に示すように、純水面から鉛直上方向に所定距離だけ離れた位置に到達する。この純水面からの所定距離は、好ましくは2〜3[mm]である。本説明では、この純水面は処理槽1の最上部と同じ高さを有する。IPは、純水面から鉛直上方向にこの所定距離だけ離れた位置である。フィン421は、基板ガイド41がIPに到達すると、図8(b)に示すように、第2のセンサ47のギャップに位置するので、前述のDET2 がCPU51に出力される。CPU51は、DET2 を入力されると、第2の速度(以下、V2 と称す)を選択し、この選択されたV2 をモータ駆動回路53に通知するための信号であるMES2 を生成し出力する(図5;ステップS503)。なお、V2 は本願請求項2又は請求項5に係る発明における第2の速度に相当する。このV2 としては、好ましくは168[mm/sec]程度の極力速い速度が選ばれ、基板処理の高速化が図られる。モータ駆動回路53は、CPU51からMES2 を入力されると、サーボモータ45を駆動するための信号であるDRV2 を生成し出力する。このDRV2 は、7000 [pps]程度のパルス信号である。サーボモータ45は、モータ駆動回路53からDRV2 を入力されると正回転し、これに含まれるパルス数(≒7000 [pps])に応じた駆動力を発生する。これによって、基板ガイド41は、IPからV2 (≒168[mm/sec])で上昇し始める。さらに、この時、減圧チャンバ2のシャッター22が開けられる。
【0031】
基板ガイド41は、図9(a)に示すように、上記雰囲気内を上昇していき、ケーシング21の開口部から減圧チャンバ2の外部に露出しつつ、UEPに到達する。フィン421は、基板ガイド41がUEPに到達すると、図9(b)に示すように、第3のセンサ48のギャップに位置するので、前述のDET3 がCPU51に出力される。CPU51は、DET3 を入力されると、基板ガイド41を静止させるための第3の速度、(=0[mm/sec];以下、V3 と称す)を選択し、この選択されたV3 をモータ駆動回路53に通知するための信号であるMES3 を生成し出力する(図5;ステップS504)。モータ駆動回路53は、CPU51からMES3 を入力されると、サーボモータ45を停止させるために、前述のDRV3 の生成を停止する。これによって、サーボモータ45は停止し、基板ガイド41はUEPに静止する。
【0032】
ところで、CPU51がステップS504の実行を終了する頃、搬送ロボット7は、図10に示すように、他工程の終了した基板Wをチャック71によって所定枚把持し、本基板処理装置の上部まで搬送している。次に、搬送ロボット7は、UEPで静止中の基板ガイド41上に、搬送された基板Wを載置し、チャック71を矢印Aの向きに回動させて、基板Wを離す。これによって、基板Wは、基板ガイド41の支持部分に差し込まれ、支持される。以上の説明からも明らかなように、本説明においてUEPは、搬送ロボット7が基板Wを基板ガイド41に受け渡す位置として規定される。
【0033】
CPU51は、このような基板の受け渡しが終了すると(図5;ステップS505)、第4の速度(以下、V4 (=−V2 )と称す)を選択し、選択されたV4 をモータ駆動回路53に通知するための信号であるMES4 を生成し出力する(図5;ステップS506)。モータ駆動回路53は、CPU51からMES4 を入力されると、サーボモータ45を駆動するための信号であるDRV4 を生成し出力する。このDRV4 は、7000 [pps]程度でサーボモータ45を負回転させる。サーボモータ45は、モータ駆動回路53からDRV4 を入力されると、これに含まれるパルス数(≒7000 [pps])に応じた駆動力を発生する。これによって、基板ガイド41は、UEPから鉛直下方向にV4 (≒168[mm/sec])で下降し始める(図10中の矢印B参照)。なお、V4 は本願請求項3又は請求項6に係る発明の第1の速度に相当する。図11に示されるように、基板ガイド41及び連結板43が完全に減圧チャンバ2の雰囲気内に収まると、シャッター22が閉じられる。
【0034】
基板ガイド41は、UEPから下降し続けていくと、やがてIPに到達する。この時、図8(b)と同様に、フィン421が第2のセンサ47のギャップに位置し、DET2 がCPU51に出力される。CPU51は、DET2 を入力されると、第5の速度(以下、V5 と称す)を選択し、選択されたV5 をモータ駆動回路53に通知するための信号であるMES5 を生成し出力する(図5;ステップS507)。このV5 としては、鉛直下向きであって、48[mm/sec]以下の遅い速度が選ばれる。なお、V5 は本願請求項3又は請求項6に係る発明の第2の速度に相当し、V5 がこのように選ばれる理由は後述する。モータ駆動回路53は、CPU51からMES5 を入力されると、サーボモータ45を駆動するためのパルス信号であるDRV5 を生成し出力する。このDRV5 は、2000 [pps]以下でサーボモータ45を負回転させる。サーボモータ45は、モータ駆動回路53から駆動信号DRV5 を入力されると負回転すると共に、基板ガイド41は、中間位置IPから鉛直下方向にV5 (≦48[mm/sec])で下降し始める。基板ガイド41は、中間位置IPが処理槽1の上端部分から所定距離だけ離れているので、V4 で下降し始めた直後に、図11からも明らかなように、その最下端部分から純水中に入っていく(同図中の矢印A参照)。
【0035】
前述した通り、基板ガイド41は、LEPからUEPまで上昇する間、相対的に遅く上昇するように制御され、基板Wの支持部分には純水が残りにくくなっているが、実際には残る場合もある。この時に、純水が基板ガイド41に残ってしまうと、パーティクルの要因となるのは、前述した通りである。ここで、基板ガイド41を高速に入水させる場合の弊害について検討する。基板ガイド41を高速に入水させればさせる程、処理槽1内の純水が飛沫となって激しく飛散する。その上で、パーティクルの要因となる純水が基板ガイド41に残っていると、飛沫の飛散に伴って、当該基板ガイド41に残っていた純水が基板Wに飛散する。このように純水が飛散した結果、基板処理後の基板Wにはパーティクルが付着していることが多くなる。このことから、基板ガイド41が着水する直前に、当該基板ガイド41の下降速度は遅くなるように制御されている。つまり、V5 は低速であることが好ましい。このようにV5 を低速に選ぶことによって、処理槽1内の純水が飛沫となって飛散することを防ぎ、この結果、基板処理後の基板Wにはパーティクルが付着し難くなる。また、昇降速度V5 の上限値である48[mm/sec]は、V1 を選んだ場合と同様に、本願出願人が実験した結果より得られた値である。以上が、V5 が48[mm/sec]以下に選ばれる理由である。
