JP6400919B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
基板処理装置は、半導体などの製造工程において、ウェーハや液晶基板などの基板の表面に処理液を供給してその基板表面を処理し、その後、基板表面を乾燥する装置である。この乾燥工程において、近年の半導体の高集積化や高容量化に伴う微細化によって、例えばメモリセルやゲート周りのパターンが倒壊する問題が発生している。これは、パターン同士の間隔や構造、処理液の表面張力などに起因している。
そこで、前述のパターン倒壊を抑制することを目的として、表面張力が超純水よりも小さいＩＰＡ（２−プロパノール：イソプロピルアルコール）を用いた基板乾燥が提案されており（例えば、特許文献１参照）、基板表面上の超純水をＩＰＡに置換して基板乾燥を行う処理方法が量産工場などで用いられている。
しかしながら、半導体の微細化は益々進んでおり、ＩＰＡのように揮発性が高い有機溶媒を用いた乾燥であっても、ウェーハの微細パターンが液体の表面張力などにより倒れてしまうことがある。
例えば、液体が乾燥していく過程で基板表面の乾燥速度に不均一が生じ、一部のパターン間に液体が残ると、その部分の液体の表面張力によってパターンが倒壊してしまう。特に、液体が残った部分のパターン同士が液体の表面張力による弾性変形によって倒れ、その液中にわずかに溶けた残渣が凝集し、その後に液体が完全に気化すると、倒れたパターン同士が固着して倒壊してしまう。
本発明が解決しようとする課題は、パターンの倒壊を抑えつつ良好な基板乾燥を行うことができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することである。
実施形態に係る基板処理装置は、
基板を水平状態で支持するテーブルと、
このテーブルを水平面内で回転させる回転機構と、
回転している前記基板の表面に処理液を供給する処理液供給部と、
前記処理液が供給され回転している前記基板の表面に揮発性溶媒を供給する溶媒供給部と、
前記揮発性溶媒が供給され回転している前記基板の表面に気層を生じさせて前記揮発性溶媒を液玉化させるように前記基板を加熱する加熱部と、
制御部とを有し、
前記制御部は、前記加熱部による、前記揮発性溶媒が残留する前記基板の加熱が、前記溶媒供給部による、前記基板に対する前記揮発性溶媒の供給中には行われず、前記揮発性溶媒の供給完了後に開始され、それ以外には開始されないように制御することを特徴とする。
基板を水平状態で支持するテーブルと、
このテーブルを水平面内で回転させる回転機構と、
回転している前記基板の表面に処理液を供給する処理液供給部と、
前記処理液が供給され回転している前記基板の表面に揮発性溶媒を供給する溶媒供給部と、
前記揮発性溶媒が供給され回転している前記基板の表面に気層を生じさせて前記揮発性溶媒を液玉化させるように前記基板を加熱する加熱部と、
制御部とを有し、
前記制御部は、前記加熱部による、前記揮発性溶媒が残留する前記基板の加熱が、前記溶媒供給部による、前記基板に対する前記揮発性溶媒の供給中には行われず、前記揮発性溶媒の供給完了後に開始され、それ以外には開始されないように制御することを特徴とする。
実施形態に係る基板処理方法は、
水平面内で回転している基板の表面に処理液を供給する工程と、
前記処理液が供給され回転している前記基板の表面に揮発性溶媒を供給する工程と、
前記揮発性溶媒が供給され回転している前記基板の表面に気層を生じさせて前記揮発性溶媒を液玉化させるように前記基板を加熱する工程と、
を有し、
前記基板を加熱する工程では、前記揮発性溶媒が残留する前記基板の加熱が、前記基板に対する前記揮発性溶媒の供給中には行われず、前記揮発性溶媒の供給完了後に開始され、それ以外には開始されないことを特徴とする。
水平面内で回転している基板の表面に処理液を供給する工程と、
前記処理液が供給され回転している前記基板の表面に揮発性溶媒を供給する工程と、
前記揮発性溶媒が供給され回転している前記基板の表面に気層を生じさせて前記揮発性溶媒を液玉化させるように前記基板を加熱する工程と、
を有し、
前記基板を加熱する工程では、前記揮発性溶媒が残留する前記基板の加熱が、前記基板に対する前記揮発性溶媒の供給中には行われず、前記揮発性溶媒の供給完了後に開始され、それ以外には開始されないことを特徴とする。
本発明によれば、パターンの倒壊を抑えつつ良好な基板乾燥を行うことができる。
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。
第１の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。
図１に示すように、第１の実施形態に係る基板処理装置１は、処理室となる処理ボックス２と、その処理ボックス２内に設けられたカップ３と、そのカップ３内で基板Ｗを水平状態で支持するテーブル４と、そのテーブル４を水平面内で回転させる回転機構５とを備えている。さらに、基板処理装置１は、テーブル４上の基板Ｗの表面に第１の処理液を供給する第１の処理液供給部６と、テーブル４上の基板Ｗの表面に第２の処理液を供給する第２の処理液供給部７と、揮発性溶媒を供給する溶媒供給部８と、ガスを供給するガス供給部９と、光を照射する照射部１０と、その照射部１０を移動させる移動機構１１と、各部を制御する制御部１２とを備えている。
