(57)【要約】【課題】基板表面の水滴を効率よく除去し、ウォーターマーク等の乾燥不良の発生を防止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】基板処理装置１は、処理槽２０内にセットされた基板Ｗに対して、非極性液体の中に界面活性剤を混合させた乾燥媒体をシャワー状に供給した後、処理槽２０内に乾燥媒体を貯留することにより乾燥媒体中に基板Ｗを浸漬させ、処理槽２０から乾燥媒体を排液することにより基板を乾燥させる。このため、基板Ｗの表面に付着した水滴は界面活性剤を介して乾燥媒体中に混合し、基板Ｗの表面から効率よく除去される。また、シャワーの物理的作用により、ステップやホールのような微細パターン内の水滴も効率よく除去される。これにより、基板Ｗの乾燥時間が短縮され、ウォーターマーク等の乾燥不良の発生が防止される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して乾燥処理を行う基板処理装置であって、
処理槽と、
前記処理槽内において基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に対して界面活性剤を含む非極性液体である乾燥媒体をシャワー状に供給する乾燥媒体シャワー手段と、
前記処理槽内に前記乾燥媒体を供給して貯留させることにより、前記乾燥媒体中に基板を浸漬させる浸漬手段と、
前記処理槽に貯留された前記乾燥媒体を排液する排液手段と、
前記乾燥媒体シャワー手段による前記乾燥媒体の供給、前記浸漬手段による基板の浸漬、および前記排液手段による排液を順次に実行させる制御手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記保持手段に保持された基板に対して純水をシャワー状に供給する純水シャワー手段を更に備え、
前記制御手段は、前記乾燥媒体シャワー手段による前記乾燥媒体の供給の前に、前記純水シャワー手段による純水の供給を実行させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記保持手段に保持された基板の周囲に高温の気体を供給する気体供給手段を更に備え、
前記制御手段は、前記排液手段による排液の後、前記気体供給手段による気体の供給を実行させることを特徴とする基板処理装置。
【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であって、
前記処理槽を収容する密閉チャンバを更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置であって、
前記密閉チャンバから排出される液体を回収する回収タンクと、
前記回収タンク内の前記乾燥媒体をシャワー手段および前記浸漬手段に供給する乾燥媒体供給手段と、
を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記乾燥媒体供給手段により供給される前記乾燥媒体を濾過する濾過手段を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【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であって、
前記乾燥媒体供給手段により供給される前記乾燥媒体を加熱する加熱手段を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
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であって、
前記回収タンク内の液体の比重を計測する比重計測手段と、
前記比重計測手段の計測結果に基づいて前記回収タンク内における前記乾燥媒体中の界面活性剤の濃度を調整する濃度調整手段と、
を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項５から請求項８までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記回収タンク内の液体から純水を除去することにより、純度の高い乾燥媒体を再生する再生手段を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
請求項４から請求項９までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記密閉チャンバから排出される気体中に含まれる前記乾燥媒体の蒸気を凝縮させる凝縮手段を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記非極性液体は、純水よりも粘度の低い液体であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記非極性液体は、純水よりも沸点の低い液体であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
基板に対して乾燥処理を行う基板処理方法であって、
所定の保持手段に保持された基板に対して界面活性剤を含む非極性液体である乾燥媒体をシャワー状に供給する第１工程と、
前記第１工程の後、所定の処理槽内に前記乾燥媒体を貯留することにより、前記乾燥媒体中に基板を浸漬させる第２工程と、
