図面 (/)

技術 基板処理装置、基板処理方法及び基板処理装置の制御方法

出願人 株式会社SCREENホールディングス
発明者 基村雅洋山口侑二上廣泰克
出願日 2017年9月15日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2017-177717
公開日 2019年4月4日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-054124
状態 未査定
技術分野 半導体の洗浄、乾燥 固体の乾燥
主要キーワード 負圧環境 チャンバー内外 呼吸弁 減圧ステップ 微細空間 排液ポンプ 水残り 気体吸引
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年4月4日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

処理液を用いて基板処理を行う基板処理装置において、減圧された密閉空間から、該空間の減圧状態を維持しつつ処理液を排出する技術を提供する。

解決手段

本発明に係る基板処理装置1は、処理液により基板処理を行う基板処理装置であって、前記基板Wが収容される密閉空間を形成可能なチャンバー10と、前記チャンバー内に配置され、前記処理液を貯留する処理槽11と、前記チャンバー内から、前記処理液を排出する排液機構17と、真空ポンプ161を備え、前記チャンバー内を減圧する減圧機構16と、前記チャンバー内を減圧し、減圧下において前記チャンバー内から処理液を排出するように、前記減圧機構及び前記排液機構を制御する制御手段19と、を有する。

概要

背景

従来から、基板の処理工程において、処理液(例えば純水)が付着した基板を、蒸気化した乾燥用溶媒雰囲気中に配置し、基板に付着した処理液を当該乾燥用溶媒に置換することで処理液を除去して、処理対象基板を乾燥させる技術が知られている(例えば、特許文献1)。

また、同じく処理液が付着した基板を乾燥させる方法として、処理対象基板が収容された密閉状態チャンバー減圧することで、付着している処理液の蒸発を促す乾燥方法が知られている。この方法ではチャンバー内を乾燥時点での温度における処理液の蒸気圧よりも減圧することで、速やかに処理液を蒸発させ、乾燥させることができる。

さらに、減圧下において乾燥溶媒と処理液の置換を行い、効率的に処理対象基板を乾燥させる技術も知られている(例えば、特許文献2)。なお、このような方法により基板の乾燥処理を行う場合には、減圧されたチャンバー内からは処理液が排出されていることが望ましい。チャンバー内に処理液が残留した状態であると、チャンバー内の湿度が高くなる(即ち乾燥性能が低下する)、蒸発した残留処理液が基板に再付着してしまう、などの問題が生じるからである。

しかしながら、減圧されたチャンバー内から大気圧であるチャンバー外へと処理液を排出しようとすると、チャンバー内外圧力差によりチャンバー外からチャンバー内へと処理液が逆流してしまう。このため、減圧下のチャンバーから処理液を排出することは困難である。

概要

処理液を用いて基板処理を行う基板処理装置において、減圧された密閉空間から、該空間の減圧状態を維持しつつ処理液を排出する技術を提供する。本発明に係る基板処理装置1は、処理液により基板処理を行う基板処理装置であって、前記基板Wが収容される密閉空間を形成可能なチャンバー10と、前記チャンバー内に配置され、前記処理液を貯留する処理槽11と、前記チャンバー内から、前記処理液を排出する排液機構17と、真空ポンプ161を備え、前記チャンバー内を減圧する減圧機構16と、前記チャンバー内を減圧し、減圧下において前記チャンバー内から処理液を排出するように、前記減圧機構及び前記排液機構を制御する制御手段19と、を有する。

目的

本発明は上記の様な問題に鑑み、処理液を用いて基板処理を行う基板処理装置において、減圧された密閉空間から、該空間の減圧状態を維持しつつ処理液を排出する技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

処理液により基板処理を行う基板処理装置であって、前記基板が収容される密閉空間を形成可能なチャンバーと、前記チャンバー内に配置され、前記処理液を貯留する処理槽と、前記チャンバー内から、前記処理液を排出する排液機構と、真空ポンプを備え、前記チャンバー内を減圧する減圧機構と、前記チャンバー内を減圧し、減圧下において前記チャンバー内から処理液を排出するように、前記減圧機構及び前記排液機構を制御する制御手段と、を有することを特徴とする基板処理装置。

請求項2

前記チャンバー内に蒸気化した乾燥溶媒を供給する乾燥溶媒供給機構をさらに有しており、前記制御手段は、前記チャンバー内を前記乾燥溶媒雰囲気にするように、前記基板処理装置を制御することを特徴とする、請求項1に記載の基板処理装置。

請求項3

前記排液機構は、前記チャンバー内から処理液を排出する第1配管及び該第1配管の流路開閉する第1バルブを備えており、前記減圧機構は、一端が前記真空ポンプと接続され他端が前記チャンバーと接続されている第2配管及び該第2配管の流路を開閉する第2バルブと、一端が前記第1バルブよりも下流で前記第1配管と接続し、他端が前記第2バルブよりも下流で前記第2配管と接続する第3配管及び該第3配管の流路を開閉する第3バルブと、を備えていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の基板処理装置。

