TWI587381B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明涉及基板處理裝置及基板處理方法。
基板處理裝置是在半導體等的製程中，向晶圓或液晶基板等基板的表面供給處理液，對該基板表面進行處理，之後向基板表面供給超純水等清洗液對該基板表面進行清洗，進而將其乾燥的裝置。在該乾燥程序中，由於近年來的伴隨半導體的高積體化、高容量化的微細化，發生例如記憶體單元、閘極周圍的圖案崩塌的問題。這是由圖案彼此的間隔、構造、清洗液的表面張力等引起的。
於是，以抑制上述圖案崩塌為目的，提出了使用表面張力比超純水還小的IPA(2-丙醇：異丙醇)的基板乾燥方法(例如參見專利文獻1)，在量產工廠等中使用將基板表面上的超純水置換為IPA以進行基板乾燥的方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-34779號公報
但是，半導體的微細化不斷發展，即使使用IPA這樣的表面張力小的有機溶劑等液體進行乾燥，晶圓的微細圖案也會由於該液體的表面張力等而崩塌。
例如，在液體不斷乾燥的過程中，在基板W表面的各部的乾燥速度發生不均勻，如圖5(B)所示，當液體A1殘留於一部分的圖案P之間時，圖案由於該部分的液體A1的表面張力而崩塌。尤其，殘留有液體的部分的圖案彼此由於液體的表面張力引起的靠近而發生彈性變形的崩塌，溶解在該液體中的微少的殘渣凝聚，之後當液體完全乾燥時，崩塌的圖案彼此由於殘渣的存在等而彼此固接。
本發明的課題在於提供在基板的乾燥時能夠使表面上的液體瞬間乾燥的基板處理裝置及基板處理方法。
本發明提供包括基板清洗室和基板乾燥室的基板處理裝置，其中，基板清洗室包括：向基板的表面供給清洗液的清洗液供給部；以及向被供給有清洗液的基板 的表面供給揮發性溶劑，將基板的表面的清洗液置換為揮發性溶劑的溶劑供給部，基板乾燥室包括加熱乾燥手段，該加熱乾燥手段對在基板清洗室中被供給有揮發性溶劑的基板的表面進行加熱，將因加熱作用在基板的表面生成的揮發性溶劑的液珠除去，對基板的表面進行乾燥，上述加熱乾燥手段從下側對基板的在鉛直方向上朝向下方配置的表面進行加熱，使因加熱作用在基板的表面生成的揮發性溶劑的液珠利用重力落下除去，對基板的表面進行乾燥。
本發明提供使用基板清洗室和基板乾燥室的基板處理方法，其中，在基板清洗室中進行：向基板的表面供給清洗液的程序；以及向被供給有清洗液的基板的表面供給揮發性溶劑，將基板的表面的清洗液置換為揮發性溶劑的程序，在基板乾燥室中進行：對在基板清洗室中被供給有揮發性溶劑的基板的表面進行加熱，將藉加熱在基板的表面生成的揮發性溶劑的液珠除去，對基板的表面進行乾燥的程序，上述對基板的表面進行加熱、進行乾燥的程序，由加熱乾燥手段從下側對基板的在鉛直方向上朝向下方配置的表面進行加熱，使因加熱作用在基板的表面生成的揮發性溶劑的液珠利用重力落下除去，對基板的表面進行乾燥。
根據本發明的基板處理裝置及基板處理方法，在基板的乾燥時能夠使表面上的液體瞬間乾燥。
10‧‧‧基板處理裝置
12‧‧‧搬送自動機器(基板搬送手段)
50‧‧‧基板清洗室
57‧‧‧清洗液供給部
58‧‧‧溶劑供給部
100‧‧‧基板乾燥室
101‧‧‧處理箱
102‧‧‧工作臺
103‧‧‧加熱乾燥手段
103A‧‧‧燈
103C、103D‧‧‧反射器
103E‧‧‧玻璃罩
105‧‧‧吹飛氣體供給部
105A‧‧‧噴嘴
W‧‧‧基板
[圖1]
圖1是繪示基板處理裝置的示意圖。
[圖2]
圖2是繪示基板處理裝置的基板清洗室的結構的示意圖。
[圖3]
圖3是繪示基板處理裝置的基板乾燥室的結構的示意圖。
[圖4]
圖4是繪示基板處理裝置的搬送手段的結構的示意圖。
[圖5]
圖5是繪示基板表面的揮發性溶劑的乾燥狀況的示意圖。
[圖6]
圖6是繪示基板處理裝置中的基板乾燥室的變化例的示意圖。
如圖1所示，基板處理裝置10設置有基板供排部20、基板保管用緩衝部30和複數個基板處理室40， 在基板供排部20與基板保管用緩衝部30之間設置有搬送自動機器11，在基板保管用緩衝部30與基板處理室40之間設置有搬送自動機器12。此處，如後所述，基板處理室40由基板清洗室50和基板乾燥室70組成。
另外，在以下的說明中，基板乾燥室70(加熱手段76、吸引乾燥手段77)是相對於本發明的參考例，基板乾燥室100(加熱乾燥手段103)是本發明的例子。
