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WO2023282064A1 - 基板処理システム、及び基板処理方法 - Google Patents

基板処理システム、及び基板処理方法 Download PDF

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Publication number
WO2023282064A1
WO2023282064A1 PCT/JP2022/024960 JP2022024960W WO2023282064A1 WO 2023282064 A1 WO2023282064 A1 WO 2023282064A1 JP 2022024960 W JP2022024960 W JP 2022024960W WO 2023282064 A1 WO2023282064 A1 WO 2023282064A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrates
substrate
water
processing unit
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/024960
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
洋介 八谷
光則 中森
興司 香川
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東京エレクトロン株式会社 filed Critical 東京エレクトロン株式会社
Priority to US18/576,898 priority Critical patent/US20240307821A1/en
Priority to JP2023533521A priority patent/JPWO2023282064A1/ja
Priority to CN202280046683.7A priority patent/CN117642845A/zh
Priority to KR1020247003124A priority patent/KR20240032883A/ko
Publication of WO2023282064A1 publication Critical patent/WO2023282064A1/ja

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    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/048—Overflow-type cleaning, e.g. tanks in which the liquid flows over the tank in which the articles are placed
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    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/106—Ozone

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate processing system and a substrate processing method.
  • the substrate processing apparatus described in Patent Document 1 includes a conditioning liquid supply section, a dissolution section, a processing chamber, and a liquid delivery section.
  • the adjustment liquid supply unit supplies an adjustment liquid exhibiting a predetermined hydrogen ion concentration.
  • the dissolving part dissolves the ozone gas in the adjustment liquid to generate ozone water.
  • the processing chamber cleans the substrate with ozone water.
  • the liquid feeding section feeds the ozone water from the dissolving section to at least one processing chamber through the liquid feeding line.
  • One aspect of the present disclosure provides a technique for improving the efficiency of substrate treatment with ozone water and improving the cleanliness of the substrate treated with ozone water.
  • a substrate processing system includes a batch processing section, a single wafer processing section, and a transport section.
  • the batch processing section immerses the plurality of substrates in the ozone water stored in the processing tank to process the plurality of substrates at once.
  • the single-wafer processing unit treats the substrates one by one with a chemical solution, and the transfer unit transfers the wet substrates from the batch processing unit to the single-wafer processing unit.
  • FIG. 1 is a plan view showing a substrate processing system according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a supply unit that supplies ozone water to the treatment bath.
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of a supply section that supplies ozone water to the treatment tank.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a batch-type liquid processing apparatus.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG.
  • FIG. 7 is a plan view showing an arrangement example of the ejection port of the gas ejection nozzle and the substrate.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of components of the control device in functional blocks.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of components of the control device in functional blocks.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of batch processing.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of S209 in FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of S210 in FIG.
  • FIG. 12 is a flowchart showing another example of batch processing.
  • SPM an aqueous solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide
  • SPM contains sulfuric acid
  • the cost of effluent for SPM is high. Therefore, the use of ozonized water instead of SPM is being studied.
  • Patent Document 1 when substrates are treated one by one with ozone water, the throughput is lower than when substrates are treated one by one with SPM.
  • the technology of the present disclosure improves throughput by immersing a plurality of substrates in ozone water and processing the plurality of substrates at once. Processing a plurality of substrates at once is also called batch processing, and processing substrates one by one is also called single-wafer processing. Batch processing improves throughput compared to single-wafer processing, but contaminants tend to remain on substrates.
  • the substrates are then transported while wet from the batch processing unit to the single substrate processing unit. This is because if the substrate dries, the dirt will adhere firmly to the substrate. If the substrate is transported while wet, it is possible to prevent dirt from firmly adhering to the substrate. Further, according to the technology of the present disclosure, substrates are treated with a chemical solution one by one in the single-wafer processing unit to remove stains remaining on the substrates. Secondary contamination can be suppressed by treating the substrates one by one with the chemical solution. Therefore, the cleanliness of substrates batch-treated with ozone water can be improved.
  • the ozonated water should change the dirt on the substrate to the extent that it can be easily dissolved in the chemical solution.
  • the chemical solution is not particularly limited, for example, an alkaline solution such as SC1 (aqueous solution of ammonium hydroxide and hydrogen peroxide) is used.
  • SC1 aqueous solution of ammonium hydroxide and hydrogen peroxide
  • ozonized water oxidizes the resist residue to reduce its molecular weight.
  • the alkaline solution dissolves and removes the low-molecular-weight resist residue. Note that the technique of the present disclosure may be applied to other than the removal of resist residues.
  • the substrate processing system 1 has a loading/unloading section 2 , a single wafer processing section 3 , an interface section 5 , a batch processing section 6 and a control section 9 .
  • the loading/unloading section 2 has a mounting table 21 on which the cassette C is mounted.
  • the cassette C accommodates a plurality of (for example, 25) substrates W and is loaded/unloaded to/from the loading/unloading section 2 .
  • the single-wafer processing unit 3 processes the substrates W one by one.
  • the interface unit 5 transfers substrates W between the single-wafer processing unit 3 and the batch processing unit 6 .
  • the batch processing unit 6 processes a plurality of (for example, 50 or 100) substrates W at once.
  • the loading/unloading unit 2, the single-wafer processing unit 3, the interface unit 5, and the batch processing unit 6 are arranged in this order from the X-axis direction negative side to the X-axis direction positive side.
  • the loading/unloading section 2 has a mounting table 21 , and the mounting table 21 has a plurality of mounting plates 22 .
  • a cassette C is mounted on each mounting plate 22 . Note that the number of mounting plates 22 is not particularly limited. Similarly, the number of cassettes C is not particularly limited.
  • the loading/unloading section 2 has a first transport area 23, which is adjacent to the mounting table 21 and arranged on the positive side of the mounting table 21 in the X-axis direction.
  • a first transport device 24 is provided in the first transport area 23 .
  • the first transport device 24 has a first transport arm, which moves horizontally (X-axis direction and Y-axis direction) and vertically, and rotates about a vertical axis.
  • the first transport arm transports substrates W between the cassette C and a transfer section 25, which will be described later.
  • the number of first transport arms may be one or plural, and in the latter case, the first transport device 24 transports a plurality of (for example, five) substrates W at once.
  • the loading/unloading section 2 has a transfer section 25, which is adjacent to the first transfer area 23 and arranged on the positive side of the first transfer area 23 in the X-axis direction.
  • the transfer section 25 has a first transition device 26 that temporarily stores the substrate W. As shown in FIG. A plurality of first transition devices 26 may be provided, and a plurality of first transition devices 26 may be vertically stacked.
  • the single-wafer processing section 3 has a second transfer area 31, which is adjacent to the transfer section 25 and arranged on the positive side of the transfer section 25 in the X-axis direction.
  • a second transport device 32 is provided in the second transport area 31 .
  • the second transport device 32 has a second transport arm that moves horizontally (X-axis direction and Y-axis direction) and vertically and rotates around a vertical axis.
  • the second transport arm transports substrates between devices adjacent to the second transport area 31 .
  • the number of second transport arms may be one or more, and in the latter case, the second transport device 32 transports a plurality of (for example, five) substrates W at once.
  • the single-wafer processing unit 3 has, for example, a second transition device 33 and a liquid processing device 34 next to the second transport area 31 .
  • the second transition device 33 is adjacent to the second transport area 31 and arranged on the positive side of the second transport area 31 in the X-axis direction.
  • the second transition device 33 stores the substrate W temporarily.
  • the liquid processing apparatus 34 is of a single-wafer type, and processes the substrates W one by one with a chemical liquid.
  • the interface section 5 has, for example, a lot formation section 51 and a transport section 52 .
  • the lot formation unit 51 forms a lot L by arranging a plurality of substrates W at a desired pitch.
  • One lot L consists of a plurality of substrates W.
  • the transport unit 52 transports the substrates W from the single-wafer processing unit 3 to the lot forming unit 51 and transports the substrates W from the batch processing unit 6 to the single-wafer processing unit 3 .
  • the batch processing section 6 has a third transfer area 61, which is adjacent to the interface section 5 and arranged on the positive side of the interface section 5 in the X-axis direction.
  • a third conveying device 62 is provided in the third conveying area 61 .
  • the third transport device 62 has a third transport arm, which moves horizontally (X-axis direction and Y-axis direction) and vertically, and rotates around a vertical axis.
  • the third transport arm transports the substrate W between devices adjacent to the third transport area 61 .
  • the third transport arm transports lots L collectively.
  • the third transport area 61 is rectangular in plan view, and its longitudinal direction is the X-axis direction.
  • the lot formation section 51 is arranged next to the short side of the third transfer area 61
  • the processing tank 63 is arranged next to the long side of the third transfer area 61
  • both the lot formation section 51 and the processing tank 63 are arranged.
  • a transport section 52 is arranged. The transport section 52 can access both the lot forming section 51 and the processing tank 63 .
