JP3902027B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、灰化処理等の所定の処理が行われた半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）に対して洗浄処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、イオン注入、レジスト剥離、層間絶縁膜の形成、熱処理などの一連の諸処理を施すことにより製造されている。これら諸処理のうち、例えばレジスト剥離はプラズマ化したガスとレジストを反応させ、レジストを気化させて取り除くプラズマアッシャによって行われることが多い。レジストは炭素、酸素、水素からなる有機物質であって、プラズマアッシャはこれと酸素プラズマとを化学反応させるアッシング（灰化処理）によってレジスト除去を行う。
【０００３】
実際のレジストには重金属などの気化しない不純物も多少含まれており、アッシング後の基板にはこれらの残存物質がパーティクルとして付着している。このため、一般にはアッシング後の基板に対して洗浄処理を行うことにより、パーティクルを完全に除去している。
【０００４】
従来より、プラズマアッシャには複数の未処理基板がキャリアに収納された状態で搬入され、そのキャリアから未処理基板が順次に取り出されてアッシングが行われる。アッシングが施された基板は一旦元のキャリアに戻され、該キャリアに複数のアッシング後の基板が収納された状態でプラズマアッシャから洗浄装置に搬送される。そして、洗浄装置にてキャリアから取り出された基板に順次に洗浄処理が行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のようにしてアッシングから洗浄処理を行うと一旦キャリアに複数枚のアッシング後基板を収納した後にそのキャリアをプラズマアッシャから洗浄装置に搬送することとなるため、装置間搬送のための無駄な時間が生じることとなる。
【０００６】
また、アッシングの後にある程度時間が経過してから洗浄処理を行うと、アッシング後に残ったパーティクルが基板に強固に付着することとなるため、洗浄処理性能が低下することにもなる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、洗浄処理までの無駄時間を短縮して洗浄処理性能を向上させた基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、灰化処理が行われた基板に対して洗浄処理を行う基板処理装置において、表面洗浄処理室内において基板の表面を洗浄する表面洗浄部と、裏面洗浄処理室内において基板の裏面を洗浄する裏面洗浄部と、前記洗浄処理の直前処理工程として灰化処理室内においてレジスト剥離のための灰化処理を行う灰化処理部と、冷却処理室内において灰化処理後の基板を冷却する冷却処理部と、基板の上面を表裏反転させる反転部と、前記表面洗浄部の前記表面洗浄処理室、前記裏面洗浄部の前記裏面洗浄処理室、前記灰化処理部の前記灰化処理室、前記冷却処理部の前記冷却処理室および前記反転部に対して基板の搬出入を行う搬送手段と、を備え、前記表面洗浄部、前記裏面洗浄部、前記灰化処理部および前記冷却処理部を一体化して前記基板処理装置内に組み込むとともに、前記搬送手段に、前記灰化処理を完了した後の枚葉状態の基板を前記灰化処理室から取り出して前記冷却処理部の前記冷却処理室に搬送させ、その後当該基板を枚葉状態で前記表面洗浄部の前記表面洗浄処理室または前記裏面洗浄部の前記裏面洗浄処理室に搬送させている。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記表面洗浄部、前記裏面洗浄部および前記灰化処理部を略同一の高さ位置に設けている。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明にかかる基板処理装置において、前記搬送手段が配置された搬送路を挟んで前記表面洗浄部および前記裏面洗浄部と前記灰化処理部とを対向配置している。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、未処理基板の取り出しおよび処理済み基板の収容を行うインデクサ部をさらに備え、前記搬送手段に、前記インデクサ部から渡された未処理基板を前記灰化処理部から前記冷却処理部を経て前記表面洗浄部または前記裏面洗浄部の順に搬送させ、前記表面洗浄部または前記裏面洗浄部から受け取った処理済み基板を前記インデクサ部に渡させている。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、前記表面洗浄部の前記表面洗浄処理室内および前記裏面洗浄部の前記裏面洗浄処理室内に、基板を略水平面内にて回転させる回転機構と、基板に洗浄液を吐出する吐出機構とを備える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明にかかる基板処理装置の構成を示す平面図である。図２は、図１のＶ−Ｖ線に沿って見た断面図である。なお、図１から図３にはそれらの方向関係を明確にするため必要に応じてＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。この基板処理装置１は、基板にアッシングを行った後、引き続いてその基板に対して洗浄処理を行う装置である。基板処理装置１は、インデクサＩＤと、洗浄処理部１０と、灰化処理部２０と、搬送ロボットＴＲと、反転部５０とを備えている。
【００１７】
インデクサＩＤは、複数枚の基板を収納可能なキャリアＣを載置するとともに移載ロボットＴＦを備え、未処理基板を当該キャリアＣから取り出して搬送ロボットＴＲに払い出すとともに処理済基板を搬送ロボットＴＲから受け取ってキャリアＣに収容する。それぞれのキャリアＣには、多段の収納溝が刻設されており、それぞれの溝には１枚の基板Ｗを水平姿勢にて（主面を水平面に沿わせて）収容することができる。従って、各キャリアＣには、複数の基板Ｗ（例えば２５枚）を水平姿勢かつ多段に所定の間隔を隔てて積層した状態にて収納することができる。なお、本実施形態のキャリアＣの形態としては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)を採用しているが、これに限定されるものではなく、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板Ｗを外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良い。
【００１８】
各キャリアＣの正面側（図中（−Ｘ）側）には蓋が設けられており、当該蓋は基板Ｗの出し入れを行えるように着脱可能とされている。キャリアＣの蓋の着脱は、図示を省略するポッドオープナーによって行われる。キャリアＣから蓋を取り外すことにより当該蓋部分が基板通過可能な開口部となる。キャリアＣに対する基板Ｗの搬入搬出はこの開口部を介して行われる。なお、キャリアＣのインデクサＩＤへの載置およびインデクサＩＤからの搬出は、通常ＡＧＶ(Automatic Guided Vehicle)やＯＨＴ(over-head hoist transport)等によって自動的に行うようにしている。
【００１９】
移載ロボットＴＦは、後述する搬送ロボットＴＲ（図３）と類似する構成を備えている。移載ロボットＴＦが後述の搬送ロボットＴＲと異なるのは、２本の搬送アーム４１ａ，４１ｂではなくそれらと形状の異なる１本の移載アーム７５を備えている点と、ボールネジとガイドレールとからなる図示省略のＹ軸方向駆動機構を有することによって図１中矢印ＡＲ１にて示すようにＹ軸方向に沿った水平移動が可能である点であり、残余の点については同じである。従って、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５を高さ方向に昇降動作させること、Ｙ軸方向に沿って水平移動させること、回転動作させることおよび水平方向に進退移動させることができる。つまり、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５を３次元的に移動させることができるのである。
