(57)【要約】【課題】枚葉式で基板を乾燥させる際、乾燥処理に用いる有機溶剤の蒸気の結露を防止しながら高効率な乾燥を実現する枚葉式の基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】支持部は、１枚の基板を支持する。対向部材は、支持部に支持された基板の一方主面と対向して配置され、その基板と対向する面に吐出孔が形成される。第１供給手段は、対向部材を介して、吐出孔から有機溶剤の蒸気を吐出して基板の一方主面上に供給する。加温手段は、少なくとも対向部材を加温する。【選択図】図６
2008034455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を１枚毎に処理する枚葉式の基板処理装置であって、
１枚の基板を支持する支持部と、
前記支持部に支持された基板の一方主面と対向して配置され、当該基板と対向する面に吐出孔が形成された対向部材と、
前記対向部材を介して、前記吐出孔から有機溶剤の蒸気を吐出して前記基板の一方主面上に供給する第１供給手段と、
少なくとも前記対向部材を加温する加温手段とを備える、基板処理装置。
【請求項２】
前記加温手段は、前記対向部材に高温の窒素ガスを供給する第２供給手段を含み、
前記加温手段は、前記第１供給手段が前記吐出孔から前記基板上に前記有機溶剤の蒸気を供給する前に、前記第２供給手段が前記対向部材に高温の窒素ガスを供給することによって、前記対向部材を加温する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第１供給手段は、前記対向部材を介して、前記吐出孔からイソプロピルアルコールの蒸気を吐出して前記基板の一方主面上に供給する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記対向部材は、前記基板と対向する面の全面に複数の前記吐出孔が形成され、当該吐出孔に連通する内部空間を有する中空部材であり、
前記加温手段は、前記対向部材の内部空間に高温の窒素ガスを供給する第２供給手段を含み、
前記第１供給手段は、前記内部空間に前記有機溶剤の蒸気を導いて前記複数の吐出孔から吐出することによって、前記有機溶剤の蒸気を前記基板の一方主面上に供給し、
前記加温手段は、前記第１供給手段が前記吐出孔から前記有機溶剤の蒸気を供給する前に、前記第２供給手段が前記内部空間に高温の窒素ガスを導いて前記複数の吐出孔から吐出することによって、前記対向部材を加温する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記対向部材は、前記基板と対向する面にその一方面が露出する多孔質材料を含み、
前記多孔質材料が有する細孔は、それぞれ前記吐出孔として機能し、
前記加温手段は、前記対向部材が有する多孔質材料の露出面の反対側から高温の窒素ガスを供給する第２供給手段を含み、
前記第１供給手段は、前記対向部材が有する多孔質材料の露出面の反対側に前記有機溶剤の蒸気を導き、前記露出面に露出する細孔から当該有機溶剤の蒸気を吐出して前記基板の一方主面上に供給し、
前記加温手段は、前記第１供給手段が前記細孔から前記基板上に前記有機溶剤の蒸気を供給する前に、前記第２供給手段が多孔質材料の露出面の反対側に高温の窒素ガスを導いて前記露出面に露出する細孔から排出することによって、前記対向部材を加温する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記対向部材は、その中心部に１つの前記吐出孔を有し、当該吐出孔に連通しない内部空間を有する中空部材であり、当該内部空間から外部へ排出する少なくとも１つの排出口を有し、
前記加温手段は、前記対向部材の内部空間に高温の窒素ガスを供給する第２供給手段を含み、
前記第１供給手段は、前記対向部材を介して前記吐出孔から前記有機溶剤の蒸気を吐出して、前記基板の一方主面上に供給し、
前記加温手段は、前記第２供給手段が前記内部空間に高温の窒素ガスを導いて前記排出口から排出することによって、前記対向部材を加温する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板を１枚毎に処理する枚葉式の基板処理方法であって、
支持部に支持された１枚の基板の一方主面と対向して配置され、当該基板と対向する面に吐出孔が形成された対向部材を介して、当該吐出孔から有機溶剤の蒸気を吐出して当該基板の一方主面上に供給する供給ステップと、
前記供給ステップで前記吐出孔から前記基板上に前記有機溶剤の蒸気を供給する前に、少なくとも前記対向部材を加温する加温ステップとを含む、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置および基板処理方法に関し、より特定的には、１枚の基板毎に乾燥処理を行う枚葉式の基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の製造工程において、薬液による薬液処理および純水等のリンス液を用いたリンス処理等の基板の洗浄処理を行った後、イソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡと記載する）等の有機溶剤の蒸気を基板周辺に供給して乾燥処理を行う基板処理装置が用いられている。この乾燥処理は、基板表面に付着するリンス液を除去するために、ＩＰＡ蒸気とリンス液との表面張力差を利用する、いわゆるマランゴニ乾燥方式と呼ばれる乾燥方式である。ＩＰＡを用いた乾燥方式は、ＩＰＡが有する表面張力の低さから、基板表面に形成されたパターン倒壊防止に有効である。
