(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液が貯留されその処理液中に基板が浸漬させられる処理槽と、
複数の基板を並列させてそれぞれ鉛直姿勢に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段を昇降させ、前記処理槽内に貯留された処理液中から、前記基板保持手段に保持された複数の基板を引き上げる昇降手段と、
を備えた基板処理装置において、
前記処理槽内の処理液中から引き上げられる途中の基板に対して有機溶剤のエアロゾルを吐出する吐出部を有するエアロゾル供給手段と、
前記エアロゾル供給手段へ不活性ガスを供給して、前記エアロゾル供給手段の吐出部から不活性ガスと共に有機溶剤のエアロゾルを吐出させるための不活性ガス供給手段と、
前記昇降手段による前記基板保持手段の上昇動作に応じて前記エアロゾル供給手段の吐出部を上昇させる上昇手段と、
前記エアロゾル供給手段の吐出部を、前記上昇手段による上昇動作と共に前記基板保持手段に保持された複数の基板より上方で水平面内において移動させる移動手段と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記エアロゾル供給手段が、超音波振動によってエアロゾルを発生させるものであ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記載の基板処理装置において、
前記移動手段が、前記基板保持手段に保持された複数の基板の配列方向に沿って前記エアロゾル供給手段の吐出部を往復移動させる直線移動手段であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の基板処理装置において、
前記エアロゾル供給手段の吐出部が、その吐出部の移動方向と直交する方向に配列された複数の吐出口を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２記載の基板処理装置において、
前記移動手段が、前記基板保持手段に保持された複数の基板の配列方向と直交する方向へ前記エアロゾル供給手段の吐出部を往復移動させる直線移動手段であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の基板処理装置において、
前記エアロゾル供給手段の吐出部が、その吐出部の移動方向と直交する方向に配列された複数の吐出口を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２記載の基板処理装置において、
前記移動手段が、前記エアロゾル供給手段の吐出部を水平面内で揺動させる揺動手段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】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイ用のガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板などの基板を、処理液中に浸漬させた後に処理液から露出させて乾燥させる基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ等の基板を、処理槽内に貯留された処理液、例えば純水（リンス液）中に浸漬させた後に乾燥させる方法として、基板を処理槽内の純水中から引き上げ、あるいは、基板を処理槽内に保持したままで処理槽内から純水を排出させて、基板を純水中から露出させ、この際に、不活性ガス、例えば窒素ガスをキャリアガスとして水溶性の有機溶剤、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の蒸気を基板の周囲へ供給し、基板の表面上の気液界面で、ＩＰＡ蒸気を凝縮させて基板表面に付着した純水をＩＰＡに置換させた後、処理槽が内設され密閉された処理チャンバ内を真空排気して処理チャンバの内部を減圧状態にすることにより、基板表面に凝縮したＩＰＡを蒸発させて、基板を速やかに乾燥させる、といった方法が一般的に行われている。
【０００３】
ところが、上記したような基板乾燥方法では、ＩＰＡ蒸気を生成するために、ＩＰＡが収容されたタンクを加熱するヒータを設けたり、ＩＰＡ蒸気が配管内で凝縮しないようにするためにラインヒータを設けたりする必要がある。また、ヒータへの通電のために使用電力量が増える、といった問題点がある。さらに、処理チャンバ内へ供給されるＩＰＡ蒸気の一部は、処理チャンバの内壁面や処理槽の壁面、複数の基板を保持して昇降するリフタなどの表面で凝縮したり、処理槽内の純水中に溶け込んだりして、基板の乾燥に用いられずに消費され、このため、ＩＰＡの使用量が多くなる、といった問題点がある。
【０００４】
