(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽に貯留された浸漬処理液に基板を浸漬し、
処理槽内より浸漬処理液を排液する際に、
基板に液をシャワーする基板処理方法において、
浸漬処理液の液面が、基板上端の高さから、基板の直径に対して少なくとも２０パーセントの高さが浸漬処理液の液面より出るまでの区間に位置する間は、前記シャワー液の基板へ向けての供給を、前記区間より下に位置するときより小流量で行うことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
浸漬処理液を貯留し、基板を浸漬処理液に浸漬する処理槽と、
処理槽が貯留する浸漬処理液を排出する排液手段と、
基板に液を供給するシャワー液供給手段と、
前記排液手段と前記シャワー液供給手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
浸漬処理液の液面が、基板上端の高さから、基板の直径に対して少なくとも２０パーセントの高さが浸漬処理液の液面より出るまでの所要区間に位置する間、第１のシャワー液供給モードに制御し、
浸漬処理液の液面が前記区間より下では、第２のシャワー液供給モードに制御するものであり、
前記第１のシャワー液供給モードでは、前記シャワー液の基板への供給を前記第２のシャワー液供給モードより少ない流量で行い、または、前記シャワー液の基板への供給を停止し、
前記第２のシャワー液供給モードでは、前記シャワー液の基板への供給を前記第１のシャワー液供給モードよりも大流量で行う
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、例えば薬液またはリンス液（薬液およびリンス液を総称して処理液という）を貯留する処理槽に、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの薄板状の被処理基板（以下単に基板という）を浸漬して基板に所定の処理を施す基板処理方法および基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などを用いた精密電子基板の製造プロセスにおいては、基板を処理液に浸漬して種々の表面処理を施している。このような表面処理においては、エッチング液やフォトレジスト膜剥離液などの薬液を貯留した薬液槽とリンス液である純水を貯留した水洗槽とを有し、薬液槽さらに水洗槽に順次基板を浸漬して、薬液槽にて基板に薬液処理を施した後に、さらに、水洗槽にて基板に付着した薬液やパーティクルを洗い流すリンス処理をしている。
【０００３】
このリンス処理には、薬液槽で付着した薬液を基板から素早く水洗する機能水洗処理があり、この機能水洗処理について以下に説明する。
【０００４】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、従来の機能水洗処理における各工程を模式的に示す薬液処理部、機能水洗処理部の縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態、（ｃ）はシャワーしての急速排液状態、（ｄ）はシャワーしてのアップフロー状態を示している。
【０００５】
図５（ａ）に示すように、薬液槽５２の昇降手段としてのリフタ（図示せず）から搬送用ロボット（図示せず）に受け渡された複数の半導体ウエハ（以下、単にウエハという）５３は、搬送用ロボットによって機能水洗槽５１のリフタ５５に受け渡される。リフタ５５は下降して、複数のウエハ５３をそれぞれ下方から３つのウエハガイド５４の溝部分で所定間隔（例えばノーマルピッチＰ＝６．００ｍｍ、またはハーフピッチＰ／２）毎に受けて保持した状態で、複数のウエハ５３をウエハガイド５４と共に機能水洗槽５１内の純水中に浸漬する。
【０００６】
このように、ウエハ５３を純水内に浸漬させた状態で、図５（ｂ）に示すように、機能水洗槽５１内の底部の両側に配設された純水供給部５６から純水を供給し続けて機能水洗槽５１の上部開口端５１ａから純水をオーバーフローさせて、薬液処理時にウエハ５３に付着した薬液、および薬液処理により発生した物質（パーティクル）を純水と共に槽外に流し出すようにしている。図５に示すオーバーフロー処理工程はウエハ５３を洗浄するのに必要とされる時間続けられる。
【０００７】
さらに、図６（ａ）〜図６（ｃ）で時間T1で示すように、オーバーフロー処理工程が終了すると、図５（ｃ）に示すように、一時的に、その純水供給部５６からの純水の供給を停止すると共に、機能水洗槽５１の側壁下部に配設されている排液口５７を開口して、薬液やパーティクルが混じった槽内全液の急速排液を行うようにしている。この排液工程の間、ウエハ５３の表面が親水性の場合には、これと同時または所定時間後（急速排液でウエハ５３が空気に晒され始めるまでの時間内）に、機能水洗槽５１の上部開口端５１ａの上方位置に互いに対向して配設されたシャワーパイプ５８の各ノズル部（図示せず）から純水をウエハ５３の表面上側部分に向けてシャワーさせるようにしたことで、ウエハ５３の表面が部分的に空気中に晒されるのを防止して自然酸化膜の成長を抑制するようになっている。
【０００８】
