JP2009021421A

JP2009021421A - 基板処理装置

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Publication number: JP2009021421A
Application number: JP2007183277A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Aihara; 友明相原; Akihiro Hosokawa; 章宏細川; Ichihiro Honjo; 一大本庄
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-07-12
Also published as: JP4891168B2

Abstract

【課題】溶剤蒸気供給管の供給箇所における溶剤の液状化を防止して、溶剤に起因する乾燥不良を防止することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】溶剤ノズル３３の先端部７９には、噴出孔８１と同程度の開口を有する先端孔８５が形成されているので、蒸気発生タンクから溶剤ノズル３３の基端部７７に供給されたイソプロピルアルコール蒸気は、外周面の噴出孔８１から噴出されるだけでなく、先端孔８５からも噴出される。その上、先端部７９の肉厚ｄ１が外周面の肉厚ｄ２と同程度であるので、イソプロピルアルコール蒸気の熱が極端に低下することがなく、先端部７９においてイソプロピルアルコール蒸気が凝結するのを防止できる。したがって、リフタが乾燥位置に移動され、処理槽内からチャンバ内の雰囲気に露出された基板Ｗに対して液状化したイソプロピルアルコールが噴出されるのを防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板に対して、処理液により洗浄、エッチング等の処理を行った後、溶剤蒸気により基板を乾燥させる基板処理装置に関する。

従来、この種の装置として、処理液を貯留する処理槽と、処理槽の周囲を囲うチャンバと、基板を支持して昇降可能なリフタと、溶剤を貯留し、付設された加熱ヒータによって溶剤蒸気を発生させる蒸気発生ユニットと、溶剤蒸気を圧送するためのキャリアガスとして不活性ガスを蒸気発生ユニットに対し供給するキャリアガス供給部と、チャンバ内に配設され、基板が整列されている方向へ長軸を有する管であって、その長軸方向に複数個の噴出孔を備えた溶剤蒸気供給管と、チャンバ内の気体を排出してチャンバ内を減圧する真空ポンプとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このような構成の基板処理装置では、予め加熱ヒータによって溶剤を加熱して蒸気発生ユニット内で溶剤蒸気を発生させておく。そして、処理槽内の処理液に基板を浸漬させて洗浄処理を行った後、蒸気発生ユニットにキャリアガスを供給して、溶剤蒸気を溶剤蒸気供給管からチャンバ内に圧送する。チャンバ内に溶剤蒸気雰囲気が形成された後、リフタを上昇させて処理液中の基板を溶剤蒸気雰囲気中に移動させる。その後、真空ポンプを作動させてチャンバ内を減圧し、その状態を所定時間だけ維持する。これにより、基板に付着した処理液の液滴が溶剤蒸気で置換され、乾燥が促進される。
特開２００４−６６１６号公報（図１、図２）

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、溶剤蒸気供給管の一端側が溶剤蒸気及びキャリアガスを供給される基端部であり、その反対側にあたる他端側（先端部）が閉塞された袋小路のように構成されているので、溶剤蒸気が滞留しやすい上に、袋小路状の構造のため温度が低下しやすい。溶剤蒸気供給管は、チャンバ内壁に取り付けるための取り付け部材が基端部及び先端部に取り付けられる関係上、先端部を袋小路状にせざるを得ない。したがって、溶剤蒸気供給管の先端部にて溶剤蒸気が凝結しやすく、本来蒸気として供給されるべき溶剤が液状化して溶剤蒸気供給管の先端部側の噴出孔から噴出することがあるという問題がある。このように液状化した溶剤が溶剤蒸気供給管から噴出されると、基板に乾燥不良が生じる恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、溶剤蒸気供給管の供給箇所における溶剤の液状化を防止して、溶剤に起因する乾燥不良を防止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。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、処理液により処理された基板を溶剤蒸気により乾燥させる基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、基板を支持し、前記処理槽内の処理位置と前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって昇降可能な基板支持機構と、溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、基端部から先端部に向かって管の外周面に複数個の噴出孔が形成され、先端部に、前記噴出孔と同程度の開口を有する先端孔が形成され、かつ先端部の肉厚が外周面の肉厚と同程度とされ、前記溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気が基端部に供給されるとともに、前記複数個の噴出孔及び先端孔から前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給管と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、溶剤蒸気供給管の先端部には、噴出孔と同程度の開口を有する先端孔が形成されているので、溶剤蒸気供給手段から基端部に供給された溶剤蒸気は、外周面の噴出孔から噴出されるだけでなく、先端孔からも噴出される。その上、先端部の肉厚が外周面と同程度であるので、溶剤蒸気の熱が極端に低下することがなく、先端部において溶剤蒸気が凝結するのを防止することができる。したがって、基板支持機構が乾燥位置に移動され、処理槽内からチャンバ内の雰囲気に露出された基板に対して液状化した溶剤が噴出されるのを防止することができる。