前記第２工程の後、前記処理槽に貯留された前記乾燥媒体を排液する第３工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、太陽電池基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板に対して、乾燥処理を行う基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板の製造工程においては、薬液処理および純水処理が行われた後の基板に対して、乾燥処理を行う基板処理装置が知られている。乾燥処理の方式としては種々の方式があるが、例えば、スピン乾燥方式や、ＩＰＡベーパ乾燥方式や、引き上げ乾燥方式が知られている。
【０００３】
スピン乾燥方式は、例えば特許文献１に記載されているように、基板を高速で回転させることにより、基板の表面を乾燥させる方式である。スピン乾燥方式では、基板の表面に付着した水滴は、回転による遠心力で外方向へ振り切られ、基板の表面から除去される。このようなスピン乾燥処理を行った後、基板の表面に残存する水滴を蒸発させるために、基板に対して気体の供給が行われる場合もある。
【０００４】
ＩＰＡベーパ乾燥方式は、例えば特許文献２に記載されているように、基板の周囲にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気を供給することにより、基板の表面を乾燥させる方式である。ＩＰＡベーパ乾燥方式では、基板の表面に付着した水滴中にＩＰＡが溶解することにより水滴の表面張力が低下し、基板の表面から水滴が落下して除去される。また、ＩＰＡベーパ乾燥方式では、基板の表面に付着した水滴中にＩＰＡが溶解することにより水滴の気化が促進され、基板の表面から水滴が除去される。
【０００５】
引き上げ乾燥方式は、例えば特許文献３に記載されているように、純水中に浸漬された基板を引き上げつつ、水面付近の基板の表面に対してＩＰＡの蒸気を供給することにより、基板の表面を乾燥させる方式である。引き上げ乾燥方式では、水面付近の純水中にＩＰＡが溶解することにより純水の表面張力が低下する。このため、基板の表面に殆ど水滴を付着させることなく、基板を引き上げることができる。また、基板の表面に僅かに付着する水滴中にＩＰＡが溶解することにより水滴の気化が促進され、基板の表面から水滴が除去される。
【０００６】
【特許文献１】特許第３６７２７３７号公報
【特許文献２】特開平６−７７２０３号公報
【特許文献３】特許第３５５２１９０号公報
【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、上記のスピン乾燥方式では、基板の表面に形成された微細パターン（ステップやホール等）の中の水滴を良好に除去することは困難であった。このような微細パターンの中に水滴が残存すると、当該水滴中に基板上の珪素（Ｓｉ）成分等が溶出し、これが酸化することにより基板の表面にウォーターマーク等の乾燥不良が発生する場合があった。
【０００８】
また、ＩＰＡベーパ乾燥方式や引き上げ乾燥方式においても、基板表面の微細パターン内の水滴を除去するためには、相当程度の乾燥時間（例えば、数分〜１０分程度）が必要であった。このため、乾燥処理を行っている間に微細パターン内の水滴に珪素成分等が多少溶出し、ウォーターマーク等の乾燥不良が発生する場合があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、基板表面の水滴を効率よく除去し、ウォーターマーク等の乾燥不良の発生を防止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】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板に対して乾燥処理を行う基板処理装置であって、処理槽と、前記処理槽内において基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に対して界面活性剤を含む非極性液体である乾燥媒体をシャワー状に供給する乾燥媒体シャワー手段と、前記処理槽内に前記乾燥媒体を供給して貯留させることにより、前記乾燥媒体中に基板を浸漬させる浸漬手段と、前記処理槽に貯留された前記乾燥媒体を排液する排液手段と、前記乾燥媒体シャワー手段による前記乾燥媒体の供給、前記浸漬手段による基板の浸漬、および前記排液手段による排液を順次に実行させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記保持手段に保持された基板に対して純水をシャワー状に供給する純水シャワー手段を更に備え、前記制御手段は、前記乾燥媒体シャワー手段による前記乾燥媒体の供給の前に、前記純水シャワー手段による純水の供給を実行させることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記保持手段に保持された基板の周囲に高温の気体を供給する気体供給手段を更に備え、前記制御手段は、前記排液手段による排液の後、前記気体供給手段による気体の供給を実行させることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、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であって、前記処理槽を収容する密閉チャンバを更に備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の基板処理装置であって、前記密閉チャンバから排出される液体を回収する回収タンクと、前記回収タンク内の前記乾燥媒体をシャワー手段および前記浸漬手段に供給する乾燥媒体供給手段と、を更に備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記