JPH11111658A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薬液処理から水洗処理に移行する際に基板に
パーティクルが付着することを防止し、かつ、水洗処理
での純水の消費量を削減し、さらに短時間で水洗処理を
行うことが可能な基板処理装置を提供する。 【解決手段】 多機能処理槽５６２中の位置ＤＰにおい
て薬液処理された基板Ｗは、リフタ５６３とともに位置
ＤＲへ向けて上昇を開始する。この上昇時に多機能処理
槽５６２の薬液面上に現れる基板表面部分に対して、凍
結用ガス噴出部５６５が低温窒素ガスなどの凍結用ガス
を供給する。これにより、基板の当該部分の付着液は液
面直上付近において瞬間的に凍結される。一方、多機能
処理槽５６２においては、薬液は排出され、冷却純水が
供給される。凍結により外部雰囲気から遮断された基板
Ｗは、冷却純水を貯留している多機能処理槽５６２に浸
漬されて水洗処理が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、フ
ォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、光デ
ィスク用基板等の基板（以下「基板」という）に対し
て、薬液処理、水洗処理などを行う基板処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】基板に対してエッチングなどを行うため
の薬液処理を施す処理、および基板に対して純水による
洗浄処理を行うための装置において、所定の処理が終了
した後、次の処理に移行する際の状態が問題となること
がある。たとえば、薬液処理が終了した後、薬液に浸漬
されていた基板を薬液中から一旦取り出して、純水処理
のための処理槽に移して純水洗浄を行う場合を考える。
この場合には、基板を薬液中から取り出した際に基板が
外部雰囲気中に露出してしまうため、外部雰囲気中を浮
遊するパーティクルが基板に付着するという問題が生じ
る。したがって、この問題を防ぐためには基板を外部雰
囲気から遮断する必要がある。

【０００３】上記の問題を解決するものとしては、１つ
の処理槽において薬液処理および純水洗浄処理の両方を
行う多機能処理槽を備える基板処理装置がある。この多
機能処理槽においては、薬液処理を行った後、順次、薬
液を純水に置換することによって洗浄処理に移行する。
この置換は、薬液、純水、あるいは薬液および純水の混
合液のいずれかに基板を浸漬した状態で行われる。した
がって、基板は外部雰囲気中に露出することが無いた
め、基板へのパーティクル付着が防止できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記置
換においては、徐々に薬液を純水に切り替えていくた
め、その置換作業に長時間を要し、また大量の純水が必
要になるという問題が存在する。そのため、基板処理装
置の処理能力は制限され、大量の純水を生成するための
コストも負担しなければならないことになる。また、こ
のような問題は基板を薬液から純水へと順次に浸漬させ
る場合だけでなく、基板をひとつの処理液に浸漬した状
態から他の状態へ移行させるような場合の一般において
生じる問題であり、そのような状態移行に際して基板へ
のパーティクルの付着を防止することが望まれている。

【０００５】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、基板
をひとつの処理液に浸漬した状態から他の状態へ移行さ
せるにあたって、基板へのパーティクルの付着を防止す
ることを第１の目的とする。

【０００６】この発明の第２の目的は、特に、ひとつの
処理槽において第１の処理液への基板の浸漬と第２の処
理液への基板の浸漬とを順次に行うような装置におい
て、第２処理液の消費量を抑制しつつ、迅速に一連の処
理を行わせることである。

【０００７】この発明の第３の目的は、特に、薬液への
浸漬から純水への浸漬への移行において、水洗処理での
純水の消費量を削減し、さらに短時間で水洗処理を行う
ことが可能な基板処理装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の基板処理装置は、基板を処理する
ための装置であって、a)基板を処理するための第１の処
理液を貯留する処理槽と、b)前記第１の処理液の液面と
前記基板とを相対的に移動させて、前記第１の処理液に
浸漬された前記基板を前記第１の処理液中から取り出す
相対移動手段と、c)前記第１の処理液のうち前記基板の
表面に付着した付着液を凍結させるための凍結手段と、
d)前記第１の処理液中から当該液面の直上部へ出現する
基板表面部分において前記付着液を瞬間的に凍結させな
がら前記基板を引き上げるように、前記相対移動手段と
前記凍結手段とを制御する制御手段と、を備えることを
特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の基板処理装置は、請求項
１に記載の基板処理装置において、さらに、e)前記基板
が前記第１の処理液から取り出され、かつ前記第１の処
理液が実質的に前記処理槽から排出された後に、冷却さ
れた第２の処理液を前記処理槽に供給する液供給手段を
備え、前記付着液を凍結させた前記基板を前記処理槽中
の前記第２の処理液に浸漬させることを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の基板処理装置は、請求項
１に記載の基板処理装置において、前記処理槽は第１の
処理槽であって、前記基板処理装置はさらに、e)冷却さ
れた第２の処理液を貯留する第２の処理槽、を備え、前
記付着液を凍結させた後に前記第１の処理槽の配置位置
から前記第２の処理槽の配置位置へと搬送された前記基
板を、前記第２の処理槽中の前記第２の処理液中に浸漬
させることを特徴とする。

