JP7040849B2 - 基板処理装置、基板処理方法及び基板処理装置の制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は基板処理装置、基板処理方法及び基板処理装置の制御方法に関する。本明細書でいう基板には、例えば、半導体ウェハ、液晶ディスプレイ用基板、プラズマディスプレイ用基板、有機ＥＬ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク基板、セラミック基板、太陽光電池用基板などが含まれる。
従来から、基板の処理工程において、処理液（例えば純水）が付着した基板を、蒸気化した乾燥用溶媒の雰囲気中に配置し、基板に付着した処理液を当該乾燥用溶媒に置換することで処理液を除去して、処理対象基板を乾燥させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。
また、同じく処理液が付着した基板を乾燥させる方法として、処理対象基板が収容された密閉状態のチャンバーを減圧することで、付着している処理液の蒸発を促す乾燥方法が知られている。この方法ではチャンバー内を乾燥時点での温度における処理液の蒸気圧よりも減圧することで、速やかに処理液を蒸発させ、乾燥させることができる。
さらに、減圧下において乾燥溶媒と処理液の置換を行い、効率的に処理対象基板を乾燥させる技術も知られている（例えば、特許文献２）。なお、このような方法により基板の乾燥処理を行う場合には、減圧されたチャンバー内からは処理液が排出されていることが望ましい。チャンバー内に処理液が残留した状態であると、チャンバー内の湿度が高くなる（即ち乾燥性能が低下する）、蒸発した残留処理液が基板に再付着してしまう、などの問題が生じるからである。
しかしながら、減圧されたチャンバー内から大気圧であるチャンバー外へと処理液を排出しようとすると、チャンバー内外の圧力差によりチャンバー外からチャンバー内へと処理液が逆流してしまう。このため、減圧下のチャンバーから処理液を排出することは困難である。
本発明は上記の様な問題に鑑み、処理液を用いて基板処理を行う基板処理装置において、減圧された密閉空間から、該空間の減圧状態を維持しつつ処理液を排出する技術を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。
本発明に係る基板処理装置は、処理液により基板処理を行う基板処理装置であって、前記基板が収容される密閉空間を形成可能なチャンバーと、前記チャンバー内に配置され、前記処理液を貯留する処理槽と、前記チャンバー内から、前記処理液を排出する排液機構と、真空ポンプを備え、前記チャンバー内を減圧する減圧機構と、前記チャンバー内を減
圧し、減圧下において前記チャンバー内から処理液を排出するように、前記減圧機構及び前記排液機構を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
圧し、減圧下において前記チャンバー内から処理液を排出するように、前記減圧機構及び前記排液機構を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
このような構成を備える装置により、処理液の付着した基板を減圧乾燥する際に、減圧状態を維持したままチャンバー内から処理液を排出することができるため、チャンバー内に残留する処理液による悪影響を抑止でき、乾燥性能を向上させることが可能になる。
また、前記基板処理装置は、前記チャンバー内に蒸気化した乾燥溶媒を供給する乾燥溶媒供給機構をさらに有しており、前記制御手段は、前記チャンバー内を前記乾燥溶媒雰囲気にするように、前記基板処理装置を制御するものであってもよい。
このような構成であると、残留処理液が無い状態の減圧下で乾燥溶媒を用いて基板の乾燥処理を行うことができ、より効率的に基板を乾燥させることができる。基板に付着した処理液を乾燥溶媒に置き換えて基板の乾燥を行うため、特に水残りしやすい微細空間、深穴底などに対する乾燥性能向上や、回路パターンの倒壊抑制に資することができる。
また、前記排液機構は、前記チャンバー内から処理液を排出する第１配管及び該第１配管の流路を開閉する第１バルブを備えており、前記減圧機構は、一端が前記真空ポンプと接続され他端が前記チャンバーと接続されている第２配管及び該第２配管の流路を開閉する第２バルブと、一端が前記第１バルブよりも下流で前記第１配管と接続し、他端が前記第２バルブよりも下流で前記第２配管と接続する第３配管及び該第３配管の流路を開閉する第３バルブと、を備えるものであってもよい。
このような構成によると、気体の排出（即ち減圧）と減圧下のチャンバーからの処理液の排出を一のポンプで実施することが可能になり、装置構成の簡略化、省スペース化に資することができる。
また、前記制御手段は、前記真空ポンプが稼働中の状態において、前記第１バルブ及び前記第３バルブが閉じた状態で前記第２バルブを開くことで前記第２配管から前記チャンバー内の気体を排出して前記チャンバー内を減圧し、次に前記第１バルブが閉じた状態で前記第３バルブを開き、続けて所定時間経過後に前記第２バルブを閉じて、前記第３配管及び前記第１バルブよりも下流の第１配管内を減圧状態とし、さらに続けて所定時間経過後に前記第１バルブを開き、前記減圧下における第１配管へと前記処理液を流出させることによって、減圧下における前記チャンバー内から前記処理液を排出するものであってもよい。
