JP4030832B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ用ガラス基板などの被処理基板に付着した処理液を乾燥除去する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板の製造工程では、様々な処理液（純水、現像液、溶媒など）が基板に対して用いられている。このようにして用いられた処理液は後工程に悪影響を与えるため、基板処理装置では基板に付着した処理液の除去処理が行われる。従来より、このような除去処理を行う装置として、例えば、実開昭６０−４２７３０号公報には、基板を清浄化するために用いた処理液（洗浄液）を回転乾燥させる装置が記載されている。この公報に記載されている装置によれば、支持器に取り付けたモータによって、支持器に支持された基板を回転させ、発生する遠心力によって基板に付着した処理液を振り切り、乾燥させることにより、基板上の処理液を除去処理することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に記載された装置では、回転乾燥によって基板に付着した液滴を振り切る際に、飛ばされた液滴が処理室の内壁などに衝突して基板周辺の雰囲気中に霧（ミスト）状に飛散する。したがって、乾燥処理中の基板に飛散した処理液が再度付着するという問題があった。このようにしてはね返る処理液の量は、基板の回転速度が高速であるほど多量となる。
【０００４】
また、そのようなミストは、パーティクルなどにより汚染されている可能性が高く、単に乾燥に時間がかかるということのみならず、製造される基板の汚染原因にもなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板を回転乾燥させる場合において、処理液が基板に再度付着することを抑制する基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、表面に液膜が形成された基板に対して乾燥処理を行う基板処理装置であって、前記基板を所定の処理室内に保持する保持手段と、所定の空間範囲を包囲して前記所定の処理室内の雰囲気分離を行うセパレート手段と、前記保持手段を回転させることにより、前記保持手段に保持された前記基板を回転させる回転手段と、前記保持手段に保持された前記基板の表面の中央部にガスを供給する送風手段と、前記基板と前記セパレート手段との相対位置を、i)前記セパレート手段が前記基板を包囲する第１位置と、ii)前記基板が前記セパレート手段の外部に位置する第２位置と、の間で移動させる移動手段と、前記回転手段、前記送風手段および前記移動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記相対位置を前記第１位置としてから、前記基板の中央部へのガスの供給を開始させて前記液膜の中央部を押しのけてホールを形成させるとともに、前記液膜に作用する遠心力と表面張力とが略同一となる回転数で前記基板を回転させ、前記ガスの供給を継続しつつ前記基板の回転数をさらに上昇させるように前記移動手段と前記送風手段と前記回転手段とを制御した後、前記相対位置を前記第２位置に移動させて、前記相対位置が前記第２位置の状態で前記基板を高速回転させるように前記移動手段と前記回転手段とを制御する。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置であって、前記第１位置において前記基板から除去される前記所定の処理液を回収する第１回収手段と、前記第２位置において前記基板から除去される前記所定の処理液を回収する第２回収手段とをさらに備え、前記第１回収手段と前記第２回収手段とがそれぞれ別個の回収経路として構成されている。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明に係る基板処理装置であって、前記処理室内の雰囲気を吸引することにより、前記保持手段に保持された前記基板周辺の雰囲気を排気する排気手段をさらに備える。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記相対位置が前記第２位置にあるとき、前記セパレート手段内の空間が略閉塞される構造であり、且つ当該空間内の雰囲気を排気する機構を備える。
【００１３】
また、請求項５の発明は、基板の表面に液膜を形成する所定の処理液を乾燥させる基板処理方法であって、 (a) 前記基板を所定の処理室内に保持する工程と、 (b) 所定の空間範囲を包囲して前記所定の処理室内の雰囲気分離を行うセパレータと前記基板との相対位置を、前記セパレータが前記基板を包囲する第１位置とする工程と、 (c) 前記液膜の中央部を押しのけて前記液膜にホールを形成するように前記基板の中央部にガスを供給する工程と、 (d) 前記 (c) 工程の実行中に前記液膜に作用する遠心力と表面張力とが略同一となる第１回転数で基板を回転させる工程と、 (e) 前記 (c) 工程の実行中に前記基板の回転数を第１回転数から上昇させる工程と、 (f) 前記相対位置を、前記第１位置から前記基板が前記セパレータの外部に露出する第２位置とする工程と、 (g) 前記第２位置にある前記基板を前記第１回転数より高速の第２回転数で回転させる工程とを有する。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項５の発明に係る基板処理方法であって、 (h) 前記 (e) 工程における前記基板の乾燥処理の段階に応じて、前記 (f) 工程を実行するタイミングを判定する工程をさらに有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１７】
＜１． 実施の形態＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１を示す概略的な斜視図である。基板処理装置１は、カセットステーション２、カセット３、搬送機構４、処理ユニット５および制御部６を備えており、基板に対する洗浄処理を行う装置として構成されている。
【００１８】
なお、本実施の形態においては、所定の処理として基板９０に対する洗浄処理を行う装置を例に説明するが、本発明を実施する装置はもちろんこれに限られるものではなく、例えば、塗布装置、現像装置など、処理液を使用した後、当該処理液を回転乾燥させる装置、あるいは乾燥装置のように回転乾燥処理のみ行う装置などにも適用利用することができる。また、図１では、被処理基板として角形の基板９０を例に示しているが、円形の基板であってもよい。
【００１９】
カセットステーション２は、図１に示すようにカセット３を所定の位置に載置する。カセット３は、複数の基板９０を収容するための容器であり、前面に搬送アーム４０が基板９０にアクセスするための開口部が設けられている。なお、基板処理装置１では、１つのカセット３のみを図示しているが、カセットステーション２に載置されるカセット３の数は、複数であってもよい。また、その場合、処理ユニット５において処理が行われる前の基板９０と、処理後の基板９０とを別々に収容するようにしてもよい。
【００２０】
搬送機構４は、搬送アーム４０、搬送レール４１、昇降機構４２を備え、カセットステーション２から、処理ユニット５に基板９０を搬送する。また、洗浄処理および乾燥処理が終了した基板９０を処理ユニット５から搬出し、カセットステーション２に搬送する。
【００２１】
搬送アーム４０は、カセット３内の基板９０および処理ユニット５の保持部材５０（図２参照）上の基板９０に対し、略水平方向に進退することにより直接アクセスして、当該基板９０を挟持する。なお、搬送アーム４０は、略水平面内で回転が可能とされており、これにより基板９０にアクセスする際の進退方向が調整可能とされている。
【００２２】
昇降機構４２は、主に、搬送アーム４０の高さ位置を調節する。また、図示しない移動機構により、搬送アーム４０とともに、搬送レール４１上を所定の方向に移動する。
【００２３】
図２は、処理ユニット５の部分断面図である。処理ユニット５は、上方にファンフィルタユニット（図示せず）を備えた箱状の筐体５００により基板処理装置１の他の構成と空間的に区切られ、内部が処理室５０１となっている。また、保持部材５０、洗浄ノズル５１、送風機構５２、回転機構５３、セパレータ５４、下セパレータ５５、昇降機構５６、ドレイン５７，５８、および排気機構５９を備える。