基板供排部20能夠搬入、搬出複數個基板收納盒21。基板收納盒21，係收納未處理的晶圓、液晶基板等複數個基板W，並被搬入基板供排部20。此外，基板收納盒21收納由基板處理室40處理後的基板W，並被從基板供排部20搬出。未處理的基板W由搬送自動機器11從在基板供排部20內的基板收納盒21中形成為多層的各收納架被依次取出，供給到基板保管用緩衝部30的後述的內部專用緩衝部31。供給到內部專用緩衝部31的未處理的基板W，進而由搬送自動機器12取出，供給到基板處理室40的基板清洗室50進行清洗處理。由基板清洗室50清洗處理後的基板W由搬送自動機器12從基板清洗室50取出，移載到基板乾燥室70進行乾燥處理。這樣處理完成的基板W由搬送自動機器12從基板乾燥室70取出，放入基板保管用緩衝部30的後述的外部專用緩衝部32暫時保管。在基板保管用緩衝部30的外部專用緩衝部32內暫時保管的基板W由搬送自動機器11取出，依 次排出到基板供排部20內的基板收納盒21的空的收納架。以處理完的基板W裝滿的基板收納盒21被從基板供排部20搬出。
如圖4所示，在基板保管用緩衝部30中，保管未處理的基板W的複數個內部專用緩衝部31設置為形成有多層的架狀，並且，保持由基板處理室40清洗和乾燥處理後的基板W的複數個外部專用緩衝部32設置為形成有多層的架狀。在外部專用緩衝部32的內部也能夠設置有冷卻暫時保管中的基板W的冷卻手段。另外，內部專用緩衝部31、外部專用緩衝部32也可以不形成為多層。
基板處理室40在位於從基板保管用緩衝部30離開的靠基板處理室40的移動端的位置的搬送自動機器12的周圍(或兩側)，配置形成一組的基板清洗室50和基板乾燥室70，將在同一組的基板清洗室50進行清洗處理後的基板W移載到該同一組的基板乾燥室70進行乾燥處理。在基板處理室40中，使基板清洗室50的清洗操作時間為N時，在基板乾燥室70的乾燥操作時間為1時，構成一組的基板清洗室50和基板乾燥室70的各設置個數i、j設定為i：j=N：1。據此，在基板處理室40內使形成一組的全部的基板清洗室50和基板乾燥室70在同一時間帶並行運行時，使得將後續的基板W由它們的基板清洗室50清洗的生產量與將由基板清洗室50完成清洗的先行的基板W由它們的基板乾燥室70乾燥的生產量為大致 同等。
本實施例的基板處理室40在多層例如3層的各個中配置形成一組的基板清洗室50和基板乾燥室70，在使基板清洗室50的清洗操作時間是N=3時，基板乾燥室70的乾燥操作時間為1，因此在各層中設置有i=3個基板清洗室50和j=1個基板乾燥室70。
以下，詳細敍述構成基板處理室40的基板清洗室50和基板乾燥室70。
如圖2所示，基板清洗室50包括：作為處理室的處理箱51；設置在該處理箱51內的杯狀部52；在該杯狀部52內將基板W以水準狀態支承的工作臺53；使該工作臺53在水平面內旋轉的旋轉機構54；以及在工作臺53的周圍升降的溶劑吸引排出部55。並且，基板清洗室50包括：向工作臺53上的基板W的表面供給藥液的藥液供給部56；向工作臺53上的基板W的表面供給清洗液的清洗液供給部57；供給揮發性溶劑的溶劑供給部58；以及控制各部分的控制部60。
處理箱51在周壁的一部分開有基板進出口51A。基板進出口51A由閘51B開閉。
杯狀部52形成為圓筒形狀，從周圍包圍工作臺53將其收納在內部。杯狀部52的周壁的上部隨著向斜上方去直徑縮小，並且開口，使得工作臺53上的基板W向上方露出。該杯狀部52接受從旋轉的基板W落下或飛濺的藥液、清洗液。另外，在杯狀部52的底部設置有用 於將接受的藥液、清洗液排出的排出管(未圖示)。
工作臺53定位在杯狀部52的中央附近，設置為能夠在水平面內旋轉。該工作臺53包括複數個銷等支承部件53A，利用這些支承部件53A，能夠裝卸地保持晶圓、液晶基板等基板W。
旋轉機構54包括與工作臺53連結的旋轉軸和作為使該旋轉軸旋轉的驅動源的電機(均未圖示)等，利用電機的驅動經由旋轉軸使工作臺53旋轉。該旋轉機構54與控制部60電連接，其驅動由控制部60控制。
溶劑吸引排出部55包括包圍工作臺53的周圍且呈環狀地開口的溶劑吸引口55A。溶劑吸引排出部55包括使溶劑吸引口55A升降的升降機構(未圖示)，在使溶劑吸引口55A位於比工作臺53的工作臺面更靠下位的位置的待機位置與使溶劑吸引口55A位於保持在工作臺53的基板W的周圍的工作位置之間使溶劑吸引口55A升降。溶劑吸引口55A吸引並接受從旋轉之基板W上飛散的揮發性溶劑。另外，在溶劑吸引口55A連接有用於吸引揮發性溶劑的排氣風扇或真空泵(未圖示)和用於將所吸引並接受的揮發性溶劑排出的排出管(未圖示)。
藥液供給部56包括對工作臺53上的基板W的表面從斜方向噴出藥液的噴嘴56A，從該噴嘴56A向工作臺53上的基板W的表面供給藥液，例如用於抗蝕劑剝離處理的APM(氨水和雙氧水的混合液)。噴嘴56A安裝在杯狀部52的周壁的上部，調整其角度和噴出流速 等，使得能夠向基板W的表面中心附近供給藥液。該藥液供給部56與控制部60電連接，其驅動由控制部60控制。另外，藥液供給部56包括儲存藥液的罐、作為驅動源的泵、作為調整供給量的調整閥的閥(均未圖示)等。
