(57)【要約】【課題】有機溶剤の消費量を削減でき、かつ処理時間を短縮できる基板処理装置を提供する。【解決手段】他装置における基板Ｗの洗浄処理中に第１供給ノズル２４０および第２供給ノズル２５０から、それぞれＩＰＡ蒸気および窒素ガスの供給を開始し、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２および窒素ガスの気流域ＡＮ２を形成する。洗浄処理終了後、基板Ｗを、収容器２１０内に搬入し、一旦底部付近まで引き下げる。その後基板Ｗを、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２、窒素ガスの気流域ＡＮ２の順で通過させつつ、一方向に引き揚げ、乾燥させる。その結果、ＩＰＡ蒸気を基板Ｗに効率よく供給できるため有機溶剤の消費量を削減できる。また、基板Ｗを一方向に引き揚げる間に乾燥が終了するため乾燥時間を短縮できる。また、他装置における洗浄処理中にＩＰＡ蒸気の供給を開始するため、処理時間をさらに短縮できる。【選択図】　　　　図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の乾燥処理を行う基板処理装置であって、
基板の搬出入口を有する収容器と、
有機溶剤の蒸気を吐出し、前記収容器内の一部の領域において有機溶剤の気流域を形成する有機溶剤気流域形成手段と、
不活性ガスを吐出し、前記収容器内において有機溶剤の気流域の上方に不活性ガスの気流域を形成する不活性ガス気流域形成手段と、
前記収容器内において、基板を保持しつつ昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段によって基板を一方向に引き揚げる際に、有機溶剤の気流域と不活性ガスの気流域とを通過させる制御手段と、
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、
前記収容器内に、
純水を貯留し、純水中に基板を浸漬して洗浄処理を行う処理槽と、
前記処理槽内で基板が保持された状態で、前記処理槽に貯留された純水を排水する排水手段と、
をさらに備え、
前記制御手段は、
前記処理槽内で基板の洗浄処理が終了した後、前記昇降手段によって基板を前記処理槽から引き揚げる際に有機溶剤の気流域と不活性ガスの気流域とを通過させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記有機溶剤気流域形成手段は、
前記排水手段による前記処理槽からの純水の排水が終了した後に有機溶剤の蒸気の吐出を開始して、有機溶剤の気流域を形成することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記収容器内の基板の搬出入口付近の雰囲気を冷却する冷却手段
をさらに備え、
前記有機溶剤気流域形成手段は、
基板が前記収容器内に搬入される以前から、前記収容器内において有機溶剤の気流域を形成することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記制御手段は、
前記昇降手段によって基板を移動させて、有機溶剤の気流域を通過させた後に、前記昇降手段によって基板を一方向に引き揚げつつ、有機溶剤の気流域と不活性ガスの気流域とを通過させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記収容器内を減圧する減圧手段
をさらに備え、
前記昇降手段によって基板が不活性ガスの気流域を通過した後、
前記不活性ガス気流域形成手段からの不活性ガスの吐出を継続しつつ、
前記減圧手段が、前記収容器内の減圧を行うことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記不活性ガス気流域形成手段へ供給する不活性ガスを加熱する不活性ガス加熱手段
をさら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１ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記有機溶剤の蒸気は、イソプロピルアルコールの蒸気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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、純水による洗浄処理が終了した半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する。）の乾燥処理を行う乾燥処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、基板の製造工程においては、フッ酸等の薬液による処理および純水による洗浄処理を順次行った後、純水から基板を引き出しつつイソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」と称する。）等の有機溶剤の蒸気を基板の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。特に、基板上に形成されるパターンの構造の複雑化、微細化が進展している近年においては、ＩＰＡ蒸気を供給しつつ純水から基板を引き揚げる引き揚げ乾燥方式が主流になりつつある。
【０００３】
従来の引き揚げ乾燥方式の基板処理装置は、図１６に示すように純水による洗浄処理を行う処理槽９２を収容器９０の内部に収容している。処理槽９２における基板Ｗの洗浄処理終了後に、収容器９０内に窒素ガスを供給しつつ基板Ｗを昇降機構９３によって処理槽９２から引き揚げてから、図１６中矢印ＦＩ９に示すように、供給ノズル９１からＩＰＡ蒸気を吐出する。これにより、収容器９０内がＩＰＡ蒸気で満たされて、基板ＷにＩＰＡが凝縮し、それが気化することにより、基板Ｗの乾燥処理が行われることとなる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−１９８１２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の引き揚げ乾燥方式の基板処理装置においては、収容器９０内全体にＩＰＡ蒸気を供給することが必要であり、ＩＰＡ蒸気が基板Ｗに効率よく供給されているとは言えず、ＩＰＡの消費量が多いという問題が存在する。
