特許 6932017 基板処理装置および基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6932017

(24)【登録日】2021年8月19日

(45)【発行日】2021年9月8日

(54)【発明の名称】基板処理装置および基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20210826BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20210826BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 651B

   H01L21/68 A

   H01L21/304 651L

   H01L21/304 651M

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2017-60367(P2017-60367)

(22)【出願日】2017年3月27日

(65)【公開番号】特開2018-163992(P2018-163992A)

(43)【公開日】2018年10月18日

【審査請求日】2019年12月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】宮 勝彦

【審査官】 今井 聖和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１６５５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５９８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１００８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２７８５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０５６５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９４８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５８３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２０１３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０６５３９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理チャンバと、
基板の上面に昇華性物質を含む液体で形成された液膜を冷却して凝固させる凝固処理を前記処理チャンバ内で実行する凝固処理ユニットと、
前記凝固処理を実行された前記基板を受け入れ、該基板に対し内部で所定の後処理が実行される第２の処理チャンバと、
前記凝固処理を実行された前記基板を保持して前記処理チャンバから搬出し前記第２の処理チャンバに搬入する搬送機構と、
前記搬送機構に保持される前記基板の上方から、前記液膜を構成する液体の凝固点よりも低温の気体を前記基板に供給する冷却部と
を備え、
前記搬送機構は、側方および上方を壁面で囲まれてダウンフローが供給される搬送空間内に設置され、
前記冷却部は、前記搬送空間内で前記搬送機構の上方に配置され、前記凝固処理を実行された前記基板が前記搬送機構により前記処理チャンバから搬出される前に前記気体の供給を開始し、前記基板が前記第２の処理チャンバに搬入された後に前記気体の供給を停止する基板処理装置。

【請求項2】

処理チャンバと、
基板の上面に昇華性物質を含む液体で形成された液膜を冷却して凝固させる凝固処理を前記処理チャンバ内で実行する凝固処理ユニットと、
前記凝固処理を実行された前記基板を保持して前記処理チャンバから搬出する搬送機構と、
前記搬送機構の上部に取り付けられて、前記搬送機構に保持される前記基板の上方から、前記液膜を構成する液体の凝固点よりも低温の気体を前記基板に供給する冷却部と
を備え、
前記搬送機構は、前記基板を支持するハンドと、前記ハンドを支持しつつ回転する回転ベースと、前記回転ベースを昇降させる昇降ベースとを有し、
前記冷却部は、前記回転ベースに取り付けられて、前記ハンドに支持される前記基板との距離を一定に保ちつつ前記回転ベースとともに昇降する基板処理装置。

【請求項3】

前記搬送機構は、側方および上方を壁面で囲まれてダウンフローが供給される搬送空間内に設置され、前記冷却部は、前記搬送空間内で前記搬送機構の上方に配置される請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記凝固処理を実行された前記基板を受け入れ、該基板に対し内部で所定の後処理が実行される第２の処理チャンバを備え、
前記搬送機構は、前記処理チャンバから搬出した前記基板を前記第２の処理チャンバに搬入し、
前記冷却部は、前記凝固処理を実行された前記基板が前記搬送機構により前記処理チャンバから搬出される前に前記気体の吐出を開始し、前記基板が前記第２の処理チャンバに搬入された後に前記気体の吐出を停止する請求項２または３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記冷却部は、筒内に圧縮空気を受け入れて強制渦を発生させることで冷気と暖気とを生成する冷気発生器を備え、前記冷気発生器から出力される冷気を前記基板に供給する請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記冷気発生器は、少なくとも前記搬送機構が前記凝固処理を実行された前記基板を保持している間、冷気を出力する請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記搬送機構は、前記処理チャンバから搬出した前記基板を、冷却機能を有する基板格納容器に搬入する請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。

【請求項8】

処理チャンバ内で、基板の上面に昇華性物質を含む液体で形成された液膜を冷却して凝固させる凝固処理を実行する工程と、
前記凝固処理を実行された前記基板を搬送機構が保持して前記処理チャンバから搬出する工程と、
前記処理チャンバから搬出された前記基板を第２の処理チャンバに搬入する工程と、
前記第２の処理チャンバ内で、前記基板に対し所定の後処理を実行する工程と
を備え、
前記搬送機構は、側方および上方を壁面で囲まれてダウンフローが供給される搬送空間内に設置され、
前記搬送空間内で前記搬送機構の上方に配置された冷却部が、前記凝固処理を実行された前記基板が前記搬送機構により前記処理チャンバから搬出される前に、前記基板の上方から前記液膜を構成する液体の凝固点よりも低温の気体の供給を開始し、前記基板が前記第２の処理チャンバに搬入された後に前記気体の供給を停止する基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、基板の上面に液膜を形成してこれを凝固させるプロセスを含む基板処理装置および基板処理方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

基板に処理液を供給して湿式処理する基板処理技術には、水平姿勢の基板の上面に処理液による液膜を形成し、これを凝固させるプロセスを含むものがある。このようなプロセスは、例えば液体が凝固する際の体積変化を利用して基板に付着した付着物を遊離させて除去する目的で、あるいは湿式処理後の基板を乾燥させる際に基板に形成されたパターンが処理液の表面張力に起因する応力により損壊するのを防止する目的で実施される。

【0003】

例えば特許文献１に記載の技術では、基板処理装置に液処理ユニットとホットプレートユニットとが設けられている。そして、液処理ユニット内で基板に昇華性物質を含む液体を供給しこれを凝固させることで基板表面のパターンを固体状の昇華性物質で満たした後、ホットプレートユニットで昇華性物質を加熱し昇華させることにより基板を乾燥させる。これらのユニット間の基板の搬送のため、この基板処理装置には搬送機構が備えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２４３８６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年では、処理に要するエネルギーを低減させる観点から、常温に近い凝固点を有する物質で基板を覆うことが求められている。このような物質では、液体を冷却して固体に相変化させる際に必要なエネルギーの量が少なくて済むからである。その一方、いったん固化した物質の凝固体が融解または揮発しやすい状態でもあるため、ユニット間を移送する間に基板の温度が上昇して凝固体が不適切な状態で融解または揮発が進行してしまい、所望の処理結果を得られないという問題が生じ得る。しかしながら、上記従来技術ではこの点が考慮されていない。

【0006】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板の上面に液膜を形成してこれを凝固させるプロセスを含む基板処理技術において、基板搬送の際の凝固体の融解や揮発を抑制することのでき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】

【0007】

この発明に係る基板処理装置の一の態様は、上記目的を達成するため、処理チャンバと、基板の上面に昇華性物質を含む液体で形成された液膜を冷却して凝固させる凝固処理を前記処理チャンバ内で実行する凝固処理ユニットと、前記凝固処理を実行された前記基板を受け入れ、該基板に対し内部で所定の後処理が実行される第２の処理チャンバと、前記凝固処理を実行された前記基板を保持して前記処理チャンバから搬出し前記第２の処理チャンバに搬入する搬送機構と、前記搬送機構に保持される前記基板の上方から、前記液膜を構成する液体の凝固点よりも低温の気体を前記基板に供給する冷却部とを備え、前記搬送機構は、側方および上方を壁面で囲まれてダウンフローが供給される搬送空間内に設置され、前記冷却部は、前記搬送空間内で前記搬送機構の上方に配置され、前記凝固処理を実行された前記基板が前記搬送機構により前記処理チャンバから搬出される前に前記気体の供給を開始し、前記基板が前記第２の処理チャンバに搬入された後に前記気体の供給を停止する。