【０００３】
また、１枚の基板毎に乾燥処理を行う枚葉式の基板処理装置が用いられる。この枚葉式の基板処理装置では、基板に付着したリンス液を遠心力によって吹き飛ばすスピン乾燥方式も一般的に用いられている。さらに、枚葉式の基板処理装置では、マランゴニ乾燥方式とスピン乾燥方式とを折衷したロタゴニ乾燥方式も開発されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたウエーハ乾燥装置は、複数のノズルからそれぞれ脱イオン水とＩＰＡ蒸気とを回転する基板上面の回転中心付近に供給する。その後、基板を回転させながら複数のノズルを回転半径方向（基板中心から外縁へ向かう方向）に徐々に移動させることによって、基板の回転中心から基板外縁に向かう方向へ乾燥領域が広がっていき、最終的に基板全面が乾燥される。
【０００４】
一方、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の基板処理装置も用いられる（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に開示された基板処理装置は、純水を貯留した処理槽から引き上げられた複数枚の基板に対してＩＰＡ蒸気を供給する。この過程において基板に付着した純水がＩＰＡに置換され、ＩＰＡが蒸発することによって基板の乾燥処理が行われる。
【特許文献１】特開２００４−１２８４９５号公報
【特許文献２】特開２００２−２９９３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＩＰＡを用いた乾燥方式では、ＩＰＡの蒸気濃度が薄い場合、基板上に付着した液体の表面張力が充分に低下しないため、パターン倒壊に対するＩＰＡの効果が不充分となる。例えば、上記特許文献１で開示されたウエーハ乾燥装置では、基板が回転して生じる気流によってＩＰＡ蒸気が基板上から排出されやすいことと、脱イオン水を供給しながらの処理であることとを考慮すると、ＩＰＡが脱イオン水に十分に溶け込ませることができない。つまり、ウエーハ乾燥装置では、当該基板のパターン倒壊やウオーターマークが生じやすい。したがって、上記不具合を防止するためには、基板上の液体に対して高効率でＩＰＡを溶解させることが必要となり、結果的に高濃度のＩＰＡ蒸気を供給することになる。しかし、高濃度のＩＰＡ蒸気を基板上に供給しようとすると、ＩＰＡを供給する流路等で結露が発生しやすくなり、基板近傍で結露が発生した場合に液化したＩＰＡが基板上に落下（ボタ落ち）してしまう。したがって、基板にパーティクル発生の原因となってしまう。特に、ＩＰＡを供給するノズル部分で結露が生じやすい。
【０００６】
一方、上記特許文献２に開示された基板処理装置は、バッチ式ではあるがＩＰＡ蒸気を供給する前に高温の窒素ガスを供給することによって配管を加熱してＩＰＡの結露を防止している。しかしながら、バッチ式の基板処理装置の場合、ＩＰＡ蒸気を供給する配管と基板群との間が遠隔となるため、高温に加熱した配管による加熱乾燥効果を得ることが困難である。
【０００７】
それ故に、本発明の目的は、枚葉式で基板を乾燥させる際、乾燥処理に用いる有機溶剤の蒸気の結露を防止しながら高効率な乾燥を実現する枚葉式の基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。
第１の発明は、基板を１枚毎に処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置は、支持部、対向部材、第１供給手段、および加温手段を備える。支持部は、１枚の基板を支持する。対向部材は、支持部に支持された基板の一方主面と対向して配置され、その基板と対向する面に吐出孔が形成される。第１供給手段は、対向部材を介して、吐出孔から有機溶剤の蒸気を吐出して基板の一方主面上に供給する。加温手段は、少なくとも対向部材を加温する。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、加温手段は、第２供給手段を含む。第２供給手段は、対向部材に高温の窒素ガスを供給する。加温手段は、第１供給手段が吐出孔から基板上に有機溶剤の蒸気を供給する前に、第２供給手段が対向部材に高温の窒素ガスを供給することによって、対向部材を加温する。ここで、「高温の窒素ガス」とは、少なくとも常温以上の窒素ガスをいい、例えば１５０℃〜２００℃の温度に加熱した窒素ガスをいう。
【００１０】
第３の発明は、上記第１の発明において、第１供給手段は、対向部材を介して、吐出孔からイソプロピルアルコールの蒸気を吐出して基板の一方主面上に供給する。
【００１１】
第４の発明は、上記第１の発明において、対向部材は、基板と対向する面の全面に複数の吐出孔が形成され、それら吐出孔に連通する内部空間を有する中空部材である。加温手段は、第２供給手段を含む。第２供給手段は、対向部材の内部空間に高温の窒素ガスを供給する。第１供給手段は、内部空間に有機溶剤の蒸気を導いて複数の吐出孔から吐出することによって、有機溶剤の蒸気を基板の一方主面上に供給する。加温手段は、第１供給手段が吐出孔から有機溶剤の蒸気を供給する前に、第２供給手段が内部空間に高温の窒素ガスを導いて複数の吐出孔から吐出することによって、対向部材を加温する。