【０００６】
また、収容器９０内全体にＩＰＡ蒸気を供給するために要する時間や、基板Ｗ表面に凝縮したＩＰＡの液滴の気化に要する時間などのため、乾燥処理時間が長時間になるという問題が存在する。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、有機溶剤の消費量を削減でき、かつ乾燥処理時間を短縮できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板の乾燥処理を行う基板処理装置であって、基板の搬出入口を有する収容器と、有機溶剤の蒸気を吐出し、前記収容器内の一部の領域において有機溶剤の気流域を形成する有機溶剤気流域形成手段と、不活性ガスを吐出し、前記収容器内において有機溶剤の気流域の上方に不活性ガスの気流域を形成する不活性ガス気流域形成手段と、前記収容器内において、基板を保持しつつ昇降させる昇降手段と、前記昇降手段によって基板を一方向に引き揚げる際に、有機溶剤の気流域と不活性ガスの気流域とを通過させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、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、前記収容器内に、純水を貯留し、純水中に基板を浸漬して洗浄処理を行う処理槽と、前記処理槽内で基板が保持された状態で、前記処理槽に貯留された純水を排水する排水手段と、をさらに備え、前記制御手段は、前記処理槽内で基板の洗浄処理が終了した後、前記昇降手段によって基板を前記処理槽から引き揚げる際に有機溶剤の気流域と不活性ガスの気流域とを通過させることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板処理装置であって、前記有機溶剤気流域形成手段は、前記排水手段による前記処理槽からの純水の排水が終了した後に有機溶剤の蒸気の吐出を開始して、有機溶剤の気流域を形成することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記収容器内の基板の搬出入口付近の雰囲気を冷却する冷却手段をさらに備え、前記有機溶剤気流域形成手段は、基板が前記収容器内に搬入される以前から、前記収容器内において有機溶剤の気流域を形成することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記制御手段は、前記昇降手段によって基板を移動させて、有機溶剤の気流域を通過させた後に、前記昇降手段によって基板を一方向に引き揚げつつ、有機溶剤の気流域と不活性ガスの気流域とを通過させることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記収容器内を減圧する減圧手段をさらに備え、前記昇降手段によって基板が不活性ガスの気流域を通過した後、前記不活性ガス気流域形成手段からの不活性ガスの吐出を継続しつつ、前記減圧手段が、前記収容器内の減圧を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に係る発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記不活性ガス気流域形成手段へ供給する不活性ガスを加熱する不活性ガス加熱手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記有機溶剤の蒸気は、イソプロピルアルコールの蒸気であることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１７】
＜１．第１実施形態＞
（１）　基板処理装置１の要部構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の正面図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ位置から見た断面図である。なお、図１および以下の各図にはそれらの方向関係を明確にするため、ＸＹ平面を水平面としＺ軸方向を鉛直方向とするＸＹＺ直交座標系を適宜付している。
【００１８】
この基板処理装置１は、純水による洗浄処理が終了した基板Ｗを、有機溶剤であるＩＰＡにより乾燥させる装置であって、主として収容器１０と、処理槽２０と、昇降機構３０と、第１供給ノズル４０と、第２供給ノズル５０とを備えている。
【００１９】
処理槽２０は、フッ酸等の薬液または純水（以下、これらを総称して「処理液」とする。）を貯留して基板Ｗに順次表面処理を行う槽であり、収容器１０の内部に収容されている。処理槽２０の底部近傍には処理液吐出ノズル（図示省略）が配置されており、図外の処理液供給源からその処理液吐出ノズルを介して処理槽２０内に処理液を供給することができる。この処理液は処理槽２０の底部から供給されてオーバーフロー面、すなわち処理槽２０の開口部２０Ｐから溢れ出る。また、処理槽２０では、後述する排液バルブ４７（図３参照）の開放によって処理槽２０内に貯留された処理液を排出することも可能である。
【００２０】
収容器１０は、その内部に処理槽２０、昇降機構３０、第１供給ノズル４０、第２供給ノズル５０等を収容する筐体である。収容器１０の上部１１は、概念的に図示されたスライド式開閉機構１２によって開閉可能とされている（以下の図２〜図８は、この開閉機構１２を図示省略。）。収容器１０の上部１１を開放した状態では、その開放部分から基板Ｗの搬出入を行うことができる。一方、収容器１０の上部１１を閉鎖した状態では、その内部を密閉空間とすることができる。
