(57)【要約】【課題】減圧下での測定を可能にすることにより、正確な溶剤濃度を測定することができるとともに、余分な排気を抑制す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７１が真空ポンプ４９でチャンバ２７内を減圧させた状態で、溶剤ノズル３３から溶剤蒸気を供給させるとともに、サンプリングポンプ６９で測定配管６１にチャンバ２７内の気体を吸引させながら真空対応型濃度計６７により溶剤濃度を測定させる。濃度測定は真空対応型であるので、減圧環境下で溶剤蒸気の濃度測定ができ、乾燥環境下における溶剤蒸気の濃度測定が可能である。したがって、溶剤濃度を正確に制御することができ、基板の乾燥処理の均一性を向上させることができる。また、溶剤蒸気を希釈する必要がないので、余分な排気を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液により処理された基板を溶剤蒸気により乾燥させる基板処理装置において、
基板を収容するチャンバと、
前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、
前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、
前記チャンバ内に連通する測定配管と、
前記測定配管に設けられた真空対応型濃度測定手段と、
前記測定配管を介して前記チャンバ内の気体を吸引する吸引手段と、
前記減圧手段で前記チャンバ内を減圧させた状態で、前記溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気を供給させるとともに、前記吸引手段で前記測定配管に前記チャンバ内の気体を吸引させながら前記真空対応型濃度測定手段により溶剤濃度を測定させる制御手段と、
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、
前記真空対応型濃度測定手段は、
前記気体を流通させるセルと、前記セルに赤外線を照射する赤外線照射手段と、前記セルを透過する赤外線強度を検出する検出手段と、前記減圧手段による減圧度に応じて予め作成された、前記減圧度における赤外線強度と溶剤濃度との対応関係を表す検量線を記憶した記憶手段と、前記検出手段による赤外線強度と前記検量線とに基づいて溶剤濃度を算出する算出手段と、
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、
前記測定配管は、前記真空対応型濃度測定手段よりも上流側に加熱手段を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項２または３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記測定配管は、前記真空対応型濃度測定手段よりも上流側に配設された圧力調整弁と、前記圧力調整弁と前記真空対応型濃度測定手段との間に配設された圧力測定手段とを備え、前記圧力測定手段で測定される測定配管内圧力が前記検量線における減圧度を目標値としてフィードバック制御され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、処理液により洗浄、エッチング等の処理を行った後の基板を、溶剤蒸気により乾燥させる基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、チャンバ内を減圧するとともに溶剤蒸気、例えば、イソプロピルアルコール（IPA）の蒸気をチャンバ内に供給して、基板に付着した処理液を溶剤蒸気により置換させ、基板を乾燥させるものがある（例えば、特許文献１参照）。溶剤濃度は基板の乾燥度合いに密接に関連するので、チャンバ内の気体を測定管に小型サンプリングポンプで吸引しつつ溶剤の濃度を濃度計で測定することが行われる。
【特許文献１】特開平９−１９０９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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、従来の装置は、濃度計が減圧下での測定に対応していないので、濃度の測定を行うタイミングではチャンバ内の減圧を行うことができないので、減圧された基板の乾燥環境下における正確な溶剤濃度を測定できないという問題がある。また、濃度計は高濃度の溶剤濃度を測定できないので、窒素ガスなどの不活性ガスによって溶剤濃度を薄めた上で測定を行う必要があり、正確な溶剤濃度を測定することができない上、窒素ガス等による希釈で余分な排気が増大するという問題がある。
【０００４】
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、減圧下での測定を可能にすることにより、正確な溶剤濃度を測定することができるとともに、余分な排気を抑制す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】
【０００５】
