JP5248058B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハ等の基板の表面に残留する純水を除去する技術に関する。より詳しくは、基板の表面に形成されたトレンチやホールといった構造における乾燥不良を防止する技術に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、塗布処理やエッチング処理等によって様々な処理液が使用される。そのため、半導体デバイスの製造工程では、各工程の間に、適宜、基板を洗浄することが必要となる。例えば、特許文献１に、基板を洗浄する基板処理装置が記載されている。

特開２００２−２５２２０１号公報

一方、半導体デバイスの製造工程においては、基板の表面にトレンチやホールといった複雑な構造が形成され、基板の表面が平坦とはならない場合がある。

ところが、このような複雑な構造は、基板表面から突出したり窪んだりする構造であるため、基板表面に洗浄に使用された純水が残留しやすく、乾燥不良を生じるという問題があった。すなわち、特許文献１に記載された技術では、純水の除去が不十分となる虞があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板の表面の乾燥不良を防止することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を処理する基板処理装置において、純水、アルコール、およびフッ素系溶媒の液体を貯留する処理槽と、前記処理槽を収容するチャンバと、前記チャンバ内において基板を保持した状態で、基板が前記処理槽内に配置される第１位置と前記処理槽の上方に配置される第２位置との間を移動する保持機構と、純水を前記処理槽に供給する第１供給機構と、アルコールを前記処理槽に供給する第２供給機構と、フッ素系溶媒の液体を前記処理槽に供給する第３供給機構と、前記第１位置において、フッ素系溶媒の液体で処理された基板を保持した前記保持機構を前記第１位置から前記第２位置へ移動させて前記保持機構に保持された基板にフッ素系溶媒のガスを供給するガス供給手段と、を備え、前記第２供給機構は、純水が貯留されている状態の前記処理槽内にアルコールを供給し、前記第３供給機構は、アルコールが貯留されている状態の前記処理槽内にフッ素系溶媒の液体を供給することを特徴とする。

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において、前記チャンバ内において、前記処理槽を収容する第１空間を、前記第２位置に移動した前記保持機構を収容する第２空間に対して開閉する開閉機構と、基板を保持した前記保持機構が前記第１位置に移動した場合および基板を保持した前記保持機構が前記第２位置に移動した場合には前記第１空間と前記第２空間とを遮断するように前記開閉機構を制御し、基板を保持した前記保持機構が前記第１位置と前記第２位置との間で移動する場合には前記第１空間と前記第２空間とを連通するように前記開閉機構を制御する開閉制御手段とをさらに備えることを特徴とする。

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において、前記アルコールは、イソプロピルアルコール、エタノールまたはメタノールを含むことを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか一つの発明に係る基板処理装置において、前記フッ素系溶媒は、ハイドロフルオロエーテルまたはハイドロフルオロカーボンを含むことを特徴とする。

請求項１ないし４に記載の発明では、フッ素系溶媒の液体とフッ素系溶媒のガスとを使用して、洗浄に使用した純水等の処理液を基板表面から除去するので、トレンチやホールといった複雑な構造が基板表面に形成されている場合でも、処理液を良好に乾燥させることができ、乾燥不良（特に処理液による乾燥不良）を抑制できる。
また、純水を処理槽に供給する第１供給機構と、アルコールを処理槽に供給する第２供給機構と、フッ素系溶媒の液体を処理槽に供給する第３供給機構とをさらに備えることにより、洗浄処理から乾燥処理までの処理を１つの処理槽で実行できる。したがって、最終的な乾燥処理が完了するまで、基板を搬送する必要がなく、基板表面に未だ純水が存在する状況で基板を搬送する必要がないので、純水が酸素存在下で乾燥することを抑制でき、ウォーターマーク等の乾燥不良を抑制できる。
また、処理槽において基板に対して純水による処理を行った後、アルコールによる処理を行う。したがって、基板表面に未だ多くの純水が存在する状況で基板を酸素存在下の雰囲気中に曝すことがないので、ウォーターマーク等の乾燥不良を抑制できる。
また、第３供給機構はアルコールが貯留されている状態の処理槽内にフッ素系溶媒の液体を供給することによってアルコールとフッ素系溶媒の液体とを置換する。これにより、アルコールによる処理からフッ素系溶媒の液体による処理に移行する間に基板が処理槽内において酸素等を含む雰囲気に曝されることがない。したがって、基板表面に未だ純水が存在する状況で基板を酸素存在下の雰囲気中に曝すことがなく、ウォーターマーク等の乾燥不良を抑制できる。

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。

＜１． 第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態における基板処理装置１を示す図である。基板処理装置１は、搬送ロボット１０、第１処理部２、第２処理部３、第３処理部４および制御部８を備えている。なお、図１において図示を簡略化しているが、基板処理装置１において、各構成は制御部８と接続されており、制御部８からの制御信号に基づいて動作する。

搬送ロボット１０は、後述するリフタ２２，３２，４２との間で複数枚の基板９の受け渡しを行う。また、搬送ロボット１０は、保持した複数の基板９を第１処理部２、第２処理部３および第３処理部４の間で搬送し、本発明における搬送機構に相当する。