さらに、図６（ａ）〜図６（ｃ）に時間Ｔ２で示すように、このシャワー出力状態で槽内全液の急速排液が完了すると、図５（ｄ）に示すように、機能水洗槽５１内の底部の排液口５７を閉鎖して、両側の各純水供給部５６から純水をそれぞれ供給するアップフロー工程を行うことにより、機能水洗槽５１内に純水を満たすようにする。
【０００９】
機能水洗槽５１内に純水が満されると、図６（ａ）〜図６（ｃ）に時間Ｔ３で示すように、図５（ｂ）に示す状態へ戻り、図５（ｃ）〜図５（ｄ）の各ステップを所定回数だけ繰り返して、薬液やパーティクルをウエハ５３の表面上から素早く取り除くことでウエハ５３に対する薬液の影響を防止する機能水洗処理を終了するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の構成では、図７（ａ）に示すように、槽内の複数のウエハ５３は、それぞれその下側３個所をウエハガイド５４の各保持用溝部５４ａに抜き差し自在な状態で差し込むことにより、つまり、ウエハ５３は、それぞれの下側に対してのみ所定間隔を保持するように動きを規制することによって、所定ピッチで順次並べられて隣接配置されている。このため、図５（ｃ）に示す槽内全液の急速排液時に、シャワーパイプ５８の各ノズルから供給されるウエハ乾燥防止用の純水のしずくがウエハ５３に当たる際の衝撃で、ウエハ５３は個々に細かく震動した不安定な状態にあり、一気に排液されることによる液面６１の急激な低下に伴って、ウエハガイド５４の保持用溝部５４ａに当接するウエハ５３の下端部５３ａを中心としてウエハ５３の表面が互いに傾いて接触してしまうという問題を有していた。
【００１１】
また、排液口５７へ向かって急に流れる液の勢いも複雑に作用して、隣り同士のウエハがたまたま、その上端が近づき合うように震動した場合、その瞬間に、図７（ｂ）に示すようにウエハ５３の動きを規制されていない上側が互いに引き寄せ合うようにして、ウエハガイド５４の保持用溝部５４ａに当接するウエハ５３の下端部５３ａを中心としてウエハ５３の表面が互いに傾いて接触してしまうという問題を有していた。
【００１２】
特に、ウエハ５３の表面が親水性の場合には、ウエハ５３の表面に水分を残した状態で互いに接触してくっついてしまうので、くっついたウエハ５３同士を剥がそうとしても剥がれにくく、無理に剥がそうとするとウエハ５３に傷をつけたり割れたりするという問題を有していた。また、ウエハ５３同士がくっつくことによりパーティクルを発生したり、一方のウエハ５３に付着しているパーティクルが他方のウエハ５３に付着するという問題を有していた。特に、複数のウエハ５３の保持間隔がハーフピッチＰ／２（搬送用キャリアにおいて収容されている基板相互間のピッチをＰとした際にその半分のピッチ）の場合には、この問題は顕著に表れる。
【００１３】
以上のように、複数のウエハ５３をそれぞれ下方から３つのウエハガイド５４の保持用溝部５４ａでそれぞれ保持しているが、上記のようなウエハ５３同士のくっつきを解決するために、その溝構造を鋭角状のＶ溝としてウエハ５３を強固に保持する構造にすると、一気に排液されることによる液面６１の急激な低下に伴ってウエハ５３の上側が互いに引き寄せられて傾くように作用することで、ウエハ５３にひびが入ったり割れたりして破損してしまうという問題を有していた。
【００１４】
また、水洗槽５１内に複数のウエハ５３を固定するための溝構造部を形成したガイドを設け、ウエハ５３同士のくっつきを防止することも考えられるが、その溝付きのガイドという部材が別途必要であると共に、そのガイドとウエハガイド５４の保持用溝部５４ａとの位置調整も困難であり、しかも、そのガイドによって水洗槽５１内の液流れが阻害されて処理液置換特性も悪化するという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、上記したような溝付きのガイドを別途必要とせず、槽内全液の急速排液時に基板同士のくっつきを防止して基板の損傷を防止することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板処理方法は、処理槽に貯留された浸漬処理液に基板を浸漬し、処理槽内より浸漬処理液を排液する際に、基板に液をシャワーする基板処理方法において、浸漬処理液の液面が、基板上端の高さから、基板の直径に対して少なくとも２０パーセントの高さが浸漬処理液の液面より出るまでの区間に位置する間は、前記シャワー液の基板へ向けての供給を、前記区間より下に位置するときより小流量で行うことを特徴とするものである（請求項１）。
【００１７】
この方法により、基板全体を浸漬していた浸漬処理液の液面が、基板上端の高さから、基板の一部が浸漬処理液の液面より出る所要高さまでの区間に位置する間は、シャワー液の基板へ向けての供給を、液面が前記区間より下に位置するときより、抑制するまたは停止することとなる。このため、浸漬処理液の液面が前記区間では、基板へ向かってシャワー液が供給されることに起因する基板の震動は低減ないし皆無となり、基板同士が接触してくっつくこと無く排液できる。そして、液面が前記区間より低下してからは、もはや基板の一部が処理液中から出てしまっているので、液の流れによって基板の上端同士が接触することは起こり難い状況にあり、基板へ向かってのシャワー液の供給量を多くしても、シャワー液が基板へ向かって大量に供給されることによる震動が基板に加わることがあっても、基板同士がくっつくことはない。このように基板へ向けてのシャワー液の供給の程度を、基板と浸漬処理液の液面との高さ関係に応じて変更するので、基板の表面同士の接触によるくっつきがなくなって基板の損傷が防止される。