【００１１】請求項４に記載の基板処理装置は、請求項
２ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置にお
いて、前記第１の処理液が薬液であることを特徴とす
る。

【００１２】請求項５に記載の基板処理装置は、請求項
２ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理装置にお
いて、前記第２の処理液が純水であることを特徴とす
る。

【００１３】請求項６に記載の基板処理装置は、請求項
１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置にお
いて、前記凍結手段は、c-1)前記第１の処理液の液面付
近に向けて前記第１の処理液の融点よりも低温のガスを
噴出するガス噴出手段、を有することを特徴とする。

【００１４】請求項７に記載の基板処理方法は、基板の
処理を行う方法であって、a)前記基板を第１の処理液に
浸漬させる工程と、b)前記第１の処理液に浸漬した基板
を外部雰囲気中へと露出させるにあたり、前記第１の処
理液の液面の直上部へ出現する基板表面部分に付着した
付着液を瞬間的に凍結させる工程と、を備えることを特
徴とする。

【００１５】請求項８に記載の基板処理方法は、請求項
７に記載の基板処理方法において、さらに、c)前記付着
液が凍結されて外部雰囲気中に露出した前記基板を、冷
却された第２の処理液中に浸漬させる工程、を備えるこ
とを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１７】＜装置の概要＞図１は、実施の形態の基板
処理装置の構成を示す斜視図である。図示のように、こ
の装置は、未処理基板を収納しているカセットＣが投入
されるカセット搬入部２と、このカセット搬入部２から
のカセットＣが載置され内部から複数の基板が同時に取
り出される基板取出部３と、カセットＣから取り出され
た未処理基板が順次洗浄処理される基板処理部５と、洗
浄処理後の複数の処理済み基板が同時にカセット中に収
納される基板収納部７と、処理済み基板を収納している
カセットＣが払い出されるカセット搬出部８とを備え
る。さらに、装置の前側には、基板取出部３から基板収
納部７に亙って基板移載搬送機構９が配置されており、
洗浄処理前、洗浄処理中及び洗浄処理後の基板を一箇所
から別の箇所に搬送したり移載したりする。

【００１８】カセット搬入部２は、水平移動、昇降移動
及び垂直軸回りの回転が可能なカセット移載ロボットＣ
Ｒ1を備え、カセットステージ２ａ上の所定位置に載置
された一対のカセットＣを基板取出部３に移載する。

【００１９】基板取出部３は、昇降移動する一対のホル
ダ３ａ、３ｂを備える。そして、各ホルダ３ａ、３ｂの
上面にはガイド溝が刻設されており、カセットＣ中の未
処理基板を垂直かつ互いに平行に支持することを可能に
する。したがって、ホルダ３ａ、３ｂが上昇すると、カ
セットＣ中から基板が取り出される。カセットＣ中から
取り出された基板は、基板移載搬送機構９に設けた搬送
ロボットＴＲに受け渡され、水平移動後に基板処理部５
に投入される。

【００２０】基板処理部５は、薬液を収容する薬液槽Ｃ
Ｂを備える薬液処理部５２と、純水を収容する水洗槽Ｗ
Ｂを備える水洗処理部５４と、単一槽内で各種の薬液処
理や水洗処理を行う多機能処理槽５６２を備える後に詳
述する多機能処理部５６とから構成される。

【００２１】基板処理部５において、薬液処理部５２及
び水洗処理部５４の後方側には、第１基板浸漬機構５５
が配置されており、これに設けた上下動及び横行可能な
リフタヘッドＬＨ１によって、搬送ロボットＴＲから受
け取った基板を薬液処理部５２の薬液槽ＣＢに浸漬した
り、水洗処理部５４の水洗槽ＷＢに浸漬したりする。ま
た、多機能処理部５６の後方側には、第２基板浸漬機構
５７が配置されており、これに設けた上下動可能なリフ
タヘッド５６３ａによって、搬送ロボットＴＲから受け
取った基板を多機能処理部５６の多機能処理槽５６２内
に支持する。

【００２２】基板収納部７は、基板取出部３と同様の構
造を有し、昇降可能な一対のホルダ７ａ、７ｂによっ
て、搬送ロボットＴＲに把持された処理済み基板を受け
取ってカセットＣ中に収納する。

【００２３】また、カセット搬出部８は、カセット搬入
部２と同様の構造を有し、移動自在のカセット移載ロボ
ットＣＲ2を備え、基板収納部７上に載置された一対の
カセットをカセットステージ８ａ上の所定位置に移載す
る。

【００２４】基板移載搬送機構９は、水平移動及び昇降
移動が可能な搬送ロボットＴＲを備える。そして、この
搬送ロボットＴＲに設けた一対の回転可能なハンド９
１、９２よって基板を把持することにより、基板取出部
３のホルダ３ａ、３ｂに支持された基板を基板処理部５
の第１基板浸漬機構５５に設けたリフタヘッドＬＨ1側
に移載したり、このリフタヘッドＬＨ1側から隣りの第
２基板浸漬機構５７に設けたリフタヘッド５６３ａ側に
移載したり、このリフタヘッド５６３ａ側から基板収納
部７のホルダ７ａ、７ｂに移載したりする。