第１処理部２は、薬液９０を貯留する処理槽２１、基板９を保持した状態で上下方向に昇降させるリフタ２２、処理槽２１内の薬液９０を循環させる際の流路となる循環配管２３および薬液９０を循環させるためのポンプ２４を備え、基板９を薬液９０によって処理する機能を有する。なお、本実施の形態における第１処理部２は、薬液９０としてＢＨＦ液を使用する。

リフタ２２は、搬送ロボット１０から受け取った基板９を下降させて、処理槽２１内に搬入する。この動作によって、リフタ２２に保持された基板９は、処理槽２１内に貯留されている薬液９０に浸漬される。

また、リフタ２２は、保持した基板９を上昇させて、処理槽２１内の基板９を搬出する。この動作によって、基板９は薬液９０から引き上げられるため、基板９に対する薬液９０による処理が終了する。このようにして、処理槽２１から搬出された基板９は、リフタ２２から搬送ロボット１０に受け渡され、第２処理部３に向けて搬送される。

第２処理部３は、処理液９１を貯留する処理槽３１、基板９を保持した状態で上下方向に昇降させるリフタ３２、処理液９１を処理槽３１に供給する際の流路となるとともに、下流側が処理槽３１の底部に連通接続された供給配管３３、処理液９１を処理槽３１に向けて送液するためのポンプ３４、供給配管３３を選択的に開閉する三方弁３５、純水を供給する純水供給部３６およびアルコールを供給するアルコール供給部３７を備え、基板９を処理液９１によって洗浄処理する機能を有する。

処理槽３１は、処理液９１として、純水またはアルコールを貯留する。すなわち、処理槽３１は、本発明の第２処理槽に相当する。

リフタ３２は、搬送ロボット１０から受け取った基板９を下降させて、処理槽３１内に搬入する。また、リフタ３２は、保持した基板９を上昇させて、処理槽３１内の基板９を搬出する。

ポンプ３４は、制御部８からの制御信号に応じて駆動される。ポンプ３４が駆動されると、三方弁３５の状態に応じて、純水またはアルコールが供給配管３３を介して処理槽３１に向けて送液される。

三方弁３５は、制御部８からの制御信号に応じて、純水供給部３６またはアルコール供給部３７を供給配管３３に連通接続する。すなわち、制御部８が三方弁３５を制御することにより、供給配管３３から処理槽３１に供給される処理液９１が選択される。

純水供給部３６は、供給配管３３を介して処理槽３１に処理液９１として「純水」を供給する。すなわち、純水供給部３６および供給配管３３は本発明における第１供給機構に相当する。

アルコール供給部３７は、供給配管３３を介して処理槽３１に処理液９１として「アルコール」を供給する。すなわち、アルコール供給部３７および供給配管３３は本発明における第２供給機構に相当する。

次に、第２処理部３における基板９に対する処理動作を説明する。搬送ロボット１０によって第２処理部３に基板９が搬送されると、処理槽３１の上方位置において、搬送ロボット１０から、上昇したリフタ３２に基板９が受け渡され、第２処理部３における処理が開始される。

基板９を受け取ったリフタ３２は基板９を保持したまま下降する。この動作によって、リフタ３２に保持された基板９は、処理槽３１内に搬入され、このとき処理槽３１内に貯留されている処理液９１に浸漬される。

基板処理装置１では、リフタ３２によって基板９が処理槽３１に搬入される前に、予め純水供給部３６から供給配管３３を介して処理槽３１に向けて純水が供給される。すなわち、基板９が処理槽３１に搬入されるときには、処理液９１としての「純水」が処理槽３１に貯留されている。言い換えれば、第２処理部３における洗浄処理は、純水による洗浄によって開始される。

純水による処理が充分に進行した時点で、制御部８からの制御信号により三方弁３５が切り替わり、処理槽３１に対してアルコール供給部３７からのアルコールの供給が供給配管３３を介して開始される。

このように、本実施の形態における基板処理装置１では、純水による処理とアルコールによる処理とが、いずれも処理槽３１内において連続的に実行され、この間、基板９を純水から引き上げて搬送することはない。

また、第２処理部３では、処理槽３１の純水を完全に排出してからアルコールを処理槽３１に供給（液交換）するのではなく、純水が貯留されたままの状態の処理槽３１に対してアルコール供給部３７からアルコールを処理槽３１に供給（液置換）する。このとき、純水は処理槽３１の上部からオーバーフローによって排出され、処理槽３１内において徐々にアルコール濃度が上昇する。

このようにして純水からアルコールへ液置換を行う間、制御部８は、アルコール供給部３７から処理槽３１にアルコールを供給させつつ、処理槽３１内に設けられた濃度計５によって処理液９１におけるアルコール濃度を監視する。そして、処理液９１のアルコール濃度が所定の値（例えば５０％以上）となった時点で、アルコール供給部３７から処理槽３１へのアルコールの供給を停止させる。

