(57)【要約】【課題】ウォータマークを発生させず，レジストの溶解もなく安全に処理することができる，基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。【解決手段】処理槽６０の下部から第１の処理液を供給して、処理槽６０内において第１の処理液中に基板Ｗを浸漬させて処理する工程と、処理槽６０の下部から第１の処理液よりも比重が重い第２の処理液を供給しつつ、処理槽６０の上部から第１の処理液を排液して、処理槽６０内の第１の処理液を第２の処理液に置換し、処理槽６０内において第２の処理液中に基板Ｗを浸漬させて処理する工程と、処理槽６０内から処理槽６０の上方に設けられた乾燥室に基板Ｗを引き上げる工程を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液が充填される処理槽と、
前記処理槽の上方に設けられた乾燥室と、
前記処理槽内と前記乾燥室とに基板を昇降させる保持手段と，
前記処理槽の下部から処理液を供給する処理液供給手段と，
前記処理槽の上部から処理液を排液する処理液排液手段とを備え，
前記処理液供給手段により、前記処理槽内に第１の処理液を供給して、前記処理槽内において第１の処理液中に基板を浸漬させた後、
前記処理液供給手段により、前記処理槽内に第１の処理液よりも比重が重い第２の処理液を供給しつつ、前記処理液排液手段により、前記処理槽内から第１の処理液を排液して、前記処理槽内の第１の処理液を第２の処理液に置換し、前記処理槽内において第２の処理液中に基板を浸漬させ、
その後、前記保持手段により、前記処理槽内から前記乾燥室に基板を引き上げることを特徴とする，基板処理装置。
【請求項２】
第１の処理液は、純水からなることを特徴とする，請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
第２の処理液は、ジクロロメタン、ヘキサメチルジシラザン、ハイドロフルオロエーテルのいずれかからなることを特徴とする，請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
処理槽内で少なくとも第１の処理液と第２の処理液を用いて基板を処理する方法であって，
前記処理槽の下部から第１の処理液を供給して、前記処理槽内において第１の処理液中に基板を浸漬させて処理する工程と、
前記処理槽の下部から第１の処理液よりも比重が重い第２の処理液を供給しつつ、前記処理槽の上部から第１の処理液を排液して、前記処理槽内の第１の処理液を第２の処理液に置換し、前記処理槽内において第２の処理液中に基板を浸漬させて処理する工程と、
前記処理槽内から前記処理槽の上方に設けられた乾燥室に基板を引き上げる工程を有することを特徴とする，基板処理方法。
【請求項５】
前記処理槽内の第１の処理液を第２の処理液に置換するに際し、前記処理槽内に第１の処理液層と第２の処理液層を形成させることを特徴とする，請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
第１処理液は、純水からなることを特徴とする，請求項４または５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
第２処理液は、ジクロロメタン、ヘキサメチルジシラザン、ハイドロフルオロエーテルのいずれかからなることを特徴とする，請求項４〜６のいずれかに記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，基板を処理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】
半導体デバイスの製造工程では，半導体ウェハ（以下，「ウェハ」という。）を所定の薬液や純水等の洗浄液によって洗浄し，ウェハの表面に付着したパーティクル，有機汚染物，金属不純物等のコンタミネーションを除去する洗浄装置が使用されている。その中でも洗浄液が充填された洗浄槽内に，ウェハを浸漬させて洗浄処理を行うウェット型の洗浄装置は広く普及している。
【０００３】
かかる洗浄装置は，アンモニア成分，塩酸成分，フッ酸成分等が主体となった薬液や純水を用いて洗浄処理を行い，最後に純水による最終リンス処理と，乾燥処理を行うように構成されている。洗浄装置には，前記最終リンス処理が行われる最終リンス洗浄装置と，前記乾燥処理が行われる乾燥装置とが備えられている。
【０００４】
乾燥装置には，例えばＩＰＡ蒸気乾燥法が採用されている。このＩＰＡ蒸気乾燥法によれば，乾燥槽内に収納されたウェハに対して，親水性の高いＩＰＡ［イソプロピルアルコール：（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ］蒸気を供給し，ＩＰＡの揮発を利用してウェハの表面に付着している水滴を取り除いて，ウェハを乾燥させることができる。
【０００５】
ここで，最終リンス洗浄装置から乾燥装置にウェハを搬送させている間に，ウェハの表面が大気雰囲気中に曝されることになる。そうなると，ウェハの表面に付着している水滴が自然乾燥してしまい，ウォータマーク（水跡）を発生させるおそれがある。また，これら最終リンス洗浄装置と乾燥装置は，洗浄装置内で横一列に並べられているため，フットプリントを要する。
【０００６】
そこで，ウォータマークの低減やフットプリント節約等の観点から，最終リンス処理と，乾燥処理の両方を行うように構成されたリンス・乾燥装置が従来から知られている。このようなリンス・乾燥装置として，例えば洗浄槽の純水中に浸漬されたウェハを槽内から引き上げる際にＩＰＡ蒸気を供給し，水とＩＰＡの表面張力の違いを利用したマランゴニ効果により，最終リンス処理後にウェハ乾燥を行う装置が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，従来のＩＰＡを利用した乾燥装置やリンス・乾燥装置によれば，ＩＰＡには，レジストを溶解させる性質がある。例えばウェハの表面に所定の回路パターンに沿ってレジスト膜が形成されている。このようなウェハに対してＩＰＡ蒸気やＩＰＡ液を供給すると，レジスト表面が溶けてしまい，パターン崩れが起こる可能性がある。また，メモリ回路等で，リーク電流を抑えるために形成されるデュアルゲートが，レジストを局所的に堆積してパターニングした構造を有する場合，ＩＰＡ蒸気が供給されると，デュアルゲートの厚さが変わる。このため，回路の動作に悪影響を及ぼすおそれがある。さらにＩＰＡには，アルコール成分が含まれているので，引火する危険性がある。このため，高水準の安全対策，設備が必要となる。