チャンバーや配管内に急激な圧力の変動が生じると、装置に振動や騒音が発生し、パーティクル発生、基板の乾燥ムラなどの不具合が生じるため、このようなことは避ける必要がある。その点、上記のようにバルブの開閉のタイミングに所定の時間差を設ける構成であると、適切な時間差を選択し、各バルブ間の圧力差が大きくならないように調節することが可能になる。これにより、チャンバー及び配管内に急激な圧力の変動を生じさせずに穏やかに減圧下のチャンバーから処理液を排出することが可能になるため、基板処理品質の向上に資することができる。
また、前記制御手段は、減圧下において前記チャンバー内から前記処理液を排出した後に、前記第１バルブ及び前記第３バルブが開いた状態で、前記第２バルブを開き、続けて所定時間経過後に前記第１バルブを閉じ、さらに続けて所定時間経過後に前記第３バルブを閉じ、最後に前記第２バルブを閉じたうえで、前記減圧されたチャンバーを大気開放するものであってもよい。
このような構成であると、減圧下のチャンバー内から処理液を排出し、基板の乾燥処理の後に、チャンバー及び配管内に急激な圧力の変動を生じさせずに穏やかにチャンバー内の圧力を大気圧に戻すことができる。
また、前記真空ポンプは、液体が循環する流路と、該液体に水流を生じさせるプロペラと、前記流路内に含まれるタンクとを備える、アスピレーター方式のポンプであってもよい。
このような構成によると、処理液を引き込んでもポンプに不具合が生じることを抑制することができ、またポンプ内で封入液を循環させるため排液の量を少なくすることができる。
また、本発明に係る基板処理方法は、密閉可能な空間を有する装置内で処理液による基板処理を行った後に該基板を乾燥させる処理方法であって、前記空間を密閉して減圧する減圧ステップと、前記減圧ステップによる減圧下において前記空間内に蒸気化した乾燥溶媒を供給する溶媒供給ステップと、前記減圧下の前記空間内の圧力と同等以下の負圧環境へ前記処理液を引き込むことによって、前記減圧下の前記空間から前記処理液を排出する排液ステップと、を有することを特徴とする。
このような方法によると、処理液の付着した基板を減圧乾燥する際に、減圧を維持したままチャンバー内から処理液を排出することができるため、チャンバー内に残留する処理液による悪影響を抑止でき、乾燥性能を向上させることが可能になる。なお、上記の「同等」とは、厳密にいうと減圧下のチャンバー内よりも高い圧力の環境であっても、排出される処理液の自重を加味すればチャンバー内から処理液を排出可能な負圧環境も考えられるため、そのような環境を含む意味である。
また、本発明に係る基板処理装置の制御方法は、処理液によって処理される基板を収容する密閉可能な空間と、前記空間内から前記処理液を排出する第１配管、及び該第１配管の流路を開閉する第１バルブと、真空ポンプと、前記真空ポンプに接続され、前記空間内の気体を吸引する第２配管、及び該第２配管の流路を開閉する第２バルブと、前記第１バルブ及び第２バルブよりも下流で前記第１配管及び前記第２配管を接続する第３配管、及び該第３配管の流路を開閉する第３バルブと、を備える基板処理装置の制御方法であって、前記空間を密閉状態にして、前記真空ポンプを稼働させる第１ステップと、前記第１ステップ後に、前記第１バルブ及び前記第３バルブが閉じた状態において前記第２バルブを開くことで前記第２配管から前記密閉空間内の気体を排出して前記密閉空間内を減圧する第２ステップと、前記第２ステップ後に、前記第３バルブを開き、そこから所定時間経過後に前記第２バルブを閉じることで、前記第３配管及び前記第１バルブよりも下流の第１配管内を、前記減圧された密閉空間と同等以下の負圧状態にする第３ステップと、前記第３ステップから所定時間経過後に前記第１バルブを開くことで、減圧状態の前記空間から前記第１配管へと前記処理液を流出させる第４ステップと、を有することを特徴とする。
このような構成によると、チャンバー及び配管内に急激な圧力の変動を生じさせることなく穏やかに減圧された状態のチャンバーから処理液を排出することが可能になるため、基板処理品質の向上に資することができる。
本発明によると、処理液を用いて基板処理を行う基板処理装置において、減圧された密閉空間から、該空間の減圧状態を維持しつつ処理液を排出する技術を提供することができる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
＜実施例１＞
（基板処理装置の構成）
図１は本実施例の基板処理装置１の概略構成を示すブロック図である。基板処理装置１は、チャンバー１０内に配置された処理槽１１に処理液を貯留し、基板Ｗを保持するリフター１２を用いて、基板Ｗを該処理槽１１に浸漬して洗浄処理等を行う、いわゆるバッチ式の装置である。基板処理装置１のチャンバー１０には、搬送ロボット（図示しない）によって、複数の基板Ｗが搬入出される。なお、本実施例に係る基板処理装置１は、基板Ｗに対して薬液による処理を行った後、薬液を除去するために純水によるリンス処理を行い、続いて乾燥溶媒を用いて基板Ｗを乾燥させる、単槽式の装置である。
