JP3960462B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧な処理流体を用いる高圧処理部を備え、複数の基板処理を行う基板処理装置に関し、より特定的には、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板の如きＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、フォトマスク用ガラス基板および光ディスク用基板など（以下、単に「基板」と称する）に高圧な処理流体を供給することによって当該基板の高圧処理、例えば基板に付着した汚染物質の除去処理等を行う高圧処理部を備え、複数の基板処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウェハの一連の処理は、複数の処理部を有するシステム内で行なっている。そのような複数の処理部を有する基板処理装置として、特開２００１−７０６５号公報が開示されている。なお、図８は、当該基板処理装置の全体構成を示す簡素化した平面図である。以下、図８を参照して、当該基板処理装置の説明をする。図中の方向は、図８に示すＸ、Ｙ、Ｚ方向を用いて説明する。
【０００３】
図８において、当該基板処理装置は、カセット１０１、インデクサロボット１０２、搬送機構１０４、エッチング処理部１０６、洗浄・乾燥処理部１０７および隔壁１０８を備えている。カセット１０１は、被処理体としてウェハＷを複数枚収納することができ、ここでは、４つのカセット１０１ａ〜ｄがＹ方向に直線上に配列されている。また、インデクサロボット１０２は、カセット１０１の配列方向に沿って往復直線移動をするようになっており、任意のカセット１０１にアクセス可能なハンド１０３ａおよび１０３ｂが設けられている。
【０００４】
そして、搬送機構１０４は、回転可能であり、インデクサロボット１０２と位置ＰａでウェハＷを受け渡し、エッチング処理部１０６および洗浄・乾燥処理部１０７との間でウェハＷを搬入・搬出するウェハ搬入・搬出アーム１０５ａおよび１０５ｂが設けられている。なお、当該基板処理装置１００には、エッチング処理部１０６および洗浄・乾燥処理部１０７がそれぞれ２ヵ所備えられている。
【０００５】
エッチング処理部１０６は、ウェハＷの表面にフッ酸等をベーパー状にしてウェハＷの表面に供給し、ウェハＷの表面のエッチング処理を行うものである。また、洗浄・乾燥処理部１０７は、ウェハＷを回転させながらウェハＷに純水を供給して、ウェハＷの表面を洗浄すると共に、ウェハＷを高速に回転させることによりウェハＷを乾燥させる処理を行うものである。なお、エッチング処理部１０６に洗浄・乾燥処理部１０７と搬送機構１０４との間には、それぞれの雰囲気が混合することを防止するために隔壁１０８が設けられている。
【０００６】
このように、カセット１０１からインデクサロボット１０２および搬送機構１０４を介して供給されたウェハＷは、エッチング処理部１０６および洗浄・乾燥処理部１０７による処理によって、ウェハＷに対してエッチング処理、洗浄処理、乾燥処理の一連の処理が行われ、清浄なウェハＷが基板処理装置１００から搬出される。
【０００７】
一方、昨今、電子部品等が形成された基板の洗浄における脱フロン化の流れに伴い、超臨界二酸化炭素のような低粘度の高圧状態の処理流体を剥離液またはリンス液として使用することが注目されている。
【０００８】
また、近年の半導体デバイスの縮小化（シュリンク）によって、更にデバイスの設計ルール（テクノロジーノード）がより微細化しており、その勢いは更に加速されている。この様な半導体デバイスにおいては、構造上非常に微細な溝（トレンチ）や穴（ホール）の洗浄が必要である。前者はキャパシタ（コンデンサーの容量部分）や横配線（平面的な配線）、後者は縦配線（三次元的な配線、横配線と横配線との接続、トランジスタのゲート電極への接続）等である。
【０００９】
この様な微細な構造は、その幅の深さの比、いわゆるアスペクト比（縦横比）が非常に大きくなってきており、幅が狭く深い溝や径が小さく深い穴を形成している。この幅や径がサブミクロンになっていて、そのアスペクト比も１０を超えるようなものが出現している。この様な微細構造をドライエッチング等で半導体基板上に製造した後には、上部の平坦部分のみならず、溝や穴の側壁やその底にレジスト残骸や、ドライエッチングで変質したレジスト、底の金属とレジストの化合物、酸化した金属等の汚染が残っている。
【００１０】
これらの汚染は、従来、溶液系の薬液によって洗浄していた。しかし、この様な微細な構造では、薬液の侵入および純水による置換がスムーズにいかなくなり、洗浄不良が生じるようになってきている。また、エッチングされた絶縁物が配線による電気信号の遅延を防止するために、低誘電率の材料（いわゆるＬｏｗ−ｋ材）を使用しなくてはならなくなり、薬液によってその特性である低誘電率が悪化するという問題が発生している。その他、配線用の金属が露出している場合は、金属を溶解する薬液が使用できない等の制限も生じている。