乾燥媒体供給手段により供給される前記乾燥媒体を濾過する濾過手段を更に備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６に記載の基板処理装置であって、前記乾燥媒体供給手段により供給される前記乾燥媒体を加熱する加熱手段を更に備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に係る発明は、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であって、前記回収タンク内の液体の比重を計測する比重計測手段と、前記比重計測手段の計測結果に基づいて前記回収タンク内における前記乾燥媒体中の界面活性剤の濃度を調整する濃度調整手段と、を更に備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に係る発明は、請求項５から請求項８までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記回収タンク内の液体から純水を除去することにより、純度の高い乾燥媒体を再生する再生手段を更に備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に係る発明は、請求項４から請求項９までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記密閉チャンバから排出される気体中に含まれる前記乾燥媒体の蒸気を凝縮させる凝縮手段を更に備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に係る発明は、請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記非極性液体は、純水よりも粘度の低い液体であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に係る発明は、請求項１から請求項１１までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記非極性液体は、純水よりも沸点の低い液体であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１３に係る発明は、基板に対して乾燥処理を行う基板処理方法であって、所定の保持手段に保持された基板に対して界面活性剤を含む非極性液体である乾燥媒体をシャワー状に供給する第１工程と、前記第１工程の後、所定の処理槽内に前記乾燥媒体を貯留することにより、前記乾燥媒体中に基板を浸漬させる第２工程と、前記第２工程の後、前記処理槽に貯留された前記乾燥媒体を排液する第３工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１〜１２に記載の発明によれば、基板処理装置は、保持手段に保持された基板に対して界面活性剤を含む非極性液体である乾燥媒体をシャワー状に供給した後、処理槽内に乾燥媒体を貯留することにより乾燥媒体中に基板を浸漬させ、処理槽から乾燥媒体を排液することにより基板を乾燥させる。このため、基板表面の水滴は界面活性剤を介して非極性液体中に混合し、基板の表面から効率よく除去される。また、シャワーの物理的作用により、ステップやホールのような微細パターン内の水滴も効率よく除去される。これにより、基板の乾燥時間が短縮され、ウォーターマーク等の乾燥不良の発生が防止される。
【００２４】
特に、請求項２に記載の発明によれば、基板処理装置は、保持手段に保持された基板に対して純水をシャワー状に供給する純水シャワー手段を更に備え、制御手段は、乾燥媒体シャワー手段による乾燥媒体の供給の前に、純水シャワー手段による純水の供給を実行させる。このため、基板表面の不純物が混入した水滴が洗い流され、新たな純水の水滴に置換される。
【００２５】
特に、請求項３に記載の発明によれば、基板処理装置は、保持手段に保持された基板の周囲に高温の気体を供給する気体供給手段を更に備え、制御手段は、排液手段による排液の後、気体供給手段による気体の供給を実行させる。このため、基板の表面に残存する乾燥媒体の気化が促進される。
【００２６】
特に、請求項４に記載の発明によれば、基板処理装置は、処理槽を収容する密閉チャンバを更に備える。このため、乾燥媒体の液滴や純水の液滴が周囲へ飛散することを防止できる。また、乾燥媒体の成分が周囲へ拡散することを防止できる。
【００２７】
特に、請求項５に記載の発明によれば、基板処理装置は、密閉チャンバから排出される液体を回収する回収タンクと、回収タンク内の前記乾燥媒体をシャワー手段および浸漬手段に供給する乾燥媒体供給手段と、を更に備える。このため、密閉チャンバから排出された乾燥媒体を再利用できる。したがって、乾燥媒体の使用量を節約できる。
【００２８】
特に、請求項６に記載の発明によれば、基板処理装置は、乾燥媒体供給手段により供給される乾燥媒体を濾過する濾過手段を更に備える。このため、濾過手段により濾過された清浄な乾燥媒体を供給できる。これにより、乾燥処理中における基板の汚染を防止できる。
【００２９】
特に、請求項７に記載の発明によれば、基板処理装置は、乾燥媒体供給手段により供給される乾燥媒体を加熱する加熱手段を更に備える。このため、加熱手段により加熱された高温の乾燥媒体を供給できる。これにより、基板の表面に付着した水滴の表面張力をより低下させることができ、また、水滴および乾燥媒体の気化を更に促進することができる。
【００３０】