【0036】
さて、基板ガイド41が、V5 で下降していき、処理槽1内の基板支持部111の間を通り抜ける時、各基板Wが基板ガイド41から基板支持部111へと受け渡される。各基板Wは、基板支持部111の溝に差し込まれ、そこで位置決められて支持される。これによって、各基板Wは、図12に示すように、処理槽1内に収納される。その後、基板ガイド41はLEPに到達し、フィン421は、図7(b)と同様に、第1のセンサ46のギャップ内に位置する。そのため、DET1 がCPU51に出力される。CPU51は、DET1 を入力されると、V3 (=0[mm/sec])を選択し、この選択されたV3 をモータ駆動回路53に通知するための信号であるMES3 を生成し出力する(図5;ステップS508)。モータ駆動回路53は、CPU51からMES3 を入力されると、サーボモータ45を停止させるために、前述のDRV3 の生成を停止する。これによって、サーボモータ45は停止し、図12に示すように、基板ガイド41はUEPに静止する。これによって、搬送/ローディング工程が終了する(図5;ステップS52)。
【0037】
次に、再度図12を参照して、薬液処理工程について説明する。この薬液処理の間中、基板ガイド41はLEPに静止しており、さらに、所定量の不活性ガスにより減圧チャンバ2内がパージされる。このような状況下で、減圧チャンバ2の外部の薬液供給源(図示せず)からアップフロー管106(図2参照)に薬液としてのエッチング液が供給される。供給された薬液は、アップフロー管106から注入管107へと導びかれ、当該注入管107の各孔107aから処理槽1内に噴出する。アップフロー管106には、外部の薬液供給源から一定時間継続的に薬液が供給されるため、処理槽1内における薬液の濃度は、徐々に高くなり、やがて一定濃度となる。また、その間に処理槽1から溢れ出す液体(主として純水と薬液との混合液)は、オーバーフロー溝104内に流れ込み、オーバーフロー排液管105を介して減圧チャンバ2の外部へと排出される。これによって、基板Wは、常に新しい薬液に浸漬されることになる。そして、薬液供給源は、薬液処理工程の開始から一定時間経過すると、薬液の供給を停止し、エッチング処理工程等の薬液処理工程が終了する(図5;ステップS53)。
【0038】
次に、同様に図12を参照して、洗浄工程について説明する。この洗浄工程が開始されると、基板の洗浄液としての純水が外部の純水供給源(図示せず)からアップフロー管106に純水が供給される。この供給された純水は、アップフロー管106から注入管107へと導かれ、当該注入管107の各孔107aから処理槽1内へと噴出する。この噴出した純水は、各基板Wの間へと流れ込み、各基板Wの表面をまんべんなく洗浄する。また、純水が供給され続けている間に処理槽1から溢れ出る液体(主として純水と薬液との混合液)は、オーバーフロー溝104内に流れ込み、オーバーフロー排液管105を介して減圧チャンバ2の外部へと排出される。これによって、薬液処理工程時に各基板Wを浸漬していた薬液は、処理槽1内に滞留せず、溢れ出た液体と共に外部へと排出される。純水は処理槽1内に継続的に供給されるため、処理槽1内の薬液の濃度は徐々に薄まり、やがて処理槽1内は純水のみに置換される。そして、処理槽1内の液体の比抵抗値が所定値(例えば、純水の比抵抗値)になったことを比抵抗計(図示せず)が検出すると、純水の供給が停止され、洗浄工程が終了する(図5;ステップS54)。なお、上記洗浄工程では基板の洗浄液として純水を用いているが、基板を洗浄できる液体(例えば、ふっ酸添加純水)であれば、何を用いても良い。
【0039】
次に、図13及び図14を参照して、引き上げ乾燥工程について説明する。CPU51は、洗浄工程が終了すると(図5;ステップS509)、第6の昇降速度(以下、V6 と称す)を選択し、この選択したV6 をモータ駆動回路53に通知するための信号であるMES6 を生成し出力する(ステップS510)。なお、V6 は本願請求項7又は請求項8に係る発明における第1の速度に相当する。ここで、V6 の大きさは、1[mm/sec]から5[mm/sec]の範囲が好ましい。モータ駆動回路53は、CPU51からMES6 を入力されると、サーボモータ45を駆動するための信号であるDRV6 を生成し出力する。このDRV6 は、上記V6 に比例するパルス数を有しており、サーボモータ45を回転させる。サーボモータ45は、モータ駆動回路53から入力されるDRV6 が含むパルス数に応じた駆動力を発生する。これによって、基板ガイド41は、LEPからV6 で上昇し始め、基板支持部111の間を通り抜ける時、各基板Wが基板支持部111から基板ガイド41へと受け渡される。各基板Wは、基板ガイド41の溝に差し込まれ、そこで位置決められて支持される。これによって、基板ガイド41に支持される各基板Wは、処理槽1から引き上げられ、減圧チャンバ2内の雰囲気に露出してくる。
【0040】
このように各基板Wが引き上げられ始めると、図示しない外部の供給源から、基板を乾燥させるための蒸気としてのIPA蒸気が導入管25に供給され始める。供給されたIPA蒸気は、図13において矢印で示すように、導入管25の複数の吐出口25aから処理槽1の上端部に向けて吐出され、処理槽1から引き上げられてくる各基板Wに吹き付けられる。その結果、各基板WではIPA蒸気が凝縮し、当該各基板Wに付着している液滴(主として純水)はIPAに置換される。このように、IPA蒸気を吹き付けながら各基板Wを引き上げていくと、やがて、図8(b)と同様に、基板ガイド41がIPに到達するので、DET2 がCPU51に出力される。CPU51は、このDET2 を入力されるとV3 を(=0[mm/sec])選択し、前述のMES3 を生成し、モータ駆動回路53に出力する(図5;ステップS511)。モータ駆動回路53は、前述した通り、入力されたMES3 に基づいて、DRV2 の生成を停止し、その結果、基板ガイド41はIPで静止する。
【0041】
