JPWO2016199769A1 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
基板（１０）を、前記微細パターン（１１）が形成された面が下向きになるようにして、回転自在に保持する板状の保持テーブルと、前記保持テーブル上に設けられ、前記基板（１０）の外周部を複数の地点でそれぞれ保持する複数の保持ピンと、を含む基板保持部と、前記基板（１０）を加熱するためのヒータと、前記基板保持部及び前記ヒータを内部に収容し処理室を形成するカバーと、前記処理室内部を排気し負圧雰囲気にするポンプと、前記微細パターン（１１）が形成された面と反対側の面に対向して、前記処理室内部へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、前記保持テーブルに設けられた、前記微細パターン（１１）が形成された面に向けて洗浄液を噴射するノズル、及び、前記ポンプと連通する排気口とを備える。
Description
本発明は、半導体ウェハーや平板表示装置用ガラス基板などの基板を洗浄又は乾燥する基板の洗浄・乾燥処理装置及びその方法に関し、特に基板を一枚単位で洗浄・乾燥処理する枚葉式基板処理装置及び基板処理方法に関する。
一般に、半導体素子は、ウェハー上に絶縁物質、半導体物質又は金属などの導電物質などを積層（蒸着）しパターニング（食刻）する過程を繰り返して製造される。液晶表示装置のような平板表示装置も、半導体素子と同様にガラス基板上に各種の物質を積層してパターニングする過程を繰り返して製造される。１つのパターン層を形成し、その上に他の物質を積層するためには、積層の前にウェハーやガラス基板（以下、単に「基板」とする）上に残ったパターニング屑や副産物、又はパターニングに使用された化学薬品の残滓、不純物など（以下、単に「異物」とする）を洗浄して除去し、基板を乾燥する工程が一般に行われる。
従来、又は、パターンが相対的に単純であって微細でない場合、このような基板の洗浄及び乾燥処理は、生産性と効率のために、複数の基板をカセットやトレーに積載して一度に処理するバッチ式（ｂａｔｃｈ ｔｙｐｅ）で行われた。一方、パターンが微細であり、パターン間の間隔が狭い又はパターンの縦横比が大きい場合は、バッチ式処理によってはパターン間の狭くて深い隙間に挟まれた異物を完全に取り除くことができないため、基板を一枚ずつ洗浄して乾燥する枚葉式基板処理装置が使用される。このような枚葉式基板処理装置としては、例えば特許文献１のような装置がある。特許文献１に開示された装置は、薬液や純水のような洗浄液で基板上の異物を洗浄し、基板を回転させて洗浄液を振り飛ばす除去処理ユニットと、除去処理ユニットに隣接して配置され、除去処理ユニットによって洗浄された基板を受け取って基板上に残っている洗浄液を乾燥する乾燥処理ユニットとを備えている。
ところが近年、パターンの微細化が一層進行し、従来の枚葉式処理装置によってもパターン間の狭くて深い隙間に挟まれた異物を完全に除去できない状況が発生している。例えば、特許文献２には、パターン（フローティングゲート、誘電体膜、コントロールゲート及び金属電極層が積層されたゲートパターン）間の間隔が数〜数十ｎｍに過ぎないフラッシュメモリ素子が開示されているが、このように狭いパターン間の隙間は枚葉式処理装置によっても完全に洗浄及び乾燥し難い。
図１は、微細パターンが形成された基板を乾燥する過程を示した断面図である。まず、基板乾燥装置（乾燥処理ユニット）は、図１ａに示されたように、通常上部からクリーンエアが下方に供給されて（矢印Ａを参照）若干の正圧を維持するクリーンルーム内に配置され、基板１０を保持する保持部２０と、保持部２０中に内蔵されて基板を加熱するヒータを備える。