【００２４】
処理ユニット５は、保持部材５０上に保持された基板９０に対して、洗浄ノズル５１から洗浄液（所定の処理液に相当する）を吐出することにより基板９０の洗浄処理を行う。さらに、洗浄処理が終了した基板９０に対して、基板９０を回転させることにより洗浄液を乾燥させる乾燥装置（スピンドライ装置）としての機能をも有する。
【００２５】
保持部材５０は、略円筒形状の回転軸５０Ｐの上端に円板５０Ｓを固着してなり、円板５０Ｓの上面に載置された基板９０を円板５０Ｓの上面の複数のピンにて支持し、処理室５０１内で所定の位置に保持する。
【００２６】
洗浄ノズル５１は、図示しない洗浄液タンクと接続されており、ノズル先端部５１０から保持部材５０に保持された基板９０の表面に対して洗浄液としての超純水を吐出する。なお、図２においては、洗浄ノズル５１が基板９０の上方から退避した退避位置を示しているが、洗浄ノズル５１は、基板９０に洗浄液を吐出する際には、図示しない移動機構により基板９０の上方（以下、「吐出位置」と称する）に移動できるようにされている。
【００２７】
送風機構５２は、送風ノズル５２０、電磁弁５２１、およびガス供給部５２２を備え、基板９０の乾燥処理の際には、電磁弁５２１を介してガス供給部５２２から所定のガス（例えば、窒素や空気など）を供給し、送風ノズル５２０の先端から基板９０の表面中央部に対してガスを送風する。なお、送風機構５２の送風ノズル５２０も、洗浄ノズル５１と同様に図示しない移動機構により、図２に示す送風位置と、基板９０の上方から退避した位置（以下、「退避位置」と称する）との間を移動できるようにされている。
【００２８】
回転機構５３は、基板９０を保持した状態の保持部材５０を回転させる。保持部材５０を回転させるための回転力は、回転速度を調節することができるモータ５３０により生成され、駆動ベルト５３１により保持部材５０に伝達される。なお、モータ５３０の回転軸Ｐ１は、図２に示すように、Ｚ軸と略平行とされており、したがって、保持部材５０の回転軸Ｐ２もＺ軸と略平行となり、保持部材５０に保持された基板９０はＸＹ平面に略平行な面内で回転する。
【００２９】
セパレータ５４は、内部が空洞な略円筒状の部材であり、かつ、上部が図２に示すように内側に狭まった形状を有している。また、下セパレータ５５に移動可能な状態で案内されるとともに、昇降機構５６に取り付けられ支持されている。セパレータ５４は、セパレータ５４の内部の空間範囲を包囲して処理室５０１内の雰囲気を外部と分離する機能を有する。
【００３０】
下セパレータ５５は、処理室５０１の底部に固設されており、セパレータ５４と連なってセパレータ５４と同様に処理室５０１内を内側と外側とに区画し、その雰囲気を分離するとともに、セパレータ５４が移動する際の移動方向を規定するガイドとしての機能を有する。
【００３１】
昇降機構５６は、セパレータ５４の外周に沿って複数個設けられており、セパレータ５４を下セパレータ５５に沿ってＺ軸方向に昇降させる。なお、以下、セパレータ５４が最も上方にありセパレータ５４が基板９０の少なくとも水平方向を包囲する位置（図２に示す位置）を第１位置、最も下方にあって基板９０がセパレータ５４の上端よりも上方に位置してセパレータ５４の外部に脱出する位置を第２位置と称する。すなわち、昇降機構５６は、セパレータ５４を第１位置と第２位置との間で昇降（移動）させることができ、本発明における移動手段に相当する。また、各昇降機構５６は、セパレータ５４をＺ軸方向に昇降させるために、それぞれが連動して昇降動作を行う。
【００３２】
ドレイン５７および５８は、それぞれセパレータ５４の内部と外部とにおいて集められる洗浄液を回収するための回収経路となっている。また、排気機構５９は、セパレータ５４の内部および外部に設けられた吸引口５９０ａ，５９０ｂから、処理室５０１内の雰囲気をコンプレッサー５９１によって吸引することにより、保持部材５０に保持された基板９０周辺の雰囲気を装置外に排気する。
【００３３】
制御部６は、基板処理装置１の内部に設けられており、一般的なマイクロコンピュータとしての機能を備え、図示しないＣＰＵとメモリとから主に構成される。また、詳細は図示しないが、基板処理装置１の各構成と信号のやり取りが可能な状態で接続されており、予めメモリに記憶されているプログラムに従って、それらの構成、例えば、回転機構５３および昇降機構５６などを制御する。
【００３４】
以上が本実施の形態における基板処理装置１の構成の説明である。次に、基板処理装置１の動作について説明する。なお、特に明記する場合を除いて、以下の動作は、制御部６からの制御信号に基づいて行われる。
【００３５】
図３は、主に、基板処理装置１の動作を示す流れ図である。オペレータまたは搬送機構により、カセットステーション２にカセット３が載置される（ステップＳ１１）と、基板処理装置１は、上記カセット３が載置されたことを検出することにより、以下の処理を開始する。
【００３６】
まず、搬送機構４の昇降機構４２が搬送アーム４０のＺ軸方向の位置を調整し、搬送アーム４０がカセット３内に収容されている基板９０を一枚ずつ取り出し、処理ユニット５に搬入する（ステップＳ１２）。
【００３７】
基板９０が処理ユニット５に搬入されると、処理ユニット５において排気機構５９による処理室５０１内の雰囲気の吸引が開始される（ステップＳ１３）。これにより、以後の処理においてミストが発生した場合に、雰囲気ごと排気することができ、基板９０への再付着を抑制することができる。
【００３８】
次に、洗浄処理（ステップＳ１４）および乾燥処理（ステップＳ１５）が順次行われる。図４は、処理ユニット５における洗浄処理を示す流れ図である。また、図５は、処理ユニット５における乾燥処理を示す流れ図である。さらに、図６（ａ）ないし（ｄ）は、洗浄処理および乾燥処理における処理ユニット５の各構成の位置関係を示す概略図である。これらの図を用いて、処理ユニット５における洗浄処理および乾燥処理について説明する。
【００３９】
なお、ステップＳ１２において搬送アーム４０が基板９０を搬入するときには、図６（ａ）に示すように、基板９０を搬入しやすいようにセパレータ５４は第２位置とされ、洗浄ノズル５１および送風ノズル５２０はそれぞれの退避位置とされている。
【００４０】
まず、図６（ｂ）に示すように、昇降機構５６によりセパレータ５４が第１位置に移動する（ステップＳ２１）とともに、洗浄ノズル５１が図示しない移動機構により吐出位置に移動する（ステップＳ２２）。
【００４１】
次に、基板９０を低速で回転させながら、ノズル先端部５１０から洗浄液の吐出を開始し（ステップＳ２３）、基板９０の洗浄が行われる。なお、洗浄液は、洗浄の目的や対象に応じて純水や有機溶媒、あるいはそれらに超音波振動が加えられた液などが適宜用いられる。また、洗浄処理においては、洗浄液を吐出するのみならず、例えば、スクラブ洗浄などを併用してもよい。このときにおける基板９０の低速回転とは、基板９０の中心に供給された洗浄液が基板９０上に液膜を形成した状態を保ちながら、且つ余剰の洗浄液の液滴Ｒ４が基板９０の端部から流れ落ちる程度の速度である。
【００４２】
基板９０の洗浄が終了すると、基板９０の回転を停止させ、洗浄ノズル５１が洗浄液の吐出を停止（ステップＳ２４）するとともに、退避位置に移動する（ステップＳ２５）。これにより、基板処理装置１は洗浄処理を終了し、図３の処理に戻る。このとき基板９０上には、まだ洗浄液の液膜が形成されたままである。
【００４３】
洗浄処理（ステップＳ１４）が終了すると、基板処理装置１は、続いて、乾燥処理（ステップＳ１５）を行う。乾燥処理では、まず、図６（ｃ）に示すように、送風ノズル５２０が図示しない移動機構により送風位置に移動する（ステップＳ３１）。
【００４４】
次に、電磁弁５２１が開いて、ガス供給部５２２からガスが供給されることにより、送風ノズル５２０が基板９０の表面中央部に対して送風を開始する（ステップＳ３２）。
【００４５】
図７（ａ）ないし（ｅ）は、乾燥処理の初期段階において、洗浄液が基板９０の表面から除去される様子を示す図である。なお、ステップＳ３２において送風ノズル５２０が送風を開始してから、後述するステップＳ３５においてセパレータ５４が第２位置に移動を開始するまでのステップを、ここでは便宜的に「初期段階」と称する。また、ステップＳ３５からステップＳ３８までを「後期段階」と称する。
【００４６】
