JP2003279246A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減圧乾燥の際に、有機溶剤の蒸気がミスト化
しない基板処理装置を提供する。 【解決手段】 純水が付着した基板をＩＰＡ蒸気に曝し
て、基板上にＩＰＡを凝縮させ、続いて、減圧ポンプに
より収容器内の雰囲気を強制排気するによって基板上の
ＩＰＡを蒸発乾燥する基板処理において、所定期間ｔ４
〜ｔ７にわたって強制排気する際に、窒素ガスを所定時
間ｔ４〜ｔ７の間、最大供給量に設定して収容器内の雰
囲気に供給する。これにより、収容器内の雰囲気温度を
制御して、ＩＰＡ蒸気を未飽和状態に維持しつつ減圧し
ながら基板乾燥することが可能となる。その結果、ＩＰ
Ａ蒸気が収容器内の雰囲気でミスト化することを防止
し、乾燥不良を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、純水によって洗浄
された後の半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フ
ォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、
単に「基板」と呼ぶ）を減圧乾燥させる基板処理装置お
よび基板処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、基板の製造工程においては、
フッ酸等の薬液による処理および純水による洗浄処理を
順次行った後、純水から基板を引き出しつつイソプロピ
ルアルコール（以下、「ＩＰＡ」と称する）等の有機溶
剤の蒸気を基板の周辺に供給して乾燥処理を行う基板処
理装置が用いられている。特に、基板上に形成されるパ
ターンの構造の複雑化、微細化が進展している近年にお
いては、ＩＰＡの蒸気を供給しつつ純水から基板を引き
揚げ、続いてＩＰＡ蒸気を含む雰囲気を減圧する減圧機
能を搭載した引き揚げ乾燥方式が主流になりつつある。

【０００３】減圧機能を搭載した引き揚げ乾燥方式の基
板処理装置は、純水による洗浄処理を行う処理槽を収容
器の内部に収容しており、従来は以下の手順により基板
に付着した純水の乾燥が行われる。まず初めに、処理槽
における洗浄処理終了後、収容器内部にＩＰＡ蒸気を供
給し、処理槽の上方にＩＰＡの雰囲気を形成する。次
に、処理槽に貯留されている純水からＩＰＡ雰囲気中に
基板を引き揚げる。この過程において、ＩＰＡ蒸気が基
板上に凝縮する。続いて、収容器内に窒素ガスを送りこ
み、収容器内を窒素雰囲気とする。そして、収容器内を
減圧ポンプにより一気に減圧して基板上のＩＰＡを蒸発
させて基板の乾燥処理が行われる。

【０００４】ここで、収容器内を減圧ポンプにより減圧
するのは、収容器内に気体状態で残存するＩＰＡ蒸気を
収容器内から強制的に排気し、収容器内のＩＰＡ分圧を
収容器内温度によって定まるＩＰＡの飽和蒸気圧より低
下させ、基板上に付着したＩＰＡが蒸発するのを促進さ
せて、乾燥処理を迅速に行うためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に、
物質が気体の状態で存在することのできる密度は、温度
に比例することが知られている。また、収容器内を熱交
換なく一気に減圧すると、収容器内の雰囲気が断熱膨張
して収容器内温度が低下することも知られている。その
ため、減圧ポンプによって収容器内から排出されるＩＰ
Ａ量と比較して、断熱膨張による温度低下が優り、その
結果、収容器内のＩＰＡ蒸気の密度が、収容器内の雰囲
気温度においてＩＰＡ蒸気が存在できる最大密度（以
下、「ＩＰＡ飽和密度」とも呼ぶ）より大きくなった場
合、収容器内に微細なＩＰＡミストが発生する。このミ
ストが基板上に形成されたトレンチ構造等の微細なパタ
ーンに付着すると、基板上にパーティクルが発生して乾
燥不良の問題が生じる。

【０００６】そして、このような問題は、ＩＰＡを用い
た乾燥処理に限らず、有機溶剤を乾燥剤として使用する
基板処理一般において生じる問題である。

【０００７】そこで、本発明では、収容器内の雰囲気を
減圧して乾燥する処理において、有機溶剤が収容器内で
ミスト化することを防止し、微細パーティクルが発生す
ることを抑制して、乾燥不良の発生を抑制することがで
きる基板処理装置および基板処理方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
請求項１に記載の発明は、純水による洗浄処理が終了し
た基板の乾燥処理を行う基板処理装置であって、収容器
と、前記収容器内に設けられ、有機溶剤の蒸気を吐出
し、前記収容器内に前記有機溶剤を含む雰囲気を形成す
る有機溶剤吐出手段と、前記収容器内の気体環境の調整
を行う環境調整手段と、前記環境調整手段を制御するこ
とにより、前記収容器内での前記有機溶剤の蒸気を未飽
和状態に維持しつつ前記収容器内の減圧を行わせる制御
手段と、を備えることを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の基板処理装置であって、前記環境調整手段は、前記収
容器内の減圧を行う減圧手段と、前記収容器内に不活性
ガスを吐出する不活性ガス吐出手段と、を備え、前記制
御手段は、前記不活性ガス吐出手段から前記収容器内へ
の前記不活性ガスの吐出によって、前記減圧手段による
前記収容器内の減圧を緩和させることにより、前記未飽
和状態での減圧を行わせることを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の基板処理装置であって、前記制御手段は、前記不活性
ガスによって、前記有機溶剤の蒸気の一部または全部を
置換した後、前記収容器内を減圧させることを特徴とす
る。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１または
請求項３に記載の基板処理装置であって、前記収容器内
に設けられ、純水を貯留して当該純水中に基板を浸漬し
て洗浄処理を行う処理槽と、前記処理槽に貯留された純
水を排出する排出路と、を備え、前記有機溶剤吐出手段
は、前記処理槽に貯留された純水が前記排出路から排出
されてから前記有機溶剤を吐出することを特徴とする。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
請求項４のいずれかに記載の基板処理装置であって、基
板を前記処理槽から前記有機溶剤の蒸気を含む雰囲気中
に引き揚げる引き揚げ手段をさらに備えることを特徴と
する。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項１ないし
請求項５のいずれかに記載の基板処理装置であって、前
記有機溶剤はイソプロピルアルコールであることを特徴
とする。

