JPH11186211A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排液／乾燥処理において、降下速度を正確に
制御できる基板処理装置を提供することである。 【解決手段】 処理槽１内の純水は槽内排液管１０９よ
り排出される。この排出の間中、導入管２４はＩＰＡ蒸
気を供給し続ける。この排出によって純水の液面が降下
するにつれて、当該各基板Ｗには純水液面上で凝縮した
ＩＰＡ層が付着し、その結果、各基板Ｗの表面上に付着
している液滴は、凝縮したＩＰＡ層に置換される。制御
機構６は、排出により降下する純水の液面位置を、処理
槽１内の液面センサ６１、及び微圧計６２により検出す
る。演算回路６３には、液面センサ６１及び微圧計６２
により検出された液面位置に基づいて、純水液面の降下
速度を演算する。電空レギュレータ６４は、この演算結
果をパイロットエアー圧に変換する。圧力調整器６５
は、このパイロットエアー圧によって急速開放弁６６の
開度を調節して、槽内排液管１０９から排出される純水
の流量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板処理装置に関
し、より特定的には、半導体デバイス製造プロセス、液
晶ディスプレイ製造プロセス、電子部品関連製造プロセ
ス等において、シリコンウェハ、ＦＰＤ(Flat Panel Di
splay)用基板、フォトマスク用ガラス基板、電子部品等
の各種基板に対して薬液処理、洗浄処理及び排液／乾燥
処理（いわゆるドレン乾燥）を実行する基板処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の基板処理装置としては、例えば、
「特公平６−１０３６８６号」公報に開示されたものが
知られている。図１９は、従来の基板処理装置の構成及
び排液／乾燥処理を説明するための図である。従来の基
板処理装置では、図１９（ａ）に示すように、容器１９
１に各種の配管及び弁が連結され、エッチング処理その
他必要な処理が施される。以下、図１９（ａ）に示す構
成を備える基板処理装置が実行する処理を、図１９
（ｂ）を参照して説明する。

【０００３】図１９（ｂ）において、まず、容器１９１
内には、複数の基板Ｗが、並列垂直に配向するように懸
垂される。このような状態で、基板処理装置は、エッチ
ング液その他必要な薬液を、容器１９１の上部に位置す
る流体入り口１９２から供給しつつ、その下部に位置す
る流体出口１９３から排出（ドレン）する。その結果、
容器１９１内に懸垂された各基板Ｗは薬液に浸漬され
る。基板処理装置は、このようにして各基板Ｗに対して
薬液処理（例えば、エッチング処理）を施し、以下の排
液／乾燥処理を実行する。

【０００４】この排液／乾燥処理において、基板処理装
置は、流体入り口１９２から容器１９２内に純水その他
の洗浄液を供給すると同時に、当該容器１９２内に残留
する薬液を流体出口１９３から排出する。これによっ
て、容器１９１内の薬液は純水に置換される。基板処理
装置は、容器１９１内が純水に置換された後も、流体出
口１９３から当該純水を排出し続けるが、容器１９１内
への当該純水の供給を停止する。その結果、容器１９１
内の純水の液面は降下し始める。この後、基板処理装置
は、降下中の純水の液面に対し、イソプロパノール蒸気
（以下、ＩＰＡ蒸気と称す）を流体入り口１９２から供
給する。

【０００５】純水の液面が降下するにつれて、各基板Ｗ
には純水液面上で凝縮したＩＰＡ層が付着し、その結
果、各基板Ｗの表面上に付着している液滴は、凝縮した
ＩＰＡ層に置換される。これによって、基板処理装置
は、各基板Ｗの表面に液滴を残すことなく、当該各基板
Ｗを十分に乾燥させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な排液／乾燥処理において、基板Ｗの乾燥の程度は、純
水の液面が容器１９１内を降下する速度（以下、降下速
度と称す）に依存することが知られており、この降下速
度は正確に制御される必要がある。上記公報の基板処理
装置では、降下速度は、流体出口１９３の下流側に流路
接続された計量ポンプ１９４の測定結果に基づいて制御
されている。しかしながら、この計量ポンプ１９４は、
純水の液面位置を直接測定していないので、純水液面の
位置は正確に検出されず、その結果、上記公報の基板処
理装置では、降下速度を適切に制御することが難しいと
いう問題点があった。

【０００７】それ故に、本発明の目的は、排液／乾燥処
理を実行する場合において、上記降下速度を正確に制御
できる基板処理装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、処理槽に収納された基板を洗浄液中に浸漬さ
せ、当該基板を洗浄した後、基板を乾燥させる基板処理
装置であって、前記処理槽に洗浄液を供給して、当該処
理槽に収納された前記基板を当該洗浄液中に浸漬させる
洗浄液供給部と、前記処理槽が貯留している前記洗浄液
を外部に排出し、前記処理槽内において当該洗浄液の液
面を降下させる排出部と、前記排出部によって降下させ
られる前記洗浄液の液面に、前記基板を乾燥させるため
の乾燥蒸気を供給する乾燥蒸気供給部と、前記処理槽内
に設けられており、当該処理槽内を降下する前記液面の
現在位置を検出する検出部と、前記検出部が検出した液
面の現在位置に基づいて、前記排出部が排出する前記洗
浄液の流量を制御する制御部とを備える。上記第１の発
明によれば、制御部は、検出部が検出した液面の現在位
置に基づいて、洗浄液の流量を制御する。その結果、洗
浄液が処理槽内を降下するときの速度（以下、降下速度
と称す）が制御される。このような降下速度の制御にお
いて、検出部は処理槽内で液面の現在位置を直接測定し
ている。そのため、液面の現在位置は、正確に測定され
る。これによって、第１の発明は、洗浄液の処理槽内に
おける降下速度を、より適切に制御することができる。