特に、請求項８に記載の発明によれば、基板処理装置は、回収タンク内の液体の比重を計測する比重計測手段と、比重計測手段の計測結果に基づいて回収タンク内における乾燥媒体中の界面活性剤の濃度を調整する濃度調整手段と、を更に備える。このため、乾燥媒体中の界面活性剤の濃度を所望の値に維持できる。
【００３１】
特に、請求項９に記載の発明によれば、基板処理装置は、回収タンク内の液体から純水を除去することにより、純度の高い乾燥媒体を再生する再生手段を更に備える。このため、新たな乾燥媒体を注入することなく乾燥媒体を高純度に維持し、乾燥性能の低下を防止できる。
【００３２】
特に、請求項１０に記載の発明によれば、基板処理装置は、密閉チャンバから排出される気体中に含まれる乾燥媒体の蒸気を凝縮させる凝縮手段を更に備える。このため、他の気体とともに排出される乾燥媒体の量を最小限に抑制できる。
【００３３】
特に、請求項１１に記載の発明によれば、非極性液体は、純水よりも粘度の低い液体である。このため、基板の表面において乾燥媒体は良好に拡散し、乾燥性能が向上する。
【００３４】
特に、請求項１２に記載の発明によれば、非極性液体は、純水よりも沸点の低い液体である。このため、基板の表面から乾燥媒体が良好に気化し、乾燥性能が向上する。
【００３５】
また、請求項１３に記載の発明によれば、基板処理方法は、所定の保持手段に保持された基板に対して界面活性剤を含む非極性液体である乾燥媒体をシャワー状に供給する第１工程と、所定の処理槽内に乾燥媒体を貯留することにより乾燥媒体中に基板を浸漬させる第２工程と、処理槽に貯留された乾燥媒体を排液する第３工程と、を備える。このため、基板表面の水滴は界面活性剤を介して非極性液体中に混合し、基板の表面から効率よく除去される。また、シャワーの物理的作用により、ステップやホールのような微細パターン内の水滴も効率よく除去される。これにより、基板の乾燥時間が短縮され、ウォーターマーク等の乾燥不良の発生が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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。
【００３７】
＜１．基板処理装置の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１を基板Ｗと平行な平面で切断した縦断面図である。図１には、併せて配管系や制御部の構成も示されている。また、図２は、基板処理装置１を基板Ｗと垂直な平面で切断した縦断面図である。この基板処理装置１は、薬液処理および純水処理が行われた後の基板Ｗに対して、乾燥媒体を使用した乾燥処理を行うための装置である。図１および図２に示したように、基板処理装置１は、主としてカセット１０と、処理槽２０と、チャンバ３０と、シャワーノズル４０と、供給回収系５０と、制御部７０とを備えている。
【００３８】
カセット１０は、複数枚の基板Ｗを起立姿勢で一括保持するための保持部である。カセット１０の底部には複数の嵌合溝が形成されており、複数枚の基板Ｗは、それぞれ基板Ｗの周縁部を嵌合溝に嵌合させた状態で起立姿勢に保持される。カセット１０は、所定の搬送機構９０（図５，図１０参照）により処理槽２０の内部とチャンバ３０の外部との間で搬送される。複数枚の基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」という）は、カセット１０に保持された状態でカセット１０とともに処理槽２０内にセットされ、また、カセット１０とともに処理槽２０から搬出される。
【００３９】
処理槽２０は、基板Ｗの乾燥に使用される乾燥媒体を貯留するための容器である。処理槽２０の底部には、処理槽２０の内部に向けて乾燥媒体を吐出するための吐出ノズル２１が設けられている。吐出ノズル２１は、乾燥媒体の導入路となるノズル管２１ａと、ノズル管２１ａの上部に形成された複数の吐出口２１ｂとを有している。このため、ノズル管２１ａに供給された乾燥媒体は、複数の吐出口２１ｂから処理槽２０内へ吐出され、処理槽２０内に貯留される。また、処理槽２０の上部まで貯留された乾燥媒体は、処理槽２０上部の開口からオーバーフローする。
【００４０】
処理槽２０に貯留される乾燥媒体は、非極性液体の中にアルコール等の界面活性剤を混合させた混合液体である。界面活性剤は、その分子中に親水基（例えば−ＯＨ）と疎水基（例えば−ＣＨ３）とを有している。このため、界面活性剤を介して非極性液体と水滴とが良好に混ざり合う。すなわち、この乾燥媒体は水滴に対する高い親和性を有する。非極性液体は、基板Ｗの表面において良好に拡がるように、純水よりも粘度の低い液体であることが望ましい。また、非極性液体は、基板Ｗの表面から良好に気化するように、純水よりも沸点の低い液体であることが望ましい。
【００４１】
この基板処理装置１では、乾燥媒体を構成する非極性液体として、例えば、フッ素系溶剤（フロロエタノール、フロロオクタン、グリコールエーテル、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル等）、炭化水素系溶剤（パラフィン系炭化水素溶剤、塩化メチレン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン等）、臭素系溶剤（１−ブロモプロパン等）、エーテル類、グリコール類、グリコールエーテル類、有機溶剤類、アルコール類、炭酸エチレン類、グリセリン類等が使用される。また、この基板処理装置１では、乾燥媒体に混合される界面活性剤として、例えば、イソプロピルアルコールなどのアルコール類や、有機溶剤等が使用される。
【００４２】