（基板処理装置の構成）
図１は本実施例の基板処理装置１の概略構成を示すブロック図である。基板処理装置１は、チャンバー１０内に配置された処理槽１１に処理液を貯留し、基板Ｗを保持するリフター１２を用いて、基板Ｗを該処理槽１１に浸漬して洗浄処理等を行う、いわゆるバッチ式の装置である。基板処理装置１のチャンバー１０には、搬送ロボット（図示しない）によって、複数の基板Ｗが搬入出される。なお、本実施例に係る基板処理装置１は、基板Ｗに対して薬液による処理を行った後、薬液を除去するために純水によるリンス処理を行い、続いて乾燥溶媒を用いて基板Ｗを乾燥させる、単槽式の装置である。
基板処理装置１は、その主要な構成として、チャンバー１０と、処理槽１１と、リフター１２と、処理液供給系１３と、乾燥溶媒供給系１４と、ガス供給系１５と、減圧系１６と、排液系１７と、調整バルブ１８と、制御部１９とを有している。
チャンバー１０は、図示しない開閉機構を上部に備え、該機構が閉鎖状態にあるときに密閉空間を形成可能な筐体であり、その内部には、処理槽１１、リフター１２等が配置されている。
処理槽１１は、処理液としての各種薬液、純水などを貯留するための容器である。処理槽１１の底部には、処理槽排液口１１１、処理槽排液バルブ１１２が設けられており、処理槽１１内に処理液が貯留されている状態で処理槽排液バルブ１１２が開放されると、処理槽１１内の処理液がチャンバー１０の底部に排出される。また、処理槽１１の底部近傍には、処理槽１１の長手方向側面内壁のそれぞれに沿って、処理液供給系１３を構成する処理液吐出ノズル１３１が設けられている。
図２は、基板Ｗ、リフター１２および処理槽１１の配置関係を説明する概略図である。リフター１２は、処理槽１１に貯留されている処理液に基板Ｗを浸漬させるための部品であり、図１、図２に示す様に、リフター１２は、昇降駆動源１２１と、リフターアーム１２２と、リフターアームに接続される板部１２３、板部１２３に片持ち梁状に設けられ、基板Ｗを起立姿勢で保持する３つの基板保持部材１２４を備えている。
リフターアーム１２２、板部１２３、基板保持部材１２４は、昇降駆動源１２１によって鉛直方向に一体的に昇降可能となっている。これによって、リフター１２は３つの基板保持部材１２４によって所定間隔にて平行に配列して保持された複数の基板Ｗを、処理槽１１に貯留された処理液に浸漬する位置（以下、浸漬位置という）と、処理槽１１の上方であって、基板乾燥処理を行う位置（以下、乾燥位置という）や搬送ロボットとの基板受け渡しを行う位置（以下、基板受け渡し位置）との間で昇降させることができる。なお、昇降駆動源１２１には、ボールネジ機構、ベルト機構、エアシリンダなどの公知の種々の機構を採用することができる。
処理液供給系１３は、処理液吐出ノズル１３１、処理液配管１３２、処理液バルブ１３３、処理液供給源１３４を備えており、処理槽１１に各種薬液、純水といった処理液を供給するための配管系である。処理液バルブ１３３が開放されると、処理液供給源１３４から供給された処理液が処理液配管１３２、処理液吐出ノズル１３１を介して、処理槽１１内に吐出される。なお、図中には、処理液供給系１３は１つしか示されていないが、使用される処理液の種類に応じて、複数の処理液供給系１３が設けられていてもよい。
処理液供給系１３から供給される処理液の例としては、いわゆる基板の洗浄処理やエッチング処理などに用いる薬液がある。具体的には、薬液としては例えば、ＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水の混合液）、オゾン過水（オゾン、過酸化水素水の混合液）、ＳＣ１（アンモニア水と過酸化水素水の混合液）、ＳＣ２（塩酸と過酸化水素水の混合液）、ＨＦ（フッ酸）、Ｈ３ＰＯ４（燐酸）、ＦＰＭ（フッ酸と過酸化水の混合液）、ＦＯＭ（フッ酸とオゾン過水の混合液）などが挙げられる。これらの処理液は、基板Ｗ上の形成膜の種類、処理工程などに応じて適宜、選択的に用いられる。
また、処理液供給系１３から、薬液を用いた処理の後に当該薬液を洗い流す、いわゆるリンス液が供給される構成としても良い。当該リンス液の具体例としては、たとえば、純水、オゾン水、過酸化水素水などが挙げられる。
また、処理液供給系１３から、薬液を用いた処理の後に当該薬液を洗い流す、いわゆるリンス液が供給される構成としても良い。当該リンス液の具体例としては、たとえば、純水、オゾン水、過酸化水素水などが挙げられる。
乾燥溶媒供給系１４は、乾燥溶媒供給ノズル１４１、乾燥溶媒配管１４２、乾燥溶媒バルブ１４３、乾燥溶媒供給源１４４を備えており、蒸気化された有機溶媒（以下、溶媒ガスともいう）、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）をチャンバー１０内に供給するための配管系である。
乾燥溶媒バルブ１４３が開放されると、乾燥溶媒供給源１４４から供給された、溶媒ガスが乾燥溶媒配管１４２、乾燥溶媒供給ノズル１４１を介して、チャンバー１０内に供給される。なお、図中には、乾燥溶媒供給ノズル１４１はチャンバー１０内上部の左右に１つずつ示されているが、さらに多くのノズルが設けられていてもよい。