清洗液供給部57包括對工作臺53上的基板W的表面從斜方向噴出清洗液的噴嘴57A，從該噴嘴57A向工作臺53上的基板W的表面供給清洗液，例如用於清洗處理的純水(超純水)。噴嘴57A安裝在杯狀部52的周壁的上部，調整其角度和噴出流速等，使得能夠向基板W的表面中心附近供給藥液。該清洗液供給部57與控制部60電連接，其驅動由控制部60控制。另外，清洗液供給部57包括儲存清洗液的罐、作為驅動源的泵、作為調整供給量的調整閥的閥(均未圖示)等。
溶劑供給部58包括對工作臺53上的基板W的表面從斜方向噴出揮發性溶劑的噴嘴58A，從該噴嘴58A向工作臺53上的基板W的表面供給揮發性溶劑，例如IPA。該溶劑供給部58向由清洗液供給部57供給的清洗液清洗後的基板W的表面供給揮發性溶劑，將基板W的表面的清洗液置換為揮發性溶劑。噴嘴58A安裝在杯狀部52的周壁的上部，調整其角度和噴出流速等，使得能夠向基板W的表面中心附近供給揮發性溶劑。該溶劑供給部58與控制部60電連接，其驅動由控制部60控制。另外，溶劑供給部58包括儲存揮發性溶劑的罐、作為驅動源的泵、作為調整供給量的調整閥的閥(均未圖示) 等。
此處，作為揮發性溶劑，除了IPA之外，還能夠使用例如乙醇等一價的醇類，或二乙醚、甲乙醚等醚等、以及碳酸乙烯酯等。另外，揮發性溶劑優選可溶於水。
控制部60包括集中控制各部分的微機和記憶關於基板處理的基板處理資訊和各種程式等的記憶部。該控制部60基於基板處理資訊和各種程式控制旋轉機構54、溶劑吸引排出部55、藥液供給部56、清洗液供給部57、溶劑供給部58等，對旋轉中的工作臺53上的基板W的表面進行利用藥液供給部56的藥液的供給、利用清洗液供給部57的清洗液的供給、利用溶劑供給部58的揮發性溶劑的供給等的控制。
如圖3所示，基板乾燥室70包括：作為處理室的處理箱71；設置在該處理箱71內的杯狀部72；在該杯狀部72內將基板W以水準狀態支承的工作臺73；使該工作臺73在水平面內旋轉的旋轉機構74；供給氣體的氣體供給部75；對被供給有揮發性溶劑的基板W的表面進行加熱的加熱手段76；用於對由加熱手段76加熱後的基板W的表面進行乾燥的吸引乾燥手段77；以及控制各部分的控制部80。
處理箱71、杯狀部72、工作臺73、旋轉機構74與基板清洗室50中的處理箱51、杯狀部52、工作臺53、旋轉機構54同樣。另外，在圖3中，71A是基板出 入口，71B表示閘、73A表示銷等支承部件。
氣體供給部75包括對工作臺73上的基板W的表面從斜方向噴出氣體的噴嘴75A，從該噴嘴75A向工作臺73上的基板W的表面供給氣體例如氮氣，在處理箱71內使基板W的表面上的空間成為氮氣氣氛。噴嘴75A安裝在杯狀部72的周壁的上部，調整其角度、噴出流速等，使得氣體被供向基板W的表面中心附近。該氣體供給部75與控制部80電連接，其驅動由控制部80控制。另外，氣體供給部75包括儲存氣體的罐、成為調整供給量的調整閥的閥(均未圖示)等。
此處，作為供給的氣體，能夠使用氮氣以外的不活潑氣體例如氬氣、二氧化碳氣體、氦氣等。因為該不活潑性氣體被供給到基板W的表面，所以能夠除去基板W的表面上的氧，防止生成浮水印(水漬)。另外，供給的氣體優選是加熱後的氣體。
加熱手段76包括複數個燈76A，設置在工作臺73的上方，藉各燈76A的點亮向工作臺73上的基板W的表面照射光。該加熱手段76構成為能夠利用移動機構76B在上下方向(升降方向)上移動，在接近杯狀部72的照射位置(如圖3中的實線所示，接近基板W的表面的位置)與從杯狀部72離開規定距離的待機位置(如圖3中的點劃線所示，從基板W的表面離開的位置)之間移動。在將基板W放置在基板乾燥室70的工作臺73上時，使加熱手段76預先定位在待機位置，從而能夠避 免加熱手段76妨礙基板W搬入。加熱手段76可以是在燈點亮後下降或是在下降後點亮燈中的任一種。該加熱手段76與控制部80電連接，其驅動由控制部80控制。
此處，作為加熱手段76，例如能夠使用將直管型的燈76A排列複數個而設置的手段或將燈泡型的燈76A陣列狀地設置有複數個的手段。此外，作為燈76A，例如能夠使用鹵素燈、氙閃光燈等。
在使用加熱手段76的基板W的加熱程序中，藉該加熱手段76的加熱，如圖5(A)所示，與基板W的表面上的圖案P接觸的揮發性溶劑的液體A1與其他部分的揮發性溶劑的液體A1相比更早開始氣化。即，供給到基板W的表面的揮發性溶劑的液體A1中、僅與基板W的表面接觸的部分被急速加熱而成為氣相。據此，在基板W的表面上的圖案P的周圍，藉揮發性溶劑的液體A1的氣化(沸騰)，氣體層(氣泡的集合)即揮發性溶劑的氣層A2形成為薄膜。因此，相鄰的圖案P間的揮發性溶劑的液體A1被該氣層A2向基板W的表面壓出，並且由於自身的表面張力而形成多個液珠。