請求項4

前記制御手段は、前記真空ポンプが稼働中の状態において、前記第1バルブ及び前記第3バルブが閉じた状態で前記第2バルブを開くことで前記第2配管から前記チャンバー内の気体を排出して前記チャンバー内を減圧し、次に前記第1バルブが閉じた状態で前記第3バルブを開き、続けて所定時間経過後に前記第2バルブを閉じて、前記第3配管及び前記第1バルブよりも下流の第1配管内を減圧状態とし、さらに続けて所定時間経過後に前記第1バルブを開き、前記第1配管へと前記処理液を流出させることによって、減圧下における前記チャンバー内から前記処理液を排出することを特徴とする、請求項3に記載の基板処理装置。

請求項5

前記制御手段は、減圧下において前記チャンバー内から前記処理液を排出した後に、前記第1バルブ及び前記第3バルブが開いた状態で、前記第2バルブを開き、続けて所定時間経過後に前記第1バルブを閉じ、さらに続けて所定時間経過後に前記第3バルブを閉じ、最後に前記第2バルブを閉じたうえで、前記減圧されたチャンバーを大気開放することを特徴とする、請求項3又は4に記載の基板処理装置。

請求項6

前記真空ポンプは、液体循環する流路と、該液体に水流を生じさせるプロペラと、前記流路内に含まれるタンクとを備える、アスピレーター方式のポンプであることを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の基板処理装置。

請求項7

密閉可能な空間を有する装置内で処理液による基板処理を行った後に該基板を乾燥させる処理方法であって、前記空間を密閉して減圧する減圧ステップと、前記減圧ステップによる減圧下において、前記空間内に蒸気化した乾燥溶媒を供給する溶媒供給ステップと、前記減圧下の前記空間内の圧力と同等以下の負圧環境へ前記処理液を引き込むことによって、前記減圧下の前記空間から前記処理液を排出する排液テップと、を有することを特徴とする、基板の処理方法。

請求項8

処理液によって処理される基板を収容する密閉可能な空間と、前記空間内から前記処理液を排出する第1配管、及び該第1配管の流路を開閉する第1バルブと、真空ポンプと、前記真空ポンプに接続され、前記空間内の気体を吸引する第2配管、及び該第2配管の流路を開閉する第2バルブと、前記第1バルブ及び第2バルブよりも下流で前記第1配管及び前記第2配管を接続する第3配管、及び該第3配管の流路を開閉する第3バルブと、を備える基板処理装置の制御方法であって、前記空間を密閉状態にして、前記真空ポンプを稼働させる第1ステップと、前記第1ステップ後に、前記第1バルブ及び前記第3バルブが閉じた状態において前記第2バルブを開くことで前記第2配管から前記密閉空間内の気体を排出して前記密閉空間内を減圧する第2ステップと、前記第2ステップ後に、前記第3バルブを開き、そこから所定時間経過後に前記第2バルブを閉じることで、前記第3配管及び前記第1バルブよりも下流の第1配管内を、前記減圧された密閉空間と同等以下の負圧状態にする第3ステップと、前記第3ステップから所定時間経過後に前記第1バルブを開くことで、減圧状態の前記空間から前記第1配管へと前記処理液を流出させる第4ステップと、を有することを特徴とする、基板処理装置の制御方法。

技術分野

背景技術

0002

従来から、基板の処理工程において、処理液(例えば純水)が付着した基板を、蒸気化した乾燥用溶媒雰囲気中に配置し、基板に付着した処理液を当該乾燥用溶媒に置換することで処理液を除去して、処理対象基板を乾燥させる技術が知られている(例えば、特許文献1)。

0003

また、同じく処理液が付着した基板を乾燥させる方法として、処理対象基板が収容された密閉状態チャンバー減圧することで、付着している処理液の蒸発を促す乾燥方法が知られている。この方法ではチャンバー内を乾燥時点での温度における処理液の蒸気圧よりも減圧することで、速やかに処理液を蒸発させ、乾燥させることができる。

0004

さらに、減圧下において乾燥溶媒と処理液の置換を行い、効率的に処理対象基板を乾燥させる技術も知られている(例えば、特許文献2)。なお、このような方法により基板の乾燥処理を行う場合には、減圧されたチャンバー内からは処理液が排出されていることが望ましい。チャンバー内に処理液が残留した状態であると、チャンバー内の湿度が高くなる(即ち乾燥性能が低下する)、蒸発した残留処理液が基板に再付着してしまう、などの問題が生じるからである。

0005

しかしながら、減圧されたチャンバー内から大気圧であるチャンバー外へと処理液を排出しようとすると、チャンバー内外圧力差によりチャンバー外からチャンバー内へと処理液が逆流してしまう。このため、減圧下のチャンバーから処理液を排出することは困難である。