ガス供給系１５は、ガス供給ノズル１５１、ガス配管１５２、ガスバルブ１５３、ガス供給源１５４を備えており、不活性ガス（例えば、窒素ガス）をチャンバー１０内に供給するための配管系である。
ガスバルブ１５３が開放されると、ガス供給源１５４から供給された、不活性ガスがガス配管１５２、ガス供給ノズル１５１を介して、チャンバー１０内に供給される。なお、
図中には、ガス供給ノズル１５１はチャンバー１０内上部の左右に１つずつ示されているが、さらに多くのノズルが設けられていてもよい。
図中には、ガス供給ノズル１５１はチャンバー１０内上部の左右に１つずつ示されているが、さらに多くのノズルが設けられていてもよい。
減圧系１６は、減圧ポンプとして作用する真空ポンプ１６１、真空ポンプ１６１とチャンバー１０とを接続している排気管１６２、排気管１６２の流路を開閉する排気バルブ１６３、排気管１６２と後述する排液管１７１とを接続する連絡管１６４と、連絡管１６４の流路を開閉する連絡管バルブ１６５と、を備える減圧機構である。
チャンバー１０が密閉状態にあるときに、真空ポンプ１６１を稼働させ、連絡管バルブ１６５を閉じ、排気バルブ１６３を開放することで、チャンバー１０内の雰囲気が排気され、チャンバー１０内が減圧される。
ここで、従来の基板処理装置においては、真空ポンプはチャンバー内の気圧を低下させることが主目的であるため、気体吸引に好適な真空ポンプが用いられる。こうした真空ポンプはチャンバー内の気体排除を想定した仕様となっており、真空ポンプの吸引口に液体が進入すると急激に吸引力が急激かつ断続的に低下する現象が発生したり、ポンプ自体が故障したりする。吸引力が急激に低下した場合、チャンバー内の気圧が急激に変化したり、排水が逆流するなどの現象が発生する恐れがある。
図３は本実施例に係る真空ポンプ１６１の概略構成を説明する説明図である。真空ポンプ１６１は、いわゆるアスピレーター方式の減圧ポンプであり、吸気部１６１ａと、タンク１６１ｂと、吸気部１６１ａ及びタンク１６１ｂを含む流路１６１ｃと、該流路１６１ｃを環流する封入液（図示せず）と、該封入液に流れを生み出すプロペラ（不図示）を備えている。プロペラが回転することで生み出される封入液の水流によって、吸気部１６１ａから気体を吸い込んで、対象（本実施例ではチャンバー１０）を減圧する。この様な真空ポンプ１６１の構成により、ポンプが処理液などの液体を吸い込んだ場合においても、ポンプの稼働を続けることができる。
すなわち、上述のアスピレーター方式の減圧ポンプを図３に例示される構成で基板処理装置に適用することにより、チャンバー１０内の減圧状態を維持し、かつチャンバー１０内の急激な気圧変動を発生させることなく、チャンバー１０内から処理液を排除することが可能となる。
排液系１７は、排液管１７１、排液バルブ１７２及び図示しない排液タンクを備える配管系である。排液管１７１はチャンバー１０の底部及び排液タンクに接続されている他、排液バルブよりも下流側に減圧系１６の連絡管１６４が接続されている。このため、排液バルブ１７２を開放することで、チャンバー底部に貯留している処理液が、排液管１７１を通って、排液タンク又は連絡管へと流出する。これについては詳細を後述する。
調整バルブ１８は、チャンバー１０内の減圧状態を任意の範囲で調整する呼吸弁として機能し、開放状態を維持することで、チャンバー１０内の減圧状態を解消して大気開放を行う。
制御部１９のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。即ち、キーボードなどの入力部、モニタなどの出力部、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、
ＲＯＭ（Read only memory）、ＲＡＭ（Random access memory）及び、大容量記憶装置などを備える構成となっている。制御部１９は、処理槽排液バルブ１１２、リフター１２の昇降駆動源１２１、処理液バルブ１３３、乾燥溶媒バルブ１４３、ガスバルブ１５３、真空ポンプ１６１、排気バルブ１６３、連絡管バルブ１６５、排液バルブ１７２、調整バルブ１８等と電気的に接続されており、ＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによ
ってこれらの動作を制御する。
ＲＯＭ（Read only memory）、ＲＡＭ（Random access memory）及び、大容量記憶装置などを備える構成となっている。制御部１９は、処理槽排液バルブ１１２、リフター１２の昇降駆動源１２１、処理液バルブ１３３、乾燥溶媒バルブ１４３、ガスバルブ１５３、真空ポンプ１６１、排気バルブ１６３、連絡管バルブ１６５、排液バルブ１７２、調整バルブ１８等と電気的に接続されており、ＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによ
ってこれらの動作を制御する。
（基板処理装置の動作）