【０００８】
また，マランゴニ効果が十分に発揮されるためには，ウェハＷを比較的ゆくっりと純水中から引き上げなくてはならず，このため，ウェハＷの上昇に時間を要する。さらに，前記ウェハガイドには，ウェハの周縁部が保持される溝が複数形成されている。溝や，溝に保持されたウェハの周縁部のような細部に渡る部分にも，水滴が付着している。露出したウェハの表面と異なり，溝に保持されたウェハの周縁部に対してはＩＰＡ蒸気が供給し難く，乾燥に手間がかかる。
【０００９】
従って，本発明の目的は，ウォータマークを発生させず，レジスト膜付きの基板をパターン崩れなしで，安全に処理することができる，基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために，本発明にあっては，処理液が充填される処理槽と、前記処理槽の上方に設けられた乾燥室と、前記処理槽内と前記乾燥室とに基板を昇降させる保持手段と，前記処理槽の下部から処理液を供給する処理液供給手段と，前記処理槽の上部から処理液を排液する処理液排液手段とを備え，前記処理液供給手段により、前記処理槽内に第１の処理液を供給して、前記処理槽内において第１の処理液中に基板を浸漬させた後、前記処理液供給手段により、前記処理槽内に第１の処理液よりも比重が重い第２の処理液を供給しつつ、前記処理液排液手段により、前記処理槽内から第１の処理液を排液して、前記処理槽内の第１の処理液を第２の処理液に置換し、前記処理槽内において第２の処理液中に基板を浸漬させ、その後、前記保持手段により、前記処理槽内から前記乾燥室に基板を引き上げることを特徴とする，基板処理装置を提供する。
【００１１】
この基板処理装置において，第１の処理液として例えば純水等が，第２の処理液として例えば疎水性がある溶剤（例えば、ジクロロメタン、ヘキサメチルジシラザン、ハイドロフルオロエーテルのいずれかからなる）がそれぞれ適宜用いられる。従って，この基板処理装置は，保持手段により保持された基板の周縁部に付着している例えば水滴を外部雰囲気に接触させることなく液中で溶剤に置換することができる。
【００１２】
第２の処理液に基板を接触させた後，保持手段を上昇させて基板を処理槽内から取り出す。基板を露出させ，基板から溶剤を蒸発させる。さらに保持手段により保持された基板の周縁部からも溶剤を蒸発させるので，細部に渡る部分も容易に乾燥させることができる。
【００１３】
前記基板に乾燥促進用のガスを供給するガス供給手段を備えても良い。また，前記第２の処理液にＩＰＡを混合するＩＰＡ供給手段を有していても良い。また，前記第２の処理液を加熱する加熱手段を有していても良い。
【００１４】
また、本発明にあっては，処理槽内で少なくとも第１の処理液と第２の処理液を用いて基板を処理する方法であって，前記処理槽の下部から第１の処理液を供給して、前記処理槽内において第１の処理液中に基板を浸漬させて処理する工程と、前記処理槽の下部から第１の処理液よりも比重が重い第２の処理液を供給しつつ、前記処理槽の上部から第１の処理液を排液して、前記処理槽内の第１の処理液を第２の処理液に置換し、前記処理槽内において第２の処理液中に基板を浸漬させて処理する工程と、前記処理槽内から前記処理槽の上方に設けられた乾燥室に基板を引き上げる工程を有することを特徴とする，基板処理方法を提供する。
【００１５】
この基板処理方法によれば，例えば処理槽内に充填された第１の処理液に基板を処理液に接触させる。次いで，第１の処理液よりも比重の重い第２の処理液を処理槽内に供給する。第１の処理液に基板を接触させた状態から，第２の処理液に基板を接触させた状態に置換する。従って，基板の表面に付着している第１の処理液を外部雰囲気に接触させることなく液中で第２の処理液に置換することができる。
【００１６】
例えば第１の処理液に純水が適宜用いられ，第２の処理液に疎水性がある溶剤（例えば、ジクロロメタン、ヘキサメチルジシラザン、ハイドロフルオロエーテルのいずれかからなる）が適宜用いられる。この場合，先ず処理槽内に充填された第１の処理液中に基板を浸漬させて第１の処理液に接触させる。次いで，例えば第１の処理液よりも比重が重い第２の処理液を処理槽内に供給する場合，供給された第２の処理液は，処理槽の底部に沈む。一方，第２の処理液の供給に合わせて例えば処理槽の上部から第１の処理液を徐々に排液し，処理槽内に，第１の処理液層と第２の処理液層を形成する。第２の処理液が溜まって第２の処理液層を厚くする一方で，処理槽内から第１の処理液を追い出して第１の処理液層を薄くしていく。処理槽内に充填される液を第２の処理液に置換する。基板を第２の処理液に浸漬させて第２の処理液に接触させる。従って，例えば基板の表面に付着している水滴を外部雰囲気に接触させることなく液中で溶剤に置換することができる。
【００１７】
前記第１の処理液とは比重が異なる前記第２の処理液に前記基板を接触させた状態に置換した後，前記処理槽の上方に基板を上昇させて基板を乾燥させることが好ましい。前述したように第１の処理液が純水であり，第２の処理液が溶剤である場合に，かかる方法によれば，溶剤が付着した基板を処理槽の上方に上昇させて基板の表面を露出させ，基板から溶剤を蒸発させる。従って，例えばウォータマークを発生させることなく，基板を乾燥させることができる。また，液化された溶剤を用いるので，従来のように可燃性のある溶剤（例えばＩＰＡ）の蒸気を用いて基板を乾燥させるのと比較して，危険が少なく，高水準の安全対策，設備が不要となる。
【００１８】
前記第１の処理液とは比重が異なる前記第２の処理液に前記基板を接触させた状態に置換した後，前記処理槽内を排液して基板を乾燥させても良い。かかる方法によれば，処理槽内を排液して基板を露出させ，処理槽内で基板から溶剤を蒸発させる。これによっても，例えばウォータマークを発生させることなく，基板を乾燥させることができる。
【００１９】
