(57)【要約】【課題】加熱した処理液を基板に吐出し、かつ、基板に接触する処理液の温度ムラを抑制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】この基板処理装置１は、基板９を略水平に保持する保持部５と、基板９の表面に加熱した処理液を供給する処理液供給部２と、処理液の表面に処理液の溶媒蒸気を含む気体を供給する蒸気供給部３とを備える。処理液供給部２から供給され、基板９上に広がる処理液の表面に溶媒蒸気が接することにより、処理液からの溶媒の蒸発が抑制される。これにより、蒸発潜熱による処理液の温度低下が抑制される。その結果、基板９に接触する処理液の温度ムラを抑制できる。【選択図】図１
2014187253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を略水平に保持する保持部と、
前記基板の表面に加熱した処理液を供給する処理液供給部と、
前記処理液の表面に前記処理液の溶媒蒸気を含む気体を供給する蒸気供給部と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記蒸気供給部は、前記溶媒の飽和蒸気を供給する、基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
前記蒸気供給部は、加熱した前記気体を供給する、基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置において、
前記保持部は、前記基板を回転させる回転機構を有する、基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理液供給部は、前記処理液を前記基板の表面に吐出する処理液供給ノズルを有し、
前記蒸気供給部は、前記気体を前記基板の表面に吐出する蒸気供給ノズルを有し、
前記処理液供給ノズルと前記蒸気供給ノズルとは、近接して配置される、基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置において、
前記処理液供給ノズルおよび前記蒸気供給ノズルは、前記処理液および前記気体を、前記基板の表面の略中央に向けて吐出する、基板処理装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の基板処理装置において、
前記処理液供給ノズルは、前記処理液を、前記基板の表面の略中央の第１吐出位置に向けて吐出し、
前記蒸気供給ノズルは、前記気体を、前記第１吐出位置を取り囲む複数または環状の第２吐出位置に向けて吐出する、基板処理装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の基板処理装置において、
前記気体の流れを前記処理液の表面に沿って案内する案内板
をさらに備える、基板処理装置。
【請求項９】
請求項５から請求項７までのいずれかに記載の基板処理装置において、
前記気体の流れを前記処理液の表面に沿って案内する案内気体を供給する、案内気体供給ノズル
をさらに備える、基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれかに記載の基板処理装置において、
前記基板を略気密に収容する、収容容器
をさらに備え、
前記蒸気供給部から供給された前記気体が、前記収容容器内に充満する、基板処理装置。
【請求項１１】
略水平に保持された基板の表面に、加熱した処理液と、前記処理液の溶媒蒸気を含む気体とを、同時に供給する、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に処理液を供給する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、カラーフィルタ用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板、電子ペーパー用基板などの精密電子装置用基板の製造工程は、エッチング工程、レジスト剥離工程、洗浄工程のように、基板の表面に種々の処理液を供給する工程を含む。
【０００３】
基板の表面に処理液を供給する基板処理装置については、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６４９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の基板処理装置では、基板の表面に処理液を供給する時に、高温の処理液を用いる場合がある。例えば、特許文献１には、エッチングの際に、６０℃に温度調整されたフッ酸とエチレングリコールとを含む混合溶液を処理液として使用することが開示されている（段落００５０）。また、特許文献１には、１２０℃〜１６０℃のリン酸水溶液を処理液として使用する例も挙げられている（段落０００２）。
