JP2007317802A - 基板の乾燥処理装置及び乾燥処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は基板をエアーナイフから噴射される気体によって確実に乾燥処理できるようにした乾燥処理装置を提供することにある。
【解決手段】洗浄処理された基板の板面に過熱水蒸気を噴射するスチームナイフ８と、スチームナイフで過熱水蒸気が噴射された上記基板の板面に気体を噴射してこの基板の板面を乾燥処理するエアーナイフ１１とを備えている。
【選択図】 図１

Description

この発明は洗浄処理された基板の板面を乾燥処理する基板の乾燥処理装置及び乾燥処理方法に関する。

たとえば、液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、ガラス基板や半導体ウエハなどの基板に回路パターンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらのプロセスにおいては、上記基板を所定の薬液で処理した後、処理液としてのリンス液によって洗浄処理するということが行なわれる。基板をリンス液で洗浄処理したならば、この基板をチャンバに搬入し、このチャンバに設けられたエアーナイフから気体を噴射し、基板に付着したリンス液を除去する乾燥処理が行なわれる。

基板をリンス液によって洗浄処理する処理部と、この処理部で処理された基板を乾燥処理するエアーナイフとの間には所定の距離がある。そのため、リンス液によって洗浄処理された基板がエアーナイフのところに搬送されてくるまでに、基板の表面に供給されたリンス液がその表面ではじかれて水滴状となってしまうことがある。その状態で、基板がエアーナイフによって乾燥処理されると、乾燥ムラやウオータマークが生じるということがあり、好ましくない。

そこで、基板をエアーナイフによって乾燥処理する直前で、基板の板面にリンス液シャワーによってリンス液を均一に供給してから、その基板の板面を乾燥処理するということが行なわれている。このような先行技術は特許文献１に示されている。
特許第２６９９９１１号公報

基板の板面にリンス液を均一に供給してから、この基板を乾燥処理すれば、乾燥ムラやウオータマークの発生を防止することが可能となる。しかしながら、乾燥前の基板にリンス液シャワーによってリンス液を供給する場合、リンス液は基板の板面に１〜２ｍｍ程度の厚さで供給されることになり、とくに最近のように基板が大型化すると、その厚さは５ｍｍ程度になるということがあり、いずれの場合であっても基板上に供給されるリンス液の量が多くなる。

そのため、エアーナイフによって基板を確実に乾燥処理するには、基板状のリンス液を確実に除去するためにエアーナイフから噴射される気体の圧力を高くすることになる。しかしながら、気体の圧力を高くすると、基板の板面で水はねが生じるから、その水はねによってウオータマークが発生するということになる。

しかも、エアーナイフから基板に向けて噴射される気体の量が多くなると、その気体をチャンバ内から排出するための排気装置が大型化するということがあるため、好ましくないということもある。

この発明は、エアーナイフによって乾燥処理される前の基板の板面に過熱水蒸気を噴射することで、その基板の板面全体を過熱水蒸気によって均一に濡らすことができるようにした基板の乾燥処理方装置及び乾燥処理方法を提供することにある。

この発明は、洗浄処理されて所定方向に搬送される基板を乾燥処理するための処理装置であって、
洗浄処理された上記基板の板面に過熱水蒸気を噴射する蒸気噴射部と、
この蒸気噴射部で過熱水蒸気が噴射された上記基板の板面に気体を噴射してこの基板の板面を乾燥処理するエアーナイフと
を備えていることを特徴とする基板の乾燥処理装置にある。

所定方向に搬送される上記基板が搬入されるチャンバを有し、このチャンバ内に上記エアーナイフが設けられていて、
上記チャンバには上記エアーナイフから上記基板に向けて噴射された気体を排出する排気手段が接続されていることが好ましい。

この発明は、洗浄処理されて所定方向に搬送される基板を乾燥処理するための処理方法であって、
洗浄処理された上記基板の板面に過熱水蒸気を噴射する工程と、
過熱水蒸気が噴射された上記基板の板面に気体を噴射してこの基板の板面を乾燥処理する工程と
を具備したことを特徴とする基板の乾燥処理方法にある。

この発明によれば、洗浄処理された基板をエアーナイフによって乾燥処理する前に、この基板に過熱水蒸気を噴射するため、基板の板面に残留する洗浄処理時のリンス液が除去されて過熱水蒸気に置き換わる。過熱水蒸気は粒子の大きさがナノメータの単位であるから、基板の板面に有機物などの物質が付着していても、その物質に浸透して基板の板面に到達するから、水はじきを生じることなく、基板の板面全体を均一に濡らすことができる。