【０００９】第２の発明は、第１の発明において、処理
槽内において基板を支持して、当該処理槽内の所定位置
に当該基板を収納させる支持部が設けられており、制御
部は、支持部における基板の支持部分に関連して設定さ
れた閾値を予め有しており、検出部により検出された液
面の現在位置が当該閾値に達したと判断した場合には、
排出部が排出する洗浄液の流量を相対的に少なくするよ
うに制御し、処理槽内における液面の降下速度を小さく
する。第２の発明によれば、上記のように支持部は処理
槽内で基板を支持するが、その支持部分は複雑な形状に
なりやすく、当該支持部分には洗浄液が残りやすい。そ
こで、上記第２の発明によれば、排出部からの流量は、
上記のような閾値に基づいて決定され、液面の現在位置
が基板の支持部分に達している場合、少なくされる。し
たがって、降下速度はこの支持部分では遅くなり、洗浄
液は当該支持部分に残りにくくなる。つまり、降下速度
が速ければ、支持部分にある洗浄液が液面と切り離さ
れ、液滴として残る。しかしながら、降下速度が遅い
と、支持部分にある洗浄液を液面の表面張力により液面
に取り込める。また、供給された乾燥蒸気は液面上で凝
縮するが、降下速度を遅くすると、この支持部分は凝縮
した乾燥蒸気に長時間さらされることとなる。これによ
って、第２の発明に係る基板処理装置によれば、基板
は、その表面全域にわたって十分に乾燥させられる。

【００１０】第３の発明は、第１又は第２の発明におい
て、処理槽を収納し、当該処理槽が基板を収納した後に
内部が密閉されるチャンバと、内部が密閉されたチャン
バ内のガスを排気して、当該チャンバ内を減圧する排気
系とをさらに備える。第３の発明によれば、まず、チャ
ンバの内部は上記のように密閉されるので、チャンバ内
に不要物が侵入することが防止される。さらに、乾燥蒸
気供給部が乾燥蒸気の供給を停止した後に、排気系によ
りチャンバ内を減圧すれば乾燥蒸気の沸点が降下するの
で、基板をより早く乾燥させることができる。

【００１１】第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発
明において、洗浄液供給部は、処理槽の下部に供給口を
含んでおり、当該供給口から洗浄液を処理槽に供給する
ことを特徴とする。第４の発明によれば、処理槽の下部
に洗浄液供給部の供給口が設けられるので、処理槽上部
には空間を確保しやすくなる。これによって、基板を処
理槽内に収納しやすくなる等の効果を奏する。

【００１２】第５の発明は、第４の発明において、洗浄
液供給部は、供給口から洗浄液を、当該処理槽に基板が
収納される前に所定時間連続して当該処理槽に供給し、
洗浄液は、処理槽の上部から溢れ出ることを特徴とす
る。洗浄液供給部の供給口から供給される洗浄液は処理
槽の上部から溢れ出るので、処理槽内の不要物は洗浄液
と共に外部へ除去される。このように、第６の発明によ
れば、処理槽内を常に清浄な状態に保つことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。図２
は、減圧チャンバ２内に収納される処理槽１の構成を示
す一部破断斜視図である。以下、図１及び図２を参照し
て、本実施形態の基板処理装置の構成について説明す
る。図１において、処理槽１は減圧チャンバ２内に収納
されている。この処理槽１の内部には、複数枚（例え
ば、５０枚）の基板Ｗが互いに所定の間隔を開けて、か
つ平行に配列されている。減圧チャンバ２は、処理槽１
を収納する本体２１と、この本体２１の上部に取り付け
られる蓋２２とから構成されている。蓋２２を本体２１
に取り付けると、Ｏリング２３の作用により、蓋２２と
本体２１とが密着され、減圧チャンバ２内は密閉状態と
なる。また、本体２１内側の最上部近傍には、ＩＰＡ
（イソプロピルアルコール）蒸気及び窒素ガスの導入管
２４が２つ取り付けられている。この２つの導入管２４
は、処理槽１の内部に収納される基板Ｗの配列方向（す
なわち、図１の紙面に対して垂直方向）に沿って延びて
おり、当該導入管２４の表面上には、ＩＰＡ蒸気及び窒
素ガスを吐出して基板Ｗに供給する複数の吐出口（図示
せず）が設けられている。また、導入管２４の両端部
は、本体２１の側面を貫通して、外部に設けられるＩＰ
Ａ蒸気の供給源（図示せず）と接続されている。

【００１４】また、本基板処理装置には、減圧チャンバ
２の外部に排気系５が設けられており、当該排気系５は
必要に応じて減圧チャンバ２の内部を減圧する。さら
に、本基板処理装置には、制御機構６が設けられてお
り、後述する排出／乾燥工程において純水液面の降下速
度を制御する。なお、制御機構６については、後で詳説
することとする。

【００１５】次に、図１及び図２を参照して、処理槽１
の構成をより詳細に説明する。処理槽１の外壁は、外板
１０１により規定され、ほぼ直方体の外形を有してい
る。なお、処理槽１の上部は開口しており、その底部は
中央部が下方に突出した逆屋根形状に形成されている。
この逆屋根形状の稜線１０２は、基板Ｗの配列方向に沿
って延びている。外板１０１の上部外周には、その周囲
を取り囲むように、受け板１０３が設けられている。こ
の受け板１０３は、外板１０１の上部周縁と協働して、
処理槽１から溢れ出た液体（純水又は薬液）を受けるた
めのオーバーフロー溝１０４を形成する。処理槽１の前
端近傍であって、受け板１０３の下部には、孔が開けら
れ、この孔にはオーバーフロー排液管１０５の一端が接
続されている。オーバーフロー排液管１０５の他端は、
図示しないが、減圧チャンバ２の本体２１の側面を貫通
して外部へと導かれている。すなわち、オーバーフロー
溝１０４に溢れ出た純水（又は薬液）は、このオーバー
フロー排液管１０５を介して減圧チャンバ２の外部へと
排出される。