【０００６】
しかしながら、高温の処理液を基板の表面の所定の供給位置に供給する場合、当該供給位置では処理液の温度が高温であるのに対し、供給位置から離れるにつれ、処理液の温度が下がる。このように、基板に接触する処理液の温度にムラができると、基板の表面全体において均一な処理を行うことが困難となる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、加熱した処理液を基板に吐出し、かつ、基板に接触する処理液の温度ムラを抑制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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、基板を略水平に保持する保持部と、前記基板の表面に加熱した処理液を供給する処理液供給部と、前記処理液の表面に前記処理液の溶媒蒸気を含む気体を供給する蒸気供給部と、を備える基板処理装置である。
【０００９】
本願の第２発明は、第１発明の基板処理装置において、前記蒸気供給部は、前記溶媒の飽和蒸気を供給する。
【００１０】
本願の第３発明は、第１発明または第２発明の基板処理装置において、前記蒸気供給部は、加熱した前記気体を供給する。
【００１１】
本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれの基板処理装置において、前記保持部は、前記基板を回転させる回転機構を有する。
【００１２】
本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれかの基板処理装置において、前記処理液供給部は、前記処理液を前記基板の表面に吐出する処理液供給ノズルを有し、前記蒸気供給部は、前記気体を前記基板の表面に吐出する蒸気供給ノズルを有し、前記処理液供給ノズルと前記蒸気供給ノズルとは、近接して配置される。
【００１３】
本願の第６発明は、第５発明の基板処理装置において、前記処理液供給ノズルおよび前記蒸気供給ノズルは、前記処理液および前記気体を、前記基板の表面の略中央に向けて吐出する。
【００１４】
本願の第７発明は、第５発明または第６発明の基板処理装置において、前記処理液供給ノズルは、前記処理液を、前記基板の表面の略中央の第１吐出位置に向けて吐出し、前記蒸気供給ノズルは、前記気体を、前記第１吐出位置を取り囲む複数または環状の第２吐出位置に向けて吐出する。
【００１５】
本願の第８発明は、第１発明から第７発明までのいずれかの基板処理装置において、前記気体の流れを前記処理液の表面に沿って案内する案内板をさらに備える。
【００１６】
本願の第９発明は、第５発明から第７発明までのいずれかの基板処理装置において、前記気体の流れを前記処理液の表面に沿って案内する案内気体を供給する、案内気体供給ノズルをさらに備える。
【００１７】
本願の第１０発明は、第１発明から第９発明までのいずれかの基板処理装置において、前記基板を略気密に収容する、収容容器をさらに備え、前記蒸気供給部から供給された前記気体が、前記収容容器内に充満する。
【００１８】
本願の第１１発明は、略水平に保持された基板の表面に、加熱した処理液と、前記処理液の溶媒蒸気を含む気体とを、同時に供給する、基板処理方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本願の第１発明から第１０発明によれば、基板上に広がる処理液の表面から、溶媒が蒸発するのが抑制される。これにより、蒸発潜熱による処理液の温度低下を抑制できる。その結果、基板に接触する処理液の温度ムラを抑制できる。
【００２０】
特に、本願の第２発明によれば、処理液の表面から溶媒が蒸発するのをさらに抑制できる。これにより、蒸発潜熱による処理液の温度低下をさらに抑制できる。
【００２１】
特に、本願の第３発明によれば、処理液に接触する気体への熱伝達による処理液の温度低下を抑制できる。これにより、処理液の温度低下をさらに抑制できる。
【００２２】
特に、本願の第５発明から第１０発明によれば、基板上に広がる処理液の表面に、溶媒蒸気を含む気体をより確実に供給できる。これにより、処理液の表面から、溶媒が蒸発するのを、より確実に抑制できる。
