JP2002280352A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理槽内に貯留されたリンス液中から露出さ
せられた基板に対し有機溶剤の蒸気を供給して基板を乾
燥させる場合に、リンス液中に溶け込む有機溶剤量を少
なくしてリンス液の液面に有機溶剤の濃度斑が発生する
ことを防止でき、構成や制御も比較的簡単である装置を
提供する。 【解決手段】 ヒータ３８で加熱された窒素ガスを処理
槽１０内のリンス液の液面に対して供給するガス供給ノ
ズル３２とガス供給管３４を備え、処理槽内のリンス液
中から基板Ｗを引き上げる際にリンス液の液面を加熱す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイ用のガラ
ス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板
などの各種基板を純水等のリンス液でリンス処理した後
に乾燥処理する基板処理方法、特に、処理槽内に貯留さ
れたリンス液中から基板を引き上げあるいは処理槽内か
らリンス液を排出し、基板に対しイソプロピルアルコー
ル（ＩＰＡ）等の有機溶剤の蒸気を供給して基板を乾燥
させる基板処理方法、ならびに、その方法を実施するた
めに使用される基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ等の基板を、処理槽内に収
容されたリンス液、例えば純水中に浸漬させてリンス処
理した後に乾燥処理する方法として、例えば特開平１０
−２０９１０９号公報等には、処理槽内に貯留された純
水中に基板を浸漬させてリンス処理した後に、処理槽内
の純水の液面を不活性ガス、例えば窒素ガスの雰囲気に
しつつ基板を純水中から引き上げ、窒素ガス等の不活性
ガスをキャリアガスとして水溶性の有機溶剤、例えばＩ
ＰＡの蒸気を、純水中から引き上げられた基板の周囲へ
供給し、基板の表面上の気液界面で、ＩＰＡ蒸気を凝縮
させて基板表面に付着した純水をＩＰＡに置換させた
後、基板が収容された密閉チャンバ内を真空排気して密
閉チャンバの内部を減圧状態にすることにより、基板の
表面に凝縮したＩＰＡを蒸発させて、基板を速やかに乾
燥させる、といった方法が開示されている。また、上記
公報には、基板の表面でＩＰＡ蒸気が凝縮しやすくなる
ように基板の温度を低くするため、処理槽内の純水の液
面を窒素ガス雰囲気にする際に、冷却器により窒素ガス
を０℃〜常温、より好ましくは５℃程度の温度に冷却し
て、その冷却された窒素ガスをノズルから純水の液面に
対して吹き付けることが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平１０−２０９１
０９号公報に記載されている装置では、基板のリンス処
理が行われる処理槽の上部開口面を囲み窒素ガス雰囲気
にされる空間とＩＰＡ雰囲気とされ基板の乾燥処理が行
われる乾燥室内とが、扉によって開通および遮断可能に
隔てられており、純水中から引き上げられた基板は、窒
素ガス雰囲気を介してＩＰＡ雰囲気とされた乾燥室内に
移送され、その後に、処理槽の上部開口面を囲む空間と
乾燥室内とは扉によって遮断され、その状態で基板の乾
燥が行われる。このような構成であるため、処理槽内の
純水の液面にはＩＰＡ蒸気が供給されない。しかしなが
ら、処理槽の上部開口面を囲む空間と乾燥室内とを扉に
よって隔て、扉を開閉して処理槽側の空間と乾燥室内と
開通させたり遮断したりするのは、装置の構成が複雑と
なり制御も煩雑となる。