処理槽２０の底部付近には、処理槽２０内に貯留された乾燥媒体等の液体を急速に排液するための急速排液口２２が設けられている。急速排液口２２は開閉自在なバルブ２３を有している。このため、バルブ２３を閉鎖したときには、処理槽２０内に乾燥媒体等の液体を貯留することができる。また、バルブ２３を開放したときには、処理槽２０内に貯留された乾燥媒体等の液体が急速排液口２２から処理槽２０外へ排出される。
【００４３】
チャンバ３０は、処理槽２０を内部に収容する密閉容器である。チャンバ３０は、気密性の部材により構成され、その上部には開閉自在なシャッタ３１が設けられている。シャッタ３１は、開閉駆動機構３２によりスライド移動し、チャンバ３０上部の開口部３３を開放する状態と、開口部３３を閉鎖する状態とを切り替えることができる。開口部３３の周囲には、リング状のシール部材３４が取り付けられている。このため、シャッタ３１により開口部３３を閉鎖したときには、開口部３３は気密に閉鎖される。また、チャンバ３０の底部には、チャンバ３０内の気体や液体を排出するための排出口３５が形成されている。排出口３５は、後述する配管５４ｇに接続されている。
【００４４】
シャワーノズル４０は、チャンバ３０内において基板Ｗに乾燥媒体、純水、あるいはエアを吐出するためのノズルである。シャワーノズル４０は、処理槽２０の上方において基板Ｗの配列方向（Ｙ軸方向）にのびる一対のノズル管４１を有している。各ノズル管４１には、処理槽２０内に向けられた複数の吐出口４１ａが形成されている。このため、処理槽２０内に基板Ｗを収容するとともにノズル管４１に乾燥媒体、純水、またはエアを供給すると、複数の吐出口４１ａから処理槽２０内の基板Ｗに向けて乾燥媒体、純水、またはエアがシャワー状に吐出される。
【００４５】
供給回収系５０は、乾燥媒体、純水、およびエアのシャワーノズル４０への供給と、乾燥媒体の吐出ノズル２１への供給と、チャンバ３０から排出される気体および液体の回収とを実現するための配管系である。供給回収系５０は、乾燥媒体供給源５１、エア供給源５２、純水供給源５３、複数の配管５４ａ〜５４ｎ、貯留タンク５５、ポンプ５６、ヒータ５７ａ，５７ｂ、フィルタ５８、冷却部５９、気液分離部６０、乾燥媒体再生部６１、および複数のバルブ６２ａ〜６２ｉを組み合わせて構成されている。
【００４６】
配管５４ａは、乾燥媒体供給源５１と貯留タンク５５との間を結んでおり、配管５４ａの経路途中にはバルブ６２ａが介挿されている。このため、バルブ６２ａを開放すると、乾燥媒体供給源５１から貯留タンク５５へ乾燥媒体が供給され、貯留タンク５５内に乾燥媒体が貯留される。また、配管５４ｂは、貯留タンク５５の底部と合流点５４ｘとの間を結んでおり、配管５４ｂの経路途中には、上流側から順にポンプ５６、ヒータ５７ａ、フィルタ５８、およびバルブ６２ｂが介挿されている。このため、バルブ６２ｅ，６２ｇ，６２ｈを閉鎖するとともにバルブ６２ｂを開放し、ポンプ５６を動作させると、貯留タンク５５から配管５４ｂへ乾燥媒体が流れ出し、ヒータ５７ａおよびフィルタ５８を通って合流点５４ｘへ、乾燥媒体が供給される。
【００４７】
配管５４ｂ内を流れる乾燥媒体は、フィルタ５８によって濾過される。このため、合流点５４ｘには、基板Ｗを汚染する恐れのない清浄な乾燥媒体が供給される。また、ヒータ５７ａを動作させると、配管５４ｂ内を流れる乾燥媒体が所定の温度（例えば５０℃）まで加熱される。これにより、合流点５４ｘには、水滴の表面張力を低下させる作用の高い高温の乾燥媒体が供給される。
【００４８】
配管５４ｃは、エア供給源５２と合流点５４ｘとの間を結んでおり、配管５４ｃの経路途中には、上流側から順にヒータ５７ｂとバルブ６２ｃとが介挿されている。このため、バルブ６２ｃを開放すると、エア供給源５２から配管５４ｃへ高圧のエアが流れ出し、ヒータ５７ｂを通って合流点５４ｘへ高圧のエアが供給される。ヒータ５７ｂを動作させると、配管５４ｃ内を流れる高圧のエアが加熱される。これにより、合流点５４ｘには、水滴や乾燥媒体の気化を促進させる作用の高い高温のエアが供給される。
【００４９】
また、配管５４ｄは、純水供給源５３と合流点５４ｘとの間を結んでおり、配管５４ｄの経路途中にはバルブ６２ｄが介挿されている。このため、バルブ６２ｄを開放すると、純水供給源５３から配管５４ｄへ純水が流れ出し、合流点５４ｘへ純水が供給される。すなわち、上記のバルブ６２ｂ，６２ｃ，６２ｄの開閉を切り替えることにより、合流点５４ｘには乾燥媒体、高圧のエア、および純水が択一的に供給される。そして、合流点５４ｘに供給された乾燥媒体、高圧のエア、または純水は、配管５４ｅを通ってチャンバ３０内の一対のシャワーノズル４０に送給され、シャワーノズル４０の複数の吐出口４１ａから吐出される。
【００５０】
フィルタ５８とバルブ６２ｂとに挟まれた配管５４ｂの経路途中には、分岐配管５４ｆが接続されている。分岐配管５４ｆの経路途中にはバルブ６２ｅが介挿されており、また、分岐配管５４ｆの下流側の端部は、処理槽２０の吐出ノズル２１に接続されている。このため、バルブ６２ｂ，６２ｇ，６２ｈを閉鎖するとともにバルブ６２ｅを開放し、ポンプ５６を動作させると、貯留タンク５５から流れ出した乾燥媒体が配管５４ｂおよび分岐配管５４ｆを通って吐出ノズル２１に供給される。吐出ノズル２１に供給された乾燥媒体は、吐出ノズル２１の複数の吐出口２１ｂから処理槽２０内に吐出される。
【００５１】
配管５４ｂ内を流れる乾燥媒体は、フィルタ５８によって濾過される。このため、吐出ノズル２１には、基板Ｗを汚染する恐れのない清浄な乾燥媒体が供給される。また、ヒータ５７ａを動作させると、配管５４ｂ内を流れる乾燥媒体が所定の温度（例えば５０℃）まで加熱される。これにより、吐出ノズル２１には、基板Ｗの表面張力を低下させる作用の高い高温の乾燥媒体が供給される。