  • the arrangement direction of the substrates W differs between the lot formation unit 51 and the processing tank 63 . Therefore, the third transport device 62 rotates around the vertical axis while holding a plurality of substrates W, and changes the arrangement direction of the substrates W between the X-axis direction and the Y-axis direction. In addition, when the arrangement direction of the substrates W does not need to be changed, the third transport device 62 does not have to rotate around the vertical axis.
  • the batch processing section 6 has a processing tank 63 that stores ozone water in which the lot L is immersed, and a substrate holding section 64 that receives and holds the lot L from the third transfer device 62 .
  • the substrate holding part 64 arranges a plurality of substrates W side by side in the Y-axis direction and holds each substrate W vertically.
  • the batch processing section 6 has a driving device 65 for raising and lowering the substrate holding section 64 .
  • the control unit 9 is, for example, a computer, and includes a CPU (Central Processing Unit) 91 and a storage medium 92 such as a memory.
  • the storage medium 92 stores programs for controlling various processes executed in the substrate processing system 1 .
  • the control unit 9 controls the operation of the substrate processing system 1 by causing the CPU 91 to execute programs stored in the storage medium 92 .
  • the operation of the substrate processing system 1, that is, the substrate processing method will be described.
  • the processing shown in FIG. 2 is performed under the control of the control unit 9 .
  • the cassette C containing a plurality of substrates W is loaded into the loading/unloading section 2 and placed on the loading plate 22 .
  • the first transport device 24 takes out the substrate W in the cassette C (step S101) and transports it to the first transition device 26.
  • the second transport device 32 then receives the substrate W from the first transition device 26 and transports it to the second transition device 33 .
  • the transport unit 52 receives the substrate W from the second transition device 33 and transports it to the lot formation unit 51 .
  • the lot formation unit 51 arranges a plurality of substrates W at a desired pitch in the X-axis direction to form a lot L (step S102).
  • One lot L is composed of, for example, substrates W housed in N cassettes C (N is a natural number equal to or greater than 2).
  • the third transport device 62 receives the lot L from the lot forming section 51 and transfers it to the substrate holding section 64 . On the way, the third transfer device 62 rotates around the vertical axis to change the arrangement direction of the plurality of substrates W from the X-axis direction to the Y-axis direction.
  • the driving device 65 lowers the substrate holding part 64, immerses the lot L held by the substrate holding part 64 in the ozone water stored in the processing tank 63, and collectively removes the plurality of substrates W.
  • Batch process step S103.
  • the plurality of substrates W are immersed in the rinse liquid after being immersed in the ozone water.
  • the rinse liquid is, for example, DIW (deionized water).
  • the driving device 65 raises the substrate holding part 64 to pull up the lot L held by the substrate holding part 64 from the rinse liquid stored in the processing bath 63 .
  • the processing tank 63 for storing the rinse liquid and the processing tank 63 for storing the ozone water may be provided separately.
  • the driving device 65 moves not only the substrate holder 64 up and down vertically but also horizontally (for example, in the X-axis direction) to transport a plurality of substrates W between the two processing tanks 63 .
  • the substrate holding part 64 and the driving device 65 may be provided for each processing tank 63, and in this case, the driving device 65 does not have to move the substrate holding part 64 in the horizontal direction.
  • the transport unit 52 receives the substrate W from the substrate holding unit 64, and transports the wet substrate W from the batch processing unit 6 to the single wafer processing unit 3 (step S104). At this time, the transport unit 52 transports the substrates W one by one, but may transport a plurality of substrates W at a time.
  • the substrate W may be transported to the liquid processing device 34 without passing through the second transition device 33 or may be transported to the liquid processing device 34 through the second transition device 33 . In the latter case, the second transfer device 32 may transfer the substrate W from the second transition device 33 to the liquid processing device 34 .
  • the liquid processing device 34 performs single-wafer processing on the substrates W one by one with a chemical solution (step S105).
  • a chemical solution is not particularly limited, for example, an alkaline solution such as SC1 is used.
  • the liquid processing device 34 supplies the chemical liquid to the substrate W while rotating the substrate W, for example.
  • the chemical solution containing dirt on the substrate W is shaken off from the substrate W by centrifugal force.
  • the liquid processing device 34 supplies, for example, the chemical liquid, the rinse liquid, and the drying liquid to the substrate W in this order.
  • the drying liquid for example, an organic solvent such as IPA (isopropyl alcohol) is used.
  • IPA isopropyl alcohol
  • the single-wafer processing unit 3 may have a supercritical drying device, and in that case, the substrate W is transported to the supercritical drying device in a state in which the drying liquid is heaped up.
  • the supercritical drying apparatus dries the substrate W using a supercritical fluid.
  • the second transport device 32 receives the substrate W from the liquid processing device 34 and transports it to the first transition device 26 .
  • the first transport device 24 receives the substrate W from the first transition device 26 and stores it in the cassette C (step S105).
  • the cassette C containing a plurality of substrates W is unloaded from the loading/unloading section 2 .
  • the substrate processing system 1 collectively immerses a plurality of substrates W in the ozone water stored in the processing tank 63 in the batch processing section 6 , and transfers the substrates W from the batch processing section 6 to the single wafer processing section 3 . are transported while wet, and the substrates W are treated one by one with the chemical solution in the single-wafer processing unit 3 .
  • Throughput can be improved by immersing a plurality of substrates W in ozone water at once. After that, by transporting the substrate W wet from the batch processing unit 6 to the single wafer processing unit 3 , it is possible to prevent dirt from firmly adhering to the substrate W. Furthermore, after that, by treating the substrates W one by one with the chemical solution in the single-wafer processing unit 3, the cleanliness of the substrates W batch-treated with the ozone water can be improved.
  • the supply unit 70 includes a circulation path 71 and an ozone gas supply unit 72 .
  • the circulation path 71 circulates ozone water.
  • the capacity of the circulation path 71 is larger than the amount of ozone water used in one batch process.
  • the ozone gas supply unit 72 supplies ozone gas to the circulation path 71 .
  • Ozone gas dissolves in water to produce ozone water.
  • Water, such as DIW, is supplied from a liquid source 73 to the circulation path 71 .
  • the ozone gas dissolves in the ozonated water, and the ozone concentration of the ozonated water gradually increases.
  • the liquid source 73 may supply an acidic aqueous solution to the circulation path 71 instead of water.
  • the acidic aqueous solution contains an organic acid or an inorganic acid.
  • the organic acid for example, citric acid, acetic acid, carbonic acid, or the like is used.
  • the inorganic acid hydrochloric acid, nitric acid, or the like is used.
  • the acidic aqueous solution is effective in removing metal ions contained in resist residues.
  • the supply unit 70 includes a pressurizing device 74 , a pressure gauge 75 and a pressure control valve 76 .
  • the pressurizing device 74 is, for example, a pump, and pressurizes the ozone water in the circulation path 71 to increase the limit amount (solubility) of ozone gas dissolved in water.
  • a pressure gauge 75 measures the pressure of the ozone water.
  • a pressure control valve 76 controls the pressure of the ozonated water so that the measured value of the pressure gauge 75 becomes the set value.
  • the supply unit 70 includes a cooling device 77 .
  • the cooling device 77 cools the ozone water in the circulation path 71 to increase the solubility of the ozone gas.
  • Cooling device 77 includes, for example, a Peltier element.
  • a thermometer (not shown) may be provided in the circulation path 71, and the cooling device 77 cools the ozone gas so that the temperature of the thermometer reaches the set temperature.
  • the supply unit 70 includes a carbon dioxide gas supply unit 78 .
  • the carbon dioxide supply unit 78 supplies carbon dioxide (CO 2 gas) to the circulation path 71 .
  • CO 2 gas carbon dioxide
  • An organic acid or an inorganic acid may be supplied instead of carbon dioxide gas.
  • the supply unit 70 includes a filter 79 , a flow meter 80 and an ozone concentration meter 81 .
  • a filter 79 collects particles contained in the ozone water in the circulation path 71 .
  • a flow meter 80 measures the flow rate of the ozonated water flowing through the circulation path 71 .
  • the ozone concentration meter 81 measures the ozone concentration of the ozone water flowing through the circulation path 71 .
  • the supply unit 70 includes a branch passage 82 and a direction switching valve 83 .
  • the branch path 82 branches off from the circulation path 71 and supplies the ozone water flowing through the circulation path 71 to the treatment tank 63 .
  • the direction switching valve 83 switches the direction in which the ozonized water flows between the direction of circulating the ozonized water in the circulation path 71 and the direction of supplying the ozonated water to the treatment tank 63 .
  • the processing tank 63 includes, for example, an inner tank 63a and an outer tank 63b.
  • the inner tank 63a stores ozone water.
  • a plurality of substrates W are immersed in the ozone water stored in the inner tank 63a.
  • the outer tank 63b collects the ozone water overflowing from the inner tank 63a.
  • a discharge section 85 is connected to the processing bath 63 .
  • the discharge unit 85 discharges the used ozonated water.
  • the discharge section 85 includes a discharge path 86 and a drainage processing section 87 .