しかも、過熱水蒸気の温度によって基板の乾燥速度を速めることができるばかりか、リンス液を供給して濡らす場合に比べ、わずかな量で基板の板面全体を均一に濡らすことができるから、乾燥処理時にエアーナイフから噴射される気体の量を低減することが可能となる。

以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３に示すこの発明の乾燥処理装置はチャンバ１を備えている。このチャンバ１には前工程の洗浄工程でリンス液によって洗浄処理された基板Ｗが搬送機構２によって搬入されるようになっている。

上記搬送機構２は、図１に示すように上記チャンバ１の内部及び外部に軸線を平行にして同じレベルで配置された複数の搬送軸４を有し、各搬送軸４には軸方向に所定間隔で複数の搬送ローラ３が設けられている。搬送軸４は図示しない駆動機構によって回転駆動されるようになっている。それによって、上記洗浄工程で洗浄処理された基板Ｗはその上面に図４（ａ）に示すようにリンス液Ｌが残留した状態で、上記チャンバ１の長手方向の一端面に形成された搬入口５からその内部に搬入され、矢印で示す方向に搬送されて他端面に形成された搬出口６から搬出されるようになっている。

チャンバ１の内部には、基板Ｗの搬入方向の上流側に蒸気噴射部としてのスチームナイフ８が搬送される基板Ｗの上面に対向して配置されている。スチームナイフ８の先端にはスリット（図示せず）が形成されていて、このスリットを搬送される基板Ｗの搬送方向上流側に向かって傾斜させている。

上記スチームナイフ８には、清浄水を１００℃以上、たとえば１３０℃に加熱して過熱熱水蒸気（ナノスチーム）を作るスチーム供給部９が接続されている。上記スチームナイフ８には、上記スチーム供給部９で作られた過熱水蒸気が所定の圧力で供給される。

それによって、過熱水蒸気はスチームナイフ８のスリットから上記チャンバ１内に搬入された基板Ｗの上面に向かって上記スチームナイフ８の先端に開口形成されたスリット（図示せず）から基板Ｗの搬送方向と交差する幅方向全長に、しかも基板Ｗの搬送方向の上流に向かって噴射供給される。

上記チャンバ１内には、上記スチームナイフ８よりも基板Ｗの搬送方向下流側に上下一対のエアーナイフ１１が基板Ｗの幅方向に対して所定の角度で傾斜し、かつ先端のスリット（図示せず）を基板Ｗの搬送方向上流側に向けて配置されている。

一対のエアーナイフ１１には気体供給源１２から所定の圧力に加圧された気体が供給される。それによって、基板Ｗの上下面はエアーナイフ１１から噴射される気体によって乾燥処理されるようになっている。なお、気体としては清浄な空気或いは窒素などの不活性ガスが好ましい。

図２に示すように、上記チャンバ１のエアーナイフ１１が設けられた部分の両側壁にはそれぞれ排気分岐管１３が接続されている。一対の排気分岐管１３は図３に示すように集合管１４に接続されている。この集合管１４には排気ブロア１５が接続されている。それによって、上記エアーナイフ１１から基板Ｗに向かって噴射された気体は上記排気ブロア１５によってチャンバ１内から排気されるようになっている。

つぎに、上記構成の乾燥処理装置によって洗浄処理された基板Ｗを乾燥処理するときの作用を図４（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
図４（ａ）に示すように、前工程で洗浄処理されて上面にリンス液が残留する基板Ｗがチャンバ１内に搬入されてくると、この基板Ｗの上面には図４（ｂ）に示すようにスチームナイフ８の先端のスリットから矢印で示すように過熱水蒸気Ｓが噴射供給される。過熱水蒸気Ｓが供給されると、その圧力によって基板Ｗの上面に残留するリンス液Ｌが搬送方向上流側に押し流されて除去される。それと同時に、基板Ｗの上面には過熱水蒸気Ｓが膜状に付着し、その上面を濡らすことになる。

過熱水蒸気Ｓはいわゆるナノスチームであって、粒子の直径はナノメータ単位の微細な大きさであるから、基板Ｗの板面に有機物などの不純物が付着していても、その内部に入り込んで界面（基板Ｗの上面）に到達するとともに、有機物を分解除去する。

とくに、基板Ｗの上面に微細な回路パターンが形成されている場合、過熱水蒸気Ｓは回路パターンの内部に入り込むことができるから、回路パターンの内部に有機物が付着していても、その有機物を確実に分解除去することができる。

