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JP7337175B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
従来、半導体ウェハなどの基板の表面を液体で処理した後の乾燥工程において、液体により表面が濡れた状態の基板を超臨界状態の処理流体と接触させることによって基板を乾燥させる技術が知られている。
特開２０１３－２５１５５０号公報
本開示は、超臨界状態の処理流体を用いて基板を乾燥させる技術において、基板の表面へのパーティクルの付着を抑制することができる技術を提供することを目的とする。
本開示の一態様による基板処理装置は、液処理部と、乾燥処理部と、搬送部と、気体供給部とを備える。液処理部は、基板に対して液処理を行うことによって基板の表面を濡らす。乾燥処理部は、液処理部と異なる場所に配置され、表面が濡れた基板を乾燥させる乾燥処理を行う。搬送部は、表面が濡れた基板を液処理部から取り出して乾燥処理部へ搬送する。気体供給部は、表面が濡れた基板が液処理部から取り出されてから乾燥処理部において乾燥処理が開始されるまでの期間のうち少なくとも一部の期間において、表面が濡れた基板の裏面に気体を供給する。
本開示によれば、超臨界状態の処理流体を用いて基板を乾燥させる技術において、基板の表面へのパーティクルの付着を抑制することができる。
図１は、実施形態に係る基板処理システムの構成を示す図である。 図２は、実施形態に係る搬送装置の構成を示す側面図である。 図３は、実施形態に係る第１保持部の構成を示す平面図である。 図４は、実施形態に係る第２保持部の構成を示す平面図である。 図５は、実施形態に係る第２保持部の構成を示す側断面図である。 図６は、実施形態に係る液処理ユニットの構成を示す図である。 図７は、実施形態に係る乾燥処理ユニットの外観斜視図である。 図８は、実施形態に係る第３保持部の平面図である。 図９は、実施形態に係る第３保持部の側断面図である。 図１０は、実施形態に係る基板処理システムが実行する処理の手順を示すフローチャートである。 図１１は、実施形態に係る搬送装置の動作例を示す図である。 図１２は、実施形態に係る搬送装置の動作例を示す図である。 図１３は、実施形態に係る搬送装置の動作例を示す図である。 図１４は、実施形態に係る搬送装置の動作例を示す図である。 図１５は、実施形態に係る搬送装置の動作例を示す図である。 図１６は、実施形態に係る搬送装置の動作例を示す図である。 図１７は、実施形態に係る搬送装置の動作例を示す図である。 図１８は、実施形態に係る搬送装置の動作例を示す図である。 図１９は、実施形態に係る搬送装置の動作例を示す図である。 図２０は、実施形態に係る搬送装置の動作例を示す図である。
従来、基板の表面に液膜を形成した後、超臨界状態の処理流体を用いて基板を乾燥させる技術が知られている。
ここで、表面に液膜が形成された基板を搬送する際、基板の液膜の液が基板の裏面に回り込むおそれがある。基板の裏面に回り込んだ液が、その後の乾燥処理において処理流体の流れによって基板の表面に戻されると、戻された液が付着した基板の表面部分においてパーティクルが発生するおそれがある。
このため、超臨界状態の処理流体を用いて基板を乾燥させる技術において、基板の表面へのパーティクルの付着を抑制することが望ましい。
以下に、本開示による基板処理装置および基板処理方法を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による基板処理装置および基板処理方法が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。
また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
〔１．基板処理システムの構成〕
まず、実施形態に係る基板処理システムの構成について図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システムの構成を示す図である。
図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の半導体ウェハ（以下、「ウェハＷ」と記載する）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられる。搬送部１２の内部には、搬送装置１３と受渡部１４とが配置される。
搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送ブロック４と、複数の処理ブロック５とを備える。
搬送ブロック４は、搬送エリア１５と、搬送装置１６とを備える。搬送エリア１５は、たとえば、搬入出ステーション２および処理ステーション３の並び方向（Ｘ軸方向）に沿って延在する直方体状の領域である。搬送エリア１５には、搬送装置１６が配置される。
搬送装置１６は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。搬送装置１６は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と複数の処理ブロック５との間でウェハＷの搬送を行う。
複数の処理ブロック５は、搬送エリア１５の両側において搬送エリア１５に隣接して配置される。具体的には、複数の処理ブロック５は、搬入出ステーション２および処理ステーション３の並び方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）における搬送エリア１５の一方側（Ｙ軸正方向側）および他方側（Ｙ軸負方向側）に配置される。
各処理ブロック５は、液処理ユニット１７と、乾燥処理ユニット１８と、供給ユニット１９とを備える。