次に、図４から図６を参照して本実施例に係る基板処理装置１の動作について説明する。図４は、基板処理装置１の基板処理の流れを示すフローチャートである。図５は、処理動作の各段階における基板処理装置１を示す概略図である。図５Ａは純水による基板Ｗ洗浄処理の段階を示す。また、図５Ｂはチャンバー１０内を減圧する段階を示す。また、図５Ｃはチャンバー１０内を乾燥溶媒雰囲気にする段階を示す。また、図５Ｄは純水による洗浄処理後に処理槽１１から乾燥溶媒雰囲気中に基板Ｗを引き上げる段階を示す。また、図５Ｅは処理槽１１から処理液を排出する段階を示す。図５Ｆは減圧状態のチャンバー１０内から処理液を排出する段階を示す。また、図５Ｇは、チャンバー１０内を不活性ガス雰囲気にして基板Ｗを乾燥させる段階を示す。また、図５Ｈはチャンバー１０内を大気開放する段階を示す。図６は、処理の進行状態と排液バルブ１７２、排気バルブ１６３、連絡管バルブ１６５の開閉状態との関係を示す表である。
次に、図４から図６を参照して本実施例に係る基板処理装置１の動作について説明する。図４は、基板処理装置１の基板処理の流れを示すフローチャートである。図５は、処理動作の各段階における基板処理装置１を示す概略図である。図５Ａは純水による基板Ｗ洗浄処理の段階を示す。また、図５Ｂはチャンバー１０内を減圧する段階を示す。また、図５Ｃはチャンバー１０内を乾燥溶媒雰囲気にする段階を示す。また、図５Ｄは純水による洗浄処理後に処理槽１１から乾燥溶媒雰囲気中に基板Ｗを引き上げる段階を示す。また、図５Ｅは処理槽１１から処理液を排出する段階を示す。図５Ｆは減圧状態のチャンバー１０内から処理液を排出する段階を示す。また、図５Ｇは、チャンバー１０内を不活性ガス雰囲気にして基板Ｗを乾燥させる段階を示す。また、図５Ｈはチャンバー１０内を大気開放する段階を示す。図６は、処理の進行状態と排液バルブ１７２、排気バルブ１６３、連絡管バルブ１６５の開閉状態との関係を示す表である。
フローに基づく制御が開始されると、まず、リフター１２がチャンバー１０上部の基板受け渡し位置において搬送ロボットから複数の基板Ｗを受け取り、これを一括して保持しながら降下するとともに、チャンバー１０の開閉機構が閉鎖される（ステップＳ１）。この際、ガスバルブ１５３は開放されており、ガス供給ノズル１５１からは不活性ガス（以下、窒素ガスを例にして説明する）がチャンバー１０内に供給されている。これによって、チャンバー１０内は窒素ガス雰囲気となる。
次に、処理液供給バルブが開放され、処理液供給源１３４から処理液（以下、純水を例にして説明する）が処理槽１１内の処理液吐出ノズル１３１から供給される。この後、基板Ｗの浸漬処理が終了するまで処理液供給バルブは開放状態が維持されるため、純水は処理槽１１からチャンバー１０の底部に溢れ出る。なお、このとき、排液バルブ１７２は開放されており、チャンバー１０の底部に溢れた純水は、排液管１７１から排液タンクへと排出される。
処理槽１１に純水が満たされると、リフター１２は浸漬位置に移動し、基板Ｗを純水中に浸漬する位置で停止する。なお、リフター１２が浸漬位置に移動してから、処理槽１１へ処理液の供給を開始するようにしてもよい。
そして、処理槽１１内に貯留された純水に複数の基板Ｗを浸漬した状態を維持しつつ、処理液吐出ノズル１３１より処理槽１１内に純水を供給し続けることにより、基板Ｗの洗浄処理を行う（ステップＳ２、図５Ａ参照）。
純水による基板Ｗの洗浄処理が終了すると、処理液バルブ１３３が閉じられて純水の供給が停止されるとともに、排液バルブ１７２が閉じられる。そして、真空ポンプ１６１が稼働されるとともに、排気バルブ１６３が開放され、チャンバー１０内を減圧状態とする（ステップＳ３、図５Ｂ参照）。この際、連絡管バルブ１６５は閉じられた状態である。
次に、ガスバルブ１５３が閉じられるとともに乾燥溶媒バルブ１４３が開放され、窒素ガスに変わって、蒸気化された有機溶媒（以下、ＩＰＡを例に説明する）がチャンバー１０内に供給され、これによって、チャンバー１０内部が窒素ガス雰囲気からＩＰＡ蒸気雰囲気に置き換わる（ステップＳ４、図５Ｃ参照）。
続けて、基板Ｗを保持したリフター１２が乾燥位置まで上昇することで、基板ＷはＩＰＡ蒸気雰囲気に晒される。このとき、純水から引き上げられた基板Ｗの表面にＩＰＡが凝結される。即ち、基板Ｗに付着している純水の水滴がＩＰＡに置換される（ステップＳ５
、図５Ｄ参照）。なお、リフター１２を乾燥位置に上昇させるのでは無く、処理槽１１から処理液を排出することによって、基板ＷをＩＰＡ蒸気雰囲気に晒すようにしても構わない。
、図５Ｄ参照）。なお、リフター１２を乾燥位置に上昇させるのでは無く、処理槽１１から処理液を排出することによって、基板ＷをＩＰＡ蒸気雰囲気に晒すようにしても構わない。
次に、制御部１９は減圧下、ＩＰＡ雰囲気下のチャンバー１０内から純水を排出する処理を行う（ステップＳ６）。具体的には、まずは処理槽排液バルブ１１２が開放され、処理槽１１内の純水がチャンバー１０底部へと排出される（図５Ｅ参照）。この際、連絡管バルブ１６５も開放される。その後、図６の一覧表に示すように、以下の順序で排液バルブ１７２、排気バルブ１６３、連絡管バルブ１６５開閉することにより減圧下のチャンバー１０内から純水を排出する（図５Ｆ参照）。
