JP3682172B2 - 基板乾燥装置及び基板乾燥方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ、液晶表示パネル用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、マスクやフォトマスクなどの電子部品製造用の被処理基板に付着した液滴を除去して乾燥させる基板乾燥装置及び基板乾燥方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、チャンバ内に収容した被処理基板を回転させることにより、当該基板に付着した液滴を除去して乾燥させる回転式基板乾燥装置において、チャンバ内を真空に減圧して液滴の蒸発を促進するようにした回転式基板乾燥装置が提案されている（特開昭６３−２４６２６号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年、被処理基板として例えば直径８インチの半導体ウェハが採用されることが多いが、基板サイズの増大に伴い処理前に当該基板に付着している液滴の量や径も大きくなり、次のような問題が生じていた。すなわち、最初からチャンバ内を気密状態にして減圧乾燥を行うと、液滴の液切りに時間を要し、その結果、乾燥時間が長期化するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、乾燥に要する時間を短縮することができる基板乾燥装置及び基板乾燥方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被処理基板に付着した液滴を除去して乾燥させる基板乾燥装置において、
上記被処理基板を通過させるための開口部及び内部の気体を排出するための排気口を有し、上記被処理基板を収容するチャンバと、
上記開口部を気密状態で閉鎖するためのカバーと、
上記チャンバ内の空気を上記排気口を介して強制排気させる強制排気手段と、
上記カバーにより上記開口部を閉鎖した状態で上記チャンバ内を減圧するチャンバ減圧手段と、
上記強制排気手段を所定時間だけ動作させる排気制御手段と、
上記強制排気手段の動作後に上記チャンバ減圧手段による減圧動作を開始させるチャンバ減圧制御手段と、
上記チャンバ内に収容された上記被処理基板を回転軸の回りに回転可能に保持する保持手段と、
上記チャンバの側壁を貫通して上記チャンバ外に引き出された上記回転軸を軸支する軸受部と、
上記保持手段により保持された上記被処理基板を上記回転軸の回りに回転させる回転手段と、
上記チャンバ減圧手段により上記チャンバ内を減圧する際に、上記軸受部と上記チャンバの側壁との間に形成される空間内を上記チャンバ内の圧力より負圧に減圧する軸受部減圧手段と、
上記チャンバ減圧手段による減圧動作の開始前に上記軸受部減圧手段による減圧動作を開始させる軸受部減圧制御手段と
を備えたことを特徴としている（請求項１）。
【０００６】
この構成によれば、チャンバ内の空気が排気口を介して強制排気されることにより、被処理基板上の液滴が強制排気される空気に乗って除去され、その後チャンバ内が減圧されることにより、被処理基板に付着した微小な液滴が蒸発することとなり、これによって被処理基板の乾燥時間が短縮される。
【０００７】
また、被処理基板が回転されることにより、被処理基板上の液滴が遠心力により除去され、この除去された液滴は強制排気される空気に乗って排気口から排出されることとなり、これによって被処理基板の乾燥時間が更に短縮される。また、軸受部で発生するパーティクルが強制排気により排出されることとなり、チャンバ内に貯留することが防止される。
【０００８】
また、チャンバ減圧手段によりチャンバ内を減圧する際に、軸受部とチャンバの側壁との間に形成される空間内をチャンバ内の圧力より負圧に減圧することにより、パーティクルが発生し易い軸受部からチャンバ内にパーティクルが流入することが確実に防止される。
【０００９】
また、チャンバ減圧手段による減圧動作の開始前に軸受部減圧手段による減圧動作が開始されることにより、軸受部とチャンバの側壁との間に形成される空間内がチャンバ内の圧力より確実に負圧にされ、これによってチャンバ内の減圧開始時に軸受部からチャンバ内にパーティクルが流入することが更に確実に防止される。
【００１０】
また、請求項１に記載の基板乾燥装置において、更に、上記チャンバ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備え、
上記カバーにより上記チャンバの開口部が閉鎖された状態において、上記不活性ガス供給手段による不活性ガス供給と、上記強制排気手段による強制排気とが行われ、
上記強制排気手段は、その単位時間当りの強制排気量が、上記不活性ガス供給手段からの単位時間当りの不活性ガス供給量よりも大きいものである（請求項２）。
【００１１】
この構成によれば、チャンバ内に不活性ガスが供給され、この不活性ガスがチャンバ内から排気口を介して強制排気されることにより、被処理基板と液滴との界面における被処理基板の表面の酸化が防止されることとなり、これによって成膜不良に起因する製品の歩留まりの低下が防止される。
【００１２】
