特許 7261052 基板処理装置およびその搬送制御方法

(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】

(24)【登録日】2023-04-11

(45)【発行日】2023-04-19

(54)【発明の名称】基板処理装置およびその搬送制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20230412BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20230412BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20230412BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20230412BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 651Z

H01L21/68 A

H01L21/304 648A

H01L21/306 R

H01L21/30 569C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019058734

(22)【出願日】2019-03-26

(65)【公開番号】P2020161609

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-12-23

(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】河原 啓之

(72)【発明者】

【氏名】橋本 光治

(72)【発明者】

【氏名】菊本 憲幸

(72)【発明者】

【氏名】墨 周武

【審査官】安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／２１６４７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３４５６８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００６４７２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１４７９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１７６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８７６８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４－２１／３０８

Ｈ０１Ｌ ２１／０２ －２１／０３３

Ｈ０１Ｌ ２１／６７ －２１／６８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に液体を供給して前記基板の表面を液膜で覆う第１処理部と、
前記液膜を担持する前記基板を搬送する搬送機構と、
前記搬送機構により搬送される前記基板を受け入れて所定の処理を実行する第２処理部と、
前記基板の表面に形成された前記液膜を撮像する撮像部と、
前記液膜が形成されてから前記搬送機構により前記第２処理部へ搬入されるまでの間に前記撮像部により撮像された画像を含む複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御する制御部と
を備え、
前記差分は、２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、
前記制御部は、前記液膜が理想的に担持された状態の前記基板に対応する画像として予め準備された理想画像と、前記基板が前記搬送機構により搬送開始されるよりも前に前記撮像部により撮像された搬送前画像との差分に基づき、前記搬送機構による前記基板の搬送を開始するか否かを判断する、基板処理装置。

【請求項2】

基板に液体を供給して前記基板の表面を液膜で覆う第１処理部と、
前記液膜を担持する前記基板を搬送する搬送機構と、
前記搬送機構により搬送される前記基板を受け入れて所定の処理を実行する第２処理部と、
前記基板の表面に形成された前記液膜を撮像する撮像部と、
前記液膜が形成されてから前記搬送機構により前記第２処理部へ搬入されるまでの間の互いに異なる時刻にそれぞれ前記撮像部により撮像された複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御する制御部と
を備え、
前記差分は、２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、
前記制御部は、前記複数の画像から求めた差分が予め定められた基準量を超える場合と超えない場合との間で、前記第１処理部から前記第２処理部までの搬送にかかる時間を異ならせる、基板処理装置。

【請求項3】

前記第１処理部は、処理チャンバ内で前記基板に対する前記液膜の形成を行い、
前記撮像部は、前記処理チャンバ内に設けられた第１カメラを有する、請求項１または２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

基板に液体を供給して前記基板の表面を液膜で覆う第１処理部と、
前記基板を保持する保持部材を有し、前記液膜を担持する前記基板を搬送する搬送機構と、
前記搬送機構により搬送される前記基板を受け入れて所定の処理を実行する第２処理部と、
前記搬送機構に設けられて前記保持部材と共に移動する第２カメラを有し、前記基板の表面に形成された前記液膜を、前記基板の搬送中に撮像する撮像部と、
前記液膜が形成されてから前記搬送機構により前記第２処理部へ搬入されるまでの間の互いに異なる時刻にそれぞれ前記撮像部により撮像された複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御する制御部と
を備え、
前記差分は、２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、
前記制御部は、搬送中に随時撮像された画像と当該画像より先に撮像された画像である基準画像との差分が予め定められた基準量を超えるか否かにより、前記基板へ前記液体を補充するか否かを判断する、基板処理装置。

【請求項5】

前記搬送機構は、搬送される前記基板に前記液体を供給する液体供給機構を有し、
前記制御部は、前記差分が前記基準量を超えると、前記液体供給機構に前記基板への前記液体の供給を行わせる、請求項４記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記差分が前記基準量を超えると、前記搬送機構により前記基板を前記第１処理部に戻させ、前記第１処理部に前記液膜の再形成を行わせる請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記液体は有機溶剤であり、前記第２処理部は前記基板に対し超臨界乾燥処理を実行する、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】

基板に液体を供給して前記基板の表面を液膜で覆う第１処理部と、前記液膜を担持する前記基板を受け入れて所定の処理を実行する第２処理部と、前記第１処理部と前記第２処理部との間で前記基板を搬送する搬送機構とを有する基板処理装置の搬送制御方法において、
前記液膜を撮像して得られた画像を含む複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御し、
前記差分は、２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、
前記液膜が理想的に担持された状態の前記基板に対応する画像として予め準備された理想画像と、前記基板が前記搬送機構により搬送開始されるよりも前に撮像された搬送前画像との差分に基づき、前記搬送機構による前記基板の搬送を開始するか否かを判断する、基板処理装置の搬送制御方法。

【請求項9】

基板に液体を供給して前記基板の表面を液膜で覆う第１処理部と、前記液膜を担持する前記基板を受け入れて所定の処理を実行する第２処理部と、前記第１処理部と前記第２処理部との間で前記基板を搬送する搬送機構とを有する基板処理装置の搬送制御方法において、
前記液膜が形成されてから前記第２処理部へ搬入されるまでの間の互いに異なる時刻にそれぞれ前記液膜を撮像し、撮像された複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御し、
前記差分は、２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、
前記複数の画像から求めた差分が予め定められた基準量を超える場合と超えない場合との間で、前記第１処理部から前記第２処理部までの搬送にかかる時間を異ならせる、基板処理装置の搬送制御方法。