先行技術

0006

特開平11−351747号公報
特開2009−21420号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は上記の様な問題に鑑み、処理液を用いて基板処理を行う基板処理装置において、減圧された密閉空間から、該空間の減圧状態を維持しつつ処理液を排出する技術を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

前記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。

0009

本発明に係る基板処理装置は、処理液により基板処理を行う基板処理装置であって、前記基板が収容される密閉空間を形成可能なチャンバーと、前記チャンバー内に配置され、前記処理液を貯留する処理槽と、前記チャンバー内から、前記処理液を排出する排液機構と、真空ポンプを備え、前記チャンバー内を減圧する減圧機構と、前記チャンバー内を減
圧し、減圧下において前記チャンバー内から処理液を排出するように、前記減圧機構及び前記排液機構を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

0010

このような構成を備える装置により、処理液の付着した基板を減圧乾燥する際に、減圧状態を維持したままチャンバー内から処理液を排出することができるため、チャンバー内に残留する処理液による悪影響を抑止でき、乾燥性能を向上させることが可能になる。

0011

また、前記基板処理装置は、前記チャンバー内に蒸気化した乾燥溶媒を供給する乾燥溶媒供給機構をさらに有しており、前記制御手段は、前記チャンバー内を前記乾燥溶媒雰囲気にするように、前記基板処理装置を制御するものであってもよい。

0012

このような構成であると、残留処理液が無い状態の減圧下で乾燥溶媒を用いて基板の乾燥処理を行うことができ、より効率的に基板を乾燥させることができる。基板に付着した処理液を乾燥溶媒に置き換えて基板の乾燥を行うため、特に水残りしやすい微細空間、深穴底などに対する乾燥性能向上や、回路パターン倒壊抑制に資することができる。

0013

また、前記排液機構は、前記チャンバー内から処理液を排出する第1配管及び該第1配管の流路開閉する第1バルブを備えており、前記減圧機構は、一端が前記真空ポンプと接続され他端が前記チャンバーと接続されている第2配管及び該第2配管の流路を開閉する第2バルブと、一端が前記第1バルブよりも下流で前記第1配管と接続し、他端が前記第2バルブよりも下流で前記第2配管と接続する第3配管及び該第3配管の流路を開閉する第3バルブと、を備えるものであってもよい。

0014

このような構成によると、気体の排出(即ち減圧)と減圧下のチャンバーからの処理液の排出を一のポンプで実施することが可能になり、装置構成の簡略化、省スペース化に資することができる。

0015

また、前記制御手段は、前記真空ポンプが稼働中の状態において、前記第1バルブ及び前記第3バルブが閉じた状態で前記第2バルブを開くことで前記第2配管から前記チャンバー内の気体を排出して前記チャンバー内を減圧し、次に前記第1バルブが閉じた状態で前記第3バルブを開き、続けて所定時間経過後に前記第2バルブを閉じて、前記第3配管及び前記第1バルブよりも下流の第1配管内を減圧状態とし、さらに続けて所定時間経過後に前記第1バルブを開き、前記減圧下における第1配管へと前記処理液を流出させることによって、減圧下における前記チャンバー内から前記処理液を排出するものであってもよい。

0016

チャンバーや配管内に急激な圧力の変動が生じると、装置に振動騒音が発生し、パーティクル発生、基板の乾燥ムラなどの不具合が生じるため、このようなことは避ける必要がある。その点、上記のようにバルブの開閉のタイミングに所定の時間差を設ける構成であると、適切な時間差を選択し、各バルブ間の圧力差が大きくならないように調節することが可能になる。これにより、チャンバー及び配管内に急激な圧力の変動を生じさせずに穏やかに減圧下のチャンバーから処理液を排出することが可能になるため、基板処理品質の向上に資することができる。

0017

また、前記制御手段は、減圧下において前記チャンバー内から前記処理液を排出した後に、前記第1バルブ及び前記第3バルブが開いた状態で、前記第2バルブを開き、続けて所定時間経過後に前記第1バルブを閉じ、さらに続けて所定時間経過後に前記第3バルブを閉じ、最後に前記第2バルブを閉じたうえで、前記減圧されたチャンバーを大気開放するものであってもよい。

0018

このような構成であると、減圧下のチャンバー内から処理液を排出し、基板の乾燥処理の後に、チャンバー及び配管内に急激な圧力の変動を生じさせずに穏やかにチャンバー内の圧力を大気圧に戻すことができる。

0019

また、前記真空ポンプは、液体循環する流路と、該液体に水流を生じさせるプロペラと、前記流路内に含まれるタンクとを備える、アスピレーター方式のポンプであってもよい。

0020

このような構成によると、処理液を引き込んでもポンプに不具合が生じることを抑制することができ、またポンプ内で封入液を循環させるため排液の量を少なくすることができる。