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、処理液により処理された基板を溶剤蒸気により乾燥させる基板処理装置において、基板を収容するチャンバと、前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、前記チャンバ内に連通する測定配管と、前記測定配管に設けられた真空対応型濃度測定手段と、前記測定配管を介して前記チャンバ内の気体を吸引する吸引手段と、前記減圧手段で前記チャンバ内を減圧させた状態で、前記溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気を供給させるとともに、前記吸引手段で前記測定配管に前記チャンバ内の気体を吸引させながら前記真空対応型濃度測定手段により溶剤濃度を測定させる制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００６】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、制御手段が減圧手段でチャンバ内を減圧させた状態で、溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気を供給させるとともに、吸引手段で測定配管にチャンバ内の気体を吸引させながら真空対応型濃度測定手段により溶剤濃度を測定させる。濃度測定は真空対応型であるので、減圧環境下で溶剤蒸気の濃度測定ができ、乾燥環境下における溶剤蒸気の濃度測定が可能である。したがって、溶剤濃度を正確に制御することができ、基板の乾燥処理の均一性を向上させることができる。また、溶剤蒸気を希釈する必要がないので、余分な排気を抑制することができる。
【０００７】
また、本発明において、前記真空対応型濃度測定手段は、前記気体を流通させるセルと、前記セルに赤外線を照射する赤外線照射手段と、前記セルを透過する赤外線強度を検出する検出手段と、前記減圧手段による減圧度に応じて予め作成された、前記減圧度における赤外線強度と溶剤濃度との対応関係を表す検量線を記憶した記憶手段と、前記検出手段による赤外線強度と前記検量線とに基づいて溶剤濃度を算出する算出手段と、を備えていることが好ましい（請求項２）。算出手段は、赤外線照射手段から照射され、セルを透過する赤外線強度を検出手段により検出し、その赤外線強度と検量線とに基づいて溶剤濃度を算出するので、チャンバ内の圧力環境に関わらず測定が可能である。また、検量線の減圧度を変えることにより、チャンバ内の減圧度合いに関わらず測定が可能である。
【０００８】
また、本発明において、前記測定配管は、前記真空対応型濃度測定手段よりも上流側に加熱手段を備えていることが好ましい（請求項３）。溶剤蒸気が結露して濃度を測定するまでに濃度が変化することを防止することができ、濃度測定の精度を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明において、前記測定配管は、前記真空対応型濃度測定手段よりも上流側に配設された圧力調整弁と、前記圧力調整弁と前記真空対応型濃度測定手段との間に配設された圧力測定手段とを備え、前記圧力測定手段で測定された測定配管内圧力が前記検量線における減圧度を目標値としてフィードバック制御されることが好ましい（請求項４）。測定配管内の圧力が検量線における減圧度と一致するので、検量線に基づいて算出手段が正確に濃度を求めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段が減圧手段でチャンバ内を減圧させた状態で、溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気を供給させるとともに、吸引手段で測定配管にチャンバ内の気体を吸引させながら真空対応型濃度測定手段により溶剤濃度を測定させる。濃度測定は真空対応型であるので、減圧環境下で溶剤濃度を測定することができ、乾燥環境下における溶剤蒸気の濃度測定が可能である。したがって、溶剤濃度を正確に制御することができ、基板の乾燥処理の均一性を向上させることができる。また、測定にあたり溶剤蒸気を希釈する必要がないので、余分な排気を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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したブロック図である。
【００１２】
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、処理槽１内へ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、その流量が供給管１１に設けられた処理液弁１７によって制御される。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。
【００１３】