【０００４】一方、上記したような扉を設けずに、処理
槽内の純水中から引き上げた基板を、処理槽の上部開口
面を囲む空間内で乾燥させるような構成の装置では、乾
燥処理時に処理槽内の純水の液面にもＩＰＡ蒸気が供給
されるので、純水中にＩＰＡの一部が溶け込むことにな
る。この純水中に溶け込むＩＰＡ量が多くなると、処理
槽内の純水の液面にＩＰＡの濃度斑が発生する。この結
果、基板面内における乾燥状態にばらつきを生じたり、
デバイスパーティクルが発生したり、ＩＰＡによってデ
バイス上のレジストの溶解を生じたりする、といった不
都合を生じる。基板の表面でＩＰＡ蒸気が凝縮しやすく
なるように基板の温度を低くする目的で、処理槽内の純
水の液面に対して冷却された窒素ガスを吹き付けたりす
ると、純水中に溶け込むＩＰＡ量が増加して、余計に上
記不都合を生じやすくなる。

【０００５】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、処理槽内に貯留されたリンス液中か
ら露出させられた基板に対し有機溶剤の蒸気を供給して
基板を乾燥させる場合において、リンス液中に溶け込む
有機溶剤量を少なくして、リンス液の液面に有機溶剤の
濃度斑が発生することを防止することができ、装置の構
成や制御も比較的簡単である基板処理方法を提供するこ
と、ならびに、その方法を好適に実施することができる
基板処理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
処理槽内に貯留されたリンス液中に基板を浸漬させてリ
ンス処理する工程と、前記処理槽内に貯留されたリンス
液中から基板を露出させる工程と、前記処理槽内のリン
ス液中から露出させられる基板に対し有機溶剤の蒸気を
供給して基板の表面で有機溶剤を凝縮させた後に、その
有機溶剤を蒸発させて基板を乾燥処理する工程と、を含
む基板処理方法において、前記処理槽内のリンス液中か
ら基板を露出させる際に、リンス液の液面を加熱するこ
とを特徴とする。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１記載の基
板処理方法において、前記処理槽内のリンス液中から基
板を露出させる際に、リンス液の液面付近を不活性ガス
雰囲気にすることを特徴とする。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項２記載の基
板処理方法において、前記処理槽内のリンス液の液面に
対し加熱された不活性ガスを供給してリンス液の液面を
加熱することを特徴とする。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１または請
求項２記載の基板処理方法において、前記処理槽内のリ
ンス液の液面へ光を照射してリンス液の液面を加熱する
ことを特徴とする。

【００１０】請求項５に係る発明は、リンス液が貯留さ
れそのリンス液中に基板が浸漬させられてリンス処理さ
れる処理槽と、前記処理槽内に貯留されたリンス液中か
ら基板を露出させる基板露出手段と、前記処理槽内のリ
ンス液中から露出させられる基板に対して有機溶剤の蒸
気を供給する蒸気供給手段と、前記処理槽内のリンス液
の液面を加熱する加熱手段と、前記基板露出手段によっ
て前記処理槽内のリンス液中から基板が露出させられる
際に前記加熱手段を作動させるように制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項６に係る発明は、請求項５記載の基
板処理装置において、前記処理槽内のリンス液の液面に
対して不活性ガスを供給するガス供給手段を備えたこと
を特徴とする。

【００１２】請求項７に係る発明は、請求項６記載の基
板処理装置において、前記ガス供給手段によって供給さ
れる不活性ガスを加熱するヒータを有し、前記加熱手段
が前記ガス供給手段と前記ヒータとを備えたことを特徴
とする。

【００１３】請求項８に係る発明は、請求項５または請
求項６記載の基板処理装置において、前記加熱手段が、
前記処理槽内のリンス液の液面へ光を照射する加熱用ラ
ンプであることを特徴とする。

【００１４】請求項１に係る発明の基板処理方法による
と、処理槽内のリンス液中から基板が露出させられる際
にリンス液の液面が加熱されるので、リンス液の液面お
よび液面付近の温度が上昇する。このため、リンス液中
に溶け込む有機溶剤量が少なくなって、リンス液の液面
に有機溶剤の濃度斑が発生することが抑えられる。この
とき、処理槽内のリンス液は処理槽上部から連続して溢
れ出る状態にされるので、リンス液の液中温度が上昇す
ることはない。したがって、リンス液中の基板の温度が
上昇することはないので、リンス液中から露出させられ
た基板の表面への有機溶剤蒸気の凝縮は支障無く行われ
る。