【請求項10】

基板に液体を供給して前記基板の表面を液膜で覆う第１処理部と、前記液膜を担持する前記基板を受け入れて所定の処理を実行する第２処理部と、前記第１処理部と前記第２処理部との間で前記基板を搬送する搬送機構とを有する基板処理装置の搬送制御方法において、
前記液膜が形成されてから前記第２処理部へ搬入されるまでの間の互いに異なる時刻にそれぞれ前記液膜を撮像し、撮像された複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御し、
前記差分は、２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、
搬送中に随時撮像された画像と当該画像より先に撮像された画像である基準画像との差分が予め定められた基準量を超えるか否かにより、前記基板へ前記液体を補充するか否かを判断する、基板処理装置の搬送制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、複数の処理部の間で基板を搬送する基板処理装置に関し、特に基板表面に液膜が形成された状態での搬送の制御に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体基板や表示パネル用ガラス基板などの基板の製造プロセスにおいては、異なる処理をそれぞれ個別の処理部で実行するために、複数の処理部間での基板の搬送が必要になってくる。この場合において、搬送中の基板表面の露出に起因する表面の酸化や、搬送経路上の浮遊物の基板表面への付着、さらには基板に形成された微細パターンの倒壊等の問題を未然に防止する必要性から、基板の表面を液膜で覆った状態で搬送が行われるケースがある。

【0003】

例えば、特許文献１に記載の従来技術においては、それぞれ基板を液体により処理する処理システム間の搬送においては、基板は、搬送トレイに溜められた液体に浸漬された状態で、あるいは上面全体に液盛りされた状態で搬送される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－１８２８１７号公報（例えば図９）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

基板の搬送においては、搬送経路上での加減速や振動、また液体の揮発による減少等に起因して、搬送中に基板表面の一部が周囲雰囲気に露出してしまうことがあり得る。このことは製品不良の原因となる。特に、微細パターンが形成された基板では、表面が露出することは直ちにパターン倒壊を引き起こすため、たとえ短時間であっても許容されるものではない。

【0006】

上記従来技術は、基板を搬送トレイに収容しているためある程度安定した搬送が期待されるが、上記のような振動、液体の揮発等に起因する一時的な基板表面の露出まで防止する機能を有するものではない。

【0007】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板表面を液膜で覆った状態で基板を搬送する基板処理装置において、搬送中の振動や液体の揮発等に起因する基板表面の露出を防止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】

【0008】

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、基板に液体を供給して前記基板の表面を液膜で覆う第１処理部と、前記液膜を担持する前記基板を搬送する搬送機構と、前記搬送機構により搬送される前記基板を受け入れて所定の処理を実行する第２処理部と、前記基板の表面に形成された前記液膜を撮像する撮像部と前記液膜が形成されてから前記搬送機構により前記第２処理部へ搬入されるまでの間に前記撮像部により撮像された画像を含む複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御する制御部とを備えている。ここで、前記差分は２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、前記制御部は、前記液膜が理想的に担持された状態の前記基板に対応する理想画像と、前記基板が前記搬送機構により搬送開始されるよりも前に前記撮像部により撮像された搬送前画像との差分に基づき、前記搬送機構による前記基板の搬送を開始するか否かを判断する。
また、この発明に係る基板処理装置の他の一の態様は、基板に液体を供給して前記基板の表面を液膜で覆う第１処理部と、前記液膜を担持する前記基板を搬送する搬送機構と、前記搬送機構により搬送される前記基板を受け入れて所定の処理を実行する第２処理部と、前記基板の表面に形成された前記液膜を撮像する撮像部と、前記液膜が形成されてから前記搬送機構により前記第２処理部へ搬入されるまでの間の互いに異なる時刻にそれぞれ前記撮像部により撮像された複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御する制御部とを備えている。ここで、前記差分は２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、前記制御部は、前記複数の画像から求めた差分が予め定められた基準量を超える場合と超えない場合との間で、前記第１処理部から前記第２処理部までの搬送にかかる時間を異ならせる。
また、この発明に係る基板処理装置の他の一の態様は、基板に液体を供給して前記基板の表面を液膜で覆う第１処理部と、前記基板を保持する保持部材を有し、前記液膜を担持する前記基板を搬送する搬送機構と、前記搬送機構により搬送される前記基板を受け入れて所定の処理を実行する第２処理部と、前記搬送機構に設けられて前記保持部材と共に移動する第２カメラを有し、前記基板の表面に形成された前記液膜を、前記基板の搬送中に撮像する撮像部と、前記液膜が形成されてから前記搬送機構により前記第２処理部へ搬入されるまでの間の互いに異なる時刻にそれぞれ前記撮像部により撮像された複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御する制御部とを備えている。ここで、前記差分は２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、前記制御部は、搬送中に随時撮像された画像と当該画像より先に撮像された画像である基準画像との差分が予め定められた基準量を超えるか否かにより、前記基板へ前記液体を補充するか否かを判断する。

【0009】

また、この発明の他の態様は、基板に液体を供給して前記基板の表面を液膜で覆う第１処理部と、前記液膜を担持する前記基板を受け入れて所定の処理を実行する第２処理部と、前記第１処理部と前記第２処理部との間で前記基板を搬送する搬送機構とを有する基板処理装置の搬送制御方法である。
その第１の態様では、前記液膜を撮像して得られた画像を含む複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御し、前記差分は、２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、前記液膜が理想的に担持された状態の前記基板に対応する画像として予め準備された理想画像と、前記基板が前記搬送機構により搬送開始されるよりも前に撮像された搬送前画像との差分に基づき、前記搬送機構による前記基板の搬送を開始するか否かを判断する。
また、その第２の態様では、前記液膜が形成されてから前記第２処理部へ搬入されるまでの間の互いに異なる時刻にそれぞれ前記液膜を撮像し、撮像された複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御し、前記差分は、２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、前記複数の画像から求めた差分が予め定められた基準量を超える場合と超えない場合との間で、前記第１処理部から前記第２処理部までの搬送にかかる時間を異ならせる。
また、その第３の態様では、前記液膜が形成されてから前記第２処理部へ搬入されるまでの間の互いに異なる時刻にそれぞれ前記液膜を撮像し、撮像された複数の画像の差分に基づき、前記搬送機構の動作を制御し、前記差分は、２つの画像間の画素ごとの差分の積算値として求められ、搬送中に随時撮像された画像と当該画像より先に撮像された画像である基準画像との差分が予め定められた基準量を超えるか否かにより、前記基板へ前記液体を補充するか否かを判断する。