【００２５】＜多機能処理部５６の構成＞つぎに、多機
能処理部５６の縦断面図および横断面図である図２およ
び図３を用いて、その機構的構成を説明していく。

【００２６】多機能処理部５６は主にケーシング５６
０、シャッタ５６１、多機能処理槽５６２、リフタ５６
３、リフタ駆動部５６４、凍結用ガス噴出部５６５を備
えている。

【００２７】ケーシング５６０は上面に基板搬出入口Ｔ
Ｏを備え、その周囲にシール部材５６０ａが固着されて
いる。また、その底面には排気管５６０ｂを備えてい
る。

【００２８】シャッタ５６１は遮蔽板５６１ａとそれを
挟むようにしてケーシング５６１の側面上端に設けられ
たガイド５６１ｂを備えており、当該ガイド５６１ｂの
ガイドレールに沿って遮蔽板５６１ａが若干上下動する
とともに水平方向にスライドすることによって開閉す
る。なお、ケーシング５６０上面に設けられたシール部
材５６０ａにより、閉じた状態ではシャッタ５６１は気
密性が保たれている。

【００２９】多機能処理槽５６２はフッ酸（ＨＦ）およ
び純水（ＤＩＷ）（以下、併せて「処理液」という。）
を所定の割合でおよび順次に満たすことが可能で、それ
らに基板Ｗが浸漬されて、それぞれエッチング処理や洗
浄処理が行われる。また、多機能処理槽５６２の底面に
は処理液の帰還用の配管５６２ｃ、廃液用の配管５６２
ｄ、処理液供給用の配管５６２ｅが連結されている。さ
らに、多機能処理槽５６２の四方の外側面の上端には処
理液回収溝５６２ａが設けられており、それには処理液
回収用の配管５６２ｂが連結されている。

【００３０】リフタ５６３はリフタヘッド５６３ａと保
持板５６３ｂとの間に、基板Ｗを保持する保持溝を多数
備えた基板ガイド５６３ｃを３本備えている。

【００３１】リフタ駆動部５６４はサーボモータ５６４
ａに取り付けられたタイミングベルト５６４ｂに、その
長手方向が鉛直方向となっているシャフト５６４ｃが連
結されるとともに、シャフト５６４ｃの上端はリフタ５
６３のリフタヘッド５６３ａに連結されており、サーボ
モータ５６４ａの駆動によりリフタ５６３およびそれに
保持された複数の基板Ｗを昇降させ、図２および図３に
示した基板Ｗの搬送ロボットＴＲとの受け渡し位置Ｔ
Ｐ、基板Ｗの乾燥位置ＤＲ、基板Ｗの上記処理液への浸
漬位置ＤＰに位置させることが可能となっている。

【００３２】凍結用ガス噴出部５６５はケーシング５６
０の内部側面に一対の凍結用ガス供給管５６５ａがそれ
ぞれブラケット５６５ｂにより取り付けられ、凍結用ガ
ス供給管５６５ａには、後述するような基板表面の付着
液を凍結させるための凍結用ガスとして、低温のＮ２
（窒素）ガスを供給するための複数の噴出口Ｊが略水平
方向に開口して設けられている。複数の噴出口Ｊのそれ
ぞれは、リフタ５６３に支持されている複数の基板の配
列間隔の間隙に対応するように設けられ（図３参照）、
各基板に対して効率的に凍結用ガスの供給を行うことが
できるようになっていることが好ましい。あるいは複数
の噴出口Ｊを、ノズル形状としても良い。なお、図２お
よび図３には図示しないが凍結用ガス供給管５６５ａに
は配管５６５ｃ（図４参照）が連結されている。

【００３３】図４は多機能処理部５６の構造を示す模式
図である。多機能処理部５６は制御部５６７ａを備えて
おり、後述の三方弁Ｖ１、バルブＶ２〜Ｖ６のそれぞれ
に電気的に接続されており、制御部５６７ａの制御によ
り三方弁Ｖ１はその流路を切替えられ、バルブＶ２〜Ｖ
６は開閉される。

【００３４】配管５６２ｂには三方弁Ｖ１、ポンプＰお
よびフィルタＦが介挿されており、さらにフィルタＦに
は配管５６２ｃが連結されている。また、三方弁Ｖ１の
配管５６２ｂに連結されていないポートは配管５６２ｂ
ｃを通じて処理槽および施設内の排液ラインを連通する
配管５６２ｄに連結されており、さらに配管５６２ｄの
その先にバルブＶ２が介挿されている。そして、制御部
５６７ａは三方弁Ｖ１の制御により所定のタイミング
で、多機能処理槽５６２から処理液回収溝５６２ａに溢
れた処理液のフィルタＦによる濾過後の多機能処理槽５
６２への帰還と、排液ラインへ排出とを切替える。

