基板处理装置和基板处理方法

基板处理装置和基板处理方法
【专利摘要】本发明提供在基板的干燥时能够使表面上的液体瞬时干燥的基板处理装置和基板处理方法。在基板处理装置（10）中包括对基板（W）的表面进行干燥的加热干燥机构（103），上述加热干燥机构（103）从下侧对基板（W）的在铅垂方向上朝向下方配置的表面进行加热，使通过加热作用在基板（W）的表面生成的挥发性溶剂的液珠利用重力落下除去，对基板的表面进行干燥。
【专利说明】基板处理装置和基板处理方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及基板处理装置和基板处理方法。

【背景技术】
[0002] 基板处理装置是在半导体等的制造工序中，向晶片或液晶基板等基板的表面供给 处理液，对该基板表面进行处理，之后向基板表面供给超纯水等清洗液对该基板表面进行 清洗，进而将其干燥的装置。在该干燥工序中，由于近年来的伴随半导体的高集成化、高容 量化的微细化，发生例如存储器单元、栅极周围的图案倒塌的问题。这是由图案彼此的间 隔、构造、清洗液的表面张力等引起的。
[0003] 于是，以抑制上述图案倒塌为目的，提出了使用表面张力比超纯水还小的IPA (2 -丙醇：异丙醇）的基板干燥方法(例如参照专利文献1)，在量产工场等中使用将基板表 面上的超纯水置换为IPA以进行基板干燥的方法。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2008 - 34779号公报


【发明内容】

[0007] 发明要解决的技术问题
[0008] 但是，半导体的微细化不断发展，即使使用IPA这样的表面张力小的有机溶剂等 液体进行干燥，晶片的微细图案也会由于该液体的表面张力等而倒塌。
[0009] 例如，在液体不断干燥的过程中，在基板W表面的各部的干燥速度产生不均匀，如 图5 (B)所示，当液体A1残留于一部分的图案P之间时，图案由于该部分的液体A1的表面 张力而倒塌。特别是，残留有液体的部分的图案彼此由于液体的表面张力引起的靠近而发 生弹性变形的倒塌，溶解在该液体中的微少的残渣凝聚，之后当液体完全干燥时，倒塌的图 案彼此由于残渣的存在等而彼此固接。
[0010] 本发明的技术问题在于提供在基板的干燥时能够使表面上的液体瞬时干燥的基 板处理装置和基板处理方法。
[0011] 用于解决技术问题的技术方案
[0012] 本发明提供包括基板清洗室和基板干燥室的基板处理装置，其中，基板清洗室包 括：向基板的表面供给清洗液的清洗液供给部；和向被供给有清洗液的基板的表面供给挥 发性溶剂，将基板的表面的清洗液置换为挥发性溶剂的溶剂供给部，基板干燥室包括加热 干燥机构，该加热干燥机构对在基板清洗室中被供给有挥发性溶剂的基板的表面进行加 热，将通过加热作用在基板的表面生成的挥发性溶剂的液珠除去，对基板的表面进行干燥， 上述加热干燥机构从下侧对基板的在铅垂方向上朝向下方配置的表面进行加热，使通过加 热作用在基板的表面生成的挥发性溶剂的液珠利用重力落下除去，对基板的表面进行干 燥。
[0013] 本发明提供使用基板清洗室和基板干燥室的基板处理方法，其中，在基板清洗室 中进行：向基板的表面供给清洗液的工序；和向被供给有清洗液的基板的表面供给挥发性 溶剂，将基板的表面的清洗液置换为挥发性溶剂的工序，在基板干燥室中进行：对在基板清 洗室中被供给有挥发性溶剂的基板的表面进行加热，将通过加热在基板的表面生成的挥发 性溶剂的液珠除去，对基板的表面进行干燥的工序，上述对基板的表面进行加热、进行干燥 的工序，由加热干燥机构从下侧对基板的在铅垂方向上朝向下方配置的表面进行加热，使 通过加热作用在基板的表面生成的挥发性溶剂的液珠利用重力落下除去，对基板的表面进 行干燥。
[0014] 发明效果
[0015] 根据本发明的基板处理装置和基板处理方法，在基板的干燥时能够使表面上的液 体瞬时干燥。

【专利附图】

【附图说明】
[0016] 图1是表示基板处理装置的示意图。
[0017] 图2是表示基板处理装置的基板清洗室的结构的示意图。
[0018] 图3是表示基板处理装置的基板干燥室的结构的示意图。
[0019] 图4是表示基板处理装置的输送机构的结构的示意图。
[0020] 图5是表示基板表面的挥发性溶剂的干燥状况的示意图。
[0021] 图6是表示基板处理装置中的溶基板干燥室的变形例的示意图。
[0022] 附图标记说明
[0023] 10基板处理装置
[0024] 12输送机械手(基板输送机构）
[0025] 50基板清洗室
[0026] 57清洗液供给部
[0027] 58溶剂供给部
[0028] 100基板干燥室
[0029] 101处理箱
[0030] 102工作台