吸引乾燥手段77與基板清洗室50中的上述溶劑吸引排出部55實質上相同，將在工作臺73的周圍呈環狀地開口的溶劑吸引口77A設定在定位於在工作臺73保持的基板W的周圍的工作位置來發揮作用。溶劑吸引口55A吸引並接受從旋轉之基板W上飛散的揮發性溶劑。該吸引乾燥手段77與控制部80電連接，其驅動由控 制部80控制。另外，在溶劑吸引口77A連接有：用於吸引揮發性溶劑的液珠的真空泵(未圖示)；以及用於將吸引且接受到的揮發性溶劑的液珠排出的排出管(未圖示)。
控制部80包括集中控制各部分的微機和記憶關於基板處理的基板處理資訊和各種程式等的記憶部。該控制部80基於基板處理資訊和各種程式控制旋轉機構74、氣體供給部75、加熱手段76、吸引乾燥手段77等，對旋轉中的工作臺73上的基板W的表面進行利用氣體供給部75的氣體的供給、利用加熱手段76的加熱、利用吸引乾燥手段77的吸引等的控制。
以下，說明基板處理裝置10的基板W的清洗和乾燥處理順序。
(1)由搬送自動機器12取出由搬送自動機器11從基板供排部20的基板收納盒21供給到基板保管用緩衝部30的內部專用緩衝部31的基板W，在將該基板W放置在基板處理室40中的基板清洗室50的工作臺53上的狀態下，基板清洗室50的控制部60控制旋轉機構54，使工作臺53以規定的轉速旋轉，接著，在將溶劑吸引排出部55定位在待機位置的狀態下，控制藥液供給部56，從噴嘴56A向旋轉的工作臺53上的基板W的表面供給規定時間的藥液即APM。作為藥液的APM從噴嘴56A向旋轉的工作臺53上基板W的中央噴出，由於基板W的旋轉帶來的離心力擴散到基板W的表面整體。據此，工作臺53上 的基板W的表面被APM覆蓋而被處理。
另外，控制部60使工作臺53從上述(1)到後述(3)持續旋轉。此時，工作臺53的轉速、規定時間等的處理條件已預先設定，但能夠由操作者任意地變更。
(2)接著，控制部60停止藥液的供給，之後控制清洗液供給部57，從噴嘴57A向旋轉的工作臺53上的基板W的表面供給規定時間的清洗液即超純水。作為清洗液的超純水從噴嘴57A向旋轉的工作臺53上的基板W的中央噴出，由於基板W的旋轉帶來的離心力擴散到基板W的表面整體。據此，工作臺53上的基板W的表面被超純水覆蓋而被清洗。
(3)接著，控制部60在由清洗液供給部57進行的基板W的清洗完成時，使溶劑吸引排出部55定位在工作位置，控制溶劑供給部58，從噴嘴58A向旋轉的工作臺53上的基板W的表面供給規定時間的揮發性溶劑即IPA。另外，IPA的供給優選在超純水乾燥之前進行。作為揮發性溶劑的IPA從噴嘴58A向旋轉的工作臺53上的基板W的中央噴出，由於基板W的旋轉帶來的離心力擴散到基板W的表面整體。此時，從旋轉的基板W上飛散的IPA被溶劑吸引排出部55吸引。據此，工作臺53上的基板W的表面從超純水置換為IPA。另外，此時的工作臺53即基板W的轉速設定為，以基板W的表面不露出的程度，揮發性溶劑的膜在基板W的表面上形成為薄膜。
此外，使從溶劑供給部58的噴嘴58A噴出的 IPA的溫度低於其沸點，確實地將液體狀態的IPA向基板W的表面供給，從而在基板W的表面的整個區域，超純水可靠地均等地置換為IPA。本例中，IPA以液體狀態對基板W連續供給。
(4)接著，控制部60使基板清洗室50的工作臺53的旋轉停止，搬送自動機器12將停止旋轉的工作臺53上的基板W從基板清洗室50取出，在將該基板W放置在基板處理室40中的基板乾燥室70的工作臺73上的狀態下，基板乾燥室70的控制部80控制氣體供給部75，從噴嘴75A向旋轉的工作臺73上的基板W的表面供給規定時間的氣體即氮氣。氮氣從噴嘴75A向工作臺73上的基板W的整個區域噴出。據此，包圍工作臺73上的基板W的空間成為氮氣氛。藉使該空間為氮氣氛，使氧濃度減少，能夠抑制在基板W的表面產生浮水印。
另外，控制部80使工作臺73從上述(4)到後述(6)繼續旋轉。此時，預先設定了工作臺73的轉速和規定時間等的處理條件，但能夠由操作者任意地變更。
(5)接著，控制部80當上述(3)的IPA的轉換完成時，控制加熱手段76，使一直處於待機位置的加熱手段76定位於照射位置，使加熱手段76的各燈76A點亮，將旋轉的工作臺73上的基板W加熱即定時間。此時，加熱手段76能夠進行能夠使基板W的溫度10秒成為100度以上的加熱。據此，能夠使與基板W的表面上的圖案P接觸的揮發性溶劑的液體A1瞬間氣化，使基板 W的表面上的其他部分的揮發性溶劑的液體A1直接液珠化。