【００１２】
第５の発明は、上記第１の発明において、対向部材は、基板と対向する面にその一方面が露出する多孔質材料を含む。多孔質材料が有する細孔は、それぞれ吐出孔として機能する。加温手段は、第２供給手段を含む。第２供給手段は、対向部材が有する多孔質材料の露出面の反対側から高温の窒素ガスを供給する。第１供給手段は、対向部材が有する多孔質材料の露出面の反対側に有機溶剤の蒸気を導き、露出面に露出する細孔からその有機溶剤の蒸気を吐出して基板の一方主面上に供給する。加温手段は、第１供給手段が細孔から基板上に有機溶剤の蒸気を供給する前に、第２供給手段が多孔質材料の露出面の反対側に高温の窒素ガスを導いて露出面に露出する細孔から排出することによって、対向部材を加温する。
【００１３】
第６の発明は、上記第１の発明において、対向部材は、その中心部に１つの吐出孔を有し、その吐出孔に連通しない内部空間を有する中空部材であり、その内部空間から外部へ排出する少なくとも１つの排出口を有する。加温手段は、第２供給手段を含む。第２供給手段は、対向部材の内部空間に高温の窒素ガスを供給する。第１供給手段は、対向部材を介して吐出孔から有機溶剤の蒸気を吐出して、基板の一方主面上に供給する。加温手段は、第２供給手段が内部空間に高温の窒素ガスを導いて排出口から排出することによって、対向部材を加温する。
【００１４】
第７の発明は、基板を１枚毎に処理する枚葉式の基板処理方法である。基板処理方法は、供給ステップおよび加温ステップを含む。供給ステップは、支持部に支持された１枚の基板の一方主面と対向して配置され、その基板と対向する面に吐出孔が形成された対向部材を介して、その吐出孔から有機溶剤の蒸気を吐出してその基板の一方主面上に供給する。加温ステップは、供給ステップで吐出孔から基板上に有機溶剤の蒸気を供給する前に、少なくとも対向部材を加温する。
【発明の効果】
【００１５】
上記第１の発明によれば、支持された基板と対向する対向部材が加温されるため、乾燥処理において当該基板も高温雰囲気に曝される。したがって、基板に対する乾燥処理において加熱乾燥効果を加えることができ、基板に対する乾燥速度が速くなる。
【００１６】
上記第２の発明によれば、対向部材の吐出孔から基板上に有機溶剤の蒸気を供給する前に対向部材を加温することによって、対向部材内での有機溶剤の結露を防止することができる。これによって、基板近傍における有機溶剤の結露によって発生するパーティクルを防止することができる。また、有機溶剤の蒸気濃度が薄くなって基板に付着している液体の表面張力が充分に低下しないときにおいても、対向部材を介して高濃度の有機溶剤の蒸気を基板に供給することが可能となる。したがって、基板上に付着した液体の表面張力が充分に低下させることが可能な濃度の有機溶剤の蒸気を供給することが可能であるため、基板のパターン倒壊に対する有機溶剤の効果を充分に得ることができる。
【００１７】
上記第３の発明によれば、イソプロピルアルコールの蒸気を基板に供給することによって、ウオーターマークの発生やパーティクル付着を抑えながら基板に付着している純水等の液体を高効率で乾燥させることができる。
【００１８】
上記第４の発明によれば、高温の窒素ガスを対向部材の中空空間に導いて全面に設けられた吐出口から排出することによって、当該対向部材の全面が加温されるため、基板に対する乾燥速度が速くなる。また、対向部材の全面に設けられた吐出口から有機溶剤の蒸気を供給するため、基板全体に対して均一に有機溶剤の蒸気を供給することができる。
【００１９】
上記第５の発明によれば、高温の窒素ガスを多孔質材料に供給することによって、当該多孔質材料が加温されるため、当該多孔質材料と対向して支持されている基板に対する乾燥速度が速くなる。また、多孔質材料が有する対向面側に露出した細孔から有機溶剤の蒸気を供給するため、基板全体に対してさらに均一に有機溶剤の蒸気を供給することができる。
【００２０】
上記第６の発明によれば、高温の窒素ガスを対向部材の中空空間に供給することによって、当該対向部材の全体が加温されるため、基板に対する乾燥速度が速くなる。また、対向部材の中央に設けられた吐出口から有機溶剤の蒸気を供給するため、基板の中央から広がる領域に対して効率よく有機溶剤の蒸気を供給することができる。
【００２１】
また、本発明の基板処理方法によれば、上述した基板処理装置と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図面を参照して、本発明に係る基板処理装置について説明する。なお、図１は、当該基板処理装置の概略構成を示す図である。図２は、基板処理装置の制御構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１において、基板処理装置は、基板保持部１、対向部材２、高温窒素供給部３、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）蒸気供給部４、薬液供給部５、およびリンス液供給部６を備えている。図１に示す基板処理装置は、半導体ウエハ等の基板Ｗに対して、１枚毎に洗浄処理および乾燥処理を行う、いわゆる枚葉式の基板処理装置である。具体的には、基板処理装置は、微細パターンが形成された基板Ｗの表面にフッ酸等の薬液を吐出する薬液処理および基板Ｗの表面に純水（ＤＩＷ）等のリンス液を吐出するリンス処理等によって洗浄処理を行い、リンス液で濡れた基板Ｗに対してＩＰＡ等の有機溶剤を用いた乾燥処理を行う。例えば、当該基板処理装置で処理可能な基板Ｗとしては、半導体ウエハの他に、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板等がある。