【００２１】
昇降機構３０は、処理槽２０に貯留されている処理液に一組の複数の基板Ｗ（ロット）を浸漬させる機構である。昇降機構３０は、リフター３１と、リフターアーム３２と、基板Ｗを保持する３本の保持棒３３、３４、３５とを備えている。３本の保持棒３３、３４、３５のそれぞれには基板Ｗの外縁部がはまり込んで基板Ｗを起立姿勢にて保持する複数の保持溝が所定間隔にてＸ方向に配列して設けられている。それぞれの保持溝は、切り欠き状の溝である。３本の保持棒３３、３４、３５はリフターアーム３２に固設され、リフターアーム３２は、リフター３１によって鉛直方向（Ｚ方向）に昇降可能に設けられている。
【００２２】
このような構成により、昇降機構３０は３本の保持棒３３、３４、３５によってＸ方向に相互に平行に配列されて保持された複数の基板Ｗを処理槽２０に貯留されている処理液に浸漬する位置（図１の実線位置）とその処理液から引き揚げた位置（図１の仮想線位置）との間で経路ＰＴ１に沿って昇降させることができる。なお、リフター３１には、リフターアーム３２を昇降させる機構として、ボールネジを用いた送りネジ機構や、プーリやベルトを用いたベルト機構など種々の公知の機構を採用することが可能である。
【００２３】
昇降機構３０を図１の仮想線位置に位置させるとともに、収容器１０の上部１１を開放することにより、装置外部の基板搬送ロボットと昇降機構３０との間で基板Ｗの受け渡しを行うことができる。
【００２４】
また、処理槽２０の外部には、開口部２０Ｐの近傍に２本の第１供給ノズル４０が設けられている。２本の第１供給ノズル４０は、昇降機構３０によって昇降される複数の基板Ｗの両側の側方のそれぞれに設けられている。第１供給ノズル４０のそれぞれは、Ｘ方向に沿って伸びる中空の管状部材であり、Ｘ方向に等間隔にて配列された複数の吐出孔４１を備えている。複数の吐出孔４１のそれぞれは、吐出方向をオーバーフロー面と平行に向けるように形成されている。そして、第１供給ノズル４０のそれぞれは、複数の吐出孔４１から水平方向（Ｙ方向）に向けてＩＰＡ蒸気を吐出し、処理槽２０の上方空間の一部でかつ、基板Ｗの昇降経路ＰＴ１と交わる領域にＩＰＡ蒸気の気流域を形成する、有機溶剤気流域形成手段として機能する。
【００２５】
さらに、収容器１０の内部であって２本の第１供給ノズル４０のそれぞれから所定の距離をおいて上方には、２本の第２供給ノズル５０が設けられている。第２供給ノズル５０のそれぞれは、Ｘ方向に沿って伸びる中空の管状部材であり、Ｘ方向に等間隔にて配列された複数の吐出孔５１を備えている。複数の吐出孔５１のそれぞれは、吐出方向をオーバーフロー面と平行に向けるように形成されている。そして、第２供給ノズル５０のそれぞれは、複数の吐出孔５１から水平方向（Ｙ方向）に向けて不活性ガスである窒素ガスを吐出し、ＩＰＡ蒸気の気流域より上方の空間の一部でかつ昇降経路ＰＴ１と交わる領域に、窒素ガスの気流域を形成する不活性ガス気流域形成手段として機能する。
【００２６】
第１供給ノズル４０および第２供給ノズル５０には、収容器１０外部の供給機構から、それぞれＩＰＡ蒸気および窒素ガスを供給することができる。図３は、基板処理装置１の配管等の構成を示す模式図である。
【００２７】
第１供給ノズル４０は、ＩＰＡ供給源４４と配管を介して接続されている。ＩＰＡバルブ４５を開放することによって、ＩＰＡ供給源４４から第１供給ノズル４０にＩＰＡ蒸気を供給することができる。第１供給ノズル４０に供給されたＩＰＡ蒸気は、複数の吐出孔４１のそれぞれから水平方向に基板Ｗの主面に平行な流れを形成して吐出される。
【００２８】
第２供給ノズル５０は、窒素ガス供給源４２と配管を介して接続されている。窒素ガスバルブ４３を開放することによって、窒素ガス供給源４２から第２供給ノズル５０に窒素ガスを供給することができる。第２供給ノズル５０に供給された窒素ガスは、複数の吐出孔５１のそれぞれから水平方向に基板Ｗの主面に平行な流れを形成して吐出される。
【００２９】
また、処理槽２０の底部と装置外の排液ラインとは配管を介して接続されており、その配管には排液バルブ４７が介挿されている。この排液バルブ４７を開放すると、処理槽２０内の処理液は処理槽２０の底部から速やかに排出されることとなる。
【００３０】
収容器１０内と装置外の排気ラインとは配管を介して接続されており、その配管には排気バルブ４８と排気（減圧）ポンプ４９が介挿されている。排気バルブ４８を開放して排気ポンプ４９を駆動させることによって、収容器１０内の雰囲気は排気されることとなる。
【００３１】
なお、図３に示す窒素ガスバルブ４３、ＩＰＡバルブ４５、排液バルブ４７、排気バルブ４８および排気ポンプ４９は、いずれも図外の制御部７０によってその動作を制御されている。この制御部７０および排液バルブ４７は、処理槽２０の排水手段として機能することとなる。
【００３２】
（２）　基板処理装置１における乾燥処理
図４は、基板処理装置１における基板処理の動作を説明するフローチャートである。また、図５から図８は、基板処理装置１における処理の様子を説明する図である。以下に、上記の基板処理装置１の処理手順について図４から図８を参照しつつ説明する。
【００３３】
上記の基板処理装置１において基板Ｗに処理を行うときは、まず、昇降機構３０が図外の基板搬送ロボットから複数の基板Ｗを受け取る。そして、昇降機構３０がＸ方向に相互に間隔を隔てて一括保持した複数の基板Ｗを降下させるとともに収容器１０が密閉され、基板Ｗを処理槽２０内に搬入するための開口部２０Ｐから処理槽２０に貯留された純水中に浸漬させる（ステップＳ１）。この段階においては、処理槽２０に純水が供給され続けており、処理槽２０の上端のオーバーフロー面からは純水が溢れ出し続けている。処理槽２０から溢れ出した純水は、処理槽２０の上端部外側に設けられた回収部によって回収され、装置外の排液ラインに排出される。
