JP2588524Y2 - 基板の純水引上げ乾燥装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、半導体デバイス製造
プロセス、液晶ディスプレイ製造プロセス、電子部品関
連製造プロセスなどにおいて、シリコンウエハ、液晶用
ガラス基板、電子部品等の各種基板を洗浄処理した後な
どに、それらの基板表面を乾燥させる装置、特に基板を
純水中から引き上げながら基板表面を乾燥させる純水引
上げ乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造工程におい
ては、デバイスの動作特性に対して悪影響を与える各種
の汚染物質、すなわち自然酸化膜や有機物、無機物等の
有害物質或いはパーティクルといった汚染物質を低減さ
せる必要があり、そのために基板（シリコンウエハ）の
洗浄処理が繰り返し行なわれる。この基板の洗浄処理の
方法には、硫酸、フッ酸、塩酸、燐酸等の薬液を使用
し、その洗浄用薬液中に基板を浸漬させて洗浄するウェ
ット洗浄法と、フッ酸蒸気やフッ化水素ガスなどの洗浄
用気体を基板に対し供給して洗浄するドライ洗浄法とが
あるが、基板をウェット洗浄したりドライ洗浄した後
に、残留薬液や残留イオンなどを基板表面から除去する
ために、基板を純水中に浸漬させて基板表面をリンス処
理することが行なわれる。この純水リンス処理したとき
は、基板表面を濡れたままにしておくとパーティクルが
付着し易く、また、濡れたままの状態の基板表面を自然
乾燥させるとウォーターマーク（水しみ）の発生原因と
なる。このため、純水中から引き上げられた基板の表面
を速やかに乾燥させる必要がある。

【０００３】リンス処理後に基板の表面を乾燥処理する
方法の１つとして、基板を純水、通常は温純水から低速
度、例えば６０〜６００mm／分程度の速度で引き上げる
ことにより、基板と純水と気体（空気、窒素等）との３
相界面近傍における表面張力の作用で純水の蒸発を促進
させて基板表面から純水を蒸発させる純水引上げ乾燥法
がある。この方法により基板表面を水切りし乾燥させる
場合、洗浄槽内に収容された温純水中から鉛直上方へ鉛
直姿勢を保った状態で引き上げられた基板は、その表面
に非常に薄い水膜が形成された状態を経て、その上部か
ら乾燥していく。ところが、温純水の液面からは水蒸気
が立ち昇っており、基板表面の、完全に乾燥し終わった
部分に水蒸気が触れると、その部分に水蒸気が凝縮して
忽ちウォーターマーク等のしみが発生し、乾燥むらを生
じ基板が汚染される、といったことが起こる。特に、乾
燥工程におけるスループットを上げるために基板の引上
げ速度を速く（４００mm／分以上）したときには、それ
に伴って純水の温度を高くしなければならないが、その
場合には水蒸気の発生量が多くなって基板の汚染度が増
す、という問題点があった。

【０００４】上記したような問題点を解消するために、
例えば特開昭６４−５３５４９号公報には、温純水の液
面付近の水蒸気を水平方向に排出しながら、温純水中か
ら基板を引き上げるようにして、引き上げられた基板が
水蒸気と接触するのを防止し、一旦乾燥した基板が水蒸
気と接触して再度湿潤し乾燥むらによるしみを生じる、
といったことを無くする基板乾燥方法が開示されてい
る。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】すなわち、図５に示す
ように特開昭６４−５３５４９号公報に記載されている
方法では、温純水２の液面付近の水蒸気を水平方向に排
出しながら温純水中から基板１を引き上げるようにする
ことにより、基板１が引き上げられる鉛直方向に水蒸気
が流動することを防止できるが、水蒸気が水平方向へ引
かれていく過程で、その水蒸気が基板１表面の、既に乾
燥し終わった部分に接触し、その部分にしみを作り、乾
燥むらを生じる、といった恐れがある。また、同号公報
に記載されている乾燥装置では、温純水が収容された槽
３の上面は水蒸気の上昇を許すように大きく開いている
ため、温純水２の液面付近の水蒸気を効果的に水平方向
へ排出するためには、或る程度強い力で吸気しなければ
ならず、排気装置の排気量を大きくする必要がある、と
いった問題点がある。尚、図中、４は温純水２をヒータ
５によって所定の温度に加熱するための加熱槽、６は加
熱された温純水を温純水収容槽３に圧送するためのポン
プ、７は温純水収容槽３からオーバーフローした温純水
を加熱槽４に還流させるための還流管路、８は加熱槽４
からオーバーフローした純水を排出する排出管、９は新
しい純水を加熱槽４に供給する供給管である。