【００２４】
基板保持部１は、乾燥処理等の対象となる基板Ｗを、その主面を上方に向けた状態で略水平姿勢に保持して回転させる。図１に示すように、基板保持部１は、回転支柱１１、スピンベース１２、およびチャックピン１３を備えている。回転支柱１１は、その回転軸が鉛直方向を向くように配置されており、後述するチャック回転機構１０に接続される。回転支柱１１は、チャック回転機構１０の駆動によって回転軸を中心に図示θ方向に回転可能となっている。回転支柱１１の上端部には、円盤状の形状を有するスピンベース１２が連結され、回転支柱１１の回転軸がスピンベース１２の円盤中心となるように水平固設される。そして、回転支柱１１の回転動作に応じて、スピンベース１２も円盤中心を回転軸として回転する。スピンベース１２の周縁部付近には、基板Ｗを水平に把持するための複数個のチャックピン１３が立設される。なお、チャックピン１３は、円形の基板Ｗを確実に保持するために、３個以上設けられることが好ましい。チャックピン１３は、基板Ｗの周辺部を下方から支持する支持部材と、支持部材によって支持された基板Ｗの外周端面を外側から押圧して基板Ｗを保持する保持部材とを備えている。保持部材は、基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板Ｗの外周端面から離れる開放状態とに切り替え可能に構成される。
【００２５】
スピンベース１２に対して基板Ｗが搬入される際には、各チャックピン１３の各保持部材が開放された状態で基板Ｗが支持部材の上に載置される。そして、基板Ｗが載置された後、各保持部材が押圧状態とされる。これによって、基板保持部１は、スピンベース１２から所定間隔を隔てて略水平姿勢で基板Ｗを保持することができる。また、制御部７（図２参照）がチャック回転機構１０を駆動させることによって、回転支柱１１およびスピンベース１２が上記回転軸回りに回転する。これによって、基板保持部１は、保持している基板Ｗを水平に保った状態で上記回転軸回り（つまり、図示θ方向）に回転させることができる。
【００２６】
薬液供給部５は、基板保持部１によって保持されている基板Ｗの上面に対してフッ酸等の薬液を供給する。図１に示すように、薬液供給部５は、薬液供給ユニット５１、第１開閉バルブ５２、および薬液ノズル５３を備えている。薬液ノズル５３は、第１開閉バルブ５２を介して薬液供給ユニット５１に接続されている。第１開閉バルブ５２は、制御部７からの制御指令に従って開閉される。したがって、制御部７からの制御指令に基づいて第１開閉バルブ５２が開弁されると、薬液供給ユニット５１から供給される薬液が薬液ノズル５３に向けて圧送され、薬液ノズル５３から薬液が吐出される。また、薬液ノズル５３は、制御部７の制御指令に応じて動作する第１ノズル移動機構５０（図２参照）が接続されている。そして、薬液ノズル５３は、第１ノズル移動機構５０の駆動によって、水平載置された基板Ｗの回転中心から上方にある吐出位置と、吐出位置から側方に退避した退避位置との間を移動可能に構成されている。したがって、制御部７からの制御指令に基づいて、薬液ノズル５３が上記吐出位置と上記退避位置との間を移動することが可能である。
【００２７】
リンス液供給部６は、基板保持部１によって保持されている基板Ｗの上面に対してリンス液を吐出する。本実施形態では、リンス液として例えば純水（ＤＩＷ）を用いる。リンス液供給部６は、純水供給ユニット６１、第２開閉バルブ６２、およびリンスノズル６３を備えている。リンスノズル６３は、第２開閉バルブ６２を介して純水供給ユニット６１に接続されている。第２開閉バルブ６２は、制御部７からの制御指令に従って開閉される。したがって、制御部７からの制御指令に基づいて第２開閉バルブ６２が開弁されると、純水供給ユニット６１から供給される純水がリンスノズル６３に向けて圧送され、リンスノズル６３から純水が吐出される。また、リンスノズル６３は、制御部７の制御指令に応じて動作する第２ノズル移動機構６０（図２参照）が接続されている。そして、リンスノズル６３は、第２ノズル移動機構６０の駆動によって、水平載置された基板Ｗの回転中心から上方にある吐出位置と、吐出位置から側方に退避した退避位置との間を移動可能に構成されている。したがって、制御部７からの制御指令に基づいて、リンスノズル６３が上記吐出位置と上記退避位置との間を移動することが可能である。
【００２８】
対向部材２は、その下面に吐出孔を有する円盤状の部材であり、基板保持部１の上方位置に配置される。対向部材２の下面は、基板保持部１に保持された基板Ｗの上面と略平行に対向する対向面であり、基板Ｗの主面より同等以上の大きさに形成される。なお、対向部材２の詳細な内部構造は、後述する。
【００２９】