【００１６】処理槽１の前端近傍であってその下部に
は、アップフロー管１０６が設けられる。このアップフ
ロー管１０６の一端は、図示しないが、減圧チャンバ２
の本体２１の側面を貫通して外部へと導かれ、純水及び
薬液の供給源に接続されている。アップフロー管１０６
の他端は、処理槽１の前端部で左右に分岐し、処理槽１
の左右両側部に設けられた注入内管１０７と接続されて
いる。この注入内管１０７の外周を所定の間隔を開けて
取り囲むように、注入外管１０８が設けられる。左右の
注入外管１０８は、それぞれ基板Ｗの配列方向に沿って
延びており、処理槽１の底部と左右側部との間を連結し
ている。注入内管１０７の外周には、その軸方向に沿っ
て複数の孔１０７ａが所定間隔毎に形成されている。各
孔１０７ａは、処理槽１内の基板Ｗと反対の方向に向い
て開口している。注入外管１０８の外周には、複数のス
リット１０８ａが所定の間隔毎に形成されている。各ス
リット１０８ａは、処理槽内の基板Ｗの方向に向いて開
口している。また、各スリット１０８ａは、それぞれが
各基板Ｗの間に位置するように配置されている。なお、
左右の注入内管１０７および注入外管１０８は、処理槽
１の後端近傍において、終端されている。

【００１７】外板１０１の左右側部であって、注入外管
１０８の斜め上方には、槽内排液管１０９が設けられ
る。この槽内排液管１０９の一端は、外板１０１の左右
側部に開けられた孔１１０と接続されている。また、左
右の槽内排液管１０９は、処理槽１の前端近傍において
統合され、その他端は、図示しないが減圧チャンバ２の
本体２１の側面を貫通して外部へと導かれている。これ
によって、処理槽内の液体が槽内排液管１０９を介して
外部へと排出される。

【００１８】以上説明したように、アップフロー管１０
６、注入内管１０７、注入外管１０８及び槽内排液管１
０９は、処理槽１の下部に設けられている。したがっ
て、処理槽１の上部には、空間を確保しやすくなる。本
基板処理装置では、後述する搬送ロボット７は、この空
間を利用して複数の基板Ｗを処理槽１内に収納する。

【００１９】処理槽１の内部には、左右１対の基板支持
部１１１が固定的に設けられる。これら基板支持部１１
１の両端は、外板１０１の内壁の前端側面部分及び後端
側面部分に固着されている。各基板支持部１１１には、
所定間隔で複数の溝が形成されており、この溝に基板Ｗ
が差し込まれることにより、処理槽１内で基板Ｗが位置
決めされて支持される。

【００２０】さらに、上記のような処理槽１に関連して
リフタ４が設けられる。このリフタ４は、基板ガイド４
１と、この基板ガイド４１を昇降させる昇降装置４２
と、これら昇降装置４２及び基板ガイド４１を連結する
連結板４３とから構成される。基板ガイド４１には、前
述の基板支持部１１１に形成された溝と同様のピッチで
複数の溝が形成されており、この溝に基板Ｗが差し込ま
れることにより、基板Ｗが支持される。

【００２１】以下、上記構成の本基板処理装置の動作状
態を、各工程別に示した図３〜図９を参照して説明す
る。

【００２２】まず、図３を参照して、基板処理の準備工
程について説明する。準備工程では、減圧チャンバ２の
外部の純水供給源（図示せず）からアップフロー管１０
６に純水が供給される。アップフロー管１０６は、供給
された純水を、注入内管１０７へと導く。注入内管１０
７内へと導かれた純水は、注入内管１０７に形成された
各孔１０７ａから、注入外管１０８の内部へと流出す
る。注入外管１０８内に流入した純水は、注入外管１０
８に形成された各スリット１０８ａから処理槽１内へと
噴出し、処理槽１内に貯留されていく。やがて、純水
は、処理槽１の上部から溢れ出し、オーバーフロー溝１
０４内に流れ込み、そして、オーバーフロー排液管１０
５を介して減圧チャンバ２の外部へと排出される。した
がって、処理槽１内に予め存在する不要物は、純水と共
に減圧チャンバ２の外部に排出される。これによって、
処理槽１内は、以下に説明する基板処理の直前に清浄に
される。一定時間経過後、純水の供給は、処理槽１内を
清浄な状態に保つことができる必要最小限の流量に絞ら
れる。こうして、基板処理の準備工程は終了する。

