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JP2024079047A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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辰也 永松
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恵二 隠塚
Keiji Onzuka
幸良 齊藤
Yukiyoshi Saito
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Abstract

【課題】基板へのパーティクルの付着を抑制する。【解決手段】基板処理装置は、キャリア載置台と、基板載置台と、枚葉処理部と、第１搬送部と、ロット載置台と、第２搬送部と、バッチ処理部と、制御部とを有する。キャリア載置台は、複数の基板を収容したキャリアを載置する。基板載置台は、複数の基板を載置可能である。枚葉処理部は、基板を一枚ずつ洗浄する。第１搬送部は、基板載置台と枚葉処理部との間で基板を一枚ずつ搬送する。ロット載置台は、複数の基板を含むロットを載置可能である。第２搬送部は、キャリアと基板載置台とロット載置台との間で複数の基板を搬送する。バッチ処理部は、ロットを一括で処理する。制御部は、バッチ処理部でロットを処理する前に、枚葉処理部で基板を洗浄し、枚葉処理部から基板載置台を介したロット載置台への基板の搬送を第１搬送部および第２搬送部に実行させる。【選択図】図１

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、半導体ウエハなどの基板を一枚ずつ処理する枚葉式の処理部（枚葉処理部）と、複数の基板を一括して処理するバッチ式の処理部（バッチ処理部）との両方を備えた基板処理装置が知られている。
特許第４５２２２９５号公報
本開示は、基板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。
本開示の一態様による基板処理装置は、キャリア載置台と、基板載置台と、枚葉処理部と、第１搬送部と、ロット載置台と、第２搬送部と、バッチ処理部と、制御部とを有する。キャリア載置台は、複数の基板を収容したキャリアを載置する。基板載置台は、複数の基板を載置可能である。枚葉処理部は、基板を一枚ずつ洗浄する。第１搬送部は、基板載置台と枚葉処理部との間で基板を一枚ずつ搬送する。ロット載置台は、複数の基板を含むロットを載置可能である。第２搬送部は、キャリアと基板載置台とロット載置台との間で複数の基板を搬送する。バッチ処理部は、ロットを一括で処理する。制御部は、バッチ処理部でロットを処理する前に、枚葉処理部で基板を洗浄し、枚葉処理部から基板載置台を介したロット載置台への基板の搬送を第１搬送部および第２搬送部に実行させる。
本開示によれば、基板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装置の概略構成を示す図である。 図２は、実施形態に係る基板載置台の構成を示す模式図である。 図３は、実施形態に係る周縁洗浄処理部の構成を示す模式図である。 図４は、実施形態に係るエッチング用の処理槽の構成を示すブロック図である。 図５は、実施形態に係る基板処理装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。 図６は、比較例と実施例におけるパーティクル数の比較の一例を示す図である。
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、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
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。
従来、半導体ウエハなどの基板を一枚ずつ処理する枚葉式の処理部（枚葉処理部）と、複数の基板を一括して処理するバッチ式の処理部（バッチ処理部）との両方を備えた基板処理装置がある。
また、この基板処理装置では、枚葉処理部で処理された後の複数の基板を容器に収容し、枚葉処理部に隣接するステージからバッチ処理部に隣接するステージに容器を搬送し、容器から複数の基板を取り出してバッチ処理部に搬送する。
しかしながら、上述した従来技術では、バッチ処理部で処理される前の基板が容器に収容される場合、容器内に設けられた保持具と基板との接触に伴うパーティクルが基板へ付着してしまう恐れがある。そして、基板へ付着したパーティクルは、バッチ処理部で処理された後の基板に異物として残り、基板の不具合の要因となる。
そこで、基板へのパーティクルの付着を抑制することができる技術が期待されている。
＜基板処理システムの概要＞
最初に、図１を参照しながら、実施形態に係る基板処理装置１の概略構成について説明する。図１は、実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す図である。
図１に示すように、実施形態に係る基板処理装置１は、キャリア搬入出部２と、ロット形成部３と、枚葉処理部４と、ロット搬送部５と、バッチ処理部６と、制御部７とを備える。
キャリア搬入出部２は、キャリアステージ２０と、キャリア搬送機構２１と、キャリアストック２２、２３と、キャリア載置台２４とを備える。