まず、基板９０に送風が開始されると、図７（ａ）に示すように、送風ノズル５２０から吹き付けられるガスによって厚さｔ１となっている洗浄液の液膜Ｒ１の中央部が押しのけられ、液膜Ｒ１にホールＨが形成される。これにより、基板９０の表面のその部分（ホールＨの部分）から洗浄液が除去される。なお、押しのけられた洗浄液はホールＨの外周部Ｒ２で盛り上がり、その外周部Ｒ２において厚さｔ２となっている。
【００４７】
次に、モータ５３０が回転を開始して、基板９０を保持部材５０に保持した状態で回転させる（ステップＳ３３）。このとき、基板９０の回転により洗浄液に作用する遠心力と洗浄液の表面張力とがほぼ同じになるように低速で基板９０を回転させる。この回転速度は予め実験などにより求めて設定しておくことができる。なお、図７（ａ）に示す状態では、遠心力と表面張力とが拮抗しているため、基板９０上から除去される洗浄液はほとんどない。
【００４８】
引き続き送風ノズル５２０からの送風を行い、基板９０の回転数を上げてゆくと、図７（ｂ）に示すように、ホールＨが基板９０の端部方向に拡大し、液膜Ｒ１の中央側の洗浄液が基板９０の端部側に徐々に押しのけられ、乾燥領域（ホールＨの領域）が広がっていく。それと同時に、基板９０の端部側において、表面張力のみでは洗浄液液を支えることができなくなり、洗浄液が液滴Ｒ３となって基板９０から流れ落ちはじめる。この液滴Ｒ３は、遠心力のみで基板９０から除去される洗浄液に比べて、Ｚ軸方向に作用する力（主に重力）の割合が高く、セパレータ５４の内壁に飛び散ることなくセパレータ５４の内部に落下してドレイン５７から回収される。
【００４９】
すなわち、遠心力によって基板９０から振り切られる洗浄液は、水平方向（ＸＹ方向）に働く力が比較的強く、セパレータ５４の内壁に衝突してミストを形成しやすいという欠点があるが、前述のように、モータ５３０の回転速度を調節しつつ、送風機構５２による送風を用いて洗浄液を除去することにより、基板９０の高速回転により遠心力によって激しく飛散しセパレータ５４の内壁に強く衝突する洗浄液を減少させることができる。したがって、ミストの発生を抑制することができることから、基板９０に洗浄液のミストが再付着することを抑制することができる。
【００５０】
制御部６は、タイマなどにより、ステップＳ３３において基板９０の回転を開始した時からの経過時間を計測しており、所定の時間が経過するまで、低速回転を継続させる（ステップＳ３４）。
【００５１】
これにより、送風ノズル５２０による送風が継続されることから、図７（ｃ）に示すように、さらに多くの洗浄液が液滴Ｒ３となって基板９０の表面から除去され、基板９０からの洗浄液の除去が促進される。そして、図７（ｄ）に示すように、洗浄液が基板９０の端部側にわずかに残る状態となり、さらにこの状態を継続させるとついには図７（ｅ）に示すように基板９０上に洗浄液の液滴は存在せず、極めて薄い微小な液層のみが存在する状態となる。
【００５２】
所定の時間が経過し、基板９０の状態が図７（ｅ）に示す状態になると、初期段階を終了し、昇降機構５６によりセパレータ５４が第２位置に移動する（ステップＳ３５）。
【００５３】
乾燥処理の初期段階においては、洗浄液が基板９０端部から流れ落ちるため、遠心力で液滴が強く飛散する場合と比べれば少ないものの、それでも比較的多くのミストが発生してしまう。これらのミストは、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、主にセパレータ５４内部の雰囲気中に存在する。したがって、ステップＳ３５においてセパレータ５４が第２位置に移動することにより、基板９０がセパレータ５４内部の雰囲気（ミストが多く存在する雰囲気）から離脱し隔離されるため、基板９０への洗浄液の再付着を抑制することができる。またこのとき、排気機構５９によって吸引口５９０ａから排気が行われているので、セパレータ５４内に隔離されたミスト雰囲気がセパレータ５４の外側へ流出することがない。
【００５４】
図６（ｄ）に示すように、セパレータ５４が第２位置に移動すると、モータ５３０の回転速度を高速回転に変更し、基板９０を高速で回転させ（ステップＳ３６）、基板９０の表面に残るごく微小な液層まで完全に乾燥させる。なおこのときには基板９０には液滴はほとんどないため、高速回転しても液滴が基板９０から飛散することはなく、新たなミストは発生しない。また、このときにも送風ノズル５２０による送風を継続し、液層の乾燥を促進する。
【００５５】
このように、予め送風機構５２が基板９０の表面中央部から徐々に洗浄液を除去しておくことにより、高速回転を開始する時点で基板９０の中央部に残留する処理液を減少させておくことができる。したがって、高速回転により洗浄液を振り切る際に基板９０の表面に洗浄液の流痕が生じることを抑制することができる。
【００５６】
基板９０からの洗浄液の除去および乾燥が終了すると、モータ５３０の回転を停止することにより基板９０の回転を停止させるとともに（ステップＳ３７）、電磁弁５２１を閉じることにより送風ノズル５２０からの送風を停止させる（ステップＳ３８）。
【００５７】
さらに、送風ノズル５２０が退避位置に移動し（ステップＳ３９）、図６（ａ）に示す状態に戻り、基板９０の乾燥処理を終了して、図３に示す処理に戻る。
【００５８】
乾燥処理（ステップＳ１５）が終了すると、搬送機構４が乾燥処理の終了した基板９０を処理ユニット５から搬出し（ステップＳ１６）、カセット３の所定の位置に搬入する。
【００５９】
さらに、基板処理装置１は、カセット３に未処理の基板９０が存在するか否かを判定し（ステップＳ１７）、未処理の基板９０が存在する場合には、当該基板９０に対してステップＳ１２に戻って処理を繰り返す。一方、未処理の基板９０が存在しない場合には、排気機構５９による雰囲気の吸引を停止し（ステップＳ１８）、処理を終了する。その際、オペレータまたは搬送機構により、カセットステーション２から洗浄処理が終了した基板９０を収容したカセット３が搬出される（ステップＳ１９）。
【００６０】
この一連の処理と基板９０の回転数とをタイミングチャートで表すと図８に示すようになる。この図において、基板９０（保持部材５０）の回転数は、例えばＡが１００ないし３００ｒｐｍ、Ｂが８００ないし１５００ｒｐｍ程度である。
【００６１】
以上により、本実施の形態における基板処理装置１では、制御部６が、昇降機構５６を制御することにより、回転機構５３による基板９０の乾燥処理中に、並行して、基板９０とセパレータ５４との間の相対位置を第１位置から第２位置に移動させることから、雰囲気中にミスト状態で存在する洗浄液が基板９０に再付着することを抑制することができる。
【００６２】
また、制御部６が、基板９０の乾燥処理の段階に応じて、昇降機構５６を制御することにより、基板９０上から液滴が無くなった状態でセパレータ５４を第２位置に移動させるため、第２位置において基板９０からの洗浄液の飛散をなくしてミストの発生を防止することができ、第２位置における雰囲気中のミスト量を抑制することができる。したがって、ミスト量の少ない雰囲気中で乾燥処理を完了させることができる。
【００６３】
また、昇降機構５６により基板９０とセパレータ５４との相対位置が第１位置から第２位置に変更されるに伴って、回転機構５３の回転速度を上げるように回転機構５３を制御することにより、基板９０が比較的濡れている状態においては、低速に回転させることによってミストの発生および基板への再付着を抑制しつつ、基板９０に付着している液滴がなくなった状態では高速に回転させることによって乾燥を早めることができる。
【００６４】
なお、上記実施の形態では、ステップＳ１３ないしＳ１８の間のみ、雰囲気の吸引排気を行っており、それに対応してその間は筐体５００上方に設けられたファンフィルタユニットを駆動していたが、これに限らず、例えば筐体５００内の排気を常時行い、ファンフィルタユニットも常時駆動しているように構成してもよい。
【００６５】
また、この実施の形態の装置によって、エッチング液と純水など２種類の処理液を使って処理を行い、かつエッチング液と純水とをそれぞれ分離して回収することができる。具体的には、例えばエッチング液を使ってエッチング処理した後に純水で洗浄処理する工程を行うとき、上述したステップＳ２３ないしＳ２４にかえて、まず第１工程として基板９０がセパレータ５４よりも上位に離脱した状態（第２位置）として基板９０にエッチング液を供給し、次に第２工程として基板９０がセパレータ５４内に位置した状態（第１位置）として基板９０に純水を供給すればよい。
