JP4215869B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば薬液またはリンス液（薬液およびリンス液を総称して処理液という）を貯留する処理槽に、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの薄板状の被処理基板（以下単に基板という）を浸漬して基板に所定の処理を施す基板処理方法および基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などを用いた精密電子基板の製造プロセスにおいては、基板を処理液に浸漬して種々の表面処理を施している。このような表面処理においては、エッチング液やフォトレジスト膜剥離液などの薬液を貯留した薬液槽とリンス液である純水を貯留した水洗槽とを有し、薬液槽さらに水洗槽に順次基板を浸漬して、薬液槽にて基板に薬液処理を施した後に、さらに、水洗槽にて基板に付着した薬液やパーティクルを洗い流すリンス処理をしている。
【０００３】
このリンス処理には、薬液槽で付着した薬液を基板から素早く水洗する機能水洗処理があり、この機能水洗処理について以下に説明する。
【０００４】
図８（ａ）〜図８（ｅ）は、従来の機能水洗処理における各工程を模式的に示す薬液処理部、機能水洗処理部の縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態、（ｃ）は急速排液およびシャワー出力状態、（ｄ）はアップフローおよびシャワー出力状態、（ｅ）はオーバーフロー状態を示している。
【０００５】
図８（ａ）に示すように、薬液槽６２の昇降手段としてのリフタ（図示せず）から搬送用ロボット（図示せず）に受け渡された複数の半導体ウエハ（以下、単にウエハという）６３は、搬送用ロボットによって機能水洗槽６１のリフタ６５に受け渡される。リフタ６５は下降して、複数のウエハ６３をそれぞれ下方から３つのウエハガイド６４の溝部分で所定間隔（例えばノーマルピッチＰ＝６．００ｍｍ、またはハーフピッチＰ／２）毎に受けて保持した状態で、複数のウエハ６３をウエハガイド６４と共に機能水洗槽６１内の純水中に浸漬する。このように、ウエハ６３を純水内に浸漬させた状態で、図８（ｂ）に示すように、機能水洗槽６１内の底部の両側に配設された純水供給部６６から純水を供給し続けて機能水洗槽６１の上部開口端６１ａから純水をオーバーフローさせて、薬液処理時にウエハ６３に付着した薬液、および薬液処理により発生した物質（パーティクル）を純水と共に槽外に流し出すようにしている。
【０００６】
さらに、所定時間、オーバーフローさせた後に、図８（ｃ）に示すように、一時的に、その純水供給部６６からの純水の供給を停止すると共に、機能水洗槽６１の側壁下部に配設されている排液口６７を開口して、薬液やパーティクルが混じった槽内全液の急速排液を行うようにしている。このとき、ウエハ６３の表面が親水性の場合には、これと同時または所定時間後（急速排液でウエハ５３が空気に晒され始めるまでの時間内）に、機能水洗槽６１の上部開口端６１ａの上方位置に互いに対向して配設されたシャワーパイプ６８の各ノズル部（図示せず）から純水をウエハ６３の表面上側部分に向けてシャワーさせるようにしたことで、ウエハ６３の表面が部分的に空気中に晒されるのを防止して自然酸化膜の成長を抑制するようになっている。
【０００７】
さらに、このシャワー出力状態で槽内全液の急速排液完了後に、図８（ｄ）に示すように、機能水洗槽６１内の底部の排液口６７を閉鎖して、両側の各純水供給部６６から純水をそれぞれ供給して機能水洗槽６１内に純水をアップフローさせつつ満たすことで、槽内の純水への置換効率を高めるようにしている。
【０００８】
さらに、図８（ｅ）に示すように、機能水洗槽６１内の底部の各純水供給部６６から純水の供給をさらに継続することで、機能水洗槽６１の上部開口端６１ａから純水をオーバーフローさせてウエハ６３の表面に付着した薬液やパーティクルを純水と共に槽外に流し出すようになっている。
【０００９】
その後、上記と同様に、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示しように、時間Ｔ１で図８（ｃ）の純水供給停止、槽内全液の急速排液（排液口６７オープン）およびシャワー出力、時間Ｔ２で図８（ｄ）の純水供給によるアップフローおよびシャワー出力、排液停止（排液口６７クローズ）、さらに、時間Ｔ３で図８（ｅ）の純水供給によるオーバーフロー、シャワー停止および排液停止（排液口６７クローズ）の図８（ｃ）〜図８（ｅ）の各ステップを所定回数だけ繰り返して、薬液やパーティクルをウエハ６３の表面上から素早く取り除くことでウエハ６３に対する薬液の影響を防止する機能水洗処理を終了するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の構成では、図１０（ａ）に示すように、槽内の複数のウエハ６３は、それぞれその下側３個所をウエハガイド６４の各保持用溝部６４ａに抜き差し自在な状態で差し込むことにより、つまり、ウエハ６３は、それぞれの下側に対してのみ所定間隔を保持するように動きを規制することによって、所定ピッチで順次並べられて隣接配置されている。このため、図８（ｃ）に示す槽内全液の急速排液時に、一気に排液されることによる液面７１の急激な低下に伴って、また、排液口６７へ向かって急に流れる液の勢いも複雑に作用して、図１０（ｂ）に示すようにウエハ６３の動きを規制されていない上側が互いに引き寄せられて、ウエハガイド６４の保持用溝部６４ａに当接するウエハ６３の下端部６３ａを中心としてウエハ６３の表面が互いに傾いて接触してしまうという問題を有していた。特に、ウエハ６３の表面が親水性の場合には、ウエハ６３の表面に水分を残した状態で互いに接触してくっついてしまうので、くっついたウエハ６３同士を剥がそうとしても剥がれにくく、無理に剥がそうとするとウエハ６３に傷をつけたり割れたりするという問題を有していた。また、ウエハ６３同士がくっつくことによりパーティクルを発生したり、一方のウエハ６３に付着しているパーティクルが他方のウエハ６３に付着するという問題を有していた。特に、複数のウエハ６３の保持間隔がハーフピッチＰ／２（搬送用キャリアにおいて収容されている基板相互間のピッチをＰとした際にその半分のピッチ）の場合には、この問題は顕著に表れる。
【００１１】
以上のように、複数のウエハ６３をそれぞれ下方から３つのウエハガイド６４の保持用溝部６４ａでそれぞれ保持しているが、上記のようなウエハ６３同士のくっつきを解決するために、その溝構造を鋭角状のＶ溝としてウエハ６３を強固に保持する構造にすると、一気に排液されることによる液面７１の急激な低下に伴ってウエハ６３の上側が互いに引き寄せられて傾くように作用することで、ウエハ６３にひびが入ったり割れたりして破損してしまうという問題を有していた。
【００１２】
また、水洗槽６１内に複数のウエハ６３を固定するための溝構造部を形成したガイドを設け、ウエハ６３同士のくっつきを防止することも考えられるが、その溝付きのガイドという部材が別途必要であると共に、そのガイドとウエハガイド６４の保持用溝部６４ａとの位置調整も困難であり、しかも、そのガイドによって水洗槽６１内の液流れが阻害されて処理液置換特性も悪化するという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、上記したような溝付きのガイドを別途必要せず、槽内全液の急速排液時に基板同士のくっつきを防止して基板の損傷を防止することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬する浸漬工程と、処理槽から処理液を排液する排液工程とからなる基板処理方法であって、前記排液工程において、前記処理槽内の処理液の液面が、基板上端に至ると第１の排液速度で当該処理液を排液し、前記処理槽内の処理液の排液を開始してから当該処理液の液面が前記基板上端に至るまでの間と、当該処理液の液面が、前記基板の上側の一部が露出する位置となったとき以降とを、前記第１の排液速度より高速である第２の排液速度で当該処理液を排液するものである。
【００１５】
この方法により、排液にともなって基板全体を浸漬していた処理液の液面は、少なくとも基板の上端まで下がってからは、基板の一部が液面より出るまでの間、第１の排液速度で排液される。基板の一部が液面から出てからは、第２の排液速度で排液される。前記第１の排液速度での排液は、基板同士が接触してくっつくことのない排液である。前記第２の排液速度は、前記第１の速度より高速であるが、基板の一部が処理液中から出てからの排液であるから、液の流れによって基板の上端同士が接触することは起こり難く、高速排液であるが、基板同士がくっつくことはない。このように排液速度を変更する排液工程であるから、基板の表面同士の接触によるくっつきがなくなって基板の損傷が防止される。この方法によれば、排液処理にかかる時間を短縮化できる。
【００１６】
本願請求項２に記載の発明は、ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置であって、処理液を前記処理槽から排液可能であり、排液速度を変更可能な排液手段と、前記処理槽内の処理液の液面が、前記基板上端に至ると第１の排液速度で当該処理液を排液し、前記処理槽内の処理液の排液を開始してから当該処理液の液面が前記基板上端に至るまでの間と、当該処理液の液面が、前記基板の上側の一部が露出する位置となったとき以降とを、前記第１の排液速度より高速である第２の排液速度で当該処理液を排液するように、前記排液手段を制御する制御手段と、を備えたものである。
【００１７】
この構成により、基板全体を浸漬していた処理液の液面が、基板の上端位置から、基板の一部が液面より出る位置までの区間は、第１の排液速度で排液される。前記区間から下では、第２の排液速度で排液される。前記第１の排液速度での排液は、基板同士が接触してくっつくことのない排液である。前記第２の排液速度は、前記第１の速度より高速であるが、基板の一部が処理液中から出てからの排液であるから、液の流れによって基板の上端同士が接触することは起り難く、高速排液であるが、基板同士がくっつくことはない。このように排液速度を変更するように排液手段を制御するから、基板の表面同士の接触によるくっつきがなくなって基板の損傷が防止される。基板の表面同士の接触によるくっつきがなくなって基板の損傷が防止される。これによれば、排液処理にかかる時間を短縮化できる。
【００１８】
本願請求項３に記載の発明は、ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置において、第１の排液速度で排液する第１排液手段と、第１の排液速度より急速な第２の排液速度で排液する第２排液手段とを有し、排液速度を可変させて、前記処理槽内の処理液を排液可能に構成される排液手段と、前記処理液の液面が、基板上端より下で、基板下端より上位置にて、前記第１排液手段による第１の排液速度での排液から、前記第２排液手段による第２の排液速度での排液に切り換えるように、前記第１排液手段と前記第２排液手段を制御する制御手段とを備え、前記第１排液手段は、前記処理槽の壁面に設けられた第１の開口面積を有して当該処理槽内の処理液を第１の排液速度で排液する第１排液口と、この第１排液口に連結され、前記処理槽の外側に接続された配管部材と、この配管部材の途中に配設された第１バルブ部材とを有し、前記第２排液手段は、前記第１の開口面積より大きい第２の開口面積を有するように前記処理槽の壁面に設けられて当該処理槽内の処理液を第１の排液速度より急速な第２の排液速度で排液する第２排液口と、この第２排液口に連結され、前記処理槽の外側に接続された配管部材と、この配管部材の途中に配設された第２バルブ部材とを有し、前記制御手段は、前記処理液の液面が、基板上端より下で、基板下端より上位置にて、前記第２バルブ部材を閉状態にして前記第１バルブ部材を開状態にすることによる第１の排液速度での排液から、前記第１バルブ部材を閉状態にして前記第２バルブ部材を開状態にすることによる第２の排液速度での排液に切り換えるものである。
【００１９】
この構成により、基板同士のくっつきを防止するべく、第１排液手段と第２排液手段を切り換えるだけの簡単な構成およびその制御としている。
【００２０】
本願請求項４に記載の発明は、ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置において、複数段階に排液速度を変更可能な可変排液手段で構成され、前記処理液を前記処理槽から排液する排液手段と、前記排液手段を制御し、前記処理液の液面が基板上端より下で基板下端より上となる位置にて、排液速度を第１の排液速度から段階的に順次上げていき、第１の排液速度より高速である第２の排液速度に到達させる制御手段とを有し、前記可変排液手段は、前記処理槽の壁面に設けられた所定の開口面積を有する排液口と、前記排液口を塞ぐためのバルブ部材と、を備え、前記制御手段は、前記バルブ部材と前記排液口とによって形成される隙間の大きさが複数段階に変化するように前記バルブ部材の移動を制御して、第１の排液速度から排液速度を段階的に順次上げて第２の排液速度に到達させるものである。
【００２１】
本願請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の基板処理装置であって、前記可変排液手段は、内包する流体の圧力により前記バルブ部材の位置を移動させるシリンダを複数段階に更に備え、前記制御手段は、前記流体に圧力を加える前記シリンダの数を複数段階に変えるように制御することにより前記バルブ部材の位置を複数段階に移動させるものである。
【００２２】
本願請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の基板処理装置であって、前記可変排液手段は、前記バルブ部材の位置を前記壁面と略並行に回転移動させる、前記バルブ部材に接続されたモータを更に備え、前記制御手段は、前記モータを動作させて前記バルブ部材を複数段階に回転移動させ、前記バルブ部材によって塞がれていない前記排液口の部分の大きさを複数段階に変化させるものである。