【００１４】請求項７に記載の発明は、純水による洗浄
処理が終了した基板の乾燥処理を行う基板処理方法であ
って、基板を収容した収容器内に有機溶剤の蒸気を吐出
し、前記収容器内に前記有機溶剤を含む雰囲気を形成す
る有機溶剤吐出工程と、基板のある前記収容器内での前
記有機溶剤の蒸気を未飽和状態に維持しつつ前記収容器
内の減圧を行う減圧工程と、を備えることを特徴とす
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００１６】＜１．第１実施形態＞ (1) 基板処理装置の構成 まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１お
よび図３に、本発明の第１実施形態における基板処理装
置１の正面図を、図２に、図１に示す基板処理装置１の
平面図を、図４に、図１に示す基板処理装置１の側面図
をそれぞれ示す。なお、図１および以降の各図にはそれ
らの方向関係を明確にするため必要に応じてＺ軸方向を
鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平平面とするＸＹＺ直交座
標系を付している。

【００１７】図１に示すように、基板処理装置１は、純
水による基板の洗浄処理を行い、洗浄処理が終了した基
板をＩＰＡにより乾燥させる装置であって、主として、
収容器１０、処理槽２０、昇降機構３０、減圧ポンプ４
０を備えている。

【００１８】収容器１０は、その内部に処理槽２０、昇
降機構３０、ガス吐出ノズル１１等を収容する筐体であ
る。収容器１０の上部は図示を省略するスライド式開閉
機構によって開閉可能とされている。収容器１０の上部
を開放した状態では、その開放部分から基板の搬出入を
行うことができる。一方、収容器１０の上部を閉鎖した
状態では、その内部を密閉空間とすることができる。

【００１９】処理槽２０は、フッ酸等の薬液または純水
（以下、これらを総称して「処理液」とする）を貯留し
て基板に順次表面処理を行う槽であり、収容器１０の内
部に収容されている。処理槽２０の底部近傍には２本の
処理液吐出ノズル２１が配置されている。処理液吐出ノ
ズル２１は、配管１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３
ｄ）およびバルブ５３を介して純水供給源６３に接続さ
れている。そのため、バルブ５３を開放して処理槽２０
に純水を貯留することにより、基板の洗浄処理を行うこ
とができる。さらに、図示しない処理液供給源から処理
液吐出ノズル２１を介して処理槽２０に処理液を供給す
ることにより、純水による洗浄処理以外の基板処理を行
うことも可能である。

【００２０】処理液は処理槽２０の底部から供給されて
処理槽２０の上端部から溢れ出る。このため、処理槽２
０の上端部には回収部２２が配置されており、処理槽２
０の上部から溢れ出た処理液の排液は回収部２２におい
て回収され、排出路４２（４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４
２ｅ）と工場ラインＬＥとを介して基板処理装置１の外
部へ排出される。処理槽２０の底部に設けたバルブ５４
を開放することにより、処理槽２０に貯留した使用済の
処理液の排液も排出路４２（４２ａ）に排出される。

【００２１】なお、処理槽２０に急速排液機構を設け
て、処理槽２０内に貯留されている処理液を強制的に急
速に排出路４２へ排出してもよい。また、この排出路４
２を含めて、以下に説明する液体の供給路や排出路は配
管によって構成されている。

【００２２】昇降機構３０は、処理槽２０に貯留されて
いる処理液に一組の複数の基板１００（ロット）を浸漬
させる機構である。図２に示すように、昇降機構３０
は、リフター３１と、リフターアーム３２と、基板１０
０を保持する３本の保持棒３３、３４、３５とを備えて
いる。３本の保持棒３３、３４、３５のそれぞれには基
板１００の外縁部がはまり込んで基板１００を起立姿勢
にて保持する複数の保持溝が所定間隔にてＸ方向に配列
して設けられている。それぞれの保持溝は、切欠状の溝
である。３本の保持棒３３、３４、３５はリフターアー
ム３２に固設され、リフターアーム３２はリフター３１
によって鉛直方向（Ｚ方向）に昇降可能に設けられてい
る（図３）。

【００２３】このような構成により、昇降機構３０は３
本の保持棒３３、３４、３５によってＸ方向に相互に平
行に配列されて保持された複数の基板１００を処理槽２
０に貯留されている処理液に浸漬する位置（図３の点線
位置）とその処理液から完全に引き揚げた位置（図３の
実線位置）との間で昇降させる。なお、収容器１０の内
部には２本のガス吐出ノズル１１が、収容器１０の上部
近傍に設けられている。図４に示すように、ガス吐出ノ
ズル１１のそれぞれは、Ｘ方向に沿って伸びる中空の管
状部材であり、Ｘ方向に等間隔にて配列された複数の吐
出孔１１ａを備えている。複数の吐出孔１１ａのそれぞ
れは、吐出方向が略水平方向となるように形成されてい
る。

【００２４】また、２本のガス吐出ノズル１１は、配管
１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｆ）およ
びバルブ５１を介してＩＰＡ蒸気供給源６１と、配管１
２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｅ、１２ｇ）および
バルブ５２を介して窒素ガス供給源６２とに接続されい
る。そのため、バルブ５１を開放することにより、ガス
吐出ノズル１１からＩＰＡ蒸気を吐出してＩＰＡ蒸気を
含む雰囲気を、またバルブ５２を開放することにより、
ガス吐出ノズル１１から窒素ガスを吐出して窒素ガスを
含む雰囲気を、収容器１０内に形成する。