そこで、例えばＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．５，６５３，０４５に開示されているように、互いに平行に鉛直姿勢で純水中に保持された複数の基板を、純水の液面を降下させることによって液面上方に徐々に露出させ、この液面上に露出した基板に、基板の上方に固定して配置された１本のノズルからＩＰＡのエアロゾル（気体中に液体分子が分散したもの）を供給して、基板表面に付着した純水をＩＰＡで置換し、その後に基板表面のＩＰＡを蒸発させて基板を乾燥させる、といった基板処理装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．５，６５３，０４５に開示された基板処理装置においては、固定された１本のノズルからＩＰＡのエアロゾルが複数の基板へ供給されるので、ノズルの直下位置から離れた位置に保持された基板には、ＩＰＡのエアロゾルを十分に供給することができない。このため、基板の表面上の気液界面で純水をＩＰＡに完全には置換することができなくなる。この結果、基板を純水中から完全に露出させたときに、基板の表面に純水が残留して、基板の乾燥時間が長くなったり、基板の乾燥後にウォーターマークと呼ばれるしみが発生したりする、といった問題点がある。
【０００６】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、処理液中に浸漬されて処理された後の複数の基板を、速やかにかつ水しみなどを生じることなく乾燥させ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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、処理液が貯留されその処理液中に基板が浸漬させられる処理槽と、複数の基板を並列させてそれぞれ鉛直姿勢に保持する基板保持手段と、前記基板保持手段を昇降させ、前記処理槽内に貯留された処理液中から、前記基板保持手段に保持された複数の基板を引き上げる昇降手段と、を備えた基板処理装置において、前記処理槽内の処理液中から引き上げられる途中の基板に対して有機溶剤のエアロゾルを吐出する吐出部を有するエアロゾル供給手段と、前記エアロゾル供給手段へ不活性ガスを供給して、前記エアロゾル供給手段の吐出部から不活性ガスと共に有機溶剤のエアロゾルを吐出させるための不活性ガス供給手段と、前記昇降手段による前記基板保持手段の上昇動作に応じて前記エアロゾル供給手段の吐出部を上昇させる上昇手段と、前記エアロゾル供給手段の吐出部を、前記上昇手段による上昇動作と共に前記基板保持手段に保持された複数の基板より上方で水平面内において移動させる移動手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の基板処理装置において、前記エアロゾル供給手段が、超音波振動によってエアロゾルを発生させるものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の基板処理装置において、前記移動手段が、前記基板保持手段に保持された複数の基板の配列方向に沿って前記エアロゾル供給手段の吐出部を往復移動させる直線移動手段であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の基板処理装置において、前記エアロゾル供給手段の吐出部が、その吐出部の移動方向と直交する方向に配列された複数の吐出口を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１または請求項２記載の基板処理装置において、前記移動手段が、前記基板保持手段に保持された複数の基板の配列方向と直交する方向へ前記エアロゾル供給手段の吐出部を往復移動させる直線移動手段であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の基板処理装置において、前記エアロゾル供給手段の吐出部が、その吐出部の移動方向と直交する方向に配列された複数の吐出口を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１または請求項２記載の基板処理装置において、前記移動手段が、前記エアロゾル供給手段の吐出部を水平面内で揺動させる揺動手段であることを特徴とする。
【００１４】
