(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して、洗浄処理および乾燥処理を行う基板処理装置において、
基板を浸漬させる処理液を貯留する処理槽と、
基板を保持した状態で、前記処理槽内における処理位置と前記処理槽の上方位置に移動する保持機構と、
前記処理槽の一端側の上方位置に配置され、前記処理槽の上方位置に乾燥気体を供給する供給部と、
前記処理槽の他端側の上方位置であって、前記供給部と対向する位置に配置され、前記処理槽の上方位置に供給された乾燥気体を排出する排出部と、
前記供給部へ乾燥気体を供給させる供給経路と、
前記排出部から乾燥気体を排出させる排出経路と、
前記供給経路と前記排出経路との間で連通接続され、かつ前記排出経路に流れた乾燥気体を前記供給経路へ戻す循環経路と、
前記排出経路からの乾燥気体の排出と前記循環経路への乾燥気体の循環とを切り替える切替機構と、
前記循環経路に設けられたファンと、
前記供給部から供給される前の乾燥気体の露点を測定する第１の露点計と、
前記排出部から排出された後の乾燥気体の露点を測定する第２の露点計と、
前記第１の露点計および前記第２の露点計で測定された露点が所定の温度以下になったとき、前記切替機構を制御して、乾燥気体の排出から、前記循環経路への乾燥気体の循環へ切り替えを行い、前記ファンにより前記循環経路に乾燥気体を供給させる制御手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）に対して乾燥処理等の所定の処理を施す基板処理装置に係り、特に、純水等の処理液から基板を引き上げつつ基板に対して乾燥処理を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の基板処理装置として、純水等の処理液を貯留する処理槽と、複数枚のウエハ等の基板を支持し、処理槽の内部と処理槽の上方とにわたって昇降可能に構成されたリフタと、処理槽の液面近傍に備えられ、水平方向に一方側から他方側へドライエア（乾燥用気体）を供給するためのノズルとを有する基板処理装置が挙げられる（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
このように構成された基板処理装置では、例えば、純水を貯留している処理槽にリフタを下降させて基板を純水に浸漬させ、次いで、処理槽にフッ化水素酸（ＨＦ）を混合してエッチング用の処理液を生成する。そして、所定時間のフッ化水素酸による処理の後に、処理槽に純水を供給してフッ化水素酸を含む処理液を純水で置換する。純水によるリンス処理を所定時間行った後、ノズルからドライエアを供給させつつリフタを上昇させる。これにより、リフタにより処理液の液面から引き上げられる基板をドライエアにより乾燥させる。なお、ドライエア供給装置は、低露点のドライエアを生成するのに長時間を要するので、常時作動されているのが一般的である。その関係上、エッチング用の処理液による処理が行われている際にもドライエアが供給されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０５３６０号公報
【特許文献２】特開２００８−７８１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成を有する従来の基板処理装置には、次のような問題がある。すなわち、従来の基板処理装置では、低露点のドライエアを使用することで、基板に対する迅速な乾燥処理を実現しているが、従来の基板処理装置の構成では、ドライエア発生装置で発生されたドライエアは供給配管を介して供給部からチャンバ内へ供給され、チャンバ内で基板に対する乾燥処理が終了すると、排出部を介して基板処理装置から完全に排気している。ドライエア乾燥装置そのものがすでにＣＯＯのパフォーマンスを発揮しているとはいえ、使用したドライエアは排出部からそのまま廃棄されているので、ドライエアが無駄になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、乾燥気体を効率的に使用できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基板に対して、洗浄処理および乾燥処理を行う基板処理装置において、基板を浸漬させる処理液を貯留する処理槽と、基板を保持した状態で、前記処理槽内における処理位置と前記処理槽の上方位置に移動する保持機構と、前記処理槽の一端側の上方位置に配置され、前記処理