【００２０】
このような構成により、移載ロボットＴＦは、各キャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出して搬送ロボットＴＲに渡すことと、処理済みの基板Ｗを搬送ロボットＴＲから受け取っていずれかのキャリアＣに収容することができる。
【００２１】
洗浄処理部１０と灰化処理部２０とは搬送ロボットＴＲが配置された搬送路９を挟んで対向配置されている。また、搬送路９の一端部はインデクサＩＤと接触し、他端部には反転部５０が配置されている。
【００２２】
洗浄処理部１０は、表面スクラバーＳＳおよび裏面スクラバーＳＳＲをそれぞれ一つずつ備える。表面スクラバーＳＳは、その洗浄処理室内において基板Ｗの表面（デバイス面）を上側に向けて水平面内にて基板Ｗを回転させつつその表面にリンス液（純水）を吐出して洗浄ブラシを当接または近接させることによって表面洗浄処理を行う。表面スクラバーＳＳは、基板Ｗの裏面（デバイス面とは反対側の面）を真空吸着するいわゆるバキュームチャックを採用している。
【００２３】
一方、裏面スクラバーＳＳＲは、その洗浄処理室１７内において基板Ｗの裏面を上側に向けて水平面内にて基板Ｗを回転させつつその裏面にリンス液（純水）を吐出して洗浄ブラシを当接または近接させることによって裏面洗浄処理を行う。裏面スクラバーＳＳＲは、デバイス面を吸着保持することができないため、基板Ｗの周縁部を把持するいわゆるメカチャックを採用している。
【００２４】
図２には裏面スクラバーＳＳＲの一部構成を示している。回転ベース１１の上面には複数のピン１２が立設されている。ピン１２は保持される基板Ｗの外周に沿って配置されており、図示を省略する開閉機構によって基板Ｗに対して開閉することができるようにされている。すなわち、ピン１２が基板Ｗの周縁に対して接離するように構成されている。複数のピン１２が基板Ｗの周縁部に接して押圧することにより、当該基板Ｗは回転ベース１１に水平姿勢にて保持される。一方、複数のピン１２が基板Ｗの周縁部から離間した開放姿勢をとることにより、回転ベース１１から基板Ｗを取り出すことが出来るとともに、回転ベース１１に新たな基板Ｗを渡すことができる。
【００２５】
回転ベース１１は鉛直方向に沿った回転軸を中心として回転自在にモータ１３に支持されている。回転ベース１１に基板Ｗを保持させた状態にてモータ１３が回転ベース１１を回転させることにより基板Ｗは水平面内にて回転することとなる。
【００２６】
また、裏面スクラバーＳＳＲには洗浄ブラシ１４と純水吐出ノズル１６とが設けられている。純水吐出ノズル１６は、図外の純水供給源と連通接続されている。洗浄ブラシ１４はブラシアーム１５の先端に取り付けられている。ブラシアーム１５は図外の駆動機構によって昇降することと、水平面内にて揺動することとが可能とされている。基板Ｗの裏面洗浄処理を行うときには、基板Ｗを回転させるとともに、その基板Ｗの上面（裏面）に純水吐出ノズル１６からリンス液として純水を吐出しつつ洗浄ブラシ１４を基板Ｗの裏面に当接または近接させた状態で、ブラシアーム１５を揺動させることによって、基板Ｗの裏面に付着したパーティクル等の汚染物質を除去する。なお、表面スクラバーＳＳもバキュームチャックを原則的に採用している点を除いては裏面スクラバーＳＳＲと同様の構成を有している。
【００２７】
灰化処理部２０は、アッシング部ＡＳＨと冷却部ＣＰとを内蔵させて構成されている。アッシング部ＡＳＨは、加熱プレート２１（図２）を内包する処理室２２と、その処理室２２内を真空排気する真空システムと、処理室２２に酸素等の処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、高周波電解を印加してプラズマを形成するプラズマ形成機構とを備えている。このような構成により、アッシング部ＡＳＨは、加熱プレート２１上に基板Ｗを載置した状態でその周辺を真空にして酸素プラズマによりアッシング（灰化処理）を行うことができる。なお、既述したように、アッシングとは有機物であるレジストを酸素プラズマによって気化する処理である。
【００２８】
灰化処理部２０に内蔵された冷却部ＣＰは、図示を省略した処理室内に冷却プレートを備えており、冷却プレートに載置した基板Ｗをペルチェ素子または恒温水循環によって所定温度まで冷却する。ここでの冷却部ＣＰは、アッシングによって昇温した基板Ｗを洗浄処理可能な温度にまで冷却するためのものである。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態においては、搬送路９を挟んで洗浄処理部１０と灰化処理部２０とが略同一の高さ位置に対向配置されている。なお、搬送路９、洗浄処理部１０および灰化処理部２０の下方空間は液配管や電気配線を収納するキャビネットとして機能している。
【００３０】
洗浄処理部１０と灰化処理部２０とに挟み込まれた搬送路９の中央部には搬送ロボットＴＲが配置されている。図３は、搬送ロボットＴＲの外観斜視図である。搬送ロボットＴＲは、伸縮体４０の上部に２本の搬送アーム４１ａ，４１ｂを備えたアームステージ４５を設けるとともに、伸縮体４０によってテレスコピック型の多段入れ子構造を実現している。
【００３１】
伸縮体４０は、上から順に４つの分割体４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄによって構成されている。分割体４０ａは分割体４０ｂに収容可能であり、分割体４０ｂは分割体４０ｃに収容可能であり、分割体４０ｃは分割体４０ｄに収容可能である。そして、分割体４０ａ〜４０ｄを順次に収納していくことによって伸縮体４０は収縮し、逆に分割体４０ａ〜４０ｄを順次に引き出していくことによって伸縮体４０は伸張する。すなわち、伸縮体４０の収縮時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂに収容され、分割体４０ｂが分割体４０ｃに収容され、分割体４０ｃが分割体４０ｄに収容される。一方、伸縮体４０の伸張時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂから引き出され、分割体４０ｂが分割体４０ｃから引き出され、分割体４０ｃが分割体４０ｄから引き出される。
【００３２】
伸縮体４０の伸縮動作は、その内部に設けられた伸縮昇降機構によって実現される。伸縮昇降機構としては、例えば、ベルトとローラとを複数組み合わせたものをモータによって駆動する機構を採用することができる。搬送ロボットＴＲは、このような伸縮昇降機構によって搬送アーム４１ａ，４１ｂの昇降動作を行うことができる。
【００３３】
また、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム４１ａ，４１ｂの水平進退移動および回転動作を行うこともできる。具体的には、分割体４０ａの上部にアームステージ４５が設けられており、そのアームステージ４５によって搬送アーム４１ａ，４１ｂの水平進退移動および回転動作を行う。すなわち、アームステージ４５が搬送アーム４１ａ，４１ｂのそれぞれのアームセグメントを屈伸させることにより搬送アーム４１ａ，４１ｂが水平進退移動を行い、アームステージ４５自体が伸縮体４０に対して回転動作を行うことにより搬送アーム４１ａ，４１ｂが回転動作を行う。
【００３４】
従って、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム４１ａ，４１ｂを高さ方向に昇降動作させること、回転動作させることおよび水平方向に進退移動させることができる。つまり、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム４１ａ，４１ｂを３次元的に移動させて洗浄処理部１０の洗浄処理室（より具体的には表面スクラバーＳＳの洗浄処理室または裏面スクラバーＳＳＲの洗浄処理室１７）と灰化処理部２０の処理室（より具体的にはアッシング部ＡＳＨの処理室２２または冷却部ＣＰの処理室）との双方に対して基板Ｗの搬出入を行うことができる。そして、基板Ｗを保持した搬送アーム４１ａ，４１ｂが３次元的に移動してインデクサＩＤ、洗浄処理部１０、灰化処理部２０および反転部５０の間で基板Ｗの受け渡しを行うことにより当該基板Ｗにアッシングおよび洗浄処理を行わせることができる。なお、既述したように、インデクサＩＤの移載ロボットＴＦは、アームの形状、個数およびＹ軸方向に沿って移動可能である点を除いては搬送ロボットＴＲと同様の構成を有する。
