JP2003282407A

JP2003282407A - 高圧基板処理装置

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Publication number: JP2003282407A
Application number: JP2002083034A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Kitakado; 龍治北門; Yusuke Muraoka; 祐介村岡; Kimitsugu Saito; 公続斉藤; Tomomi Iwata; 智巳岩田; Takashi Miyake; 孝志三宅; Ikuo Mizobata; 一国雄溝端
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-10-03
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: JP3836040B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で、しかも現像処理から乾燥処理までの
一連の基板処理を優れたスループットでかつ低コストで
行うことができる高圧基板処理装置を提供する。【解決手段】現像液供給部９では、圧力容器１の開口
部１２に隣接して上下一対のハウジングが配置されて、
その内部に現像液供給空間が形成されている。また、ハ
ウジング対の両側には基板Ｗおよびハンド４１を通過さ
せるための開口部がそれぞれ設けられており、この現像
液供給空間を搬送経路４２に沿ってハンド４１および基
板Ｗが処理チャンバー１１に搬送可能となっている。こ
の現像液供給空間では、搬送経路４２の上方側にノズル
９１，９２が配置され、いずれか一方のノズルから現像
液が基板Ｗに供給されて現像処理が実行される。そし
て、こうして現像処理された基板Ｗが処理チャンバー１
１に搬送されて超臨界乾燥される。

Description

【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、
フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プ
ラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種
基板（以下、単に「基板」という）に現像液を供給して
現像処理を行った後、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤
との混合物を処理流体とし、この処理流体を該基板に供
給して高圧乾燥させる高圧基板処理装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの微細化が近年急速に進
められているが、この微細化に伴って基板処理において
新たな問題が生じることとなった。例えば、基板上に塗
布されたレジストをパターニングして微細パターンを形
成する場合、現像処理、リンス処理および乾燥処理をこ
の順序で行う。ここで、基板に塗布されたレジストを現
像するアルカリ現像処理では、不要なレジストを除去す
るためにアルカリ性水溶液が使用され、リンス処理では
そのアルカリ性水溶液を除去するために（現像を停止す
るために）純水などのリンス液が使用され、乾燥処理で
は基板を回転させることにより基板上に残っているリン
ス液に遠心力を作用させて基板からリンス液を除去し、
乾燥させる（スピン乾燥）。このうち乾燥において、乾
燥の進展とともにリンス液と気体との界面が基板上に現
れ、半導体デバイスの微細パターンの間隙にこの界面が
現れると、微細パターン同士がリンス液の表面張力によ
り互いに引き寄せられて倒壊する問題があった。

【０００３】加えて、この微細パターンの倒壊には、リ
ンス液を振り切る際の流体抵抗や、リンス液が微細パタ
ーンから排出される時に生じる印圧や、３０００ｒｐｍ
超の高速回転による空気抵抗や遠心力も関与していると
考えられている。

【０００４】この問題の解決のために、基板を圧力容器
内で保持し、低粘性、高拡散性でかつ表面張力がない性
質を持つ超臨界流体（以下、「ＳＣＦ」という）を該圧
力容器に導入して基板を超臨界乾燥する超臨界乾燥処理
が従来より提案されている。その従来技術として、例え
ば特開２０００−２２３４６７号公報に記載された超臨
界乾燥装置がある。この超臨界乾燥装置は、現像処理お
よびリンス処理が施された基板を反応室内で保持可能と
なっており、基板を保持した状態でポンプユニットを作
動させて一定量の液化二酸化炭素をボンベから反応室に
圧送するとともに、反応室内の二酸化炭素の圧力を圧力
制御バブルで自動制御することにより、反応室内の二酸
化炭素の圧力を７．３８〜８ＭＰａにし、反応室内の二
酸化炭素を超臨界流体としている。その後、超臨界二酸
化炭素を反応室から放出することにより反応室内を減圧
して、基板を乾燥している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した超
臨界乾燥装置は乾燥処理のみを行う装置であり、現像処
理およびリンス処理は該乾燥装置とは異なる別の現像装
置で実行される。したがって、従来では現像処理から乾
燥処理までの一連の基板処理を基板に対して施すために
は、現像装置において現像処理およびリンス処理を行っ
た後、リンス液で濡らした状態の基板を超臨界乾燥装置
まで搬送する必要がある。というのも、現像装置から超
臨界乾燥装置に搬送している間に該基板が自然乾燥して
しまうと、微細パターン同士がリンス液の表面張力によ
り互いに引き寄せられて倒壊してしまい、超臨界乾燥を
行う意味がなくなってしまうからである。