0021

また、本発明に係る基板処理方法は、密閉可能な空間を有する装置内で処理液による基板処理を行った後に該基板を乾燥させる処理方法であって、前記空間を密閉して減圧する減圧ステップと、前記減圧ステップによる減圧下において前記空間内に蒸気化した乾燥溶媒を供給する溶媒供給ステップと、前記減圧下の前記空間内の圧力と同等以下の負圧環境へ前記処理液を引き込むことによって、前記減圧下の前記空間から前記処理液を排出する排液ステップと、を有することを特徴とする。

0022

このような方法によると、処理液の付着した基板を減圧乾燥する際に、減圧を維持したままチャンバー内から処理液を排出することができるため、チャンバー内に残留する処理液による悪影響を抑止でき、乾燥性能を向上させることが可能になる。なお、上記の「同等」とは、厳密にいうと減圧下のチャンバー内よりも高い圧力の環境であっても、排出される処理液の自重を加味すればチャンバー内から処理液を排出可能な負圧環境も考えられるため、そのような環境を含む意味である。

0023

また、本発明に係る基板処理装置の制御方法は、処理液によって処理される基板を収容する密閉可能な空間と、前記空間内から前記処理液を排出する第1配管、及び該第1配管の流路を開閉する第1バルブと、真空ポンプと、前記真空ポンプに接続され、前記空間内の気体を吸引する第2配管、及び該第2配管の流路を開閉する第2バルブと、前記第1バルブ及び第2バルブよりも下流で前記第1配管及び前記第2配管を接続する第3配管、及び該第3配管の流路を開閉する第3バルブと、を備える基板処理装置の制御方法であって、前記空間を密閉状態にして、前記真空ポンプを稼働させる第1ステップと、前記第1ステップ後に、前記第1バルブ及び前記第3バルブが閉じた状態において前記第2バルブを開くことで前記第2配管から前記密閉空間内の気体を排出して前記密閉空間内を減圧する第2ステップと、前記第2ステップ後に、前記第3バルブを開き、そこから所定時間経過後に前記第2バルブを閉じることで、前記第3配管及び前記第1バルブよりも下流の第1配管内を、前記減圧された密閉空間と同等以下の負圧状態にする第3ステップと、前記第3ステップから所定時間経過後に前記第1バルブを開くことで、減圧状態の前記空間から前記第1配管へと前記処理液を流出させる第4ステップと、を有することを特徴とする。

0024

このような構成によると、チャンバー及び配管内に急激な圧力の変動を生じさせることなく穏やかに減圧された状態のチャンバーから処理液を排出することが可能になるため、基板処理品質の向上に資することができる。

発明の効果

0025

本発明によると、処理液を用いて基板処理を行う基板処理装置において、減圧された密閉空間から、該空間の減圧状態を維持しつつ処理液を排出する技術を提供することができる。

図面の簡単な説明

0026

図1は、実施例1に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
図2は、実施例1に係る基板処理装置における基板、リフターおよび処理槽の配置関係を説明する概略図である。
図3は、実施例1に係る真空ポンプの概略構成を説明する説明図である。
図4は、実施例1に係る基板処理装置の基板処理の流れを示すフローチャートである。
図5Aは、実施例1に係る基板処理装置の第1の動作時の状態を示す図である。図5Bは、実施例1に係る基板処理装置の第2の動作時の状態を示す図である。図5Cは、実施例1に係る基板処理装置の第3の動作時の状態を示す図である。図5Dは、実施例1に係る基板処理装置の第4の動作時の状態を示す図である。図5Eは、実施例1に係る基板処理装置の第5の動作時の状態を示す図である。図5Fは、実施例1に係る基板処理装置の第6の動作時の状態を示す図である。図5Gは、実施例1に係る基板処理装置の第7の動作時の状態を示す図である。図5Hは、実施例1に係る基板処理装置の第8の動作時の状態を示す図である。
図6は、実施例1に係る基板処理装置の処理の進行状態と、排液バルブ、排気バルブ連絡管バルブの開閉状態との関係を示す表である。
図7は、実施例2に係る基板処理装置の、減圧系及び排液系について説明するブロック図である。

実施例

0027

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

0028

<実施例1>
(基板処理装置の構成)
図1は本実施例の基板処理装置1の概略構成を示すブロック図である。基板処理装置1は、チャンバー10内に配置された処理槽11に処理液を貯留し、基板Wを保持するリフター12を用いて、基板Wを該処理槽11に浸漬して洗浄処理等を行う、いわゆるバッチ式の装置である。基板処理装置1のチャンバー10には、搬送ロボット(図示しない)によって、複数の基板Wが搬入出される。なお、本実施例に係る基板処理装置1は、基板Wに対して薬液による処理を行った後、薬液を除去するために純水によるリンス処理を行い、続いて乾燥溶媒を用いて基板Wを乾燥させる、単槽式の装置である。