このように基板ガイド41がIPで静止すると、図14に示すように、IPA蒸気の供給が停止されると共に、排気系6(図1参照)は、内部の真空ポンプ(図示せず)を作動させ排気を行う。その結果、減圧チャンバ2内は減圧され、現在静止中の各基板Wの表面で凝縮して液滴と置換したIPAを蒸発させ、これによって、当該各基板Wは乾燥する。排気系6は、内部の真空ポンプを、所定時間だけ動作させた後、停止させる。これによって、引き上げ乾燥工程が終了する(図5;ステップS55)。ここで、この所定時間とは、各基板Wを乾燥させるのに十分な時間である。なお、蒸気引き上げ乾燥工程では、乾燥蒸気としてIPAを用いているが、これに限られず、水溶性でかつ基板上に残る水滴の表面張力を低下させる性質を有する有機溶剤の蒸気であれば、何を用いても良い。
【0042】
次に、図15を参照して、基板のアンローディング/搬送工程について説明する。CPU51は、上記所定時間が経過すると(図5;ステップS512)、前述のV2 を選択して、前述のMES2 を生成し出力する(図5;ステップS513)。このV2 は、本願請求項7又は請求項8に係る発明における第2の速度に相当し、前述したように極力速い速度が選ばれるが、このアンローディング/搬送工程において、このV2 は、基板を過剰に乾燥させないための速度でもある。モータ駆動回路53は、CPU51からMES2 を入力されると、DRV2 を生成し出力する。サーボモータ45は、入力されるDRV2 に応じた駆動力を発生する。これによって、基板ガイド41は、処理槽1内において中間位置IPからV2 (≒168[mm/sec])で上昇し始める。さらに、この時、減圧チャンバ2のシャッター22が開けられる。
【0043】
基板ガイド41は、減圧チャンバ2内の雰囲気を上昇して、UEPに到達した時、DET3 がCPU51に出力される。その結果、ステップS504と同様の処理が実行され、その結果、基板ガイド41はUEPで静止する(ステップS514)。そして、図15の矢印Aで示すように、搬送ロボット7はチャック71によって基板Wを把持し、他の位置へと搬送する。
【0044】
なお、本実施形態では、基板ガイド41は数種類の速度Vで移動することが可能であった。しかしながら、少なくとも2つの速度、つまり相対的に速い速度と遅い速度を準備しておけば、処理液面近傍で基板ガイド41の速度を変化させることができ、これによって基板ガイド41と基板Wとの隙間に付着した純水を十分に乾燥することができる。
【0045】
次に、本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置について説明する。本基板処理装置は、原則として、第1の実施形態と同様であるため、本基板処理装置において、第1の実施形態のものに相当する構成部分には、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。しかしながら、本基板処理装置は、第4のセンサ(図示せず)を備える点で相違し、さらにROM52内に書き込まれているプログラムは部分的に相違する。より具体的には、本基板処理装置のCPU51は、図5に示すステップS501〜S514の内、ステップS510に代えて、図16に示すようなステップS1601〜S1602を実行する点で異なる。以下、本基板処理装置について、この相違点を中心に説明する。
【0046】
洗浄工程は、第1の実施形態でも説明した通り、図5のステップS509が実行されることにより終了する。CPU51は、ステップS509の後、第7の昇降速度(以下、V7 と称す)を選択し、この選択したV7 をモータ駆動回路53に通知するための信号であるMES7 を生成し出力する(図16;ステップS1601)。このV7 の詳細については後述するので、ここでは述べない。モータ駆動回路53は、CPU51からMES7 を入力されると、サーボモータ45を駆動するための信号であるDRV7 を生成し出力する。このDRV7 は、上記V7 に比例するパルス数を有しており、サーボモータ45を回転させる。サーボモータ45は、モータ駆動回路53から入力されるDRV7 が含むパルス数に応じた駆動力を発生する。これによって、基板ガイド41は、LEPからV7 で上昇し始め、前述した通り、やがて、各基板Wが基板支持部111から基板ガイド41へと受け渡される。各基板Wは、基板ガイド41の溝によって支持される。これによって、基板ガイド41に支持される各基板Wは、処理槽1から引き上げられる。
【0047】
このように各基板Wが引き上げられ始めると、第1の実施形態での説明と同様の方法で、所定の有機溶剤(IPA等)の蒸気が、引き上げられてくる各基板Wに吹き付けられる(図13参照)。その結果、各基板WではIPA蒸気が凝縮し、当該各基板Wに付着している液滴(主として純水)は所定の有機溶剤に置換される。そのまま、有機溶剤の蒸気を吹き付けながら各基板Wを引き上げていくと、やがて、基板ガイド41の上端部が純水面の直下に到達する。上記第4のセンサは、第1のセンサ46と同様に構成されており、基板ガイド41の上端部が純水面の直下に到達した時に、自身のギャップ間をフィン421が通過するように予め取り付けられている。また、第4のセンサは、上端部が純水面の直下に到達したことを示す信号であるDET4 をCPU51に出力する。CPU51は、このDET4 を入力されるとV8 を選択し、この選択したV8 をモータ駆動回路53に通知するための信号であるMES8 を生成し出力する(図16;ステップS1602)。このV8 の詳細についても後述するので、ここでは述べない。モータ駆動回路53は、CPU51からMES8 を入力されると、サーボモータ45を駆動するための信号であるDRV8 を生成し出力する。このDRV8 は、上記V8 に比例するパルス数を有しており、サーボモータ45を回転させる。サーボモータ45は、モータ駆動回路53から入力されるDRV8 が含むパルス数に応じた駆動力を発生する。これによって、基板ガイド41の上昇速度は、基板ガイド41の上端部が純水面の直下を境に、V7 からV 8 に変化する。
【0048】
この後、やがて、図8(b)と同様に、基板ガイド41がIPに到達するので、DET2 がCPU51に出力されるが、これ以降のCPU51の動作は、図5のステップS511以降に示される通りであるため、その説明を省略する。
【0049】