液処理ユニット１７は、ウェハＷのパターン形成面である上面を洗浄する洗浄処理を行う。また、液処理ユニット１７は、洗浄処理後のウェハＷの表面（上面）に液膜を形成する液膜形成処理を行う。液処理ユニット１７の構成については後述する。
乾燥処理ユニット１８は、液膜形成処理後のウェハＷに対して超臨界乾燥処理を行う。具体的には、乾燥処理ユニット１８は、液膜形成処理後のウェハＷを超臨界状態の処理流体と接触させることによって同ウェハＷを乾燥させる。
乾燥処理ユニット１８は、超臨界乾燥処理が行われる処理エリア１８１と、搬送ブロック４と処理エリア１８１との間でのウェハＷの受け渡しが行われる受渡エリア１８２とを備える。これら処理エリア１８１および受渡エリア１８２は、搬送エリア１５に沿って並べられる。乾燥処理ユニット１８の具体的な構成については後述する。
供給ユニット１９は、乾燥処理ユニット１８に対して処理流体を供給する。具体的には、供給ユニット１９は、流量計、流量調整器、背圧弁、ヒータなどを含む供給機器群と、供給機器群を収容する筐体とを備える。実施形態において、供給ユニット１９は、処理流体としてＣＯ２を乾燥処理ユニット１８に供給する。
基板処理システム１は、制御装置６を備える。制御装置６は、たとえばコンピュータであり、制御部６１と記憶部６２とを備える。
制御部６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、搬送装置１６、液処理ユニット１７および乾燥処理ユニット１８等の動作を制御する。
かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置６の記憶部６２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
記憶部６２は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置によって実現される。
〔２．搬送装置の構成〕
次に、搬送エリア１５に配置される搬送装置１６の構成について図２を参照して説明する。図２は、実施形態に係る搬送装置１６の構成を示す側面図である。
図２に示すように、実施形態に係る搬送装置１６は、第１保持部１１０と、第２保持部１２０と、第１進退機構１３０と、第２進退機構１４０と、昇降機構１５０と、水平移動機構１６０とを備える。
第１保持部１１０は、ウェハＷを保持する。第２保持部１２０は、第１保持部１１０の下方に配置され、ウェハＷを保持する。第１保持部１１０および第２保持部１２０の構成については後述する。
第１進退機構１３０は、第１保持部１１０を水平方向、具体的には、搬送エリア１５の延在方向と直交するＹ軸方向に沿って第１保持部１１０を進退させる。第２進退機構１４０は、第２保持部１２０をＹ軸方向に沿って進退させる。
昇降機構１５０は、第１進退機構１３０および第２進退機構１４０を鉛直方向に沿って移動させることにより、第１保持部１１０および第２保持部１２０を昇降させる。水平移動機構１６０は、昇降機構１５０をＸ軸方向に沿って移動させることにより、第１保持部１１０および第２保持部１２０を搬送エリア１５の延在方向に水平移動させる。
次に、第１保持部１１０の構成について図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る第１保持部１１０の構成を示す平面図である。
図３に示すように、第１保持部１１０は、たとえばウェハＷの径よりも横幅が小さい二股形状を有する平板状のベース部１１１と、ベース部１１１の表面に設けられた複数の支持部材１１２とを備える。第１保持部１１０は、複数の支持部材１１２を用いてウェハＷを下方から支持することによってウェハＷを水平に保持する。
次に、第２保持部１２０の構成について図４および図５を参照して説明する。図４は、実施形態に係る第２保持部１２０の構成を示す平面図である。図５は、実施形態に係る第２保持部１２０の構成を示す側断面図である。
図４および図５に示すように、第２保持部１２０は、ベース部１２１と、複数の支持部材１２２と、複数の把持部１２３と、第１気体供給部１２４と、排液部１２５とを備える。
ベース部１２１は、ウェハＷの下方に配置された板状の部材である。ベース部１２１には、ウェハＷよりも大径の円形状の凹部１２１ａが形成されており、ウェハＷは、かかる凹部１２１ａ内に後述する複数の支持部材１２２を介して載置される。
複数の支持部材１２２は、凹部１２１ａの底面から上方に突出する部材であり、ウェハＷの外周部を下方から支持する。ウェハＷは、複数の支持部材１２２に支持されることにより、ベース部１２１から浮いた状態となる。
各支持部材１２２は、昇降機構１２２ａに接続されており、昇降機構１２２ａによって鉛直方向に沿って移動可能である。すなわち、複数の支持部材１２２は、ベース部１２１に対して昇降可能である。これにより、複数の支持部材１２２は、ベース部１２１の表面よりも高い位置においてウェハＷを支持することができるとともに、ベース部１２１の上面よりも低い位置においてウェハＷを支持することもできる。
昇降機構１２２ａは、たとえばモータ等の電動機の駆動力によって支持部材１２２を昇降させてもよい。また、昇降機構１２２ａは、ピエゾ素子による逆圧電効果を利用して支持部材１２２を昇降させてもよい。また、昇降機構１２２ａは、空気圧を利用して支持部材１２２を昇降させてもよい。
なお、第２保持部１２０は、必ずしも複数の昇降機構１２２ａを備えることを要しない。すなわち、第２保持部１２０は、複数の支持部材１２２を一体的に昇降させる１つの昇降機構１２２ａを備える構成であってもよい。