【００１５】請求項２に係る発明の基板処理方法では、
処理槽内のリンス液中から基板が露出させられる際にリ
ンス液の液面付近が不活性ガス雰囲気とされるので、リ
ンス液の液面へ供給される有機溶剤の量が少なくなっ
て、リンス液中に溶け込む有機溶剤量がより少なくな
る。

【００１６】請求項３に係る発明の基板処理方法では、
処理槽内のリンス液の液面に対し加熱された不活性ガス
が供給されることにより、リンス液の液面および液面付
近の温度が上昇するとともに、リンス液の液面付近が不
活性ガス雰囲気となる。

【００１７】請求項４に係る発明の基板処理方法では、
処理槽内のリンス液の液面へ光が照射されることによ
り、輻射熱でリンス液の液面および液面付近の温度が上
昇する。

【００１８】請求項５に係る発明の基板処理装置におい
ては、基板露出手段によって処理槽内のリンス液中から
基板が露出させられる際に、加熱手段によってリンス液
の液面が加熱されるので、リンス液の液面および液面付
近の温度が上昇する。このため、リンス液中に溶け込む
有機溶剤量が少なくなって、リンス液の液面に有機溶剤
の濃度斑が発生することが抑えられる。このとき、処理
槽内のリンス液は処理槽上部から連続して溢れ出る状態
にされるので、リンス液の液中温度が上昇することはな
い。したがって、リンス液中の基板の温度が上昇するこ
とはないので、リンス液中から露出させられた基板の表
面への有機溶剤蒸気の凝縮は支障無く行われる。

【００１９】請求項６に係る発明の基板処理装置では、
ガス供給手段によって処理槽内のリンス液の液面に対し
不活性ガスを供給することにより、リンス液の液面付近
を不活性ガス雰囲気とすることが可能になる。

【００２０】請求項７に係る発明の基板処理装置では、
ガス供給手段によって供給される不活性ガスをヒータに
よって加熱することにより、処理槽内のリンス液の液面
に対し加熱された不活性ガスを供給することが可能にな
る。

【００２１】請求項８に係る発明の基板処理装置では、
加熱用ランプから処理槽内のリンス液の液面へ光を照射
することにより、輻射熱でリンス液の液面を加熱するこ
とが可能になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図面を参照しながら説明する。

【００２３】図１は、この発明に係る基板処理方法を実
施するのに使用される基板処理装置の概略構成の１例を
示す模式図である。この基板処理装置は、リンス液、例
えば純水が貯留されその純水中に基板Ｗが浸漬させられ
てリンス処理される処理槽１０、および、処理槽１０の
周囲を取り囲む処理チャンバ１２を備えている。

【００２４】処理槽１０は、その詳細な図示および説明
を省略するが、下部に純水供給口を有するとともに上部
に純水が溢れ出す溢流部を有し、底部に排水口が設けら
れている。処理チャンバ１２は、蓋（図示せず）を開閉
させることにより基板Ｗの搬入および搬出を行うことが
できるともに密閉することが可能である。処理チャンバ
１２の内部には、昇降駆動されるリフタ１４が配設され
ており、このリフタ１４は、処理チャンバ１２内へ搬入
された基板Ｗを受け取って処理槽１０の内部へ搬入し、
処理槽１０内で基板Ｗを支持し、処理が終わった基板Ｗ
を処理槽１０内から取り出す。また、処理チャンバ１２
の底部には、気液排出口１６が設けられており、気液排
出口１６に、開閉弁２０が介挿された排気管１８、およ
び、開閉弁２４が介挿された排水管２２がそれぞれ連通
している。