  • the discharge path 86 is connected to the processing bath 63 .
  • the waste liquid processing unit 87 includes an ozone filter that decomposes ozone into oxygen. Ozone filters have a catalyst or activated carbon.
  • the drainage processing unit 87 includes a mesh filter that collects resist residues.
  • the imaging device 88 images the ozone water stored in the processing tank 63 (for example, the inner tank 63a). The higher the ozone concentration of the ozonated water, the darker the blue color of the ozonated water.
  • the ozone concentration of the ozonated water can be detected by processing the image picked up by the imaging device 88 and acquiring the color information of the ozonated water.
  • the place where the substrate W is immersed in the ozone water is not the circulation path 71 but the processing bath 63 . Since the treatment tank 63 has a lower pressure of ozone water and a lower solubility of ozone gas than the circulation path 71, the ozone concentration of the ozone water may be low. If the imaging device 88 is used instead of the ozone concentration meter 81, the ozone concentration of the ozone water can be detected at the place where the substrate W is immersed in the ozone water.
  • the imaging device 88 is installed, for example, above the treatment tank 63 so as not to get wet, and images the surface of the ozone water.
  • the circulation path 71 shown in FIG. 3 is closed like an endless ring, whereas the circulation path 71 shown in FIG. 4 is open.
  • the processing tank 63 has an inner tank 63a and an outer tank 63b, and a circulation path 71 connects the outer tank 63b and the inner tank 63a as shown in FIG.
  • One end of the circulation path 71 is connected to the outer tub 63b, and the other end of the circulation path 71 is connected to the inner tub 63a.
  • the circulation path 71 returns the ozone water taken out from the outer tank 63b to the inner tank 63a.
  • the liquid source 73 may be connected to at least one of the inner tank 63a and the outer tank 63b as shown in FIG. 4 instead of being connected to the circulation path 71 as shown in FIG.
  • the batch-type liquid processing apparatus includes a processing bath 63 , a substrate holder 64 , a driving device 65 , a liquid discharge nozzle 66 and a gas discharge nozzle 67 .
  • the processing tank 63 stores ozone water in which a plurality of substrates W are immersed together.
  • the processing tank 63 may store a rinse liquid.
  • the processing tank 63 may be provided with an ultrasonic generator (not shown). The ultrasonic generator applies ultrasonic vibrations to the ozonated water to improve the cleaning efficiency of the substrate W with the ozonated water.
  • the substrate holding part 64 arranges a plurality of substrates W side by side in the Y-axis direction and holds each substrate W vertically.
  • the substrate holding part 64 has a plurality of (for example, four) holding arms 64a.
  • Each holding arm 64a is provided along the Y-axis direction and has a plurality of grooves spaced apart in the Y-axis direction.
  • Each substrate W is held by the groove of the holding arm 64a.
  • the driving device 65 raises and lowers the substrate holding portion 64 .
  • the substrate holding part 64 is moved up and down between a position inside the processing bath 63 and a position above the processing bath 63 .
  • the driving device 65 may move the substrate holder 64 horizontally as described above.
  • the liquid ejection nozzle 66 is horizontally provided inside the processing bath 63 and ejects the processing liquid inside the processing bath 63 .
  • the treatment liquid to be ejected is ozone water or rinse liquid supplied from the supply unit 70 .
  • the liquid ejection nozzles 66 are provided, for example, along the Y-axis direction, and are provided in plurality at intervals in the X-axis direction.
  • Each liquid ejection nozzle 66 has a plurality of ejection openings 66a spaced apart in the Y-axis direction.
  • Each ejection port 66a is provided below the substrate W immersed in the processing liquid.
  • Each of the ejection openings 66a ejects the processing liquid directly upward in FIGS. 5 and 6, but may eject the processing liquid obliquely upward.
  • the gas ejection nozzle 67 is horizontally provided inside the processing bath 63 and ejects gas inside the processing bath 63 .
  • the gas discharge nozzles 67 are provided, for example, along the Y-axis direction, and are provided in plurality at intervals in the X-axis direction.
  • Each gas discharge nozzle 67 has a plurality of discharge ports 67a spaced apart in the Y-axis direction.
  • Each ejection port 67a is provided below the substrate W immersed in the processing liquid.
  • Each of the ejection openings 67a ejects the processing liquid directly upward in FIGS. 5 and 6, but may eject the processing liquid obliquely upward.
  • the ejection port 67 a of the gas ejection nozzle 67 is provided below the ejection port 66 a of the liquid ejection nozzle 66 .
  • the processing tank 63 stores ozone water, and the gas ejection nozzle 67 ejects the gas while the substrate W is immersed in the ozone water.
  • the gas increases the flow rate of the ozonated water and allows the ozonized water to reach the resist residue before the ozonated water is deactivated. Thereby, the removal efficiency of the resist residue can be improved.
  • the gas ejection nozzle 67 ejects, for example, oxygen gas or rare gas. Since oxygen gas or rare gas does not react with ozone unlike nitrogen gas, deactivation of ozone water can be suppressed.
  • each of the gas discharge nozzles 67-1 and 67-2 fills the first gap G1 or the second gap G2 between two substrates W adjacent to each other in the Y-axis direction. It has a discharge port 67a.
  • the discharge port 67a discharges gas directly upward. Since the substrate W does not hinder the rising of the discharged gas, the flow rate of the ozone water is easily increased, and the resist residue is easily removed.
  • the first gap G1 and the second gap G2 are arranged alternately in the Y-axis direction.
  • Gas ejection nozzles 67-2 having ejection openings 67a only are provided alternately in the X-axis direction. Gas can be discharged widely and uniformly to both the first gap G1 and the second gap G2.
  • control unit 9 includes, for example, an image processing unit 101, a density calculation unit 102, a first imaging control unit 103, a first determination unit 104, a second imaging control unit 105, a 2 determination unit 106 .
  • the image processing unit 101 processes the image captured by the imaging device 88 and acquires the color information of the ozonated water. By using the imaging device 88, it is possible to detect the ozone concentration of the ozone water that actually contacts the substrate W.
  • FIG. The concentration calculator 102 calculates the ozone concentration of the ozonated water based on the color information of the ozonated water acquired by the image processing unit 101 . Note that it is also possible to use the color information itself as an index representing the ozone concentration without calculating the ozone concentration.
  • the first imaging control unit 103 captures an image of the ozonated water with the imaging device 88 after accumulating the ozonated water in the treatment tank 63 and before immersing the plurality of substrates W in the ozonized water.
  • the first determination unit 104 determines whether or not to immerse the substrate W in the ozone water based on the color information of the ozone water acquired by the image processing unit 101 .
  • the substrate W is immersed in ozone water in which the color information or the ozone concentration calculated from the color information is within a set range.
  • the discharge unit 85 discharges the ozonated water from the treatment tank 63 and the supply unit 70 supplies new ozonated water to the treatment tank 63 . Quality deterioration of the substrate W due to abnormal ozone concentration can be suppressed.
  • the second imaging control unit 105 captures an image of the ozonized water with the imaging device 88 while the plurality of substrates W are immersed in the ozonized water stored in the processing tank 63 .
  • the second determination unit 106 determines whether or not the plurality of substrates W have been processed normally based on the color information of the ozonized water captured under the control of the second imaging control unit 105 . If the color information or the ozone concentration calculated from the color information is within the set range, it is determined that the processing is normal, and otherwise it is determined that the processing is abnormal. The processing quality of the substrate W can be easily determined.
  • each functional block illustrated in FIG. 8 is conceptual and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. All or part of the functional blocks shown in FIG. 8 can be functionally or physically distributed and integrated in arbitrary units. All or any part of each processing function performed by each functional block may be realized by a program executed by a CPU, or may be realized as hardware by wired logic.
  • FIG. 9 to 11 the ozone water and the rinsing liquid are stored in order in one processing tank 63.
  • the processing shown in FIG. 9 is performed under the control of the control unit 9 .
  • the discharge unit 85 discharges the rinse liquid used in the previous batch process from the processing bath 63 (step S201).
  • the supply unit 70 supplies ozone water to the treatment tank 63 (step S202). Even after the inner tank 63a of the treatment tank 63 is filled with ozonated water, the supply unit 70 continues to supply the ozonated water to the inner tank 63a so that the ozonated water in the inner tank 63a is not deactivated. The ozone water continues to overflow from the inner tank 63a to the outer tank 63b.
  • the imaging device 88 images the ozone water stored in the inner tank 63a (step S203). This imaging is performed under the control of the first imaging control unit 103 .
  • the imaging device 88 captures an image of the ozonated water
  • the gas ejection nozzle 67 does not eject gas into the ozonated water. This is because the bubbling of the ozonated water can change the color information of the ozonated water.
  • the imaging device 88 transmits the captured image to the control section 9 .
  • the image processing unit 101 processes the image captured by the imaging device 88 and acquires the color information of the ozonated water (step S204).
  • the concentration calculation unit 102 may calculate the ozone concentration of the ozonated water based on the color information of the ozonized water acquired by the image processing unit 101 .