前記基板を前記第２の処理液から分離した後，前記基板にガスを供給することが好ましい。即ち，先に述べたように処理槽の上方に基板を上昇させて第２の処理液から分離した後や，処理槽内を排液して第２の処理液から分離した後で，基板に例えばＮ２（窒素）ガス又は加熱されたＮ２ガス等を供給する。そうすれば，乾燥を促進することができる。
【００２０】
前記処理槽の周囲を不活性雰囲気にすることが好ましい。例えば溶剤の気化熱が大きいと，溶剤が蒸発する際に基板から熱を奪い，基板の表面温度が下がる。そうなると，雰囲気中の例えば蒸気が結露して基板の表面に水滴が付着するおそれがある。しかしながら，例えば処理槽の周囲（処理槽の上方等を含む）を，例えばＮ２雰囲気で満たし，雰囲気中に蒸気が含まれないようにすることで，溶剤蒸発時の水滴付着を防止することができる。
【００２１】
前記基板は，例えば表面にレジスト膜が形成されたものであり，前記第２の処理液は，該レジスト膜を溶解させない性質を有することが好ましい。そうすれば，レジスト膜付きの基板を好適に処理することができる。また，前記第２の処理液は，不可燃性であっても良い。そうすれば，例えば溶剤が気化しても安全を図ることができる。このような条件を満たす第２の処理液として，例えばＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）やジクロロメタン，ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）等の溶剤がある。
【００２２】
また，前記第２の処理液に，ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を混合しても良い。また，前記第２の処理液を，加熱してもよい。このように第２の処理液にＩＰＡを混合したり，第２の処理液を加熱することにより，基板に接触している第１の処理液を円滑に第２の処理液に置換することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば，ウォータマークを発生させず，レジスト膜付きの基板をパターン崩れなしで，安全に処理することができる。その結果，例えば高精度な半導体デバイスの製造技術を実現することができ，歩留まりを向上させることができる。
【００２４】
処理槽内において，例えば基板の表面に付着している水滴を外部雰囲気に接触させることなく液中で第２の処理液に置換することができる。また，処理槽の上方で基板に付着した例えば第２の処理液を蒸発させ，あるいは処理槽内で基板に付着した第２の処理液を蒸発させるので，ウォータマークを発生させることなく，基板を乾燥させることができる。また，従来のように可燃性のあるＩＰＡ蒸気を用いて基板を乾燥させるのと比較して，危険が少なく，高水準の安全対策，設備が不要となる。
【００２５】
第２の処理液に前記基板を接触させた状態に置換した後，基板を乾燥させることにより，第２の処理液蒸発時の水滴付着を防止することができる。本発明によれば，レジスト膜付きの基板を好適に例えば乾燥させることができ，しかも，安全を図ることができる。
【００２６】
また，保持手段により保持された基板の周縁部に付着している例えば水滴を外部雰囲気に接触させることなく液中で第２の処理液に置換することができる。
【００２７】
また，第２の処理液としてＨＦＥを使用した場合であっても，微小な水滴などが基板の表面に残る心配がなく，ウォーターマークの発生を効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下，添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態を説明する。図１は，第１の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置２１を備えた洗浄装置１の斜視図である。この洗浄装置１は，キャリアＣ単位での基板としてウェハＷの搬入，ウェハＷの洗浄，ウェハＷの乾燥，キャリアＣ単位でのウェハＷの搬出までを一貫して行うように構成されている。
【００２９】
この洗浄装置１において，搬入・取出部２は，洗浄前のウェハＷを２５枚収納したキャリアＣを搬入しウェハＷを洗浄に移行させるまでの動作を行う。即ち，搬入ステージ５に載置されたキャリアＣを移送装置６によってローダ７へ例えば２個ずつ搬送し，このローダ７でキャリアＣからウェハＷを取り出す構成になっている。
【００３０】
洗浄乾燥処理部１０には，搬入・取出部２側から順に，ウェハＷを搬送する搬送装置３０のウェハチャック３６を洗浄および乾燥するためのウェハチャック洗浄・乾燥装置１１，各種の薬液や純水等の洗浄液を用いてウェハＷを洗浄する各ウェハ洗浄装置１２〜１５，搬送装置３２のウェハチャック３７を洗浄および乾燥するためのウェハチャック洗浄・乾燥装置１６，ウェハ洗浄装置１７〜１９，搬送装置３３のウェハチャック３３ａ，３３ａを洗浄および乾燥するためのウェハチャック洗浄・乾燥装置２０，およびウェハ洗浄装置１２〜１５，１７〜１９で洗浄されたウェハＷに対して，最終リンス洗浄（リンス処理）と，乾燥処理を行うリンス・乾燥装置２１が配列されている。さらに洗浄乾燥処理部１０の前面側（図１における手前側）には，前述した搬送装置３０，３１，３２，３３が配列されている。
【００３１】
一般的な洗浄プロセスに従い，薬液洗浄とリンス洗浄とが交互に行えるようにウェハ洗浄装置１２，１４，１７，１９は薬液洗浄（薬液処理）を行うように構成され，ウェハ洗浄装置１３，１５，１８はリンス洗浄を行うように構成されている。一例として，ウェハ洗浄装置１２では，硫酸成分を主体とした洗浄液であるＳＰＭ（Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２の混合液）を用いたＳＰＭ洗浄を行って，ウェハＷの表面に付着している有機汚染物等の不純物質を除去する。また，ウェハ洗浄装置１４では，例えばアンモニア成分を主体とした洗浄液であるＡＰＭ（ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏの混合液）を用いたＳＣ１洗浄を行って，ウェハＷの表面に付着している有機汚染物，パーティクル等の不純物質を除去する。また，ウェハ洗浄装置１７では，塩酸成分を主体とした洗浄液であるＨＰＭ（ＨＣｌ／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏの混合液）を用いたＳＣ２洗浄を行って，ウェハＷの表面に付着している金属イオン等を除去する。また，ウェハ洗浄装置１９では，フッ酸成分を主体とした洗浄液であるＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ２Ｏの混合液）を用いたＤＨＦ洗浄を行って，ウェハＷの表面に形成された酸化膜等を除去する。また，ウェハ洗浄装置１３，１５，１８では，純水を用いてウェハＷのリンス洗浄を行う。