【００３５】配管５６２ｅは二又に分かれ、その一方は
バルブＶ３を介してＨＦ供給源５６７ｂに連結され、他
方はバルブＶ４およびＤＩＷ冷却部５６７ｄを介してＤ
ＩＷ供給源５６７ｃに連結されている。制御部５６７ａ
は、バルブＶ３、Ｖ４を制御することによりＨＦとＤＩ
Ｗとを所定の割合および所定のタイミングで多機能処理
槽５６２に供給する。

【００３６】配管５６０ｂはバルブＶ５およびエアポン
プＡＰを介して施設内の排気ラインに連通されており、
制御部５６７ａはバルブＶ５の制御によりケーシング５
６０内の雰囲気を所定のタイミングで排出する。

【００３７】配管５６５ｃはバルブＶ６を介してＮ２供
給源５６７ｆに連結されており、制御部５６７ａはバル
ブＶ６の制御により凍結用ガス噴出部５６５を通じて凍
結用ガスである低温窒素ガスをケーシング５６０内の基
板に対して所定のタイミングで供給する。なお、これら
の凍結用ガスの供給に関連する部材には、低温特性に優
れた材質のものを用いることが好ましく、たとえば、テ
フロンチューブおよびステンレスチューブなどを用いる
ことができる。なお、低温窒素ガスや冷却ＤＩＷの供給
は、この基板処理装置が設置される工場の共通設備から
行うことも可能である。

【００３８】＜多機能処理部５６における処理＞上記の
ような構造を有する多機能処理部５６は、前述したよう
に基板のエッチング処理、洗浄処理を行うことが可能で
ある。たとえば、エッチング処理が終了した後、基板に
残存するエッチング液を除去するため純水による洗浄処
理を行う場合がある。以下ではこのような処理について
説明する。

【００３９】図２を再び参照する。多機能処理部５６に
おいて、処理対象となる基板Ｗは、搬送ロボットＴＲ
（図１参照）との受け渡しのための位置ＴＰにおいて搬
送ロボットＴＲからリフタ５６３に受け渡された後、リ
フタ駆動部５６４（図３参照）によってリフタ５６３と
ともに位置ＤＰへと下降され、多機能処理槽５６２にお
いて貯留されるフッ酸と水とを所定の割合で混合した薬
液中に浸漬される。この状態において、この薬液はエッ
チング処理液として機能しエッチング処理が行われる。
この処理により基板表面の被エッチング層が所定の膜厚
にまでエッチングされる。

【００４０】上記エッチング処理が終了した後、薬液
（エッチング処理液）を除去するため純水による洗浄処
理を行う必要がある。本実施形態は薬液処理から洗浄処
理に移行する際の過程に特徴を有する。その特徴部分に
ついてさらに図５および図６を参照しながら、以下で説
明する。

【００４１】図５（ａ）は、薬液処理終了後、基板Ｗが
位置ＤＰに存在する状態を示す図である。基板Ｗはエッ
チング処理液Ｌ１に浸漬されている。その後、基板Ｗは
リフタ駆動部５６４によってリフタ５６３が駆動され、
基板Ｗはリフタ５６３とともに位置ＤＲへ向けて上昇を
開始する。これに伴い、基板Ｗはエッチング処理液から
外部雰囲気中に徐々に露出していく。ただし本実施形態
における「外部雰囲気」とは、ケーシング５６０中の雰
囲気を意味する。図５（ｂ）は位置ＤＰおよび位置ＤＲ
との中間位置に基板Ｗが存在する状態を示す図であり、
図５（ｃ）は、位置ＤＲに基板Ｗが位置する状態を示す
図である。このように図５は、基板Ｗが処理槽５６２中
のエッチング処理液Ｌ１の液面ＴＬ１に対して上昇して
いく状態を表す。

【００４２】図５に示す基板Ｗとエッチング処理液Ｌ１
の液面ＴＬ１との相対移動と並行して、凍結用ガス噴出
部５６５から凍結用ガスＣＮとして低温（できるだけ低
い温度であることが望ましく、少なくとも凍結対象であ
る処理液の融点より低い温度）の窒素ガスを液面直上付
近の基板表面に対して連続的に噴出して供給することに
よって、基板表面に付着しているエッチング処理液を瞬
間的に凍結させる。図２に示すように凍結用ガス噴出部
５６５は、液面ＴＬ１の側部付近に設けられており、液
面ＴＬ１付近の基板表面に向けて凍結用ガスＣＮを供給
することによって凍結処理を行う。図５（ｂ）の基板表
面の部分ＦＲは上記凍結処理によって凍結している部分
を表す。基板Ｗの各部分に着目すれば、それらが液面か
ら外部雰囲気中にそれぞれ露出し始める時点でほぼ瞬時
に凍結されることになる。したがって、低温窒素ガスの
噴出は、基板Ｗの上端が液面から露出し始める時点より
も若干前の時点から開始されることが好ましい。その
後、上記の瞬間凍結処理を行いながら、図５（ｃ）に示
す状態にまで基板Ｗを液面ＴＬ１から引き上げる。