【００３５】
搬送路９の端部に配置された反転部５０は、２つの反転ユニットＲＥＶ１，ＲＥＶ２を２段に積層して構成されている。反転ユニットＲＥＶ１，ＲＥＶ２は、いずれも基板Ｗの周縁部を把持して基板の上下面を反転させることが可能に構成されている。反転ユニットＲＥＶ１，ＲＥＶ２は同様の機能を有するものであるが、本実施形態では反転ユニットＲＥＶ１が基板Ｗの裏面を上面に向けるために使用され、反転ユニットＲＥＶ２が基板Ｗの表面を上面に向けるために使用される。
【００３６】
次に、上記構成を有する基板処理装置１における処理内容について説明する。ここではまず、半導体等の製造工程の一部について簡単に説明する。図４は、半導体製造工程の一部を示すフローチャートである。図４においては、露光処理以前の工程については省略している。酸化膜の成膜、レジスト塗布、露光処理が終了した基板には、露光された部分（または露光されなかった部分）を現像液で溶かす現像処理が行われる（ステップＳ１）。現像処理の後、エッチングによってパターン形状に酸化膜を溶かす（ステップＳ２）。エッチングには、フッ酸等の薬液を使用するウェットエッチングとイオンを使用するドライエッチングとがある。特にドライエッチングは微細回路に適しているが、反応性イオンによってレジストの一部がポリマーに変質して基板に付着するため、ポリマー除去のための洗浄を行うことが多い（ステップＳ３）。
【００３７】
次に、基板のシリコン部分へのイオン注入を行う（ステップＳ４）。イオン注入後、レジスト膜は不要となるためレジスト剥離処理が行われる。このようなレジスト剥離のための処理がアッシング（ステップＳ５）である。既述したように、アッシング後の基板にはレジスト膜の残存物質がパーティクルとして付着しているため、アッシング後の基板に対しては洗浄処理を行う（ステップＳ６）。この後、保護膜の形成等を行い、最終的な製品として仕上げる。
【００３８】
以上の製造工程のうち本実施形態の基板処理装置１が行うのはアッシング（ステップＳ５）および洗浄処理（ステップＳ６）である。つまり、基板処理装置１は、洗浄処理とその直前の処理工程である灰化処理とを連続して行うものである。
【００３９】
次に、基板処理装置１における処理手順についてさらに説明する。図５は、基板処理装置１における基板Ｗの搬送手順の例を示すフローチャートである。上述したように、基板処理装置１はアッシングとその直後の洗浄処理とを行う装置であり、イオン注入後の不要なレジスト膜が付着したままの基板Ｗが未処理基板として複数枚キャリアＣに収容された状態で基板処理装置１のインデクサＩＤに搬入される。
【００４０】
図５（ａ）に示す例では、インデクサＩＤの移載ロボットＴＦがキャリアＣから１枚の未処理基板Ｗを取り出して搬送ロボットＴＲに渡す。搬送ロボットＴＲは、インデクサＩＤから渡された基板Ｗを灰化処理部２０のアッシング部ＡＳＨの処理室２２に搬入する。アッシング部ＡＳＨは、加熱プレート２１上に枚葉状態で基板Ｗを載置してアッシングを行う。アッシング後の基板はそのまま洗浄するには温度が高すぎるため、搬送ロボットＴＲによってアッシング部ＡＳＨの処理室２２から取り出された後冷却部ＣＰの処理室内に移され、冷却プレートによって冷却される。
【００４１】
その後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって灰化処理部２０から反転部５０の反転ユニットＲＥＶ１に搬入される。反転ユニットＲＥＶ１は基板Ｗの上下面を反転させて裏面を上面にする。上下反転された基板Ｗは枚葉状態のまま搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０の裏面スクラバーＳＳＲの処理室１７内に搬入される。裏面スクラバーＳＳＲは、基板Ｗの裏面のスクラブ洗浄を行う。アッシング時に生じたパーティクルが基板Ｗの裏面に回り込んで付着することがあり、裏面スクラバーＳＳＲはそのようなパーティクルを除去するのである。
【００４２】
裏面洗浄の後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０から反転部５０の反転ユニットＲＥＶ２に搬入される。反転ユニットＲＥＶ２は基板Ｗの上下面を反転させて表面を上面にする。上下反転された基板Ｗは枚葉状態のまま搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０の表面スクラバーＳＳの洗浄処理室に搬入される。表面スクラバーＳＳは、基板Ｗの表面のスクラブ洗浄を行う。基板Ｗの表面にはアッシング後の残存物質がパーティクルとして付着しており、表面スクラバーＳＳはそのようなパーティクルを除去する。
【００４３】
表面洗浄の後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０から再びインデクサＩＤに戻される。すなわち、処理済の基板Ｗは搬送ロボットＴＲからインデクサＩＤの移載ロボットＴＦに渡され、移載ロボットＴＦがその基板ＷをキャリアＣに収納する。やがて、複数枚の処理済の基板Ｗが収納されたキャリアＣは基板処理装置１のインデクサＩＤから搬出されることとなる。
【００４４】
また、基板処理装置１における基板Ｗの処理手順は図５（ｂ）のようにしても良い。図５（ｂ）に示す例では、インデクサＩＤの移載ロボットＴＦがキャリアＣから１枚の未処理基板Ｗを取り出して搬送ロボットＴＲに渡す。搬送ロボットＴＲは、インデクサＩＤから渡された基板Ｗを灰化処理部２０のアッシング部ＡＳＨの処理室２２に搬入する。アッシング部ＡＳＨは、加熱プレート２１上に基板Ｗを載置してアッシングを行う。アッシング後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲによってアッシング部ＡＳＨの処理室２２から取り出された後、冷却部ＣＰの処理室内に移され、冷却される。
【００４５】
その後、枚葉状態の基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって灰化処理部２０から洗浄処理部１０の表面スクラバーＳＳの洗浄処理室に搬入される。表面スクラバーＳＳは、基板Ｗの表面のスクラブ洗浄を行う。表面洗浄の後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０から反転部５０の反転ユニットＲＥＶ１に搬入される。反転ユニットＲＥＶ１は基板Ｗの上下面を反転させて裏面を上面にする。上下反転された基板Ｗは枚葉状態のまま搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０の裏面スクラバーＳＳＲの洗浄処理室１７に搬入される。裏面スクラバーＳＳＲは、基板Ｗの裏面のスクラブ洗浄を行う。
【００４６】
その後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０から反転部５０の反転ユニットＲＥＶ２に搬入される。反転ユニットＲＥＶ２は基板Ｗの上下面を反転させて表面を上面にする。上下反転された基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって反転ユニットＲＥＶ２から再びインデクサＩＤに戻される。すなわち、処理済の基板Ｗは搬送ロボットＴＲからインデクサＩＤの移載ロボットＴＦに渡され、移載ロボットＴＦがその基板ＷをキャリアＣに収納する。
【００４７】
図５（ａ）,（ｂ）のいずれの場合であっても、従来の如くキャリアに複数枚のアッシング後基板を収納した後にそのキャリアをプラズマアッシャから洗浄装置に搬送するのではなく、洗浄処理部１０および灰化処理部２０を１つの基板処理装置１に組み込み、洗浄処理の直前処理工程であるアッシングを行う灰化処理部２０から洗浄処理を行う洗浄処理部１０の順に共通の搬送ロボットＴＲによって基板Ｗを枚葉状態で保持したまま搬送している。このため、従来のような装置間搬送に要する無駄時間を無くすことができる。