【００３２】
なお，以上の配列や各ウェハ洗浄装置１２〜１５，１７〜１９での組合わせは，ウェハＷに対する洗浄処理の種類によって任意に組み合わせることができる。例えば，ある洗浄装置を減じたり，逆にさらに他の種類の薬液を用いてウェハＷを薬液洗浄するウェハ洗浄装置を付加してもよい。
【００３３】
装填・搬出部５０は，洗浄乾燥処理部１０で洗浄，乾燥された２５枚のウェハＷをキャリアＣに装填後キャリアＣ単位で搬出する。即ち，アンローダ５１によって，洗浄後のウェハＷが収納されたキャリアＣを，移送装置（図示せず）によって，搬出部５２にまで搬送する構成になっている。
【００３４】
次に，第１の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置２１の構成について説明する。図２に示すように，リンス・乾燥装置２１は，ウェハＷのリンス洗浄が行われる処理槽６０と，該処理槽６０の上方に設けられ，ウェハＷの乾燥処理が行われる乾燥室６１と，ウェハＷを保持する保持手段としてウェハガイド６２とを備えている。
【００３５】
処理槽６０は，ウェハＷを収納するのに充分な大きさを有する箱形の内槽６３と外槽６４から構成されている。処理槽６０には，第１の処理液として純水（ＤＩＷ）を供給する第１の処理液供給手段として純水供給回路６５が設けられている。
【００３６】
純水供給回路６５の入口は，純水供給源（図示せず）が接続されている。純水供給回路６５には，開閉弁６６，流量コントローラ６７が順次介装され，純水供給回路６５の出口は，内槽６３の下方に対をなして配置されたジェットノズル６８，６８に接続されている。
【００３７】
純水供給回路６５には，第２の処理液として溶剤を供給する第２の処理液供給手段として溶剤供給回路７０が接続されている。この溶剤供給回路７０の入口は，溶剤供給源（図示せず）が接続されている。溶剤供給回路７０には，開閉弁７１，流量コントローラ７２が順次介装されている。
【００３８】
溶剤には，純水と比重が異なり，かつ疎水性があるものとして，例えばジクロロメタンやＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）等が用いられる。これらジクロロメタンやＨＭＤＳは揮発性を有するが，アルコール等の可燃性成分が含まれていないため，気化しても安全である。また，こられ溶剤には，レジスト膜を溶解させない性質がある。例えばウェハＷの表面に所定の回路パターンに沿ってレジスト膜が形成されている場合，このようなウェハＷを，このジクロロメタンやＨＭＤＳ中に浸漬させても，レジスト表面を溶かすがことなく，パターン崩れ等を起こさない。
【００３９】
内槽６３の底部には，開閉弁８０を介して第１の処理液排液手段として純水ドレイン管８１が接続され，開閉弁８２を介して第２の処理液排液手段として溶剤ドレイン管８３が接続されている。また，外槽６４の底部には，純水ドレイン管８４が接続され，純水ドレイン管８４には，三方弁８５を介して溶剤ドレイン管８６が接続されている。従って，純水ドレイン管８１により内槽６３内の純水を排液し，三方弁８５を純水ドレイン管８４側に切り換えて，純水ドレイン管８４により外槽内の純水を排液するようになっている。また，溶剤ドレイン管８３により内槽６３内の溶剤を排液し，三方弁８５を溶剤ドレイン管８６側に切り換えて，溶剤ドレイン管８６により外槽６４内の溶剤を排液するようになっている。
【００４０】
乾燥室６１には，乾燥ガスとして常温のＮ２（窒素）ガス又はホットＮ２ガスを供給するガス供給手段としてＮ２ガス供給回路９０が設けられている。
【００４１】
Ｎ２ガス供給回路９０の入口は，例えば常温のＮ２ガスを供給するＮ２ガス供給源（図示せず）が接続されている。Ｎ２ガス供給回路９０には，開閉弁９１，流量コントローラ９２，Ｎ２ガスを加熱するヒータ９３が順次介装され，Ｎ２ガス供給回路９０の出口は，乾燥室６１の上方に対をなして配置されたガスノズル９４，９４に接続されている。なお，ヒータ９３を迂回させて常温のＮ２ガスを乾燥室６１に供給できるように，Ｎ２ガス供給回路９０にバイパス回路９５が図示の如く接続されている。バイパス回路９５には，開閉弁９６，流量コントローラ９７が順次介装されている。
【００４２】
乾燥室６１の側壁には，室内雰囲気を排気するための排気管９８が接続されている。排気管９８には，流量調整弁９９が介装されており，排気管９８の排気量を自在に調整にする。また，乾燥室６１の上面に形成された搬入出口６１ａを開閉する蓋体１００が設けられている。この蓋体１００は，図示しない移動機構により昇降及び水平方向に移動自在である。
【００４３】
図３に示すように，リンス・乾燥装置２１には，ウェハガイド６２が設けられている。ウェハガイド６２は，図示しない昇降機構により，上下方向（図３中のＺ方向）に昇降自在に構成されている。ウェハガイド６２は，シャフト部１０５と，ガイド部１０６と，ガイド部１０６に水平姿勢で固着された３本の平行な保持部材１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃとを備えている。各保持部材１０７ａ〜ｃに，ウェハＷの周縁下部を保持する溝１０８が等間隔で５０箇所形成されている。従って，ウェハガイド６２は，５０枚のウェハＷを等間隔で配列させた状態で保持し，処理槽６０内と乾燥室６１との間で昇降させるように構成されている。
【００４４】
