特開 2023-152532 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023152532

(43)【公開日】2023-10-17

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20231010BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20231010BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648G

H01L21/304 648L

H01L21/304 643A

H01L21/30 572B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022062633

(22)【出願日】2022-04-04

(71)【出願人】

【識別番号】000002428

【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】金井 隆宏

(72)【発明者】

【氏名】土持 鷹彬

【テーマコード（参考）】

5F146

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F146MA01

5F146MA05

5F146MA10

5F157AA03

5F157AA64

5F157AA91

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB90

5F157AC02

5F157AC04

5F157AC25

5F157BB22

5F157BB66

5F157BH14

5F157BH18

5F157BH21

5F157CB02

5F157CB04

5F157CE07

5F157CE36

5F157CE76

5F157CE77

5F157CF14

5F157CF16

5F157CF18

5F157CF20

5F157CF22

5F157CF34

5F157CF42

5F157CF44

5F157CF60

5F157CF70

5F157CF74

5F157DB37

5F157DC90

(57)【要約】      （修正有）

【課題】基板の処理中に処理液保持部と基板との間に生じた湯気が新たに処理室に搬入される基板の表面に接触することを抑制する基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１において、基板Ｗを保持する保持部２０と、保持部２０に保持された基板Ｗを回転させる回転体１０と、保持部２０に保持された基Ｗ板の表面に処理液を供給し、基板Ｗの表面に供給された処理液に対してリンス液を供給する供給機構４１と、保持部２０に保持された基板Ｗの表面に対して供給された処理液を加熱する加熱部４４と、保持部２０に保持された基板Ｗを囲い、基板Ｗから飛散する処理液を受けて排液し、処理室内部のダウンフローを排気するカップ部３０と、加熱された処理液及び加熱された処理液に対して供給されたリンス液から、処理液保持部４２と基板Ｗとの間に発生した湯気Ｍを、除去する除去部５０と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理室に搬入される基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記基板を回転させる回転体と、
前記保持部に保持された前記基板の表面に処理液を供給し、前記基板の表面に供給された前記処理液に対してリンス液を供給する供給機構と、
前記保持部に保持された前記基板の表面に対向して設けられる、前記基板よりも大径の処理液保持部と、
前記処理液保持部を、前記基板の表面に形成された前記処理液の液膜に近接した処理位置と前記基板の表面から離間した退避位置との間で昇降させる昇降機構と、
前記保持部に保持された前記基板の表面に対して供給された処理液を加熱する加熱部と、
前記保持部に保持された前記基板を囲うように設けられ、前記基板から飛散する処理液を受けて排液し、前記処理室内部のダウンフローを排気するカップ部と、
加熱された前記処理液と加熱された前記処理液に対して供給されたリンス液とから前記処理液保持部と前記基板との間に発生した湯気を除去する除去部と、
を有する基板処理装置。

【請求項2】

前記除去部は、前記処理液保持部と前記基板との間に発生した前記湯気に対してガスを供給する気体供給機構を有する、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記除去部は、前記処理液保持部と前記基板との間に発生した前記湯気を吸引する気体吸引機構を有する、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記除去部は、
前記処理液保持部と前記基板との間に発生した前記湯気に対してガスを供給する気体供給機構と、
前記処理液保持部と前記基板との間に発生した前記湯気を吸引する気体吸引機構と、
を有する請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記湯気を検出する検出部を有し、
前記除去部は、前記湯気が検出された場合に前記湯気を除去する、
請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記除去部は、前記処理液保持部が前記処理位置に位置付けられた状態で、前記処理液保持部と前記基板との間に発生した前記湯気を除去する、
請求項１乃至５のいずれかに記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記除去部は、前記処理液保持部が前記退避位置に位置付けられた状態で、前記処理液保持部と前記基板との間に発生した前記湯気を除去する、
請求項１乃至５のいずれかに記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記除去部は、新たな基板が前記処理室に搬入される前までに、前記湯気を除去する、
請求項１乃至７のいずれかに記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハなどの基板の表面に形成されたレジストを、ＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水とを混合してなる混合液）などの強い酸化力を有する処理液により除去する基板処理装置が知られている。このような基板処理装置は、基板の表面に対向して設けられる処理液保持部を備える。処理液保持部は、供給機構から供給される処理液を保持する。処理液保持部には、処理液を加熱するヒータが設けられる。これにより、基板処理装置は、基板に高温の処理液を供給し、基板の表面に形成されたレジストを剥離する。

【0003】

処理液保持部は、基板に供給される前だけでなく、基板に供給された後も、処理液を加熱し、処理液を高温に維持する。そのため、処理液保持部は、特許文献１に示すように、基板よりも大径であり、基板の全面を覆うように設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１１／０９０１４１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