【００４８】
また、アッシング後比較的短時間にて基板Ｗの洗浄処理が行われることとなるため、アッシング後に残ったパーティクルが基板に強固には付着しておらず、洗浄処理性能を向上させることができる。図６は、アッシング後の経過時間とパーティクルの基板への吸着力との相関を示す図である。同図に示すように、アッシング後の経過時間が長くなるにしたがってパーティクルが基板Ｗに強固に付着することとなる。アッシング後の経過時間が”Ｔ”以下であれば、スクラブ洗浄でなくとも基板Ｗに純水やオゾン水等の機能水を吐出するだけでアッシング後に残ったパーティクルを基板Ｗから除去することができる。
【００４９】
本実施形態の基板処理装置１では、アッシングが終了した基板Ｗを直ちに搬送ロボットＴＲが洗浄処理部１０に向けて搬送するため、アッシングから洗浄処理までに要する時間が短く、パーティクルは基板Ｗに強固に付着しておらず、洗浄処理部１０にて容易にパーティクルを除去することができ、洗浄処理性能を向上させることができる。
【００５０】
また、搬送路９を挟んで洗浄処理部１０と灰化処理部２０とが略同一の高さ位置に対向配置されているため、洗浄処理部１０と灰化処理部２０との距離が短くなって搬送ロボットＴＲがアッシング後の基板Ｗを洗浄処理部１０に搬送するのに要する時間が短くなり、無駄時間をより確実に無くすことができるとともに、洗浄処理性能をさらに向上させることができる。
【００５１】
また、反転部５０によってアッシング後の基板Ｗを上下面反転させ表裏の両面を洗浄するようにしているため、基板Ｗの全面からパーティクルを除去することができる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、洗浄処理部１０と灰化処理部２０とを１つの基板処理装置１に組み込むようにしていたが、洗浄処理は半導体等の製造工程において複数回行うものであり、洗浄処理部１０と他の処理部とを１つの装置内に組み込むようにしても良い。例えば、酸化膜の成膜を行う成膜処理部、基板のエッチングを行うエッチング処理部等と洗浄処理部と一体化して１の装置内に組み込むようにしても良い。すなわち、基板の洗浄処理を行う洗浄処理部と、洗浄処理の直前処理工程に該当する処理を行う前処理部とを一体化して１の装置内に組み込み、それらに対して共通の搬送ロボットによって基板搬送を行うようにすれば、上記直前処理から洗浄処理までに要する時間を短縮して無駄時間を無くすことができるとともに、上記直前処理後直ちに洗浄処理を行うことで洗浄処理性能を向上させることができる。
【００５３】
また、上記実施形態においては、洗浄処理部１０を洗浄ブラシによって機械的な洗浄を行うスピンスクラバーとしていたが、これに限定されるものではなく、超音波を付与した純水を基板に吹き付けることによって洗浄を行うユニット、高圧の純水を基板に吹き付けることによって洗浄を行うユニット、液相に気相を混合して基板に吹き付けることによって洗浄を行うユニット、薬液を供給して洗浄を行うユニット、ポリマーで除去液を供給して洗浄するユニット等によって洗浄処理部を構成するようにしても良い。
【００５４】
また、上記実施形態では灰化処理部２０はアッシング部ＡＳＨと冷却部ＣＰとを内蔵させて構成されていたが、それに限られるものでなく、アッシング後の基板の温度がさほど問題にならないのであれば冷却部ＣＰを省略した形態とすることもできる。
【００５５】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明によれば、表面洗浄処理室内において基板の表面を洗浄する表面洗浄部と、裏面洗浄処理室内において基板の裏面を洗浄する裏面洗浄部と、洗浄処理の直前処理工程として灰化処理室内においてレジスト剥離のための灰化処理を行う灰化処理部と、冷却処理室内において灰化処理後の基板を冷却する冷却処理部と、基板の上面を表裏反転させる反転部と、表面洗浄部の表面洗浄処理室、裏面洗浄部の裏面洗浄処理室、灰化処理部の灰化処理室、冷却処理部の冷却処理室および反転部に対して基板の搬出入を行う搬送手段と、を備え、灰化処理部および冷却処理部と表面洗浄部および裏面洗浄部とを一体化して装置内に組み込むとともに共通の搬送手段によって灰化処理部の処理室から冷却処理部の冷却処理室を経て表面洗浄部の表面洗浄処理室または裏面洗浄部の裏面洗浄処理室に枚葉状態のまま基板の搬送を行うことができるため、灰化処理から洗浄処理までの無駄時間を短縮して灰化処理後の洗浄処理性能を向上させることができる。
【００５６】
また、請求項２の発明によれば、表面洗浄部、裏面洗浄部および灰化処理部が略同一の高さ位置に設けられているため、灰化処理部から表面洗浄部または裏面洗浄部までの基板の搬送に要する時間が短くなり、灰化処理から洗浄処理までの無駄時間をさらに短縮することができる。
【００５７】
また、請求項３の発明によれば、搬送手段が配置された搬送路を挟んで表面洗浄部および裏面洗浄部と灰化処理部とが対向配置されているため、灰化処理部から表面洗浄部または裏面洗浄部までの基板の搬送に要する時間が短くなり、灰化処理から洗浄処理までの無駄時間をさらに短縮することができる。
【００５８】
また、請求項４の発明によれば、搬送手段がインデクサ部から渡された未処理基板を灰化処理部から冷却処理部を経て表面洗浄部または裏面洗浄部の順に搬送し、表面洗浄部または裏面洗浄部から受け取った処理済み基板をインデクサ部に渡すため、灰化処理部から表面洗浄部または裏面洗浄部への連続処理を行うことができ、灰化処理から洗浄処理までの無駄時間を短縮して灰化処理後の洗浄処理性能を向上させることができる。
【００６１】
また、請求項５の発明によれば、表面洗浄部の表面洗浄処理室内および裏面洗浄部の裏面洗浄処理室内に、基板を略水平面内にて回転させる回転機構と、基板に洗浄液を吐出する吐出機構とを備えており、灰化処理から洗浄処理までの無駄時間を短縮して灰化処理後の洗浄処理性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１の基板処理装置をＶ−Ｖ線に沿って見た断面図である。
【図３】図１の基板処理装置の搬送ロボットの外観斜視図である。
【図４】半導体製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図５】基板処理装置における基板の搬送手順を示すフローチャートである。
【図６】アッシング後の経過時間とパーティクルの基板への吸着力との相関を示す図である。
【符号の説明】
１ 基板処理装置
１０ 洗浄処理部
１１ 回転ベース
１３ モータ
１４ 洗浄ブラシ
１６ 純水吐出ノズル
１７ 洗浄処理室
２０ 灰化処理部
２２ 処理室
５０ 反転部
ＡＳＨ アッシング部
Ｃ キャリア
ＩＤ インデクサ
ＳＳ 表面スクラバー
ＳＳＲ 裏面スクラバー
ＴＲ 搬送ロボット
Ｗ 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、灰化処理等の所定の処理が行われた半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）に対して洗浄処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、イオン注入、レジスト剥離、層間絶縁膜の形成、熱処理などの一連の諸処理を施すことにより製造されている。これら諸処理のうち、例えばレジスト剥離はプラズマ化したガスとレジストを反応させ、レジストを気化させて取り除くプラズマアッシャによって行われることが多い。レジストは炭素、酸素、水素からなる有機物質であって、プラズマアッシャはこれと酸素プラズマとを化学反応させるアッシング（灰化処理）によってレジスト除去を行う。
【０００３】
実際のレジストには重金属などの気化しない不純物も多少含まれており、アッシング後の基板にはこれらの残存物質がパーティクルとして付着している。このため、一般にはアッシング後の基板に対して洗浄処理を行うことにより、パーティクルを完全に除去している。
【０００４】
