JP2006128209A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの増大および装置サイズの大型化を回避しながら、１枚の基板に対する液処理開始から乾燥処理終了までに要する時間の短縮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】処理槽５１は、搬送ユニット４側の端面に開口５３が形成されている。開口５３には、シャッター５４が上下にスライド自在に取り付けられている。また、処理槽５１内に設けられた処理カセット５２は、複数枚の（この実施形態では、４枚以上）のウエハＷを積層状態でセットすることができることができるようにされており、シャッター５４を上方にスライドさせた状態で、開口５３側からウエハＷを収容することができる。これにより、ウエハＷは、処理槽５１内で一括して乾燥処理される。よって、乾燥処理ユニットにおける処理時間を短縮することができる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、基板に対して所定の処理を施す基板処理装置に関する。処理対象の基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。
この種の基板処理装置には、基板に対して処理液を用いた処理を行う液処理部と、液処理部において処理が行われた後の基板を乾燥させるための処理を行う乾燥処理部とが備えられているものがある。

このような基板処理装置では、まず、液処理部に１枚の基板が搬入されて、その基板に対して処理液による処理が行われる。その後、液処理部における処理済みの基板が液処理部から乾燥処理部に搬送され、この乾燥処理部において、その基板を乾燥させるための処理が行われる。このようにして、処理対象の基板は、１枚ずつ、液処理部および乾燥処理部に順次に搬送されて、その液処理部における液処理および乾燥処理部における乾燥処理を受ける。（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００２−２０８５７８号公報

乾燥処理部における乾燥処理は、液処理部における液処理よりも時間がかかる場合が多く、基板処理装置における基板の処理速度は、乾燥処理部における乾燥処理によって律速される。そのため、従来の基板処理装置では、１枚の基板に対する液処理開始から乾燥処理終了までに要する全体の処理時間が長くかかっている。
基板処理装置における全体の処理時間を短縮するために、乾燥処理室の数を増やすことが考えられる。しかしながら、単に乾燥処理部の数を増やしたのでは、その分コストが高くなり、また装置サイズが大型化してしまう。

そこで、本発明は、コストの増大および装置サイズの大型化を回避しながら、１枚の基板に対する液処理開始から乾燥処理終了までに要する時間の短縮を図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。

上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、処理液を用いて、基板（Ｗ）を１枚ずつ処理する枚葉式の液処理部（３３〜３６）と、複数枚の基板を収容可能な処理槽（５１）を備え、上記液処理部による処理後の基板を上記処理槽内で一括して乾燥させるバッチ式の乾燥処理部（５）とを含むことを特徴とする基板処理装置（１）である。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素などを表す。以下、この項において同じ。

この構成によれば、液処理部において、基板を１枚ずつ処理液を用いて処理した後、乾燥処理部において、その液処理後の基板を複数枚まとめて乾燥させることができる。そのため、乾燥処理部における乾燥処理に要する時間が、乾燥処理部の処理槽内に収容可能な枚数の基板に対して液処理を施すために要する合計時間よりも短くなるように、その処理槽内に収容可能な基板の枚数が設定されていれば、この基板処理装置における基板の処理速度を液処理部における液処理によって律速することができる。その結果、１枚の基板に対する液処理開始から乾燥処理終了までに要する時間の短縮を図ることができる。

また、基板を１枚ずつ乾燥させる枚葉式の乾燥処理部では、その基板の枚数に応じた数の乾燥処理部が必要なのに対して、複数枚の基板を収容可能な処理槽を備える乾燥処理部では、その複数枚の基板を一括して乾燥させるためにそれよりも少ない数で済むので、コストの増大および装置サイズの大型化を回避することができる。
請求項２記載の発明は、上記乾燥処理部（５）は、上記処理槽（５１）内を減圧するための減圧手段（５５）を備えていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置（１）である。

この構成によれば、減圧手段により処理槽内を減圧することができる。このような減圧手段を備えても、処理槽に対して減圧手段は１つでよいので、コストの増大を招くおそれがない。
請求項３記載の発明は、上記乾燥処理部（５）は、上記処理槽（５１）内の雰囲気を加熱する加熱手段（５６）を備えてい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（１）である。