カップ３は、円筒形状に形成されており、テーブル４を周囲から囲んで内部に収容する。カップ３の周壁の上部は径方向の内側に向かって傾斜しており、テーブル４上の基板Ｗが露出するように開口している。このカップ３は、回転する基板Ｗ上から流れ落ちたあるいは飛散した処理液を受け取る。なお、カップ３の底部には、受け取った処理液を排出するための排出管（図示せず）が設けられている。
テーブル４は、カップ３内の中央付近に位置付けられ、水平面内で回転可能に設けられている。このテーブル４は、ピンなどの支持部材４ａを複数有しており、これらの支持部材４ａにより、ウェーハや液晶基板などの基板Ｗを着脱可能に保持する。
回転機構５は、テーブル４に連結された回転軸やその回転軸を回転させる駆動源となるモータ（いずれも図示せず）などを有しており、モータの駆動により回転軸を介してテーブル４を回転させる。この回転機構５は制御部１２に電気的に接続されており、その駆動が制御部１２により制御される。
第１の処理液供給部６は、テーブル４上の基板Ｗの表面に対して斜め方向から第１の処理液を吐出するノズル６ａを有しており、このノズル６ａからテーブル４上の基板Ｗの表面に第１の処理液、例えばレジスト剥離処理用のＡＰＭ（アンモニア水及び過酸化水素水の混合液）を供給する。ノズル６ａはカップ３の周壁の上部に装着されており、その角度や吐出流速などは基板Ｗの表面中心付近に第１の処理液が供給されるように調整されている。この第１の処理液供給部６は制御部１２に電気的に接続されており、その駆動が制御部１２により制御される。なお、第１の処理液供給部６は、第１の処理液を貯留するタンクや駆動源となるポンプ、供給量を調整する調整弁となるバルブ（いずれも図示せず）などを備えている。
第２の処理液供給部７は、テーブル４上の基板Ｗの表面に対して斜め方向から第２の処理液を吐出するノズル７ａを有しており、このノズル７ａからテーブル４上の基板Ｗの表面に第２の処理液、例えば洗浄処理用の純水（超純水）を供給する。ノズル７ａはカップ３の周壁の上部に装着されており、その角度や吐出流速などは基板Ｗの表面中心付近に第２の処理液が供給されるように調整されている。この第２の処理液供給部７は制御部１２に電気的に接続されており、その駆動が制御部１２により制御される。なお、第２の処理液供給部７は、第２の処理液を貯留するタンクや駆動源となるポンプ、供給量を調整する調整弁となるバルブ（いずれも図示せず）などを備えている。
溶媒供給部８は、テーブル４上の基板Ｗの表面に対して斜め方向から揮発性溶媒を吐出するノズル８ａを有しており、このノズル８ａからテーブル４上の基板Ｗの表面に揮発性溶媒、例えばＩＰＡを供給する。ノズル８ａはカップ３の周壁の上部に装着されており、その角度や吐出流速などは基板Ｗの表面中心付近に揮発性溶媒が供給されるように調整されている。この溶媒供給部８は制御部１２に電気的に接続されており、その駆動が制御部１２により制御される。なお、溶媒供給部８は、揮発性溶媒を貯留するタンクや駆動源となるポンプ、供給量を調整する調整弁となるバルブ（いずれも図示せず）などを備えている。
ここで、揮発性溶媒としては、ＩＰＡ以外にも、例えば、エタノールなどの１価のアルコール類、また、ジエチルエーテルやエチルメチルエーテルなどのエーテル類などを用いることが可能である。なお、揮発性溶媒は、水に可溶であることが好ましい。
ガス供給部９は、テーブル４上の基板Ｗの表面に対して斜め方向からガスを吐出するノズル９ａを有しており、このノズル９ａからテーブル４上の基板Ｗの表面にガス、例えば窒素ガスを供給し、基板Ｗの表面上の空間を窒素ガス雰囲気にする。ノズル９ａはカップ３の周壁の上部に装着されており、その角度や吐出流速などは基板Ｗの表面中心付近にガスが供給されるように調整されている。このガス供給部９は制御部１２に電気的に接続されており、その駆動が制御部１２により制御される。なお、ガス供給部９は、ガスを貯留するタンクや供給量を調整する調整弁となるバルブ（いずれも図示せず）などを備えている。
ここで、供給するガスとしては、窒素ガス以外の不活性ガス、例えば、アルゴンガスや二酸化炭素ガス、ヘリウムガスなどを用いることが可能である。この不活性ガスが基板Ｗの表面に供給されるため、基板Ｗの表面上の酸素を除去し、ウォータマーク（水シミ）の生成を防ぐことが可能となる。なお、供給するガスは、加熱されたガスであることが好ましい。
照射部１０は、複数のランプ１０ａを有しており、テーブル４の上方に設けられ、各ランプ１０ａの点灯によりテーブル４上の基板Ｗの表面に光を照射する。この照射部１０は移動機構１１により上下方向（昇降方向）に移動可能に構成されており、カップ３に近接した照射位置（図１中の実線で示すように、基板Ｗの表面に近接した位置）とカップ３から所定距離だけ離間した待機位置（図１中の一点鎖線で示すように、基板Ｗの表面から離間した位置）とに移動する。照射部１０は制御部１２に電気的に接続されており、その駆動が制御部１２により制御される。