【００２３】
これらの構成では、第１排液手段と第２排液手段を設けずに、複数段階の排液速度が可変可能な可変排液手段だけを用いるので、部品点数が少なく、かつ、基板同士が互いにくっつかない程度に、液面低下に伴って排液速度を速くすることで、処理液面外に基板の所定の一部を位置させて急速排液するまでの排液時間が効率よく排液されて、排液処理にかかる時間が短縮化され得る。
【００２４】
本願請求項７に記載の発明は、ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置において、処理液を前記処理槽から排液可能に構成され、排液速度を変更可能な排液手段と、この排液手段を制御して、処理液の液面が基板上端より下で基板下端より上となる位置にて、前記処理液の排液速度を、第１の排液速度から、第１の排液速度より高速である第２の排液速度に変更するよう制御する制御手段とを備え、前記排液手段は、前記処理槽の壁面に設けられた複数の排液口と、これらの複数の排液口にそれぞれ連結され、前記処理槽の外側に接続された複数の配管部材と、各配管部材の途中にそれぞれ配設された複数のバルブ部材とを備え、前記制御手段は、処理槽内の処理液の液面が、基板上端より下で基板下端より上位置にて、第１の個数の前記バルブ部材を開状態に制御することによる第１の排液速度での排液から、第１の個数よりも多い数の第２の個数の前記バルブ部材を開状態に制御することによる第２の排液速度で排液するように排液手段を制御するものである。
【００２５】
この構成により、第１の排液速度から第２の排液速度への切り替えは、複数個の備える排液手段のうち、排液状態にある排液手段の個数を増加することで行い、増加させる個数を加減することで、増加する程度を簡単に調節できる。
【００２６】
本願請求項８に記載の発明は、請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記制御手段は、前記処理槽内の処理液の液面が基板上端に至るまでは前記第２の排液速度で前記処理槽内の処理済み液を急速排液させるように制御するものである。
【００２７】
この構成により、排液処理にかかる時間がさらに短縮化され得る。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１における基板処理方法を実施するに好適な基板処理装置を組み込んでなるウエットステーションの概略構成を示す平面図であり、矢印Ｆで示される面が装置の正面である。
【００３０】
図１において、ウエットステーション１は、複数のウエハ２を収容したキャリア３から、各処理槽へウエハ２を搬送するための搬送ロボット（図示せず）に対して複数のウエハ２を一括して移載する搬入側のウエハ移替部５と、これとは逆に、搬送ロボットからキャリア３に複数のウエハ２を一括して移載する搬出側のウエハ移替部６と、このウエハ移替部５に隣接し、薬液または純水である各種処理液をそれぞれ貯留した複数の処理槽にわたってウエハ２を順次浸漬させることによりウエハ２に薬液処理や水洗処理などの一連の各種処理が施される処理ユニット７と、この処理ユニット７と搬出側のウエハ移替部６との間に配設され、処理ユニット７で処理後のウエハ２をスピン乾燥させる乾燥部８とを有している。
【００３１】
この処理ユニット７は、これらの各処理槽に複数のウエハ２を搬送するための搬送用ロボット（図示せず）のハンド部分を洗浄するハンド洗浄部９と、このハンド洗浄部９側に隣接し、例えば窒化膜除去用の薬液として燐酸溶液などを貯留した薬液槽を有し、この薬液槽にウエハ２を浸漬することで薬液処理する第１の燐酸処理部１０と、この燐酸処理部１０側に隣接し、これと同様の窒化膜除去用の薬液として燐酸溶液を貯留した薬液槽を有し、この薬液槽にウエハ２を浸漬することで薬液処理する第２の燐酸処理部１１と、本発明の基板処理装置の一実施形態であって、この燐酸処理部１１側に隣接し、ウエハ２に付いた燐酸やパーティクルを素早く水洗する機能水洗処理部１２と、この機能水洗処理部１２側に隣接し、ウエハ２を最終的に水洗する最終水洗処理部１３とを処理工程順に有している。
【００３２】
ここで、第１および第２の燐酸処理部１０，１１を設けたのは、これらの燐酸処理部１０，１１による薬液処理としての窒化膜除去処理が他の処理部による処理に比べて時間がかかるため、処理タクトを短縮するべく並行して窒化膜除去処理を行うためである。また、機能水洗処理部１２を設けたのは、ウエハ２に付いていた燐酸が槽内に残っていると窒化膜除去機能が進行するので、純水中に燐酸溶液の付いたウエハ２を浸漬させた直後に一気に急速排液しつつ、新たなる純水と置換することで、ウエハ２から離脱した燐酸溶液の純水に対する濃度を素早くかつ急激に低下させて窒化膜除去機能の進行を停止させるためである。
【００３３】
図２は図１の機能水洗処理部１２の概略構成を示す模式図である。
【００３４】
図２において、この機能水洗処理部１２は、内部に満たされた純水中に複数のウエハ２が浸漬自在なように上方を開放した処理槽としての水洗槽２１と、この水洗槽２１の内部にオーバーフロー用の純水を供給する純水供給手段２２と、搬送ロボットから受け渡される複数のウエハ２を保持した状態で水洗槽２１内の純水内に搬送する昇降手段としてのリフタ２４と、水洗槽２１内でウエハ２に水洗処理を施した後の処理済み液（本実施形態では純水に燐酸が混じった溶液）を水洗槽２１から低速排液速度で低速排液させる第１排液手段２５ａと、この第１排液手段２５ａによる排液速度よりも高排液速度で排液させる第２排液手段２５ｂと、純水をウエハ２の表面上側部分に向けてシャワーするシャワー手段２６と、この第１排液手段２５ａを制御して水洗槽２１内の処理済み液を排液させて水洗槽２１内の処理液面外に少なくともウエハ２の一部を露出させた後に、第２排液手段２５ｂを制御して水洗槽２１内の処理済み液を急速排液させる制御手段２７とを有している。
【００３５】
この純水供給手段２２は、水洗槽２１内の底部に対向して配設され、純水吐出用の複数のノズル口（図示せず）が、浸漬されたウエハ２の方向に向けて配設された一対の筒状部材２８と、これら一対の筒状部材２８に連結され純水を通す配管部材２９と、その配管部材２９の途中に配設された流量調節用のバルブ部材３０とを有し、バルブ部材３０を開状態とすることで配管部材２９さらに一対の筒状部材２８の複数のノズル口（図示せず）を介して、純水を供給し続けて水洗槽２１の上部開口端２１ａから純水をオーバーフローさせ、薬液処理時にウエハ２の表面に付着した薬液やパーティクルを純水と共に槽外に流し出すように構成している。
【００３６】
また、リフタ２４は、複数のウエハ２をそれぞれ下方から３つのウエハガイド２３（本発明に係るガイド部材に相当する）の溝部分で所定間隔（ハーフピッチＰ／２）毎に受けて保持した状態で、水洗槽２１内のリンス液である純水内に浸漬させて水洗処理する位置Ａと水洗槽２１外の上方にウエハ２およびウエハガイド２３を位置させるウエハ受渡し位置との間を上下に昇降するように構成している。
【００３７】
さらに、低速排液速度の第１排液手段２５ａは、浸漬される複数のウエハ２の表面と対向した水洗槽２１の側壁の最下部分に配設された低速排液用に開口面積の小さい排液口３１ａと、この排液口３１ａに連結され処理済み液を排液するべく通す細い配管部材３２ａと、この配管部材３２ａの途中に配設された流量調節用のバルブ部材３３ａとを有しており、低速排液時にはバルブ部材３３ａを開口することで水洗槽２１内の処理済み液を遅くではあるが、基板の上端同士が接近してくっつくことがない速さで排液可能であり、また、ウエハ２の浸漬およびオーバーフロー時にはバルブ部材３３ａを閉止することで水洗槽２１内の処理済み液をオーバーフローさせて槽外に流し出すようにしている。また、高速排液速度の第２排液手段２５ｂは、浸漬される複数のウエハ２の表面と対向した水洗槽２１の側壁の最下部分に、前記低速排液用の開口面積よりも大きい排液口３１ｂと、この排液口３１ｂに連結され処理済み液を排液するべく通す太い配管部材３２ｂと、この配管部材３２ｂの途中に配設された流量調節用のバルブ部材３３ｂとを有しており、急速排液時にはバルブ部材３３ｂを開口することで水洗槽２１内の処理済み液を短時間で急速排液可能であり、また、ウエハ２の浸漬およびオーバーフロー時にはバルブ部材３３ｂを閉止することで水洗槽２１内の処理済み液をオーバーフローさせて槽外に流し出すようにしている。
【００３８】
さらに、シャワー手段２６は、水洗槽２１の上部開口端２１ａの上方位置に互に対向して配設され、純水吐出用の複数のノズル口（図示せず）が斜め下方（ウエハ２の方向）に向けて配設された一対の筒状部材３４と、これら一対の筒状部材３４に連結され純水を通す配管部材３５と、その配管部材３５の途中に配設された流量調節用のバルブ部材３６とを有し、対向した一対の筒状部材３４の各ノズル口（図示せず）から純水をウエハ２の表面上側部分に向けてシャワーすることで、ウエハ２の表面が部分的に空気中に晒されるのを防止して自然酸化膜の成長を抑制するようになっている。
【００３９】
さらに、制御手段２７はシーケンサやマイクロコンピュータなどで構成されており、シーケンサやマイクロコンピュータからの制御信号でバルブ部材３０，３３ａ，３３ｂ，３６をそれぞれ開閉制御することで、水洗槽２１内の純水の液面より上方にウエハ２の上側の一部が出る位置になるまでは、第１排液手段２５ａによる低速排液速度で排液させるように制御し、しかる後に、水洗槽２１内の処理済み液を第２排液手段２５ｂによる急速排液速度で排液させるように液面低下速度を制御する構成となっている。
【００４０】
つまり、制御手段２７は両バルブ部材３０，３３ａ，３３ｂの電磁バルブ制御端子にそれぞれ接続されており、バルブ部材３０を閉止状態に制御してオーバーフロー用の純水供給を停止させてから、バルブ部材３３ａを開放状態に制御して純水面外にウエハ２の上側の一部が位置するように排液させて液面を低下させた後に、バルブ部材３３ｂを開放状態に制御して急速排液するようになっている。また、制御手段２７はバルブ部材３６の電磁バルブ制御端子にも接続されており、純水の液面より上方にウエハ２の上端側が出ないうちに、バルブ部材３６を開放状態に制御してシャワー手段２６によるシャワー処理を行うようになっている。
【００４１】
また、ウエハ２が最もくっつき易い上側をどの程度純水面外に位置させるまで低排液速度で排液するかについては、ウエハ２の並び方向の基板配列ピッチ、その他種々の諸条件に左右され、例えば、基板配列ピッチが狭いほど排液速度を遅くする必要がある。このときの低排液速度とは、ウエハ２の上端が純水の水面下の位置から排液する場合に、ウエハ２の上端がくっつかないようにして最大限許容される排液速度であり、また、上記急速排液速度とは、ウエハ２の上側が純水面外に出た水面位置から排液する場合に、ウエハ２の最上端がくっつかないようにして最大限許容される排液速度である。
【００４２】
上記構成により、以下、その動作を説明する。
【００４３】
まず、クリーンルーム内にウエットステーション１が設置されており、オペレータは、正面方向からこのウエハ搬入側のウエハ移載部５における第１のテーブル上に各キャリア３をそれぞれ載置する。その後、オペレータによるスイッチ操作で駆動を開始して、複数のウエハ２を収容したキャリア３から搬送ロボット（図示せず）に複数のウエハ２を一括して移載する。
【００４４】
次に、複数のウエハ２を、搬送用ロボットのロボットハンドによって、複数のウエハ２は一括してリフタ２４に受渡されてリフタ２４で処理ユニット７の各処理槽内の処理液に浸漬されるように順次搬送されて各種処理がそれぞれ施される。
【００４５】
この処理ユニット７におけるリンス処理には、薬液槽で付着した薬液をウエハ２から素早く水洗する機能水洗処理部１２があり、この機能水洗処理部１２の動作について以下に詳細に説明する。
【００４６】
図３（ａ）〜図３（ｅ）は、図１の機能水洗処理部１２における各工程を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態から低速排液状態およびシャワー出力状態になる状態、（ｃ）は低速排液状態から急速排液状態になる状態、（ｄ）はアップフロー状態、（ｅ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態を示している。
【００４７】
図３（ａ）に示すように、燐酸処理部１１から搬送用ロボット（図示せず）で搬送してリフタ２４に受渡し、リフタ２４は、複数のウエハ２をそれぞれ下方から３つのウエハガイド２３の溝部分で所定間隔毎に受けて保持した状態で、複数のウエハ２をウエハガイド２３と共に水洗槽２１内の純水中に浸漬する。このとき、制御手段２７はバルブ部材３０を開放状態に制御すると共にバルブ部材３３ａ，３３ｂを閉止状態に制御して、水洗槽２１内の底部の両側に配設された純水供給部の一対の筒状部材２８の各ノズル部（図示せず）から純水を、浸漬させた各ウエハ２に向けて供給し続けて水洗槽２１の上部開口端２１ａから純水をオーバーフローさせ、薬液処理時にウエハ２の表面に付着した薬液、および薬液処理で発生した物質（パーティクル）を純水で洗って槽外に流し出す。
【００４８】
さらに、制御手段２７は、所定時間だけオーバーフローさせるように制御した後に、ウエハ２の表面が親水性の場合において、図３（ｂ）に示すように、バルブ部材３０を閉止状態に制御して一対の筒状部材２８からの純水供給を停止すると共に、バルブ部材３３ａを開放状態に制御して排液口３１ａから低排液速度で排液させる。さらに、制御手段２７は、ウエハ２の上端部が水面から露出する前に、シャワー用のバルブ部材３６を開放状態に制御すればよいが、本実施形態１では、排液口３１ａからの低速排液開始時に、シャワー手段２６の、対向した一対の筒状部材３４の各ノズル口（図示せず）から純水をウエハ２の表面上側部分に向けてシャワーすることで、ウエハ２の表面が空気に晒されるのを防止するようにしている。このとき、制御手段２７は、図４（ａ）〜図４（ｄ）にその一例を示すように、時間Ｔ１で、排液口３１ａから処理済み液の低速排液を行うバルブ部材３３ａと、シャワー用のバルブ部材３６とは開放状態となり、かつ、バルブ部材３０は閉止状態に制御されて筒状部材２８からのオーバーフロー用の純水の供給が停止される。