【0010】

このように構成された発明では、基板表面の液膜が撮像され、基準となる他の画像との差に基づき搬送機構の動作が制御される。このため、基板表面の液膜の状態の変化を検知し、それを搬送制御に反映させることが可能である。例えば、振動を低減するために搬送速度を抑制したり、液膜の厚さが低下すれば液体を補充したりすることが可能である。これにより、基板表面を安定的に液膜で覆った状態で搬送することができ、基板表面の露出を防止することができる。

【発明の効果】

【0011】

上記のように、本発明によれば、搬送中の基板表面の液膜を撮像しその変化を搬送制御に反映させるので、基板表面の液膜を安定させた状態で基板を搬送することが可能である。これにより、搬送中の振動や液体の揮発等に起因する基板表面の露出を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【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】湿式処理を実行する基板処理ユニットを示す図である。

【図4】超臨界乾燥処理を実行する基板処理ユニットを示す図である。

【図5】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6】移送処理の第１の態様を示すフローチャートである。

【図7】移送処理の第２の態様を示すフローチャートである。

【図8】移送処理の第３の態様を示すフローチャートである。

【図9】第３の態様の移送処理を含む基板処理動作を示すフローチャートである。

【図10】移送処理の第４の態様を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

図１（ａ）に示すように、基板処理装置１は、基板Ｓ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Ｓを収容するための容器Ｃ（複数の基板Ｓ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Ｓ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を備えている。各容器Ｃには、複数枚の基板Ｓがほぼ水平な姿勢で収容されている。

【0016】

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Ｓ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。

【0017】

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Ｓに対して所定の処理を実行するものである。これらの処理ユニットを同一の機能のものとした場合には、複数基板の並列処理が可能となる。また、機能の異なる処理ユニットを組み合わせて、１つの基板に対し異なる処理を順番に実行するように構成することもできる。

【0018】

後述するように、この実施形態の基板処理装置１は、基板Ｓを所定の処理液により湿式処理した後、基板Ｓを乾燥させるという一連の処理に使用される。この目的のために、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Ｓに対する湿式処理を担い、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、湿式処理後の基板Ｓから残存液を除去し基板Ｓを乾燥させる処理（乾燥処理）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。

【0019】

各基板処理ユニット１１Ａ～１４Ａでは、基板Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓを受け取ることができ、かつ処理済みの基板Ｓ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Ｓ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Ｓ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るので、詳しい説明を省略する。

【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Ｓ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Ｓ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Ｓ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】

回転ベース１５３には、上向きに延びる支持部材１５６が取り付けられている。ハンド１５５の伸縮と干渉しないように、支持部材１５６は伸縮アーム１５４の伸長方向とは反対側の回転ベース１５３の側面に取り付けられている。支持部材１５６の上端にはＣＣＤカメラ１５７が取り付けられている。ＣＣＤカメラ１５７の光軸方向は水平方向から少し下方を向いており、ハンド１５５に保持された基板Ｓを斜め上方から俯瞰して撮像視野に収めている。これにより、基板Ｓの上面が撮像される。撮像データは制御ユニット９０に送信される。

【0026】

また、回転ベース１５３には補充液ノズル１５８が設けられている。補充液ノズル１５８はハンド１５５に保持される基板Ｓの上方で下向きに開口している。補充液ノズル１５３は図示しない低表面張力液供給部（後述）に接続されており、必要に応じて低表面張力液供給部から供給される低表面張力液を基板Ｓに供給する。

【0027】

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Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓを、当該基板Ｓに対する処理を実行する基板処理ユニットに搬入する。

【0028】

例えば基板処理ユニット１１Ａに基板Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓの搬入も同様にして行うことができる。

【0029】

一方、基板処理ユニット１１Ａから処理済みの基板Ｓ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Ｓを取り出す。取り出された基板Ｓ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。

【0030】

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。

【0031】

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や基板Ｓに対する各種処理等に関わる動作は、制御プログラムを実行するＣＰＵ９１によって制御される。

【0032】

図３は湿式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３（ａ）は基板処理ユニット１１Ａの構成を示す図であり、図３（ｂ）および図３（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、湿式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。

【0033】

基板処理ユニット１１Ａは、基板処理主体としての湿式処理部３０を処理チャンバ１１０内に備えている。湿式処理部３０は、基板Ｓの上面に処理液を供給して基板Ｓの表面処理や洗浄等を行う。また、湿式処理後に搬出される基板Ｓの上面が周囲雰囲気に露出するのを防止するために、湿式処理部３０は、湿式処理後の基板Ｓの上面を低表面張力液の液膜で覆う、液膜形成処理を併せて実行する。

【0034】

この目的のために、湿式処理部３０は、基板保持部３１、スプラッシュガード３２、処理液供給部３３および低表面張力液供給部３５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Ｓ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Ｓの周縁部に当接して基板Ｓ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Ｓを水平姿勢に保持することができる。

【0035】

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３においては上下方向が鉛直方向である。これにより、基板Ｓが水平姿勢のまま鉛直軸周りに回転される。

【0036】

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３（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Ｓの周縁部よりも下方まで下降した下方位置と、図３（ｂ）に示すようにカップ３２１の上端部が基板Ｓ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。

【0037】

カップ３２１が下方位置にあるときには、図３（ａ）に示すように、スピンチャック３１１に保持される基板Ｓ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Ｓ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。

【0038】

また、カップ３２１が上方位置にあるときには、図３（ｂ）に示すように、スピンチャック３１１に保持される基板Ｓ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Ｓの周縁部から振り切られる処理液が処理チャンバ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Ｓが回転することで基板Ｓ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。