【００５２】
一方、チャンバ３０の排出口３５には、配管５４ｇが接続されている。配管５４ｇの経路途中にはバルブ６２ｆが介挿されており、配管５４ｇの下流側の端部は気液分離部６０に接続されている。また、気液分離部６０の液体排出ポートおよび気体排出ポートには、それぞれ配管５４ｈ，５４ｉが接続されており、配管５４ｈ，５４ｉの下流側の端部は、それぞれ貯留タンク５５および排気ラインに接続されている。このため、バルブ６２ｆを開放すると、チャンバ３０内の液体および気体が気液分離部６０に排出され、気液分離部６０において分離された液体（主として乾燥媒体）は貯留タンク５５に回収されるとともに、気液分離部６０において分離された気体は排気ラインへ排出される。
【００５３】
また、配管５４ｉの経路途中には、配管５４ｉ内の気体を冷却するための冷却部５９が介挿されている。そして、冷却部５９の下部には配管５４ｊが接続されており、５４ｊの下流側の端部は配管５４ｈに合流する。このため、冷却部５９を動作させると、配管５４ｉ内の気体に含まれる乾燥媒体の蒸気が冷却されて凝縮（液化）する。そして、冷却部５９において液化した乾燥媒体は、配管５４ｊおよび配管５４ｈを通って貯留タンク５５に回収される。これにより、他の気体とともに排気ラインへ排出される乾燥媒体の量を最小限に抑えることができる。
【００５４】
また、フィルタ５８と分岐配管５４ｆとに挟まれた配管５４ｂの経路途中には、分岐配管５４ｋが接続されている。分岐配管５４ｋの経路途中にはバルブ６２ｇが介挿されており、また、分岐配管５４ｆの下流側の端部は配管５４ｈに合流する。このため、バルブ６２ｂ，６２ｅ，６２ｈを閉鎖するとともにバルブ６２ｇを開放し、ポンプ５６を動作させると、貯留タンク５５から流れ出した乾燥媒体が配管５４ｂ、分岐配管５４ｋ、および配管５４ｈを通って貯留タンク５５に再び貯留される。基板処理装置１は、このように、貯留タンク５５内の乾燥媒体をフィルタ５８で濾過しつつ循環待機させることができる。
【００５５】
また、ポンプ５６とヒータ５７ａとに挟まれた配管５４ｂの経路途中には、分岐配管５４ｍが接続されている。分岐配管５４ｍの経路途中にはバルブ６２ｈが介挿されており、分岐配管５４ｍの下流側の端部は、乾燥媒体再生部６１に接続されている。このため、バルブ６２ｂ，６２ｅ，６２ｇを閉鎖するとともにバルブ６２ｈを開放し、ポンプ５６を動作させると、貯留タンク５５内の液体が乾燥媒体再生部６１に送給される。また、貯留タンク５５の所定高さ位置には配管５４ｌが接続されている。配管５４ｌの経路途中にはバルブ６２ｉが介挿されており、配管５４ｌの下流側の端部は分岐配管５４ｍに合流する。このため、バルブ６２ｉを開放すると、貯留タンク５５内において所定量以上に貯留された液体が、配管５４ｌおよび分岐配管５４ｍを通って乾燥媒体再生部６１に送給される。
【００５６】
乾燥媒体再生部６１に送給される液体の中には、乾燥媒体だけではなく、チャンバ３０から貯留タンク５５に回収された純水等の液体も含まれている。特に、配管５４ｌを通って回収される液体は、貯留タンク５５内に貯留された液体の上澄み液であるため、乾燥媒体に比べて比重の低い純水等の液体が多く含まれている。乾燥媒体再生部６１は、例えば重力分離によって乾燥媒体以外の液体を除去し、純度の高い乾燥媒体を再生する。そして、乾燥媒体再生部６１は、再生された乾燥媒体を配管５４ｎを介して乾燥媒体供給源５１へ送給する。基板処理装置１は、このように、貯留タンク５５内の液体から純度の高い乾燥媒体を再生し、再生された乾燥媒体を再び貯留タンク５５内に供給する。このため、新たな乾燥媒体を供給することなく乾燥媒体を高純度に維持し、乾燥性能の低下を防止することができる。
【００５７】
制御部７０は、基板処理装置１内の上記各部の動作を制御するための処理部である。図３は、基板処理装置１の上記各部と制御部７０との間の接続構成を示したブロック図である。図３に示したように、制御部７０は、上記の開閉駆動機構３２、バルブ２３、ポンプ５６、ヒータ５７ａ，５７ｂ、冷却部５９、乾燥媒体再生部６１、およびバルブ６２ａ〜６２ｉと電気的に接続されており、これらの動作を制御する。なお、制御部７０は、例えば、ＣＰＵやメモリを有するコンピュータにより構成され、コンピュータにインストールされたプログラムに従ってコンピュータが動作することにより上記の制御を行う。
【００５８】
＜２．基板処理装置の動作＞
続いて、上記の基板処理装置１において基板Ｗの乾燥処理を行う時の動作について、図４のフローチャートおよび図５〜図１０の動作状態図を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する一連の乾燥処理は、制御部７０が上記の開閉駆動機構３２、バルブ２３、ポンプ５６、ヒータ５７ａ，５７ｂ、冷却部５９、乾燥媒体再生部６１、バルブ６２ａ〜６２ｉ等を動作制御することにより進行する。
【００５９】
この基板処理装置１において基板Ｗの乾燥処理を行うときには、まず、薬液処理および純水処理がされた基板Ｗをチャンバ３０内に搬入する（ステップＳ１，図５の状態）。具体的には、まず、基板処理装置１は、開閉駆動機構３２によりチャンバ３０のシャッタ３１を開放する。基板Ｗは、カセット１０に保持された状態でチャンバ３０上部の開口部３３からチャンバ３０内に搬入され、処理槽２０内にセットされる。その後、基板処理装置１は、チャンバ３０のシャッタ３１を閉鎖するとともにバルブ６２ｆを閉鎖し、チャンバ３０内を密閉状態とする。
【００６０】