さらに、チャンバのカバーを閉鎖した状態において、不活性ガス供給手段による単位時間当りの不活性ガス供給量よりも、強制排気手段による単位時間当りの強制排気量を大きくして、上記不活性ガス供給及び強制排気を行うため、この強制排気によりチャンバ内の減圧状態を付加することができ、これによって乾燥を促進することができる。
【００１３】
また、請求項１又は請求項２に記載の基板乾燥装置において、更に、上記チャンバ内に水溶性アルコールの蒸気を供給するアルコール蒸気供給手段を備え、上記強制排気手段は、上記アルコール蒸気供給手段により供給された上記水溶性アルコールの蒸気を上記チャンバ内から上記排気口を介して強制排気させるものであることを特徴としている（請求項３）。
【００１４】
この構成によれば、チャンバ内に水溶性アルコールの蒸気が供給され、この水溶性アルコールの蒸気がチャンバ内から排気口を介して強制排気されることにより、被処理基板表面の液滴が蒸発し易い水溶性アルコールに置換されることとなり、これによって被処理基板の乾燥が促進される。
【００１５】
また、請求項１乃至３のいずれかに記載の基板乾燥装置において、上記強制排気手段は、上記開口部を介して上記チャンバ内に外気を流入させるとともに、この外気を上記チャンバ内から上記排気口を介して強制排気させるものであることを特徴としている（請求項４）。
【００１６】
この構成によれば、チャンバ内に滞留していた空気が外気により一掃され、排気口を介して強制排気される外気に乗って液滴が除去されることにより、被処理基板の乾燥が促進されることとなる。
【００１７】
また、本発明は、チャンバ内に収容された被処理基板を回転させるステップと、上記チャンバ内の空気を強制排気するステップと、上記チャンバの開口部を気密状態で閉鎖して上記チャンバ内を減圧するステップとによって、上記チャンバ内に収容された被処理基板に付着した液滴を除去して乾燥させる基板乾燥方法において、
上記チャンバ内の減圧を開始する前に、上記チャンバを回転可能に保持する機構の回転軸を上記チャンバの側壁の外側で軸支する軸受部と、上記チャンバの側壁との間に形成される空間内を上記チャンバ内の圧力より負圧に減圧するステップを有するものである（請求項５）。
【００１８】
この方法によれば、チャンバ内の空気が強制排気されることにより、被処理基板上の液滴が強制排気される空気に乗って除去され、その後チャンバ内が減圧されることにより、被処理基板に付着した微小な液滴が蒸発することとなり、これによって被処理基板の乾燥時間が短縮される。
【００１９】
また、この方法によれば、被処理基板が回転されることにより、被処理基板上の液滴が遠心力により除去され、この除去された液滴は強制排気される空気に乗って排気口から排出されることとなり、これによって被処理基板の乾燥時間が更に短縮される。また、軸受部で発生するパーティクルが強制排気により排出されることとなり、チャンバ内に貯留することが防止される。
【００２０】
また、この方法によれば、チャンバ内を減圧する前に、軸受部とチャンバの側壁との間に形成される空間内をチャンバ内の圧力より負圧に減圧することにより、パーティクルが発生し易い軸受部からチャンバ内にパーティクルが流入することが更に確実に防止される。
【００２１】
また、本発明は、請求項５に記載の基板乾燥方法において、更に、上記閉鎖された状態のチャンバ内に不活性ガスを供給するステップを有し、
上記閉鎖されたチャンバ内の空気の単位時間当りの強制排気量を、単位時間当りの上記不活性ガス供給量よりも大きくするものである（請求項６）。
【００２２】
この方法によれば、チャンバのカバーを閉鎖した状態において、不活性ガス供給手段による単位時間当りの不活性ガス供給量よりも、強制排気手段による単位時間当りの強制排気量を大きくして、上記不活性ガス供給及び強制排気を行うことで、この強制排気によりチャンバ内の減圧状態を付加することができ、これによって乾燥を促進することができる。
【００２３】
また、上記基板乾燥方法において、上記チャンバ内に不活性ガスを供給するとともに、上記供給された不活性ガスを上記チャンバ内から上記チャンバの排気口を介して強制排気させることからは、チャンバ内に不活性ガスが供給され、この不活性ガスがチャンバ内から排気口を介して強制排気されることにより、被処理基板と液滴との界面における被処理基板の表面の酸化が防止されることとなり、これによって成膜不良に起因する製品の歩留まりの低下が防止されるという作用が得られる。
【００２４】
また、上記基板乾燥方法において、更に、上記チャンバ内に水溶性アルコールの蒸気を供給するとともに、上記供給された水溶性アルコールの蒸気を上記チャンバ内から上記チャンバの排気口を介して強制排気させるようにしてもよい。この方法によれば、チャンバ内に水溶性アルコールの蒸気が供給され、この水溶性アルコールの蒸気がチャンバ内から排気口を介して強制排気されることにより、被処理基板表面の液滴が蒸発し易い水溶性アルコールに置換されることとなり、これによって被処理基板の乾燥が促進される。
【００２５】
また、上記基板乾燥方法において、上記チャンバの開口部を介して上記チャンバ内に外気を流入させるとともに、この外気を上記チャンバ内から上記チャンバの排気口を介して強制排気させるようにしてもよい。この方法によれば、チャンバ内に滞留していた空気が外気により一掃され、排気口を介して強制排気される外気に乗って液滴が除去されることにより、被処理基板の乾燥が促進されることとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る基板乾燥装置の第１実施形態の内部構成を示す断面図、図２は図１のII−II線断面図である。
