JP2009038210A - Vapor dryer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体基板、液晶基板等を洗浄した後、乾燥するベーパー乾燥装置に関する。 The present invention relates to a vapor drying apparatus that cleans a semiconductor substrate, a liquid crystal substrate, and the like and then dries.
半導体基板、液晶基板等を洗浄する洗浄装置として、本出願人は、水素と酸素を容器内で燃焼させ、酸素とオゾンとラジカル酸素を含んだ水蒸気を生成し、この生成した水蒸気を水蒸気供給ノズルによって前記基板の表面に噴射して洗浄する洗浄装置を開発し、特許文献1として特許を取得している。 As a cleaning device for cleaning a semiconductor substrate, a liquid crystal substrate, etc., the present applicant generates hydrogen vapor containing oxygen, ozone, and radical oxygen by burning hydrogen and oxygen in a container, and uses the generated water vapor as a water vapor supply nozzle. Has developed a cleaning apparatus that sprays and cleans the surface of the substrate, and has obtained a patent as Patent Document 1.
この洗浄装置は、燃焼後の水蒸気を水蒸気供給ノズルによって基板の表面に噴射して洗浄するため、オゾン発生から基板までの配管が長くても、自己分解することなく高濃度のオゾンを基板に供給でき、基板を任意の位置に設置できるという効果がある。 This cleaning device injects the water vapor after combustion onto the surface of the substrate by the water vapor supply nozzle, so that even if the piping from the generation of ozone to the substrate is long, high concentration ozone is supplied to the substrate without self-decomposition. This is advantageous in that the substrate can be installed at an arbitrary position.
さらに、基板の表面に水蒸気を噴射した後、所定時間だけ基板上に有機溶剤としてイソプロピルアルコール(isopropyl alcohol :以下IPAと呼ぶ)を供給するIPA蒸気供給管を設けている。IPA蒸気供給管は、基端側がIPA供給口及び純水供給口に接続され、先端側は前記水蒸気供給ノズルに対向している。そして、水蒸気供給管の内部を流れる数百℃のオゾン水蒸気H2O+O3によってIPA蒸気供給管を加温し、IPA蒸気供給管内でIPA蒸気が凝縮することなく、水蒸気供給ノズルから噴射することができる。 Further, an IPA vapor supply pipe for supplying isopropyl alcohol (hereinafter referred to as IPA) as an organic solvent on the substrate for a predetermined time after water vapor is sprayed on the surface of the substrate is provided. The IPA vapor supply pipe has a proximal end connected to the IPA supply port and the pure water supply port, and a distal end facing the water vapor supply nozzle. Then, the IPA vapor supply pipe is heated by ozone water vapor H 2 O + O 3 of several hundred degrees Celsius flowing inside the water vapor supply pipe, and the IPA vapor is injected from the water vapor supply nozzle without condensing in the IPA vapor supply pipe. it can.
また、従来、IPAベーパー発生装置は市販されている。このIPAベーパー発生装置はステンレス製の加熱エレメント管であり、この加熱エレメント管の外周にワークコイルが設けられ、ワークコイルに高周波電流が流れると、磁束が発生して加熱エレメント管に誘導電流が流れてIPAガスが加熱されるように構成されている。 Conventionally, IPA vapor generators are commercially available. This IPA vapor generator is a heating element tube made of stainless steel. A work coil is provided on the outer periphery of the heating element tube. When a high frequency current flows through the work coil, a magnetic flux is generated and an induced current flows through the heating element tube. Thus, the IPA gas is heated.
また、半導体基板をドライ酸化処理するクリーンガス加熱装置として、特許文献2が知られている。このクリーンガス加熱装置は、一端側がガス供給側に、他端側がガス需要側に接続された石英ガラス管の内部にガス供給側から供給されたクリーンガスを加熱するSiCからなるガス加熱管が設けられている。そして、石英ガラス管の外部からガス加熱管を加熱するハロゲンランプを設け、常温のクリーンガスがSiCからなるガス加熱管の内部を通過する際に、高温度に加熱され、ガス需要側の半導体基板に導かれ、半導体基板の表面に酸化膜が形成されるようになっている。
前述した特許文献1のものは、水蒸気供給管の内部を流れる数百℃のオゾン水蒸気H2O+O3によってIPA蒸気供給管を加温することができるが、液体のIPAを瞬時にベーパーとして供給することは困難であり、基板を乾燥する装置としては不向きである。 In the above-mentioned Patent Document 1, the IPA vapor supply pipe can be heated by ozone water vapor H 2 O + O 3 of several hundred degrees Celsius flowing inside the water vapor supply pipe, but liquid IPA is instantaneously supplied as vapor. This is difficult and is not suitable as an apparatus for drying a substrate.