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、処理槽１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」とにわたって移動可能に構成されている。
【００１４】
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、溶剤蒸気の流量を調整するための蒸気弁３９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、例えば、イソプロピルアルコール（IPA）が例示される。
【００１５】
上述した溶剤ノズル３３が本発明における溶剤蒸気供給手段に相当する。
【００１６】
チャンバ２７には、真空ポンプ４９が排気弁５１を介して配設されている。本発明における減圧手段に相当する減圧ポンプ４９は、チャンバ２７の内部の気体を排出するためのものである。その減圧度合いは、例えば、１０〜２０ｋＰａ（絶対圧基準）である。因みに、絶対圧基準において完全真空は０ｋＰａであり、大気圧は１０１ｋＰａである。
【００１７】
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の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。
【００１８】
チャンバ２７の一部位には、測定配管６１が配設されている。この測定配管６１には、チャンバ２７側から順に、インラインヒータ６２と、圧力調整弁６３と、圧力計６５と、真空対応型濃度計６７と、サンプリングポンプ６９とが配設されている。測定配管６１は最上流側にインラインヒータ６２を備えているので、溶剤蒸気が測定配管６１の内部で結露して、真空対応型濃度測定計６７によって濃度を測定するまでに溶剤蒸気の濃度が変化することを防止することができ、濃度測定の精度を向上させることができる。
【００１９】
なお、上記の圧力計６５が本発明における圧力測定手段に相当する。
【００２０】
詳細後述する真空対応型濃度計６７は、チャンバ２７内の減圧下における気体中の溶剤濃度を測定可能に構成されたものであり、代表的なものとして赤外線吸収方式が例示される。また、サンプリングポンプ６９は、上述した真空ポンプ４９よりも低い減圧度、例えば、５ｋＰａ（絶対圧基準）程度にまで減圧できることが好ましい。但し、その際の排出される絶対量は、真空ポンプ４９には及ばない。
【００２１】
上述した処理液弁１７、上部カバー２９、リフタ３１、蒸気弁３９、真空ポンプ４９、排気弁５１、ＱＤＲ弁５５、排液弁５９、インラインヒータ６２と、圧力調整弁６３、真空対応型濃度計６７、サンプリングポンプ６９などの動作は、制御部７１によって統括的に制御される。
【００２２】
この制御部７１は、例えば、次のように各部を操作して、一連の動作により基板Ｗに対する処理を行わせる。まず、処理槽１内の処理位置にリフタ３１を移動させて薬液による処理を行わせ、続いて純水による洗浄を行わせる。純水洗浄を終えた後、ＱＤＲ弁５５、排液弁５９と順に開放させて処理槽１内の純水を急速排水させた後、ＱＤＲ弁５５及び排液弁５９を閉止させた状態で真空ポンプ４９によってチャンバ２７内を所定圧力まで減圧させる。その後、溶剤蒸気を溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に供給させ、処理位置にある基板Ｗの周囲に溶剤蒸気を供給する。所定時間の経過後、溶剤蒸気の供給を停止させた後、処理位置のリフタ３１を上昇させて待機位置にまで移動させる。これにより基板Ｗに対する洗浄・乾燥処理が行われる。上述した動作のうち、溶剤蒸気の供給時には、後述する「濃度測定」が常時行われている。
【００２３】
なお、真空対応型濃度計６７が本発明における真空対応型濃度測定手段に相当し、サンプリングポンプ６９が本発明における吸引手段に相当し、制御部７１が本発明における制御手段に相当する。
【００２４】
次に、図２を参照する。図２は、真空対応型濃度計の概略構成を示した図である。
【００２５】
真空対応型濃度計６７は、測定配管６１の一部位にセル７３を備えている。このセル７３は、測定配管６１を流通する気体を挟んで対向する位置に設けられた、赤外光を透過する一対の透過部材７５を備えている。セル７３の一方側には、赤外線を照射する光源７７と、セル７３を透過した赤外線強度を検出する検出器７９とが配設されている。検出器７９は、基準検出器８１と、参照検出器８３とを備え、不要な波長の赤外線を取り除く光学フィルタ（不図示）を光入射側に備えている。それぞれが検出した赤外線強度信号は、プリアンプ（不図示）を前段に備えた算出部８５に与えられる。算出部８５は、ランベルト−ベールの法則に基づいた光量差により溶剤濃度を算出するが、その際には記憶部８７に記憶されている検量線（後述）を参照する。そして、算出した溶剤濃度を制御部７１に出力する。算出部８５は、基準検出器８１からの基準信号に基づいて、参照検出器８３の信号を自動的に補正し、光源７７の光度が計時変化しても正確に溶剤濃度が算出できるようになっている。
【００２６】