【００１１】
このような、半導体デバイスの微細構造の洗浄に、その特性から超臨界流体が注目されている。超臨界流体では、溶液系の薬液のように低誘電率の絶縁物に浸透しても残留しないため、その特性を変化させることが無い。従って、半導体デバイスの微細構造の洗浄に非常に適していると言え、多いに注目されている。
【００１２】
超臨界流体とは、臨界圧力Ｐｃ以上かつ臨界温度Ｔｃ以上で得られる物質の状態をいう。この超臨界流体は、液体と気体の中間的性質を有するため、精密な洗浄に適しているといえる。すなわち、超臨界流体は、液体に近い密度を持ち溶解性が高いため、有機成分の洗浄に有効であり、気体のように拡散性が優れるため、短時間に均一な洗浄が可能であり、気体のように粘度が低いため、微細な部分の洗浄に適しているのである。
【００１３】
この超臨界流体に変化させる物質には、二酸化炭素、水、亜酸化窒素、アンモニア、エタノール等が用いられる。主に二酸化炭素は、臨界圧力Ｐｃが７．４ＭＰａ、臨界温度Ｔｃが約３１℃であり、比較的簡単に超臨界状態が得られること、及び無毒であることから、多く用いられている。
【００１４】
すなわち、超臨界流体は高圧処理部を構成し用いることで、様々な洗浄・乾燥工程等に利用することが可能である。よって、従来の処理部と組み合わせて基板処理装置を構成することが考えられる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００１−７０６５号公報で開示された基板処理装置を用いて、超臨界流体を用いた高圧処理部を組み合わせた場合、次のような問題があった。すなわち、従来の基板処理装置では、夫々の処理部を、それぞれ別の平面上の位置に設けなければならなかったが、高圧処理部は高圧チャンバを構成する上でチャンバ自体が大きくなり、基板処理装置の設置面積が一層、大きくならざる得なかった。
【００１６】
また、それぞれの処理部の間の搬送時間が長いため、当該装置の処理能力が悪化していた。特に、高圧処理部ではチャンバ内で高圧状態を設定するのに操作時間が長いことが要因となり、基板処理装置全体のスループットを悪化させることが想定されていた。そのため、基板処理装置のスループットの向上を計るために、処理部の間の搬送時間を改善する余地があった。さらに、平面上に高圧処理部を含んで複数の処理部が配置されるため、高圧処理部への他の処理部からの雰囲気の影響を防止することが困難であった。
【００１７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、高圧処理部を含む処理部の間の搬送時間が短く省スペースの基板処理装置、及びスループットの向上を図った基板処理装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。
第１の発明は、基板に湿式処理と高圧流体を用いた高圧処理とを行う基板処理装置であって、
基板に湿式処理を行う湿式処理部と、
湿式処理部の直上に配置され、かつ基板に高圧処理を行う高圧処理部と、
湿式処理部から高圧処理部へ基板を移送する移送部とを備え、
湿式処理部は、その内部で湿式処理を行う第１のチャンバ部を含み、
高圧処理部は、その内部で高圧処理を行う第２のチャンバ部を含み、
移送部は、第１のチャンバ部と第２のチャンバ部との間に配置され、その上部に湿式処理後の基板を固定することにより基板を第２のチャンバの内部に導き、かつ高圧処理時には第２のチャンバ部と接合することにより高圧処理中の高圧流体の圧力を第２のチャンバの内部に保持する可動チャンバ部を含み、
可動チャンバ部は、その上部に固定された基板を回転させるモータ部を含み、
湿式処理の際、移送部が基板と可動チャンバ部とを第１のチャンバ部の内部に搬送して、モータ部が基板を回転させ、
高圧処理の際、移送部が湿式処理後の基板を湿式処理部から高圧処理部へ搬送して、モータ部が基板を回転させる。
【００１９】
第１の発明によれば、従来の湿式処理と高圧処理とを組合わせた一連の処理工程を行うことができ、湿式処理部と高圧処理部とを上下に配置することにより、基板処理装置の省スペース化が実現できる。また、上部に高圧処理部を配置することで、湿式処理部からの雰囲気の影響を防止できる。また、可動チャンバで基板が第２のチャンバ部の内部に移送され、第２のチャンバ部が形成されるので、基板の処理部間の移送が短時間で達成される。また、湿式処理部から高圧流体処理部への基板移送は、移送部における可動チャンバの上昇動作で行われるため、搬送距離および時間が短縮され、基板処理装置の処理能力を向上できる。
【００２４】
第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、移送部へ基板を搬入および移送部から基板を搬出する基板搬送機構とをさらに備え、基板搬送機構を中心に、湿式処理部と高圧処理部と移送部とが放射状に複数組配置されることを特徴とする。