0029

基板処理装置1は、その主要な構成として、チャンバー10と、処理槽11と、リフター12と、処理液供給系13と、乾燥溶媒供給系14と、ガス供給系15と、減圧系16と、排液系17と、調整バルブ18と、制御部19とを有している。

0030

チャンバー10は、図示しない開閉機構を上部に備え、該機構閉鎖状態にあるときに密閉空間を形成可能な筐体であり、その内部には、処理槽11、リフター12等が配置されている。

0031

処理槽11は、処理液としての各種薬液、純水などを貯留するための容器である。処理槽11の底部には、処理槽排液口111、処理槽排液バルブ112が設けられており、処理槽11内に処理液が貯留されている状態で処理槽排液バルブ112が開放されると、処理槽11内の処理液がチャンバー10の底部に排出される。また、処理槽11の底部近傍には、処理槽11の長手方向側面内壁のそれぞれに沿って、処理液供給系13を構成する処理液吐出ノズル131が設けられている。

0032

図2は、基板W、リフター12および処理槽11の配置関係を説明する概略図である。リフター12は、処理槽11に貯留されている処理液に基板Wを浸漬させるための部品であり、図1図2に示す様に、リフター12は、昇降駆動源121と、リフターアーム122と、リフターアームに接続される板部123、板部123に片持ち梁状に設けられ、基板Wを起立姿勢で保持する3つの基板保持部材124を備えている。

0033

リフターアーム122、板部123、基板保持部材124は、昇降駆動源121によって鉛直方向に一体的に昇降可能となっている。これによって、リフター12は3つの基板保持部材124によって所定間隔にて平行に配列して保持された複数の基板Wを、処理槽11に貯留された処理液に浸漬する位置(以下、浸漬位置という)と、処理槽11の上方であって、基板乾燥処理を行う位置(以下、乾燥位置という)や搬送ロボットとの基板受け渡しを行う位置(以下、基板受け渡し位置)との間で昇降させることができる。なお、昇降駆動源121には、ボールネジ機構ベルト機構エアシリンダなどの公知の種々の機構を採用することができる。

0034

処理液供給系13は、処理液吐出ノズル131、処理液配管132、処理液バルブ133、処理液供給源134を備えており、処理槽11に各種薬液、純水といった処理液を供給するための配管系である。処理液バルブ133が開放されると、処理液供給源134から供給された処理液が処理液配管132、処理液吐出ノズル131を介して、処理槽11内に吐出される。なお、図中には、処理液供給系13は1つしか示されていないが、使用される処理液の種類に応じて、複数の処理液供給系13が設けられていてもよい。

0035

処理液供給系13から供給される処理液の例としては、いわゆる基板の洗浄処理やエッチング処理などに用いる薬液がある。具体的には、薬液としては例えば、SPM(硫酸過酸化水素水混合液)、オゾン過水(オゾン、過酸化水素水の混合液)、SC1(アンモニア水と過酸化水素水の混合液)、SC2(塩酸と過酸化水素水の混合液)、HF(フッ酸)、H3PO4(燐酸)、FPM(フッ酸と過酸化水の混合液)、FOM(フッ酸とオゾン過水の混合液)などが挙げられる。これらの処理液は、基板W上の形成膜の種類、処理工程などに応じて適宜、選択的に用いられる。
また、処理液供給系13から、薬液を用いた処理の後に当該薬液を洗い流す、いわゆるリンス液が供給される構成としても良い。当該リンス液の具体例としては、たとえば、純水、オゾン水、過酸化水素水などが挙げられる。

0036

乾燥溶媒供給系14は、乾燥溶媒供給ノズル141、乾燥溶媒配管142、乾燥溶媒バルブ143、乾燥溶媒供給源144を備えており、蒸気化された有機溶媒(以下、溶媒ガスともいう)、例えばIPA(イソプロピルアルコール)をチャンバー10内に供給するための配管系である。

0037

乾燥溶媒バルブ143が開放されると、乾燥溶媒供給源144から供給された、溶媒ガスが乾燥溶媒配管142、乾燥溶媒供給ノズル141を介して、チャンバー10内に供給される。なお、図中には、乾燥溶媒供給ノズル141はチャンバー10内上部の左右に1つずつ示されているが、さらに多くのノズルが設けられていてもよい。

0038

ガス供給系15は、ガス供給ノズル151、ガス配管152、ガスバルブ153、ガス供給源154を備えており、不活性ガス(例えば、窒素ガス)をチャンバー10内に供給するための配管系である。

0039

ガスバルブ153が開放されると、ガス供給源154から供給された、不活性ガスがガス配管152、ガス供給ノズル151を介して、チャンバー10内に供給される。なお、
図中には、ガス供給ノズル151はチャンバー10内上部の左右に1つずつ示されているが、さらに多くのノズルが設けられていてもよい。