ここで、照射部１０としては、例えば、直管タイプのランプ１０ａを複数本並列に設けたものや電球タイプのランプ１０ａを複数個アレイ状に設けたものなどを用いることが可能である。また、ランプ１０ａとしては、例えば、ハロゲンランプやキセノンフラッシュランプ（一例として、４００〜１０００ｎｍの波長光を有するフラッシュランプ）などを用いることが可能である。
この照射部１０は、基板Ｗを加熱する加熱部として機能する。なお、照射部１０としては、テーブル４上の基板Ｗに対して電磁波を照射する各種の照射部を用いることが可能であり、光を照射するランプ１０ａ以外にも、例えば、テーブル４上の基板Ｗに対して遠赤外線を照射する遠赤ヒータやマイクロ波を照射するマイクロ波ヒータなどを用いることが可能である。
移動機構１１は、照射部１０を保持する保持部やその保持部を照射部１０の昇降方向に移動させる機構、駆動源となるモータ（いずれも図示せず）などを有しており、モータの駆動により保持部と共に照射部１０を移動させる。この移動機構１１は制御部１２に電気的に接続されており、その駆動が制御部１２により制御される。
制御部１２は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、基板処理に関する基板処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部とを備えている。この制御部１２は、基板処理情報や各種プログラムに基づいて回転機構５や第１の処理液供給部６、第２の処理液供給部７、溶媒供給部８、ガス供給部９、照射部１０、移動機構１１などを制御し、回転中のテーブル４上の基板Ｗの表面に対し、第１の処理液供給部６による第１の処理液の供給、第２の処理液供給部７による第２の処理液の供給、溶媒供給部８による揮発性溶媒の供給、ガス供給部９によるガスの供給及び照射部１０による照射（加熱）などの制御を行う。
次に、前述の基板処理装置１が行う基板処理（基板処理方法）について図２を参照して説明する。なお、テーブル４上には基板Ｗがセットされており、前準備は完了している。また、照射部１０はカップ３から所定距離だけ離間した待機位置（図１中の一点鎖線参照）で待機している。
図２に示すように、まず、制御部１２は回転機構５を制御し、テーブル４を所定の回転数で回転させ（ステップＳ１）、次いで、第１の処理液供給部６を制御し、回転するテーブル４上の基板Ｗの表面に第１のノズル６ａから第１の処理液、すなわちＡＰＭを所定時間供給する（ステップＳ２）。第１の処理液としてのＡＰＭは、第１のノズル６ａから、回転するテーブル４上の基板Ｗの中央に向けて吐出され、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面全体に広がっていく。これにより、テーブル４上の基板Ｗの表面はＡＰＭにより覆われて処理されることになる。なお、テーブル４の回転数や所定時間などの処理条件はあらかじめ設定されているが、操作者によって任意に変更可能である。
ステップＳ２の後、制御部１２は、第１の処理液の供給を停止させてから、第２の処理液供給部７を制御し、回転するテーブル４上の基板Ｗの表面に第２のノズル７ａから第２の処理液、すなわち超純水を所定時間供給する（ステップＳ３）。第２の処理液としての超純水は、第２のノズル７ａから、回転するテーブル４上の基板Ｗの中央に向けて吐出され、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面全体に広がっていく。これにより、テーブル４上の基板Ｗの表面は超純水により覆われて洗浄されることになる。
ステップＳ３の後、制御部１２は、第２の処理液の供給を停止させてから、移動機構１１を制御し、照射部１０を待機位置から照射位置に下降させ、さらに、ガス供給部９を制御し、回転するテーブル４上の基板Ｗの表面にノズル９ａからガス、すなわち窒素ガスを所定時間供給する（ステップＳ４）。なお、このとき照射部１０の各ランプ１０ａは、点灯させていない。窒素ガスは、ノズル９ａから、回転するテーブル４上の基板Ｗの中央に向けて吐出され、基板Ｗの回転による気流によって基板Ｗの表面全体に広がっていく。これにより、テーブル４上の基板Ｗの表面と照射部１０との間の空間は窒素雰囲気となる。この空間を窒素雰囲気にすることで、酸素濃度を減少させて、基板Ｗの表面におけるウォーターマークの発生を抑止することができる。なお、照射部１０が待機位置から照射位置に移動することで、テーブル４上の基板Ｗの表面と照射部１０との間の空間は狭くなるので、その空間を窒素雰囲気とする時間を短くし、全体の処理時間を短縮することができる。
ステップＳ４の後、制御部１２は、窒素ガスの供給を停止させてから、溶媒供給部８を制御し、回転するテーブル４上の基板Ｗの表面にノズル８ａから揮発性溶媒、すなわちＩＰＡを所定時間供給する（ステップＳ５）。なお、ＩＰＡの供給は、超純水が乾燥する前に行われることが好ましい。揮発性溶媒としてのＩＰＡは、ノズル８ａから、回転するテーブル４上の基板Ｗの中央に向けて吐出され、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの表面全体に広がっていく。これにより、テーブル４上の基板Ｗの表面は超純水からＩＰＡに置換されることになる。このとき、溶媒供給部８のノズル８ａから吐出されるＩＰＡの温度はその沸点未満とされており、ＩＰＡを確実に液体の状態として基板Ｗの表面に供給することによって、基板Ｗの表面の全域において超純水がＩＰＡに均等に置換される。本実施形態において、基板Ｗに対してＩＰＡは、液体の状態で連続的に供給される。