【００２５】
第３の発明は、第１の発明に従属する発明であって、移送部に基板を搬入および移送部から基板を搬出し、かつ往復直線移動する基板搬送機構とをさらに備え、基板搬送機構の往復直線移動の方向と平行に、湿式処理部と高圧処理部と移送部とが直線上に複数組配置されることを特徴とする。
【００２６】
第２および第３の発明によれば、複数の湿式・高圧処理部に対して１つの基板搬送機構を備え構成されているため、処理効率の高いコンパクトな基板処理装置が提供される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置における全体構成を示す簡素化した平面図である。以下、図１を参照して、当該基板処理装置の説明をする。なお、方向は、図１に示すＸ、Ｙ、Ｚ方向を用いて説明する。
【００２８】
図１において、当該基板処理装置１は、カセット２、インデクサロボット３、搬送機構５、洗浄・乾燥処理部７、隔壁８および制御部９を備えている。カセット２は、被処理体としてウェハＷを複数枚収納することができ、ここでは、４つのカセット２ａ〜ｄがＹ方向の直線上に配列されている。また、インデクサロボット３は、カセット２の配列方向に沿って往復直線移動するようになっており、任意のカセット２にアクセス可能なハンド４ａおよび４ｂが設けられている。なお、ハンド４ａは、洗浄・乾燥処理前のウェハＷをカセット２から取り出すために用いられ、ハンド４ｂは、洗浄・乾燥処理が終了した清浄なウェハＷをカセット２に収納するために用いられる。
【００２９】
搬送機構５は、点ｍを回転中心として回転運動とＺ方向への伸縮運動とが可能であり、インデクサロボット３と位置ＰａでウェハＷを受け渡し、洗浄・乾燥処理部７との間でウェハＷの搬入・搬出を行うアーム６ａおよび６ｂが設けられている。なお、アーム６ａは、洗浄・乾燥処理前のウェハＷをインデクサロボット３から位置Ｐａで受け取り、洗浄・乾燥処理部７に搬入するために用いられ、アーム６ｂは、洗浄・乾燥処理が終了した清浄なウェハＷを洗浄・乾燥処理部７から搬出し、インデクサロボット３に位置Ｐａで受け渡すために用いられる。この搬送機構５が、本発明の基板搬送機構に相当する。
【００３０】
洗浄・乾燥処理部７は、ウェハＷに対してウェット処理と超臨界流体（Ｓｕｐｅｒ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ：以下、ＳＣＦとする）処理とを組み合わせた処理を行う処理部であり、Ｚ方向の上下段にそれぞれ分割されている（詳細は、後述する）。当該基板処理装置１には、この洗浄・乾燥処理部７ａ〜ｄとして４ヵ所設けられている。
【００３１】
なお、洗浄・乾燥処理部７ａ〜ｄと搬送機構５との間には、それぞれの雰囲気が混合することを防止するために隔壁８が設けられている。この隔壁８は、搬送機構５を介してウェハＷが洗浄・乾燥処理部７から搬出あるいは洗浄・乾燥処理部７に搬入されるときに開閉するシャッタ（図示しない）を備えている。
【００３２】
次に、基板処理装置１の動作について説明する、なお、図２は、当該基板処理装置１の動作を示すフローチャートである。以下、図２を参照して、当該基板処理装置１の動作について説明する。
【００３３】
基板処理装置１の動作は、それぞれの構成部の動作の連携を容易にするために、制御部９で自動的に制御されている。図２において、まず、インデクサロボット３はハンド４ａを用いてカセット２にアクセスし、カセット２からウェハＷを取り出す（ステップＳ１０１）。
【００３４】
次に、インデクサロボット３は、ハンド４ａでウェハＷを保持しながら、ウェハＷを位置Ｐａまで移動させる（ステップＳ１０２）。そして、搬送機構５は、搬送機構５の回転および伸縮運動とアーム６ａの回転運動を用いて、位置ＰａにあるウェハＷをアーム６ａを用いて搬送する（ステップＳ１０３）。搬送機構５は、アーム６ａを用いて、処理を行っていない洗浄・乾燥処理部７へウェハＷを搬送し、洗浄・乾燥処理部７にウェハＷを搬入する（ステップＳ１０４）。
【００３５】
ウェハＷが搬入された洗浄・乾燥処理部７は、ウェハＷに対して洗浄・乾燥処理を行い（ステップＳ１０５）、洗浄・乾燥処理終了後、ウェハＷがアーム６ｂによって搬出される（ステップＳ１０６）。搬送機構５は、アーム６ｂを用いてウェハＷを位置Ｐａに移動させ（ステップＳ１０７）、インデクサロボット３のハンド４ｂにウェハＷを受け渡す。インデクサロボット３は、搬送機構５から受け渡されたウェハＷを、ハンド４ｂを用いてカセット２に収納する（ステップＳ１０８）。
【００３６】
次に、前述した洗浄・乾燥処理部７の構造について説明する。図３は、当該基板処理装置に係る洗浄・乾燥処理部７の構成を示す簡素化した側断面図である。なお、図３（ａ）は洗浄・乾燥処理部７でウェハＷがウェット処理される状態を示し、図３（ｂ）は洗浄・乾燥処理部７でウェハＷがＳＣＦ処理される状態を示している。また、それぞれの図は、説明を簡単にするために、ウェハＷの搬送に関連する構成を示し、他の構成については省略して示している。以下、図３を参照して、洗浄・乾燥処理部７の構造について説明する。