対向部材２は、制御部７の制御指令に応じて動作する対向部材昇降機構２０が接続されている。そして、対向部材昇降機構２０は、制御部７からの制御指令に応じて、対向部材２の対向面を基板保持部１に保持された基板Ｗの上面に近接して対向する対向位置と、対向位置から上方に基板Ｗから離間して退避した退避位置との間を昇降可能に構成されている。したがって、制御部７からの制御指令に基づいて、対向部材２が上記対向位置と上記退避位置との間を移動することが可能である。
【００３０】
高温窒素供給部３は、対向部材２に高温の窒素ガスを供給する。高温窒素供給部３が対向部材２に供給する高温ガスは不活性ガスであればよいが、本実施形態では窒素ガスを用いている。高温窒素供給部３は、窒素供給ユニット３１、第３開閉バルブ３２、加熱部３３、および配管３４を備えている。窒素供給ユニット３１は、第３開閉バルブ３２および配管３４を介して、対向部材２に接続されている。第３開閉バルブ３２は、制御部７からの制御指令に従って開閉される。したがって、制御部７からの制御指令に基づいて第３開閉バルブ３２が開弁されると、窒素供給ユニット３１から供給される窒素ガスが対向部材２に向けて配管３４内を圧送され、上述した対向部材２の吐出孔等から窒素ガスが排出される。また、窒素供給ユニット３１から対向部材２へ導かれる配管の経路途中には、加熱部３３が設けられる。加熱部３３は、ヒータ等によって構成され、制御部７からの制御指令に従ってその作動が制御される。加熱部３３を作動させることによって、窒素供給ユニット３１から対向部材２へ供給する窒素ガスを、少なくとも常温以上に加熱することができる。なお、後述する有機溶剤の蒸気が対向部材２の内部で結露することを防止するため、加熱部３３は、窒素ガスを１５０℃〜２００℃の温度に加熱して対向部材２に供給する。
【００３１】
ＩＰＡ蒸気供給部４は、リンス液（純水）の表面張力を低下させる作用を有する有機溶剤の蒸気を、不活性ガスをキャリアガスとしてその不活性ガスと共に対向部材２に供給する。本実施形態では、有機溶剤としてＩＰＡを用い、例えば窒素ガスをキャリアガスとしたＩＰＡ蒸気を用いる。ＩＰＡ蒸気供給部４は、ＩＰＡ蒸気供給ユニット４１、第４開閉バルブ４２、および配管４３を備えている。ＩＰＡ蒸気供給ユニット４１は、第４開閉バルブ４２および配管４３を介して、対向部材２に接続されている。第４開閉バルブ４２は、制御部７からの制御指令に従って開閉される。したがって、制御部７からの制御指令に基づいて第４開閉バルブ４２が開弁されると、ＩＰＡ蒸気供給ユニット４１から供給されるＩＰＡ蒸気が対向部材２に向けて配管４３内を圧送され、上述した対向部材２の吐出孔からＩＰＡ蒸気が吐出される。
【００３２】
以上の構成によって、対向部材２へは、高温窒素ガスおよびＩＰＡ蒸気を選択的に供給することが可能となる。すなわち、制御部７からの制御指令に基づいて第３開閉バルブ３２が開弁され、第４開閉バルブ４２が閉弁されると、高温窒素ガスが対向部材２に向けて圧送される。その結果、高温窒素ガスが対向部材２の吐出孔等から排出される。また、制御部７からの制御指令に基づいて第３開閉バルブ３２が閉弁され、第４開閉バルブ４２が開弁されると、ＩＰＡ蒸気が対向部材２に向けて圧送される。その結果、ＩＰＡ蒸気が対向部材２の吐出孔から吐出される。
【００３３】
次に、図３および図４を参照して、対向部材２における構造の第１の例について説明する。なお、図３は、第１の例の対向部材２における内部構造を示す断面図である。図４は、第１の例の対向部材２における対向面を示す下面外観図である。
【００３４】
図３および図４において、第１の例における対向部材２は、円盤状の中空体である本体２１を有している。本体２１の内部には、配管３４および４３と連通する空室Ｒ１が形成されている。また、対向部材２が上記対向位置まで降下したとき、基板保持部１に保持された基板Ｗの上面と対向する対向面となる本体２１の下面には、格子状に配置された複数の吐出孔Ｈｎが形成されている。そして、空室Ｒ１は、吐出孔Ｈｎを介して外部に開放されている。したがって、配管３４を介して高温窒素ガスが対向部材２に導かれた場合、当該高温窒素ガスが空室Ｒ１内に供給されて複数の吐出孔Ｈｎから排出される。つまり、本体２１が高温窒素ガスの供給によって加熱されることになる。一方、配管４３を介してＩＰＡ蒸気が対向部材２に導かれた場合、当該ＩＰＡ蒸気が空室Ｒ１内に供給されて複数の吐出孔Ｈｎから吐出される。つまり、対向部材２が上記対向位置まで降下した位置でＩＰＡ蒸気を対向部材２に供給することによって、基板保持部１に保持された基板Ｗの上面を覆うＩＰＡ蒸気の気流を形成することができる。
【００３５】
次に、図５〜図７を参照して、上記基板処理装置における基板処理動作について説明する。なお、図５は、基板処理装置の動作を示すフローチャートである。図６は、基板処理装置が基板Ｗの上面に純水を供給している状態を示す図である。図７は、基板処理装置が基板Ｗの上面にＩＰＡ蒸気を供給している状態を示す図である。
【００３６】