なお、上述した光源７７が本発明における赤外線照射手段に相当し、検出器７９が本発明における検出手段に相当し、算出部８５が本発明における算出手段に相当し、記憶部８７が本発明における記憶手段に相当する。
【００２７】
検量線は、例えば、図３に示すようになっている。
すなわち、赤外線強度（吸光度）と、溶剤濃度との対応関係を表したデータであり、かつ、所定の減圧度において予め作成されたものである。この図３では、検量線を一次関数で表しているが、これは一例であり、二次関数などで表されるようなデータとなることもある。
【００２８】
なお、制御部７１は、検量線における減圧度を目標値として、圧力計６５の圧力が目標値に一致するように圧力調整弁６３をフィードバック制御する。これにより、検量線における減圧度となるような状態でチャンバ２７内の気体を真空対応型濃度測定計６７に導くことができ、精度良く濃度を測定することができる。
【００２９】
次に、図４を参照する。なお、図４は、濃度測定に係る処理を示したフローチャートである。このフローチャートでは、上述した一連の動作中において、溶剤蒸気の供給が行われた時点からの動作を示している。
【００３０】
ステップＳ１〜Ｓ３
制御部７１は、蒸気弁３９を所定の開度で開放して、溶剤蒸気を溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に供給させ始める。このとき、サンプリングポンプ６９を作動させて、チャンバ２７内の気体の一部を測定配管６１に吸引させる。さらに、圧力計６５により検出された圧力が検量線における減圧度に一致するように圧力調整弁６３を操作する。
【００３１】
ステップＳ４〜Ｓ７
圧力が検量線における減圧度に一致した場合、真空対応型濃度計６７は溶剤蒸気の濃度を測定し、制御部７１は、濃度測定値が予め決められた溶剤濃度目標値に一致しているか否かによって処理を分岐する。つまり、濃度測定の結果、溶剤濃度目標値に不一致である場合には、蒸気弁３９を操作して、溶剤ノズル３３への溶剤蒸気の供給量を調整する。一方、溶剤濃度目標値と一致している場合には、溶剤蒸気の供給時間が経過するまで、上述したステップＳ１から繰り返し実行する。
【００３２】
上述したように、制御部７１が真空ポンプ４９でチャンバ２７内を減圧させた状態で、溶剤ノズル３３から溶剤蒸気を供給させるとともに、サンプリングポンプ６９で測定配管６１にチャンバ２７内の気体を吸引させながら真空対応型濃度計６７により溶剤濃度を測定させる。濃度測定は真空対応型であるので、減圧環境下で濃度測定ができ、乾燥環境下における溶剤蒸気の濃度測定が可能である。したがって、溶剤濃度を正確に制御することができ、基板の乾燥処理の均一性を向上させることができる。また、溶剤蒸気を希釈する必要がないので、余分な排気を抑制することができる。
【００３３】
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。
【００３４】
（１）上述した実施例では、チャンバ２７内に処理槽１を備えているが、単に基板Ｗを収容するチャンバ２７だけとしてもよい。その場合には、複数枚の基板Ｗを起立姿勢で支持するだけの支持部をチャンバ２７内に配設すればよい。
【００３５】
（２）上述した実施例では、測定配管６１にインラインヒータ６２を備えているが、溶剤蒸気が結露しない程度の濃度である場合には、インラインヒータ６２を省略してもよい。
【００３６】
（３）上述した実施例では、測定配管６１の気体圧力を圧力調整弁６３によって調整しているが、真空対応型濃度測定計６７において種々の減圧度に応じて検量線を予めもたせておき、圧力計６５により測定された気体圧力に応じて参照する検量線を切り替える構成とした場合には、圧力調整弁６３を備える必要はない。
【００３７】
（４）上述した実施例では、吸引手段としてサンプリングポンプ６９を採用しているが、これに代えて、吸引作動用の気体を供給することによりチャンバ２７内の気体を吸引するイジェクタを用いてもよい。吸引作動用の気体としては、窒素などの不活性ガスやエアなどが例示される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例に係る基板処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】真空対応型濃度計の概略構成を示した図である。
【図３】検量線の一例を示した模式図である。
【図４】濃度測定に係る処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
Ｗ  …  基板
１  …  処理槽
７  …  噴出管
３３  …  溶剤ノズル
４９  …  真空ポンプ
６５  …  圧力計
６７  …  真空対応型濃度計
６９  …  サンプリングポンプ
７１  …  制御部
７７  …  光源
７９  …  検出器
８５  …  算出部
８７  …  記憶部
【図１】
2008306097.tif 000003
【図２】
2008306097.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008306097.tif 000006