【００３７】
図３（ａ）において、洗浄・乾燥処理部７は、ウェット処理チャンバ１０とＳＣＦ処理チャンバ２０とエレベータ３０とを備えている。ウェット処理チャンバ１０には、チャンバ１１、可動カバー１２、モータ部１３、ウェハ保持部１４、テフロンベローズ１５およびカバー１６が設けられている。ＳＣＦ処理チャンバ２０には、チャンバ２１、カバーロック２２およびＯリング２３が設けられている。
【００３８】
まず、ウェット処理チャンバ１０について説明する。可動カバー１２は、エレベータ３０の支柱部に固定されており、エレベータ３０によって図示Ｚ方向に可動するようになっている。この可動カバー１２には、その内部にウェハ保持部１４を回転させるモータ部１３が固定されている。また、可動カバー１２の下部とチャンバ１１の内部との間に、Ｚ方向に伸縮可能なテフロンベローズ１５が取り付けられている。このテフロンベローズ１５は、可動カバー１２の下部とチャンバ１１の内部との間をシールし、ウェット処理チャンバ１０の内部の薬液や雰囲気がエレベータ３０に洩れないように用いられている。また、カバー１６は、開閉可能であり、ウェット処理中にチャンバ１１の上部を塞ぐように配置され、エレベータ３０が上昇時には開くように動作する。
【００３９】
なお、ウェット処理チャンバ１０には、既に公知の図示しない薬液供給部、薬液排出部、ダウンフロー吸気部、およびダウンフロー排気部等が備えられている。薬液供給部からウェット処理チャンバ１０に供給する薬液を変更することにより、ウェット処理チャンバ１０では、フッ酸（ＨＦ）エッチング処理等の薬液洗浄、レジスト剥離処理、純水リンス処理、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）リンス処理および乾燥処理等のウェット処理が可能である。また、ウェット処理チャンバ１０から外部へのチャンバ内部雰囲気の拡散を防ぐために、チャンバ１１の上部から清浄なエアーをダウンフロー吸気部から流動させ、ダウンフロー排気部から流動された上記エアーを排気している。
【００４０】
次に、ＳＣＦ処理チャンバ２０について説明する。図３（ｂ）において、チャンバ２１は、側壁下部が可動カバー１２の上面外周部と同じ形状で形成されており、前述したように可動カバー１２がエレベータ３０の上昇動作によりＺ方向に移動したとき、可動カバー１２とチャンバ２１の上記側壁下部とがＯリング２３を介して接合するように配置されている。また、可動カバー１２は、チャンバ２１と接合後、カバーロック２２でＺ方向にＳＣＦ処理チャンバ２０内部の圧力上昇によって動かないようにロックされる。このようにして、ＳＣＦ処理チャンバ２０の内部には、ＳＣＦの流動に必要な圧力が保持される。なお、テフロンベローズ１５は、可動カバー１２の上昇時も、その伸縮性によって可動カバー１２の下部とチャンバ１１の内部との間をシールした状態と保持している。
【００４１】
なお、ＳＣＦ処理チャンバ２０には、図示しないＳＣＦ供給部およびＳＣＦ排出部等が備えられている。ＳＣＦ供給部からＳＣＦ処理チャンバ２０に供給する超臨界状態の流体やその超臨界流体に混合される助剤を変更することにより、ＳＣＦ処理チャンバ２０では、レジスト剥離処理、ＳＣＦリンス処理およびＳＣＦ乾燥処理等のＳＣＦ処理が可能である。また、ＳＣＦ処理チャンバ２０の外部全体には、下部に配置されているウェット処理チャンバ１０からの雰囲気がＳＣＦ処理チャンバ２０へ影響することを低減するために、上部から下部に向かって、ダウンフローが常に流されている。
【００４２】
以上の構成で、ウェット処理チャンバ１０が本発明の湿式処理部に、チャンバ１１が第１のチャンバ部に相当する。また、ＳＣＦ処理チャンバ１１が本発明の高圧処理部に、チャンバ２１が第２のチャンバ部に相当する。そして、 ＳＣＦ処理チャンバ１１に供給される超臨界状態の流体が本発明の高圧流体に相当する。また、可動カバー１２、エレベータ３０が本発明の可動チャンバ部に相当し、さらに本発明の移送部を構成する。
【００４３】
次に、洗浄・乾燥処理部７の動作について説明する。図４は、当該基板処理装置１における洗浄・乾燥処理部７の動作を示すフローチャートである。以下、図４を参照して、洗浄・乾燥処理部７の動作を説明する。
【００４４】
洗浄・乾燥処理部７の動作は、それぞれの構成部の動作の連携を容易にするために、制御部９で自動的に制御されている。図４において、まず搬送機構５から洗浄・乾燥処理部７にウェハＷが位置Ｐｂで搬入され（ステップＳ２０１）、ウェハＷがウェハ保持部１４に固定される。その後、エレベータ３０が下降し、ウェット処理チャンバ１０の内部の予め設定されたウェット処理位置でエレベータ３０が停止する（ステップＳ２０２）。
【００４５】