0040

減圧系16は、減圧ポンプとして作用する真空ポンプ161、真空ポンプ161とチャンバー10とを接続している排気管162、排気管162の流路を開閉する排気バルブ163、排気管162と後述する排液管171とを接続する連絡管164と、連絡管164の流路を開閉する連絡管バルブ165と、を備える減圧機構である。

0041

チャンバー10が密閉状態にあるときに、真空ポンプ161を稼働させ、連絡管バルブ165を閉じ、排気バルブ163を開放することで、チャンバー10内の雰囲気が排気され、チャンバー10内が減圧される。

0042

ここで、従来の基板処理装置においては、真空ポンプはチャンバー内の気圧を低下させることが主目的であるため、気体吸引に好適な真空ポンプが用いられる。こうした真空ポンプはチャンバー内の気体排除を想定した仕様となっており、真空ポンプの吸引口に液体が進入すると急激に吸引力が急激かつ断続的に低下する現象が発生したり、ポンプ自体が故障したりする。吸引力が急激に低下した場合、チャンバー内の気圧が急激に変化したり、排水が逆流するなどの現象が発生する恐れがある。

0043

図3は本実施例に係る真空ポンプ161の概略構成を説明する説明図である。真空ポンプ161は、いわゆるアスピレーター方式の減圧ポンプであり、吸気部161aと、タンク161bと、吸気部161a及びタンク161bを含む流路161cと、該流路161cを環流する封入液(図示せず)と、該封入液に流れを生み出すプロペラ(不図示)を備えている。プロペラが回転することで生み出される封入液の水流によって、吸気部161aから気体を吸い込んで、対象(本実施例ではチャンバー10)を減圧する。この様な真空ポンプ161の構成により、ポンプが処理液などの液体を吸い込んだ場合においても、ポンプの稼働を続けることができる。

0044

すなわち、上述のアスピレーター方式の減圧ポンプを図3に例示される構成で基板処理装置に適用することにより、チャンバー10内の減圧状態を維持し、かつチャンバー10内の急激な気圧変動を発生させることなく、チャンバー10内から処理液を排除することが可能となる。

0045

排液系17は、排液管171、排液バルブ172及び図示しない排液タンクを備える配管系である。排液管171はチャンバー10の底部及び排液タンクに接続されている他、排液バルブよりも下流側に減圧系16の連絡管164が接続されている。このため、排液バルブ172を開放することで、チャンバー底部に貯留している処理液が、排液管171を通って、排液タンク又は連絡管へと流出する。これについては詳細を後述する。

0046

調整バルブ18は、チャンバー10内の減圧状態を任意の範囲で調整する呼吸弁として機能し、開放状態を維持することで、チャンバー10内の減圧状態を解消して大気開放を行う。

0047

制御部19のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。即ち、キーボードなどの入力部、モニタなどの出力部、CPU(Central Processing Unit)、
ROM(Read only memory)、RAM(Random access memory)及び、大容量記憶装置などを備える構成となっている。制御部19は、処理槽排液バルブ112、リフター12の昇降駆動源121、処理液バルブ133、乾燥溶媒バルブ143、ガスバルブ153、真空ポンプ161、排気バルブ163、連絡管バルブ165、排液バルブ172、調整バルブ18等と電気的に接続されており、CPUが所定の処理プログラムを実行することによ
ってこれらの動作を制御する。

0048

(基板処理装置の動作)
次に、図4から図6を参照して本実施例に係る基板処理装置1の動作について説明する。図4は、基板処理装置1の基板処理の流れを示すフローチャートである。図5は、処理動作の各段階における基板処理装置1を示す概略図である。図5Aは純水による基板W洗浄処理の段階を示す。また、図5Bはチャンバー10内を減圧する段階を示す。また、図5Cはチャンバー10内を乾燥溶媒雰囲気にする段階を示す。また、図5Dは純水による洗浄処理後に処理槽11から乾燥溶媒雰囲気中に基板Wを引き上げる段階を示す。また、図5Eは処理槽11から処理液を排出する段階を示す。図5Fは減圧状態のチャンバー10内から処理液を排出する段階を示す。また、図5Gは、チャンバー10内を不活性ガス雰囲気にして基板Wを乾燥させる段階を示す。また、図5Hはチャンバー10内を大気開放する段階を示す。図6は、処理の進行状態と排液バルブ172、排気バルブ163、連絡管バルブ165の開閉状態との関係を示す表である。

0049

フローに基づく制御が開始されると、まず、リフター12がチャンバー10上部の基板受け渡し位置において搬送ロボットから複数の基板Wを受け取り、これを一括して保持しながら降下するとともに、チャンバー10の開閉機構が閉鎖される(ステップS1)。この際、ガスバルブ153は開放されており、ガス供給ノズル151からは不活性ガス(以下、窒素ガスを例にして説明する)がチャンバー10内に供給されている。これによって、チャンバー10内は窒素ガス雰囲気となる。