【００１８】
また、本発明の基板処理装置は、浸漬処理液を貯留し、基板を浸漬処理液に浸漬する処理槽と、処理槽が貯留する浸漬処理液を排出する排液手段と、基板に液を供給するシャワー液供給手段と、前記排液手段と前記シャワー液供給手段を制御する制御部とを備え、前記制御部は、浸漬処理液の液面が、基板上端の高さから、基板の直径に対して少なくとも２０パーセントの高さが浸漬処理液の液面より出るまでの所要区間に位置する間、第１のシャワー液供給モードに制御し、浸漬処理液の液面が前記区間より下では、第２のシャワー液供給モードに制御するものであり、前記第１のシャワー液供給モードでは、前記シャワー液の基板への供給を前記第２のシャワー液供給モードより少ない流量で行い、または、前記シャワー液の基板への供給を停止し、前記第２のシャワー液供給モードでは、前記シャワー液の基板への供給を前記第１のシャワー液供給モードよりも大流量で行うことを特徴とするものである（請求項２）。
【００１９】
この構成により、基板全体を浸漬していた浸漬処理液の液面が、基板上端の高さから、基板の一部が浸漬処理液の液面より出る所要高さまでの区間に位置する間は、基板へ向けてのシャワー液の供給は第１のシャワー液供給モードすなわち、基板へのシャワー液の供給を抑制または停止するモードに制御される。このため、浸漬処理液の液面が前記区間では、基板へ向かってのシャワー液の供給に原因する基板の震動は低減ないし皆無となり、基板同士が接触してくっつくことが無い。そして、液面が前記区間より低下してからは、もはや基板の一部が処理液中から出ているので、液の流れによって基板の上端同士が接触することは起こり難い状況にあるので、第２のシャワー液供給モードすなわち、基板へ向けてのシャワー液の供給量を多くしても、シャワー液が基板へ向かって大量に供給されることによる震動を基板にあたえても、基板同士がくっつくことはない。このように基板へ向けてのシャワー液の供給のモードを、基板と浸漬処理液の液面との高さ関係に応じて変更するように制御しながら排液するので、基板の表面同士の接触によるくっつきがなくなって基板の損傷が防止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
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が、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
（実施形態）
図１は本発明の実施形態における基板処理方法を実施するに好適な基板処理装置を組み込んでなるウエットステーションの概略構成を示す平面図であり、矢印Ｆで示される面が装置の正面である。
【００２２】
図１において、ウエットステーション１は、複数のウエハ２を収容したキャリア３から、各処理槽へウエハ２を搬送するための搬送ロボット（図示せず）に対して複数のウエハ２を一括して移載する搬入側のウエハ移替部５と、これとは逆に、搬送ロボットからキャリア３に複数のウエハ２を一括して移載する搬出側のウエハ移替部６と、このウエハ移替部５に隣接し、薬液または純水である各種処理液をそれぞれ貯留した複数の処理槽にわたってウエハ２を順次浸漬させることによりウエハ２に薬液処理や水洗処理などの一連の各種処理が施される処理ユニット７と、この処理ユニット７と搬出側のウエハ移替部６との間に配設され、処理ユニット７で処理後のウエハ２をスピン乾燥させる乾燥部８とを有している。
【００２３】
この処理ユニット７は、これらの各処理槽に複数のウエハ２を搬送するための搬送用ロボット（図示せず）のハンド部分を洗浄するハンド洗浄部９と、このハンド洗浄部９側に隣接し、例えば窒化膜除去用の薬液として燐酸溶液などを貯留した薬液槽を有し、この薬液槽にウエハ２を浸漬することで薬液処理する第１の燐酸処理部１０と、この燐酸処理部１０側に隣接し、これと同様の窒化膜除去用の薬液として燐酸溶液を貯留した薬液槽を有し、この薬液槽にウエハ２を浸漬することで薬液処理する第２の燐酸処理部１１と、本発明の基板処理装置の一実施形態であって、この燐酸処理部１１側に隣接し、ウエハ２に付いた燐酸やパーティクルを素早く水洗する機能水洗処理部１２と、この機能水洗処理部１２側に隣接し、ウエハ２を最終的に水洗する最終水洗処理部１３とを処理工程順に有している。
【００２４】
ここで、第１および第２の燐酸処理部１０，１１を設けたのは、これらの燐酸処理部１０，１１による薬液処理としての窒化膜除去処理が他の処理部による処理に比べて時間がかかるため、処理タクトを短縮するべく並行して窒化膜除去処理を行うためである。また、機能水洗処理部１２を設けたのは、ウエハ２に付いていた燐酸が槽内に残っていると窒化膜除去機能が進行するので、純水中に燐酸溶液の付いたウエハ２を浸漬させた直後に一気に急速排液しつつ、新たなる純水と置換することで、ウエハ２から離脱した燐酸溶液の純水に対する濃度を素早くかつ急激に低下させて窒化膜除去機能の進行を停止させるためである。