キャリアステージ２０は、外部から搬送された複数のキャリアＣを載置する。キャリアＣは、複数（たとえば、２５枚）のウエハＷを水平姿勢で上下に並べて収容する容器である。キャリアＣは、内部に保持具を有し、かかる保持具によって各ウエハＷの周縁部を保持することにより、複数のウエハＷを水平姿勢で支持する。キャリア搬送機構２１は、キャリアステージ２０、キャリアストック２２、２３およびキャリア載置台２４間でキャリアＣの搬送を行う。
キャリア載置台２４に載置されたキャリアＣからは、処理される前の複数のウエハＷが後述する基板搬送機構３０によりバッチ処理部６側に搬出される。また、キャリア載置台２４に載置されたキャリアＣには、処理された複数のウエハＷが基板搬送機構３０によりバッチ処理部６側から搬入される。
ロット形成部３は、基板搬送機構３０（第２搬送部の一例）と、基板載置台３１と、ロット載置台３２、３３とを有し、ロットを形成する。ロットは、１または複数のキャリアＣに収容されたウエハＷを組合せて同時に処理される複数（たとえば、５０枚）のウエハＷで構成される。１つのロットを形成する複数のウエハＷは、互いの板面を対向させた状態で一定の間隔をあけて配列される。
基板搬送機構３０は、キャリア載置台２４に載置されたキャリアＣと基板載置台３１とロット載置台３２、３３との間で複数のウエハＷを搬送する。基板搬送機構３０は、たとえば、多関節ロボットで構成され、複数（たとえば、２５枚）のウエハＷを一括で搬送する。また、基板搬送機構３０は、搬送途中で複数のウエハＷの姿勢を水平姿勢から垂直姿勢に変更させることができる。
また、基板搬送機構３０は、ウエハＷを保持する保持体を有し、保持体の第１面を用いて、キャリアＣから枚葉処理部４で洗浄される前の複数のウエハＷを取り出して基板載置台３１に水平姿勢で載置する。そして、基板搬送機構３０は、保持体の第１面とは異なる第２面を用いて、基板載置台３１から枚葉処理部４で洗浄された後の複数のウエハＷを取り出してロット載置台３２に垂直姿勢で載置する。
基板載置台３１は、枚葉処理部４で洗浄される前の複数のウエハＷおよび枚葉処理部４で洗浄された後の複数のウエハＷを一時的に載置可能である。基板載置台３１は、２５枚以上１５０枚以下のウエハＷを載置可能である。基板載置台３１には、基板搬送機構３０および後述する基板搬送機構４２の両方がアクセス可能である。基板載置台３１の詳細については、後述する。
ロット載置台３２、３３は、ロット搬送部５によってロット形成部３とバッチ処理部６との間で搬送されるロットを一時的に載置（待機）可能である。ロット載置台３２は、ロット形成部３で形成された処理される前のロットを載置し、ロット載置台３３は、バッチ処理部６で処理されたロットを載置する。ロット載置台３２及びロット載置台３３には、１ロット分の複数のウエハＷが垂直姿勢で載置される。
ここで、基板載置台３１について図２を参照して説明する。図２は、実施形態に係る基板載置台３１の構成を示す模式図である。図２に示すように、基板載置台３１は、互いに間隔を空けて多段に配置された複数の棚体３１１と、複数の棚体３１１の各々に設けられ、複数のウエハＷの各々を下方から支持する支持体３１２とを有する。
このように、支持体３１２がウエハＷを下方から支持することにより、基板載置台３１とウエハＷの周縁部との接触が回避され、基板載置台３１とウエハＷの周縁部との接触に伴うパーティクルの発生が抑制される。
図１の説明に戻る。枚葉処理部４は、ウエハＷを一枚ずつ洗浄する。枚葉処理部４には、複数（ここでは、２つ）の周縁洗浄処理部４１と、基板搬送機構４２（第１搬送部）とが配置される。複数の周縁洗浄処理部４１および基板搬送機構４２は、Ｙ軸方向に沿って並べられる。一例として、ロット形成部３のＹ軸方向における一方側（ここでは、Ｙ軸正方向側）に基板搬送機構４２が配置される。また、基板搬送機構４２を挟んでロット形成部３と反対側に、複数の周縁洗浄処理部４１がＸ軸方向に沿って並んで配置される。
周縁洗浄処理部４１は、ウエハＷの周縁部に対して周縁洗浄処理を行う。実施形態において、周縁洗浄処理部４１は、ウエハＷのベベル部を洗浄するベベル洗浄処理を行う。ベベル部とは、ウエハＷの端面およびその周辺に形成された傾斜部のことをいう。上記傾斜部は、ウエハＷの上面周縁部および下面周縁部にそれぞれ形成される。周縁洗浄処理部４１は、例えば薬液を用いてウエハＷの周縁部を洗浄する。周縁洗浄処理部４１の詳細については、後述する。
基板搬送機構４２は、基板載置台３１と周縁洗浄処理部４１との間でウエハＷを一枚ずつ搬送する。
基板搬送機構４２は、ウエハＷの下面を保持する保持体を有する。保持体は、ウエハＷの下面を真空吸着により保持する。基板搬送機構４２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、保持体を用いてウエハＷの搬送を行う。
ここで、周縁洗浄処理部４１について図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る周縁洗浄処理部４１の構成を示す模式図である。
図３に示すように、周縁洗浄処理部４１は、薬液を用いてウエハＷの周縁部を洗浄する洗浄処理部であり、チャンバ４１０と、基板保持機構４２０と、供給部４３０と、回収カップ４４０とを備える。
チャンバ４１０は、基板保持機構４２０、供給部４３０および回収カップ４４０を収容する。チャンバ４１０の天井部には、チャンバ４１０内にダウンフローを形成するＦＦＵ（Fun Filter Unit）４１１が設けられる。
基板保持機構４２０は、ウエハＷを水平に保持する保持部４２１と、鉛直方向に延在して保持部４２１を支持する支柱部材４２２と、支柱部材４２２を鉛直軸周りに回転させる駆動部４２３とを備える。