基板処理の工程においては、基板に供給された高温の処理液に対して、この処理液を基板から洗い流すために常温のリンス液が供給される。このとき、処理液とリンス液との温度差により、リンス液が急激に加熱されて沸騰し、基板の全面において大量の湯気が発生する。なお、この湯気は、蒸気化した後に冷えてなるリンス液の湯気が大半であるが、処理液の湯気も含むものである。処理液は、基板に供給された際に基板を覆う液膜となるが、この液膜から生じた蒸気が冷えて湯気となる。基板処理装置が配置される処理室においては、通常、処理室の天井に設けられたＦＦＵ（ファンフィルタユニット）からダウンフローが生じているので、このような湯気は、処理室の下方に流され、基板を囲うように設けられるカップ部により外部に排気される。

【0006】

しかしながら、上述のように、基板よりも大径の処理液保持部が基板を覆うように設けられると、ダウンフローが遮られ、処理液保持部と基板との間に湯気が充満し、滞留してしまう。このような湯気は、ダウンフローにより処理室の下方に流されないため、カップ部により外部に排気されないおそれがある。このような状態で新たな基板（未処理の基板）が搬入されると、この基板に滞留した湯気が接触し、湯気に含まれる処理液の成分が基板の表面にパーティクルとして付着してしまうことがある。パーティクルが付着した状態で処理液により基板処理が行われても、パーティクルを除去し切れず、基板の品質不良につながるおそれがあった。

【0007】

本発明は、基板の処理中に処理液保持部と基板との間に生じた湯気が新たに処理室に搬入される基板の表面に接触することを抑制する基板処理装置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】

本発明の基板処理装置は、処理室に搬入される基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記基板を回転させる回転体と、前記保持部に保持された前記基板の表面に処理液を供給し、前記基板の表面に供給された前記処理液に対してリンス液を供給する供給機構と、前記保持部に保持された前記基板の表面に対向して設けられる、前記基板よりも大径の処理液保持部と、前記処理液保持部を、前記基板の表面に形成された前記処理液の液膜に近接した処理位置と前記基板の表面から離間した退避位置との間で昇降させる昇降機構と、前記保持部に保持された前記基板の表面に対して供給された処理液を加熱する加熱部と、前記保持部に保持された前記基板を囲うように設けられ、前記基板から飛散する処理液を受けて排液し、前記処理室内部のダウンフローを排気するカップ部と、加熱された前記処理液と加熱された前記処理液に対して供給されたリンス液とから前記処理液保持部と前記基板との間に発生した湯気を除去する除去部と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の基板処理装置は、基板の処理中に処理液保持部と基板との間に生じた湯気が新たに処理室に搬入される基板の表面に接触することを抑制することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態の基板処理装置の構成を示す図である。

【図2】図１の基板処理装置の保持部の動作を示す平面図である。

【図3】従来技術と実施形態の基板の汚染度を比較する図である。

【図4】変形例の除去部の構成を示す図である。

【図5】他の変形例の除去部の構成を示す図である。

【図6】他の変形例の除去部の構成を示す図である。

【図7】他の変形例の除去部の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［構成］
以下、本発明の実施形態（以下、本実施形態ともいう。）を、図面を参照して説明する。基板処理装置１は、基板Ｗを保持して回転させながら、基板Ｗの表面に処理液を供給し、基板Ｗを処理する装置である。処理対象となる基板Ｗは、例えば、円形のシリコン製の半導体ウェーハである。基板処理装置１は、図１に示すように、回転体１０、保持部２０、カップ部３０、供給部４０、除去部５０、検出部６０を有する。また、基板処理装置１には、基板処理装置１の各部を制御する制御装置７０が接続される。なお、以下の説明では、重力に抗する方向を上、重力に従う方向を下とするが、基板処理装置１の設置方向を限定するものではない。

【0012】

基板処理装置１は、例えば処理室に配置される。処理室の天井にはＵＬＰＡフィルタなどのフィルタＦが設けられている。処理室内部においては、フィルタＦを介して設けられる図示しない給気口により、上方から下方に向けてダウンフローが生じている。ダウンフローは、後述するカップ部３０の底部に開口した排気口Ｖから、排気口Ｖに連通する排気管Ｐを通って外部に排気される。具体的には、排気管Ｐは、基板処理装置１が設置される工場の排気設備に接続されている。これにより、ダウンフローは、排気管Ｐを通って外部に排気される。

【0013】

回転体１０は、図示しない設置面又は設置面に設置された架台に固定された固定ベース１１上に、モータ１２を有する回転機構１３によって、回転軸Ａを中心にして回転可能に設けられている。回転体１０は、一端がテーブル１０ａによって塞がれた円筒形状である。テーブル１０ａは、基板Ｗよりも大径の円形の面であり、保持部２０に保持された基板Ｗに間隔を空けて対向する。