【００２３】次に、図４を参照して、基板の搬送／ロー
ディング工程について説明する。この基板の搬送／ロー
ディング工程において、減圧チャンバ２内には微量の窒
素ガスその他の不活性ガスが導入されており、これによ
って、当該チャンバ２内がパージされる。また、純水の
供給は、上述した必要最小限な流量から、処理に必要な
流量に変更される。このような状況で、搬送ロボット７
は、他工程の終了した基板Ｗをチャック７１によって複
数枚把持し、本基板処理装置の上部まで搬送する。この
時、減圧チャンバ２の蓋２２は開いており（図示せ
ず）、基板ガイド４１は昇降装置４２によって減圧チャ
ンバ２の上部まで持ち上げられている。次に、搬送ロボ
ット７は、基板Ｗを基板ガイド４１上に載置し、チャッ
ク７１を矢印Ａの向きに回動させて、基板Ｗを離す。こ
れによって、基板Ｗが基板ガイド４１によって支持され
る。次に、リフタ４は、矢印Ｂで示すように、昇降装置
４２によって基板ガイド４１を下降させる。基板ガイド
４１が処理槽１の内部の基板支持部１１１の固設位置よ
りも下方に下降すると、基板Ｗが基板ガイド４１から基
板支持部１１１へと受け渡され、基板支持部１１１によ
って基板Ｗが位置決められて支持される。これによっ
て、各基板Ｗは、処理槽１内に収納される。その後、本
体２１に蓋２２が自動的に被せられる。このとき、Ｏリ
ング２３の作用によって、減圧チャンバ２が密閉される
（図１等参照）。

【００２４】次に、図５を参照して、薬液処理工程につ
いて説明する。この薬液処理工程の間中、減圧チャンバ
２内には所定量の窒素ガスが導入管２４から導入されて
おり、これによって、当該チャンバ２内がパージされ
る。このような状況下で、減圧チャンバ２の外部の薬液
供給源（図示せず）からアップフロー管１０６（図２参
照）に流れている純水に薬液（例えば、エッチング液）
が供給される。アップフロー管１０６は、供給された薬
液を、注入内管１０７へと導く。注入内管１０７内へと
導かれた薬液は、注入内管１０７に形成された各孔１０
７ａから、注入外管１０８の内部へと流出し、さらに注
入外管１０８に形成された各スリット１０８ａを介して
処理槽１内に噴出する。アップフロー管１０６には、外
部の薬液供給源から一定時間継続的に薬液が供給される
ため、処理槽１内における薬液の濃度は、徐々に高くな
り、やがて一定濃度となる。その間、溢れ出した薬液
は、オーバーフロー溝１０４内に流れ込み、オーバーフ
ロー排液管１０５を介して減圧チャンバ２の外部へと排
出される。これによって、基板Ｗは、常に新しい薬液に
浸漬されることになる。そして、薬液供給源は、薬液処
理工程の開始から一定時間経過すると、薬液の供給を停
止し、薬液処理工程（例えば、エッチング処理）が終了
する。

【００２５】次に、同様に図５を参照して、洗浄工程に
ついて説明する。洗浄工程では、減圧チャンバ２の外部
の純水供給源（図示せず）からアップフロー管１０６に
純水が供給される。アップフロー管１０６は、供給され
た純水を、注入内管１０７へと導く。注入内管１０７内
へと導かれた純水は、注入内管１０７に形成された各孔
１０７ａから、注入外管１０８の内部へと流出する。注
入外管１０８内に流入した純水は、注入外管１０８に形
成された各スリット１０８ａから処理槽１内へと噴出す
る。ここで、各スリット１０８ａは、処理槽内で配列さ
れた各基板Ｗの間に位置するように配置されているた
め、各スリット１０８ａから噴出した純水は、各基板Ｗ
の間へと矢印で示すように流れ込み、各基板Ｗの表面が
まんべんなく洗浄される。また、純水の供給により処理
槽１の上部から溢れ出した液体は、オーバーフロー溝１
０４内に流れ込み、オーバーフロー排液管１０５を介し
て減圧チャンバ２の外部へと排出される。この時、処理
槽１内で各基板Ｗを浸漬していた薬液は、純水中に滞留
せず、オーバーフロー水と共に外部へと排出される。ア
ップフロー管１０６には、外部の純水供給源から継続的
に純水が供給されるため、徐々に処理槽内の薬液の濃度
が薄まり、やがて処理槽１内は純水のみに置換される。
そして、処理槽１内の液体の比抵抗値が所定値（好まし
くは純水の比抵抗値）になったことを比抵抗計（図示せ
ず）が検出すると、純水の供給が停止され、洗浄工程が
終了する。なお、本実施形態では、基板を洗浄するため
に純水が用いられているが、これに限られず、基板を洗
浄できる性質を有していれば他の洗浄液（例えば、ふっ
酸添加純水）を用いても良い。

【００２６】次に、図６及び図７を参照して、排液／乾
燥工程について説明する。上記洗浄工程終了後には、処
理槽１には純水が十分に貯留されている。そのため、排
水／乾燥工程では、まず最初に、この純水の液面を微小
量低下させるため、槽内排液管１０９から純水が微小量
排出される。これは、ＩＰＡ蒸気供給により純水の液面
上で凝縮するＩＰＡが、処理槽１の外部へと流出するこ
とを防止するためである。上述したような純水の液面を
微小量低下させた後、図示しない外部のＩＰＡ供給源か
ら導入管２４にＩＰＡ蒸気が供給される。図６に示すよ
うに、導入管２４は、処理槽１の内部に貯留されている
純水の液面に向けて、供給されたＩＰＡ蒸気を噴出す
る。その結果、ＩＰＡ蒸気は、処理槽１内の純水液面上
で凝縮する。

【００２７】一定時間経過後（凝縮したＩＰＡ層が一定
の厚さになった後）、制御機構６は、急速開放弁６６を
所定量開き、図１０を参照して後述する降下速度の制御
を実行しつつ、処理槽１内の純水を槽内排液管１０９よ
り排出させる。この排出の間中、導入管２４はＩＰＡ蒸
気を供給し続けている。この排出によって純水の液面が
降下するにつれて、当該各基板Ｗには純水液面上で凝縮
したＩＰＡが付着することとなる。その結果、各基板Ｗ
の表面上に付着している液滴は、凝縮したＩＰＡに置換
される。これによって、各基板Ｗの表面に液滴を残すこ
となく、当該各基板Ｗは十分に乾燥する。そして、図７
に示すように純水液面レベルが十分に低下し、かつ各基
板Ｗと基板支持部１１１との間に残留する純水をも十分
に乾燥させると、ＩＰＡ蒸気の供給が停止される。な
お、本実施形態では、基板を乾燥させるためにＩＰＡが
用いられているが、これに限られず、水溶性でかつ基板
上に残る水滴の表面張力を低下させる性質を有していれ
ば、ＩＰＡ蒸気に代えて他の有機溶剤の蒸気を用いても
良い。