次に，以上のように構成されたリンス・乾燥装置２１で行われる本発明の実施の形態にかかる処理について，洗浄装置１で行われる洗浄処理に沿って説明する。まず，図示しない搬送ロボットが未だ洗浄されていないウェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキャリアＣを搬入・取出部２の搬入ステージ５に複数載置する。そして，この搬入・取出部２によって，例えばキャリアＣ２個分の５０枚のウェハＷをキャリアＣから取り出し，搬送装置３０が，ウェハＷを５０枚単位で一括して把持する。そして，それらウェハＷを搬送装置３１，３２，３３に引きつきながら，各ウェハ洗浄装置１２〜１５，１７〜１９に順次搬送する。こうして，ウェハＷの表面に付着しているパーティクル等の不純物質を除去する洗浄を行う。最後に，リンス・乾燥装置２１において，最終リンス洗浄，乾燥処理を行い，
装填・搬出部５０を介してキャリアＣ単位で装置外に搬出する。
【００４５】
ここで，リンス・乾燥装置２１の処理について，図４に示すフローチャート及び図５〜図１０に示す第１〜第６の工程説明図に基づいて説明する。なお，溶剤には，例えば純水よりも比重が重く，かつ疎水性があって純水と混合し難いジクロロメタン（液体）を例にとって説明する。
【００４６】
先ず蓋体１００が開いて搬入出口６１ａを開放させると共に，ウェハガイド６２が乾燥室６１に上昇する。搬送装置３３が，ウェハ洗浄装置１９でＤＨＦ洗浄が行われたウェハＷをリンス・乾燥装置２１内に搬入し，ウェハガイド６２に受け渡す。一方，図２に示したように，開閉弁６６が開き，純水供給回路６５からの純水をジェットノズル６８を通して処理槽６０内に供給して充填する（図５）。
【００４７】
次いで，蓋体１００が閉まると共に，ウェハガイド６２が下降してウェハＷを処理槽６０内に収納する。図６に示すように，純水中にウェハＷを浸漬させて最終リンス洗浄を行う（図４中のＳ１）。
【００４８】
最終リンス洗浄後，開閉弁６６が閉じると共に，開閉弁７１が開き，図７に示すように，溶剤供給回路７０によりジクロロメタンを内槽６３内に供給する（図４中のＳ２）。ジクロロメタンは，前述したように純水よりも比重が重いため，処理槽６０の底部に沈んで溜まっていく。一方，ジクロロメタンの供給に合わせて処理槽６０の上部から純水を徐々に排液し，内槽６３内に，純水層とジクロロメタン層を形成する。ジクロロメタンが溜まってジクロロメタン層を厚くする一方で，内槽６３内から純水を追い出して純水層を薄くしていく。図８に示すように，内槽６３内に充填される液をジクロロメタンに全て置換する。このように，純水中にウェハＷを浸漬させた状態からジクロロメタン中に浸漬させた状態にする（図４中のＳ３）。従って，ウェハＷの表面に付着している水滴を外部雰囲気（空気等）に接触させることなく液中でジクロロメタンに置換することができる。さらにウェハガイド６２の表面や，溝１０８の内周面及び溝１０８に保持されたウェハＷの周縁下部等の細部に渡る部分に付着している水滴も容易にジクロロメタンに置換することができる。また，Ｎ２ガス供給回路９０により常温のＮ２ガス又はホットＮ２（窒素）ガスを供給し，乾燥室６１内を不活性雰囲気にする。また，排気管９８を通して排気行い，乾燥室６１内を常に新鮮な不活性雰囲気に置換しても良い。
【００４９】
置換後，図９に示すように，ウェハガイド６２を上昇させる（図４中のＳ４）。ジクロロメタン中からウェハＷを引き上げＮ２雰囲気に曝しながら乾燥室６１内に導入する。ウェハＷの表面に付着したジクロロメタンを自然蒸発させてウェハＷを乾燥させる。さらに図１０に示すように，常温のＮ２ガス又はホットＮ２ガスをウェハＷの表面に吐出すると良い（図４中のＳ５）。これにより，ジクロロメタンの蒸発が進み，乾燥を促進させることができる。乾燥後，常温のＮ２ガス又はホットＮ２ガスの吐出が停止する。そして，蓋体１００が開き，装填・搬出部５０の移送装置が，リンス・乾燥装置２１内からウェハＷを搬出する。
【００５０】
かかるリンス・乾燥装置２１によれば，空気に触れることなく，液中でウェハＷの表面に付着している水滴をジクロロメタンに置換し，その後にジクロロメタンが付着したウェハＷを乾燥室６１内に収納するので，ウォータマークを発生させることなく，ウェハＷを乾燥させることができる。従って，ウォータマークによる自然酸化膜の形成を防ぎ，ウェハＷの表面に製造された半導体デバイスの不具合を低減することができる。
【００５１】
ジクロロメタンは，レジスト膜を溶解させないので，レジスト膜付きのウェハＷを好適に乾燥することができる。その結果，パターン崩れを防止し，半導体デバイスの不具合を低減することができる。また，ジクロロメタンには，アルコールのような可燃性成分が含まれておらず，さらに例えば常温の液化された状態で処理槽６０内に供給されるので，従来のように可燃性のあるＩＰＡ蒸気を用いてウェハＷを乾燥させるのと比較して，危険が少なく，高水準の安全対策，設備が不要となる。
【００５２】
ジクロロメタンの気化熱が大きいと，ジクロロメタンが蒸発する際にウェハＷから熱を奪い，ウェハＷの表面温度が下がる。そうなると，雰囲気中の蒸気が結露してウェハＷの表面に水滴が付着するおそれがある。しかしながら，このリンス・乾燥装置２１によれば，乾燥室６１（処理槽６０の上方）をＮ２雰囲気で満たし，雰囲気中に蒸気が含まれないようにすることで，ジクロロメタン蒸発時の水滴付着を防止することができる。
【００５３】
通常では乾燥が難しい，溝１０８の内周面や溝１０８に保持されたウェハＷの周縁下部のような細部に渡る部分の表面も，水滴からジクロロメタンに置換している。このため，ウェハＷを乾燥室６１内に上昇させた際には，ジクロロメタンを蒸発させ，ウェハＷの周縁下部等を容易に乾燥させることができる。また，単にウェハＷをジクロロメタン中から引き上げているだけで済むので，従来のように純水中からＩＰＡ雰囲気中にゆくっりとウェハＷを引き上げてマランゴニ効果により水滴を除去する場合に比べて，ウェハＷの上昇時間を短縮することができる。
【００５４】
次に，第２の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置１１０について説明する。前記リンス・乾燥装置２１は，乾燥室６１内でウェハＷにホットＮ２ガスを供給するように構成されている。このリンス・乾燥装置１１０は，処理槽６０内でウェハＷにホットＮ２ガスを供給するように構成されている。即ち，図１１に示すように，前記ガスノズル９４，９４が，処理槽６０の上方に対をなして配置されている。なお，ガスノズル９４，９４の配置以外は，先に説明したリンス・乾燥装置２１と同一の構成であるので，図２及び図１１において，同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。