【００２５】
図２は図１の機能水洗処理部１２の概略構成を示す模式図である。
【００２６】
図２において、この機能水洗処理部１２は、内部に満たされた純水中に複数のウエハ２が浸漬自在なように上方を開放した処理槽としての水洗槽２１と、この水洗槽２１の内部にオーバーフロー用の純水を供給する純水供給手段２２と、搬送ロボットから受け渡される複数のウエハ２を保持した状態で水洗槽２１内の純水内に搬送する昇降手段としてのリフタ２４と、水洗槽２１内でウエハ２に水洗処理を施した後の処理済み液（本実施形態では純水に燐酸が混じった溶液）を水洗槽２１から急速に排液させる排液手段２５と、純水をウエハ２の表面上側部分に向けてシャワーするシャワー手段２６と、制御手段２７とを有している。
【００２７】
この純水供給手段２２は、水洗槽２１内の底部に対向して配設され、純水吐出用の複数のノズル口（図示せず）が、浸漬されたウエハ２の方向に向けて配設された一対の筒状部材２８と、これら一対の筒状部材２８に連結され純水を通す配管部材２９と、その配管部材２９の途中に配設された流量調節用のバルブ部材３０とを有し、バルブ部材３０を開状態とすることで配管部材２９さらに一対の筒状部材２８の複数のノズル口（図示せず）を介して純水を供給し続けて水洗槽２１の上部開口端２１ａから純水をオーバーフローさせ、薬液処理時にウエハ２の表面に付着した薬液やパーティクルを純水と共に槽外に流し出すように構成している。
【００２８】
また、リフタ２４は、複数のウエハ２を、それぞれの主面を鉛直に立てた姿勢で、それぞれ下方から３つのウエハガイド２３の溝部分で所定間隔（ハーフピッチＰ／２）毎に受けて保持した状態で、水洗槽２１内のリンス液である純水内に浸漬させて水洗処理する位置Ａと水洗槽２１外の上方にウエハ２およびウエハガイド２３を位置させるウエハ受渡し位置との間を上下に昇降するように構成している。
【００２９】
さらに、排液手段２５は、浸漬される複数のウエハ２の表面と対向した水洗槽２１の側壁の最下部分に配設された排液口３１と、この排液口３１に連結され処理済み液を排液するべく通す配管部材３２と、この配管部材３２の途中に配設された流量調節用のバルブ部材３３とを有しており、バルブ部材３３を開口することで水洗槽２１内の処理済み液を急速に排液し、また、ウエハ２の浸漬およびオーバーフロー時にはバルブ部材３３を閉止することで水洗槽２１内の処理済み液をオーバーフローさせて槽外に流し出すようにしている。
【００３０】
さらに、シャワー手段２６は、水洗槽２１の上部開口端２１ａの上方位置に互いに対向して配設され、純水吐出用の複数のノズル口（図示せず）が斜め下方（ウエハ２の方向）に向けて配設された一対の筒状部材３４と、これら一対の筒状部材３４に連結され純水を通す配管部材３５と、その配管部材３５の途中に配設された流量調節用のバルブ部材３６とを有し、対向した一対の筒状部材３４の各ノズル口（図示せず）から純水をウエハ２の表面上側部分に向けてシャワーすることで、ウエハ２の表面が部分的に空気中に晒されるのを防止して自然酸化膜の成長を抑制するようになっている。
【００３１】
さらに、制御手段２７はシーケンサやマイクロコンピュータなどで構成されており、シーケンサやマイクロコンピュータからの制御信号でバルブ部材３０，３３，３６をそれぞれ開閉制御することで、水洗槽２１内の純水の液面より上方にウエハ２の上側の一部が出る位置になるまでは、排液手段２５で排液させるように制御するとともに、シャワー手段２６からウエハ２へ向けての純水シャワー流量を少なくした第１のシャワー液供給モードでシャワー処理し、しかる後に、ウエハ２へ向けての純水シャワー流量を前記第１のシャワー液供給モードより大流量である第２のシャワー液供給モードでシャワー処理を行いながら、水洗槽２１内の処理済み液を排液手段２５で急速に排液させるように制御する構成となっている。
【００３２】
つまり、制御手段２７はバルブ部材３０，３３，３６の電磁バルブ制御端子にそれぞれ接続されており、バルブ部材３０を閉止状態に制御してオーバーフロー用の純水供給を停止させてから、バルブ部材３３を開放状態に制御して排液させ、かかる排液の間、液面上にウエハ２の上側の一部が出るまでは、バルブ部材３６を絞り加減にし開けた小流量である第１のシャワー液供給モードでシャワー処理し、液面上にウエハ２の上側の一部が出てからは、バルブ部材３６を広く開け放った大流量でシャワーする第２のシャワー液供給モードでシャワー処理を行うように制御する。
【００３３】
また、ウエハ２の上側のどの程度の部分が液面上へ出る高さまで、シャワー処理を純水流量を絞り加減にした第１のシャワー液供給モードに制御しておくかについては、ウエハ２の並び方向の基板配列ピッチ、その他種々の諸条件に左右され、例えば、基板配列ピッチが狭いほど、ウエハ２の上端がなるべく水面高く出る位置まで、第１のシャワー液供給モードに制御しておく必要がある。つまり、ウエハ２の上側の部分がなるべく多く水面より出て、排液による流れの勢いでウエハ２同士がくっつく力をウエハ２があまり強く受けなくなって、少々の震動を受けたぐらいではウエハ２同士がくっつく現象が起こらないようになるまで、シャワー処理を、純水流量を絞り加減にした第１のシャワー液供給モードに制御しておくことが望ましい。ただし、必要以上にウエハ２の上側の部分が多く出るまで、つまり、ウエハ２がくっつくことが生じなくなる所要高さより低くまで、第１のシャワー液供給モードとしても、ウエハ２の表面が空気に晒されることによる不具合が顕著なるだけで、適当でない。