従来より、プラズマアッシャには複数の未処理基板がキャリアに収納された状態で搬入され、そのキャリアから未処理基板が順次に取り出されてアッシングが行われる。アッシングが施された基板は一旦元のキャリアに戻され、該キャリアに複数のアッシング後の基板が収納された状態でプラズマアッシャから洗浄装置に搬送される。そして、洗浄装置にてキャリアから取り出された基板に順次に洗浄処理が行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のようにしてアッシングから洗浄処理を行うと一旦キャリアに複数枚のアッシング後基板を収納した後にそのキャリアをプラズマアッシャから洗浄装置に搬送することとなるため、装置間搬送のための無駄な時間が生じることとなる。
【０００６】
また、アッシングの後にある程度時間が経過してから洗浄処理を行うと、アッシング後に残ったパーティクルが基板に強固に付着することとなるため、洗浄処理性能が低下することにもなる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、洗浄処理までの無駄時間を短縮して洗浄処理性能を向上させた基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、灰化処理が行われた基板に対して洗浄処理を行う基板処理装置において、表面洗浄処理室内において基板の表面を洗浄する表面洗浄部と、裏面洗浄処理室内において基板の裏面を洗浄する裏面洗浄部と、前記洗浄処理の直前処理工程として灰化処理室内においてレジスト剥離のための灰化処理を行う灰化処理部と、冷却処理室内において灰化処理後の基板を冷却する冷却処理部と、基板の上面を表裏反転させる反転部と、前記表面洗浄部の前記表面洗浄処理室、前記裏面洗浄部の前記裏面洗浄処理室、前記灰化処理部の前記灰化処理室、前記冷却処理部の前記冷却処理室および前記反転部に対して基板の搬出入を行う搬送手段と、を備え、前記表面洗浄部、前記裏面洗浄部、前記灰化処理部および前記冷却処理部を一体化して前記基板処理装置内に組み込むとともに、前記搬送手段に、前記灰化処理を完了した後の枚葉状態の基板を前記灰化処理室から取り出して前記冷却処理部の前記冷却処理室に搬送させ、その後当該基板を枚葉状態で前記表面洗浄部の前記表面洗浄処理室または前記裏面洗浄部の前記裏面洗浄処理室に搬送させている。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記表面洗浄部、前記裏面洗浄部および前記灰化処理部を略同一の高さ位置に設けている。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明にかかる基板処理装置において、前記搬送手段が配置された搬送路を挟んで前記表面洗浄部および前記裏面洗浄部と前記灰化処理部とを対向配置している。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、未処理基板の取り出しおよび処理済み基板の収容を行うインデクサ部をさらに備え、前記搬送手段に、前記インデクサ部から渡された未処理基板を前記灰化処理部から前記冷却処理部を経て前記表面洗浄部または前記裏面洗浄部の順に搬送させ、前記表面洗浄部または前記裏面洗浄部から受け取った処理済み基板を前記インデクサ部に渡させている。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、前記表面洗浄部の前記表面洗浄処理室内および前記裏面洗浄部の前記裏面洗浄処理室内に、基板を略水平面内にて回転させる回転機構と、基板に洗浄液を吐出する吐出機構とを備える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明にかかる基板処理装置の構成を示す平面図である。図２は、図１のＶ−Ｖ線に沿って見た断面図である。なお、図１から図３にはそれらの方向関係を明確にするため必要に応じてＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。この基板処理装置１は、基板にアッシングを行った後、引き続いてその基板に対して洗浄処理を行う装置である。基板処理装置１は、インデクサＩＤと、洗浄処理部１０と、灰化処理部２０と、搬送ロボットＴＲと、反転部５０とを備えている。
【００１７】
インデクサＩＤは、複数枚の基板を収納可能なキャリアＣを載置するとともに移載ロボットＴＦを備え、未処理基板を当該キャリアＣから取り出して搬送ロボットＴＲに払い出すとともに処理済基板を搬送ロボットＴＲから受け取ってキャリアＣに収容する。それぞれのキャリアＣには、多段の収納溝が刻設されており、それぞれの溝には１枚の基板Ｗを水平姿勢にて（主面を水平面に沿わせて）収容することができる。従って、各キャリアＣには、複数の基板Ｗ（例えば２５枚）を水平姿勢かつ多段に所定の間隔を隔てて積層した状態にて収納することができる。なお、本実施形態のキャリアＣの形態としては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)を採用しているが、これに限定されるものではなく、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板Ｗを外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良い。
【００１８】
各キャリアＣの正面側（図中（−Ｘ）側）には蓋が設けられており、当該蓋は基板Ｗの出し入れを行えるように着脱可能とされている。キャリアＣの蓋の着脱は、図示を省略するポッドオープナーによって行われる。キャリアＣから蓋を取り外すことにより当該蓋部分が基板通過可能な開口部となる。キャリアＣに対する基板Ｗの搬入搬出はこの開口部を介して行われる。なお、キャリアＣのインデクサＩＤへの載置およびインデクサＩＤからの搬出は、通常ＡＧＶ(Automatic Guided Vehicle)やＯＨＴ(over-head hoist transport)等によって自動的に行うようにしている。
【００１９】
移載ロボットＴＦは、後述する搬送ロボットＴＲ（図３）と類似する構成を備えている。移載ロボットＴＦが後述の搬送ロボットＴＲと異なるのは、２本の搬送アーム４１ａ，４１ｂではなくそれらと形状の異なる１本の移載アーム７５を備えている点と、ボールネジとガイドレールとからなる図示省略のＹ軸方向駆動機構を有することによって図１中矢印ＡＲ１にて示すようにＹ軸方向に沿った水平移動が可能である点であり、残余の点については同じである。従って、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５を高さ方向に昇降動作させること、Ｙ軸方向に沿って水平移動させること、回転動作させることおよび水平方向に進退移動させることができる。つまり、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５を３次元的に移動させることができるのである。
【００２０】
このような構成により、移載ロボットＴＦは、各キャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出して搬送ロボットＴＲに渡すことと、処理済みの基板Ｗを搬送ロボットＴＲから受け取っていずれかのキャリアＣに収容することができる。
【００２１】
洗浄処理部１０と灰化処理部２０とは搬送ロボットＴＲが配置された搬送路９を挟んで対向配置されている。また、搬送路９の一端部はインデクサＩＤと接触し、他端部には反転部５０が配置されている。
【００２２】
洗浄処理部１０は、表面スクラバーＳＳおよび裏面スクラバーＳＳＲをそれぞれ一つずつ備える。表面スクラバーＳＳは、その洗浄処理室内において基板Ｗの表面（デバイス面）を上側に向けて水平面内にて基板Ｗを回転させつつその表面にリンス液（純水）を吐出して洗浄ブラシを当接または近接させることによって表面洗浄処理を行う。表面スクラバーＳＳは、基板Ｗの裏面（デバイス面とは反対側の面）を真空吸着するいわゆるバキュームチャックを採用している。
【００２３】