【0014】

保持部２０は、テーブル１０ａと平行に且つ間隔を空けて基板Ｗを保持する部材であり、回転体１０に設けられている。すなわち、保持部２０は、回転体１０により回転可能に設けられている。保持部２０は、テーブル１０ａの周囲に沿って等間隔に６つ設けられている。各保持部２０は、回動部材２１、保持部材２２、駆動機構２３を有する。

【0015】

回動部材２１は、図２に示すように、基板Ｗの周囲に沿って、等間隔に６つ配置された円柱形状の部材である。回動部材２１は、回転体１０の回転軸Ａと平行な軸を中心に、回動可能に設けられている。回動部材２１の天面は、テーブル１０ａから露出している。

【0016】

保持部材２２は、各回動部材２１の天面の回動の中心から偏心した位置に、上方に突出するように設けられている。保持部材２２は、回動部材２１と同数の６つ設けられている。保持部材２２は、傾斜面２２ａとチャックピン２２ｂを有する。傾斜面２２ａは、回転体１０の中心側から外周縁に向かって高くなるように傾斜した面であり、回動部材２１の回動に従って、基板Ｗの縁部が接する。チャックピン２２ｂは、保持部材２２の頭頂であって、傾斜面２２ａの上端に設けられた円柱形状の突起である。チャックピン２２ｂの側面には、基板Ｗの縁部が嵌る括れを有する。

【0017】

保持部材２２は、回動部材２１の回動に従って、基板Ｗの縁部に接することにより基板Ｗを保持する保持位置（図２（Ａ）参照）と、基板Ｗの縁部から離れることにより基板Ｗを開放する開放位置（図２（Ｂ）参照）との間を移動する。本実施形態では、最終的に６つのチャックピン２２ｂが基板Ｗの縁部に接することにより、基板Ｗを把持する。

【0018】

駆動機構２３は、回動部材２１を回動させることにより、保持部材２２を保持位置と開放位置との間で移動させる。駆動機構２３は、駆動軸２３１、小ギヤ２３２、大ギヤ２３３を有する。駆動軸２３１は、回動部材２１の天面と反対側に、回動部材２１の回動の軸と同軸に設けられた円柱形状の部材である。

【0019】

小ギヤ２３２は、駆動軸２３１の回動部材２１と反対側の端部に設けられたセクタギヤである。大ギヤ２３３は、小ギヤ２３２に対応して、ギヤ溝が間欠的に形成されたギヤである。大ギヤ２３３は、回転体１０を回転させる回転機構１３によって、回転体１０と同軸に回転自在に設けられている。大ギヤ２３３は、小ギヤ２３２と対応する間隔で、６つの凸部が周方向に所定間隔で形成されてなり、各凸部の先端外周面に、小ギヤ２３２に噛合するギヤ溝が形成されている。

【0020】

大ギヤ２３３は、図示しないバネ等の付勢部材によって、図２（Ａ）に矢印αで示す回転方向（反時計方向）に付勢されている。これにより、小ギヤ２３２は、矢印β１で示す時計方向に付勢されるため、小ギヤ２３２の回動に回動部材２１が連動し、チャックピン２２ｂが回転体１０の中心方向へ移動して、基板Ｗに当接する保持位置に維持される。なお、基板処理時には、この保持位置を維持した状態で、回動部材２１、駆動軸２３１、チャックピン２２ｂ、小ギヤ２３２、大ギヤ２３３は、回転体１０とともに回転する。

【0021】

また、大ギヤ２３３は、図示しないストッパ機構によって、回転が阻止される。大ギヤ２３３の回転が阻止された状態で、図２（Ｂ）に示すように、回転体１０を矢印γ方向へ回転させると、回転が阻止された大ギヤ２３３に噛合している小ギヤ２３２が、矢印β２で示す反時計方向に回動する。これにより、回動部材２１が回動するので、チャックピン２２ｂが基板Ｗの縁部から離れる方向に移動して、開放位置に来る。

【0022】

カップ部３０は、回転する基板Ｗから飛散する処理液を受ける円筒形状の部材であり、回転体１０及び保持部２０を囲うように設けられている。すなわち、カップ部３０は、保持部２０に保持された基板Ｗを囲うように設けられている。カップ部３０の上方は、保持部２０に保持された基板Ｗが露出するように開口している。また、カップ部３０の上部は、径方向の内側に傾斜している。カップ部３０は、図示しない昇降機構を備え、例えば処理液を受けるために上昇可能に、また基板Ｗを搬入、搬出する支障にならないように下降可能に設けられる。カップ部３０に受けられた処理液は、カップ部３０の内側を伝って流れ、カップ部３０の底部に設けられた図示しない配管から排液される。また、カップ部３０の底部には上述の排気口Ｖが設けられ、処理室内部に生じているダウンフローが排気される。このように、カップ部３０は、基板Ｗから飛散する処理液を受けて排液し、処理室内部のダウンフローを排気する。