槽の上方位置に乾燥気体を供給する供給部と、前記処理槽の他端側の上方位置であって、前記供給部と対向する位置に配置され、前記処理槽の上方位置に供給された乾燥気体を排出する排出部と、前記供給部へ乾燥気体を供給させる供給経路と、前記排出部から乾燥気体を排出させる排出経路と、前記供給経路と前記排出経路との間で連通接続され、かつ前記排出経路に流れた乾燥気体を前記供給経路へ戻す循環経路と、前記排出経路からの乾燥気体の排出と前記循環経路への乾燥気体の循環とを切り替える切替機構と、前記循環経路に設けられたファンと、前記供給部から供給される前の乾燥気体の露点を測定する第１の露点計と、前記排出部から排出された後の乾燥気体の露点を測定する第２の露点計と、前記第１の露点計および前記第２の露点計で測定された露点が所定の温度以下になったとき、前記切替機構を制御して、乾燥気体の排出から、前記循環経路への乾燥気体の循環へ切り替えを行い、前記ファンにより前記循環経路に乾燥気体を供給させる制御手段と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に記載の基板処理装置によれば、基板に対して乾燥処理を行う前に、切替機構により排出経路からの乾燥気体の排出から循環経路への乾燥気体の循環へと切り替えているので、乾燥気体を循環させながら使用することができ、その結果、乾燥気体を効率的に使用できるという顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】ドライエア供給装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る基板処理装置の電気系のブロック図である。
【図４】基板処理装置の処理動作の前半部分を示すフローチャートである。
【図５】基板処理装置の処理動作の後半部分を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の基板処理装置の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。
【００１１】
この基板処理装置は、薬液、純水等の処理液を貯留する処理槽１を備えている。この処理槽１は、処理液を貯留し、起立姿勢とされた複数枚の基板Ｗを収容可能である。処理槽１の底部には、複数枚の基板Ｗが整列されている方向（紙面方向）に沿って長軸を有し、処理液を処理槽１内に供給するための一対の噴出管７が配設されている。右側の噴出管７には、供給管８の一端側が接続され、供給管８の他端側は、図示しない処理液供給源に連通接続されている。左側の噴出管７には、供給管９の一端側が接続され、供給管９の他端側は、図示しない処理液供給源に連通接続されている。一対の噴出管７には、処理液を処理槽１内へ供給するために、長軸方向に沿って複数の噴出孔（図示せず）が形成されている。供給管８，９は、フッ化水素酸（ＨＦ）や、硫酸・過酸化水素水（Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２）の混合液（ＳＰＭ）などの薬液や、純水等を処理液として処理槽１内へ供給する。供給管８，９には、それぞれ流量制御弁１０，１１が取り付けられており、これらによって一対の噴出管７から処理槽１に供給される処理液の流量が調整される。
【００１２】
処理槽１は、その周囲がチャンバ１２で囲われている。チャンバ１２は、上部に開閉自在の上部カバー１３を備えている。起立姿勢で複数枚の基板Ｗを支持するリフタ１５は、チャンバ１２の上方にあたる「待機位置」と、処理槽１の内部にあたる「処理位置」と、処理槽１の上方であってチャンバ１２の内部にあたる「乾燥位置」とにわたって移動可能である。リフタ１５は、複数枚の基板Ｗを当接支持する３つの支持部材１６を下部に備えている。
【００１３】
チャンバ１２の上方にあたる「待機位置」には、複数枚の基板Ｗを支持したリフタ１５の通過を検知する検出センサ１４が設けられている。この検出センサ１４は、チャンバ１２へ搬入される前のリフタ１５を検知する。
【００１４】
処理槽１の底部には、排出口１７が形成されている。この排出口１７には、ＱＤＲ弁１９が取り付けられている。この排出口１７を介して処理槽１内の処理液を排出すると、処理液がチャンバ１２内の底部に一旦排出される。チャンバ１２の底部には排液弁２１が取り付けられており、排液弁２１が開放されると、チャンバ１２内に一旦貯留された処理液がチャンバの外部へ排出される。また、噴出管７から供給されて処理槽１から溢れ、チャンバ１２内に排出された処理液も同様にして排液弁２１を介して外部に排出される。