一方、裏面スクラバーＳＳＲは、その洗浄処理室１７内において基板Ｗの裏面を上側に向けて水平面内にて基板Ｗを回転させつつその裏面にリンス液（純水）を吐出して洗浄ブラシを当接または近接させることによって裏面洗浄処理を行う。裏面スクラバーＳＳＲは、デバイス面を吸着保持することができないため、基板Ｗの周縁部を把持するいわゆるメカチャックを採用している。
【００２４】
図２には裏面スクラバーＳＳＲの一部構成を示している。回転ベース１１の上面には複数のピン１２が立設されている。ピン１２は保持される基板Ｗの外周に沿って配置されており、図示を省略する開閉機構によって基板Ｗに対して開閉することができるようにされている。すなわち、ピン１２が基板Ｗの周縁に対して接離するように構成されている。複数のピン１２が基板Ｗの周縁部に接して押圧することにより、当該基板Ｗは回転ベース１１に水平姿勢にて保持される。一方、複数のピン１２が基板Ｗの周縁部から離間した開放姿勢をとることにより、回転ベース１１から基板Ｗを取り出すことが出来るとともに、回転ベース１１に新たな基板Ｗを渡すことができる。
【００２５】
回転ベース１１は鉛直方向に沿った回転軸を中心として回転自在にモータ１３に支持されている。回転ベース１１に基板Ｗを保持させた状態にてモータ１３が回転ベース１１を回転させることにより基板Ｗは水平面内にて回転することとなる。
【００２６】
また、裏面スクラバーＳＳＲには洗浄ブラシ１４と純水吐出ノズル１６とが設けられている。純水吐出ノズル１６は、図外の純水供給源と連通接続されている。洗浄ブラシ１４はブラシアーム１５の先端に取り付けられている。ブラシアーム１５は図外の駆動機構によって昇降することと、水平面内にて揺動することとが可能とされている。基板Ｗの裏面洗浄処理を行うときには、基板Ｗを回転させるとともに、その基板Ｗの上面（裏面）に純水吐出ノズル１６からリンス液として純水を吐出しつつ洗浄ブラシ１４を基板Ｗの裏面に当接または近接させた状態で、ブラシアーム１５を揺動させることによって、基板Ｗの裏面に付着したパーティクル等の汚染物質を除去する。なお、表面スクラバーＳＳもバキュームチャックを原則的に採用している点を除いては裏面スクラバーＳＳＲと同様の構成を有している。
【００２７】
灰化処理部２０は、アッシング部ＡＳＨと冷却部ＣＰとを内蔵させて構成されている。アッシング部ＡＳＨは、加熱プレート２１（図２）を内包する処理室２２と、その処理室２２内を真空排気する真空システムと、処理室２２に酸素等の処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、高周波電解を印加してプラズマを形成するプラズマ形成機構とを備えている。このような構成により、アッシング部ＡＳＨは、加熱プレート２１上に基板Ｗを載置した状態でその周辺を真空にして酸素プラズマによりアッシング（灰化処理）を行うことができる。なお、既述したように、アッシングとは有機物であるレジストを酸素プラズマによって気化する処理である。
【００２８】
灰化処理部２０に内蔵された冷却部ＣＰは、図示を省略した処理室内に冷却プレートを備えており、冷却プレートに載置した基板Ｗをペルチェ素子または恒温水循環によって所定温度まで冷却する。ここでの冷却部ＣＰは、アッシングによって昇温した基板Ｗを洗浄処理可能な温度にまで冷却するためのものである。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態においては、搬送路９を挟んで洗浄処理部１０と灰化処理部２０とが略同一の高さ位置に対向配置されている。なお、搬送路９、洗浄処理部１０および灰化処理部２０の下方空間は液配管や電気配線を収納するキャビネットとして機能している。
【００３０】
洗浄処理部１０と灰化処理部２０とに挟み込まれた搬送路９の中央部には搬送ロボットＴＲが配置されている。図３は、搬送ロボットＴＲの外観斜視図である。搬送ロボットＴＲは、伸縮体４０の上部に２本の搬送アーム４１ａ，４１ｂを備えたアームステージ４５を設けるとともに、伸縮体４０によってテレスコピック型の多段入れ子構造を実現している。
【００３１】
伸縮体４０は、上から順に４つの分割体４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄによって構成されている。分割体４０ａは分割体４０ｂに収容可能であり、分割体４０ｂは分割体４０ｃに収容可能であり、分割体４０ｃは分割体４０ｄに収容可能である。そして、分割体４０ａ〜４０ｄを順次に収納していくことによって伸縮体４０は収縮し、逆に分割体４０ａ〜４０ｄを順次に引き出していくことによって伸縮体４０は伸張する。すなわち、伸縮体４０の収縮時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂに収容され、分割体４０ｂが分割体４０ｃに収容され、分割体４０ｃが分割体４０ｄに収容される。一方、伸縮体４０の伸張時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂから引き出され、分割体４０ｂが分割体４０ｃから引き出され、分割体４０ｃが分割体４０ｄから引き出される。
【００３２】
伸縮体４０の伸縮動作は、その内部に設けられた伸縮昇降機構によって実現される。伸縮昇降機構としては、例えば、ベルトとローラとを複数組み合わせたものをモータによって駆動する機構を採用することができる。搬送ロボットＴＲは、このような伸縮昇降機構によって搬送アーム４１ａ，４１ｂの昇降動作を行うことができる。
【００３３】
また、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム４１ａ，４１ｂの水平進退移動および回転動作を行うこともできる。具体的には、分割体４０ａの上部にアームステージ４５が設けられており、そのアームステージ４５によって搬送アーム４１ａ，４１ｂの水平進退移動および回転動作を行う。すなわち、アームステージ４５が搬送アーム４１ａ，４１ｂのそれぞれのアームセグメントを屈伸させることにより搬送アーム４１ａ，４１ｂが水平進退移動を行い、アームステージ４５自体が伸縮体４０に対して回転動作を行うことにより搬送アーム４１ａ，４１ｂが回転動作を行う。
【００３４】
従って、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム４１ａ，４１ｂを高さ方向に昇降動作させること、回転動作させることおよび水平方向に進退移動させることができる。つまり、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム４１ａ，４１ｂを３次元的に移動させて洗浄処理部１０の洗浄処理室（より具体的には表面スクラバーＳＳの洗浄処理室または裏面スクラバーＳＳＲの洗浄処理室１７）と灰化処理部２０の処理室（より具体的にはアッシング部ＡＳＨの処理室２２または冷却部ＣＰの処理室）との双方に対して基板Ｗの搬出入を行うことができる。そして、基板Ｗを保持した搬送アーム４１ａ，４１ｂが３次元的に移動してインデクサＩＤ、洗浄処理部１０、灰化処理部２０および反転部５０の間で基板Ｗの受け渡しを行うことにより当該基板Ｗにアッシングおよび洗浄処理を行わせることができる。なお、既述したように、インデクサＩＤの移載ロボットＴＦは、アームの形状、個数およびＹ軸方向に沿って移動可能である点を除いては搬送ロボットＴＲと同様の構成を有する。
【００３５】
搬送路９の端部に配置された反転部５０は、２つの反転ユニットＲＥＶ１，ＲＥＶ２を２段に積層して構成されている。反転ユニットＲＥＶ１，ＲＥＶ２は、いずれも基板Ｗの周縁部を把持して基板の上下面を反転させることが可能に構成されている。反転ユニットＲＥＶ１，ＲＥＶ２は同様の機能を有するものであるが、本実施形態では反転ユニットＲＥＶ１が基板Ｗの裏面を上面に向けるために使用され、反転ユニットＲＥＶ２が基板Ｗの表面を上面に向けるために使用される。
【００３６】