請求項１に係る発明の基板処理装置においては、昇降手段によって基板保持手段を上昇させることにより、基板保持手段に保持された基板が処理槽内の処理液中から引き上げられる。この際、昇降手段による基板保持手段の上昇動作に応じて、上昇手段によってエアロゾル供給手段の吐出部が上昇させられることにより、吐出部が、基板保持手段に保持された基板より常に上方に位置する。そして、不活性ガス供給手段によりエアロゾル供給手段へ不活性ガスが供給されて、エアロゾル供給手段の吐出部から基板へ有機溶剤のエアロゾルが不活性ガスと共に吐出される。この場合において、移動手段によりエアロゾル供給手段の吐出部を、上昇手段による上昇動作と共に基板保持手段に保持された複数の基板より上方で水平面内において移動させながら、その吐出部から、処理槽内の処理液中から引き上げられる途中の基板へ有機溶剤のエアロゾルが吐出されるので、基板保持手段に保持された全ての基板に対し有機溶剤のエアロゾルが十分に供給される。したがって、基板の表面上の気液界面において、基板表面に付着した処理液が有機溶剤に完全に置換される。
【００１５】
請求項２に係る発明の基板処理装置では、有機溶剤を吐出する吐出部に超音波振動子を付設することによりエアロゾル供給手段を構成することができ、超音波振動子と共に吐出部を移動させることが可能である。
【００１６】
請求項３に係る発明の基板処理装置では、直線移動手段により、基板保持手段に保持された複数の基板の配列方向に沿ってエアロゾル供給手段の吐出部が往復移動させられるので、その吐出部から、基板保持手段上に並列した全ての基板へ有機溶剤のエアロゾルが吐出される。
【００１７】
請求項４に係る発明の基板処理装置では、エアロゾル供給手段の吐出部の移動方向と直交する方向に配列された複数の吐出口から、基板保持手段に保持されたそれぞれの基板の全面へ確実に有機溶剤のエアロゾルが吐出される。
【００１８】
請求項５に係る発明の基板処理装置では、直線移動手段により、基板保持手段に保持された複数の基板の配列方向と直交する方向へエアロゾル供給手段の吐出部が往復移動させられるので、その吐出部から、基板保持手段に保持されたそれぞれの基板の全面へ有機溶剤のエアロゾルが吐出される。
【００１９】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、エアロゾル供給手段の吐出部の移動方向と直交する方向に配列された複数の吐出口から、基板保持手段上に並列した全ての基板へ確実に有機溶剤のエアロゾルが吐出される。
【００２０】
請求項７に係る発明の基板処理装置では、揺動手段により、エアロゾル供給手段の吐出部が水平面内で揺動させられるので、その吐出部から、基板保持手段上に並列した全ての基板の全面へ有機溶剤のエアロゾルが吐出される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の概略構成を模式的に示す図である。この基板処理装置は、リンス液、例えば純水１２が貯留されその純水１２中に基板、例えば半導体ウエハＷが浸漬させられてリンス処理される処理槽１０、および、処理槽１０の周囲を取り囲む処理チャンバ１４を備えている。
【００２３】
処理槽１０は、その詳細な図示および説明を省略するが、純水供給源に接続された純水供給管が連通して接続された純水供給口を下部に有し、上部に純水が溢れ出す溢流部を有している。また、処理槽１０の底部には排水口１６が形設されており、その排水口１６に、排水バルブ１８が介挿された排水管２０が連通して接続されている。処理チャンバ１４は、蓋（図示せず）を開閉させることによりウエハＷの搬入および搬出を行うことができるともに密閉することが可能である。また、図示していないが、処理チャンバ１４の底部には気液排出口が設けられており、気液排出口に排気管および排水管がそれぞれ連通している。
【００２４】
処理チャンバ１４の内部には、上下駆動用モータ２２によって昇降駆動されるリフタ２４が配設されている。リフタ２４は、複数のウエハＷを互いに平行に並列させてそれぞれ鉛直姿勢に保持するホルダ部２６を有している。このリフタ２４は、処理チャンバ１４内へ搬入されたウエハＷを受け取ってホルダ部２６に保持し、ホルダ部２６に保持したウエハＷを処理槽１０の内部へ搬入し、処理槽１０内でウエハＷを支持し、処理が終わったウエハＷを処理槽１０内から取り出す。
【００２５】
また、処理チャンバ１４の内部には、その上部にガス供給ノズル２８が設けられている。ガス供給ノズル２８には、不活性ガス、例えば窒素ガスの供給源に接続されたガス供給管３０が連通して接続されている。
【００２６】
さらに、処理チャンバ１４の内部には、ＩＰＡ、エタノール、メタノール、アセトン、ヘキサン等の水溶性の有機溶剤（以下では、ＩＰＡを例にとって説明する）のエアロゾルを吐出するメガソニックノズル３２が配設される。メガソニックノズル３２は、詳細な構造を図示していないが、超音波振動子を内蔵しており、超音波振動子は、処理チャンバ１４外に設置された高周波発振器（図示せず）に接続されている。また、メガソニックノズル３２は、ＩＰＡを収容するタンク３４に流路接続されている。そして、高周波発振器を作動させて超音波振動子を駆動させることにより超音波が発生し、そのエネルギーでＩＰＡが微粒子化され、ＩＰＡのエアロゾルが生成する。
【００２７】