[0031] 103加热干燥机构
[0032] 103A 灯
[0033] 103CU03D 反射器
[0034] 103E 玻璃罩
[0035] 105吹飞气体供给部
[0036] 105A 喷嘴 [0037] W 基板

【具体实施方式】
[0038] 如图1所示，基板处理装置10设置有基板供排部20、基板保管用缓冲部30和多个 基板处理室40,在基板供排部20与基板保管用缓冲部30之间设置有输送机械手11，在基 板保管用缓冲部30与基板处理室40之间设置有输送机械手12。此处，如后所述，基板处理 室40由基板清洗室50和基板干燥室70组成。
[0039] 另外，在以下的说明中，基板干燥室70 (加热机构76、吸引干燥机构77)是相对于 本发明的参考例，基板干燥室100 (加热干燥机构103)是本发明的例子。
[0040] 基板供排部20能够输入、输出多个基板收纳盒21。基板收纳盒21收纳未处理的 晶片、液晶基板等多个基板W，被输入基板供排部20。此外，基板收纳盒21收纳由基板处理 室40处理后的基板W，被从基板供排部20输出。未处理的基板W由输送机械手11从在基 板供排部20内的基板收纳盒21中形成为多层的各收纳架被依次取出，供给到基板保管用 缓冲部30的后述的内部专用缓冲部31。供给到内部专用缓冲部31的未处理的基板W，进 而由输送机械手12取出，供给到基板处理室40的基板清洗室50进行清洗处理。由基板清 洗室50清洗处理后的基板W由输送机械手12从基板清洗室50取出，移载到基板干燥室70 进行干燥处理。这样处理完成的基板W由输送机械手12从基板干燥室70取出，放入基板 保管用缓冲部30的后述的外部专用缓冲部32暂时保管。在基板保管用缓冲部30的外部 专用缓冲部32内暂时保管的基板W由输送机械手11取出，依次排出到基板供排部20内的 基板收纳盒21的空的收纳架。装满处理完的基板W的基板收纳盒21被从基板供排部20 输出。
[0041] 如图4所示，在基板保管用缓冲部30中，保管未处理的基板W的多个内部专用缓 冲部31设置为形成有多层的架状，并且，保持由基板处理室40清洗和干燥处理后的基板W 的多个外部专用缓冲部32设置为形成有多层的架状。在外部专用缓冲部32的内部也能够 设置有冷却暂时保管中的基板W的冷却机构。另外，内部专用缓冲部31、外部专用缓冲部 32也可以不形成为多层。
[0042] 基板处理室40在位于从基板保管用缓冲部30离开的靠基板处理室40的移动端 的位置的输送机械手12的周围（或两侧)，配置形成一组的基板清洗室50和基板干燥室70， 将在同一组的基板清洗室50进行清洗处理后的基板W移载到该同一组的基板干燥室70进 行干燥处理。在基板处理室40中，使基板清洗室50的清洗操作时间为N时，在基板干燥室 70的干燥操作时间为1时，构成一组的基板清洗室50和基板干燥室70的各设置个数i、j 设定为i :j = N :1。由此，在基板处理室40内使形成一组的全部的基板清洗室50和基板 干燥室70在同一时间带并行运行时，使得将后续的基板W由它们的基板清洗室50清洗的 生产量与将由基板清洗室50完成清洗的先行的基板W由它们的基板干燥室70干燥的生产 量为大致同等。
[0043] 本实施例的基板处理室40在多层例如3层的各个中配置形成一组的基板清洗室 50和基板干燥室70,在使基板清洗室50的清洗操作时间是N = 3时，基板干燥室70的干 燥操作时间为1，因此在各层中设置有i = 3个基板清洗室50和j = 1个基板干燥室70。
[0044] 以下，详细叙述构成基板处理室40的基板清洗室50和基板干燥室70。
[0045] 如图2所示，基板清洗室50包括：成为处理室的处理箱51 ;设置在该处理箱51内 的杯状部52 ;在该杯状部52内将基板W以水平状态支承的工作台53 ;使该工作台53在水 平面内旋转的旋转机构54 ;和在工作台53的周围升降的溶剂吸引排出部55。并且，基板清 洗室50包括：向工作台53上的基板W的表面供给药液的药液供给部56 ;向工作台53上的 基板W的表面供给清洗液的清洗液供给部57 ;供给挥发性溶剂的溶剂供给部58 ;和控制各 部分的控制部60。
[0046] 处理箱51在周壁的一部分开有基板进出口 51A。基板进出口 51A由闸51B开闭。
[0047] 杯状部52形成为圆筒形状，从周围包围工作台53将其收纳在内部。杯状部52的 周壁的上部随着向斜上方去直径缩小，并且开口，使得工作台53上的基板W向上方露出。该 杯状部52接受从旋转的基板W落下或飞溅的药液、清洗液。另外，在杯状部52的底部设置 有用于将接受的药液、清洗液排出的排出管(未图示)。