【００２３】
本願の第１１発明によれば、基板上に広がる処理液の表面から、溶媒が蒸発するのが抑制される。これにより、蒸発潜熱による処理液の温度低下を抑制できる。その結果、基板に接触する処理液の温度ムラを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】基板処理装置の構成を示した縦断面図である。
【図２】基板処理装置の主な制御機構を示すブロック図である。
【図３】基板処理の流れを示したフローチャートである。
【図４】基板処理の様子を模式的に示した概略図である。
【図５】実験およびシミュレーションの結果を示した図である。
【図６】実験およびシミュレーションの結果を示した図である。
【図７】一変形例にかかる基板処理装置における基板処理の様子を模式的に示した概略図である。
【図８】一変形例にかかる基板処理装置における基板処理の様子を模式的に示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
＜１．一実施形態に係る基板処理装置＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を示した縦断面図である。図２は、基板処理装置１の主な制御機構を示すブロック図である。この基板処理装置１は、半導体の製造工程において、半導体ウエハ９の表面に処理液を吐出して、エッチング等の処理を行う装置である。
【００２７】
図１および図２に示すように、本実施形態の基板処理装置１は、処理液供給部２、蒸気供給部３、保持部５、排液捕集部６、収容容器７、および制御部１０を備えている。
【００２８】
保持部５は、略円板状の基板である半導体ウエハ９を、略水平に保持する機構である。保持部５は、略円板状のベース部５１と、ベース部５１の上面に設けられた複数のチャックピン５２と、ベース部５１を回転させる回転機構５３とを有する。
【００２９】
複数のチャックピン５２は、ベース部５１の周縁部付近の上面に、等角度間隔で配置されている。半導体ウエハ９は、パターンが形成されるデバイス領域を上面側に向けた状態で、チャックピン５２に保持される。各チャックピン５２は、半導体ウエハ９の周縁部の下面および外周端面に接触し、ベース部５１の上面から空隙を介して上方の位置に、半導体ウエハ９を支持する。
【００３０】
保持部５は、半導体ウエハ９の略中心と回転機構５３の中心軸５５とが重なるように、半導体ウエハ９を保持する。回転機構５３は、例えば、モータにより実現できる。回転機構５３を動作させると、ベース部５１、チャックピン５２、および半導体ウエハ９が、中心軸５５を中心として回転する。
【００３１】
処理液供給部２は、処理液供給ノズル２１、第１配管２２、ヒータ２３、処理液供給源２４、および第１開閉弁２５を有する。処理液供給ノズル２１は、保持部５に保持された半導体ウエハ９の上面に、処理液を吐出するためのノズルである。
【００３２】
処理液供給ノズル２１は、第１配管２２を介して、処理液供給源２４と流路接続されている。第１配管２２の経路途中には、第１開閉弁２５が介挿されている。また、処理液供給源２４と第１開閉弁２５との間には、ヒータ２３が設けられている。このため、第１開閉弁２５を開放すると、処理液供給源２４から供給され、ヒータ２３で加熱された処理液が、処理液供給ノズル２１に供給される。そして、処理液供給ノズル２１から半導体ウエハ９の上面に、加熱され、高温となった処理液が吐出される。ここで、高温とは、収容容器７内の雰囲気温度よりも高い温度を表す。
【００３３】
本実施形態の処理液供給ノズル２１は、半導体ウエハ９の略中央付近の上方に配置される。処理液が吐出される半導体ウエハ９上の位置を「第１吐出位置」とすると、本実施形態の第１吐出位置は、半導体ウエハ９の略中央、すなわち、保持部５の中心軸５５と重なる位置である。このため、処理液供給ノズル２１から処理液を吐出しつつ、半導体ウエハ９を回転させると、半導体ウエハ９の上面の全体に、満遍なく処理液を供給することができる。
【００３４】
なお、処理液としては、処理の内容によって様々な種類の処理液が用いられる。たとえば、半導体ウエハ９の表面に形成された酸化膜のエッチング処理を行う場合には、処理液として、希フッ酸、希硫酸、希塩酸などが用いられる。半導体ウエハ９の表面からレジスト膜を剥離する場合には、ＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水の混合液）などが用いられる。半導体ウエハ９の表面に酸化膜を形成する場合には、過酸化水素水やオゾン水などが用いられる。半導体ウエハ９の表面から有機物を除去する場合には、ＡＰＭ（アンモニアと過酸化水素水の混合液）などが用いられる。半導体ウエハ９を純水リンス処理した後の乾燥処理を行う場合には、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などが用いられる。