【００４９】
さらに、水洗槽２１内の純水の液面上方にウエハ２の上側の所定の一部を位置させるまで水面が低下した後に、図３（ｃ）に示すように、制御手段２７は、バルブ部材３３ａを閉止状態に制御して排液口３１ａからの排液を停止すると共に、バルブ部材３３ｂを開放状態に制御して排液口３１ｂから急速排液速度で排液させる。このとき、制御手段２７は、図４（ａ）〜図４（ｄ）にその一例を示すように、時間Ｔ２で、排液口３１ａから処理済み液の低速排液を行うバルブ部材３３ａは閉止状態となり、その代り、排液口３１ｂから処理済み液の急速排液を行うバルブ部材３３ｂは開放状態となる。また、バルブ部材３０は閉止状態のままに制御されて一対の筒状部材２８からのオーバーフロー用の純水の供給は停止したままである。
【００５０】
このとき、水面の低下によって水洗槽２１内の純水面外にウエハ２の上側の所定の一部が位置する時点で排液速度を低速排液から急速排液に切り換えるが、本実施形態１では直径２００ｍｍのウエハ２の場合にその上側の４０ｍｍ部分（直径に対する露出比率２０パーセント）を純水面外に位置する時点で排液速度を切り換える。この場合、槽内全液の低速排液時および急速排液時の液面低下に伴うウエハ２同士のくっつきをなくすことができてウエハ２の表面の損傷を防止することができた。急速排液時に、ウエハ２の液面から出る部分を多くするほど、ウエハ２同士のくっつきによるウエハ２の損傷をより確実に防止することができる。つまり、ウエハ２の高さ方向に対する排液時の液面高さ位置を低くすることでウエハ２同士のくっつきをより確実に軽減することができる。したがって、純水面外にウエハ２の上側を出す寸法（露出比率）は、ウエハ２間距離（基板配列ピッチ）やその材質、厚ささらには保持状態にもよるが、実験的に急速排液時に少なくともウエハ２同士が互いに傾いてくっつかない程度の寸法（露出比率）である。
【００５１】
さらに、制御手段２７は、急速排液制御の後に、シャワー出力制御を保持した状態で、図３（ｄ）に示すように、バルブ部材３０を開口状態に制御してオーバーフロー用の純水を供給してアップフローさせ、ウエハ２全体が純水内に浸漬されるまで、シャワー手段２６によるシャワー状態を継続する。図４（ａ）〜図４（ｃ）にその一例を示すように、時間Ｔ３でバルブ部材３３ｂも閉止状態に制御して、水洗槽２１の底部の側壁部分に配設されている排液口３１ｂから、処理済み液（薬液が混じった槽内全液）の急速排液を停止すると共に、バルブ部材３０を開放状態に制御されて一対の筒状部材２８からオーバーフロー用の純水を供給する。
【００５２】
このとき、制御が複雑化するが、排液時の液面の下降に伴うウエハ２への物理的負荷をより緩和するべく、排液による液面低下に合わせるようにリフタ２４を複数のウエハ２と共に下降させるように制御すれば、排液速度をより高くして排液時間がより早くなり得る。さらに、ウエハ２が純水内に浸漬されるのに十分な時間Ｔ４まで、シャワー手段２６によるシャワー状態を継続する。つまり、このシャワーは、ウエハ２の上端が水没するまでシャワー出力を継続するように制御すればよい。
【００５３】
その後、図３（ｅ）に示すように、水洗槽２１内の一対の筒状部材２８の各ノズル部から純水をそれぞれ供給し続けることで、水洗槽２１の上部開口端２１ａから純水をオーバーフローさせてウエハ２の表面に付着した薬液、および薬液処理で発生した物質（パーティクル）を純水と共に槽外に流し出す。
【００５４】
さらに、上記と同様にして、制御手段２７がバルブ部材３０，３３ａ，３３ｂ，３６をそれぞれ制御することで、ウエハ浸漬およびオーバーフローとその停止、低速排液およびシャワー出力、急速排液、アップフローとその後のシャワー出力停止、さらにオーバーフローの各ステップを所定回数だけ繰り返して、ウエハ２の表面上から薬液およびパーティクルを素早く取り除くことで、ウエハ２に対する薬液の影響を防止する機能水洗処理を終了する。
【００５５】
さらに、最終水洗処理部１３でウエハ２を最終的に水洗し、最終水洗処理部１３で処理した複数のウエハ２を乾燥部８でスピン乾燥する。このようにして、所定の表面処理がなされスピン乾燥された複数のウエハ２は搬出側のウエハ移替部６に搬送用ロボット（図示せず）で搬送されて回収され、搬出側のウエハ移替部６において、上記ウエハ移替部５の場合とは逆に、２個の搬送用のキャリア３に２つのウエハ群に分けられて前後のキャリア３内にそれぞれ移し替えられることになる。オペレータは、処理済みの複数のウエハ２が収容された２つのキャリア３を搬出すればよい。
【００５６】
したがって、各基板である複数のウエハ２はそれぞれその下方からリフタ２４のウエハガイド２３の溝部分で受けられて保持されているために、槽内全液の急速排液時における急激な液面の低下に伴って各ウエハ２の上側が互いに引き寄せられるように力が働き、各ウエハ２はそれぞれ上側ほど傾ける力の影響を受けやすくウエハ２同士がくっつきやすいが、制御手段２７はバルブ部材３３ａを開放制御して、排液口３１ａからの排液による液面の低下によって水洗槽２１内の純水面外に少なくともウエハ２の上側の所定の一部を位置させた後に、バルブ部材３３ｂを開放制御して水洗槽２１内の処置済み処理液を排液口３１ｂから急速排液するため、その急速排液による液面の低下に伴う各ウエハ２の上側を引き寄せる力は、処理液の液面上方に出たウエハ２に対する純水の液面のより低い位置から働くようになってより軽減されて、ウエハ２の保持間隔がハーフピッチと狭くなった場合にも、従来のように水洗槽２１内にガイドを取り付けるというような仕様変更をすることなく、ウエハ２の表面同士の接触によるくっつきがなくなってウエハ２の損傷を防止することができる。しかも、このようなウエハ２同士のくっつきを防止するべく、第１排液手段２５ａと第２排液手段２５ｂを制御手段２７で切り換えるだけの簡単な構成およびその制御とすることができる。
【００５７】
なお、上記実施形態１では、水洗槽２１内でウエハ２に水洗処理を施した処理済み液を水洗槽２１から急速排液速度で急速排液させる第２排液手段２５ｂと、この急速排液速度よりも低排液速度で排液させる第１排液手段２５ａとを設け、ウエハ２同士がくっつかない程度にウエハ２の上側が水面上に出た時点で第１排液手段２５ａから第２排液手段２５ｂに切り換えるように制御する構成としたが、このように第１排液手段と第２排液手段を選択的に駆動させるのではなく、第１排液手段だけで排液する駆動と、第１排液手段と第２排液手段の双方で排液するように駆動することを切り換えるように構成することもできる。この場合には、第１排液手段および第２排液手段の排液能力（排液速度）は同等であってもよい。また、排液能力（排液速度）を２段階だけではなく３段階以上に構成することもできる。この場合には、排液能力（排液速度）が３段階以上の複数段階になるように複数の排液手段を選択的に駆動させるようにすればよい。
【００５８】
（実施形態２）
上記実施形態１では、第１排液手段と第２排液手段の排液能力（排液速度）を選択的に駆動制御するように構成したが、本実施形態２では、排液手段の排液能力（排液速度）が多段階に駆動制御可能な可変排液手段を用いた場合である。なお、実施形態２では本発明の説明を簡略化するために２段階に排液速度を駆動制御可能な可変排液手段を用いた場合について説明する。また、上記実施形態１と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
図５は本発明の実施形態２における基板処理装置の水洗槽４１の縦断面図であり、本発明の可変排液手段を説明するために大きく図示している。
【００６０】
図５において、水洗槽４１の側壁底部にはナット部材４２付きの筒状部材４３で構成される排液口４４が設けられており、この排液口４４に可変排液手段としての急速排液バルブ本体４５が取り付けられている。この急速排液バルブ本体４５は、筒状部材４３の端部に嵌合させ、ナット部材４２の内ねじを急速排液バルブ本体４５先端の外ねじ部４５ａに螺合させることで取り付けられている。
【００６１】
この筒状の急速排液バルブ本体４５の一端側の内部には、第１シリンダ４６が固定部材４７で固定されており、この第１シリンダ４６のロッドに直列に第２シリンダ４８が固定され、第２シリンダ４８のロッド先端にはバルブ部材４９が設けられている。このバルブ部材４９による排液口４４の閉止時には、液流れの乱れ防止のために、槽内面が面一になるように構成されている。また、これらの第１シリンダ４６および第２シリンダ４８の駆動源はエアー圧であっても油圧であってもよい。これらのエアー圧または油圧を制御してロッドの伸縮を駆動制御する制御手段としてのシリンダ駆動制御部５０が設けられており、シリンダ駆動制御部５０と第１シリンダ４６および第２シリンダ４８とは配管接続されている。
【００６２】
これらの第１シリンダ４６および第２シリンダ４８のロッドを伸縮制御することで、このバルブ部材４９で排液口４４を開閉すると共に、バルブ部材４９と排液口４４で排液量を制御することができるようになっている。つまり、第１シリンダ４６および第２シリンダ４８のロッドを伸長制御することで、急速排液速度を得ることができ、また、第１シリンダ４６および第２シリンダ４８のロッドを短縮制御することで、排液口４４を閉止制御することができ、さらには、第１シリンダ４６および第２シリンダ４８の一方のロッドを短縮制御で他方のロッドを伸長制御することで、急速排液速度よりも低い低排液速度を得ることができるようになっている。
【００６３】
このように、急速排液バルブ本体４５は、２段階に排液速度を可変可能な可変排液手段で構成されており、シリンダ駆動制御部５０は、少なくとも水洗槽４１内の液面がウエハ２の上端から、急速排液バルブ本体４５の第１シリンダ４６および第２シリンダ４８の一方のロッドを伸長制御することで、排液口４４とバルブ部材４９との隙間を小さく設定して、急速排液速度よりも低い低排液速度で水洗槽４１内の処理済み液を排液させて水洗槽４１内の液面外に少なくともウエハ２の所定の一部を位置させた後に、急速排液バルブ本体４５の第１シリンダ４６および第２シリンダ４８の他方のロッドも伸長制御することで、排液口４４とバルブ部材４９との隙間を大きく設定して、急速排液速度で水洗槽４１内の処理済み液を急速排液させるように制御する構成としている。
【００６４】
上記構成により、上記実施形態１の第１排液手段２５ａと第２排液手段２５ｂを設けずに、複数段階（本実施形態２では２段階）の排液速度が可変可能な可変排液手段としての急速排液バルブ本体４５を用いているため、ウエハ２同士が互いにくっつかない上記実施形態１の効果に加えて、そのための部品点数を少なくすることができる。また、本実施形態２では示していないが、排液速度を複数段階に可変可能な可変排液手段とすれば、ウエハ２同士が互いにくっつかない程度に、液面低下に伴って排液速度を速くすることで、液面外にウエハ２の所定の一部を位置させて急速排液するまでの排液をより効率よく行うことができて、排液処理にかかる時間を短縮化することができる。
【００６５】
なお、上記実施形態２では、排液口４４および急速排液バルブ本体４５を水洗槽４１の側壁底部に設けたが、その底面部分に設けることもできる。また、上記実施形態２では、第１シリンダ４６および第２シリンダ４８のロッドに直にバルブ部材４９を固定したが、可変排液手段を水洗槽４１の底面部分に設けた場合に、第１シリンダのロッドを、第１クランクアームを介してその底面の大開閉用の第１バルブ部材に連結すると共に、第２シリンダのロッドを第２クランクアームを介してその小開閉用の第２バルブ部材に連結するように構成することもできる。
【００６６】
（実施形態３）
上記実施形態２では、第１シリンダ４６および第２シリンダ４８のロッドの伸縮制御によって、ウエハ２の互いのくっつきをなくすべく、排液口４４とバルブ部材４９との隙間を複数段階（ここでは２段階）に制御するように構成したが、これらの第１シリンダ４６および第２シリンダ４８とバルブ部材４９の代りに、本実施形態３では、モータと回転バルブ部材を用いるように構成した場合である。なお、実施形態３では上記実施形態２と同様に発明の説明を簡略化するために２段階に排液速度を駆動制御可能な可変排液手段を用いた場合について説明する。また、上記実施形態１と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
図６は本発明の実施形態３における基板処理装置の水洗槽５１の縦断面図、図７は図６の回転バルブの平面図であり、本発明の可変排液手段を説明するために大きく図示している。
【００６８】
図６において、水洗槽５１の側壁底部にはナット部材５２付きの筒状部材５３で構成される後述する大孔と小孔よりなる排液口５４が設けられており、この排液口５４に可変排液手段としての急速排液バルブ本体５５が取り付けられている。この急速排液バルブ本体５５は、筒状部材５３の端部に嵌合させ、ナット部材５２の内ねじを急速排液バルブ本体５５先端の外ねじ部５５ａに螺合させることで取り付けられている。
【００６９】
この筒状の急速排液バルブ本体５５の一端側の内部には、モータ５６が防水カバー５６ａで覆われた状態で固定部材５７を介して固定され、このモータ５６の回転軸５６ｂ先端は回転バルブ部材５８の中央に固定されており、モータ５６の回転軸５６ｂを介してその回動力を回転バルブ部材５８に伝達させて回動させるようにしている。
【００７０】