【０００６】この考案は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、基板を純水中から引き上げながら基
板表面から純水を蒸発させる乾燥方式において、比較的
簡単な構成により、純水中から引き上げられた基板の表
面の、乾燥し終わった部分には水蒸気が接触することを
完全に防止し、乾燥処理後の基板の表面にウォーターマ
ークが発生し乾燥むらを生じる、といったことを無くす
ることを技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この考案では、基板の昇
降移動を許容するスリット状開口部が形成された蓋体
を、基板が浸漬される純水が収容された洗浄槽の上部開
口面を覆うように配設し、また、水蒸気パージ手段を設
けて、その水蒸気パージ手段により、前記蓋体のスリッ
ト状開口部を通して気体を下向きに流動させ、純水液面
から発生した水蒸気を気体流によって蓋体と純水液面と
の間の空間から排出するようにした。

【０００８】上記した構成の純水引上げ乾燥装置におい
て、基板昇降機構により複数枚の基板を互いに平行にか
つ間隔を設けて支持し、それら複数枚の基板を同時に純
水中から引き上げるようにし、上記水蒸気パージ手段
を、蓋体と純水液面との間の空間の側方に形設された排
気口と、この排気口に流路接続された強制排気装置とか
ら構成するようにしてもよい。

【０００９】この考案の上記純水引上げ乾燥装置では、
洗浄槽の上部開口面が蓋体によって覆われ、純水中に浸
漬された基板は、基板昇降機構によって純水中から上方
へ引き上げられ、蓋体に形成されたスリット状開口部を
通って上方へ排出される。このとき、蓋体には、基板の
昇降移動を許容する程度の狭いスリット状開口部が形成
されているだけであるので、洗浄槽内の純水液面から発
生した水蒸気が上昇して蓋体より上方へ流れ出ることが
効果的に抑制され、一方、水蒸気パージ手段により、蓋
体のスリット状開口部を通して気体が下向きに高速で流
され、純水液面から発生した水蒸気がその気体流によっ
て蓋体と純水液面との間から排出される。従って、蓋体
の開口部を通って水蒸気が上昇することは確実に抑えら
れるので、基板の、蓋体のスリット状開口部を通ってそ
の上方へ移動し乾燥し終わった部分に、気体流によって
排出されていく過程の水蒸気が接触することは完全に防
止される。また、洗浄槽の上部開口面は、基板の昇降移
動を許容する程度の狭いスリット状開口部が形成された
だけの蓋体によって覆われ、その蓋体と純水液面とで囲
まれた狭い空間の排気によって水蒸気が排出されるの
で、水蒸気の排出が効率良く行なわれることになる。

【００１０】

【実施例】以下、この考案の好適な実施例について図面
を参照しながら説明する。

【００１１】図１及び図２は、この考案の１実施例を示
し、図１は、基板の純水引上げ乾燥装置の概略構成を洗
浄槽と共に示す正面断面図であり、図２は、その側面断
面図である。洗浄槽10内には、純水供給源より純水、例
えば４５〜６０℃の温純水が常時供給され、洗浄槽10の
上端縁から温純水が常に溢流するようにして、洗浄槽10
内の温純水12にパーティクル等が蓄積しないようにして
いる。洗浄槽10から溢れ出た温純水は、溢流槽14に貯留
され、その溢流槽14から排出されるようになっている。

【００１２】洗浄槽10には、図１に模式的に示すよう
に、基板昇降装置16が併設されている。基板昇降装置16
の、洗浄槽10内に挿入された支持部18には、１枚或いは
複数枚、この例では２枚の基板20がそれぞれ鉛直姿勢で
互いに平行にかつ間隔を設けて支持されている。そし
て、２枚の基板20は、基板昇降装置16によって同時に、
例えば６０〜６００mm／分の低速度で鉛直上方へ移動さ
せられ、純水12中から引き上げられるようになってい
る。