【００４３】図５（ｃ）においては、基板Ｗの表面全体
が凍結したエッチング処理液で覆われている。そして後
述する洗浄処理に至るまでの間、凍結したエッチング処
理液で基板表面を覆った状態で維持する。これにより、
基板表面を外部雰囲気から遮断することが可能である。
したがって、外部雰囲気中を浮遊するパーティクルが、
静電気力などによって基板表面に付着するおそれがなく
なる。また基板表面を覆うエッチング処理液が凍結して
いるため、基板表面のエッチング処理液による化学反応
の進行を抑止でき、所定のエッチング量を超えてエッチ
ングが進行することを防止できる。

【００４４】なお基板表面の凍結は液面付近で行われる
が、液面自体は凍結しないようにすることが望ましい。
これは、凍結用ガスの噴出位置および角度を調整するこ
とによって、あるいは、処理液が処理液回収溝５６２ａ
に溢れるように処理液を供給することによって液面にお
いて処理液の流れを生じさせることなどによって達成で
きる。

【００４５】再び図４を参照する。上記凍結処理の後に
凍結用ガスの噴出は停止され、多機能処理槽５６２に貯
留されていたエッチング処理液は、廃液用の配管５６２
ｄから急速排出される。そして純水が、ＤＩＷ供給源５
６７ｃからＤＩＷ冷却部５６７ｄ、バルブＶ４および配
管５６２ｅを介して多機能処理槽５６２に供給される。
多機能処理槽５６２が所定の程度にまで純水で満たされ
てオーバーフローが生じ始めると、次に説明するよう
に、リフタ駆動部５６４（図３参照）によってリフタ５
６３が駆動され、基板Ｗはリフタ５６３とともに位置Ｄ
Ｐへ向けて下降を開始する。これに伴い、基板Ｗが外部
雰囲気中から純水中へと浸漬されていき、後続の洗浄処
理が行われる。

【００４６】図６は、基板Ｗが純水Ｌ２中へと浸漬され
る過程を表す図である。ただし、純水のオーバーフロー
の状態は図示を省略している。図６（ａ）は、位置ＤＲ
に基板Ｗが存在する状態を示し、この時点では基板Ｗの
表面全体が凍結したエッチング処理液で覆われている。
次に、リフタ５６３とともに基板Ｗは下降して、基板Ｗ
が純水Ｌ２中に浸漬されていく。純水Ｌ２中に浸漬され
た基板表面部分においては、凍結していたエッチング処
理液が徐々に融解していく。そして、図６（ｃ）に示す
ように、基板Ｗは位置ＤＰに至るまで下降し、凍結して
いた基板表面のエッチング液はすべて融解する。その
後、融解したエッチング処理液は、多機能処理槽５６２
に貯留されている純水Ｌ２により洗浄除去される。

【００４７】この洗浄処理においては、制御部５６７ａ
の制御下において、純水がＤＩＷ冷却部５６７ｄおよび
バルブＶ４を介して供給される。また、多機能処理槽５
６２から溢れた処理液には、処理液回収溝５６２ａ、配
管５６２ｂ、三方弁Ｖ１、ポンプＰ、フィルタＦ、およ
び配管５６２ｃを介して多機能処理槽５６２へと帰還す
るものと、三方弁Ｖ１、配管５６２ｂｃ、バルブＶ２を
介して排出されるものとが存在する。これらの切替は制
御部５６７ａが三方弁Ｖ１およびバルブＶ２を制御する
ことにより所定のタイミングで行われる。このような洗
浄処理工程において、凍結していた基板表面のエッチン
グ処理液は融解し、さらにその融解したエッチング処理
液は純水Ｌ２により洗浄除去される。

【００４８】前述したように、基板表面が外部雰囲気に
触れることを避ける必要があるため、従来の装置におい
ては薬液を一旦排出することができなかった。そのた
め、処理槽に貯留される薬液に基板Ｗが浸漬された状態
において、薬液のみを排出することなく純水を供給し
て、薬液と純水との混合液を徐々に純水に置換すること
によって洗浄処理へと移行していた。しかしながら、本
実施形態においては、基板表面に付着した液体を凍結さ
せることにより基板が外部雰囲気に触れるおそれが無い
ため、一旦薬液を排出してから、純水を供給することに
よって洗浄処理を行うことができる。したがって、従来
の装置において処理液から純水へと置換するために必要
とされていた大量の純水が不要となる。本実施形態にお
ける基板処理装置においては、基板表面に凍結付着して
いたエッチング処理液を融解させて洗浄除去するために
必要な量の純水があれば基板の洗浄処理を行うことがで
きる。したがって、基板の洗浄処理に必要な純水の消費
量を従来の場合に比べて格段に削減することができる。
また、洗浄処理に必要な時間も大幅に短縮することもで
きる。