[0048] 工作台53定位在杯状部52的中央附近，设置为能够在水平面内旋转。该工作台 53包括多个销等支承部件53A，利用这些支承部件53A，能够装卸地保持晶片、液晶基板等 基板W。
[0049] 旋转机构54包括与工作台53连结的旋转轴和作为使该旋转轴旋转的驱动源的电 机(均未图示）等，利用电机的驱动经由旋转轴使工作台53旋转。该旋转机构54与控制部 60电连接，其驱动由控制部60控制。
[0050] 溶剂吸引排出部55包括包围工作台53的周围且呈环状地开口的溶剂吸引口 55A。 溶剂吸引排出部55包括使溶剂吸引口 55A升降的升降机构(未图示)，在使溶剂吸引口 55A 位于比工作台53的工作台面更靠下位的位置的待机位置与使溶剂吸引口 55A位于保持在 工作台53的基板W的周围的工作位置之间使溶剂吸引口 55A升降。溶剂吸引口 55A吸引 并接受从基板W上飞散的挥发性溶剂。另外，在溶剂吸引口 55A连接有用于吸引挥发性溶 剂的排气风扇或真空泵(未图示）和用于将所吸引并接受的挥发性溶剂排出的排出管(未图 示)。
[0051] 药液供给部56包括对工作台53上的基板W的表面从斜方向喷出药液的喷嘴56A， 从该喷嘴56A向工作台53上的基板W的表面供给药液，例如用于抗蚀剂剥离处理的APM(氨 水和双氧水的混合液)。喷嘴56A安装在杯状部52的周壁的上部，调整其角度和喷出流速 等，使得能够向基板W的表面中心附近供给药液。该药液供给部56与控制部60电连接，其 驱动由控制部60控制。另外，药液供给部56包括储存药液的罐、作为驱动源的泵、作为调 整供给量的调整阀的阀(均未图示）等。
[0052] 清洗液供给部57包括对工作台53上的基板W的表面从斜方向喷出清洗液的喷嘴 57A，从该喷嘴57A向工作台53上的基板W的表面供给清洗液，例如用于清洗处理的纯水 (超纯水)。喷嘴57A安装在杯状部52的周壁的上部，调整其角度和喷出流速等，使得能够 向基板W的表面中心附近供给药液。该清洗液供给部57与控制部60电连接，其驱动由控 制部60控制。另外，清洗液供给部57包括储存清洗液的罐、作为驱动源的泵、作为调整供 给量的调整阀的阀(均未图示）等。
[0053] 溶剂供给部58包括对工作台53上的基板W的表面从斜方向喷出挥发性溶剂的喷 嘴58A，从该喷嘴58A向工作台53上的基板W的表面供给挥发性溶剂，例如IPA。该溶剂供 给部58向由清洗液供给部57供给的清洗液清洗后的基板W的表面供给挥发性溶剂，将基 板W的表面的清洗液置换为挥发性溶剂。喷嘴58A安装在杯状部52的周壁的上部，调整其 角度和喷出流速等，使得能够向基板W的表面中心附近供给药液。该溶剂供给部58与控制 部60电连接，其驱动由控制部60控制。另外，溶剂供给部58包括储存挥发性溶剂的罐、作 为驱动源的泵、作为调整供给量的调整阀的阀(均未图示）等。
[0054] 此处，作为挥发性溶剂，除了 IPA之外，还能够使用例如乙醇等一价的醇类，或二 乙醚、甲乙醚等醚等、以及碳酸乙烯酯等。另外，挥发性溶剂优选可溶于水。
[0055] 控制部60包括集中控制各部分的微机和存储关于基板处理的基板处理信息和各 种程序等的存储部。该控制部60基于基板处理信息和各种程序控制旋转机构54、溶剂吸引 排出部55、药液供给部56、清洗液供给部57、溶剂供给部58等，对旋转中的工作台53上的 基板W的表面进行利用药液供给部56的药液的供给、利用清洗液供给部57的清洗液的供 给、利用溶剂供给部58的挥发性溶剂的供给等的控制。
[0056] 如图3所示，基板干燥室70包括：作为处理室的处理箱71 ;设置在该处理箱71内 的杯状部72 ;在该杯状部72内将基板W以水平状态支承的工作台73 ;使该工作台73在水 平面内旋转的旋转机构74 ;供给气体的气体供给部75 ;对被供给有挥发性溶剂的基板W的 表面进行加热的加热机构76 ;用于对由加热机构76加热后的基板W的表面进行干燥的吸 引干燥机构77 ;和控制各部分的控制部80。
[0057] 处理箱71、杯状部72、工作台73、旋转机构74与基板清洗室50中的处理箱51、杯 状部52、工作台53、旋转机构54同样。另外，在图3中，71A是基板出入口，71B表示闸、73A 表示销等支承部件。
[0058] 气体供给部75包括对工作台73上的基板W的表面从斜方向喷出气体的喷嘴75A， 从该喷嘴75A向工作台73上的基板W的表面供给气体例如氮气，在处理箱71内使基板W 的表面上的空间成为氮气气氛。喷嘴75A安装在杯状部72的周壁的上部，调整其角度、喷 出流速等，使得气体被供向基板W的表面中心附近。该气体供给部75与控制部80电连接， 其驱动由控制部80控制。另外，气体供给部75包括储存气体的罐、成为调整供给量的调整 阀的阀(均未图示）等。