  • the first determination unit 104 determines whether or not to immerse the substrate W in ozone water based on the color information of the ozone water acquired by the image processing unit 101 (step S205). If the color information or the ozone concentration calculated from the color information is within the set range, the first determination unit 104 determines that immersion is possible. Subsequently, the driving device 65 lowers the substrate holding part 64 to immerse the plurality of substrates W held by the substrate holding part 64 in the ozone water stored in the inner tank 63a (step S206).
  • the first determination unit 104 determines that immersion is not possible.
  • the discharge unit 85 discharges the ozonized water from the inner tank 63a
  • the supply unit 70 supplies new ozonated water to the inner tank 63a
  • the first determination unit 104 again determines whether the immersion is possible.
  • the processing of the substrate W is interrupted and maintenance is performed.
  • step S207 the gas discharge nozzle 67 starts discharging gas.
  • the discharged gas increases the flow rate of the ozonated water and causes the ozonated water to reach the resist residue before the ozonized water is deactivated. Thereby, the removal efficiency of the resist residue can be improved.
  • the start of gas discharge may be performed after imaging the ozone water (step S203).
  • the second imaging control unit 105 may image the ozonized water with the imaging device 88 while the plurality of substrates W are immersed in the ozonized water stored in the inner tank 63a. .
  • the second determination unit 106 determines whether or not the plurality of substrates W have been processed normally based on the color information of the ozonized water captured under the control of the second imaging control unit 105 .
  • step S206 When the elapsed time from the immersion of the substrate W (step S206) reaches the set time, the supply unit 70 stops supplying ozone water to the inner tank 63a, and the gas ejection nozzle 67 stops ejecting gas (step S208). ).
  • the discharge unit 85 discharges the ozone water from the inner tank 63a (step S209).
  • the nozzle 68 may supply a rinse liquid in the form of a shower or mist to the substrate W from above so that the substrate W is not dried while the liquid level of the ozone water is lowered. During this time, the substrate W is accommodated inside the inner bath 63a.
  • the supply unit 70 supplies the rinse liquid to the inner tank 63a (step S210).
  • the nozzle 68 may supply a rinse liquid in the form of a shower or mist to the substrate W from above so that the substrate W does not dry while the liquid level of the rinse liquid rises. During this time, the substrate W is accommodated inside the inner bath 63a.
  • the supply unit 70 continues to supply the inner tank 63a with the rinse liquid, and the supply unit 70 continues to overflow the rinse liquid from the inner tank 63a to the outer tank 63b.
  • the rinsing liquid removes ozone water remaining on the substrate W.
  • FIG. The supply of the rinsing liquid is continued for the set time.
  • the driving device 65 raises the substrate holding portion 64 and pulls up the plurality of substrates W held by the substrate holding portion 64 from the rinse liquid stored in the inner tank 63a.
  • the transport unit 52 unloads the substrate W (step S211).
  • the substrates W may be carried out one by one by the transport unit 52 in a state of being immersed in the rinsing liquid.
  • One processing tank 63 is a chemical liquid tank that stores ozone water.
  • Another processing tank 63 is a rinse tank that stores a rinse liquid. The processing shown in FIG. 12 is performed under the control of the control unit 9 .
  • the chemical tank is configured such that the circulation path 71 returns the ozone water taken out from the outer tank 63b to the inner tank 63a.
  • the supply unit 70 continues to circulate the ozone water (step S301).
  • the rinse tank is on standby with the rinse liquid stored in the inner tank 63a, and the overflow of the rinse liquid is stopped.
  • Steps S302 to S307 are the same as steps S203 to S208 in FIG. 9, so description thereof will be omitted. However, in step S307, unlike step S208 in FIG. 9, the circulation of ozonated water is continued without stopping the supply of ozonated water.