まず排気バルブ１６３及び連絡管バルブ１６５が開放されている状態になってから所定時間（例えば３秒）後に排気バルブ１６３を閉じる。これによって、連絡管１６４内及び排液バルブ１７２より下流の排液管１７１を負圧状態にする。さらに所定時間後に排液バルブ１７２を開放すると、チャンバー１０底部に貯留されていた純水は、負圧状態の排液管１７１及び連絡管１６４へと吸引されてチャンバー１０から排出される。なお、連絡管１６４へと吸引された純水は真空ポンプ１６１に吸い込まれることになるが、真空ポンプ１６１は上述の様な構成であるため、ポンプの稼働に悪影響を及ぼすことはない。
上記の様にして、チャンバー１０内から純水を排出した後は、まず閉状態の排気バルブ１６３を開放し、それから所定時間経過後に排液バルブ１７２を閉じ、さらに所定時間経過後に連絡管バルブ１６５を閉じて、排水処理前の、排気バルブ１６３のみが開放された状態に復帰する。なお、上記の様に各バルブを開閉するまでに所定時間のインターバルを設けることで、装置内の圧力の変動を緩やかにすることができる。これによって、急激に圧力変動が起こることによるデメリットを抑止することができる。
次に、制御部１９は乾燥溶媒バルブ１４３を閉じて、ＩＰＡ蒸気の供給を停止すると共に、ガスバルブ１５３を開放して、窒素ガスを供給する。これによってチャンバー１０内はＩＰＡ雰囲気から窒素ガス雰囲気に置き換わり、基板Ｗに凝結したＩＰＡが蒸発する（ステップＳ７、図５Ｇ参照）。
こうして基板Ｗの乾燥処理が終了すると、排気バルブ１６３を閉じるとともに真空ポンプ１６１を停止させ、チャンバー１０内の圧力を大気圧に戻す（ステップＳ８、図５Ｈ参照）。そして、リフター１２を基板受け渡し位置に移動させて、処理が終了した基板Ｗを搬送ロボットに引き渡し（ステップＳ９）、一連の動作を終了する。
なお、上記実施例では、純水を用いた処理のみを説明したが、薬液による基板処理後に純水によるリンス処理を行うことも勿論可能である。その場合には、薬液処理後には基板Ｗを乾燥位置に引き上げずに浸漬位置に待機させ、処理槽排液バルブ１１２及び排液バルブ１７２を開放状態にして薬液を排出した後、処理槽排液バルブ１１２を閉じて、処理液吐出ノズル１３１から純水を供給する用にすればよい。また、薬液による処理とリンス処理とを複数回繰り返してから乾燥処理を行うようにしてもよく、この際に複数種類の薬液を用いてもよい。
以上述べたような実施例の構成によって、処理液を用いて基板処理を行うバッチ式の基板処理装置１において、基板Ｗを減圧下で蒸気乾燥する際に、減圧状態を維持しつつチャンバー１０内から処理液を排出することが可能となるため、残存処理液の悪影響を受けること無く効率的に高い品質で基板Ｗを乾燥することができる。
（変形例）
上記の実施例においては、処理槽１１から溢れた処理液は直接チャンバー１０底部に流出する構成であったが、処理槽１１を内槽と外槽とを備える構成とし、内槽に処理液を貯留し、溢れ出た処理液を外槽で受ける構成としてもよい。そして、この場合には排液管１７１は外槽と接続するようにすればよい。
上記の実施例においては、処理槽１１から溢れた処理液は直接チャンバー１０底部に流出する構成であったが、処理槽１１を内槽と外槽とを備える構成とし、内槽に処理液を貯留し、溢れ出た処理液を外槽で受ける構成としてもよい。そして、この場合には排液管１７１は外槽と接続するようにすればよい。
また、上記実施例では、急激な圧力変動を避けるため、排液バルブ１７２、排気バルブ１６３、連絡管バルブ１６５の各バルブを開閉する際には、所定時間のインターバルを設けるようにしていたが、これ以外の方法を採用してもよい。例えば、各バルブの上流、下流にそれぞれ圧力センサを設けて、圧力差の閾値によって各バルブの開閉のタイミングを決定するようにしてもよい。
＜実施例２＞
次に、図７を参照して本発明の第２の実施例について説明する。本実施例は上記実施例１と比べて、減圧系及び排液系の構成において異なっており、それ以外の構成については同様であるので、当該構成については同一の符号を用いて説明を省略する。図７は、本実施例に係る基板処理装置２の減圧系２６及び排液系２７について説明するブロック図である。
次に、図７を参照して本発明の第２の実施例について説明する。本実施例は上記実施例１と比べて、減圧系及び排液系の構成において異なっており、それ以外の構成については同様であるので、当該構成については同一の符号を用いて説明を省略する。図７は、本実施例に係る基板処理装置２の減圧系２６及び排液系２７について説明するブロック図である。
減圧系２６は、排気ポンプ２６１、排気管２６２、排気バルブ２６３を備えており、排気ポンプ２６１を稼働し、排気バルブ２６３を開放することで、チャンバー１０内を減圧する。なお、排気ポンプ２６１は一般的な真空ポンプであればよいが、排気中には処理液、乾燥溶媒などの水分が混入することが考えられるため、水分に耐性があるものを用いることが望ましい。
排液系２７は、排液ポンプ２７１、排液管２７２、排液バルブ２７３、及び排液タンク（図示せず）を備えており、排液ポンプ２７１を稼働し、排液バルブ２７３を開放することで、大気圧よりも低い任意の圧力でチャンバー１０底部の処理液を吸引することができる。なお、排液ポンプ２７１は処理液を吸い込むため、実施例１で説明した真空ポンプと同様に、水分を吸い込んでも稼働に支障が無いものを用いる必要がある。