0050

次に、処理液供給バルブが開放され、処理液供給源134から処理液(以下、純水を例にして説明する)が処理槽11内の処理液吐出ノズル131から供給される。この後、基板Wの浸漬処理が終了するまで処理液供給バルブは開放状態が維持されるため、純水は処理槽11からチャンバー10の底部に溢れ出る。なお、このとき、排液バルブ172は開放されており、チャンバー10の底部に溢れた純水は、排液管171から排液タンクへと排出される。

0051

処理槽11に純水が満たされると、リフター12は浸漬位置に移動し、基板Wを純水中に浸漬する位置で停止する。なお、リフター12が浸漬位置に移動してから、処理槽11へ処理液の供給を開始するようにしてもよい。

0052

そして、処理槽11内に貯留された純水に複数の基板Wを浸漬した状態を維持しつつ、処理液吐出ノズル131より処理槽11内に純水を供給し続けることにより、基板Wの洗浄処理を行う(ステップS2、図5A参照)。

0053

純水による基板Wの洗浄処理が終了すると、処理液バルブ133が閉じられて純水の供給が停止されるとともに、排液バルブ172が閉じられる。そして、真空ポンプ161が稼働されるとともに、排気バルブ163が開放され、チャンバー10内を減圧状態とする(ステップS3、図5B参照)。この際、連絡管バルブ165は閉じられた状態である。

0054

次に、ガスバルブ153が閉じられるとともに乾燥溶媒バルブ143が開放され、窒素ガスに変わって、蒸気化された有機溶媒(以下、IPAを例に説明する)がチャンバー10内に供給され、これによって、チャンバー10内部が窒素ガス雰囲気からIPA蒸気雰囲気に置き換わる(ステップS4、図5C参照)。

0055

続けて、基板Wを保持したリフター12が乾燥位置まで上昇することで、基板WはIPA蒸気雰囲気に晒される。このとき、純水から引き上げられた基板Wの表面にIPAが凝結される。即ち、基板Wに付着している純水の水滴がIPAに置換される(ステップS5
図5D参照)。なお、リフター12を乾燥位置に上昇させるのでは無く、処理槽11から処理液を排出することによって、基板WをIPA蒸気雰囲気に晒すようにしても構わない。

0056

次に、制御部19は減圧下、IPA雰囲気下のチャンバー10内から純水を排出する処理を行う(ステップS6)。具体的には、まずは処理槽排液バルブ112が開放され、処理槽11内の純水がチャンバー10底部へと排出される(図5E参照)。この際、連絡管バルブ165も開放される。その後、図6一覧表に示すように、以下の順序で排液バルブ172、排気バルブ163、連絡管バルブ165開閉することにより減圧下のチャンバー10内から純水を排出する(図5F参照)。

0057

まず排気バルブ163及び連絡管バルブ165が開放されている状態になってから所定時間(例えば3秒)後に排気バルブ163を閉じる。これによって、連絡管164内及び排液バルブ172より下流の排液管171を負圧状態にする。さらに所定時間後に排液バルブ172を開放すると、チャンバー10底部に貯留されていた純水は、負圧状態の排液管171及び連絡管164へと吸引されてチャンバー10から排出される。なお、連絡管164へと吸引された純水は真空ポンプ161に吸い込まれることになるが、真空ポンプ161は上述の様な構成であるため、ポンプの稼働に悪影響を及ぼすことはない。

0058

上記の様にして、チャンバー10内から純水を排出した後は、まず閉状態の排気バルブ163を開放し、それから所定時間経過後に排液バルブ172を閉じ、さらに所定時間経過後に連絡管バルブ165を閉じて、排水処理前の、排気バルブ163のみが開放された状態に復帰する。なお、上記の様に各バルブを開閉するまでに所定時間のインターバルを設けることで、装置内の圧力の変動を緩やかにすることができる。これによって、急激に圧力変動が起こることによるデメリットを抑止することができる。

0059

次に、制御部19は乾燥溶媒バルブ143を閉じて、IPA蒸気の供給を停止すると共に、ガスバルブ153を開放して、窒素ガスを供給する。これによってチャンバー10内はIPA雰囲気から窒素ガス雰囲気に置き換わり、基板Wに凝結したIPAが蒸発する(ステップS7、図5G参照)。

0060

こうして基板Wの乾燥処理が終了すると、排気バルブ163を閉じるとともに真空ポンプ161を停止させ、チャンバー10内の圧力を大気圧に戻す(ステップS8、図5H参照)。そして、リフター12を基板受け渡し位置に移動させて、処理が終了した基板Wを搬送ロボットに引き渡し(ステップS9)、一連の動作を終了する。