此處，在由加熱手段76進行的加熱乾燥中，為了使與基板W的圖案P接觸的作為揮發性溶劑的IPA瞬間氣化，以數秒的時間將基板W加熱到數百度的高溫是很重要的。此外，必須不加熱IPA，而僅加熱基板W。為此，優選使用在波長500~3000nm包括峰值強度的燈76A。此外，為了進行可靠的乾燥，基板W的最終溫度(藉加熱到達的最終溫度)優選是比處理液、溶劑的大氣壓中的沸點還高20℃以上的加熱溫度，此外，優選達到最終溫度的時間為10秒內，例如處於數10msec~數秒的範圍內。
(6)藉加熱手段76的加熱作用在基板W的表面生成的IPA的液珠，由於基板W的旋轉帶來的離心力向外周飛散，到達吸引乾燥手段77。此時，對溶劑吸引口77A施加吸引力，因此到達吸引乾燥手段77的IPA的液珠經由溶劑吸引口77A被吸引而除去。據此，乾燥結束。據此，在本實施例中，旋轉工作臺73、旋轉機構74、吸引乾燥手段77構成將藉加熱手段76的加熱作用在基板的表面生成的揮發性溶劑的液珠除去，對基板的表面進行乾燥的乾燥手段。
(7)接著，控制部80使工作臺73的旋轉停止，將在停止旋轉的工作臺73上完成乾燥的基板W由搬送自動機器12從基板乾燥室70取出，將該基板W放入 基板保管用緩衝部30的外部專用緩衝部32。
另外，在上述(7)的基板W的取出前，控制部80使加熱手段76的燈76A熄滅，並且定位於待機位置。據此，在基板W取出時，加熱手段76不會造成妨礙。
(8)搬送自動機器11將基板W從基板保管用緩衝部30的外部專用緩衝部32取出，向基板供排部20的基板收納盒21排出。
據此，在基板處理裝置10中，基板處理室40包括基板清洗室50和基板乾燥室70，在基板清洗室50與基板乾燥室70之間設置有作為基板搬送手段的搬送自動機器12。據此，在基板清洗室50中，進行：向基板W的表面供給清洗液的程序；以及向被供給有清洗液的基板W的表面供給揮發性溶劑，將基板W的表面的清洗液置換為揮發性溶劑的程序，在基板清洗室50中被供給有揮發性溶劑的基板W由搬送自動機器12搬送到基板乾燥室70。然後，在基板乾燥室70中進行：對在基板清洗室50中被供給有揮發性溶劑的基板W進行加熱的程序；以及將藉基板W的加熱在基板W的表面生成的揮發性溶劑的液珠除去，對基板W的表面進行乾燥的程序。
根據本實施例能夠達到以下的作用效果。
(a)藉加熱手段76對基板W的加熱作用，在基板W的表面上的圖案P的周圍完成置換的揮發性溶劑即IPA的液體氣化，從而在基板W的表面上的圖案P的周圍， IPA氣化後的氣層形成為薄膜。因此，基板W的相鄰圖案P之間的IPA的液體被氣層壓出，並且由自身的表面張力而形成多個液珠。這樣在基板W的表面生成的IPA的液珠由於基板W的旋轉帶來的離心力向外周飛散，由吸引乾燥手段77立即吸引而除去。據此，在基板W的整個表面能夠使IPA液體瞬間乾燥，使基板W的表面的各部分的乾燥速度均勻，結果不會在一部分的圖案P之間產生IPA的殘留，能夠抑制由這樣的殘留IPA的表面張力引起的圖案P的崩塌。
(b)相互分開地設置基板清洗室50和基板乾燥室70，將清洗液供給程序和揮發性溶劑的置換程序以及加熱程序和乾燥程序並行處理。
基板清洗室50不需要燈等加熱手段，基板乾燥室70不需要清洗液供給部或溶劑供給部。據此，例如在基板處理裝置10包括複數個基板清洗室50時，與該基板清洗室50和基板乾燥室70合併的結構相比，能夠實現設備的緊湊化。
能夠將基板清洗室50中的清洗液供給程序和揮發性溶劑的置換程序、以及基板乾燥室70中的加熱程序和乾燥程序並行處理，能夠提高基板W的生產率。據此，在基板W大型化時也能夠提高其量產性。
圖6是將上述基板處理裝置10中的基板乾燥室70代替為基板乾燥室100的本發明的例子。基板乾燥室100與基板乾燥室70的不同點是，從下側對基板W的 在鉛直方向上朝向下方配置的表面進行加熱，使因加熱作用在基板W的表面生成的揮發性溶劑的液珠利用重力落下除去，對基板W的表面進行乾燥。另外，關於基板清洗室50，說明使用與前面作為參考例敍述的基板清洗室50相同的結構的例子。
如圖6所示，基板乾燥室100包括：作為處理室的處理箱101；固定在該處理箱101內的頂面的工作臺102；支承在該處理箱101內的底面的加熱乾燥手段103；向該處理箱101內供給氣體的氣氛氣體供給部104；向加熱乾燥手段103供給氣體的吹飛氣體供給部105；以及控制各部分的控制部110。加熱乾燥手段103對被供給有揮發性溶劑的基板W的表面進行加熱，將因加熱作用在基板W的表面生成的揮發性溶劑的液珠除去，對基板W的表面進行乾燥。
處理箱101包括基板出入口101A和閘101B。
工作臺102包括保持基板W的夾具102A，將基板W的表面配置為在鉛直方向上朝向下方。