【００２５】また、処理チャンバ１２内の上部には、蒸
気供給ノズル２６が設けられている。蒸気供給ノズル２
６には、不活性ガス、例えば窒素ガスをキャリアガスと
して有機溶剤、例えばＩＰＡの蒸気を供給する蒸気供給
管２８が連通して接続されており、蒸気供給管２８に
は、開閉弁３０が介在して設けられている。また、処理
チャンバ１２の内部には、処理槽１０内の純水の液面に
対して不活性ガス、例えば窒素ガスを供給するガス供給
ノズル３２が設けられている。ガス供給ノズル３２に
は、窒素ガスの供給源に接続されたガス供給管３４が連
通して接続されており、ガス供給管３４には、開閉弁３
６が介在して設けられている。また、ガス供給管３４に
は、ヒータ３８が介在して設けられており、ガス供給管
３４を通ってガス供給ノズル３２へ供給される窒素ガス
をヒータ３８で加熱、例えば５０℃以上の温度に加熱す
ることができるように構成されている。

【００２６】また、排気管１８および排水管２２にそれ
ぞれ介挿された開閉弁２０、２４の開閉動作、リフタ１
４の昇降動作、ならびに、蒸気供給管２８およびガス供
給管３４にそれぞれ介挿された開閉弁３０、３６の開閉
動作を制御するために、図２に示すように、タイマ４２
を具備した制御部４０が設けられている。

【００２７】次に、上記した構成の基板処理装置を使用
してリンス処理後に行われる基板の乾燥処理操作の１例
について説明する。

【００２８】処理槽１０内に貯留された純水中に基板Ｗ
が浸漬させられて基板Ｗのリンス処理が行われ、そのリ
ンス処理が終了すると、ヒータ３８が駆動され、開閉弁
３６が開かれて、ガス供給管３４を通ってガス供給ノズ
ル３２へ５０℃以上の温度に加熱された窒素ガスが送ら
れ、ガス供給ノズル３２から処理槽１０内の純水の液面
に対し加熱された窒素ガスが供給される。これにより、
処理槽１０内の純水の液面付近が窒素ガス雰囲気にな
り、また、純水の液面および液面付近の温度が上昇す
る。

【００２９】加熱された窒素ガスの供給が開始された
後、例えば窒素ガスの供給開始時から１０秒以上経過し
た後に、図３にタイムチャートを示すように、開閉弁３
０が開かれ、窒素ガスをキャリアガスとしてＩＰＡ蒸気
が蒸気供給管２８を通って蒸気供給ノズル２６へ送ら
れ、蒸気供給ノズル２６から処理槽１０内へＩＰＡ蒸気
が供給される。このとき、処理槽１０内の純水の液面付
近は窒素ガス雰囲気となっており、また、純水の液面お
よび液面付近の温度が上昇しているので、純水中へのＩ
ＰＡ蒸気の溶け込みが抑えられる。したがって、処理槽
１０内の純水の液面にＩＰＡの濃度斑が発生することは
ない。また、処理槽１０内の純水は、処理槽１０上部の
溢流部から連続して溢れ出る状態にされるので、純水の
液中温度が上昇することはなく、純水中の基板Ｗの温度
は上昇しない。

【００３０】ＩＰＡ蒸気の供給が開始された後、リフタ
１４が駆動され、リフタ１４により基板Ｗが処理槽１０
内の純水中からゆっくりと引き上げられる。そして、純
水中から引き上げられた基板Ｗの表面では、ＩＰＡ蒸気
が凝縮して、基板Ｗ表面に付着した純水がＩＰＡに置換
されていく。基板Ｗが純水中から完全に引き上げられる
と、ガス供給管３４に介挿された開閉弁３６が閉じら
れ、加熱された窒素ガスの供給が停止される。その後
に、蒸気供給管２８に介挿された開閉弁３０が閉じら
れ、処理チャンバ１２内へのＩＰＡ蒸気の供給が停止さ
れる。この時点では、基板Ｗの表面はＩＰＡによって完
全に置換された状態となる。