[0059] 此处，作为供给的气体，能够使用氮气以外的不活泼气体例如氩气、二氧化碳气 体、氦气等。因为该不活泼气体被供给到基板W的表面，所以能够除去基板W的表面上的氧， 防止生成水印(水渍)。另外，供给的气体优选是加热后的气体。
[0060] 加热机构76包括多个灯76A，设置在工作台73的上方，通过各灯76A的点亮向工 作台73上的基板W的表面照射光。该加热机构76构成为能够利用移动机构76B在上下方 向（升降方向)上移动，在接近杯状部72的照射位置(如图3中的实线所示，接近基板W的表 面的位置)与从杯状部72离开规定距离的待机位置(如图3中的点划线所示，从基板W的表 面离开的位置)之间移动。在将基板W放置在基板干燥室70的工作台73上时，使加热机构 76预先定位在待机位置，由此能够避免加热机构76妨碍基板W输入。加热机构76可以是 在灯点亮后下降或是在下降后点亮灯中的任一种。该加热机构76与控制部80电连接，其 驱动由控制部80控制。
[0061] 此处，作为加热机构76,例如能够使用将直管型的灯76A排列多个而设置的机构 或将灯泡型的灯76A阵列状地设置有多个的机构。此外，作为灯76A，例如能够使用卤素灯、 氙闪光灯等。
[0062] 在使用加热机构76的基板W的加热工序中，通过该加热机构76的加热，如图5(A) 所示，与基板W的表面上的图案P接触的挥发性溶剂的液体A1与其它部分的挥发性溶剂的 液体A1相比更早开始气化。即，供给到基板W的表面的挥发性溶剂的液体A1中、仅与基板 W的表面接触的部分被急速加热而成为气相。由此。在基板W的表面上的图案P的周围，由 于挥发性溶剂的液体A1的气化(沸腾)，气体层(气泡的集合）即挥发性溶剂的气层A2形成 为薄膜。因此，相邻的图案P之间的挥发性溶剂的液体A1被该气层A2向基板W的表面压 出，并且由于自己的表面张力而形成多个液珠。
[0063] 吸引干燥机构77与基板清洗室50中的上述溶剂吸引排出部55实质上相同，将在 工作台73的周围呈环状地开口的溶剂吸引口 77A设定在定位于在工作台73保持的基板W 的周围的工作位置来发挥作用。溶剂吸引口 55A吸引并接受从旋转的基板W上飞散的挥发 性溶剂。该吸引干燥机构77与控制部80电连接，其驱动由控制部80控制。另外，在溶剂 吸引口 77A连接有：用于吸引挥发性溶剂的液珠的真空泵(未图示);和用于将吸引且接受到 的挥发性溶剂的液珠排出的排出管(未图示)。
[0064] 控制部80包括集中控制各部分的微机和存储关于基板处理的基板处理信息和各 种程序等的存储部。该控制部80基于基板处理信息和各种程序控制旋转机构74、气体供给 部75、加热机构76、吸引干燥机构77等，对旋转中的工作台73上的基板W的表面进行利用 气体供给部75的气体的供给、利用加热机构76的加热、利用吸引干燥机构77的吸引等的 控制。
[0065] 以下说明由基板处理装置10进行的基板W的清洗和干燥处理顺序。
[0066] (1)由输送机械手12取出由输送机械手11从基板供排部20的基板收纳盒21供 给到基板保管用缓冲部30的内部专用缓冲部31的基板W，在将该基板W放置在基板处理室 40中的基板清洗室50的工作台53上的状态下，基板清洗室50的控制部60控制旋转机构 54,使工作台53以规定的转速旋转，接着，在将溶剂吸引排出部55定位在待机位置的状态 下，控制药液供给部56,从喷嘴56A向旋转的工作台53上的基板W的表面供给规定时间的 药液即APM。作为药液的APM从喷嘴56A向旋转的工作台53上基板W的中央喷出，由于基 板W的旋转带来的离心力扩散到基板W的表面整体。由此，工作台53上的基板W的表面被 APM覆盖而被处理。
[0067] 另外，控制部60使工作台53从上述（1)到后述（3)持续旋转。此时，工作台53的 转速、规定时间等的处理条件已预先设定，但能够由操作者任意地变更。
[0068] (2)接着，控制部60停止药液的供给，之后控制清洗液供给部57,从喷嘴57A向旋 转的工作台53上的基板W的表面供给规定时间的清洗液即超纯水。作为清洗液的超纯水 从喷嘴57A向旋转的工作台53上的基板W的中央喷出，由于基板W的旋转带来的离心力扩 散到基板W的表面整体。由此，工作台53上的基板W的表面被超纯水覆盖而被清洗。
[0069] (3)接着，控制部60在由清洗液供给部57进行的基板W的清洗完成时，使溶剂吸 引排出部55定位在工作位置，控制溶剂供给部58,从喷嘴58A向旋转的工作台53上的基板 W的表面供给规定时间的挥发性溶剂即IPA。另外，IPA的供给优选在超纯水干燥之前进行。 作为挥发性溶剂的IPA从喷嘴58A向旋转的工作台53上的基板W的中央喷出，由于基板W 的旋转带来的离心力扩散到基板W的表面整体。此时，从旋转的基板W上飞散的IPA被溶 剂吸引排出部55吸引。由此，工作台53上的基板W的表面从超纯水置换为IPA。另外，此 时的工作台53即基板W的转速设定为，以基板W的表面不露出的程度，挥发性溶剂的膜在 基板W的表面上形成为薄膜。