メガソニックノズル３２およびＩＰＡのタンク３４は、支持桿３６を介して上下・左右駆動用モータ３８に連結されている。これらのメガソニックノズル３２およびタンク３４は、上下・左右駆動用モータ３８を作動させることにより、リフタ２４のホルダ部２６に保持された複数のウエハＷの配列方向に沿って移動させられるとともに、昇降させられる。そして、メガソニックノズル３２がホルダ部２６上のウエハＷの配列方向に沿って往復移動することにより、ノズル３２からホルダ部２６上に並列した全てのウエハＷへＩＰＡのエアロゾルが吐出される。また、メガソニックノズル３２が、上下駆動用モータ２２の作動によるリフタ２４の上昇動作に応じて上昇することにより、ノズル３２がホルダ部２６上のウエハＷより常に上方に位置して、ノズル３２からウエハＷへＩＰＡのエアロゾルが吐出されるように構成されている。
【００２８】
また、メガソニックノズル３２には、支持桿３６の内部に配設されたガス供給管４０が連通して接続されており、ガス供給管４０は、不活性ガス、例えば窒素ガスの供給源に接続されている。そして、メガソニックノズル３２からは、ＩＰＡのエアロゾルが窒素ガスをキャリアガスとして噴出されるようになっている。
【００２９】
次に、上記した構成の基板処理装置を使用してリンス処理後に行われる基板の乾燥処理操作の１例を、図２に基づいて説明する。
【００３０】
図２の（ａ）に示すように、処理槽１０内に貯留された純水１２中にウエハＷが浸漬させられてウエハＷのリンス処理が行われ、そのリンス処理が終了すると、処理槽１０内への純水の供給が停止し、ガス供給管３０を通ってガス供給ノズル２８へ窒素ガスが送られ、ガス供給ノズル２８から処理槽１０内へ窒素ガスが供給される。続いて、ガス供給管４０を通ってメガソニックノズル３２へ窒素ガスが送られるとともに、高周波発振器が作動して超音波振動子が駆動され、メガソニックノズル３２からＩＰＡのエアロゾルが窒素ガスと共に処理槽１０内の純水１２の液面方向へ噴出される。このとき、メガソニックノズル３２は、ホルダ部２６上のウエハＷの配列方向に沿って往復移動させられる。
【００３１】
ＩＰＡエアロゾルの供給が開始された後、リフタ２４が駆動され、図２の（ｂ）に示すように、リフタ２４によりウエハＷが処理槽１０内の純水１２中から低速、例えば０．５ｍｍ／ｓｅｃ〜１００ｍｍ／ｓｅｃの速度で引き上げられる。このリフタ２４の上昇動作に応じて、メガソニックノズル３２も、ＩＰＡエアロゾルを吐出しながら上昇し、ホルダ部２６上のウエハＷと適当な間隔を保ってウエハＷより常に上方に位置するように制御される。そして、メガソニックノズル３２がホルダ部２６上のウエハＷの配列方向に沿って往復移動しつつ、メガソニックノズル３２から、ホルダ部２６に保持されて純水１２の液面上に露出したウエハＷへＩＰＡエアロゾルが供給される。ウエハＷへ供給されたＩＰＡエアロゾルは、ウエハＷの表面に到達して、ウエハＷの表面上でウエハＷ表面に付着した純水とＩＰＡとが置換されていく。
【００３２】
図２の（ｃ）に示すように、リフタ２４により処理槽１０内の純水１２中からウエハＷが完全に引き上げられると、メガソニックノズル３２からのＩＰＡエアロゾルおよび窒素ガスの供給が停止される。この時点では、ウエハＷの表面はＩＰＡによって完全に置換された状態となる。また、ウエハＷが純水１２中から完全に引き上げられると、排水弁１８が開かれて、処理槽１０内の純水１２が排水口１６から流出し、排水管２０を通って排出される。そして、窒素ガスにより処理チャンバ１４の内部を十分にパージした後、密閉された処理チャンバ１４内にウエハＷを保持したまま、処理チャンバ１４の内部を真空排気し、処理チャンバ１４内に保持されたウエハＷを速やかに減圧乾燥させる。これにより、ウエハＷの表面からＩＰＡが完全に蒸発して除去され、ウエハＷの乾燥が終了する。ウエハＷの乾燥処理が終了すると、真空排気を停止した後、処理チャンバ１４の蓋を開けてウエハＷを処理チャンバ１４内から搬出する。
【００３３】
上記した構成の基板処理装置では、エアロゾルの吐出部をメガソニックノズル３２によって構成したが、エアロゾルの吐出部を、図３〜図５に示す構成としてもよい。図３〜図５はそれぞれ、リフタ２４に保持されて並列した全てのウエハＷの全面へＩＰＡのエアロゾルを吐出できるようにするための構成例を示す模式的平面図である。図３に示した構成は、エアロゾルの吐出部を、複数のノズル４２を直線上に配列したマニホルド４４で構成し、そのマニホルド４４を、水平方向に配設された往復移動用シリンダ４６の作動ロッドに連結した例である。マニホルド４４は、複数のノズル４２がウエハＷに沿って並ぶように保持され、往復移動用シリンダ４６を駆動させることにより、マニホルド４４が複数のウエハＷの配列方向に沿って往復移動させられる。このような構成により、全てのウエハＷへ、かつ、それぞれのウエハＷの全面へＩＰＡのエアロゾルを確実に吐出することができる。往復移動用シリンダ４６は、鉛直方向に配設された上下駆動用シリンダ４８の作動ロッドに連結され、上下駆動用シリンダ４８を駆動させることにより、往復移動用シリンダ４６に保持されたマニホルド４４が上下方向に移動するようになっている。