【0023】

供給部４０は、基板Ｗの表面、つまり、保持部２０に保持された基板Ｗのテーブル１０ａと反対側の面に処理液を供給する部材であり、回転体１０及び保持部２０の上方に設けられている。供給部４０は、供給機構４１、処理液保持部４２、昇降機構４３、加熱部４４を有する。

【0024】

供給機構４１は、複数種の処理液またはリンス液を供給する機構である。本実施形態の供給機構４１は、例えば、炭酸水、純水（Ｈ_２О）、硫酸、過酸化水素水を供給する。また、供給機構４１は、硫酸と過酸化水素水を同時に供給することにより、両者の混合液であるＳＰＭを処理液として供給する。以下では、特にＳＰＭを処理液、特に過酸化水素水をリンス液という。供給機構４１は、処理液槽４１ａ、送通管４１ｂ、処理液供給管４１ｃ、流量調整バルブ４１ｄ、流量計４１ｅを有している。

【0025】

処理液槽４１ａは、それぞれの処理液を貯留する容器である。各処理液槽４１ａには、送通管４１ｂが並列的に処理液供給管４１ｃに結合されている。処理液供給管４１ｃは、その先端部が保持部２０に保持された基板Ｗに対向している。これにより、各処理液槽４１ａに貯留される処理液は、送通管４１ｂ及び処理液供給管４１ｃを介して、基板Ｗの表面に供給される。各送通管４１ｂには、処理液の流量を調整する流量調整バルブ４１ｄと、処理液の流量を計測する流量計４１ｅとが設けられている。

【0026】

処理液保持部４２は、基板Ｗよりも大径の円形であり、周縁部に回転体１０と反対側に立ち上がった壁が形成されることにより、盆形状をなしている。処理液保持部４２の外底面は、基板Ｗに対向している。処理液保持部４２には、処理液供給管４１ｃの先端が挿通され、基板Ｗ側に露出する吐出口４２ａと、後述する除去部５０の送通管５１の先端が挿通され、基板Ｗ側に露出する吐出口４２ｂとが形成されている。吐出口４２ａは、処理液保持部４２の中心軸から偏心した位置に設けられている。この位置は、基板Ｗの表面中心に処理液を供給することの出来る位置となっている。

【0027】

昇降機構４３は、基板Ｗに対して接離する方向に処理液保持部４２を移動させる機構である。昇降機構４３としては、例えば、シリンダ、ボールねじ機構など、回転体１０の回転軸Ａと平行な方向に処理液保持部４２を移動させる種々の機構を適用可能である。昇降機構４３は、処理液保持部４２を、処理位置と退避位置との間で昇降させる。処理位置は、基板Ｗの表面に形成された処理液の液膜に対して、処理液保持部４２の基板Ｗに対向する側の面が近接した位置である。退避位置は、基板処理装置１に対して基板Ｗの搬入、搬出を行うことの出来るように、処理液保持部４２の基板Ｗに対向する側の面が基板Ｗの表面から離間した位置である。

【0028】

加熱部４４は、処理液保持部４２の基板Ｗに対向する面と反対側の面に設けられたヒータ４４１を有し、ヒータ４４１により供給機構４１から基板Ｗの表面に供給された処理液を、例えば１８０℃～２００℃に加熱する。これにより、基板Ｗの表面に形成された処理液の液膜から蒸気が発生し、この蒸気が冷えて、処理液保持４２と基板Ｗとの間に湯気が生じる。ヒータ４４１は、円形のシート状である。ヒータ４４１には、処理液供給管４１ｃが挿通された貫通孔４４１ａと、後述する除去部５０の先端が挿通された貫通孔４４１ｂとが形成されている。

【0029】

なお、ヒータ４４１により基板Ｗの表面において加熱された処理液に対して、供給機構４１により常温、例えば２５℃のリンス液が供給されると、リンス液が急激に加熱されて沸騰することにより蒸発し、さらにこの蒸発したリンス液が冷えることにより、基板Ｗの全面から供給部４０の処理液保持部４２と基板Ｗとの間に大量の湯気が発生する。以下の説明では、この湯気と上述の処理液の液膜から生じる湯気とを合わせて湯気Ｍともいう。湯気Ｍは、処理液保持部４２と基板Ｗの間に充満し、滞留する。

【0030】

除去部５０は、処理液保持部４２と基板Ｗの間に滞留する湯気Ｍを除去する部材である。除去部５０は、送通管５１、気体供給機構５２を有する。送通管５１の一端は、処理液保持部４２と加熱部４４とに挿通され、基板Ｗ側に露出するように設けられる。すなわち、処理液保持部４２の基板Ｗ側には、送通管５１の開口５１ａが設けられている。送通管５１の他端は、気体供給機構５２に接続される。気体供給機構５２は、送通管５１にＮ_２または空気などのガスＧを送り出し、開口５１ａからガスＧを供給する。これにより、除去部５０は、開口５１ａから、湯気Ｍに対してガスＧを供給し、湯気Ｍを処理液保持部４２と基板Ｗの間から追い出す。