また、この排液口５４としては、筒状部材５３の内径を縮小するように鍔状縁部材５３ａに、図７の点線に示すように、大孔５４ａと小孔５４ｂが対称位置にそれぞれ４個づつ形成されている。この上に重なるように、大孔５４ａと同径の孔５８ａが対称位置にそれぞれ４個づつ形成された回転バルブ部材５８が回転自在に設けられており、回転バルブ部材５８が回転駆動でその孔５８ａと大孔５４ａとが重なったときに急速排液速度を得ることが可能となり、また、その孔５８ａと小孔５４ｂとが重なったときに急速排液速度よりも低い低排液速度を得ることが可能となるようになっている。また、回転バルブ部材５８の孔５８ａが大孔５４ａと小孔５４ｂ共に重ならないときには、排液口５４に対する閉止状態となる構成である。さらに、この回転バルブ部材５８は、水洗槽５１内の純水の圧力によって鍔状縁部材５３ａに押えつけられる構造となっており、水洗槽５１内外の密閉度が高い構造である。また、このモータ５６を回動制御する制御手段としてのモータ駆動制御部５９が設けられており、このモータ駆動制御部５９とモータ５６とは信号線および電力線で接続されている。
【００７１】
このモータ駆動制御部５９でモータ５６を介して回転バルブ部材５８の回動角度およびその方向を制御することで、この回転バルブ部材５８の孔５８ａで排液口５４の孔５８ａまたは小孔５４ｂを選択的に開閉して排液量および排液停止を制御することができるようになっている。
【００７２】
このように、急速排液バルブ本体５５は、２段階に排液速度を可変可能な可変排液手段で構成されており、モータ駆動制御部５９は、少なくとも水洗槽５１内の液面がウエハ２の上端から、急速排液バルブ本体５５内のモータ５６を所定角度制御することで、回転バルブ部材５８の孔５８ａを排液口５４の小孔５４ｂと重ねて開口面積を小さく設定して、急速排液速度よりも低い低排液速度で水洗槽５１内の処理済み液を排液させて水洗槽５１内の液面外に少なくともウエハ２の所定の一部を位置させた後に、急速排液バルブ本体５５内のモータ５６を所定角度回動制御することで、回転バルブ部材５８の孔５８ａを排液口５４の大孔５４ａと重ねて開口面積を大きく設定して、急速排液速度で水洗槽５１内の処理済み液を急速排液させるように制御する構成としている。
【００７３】
上記構成により、上記実施形態１の第１排液手段２５ａと第２排液手段２５ｂを設けずに、複数段階（本実施形態３では２段階）の排液速度が可変可能な可変排液手段としての急速排液バルブ本体５５を用いているため、ウエハ２同士が互いにくっつかない上記実施形態１の効果に加えて、そのための部品点数を少なくすることができる。また、本実施形態３では示していないが、排液速度を複数段階に可変可能な可変排液手段とすれば、ウエハ２同士が互いにくっつかない程度に、液面低下に伴って排液速度を速くすることで、液面外にウエハ２の所定の一部を位置させて急速排液するまでの排液をより効率よく行うことができて、排液処理にかかる時間を短縮化することができる。
【００７４】
なお、上記実施形態３でも、排液口５４および急速排液バルブ本体５５を水洗槽５１の側壁底部に設けたが、その底面部分に設けることもできる。
【００７５】
なお、上記実施形態１〜３では、処理槽内の処理液面が基板上端に至るまでの間も低速排液処理としたが、処理槽内の処理液面が基板上端に至るまでは急速排液速度で処理槽内の処理済み液を急速排液させるようにすれば、排液処理にかかる時間をさらに短縮化することができる。
【００７６】
なお、上記実施形態１〜３のウエットステーション１は、本発明に係る機能水洗処理部１２が適用される多槽式基板処理装置の一例であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、多槽式基板処理装置だけではなく、単槽式基板処理装置に対しても、処理液の急速排液を行って処理液を置換する場合に適用可能なことはいうまでもないことである。また、例えば、上記実施形態１，２では本発明を機能水洗処理部１２に適応したが、機能水洗処理部１２に限らず処理液の置換時に適応され、例えば燐酸処理部１０，１１に本発明を適応してもよい。さらに、上記実施形態１，２の処理ユニット７では、一連の各種薬液処理として、窒化膜除去処理の槽構成について説明してきたが、この窒化膜除去処理の他に、レジスト剥離処理、酸化膜エッチング処理、ライトエッチング処理および拡散前洗浄処理などの各種薬液処理であってもよいことは言うまでもないことである。
【００７７】
このように、本発明は、例えば同一槽で機能水洗処理以外に薬液処理も行う所謂ワンバス式の基板処理装置にも適応可能である。本発明にかかる基板処理装置の適応範囲は、本実施形態１〜３による機能水洗処理部１２に限定されず、基板を浸漬させて処理する基板処理装置全般に適応可能である。
【００７８】
また、上記実施形態１〜３では、水洗槽２１内の処置済み処理液を急速排液する前に、水洗槽２１内の処理液面外にウエハ２の上側を位置させ、このとき、ウエハ２の表面が空気に晒されるのを防止するために、シャワー手段２６によってウエハ２の表面にシャワーを行ったが、これに限らず、シャワー手段２６の代りに窒素パージするようにしてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に記載の方法によれば、処理槽から処理液を排液する工程にて、処理槽内の処理液の液面が、基板上端より下で基板下端より上の間に、処理液排液速度を、第１の排液速度から、第１の排液速度より高速である第２の排液速度に変更するので、処理液の液面は次のように下がる。すなわち、基板全体を浸漬していた処理液の液面が、少なくとも基板の上端まで下がってからは、基板の一部が処理液の液面から出るまでの間、基板同士が接触してくっつくことが起こり難い第１の排液速度で排液され、基板の一部が液面から出てからは、第１の排液速度より高速の第２の排液速度で排液される。かかる第２の排液速度での排液は、基板の一部が処理液中から出ているので、液の流れによって基板の上端同士が接触することは起こり難く、高速排液であるが、基板同士がくっつくことはなく、基板の表面同士の接触によるくっつきによる基板の損傷が防止される。また、処理槽内の処理液の液面が基板上端に至るまでは急速排液速度で処理槽内の処理済み液を急速排液させるため、排液処理にかかる時間を短縮化することができる。
【００８０】
また、本発明の請求項２に記載の装置によれば、排液速度を変更可能な排液手段を有し、処理液の液面が、基板上端より下で基板下端より上の位置にて、排液速度を、第１の排液速度から、第１の排液速度より高速である第２の排液速度に変更するよう制御する制御手段を有するので、処理液の液面は次のように下がる。すなわち、基板全体を浸漬していた処理液の液面が、基板の上端位置から、基板の一部が液面より出る位置までの区間は、基板同士が接触してくっつくことが起こり難い第１の排液速度で排液され、この区間から下では、第１の排液速度より高速の第２の排液速度で排液される。かかる第２の排液速度での排液は、基板の一部が処理液中から出ているので、液の流れによって基板の上端同士が接触することは起こり難く、高速の排液であるが、基板同士がくっつくことはなく、基板の表面同士の接触によるくっつきによる基板の損傷が防止される。また、処理槽内の処理液の液面が基板上端に至るまでは急速排液速度で処理槽内の処理済み液を急速排液させるため、排液処理にかかる時間を短縮化することができる。
【００８１】
また、本発明の請求項３によれば、基板同士のくっつきを防止するべく、第１排液手段と第２排液手段を切り換えるだけの簡単な構成およびその制御とすることができる。
【００８２】
さらに、本発明の請求項４，５，６によれば、第１排液手段と第２排液手段を設けずに、複数段階の排液速度が可変可能な可変排液手段だけを用いるため、基板同士が互いにくっつかない請求項１の効果に加えて、そのための部品点数を少なくすることができる。また、排液速度を複数段階に可変可能な可変排液手段とすれば、基板同士が互いにくっつかない程度に、液面低下に伴って排液速度を順次速くするようにすれば、処理液面外に基板の所定の一部を位置させて急速排液するまでの排液時間をより効率よく排液することができて、排液処理にかかる時間を短縮化することができる。
【００８３】
また、本発明の請求項７によれば、排液手段を複数個で構成し、制御手段は、第１の個数の排液手段を制御することによる第１の排液速度での排液から、第１の個数よりも多い数の第２の個数の排液手段を制御することによる第２の排液速度で排液するように排液手段を制御するようにしたので、第１の排液速度から第２の排液速度への切り替えは、複数個の備える排液手段のうち、排液状態にある排液手段の個数を増加することで行い、増加させる個数を加減することで、増加する程度を簡単に調節できる。
【００８４】
さらに、本発明の請求項８によれば、処理槽内の処理液の液面が基板上端に至るまでは急速排液速度で処理槽内の処理済み液を急速排液させるため、排液処理にかかる時間をさらに短縮化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１における基板処理装置を組み込んでなるウエットステーションの概略構成を示す平面図である。
【図２】 図１の機能水洗処理部の構成を示す模式図である。
【図３】 図１の機能水洗処理部における各工程を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態から低速排液状態およびシャワー出力状態になる状態、（ｃ）は低速排液状態から急速排液状態になる状態、（ｄ）はアップフロー状態、（ｅ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態を示す図である。
【図４】 （ａ）はオーバーフロー用の純水供給、（ｂ）はシャワー出力、（ｃ）は低速排液、（ｄ）は急速排液の制御を示す動作タイミング図である。
【図５】 本発明の実施形態２における基板処理装置の水洗槽の縦断面図である。
【図６】 本発明の実施形態３における基板処理装置の水洗槽の縦断面図である。
【図７】 図６の回転バルブの平面図である。
【図８】 従来の機能水洗処理における各工程を模式的に示す薬液処理部、機能水洗処理部の縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態、（ｃ）は急速排液およびシャワー出力状態、（ｄ）はアップフローおよびシャワー出力状態、（ｅ）はオーバーフロー状態を示す図である。
【図９】 （ａ）はオーバーフロー用の純水供給、（ｂ）はシャワー出力、（ｃ）は急速排液の制御を示す動作タイミング図である。
【図１０】 （ａ）は図８（ａ）の複数のウエハおよびウエハガイドの保持用溝部の一部縦断面図、（ｂ）は液面の急激な低下によるウエハ同士のくっつき状態を示すウエハおよびウエハガイドの保持用溝部の一部縦断面図である。
【符号の説明】
１ ウエットステーション
２ 半導体ウエハ
７ 処理ユニット
１２ 機能水洗処理部
２１，４１，５１ 水洗槽
２１ａ 上部開口端
２２ 純水供給手段
２３ ウエハガイド
２５ａ，２５ｂ 排液手段
２６ シャワー手段
２７ 制御手段
２８，３４ 筒状部材
３０，３３ａ，３３ｂ，３６ バルブ部材
３１ａ，３１ｂ，４４，５４ 排液口
４２，５２ ナット部材
４３，５３ 筒状部材
４５，５５ 急速排液バルブ本体
４５ａ，５５ａ 外ねじ部
４６ 第１シリンダ
４７，５７ 固定部材
４８ 第２シリンダ
４９ バルブ部材
５０ シリンダ駆動制御部
５６ モータ
５８ 回転バルブ部材
５９ モータ駆動制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば薬液またはリンス液（薬液およびリンス液を総称して処理液という）を貯留する処理槽に、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの薄板状の被処理基板（以下単に基板という）を浸漬して基板に所定の処理を施す基板処理方法および基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などを用いた精密電子基板の製造プロセスにおいては、基板を処理液に浸漬して種々の表面処理を施している。このような表面処理においては、エッチング液やフォトレジスト膜剥離液などの薬液を貯留した薬液槽とリンス液である純水を貯留した水洗槽とを有し、薬液槽さらに水洗槽に順次基板を浸漬して、薬液槽にて基板に薬液処理を施した後に、さらに、水洗槽にて基板に付着した薬液やパーティクルを洗い流すリンス処理をしている。
【０００３】
このリンス処理には、薬液槽で付着した薬液を基板から素早く水洗する機能水洗処理があり、この機能水洗処理について以下に説明する。
【０００４】
図８（ａ）〜図８（ｅ）は、従来の機能水洗処理における各工程を模式的に示す薬液処理部、機能水洗処理部の縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態、（ｃ）は急速排液およびシャワー出力状態、（ｄ）はアップフローおよびシャワー出力状態、（ｅ）はオーバーフロー状態を示している。
【０００５】
図８（ａ）に示すように、薬液槽６２の昇降手段としてのリフタ（図示せず）から搬送用ロボット（図示せず）に受け渡された複数の半導体ウエハ（以下、単にウエハという）６３は、搬送用ロボットによって機能水洗槽６１のリフタ６５に受け渡される。リフタ６５は下降して、複数のウエハ６３をそれぞれ下方から３つのウエハガイド６４の溝部分で所定間隔（例えばノーマルピッチＰ＝６．００ｍｍ、またはハーフピッチＰ／２）毎に受けて保持した状態で、複数のウエハ６３をウエハガイド６４と共に機能水洗槽６１内の純水中に浸漬する。このように、ウエハ６３を純水内に浸漬させた状態で、図８（ｂ）に示すように、機能水洗槽６１内の底部の両側に配設された純水供給部６６から純水を供給し続けて機能水洗槽６１の上部開口端６１ａから純水をオーバーフローさせて、薬液処理時にウエハ６３に付着した薬液、および薬液処理により発生した物質（パーティクル）を純水と共に槽外に流し出すようにしている。
【０００６】
さらに、所定時間、オーバーフローさせた後に、図８（ｃ）に示すように、一時的に、その純水供給部６６からの純水の供給を停止すると共に、機能水洗槽６１の側壁下部に配設されている排液口６７を開口して、薬液やパーティクルが混じった槽内全液の急速排液を行うようにしている。このとき、ウエハ６３の表面が親水性の場合には、これと同時または所定時間後（急速排液でウエハ５３が空気に晒され始めるまでの時間内）に、機能水洗槽６１の上部開口端６１ａの上方位置に互いに対向して配設されたシャワーパイプ６８の各ノズル部（図示せず）から純水をウエハ６３の表面上側部分に向けてシャワーさせるようにしたことで、ウエハ６３の表面が部分的に空気中に晒されるのを防止して自然酸化膜の成長を抑制するようになっている。