以上のように、本実施例に係る基板処理装置２は、減圧系２６と排液系２７のそれぞれがポンプを備える構成となっている。このため、チャンバー１０内が減圧状態であるときに、処理液を排出する方法が実施例１とは異なる。
即ち、処理槽排液バルブ１１２を開いて処理槽１１からチャンバー１０底部へと処理液を排出した後は、排液ポンプ２７１を稼働させ、排液管２７２をチャンバー１０内よりも低い圧力にしたうえで、排液バルブ２７３を開放することで、減圧状態を維持したチャンバー１０内から処理液を排出することが可能になる。
このような実施例２の基板処理装置２の構成により、基板処理装置の配管経路が複雑になるのを防止し、煩雑なバルブ開閉の制御を行うこと無く、減圧状態のチャンバー１０から処理液を排出することができる。
＜その他＞
なお、上記の各実施例は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な態様には限定されない。本発明は、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記の実施例では、基板処理装置は一つの処理槽１１を備えるいわゆる単槽式の装置構成であったが、薬液処理とリンス処理とを別の処理槽１１で行う、いわゆる多槽式の装置に対しても本発明の適用は可能である。
なお、上記の各実施例は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な態様には限定されない。本発明は、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記の実施例では、基板処理装置は一つの処理槽１１を備えるいわゆる単槽式の装置構成であったが、薬液処理とリンス処理とを別の処理槽１１で行う、いわゆる多槽式の装置に対しても本発明の適用は可能である。
また、上記実施例では、窒素ガスをチャンバー１０内に供給して基板Ｗの処理を行っていたが、これに変えて例えばアルゴンなどの他の不活性ガスを用いても構わない。
また、上記実施例では乾燥溶媒としてＩＰＡ蒸気を用いて蒸気乾燥を行っていたが、これ以外にも、例えばエタノール、メタノールなどを乾燥溶媒として用いてもよい。さらに、乾燥溶媒を用いた蒸気乾燥を行わずに、真空乾燥のみを行う構成の装置及び乾燥方法に対しても本発明を適用することができる。
１・・・基板処理装置
１０・・・チャンバー
１１・・・処理槽
１２・・・リフター
１３１・・・処理液吐出ノズル
１４１・・・乾燥溶媒吐出ノズル
１５１・・・ガス供給ノズル
１６１・・・真空ポンプ
１６２、２６２・・・排気管
１６３、２６３・・・排気バルブ
１６４・・・連絡管
１６５・・・連絡管バルブ
１７１、２７２・・・排液管
１７２、２７３・・・排液バルブ
２６１・・・排気ポンプ
２７１・・・排液ポンプ
Ｗ・・・基板
１０・・・チャンバー
１１・・・処理槽
１２・・・リフター
１３１・・・処理液吐出ノズル
１４１・・・乾燥溶媒吐出ノズル
１５１・・・ガス供給ノズル
１６１・・・真空ポンプ
１６２、２６２・・・排気管
１６３、２６３・・・排気バルブ
１６４・・・連絡管
１６５・・・連絡管バルブ
１７１、２７２・・・排液管
１７２、２７３・・・排液バルブ
２６１・・・排気ポンプ
２７１・・・排液ポンプ
Ｗ・・・基板
Claims (7)
- 処理液により基板処理を行う基板処理装置であって、
前記基板が収容される密閉空間を形成可能なチャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、前記処理液を貯留する処理槽と、
前記チャンバー内から、前記処理液を排出する排液機構と、
真空ポンプを備え、前記チャンバー内を減圧する減圧機構と、
前記チャンバー内を減圧し、減圧下において前記チャンバー内から処理液を排出するように、前記減圧機構及び前記排液機構を制御する制御手段と、を有し、
前記排液機構は、前記チャンバー内から処理液を排出する第１配管及び該第１配管の流路を開閉する第１バルブを備えており、
前記減圧機構は、一端が前記真空ポンプと接続され他端が前記チャンバーと接続されている第２配管及び該第２配管の流路を開閉する第２バルブと、一端が前記第１バルブよりも下流で前記第１配管と接続し、他端が前記第２バルブよりも下流で前記第２配管と接続する第３配管及び該第３配管の流路を開閉する第３バルブと、を備え、
前記制御手段は、前記真空ポンプが稼働中の状態において、
前記第１バルブ及び前記第３バルブが閉じた状態で前記第２バルブを開くことで前記第２配管から前記チャンバー内の気体を排出して前記チャンバー内を減圧し、
次に前記第１バルブが閉じた状態で前記第３バルブを開き、続けて所定時間経過後に前記第２バルブを閉じて、前記第３配管及び前記第１バルブよりも下流の第１配管内を減圧状態とし、さらに続けて所定時間経過後に前記第１バルブを開き、前記第１配管へと前記処理液を流出させることによって、減圧下における前記チャンバー内から前記処理液を排出する
ことを特徴とする基板処理装置。 - 処理液により基板処理を行う基板処理装置であって、
前記基板が収容される密閉空間を形成可能なチャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、前記処理液を貯留する処理槽と、