【0031】

検出部６０は、例えば光電センサなどのセンサであり、湯気Ｍを検出する。なお、本実施形態の光電センサは、投光部と受光部が一体となっている反射型のものとして説明する。検出部６０は、処理液保持部４２と基板Ｗの間の空間に光軸を向けるように、保持部２０の側方であって、カップ部３０の昇降動作に支障のない位置に設けられる。検出部６０は、処理液保持部４２と基板Ｗの間の空間に向けて赤外線などの光を照射し、処理液の湯気Ｍを検出する。検出部６０は、湯気Ｍを検出したことを後述する制御装置７０に送信する。

【0032】

なお、検出部６０が設けられる位置は、保持部２０の側方に限らない。例えば、処理室の壁面に設けても良いし、カップ部３０の傾斜した上部に設けられても良い。また、図示しない揺動アームに設けられても良い。この場合、検出部６０は、揺動アームによりカップ部３０と処理液保持部４２との間に移動可能に設けられる。

【0033】

さらに、検出部６０は、処理液保持部４２と基板Ｗの間に生じた湯気Ｍだけでなく、処理液保持部４２と基板Ｗの間から漏れ出てくる湯気Ｍを検出するように、例えばカップ部３０の内側に向けて赤外線を照射するように設けられても良い。これ限らず、検出部６０の設置位置は、処理液保持部４２と基板Ｗの間から漏れ出てくる湯気Ｍを検出することができる位置であればよい。

【0034】

制御装置７０は、基板処理装置１に接続され、基板処理装置１の機能を実現するべく、プログラムを実行するプロセッサと、プログラムや動作条件などの各種情報を記憶するメモリ、各要素を駆動する駆動回路を有する。つまり、制御装置７０は、回転体１０、保持部２０、供給部４０、除去部５０、検出部６０などを制御する。また、制御装置７０は、情報を入力する入力装置、情報を表示する表示装置を有している。

【0035】

［作用］
次に、基板処理装置１による基板処理について説明する。搬送ロボットのロボットハンドに搭載された基板Ｗが、処理液保持部４２と回転体１０との間に搬入され、その縁部が保持部２０のチャックピン２２ｂに支持されることにより、回転体１０のテーブル１０ａ上に保持される。

【0036】

次いで、回転体１０は、比較的低速な所定速度（例えば、５０ｒｐｍ程度）にて回転する。これにより、基板Ｗが保持部２０とともに前記所定速度にて回転する。すなわち、回転体１０は、保持部２０が保持した基板Ｗを回転させる。そして、処理液保持部４２は、上述の退避位置に位置付けられ、供給機構４１は、処理液供給管４１ｃから基板Ｗの表面に炭酸水を供給する。回転する基板Ｗの表面に炭酸水が供給されると、その炭酸水が基板Ｗの外周に向けて順次移動するため、基板Ｗの表面の帯電量が低下し、放電が抑制される。なお、基板Ｗの外周に向かって流れ出す処理液は、チャックピン２２ｂの隙間から外部に排出される。

【0037】

次に、供給機構４１は、炭酸水の供給を停止する。さらに、処理液保持部４２は、上述の処理位置に位置付けられるように下降する。処理液保持部４２が処理位置に位置付けられた状態で、供給機構４１は、処理液保持部４２と基板Ｗの表面との間の隙間にＳＰＭを供給する。具体的には、各処理液槽４１ａから硫酸と過酸化水素水とが同時に供給され、処理液供給管４１ｃ内部で両者が混合されてＳＰＭとなる。硫酸と過酸化水素水とを混合すると、化学反応により発熱するため、処理液供給管４１ｃ内部において、ＳＰＭは高温となっている。このような高温のＳＰＭが、基板Ｗに供給される。このとき、基板Ｗの表面に形成されるＳＰＭの液膜に対して、処理液保持部４２の基板Ｗに対向する側の面が近接しているので、処理液保持部４２と基板Ｗの表面との間に供給されるＳＰＭは、処理液保持部４２に設けられるヒータ４４１によって加熱され、さらに高温となる。

【0038】

このように、回転する基板Ｗの表面にＳＰＭが連続的に供給されると、そのＳＰＭが基板Ｗの外周に向けて順次移動することにより、基板Ｗの表面の炭酸水がＳＰＭによって置換されつつ、ＳＰＭが有するカロ酸の強い酸化力により基板Ｗの表面上に形成されたレジストが除去される。この時、基板Ｗの表面に形成される高温のＳＰＭの液膜は、ヒータ４４１に加熱されてさらに高温となり、蒸気化する。この蒸気化したＳＰＭが冷えることにより湯気Ｍとなり、処理液保持部４２と基板Ｗとの間に充満する。加熱された処理液から発生した湯気Ｍは、基板Ｗに対向して設けられる処理液保持部４２により、処理室内部に生じているダウンフローの影響を受けにくいことから、処理液保持部４２と基板Ｗとの間に滞留する。