【００５５】
かかるリンス・乾燥装置１１０の処理について，図１２に示すフローチャート及び図１３〜図１５に示す第１〜第３の工程説明図に基づいて説明する。なお，溶剤には，先と同様にジクロロメタンを使用する。
【００５６】
先ず，ウェハＷを搬入してから図１３に示すようにウェハＷをジクロロメタンに浸漬させるまでは，先のリンス・乾燥装置２１と同様の工程が行われる（図１２中のＳ１〜３）。また，ガスノズル９４，９４からホットＮ２ガスを吐出させて，処理槽６０の周囲をＮ２雰囲気にする。次いで，図１４に示すように，内槽６３内からジクロロメタンを排液する（図１２中のＳ４）。ジクロロメタンの液面が下がるにつれて，ウェハＷが露出していく。露出したウェハＷの表面に付着しているジクロロメタンは，自然蒸発する。図１５に示すように，内槽６３内からジクロロメタンを殆ど排液する。また，ウェハＷにホットＮ２ガスを供給して乾燥を促進させても良い（図１２中のＳ５）。その後，ウェハガイド６２を上昇させてウェハＷの搬出を行う。
【００５７】
かかるリンス・乾燥装置１１０によれば，前記リンス・乾燥装置２１と同様に，ウォータマークを発生させず，レジスト膜付きの基板をパターン崩れなしで，安全に乾燥処理することができる。また，ウェハＷの周縁下部等を容易に乾燥させることができる。
【００５８】
次に，第３の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置１２０について説明する。前記リンス・乾燥装置２１，１１０は，何れも純水よりも比重が重い溶剤を供給するように構成されていたが，このリンス・乾燥装置１２０は，純水よりも比重が軽い溶剤を供給するように構成されている。この溶剤は，純水よりも比重が軽い以外は，前記ジクロロメタンと同様に不可燃性であると共に，レジスト膜を溶解させない性質を有する。
【００５９】
即ち，図１６に示すように，処理槽１２１は，内槽１２２と，外槽１２３とを備えている。処理槽１２１の上部には，溶剤ノズル１２４，１２４が対をなして配置されている。これら溶剤ノズル１２４，１２４に，溶剤供給回路１２５が接続されている。溶剤供給回路１２５の入口は，溶剤供給源（図示せず）が接続され，溶剤供給回路１２５には，開閉弁１２６，流量コントローラ１２７が順次介装されている。なお，処理槽１２１の上部に溶剤ノズル１２４，１２４を設けた点を除けば，先に説明したリンス・乾燥装置２１と同一の構成であるので，図２及び図１６において，同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。
【００６０】
かかるリンス・乾燥装置１２０の処理について，図１７〜図２０に示す第１〜第４の工程説明図に基づいて説明する。処理の流れは基本的には先のリンス・乾燥装置２１と同様なので，先の図４に示すフローチャートを使用する。
【００６１】
先ず，ウェハＷを搬入してから図１７に示すようにウェハＷを純水中に浸漬させるまでは，先のリンス・乾燥装置２１と同様の工程が行われる。最終リンス洗浄後，開閉弁１２６が開き，図１８に示すように，溶剤供給回路１２５により溶剤を内槽１２２内に供給する（図４中のＳ２）。溶剤は，前述したように純水よりも比重が軽いため，処理槽１２１の上部に浮かぶ。一方，溶剤の供給に合わせて内槽１２２内から純水を処理槽１２１下部の純水ドレイン管８１より徐々に排液し，内槽１２２内に純水層と溶剤層を形成する。この場合，単位時間当たりの溶剤の供給量と純水の排液量は同一とすることが好ましい。溶剤が溜まって溶剤層を厚くする一方で，内槽１２２内から純水を追い出して純水層を薄くしていく。図１９に示すように，内槽１２２内に充填される液を溶剤に全て置換し，ウェハＷを溶剤中に浸漬させる（図４中のＳ３）。このように，溶剤が純水の比重よりも軽い場合でも，ウェハＷの表面に付着している水滴を外部雰囲気に接触させることなく液中で溶剤に置換することができる。置換後，図２０に示すように，ウェハガイド６２を上昇させ（図４中のＳ４），ウェハＷの表面に付着した溶剤を自然蒸発させ，常温のＮ２ガス又はホットＮ２ガスをウェハＷの表面に吐出する（図４中のＳ５）。
【００６２】
かかるリンス・乾燥装置１２０によれば，前記リンス・乾燥装置２１，１１０と同様の作用・効果を得ることができる。
【００６３】
また，リンス・乾燥装置１２０では，処理槽１２１内から純水を全て排液しなくても，溶剤中にウェハＷを浸漬させることが可能である。即ち，図１９の工程を図２１の工程に代える。図２１に示すように，溶剤を処理槽１２１内に供給すると共に，純水を排液し，ウェハＷ及びウェハガイド６２を十分に浸漬できる程度に溶剤層を形成する。ウェハガイド６２を上昇させてウェハＷを溶剤層中に浸漬させる。これによっても，ウェハＷの表面に付着している水滴を外部雰囲気に接触させることなく液中で溶剤に置換することができる。また，ウェハＷを静止させて溶剤中に浸漬させなくても良い。即ち，溶剤層を形成すると共に，ウェハＷを処理槽６０内から引き上げて，このときに溶剤層中に通すことでも，純水にウェハＷを接触させた状態から溶剤にウェハＷを接触させた状態に置換することができる。
【００６４】
次に，第４の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置１４０について説明する。このリンス・乾燥装置１４０は，純水よりも比重が軽い溶剤を供給すると共に，処理槽１２１内でウェハＷに常温のＮ２ガス又はホットＮ２ガスを供給するように構成されている。即ち，図２２に示すように，前記ガスノズル９４，９４が，処理槽１２１の上方に対をなして配置されている。
【００６５】
かかるリンス・乾燥装置１４０の処理については，先のリンス・乾燥装置１１０で図１３〜図１５に基づいて説明した工程と基本的に同様である。即ち，先ず，ウェハＷを溶剤中に浸漬させた後，内槽１２２内から溶剤を排液し，処理槽１２１内でウェハＷに常温のＮ２ガス又はホットＮ２ガスを供給する。かかるリンス・乾燥装置１４０によれば，前記リンス・乾燥装置２１，１１０，１２０と同様の作用・効果を得ることができる。
【００６６】