【００３１】リフタ１４により処理槽１０内の純水中か
ら基板Ｗが完全に引き上げられると、処理槽１０内から
の排水や窒素ガスによる処理チャンバ１２内のパージを
行うなどした後、密閉された処理チャンバ１２の内部に
基板Ｗを保持したまま、排気管１８を通して処理チャン
バ１２の内部を真空排気し、処理チャンバ１２内に保持
された基板Ｗを速やかに減圧乾燥させる。これにより、
基板Ｗの表面からＩＰＡが完全に蒸発して除去され、基
板Ｗの乾燥が終了する。基板Ｗの乾燥処理が終了する
と、真空排気を停止した後、処理チャンバ１２の蓋を開
けて基板Ｗを処理チャンバ１２内から搬出する。以上の
一連の処理動作は、制御部４０によって制御される。

【００３２】上記した実施形態では、処理槽１０内の純
水の液面を加熱するのに、ガス供給ノズル３２から処理
槽１０内の純水の液面に対し加熱された窒素ガスを供給
するようにしたが、図４に示すように、処理チャンバ１
２の内部に加熱用ランプ４４を配設し、その加熱用ラン
プ４４から処理槽１０内の純水の液面に向かって近赤外
光〜遠赤外光を照射し、輻射熱によって純水の液面を加
熱するような装置構成とすることもできる。図４中にお
いて、図１で使用した符号と同一符号を付した各部材
は、図１に示した装置に関して説明した上記各部材と同
一機能を有するものである。なお、図４に示した基板処
理装置において、ガス供給ノズル３２から処理槽１０内
の純水の液面に対し常温の窒素ガスを供給するようにす
ることが好ましいが、処理槽１０内の純水の液面に対し
て窒素ガスを供給するガス供給ノズル３２を省略するこ
ともできる。

【００３３】また、上記実施形態では、リンス処理が終
了した基板Ｗをリフタ１４によって引き上げることによ
り、処理槽１０内の純水中から基板Ｗを露出させるよう
にしたが、リンス処理後の基板Ｗを処理槽１０内で静止
させたままにし、処理槽１０内からゆっくりと排水して
処理槽１０内の純水の液面を低下させることにより、純
水中から基板Ｗを露出させるようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に係る発明の基板処理方法によ
り、処理槽内に貯留されたリンス液中から露出させられ
た基板に対し有機溶剤の蒸気を供給して基板を乾燥させ
るときは、リンス液中に溶け込む有機溶剤量を少なくし
て、リンス液の液面に有機溶剤の濃度斑が発生すること
を防止することができる。このため、基板面内における
乾燥状態にばらつきを生じたり、デバイスパーティクル
が発生したり、デバイス上のレジストの溶解を生じたり
する、といった不都合を無くすことができる。そして、
装置の構成や制御も比較的簡単である。

【００３５】請求項２に係る発明の基板処理方法では、
リンス液中に溶け込む有機溶剤量をより少なくすること
ができる。

【００３６】請求項３に係る発明の基板処理方法では、
リンス液の液面が加熱されるとともに、リンス液の液面
付近が不活性ガス雰囲気とされる。

【００３７】請求項４に係る発明の基板処理方法では、
光照射の際の輻射熱によりリンス液の液面が確実に加熱
される。

【００３８】請求項５に係る発明の基板処理装置を使用
すると、リンス液中に溶け込む有機溶剤量を少なくし
て、リンス液の液面に有機溶剤の濃度斑が発生すること
を防止することができ、このため、基板面内における乾
燥状態にばらつきを生じたり、デバイスパーティクルが
発生したり、デバイス上のレジストの溶解を生じたりす
る、といった不都合を無くすことができる。そして、装
置の構成や制御も比較的簡単である。