【００２５】減圧ポンプ４０は、収容器１０内の雰囲気
を強制的に排気して、収容器１０内の圧力を減少させ
る。排気された雰囲気中の気体は、配管４１を介して工
場ラインＬＥに排出される。また、減圧ポンプ４０は、
後述する制御部７０の指令によって起動、停止したり、
排気出力を調整することが可能な構成となっており、排
気出力に応じた排気量によって収容器１０内の雰囲気を
排気することができるため、収容器１０内の圧力を制御
しつつ減圧する。

【００２６】以上の要素のうち、窒素ガス供給源６２
およびガス吐出ノズル１１を有するガス供給系と、減
圧ポンプ４０と配管４１とを有する減圧系との２つの系
が、収容器１０内の気体環境調整を行う環境調整手段の
要素となっている。

【００２７】制御部７０は、プログラムや変数等を格納
するメモリ７１と、メモリ７１に格納されたプログラム
に従った制御を実行するＣＰＵ７２とを備えている。Ｃ
ＰＵ７２は、メモリ７１に格納されているプログラムに
従って、昇降機構３０の昇降制御、減圧ポンプ４０の排
気量制御、および各バルブの開閉や各バルブを流れる処
理液または排液の流量を制御するバルブ制御等を所定の
タイミングで行う。したがって、この制御部７０は上記
の環境調整手段を含む各部の制御を行うことになる。

【００２８】(2) 基板の乾燥処理 a) 乾燥処理シーケンス ここでは、基板の乾燥処理シーケンスについて説明す
る。図５は、時刻ｔ０からの期間における乾燥処理にお
ける給排液部のバルブのそれぞれの開閉状態、減圧ポン
プの出力および昇降機構の位置の一例を示すタイミング
チャートである。

【００２９】図５に示すように、時刻ｔ０において、窒
素ガス供給源６２に連通するバルブ５２が閉鎖され収容
器１０内への窒素ガスの供給が停止されるとともに、Ｉ
ＰＡ蒸気供給源６１に連通するバルブ５１が開放され、
ＩＰＡ蒸気がガス吐出ノズル１１から収容器１０の内部
に噴出し始める。そのため、収容器１０の上方にはＩＰ
Ａ蒸気を含む雰囲気が形成される。また、時刻ｔ０にお
いて、処理槽２０には純水が貯留されており、純水供給
源６３に連通するバルブ５３が開放されている。そのた
め、処理槽２０の上部から溢れ出した純水は回収部２２
で回収され、排出路４２を介して工場ラインＬＥに排出
される。

【００３０】次に、時刻ｔ１からｔ２において、昇降機
構３０は図３に示すＺ＝Ｚ０（点線位置）からＺ＝Ｚ１
（実線位置）まで上昇させられる。処理槽２０に貯留さ
れた純水に浸漬された複数の基板１００は、処理槽２０
から引き揚げられる。このとき、基板１００は、ガス吐
出ノズル１１から吐出されるＩＰＡ蒸気に曝されるた
め、それぞれの基板１００の表面にはＩＰＡ蒸気が凝縮
する。ここで、ＩＰＡは、純水より表面張力が小さく、
さらに蒸発潜熱の小さい有機溶剤であるため、効率よく
基板を乾燥することができる。

【００３１】続いて、時刻ｔ２において、バルブ５３を
閉鎖して処理槽２０への純水供給を停止させるととも
に、バルブ５４を開放して処理槽２０に貯留された純水
を排出路４２を介して工場ラインＬＥに排出される。そ
して、処理槽２０から排出路４２への純水の排出が終了
すると、バルブ５３を閉鎖する（時刻ｔ３）。

【００３２】続いて、時刻ｔ３において、バルブ５１が
閉鎖されＩＰＡ蒸気の供給が停止されるとともに、窒素
ガス供給源６２に連通するバルブ５２が開放されてガス
吐出ノズル１１から窒素ガスが供給される。その結果、
収容器１０内に存在するＩＰＡ蒸気は窒素ガスと置換さ
れＩＰＡ蒸気の濃度が低下するため、収容器１０内のＩ
ＰＡ蒸気の分圧が低下する。

【００３３】続いて、時刻ｔ４において、減圧ポンプ４
０の出力Ｗを０から最大出力値Ｗ０に設定し、収容器１
０内の雰囲気が強制的に排気され減圧される。そして、
収容器１０内のＩＰＡ分圧が収容器１０内の雰囲気温度
Ｔによって定まるＩＰＡの飽和蒸気圧より低下すると、
基板１００上に凝縮しているＩＰＡが急速に蒸発して基
板の乾燥処理が迅速に行われる。このとき、収容器１０
内の雰囲気に存在するＩＰＡ蒸気の排気効率を高めるた
め、窒素ガスが供給され続けている。

【００３４】続いて、時刻ｔ５において、バルブ５２を
閉鎖して収容器１０への窒素ガスの供給を停止する。こ
のとき、減圧ポンプ４０により収容器１０内を減圧し続
けているため、基板１００上に凝縮しているＩＰＡがさ
らに蒸発し続ける。

【００３５】続いて、時刻ｔ６において、バルブ５２を
開放して窒素ガスの供給を再開し、基板１００の乾燥が
完了した時刻ｔ７において減圧ポンプ４０の出力をゼロ
にする。このときも窒素ガスが供給し続けられているた
め、収容器１０内の圧力が増加し、大気圧まで回復させ
られる。

【００３６】以上の手順により、基板１００にＩＰＡ蒸
気を凝縮させ、さらに収容器１０内を減圧して基板１０
０上のＩＰＡを蒸発させることによって、乾燥処理は行
われる。

【００３７】b) 収容器内の圧力変化 ここでは、図６を使用して、図５に示す窒素ガスの供給
が開始される時刻ｔ３から減圧ポンプ４０の出力Ｗがゼ
ロとなる時刻ｔ７における、ガス吐出ノズル１１から吐
出される単位時間当たりの窒素ガスの供給量（供給レー
ト）および減圧ポンプ４０の出力（減圧レート）と、収
容器１０内の圧力との関係について従来の乾燥処理と比
較しつつ説明する。