複数の把持部１２３は、たとえば、凹部１２１ａの周壁に設けられる。各把持部１２３は、移動機構１２３ａに接続されており、移動機構１２３ａによって水平方向、具体的には、ウェハＷの径方向に沿って移動可能である。このように、複数の把持部１２３は、ウェハＷに対して接近または後退することができる。これにより、複数の把持部１２３は、ウェハＷに向かって移動することによってウェハＷを側方から把持することができる。また、複数の把持部１２３は、ウェハＷから離れることによってウェハＷを把持した状態を解除することができる。
図５に示すように、複数の把持部１２３は、少なくともウェハＷの表面、好ましくは、ウェハＷ上に形成された液膜Ｌの表面がベース部１２１の上面よりも低くなる高さ位置においてウェハＷを把持する。これにより、後述する第１気体供給部１２４によってウェハＷの裏面（下面）の外周部に気体が供給された際に、液膜Ｌの液が第２保持部１２０の外部に飛散することを抑制することができる。なお、ウェハＷから落下した液膜Ｌの液は、ベース部１２１の凹部１２１ａに捕集された後、後述する排液部１２５によって凹部１２１ａから排出される。
第１気体供給部１２４は、複数の把持部１２３によって把持されたウェハＷの裏面の外周部に対して気体を供給する。これにより、第１気体供給部１２４は、ウェハＷの表面に形成された液膜Ｌの液がウェハＷの表面の周縁部からウェハＷの裏面に回り込むことを抑制することができる。
第１気体供給部１２４は、複数の吐出口１２４ａと、供給管１２４ｂと、流量調整部１２４ｃと、気体供給源１２４ｄとを備える。
複数の吐出口１２４ａは、ベース部１２１における凹部１２１ａの底面に設けられ、ウェハＷの裏面の外周部に向かって気体を吐出する。複数の吐出口１２４ａは、凹部１２１ａの底面に対し、ウェハＷと同心円の円周に沿って円周上に並べて配置される。これにより、第１気体供給部１２４は、ウェハＷの裏面への液膜Ｌの液の回り込みをウェハＷの全周において好適に抑制することができる。
供給管１２４ｂは、複数の吐出口１２４ａと気体供給源１２４ｄとを接続し、気体供給源１２４ｄから供給される気体を流通させる。流量調整部１２４ｃは、供給管１２４ｂの中途部に設けられ、供給管１２４ｂを開閉することにより、吐出口１２４ａからの気体の吐出を開始または停止させたり、吐出口１２４ａから吐出される気体の流量を調整したりする。気体供給源１２４ｄは、気体として、たとえば、窒素ガスを供給する。なお、気体供給源１２４ｄから供給される気体は、たとえばアルゴンガス等の窒素ガス以外の不活性ガスであってもよい。第１気体供給部１２４は、ウェハＷの裏面に供給する気体として不活性ガスを用いることで、たとえばウェハＷの酸化等を抑制することができる。なお、気体供給源１２４ｄは、不活性ガス以外の気体、たとえばドライエア等を供給してもよい。
排液部１２５は、たとえば、凹部１２１ａの底面の中央部に設けられた開口である。排液部１２５は、排出管１２５ａに接続されており、凹部１２１ａに溜まった液膜Ｌの液等を排出管１２５ａを介して第２保持部１２０の外部に排出することができる。
なお、複数の支持部材１２２、複数の把持部１２３および複数の吐出口１２４ａの数は、図示の例に限定されない。
〔３．液処理ユニットの構成〕
次に、液処理ユニット１７の構成について図６を参照して説明する。図６は、実施形態に係る液処理ユニット１７の構成を示す図である。液処理ユニット１７は、たとえば、スピン洗浄によりウェハＷを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄装置として構成される。
図６に示すように、液処理ユニット１７は、処理空間を形成するアウターチャンバー２３内に配置されたウェハ保持機構２５にてウェハＷをほぼ水平に保持し、このウェハ保持機構２５を鉛直軸周りに回転させることによりウェハＷを回転させる。そして、液処理ユニット１７は、回転するウェハＷの上方にノズルアーム２６を進入させ、かかるノズルアーム２６の先端部に設けられる薬液ノズル２６ａから薬液やリンス液を予め定められた順に供給することにより、ウェハＷの表面の洗浄処理を行う。
液処理ユニット１７には、ウェハ保持機構２５の内部に気体供給路２５ａが形成されている。液処理ユニット１７は、かかる気体供給路２５ａから供給される気体、たとえば窒素ガス等の不活性ガスをウェハＷの裏面中央部に供給する。
洗浄処理は、たとえば、最初にアルカリ性の薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去が行われ、次に、リンス液である脱イオン水（DeIonized Water：以下、「ＤＩＷ」と記載する）によるリンス洗浄が行われる。次に、酸性薬液である希フッ酸水溶液（Diluted HydroFluoric acid：以下、「ＤＨＦ」と記載する）による自然酸化膜の除去が行われ、次に、ＤＩＷによるリンス洗浄が行われる。
上述の各種薬液は、アウターチャンバー２３や、アウターチャンバー２３内に配置されるインナーカップ２４に受け止められて、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排液口２３ａや、インナーカップ２４の底部に設けられる排液口２４ａから排出される。さらに、アウターチャンバー２３内の雰囲気は、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排気口２３ｂから排気される。
液膜形成処理は、洗浄処理におけるリンス処理の後に行われる。具体的には、液処理ユニット１７は、ウェハ保持機構２５を回転させながら、ウェハＷの表面および裏面にＩＰＡ液体を供給する。これにより、ウェハＷの両面に残存するＤＩＷがＩＰＡに置換される。
このとき、液処理ユニット１７は、気体供給路２５ａからウェハＷの裏面中央部に気体を供給する。ウェハＷの裏面中央部に供給された気体は、ウェハＷの裏面に沿ってウェハＷの裏面の外周部に向かって流れる。これにより、液処理ユニット１７における液膜形成処理中に、ウェハＷの表面に供給されたＩＰＡがウェハＷの裏面に回り込むことを抑制することができる。その後、液処理ユニット１７は、ウェハ保持機構２５の回転を緩やかに停止する。