【００３５】
蒸気供給部３は、蒸気供給ノズル３１、第２配管３２、蒸気発生装置３３、第３配管３４、第４配管３５、窒素供給源３６、溶媒供給源３７、および第２開閉弁３８を有する。蒸気供給ノズル３１は、保持部５に保持された半導体ウエハ９の上面に向かって、処理液の溶媒蒸気を吐出するためのノズルである。
【００３６】
本実施形態の蒸気供給ノズル３１は、処理液供給ノズル２１の周囲を取り囲む円環状のノズルである。このように、処理液供給ノズル２１と蒸気供給ノズル３１とは、近接して配置される。また、本実施形態では、処理液供給ノズル２１および蒸気供給ノズルとは、処理液および溶媒蒸気を、半導体ウエハ９の上面の略中央に向けて吐出する。
【００３７】
蒸気供給ノズル３１は、第２配管３２を介して、蒸気発生装置３３と流路接続されている。第２配管３２の経路途中には、第２開閉弁３８が介挿されている。
【００３８】
蒸気発生装置３３は、処理液供給部２から供給される処理液に含まれる溶媒と同じ溶媒（例えば、希フッ酸、希硫酸、希塩酸等の場合は純水）の蒸気を発生させる装置である。蒸気発生装置３３は、第３配管３４および第４配管３５を介して、それぞれ窒素供給源３６および溶媒供給源３７と流路接続されている。蒸気発生装置３３は、例えば、ヒータ等を用いて、窒素供給源３６から供給された窒素ガス中に溶媒供給源３７から供給された処理液の溶媒の蒸気を含有させることにより、溶媒蒸気を得る。なお、本実施形態では、溶媒の蒸気を含有させる気体は窒素ガスであるが、空気やアルゴンガスなどの他の気体であってもよい。
【００３９】
処理液供給ノズル２１からの処理液の吐出中に、第２開閉弁３８を開放すると、蒸気発生装置３３から第２配管３２を通って蒸気供給ノズル３１に、溶媒蒸気が供給される。そして、蒸気供給ノズル３１から半導体ウエハ９の上面に向かって溶媒蒸気が吐出される。これにより、半導体ウエハ９の上面に広がる処理液の表面に溶媒蒸気が吐出され、処理液の表面が溶媒蒸気に覆われる。その結果、処理液の表面において、溶媒の蒸発が抑制される。したがって、蒸発潜熱による処理液の温度低下が抑制される。
【００４０】
ここで、溶媒蒸気が吐出される半導体ウエハ９上の位置を「第２吐出位置」とすると、本実施形態の第２吐出位置は、第１吐出位置を取り囲む環状の領域である。これにより、処理液供給ノズル２１から供給され、半導体ウエハ９の上面に広がる処理液の表面全体に、満遍なく溶媒蒸気を供給することができる。したがって、処理液の表面からの、溶媒の蒸発が、より抑制される。すなわち、蒸発潜熱による処理液の温度低下が、より抑制される。その結果、半導体ウエハ９の上面に接触する処理液の温度ムラが抑制され、半導体ウエハ９に対して均一な処理を行うことができる。
【００４１】
なお、上記構成に代えて、蒸気供給ノズル３１は、第１吐出位置を取り囲む複数の第２吐出位置に向けて、溶媒蒸気を吐出するように配置されていてもよい。その場合であっても、処理液供給ノズル２１から供給され、半導体ウエハ９の上面に広がる処理液の表面全体に、満遍なく溶媒蒸気を供給することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、蒸気発生装置３３は、溶媒の飽和蒸気を供給する。このため、処理液の表面を、溶媒の飽和蒸気で覆うことができる。これにより、処理液の表面からの溶媒の蒸発がより抑制される。したがって、蒸発潜熱による処理液の温度低下がより抑制される。また、本実施形態では、蒸気発生装置３３は、加熱した溶媒蒸気を供給する。これにより、半導体ウエハ９の表面に供給される処理液と、溶媒蒸気との温度差が低減される。したがって、処理液から溶媒蒸気への熱伝達により、処理液の温度が低下するのが抑制される。すなわち、処理液の温度低下がさらに抑制される。
【００４３】
排液捕集部６は、使用後の処理液を回収する部位である。排液捕集部６は、保持部５に保持された半導体ウエハ９を環状に包囲するカップ６１と、カップ６１の底部に流路接続された第５配管６２とを有する。処理液供給ノズル２１から吐出された処理液は、半導体ウエハ９に供給された後、カップ６１の内部に捕集される。その後、処理液は、第５配管６２を通って基板処理装置１の外部へ排出され、再生処理または廃棄処理される。