【００２７】
この基板乾燥装置１は、図２に示すように、略円形の半導体ウェハＷ（被処理基板）を乾燥させるもので、略円筒形のチャンバ１１を備えるとともに、チャンバ１１の上端に形成された開口部１２に対向して配設されたカバー１３と、チャンバ１１内に回転可能に配設された横軸回転型のロータ１４と、このロータ１４に着脱自在に架設され、複数の半導体ウェハＷ，Ｗ，…を支持する基板支持部１５と、チャンバ１１の下部に配設され、基板支持部１５を昇降させる支持部昇降装置１６とを備えている。
【００２８】
カバー１３は、チャンバ１１の開口部１２を開閉するもので、図２に示すように、左右の接続部１３ａ，１３ｂに、それぞれ支持バー１３ｃ，１３ｄが固定されている。支持バー１３ｃの先端には、エアシリンダ１７のロッドエンド１７ａが回動自在に軸支されており、支持バー１３ｄの先端には、閉止ばね１８に連結された連結部１８ａが回動自在に軸支されている。そして、エアシリンダ１７のロッド１７ｂがシリンダ本体１７ｃから伸長することにより、図１に破線で示すように、カバー１３が支持軸１３ｅを支点として開放されるようになっている。
【００２９】
また、開口部１２の外周部にはパッキング１９が配設されており、図１に示すようにカバー１３が開口部１２と対向した状態では、開口部１２は、カバー１３とパッキング１９とにより気密状態で閉鎖されるようになっている。
【００３０】
チャンバ１１の斜め下方には、チャンバ１１内の空気を排出するための排気口２１が設けられ、排気ダクト２２に接続されている。排気ダクト２２は、排気ダンパ２３及びブロア（強制排気手段）２４を介してクリーンルーム等に装備されたメイン排気ダクト（図示省略）に接続されるとともに、真空排気ダンパ２５及びチャンバ用真空ポンプ２６を介して上記メイン排気ダクトに接続されている。なお、排気ダンパ２３及び真空排気ダンパ２５は、閉鎖時にはその通路を完全に密閉し得るタイプのものが採用されている。
【００３１】
ロータ１４は、図１に示すように、所定寸法を隔てて対向配置された左右一対の回転フランジ３１，３１と、この回転フランジ３１，３１を互いに連結する複数の連結棒３２，３２，…とを有している。一対の回転フランジ３１，３１間には、図２に示すように、基板支持部１５をロータ１４に固定する支持部クランプ装置３３と、半導体ウェハＷ，Ｗ，…を基板支持部１５に固定する基板クランプ装置３４とが配設されている。
【００３２】
図１に戻って、回転フランジ３１，３１には、それぞれ左右外方に突出する回転軸３５，３５が固定されている。この回転軸３５，３５は、それぞれ軸受部３６，３６によって軸支されている。なお、この軸受部３６，３６は、それぞれシール部３７と保持部３８とから構成されている。
【００３３】
シール部３７，３７は、本実施形態ではラビリンス式のものが採用され、シール部３７と回転軸３５との間にそれぞれ微小な隙間３７ａが形成されている。この微小な隙間３７ａ，３７ａは、それぞれ連絡孔３９を介して排気ダクト４１，４１に接続されており、排気ダクト４１，４１は、合流して真空排気ダンパ４２及び軸受部用真空ポンプ４３を介して上記メイン排気ダクトに接続されている。また、保持部３８，３８は、図１に示すように、それぞれボールベアリング３８ａによって回転軸３５，３５を回転自在に軸支するように構成されている。このように、軸受部３６，３６は、シール部３７及び保持部３８によって、回転軸３５，３５を気密状態で軸支している。
【００３４】
なお、各回転軸３５とチャンバ１１の側壁１１ａとの間には、それぞれ隙間１１ｂが設けられており、これによって回転軸３５の回転に支障を来さないようになっている。この各隙間１１ｂは、それぞれ上記微小な隙間３７ａに空間的につながるように構成されているので、軸受部用真空ポンプ４３によって、微小な隙間３７ａとともに隙間１１ｂが減圧されることとなる。
【００３５】
右側の回転軸３５の先端には、プーリ４４が固定されるとともに、ベルト４５を介してモータ４６に連結されており、モータ４６が回転駆動するとロータ１４が回転軸３５を中心に高速で回転するように構成されている。
【００３６】
このように回転自在に構成されたロータ１４に対して、半導体ウェハＷの主面の中心部付近が回転中心となるように基板支持部１５が架設されている。また、この基板支持部１５を昇降させるべく支持部昇降装置１６が設けられている。この支持部昇降装置１６は、半導体ウェハＷ，Ｗ…を図外の基板搬送装置との間で受け渡す受渡し位置と、図１に示すチャンバ１１内の保持位置との間で、図略のエアシリンダの駆動を受けて基板支持部１５を昇降させるものである。
【００３７】
図３は基板乾燥装置１の制御構成を示すブロック図である。
制御部５０は、ＣＰＵ等からなり、後述する手順に従って、基板乾燥装置１の支持部昇降装置１６などの各アクチュエータ２の動作を制御するもので、排気制御手段５１、チャンバ減圧制御手段５２及び軸受部減圧制御手段５３を備えている。
【００３８】
排気制御手段５１は、後述するように、ブロア２４を所定時間Ｔ１だけ動作させるものである。チャンバ減圧制御手段５２は、後述するように、ブロア２４の動作後にチャンバ用真空ポンプ２６による減圧動作を開始させるものである。軸受部減圧制御手段５３は、後述するように、チャンバ用真空ポンプ２６による減圧動作を開始させる前に軸受部用真空ポンプ４３による減圧動作を開始させるもので、これによってシール部３７の微小な隙間３７ａの圧力をチャンバ１１内の圧力より負圧に維持している。