【0039】

次に、供給機構４１は、硫酸の供給を停止して、処理液保持部４２と基板Ｗの表面との間の隙間にリンス液として過酸化水素水を供給する。これは、基板Ｗの表面上に残留するＳＰＭ中の硫酸の成分がリンス液として供給される過酸化水素水と反応しながら洗い流すことで、基板Ｗの表面上に硫酸の成分が残留することを防ぐことができる。回転する基板Ｗの表面に過酸化水素水が供給されると、その過酸化水素水が基板Ｗの外周に向けて順次移動することにより、基板Ｗの表面のＳＰＭが過酸化水素水に置換される。この時、高温のＳＰＭは、ヒータ４４１によって加熱されてさらに高温となっているので、常温の過酸化水素水との温度差が大きいものとなり、基板Ｗの全面において大量の湯気Ｍが発生する。このように、加熱された処理液に対して供給されたリンス液から発生した大量の湯気Ｍは、処理液保持部４２と基板Ｗとの間に充満する。なお、ここでは、常温の過酸化水素水がヒータ４４１によって加熱されて生じたものも湯気Ｍに含むものとする。湯気Ｍは、基板Ｗに対向して設けられる処理液保持部４２により、処理室内部に生じているダウンフローの影響を受けにくいことから、処理液保持部４２と基板Ｗとの間に滞留する。そして、処理液保持部４２は、過酸化水素水の供給を停止する。

【0040】

次に、検出部６０は、処理液保持部４２と基板Ｗの間に発生した湯気Ｍに向けて赤外線などの光を照射する。上述のように、検出部６０は、処理液保持部４２と基板Ｗとの間の空間に向けて赤外線を照射しても良いし、湯気Ｍが漏れ出てくるカップ部３０の内側に向けて赤外線を照射しても良い。検出部６０は、湯気Ｍを検出したことを制御装置７０に送信する。

【0041】

次に、制御装置７０は、除去部５０の気体供給機構５２を作動させる。これにより、除去部５０は、送通管５１の開口５１ａからガスＧを供給し、処理位置に位置付けられた処理液保持部４２と基板Ｗとの間の狭い空間から湯気Ｍを押し出すように、湯気Ｍを追い出す。追い出された湯気Ｍは、処理室内部に生じているダウンフローに流され、カップ部３０の底部に設けられた排気口Ｖから、排気口Ｖに連通する排気管Ｐを通って外部に排気される。なお、検出部６０は、湯気Ｍを検出しなくなると、湯気Ｍを検出しないことを制御装置７０に送信する。この場合、制御装置７０は、除去部５０の気体供給機構５２を制御し、ガスＧの供給を停止する。

【0042】

最後に、処理液保持部４２は、基板Ｗから離間した退避位置へと上昇して、吐出口４２ａから、処理液保持部４２と基板Ｗの表面との間の隙間に純水を供給する。回転する基板Ｗの表面に純水が供給されると、その純水が基板Ｗの外周に向けて順次移動することにより、基板Ｗの表面の過酸化水素水が洗い流される。そして、所定の洗浄時間が経過すると、処理液保持部４２は、純水の供給を停止する。

【0043】

その後、搬送ロボットのロボットハンドが基板Ｗの下に挿入され、保持部２０のチャックピン２２ｂによる基板Ｗの保持が開放され、搬送ロボットのロボットハンドによって基板Ｗが搬出される。基板Ｗが搬出されると、次に処理される基板が搬入される。このように、本実施形態においては、新たな基板（未処理の基板）が処理室に搬入される前までに、除去部５０による湯気Ｍの除去が行われる。

【0044】

［効果］
（１）本実施形態の基板処理装置１は、処理室に搬入される基板Ｗを保持する保持部２０と、保持部２０に保持された基板Ｗを回転させる回転体１０と、保持部２０に保持された基Ｗ板の表面に処理液を供給し、基板Ｗの表面に供給された処理液に対してリンス液を供給する供給機構４１と、保持部２０に保持された基板Ｗの表面に対向して設けられる、基板Ｗよりも大径の処理液保持部４２と、処理液保持部４２を、基板Ｗの表面に形成された処理液の液膜に近接した処理位置と基板Ｗの表面から離間した退避位置との間で昇降させる昇降機構４３と、保持部２０に保持された基板Ｗの表面に対して供給された処理液を加熱する加熱部４４と、保持部２０に保持された基板Ｗを囲うように設けられ、基板Ｗから飛散する処理液を受けて排液し、処理室内部のダウンフローを排気するカップ部３０と、加熱された処理液と加熱された処理液に対して供給されたリンス液とから処理液保持部４２と基板Ｗとの間に発生した湯気Ｍを除去する除去部５０と、を有する。