【０００６】しかしながら、このように基板を濡らした
状態で基板を現像装置から超臨界乾燥装置に搬送する場
合、その基板搬送中に基板に液盛りされているリンス液
が垂れたり、飛散したりして基板の搬送経路に沿って設
けられている装置を汚染してしまうという問題がある。
また、基板搬送中に基板に液盛りされているリンス液中
に対し、大気中のパーティクルが混入したり、ガス成分
が溶解してリンス液が汚染されてしまうという問題も発
生する。

【０００７】このような問題を解消するために、リンス
液の垂れや飛散を防止し、またリンス液が大気と触れな
いようにするための特別の構成、例えば基板を搬送する
搬送機構に基板を収納する囲い部材を設けることなどが
考えられる。しかしながら、このような構成を追加する
ことは装置の複雑化および大型化を招くのみならず、装
置コストを増大させる主要因のひとつとなってしまう。

【０００８】また、現像装置および超臨界乾燥装置がそ
れぞれ別のモジュールとなっており、しかも両装置の間
で基板を搬送するための搬送装置が必要となるため、現
像処理から乾燥処理までを実行する基板処理装置の大型
化および高コスト化を招くという問題もあった。また、
現像装置から超臨界乾燥装置への基板搬送がスループッ
トの低下要因のひとつとなっていた。

【０００９】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、小型で、しかも現像処理から乾燥処理までの一連
の基板処理を優れたスループットでかつ低コストで行う
ことができる高圧基板処理装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、処理チャンバーおよび該処理チャンバー
に通じる開口部を有し、該開口部を介して基板搬送ロボ
ットのハンドが処理チャンバーに対してアクセスして基
板を処理チャンバーに搬送可能となっている圧力容器
と、開口部を開閉するゲート部と、圧力容器の外部で、
しかも基板搬送ロボットによる基板の搬送経路に沿って
配置され、搬送経路上を処理チャンバーに向けて搬送さ
れる基板に対して現像液を供給する現像液供給手段と、
開口部が閉じた状態で、高圧流体あるいは高圧流体と薬
剤との混合物を処理流体として処理チャンバーに導入し
て処理チャンバー内に搬送された基板を高圧乾燥させる
処理流体導入手段とを備えている。

【００１１】このように構成された発明では、基板搬送
ロボットによって処理チャンバーに向けて搬送される基
板に対して現像液供給手段が現像液を供給するととも
に、こうして現像処理が開始された基板が現像処理を受
けた状態のまま処理チャンバーに搬送される。そして、
処理チャンバーに対して処理流体導入手段が処理流体を
導入して現像処理された基板を高圧乾燥させる。このよ
うに、基板搬送ロボットによる処理チャンバーへの基板
搬送と並行して現像処理が開始されるとともに、処理チ
ャンバーへの基板搬送後に高圧乾燥が行われる。したが
って、従来技術で必須となっていた現像処理を行うため
の専用の装置、つまり現像装置が不要となり、また現像
装置と乾燥装置との間で基板を液盛り状態で搬送する搬
送装置も不要となる。しかも、基板を現像液で濡らして
から処理チャンバー内に静置される迄の時間が極小とな
る為、基板搬送途上での汚染や自然乾燥を最大限に抑制
できる。

【００１２】ここで、現像液を基板に供給するために、
スリットノズルやスプレイノズルを搬送経路に沿って設
け、その搬送経路上を処理チャンバーに向けて搬送され
る基板に向けて現像液を吐出供給するようにしてもよ
く、現像対象物（基板表面に形成された被現像膜）の種
類などに応じてノズル構成を使い分けるのが望ましい。
また、互いに異なる複数種類の現像液を予め準備してお
き、現像対象物の種類などに対応して基板に応じて供給
すべき現像液を選択するようにしてもよく、これによっ
て基板に適した現像処理を行うことができる。

【００１３】また、基板に向けて現像液を供給した際に
余剰の現像液が発生することがあるが、これら余剰の現
像液を回収部によって回収して再利用に供するのが現像
液の利用効率を高めてランニングコストを低減させる上
で望ましい。

【００１４】また、リンス液導入手段をさらに設け、処
理チャンバーにリンス液を導入して基板に付着している
現像液をリンス液に置換するように構成してもよく、処
理チャンバーにリンス液を供給するタイミングを制御す
ることによって現像時間を正確に制御することが可能と
なる。