加熱乾燥手段103包括複數個燈103A，設置在工作臺102的下方，利用各燈103A的點亮向工作臺102上的基板W的向下的表面照射光。該加熱乾燥手段103構成為能夠利用移動機構103B在上下方向(升降方向)上移動，在照射位置(如圖6中的實線所示，接近基板W的表面的位置)與待機位置(如圖6中的點劃線所 示，從基板W的表面離開的位置)之間移動。在將基板W放置在基板乾燥室100的工作臺102上時，使加熱手段103預先定位在待機位置，從而能夠避免加熱手段103妨礙基板W搬入。加熱手段103可以是在燈點亮後上升或是在上升後點亮燈中的任一種。該加熱乾燥手段103與控制部110電連接，其驅動由控制部110控制。
此處，作為加熱乾燥手段103，例如能夠使用將直管型的燈103A排列複數個而設置的手段或將燈泡型的燈103A陣列狀地設置有複數個的手段。此外，作為燈103A，例如能夠使用鹵素燈、氙閃光燈等。
在使用加熱乾燥手段103的基板W的加熱程序中，藉該加熱乾燥手段103的加熱，與基板W的表面上的圖案P接觸的揮發性溶劑的液體與其他部分的揮發性溶劑的液體相比更早開始氣化。即，供給到基板W的表面的揮發性溶劑的液體中、僅與基板W的表面接觸的部分迅速被加熱而成為氣相。據此，在基板W的表面上的圖案P的周圍，由於揮發性溶劑的液體的氣化(沸騰)，氣體層(氣泡的集合)即揮發性溶劑的氣層形成為薄膜。因此，相鄰的圖案P之間的揮發性溶劑的液體被該氣層向基板W的表面壓出，並且由於自己的表面張力而形成多個液珠。然後，藉該加熱乾燥手段103的加熱作用在基板W的向下的表面生成的揮發性溶劑的液珠利用重力落下而被除去，基板W的表面被乾燥。
另外，加熱乾燥手段103在成為燈103A的背 後的向上的面和成為保持於工作臺102的基板W的背後的該工作臺102的向下的面上，分別設置有用於提高燈103A的照射效率的反射器103C、103D。此外，加熱乾燥手段103在燈103A的上部具有用於被覆並保護燈103A的玻璃罩103E。作為該保護罩，可以是透過紅外線的石英板等。
氣氛氣體供給部104包括向處理箱101內供給不活潑氣體例如氮氣的噴嘴104A，在處理箱101內使基板W的表面上的空間為氮氣氣氛。據此，除去基板W的表面上的氧，防止產生浮水印(水漬)，達到對揮發性溶劑的防爆。另外，供給的氣體優選是加熱後的氣體。
吹飛氣體供給部105包括對下降至待機位置的加熱乾燥手段103的玻璃罩103E吹出不活潑氣體例如氮氣的噴嘴105A，將如上所述從基板W的表面落下並到達該玻璃罩103E的揮發性溶劑的液珠向處理箱101的底面側吹飛而除去。在處理箱101的底面設置有用於將吹飛而除去的揮發性溶劑的液珠吸引排出的排出管106。在排出管106設置有作為排出閥的閥106A。此外，排出管106與排氣風扇或真空泵(未圖示)連接。
另外，基板乾燥室100也能夠包括將在基板W生成的液珠從基板表面吹飛的吹飛氣體供給部107。吹飛氣體供給部107包括對放置在工作臺102的基板W的向下的表面吹出不活潑氣體例如氮氣的噴嘴107A，能夠將藉加熱乾燥手段103的加熱作用在基板W的向下的表 面生成的揮發性溶劑的液珠吹飛而除去。吹飛氣體供給部107從加熱乾燥手段103的燈103A的點亮前或點亮中開始供給氣體，例如在燈103A熄滅後停止氣體的供給。
此外，從噴嘴105A、107A供給的氣體優選是加熱後的氣體。
控制部110包括集中控制各部分的微機和記憶關於基板處理的基板處理資訊和各種程式等的記憶部。該控制部110基於基板處理資訊和各種程式控制加熱乾燥手段103、氣氛氣體供給部104、吹飛氣體供給部105、107、閥106A等。
以下，說明在基板處理裝置10中，基板乾燥室100的基板W的加熱乾燥處理順序。
(1)將在前一程序的基板清洗室50中清洗完成的基板W由搬送自動機器12取出。搬送自動機器12將該基板W反轉，將該基板W以在鉛直方向上向下的姿勢插入處理箱101，放置於工作臺102。控制部110控制氣氛氣體供給部104，使處理箱101內為氮氣氣氛。
(2)控制部110控制加熱乾燥手段103定位於照射位置，點亮加熱乾燥手段103的各燈103A，將基板W的向下的表面加熱規定時間。此時，加熱乾燥手段103能夠進行能夠使基板W的溫度10秒達到100度以上的加熱。據此，能夠使得基板W的表面上的與圖案P接觸的揮發性溶劑的液體瞬間氣化，基板W的表面上的其他部分的揮發性溶劑的液體立即液珠化。
此處，在加熱乾燥手段103進行的加熱乾燥中，為了使與基板W的圖案P接觸的作為揮發性溶劑的IPA瞬間氣化，以數秒的時間將基板W加熱到數百度的高溫是很重要的。此外，必須不加熱IPA，而僅加熱基板W。為此，優選使用在波長500~3000nm包括峰值強度的燈103A。此外，為了進行可靠的乾燥，基板W的最終溫度(藉加熱到達的最終溫度)優選是比處理液、溶劑的大氣壓中的沸點還高20℃以上的加熱溫度，此外，優選達到最終溫度的時間為10秒內，例如處於數10msec~數秒的範圍內。