【００４４】
制御部１０は、図２に示したように、チャックピン５２、回転機構５３、第１開閉弁２５、第２開閉弁３８、ヒータ２３、および蒸気発生装置３３と、電気的に接続されている。制御部１０は、ＣＰＵ等の演算処理部やメモリを有するコンピュータにより構成されていてもよく、あるいは、電子回路により構成されていてもよい。制御部１０は、ユーザの操作、各種の入力信号、または予め設定されたプログラムに従って、チャックピン５２、回転機構５３、第１開閉弁２５、第２開閉弁３８、ヒータ２３、および蒸気発生装置３３の動作を制御する。
【００４５】
なお、上述した処理液供給部２、蒸気供給部３、保持部５、および排液捕集部６は、温度および清浄度が制御された収容容器７の内部に配置される。また、収容容器７の搬入出口を開閉するためのシャッタ機構や、搬入出口を介して半導体ウエハ９を搬入および搬出するための搬送機構も、制御部１０により動作制御される。また、基板処理装置１は、このような収容容器７を複数備え、複数枚の半導体ウエハ９を、複数の収容容器７において並列に処理できるものであってもよい。
【００４６】
＜２．基板処理について＞
続いて、上記の基板処理装置１を用いた半導体ウエハ９の処理について、説明する。図３は、基板処理装置１における基板処理の流れを示したフローチャートである。図４は、基板処理装置１における処理の様子を模式的に示した概略図である。
【００４７】
この基板処理装置１において、半導体ウエハ９の処理を行うときには、制御部１０が、基板処理装置１内の各部を動作制御する。これにより、以下の動作が進行する。以下、図１、図３および図４を参照しながら、各部の動作について説明する。
【００４８】
基板処理装置１は、まず、所定の搬送機構によって、半導体ウエハ９を収容容器７の内部に搬入する。また、保持部５の複数のチャックピン５２を外側へ開くとともに、ベース部５１の上方に、半導体ウエハ９を配置する。そして、複数のチャックピン５２を内側へ閉じることにより、所定の搬送機構から保持部５へ、半導体ウエハ９を移載する。半導体ウエハ９は、デバイス面を上面側に向けた水平姿勢で、保持部５に保持される（ステップＳ１）。
【００４９】
次に、回転機構５３を動作させることにより、ベース部５１の回転を開始する。これにより、半導体ウエハ９が中心軸５５を中心として回転する（ステップＳ２）。
【００５０】
続いて、基板処理装置１は、ヒータ２３および蒸気発生装置３３を動作させるとともに、第１開閉弁２５および第２開閉弁３８を同時に開放する。これにより、処理液供給ノズル２１からの加熱した処理液２６の吐出と、蒸気供給ノズル３１からの溶媒蒸気３９の吐出とが、同時に開始する（ステップＳ３）。処理液２６は、処理液供給ノズル２１から、半導体ウエハ９の上面に設定された第１吐出位置Ｐ１に向けて、吐出される。これにより、半導体ウエハ９の上面に処理液２６が広がり、半導体ウエハ９の上面は処理液２６で覆われる。また、処理液２６の吐出と同時に、溶媒蒸気３９は、蒸気供給ノズル３１から、半導体ウエハ９の上面に設定された第２吐出位置Ｐ２に向けて、吐出される。これにより、処理液２６の表面に溶媒蒸気３９が広がり、処理液２６の表面が溶媒蒸気３９に覆われる。
【００５１】
上述の通り、本実施形態では、溶媒蒸気３９は、処理液２６の溶媒の飽和蒸気である。そのため、処理液２６の表面から溶媒蒸気３９へと処理液２６中の溶媒が蒸発することができない。このように、処理液２６の表面において、溶媒の蒸発が抑制される。すなわち、蒸発潜熱による処理液２６の温度低下が抑制される。したがって、半導体ウエハ９に接触する処理液の温度ムラを抑制でき、半導体ウエハ９に対し均一な処理を行うことができる。
【００５２】
なお、溶媒蒸気３９は処理液２６の溶媒の飽和蒸気であることが好ましいが、必ずしも飽和蒸気でなくてもよい。例えば、溶媒蒸気３９に含まれる溶媒の蒸気量は、飽和蒸気量の９０％程度であってもよい。その場合であっても、蒸気供給ノズル３１から溶媒蒸気３９を供給しない場合と比べて、処理液２６の表面における溶媒の蒸発が大幅に抑制される。
【００５３】
また、上述の通り、本実施形態では、溶媒蒸気３９は、加熱されて供給されている。これにより、溶媒蒸気３９が加熱されていない場合と比べて、処理液２６と溶媒蒸気３９との温度差が低減されている。したがって、処理液２６から溶媒蒸気３９への熱伝達による処理液２６の温度低下が抑制される。なお、溶媒蒸気３９は、加熱されて供給されることが好ましいが、加熱されていなくてもよい。
【００５４】
