JPH11354486A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルコール蒸気による基板の汚染を防止でき
て、基板を十分に乾燥することができる基板処理装置お
よび基板処理方法を提供する。 【解決手段】 基板処理装置１において、処理槽５６２
に貯留される純水Ｌ１から複数の基板Ｗをリフタ５６３
の上昇とともに引き上げる。液面ＴＬ１の上方に露出し
た基板Ｗに付着する処理液を、凍結用ガス噴射部５６５
から噴射する凍結用ガスＦＧによって液面ＴＬ１の上方
部分ＦＲにおいて凍結させ、超音波発振器５６９によっ
て純水Ｌ１を介して基板Ｗに超音波振動を付与すること
により、凍結により氷片Ｐ１として基板Ｗに付着してい
る処理液を脱落させる。また、さらに、昇華用ガス噴射
部５６６は、凍結用ガス噴射部５６５の上方において、
昇華用ガスＳＧを噴射し、基板Ｗに残存する氷片Ｐ１を
部分ＳＲにおいて昇華させる。これによって、基板Ｗの
乾燥処理を十分に行うことができ、また、乾燥処理のた
めにアルコールを用いる必要がない。

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、液
晶表示器用基板等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用基
板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の
基板（以下「基板」という）を所定の処理液に浸漬させ
た後、基板を処理液から相対的に引き上げて基板を乾燥
させる基板処理装置および基板処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の基板処理装置の従来例として
は、例えば、特開平８−８８２１０号公報に開示させる
ものが知られている。

【０００３】この基板処理装置は、純水を貯留する洗浄
槽と、その主面が鉛直方向と平行になるように互いに平
行に配列された複数の基板を保持する保持部と、保持部
を昇降させ保持部に保持された基板を洗浄槽に貯留され
た純水に浸漬させるとともに純水中から引き上げる昇降
駆動機構と、昇降駆動機構により純水中から引き上げら
れる複数の基板の表面にＩＰＡ（イソプロピルアルコー
ル）などアルコール蒸気を供給する蒸気供給口とを有し
ている。

【０００４】この基板処理装置によれば、保持部に保持
された複数の基板が洗浄槽に貯留された純水に浸漬され
て洗浄される。そして、洗浄された複数の基板を昇降駆
動機構により純水中から引き上げつつ、複数の基板の表
面にアルコール蒸気を蒸気供給口から供給して、基板に
付着した純水をアルコール蒸気で置換して、基板に付着
した純水を除去して基板を乾燥させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにアルコール蒸気を用いて基板を乾燥させると、乾
燥処理後に、基板の表面にアルコールが残存する。この
ようにアルコールが残存した基板を例えば加熱炉内で加
熱すると、基板にアルコール中の炭素成分が付着して基
板が汚染される（カーボン汚染）。その結果、この基板
から製造される電子装置（たとえば半導体素子）の歩留
まりが低下するという問題が発生する。

【０００６】また、近年、ＥＨＳ（Environment,Healt
h,Safety）についての問題意識が高まってきており、Ｉ
ＰＡなどのアルコールの使用はできるだけ削減すること
が望ましい。

【０００７】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、アル
コール蒸気による基板の汚染を防止できて、基板を十分
に乾燥することができる基板処理装置および基板処理方
法を提供することを目的とする。

【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、基板を所定の処
理液に浸漬させた後、基板を処理液から相対的に引き上
げて基板を乾燥させる基板処理装置において、所定の処
理液を貯留する貯留手段と、その主面が鉛直方向とほぼ
平行になるように基板を支持しつつ前記貯留手段に貯留
させた貯留処理液中と当該貯留処理液の上方との間で基
板を相対的に昇降させる昇降手段と、前記昇降手段によ
り前記貯留処理液の上方に露出した基板の主面に付着す
る付着処理液を凍結させて凍結処理液とする凍結手段
と、前記凍結処理液が付着する基板を振動させる振動付
与手段と、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、前記凍結手段は、前
記貯留処理液の液面近傍で、当該液面および基板の主面
に沿った方向に低温の気体を噴射して基板の主面に吹き
付ける低温気体供給手段を有す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
２に記載の基板処理装置において、前記凍結手段は、前
記低温気体供給手段により吹き付けられた前記低温の気
体を排気する低温気体排気手段をさらに有することを特
徴とする。