基板洗浄装置（除去処理ユニット）（図示せず）によって洗浄され、回転運動によって洗浄液が振り飛ばされた基板１０は、微細パターン１１が形成された面が上向きになるようにして保持部２０上に載置される。次いで、ヒータによって基板１０を加熱することで残った洗浄液を乾燥するが、微細パターン１１間の間隔が極めて狭ければ、図１ｂに示されたように、洗浄液が表面張力によって微細パターン１１の先端部に凝集して液滴１６を形成するようになる。上述したようにクリーンルームは若干の正圧雰囲気であるため、液滴１６を境界にして液滴１６と隣接した微細パターン１１によって形成された空間１２内側の気圧より空間１２外側（すなわち、クリーンルーム）の気圧が高い状態になり、液滴１６は空間１２の内側にへこんだメニスカス状になる。したがって、洗浄液の液滴１６は、空間１２、すなわち微細パターン１１間の隙間から抜け出ることが困難になり、その結果、円滑且つ完全な乾燥が不可能になる。上記のように液滴１６が円滑に乾燥できなくなれば、洗浄液の表面張力によって微細パターン１１の先端部が相互引き寄せられ、図１ｃに示されたように、微細パターン１１の先端部が互いに付着したり離れたりして、結局パターン不良を引き起こすことになる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、基板の不完全な乾燥による基板上のパターン不良を防止し、コンパクト且つ低コストで短時間に基板の洗浄・乾燥処理が可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。
本発明に係る基板処理装置は、微細パターンが形成された基板を洗浄し乾燥する基板処理装置であって、前記基板を前記微細パターンが形成された面が下向きになるようにして回転自在に保持する板状の保持テーブルと、前記保持テーブル上に設けられ、前記基板の外周部を複数の地点でそれぞれ保持する複数の保持ピンと、を含む基板保持部と、前記基板を加熱するためのヒータと、前記基板保持部及び前記ヒータを内部に収容し処理室を形成するカバーと、前記処理室内部を排気し負圧雰囲気にするポンプと、前記微細パターンが形成された面と反対側の面に対向して、前記処理室内部へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、前記保持テーブルに設けられた、前記微細パターンが形成された面に向けて洗浄液を噴射するノズル、及び、前記ポンプと連通する排気口とを備え、前記カバーは、前記基板の搬入及び搬出時には開放され、前記基板の処理時には閉じられ、前記処理室を密閉可能に構成されたことを特徴とする。
本発明に係る基板処理方法は、微細パターンが形成された基板を洗浄し乾燥する基板処理方法であって、前記基板を、微細パターンが形成された面が下向きになるようにして、回転させながら、前記微細パターンが形成された面に向けて前記基板の下方より洗浄液を噴射して前記基板を洗浄し、洗浄液を振り飛ばす第１工程と、処理室を密閉し、前記基板を、前記微細パターンが形成された面が下向きになるようにして保持した状態で、前記第１工程で振り飛ばされず残った前記洗浄液を、前記基板を前記微細パターンが形成された面と反対側の面から加熱することで蒸発させ前記基板を乾燥する第２工程とを備え、前記第２工程では、前記基板の微細パターンが形成された面と反対側の面に向けて前記基板の上方から不活性ガスを供給し、前記基板の微細パターンが形成された面に対向する位置に形成されている排気口を通して、前記基板の下方から前記処理室を排気することで、前記処理室内部を負圧雰囲気にし、前記第１工程で振り飛ばされず残った洗浄液が前記微細パターンの先端部に凝集して形成された液滴が、該液滴及び前記微細パターンにより形成された空間の外側に排出されるように誘導し、前記基板の微細パターンが形成された面と反対側の面、前記基板の周縁部、及び前記基板の微細パターンが形成された面を順に経て前記排気口を通して排気される前記不活性ガスの流れができるようにすることを特徴とする。
本発明によれば、基板の乾燥処理を負圧雰囲気で行うことで、洗浄液を微細パターン間の隙間から容易に排出・蒸発させ、基板の不完全な乾燥による基板上のパターン不良を防止することができる。特に、基板処理装置によれば、全体クリーンルームではなく、小型の装置内部、すなわち処理室のみを排気して負圧雰囲気を形成するため、コンパクト且つ低コストで短時間に基板の洗浄乾燥処理が可能である。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするためのものであり、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
