(57)【要約】【課題】減圧して処理液の温度を低下させることにより、基板の乾燥効率を向上させることができる基板処理装置を提供する。【解決手段】制御部６１は、リフタ３１を処理位置に下降させて基板Ｗに対して処理液による処理を行わせた後、減圧ポンプ４９によりチャンバ２７内を所定圧力まで減圧させ、純水の温度が所定温度に低下した後、溶剤ノズル３３からイソプロピルアルコールの蒸気を供給させて溶剤雰囲気を形成させ、リフタ３１を乾燥位置に上昇させる。チャンバ２７内を減圧すると、処理槽１に貯留している純水が蒸発し、その時に純水から気化熱が奪われて純水の温度が低下するので、基板Ｗの温度を低くさせることができる。したがって、基板Ｗとイソプロピルアルコールの蒸気との温度差を大きくできるので、蒸気の凝結量を多くすることができ、乾燥効率を向上できる。【選択図】図１
2008078383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液により処理した基板を溶剤雰囲気に移動させて乾燥させる基板処理装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、
基板を保持し、処理槽の内部にあたる処理位置と前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって昇降可能な保持機構と、
前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する供給手段と、
前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、
前記処理槽内の処理液の温度を測定する温度測定手段と、
前記保持機構を前記処理位置に下降させて処理液による処理を行わせた後、前記減圧手段により前記チャンバ内を所定の圧力まで減圧させ、処理液の温度が所定温度に低下したことを前記温度測定手段が測定すると、前記供給手段から溶剤蒸気を供給させて前記チャンバ内に溶剤雰囲気を形成させ、前記保持機構を前記処理位置から前記乾燥位置に上昇させる制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記供給手段は、溶剤蒸気を加熱する加熱手段を備え、
前記制御手段は、前記温度測定手段により測定された温度に応じて前記加熱手段による加熱温度を低く調整することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記所定の圧力は、処理液を純水とした場合に２．６３ｋＰａ以下かつ１．４６ｋＰａ以上であ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）等の基板に対して所定の処理を行う基板処理装置に係り、特に、処理液から基板を引き上げて乾燥させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、純水を貯留する処理槽と、処理槽の周囲を囲うチャンバと、処理槽内の処理位置と処理槽上方の乾燥位置とにわたって基板を昇降させる保持機構と、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の蒸気を発生させる蒸気発生部と、チャンバ内にイソプロピルアルコールの蒸気を供給するノズルと、チャンバ内を減圧する真空ポンプとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような構成の装置では、まず、基板を保持した保持機構を処理位置に移動させた状態で基板を純水洗浄する。そして、ノズルからイソプロピルアルコールの蒸気を供給してチャンバ内を溶剤雰囲気にした後、基板を保持した保持機構を処理位置から乾燥位置へ移動させる。次いで、真空ポンプによってチャンバ内を減圧して、基板に付着しているイソプロピルアルコールの蒸気を乾燥させて基板を乾燥させる。
【特許文献１】特許第３５８５１９９号（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、基板の表面におけるイソプロピルアルコールの蒸気の凝結量を多くして乾燥効率を高めるためには、イソプロピルアルコールの蒸気の温度と、基板の温度との差を大きくすることが必要である。そのため、処理槽の純水をチラーユニットにより冷却することが考えられるが、大容量の純水を冷却するには大型のチラーユニットが必要であり、しかも純水に対して満足な冷却ができないという問題がある。
【０００５】
