(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽内に貯留された処理液中から基板を引き上げる工程と、
前記処理槽内の処理液中から引き上げられる基板に対し有機溶剤の蒸気を供給して基板の表面で有機溶剤を凝縮させた後に、その有機溶剤を蒸発させて基板を乾燥させる工程と、
を含む基板処理方法において、
前記処理槽内の処理液中から基板を引き上げる際に、処理槽が含まれた空間を、基板の引き上げを開始した時点からの経過時間と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づき基板の引き上げ開始時点からの経過時間に応じて流量を多くするように調節しつつ排気することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
処理槽内に貯留された処理液中から基板を引き上げる工程と、
前記処理槽内の処理液中から引き上げられる基板に対し有機溶剤の蒸気を供給して基板の表面で有機溶剤を凝縮させた後に、その有機溶剤を蒸発させて基板を乾燥させる工程と、
を含む基板処理方法において、
前記処理槽内の処理液中から基板を引き上げる際に、処理槽が含まれた空間を、基板の引き上げ速度と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づき基板の引き上げ速度の低下に応じて流量を多くするように調節しつつ排気することを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
前記処理槽内の処理液の液面上部を排気する請求項１または請求項２記載の基板処理方法。
【請求項４】
処理液が貯留されその処理液中に基板が浸漬させられて処理される処理槽と、
前記処理槽内に貯留された処理液中から基板を引き上げるリフタと、
前記処理槽内の処理液中から引き上げられる基板に対して有機溶剤の蒸気を供給する蒸気供給手段と、
前記リフタによって前記処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、処理槽が含まれた空間を排気する排気手段と、
前記リフタによって前記処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、前記リフタが上昇を開始した時点からの経過時間と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づき前記リフタの上昇開始時点からの経過時間に応じて流量を多くするように前記排気手段を制御して排気流量を調節する制御手段と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
処理液が貯留されその処理液中に基板が浸漬させられて処理される処理槽と、
前記処理槽内に貯留された処理液中から基板を引き上げるリフタと、
前記処理槽内の処理液中から引き上げられる基板に対して有機溶剤の蒸気を供給する蒸気供給手段と、
前記リフタによって前記処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、処理槽が含まれた空間を排気する排気手段と、
前記リフタによって前記処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、前記リフタの上昇速度と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づき前記リフタの上昇速度の低下に応じて流量を多くするように前記排気手段を制御して排気流量を調節する制御手段と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
前記排気手段が、前記処理槽内の処理液の液面上部に吸い込み口を有する請求項４または請求項５記載の基板処理装置。
【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各種基板を純水等の処理液で処理した後に乾燥させる基板処理方法、特に、処理槽内に貯留された処理液中から基板を引き上げあるいは処理槽内から処理液を排出し、基板に対しイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶剤の蒸気を供給して基板を乾燥させる基板処理方法、ならびに、その方法を実施するために使用され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、処理槽内に収容された処理液、例えば純水中に浸漬させて洗浄処理した後に乾燥させる方法として、例えば特開平６−３２６０７３号公報等には、処理槽内に貯留された純水中に基板を浸漬させて洗浄処理した後に、基板を処理槽内の純水中から引き上げ、あるいは、基板を処理槽内で静止させたまま処理槽内から純水