【0008】

また、この発明に係る基板処理方法の一の態様は、上記目的を達成するため、処理チャンバ内で、基板の上面に昇華性物質を含む液体で形成された液膜を冷却して凝固させる凝固処理を実行する工程と、前記凝固処理を実行された前記基板を搬送機構が保持して前記処理チャンバから搬出する工程と、前記処理チャンバから搬出された前記基板を第２の処理チャンバに搬入する工程と、前記第２の処理チャンバ内で、前記基板に対し所定の後処理を実行する工程とを備え、前記搬送機構は、側方および上方を壁面で囲まれてダウンフローが供給される搬送空間内に設置され、前記搬送空間内で前記搬送機構の上方に配置された冷却部が、前記凝固処理を実行された前記基板が前記搬送機構により前記処理チャンバから搬出される前に、前記基板の上方から前記液膜を構成する液体の凝固点よりも低温の気体の供給を開始し、前記基板が前記第２の処理チャンバに搬入された後に前記気体の供給を停止する。

【0009】

このように構成された発明では、処理チャンバから取り出された基板に対し液膜を構成する液体の凝固点よりも低温の気体が供給されることで、基板およびその上面に形成された液膜の凝固体の温度上昇を抑制することが可能である。そのため、凝固体の融解や成分の揮発を抑えつつ、基板を搬送することができる。

【発明の効果】

【0010】

上記のように、本発明では、処理チャンバから取り出された基板に低温の気体が供給されるので、基板の上面に形成された液膜の凝固体の融解や成分の揮発を抑えつつ、基板を搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る基板処理装置の一実施形態の概略構成を示す図である。

【図2】センターロボットの構成および設置環境を示す図である。

【図3】冷却ユニットの構成を示す図である。

【図4】凝固処理を実行する基板処理ユニットを示す図である。

【図5】昇華処理を実行する基板処理ユニットを示す図である。

【図6】この基板処理装置の動作を示すフローチャートである。

【図7】基板処理装置の動作の変形例を示すフローチャートである。

【図8】基板処理装置の変形例の主要部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１は本発明に係る基板処理装置の一実施形態の概略構成を示す図である。より具体的には、図１（ａ）は本発明の一実施形態である基板処理装置１を示す平面図であり、図１（ｂ）は基板処理装置１を示す側面図である。なお、これらの図は装置の外観を示すものではなく、装置の外壁パネルやその他の一部構成を除外することでその内部構造をわかりやすく示した模式図である。この基板処理装置１は、例えばクリーンルーム内に設置されて基板に対し所定の処理を施すための装置である。

【0013】

ここで、本実施形態における「基板」としては、半導体基板、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、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板を適用可能である。以下では主として半導体基板の処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも同様に適用可能である。

【0014】

図１（ａ）に示すように、基板処理装置１は、基板Ｗに対して処理を施す基板処理部１０と、この基板処理部１０に結合されたインデクサ部２０とを備えている。インデクサ部２０は、基板Ｗを収容するための容器Ｃ（複数の基板Ｗを密閉した状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）など）を複数個保持することができる容器保持部２１と、この容器保持部２１に保持された容器Ｃにアクセスして、未処理の基板Ｗを容器Ｃから取り出したり、処理済みの基板を容器Ｃに収納したりするためのインデクサロボット２２と、ファンフィルタユニット２３とを備えている。各容器Ｃには、複数枚の基板Ｗがほぼ水平な姿勢で収容されている。

【0015】

ファンフィルタユニット２３は、クリーンルーム内の雰囲気を取り込みさらに清浄化した上でインデクサ部２０に導入することで、インデクサ部２０に清浄空気のダウンフローを常時生じさせる。インデクサロボット２２は、装置筐体に固定されたベース部２２１と、ベース部２２１に対し鉛直軸周りに回動可能に設けられた多関節アーム２２２と、多関節アーム２２２の先端に取り付けられたハンド２２３とを備える。ハンド２２３はその上面に基板Ｗを載置して保持することができる構造となっている。このような多関節アームおよび基板保持用のハンドを有するインデクサロボットは公知であるので詳しい説明を省略する。

【0016】

基板処理部１０は、平面視においてほぼ中央に配置されたセンターロボット１５と、このセンターロボット１５を取り囲むように配置された複数の基板処理ユニットとを備えている。具体的には、センターロボット１５が配置された空間に面して複数の（この例では４つの）基板処理ユニット１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａが配置されている。これらの基板処理ユニット１１Ａ〜１４Ａは、それぞれ基板Ｗに対して所定の処理を実行するものである。これらの機能は同一であってもよく、また異なっていてもよい。

【0017】

後述するように、この実施形態の基板処理装置１は、基板Ｗの表面に昇華性物質を含む液体による液膜を形成してこれを凝固させることで基板Ｗの表面を昇華性物質の凝固膜で覆い、その後に凝固膜を昇華させることで基板を乾燥させる装置である。昇華乾燥技術は、例えば表面に微細な凹凸パターンが形成された基板から液体成分を除去し乾燥させる際に、液体の表面張力に起因するパターン倒壊を防止することのできる乾燥方法である。

【0018】

４つの基板処理ユニットのうち２つの基板処理ユニット１１Ａ，１２Ａは、基板Ｗの表面に昇華性物質の凝固膜を形成するための処理（凝固処理）を担い、これを可能とするための構成を内部に備えている。また、他の２つの基板処理ユニット１３Ａ，１４Ａは、形成された昇華性物質の凝固膜を昇華させて基板Ｗを乾燥させるための処理（乾燥処理）を担い、これ可能とするための構成を内部に備えている。

【0019】

各基板処理ユニット１１Ａ〜１４Ａでは、基板Ｗに対する処理を実行する基板処理主体が、センターロボット１５に面する側面に開閉自在のシャッターが設けられた処理チャンバ内に収容されている。すなわち、基板処理ユニット１１Ａは、処理チャンバ１１０と、処理チャンバ１１０のセンターロボット１５に面する側面に設けられたシャッター１１１とを有する。シャッター１１１は処理チャンバ１１０のセンターロボット１５に面する側面に設けられた開口部（不図示）を覆うように設けられており、シャッター１１１が開かれると開口部が露出し、該開口部を介して基板Ｗの搬入および搬出が可能となる。また、処理チャンバ１１０内で基板Ｗに対する処理が実行される際には、シャッター１１１が閉じられることで、処理チャンバ１１０内の雰囲気が外部から遮断される。