保持部４２１は、真空ポンプなどの吸気装置（図示せず）に接続され、かかる吸気装置の吸気によって発生する負圧を利用してウエハＷの下面を吸着することによってウエハＷを水平に保持する。保持部４２１としては、たとえばポーラスチャックや静電チャック等を用いることができる。
保持部４２１は、ウエハＷよりも小径の吸着領域を有する。これにより、後述する供給部４３０の下側ノズル４３２から吐出される薬液をウエハＷの下面周縁部に供給することができる。
供給部４３０は、上側ノズル４３１と下側ノズル４３２とを備える。上側ノズル４３１は、基板保持機構４２０に保持されたウエハＷの上方に配置され、下側ノズル４３２は、同ウエハＷの下方に配置される。
上側ノズル４３１および下側ノズル４３２には、バルブ４５１および流量調整器４５２を介して薬液供給源４５３が接続される。上側ノズル４３１は、薬液供給源４５３から供給される薬液を基板保持機構４２０に保持されたウエハＷの上面周縁部に吐出する。また、下側ノズル４３２は、薬液供給源４５３から供給される薬液を基板保持機構４２０に保持されたウエハＷの下面周縁部に吐出する。薬液としては、脱イオン水、ＳＣ１（アンモニアと過酸化水素と水との混合液）、過酸化水素水、オゾン水、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ硝酸およびＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水との混合液）から選択される少なくとも一つの薬液を用いることができる。フッ硝酸とは、フッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ３）との混合液である。
また、供給部４３０は、上側ノズル４３１を移動させる第１移動機構４３３と、下側ノズル４３２を移動させる第２移動機構４３４とを備える。これら第１移動機構４３３および第２移動機構４３４を用いて上側ノズル４３１および下側ノズル４３２を移動させることにより、ウエハＷに対する薬液の供給位置を変更することができる。
回収カップ４４０は、基板保持機構４２０を取り囲むように配置される。回収カップ４４０の底部には、供給部４３０から供給される薬液をチャンバ４１０の外部へ排出するための排液口４４１と、チャンバ４１０内の雰囲気を排気するための排気口４４２とが形成される。
周縁洗浄処理部４１は、上記のように構成されており、ウエハＷの下面を保持部４２１で吸着保持した後、駆動部４２３を用いて保持部４２１を回転させることにより、ウエハＷを回転させる。そして、周縁洗浄処理部４１は、上側ノズル４３１から回転するウエハＷの上面周縁部へ向けて薬液を吐出するとともに、下側ノズル４３２から回転するウエハＷの下面周縁部へ向けて薬液を吐出する。これにより、ウエハＷのベベル部に付着したパーティクル等の汚れが除去される。
なお、周縁洗浄処理部４１は、上記の周縁洗浄処理を行った後、上側ノズル４３１および下側ノズル４３２から脱イオン水等のリンス液を吐出することによって、ウエハＷのベベル部に残存する薬液を洗い流すリンス処理を行ってもよい。また、周縁洗浄処理部４１は、リンス処理後、ウエハＷを回転させることによってウエハＷを乾燥させる乾燥処理を行ってもよい。
また、ここでは、周縁洗浄処理部４１が、薬液を用いてウエハＷの周縁部を洗浄する周縁洗浄処理を行う場合を例に示したが、周縁洗浄処理は、必ずしも薬液を用いることを要しない。例えば、周縁洗浄処理部４１は、薬液に代えて、混合流体やブラシを用いてウエハＷの周縁部を洗浄してもよい。また、例えば、周縁洗浄処理部４１は、薬液、混合流体およびブラシの少なくとも一つを用いてウエハＷの周縁部を洗浄してもよい。混合流体としては、たとえば、不活性ガスと脱イオン水またはアルカリ性水溶液との混合流体を用いることができる。アルカリ性水溶液は、たとえば、ＴＭＡＨ（TetraMethylAmmonium Hydroxide：水酸化テトラメチルアンモニウム）、コリン水溶液、ＳＣ１（アンモニアと過酸化水素と水との混合液）および機能水のうち少なくとも一つを含むものであればよい。ブラシとしては、たとえば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなるスポンジ状の洗浄部材を有するブラシを用いることができる。
図１の説明に戻る。ロット搬送部５は、ロット搬送機構５０を有し、ロット形成部３のロット載置台３２、３３とバッチ処理部６との間やバッチ処理部６の内部でロットの搬送を行う。ロット搬送機構５０は、レール５１と、移動体５２と、基板保持体５３とを有する。
レール５１は、ロット形成部３のロット載置台３２、３３およびバッチ処理部６に渡って、Ｘ軸方向に沿って配置される。移動体５２は、複数のウエハＷを保持しながらレール５１に沿って移動可能に構成される。基板保持体５３は、移動体５２に設けられ、垂直姿勢で前後に並んだ複数のウエハＷを保持する。
バッチ処理部６は、垂直姿勢で前後に並んだ複数のウエハＷで形成されたロットに、エッチング処理、洗浄処理および乾燥処理などを行う。バッチ処理部６には、複数（ここでは、２つ）のエッチング処理部６０と、洗浄処理部７０と、基板保持体洗浄処理部８０と、乾燥処理部９０とがレール５１に沿って並んで配置される。
エッチング処理部６０は、ロットのエッチング処理を行う。洗浄処理部７０は、ロットの洗浄処理を行う。基板保持体洗浄処理部８０は、基板保持体５３の洗浄処理を行う。乾燥処理部９０は、ロットの乾燥処理を行う。なお、エッチング処理部６０、洗浄処理部７０、基板保持体洗浄処理部８０および乾燥処理部９０の数は、図１の例に限られない。