【００１１】請求項４に記載の基板処理装置は、請求項
１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、前記振動付与手段は、前記貯留処理液から相対的
に引き上げられる基板の少なくとも一部が前記貯留処理
液中に浸漬しているときに、前記貯留処理液に超音波を
付与する超音波付与手段を有す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
１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、基板に付着している前記凍結処理液を昇華させる
昇華手段をさらに備え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
２または請求項３に記載の基板処理装置において、基板
に付着している前記凍結処理液を昇華させる昇華手段を
さらに備え、当該昇華手段は、前記低温気体供給手段の
上方に配置され前記低温気体供給手段による前記低温の
気体の噴射方向とほぼ同一方向にほぼ常温の気体を噴射
して基板の主面に吹き付ける常温気体供給手段を有する
ことを特徴とする。

【００１４】請求項７に記載の基板処理装置は、請求項
６に記載の基板処理装置において、前記昇華手段は、前
記常温気体供給手段により吹き付けられた前記ほぼ常温
の気体を排気する常温気体排気手段をさらに有すること
を特徴とする。

【００１５】上記目的を達成するため、請求項８に記載
の基板処理方法は、基板を所定の処理液に浸漬させた
後、基板を処理液から相対的に引き上げて基板を乾燥さ
せる基板処理方法において、所定の処理液に基板を浸漬
させる浸漬工程と、前記浸漬工程後の基板を、その主面
が鉛直方向とほぼ平行になるように支持しつつ前記処理
液の上方に相対的に引き上げる引き上げ工程と、前記引
き上げ工程で前記処理液より上方に露出した基板の主面
に付着する付着処理液を凍結させて凍結処理液とする凍
結工程と、前記凍結処理液が付着している基板を振動さ
せる振動付与工程と、を含むことを特徴とする。

【００１６】請求項９に記載の基板処理方法は、請求項
８に記載の基板処理方法において、前記振動付与工程
は、前記引き上げ工程で引き上げられる基板の少なくと
も一部が前記処理液に浸漬しているときに、前記処理液
に超音波を付与する工程であることを特徴とする。

【００１７】請求項１０に記載の基板処理方法は、請求
項８または請求項９に記載の基板処理方法において、基
板に付着している前記凍結処理液を昇華させる昇華工程
をさらに含むことを特徴とする。

【００１８】

【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。

【００１９】＜Ａ．装置＞ ＜Ａ１．装置の概要＞図１は、この発明の実施の形態の
基板処理装置１の構成を示す斜視図である。図示のよう
に、この装置１は、未処理基板（たとえば半導体ウエ
ハ）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Ｃ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。

【００２０】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。

【００２１】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中から基板が押し上げられる。カセットＣ上方
に押し上げられた基板は、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。

【００２２】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
理や水洗処理および乾燥処理を行う処理槽５６２を備え
る多機能処理部５６とを有する。

【００２３】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の処理槽５６２内に支持
する。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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
基板を移載したり、このリフタヘッド５６３ａ側から基
板収納部７のホルダ７ａ、７ｂに基板を移載したりす
る。

【００２７】＜Ａ２．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。

【００２８】多機能処理部５６は主にケーシング５６
０、シャッタ５６１、処理槽５６２、リフタ５６３、リ
フタ駆動部５６４、凍結用ガス噴射部５６５、昇華用ガ
ス噴射部５６６、凍結用ガス排気部５６８Ａ、昇華用ガ
ス排気部５６８Ｂ、および超音波発振器５６９を備えて
いる。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】処理槽５６２はフッ酸（ＨＦ）などの薬液
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、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５６
２ｄ、処理液供給用の配管５６２ｅが連結されている。
さらに、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。