また、市販のIPAベーパー発生装置は、ステンレス製の加熱エレメント管を採用しているため、IPAベーパーが加熱されたステンレスと接して汚染されるという問題がある。 In addition, since a commercially available IPA vapor generator employs a heating element tube made of stainless steel, there is a problem that the IPA vapor is contaminated in contact with the heated stainless steel.
本発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、瞬時にベーパーを生成して基板上に供給して基板を乾燥でき、しかも腐食されることなく、クリーンな洗浄及び乾燥ができるベーパー乾燥装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned circumstances, and its purpose is to generate a vapor instantly and supply it onto the substrate to dry the substrate, and clean cleaning without being corroded. And providing a vapor drying apparatus capable of drying.
本発明は、前記目的を達成するために、請求項1は、基板を支持する洗浄装置と、複数種類の処理液を選択的に供給する処理液供給ユニットと、一端側が前記処理液供給ユニットに接続され、他端側に前記洗浄装置に接続されるベーパー供給管を有し、前記処理液供給ユニットから供給された処理液を流通する流通路を有する石英ガラス管と、前記石英ガラス管の内側に前記流通路と隔離された状態に設けられたロッドヒーターと、前記石英ガラス管の外側に設けられ、前記ロッドヒーターを加熱し、輻射熱によって前記流通路を流通する前記処理液を加熱あるいは気化して前記ベーパー供給管に導く加熱手段とを具備したことを特徴とするベーパー乾燥装置にある。 In order to achieve the above object, the present invention provides a cleaning apparatus that supports a substrate, a treatment liquid supply unit that selectively supplies a plurality of types of treatment liquids, and one end side of the treatment liquid supply unit. A quartz glass tube having a vapor supply pipe connected to the other end side and connected to the cleaning device, and having a flow path for flowing the processing liquid supplied from the processing liquid supply unit; and an inner side of the quartz glass pipe A rod heater provided in a state isolated from the flow passage, and provided outside the quartz glass tube, heats the rod heater and heats or vaporizes the treatment liquid flowing through the flow passage by radiant heat. And a heating means that leads to the vapor supply pipe.
請求項2は、請求項1の前記洗浄装置は、枚葉洗浄装置またはワンバス洗浄装置であり、基板に対して純水を噴射する純水噴射手段を備えていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the cleaning apparatus according to the first aspect is a single wafer cleaning apparatus or a one-bus cleaning apparatus, and includes a pure water injection unit that injects pure water onto the substrate.
請求項3は、請求項1の前記処理液供給ユニットは、洗浄薬液、IPA液、窒素を選択的に供給する複数の供給弁及び前記石英ガラス管に定量供給する定量供給手段を備えていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the processing liquid supply unit according to the first aspect includes a plurality of supply valves for selectively supplying cleaning chemical liquid, IPA liquid, and nitrogen, and a quantitative supply means for supplying a fixed quantity to the quartz glass tube. It is characterized by.