【００３９】
次に、図４のフローチャートを用いて、第１実施形態における乾燥動作の手順について説明する。
初期状態では、カバー１３、排気ダンパ２３、真空排気ダンパ２５及び真空排気ダンパ４２は閉鎖されている。この状態において、まず、カバー１３及び排気ダンパ２３が開放され（ステップＳ１０）、基板支持部１５を昇降させて開口部１２を介して半導体ウェハＷが搬入され（ステップＳ２０）、ロータ１４の回転が開始される（ステップＳ３０）。
【００４０】
次いで、ブロア２４が動作して強制排気が開始され（ステップＳ４０）、時間カウントが開始されて所定時間Ｔｌが経過するまで強制排気が継続される（ステップＳ５０でＮＯ）。
【００４１】
そして、所定時間Ｔｌが経過すると（ステップＳ５０でＹＥＳ）、ブロア２４が停止され（ステップＳ６０）、カバー１３及び排気ダンパ２３が閉鎖され（ステップＳ７０）、真空排気ダンパ４２が開放され、軸受部用真空ポンプ４３が駆動されて、軸受部３６の減圧が開始される（ステップＳ８０）。
【００４２】
次いで、真空排気ダンパ２５が開放され、チャンバ用真空ポンプ２６が駆動されて、チャンバ１１の減圧が開始され（ステップＳ９０）、時間カウントが開始されて所定時間Ｔ２が経過するまで軸受部３６及びチャンバ１１の減圧が継続される（ステップＳ１００でＮＯ）。
【００４３】
そして、所定時間Ｔ２が経過すると（ステップＳ１００でＹＥＳ）、軸受部用真空ポンプ４３及びチャンバ用真空ポンプ２６が停止され、各ダンパ４２，２５が閉鎖されるとともに、ロータ１４の回転が停止され（ステップＳ１１０）、チャンバ１１内が大気圧に戻るまで待機する（ステップＳ１２０でＮＯ）。
【００４４】
そして、チャンバ１１内の気圧が大気圧まで上昇すると（ステップＳ１２０でＹＥＳ）、カバー１３が開放され（ステップＳ１３０）、支持部昇降装置１６により基板支持部１５を昇降させることによって、半導体ウェハＷ，Ｗ，…がチャンバ１１内から搬出される（ステップＳ１４０）。半導体ウェハＷ，Ｗ，…の搬出が完了すると、カバー１３が閉鎖されて（ステップＳ１５０）、このルーチンを終了する。
【００４５】
このように、第１実施形態によれば、半導体ウェハＷ，Ｗ，…を回転させるとともに、チャンバ１１内から排気口２１を介して強制排気することにより、半導体ウェハＷ，Ｗ，…に付着した液滴を回転による遠心力で除去することができるとともに、排気口２１から強制排気することによって、半導体ウェハＷ，Ｗ，…から除去された液滴は、強制排気される空気の流れに乗って排気口２１から排出されて、半導体ウェハＷ，Ｗ，…の表面に付着した液滴の乾燥を促進することができる。
【００４６】
更に、チャンバ１１内を減圧することにより、半導体ウェハＷに付着した微小な液滴を蒸発させることができ、これによって半導体ウェハＷの乾燥時間を短縮することができる。
【００４７】
また、軸受部３６，３６ではパーティクルが発生し易いが、強制排気を行うことによって、軸受部３６，３６からチャンバ１１内へのパーティクルの流入を防止することができる。また、軸受部用真空ポンプ４３によって軸受部３６と回転軸３５との間に形成される微小な隙間３７ａを減圧することにより、軸受部３６，３６からチャンバ１１内へのパーティクルの流入をより確実に防止することができる。
【００４８】
また、軸受部用真空ポンプ４３の動作を開始した後にチャンバ用真空ポンプ２６の動作を開始させることにより、微小な隙間３７ａをチャンバ１１内の圧力より負圧に維持するようにしたので、軸受部３６，３６からチャンバ１１内へのパーティクルの流入を更に一層確実に防止することができる。
【００４９】
なお、ブロア２４を動作させて強制排気を行っている間は、ロータ１４の回転を行わないようにしてもよい。また、強制排気を開始して所定時間が経過した後に、ロータ１４の回転を開始するようにしてもよい。これらの場合でも、チャンバ１１内から排気口２１を介して強制排気することにより、強制排気される空気の流れに乗って半導体ウェハＷ，Ｗ，…に付着している液滴を排気口２１から排出することができる。
【００５０】
図５は本発明に係る基板乾燥装置の第２実施形態の内部構成を示す断面図、図６は外観を示す斜視図である。なお、図２に示す第１実施形態と同一部材については同一符号を付して説明を省略する。また、カバー１３の開閉機構、すなわちエアシリンダ１７及び閉止ばね１８は図示を省略している。
【００５１】
チャンバ１１の斜め上方には、予備室６１がチャンバ１１と互いに接続した状態で配設されており、この予備室６１内には、窒素ガス供給ノズル６２とイオナイザ６３とが配設されている。窒素ガス供給ノズル６２は、チャンバ１１内に向けて不活性ガスとしての窒素ガスを供給するためのものであり、図略の窒素ガス供給源に接続されている。また、イオナイザ６３は、一対の放電針に高電圧を印加して放電させ、そこを通過する気体をイオン化するもので、半導体ウェハＷの高速回転時において、窒素ガス等との摩擦により半導体ウェハＷに生じた静電気を除去するためのものである。
【００５２】