【００６６】
これにより、使用されたエッチング液はドレイン５８から排出され、純水はドレイン５７から排出されるので、それぞれを混合することなく個別に回収することができ、必要に応じてエッチング液などを再利用することができる。なお、この場合、ステップＳ３６ないしＳ３８の処理は、基板９０がセパレータ５４よりも上位に離脱した状態（第２位置）で行われるが、このステップＳ３６ないしＳ３８の処理が行われるときには基板９０に純水の液滴は付着していないので、ドレイン５８に純水が混入することはない。
【００６７】
＜２． 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００６８】
例えば、本実施の形態における制御部６では、セパレータ５４を第２位置に移動させるタイミングを判定する手法として、予め実験により初期乾燥に必要な所定時間を求めておき、低速回転を開始した時から当該所定時間を経過したか否かにより判定する手法を用いているが、予め必要な回転数を求めておいて、低速回転を開始してからの回転数を計測することにより当該タイミングを判定するようにしてもよいし、洗浄液の状態を画像処理により判断して当該タイミングを判定するようにしてもよい。
【００６９】
また、基板処理装置１の構成は上記実施の形態に限られるものではなく、オペレータが基板処理装置１に指示を入力するための操作部や、各種データや画像を画面表示する表示部などを備えた構成とされてもよい。
【００７０】
また、保持部材５０を昇降させる昇降機構を設けて、乾燥処理の初期段階が終了した時点で、当該昇降機構により保持部材５０を上昇させることにより、セパレータ５４内部の雰囲気から基板９０を隔離するように構成してもよい。すなわち、基板９０とセパレータ５４との相対位置を移動させることができる構成であれば、セパレータ５４を移動させてもよいし、保持部材５０を移動させてもよい。さらに、乾燥処理における基板９０とセパレータ５４との相対位置は、水平方向に移動させてもよい。
【００７１】
また、上記実施の形態においては、基板９０を回転させつつ乾燥処理を行っている間、常に送風機構５２による送風を行っているが、低速回転による洗浄液の除去が終了した時点（図７（ｅ）に示す状態になった時点）で、送風を停止するようにしてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１ないし４に記載の発明では、制御手段が、移動手段を制御することにより、回転手段による基板の回転処理中に、相対位置を第１位置から第２位置に移動させることから、雰囲気中にミスト状態で存在する処理液が基板に再付着することを抑制することができる。
また、制御手段が、基板の乾燥処理の段階に応じて移動手段を制御することにより、第２位置における雰囲気中のミスト量を抑制することができる。したがって、ミスト量の少ない雰囲気中で乾燥処理を完了させることができる。
また、制御手段が、移動手段により基板とセパレート手段との相対位置を第１位置から第２位置に変更し、基板の回転数を上げるように回転手段を制御することにより、基板が比較的濡れている状態においては、低速に回転させることによってミストの発生および基板への再付着を抑制しつつ、乾燥が進んだ状態では高速に回転させることによって乾燥を早めることができる。
また、制御手段が、相対位置が第１位置である場合に、送風手段によるガスの供給を行うよう制御することにより、基板端部からセパレート手段の内壁に飛散する処理液の量を減少させることができることから、ミストの発生を抑制することができる。また、処理液を振り切る際に基板の表面に処理液の流痕が生じることを抑制することができる。
【００７６】
請求項２に記載の発明では、第１回収手段と第２回収手段とがそれぞれ別個の回収経路として構成されていることから、それぞれ別々に処理液を回収することにより、処理液を効率よく再利用することができる。
【００７７】
請求項３に記載の発明では、処理室内の雰囲気を吸引することにより、保持手段に保持された基板周辺の雰囲気を排気する排気手段をさらに備えることから、処理液のミストを雰囲気ごと排気することにより、基板への再付着をさらに抑制することができる。
【００７８】
請求項５および６に記載の発明では、液膜の中央部を押しのけて液膜にホールを形成するように基板の中央部にガスを供給する工程と、液膜に作用する遠心力と表面張力とが略同一となる回転数で基板を回転させる工程とを有することにより、雰囲気中にミスト状態で存在する処理液が基板に再付着することを抑制することができる。
また、基板とセパレータとの相対位置が第２位置に変更された後、基板を高速で回転させることにより、基板が比較的濡れている状態においては、低速に回転させることによってミストの発生および基板への再付着を抑制しつつ、乾燥が進んだ状態では高速に回転させることによって乾燥を早めることができる。
【００７９】
請求項６に記載の発明では、基板の乾燥処理の段階に応じて、相対位置を変更する工程を実行するタイミングを判定する工程をさらに有することにより、十分に乾燥が進んだ状態で第２位置に移動させるため、第２位置において基板から除去される洗浄液の量を減少させることができ、第２位置における雰囲気中のミスト量を抑制することができる。したがって、ミスト量の少ない雰囲気中で乾燥処理を完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置を示す概略的な斜視図である。
【図２】処理ユニットの部分断面図である。
【図３】主に、基板処理装置の動作を示す流れ図である。
【図４】処理ユニットにおける洗浄処理を示す流れ図である。
【図５】処理ユニットにおける乾燥処理を示す流れ図である。
【図６】洗浄処理および乾燥処理における処理ユニットの各構成の位置関係を示す概略図である。
【図７】乾燥処理の初期段階において、洗浄液が基板の表面から除去される様子を示す図である。
【図８】基板処理装置における一連の処理と基板の回転数とを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 基板処理装置
５０ 保持部材
５０１ 処理室
５２ 送風機構
５２０ 送風ノズル
５２１ 電磁弁
５２２ ガス供給部
５３ 回転機構
５３０ モータ
５３１ 駆動ベルト
５４ セパレータ
５５ 下セパレータ
５６ 昇降機構（移動手段）
５７ ドレイン（第１回収手段）
５８ ドレイン（第２回収手段）
５９ 排気機構
５９０ 吸引口
５９１ コンプレッサー
６ 制御部
９０ 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ用ガラス基板などの被処理基板に付着した処理液を乾燥除去する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板の製造工程では、様々な処理液（純水、現像液、溶媒など）が基板に対して用いられている。このようにして用いられた処理液は後工程に悪影響を与えるため、基板処理装置では基板に付着した処理液の除去処理が行われる。従来より、このような除去処理を行う装置として、例えば、実開昭６０−４２７３０号公報には、基板を清浄化するために用いた処理液（洗浄液）を回転乾燥させる装置が記載されている。この公報に記載されている装置によれば、支持器に取り付けたモータによって、支持器に支持された基板を回転させ、発生する遠心力によって基板に付着した処理液を振り切り、乾燥させることにより、基板上の処理液を除去処理することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に記載された装置では、回転乾燥によって基板に付着した液滴を振り切る際に、飛ばされた液滴が処理室の内壁などに衝突して基板周辺の雰囲気中に霧（ミスト）状に飛散する。したがって、乾燥処理中の基板に飛散した処理液が再度付着するという問題があった。このようにしてはね返る処理液の量は、基板の回転速度が高速であるほど多量となる。
【０００４】