基板処理装置１は、このような処理液２６および溶媒蒸気３９の吐出を、所定時間継続する。その後、基板処理装置１は、第１開閉弁２５および第２開閉弁３８を同時に閉鎖する。これにより、処理液供給部２からの処理液２６の吐出と、蒸気供給部３からの溶媒蒸気３９の吐出とを、同時に停止させる（ステップＳ４）。
【００５５】
その後、基板処理装置１は、回転機構５３を停止させることにより、ベース部５１の回転を停止する（ステップＳ５）。
【００５６】
そして、基板処理装置１は、複数のチャックピン５２を外側へ開き、所定の搬送機構により、保持部５から基板処理装置１の外部へ、半導体ウエハ９を搬出する（ステップＳ６）。
【００５７】
この基板処理装置１では、上述したステップＳ３のように、処理液２６および溶媒蒸気３９の吐出を、同時に開始する。これにより、溶媒蒸気３９が半導体ウエハ９に直接接触するのが抑制されている。仮に、処理液２６の吐出開始前に、半導体ウエハ９に溶媒蒸気３９が接触した場合、溶媒が凝集し、半導体ウエハ９の上面に溶媒の液滴が付着する虞がある。そうすると、その後処理液２６が吐出された時に、半導体ウエハ９の上面に接触する処理液２６の溶質濃度にムラが生じる。これに対し、上述したステップＳ３のように、処理液２６および溶媒蒸気３９の吐出を同時に開始すれば、半導体ウエハ９の表面における処理のムラを、より抑制できる。
【００５８】
＜３．シミュレーション＞
上記の実施形態では、処理液を半導体ウエハ９上に吐出する際に、処理液の表面を溶媒蒸気で覆うことによって、処理液の温度低下による温度ムラを抑制した。以下では、処理液の表面からの溶媒の蒸発による蒸発潜熱が処理液の温度低下の主たる原因であることを示すシミュレーション結果について説明する。
【００５９】
＜３−１．シミュレーション１＞
まず、シミュレーション１について説明する。図５は、実験およびシミュレーション１の結果を示す図である。図５中、実験の結果は丸印により、シミュレーション１の結果は線により示されている。
【００６０】
実験では、処理液供給ノズル２１から処理液２６を、回転させた半導体ウエハ９の上面の中央に吐出した。処理液２６には、フッ酸を使用した。半導体ウエハ９の回転数は、１０００ｒｐｍである。また、処理液２６の流量は毎分２リットル、温度は５４．７℃である。収容容器７内の気体の温度は、２６．４℃である。なお、蒸気供給部３からの溶媒蒸気の供給はない。当該条件下において、処理液２６が吐出される第１吐出位置Ｐ１からの距離と、処理液２６の温度との関係を計測した。
【００６１】
また、シミュレーション１では、実験と同様の条件において、処理液２６から半導体ウエハ９および収容容器７内の気体への熱伝達のみを考慮し、処理液２６が吐出される第１吐出位置Ｐ１からの距離と、処理液２６の温度との関係をシミュレーションにより計算した。
【００６２】
図５に示すように、実験の結果、第１吐出位置Ｐ１からの距離が大きくなるにつれ、処理液２６の温度が下がった。また、シミュレーション１の結果、第１吐出位置Ｐ１からの距離が大きくなるにつれ、処理液２６の温度が下がった。しかし、図５に示すように、第１吐出位置Ｐ１からの距離が大きくなるにつれ、シミュレーション１における処理液２６の温度と、実験結果における処理液２６の温度との差が広がっている。
【００６３】
これにより、処理液２６から半導体ウエハ９および収容容器７への熱伝達は、処理液２６の温度低下の一因であるものの、主な原因ではないものと推測される。
【００６４】
＜３−２．シミュレーション２＞
次に、シミュレーション２について説明する。図６は、実験およびシミュレーション２の結果を示す図である。図６中、実験の結果は丸印により、シミュレーション２の結果は線により示されている。図６の実験結果は、図５の実験結果と同一である。
【００６５】
シミュレーション２では、実験と同様の条件において、処理液２６から半導体ウエハ９および収容容器７内の気体への熱伝達に加え、処理液２６の表面からの溶媒の蒸発による蒸発潜熱を考慮し、処理液２６の吐出位置からの距離と、処理液２６の温度との関係をシミュレーションにより計算した。
【００６６】
図６に示すように、シミュレーション２の結果、第１吐出位置Ｐ１からの距離が大きくなるにつれ、処理液２６の温度が下がった。また、シミュレーション２における各距離における処理液２６の温度と、実験結果における各距離における処理液２６の温度とが、近似する値となった。
【００６７】
これにより、第１吐出位置Ｐ１から距離が離れるにつれ、処理液２６の温度が低下する主な原因は、処理液２６の表面からの溶媒の蒸発による蒸発潜熱であるものと考えられる。したがって、処理液表面からの溶媒の蒸発を抑制することにより、処理液の温度ムラを抑制することができると考えられる。