従来、微細パターンが形成された基板を乾燥する過程を示した断面図であり、図１ａは全体、図１ｂは乾燥前の状態、図１ｃは乾燥後の状態を示す図である。
本実施形態によって微細パターンが形成された基板を乾燥する過程を示した断面図であり、図２ａは正圧雰囲気、図２ｂは負圧雰囲気、図２ｃは乾燥後の状態を示す図である。
本実施形態による基板処理装置を概略的に示した断面図である。
図３に示された基板処理装置を使用して基板を洗浄及び乾燥処理する過程を示した断面図である。
図３に示された基板処理装置を使用して基板を洗浄及び乾燥処理する過程を示した断面図である。
図３に示された基板処理装置を使用して基板を洗浄及び乾燥処理する過程を示した断面図である。
図３に示された基板処理装置を使用して基板を洗浄及び乾燥処理する過程を示した断面図である。
図３に示された基板処理装置の変形例を示した断面図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使用された用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
また、図面において、各構成要素の大きさは実際の大きさをそのまま反映するものではなく、説明と理解の便宜上、誇張されて示されることがある。
まず、図２を参照して本実施形態の作用を説明する。図１を参照して上述したように、基板洗浄処理後の従来の基板乾燥処理は正圧雰囲気のクリーンルーム内で行われる。したがって、図２ａ（図１ｂ）に示されたように、振り飛ばされず残った洗浄液は基板１０に形成された微細パターン１１の先端部に凝集されて液滴１６を形成し、該液滴１６は液滴１６と隣接した微細パターン１１によって形成された空間１２の内側に凹んだメニスカス状になる。
図２ａに示された状態で、本実施形態では、ヒータによって基板を加熱する乾燥処理を負圧雰囲気で行う（負圧雰囲気を形成する具体的な手段と方法については後述する）。すると、前記空間１２内側の気圧より空間１２外側、すなわち処理室の気圧が低くなり、図２ｂに示されたように、液滴１６は空間１２の外側に突出したメニスカス状になる。したがって、洗浄液の液滴１６は、空間１２、すなわち微細パターン１１間にペンダントドロップを形成し、微細パターン１１間に作用する応力を無くすことにより、液滴１６が隙間から排出され易くなって円滑に蒸発する。その結果、乾燥された基板１０上に形成された微細パターン１１は、図２ｃに示されたように、互いに付着したり離れたりすることなく、本来の形状を維持できるようになる。
次いで、以上のような作用を具現するための望ましい実施形態による基板処理装置について図３を参照して詳しく説明する。
本実施形態による基板処理装置１００Ａは、微細パターンが形成された基板１０に対し、洗浄と乾燥処理を、１つの装置でイン・サイチュ(in-situ)で行える装置である。すなわち、基板処理装置１００Ａは、基板１０に対し、洗浄処理を行ったその場所で乾燥処理を行うことができる。しかし、本発明が必ずしもそれに限定されることはなく、上述した本作用が直接的に適用される乾燥処理のみを行う乾燥処理装置、又は前記乾燥処理装置と、洗浄処理のための洗浄処理装置とを別に備えるシステムに適用できることは勿論である。また、以下の説明にて基板１０とは、典型的に半導体ウェハーを挙げて説明するが、平板表示装置のためのガラス基板、フォトマスク基板などの処理にも本発明が適用可能であることは勿論である。
本実施形態の基板処理装置１００Ａは、望ましくはクリーンルーム内に配置される。基板処理装置１００Ａは円盤型のウェハー１０の形状に合わせて全体的に円筒型になるが、本発明が基板処理装置の全体的な形状によって限定されることはない。基板処理装置１００Ａは、主な構成要素として、ベース１１０、基板保持部１２０、ヒータ１３０及びカバー１４０Ａを含む。
ベース１１０は、装置の基底部を成す部分であって、ベース１１０には後述する基板保持部１２０、モータ１１１、動力伝達装置１１２及び各種配管が設けられる。
基板１０を保持する基板保持部１２０は、微細パターン１１が形成された面１３を下向きにして基板１０を保持し、基板１０の微細パターン１１が形成された面１３に向けて洗浄液を噴射するノズル１２４、及び、前記ポンプＰと連通する排気口１３５が設けられている。