【００４９】なお上記処理において、基板表面が外部雰
囲気中に存在する間、凍結した基板表面の薬液が融解し
ないようにすることが望まれる。融解した薬液が基板表
面から離脱して基板表面が外部雰囲気に直接に触れる
と、基板表面にパーティクルが生成したり、付着するお
それがあるからである。よって、薬液の排出および純水
の供給は迅速に行われることが好ましい。これは上記の
薬液の排出および純水の供給という処理自体の時間を短
縮することにもなる。あるいは、外部雰囲気中に存在す
る基板表面に対して凍結用ガスの供給を続行すること、
および凍結用ガスの温度を制御することなどによっても
凍結した基板表面が融解しないようにすることができ
る。

【００５０】また、図６に示すような、洗浄処理のため
に基板Ｗを純水Ｌ２中へと浸漬する過程において、洗浄
処理において供給される純水がＤＩＷ冷却部５６７ｄに
おいて冷却されていることが好ましい。以下に、その理
由を示す。

【００５１】外部雰囲気（気体）と純水（液体）との境
界面（以下、「気液界面」と称する。）付近の純水中に
おいては、純水中を浮遊するパーティクルが集中してい
る。したがって、基板Ｗが外部雰囲気中から純水中へと
下降するにあたって、凍結していた基板表面の薬液が気
液界面付近ですでに融解して基板表面を覆うものが無く
なっている場合には、気液界面において基板表面自体に
パーティクルが付着してしまう可能性がある。これを防
止するためには、基板表面の凍結部分が気液界面付近か
らさらに下方に下降した後に、当該凍結基板表面部分が
融解することが好ましい。たとえば図６（ｂ）において
は、基板表面の凍結部分ＦＲは、液面ＴＬ２の直下で溶
解するのではなく、液面ＴＬ２からさらに下方の地点Ｌ
Ｌへの到達後に融解することが好ましい。そこで、本実
施形態では洗浄処理で使用する純水をＤＩＷ冷却部５６
７ｄにおいて冷却した上で供給している。これにより、
凍結した基板表面との温度差を少なくすることにより基
板表面の融解を遅延することができ、気液界面付近から
さらに下方に下降した後に基板表面の融解を行うことが
できる。純水の冷却温度として好ましい範囲は、室温以
下で純水の融点以上の範囲である。

【００５２】洗浄処理が終了すると、処理液の多機能処
理槽５６２への供給を停止し、配管５６２ｄおよびバル
ブＶ２を介して処理液を排出する。同時に、基板Ｗは、
シャッタ５６１の開放後、搬送ロボットＴＲとの受け渡
し位置ＴＰまで上昇した後、搬送ロボットＴＲによって
所定の他の位置へと搬送される。

【００５３】なお、かかる搬送ロボットＴＲによって所
定の他の位置へと搬送の際、基板表面を乾燥させる乾燥
工程に至るまでは、前記エッチング処理から洗浄処理へ
の移行過程と同様に、基板を瞬間凍結処理を行うほう
が、移動中のパーティクル生成ないし付着を防止できて
好ましい。

【００５４】＜その他の変形例＞上記実施形態において
は、薬液処理に用いられる薬液としてフッ酸と水との混
合液を例示したが、本発明はこれに限定されることなく
様々な種類の薬液を用いた薬液処理に適用することが可
能である。たとえば、アンモニア・過酸化水素・水の混
合溶液（ＳＣ１）、塩酸・過酸化水素・水の混合溶液
（ＳＣ２）などの薬液を用いた処理にも本発明を適用す
ることができる。

【００５５】また上記実施形態においては、エッチング
処理液による薬液処理後基板Ｗがリフタ５６３によって
上昇され、液面の上側に徐々に現れる基板表面の処理液
を凍結用ガスを供給することによって凍結させている。
しかしながら、必ずしも基板Ｗがリフタ５６３によって
上昇される必要は無く、処理液と基板との間に相対的な
移動が生じていればよい。この相対的な移動は他の方法
によっても生じさせることができる。

【００５６】たとえば、基板Ｗは所定の位置に停止させ
たまま、処理液を排出することによって処理液の液面を
基板に対して下降させることによっても所望の相対移動
を達成することができる。図７は、上記実施形態の変形
例の処理を表す図である。図７（ａ）はエッチング処理
が終了した状態を示し、エッチング処理液Ｌ１の液面Ｔ
Ｌ３は位置Ｌａに存在する。図７（ａ）の状態から、基
板Ｗ自体は移動させることなく、多機能処理槽５６２内
の処理液を排出する。図７（ｂ）においては、液面ＴＬ
３は位置Ｌｂにまで下降し、さらに図７（ｃ）において
は位置Ｌｃにまで下降しており、その後さらに処理液が
排出されて多機能処理槽５６２から処理液が完全に排出
される。したがって、この液面ＴＬ３の下降時におい
て、液面ＴＬ３よりも上側に出現した基板表面部分ＦＲ
に付着している処理液を凍結用ガスＣＮの供給により凍
結させることによって、上記実施形態と同様の効果を得
ることができる。