以上説明したように、第2の実施形態に係る基板処理装置では、基板ガイド41の上昇速度は、基板ガイド41の上端部が純水面の直下を境に、V7 からV8 に変化する。ここで、V7 とV8 との関係について説明する。第1の実施形態で説明した通り、基板ガイド41の溝には基板Wの下部が差し込まれる。したがって、支持された基板Wにおいて、溝に差し込まれている部分よりも上側(つまり、基板ガイド41よりも上側)では、当該基板Wを相対的に高速に引き上げても、パーティクルの要因とならないことは、第1の実施形態より明らかである。しかしながら、溝に填り込んでいる部分(基板ガイド41の溝部分)については、パーティクルの要因となるので、基板Wを相対的に低速に引き上げる必要がある。したがって、V7 とV8 のと関係は、V7 >V8 を満たすことが必要最低限の条件となる。V8 は、本願請求項7又は請求項8に係る発明における第1の速度に相当する。また、V8 は1[mm/sec] から5[mm/sec] の範囲であることが好ましい。このように、第2の実施形態によれば、引き上げ乾燥を行う場合に、支持された基板Wの位置に応じて速度を最適に制御できるようになり、これによって、基板ガイド41と基板Wとの隙間に付着した純水を十分に乾燥することができて基板W表面にパーティクルが付着したり、ウォーターマークが発生したりすることを抑制できる。
【0050】
次に、本発明の第3の実施形態に係る基板処理装置について説明する。本実施形態の基板処理装置はいわゆるドレン乾燥工程を実行するが、その処理槽の構造は図3に示すものと同様であり、減圧チャンバの構造も、図1及び図2に示したものと部分的に似ている。そのため、本基板処理装置において、第1の実施形態のものに相当する構成部分には、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。図17は、本実施形態に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。図17に示す減圧チャンバ2は、図1及び図2に示す減圧チャンバと比較すると、その上端面を低くできる点と、導入管25の設置位置と、第1〜第3のセンサ46〜48、フィン421及び制御部5に代えて制御部9を備える点で相違する。それ以外の相違点には異なる点は無い。まず、導入管25は、ケーシング21内側の最上部近傍に設置される。なお、制御部9については後述するので、ここでは説明しない。
【0051】
本基板処理装置もまた、第1の実施形態に係るものと同様に、準備工程→搬送/ローディング工程→薬液処理工程→洗浄工程という一連の工程(図5参照)を実行する。図17はさらに、洗浄工程終了時における基板処理装置の状態も示している。この基板処理終了時には、洗浄液が十分に処理槽1に満たされている。また、基板ガイド41は、前述のLEPに相当する位置に静止している。このような状況下で、ドレン乾燥工程が開始される。ドレン乾燥工程では、まず最初に、処理槽1内の洗浄液面を微小量低下させるため、槽内排液管109から洗浄液が微小量排出される。これは、洗浄液面で凝縮する有機溶剤が処理槽1の外部へと流出することを防ぐためである。
【0052】
洗浄液を排出後、導入管25は、図18に示すように、処理槽1内に貯留されている洗浄液面に向けて、外部の供給源から供給される有機溶剤(前述)の蒸気をその吐出口25aから吐出する。その結果、有機溶剤は洗浄液面上で凝縮する。制御部9は、有機溶剤の供給開始から、凝縮した有機溶剤の層が一定の厚さになるような時間経過後、急速開放弁97を所定量開き、後述する降下速度の制御を実行しつつ、処理槽1内の洗浄液を槽内排液管109から排出させる。この排出の間中、導入管25は有機溶剤の蒸気を供給し続けている。また、制御された降下速度で洗浄液面がこの排出により降下するにつれて、基板支持部111に支持された各基板Wが減圧チャンバ2内の雰囲気に露出する共に、当該各基板Wには洗浄液面で凝縮した有機溶剤が付着する。したがって、各基板Wに付着している洗浄液の滴は、凝縮した有機溶剤に置換される。これによって、各基板Wの表面にはこの滴が残ることなく、当該表面は十分に乾燥する。そして、図19に示すように洗浄液面の位置が各基板に対して十分に低下し、かつ各基板Wと基板支持部111の溝との間に、残留する洗浄液が十分に乾燥すると、有機溶剤の蒸気の供給は終了する。
【0053】
有機溶剤の蒸気の供給終了後、減圧チャンバ2内は所定量の不活性ガスによりパージされる。同時に、減圧チャンバ2内は排気系6により減圧される。その結果、有機溶剤の沸点が低下し、減圧チャンバ2内に残留している有機溶剤は容易に蒸発し、各基板Wの表面は短時間で乾燥する。排気系6は、減圧チャンバ2内の不必要な有機溶剤が減圧により十分に乾燥するような時間経過後、減圧を停止する。この減圧停止後、減圧チャンバ2内では、再度パージが実行されて、減圧チャンバ2内を大気圧まで戻す。こうしてドレン乾燥工程が終了する。以上説明したように、本基板処理装置は減圧チャンバ2及び排気系6によりLPD(Low Pressure Drying) を実行でき、高品質な基板Wを生成できる。
【0054】
本基板処理装置は、このドレン乾燥工程の終了後、アンローディング/搬送工程を実行するが、これについては図5のステップS56で既に説明しているので、その説明を省略する。
【0055】
ところで、急速開放弁97は、槽内排液管109から排出される洗浄液を導く配管上に設けられる。この急速開放弁97のオリフィス径がドレン乾燥工程の間一定に制御されている場合、減圧チャンバ2の外部に排出される洗浄液が当該オリフィスを通過する流量は、処理槽1内に貯留された洗浄液の位置エネルギー、つまり洗浄液面の高さに比例する。そのため、洗浄液面の位置が低くなってくると、急速開放弁97から排出される洗浄液の流量が減り、その結果、洗浄液面の降下速度は小さくなる。また、図示からも明らかなように、基板支持部111の溝には基板Wの下部が差し込まれる。したがって、支持された基板Wにおいて、溝に填り込んでいる部分よりも上側(つまり、基板支持部111よりも上側)では、当該基板Wを相対的に高速に引き上げても、パーティクルの要因とならないことは、第1の実施形態より明らかである。
【0056】
このような背景から、制御部9は、ドレン乾燥工程の間中、以下の洗浄液の降下速度の制御を実行する。前述したように、制御部9は、液面センサ91と、微圧計92と、CPU93と、ROM94と、電空レギュレータ95と、圧力調整器96(アクチュエータ)と、急速開放弁97とを含んでいる。液面センサ91は、処理槽1内に配置されており、微圧計92により微小量の不活性ガスをドレン乾燥工程の間中継続的に供給される。液面センサ91は、供給された不活性ガスを、その先端から排出する。排出された不活性ガスは、気泡となって、液面センサ91を覆う中空円柱状のカバー内を浮上していく(図18参照)。微圧計92は、液面センサ91からの気泡の排出圧に基づいて、処理槽1内における洗浄液面の現在の高さを測定する。ここで、本実施形態では、この微圧計92が測定する洗浄液面の高さは、上述のLEPに対応するものとする。微圧計92は、測定した洗浄液面の高さHを含む信号であるDETH を一定時間毎にCPU92に出力する。