また、本発明において、前記溶剤蒸気供給管に対して、加熱した不活性ガスを供給する保温手段をさらに備え、前記溶剤蒸気供給管に前記溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気を供給した後、前記保温手段から加熱した不活性ガスを供給することが好ましい（請求項２）。溶剤蒸気供給管の内部に溶剤蒸気が供給された後に、保温手段により加熱した不活性ガスを供給するので、溶剤蒸気供給管の内部に残った溶剤蒸気が凝結するのを防止することができる。しかも、一般的には、不活性ガスを供給する手段が備わっているので、その供給先を溶剤蒸気供給管に切り換える構成を追加するだけでよく、装置コストの上昇を抑制することができる。

また、本発明において、前記溶剤蒸気供給管の先端部に向けて、加熱された不活性ガスを供給する保温ノズルをさらに備え、前記溶剤蒸気供給管に前記溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気を供給した後、前記保温ノズルから加熱した不活性ガスを供給することが好ましい（請求項３）。保温ノズルから加熱された不活性ガスを供給することにより、溶剤蒸気供給管の先端部の温度が低下するのを防止することができ、溶剤蒸気が供給された際に先端部にて溶剤蒸気が凝結するのを防止することができる。しかも、先端部だけに供給するので、不活性ガスの消費量を少なくすることができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、溶剤蒸気供給管の先端部には、噴出孔と同程度の開口を有する先端孔が形成されているので、溶剤蒸気供給手段から基端部に供給された溶剤蒸気は、外周面の噴出孔から噴出されるだけでなく、先端孔からも噴出される。その上、先端部の肉厚が外周面と同程度であるので、溶剤蒸気供給管内の溶剤蒸気の熱が極端に低下することがなく、先端部において溶剤蒸気が凝結するのを防止することができる。したがって、基板支持機構が乾燥位置に移動され、処理槽内からチャンバ内の雰囲気に露出された基板に対して液状化した溶剤が溶剤蒸気供給管から噴出されるのを防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。

本実施例に係る基板処理装置は、処理液を貯留する処理槽１を備えている。この処理槽１は、処理液を貯留し、起立姿勢とされた複数枚の基板Ｗを収容可能である。処理槽１の底部には、複数枚の基板Ｗが整列されている方向（紙面方向）に沿って長軸を有し、処理液を供給するための二本の噴出管７が配設されている。各噴出管７には、供給管９の一端側が接続され、供給管９の他端側は、処理液供給源１５に連通接続されており、その流量が制御弁からなる処理液弁１７で制御される。処理液供給源１５は、フッ化水素酸（ＨＦ）や、硫酸・過酸化水素水（Ｈ_２ＳＯ_４・Ｈ_２Ｏ_２）の混合液などの薬液や、純水などを処理液として供給管９に供給する。

処理槽１は、その周囲がチャンバ２７で囲われている。チャンバ２７は、上部に開閉自在の上部カバー２９を備えている。起立姿勢で複数枚の基板Ｗを保持するリフタ３１は、図示しない駆動機構により、チャンバ２７の上方にあたる「待機位置」と、処理槽１の内部にあたる「処理位置」と、処理槽１の上方であってチャンバ２７の内部にあたる「乾燥位置」とにわたって移動可能である。