【０００７】
さらに、このシャワー出力状態で槽内全液の急速排液完了後に、図８（ｄ）に示すように、機能水洗槽６１内の底部の排液口６７を閉鎖して、両側の各純水供給部６６から純水をそれぞれ供給して機能水洗槽６１内に純水をアップフローさせつつ満たすことで、槽内の純水への置換効率を高めるようにしている。
【０００８】
さらに、図８（ｅ）に示すように、機能水洗槽６１内の底部の各純水供給部６６から純水の供給をさらに継続することで、機能水洗槽６１の上部開口端６１ａから純水をオーバーフローさせてウエハ６３の表面に付着した薬液やパーティクルを純水と共に槽外に流し出すようになっている。
【０００９】
その後、上記と同様に、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示しように、時間Ｔ１で図８（ｃ）の純水供給停止、槽内全液の急速排液（排液口６７オープン）およびシャワー出力、時間Ｔ２で図８（ｄ）の純水供給によるアップフローおよびシャワー出力、排液停止（排液口６７クローズ）、さらに、時間Ｔ３で図８（ｅ）の純水供給によるオーバーフロー、シャワー停止および排液停止（排液口６７クローズ）の図８（ｃ）〜図８（ｅ）の各ステップを所定回数だけ繰り返して、薬液やパーティクルをウエハ６３の表面上から素早く取り除くことでウエハ６３に対する薬液の影響を防止する機能水洗処理を終了するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の構成では、図１０（ａ）に示すように、槽内の複数のウエハ６３は、それぞれその下側３個所をウエハガイド６４の各保持用溝部６４ａに抜き差し自在な状態で差し込むことにより、つまり、ウエハ６３は、それぞれの下側に対してのみ所定間隔を保持するように動きを規制することによって、所定ピッチで順次並べられて隣接配置されている。このため、図８（ｃ）に示す槽内全液の急速排液時に、一気に排液されることによる液面７１の急激な低下に伴って、また、排液口６７へ向かって急に流れる液の勢いも複雑に作用して、図１０（ｂ）に示すようにウエハ６３の動きを規制されていない上側が互いに引き寄せられて、ウエハガイド６４の保持用溝部６４ａに当接するウエハ６３の下端部６３ａを中心としてウエハ６３の表面が互いに傾いて接触してしまうという問題を有していた。特に、ウエハ６３の表面が親水性の場合には、ウエハ６３の表面に水分を残した状態で互いに接触してくっついてしまうので、くっついたウエハ６３同士を剥がそうとしても剥がれにくく、無理に剥がそうとするとウエハ６３に傷をつけたり割れたりするという問題を有していた。また、ウエハ６３同士がくっつくことによりパーティクルを発生したり、一方のウエハ６３に付着しているパーティクルが他方のウエハ６３に付着するという問題を有していた。特に、複数のウエハ６３の保持間隔がハーフピッチＰ／２（搬送用キャリアにおいて収容されている基板相互間のピッチをＰとした際にその半分のピッチ）の場合には、この問題は顕著に表れる。
【００１１】
以上のように、複数のウエハ６３をそれぞれ下方から３つのウエハガイド６４の保持用溝部６４ａでそれぞれ保持しているが、上記のようなウエハ６３同士のくっつきを解決するために、その溝構造を鋭角状のＶ溝としてウエハ６３を強固に保持する構造にすると、一気に排液されることによる液面７１の急激な低下に伴ってウエハ６３の上側が互いに引き寄せられて傾くように作用することで、ウエハ６３にひびが入ったり割れたりして破損してしまうという問題を有していた。
【００１２】
また、水洗槽６１内に複数のウエハ６３を固定するための溝構造部を形成したガイドを設け、ウエハ６３同士のくっつきを防止することも考えられるが、その溝付きのガイドという部材が別途必要であると共に、そのガイドとウエハガイド６４の保持用溝部６４ａとの位置調整も困難であり、しかも、そのガイドによって水洗槽６１内の液流れが阻害されて処理液置換特性も悪化するという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、上記したような溝付きのガイドを別途必要せず、槽内全液の急速排液時に基板同士のくっつきを防止して基板の損傷を防止することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬する浸漬工程と、処理槽から処理液を排液する排液工程とからなる基板処理方法であって、前記排液工程において、前記処理槽内の処理液の液面が、基板上端に至ると第１の排液速度で当該処理液を排液し、前記処理槽内の処理液の排液を開始してから当該処理液の液面が前記基板上端に至るまでの間と、当該処理液の液面が、前記基板の上側の一部が露出する位置となったとき以降とを、前記第１の排液速度より高速である第２の排液速度で当該処理液を排液するものである。
【００１５】
この方法により、排液にともなって基板全体を浸漬していた処理液の液面は、少なくとも基板の上端まで下がってからは、基板の一部が液面より出るまでの間、第１の排液速度で排液される。基板の一部が液面から出てからは、第２の排液速度で排液される。前記第１の排液速度での排液は、基板同士が接触してくっつくことのない排液である。前記第２の排液速度は、前記第１の速度より高速であるが、基板の一部が処理液中から出てからの排液であるから、液の流れによって基板の上端同士が接触することは起こり難く、高速排液であるが、基板同士がくっつくことはない。このように排液速度を変更する排液工程であるから、基板の表面同士の接触によるくっつきがなくなって基板の損傷が防止される。この方法によれば、排液処理にかかる時間を短縮化できる。
【００１６】
本願請求項２に記載の発明は、ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置であって、処理液を前記処理槽から排液可能であり、排液速度を変更可能な排液手段と、前記処理槽内の処理液の液面が、前記基板上端に至ると第１の排液速度で当該処理液を排液し、前記処理槽内の処理液の排液を開始してから当該処理液の液面が前記基板上端に至るまでの間と、当該処理液の液面が、前記基板の上側の一部が露出する位置となったとき以降とを、前記第１の排液速度より高速である第２の排液速度で当該処理液を排液するように、前記排液手段を制御する制御手段と、を備えたものである。
【００１７】
この構成により、基板全体を浸漬していた処理液の液面が、基板の上端位置から、基板の一部が液面より出る位置までの区間は、第１の排液速度で排液される。前記区間から下では、第２の排液速度で排液される。前記第１の排液速度での排液は、基板同士が接触してくっつくことのない排液である。前記第２の排液速度は、前記第１の速度より高速であるが、基板の一部が処理液中から出てからの排液であるから、液の流れによって基板の上端同士が接触することは起り難く、高速排液であるが、基板同士がくっつくことはない。このように排液速度を変更するように排液手段を制御するから、基板の表面同士の接触によるくっつきがなくなって基板の損傷が防止される。基板の表面同士の接触によるくっつきがなくなって基板の損傷が防止される。これによれば、排液処理にかかる時間を短縮化できる。
【００１８】
本願請求項３に記載の発明は、ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置において、第１の排液速度で排液する第１排液手段と、第１の排液速度より急速な第２の排液速度で排液する第２排液手段とを有し、排液速度を可変させて、前記処理槽内の処理液を排液可能に構成される排液手段と、前記処理液の液面が、基板上端より下で、基板下端より上位置にて、前記第１排液手段による第１の排液速度での排液から、前記第２排液手段による第２の排液速度での排液に切り換えるように、前記第１排液手段と前記第２排液手段を制御する制御手段とを備え、前記第１排液手段は、前記処理槽の壁面に設けられた第１の開口面積を有して当該処理槽内の処理液を第１の排液速度で排液する第１排液口と、この第１排液口に連結され、前記処理槽の外側に接続された配管部材と、この配管部材の途中に配設された第１バルブ部材とを有し、前記第２排液手段は、前記第１の開口面積より大きい第２の開口面積を有するように前記処理槽の壁面に設けられて当該処理槽内の処理液を第１の排液速度より急速な第２の排液速度で排液する第２排液口と、この第２排液口に連結され、前記処理槽の外側に接続された配管部材と、この配管部材の途中に配設された第２バルブ部材とを有し、前記制御手段は、前記処理液の液面が、基板上端より下で、基板下端より上位置にて、前記第２バルブ部材を閉状態にして前記第１バルブ部材を開状態にすることによる第１の排液速度での排液から、前記第１バルブ部材を閉状態にして前記第２バルブ部材を開状態にすることによる第２の排液速度での排液に切り換えるものである。
【００１９】
この構成により、基板同士のくっつきを防止するべく、第１排液手段と第２排液手段を切り換えるだけの簡単な構成およびその制御としている。
【００２０】
本願請求項４に記載の発明は、ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置において、複数段階に排液速度を変更可能な可変排液手段で構成され、前記処理液を前記処理槽から排液する排液手段と、前記排液手段を制御し、前記処理液の液面が基板上端より下で基板下端より上となる位置にて、排液速度を第１の排液速度から段階的に順次上げていき、第１の排液速度より高速である第２の排液速度に到達させる制御手段とを有し、前記可変排液手段は、前記処理槽の壁面に設けられた所定の開口面積を有する排液口と、前記排液口を塞ぐためのバルブ部材と、を備え、前記制御手段は、前記バルブ部材と前記排液口とによって形成される隙間の大きさが複数段階に変化するように前記バルブ部材の移動を制御して、第１の排液速度から排液速度を段階的に順次上げて第２の排液速度に到達させるものである。
【００２１】
本願請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の基板処理装置であって、前記可変排液手段は、内包する流体の圧力により前記バルブ部材の位置を移動させるシリンダを複数段階に更に備え、前記制御手段は、前記流体に圧力を加える前記シリンダの数を複数段階に変えるように制御することにより前記バルブ部材の位置を複数段階に移動させるものである。
【００２２】
本願請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の基板処理装置であって、前記可変排液手段は、前記バルブ部材の位置を前記壁面と略並行に回転移動させる、前記バルブ部材に接続されたモータを更に備え、前記制御手段は、前記モータを動作させて前記バルブ部材を複数段階に回転移動させ、前記バルブ部材によって塞がれていない前記排液口の部分の大きさを複数段階に変化させるものである。
【００２３】
これらの構成では、第１排液手段と第２排液手段を設けずに、複数段階の排液速度が可変可能な可変排液手段だけを用いるので、部品点数が少なく、かつ、基板同士が互いにくっつかない程度に、液面低下に伴って排液速度を速くすることで、処理液面外に基板の所定の一部を位置させて急速排液するまでの排液時間が効率よく排液されて、排液処理にかかる時間が短縮化され得る。
【００２４】
本願請求項７に記載の発明は、ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置において、処理液を前記処理槽から排液可能に構成され、排液速度を変更可能な排液手段と、この排液手段を制御して、処理液の液面が基板上端より下で基板下端より上となる位置にて、前記処理液の排液速度を、第１の排液速度から、第１の排液速度より高速である第２の排液速度に変更するよう制御する制御手段とを備え、前記排液手段は、前記処理槽の壁面に設けられた複数の排液口と、これらの複数の排液口にそれぞれ連結され、前記処理槽の外側に接続された複数の配管部材と、各配管部材の途中にそれぞれ配設された複数のバルブ部材とを備え、前記制御手段は、処理槽内の処理液の液面が、基板上端より下で基板下端より上位置にて、第１の個数の前記バルブ部材を開状態に制御することによる第１の排液速度での排液から、第１の個数よりも多い数の第２の個数の前記バルブ部材を開状態に制御することによる第２の排液速度で排液するように排液手段を制御するものである。
【００２５】
この構成により、第１の排液速度から第２の排液速度への切り替えは、複数個の備える排液手段のうち、排液状態にある排液手段の個数を増加することで行い、増加させる個数を加減することで、増加する程度を簡単に調節できる。
【００２６】
本願請求項８に記載の発明は、請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記制御手段は、前記処理槽内の処理液の液面が基板上端に至るまでは前記第２の排液速度で前記処理槽内の処理済み液を急速排液させるように制御するものである。
【００２７】
この構成により、排液処理にかかる時間がさらに短縮化され得る。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１における基板処理方法を実施するに好適な基板処理装置を組み込んでなるウエットステーションの概略構成を示す平面図であり、矢印Ｆで示される面が装置の正面である。
【００３０】
図１において、ウエットステーション１は、複数のウエハ２を収容したキャリア３から、各処理槽へウエハ２を搬送するための搬送ロボット（図示せず）に対して複数のウエハ２を一括して移載する搬入側のウエハ移替部５と、これとは逆に、搬送ロボットからキャリア３に複数のウエハ２を一括して移載する搬出側のウエハ移替部６と、このウエハ移替部５に隣接し、薬液または純水である各種処理液をそれぞれ貯留した複数の処理槽にわたってウエハ２を順次浸漬させることによりウエハ２に薬液処理や水洗処理などの一連の各種処理が施される処理ユニット７と、この処理ユニット７と搬出側のウエハ移替部６との間に配設され、処理ユニット７で処理後のウエハ２をスピン乾燥させる乾燥部８とを有している。