【００３４】
上記構成により、以下、その動作を説明する。
【００３５】
まず、クリーンルーム内にウエットステーション１が設置されており、オペレータは、正面方向からこのウエハ搬入側のウエハ移替部５における第１のテーブル上に各キャリア３をそれぞれ載置する。その後、オペレータによるスイッチ操作で駆動を開始して、複数のウエハ２を収容したキャリア３から搬送ロボット（図示せず）に複数のウエハ２を一括して移載する。
【００３６】
次に、複数のウエハ２を、搬送用ロボットのロボットハンドによって、複数のウエハ２は一括してリフタ２４に受渡されてリフタ２４で処理ユニット７の各処理槽内の処理液に浸漬されるように順次搬送されて各種処理がそれぞれ施される。
【００３７】
この処理ユニット７におけるリンス処理には、薬液槽で付着した薬液をウエハ２から素早く水洗する機能水洗処理部１２があり、この機能水洗処理部１２の動作について以下に詳細に説明する。
【００３８】
図３（ａ）〜図３（ｅ）は、図１の機能水洗処理部１２における各工程を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態、（ｃ）は第１のシャワー液供給モードでシャワー処理しての急速排液状態、（ｄ）は第２のシャワー液供給モードでシャワー処理しての急速排液状態、（ｅ）は第２のシャワー液供給モードでシャワー処理してのアップフロー状態を示している。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、燐酸処理部１１から搬送用ロボット（図示せず）で搬送してリフタ２４に受渡し、リフタ２４は、複数のウエハ２をそれぞれ下方から３つのウエハガイド２３の溝部分で所定間隔毎に受けて保持した状態で下がり、図３（ｂ）に示すように、複数のウエハ２はウエハガイド２３と共に水洗槽２１内の純水中に浸漬される。
【００４０】
制御手段２７は、リフタ２４が下がる前より、バルブ部材３０を開放状態に制御すると共にバルブ部材３３を閉止状態に制御しており、水洗槽２１内の底部の両側に配設された純水供給部の一対の筒状部材２８の各ノズル部（図示せず）から、浸漬している各ウエハ２に向けて純水が供給され、供給された純水は水洗槽２１の上部開口端２１ａからオーバーフローし、薬液処理時にウエハ２の表面に付着した薬液や、薬液処理で発生した物質（パーティクル）を槽外へ流し出す。前記図３（ｂ）に示すオーバフロー処理工程は、ウエハ２を洗浄するのに必要とされる経験的に、または予め実験して求めておいたオーバフロー処理時間続けられる。あるいは、水洗槽２１に付設した各種センサによって検出される水洗槽２１内の純水の特性から、オーバフロー処理を終えるべき状況に達したと判断されるまで、オーバフロー処理工程は続けられる。
【００４１】
さらに、制御手段２７は、本実施形態では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に各部の動作タイミングを示すように、前記オーバーフロー処理工程が終了する時間Ｔ１にて、バルブ部材３０を閉止状態に制御し、バルブ部材３３を開放状態に制御し、バルブ部材３６を開放状態に制御する。このように制御することにより、第１のシャワー液供給モードでの排液工程が行われる。
【００４２】
すなわち、図３（ｃ）に示すように、一対の筒状部材２８からの純水供給を停止し、排液口３１から急速排液し、シャワー手段２６の対向した一対の筒状部材３４から純水を、第１のシャワー液供給モードつまり、ウエハ２の表面上側部分に向けて、流量を少なく絞ったで小流量でシャワーする。
【００４３】
かかる第１のシャワー液供給モードでのシャワーは、シャワー供給される純水の流量を少なく絞ってるので、全体が液面上に出たウエハ２に対してならば、ウエハ２の表面が空気に晒されるのを防止するには不足する流量であるが、しかし、この時点では、まだ、ウエハ２は上端の一部だけしか水面から出ておらず、しかも、純水液面から出た直後でもあるから、ウエハ２の表面が空気に晒されたり、乾いてしまうことはない。むしろ注目すべきことは、シャワー流量を少なく絞るために、ウエハ２へ向けて純水がシャワーされることによる個々のウエハ２が受ける衝撃が少くでき、ウエハ２が個々震動してウエハ２の上端同士がくっつくことが回避される。
【００４４】