【0039】

処理液供給部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３（ａ）に示すように基板Ｓの上方から側方へ退避した退避位置と、図３（ｂ）に示すように基板Ｓ上方の処理位置との間を移動する。

【0040】

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Ｓに向けて処理液が吐出される。図３（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Ｓを回転させながら、基板Ｓ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Ｓの上面Ｓａが処理液Ｌｑにより処理される。処理液Ｌｑとしては、現像液、エッチング液、洗浄液、リンス液等の各種の機能を有する液体を用いることができ、その組成は任意である。また複数種の処理液が組み合わされて処理が実行されてもよい。

【0041】

低表面張力液供給部３５も、処理液供給部３３と対応する構成を有している。すなわち、低表面張力液供給部３５は、ベース３５１、回動支軸３５２、アーム３５３、ノズル３５４等を有しており、これらの構成は、処理液供給部３３において対応するものと同等である。回動支軸３５２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３５３が揺動する。アーム３５３先端のノズル３５４は、湿式処理後の基板Ｓの上面Ｓａに対して液膜を形成するための低表面張力液を供給する。

【0042】

上記した図３（ｂ）の説明における「処理液Ｌｑ」、「アーム３３３」、「ノズル３３４」をそれぞれ「低表面張力液Ｌｑ」、「アーム３５３」、「ノズル３５４」と読み替えることにより、低表面張力液供給部３５の動作が説明される。ただし吐出されるのは低表面張力液であり、一般に処理液とは異なる種類の液体である。

【0043】

処理対象となる基板上面Ｓａが微細な凹凸パターン（以下、単に「パターン」という）を形成されたものであるとき、湿式処理後の濡れた基板Ｓが乾燥する過程において、パターン内に入り込んだ液体の表面張力によりパターン倒壊が生じるおそれがある。これを防止するための方法としては、パターン内の液体をより表面張力の低い液体に置換してから乾燥させる方法、基板上面Ｓａを昇華性物質の固体で覆い昇華性物質を昇華させる昇華乾燥法、本実施形態で採用する超臨界乾燥法などがある。

【0044】

高温、高圧状態を必要とする超臨界乾燥処理を行うためには、湿式処理を行うチャンバとは別の高圧チャンバを必要とする。このため、湿式処理後の基板Ｓを高圧チャンバへ搬送する必要が生じる。搬送中のパターンの露出に起因する倒壊を避けるため、基板上面Ｓａを液体または固体で覆っておくことが望ましい。このとき基板上面Ｓａを覆う液体は、表面張力によるパターン倒壊をより確実に防止するという観点から、処理液よりも表面張力の小さい液体であることが望ましい。本明細書ではこのような性質の液体を「低表面張力液」と称している。

【0045】

この実施形態では、基板上面Ｓａを低表面張力液の液膜で覆った状態で搬送を行う。液膜は以下のようにして形成される。図３（ｂ）に示すように、基板Ｓが所定の回転速度で回転された状態で、制御ユニット９０に設けられた低表面張力液供給部（図示省略）から供給される低表面張力液Ｌｑがノズル３５３から吐出されることで、基板上面Ｓａは低表面張力液の液膜ＬＦで覆われた状態となる。低表面張力液としては、湿式処理に用いられる処理液との混和性が良く、かつこれよりも表面張力が小さいものが望ましい。例えば処理液が水を主成分とするものであるとき、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を好適に利用可能である。こうして基板上面Ｓａの全体が低表面張力液の液膜ＬＦで覆われた状態となる。

【0046】

また、処理チャンバ１１０内において、スピンチャック３１１に保持される基板Ｓの上方には、ＣＣＤカメラ３５１および照明光源３５２が配置されている。ＣＣＤカメラ３５１の光軸方向は水平方向から少し下方を向いており、スピンチャック３１１に保持される基板Ｓを斜め上方から俯瞰して撮像視野に収めている。照明光源３５２は、撮像のための照明光を基板Ｓに向けて照射する。これにより、基板Ｓの上面が撮像される。撮像データは制御ユニット９０に送信される。

【0047】

上面Ｓａが液膜ＬＦで覆われた状態で基板処理ユニット１１Ａから搬出される基板Ｓは、基板処理ユニット１３Ａに搬送されて乾燥処理を受ける。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Ｓの上面Ｓａに形成されている液膜ＬＦを除去し、基板Ｓを乾燥させる乾燥処理を、基板処理として実行する機能を有する。乾燥処理としては、基板Ｓを超臨界流体で覆ってから超臨界流体を（液相を介することなく）気化させ除去する、超臨界乾燥が適用される。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、乾燥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。

【0048】

図４は超臨界乾燥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る。超臨界乾燥処理の原理およびそのために必要な基本構成は公知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。基板処理ユニット１３Ａは高圧チャンバ１３０を備え、その内部に、乾燥処理の実行主体としての乾燥処理部４０が設けられている。乾燥処理部４０では、基板Ｓを載置するためのステージ４１が高圧チャンバ１３０内に設置されている。ステージ４１は吸着保持または機械的保持により、上面Ｓａが液膜に覆われた基板Ｓを保持する。高圧チャンバ１３０は高圧となるため、これに耐えるために内部構成は比較的簡素であり、また高圧に耐え得る部材が使用される。

【0049】

ステージ４１の下面中央には回転支軸４２が下向きに延びている。回転支軸４２は高圧チャンバ１３０の底面に高圧シール回転導入機構４３を介して挿通されている。高圧シール回転導入機構４３の回転軸４３１は回転機構４３２に接続されている。このため、制御ユニット９０からの制御指令に応じて回転機構４３２が作動すると、基板Ｓがステージ４１と共に、１点鎖線で示す鉛直方向の回転軸周りに回転する。

【0050】

高圧チャンバ１３０の内部でステージ４１の上方には流体分散部材４４が設けられている。流体分散部材４４は、平板状の閉塞板４４１に対し上下に貫通する貫通孔４４２を複数設けたものである。高圧チャンバ１３０の上部には二酸化炭素供給部４５から二酸化炭素ガスが必要に応じて供給され、二酸化炭素ガスは流体分散部材４４により整流されて、基板Ｓの上方から均一に基板Ｓに向けて供給される。