次に、基板処理装置１は、バルブ６２ｂ，６２ｃの閉鎖状態を維持しつつバルブ６２ｄを開放する。これにより、純水供給源５３からシャワーノズル４０へ純水が供給され、シャワーノズル４０から基板Ｗへ向けて純水がシャワー状に吐出される（ステップＳ２，図６の状態）。前工程の純水処理により基板Ｗの表面に付着していた水滴中には、基板Ｗから溶出した珪素（Ｓｉ）成分等の不純物が混入しているが、このような水滴は、シャワーノズル４０から吐出された純水（図６中の矢印Ａ１）により洗い流され、シャワーノズル４０から吐出された純水の水滴に置換される。なお、この時点において処理槽２０底部の急速排液口２２は開放されている。このため、基板Ｗの下方に落下した水滴は直ちに処理槽２０の外部へ排出される。
【００６１】
シャワーノズル４０から純水の供給が行われている間、基板処理装置１は、貯留タンク５５内の乾燥媒体を循環待機させておく。すなわち、基板処理装置１は、供給回収系５０のバルブ６２ｂ，６２ｅ，６２ｈを閉鎖するとともにバルブ６２ｇを開放し、ポンプ５６およびヒータ５７ａを動作させることにより、貯留タンク５５内の乾燥媒体を配管５４ｂ，５４ｋ，５４ｈ経由で循環させる。乾燥媒体は、ヒータ５７ａにより加熱されるとともにフィルタ５８により濾過されつつ循環待機する。
【００６２】
シャワーノズル４０による純水の供給を所定時間行った後、基板処理装置１は、バルブ６２ｄおよびバルブ６２ｇを閉鎖し、純水の供給および乾燥媒体の循環を停止する。そして、基板処理装置１は、バルブ６２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｇ，６２ｈを閉鎖した状態でバルブ６２ｂを開放する。これにより、貯留タンク５５からシャワーノズル４０へ乾燥媒体が供給され、シャワーノズル４０から基板Ｗへ向けて乾燥媒体がシャワー状に吐出される（ステップＳ３，図７の状態）。乾燥媒体は、上記のステップＳ２の間に加熱および清浄化されており、また、このステップＳ３においてもヒータ５７ａおよびフィルタ５８を通ってシャワーノズル４０へ供給される。このため、シャワーノズル４０からは高温かつ清浄な乾燥媒体（図７中の矢印Ａ２）が吐出される。
【００６３】
シャワーノズル４０から吐出された乾燥媒体は、基板Ｗの表面に衝突し、基板Ｗの表面に付着している水滴を押し流して落下させる。乾燥媒体中には界面活性剤が含有されているため、水滴は界面活性剤を介して乾燥媒体中に良好に混合され、乾燥媒体とともに基板Ｗの下方へ落下する。また、基板Ｗの表面に付着した水滴中に界面活性剤が溶解することにより、水滴自体の表面張力が低下する。このため、基板Ｗからの水滴の遊離が促進される。また、乾燥媒体はシャワー状に供給されるので、基板Ｗの表面に形成された微細構造（ステップやホール等）の中にも入り込み易い。このため、微細構造中の水滴も乾燥媒体によって良好に除去される。
【００６４】
シャワーノズル４０による乾燥媒体の供給を所定時間行った後、基板処理装置１はバルブ６２ｂを閉鎖し、シャワーノズル４０による乾燥媒体の供給を停止する。そして、基板処理装置１は、処理槽２０底部の急速排液口２２を閉鎖し、バルブ６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｇ，６２ｈを閉鎖した状態でバルブ６２ｆを開放する。これにより、貯留タンク５５から吐出ノズル２１へ乾燥媒体が供給され、吐出ノズル２１の複数の吐出口２１ｂから処理槽２０内に向けて乾燥媒体が吐出される。
【００６５】
吐出ノズル２１から吐出された乾燥媒体は、処理槽２０内に貯留される。そして、処理槽２０の上部まで乾燥媒体が貯留されると、乾燥媒体は処理槽２０の上部からオーバーフローする（ステップＳ４，図８の状態）。基板Ｗは乾燥媒体中に完全に浸漬され、基板Ｗの周囲には下方から上方へ向かう乾燥媒体の流れ（図８中の矢印Ａ３）が形成される。このため、基板Ｗの表面に僅かに残存する微細な液滴は、基板Ｗの表面から遊離して乾燥媒体中に混合され、乾燥媒体とともに処理槽２０の外部へ排出される。
【００６６】
乾燥媒体のオーバーフローを所定時間行った後、基板処理装置１は、バルブ６２ｅを閉鎖するとともにポンプ５６停止させ、吐出ノズル２１による乾燥媒体の供給を停止する。そして、基板処理装置１は、処理槽２０底部の急速排液口２２を開放することにより、処理槽２０内の乾燥媒体を排液する（ステップＳ５，図９の状態）。処理槽２０から乾燥媒体が排出されると、基板Ｗの表面に付着した乾燥媒体は速やかに気化し、基板Ｗの表面が乾燥する。特に、処理槽２０内には高温の乾燥媒体が供給されているため、乾燥媒体は効率よく気化する。
【００６７】
続いて、基板処理装置１は、バルブ６２ｃを開放するとともにヒータ５７ｂを動作させる。これにより、エア供給源５２からシャワーノズル４０に高温・高圧のエアが供給され、シャワーノズル４０から基板Ｗに向けて高温のエアが吹き付けられる（ステップＳ６，図１０の状態）。これにより、基板Ｗの表面に残存する乾燥媒体の気化が促進され、基板Ｗの表面が完全に乾燥する。
【００６８】
その後、基板処理装置１は、乾燥された基板Ｗをチャンバ３０の外部へ搬出する（ステップＳ７，図１１の状態）。具体的には、基板処理装置１は、開閉駆動機構３２によりチャンバ３０のシャッタ３１を開放し、カセット１０に保持された基板Ｗをカセット１０ごと搬出する。以上をもって、基板処理装置１における基板Ｗの乾燥処理が終了する。
【００６９】
