(57)【要約】【課題】  設備コスト、設置場所の縮小を図ることができる基板処理装置を提供すること。【解決手段】  基板Ｗに対して剥離処理と洗浄処理を行なう基板処理装置において、導入された空気を窒素ガスと酸素ガスのガス成分に分離して取り出し可能とするガス分離モジュール９と、この分離モジュール９から分離取り出された窒素ガス、酸素ガスをそれぞれ用いたマイクロナノバブル発生装置５、６を設け、各発生装置で発生した微小気泡を剥離部２、洗浄部３にそれぞれ供給する。【選択図】  図１
2012243950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して少なくとも主成分の異なる２種類のガスを用いて処理を行なう基板処理装置において、
導入された原料ガスを主成分が異なる少なくとも２つの種類のガスに分離し取り出し可能とするガス分離モジュールと、
このガス分離モジュールに圧縮空気を供給する圧縮空気供給部と、
前記分離モジュールから分離取り出された第１のガスを主成分とする気泡を含む処理液を生成する第１の気泡生成装置と、
前記分離モジュールから分離取り出された第２のガスを主成分とする気泡を含む処理液を生成する第２の気泡生成装置と、
前記第１の気泡生成装置にて生成した気泡を含む処理液を、前記基板に対する第１の処理部に供給する第１の供給手段と、
前記第２の気泡生成装置にて生成した気泡を含む処理液を、前記基板に対する第２の処理部に供給する第２の供給手段と
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記第１の処理部は剥離部、前記第２の処理部は洗浄部であり、
前記第１のガスは窒素ガス、前記第２のガスは酸素ガスであり、
前記第１の気泡生成装置にて生成された前記第１のガスを主成分とする気泡を含む剥離液が前記基板に供給され、
前記第２の気泡生成装置にて生成され前記第２のガスを主成分とする気泡を含む洗浄液が前記基板に供給されることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記気泡は、マイクロナノバブルを含む気泡であることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、半導体ウエーハやガラス板などの基板に対し、フォトリソグラフィのプロセスを用いて回路パターンを形成する場合、次のような処理が順次行なわれる。まず処理すべき基板の表面にフォトレジスト膜の被膜であるレジスト膜を形成する。つぎに、露光・現像・エッチング等のプロセス処理を施して所望のパターニングを行なう。そして、基板上のレジスト膜を剥離後、洗浄により、剥離後も基板上に残っているレジスト膜を除去する。
【０００３】
ここで、レジスト膜の剥離や除去、洗浄は、基板に対して剥離液あるいは純水などの処理液を供給することで行なわれる。
【０００４】
ところで最近では、剥離処理や洗浄処理において、マイクロバブル、マイクロナノバブル、あるいはナノバブル程度の微細気泡を含む処理液を用いることで処理効率を向上させるということが行われている。
【０００５】
つまり、微細気泡を含む処理液が基板に供給されると、処理液が基板に衝突したときの圧力によって、処理液に含まれる微細気泡が圧壊される。微細気泡が圧壊されるとき、キャビテーションが発生し、そのキャビテーションによって衝撃波が誘起される。それによって、基板に対して行われる処理作用が大幅に促進されるものである。
【０００６】