【００１３】以上の構成は従来の純水引上げ乾燥装置と
共通する構成であるが、この考案の装置には、洗浄槽10
の上部開口面を覆うように蓋体22が配設されている。こ
の蓋体22には、各基板20がそれぞれ昇降移動することが
できるように２つのスリット状開口部24が形成されてい
る。また、蓋体22は、洗浄槽10内の純水液面に近接し、
例えば蓋体下面と純水液面との間の距離ｄが１５mm以下
となるように配置されている。尚、蓋体22を純水液面に
接触させてしまうと、純水のオーバーフローが、スリッ
ト状開口部24で囲まれた領域の液面で起こらなくなり、
パーティクル等がその液面上に蓄積されて漂うことにな
る結果、その状態で基板の引上げ操作を行なうと、基板
の表面は著しく汚染されてしまうことになる。一方、蓋
体22と純水液面との距離ｄを大きくし過ぎると、純水液
面から発生した水蒸気が蓋体22と純水液面との間の空間
内において対流し充満して、蓋体22を設けない開放状態
のときより却って悪い結果になる。従って、蓋体22は、
純水液面に接触しない限度で液面に可及的に近接させて
配置することが好ましい。

【００１４】また、この乾燥装置には、図１に示すよう
に、蓋体22と純水液面とで囲まれた空間内の気体（空
気、窒素等）を水蒸気と一緒に水平方向へ排出するため
の排気通路26が形設されている。そして、排気通路26の
排気口28には、図示しない強制排気ファンが流路接続さ
れている。排気口28は、蓋体22と純水液面との間の空間
の側方であって基板20の面に沿った方向に、左右両側に
それぞれ設けられている。従って、蓋体22と純水液面と
の間の水蒸気は、それらの排気口28を通して均一に排気
されることになる。

【００１５】以上のように構成された装置において、洗
浄槽10内に収容された純水12中に浸漬された基板20の乾
燥処理を行なうときは、強制排気ファンを駆動させる
と、蓋体22と純水液面との間の空間が負圧になり、蓋体
22の上面側の新鮮な空気がスリット状開口部24を通して
下向きに流れ、純水液面から発生した水蒸気が、蓋体22
と純水液面間に流れ込んだ空気と一緒に排気通路26を通
り、排気口28から排出される。このように、純水液面か
ら水蒸気が発生しても、その水蒸気は、蓋体22の下面側
に流れ込んできた空気と一緒に水平方向へ排気され、蓋
体22の上面側に流れ出ることがない。この状態におい
て、基板昇降装置16を駆動させ、２つの基板20を同時に
鉛直上方へ移動させ、例えば４００mm／分程度の速度で
純水12中から両基板20を引き上げる。このとき、蓋体22
は純水液面に近接して配設されているので、純水12中か
ら引き上げられた基板20が蓋体22より下方に位置する間
は、基板20の表面には水膜が形成された状態にあり、こ
のように未乾燥の状態の基板20の表面に水蒸気が接触し
ても、何ら問題は起こらない。そして、基板20がさらに
鉛直上方へ引き上げられ、蓋体22のスリット状開口部24
を通って移動し蓋体22より上方に位置する部分の表面か
ら水膜が蒸発して乾燥し終わった時には、その部分に水
蒸気が接触することは決してない。従って、この乾燥装
置では、基板表面の、乾燥が終了した部分に水蒸気が凝
縮して起こるウォーターマークの発生を完全に防止する
ことができ、基板表面の汚染は起こらない。

【００１６】図３は、この考案の別の構成例を示す側面
断面図であり、図４は、この考案のさらに別の構成例を
示す側面断面図である。これらの図では、洗浄槽は、そ
の一部を示し、また、基板昇降装置は、その図示を省略
している。また、これらの図において、図１及び図２で
使用した符号と同一符号によって示したものは、それぞ
れ同一機能・作用を有する同一部材である。