[0070] 此外，使从溶剂供给部58的喷嘴58A喷出的IPA的温度低于其沸点，确实地将液 体状态的IPA向基板W的表面供给，由此在基板W的表面的整个区域，超纯水可靠地均等地 置换为IPA。本例中，IPA以液体状态对基板W连续供给。
[0071] (4)接着，控制部60使基板清洗室50的工作台53的旋转停止，输送机械手12将 停止旋转的工作台53上的基板W从基板清洗室50取出，在将该基板W放置在基板处理室 40中的基板干燥室70的工作台73上的状态下，基板干燥室70的控制部80控制气体供给 部75,从喷嘴75A向旋转的工作台73上的基板W的表面供给规定时间的气体即氮气。氮气 从喷嘴75A向工作台73上的基板W的整个区域喷出。由此，包围工作台73上的基板W的 空间成为氮气氛。通过使该空间为氮气氛，使得氧浓度减少，能够抑制基板W的表面中的水 印的产生。
[0072] 另外，控制部80使工作台73从上述（4)到后述（6)继续旋转。此时，预先设定了 工作台73的转速和规定时间等的处理条件，但能够由操作者任意地变更。
[0073] (5)接着，控制部80当上述（3)的IPA的转换完成时，控制加热机构76,使一直处 于待机位置的加热机构76定位于照射位置，使加热机构76的各灯76A点亮，将旋转的工作 台73上的基板W加热规定时间。此时，加热机构76能够进行能够使基板W的温度10秒成 为100度以上的加热。由此，能够使与基板W的表面上的图案P接触的挥发性溶剂的液体 A1瞬时气化，使基板W的表面上的其它部分的基板处理装置的液珠A1直接液珠化。
[0074] 此处，在加热机构76的加热干燥中，为了使与基板W的图案P接触的作为挥发性 溶剂的IPA瞬时气化，以数秒的时间将基板W加热到数百度的高温是很重要的。此外，必 须不加热IPA，而仅加热基板W。为此，优选使用在波长500?3000nm包括峰值强度的灯 76A。此外，为了进行可靠的干燥，基板W的最终温度(通过加热到达的最高温度）优选是比 处理液、溶剂的大气压中的沸点还高20°C以上的加热温度，此外，优选达到最终温度的时间 为10秒内，例如处于数10msec?数秒的范围内。
[0075] (6)通过加热机构76的加热作用在基板W的表面生成的IPA的液珠，由于基板W 的旋转带来的离心力向外周飞散，到达吸引干燥机构77。此时，对溶剂吸引口 77A施加吸引 力，因此到达吸引干燥机构77的IPA的液珠经由溶剂吸引口 77A被吸引除去。由此，干燥 结束。由此，在本实施例中，旋转工作台73、旋转机构74、吸引干燥机构77构成将通过加热 机构76的加热作用在基板的表面生成的挥发性溶剂的液珠除去，对基板的表面进行干燥 的干燥机构。
[0076] (7)接着，控制部80使工作台73的旋转停止，将在停止旋转的工作台73上完成干 燥的基板W由输送机械手12从基板干燥室70取出，将该基板W放入基板保管用缓冲部30 的外部专用缓冲部32。
[0077] 另外，在上述（7)的基板W的取出前，控制部80使加热机构76的灯76A熄灭，并 且定位于待机位置。由此，在取出基板W时加热机构76不会造成妨碍。
[0078] (8)输送机械手11将基板W从基板保管用缓冲部30的外部专用缓冲部32取出， 向基板供排部20的基板收纳盒21排出。
[0079] 由此，在基板处理装置10中，基板处理室40包括基板清洗室50和基板干燥室70， 在基板清洗室50与基板干燥室70之间设置有作为基板输送机构的输送机械手12。由此， 在基板清洗室50中，进行：向基板W的表面供给清洗液的工序；和向被供给有清洗液的基 板W的表面供给挥发性溶剂，将基板W的表面的清洗液置换为挥发性溶剂的工序，在基板清 洗室50中被供给有挥发性溶剂的基板W由输送机械手12输送到基板干燥室70。然后，在 基板干燥室70中进行：对在基板清洗室50中被供给有挥发性溶剂的基板W进行加热的工 序；和将通过基板W的加热在基板W的表面生成的挥发性溶剂的液珠除去，对基板W的表面 进行干燥的工序。
[0080] 根据本实施例，达到以下的作用效果。
[0081] (a)通过加热机构76对基板W的加热作用，在基板W的表面上的图案P的周围完 成置换的挥发性溶剂即IPA的液体气化，由此在基板W的表面上的图案P的周围，IPA气化 后的气层形成为薄膜。因此，基板W的相邻图案P之间的IPA的液体被气层压出，并且由自 身的表面张力而形成多个液珠。这样在基板W的表面生成的IPA的液珠由于基板W的旋转 带来的离心力向外周飞散，由吸引干燥机构77立即吸引除去。由此，在基板W的整个表面 能够使IPA液体瞬时干燥，使基板W的表面的各部分的干燥速度均匀，结果不会在一部分的 图案P之间产生IPA的残留，能够抑制由这样的残留IPA的表面张力引起的图案P的倒塌。