【００３９】請求項６に係る発明の基板処理装置では、
リンス液中に溶け込む有機溶剤量をより少なくすること
ができる。

【００４０】請求項７に係る発明の基板処理装置では、
リンス液の液面を加熱するとともに、リンス液の液面付
近を不活性ガス雰囲気とすることができる。

【００４１】請求項８に係る発明の基板処理装置では、
加熱用ランプの輻射熱によりリンス液の液面を確実に加
熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る基板処理方法を実施するのに使
用される基板処理装置の概略構成の１例を示す模式図で
ある。

【図２】図１に示した基板処理装置の制御系の概略構成
を示す図である。

【図３】図１に示した基板処理装置を使用してリンス処
理後に行われる基板の乾燥処理操作のタイムチャートで
ある。

【図４】この発明に係る基板処理装置の概略構成の別の
例を示す模式図である。

【符号の説明】

１０ 処理槽 １２ 処理チャンバ １４ リフタ １６ 気液排出口 １８ 排気管 ２０、２４、３０、３６ 開閉弁 ２２ 排水管 ２６ 蒸気供給ノズル ２８ 蒸気供給管 ３２ ガス供給ノズル ３４ ガス供給管 ３８ ヒータ ４０ 制御部 Ｗ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B116 AA02 AA03 BB02 BB11 BB21 BB82 CC01 CC03 CD41 3B201 AA02 AA03 BB02 BB11 BB21 BB82 BB92 BB95 BB99 CC01 CC11 CD41 5F043 AA01 BB27 EE12 EE36

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽内に貯留されたリンス液中に基板
   を浸漬させてリンス処理する工程と、 前記処理槽内に貯留されたリンス液中から基板を露出さ
   せる工程と、 前記処理槽内のリンス液中から露出させられる基板に対
   し有機溶剤の蒸気を供給して基板の表面で有機溶剤を凝
   縮させた後に、その有機溶剤を蒸発させて基板を乾燥処
   理する工程と、を含む基板処理方法において、 前記処理槽内のリンス液中から基板を露出させる際に、
   リンス液の液面を加熱することを特徴とする基板処理方
   法。
2. 【請求項２】 前記処理槽内のリンス液中から基板を露
   出させる際に、リンス液の液面付近を不活性ガス雰囲気
   にする請求項１記載の基板処理方法。
3. 【請求項３】 前記処理槽内のリンス液の液面に対し加
   熱された不活性ガスを供給してリンス液の液面を加熱す
   る請求項２記載の基板処理方法。
4. 【請求項４】 前記処理槽内のリンス液の液面へ光を照
   射してリンス液の液面を加熱する請求項１または請求項
   ２記載の基板処理方法。
5. 【請求項５】 リンス液が貯留されそのリンス液中に基
   板が浸漬させられてリンス処理される処理槽と、 前記処理槽内に貯留されたリンス液中から基板を露出さ
   せる基板露出手段と、 前記処理槽内のリンス液中から露出させられる基板に対
   して有機溶剤の蒸気を供給する蒸気供給手段と、 前記処理槽内のリンス液の液面を加熱する加熱手段と、 前記基板露出手段によって前記処理槽内のリンス液中か
   ら基板が露出させられる際に前記加熱手段を作動させる
   ように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする
   基板処理装置。
6. 【請求項６】 前記処理槽内のリンス液の液面に対して
   不活性ガスを供給するガス供給手段を備えた請求項５記
   載の基板処理装置。
7. 【請求項７】 前記ガス供給手段によって供給される不
   活性ガスを加熱するヒータを有し、前記加熱手段が前記
   ガス供給手段と前記ヒータとを備えた請求項６記載の基
   板処理装置。
8. 【請求項８】 前記加熱手段が、前記処理槽内のリンス
   液の液面へ光を照射する加熱用ランプである請求項５ま
   たは請求項６記載の基板処理装置。