【００１５】また、リンス液としては単一のものを用い
てもよいし、互いに異なる複数種類のものを用いてもよ
いが、後者の場合、現像液供給手段により供給された現
像液の種類に応じて処理チャンバーに導入すべきリンス
液を選択して基板に付着している現像液をその選択され
たリンス液に置換するのが好適である。というのも、こ
うすることで現像処理のために用いられた現像液に対し
て最も適切なリンス液でリンス処理を行うことができる
ためである。また、後の高圧乾燥時に用いられる高圧流
体との親和性を考慮し、さらに別のリンス液で置換して
もよい。

【００１６】さらに、基板搬送ロボットのハンドにより
基板を搬送している最中に現像液を該基板に供給した場
合、ハンドに現像液が付着して汚染されてしまうことが
あるが、この場合、圧力容器の外部で、しかも基板搬送
ロボットによる基板の搬送経路に沿ってハンド洗浄手段
を設けることで汚染を解消することができる。すなわ
ち、汚染されたハンドが搬送経路上を処理チャンバーか
ら離れる方向に移動する際、ハンド洗浄手段がハンドに
向けてリンス液を供給してハンドをリンス洗浄する。こ
うすることでハンドに付着した現像液が基板を汚染する
という不都合が解消される。

【００１７】ところで、本発明において用いられる高圧
流体としては、安全性、価格、超臨界状態にするのが容
易、といった点で、二酸化炭素が好ましい。二酸化炭素
以外には、水、アンモニア、亜酸化窒素、エタノール等
も使用可能である。高圧流体を用いるのは、拡散係数が
高く、溶解した汚染物質を媒体中に分散することができ
るためであり、より高圧にして超臨界流体にした場合に
は、気体と液体の中間の性質を有するようになって微細
なパターン部分にもより一層浸透することができ、しか
も表面張力が発生しないようになるためである。また、
高圧流体の密度は、液体に近く、気体に比べて遥かに大
量の添加剤（薬剤）を含むことができる。

【００１８】また、本発明における高圧流体とは、１Ｍ
Ｐａ以上の圧力の流体である。好ましく用いることので
きる高圧流体は、高密度、高溶解性、低粘度、高拡散性
の性質が認められる流体であり、さらに好ましいものは
超臨界状態または亜臨界状態の流体である。二酸化炭素
を超臨界流体とするには３１゜Ｃ、７．１ＭＰａ以上と
すればよく、特に乾燥工程には、５〜３０ＭＰａの亜臨
界（高圧流体）または超臨界流体を用いることが好まし
く、７．１〜２０ＭＰａでこれらの処理を行うことがよ
り好ましい。

【００１９】また、上記のように高圧流体のみを処理流
体として用いる以外に、リンス液成分が高圧流体に非相
溶である場合には、このリンス液成分を二酸化炭素に溶
解もしくは均一分散させる助剤となり得る相溶化剤を薬
剤として用いる、つまり超臨界二酸化炭素と薬剤との混
合物を処理流体として用いることが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る高圧基板処
理装置の一実施形態の全体構成を示す図であり、図２
は、図１の高圧基板処理装置の電気的構成を示すブロッ
ク図である。この高圧基板処理装置は、基板Ｗを圧力容
器１の内部、つまり処理チャンバー１１で回転自在に保
持する。より具体的には、図１に示すように、圧力容器
１では、その内部が処理チャンバー１１となっていると
ともに、その側面部に基板Ｗを処理チャンバー１１に対
して搬入出させるための開口部１２が設けられている。

【００２１】また、圧力容器１の近傍には、開口部１２
を開閉するゲート部２が配置されている。このゲート部
２にはゲート駆動部２１が連結されており、装置全体を
制御する制御部３からの動作指令に応じてゲート駆動部
２１が作動することでゲート部２が昇降移動される。例
えば、ゲート部２を下降させると、開口部１２が閉じら
れて処理チャンバー１１内が気密状態となる。一方、ゲ
ート駆動部２１によりゲート部２を上昇させると、図１
に示すように開口部１２が開放状態となり、基板搬送ロ
ボット４のハンド４１が図１中の１点鎖線で示す搬送経
路４２に沿って移動して処理チャンバー１１に対してア
クセス可能となる。そして、基板Ｗを保持したハンド４
１が処理チャンバー１１に移動して処理チャンバー１１
内に位置するスピンチャック５１に載置する（基板Ｗの
搬入）。また、逆にハンド４１がスピンチャック５１上
の基板Ｗを受け取った後、搬送経路４２に沿って圧力容
器１から後退することで基板Ｗが圧力容器１から搬出さ
れる。