を排出して、基板を処理槽内の純水中から露出させ、この際に、窒素ガス等の不活性ガスをキャリアガスとして水溶性の有機溶剤、例えばＩＰＡの蒸気を、純水中から露出させられた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、処理槽が内設された密閉のチャンバ内を真空排気してチャンバの内部を減圧状態にすることにより、基板の表面に凝縮したＩＰＡを蒸発させて、基板を速やかに乾燥させる、といった方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したような従来の基板処理方法では、処理槽内の純水中から基板を引き上げる過程において、純水の液面に対する基板の位置や基板の引き上げ速度の変化などの条件に合わせてチャンバ内のＩＰＡ濃度を細かに制御する、といったことは行われておらず、また、チャンバ内へ供給するＩＰＡ蒸気の濃度を微細に制御すること自体が困難であった。また、純水中からの基板の引き上げ過程でチャンバ内を排気することは行われていたが、その場合でも単に一定の流量で排気するだけであった。
【０００４】
このように従来は、純水中からの基板の引き上げ過程で所定の条件に合わせてチャンバ内のＩＰＡ濃度を細かに制御することが行われていなかったため、基板面上でＩＰＡの濃度斑が発生することがあった。この結果、基板面内における乾燥状態にばらつきを生じたり、デバイスパーティクルが発生したりする、といった不都合を生じていた。
【０００５】
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、処理槽内に貯留された処理液中から露出させられた基板に対し有機溶剤の蒸気を供給して基板を乾燥させる場合において、基板面上で有機溶剤の濃度斑が発生することを防止することができる基板処理方法を提供すること、ならびに、その方法を好適に実施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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、処理槽内に貯留された処理液中から基板を引き上げる工程と、前記処理槽内の処理液中から引き上げられる基板に対し有機溶剤の蒸気を供給して基板の表面で有機溶剤を凝縮させた後に、その有機溶剤を蒸発させて基板を乾燥させる工程と、を含む基板処理方法において、前記処理槽内の処理液中から基板を引き上げる際に、処理槽が含まれた空間を、基板の引き上げを開始した時点からの経過時間と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づき基板の引き上げ開始時点からの経過時間に応じて流量を多くするように調節しつつ排気することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、処理槽内に貯留された処理液中から基板を引き上げる工程と、前記処理槽内の処理液中から引き上げられる基板に対し有機溶剤の蒸気を供給して基板の表面で有機溶剤を凝縮させた後に、その有機溶剤を蒸発させて基板を乾燥させる工程と、を含む基板処理方法において、前記処理槽内の処理液中から基板を引き上げる際に、処理槽が含まれた空間を、基板の引き上げ速度と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づき基板の引き上げ速度の低下に応じて流量を多くするように調節しつつ排気することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の基板処理方法において、前記処理槽内の処理液の液面上部を排気することを特徴とする。
【０００９】
【００１０】
請求項４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て処理される処理槽と、前記処理槽内に貯留された処理液中から基板を引き上げるリフタと、前記処理槽内の処理液中から引き上げられる基板に対して有機溶剤の蒸気を供給する蒸気供給手段と、前記リフタによって前記処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、処理槽が含まれた空間を排気する排気手段と、前記リフタによって前記処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、前記リフタが上昇を開始した時点からの経過時間と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づき前記リフタの上昇開始時点からの経過時間に応じて流量を多くするように前記排気手段を制御して排気流量を調節する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５