【００３４】
ステップＳ２では、窒素ガスの気流域ＡＮ１を形成する。すなわち、図５中矢印ＦＮ１に示すように第２供給ノズル５０から窒素ガスを水平方向に吐出することにより、基板Ｗの昇降経路ＰＴ１（図１参照）の一部に窒素ガスの気流域ＡＮ１（図５の仮想線部）を形成する。この窒素ガスの気流域ＡＮ１は、吐出孔５１の吐出方向に一定以上の流速を有する窒素ガスの気流域である。ただし、この段階においては、第２供給ノズル５０から吐出された窒素ガスは、収容器１０内部全体を満たし、以下の基板Ｗの洗浄処理は窒素雰囲気下で進行することとなる。
【００３５】
ステップＳ３では、基板Ｗの洗浄処理を行う。ここでは、処理槽２０に貯留された純水に複数の基板Ｗを浸漬した状態を維持しつつ、処理槽２０に薬液または純水を順次供給することによりエッチングや洗浄処理を予め定められた順序に従って進行させる（図５の状態）。この段階においても、処理槽２０の上端から薬液または純水が溢れ出し続けており、溢れ出した処理液は上記の回収部によって回収される。
【００３６】
基板Ｗに対する表面処理が進行すると、やがて最終の仕上洗浄処理に至る。本実施形態では、仕上洗浄処理も通常の洗浄処理と同じく、処理槽２０に純水を貯留し、その純水中に複数の基板Ｗを浸漬することによって行われる。なお、最終の仕上げ洗浄処理の段階においても窒素ガスの供給が行われており、第２供給ノズル５０から窒素ガスが吐出され、窒素雰囲気下にて仕上げ洗浄処理が行われる。
【００３７】
ステップＳ４では、処理槽２０に貯留された純水を排水する。すなわち、処理槽２０内における基板Ｗの洗浄処理（ステップＳ３）が終了すると、図６に示すように、基板Ｗを処理槽２０内に保持したまま、処理槽２０内に貯留された純水を排水する。ここでも、図６中矢印ＦＮ１に示すように第２供給ノズル５０から窒素ガスを吐出することによって、処理槽２０内を含む収容器１０内は窒素雰囲気に保たれている。これにより、純水中から露出した基板Ｗは窒素雰囲気で覆われることとなり、基板Ｗ表面におけるウォーターマークの発生を防止できる。
【００３８】
また、上記のように処理槽２０内で基板Ｗを保持した状態で排水して、処理槽２０内の界面（水面）を低下させることで基板Ｗを収容器１０内の雰囲気に露出させる場合には、純水から基板Ｗを引き揚げることで基板Ｗを露出させる場合に対して、引き揚げに伴う基板Ｗの揺れ（振動）が発生することがないため、界面付近で生じうる基板Ｗへのパーティクルの再付着を効果的に防止できる。特に、雰囲気への基板Ｗの露出速度を上げたい場合には、基板Ｗを保持して排水する方法が有効となる。
【００３９】
ステップＳ５では、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ１を形成する。すなわち、処理槽２０内の排水（ステップＳ４）が終了した後、第１供給ノズル４０からＩＰＡ蒸気を処理槽２０の上方で略水平方向に吐出し（図７中矢印ＦＩ１）、収容器１０の内部空間の一部の領域に、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ１を形成する。このＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ１は、第１供給ノズル４０付近において吐出孔４１の吐出方向に一定以上の流速を有するＩＰＡ蒸気のゾーンとなっている。なお、第２供給ノズル５０からは、継続して窒素ガス流ＦＮ１を供給する。
【００４０】
ステップＳ６では、基板Ｗを引き揚げ、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ１を通過させる。すなわち、昇降機構３０を上昇方向に駆動し、相互に間隔を隔てた複数の基板Ｗを処理槽２０から一括して引き揚げる。ここでは、図７に示すように、第１供給ノズル４０により収容器１０内の局所において形成されたＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ１を複数の基板Ｗが通過する。このように経路ＰＴ１（図１参照）の一部について形成されるＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ１において、ＩＰＡ蒸気が基板Ｗに直接的に吹き付けられる。この場合、混合気体でなく単一の気体つまりＩＰＡのみが窒素ガスにさらされていた基板Ｗに作用し、基板Ｗの表面全体がＩＰＡで覆われることとなる。
【００４１】
このように気流域ＡＩ１を基板Ｗが通過することにより、基板ＷにＩＰＡ蒸気を効率よく供給できるため、ＩＰＡ蒸気の消費量が削減できる。すなわち、収容器１０内の一部のスペースにＩＰＡ蒸気を重点的に供給するため、収容器１０内全体にＩＰＡ蒸気を供給する従来の方法に比べて、ＩＰＡの消費量を著しく減少できることとなる。
【００４２】
ステップＳ７では、基板Ｗをさらに引き揚げ、窒素ガスの気流域ＡＮ１を通過させる。基板Ｗが気流域ＡＩ１を通過している段階においても、第２供給ノズル５０からは、継続して窒素ガス流ＦＮ１が供給されており、窒素ガスの気流域ＡＮ１が形成されている。この窒素ガスの気流域ＡＮ１は、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ１よりも上方の、第２供給ノズル５０付近において、吐出孔５１の吐出方向に一定の流速を有する窒素ガスのゾーンとなっている。基板ＷがＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ１を通過し終えると、昇降機構３０は一旦駆動を停止し、基板Ｗはしばらく停止する。そして、第１供給ノズル４０より一定時間ＩＰＡ蒸気の供給が継続された後、第１供給ノズル４０からのＩＰＡ蒸気の供給は停止する。その後、昇降機構３０は上昇方向に駆動を再開し、複数の基板Ｗを一括して引き揚げる。ここでは、図８に示すように、第２供給ノズル５０により収容器１０内の局所において形成された気流域ＡＮ１を複数の基板Ｗが通過する。このように経路ＰＴ１（図１参照）の一部について形成される窒素ガスの気流域ＡＮ１において窒素ガスが基板Ｗに直接的に吹き付けられ、複数の基板Ｗの表面に凝縮したＩＰＡの液滴が気化されることとなる。