また、チャンバ１１の開口部１２の直ぐ外側には、窒素ガス噴出部６４と窒素ガス吸引部６５とが配設されている。窒素ガス噴出部６４は、図６に示すように、窒素ガスを噴出するための格子状のノズルを有し、窒素ガスを開口部１２に沿って層状に噴出するものである。窒素ガス吸引部６５は、窒素ガス噴出部６４に対向して配置され、窒素ガス噴出部６４から噴出された窒素ガスを吸引するものである。このように、窒素ガス噴出部６４から窒素ガスを噴出するとともに窒素ガス吸引部６５により窒素ガスを吸引することにより、開口部１２の直ぐ上方において窒素ガスによるカーテン状の流れが発生するように構成されている。
【００５３】
また、図３に一点鎖線で示すように、制御部５０は不活性ガス制御手段５４を備え、この不活性ガス制御手段５４は、後述する手順に従って窒素ガス供給ノズル６２からの窒素ガスの供給動作を制御するものである。
【００５４】
次に、図７、図８のフローチャートを用いて、第２実施形態における乾燥動作手順について説明する。
初期状態では、カバー１３、排気ダンパ２３、真空排気ダンパ２５及び真空排気ダンパ４２は閉鎖されている。この状態において、まず、窒素ガス供給ノズル６２からチャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内への窒素ガス供給が開始され（ステップＳ２００）、排気ダンパ２３が開放され（ステップＳ２１０）、次いで、真空排気ダンパ４２が開放され、軸受部用真空ポンプ４３が駆動されて軸受部３６の減圧が開始され（ステップＳ２２０）、時間カウントが開始されて所定時間Ｔ３が経過するまで待機する（ステップＳ２３０でＮＯ）。この所定時間Ｔ３が経過する間に、チャンバ１１内が窒素ガスにより充満され、酸素等が除去される。
【００５５】
次いで、所定時間Ｔ３が経過すると（ステップＳ２３０でＹＥＳ）、排気ダンパ２３が閉鎖されるとともに（ステップＳ２４０）、窒素ガス供給ノズル６２からの窒素ガスの供給が停止され（ステップＳ２５０）、次いで、窒素ガス噴出部６４から窒素ガスが噴出されるとともに（ステップＳ２６０）、窒素ガス吸引部６５により窒素ガスの吸引が開始されて（ステップＳ２７０）、カバー１３が開放される（ステップＳ２８０）。
【００５６】
続いて、基板支持部１５を昇降させて、開口部１２を介して半導体ウェハＷ，Ｗ，…がチャンバ１１内に搬入される（ステップＳ２９０）。チャンバ１１内への半導体ウェハＷ，Ｗ，…の搬入が完了すると、カバー１３が閉鎖され（ステップＳ３００）、窒素ガス噴出部６４からの窒素ガス噴出が停止されるとともに（ステップＳ３１０）、窒素ガス吸引部６５からの窒素ガス吸引が停止される（ステップＳ３２０）。
【００５７】
次いで、再度、窒素ガス供給ノズル６２からチャンバ１１内に窒素ガスの供給が開始され（ステップＳ３３０）、排気ダンパ２３が開放され（ステップＳ３４０）、イオナイザ６３が作動して予備室６１からチャンバ１１内に供給される窒素ガスがイオン化され（ステップＳ３５０）、ロータ１４が回転を開始して半導体ウェハＷ，Ｗ，…が高速回転し（ステップＳ３６０）、ブロア２４が動作して強制排気が開始され（ステップＳ３７０）、時間カウントが開始されて所定時間Ｔ４が経過するまでこの状態が継続される（ステップＳ３８０でＮＯ）。
【００５８】
そして、所定時間Ｔ４が経過すると（ステップＳ３８０でＹＥＳ）、排気ダンパ２３が閉鎖されるとともに、ブロア２４が停止され（ステップＳ３９０）、真空排気ダンパ２５が開放されて（ステップＳ４００）、チャンバ用真空ポンプ２６の動作が開始し（ステップＳ４１０）、時間カウントが開始されて所定時間Ｔ５が経過するまでこの状態が継続される（ステップＳ４２０でＮＯ）。
【００５９】
そして、所定時間Ｔ５が経過して半導体ウェハＷ，Ｗ，…が完全に乾燥すると（ステップＳ４２０でＹＥＳ）、ロータ１４、イオナイザ６３、チャンバ用真空ポンプ２６がそれぞれ停止し（ステップＳ４３０，Ｓ４４０，Ｓ４５０）、真空排気ダンパ２５が閉鎖され（ステップＳ４６０）、軸受部用真空ポンプ４３が停止して真空排気ダンパ４２が閉鎖され（ステップＳ４７０）、チャンバ１１内の気圧が大気圧に戻るまで待機する（ステップＳ４８０でＮＯ）。なお、この時点でも窒素ガス供給ノズル６２からの窒素ガス供給は継続されている。
【００６０】
そして、チャンバ１１内の気圧が大気圧まで上昇すると（ステップＳ４８０でＹＥＳ）、カバー１３が開放され（ステップＳ４９０）、支持部昇降装置１６により基板支持部１５を昇降させることによって、半導体ウェハＷ，Ｗ，…がチャンバ１１内から搬出される（ステップＳ５００）。
【００６１】
半導体ウェハＷ，Ｗ，…の搬出が完了すると、窒素ガス供給ノズル６２からの窒素ガスの供給が停止され（ステップＳ５１０）、カバー１３が閉鎖されて（ステップＳ５２０）、このルーチンを終了する。
【００６２】
このように、第２実施形態によれば、排気ダンパ２３及び真空排気ダンパ２５を閉鎖した状態で、チャンバ１１の開口部１２の上方に窒素ガス噴出部６４と窒素ガス吸引部６５の作用により窒素ガスによるカーテン状の流れを形成することにより、クリーンルームにおけるダウンフロー等の影響により酸素を含んだ外気が開口部１２からチャンバ１１内に進入することを防止することができる。
【００６３】
また、チャンバ１１内に搬入される半導体ウェハＷ，Ｗ，…は、窒素ガス噴出部６４と窒素ガス吸引部６５とにより形成される窒素ガスの流れの中を通過するので、半導体ウェハＷ，Ｗ，…間に存在する空気は窒素ガス噴出部６４から噴出される窒素ガスにより吹き飛ばされることとなり、チャンバ１１内への酸素を含んだ外気の進入を防止することができる。