エッチング処理部６０は、エッチング用の処理槽６１と、リンス用の処理槽６２と、ロット昇降機構６３、６４とを備える。
処理槽６１は、垂直姿勢で配列された１ロット分のウエハＷを収容可能であり、エッチング用の処理液（以下、「エッチング液」とも呼称する。）が貯留される。処理槽６１の詳細については後述する。
処理槽６２には、リンス用の処理液（たとえば脱イオン水）が貯留される。ロット昇降機構６３、６４には、ロットを形成する複数のウエハＷが垂直姿勢で前後に並んで保持される。
エッチング処理部６０は、ロット搬送部５で搬送されたロットをロット昇降機構６３で保持し、処理槽６１のエッチング液に浸漬させてエッチング処理を行う。
処理槽６１においてエッチング処理されたロットは、ロット搬送部５によって処理槽６２に搬送される。そして、エッチング処理部６０は、搬送されたロットをロット昇降機構６４にて保持し、処理槽６２のリンス液に浸漬させることによってリンス処理を行う。処理槽６２においてリンス処理されたロットは、ロット搬送部５で洗浄処理部７０の処理槽７１に搬送される。
洗浄処理部７０は、洗浄用の処理槽７１と、リンス用の処理槽７２と、ロット昇降機構７３、７４とを備える。洗浄用の処理槽７１には、洗浄用の処理液として、たとえばＳＣ１（アンモニア、過酸化水素および水の混合液）などが貯留される。
リンス用の処理槽７２には、リンス用の処理液（たとえば脱イオン水）が貯留される。ロット昇降機構７３、７４には、１ロット分の複数のウエハＷが垂直姿勢で前後に並んで保持される。
洗浄処理部７０は、ロット搬送部５で搬送されたロットをロット昇降機構７３にて保持し、処理槽７１の洗浄液に浸漬させることによって洗浄処理を行う。
処理槽７１において洗浄処理されたロットは、ロット搬送部５によって処理槽７２に搬送される。そして、洗浄処理部７０は、搬送されたロットをロット昇降機構７４にて保持し、処理槽７２のリンス液に浸漬させることによってリンス処理を行う。処理槽７２においてリンス処理されたロットは、ロット搬送部５で乾燥処理部９０の処理槽９１に搬送される。
乾燥処理部９０は、処理槽９１と、ロット昇降機構９２とを有する。処理槽９１には、乾燥用の処理ガス（たとえば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）など）が供給される。ロット昇降機構９２には、１ロット分の複数のウエハＷが垂直姿勢で前後に並んで保持される。
乾燥処理部９０は、ロット搬送部５で搬送されたロットをロット昇降機構９２で保持し、処理槽９１内に供給される乾燥用の処理ガスを用いて乾燥処理を行う。処理槽９１で乾燥処理されたロットは、ロット搬送部５でロット形成部３のロット載置台３３に搬送される。
基板保持体洗浄処理部８０は、ロット搬送機構５０の基板保持体５３に洗浄用の処理液を供給し、さらに乾燥ガスを供給することで、基板保持体５３の洗浄処理を行う。
ここで、エッチング用の処理槽６１について図４を参照して説明する。図４は、実施形態に係るエッチング用の処理槽６１の構成を示すブロック図である。
処理槽６１では、所定のエッチング液を用いて、ウエハＷ上に形成されたシリコン窒化膜（ＳｉＮ）およびシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）のうちシリコン窒化膜を選択的に除去するエッチング処理が行われる。かかるエッチング処理では、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）水溶液にシリコン（Ｓｉ）含有化合物を添加してシリコン濃度を調整した溶液が、エッチング液として用いられる。
エッチング液中のシリコン濃度を調整する手法としては、リン酸水溶液にダミー基板を浸漬させてシリコンを溶解させる方法（シーズニング）や、コロイダルシリカなどのシリコン含有化合物をリン酸水溶液に溶解させる方法を用いることができる。また、リン酸水溶液にシリコン含有化合物水溶液を添加してシリコン濃度を調整してもよい。
図４に示すように、エッチング用の処理槽６１は、内槽１０１と、外槽１０２とを備える。内槽１０１は、上方が開放された箱形の槽であり、内部にエッチング液を貯留する。複数のウエハＷにより形成されるロットは、内槽１０１に浸漬される。外槽１０２は、上方が開放され、内槽１０１の上部周囲に配置される。外槽１０２には、内槽１０１からオーバーフローしたエッチング液が流入する。
また、処理槽６１は、リン酸水溶液供給部１０３と、シリコン供給部１０４と、ＤＩＷ供給部１０５とを備える。
リン酸水溶液供給部１０３は、リン酸水溶液供給源１３１と、リン酸水溶液供給ライン１３２と、流量調整器１３３とを有する。
リン酸水溶液供給源１３１は、リン酸濃度が所望の濃度に濃縮されたリン酸水溶液を供給する。リン酸水溶液供給ライン１３２は、リン酸水溶液供給源１３１と外槽１０２とを接続し、リン酸水溶液供給源１３１から外槽１０２にリン酸水溶液を供給する。
流量調整器１３３は、リン酸水溶液供給ライン１３２に設けられ、外槽１０２へ供給されるリン酸水溶液の供給量を調整する。流量調整器１３３は、開閉弁や流量制御弁、流量計などで構成される。
シリコン供給部１０４は、シリコン供給源１４１と、シリコン供給ライン１４２と、流量調整器１４３とを有する。
シリコン供給源１４１は、シリコン含有化合物水溶液を貯留するタンクである。シリコン供給ライン１４２は、シリコン供給源１４１と外槽１０２とを接続し、シリコン供給源１４１から外槽１０２にシリコン含有化合物水溶液を供給する。