純水からアルコールへの「液置換」ではなく、処理槽３１からの純水の排水を行うと、純水の貯留量の減少に伴って純水の液面が下がり、徐々に基板９の表面が純水から露出する。すなわち、アルコールを供給することなく純水を排出すると、基板９の表面に形成されたトレンチやホールの内部等に純水が残留した状態で、基板９の表面が酸素等が存在する雰囲気中に曝されることとなる。特に、雰囲気中に酸素が存在する状態で純水が蒸発すると、基板９にウォーターマーク等の乾燥不良を生じる虞がある。

しかし、本実施の形態における基板処理装置１は、純水から酸素のある雰囲気中に基板９を曝すことなく、アルコールによる脱水処理に移行する。これにより、酸素存在下の雰囲気中で純水が乾燥することを防止するため、乾燥不良を抑制できる。なお、詳細は図示していないが、液置換を終了した後、アルコールによる処理が充分に進行するまでの間、制御部８はアルコールを含む処理液９１を処理槽３１に対して循環させる。

アルコールによる処理が充分に進行すると、制御部８からの制御信号に応じて、リフタ３２が基板９を保持したまま上昇する。この動作によって、基板９は処理液９１（所定の濃度以上のアルコール）から引き上げられ、基板９に対するアルコールによる処理が終了する。なお、アルコールによる処理が充分に進行したか否かは、予め充分な処理時間を決定しておいて、その処理時間が経過することにより制御部８が判断する。

本実施の形態では、純水との液置換を行う処理液としてアルコールを用いると説明したが、アルコールとしては、イソプロピルアルコール（（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ）、エタノール（Ｃ２ＨＯＨ）、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）が適している。しかし、これらに限定されるものではない。このような処理液としては、純水より表面張力が低いだけでなく、純水との親和性（脱水効果）が高く、乾燥が容易かつ固体が残らない揮発性の高い液体が好ましい。

このようにして、リフタ３２によって処理槽３１から搬出された基板９は、搬送ロボット１０に受け渡され、第３処理部４側に向けて搬送される。以上が第２処理部３における処理動作の説明である。

第３処理部４は、チャンバ４０、処理槽４１、リフタ４２、処理槽４１内の処理液９２を循環させる循環配管４３、循環配管４３内の処理液９２を送液するポンプ４４および循環配管４３内を流れる処理液９２を加熱するヒーター４５を備える。循環配管４３の上流側は処理槽４１の底部に連通接続され、下流側から処理槽４１に処理液を供給する。

なお、リフタ４２について、図１において二点鎖線で示す位置を「第１位置」、図１において実線で示す位置を「第２位置」と称する。また、チャンバ４０内の空間を上下方向に第１空間９３と第２空間９４に分け、第１空間９３は処理槽４１を収容する空間とし、第２空間９４は第２位置に移動したリフタ４２を収容する空間とする。

処理槽４１は、フッ素系溶媒の液体を処理液９２として貯留する。すなわち、処理槽４１は、本発明における第１処理槽に相当する。処理槽４１に貯留された処理液９２は、循環配管４３およびポンプ４４によって循環し、循環配管４３に設けられたヒーター４５によって所定の温度に保温される。

なお、本実施の形態における第３処理部４は、フッ素系溶媒として、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）またはハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）を使用する。また、ハイドロフルオロエーテルまたはハイドロフルオロカーボンを含む処理液９２の使用温度が２０℃ないし沸点までの間となるように、ヒーター４５は循環する処理液９２を保温する。

リフタ４２は、リフタ２２，３２と同様に、複数枚の基板９を保持する機能を有しており、チャンバ４０の上方位置において、搬送ロボット１０との間で基板９の受け渡しを行う。また、チャンバ４０内において基板９を保持した状態で、基板９が処理槽４１内に上下方向に配置される第１位置と、処理槽４１外に配置される第２位置との間を移動する。すなわち、リフタ４２は、チャンバ４０内において、基板９を第１空間９３と第２空間９４との間で移動させる機能を有してる。

また、第３処理部４は、開閉機構４６、吐出ノズル４７、第１ガス供給部４８、第２ガス供給部４９、および開閉バルブ５０，５１を備える。

開閉機構４６は、第１空間９３と第２空間９４との間に一対設けられており、制御部８からの制御信号に応じて、チャンバ４０内において、第１空間９３を、第２空間９４に対して開閉する。すなわち、開閉機構４６が、開状態のとき第１空間９３と第２空間９４は連通接続され、閉状態のとき第１空間９３と第２空間９４は遮断される。

吐出ノズル４７は、第２空間９４内の両側に一対設けられ、第１ガス供給部４８および第２ガス供給部４９から供給されたガス（フッ素系溶媒のガスまたは窒素ガス）を、チャンバ４０内の第２空間９４に向けて吐出する。

第１ガス供給部４８は、吐出ノズル４７に向けてフッ素系溶媒のガスを供給する。これにより、第１ガス供給部４８は、吐出ノズル４７を介して、第２位置に移動したリフタ４２に保持された基板９にフッ素系溶媒のガスを供給する。