本発明によれば、瞬時にベーパーを生成して基板上に供給して基板を乾燥できる。また、処理液が接触する部分は全て石英ガラスであり、腐食されることはなく、クリーンな洗浄及び乾燥ができるという効果がある。 According to the present invention, vapor can be instantaneously generated and supplied onto the substrate to dry the substrate. Further, all the parts that come into contact with the treatment liquid are quartz glass, and there is an effect that the parts are not corroded and can be cleaned and dried.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は第1の実施形態のベーパー乾燥装置の全体構成を示し、有機溶剤としてのIPAベーパー生成装置11を備えている。まず、IPAベーパー生成装置11について説明すると、装置本体12には横方向に円筒状の空洞部13が設けられている。空洞部13には円筒状の高純度の石英ガラス管14が設けられている。石英ガラス管14は外筒15と内筒16からなる二重管構造で、外筒15と内筒16との間には環状空間部が形成され、この環状空間部には高純度の石英ガラス製の仕切り管17が介在されている。そして、仕切り管17の外側には外側流通路18が設けられ、内側には内側流通路19が設けられている。さらに、仕切り管17の一端部には外側流通路18と内側流通路19とを連通する折り返し部20が設けられている。そして、処理液が外側流通路18から折り返し部20を介して内側流通路19へ流れるようになっている。
FIG. 1 shows the overall configuration of the vapor drying apparatus according to the first embodiment, which includes an IPA
外筒15の軸方向の一端部は入口側端板21によって封止され、他端部は出口側端板22によって封止されており、入口側端板21には窒素供給管23と処理液供給管24が設けられている。また、内筒16の更に内側には高純度の石英ガラス製の中央流通管25が設けられ、中央流通管25の一端部は内側流通路19と連通し、他端部はベーパー供給管26に連通している。
One end of the
内筒16と中央流通管25との間は密閉された環状空間に形成され、環状空間には例えばSiCあるいはカーボン等からなるロッドヒーター27が密閉された状態に設けられている。また、装置本体12の内部には加熱手段として複数本の直管形のハロゲンランプ28が設けられ、これらハロゲンランプ28は石英ガラス管14を囲繞するように周方向に等間隔に配置されている。ロッドヒーター27に向かって赤外線を照射するようになっており、ロッドヒーター27には温度センサ29が設けられている。温度センサ29の検出信号は装置本体12の外部に設けられた加熱制御ユニット30に入力され、ハロゲンランプ28の出力を制御するようになっている。ロッドヒーター27の温度を、例えば常時200℃に保つように加熱制御ユニット30が制御するようになっている。
A space between the
一方、装置本体11の外部には処理液供給ユニット31が設けられている。処理液供給ユニット31には薬液供給源32が設けられ、薬液供給源32はマスフローコントローラ32aを介して薬液供給弁32bに接続されている。処理液供給ユニット31にはIPA貯溜タンク33が設けられ、このIPA貯溜タンク33の供給口はIPA供給定量ポンプ33aを介してIPA供給弁33bに接続されている。さらに、処理液供給ユニット31には窒素供給源34が設けられ、窒素供給源34はマスフローコントローラ34aを介して第1の窒素供給弁34b及び第2の窒素供給弁34cに接続されている。
On the other hand, a processing
そして、第1の窒素供給弁34bは第1の配管35aを介して窒素供給管23に接続され、薬液供給弁32b、IPA供給弁33b及び第2の窒素供給弁34cは第2の配管35bを介して処理液供給管24に接続されている。
The first
また、前記ベーパー供給管26は枚葉洗浄装置のチャンバ36に接続されている。枚葉洗浄装置にはチャンバ36に対向し、回転軸37を中心として回転する基板載置台38が設けられ、この基板載置台38には洗浄・乾燥すべき半導体基板、液晶基板等の基板Wが載置されている。さらに、ベーパー供給管26には純水供給管39が内挿され、基板Wの上面の中央部には純水供給管39の出口に設けられた純水供給ノズル40が対向して設けられている。基板Wと純水供給ノズル40の距離Hは数mmに設定され、基板Wの周囲には排気口41が設けられている。純水供給管39の基端側は純水供給源42に接続されている。
The
次に、前述のように構成されたベーパー乾燥装置を用いてチャンバ36の内部の基板載置台38に載置された基板Wを洗浄・乾燥する方法について説明する。
Next, a method for cleaning and drying the substrate W mounted on the substrate mounting table 38 inside the
図2に示すように、基板載置台38に洗浄・乾燥すべき基板Wを載置する。次に、IPAベーパー生成装置11を回転しながら水平方向に移動させるとともに下降させると、図3に示すように、基板Wが載置された基板載置台38にチャンバ36が対向する。同時に、純水供給管39の純水供給ノズル40が基板Wの中央部に対向する。
As shown in FIG. 2, the substrate W to be cleaned and dried is placed on the
次に、図4に示すように、純水供給源42から純水供給管39に対して純水を供給すると、純水供給ノズル40を介して基板Wの上面に純水が供給される。このとき、基板載置台38は回転軸37を中心として回転させるため、基板Wは枚葉スピン洗浄され、基板W上の水滴は遠心力によって周囲に飛散される。