【００２８】ＩＰＡ蒸気の供給停止後、減圧チャンバ２
内は所定量の窒素ガスによりパージされる。同時に、減
圧チャンバ２内は排気系５（図１参照）により減圧され
る。その結果、ＩＰＡの沸点が低下するので、減圧チャ
ンバ２内に残留するＩＰＡは容易に蒸発し、各基板Ｗの
表面は短時間で乾燥する。一定時間経過後（減圧チャン
バ２内の不必要なＩＰＡを減圧によって乾燥させた
後）、排気系５（図１参照）は停止し、減圧を終了す
る。この減圧終了後、再度窒素ガスによるパージを実行
して、減圧チャンバ２の内部を大気圧まで戻す。こうし
て、排液／乾燥工程が終了する。以上説明したように、
本基板処理装置は、減圧チャンバ２及び排気系５により
減圧乾燥を実行することができ、これによって、高品質
な基板Ｗを生成できる。

【００２９】次に、図８及び図９を参照して、基板のア
ンローディング／搬送工程について説明する。まず、図
８に示すように減圧チャンバ２の蓋２２が本体２１に対
して開き、リフタ４によって基板ガイド４１が上昇させ
られる。次に、図９に示すように、基板ガイド４１が減
圧チャンバ２の上部位置まで上昇すると、搬送ロボット
７はチャック７１によって基板Ｗを把持し、他の位置へ
と搬送する。この搬送後、蓋２２が閉じられ、減圧チャ
ンバ２内では窒素ガスによるパージが実行される。

【００３０】ところで、急速開放弁６６のオリフィス径
が一定であれば、上記排液／乾燥工程において、当該オ
リフィスを通過する純水の流量は、処理槽１内に貯留さ
れた純水の位置エネルギー、つまり純水液面の高さに比
例する。そのため、純水の液面位置が低くなってくる
と、急速開放弁６６から排出される純水の流量が減り、
その結果、降下速度が小さくなる。このような降下速度
の変化によって、基板表面の処理にむらが生じる。この
処理むらは、厳しい処理精度を要求される基板処理にお
いては、処理不良の原因となる。そのため、上記排液／
乾燥工程において、制御機構６は、以下に図１０を参照
して説明するような第１の降下速度の制御を実行する。
図１０において、処理槽１の内部には、液面センサ６１
（図３〜図９には示さず）が配置される。この液面セン
サ６１には、微圧計６２を介して微小量の窒素等の不活
性ガスが供給される。窒素等の供給に応じて、液面セン
サ６１の先端からは、当該窒素の気泡が排出される。な
お、この気泡が基板Ｗに悪影響を与えないようするた
め、液面センサ６１には、中空円柱状のカバーが被され
ている。微圧計６２は、液面センサ６１からの気泡の排
出圧に基づいて、処理槽１内における純水の液面の現在
位置を測定する。この微圧計６２が測定する液面位置
は、所定の基準位置に対する高さである。微圧計６２の
測定結果は、演算回路６３に与えられる。

【００３１】演算装置６３の記憶装置には、純水の液面
位置毎にオリフィス径が予め設定されている。より具体
的には、このオリフィス径は、純水の液面位置が低くな
るにつれて広がるように、かつ急速開放弁６６から排出
される純水の流量が一定になるように、つまり純水液面
の降下速度が一定になるように選ばれる。演算回路６３
は、微圧計６２によって液面の現在位置が与えられる
と、当該液面の現在位置に対応するオリフィス径を演算
する。つまり、演算回路６３は、液面の現在位置が相対
的に高い位置を示している場合には、相対的に狭いオリ
フィス径を演算する。また、演算回路６３は、液面の現
在位置が相対的に低い位置を示している場合には、相対
的に広いオリフィス径を演算する。

【００３２】電空レギュレータ６４は、演算回路６３の
演算結果（オリフィス径）を受け取り、当該オリフィス
径に基づいてパイロットエアー圧を決定する。圧力調整
器（アクチュエータ）６５は、このパイロットエアー圧
によって急速開放弁６６の開度（オリフィス径）を調節
して、槽内排液管１０９から排出される純水の流量を制
御する。したがって、圧力調整器６５は、排液／乾燥工
程において処理槽１の上部から降下してくる純水液面の
降下速度を一定にするように、急速開放弁６６の開度を
相対的に広げていく。これによって、純水液面の降下速
度は一定になり、基板表面上には、当該降下速度の変化
による処理むらが生じることがなくなるので、高品質な
基板Ｗが生成される。

【００３３】また、排液／乾燥工程には様々な種類があ
り、その中には比較的処理精度を要求されない排液／乾
燥工程もある。以下には、このような排液／乾燥工程に
おいて、制御機構６は、以下のような第２の降下速度の
制御を実行する。第２の降下速度の制御においても、図
１０が参照されるため、以下の説明は部分的に簡素化さ
れる。