【００６４】
また、チャンバ１１内を窒素ガスで充満させることにより、半導体ウェハＷの表面における酸化を防止することができ、半導体ウェハＷにウォータマークが生じることを防止することができる。すなわち、半導体ウェハＷの乾操時に、半導体ウェハＷが酸素と接触した場合には、半導体ウェハＷを構成するシリコンと液滴との界面において酸化が発生し、これがウォータマークとなって、後工程の成膜処理において成膜不良を引き起こすこととなるが、本実施形態によれば、このような事態の発生を防止することができる。
【００６５】
また、外気がチャンバ１１内に進入しないので、窒素ガス供給ノズル６２からチャンバ１１内に一定の湿度および温度の気体を導入することによって、半導体ウェハＷの乾燥状態を一定レベルに維持することが容易に行える。
【００６６】
また、チャンバ１１に接続された予備室６１を設け、この予備室６１内に窒素ガス供給ノズル６２及びイオナイザ６３を配設するようにしたので、チャンバ１１内にこれらを設けた場合に突起物となって、半導体ウェハＷから飛散した液滴がこの突起物に跳ね返って半導体ウェハＷに再付着したり、この突起物の周辺に液滴が貯留して汚染物質が蓄積されるという問題が生ずることを防止することができる。
【００６７】
また、第１実施形態と同様に、半導体ウェハＷ，Ｗ，…に付着した液滴を回転による遠心力で除去することができるとともに、半導体ウェハＷ，Ｗ，…から除去された液滴は、窒素ガス供給ノズル６２により供給されて排気口２１から強制排気される窒素ガスの流れに乗って排気口２１から排出されて、半導体ウェハＷ，Ｗ，…の表面に付着した液滴の乾燥を促進することができる。更に、チャンバ１１内を減圧することによって、半導体ウェハＷ，Ｗ，…の表面に残存する微小な液滴の蒸発を促進することができる。
【００６８】
また、カバー１３を閉鎖した状態で強制排気を行うことにより、窒素ガス供給ノズル６２からの単位時間当りの窒素ガス供給量よりも、ブロア２４による単位時間当りの強制排気量を大きくすることにより、強制排気により減圧状態を付加することができ、これによって乾燥を促進することができる。
【００６９】
図９は本発明に係る基板乾燥装置の第３実施形態の内部構成を示す断面図である。なお、図５に示す第２実施形態と同一部材については同一符号を付して説明を省略する。また、カバー１３の開閉機構、すなわちエアシリンダ１７及び閉止ばね１８（図２）は図示を省略している。
【００７０】
本実施形態では、第２実施形態に加えて、予備室６１内に、チャンバ１１に向けて水溶性アルコールとしてのＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気を供給するＩＰＡ供給ノズル６６が配設されている。このＩＰＡ供給ノズル６６は、図略のＩＰＡタンクで発生するＩＰＡの蒸気をチャンバ１１内に供給するもので、キャリアガスとしての窒素ガスとともにチャンバ１１内に供給されるようになっている。
【００７１】
また、図３に一点鎖線で示すように、制御部５０はアルコール蒸気制御手段５５を備え、このアルコール蒸気制御手段５５は、後述する手順に従ってＩＰＡ供給ノズル６６からのアルコール蒸気の供給動作を制御するものである。
【００７２】
次に、図１０、図１１のフローチャートを用いて、第３実施形態における乾燥動作の手順について説明する。
ステップＳ６００〜Ｓ７３０は、図７のステップＳ２００〜Ｓ３３０と同一である。ステップＳ７３０に続いて、ＩＰＡ供給ノズル６６からＩＰＡの蒸気が供給され（ステップＳ７４０）、排気ダンパ２３が開放され（ステップＳ７５０）、時間カウントが開始されて所定時間Ｔ６が経過するまでこの状態が継続される（ステップＳ７６０でＮＯ）。この所定時間Ｔ６が経過する間に、半導体ウェハＷの表面に付着した液滴は、ＩＰＡに置換され、半導体ウェハＷの表面から除去される。
【００７３】
そして、所定時間Ｔ６が経過すると（ステップＳ７６０でＹＥＳ）、ＩＰＡ供給ノズル６６からのＩＰＡ蒸気の供給が停止され（ステップＳ７７０）、次いでイオナイザ６３が作動されてそこを通過する窒素ガスがイオン化され（ステップＳ７８０）、続いてロータ１４の回転が開始される（ステップＳ７９０）。
【００７４】
ステップＳ７９０〜Ｓ９５０は、図８のステップＳ３６０〜Ｓ５２０と同一である。
【００７５】
このように、第３実施形態によれば、半導体ウェハＷの表面の液滴を蒸発し易いＩＰＡに置換することにより、乾燥に要する時間を更に一層短縮することができる。
【００７６】
また、半導体ウェハＷの表面に残存するＩＰＡを回転による遠心力で除去するとともに、半導体ウェハＷから除去されたＩＰＡは、窒素ガス供給ノズル６２から供給される窒素ガスの流れに乗って排気口２１から排出されて、ＩＰＡの乾燥を促進することができる。
【００７７】
また、チャンバ１１内を窒素ガスで充満し、酸素を除去することにより、第２実施形態と同様に、半導体ウェハＷの表面で酸化が生ずることはなく、半導体ウェハＷにウォータマークが生じることはない。また、外気がチャンバ１１内に進入しないので、第２実施形態と同様に、チャンバ１１内に一定の湿度および温度の気体を導入することにより、半導体ウェハＷの乾燥状態を一定に維持することが容易に行える。