さらに、制御手段２７は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、水洗槽２１内の純水の液面が、ウエハ２の上側の一部が液面より出る所要高さまで低下する時間Ｔｎになると、バルブ部材３３の開放状態での制御は継続したままで、シャワー用のバルブ部材３６を、ウエハ２の表面が空気に晒されるのを防止するのに十分な流量を流通させる大開放状態に制御する。このように制御することにより、図３（ｄ）に示すように、第２のシャワー液供給モードでの排液工程が行われる。すなわち、一対の筒状部材２８からの純水供給は停止し、排液口３１から急速排液し、シャワー手段２６の対向した一対の筒状部材３４から純水を、第２のシャワー液供給モードつまり、ウエハ２の表面上側部分に向けて、大流量で供給する。かかる第２のシャワー液供給モードでのシャワーは、シャワーされて供給される純水は、ウエハ２の表面が空気に晒されるのを確実に防止するのに十分な流量であり、大流量でのシャワーだけにウエハ２へ与える衝撃は前記第１のシャワー液供給モードより大きい。しかし、個々のウエハ２の上端の一部は既に液面より上に出ており、液中を漂うように不安定にウエハ２が揺れることは少なく、また、少々震動したところで、液面は下がっていてウエハ２の上端部と上端部の間には液が存在していないので、ウエハ２の上端と上端の間に存在する液がウエハ２の上端同士を引き寄せるようにして、くっつける現象はもはや起こらず、ウエハ２同士がくっつくことはない。
【００４５】
前記したように、シャワー手段２６からの純水の供給動作を、第１のシャワー液供給モードから第２のシャワー液供給モードへ切り換えるのは、液面の低下によって水洗槽２１内の液面上にウエハ２の上側の所定の一部が出た時点Ｔｎであるが、その切り替え時期は本実施形態では、直径２００ｍｍのウエハ２の場合にその上側の４０ｍｍ部分（直径に対する露出比率２０パーセント）が液面上に出たときである。この場合、排液時の液面低下に伴うウエハ２同士のくっつきはなく、排液することを幾度も試したが、ウエハ２の表面の損傷は完璧に防止することができた。
【００４６】
第１のシャワー液供給モードでシャワーする期間の終わり、すなわち、第１のシャワー液供給モードでのシャワーから第２のシャワー液供給モードへ切り換えるタイミングは、ウエハ２の液面から出る部分が多ければ多いほど、ウエハ２同士のくっつきによるウエハ２の損傷をより確実に防止することができるが、ウエハ２同士のくっつきが生じなくなってからは、それ以上にウエハ２の液面からでる部分を多くするのは無駄である。前記モードの切り換えは、ウエハ２の上端からどの程度の距離（図３（ｄ）に記載の距離「Ｌ」）まで液面が下がってからが最適であるかは、、ウエハ２相互間の距離（基板配列ピッチ）やその材質、厚さ、さらには保持状態により定められるものである。
【００４７】
引き続き、制御手段２７は、図４（ａ）〜図４（ｃ）で時間Ｔ３に示すように、前記した第２のシャワー液供給モードでの排液工程によって水洗槽２１に貯留されている全液が排液された時間Ｔ３にて、バルブ部材３３を閉止状態に制御し、バルブ部材３０を開放状態に制御し、シャワー用のバルブ部材３６を大きく開放した状態を継続するよう制御する。このように制御することにより、図３（ｅ）に示すようにアップフロー工程を行う。すなわち、一対の筒状部材２８からの純水供給を再開し、排液口３１からの排液は停止し、シャワー手段２６の対向した一対の筒状部材３４から純水を、第２のシャワー液供給モードでシャワーするもので、かかるアップフロー工程を、ウエハ２の全体が純水内に浸漬されるのに十分な時間Ｔ４まで継続する。
【００４８】
その後、図３（ｂ）に示す状態へ戻り、水洗槽２１内の一対の筒状部材２８の各ノズル部から純水をそれぞれ供給し続けることで、水洗槽２１の上部開口端２１ａから純水をオーバーフローさせてウエハ２の表面に付着した薬液、および薬液処理で発生した物質（パーティクル）を純水と共に槽外に流し出す。
【００４９】
さらに、上記と同様にして、制御手段２７がバルブ部材３０，３３，３６をそれぞれ制御することで、ウエハ浸漬およびオーバーフローとその停止、第１のシャワー液供給モードでの急速排液、第２のシャワー液供給モードでの急速排液、アップフローとその後のシャワー出力停止、さらにオーバーフローの各ステップを所定回数だけ繰り返して、ウエハ２の表面上から薬液およびパーティクルを素早く取り除くことで、ウエハ２に対する薬液の影響を防止する機能水洗処理を終了する。
【００５０】
さらに、最終水洗処理部１３でウエハ２を最終的に水洗し、最終水洗処理部１３で処理した複数のウエハ２を乾燥部８でスピン乾燥する。このようにして、所定の表面処理が為されスピン乾燥された複数のウエハ２は搬出側のウエハ移替部６に搬送用ロボット（図示せず）で搬送されて回収され、搬出側のウエハ移替部６において、上記ウエハ移替部５の場合とは逆に、２個の搬送用のキャリア３に２つのウエハ群に分けられて前後のキャリア３内にそれぞれ移し替えられることになる。オペレータは、処理済みの複数のウエハ２が収容された２つのキャリア３を搬出すればよい。
【００５１】
したがって、各基板である複数のウエハ２はそれぞれその下方からリフタ２４のウエハガイド２３の溝部分で受けられて保持されているために、槽内全液の急速排液時における急激な液面の低下に伴って各ウエハ２の上側が互いに引き寄せられるように力が働き、各ウエハ２はそれぞれ上側ほど傾けようとする力の影響を受けやすくウエハ２同士がくっつきやすいが、排液時にシャワー手段２６にウエハ２へ向けての純水供給を、前記したように第１のシャワー液供給モードで行っておいてから、第２のシャワー液供給モードで行うようにしたので、ウエハ２同士がくっつくことは解消される。
【００５２】