前記チャンバー内から、前記処理液を排出する排液機構と、
真空ポンプを備え、前記チャンバー内を減圧する減圧機構と、
前記チャンバー内を減圧し、減圧下において前記チャンバー内から処理液を排出するよ
うに、前記減圧機構及び前記排液機構を制御する制御手段と、を有し、
前記チャンバー内に蒸気化した乾燥溶媒を供給する乾燥溶媒供給機構をさらに有しており、
前記制御手段は、前記チャンバー内を前記乾燥溶媒雰囲気にするように、前記基板処理装置を制御し、
前記排液機構は、前記チャンバー内から処理液を排出する第１配管及び該第１配管の流路を開閉する第１バルブを備えており、
前記減圧機構は、一端が前記真空ポンプと接続され他端が前記チャンバーと接続されている第２配管及び該第２配管の流路を開閉する第２バルブと、一端が前記第１バルブよりも下流で前記第１配管と接続し、他端が前記第２バルブよりも下流で前記第２配管と接続する第３配管及び該第３配管の流路を開閉する第３バルブと、を備え、
前記制御手段は、
減圧下において前記チャンバー内から前記処理液を排出した後に、
前記第１バルブ及び前記第３バルブが開いた状態で、前記第２バルブを開き、続けて所定時間経過後に前記第１バルブを閉じ、さらに続けて所定時間経過後に前記第３バルブを閉じ、最後に前記第２バルブを閉じたうえで、前記減圧されたチャンバーを大気開放する
ことを特徴とする基板処理装置。 - 前記チャンバー内に蒸気化した乾燥溶媒を供給する乾燥溶媒供給機構をさらに有しており、
前記制御手段は、前記チャンバー内を前記乾燥溶媒雰囲気にするように、前記基板処理装置を制御する
ことを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記第１バルブ、前記第２バルブ、及び前記第３バルブは、各バルブが接続される各配管の上流または下流に圧力センサ、を備え、
前記制御手段は、前記圧力センサで測定された圧力差に基づいて各バルブの開閉のタイミングを決定する
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の基板処理装置。 - 前記真空ポンプは、液体が循環する流路と、該液体に水流を生じさせるプロペラと、前記流路内に含まれるタンクとを備える、アスピレーター方式のポンプである
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の基板処理装置。 - 密閉可能な空間を有する装置内で処理液による基板処理を行った後に該基板を乾燥させる処理方法であって、
前記装置は、前記空間内から前記処理液を排出する第１配管、及び該第１配管の流路を開閉する第１バルブと、真空ポンプと、前記真空ポンプに接続され、前記空間内の気体を吸引する第２配管、及び該第２配管の流路を開閉する第２バルブと、前記第１バルブ及び第２バルブよりも下流で前記第１配管及び前記第２配管を接続する第３配管、及び該第３配管の流路を開閉する第３バルブと、を備えており、
前記空間を密閉して減圧する減圧ステップと、
前記減圧ステップによる減圧下において、前記空間内に蒸気化した乾燥溶媒を供給する溶媒供給ステップと、
前記減圧下の前記空間内の圧力と同等以下の負圧環境へ前記処理液を引き込むことによって、前記減圧下の前記空間から前記処理液を排出する排液ステップと、
前記排液ステップの後に、前記第１バルブ及び前記第３バルブが開いた状態で、前記第２バルブを開き、続けて所定時間経過後に前記第１バルブを閉じ、さらに続けて所定時間経過後に前記第３バルブを閉じ、最後に前記第２バルブを閉じたうえで、前記減圧されたチャンバーを大気開放する、大気解放ステップと、を有する
ことを特徴とする、基板の処理方法。 - 処理液によって処理される基板を収容する密閉可能な空間と、
前記空間内から前記処理液を排出する第１配管、及び該第１配管の流路を開閉する第１バルブと、
真空ポンプと、
前記真空ポンプに接続され、前記空間内の気体を吸引する第２配管、及び該第２配管の流路を開閉する第２バルブと、
前記第１バルブ及び第２バルブよりも下流で前記第１配管及び前記第２配管を接続する第３配管、及び該第３配管の流路を開閉する第３バルブと、
を備える基板処理装置の制御方法であって、
前記空間を密閉状態にして、前記真空ポンプを稼働させる第１ステップと、
前記第１ステップ後に、前記第１バルブ及び前記第３バルブが閉じた状態において前記第２バルブを開くことで前記第２配管から前記密閉空間内の気体を排出して前記密閉空間内を減圧する第２ステップと、
前記第２ステップ後に、前記第１バルブを閉じた状態で前記第３バルブを開き、そこから所定時間経過後に前記第２バルブを閉じることで、前記第３配管及び前記第１バルブよりも下流の第１配管内を、前記減圧された密閉空間と同等以下の負圧状態にする第３ステップと、
前記第３ステップから所定時間経過後に前記第１バルブを開くことで、減圧状態の前記空間から前記第１配管へと前記処理液を流出させる第４ステップと、を有する
ことを特徴とする、基板処理装置の制御方法。
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