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て処理される処理槽と、前記処理槽内に貯留された処理液中から基板を引き上げるリフタと、前記処理槽内の処理液中から引き上げられる基板に対して有機溶剤の蒸気を供給する蒸気供給手段と、前記リフタによって前記処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、処理槽が含まれた空間を排気する排気手段と、前記リフタによって前記処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、前記リフタの上昇速度と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づき前記リフタの上昇速度の低下に応じて流量を多くするように前記排気手段を制御して排気流量を調節する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５記載の基板処理装置において、前記排気手段が、前記処理槽内の処理液の液面上部に吸い込み口を有することを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
請求項１に係る発明の基板処理方法によると、処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、処理槽が含まれた空間が排気され、基板の引き上げを開始した時点からの経過時間と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づき基板の引き上げ開始時点からの経過時間（換言すれば処理液の液面に対する基板の位置）に応じて排気流量が多くされる。ここで、処理槽が含まれた空間の有機溶剤蒸気の濃度は、有機溶剤蒸気の供給を開始してから時間の経過に従って高くなる。このため、時間の経過に応じて排気流量が多くなることにより、基板表面への有機溶剤蒸気の凝縮状態（単位時間当りの凝縮量）が一定になり、基板面上で有機溶剤の濃度斑が発生することが抑えられる。なお、処理槽が含まれた空間は、処理チャンバ等で形成することが考えられる。
【００１５】
請求項２に係る発明の基板処理方法によると、処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、処理槽が含まれた空間が排気され、基板の引き上げ速度と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づき基板の引き上げ速度の低下に応じて排気流量が多くされ、すなわち、処理液中から基板が速い速度で引き上げられる時は排気流量が少なくされ、処理液中から基板が遅い速度で引き上げられる時は排気流量が多くされる。このため、基板表面への有機溶剤蒸気の凝縮状態が一定になり、基板面上で有機溶剤の濃度斑が発生することが抑えられる。なお、処理槽が含まれた空間は、処理チャンバ等で形成することが考えられる。
【００１６】
請求項３に係る発明の基板処理方法では、処理槽内の処理液の液面上部が排気されるので、処理液の液面上に引き上げられる基板表面への有機溶剤蒸気の凝縮状態が効果的に調整される。
【００１７】
【００１８】
請求項４に係る発明の基板処理装置においては、リフタによって処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、排気手段により処理槽が含まれた空間が排気され、制御手段により排気手段が制御されて、リフタが上昇を開始した時点からの経過時間と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づきリフタの上昇開始時点からの経過時間に応じて排気流量が多くされる。ここで、処理槽が含まれた空間の有機溶剤蒸気の濃度は、蒸気供給手段による有機溶剤蒸気の供給が開始されてから時間の経過に従って高くなる。このため、時間の経過に応じて排気流量が多くなることにより、基板表面への有機溶剤蒸気の凝縮状態が一定になり、基板面上で有機溶剤の濃度斑が発生することが抑えられる。
【００１９】
請求項５に係る発明の基板処理装置においては、リフタによって処理槽内の処理液中から基板が引き上げられる際に、排気手段により処理槽が含まれた空間が排気され、制御手段により排気手段が制御されて、リフタの上昇速度と前記空間からの排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づきリフタの上昇速度の低下に応じて排気流量が多くされる。このため、基板表面への有機溶剤蒸気の凝縮状態が一定になり、基板面上で有機溶剤の濃度斑が発生することが抑えられる。
【００２０】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、処理槽内の処理液の液面上部に配置された吸い込み口を通して排気が行われるので、処理液の液面上に引き上げられる基板表面への有機溶剤蒸気の凝縮状態が効果的に調整される。