なお、ＩＰＡ供給時のテーブル４、すなわち基板Ｗの回転数は、基板Ｗの表面が露出しない程度に、揮発性溶媒の膜が基板Ｗの表面上で薄膜となるように設定されている。また、ノズル９ａからの窒素ガスの供給に関して、ステップＳ４の後に窒素ガスの供給を停止させず、ステップＳ５においても継続させるようにしても良い。
ステップＳ５の後、制御部１２は、揮発性溶媒の供給を停止させてから、照射部１０を制御し、照射部１０の各ランプ１０ａを点灯して、回転するテーブル４上の基板Ｗを所定時間加熱する（ステップＳ６）。このとき、照射部１０は、基板Ｗの温度が１０秒で１００度以上になることを可能にする加熱を行うことができる。このため、ＩＰＡが残留している基板Ｗの表面を瞬時に乾燥することが可能となる。なお、照射部１０の照射による加熱はＩＰＡの供給停止後に開始されているが、これに限るものではなく、ＩＰＡの供給中から加熱を開始しても良い。
ここで、照射部１０による加熱乾燥では、パターン倒壊を抑止するため、前述のように数秒で百度以上の高温まで基板Ｗを加熱することが重要である。さらに、ＩＰＡを加熱せず、基板Ｗだけを加熱することも必要である。この瞬時の高温到達のためには、波長４００〜３０００ｎｍにピーク強度を有する照射部１０を用いることが望ましい。また、確実な乾燥のためには、基板Ｗの最終温度（加熱による到達する最終温度）は、処理液や溶媒の大気圧における沸点よりも２０℃以上高めの加熱温度であることが望ましく、加えて、最終温度に達する時間が１０秒以内、例えば、数１０ｍｓｅｃ〜数秒の範囲内であることが望ましい。
ステップＳ６の後、制御部１２は移動機構１１を制御し、照射部１０を照射位置から待機位置に上昇させ、次いで、照射部１０を制御し、照射部１０の各ランプ１０ａを消灯して、基板Ｗの加熱を停止し（ステップＳ７）、最後に、回転機構５を制御し、基板Ｗの回転を停止して（ステップＳ８）、処理が完了する。その後、基板Ｗがテーブル４の各支持部材４ａから取り外されて搬出される。
なお、基板Ｗの搬出に先立ち、照射部１０が待機位置に位置付けられるため、基板Ｗの搬出時に照射部１０が邪魔になることを防止することができる。また、処理ボックス２内のテーブル４に基板Ｗがセットされる時にも、照射部１０を待機位置に位置づけておくことで、基板Ｗの搬入時に照射部１０が邪魔になることを防止することができる。さらに、基板Ｗに第１の処理液や第２の処理液を供給する時、照射部１０を待機位置に位置付けておくことで、処理液が照射部１０に付着することを抑止することができる。
前述の照射部１０を用いた乾燥工程（ステップＳ６）では、その照射部１０による加熱によって、図３に示すように、基板Ｗの表面上のパターンＰの周囲から液体Ａ１が気化するため、基板表面は瞬時に乾燥することになる。このとき、照射部１０は、液体Ａ１が供給された基板Ｗの表面に気層Ａ２を生じさせて液体Ａ１を液玉化させる（液体Ａ１の液玉を生成する）ように、前述の最終温度まで基板Ｗだけを瞬時に加熱する。
詳しくは、基板Ｗが照射部１０の照射によって瞬時に加熱されると、基板Ｗの表面上のパターンＰに接触している液体Ａ１が他の部分の液体Ａ１よりも早く気化を始める。これにより、基板Ｗの表面上のパターンＰの周囲には、液体Ａ１の気化（沸騰）によりガスの層、すなわち気層Ａ２が薄膜のように生成される。このため、隣り合うパターンＰの間の液体Ａ１は、気層Ａ２によって基板Ｗの表面に押し出されながら乾燥が進行することになる。
つまり、基板Ｗを瞬時に加熱することで、基板Ｗの表面上のパターンＰに接触している揮発性溶媒の液体Ａ１が瞬時に気化し、基板Ｗの表面上における他の部分の揮発性溶媒の液体Ａ１が直ちに液玉化する（液玉化現象）。こうして生成された液玉は、基板Ｗの回転による遠心力で基板Ｗ上から飛ばされ、結果的に基板Ｗの乾燥が完了する。このようにして、一部のパターン間に液体Ａ１が残留することを抑えることが可能となり、基板Ｗの表面における液体Ａ１の乾燥速度は均一となるため、残留した液体Ａ１による倒壊力（例えば、表面張力など）によってパターンＰが倒壊することを抑止することができる。
一方、照射部１０を使用しない場合の乾燥では、ＩＰＡの液体Ａ１が乾燥していく過程で液体Ａ１の乾燥速度に不均一が生じ、図４に示すように、一部のパターンＰの間に液体Ａ１が残り、その部分の液体Ａ１による倒壊力によってパターンＰが倒壊してしまう。例えば、パターンＰの一つの幅は２０ｎｍであり、その高さは２００ｎｍである（幅に対して高さが１０倍である）。このようにパターンＰが微細なパターンであり、そのパターンＰの間の隙間に入り込んだ液体Ａ１は乾燥しづらくなる。このため、他の部分が乾燥した後も、一部のパターンＰの間には液体Ａ１が残り、その液体Ａ１による倒壊力によってパターンが倒壊してしまう。