【0057】
ROM94には、この降下速度の制御のためのプログラムが予め書き込まれている。CPU93は、このプログラムに従って、図20に示す処理手順を実行して、洗浄液の降下速度を制御する。CPU92は、上述のDETH が入力されるのを待機している(ステップS201)。CPU92は、DETH が入力されると、ROM94に予め準備されているテーブルにアクセスする(ステップS202)。このテーブルには、DETH が含む高さH毎に、最適なオリフィス径(Dori と称す)が予め書き込まれている。より具体的には、洗浄液面の高さHが、処理槽1の上端部の等しい高さ(以下、H2 と称す)から、基板支持部111の最上端部から所定距離だけ離れた直上部分に等しい高さ(以下、H1 と称す)までの範囲内では、第2の実施形態のV7 に相当する相対的に高速な降下速度(以下、V9 と称す)が得られるようなDori がテーブルには書き込まれている。それに対して、高さHがH1 からH0 (上述のLEPに相当する高さ)までの範囲内では、前述のV8 に相当する相対的に低速な降下速度(以下、V10と称す)が得られるようなDori がテーブルに書き込まれている。
【0058】
CPU92は、ステップS202の後、アクセスしたテーブルから、入力されたDETH に含まれる高さHに対応するDori を取り出し、電空レギュレータ95に出力して(ステップS203)、ステップS201に戻る。電空レギュレータ95は、所定の演算式に基づいて、CPU92から入力されるDori を用いてパイロットエアー圧(以下、PPAと称す)を演算して、圧力調整器96に出力する。圧力調整器96は、入力されるPPAによって急速開放弁97の開度(オリフィス径)を調節して、槽内排液管109から排出される洗浄液の流量を制御する。これによって、ドレン乾燥工程において、処理槽1の上端部から降下してくる洗浄液面の降下速度は、H2 ≧H≧H1 では一定のV9 であり、H1 >H≧H0 では一定のV10である。こうして、ドレン乾燥工程を実行する基板処理装置においても、第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0059】
なお、以上の第1〜第2の実施形態に係る基板処理装置は、減圧チャンバ2により減圧乾燥を実行していた。しかしながら、減圧乾燥しないチャンバを備える基板処理装置においても、各実施形態において特有の効果を得ることができる。
また、搬送/ローディング工程(図5;ステップS52)において、基板ガイド41を固定して、液面を昇降させる場合に本発明を適用してもよい
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。
【図2】図1に示す基板処理装置において、二点鎖線で示される矢印Aの方向に沿う断面を、矢印Bの方向から見たときの断面図である。
【図3】図1及び図2に示す処理槽1の構成を示す一部破断斜視図である。
【図4】図2に示す制御部5の構成を示すブロック図である。
【図5】図1〜図3により示される基板処理装置の各工程を示すフローチャート、及び上記昇降速度の制御時にCPU51の動作を示すフローチャートである。
【図6】図1〜図3に示す基板処理装置の基板処理の準備工程を説明する図である。
【図7】図1〜図3に示す基板処理装置の基板の搬送/ローディング工程を説明する第1の図である。
【図8】図5に示すステップS503を説明する図である。
【図9】図5に示すステップS504を説明する図である。
【図10】図5に示すステップS504の実行が終了する頃に、搬送ロボット7が実行する動作を説明する図である。
【図11】図5に示すステップS507の実行が終了した直後に、基板ガイド41がその最下端部分から純水中に入っていく時の様子を説明する図である。
【図12】図5に示すステップS508の実行により、各基板Wが処理槽1内に収納された時の様子、及び基板ガイド41がUEPに静止した時の様子を示す図である。
【図13】図1〜図3に示す基板処理装置の引き上げ乾燥工程を説明する第1の図である。
【図14】図1〜図3に示す基板処理装置の引き上げ乾燥工程を説明する第2の図である。
【図15】図1〜図3に示す基板処理装置の基板の搬送/ローディング工程を説明する第2の図である。
【図16】本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置のCPU51が実行する動作を説明する図である。
【図17】本発明の第3の実施形態に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。
【図18】図17の基板処理装置のドレン乾燥工程において、導入管25の吐出口25aが処理槽1内の洗浄液面に向けて、有機溶剤(前述)の蒸気を吐出する様子を示す図である。
【図19】図17の基板処理装置のドレン乾燥工程において、有機溶剤の蒸気の供給は終了した時の様子を示す図である。
【図20】図17のCPU93がプログラムに従って実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…処理槽
2…減圧チャンバ
4…昇降装置
5,9…制御部
111…基板支持部
41…基板ガイド
25…導入管
25a…吐出口
LEP…下限位置
IP…中間位置
UEP…上限位置
W…基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing method and apparatus, and more specifically, in a semiconductor device manufacturing process, a liquid crystal display manufacturing process, an electronic component related manufacturing process, etc., for a silicon wafer, an FPD (Flat Panel Display) substrate, and a photomask. The present invention relates to a substrate processing method and apparatus for processing various substrates such as glass substrates and electronic components.