【0020】

同様に、基板処理ユニット１２Ａは、処理チャンバ１２０と、処理チャンバ１２０のセンターロボット１５に面する側面に設けられたシャッター１２１とを有する。また、基板処理ユニット１３Ａは、処理チャンバ１３０と、処理チャンバ１３０のセンターロボット１５に面する側面に設けられたシャッター１３１とを有する。また、基板処理ユニット１４Ａは、処理チャンバ１４０と、処理チャンバ１４０のセンターロボット１５に面する側面に設けられたシャッター１４１とを有する。

【0021】

そして、このように水平方向に配置された基板処理ユニットのセットが上下方向に複数段（この例では２段）配置されている。すなわち、図１（ｂ）に示すように、基板処理ユニット１１Ａの下方には基板処理ユニット１１Ｂが設けられている。基板処理ユニット１１Ｂの構成および機能は、基板処理ユニット１１Ａと同じである。また、基板処理ユニット１２Ａの下方には、基板処理ユニット１２Ａと同一構成、同一機能の基板処理ユニット１２Ｂが設けられている。同様に、基板処理ユニット１３Ａの下部にも基板処理ユニット１３Ｂ（図２）が、また基板処理ユニット１４Ａの下部にも不図示の基板処理ユニットが設けられる。なお、基板処理ユニットの段数は、ここに例示する２に限定されず任意である。また１段当たりの基板処理ユニットの配設数も上記に限定されない。

【0022】

図２はセンターロボットの構成および設置環境を示す図である。センターロボット１５は、インデクサロボット２２から未処理の基板Ｗを受け取ることができ、かつ処理済みの基板Ｗをインデクサロボット２２に受け渡すことができる。より具体的には、センターロボット１５は、基台部１５１と、昇降ベース１５２と、回転ベース１５３と、伸縮アーム１５４と、ハンド１５５とを備えている。基台部１５１は、基板処理部１０の底部フレームに固定されており、センターロボット１５の各構成を支持している。昇降ベース１５２は基台部１５１に取り付けられ、昇降ベース１５２の上部に回転ベース１５３が取り付けられている。昇降ベース１５２は鉛直方向に伸縮自在となっており、この伸縮運動により回転ベース１５３を昇降させる。

【0023】

回転ベース１５３は、昇降ベース１５２に対して鉛直軸周りに回動可能となっている。回転ベース１５３には伸縮アーム１５４の基部が取り付けられ、伸縮アーム１５４の先端部にハンド１５５が取り付けられている。伸縮アーム１５４は水平方向に所定の範囲で伸縮する。ハンド１５５は、その上面に基板Ｗを載置して保持することができ、しかも、インデクサロボット２２のハンド２２３との間で基板Ｗの受け渡しが可能な構造となっている。このような構造のハンド機構は公知であり、例えば本願出願人が先に開示した特開２０１４−０６３８８０号公報に記載されたものを適用することができる。

【0024】

伸縮アーム１５４が水平方向に伸縮することで、ハンド１５５に保持した基板Ｗを水平方向に移動させることができる。また、回転ベース１５３が昇降ベース１５２に対し回動することで、基板Ｗの水平移動の方向を規定することができる。また、昇降ベース１５２が回転ベース１５３を昇降させることで、基板Ｗの高さ、すなわち鉛直方向位置を調整することができる。

【0025】

上記のように構成された基板処理装置１では、次のようにして基板Ｗに対する処理が実行される。初期状態では、容器保持部２１に載置された容器Ｃに未処理の基板Ｗが収容されている。インデクサロボット２２は、容器Ｃから１枚の未処理基板Ｗを取り出してセンターロボット１５に受け渡す。センターロボット１５は、受け取った基板Ｗを、当該基板Ｗに対する処理を実行する基板処理ユニットに搬入する。

【0026】

例えば基板処理ユニット１１Ａに基板Ｗを搬入する場合、図２に示すように、センターロボット１５は、昇降ベース１５２により回転ベース１５３の高さを調整して、ハンド１５５に保持した基板Ｗを基板処理ユニット１１Ａの処理チャンバ１１０側面のシャッター１１１の高さに位置決めする。シャッター１１１が開かれ、伸縮アーム１５４が処理チャンバ１１０側面の開口部に向かって伸長することで、基板Ｗが処理チャンバ１１０へ搬入される。伸縮アーム１５４が退避した後、シャッター１１１が閉じられて、処理チャンバ１１０内で基板Ｗに対する処理が実行される。他の基板処理ユニットへの基板Ｗの搬入も同様にして行うことができる。

【0027】

一方、基板処理ユニット１１Ａから処理済みの基板Ｗを取り出す際には、シャッター１１１が開かれた処理チャンバ１１０に伸縮アーム１５４が進入して処理済みの基板Ｗを取り出す。取り出された基板Ｗについては、他の基板処理ユニットに搬入されて新たな処理が実行されてもよく、またインデクサロボット２２を介して容器Ｃに戻されてもよい。この実施形態における具体的な処理シーケンスについては後に詳しく説明する。

【0028】

図２に示すように、センターロボット１５は、側方および上方が隔壁１０１により外部空間から隔てられた搬送空間ＴＳに設置されている。基板処理ユニット１１Ａは、処理チャンバ１１０のシャッター１１１等が設けられた側面を搬送空間ＴＳに臨ませて隔壁１０１の側部に取り付けられている。他の基板処理ユニットも同様である。隔壁１０１の天井部分にはファンフィルタユニット１０２が設けられている。ファンフィルタユニット１０２は、クリーンルーム内の雰囲気を取り込みさらに清浄化した上で搬送空間ＴＳ内に導入することで、搬送空間ＴＳに清浄空気のダウンフローを常時生じさせる。

【0029】

また、搬送空間ＴＳ内でセンターロボット１５の上方には、図示しない適宜の支持機構を介して冷却ユニット１６が設けられている。冷却ユニット１６は搬送空間ＴＳ外に設けられた圧空供給部１７１と接続されており、圧空供給部１７１から供給される圧縮空気を受け入れ熱分離により冷気と暖気とを出力する。概略筒状の冷却ユニット１６のうち冷気を出力する一方端が下向きになるよう配置されており、冷却ユニット１６から出力される冷気は下向きに吹き出される。一方、暖気を出力する他方端は適宜の配管を介して搬送空間ＴＳ外に設けられた排気部１７２に接続されており、出力される暖気は搬送空間ＴＳ外へ排出される。

【0030】

図３は冷却ユニットの構成を示す図である。冷却ユニット１６は、ボルテック・チューブ、ボルテックス・チューブ等と称される概略管状の部品であり、管内に送り込まれる圧縮空気が管内に生じさせる自由渦と強制渦とによる熱分離によって冷気と暖気とを生成するものである。次に説明するように、冷却ユニット１６は可動部を持たず、また熱源を必要とせずに暖気と冷気とを生成することができるものである。