図５において、まず基板処理装置内に１枚の基板Ｗが搬入される（ステップＳ８１）。例えば、基板搬送手段（図示せず）により未処理の基板Ｗが基板処理装置内に搬入され、基板保持部１に基板Ｗが保持される。具体的には、制御部７は、対向部材昇降機構２０、第１ノズル移動機構５０、および第２ノズル移動機構６０を動作させて、対向部材２、薬液ノズル５３、およびリンスノズル６３をそれぞれ上記退避位置に退避させておく。そして、各チャックピン１３の各保持部材が開放された状態で基板Ｗが支持部材の上に載置され、各保持部材が押圧状態とされて基板Ｗが基板保持部１上で水平に保持される。なお、基板Ｗの搬入の際には、基板処理装置が各処理を開始できる状態に準備する。例えば、各供給ユニット（窒素供給ユニット３１、ＩＰＡ蒸気供給ユニット４１、薬液供給ユニット５１、純水供給ユニット６１）の動作を開始する。そして、制御部７は、各開閉バルブ３２、４２、５２、および６２を全て閉弁状態にし、加熱部３３の作動を開始しておく。
【００３７】
次に、制御部７は、第３開閉バルブ３２を開弁して高温窒素ガスを対向部材２に供給する（ステップＳ８２）。これによって、図６に示すように、上記退避位置に配置された対向部材２の空室Ｒ１に高温窒素ガスが導かれ、複数の吐出孔Ｈｎから高温窒素ガスが排出される。そして、対向部材２が高温窒素ガスによって加温される。
【００３８】
次に、制御部７は、第１ノズル移動機構５０を動作させて薬液ノズル５３を上記吐出位置に移動させると共に、チャック回転機構１０を駆動させて基板Ｗを所定の回転速度（例えば、２００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍ）で回転させる（ステップＳ８３）。そして、制御部７は、第１開閉バルブ５２を開弁させて薬液ノズル５３から薬液を供給する。これによって、薬液ノズル５３から基板Ｗの上面に供給された薬液が、基板Ｗの回転による遠心力によって上面に広がって、基板Ｗ上面全体が薬液処理される（ステップＳ８４）。
【００３９】
薬液処理が終了すると、制御部７は、第１開閉バルブ５２を閉弁させて薬液ノズル５３からの薬液供給を停止し、第１ノズル移動機構５０を動作させて薬液ノズル５３を上記退避位置に移動させる。次に、制御部７は、第２ノズル移動機構６０を動作させてリンスノズル６３を上記吐出位置に移動させる。そして、制御部７は、第２開閉バルブ６２を開弁させてリンスノズル６３から純水を供給する。これによって、リンスノズル６３から基板Ｗの上面に供給された純水が、基板Ｗの回転による遠心力によって上面に広がって、基板Ｗ上面全体がリンス処理される（ステップＳ８５；図６の状態）。これによって、基板Ｗの上面全体に付着していた薬液が純水によって洗い流される。
【００４０】
所定時間のリンス処理が終了すると、制御部７は、第２開閉バルブ６２を閉弁させてリンスノズル６３からの純水供給を停止し、第２ノズル移動機構６０を動作させてリンスノズル６３を上記退避位置に移動させる。次に、制御部７は、チャック回転機構１０の駆動を制御して、基板Ｗの回転を低速回転（例えば、２０ｒｐｍ）に変更する（ステップＳ８６）。なお、ステップＳ８６の動作において、制御部７は、基板Ｗの回転を停止させてもかまわない。そして、制御部７は、第３開閉バルブ３２を閉弁して対向部材２への高温窒素ガス供給を停止する（ステップＳ８７）。
【００４１】
次に、制御部７は、対向部材昇降機構２０を動作させて、対向部材２を上記対向位置に下降させる（ステップＳ８８）。そして、制御部７は、第４開閉バルブ４２を開弁してＩＰＡ蒸気を対向部材２に供給する（ステップＳ８９）。これによって、図７に示すように、上記対向位置に配置された対向部材２の空室Ｒ１にＩＰＡ蒸気が導かれ、複数の吐出孔Ｈｎから基板Ｗの上面に向かってＩＰＡ蒸気が吐出される。そして、対向部材２の対向面と近接して対向する基板Ｗの上面を覆うＩＰＡ蒸気の気流が形成される。これによって、基板Ｗの上面全体がＩＰＡ蒸気を含む雰囲気中に曝されることになり、基板Ｗの上面にＩＰＡ蒸気が凝縮して当該上面に付着している純水と置換する。その後、制御部７は、チャック回転機構１０を制御して、基板Ｗを高速回転（スピン乾燥回転；例えば、１０００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍ）で回転させる（ステップＳ９０）。これによって、基板Ｗの上面に凝縮して付着しているＩＰＡが振り切られて、基板Ｗの乾燥処理が行われる。
【００４２】
ここで、対向部材２の空室Ｒ１に高濃度のＩＰＡ蒸気を供給したとき、ＩＰＡ蒸気が空室Ｒ１内で結露することが考えられる。しかしながら、上記ステップＳ８２〜Ｓ８７までの動作の間に対向部材２が高温窒素ガスによって加温されているため、空室Ｒ１内におけるＩＰＡの飽和蒸気圧が温度の上昇と共に増大している。したがって、対向部材２の空室Ｒ１内でのＩＰＡの結露を防止することができ、高濃度のＩＰＡ蒸気を供給することが可能となる。
【００４３】
また、基板保持部１に保持された基板Ｗと近接して対向する対向部材２が加温されているため、当該基板Ｗも高温雰囲気に曝される。したがって、基板Ｗに対する乾燥処理において加熱乾燥効果を加えることができ、基板Ｗに対する乾燥速度が速くなる。
【００４４】
基板Ｗの乾燥処理が終了すると、制御部７は、チャック回転機構１０を制御して基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ９１）。次に、基板処理装置内から処理済みの基板Ｗが搬出される（ステップＳ９２）。具体的には、制御部７は、対向部材昇降機構２０を動作させて、対向部材２を上記退避位置に退避させる。そして、各チャックピン１３の各保持部材を開放された状態にして、支持部材の上に載置された基板Ｗを基板処理装置から搬出する。