液膜形成処理を終えたウェハＷは、その表面にＩＰＡ液体の液膜が形成された状態のまま、ウェハ保持機構２５に設けられた受け渡し機構（後述するリフターピン２５ｂ）により搬送装置１６に受け渡され、液処理ユニット１７から搬出される。ウェハＷ上に形成された液膜は、液処理ユニット１７から乾燥処理ユニット１８へのウェハＷの搬送中や、乾燥処理ユニット１８への搬入動作中に、ウェハＷ上面の液体が蒸発（気化）することによってパターン倒れが発生することを防止する。
〔４．乾燥ユニットの構成〕
次に、乾燥処理ユニット１８の構成について図７～図９を参照して説明する。図７は、実施形態に係る乾燥処理ユニット１８の外観斜視図である。図８は、実施形態に係る第３保持部の平面図である。図９は、実施形態に係る第３保持部の側断面図である。
図７に示すように、乾燥処理ユニット１８は、処理容器３１と、第３保持部３２と、蓋体３３と、リフター３９とを備える。
処理容器３１は、たとえば１６～２０ＭＰａ程度の高圧環境を形成することのできる圧力容器である。処理容器３１は、処理エリア１８１（図１参照）に配置され、超臨界乾燥処理は、処理容器３１の内部空間である処理空間にて行われる。
第３保持部３２は、ウェハＷを水平方向に保持する。蓋体３３は、第３保持部３２を支持する。蓋体３３は、移動機構３３ａに接続されており、移動機構３３ａによって処理エリア１８１および受渡エリア１８２間を水平移動する。蓋体３３が処理エリア１８１へ移動することにより、第３保持部３２は処理容器３１の内部に配置され、蓋体３３は処理容器３１の開口部３４を塞ぐ。
処理容器３１の壁部には、供給ポート３５Ａ，３５Ｂと排出ポート３６とが設けられる。供給ポート３５Ａは、処理空間内に処理流体を供給する供給ライン３５Ｃに接続される。供給ポート３５Ｂは、処理空間内に処理流体を供給する供給ライン３５Ｄに接続される。排出ポート３６は、処理空間から処理流体を排出する排出ライン３６Ａに接続される。
供給ポート３５Ａは、処理容器３１における開口部３４とは反対側の側面に接続され、供給ポート３５Ｂは、処理容器３１の底面に接続される。また、排出ポート３６は、開口部３４の下方側に接続されている。なお、供給ポート３５Ａ，３５Ｂや排出ポート３６の数は特に限定されない。
処理容器３１の内部には、流体供給ヘッダー３７Ａ、３７Ｂと流体排出ヘッダー３８とが設けられる。流体供給ヘッダー３７Ａ，３７Ｂと流体排出ヘッダー３８とは、いずれも多数の開孔が形成されている。
流体供給ヘッダー３７Ａは、供給ポート３５Ａに接続され、処理容器３１の内部において、開口部３４とは反対側の側面に隣接して設けられる。また、流体供給ヘッダー３７Ａに形成される多数の開孔は、開口部３４側を向いている。
流体供給ヘッダー３７Ｂは、供給ポート３５Ｂに接続され、処理容器３１の内部における底面の中央部に設けられる。流体供給ヘッダー３７Ｂに形成される多数の開孔は、上方を向いている。
流体排出ヘッダー３８は、排出ポート３６に接続され、処理容器３１の内部において、開口部３４側の側面に隣接するとともに、開口部３４よりも下方に設けられる。流体排出ヘッダー３８に形成される多数の開孔は、流体供給ヘッダー３７Ａ側を向いている。
乾燥処理ユニット１８は、流体供給ヘッダー３７Ａ，３７Ｂから処理容器３１の内部に加熱された処理流体を供給しつつ、流体排出ヘッダー３８を介して処理容器３１内の処理流体を排出する。なお、処理流体の排出路には、処理容器３１からの処理流体の排出量を調整するダンパが設けられており、処理容器３１内の圧力が所望の圧力に調整されるようにダンパによって処理流体の排出量が調整される。これにより、処理容器３１内において処理流体の超臨界状態が維持される。以下では、超臨界状態の処理流体を「超臨界流体」と記載する。
ウェハＷの表面に形成された液膜Ｌの液がウェハＷの裏面に回り込んでいる状態で超臨界乾燥処理が行われると、流体供給ヘッダー３７Ｂ等からウェハＷの裏面に供給される超臨界流体の流れにより、裏面に回り込んだ液がウェハＷの表面に戻されるおそれがある。この場合、戻された液が付着したウェハＷの表面部分においてパーティクルが発生するおそれがある。
ウェハＷのパターン形成面（上面）に存在するＩＰＡ液体は、高圧状態（たとえば、１６ＭＰａ）である超臨界流体と接触することで、徐々に超臨界流体に溶解していき、最終的には、超臨界流体に置き換わる。これにより、パターンの間の隙間は、超臨界流体によって満たされた状態となる。
その後、乾燥処理ユニット１８は、処理容器３１内の圧力を高圧状態から大気圧まで減圧する。これにより、パターン間の隙間を満たしていた超臨界流体が通常のすなわち気体状態の処理流体に変化する。
このように、乾燥処理ユニット１８は、パターン形成面に存在するＩＰＡ液体を超臨界流体に置換した後、超臨界流体を気体状態の処理流体に戻すことにより、パターン形成面からＩＰＡ液体を除去してパターン形成面を乾燥させる。
超臨界流体は、液体（たとえばＩＰＡ液体）と比べて粘度が小さく、また液体を溶解する能力も高いことに加え、超臨界流体と平衡状態にある液体や気体との間で界面が存在しない。したがって、超臨界乾燥処理を行うことで、表面張力の影響を受けることなく液体を乾燥させることができる。すなわち、乾燥処理の際にパターンが倒れることを抑制することができる。
なお、実施形態では、乾燥防止用の液体としてＩＰＡ液体を用い、処理流体としてＣＯ２を用いることとしたが、ＩＰＡ以外の液体を乾燥防止用の液体として用いてもよいし、ＣＯ２以外の流体を処理流体として用いてもよい。
リフター３９は、複数のリフターピン３９ａと、複数のリフターピン３９ａの下端に接続されて複数のリフターピン３９ａを支持する支持体３９ｂとを備える。