[0082] (b)相互分开地设置基板清洗室50和基板干燥室70,将清洗液供给工序和挥发性 溶剂的置换工序以及加热工序和干燥工序并行处理。
[0083] 基板清洗室50不需要灯等加热机构，基板干燥室70不需要清洗液供给部或溶剂 供给部。由此，例如在基板处理装置10包括多个基板清洗室50时，与该基板清洗室50和 基板干燥室70合并的结构相比，能够实现设备的紧凑化。
[0084] 能够将基板清洗室50中的清洗液供给工序和挥发性溶剂的置换工序、以及基板 干燥室70中的加热工序和干燥工序并行处理，能够提高基板W的生产率。由此，在基板W 大型化时也能够提高其量产性。
[0085] 图6是将上述基板处理装置10中的基板干燥室70代替为基板干燥室100的本发 明的例子。基板干燥室100与基板干燥室70的不同点是，从下侧对基板W的在铅垂方向上 朝向下方配置的表面进行加热，使通过加热作用在基板W的表面生成的挥发性溶剂的液珠 利用重力落下除去，对基板W的表面进行干燥。另外，关于基板清洗室50,说明使用与前面 作为参考例叙述的基板清洗室50相同的结构的例子。
[0086] 如图6所示，基板干燥室100包括：作为处理室的处理箱101 ;固定在该处理箱101 的顶面的工作台102 ;支承在该处理箱101内的底面的加热干燥机构103 ;向该处理箱101 内供给气体的气氛气体供给部104 ;向加热干燥机构103供给气体的吹飞气体供给部105 ; 和控制各部分的控制部110。加热干燥机构103对被供给有挥发性溶剂的基板W的表面进 行加热，将通过加热作用在基板W的表面生成的挥发性溶剂的液珠除去，对基板W的表面进 行干燥。
[0087] 处理箱101包括基板出入口 101A和闸101B。
[0088] 工作台102包括保持基板W的夹具102A，将基板W的表面(正面)配置为在铅垂方 向上朝向下方。
[0089] 加热干燥机构103包括多个灯103A，设置在工作台102的下方，利用各灯103A的 点亮向工作台102上的基板W的向下的表面照射光。该加热干燥机构103构成为能够利用 移动机构103B在上下方向（升降方向)上移动，在照射位置(如图6中的实线所示，接近基板 W的表面的位置)与待机位置(如图6中的点划线所示，从基板W的表面离开的位置)之间移 动。在将基板W放置在基板干燥室100的工作台102上时，使加热机构103预先定位在待 机位置，由此能够避免加热机构103妨碍基板W输入。加热机构103可以是在灯点亮后上 升或是在上升后点亮灯中的任一种。该加热干燥机构103与控制部110电连接，其驱动由 控制部110控制。
[0090] 此处，作为加热干燥机构103,例如能够使用将直管型的灯103A排列多个而设置 的机构或将灯泡型的灯103A阵列状地设置有多个的机构。此外，作为灯103A，例如能够使 用卤素灯、氙闪光灯等。
[0091] 在使用加热干燥机构103的基板W的加热工序中，通过该加热干燥机构103的加 热，与基板W的表面上的图案P接触的挥发性溶剂的液体与其它部分的挥发性溶剂的液体 相比更早开始气化。即，供给到基板W的表面的挥发性溶剂的液体中、仅与基板W的表面接 触的部分迅速被加热而成为气相。由此。在基板W的表面上的图案P的周围，由于挥发性 溶剂的液体的气化(沸腾)，气体层(气泡的集合)即挥发性溶剂的气层形成为薄膜。因此，相 邻的图案P之间的挥发性溶剂的液体被该气层向基板W的表面压出，并且由于自己的表面 张力而形成多个液珠。然后，通过该加热干燥机构103的加热作用在基板W的向下的表面 生成的挥发性溶剂的液珠利用重力落下而被除去，基板W的表面被干燥。
[0092] 另外，加热干燥机构103在成为灯103A的背后的向上的面和成为保持于工作台 102的基板W的背后的该工作台102的向下的面上，分别设置有用于提高灯103A的照射效 率的反射器l〇3C、103D。此外，加热干燥机构103在灯103A的上部具有用于包覆并保护灯 103A的玻璃罩103E。作为该保护罩，可以是透过红外线的石英板等。
[0093] 气氛气体供给部104包括向处理箱101内供给不活泼气体例如氮气的喷嘴104A， 在处理箱101内使基板W的表面上的空间为氮气气氛。由此，除去基板W的表面上的氧，防 止产生水印(水渍)，达到对挥发性溶剂的防爆。另外，供给的气体优选是加热后的气体。