次に、上記構成を有する基板処理装置１における処理内容について説明する。ここではまず、半導体等の製造工程の一部について簡単に説明する。図４は、半導体製造工程の一部を示すフローチャートである。図４においては、露光処理以前の工程については省略している。酸化膜の成膜、レジスト塗布、露光処理が終了した基板には、露光された部分（または露光されなかった部分）を現像液で溶かす現像処理が行われる（ステップＳ１）。現像処理の後、エッチングによってパターン形状に酸化膜を溶かす（ステップＳ２）。エッチングには、フッ酸等の薬液を使用するウェットエッチングとイオンを使用するドライエッチングとがある。特にドライエッチングは微細回路に適しているが、反応性イオンによってレジストの一部がポリマーに変質して基板に付着するため、ポリマー除去のための洗浄を行うことが多い（ステップＳ３）。
【００３７】
次に、基板のシリコン部分へのイオン注入を行う（ステップＳ４）。イオン注入後、レジスト膜は不要となるためレジスト剥離処理が行われる。このようなレジスト剥離のための処理がアッシング（ステップＳ５）である。既述したように、アッシング後の基板にはレジスト膜の残存物質がパーティクルとして付着しているため、アッシング後の基板に対しては洗浄処理を行う（ステップＳ６）。この後、保護膜の形成等を行い、最終的な製品として仕上げる。
【００３８】
以上の製造工程のうち本実施形態の基板処理装置１が行うのはアッシング（ステップＳ５）および洗浄処理（ステップＳ６）である。つまり、基板処理装置１は、洗浄処理とその直前の処理工程である灰化処理とを連続して行うものである。
【００３９】
次に、基板処理装置１における処理手順についてさらに説明する。図５は、基板処理装置１における基板Ｗの搬送手順の例を示すフローチャートである。上述したように、基板処理装置１はアッシングとその直後の洗浄処理とを行う装置であり、イオン注入後の不要なレジスト膜が付着したままの基板Ｗが未処理基板として複数枚キャリアＣに収容された状態で基板処理装置１のインデクサＩＤに搬入される。
【００４０】
図５（ａ）に示す例では、インデクサＩＤの移載ロボットＴＦがキャリアＣから１枚の未処理基板Ｗを取り出して搬送ロボットＴＲに渡す。搬送ロボットＴＲは、インデクサＩＤから渡された基板Ｗを灰化処理部２０のアッシング部ＡＳＨの処理室２２に搬入する。アッシング部ＡＳＨは、加熱プレート２１上に枚葉状態で基板Ｗを載置してアッシングを行う。アッシング後の基板はそのまま洗浄するには温度が高すぎるため、搬送ロボットＴＲによってアッシング部ＡＳＨの処理室２２から取り出された後冷却部ＣＰの処理室内に移され、冷却プレートによって冷却される。
【００４１】
その後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって灰化処理部２０から反転部５０の反転ユニットＲＥＶ１に搬入される。反転ユニットＲＥＶ１は基板Ｗの上下面を反転させて裏面を上面にする。上下反転された基板Ｗは枚葉状態のまま搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０の裏面スクラバーＳＳＲの処理室１７内に搬入される。裏面スクラバーＳＳＲは、基板Ｗの裏面のスクラブ洗浄を行う。アッシング時に生じたパーティクルが基板Ｗの裏面に回り込んで付着することがあり、裏面スクラバーＳＳＲはそのようなパーティクルを除去するのである。
【００４２】
裏面洗浄の後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０から反転部５０の反転ユニットＲＥＶ２に搬入される。反転ユニットＲＥＶ２は基板Ｗの上下面を反転させて表面を上面にする。上下反転された基板Ｗは枚葉状態のまま搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０の表面スクラバーＳＳの洗浄処理室に搬入される。表面スクラバーＳＳは、基板Ｗの表面のスクラブ洗浄を行う。基板Ｗの表面にはアッシング後の残存物質がパーティクルとして付着しており、表面スクラバーＳＳはそのようなパーティクルを除去する。
【００４３】
表面洗浄の後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０から再びインデクサＩＤに戻される。すなわち、処理済の基板Ｗは搬送ロボットＴＲからインデクサＩＤの移載ロボットＴＦに渡され、移載ロボットＴＦがその基板ＷをキャリアＣに収納する。やがて、複数枚の処理済の基板Ｗが収納されたキャリアＣは基板処理装置１のインデクサＩＤから搬出されることとなる。
【００４４】
また、基板処理装置１における基板Ｗの処理手順は図５（ｂ）のようにしても良い。図５（ｂ）に示す例では、インデクサＩＤの移載ロボットＴＦがキャリアＣから１枚の未処理基板Ｗを取り出して搬送ロボットＴＲに渡す。搬送ロボットＴＲは、インデクサＩＤから渡された基板Ｗを灰化処理部２０のアッシング部ＡＳＨの処理室２２に搬入する。アッシング部ＡＳＨは、加熱プレート２１上に基板Ｗを載置してアッシングを行う。アッシング後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲによってアッシング部ＡＳＨの処理室２２から取り出された後、冷却部ＣＰの処理室内に移され、冷却される。
【００４５】
その後、枚葉状態の基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって灰化処理部２０から洗浄処理部１０の表面スクラバーＳＳの洗浄処理室に搬入される。表面スクラバーＳＳは、基板Ｗの表面のスクラブ洗浄を行う。表面洗浄の後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０から反転部５０の反転ユニットＲＥＶ１に搬入される。反転ユニットＲＥＶ１は基板Ｗの上下面を反転させて裏面を上面にする。上下反転された基板Ｗは枚葉状態のまま搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０の裏面スクラバーＳＳＲの洗浄処理室１７に搬入される。裏面スクラバーＳＳＲは、基板Ｗの裏面のスクラブ洗浄を行う。
【００４６】
その後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって洗浄処理部１０から反転部５０の反転ユニットＲＥＶ２に搬入される。反転ユニットＲＥＶ２は基板Ｗの上下面を反転させて表面を上面にする。上下反転された基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって反転ユニットＲＥＶ２から再びインデクサＩＤに戻される。すなわち、処理済の基板Ｗは搬送ロボットＴＲからインデクサＩＤの移載ロボットＴＦに渡され、移載ロボットＴＦがその基板ＷをキャリアＣに収納する。
【００４７】
図５（ａ）,（ｂ）のいずれの場合であっても、従来の如くキャリアに複数枚のアッシング後基板を収納した後にそのキャリアをプラズマアッシャから洗浄装置に搬送するのではなく、洗浄処理部１０および灰化処理部２０を１つの基板処理装置１に組み込み、洗浄処理の直前処理工程であるアッシングを行う灰化処理部２０から洗浄処理を行う洗浄処理部１０の順に共通の搬送ロボットＴＲによって基板Ｗを枚葉状態で保持したまま搬送している。このため、従来のような装置間搬送に要する無駄時間を無くすことができる。
【００４８】
また、アッシング後比較的短時間にて基板Ｗの洗浄処理が行われることとなるため、アッシング後に残ったパーティクルが基板に強固には付着しておらず、洗浄処理性能を向上させることができる。図６は、アッシング後の経過時間とパーティクルの基板への吸着力との相関を示す図である。同図に示すように、アッシング後の経過時間が長くなるにしたがってパーティクルが基板Ｗに強固に付着することとなる。アッシング後の経過時間が”Ｔ”以下であれば、スクラブ洗浄でなくとも基板Ｗに純水やオゾン水等の機能水を吐出するだけでアッシング後に残ったパーティクルを基板Ｗから除去することができる。
【００４９】
本実施形態の基板処理装置１では、アッシングが終了した基板Ｗを直ちに搬送ロボットＴＲが洗浄処理部１０に向けて搬送するため、アッシングから洗浄処理までに要する時間が短く、パーティクルは基板Ｗに強固に付着しておらず、洗浄処理部１０にて容易にパーティクルを除去することができ、洗浄処理性能を向上させることができる。
【００５０】