【００２１】
【００２２】
【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。
【００２３】
図１は、この発明に係る基板処理方法を実施するのに使用される基板処理装置の概略構成の１例を示す模式図である。この基板処理装置は、処理液、例えば純水が貯留されその純水中に基板Ｗが浸漬させられて洗浄処理される処理槽１０、および、処理槽１０の周囲を取り囲む処理チャンバ１２を備えている。
【００２４】
処理槽１０は、その詳細な図示および説明を省略するが、下部に純水供給口を有するとともに上部に純水が溢れ出す溢流部を有し、底部に排水口が設けられている。処理チャンバ１２は、蓋（図示せず）を開閉させることにより基板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。処理チャンバ１２の内部には、昇降駆動されるリフタ１４が配設されており、このリフタ１４は、処理チャンバ１２内へ搬入された基板Ｗを受け取って処理槽１０の内部へ挿入し、処理槽１０内で基板Ｗを支持し、処理が終わった基板Ｗを処理槽１０内から取り出す。また、処理チャンバ１２の底部には、気液排出口１６が設けられており、気液排出口１６に、開閉弁２０が介挿された排気管１８、および、開閉弁２４が介挿された排水管２２がそれぞれ連通している。
【００２５】
また、処理チャンバ１２内の上部には、蒸気供給ノズル２６が設けられている。蒸気供給ノズル２６には、不活性ガス、例えば窒素ガスをキャリアガスとして有機溶剤、例えばＩＰＡの蒸気を供給する蒸気供給管２８が連通して接続されており、蒸気供給管２８には、開閉弁３０が介在して設けられている。また、処理チャンバ１２の内部には、処理槽１０内の純水の液面の近傍に吸い込み口３２が配置されており、その吸い込み口３２に調整排気管３４が連通している。調整排気管３４には、開閉弁３６、排気ポンプ３８および流量計４０がそれぞれ設けられている。
【００２６】
排気ポンプ３８および流量計４０にはコントローラ４２が接続されており、流量計４０の検出信号がコントローラ４２へ送られ、コントローラ４２から排気ポンプ３８へ制御信号が送られるように構成されている。また、図２に示すように、コントローラ４２には、リフタ１４の位置情報、従って処理槽１０内の純水中で基板Ｗを保持したリフタ１４が上昇を開始した時点からの経過時間に関する情報、あるいはリフタ１４の上昇速度に関する情報を示す信号が入力される。そして、コントローラ４２では、リフタ１４の時間情報あるいは速度情報から、経過時間あるいはリフト１４の上昇速度と排気流量との相関関係を示す予め記憶されたデータに基づいて、各時点における排気流量が算出され、所定通りに排気流量が変化するように排気ポンプ３８の制御が行われる。
【００２７】
また、コントローラ４２により、排気管１８および排水管２２にそれぞれ介挿された開閉弁２０、２４の開閉動作、リフタ１４の昇降動作、ならびに、蒸気供給管２８および調整排気管３４にそれぞれ介挿された開閉弁３０、３６の開閉動作の制御が行われる。
【００２８】
次に、上記した構成の基板処理装置を使用して純水での洗浄処理後に行われる基板の乾燥処理操作の１例について説明する。
【００２９】
処理槽１０内に貯留された純水中に基板Ｗが浸漬させられて基板Ｗの洗浄処理が行われ、その洗浄処理が終了すると、開閉弁３０が開かれ、窒素ガスをキャリアガスとしてＩＰＡ蒸気が蒸気供給管２８を通って蒸気供給ノズル２６へ送られ、蒸気供給ノズル２６から処理チャンバ１２内へＩＰＡ蒸気が供給される。ＩＰＡ蒸気の供給が開始された後、開閉弁３６が開かれ、排気ポンプ３８が起動して、吸い込み口３２へ雰囲気ガスが吸入され、調整排気管３４を通して排気が行われる。
【００３０】
排気が開始された後、リフタ１４が駆動され、リフタ１４により基板Ｗが処理槽１０内の純水中からゆっくりと引き上げられる。そして、純水中から引き上げられた基板Ｗの表面では、ＩＰＡ蒸気が凝縮して、基板Ｗ表面に付着した純水がＩＰＡに置換されていく。この際、上記したように、リフタ１４の上昇開始時点からの経過時間に関する情報を示す信号がコントローラ４２に入力され、コントローラ４２において、経過時間情報から各時点における排気流量の目標値が算出される。そして、流量計４０によって検出された流量値と目標値との差分に応じた制御信号がコントローラ４２から排気ポンプ３８へ送られ、所定通りに排気流量が変化するように排気ポンプ３８がフィードバック制御される。具体的には、時間の経過に応じて排気流量が多くされる。これは、処理チャンバ１２内のＩＰＡ蒸気の濃度は、ＩＰＡ蒸気の供給を開始してから時間の経過に従って高くなるので、時間の経過に応じて排気流量を多くすることにより、基板Ｗ表面へのＩＰＡ蒸気の凝縮状態が一定になるようにするためである。これを図３により説明すると、図３の（ａ）に示すように、基板Ｗが処理槽１０内の純水４４の液面から僅かに露出した時の排気流量をＶ１（ｍ３／ｓｅｃ）とし、図３の（ｂ）に示すように、基板Ｗの大部分が純水４４の液面上に露出した時の排気流量をＶ２（ｍ３／ｓｅｃ）とすると、Ｖ１＜Ｖ２となるように排気ポンプ３８を制御する。