【００３２】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。

【００３３】リフタ駆動部５６４は従動プーリ５６４ｄ
とサーボモータ５６４ａに取り付けられた駆動プーリ５
６４ｃとに掛け回さ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５６３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
ＴＰ、基板Ｗの上記処理液への浸漬位置ＤＰ、受け渡し
位置ＴＰと浸漬位置ＤＰとの間の中間位置ＤＲ、に位置
させることが可能となっている。

【００３４】凍結用ガス噴射部５６５は、ケーシング５
６０の内部の一側面に凍結用ガス供給管５６５ａがブラ
ケット５６５ｂにより取り付けられるという構成を有す
る。また、凍結用ガス供給管５６５ａには、ノズル形状
の複数の噴射口５６５Ｊが略水平方向に設けられてお
り、この噴射口５６５Ｊから、基板表面の付着液を凍結
させるための凍結用ガスＦＧとして低温のＮ₂（窒素）
ガスを供給する。複数の噴射口５６５Ｊ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ＦＧの供給を行うことができ
るようになっている。

【００３５】昇華用ガス噴射部５６６は、凍結用ガス噴
射部５６５と同様の構成を有しており、昇華用ガス供給
管５６６ａがブラケット５６６ｂにより取り付けられ、
凍結用ガス噴射部５６５の上方に位置する。昇華用ガス
供給管５６６ａには、複数の噴射口５６６Ｊが略水平方
向に設けられている。この複数の噴射口５６６Ｊは、後
述するプロセスによって基板表面に凍結して付着してい
る処理液を昇華させるための昇華用ガスＳＧとして、ほ
ぼ常温のＮ₂（窒素）ガスを供給する。また、複数の噴
射口５６６Ｊ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昇華用ガス
ＳＧの供給を行うことができるようになっている。

【００３６】なお、噴射口５６５Ｊまたは噴射口５６６
Ｊについては、リフタ５６３に載置される全基板Ｗの主
面の両側に対して凍結用ガスＦＧまたは昇華用ガスＳＧ
を供給できるように、リフタ５６３に載置可能な最大基
板数よりも１つ多い数の噴射口５６５Ｊまたは噴射口５
６６Ｊが設けられていることが好ましい。また、基板Ｗ
の「主面」とは、基板Ｗにおける加工面を意味し、通常
は、２次元的に大きな広がりを有しており、側面ではな
い面を意味する。さらに、噴射口５６５Ｊ、５６６Ｊ
は、ノズル形状に限定されず、たとえば、単なる開口部
として加工しても良い。また、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）が連結されており、昇華用ガス供給管５６
６ａには配管５６６ｃ（図４参照）が連結されている。

【００３７】また、凍結用ガス排気部５６８Ａは、凍結
用ガス噴射部５６５に対向する位置に配置されており、
複数のスリット状の排気口を有している。各スリット状
の排気口は、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ており、凍
結用ガス噴射部５６５により吹き付けられた凍結用ガス
ＦＧである低温の窒素を排気する。これにより、凍結用
ガスＦＧの安定した気流を生成することができるので、
より効率的に基板の主面に凍結用ガスＦＧを供給するこ
とができる。

【００３８】さらに、昇華用ガス排気部５６８Ｂは、昇
華用ガス噴射部５６６に対向する位置に配置されてお
り、複数のスリット状の排気口を有している。各スリッ
ト状の排気口は、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てお
り、昇華用ガス噴射部５６６により吹き付けられた昇華
用ガスＳＧであるほぼ常温の窒素を排気する。これによ
り、昇華用ガスＳＧの安定した気流を生成することがで
きるので、より効率的に基板の主面に昇華用ガスＳＧを
供給することができる。なお、ここでは、凍結用ガス排
気部５６８Ａおよび昇華用ガス排気部５６８Ｂは、別個
に設けられるものとしているが、縦長のスリット部を有
する単一の排気部（図示せず）を共用することによって
も同様の効果を得ることができる。

【００３９】また、超音波発振器５６９は、図示しない
高周波電源によって駆動されることにより、超音波振動
を発生する。この超音波振動の周波数としては、たとえ
ば、１ＭＨｚ〜数ＭＨｚの値のものを用いることができ
る。この超音波発振器５６９を動作させることによっ
て、処理槽５６２に貯留される純水Ｌ１を介してその超
音波振動が基板Ｗに付与される。