Next, as shown in FIG. 4, when pure water is supplied from the pure
基板Wを洗浄した後、IPAベーパー生成装置11から水洗後の基板Wに対して薬液を供給したり、IPAベーパーを供給して基板W上の水滴と薬液または水滴とIPAとを置換することができるが、本実施形態においては、薬液を供給したのち、IPAベーパーを供給する場合について説明する。
After cleaning the substrate W, the chemical solution may be supplied from the IPA
まず、処理液供給ユニット31の薬液供給弁32bを開弁すると、薬液供給源32から薬液が供給され、この薬液は第2の配管35b及び処理液供給管24を介してIPAベーパー生成装置11に供給される。このとき、装置本体12内のハロゲンランプ28の出力は加熱制御ユニット30によって制御されており、ハロゲンランプ28からの赤外線はロッドヒーター27に向かって照射される。ロッドヒーター27はハロゲンランプ28によって200℃に加熱される。
First, when the chemical
従って、常温の薬液は、IPAベーパー生成装置11の外側流通路18を流れてガス折り返し部20で折り返して内側流通路19に流れ、さらに中央流通管25の内部を流れてベーパー供給管26に至る。このとき、ロッドヒーター27は、石英ガラスによって密閉された状態にあり、薬液とは完全に非接触状態にあるため、薬液によって腐食されることはなく、パーティクルの発生がない。しかも、常温の薬液はロッドヒーター27によって加熱された石英ガラス管14及びが中央流通管25に接触するため、瞬時に加熱されて加熱薬液となり、ベーパー供給管26を介して基板Wに噴射される。
Therefore, the chemical solution at room temperature flows through the
このとき、図5に示すように、基板載置台38に載置された水洗後の基板Wには水滴が残っているが、加熱薬液が基板Wに供給されると、基板W上の水滴と薬液とが置換される。次に、薬液供給弁32bを閉弁し、第1の窒素供給弁34bを開弁すると、窒素供給源34から窒素が第1の配管35aを介して窒素供給管23に供給される。
At this time, as shown in FIG. 5, water droplets remain on the washed substrate W placed on the
従って、常温の窒素は、IPAベーパー生成装置11の外側流通路18を流れてガス折り返し部20で折り返して内側流通路19に流れ、さらに中央流通管25の内部を流れてベーパー供給管26に至る。このとき、ロッドヒーター27は、石英ガラスによって密閉された状態にあり、窒素とは完全に非接触状態にあり、加熱された窒素がベーパー供給管26を介して基板Wに噴射される。
Therefore, nitrogen at normal temperature flows through the
次に、第1の窒素供給弁34bを閉弁し、IPA供給弁33bを開弁すると、IPA貯溜タンク33からIPAが供給され、IPAはIPA供給定量ポンプ33aによって1〜10cc/minに設定され、第2の配管35bを介して処理液供給管24に供給される。窒素供給源34から窒素が第1の配管35aを介して窒素供給管23に供給される。従って、液体のIPAは、IPAベーパー生成装置11の外側流通路18を流れてガス折り返し部20で折り返して内側流通路19に流れ、さらに中央流通管25の内部を流れてベーパー供給管26に至る間にIPAベーパーとなる。
Next, when the first
このとき、ロッドヒーター27は、石英ガラスによって密閉された状態にあり、IPAとは完全に非接触状態にあり、図6に示すように、IPAベーパーがベーパー供給管26を介して基板Wに噴射される。IPAベーパーが基板Wに供給されると、基板W上の窒素とIPAベーパーとが置換される。次に、IPA供給弁33bを閉弁し、第2の窒素供給弁34cを開弁すると、窒素供給源34から窒素が第2の配管35bを介して窒素供給管23に供給される。従って、窒素は、IPAベーパー生成装置11に供給され、前述と同様に、加熱された窒素がベーパー供給管26を介して基板Wに噴射されるため、図7に示すように、基板W上のIPAは加熱窒素によって発散され、基板Wの洗浄・乾燥が完了する。
At this time, the
本実施形態によれば、IPAベーパー生成装置11によって瞬時にIPAベーパーを生成して基板W上に供給して基板W上の水滴をIPAに置換させて乾燥できる。しかも、SiCのロッドヒーター27は高純度石英ガラスで覆われ、IPAベーパーが接触する部分は全て高純度石英ガラスであり、パーティクルの発生がないという効果がある。
According to the present embodiment, IPA vapor can be instantaneously generated by the
図8は第2の実施形態を示し、第1の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、IPAベーパー生成装置11とワンバス乾燥装置45とを組み合わせたIPAベーパー乾燥装置を示す。ワンバス乾燥装置45について説明すると、基台46の上部には上部開口の洗浄槽47が設けられ、この洗浄槽47の底部には排液弁48を有する排液管49が設けられている。
FIG. 8 shows a second embodiment, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. This embodiment shows an IPA vapor drying apparatus in which an IPA
洗浄槽47の内部には複数枚の基板Wを立位状態で、しかも間隔を存して支持する基板支持台50が設けられ、この基板支持台50の両側部には純水供給ノズル51が設けられている。洗浄槽47の外周囲には純水オーバフロー槽52が設けられ、洗浄槽47をオーバフローした純水が収容されるようになっている。純水オーバフロー槽52の上部開口は蓋体53によって閉塞され、蓋体53には複数の噴射ノズル54を有するノズルヘッド55が設けられている。このノズルヘッド55にはIPAベーパー生成装置11のベーパー供給管26が接続され、噴射ノズル54から基板Wに向かってIPAベーパー及び加熱窒素を噴射できるようになっている。