第２ガス供給部４９は、吐出ノズル４７に窒素ガスを供給する。これにより、第２ガス供給部４９は、吐出ノズル４７を介して、第２位置に移動したリフタ４２に保持された基板９に窒素ガスを供給する。

開閉バルブ５０は、制御部８からの制御信号に応じて、吐出ノズル４７と第１ガス供給部４８との間のガス管を開閉する。開閉バルブ５０が開状態のとき、第１ガス供給部４８からフッ素系溶媒のガスが吐出ノズル４７に供給され、チャンバ４０の第２空間９４内に供給される。一方、開閉バルブ５０が閉状態のとき、第１ガス供給部４８による供給は停止する。

開閉バルブ５１は、制御部８からの制御信号に応じて、吐出ノズル４７と第２ガス供給部４９との間のガス管を開閉する。開閉バルブ５１が開状態のとき、第２ガス供給部４９から窒素ガスが吐出ノズル４７に供給され、チャンバ４０の第２空間９４内に供給される。一方、開閉バルブ５１が閉状態のとき、第２ガス供給部４９による供給は停止する。

なお、詳細は図示しないが、第３処理部４は、第１空間９３および第２空間９４からそれぞれ排気する排気機構をさらに備えている。

次に、第３処理部４における基板９に対する処理動作を説明する。搬送ロボット１０によって第３処理部４に基板９が搬送されると、搬送ロボット１０から上昇したリフタ４２に基板９が受け渡され、第３処理部４における処理が開始される。このとき、第３処理部４において、開閉機構４６は開状態となっており、処理槽４１には既にフッ素系溶媒の液体である処理液９２が貯留されている。

基板９を受け取ったリフタ４２は基板９を保持したまま、処理槽４１内の第１位置まで下降する。この動作によって、リフタ４２に保持された基板９は、処理槽４１内に搬入され、処理槽４１内に貯留されている処理液９２に浸漬される。すなわち、フッ素系溶媒の液体による基板９の処理が開始される。

第２処理部３で処理された基板９の表面には第２処理部３で使用した処理液９１（アルコール）が残留している。特に、基板９にトレンチ構造やホール構造が形成されている場合には、これらの構造の隙間にアルコールが残留しやすい。しかし、このような状態の基板９をフッ素系溶媒の液体である処理液９２に浸漬することにより、基板９に残留しているアルコールを効果的に取り除くことができる。

リフタ４２が第１位置まで下降すると、制御部８は開閉機構４６を閉状態とする。これにより、フッ素系溶媒の液体による基板９の処理中において第１空間９３と第２空間９４とが遮断され、この間、第１空間９３の雰囲気の第２空間９４への混入を抑制できる。このときの第１空間９３内の雰囲気は、処理液９２による処理が実行される前の基板９が搬入されたことによって、比較的汚れた雰囲気となっている。したがって、第１空間９３と第２空間９４とを遮断することにより、第２空間９４内を清潔に保つことができる。

処理液９２による処理が充分に進行すると、制御部８は開閉機構４６を開状態にする。これにより、第１空間９３と第２空間９４とが再び連通接続される。なお、フッ素系溶媒の液体による基板９の洗浄処理中において、第１空間９３の雰囲気は、先述の排気機構によって外部に排気されている。したがって、この時点で第１空間９３の雰囲気は比較的清浄化されており、第１空間９３内の雰囲気が第２空間９４に混入する弊害は低下している。

開閉機構４６が開状態になると、リフタ４２が基板９を保持した状態で第２位置に向けて移動を開始する。これにより、基板９が処理液９２から引き上げられ、基板９に対する処理液９２による処理が終了する。

リフタ４２が第２位置に移動すると、開閉機構４６が閉状態となり、第１空間９３と第２空間９４とが再び遮断される。

次に、開閉バルブ５０が開状態となり、第１ガス供給部４８からフッ素系溶媒のガスが吐出ノズル４７を介して第２空間９４内に吐出される。すなわち、第２位置に移動したリフタ４２に保持された基板９にフッ素系溶媒のガスが供給される。これにより、基板９のフッ素系溶媒のガスによる乾燥処理が開始される。

フッ素系溶媒のガスによる処理が充分に進行すると、開閉バルブ５０が閉状態となりフッ素系溶媒のガスの供給が停止されるとともに、開閉バルブ５１が開状態となり第２ガス供給部４９から窒素ガスが吐出ノズル４７を介して第２空間９４内に吐出される。これにより、第２空間９４内の雰囲気がフッ素系溶媒のガスから窒素ガスに置換され、窒素ガスによる乾燥処理が開始される。

このとき、第１空間９３と第２空間９４とは遮断されているため、処理液９２が蒸発することによって第１空間９３内に生成されるフッ素系溶媒のガスは、第２空間９４内に混入することなく、第１空間９３内にとどまる。

また、第１空間９３と第２空間９４とが開閉機構４６により遮断されていることにより、第２位置に移動したリフタ４２に保持された基板９に対する処理空間の容積が減少する。したがって、乾燥処理において消費される窒素ガスの量が抑制される。