【００３４】演算回路６３の記憶装置には、所定の閾値
と、高速及び低速な純水液面の降下速度（後述）とが予
め設定されている。この閾値は、所定の液面位置を示す
ように選ばれており、より具体的には、処理槽１内にお
いて少なくとも基板支持部１１１よりも上側の位置を示
すように選ばれる。演算回路６３は、微圧計６２より与
えられた液面の現在位置が閾値よりも高い位置を示して
いる場合には相対的に高速な降下速度を演算し、また、
低い位置を示している場合には相対的に低速な降下速度
を演算する。ここで、高速な純水液面の降下速度とは、
処理槽１内を降下する純水の液面位置が各基板Ｗを通過
すると同時に、当該各基板Ｗの表面の液滴が凝縮したＩ
ＰＡに置換されるような速度である。また、低速な純水
液面の降下速度とは、処理槽１内を降下する純水が基板
支持部１１１を通過した後に、各基板Ｗと基板支持部１
１１との間に液滴が残留しない程度の速度である。

【００３５】電空レギュレータ６４は、演算回路６３の
演算結果（降下速度）を受け取り、当該降下速度に基づ
いてパイロットエアー圧を決定する。圧力調整器（アク
チュエータ）６５は、このパイロットエアー圧によって
急速開放弁６６の開度（オリフィス径）を調節して、槽
内排液管１０９から排出される純水の流量を制御する。
したがって、圧力調整器６５は、排液／乾燥工程におい
て処理槽１の上部から降下してくる純水液面が閾値部分
に達するまでは、上記高速な純水液面の降下速度を得る
ように、急速開放弁６６の開度を相対的に大きくする。
これにより、本基板処理装置による基板処理の高速化を
図ることができる。逆に、圧力調整器６５は、純水の液
面位置が閾値部分に達した後は、上記低速な降下速度を
得るように、急速開放弁６６の開度を相対的に小さくす
る。前述したように、各基板Ｗは各基板支持部１１１の
溝に差し込まれて支持されるので、例えば、小さな隙間
ができたりする等複雑な形状をなしやすい（図２参
照）。そのため、純水液面を高速に降下させると、基板
Ｗの支持部分にある純水が当該液面と切り離されるた
め、当該支持部分には液滴が残りやすくなる。しかしな
がら、上述のように純水の液面を低速に降下させると、
この支持部分にある純水を、液面の表面張力により当該
液面に取り込めるため、さらに、支持部分は、液面上で
凝縮しているＩＰＡベーパに長時間さらされることとな
るため、この支持部分には液滴が残りにくくなる。これ
によって、本基板処理装置は、その表面全域にわたって
十分に各基板Ｗを乾燥させることができ、高品質な基板
Ｗが生成される。

【００３６】以上説明したように、制御機構６は、排液
／乾燥工程において、純水の液面位置を間接測定せず直
接測定しているので、純水液面の降下速度を正確に制御
できるという効果を奏する。なお、上記制御機構６は、
上記のような制御以外にも、各基板Ｗの表面上に形成さ
れる膜質に応じて液面低下速度を変更するような制御を
行っても良い。

【００３７】図１１は、本発明の第２の実施形態に係る
基板処理装置の構成を示す断面図である。なお、本実施
形態に係る基板処理装置は、処理槽を開放チャンバ内に
収納する点で、第１の実施形態と比較して顕著に相違す
る。しかし、両者の間には互いに共通する部分も多いた
め、図１１に示す基板処理装置において、図１に示す構
成に相当する部分には、同一の参照番号を付すこととす
る。

【００３８】図１１において、処理槽１は、開放チャン
バ８内に収納されている。この処理槽１は、図２に示し
たものと同様に構成されるため、以下、処理槽１を説明
する場合には図２を援用することを予め指摘しておく。
開放チャンバ８は、処理槽１を収納する本体８１と、こ
の本体８１の上部に取り付けられる蓋８２とから構成さ
れている。蓋８２は、本体８１に対して開閉自在に構成
されているが、当該蓋８２が閉じた状態において、開放
チャンバ８内は、減圧チャンバ２（図１等参照）ほど密
閉状態にはならない。また、本体８１内側の最上部近傍
には、第１の実施形態と同様に、ＩＰＡ蒸気等の導入管
２４が２つ取り付けられており、その両端部は、本体８
１の側面を貫通して、外部に設けられるＩＰＡ蒸気等の
供給源（図示せず）と接続されている。さらに、本体８
１外側の最上部近傍には、ＩＰＡ蒸気等の排気口８３が
２個設けられる。

【００３９】また、本基板処理装置には、本体８１の外
部にダンパー８４が設けられており、当該ダンパー８４
は必要に応じて本体８１の内部のガスを排気する。さら
に、本基板処理装置には、第１の実施形態と同様の制御
機構６が設けられる。

【００４０】以下、上記構成の本基板処理装置の動作状
態を、各工程別に示した図１２〜図１８を参照して説明
する。なお、以下の各工程は、第１の実施形態において
図３〜図１０を参照して説明したものと同様であるた
め、その説明を簡素化することとする。

【００４１】まず、図１２を参照して、基板処理の準備
工程について説明する。準備工程では、開放チャンバ８
の外部の純水供給源（図示せず）からアップフロー管１
０６に純水が供給される。この供給された純水は、処理
槽１内において図３を参照して説明したような経路を辿
り、処理槽１内に貯留されていく。やがて、純水は、処
理槽１の上部から溢れ出し、図３を参照して説明したよ
うな経路を辿り、開放チャンバ８の外部へと排出され
る。そして、一定時間経過後、純水の供給は、処理槽１
内を清浄な状態に保つことができる必要最小限の流量に
絞られる。こうして、基板処理の準備工程は終了する。