また、そのようなミストは、パーティクルなどにより汚染されている可能性が高く、単に乾燥に時間がかかるということのみならず、製造される基板の汚染原因にもなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板を回転乾燥させる場合において、処理液が基板に再度付着することを抑制する基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、表面に液膜が形成された基板に対して乾燥処理を行う基板処理装置であって、前記基板を所定の処理室内に保持する保持手段と、所定の空間範囲を包囲して前記所定の処理室内の雰囲気分離を行うセパレート手段と、前記保持手段を回転させることにより、前記保持手段に保持された前記基板を回転させる回転手段と、前記保持手段に保持された前記基板の表面の中央部にガスを供給する送風手段と、前記基板と前記セパレート手段との相対位置を、i)前記セパレート手段が前記基板を包囲する第１位置と、ii)前記基板が前記セパレート手段の外部に位置する第２位置と、の間で移動させる移動手段と、前記回転手段、前記送風手段および前記移動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記相対位置を前記第１位置としてから、前記基板の中央部へのガスの供給を開始させて前記液膜の中央部を押しのけてホールを形成させるとともに、前記液膜に作用する遠心力と表面張力とが略同一となる回転数で前記基板を回転させ、前記ガスの供給を継続しつつ前記基板の回転数をさらに上昇させるように前記移動手段と前記送風手段と前記回転手段とを制御した後、前記相対位置を前記第２位置に移動させて、前記相対位置が前記第２位置の状態で前記基板を高速回転させるように前記移動手段と前記回転手段とを制御する。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置であって、前記第１位置において前記基板から除去される前記所定の処理液を回収する第１回収手段と、前記第２位置において前記基板から除去される前記所定の処理液を回収する第２回収手段とをさらに備え、前記第１回収手段と前記第２回収手段とがそれぞれ別個の回収経路として構成されている。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明に係る基板処理装置であって、前記処理室内の雰囲気を吸引することにより、前記保持手段に保持された前記基板周辺の雰囲気を排気する排気手段をさらに備える。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記相対位置が前記第２位置にあるとき、前記セパレート手段内の空間が略閉塞される構造であり、且つ当該空間内の雰囲気を排気する機構を備える。
【００１３】
また、請求項５の発明は、基板の表面に液膜を形成する所定の処理液を乾燥させる基板処理方法であって、 (a) 前記基板を所定の処理室内に保持する工程と、 (b) 所定の空間範囲を包囲して前記所定の処理室内の雰囲気分離を行うセパレータと前記基板との相対位置を、前記セパレータが前記基板を包囲する第１位置とする工程と、 (c) 前記液膜の中央部を押しのけて前記液膜にホールを形成するように前記基板の中央部にガスを供給する工程と、 (d) 前記 (c) 工程の実行中に前記液膜に作用する遠心力と表面張力とが略同一となる第１回転数で基板を回転させる工程と、 (e) 前記 (c) 工程の実行中に前記基板の回転数を第１回転数から上昇させる工程と、 (f) 前記相対位置を、前記第１位置から前記基板が前記セパレータの外部に露出する第２位置とする工程と、 (g) 前記第２位置にある前記基板を前記第１回転数より高速の第２回転数で回転させる工程とを有する。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項５の発明に係る基板処理方法であって、 (h) 前記 (e) 工程における前記基板の乾燥処理の段階に応じて、前記 (f) 工程を実行するタイミングを判定する工程をさらに有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１７】
＜１． 実施の形態＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１を示す概略的な斜視図である。基板処理装置１は、カセットステーション２、カセット３、搬送機構４、処理ユニット５および制御部６を備えており、基板に対する洗浄処理を行う装置として構成されている。
【００１８】
なお、本実施の形態においては、所定の処理として基板９０に対する洗浄処理を行う装置を例に説明するが、本発明を実施する装置はもちろんこれに限られるものではなく、例えば、塗布装置、現像装置など、処理液を使用した後、当該処理液を回転乾燥させる装置、あるいは乾燥装置のように回転乾燥処理のみ行う装置などにも適用利用することができる。また、図１では、被処理基板として角形の基板９０を例に示しているが、円形の基板であってもよい。
【００１９】
カセットステーション２は、図１に示すようにカセット３を所定の位置に載置する。カセット３は、複数の基板９０を収容するための容器であり、前面に搬送アーム４０が基板９０にアクセスするための開口部が設けられている。なお、基板処理装置１では、１つのカセット３のみを図示しているが、カセットステーション２に載置されるカセット３の数は、複数であってもよい。また、その場合、処理ユニット５において処理が行われる前の基板９０と、処理後の基板９０とを別々に収容するようにしてもよい。
【００２０】
搬送機構４は、搬送アーム４０、搬送レール４１、昇降機構４２を備え、カセットステーション２から、処理ユニット５に基板９０を搬送する。また、洗浄処理および乾燥処理が終了した基板９０を処理ユニット５から搬出し、カセットステーション２に搬送する。
【００２１】
搬送アーム４０は、カセット３内の基板９０および処理ユニット５の保持部材５０（図２参照）上の基板９０に対し、略水平方向に進退することにより直接アクセスして、当該基板９０を挟持する。なお、搬送アーム４０は、略水平面内で回転が可能とされており、これにより基板９０にアクセスする際の進退方向が調整可能とされている。
【００２２】
昇降機構４２は、主に、搬送アーム４０の高さ位置を調節する。また、図示しない移動機構により、搬送アーム４０とともに、搬送レール４１上を所定の方向に移動する。
【００２３】
図２は、処理ユニット５の部分断面図である。処理ユニット５は、上方にファンフィルタユニット（図示せず）を備えた箱状の筐体５００により基板処理装置１の他の構成と空間的に区切られ、内部が処理室５０１となっている。また、保持部材５０、洗浄ノズル５１、送風機構５２、回転機構５３、セパレータ５４、下セパレータ５５、昇降機構５６、ドレイン５７，５８、および排気機構５９を備える。
【００２４】
処理ユニット５は、保持部材５０上に保持された基板９０に対して、洗浄ノズル５１から洗浄液（所定の処理液に相当する）を吐出することにより基板９０の洗浄処理を行う。さらに、洗浄処理が終了した基板９０に対して、基板９０を回転させることにより洗浄液を乾燥させる乾燥装置（スピンドライ装置）としての機能をも有する。
【００２５】
保持部材５０は、略円筒形状の回転軸５０Ｐの上端に円板５０Ｓを固着してなり、円板５０Ｓの上面に載置された基板９０を円板５０Ｓの上面の複数のピンにて支持し、処理室５０１内で所定の位置に保持する。
【００２６】
洗浄ノズル５１は、図示しない洗浄液タンクと接続されており、ノズル先端部５１０から保持部材５０に保持された基板９０の表面に対して洗浄液としての超純水を吐出する。なお、図２においては、洗浄ノズル５１が基板９０の上方から退避した退避位置を示しているが、洗浄ノズル５１は、基板９０に洗浄液を吐出する際には、図示しない移動機構により基板９０の上方（以下、「吐出位置」と称する）に移動できるようにされている。
【００２７】
送風機構５２は、送風ノズル５２０、電磁弁５２１、およびガス供給部５２２を備え、基板９０の乾燥処理の際には、電磁弁５２１を介してガス供給部５２２から所定のガス（例えば、窒素や空気など）を供給し、送風ノズル５２０の先端から基板９０の表面中央部に対してガスを送風する。なお、送風機構５２の送風ノズル５２０も、洗浄ノズル５１と同様に図示しない移動機構により、図２に示す送風位置と、基板９０の上方から退避した位置（以下、「退避位置」と称する）との間を移動できるようにされている。
【００２８】
回転機構５３は、基板９０を保持した状態の保持部材５０を回転させる。保持部材５０を回転させるための回転力は、回転速度を調節することができるモータ５３０により生成され、駆動ベルト５３１により保持部材５０に伝達される。なお、モータ５３０の回転軸Ｐ１は、図２に示すように、Ｚ軸と略平行とされており、したがって、保持部材５０の回転軸Ｐ２もＺ軸と略平行となり、保持部材５０に保持された基板９０はＸＹ平面に略平行な面内で回転する。