【００４０】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、三方弁Ｖ１、バルブＶ２〜Ｖ９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〜Ｖ９は開
閉される。

【００４１】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、処理槽５６２から処理液回収溝５６２ａに
溢れた処理液をフィルタＦにより濾過した後に処理槽５
６２への帰還させる方向と、排液ラインへ排出する方法
とに所定のタイミングで切替えるように三方弁Ｖ１を制
御する。

【００４２】配管５６２ｅは二又に分かれ、その一方は
バルブＶ３を介して薬液供給源５６７ｂに連結され、他
方はバルブＶ４を介してＤＩＷ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
することにより薬液と純水とを所定の割合および所定の
タイミングで処理槽５６２に供給する。

【００４３】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。

【００４４】配管５６５ｃは蒸発器などを含む低温窒素
供給源（図示せず）にバルブＶ６を介して接続されてお
り、制御部５６７ａはバルブＶ６の制御により凍結用ガ
ス噴射部５６５を通じて凍結用の低温窒素ガスを、処理
液の上方に露出した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ＦＧ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、フッ素樹脂製およびステンレス
製のチューブなどを用いることができる。

【００４５】また、配管５６６ｃはバルブＶ７を介して
常温窒素供給源（図示せず）に接続されており、制御部
５６７ａはバルブＶ７の制御により昇華用ガス噴射部５
６６を通じて昇華用の常温窒素ガスを、処理液の上方に
露出した基板に対して所定のタイミングで供給する。

【００４６】なお、低温窒素ガスや純水の供給は、この
基板処理装置１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。

【００４７】さらに、凍結用ガス排気部５６８Ａおよび
昇華用ガス排気部５６８Ｂのそれぞれは、配管５６８Ａ
ｃおよび配管５６８Ｂｃに接続されており、バルブＶ８
およびバルブＶ９を制御することなどにより、対応する
凍結用ガス噴射部５６５および昇華用ガス噴射部５６６
から供給される窒素ガスを工場内の排気ラインへと排気
する。

【００４８】＜Ｂ．動作＞ ＜Ｂ１．概要＞図２を再び参照する。上記のような構造
を有する多機能処理部５６において、処理対象となる複
数の基板Ｗは、搬送ロボットＴＲ（図１参照）との受け
渡しのための受け渡し位置ＴＰにおいて搬送ロボットＴ
Ｒからリフタ５６３に受け渡された後、リフタ駆動部５
６４（図３参照）によってリフタ５６３とともに浸漬位
置ＤＰへと下降され、処理槽５６２において貯留される
所定の処理液Ｌに浸漬される。なお、これらの複数の基
板Ｗは、その主面が鉛直方向と平行になるように互いに
平行に配列されている（図３参照）。

【００４９】基板Ｗを浸漬する処理液Ｌとしては、各種
の薬液および純水を用いることができ、これらの使用さ
れる処理液Ｌを変更することにより、その処理液Ｌに応
じた各種の薬液処理および洗浄処理を基板Ｗに対して行
うことができる。たとえば、フッ酸と水とを所定の割合
で混合した処理液中に浸漬することにより、この処理液
をエッチング処理液として機能させてエッチング処理を
行うことが可能である。また、その後、処理液を順次に
純水に置換することにより、純水による洗浄処理を行う
ことも可能である。なお、この際には、基板Ｗを雰囲気
中に露出させることなく処理液中に浸漬したまま薬液処
理から純水処理へと移行して処理を続行することができ
るので、パーティクルの発生を防止できるなどの効果が
ある。このように、処理槽５６２においては、各種の処
理液による処理を行うことができる。

【００５０】そして、これらの処理が終了した後、基板
をこの処理液Ｌから引き上げることが必要になる。本実
施形態の装置１は、この点について以下のようにして乾
燥処理を行うことに特徴を有する。