なお、上記のリフタ３１が本発明における基板支持機構に相当する。

上部カバー２９の下方であってチャンバ２７の上部内壁には、一対の溶剤ノズル３３と、一対の不活性ガスノズル３４とが配設されている。溶剤ノズル３３には、供給管３５の一端側が連通接続されている。その他端側は、蒸気発生タンク３７に連通接続されている。この供給管３５には、その上流側から順に、溶剤蒸気の流量を調整するための制御弁からなる蒸気弁３８と、溶剤蒸気を加熱するためのインラインヒータ４０とが配設されている。なお、供給管３５は、従来装置の供給管よりも大径（９．５２ｍｍ程度）で構成され、供給管３５の中における溶剤蒸気の流路抵抗を小さくして溶剤ノズル３３への溶剤蒸気の供給が円滑に行われる。供給管３５がインラインヒータ４０を備えていることにより、発生された溶剤蒸気が供給管３５で凝縮することを軽減でき、溶剤濃度が低下することを防止できる。

なお、上記の蒸気発生タンク３７が本発明における溶剤蒸気供給手段に相当し、溶剤ノズル３３が本発明における溶剤蒸気供給管に相当する。

蒸気発生タンク３７は、蒸気発生空間である内部空間を所定温度に温調し、加熱して溶剤の蒸気を発生させる。蒸気発生タンク３７の内部空間には、溶剤を供給するための溶剤供給源４３が連通接続されている。この例では、溶剤としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が利用されている。なお、溶剤としては、ＩＰＡの他に、例えば、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）が挙げられる。

不活性ガスノズル３４には、供給管４５の一端側が連通接続されている。その他端側は、不活性ガスを供給する不活性ガス供給源４７に連通接続されている。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス（Ｎ_２）が挙げられる。窒素ガスの供給量は、不活性ガス弁４９によって調整される。不活性ガス弁４９の下流側には、インラインヒータ５０が取り付けられている。このインラインヒータ５０は、不活性ガス供給源４７からの窒素ガスを所定温度に加熱する。

処理槽１の底部には、排出口５７が配設されている。この排出口５７には、ＱＤＲ弁５９が取り付けられている。このＱＤＲ弁５９から処理槽１内の処理液を排出すると、処理液がチャンバ２７内の底部に一旦排出される。チャンバ２７の底部には、排出管６３が取り付けられ、ここには排液弁６５が取り付けられている。

チャンバ２７の一部位には、排気管６７が配設されている。その端部には、ポンプ６９が取り付けられている。排気管６７には、制御弁からなる排気弁７１が取り付けられている。また、チャンバ２７には、チャンバ２７内のガスの圧力がこもらないようにするために、制御弁からなる呼吸弁７３が取り付けられている。

ここで、図２を参照する。なお、図２は、溶剤ノズルを示す縦断面図である。

溶剤ノズル３３は、管状部材であるノズル本体７５を備えている。その基端部７７から先端部７９に向かって、ノズル本体７５の外周面に沿って、一列に所定間隔で複数個の噴出孔８１が形成されている。但し、ノズル本体７５の両端付近には、ノズル本体７５をチャンバ２７内壁面に取り付けるための取り付け部材８３を配設するスペースが必要な関係上、噴出孔８１は形成されていない。先端部７９には、噴出孔８１と同程度の開口面積を有する先端孔８５が形成されている。また、ノズル本体７５は、先端部７９における肉厚ｄ１と、外周部における肉厚ｄ２とがほぼ同程度の厚さとされている。上述した供給管３５の一端側は、基端部７７に連通接続されている。また、溶剤ノズル３３は、その長軸が、複数枚の基板Ｗが整列される方向に向けられ、各噴出孔８１が整列された各基板Ｗの端面に向けられるように取り付け部材８３によってチャンバ２７の内壁に取り付けられている。

また、上述した供給管３５は、インラインヒータ４０と溶剤ノズル３３との間に三方弁８７を備え、上述した供給管４５は、インラインヒータ５０と不活性ガスノズル３４との間に三方弁８９を備えている。また、三方弁８７，８９同士は、連結管９１で連通接続されている。