  • the driving device 65 raises the substrate holding portion 64 to lift the plurality of substrates W held by the substrate holding portion 64 out of the ozone water stored in the inner tank 63a.
  • a plurality of substrates W are unloaded by, for example, the third transport device 62 (step S308).
  • the third transfer device 62 transfers the plurality of substrates to the substrate holding unit 64 waiting above the rinse bath.
  • the driving device 65 moves not only the substrate holder 64 vertically but also horizontally (for example, in the X-axis direction) to transport a plurality of substrates W between the chemical bath and the rinse bath. You can move it.
  • the rinse liquid starts overflowing in the rinse tank (step S401).
  • the overflow of the rinse liquid (step S401) may be performed before the substrate W is immersed in the rinse liquid (step S402).
  • the driving device 65 lowers the substrate holding part 64 to immerse the plurality of substrates W held by the substrate holding part 64 in the rinse liquid stored in the inner tank 63a (step S402). ).
  • the rinsing liquid removes ozone water remaining on the substrate W.
  • FIG. Rinse overflow continues for a set time.
  • step S403 overflow of the rinse liquid is stopped (step S403).
  • the driving device 65 raises the substrate holding part 64 to pull up the plurality of substrates W held by the substrate holding part 64 from the rinse liquid stored in the inner tank 63a.
  • the transport unit 52 unloads the substrate W (step S404).
  • the substrates W may be carried out one by one by the transport unit 52 in a state of being immersed in the rinsing liquid.
  • Substrate Processing System 3 Single Wafer Processing Section 52 Transfer Section 6 Batch Processing Section 63 Processing Tank W Substrate

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Abstract

基板処理システムは、バッチ処理部と、枚葉処理部と、搬送部と、を備える。前記バッチ処理部は、処理槽に貯留されているオゾン水に複数枚の基板を浸漬することで、複数枚の前記基板を一括で処理する。前記枚葉処理部は、前記基板を１枚ずつ薬液で処理する枚葉処理部と、前記搬送部は、前記バッチ処理部から前記枚葉処理部に前記基板を濡れたまま搬送する。

Description

基板処理システム、及び基板処理方法
　本開示は、基板処理システム、及び基板処理方法に関する。
　特許文献１に記載の基板処理装置は、調整液供給部と、溶解部と、処理チャンバと、送液部と、を備える。調整液供給部は、所定の水素イオン濃度を示す調整液を供給する。溶解部は、オゾンガスを調整液に溶解させてオゾン水を生成する。処理チャンバは、オゾン水によって基板を洗浄処理する。送液部は、送液ラインを通じてオゾン水を溶解部から少なくとも一つの処理チャンバに送液する。
国際公開第２０２０／１００６６１号
　本開示の一態様は、オゾン水による基板の処理効率を向上し、且つオゾン水で処理された基板の清浄度を向上する、技術を提供する。
　本開示の一態様に係る基板処理システムは、バッチ処理部と、枚葉処理部と、搬送部と、を備える。前記バッチ処理部は、処理槽に貯留されているオゾン水に複数枚の基板を浸漬することで、複数枚の前記基板を一括で処理する。前記枚葉処理部は、前記基板を１枚ずつ薬液で処理する枚葉処理部と、前記搬送部は、前記バッチ処理部から前記枚葉処理部に前記基板を濡れたまま搬送する。
　本開示の一態様によれば、オゾン水による基板の処理効率を向上でき、且つオゾン水で処理された基板の清浄度を向上する。
図１は、一実施形態に係る基板処理システムを示す平面図である。 図２は、一実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。 図３は、処理槽にオゾン水を供給する供給部の一例を示す図である。 図４は、処理槽にオゾン水を供給する供給部の別の一例を示す図である。 図５は、バッチ式の液処理装置の一例を示す断面図である。 図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。 図７は、ガス吐出ノズルの吐出口と基板との配置例を示す平面図である。 図８は、制御装置の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。 図９は、バッチ処理の一例を示すフローチャートである。 図１０は、図９のＳ２０９の一例を示す断面図である。 図１１は、図９のＳ２１０の一例を示す断面図である。 図１２は、バッチ処理の別の一例を示すフローチャートである。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。
　一般的に、フォトレジストをアッシングした後に残る残渣を除去するのには、ＳＰＭ（硫酸と過酸化水素の水溶液）が用いられる。ＳＰＭは硫酸を含むので、ＳＰＭの排液コストは高い。そこで、ＳＰＭの代わりに、オゾン水を用いることが検討されている。特許文献１に記載のように、基板を１枚ずつオゾン水で処理する場合、基板を１枚ずつＳＰＭで処理する場合に比べて、スループットが低下してしまう。
　本開示の技術は、詳しくは後述するが、複数枚の基板をオゾン水に浸漬し、複数枚の基板を一括で処理することで、スループットを向上する。複数枚の基板を一括で処理することをバッチ処理とも呼び、基板を１枚ずつ処理することを枚葉処理とも呼ぶ。バッチ処理は、枚葉処理に比べて、スループットが向上する反面、基板に汚れが残りやすい。
　そこで、本開示の技術は、次に、バッチ処理部から枚葉処理部に基板を濡れたまま搬送する。基板が乾いてしまうと、汚れが基板に強固に付着してしまうからである。基板を濡れたまま搬送すれば、汚れが基板に強固に付着するのを抑制できる。また、本開示の技術は、枚葉処理部において基板を１枚ずつ薬液で処理し、基板に残る汚れを除去する。基板を１枚ずつ薬液で処理することにより、二次汚染を抑制できる。よって、オゾン水でバッチ処理された基板の清浄度を向上できる。
　オゾン水は、基板の汚れを、薬液に容易に溶解する程度に変質させればよい。薬液としては、特に限定されないが、例えばＳＣ１（水酸化アンモニウムと過酸化水素の水溶液）などのアルカリ溶液が用いられる。例えば、オゾン水は、レジスト残渣を酸化し、低分子量化する。一方、アルカリ溶液は、低分子量化したレジスト残渣を溶解し、除去する。なお、本開示の技術は、レジスト残渣の除去以外に適用されてもよい。
　次に、図１を参照して、一実施形態に係る基板処理システムについて説明する。基板処理システム１は、搬入出部２と、枚葉処理部３と、インターフェース部５と、バッチ処理部６と、制御部９とを有する。搬入出部２は、カセットＣを載置する載置台２１を有する。カセットＣは、複数枚（例えば２５枚）の基板Ｗを収容し、搬入出部２に対して搬入出される。カセットＣの内部にて、基板Ｗは水平に保持される。枚葉処理部３は、基板Ｗを１枚ずつ処理する。インターフェース部５は、枚葉処理部３とバッチ処理部６との間で基板Ｗを受け渡す。バッチ処理部６は、複数枚（例えば５０枚又は１００枚）の基板Ｗを一括で処理する。
　搬入出部２と、枚葉処理部３と、インターフェース部５と、バッチ処理部６とは、この順番で、Ｘ軸方向負側からＸ軸方向正側に向けて並ぶ。搬入出部２は載置台２１を有し、載置台２１は複数の載置板２２を有する。各載置板２２には、カセットＣが載置される。なお、載置板２２の数は特に限定されない。同様に、カセットＣの数も特に限定されない。
　搬入出部２は第１搬送領域２３を有し、第１搬送領域２３は載置台２１に隣接しており載置台２１のＸ軸方向正側に配置される。第１搬送領域２３には、第１搬送装置２４が設けられる。第１搬送装置２４は第１搬送アームを有し、第１搬送アームは水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）及び鉛直方向に移動し、鉛直軸周りに回転する。第１搬送アームは、カセットＣと、後述の受渡部２５との間で、基板Ｗを搬送する。第１搬送アームの数は１つでも複数でもよく、後者の場合、第１搬送装置２４は複数枚（例えば５枚）の基板Ｗを一括で搬送する。