本実施形態において、基板保持部１２０は、基板１０の外径より少し大きい外径を有する板状の保持テーブル１２１、及び保持テーブル１２１の外周部に沿って基板１０の外径に合わせて保持テーブル１２１上に固設された複数の保持ピン１２２を含む。図３に示されたように、基板１０を、微細パターン１１が形成された面１３を下向きにして複数の保持ピン１２２上に載置することで、基板１０の微細パターン１１が形成された面１３が保持テーブル１２１の上面と若干離隔するように搭載して保持することができる。
本実施形態において、保持テーブル１２１は回転自在である。ベース１１０は、モータ１１１、モータ１１１の回転力を回転速度及び／又は回転方向を変えて保持テーブル１２１に伝達する動力伝達装置１１２が内蔵される。また、保持テーブル１２１の回転と共に回転する保持ピン１２２は、基板１０を安定的に保持固定するため、基板１０の外周部をクランプして固定できるように構成される。
保持テーブル１２１は、処理室１５０の内部を排気する排気口１３５が設けられている。排気口１３５は、排気管１２３を通じて、ポンプＰと連通している。排気管１２３には、各種洗浄液を基板１０の微細パターン１１が形成された面１３に向かって噴射するノズル１２４が、洗浄液供給配管１２５及び必要な弁Ｖ及び／又はポンプに連通して配置される。本実施形態においては、排気口１３５が保持テーブル１２１の中央に形成されているが、排気口１３５は必ずしも保持テーブル１２１の中央に形成されるものではなく、保持テーブル１２１の複数の個所、例えば、同心円状、碁盤の目状に複数形成されてもよい。また、排気口１３５は、保持テーブル１２１ではなく、ベース１１０の所定個所に形成されても良い。
ベース１１０は、上面に、ノズル１２４によって噴射供給される液状又は霧状の洗浄液を回収する排水口１３６が形成されている。排水口は１３６は、排水管１１３を通じて、必要な弁Ｖ及び／又はポンプに連通している。排水口１３６は、上述した排気口１３５とともに、洗浄液だけでなく、処理室１５０の内部を排気することもできる。
ヒータ１３０は、基板１０を処理するとき、基板１０を加熱するためのものであり、基板１０の微細パターン１１が形成された面１３と反対側の面に対向するように、基板保持部１２０に対し上方に設けられる。ヒータ１３０は、その底面に多数のハロゲンランプのような熱源をアレイ状に配置して構成することができる。アレイ状に配置して構成する場合、多数の熱源は個別的に又はグループでオン／オフ制御可能、又は、発熱量を制御可能であることが望ましい。ヒータ１３０は上下に移動することで基板１０との距離を調節できることが望ましい。
ヒータ１３０は、後述する基板１０の乾燥処理時、窒素やアルゴンなどの不活性ガスを供給する不活性ガス供給口１３１が形成される。不活性ガス供給口１３１は、後述するカバー１４０Ａの天井を貫通して必要な弁Ｖ及び／又はポンプと連通する不活性ガス供給配管１３２に連通される。不活性ガス供給口１３１は、必ずしもヒータ１３０に形成される必要はなく、後述するカバー１４０Ａの天井や側壁を貫通して形成されても良い。
カバー１４０Ａは、上述した基板保持部１２０及びヒータ１３０を内部に収容し処理室１５０を形成するものであって、ベース１１０の外周部に沿ってＯ−リングのような封止手段１４１を介してベース１１０に着脱自在に設けられる。例えば、カバー１４０Ａは、図示していない駆動機構によって上下に移動することで、処理室１５０に基板１０を搬入又は搬出するときには開放され、基板１０の処理時には閉じられて処理室１５０を密閉できるように構成される。
カバー１４０Ａは、天井又は側壁を貫通して処理室１５０の内部にクリーンエアを供給するクリーンエア供給口１４２が形成される。クリーンエア供給口１４２は、必要な弁Ｖ及び／又はファン（ＦＡＮ）と連通するクリーンエア供給配管１４３に連通される。クリーンエア供給配管１４３は、通常ＨＥＰＡフィルターのようなフィルターによってフィルタリングしてクリーンルームに供給するクリーンエアが供給される。
次いで、図４〜図７を参照して、上述した実施形態による基板処理装置１００Ａを用いて基板１０を処理する過程を説明することで本実施形態による基板処理方法を説明する。