[0002]
[Prior art]
As the above-described substrate processing apparatus, there is an apparatus for processing a substrate by lowering the substrate in a predetermined processing solution stored in a processing tank and immersing the substrate in the processing solution while the lower end portion of the substrate is supported by a support member. Are known. Then, the substrate processing apparatus immerses the substrate in the processing liquid for a predetermined time, and then dries the substrate by supplying dry steam such as IPA (isopropyl alcohol) vapor to the processing liquid surface while pulling up the substrate from the processing liquid.
Further, instead of pulling up the substrate with respect to the liquid level of the processing liquid as described above, the processing liquid is discharged while the processing liquid is discharged from the lower part of the processing tank and the liquid level of the processing liquid in the processing tank is lowered. There is also known a substrate processing apparatus for drying a substrate by supplying a dry gas to the surface.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the substrate processing apparatus, the processing liquid remaining in the gap between the substrate after the drying process and the support member is not sufficiently dried, and the processing liquid remains in the gap and the substrate cannot be dried uniformly. A problem occurs.
Further, even after the substrate having the treatment liquid attached to the gap is transferred from the support member to the next process, the treatment liquid is attached to the support member. When a new substrate is placed on the support member to which the treatment liquid is attached and lowered toward the treatment liquid, the treatment liquid attached to the support member is scattered on the main surface of the substrate when the support member reaches the liquid surface. To do. As a result, there arises a problem that particles are generated at the location where the treatment liquid is scattered.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide a substrate processing method and apparatus capable of uniformly drying a substrate by preventing the processing liquid from remaining in the gap.
Another object of the present invention is to provide a substrate processing method and apparatus capable of preventing particles from being generated on the substrate without scattering the processing liquid adhering to the support member to the substrate.
[0005]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
1st invention is the method of immersing in a processing liquid in the state where the substrate was supported by the support part, and processing the substrate by the processing liquid,, SupportIn the case where the holding part is moved up and down relatively with respect to the liquid level of the processing liquid supplied to immerse the substrate in the processing liquid,liquidThe relative speed between the support and the liquid surface is set to the first speed before the support reaches the reference position set in advance a certain distance above the surface., GroupWhen the support part reaches the quasi position, the relative speed is set to a second speed different from the first speed.The second speed is smaller than the first speed when the support portion descends relative to the liquid level from a position higher than the reference..
[0006]
When the relative movement of the support part and the processing tank is performed at a constant high speed, the processing liquid tends to remain in the part that actually supports the substrate in the support part, or the processing liquid that remains in the processing part in advance becomes the substrate. Or splash on the surface. Therefore, according to the first invention, two types of relative speeds are prepared, and different first and second speeds are used properly based on the reference position. For this reason, the processing liquid that remains on the support portion can be taken into the stored processing liquid by the action of the surface tension. Therefore, it is difficult for the processing liquid to remain on the support portion, and the possibility of particles being attached can be reduced. In addition, since it is difficult for the processing liquid to remain on the support portion, the possibility of the processing liquid scattering on the substrate surface is naturally reduced. Thereby, the substrate processing apparatus can process the substrate with high quality.
In addition, since the relative speed is reduced immediately before the support portion reaches the treatment liquid, the possibility that the treatment liquid is scattered on the substrate surface is naturally reduced.
[0007]
The second invention is characterized in that, in the first invention, the first speed is smaller than the second speed when the support portion relatively rises from the treatment liquid to the liquid surface.
According to the second aspect of the invention, since the relative speed decreases immediately before the support portion is exposed from the processing liquid, the processing liquid hardly remains in the support portion.
[0008]
The third invention isIn the first invention, when the support portion supports the substrate from below, the reference position is a position where the lowermost end of the support portion is separated from the liquid surface by a predetermined distance.
FirstThe invention of 4In the first invention, when the support portion supports the substrate from below, the reference position is a position where the lowermost end of the support portion is separated from the liquid surface by a predetermined distance.
A fifth invention is characterized in that, in the second invention, when the support portion is relatively raised from the treatment liquid to the liquid surface, the support portion is temporarily stopped at the reference position.
[0009]
According to a sixth aspect of the present invention, in the second aspect, when the support portion is relatively raised from the processing liquid to the liquid level, the support portion and the support portion are not processed until the upper end of the support portion reaches directly below the liquid level. The relative speed with respect to the liquid level is set to the third speed, and after the upper end of the support part reaches just below the liquid level, the relative speed between the support part and the liquid level is set to the fourth speed, The third speed is larger than the fourth speed.
[0010]
First7The present invention is an apparatus for immersing a substrate in a processing solution and processing the substrate with the processing solution., GroupA support for supporting the plate;, GroupAn elevating part for raising and lowering the support part relative to the liquid level of the treatment liquid in order to immerse the plate in the treatment liquid;, RisingA detection unit that detects a positional relationship between the support unit and the liquid level that are relatively raised and lowered by the descending unit;, InspectionBased on the positional relationship detected by the exit portion, the relative speed between the support portion and the liquid surface is set to the first speed before the support portion reaches a reference position preset in advance by a certain distance from the liquid surface. And a controller that controls the relative speed to a second speed different from the first speed when the support part reaches the reference.The second speed is smaller than the first speed when the support portion is relatively lowered from the position higher than the reference to the liquid level.
First7According to the invention, as in the first invention, it is difficult for the processing liquid to remain on the support portion, and the possibility of particles adhering can be reduced. In addition, since it is difficult for the processing liquid to remain on the support portion, the possibility of the processing liquid scattering on the substrate surface is naturally reduced.Further, similarly to the first invention, the possibility that the processing liquid is scattered on the substrate surface is naturally reduced.
[0011]
First8The invention of the7In the invention, the control unit controls the first speed to be smaller than the second speed when the support part relatively rises from the processing liquid to the liquid level.
Above8According to the invention, as in the second invention, it is difficult for the processing liquid to remain on the support portion.