次に、カバー１６がチャンバ１１の上部開口部を閉じ、ウェット処理チャンバ１０が閉鎖される（ステップＳ２０３）。そして、ウェット処理チャンバ１０の内部で、予め設定されたウェット処理がウェハＷに対して施される（ステップＳ２０４）。なお、必要に応じて、ウェハＷに対しての洗浄能力を上げるために、モータ部１３によってウェハ保持部１４を回転させることによりウェハＷを回転させたり、ウェハＷに対して乾燥処理を行うために、モータ部１３によってウェハ保持部１４を高速回転させることによりウェハＷを高速回転させたりしてもよい。
【００４６】
ステップＳ２０４でウェット処理が終了した後、カバー１６がチャンバ１１の上部から移動し、ウェット処理チャンバ１０の上部が開放される（ステップＳ２０５）。その後、エレベータ３０が上昇することにより、可動カバー１２がチャンバ２１とＯリング２３を介して接合し、ＳＣＦ処理位置で停止する（ステップＳ２０６）。すなわち、ウェハＷがウェット処理チャンバ１０からＳＣＦ処理チャンバ２０へ移送されることとなる。
【００４７】
次に、カバーロック２２によってＺ方向にＳＣＦ処理チャンバ２０内部の圧力上昇によって動かないように、チャンバ２１と可動カバー１２との接合がロックされる（ステップＳ２０７）。そして、所定の超臨界流体が供給されＳＣＦ処理チャンバ２０の内部で、予め設定されたＳＣＦ処理がウェハＷに対して施される（ステップＳ２０８）。なお、必要に応じて、ウェハＷに対しての処理能力を上げるために、モータ部１３によってウェハ保持部１４を回転させることによりウェハＷを回転させてもかまわない。
【００４８】
ステップＳ２０８でＳＣＦ処理が終了した後、カバーロック２２のロックが解除され（ステップＳ２０９）、エレベータ３０が下降し位置Ｐｂで停止する（ステップＳ２１０）。その後、位置Ｐｂで洗浄・乾燥処理が終了したウェハＷが搬送機構５によって搬出される（ステップＳ２１１）。
【００４９】
このように、第１の実施形態に係る基板処理装置では、湿式処理と高圧処理とを組み合わせた複数の基板処理を行うことができ、ウェット処理チャンバ１０とＳＣＦ処理チャンバ２０とを上下に配置することにより基板処理装置１の同一ポジションに配置できるため、基板処理装置１の省スペース化が実現できる。また、ウェット処理チャンバ１０からＳＣＦ処理チャンバ２０への基板の移送は、エレベータ３０の上昇動作で行われるため、搬送距離および時間が短縮され、基板処理装置の処理能力を向上できる。さらに、ウェット処理チャンバ１０からＳＣＦ処理チャンバ２０への搬送時間が処理性能に影響を与える処理に対しては、さらに処理効果が期待できる。
【００５０】
また、４つの洗浄・乾燥処理部７に対して１つの搬送機構５を備えているため、ウェハ処理枚数に対する搬送機構設置数の割合が減少し、コンパクトな基板処理装置が提供できる。さらに、４つのＳＣＦ処理チャンバ２０は、ウェット処理チャンバ１０の上部に配置されているため、ダウンフローを４つのＳＣＦ処理チャンバ２０の外部に流動させることにより、容易にウェット処理チャンバ１０の雰囲気混入を防止することができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
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。なお、当該基板処理装置は、第１の実施形態に対して洗浄・乾燥処理部７の構造が相違する。したがって、当該基板処理装置における全体構成および基板処理装置全体の動作は、前述した第１の実施形態に係る基板処理装置と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００５２】
当該基板処理装置における洗浄・乾燥処理部７の構造について説明する。図５は、当該基板処理装置に係る洗浄・乾燥処理部７の構成を示す簡素化した側断面図である。なお、図５（ａ）は洗浄・乾燥処理部７でウェハＷがウェット処理される状態を示し、図５（ｂ）は洗浄・乾燥処理部７でウェハＷがＳＣＦ処理される状態を示している。また、それぞれの図は、説明を簡単にするために、ウェハＷの搬送に関連する構成を示し、他の構成については省略して示している。以下、図５を参照して、洗浄・乾燥処理部７の構造について説明する。
【００５３】
図５（ａ）において、洗浄・乾燥処理部７は、ウェット処理チャンバ４０とＳＣＦ処理チャンバ５０とエレベータ６０ａおよび６０ｂとを備えている。ウェット処理チャンバ４０には、チャンバ４１、モータ部４２、ウェハ保持部４３、テフロンベローズ４４およびカバー４５が設けられている。ＳＣＦ処理チャンバ５０には、チャンバ５１、可動カバー５２、ウェハ保持部５３、カバーロック５４およびＯリング５５が設けられている。
【００５４】
まず、ウェット処理チャンバ４０について説明する。モータ部４２は、エレベータ６０ａの支柱部に固定されており、ウェハ保持部１４を回転させる。また、モータ部４２は、エレベータ６０ａによって図示Ｚ方向に可動するようになっている。そして、モータ部４２の下部とチャンバ４１の内部との間に、Ｚ方向に伸縮可能なテフロンベローズ４４が取り付けられている。このテフロンベローズ４４は、モータ部４２の下部とチャンバ４１の内部との間をシールし、ウェット処理チャンバ４０の内部の薬液や雰囲気がエレベータ６０ａに洩れないように用いられている。