以上説明したように、第１の実施形態によれば、揮発性溶媒（例えば、ＩＰＡ）が供給された基板Ｗに対して光を照射し、その揮発性溶媒が供給された基板Ｗの表面にガスの層（気層）を生じさせるように基板Ｗを加熱することによって、基板Ｗ上のパターンに接触する揮発性溶媒から気化（沸騰）を進行させる。このとき発生するガスの層によりパターン間に揮発性溶媒を残すことなく、基板Ｗの表面を瞬時に乾燥することが可能となる。このように、揮発性溶媒がパターン間に残ることを防止し、残留した揮発性溶媒によるパターン倒壊を抑止することが可能となるので、パターン倒壊を抑えつつ良好な基板乾燥を行うことができる。
また、揮発性溶媒の供給完了後に照射部１０の照射による加熱を行うことによって、揮発性溶媒の供給量が少なくても、揮発性溶媒を基板Ｗの表面全体に確実に行き渡らすことが可能であり、確実な乾燥を実現することができる。つまり、加熱が供給中に実行されると、その熱によって供給中の揮発性溶媒が気化してしまい、揮発性溶媒が基板の表面全体に行き渡らないことがあるが、揮発性溶媒の供給完了後に加熱を行うことによってそれを抑止することが可能となる。
一方、揮発性溶媒の供給量が十分であり、揮発性溶媒が基板の表面全体に行き渡るときには、揮発性溶媒の供給中に照射部１０の照射による加熱を開始するようにしても良い。この場合には、揮発性溶媒の供給完了後に加熱を開始する場合と比べ、基板Ｗの乾燥時間を短くすることが可能となるので、全体の処理時間を短縮することができる。
なお、前述の実施形態では、第１の処理液としてＡＰＭを用いているが、これに限るものではなく、例えば、ＳＰＭ（硫酸及び過酸化水素水の混合液）を用いることが可能である。ＡＰＭはＩＰＡと反応しにくいが、ＳＰＭはＩＰＡと反応しやすい。このＳＰＭとＩＰＡの反応を避けるために、ＳＰＭ処理を行う第１のスピン処理モジュールと、照射部１０による加熱及びＩＰＡ乾燥を行う第２のスピン処理モジュールとを別体として設けることが望ましい。この場合には、第１のスピン処理モジュールのＳＰＭ処理後、乾燥処理を実行せずに第２のスピン処理モジュールに基板Ｗを搬送し、その第２のスピン処理モジュールにより乾燥処理を行う。
また、前述の実施形態では、基板Ｗに対する洗浄液の供給が停止してからＩＰＡなどの揮発性溶媒の供給を開始したが、超純水などの第２の処理液による洗浄の終期で、まだその処理液が基板Ｗに対して供給されているときから揮発性溶媒の供給を開始させるようにしても良い。
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図５を参照して説明する。
第２の実施形態について図５を参照して説明する。
第２の実施形態は基本的に第１の実施形態と同様である。このため、第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
図５に示すように、第２の実施形態に係る基板処理装置１においては、第１の処理液供給部６のノズル６ａ、第２の処理液供給部７のノズル７ａ、溶媒供給部８のノズル８ａ及びガス供給部９のノズル９ａが照射部１０内に設けられている。これらのノズル６ａ、７ａ、８ａ及び９ａは、テーブル４上の基板Ｗの表面にそれぞれの流体（第１の処理液、第２の処理液、揮発性溶媒又はガス）を供給可能に形成されている。なお、各ノズル６ａ、７ａ、８ａ及び９ａの材料としては、熱により変形しない材料を用いており、例えば、照射部１０の各ランプ１０ａにより加熱されない石英などの材料を用いることが可能である。
この第２の実施形態に係る基板処理装置１では、各ノズル６ａ、７ａ、８ａ及び９ａがテーブル４上の基板Ｗの直上に位置するため、液体や気体を供給するときの流速が遅くても、基板中心に液体や気体を容易に供給することができる。また、供給する液体の流量を少なくしても液体により基板Ｗの表面を被覆することが可能となるので、液体の使用量を削減することができる。同様に、供給する気体の流量を少なくしても基板Ｗの表面上の空間を、供給したガス雰囲気にすることが可能となるので、気体の使用量を削減することができる。
以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、照射部１０内に各ノズル６ａ、７ａ、８ａ及び９ａを設けることによって、液体や気体を供給するときの流速が遅い場合でも、基板中心に液体や気体を容易に供給することができる。加えて、液体や気体の流量を少なくすることも可能であり、それらの液体や気体の使用量を削減することができる。
（第３の実施形態）
第３の実施形態について図６を参照して説明する。
第３の実施形態について図６を参照して説明する。
第３の実施形態は基本的に第２の実施形態と同様である。このため、第３の実施形態では、第２の実施形態との相違点について説明し、第２の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
図６に示すように、第３の実施形態に係る基板処理装置１においては、照射部１０が基板Ｗの下方に、すなわち、各支持部材４ａ上の基板Ｗとテーブル４との間に、その基板Ｗのテーブル４側の面に対して光を照射するように設けられている。この照射部１０は、第２の実施形態と同様、移動機構１１により昇降方向（上下方向）に移動可能である。
この第３の実施形態に係る基板処理装置１では、照射部１０が各支持部材４ａ上の基板Ｗとテーブル４との間に位置するため、各支持部材４ａ上の基板Ｗの上方の空間を空けることが可能であり、その空間に他の部材や装置など（例えば、ノズル６ａや７ａ、８ａ、９ａなど）を複雑な構造とせずとも容易に設けることができる。