リフター３９は、昇降駆動部（不図示）によって昇降する。具体的には、リフター３９は、搬送装置１６との間でウェハＷの受け渡しを行う受け渡し位置と、待機位置との間を昇降する。待機位置は、蓋体３３および第３保持部３２と干渉しない蓋体３３および第３保持部３２よりも下方の位置である。
図８および図９に示すように、第３保持部３２は、ベース部３２ａと、複数の支持部材３２ｂと、複数の貫通孔３２ｄを備える。
ベース部３２ａは、ウェハＷの下方に配置された板状の部材である。ベース部３２ａには、ウェハＷよりも大径の円形状の凹部３２ａ１が形成されており、ウェハＷは、かかる凹部内に後述する複数の支持部材３２ｂを介して載置される。
複数の支持部材３２ｂは、ベース部３２ａに形成された凹部３２ａ１の底面から上方に突出する部材であり、ウェハＷの外周部を下方から支持する。ウェハＷは、複数の支持部材３２ｂに支持されることにより、ベース部３２ａから浮いた状態となる（図９参照）。複数の支持部材３２ｂの数や配置は、図示の例に限定されない。
複数の貫通孔３２ｄは、ベース部３２ａに形成される凹部３２ａ１の底面に形成され、ベース部３２ａを鉛直方向に貫通する。複数の貫通孔３２ｄは、たとえば、複数の支持部材３２ｂよりもベース部３２ａに形成された円形状の凹部の径方向内側に形成される。複数の貫通孔３２ｄは、処理空間３１ａの底面３１ｃから供給される処理流体の流路として機能する。また、複数の貫通孔３２ｄのうち、上記円形状の凹部の中央部に形成された３つの貫通孔３２ｄは、リフターピン３９ａの挿通孔としても機能する。複数の貫通孔３２ｄの数や配置は、図示の例に限定されない。
また、図９に示すように、乾燥処理ユニット１８は、第２気体供給部３５をさらに備える。第２気体供給部３５は、受渡エリア１８２（図１参照）に配置される。
第２気体供給部３５は、吐出部３５ａと、供給管３５ｂと、流量調整部３５ｃと、気体供給源３５ｄとを備える。吐出部３５ａは、受渡エリア１８２に配置された第３保持部３２の下方に、吐出口を上方に向けた状態で配置される。供給管３５ｂは、吐出部３５ａと気体供給源３５ｄとを接続し、気体供給源３５ｄから供給される気体を流通させる。流量調整部３５ｃは、供給管３５ｂの中途部に設けられ、供給管３５ｂを開閉することにより、吐出部３５ａからの気体の吐出を開始または停止させたり、吐出部３５ａから吐出される気体の流量を調整したりする。気体供給源３５ｄは、気体として、たとえば、窒素ガス等の不活性ガスを供給する。なお、気体供給源３５ｄは、不活性ガス以外の気体、たとえばドライエア等を供給してもよい。
第２気体供給部３５は、第３保持部３２が備えるベース部３２ａの下面に向けて、吐出部３５ａから気体を吐出する。ベース部３２ａの下面に吐出された気体は、ベース部３２ａに形成された複数の貫通孔３２ｄを通ってウェハＷの裏面に到達した後、ウェハＷの裏面に沿ってウェハＷの裏面の外周部に向かって流れる。これにより、搬送装置１６から第３保持部３２にウェハＷが受け渡された後、第３保持部３２が処理容器３１内に移動して乾燥処理が開始されるまでの間に、ウェハＷの表面に供給されたＩＰＡがウェハＷの裏面に回り込むことを抑制することができる。
なお、第２気体供給部３５は、吐出部３５ａを水平移動させる移動機構をさらに備えていてもよい。これにより、ウェハＷの裏面の外周部に対してより満遍なく気体を供給することができ、液膜Ｌの液のウェハＷの裏面への回り込みをより確実に抑制することができる。
〔５．基板処理システムの具体的動作について〕
次に、基板処理システム１の具体的な動作について図１０～図２０を参照して説明する。図１０は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する処理の手順を示すフローチャートである。なお、図１０には、ウェハＷが液処理ユニット１７に搬入されてから乾燥処理ユニットから搬出されるまでの処理手順の一例を示している。また、図１１～図２０は、実施形態に係る搬送装置１６の動作例を示す図である。図１０に示す各処理手順は、制御部６１による制御に従って実行される。
基板処理システム１では、まず、キャリアＣに収容されたウェハＷを搬送装置１３が取り出して受渡部１４に載置する。つづいて、搬送装置１６は、受渡部１４からウェハＷを取り出した後、図１０に示すように、取り出したウェハＷを液処理ユニット１７へ搬入する（ステップＳ１０１）。
具体的には、搬送装置１６は、第１保持部１１０（図３参照）を用いて受渡部１４からウェハＷを取り出す。そして、搬送装置１６は、第１保持部１１０を用いて保持したウェハＷを受渡部１４から液処理ユニット１７へ搬送する。
つづいて、基板処理システム１では、液処理ユニット１７がウェハＷに対して液処理を行う（ステップＳ１０２）。具体的には、液処理ユニット１７は、薬液やリンス液を用いてウェハＷの表面の洗浄処理を行った後、ウェハＷの表面にＩＰＡ液体を供給して液膜Ｌを形成する液膜形成処理を行う。
つづいて、基板処理システム１では、液処理後のウェハＷすなわち液膜Ｌが形成されたウェハＷを液処理ユニット１７から搬送装置１６に受け渡す（ステップＳ１０３）。
具体的には、図１１に示すように、まず、液処理ユニット１７は、ウェハ保持機構２５に設けられた複数のリフターピン２５ｂを上昇させることによって、液処理後のウェハＷを複数のリフターピン２５ｂを用いて上昇させる。つづいて、搬送装置１６は、第１進退機構１３０（図２参照）を用いて第１保持部１１０を水平移動させることにより、第１保持部１１０をウェハＷの下方に配置させる。そして、図１２に示すように、搬送装置１６は、昇降機構１５０（図２参照）を用いて第１保持部１１０を上昇させる。これにより、ウェハＷは、液処理ユニット１７から搬送装置１６に受け渡される。
つづいて、基板処理システム１では、搬送装置１６が、ウェハＷを第１保持部１１０から第２保持部１２０へ持ち替える（ステップＳ１０４）。