(3)藉加熱乾燥手段103的加熱作用在基板W的表面生成的IPA的液珠由於重力落下而被除去，從而基板W的表面被乾燥。另外，從基板W的表面落下除去的IPA的液珠在到達加熱乾燥手段103的玻璃罩103E之後，被吹飛氣體供給部105對下降至待機位置的加熱乾燥手段103的玻璃罩103E供給的氣體吹飛而除去，被吸引到處理箱101的底面的排出管106，向外部排出。
另外，藉加熱乾燥手段103的加熱作用在基板W的表面生成的IPA的液壓，能夠被吹飛氣體供給部107供給的氣體吹飛而除去。被氣體吹飛而落下到處理箱101的底面的IPA的液珠被吸引到底面的排出管106，向外部排出。
(4)搬送自動機器12將工作臺102上乾燥完成的基板W從處理箱101取出。搬送自動機器12再次 將該基板W反轉，將該基板W以在鉛直方向上向上的姿勢放入基板保管用緩衝部30的外部專用緩衝部32。此處，如上所述，在外部專用緩衝部的內部設置有冷卻手段的情況下，利用該冷卻手段強制地冷卻基板W。
另外，在上述(4)的基板W取出之前，控制部110使加熱手段103的燈103A熄滅，並且定位於待機位置。據此，在基板W取出時，加熱手段103不會造成妨礙。
根據本實施例，利用加熱乾燥手段103從下側對基板W的在鉛直方向上朝向下方配置的表面進行加熱，使因加熱作用在基板W的表面生成的IPA液珠由於重力落下除去。據此，不需要為了除去IPA的液珠而使基板W旋轉，能夠簡單地乾燥基板W的整個表面的液體，能夠簡易地抑制這樣的殘留IPA的液體的表面張力引起的圖案P的崩塌。但是，也能夠使基板W旋轉，一併採用將在基板W的表面生成的IPA的液珠，利用其重力的作用以及由基板的旋轉帶來的離心力進行除去的手段。
以上根據附圖詳細敍述了本發明的實施例，但是本發明的具體結構並不限定於該實施例，在不脫離本發明的主旨的範圍內的設計變更也包含於本發明。
例如，在實施例中，說明了在基板清洗室向基板供給IPA等揮發性溶劑，將被供給有揮發性溶劑的基板搬送到基板乾燥室，在該基板乾燥室中進行基板的乾燥的例子。但是，也可以在基板清洗室中進行至清洗液的洗 淨，之後，將由清洗液清洗後的基板搬送到基板乾燥室，在該基板乾燥室中，例如在使基板旋轉的同時供給IPA等揮發性溶劑，將清洗液置換為IPA，以及與上述同樣、進行利用加熱手段的基板的瞬間的加熱，然後將藉加熱產生的IPA等揮發性溶劑的液珠除去以進行乾燥。此時，基於揮發性高的IPA等的從向基板供給到乾燥的處理能夠在同一室中實施、能夠使IPA等的從向基板供給到乾燥的時間較短等方面，這種方案在安全上是有利的。另外，揮發性溶劑的供給能夠採用與圖2的噴嘴58A同樣的結構。
氣體供給部75、氣氛氣體供給部104的氮氣等不活潑氣體的供給動作，在基板W定位於各個供給位置之後開始，但是也可以在定位之前開始供給。
在各實施例中，加熱手段76、加熱乾燥手段103對基板W的加熱也可以在將處理箱71、111內減壓後的狀態下進行。處理箱71、111內的IPA等揮發性溶劑的沸點下降，在比大氣壓下的溫度更低的溫度沸騰，因此能夠減少對基板施加的熱損。
在各實施例中，在停止對基板W的清洗液的供給之後開始IPA等揮發性溶劑的供給，但是也可以在清洗液的清洗的後期，從還對基板W供給清洗液時開始揮發性溶劑的供給。
此外，也可以在向基板W供給IPA等揮發性溶劑之前，使處理箱51內為氮氣等不活潑氣體氣氛。
工業上的可利用性
根據本發明，能夠提供在基板的乾燥時使表面上的液體瞬間乾燥的基板處理裝置及基板處理方法。
100‧‧‧基板乾燥室
101‧‧‧處理箱
101A‧‧‧基板出入口
101B‧‧‧閘
102‧‧‧工作臺
102A‧‧‧夾具
103‧‧‧加熱乾燥手段
103A‧‧‧燈
103B‧‧‧移動機構
103C、103D‧‧‧反射器
103E‧‧‧玻璃罩
104‧‧‧氣氛氣體供給部
104A‧‧‧噴嘴
105‧‧‧吹飛氣體供給部
105A‧‧‧噴嘴
106‧‧‧排出管
106A‧‧‧閥
107‧‧‧吹飛氣體供給部
107A‧‧‧噴嘴
110‧‧‧控制部
W‧‧‧基板

Claims (7)

  1. 一種基板處理裝置，包含基板清洗室和基板乾燥室而成，特徵在於：前述基板清洗室包含：第一工作臺，其係將基板以具有圖案的表面朝向上方的方式保持而予以旋轉；清洗液供給部，其係對旋轉的前述基板的朝向上方的前述表面供給清洗液；以及溶劑供給部，其係對被供給有清洗液的前述基板的前述表面供給揮發性溶劑，以將前述基板的前述表面上的前述清洗液置換成揮發性溶劑；前述基板乾燥室包含：第二工作臺，其係將前述基板以具有前述圖案的前述表面朝向下方的方式而保持；加熱乾燥手段，其係具有配置於此第二工作臺的下方並將在500nm與3000nm之間的波長具有峰值強度的光朝向上方而照射的燈、及在此燈的上部將前述燈被覆而保護的保護罩，且對在前述基板清洗室中被供給有揮發性溶劑的前述基板的前述表面進行加熱，從前述基板的前述表面將前述揮發性溶劑除去，對前述基板的前述表面進行乾燥；以及噴嘴，其係設於前述基板與前述加熱乾燥手段之間，且比前述加熱乾燥手段的外周更外側，而朝向前述保護罩從前述保護罩的外側噴吹非活性氣體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其包含第一吹飛噴嘴，其係設於前述基板與前述加熱乾燥手段之間，且比前述基板的外周更外側，而朝向前述基板的具有前述圖案的前述表面從前述基板的外側噴吹非活性氣 體。