【００５１】以下では、多機能処理部５６の処理槽５６
２に貯留される純水に浸漬させて洗浄処理を行った後、
基板を処理液Ｌである純水から相対的に引き上げて基板
を乾燥させる場合について説明する。

【００５２】＜Ｂ２．乾燥処理＞図５（ａ）は、洗浄処
理終了後、基板Ｗが浸漬位置ＤＰに存在する状態を示す
図である。基板Ｗは純水Ｌ１に浸漬されている。その
後、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とともに中間位置ＤＲへ向け
て上昇を開始する。これに伴い、基板Ｗは純水Ｌ１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）は浸漬位置ＤＰおよび中間
位置ＤＲとの中間位置に基板Ｗが存在する状態を示す図
である。

【００５３】図５に示す基板Ｗと純水Ｌ１の液面ＴＬ１
との相対移動と並行して、凍結用ガス噴射部５６５から
凍結用ガスＦＧとして低温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射して供給することによっ
て、基板表面に付着している純水Ｌ１を瞬間的に凍結さ
せる。ここにおいて、低温の窒素ガスの温度は、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（この場合は純水）の融点より低い温
度、たとえば、マイナス２０℃以下である。図２に示す
ように凍結用ガス噴射部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ＦＧ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、低温窒素ガスの噴射は、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、中間位置ＤＲ（図２参照）まで基板Ｗを液面ＴＬ
１から引き上げる。

【００５４】また、この様子を図６の斜視図に示す。図
６は、基板Ｗ、凍結用ガス噴射部５６５、凍結用ガス排
気部５６８Ａの関係を模式的に示すものである。なお、
図６においては、簡単化のため、図５における昇華用ガ
ス噴射部５６６および昇華用ガス排気部５６８Ｂについ
ては、図示していない。

【００５５】図６に示すように、複数の基板Ｗは、その
主面が鉛直方向（矢印ＡＲ１の向き）とほぼ平行になる
ように支持されつつ、処理槽５６２中の純水Ｌ１より上
方に、鉛直方向に引き上げられ、純水Ｌ１の液面ＴＬ１
の上方に露出する。そして、複数の基板Ｗの配列間隔の
間隙に対応するように設けられる複数の噴射口５６５Ｊ
のそれぞれは、液面ＴＬ１の近傍で、液面ＴＬ１および
基板Ｗの主面に沿った方向に、凍結用ガスＦＧを噴射し
て凍結用ガスＦＧを基板Ｗの主面に吹き付けることによ
り、純水Ｌ１の上方に露出した基板Ｗの主面に付着する
純水Ｌ１を凍結させる。

【００５６】さらに、これらの基板Ｗを引き上げる際に
は基板Ｗの少なくとも一部が純水Ｌ１に浸漬していると
きに、超音波発振器５６９を動作させることによって、
処理槽５６２を介して、純水Ｌ１に超音波の振動を付与
する。そして、純水Ｌ１に付与された振動は、基板Ｗに
付与される。

【００５７】図７は、付与された振動によって、基板Ｗ
に凍結して付着している純水Ｌ１が脱落する様子を模式
的に示す図である。基板Ｗは、純水Ｌ１の液面ＴＬ１か
ら相対的に引き上げられた後、基板の主面上に純水Ｌ１
の液滴が残存している。この液滴は凍結用ガスＦＧによ
り凍結され、氷片Ｐ１として基板上に存在する。この基
板Ｗに対して超音波振動が付与されて基板Ｗ自体に超音
波振動を生じることにより、基板Ｗの主面に凍結して氷
片Ｐ１として付着している純水Ｌ１が、基板Ｗから脱落
する。したがって、基板Ｗ上に残存する氷片Ｐ１の数を
減少させることにより、結果として基板Ｗの乾燥処理を
促進することができる。

【００５８】また、超音波発振器５６９による超音波振
動が純水Ｌ１に付与されることにより、基板Ｗ上に残存
する純水Ｌ１の液滴の大きさが小さくなり、いわゆる
「水切れがよい」状態になる。したがって、基板Ｗに残
存する純水Ｌ１の量が減少するので、基板Ｗの乾燥をさ
らに促進することができる。