【００５７】なお上記実施形態においては、基板の凍結
対象位置は、ほぼ一定の位置に固定されていた。しかし
ながら、この変形例の場合には液面自体が下降するため
基板の凍結対象位置も下降する。よってこの凍結対象位
置の変動に応じて、基板表面凍結のために必要な量の凍
結用ガスＣＮを供給できるようにすることが必要とな
る。これは、凍結用ガス噴出部５６５の噴出口Ｊの位置
および角度を適切な位置および適切な角度に設定し、な
らびに凍結用ガスの流量を制御することなどにより実現
することが可能である。

【００５８】たとえば、上記実施形態においては、凍結
用ガス噴出部５６５の噴出口Ｊは液面Ｌａの側方部分に
位置しており、液面にほぼ水平な方向に向けて凍結用ガ
スを噴出するように配設されている。しかしながら、こ
のような配置位置および配置角度では、液面の下降によ
り凍結対象が基板の下部部分になると、凍結用ガスが効
率的に供給されにくい場合が考えられる。図８はそのよ
うな場合に対応した構成の一例を示す。凍結用ガス噴出
部５６５の噴出口Ｊの位置は図２に示す位置よりも上方
に位置しており、凍結用ガス噴出部５６５の噴出口Ｊの
角度は図２に示す角度よりも下向き（すなわち斜め下
方）になっている。これにより基板の下部部分にも凍結
用ガスを供給することが可能になる。さらに凍結用ガス
の流量を制御することなどによっても効率的な凍結用ガ
スの供給が可能になる。

【００５９】また上記実施形態の水洗処理への移行時に
おいては、貯留された液体Ｌ２に対して基板Ｗをリフタ
５６３とともに下降させることによって、液面ＴＬ２が
基板に対して上昇する相対移動を生じさせている。この
相対移動に関しても上記と同様の変形例が考えられる。
たとえば、図７（ｃ）に示される状態の後、さらに完全
に薬液Ｌ１が排出されるが、その後、基板Ｗを図７
（ｃ）に示す位置に停止させたまま空の処理槽へ冷却純
水を供給すれば、冷却純水の液面の上昇によって所望の
相対移動が達成できる。この場合にも上記実施形態と同
様の効果を得ることが可能である。

【００６０】さらに上記実施形態においては、薬液処理
から洗浄処理を単一の処理槽（多機能処理槽５６２）に
よって行っていたが、これらの処理を別個の処理槽にお
いて行うことも可能である。たとえば、図１に示す薬液
処理部５２および水洗処理部５４に対して本発明を適用
することもできる。この場合、上記凍結手段を薬液処理
部５２に設ける。処理対象である基板に対して、薬液処
理部５２で薬液処理を行った後、この凍結手段によって
凍結処理を行う。リフタヘッドＬＨ１は凍結した基板を
保持したまま上昇し、さらに水洗処理部５４の位置にま
で横行する。そしてリフタヘッドＬＨ１は下降し、リフ
タヘッドＬＨ１に保持されている基板に対して水洗処理
部５４内において純水による洗浄処理が行われる。薬液
処理と水洗処理とが異なる処理槽で行われるため、処理
槽間の移動を伴うこと以外は、上記実施形態における処
理と同様の処理が行われ得る。なお、このような他の処
理槽への移動を伴う場合においては、基板を凍結搬送す
ることによって、搬送時の液だれ等を生じないという効
果も得られる。

【００６１】あるいは、上記実施形態においては薬液処
理から水洗処理への移行時に本発明を適用していたが、
他の処理間の移行時にも適用することができる。たとえ
ば、上記実施形態とは逆に、水洗処理から薬液処理への
移行時に適用することができる。この場合には、水洗処
理の後、基板を凍結搬送することによって外部雰囲気に
基板表面を露出させることなく薬液処理へと移行させる
ことができる。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、請求項１および請求項７
に記載の基板処理装置および基板処理方法によれば、第
１の液体に浸漬された基板を外部雰囲気中に取り出すに
あたって、第１の液体中から当該液面の直上部へ出現す
る基板表面部分に付着した液体を凍結手段によって瞬間
的に凍結させながら、第１の液体の液面と基板との相対
的移動を生じさせる相対移動手段によって引き上げられ
る。したがって、基板表面が外部雰囲気に直接的に触れ
ることがないため、外部雰囲気中に浮遊するパーティク
ルが基板表面に付着することを抑制または防止すること
ができる。よって、処理基板の歩留まりが向上し、高品
質の基板処理を行うことが可能になる。

【００６３】請求項２、請求項３および請求項８に記載
の基板処理装置および基板処理方法によれば、凍結基板
が第２の液体に浸漬される。この第２の液体は冷却され
ているので、凍結した基板表面と第２の液体との温度差
は小さくなる。よって、基板が外部雰囲気中から液体中
へと相対的に下降するにあたって、第２の液体中での基
板表面の融解を遅延することができ、気液界面付近から
さらに下方に下降した後に基板表面の融解を行うことが
できる。したがって、気液界面付近に集中している液体
中のパーティクルが付着することを防止できる。