流量調整器１４３は、シリコン供給ライン１４２に設けられ、外槽１０２へ供給されるシリコン含有化合物水溶液の供給量を調整する。流量調整器１４３は、開閉弁や流量制御弁、流量計などで構成される。流量調整器１４３によってシリコン含有化合物水溶液の供給量が調整されることで、エッチング液のシリコン濃度が調整される。
ＤＩＷ供給部１０５は、ＤＩＷ供給源１５１と、ＤＩＷ供給ライン１５２と、流量調整器１５３とを有する。ＤＩＷ供給部１０５は、エッチング液を加熱することで蒸発した水分を補給するため、外槽１０２にＤＩＷ（DeIonized Water：脱イオン水）を供給する。
ＤＩＷ供給ライン１５２は、ＤＩＷ供給源１５１と外槽１０２とを接続し、ＤＩＷ供給源１５１から外槽１０２に所定温度のＤＩＷを供給する。
流量調整器１５３は、ＤＩＷ供給ライン１５２に設けられ、外槽１０２へ供給されるＤＩＷの供給量を調整する。流量調整器１５３は、開閉弁や流量制御弁、流量計などで構成される。流量調整器１５３によってＤＩＷの供給量が調整されることで、エッチング液の温度、リン酸濃度およびシリコン濃度が調整される。
また、処理槽６１は、循環部１０６を備える。循環部１０６は、内槽１０１と外槽１０２との間でエッチング液を循環させる。循環部１０６は、循環ライン１６１と、複数の処理液供給ノズル１６２と、フィルタ１６３と、ヒータ１６４と、ポンプ１６５とを備える。
循環ライン１６１は、外槽１０２と内槽１０１とを接続する。循環ライン１６１の一端は、外槽１０２に接続され、循環ライン１６１の他端は、内槽１０１の内部に配置された複数の処理液供給ノズル１６２に接続される。
フィルタ１６３、ヒータ１６４およびポンプ１６５は、循環ライン１６１に設けられる。フィルタ１６３は、循環ライン１６１を流れるエッチング液から不純物を除去する。ヒータ１６４は、循環ライン１６１を流れるエッチング液を、エッチング処理に適した温度に加熱する。ポンプ１６５は、外槽１０２内のエッチング液を循環ライン１６１に送り出す。ポンプ１６５、ヒータ１６４およびフィルタ１６３は、上流側からこの順番で設けられる。
循環部１０６は、エッチング液を外槽１０２から循環ライン１６１および複数の処理液供給ノズル１６２経由で内槽１０１内へ送る。内槽１０１内に送られたエッチング液は、内槽１０１からオーバーフローすることで、再び外槽１０２へと流出する。このようにして、エッチング液は、内槽１０１と外槽１０２との間を循環する。
なお、循環部１０６は、ヒータ１６４によってエッチング液を加熱することにより、エッチング液を沸騰状態としてもよい。
図１の説明に戻る。制御部７は、基板処理装置１の各部（キャリア搬入出部２、ロット形成部３、枚葉処理部４、ロット搬送部５、バッチ処理部６など）の動作を制御する。制御部７は、スイッチや各種センサなどからの信号に基づいて、基板処理装置１の各部の動作を制御する。
この制御部７は、たとえばコンピュータであり、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体８を有する。記憶媒体８には、基板処理装置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７は、記憶媒体８に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置１の動作を制御する。なお、プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８に記憶されていたものであって、他の記憶媒体から制御部７の記憶媒体８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憶媒体８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。
＜基板処理装置１の具体的動作＞
次に、基板処理装置１が実行する処理の手順について図５を参照して説明する。図５は、実施形態に係る基板処理装置１が実行する処理の手順を示すフローチャートである。図５に示す各処理は、制御部７による制御に従って実行される。
図５に示すように、基板処理装置１は、キャリアＣから複数のウエハＷを取り出して基板載置台３１に載置する搬入処理を行う（ステップＳ１０１）。
ステップＳ１０１の処理について図１を参照しながら説明する。まず、キャリア搬送機構２１が、キャリアステージ２０からキャリアＣを取り出してキャリア載置台２４に載置する。そして、基板搬送機構３０が、キャリア載置台２４に載置されたキャリアＣから複数のウエハＷを取り出し、取り出した複数のウエハＷの姿勢を水平姿勢から垂直姿勢に変更し、複数のウエハＷを基板載置台３１に載置する。このとき、基板載置台３１の各棚体３１１（図２参照）が、支持体３１２（図２参照）において各ウエハＷを下方から支持する。
搬入処理が終了した段階においては、キャリアＣ内の保持具とウエハＷの周縁部との接触に起因したパーティクルがウエハの周縁部（ベベル部）に付着している。
このため、基板処理装置１は、枚葉処理部４でウエハＷを一枚ずつ洗浄する。すなわち、枚葉処理部４の周縁洗浄処理部４１が、ウエハＷの周縁部に対して周縁洗浄処理を行う（ステップＳ１０２）。
ステップＳ１０２の処理について図１を参照しながら説明する。まず、基板搬送機構４２が、基板載置台３１からウエハＷを一枚取り出して周縁洗浄処理部４１内の基板保持機構４２０（図３参照）の保持部４２１（図３参照）にウエハＷを渡す。
周縁洗浄処理部４１は、基板保持機構４２０の保持部４２１を回転させながら、ウエハＷの上面周縁部および下面周縁部に薬液を供給する。これにより、ウエハＷのベベル部に付着したパーティクルが除去される。