　搬入出部２は受渡部２５を有し、受渡部２５は第１搬送領域２３に隣接しており、第１搬送領域２３のＸ軸方向正側に配置される。受渡部２５は、基板Ｗを一時的に保管する第１トランジション装置２６を有する。第１トランジション装置２６の数は複数であってよく、複数の第１トランジション装置２６が鉛直方向に積み重ねられてもよい。
　枚葉処理部３は第２搬送領域３１を有し、第２搬送領域３１は受渡部２５に隣接しており受渡部２５のＸ軸方向正側に配置される。第２搬送領域３１には、第２搬送装置３２が設けられる。第２搬送装置３２は第２搬送アームを有し、第２搬送アームは水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）及び鉛直方向に移動し、鉛直軸周りに回転する。第２搬送アームは、第２搬送領域３１に隣接する装置同士の間で基板を搬送する。第２搬送アームの数は１つでも複数でもよく、後者の場合、第２搬送装置３２は複数枚（例えば５枚）の基板Ｗを一括で搬送する。
　枚葉処理部３は、第２搬送領域３１の隣に、例えば、第２トランジション装置３３と、液処理装置３４と、を有する。第２トランジション装置３３は第２搬送領域３１に隣接しており第２搬送領域３１のＸ軸方向正側に配置される。第２トランジション装置３３は、基板Ｗを一時的に保管する。液処理装置３４は、枚葉式であって、基板Ｗを１枚ずつ薬液で処理する。
　インターフェース部５は、例えばロット形成部５１と、搬送部５２とを有する。ロット形成部５１は、複数枚の基板Ｗを所望のピッチで配列し、ロットＬを形成する。１つのロットＬは、複数枚の基板Ｗからなる。搬送部５２は、枚葉処理部３からロット形成部５１に基板Ｗを搬送し、バッチ処理部６から枚葉処理部３に基板Ｗを搬送する。
　バッチ処理部６は第３搬送領域６１を有し、第３搬送領域６１はインターフェース部５に隣接しておりインターフェース部５のＸ軸方向正側に配置される。第３搬送領域６１には、第３搬送装置６２が設けられる。第３搬送装置６２は第３搬送アームを有し、第３搬送アームは水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）及び鉛直方向に移動し、鉛直軸周りに回転する。第３搬送アームは、第３搬送領域６１に隣接する装置同士の間で基板Ｗを搬送する。第３搬送アームは、ロットＬを一括で搬送する。
　第３搬送領域６１は平面視長方形であり、その長手方向はＸ軸方向である。第３搬送領域６１の短辺の隣にロット形成部５１が配置され、第３搬送領域６１の長辺の隣に処理槽６３が配置され、ロット形成部５１と処理槽６３の両方の隣に搬送部５２が配置される。搬送部５２がロット形成部５１と処理槽６３の両方にアクセスできる。
　ロット形成部５１と処理槽６３とでは、基板Ｗの配列方向が異なる。そこで、第３搬送装置６２は、複数枚の基板Ｗを保持しながら鉛直軸周りに回転し、基板Ｗの配列方向をＸ軸方向とＹ軸方向との間で変更する。なお、基板Ｗの配列方向の変更が不要である場合、第３搬送装置６２は鉛直軸周りに回転しなくてもよい。
　バッチ処理部６は、ロットＬが浸漬されるオゾン水を貯留する処理槽６３と、第３搬送装置６２からロットＬを受け取り、保持する基板保持部６４と、を有する。基板保持部６４は、複数枚の基板ＷをＹ軸方向に並べて配列すると共に、各基板Ｗを垂直に立てて保持する。バッチ処理部６は、基板保持部６４を昇降させる駆動装置６５を有する。
　制御部９は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）９１と、メモリなどの記憶媒体９２とを備える。記憶媒体９２には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部９は、記憶媒体９２に記憶されたプログラムをＣＰＵ９１に実行させることにより、基板処理システム１の動作を制御する。
　次に、図２を参照して、上記基板処理システム１の動作、つまり、基板処理方法について説明する。図２に示す処理は、制御部９による制御下で実施される。先ず、カセットＣが、複数枚の基板Ｗを収容した状態で、搬入出部２に搬入され、載置板２２に載置される。
　次に、第１搬送装置２４が、カセットＣ内の基板Ｗを取り出し（ステップＳ１０１）、第１トランジション装置２６に搬送する。次いで、第２搬送装置３２が、第１トランジション装置２６から基板Ｗを受け取り、第２トランジション装置３３に搬送する。その後、搬送部５２が、第２トランジション装置３３から基板Ｗを受け取り、ロット形成部５１に搬送する。
　次に、ロット形成部５１が、複数枚の基板ＷをＸ軸方向に所望のピッチで並べて配列し、ロットＬを形成する（ステップＳ１０２）。１つのロットＬは、例えばＮ（Ｎは２以上の自然数）個のカセットＣに収容された基板Ｗで構成される。
　次に、第３搬送装置６２が、ロット形成部５１からロットＬを受け取り、基板保持部６４に渡す。その途中で、第３搬送装置６２は、鉛直軸周りに回転し、複数枚の基板Ｗの配列方向をＸ軸方向からＹ軸方向に変更する。
　次に、駆動装置６５が、基板保持部６４を降下させ、基板保持部６４に保持されているロットＬを処理槽６３に貯留されているオゾン水に浸漬させ、複数枚の基板Ｗを一括でバッチ処理する（ステップＳ１０３）。複数枚の基板Ｗは、オゾン水に浸漬された後、リンス液に浸漬される。リンス液は、例えばＤＩＷ（脱イオン水）である。その後、駆動装置６５が、基板保持部６４を上昇させ、基板保持部６４に保持されているロットＬを処理槽６３に貯留されているリンス液から引き上げる。
　なお、リンス液を溜める処理槽６３と、オゾン水を溜める処理槽６３とは、別々に設けられてもよい。この場合、駆動装置６５は、２つの処理槽６３の間で複数枚の基板Ｗを搬送すべく、基板保持部６４を鉛直方向に昇降させるだけではなく水平方向（例えばＸ軸方向）にも移動させてもよい。但し、処理槽６３ごとに、基板保持部６４と駆動装置６５とが設けられてもよく、この場合、駆動装置６５は基板保持部６４を水平方向に移動させなくてもよい。
　次に、搬送部５２が、基板保持部６４から基板Ｗを受け取り、バッチ処理部６から枚葉処理部３に基板Ｗを濡れたまま搬送する（ステップＳ１０４）。このとき、搬送部５２は、基板Ｗを１枚ずつ搬送するが、複数枚ずつ搬送してもよい。基板Ｗは、第２トランジション装置３３を経由せずに液処理装置３４に搬送されてもよいし、第２トランジション装置３３を経由して液処理装置３４に搬送されてもよい。後者の場合、第２搬送装置３２が第２トランジション装置３３から液処理装置３４に基板Ｗを搬送してもよい。
　次に、液処理装置３４が、基板Ｗを薬液で１枚ずつ枚葉処理する（ステップＳ１０５）。薬液としては、特に限定されないが、例えばＳＣ１などのアルカリ溶液が用いられる。液処理装置３４は、例えば、基板Ｗを回転しながら基板Ｗに対して薬液を供給する。薬液は、基板Ｗの汚れを含んだ状態で、遠心力によって基板Ｗから振り切られる。
　液処理装置３４は、例えば、基板Ｗに対して、薬液と、リンス液と、乾燥液と、をこの順番で供給する。乾燥液としては、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などの有機溶剤が用いられる。液処理装置３４は、基板Ｗを回転させることで、基板Ｗに付着する乾燥液を振り切り、基板Ｗを乾燥する。
　なお、枚葉処理部３は超臨界乾燥装置を有してもよく、その場合、基板Ｗは乾燥液が液盛りされた状態で、超臨界乾燥装置に搬送される。超臨界乾燥装置は、超臨界流体を用いて、基板Ｗを乾燥する。
　次に、第２搬送装置３２が、液処理装置３４から基板Ｗを受け取り、第１トランジション装置２６に搬送する。次に、第１搬送装置２４が、第１トランジション装置２６から基板Ｗを受け取り、カセットＣ内に収納する（ステップＳ１０５）。カセットＣは、複数枚の基板Ｗを収容した状態で、搬入出部２から搬出される。
　上記の通り、基板処理システム１は、バッチ処理部６において処理槽６３に貯留されているオゾン水に複数枚の基板Ｗを一括で浸漬し、バッチ処理部６から枚葉処理部３に基板Ｗを濡れたまま搬送し、枚葉処理部３において基板Ｗを１枚ずつ薬液で処理する。複数枚の基板Ｗをオゾン水に一括で浸漬することで、スループットを向上できる。その後、バッチ処理部６から枚葉処理部３に基板Ｗを濡れたまま搬送することで、汚れが基板Ｗに強固に付着するのを抑制できる。更にその後、枚葉処理部３において基板Ｗを１枚ずつ薬液で処理することで、オゾン水でバッチ処理された基板Ｗの清浄度を向上できる。
　次に、図３を参照して、処理槽６３にオゾン水を供給する供給部７０の一例について説明する。供給部７０は、循環路７１と、オゾンガス供給部７２と、を備える。循環路７１は、オゾン水を循環させる。循環路７１の容量は、１回のバッチ処理で使用されるオゾン水の量よりも大きい。オゾンガス供給部７２は、循環路７１にオゾンガスを供給する。オゾンガスが水に溶解し、オゾン水が生成される。水は、ＤＩＷなどであり、液源７３から循環路７１に供給される。オゾン水が循環路７１を循環する過程で、オゾンガスがオゾン水に溶解し、オゾン水のオゾン濃度が徐々に高くなる。
　なお、液源７３は、水の代わりに、酸性水溶液を、循環路７１に供給してもよい。酸性水溶液は、有機酸、又は無機酸を含む。有機酸としては、例えばクエン酸、酢酸、又は炭酸などが用いられる。無機酸としては、塩酸、又は硝酸などが用いられる。酸性水溶液は、レジスト残渣に含まれる金属イオンを除去するのに有効である。
　供給部７０は、加圧装置７４と、圧力計７５と、圧力制御バルブ７６と、を備える。加圧装置７４は、例えばポンプであり、循環路７１でオゾン水を加圧することで、オゾンガスの水に溶解する限界量（溶解度）を高める。圧力計７５は、オゾン水の圧力を計測する。圧力計７５の計測値が設定値になるように、圧力制御バルブ７６がオゾン水の圧力を制御する。
　供給部７０は、冷却装置７７を備える。冷却装置７７は、循環路７１でオゾン水を冷却することで、オゾンガスの溶解度を高める。冷却装置７７は、例えばペルチェ素子を含む。循環路７１には不図示の温度計が設けられてもよく、温度計の温度が設定温度になるように、冷却装置７７がオゾンガスを冷却する。