気泡の発生に用いる気体の種類に関しては、たとえば、レジスト膜の剥離工程においては窒素ガス等の不活性ガス、洗浄工程においては酸素ガスが、それぞれ有効であることが知られている（たとえば、特許文献１）。そこで、各工程に設けた剥離装置や洗浄装置のそれぞれが有する気泡生成装置に対し、窒素ガスあるいは酸素ガスなどといった異なったガスを供給する供給手段が接続されるように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１９８９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述したような従来構成では、気泡生成装置ごとに異なるガス供給手段を設置しなければならない。
【０００９】
本発明の目的は、気泡を生成する少なくとも２つの気泡生成装置に対して主成分を異にするガスを供給するにあたり、気泡生成装置毎にガス供給手段を設ける必要のない基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、基板に対して少なくとも主成分の異なる２種類のガスを用いて処理を行なう基板処理装置において、
導入された原料ガスを主成分が異なる少なくとも２つの種類のガスに分離し取り出し可能とするガス分離モジュールと、
このガス分離モジュールに圧縮空気を供給する空気供給部と、
前記分離モジュールから分離取り出された第１のガスを主成分とする気泡を含む処理液を生成する第１の気泡生成装置と、
前記分離モジュールから分離取り出された第２のガスを主成分とする気泡を含む処理液を生成する第２の気泡生成装置と、
前記第１の気泡生成装置にて生成した気泡を含む処理液を、前記基板に対する第１の処理部に供給する第１の供給手段と、
前記第２の気泡生成装置にて生成した気泡を含む処理液を、前記基板に対する第２の処理部に供給する第２の供給手段と
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、気泡を含む処理液を生成する少なくとも２つの気泡生成装置に対して異なるガスを主成分とするガスをそれぞれ供給するにあたり、個別にガス供給手段を設ける必要のない基板処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における基板処理装置の概略構成図。
【図２】図１における剥離部の側面図。
【図３】図１における洗浄部の側面図。
【図４】図１における乾燥部の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態における基板処理装置１の概略構成図である。
【００１５】
基板処理装置１は、基板Ｗ（図２〜図４参照）の上面に付着しているレジスト膜を剥離する剥離部２と、剥離部２でレジスト膜が剥離された基板Ｗを洗浄する洗浄部３と、洗浄部３で洗浄された基板Ｗを乾燥させる乾燥部４とを備える。
【００１６】
剥離部２にはマイクロナノバブル生成装置５が、洗浄部３にはマイクロナノバブル生成装置６がそれぞれ接続される。マイクロナノバブル生成装置5、６は気泡生成装置を構成する。マイクロナノバブル生成装置５は窒素ガス供給管７を介して、またマイクロナノバブル生成装置６は酸素ガス供給管８を介して、それぞれ同一のガス分離モジュール９に接続される。
【００１７】
図２は、剥離部２の側面図である。
【００１８】
剥離部２は、チャンバ１０、剥離部搬入口１１、搬送機構１２Ａ、洗浄部搬入口１５、剥離液供給ノズル１６をそれぞれ備える。
【００１９】
搬送機構１２Ａは、図２に示すようにチャンバ１０内の下方に設けられ、基板Ｗの搬送方向（図２の矢印Ａ方向）とは直交する方向（紙面に直交する方向）に延びる複数の搬送軸１３を有する。各搬送軸１３は同じ高さ位置に設定され、軸方向に沿って複数の搬送ローラ１４が所定間隔で設けられる。各搬送軸１３は、図示しないモータなどの駆動機構によって連動して回転駆動されるようになっている。不図示の搬送ロボットなどにより、チャンバ１０の長手方向の一側面に形成された剥離部搬入口１１より基板Ｗが搬入されると、その基板Ｗは、回転する搬送ローラ１４によって矢印Ａで示す方向に搬送される。そして、チャンバ１０の他側面に形成される洗浄部搬入口１５を通って洗浄部３へと搬送されるようになっている。