つづいて、基板処理装置１は、枚葉処理部４から基板載置台３１を介したロット載置台３２へのウエハＷの搬送を基板搬送機構４２および基板搬送機構３０に実行させ、洗浄後の複数（たとえば、２５枚）のウエハＷを含むロットを形成する（ステップＳ１０３）。
ステップＳ１０３の処理について図１を参照しながら説明する。まず、基板搬送機構４２が、枚葉処理部４の周縁洗浄処理部４１から一枚の洗浄後のウエハＷを取り出して基板載置台３１に載置する。この動作を２５回以上繰り返すことにより、基板載置台３１に洗浄後の２５枚以上のウエハＷが載置される。そして、基板搬送機構３０が、基板載置台３１から複数（たとえば、２５枚）のウエハＷを取り出し、取り出した複数のウエハＷの姿勢を水平姿勢から垂直姿勢に変更し、複数のウエハＷをロット載置台３２に載置する。この動作を２回繰り返すことにより、ロットが形成される。
このように、実施形態に係る基板処理装置１は、バッチ処理部６（エッチング処理部６０、洗浄処理部７０および乾燥処理部９０など）でロットを処理する前に、枚葉処理部４でウエハＷを洗浄する。そして、基板処理装置１は、枚葉処理部４から基板載置台３１を介したロット載置台３２へのウエハＷの搬送を基板搬送機構４２および基板搬送機構３０に実行させる。このため、枚葉処理部４で洗浄された後のウエハＷがキャリアＣに収容されることなくロット載置台３２まで搬送される。その結果、実施形態に係る基板処理装置１によれば、キャリアＣ内の保持具と洗浄後のウエハＷの周縁部との接触を回避することができ、ウエハＷへのパーティクルの付着を抑制することができる。
つづいて、基板処理装置１は、形成されたロットに対して、エッチング処理を行う（ステップＳ１０４）。エッチング処理は、一枚のウエハＷ単位ではなくロット単位で行われる。
ステップＳ１０４の処理について図１を参照しながら説明する。まず、ロット搬送機構５０が、ロット載置台３２からロットを受け取ってエッチング処理部６０のロット昇降機構６３に渡す。エッチング処理部６０は、ロット搬送機構５０から渡されたロットをロット昇降機構６３で保持し、処理槽６１のエッチング液に浸漬させてエッチング処理を行う。
処理槽６１においてエッチング処理されたロットは、ロット搬送機構５０によって処理槽６２に搬送される。そして、エッチング処理部６０は、搬送されたロットをロット昇降機構６４にて保持し、処理槽６２のリンス液に浸漬させることによってリンス処理を行う。
つづいて、基板処理装置１は、エッチング処理部６０によって処理されたロットに対して、洗浄処理を行う（ステップＳ１０５）。
ステップＳ１０５の処理について図１を参照しながら説明する。まず、ロット搬送機構５０が、ロット昇降機構６４からロットを受け取って洗浄処理部７０のロット昇降機構７３に渡す。そして、洗浄処理部７０は、ロット搬送機構５０から渡されたロットをロット昇降機構７３で保持し、処理槽７１の洗浄液に浸漬させることによって洗浄処理を行う。
処理槽７１において洗浄処理されたロットは、ロット搬送機構５０によって処理槽７２に搬送される。そして、洗浄処理部７０は、搬送されたロットをロット昇降機構７４にて保持し、処理槽７２のリンス液に浸漬させることによってリンス処理を行う。
つづいて、基板処理装置１は、洗浄処理部７０によって処理されたロットに対して、乾燥処理を行う（ステップＳ１０６）。
ステップＳ１０６の処理について図１を参照しながら説明する。まず、ロット搬送機構５０が、ロット昇降機構７４からロットを受け取って乾燥処理部９０のロット昇降機構９２に渡す。そして、乾燥処理部９０は、ロット搬送機構５０から渡されたロットをロット昇降機構９２で保持し、処理槽９１内に供給される乾燥用の処理ガスを用いて乾燥処理を行う。
つづいて、基板処理装置１は、乾燥処理後のロットを形成する複数のウエハＷをキャリアＣに収容する搬出処理を行う（ステップＳ１０７）。
ステップＳ１０７の処理について図１を参照しながら説明する。まず、ロット搬送機構５０が、ロット昇降機構９２から乾燥処理後のロットを受け取る。そして、ロット搬送機構５０は、受け取ったロットをロット載置台３３に載置する。そして、基板搬送機構３０は、ロット載置台３３からロットを形成する複数のウエハＷを取り出し、取り出した複数のウエハＷの姿勢を垂直姿勢から水平姿勢に変更し、複数のウエハＷをキャリア載置台２４に載置されたキャリアＣに収容する。
＜実験結果＞
次に、図６を用いて、枚葉処理部４での洗浄を行わない比較例と、本実施形態に係る実施例との実験結果について説明する。図６は、比較例と実施例におけるパーティクル数の比較の一例を示す図である。図６に示す比較例は、図５のステップＳ１０２の処理を行わない、つまり、枚葉処理部４での洗浄を行わない場合である。また、比較例は、図５のステップＳ１０３において、基板搬送機構３０によって２つのキャリアＣから複数のウエハＷをそれぞれ取り出し、各キャリアＣに収容された複数のウエハＷによってロットを形成する。また、図６において、黒色のドットは、複数のウエハＷについてパーティクル数を測定して得られた結果を示している。
図６に示すように、比較例では、パーティクル数の分布の中央値及び最大値が８５個よりも大きかった。これに対し、実施例では、パーティクル数の分布の中央値及び最大値が８５個よりも小さかった。このように、実施例では、比較例と比べてパーティクル数を低減することができた。
＜その他の変形例＞