この構成によれば、加熱手段により処理槽内の雰囲気を加熱することができる。このような加熱手段を備えても、処理槽に対して加熱手段は１つでよいので、コストの増大を招くおそれがない。
請求項４記載の発明は、上記乾燥処理部（５）は、上記処理槽（５１）内に所定のガスを供給するガス供給手段（５７）を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置（１）である。

この構成によれば、ガス供給手段により処理槽内に所定のガスを供給することができる。このようなガス供給手段を備えても、処理槽に対してガス供給手段は１つでよいので、コストの増大を招くおそれがない。
また、ガス供給手段が、所定のガスとして、たとえば、ＩＰＡベーパを処理槽内に供給するものであれば、乾燥処理時に処理槽内にＩＰＡベーパを供給して、処理槽内をＩＰＡベーパ雰囲気とすることによって、処理槽内に収容されている基板に付着している水分を、そのＩＰＡベーパの揮発力によって速やかに蒸発させることができる。さらに、乾燥処理部が加熱手段を備える場合には、処理槽内にＩＰＡベーパを供給した状態で、処理槽内の雰囲気を加熱手段により加熱すれば、基板に付着している水分をより速やかに蒸発させることができ、処理時間の短縮をより一層図ることができる。

請求項５記載の発明は、上記処理槽（５１）は、当該基板処理装置（１）に含まれる液処理部（３３〜３６）の数以上の枚数の基板（Ｗ）を収容可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置（１）である。
この構成によれば、処理槽は、液処理部の数以上の枚数の基板を収容することができるので、液処理部で処理した基板の全てをまとめて処理槽内に収容して乾燥することができる。そのため、１枚の基板に対する液処理開始から乾燥処理終了までに要する時間をより短縮することができる。

また、請求項６記載の発明のように、上記液処理部（３３〜３６）は、基板（Ｗ）の表面に付着しているポリマを除去するためのポリマ除去処理部であってもよく、この場合、基板の表面のポリマを除去することができ、そのポリマ除去処理の開始から乾燥処理終了までの時間を短縮することができる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態にかかる基板処理装置を図解的に示す平面図である。
基板処理装置１は、基板の一例としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗの表面を薬液によって処理した後に乾燥する装置であって、平面視略長方形状とされている。また、基板処理装置１には、基板処理装置１の端部に配置されたインデクサユニット２と、インデクサユニット２の一端に連設された基板処理ユニット３と、基板処理ユニット３の一端に連設された搬送ユニット４と、搬送ユニット４の一端に連接された乾燥処理部としての乾燥処理ユニット５とが備えられている。

インデクサユニット２には、基板処理装置１の幅方向に延びる搬送路２１と、搬送路２１上に設けられたインデクサロボット２２と、搬送路２１を挟んで基板処理ユニット３の反対側に設けられたカセット載置部２３とが備えられている。
インデクサロボット２２は、搬送路２１上を往復直線移動可能とされ、鉛直な軸線まわりに旋回可能とされている。また、インデクサロボット２２には、たとえば、図示しない進退可能なハンドが備えられており、このハンドを進退させることでウエハＷの授受動作を行うことができる。

カセット載置部２３には、ウエハＷをそれぞれ収容可能なカセットＣ１〜Ｃ４が、搬送路２１に沿って、所定間隔ごとに配置されている。カセットＣ１〜Ｃ４には、未処理のウエハＷまたは処理済のウエハＷが収容される。
なお、この実施形態では、カセットＣ１〜Ｃ４として、基板Ｗを密閉した状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を用いているが、これに限定されるものではなく、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Inter Face）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）等を用いてもよい。

インデクサロボット２２は、搬送路２１上を移動してカセットＣ１〜Ｃ４に対向し、さらに、ハンドを種々に進退させることで、カセットＣ１〜Ｃ４に対してウエハＷを搬入／搬出する。
基板処理ユニット３には、基板処理装置１の長さ方向に延びる搬送室３１と、搬送室３１の中央に配置された主搬送ロボット３２と、主搬送ロボット３２の周囲に配置された液処理部３３〜３６とが備えられている。