以上説明したように、第３の実施形態によれば、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、各支持部材４ａ上の基板Ｗの下方、例えば各支持部材４ａ上の基板Ｗとテーブル４との間に照射部１０を設けることによって、各支持部材４ａ上の基板Ｗの上方の空間を空けることが可能となるため、その空間に他の部材や装置などを容易に設置することができる。
（第４の実施形態）
第４の実施形態について図７ないし図９を参照して説明する。
第４の実施形態について図７ないし図９を参照して説明する。
第４の実施形態は基本的に第１の実施形態と同様である。このため、第４の実施形態では、第１の実施形態との相違点について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
図７及び図８に示すように、第４の実施形態に係る基板処理装置１においては、照射部１０Ａがラインレーザ光を照射するラインレーザである。この照射部１０Ａは、その長手方向の長さが基板Ｗの直径よりも長く形成されており、テーブル４上の基板Ｗの表面に沿って移動機構１１Ａにより移動可能に構成されている。照射部１０Ａは、第１の実施形態と同様、揮発性溶媒が供給された基板Ｗの表面にガスの層（気層）を生じさせるようにその基板Ｗを加熱する。
移動機構１１Ａは、照射部１０Ａを保持して移動させる一対の移動機構２１及び２２（図８参照）と、移動機構２１を支持する支柱２３と、移動機構２２を支持する支柱２４（図８参照）とにより構成されている。一対の移動機構２１及び２２は、照射部１０Ａがテーブル４上の基板Ｗの上方に位置するようにその照射部１０Ａを保持しており、テーブル４上の基板Ｗの表面に沿って平行に移動させる。これらの移動機構２１及び２２としては、例えば、サーボモータを駆動源とする送りねじ式の移動機構やリニアモータを駆動源とするリニアモータ式の移動機構などを用いることが可能である。
この第４の実施形態に係る基板処理装置１において、照射部１０Ａは、加熱乾燥を行う場合、回転しているテーブル４上の基板Ｗの表面に沿って平行に一対の移動機構２１及び２２により移動しながらレーザ光を照射することで、基板Ｗの表面全体に対するレーザ光の照射を行う。このとき、照射部１０Ａは、例えば基板Ｗの中心から外周に移動する。このような加熱乾燥により、揮発性溶媒が供給された基板Ｗの表面には、第１の実施形態と同様に、ガスの層（気層）が生じるため、基板Ｗの表面は瞬時に乾燥することになる。
ここで、ラインレーザ型の照射部１０Ａにより基板Ｗの表面全体に対してレーザ光を照射する場合の他の構成の一例について説明する。
図９に示すように、照射部１０Ａが、支柱として機能する移動機構１１Ｂの上部に設けられ、その支柱である移動機構１１Ｂの軸心を回転軸として移動機構１１Ｂにより基板Ｗの表面に沿って揺動可能（回動可能）に構成されている。この照射部１０Ａは、移動機構１１Ｂにより回転軸を中心として回動し、回転しているテーブル４上の基板Ｗの表面に沿って平行に移動（揺動）しながらレーザ光を照射することで、基板Ｗの表面全体に対するレーザ光の照射を行う。
以上説明したように、第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ラインレーザ型の照射部１０Ａを用いることによって、テーブル４上の基板Ｗの表面全体を覆うような照射部に比べ、照射装置の大型化を防止することができる。
（第５の実施形態）
第５の実施形態について図１０を参照して説明する。
第５の実施形態について図１０を参照して説明する。
第５の実施形態は基本的に第１の実施形態と同様である。このため、第５の実施形態では、第１の実施形態との相違点について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
図１０に示すように、第５の実施形態に係る基板処理装置１においては、処理ボックス２内を減圧する減圧部３１が設けられている。この減圧部３１は、処理ボックス２内につながる配管３１ａと、その配管３１ａの途中に設けられた減圧ポンプ３１ｂとを備えている。減圧ポンプ３１ｂは制御部１２に電気的に接続されており、その駆動が制御部１２により制御される。このような減圧部３１は、減圧ポンプ３１ｂの駆動によって処理ボックス２内の気体を配管３１ａから排気してその処理ボックス２内を減圧し、真空状態にする。
この第５の実施形態に係る基板処理装置１では、照射部１０による加熱乾燥前、例えば、揮発性溶媒であるＩＰＡの供給後に（すなわち、第１の実施形態における図２中のステップＳ５とステップＳ６との間に）、処理ボックス２内が減圧部３１により所定の真空圧まで減圧される。処理ボックス２内が真空状態となると、照射部１０による加熱乾燥が実行される（第１の実施形態における図２中のステップＳ６）。このとき、処理ボックス２内の減圧によってＩＰＡの沸点が下がり、その沸点が下がる分、大気下よりも低い加熱温度で前述の液玉化現象を生じさせることが可能となる。このため、取り扱う基板Ｗが高温加熱に適さない場合などでも加熱乾燥を行うことができる。