【００２２】このスピンチャック５１は処理チャンバー
１１内に配置されており、その上面に設けられた吸着口
（図示省略）により基板Ｗの下面中央部を吸着保持可能
となっている。また、スピンチャック５１には、モータ
５３によって回転される回転軸５２が連結されており、
制御部３からの動作指令を受けたモータ５３が回転駆動
されるのに応じてスピンチャック５１およびそれによっ
て保持されている基板Ｗが一体的に処理チャンバー１１
内で回転する。なお、スピンチャック４１の基板Ｗの保
持は吸着に限られるものではなく、メカ的に保持する構
成でもよい。

【００２３】また、この圧力容器１では、図１に示すよ
うに、処理チャンバー１１に連通する２つの貫通孔１
３，１４が設けられている。これらの貫通孔のうち天井
側に設けられた貫通孔１３の処理チャンバー１１側の端
部はスピンチャック５１に保持された基板Ｗの上面中央
部を臨むように設けられるとともに、その他端部はバル
ブＶ1，Ｖ2を介してリンス液供給部６１およびＳＣＦ供
給部７１にそれぞれ接続されている。このため、制御部
３からの開閉指令に基づきバルブＶ1を開くとともにバ
ルブＶ2を閉じることで、基板Ｗの上面全体にリンス液
として純水ＤＩＷを吐出させ、基板Ｗに対するリンス処
理を実行可能となっている。逆に、制御部３からの開閉
指令に基づきバルブＶ1を閉じるとともにバルブＶ2を開
くことでＳＣＦ供給部７１から超臨界二酸化炭素が処理
流体として処理チャンバー１１に供給されて超臨界乾燥
を実行可能となっている。

【００２４】なお、この実施形態では、リンス液として
純水ＤＩＷを使用するが、リンス液の種類はこれに限定
されるものではない。また、処理流体として超臨界二酸
化炭素のＳＣＦを使用するが、超臨界二酸化炭素と薬剤
との混合物を処理流体として処理チャンバー１１に導入
するようにしてもよく、乾燥処理に適した薬剤としては
リンス液成分をＳＣＦに溶解もしくは均一分散させる助
剤となり得る相溶化剤を用いることが好ましく、リンス
液成分をＳＣＦと相溶化させることができれば特に限定
されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノー
ル等のアルコール類や、いわゆる界面活性剤であるジメ
チルスルホキシド等のアルキルスルホキシドが好ましい
ものとして挙げられる。

【００２５】このように本実施形態では、リンス液供給
部６１とバルブＶ1とにより本発明の「リンス液導入手
段」が構成されるとともに、ＳＣＦ供給部７１とバルブ
Ｖ2とにより本発明の「処理流体導入手段」が構成され
ている。なお、貫通孔１３，１４は複数個設けてもよ
い。

【００２６】残りの貫通孔１４はバルブＶ3，Ｖ4を介し
て排液回収部８１およびＳＣＦ回収部８２にそれぞれ接
続されており、上記のようにして処理チャンバー１１内
に導入されるリンス液やＳＣＦ、ならびにリンス処理や
超臨界乾燥処理に伴って発生する汚染物質などを圧力容
器１の外に排出回収可能となっている。

【００２７】さらに、このように構成された圧力容器１
の外部には、ゲート部２を挟んで現像液供給部９および
ハンド洗浄部１０が搬送経路４２に沿って直列に配置さ
れている。より詳しく説明すると、現像液供給部９で
は、圧力容器１の開口部１２に隣接して上下一対のハウ
ジングが配置されて、その内部に現像液供給空間が形成
されている。また、ハウジング対の両側には基板Ｗおよ
びハンド４１を通過させるための開口部がそれぞれ設け
られており、この現像液供給空間を搬送経路４２に沿っ
てハンド４１および基板Ｗが往復移動可能となってい
る。そして、現像液供給空間において、搬送経路４２の
直上位置にスリットノズル９１が配置されるとともに、
搬送経路４２に向けて上側ハウジングにスプレイノズル
９２が取り付けられている。

【００２８】このスリットノズル９１には、バルブＶ5
を介して第１現像液供給部９３が接続されており、制御
部３からの開閉指令に基づきバルブＶ5を開くと、第１
現像液供給部９３からスリットノズル９１に向けてアル
カリ現像液が現像液として圧送され、現像液供給空間を
移動している基板Ｗの上面にアルカリ現像液が供給され
て基板Ｗに対する現像処理を実行可能となっている。

【００２９】一方、スプレイノズル９２には、バルブＶ
6を介して第２現像液供給部９４が接続されており、制
御部３からの開閉指令に基づきバルブＶ6を開くと、第
２現像液供給部９４からスプレイノズル９２に向けて現
像液として酢酸ブチルなどの有機現像液が圧送され、現
像液供給空間を移動している基板Ｗの上面に有機現像液
がスプレイ状に供給されて基板Ｗに対する現像処理を実
行可能となっている。