[0012]
In a ninth aspect based on the eighth aspect, the substrate processing apparatus comprises:An ascending part that raises the support part supporting the plate relative to the liquid level of the treatment liquid;,UpA supply unit configured to supply dry vapor supplied from the outside to the vicinity of the liquid level while the support unit is being raised relative to the liquid level from the processing liquid by the ascending unit;Is further provided. Here, the detection unit further includesDetects the positional relationship between the support part and the liquid level that are relatively raised by the ascending part. The control unitBased on the positional relationship detected by the detection unit, the relative speed between the support unit and the liquid level is set to the first level before the support unit reaches a reference position preset in advance by a predetermined distance from the liquid level. The relative speed is controlled to the second speed when the support portion reaches the reference.The
[0013]
The tenth invention is characterized in that, in the seventh invention, when the support portion supports the substrate from below, the reference position is a position where the lowermost end of the support portion is separated from the liquid surface by a predetermined distance. To do.
The eleventh invention is characterized in that, in the eighth invention, when the support portion relatively rises from the treatment liquid to the liquid surface, the support portion temporarily stops at the reference position.
[0014]
In a twelfth aspect based on the eighth aspect, in the case where the control unit further rises relative to the liquid level from within the processing liquid, the control unit further increases the level of the support unit until the upper end reaches just below the liquid level. The relative speed between the support part and the liquid level is set to a third speed, and after the upper end of the support part reaches just below the liquid level, the relative speed between the support part and the liquid level is the fourth speed. Set to speed. Here, the third speed is higher than the fourth speed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the substrate processing apparatus shown in FIG.
The substrate processing apparatus of FIGS. 1 and 2 includes a
[0016]
The
The
[0017]
The
[0018]
An
[0019]
An in-
[0020]
In the
[0021]
Further, an elevating device 4 is provided in association with the
[0022]
In the present embodiment, a control unit (described later) shown in FIG. 4 controls the ascending / descending speed of the
[0023]
The
[0024]
These DET1 ~ DETThree Is input to the control unit 5. The control unit 5 includes a
[0025]
In the substrate processing apparatus, an
[0026]
Hereinafter, the operation state of the substrate processing apparatus having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. 1 to 4 based on FIGS. Further, description will be given based on a flowchart showing each step (steps S51 to S56) of the substrate processing apparatus and an operation (steps S501 to S514) executed by the
[0027]
First, a preparation process for substrate processing will be described with reference to FIG. In the preparation step, pure water is supplied from the pure water supply source (not shown) installed outside the
[0028]
Next, the substrate transfer / loading step will be described with reference to FIG. In this step, the inside of the
[0029]
By the way, the groove | channel which supports the board | substrate W of the board |
[0030]
Now, after the
[0031]
As shown in FIG. 9A, the
[0032]
By the way, when the
[0033]
When the transfer of the substrate is completed (FIG. 5; step S505), the
[0034]
As the
[0035]
As described above, the
[0036]
Now, the
[0037]
Next, referring to FIG. 12 again, the chemical treatment process will be described. During this chemical processing, the
[0038]
Next, the cleaning process will be described with reference to FIG. When this cleaning process is started, pure water as a substrate cleaning liquid is supplied to the
[0039]
Next, the pulling and drying process will be described with reference to FIGS. When the cleaning process is finished (FIG. 5; step S509), the
[0040]
When each substrate W starts to be pulled up in this way, IPA vapor as vapor for drying the substrate starts to be supplied to the
[0041]
When the
[0042]
Next, the substrate unloading / carrying process will be described with reference to FIG. When the predetermined time has elapsed (FIG. 5; step S512), the
[0043]
The
[0044]
In the present embodiment, the
[0045]
Next, a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. Since this substrate processing apparatus is basically the same as that of the first embodiment, in this substrate processing apparatus, components corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and Description is omitted. However, the present substrate processing apparatus is different in that it includes a fourth sensor (not shown), and the program written in the
[0046]
As described in the first embodiment, the cleaning process ends when step S509 in FIG. 5 is executed. After step S509, the
[0047]
When each substrate W starts to be lifted in this way, vapor of a predetermined organic solvent (IPA or the like) is sprayed on each substrate W that is pulled up in the same manner as described in the first embodiment (see FIG. 13). As a result, IPA vapor condenses on each substrate W, and droplets (mainly pure water) adhering to each substrate W are replaced with a predetermined organic solvent. If each substrate W is pulled up while spraying the vapor of the organic solvent as it is, the upper end portion of the
[0048]
Thereafter, the
[0049]
As described above, in the substrate processing apparatus according to the second embodiment, the rising speed of the
[0050]
Next, a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. The substrate processing apparatus of the present embodiment performs a so-called drain drying process. The structure of the processing tank is the same as that shown in FIG. 3, and the structure of the decompression chamber is the same as that shown in FIGS. Are similar. For this reason, in this substrate processing apparatus, components corresponding to those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. FIG. 17 is a cross-sectional view showing the configuration of the substrate processing apparatus according to the present embodiment. Compared with the decompression chamber shown in FIGS. 1 and 2, the
[0051]
The substrate processing apparatus also executes a series of steps (see FIG. 5) including a preparation step → a transfer / loading step → a chemical solution processing step → a cleaning step, as in the first embodiment. FIG. 17 further shows the state of the substrate processing apparatus at the end of the cleaning process. At the end of the substrate processing, the
[0052]
After discharging the cleaning liquid, the
[0053]
After completion of the supply of the organic solvent vapor, the
[0054]
The substrate processing apparatus executes an unloading / conveying process after the drain drying process is completed, and since this has already been described in step S56 in FIG. 5, the description thereof will be omitted.
[0055]
By the way, the
[0056]
From such a background, the
[0057]
A program for controlling the lowering speed is written in the
[0058]
After step S202, the
[0059]
Note that the substrate processing apparatuses according to the first and second embodiments described above performed the reduced pressure drying by the reduced
Further, in the transport / loading step (FIG. 5; step S52), the present invention may be applied to the case where the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the substrate processing apparatus shown in FIG. 1 as viewed from the direction of arrow B, showing a cross section along the direction of arrow A indicated by a two-dot chain line.
FIG. 3 is a partially broken perspective view showing a configuration of the
4 is a block diagram showing a configuration of a control unit 5 shown in FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing each process of the substrate processing apparatus shown in FIGS. 1 to 3 and a flowchart showing an operation of a
6 is a diagram for explaining a substrate processing preparation process of the substrate processing apparatus shown in FIGS. 1 to 3; FIG.