【００４３】
このように、気流域ＡＮ１を基板Ｗが通過することにより、基板Ｗの表面に凝縮したＩＰＡの液滴を効率よく気化するため、乾燥時間を短縮し、基板Ｗ表面の残留ＩＰＡによる乾燥不良を低減することができる。また、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ１の上方に窒素ガスの気流域ＡＮ１を形成することにより、基板Ｗを経路ＰＴ１に沿って一方向に引き揚げる動作の間に気流域ＡＩ１および気流域ＡＮ１の通過を完了することができるため、乾燥時間をさらに短縮することができる。
【００４４】
ステップＳ８では、減圧処理を行う。すなわち、基板Ｗが窒素ガスの気流域ＡＮ１の上方まで引き揚げられた後、第２供給ノズル５０からは窒素ガスの供給を継続しつつ、排気ポンプ４９を駆動し、収容器１０内に残留するＩＰＡ蒸気を収容器１０外部に排気する。このとき、排気ポンプ４９による排気流量よりも第２供給ノズル５０からの窒素ガスの供給流量が少なくなるようにしておけば、収容器１０内を窒素ガス雰囲気に置換しつつ減圧することができ、基板Ｗ表面に付着したＩＰＡの沸点が低下してＩＰＡが急速に気化する。したがって、いわゆるＩＰＡによる減圧乾燥が実行され、基板Ｗ表面に残留するＩＰＡの液滴の気化をさらに促進する。
【００４５】
減圧乾燥が終了すると、第２供給ノズル５０からの窒素ガスの供給を継続しつつ、排気ポンプ４９の動作を停止する。これにより、収容器１０内が窒素ガス雰囲気で満たされ、大気圧にまで復圧することとなる。大気圧に復圧後、第２供給ノズル５０からの窒素ガスの供給を停止する。
【００４６】
その後、基板Ｗを昇降機構３０によりさらに引き揚げ、基板Ｗが図１中の仮想線位置にまで到達した時点で、昇降機構３０が停止し、基板Ｗの引き上げが完了する。そして、基板Ｗは基板搬送ロボットに渡されて一連の処理が終了する。
【００４７】
以上の基板処理装置１の動作により、収容器１０内の一部の領域に形成したＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ１を基板Ｗが通過し、基板Ｗに対して直接的にＩＰＡ蒸気を供給するため、ＩＰＡの供給量を削減でき、ＩＰＡ供給に要する時間も短縮できる。また、その後基板Ｗが窒素ガスの気流域ＡＮ１を通過し、基板Ｗに対して直接的に窒素ガスを供給することにより、基板Ｗの表面に凝縮したＩＰＡの液滴を効率よく気化するため、乾燥時間を短縮できる。また、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ１の上方に窒素ガスの気流域ＡＮ１を形成することにより、基板Ｗを経路ＰＴ１に沿って一方向に引き揚げる動作の間に気流域ＡＩ１および気流域ＡＮ１の通過を完了することができるため、乾燥時間をさらに短縮することができる。
【００４８】
＜２．第２実施形態＞
（１）　基板処理装置２の要部構成
図９は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置２の正面図である。また、図１０は、図９のＸ−Ｘ位置から見た断面図である。
【００４９】
本実施形態における基板処理装置２は処理槽を備えず、図外の他装置において仕上げ洗浄処理まで終了した基板ＷをＩＰＡにより乾燥させる装置である。この基板処理装置２は、主として収容器２１０と、昇降機構２３０と、第１供給ノズル２４０と、第２供給ノズル２５０と、冷却機構２６０とを備えている。
【００５０】
収容器２１０は、その内部に昇降機構２３０、第１供給ノズル２４０、第２供給ノズル２５０、冷却機構２６０等を収容する筐体である。収容器２１０の上部２１１は、概念的に図示されたスライド式開閉機構２１２によって開閉可能とされている（以下の図１０〜図１５では、この開閉機構２１２を図示省略）。収容器２１０の上部２１１を開放した状態では、その開放部分から基板Ｗの搬出入を行うことができる。一方、収容器２１０の上部２１１を閉鎖した状態では、その内部を密閉空間とすることができる。
【００５１】
昇降機構２３０は、洗浄処理後の一組の複数の基板Ｗを収容器２１０内において昇降させる機構である。昇降機構２３０は、リフター２３１と、リフターアーム２３２と、基板Ｗを保持する３本の保持棒２３３、２３４、２３５とを備えている。３本の保持棒２３３、２３４、２３５のそれぞれには基板Ｗの外縁部がはまり込んで基板Ｗを起立姿勢にて保持する複数の保持溝が所定間隔にてＸ方向に配列して設けられている。それぞれの保持溝は切り欠き状の溝である。３本の保持棒２３３、２３４、２３５は、リフターアーム２３２に固設され、リフターアーム２３２は、リフター２３１によって鉛直方向（Ｚ方向）に昇降可能に設けられている。
【００５２】
このような構成により、昇降機構２３０は、３本の保持棒２３３、２３４、２３５によってＸ方向に相互に平行に配列されて保持された複数の基板Ｗを第１供給ノズル２４０より収容器２１０の底部に近い位置（図９の実線位置）と第２供給ノズル２５０より上部２１１に近い位置（図９の仮想線位置）との間で経路ＰＴ２に沿って昇降させることができる。なお、リフター２３１には、リフターアーム２３２を昇降させる機構として、ボールネジを用いた送りネジ機構やプーリやベルトを用いたベルト機構など種々の公知の機構を採用することが可能である。
【００５３】
昇降機構２３０を図９の仮想線位置に位置させるとともに、収容器２１０の上部２１１を開放することにより、装置外部の基板搬送ロボットと昇降機構２３０との間で基板Ｗの受け渡しを行うことができる。
【００５４】