【００５９】なお、基板Ｗ表面の凍結は液面付近で行わ
れるが、貯留している純水Ｌ１の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ＦＧの
噴射位置および角度を調整することによって、あるい
は、純水が処理液回収溝５６２ａに溢れるように純水を
供給することによって液面において純水の流れを生じさ
せることなどによって達成できる。

【００６０】再び図５を参照する。上記のように、基板
Ｗに氷片Ｐ１として凍結して付着した液滴を振動により
脱落させることによって基板Ｗの乾燥処理を行うことが
できるが、基板Ｗの乾燥処理をさらに確実に行うため
に、昇華用ガスＳＧを供給して、基板表面に凍結して付
着している凍結純水（氷片Ｐ１）を昇華させる。

【００６１】この昇華用ガスＳＧの供給は、図５（ｂ）
に示すように、基板Ｗと純水Ｌ１の液面ＴＬ１との相対
移動と並行して、凍結用ガス噴射部５６５の上方に設け
られる昇華用ガス噴射部５６６から噴射して供給するこ
とにより行われる。昇華用ガスＳＧは、凍結用ガス噴射
部５６５により噴射される凍結用ガスＦＧと同一方向に
噴射される。ほぼ常温の昇華用ガスＳＧが基板の主面に
吹き付けられることにより、基板Ｗに残存する氷片Ｐ１
は昇華により基板Ｗ上から消滅するので、基板を乾燥さ
せることができる。なお、基板Ｗの部分ＳＲは、氷片Ｐ
１の昇華が生じている部分を表す。また、昇華用ガス噴
射部５６６から噴射される昇華用ガスＳＧは、ほぼ常温
（処理が行われる雰囲気中の温度、たとえば、２３℃±
３℃）であることが好ましい。さらに、昇華用ガスＳＧ
は、乾燥した低湿度（すなわち低露点）の窒素であるこ
とが好ましく、たとえば、その露点はマイナス２０℃以
下であることが好ましい。

【００６２】なお、基板Ｗをリフタ５６３により純水Ｌ
１の液面ＴＬ１に対して上昇させる際の適切な上昇速度
は、基板Ｗの表面状態（その基板Ｗが親水性であるか疎
水性であるか）などによって異なる。制御部５６７ａ
は、様々な処理条件のそれぞれに応じた適切な上昇速度
を設定して制御する。これにより、基板Ｗ上に液滴が全
く残らないように乾燥させることが可能になる。

【００６３】上記のような処理を行いながら、複数の基
板Ｗを中間位置ＤＲにまで引き上げることにより、基板
Ｗを乾燥させることができる。上記の乾燥処理が終了す
ると、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。

【００６４】この装置１によれば、乾燥処理のために従
来必要であったアルコールを用いずに、基板Ｗを十分に
乾燥させることができるので、アルコール蒸気による基
板の汚染を防止できる。また、上述のＥＨＳの問題にも
対処することができる。

【００６５】＜Ｃ．その他の変形例＞上記実施形態にお
いては、処理液として純水を用いる場合を示したが、こ
れに限定されず、各種の薬液などを処理液として用い、
それらの薬液から引き上げる場合についても同様に本発
明を適用することができる。たとえば、処理槽５６２に
おいて、薬液を処理液として用いる薬液処理を行う際に
も本発明を用いることができる。

【００６６】また、上記実施形態においては、薬液処理
から洗浄処理までを単一の処理槽（処理槽５６２）で行
う多機能処理部５６における処理として説明していた
が、専用の処理を行う個別の各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。

【００６７】さらに、上記実施形態においては、純水に
よる洗浄処理後、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ＦＧ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。たとえば、基板を槽
内に固定した状態で槽内の液を排出することにより、槽
内の液面と基板との相対的な移動が生じる。この場合に
は、凍結用ガス噴射部５６５、昇華用ガス噴射部５６
６、凍結用ガス排気部５６８Ａ、昇華用ガス排気部５６
８Ｂ等を上方から吊り下げて液面降下に応じて槽内に降
下させる機構を設ける。