【００５５】
また、カバー４５は、開閉可能であり、ウェット処理中にチャンバ４１の上部を塞ぐように配置され、エレベータ６０ａが上昇時には開くように動作する。なお、テフロンベローズ４４は、エレベータ６０ａの上昇時も、その伸縮性によってモータ部４２の下部とチャンバ４１の内部との間をシールした状態を保持している。
【００５６】
なお、ウェット処理チャンバ４０には、既に公知の図示しない薬液供給部、薬液排出部、ダウンフロー吸気部、およびダウンフロー排気部等が備えられている。薬液供給部からウェット処理チャンバ４０に供給する薬液を変更することにより、ウェット処理チャンバ４０では、フッ酸（ＨＦ）エッチング処理等の薬液洗浄、レジスト剥離処理、純水リンス処理、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）リンス処理および乾燥処理等のウェット処理が可能である。また、ウェット処理チャンバ４０から外部へのチャンバ内部雰囲気の拡散を防ぐために、チャンバ４１の上部から清浄なエアーをダウンフロー吸気部から流動させ、ダウンフロー排気部から流動された上記エアーを排気している。
【００５７】
次に、ＳＣＦ処理チャンバ５０について説明する。図５（ｂ）において、チャンバ５１は、側壁下部が可動カバー５２の上面外周部と同じ形状で形成されており、可動カバー５２がエレベータ６０ｂの上昇動作によりＺ方向に移動したとき、可動カバー５２とチャンバ５１の上記側壁下部とがＯリング５５を介して接合するように配置されている。
【００５８】
また、可動カバー５２は、チャンバ５１と接合後、カバーロック５４でＺ方向にＳＣＦ処理チャンバ５０内部の圧力上昇によって動かないようにロックされる。このようにして、ＳＣＦ処理チャンバ５０の内部には、ＳＣＦの流動に必要な圧力が保持される。
【００５９】
なお、ＳＣＦ処理チャンバ５０には、図示しないＳＣＦ供給部およびＳＣＦ排出部等が備えられている。ＳＣＦ供給部からＳＣＦ処理チャンバ５０に供給する超臨界流体やその超臨界流体に混合される助剤を変更することにより、ＳＣＦ処理チャンバ５０では、レジスト剥離処理、ＳＣＦリンス処理およびＳＣＦ乾燥処理等のＳＣＦ処理が可能である。また、ＳＣＦ処理チャンバ５０の外部全体には、下部に配置されているウェット処理チャンバ４０からの雰囲気がＳＣＦ処理チャンバ５０へ影響することを低減するために、上部から下部に向かって、ダウンフローが常に流されている。
【００６０】
以上の構成で、可動カバー５２、エレベータ６０ｂが本発明の可動チャンバ部に相当し、さらに搬送機構５が本発明の移送部の基板搬送部に相当し、ウェハ保持部４３からウェハ保持部５３へのウェハＷの移送、即ち、第１のチャンバ部から可動チャンバ部への基板の搬送を兼用する。
【００６１】
次に、洗浄・乾燥処理部７の動作について説明する。図６は、当該基板処理装置１における洗浄・乾燥処理部７の動作を示すフローチャートである。以下、図６を参照して、洗浄・乾燥処理部７の動作を説明する。
【００６２】
洗浄・乾燥処理部７の動作は、それぞれの構成部の動作の連携を容易にするために、制御部９で自動的に制御されている。図６において、まず搬送機構５から洗浄・乾燥処理部７にウェハＷが位置Ｐｂで搬入され（ステップＳ３０１）、ウェハＷがウェハ保持部４３に固定される。その後、ウェット処理側のエレベータ６０ａが下降し、ウェット処理チャンバ４０の内部の予め設定されたウェット処理位置でウェット処理側のエレベータ６０ａが停止する（ステップＳ３０２）。
【００６３】
次に、カバー４５がチャンバ４１の上部開口部を閉じ、ウェット処理チャンバ４０が閉鎖される（ステップＳ３０３）。そして、ウェット処理チャンバ４０の内部で、予め設定されたウェット処理がウェハＷに対して施される（ステップＳ３０４）。なお、必要に応じて、ウェハＷに対しての洗浄能力を上げるために、モータ部４２によってウェハ保持部４３を回転させることによりウェハＷを回転させたり、ウェハＷに対して乾燥処理を行うために、モータ部４２によってウェハ保持部４３を高速回転させることによりウェハＷを高速回転させたりしてもよい。
【００６４】
ステップＳ３０４でウェット処理が終了した後、カバー４５がチャンバ４１の上部から移動し、ウェット処理チャンバ４０の上部が開放される（ステップＳ３０５）。その後、ウェット処理側のエレベータ６０ａが上昇し、位置Ｐｂで停止する（ステップＳ３０６）。
【００６５】
次に、搬送機構５は、位置ＰｂにあるウェハＷを取り出し、位置Ｐｃに搬送した後、ウェハ保持部５３にウェハＷを固定する（ステップＳ３０７）。そして、ＳＣＦ処理側エレベータ６０ｂが上昇することにより、可動カバー５２がチャンバ５１とＯリング５５を介して接合し、ＳＣＦ処理位置で停止する（ステップＳ３０８）。