【００１７】図３に示した乾燥装置は、蓋体30の、基板
20の通路となるスリット状開口部32の位置に、上方に向
かってテーパー状に拡がった形状の気体導入部34を形設
するとともに、装置全体に対して新鮮な空気や窒素等の
ダウンフロー36を形成し、そのダウンフロー36を形成し
ている気体の一部を気体導入部34内に導き入れ、スリッ
ト状開口部32を通して蓋体30と純水12の液面との間へ流
入させた後、その気体を水平方向へ流動させて、純水液
面から発生した水蒸気と一緒に側方の排気口38を通して
排出する構成を有している。また、図４に示した乾燥装
置は、蓋体40のスリット状開口部42に向かって新鮮な空
気や窒素等の気体を噴出させるエアーナイフ装置44を設
け、そのエアーナイフ装置44から噴出させた気体をスリ
ット状開口部42から蓋体40と純水12の液面との間へ吹き
込み、その気体を水平方向へ流動させ、純水液面から発
生した水蒸気と一緒に側方の排気口48を通して排出して
しまう構成を備えている。尚、エアーナイフ装置44から
噴出される気体の流速は、それによって純水12の液面が
波立つことがない程度の大きさとする。これら図３及び
図４に示した何れの乾燥装置も、蓋体のスリット状開口
部を通して新鮮な気体を下向きに流し、その気体流によ
って水蒸気をパージするようにしたものであり、図１及
び図２に示した上記乾燥装置と全く同様の作用効果が得
られる。

【００１８】この考案の純水引上げ乾燥装置は、以上の
ような構成を有しているが、この考案の範囲は上記説明
並びに図面の内容によって限定されず、要旨を逸脱しな
い範囲で種々の変形例を包含し得る。すなわち、蓋体の
スリット状開口部を通して気体を下向きに流させるため
の手段は、上記した手段に限定されず、また、基板昇降
装置なども、各種の機構のものを採用し得る。また、洗
浄槽内に供給される純水としては、引上げ乾燥処理にお
けるスループットを高めるために、通常は温度が４５〜
６０℃程度の温純水が使用されるが、常温の純水を使用
するようにしてもよい。但し、その場合には、基板の引
上げ速度を非常に遅くする必要があり、乾燥処理に多く
の時間を要する。

【００１９】

【考案の効果】この考案は以上説明したように構成され
かつ作用するので、この考案に係る純水引上げ乾燥装置
を使用して基板の乾燥処理を行なうときは、純水液面か
ら発生した水蒸気に起因して基板表面にウォーターマー
クが発生し乾燥むらを生じる、といった現象を無くする
ことができ、基板表面の汚染を防止して処理品質を向上
させることができる。また、この考案の装置は比較的簡
単な構成で効率良く動作し、さらに、基板の引上げ速度
を速くし、それに伴って純水の温度を高くしても、基板
の汚染度が増すといったことが無いため、乾燥処理にお
けるスループットを高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の１構成例に係る基板の純水引上げ乾
燥装置の概略構成を洗浄槽と共に示す正面断面図であ
る。

【図２】図１に示した装置の側面断面図である。

【図３】この考案の別の構成例を示す要部側面断面図で
ある。

【図４】この考案のさらに別の構成例を示す要部側面断
面図である。

【図５】従来の基板乾燥方法の原理図である。

【符号の説明】

10 洗浄槽 12 純水 14 溢流槽 16 基板昇降装置 20 基板 22、30、40 蓋体 24、32、42 スリット状開口部 26 排気通路 28、38、48 排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−53549（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−179227（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−220722（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−126047（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/304

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面が開口した洗浄槽内に収容された純
   水中に浸漬された基板を純水中から上方へ引き上げる基
   板昇降機構を備え、その基板昇降機構により純水中から
   基板を引き上げながら、その基板の表面から純水を蒸発
   させるようにした基板の純水引上げ乾燥装置において、基板の昇降移動を許容するスリット状開口部が形成され
   た蓋体を、 前記洗浄槽の開口面を覆うように配設すると
   ともに、その蓋体の前記スリット状開口部を通して気体
   を下向きに流動させ、その気体流により、純水液面から
   発生した水蒸気を蓋体と純水液面との間の空間から排出
   する水蒸気パージ手段を設けたことを特徴とする基板の
   純水引上げ乾燥装置。
2. 【請求項２】 基板昇降機構が、複数枚の基板を互いに
   平行にかつ間隔を設けて支持し、それら複数枚の基板を
   同時に純水中から引き上げるようにした構成であり、水
   蒸気パージ手段が、蓋体と純水液面との間の空間の側方
   に形設された排気口と、この排気口に流路接続された強
   制排気装置とから構成された請求項１記載の基板の純水
   引上げ乾燥装置。