また、収容器２１０の内部には、収容器２１０の側面に沿って２本の第１供給ノズル２４０が設けられている。２本の第１供給ノズル２４０は、昇降機構２３０によって昇降される複数の基板Ｗの両側の側方のそれぞれに設けられている。第１供給ノズル２４０のそれぞれは、Ｘ方向に沿って伸びる中空の管状部材であり、Ｘ方向に等間隔にて配列された複数の吐出孔２４１を備えている。複数の吐出孔２４１のそれぞれは、吐出方向を水平方向（Ｙ方向）に向けるように形成されている。そして、第１供給ノズル２４０のそれぞれは、複数の吐出孔２４１から水平方向に向けてＩＰＡ蒸気を吐出し、基板Ｗの昇降経路ＰＴ２と交わる領域に、ＩＰＡ蒸気の気流域を形成する有機溶剤気流域形成手段として機能する。
【００５５】
さらに、収容器２１０の内部であって２本の第１供給ノズル２４０のそれぞれから所定の距離をおいて上方には、２本の第２供給ノズル２５０が設けられている。第２供給ノズル２５０のそれぞれは、Ｘ方向に沿って伸びる中空の管状部材であり、Ｘ方向に等間隔にて配列された複数の吐出孔２５１を備えている。複数の吐出孔２５１のそれぞれは、吐出方向を水平方向（Ｙ方向）に向けるように形成されている。そして、第２供給ノズル２５０のそれぞれは、複数の吐出孔２５１から水平方向に向けて窒素ガスを吐出し、ＩＰＡ蒸気の気流域より上方で昇降経路ＰＴ２と交わる領域に、窒素ガスの気流域を形成する不活性ガス気流域形成手段として機能する。
【００５６】
冷却機構２６０は、収容器２１０内部の上部２１１付近において、収容器２１０の側面に沿って螺旋状に巻かれた中空の管状部材であり、内部に冷水を流すことができる水冷管となっている。冷却機構２６０は、内部に冷水を供給することにより、収容器２１０内部の上部２１１付近の雰囲気を冷却する冷却手段として機能する。
【００５７】
第１供給ノズル２４０および第２供給ノズル２５０には、収容器２１０外部の供給機構から、それぞれＩＰＡ蒸気および窒素ガスを供給することができる。図１１は、基板処理装置２の配管等の構成を示す模式図である。
【００５８】
第１供給ノズル２４０は、ＩＰＡ供給源２４４と配管を介して接続されている。ＩＰＡバルブ２４５を開放することによって、ＩＰＡ供給源２４４から第１供給ノズル２４０にＩＰＡ蒸気を供給することができる。第１供給ノズル２４０に供給されたＩＰＡ蒸気は、複数の吐出孔２４１のそれぞれから水平方向に基板Ｗの主面に平行な流れを形成して、吐出される。
【００５９】
第２供給ノズル２５０は、窒素ガス供給源２４２と配管を介して接続されている。窒素ガスバルブ２４３を開放することによって、窒素ガス供給源２４２から第２供給ノズル２５０に窒素ガスを供給することができる。第２供給ノズル２５０に供給された窒素ガスは、複数の吐出孔２５１のそれぞれから水平方向に基板Ｗの主面に平行な流れを形成して、吐出される。
【００６０】
収容器２１０内と装置外の排気ラインとは配管を介して接続されており、その配管には排気バルブ２４８と排気（減圧）ポンプ２４９が介挿されている。排気バルブ２４８を開放して排気ポンプ２４９を駆動させることによって、収容器２１０内の雰囲気は排気されることとなる。
【００６１】
また、冷却機構２６０は、装置外の給水ラインおよび排水ラインと接続されており、給水ラインには給水バルブ２６１が介挿されている。給水バルブ２６１を開放することによって、給水ラインから冷却機構２６０に冷水を供給することができる。冷却機構２６０に供給された冷水は、冷却手段として使用された後、排水ラインへ排水される。
【００６２】
なお、図３に示す窒素ガスバルブ２４３、ＩＰＡバルブ２４５、排気バルブ２４８、排気ポンプ２４９、および給水バルブ２６１は、いずれも図外の制御部２７０によってその動作を制御されている。
【００６３】
（２）　基板処理装置２における乾燥処理
図１２は、基板処理装置２における基板処理の動作を説明するフローチャートである。本実施形態では、洗浄処理までを図外の他装置において終了させ、洗浄処理が終了した基板Ｗを収容器２１０内に搬入し、乾燥処理を行うこととなる。図１３から図１５は、基板処理装置２における処理の様子を説明する図である。以下に、基板処理装置２の処理手順について図１２から図１５を参照しつつ説明する。
【００６４】
まず、ステップＳ２１では、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２、窒素ガスの気流域ＡＮ２、および冷却層ＡＣを形成する。図外の他装置において、乾燥処理の対象となる一組の基板Ｗについて洗浄処理が行われている間に、図１３に示すように、基板処理装置２の収容器２１０内においては、第１供給ノズル２４０からはＩＰＡ蒸気が、第２供給ノズル２５０からは窒素ガスが、それぞれ略水平方向に吐出を開始する（図１３中矢印ＦＩ２および矢印ＦＮ２）。第１供給ノズル２４０からのＩＰＡ蒸気の吐出により、収容器２１０の内部空間の一部の領域に、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２を形成する。このＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２は、第１供給ノズル２４０付近において吐出孔２４１の吐出方向に一定以上の流速を有するＩＰＡ蒸気のゾーンとなっている。また、第２供給ノズル２５０からの窒素ガスの吐出により、収容器２１０の内部空間の一部の領域に、窒素ガスの気流域ＡＮ２を形成する。この窒素ガスの気流域ＡＮ２は、第２供給ノズル２５０付近において吐出孔２５１の吐出方向に一定以上の流速を有する窒素ガスのゾーンとなっている。
【００６５】
この時点において、給水バルブ２６１を開放することにより冷却機構２６０を作動させ、収容器２１０の上部２１１付近の雰囲気を冷却する。このようにして、収容器２１０の上部２１１付近には冷却層ＡＣを形成しておく。
【００６６】
ステップＳ２２では、収容器２１０内に基板Ｗの搬入を行う。図外の他装置において、既述した洗浄処理が終了した上記一組の複数の基板Ｗは、図外の基板搬送ロボットを介して基板処理装置２に搬送される。そして、収容器２１０の上部のスライド式開閉機構２１２を開放し、搬送されてきた基板Ｗが基板搬送ロボットから昇降機構２３０へ渡される。その後、スライド式開閉機構２１２は速やかに閉鎖する。