【００１５】
チャンバ１２のうち、処理槽１の上縁側方には、リフタ１５に支持された複数枚の基板Ｗの側方から乾燥気体であるドライエアを供給するための供給部２３が配設されている。また、処理槽１を挟んで供給部２３と対向する位置には、チャンバ１２からドライエアを排出するための排出部２５が配設されている。供給部２３は、処理槽１に貯留している処理液の液面近傍に開口するように、ドライエアを噴出する噴射口２７を備え、排出部２５は、ドライエアをチャンバ１２外へ排出するための排出口２９を処理槽１側に備えている。
【００１６】
供給部２３には、一端側がドライエア供給装置３１に連通接続された供給配管３３の他端側が連通接続されている。ドライエア供給装置３１の詳細な説明については、後述する。
【００１７】
排出部２５には、排出配管３９の一端側が連通接続されている。この排出配管３９の他端側にはブロア（図示省略）が接続されている。この排出配管３９の途中には、上流側から第２の露点計４１、開閉弁４３が順番に設けられている。この開閉弁４３を開閉制御することにより、チャンバ１２からのドライエアの排出・停止（循環）を切り替える。開閉弁４３が開の状態でブロアが作動すると、チャンバ１２内にあるドライエアが排出部２５の排出口２９、排出配管３９を介して基板処理装置の外部へ排出される。
【００１８】
この基板処理装置には、ドライエア供給装置３１に一端側が接続され、排出配管３９における第２の露点計４１と開閉弁４３との間の位置に他端側が接続されている循環配管４５が設けられている。循環配管４５の途中には、上流側から上流側開閉弁４７、ファン４９、下流側開閉弁５１が順に設けられている。上流側開閉弁４７及び下流側開閉弁５１を開閉制御することにより、循環配管４５へのドライエアの供給・停止を切り替える。なお、開閉弁４３及び上流側開閉弁４７が、本発明における切替機構に相当する。
【００１９】
次に、ドライエア供給装置について説明する。図２は、ドライエア供給装置のブロック図である。
【００２０】
このドライエア供給装置３１には、供給配管３３の一端側に接続された供給配管５３が設けられている。この供給配管５３の上流側にはエア供給源（図示省略）が接続されている。この供給配管５３には、エア供給源から供給されてきたエアを下流側のチャンバ１２へ流すためのファン５５、開閉弁５７、ドライエア生成機構７０、第１の露点計５９が上流側から順に設けられている。
【００２１】
供給配管５３の開閉弁５７とドライエア生成機構７０との間の位置には、循環配管４５の他端側が接続されている。循環配管４５から供給されてきたドライエアは、開閉弁５７が閉状態で供給配管５３へ供給されると、ドライエア生成機構７０、第１の露点計５９側へ流れていく。
【００２２】
供給配管５３のファン５５が設けられている位置より上流側の位置に、排出配管６０の一端側が接続されている。この排出配管６０には、エア供給源から供給されてきたエアをドライエア供給装置３１から排気させるファン６２、エアを加熱するヒータ６４、ドライエア生成機構７０が上流側から順に設けられている。
【００２３】
次に、ドライエア生成機構７０について説明する。
【００２４】
このドライエア生成機構７０は、円筒状のゼオライト７１と、軸芯部材７２と、モーター７３とを備えている。モーター７３の回転軸（図示省略）に軸芯部材７２の一端側が連結されている。軸芯部材７２の他端側には、ゼオライト７１が取り付けられている。
【００２５】
このゼオライト７１は、複数の微細孔を有した構造で、水分子を吸着するものであり、上流側の供給配管５３と下流側の供給配管５３の間の位置及び上流側の排出配管６０と下流側の排出配管６０の間の位置に配置されている。開閉弁５７が開の状態で、エア供給源から上流側の供給配管５３へ供給されてきた除湿前のエア（温度２５℃、湿度４５％）はゼオライト７１へ供給される。エアがゼオライト７１を通過するとドライエアが生成され、エアに含まれていた水分がゼオライト７１に吸収される。
【００２６】
このとき、モーター７３が駆動しているので、ゼオライト７１が一方向に回転している。このゼオライト７１の回転にともなって、上流側の供給配管５３と下流側の供給配管５３の間の位置にあるゼオライト７１の水分を含んだ部分は、上流側の排出配管６０と下流側の排出配管６０の間の位置に移動する。
【００２７】