まず、基板処理装置１００Ａに洗浄及び乾燥処理する基板１０を搬入する。そのため、図４に示されたように、ヒータ１３０及びカバー１４０Ａを図示していない駆動機構によって上昇させて、図示していないロボットアームのような搬送手段によって基板１０を、微細パターン１１が形成された面１３を下向きにして保持ピン１２２にローディングして固定する。基板処理装置１００Ａに基板１０を搬入したとき、クリーンエア供給配管１４３の弁Ｖと排水管１１３の弁Ｖは開放状態にする。その他の排気管１２３及び配管１２５、１３２の弁Ｖは閉鎖状態である。その後、クリーンエア供給配管１４３は常に開放状態にし、排水管１１３の弁Ｖは後述する乾燥処理過程を除いて開放状態にする。
次いで、図５に示されたように、ベース１１０の上面外周部に沿ってガイド壁（ｇｕｉｄｅ ｗａｌｌ）１４５Ａを設ける。ガイド壁１４５Ａは、上下が開放された円筒状の部材であって、基板保持部１２０が回転しながらノズル１２４から供給される洗浄液が遠心力によって基板処理装置１００Ａの外に飛散することを防止する役割を果たす。
本実施形態においては、図５に示されたように、カバー１４０Ａを開放した状態で洗浄処理を行うことが示されているが、カバー１４０Ａを下降させて処理室１５０を密閉した状態で洗浄処理を行うこともできる。処理室１５０を密閉した状態で洗浄処理を行う場合、前記ガイド壁１４５Ａは不要である。
次いで、モータ１１１を駆動して保持テーブル１２１を回転させることで、保持ピン１２２に固定された基板１０を回転させながら、洗浄液供給配管１２５の弁Ｖを開放して基板１０の微細パターン１１が形成された面１３に向かって洗浄液を噴射する。すると、回転する基板１０の遠心力によって洗浄液が基板１０の外周部に移動しながら微細パターン１１が形成された面１３にある異物と共に、基板１０の外のベース１１０上面縁に、又は、ガイド壁１４５Ａを沿って流れ落ち、ベース１１０の上面縁に排出され、排水口１３６を通って基板処理装置１００Ａの外に排水される。
洗浄液は、基板１０から取り除く異物の種類によって半導体工程で広く使用される洗浄液を多様に選定できるが、例えば、ＡＰＭ（ＳＣ−１）（ＮＨ４ＯＨ＋Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）、ＨＰＭ（ＳＣ−２）（ＨＣｌ＋Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）、ＳＰＭ（Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２）、ＤＳＰ（希Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２＋ＨＦ）、ＦＰＭ（ＨＦ＋Ｈ２Ｏ２）、ＢＨＦ（ＮＨ４Ｆ＋ＨＦ＋Ｈ２Ｏ）、オゾンフッ酸（ＨＦ＋Ｏ３＋Ｈ２Ｏ）、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などを選択的に、繰り返して、交互に、又は混合して使用することができる。また、本明細書において洗浄とは、リンス（濯ぎ）を含む概念である。
洗浄液は、種類によって、ヒータ１３０を使用して基板１０を加熱しながら洗浄処理することもできる。基板１０を加熱しながら洗浄処理するには、図５に示されたように、ヒータ１３０を下降させて基板１０に接近させれば良い。
次いで、図６に示されたように、カバー１４０Ａを下降させて処理室１５０を密閉する。図６にはガイド壁１４５Ａをそのままにしてカバー１４０Ａを下降させることが示されているが、ガイド壁１４５Ａを除去してカバー１４０Ａを下降させても良い。
次いで、洗浄液噴射ノズル１２４を通ってＩＰＡを噴射する。ＩＰＡは洗浄液残滓や不純物などを溶解させる溶剤であって、乾燥ムラを残さず、容易に蒸発する性質があるため、基板の洗浄乾燥処理で広く使用される。ＩＰＡを噴射している間、ヒータ１３０は稼動しないことが望ましいが、ヒータ１３０の稼動中止が必須ではない。基板保持部１２０は回転させ続ける。