特に、ウエハ２の保持間隔がハーフピッチと狭くなった場合にも、従来のように水洗槽２１内にガイドを取り付けるというような仕様変更をすることなく、ウエハ２の表面同士が接触してくっつくことにより損傷を受けることが防止できる。しかも、このようなウエハ２同士のくっつきを防止するべく、排液時にシャワー手段２６の流量を制御手段２７で切り換えるだけの簡単な構成およびその制御とすることができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、第１のシャワー液供給モードは、シャワー手段２６からの純水供給する流量を、第２のシャワー液供給モードより絞ることとしたが、第１のシャワー液供給モードは、シャワー手段２６からの液の供給を停止するようにしてもよい。流量を絞って供給を抑制するより、供給を停止することにより次のような特段の効果が期待できる。すなわち、シャワーされる液の飛沫が、隣り合うウエハ２同士の間に落ちて、ウエハ２の表面と表面の間を橋渡しするように付着し、表面張力の作用でウエハ２上端と上端とを、引き寄せ合うようになる現象に起因して起こるウエハ２同士のくっつきに関しては、シャワーを停止するだけに、完全になくすことが期待できる。
【００５４】
また、上記実施形態では、排液による液面の低下が、ウエハ２の上端まで至るまでの間も、シャワー手段２６からの純水供給を、前記したように第１のシャワー液供給モードで行うが、液面の低下がウエハ２の上端まで至るまでの間は、まだウエハ２は純水中に完全に浸漬しているので、必ずしも、シャワー手段２６からの純水供給することを要さず、あるいは、供給するにしても第２のシャワー液供給モードでもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、第１のシャワー液供給モードは、シャワー手段２６からの純水供給する流量を、第２のシャワー液供給モードより絞ることとしたが、第１のシャワー液供給モードは、供給する純水の流量は第２のシャワー液供給モードと同じとし、ただし、供給された純水の向かう先が、ウエハ２に対しては向かわないように、シャワーノズルが純水を供給する向きを変えたり、シャワーノズルを移動させる等して、第１のシャワー液供給モードでは、ウエハ２へ向かっては純水が供給されないようにしてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、第１のシャワー液供給モードから第２のシャワー液供給モードへの切り替えは、一気に切り替わるようにしたが、第１のシャワー液供給モードと第２のシャワー液供給モードとの間に、中間のモードを用意してなだらかに変化して切り替わるようにしてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、第１のシャワー液供給モードから第２のシャワー液供給モードへの切り替えは、予め第１のシャワー液供給モードでシャワーしながらバルブ部材３３を開放した時から、基板の一部が浸漬処理液の液面より出る所要高さまで液面が低下するまでの時間を求めておいて、制御手段２７に内蔵のタイマで時間管理する手法で、基板の一部が浸漬処理液の液面より出る所要高さまで液面が低下する時間Ｔｎにて、自動的に第１のシャワー液供給モードから第２のシャワー液供給モードへ切り替わるようにしたが、液面レベルセンサを用いて、基板の一部が浸漬処理液の液面より出る所要高をセンサで直接検出することで、切り替えを行うようにしてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、専ら排液することにより、浸漬処理液の液面が基板に対して低下するようにしたが、例えば、排液せずに基板の一部が浸漬処理液の液面より出るまで、リフタ２４を少しだけ上昇させることにより、基板の一部が浸漬処理液の液面から出るようにし、かかるリフタ２４が上昇する間は、シャワー液の基板への供給を抑制または停止する第１のシャワー液供給モードに制御し、しかる後、第２のシャワー液供給モードでシャワーしながら、浸漬処理液を排液するようにしてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、水洗槽２１内でウエハ２に水洗処理を施した処理済み液を水洗槽２１から排液する速度を、ことさら変化させるようなことはしないが、液面が、ウエハ２上端の高さから、ウエハ２の一部が液面より出る所要高さまでの区間に位置する間は、かかる所定区間より下に位置するときよりも、すなわち、第１のシャワー液供給モードに制御するときには、第２のシャワー液供給モードに制御するときよりも、排液する速度を、遅くなるように変動させてもよい。例えば、排液手段としては、低速に排液させる第１排液手段と、それよりも高速で排液させる第２排液手段の２つ用意し、はじめは第１排液手段で低速に排液し、ウエハ２の上側の一部が水面上に出てから後には、第２排液手段で高速に排液するようにしてもよい。このようにするためには、例えば、水洗槽２１に対して、低速排液用に開口面積の小さい排液口と、高速排液用に開口面積の大きい排液口とを設けておいて、切り替え自在にしておけばよい。
【００６０】