【0045】

従来の基板処理装置においては、基板が搬出された後も処理液保持部と基板との間に湯気が滞留していると、次に処理するために搬入される基板の表面を汚染するおそれがあった。一方で、本実施形態の基板処理装置１は、除去部５０により、処理液保持部４２と基板Ｗとの間に発生した湯気Ｍを除去することが出来る。これにより、次に処理するために搬入される基板の表面に湯気Ｍが付着し、この基板の表面を汚染するおそれが抑制される。図３（Ａ）は、従来のように湯気が滞留した状態で搬入した基板の汚染度を、図３（Ｂ）は、本実施形態の除去部５０により湯気Ｍを除去してから搬入した基板の汚染度を、それぞれ示している。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を比較して明らかなように、除去部５０により湯気Ｍを除去した場合、次に搬入される基板の汚染度が大きく低減される。

【0046】

（２）本実施形態の除去部５０は、処理液保持部４２と基板Ｗとの間に発生した湯気Ｍに対してガスＧを供給する気体供給機構５２を有する。従来の基板処理装置においては、処理液保持部に遮られて、湯気が処理室内部のダウンフローにより排気されにくかった。一方で、本実施形態の除去部５０は、気体供給機構５２により、処理液保持部４２と基板Ｗとの間から湯気Ｍを追い出すので、湯気Ｍを処理室内部のダウンフローに乗せて、排気管Ｐから排気させることが出来る。

【0047】

（３）本実施形態の基板処理装置１は、湯気Ｍを検出する検出部６０を有し、除去部５０は、湯気Ｍが検出された場合に湯気Ｍを除去する。これにより、例えば処理液とリンス液との温度差が少なく、湯気Ｍが発生しない工程などにおいて、除去部５０を作動させる時間を省くことが出来るので、製造効率を向上させることが出来る。

【0048】

［変形例］
本実施形態は、上記のような態様には限定されない。例えば、除去部５０の送通管５１の本数は、１本に限られない。図４に示すように、供給部４０に複数本の送通管５１を挿通させても良い。これにより、供給部４０と基板Ｗとの間の空間において、ガスＧが満遍なく供給されるので、湯気Ｍを効率よく排出することが出来るので、湯気Ｍの除去にかかる時間を短縮することが出来る。なお、図４においては、説明を容易にするために、各部の図示を簡略化している。

【0049】

また、上記実施形態の除去部５０は、ガスＧを供給する気体供給機構５２を有したが、これに限られない。図５に示すように、気体供給機構５２の代わりに、気体吸引機構５３を有しても良い。気体吸引機構５３は、気体供給機構５２と同様に、送通管５１の他端に設けられる。気体吸引機構５３は、図示しない負圧源などからなる排気機構であり、送通管５１から、供給部４０と基板Ｗとの間に発生した湯気Ｍを吸引する。気体吸引機構５３は、排気管Ｐに接続され、吸引した湯気Ｍを排気管Ｐから排気する。これにより、処理室内部のダウンフローに頼ることなく、湯気Ｍを除去することが出来る。また、上述のように複数本の送通管５１を挿通させる場合は、これに対応して複数の気体吸引機構５３を設けても良い。なお、図５においては、説明を容易にするために、各部の図示を簡略化している。

【0050】

また、除去部５０は、気体供給機構５２と気体吸引機構５３とを有し、両方を併用して湯気Ｍを除去しても良い。この場合、供給部４０に２本の送通管５１を挿通させ、一方に気体供給機構５２を、他方に気体吸引機構５３を設けると良い。また、図６に示すように、送通管５１の代わりに、基板Ｗを側方から挟むように一対のノズル５４Ａ、５４Ｂを設けても良い。ノズル５４Ａ、５４Ｂは、カップ部３０の昇降動作、処理液保持部４２の昇降動作、検出部６０の検出に支障をきたさない位置に設けられる。ノズル５４Ａ、５４Ｂの一端には、開口５４ａが設けられている。開口５４ａは、供給部４０と基板Ｗの間の空間に向けて設けられている。ノズル５４Ａの他端には気体供給機構５２が、ノズル５４Ｂの他端には気体吸引機構５３が、それぞれ設けられている。