窒素ガスによる処理が充分に進行すると、開閉バルブ５１が閉状態となるとともに、リフタ４２が上昇し、リフタ４２に保持された基板９を搬送ロボット１０に受け渡す。搬送ロボット１０は、受け取った基板９を基板処理装置１から払い出す。以上が第３処理部４における処理動作の説明である。

制御部８は、図示しないＣＰＵと記憶装置とから構成され、記憶装置に記憶されているプログラムに従ってＣＰＵが動作することにより、基板処理装置１の各構成を制御する。

例えば、制御部８は、処理液９１としての純水が貯留されている状態の処理槽３１に向けてアルコールを供給するようにアルコール供給部３７を制御する。

また、制御部８は、基板９を保持したリフタ４２が第１位置に移動した場合および第２位置に移動した場合には第１空間９３と第２空間９４とを遮断するように開閉機構４６を制御する。一方、基板９を保持したリフタ４２が第１位置と第２位置との間で移動する間は、第１空間９３と第２空間９４とを連通するように開閉機構４６を制御する。すなわち、制御部８は、本発明における開閉制御手段に相当する機能を有する。

また、制御部８は、図示しない操作部（キーボードやボタン類）と表示部（液晶ディスプレイ）とを備えている。そして、オペレータは、操作部を操作することにより基板処理装置１に適宜指示を与えることが可能であり、表示部の表示を確認することにより基板処理装置１の状態等を確認できる。

以上のように、第１の実施の形態における基板処理装置１は、第３処理部４において、フッ素系溶媒の液体を使用した後に、かつ、フッ素系溶媒のガスを使用して乾燥させることにより、基板の表面に複雑な構造が形成されている場合でも、良好に乾燥させることができる。

＜２． 第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、純水やアルコールによる処理を行う槽（処理槽３１）と、フッ素系溶媒の液体による処理を行う槽（処理槽４１）とが異なる槽として設けられていた。しかし、これらの処理は同一の槽で実行されてもよい。

図２は、第２の実施の形態における基板処理装置１ａを示す図である。なお、第２の実施の形態における基板処理装置１ａにおいて、第１の実施の形態における基板処理装置１と同様の構成については、同符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施の形態における基板処理装置１ａは、基板処理装置１における第２処理部３に相当する構成を備えておらず、第３処理部４の代わりに第３処理部４ａを備えている。したがって、第１処理部２において処理された基板９は、搬送ロボット１０によって第３処理部４ａ側に搬送される。

第３処理部４ａ内には処理槽４１ａと補助槽４１ｂとを備えている。処理槽４１ａは、第３処理部４における処理槽４１にほぼ相当する槽であり、リフタ４２によって内部に基板９が搬入される。補助槽４１ｂは、処理槽４１ａの上部に、処理槽４１ａの周囲を囲むように配置され、処理槽４１ａの上部からオーバーフローした処理液９２ａを回収する機能を有する。

第３処理部４ａは、液体の流路を形成する配管として、循環配管４３ａ、供給配管４３ｂおよび排液配管４３ｃを備える。また、それぞれが所定の位置に配置され制御部８からの制御に応じて配管を開閉する開閉バルブ５２ないし５６と、制御部８からの制御に応じて２系統の配管を選択的に供給配管４３ｂに連通させる三方弁５８とを備える。

なお、図２に示す例では、循環配管４３ａからの配管および純水供給部６０からの配管が三方弁５８における第１系統の配管であり、アルコール供給部６１およびフッ素系溶媒供給部６２からの配管が三方弁５８における第２系統の配管となっている。ただし、これに限定されるものではない。

循環配管４３ａは、処理液９２ａを循環させるために使用される配管であり、主に開閉バルブ５２によって開閉される。開閉バルブ５２が開状態で、かつ三方弁５８が第１系統の配管を選択しているときに、処理槽４１ａからオーバーフローすることにより補助槽４１ｂによって回収された処理液９２ａは、上流側が補助槽４１ｂの底部に連通接続された循環配管４３ａに導かれて、供給配管４３ｂを介して再び処理槽４１ａに戻る。

供給配管４３ｂは、処理槽４１ａに供給される液体の流路となる配管である。すなわち、供給配管４３ｂを通過する液体は、処理槽４１ａに供給されて処理液９２ａとなる。供給配管４３ｂに向けて供給される液体としては、上記の循環配管４３ａから供給される液体（循環する処理液９２ａ）と、純水供給部６０から供給される純水と、アルコール供給部６１から供給されるアルコールと、フッ素系溶媒供給部６２から供給されるフッ素系溶媒の液体とがある。なお、第２の実施の形態においても、フッ素系溶媒の液体として第１の実施の形態と同様にＨＦＥを使用する例で説明する。

処理槽４１ａに循環配管４３ａからの液体または純水を供給する場合、供給配管４３ｂには三方弁５８によって先述の第１系統の配管が接続される。一方、処理槽４１ａにアルコールまたはＨＦＥを供給する場合、供給配管４３ｂには三方弁５８によって先述の第２系統の配管が接続される。