【0031】

冷却ユニット１６は内部に旋回室と呼ばれる空洞部１６１を有しており、空気導入口１６２を介して圧空供給部１７１から圧縮空気が空洞部１６１に送り込まれる。流入した空気は管部１６３の壁面に沿った旋回流（図に実線で示す）となって図の上向きに進行し、暖気吐出口１６４から外部へ放出される。気流の放出量はバルブ１６５によって制限されており、制限量を超える分の気流は管部１６３の軸心付近に生成される旋回流（図に破線で示す）として図の下向きに進行する。このときの旋回流は外側の旋回流に拘束される強制渦となり、自由渦との運動エネルギーの差が熱エネルギーとして放出される。これにより、外側の旋回流では温度上昇、内側の旋回流では温度低下がそれぞれ生じる。

【0032】

このような原理により、冷却ユニット１６の下端に開口する冷気吐出口１６６からは、熱エネルギーを失って低温となった空気（冷気）が搬送空間ＴＳ内でセンターロボット１５の上方から下向きに吹き出される。詳しくは後述するが、こうして吹き出される冷気はセンターロボット１５に保持される基板Ｗを冷却する作用を有する。一方、熱エネルギーを受け取って温まった空気（暖気）は暖気吐出口１６４から吹き出され、排気部１７２により図示しない配管を介して搬送空間ＴＳ外へ排出される。

【0033】

暖気吐出口１６４から放出される空気の量はバルブ１６５の開度により制御され、これにより暖気の風量と冷気の風量との比率を変化させることができる。熱エネルギー保存則から明らかなように、冷気の温度を低くすると風量は少なくなり、風量を多くすると温度は高くなる。現在実用化されている製品では、室温よりも最大で数十度（摂氏温度）低い冷気を出力させることが可能である。後述するように、この実施形態では、低温状態の基板Ｗおよびその表面に形成された凝固膜の温度上昇を抑制する目的で冷却ユニット１６が使用されており、液膜を凝固させるだけの冷却能力は必要とされない。上記原理の冷却ユニットはこのような用途に好適に使用可能である。

【0034】

上記の他、基板処理装置１には、装置各部の動作を制御するための制御ユニット９０が設けられている。制御ユニット９０は、少なくともＣＰＵ（Central Processing Unit）９１と、メモリ９２とを含む。ＣＰＵ９１は、予め用意された制御プログラムを実行することで、装置各部に所定の動作を実行させる。また、メモリ９２は、ＣＰＵ９１が実行すべき制御プログラムや、その実行により生じるデータ等を記憶する。上記したインデクサロボット２２およびセンターロボット１５の動作、各処理チャンバにおけるシャッターの開閉、圧空供給部１７１、排気部１７２等の動作は、制御プログラムを実行するＣＰＵ９１によって制御される。

【0035】

図４は凝固処理を実行する基板処理ユニットを示す図である。より具体的には、図４（ａ）は基板処理ユニット１１Ａの構成を示す図であり、図４（ｂ）および図４（ｃ）は基板処理ユニット１１Ａの動作を説明するための図である。ここでは基板処理ユニット１１Ａの構成について説明するが、凝固処理を実行する他の基板処理ユニット１１Ｂ，１２Ａ等の構成も基本的に同じである。

【0036】

基板処理ユニット１１Ａは、基板処理主体としての凝固膜形成部３０を処理チャンバ１１０内に備えている。凝固膜形成部３０は、基板Ｗの上面に昇華性物質を含む液体の液膜を形成しこれを凝固させることで基板Ｗの上面に昇華性物質の凝固膜を形成する凝固処理を、基板処理として実行する装置である。

【0037】

凝固膜形成部３０は、基板保持部３１、スプラッシュガード３２、液供給部３３および冷却ガス供給部３４を備えている。これらの動作は制御ユニット９０により制御される。基板保持部３１は、基板Ｗとほぼ同等の直径を有する円板状のスピンチャック３１１を有し、スピンチャック３１１の周縁部には複数のチャックピン３１２が設けられている。チャックピン３１２が基板Ｗの周縁部に当接して基板Ｗを支持することにより、スピンチャック３１１はその上面から離間させた状態で基板Ｗを水平姿勢に保持することができる。

【0038】

スピンチャック３１１はその下面中央部から下向きに延びる回転支軸３１３により上面が水平となるように支持されている。回転支軸３１３は処理チャンバ１１０の底部に取り付けられた回転機構３１４により回転自在に支持されている。回転機構３１４は図示しない回転モータを内蔵しており、制御ユニット９０からの制御指令に応じて回転モータが回転することで、回転支軸３１３に直結されたスピンチャック３１１が１点鎖線で示す鉛直軸周りに回転する。図４においては上下方向が鉛直方向である。これにより、基板Ｗが水平姿勢のまま鉛直軸周りに回転される。

【0039】

基板保持部３１を側方から取り囲むように、スプラッシュガード３２が設けられる。スプラッシュガード３２は、スピンチャック３１１の周縁部を覆うように設けられた概略筒状のカップ３２１と、カップ３２１の外周部の下方に設けられた液受け部３２２とを有している。カップ３２１は制御ユニット９０からの制御指令に応じて昇降する。カップ３２１は、図４（ａ）に示すようにカップ３２１の上端部がスピンチャック３１１に保持された基板Ｗの周縁部よりも下方まで下降した下方位置と、図４（ｂ）に示すようにカップ３２１の上端部が基板Ｗの周縁部よりも上方に位置する上方位置との間で昇降移動する。

【0040】

カップ３２１が下方位置にあるときには、図４（ａ）に示すように、スピンチャック３１１に保持される基板Ｗがカップ３２１外に露出した状態になっている。このため、例えばスピンチャック３１１への基板Ｗの搬入および搬出時にカップ３２１が障害となることが防止される。

【0041】

また、カップ３２１が上方位置にあるときには、図４（ｂ）に示すように、スピンチャック３１１に保持される基板Ｗの周縁部を取り囲むことになる。これにより、後述する液供給時に基板Ｗの周縁部から振り切られる処理液がチャンバ１１０内に飛散することが防止され、処理液を確実に回収することが可能となる。すなわち、基板Ｗが回転することで基板Ｗの周縁部から振り切られる処理液の液滴はカップ３２１の内壁に付着して下方へ流下し、カップ３２１の下方に配置された液受け部３２２により集められて回収される。複数の処理液を個別に回収するために、複数段のカップが同心に設けられてもよい。

【0042】

液供給部３３は、処理チャンバ１１０に固定されたベース３３１に対し回動自在に設けられた回動支軸３３２から水平に伸びるアーム３３３の先端にノズル３３４が取り付けられた構造を有している。回動支軸３３２が制御ユニット９０からの制御指令に応じて回動することによりアーム３３３が揺動し、アーム３３３先端のノズル３３４が、図４（ａ）に示すように基板Ｗの上方から側方へ退避した退避位置と、図４（ｂ）に示すように基板Ｗ上方の処理位置との間を移動する。

【0043】

ノズル３３４は制御ユニット９０に設けられた処理液供給部（図示省略）に接続されており、処理液供給部から適宜の処理液が送出されるとノズル３３４から基板Ｗに向けて処理液が吐出される。図４（ｂ）に示すように、スピンチャック３１１が比較的低速で回転することで基板Ｗを回転させながら、基板Ｗの回転中心の上方に位置決めされたノズル３３から処理液Ｌｑを供給することで、基板Ｗの上面に処理液Ｌｑによる液膜ＬＦを形成することができる。