なお，純水よりも比重が重く，かつ疎水性があり，レジスト膜を溶解させない処理液として先に例示したジクロロメタンやＨＭＤＳの他の例として，ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）がある。市販のＨＦＥとしては，例えば住友スリーエム（株）製のＨＦＥ−７１００が知られている。この市販のＨＦＥ（住友スリーエム（株）製のＨＦＥ−７１００等）を，例えば先に説明した本発明の第１の実施の形態と同様に，内槽６３内に供給して，内槽６３内に純水層とＨＦＥ層を形成した場合，ウェハＷの表面では，ＨＦＥと純水の界面の状態は図２３に示すようになる。即ち，ウェハＷの表面では，ＨＦＥと純水の界面が下がり，ＨＦＥ側に純水が入り込むような接触状態となる。
【００６７】
仮にこのままの状態でＨＦＥを内槽６３内にさらに供給して，ＨＦＥと純水の界面を上昇させていくと，内槽６３内に充填された液をＨＦＥに全て置換した状態においても，微少な純水がウェハＷの表面上に残るおそれがある，即ち，図２３に示すように，ウェハＷの表面においてＨＦＥ側に純水が入り込むような界面の状態となるので，ウェハＷの表面に付着していた純水が引き込まれ，ＨＦＥに置換されずに微小な純水が残り，ウェハＷを乾燥させた際に，純水が残った部分にウォーターマークなどが残る可能性がある。
【００６８】
この問題を解決するためには，図２４に示すように，ウェハＷの表面において純水側にＨＦＥが入り込むような界面の状態として，純水がＨＦＥ側に引き込まれ難くすることが有効であると考えられる。そこで，純水側にＨＦＥが入り込むような界面を形成させるものとして，次に，本発明の第５，６の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置１５０，１６０について説明する。
【００６９】
図２５は，本発明の第５の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置１５０の配管系統図である。このリンス・乾燥装置１５０では，溶剤供給回路７０に，ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を供給するためのＩＰＡ供給回路１５１が接続されている。このＩＰＡ供給回路１５１の入口には，ＩＰＡ溶剤供給源（図示せず）が接続されている。ＩＰＡ供給回路１５１には，開閉弁１５２，流量コントローラ１５３が順次介装されている。なお，ＩＰＡ供給回路１５１を設けた点を除けば，先に説明したリンス・乾燥装置２１と同一の構成であるので，図２及び図２５において，同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。
【００７０】
かかるリンス・乾燥装置１５０の処理については，先のリンス・乾燥装置２１について図４及び図５〜図１０に基づいて説明した工程と基本的に同様である。但し，溶剤には，先の場合と異なり，ＨＦＥ（例えば住友スリーエム（株）製のＨＦＥ−７１００）を使用する。
【００７１】
先ず純水中にウェハＷを浸漬させて最終リンス洗浄を行い，リンス洗浄後，溶剤供給回路７０によりＨＦＥを内槽６３内に供給する。その際，溶剤供給回路７０に設けたＩＰＡ供給回路１５１からＩＰＡを適当量供給し，ＨＦＥ中にＩＰＡを混ぜる。ＨＦＥが処理槽６０の底部に沈んで溜まっていく一方で，処理槽６０の上部から純水が徐々に排液され，内槽６３内に，純水層とＨＦＥ層が形成される。
【００７２】
この場合，ＨＦＥ中にＩＰＡが少量混ぜられていることにより，純水とＨＦＥとの界面において薄いＩＰＡ膜ができて，ウェハＷに対する接触角（界面の接触角）が変化し，先に図２４で説明したように，ウェハＷの表面において純水側にＨＦＥが入り込むような界面を形成できる。つまり，純水の界面が図２４のように上側（内槽６３内の純水をＨＦＥに置換していく過程において純水とＨＦＥとの界面が移動していく方向）に傾斜した状態となる。これにより，純水がＨＦＥ側に引き込まれ難い状態を作ることができる。そして，内槽６３内をＨＦＥに置換した後，ウェハＷを引き上げて乾燥させる。
【００７３】
このリンス・乾燥装置１５０によれば，溶剤としてＨＦＥを使用した場合であっても，ウェハＷに接触している純水を円滑にＨＦＥに置換でき，微小な水滴がウェハＷの表面に残る心配がなく，ウォーターマークの発生を効果的に防止できる。
【００７４】
次に図２６は，本発明の第６の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置１６０の配管系統図である。このリンス・乾燥装置１６０では，溶剤供給回路７０に，溶剤を加熱するためのヒータ１６１が設けてある。なお，ヒータ１６１を設けた点を除けば，先に説明したリンス・乾燥装置２１と同一の構成であるので，図２及び図２６において，同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。
【００７５】
かかるリンス・乾燥装置１６０の処理についても，先のリンス・乾燥装置２１について図４及び図５〜図１０に基づいて説明した工程と基本的に同様である。なお，溶剤には，ＨＦＥ（例えば住友スリーエム（株）製のＨＦＥ−７１００）を使用する。
【００７６】
先ず純水中にウェハＷを浸漬させて最終リンス洗浄を行い，リンス洗浄後，溶剤供給回路７０によりＨＦＥを内槽６３内に供給する。その際，溶剤供給回路７０に設けたヒータ１６１によりＨＦＥを加熱する。ＨＦＥが処理槽６０の底部に沈んで溜まっていく一方で，処理槽６０の上部から純水が徐々に排液され，内槽６３内に，純水層とＨＦＥ層が形成される。
【００７７】
ＨＦＥが昇温されていることにより，この場合も，ウェハＷに対する接触角（純水とＨＦＥとの界面の接触角）が変化し，先に図２４で説明したように，ウェハＷの表面において純水側にＨＦＥが入り込むような界面が形成され，つまり，純水の界面が図２４のように上側（内槽６３内の純水をＨＦＥに置換していく過程において純水とＨＦＥとの界面が移動していく方向）に傾斜した状態となり，純水がＨＦＥ側に引き込まれ難い状態を作ることができる。そして，内槽６３内をＨＦＥに置換した後，ウェハＷを引き上げて乾燥させる。
【００７８】
このリンス・乾燥装置１６０によっても，ウェハＷに接触している純水を円滑にＨＦＥに置換でき，溶剤としてＨＦＥを使用しても，微小な水滴がウェハＷの表面に残る心配がなく，ウォーターマークの発生を効果的に防止できる。