【0051】

また、高圧チャンバ１３０内には窒素供給部４６から窒素が必要に応じて導入される。窒素は必要に応じて種々の形態で、つまり常温または昇温されたガスとして、あるいは冷却されて液化した液体窒素として、高圧チャンバ１３０内のガスをパージしたりチャンバ内を冷却したりする目的に応じて供給される。

【0052】

さらに、高圧チャンバ１３０には排出機構４８が接続されている。排出機構４８は、高圧チャンバ１３０内に導入される気体や液体等の各種流体を必要に応じて排出する機能を有する。排出機構４８は、このための配管やバルブ、ポンプ等を備える。これにより、必要な場合には高圧チャンバ１３０内の流体を速やかに排出することができる。

【0053】

図示を省略するが、制御ユニット９０は、高圧チャンバ１３０内の圧力や温度を検出するための構成およびこれらを所定値に制御するための構成を有している。すなわち、制御ユニット９０は、高圧チャンバ１３０内の圧力および温度を所定の目標値に制御する機能を有している。

【0054】

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Ｓに対し湿式処理および乾燥処理を順番に実行する装置である。この処理の主な流れは、湿式処理を実行する基板処理ユニットに基板Ｓを搬送して処理液による処理を行った後、低表面張力液による液膜を形成し、乾燥処理を実行する基板処理ユニットにこの基板Ｓを搬送して液膜を除去し基板Ｓを乾燥させる、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。

【0055】

ここでは１つの基板Ｓに対し基板処理ユニット１１Ａが湿式処理を実行し、基板処理ユニット１３Ａが乾燥処理を実行するものとして説明するが、湿式処理を実行する基板処理ユニットと乾燥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。また、以下の説明においては、各基板処理ユニットの役割を明示するために、湿式処理を実行する基板処理ユニット１１Ａ等を「湿式処理ユニット」と、また乾燥処理を実行する基板処理ユニット１３Ａ等を「乾燥処理ユニット」と、それぞれ称することがある。

【0056】

図５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Ｓを取り出す（ステップＳ１０１）。そして、基板Ｓ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は湿式処理を実行する基板処理ユニット（湿式処理ユニット）１１Ａに基板Ｓを搬入する（ステップＳ１０３）。

【0057】

基板Ｓが搬入された基板処理ユニット１１Ａは、基板Ｓに対し湿式処理を実行する（ステップＳ１０４）。湿式処理の内容は、先に説明したように、基板Ｓに処理液を供給して基板上面Ｓａの加工や洗浄を行うというものである。湿式処理後の基板Ｓに対しては、低表面張力液による液膜ＬＦを形成するための液膜形成処理が実行される（ステップＳ１０５）。

【0058】

液膜形成処理により上面Ｓａに液膜ＬＦが形成された基板Ｓは、センターロボット１５により基板処理ユニット１１Ａから取り出されて、乾燥処理を実行する基板処理ユニット（乾燥処理ユニット）１３Ａに搬入される。すなわち、基板処理ユニット１１Ａから基板処理ユニット１３Ａに基板Ｓを移送する、移送処理が行われる（ステップＳ１０６）。移送処理としては各種の態様が考えられるため、それらについては後にまとめて詳述する。

【0059】

基板Ｓが搬入された基板処理ユニット１３Ａは、基板Ｓに対し、付着している液体を除去して基板Ｓを乾燥させる乾燥処理を実行する（ステップＳ１０７）。基板処理ユニット１３Ａでは、超臨界流体を用いた超臨界乾燥処理が実行される。すなわち、高圧チャンバ１３０内に二酸化炭素供給部４５から二酸化炭素が導入され、チャンバ内圧を十分に高めることで二酸化炭素が液化する。または、液状の二酸化炭素が高圧チャンバ１３０に導入されてもよい。液状の二酸化炭素は基板上面Ｓａを覆う。液化した二酸化炭素は有機溶剤をよく溶かす。したがって、パターン内に残存するＩＰＡ等の溶解液は液状の二酸化炭素によって置換される。

【0060】

続いて、高圧チャンバ１３０内の温度および圧力が、二酸化炭素を超臨界状態とする条件に調整される。これにより高圧チャンバ１３０内の二酸化炭素が超臨界流体となる。超臨界状態の流体は極めて流動性が高く表面張力が小さい。特に二酸化炭素から生成された超臨界流体は、ＩＰＡ、アセトン等の有機溶剤をよく溶かす。このため、二酸化炭素の超臨界流体は微細なパターンの奥深くまで入り込み、残存する有機溶剤成分をパターン内から運び去る。比較的低圧、低温で超臨界状態となる点も、二酸化炭素が超臨界乾燥処理に適している理由の１つである。

【0061】

そして、高圧チャンバ１３０内が急激に減圧されることにより、超臨界流体は液相を経ることなく直接気化し基板Ｓから除去される。これにより、基板Ｓは液体成分が完全に除去されて乾燥した状態となる。パターン内に残存する液体成分は超臨界流体によって置換され、超臨界流体が直接気化することにより、パターン内の液体の表面張力に起因するパターン倒壊の問題は回避される。

【0062】

処理後の基板Ｓ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（ステップＳ１０８）。取り出された処理後の基板Ｓ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Ｓ１０９）、インデクサロボット２２は基板Ｓを容器Ｃの１つへ収容する（ステップＳ１１０）。処理済みの基板Ｓが収容される容器Ｃは、未処理状態の当該基板Ｓ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Ｓ１１１においてＹＥＳ）、ステップＳ１０１に戻り、次の基板Ｓ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Ｓ１１１においてＮＯ）、処理は終了する。

【0064】

以上、１枚の基板Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓに対し順次処理を行う必要がある場合には、各基板Ｓ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】