【００６７】
この際、収容器２１０内にＩＰＡ蒸気の雰囲気が存在する状態で、上部のスライド式開閉機構２１２を開放することとなる。ＩＰＡは環境に負荷を与えるため、通常の排気ラインでは所定の廃棄処理を施した上で排出しており、排気ラインを通さずＩＰＡ蒸気をそのまま外部に排出することは好ましくない。そこで、本実施形態においては、予め収容器２１０の上部２１１付近に冷却層ＡＣを形成しておき、冷却層ＡＣにおいてはＩＰＡ蒸気が凝縮するようにしている。このようにして、ＩＰＡ蒸気が冷却層ＡＣより上部へ通過することを防止し、ＩＰＡ蒸気の外部への排出経路を遮断している。
【００６８】
スライド式開閉機構２１２を閉鎖した後は、給水バルブ２６１を閉鎖し、冷却機構２６０の動作を停止する。
【００６９】
ステップＳ２３では、基板Ｗを移動させて、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２を通過させる。昇降機構２３０は、基板Ｗを受け取ると、下降方向（図１４中矢印ＤＷ２１の方向）に駆動を開始し、複数の基板Ｗを、窒素ガスの気流域ＡＮ２、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２の順で通過させつつ、収容器の底部付近（図９の実線位置）まで引き下げる。その後、昇降機構２３０は駆動を上昇方向（図１４中矢印ＤＷ２２の方向）に切り替え、複数の基板Ｗを、再びＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２を通過させつつ引き揚げる。このように経路ＰＴ２（図９参照）の一部について形成されるＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２において、ＩＰＡ蒸気が基板Ｗに直接的に吹き付けられ、複数の基板Ｗの表面に付着している水分がＩＰＡに置換される。この場合、混合気体でなく単一の気体つまりＩＰＡのみが窒素ガスにさらされていた基板Ｗに作用し、基板Ｗの表面全体がＩＰＡで覆われることとなる。
【００７０】
ここで、基板Ｗは不活性ガスである窒素ガスの気流域ＡＮ２を通過しながらＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２へ向かうため、基板Ｗ表面におけるウォーターマークの発生を抑制できる。また、気流域ＡＩ２を基板Ｗが通過することにより、基板ＷにＩＰＡ蒸気を効率よく供給できるため、ＩＰＡ蒸気の消費量が削減できる。すなわち、収容器２１０内の一部のスペースにＩＰＡ蒸気を重点的に供給するため、収容器２１０内全体にＩＰＡ蒸気を供給する従来の方法に比べて、ＩＰＡの消費量を著しく減少できることとなる。特に本実施形態においては、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２を往復２回通過するため、基板Ｗ表面へのＩＰＡの凝縮がより確実に行われることとなり、乾燥不良を低減することができる。
【００７１】
ステップＳ２４では、基板Ｗをさらに引き揚げ、窒素ガスの気流域ＡＮ２を通過させる。基板ＷのＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２への２回目の通過が終了すると、昇降機構２３０は一旦駆動を停止し、基板Ｗはしばらく停止する。そして、第１供給ノズル２４０より一定時間ＩＰＡ蒸気の供給が継続された後、第１供給ノズル２４０からのＩＰＡ蒸気の供給は停止する。その後、昇降機構２３０は上昇方向の駆動を再開し、図１５に示すように、複数の基板Ｗは、窒素ガスの気流域ＡＮ２を通過しつつ、引き揚げられる。このように経路ＰＴ２（図９参照）の一部について形成される窒素ガスの気流域ＡＮ２において、窒素ガスが基板Ｗに直接的に吹き付けられ、複数の基板Ｗの表面に凝縮したＩＰＡの液滴が気化されることとなる。
【００７２】
このように気流域ＡＮ２を基板Ｗが通過することにより、基板Ｗの表面に凝縮したＩＰＡの液滴が効率よく気化するため、乾燥時間を短縮し、基板Ｗ表面の残留ＩＰＡによる乾燥不良を低減することができる。また、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２の上方に窒素ガスの気流域ＡＮ２を形成することにより、基板Ｗを経路ＰＴ２に沿って一方向に引き揚げる動作の間に気流域ＡＩ２および気流域ＡＮ２の通過を完了することができ、乾燥時間をさらに短縮することができる。
【００７３】
ステップＳ２５では、減圧処理を行う。すなわち、基板Ｗが窒素ガスの気流域ＡＮ２の上方まで引き揚げられた後、第２供給ノズル２５０からは窒素ガスの供給を継続しつつ、排気ポンプ２４９を駆動し、収容器２１０内に残留するＩＰＡ蒸気を収容器２１０外部に排気する。このとき、排気ポンプ２４９による排気流量よりも第２供給ノズル２５０からの窒素ガスの供給流量が少なくなるようにしておけば、収容器２１０内を窒素ガス雰囲気に置換しつつ減圧することができ、基板Ｗ表面付近に付着したＩＰＡの沸点が低下して、ＩＰＡが急速に気化する。したがって、いわゆるＩＰＡによる減圧乾燥が実行され、基板Ｗ表面に残るＩＰＡの液滴の気化をさらに促進する。
【００７４】
減圧乾燥が終了すると、第２供給ノズル２５０からの窒素ガスの供給を継続しつつ、排気ポンプ２４９の動作を停止する。これにより、収容器２１０内が窒素ガス雰囲気で満たされ、大気圧にまで復圧することとなる。大気圧に復圧後、第２供給ノズル２５０からの窒素ガスの供給を停止する。
【００７５】
その後、基板Ｗを昇降機構２３０によりさらに引き揚げ、基板Ｗが図９中の仮想線位置にまで到達した時点で、昇降機構２３０が停止し、基板Ｗの引き上げが完了する。そして、基板Ｗは基板搬送ロボットに渡されて一連の処理が終了する。