【００２９】
セパレータ５４は、内部が空洞な略円筒状の部材であり、かつ、上部が図２に示すように内側に狭まった形状を有している。また、下セパレータ５５に移動可能な状態で案内されるとともに、昇降機構５６に取り付けられ支持されている。セパレータ５４は、セパレータ５４の内部の空間範囲を包囲して処理室５０１内の雰囲気を外部と分離する機能を有する。
【００３０】
下セパレータ５５は、処理室５０１の底部に固設されており、セパレータ５４と連なってセパレータ５４と同様に処理室５０１内を内側と外側とに区画し、その雰囲気を分離するとともに、セパレータ５４が移動する際の移動方向を規定するガイドとしての機能を有する。
【００３１】
昇降機構５６は、セパレータ５４の外周に沿って複数個設けられており、セパレータ５４を下セパレータ５５に沿ってＺ軸方向に昇降させる。なお、以下、セパレータ５４が最も上方にありセパレータ５４が基板９０の少なくとも水平方向を包囲する位置（図２に示す位置）を第１位置、最も下方にあって基板９０がセパレータ５４の上端よりも上方に位置してセパレータ５４の外部に脱出する位置を第２位置と称する。すなわち、昇降機構５６は、セパレータ５４を第１位置と第２位置との間で昇降（移動）させることができ、本発明における移動手段に相当する。また、各昇降機構５６は、セパレータ５４をＺ軸方向に昇降させるために、それぞれが連動して昇降動作を行う。
【００３２】
ドレイン５７および５８は、それぞれセパレータ５４の内部と外部とにおいて集められる洗浄液を回収するための回収経路となっている。また、排気機構５９は、セパレータ５４の内部および外部に設けられた吸引口５９０ａ，５９０ｂから、処理室５０１内の雰囲気をコンプレッサー５９１によって吸引することにより、保持部材５０に保持された基板９０周辺の雰囲気を装置外に排気する。
【００３３】
制御部６は、基板処理装置１の内部に設けられており、一般的なマイクロコンピュータとしての機能を備え、図示しないＣＰＵとメモリとから主に構成される。また、詳細は図示しないが、基板処理装置１の各構成と信号のやり取りが可能な状態で接続されており、予めメモリに記憶されているプログラムに従って、それらの構成、例えば、回転機構５３および昇降機構５６などを制御する。
【００３４】
以上が本実施の形態における基板処理装置１の構成の説明である。次に、基板処理装置１の動作について説明する。なお、特に明記する場合を除いて、以下の動作は、制御部６からの制御信号に基づいて行われる。
【００３５】
図３は、主に、基板処理装置１の動作を示す流れ図である。オペレータまたは搬送機構により、カセットステーション２にカセット３が載置される（ステップＳ１１）と、基板処理装置１は、上記カセット３が載置されたことを検出することにより、以下の処理を開始する。
【００３６】
まず、搬送機構４の昇降機構４２が搬送アーム４０のＺ軸方向の位置を調整し、搬送アーム４０がカセット３内に収容されている基板９０を一枚ずつ取り出し、処理ユニット５に搬入する（ステップＳ１２）。
【００３７】
基板９０が処理ユニット５に搬入されると、処理ユニット５において排気機構５９による処理室５０１内の雰囲気の吸引が開始される（ステップＳ１３）。これにより、以後の処理においてミストが発生した場合に、雰囲気ごと排気することができ、基板９０への再付着を抑制することができる。
【００３８】
次に、洗浄処理（ステップＳ１４）および乾燥処理（ステップＳ１５）が順次行われる。図４は、処理ユニット５における洗浄処理を示す流れ図である。また、図５は、処理ユニット５における乾燥処理を示す流れ図である。さらに、図６（ａ）ないし（ｄ）は、洗浄処理および乾燥処理における処理ユニット５の各構成の位置関係を示す概略図である。これらの図を用いて、処理ユニット５における洗浄処理および乾燥処理について説明する。
【００３９】
なお、ステップＳ１２において搬送アーム４０が基板９０を搬入するときには、図６（ａ）に示すように、基板９０を搬入しやすいようにセパレータ５４は第２位置とされ、洗浄ノズル５１および送風ノズル５２０はそれぞれの退避位置とされている。
【００４０】
まず、図６（ｂ）に示すように、昇降機構５６によりセパレータ５４が第１位置に移動する（ステップＳ２１）とともに、洗浄ノズル５１が図示しない移動機構により吐出位置に移動する（ステップＳ２２）。
【００４１】
次に、基板９０を低速で回転させながら、ノズル先端部５１０から洗浄液の吐出を開始し（ステップＳ２３）、基板９０の洗浄が行われる。なお、洗浄液は、洗浄の目的や対象に応じて純水や有機溶媒、あるいはそれらに超音波振動が加えられた液などが適宜用いられる。また、洗浄処理においては、洗浄液を吐出するのみならず、例えば、スクラブ洗浄などを併用してもよい。このときにおける基板９０の低速回転とは、基板９０の中心に供給された洗浄液が基板９０上に液膜を形成した状態を保ちながら、且つ余剰の洗浄液の液滴Ｒ４が基板９０の端部から流れ落ちる程度の速度である。
【００４２】
基板９０の洗浄が終了すると、基板９０の回転を停止させ、洗浄ノズル５１が洗浄液の吐出を停止（ステップＳ２４）するとともに、退避位置に移動する（ステップＳ２５）。これにより、基板処理装置１は洗浄処理を終了し、図３の処理に戻る。このとき基板９０上には、まだ洗浄液の液膜が形成されたままである。
【００４３】
洗浄処理（ステップＳ１４）が終了すると、基板処理装置１は、続いて、乾燥処理（ステップＳ１５）を行う。乾燥処理では、まず、図６（ｃ）に示すように、送風ノズル５２０が図示しない移動機構により送風位置に移動する（ステップＳ３１）。
【００４４】
次に、電磁弁５２１が開いて、ガス供給部５２２からガスが供給されることにより、送風ノズル５２０が基板９０の表面中央部に対して送風を開始する（ステップＳ３２）。
【００４５】
図７（ａ）ないし（ｅ）は、乾燥処理の初期段階において、洗浄液が基板９０の表面から除去される様子を示す図である。なお、ステップＳ３２において送風ノズル５２０が送風を開始してから、後述するステップＳ３５においてセパレータ５４が第２位置に移動を開始するまでのステップを、ここでは便宜的に「初期段階」と称する。また、ステップＳ３５からステップＳ３８までを「後期段階」と称する。
【００４６】
まず、基板９０に送風が開始されると、図７（ａ）に示すように、送風ノズル５２０から吹き付けられるガスによって厚さｔ１となっている洗浄液の液膜Ｒ１の中央部が押しのけられ、液膜Ｒ１にホールＨが形成される。これにより、基板９０の表面のその部分（ホールＨの部分）から洗浄液が除去される。なお、押しのけられた洗浄液はホールＨの外周部Ｒ２で盛り上がり、その外周部Ｒ２において厚さｔ２となっている。
【００４７】
次に、モータ５３０が回転を開始して、基板９０を保持部材５０に保持した状態で回転させる（ステップＳ３３）。このとき、基板９０の回転により洗浄液に作用する遠心力と洗浄液の表面張力とがほぼ同じになるように低速で基板９０を回転させる。この回転速度は予め実験などにより求めて設定しておくことができる。なお、図７（ａ）に示す状態では、遠心力と表面張力とが拮抗しているため、基板９０上から除去される洗浄液はほとんどない。
【００４８】
引き続き送風ノズル５２０からの送風を行い、基板９０の回転数を上げてゆくと、図７（ｂ）に示すように、ホールＨが基板９０の端部方向に拡大し、液膜Ｒ１の中央側の洗浄液が基板９０の端部側に徐々に押しのけられ、乾燥領域（ホールＨの領域）が広がっていく。それと同時に、基板９０の端部側において、表面張力のみでは洗浄液液を支えることができなくなり、洗浄液が液滴Ｒ３となって基板９０から流れ落ちはじめる。この液滴Ｒ３は、遠心力のみで基板９０から除去される洗浄液に比べて、Ｚ軸方向に作用する力（主に重力）の割合が高く、セパレータ５４の内壁に飛び散ることなくセパレータ５４の内部に落下してドレイン５７から回収される。
【００４９】
すなわち、遠心力によって基板９０から振り切られる洗浄液は、水平方向（ＸＹ方向）に働く力が比較的強く、セパレータ５４の内壁に衝突してミストを形成しやすいという欠点があるが、前述のように、モータ５３０の回転速度を調節しつつ、送風機構５２による送風を用いて洗浄液を除去することにより、基板９０の高速回転により遠心力によって激しく飛散しセパレータ５４の内壁に強く衝突する洗浄液を減少させることができる。したがって、ミストの発生を抑制することができることから、基板９０に洗浄液のミストが再付着することを抑制することができる。