【００３８】図６(a)は、時刻ｔ３から時刻ｔ７におけ
る従来の乾燥処理による単位時間当たりの窒素ガス供給
量Ｖ'と、第１実施形態における乾燥処理による単位時
間当たり窒素ガスの供給量Ｖと、減圧ポンプ４０の出力
Ｗとの一例を示すタイミングチャートを示す図である。
また、図６(b)は、図６(a)に示すように窒素ガス供給量
および減圧ポンプ４０の出力を設定した場合の収容器１
０内の圧力Ｐと時刻ｔの関係を示す図である。なお、図
６(b)の点線は従来の乾燥処理による収容器１０内の圧
力曲線Ｃ１を、実線は本発明に係る乾燥処理による収容
器１０内の圧力曲線Ｃ２をそれぞれ示す。

【００３９】図６(a)に示すように、第１実施形態に係
る乾燥処理の構成は、従来の乾燥処理と比較して、時刻
ｔ４からｔ５における単位時間当たりの窒素ガス供給量
が異なるだけで、その他の構成は同じである。

【００４０】従来の乾燥処理では、図６(a)に示すよう
に時刻ｔ３において、窒素ガス供給源６２から最大供給
量Ｖ０となるようにバルブ５２が開放され、収容器１０
内に窒素ガスが噴出し始める。ここで、収容器１０内の
雰囲気は、減圧ポンプ４０による強制排気する場合を除
いて図示しない配管によって収容器１０外と連通してい
るため、収容器１０内の圧力Ｐは一定値Ｐ０となる。

【００４１】次に、時刻ｔ４において、バルブ５２を通
過する窒素ガスの流量を、最大供給量Ｖ０からＶ１に低
下させるとともに、減圧ポンプ４０の出力Ｗをゼロから
最大出力Ｗ０に増加させて、収容器１０内の雰囲気を減
圧する。ここで、窒素ガスの供給量Ｖ１はＩＰＡ蒸気と
窒素ガスとを置換するのに十分な量でありながら、減圧
ポンプ４０による単位時間あたりの排気量と比較して十
分少ない量であるため、収容器１０内の雰囲気のＩＰＡ
蒸気を迅速に排気して乾燥時間が短縮される。このと
き、収容器１０内の雰囲気は、減圧ポンプ４０によって
急激に収容器１０の外部へ排気されることにより、収容
器１０の雰囲気の圧力が急激に低下し、その結果、収容
器１０内の雰囲気が断熱膨張された場合と同様な状態と
なるため、雰囲気温度Ｔが低下する。

【００４２】続いて、時刻ｔ５において、バルブ５２を
閉鎖して窒素ガスの供給を停止する。このとき、減圧ポ
ンプ４０は、最大出力Ｗ０で作動しているため、収容器
１０内はさらに減圧され続ける。そして、減圧ポンプ４
０の性能によって定まる圧力Ｐ１に近づくにつれ、圧力
曲線Ｃ１の傾き（時刻ｔ軸となす正接、以下同じ）の絶
対値が徐々に小さくなり傾きの値がゼロに漸近する。

【００４３】続いて、時刻ｔ６において、バルブ５２を
最大供給量Ｖ０となるように開放して窒素ガスを収容器
１０内の雰囲気に再供給し、時刻ｔ７において、減圧ポ
ンプ４０の出力Ｗをゼロにする。そして、収容器１０内
の圧力ＰがＰ０となった時点で乾燥処理を終了する。

【００４４】このように、従来の乾燥処理では、時刻ｔ
４からｔ５において窒素ガスの供給量Ｖ'をＶ０からＶ
１に低下させることにより、乾燥時間を短縮させてい
る。しかし、収容器１０内の圧力を一気に減圧すると、
断熱膨張の影響により収容器１０内の雰囲気温度Ｔが急
激に低下する。そして、収容器１０内のＩＰＡ蒸気の濃
度が、収容器１０内の雰囲気温度Ｔによって定まるＩＰ
Ａ蒸気の飽和濃度（以下、「ＩＰＡ飽和濃度」とも呼
ぶ）を超えると、雰囲気内のＩＰＡ蒸気が凝縮して微細
なミストが発生し、この微細なＩＰＡミストが基板上に
形成されたトレンチ構造等の微細なパターンに付着する
ことによって、基板上に微細なパーティクルが発生し、
乾燥不良の問題が生じていた。

【００４５】一方、第１実施形態における乾燥処理で
は、図６(a)に示すように時刻ｔ３において、従来の乾
燥処理と同様に窒素ガスの供給量を最大供給量Ｖ０とし
て収容器１０内の雰囲気に供給する。このとき、収容器
１０内の圧力Ｐは、従来の乾燥処理と同様に一定圧力Ｐ
０となる。

【００４６】次に、時刻ｔ４において、窒素ガスの供給
量をＶ０一定のまま、減圧ポンプ４０の出力Ｗを最大出
力Ｗ０として収容器１０内の減圧を開始する。このと
き、収容器１０内への窒素ガスの供給量Ｖは、従来の乾
燥処理の窒素ガス供給量Ｖ'と比べて多くなる。そのた
め、時刻ｔ４からｔ５における収容器１０内の圧力曲線
Ｃ２の傾きの絶対値は、従来の乾燥処理の圧力曲線Ｃ１
と比較して小さくなりなり、圧力値も従来の乾燥処理と
比べて高くなる（図６(b)）。また、このとき、窒素ガ
スが供給され続けているので、収容器１０内の雰囲気に
含まれるＩＰＡ蒸気は窒素ガスと置換されるため、ＩＰ
Ａ蒸気を迅速に排気して乾燥時間を短縮することができ
る。