以上説明したように、第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、処理ボックス２内を減圧状態として照射部１０による加熱乾燥を実行することによって、処理ボックス２内の基板Ｗの表面に存在する液体の沸点を下げ、その沸点が下がる分、大気下よりも低い加熱温度で液玉化現象を生じさせることが可能となる。このため、処理ボックス２内を減圧状態とせずに照射部１０による加熱乾燥を実行する場合に比べ、取り扱う基板Ｗが高温加熱に適さない場合などでも、大気下よりも低い加熱温度で加熱乾燥を行い、確実にパターン倒壊を抑えつつ良好な基板乾燥を行うことができる。
（第６の実施形態）
第６の実施形態について図１１を参照して説明する。
第６の実施形態について図１１を参照して説明する。
第６の実施形態は基本的に第１の実施形態と同様である。このため、第６の実施形態では、第１の実施形態との相違点について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
第６の実施形態に係る基板処理装置１においては、図１１に示すように、基板Ｗを搬送する搬送部４１が設けられている。この搬送部４１は処理ボックス２内のテーブル４上から基板Ｗを搬出し、多数の基板Ｗを収容するバッファ部４２まで搬送する。なお、第６の実施形態に係る基板処理装置１は、第１の実施形態に係る照射部１０を備えておらず、第６の実施形態に係る基板処理工程では、照射部１０による加熱乾燥は実行されず、基板Ｗの回転による振り切り乾燥が行われる。
搬送部４１は、処理ボックス２とバッファ部４２との間の基板Ｗの搬送を可能とする搬送アーム４１ａと、その搬送アーム４１ａに取り付けられて基板Ｗを支持する搬送アームヒータ４１ｂと、搬送アームヒータ４１ｂ上の基板Ｗに向けて気体（例えば、窒素ガスなどの不活性ガス）を吹き付ける気体吹き付け部４１ｃと、基板Ｗから戻ってくる気体を吸引して排気する排気部４１ｄとを備えている。
搬送アームヒータ４１ｂは、基板Ｗの搬送途中で基板Ｗを瞬間的に高温に加熱するものであり、基板Ｗを支持し、その支持している基板Ｗを加熱する加熱部として機能する。この搬送アームヒータ４１ｂは、第１の実施形態と同様、揮発性溶媒が供給された基板Ｗの表面にガスの層（気層）を生じさせるようにその基板Ｗを加熱する。なお、処理ボックス２から取り出された基板Ｗは、処理ボックス２内では振り切り乾燥しかされていないため、揮発性溶媒が完全に乾燥していない状態（ある程度付着した状態）で搬送アームヒータ４１ｂ上に置かれることになる。
気体吹き付け部４１ｃ及び排気部４１ｄは、処理ボックス２からバッファ部４２までの基板Ｗの搬送経路（搬送アーム４１ａによる基板Ｗの搬送経路）に沿って設けられている。気体吹き付け部４１ｃは、排気部４１ｄよりも基板Ｗの搬送方向の上流側に位置付けられている。したがって、排気部４１ｄは気体吹き付け部４１ｃよりも下流側に位置しており、気体吹き付け部４１から吹き出されて基板Ｗの表面に当たる気体を吸い込むように設置されている。
気体吹き付け部４１ｃは、搬送アームヒータ４１ｂの加熱によって基板Ｗの表面に生成される揮発性溶媒の液玉を吹き飛ばして除去するものであり、基板Ｗの搬送経路の上方に位置しており、搬送アームヒータ４１ｂ上の基板Ｗの表面に対して傾斜するように設けられている。この気体吹き付け部４１ｃは、基板Ｗの搬送方向に垂直な方向の基板幅とほぼ同じか、それより大きい幅を有するスリット状の開口部（図示せず）から気体を吹き出す。
排気部４１ｄは、気体吹き付け部４１ｃによって吹飛ばされた液玉を吸引して、搬送経路に飛び散らないようにするものであり、基板Ｗの搬送経路の上方に位置しており、搬送アームヒータ４１ｂ上の基板Ｗの表面に対して垂直になるように設けられている。この排気部４１ｄは、基板Ｗの搬送方向に垂直な方向の基板幅とほぼ同じか、それよりも大きい開口幅を有するスリット状の開口部（図示せず）から気体を吸い込む。
この第６の実施形態に係る基板処理装置１では、処理ボックス２から取り出された基板Ｗが、ヒータオフ状態の搬送アームヒータ４１ｂ上に置かれる。この状態で、搬送アーム４１ａは図１１中の右から左に移動する。搬送アームヒータ４１ｂが気体吹き付け部４１ｃに近づいたときにヒータがオンされ、ヒータのオンによって基板Ｗが急速加熱される。この加熱によって基板Ｗの表面上に揮発性溶媒の液玉が生成される。その後、基板Ｗの表面上に生成された揮発性溶媒の液玉は、気体吹き付け部４１ｃからの気体によって基板Ｗの表面上から吹き飛ばされて、排気部４１ｄにより吸引され除去されることになる。これにより、基板Ｗの表面は瞬時に乾燥することになる。なお、基板Ｗの加熱時には、基板Ｗは一方向に搬送されており、回転することはない。
以上説明したように、第６の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、基板Ｗの搬送途中に、搬送アームヒータ４１ｂによる加熱乾燥を行うことによって、処理ボックス２内での加熱乾燥を行わなくても、パターン倒壊を抑えて良好な基板乾燥を行うことが可能となる。このため、処理ボックス２内での加熱乾燥を省略し、処理ボックス２内での基板処理時間を短縮することができる。