  3. 一種基板處理裝置，包含基板清洗室和基板乾燥室而成，特徵在於：前述基板清洗室包含：第一工作臺，其係將基板以具有圖案的表面朝向上方的方式保持而予以旋轉；清洗液供給部，其係對旋轉的前述基板的朝向上方的前述表面供給清洗液；以及溶劑供給部，其係對被供給有清洗液的前述基板的前述表面供給揮發性溶劑，以將前述基板的前述表面上的前述清洗液置換成揮發性溶劑；前述基板乾燥室包含：第二工作臺，其係將前述基板以具有前述圖案的前述表面朝向下方的方式而保持；加熱乾燥手段，其係具有配置於此第二工作臺的下方並將在500nm與3000nm之間的波長具有峰值強度的光朝向上方而照射的燈，且對在前述基板清洗室中被供給有揮發性溶劑的前述基板的前述表面進行加熱，從前述基板的前述表面將前述揮發性溶劑除去，對前述基板的前述表面進行乾燥；以及第一吹飛噴嘴，其係設於前述基板與前述加熱乾燥手段之間，且比前述基板的外周更外側，而朝向前述基板的具有前述圖案的前述表面從前述基板的外側噴吹非活性氣體。
  4. 如申請專利範圍第1或3項所述的基板處理裝置，其中，前述加熱乾燥手段係具有用於改善前述燈的照射效率的反射器。
  5. 一種基板處理方法，使用基板清洗室和基板乾燥室而進行，特徵在於：在前述基板清洗室中，進行以下程序：邊將基板以具有圖案的表面朝向上方的方式保持而予以旋轉邊對前述基板的前述表面供給清洗液；以及對供給了前述清洗液的前述基板的前述表面供給揮發性溶劑，而將前述基板的前述表面上的清洗液置換成前述揮發性溶劑；在前述基板乾燥室中，進行以下程序：以在前述基板清洗室被供給前述揮發性溶劑的前述基板的具有前述圖案的前述表面朝向下方的方式保持前述基板而透過加熱乾燥手段進行加熱，並透過此加熱作用將生成於前述基板的具有前述圖案的前述表面的前述揮發性溶劑的液珠除去而將前述基板的前述表面進行乾燥；前述加熱乾燥手段係具有燈、及在此燈的上部將前述燈被覆而保護的保護罩，且將前述基板的表面進行加熱、乾燥的程序，係對前述基板，從載置於前述基板的下方的前述加熱乾燥手段的前述燈，照射在500nm與3000nm之間的波長具有峰值的光從而進行，在前述基板乾燥室中，進一步進行：從設於前述基板與前述加熱乾燥手段之間，且比前述加熱乾燥手段的外周更外側的噴嘴，朝向前述保護罩從前述保護罩的外側噴吹非活性氣體，而將到達於前述保護罩的前述液珠從前述保護罩吹飛而除去的除去程序。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的基板處理方法，其 中，在將前述基板的表面進行加熱、乾燥的程序，係從設於前述基板與前述加熱乾燥手段之間，且比前述基板的外周更外側的第一吹飛噴嘴，朝向前述基板的具有前述圖案的前述表面從前述基板的外側噴吹非活性氣體，而將生成於前述基板的具有前述圖案的前述表面的前述液珠從前述基板而吹飛除去。
  7. 一種基板處理方法，使用基板清洗室與基板乾燥室而進行，特徵在於：在前述基板清洗室中，進行以下程序：邊將基板以具有圖案的表面朝向上方的方式保持而予以旋轉邊對前述基板的前述表面供給清洗液；以及對供給了前述清洗液的前述基板的前述表面供給揮發性溶劑，而將前述基板的前述表面上的前述清洗液置換成前述揮發性溶劑；在前述基板乾燥室中，進行以下程序：以在前述基板清洗室被供給前述揮發性溶劑的前述基板的具有前述圖案的前述表面朝向下方的方式保持前述基板而透過加熱乾燥手段進行加熱，並透過此加熱作用將生成於前述基板的具有前述圖案的前述表面的前述揮發性溶劑的液珠除去而將前述基板的前述表面進行乾燥；前述加熱乾燥手段係具有燈，且將前述基板的表面進行加熱、乾燥的程序，係對前述基板，從載置於前述基板的下方的前述加熱乾燥手段的前述燈，照射在500nm與3000nm之間的波長具有峰值的光從而進行，同時從設於前述基板與前述加熱乾燥手段之間，且比前述基板的外周 更外側的第一吹飛噴嘴，朝向前述基板的具有前述圖案的前述表面從前述基板的外側噴吹非活性氣體，而將生成於前述基板的具有前述圖案的前述表面的前述液珠從前述基板而吹飛除去。
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