　供給部７０は、炭酸ガス供給部７８を備える。炭酸ガス供給部７８は、循環路７１に炭酸ガス（ＣＯ２ガス）を供給する。炭酸ガスがオゾン水に溶解することで、オゾン水のｐＨ値が低下し、オゾンガスの溶解度が高くなる。炭酸ガスの代わりに、有機酸、又は無機酸が供給されてもよい。
　供給部７０は、フィルター７９と、流量計８０と、オゾン濃度計８１とを備える。フィルター７９は、循環路７１で、オゾン水に含まれるパーティクルを捕集する。流量計８０は、循環路７１を流れるオゾン水の流量を計測する。オゾン濃度計８１は、循環路７１を流れるオゾン水のオゾン濃度を計測する。
　供給部７０は、分岐路８２と、方向切替バルブ８３と、を備える。分岐路８２は、循環路７１から分岐し、循環路７１を流れるオゾン水を処理槽６３に供給する。方向切替バルブ８３は、オゾン水が流れる方向を、オゾン水を循環路７１で循環させる方向と、オゾン水を処理槽６３に供給する方向とに切り替える。
　処理槽６３は、例えば、内槽６３ａと、外槽６３ｂと、を備える。内槽６３ａは、オゾン水を溜める。複数枚の基板Ｗは、内槽６３ａに貯留されているオゾン水に浸漬される。外槽６３ｂは、内槽６３ａからオーバーフローしたオゾン水を回収する。処理槽６３には、排出部８５が接続されている。
　排出部８５は、使用済みのオゾン水を排出する。排出部８５は、排出路８６と、排液処理部８７と、を備える。排出路８６は、処理槽６３に接続される。排液処理部８７は、オゾンを酸素に分解するオゾンフィルターを含む。オゾンフィルターは、触媒、又は活性炭を有する。排液処理部８７は、レジスト残渣を捕集するメッシュフィルターを含む。
　撮像装置８８は、処理槽６３（例えば内槽６３ａ）に貯留されているオゾン水を撮像する。オゾン水のオゾン濃度が高くなるほど、オゾン水の青色が濃くなる。撮像装置８８により撮像した画像を処理し、オゾン水の色情報を取得すれば、オゾン水のオゾン濃度を検知できる。
　基板Ｗがオゾン水に浸漬される場所は、循環路７１ではなく、処理槽６３である。処理槽６３は、循環路７１に比べて、オゾン水の圧力が低く、オゾンガスの溶解度が低いので、オゾン水のオゾン濃度が低い可能性がある。オゾン濃度計８１ではなく、撮像装置８８を用いれば、基板Ｗがオゾン水に浸漬される場所で、オゾン水のオゾン濃度を検知できる。
　撮像装置８８は、濡れないように、例えば処理槽６３の上方に設置され、オゾン水の液面を撮像する。
　次に、図４を参照して、処理槽６３にオゾン水を供給する供給部７０の別の一例について説明する。以下、主に図３と図４の相違点について説明する。図３に示す循環路７１は無端のリング状に閉じているのに対し、図４に示す循環路７１は開いている。処理槽６３は内槽６３ａと外槽６３ｂとを有し、循環路７１は図４に示すように外槽６３ｂと内槽６３ａとを接続する。循環路７１の一端は外槽６３ｂに接続され、循環路７１の他端は内槽６３ａに接続される。循環路７１は、外槽６３ｂから取り出したオゾン水を内槽６３ａに戻す。液源７３は、図３に示すように循環路７１に接続される代わりに、図４に示すように内槽６３ａと外槽６３ｂの少なくとも１つに接続されてもよい。
　次に、図５～図７を参照して、バッチ式の液処理装置の一例について説明する。バッチ式の液処理装置は、処理槽６３と、基板保持部６４と、駆動装置６５と、液吐出ノズル６６と、ガス吐出ノズル６７と、を備える。
　処理槽６３は、複数枚の基板Ｗが一括で浸漬されるオゾン水を貯留する。処理槽６３は、リンス液を貯留してもよい。処理槽６３には、不図示の超音波発生器が設けられていてもよい。超音波発生器は、オゾン水に超音波振動を与え、オゾン水による基板Ｗの洗浄効率を向上する。
　基板保持部６４は、複数枚の基板ＷをＹ軸方向に並べて配列すると共に各基板Ｗを垂直に立てて保持する。基板保持部６４は、複数本（例えば４本）の保持アーム６４ａを有する。各保持アーム６４ａは、Ｙ軸方向に沿って設けられ、Ｙ軸方向に間隔をおいて複数の溝を有する。各基板Ｗは、保持アーム６４ａの溝で保持される。
　駆動装置６５は、基板保持部６４を昇降させる。基板保持部６４は、処理槽６３の内部の位置と、処理槽６３よりも上方の位置との間で昇降させられる。駆動装置６５は、上記の通り、基板保持部６４を水平方向に移動させてもよい。
　液吐出ノズル６６は、処理槽６３の内部に水平に設けられ、処理槽６３の内部に処理液を吐出する。吐出する処理液は、供給部７０から供給されるオゾン水、又はリンス液である。液吐出ノズル６６は、例えばＹ軸方向に沿って設けられ、Ｘ軸方向に間隔をおいて複数本設けられる。各液吐出ノズル６６は、Ｙ軸方向に間隔をおいて複数の吐出口６６ａを有する。各吐出口６６ａは、処理液に浸漬されている基板Ｗよりも下方に設けられる。各吐出口６６ａは、図５及び図６では真上に向けて処理液を吐出するが、斜め上に向けて処理液を吐出してもよい。
　ガス吐出ノズル６７は、処理槽６３の内部に水平に設けられ、処理槽６３の内部にガスを吐出する。ガス吐出ノズル６７は、例えばＹ軸方向に沿って設けられ、Ｘ軸方向に間隔をおいて複数本設けられる。各ガス吐出ノズル６７は、Ｙ軸方向に間隔をおいて複数の吐出口６７ａを有する。各吐出口６７ａは、処理液に浸漬されている基板Ｗよりも下方に設けられる。各吐出口６７ａは、図５及び図６では真上に向けて処理液を吐出するが、斜め上に向けて処理液を吐出してもよい。ガス吐出ノズル６７の吐出口６７ａは、液吐出ノズル６６の吐出口６６ａよりも下方に設けられる。
　処理槽６３がオゾン水を貯留しており、基板Ｗがオゾン水に浸漬されている状態で、ガス吐出ノズル６７がガスを吐出する。ガスは、オゾン水の流速を上げ、オゾン水が失活する前にオゾン水をレジスト残渣に到達させる。これにより、レジスト残渣の除去効率を向上できる。
　処理槽６３の内部にオゾン水が貯留されている場合、ガス吐出ノズル６７は例えば酸素ガス又は希ガスを吐出する。酸素ガス又は希ガスは、窒素ガスとは異なりオゾンと反応しないので、オゾン水の失活を抑制できる。
　図７に示すように、上方から見たときに、各ガス吐出ノズル６７－１、６７－２は、Ｙ軸方向に隣り合う２枚の基板Ｗの第１隙間Ｇ１又は第２隙間Ｇ２に、吐出口６７ａを有する。吐出口６７ａは、真上にガスを吐出する。吐出したガスの上昇を基板Ｗが妨げないので、オゾン水の流速が上がりやすく、レジスト残渣が除去されやすい。
　上方から見たときに、第１隙間Ｇ１と第２隙間Ｇ２はＹ軸方向に交互に並んでおり、第１隙間Ｇ１のみに吐出口６７ａを有するガス吐出ノズル６７－１と、第２隙間Ｇ２のみに吐出口６７ａを有するガス吐出ノズル６７－２とがＸ軸方向に交互に設けられている。第１隙間Ｇ１と第２隙間Ｇ２の両方に、幅広く且つ均一にガスを吐出できる。
　図８に示すように、制御部９は、例えば、画像処理部１０１と、濃度算出部１０２と、第１撮像制御部１０３と、第１判断部１０４と、第２撮像制御部１０５と、第２判断部１０６と、を有する。
　画像処理部１０１は、撮像装置８８により撮像した画像を処理し、オゾン水の色情報を取得する。撮像装置８８を用いれば、基板Ｗに実際に接するオゾン水のオゾン濃度を検知することが可能である。濃度算出部１０２は、画像処理部１０１で取得したオゾン水の色情報に基づいてオゾン水のオゾン濃度を算出する。なお、オゾン濃度を算出することなく、色情報そのものを、オゾン濃度を表す指標として用いることも可能である。
　第１撮像制御部１０３は、処理槽６３にオゾン水を溜めた後、オゾン水に複数枚の基板Ｗを浸漬する前に、撮像装置８８によってオゾン水を撮像する。第１判断部１０４は、画像処理部１０１で取得したオゾン水の色情報に基づいてオゾン水に基板Ｗを浸漬するか否かを判断する。基板Ｗは、色情報、又は色情報から算出されるオゾン濃度が設定範囲内であるオゾン水に浸漬される。色情報又はオゾン濃度が設定範囲外である場合、排出部８５が処理槽６３からオゾン水を排出し、供給部７０が処理槽６３に新しいオゾン水を供給する。オゾン濃度の異常による基板Ｗの品質低下を抑制できる。
　第２撮像制御部１０５は、処理槽６３に貯留されているオゾン水に複数枚の基板Ｗを浸漬している間に、撮像装置８８によってオゾン水を撮像する。第２判断部１０６は、第２撮像制御部１０５による制御下で撮像したオゾン水の色情報に基づいて、複数枚の基板Ｗに対する処理が正常に行われたか否かを判断する。色情報、又は色情報から算出されるオゾン濃度が設定範囲内である場合に処理が正常であると判断され、それ以外の場合に処理が異常であると判断される。基板Ｗの処理品質を簡易的に判断できる。
　なお、図８に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。図８に図示される各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
　次に、図９～図１１を参照して、バッチ処理の一例について説明する。図９～図１１では、１つの処理槽６３にオゾン水とリンス液とを順番に溜める。図９に示す処理は、制御部９による制御下で実施される。先ず、排出部８５が、前回のバッチ処理で使用したリンス液を、処理槽６３から排出する（ステップＳ２０１）。
　次に、供給部７０が、処理槽６３にオゾン水を供給する（ステップＳ２０２）。オゾン水が処理槽６３の内槽６３ａに満たされた後も、内槽６３ａ内のオゾン水が失活しないように、供給部７０が内槽６３ａにオゾン水を供給し続け、供給部７０が内槽６３ａから外槽６３ｂにオゾン水をオーバーフローさせ続ける。
　次に、撮像装置８８が、内槽６３ａに貯留されているオゾン水を撮像する（ステップＳ２０３）。この撮像は、第１撮像制御部１０３による制御下で実施される。撮像装置８８がオゾン水を撮像する際に、ガス吐出ノズル６７はガスをオゾン水に吐出しない。オゾン水のバブリングは、オゾン水の色情報を変化させ得るからである。撮像装置８８は、撮像した画像を制御部９に送信する。
　次に、画像処理部１０１が、撮像装置８８により撮像した画像を処理し、オゾン水の色情報を取得する（ステップＳ２０４）。その後、図示しないが、濃度算出部１０２が、画像処理部１０１で取得したオゾン水の色情報に基づいてオゾン水のオゾン濃度を算出してもよい。
　次に、第１判断部１０４が、画像処理部１０１で取得したオゾン水の色情報に基づいてオゾン水に基板Ｗを浸漬するか否かを判断する（ステップＳ２０５）。色情報、又は色情報から算出されるオゾン濃度が設定範囲内である場合、第１判断部１０４が浸漬可の判断を行う。続いて、駆動装置６５が、基板保持部６４を降下させ、基板保持部６４に保持されている複数枚の基板Ｗを、内槽６３ａに貯留されているオゾン水に浸漬させる（ステップＳ２０６）。