主搬送ロボット３２は、鉛直な軸線まわりに旋回可能とされており、さらに、図示しない進退可能なハンドが備えられている。これにより、主搬送ロボット３２は、種々に旋回し、ハンドを進退させることで、インデクサロボット２２との間でウエハＷを授受したり、液処理部３３〜３６に対してウエハＷを搬出／搬入したりすることができる。
液処理部３３は、基板処理ユニット３の一角であって、基板処理装置１の長さ方向において、インデクサユニット２の反対側の一角に設けられている。

液処理部３４は、基板処理ユニット３の一角であって、基板処理装置１の長さ方向において、液処理部３３と対向する一角に設けられている。
液処理部３５は、基板処理ユニット３の一角であって、基板処理装置１の幅方向において、液処理部３４と対向する一角に設けられている。
液処理部３６は、基板処理ユニット３の一角であって、基板処理装置１の長さ方向において、液処理部３５と対向する一角に設けられている。

これら液処理部３３〜３６は、ウエハＷを１枚ずつ収容し、ウエハＷの表面にポリマ除去液を供給して、そのウエハＷの表面に付着しているポリマの除去を行うものである。
より具体的には、各液処理部３３〜３６は、ウエハＷを保持して回転するスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板Ｗに処理液としてのポリマ除去液および純粋を供給する処理液ノズルとを備えている。主搬送ロボット３２によって各液処理部３３〜３６に搬入されたウエハＷは、スピンチャックに保持されて回転され、その一方で、処理液ノズルからポリマ除去液の供給を受ける。これにより、ウエハＷの表面に付着しているポリマが除去される。その後に、ポリマ除去液の供給を停止し、代わってウエハＷの表面に純水を供給して、ウエハＷの薬液を純水で洗い流すリンス処理を行う。次いで、純水の供給を停止するとともに、スピンチャックを高速回転させ、遠心力によってウエハＷの表面から水分を排除する。こうして液処理部３３〜３６における液処理を受けたウエハＷは、主搬送ロボット３２によって液処理部３３〜３６から搬出される。

搬送ユニット４には、基板処理装置１の長さ方向において主搬送ロボット３２と対向する位置に配置されている基板保持台４１と、基板処理装置２の長さ方向において基板保持台４１と対向し、基板保持台４１を挟んで主搬送ロボット３２と反対側に設けられたインターフェースロボット４２とが備えられている。
基板保持台４１は、主搬送ロボット３２とインターフェースロボット４２との間でウエハＷの受け渡しを行う際に、一時的にウエハＷを載置するために使用されるものである。

インターフェースロボット４２は、鉛直な軸線まわりに旋回可能とされており、さらに、図示しない進退可能なハンドが備えられている。これにより、インターフェースロボット４２は、種々に旋回し、さらに、ハンドを進退させることで、基板保持台４１に保持されたウエハＷを受け取ったり、後述の処理槽５１に対してウエハＷを搬出／搬入したりする。

乾燥処理ユニット５には、略箱形の処理槽５１が備えられており、処理槽５１内には、処理カセット５２が設けられている。
図２は、処理槽５１を側方からみた状態を概略的に示す図である。
処理槽５１は、搬送ユニット４側の端面に開口５３が形成されている。開口５３には、シャッター５４が上下にスライド自在に取り付けられており、図２に示す状態からシャッター５４を上方にスライドさせることで、開口５３を開くことができ、その状態からシャッター５４を下方にスライドさせることで、開口５３を閉じて、処理槽５１内を密閉空間にすることができる。

処理カセット５２は、複数枚（この実施形態では、４枚以上）のウエハＷを積層状態でセットすることができるようにされており、シャッター５４を上方にスライドさせた状態で、開口５３側からウエハＷを収容することができる。
また、乾燥処理ユニット５には、処理槽５１内の雰囲気を吸引して排出するための排気機構を備える減圧部５５と、処理槽５１内の雰囲気を加熱するためのヒータ（図示せず）などを備える加熱部５６と、処理槽５１内にＩＰＡベーパおよびＮ₂ガスを選択的に供給するためのガス供給部５７とが備えられている。