【００４５】
このように、本実施形態に係る基板処理装置では、対向部材２の吐出孔ＨｎからＩＰＡ蒸気を供給する前に対向部材２を加温することによって、対向部材２内でのＩＰＡの結露を防止することができる。これによって、基板Ｗ近傍におけるＩＰＡの結露によって発生するパーティクルを防止することができる。また、基板Ｗを回転させて生じる気流によって、ＩＰＡ蒸気が基板Ｗ上から排出されやすいこと等を原因として、ＩＰＡの蒸気濃度が薄くなって基板Ｗに付着した液体の表面張力が充分に低下しないときにおいても、対向部材２を介して高濃度のＩＰＡ蒸気を基板Ｗの上面に供給することが可能となる。したがって、基板Ｗ上に付着した液体の表面張力が充分に低下させることが可能な濃度のＩＰＡ蒸気を供給することが可能であるため、基板Ｗのパターン倒壊に対するＩＰＡの効果を充分に得ることができる。さらに、基板保持部１に保持された基板Ｗと近接して対向する対向部材２が加温されているため、乾燥処理において当該基板Ｗも高温雰囲気に曝される。したがって、基板Ｗに対する乾燥処理において加熱乾燥効果を加えることができ、基板Ｗに対する乾燥速度が速くなる。
【００４６】
次に、図８および図９を参照して、対向部材２における構造の第２の例について説明する。なお、図８は、第２の例の対向部材２における内部構造を示す断面図である。図９は、第２の例の対向部材２における対向面を示す下面外観図である。
【００４７】
図８および図９において、第２の例における対向部材２は、円盤状の本体２２および多孔質部材２３を有している。多孔質部材２３は、円盤形状を有しており、その一方主面が下面側（すなわち、基板保持部１に保持された基板Ｗの上面と対向する対向面側）に外縁部を除いて露出している。また、多孔質部材２３は、上記外縁部、他方主面、および側面が本体２２の内壁と当接して本体２２に固設されている。多孔質部材２３は、ＩＰＡやフッ酸等に耐性があるポーラス材料が用いられ、例えば、フッ素系樹脂、セラミック系材料、ポリエチレン等のプラスチック材料で構成されるポーラス材料が用いられる。これによって、多孔質部材２３の両主面間は、多孔質部材２３の内部に形成された多数の細孔によって連通する。
【００４８】
対向部材２に接続される配管３４および４３は、それぞれ本体２２の上面側に設けられた接続口を介して多孔質部材２３の上記他方主面側と連通する。より具体的には、ＩＰＡ蒸気が導かれる配管４３は、本体２２の上面側中央に設けられた接続口に接続され、多孔質部材２３の上記他方主面側の中央部に連通する。また、高温窒素ガスが導かれる配管３４は、配管４３の接続口とは別の位置に設けられた本体２２の上面側の接続口に接続され、多孔質部材２３の上記他方主面側に連通する。したがって、配管３４を介して高温窒素ガスが対向部材２に導かれた場合、当該高温窒素ガスが多孔質部材２３の他方主面側に供給されて、多孔質部材２３内部の細孔を通って一方主面側（対向面側に露出する主面）から排出される。つまり、本体２２および多孔質部材２３が高温窒素ガスの供給によって加熱されることになる。一方、配管４３を介してＩＰＡ蒸気が対向部材２に導かれた場合、当該ＩＰＡ蒸気が多孔質部材２３の他方主面側に供給されて、多孔質部材２３内部の細孔を通って対向面側に露出する主面から吐出される。つまり、対向部材２が上記対向位置まで降下した位置でＩＰＡ蒸気を対向部材２に供給することによって、基板保持部１に保持された基板Ｗの上面を覆うＩＰＡ蒸気の気流を形成することができる。
【００４９】
このように、第２の例における対向部材２を用いても、上述した基板処理動作と同様の処理を行うことによって、上記ステップＳ８２〜Ｓ８７までの動作の間に対向部材２（本体２２および多孔質部材２３）が高温窒素ガスによって加温されているため、対向部材２でのＩＰＡの結露を防止することができ、高濃度のＩＰＡ蒸気を供給することが可能となる。また、基板保持部１に保持された基板Ｗと近接して対向する対向部材２（特に、多孔質部材２３）が加温されているため、当該基板Ｗも高温雰囲気に曝される。したがって、基板Ｗに対する乾燥処理において加熱乾燥効果を加えることができ、基板Ｗに対する乾燥速度が速くなる。
【００５０】
次に、図１０および図１１を参照して、対向部材２における構造の第３の例について説明する。なお、図１０は、第３の例の対向部材２における内部構造を示す断面図である。図１１は、第３の例の対向部材２における対向面を示す下面外観図である。
【００５１】
図１０および図１１において、第３の例における対向部材２は、円盤状の本体２４を有している。本体２４は、その下面中央に１つの吐出口Ｈｃおよびその上面中央に１つの中央接続口が形成されており、吐出口Ｈｃと当該中央接続口とが連通することによって本体２４の上面および下面間を中央部で貫通する貫通孔が形成される。したがって、本体２４は、円盤中央に貫通孔を有するリング体となる。また、本体２４の内部には、上記中央の貫通孔（吐出口Ｈｃおよび中央接続口）とは連通しないリング状の空室Ｒ２が形成されている。空室Ｒ２は、本体２４の側面に形成された複数の排気口を介して外部に開放されている。また、本体２４の上面には、空室Ｒ２に接続する複数（例えば、４つ）の接続口が設けられる。
【００５２】