一方、供給配管５３から排出配管６０へ流れてきたエアは、ヒータ６４で加熱されて高温のエアとなり、上流側の排出配管６０と下流側の排出配管６０の間の位置にあるゼオライト７１の水分を含んだ部分へ供給される。この高温のエアによりゼオライト７１の水分を含んだ部分が乾燥される。これにより、ゼオライト７１は、再度ドライエア生成用として利用することが可能となる。
【００２８】
図３は、この基板処理装置の電気系のブロック図である。図３に示すように、上述したリフタ１５の上下移動の昇降動作や、ＱＤＲ弁１９及び排液弁２１の開閉、流量制御弁１０，１１、開閉弁４３，４７，５１，５７、検出センサ１４、第１の露点計５９、第２の露点計４１、ファン４９，５５，６２、ヒータ６４、モーター７３は、本発明における制御手段に相当する制御部８０によって統括的に制御される。特に、流量制御弁１０，１１、検出センサ１４及び開閉弁４３，４７，５１，５７等については、制御部８０によって、以下に説明するように、特徴的な操作が行われる。
【００２９】
次に、上述した構成の基板処理装置の動作について、図４及び図５に基づいて説明する。図４は、基板処理装置の処理動作の前半部分を示すフローチャートであり、図５は、基板処理装置の処理動作の後半部分を示すフローチャートである。
【００３０】
＜洗浄処理前＞
まず、初期状態として、複数枚の基板Ｗを支持したリフタ１５がチャンバ１２内へ搬入される前には、制御部８０からの制御により、開閉弁４３，４７，５１，５７が閉の状態である。検出センサ１４が、「待機位置」複数枚の基板Ｗを保持したリフタ１５を検知する（ステップＳ１）。検出センサ１４がリフタ１５を検知すると、上部カバー１３が開き、チャンバ１２内への基板Ｗの搬入が可能となる（ステップＳ２）。
【００３１】
次に、複数枚の基板Ｗを支持したリフタ１５がチャンバ１２内へ搬入される（ステップＳ３）。複数枚の基板Ｗを支持したリフタ１５は、「待機位置」から「乾燥位置」、「乾燥位置」から「処理位置」に移動し、複数枚の基板Ｗは、処理槽１に貯留された処理液に浸漬され、リフタ１５の搬入は完了する（ステップＳ４）。リフタ１５の処理槽１への搬入が完了すると、上部カバー１３が閉じられる（ステップＳ５）。
【００３２】
＜洗浄処理時＞
次に、制御部８０は、流量制御弁１０，１１を同じ流量に設定して開放し、一対の噴出管７から同じ流量で処理液として薬液を処理槽１内へ供給させる。すると、薬液は、処理槽１の底部両端部の一対の噴出管７から供給され、底部中央にて上方へ向かい、液面付近で左右に分かれて処理槽１から溢れ出る。この状態を所定時間だけ維持させることにより、基板Ｗに対して薬液による処理が行われる（ステップＳ６）。
【００３３】
次に、制御部８０は、一対の噴出管７から同じ流量で処理液として純水を処理槽１内へ供給させる。すると、純水は、処理槽１の底部両端部の一対の噴出管７から供給され、底部中央にて上方へ向かい、液面付近で左右に分かれて処理槽１から溢れ出る。この状態を所定時間だけ維持させることにより、基板Ｗに対してリンス処理が行われる（ステップＳ７）。
【００３４】
このリンス処理の途中に、制御部８０によりファン５５の駆動を開始するとともに開閉弁５７，４３を閉から開の状態にすると、処理槽１の上部は、供給部２３の噴射口２７からドライエアが供給され、排出部２５の排出口２９から排出された状態となる（ステップＳ８）。リンス処理が開始されてから所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳ９）。所定時間経過していれば、リンス処理が終了し、リンス処理から乾燥処理へ移行する。
【００３５】
＜乾燥処理時＞
制御部８０は、流量制御弁１１の流量をゼロに設定する（ステップＳ１０）。これにより、左側の噴出管７からは純水の供給が停止され、右側の噴出管７のみから純水が供給される。したがって、純水は、処理槽１の底部右側から底部に沿って左側の噴出管７側へ向かった後、処理槽１の側壁に沿って上昇し、液面付近を排出部２５側へ向かって流れた後に処理槽１の上縁から溢れて排出される。
【００３６】
このとき、供給部２３の噴射口２７から供給されるドライエアの露点を確認する。すなわち、供給部２３から供給される前のドライエアの露点については第１の露点計５９が−９５℃以下、排出部２５から排出された後の露点については第２の露点計４１が−３０℃以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。第１の露点計５９及び第２の露点計４１が、ステップＳ１１の条件を満たせば、開閉弁４３を開から閉の状態、開閉弁４７を閉から開の状態にするとともに、ファン４９の駆動を開始して、ドライエアの循環配管４５への循環を開始する（ステップＳ１２）。