したがって、過熱水蒸気Ｓは基板Ｗの上面からはじかれることなく、上面全体に均一に付着することになる。つまり、基板Ｗは上面全体が過熱水蒸気Ｓによって均一に濡れた状態となる。しかも、過熱水蒸気Ｓは１３０℃の温度であるから、その熱によって基板Ｗは温度上昇してスチームナイフ８の下流側に配置されたエアーナイフ１１に向かって搬送される。

基板Ｗのスチームナイフ８の下方を通過した部分がエアーナイフ１１に対向する位置に搬送されてくると、この基板Ｗの上下面には図４（ｃ）に示すように一対のエアーナイフ１１（上方のエアーナイフのみ図示）から加圧された気体が噴射供給される。基板Ｗの下面が濡れていれば、下面に対向するエアーナイフ１１から噴射された気体Ｇによってその下面が乾燥処理される。基板Ｗの上面に供給された気体Ｇは基板Ｗの上面を乾燥処理することになる。

エアーナイフ１１の下方に搬送されてくる基板Ｗの上面は過熱水蒸気Ｓによって均一に濡れた状態となっている。そのため、基板Ｗの上面はエアーナイフ１１から噴射供給される気体Ｇによって乾燥ムラやウオータマークが生じることなく均一に乾燥処理されることになる。

しかも、基板Ｗは過熱水蒸気Ｓによって温度が上昇しているから、その温度とエアーナイフ１１から供給される気体Ｇとによって迅速に乾燥処理されることになる。すなわち、基板Ｗを乾燥処理するために要する時間が短縮されるから、基板Ｗの搬送速度を速くしても、確実に乾燥処理することができる。つまり、基板Ｗを乾燥処理するための要するタクトタイムを短縮することができる。

さらに、基板Ｗの上面全体を均一に濡らすために必要となる過熱水蒸気Ｓの量はリンス液を用いて濡らす場合に比べて非常に僅かですむ。そのため、基板Ｗの上面を濡らした過熱水蒸気Ｓを乾燥除去するためにエアーナイフ１１から噴射させる気体Ｇの使用量も少なくすることができる。

気体Ｇの使用量が少なくなれば、チャンバ１から気体を排出するための排気ブロア１５を小型化することができるから、それによって装置全体の小型化やコストの低減を図ることもできる。

しかも、気体の使用量が少なければ、エアーナイフ１１からの噴射圧力を低くすることができる。それによって、基板Ｗの上面を濡らした過熱水蒸気Ｓを飛散させることなく、基板Ｗを乾燥処理することができるから、過熱水蒸気Ｓの飛散によってウオータマークが生じるのを防止できる。

この発明は上記一実施の形態に限定されず、たとえば過熱水蒸気をスチームナイフのスリットから基板の幅方向全長にわたって噴射させるようにしたが、たとえば１〜３０ｍｍ程度の間隔で設けられたノズルから過熱水蒸気を噴射させるようにしてもよい。

また、過熱水蒸気は基板の搬送方向と直交して配置されたスチームナイフから噴射させたが、スチームナイフはエアーナイフと同様、基板の搬送方向と交差する方向に対して所定の角度で傾斜させて配置するようにしてもよい。

この発明の一実施の形態を示す乾燥処理装置の縦断面図。 上記乾燥処理装置の長手方向に沿う縦断面図。 上記乾燥処理装置の幅方向に沿う縦断面図。 洗浄処理された基板が乾燥処理されるときの状態変化を示した説明図。

符号の説明

１…チャンバ、２…搬送機構、８…スチームナイフ（上記噴射部）、１１…エアーナイフ、１５…排気ブロア（排気手段）。

Claims (3)

1. 洗浄処理されて所定方向に搬送される基板を乾燥処理するための処理装置であって、
   洗浄処理された上記基板の板面に過熱水蒸気を噴射する蒸気噴射部と、
   この蒸気噴射部で過熱水蒸気が噴射された上記基板の板面に気体を噴射してこの基板の板面を乾燥処理するエアーナイフと
   を備えていることを特徴とする基板の乾燥処理装置。
2. 所定方向に搬送される上記基板が搬入されるチャンバを有し、このチャンバ内に上記エアーナイフが設けられていて、
   上記チャンバには上記エアーナイフから上記基板に向けて噴射された気体を排出する排気手段が接続されていることを特徴とする請求項１記載の基板の乾燥処理装置。
3. 洗浄処理されて所定方向に搬送される基板を乾燥処理するための処理方法であって、
   洗浄処理された上記基板の板面に過熱水蒸気を噴射する工程と、
   過熱水蒸気が噴射された上記基板の板面に気体を噴射してこの基板の板面を乾燥処理する工程と
   を具備したことを特徴とする基板の乾燥処理方法。

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