排液配管４３ｃは、基板処理装置１ａの外部に液体を排液するための配管であり、主に開閉バルブ５３によって開閉される。開閉バルブ５３が開状態のときに、処理槽４１ａからオーバーフローすることにより補助槽４１ｂによって回収された処理液９２ａは、排液配管４３ｃに導かれて、外部に排液される。なお、処理液９２ａの排液を効率よく行うために、排液配管４３ｃにポンプを設けてもよい。

第３処理部４ａは、処理槽４１ａに様々な液体を供給するための構成として、純水供給部６０、アルコール供給部６１およびフッ素系溶媒供給部６２を備えている。純水供給部６０は、開閉バルブ５４が開状態となることにより、純水を処理槽４１ａに供給する。また、アルコール供給部６１は、開閉バルブ５５が開状態となることにより、アルコールを処理槽４１ａに供給する。また、フッ素系溶媒供給部６２は、開閉バルブ５６が開状態となることにより、フッ素系溶媒の液体であるＨＦＥを処理槽４１ａに供給する。

以上が第２の実施の形態における基板処理装置１ａの構成および機能の説明である。次に、基板処理装置１ａの第３処理部４ａによって基板９を処理する方法を説明する。

図３は、第２の実施の形態の第３処理部４ａにおける基板９の処理手順を示す流れ図である。図３に示す処理が開始されるまでに、第３処理部４ａでは処理槽４１ａに処理液９２ａ（純水）を満たすための所定の準備工程が実行される。

準備工程において制御部８は、三方弁５８に第１系統の配管を選択させるとともに、開閉バルブ５２を閉状態とし、かつ開閉バルブ５４を開状態に制御する。この状態でポンプ４４を駆動して、純水供給部６０からの純水の供給を開始させる。純水供給部６０から所定量の純水が供給されると、制御部８は、開閉バルブ５４を閉状態に制御して純水供給部６０からの純水の供給を停止させるとともに、開閉バルブ５２を開状態として純水の循環を開始させる。なお、このとき循環する純水の温度を一定に保つために、ヒーター４５による温調を行ってもよい。

このような準備工程が完了した後に、搬送ロボット１０が、第３処理部４ａに基板９を搬送する（ステップＳ１）。基板９が搬送されると、制御部８は開閉機構４６を開状態に制御するとともに、リフタ４２が搬送された基板９を搬送ロボット１０から受け取って下降を開始する。

リフタ４２が第１位置まで下降することにより、処理槽４１ａ内に貯留された処理液９２ａ（純水）に基板９を浸漬する（ステップＳ２）。これにより、第３処理部４ａにおいて、基板９の純水による洗浄処理が開始される。なお、制御部８は、リフタ４２が第１空間９３に移動した時点で、開閉機構４６を閉状態に制御する。

所定の時間が経過し、純水による洗浄処理が充分に進行すると、処理槽４１ａ内の処理液９２ａ（純水）をアルコールに置換して（ステップＳ３）、基板９に対するアルコールによる脱水処理を実行する。

ステップＳ３において、まず、制御部８は、三方弁５８に第２系統の配管を選択させるとともに、開閉バルブ５２を閉状態に制御して処理液９２ａの循環を停止する。また、開閉バルブ５３を開状態に制御して処理液９２ａの排液を開始する。この動作と並行して、制御部８は、開閉バルブ５５を開状態に制御して、アルコール供給部６１からのアルコールの供給を開始させる。

アルコール供給部６１からアルコールが供給されることによって、比較的アルコール濃度の低い処理液９２ａは処理槽４１ａの上部からオーバーフローし、補助槽４１ｂに回収される。このようにして回収された処理液９２ａ（比較的アルコール濃度の低い処理液９２ａ）は排液配管４３ｃを通過して外部に排液される。したがって、処理槽４１ａにおいても、第１の実施の形態における処理槽３１において行われたのと同様に、処理液９２ａが純水から徐々にアルコールへと置換される。

さらに、第１の実施の形態と同様に濃度計５からの出力に基づいてアルコールが所定の濃度（例えば５０％以上）になったことを検出すると、制御部８は、アルコールへの置換が完了したと判定する。そして、三方弁５８に第１系統の配管を選択させるとともに、開閉バルブ５２を開状態に、かつ、開閉バルブ５３を閉状態に制御する。これにより、処理液９２ａ（アルコール）の循環が開始され、第１の実施の形態と同様に、基板９に対するアルコールによる脱水処理が進行する。

このように、第２の実施の形態における基板処理装置１ａでは、第１の実施の形態における基板処理装置１が第２処理部３において実行した処理と同等の処理（ステップＳ１ないしＳ３）を、第３処理部４ａにおいて実行する。

アルコールによる処理が充分に進行すると、処理槽４１ａ内の処理液９２ａ（アルコール）をＨＦＥに置換して（ステップＳ４）、基板９に対するＨＦＥによる処理を実行する。

ステップＳ４において、まず、制御部８は、三方弁５８に第２系統の配管を選択させるとともに、開閉バルブ５２を閉状態に制御して処理液９２ａの循環を停止する。また、開閉バルブ５３を開状態に制御して処理液９２ａの排液を開始する。この動作と並行して、制御部８は、開閉バルブ５６を開状態に制御して、フッ素系溶媒供給部６２からのＨＦＥの供給を開始させる。