A
次に、本実施形態の作用について説明する。図9(a)に示すように、待機状態においては、純水供給ノズル51から純水を供給し続けると、洗浄槽47は純水によって満たされ、オーバフローした純水は、純水オーバフロー槽52に収容される。このとき、IPAベーパー生成装置11のベーパー供給管26から窒素を供給すると、窒素は噴射ノズル54から洗浄槽47の水面に向かって噴射される。
Next, the operation of this embodiment will be described. As shown in FIG. 9A, in the standby state, if pure water is continuously supplied from the pure
次に、同図(b)に示すように、洗浄槽47内の内部に基板Wを搬入し、基板支持台50に複数枚の基板Wを立位状態に支持し、純水供給ノズル51から純水を供給すると、基板Wは純水によって洗浄される。純水供給ノズル51から純水を供給し続けると、洗浄槽47は純水によって満たされ、オーバフローした純水は、純水オーバフロー槽52に収容される。
Next, as shown in FIG. 4B, the substrate W is carried into the
基板Wの洗浄後、同図(c)に示すように、排液弁48を開弁すると、洗浄槽47内の純水は排液管49から排液される。同時に、IPAベーパー生成装置11によって生成されたIPAベーパーがベーパー供給管26から供給されると、IPAベーパーは噴射ノズル54から洗浄槽47に向かって噴射される。従って、洗浄槽47はIPAベーパー雰囲気となり、基板W上の水滴はIPAと置換される。
After cleaning the substrate W, as shown in FIG. 5C, when the
次に、処理液供給ユニット31のIPA供給弁33bを閉弁し、IPAベーパー生成装置11へのIPAの供給を停止し、窒素のみをIPAベーパー生成装置11へ供給すると、同図(d)に示すように、窒素は瞬時に加熱された後、ベーパー供給管26を介して基板Wに噴射されるため、基板W上のIPAは発散される。このとき、洗浄槽47の下部から有機排気を行なう。
Next, when the
このようにして基板Wの洗浄・乾燥が完了した後、同図(e)に示すように、洗浄槽47を横方向に移動させ、洗浄槽47を開口した後、基板Wを洗浄槽47から搬出する。なお、本実施形態においては、IPAベーパーを供給した後、窒素を供給するようにしたが、薬液を供給したのち、IPAベーパーを供給し、最後に窒素を供給するようにしてもよい。
After the cleaning and drying of the substrate W is completed in this way, the
なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, the constituent elements over different embodiments may be combined.
11…IPAベーパー生成装置、14…石英ガラス管、26…ベーパー供給管、31…薬液供給ユニット、38…基板載置台、W…基板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
複数種類の処理液を選択的に供給する処理液供給ユニットと、
一端側が前記処理液供給ユニットに接続され、他端側に前記洗浄装置に接続されるベーパー供給管を有し、前記処理液供給ユニットから供給された処理液を流通する流通路を有する石英ガラス管と、
前記石英ガラス管の内側に前記流通路と隔離された状態に設けられたロッドヒーターと、
前記石英ガラス管の外側に設けられ、前記ロッドヒーターを加熱し、輻射熱によって前記流通路を流通する前記処理液を加熱あるいは気化して前記ベーパー供給管に導く加熱手段と、
を具備したことを特徴とするベーパー乾燥装置。 A cleaning device for supporting the substrate;
A treatment liquid supply unit that selectively supplies a plurality of kinds of treatment liquids;
A quartz glass tube having a vapor supply pipe connected to the processing liquid supply unit on one end side and a vapor supply pipe connected to the cleaning device on the other end side, and having a flow passage for circulating the processing liquid supplied from the processing liquid supply unit When,
A rod heater provided inside the quartz glass tube so as to be isolated from the flow path;
A heating means provided outside the quartz glass tube, for heating the rod heater, heating or vaporizing the treatment liquid flowing through the flow path by radiant heat, and guiding the treatment liquid to the vapor supply pipe;
A vapor drying apparatus comprising:
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