【００６８】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００６９】
図７は、一変形例に係る基板処理装置における、基板処理の様子を模式的に示した概略図である。図７の例では、半導体ウエハ９Ａの上方に、案内板７１Ａが配置されている。案内板７１Ａは、半導体ウエハ９Ａの上面と略平行に広がる下面を有する略円板状の部材である。案内板７１Ａは、蒸気供給ノズル３１Ａから吐出された溶媒蒸気３９Ａの流れを、処理液の表面に沿って案内する。これにより、溶媒蒸気３９Ａが、効率よく処理液２６Ａの表面に向かう。その結果、処理液２６Ａの温度低下をさらに抑制できる。なお、案内板７１Ａの形状は、溶媒蒸気３９Ａを処理液２６Ａの表面に案内するものであれば、他の形状であってもよい。
【００７０】
図８は、他の変形例に係る基板処理装置における、基板処理の様子を模式的に示した概略図である。図８の例の基板処理装置は、案内気体供給ノズル４１Ｂをさらに備える。
【００７１】
案内気体供給ノズル４１Ｂは、蒸気供給ノズル３１Ｂより上方に位置する円環状のノズルである。案内気体供給ノズル４１Ｂは、半導体ウエハ９Ｂ上の第３吐出位置Ｐ３に向かって、案内気体となる窒素ガスを斜め下向きに吐出する。第３吐出位置Ｐ３は、第２吐出位置Ｐ２より外側に位置している。これにより、蒸気供給ノズル３１Ｂから吐出した溶媒蒸気３９Ｂの上に、案内気体層４２Ｂが形成される。したがって、溶媒蒸気３９Ｂを含む気体の流れが、処理液２６Ｂの表面に沿って案内される。その結果、溶媒蒸気３９Ｂが処理液２６Ｂの表面から離れるのを抑制できる。したがって、処理液２６Ｂの温度低下をさらに抑制できる。
【００７２】
なお、図８の例では、案内気体は窒素ガスであるが、空気やアルゴンガスなどの他の気体であってもよい。また、図８の例では、案内気体は溶媒の蒸気を含有させる気体と同一の気体であるが、案内気体と、溶媒の蒸気を含有させるガスとが異なる種類の気体であってもよい。また、案内気体は、溶媒蒸気であってもよい。
【００７３】
また、上記の実施形態では、蒸気供給ノズルは、半導体ウエハの表面に広がる処理液の表面に向かって溶媒蒸気を吐出するが、本発明はこれに限られない。例えば、収容容器を略気密に構成するとともに、収容容器内の任意の位置に蒸気供給部を配置し、当該蒸気供給部から供給された溶媒蒸気が収容容器内に充満する構成であってもよい。当該構成においても、半導体ウエハの表面に広がる処理液の表面は溶媒蒸気と接する。これにより、当該表面からの溶媒の蒸発が抑制される。したがって、処理液の温度低下が抑制される。
【００７４】
また、上記の基板処理装置は、半導体ウエハを対象としていたが、本発明の基板処理装置および基板処理方法は、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、カラーフィルタ用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板などの他の精密電子装置用基板を、対象とするものであってもよい。
【００７５】
また、上記の実施形態では、処理液供給ノズルが１つであったが、本発明はこれに限られない。基板処理装置が処理液供給ノズルを複数有していてもよい。
【００７６】
また、上記の実施形態では、処理液供給ノズルは、半導体ウエハの略中央付近の上方に固定されたが、本発明はこれに限られない。処理液供給ノズルは、処理液を吐出しながら移動する構成であってもよい。
【００７７】
また、基板処理装置の細部の構成については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１  基板処理装置
２  処理液供給部
３  蒸気供給部
５  保持部
６  排液捕集部
７  収容容器
９，９Ａ，９Ｂ  半導体ウエハ
１０  制御部
２１  処理液供給ノズル
２６，２６Ａ，２６Ｂ  処理液
３１，３１Ａ，３１Ｂ  蒸気供給ノズル
３３  蒸気発生装置
３６  窒素供給源
３７  溶媒供給源
３９，３９Ａ，３９Ｂ  溶媒蒸気
４１Ｂ  案内気体供給ノズル
４２Ｂ  案内気体層
５５  中心軸
７１Ａ  案内板
Ｐ１  第１吐出位置
Ｐ２  第２吐出位置
Ｐ３  第３吐出位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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