そこで、イソプロピルアルコールの蒸気温度を高くすることが考えられるが、基板の表面に酸化膜（ＳｉＯ２）が被着されている場合には、この膜にダメージが及ぶ恐れがある。そのため、イソプロピルアルコールの蒸気の温度はできるだけ高くしないようにしており、その結果、乾燥効率を高めるのに限界が生じている。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、減圧して処理液の温度を低下させることにより、基板の乾燥効率を向上させることが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】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、処理液により処理した基板を溶剤雰囲気に移動させて乾燥させる基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、基板を保持し、処理槽の内部にあたる処理位置と前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって昇降可能な保持機構と、前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する供給手段と、前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、前記処理槽内の処理液の温度を測定する温度測定手段と、前記保持機構を前記処理位置に下降させて処理液による処理を行わせた後、前記減圧手段により前記チャンバ内を所定の圧力まで減圧させ、処理液の温度が所定温度に低下したことを前記温度測定手段が測定すると、前記供給手段から溶剤蒸気を供給させて前記チャンバ内に溶剤雰囲気を形成させ、前記保持機構を前記処理位置から前記乾燥位置に上昇させる制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、保持機構を処理位置に下降させて基板に対して処理液による処理を行わせた後、減圧手段によりチャンバ内を所定の圧力まで減圧させ、処理液の温度が所定温度に低下したことを温度測定手段が測定すると、供給手段から溶剤蒸気を供給させて溶剤雰囲気を形成させ、保持機構を乾燥位置に上昇させる。チャンバ内を減圧すると、処理槽に貯留している処理液が蒸発（さらには沸騰）し、その時に処理液から気化熱が奪われて処理液の温度が低下するので、基板の温度を低くさせることができる。したがって、溶剤蒸気を加熱することなく、基板と溶剤蒸気の温度差を大きくすることができる。その結果、基板の表面における溶剤蒸気の凝結量を多くすることができ、乾燥効率を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明において、前記供給手段は、溶剤蒸気を加熱する加熱手段を備え、前記制御手段は、前記温度測定手段により測定された温度に応じて前記加熱手段による加熱温度を低く調整することが好ましい（請求項２）。処理液の温度が低下した分だけ、加熱手段による溶剤蒸気の加熱温度を低く調整することにより、基板への凝結量を維持しつつも基板に被着されている被膜にダメージが生じるのを回避することができる。
【００１０】
また、本発明において、前記所定の圧力は、処理液を純水とした場合に２．６３ｋＰａ以下かつ１．４６ｋＰａ以上であることが好ましい（請求項３）。２．６３ｋＰａの減圧により純水の温度を１℃下げることができ、乾燥効率を向上できる程度に基板の温度を下げることができる一方、１．４６ｋＰａより低い圧力にすると、処理液の蒸発（沸騰）が激しすぎて、処理槽内の処理液の液面が低下し過ぎる。したがって、減圧の程度を１．４６ｋＰａまでとすることにより、処理槽の液面から基板の一部が露出するといった不都合を回避することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、保持機構を処理位置に下降させて基板に対して処理液による処理を行わせた後、減圧手段によりチャンバ内を所定の圧力まで減圧させ、処理液の温度が所定温度に低下したことに基づいて、供給手段から溶剤蒸気を供給させて溶剤雰囲気を形成させ、保持機構を乾燥位置に上昇させる。チャンバ内を減圧すると、処理槽に貯留している処理液が蒸発（さらには沸騰）し、その時に処理液から気化熱が奪われて処理液の温度が低下するので、基板の温度を低くさせることができる。したがって、溶剤蒸気を加熱することなく、基板と溶剤蒸気の温度差を大きくすることができる。その結果、基板の表面における溶剤蒸気の凝結量を多くすることができ、乾燥効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
この基板処理装置は、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を収容可能に構成されている。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、処理液を供給するための二本の噴出管７が配設されている。噴出管７は、供給管１１を介して処理液供給源１５に連通接続されており、その流量が処理液弁１７で制御される。処理液供給源１５は、フッ化水素酸（ＨＦ）や、硫酸・過酸化水素水（Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２）の混合液などの薬液や、純水などを処理液として供給する。
【００１４】
処理槽１は、その周囲がチャンバ２７で囲われている。チャンバ２７は、上部に開閉自在の上部カバー２９を備えている。起立姿勢で複数枚の基板Ｗを保持するリフタ３１は、チャンバ２７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２７の内部にあたる「乾燥位置」とにわたって移動可能に構成されている。