【００３１】
この処理ユニット７は、これらの各処理槽に複数のウエハ２を搬送するための搬送用ロボット（図示せず）のハンド部分を洗浄するハンド洗浄部９と、このハンド洗浄部９側に隣接し、例えば窒化膜除去用の薬液として燐酸溶液などを貯留した薬液槽を有し、この薬液槽にウエハ２を浸漬することで薬液処理する第１の燐酸処理部１０と、この燐酸処理部１０側に隣接し、これと同様の窒化膜除去用の薬液として燐酸溶液を貯留した薬液槽を有し、この薬液槽にウエハ２を浸漬することで薬液処理する第２の燐酸処理部１１と、本発明の基板処理装置の一実施形態であって、この燐酸処理部１１側に隣接し、ウエハ２に付いた燐酸やパーティクルを素早く水洗する機能水洗処理部１２と、この機能水洗処理部１２側に隣接し、ウエハ２を最終的に水洗する最終水洗処理部１３とを処理工程順に有している。
【００３２】
ここで、第１および第２の燐酸処理部１０，１１を設けたのは、これらの燐酸処理部１０，１１による薬液処理としての窒化膜除去処理が他の処理部による処理に比べて時間がかかるため、処理タクトを短縮するべく並行して窒化膜除去処理を行うためである。また、機能水洗処理部１２を設けたのは、ウエハ２に付いていた燐酸が槽内に残っていると窒化膜除去機能が進行するので、純水中に燐酸溶液の付いたウエハ２を浸漬させた直後に一気に急速排液しつつ、新たなる純水と置換することで、ウエハ２から離脱した燐酸溶液の純水に対する濃度を素早くかつ急激に低下させて窒化膜除去機能の進行を停止させるためである。
【００３３】
図２は図１の機能水洗処理部１２の概略構成を示す模式図である。
【００３４】
図２において、この機能水洗処理部１２は、内部に満たされた純水中に複数のウエハ２が浸漬自在なように上方を開放した処理槽としての水洗槽２１と、この水洗槽２１の内部にオーバーフロー用の純水を供給する純水供給手段２２と、搬送ロボットから受け渡される複数のウエハ２を保持した状態で水洗槽２１内の純水内に搬送する昇降手段としてのリフタ２４と、水洗槽２１内でウエハ２に水洗処理を施した後の処理済み液（本実施形態では純水に燐酸が混じった溶液）を水洗槽２１から低速排液速度で低速排液させる第１排液手段２５ａと、この第１排液手段２５ａによる排液速度よりも高排液速度で排液させる第２排液手段２５ｂと、純水をウエハ２の表面上側部分に向けてシャワーするシャワー手段２６と、この第１排液手段２５ａを制御して水洗槽２１内の処理済み液を排液させて水洗槽２１内の処理液面外に少なくともウエハ２の一部を露出させた後に、第２排液手段２５ｂを制御して水洗槽２１内の処理済み液を急速排液させる制御手段２７とを有している。
【００３５】
この純水供給手段２２は、水洗槽２１内の底部に対向して配設され、純水吐出用の複数のノズル口（図示せず）が、浸漬されたウエハ２の方向に向けて配設された一対の筒状部材２８と、これら一対の筒状部材２８に連結され純水を通す配管部材２９と、その配管部材２９の途中に配設された流量調節用のバルブ部材３０とを有し、バルブ部材３０を開状態とすることで配管部材２９さらに一対の筒状部材２８の複数のノズル口（図示せず）を介して、純水を供給し続けて水洗槽２１の上部開口端２１ａから純水をオーバーフローさせ、薬液処理時にウエハ２の表面に付着した薬液やパーティクルを純水と共に槽外に流し出すように構成している。
【００３６】
また、リフタ２４は、複数のウエハ２をそれぞれ下方から３つのウエハガイド２３（本発明に係るガイド部材に相当する）の溝部分で所定間隔（ハーフピッチＰ／２）毎に受けて保持した状態で、水洗槽２１内のリンス液である純水内に浸漬させて水洗処理する位置Ａと水洗槽２１外の上方にウエハ２およびウエハガイド２３を位置させるウエハ受渡し位置との間を上下に昇降するように構成している。
【００３７】
さらに、低速排液速度の第１排液手段２５ａは、浸漬される複数のウエハ２の表面と対向した水洗槽２１の側壁の最下部分に配設された低速排液用に開口面積の小さい排液口３１ａと、この排液口３１ａに連結され処理済み液を排液するべく通す細い配管部材３２ａと、この配管部材３２ａの途中に配設された流量調節用のバルブ部材３３ａとを有しており、低速排液時にはバルブ部材３３ａを開口することで水洗槽２１内の処理済み液を遅くではあるが、基板の上端同士が接近してくっつくことがない速さで排液可能であり、また、ウエハ２の浸漬およびオーバーフロー時にはバルブ部材３３ａを閉止することで水洗槽２１内の処理済み液をオーバーフローさせて槽外に流し出すようにしている。また、高速排液速度の第２排液手段２５ｂは、浸漬される複数のウエハ２の表面と対向した水洗槽２１の側壁の最下部分に、前記低速排液用の開口面積よりも大きい排液口３１ｂと、この排液口３１ｂに連結され処理済み液を排液するべく通す太い配管部材３２ｂと、この配管部材３２ｂの途中に配設された流量調節用のバルブ部材３３ｂとを有しており、急速排液時にはバルブ部材３３ｂを開口することで水洗槽２１内の処理済み液を短時間で急速排液可能であり、また、ウエハ２の浸漬およびオーバーフロー時にはバルブ部材３３ｂを閉止することで水洗槽２１内の処理済み液をオーバーフローさせて槽外に流し出すようにしている。
【００３８】
さらに、シャワー手段２６は、水洗槽２１の上部開口端２１ａの上方位置に互に対向して配設され、純水吐出用の複数のノズル口（図示せず）が斜め下方（ウエハ２の方向）に向けて配設された一対の筒状部材３４と、これら一対の筒状部材３４に連結され純水を通す配管部材３５と、その配管部材３５の途中に配設された流量調節用のバルブ部材３６とを有し、対向した一対の筒状部材３４の各ノズル口（図示せず）から純水をウエハ２の表面上側部分に向けてシャワーすることで、ウエハ２の表面が部分的に空気中に晒されるのを防止して自然酸化膜の成長を抑制するようになっている。
【００３９】
さらに、制御手段２７はシーケンサやマイクロコンピュータなどで構成されており、シーケンサやマイクロコンピュータからの制御信号でバルブ部材３０，３３ａ，３３ｂ，３６をそれぞれ開閉制御することで、水洗槽２１内の純水の液面より上方にウエハ２の上側の一部が出る位置になるまでは、第１排液手段２５ａによる低速排液速度で排液させるように制御し、しかる後に、水洗槽２１内の処理済み液を第２排液手段２５ｂによる急速排液速度で排液させるように液面低下速度を制御する構成となっている。
【００４０】
つまり、制御手段２７は両バルブ部材３０，３３ａ，３３ｂの電磁バルブ制御端子にそれぞれ接続されており、バルブ部材３０を閉止状態に制御してオーバーフロー用の純水供給を停止させてから、バルブ部材３３ａを開放状態に制御して純水面外にウエハ２の上側の一部が位置するように排液させて液面を低下させた後に、バルブ部材３３ｂを開放状態に制御して急速排液するようになっている。また、制御手段２７はバルブ部材３６の電磁バルブ制御端子にも接続されており、純水の液面より上方にウエハ２の上端側が出ないうちに、バルブ部材３６を開放状態に制御してシャワー手段２６によるシャワー処理を行うようになっている。
【００４１】
また、ウエハ２が最もくっつき易い上側をどの程度純水面外に位置させるまで低排液速度で排液するかについては、ウエハ２の並び方向の基板配列ピッチ、その他種々の諸条件に左右され、例えば、基板配列ピッチが狭いほど排液速度を遅くする必要がある。このときの低排液速度とは、ウエハ２の上端が純水の水面下の位置から排液する場合に、ウエハ２の上端がくっつかないようにして最大限許容される排液速度であり、また、上記急速排液速度とは、ウエハ２の上側が純水面外に出た水面位置から排液する場合に、ウエハ２の最上端がくっつかないようにして最大限許容される排液速度である。
【００４２】
上記構成により、以下、その動作を説明する。
【００４３】
まず、クリーンルーム内にウエットステーション１が設置されており、オペレータは、正面方向からこのウエハ搬入側のウエハ移載部５における第１のテーブル上に各キャリア３をそれぞれ載置する。その後、オペレータによるスイッチ操作で駆動を開始して、複数のウエハ２を収容したキャリア３から搬送ロボット（図示せず）に複数のウエハ２を一括して移載する。
【００４４】
次に、複数のウエハ２を、搬送用ロボットのロボットハンドによって、複数のウエハ２は一括してリフタ２４に受渡されてリフタ２４で処理ユニット７の各処理槽内の処理液に浸漬されるように順次搬送されて各種処理がそれぞれ施される。
【００４５】
この処理ユニット７におけるリンス処理には、薬液槽で付着した薬液をウエハ２から素早く水洗する機能水洗処理部１２があり、この機能水洗処理部１２の動作について以下に詳細に説明する。
【００４６】
図３（ａ）〜図３（ｅ）は、図１の機能水洗処理部１２における各工程を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態から低速排液状態およびシャワー出力状態になる状態、（ｃ）は低速排液状態から急速排液状態になる状態、（ｄ）はアップフロー状態、（ｅ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態を示している。
【００４７】
図３（ａ）に示すように、燐酸処理部１１から搬送用ロボット（図示せず）で搬送してリフタ２４に受渡し、リフタ２４は、複数のウエハ２をそれぞれ下方から３つのウエハガイド２３の溝部分で所定間隔毎に受けて保持した状態で、複数のウエハ２をウエハガイド２３と共に水洗槽２１内の純水中に浸漬する。このとき、制御手段２７はバルブ部材３０を開放状態に制御すると共にバルブ部材３３ａ，３３ｂを閉止状態に制御して、水洗槽２１内の底部の両側に配設された純水供給部の一対の筒状部材２８の各ノズル部（図示せず）から純水を、浸漬させた各ウエハ２に向けて供給し続けて水洗槽２１の上部開口端２１ａから純水をオーバーフローさせ、薬液処理時にウエハ２の表面に付着した薬液、および薬液処理で発生した物質（パーティクル）を純水で洗って槽外に流し出す。
【００４８】
さらに、制御手段２７は、所定時間だけオーバーフローさせるように制御した後に、ウエハ２の表面が親水性の場合において、図３（ｂ）に示すように、バルブ部材３０を閉止状態に制御して一対の筒状部材２８からの純水供給を停止すると共に、バルブ部材３３ａを開放状態に制御して排液口３１ａから低排液速度で排液させる。さらに、制御手段２７は、ウエハ２の上端部が水面から露出する前に、シャワー用のバルブ部材３６を開放状態に制御すればよいが、本実施形態１では、排液口３１ａからの低速排液開始時に、シャワー手段２６の、対向した一対の筒状部材３４の各ノズル口（図示せず）から純水をウエハ２の表面上側部分に向けてシャワーすることで、ウエハ２の表面が空気に晒されるのを防止するようにしている。このとき、制御手段２７は、図４（ａ）〜図４（ｄ）にその一例を示すように、時間Ｔ１で、排液口３１ａから処理済み液の低速排液を行うバルブ部材３３ａと、シャワー用のバルブ部材３６とは開放状態となり、かつ、バルブ部材３０は閉止状態に制御されて筒状部材２８からのオーバーフロー用の純水の供給が停止される。
【００４９】
さらに、水洗槽２１内の純水の液面上方にウエハ２の上側の所定の一部を位置させるまで水面が低下した後に、図３（ｃ）に示すように、制御手段２７は、バルブ部材３３ａを閉止状態に制御して排液口３１ａからの排液を停止すると共に、バルブ部材３３ｂを開放状態に制御して排液口３１ｂから急速排液速度で排液させる。このとき、制御手段２７は、図４（ａ）〜図４（ｄ）にその一例を示すように、時間Ｔ２で、排液口３１ａから処理済み液の低速排液を行うバルブ部材３３ａは閉止状態となり、その代り、排液口３１ｂから処理済み液の急速排液を行うバルブ部材３３ｂは開放状態となる。また、バルブ部材３０は閉止状態のままに制御されて一対の筒状部材２８からのオーバーフロー用の純水の供給は停止したままである。
【００５０】
このとき、水面の低下によって水洗槽２１内の純水面外にウエハ２の上側の所定の一部が位置する時点で排液速度を低速排液から急速排液に切り換えるが、本実施形態１では直径２００ｍｍのウエハ２の場合にその上側の４０ｍｍ部分（直径に対する露出比率２０パーセント）を純水面外に位置する時点で排液速度を切り換える。この場合、槽内全液の低速排液時および急速排液時の液面低下に伴うウエハ２同士のくっつきをなくすことができてウエハ２の表面の損傷を防止することができた。急速排液時に、ウエハ２の液面から出る部分を多くするほど、ウエハ２同士のくっつきによるウエハ２の損傷をより確実に防止することができる。つまり、ウエハ２の高さ方向に対する排液時の液面高さ位置を低くすることでウエハ２同士のくっつきをより確実に軽減することができる。したがって、純水面外にウエハ２の上側を出す寸法（露出比率）は、ウエハ２間距離（基板配列ピッチ）やその材質、厚ささらには保持状態にもよるが、実験的に急速排液時に少なくともウエハ２同士が互いに傾いてくっつかない程度の寸法（露出比率）である。
【００５１】
さらに、制御手段２７は、急速排液制御の後に、シャワー出力制御を保持した状態で、図３（ｄ）に示すように、バルブ部材３０を開口状態に制御してオーバーフロー用の純水を供給してアップフローさせ、ウエハ２全体が純水内に浸漬されるまで、シャワー手段２６によるシャワー状態を継続する。図４（ａ）〜図４（ｃ）にその一例を示すように、時間Ｔ３でバルブ部材３３ｂも閉止状態に制御して、水洗槽２１の底部の側壁部分に配設されている排液口３１ｂから、処理済み液（薬液が混じった槽内全液）の急速排液を停止すると共に、バルブ部材３０を開放状態に制御されて一対の筒状部材２８からオーバーフロー用の純水を供給する。
【００５２】