0061

なお、上記実施例では、純水を用いた処理のみを説明したが、薬液による基板処理後に純水によるリンス処理を行うことも勿論可能である。その場合には、薬液処理後には基板Wを乾燥位置に引き上げずに浸漬位置に待機させ、処理槽排液バルブ112及び排液バルブ172を開放状態にして薬液を排出した後、処理槽排液バルブ112を閉じて、処理液吐出ノズル131から純水を供給する用にすればよい。また、薬液による処理とリンス処理とを複数回繰り返してから乾燥処理を行うようにしてもよく、この際に複数種類の薬液を用いてもよい。

0062

以上述べたような実施例の構成によって、処理液を用いて基板処理を行うバッチ式の基板処理装置1において、基板Wを減圧下で蒸気乾燥する際に、減圧状態を維持しつつチャンバー10内から処理液を排出することが可能となるため、残存処理液の悪影響を受けること無く効率的に高い品質で基板Wを乾燥することができる。

0063

(変形例)
上記の実施例においては、処理槽11から溢れた処理液は直接チャンバー10底部に流出する構成であったが、処理槽11を内槽外槽とを備える構成とし、内槽に処理液を貯留し、溢れ出た処理液を外槽で受ける構成としてもよい。そして、この場合には排液管171は外槽と接続するようにすればよい。

0064

また、上記実施例では、急激な圧力変動を避けるため、排液バルブ172、排気バルブ163、連絡管バルブ165の各バルブを開閉する際には、所定時間のインターバルを設けるようにしていたが、これ以外の方法を採用してもよい。例えば、各バルブの上流、下流にそれぞれ圧力センサを設けて、圧力差の閾値によって各バルブの開閉のタイミングを決定するようにしてもよい。

0065

<実施例2>
次に、図7を参照して本発明の第2の実施例について説明する。本実施例は上記実施例1と比べて、減圧系及び排液系の構成において異なっており、それ以外の構成については同様であるので、当該構成については同一の符号を用いて説明を省略する。図7は、本実施例に係る基板処理装置2の減圧系26及び排液系27について説明するブロック図である。

0066

減圧系26は、排気ポンプ261、排気管262、排気バルブ263を備えており、排気ポンプ261を稼働し、排気バルブ263を開放することで、チャンバー10内を減圧する。なお、排気ポンプ261は一般的な真空ポンプであればよいが、排気中には処理液、乾燥溶媒などの水分が混入することが考えられるため、水分に耐性があるものを用いることが望ましい。

0067

排液系27は、排液ポンプ271、排液管272、排液バルブ273、及び排液タンク(図示せず)を備えており、排液ポンプ271を稼働し、排液バルブ273を開放することで、大気圧よりも低い任意の圧力でチャンバー10底部の処理液を吸引することができる。なお、排液ポンプ271は処理液を吸い込むため、実施例1で説明した真空ポンプと同様に、水分を吸い込んでも稼働に支障が無いものを用いる必要がある。

0068

以上のように、本実施例に係る基板処理装置2は、減圧系26と排液系27のそれぞれがポンプを備える構成となっている。このため、チャンバー10内が減圧状態であるときに、処理液を排出する方法が実施例1とは異なる。

0069

即ち、処理槽排液バルブ112を開いて処理槽11からチャンバー10底部へと処理液を排出した後は、排液ポンプ271を稼働させ、排液管272をチャンバー10内よりも低い圧力にしたうえで、排液バルブ273を開放することで、減圧状態を維持したチャンバー10内から処理液を排出することが可能になる。

0070

このような実施例2の基板処理装置2の構成により、基板処理装置の配管経路が複雑になるのを防止し、煩雑なバルブ開閉の制御を行うこと無く、減圧状態のチャンバー10から処理液を排出することができる。

0071

<その他>
なお、上記の各実施例は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な態様には限定されない。本発明は、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記の実施例では、基板処理装置は一つの処理槽11を備えるいわゆる単槽式の装置構成であったが、薬液処理とリンス処理とを別の処理槽11で行う、いわゆる多槽式の装置に対しても本発明の適用は可能である。

0072

また、上記実施例では、窒素ガスをチャンバー10内に供給して基板Wの処理を行っていたが、これに変えて例えばアルゴンなどの他の不活性ガスを用いても構わない。

0073

また、上記実施例では乾燥溶媒としてIPA蒸気を用いて蒸気乾燥を行っていたが、これ以外にも、例えばエタノールメタノールなどを乾燥溶媒として用いてもよい。さらに、乾燥溶媒を用いた蒸気乾燥を行わずに、真空乾燥のみを行う構成の装置及び乾燥方法に対しても本発明を適用することができる。

0074

1・・・基板処理装置
10・・・チャンバー
11・・・処理槽
12・・・リフター
131・・・処理液吐出ノズル
141・・・乾燥溶媒吐出ノズル
151・・・ガス供給ノズル
161・・・真空ポンプ
162、262・・・排気管
163、263・・・排気バルブ
164・・・連絡管
165・・・連絡管バルブ
171、272・・・排液管
172、273・・・排液バルブ
261・・・排気ポンプ
271・・・排液ポンプ
W・・・基板

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