次いで、本格的な基板１０の乾燥処理を行う。具体的に、ヒータ１３０を稼動させて基板１０を加熱しながら、不活性ガス供給口１３１から窒素やアルゴンなどの不活性ガスを供給し、同時に排気管１２３のポンプＰを稼動させて処理室１５０の内部を排気する。これにより、処理室１５０の内部を負圧雰囲気にする。本格的な基板１０の乾燥処理をしている間、基板保持部１２０を回転させ続け、クリーンエア供給口１４２からクリーンエアを供給し続けても良いが、排水管１１３の弁Ｖを閉めて処理室１５０内に供給された不活性ガスが排水口１３６を通って抜け出すことを防止する。したがって、不活性ガス供給口１３１を通って供給された不活性ガスは、基板１０の外周部を回って基板１０の下面、すなわち微細パターン１１が形成された面と保持テーブル１２１の上面との間の空間を通り、排気口１３５から排気される。
すると、図２を参照して説明したように、微細パターン１１の先端に凝集された洗浄液（ＩＰＡ）の液滴１６は、空間１２の外側に突出したメニスカス状になりながら（図２の（ｂ）参照）、微細パターン１１間の隙間から容易に排出され蒸発する。
乾燥処理の際、不活性ガス及びクリーンエアの供給量に対するポンプＰの排気量を調節し、及び／又は、ヒータ１３０による加熱程度を調節することで、処理室１５０内を適切な負圧雰囲気にすることが望ましい。すなわち、不活性ガス及びクリーンエアの供給量に対するポンプＰの排気量が少なければ、所望の負圧雰囲気が形成されず本実施形態の作用を実現できない。逆にポンプの排気量が多過ぎる、又はヒータによる加熱が過剰である場合、空間１２内部と処理室１５０との間の圧力差が大き過ぎて、液滴１６が弾けながら飛散して空間１２内に異物を残したり、基板１０の表面に乾燥ムラを残したりするなどの副作用が起こり得る。
所定時間が経過して洗浄液（ＩＰＡ）がすべて蒸発し、基板１０の乾燥が完了すれば、ヒータ１３０を停止させ、ポンプＰを停止させて排気口１３５からの排気を停止させた後、不活性ガス供給配管１３２の弁Ｖを閉めて不活性ガスの供給を中断する。
次いで、処理室１５０内が常温、常圧の状態に戻ればヒータ１３０及びカバー１４０Ａを上昇させて処理室１５０を開放し、ガイド壁１４５Ａを除去して、ロボットアームのような搬送手段を通じて基板１０を基板処理装置１００Ａの外に取り出す。
上記のように本実施形態に係る基板処理装置１００Ａは、前記基板１０を洗浄する際、前記基板保持部１２０に保持された基板１０を回転させながら、前記ノズル１２４を通して基板１０の微細パターン１１が形成された面１３に向けて洗浄液を噴射し、前記基板１０の洗浄後に乾燥する際には、前記ヒータ１３０を稼動して前記基板１０を微細パターン１１が形成された面１３と反対側の面から加熱しながら、前記不活性ガス供給口１３１を通して不活性ガスを前記基板１０の微細パターン１１が形成された面１３と反対側の面に向けて供給するとともに、前記ポンプＰを稼動して前記不活性ガスを排気し前記処理室１５０内部を負圧雰囲気にすることで、前記基板１０の微細パターン１１が形成された面１３と反対側の面、前記基板１０の周縁部、及び前記基板１０の微細パターン１１が形成された面１３の中央部を順に経て前記排気口１３５を通して排気される前記不活性ガスの流れができるように構成されている。
本実施形態による基板処理方法及び基板処理装置１００Ａによれば、基板１０の乾燥処理を負圧雰囲気で行うことで、洗浄液を微細パターン１１間の隙間から容易に排出蒸発させることができ、微細パターン１１が互いに付着したり離れたりする不良を著しく低減させることができる。特に、本実施形態による基板処理装置１００Ａによれば、クリーンルーム全体ではなく、小型の基板処理装置１００Ａの内部、すなわち処理室１５０のみを排気して負圧雰囲気を形成するため、大容量の真空ポンプを使用せずに済み、低コストで短時間に負圧雰囲気を形成することができる。
本実施形態による装置及び方法によれば、基板１０の微細パターン１１が形成された面１３が下向きになった状態で洗浄及び乾燥処理を行うため、洗浄液や異物が微細パターン１１間の隙間に挟まれず容易に排出される。特に、クリーンルームの天井から供給されるクリーンエアは下降する流れを形成するため、処理室１５０内の異物が基板１０の上面に付着し易い点を考慮すれば、微細パターン１１が形成された面１３を下向きにすることが洗浄乾燥不良を防止するために非常に有効である。