【００４７】続いて、時刻ｔ５において、バルブ５２を
閉鎖して窒素ガスの供給を停止する。このとき、収容器
１０内の雰囲気は、減圧ポンプ４０により排出され続け
ているので、収容器１０内の圧力値はＰ２から、一気に
減圧される。そして、圧力値が減圧ポンプ４０の性能に
よって定まる圧力Ｐ１に近づくにつれて、圧力曲線Ｃ２
の傾きが徐々に緩やかとなる。

【００４８】そして、時刻ｔ６において、バルブ５２を
最大供給量Ｖ０となるように開放して窒素ガスの供給を
再開し、時刻ｔ７において、減圧ポンプ４０の出力Ｗを
ゼロにして、収容器１０内の圧力Ｐを一気にＰ０まで上
昇させて乾燥処理を終了する。

【００４９】ここで、第１実施形態における乾燥処理の
圧力曲線Ｃ２と、従来の乾燥処理の圧力曲線Ｃ１とを比
較すると、収容器１０内の圧力ＰがＰ０≧Ｐ＞Ｐ２の範
囲において、圧力値が等しくなる個所（例えば、Ｐ＝
Ｐ'）における曲線の傾きの絶対値は、圧力曲線Ｃ２の
方がＣ１より小さくなる。そのため、同一圧力におい
て、第１実施形態における乾燥処理は、従来の乾燥処理
と比較して断熱膨張の影響を受けにくい。したがって、
収容器１０内の圧力ＰがＰ０≧Ｐ＞Ｐ２の範囲におい
て、同一圧力値における収容器１０内の雰囲気温度Ｔ
は、第１実施形態に係る乾燥処理の方が高くなる。

【００５０】また、収容器１０内の圧力ＰがＰ２≧Ｐ＞
Ｐ１（減圧ポンプ４０の性能によって定まる値）の範囲
において、圧力値が等しくなる個所（例えば、Ｐ＝
Ｐ"）における曲線の傾きの絶対値は、圧力曲線Ｃ２と
Ｃ１とはほぼ等しくなため、断熱膨張の影響による収容
器１０内の雰囲気温度Ｔの低下量はほぼ等しくなる。こ
こで、収容器１０内の圧力ＰがＰ２≧Ｐ＞Ｐ１となる範
囲において、圧力曲線Ｃ１によって指定される圧力値Ｐ
と、その圧力値Ｐにおける収容器１０内の雰囲気温度Ｔ
との関係式をＴ＝Ｔ１（Ｐ）および圧力Ｐ＝Ｐ２におけ
る雰囲気温度をＴ12とし、また、圧力曲線Ｃ２によって
指定される圧力値Ｐと、その圧力値Ｐにおける雰囲気温
度Ｔとの関係式をＴ＝Ｔ２（Ｐ）および圧力Ｐ＝Ｐ２に
おける雰囲気温度をＴ22とすると、圧力値Ｐが同一の場
合における第１実施形態と従来の乾燥処理との雰囲気温
度差ΔＴは、第１実施形態における乾燥処理と従来の乾
燥処理とで、圧力低下による雰囲気温度Ｔの低下量がほ
ぼ等しくなるため、ΔＴ＝Ｔ１（Ｐ）−Ｔ２（Ｐ）＝Ｔ
12−Ｔ22（一定）となる。したがって、収容器１０内の
圧力ＰがＰ２≧Ｐ＞Ｐ１となる範囲において、第１実施
形態における乾燥処理では、時刻ｔ４からｔ５において
窒素ガスを最大供給量Ｖ０だけ供給することにより、同
一圧力値における収容器１０内の雰囲気温度Ｔを、従来
の乾燥処理と比較してΔＴだけ高い温度に制御すること
ができる。

【００５１】(3) 第１実施形態の基板処理装置の利点 以上のように、第１実施形態の基板処理装置の乾燥処理
では、時刻ｔ４からｔ５において収容器１０内に窒素ガ
スの供給量を最大供給量Ｖ０とすることにより、雰囲気
温度Ｔを制御しながら収容器１０内の雰囲気を減圧する
ことができる。そのため、従来の乾燥処理では、収容器
１０内の雰囲気を一気に減圧することにより雰囲気温度
Ｔが急激に低下して、収容器１０内のＩＰＡ濃度がＩＰ
Ａ飽和密度以上となり、ＩＰＡ蒸気がミスト化していた
雰囲気温度Ｔでも、この実施形態の装置ではＩＰＡ蒸気
の未飽和状態を減圧の開始から完了まで持続的に維持で
きることになり、このような減圧パターンにしたがった
制御を行う結果、ミスト化の発生を防止しつつ乾燥処理
を行うことができ、乾燥不良の発生を抑制することがで
きる。

【００５２】また、ＩＰＡ蒸気がミスト化することを防
止しつつ収容器１０内の雰囲気を減圧することができる
ため、乾燥処理における雰囲気温度Ｔを従来の乾燥処理
と比較して低く設定することができる。その結果、基板
１００の表面温度より雰囲気温度Ｔを低くしてＩＰＡ蒸
気が基板１００上に凝縮することを促進することがで
き、乾燥効率を向上させてＩＰＡ消費量を低減すること
ができる。

【００５３】また、トレンチ構造等の基板１００上に形
成された微細パターン内部の水滴を効率的に排出するこ
とができ、乾燥性能を向上させることができる。

【００５４】また、雰囲気温度Ｔを制御して減圧するこ
とにより、雰囲気温度Ｔを基板１００の表面温度より低
くすることにより、ＩＰＡ蒸気が基板１００上に凝縮す
ることを促進することができる。そのため、従来基板処
理装置より収容器１０内のＩＰＡ蒸気の濃度を低下させ
ても同等の乾燥性能および乾燥効率を得ることができる
ため、ＩＰＡの使用量を削減することが可能となり、こ
れまでＩＰＡとの反応性を有するため使用が困難だった
工程の乾燥処理にも適用することができる。