【００６８】また、上記実施形態においては、基板Ｗに
対する振動付与は、処理槽５６２に直接取り付けられた
超音波発振器５６９によって、処理槽５６２および処理
液である純水Ｌ１を介して行われていたが、これに限定
されない。たとえば、基板ガイド５６３ｃもしくはリフ
タ５６３に、超音波発振器を取り付けることによって行
うこともできる。あるいは、処理槽５６２に超音波発振
器５６９を直接ではなく間接的に取り付けて、処理槽５
６２の外側に存在する液体などを介して、振動を付与す
ることによっても行うことができる。

【００６９】上記実施形態においては、基板Ｗの凍結
は、処理液から基板Ｗを引き上げる際に、凍結用ガスＦ
Ｇを噴射することにより基板Ｗを凍結させていたが、こ
れに限定されない。たとえば、基板Ｗ全体を引き上げて
しまった後に、凍結させてもよい。なお、この際には、
リフタ５６３に超音波発振器を設けることなどによって
基板Ｗに振動を付与することができる。

【００７０】また、同様に、上記実施形態においては、
処理液から基板Ｗを引き上げる際に、昇華用ガスＳＧを
噴射することにより、基板Ｗに凍結して付着した処理液
を昇華させていたが、これに限定されない。たとえば、
基板Ｗ全体を引き上げてしまった後に、昇華させてもよ
い。

【００７１】上記実施形態においては、シャッタ５６１
を閉じた状態では気密性が保たれており、バルブの開閉
制御と併せて制御することにより、ケーシング５６０内
を密閉空間とすることが可能であるが、本発明を適用す
るにあたっては、基板に対する処理は、必ずしも密閉空
間内で行われる必要はない。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の基板処
理装置または請求項８に記載の基板処理方法によれば、
所定の処理液に基板を浸漬させた基板を、その主面が鉛
直方向とほぼ平行になるように支持しつつ処理液の上方
に相対的に引き上げ、処理液より上方に露出した基板の
主面に付着する付着処理液を凍結させて凍結処理液と
し、その凍結処理液が付着している基板が振動させられ
る。この基板の振動により、凍結処理液が基板から脱落
するので、基板に残留する液滴を減少させることがで
き、基板の乾燥処理を行うことができる。また、乾燥処
理のためにアルコールを用いる必要がないので、アルコ
ール蒸気による基板の汚染を防止できる。

【００７３】請求項２に記載の基板処理装置によれば、
凍結手段は、貯留処理液の液面近傍で、当該液面および
基板の主面に沿った方向に低温の気体を噴射して基板の
主面に吹き付ける低温気体供給手段を有するので、処理
液を瞬時に凍結することができる。

【００７４】請求項３に記載の基板処理装置によれば、
凍結手段は、低温気体供給手段により吹き付けられた低
温の気体を排気する低温気体排気手段をさらに有するの
で、低温の気体の流れを特に良好に形成することができ
る。

【００７５】請求項４に記載の基板処理装置または請求
項９に記載の基板処理方法によれば、貯留処理液から相
対的に引き上げられる基板の少なくとも一部が貯留処理
液に浸漬しているときに、その貯留処理液に超音波を付
与するので、貯留処理液を介して基板に超音波による振
動を付与することができる。したがって、この基板の振
動により、凍結処理液を基板から脱落させて基板に残留
する液滴を減少させて、基板の乾燥処理を行うことがで
きる。

【００７６】請求項５ないし請求項７のいずれかに記載
の基板処理装置または請求項１０に記載の基板処理方法
によれば、基板に付着している凍結処理液を昇華させる
ので、基板上に残留する処理液をさらに減少させて基板
の乾燥処理を行うことができる。

【００７７】特に、請求項７に記載の基板処理装置によ
れば、昇華手段は、常温気体供給手段により吹き付けら
れたほぼ常温の気体を排気する常温気体排気手段をさら
に有するので、ほぼ常温の気体の流れを特に良好に形成
することができる。したがって、より効率的に乾燥処理
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】別の角度から見た多機能処理部５６の縦断面図
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が液面ＴＬ１に対して上昇していく様子
を表す斜視図である。