【００１５】
なお、上述したリフタ３１が本発明における保持機構に相当する。
【００１６】
上部カバー２９の下方であってチャンバ２７の上部内壁には、一対の溶剤ノズル３３が配設されている。溶剤ノズル３３には、供給管３５の一端側が連通接続されている。供給管３５の他端側は、溶剤蒸気供給源３７に連通接続されている。この供給管３５には、その上流側から順に、溶剤蒸気の流量を調節するための蒸気弁３９と、溶剤蒸気を加熱するためのインラインヒータ４１とが配設されている。溶剤蒸気供給源３７から供給される溶剤としては、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が例示される。
【００１７】
なお、上述した溶剤ノズル３３が本発明における供給手段に相当し、インラインヒータ４１が本発明における加熱手段に相当する。
【００１８】
また、チャンバ２７には、内部の気体を排出するための減圧ポンプ４９が排気弁５１を介して配設されている。本発明の減圧手段に相当する減圧ポンプ４９は、従来の減圧度合いに比較して、さらに高真空の減圧を行える能力を備えている。その減圧可能な範囲は、例えば、２．６３ｋＰａ〜１．４６ｋＰａ程度であることが好ましい。因みに、完全真空は、０ｋＰａであり、大気圧は１０１ｋＰａである。
【００１９】
処理槽１の底部には、排出口５３が形成されている。この排出口５３には、ＱＤＲ弁５５が取り付けられている。このＱＤＲ弁５５から処理槽１内の処理液を排出すると、処理液がチャンバ２７底部に一旦排出される。チャンバ２７の底部には、排出管５７が取り付けられ、排出管５７には排液弁５９が取り付けられている。
【００２０】
また、処理槽１の側壁の一部位には、本発明における温度測定手段に相当する温度計６０が配設されている。この温度計６０は、処理槽１に貯留されている処理液の温度を測定するものであり、測定した温度を電気信号で後述する制御部６１へ出力する。なお、温度計６０は、種々の薬液への耐性を備える材質で構成または耐性を有する樹脂でコーティングされていることが好ましい。
【００２１】
上述した処理液弁１７、上部カバー２９、リフタ３１、蒸気弁３９、インラインヒータ４１、減圧ポンプ４９、排気弁５１、ＱＤＲ弁５５、排液弁５９などの動作は、本発明の制御手段に相当する制御部６１によって統括的に制御される。この制御部６１は、主として、処理位置にリフタ３１を移動させて処理液による処理を行わせ、純水による洗浄を行わせた後、減圧ポンプ４９によってチャンバ２９内を所定圧力ＰＰまで減圧させる。その後、純水の温度が所定温度ＰＴにまで低下したことを確認した後に、溶剤蒸気を溶剤ノズル３３からチャンバ２９内に供給させ、リフタ３１を純水から引き上げて乾燥位置へと移動させる。制御部６１は、図示しないＣＰＵやメモリを備え、メモリには予め所定圧力ＰＰ及び所定温度ＰＴが記憶されている。
【００２２】
次に、図２及び図３を参照する。なお、図２は純水の圧力−温度特性を模式的に示すグラフであり、図３は純水の圧力−降下温度特性を示す表である。
【００２３】
図２に示すように、純水が貯留している空間の圧力を低下させると、純水の温度は圧力の低下に応じて低下してゆく。例えば、大気圧Ｐ１（＝１０１ｋＰａ）の状態においては、純水は温度Ｔ１（＝１００℃）で沸騰して気化するが、圧力をＰ２（例えば２ｋＰａ）まで低下させると、純水は温度Ｔ１（＝２３℃）で沸騰する。したがって、純水が貯留している空間を減圧すれば、純水がより低い温度で気化するので、気化熱によって純水の温度を低下させることができる。
【００２４】
図３に示すように、上述した処理槽１及びチャンバ２７の構成において、常温２３℃の純水の温度を１℃から１０℃の範囲（純水温度：２２〜１３℃）に低下させるためには、２．６３〜１．４６ｋＰａの範囲で減圧を行えばよいことが発明者の実験によってわかっている。なお、少なくとも２．６３ｋＰａの減圧を行うことにより、純水の温度を１℃下げることができるので、従来に比較して基板Ｗの温度を低下させることができる。また、１．４６ｋＰａより減圧すると、純水の蒸発（沸騰）が激しすぎて、処理槽１内における純水の液面が低下し過ぎる。したがって、減圧を１．４６ｋＰａまでとすることにより、処理槽１の液面から基板Ｗの一部が露出するといった不都合を回避することができる。
【００２５】
次に、図４を参照して、上述した装置の動作について説明する。なお、図４は、動作を示すフローチャートである。
【００２６】
以下の説明においては、既に処理槽１に薬液を含む処理液が貯留され、リフタ３１が処理位置に移動され、所定時間の処理が行われているものとする。このとき、処理槽１から溢れた処理液は、排出管５７を通してチャンバ２７の外部に排出されている。
【００２７】
ステップＳ１
制御部６１は、処理液供給源１５から所定流量で純水だけを供給する。これにより、処理槽１内の処理液が純水で置換され、最終的に処理槽１内には純水だけが貯留することになる。所定時間の純水洗浄により、基板Ｗに付着している処理液が除去される。
【００２８】
ステップＳ２，Ｓ３