【００２０】
チャンバ１０内には、搬送機構１２Ａによる基板Ｗの搬送経路上方に剥離液供給ノズル１６が設置される。剥離液供給ノズル１６からは、搬送機構１２Ａによって搬送される基板Ｗの表面に向かって剥離液が噴射供給されるようになっていて、これにより基板Ｗに対してレジスト膜の剥離が行われる。
【００２１】
図３は、洗浄部３の側面図である。
【００２２】
洗浄部３は、チャンバ１７、洗浄部搬入口１５（剥離部２と兼用）、乾燥部搬入口１８、洗浄液供給ノズル１９、そして剥離部２の搬送機構１２Ａと同様の搬送機構１２Ｂを備える。
【００２３】
搬送機構１２Ｂは、チャンバ１７の長手方向の一側面に形成された洗浄部搬入口１５から搬入された基板Ｗを矢印Ａで示す方向に搬送し、他側面に形成された乾燥部搬入口１８から乾燥部４へ搬出させる。
【００２４】
チャンバ１７内には、搬送機構１２Ｂによる基板Ｗの搬送経路上方に洗浄液供給ノズル１９が設置される。洗浄液供給ノズル１９からは、搬送機構１２Ｂによって搬送される基板Ｗの表面に向かって洗浄液が噴射供給されるようになっていて、これにより基板Ｗの表面に残留しているレジスト膜残渣等の除去（洗浄）が行なわれる。
【００２５】
図４は、乾燥部４の側面図である。
【００２６】
乾燥部４は、チャンバ２０、乾燥部搬入口１８（洗浄部３と兼用）、搬出口２１、ガスナイフ２２、そして搬送機構１２Ａや１２Ｂと同様の搬送機構１２Ｃを備える。
【００２７】
搬送機構１２Ｃは、チャンバ２０の長手方向の一側面に形成された乾燥部搬入口１８から搬入された基板Ｗを矢印Ａで示す方向に搬送し、他端面に形成された搬出口２１まで搬送する。
【００２８】
チャンバ２０内には、搬送機構１２Ｃによる基板Ｗの搬送経路上方にガスナイフ２２が設置される。このガスナイフ２２のノズル口は、基板搬送方向（矢印Ａ）に対して上流側に向けられる。また、ガスナイフ２２のノズル長は基板Ｗの幅方向長さに相当し、このガスナイフ２２のノズル口からは、搬送機構１２Ｃによって搬送されている基板Ｗの表面に向かって吹き付けるガス（後述する窒素ガス）が噴出される。このガスの噴射によって基板Ｗ上の液体は飛ばされて乾燥がなされる。
【００２９】
図１に戻り、基板処理装置１の全体構成についてさらに説明する。
【００３０】
剥離部２とマイクロナノバブル生成装置５との間には、剥離液を貯留する剥離液貯留タンク２３が備えられ、ポンプ２４、２５の駆動により、剥離液貯留タンク２３内の剥離液をこの剥離液貯留タンク２３とマイクロナノバブル生成装置５との間にて循環させることができるようになっている。もっとも、１台のポンプ２４（２５）によって循環させるようにしても良い。また剥離液貯留タンク２３内の剥離液は、ポンプ２６の駆動によって剥離部２の剥離液供給ノズル１６（図２参照）に供給されるようになっている。
【００３１】
一方、洗浄部３に接続されるマイクロナノバブル生成装置６には、純水を供給する手段である純水タンク２７が接続されており、ポンプ２８の駆動によってマイクロナノバブル生成装置６に純水が供給される。
【００３２】
ここで用いられるマイクロナノバブル生成装置５、６は、旋回流を用いた公知のマイクロナノバブル生成装置である。いずれの生成装置も、液体と気体が供給されると、これらは旋回流となって装置内を異なる旋回速度で流れ、その旋回速度の差によって気体が液体によって剪断されてマイクロナノバブルが発生する構成のものである。
【００３３】