【００５５】＜２．第２実施形態＞次に、本発明の第２
実施形態について説明する。第２実施形態の基板処理装
置の機構的構成は第１実施形態と全く同様であるため、
その説明は省略する。第２実施形態が第１実施形態と異
なるのは、バルブ５１を開放してＩＰＡ蒸気供給源６１
から収容器１０内にＩＰＡ蒸気を供給するタイミングの
みである。

【００５６】図７に、第２実施形態における給排液部の
バルブのそれぞれの開閉状態、減圧ポンプの出力および
昇降機構の位置の一例を示すタイミングチャートを示
す。

【００５７】第２実施形態では、時刻ｔ０においてバル
ブ５２を閉鎖して窒素ガスの供給を停止する。このとき
バルブ５３は開放されており、処理槽２０に純水供給源
６３から供給される純水が供給され続けて純水処理が行
われる。

【００５８】次に、純水による洗浄処理の終了した時刻
ｔ１において、昇降機構３０は図３に示すＺ＝Ｚ０（点
線位置）からＺ＝Ｚ１（実線位置）まで上昇させられ
て、処理槽２０に貯留された純水に浸漬された複数の基
板１００は、処理槽２０から引き揚げられる。

【００５９】続いて、時刻ｔ２において、バルブ５４を
閉鎖して処理槽２０への純水供給を停止するとともに、
バルブ５４を開放して処理槽２０に貯留された純水を排
出路４２に排出し、工場ラインＬＥとを介して基板処理
装置１の外部へ排出する。また、同時にバルブ５１を開
放し、ガス吐出ノズル１１を介してＩＰＡ蒸気供給源６
１から収容器１０内の雰囲気にＩＰＡ蒸気が供給され
る。このとき、昇降機構３０に固定された複数の基板１
００は、ガス吐出ノズル１１から吐出されるＩＰＡ蒸気
に曝される。

【００６０】そして、時刻ｔ３からｔ７において、第１
実施形態と同様の手順により乾燥処理を進行させる。こ
こで、時刻ｔ３からｔ４における窒素ガスの供給量は、
第１実施形態と同様、最大供給量Ｖ０とする。

【００６１】このように、第２実施形態では、時刻ｔ４
からｔ７において、第１実施形態に説明した基板１００
の乾燥処理を行っているため、ＩＰＡ蒸気を未飽和状態
に維持しつつ減圧がなされ、第２実施形態の乾燥処理は
第１実施形態と同様な長所を有する。

【００６２】また、第２実施形態では、ＩＰＡ蒸気の供
給を時刻ｔ２からｔ３としてＩＰＡ供給時間を短縮し
て、ＩＰＡ蒸気の供給量を軽減している。このＩＰＡ蒸
気供給時間の短縮は、第１実施形態で説明したように、
時刻ｔ４からｔ７における乾燥処理では、従来の乾燥処
理と比較して乾燥効率を向上させ、ＩＰＡ使用量を低減
できることに起因して実現されている。その結果、第２
実施形態の基板処理装置は、処理槽２０に貯留された純
水とＩＰＡ蒸気とが接触する時間を短縮することがで
き、処理槽２０に貯留された純水へＩＰＡ蒸気が溶解す
る量を低減できるため、排出路４２を介して工場ライン
ＬＥに排出される排液に含まれるＩＰＡの量を減少させ
て排液処理費用を低減することができる。

【００６３】＜３．第３実施形態＞次に、本発明の第３
実施形態について説明する。第３実施形態の基板処理装
置の機構的構成は、第２実施形態と同様に第１実施形態
と全く同じであるため、その説明は省略する。第３実施
形態が第１実施形態と異なるのは、バルブ５２を開放し
て窒素ガス供給源６２から収容器１０内に窒素ガスを供
給するタイミングと、減圧ポンプ４０の出力制御とであ
る。

【００６４】図８に、第３実施形態における給排液部の
バルブのそれぞれの開閉状態、減圧ポンプの出力および
昇降機構の位置の一例を示すタイミングチャートを示
す。また、図９は、図８に示す窒素ガスの供給が開始さ
れる時刻ｔ３から減圧ポンプ４０の出力Ｗがゼロとなる
時刻ｔ７におけるガス吐出ノズル１１から吐出される窒
素ガスの供給量および減圧ポンプ４０の出力と、収容器
１０内の圧力との関係を示す図である。また、図９(a)
には、時刻ｔ３から時刻ｔ７における従来の乾燥処理に
よる単位時間当たりの窒素ガス供給量Ｖ'と、第３実施
形態における乾燥処理による単位時間当たり窒素ガスの
供給量Ｖと、従来の乾燥処理による減圧ポンプ４０の出
力Ｗと、第３実施形態における乾燥処理による減圧ポン
プ４０の出力Ｗ'との一例を示すタイミングチャートを
示す図である。また、図９(b)は、図９(a)に示すように
窒素ガス供給量および減圧ポンプ４０の出力を設定した
場合の収容器１０内の圧力Ｐと時刻ｔの関係を示す図で
ある。なお、図９(b)の点線は従来の乾燥処理による収
容器１０内の圧力曲線Ｃ１を、実線は第３実施形態にお
ける乾燥処理による収容器１０内の圧力曲線Ｃ３をそれ
ぞれ示す。

【００６５】図８に示すように、第３実施形態では、時
刻ｔ０からｔ３において、第１実施形態と同様の手順に
より、バルブ５１〜５４の開閉制御を行うことにより、
ＩＰＡ蒸気、窒素ガスおよび純水の供給制御と、処理槽
２０に貯留された純水を排出制御と、昇降機構３０の昇
降制御とを行う。

【００６６】続いて、時刻ｔ３において、バルブ５１が
閉鎖されＩＰＡ蒸気の供給が停止されるとともに、窒素
ガス供給源６２に連通するバルブ５２を開放されてガス
吐出ノズル１１から窒素ガスが供給される。その結果、
収容器１０内に存在するＩＰＡ蒸気は窒素ガスと置換さ
れＩＰＡ蒸気の濃度が低下するため、収容器１０内のＩ
ＰＡ蒸気の分圧が低下する。