【００７９】
なお，本発明の実施の形態をいくつか説明したが，本発明は以上に説明した例に限らず種々の形態を取りうるものである。例えば前記リンス・乾燥装置２１，１１０，１５０，１６０では，処理槽６０の下部からジクロロメタン（純水より比重が重い溶剤）を供給していたが，処理槽６０の上部から供給するようにしても良い。さらに前記リンス・乾燥装置１２０，１４０では，処理槽１２１の上部から純水より比重が軽い溶剤を供給していたが，処理槽１２１の下部から比重が軽い溶剤を供給しても良い。また，リンス・乾燥装置２１，１１０，１２０，１４０，１５０，１６０は，純水によるリンス洗浄だけでなく，フッ酸等の薬液を用いた薬液洗浄も行える，いわゆるワンバス方式の装置として構成しても良い。そうすれば，処理槽６０内で薬液洗浄とリンス洗浄を連続して行うことが可能となり，フットプリントの節約やスループットの向上等を図ることができる。
【００８０】
本発明は，複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の処理だけでなく，一枚ずつ基板を処理する枚葉式の処理の場合にも適用することができる。また，基板が，上記ウェハＷに限定されずにＬＣＤ基板，ＣＤ基板，プリント基板，セラミック基板等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置を備えた洗浄装置の斜視図である。
【図２】第１の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置の配管系統図である。
【図３】ウェハガイドの斜視図である。
【図４】図２のリンス・乾燥装置で行われる処理のフローチャートである。
【図５】図２のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第１の工程説明図である。
【図６】図２のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第２の工程説明図である。
【図７】図２のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第３の工程説明図である。
【図８】図２のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第４の工程説明図である。
【図９】図２のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第５の工程説明図である。
【図１０】図２のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第６の工程説明図である。
【図１１】第２の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置の配管系統図である。
【図１２】図１１のリンス・乾燥装置で行われる処理のフローチャートである。
【図１３】図１１のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第１の工程説明図である。
【図１４】図１１のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第２の工程説明図である。
【図１５】図１１のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第３の工程説明図である。
【図１６】第３の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置の配管系統図である。
【図１７】図１６のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第１の工程説明図である。
【図１８】図１６のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第２の工程説明図である。
【図１９】図１６のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第３の工程説明図である。
【図２０】図１６のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する第４の工程説明図である。
【図２１】図１６のリンス・乾燥装置で行われる処理を説明する他の第３の工程説明図である。
【図２２】第４の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置の配管系統図である。
【図２３】第２の処理液としてＨＦＥを使用した場合の解決課題の説明図である。
【図２４】第２の処理液としてＨＦＥを使用した場合の解決課題を解決した場合の説明図である。
【図２５】第５の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置の配管系統図である。
【図２６】第６の実施の形態にかかるリンス・乾燥装置の配管系統図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  洗浄装置
２１  リンス・乾燥装置
６０  処理槽
６１  乾燥室
６２  ウェハガイド
６５  純水供給回路
７０  溶剤供給回路
９０  Ｎ２ガス供給回路
Ｗ  ウェハ
【図１】
2008103769.tif 000003
【図２】
2008103769.tif 000004
【図３】
2008103769.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008103769.tif 000007
【図６】
2008103769.tif 000008
【図７】
2008103769.tif 000009
【図８】
2008103769.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2008103769.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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