ガス分離モジュール９は、ガス透過膜を利用してガスを分離するもので、原料ガスが供給されると、そのガス分子が高分子膜を通過する際に、ガス種によって透過性が異なるという選択的透過性を利用するものである。本実施形態で用いているのは、例えば特開平９−９４４４６号公報などに記載されている多数本の中空糸状ガス分離膜を束ねたものである。そして本実施形態においては、コンプレッサ２９により原料ガスに相当する圧縮空気を配管２９ａを介してガス分離モジュール９の空気供給口３０に導入（供給）すると、窒素取出口３１からは窒素ガス（主成分が窒素ガスである窒素富化ガス）として、また酸素取出口３４からは酸素ガス（主成分が酸素ガスである酸素富化ガス）としてそれぞれ分離して取り出されるものである。ここでコンプレッサは、圧縮空気供給部として機能する。
【００３４】
窒素取出口３１からの窒素ガスは、配管３３を介してマイクロナノバブル生成装置５に接続される。酸素取出口３４からの酸素ガスは、配管３５を介してマイクロナノバブル生成装置６に接続される。なお、配管３３と配管３５には、途中に流量調整弁３２、３７と流量計３６、３８がそれぞれ介在されている。
【００３５】
配管３３における、窒素取出口３１と流量調整弁３２との間には、乾燥部４のガスナイフ２２に接続される配管３９の一端が接続される。この配管３９にも、その途中に流量調整弁４０と流量計４１が介在されている。
【００３６】
また、マイクロナノバブル生成装置６で生成された洗浄液は、ポンプ４２の駆動によって洗浄部３の洗浄液供給ノズル１９（図３参照）に供給されるようになっている。
【００３７】
つぎに、本実施形態の基板処理装置１によって基板Ｗを処理するときの作動について説明する。なお、以下の制御において、剥離部２、洗浄部３、乾燥部４、マイククロナノバブル生成装置５、６、ポンプ２４〜２６、２８、４２、流量調整弁３２、３７、４０を含む作動は不図示の制御装置により一括制御、管理される。
【００３８】
まず、配管２９ａを介して、ガス分離モジュール９の空気供給口３０に、原料ガスとなる圧縮空気（大気）を供給する。このとき、配管２９ａ途中にフィルタを備えておくと、ガス分離モジュール９内に基板Ｗの処理に悪影響を及ぼすゴミ等の侵入を防止できる。ガス分離モジュール９は、取り込んだ空気を窒素ガスと酸素ガスに分離する。分離された窒素ガスは、窒素取出口３１より取り出され、一方では配管３３を介してマイクロナノバブル生成装置５へ、他方では配管３９を介して乾燥部４にそれぞれ供給し得る状態とされる。また、酸素取出口３４から取り出される酸素ガスは、配管３５を介してマイクロナノバブル生成装置６に供給し得る状態とされる。なお、配管３３と３９を流れる窒素ガスの流量、配管３５を流れる酸素ガスの流量は、それぞれ流量計３６、４１、３８によって測定され、これらの測定値に基づいて各流量が予め設定した許容範囲内に入るように、流量調整弁３２、４０、３７を調整する。
【００３９】
マイクロナノバブル生成装置５には、前述の通り、剥離液貯留タンク２３内の剥離液がポンプ２４、２５の駆動によって循環供給されるとともに、ガス分離モジュール９で分離された窒素ガスが配管３３を経由して供給されると、これらは旋回流となってマイクロナノバブル生成装置５の内部を異なる旋回速度で流れ、その旋回速度の差によって窒素ガスが剥離液によって剪断されてマイクロナノバブルが発生し、そのマイクロナノバブルが剥離液に混入する。
【００４０】
マイクロナノバブル生成装置５で生成されたバブル含有剥離液はポンプ２４の駆動により剥離液貯留タンク２３に戻り、ポンプ２６の駆動によって剥離部２に供給され、剥離液供給ノズル１６に供給される。
【００４１】
処理される基板Ｗは、不図示の搬送ロボットなどにより、剥離部搬入口１１を介してチャンバ１０内に搬入され、搬送機構１２Ａによって水平状態で搬送される。そしてこの基板Ｗ表面に対し、剥離液供給ノズル１６よりバブル含有剥離液が噴射、供給される。バブル含有剥離液が供給された基板Ｗは、洗浄部搬入口１５を介して洗浄部３へと搬送される。