　なお、色情報、又は色情報から算出されるオゾン濃度が設定範囲外である場合、第１判断部１０４が浸漬不可の判断を行う。この場合、排出部８５が内槽６３ａからオゾン水を排出し、供給部７０が内槽６３ａに新しいオゾン水を供給し、再び第１判断部１０４が浸漬の可否を判断する。ここで、再び第１判断部１０４が浸漬不可の判断を行った場合には、基板Ｗの処理が中断され、メンテナンスが行われる。
　次に、ガス吐出ノズル６７が、ガスを吐出開始する（ステップＳ２０７）。吐出したガスは、オゾン水の流速を上げ、オゾン水が失活する前にオゾン水をレジスト残渣に到達させる。これにより、レジスト残渣の除去効率を向上できる。なお、ガスの吐出開始（ステップＳ２０７）は、オゾン水の撮像（ステップＳ２０３）の後であればよい。
　なお、図示しないが、第２撮像制御部１０５が、内槽６３ａに貯留されているオゾン水に複数枚の基板Ｗを浸漬している間に、撮像装置８８によってオゾン水を撮像してもよい。第２判断部１０６は、第２撮像制御部１０５による制御下で撮像したオゾン水の色情報に基づいて、複数枚の基板Ｗに対する処理が正常に行われたか否かを判断する。
　基板Ｗの浸漬（ステップＳ２０６）からの経過時間が設定時間に達すると、供給部７０が内槽６３ａへのオゾン水の供給を停止し、ガス吐出ノズル６７がガスの吐出を停止する（ステップＳ２０８）。
　次に、排出部８５が、内槽６３ａからオゾン水を排出する（ステップＳ２０９）。図１０に示すように、オゾン水の液面が下がる間、基板Ｗが乾燥しないように、ノズル６８が基板Ｗに対して上方からシャワー状又は霧状のリンス液を供給してもよい。この間、基板Ｗは、内槽６３ａの内部に収容される。
　次に、供給部７０が、内槽６３ａにリンス液を供給する（ステップＳ２１０）。図１１に示すように、リンス液の液面が上がる間、基板Ｗが乾燥しないように、ノズル６８が基板Ｗに対して上方からシャワー状又は霧状のリンス液を供給してもよい。この間、基板Ｗは、内槽６３ａの内部に収容される。
　リンス液が内槽６３ａに満たされた後も、供給部７０が内槽６３ａにリンス液を供給し続け、供給部７０が内槽６３ａから外槽６３ｂにリンス液をオーバーフローさせ続ける。リンス液は、基板Ｗに残るオゾン水を除去する。リンス液の供給は、設定時間の間継続される。
　次に、駆動装置６５が、基板保持部６４を上昇させ、基板保持部６４に保持されている複数枚の基板Ｗを、内槽６３ａに貯留されているリンス液から引き上げる。その後、搬送部５２が基板Ｗを搬出する（ステップＳ２１１）。なお、基板Ｗは、リンス液に浸漬された状態で、搬送部５２によって１枚ずつ順番に搬出されてもよい。
　次に、図１２を参照して、バッチ処理の別の一例について説明する。図１２では、２つの処理槽６３が用いられる。一の処理槽６３は、オゾン水を溜める薬液槽である。別の処理槽６３は、リンス液を溜めるリンス槽である。図１２に示す処理は、制御部９による制御下で実施される。
　少なくとも、薬液槽は、図４に示すように、循環路７１が外槽６３ｂから取り出したオゾン水を内槽６３ａに戻すように構成されている。供給部７０がオゾン水の循環を継続している（ステップＳ３０１）。このとき、リンス槽は、内槽６３ａにリンス液を貯留した状態で待機しており、リンス液のオーバーフローを停止している。
　次に、制御部９が、ステップＳ３０２～Ｓ３０７を実施する。ステップＳ３０２～Ｓ３０７は、図９のステップＳ２０３～Ｓ２０８と同様であるので、説明を省略する。但し、ステップＳ３０７では、図９のステップＳ２０８とは異なり、オゾン水の供給を停止することなく、オゾン水の循環を継続する。
　次に、駆動装置６５が、基板保持部６４を上昇させ、基板保持部６４に保持されている複数枚の基板Ｗを、内槽６３ａに貯留されているオゾン水から引き上げる。複数枚の基板Ｗは、例えば第３搬送装置６２によって搬出される（ステップＳ３０８）。その後、第３搬送装置６２は、リンス槽の上方で待機している基板保持部６４に複数枚の基板を渡す。
　なお、本実施形態では、薬液槽用とリンス槽用とで、異なる基板保持部６４が使用されるが、同一の基板保持部６４が使用されてもよい。後者の場合、駆動装置６５は、薬液槽とリンス槽の間で複数枚の基板Ｗを搬送すべく、基板保持部６４を鉛直方向に昇降させるだけではなく水平方向（例えばＸ軸方向）にも移動させてもよい。
　一方、リンス槽では、リンス液のオーバーフローが開始される（ステップＳ４０１）。リンス液のオーバーフロー開始（ステップＳ４０１）は、リンス液に対する基板Ｗの浸漬（ステップＳ４０２）の前に行われればよい。
　次に、駆動装置６５が、基板保持部６４を降下させ、基板保持部６４に保持されている複数枚の基板Ｗを、内槽６３ａに貯留されているリンス液に一括で浸漬させる（ステップＳ４０２）。リンス液は、基板Ｗに残るオゾン水を除去する。リンス液のオーバーフローは、設定時間の間継続される。
　次に、リンス液のオーバーフローが停止される（ステップＳ４０３）。その後、駆動装置６５が、基板保持部６４を上昇させ、基板保持部６４に保持されている複数枚の基板Ｗを、内槽６３ａに貯留されているリンス液から引き上げる。その後、搬送部５２が基板Ｗを搬出する（ステップＳ４０４）。なお、基板Ｗは、リンス液に浸漬された状態で、搬送部５２によって１枚ずつ順番に搬出されてもよい。
　以上、本開示に係る基板処理システム及び基板処理方法の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
　本出願は、２０２１年７月６日に日本国特許庁に出願した特願２０２１－１１１９４３号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０２１－１１１９４３号の全内容を本出願に援用する。
１　　基板処理システム
３　　枚葉処理部
５２　搬送部
６　　バッチ処理部
６３　処理槽
Ｗ　　基板

Claims (11)

  1. 　処理槽に貯留されているオゾン水に複数枚の基板を浸漬することで、複数枚の前記基板を一括で処理するバッチ処理部と、
    　前記基板を１枚ずつ薬液で処理する枚葉処理部と、
    　前記バッチ処理部から前記枚葉処理部に前記基板を濡れたまま搬送する搬送部と、
    　を備える、基板処理システム。
  2. 　前記処理槽に貯留されている前記オゾン水を撮像する撮像装置と、
    　前記撮像装置により撮像した画像を処理し、前記オゾン水の色情報を取得する画像処理部と、
    　前記画像処理部で取得した前記オゾン水の色情報に基づいて前記オゾン水のオゾン濃度を算出する濃度算出部と、
    　を備える、請求項１に記載の基板処理システム。
  3. 　前記処理槽に貯留されている前記オゾン水を撮像する撮像装置と、
    　前記撮像装置により撮像した画像を処理し、前記オゾン水の色情報を取得する画像処理部と、
    　前記画像処理部で取得した前記オゾン水の色情報に基づいて前記オゾン水に前記基板を浸漬するか否かを判断する第１判断部と、
    　を備える、請求項１に記載の基板処理システム。
  4. 　前記処理槽に前記オゾン水を溜めた後、前記オゾン水に複数枚の前記基板を浸漬する前に、前記撮像装置によって前記オゾン水を撮像する第１撮像制御部を備える、請求項２又は３に記載の基板処理システム。
  5. 　前記処理槽に貯留されている前記オゾン水に複数枚の前記基板を浸漬している間に、前記撮像装置によって前記オゾン水を撮像する第２撮像制御部と、
    　前記第２撮像制御部による制御下で撮像した前記オゾン水の色情報に基づいて、複数枚の前記基板に対する処理が正常に行われたか否かを判断する第２判断部と、
    　を備える、請求項２又は３に記載の基板処理システム。
  6. 　各前記基板には、レジスト残渣が付いており、
    　前記オゾン水は、前記レジスト残渣を酸化させ、
    　前記薬液は、前記オゾン水で酸化された前記レジスト残渣を溶解して除去する、請求項１に記載の基板処理システム。
  7. 　前記バッチ処理部は、前記オゾン水を循環させる循環路と、前記循環路にオゾンガスを供給するオゾンガス供給部と、前記循環路で前記オゾン水を加圧する加圧装置と、前記循環路で前記オゾン水を冷却する冷却装置と、を含む、請求項１～３および６のいずれか１項に記載の基板処理システム。
  8. 　バッチ処理部において、処理槽に貯留されているオゾン水に複数枚の基板を浸漬することで、複数枚の前記基板を一括で処理することと、
    　前記バッチ処理部から枚葉処理部に前記基板を濡れたまま搬送することと、
    　前記枚葉処理部において、前記基板を１枚ずつ薬液で処理することと、
    　を有する、基板処理方法。
  9. 　前記処理槽に貯留されている前記オゾン水に複数枚の前記基板を浸漬する前に、前記処理槽に貯留されている前記オゾン水を撮像装置で撮像することと、
    　前記撮像装置により撮像した画像を画像処理部によって処理し、前記オゾン水の色情報を取得することと、
    　前記画像処理部で取得した前記オゾン水の色情報が予め設定された条件を満たす場合に、前記処理槽に貯留されている前記オゾン水に複数枚の前記基板を浸漬することと、
    　を有する、請求項８に記載の基板処理方法。
  10. 　前記処理槽に貯留されている前記オゾン水に複数枚の前記基板を浸漬している間に、前記処理槽に貯留されている前記オゾン水を撮像装置で撮像することと、
    　前記撮像装置により撮像した画像を画像処理部によって処理し、前記オゾン水の色情報を取得することと、
    　前記画像処理部で取得した前記オゾン水の色情報が予め設定された条件を満たすか否かで、複数枚の前記基板に対する処理が正常に行われたか否かを判断することと、
    　を有する、請求項８に記載の基板処理方法。
  11. 　各前記基板には、レジスト残渣が付いており、
    　前記オゾン水は、前記レジスト残渣を酸化させ、
    　前記薬液は、前記オゾン水で酸化された前記レジスト残渣を溶解して除去する、請求項８に記載の基板処理方法。
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