【００３４】
また、図４に示した構成は、複数のノズル４２を直線上に配列したマニホルド４４を、水平方向に配設された往復移動用シリンダ５０の作動ロッドに連結し、マニホルド４４を、複数のノズル４２が複数のウエハＷの配列方向に沿って並ぶように保持するとともに、往復移動用シリンダ５０を駆動させることにより、マニホルド４４がウエハＷに沿って往復移動させられるようにした例である。往復移動用シリンダ５０は、鉛直方向に配設された上下駆動用シリンダ５２の作動ロッドに連結され、上下駆動用シリンダ５２を駆動させることにより、往復移動用シリンダ５０に保持されたマニホルド４４が上下方向に移動する。
【００３５】
次に、図５に示した構成は、複数のノズル４２を直線上に配列したマニホルド４４の一端側をロータリーアクチュエータ５４に連結し、マニホルド４４を水平姿勢に保持して、ロータリーアクチュエータ５４を駆動させることにより、マニホルド４４が、ウエハＷの上方の水平面内で揺動させられるようにした例である。ロータリーアクチュエータ５４は、鉛直方向に配設された上下駆動用シリンダ５６の作動ロッドに連結され、上下駆動用シリンダ５６を駆動させることにより、ロータリーアクチュエータ５４に保持されたマニホルド４４が上下方向に移動する。リフタ２４に保持されて並列した全てのウエハＷの全面へＩＰＡのエアロゾルを吐出できるようにするための構成は、これら図３〜図５に示した例以外であってもよいことは言うまでもない。
【００３６】
なお、上記した実施形態では、超音波の作用でＩＰＡを微粒子化してエアロゾルを生成するようにしているが、ＩＰＡのエアロゾルの生成方法は特に限定されず、例えば、窒素ガス等の不活性ガスの噴射圧によりＩＰＡを微粒子化してノズルから噴霧するような方法であってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の基板処理装置を使用すると、処理液中に浸漬されて処理された後の複数の基板を、速やかにかつ水しみなどを生じることなく乾燥させることができる。
【００３８】
請求項２に係る発明の基板処理装置では、エアロゾルを生成するための超音波振動子と共に吐出部を移動させることができる。
【００３９】
請求項３に係る発明の基板処理装置では、エアロゾル供給手段の吐出部から基板保持手段上に並列した全ての基板へ有機溶剤のエアロゾルを吐出することができる。
【００４０】
請求項４に係る発明の基板処理装置では、基板保持手段に保持されたそれぞれの基板の全面へ確実に有機溶剤のエアロゾルを吐出することができる。
【００４１】
請求項５に係る発明の基板処理装置では、エアロゾル供給手段の吐出部から基板保持手段に保持されたそれぞれの基板の全面へ有機溶剤のエアロゾルを吐出することができる。
【００４２】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、基板保持手段上に並列した全ての基板へ確実に有機溶剤のエアロゾルを吐出することができる。
【００４３】
請求項７に係る発明の基板処理装置では、エアロゾル供給手段の吐出部から基板保持手段上に並列した全ての基板の全面へ有機溶剤のエアロゾルを吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】  図１に示した基板処理装置を使用してリンス処理後に行われる基板の乾燥処理操作の１例を、各工程に分けて説明するための模式図である。
【図３】  リフタに保持されて並列した全てのウエハの全面へＩＰＡのエアロゾルを吐出できるようにするための構成の１例を示す模式的平面図である。
【図４】  同じく、別の構成例を示す模式的平面図である。
【図５】  同じく、さらに別の構成例を示す模式的平面図である。
【符号の説明】
Ｗ  半導体ウエハ
１０  処理槽
１２  純水
１４  処理チャンバ
１６  処理チャンバの排水口
２０  排水管
２２  上下駆動用モータ
２４  リフタ
２６  リフタのホルダ部
２８  ガス供給ノズル
３０、４０  ガス供給管
３２  メガソニックノズル
３４  ＩＰＡのタンク
３６  支持桿
３８  上下・左右駆動用モータ
４２  ノズル
４４  マニホルド
４６、５０  往復移動用シリンダ
４８、５２、５６  上下駆動用シリンダ
５４  ロータリーアクチュエータ
【図１】
0004492775.tif 000002
【図２】
0004492775.tif 000003
【図３】
0004492775.tif 000004
【図４】
0004492775.tif 000005
【図５】
0004492775.tif 000006