次に、上記した基板処理における移送処理（図５のステップＳ１０６）の幾つかの態様について説明する。移送処理の目的は、上面Ｓａに液膜ＬＦが形成された基板Ｓを基板処理ユニット１１Ａから搬出し、液膜ＬＦを維持したまま、つまり基板上面Ｓａを露出させることなく基板処理ユニット１３Ａまで搬送することである。この目的のために、この実施形態では、基板処理ユニット１１Ａに設けられたＣＣＤカメラ３５１およびセンターロボット１５に設けられたＣＣＤカメラ１５７により撮像される画像が使用される。

【0068】

図６は移送処理の第１の態様を示すフローチャートである。最初に、基板処理ユニット１１Ａの処理チャンバ１１０内において、液膜形成処理直後の基板ＳがＣＣＤカメラ３５１により撮像される（ステップＳ２０１）。このとき、実際には基板上面Ｓａを覆って形成された液膜ＬＦが形成される。基板上面Ｓａを覆う液膜ＬＦの全体が画像に収められることが望ましい。撮像された画像のデータは基準データとして制御ユニット９０のメモリ９２に保存される。

【0069】

続いて、センターロボット１５のハンド１５５が処理チャンバ１１０内に進入して基板Ｓを保持し（ステップＳ２０２）、ハンド１５５が水平移動することで基板Ｓの搬送が開始される（ステップＳ２０３）。搬送中、センターロボット１５に設けられたＣＣＤカメラ１５７により随時、基板上面Ｓａの液膜ＬＦが撮像される（ステップＳ２０４）。ＣＣＤカメラ１５７により撮像される画像とＣＣＤカメラ３５１により撮像される画像との間で、画像内に占める基板Ｓの位置、大きさおよび仰角が同じであることが望ましい。

【0070】

撮像により得られた画像は最初に撮像された基準画像と比較される。すなわち、ＣＣＤカメラ１５７により新たに撮像された画像と、処理チャンバ１１０内でＣＣＤカメラ３５１により撮像された画像との差分が求められる（ステップＳ２０５）。その結果、両画像に有意な差異があれば、基板Ｓ上の液膜ＬＦに何らかの変化があったと考えられる。例えば両画像間で画素ごとの差分の絶対値を画像内で積算し、その値が予め定められた基準量（閾値）を超えるか否かにより、有意な差があるか否かを判断することができる。液膜の厚さの違いは表面での反射率の変動や干渉縞の発生状況の違いとなって現れる。画像の差分を求めることでこのような違いを検出することができる。

【0071】

搬送中の液膜に起こり得る変化としては、振動に伴う液面の揺れ、落液や揮発による液量の減少が主なものと考えられる。これらに対しては、低表面張力液を基板Ｓに補充することが有効である。そこで、液膜の有意な変化があった場合には（ステップＳ２０６においてＹＥＳ）、センターロボット１５に設けられた補充液ノズル１５８から所定量の低表面張力液が補充される（ステップＳ２０７）。これにより、液量の減少に起因する液膜の破れを防止することができる。有意な変化が見られなかった場合には（ステップＳ２０６においてＮＯ）、液補充は行われない。

【0072】

基板Ｓが目標位置、つまり基板処理ユニット１３Ａの高圧チャンバ１３０内に到達するまで、上記したステップＳ２０４～Ｓ２０７が繰り返される（ステップＳ２０８においてＮＯ）。したがって、基板Ｓが移送される間、液膜ＬＦの状態が常時監視され、必要であれば低表面張力液の補充が行われる。これにより、基板Ｓ上の液膜が安定に維持される。目標位置に到達すると（ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、基板Ｓはセンターロボット１５から高圧チャンバ１３０内のステージ４１に移載され（ステップＳ２０９）、これにより基板Ｓの移動が完了する。

【0073】

図７は移送処理の第２の態様を示すフローチャートである。この態様では、第１の態様におけるステップＳ２０７に代えてステップＳ２２１が設けられている。これ以外の処理内容は第１の態様と同じであるので、同一処理には同一符号を付して説明を省略する。第１の態様における液補充に代えて第２の態様で実行されるステップＳ２２１では、センターロボット１５による基板Ｓの搬送速度が変更される。

【0074】

例えば振動や急な加減速によって基板Ｓから低表面張力液が落下するようなケースでは、基板Ｓをよりゆっくり搬送することにより落液を抑制することができる。すなわち、この場合には搬送速度を低下させればよい。例えば液膜の表面が波打っているような場合には、振動により液膜ＬＦが揺れていると見なすことができる。一方、液体の揮発による液量の減少は、基板Ｓ全体での液膜の膜厚低下となって現れる。このような場合には搬送速度を増加させて、より短時間で搬送を完了させることが好ましい。なお、この態様を単独で実施する場合においては、補充液ノズル１５７を省くことも可能である。

【0075】

図８は移送処理の第３の態様を示すフローチャートである。また、図９はこの移送処理を含む基板処理動作を示すフローチャートである。この態様では、移送処理の内容の違いに起因して基板処理の動作自体にも改変が必要となる。ここでも、先に説明した処理と同一内容の処理については同一符号を付して説明を省略する。図８に示すように、第３の態様の移送処理では、ステップＳ２０６において液膜の画像に有意な変化があった場合には、以後の処理を異ならせるための例外フラグがセットされる（ステップＳ２３１）。この場合、基板Ｓの移送は中断される。

【0076】

図９に示すように、この態様の基板処理では、移送処理（ステップＳ１０６）の後に例外フラグがセットされているか否かを判断するステップＳ１２１が追加されている。フラグがセットされている場合には（ステップＳ１２１においてＹＥＳ）、センターロボット１５は基板Ｓを湿式処理ユニット１１Ａに戻し入れる（ステップＳ１２２）。これとともに、例外フラグはリセットされる（ステップＳ１２３）。そして、湿式処理ユニット１１Ａで再度液膜形成処理が実行されてから（ステップＳ１０５）、再び移送処理が実行される（ステップＳ１０６）。