具体的には、図１３に示すように、搬送装置１６は、第２進退機構１４０（図１参照）を用いて第２保持部１２０を水平移動させることにより、第２保持部１２０を第１保持部１１０の下方に配置させる。その後、図１４に示すように、搬送装置１６は、複数の昇降機構１２２ａを用いて複数の支持部材１２２を上昇させることにより、第１保持部１１０に保持されたウェハＷを複数の支持部材１２２に支持させる。
つづいて、図１５に示すように、搬送装置１６は、第１進退機構１３０を用いて第１保持部１１０を後退させる。その後、搬送装置１６は、複数の昇降機構１２２ａを用いて複数の支持部材１２２を下降させた後、複数の移動機構１２３ａを用いて複数の把持部１２３を水平移動させることによって、複数の把持部１２３を用いてウェハＷを把持する。これにより、後述する第１パージ処理において、第１気体供給部１２４から供給される気体によるウェハＷの位置ずれを抑制することができる。
このようにして、搬送装置１６は、液処理後のウェハＷを第１保持部１１０から第２保持部１２０に持ち替える。
つづいて、基板処理システム１では、第１パージ処理が開始される（ステップＳ１０５）。具体的には、搬送装置１６は、流量調整部１２４ｃ（図５参照）を用いて供給管１２４ｂを開くことにより、第１気体供給部１２４が備える複数の吐出口１２４ａからウェハＷの裏面の外周部に向けて気体を吐出する。これにより、ウェハＷの表面に形成された液膜Ｌの液がウェハＷの裏面に回り込むことが抑制される。
つづいて、基板処理システム１では、上記第１パージ処理を行っている状態で、ウェハＷを乾燥処理ユニット１８へ搬入する（ステップＳ１０６）。
具体的には、図１７に示すように、搬送装置１６は、第２保持部１２０を用いてウェハＷを保持した状態で、ウェハＷを液処理ユニット１７から搬出する。そして、搬送装置１６は、乾燥処理ユニット１８の受渡エリア１８２に配置された第３保持部３２の上方に、ウェハＷを保持した第２保持部１２０を配置させる。
その後、搬送装置１６は、流量調整部１２４ｃを用いて供給管１２４ｂを閉じることにより、第１パージ処理を終了する（ステップＳ１０７）。
つづいて、基板処理システム１では、搬送装置１６が、第２保持部１２０から第１保持部１１０へのウェハＷの持ち替えを行う（ステップＳ１０８）。
具体的には、搬送装置１６は、複数の支持部材１２２を上昇させた後、図１８に示すように、第１保持部１１０を水平移動させることにより、第１保持部１１０をウェハＷの下方に配置させる。そして、搬送装置１６は、複数の支持部材１２２を下降させることにより、ウェハＷを第１保持部１１０に受け渡す。その後、図１９に示すように、搬送装置１６は、第２保持部１２０を後退させる。
つづいて、基板処理システム１では、搬送装置１６から乾燥処理ユニット１８へのウェハＷの受け渡しが行われる（ステップＳ１０９）。
具体的には、乾燥処理ユニット１８は、複数のリフターピン３９ａを上昇させることにより、第１保持部１１０に保持されたウェハＷを上昇させて、複数のリフターピン３９ａにウェハＷを支持させる。あるいは、搬送装置１６は、第１保持部１１０を下降させることにより、予め上昇させておいた複数のリフターピン３９ａにウェハＷを支持させてもよい。その後、搬送装置１６は、第１保持部１１０を後退させる。そして、乾燥処理ユニット１８は、複数のリフターピン３９ａを下降させることにより、第３保持部３２にウェハＷを保持させる。
つづいて、基板処理システム１では、第２パージ処理が開始される（ステップＳ１１０）。具体的には、乾燥処理ユニット１８は、流量調整部３５ｃ（図９参照）を用いて供給管３５ｂを開くことにより、第２気体供給部３５が備える吐出部３５ａから第３保持部３２が備えるベース部３２ａの下面に向けて気体を吐出する。
ベース部３２ａの下面に吐出された気体は、ベース部３２ａに形成された複数の貫通孔３２ｄを通ってウェハＷの裏面に到達した後、ウェハＷの裏面に沿ってウェハＷの裏面の外周部に向かって流れる。これにより、ウェハＷの表面に形成された液膜Ｌの液がウェハＷの裏面に回り込むことが抑制される。
つづいて、乾燥処理ユニット１８は、移動機構３３ａ（図８参照）を用いて第３保持部３２を水平移動させることにより、ウェハＷを処理容器３１へ搬入する（ステップＳ１１１）。乾燥処理ユニット１８は、第３保持部３２の移動が開始された後、ウェハＷが処理容器３１内に搬入される前に、第２気体供給部３５による気体の吐出を停止する。なお、乾燥処理ユニット１８は、第３保持部３２の移動が開始される前に、第２気体供給部３５による気体の吐出を停止させてもよい。
つづいて、基板処理システム１では、超臨界乾燥処理が行われる（ステップＳ１１２）。具体的には、乾燥処理ユニット１８は、液膜形成処理後のウェハＷを超臨界状態の処理流体と接触させることによって同ウェハＷを乾燥させる。
つづいて、基板処理システム１では、搬送装置１６が、ウェハＷを乾燥処理ユニット１８から搬出する（ステップＳ１１３）。具体的には、搬送装置１６は、超臨界乾燥処理後のウェハＷを第１保持部１１０を用いて保持し、保持したウェハＷを搬送装置１６から搬出する。その後、搬送装置１６は、ウェハＷを受渡部１４へ載置し、搬送装置１３は、受渡部１４からウェハＷから取り出してキャリアＣへ戻す。これにより、１枚のウェハＷについての一連の基板処理が終了する。
〔６．変形例〕
搬送装置１６は、第１パージ処理において、第１気体供給部１２４から供給される気体の流量を搬送装置１６の動きに応じて変更してもよい。
たとえば、搬送装置１６は、ステップＳ１０６において、第２進退機構１４０による第２保持部１２０の水平移動の開始時点を含む予め決められた期間、および、終了時点を含む予め決められた時間において、気体の流量を増加させてもよい。また、搬送装置１６は、ステップＳ１０６において、水平移動機構１６０による第２保持部１２０の水平移動の開始時点を含む予め決められた期間、および、終了時点を含む予め決められた時間において、気体の流量を増加させてもよい。これにより、第２保持部１２０の動き始めや動き終わり、あるいは、方向転換時に、ウェハＷから液膜Ｌの液がこぼれ落ちることをより確実に抑制することができる。