【００３０】そして、搬送経路４２に沿って搬送されて
くる基板Ｗの種類、より具体的には基板に形成されてい
るレジスト膜の膜材料に応じて制御部３がバルブＶ5，
Ｖ6のいずれか一方のみを開くことで膜材料に適した現
像液により現像処理を行うことが可能となっている。

【００３１】また、下ハウジング９５は図１に示すよう
に漏斗状断面を有しており、上記のようにしてスリット
ノズル９１またはスプレイノズル９２から吐出された現
像液のうち余剰の現像液を回収可能となっており、本発
明の「回収部」として機能している。そして、こうして
回収された現像液は回収タンクに送られて廃棄された
り、必要に応じて再利用に供される。

【００３２】このように構成された現像液供給部９に隣
接して設けられたハンド洗浄部１０では、搬送経路４２
を挟んで直上位置にノズル１０１が配置されるととも
に、下方位置に漏斗状断面を有する下側ハウジング１０
２が配置されている。このノズル１０１には、バルブＶ
7を介して洗浄液供給部１０３が接続されており、制御
部３からの開閉指令に基づきバルブＶ7を開くと、洗浄
液供給部１０３からノズル１０１に向けて純水ＤＩＷが
リンス液として圧送され、下側ハウジング１０２上を移
動しているハンド４１にリンス液が供給されてハンド４
１に対するリンス洗浄処理を実行可能となっている。

【００３３】次に、上記のように構成された高圧基板処
理装置の動作について図３および図４を参照しつつ説明
する。

【００３４】図３および図４は、図１の高圧基板処理装
置の動作を示す図である。この高圧基板処理装置では、
装置全体を制御する制御部３のメモリ（図示省略）に予
め記憶されているプログラムにしたがって制御部３が基
板搬送ロボット４の動作に連係して装置各部を制御する
ことによって、露光処理を受けた基板Ｗに対して現像処
理、リンス処理および高圧乾燥処理である超臨界乾燥処
理をこの順序で行う。その動作は以下のとおりである。

【００３５】この高圧基板処理装置の初期状態では、ゲ
ート部２が閉じられるとともに、各バルブＶ1〜Ｖ7は全
て閉じられている。そして、基板Ｗをハンド４１に保持
する基板搬送ロボット４が高圧基板処理装置の手前まで
移動してくると、ゲート駆動部２１が作動してゲート部
２を上昇させ、これによって開口部１２が開放状態とな
る。そして、図３に示すように、基板搬送ロボット４は
そのハンド４１を搬送経路４２に沿って処理チャンバー
１１に向けて移動させてハンド４１上の基板Ｗを処理チ
ャンバー１１内に位置するスピンチャック５１に載置す
る（基板Ｗの搬入）。

【００３６】また、この基板Ｗの搬入動作と並行して現
像処理を開始する。すなわち、搬入動作においては、ハ
ンド４１に保持された基板Ｗはハンド４１とともにハン
ド洗浄部１０および現像液供給部９をこの順序で通過す
ることになるが、基板Ｗが現像液供給部９に移動してき
た際に、その基板Ｗの現像対象物（露光されたレジスト
膜）の種類に応じてバルブＶ5，Ｖ6のいずれか一方を選
択的に開いて現像処理を開始する。そして、基板Ｗが現
像液供給空間を完全に通過するまで現像液の供給を継続
し、基板Ｗの上面全体に現像液を塗布している。なお、
同図では、バルブＶ5を開いて選択的にスリットノズル
９１からアルカリ現像液を吐出させて基板Ｗに対するア
ルカリ現像処理を実行しているが、もちろん有機現像液
により現像処理を行う場合には、バルブＶ6を開いてス
プレイノズル９２から基板Ｗに向けて酢酸ブチルなどの
有機現像液をスプレイ状に供給して基板Ｗに対する現像
処理を実行すればよい。

【００３７】こうして現像液が塗布された基板Ｗが処理
チャンバー１１に搬送されてスピンチャック５１にセッ
トされると、基板搬送ロボット４は空となったハンド４
１を搬送経路４２に沿って搬入時とは逆向きに移動させ
てロボット本体（図示省略）まで戻し、次の基板搬送指
令があるまで待機する。この実施形態では、上記のよう
にしてハンド４１を戻す際に、ハンド洗浄部１０によっ
てハンド４１のリンス洗浄を行う。より具体的には、図
４に示すように、ハンド４１がハンド洗浄部１０を搬送
経路４２に沿ってロボット本体側（同図右側）に移動し
ている間、バルブＶ7を開いて純水ＤＩＷをリンス液と
してノズル１０１からハンド４１に向けて供給してハン
ド４１に対するリンス洗浄処理を実行する。したがっ
て、現像処理を行った際にハンド４１に付着した現像液
が洗浄除去されて、その後に基板を保持する際にも清浄
な状態で基板を保持することができ、基板の汚染を確実
に防止することができる。なお、必要に応じてリンス洗
浄されたハンド４１を乾燥させる乾燥部をさらに追加す
るようにしてもよい。