基板処理装置１００Ａは、保持テーブル１２１に排気口１３５が設けられていることにより、基板１０の微細パターン１１が形成された面１３と反対側の面、前記基板１０の周縁部、及び前記基板１０の微細パターン１１が形成された面１３を順に経て前記排気口１３５を通して排気される前記不活性ガスの流れができる。上記のように構成したことにより基板処理装置１００Ａは、基板１０の微細パターン１１が形成された面１３を不活性ガスが効率的に通過するので、基板１０を短時間に完全に乾燥することができる。
さらに基板処理装置１００Ａは、排気口１３５が保持テーブル１２１の中央に設けられていることにより、不活性ガスが、基板１０の周縁部から前記基板１０の微細パターン１１が形成された面１３の中央部を順に経て前記排気口１３５を通して排気されるので、不活性ガスが基板１０の微細パターン１１が形成された面１３をより効率的に通過することができる。
本実施形態によれば、基板１０の洗浄処理と乾燥処理とを一つの装置でイン・サイチュで行うため、処理効率に優れ、洗浄装置と乾燥装置とを移動する過程で発生する基板１０の汚染を防止することができる。
上述した実施形態による装置や工程は多様に変形され得る。例えば、基板１０の洗浄処理の際、洗浄液が装置の外に飛び出すことを防止するガイド壁１４５Ａ（図５〜図７を参照）を、図８に示されたように、ベース１１０の外周部から上方に延びる一体型のガイド壁１４５Ｂとして形成することができる。基板処理装置１００Ｂは、別途に設けられた上述した実施形態のガイド壁１４５Ａを設置し除去する手数を減らすことができ、図３に示された基板処理装置１００Ａに比べてカバー１４０Ｂの側壁の長さ（高さ）を短縮でき、処理室１５０の開放／閉鎖時のカバー１４０Ｂの昇降距離を短くすることができる。昇降距離を短くする場合、基板１０の搬入／搬出時、ロボットアームがガイド壁１４５Ｂを越えて処理室１５０内に進入した後、保持ピン１２２まで昇降する動作、又は基板保持部１２０が上昇する動作を可能にする必要がある。
また、上述した実施形態において、カバー１４０Ａ、１４０Ｂは上下移動することでベース１１０に着脱することと示されているが、カバーのベースへの着脱構造は変更可能である。例えば、カバー１４０Ａ、１４０Ｂの一側をベース１１０の一側に回動自在に固定し、カバーを回動させることでベースに着脱することができる。
さらに、上述した実施形態で説明した様々な特徴（構造や工程）は、本発明の要旨から逸脱しない、又は矛盾しない限り、任意に選択し組み合わせて実施することができる。例えば、基板の微細パターンが形成された面を下向きにする構成や、基板保持部を回転させる構成、不活性ガスやクリーンエアを供給する構成、工程毎の各種配管の開放／閉鎖、排気口及び排水口の開放／閉鎖などは必要によって省略又は変更することもできる。
以上、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
１０ 基板
１１ 微細パターン
１２ 空間
１６ 液滴
１００Ａ，１００Ｂ 基板処理装置
１１０ ベース
１１１ モータ
１１２ 動力伝達装置
１１３ 排水管
１２０ 基板保持部
１２１ 保持テーブル
１２２ 保持ピン
１２３ 排気管
１２４ ノズル
１２５ 洗浄液供給配管
１３０ ヒータ
１３１ 不活性ガス供給口
１３２ 不活性ガス供給配管
１３５ 排気口
１３６ 排水口
１４０Ａ，１４０Ｂ カバー
１４１ 封止手段
１４２ クリーンエア供給口
１４３ クリーンエア供給配管
１４５Ａ，１４５Ｂ ガイド壁
１５０ 処理室
１１ 微細パターン
１２ 空間
１６ 液滴
１００Ａ，１００Ｂ 基板処理装置
１１０ ベース
１１１ モータ
１１２ 動力伝達装置
１１３ 排水管
１２０ 基板保持部
１２１ 保持テーブル
１２２ 保持ピン
１２３ 排気管
１２４ ノズル
１２５ 洗浄液供給配管
１３０ ヒータ
１３１ 不活性ガス供給口
１３２ 不活性ガス供給配管
１３５ 排気口
１３６ 排水口
１４０Ａ，１４０Ｂ カバー
１４１ 封止手段
１４２ クリーンエア供給口
１４３ クリーンエア供給配管
１４５Ａ，１４５Ｂ ガイド壁
１５０ 処理室
Claims (12)
- 微細パターンが形成された基板を洗浄し乾燥する基板処理装置であって、
前記基板を前記微細パターンが形成された面が下向きになるようにして回転自在に保持する板状の保持テーブルと、前記保持テーブル上に設けられ、前記基板の外周部を複数の地点でそれぞれ保持する複数の保持ピンと、を含む基板保持部と、