対向部材２に接続される配管３４および４３は、本体２４の上面側に設けられた上記中央接続口にそれぞれ接続され、下面側に設けられた吐出口Ｈｃと連通する。また、配管３４は、その経路途中から分岐する分岐配管３５を有する。分岐配管３５の経路途中に第５開閉バルブ３６が設けられ、配管３４は、分岐配管３５および第５開閉バルブ３６を介して空室Ｒ２の複数の接続口にも接続される。また、第５開閉バルブ３６は、制御部７からの制御指令に従って開閉される。したがって、制御部７からの制御指令に基づいて第３開閉バルブ３２（図１参照）および第５開閉バルブ３６が開弁されると、高温窒素ガスが空室Ｒ２および吐出口Ｈｃに導かれる。そして、空室Ｒ２に導かれた高温窒素ガスは、本体２４の側面に形成された複数の排気口を介して対向部材２の外部に排出される。また、吐出口Ｈｃに導かれた高温窒素ガスは、対向部材２の下方に排出される。つまり、本体２４が高温窒素ガスの供給によって加熱されることになる。一方、配管４３を介してＩＰＡ蒸気が対向部材２に導かれた場合、当該ＩＰＡ蒸気が中央接続口を介して対向面側に設けられた吐出口Ｈｃから吐出される。つまり、対向部材２が上記対向位置まで降下した位置でＩＰＡ蒸気を対向部材２に供給することによって、基板保持部１に保持された基板Ｗの上面を覆うＩＰＡ蒸気の気流を形成することができる。
【００５３】
上記第３の例における対向部材２を用いる場合、上述した基板処理動作におけるステップＳ８２において第５開閉バルブ３６をさらに開弁し、ステップＳ８７において第５開閉バルブ３６をさらに閉弁する。また、第３の例における対向部材２では、その下面中央部からのみＩＰＡ蒸気が吐出されるため、上記ステップＳ８６の低速回転では例えば１００ｒｐｍに設定するのが好ましい。これによって、第３の例における対向部材２を用いても、上記ステップＳ８２〜Ｓ８７までの動作の間に対向部材２が高温窒素ガスによって加温されているため、対向部材２でのＩＰＡの結露を防止することができ、高濃度のＩＰＡ蒸気を供給することが可能となる。また、基板保持部１に保持された基板Ｗと近接して対向する対向部材２が加温されているため、当該基板Ｗも高温雰囲気に曝される。したがって、基板Ｗに対する乾燥処理において加熱乾燥効果を加えることができ、基板Ｗに対する乾燥速度が速くなる。
【００５４】
なお、本実施形態では有機溶剤の蒸気としてＩＰＡ蒸気を用いているが、エチルアルコールやメチルアルコールの蒸気等、他のアルコール類等の蒸気を有機溶剤の蒸気として用いてもよい。また、キャリアガスとして窒素ガスを用いているが、他の不活性ガスを用いてもかまわない。さらに、高温窒素供給部３から対向部材２に高温窒素ガスを供給しているが、他の高温不活性ガスを供給してもかまわない。
【００５５】
また、ＩＰＡ蒸気供給部４が基板Ｗに供給するＩＰＡ蒸気は常温でもいいし、高温等に温度調整されたＩＰＡ蒸気を基板Ｗに供給してもかまわない。
【００５６】
また、上記基板処理装置は、薬液処理、リンス処理、および乾燥処理を一連の動作として行う処理装置であったが、薬液処理およびリンス処理を他の装置で行ってもよい。この場合、本発明の基板処理装置は、リンス処理後の基板に対して乾燥処理を行う基板乾燥装置として適用される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る基板処理装置および基板処理方法は、乾燥処理に用いる有機溶剤の蒸気の結露を防止して高効率な乾燥を実現することができ、枚葉式の基板乾燥装置や基板乾燥方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図
【図２】図１の基板処理装置の制御構成を示すブロック図
【図３】第１の例の対向部材２における内部構造を示す断面図
【図４】第１の例の対向部材２における対向面を示す下面外観図
【図５】図１の基板処理装置の動作を示すフローチャート
【図６】図１の基板処理装置が基板Ｗの上面に純水を供給している状態を示す図
【図７】図１の基板処理装置が基板Ｗの上面にＩＰＡ蒸気を供給している状態を示す図
【図８】第２の例の対向部材２における内部構造を示す断面図
【図９】第２の例の対向部材２における対向面を示す下面外観図
【図１０】第３の例の対向部材２における内部構造を示す断面図
【図１１】第３の例の対向部材２における対向面を示す下面外観図
【符号の説明】
【００５９】
１…基板保持部
１０…チャック回転機構
１１…回転支柱
１２…スピンベース
１３…チャックピン
２…対向部材
２０…対向部材昇降機構
２１、２２、２４…本体
２３…多孔質部材
３…高温窒素供給部
３１…窒素供給ユニット
３２…第３開閉バルブ
３３…加熱部
３４、４３…配管
３５…分岐配管
３６…第５開閉バルブ
４…ＩＰＡ蒸気供給部
４１…ＩＰＡ蒸気供給ユニット
４２…第４開閉バルブ
５…薬液供給部
５０…第１ノズル移動機構
５１…薬液供給ユニット
５２…第１開閉バルブ
５３…薬液ノズル
６…リンス液供給部
６０…第２ノズル移動機構
６１…純水供給ユニット
６２…第２開閉バルブ
６３…リンスノズル
７…制御部
【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】
2008034455.tif 000010
【図９】
2008034455.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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