【００３８】一方、ハンド４１が処理チャンバー１１か
ら後退移動すると、ゲート駆動部２１が作動してゲート
部２を下降させ、これによって開口部１２が閉じられて
処理チャンバー１１が気密状態となる。そして、上記の
ようにして現像処理が開始された後、所定の現像時間が
経過すると、モータ５３を作動させて基板Ｗをスピンチ
ャック５１とともに回転させる。また、バルブＶ1を開
いてリンス液供給部６１から圧送されるリンス液を処理
チャンバー１１に導入して基板Ｗに対するリンス処理を
開始するとともに、バルブＶ3を開いて処理チャンバー
１１からの排液を開始する。これによって基板Ｗに付着
する現像液がリンス液に置換されて現像処理が停止され
る。したがって、制御部３によってリンス液を供給する
タイミングを制御することで現像時間を正確に制御する
ことができるようになっている。

【００３９】リンス処理が完了すると、バルブＶ1，Ｖ3
を閉じて処理チャンバー１１へのリンス液の導入および
処理チャンバー１１からの排液回収を停止する一方、バ
ルブＶ2，Ｖ4を開いて処理チャンバー１１へのＳＣＦ導
入およびＳＣＦ回収を実行して超臨界乾燥処理を実行す
る。ここでは、バルブＶ4は調圧弁となっており、バル
ブＶ4によって処理チャンバー１１内圧力が所定値に保
たれる。ＳＣＦ供給部７１からＳＣＦを処理チャンバー
１１に供給しながら、バルブＶ4を介してＳＣＦ回収部
８２に回収して処理チャンバー１１内の圧力および温度
を所定値に維持した後、バルブＶ2，Ｖ4を閉じてＳＣＦ
の導入を停止するとともに、処理チャンバー１１からＳ
ＣＦをＳＣＦ回収部８２に回収することにより処理チャ
ンバー１１内を減圧して基板Ｗを乾燥させているが、当
初バルブＶ4を閉じてＳＣＦを処理チャンバー１１に封
じ込めた後、上記のようにバルブＶ2，Ｖ4を閉じてＳＣ
Ｆの導入を停止するとともに、バルブＶ4を開いて処理
チャンバー１１内のＳＣＦをＳＣＦ回収部８２に回収し
て超臨界乾燥を行うようにしてもよい。

【００４０】こうして現像処理から乾燥処理までの一連
の処理が完了すると、スピンチャック５１の回転を停止
すると共に大気圧まで減圧した後、バルブＶ4を閉じる
とともに、ゲート部２を上昇させて基板Ｗの搬出が可能
な状態にして基板搬送ロボット４に対して基板の搬送指
令を与える。すると、この搬送指令を受けた基板搬送ロ
ボット４がスピンチャック５１から基板Ｗを受取り、こ
の高圧基板処理装置から搬出して次の工程に搬送する。
そして、次の現像処理前基板Ｗが基板搬送ロボット４に
より搬送されてくるたびに、上記した一連の動作を実行
して各基板Ｗに対して現像処理、リンス処理および乾燥
処理を施す。

【００４１】以上のように、この実施形態にかかる高圧
基板処理装置によれば、単に処理チャンバー１１にＳＣ
Ｆを導入して超臨界乾燥を行うのみならず、基板搬送ロ
ボット４による処理チャンバー１１への基板搬送と並行
して現像処理が実行可能となっており、同一装置内で現
像処理から超臨界乾燥処理までの一連の処理を実行可能
となっている。したがって、従来技術では必須となって
いた現像処理を行うための専用の装置（現像装置）が不
要となり、また現像装置と乾燥装置との間で基板を液盛
り状態で搬送する搬送装置も不要となり、装置コストを
大幅に低減することができるとともに、現像処理から超
臨界乾燥処理までの一連の処理を実行する装置を小型化
することができる。