たとえば、カセットＣ１に未処理のウエハＷが収容されており、そのウエハＷに処理を施す場合には、まず、インデクサロボット２２がカセットＣ１に対向する位置まで搬送路２１を移動し、さらに、旋回してカセットＣ１に正対する。その後、ハンドを進出させて、ウエハＷをカセットＣ１から搬出する。そして、ハンドを退避させて搬送路２２の中央まで移動し、さらに、旋回して、主搬送ロボット３２に正対する。また、退避させていたハンドを主搬送ロボット３２に対して進出させ、所定の基板受け渡し位置までウエハＷを到達させる。

そして、主搬送ロボット３２は、ハンドを基板受け渡し位置まで進出させ、そのハンドによって、インデクサロボット２２からウエハＷを受け取る。次いで、ウエハＷを受け取ったハンドを元の位置まで退避させる。
つづいて、主搬送ロボット３２は、たとえば、ウエハＷを保持しているハンドが液処理部３３〜３６のいずれかと対向する位置まで旋回し、ハンドを進出することで、その対向する液処理部にウエハＷを搬入する。そして、その液処理部からハンドを退避させた後、その液処理部において、ウエハＷに対して処理液による所定の処理が行われる。

液処理部３３〜３６における処理が終了すると、再び、主搬送路ロット３２が、ハンドを液処理部３３〜３６に対して進出させることで、液処理部３３〜３６からウエハＷを搬出し、そのハンドを液処理部から退避させる。そして、ウエハＷを保持しているハンドが基板保持台４１と対向する位置まで旋回する。次いで、ハンドを基板保持台４１に対して進出させることで、ウエハＷを基板保持台４１に載置する。

ウエハＷが基板保持台４１に載置されると、つづいて、インターフェースロボット４２が、ハンドを基板保持台４１まで延ばし、そのハンドによって、基板保持台４１に載置されているウエハＷを受け取る。そして、ウエハＷを受け取ったハンドを元の位置まで退避させる。
そして、インターフェースロボット４２は、ウエハＷを保持しているハンドが処理槽５１と対向する位置まで旋回する。このとき、処理槽５１のシャッター５４は、上方にスライドしており、処理槽５１の開口５３は開いている。

次いで、インターフェースロボット４２は、ハンドを処理槽５１に対して進出することで、ウエハＷを処理槽５１内の処理カセット５２に搬入し、ウエハＷを搬入した後、処理槽５１からハンドを退避させる。
処理カセット５２内に、液処理部３３〜３６において処理が施された所定枚数のウエハＷが搬入されると、シャッター５４が下方にスライドされ、処理槽５１内が密閉状態に保たれる。そして、減圧手段５５により、処理槽５１内がほぼ真空状態となるように、その内部の雰囲気が排気された後、ガス供給手段５７により、処理槽５１内にＩＰＡベーパが供給されることによって、処理槽５１内がＩＰＡベーパ雰囲気に置換される。また、ＩＰＡベーパの供給と並行して、加熱手段５６により、処理槽５１内の温度が所定温度まで上げられる。これにより、処理槽５１（処理カセット５２）内のウエハＷは、高温のＩＰＡベーパ雰囲気にさらされ、その高温のＩＰＡベーパ雰囲気による加熱および揮発作用によって、表面に付着している水分が速やかに蒸発して除去される。

ＩＰＡベーパの供給を開始してから所定時間が経過すると、ＩＰＡベーパの供給が停止される。次いで、減圧手段５５によって、処理槽５１内がほぼ真空状態にされた後、ガス供給手段５７により処理槽５１内にＮ₂ガスが供給され、処理槽５１内の雰囲気がＮ₂ガスで置換される。その後、シャッター５４が上方にスライドされて開口５３が開かれ、インターフェースロボット４２によりウエハＷが搬出されて、ウエハＷに対しての乾燥処理が終了する。