制御部６１は、処理液弁１７を閉止して処理液供給源１５からの純水の供給を停止させるとともに、排液弁５９を閉止してチャンバ２７を閉塞させる。そして、排気弁５１を開放させるとともに、減圧ポンプ４９を作動させてチャンバ２７内を所定圧力ＰＰまで減圧させる。制御部６１は、図示しない圧力計の出力を監視し、所定圧力ＰＰまで減圧されたことを確認するまでこの状態を維持する。所定圧力ＰＰは、例えば、２．０７ｋＰａである。この減圧によると、図３に示すように、処理槽１の純水の温度を５℃低下させることができる。
【００２９】
ステップＳ４
制御部６１は、温度計６０からの出力信号を参照し、その温度が所定温度ＰＴに到達したか否かを監視する。所定温度ＰＴは、所定圧力ＰＰが２．０７ｋＰａであるので、この場合５℃の温度低下となり、初期温度が２３℃である場合には１８℃となる。これにより、リフタ３１に保持されている基板Ｗが１８℃に冷却される。
【００３０】
なお、何らかの不具合によりチャンバ２７の密閉度が低下している場合、いくら減圧しても純水の温度が下がらず、基板Ｗの温度も低下しない。その結果、その状態で基板Ｗを乾燥位置に移動させても乾燥効率の向上は期待できない。そこで、減圧後に、制御部６１が純水の温度低下を確認した後に次の処理を行うことにより、確実に基板Ｗの温度を低下させることができ、後述する乾燥処理の効率化を確実に行うことができる。
【００３１】
ステップＳ５
純水の温度が所定温度ＰＴに達すると、制御部６１は、溶剤蒸気供給源３７からイソプロピルアルコールの蒸気を溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に供給する。このとき、インラインヒータ４１によりイソプロピルアルコールの蒸気を加熱しておく。
【００３２】
ステップＳ６
制御部６１は、処理位置にあるリフタ３１を乾燥位置に上昇させる。これにより、チャンバ２７内のイソプロピルアルコールの蒸気雰囲気に基板Ｗが晒されることになり、純水により温度が下げられた基板Ｗの表面にイソプロピルアルコールの蒸気が凝結して、基板Ｗに付着している純水がイソプロピルアルコールで置換される。制御部６１は、暫くリフタ３１を乾燥位置に維持し、所定時間が経過した後、減圧ポンプ４９を停止させるとともに排気弁５１を閉止させる。さらに、排液弁５９を開放してチャンバ２７内を大気に開放させる。そして、上部カバー２９を開放させた後、リフタ３１を待機位置へ上昇させて処理を終える。
【００３３】
上述したように制御部６１は、リフタ３１を処理位置に下降させて基板Ｗに対して薬液を含む処理液による処理を行わせ、続いて純水による処理を行わせた後、減圧ポンプ４９によりチャンバ２７内を所定圧力ＰＰまで減圧させ、純水の温度が所定温度ＰＴに低下したのを確認した後、溶剤ノズル３３からイソプロピルアルコールの蒸気を供給させて溶剤雰囲気を形成させ、リフタ３１を乾燥位置に上昇させる。チャンバ２７内を減圧すると、処理槽１に貯留している純水が蒸発し、その時に純水から気化熱が奪われて純水の温度が低下するので、基板Ｗの温度を低くさせることができる。したがって、基板Ｗとイソプロピルアルコールの蒸気との温度差を大きくすることができる。その結果、基板Ｗの表面におけるイソプロピルアルコールの蒸気の凝結量を多くすることができ、乾燥効率を向上させることができる。
【００３４】
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。
【００３５】
（１）上述した実施例では、インラインヒータ４１によりイソプロピルアルコールの蒸気を加熱して供給しているが、純水の温度が低下した分だけ、インラインヒータ４１による加熱温度を低く調整するようにしてもよい。これにより、基板Ｗへの凝結量を維持しつつも基板Ｗに被着されている被膜等にダメージが生じるのを回避することができる。
【００３６】
（２）上述した実施例では、溶剤蒸気供給源３７から供給される溶剤としてイソプロピルアルコールを例に採って説明したが、その他の溶剤であってもよい。
【００３７】
（３）上述した実施例では、処理槽１が単一の槽で構成されているが、処理槽が内槽と外槽を備える構成であってもよい。
【００３８】
（４）上述した実施例では、供給管３５にインラインヒータ４１を備えているが、溶剤蒸気供給源３７からの溶剤蒸気を加熱することなく直接供給するようにしてもよい。これにより溶剤供給ラインの構成を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】純水の圧力−温度特性を模式的に示すグラフである。
【図３】純水の圧力−降下温度特性を示す表である。
【図４】動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
Ｗ  …  基板
１  …  処理槽
７  …  噴出管
１１  …  供給管
１５  …  処理液供給源
１７  …  処理液弁
３１  …  リフタ
３３  …  溶剤ノズル
４１  …  インラインヒータ
４９  …  減圧ポンプ
６０  …  温度計
６１  …  制御部
【図１】
2008078383.tif 000003
【図２】
2008078383.tif 000004
【図３】
2008078383.tif 000005
【図４】
2008078383.tif 000006