【0044】

こうして基板上面Ｗａに液膜ＬＦが形成されると、図４（ｃ）に示すように、ノズル３３に代わって、冷却ガス供給部３４のノズル３４４が基板Ｗの回転中心上方に位置決めされる。冷却ガス供給部３４は、処理チャンバ１１０に固定されたベース３４１に対し回動自在に設けられた回動支軸３４２から水平に伸びるアーム３４３の先端にノズル３４４が取り付けられた構造を有している。液供給部３３と同様に、回動支軸３４２が制御ユニット９０からの制御指令に応じて回動することによりアーム３４３が揺動し、アーム３４３先端のノズル３４４が基板Ｗの上方から側方へ退避した退避位置と基板Ｗ上方の処理位置との間を移動する。

【0045】

ノズル３４４は制御ユニット９０に設けられた冷却ガス供給部（図示省略）に接続されており、冷却ガス供給部から供給される、処理液Ｌｑの凝固点よりも低温の冷却ガスＧがノズル３４４から基板Ｗに向けて吐出される。図４（ｃ）に示すように、液膜ＬＦが形成された基板上面Ｗａに低温の冷却ガスＧを吐出するノズル３４４が基板Ｗの外周部に向けて走査移動することで、基板上面Ｗａの液膜ＬＦが中心部から順次凝固し、最終的には基板上面Ｗａの液膜ＬＦ全体が、処理液Ｌｑが凝固してなる凝固膜ＦＦに転換する。

【0046】

このように上面Ｗａが凝固膜で覆われた状態で搬出される基板Ｗは基板処理ユニット１３Ａに搬送されて昇華処理を受ける。すなわち基板処理ユニット１３Ａは、水平姿勢で搬入される基板Ｗの上面Ｗａに形成された凝固膜ＦＦを構成する昇華性物質を昇華させることで基板Ｗから除去して基板Ｗを乾燥させる昇華処理を、基板処理として実行する機能を有する。ここでは基板処理ユニット１３Ａの構成について説明するが、昇華処理を実行する他の基板処理ユニット１３Ｂ，１４Ａ等の構成も基本的に同じである。

【0047】

図５は昇華処理を実行する基板処理ユニットを示す図である。より具体的には、図５（ａ）は基板処理ユニット１３Ａの内部構造を示す側面断面図であり、図５（ｂ）は基板処理ユニット１３Ａの主要部の動作を示す図である。図５（ａ）に示すように、基板処理ユニット１３Ａは、基板処理主体としての昇華乾燥部４０を処理チャンバ１３０内に備えている。昇華乾燥部４０は、基板Ｗの上面Ｗａに形成された昇華性物質の凝固膜を昇華させて基板Ｗから除去する昇華処理を、基板処理として実行する装置である。

【0048】

昇華乾燥部４０は、処理チャンバ１３０内に設けられた基板保持部４１およびランプ加熱部４２を備えている。これらの動作は制御ユニット９０により制御されている。基板保持部４１は、基板Ｗより一回り小さい直径を有する円板状の支持プレート４１１を有しており、支持プレート４１１の上面４１１ａが搬入される基板Ｗの下面に密着することにより、基板Ｗを水平姿勢に保持することができる。図示を省略しているが、支持プレート４１１の上面４１１ａには吸着孔または吸着溝が設けられており、制御ユニット９０から負圧が与えられることにより、基板保持部４１は基板Ｗの下面Ｗｂを支持プレート４１１の上面４１１ａに密着させた状態でしっかりと水平姿勢に保持することができる。

【0049】

支持プレート４１１にはヒーター４１２が内蔵されており、ヒーター４１２は制御ユニット９０により制御される。制御ユニット９０はヒーターを発熱させて支持プレート４１１を昇温させ、その上面温度を所定温度に維持する。したがって、基板Ｗが支持プレート４１１に載置されると支持プレート４１１の熱が基板Ｗに移動し、基板Ｗが温められる。なお、支持プレートを昇温させるための構成については、ヒーターを内蔵させるものに限定されず任意である。例えば支持プレート自体が抵抗体により形成された構成や、誘導加熱により支持プレートが発熱するような構成であってもよい。また支持プレートの上面が所定温度に維持されれば足り、支持プレート全体が同じ温度であることを要するものではない。

【0050】

支持プレート４１１はその下面中央部から下向きに延びる回転支軸４１３により上面４１１ａが水平となるように支持されている。回転支軸４１３は処理チャンバ１３０の底部に取り付けられた回転機構４１４により回転自在に支持されている。回転機構４１４は図示しない回転モータを内蔵しており、回転モータが制御ユニット９０からの制御指令に応じて回転することで、回転支軸４１３に直結された支持プレート４１１が１点鎖線で示す鉛直軸周りに回転する。図５においては上下方向が鉛直方向である。これにより、基板Ｗが水平姿勢のまま鉛直軸周りに回転される。

【0051】

基板支持部４１に支持される基板Ｗの上方に、ランプ加熱部４２が配置される。具体的には、例えば石英ガラス製の透明隔壁４２１により、チャンバ内の上部空間Ｓ１が下部空間Ｓ２から隔離されており、上部空間Ｓ１に加熱用ランプ４２２としての例えばキセノンランプが水平方向に複数配列されている。加熱用ランプ４２２の上方には反射板４２３が配置される。加熱用ランプ４２２は制御ユニット９０により点灯制御される。制御融ニット９０からの制御指令に応じて各ランプ４２２が一斉に点灯すると、図５（ｂ）に示すように、ランプ４２２から出射された赤外線成分を多く含む光が直接、あるいは反射板４２３により反射されて基板Ｗの上面Ｗａに向けて照射される。このような構成により、基板Ｗの上面Ｗａを短時間で急激に昇温させることができる。

【0052】

また、処理チャンバ１３０の側面には気体導入口１３３が設けられており、気体導入口１３３は、制御ユニット９０に設けられた雰囲気制御部（図示省略）に連通している。雰囲気制御部は必要に応じて、気体導入口１３３を介して基板Ｗの乾燥を促進させる乾燥促進流体としての乾燥ガスを処理チャンバ１３０内に供給する。乾燥ガスとしては例えば適宜の温度に昇温された高温窒素ガスを用いることができる。昇温された乾燥ガスを用いることで、基板Ｗ周辺を高温環境に維持して溶媒や昇華性物質の蒸発を促進することができ、また気化したこれらの成分を基板Ｗの周辺から素早く除去することにより、さらに乾燥が促進される。

【0053】

処理チャンバ１３０の側面のうち、基板保持部４１を挟んで気体導入口１３３とは反対側に排気口１３４が設けられている。排気口１３４は制御ユニット９０の雰囲気制御部に連通しており、雰囲気制御部は必要に応じて排気口１３４から処理チャンバ１３０内の雰囲気を排気する。気体導入口１３３から導入された乾燥ガスが基板保持部４１に保持される基板Ｗの上面Ｗａに沿って流れ排気口１３４から排出されるように、気体導入口１３３および排気口１３４の配設位置が定められる。