【００６６】
次に、カバーロック５４によってＺ方向にＳＣＦ処理チャンバ５０内部の圧力上昇によって動かないように、チャンバ５１と可動カバー５２との接合がロックされる（ステップＳ３０９）。そして、ＳＣＦ処理チャンバ５０の内部で、予め設定されたＳＣＦ処理がウェハＷに対して施される（ステップＳ３１０）。
【００６７】
ステップＳ３１０でＳＣＦ処理が終了した後、カバーロック５４のロックが解除され（ステップＳ３１１）、ＳＣＦ処理側エレベータ６０ｂが下降し位置Ｐｃで停止する（ステップＳ３１２）。その後、位置Ｐｃで洗浄・乾燥処理が終了したウェハＷが搬送機構５によって搬出される（ステップＳ３１３）。
【００６８】
このように、第２の実施形態に係る基板処理装置では、湿式処理と高圧処理とを組み合わせた一連の複数の処理を行うことができ、ウェット処理チャンバ４０とＳＣＦ処理チャンバ５０とを上下に配置することにより基板処理装置１の同一ポジションに配置できるため、基板処理装置１の省スペース化を実現できる。また、当該基板処理装置では、ウェット処理チャンバ４０からＳＣＦ処理チャンバ５０へ直接移動する構成部はなく、被洗浄体であるウェハＷのみが搬送され、ウェット処理による残留液体、雰囲気等をＳＣＦ処理チャンバ５０に特に持ち込まれないため、さらに処理効果の高いＳＣＦ処理を行うことができる。
【００６９】
さらにこの構成ではＳＣＦ処理中に次のウェハをウェット処理可能であり、スループットを向上できる。また、４つの洗浄・乾燥処理部７に対して１つの搬送機構５を備えているため、ウェハ処理枚数に対する搬送機構設置数の割合が減少し、結果的にコンパクトな基板処理装置が提供できる。さらに、４つのＳＣＦ処理チャンバ５０は、ウェット処理チャンバ４０の上部に配置されているため、ダウンフローを４つのＳＣＦ処理チャンバ５０の外部に流動させることにより、容易にウェット処理チャンバ４０の雰囲気混入を防止することができる。
【００７０】
（第３の実施形態）
前述した第１および第２の実施形態に係る基板処理装置では、搬送機構５を中心として洗浄・乾燥処理部７が放射状に配置されているが、洗浄・乾燥処理部７は、放射状に配置しなくてもかまわない。ここでは、第３の実施形態として、洗浄・乾燥処理部７を直線上に配列した基板処理装置について説明する。なお、図７は、洗浄・乾燥処理部７を直線上に配列した基板処理装置１における全体構成を示す簡素化した平面図である。以下、図７を参照して、当該基板処理装置の説明をする。なお、方向は、図７にＸ、Ｙ、Ｚ方向を用いて説明する。
【００７１】
図７において、当該基板処理装置１は、洗浄・乾燥処理部７をＸ方向に直線上に配列されている。また、搬送機構５は、さらに。洗浄・乾燥処理部７の配列方向に沿って往復直線移動し、搬送機構５のレイアウトに合わせてインデクサロボット３とのウェハＷの受け渡し位置Ｐａと隔壁８の位置が変更されている。それら以外は、第１の実施形態における構成と同様であるので、同一の構成部には同一の参照符号と付加して、詳細な説明を省略する。
【００７２】
次に、当該基板処理装置１の動作について説明する。当該基板処理装置１の動作についても、搬送機構５によるウェハＷの搬送時に、搬送機構５の直線往復移動が付加される。それ以外は、第１の実施形態における動作と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００７３】
当該基板処理装置１に用いられる洗浄・乾燥処理部７は、前述の第１あるいは第２の実施形態で用いられた洗浄・乾燥処理部７が用いられる。したがって、当該基板処理装置に用いられる洗浄・乾燥処理部７も、第１あるいは第２の実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００７４】
このように、第３の実施形態に係る基板処理装置では、洗浄・乾燥処理部７を直線上に配列したレイアウトを実現できる。したがって、設置場所の環境に合わせた基板処理装置の形状を選択することができる。また、当該基板処理装置の他の効果は、第１あるいは第２の実施形態に係る洗浄・乾燥処理部７を配置することにより、それぞれの効果を得ることができることは、言うまでもない。
【００７５】
なお、本発明は、上述した実施例および変形例に限定されるものではなく、以下のように他の形態でも実施することができる。
【００７６】
（１）当該基板処理装置では、ウェハＷを枚葉処理する方法を説明したが、ウェハＷを同時に複数枚処理してもかまわない。ウェハ保持部４３および５３に、既に公知のウェハＷを複数枚固定することが可能な基板ボートを設置し、上記基板ボートに複数枚のウェハＷを搬入すれば、ウェット処理およびＳＣＦ処理は同時にウェハＷを複数枚処理することができる。
【００７７】
（２）また、ＳＣＦ処理チャンバ５０に供給される超臨界流体は、二酸化炭素、亜酸化窒素、アルコール、エタノール、水等の超臨界流体の状態へ変化できる物質が用いられる。
【００７８】