なお、上記の三方弁８７，８９と連結管９１とが本発明における保温手段に相当する。

上述した処理液弁１７、上部カバー２９、リフタ３１、蒸気発生タンク３７、蒸気弁３８、インラインヒータ４０、不活性ガス弁４９、インラインヒータ５０、ＱＤＲ弁５９、排液弁６５、真空ポンプ６９、三方弁８７，８９などの動作は、制御部９３によって統括的に制御される。

次に、図３を参照して、上述した基板処理装置の動作について説明する。なお、図３は、基板処理装置の一動作例を示すフローチャートである。以下の説明において、三方弁８７，９１の初期状態としては、それぞれ連結管９１側には連通していない状態であるものとする。

ステップＳ１
上部カバー２９を開放した状態で、基板Ｗを支持したリフタ３１を待機位置から乾燥位置へと下降させ、上部カバー２９を閉止させる。そして、処理液弁１７を開放させて、薬液を含む処理液を処理槽１に供給する。次いで、リフタ３１を処理位置にまで下降させて、基板Ｗを処理液に浸漬させる。この浸漬状態を所定時間だけ維持させた後、処理液供給源１５から純水だけを処理液として処理槽１に供給させる。なお、処理槽１の上縁から溢れた処理液は、チャンバ２７の底部にて回収され、排出管６３を通してチャンバ２７外へ排出される。この水洗処理を所定時間だけ行って基板Ｗに対して洗浄を行わせる。

ステップＳ２〜Ｓ４
水洗処理が終わった後、処理液弁１７を閉止して処理液としての純水の供給を停止させるとともに、ＱＤＲ弁５９を開放して、処理槽１内の純水を急速排水させる。その後、不活性ガス弁４９を開放させて、窒素ガスをチャンバ２７内に供給させ、チャンバ２７内の酸素を追い出す。

ステップＳ５
インラインヒータ４０を加熱状態とするとともに、蒸気弁３８を開放して、所定流量でイソプロピルアルコール蒸気を溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に供給させる。これにより、チャンバ２７内がイソプロピルアルコールの蒸気雰囲気とされる。さらに、真空ポンプ６９を作動させ、排気弁７１を開放してチャンバ２７内を減圧する。

このとき、図２に二点鎖線矢印で示すように、噴出孔８１だけからでなく、先端孔８５からもイソプロピルアルコール蒸気が噴出し、先端部７９におけるイソプロピルアルコール蒸気の凝結が防止される。

ステップＳ６，Ｓ７
排気弁７１を閉止させるとともに、真空ポンプ６９を停止させてチャンバ２７の減圧を維持させた状態とし、リフタ３１を乾燥位置にまで上昇させる。この状態を所定時間だけ維持させ、イソプロピルアルコール蒸気を基板Ｗに対して凝縮させ、基板Ｗに付着している処理液をイソプロピルアルコールで置換させる。

ステップＳ８，Ｓ９
所定時間が経過したら、蒸気弁３８を閉止させるとともに不活性ガス弁４９を調節して、インラインヒータ５０を介して加熱した窒素ガスを所定流量で不活性ガスノズル３４から供給する。これにより、基板Ｗに付着しているイソプロピルアルコールを揮発させて基板Ｗを乾燥させる。そして、上部カバー２９を開放するとともに、リフタ３１を待機位置に上昇させる。さらに、三方弁８７，８９を供給管４５側から連結管９１側に切り換えて、加熱した窒素ガスを連結管９１を通して溶剤ノズル３３に供給する。これにより、溶剤ノズル３３内に残留しているイソプロピルアルコール蒸気が溶剤ノズル３３内で凝結することを防止する。

上述したように、溶剤ノズル３３の先端部７９には、噴出孔８１と同程度の開口を有する先端孔８５が形成されているので、蒸気発生タンク３７から溶剤ノズル３３の基端部７７に供給されたイソプロピルアルコール蒸気は、外周面の噴出孔８１から供給管３５を介して噴出されるだけでなく、先端孔８５からも噴出される。その上、先端部７９の肉厚ｄ１が外周面の肉厚ｄ２と同程度であるので、溶剤ノズル３３内のイソプロピルアルコール蒸気の熱が極端に低下することがなく、先端部７９においてイソプロピルアルコール蒸気が凝結するのを防止することができる。したがって、リフタ３１が乾燥位置に移動され、処理槽１内からチャンバ２７内の雰囲気に露出された基板Ｗに対して液状化したイソプロピルアルコールが溶剤ノズル３３から噴出されるのを防止することができる。