【図７】基板Ｗから凍結した処理液が脱落し、凍結した
処理液が昇華する様子を説明するための図である。

【符号の説明】

Ｗ 基板 Ｌ 処理液（貯留処理液） Ｌ１ 純水 ＴＬ１ 液面 １ 基板処理装置 ５ 基板処理部 ５２ 薬液処理部 ５４ 水洗処理部 ５６ 多機能処理部 ５６２ 処理槽 ５６３ リフタ ５６３ｃ 基板ガイド ５６４ リフタ駆動部 ５６５ 凍結用ガス噴射部 ５６６ 昇華用ガス噴射部 ５６５Ｊ、５６６Ｊ 噴射口 ５６９ 超音波発振器

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を所定の処理液に浸漬させた後、基
   板を処理液から相対的に引き上げて基板を乾燥させる基
   板処理装置において、 所定の処理液を貯留する貯留手段と、 その主面が鉛直方向とほぼ平行になるように基板を支持
   しつつ前記貯留手段に貯留させた貯留処理液中と当該貯
   留処理液の上方との間で基板を相対的に昇降させる昇降
   手段と、 前記昇降手段により前記貯留処理液の上方に露出した基
   板の主面に付着する付着処理液を凍結させて凍結処理液
   とする凍結手段と、 前記凍結処理液が付着する基板を振動させる振動付与手
   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、 前記凍結手段は、前記貯留処理液の液面近傍で、当該液
   面および基板の主面に沿った方向に低温の気体を噴射し
   て基板の主面に吹き付ける低温気体供給手段を有するこ
   とを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の基板処理装置におい
   て、 前記凍結手段は、前記低温気体供給手段により吹き付け
   られた前記低温の気体を排気する低温気体排気手段をさ
   らに有することを特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１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、 前記振動付与手段は、前記貯留処理液から相対的に引き
   上げられる基板の少なくとも一部が前記貯留処理液中に
   浸漬しているときに、前記貯留処理液に超音波を付与す
   る超音波付与手段を有することを特徴とする基板処理装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１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、 基板に付着している前記凍結処理液を昇華させる昇華手
   段をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
6. 【請求項６】 請求項２または請求項３に記載の基板処
   理装置において、 基板に付着している前記凍結処理液を昇華させる昇華手
   段をさらに備え、 当該昇華手段は、前記低温気体供給手段の上方に配置さ
   れ前記低温気体供給手段による前記低温の気体の噴射方
   向とほぼ同一方向にほぼ常温の気体を噴射して基板の主
   面に吹き付ける常温気体供給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】 請求項６に記載の基板処理装置におい
   て、 前記昇華手段は、前記常温気体供給手段により吹き付け
   られた前記ほぼ常温の気体を排気する常温気体排気手段
   をさらに有することを特徴とする基板処理装置。
8. 【請求項８】 基板を所定の処理液に浸漬させた後、基
   板を処理液から相対的に引き上げて基板を乾燥させる基
   板処理方法において、 所定の処理液に基板を浸漬させる浸漬工程と、 前記浸漬工程後の基板を、その主面が鉛直方向とほぼ平
   行になるように支持しつつ前記処理液の上方に相対的に
   引き上げる引き上げ工程と、 前記引き上げ工程で前記処理液より上方に露出した基板
   の主面に付着する付着処理液を凍結させて凍結処理液と
   する凍結工程と、 前記凍結処理液が付着している基板を振動させる振動付
   与工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の基板処理方法におい
   て、 前記振動付与工程は、前記引き上げ工程で引き上げられ
   る基板の少なくとも一部が前記処理液に浸漬していると
   きに、前記処理液に超音波を付与する工程であることを
   特徴とする基板処理方法。
10. 【請求項１０】 請求項８または請求項９に記載の基板
    処理方法において、 基板に付着している前記凍結処理液を昇華させる昇華工
    程をさらに含むことを特徴とする基板処理方法。