【００６７】続いて、時刻ｔ４において、バルブ５２が
閉鎖され窒素ガスの供給が停止されるとともに、減圧ポ
ンプ４０の出力がゼロから徐々に増加させられて、時刻
ｔ５において最大出力Ｗ０となる。このとき、収容器１
０内の雰囲気の単位時間あたりの排出量は、時刻ｔ４か
らｔ５において徐々に増加するため、収容器１０内の圧
力Ｐは、図９に示す圧力曲線Ｃ３のようになる。ここ
で、時刻ｔ４からｔ５における収容器１０内の圧力曲線
Ｃ３の傾きの絶対値は、第１実施形態の場合と同様、従
来の乾燥処理の圧力曲線Ｃ１と比較して小さくなりな
り、圧力値も従来の乾燥処理と比べて高くなる（図９
(b)）。

【００６８】続いて、時刻ｔ５において、収容器１０内
の雰囲気は、減圧ポンプ４０により排出され続けている
ので、収容器１０内の圧力値はＰ３から、一気に減圧さ
れる。そして、圧力値が減圧ポンプ４０の性能によって
定まる圧力Ｐ１に近づくにつれて、圧力曲線Ｃ３の傾き
の絶対値がゼロ値に漸近する。

【００６９】そして、時刻ｔ６において、バルブ５２を
最大供給量Ｖ０となるように開放して窒素ガスの供給を
再開し、時刻ｔ７において、減圧ポンプ４０の出力Ｗ'
をゼロにして、収容器１０内の圧力Ｐを一気にＰ０まで
上昇させて乾燥処理を終了する。

【００７０】このように、第３実施形態では、減圧ポン
プ４０の出力Ｗ'を制御して収容器１０内の雰囲気を排
出することにより、ＩＰＡ蒸気を未飽和状態に維持しつ
つ収容器１０内の圧力を制御することができるため、第
１実施形態と同様、収容器１０内の雰囲気温度Ｔを制御
することが可能となる。その結果、乾燥不良の発生を抑
制するなど第１実施形態と同様の長所を得ることができ
る。

【００７１】＜４．変形例＞以上、本発明の第１実施形
態から第３実施形態について説明してきたが、本発明は
上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が
可能である。

【００７２】本発明の各実施形態において、基板処理装
置１は、ＩＰＡ供給源６１、窒素ガス供給源６２、純水
供給源６３を独自に備えているが、別の場所に設置され
た供給源から工場配管を介して取得してもよい。このよ
うな場合には、基板処理装置の要素としての「環境調整
手段」は、ガス吐出系としてのガス吐出ノズル１１およ
びそれに至る配管と、減圧系とを含んで構成されること
になる。

【００７３】第１実施形態において、時刻ｔ４からｔ５
において、窒素ガスは、単位時間当たりの最大供給量で
あるＶ０に設定されて供給されているが、供給量はこれ
に限定されるものではなく、減圧ポンプ４０によって収
容器１０内の雰囲気を強制排気する際に、ＩＰＡ蒸気の
ミストが発生しなければ窒素ガスの単位時間あたりの供
給量を最大供給量Ｖ０から減じてもよい。また、時刻ｔ
４からｔ５における窒素ガスの供給時間も、収容器１０
内を減圧する際にＩＰＡ蒸気のミストが発生しなけれ
ば、供給時間を短縮してもよい。さらに、収容器１０内
を減圧する際にＩＰＡ蒸気のミストが発生しなければ、
窒素ガスの供給量および窒素ガスの供給時間を減じても
よい。

【００７４】また、第１実施形態において、収容器１０
内の雰囲気を強制的に排気させる際に、減圧ポンプ４０
の出力Ｗを最大値Ｗ０としているが、出力Ｗはこれに限
定されるものではなく、収容器１０内の容積等に応じて
出力値を減じてもよい。

【００７５】さらに、第２実施形態の時刻ｔ２におい
て、バルブ５１を開放して収容器１０内の雰囲気にＩＰ
Ａ蒸気の供給を開始するのと同時にバルブ５３を開放し
て処理槽２０に貯留された純水を排出路４２に排出して
いるが、バルブ５１およびバルブ５３の開閉タイミング
はこれに限定されるものでなく、例えば、バルブ５３を
開放して処理槽２０に貯留された純水の排出が終了して
バルブ５３を閉鎖した後、バルブ５１を開放してＩＰＡ
蒸気の供給を開始してもよい。このようなバルブ開閉タ
イミングとすることにより、処理槽２０に貯留された純
水に溶解するＩＰＡ量をさらに低減することができ、排
液に含まれるＩＰＡ量をさらに低減することができる。

【００７６】さらに、第３実施形態の時刻ｔ４から時刻
ｔ５において、減圧ポンプ４０の時刻ｔと出力Ｗ'との
関係を示す出力曲線は、出力値ゼロから最大出力値Ｗ０
に向かって直線的変化するように設定されているが、減
圧ポンプ４０の出力制御はこれに限定されるものではな
く、収容器１０内を減圧する際にＩＰＡ蒸気のミストが
発生しなければ、出力曲線形状を例えば２次曲線形状や
指数関数形状としてもよい。

【００７７】

【発明の効果】請求項１から請求項７に記載の発明によ
れば、収容器内雰囲気に含まれる有機溶剤の蒸気が、有
機溶剤の蒸気の未飽和状態を維持しながら収容器内を減
圧することができる。そのため、減圧時に有機溶剤のミ
ストが発生することを防止し、その結果、このミストが
基板上に付着して生じる微細パーティクルの発生を抑制
することができるため、基板の乾燥不良を抑制すること
ができる。

【００７８】また、減圧時に断熱膨張の影響で収容器内
の温度が低下しても、有機溶剤の蒸気が気体状態を維持
しつつ減圧することができるため、収容器雰囲気の温度
を低くすることができる。そのため、収容器雰囲気の温
度を基板温度より低くし、基板上への有機溶剤の凝縮を
促進してことができ、トレンチ構造等の微細なパターン
内部の水滴を排出効率が向上し、乾燥性能を向上させる
ことができる。