上述した実施形態では、バッチ処理部６による処理として、リン酸等を含むエッチング液を用いてウエハＷのシリコン酸化膜を除去するエッチング処理等を例示したが、バッチ処理部６による処理は、例示したエッチング処理等に限定されない。たとえば、バッチ処理部６は、膜を除去するエッチング処理またはパターンを形成するエッチング処理であれば、如何なるエッチング処理を行ってもよい。たとえば、バッチ処理部６による処理は、リン酸/酢酸/硝酸等を含むエッチング液を用いてウエハＷのＷ（タングステン）膜またはＭｏ（モリブデン）膜を除去するエッチング処理であってもよい。また、たとえば、バッチ処理部６による処理は、ＳＣ１（アンモニア、過酸化水素および水の混合液）等を含むエッチング液を用いてウエハＷのポリシリコン膜を除去するエッチング処理であってもよい。
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、基板処理装置１）は、キャリア載置台（一例として、キャリア載置台２４）と、基板載置台（一例として、基板載置台３１）と、枚葉処理部（一例として、周縁洗浄処理部４１）と、第１搬送部（一例として、基板搬送機構４２）と、ロット載置台（一例として、ロット載置台３２）と、第２搬送部（一例として、基板搬送機構３０）と、バッチ処理部（一例として、エッチング処理部６０、洗浄処理部７０、乾燥処理部９０）と、制御部（例えば、制御部７）とを有する。キャリア載置台は、複数の基板（一例として、ウエハＷ）を収容したキャリア（一例として、キャリアＣ）を載置する。基板載置台は、複数の基板を載置可能である。枚葉処理部は、基板を一枚ずつ洗浄する。第１搬送部は、基板載置台と枚葉処理部との間で基板を一枚ずつ搬送する。ロット載置台は、複数の基板を含むロットを載置可能である。第２搬送部は、キャリアと基板載置台とロット載置台との間で複数の基板を搬送する。バッチ処理部は、ロットを一括で処理する。制御部は、バッチ処理部でロットを処理する前に、枚葉処理部で基板を洗浄し、枚葉処理部から基板載置台を介したロット載置台への基板の搬送を第１搬送部および第２搬送部に実行させる。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、基板へのパーティクルの付着を抑制することができる。
また、基板載置台は、互いに間隔を空けて多段に配置された複数の棚体（一例として、棚体３１１）と、複数の棚体の各々に設けられ、複数の基板の各々を下方から支持する支持体（一例として、支持体３１２）とを有してもよい。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、基板載置台と基板の周縁部との接触に伴うパーティクルの発生が抑制される。
また、基板載置台は、２５枚以上１５０枚以下の前記基板を載置可能であってもよい。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、枚葉処理部から基板載置台を介したロット載置台への基板の搬送を効率化することができる。
また、第１搬送部は、基板の下面を保持する保持体を有してもよい。また、保持体は、基板の下面を真空吸着により保持してもよい。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、第１搬送部による基板の搬送を効率よく行うことができる。
また、第２搬送部は、基板を保持する保持体を有してもよい。そして、第２搬送部は、保持体の第１面を用いて、キャリアから枚葉処理部で洗浄される前の複数の基板を取り出して基板載置台に載置してもよい。そして、第２搬送部は、保持体の前記第１面とは異なる第２面を用いて、基板載置台から枚葉処理部で洗浄された後の複数の基板を取り出してロット載置台に載置してもよい。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、枚葉処理部で洗浄された後の複数の基板における汚染を抑制することができる。
また、枚葉処理部は、基板の周縁部を洗浄する周縁洗浄処理部（一例として、周縁洗浄処理部４１）を有してもよい。また、周縁洗浄処理部は、薬液、混合流体およびブラシの少なくとも一つを用いて前記基板の周縁部を洗浄してもよい。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、基板の周縁部からパーティクルを除去することができる。
また、薬液は、脱イオン水、ＳＣ１（アンモニアと過酸化水素と水との混合液）、過酸化水素水、オゾン水、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ硝酸およびＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水と水との混合液）から選択される少なくとも一つの薬液であってもよい。また、混合流体は、不活性ガスと脱イオン水またはアルカリ性水溶液との混合流体であってもよい。また、ブラシは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなるスポンジ状の洗浄部材を有してもよい。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、基板の周縁部からのパーティクルの除去を効率よく行うことができる。
また、バッチ処理部は、膜を除去するエッチング処理またはパターンを形成するエッチング処理を行ってもよい。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、エッチング処理の多様化に適用することができる。
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。
１ 基板処理装置
２ キャリア搬入出部
３ ロット形成部