また、搬送路９を挟んで洗浄処理部１０と灰化処理部２０とが略同一の高さ位置に対向配置されているため、洗浄処理部１０と灰化処理部２０との距離が短くなって搬送ロボットＴＲがアッシング後の基板Ｗを洗浄処理部１０に搬送するのに要する時間が短くなり、無駄時間をより確実に無くすことができるとともに、洗浄処理性能をさらに向上させることができる。
【００５１】
また、反転部５０によってアッシング後の基板Ｗを上下面反転させ表裏の両面を洗浄するようにしているため、基板Ｗの全面からパーティクルを除去することができる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、洗浄処理部１０と灰化処理部２０とを１つの基板処理装置１に組み込むようにしていたが、洗浄処理は半導体等の製造工程において複数回行うものであり、洗浄処理部１０と他の処理部とを１つの装置内に組み込むようにしても良い。例えば、酸化膜の成膜を行う成膜処理部、基板のエッチングを行うエッチング処理部等と洗浄処理部と一体化して１の装置内に組み込むようにしても良い。すなわち、基板の洗浄処理を行う洗浄処理部と、洗浄処理の直前処理工程に該当する処理を行う前処理部とを一体化して１の装置内に組み込み、それらに対して共通の搬送ロボットによって基板搬送を行うようにすれば、上記直前処理から洗浄処理までに要する時間を短縮して無駄時間を無くすことができるとともに、上記直前処理後直ちに洗浄処理を行うことで洗浄処理性能を向上させることができる。
【００５３】
また、上記実施形態においては、洗浄処理部１０を洗浄ブラシによって機械的な洗浄を行うスピンスクラバーとしていたが、これに限定されるものではなく、超音波を付与した純水を基板に吹き付けることによって洗浄を行うユニット、高圧の純水を基板に吹き付けることによって洗浄を行うユニット、液相に気相を混合して基板に吹き付けることによって洗浄を行うユニット、薬液を供給して洗浄を行うユニット、ポリマーで除去液を供給して洗浄するユニット等によって洗浄処理部を構成するようにしても良い。
【００５４】
また、上記実施形態では灰化処理部２０はアッシング部ＡＳＨと冷却部ＣＰとを内蔵させて構成されていたが、それに限られるものでなく、アッシング後の基板の温度がさほど問題にならないのであれば冷却部ＣＰを省略した形態とすることもできる。
【００５５】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明によれば、表面洗浄処理室内において基板の表面を洗浄する表面洗浄部と、裏面洗浄処理室内において基板の裏面を洗浄する裏面洗浄部と、洗浄処理の直前処理工程として灰化処理室内においてレジスト剥離のための灰化処理を行う灰化処理部と、冷却処理室内において灰化処理後の基板を冷却する冷却処理部と、基板の上面を表裏反転させる反転部と、表面洗浄部の表面洗浄処理室、裏面洗浄部の裏面洗浄処理室、灰化処理部の灰化処理室、冷却処理部の冷却処理室および反転部に対して基板の搬出入を行う搬送手段と、を備え、灰化処理部および冷却処理部と表面洗浄部および裏面洗浄部とを一体化して装置内に組み込むとともに共通の搬送手段によって灰化処理部の処理室から冷却処理部の冷却処理室を経て表面洗浄部の表面洗浄処理室または裏面洗浄部の裏面洗浄処理室に枚葉状態のまま基板の搬送を行うことができるため、灰化処理から洗浄処理までの無駄時間を短縮して灰化処理後の洗浄処理性能を向上させることができる。
【００５６】
また、請求項２の発明によれば、表面洗浄部、裏面洗浄部および灰化処理部が略同一の高さ位置に設けられているため、灰化処理部から表面洗浄部または裏面洗浄部までの基板の搬送に要する時間が短くなり、灰化処理から洗浄処理までの無駄時間をさらに短縮することができる。
【００５７】
また、請求項３の発明によれば、搬送手段が配置された搬送路を挟んで表面洗浄部および裏面洗浄部と灰化処理部とが対向配置されているため、灰化処理部から表面洗浄部または裏面洗浄部までの基板の搬送に要する時間が短くなり、灰化処理から洗浄処理までの無駄時間をさらに短縮することができる。
【００５８】
また、請求項４の発明によれば、搬送手段がインデクサ部から渡された未処理基板を灰化処理部から冷却処理部を経て表面洗浄部または裏面洗浄部の順に搬送し、表面洗浄部または裏面洗浄部から受け取った処理済み基板をインデクサ部に渡すため、灰化処理部から表面洗浄部または裏面洗浄部への連続処理を行うことができ、灰化処理から洗浄処理までの無駄時間を短縮して灰化処理後の洗浄処理性能を向上させることができる。
【００６１】
また、請求項５の発明によれば、表面洗浄部の表面洗浄処理室内および裏面洗浄部の裏面洗浄処理室内に、基板を略水平面内にて回転させる回転機構と、基板に洗浄液を吐出する吐出機構とを備えており、灰化処理から洗浄処理までの無駄時間を短縮して灰化処理後の洗浄処理性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１の基板処理装置をＶ−Ｖ線に沿って見た断面図である。
【図３】図１の基板処理装置の搬送ロボットの外観斜視図である。
【図４】半導体製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図５】基板処理装置における基板の搬送手順を示すフローチャートである。
【図６】アッシング後の経過時間とパーティクルの基板への吸着力との相関を示す図である。
【符号の説明】
１ 基板処理装置
１０ 洗浄処理部
１１ 回転ベース
１３ モータ
１４ 洗浄ブラシ
１６ 純水吐出ノズル
１７ 洗浄処理室
２０ 灰化処理部
２２ 処理室
５０ 反転部
ＡＳＨ アッシング部
Ｃ キャリア
ＩＤ インデクサ
ＳＳ 表面スクラバー
ＳＳＲ 裏面スクラバー
ＴＲ 搬送ロボット
Ｗ 基板
Claims (5)
- 灰化処理が行われた基板に対して洗浄処理を行う基板処理装置であって、
表面洗浄処理室内において基板の表面を洗浄する表面洗浄部と、
裏面洗浄処理室内において基板の裏面を洗浄する裏面洗浄部と、
前記洗浄処理の直前処理工程として灰化処理室内においてレジスト剥離のための灰化処理を行う灰化処理部と、
冷却処理室内において灰化処理後の基板を冷却する冷却処理部と、
基板の上面を表裏反転させる反転部と、
前記表面洗浄部の前記表面洗浄処理室、前記裏面洗浄部の前記裏面洗浄処理室、前記灰化処理部の前記灰化処理室、前記冷却処理部の前記冷却処理室および前記反転部に対して基板の搬出入を行う搬送手段と、
を備え、
前記表面洗浄部、前記裏面洗浄部、前記灰化処理部および前記冷却処理部は一体化されて前記基板処理装置内に組み込まれるとともに、
前記搬送手段は、前記灰化処理を完了した後の枚葉状態の基板を前記灰化処理室から取り出して前記冷却処理部の前記冷却処理室に搬送し、その後当該基板を枚葉状態で前記表面洗浄部の前記表面洗浄処理室または前記裏面洗浄部の前記裏面洗浄処理室に搬送することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１記載の基板処理装置において、
前記表面洗浄部、前記裏面洗浄部および前記灰化処理部は略同一の高さ位置に設けられていることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
前記搬送手段が配置された搬送路を挟んで前記表面洗浄部および前記裏面洗浄部と前記前灰化処理部とが対向配置されたことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
未処理基板の取り出しおよび処理済み基板の収容を行うインデクサ部をさらに備え、
前記搬送手段は、前記インデクサ部から渡された未処理基板を前記灰化処理部から前記冷却処理部を経て前記表面洗浄部または前記裏面洗浄部の順に搬送し、前記表面洗浄部または前記裏面洗浄部から受け取った処理済み基板を前記インデクサ部に渡すことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記表面洗浄部および前記裏面洗浄部は、それぞれ前記表面洗浄処理室内および前記裏面洗浄処理室内に基板を略水平面内にて回転させる回転機構と、基板に洗浄液を吐出する吐出機構とを備えることを特徴とする基板処理装置。
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