フッ素系溶媒供給部６２からＨＦＥが供給されることによって、比較的ＨＦＥ濃度の低い処理液９２ａは処理槽４１ａの上部からオーバーフローし、補助槽４１ｂに回収される。このようにして回収された処理液９２ａ（比較的ＨＦＥ濃度の低い処理液９２ａ）は排液配管４３ｃを通過して外部に排液される。したがって、処理槽４１ａにおいて、処理液９２ａがアルコールから徐々にＨＦＥへと置換される。

さらに、濃度計５からの出力に基づいてアルコールが所定の濃度以下（例えば数％以下）になったことを検出すると、制御部８は、ＨＦＥへの置換が完了したと判定する。そして、三方弁５８に第１系統の配管を選択させるとともに、開閉バルブ５２を開状態に制御し、かつ、開閉バルブ５３を閉状態に制御する。これにより、処理槽４１ａにおける処理液９２ａ（ＨＦＥ）の循環が開始され、第１の実施の形態と同様に、基板９に対するＨＦＥによる処理が進行する。

第１の実施の形態における基板処理装置１では、アルコールによる脱水処理が終了した時点で、基板９をアルコールから取り出し、搬送ロボット１０によって搬送した。しかし、第２の実施の形態における基板処理装置１ａでは、基板９を搬送することなく、アルコールを上記手順（ステップＳ４）によりＨＦＥに置換してＨＦＥによる処理を実行する。

ＨＦＥによる基板９の処理が終了すると、制御部８は、処理槽４１ａ内にアルコール（１０％程度）添加する（ステップＳ５）。これにより、基板９の表面の複雑な構造内に残留した純水をさらに取り除くことができる。

ステップＳ５において、まず、制御部８は、三方弁５８に第２系統の配管を選択させるとともに、開閉バルブ５２を閉状態に制御して処理液９２ａの循環を停止する。また、開閉バルブ５３を開状態に制御して処理液９２ａ（ＨＦＥ）の排液を開始する。この動作と並行して、制御部８は、開閉バルブ５５を開状態に制御して、アルコール供給部６１からのアルコールの供給を開始させる。

アルコール供給部６１からアルコールが供給されることによって、比較的ＨＦＥ濃度の高い処理液９２ａは処理槽４１ａの上部からオーバーフローし、補助槽４１ｂに回収される。このようにして回収された処理液９２ａ（比較的ＨＦＥ濃度の高い処理液９２ａ）は排液配管４３ｃを通過して外部に排液される。

そして、濃度計５からの出力に基づいてアルコールが所定の濃度（１０％程度）になったことを検出すると、制御部８は、三方弁５８に第１系統の配管を選択させるとともに、開閉バルブ５２を開状態に制御し、かつ、開閉バルブ５３を閉状態に制御する。これにより、処理槽４１ａにおける処理液９２ａ（ＨＦＥ＋アルコール）の循環が開始される。

所定の時間が経過すると、制御部８が開閉機構４６を開状態にする。そして、リフタ４２が基板９を保持したまま第２位置へと上昇を開始し、基板９を処理槽４１ａから引き上げる（ステップＳ６）。

リフタ４２が第２位置に移動し基板９が第２空間９４に移動すると、開閉機構４６が閉状態となり、第１空間９３と第２空間９４とが再び遮断される。

次に、開閉バルブ５０が開状態となり、第１ガス供給部４８からフッ素系溶媒のガスが吐出ノズル４７を介して第２空間９４内に吐出される。すなわち、第２位置に移動したリフタ４２に保持された基板９にフッ素系溶媒のガスが供給される。これにより、第１の実施の形態における基板処理装置１と同様に、フッ素系溶媒のガスによる基板９の乾燥処理が実行される（ステップＳ７）。

フッ素系溶媒のガスによる処理が充分に進行すると、開閉バルブ５０が閉状態となりフッ素系溶媒のガスの供給が停止されるとともに、開閉バルブ５１が開状態となり第２ガス供給部４９から窒素ガスが吐出ノズル４７を介して第２空間９４内に吐出される。これにより、第１の実施の形態における基板処理装置１と同様に、窒素ガスによる基板９の乾燥処理が実行される（ステップＳ８）。

窒素ガスによる処理が充分に進行すると、開閉バルブ５１が閉状態となるとともに、リフタ４２が上昇し、リフタ４２に保持された基板９を搬送ロボット１０に受け渡す。搬送ロボット１０は、受け取った基板９を基板処理装置１ａから払い出す（ステップＳ９）。

以上のように、第２の実施の形態における基板処理装置１ａであっても、第１の実施の形態における基板処理装置１と同様の効果を得ることができる。

また、基板処理装置１ａは、純水を処理槽４１ａに供給する純水供給機構６０と、アルコールを処理槽４１ａに供給するアルコール供給機構６１と、処理槽４１ａに貯留されるＨＦＥを処理槽４１ａに供給するフッ素系溶媒供給機構６２とを備えることにより、純水による洗浄処理からＨＦＥによる処理までを、１つの処理槽４１ａで実行することにより、装置を小型化できる。