（３）また、上記実施例において処理流体はのＳＣＦ処理チャンバに供給される所定の高圧状態とは１ＭＰａ以上であればよく、好ましくは、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る。よって亜臨界流体や高圧ガスを用いて実施できることは言うまでもない。
【００７９】
亜臨界流体とは、一般的に臨界点手前の領域にある高圧状態の液体を言う。この領域の流体は、超臨界流体とは、区別される場合があるが、密度等の物理的性質は連続的に変化するため、物理的な境界は存在しなく、亜臨界流体として使用される場合もある。亜臨界あるいは広義には臨界点近傍の超臨界領域に存在するものは高密度液化ガスとも称する。また、高圧ガスとしてアンモニアによる高圧ガスを用いてもよい。
【００８０】
さらに、ＳＣＦ処理チャンバで洗浄処理を行なう場合は、５ＭＰａ以上に昇圧される処理流体を供給すれば好適に実施できる。そして、５〜３０ＭＰａで行うことが好ましく、より好ましくは７．１〜２０ＭＰａ下でこれらの処理を行うことである。
【００８１】
その他、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【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における全体構成を示す簡素化した平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置に係る洗浄・乾燥処理部の構成を示す簡素化した側断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置における洗浄・乾燥処理部の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置に係る洗浄・乾燥処理部の構成を示す簡素化した側断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置における洗浄・乾燥処理部の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置における全体構成を示す簡素化した平面図である。
【図８】従来の基板処理装置の全体構成を示す簡素化した平面図である。
【符号の説明】
１…基板処理装置
２…カセット
３…インデクサロボット
４…ハンド
５…搬送機構
６…アーム
７…洗浄・乾燥処理部
８…隔壁
９…制御部
１０、４０…ウェット処理チャンバ
１１、２１、４１、５１…チャンバ
１２、５２…可動カバー
１３、４２…モータ部
１４、４３、５３…ウェハ保持部
１５、４４…テフロンベローズ
１６、４５…カバー
２０、５０…ＳＣＦ処理チャンバ
２２、５４…カバーロック
２３、５５…Ｏリング
３０、６０…エレベータ
Ｗ…ウェハ

Claims (3)

1. 基板に湿式処理と高圧流体を用いた高圧処理とを行う基板処理装置であって、
   基板に湿式処理を行う湿式処理部と、
   前記湿式処理部の直上に配置され、かつ基板に高圧処理を行う高圧処理部と、
   前記湿式処理部から前記高圧処理部へ基板を移送する移送部とを備え、
   前記湿式処理部は、その内部で前記湿式処理を行う第１のチャンバ部を含み、
   前記高圧処理部は、その内部で前記高圧処理を行う第２のチャンバ部を含み、
   前記移送部は、前記第１のチャンバ部と第２のチャンバ部との間に配置され、その上部に前記湿式処理後の基板を固定することにより基板を前記第２のチャンバの内部に導き、かつ前記高圧処理時には前記第２のチャンバ部と接合することにより前記高圧処理中の高圧流体の圧力を前記第２のチャンバの内部に保持する可動チャンバ部を含み、
   前記可動チャンバ部は、その上部に固定された基板を回転させるモータ部を含み、
   前記湿式処理の際、前記移送部が基板と前記可動チャンバ部とを前記第１のチャンバ部の内部に搬送して、前記モータ部が基板を回転させ、
   前記高圧処理の際、前記移送部が前記湿式処理後の基板を前記湿式処理部から前記高圧処理部へ搬送して、前記モータ部が基板を回転させる、基板処理装置。
2. 前記移送部へ基板を搬入および前記移送部から基板を搬出する基板搬送機構とをさらに備え、前記基板搬送機構を中心に、前記湿式処理部と前記高圧処理部と前記移送部とが放射状に複数組配置されることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記移送部に基板を搬入および前記移送部から基板を搬出し、かつ往復直線移動する基板搬送機構とをさらに備え、前記基板搬送機構の前記往復直線移動の方向と平行に、前記湿式処理部と前記高圧処理部と前記移送部とが直線上に複数組配置されることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。

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