【0054】

上記のように、この基板処理装置１では、基板処理ユニット１１Ａで基板Ｗに昇華性物質の膜を形成し、基板処理ユニット１３Ａで昇華性物質を昇華させることにより、基板Ｗを良好に乾燥させることができる。このような昇華乾燥を実現させるための処理液Ｌｑの材料としては、例えば以下のようなものを用いることができるが、これらに限定されるものではなく任意である。例えば昇華性物質としては、ナフタレン、ケイフッ化アンモニウム、フッ化炭素化合物、各種の熱分解性ポリマーなどを用いることができる。また、昇華性物質を溶解させる溶媒としては、常温で液体の純水、ＤＩＷ（De-ionized Water；脱イオン水）、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）またはこれらの混合物等であって昇華性物質を高い溶解度で溶解することのできるものを適宜選択して使用可能である。本実施形態の処理は使用される材料の種類に依存するものではなく、温度や時間などの処理条件を調整することで種々の材料を使用可能である。

【0055】

次に、上記のように構成された基板処理装置１の動作について説明する。これまでに説明したように、この基板処理装置１は基板Ｗに対し昇華乾燥処理を実行する装置である。この昇華乾燥処理の主な流れは、凝固処理を実行する基板処理ユニットに基板Ｗを搬送して昇華性物質による凝固膜を形成し、昇華処理を実行する基板処理ユニットにこの基板Ｗを搬送して凝固膜を昇華させる、というものである。以下、その具体的な処理内容について説明する。ここでは１つの基板Ｗに対し基板処理ユニット１１Ａが凝固処理を実行し、基板処理ユニット１３Ａが昇華処理を実行するものとして説明するが、凝固処理を実行する基板処理ユニットと昇華処理を実行する基板処理ユニットとの組み合わせはこれに限定されるものではなく任意である。

【0056】

図６はこの基板処理装置の動作を示すフローチャートである。この動作は、ＣＰＵ９１が予め準備された制御プログラムを実行して装置各部に所定の動作を行わせることにより実現される。最初に、インデクサロボット２２が未処理基板を収容する容器Ｃの１つから１枚の未処理基板Ｗを取り出す（ステップＳ１０１）。そして、基板Ｗはインデクサロボット２２からセンターロボット１５に受け渡され（ステップＳ１０２）、センターロボット１５は凝固処理を実行する基板処理ユニット１１Ａに基板Ｗを搬入する（ステップＳ１０３）。

【0057】

基板Ｗが搬入された基板処理ユニット１１Ａは、基板Ｗに対し凝固処理を実行する（ステップＳ１０４）。凝固処理の内容は先に説明した通りである。凝固処理により上面Ｗａに昇華性物質の凝固膜ＦＦが形成された基板Ｗは、センターロボット１５により基板処理ユニット１１Ａから取り出され（ステップＳ１０６）、昇華処理を実行する基板処理ユニット１３Ａに搬入されるが（ステップＳ１０７）、それらに先立って、冷却ユニット１６から冷気の吐出が開始される（ステップＳ１０５）。また、基板処理ユニット１３Ａへの基板Ｗの搬入後、冷却ユニット１６からの冷気の吐出は停止される（ステップＳ１０８）。

【0058】

基板処理ユニット１１Ａから取り出される基板Ｗは、上面Ｗａに昇華性物質の凝固膜ＦＦが形成された状態である。このような基板Ｗが常温の搬送空間ＴＳに取り出されると、凝固膜ＦＦが不適切な融解や昇華の進行により変質してしまうおそれがある。このことは処理結果の品質を低下させる原因となる。そこで、センターロボット１５の上方に配置された冷却ユニット１６から低温の冷気を吐出させる。こうすることで、基板処理ユニット１１Ａから取り出されセンターロボット１５のハンド１５５に保持される基板Ｗの周囲雰囲気を低温に維持することが可能となる。これにより、凝固膜ＦＦの不適切な融解や昇華が抑制され、処理品質を良好なものとすることができる。

【0059】

周囲雰囲気より低温の冷気がそれ自体下方へ流れることに加え、搬送空間ＴＳには常時ダウンフローが形成されているので、冷却ユニット１６の下方でハンド１５５に保持される基板Ｗを効率よく冷却することが可能である。

【0060】

上記した原理の冷却ユニット１６では、圧縮空気を入力することで直ちに冷気を出力させることが可能である。このため、時間的には少なくとも凝固膜ＦＦが形成された基板Ｗが搬送空間ＴＳに露出している期間だけ、また空間的には基板Ｗの近傍だけに冷却ユニット１６から冷気が供給されるようにすることができる。したがって、搬送空間ＴＳを常時冷却しておく必要はない。また、搬送空間ＴＳの全体を冷却しておく必要もない。

【0061】

搬送空間ＴＳの全体を常時冷却する構成や、外部から冷気を搬送空間ＴＳに導入する構成では、消費エネルギーが大きくなり、また搬送空間ＴＳ内に結露や着霜が発生するおそれがある。これに対し、この実施形態では、常温の圧縮空気を入力することで冷気を得ているため、搬送空間ＴＳ内で生成した冷気を特定の期間、領域だけに供給することができる。このため、エネルギー効率が非常に高く、また結露や着霜に起因する不具合も生じない。

【0062】

基板Ｗが搬入された基板処理ユニット１３Ａは、基板Ｗに対して昇華処理を実行する（ステップＳ１０９）。昇華処理の内容は先に説明した通りである。処理後の基板Ｗはセンターロボット１５により基板処理ユニット１３Ａから取り出されるが（ステップＳ１１０）、基板Ｗは既に乾燥した状態となっているためこのとき冷気の供給は不要である。取り出された処理後の基板Ｗはセンターロボット１５からインデクサロボット２２へ受け渡され（ステップＳ１１１）、インデクサロボット２２は基板Ｗを容器Ｃの１つへ収容する（ステップＳ１１２）。処理済みの基板Ｗが収容される容器Ｃは、未処理状態の当該基板Ｗが収容されていた容器でもよく、また別容器でもよい。

【0063】

さらに処理すべき基板がある場合には（ステップＳ１１３においてＹＥＳ）、ステップＳ１０１に戻り、次の基板Ｗに対し上記した処理が実行される。処理すべき基板がなければ（ステップＳ１１３においてＮＯ）、処理は終了する。

【0064】

以上、１枚の基板Ｗを処理する場合の流れについて説明したが、実際の装置では複数基板に対する処理が並行して実行される。すなわち、１枚の基板Ｗが１つの基板処理ユニット内で処理を受けている間、同時にインデクサロボット２２およびセンターロボット１５による他の基板の搬送、ならびに他の基板処理ユニットによる基板処理の少なくとも１つを並行して実行することが可能である。

【0065】

より具体的には、例えばステップＳ１０２において基板Ｗがインデクサロボット２２からセンターロボット１５に受け渡された後では、インデクサロボット２２は新たに容器Ｃにアクセスして他の基板を取り出すことが可能である。また例えば、ステップＳ１０３において１枚の基板Ｗが基板処理ユニット１１Ａに搬入された後、センターロボット１５は他の基板を他の基板処理ユニットに搬入する、あるいは他の基板処理ユニットで処理された他の基板を搬出することが可能である。