【００７８】
なお、チャンバ１１内は窒素ガスで充満しているので、チャンバ１１内には極めて微量の酸素しか存在しない。また、チャンバ１１内に供給される窒素ガスはイオナイザ６３によってイオン化されており、窒素ガスと半導体ウェハＷとの摩擦に起因する静電気が除去されるので、静電気による放電は生じない。従って、本実施形態のように引火性のＩＰＡを用いても、ＩＰＡに着火することを防止することができる。
【００７９】
なお、本発明は、上記第１〜第３実施形態に限られるものではなく、以下の変形形態を採用することができる。
（１）第２、第３実施形態において、窒素ガス噴出部６４及び窒素ガス吸引部６５を設けない形態でもよい。
【００８０】
（２）上記第１〜第３実施形態では、被処理基板として半導体ウェハＷに適用しているが、これに限られず、液晶表示パネル用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、マスクやフォトマスクなどの他の電子部品製造用の基板に適用することができる。
【００８１】
（３）上記図４において、軸受部３６の減圧開始をステップＳ８０で行うのに代えて、ステップＳ１２０とステップＳ１３０との間で行ってもよい。この形態によれば、パーティクルの発生し易い軸受部３６からチャンバ１１内へのパーティクルの流入を確実に防止することができる。
【００８２】
（４）上記図４、図８、図１１において、半導体ウェハＷ，Ｗ，…の搬出（ステップＳ１４０，ステップＳ５００，ステップＳ９３０）を、後工程との関係から直ぐに行わない場合等においては、チャンバ１１内の気圧が過度に高くなることを防止するために、排気ダンパ２３を開放しておけばよい。
【００８３】
（５）上記第２、第３実施形態では、窒素ガス供給ノズル６２からの窒素ガスの供給を、ステップＳ３３０〜ステップＳ５１０（図７、図８）の間、ステップＳ７３０〜ステップＳ９４０（図１０、図１１）の間、すなわち強制排気開始前から減圧終了後まで行っているが、これに限られない。例えば、減圧開始までの間のみ、又は減圧開始後のみに窒素ガスの供給を行うようにしてもよい。
【００８４】
この形態によれば、半導体ウェハＷにウォータマークが生じるのを防止することができるとともに、窒素ガスの消費量を削減することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、５の発明によれば、チャンバ内の空気を排気口を介して強制排気することにより、被処理基板上の液滴を強制排気される空気に乗せて除去することができ、その後チャンバ内を減圧することにより、被処理基板に付着した微小な液滴を蒸発させることができ、これによって被処理基板の乾燥時間を短縮することができる。
【００８６】
また、被処理基板を回転することにより、被処理基板上の液滴を遠心力により除去することができ、この除去された液滴を強制排気される空気に乗せて排気口から排出することができ、これによって被処理基板の乾燥時間を更に短縮することができる。また、軸受部で発生するパーティクルを強制排気により排出することができ、チャンバ内に貯留することを防止することができる。
【００８７】
また、チャンバ内を減圧する際に、軸受部とチャンバの側壁との間に形成される空間内をチャンバ内の圧力より負圧に減圧することにより、パーティクルが発生し易い軸受部からチャンバ内にパーティクルが流入することを確実に防止することができる。
【００８８】
また、チャンバ減圧手段による減圧動作の開始前に軸受部減圧手段による減圧動作を開始することにより、軸受部とチャンバの側壁との間に形成される空間内をチャンバ内の圧力より確実に負圧にすることができ、これによってチャンバ内の減圧開始時に軸受部からチャンバ内にパーティクルが流入することを更に確実に防止することができる。
【００８９】
また、請求項２、６の発明によれば、チャンバ内に不活性ガスを供給し、この不活性ガスをチャンバ内から排気口を介して強制排気することにより、被処理基板と液滴との界面における被処理基板の表面の酸化を防止することができ、これによって成膜不良に起因する製品の歩留まりの低下を防止することができる。
【００９０】
さらに、チャンバのカバーを閉鎖した状態において、不活性ガス供給手段による単位時間当りの不活性ガス供給量よりも、強制排気手段による単位時間当りの強制排気量を大きくして、上記不活性ガス供給及び強制排気を行うため、この強制排気によりチャンバ内の減圧状態を付加することができ、これによって乾燥を促進することができる。
【００９１】
また、請求項３の発明によれば、チャンバ内に水溶性アルコールの蒸気を供給し、この水溶性アルコールの蒸気をチャンバ内から排気口を介して強制排気することにより、被処理基板表面の液滴を蒸発し易い水溶性アルコールに置換することができ、これによって被処理基板の乾燥を更に促進することができる。
【００９２】
また、請求項４の発明によれば、開口部を介してチャンバ内に外気を流入させるとともに、この外気をチャンバ内から排気口を介して強制排気させることにより、チャンバ内に滞留していた空気が外気により一掃することができ、排気口を介して強制排気される外気に乗せて液滴を除去することができ、これによって被処理基板の乾燥を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る基板乾燥装置の第１実施形態の内部構成を示す断面図である。