【0077】

この態様では、基板Ｓ上の液膜ＬＦに変化があった場合、基板処理ユニット１１Ａで液膜ＬＦが再形成される。例外フラグがセットされていなければ（ステップＳ１２１においてＮＯ）、液膜ＬＦに大きな変化はないので、引き続き乾燥処理（ステップＳ１０７）が実行される。このようにすることで、液膜ＬＦに破れが生じた状態で基板処理ユニット１３Ａに搬入されることは回避される。すなわち、安定的に液膜ＬＦを維持した状態で基板Ｓを移送することができる。なお、この態様においても、単独で実施するに場合には補充液ノズル１５７を省くことが可能である。

【0078】

図１０は移送処理の第４の態様を示すフローチャートである。図１０においても、図６に示す移送処理と同一の内容については同一符号を付して説明を省略する。この態様では、ステップＳ２０１においてＣＣＤカメラ３５１による液膜の撮像が行われると、その画像が予め準備されている理想画像と比較される。すなわち、撮像された画像と理想画像との差分が求められる（ステップＳ２４１）。理想画像とは、基板Ｓの上面Ｓａが所定厚さの液膜ＬＦにより一様に覆われた理想的な状態に対応する画像である。

【0079】

この処理は、基板Ｓに適切な液膜ＬＦが形成されているか否かを検証するための処理である。すなわち、湿式処理後の基板Ｓでは、処理の結果として表面の凹凸や濡れ性の変化が生じることに起因して、一様な液膜を形成することが困難な場合が生じ得る。特に処理後の基板表面が撥液性を有する状態であると、一様な液膜を担持させることが難しい。また、液膜を形成するための装置構成の動作異状や基板Ｓの保持態様によって、当初より適切な液膜が形成されていない場合もあり得る。液膜形成直後の基板Ｓの画像を理想画像と比較することで、このような異状を直ちに検知することができる。また、理想画像との差分の大きさに基づき、液膜形成のための液供給量や基板Ｓの回転速度を調整するようにしてもよい。

【0080】

撮像された画像と理想画像との間に有意な差異があれば（ステップＳ２４２においてＹＥＳ）、適宜のエラー処理（ステップＳ２４３）を経て移送処理は中止される。エラー処理の内容は任意であり、例えばオペレータに異状発生を報知する、このときの画像を表示出力する等が考えられる。異状が検知された基板Ｓについては処理が中止されても、異状のない基板に対する処理は継続されることが望ましい。

【0081】

異状が検知されなければ（ステップＳ２４２においてＮＯ）、撮像された画像を基準画像としてステップＳ２０２以降の移送処理が実行される。ここでは第１の態様の移送処理を実行することとしているが、第２または第３の態様の処理が実行されてもよい。

【0082】

また、上記各態様の処理は適宜組み合わされてもよい。例えば、ＣＣＤカメラ１５７により撮像された画像と基準画像との差分の大きさについて複数の基準量を設定しておき、差分の大きさによって以後の処理が変わるようにしてもよい。

【0083】

現実の基板処理においては、後続の処理の都合等により、処理チャンバ１１０に基板Ｓが載置されその上面Ｓａに液膜ＬＦが形成されてから基板Ｓの搬送が開始されるまでに長時間待機する場合があり得る。こうした状況への対応として、例えば図１０に示す処理を部分的に変更し、以下のようにしてもよい。基板Ｓに液膜ＬＦが形成されてから搬送が開始されるまでの間の互いに異なる複数の時刻において、処理チャンバ１１０内のＣＣＤカメラ３５１により液膜ＬＦを撮像する。それらの画像を比較し、撮像された最新の画像と理想画像または最初に撮像された画像との間で液膜に有意な差異が認められるとき、液体の補充または適宜のエラー処理（ステップＳ２４３）を行う。

【0084】

このように、本実施形態の基板処理においては、基板Ｓに液膜ＬＦが形成されてから搬送を終了するまでの間の異なる時刻で撮像された複数の液膜の画像を比較し、その結果に応じて以後の搬送動作が定められる。このため、搬送中の振動や揮発による液膜の変動を遅滞なく検知し、状況に応じて搬送動作を変更することができる。こうすることで、本実施形態では、表面に液膜を安定的に形成した状態で基板を搬送することが可能であり、搬送中の振動や液体の揮発等に起因する基板表面の露出を防止することができる。

【0085】

以上説明したように、上記実施形態においては、湿式処理ユニットである基板処理ユニット１１Ａ等が本発明の「第１処理部」として機能し、乾燥処理ユニットである基板処理ユニット１３Ａ等が本発明の「第２処理部」として機能している。そして、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。また、処理チャンバ１１０が本発明の「処理チャンバ」として機能している。

【0086】

また、上記実施形態では、ハンド１５５が本発明の「保持部材」として機能している。そして、ＣＣＤカメラ１５７、３５１がそれぞれ本発明の「第２カメラ」、「第１カメラ」として機能しており、これらが本発明の「撮像部」を構成する。また、補充液ノズル１５８が本発明の「液体供給機構」として機能している。また、制御ユニット９０が本発明の「制御部」として機能している。そして、液膜形成直後にカメラ３５１により撮像される液膜の画像が、本発明にいう「搬送前画像」に相当している。

【0087】

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、本発明の「第１処理部」、「第２処理部」、「搬送機構」にそれぞれ相当する基板処理ユニット１１Ａ、基板処理ユニット１３Ａ、センターロボット１５が１つの筐体に収められて一体の処理システムを構成するものである。しかしながら、本発明は、互いに独立して設けられた第１処理部および第２処理部と、これらの間で基板を搬送する搬送機構とを有する処理システムに対しても適用可能である。