【００７９】さらに、収容器雰囲気内の有機溶剤蒸気の
濃度を低下させることができ、有機溶剤の使用量を削減
しすることができる。

【００８０】さらに、乾燥に使用する有機溶剤の濃度を
減少させることができるため、従来、有機溶剤との反応
性のため使用できなかった工程の乾燥処理にも適用が可
能となる。

【００８１】特に、請求項２に記載の発明によれば、不
活性ガスの吐出量を調整しつつ収容器内の圧力を制御し
ながら減圧することにより、効率的に収容器内の有機溶
剤の蒸気を不活性ガスと置換しながら収容器外に排出す
ることができる。その結果、基板上で凝縮した有機溶剤
を効率的に蒸発させることができるため、乾燥性能を向
上させつつ、乾燥時間を短縮させることができる。

【００８２】特に、請求項３に記載の発明によれば、収
容器内に存在する有機溶剤の蒸気の一部または全部を不
活性ガスと置換した後、収容器内を減圧することによ
り、収容器内の有機溶剤の蒸気の分圧を低下させた状態
で、減圧しながら乾燥する処理を開始することができ
る。その結果、基板上で凝縮した有機溶剤を効率的に蒸
発させることができるため、乾燥性能を向上させつつ、
乾燥時間を短縮させることができる。

【００８３】特に、請求項４に記載の発明によれば、処
理槽に貯留された純水が排出しされてから収容器内に有
機溶剤を吐出することにより、処理槽内の純水に有機溶
剤が溶解することを抑制することができるため、排液に
含まれる有機溶剤の量を削減することができ、排液処理
費用を軽減することができる。

【００８４】特に、請求項５に記載の発明によれば、洗
浄終了後の基板を有機溶剤の蒸気を含む雰囲気中に引き
揚げながら曝すことにより、乾燥効率を向上させること
ができる。

【００８５】特に、請求項６に記載の発明によれば、有
機溶剤が純水より表面張力が小さく、さらに蒸発潜熱の
小さいイソプロピルアルコールであるため、効率よく基
板を乾燥することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板処理装置の正面図である。

【図２】図１の基板処理装置の平面図である。

【図３】図１の基板処理装置の昇降機構の移動を説明す
るめの図である。

【図４】図１の基板処理装置の側面図である。

【図５】本発明の第１実施形態における給排液部のバル
ブのそれぞれの開閉状態、減圧ポンプの出力および昇降
機構の位置の一例を示すタイミングチャートである。

【図６】第１実施形態における窒素ガス供給量および収
容器内圧力の一例を示すタイミングチャートによって、
本発明と従来装置との比較を説明するための図である。

【図７】第２実施形態における給排液部のバルブのそれ
ぞれの開閉状態、減圧ポンプの出力および昇降機構の位
置の一例を示すタイミングチャートである。

【図８】第３実施形態における給排液部のバルブのそれ
ぞれの開閉状態、減圧ポンプの出力および昇降機構の位
置の一例を示すタイミングチャートである。

【図９】第３実施形態における減圧ポンプの出力値およ
び収容器内圧力の一例を示すタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 基板処理装置 １０ 収容器 ２０ 処理槽 ４０ 減圧ポンプ １００ 基板 ＬＥ 工場ライン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 純水による洗浄処理が終了した基板の乾
   燥処理を行う基板処理装置であって、 収容器と、 前記収容器内に設けられ、有機溶剤の蒸気を吐出し、前
   記収容器内に前記有機溶剤を含む雰囲気を形成する有機
   溶剤吐出手段と、 前記収容器内の気体環境の調整を行う環境調整手段と、 前記環境調整手段を制御することにより、前記収容器内
   での前記有機溶剤の蒸気を未飽和状態に維持しつつ前記
   収容器内の減圧を行わせる制御手段と、を備えることを
   特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置であっ
   て、 前記環境調整手段は、 前記収容器内の減圧を行う減圧手段と、 前記収容器内に不活性ガスを吐出する不活性ガス吐出手
   段と、を備え、 前記制御手段は、前記不活性ガス吐出手段から前記収容
   器内への前記不活性ガスの吐出によって、前記減圧手段
   による前記収容器内の減圧を緩和させることにより、前
   記未飽和状態での減圧を行わせることを特徴とする基板
   処理装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の基板処理装置であっ
   て、 前記制御手段は、前記不活性ガスによって、前記有機溶
   剤の蒸気の一部または全部を置換した後、前記収容器内
   を減圧させることを特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項３に記載の基板処
   理装置であって、 前記収容器内に設けられ、純水を貯留して当該純水中に
   基板を浸漬して洗浄処理を行う処理槽と、 前記処理槽に貯留された純水を排出する排出路と、を備
   え、 前記有機溶剤吐出手段は、前記処理槽に貯留された純水
   が前記排出路から排出されてから前記有機溶剤を吐出す
   ることを特徴とする基板処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
   載の基板処理装置であって、 基板を前記処理槽から前記有機溶剤の蒸気を含む雰囲気
   中に引き揚げる引き揚げ手段、をさらに備えることを特
   徴とする基板処理装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかに記
   載の基板処理装置であって、前記有機溶剤はイソプロピ
   ルアルコールであることを特徴とする基板処理装置。
7. 【請求項７】 純水による洗浄処理が終了した基板の乾
   燥処理を行う基板処理方法であって、 基板を収容した収容器内に有機溶剤の蒸気を吐出し、前
   記収容器内に前記有機溶剤を含む雰囲気を形成する有機
   溶剤吐出工程と、 基板のある前記収容器内での前記有機溶剤の蒸気を未飽
   和状態に維持しつつ前記収容器内の減圧を行う減圧工程
   と、を備えることを特徴とする基板処理方法。