なお、上記実施形態のウエットステーション１は、本発明に係る機能水洗処理部１２が適用される多槽式基板処理装置の一例であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、多槽式基板処理装置だけではなく、単槽式基板処理装置に対しても、処理液の急速排液を行って処理液を置換する場合に適用可能なことはいうまでもないことである。また、例えば、上記実施形態，２では本発明を機能水洗処理部１２に適応したが、機能水洗処理部１２に限らず処理液の置換時に適応され、例えば燐酸処理部１０，１１に本発明を適応してもよい。さらに、上記実施形態，２の処理ユニット７では、一連の各種薬液処理として、窒化膜除去処理の槽構成について説明してきたが、この窒化膜除去処理の他に、レジスト剥離処理、酸化膜エッチング処理、ライトエッチング処理および拡散前洗浄処理などの各種薬液処理であってもよいことは言うまでもないことである。
【００６１】
このように、本発明は、例えば同一槽で機能水洗処理以外に薬液処理も行う所謂ワンバス式の基板処理装置にも適応可能である。本発明にかかる基板処理装置の適応範囲は、本実施形態による機能水洗処理部１２に限定されず、基板を浸漬させて処理する基板処理装置全般に適応可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に記載の方法によれば、処理槽から処理液を排液する際に、浸漬処理液の液面が、基板上端の高さから、基板の一部が浸漬処理液の液面より出る所要高さまでの区間に位置する間は、前記シャワー液の基板へ向けての供給を抑制または停止するので、ウエハ２へ向けて純水がシャワーされることによる個々のウエハ２が受ける衝撃が少くできるので、ウエハ２が個々震動してウエハ２の上端同士がくっつくことが確実に回避される。
【００６３】
また、本発明の請求項２に記載の装置によれば、排液手段とシャワー液供給手段を制御する制御部は、浸漬処理液の液面が、基板上端の高さから、基板の一部が浸漬処理液の液面より出る所要高さまでの区間に位置する間は、前記シャワー液の基板への供給を抑制または停止する第１のシャワー液供給モードに制御し、浸漬処理液の液面が前記所要区間より下では、前記第１のシャワー液供給モードよりも前記シャワー液の基板への供給を多くする第２のシャワー液供給モードに制御するから、浸漬処理液の液面が、前記区間に位置する間は、前記シャワー液の基板への供給を抑制または停止するためにシャワー液の供給に起因する基板の震動は低減ないし皆無となり、基板同士が接触してくっつくことは起こらない。
【００６４】
そして、液面が前記所要距離まで低下してからは、もはや基板の一部は処理液中から出ているので、液の流れによって基板の上端同士が接触することは起こり難い状況にあるので、基板へ向けてのシャワー液の供給量を多くしても、シャワー液が基板へ向かって大量に供給されることによる震動を基板にあたえても、基板同士がくっつくことはなく速やかに排液し、このように基板へ向けてのシャワー液の供給のモードを、浸漬処理液の液面高さに応じて変更するように制御しながら排液するので、基板の表面同士の接触によるくっつきがなくなって基板の損傷が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における基板処理装置を組み込んでなるウエットステーションの概略構成を示す平面図である。
【図２】図１の機能水洗処理部の構成を示す模式図である。
【図３】図１の機能水洗処理部における各工程を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態、（ｃ）は第１のシャワー液供給モードでの急速排液状態、（ｄ）第２のシャワー液供給モードでの急速排液状態、（ｅ）はアップフロー状態を示す図である。
【図４】（ａ）はオーバーフロー用の純水供給、（ｂ）はシャワー出力、（ｃ）は排液の制御を示す動作タイミング図である。
【図５】従来の機能水洗処理における各工程を模式的に示す薬液処理部、機能水洗処理部の縦断面図であり、（ａ）はウエハ上昇状態、（ｂ）はウエハ浸漬およびオーバーフロー状態、（ｃ）は急速排液およびシャワー出力状態、（ｄ）はアップフローおよびシャワー出力状態である。
【図６】従来の機能水洗処理における（ａ）はオーバーフロー用の純水供給、（ｂ）はシャワー出力、（ｃ）は急速排液の制御を示す動作タイミング図である。
【図７】（ａ）は図５（ａ）の複数のウエハおよびウエハガイドの保持用溝部の一部縦断面図、（ｂ）は液面の急激な低下によるウエハ同士のくっつき状態を示すウエハおよびウエハガイドの保持用溝部の一部縦断面図である。
【符号の説明】
１    ウエットステーション
２    半導体ウエハ
７    処理ユニット
１２    機能水洗処理部
２１，４１，５１    水洗槽
２１ａ    上部開口端
２２      純水供給手段
２３    ウエハガイド
２５    排液手段
２６    シャワー手段
２７    制御手段
２８，３４    筒状部材
３０，３３，３６    バルブ部材
３１    排液口
【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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