【００４２】
一方、マイクロナノバブル生成装置６には、前述の通り、ポンプ２８の駆動によって純水タンク２７から純水が供給される。マイクロナノバブル生成装置６対して純水が供給され、ガス分離モジュール９で分離された酸素ガスが配管３５を経由して供給されると、これらは旋回流となって内部を異なる旋回速度で流れ、その旋回速度の差によって酸素ガスが純水によって剪断されてマイクロナノバブルが発生し、そのマイクロナノバブルが純水に混入する。マイクロナノバブル生成装置６で生成されたバブル含有洗浄液は、ポンプ４２の駆動により洗浄部３に供給され、洗浄液供給ノズル１９に供給される。洗浄部３のチャンバ１７内には、前工程にバブル含有剥離液が供給され基板Ｗが洗浄部搬入口１５より搬入され、搬送機構１２Ｂによって水平状態で搬送される。つまり、剥離部２でレジスト膜剥離を終え、表面にレジスト膜残渣を残留させた状態の基板Ｗが搬送される。そしてこの基板Ｗ表面に対し、洗浄液供給ノズル１９よりバブル含有洗浄液が噴射、供給され、基板の洗浄が行なわれる。バブル含有洗浄液が供給された基板Ｗは、乾燥部搬入口１８を介して乾燥部４へと搬送される。
【００４３】
ガス分離モジュール９の窒素取出口３１から取り出される窒素ガスは、配管３９を経由して乾燥部４のガスナイフ２２にも供給される。乾燥部２のチャンバ２０内には、前工程にバブル含有洗浄液が供給され基板Ｗが乾燥部搬入口１８より搬入され、搬送機構１２Ｃによって水平状態で搬送される。つまり、洗浄部３にて洗浄液が供給給され表面にその洗浄液を滞留させた基板Ｗが搬送される。そしてこの基板Ｗ表面に対し、ガスナイフ２２より窒素ガスが噴射、供給され、基板の乾燥が行なわれる。乾燥処理が終了した基板Ｗは、搬出口２１より搬出される。
【００４４】
以上説明した実施形態によれば、ガス分離モジュール９をマイクロナノバブル生成装置５、６、乾燥部４にそれぞれ接続し、ガス分離モジュール９にて分離された窒素ガス、酸素ガスをそれぞれ供給することにより、複数のガス供給源（ガス供給手段）を用意することなく、一つのガス供給源なるガス分離モジュール９から複数の工程に必要なガスを供給することができる。これにより、設備コスト、設置場所の縮小を図ることができる。
【００４５】
また、一般に剥離液供給ノズル１６から噴射供給される剥離液は大気に接触するため、大気中に含まれる二酸化炭素や酸素などの気体を溶解して劣化を招く虞がある。しかしながら、上記した実施形態によると、剥離液供給ノズル１６から基板Ｗに向かって噴射される剥離液には窒素ガスのマイクロナノバブルが含有する。そのため、剥離液供給ノズル１６から基板Ｗに向かって噴射される剥離液（バブル含有剥離液）には、大気中の二酸化炭素や酸素などの気体元素が溶解し難くなる。つまり、剥離部２で剥離液を剥離液供給ノズル１６から基板Ｗに向けて噴射すると、剥離液と大気との接触面積が増大して大気中の二酸化炭素や酸素などの気体元素が剥離液に対して溶解しやすい状態となるが、剥離液には窒素ガス成分よりなるマイクロナノバブルが含まれていることで、大気中の二酸化炭素や酸素が溶解し難くなるため、剥離液を基板Ｗに向けて噴射しても劣化し難い。
【００４６】
さらに、剥離液は、剥離液貯留タンク２３からマイクロナノバブル生成装置５へ循環供給される。剥離液に窒素ガス成分のマイクバブルを含有させることで、マイクロナノバブルを含有する剥離液が剥離液貯留タンク２３に戻ると、この剥離液貯留タンク２３内に貯留された処理液に対し、マイクロナノバブルのバブリング作用によって、剥離液の劣化に影響を与えるガス(例えば大気中の二酸化炭素や酸素等）を剥離液より除去することができる。これにより、剥離液貯留タンク２３に貯留される剥離液の劣化を防止できる。
（他の実施の形態）
この発明は上記の実施形態に限定されず、種々変形可能である。