以上のように、液処理部３３〜３６において、ウエハＷを１枚ずつ処理液を用いて処理した後、乾燥処理ユニット５の処理槽５１内において、その液処理後のウエハＷを複数枚まとめて乾燥させることができる。特に、処理槽５１は、液処理部３３〜３６の数以上の枚数のウエハＷを収容することができるので、液処理部３３〜３６で処理したウエハＷの全てをまとめて処理槽５１内に収容して乾燥することができる。そのため、１枚のウエハＷに対する液処理開始から乾燥処理終了までに要する時間の短縮を図ることができる。

また、処理槽５１における乾燥処理に要する時間が、処理槽５１（処理カセット５２）内に収容可能な枚数のウエハＷに対して液処理を施すために要する合計時間よりも短くなるように、その処理槽５１内に収容可能なウエハＷの枚数が設定されていれば、基板処理装置１におけるウエハＷの処理速度を液処理部３３〜３６における液処理によって律速することができる。

また、処理槽５１は、複数枚のウエハＷを一括して乾燥させることができるので、処理槽５１は１つでよい。そのため、コストの増大および装置サイズの大型化を回避することができる。
また、処理槽５１に接続されている減圧部５５、加熱部５６およびガス供給部５７は、それぞれ、処理槽５１に対して１つでよいので、コストの増大を招くおそれがない。

なお、この実施形態では、液処理部３３〜３６が、ポリマ除去処理部である場合を例にとったが、液処理部３３〜３６はポリマ除去処理部に限らず、ウエハＷに対して洗浄液を供給して洗浄処理を行うものであってもよい。
また、液処理部３３〜３６は、同種類の処理を行うものであってもよいし、異種類の処理を行うものを含んでいてもよい。

また、液処理部３３〜３６は、ウエハＷを１枚ずつ平面上に並べて配置するものとしたが、液処理部３３〜３６の上方にさらに液処理部が設けられていて２段構成とされ、液処理部が合計で８個となるものであってもよいし、それ以上となるものであってもよい。その場合は、処理カセット５２は、液処理部の数以上の枚数のウエハＷを収容できるものであることが望ましい。

また、乾燥処理ユニット５に、減圧部５５、加熱部５６およびガス供給部５７のすべてが備えられている構成を取り上げたが、これらは、必要に応じて１つ以上が選択的に備えられていてもよい。
また、処理槽５１は、シャッター５４を備えずに、その上部と下部とが互いに分離および結合可能に構成され、下部に対して上部が上方に離間して、処理カセット５２の側方が開示された状態で、インターフェースロボット４２によって、処理カセット５２に対するウエハＷの搬出／搬入が行われてもよい。

また、処理槽５１内に処理カセット５２が配置されていて、その状態で、ウエハＷが１枚ずつ処理カセット５２に対して搬出／搬入されるとしたが、基板保持台４１に処理カセット５２が配置され、その状態で、ウエハＷが処理カセット５２に対して搬出／搬入されて、所定枚数のウエハＷが搬出／搬入された後、処理カセット５２自体が処理槽５１に搬入されるものであってもよい。

この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

この発明の一実施形態にかかる基板処理装置を図解的に示す平面図である。 処理槽を側方からみた状態を概略的に示す図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
５ 乾燥処理ユニット
３３〜３６ 液処理部
５１ 処理槽
５５ 減圧部
５６ 加熱部
５７ ガス供給部
Ｗ ウエハ

Claims (6)

1. 処理液を用いて、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の液処理部と、
   複数枚の基板を収容可能な処理槽を備え、上記液処理部による処理後の基板を上記処理槽内で一括して乾燥させるバッチ式の乾燥処理部とを含むことを特徴とする基板処理装置。
2. 上記乾燥処理部は、上記処理槽内を減圧するための減圧手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 上記乾燥処理部は、上記処理槽内の雰囲気を加熱する加熱手段を備えてい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。
4. 上記乾燥処理部は、上記処理槽内に所定のガスを供給するガス供給手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 上記処理槽は、当該基板処理装置に含まれる液処理部の数以上の枚数の基板を収容可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 上記液処理部は、基板の表面に付着しているポリマを除去するためのポリマ除去処理部であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。

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