前記基板を加熱するためのヒータと、
前記基板保持部及び前記ヒータを内部に収容し処理室を形成するカバーと、
前記処理室内部を排気し負圧雰囲気にするポンプと、
前記微細パターンが形成された面と反対側の面に対向して、前記処理室内部へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、
前記保持テーブルに設けられた、前記微細パターンが形成された面に向けて洗浄液を噴射するノズル、及び、前記ポンプと連通する排気口と
を備え、
前記カバーは、前記基板の搬入及び搬出時には開放され、前記基板の処理時には閉じられ、前記処理室を密閉可能に構成されたことを特徴とする基板処理装置。 - 前記ノズル及び排気口が、前記保持テーブルの中央に設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 前記ヒータは、前記基板の微細パターンが形成された面と反対側の面に対向するように、前記基板保持部の上方に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置。
- 前記ヒータは、前記基板との距離が調節可能なことを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
- 前記ノズルにより噴射された洗浄液を排水する排水口が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の基板処理装置。
- 前記基板保持部は、回転自在になっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の基板処理装置。
- 前記不活性ガス供給口が、前記カバーの天井を貫通して形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の基板処理装置。
- 前記処理室内部にクリーンエアを供給するクリーンエア供給口が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の基板処理装置。
- 前記クリーンエア供給口が、前記カバーの天井を貫通して形成されていることを特徴とする請求項８記載の基板処理装置。
- 微細パターンが形成された基板を洗浄し乾燥する基板処理方法であって、
前記基板を、微細パターンが形成された面が下向きになるようにして、回転させながら、前記微細パターンが形成された面に向けて前記基板の下方より洗浄液を噴射して前記基板を洗浄し、洗浄液を振り飛ばす第１工程と、
処理室を密閉し、前記基板を、前記微細パターンが形成された面が下向きになるようにして保持した状態で、前記第１工程で振り飛ばされず残った前記洗浄液を、前記基板を前記微細パターンが形成された面と反対側の面から加熱することで蒸発させ前記基板を乾燥する第２工程と
を備え、
前記第２工程では、前記基板の微細パターンが形成された面と反対側の面に向けて前記基板の上方から不活性ガスを供給し、前記基板の微細パターンが形成された面に対向する位置に形成されている排気口を通して、前記基板の下方から前記処理室を排気することで、前記処理室内部を負圧雰囲気にし、前記第１工程で振り飛ばされず残った洗浄液が前記微細パターンの先端部に凝集して形成された液滴が、該液滴及び前記微細パターンにより形成された空間の外側に排出されるように誘導し、前記基板の微細パターンが形成された面と反対側の面、前記基板の周縁部、及び前記基板の微細パターンが形成された面を順に経て前記排気口を通して排気される前記不活性ガスの流れができるようにすることを特徴とする基板処理方法。 - 前記第１工程と前記第２工程とは、イン・サイチュ(in-situ)で行われることを特徴とする請求項１０記載の基板処理方法。
- 前記排気口が前記基板の微細パターンが形成された面の中央部に対向する位置に形成されており、
前記液滴が、前記基板の微細パターンが形成された面と反対側の面、前記基板の周縁部、及び前記基板の微細パターンが形成された面の中央部を順に経て前記排気口を通して排気されることを特徴とする請求項１０又は１１記載の基板処理方法。
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