【００４２】次に、図１３を参照して、基板の搬送／ロ
ーディング工程について説明する。この基板の搬送／ロ
ーディング工程の間中、開放チャンバ８内には微量の窒
素ガスその他の不活性ガスが導入されており、これによ
って、当該チャンバ８内がパージされる。また、純水の
供給は、上述した必要最小限な流量から、処理に必要な
流量に変更される。さらに、ダンパー８４は閉止される
が、２個の排気口８３により開放チャンバ８内のガスは
外部に排出される。搬送ロボット７及び昇降装置４２
は、図３を参照して説明した動作と同様の動作を実行
し、その結果、各基板Ｗは処理槽１内に収納される。そ
の後、本体８１に蓋８２が自動的に被せられる。（図１
２参照）。これによって、この基板の搬送／ローディン
グ工程は終了する。

【００４３】次に、図１４を参照して、薬液処理工程に
ついて説明する。この薬液処理工程の間中、開放チャン
バ８内には所定量の窒素ガスが導入されており、これに
よって、当該チャンバ８内がパージされる。さらに、ダ
ンパー８４は開かれて、開放チャンバ８内のガスは強制
的に外部に排出される。このような状況下で、開放チャ
ンバ８の外部の薬液供給源（図示せず）からアップフロ
ー管１０６（図２参照）に流れている純水に薬液が供給
される。この供給された薬液は、処理槽１内において、
図５を参照して説明したような経路を辿り、処理槽１内
に噴出する。薬液は、処理槽１の上部から溢れ出し、図
５を参照して説明したような経路を辿り、開放チャンバ
８の外部へと排出される。その結果、各基板Ｗは、常に
新しい薬液に浸漬されることになる。そして、薬液供給
源は、薬液処理工程の開始から一定時間経過すると、薬
液の供給を停止し、薬液処理工程が終了する。

【００４４】次に、同様に図１４を参照して、洗浄工程
について説明する。この洗浄工程の間中も、開放チャン
バ８内には所定量の窒素ガスが導入されており、これに
よって、当該チャンバ８内がパージされる。さらに、ダ
ンパー８４は開かれて、開放チャンバ８内のガスは強制
的に外部に排出される。このような状況下で、洗浄工程
は開始される。開放チャンバ８の外部の純水供給源（図
示せず）からアップフロー管１０６に純水が供給され
る。この供給された純水は、処理槽１内において、図５
を参照して説明したような経路を辿り、処理槽１内に噴
出する。薬液は、処理槽１の上部から溢れ出し、図５を
参照して説明したような経路を辿り、開放チャンバ８の
外部へと排出される。この結果、各基板Ｗの表面はまん
べんなく洗浄され、処理槽１内で各基板Ｗを浸漬してい
た薬液は、純水中に滞留せず、オーバーフロー水と共に
外部へと排出される。そして、処理槽１内の液体の比抵
抗値が所定値（好ましくは純水の比抵抗値）になったこ
とを比抵抗計（図示せず）が検出すると、純水の供給が
停止され、洗浄工程が終了する。

【００４５】上述の薬液供給工程及び洗浄工程は、基板
Ｗに対して必要な回数繰り返し実行される。

【００４６】次に、図１５及び図１６を参照して、排液
／乾燥工程について説明する。この排液／乾燥工程の間
中、ダンパー８４は閉止されるが、２個の排気口８３に
より開放チャンバ８内のガス（ＩＰＡ蒸気）は外部に排
出される。この後、排液／乾燥工程が開始される。ま
ず、処理槽１内の純水は、槽内排液管１０９から微小量
排出され、これによって、ＩＰＡ蒸気噴出により純水液
面上で凝縮するＩＰＡ層が処理槽１の外部へ流出するこ
とを防止する。微小量の純水を排出した後、導入管２４
は、図１５に示すように、開放チャンバ８の外部のＩＰ
Ａ供給源（図示せず）から供給されたＩＰＡ蒸気を、処
理槽１内に貯留されている純水の液面に向けて噴出す
る。この結果、ＩＰＡは、処理槽１内の純水液面上で凝
縮する。

【００４７】一定時間経過後、制御機構６は、急速開放
弁６６を所定量開き、図１０を参照して前述した第１ま
たは第２の降下速度の制御を実行しつつ、処理槽１内の
純水を槽内排液管１０９より排出させる。なお、この第
１または第２の降下速度の制御については、第１の実施
形態と同様であるため、第２の実施形態ではその説明を
省略する。この排出の間中、導入管２４はＩＰＡ蒸気を
供給し続けている。この排出によって純水の液面が降下
するにつれて、当該各基板Ｗには純水液面上で凝縮した
ＩＰＡ層が付着し、その結果、各基板Ｗの表面上に付着
している液滴は、凝縮したＩＰＡ層に置換される。これ
によって、各基板Ｗの表面に液滴を残すことなく、当該
各基板Ｗは十分に乾燥する。そして、図７に示すように
純水液面レベルが十分に低下し、かつ各基板Ｗと基板支
持部１１１との間に残留する純水をも十分に乾燥させる
と、ＩＰＡ蒸気の供給が停止される。

【００４８】ＩＰＡ蒸気の供給停止後、開放チャンバ８
内は所定量の窒素ガスによりパージされる。その結果、
各基板Ｗの表面で純水と置換したＩＰＡは、確実に蒸発
し、各基板Ｗの表面は短時間で乾燥する。一定時間経過
後（不必要に凝縮したＩＰＡを窒素ガスによって乾燥さ
せた後）、排液／乾燥工程は終了し、窒素ガスの量を微
小量に変更してパージを継続し、次の基板のアンローデ
ィング／搬送工程に移る。