【００７６】
以上の基板処理装置２の動作により、収容器内の一部の領域に形成したＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２を基板Ｗが通過し、基板Ｗに対して直接的にＩＰＡ蒸気を供給するため、ＩＰＡの供給量を削減でき、ＩＰＡ供給に要する時間も短縮できる。また、その後基板Ｗが窒素ガスの気流域ＡＮ２を通過し、基板Ｗに対して直接的に窒素ガスを供給することにより、基板Ｗの表面に凝縮したＩＰＡの液滴を効率よく気化するため、乾燥時間を短縮できる。また、ＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２の上方に窒素ガスの気流域ＡＮ２を形成することにより、基板Ｗを経路ＰＴ２に沿って一方向に引き揚げる動作の間に気流域ＡＩ２および気流域ＡＮ２の通過を完了することができるため、乾燥時間をさらに短縮することができる。特に本実施形態においては、基板Ｗの洗浄処理が図外の他装置において行われている間に収容器２１０内の局所に当該基板Ｗの乾燥処理に使用するＩＰＡ蒸気の気流域ＡＩ２を形成しておくため、乾燥処理においてＩＰＡ蒸気の供給に要する時間を短縮できる。
【００７７】
＜変形例＞
上記の第１実施形態および第２実施形態においては、窒素ガス供給源４２または２４２から導かれる配管の経路途中にヒータを設け、当該ヒータを作動させることによって加熱された高温の窒素ガスを、第２供給ノズル５０または２５０から供給するようにしてもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１ないし請求項８に記載の発明によれば、洗浄処理が終了した基板が、収容器内の一部の領域に形成した有機溶剤の気流域を通過し、基板に対して直接的に有機溶剤の蒸気を供給するため、有機溶剤の供給量を削減でき、有機溶剤の供給に要する時間も短縮できる。その後、基板が不活性ガスの気流域を通過し、基板に対して直接的に不活性ガスを供給することにより、基板の表面に凝縮した有機溶剤の液滴を効率よく気化するため、乾燥時間を短縮できる。また、有機溶剤の気流域の上方に不活性ガスの気流域を形成することにより、基板を一方向に引き揚げる動作の間に乾燥処理を完了することができるため、乾燥時間をさらに短縮することができる。
【００７９】
請求項２に記載の発明によれば、前記基板処理装置において洗浄処理および乾燥処理を行うため、基板処理装置の占有面積を抑えることができる。
【００８０】
請求項３に記載の発明によれば、処理槽内の純水の排水が終了した後に有機溶剤の蒸気の吐出を開始することにより、処理槽内の純水に有機溶剤が溶解することを抑制することができるため、排液中の有機溶剤濃度を低減でき、排液処理費用を軽減することができる。
【００８１】
請求項４に記載の発明によれば、基板の搬出入口付近の雰囲気を冷却する冷却手段を備えることにより、有機溶剤の蒸気の外部への排出を遮断することができる。したがって、基板を収容器内に搬入する以前から、収容器内において有機溶剤の供給を行うことができるため、有機溶剤の供給に要する時間を短縮することができる。
【００８２】
請求項５に記載の発明によれば、基板が有機溶剤の気流域を複数回通過するため、基板表面への有機溶剤の凝縮がより確実に行われることとなり、乾燥不良を低減することができる。
【００８３】
請求項６に記載の発明によれば、基板が有機溶剤の気流域、不活性ガスの気流域の順で通過した後、不活性ガスの吐出を継続しつつ、前記収容器内を減圧することにより、収容器内に残留する有機溶剤の雰囲気を不活性ガスに置換しつつ減圧することができ、基板に付着した有機溶剤の沸点が低下して、有機溶剤の気化をさらに促進することができる。
【００８４】
請求項７に記載の発明によれば、高温の不活性ガスを生成し、供給するため、基板表面に凝縮した有機溶剤の液滴を、さらに効率よく気化することができる。
【００８５】
請求項８に記載の発明によれば、有機溶剤の蒸気がイソプロピルアルコールの蒸気であるため、効率よく基板乾燥が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ位置から見た断面図である。
【図３】基板処理装置１の配管等の構成を示す模式図である。
【図４】基板処理装置１における基板処理の動作を説明するフローチャートである。
【図５】基板処理装置１における処理の様子を説明する図である。
【図６】基板処理装置１における処理の様子を説明する図である。
【図７】基板処理装置１における処理の様子を説明する図である。
【図８】基板処理装置１における処理の様子を説明する図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置２の正面図である。
【図１０】図２のＸ−Ｘ位置から見た断面図である。
【図１１】基板処理装置２の配管等の構成を示す模式図である。
【図１２】基板処理装置２における基板処理の動作を説明するフローチャートである。
【図１３】基板処理装置２における処理の様子を説明する図である。
【図１４】基板処理装置２における処理の様子を説明する図である。
【図１５】基板処理装置２における処理の様子を説明する図である。
【図１６】従来例に係る基板乾燥処理の様子を説明する図である。
【符号の説明】
１、２　基板処理装置
１０、２１０　収容器
２０　処理槽
３０、２３０　昇降機構
４０、２４０　第１供給ノズル
５０、２５０　第２供給ノズル
２６０　冷却機構
ＡＩ１、ＡＩ２　ＩＰＡ蒸気の気流域
ＡＮ１、ＡＮ２　窒素ガスの気流域
Ｗ　基板
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2004119711.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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