【0066】

したがって、複数枚の基板Ｗに対し順次処理を行う必要がある場合には、各基板Ｗを処理するための装置各部の動作シーケンスを適宜に調節することで、複数枚の基板への処理を並行して進行させる。こうすることで、基板処理装置１全体としての処理のスループットを向上させることが可能となる。具体的な動作シーケンスは、処理の仕様、上記各ステップの所要時間や同時処理の可否等に応じて適切に定められる必要がある。

【0067】

ところで、そのようにして最適化された動作シーケンスにおいて、センターロボット１５が処理途中の基板Ｗを保持したまましばらく待機する必要が生じる場合もあり得る。例えば凝固処理の所要時間よりも昇華処理の所要時間の方が長い場合、凝固処理を行う基板処理ユニットから取り出された基板Ｗが昇華処理を行う基板処理ユニットに搬入されるまでの間に待機時間が生じることがある。この場合、待機中に基板Ｗの温度、より具体的には基板Ｗに担持された凝固膜ＦＦの温度が上昇すると、処理品質に悪影響を及ぼすことがある。本実施形態では、このような場合に冷却ユニット１６から冷気を吐出するようにすれば、上記の問題を解消することができる。

【0068】

次に、上記実施形態の変形例について説明する。上記実施形態の基板処理装置１は、容器Ｃから取り出した基板Ｗに昇華性物質の凝固膜を形成し、これを昇華させることで基板Ｗを乾燥させる昇華乾燥処理を装置内で完結させることのできるものである。一方、凝固膜の形成とその後の処理とが異なる処理装置で実行されることが必要となる場合もある。次に説明する変形例は、このようなケースに対応するものである。

【0069】

図７は基板処理装置の動作の変形例を示すフローチャートである。この動作では、基板処理装置１１Ａ等で凝固膜ＦＦが形成された基板Ｗがそのまま容器Ｃに収容され、その後の処理は容器Ｃが移送される他の処理装置において実行される。基板処理ユニット１１Ａ等で基板Ｗに対する凝固処理が実行され、冷却ユニット１６から冷気が吐出された状態で基板Ｗが取り出されるところまでは（ステップＳ２０１〜Ｓ２０６）、上記した動作のステップＳ１０１〜Ｓ１０６と同じである。

【0070】

一方、センターロボット１５により取り出された基板Ｗは他の基板処理ユニットではなく、インデクサロボット２２に受け渡される（ステップＳ２０７）。受け渡しの終了後、冷却ユニット１６からの冷気の吐出は停止される（ステップＳ２０８）。基板Ｗを受け取ったインデクサロボット２２は、上面Ｗａに凝固膜ＦＦが形成された状態の基板Ｗを容器Ｃに収容する（ステップＳ２０９）。処理すべき基板がさらにあれば（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、上記処理が繰り返される。

【0071】

この場合、容器Ｃのうち少なくとも処理済みの基板Ｗを受け入れるものは、それ自身が冷却機能を有する、または冷却機能を有するキャビネット等に保管されていることが好ましい。こうすることで、上面Ｗａに凝固膜ＦＦが維持された状態で基板Ｗを外部装置へ搬送することができる。

【0072】

また、インデクサロボット２２での搬送の間における基板Ｗの温度上昇を抑制するために、インデクサロボット２２の上方にも冷却ユニット１６と同様の冷却ユニットが設けられることがより好ましい。この場合、冷却ユニットは基板Ｗの搬送経路に沿って複数設けられてもよい。なお、複数の冷却ユニットが同時に作動する必要は必ずしもなく、基板Ｗが下方位置を通過する冷却ユニットのみが作動して冷気を吐出する構成であってもよい。

【0073】

図８は基板処理装置の他の変形例の主要部を示す図である。上記実施形態では搬送空間ＴＳ内でセンターロボット１５の上方位置に冷却ユニット１６が固定されているが、図８に示す変形例では、冷却ユニットがセンターロボットに取り付けられている。具体的には、この変形例に係るセンターロボット１５ａの回転ベース１５３には、伸縮アーム１５４の伸びる方向（図において左方）とは反対側（図において右側）に支持部材１５６が取り付けられている。支持部材１５６は回転ベース１５３からハンド１５５よりも上方まで延び、その先端に冷却ユニット１６ａが取り付けられる。

【0074】

冷却ユニット１６ａの構造は、図３に示す冷却ユニット１６と同じである。ただし、圧空供給部１７１および排気部１７２と冷却ユニット１６ａとをそれぞれ結ぶ配管にはフレキシブル配管が用いられる。これらの点を除く各部の構成および動作は、上記実施形態のものと同じである。

【0075】

上記実施形態の冷却ユニット１６は搬送空間ＴＳ内でセンターロボット１５の上方に固定されている。一方、センターロボット１５は回転ベース１５３を昇降させる昇降ベース１５２を有しており、これらに支持されるハンド１５５およびハンド１５５に支持される基板Ｗの高さは随時変化する。このため、冷却されるべき基板Ｗと冷却ユニット１６との距離が大きくなると、冷気による冷却効果が弱くなることも考えられる。本変形例の冷却ユニット１６ａは回転ベース１５３とともに昇降するので、ハンド１５５に保持される基板Ｗと冷却ユニット１６ａとの距離は一定である。このため、冷却ユニット１６ａによる安定した冷却効果が得られる。なお、冷却ユニット１６ａの配設位置は上記に限定されず、例えば冷却ユニット１６ａが昇降ベース１５２の上部に取り付けられ、回転しない態様であってもよい。また、搬送空間ＴＳ内に固定された冷却ユニットとセンターロボットに取り付けられた冷却ユニットとが併用される態様であってもよい。

【0076】

以上のように、この実施形態においては、一の基板処理ユニット内で基板Ｗに形成した液膜ＬＦを冷却して凝固させることにより凝固膜ＦＦを形成する。凝固膜ＦＦが形成された基板Ｗを他の基板処理ユニットまたは外部へ搬送する際に、基板Ｗの温度上昇に起因する凝固膜の変質を抑制するために、基板Ｗを取り出すセンターロボット１５の上方に設けられた冷却ユニット２６から冷気が吐出されている。これにより基板Ｗの温度上昇を抑えて凝固膜の変質を防止することで、処理品質を良好なものとすることができる。

【0077】

冷却する期間および空間範囲を、凝固膜ＦＦを担持する基板Ｗが搬送される範囲の近傍に限定することで、エネルギー消費量を低減することができ、また搬送空間ＴＳ内での結露や着霜に起因する不具合も効果的に防止することができる。冷却ユニットは可動部を持たないため、基板Ｗに落下して汚染原因となるパーティクルの発生も抑えることができる。