なお、第６の実施形態においては、気体吹き付け部４１ｃ及び排気部４１ｄを基板Ｗの搬送経路の上方（基板Ｗの上部に位置するよう）に設けているが、これに限るものではなく、例えば、基板Ｗの搬送経路の横に気体吹き付け部４１ｃを設け、その反対側に排気部４１ｄを設けるようにしても良い。この場合には、搬送アームヒータ４１ｂ上の基板Ｗの表面に対して横から気体を吹き付け、その反対側から気体を吸引することになる。
また、搬送アームヒータ４１ｂによる急速加熱によって基板Ｗの表面上に生成された揮発性溶媒の液玉を、基板Ｗを傾けることで基板Ｗの表面上から除去するようにしても良い。これは、基板Ｗの搬送途中にて、搬送アームヒータ４１ｂにより基板Ｗを急速加熱した後、搬送アーム４１ａを、例えば搬送方向に沿った軸を中心に回動させ、保持している基板Ｗを傾斜させるようにすることで実施できる。基板Ｗが傾斜させられることで、揮発性溶媒の液玉は、基板Ｗの表面上を滑るようにして基板Ｗの表面上から除去されることになる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、第１の処理液、第２の処理液、ガス、揮発性溶媒等の供給は、それぞれの供給時間が重ならない実施形態で説明したが、一部重なっても構わない。また、上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１ 基板処理装置
５ 回転機構
８ 溶媒供給部
１０ 照射部
１０Ａ 照射部
１１ 移動機構
１１Ａ 移動機構
１２ 制御部
Ｗ 基板
５ 回転機構
８ 溶媒供給部
１０ 照射部
１０Ａ 照射部
１１ 移動機構
１１Ａ 移動機構
１２ 制御部
Ｗ 基板
Claims (10)
- 基板を水平状態で支持するテーブルと、
このテーブルを水平面内で回転させる回転機構と、
回転している前記基板の表面に処理液を供給する処理液供給部と、
前記処理液が供給され回転している前記基板の表面に揮発性溶媒を供給する溶媒供給部と、
前記揮発性溶媒が供給され回転している前記基板の表面に気層を生じさせて前記揮発性溶媒を液玉化させるように前記基板を加熱する加熱部と、
制御部とを有し、
前記制御部は、前記加熱部による、前記揮発性溶媒が残留する前記基板の加熱が、前記溶媒供給部による、前記基板に対する前記揮発性溶媒の供給中には行われず、前記揮発性溶媒の供給完了後に開始され、それ以外には開始されないように制御することを特徴とする基板処理装置。 - 前記制御部は、前記処理液供給部による前記基板への前記処理液の供給が終了する前から、前記溶媒供給部による前記基板への前記揮発性溶媒の供給が開始されるように前記溶媒供給部を制御することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 前記基板の表面に対して不活性ガスを供給するガス供給部を有し、
前記制御部は、前記溶媒供給部による前記揮発性溶媒の供給が開始される前に、前記ガス供給部による前記不活性ガスの供給が開始されるように前記ガス供給部を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。 - 前記加熱部を前記基板の表面に対して上下方向に移動させる移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記加熱部を前記基板の表面に沿って移動させる移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記加熱部は、前記揮発性溶媒が供給された前記基板に対して電磁波を照射する照射部であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記処理液供給部は前記処理液を吐出する第１のノズル、前記溶媒供給部は前記揮発性溶媒を吐出する第２のノズル、前記加熱部は前記基板を加熱する照射部をそれぞれ有し、前記第１のノズルと前記第２のノズルは、いずれも前記照射部内に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記加熱部は、前記基板を加熱する照射部を有し、この照射部は、前記テーブルと、このテーブルに支持される前記基板との間に、前記基板の前記テーブル側の面に対して光を照射するように設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 水平面内で回転している基板の表面に処理液を供給する工程と、
前記処理液が供給され回転している前記基板の表面に揮発性溶媒を供給する工程と、
前記揮発性溶媒が供給され回転している前記基板の表面に気層を生じさせて前記揮発性溶媒を液玉化させるように前記基板を加熱する工程と、
を有し、
前記基板を加熱する工程では、前記揮発性溶媒が残留する前記基板の加熱が、前記基板に対する前記揮発性溶媒の供給中には行われず、前記揮発性溶媒の供給完了後に開始され、それ以外には開始されないことを特徴とする基板処理方法。 - 前記基板を加熱する工程では、前記揮発性溶媒が供給された前記基板に対して電磁波を照射することを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
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