【００６４】特に請求項２に記載の基板処理装置によれ
ば、同一の処理槽において、同一の相対移動手段を用い
て、２つの液体による処理を行うことができる。このよ
うに共通機能部分を共用化することによって、縮小され
たフットプリントを有するコンパクトな基板処理装置を
提供することができる。

【００６５】また、請求項３の発明においては、この基
板を搬送する際に、基板表面に付着している処理液が凍
結しているため液だれ等を生じない。

【００６６】請求項４に記載の基板処理装置によれば、
エッチング処理液などの薬液が付着した状態で基板が凍
結される。したがって、基板を凍結させない場合に生じ
るような所望の程度を超える薬液処理の進行を防止する
ことができ、所望程度の薬液処理を適切に行うことがで
きる。

【００６７】請求項５に記載の基板処理装置によれば、
第２の液体が純水である。したがって、気液界面付近に
おけるパーティクルの付着を防止でき、純水による洗浄
処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のある実施形態の基板処理装置の構成を
示す斜視図である。

【図２】多機能処理部５６の縦断面図である。

【図３】多機能処理部５６の横断面図である。

【図４】多機能処理部５６の構造を示す模式図である。

【図５】基板Ｗが液面ＴＬ１に対して上昇していく過程
を表す図である。

【図６】基板Ｗが純水Ｌ２中へと浸漬される過程を表す
図である。

【図７】本発明における実施形態の変形例の動作を説明
するための図である。

【図８】本発明における実施形態の変形例の構成を説明
するための図である。

【符号の説明】

Ｗ 基板 Ｃ カセット ２ カセット搬入部 ３ 基板取出部 ５ 基板処理部 ７ 基板収納部 ８ カセット搬出部 ９ 基板移載搬送機構 ５２ 薬液処理部 ５４ 水洗処理部 ５６ 多機能処理部 ５６０ ケーシング ５６１ シャッタ ５６２ 多機能処理槽 ５６３ リフタ ５６３ａ リフタヘッド ５６３ｂ 保持板 ５６３ｃ 基板ガイド ５６４ リフタ駆動部 ５６５ 凍結用ガス噴出部 ５６５ａ 凍結用ガス供給管 ５６５ｂ ブラケット ５６５ｃ 配管 Ｊ 噴出口

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を処理するための装置であって、 a) 基板を処理するための第１の処理液を貯留する処理
   槽と、 b) 前記第１の処理液の液面と前記基板とを相対的に移
   動させて、前記第１の処理液に浸漬された前記基板を前
   記第１の処理液中から取り出す相対移動手段と、 c) 前記第１の処理液のうち前記基板の表面に付着した
   付着液を凍結させるための凍結手段と、 d) 前記第１の処理液中から当該液面の直上部へ出現す
   る基板表面部分において前記付着液を瞬間的に凍結させ
   ながら前記基板を引き上げるように、前記相対移動手段
   と前記凍結手段とを制御する制御手段と、を備えること
   を特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、さらに、 e) 前記基板が前記第１の処理液から取り出され、かつ
   前記第１の処理液が実質的に前記処理槽から排出された
   後に、冷却された第２の処理液を前記処理槽に供給する
   液供給手段を備え、 前記付着液を凍結させた前記基板を前記処理槽中の前記
   第２の処理液に浸漬させることを特徴とする基板処理装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記処理槽は第１の処理槽であって、 前記基板処理装置はさらに、 e) 冷却された第２の処理液を貯留する第２の処理槽、
   を備え、 前記付着液を凍結させた後に前記第１の処理槽の配置位
   置から前記第２の処理槽の配置位置へと搬送された前記
   基板を、前記第２の処理槽中の前記第２の処理液中に浸
   漬させることを特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項２ないし請求項３のいずれかに記
   載の基板処理装置において、 前記第１の処理液が薬液であることを特徴とする基板処
   理装置。
5. 【請求項５】 請求項２ないし請求項４のいずれかに記
   載の基板処理装置において、 前記第２の処理液が純水であることを特徴とする基板処
   理装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかに記
   載の基板処理装置において、 前記凍結手段は、 c-1) 前記第１の処理液の液面付近に向けて前記第１の
   処理液の融点よりも低温のガスを噴出するガス噴出手
   段、を有することを特徴とする基板処理装置。
7. 【請求項７】 基板の処理を行う方法であって、 a) 前記基板を第１の処理液に浸漬させる工程と、 b) 前記第１の処理液に浸漬した基板を外部雰囲気中へ
   と露出させるにあたり、前記第１の処理液の液面の直上
   部へ出現する基板表面部分に付着した付着液を瞬間的に
   凍結させる工程と、を備えることを特徴とする基板処理
   方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の基板処理方法におい
   て、さらに、 c) 前記付着液が凍結されて外部雰囲気中に露出した前
   記基板を、冷却された第２の処理液中に浸漬させる工
   程、を備えることを特徴とする基板処理方法。