このとき、制御が複雑化するが、排液時の液面の下降に伴うウエハ２への物理的負荷をより緩和するべく、排液による液面低下に合わせるようにリフタ２４を複数のウエハ２と共に下降させるように制御すれば、排液速度をより高くして排液時間がより早くなり得る。さらに、ウエハ２が純水内に浸漬されるのに十分な時間Ｔ４まで、シャワー手段２６によるシャワー状態を継続する。つまり、このシャワーは、ウエハ２の上端が水没するまでシャワー出力を継続するように制御すればよい。
【００５３】
その後、図３（ｅ）に示すように、水洗槽２１内の一対の筒状部材２８の各ノズル部から純水をそれぞれ供給し続けることで、水洗槽２１の上部開口端２１ａから純水をオーバーフローさせてウエハ２の表面に付着した薬液、および薬液処理で発生した物質（パーティクル）を純水と共に槽外に流し出す。
【００５４】
さらに、上記と同様にして、制御手段２７がバルブ部材３０，３３ａ，３３ｂ，３６をそれぞれ制御することで、ウエハ浸漬およびオーバーフローとその停止、低速排液およびシャワー出力、急速排液、アップフローとその後のシャワー出力停止、さらにオーバーフローの各ステップを所定回数だけ繰り返して、ウエハ２の表面上から薬液およびパーティクルを素早く取り除くことで、ウエハ２に対する薬液の影響を防止する機能水洗処理を終了する。
【００５５】
さらに、最終水洗処理部１３でウエハ２を最終的に水洗し、最終水洗処理部１３で処理した複数のウエハ２を乾燥部８でスピン乾燥する。このようにして、所定の表面処理がなされスピン乾燥された複数のウエハ２は搬出側のウエハ移替部６に搬送用ロボット（図示せず）で搬送されて回収され、搬出側のウエハ移替部６において、上記ウエハ移替部５の場合とは逆に、２個の搬送用のキャリア３に２つのウエハ群に分けられて前後のキャリア３内にそれぞれ移し替えられることになる。オペレータは、処理済みの複数のウエハ２が収容された２つのキャリア３を搬出すればよい。
【００５６】
したがって、各基板である複数のウエハ２はそれぞれその下方からリフタ２４のウエハガイド２３の溝部分で受けられて保持されているために、槽内全液の急速排液時における急激な液面の低下に伴って各ウエハ２の上側が互いに引き寄せられるように力が働き、各ウエハ２はそれぞれ上側ほど傾ける力の影響を受けやすくウエハ２同士がくっつきやすいが、制御手段２７はバルブ部材３３ａを開放制御して、排液口３１ａからの排液による液面の低下によって水洗槽２１内の純水面外に少なくともウエハ２の上側の所定の一部を位置させた後に、バルブ部材３３ｂを開放制御して水洗槽２１内の処置済み処理液を排液口３１ｂから急速排液するため、その急速排液による液面の低下に伴う各ウエハ２の上側を引き寄せる力は、処理液の液面上方に出たウエハ２に対する純水の液面のより低い位置から働くようになってより軽減されて、ウエハ２の保持間隔がハーフピッチと狭くなった場合にも、従来のように水洗槽２１内にガイドを取り付けるというような仕様変更をすることなく、ウエハ２の表面同士の接触によるくっつきがなくなってウエハ２の損傷を防止することができる。しかも、このようなウエハ２同士のくっつきを防止するべく、第１排液手段２５ａと第２排液手段２５ｂを制御手段２７で切り換えるだけの簡単な構成およびその制御とすることができる。
【００５７】
なお、上記実施形態１では、水洗槽２１内でウエハ２に水洗処理を施した処理済み液を水洗槽２１から急速排液速度で急速排液させる第２排液手段２５ｂと、この急速排液速度よりも低排液速度で排液させる第１排液手段２５ａとを設け、ウエハ２同士がくっつかない程度にウエハ２の上側が水面上に出た時点で第１排液手段２５ａから第２排液手段２５ｂに切り換えるように制御する構成としたが、このように第１排液手段と第２排液手段を選択的に駆動させるのではなく、第１排液手段だけで排液する駆動と、第１排液手段と第２排液手段の双方で排液するように駆動することを切り換えるように構成することもできる。この場合には、第１排液手段および第２排液手段の排液能力（排液速度）は同等であってもよい。また、排液能力（排液速度）を２段階だけではなく３段階以上に構成することもできる。この場合には、排液能力（排液速度）が３段階以上の複数段階になるように複数の排液手段を選択的に駆動させるようにすればよい。
【００５８】
（実施形態２）
上記実施形態１では、第１排液手段と第２排液手段の排液能力（排液速度）を選択的に駆動制御するように構成したが、本実施形態２では、排液手段の排液能力（排液速度）が多段階に駆動制御可能な可変排液手段を用いた場合である。なお、実施形態２では本発明の説明を簡略化するために２段階に排液速度を駆動制御可能な可変排液手段を用いた場合について説明する。また、上記実施形態１と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
図５は本発明の実施形態２における基板処理装置の水洗槽４１の縦断面図であり、本発明の可変排液手段を説明するために大きく図示している。
【００６０】
図５において、水洗槽４１の側壁底部にはナット部材４２付きの筒状部材４３で構成される排液口４４が設けられており、この排液口４４に可変排液手段としての急速排液バルブ本体４５が取り付けられている。この急速排液バルブ本体４５は、筒状部材４３の端部に嵌合させ、ナット部材４２の内ねじを急速排液バルブ本体４５先端の外ねじ部４５ａに螺合させることで取り付けられている。
【００６１】
この筒状の急速排液バルブ本体４５の一端側の内部には、第１シリンダ４６が固定部材４７で固定されており、この第１シリンダ４６のロッドに直列に第２シリンダ４８が固定され、第２シリンダ４８のロッド先端にはバルブ部材４９が設けられている。このバルブ部材４９による排液口４４の閉止時には、液流れの乱れ防止のために、槽内面が面一になるように構成されている。また、これらの第１シリンダ４６および第２シリンダ４８の駆動源はエアー圧であっても油圧であってもよい。これらのエアー圧または油圧を制御してロッドの伸縮を駆動制御する制御手段としてのシリンダ駆動制御部５０が設けられており、シリンダ駆動制御部５０と第１シリンダ４６および第２シリンダ４８とは配管接続されている。
【００６２】
これらの第１シリンダ４６および第２シリンダ４８のロッドを伸縮制御することで、このバルブ部材４９で排液口４４を開閉すると共に、バルブ部材４９と排液口４４で排液量を制御することができるようになっている。つまり、第１シリンダ４６および第２シリンダ４８のロッドを伸長制御することで、急速排液速度を得ることができ、また、第１シリンダ４６および第２シリンダ４８のロッドを短縮制御することで、排液口４４を閉止制御することができ、さらには、第１シリンダ４６および第２シリンダ４８の一方のロッドを短縮制御で他方のロッドを伸長制御することで、急速排液速度よりも低い低排液速度を得ることができるようになっている。
【００６３】
このように、急速排液バルブ本体４５は、２段階に排液速度を可変可能な可変排液手段で構成されており、シリンダ駆動制御部５０は、少なくとも水洗槽４１内の液面がウエハ２の上端から、急速排液バルブ本体４５の第１シリンダ４６および第２シリンダ４８の一方のロッドを伸長制御することで、排液口４４とバルブ部材４９との隙間を小さく設定して、急速排液速度よりも低い低排液速度で水洗槽４１内の処理済み液を排液させて水洗槽４１内の液面外に少なくともウエハ２の所定の一部を位置させた後に、急速排液バルブ本体４５の第１シリンダ４６および第２シリンダ４８の他方のロッドも伸長制御することで、排液口４４とバルブ部材４９との隙間を大きく設定して、急速排液速度で水洗槽４１内の処理済み液を急速排液させるように制御する構成としている。
【００６４】
上記構成により、上記実施形態１の第１排液手段２５ａと第２排液手段２５ｂを設けずに、複数段階（本実施形態２では２段階）の排液速度が可変可能な可変排液手段としての急速排液バルブ本体４５を用いているため、ウエハ２同士が互いにくっつかない上記実施形態１の効果に加えて、そのための部品点数を少なくすることができる。また、本実施形態２では示していないが、排液速度を複数段階に可変可能な可変排液手段とすれば、ウエハ２同士が互いにくっつかない程度に、液面低下に伴って排液速度を速くすることで、液面外にウエハ２の所定の一部を位置させて急速排液するまでの排液をより効率よく行うことができて、排液処理にかかる時間を短縮化することができる。
【００６５】
なお、上記実施形態２では、排液口４４および急速排液バルブ本体４５を水洗槽４１の側壁底部に設けたが、その底面部分に設けることもできる。また、上記実施形態２では、第１シリンダ４６および第２シリンダ４８のロッドに直にバルブ部材４９を固定したが、可変排液手段を水洗槽４１の底面部分に設けた場合に、第１シリンダのロッドを、第１クランクアームを介してその底面の大開閉用の第１バルブ部材に連結すると共に、第２シリンダのロッドを第２クランクアームを介してその小開閉用の第２バルブ部材に連結するように構成することもできる。
【００６６】
（実施形態３）
上記実施形態２では、第１シリンダ４６および第２シリンダ４８のロッドの伸縮制御によって、ウエハ２の互いのくっつきをなくすべく、排液口４４とバルブ部材４９との隙間を複数段階（ここでは２段階）に制御するように構成したが、これらの第１シリンダ４６および第２シリンダ４８とバルブ部材４９の代りに、本実施形態３では、モータと回転バルブ部材を用いるように構成した場合である。なお、実施形態３では上記実施形態２と同様に発明の説明を簡略化するために２段階に排液速度を駆動制御可能な可変排液手段を用いた場合について説明する。また、上記実施形態１と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
図６は本発明の実施形態３における基板処理装置の水洗槽５１の縦断面図、図７は図６の回転バルブの平面図であり、本発明の可変排液手段を説明するために大きく図示している。
【００６８】
図６において、水洗槽５１の側壁底部にはナット部材５２付きの筒状部材５３で構成される後述する大孔と小孔よりなる排液口５４が設けられており、この排液口５４に可変排液手段としての急速排液バルブ本体５５が取り付けられている。この急速排液バルブ本体５５は、筒状部材５３の端部に嵌合させ、ナット部材５２の内ねじを急速排液バルブ本体５５先端の外ねじ部５５ａに螺合させることで取り付けられている。
【００６９】
この筒状の急速排液バルブ本体５５の一端側の内部には、モータ５６が防水カバー５６ａで覆われた状態で固定部材５７を介して固定され、このモータ５６の回転軸５６ｂ先端は回転バルブ部材５８の中央に固定されており、モータ５６の回転軸５６ｂを介してその回動力を回転バルブ部材５８に伝達させて回動させるようにしている。
【００７０】
また、この排液口５４としては、筒状部材５３の内径を縮小するように鍔状縁部材５３ａに、図７の点線に示すように、大孔５４ａと小孔５４ｂが対称位置にそれぞれ４個づつ形成されている。この上に重なるように、大孔５４ａと同径の孔５８ａが対称位置にそれぞれ４個づつ形成された回転バルブ部材５８が回転自在に設けられており、回転バルブ部材５８が回転駆動でその孔５８ａと大孔５４ａとが重なったときに急速排液速度を得ることが可能となり、また、その孔５８ａと小孔５４ｂとが重なったときに急速排液速度よりも低い低排液速度を得ることが可能となるようになっている。また、回転バルブ部材５８の孔５８ａが大孔５４ａと小孔５４ｂ共に重ならないときには、排液口５４に対する閉止状態となる構成である。さらに、この回転バルブ部材５８は、水洗槽５１内の純水の圧力によって鍔状縁部材５３ａに押えつけられる構造となっており、水洗槽５１内外の密閉度が高い構造である。また、このモータ５６を回動制御する制御手段としてのモータ駆動制御部５９が設けられており、このモータ駆動制御部５９とモータ５６とは信号線および電力線で接続されている。
【００７１】
このモータ駆動制御部５９でモータ５６を介して回転バルブ部材５８の回動角度およびその方向を制御することで、この回転バルブ部材５８の孔５８ａで排液口５４の孔５８ａまたは小孔５４ｂを選択的に開閉して排液量および排液停止を制御することができるようになっている。
【００７２】
このように、急速排液バルブ本体５５は、２段階に排液速度を可変可能な可変排液手段で構成されており、モータ駆動制御部５９は、少なくとも水洗槽５１内の液面がウエハ２の上端から、急速排液バルブ本体５５内のモータ５６を所定角度制御することで、回転バルブ部材５８の孔５８ａを排液口５４の小孔５４ｂと重ねて開口面積を小さく設定して、急速排液速度よりも低い低排液速度で水洗槽５１内の処理済み液を排液させて水洗槽５１内の液面外に少なくともウエハ２の所定の一部を位置させた後に、急速排液バルブ本体５５内のモータ５６を所定角度回動制御することで、回転バルブ部材５８の孔５８ａを排液口５４の大孔５４ａと重ねて開口面積を大きく設定して、急速排液速度で水洗槽５１内の処理済み液を急速排液させるように制御する構成としている。
【００７３】
上記構成により、上記実施形態１の第１排液手段２５ａと第２排液手段２５ｂを設けずに、複数段階（本実施形態３では２段階）の排液速度が可変可能な可変排液手段としての急速排液バルブ本体５５を用いているため、ウエハ２同士が互いにくっつかない上記実施形態１の効果に加えて、そのための部品点数を少なくすることができる。また、本実施形態３では示していないが、排液速度を複数段階に可変可能な可変排液手段とすれば、ウエハ２同士が互いにくっつかない程度に、液面低下に伴って排液速度を速くすることで、液面外にウエハ２の所定の一部を位置させて急速排液するまでの排液をより効率よく行うことができて、排液処理にかかる時間を短縮化することができる。
【００７４】
なお、上記実施形態３でも、排液口５４および急速排液バルブ本体５５を水洗槽５１の側壁底部に設けたが、その底面部分に設けることもできる。
【００７５】
なお、上記実施形態１〜３では、処理槽内の処理液面が基板上端に至るまでの間も低速排液処理としたが、処理槽内の処理液面が基板上端に至るまでは急速排液速度で処理槽内の処理済み液を急速排液させるようにすれば、排液処理にかかる時間をさらに短縮化することができる。
【００７６】