また、溶剤ノズル３３の内部にイソプロピルアルコール蒸気が供給された後に、加熱した窒素ガスを供給するので、溶剤ノズル３３の内部に残ったイソプロピルアルコール蒸気が凝結するのをさらに効果的に防止することができる。しかも、一般的には、不活性ガス供給源４７から供給され、インラインヒータ５０を通った窒素ガスの供給先を溶剤ノズル３３に切り換える三方弁８７，８９及び連結管９１を追加するだけでよく、装置コストの上昇を抑制することができる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、イソプロピルアルコール蒸気を供給した後に、加熱した窒素ガスを溶剤ノズル３３に供給するようにしているが、先端孔８５だけで溶剤ノズル３３にイソプロピルアルコール蒸気が凝縮するのを防止できる場合には、そのようにする必要はない。

（２）上述した実施例では、処理槽１が単槽で構成されているが、処理槽１を内槽と、内槽から溢れた処理液を回収する外槽とを備えた複槽としてもよい。

（３）上述した実施例では、加熱した窒素ガスを溶剤ノズル３３に流通させるようにしているが、図４に示すように構成してもよい。

すなわち、溶剤ノズル３３の先端部７９付近に向けて加熱した窒素ガスを供給する保温ノズル９５を付設する。この保温ノズル９５は、溶剤ノズル３３に向いて開口された噴出孔９７を備えており、上述した三方弁８９に連通接続されている。そして、イソプロピルアルコール蒸気を溶剤ノズル３３が供給した後、あるいは供給する前に、保温ノズル９５から加熱した窒素ガスを溶剤ノズル３３の先端部７９付近に供給するように制御部９３により操作される。これにより、溶剤ノズル３３の先端部７９の温度が低下するのを防止でき、イソプロピルアルコール蒸気が溶剤ノズル３３の先端部７９で凝結することを防止できる。しかも、先端部７９だけに窒素ガスを供給すればよいので、窒素ガスの消費量を少なくすることができる。

実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。溶剤ノズルを示す縦断面図である。基板処理装置の一動作例を示すフローチャートである。保温ノズルの一例を示す外観斜視図である。

符号の説明

Ｗ … 基板
１ … 処理槽
７ … 噴出管
９ … 供給管
３１ … リフタ
３３ … 溶剤ノズル
３４ … 不活性ガスノズル
３７ … 蒸気発生タンク
３８ … 蒸気弁
４０，５０ … インラインヒータ
７５ … ノズル本体
７７ … 基端部
７９ … 先端部
８１ … 噴出孔
８３ … 取り付け部材
８５ … 先端孔
８７，８９ … 三方弁
９１ … 連結管
９３ … 制御部

Claims

処理液により処理された基板を溶剤蒸気により乾燥させる基板処理装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、
基板を支持し、前記処理槽内の処理位置と前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって昇降可能な基板支持機構と、
溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、
基端部から先端部に向かって管の外周面に複数個の噴出孔が形成され、先端部に、前記噴出孔と同程度の開口を有する先端孔が形成され、かつ先端部の肉厚が外周面の肉厚と同程度とされ、前記溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気が基端部に供給されるとともに、前記複数個の噴出孔及び先端孔から前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給管と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記溶剤蒸気供給管に対して、加熱した不活性ガスを供給する保温手段をさらに備え、
前記溶剤蒸気供給管に前記溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気を供給した後、前記保温手段から加熱した不活性ガスを供給することを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記溶剤蒸気供給管の先端部に向けて、加熱された不活性ガスを供給する保温ノズルをさらに備え、
前記溶剤蒸気供給管に前記溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気を供給した後、前記保温ノズルから加熱した不活性ガスを供給することを特徴とする基板処理装置。