【００５０】
制御部６は、タイマなどにより、ステップＳ３３において基板９０の回転を開始した時からの経過時間を計測しており、所定の時間が経過するまで、低速回転を継続させる（ステップＳ３４）。
【００５１】
これにより、送風ノズル５２０による送風が継続されることから、図７（ｃ）に示すように、さらに多くの洗浄液が液滴Ｒ３となって基板９０の表面から除去され、基板９０からの洗浄液の除去が促進される。そして、図７（ｄ）に示すように、洗浄液が基板９０の端部側にわずかに残る状態となり、さらにこの状態を継続させるとついには図７（ｅ）に示すように基板９０上に洗浄液の液滴は存在せず、極めて薄い微小な液層のみが存在する状態となる。
【００５２】
所定の時間が経過し、基板９０の状態が図７（ｅ）に示す状態になると、初期段階を終了し、昇降機構５６によりセパレータ５４が第２位置に移動する（ステップＳ３５）。
【００５３】
乾燥処理の初期段階においては、洗浄液が基板９０端部から流れ落ちるため、遠心力で液滴が強く飛散する場合と比べれば少ないものの、それでも比較的多くのミストが発生してしまう。これらのミストは、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、主にセパレータ５４内部の雰囲気中に存在する。したがって、ステップＳ３５においてセパレータ５４が第２位置に移動することにより、基板９０がセパレータ５４内部の雰囲気（ミストが多く存在する雰囲気）から離脱し隔離されるため、基板９０への洗浄液の再付着を抑制することができる。またこのとき、排気機構５９によって吸引口５９０ａから排気が行われているので、セパレータ５４内に隔離されたミスト雰囲気がセパレータ５４の外側へ流出することがない。
【００５４】
図６（ｄ）に示すように、セパレータ５４が第２位置に移動すると、モータ５３０の回転速度を高速回転に変更し、基板９０を高速で回転させ（ステップＳ３６）、基板９０の表面に残るごく微小な液層まで完全に乾燥させる。なおこのときには基板９０には液滴はほとんどないため、高速回転しても液滴が基板９０から飛散することはなく、新たなミストは発生しない。また、このときにも送風ノズル５２０による送風を継続し、液層の乾燥を促進する。
【００５５】
このように、予め送風機構５２が基板９０の表面中央部から徐々に洗浄液を除去しておくことにより、高速回転を開始する時点で基板９０の中央部に残留する処理液を減少させておくことができる。したがって、高速回転により洗浄液を振り切る際に基板９０の表面に洗浄液の流痕が生じることを抑制することができる。
【００５６】
基板９０からの洗浄液の除去および乾燥が終了すると、モータ５３０の回転を停止することにより基板９０の回転を停止させるとともに（ステップＳ３７）、電磁弁５２１を閉じることにより送風ノズル５２０からの送風を停止させる（ステップＳ３８）。
【００５７】
さらに、送風ノズル５２０が退避位置に移動し（ステップＳ３９）、図６（ａ）に示す状態に戻り、基板９０の乾燥処理を終了して、図３に示す処理に戻る。
【００５８】
乾燥処理（ステップＳ１５）が終了すると、搬送機構４が乾燥処理の終了した基板９０を処理ユニット５から搬出し（ステップＳ１６）、カセット３の所定の位置に搬入する。
【００５９】
さらに、基板処理装置１は、カセット３に未処理の基板９０が存在するか否かを判定し（ステップＳ１７）、未処理の基板９０が存在する場合には、当該基板９０に対してステップＳ１２に戻って処理を繰り返す。一方、未処理の基板９０が存在しない場合には、排気機構５９による雰囲気の吸引を停止し（ステップＳ１８）、処理を終了する。その際、オペレータまたは搬送機構により、カセットステーション２から洗浄処理が終了した基板９０を収容したカセット３が搬出される（ステップＳ１９）。
【００６０】
この一連の処理と基板９０の回転数とをタイミングチャートで表すと図８に示すようになる。この図において、基板９０（保持部材５０）の回転数は、例えばＡが１００ないし３００ｒｐｍ、Ｂが８００ないし１５００ｒｐｍ程度である。
【００６１】
以上により、本実施の形態における基板処理装置１では、制御部６が、昇降機構５６を制御することにより、回転機構５３による基板９０の乾燥処理中に、並行して、基板９０とセパレータ５４との間の相対位置を第１位置から第２位置に移動させることから、雰囲気中にミスト状態で存在する洗浄液が基板９０に再付着することを抑制することができる。
【００６２】
また、制御部６が、基板９０の乾燥処理の段階に応じて、昇降機構５６を制御することにより、基板９０上から液滴が無くなった状態でセパレータ５４を第２位置に移動させるため、第２位置において基板９０からの洗浄液の飛散をなくしてミストの発生を防止することができ、第２位置における雰囲気中のミスト量を抑制することができる。したがって、ミスト量の少ない雰囲気中で乾燥処理を完了させることができる。
【００６３】
また、昇降機構５６により基板９０とセパレータ５４との相対位置が第１位置から第２位置に変更されるに伴って、回転機構５３の回転速度を上げるように回転機構５３を制御することにより、基板９０が比較的濡れている状態においては、低速に回転させることによってミストの発生および基板への再付着を抑制しつつ、基板９０に付着している液滴がなくなった状態では高速に回転させることによって乾燥を早めることができる。
【００６４】
なお、上記実施の形態では、ステップＳ１３ないしＳ１８の間のみ、雰囲気の吸引排気を行っており、それに対応してその間は筐体５００上方に設けられたファンフィルタユニットを駆動していたが、これに限らず、例えば筐体５００内の排気を常時行い、ファンフィルタユニットも常時駆動しているように構成してもよい。
【００６５】
また、この実施の形態の装置によって、エッチング液と純水など２種類の処理液を使って処理を行い、かつエッチング液と純水とをそれぞれ分離して回収することができる。具体的には、例えばエッチング液を使ってエッチング処理した後に純水で洗浄処理する工程を行うとき、上述したステップＳ２３ないしＳ２４にかえて、まず第１工程として基板９０がセパレータ５４よりも上位に離脱した状態（第２位置）として基板９０にエッチング液を供給し、次に第２工程として基板９０がセパレータ５４内に位置した状態（第１位置）として基板９０に純水を供給すればよい。
【００６６】
これにより、使用されたエッチング液はドレイン５８から排出され、純水はドレイン５７から排出されるので、それぞれを混合することなく個別に回収することができ、必要に応じてエッチング液などを再利用することができる。なお、この場合、ステップＳ３６ないしＳ３８の処理は、基板９０がセパレータ５４よりも上位に離脱した状態（第２位置）で行われるが、このステップＳ３６ないしＳ３８の処理が行われるときには基板９０に純水の液滴は付着していないので、ドレイン５８に純水が混入することはない。
【００６７】
＜２． 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００６８】
例えば、本実施の形態における制御部６では、セパレータ５４を第２位置に移動させるタイミングを判定する手法として、予め実験により初期乾燥に必要な所定時間を求めておき、低速回転を開始した時から当該所定時間を経過したか否かにより判定する手法を用いているが、予め必要な回転数を求めておいて、低速回転を開始してからの回転数を計測することにより当該タイミングを判定するようにしてもよいし、洗浄液の状態を画像処理により判断して当該タイミングを判定するようにしてもよい。
【００６９】
また、基板処理装置１の構成は上記実施の形態に限られるものではなく、オペレータが基板処理装置１に指示を入力するための操作部や、各種データや画像を画面表示する表示部などを備えた構成とされてもよい。
【００７０】
また、保持部材５０を昇降させる昇降機構を設けて、乾燥処理の初期段階が終了した時点で、当該昇降機構により保持部材５０を上昇させることにより、セパレータ５４内部の雰囲気から基板９０を隔離するように構成してもよい。すなわち、基板９０とセパレータ５４との相対位置を移動させることができる構成であれば、セパレータ５４を移動させてもよいし、保持部材５０を移動させてもよい。さらに、乾燥処理における基板９０とセパレータ５４との相対位置は、水平方向に移動させてもよい。