なお、上記実施形態１〜３のウエットステーション１は、本発明に係る機能水洗処理部１２が適用される多槽式基板処理装置の一例であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、多槽式基板処理装置だけではなく、単槽式基板処理装置に対しても、処理液の急速排液を行って処理液を置換する場合に適用可能なことはいうまでもないことである。また、例えば、上記実施形態１，２では本発明を機能水洗処理部１２に適応したが、機能水洗処理部１２に限らず処理液の置換時に適応され、例えば燐酸処理部１０，１１に本発明を適応してもよい。さらに、上記実施形態１，２の処理ユニット７では、一連の各種薬液処理として、窒化膜除去処理の槽構成について説明してきたが、この窒化膜除去処理の他に、レジスト剥離処理、酸化膜エッチング処理、ライトエッチング処理および拡散前洗浄処理などの各種薬液処理であってもよいことは言うまでもないことである。
【００７７】
このように、本発明は、例えば同一槽で機能水洗処理以外に薬液処理も行う所謂ワンバス式の基板処理装置にも適応可能である。本発明にかかる基板処理装置の適応範囲は、本実施形態１〜３による機能水洗処理部１２に限定されず、基板を浸漬させて処理する基板処理装置全般に適応可能である。
【００７８】
また、上記実施形態１〜３では、水洗槽２１内の処置済み処理液を急速排液する前に、水洗槽２１内の処理液面外にウエハ２の上側を位置させ、このとき、ウエハ２の表面が空気に晒されるのを防止するために、シャワー手段２６によってウエハ２の表面にシャワーを行ったが、これに限らず、シャワー手段２６の代りに窒素パージするようにしてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に記載の方法によれば、処理槽から処理液を排液する工程にて、処理槽内の処理液の液面が、基板上端より下で基板下端より上の間に、処理液排液速度を、第１の排液速度から、第１の排液速度より高速である第２の排液速度に変更するので、処理液の液面は次のように下がる。すなわち、基板全体を浸漬していた処理液の液面が、少なくとも基板の上端まで下がってからは、基板の一部が処理液の液面から出るまでの間、基板同士が接触してくっつくことが起こり難い第１の排液速度で排液され、基板の一部が液面から出てからは、第１の排液速度より高速の第２の排液速度で排液される。かかる第２の排液速度での排液は、基板の一部が処理液中から出ているので、液の流れによって基板の上端同士が接触することは起こり難く、高速排液であるが、基板同士がくっつくことはなく、基板の表面同士の接触によるくっつきによる基板の損傷が防止される。また、処理槽内の処理液の液面が基板上端に至るまでは急速排液速度で処理槽内の処理済み液を急速排液させるため、排液処理にかかる時間を短縮化することができる。
【００８０】
また、本発明の請求項２に記載の装置によれば、排液速度を変更可能な排液手段を有し、処理液の液面が、基板上端より下で基板下端より上の位置にて、排液速度を、第１の排液速度から、第１の排液速度より高速である第２の排液速度に変更するよう制御する制御手段を有するので、処理液の液面は次のように下がる。すなわち、基板全体を浸漬していた処理液の液面が、基板の上端位置から、基板の一部が液面より出る位置までの区間は、基板同士が接触してくっつくことが起こり難い第１の排液速度で排液され、この区間から下では、第１の排液速度より高速の第２の排液速度で排液される。かかる第２の排液速度での排液は、基板の一部が処理液中から出ているので、液の流れによって基板の上端同士が接触することは起こり難く、高速の排液であるが、基板同士がくっつくことはなく、基板の表面同士の接触によるくっつきによる基板の損傷が防止される。また、処理槽内の処理液の液面が基板上端に至るまでは急速排液速度で処理槽内の処理済み液を急速排液させるため、排液処理にかかる時間を短縮化することができる。
【００８１】
また、本発明の請求項３によれば、基板同士のくっつきを防止するべく、第１排液手段と第２排液手段を切り換えるだけの簡単な構成およびその制御とすることができる。
【００８２】
さらに、本発明の請求項４，５，６によれば、第１排液手段と第２排液手段を設けずに、複数段階の排液速度が可変可能な可変排液手段だけを用いるため、基板同士が互いにくっつかない請求項１の効果に加えて、そのための部品点数を少なくすることができる。また、排液速度を複数段階に可変可能な可変排液手段とすれば、基板同士が互いにくっつかない程度に、液面低下に伴って排液速度を順次速くするようにすれば、処理液面外に基板の所定の一部を位置させて急速排液するまでの排液時間をより効率よく排液することができて、排液処理にかかる時間を短縮化することができる。
【００８３】
また、本発明の請求項７によれば、排液手段を複数個で構成し、制御手段は、第１の個数の排液手段を制御することによる第１の排液速度での排液から、第１の個数よりも多い数の第２の個数の排液手段を制御することによる第２の排液速度で排液するように排液手段を制御するようにしたので、第１の排液速度から第２の排液速度への切り替えは、複数個の備える排液手段のうち、排液状態にある排液手段の個数を増加することで行い、増加させる個数を加減することで、増加する程度を簡単に調節できる。
【００８４】
さらに、本発明の請求項８によれば、処理槽内の処理液の液面が基板上端に至るまでは急速排液速度で処理槽内の処理済み液を急速排液させるため、排液処理にかかる時間をさらに短縮化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１における基板処理装置を組み込んでなるウエットステーションの概略構成を示す平面図である。
【図２】 図１の機能水洗処理部の構成を示す模式図である。
【図３】 図１の機能水洗処理部における各工程を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態から低速排液状態およびシャワー出力状態になる状態、（ｃ）は低速排液状態から急速排液状態になる状態、（ｄ）はアップフロー状態、（ｅ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態を示す図である。
【図４】 （ａ）はオーバーフロー用の純水供給、（ｂ）はシャワー出力、（ｃ）は低速排液、（ｄ）は急速排液の制御を示す動作タイミング図である。
【図５】 本発明の実施形態２における基板処理装置の水洗槽の縦断面図である。
【図６】 本発明の実施形態３における基板処理装置の水洗槽の縦断面図である。
【図７】 図６の回転バルブの平面図である。
【図８】 従来の機能水洗処理における各工程を模式的に示す薬液処理部、機能水洗処理部の縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態、（ｃ）は急速排液およびシャワー出力状態、（ｄ）はアップフローおよびシャワー出力状態、（ｅ）はオーバーフロー状態を示す図である。
【図９】 （ａ）はオーバーフロー用の純水供給、（ｂ）はシャワー出力、（ｃ）は急速排液の制御を示す動作タイミング図である。
【図１０】 （ａ）は図８（ａ）の複数のウエハおよびウエハガイドの保持用溝部の一部縦断面図、（ｂ）は液面の急激な低下によるウエハ同士のくっつき状態を示すウエハおよびウエハガイドの保持用溝部の一部縦断面図である。
【符号の説明】
１ ウエットステーション
２ 半導体ウエハ
７ 処理ユニット
１２ 機能水洗処理部
２１，４１，５１ 水洗槽
２１ａ 上部開口端
２２ 純水供給手段
２３ ウエハガイド
２５ａ，２５ｂ 排液手段
２６ シャワー手段
２７ 制御手段
２８，３４ 筒状部材
３０，３３ａ，３３ｂ，３６ バルブ部材
３１ａ，３１ｂ，４４，５４ 排液口
４２，５２ ナット部材
４３，５３ 筒状部材
４５，５５ 急速排液バルブ本体
４５ａ，５５ａ 外ねじ部
４６ 第１シリンダ
４７，５７ 固定部材
４８ 第２シリンダ
４９ バルブ部材
５０ シリンダ駆動制御部
５６ モータ
５８ 回転バルブ部材
５９ モータ駆動制御部
Claims (8)
- ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬する浸漬工程と、処理槽から処理液を排液する排液工程とからなる基板処理方法であって、
前記排液工程において、前記処理槽内の処理液の液面が、基板上端に至ると第１の排液速度で当該処理液を排液し、
前記処理槽内の処理液の排液を開始してから当該処理液の液面が前記基板上端に至るまでの間と、当該処理液の液面が、前記基板の上側の一部が露出する位置となったとき以降とを、前記第１の排液速度より高速である第２の排液速度で当該処理液を排液する基板処理方法。 - ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置であって、
処理液を前記処理槽から排液可能であり、排液速度を変更可能な排液手段と、前記処理槽内の処理液の液面が、前記基板上端に至ると第１の排液速度で当該処理液を排液し、前記処理槽内の処理液の排液を開始してから当該処理液の液面が前記基板上端に至るまでの間と、当該処理液の液面が、前記基板の上側の一部が露出する位置となったとき以降とを、前記第１の排液速度より高速である第２の排液速度で当該処理液を排液するように、前記排液手段を制御する制御手段と、を備えた基板処理装置。 - ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置において、
第１の排液速度で排液する第１排液手段と、第１の排液速度より急速な第２の排液速度で排液する第２排液手段とを有し、排液速度を可変させて、前記処理槽内の処理液を排液可能に構成される排液手段と、
前記処理液の液面が、基板上端より下で、基板下端より上位置にて、前記第１排液手段による第１の排液速度での排液から、前記第２排液手段による第２の排液速度での排液に切り換えるように、前記第１排液手段と前記第２排液手段を制御する制御手段とを備え、
前記第１排液手段は、前記処理槽の壁面に設けられた第１の開口面積を有して当該処理槽内の処理液を第１の排液速度で排液する第１排液口と、この第１排液口に連結され、前記処理槽の外側に接続された配管部材と、この配管部材の途中に配設された第１バルブ部材とを有し、
前記第２排液手段は、前記第１の開口面積より大きい第２の開口面積を有するように前記処理槽の壁面に設けられて当該処理槽内の処理液を第１の排液速度より急速な第２の排液速度で排液する第２排液口と、この第２排液口に連結され、前記処理槽の外側に接続された配管部材と、この配管部材の途中に配設された第２バルブ部材とを有し、
前記制御手段は、前記処理液の液面が、基板上端より下で、基板下端より上位置にて、前記第２バルブ部材を閉状態にして前記第１バルブ部材を開状態にすることによる第１の排液速度での排液から、前記第１バルブ部材を閉状態にして前記第２バルブ部材を開状態にすることによる第２の排液速度での排液に切り換える基板処理装置。 - ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置において、
複数段階に排液速度を変更可能な可変排液手段で構成され、前記処理液を前記処理槽から排液する排液手段と、
前記排液手段を制御し、前記処理液の液面が基板上端より下で基板下端より上となる位置にて、排液速度を第１の排液速度から段階的に順次上げていき、第１の排液速度より高速である第２の排液速度に到達させる制御手段とを有し、
前記可変排液手段は、前記処理槽の壁面に設けられた所定の開口面積を有する排液口と、前記排液口を塞ぐためのバルブ部材と、を備え、
前記制御手段は、前記バルブ部材と前記排液口とによって形成される隙間の大きさが複数段階に変化するように前記バルブ部材の移動を制御して、第１の排液速度から排液速度を段階的に順次上げて第２の排液速度に到達させる基板処理装置。 - 前記可変排液手段は、内包する流体の圧力により前記バルブ部材の位置を移動させるシリンダを複数段階に更に備え、
前記制御手段は、前記流体に圧力を加える前記シリンダの数を複数段階に変えるように制御することにより前記バルブ部材の位置を複数段階に移動させる請求項４に記載の基板処理装置。 - 前記可変排液手段は、前記バルブ部材の位置を前記壁面と略並行に回転移動させる、前記バルブ部材に接続されたモータを更に備え、
前記制御手段は、前記モータを動作させて前記バルブ部材を複数段階に回転移動させ、前記バルブ部材によって塞がれていない前記排液口の部分の大きさを複数段階に変化させる請求項４に記載の基板処理装置。 - ガイド部材に形成された溝に基板の下部を差し込むことにより、複数枚の基板を互いに所定ピッチで隣接させた立直姿勢にして複数枚の基板の下部のみを前記ガイド部材により保持した状態で処理槽内の処理液中に浸漬させて処理を施す基板処理装置において、
処理液を前記処理槽から排液可能に構成され、排液速度を変更可能な排液手段と、
この排液手段を制御して、処理液の液面が基板上端より下で基板下端より上となる位置にて、前記処理液の排液速度を、第１の排液速度から、第１の排液速度より高速である第２の排液速度に変更するよう制御する制御手段とを備え、
前記排液手段は、前記処理槽の壁面に設けられた複数の排液口と、これらの複数の排液口にそれぞれ連結され、前記処理槽の外側に接続された複数の配管部材と、各配管部材の途中にそれぞれ配設された複数のバルブ部材とを備え、
前記制御手段は、処理槽内の処理液の液面が、基板上端より下で基板下端より上位置にて、第１の個数の前記バルブ部材を開状態に制御することによる第１の排液速度での排液から、第１の個数よりも多い数の第２の個数の前記バルブ部材を開状態に制御することによる第２の排液速度で排液するように排液手段を制御する基板処理装置。 - 前記制御手段は、前記処理槽内の処理液の液面が基板上端に至るまでは前記第２の排液速度で前記処理槽内の処理済み液を急速排液させるように制御する請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の基板処理装置。
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