【００３１】
また、経過時間に関する情報を示す信号の代わりに、リフタ１４の上昇速度に関する情報を示す信号がコントローラ４２に入力されるようにしてもよい。この場合には、リフタ１４の上昇速度の低下に応じて排気流量が多くされる。すなわち、リフタ１４の上昇速度がｖ１（ｍ／ｓｅｃ）であるときの排気流量をＶ１（ｍ３／ｓｅｃ）とし、リフタ１４の上昇速度がｖ２（ｍ／ｓｅｃ）であるときの排気流量をＶ２（ｍ３／ｓｅｃ）とした場合に、ｖ１＞ｖ２であるときは、Ｖ１＜Ｖ２となるように排気ポンプ３８を制御する。これにより、基板Ｗ表面へのＩＰＡ蒸気の凝縮状態が一定になる。
【００３２】
基板Ｗが純水中から完全に引き上げられると、調整排気管３４に介挿された開閉弁３６が閉じられ、排気ポンプ３８の駆動が停止して、排気が停止される。その後に、蒸気供給管２８に介挿された開閉弁３０が閉じられ、処理チャンバ１２内へのＩＰＡ蒸気の供給が停止される。この時点では、基板Ｗの表面はＩＰＡによって完全に置換された状態となる。
【００３３】
リフタ１４により処理槽１０内の純水中から基板Ｗが完全に引き上げられると、処理槽１０内からの排水や窒素ガスによる処理チャンバ１２内のパージを行うなどした後、密閉された処理チャンバ１２の内部に基板Ｗを保持したまま、排気管１８を通して処理チャンバ１２の内部を真空排気し、処理チャンバ１２内に保持された基板Ｗを速やかに減圧乾燥させる。これにより、基板Ｗの表面からＩＰＡが完全に蒸発して除去され、基板Ｗの乾燥が終了する。基板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１２の蓋を開けて基板Ｗを処理チャンバ１２内から搬出する。
【００３４】
上記した実施形態では、排気流量を調整するのに、排気ポンプ３８を制御するようにしたが、調整排気管３４に流量調整弁を設けて、その流量調整弁を制御することにより排気流量を調整するようにしてもよい。また、流量計４０の代わりに圧力計を設け、その圧力計により排気圧を測定して、排気ポンプ３８をフィードバック制御するようにしてもよい。
【００３５】
【００３６】
【発明の効果】
請求項１および請求項２に係る各発明の基板処理方法により、処理槽内に貯留された処理液中から引き上げられた基板に対し有機溶剤の蒸気を供給して基板を乾燥させるときは、基板表面への有機溶剤蒸気の凝縮状態を一定にして、基板面上で有機溶剤の濃度斑が発生することを防止することができる。このため、基板面内における乾燥状態にばらつきを生じたり、デバイスパーティクルが発生したりする、といった不都合を無くすことができる。
【００３７】
請求項３に係る発明の基板処理方法では、処理液の液面上に引き上げられる基板表面への有機溶剤蒸気の凝縮状態を効果的に調整することができる。
【００３８】
【００３９】
【００４０】
請求項４および請求項５に係る各発明の基板処理装置を使用すると、基板表面への有機溶剤蒸気の凝縮状態を一定にして、基板面上で有機溶剤の濃度斑が発生することを防止することができ、このため、基板面内における乾燥状態にばらつきを生じたり、デバイスパーティクルが発生したりする、といった不都合を無くすことができる。
【００４１】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、処理液の液面上に引き上げられる基板表面への有機溶剤蒸気の凝縮状態を効果的に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る基板処理方法を実施するのに使用される基板処理装置の概略構成の１例を示す模式図である。
【図２】  図１に示した基板処理装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図３】  図１に示した基板処理装置を使用して純水での洗浄処理後に基板を乾燥処理する場合における制御動作の１例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０  処理槽
１２  処理チャンバ
１４  リフタ
１６  気液排出口
１８  排気管
２０、２４、３０、３６  開閉弁
２２  排水管
２６  蒸気供給ノズル
２８  蒸気供給管
３２  吸い込み口
３４  調整排気管
３８  排気ポンプ
４０  流量計
４２  コントローラ
Ｗ  基板
【図１】
0003869671.tif 000002
【図２】
0003869671.tif 000003
【図３】
0003869671.tif 000004