[0094] 吹飞气体供给部105包括对下降至待机位置的加热干燥机构103的玻璃罩103E 吹出不活泼气体例如氮气的喷嘴105A，将如上所述从基板W的表面落下并到达该玻璃罩 103E的挥发性溶剂的液珠向处理箱101的底面侧吹飞除去。在处理箱101的底面设置有用 于将吹飞除去的挥发性溶剂的液珠吸引排出的排出管106。在排出管106设置有作为排出 阀的阀106A。此外，排出管106与排气风扇或真空泵(未图示）连接。
[0095] 另外，基板干燥室100也能够包括将在基板W生成的液珠从基板表面吹飞的吹飞 气体供给部107。吹飞气体供给部107包括对放置在工作台102的基板W的向下的表面吹 出不活泼气体例如氮气的喷嘴107A，能够将通过加热干燥机构103的加热作用在基板W的 向下的表面生成的挥发性溶剂的液珠吹飞除去。吹飞气体供给部107从加热干燥机构103 的灯103A的点亮前或点亮中开始供给气体，例如在灯103A熄灭后停止气体的供给。
[0096] 此外，从喷嘴105AU07A供给的气体优选是加热后的气体。
[0097] 控制部110包括集中控制各部分的微机和存储关于基板处理的基板处理信息和 各种程序等的存储部。该控制部110基于基板处理信息和各种程序控制加热干燥机构103、 气氛气体供给部104、吹飞气体供给部105、107、阀106A等。
[0098] 以下，说明在基板处理装置10中，基板干燥室100的基板W的加热干燥处理顺序。
[0099] (1)将在前一工序的基板清洗室50中清洗完成的基板W由输送机械手12取出。 输送机械手12将该基板W反转，将该基板W以在铅垂方向上向下的姿势插入处理箱101，放 置于工作台102。控制部110控制气氛气体供给部104,使处理箱101内为氮气气氛。
[0100] (2)控制部110控制加热干燥机构103定位于照射位置，点亮加热干燥机构103的 各灯103A，将基板W的向下的表面加热规定时间。此时，加热干燥机构103能够进行能够使 基板W的温度10秒达到100度以上的加热。由此，能够使得基板W的表面上的与图案P接 触的挥发性溶剂的液体瞬时气化，基板W的表面上的其它部分的挥发性溶剂的液体立即液 珠化。
[0101] 此处，在加热干燥机构103进行的加热干燥中，为了使与基板W的图案P接触的作 为挥发性溶剂的IPA瞬时气化，以数秒的时间将基板W加热到数百度的高温是很重要的。此 夕卜，必须不加热IPA，而仅加热基板W。为此，优选使用在波长500?3000nm包括峰值强度 的灯103A。此外，为了进行可靠的干燥，基板W的最终温度(通过加热到达的最高温度）优 选是比处理液、溶剂的大气压中的沸点还高20°C以上的加热温度，此外，优选达到最终温度 的时间为10秒内，例如处于数10msec?数秒的范围内。
[0102] (3)通过加热干燥机构103的加热作用在基板W的表面生成的IPA的液珠由于重 力落下而被除去，由此基板W的表面被干燥。另外，从基板W的表面落下除去的IPA的液珠 在到达加热干燥机构103的玻璃罩103E之后，被吹飞气体供给部105对下降至待机位置的 加热干燥机构103的玻璃罩103E供给的气体吹飞除去，被吸引到处理箱101的底面的排出 管106,向外部排出。
[0103] 另外，通过加热干燥机构103的加热作用在基板W的表面生成的IPA的液压，能够 被吹飞气体供给部107供给的气体吹飞除去。被气体吹飞而落下到处理箱101的底面的 IPA的液珠被吸引到底面的排出管106,向外部排出。
[0104] (4)输送机械手12将工作台102上干燥完成的基板W从处理箱101取出。输送机 械手12再次将该基板W反转，将该基板W以在铅垂方向上向上的姿势放入基板保管用缓冲 部30的外部专用缓冲部32。此处，如上所述，在外部专用缓冲部的内部设置有冷却机构的 情况下，利用该冷却机构强制地冷却基板W。
[0105] 另外，在上述（4)的基板W取出之前，控制部110使加热机构103的灯103A熄灭， 并且定位于待机位置。由此在基板W取出时，加热机构103不会造成妨碍。
[0106] 根据本实施例，利用加热干燥机构103从下侧对基板W的在铅垂方向上朝向下方 配置的表面进行加热，使通过加热作用在基板W的表面生成的IPA液珠由于重力落下除去。 由此，不需要为了除去IPA的液珠而使基板W旋转，能够简单地干燥基板W的整个表面的液 体，能够简易地抑制这样的残留IPA的液体的表面引力引起的图案P的倒塌。但是，也能够 使基板W旋转，一并采用将在基板W的表面生成的IPA的液珠，利用其重力的作用以及由基 板的旋转带来的离心力进行除去的机构。
[0107] 以上根据附图详细叙述了本发明的实施例，但是本发明的具体结构并不限定于该 实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更也包含于本发明。