【００４２】また、上記装置では処理チャンバー１１に
搬入される直前に現像液が基板Ｗに供給されており、し
かもリンス処理と超臨界乾燥処理との間での基板搬送工
程は不要となっているため、従来より問題となっていた
液盛り搬送に伴う液垂れや搬送装置の複雑化などの問題
を大幅に抑制することができることはもちろんのこと、
スループットの面でも大幅に向上されている。

【００４３】また、従来の現像装置では、同一チャンバ
ー内で現像処理とリンス処理とを実施するためにチャン
バー内で現像液とリンス液が混ざり合ってしまい現像液
の回収・再利用は困難であったのに対し、この実施形態
では現像液供給部９内で現像液の供給のみを行うととも
に、下ハウジング９５によって余剰の現像液を回収する
ように構成しているので、現像液の再利用を効率的に行
うことができ、ランニングコストの低減を図ることがで
きる。

【００４４】また、従来の現像装置ではリンス処理を実
行する際に処理液が装置周辺に飛散するのを防止するた
めに基板周辺を取り囲むようにスプラッシュガードを設
けていたが、本実施形態によればリンス処理は密閉され
た処理チャンバー１１内で行われるため、処理チャンバ
ー１１がスプラッシュガードとしても機能しており、効
率的な構成となっている。

【００４５】また、この高圧基板処理装置は同一装置内
で現像処理から超臨界乾燥処理までの一連の処理を実行
可能となっているため、半導体製造工場や液晶製造工場
などにおいて複数のモジュールを配列する際にも、工場
レイアウトや既設装置などに対して柔軟に、かつ合理的
に配置することが可能となる。

【００４６】さらに、上記実施形態では、スリットノズ
ル９１やスプレイノズル９２を搬送経路４２に沿って設
け、その搬送経路４２上を処理チャンバー１１に向けて
搬送される基板Ｗに向けて現像液を選択的に吐出供給す
るように構成しているので、現像対象物の種類（基板表
面に形成されたレジスト膜の材料）などに応じて現像液
の供給方法や種類を選択することができ、基板Ｗに適し
た現像処理を行うことができる。

【００４７】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、上記実施形態では２種類の現像液を選択的
に使用するのに対してリンス液については単一のものを
使用しているが、例えば図５に示すように予め２種類の
リンス液を用意しておき、基板Ｗに供給する現像液に対
応してリンス液を選択的に使用するようにしてもよい。
すなわち、図５に示す高圧基板処理装置では、アルカリ
現像液に対応してバルブＶ1aを選択的に開くことでリン
ス液供給部６１ａから純水ＤＩＷをリンス液として基板
Ｗに供給する一方、有機現像液に対応してバルブＶ1bを
選択的に開くことでリンス液供給部６１ｂからイソプロ
ピルアルコール（ＩＰＡ）をリンス液として基板Ｗに供
給するように構成してもよい。

【００４８】また、図５に示す高圧基板処理装置におい
て、リンス液供給部６１ａから純水ＤＩＷをリンス液と
して基板Ｗに供給する工程が終了した後に、例えば有機
溶剤をはじめとする不活性及び低蒸気圧で超臨界二酸化
炭素に親和性に優れた溶剤、例えばフロロカーボン系の
薬液を供給することで基板Ｗ上の純水ＤＩＷを置換する
ように構成してもよい。こうすることでＳＣＦに相溶化
剤を用いる必要がなくなる。

【００４９】また、上記実施形態では、リンス液供給部
６１、６１ａ、６１ｂから処理チャンバー１１にリンス
液を供給してリンス処理を行うように構成しているが、
ＳＣＦ単体あるいはＳＣＦに薬剤を混合させてなる処理
流体がリンス機能を有する場合にはリンス液供給部６１
を設けることなく、本発明の「処理流体導入手段」が超
臨界乾燥機能のみならずリンス機能を担うように構成す
ることも可能となる。

【００５０】また、上記実施形態では、圧力容器１に対
して現像液供給部９およびハンド洗浄部１０が搬送経路
４２に沿って配置されているが、現像液供給部９および
ハンド洗浄部１０の配列順序を入れ替えてもよいことは
いうまでもない。