【００４７】
たとえば、上記実施形態による基板Ｗの処理では、剥離部２や洗浄部３において、基板Ｗの上面に対向するように設置した供給ノズル１６、１９から処理液を噴射する例を挙げて説明したが、これに限らず、基板を処理液に浸漬して処理を行なうようにしても良い。
【００４８】
また、上記の実施形態においては、ガス分離モジュールは、膜分離法を用いたものを例に挙げたが、これに限らず、深冷分離法、ＰＳＡ法などを用いるものであっても良い。ガス分離モジュールによって分離使用するガスの成分（主成分）も、窒素ガス、酸素ガスに限られず、用いる分離法により、また処理に応じて必要なガスを選定すれば良い。
【００４９】
また、上記の実施形態において、剥離部２は、剥離液貯留タンク２３とマイクロナノバブル生成装置５間を循環させた剥離液を用いているが、これに限らず、マイクロナノバブル生成装置５で生成した窒素ガスバブルを含有する処理液を剥離部２へ直接供給するものであっても良い。
【００５０】
また、上記の実施形態においては、剥離液貯留タンク２３にヒータ等の加熱手段を備えるようにしても良い。加熱手段によって剥離液が温められることにより、剥離処理の作業効率が上がるといった効果が得られる。
【００５１】
また、上記の実施形態においては、乾燥部４でガスナイフ２２から窒素ガスを噴射しているが、これに限らず、乾燥工程において好ましい清浄な空気、あるいは窒素ガス以外の不活性ガスであっても良い。
【００５２】
また、上記の実施形態において乾燥部４に用いられる窒素ガスは、ガス分離モジュールで分離されたものを用いているが、これに限らず、チャンバ２０の例えば上面外側からガスナイフ２２に大気を取り込む等の手段を用いても良い。
【００５３】
また、上記の実施形態において、微細気泡はマイクロナノバブルとしたが、これに限らず、マイクロバブル、ナノバブル等、基板処理に合わせた有効なサイズであれば良い。
【００５４】
また、上記実施の形態において、マイクロナノバブル生成装置５、６は旋回式のものとしたが、これに限らず、ベンチュリ管を用いたもの、多孔質フィルタを用いたものであっても良い。
【００５５】
また、上記実施形態では、剥離と洗浄という異なる処理のために各気泡生成装置に供給するガス主成分を別としたが、必要に応じ、例えば同じ処理を２回行なうにおいて、１回目の処理と２回目の処理との間でガス主成分を異にするように構成しても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１    基板処理装置
２    剥離部
３    洗浄部
４    乾燥部
５    マイクロナノバブル生成装置
６    マイクロナノバブル生成装置
７    窒素ガス供給管
８    酸素ガス供給管
９    ガス分離モジュール
１０  チャンバ
１１  剥離部搬入口
１２Ａ〜Ｃ  搬送機構
１３  搬送軸
１４  搬送ローラ
１５  洗浄部搬入口
１６  剥離液供給ノズル
１７  チャンバ
１８  乾燥部搬入口
１９  洗浄液供給ノズル
２０  チャンバ
２１  搬出口
２２  ガスナイフ
２３  剥離液貯留タンク
２４  ポンプ
２５  ポンプ
２６  ポンプ
２７  純水タンク
２８  ポンプ
２９  コンプレッサ
２９ａ配管
３０  空気供給口
３１  窒素取出口
３２  流量調整弁
３３  配管
３４  酸素取出口
３５  配管
３６  流量計
３７  流量調整弁
３８  流量計
３９  配管
４０  流量調整弁
４１  流量計
４２  ポンプ
Ｗ    基板
【図１】
2012243950.tif 000003
【図２】
2012243950.tif 000004
【図３】
2012243950.tif 000005
【図４】
2012243950.tif 000006