以上のように、本実施形態の基板処理装置１は、処理槽２０内にセットされた基板Ｗに対して乾燥媒体をシャワー状に供給した後、処理槽２０内に乾燥媒体を貯留することにより乾燥媒体中に基板Ｗを浸漬させ、処理槽２０から乾燥媒体を排液することにより基板を乾燥させる。このため、基板Ｗの表面に付着した水滴は乾燥媒体中の界面活性剤を介して非極性液体中に混合し、基板Ｗの表面から効率よく除去される。また、シャワーの物理的作用により、ステップやホールのような微細パターン内の水滴も効率よく除去される。これにより、基板Ｗの乾燥時間が短縮され、ウォーターマーク等の乾燥不良の発生が防止される。
【００７０】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の例ではシャワーノズル４０による乾燥媒体の供給を停止した後に吐出ノズル２１による乾燥媒体の供給を開始したが、シャワーノズル４０による乾燥媒体の供給を継続しつつ吐出ノズル２１による乾燥媒体の供給を行ってもよい。このようにすれば、乾燥媒体を処理槽２０に貯留する間にも基板Ｗの表面に乾燥媒体を供給できる。また、吐出ノズル２１による乾燥媒体の供給を行わず、シャワーノズル４０から吐出される乾燥媒体を処理槽２０内に貯留する構成であってもよい。
【００７１】
また、貯留タンク５５の周辺を図１２のような構成にしてもよい。図１２の例では、貯留タンク５５に、低濃度の界面活性剤を含む乾燥媒体を供給する乾燥媒体供給源５１ａと高濃度の界面活性剤を含む乾燥媒体を供給する乾燥媒体供給源５１ｂとが接続されている。そして、バルブ６２ｊ，６２ｋの開閉を切り替えることにより、各乾燥媒体供給源５１ａ，５１ｂから貯留タンク５５へ乾燥媒体が供給される構成となっている。また、貯留タンク５５には、乾燥媒体中の比重を測定するための比重測定器６３が接続されている。制御部７０は、比重測定器６３の計測値を受信し、受信した計測値に基づいてバルブ６２ｊ，６２ｋの開閉を切り替える。このようにすれば、貯留タンク５５内の乾燥媒体の比重に応じて貯留タンク５５内の乾燥媒体中の界面活性剤の濃度を調節することができる。乾燥媒体中の界面活性剤の濃度と乾燥媒体の比重とは相関を有しているため、このような制御により乾燥媒体中の界面活性剤の濃度を所望の値に維持することが可能となる。
【００７２】
また、上記の例では、冷却部５９を通過した気体は排気ラインへ排出される構成となっていたが、冷却部５９を通過した気体をファンによりチャンバ３０の内部に再び供給する構成であってもよい。このようにすれば、チャンバ３０内の気体は冷却部５９経由で循環するため、冷却部５９による乾燥媒体の回収率が向上する。
【００７３】
また、上記の例では、乾燥媒体を構成する非極性液体の比重が純水の比重よりも高いことを前提としていたが、非極性液体は、純水よりも比重の低い液体であってもよい。また、上記の乾燥媒体再生部６１は、乾燥媒体と他の液体とを重力分離によって分離していたが、乾燥媒体再生部６１は、蒸留や他の化学的方法により乾燥媒体と他の液体とを分離するものであってもよい。
【００７４】
また、上記の例では複数枚の基板Ｗを一括して処理していたが、基板を１枚ずつ処理する構成であってもよい。また、上記の例では基板Ｗを起立姿勢に保持していたが、基板Ｗを水平姿勢に保持する構成であってもよい。また、上記の例ではチャンバ３０内に配置された処理槽２０内で基板Ｗを処理する構成であったが、処理槽２０として機能するチャンバ内に直接乾燥媒体を貯留して基板Ｗを処理する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】基板処理装置を基板と平行な平面で切断した縦断面図である。
【図２】基板処理装置を基板と垂直な平面で切断した縦断面図である。
【図３】制御部と装置各部との間の接続構成を示したブロック図である。
【図４】乾燥処理の流れを示したフローチャートである。
【図５】基板処理装置における乾燥処理時の動作状態図である。
【図６】基板処理装置における乾燥処理時の動作状態図である。
【図７】基板処理装置における乾燥処理時の動作状態図である。
【図８】基板処理装置における乾燥処理時の動作状態図である。
【図９】基板処理装置における乾燥処理時の動作状態図である。
【図１０】基板処理装置における乾燥処理時の動作状態図である。
【図１１】基板処理装置における乾燥処理時の動作状態図である。
【図１２】変形例に係る貯留タンク周辺の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００７６】
１    基板処理装置
１０    カセット
２０    処理槽
２１    吐出ノズル
２２    急速排液口
３０    チャンバ
３１    シャッタ
３５    排出口
４０    シャワーノズル
５０    供給回収系
５１，５１ａ，５１ｂ    乾燥媒体供給源
５２    エア供給源
５３    純水供給源
５５    貯留タンク
５６    ポンプ
５７ａ，５７ｂ    ヒータ
５８    フィルタ
５９    冷却部
６０    気液分離部
６１    乾燥媒体再生部
６３    比重測定器
７０    制御部
Ｗ    基板
【図１】
2008211139.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008211139.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008211139.tif 000009
【図８】
2008211139.tif 000010
【図９】
2008211139.tif 000011
【図１０】
2008211139.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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