【0078】

以上説明したように、上記実施形態においては、基板処理ユニット１１Ａの凝固膜形成部３０が本発明の「凝固処理ユニット」として機能しており、処理チャンバ１１０が本発明の「処理チャンバ」として機能する。一方、基板処理ユニット１３Ａの処理チャンバ１３０が、昇華処理を本発明の「後処理」として実行する「第２の処理チャンバ」として機能している。また、上記実施形態では、センターロボット１５が本発明の「搬送機構」として機能している。

【0079】

また、冷却ユニット１６，１６ａが本発明の「冷気発生器」として機能しており、これらの冷却ユニットと圧空供給部１７１および排気部１７２が一体として、本発明の「冷却部」として機能している。

【0080】

また、図７に示す変形例においては、冷却機能を有する容器Ｃが本発明の「基板格納容器」に相当しており、インデクサロボット２２とセンターロボット１５とが一体として本発明の「搬送機構」として機能する。また、基板Ｗの搬送経路に配置される各冷却ユニットがそれぞれ本発明の「冷却部」として機能する。

【0081】

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、上記実施形態は、基板に昇華性物質による凝固膜を形成しこれを昇華させることで基板を乾燥させる、昇華乾燥処理を実行する基板処理装置である。基板に形成した液膜を凝固させるプロセスを含む処理としては、上記以外のものも知られており、例えば凍結洗浄処理がこれに該当する。

【0082】

この処理では、基板に形成された液膜を凝固させた後、これを洗浄液に溶解させて除去することで、基板の洗浄を行う。この処理においても、例えばエネルギー効率やスループット等の観点から、液膜を凝固させるプロセスと、凝固膜を除去するプロセスとが異なるユニットまたは装置で実行される場合がある。このような場合、上記実施形態と同様に、凝固膜を担持した基板をユニット間または装置間で移送するというプロセスが存在する。この間の基板の温度上昇も処理品質の低下の原因となり得る。このような処理に上記の技術思想を適用すれば、搬送中の基板の温度上昇を抑えて良好な品質で基板を処理することが可能となる。

【0083】

また、上記実施形態の基板処理装置１は、凝固処理および昇華処理という異なる２種類の処理を実行する２種類の基板処理ユニットを同数有しているが、これに限定されるものではない。すなわち、異なる処理間でそれを実行する基板処理ユニットの数が同数でなくてもよく、また３種類以上の異なる基板処理ユニットが１つの基板処理装置に設けられてもよい。本発明の技術思想は、基板に凝固膜を形成する処理ユニットを少なくとも１つ有する基板処理装置に適用可能である。したがって、基板処理ユニットの全てが凝固膜を形成する処理ユニットであってもよい。この意味では基板処理ユニットは１つであってもよい。

【0084】

また、上記実施形態のセンターロボット１５は伸縮アーム１５４およびハンド１５５を１組のみ備えるものであるが、アームおよびハンドが２組以上設けられたロボットも実用化されており、本発明はこのようなロボットを「搬送機構」として備える基板処理装置にも有効である。このうち、基板を保持するハンドが上下に配置されたものでは、凝固膜を担持する基板が最上部のハンドで保持されるように動作シーケンスが設定されることが望ましい。このような構成によれば、上方から供給される冷気により、凝固膜を担持する基板を効率よく冷却することができる一方、凝固膜を担持しない基板が冷却されることが回避される。

【0085】

また、上記実施形態の基板処理装置１は、容器Ｃへのアクセスを担うインデクサロボット２２と基板処理ユニットへのアクセスを担うセンターロボット１５とを備えるものであるが、これらの機能が同一のロボットによって実現される基板処理装置においても、上記と同様にして基板を冷却することが可能である。

【0086】

また、上記実施形態は冷却ユニット１６としてボルテック・チューブの原理を利用したものが適用されているが、冷気を生じさせるための構成はこれに限定されるものではない。ただし、基板Ｗの汚染を防止するためには、基板Ｗの上方に可動部を有するものや、基板Ｗの上方で結露、着霜等を生じるおそれのあるものは避けることが望ましい。

【0087】

また、上記実施形態において冷却ユニット１６から吐出される暖気は排気部１７２によって外部へ排出される。しかしながら、暖気が基板Ｗの温度上昇の原因となることが防止されれば足りるので、例えば基板処理ユニットよりも低い位置で暖気が搬送空間ＴＳ内に放出されることは許容される。搬送空間ＴＳにダウンフローが形成されていることで、排出された暖気は下方へ流れ、基板Ｗに悪影響を与えない。

【0088】

以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明においては例えば、搬送機構は、側方および上方を壁面で囲まれてダウンフローが供給される搬送空間内に設置され、冷却部は搬送空間内で搬送機構の上方に配置されてよい。このような構成によれば、搬送機構の上方から下向きに流れる冷気により、搬送機構に保持される基板を効率よく冷却することができる。

【0089】

また例えば、冷却部が搬送機構の上部に取り付けられた構成であってよい。このような構成によれば、搬送機構の動作に伴う基板の動きに冷却部を連動させることが可能となるので、冷却部から供給される冷気をより効率よく基板の冷却に利用することができる。

【0090】

また例えば、冷却部は、筒内に圧縮空気を受け入れて強制渦を発生させることで冷気と暖気とを生成する冷気発生器を備え、冷気発生器から出力される冷気を基板に供給する構成であってよい。このような構成によれば、外部の熱源を必要とせず、また必要な時だけ冷気を発生させることができるので、処理に伴うエネルギー消費を低減することができる。

【0091】

具体的には、冷気発生器は、少なくとも搬送機構が凝固処理を実行された基板を保持している間、冷気を出力する構成であってよい。このような構成によれば、基板が搬送機構に保持されている間は確実に基板を冷却することができる。これ以外の期間については、例えば冷気の出力を停止すれば無用なエネルギー消費を抑えることが可能である。

【0092】

また例えば、搬送機構が凝固処理を実行された基板を第２の処理チャンバに搬送し、その内部で基板に対し所定の後処理が実行される構成であってよい。このような構成によれば、凝固処理を実行する処理チャンバから後処理を実行する第２の処理チャンバに搬送される基板を冷却することで、搬送中の基板の温度上昇を抑えて、処理品質を向上させることが可能である。

【0093】

また例えば、搬送機構は、処理チャンバから搬出した基板を、冷却機能を有する基板格納容器に搬入する構成であってよい。このような構成によれば、冷却された基板の温度上昇を抑えながら基板を外部へ搬送することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0094】

この発明は、基板に形成された液膜を凝固させるプロセスを含む基板処理技術全般に適用することができる。液膜を凝固させる目的は特に限定されず、例えば凍結（相変化）洗浄、凍結（相変化）乾燥などに好適に適用可能である。

【符号の説明】

【0095】

１ 基板処理装置
１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ 基板処理ユニット
１５ センターロボット（搬送機構）
１６，１６ａ 冷却ユニット（冷気発生器，冷却部）
２２ インデクサロボット（搬送機構）
３０ 凝固膜形成部（凝固処理ユニット）
１１０ 処理チャンバ
１３０ 処理チャンバ（第２の処理チャンバ）
１７１ 圧空供給部（冷却部）
１７２ 排気部（冷却部）
Ｃ 容器（基板格納容器）
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】