【0088】

また、上記実施形態では処理チャンバ１１０内のＣＣＤカメラ３５１により撮像された液膜の画像が基準画像とされているが、基準画像はこれに限定されない。例えば、搬送の初期段階でＣＣＤカメラ１５７により撮像された画像が基準画像とされてもよい。その場合には、搬送中の液膜の状態を観察するという目的においては処理チャンバ１１０内のＣＣＤカメラ３５１は不要である。また、特にＣＣＤカメラ１５７がハンド１５５と一体的に移動するように構成されていれば、搬送中の各段階においてハンド１５５に保持される基板ＳとＣＣＤカメラ１５７との位置関係が不変となる。このような構成によれば、画像間の比較において相互の位置合わせが不要であり、また差分算出の精度をより向上させることができる。

【0089】

また、上記実施形態では、基板Ｓの搬送時に基板Ｓと共に移動するセンターロボット１５にＣＣＤカメラ１５７が取り付けられている。これに代えて、例えば基板Ｓの搬送経路に沿って固定的に設けられたカメラにより、搬送される基板Ｓを撮像するようにしてもよい。特に微細パターンが設けられた基板Ｓでは、パターン倒壊を防止するためには、たとえ短時間といえども基板表面が露出することは許容されない。したがって、この場合には搬送経路上に複数のカメラを配置し、基板Ｓと共に搬送される液膜を短い時間間隔で撮像することが可能な状態としておくことが好ましい。もしくは、カメラを基板Ｓの移動に追従させるための機構を設けてもよい。

【0090】

また、センターロボット１５に、搬送中の基板Ｓから落下する液体を受け止め回収するための構成がさらに設けられてもよい。

【0091】

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、例えば、第１処理部は、処理チャンバ内で基板に対する液膜の形成を行い、撮像部は、処理チャンバ内に設けられた第１カメラを有する構成とされてよい。このような構成によれば、形成直後の液膜を撮像することが可能であり、例えばこの画像に含まれる液膜を基準として以後の液膜の状態を評価することができる。

【0092】

また例えば、搬送機構が基板を保持する保持部材を有し、撮像部は搬送機構に設けられて保持部材と共に移動する第２カメラを有していてよい。このような構成によれば、搬送中の各時刻において随時撮像を行うことができ、基板上の液膜の変化を遅滞なく検知して必要な対策を講じることが可能となる。

【0093】

また例えば、制御部は、複数の画像から求めた差分が予め定められた基準量を超える場合と超えない場合との間で、第１処理部から第２処理部までの搬送にかかる時間を異ならせてよい。液膜の変化の原因の１つとして搬送中の振動や急な加減速があり、搬送速度を変化させることによって変化を抑えることが可能となる。

【0094】

また例えば、搬送機構は、搬送される基板に液体を供給する液体供給機構を有し、制御部は、複数の画像から求めた差分が予め定められた基準量を超えると、液体供給機構に基板への液体の供給を行わせる構成であってよい。このような構成によれば、必要に応じて液膜を構成する液体を補充することで、基板上の液膜を維持しつつ搬送を継続することができる。特に液膜が揮発性の高い材料で構成されている場合には、搬送中の揮発により液膜の厚みが減少することが基板表面の露出の原因となり得る。搬送部に液体を補充する機能を設けることで、この問題を解消することが可能である。

【0095】

また例えば、制御部は、複数の画像から求めた差分が予め定められた基準量を超えると、搬送機構により基板を第１処理部に戻させ、第１処理部に液膜の再形成を行わせるように構成されてよい。このような構成によれば、液膜を形成するのに必要な構成を備える第１処理部で液膜の再形成を行うので、搬送中に液体を補充するための構成を別途設けなくても、搬送中の液膜の破れを防止することができる。

【0096】

また例えば、液膜を構成する液体が有機溶剤であり、第２処理部は基板に対し超臨界乾燥処理を実行する構成であってよい。超臨界乾燥処理は高圧下で実施されるため専用の高圧環境が必要となる。また高圧に耐える部品が用いられる必要がある。したがって常圧下で実施可能な湿式処理とは別の場所で行われるのが現実的である。このような場合に、湿式処理後の基板の搬送が必要となってくるが、本発明を適用することで、基板表面を露出させることなく搬送することが可能となる。超臨界流体との親和性の点から液膜形成には有機溶剤が使用されることが好ましいが、その揮発性の高さによって搬送中に失われやすい。本発明の適用により液膜の状態を観察することで、このようなケースにおいても基板表面を確実に液膜で覆いつつ搬送することが可能である。

【0097】

また例えば、複数の画像は、基板が搬送機構により搬送開始されるよりも前に撮像された搬送前画像を含むものであってよい。このような構成によれば、搬送開始時点で基板表面が適切に液膜で覆われていたか否かを把握することが可能であり、状況に応じて必要な措置を講じすることが可能となる。例えば制御部は、液膜が理想的に担持された状態の基板に対応する理想画像と搬送前画像との差に基づき、搬送機構による基板の搬送を開始するか否かを判断することができる。こうすることで、表面が適切な液膜で覆われないまま基板が搬送に供されることを回避することが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0098】

この発明は、互いに異なる処理を実行する処理部の間での基板の搬送を、基板表面を液膜で覆った状態で行う基板処理技術全般に適用することができる。例えば、湿式処理後の基板を超臨界乾燥処理により乾燥させる処理に好適である。

【符号の説明】

【0099】

１ 基板処理装置
１１Ａ 湿式処理ユニット、基板処理ユニット（第１処理部）
１３Ａ 乾燥処理ユニット、基板処理ユニット（第２処理部）
１５ センターロボット（搬送機構）
９０ 制御ユニット（制御部）
１１０ 処理チャンバ（チャンバ）
１３０ 高圧チャンバ
１５５ ハンド（保持部材）
１５７ ＣＣＤカメラ（撮像部、第２カメラ）
３５１ ＣＣＤカメラ（撮像部、第１カメラ）
１５８ 補充液ノズル（液体供給機構）
ＬＦ 液膜
Ｓ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】