また、搬送装置１６は、液膜形成処理においてウェハＷの表面に形成される液膜Ｌの液量に応じて、第１パージ処理において第１気体供給部１２４から供給される気体の流量を変更してもよい。すなわち、搬送装置１６は、液膜Ｌの液量が多いほど、第１気体供給部１２４から供給される気体の流量を増加させてもよい。これにより、液膜Ｌの液のウェハＷの裏面への回り込みをより適切に抑制することができる。
上述してきたように、実施形態に係る基板処理装置（一例として、基板処理システム１）は、液処理部（一例として、液処理ユニット１７）と、乾燥処理部（一例として、乾燥処理ユニット１８）と、搬送部（一例として、搬送装置１６）と、気体供給部（一例として、第１気体供給部１２４および第２気体供給部３５）とを備える。液処理部は、基板（一例として、ウェハＷ）に対して液処理を行うことによって基板の表面を濡らす。乾燥処理部は、液処理部と異なる場所に配置され、表面が濡れた基板を乾燥させる乾燥処理を行う。搬送部は、表面が濡れた基板を液処理部から取り出して乾燥処理部へ搬送する。気体供給部は、表面が濡れた基板が液処理部から取り出されてから乾燥処理部において乾燥処理が開始されるまでの期間のうち少なくとも一部の期間において、表面が濡れた基板の裏面に気体を供給する。
これにより、表面が濡れた基板が液処理部から取り出されてから乾燥処理部において乾燥処理が開始されるまでの期間のうち少なくとも一部の期間において、基板の表面から裏面への液の回り込みが抑制される。したがって、超臨界状態の処理流体を用いて基板を乾燥させる技術において、基板の表面へのパーティクルの付着を抑制することができる。
気体供給部は、第１気体供給部（一例として、第１気体供給部１２４）を含んでいてもよい。第１気体供給部は、搬送部に設けられる。搬送部に第１気体供給部を設けることで、たとえば、液処理部から乾燥処理部への搬送中における基板の裏面への液の回り込みを抑制することができる。
搬送部は、第１保持部（一例として、第１保持部１１０）と、第２保持部（一例として、第２保持部１２０）と、水平移動機構（一例として、水平移動機構１６０）とを備えていてもよい。第１保持部は、表面が濡れた基板を液処理部から受け取る。第２保持部は、表面が濡れた基板を第１保持部から受け取って乾燥処理部へ搬送する。水平移動機構は、液処理部および乾燥処理部間において第１保持部および第２保持部を移動させる。この場合、第１気体供給部は、第２保持部に設けられてもよい。
基板を液処理部から受け取る第１保持部とは別に第２保持部を設け、かかる第２保持部に第１気体供給部を設けることで、基板を液処理部から受け取る動作に支障を与えることなく、基板の裏面への液の回り込みを抑制することができる。
第２保持部は、ベース部（一例として、ベース部１２１）と、複数の支持部材（一例として、複数の支持部材１２２）とを備えていてもよい。ベース部は、第１保持部の下方に配置される。複数の支持部材は、ベース部に対して昇降可能であり、表面が濡れた基板を下方から支持する。この場合、第１気体供給部は、ベース部に設けられてもよい。第１気体供給部をベース部に設けることで、第２保持部とともに移動する基板に対し、気体の供給を容易に行うことができる。
第２保持部は、複数の把持部（一例として、複数の把持部１２３）をさらに備えていてもよい。複数の把持部は、表面が濡れた基板を側方から把持する。複数の把持部を用いて表面が濡れた基板を側方から把持することで、第１気体供給部から供給される気体による基板の位置ずれを抑制することができる。
第１気体供給部は、複数の吐出口（一例として、複数の吐出口１２４ａ）を備えていてもよい。複数の吐出口は、基板の裏面の外周部に向けて気体を吐出する。これにより、基板の裏面への液の回り込みをより確実に抑制することができる。
気体供給部は、第２気体供給部（一例として、第２気体供給部３５）を含んでいてもよい。第２気体供給部は、乾燥処理部に設けられる。乾燥処理部に第２気体供給部３５を設けることで、たとえば、表面が濡れた状態の基板が乾燥処理部に搬入された後、乾燥処理が開始されるまでの間における基板の裏面への液の回り込みを抑制することができる。
乾燥処理部は、処理容器（一例として、処理容器３１）と、第３保持部（一例として、第３保持部３２）と、移動機構（一例として、移動機構３３ａ）とをさらに備える。処理容器は、乾燥処理が行われる。第３保持部は、表面が濡れた基板を保持する。移動機構は、処理容器に隣接する受渡エリア（一例として、受渡エリア１８２）と処理容器の内部との間で第３保持部を移動させる。この場合、第２気体供給部は、受渡エリアに設けられてもよい。受渡エリアに第２気体供給部を設けることにより、たとえば、乾燥処理が開始されるまでの間、表面が濡れた基板を受渡エリアにおいて待機させる場合に、待機中における基板の裏面への液の回り込みを抑制することができる。
気体供給部は、基板の裏面に対して不活性ガスを供給してもよい。不活性ガスを用いることで、たとえば、基板の酸化等を抑制することができる。
なお、上述した実施形態では、液処理部において基板の表面に液膜を形成する場合の例について説明したが、基板処理装置は、液処理部において基板の表面を濡らせば良く、必ずしも基板の表面に液膜を形成することを要しない。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｗ ウェハ
１ 基板処理システム
２ 搬入出ステーション
３ 処理ステーション
５ 処理ブロック
１６ 搬送装置
１７ 液処理ユニット
１８ 乾燥処理ユニット
１９ 供給ユニット
３１ 処理容器
３２ 第３保持部
３５ 第２気体供給部
１１０ 第１保持部