また、洗浄処理から乾燥処理までの処理を１つの処理槽で実行できることにより、最終的な乾燥処理が完了するまで、基板９を搬送する必要がない。したがって、基板表面に未だ純水が存在する状況で基板９を搬送する必要がないので、純水が酸素存在下で乾燥することを抑制でき、ウォーターマーク等の乾燥不良を抑制できる。

また、フッ素系溶媒供給機構６２はアルコールが貯留されている状態の処理槽４１ａ内にＨＦＥを供給する。このように、アルコールとＨＦＥとを交換せず置換することにより、アルコールから基板９が取り出されることがない。一般に第１空間９３（第２空間９４）内の雰囲気は低酸素濃度に調整されているが、完全な無酸素状態とは限らない。しかし、本実施の形態における基板処理装置１ａでは、全ての乾燥処理が完了するまで（可能な限り純水を除去するまで）基板９を第１空間９３（第２空間９４）内の雰囲気に曝さないように構成する。したがって、酸素存在下で純水が乾燥することを抑制でき、ウォーターマーク等の乾燥不良を抑制できる。

＜３． 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。

例えば、上記実施の形態では、第１ガス供給部４８および第２ガス供給部４９が吐出ノズル４７を共有する構造を採用しているとして説明したが、もちろん別々の吐出ノズルを備えていてもよい。

また、開閉機構４６の代わりに、第１空間９３と第２空間９４とを遮断するカバーを駆動する機構が採用されてもよい。

また、第１の実施の形態では、第３処理部４においてフッ素系溶媒の液体によって所定の時間処理がされた後に、そのまま基板９が引き上げられると説明した。しかし、第２の実施の形態と同様に、基板９を引き上げる前に、処理液９２にアルコール（例えば１０％程度）を添加してもよい。

また、上記実施の形態では、アルコール濃度を濃度計５によって測定しつつ、処理を切り替えるように構成した。しかし、例えば、所定のアルコール濃度になるまでの時間を予め測定しておき、予め測定された時間（設定時間）に基づいて制御部８が処理を切り替えてもよい。

さらに、第２の実施の形態では、薬液９０による処理を第１処理部２の処理槽２１で実行していた。しかし、薬液９０を処理槽４１ａに供給する供給機構を設けることにより、薬液９０による処理を第３処理部４ａで実行するように構成してもよい。その場合には、１つの処理槽４１ａにおいて、薬液処理から乾燥処理までを行うことが可能となる。

第１の実施の形態における基板処理装置を示す図である。 第２の実施の形態における基板処理装置を示す図である。 第２の実施の形態の第３処理部における基板の処理手順を示す流れ図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
１０ 搬送ロボット（搬送機構）
３１ 処理槽（第２処理槽）
３６，６０ 純水供給部（第１供給機構）
３７，６１ アルコール供給部（第２供給機構）
４０ チャンバ
４１，４１ａ 処理槽
４２ リフタ（保持機構）
４６ 開閉機構
４８ 第１ガス供給部
６２ フッ素系溶媒供給部（第３供給機構）
８ 制御部
９ 基板

Claims (4)

1. 基板を処理する基板処理装置において、
   純水、アルコール、およびフッ素系溶媒の液体を貯留する処理槽と、
   前記処理槽を収容するチャンバと、
   前記チャンバ内において基板を保持した状態で、基板が前記処理槽内に配置される第１位置と前記処理槽の上方に配置される第２位置との間を移動する保持機構と、
   純水を前記処理槽に供給する第１供給機構と、
   アルコールを前記処理槽に供給する第２供給機構と、
   フッ素系溶媒の液体を前記処理槽に供給する第３供給機構と、
   前記第１位置において、フッ素系溶媒の液体で処理された基板を保持した前記保持機構を前記第１位置から前記第２位置へ移動させて前記保持機構に保持された基板にフッ素系溶媒のガスを供給するガス供給手段と、
   を備え、
   前記第２供給機構は、純水が貯留されている状態の前記処理槽内にアルコールを供給し、
   前記第３供給機構は、アルコールが貯留されている状態の前記処理槽内にフッ素系溶媒の液体を供給することを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記チャンバ内において、前記処理槽を収容する第１空間を、前記第２位置に移動した前記保持機構を収容する第２空間に対して開閉する開閉機構と、
   基板を保持した前記保持機構が前記第１位置に移動した場合および基板を保持した前記保持機構が前記第２位置に移動した場合には前記第１空間と前記第２空間とを遮断するように前記開閉機構を制御し、基板を保持した前記保持機構が前記第１位置と前記第２位置との間で移動する場合には前記第１空間と前記第２空間とを連通するように前記開閉機構を制御する開閉制御手段と、
   をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または２に記載の基板処理装置において、
   前記アルコールは、イソプロピルアルコール、エタノールまたはメタノールを含むことを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板処理装置において、
   前記フッ素系溶媒は、ハイドロフルオロエーテルまたはハイドロフルオロカーボンを含むことを特徴とする基板処理装置。

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