【００３７】
ファン４９により循環配管４５内に十分なドライエアが送り込まれると、開閉弁５７を開から閉の状態、開閉弁５１を閉から開の状態にするとともに、ファン５５を停止させて、ドライエアの循環配管４５への循環を完了する（ステップＳ１３）。
【００３８】
次に、リンス処理の終了した複数枚の基板Ｗを支持したリフタ１５の純水からの引き上げを開始する（ステップＳ１４）。リフタ１５の引き上げにともなって、純水の液面から順次に露出する基板Ｗにドライエアが供給され、基板Ｗに対する乾燥処理が行われる（ステップＳ１５）。このとき、リフタ１５を処理槽１からの引き上げ時、複数枚の基板Ｗを当接支持している３つの支持部材１６を、供給部２３と排出部２５との間に形成される送風路に対して位置合わせを行い、一旦リフタ１５を停止させる（ステップＳ１６）。
【００３９】
このようにして基板Ｗの乾燥処理が行われるが、ドライエアの供給方向と液面付近における純水の流れとが一致するので、純水の流れに澱みが生じにくく、洗浄時に基板Ｗから剥離されて純水中に漂うパーティクルや処理槽１内の純水中に元々存在するパーティクルが効率的に排出される。その結果、引き上げられる基板Ｗにパーティクルが付着するのを防止することができ、基板Ｗを清浄度高く処理することができる。また、液面の中央部が盛り上がることがなく、ドライエアにより液面中央に波立ちが生じるのを防止することができるので、引き上げ中の基板Ｗに飛沫が付着することを防止でき、基板Ｗの乾燥不良を防止することができる。
【００４０】
乾燥処理が終了すると、上部カバー１３が開き、チャンバ１２内から基板Ｗの搬出が可能となる（ステップＳ１７）。このとき、循環配管４５のファン４９を停止し、開閉弁４７及び開閉弁５１を開から閉の状態にして、ドライエアの循環配管４５への循環を終了する（ステップＳ１８）。その後、リフタ１５がチャンバ１２から搬出される（ステップＳ１９）。
【００４１】
以上により、ウエハＷに対する薬液処理、リンス処理および乾燥処理を含む基板処理装置の一連の処理動作が終了する。
【００４２】
上述した実施形態によると、基板Ｗの乾燥処理前に、第１の露点計５９及び第２の露点計４１が、ステップＳ１１の条件を満たせば、開閉弁４３を開から閉の状態、開閉弁４７を閉から開の状態にするとともに、ドライエアの循環配管４５への循環を開始し、ファン４９により循環配管４５内に十分なドライエアが送り込まれると、開閉弁５７を開から閉の状態、開閉弁５１を閉から開の状態にするとともに、ファン５５を停止させて、ドライエアの循環配管４５への循環を完了している。その結果、ドライエアを循環配管４５に循環させながら使用することができ、その結果、ドライエアを効率的に使用できるという顕著な効果がある。
【００４３】
また、上述した実施形態によると、第１の露点計５９及び第２の露点計４１という２つの露点計により、ドライエアの循環配管４５への循環を制御しているので、正確で正しい時期に循環を開始することができる。
【００４４】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００４５】
例えば、上述した実施形態では、処理槽１が単槽で構成されているが、内槽と、内槽から溢れた処理液を回収する外槽とを備えた複槽式の処理槽であってもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態では、供給部２３からドライエアを供給しているが、これに代えてドライ窒素（Ｎ２）や他の乾燥気体を供給する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１      処理槽
１２      チャンバ
１５      リフタ
２３      供給部
２５      排出部
２７      噴射口
２９      排出口
３１      ドライエア供給装置
３３      供給配管
３９      排出配管
４１      第２の露点計
４２      開閉弁
４５      循環配管
４７      開閉弁
４９      ファン
５１      開閉弁
５７      開閉弁
５９      第１の露点計
【図１】
0005484136.tif 000002
【図２】
0005484136.tif 000003
【図３】
0005484136.tif 000004
【図４】
0005484136.tif 000005
【図５】
0005484136.tif 000006