[0108] 例如，在实施例中，说明了在基板清洗室向基板供给IPA等挥发性溶剂，将被供给 有挥发性溶剂的基板输送到基板干燥室，在该基板干燥室中进行基板的干燥的例子。但是， 也可以在基板清洗室中进行至清洗液的洗净，之后，将由清洗液清洗后的基板输送到基板 干燥室，在该基板干燥室中，例如在使基板旋转的同时供给IPA等挥发性溶剂，将清洗液置 换为IPA，以及与上述同样、进行利用加热机构的基板的瞬间的加热，然后将通过加热产生 的IPA等挥发性溶剂的液珠除去以进行干燥。此时，基于挥发性高的IPA等的从向基板供 给到干燥的处理能够在同一室中实施、能够使IPA等的从向基板供给到干燥的时间较短等 方面，这种方案在安全上是有利的。另外，挥发性溶剂的供给能够采用与图2的喷嘴58A同 样的结构。
[0109] 气体供给部75、气氛气体供给部104的氮气等不活泼气体的供给动作，在基板W定 位于各个供给位置之后开始，但是也可以在定位之前开始供给。
[0110] 在各实施例中，加热机构76、加热干燥机构103对基板W的加热也可以在将处理 箱111内减压后的状态下进行。处理箱111内的IPA等挥发性溶剂的沸点下降，在比大气 压下的温度更低的温度沸腾，因此能够减少对基板施加的热损。
[0111] 在各实施例中，在停止对基板w的清洗液的供给之后开始IPA等挥发性溶剂的供 给，但是也可以在清洗液的清洗的后期，从还对基板W供给清洗液时开始挥发性溶剂的供 给。
[0112] 此外，也可以在向基板W供给IPA等挥发性溶剂之前，使处理箱51内为氮气等不 活泼气体气氛。
[0113] 工业上的可利用性
[0114] 根据本发明，能够提供在基板的干燥时使表面上的液体瞬时干燥的基板处理装置 和基板处理方法。
【权利要求】
1. 一种基板处理装置，其包括基板清洗室和基板干燥室，其特征在于： 基板清洗室包括：向基板的表面供给清洗液的清洗液供给部；和向被供给有清洗液的 基板的表面供给挥发性溶剂，将基板的表面的清洗液置换为挥发性溶剂的溶剂供给部， 基板干燥室包括加热干燥机构，该加热干燥机构对在基板清洗室中被供给有挥发性溶 剂的基板的表面进行加热，将通过加热作用在基板的表面生成的挥发性溶剂的液珠除去， 对基板的表面进行干燥， 所述加热干燥机构从下侧对基板的在铅垂方向上朝向下方配置的表面进行加热，使通 过加热作用在基板的表面生成的挥发性溶剂的液珠利用重力落下除去，对基板的表面进行 干燥。
2. 如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于： 所述基板干燥室包括：保持基板，将基板的表面在铅垂方向上朝向下方配置的工作台； 和从下侧对保持于工作台的基板的在铅垂方向上朝向下方配置的表面进行加热的加热干 燥机构。
3. 如权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于： 所述加热干燥机构包括灯，在作为灯的背后的向上的面和作为保持于工作台的基板的 背后的该工作台的向下的面上，分别设置有用于提高灯的照射效率的反射器。
4. 如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于： 所述加热干燥机构包括灯，在该灯的上部包括包覆保护灯的保护罩。
5. 如权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于： 所述加热干燥机构附带包括吹飞气体供给部， 吹飞气体供给部包括对加热干燥机构的保护罩吹出不活泼气体的喷嘴，将从基板的表 面落下并到达该保护罩的挥发性溶剂的液珠吹飞除去。
6. -种使用基板清洗室和基板干燥室的基板处理方法，其特征在于： 在基板清洗室中进行：向基板的表面供给清洗液的工序；和向被供给有清洗液的基板 的表面供给挥发性溶剂，将基板的表面的清洗液置换为挥发性溶剂的工序， 在基板干燥室中进行：对在基板清洗室中被供给有挥发性溶剂的基板的表面进行加 热，将通过加热在基板的表面生成的挥发性溶剂的液珠除去，对基板的表面进行干燥的工 序， 所述对基板的表面进行加热、进行干燥的工序，由加热干燥机构从下侧对基板的在铅 垂方向上朝向下方配置的表面进行加热，使通过加热作用在基板的表面生成的挥发性溶剂 的液珠利用重力落下除去，对基板的表面进行干燥。
7. 如权利要求6所述的基板处理方法，其特征在于： 利用吹飞气体供给部吹出的不活泼气体，将从所述基板的表面落下并到达加热干燥机 构的保护罩的挥发性溶剂的液珠吹飞除去。
【文档编号】H01L21/02GK104064445SQ201410099919
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】林航之介, 古矢正明, 大田垣崇, 长嶋裕次, 木名瀬淳, 安部正泰 申请人:芝浦机械电子装置股份有限公司