【0051】

気体供給機構５２と気体吸引機構５３とを同時に作動させることにより、ノズル５４Ａから供給されるガスＧが、湯気Ｍをノズル５４Ｂ側に追い出し、ノズル５４Ｂは、湯気Ｍを吸引排気する。また、この変形例の動作は、処理液保持部４２が退避位置に位置付けられるときに行われる。すなわち、上述の実施形態においては、除去部５０が湯気Ｍを除去した後に処理液保持部４２が退避位置に位置付けられたが、この変形例においては、処理液保持部４２が退避位置に位置付けられた後に気体供給機構５２と気体吸引機構５３とが動作する。具体的には、処理液保持部４２が退避位置に位置付けられた後、純水が供給されることにより、湯気Ｍが基板Ｗを中心にして周囲に広がる。この広がった湯気Ｍを検出部６０が検出することにより、気体供給機構５２と気体吸引機構５３とが動作し、湯気Ｍが除去される。一方で、処理液保持部４２が退避位置に位置付けられていない場合は、検出部６０によって湯気Ｍが検出されたとしても、気体供給機構５２と気体吸引機構５３とが動作しないように制御しても良い。なお、図６においては、説明を容易にするために、各部の図示を簡略化している。

【0052】

また、一対のノズル５４Ａ、５４Ｂの代わりに、ノズル５４Ａだけを設けても良い。この場合、図７に示すように、クリーンルームの壁面に、排気管Ｐに連通する排気口Ｑと、排気口Ｑを開閉可能なシャッターＲを設けても良い。排気口Ｑは、例えば、基板Ｗを挟んでノズル５４Ａに対向する位置に開口される。シャッターＲは、エアシリンダまたはモータにより駆動され、排気口Ｑを開閉可能に設けられる。上述の一対のノズル５４Ａ、５４Ｂを設ける場合と同様に、処理液保持部４２が退避位置に位置付けられた後、気体供給機構５２とシャッターＲとを同時に作動させることにより、ノズル５４Ａから供給されるガスＧが供給部４０と基板Ｗの間から湯気Ｍを追い出し、排気口Ｑから排気することが出来る。なお、図７においては、説明を容易にするために、各部の図示を簡略化している。

【0053】

上記実施形態の検出部６０は、投光部と受光部が一体となっている反射型のものとしたが、これに限られない。検出部６０として、投光部と受光部が別体となっている透過型のものを採用しても良い。この場合、投光部と受光部は、基板Ｗの上方の空間を側面から挟むように設けられると良い。また、検出部６０は、光電センサに限らず、カメラなどの撮像部としても良い。この場合、撮像部が取得した撮像画像が制御装置７０に送信され、制御装置７０において、撮像画像に湯気Ｍが映っているか否かを判定すればよい。

【0054】

さらに、検出部６０を省略しても良い。この場合、湯気Ｍが発生するタイミング、例えば過酸化水素水を供給するタイミングや、処理液保持部４２が退避位置に位置付けられた後純水を供給するタイミングに合わせて除去部５０を動作させればよい。また、除去部５０を動作させた後は、所定の時間が経過した場合に、除去部５０を自動的に停止させても良い。所定の時間は、例えば、除去部５０の動作開始後、処理の終わった基板Ｗが搬出され、次に基板が搬入されるまでの時間である。

【0055】

上記実施形態の複数種の処理液は、供給機構４１の処理液供給管４１ｃから供給されたが、これに限られない。例えば、除去部５０の送通管５１から供給されても良い。例えば、送通管５１の他端が二股に分かれ、その一方に気体供給機構５２が設けられ、その他方に処理液槽４１ａ、送通管４１ｂ、流量調整バルブ４１ｄ、流量計４１ｅが設けられても良い。これにより、例えば、ガスＧと純水の両方を送通管５１から供給することが出来る。

【0056】

また、供給機構４１に加えて、供給機構４１と同様に処理液槽や処理液供給管などを備える別の供給機構を設けても良い。これにより、例えば供給機構４１からはＳＰＭを供給し、別の供給機構からはリンス液として過酸化水素水と純水とを供給しても良い。この場合、別の供給機構の処理液供給管も、処理液供給管４１ｃや送通管５１と同様に、処理液保持部４２に挿通される。

【0057】

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一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。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に含まれる。

【符号の説明】

【0058】

１ 基板処理装置
１０ 回転体
１１ 固定ベース
１２ モータ
１３ 回転機構
２０ 保持部
２１ 回動部材
２２ 保持部材
２３ 駆動機構
２３１ 駆動軸
２３２ 小ギヤ
２３３ 大ギヤ
３０ カップ部
４０ 供給部
４１ 供給機構
４２ 処理液保持部
４３ 昇降機構
４４ 加熱部
４４１ ヒータ
５０ 除去部
５１ 送通管
５２ 気体供給機構
５３ 気体吸引機構
６０ 検出部
７０ 制御装置
Ａ 回転軸
Ｆ フィルタ
Ｇ ガス
Ｍ 湯気
Ｐ 排気管
Ｑ 排気口
Ｒ シャッター
Ｖ 排気口
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】