４ 枚葉処理部
５ ロット搬送部
６ バッチ処理部
７ 制御部
８ 記憶媒体
２０ キャリアステージ
２１ キャリア搬送機構
２２ キャリアストック
２４ キャリア載置台
３０ 基板搬送機構
３１ 基板載置台
３２ ロット載置台
３３ ロット載置台
４１ 周縁洗浄処理部
４２ 基板搬送機構
５０ ロット搬送機構
５１ レール
５２ 移動体
５３ 基板保持体
６０ エッチング処理部
６１ 処理槽
６２ 処理槽
６３ ロット昇降機構
６４ ロット昇降機構
７０ 洗浄処理部
７１ 処理槽
７２ 処理槽
７３ ロット昇降機構
７４ ロット昇降機構
８０ 基板保持体洗浄処理部
９０ 乾燥処理部
９１ 処理槽
９２ ロット昇降機構
Ｃ キャリア
Ｗ ウエハ

Claims (13)

  1. 複数の基板を収容したキャリアを載置するキャリア載置台と、
    複数の前記基板を載置可能な基板載置台と、
    前記基板を一枚ずつ洗浄する枚葉処理部と、
    前記基板載置台と前記枚葉処理部との間で前記基板を一枚ずつ搬送する第１搬送部と、
    複数の前記基板を含むロットを載置可能なロット載置台と、
    前記キャリアと前記基板載置台と前記ロット載置台との間で複数の前記基板を搬送する第２搬送部と、
    前記ロットを一括で処理するバッチ処理部と、
    各部を制御する制御部と
    を有し、
    前記制御部は、
    前記バッチ処理部で前記ロットを処理する前に、前記枚葉処理部で前記基板を洗浄し、
    前記枚葉処理部から前記基板載置台を介した前記ロット載置台への前記基板の搬送を前記第１搬送部および前記第２搬送部に実行させる、基板処理装置。
  2. 前記基板載置台は、
    互いに間隔を空けて多段に配置された複数の棚体と、
    前記複数の棚体の各々に設けられ、複数の前記基板の各々を下方から支持する支持体と
    を有する、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記基板載置台は、
    ２５枚以上１５０枚以下の前記基板を載置可能である、請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記第１搬送部は、
    基板の下面を保持する保持体を有する、請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 前記保持体は、基板の下面を真空吸着により保持する、請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記第２搬送部は、
    基板を保持する保持体を有し、
    前記保持体の第１面を用いて、前記キャリアから前記枚葉処理部で洗浄される前の複数の前記基板を取り出して前記基板載置台に載置し、前記保持体の前記第１面とは異なる第２面を用いて、前記基板載置台から前記枚葉処理部で洗浄された後の複数の前記基板を取り出して前記ロット載置台に載置する、請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 前記枚葉処理部は、
    前記基板の周縁部を洗浄する周縁洗浄処理部を有する、請求項１に記載の基板処理装置。
  8. 前記周縁洗浄処理部は、
    薬液、混合流体およびブラシの少なくとも一つを用いて前記基板の周縁部を洗浄する、請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記薬液は、
    脱イオン水、ＳＣ１（アンモニアと過酸化水素と水との混合液）、過酸化水素水、オゾン水、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ硝酸(フッ酸と硝酸との混合液)およびＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水との混合液）から選択される少なくとも一つの薬液である、請求項８に記載の基板処理装置。
  10. 前記混合流体は、
    不活性ガスと脱イオン水またはアルカリ性水溶液との混合流体である、請求項８に記載の基板処理装置。
  11. 前記ブラシは、
    ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなるスポンジ状の洗浄部材を有する、請求項８に記載の基板処理装置。
  12. 前記バッチ処理部は、
    膜を除去するエッチング処理またはパターンを形成するエッチング処理を行う、請求項１に記載の基板処理装置。
  13. 複数の基板を収容したキャリアを載置するキャリア載置台と、
    複数の前記基板を載置可能な基板載置台と、
    前記基板を一枚ずつ洗浄する枚葉処理部と、
    前記基板載置台と前記枚葉処理部との間で前記基板を一枚ずつ搬送する第１搬送部と、
    複数の前記基板を含むロットを載置可能なロット載置台と、
    前記キャリアと前記基板載置台と前記ロット載置台との間で複数の前記基板を搬送する第２搬送部と、
    前記ロットを一括で処理するバッチ処理部と
    を有する基板処理装置による基板処理方法であって、
    前記バッチ処理部で前記ロットを処理する前に、前記枚葉処理部で前記基板を洗浄し、
    前記枚葉処理部から前記基板載置台を介した前記ロット載置台への前記基板の搬送を前記第１搬送部および前記第２搬送部に実行させる
    工程を含む、基板処理方法。
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