１２０ 第２保持部
１２１ ベース部
１２２ 支持部材
１２３ 把持部
１２４ 第１気体供給部
１２５ 排液部
１３０ 第１進退機構
１４０ 第２進退機構
１５０ 昇降機構
１６０ 水平移動機構

Claims (8)

  1. 基板に対して液処理を行うことによって前記基板の表面を濡らす液処理部と、
    前記液処理部と異なる場所に配置され、前記表面が濡れた前記基板を乾燥させる乾燥処理を行う乾燥処理部と、
    前記表面が濡れた前記基板を前記液処理部から取り出して前記乾燥処理部へ搬送する搬送部と、
    前記表面が濡れた前記基板が前記液処理部から取り出されてから前記乾燥処理部において前記乾燥処理が開始されるまでの期間のうち少なくとも一部の期間において、前記表面が濡れた前記基板の裏面に気体を供給する気体供給部と
    を備え、
    前記搬送部は、
    前記表面が濡れた前記基板を前記液処理部から受け取る第１保持部と、
    前記表面が濡れた前記基板を前記第１保持部から受け取って前記乾燥処理部へ搬送する第２保持部と、
    前記液処理部および前記乾燥処理部間において前記第１保持部および前記第２保持部を移動させる水平移動機構と
    を備え、
    前記気体供給部は、前記第２保持部に設けられた第１気体供給部を含む、基板処理装置。
  2. 前記第２保持部は、
    前記第１保持部の下方に配置されるベース部と、
    前記ベース部に対して昇降可能であり、前記表面が濡れた前記基板を下方から支持する複数の支持部材と
    を備え、
    前記第１気体供給部は、
    前記ベース部に設けられる、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第２保持部は、
    前記表面が濡れた前記基板を側方から把持する複数の把持部
    をさらに備える、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記第１気体供給部は、
    前記基板の裏面の外周部に向けて前記気体を吐出する複数の吐出口を備える、請求項１～３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  5. 基板に対して液処理を行うことによって前記基板の表面を濡らす液処理部と、
    前記液処理部と異なる場所に配置され、前記表面が濡れた前記基板を乾燥させる乾燥処理を行う乾燥処理部と、
    前記表面が濡れた前記基板を前記液処理部から取り出して前記乾燥処理部へ搬送する搬送部と、
    前記表面が濡れた前記基板が前記液処理部から取り出されてから前記乾燥処理部において前記乾燥処理が開始されるまでの期間のうち少なくとも一部の期間において、前記表面が濡れた前記基板の裏面に気体を供給する気体供給部と
    を備え、
    前記乾燥処理部は、
    前記乾燥処理が行われる処理容器と、
    前記表面が濡れた前記基板を保持する第３保持部と、
    前記処理容器に隣接する受渡エリアと前記処理容器の内部との間で前記第３保持部を移動させる移動機構と
    をさらに備え、
    前記気体供給部は、前記受渡エリアに設けられた第２気体供給部を含む、基板処理装置。
  6. 前記気体供給部は、
    前記基板の裏面に対して不活性ガスを供給する、請求項１～５のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  7. 基板に対して液処理を行う液処理部を用いて前記基板の表面を濡らす工程と、
    前記液処理部と異なる場所に配置され、前記表面が濡れた前記基板を乾燥させる乾燥処理部を用いて前記表面が濡れた前記基板を乾燥させる工程と、
    前記表面が濡れた前記基板を前記液処理部から受け取る第１保持部と、前記表面が濡れた前記基板を前記第１保持部から受け取って前記乾燥処理部へ搬送する第２保持部と、前記液処理部および前記乾燥処理部間において前記第１保持部および前記第２保持部を移動させる水平移動機構とを備える搬送部を用いて、前記表面が濡れた前記基板を前記液処理部から取り出して前記乾燥処理部へ搬送する工程と、
    前記表面が濡れた前記基板が前記液処理部から取り出されてから前記乾燥処理部において前記乾燥させる工程が開始されるまでの期間のうち少なくとも一部の期間において、前記表面が濡れた前記基板の裏面に気体を供給する工程と
    を含み、
    前記気体を供給する工程は、前記第２保持部に設けられた第１気体供給部を用いて前記表面が濡れた前記基板の裏面に気体を供給する、基板処理方法。
  8. 基板に対して液処理を行う液処理部を用いて前記基板の表面を濡らす工程と、
    前記液処理部と異なる場所に配置され、前記表面が濡れた前記基板を乾燥させる乾燥処理部を用いて前記表面が濡れた前記基板を乾燥させる工程と、
    前記表面が濡れた前記基板を前記液処理部から取り出して前記乾燥処理部へ搬送する工程と、
    前記表面が濡れた前記基板が前記液処理部から取り出されてから前記乾燥処理部において前記乾燥させる工程が開始されるまでの期間のうち少なくとも一部の期間において、前記表面が濡れた前記基板の裏面に気体を供給する工程と
    を含み、
    前記乾燥処理部は、
    乾燥処理が行われる処理容器と、
    前記表面が濡れた前記基板を保持する第３保持部と、
    前記処理容器に隣接する受渡エリアと前記処理容器の内部との間で前記第３保持部を移動させる移動機構と
    をさらに備え、
    前記気体を供給する工程は、
    前記受渡エリアに設けられた第２気体供給部を用いて前記表面が濡れた前記基板の裏面に気体を供給する、基板処理方法。
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