【００５１】さらに、上記実施形態では、リンス処理を
開始するとともにスピンチャック５１を回転開始してい
るが、リンス液の導入途中から、またはＳＣＦ導入工程
の途中から回転を開始するように構成してもよい。リン
ス処理工程中のみ、またはＳＣＦ導入工程中のみ回転す
るように構成してもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、同一
装置内で、基板搬送ロボットによって基板を処理チャン
バーに向けて搬送するのと並行して該基板に現像液を供
給して現像処理を開始するとともに、その基板が処理チ
ャンバーに搬送された後、処理チャンバーに対して処理
流体を導入して処理チャンバー内の基板が高圧乾燥され
る。したがって、従来技術で必須となっていた現像処理
を行うための専用の装置、つまり現像装置が不要とな
り、また現像装置と乾燥装置との間で基板を液盛り状態
で搬送する搬送装置も不要となる。その結果、本発明に
かかる装置を小型化することができ、しかも装置コスト
を大幅に低減させることができる。また、現像装置から
乾燥装置への基板搬送が不要となるので、現像装置と乾
燥装置との間で基板を搬送していた従来技術に比べてス
ループットを大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高圧基板処理装置の一実施形態の
全体構成を示す図である。

【図２】図１の高圧基板処理装置の電気的構成を示すブ
ロック図である。

【図３】図１の高圧基板処理装置の動作を示す図であ
る。

【図４】図１の高圧基板処理装置の動作を示す図であ
る。

【図５】本発明に係る高圧基板処理装置の他の実施形態
の全体構成を示す図である。

【符号の説明】

１…圧力容器２…ゲート部３…制御部４…基板搬送ロボット９…現像液供給部１０…ハンド洗浄部１１…処理チャンバー１２…開口部４１…（基板搬送ロボットの）ハンド４２…搬送経路６１，６１ａ，６１ｂ…リンス液供給部（リンス液導入
手段）７１…ＳＣＦ供給部（処理流体導入手段）９１…スリットノズル９２…スプレイノズル９５…下ハウジング（回収部）Ｖ1a，Ｖ1b，Ｖ1…バルブ（リンス液導入手段）Ｖ2…バルブ（処理流体導入手段）Ｗ…基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村岡祐介京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者斉藤公続京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者岩田智巳京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者三宅孝志京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者溝端一国雄京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内Ｆターム(参考） 2H096 AA25 GA21 GA23 5F046 LA11 LA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理チャンバーおよび該処理チャンバー
に通じる開口部を有し、該開口部を介して基板搬送ロボ
ットのハンドが前記処理チャンバーに対してアクセスし
て基板を前記処理チャンバーに搬送可能となっている圧
力容器と、前記開口部を開閉するゲート部と、前記圧力容器の外部で、しかも前記基板搬送ロボットに
よる基板の搬送経路に沿って配置され、前記搬送経路上
を前記処理チャンバーに向けて搬送される基板に対して
現像液を供給する現像液供給手段と、前記開口部が閉じた状態で、高圧流体あるいは高圧流体
と薬剤との混合物を処理流体として前記処理チャンバー
に導入して前記処理チャンバー内に搬送された基板を高
圧乾燥させる処理流体導入手段とを備えたことを特徴と
する高圧基板処理装置。
【請求項２】前記現像液供給手段は、前記搬送経路上
を前記処理チャンバーに向けて搬送される基板に向けて
現像液を吐出するスリットノズルを有する請求項１記載
の高圧基板処理装置。
【請求項３】前記現像液供給手段は、前記搬送経路上
を前記処理チャンバーに向けて搬送される基板に向けて
現像液をスプレイ状に供給する吐出するスプレイノズル
を有する請求項１または２記載の高圧基板処理装置。
【請求項４】前記現像液供給手段は、互いに異なる複
数種類の現像液を前記基板に供給可能となっており、前
記基板に応じて供給すべき現像液を選択する請求項１な
いし３のいずれかに記載の高圧基板処理装置。
【請求項５】前記現像液供給手段は、前記基板に向け
て供給した現像液のうちの余剰の現像液を回収する回収
部を有している請求項１ないし４のいずれかに記載の高
圧基板処理装置。
【請求項６】前記処理チャンバーにリンス液を導入し
て前記基板に付着している現像液をリンス液に置換する
リンス液導入手段をさらに備える請求項１ないし５のい
ずれかに記載の高圧基板処理装置。
【請求項７】前記処理チャンバーに互いに異なる複数
種類のリンス液を導入可能となっており、前記現像液供
給手段により供給された現像液の種類に応じて前記処理
チャンバーに導入すべきリンス液を選択して前記基板に
付着している現像液をその選択されたリンス液に置換す
るリンス液導入手段をさらに備える請求項４記載の高圧
基板処理装置。
【請求項８】前記圧力容器の外部で、しかも前記基板
搬送ロボットによる基板の搬送経路に沿って配置され、
前記搬送経路上を前記処理チャンバーから離れる方向に
移動する前記ハンドに向けてリンス液を供給して前記ハ
ンドをリンス洗浄するハンド洗浄手段をさらに備える請
求項１ないし７のいずれかに記載の高圧基板処理装置。