7 is a first diagram for explaining a substrate transport / loading step of the substrate processing apparatus shown in FIGS. 1 to 3; FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating step S503 shown in FIG.
9 is a diagram for explaining step S504 shown in FIG.
10 is a diagram illustrating an operation performed by the
11 is a diagram for explaining a state in which the
12 is a diagram showing a state when each substrate W is stored in the
13 is a first diagram illustrating a pulling and drying process of the substrate processing apparatus shown in FIGS. 1 to 3; FIG.
FIG. 14 is a second diagram illustrating a pulling and drying process of the substrate processing apparatus shown in FIGS.
15 is a second diagram for explaining a substrate transfer / loading step of the substrate processing apparatus shown in FIGS. 1 to 3; FIG.
FIG. 16 is a diagram illustrating an operation performed by a
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a configuration of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
18 is a view showing a state where the
19 is a view showing a state when the supply of the organic solvent vapor is completed in the drain drying process of the substrate processing apparatus of FIG. 17;
FIG. 20 is a flowchart showing a procedure of processing executed by the
[Explanation of symbols]
1 ... Processing tank
2 ... decompression chamber
4 ... Lifting device
5, 9 ... control unit
111 ... Board support
41 ... Board guide
25 ... Introduction pipe
25a ... discharge port
LEP: Lower limit position
IP: Intermediate position
UEP ... Upper limit position
W ... Board
Claims (12)
前記支持部を、前記基板を前記処理液に浸漬させるために供給される当該処理液の液面に対して相対的に昇降させる場合において、
前記液面から一定距離だけ上方に予め設定される基準の位置に、前記支持部が到達する前に、当該支持部と当該液面との相対速度を第1の速度に設定し、
前記基準の位置に前記支持部が到達した時に、前記第1の速度と異なる第2の速度に前記相対速度を設定し、
前記支持部が前記基準よりも高い位置から前記液面に相対的に下降する場合、前記第2の速度は、前記第1の速度よりも小さいことを特徴とする、基板処理方法。A method of immersing the substrate in a treatment liquid in a state where the substrate is supported by the support portion, and treating the substrate with the treatment liquid,
In the case of raising and lowering the support relative to the liquid level of the processing liquid supplied to immerse the substrate in the processing liquid,
The relative speed between the support and the liquid level is set to the first speed before the support reaches the reference position that is preset a certain distance above the liquid level.
When the support portion reaches the reference position, the relative speed is set to a second speed different from the first speed ;
The substrate processing method according to claim 1, wherein the second speed is lower than the first speed when the support portion descends relative to the liquid surface from a position higher than the reference .
前記支持部の上端が前記液面の直下を到達した後は、当該支持部と当該液面との相対速度は第4の速度に設定され、After the upper end of the support part reaches just below the liquid level, the relative speed between the support part and the liquid level is set to the fourth speed,
前記第3の速度は、前記第4の速度よりも大きいことを特徴とする、請求項2に記載の基板処理方法。The substrate processing method according to claim 2, wherein the third speed is higher than the fourth speed.
前記基板を支持する支持部と、
前記基板を前記処理液に浸漬させるために、前記支持部を当該処理液の液面に対して相対的に昇降させる昇降部と、
前記昇降部により相対的に昇降させられる前記支持部と前記液面との位置関係を検出する検出部と、
前記検出部が検出した位置関係に基づいて、前記液面から一定距離だけ上方に予め設定された基準の位置に前記支持部が到達する前には、当該支持部と当該液面との相対速度を第1の速度に制御すると共に、当該基準に当該支持部が到達した時には、当該第1の速度と異なる第2の速度に当該相対速度を制御する制御部とを備え、
前記支持部が前記基準よりも高い位置から前記液面に相対的に下降する場合、前記第2の速度は、前記第1の速度よりも小さいことを特徴とする、基板処理装置。An apparatus for immersing a substrate in a processing liquid and processing the substrate with the processing liquid,
A support for supporting the substrate;
In order to immerse the substrate in the processing liquid, an elevating part that raises and lowers the support part relative to the liquid level of the processing liquid;
A detection unit that detects a positional relationship between the support unit and the liquid surface that are relatively moved up and down by the lifting unit;
Based on the positional relationship detected by the detection unit, the relative speed between the support unit and the liquid level before the support unit reaches a reference position set in advance a predetermined distance above the liquid level. A control unit that controls the relative speed to a second speed different from the first speed when the support part reaches the reference .
The substrate processing apparatus , wherein the second speed is lower than the first speed when the support portion descends relative to the liquid surface from a position higher than the reference .
前記基板を支持した支持部を、前記処理液の液面に対して相対的に上昇させる上昇部と、
前記上昇部により前記支持部が前記処理液中から前記液面に対して相対的に上昇している最中に、外部から供給される前記乾燥蒸気を前記液面近傍に供給する供給部とをさらに備え、
前記検出部はさらに、前記上昇部によって相対的に上昇させられる前記支持部と前記液面との位置関係を検出し、
前記制御部はさらに、前記検出部が検出した位置関係に基づいて、前記液面から一定距離だけ上方に予め設定される基準の位置に、前記支持部が到達する前に、当該支持部と当該液面との相対速度を第1の速度に制御し、当該基準に当該支持部が到達した時に、前記相対速度を第2の速度に制御する、請求項8に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus includes:
An ascending part that raises the support part supporting the substrate relative to the liquid level of the processing liquid;
A supply unit for supplying the dry steam supplied from the outside to the vicinity of the liquid level while the support unit is being raised relative to the liquid level from the processing liquid by the rising unit ; In addition,
The detection unit further detects a positional relationship between the support unit and the liquid level that are relatively raised by the raising unit ,
The control unit further includes the support unit and the support unit before the support unit reaches a reference position preset in advance by a predetermined distance from the liquid level based on the positional relationship detected by the detection unit. The substrate processing apparatus according to claim 8 , wherein a relative speed with respect to the liquid surface is controlled to a first speed, and the relative speed is controlled to a second speed when the support portion reaches the reference.
前記第3の速度は、前記第4の速度よりも大きいことを特徴とする、請求項8に記載の基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 8, wherein the third speed is higher than the fourth speed.
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