【図２】 図１のII−II線断面図である。
【図３】 基板乾燥装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】 第１実施形態の乾燥動作手順を示すフローチャートである。
【図５】 本発明に係る基板乾燥装置の第２実施形態の内部構成を示す断面図である。
【図６】 第２実施形態の外観を示す斜視図である。
【図７】 第２実施形態の乾燥動作手順を示すフローチャートである。
【図８】 第２実施形態の乾燥動作手順を示すフローチャートである。
【図９】 本発明に係る基板乾燥装置の第３実施形態の内部構成を示す断面図である。
【図１０】 第３実施形態の乾燥動作手順を示すフローチャートである。
【図１１】 第３実施形態の乾燥動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 基板乾燥装置
１１ チャンバ
１２ 開口部
１３ カバー
１４ ロータ（回転手段）
１５ 基板支持部（保持手段）
１６ 支持部昇降装置
２４ ブロア（強制排気手段）
２６ チャンバ用真空ポンプ（チャンバ減圧手段）
３６ 軸受部
３７ シール部
３７ａ 微小な隙間
４３ 軸受部用真空ポンプ（軸受部減圧手段）
５１ 排気制御手段
５２ チャンバ減圧制御手段
５３ 軸受部減圧制御手段
６２ 窒素ガス供給ノズル（不活性ガス供給手段）
６６ ＩＰＡ供給ノズル（アルコール蒸気供給手段）
Ｗ 半導体ウェハ

Claims (6)

1. 被処理基板に付着した液滴を除去して乾燥させる基板乾燥装置において、
   上記被処理基板を通過させるための開口部及び内部の気体を排出するための排気口を有し、上記被処理基板を収容するチャンバと、
   上記開口部を気密状態で閉鎖するためのカバーと、
   上記チャンバ内の空気を上記排気口を介して強制排気させる強制排気手段と、
   上記カバーにより上記開口部を閉鎖した状態で上記チャンバ内を減圧するチャンバ減圧手段と、
   上記強制排気手段を所定時間だけ動作させる排気制御手段と、
   上記強制排気手段の動作後に上記チャンバ減圧手段による減圧動作を開始させるチャンバ減圧制御手段と、
   上記チャンバ内に収容された上記被処理基板を回転軸の回りに回転可能に保持する保持手段と、
   上記チャンバの側壁を貫通して上記チャンバ外に引き出された上記回転軸を軸支する軸受部と、
   上記保持手段により保持された上記被処理基板を上記回転軸の回りに回転させる回転手段と、
   上記チャンバ減圧手段により上記チャンバ内を減圧する際に、上記軸受部と上記チャンバの側壁との間に形成される空間内を上記チャンバ内の圧力より負圧に減圧する軸受部減圧手段と、
   上記チャンバ減圧手段による減圧動作の開始前に上記軸受部減圧手段による減圧動作を開始させる軸受部減圧制御手段と
   を備えたことを特徴とする基板乾燥装置。
2. 請求項１に記載の基板乾燥装置において、更に、上記チャンバ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備え、
   上記カバーにより上記チャンバの開口部が閉鎖された状態において、上記不活性ガス供給手段による不活性ガス供給と、上記強制排気手段による強制排気とが行われ、
   上記強制排気手段は、その単位時間当りの強制排気量が、上記不活性ガス供給手段からの単位時間当りの不活性ガス供給量よりも大きいことを特徴とする基板乾燥装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の基板乾燥装置において、更に、上記チャンバ内に水溶性アルコールの蒸気を供給するアルコール蒸気供給手段を備え、
   上記強制排気手段は、上記アルコール蒸気供給手段により供給された上記水溶性アルコールの蒸気を上記チャンバ内から上記排気口を介して強制排気させるものであることを特徴とする基板乾燥装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の基板乾燥装置において、上記強制排気手段は、上記開口部を介して上記チャンバ内に外気を流入させるとともに、この外気を上記チャンバ内から上記排気口を介して強制排気させるものであることを特徴とする基板乾燥装置。
5. チャンバ内に収容された被処理基板を回転させるステップと、上記チャンバ内の空気を強制排気するステップと、上記チャンバの開口部を気密状態で閉鎖して上記チャンバ内を減圧するステップとによって、上記チャンバ内に収容された被処理基板に付着した液滴を除去して乾燥させる基板乾燥方法において、
   上記チャンバ内の減圧を開始する前に、上記チャンバを回転可能に保持する機構の回転軸を上記チャンバの側壁の外側で軸支する軸受部と、上記チャンバの側壁との間に形成される空間内を上記チャンバ内の圧力より負圧に減圧するステップを有することを特徴とする基板乾燥方法。
6. 請求項５に記載の基板乾燥方法において、
   更に、上記閉鎖された状態のチャンバ内に不活性ガスを供給するステップを有し、
   上記閉鎖されたチャンバ内の空気の単位時間当りの強制排気量を、単位時間当りの上記不活性ガス供給量よりも大きくすることを特徴とする基板乾燥方法。

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