【００４９】次に、図１７及び図１８を参照して、基板
のアンローディング／搬送工程について説明する。ま
ず、図１７に示すように開放チャンバ８の蓋８２が本体
８１に対して開き、リフタ４によって基板ガイド４１が
上昇させられる。次に、図９に示すように、基板ガイド
４１が開放チャンバ８の上部位置まで上昇すると、搬送
ロボット７はチャック７１によって基板Ｗを把持し、他
の位置へと搬送する。この搬送後、蓋８２が閉じられ、
不活性ガスのパージが実行され、開放チャンバ８の内部
に残留している可能性がある凝縮したＩＰＡ等の不要物
を取り除く。

【００５０】以上説明したように、第２の実施形態に係
る基板処理装置によれば、制御機構６は、排液／乾燥工
程において、純水の液面位置を間接測定せず直接測定し
ているので、液面位置の降下速度を正確に制御できると
いう効果を奏する。なお、上記制御機構６は、上記のよ
うな制御以外にも、各基板Ｗの表面上に形成される膜質
に応じて液面低下速度を変更するような制御を行っても
良い。さらに、第２の実施形態に係る基板処理装置によ
れば、減圧乾燥を行える構成になっていないため、装置
自体の製造コストを下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の
構成を示す断面図である。

【図２】減圧チャンバ２内に収納される処理槽１の構成
を示す一部破断斜視図である。

【図３】図１に示す基板処理装置が実行する基板処理の
準備工程を説明するための図である。

【図４】図１に示す基板処理装置が実行する基板の搬送
／ローディング工程を説明するための図である。

【図５】図１に示す基板処理装置が実行する薬液処理工
程を説明するための図である。

【図６】図１に示す基板処理装置が実行する排液／乾燥
工程を説明するための図である。

【図７】図１に示す基板処理装置が実行する排液／乾燥
工程を説明するための図である。

【図８】図１に示す基板処理装置が実行する基板のアン
ローディング／搬送工程について説明する図である。

【図９】図１に示す基板処理装置が実行する基板のアン
ローディング／搬送工程について説明する図である。

【図１０】図１に示す制御機構６が、上記排液／乾燥工
程において実行する降下速度の制御を説明するための図
である。

【図１１】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置
の構成を示す断面図である。

【図１２】図１１に示す基板処理装置が実行する基板処
理の準備工程を説明するための図である。

【図１３】図１１に示す基板処理装置が実行する基板の
搬送／ローディング工程を説明するための図である。

【図１４】図１１に示す基板処理装置が実行する薬液処
理工程を説明するための図である。

【図１５】図１１に示す基板処理装置が実行する排液／
乾燥工程を説明するための図である。

【図１６】図１１に示す基板処理装置が実行する排液／
乾燥工程を説明するための図である。

【図１７】図１１に示す基板処理装置が実行する基板の
アンローディング／搬送工程について説明する図であ
る。

【図１８】図１に示す基板処理装置が実行する基板のア
ンローディング／搬送工程について説明する図である。

【図１９】従来の基板処理装置の構成及び排液／乾燥処
理を説明するための図である。

【符号の説明】

１…処理槽 ２…減圧チャンバ ２４…導入管 ５…排気系 ６…制御機構 ６１…液面センサ ６２…微圧計 ６３…演算回路 ６４…電空レギュレータ ６５…圧力調整器 ６６…急速開放弁 ７…開放チャンバ Ｗ…基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽に収納された基板を洗浄液中に浸
   漬させ、当該基板を洗浄した後、基板を乾燥させる基板
   処理装置であって、 前記処理槽に洗浄液を供給して、当該処理槽に収納され
   た前記基板を当該洗浄液中に浸漬させる洗浄液供給部
   と、 前記処理槽が貯留している前記洗浄液を外部に排出し、
   前記処理槽内において当該洗浄液の液面を降下させる排
   出部と、 前記排出部によって降下させられる前記洗浄液の液面
   に、前記基板を乾燥させるための乾燥蒸気を供給する乾
   燥蒸気供給部と、 前記処理槽内に設けられており、当該処理槽内を降下す
   る前記液面の現在位置を検出する検出部と、 前記検出部が検出した液面の現在位置に基づいて、前記
   排出部が排出する前記洗浄液の流量を制御する制御部と
   を備える、基板処理装置。
2. 【請求項２】 前記処理槽内において前記基板を支持し
   て、当該処理槽内の所定位置に当該基板を収納させる支
   持部が設けられており、 前記制御部は、前記支持部における前記基板の支持部分
   に関連して設定された閾値を予め有しており、前記検出
   部により検出された前記液面の現在位置が当該閾値に達
   したと判断した場合には、前記排出部が排出する前記洗
   浄液の流量を相対的に少なくするように制御し、前記処
   理槽内における前記液面の降下速度を小さくする、請求
   項１に記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】 前記処理槽を収納し、当該処理槽が前記
   基板を収納した後に内部が密閉されるチャンバと、 内部が密閉された前記チャンバ内のガスを排気して、当
   該チャンバ内を減圧する排気系とをさらに備える、請求
   項１又は２に記載の基板処理装置。
4. 【請求項４】 前記洗浄液供給部は、前記処理槽の下部
   に供給口を含んでおり、当該供給口から前記洗浄液を当
   該処理槽に供給することを特徴とする、請求項１〜３の
   いずれかに記載の基板処理装置。
5. 【請求項５】 前記洗浄液供給部は、前記供給口から当
   該洗浄液を、当該処理槽に前記基板が収納される前に所
   定時間連続して当該処理槽に供給し、 前記洗浄液は、前記処理槽の上部から溢れ出ることを特
   徴とする、請求項４に記載の基板処理装置。