【００７１】
また、上記実施の形態においては、基板９０を回転させつつ乾燥処理を行っている間、常に送風機構５２による送風を行っているが、低速回転による洗浄液の除去が終了した時点（図７（ｅ）に示す状態になった時点）で、送風を停止するようにしてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１ないし４に記載の発明では、制御手段が、移動手段を制御することにより、回転手段による基板の回転処理中に、相対位置を第１位置から第２位置に移動させることから、雰囲気中にミスト状態で存在する処理液が基板に再付着することを抑制することができる。
また、制御手段が、基板の乾燥処理の段階に応じて移動手段を制御することにより、第２位置における雰囲気中のミスト量を抑制することができる。したがって、ミスト量の少ない雰囲気中で乾燥処理を完了させることができる。
また、制御手段が、移動手段により基板とセパレート手段との相対位置を第１位置から第２位置に変更し、基板の回転数を上げるように回転手段を制御することにより、基板が比較的濡れている状態においては、低速に回転させることによってミストの発生および基板への再付着を抑制しつつ、乾燥が進んだ状態では高速に回転させることによって乾燥を早めることができる。
また、制御手段が、相対位置が第１位置である場合に、送風手段によるガスの供給を行うよう制御することにより、基板端部からセパレート手段の内壁に飛散する処理液の量を減少させることができることから、ミストの発生を抑制することができる。また、処理液を振り切る際に基板の表面に処理液の流痕が生じることを抑制することができる。
【００７６】
請求項２に記載の発明では、第１回収手段と第２回収手段とがそれぞれ別個の回収経路として構成されていることから、それぞれ別々に処理液を回収することにより、処理液を効率よく再利用することができる。
【００７７】
請求項３に記載の発明では、処理室内の雰囲気を吸引することにより、保持手段に保持された基板周辺の雰囲気を排気する排気手段をさらに備えることから、処理液のミストを雰囲気ごと排気することにより、基板への再付着をさらに抑制することができる。
【００７８】
請求項５および６に記載の発明では、液膜の中央部を押しのけて液膜にホールを形成するように基板の中央部にガスを供給する工程と、液膜に作用する遠心力と表面張力とが略同一となる回転数で基板を回転させる工程とを有することにより、雰囲気中にミスト状態で存在する処理液が基板に再付着することを抑制することができる。
また、基板とセパレータとの相対位置が第２位置に変更された後、基板を高速で回転させることにより、基板が比較的濡れている状態においては、低速に回転させることによってミストの発生および基板への再付着を抑制しつつ、乾燥が進んだ状態では高速に回転させることによって乾燥を早めることができる。
【００７９】
請求項６に記載の発明では、基板の乾燥処理の段階に応じて、相対位置を変更する工程を実行するタイミングを判定する工程をさらに有することにより、十分に乾燥が進んだ状態で第２位置に移動させるため、第２位置において基板から除去される洗浄液の量を減少させることができ、第２位置における雰囲気中のミスト量を抑制することができる。したがって、ミスト量の少ない雰囲気中で乾燥処理を完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置を示す概略的な斜視図である。
【図２】処理ユニットの部分断面図である。
【図３】主に、基板処理装置の動作を示す流れ図である。
【図４】処理ユニットにおける洗浄処理を示す流れ図である。
【図５】処理ユニットにおける乾燥処理を示す流れ図である。
【図６】洗浄処理および乾燥処理における処理ユニットの各構成の位置関係を示す概略図である。
【図７】乾燥処理の初期段階において、洗浄液が基板の表面から除去される様子を示す図である。
【図８】基板処理装置における一連の処理と基板の回転数とを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 基板処理装置
５０ 保持部材
５０１ 処理室
５２ 送風機構
５２０ 送風ノズル
５２１ 電磁弁
５２２ ガス供給部
５３ 回転機構
５３０ モータ
５３１ 駆動ベルト
５４ セパレータ
５５ 下セパレータ
５６ 昇降機構（移動手段）
５７ ドレイン（第１回収手段）
５８ ドレイン（第２回収手段）
５９ 排気機構
５９０ 吸引口
５９１ コンプレッサー
６ 制御部
９０ 基板
Claims (6)
- 表面に液膜が形成された基板に対して乾燥処理を行う基板処理装置であって、
前記基板を所定の処理室内に保持する保持手段と、
所定の空間範囲を包囲して前記所定の処理室内の雰囲気分離を行うセパレート手段と、
前記保持手段を回転させることにより、前記保持手段に保持された前記基板を回転させる回転手段と、
前記保持手段に保持された前記基板の表面の中央部にガスを供給する送風手段と、
前記基板と前記セパレート手段との相対位置を、
i) 前記セパレート手段が前記基板を包囲する第１位置と、
ii) 前記基板が前記セパレート手段の外部に位置する第２位置と、
の間で移動させる移動手段と、
前記回転手段、前記送風手段および前記移動手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、
前記相対位置を前記第１位置としてから、前記基板の中央部へのガスの供給を開始させて前記液膜の中央部を押しのけてホールを形成させるとともに、前記液膜に作用する遠心力と表面張力とが略同一となる回転数で前記基板を回転させ、前記ガスの供給を継続しつつ前記基板の回転数をさらに上昇させるように前記移動手段と前記送風手段と前記回転手段とを制御した後、
前記相対位置を前記第２位置に移動させて、前記相対位置が前記第２位置の状態で前記基板を高速回転させるように前記移動手段と前記回転手段とを制御することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第１位置において前記基板から除去される前記所定の処理液を回収する第１回収手段と、
前記第２位置において前記基板から除去される前記所定の処理液を回収する第２回収手段と、
をさらに備え、
前記第１回収手段と前記第２回収手段とがそれぞれ別個の回収経路として構成さ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２に記載の基板処理装置であって、
前記処理室内の雰囲気を吸引することにより、前記保持手段に保持された前記基板周辺の雰囲気を排気する排気手段をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記相対位置が前記第２位置にあるとき、前記セパレート手段内の空間が略閉塞される構造であり、且つ当該空間内の雰囲気を排気する機構を備えることを特徴とする基板処理装置。 - 基板の表面に液膜を形成する所定の処理液を乾燥させる基板処理方法であって、
(a) 前記基板を所定の処理室内に保持する工程と、
(b) 所定の空間範囲を包囲して前記所定の処理室内の雰囲気分離を行うセパレータと前記基板との相対位置を、前記セパレータが前記基板を包囲する第１位置とする工程と、
(c) 前記液膜の中央部を押しのけて前記液膜にホールを形成するように前記基板の中央部にガスを供給する工程と、
(d) 前記 (c) 工程の実行中に前記液膜に作用する遠心力と表面張力とが略同一となる第１回転数で基板を回転させる工程と、
(e) 前記 (c) 工程の実行中に前記基板の回転数を第１回転数から上昇させる工程と、
(f) 前記相対位置を、前記第１位置から前記基板が前記セパレータの外部に露出する第２位置とする工程と、
(g) 前記第２位置にある前記基板を前記第１回転数より高速の第２回転数で回転させる工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。 - 請求項５に記載の基板処理方法であって、
(h) 前記 (e) 工程における前記基板の乾燥処理の段階に応じて、前記 (f) 工程を実行するタイミングを判定する工程をさらに有することを特徴とする基板処理方法。
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