JPH1116869A - 基板の洗浄乾燥方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて簡単な方法でタンク内の上部空間を溶
剤ガスを混入した不活性ガスで満たしながら純水を排水
するようにした基板の洗浄乾燥方法を提供する。 【解決手段】 タンク上面を気密に閉じる開閉自在な密
閉蓋８と、一端をタンク下部に接続され、他端の溢流口
６をタンク上端縁７よりも所定高さだけ上方に臨ませて
開口した水押出し管５とを備えたタンク１を用い、タン
ク１内に基板３を載置するとともにタンク内に純水２を
一杯に満たし、この状態で密閉蓋８を閉じることによっ
て密閉蓋８と純水２との間の空間が最小になるようにタ
ンク上部を密閉し、次いで、ガス流量コントローラ１０
からガス供給パイプ１２、ガス供給孔１１を通じて溶剤
ガスを混入した不活性ガスＧを所定圧力でタンク内に送
給し、そのガス圧によってタンク１内の純水２を水押出
し管５の溢流口６から押し出していくことによって、タ
ンク内の純水の液面Ｗを所定の速度で下降させるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＣＤ基板や半導
体ウェーハなどの基板の洗浄乾燥方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に、従来における基板の洗浄乾燥方
法の第１の例を示す。この第１の例は基板引き上げ式の
乾燥法の一例を示すもので、図中、４１はタンク、４２
は半導体ウェーハなどの基板、４３は基板ホルダ、４４
はホルダ昇降機構である。タンク４１内には純水４５が
満たされており、洗浄とすすぎの終わった基板４２が基
板ホルダ４３上に所定間隔をおいて多数枚載せられ、ホ
ルダ昇降機構４４によって純水５中に浸漬されている。
そして、乾燥処理に際しては、ホルダ昇降機構４４を所
定の速度（例えば０．５〜３ｍｍ／ｓ）でゆっくりと上
昇させていくことにより、基板ホルダ４３上に載せられ
た基板４２を純水４５中からゆっくりと空気中へ引き上
げていくものである。

【０００３】図５に、従来における基板の洗浄乾燥方法
の第２の例を示す。この第２の例は水引き抜き式の乾燥
法の一例を示すもので、図中、４１はタンク、４２は半
導体ウェーハなどの基板、４３は基板ホルダ、４７はタ
ンク下底に接続された排水管、４８は排水弁である。タ
ンク４１内には純水４５が満たされており、洗浄とすす
ぎの終わった基板４２が基板ホルダ４３上に所定間隔を
おいて多数枚載せられ、純水４５中に浸漬されている。
そして、乾燥処理に際しては、排水弁４８を開き、排水
管４７を通じてタンク４１内の水を所定の液面降下速度
（例えば０．５〜３ｍｍ／ｓ）でゆっくりと引き抜いて
いくことにより、基板ホルダ４３上に載せられた基板４
２を純水４５中からゆっくりと空気中へ引き上げていく
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な洗浄乾燥方法において、基板４２と純水４５との接触
部には、図６に示すように、基板表面に沿って純水４５
の液面が山のすそ野のように伸び上がったいわゆるメニ
スカス部４６が形成されるが、このメニスカス部４６の
先端部は半乾燥の状態にあるため、微粒子などを含んだ
空気あるいは気体と接していると、基板表面が酸化した
り、微粒子が付着して基板表面が再び汚染されるおそれ
がある。これを防止するには、純水４５の上部空間を溶
剤ガスを混入した不活性ガスによって満たせばよい。

【０００５】しかしながら、前記基板引き上げ式の乾燥
法の場合、タンク内外を出入りするホルダ昇降機構４４
などが存在するため、完全にガス雰囲気にすることが困
難であり、たとえできたとしても構造が極めて複雑とな
り、装置が高価になってしまうという問題があった。ま
た、前記水引き抜き式の乾燥法の場合、排水量を正確に
制御しながらこれに合わせて溶剤ガスを混入した不活性
ガスをバランスよく供給するには高度の制御技術を要
し、ガス供給機構や制御装置が複雑で高価なものになる
という問題があった。

【０００６】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたもので、極めて簡単な方法でタンク内の上
部空間を溶剤ガスを混入した不活性ガスで満たしながら
純水を排水していくことのできる基板の洗浄乾燥方法を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、タンク上面を気密に閉じる開閉自在な密
閉蓋と、一端をタンク下部に接続され、かつ、他端の溢
流口をタンク上端縁よりも所定の高さだけ上方に臨ませ
て開口した水押出し管とを備えたタンクを用い、該タン
ク内に基板を載置するとともに該タンク内に純水を一杯
に満たし、この状態で密閉蓋を閉じることによって密閉
蓋と純水との間の空間が最小になるようにタンク上部を
密閉し、次いで、タンクの上部適宜位置に設けたガス供
給孔から溶剤ガスを混入した不活性ガスを所定圧力でタ
ンク内に送給し、そのガス圧によってタンク内の純水を
水押出し管の溢流口から押し出していくことによって、
タンク内の純水の液面を所定の液面降下速度で下降させ
ていくようにしたものである。

【０００８】

【作用】所定圧力で送給される溶剤ガスを混入した不活
性ガスは、タンクの開閉蓋と純水液面との間に溜まりな
がら純水の液面を下方へ押していく。したがって、基板
と接する純水のメニスカス部は常に溶剤ガスを混入した
不活性ガスと接した状態となり、基板に付着した水膜部
に不活性ガス中に含まれた溶剤が混入する。この水膜部
はメニスカスを形成しているので、基板に接する水膜に
おける溶剤の混入濃度はメニスカス先端部が最も高く、
槽内水面に近づくにつれて低くなる。このような溶剤の
濃度勾配が生じると、その表面張力にも勾配を生じ、基
板と接する水膜はメニスカス上端部で切れることなく極
端に薄くなり、水面上の基板に付着した水膜は急速に乾
燥される。また、不活性ガスが溶剤のキャリーガスにな
り、微粒子などを含んだ空気あるいは気体と接すること
がないので、従来のように基板表面が酸化したり、微粒
子が付着して、基板表面が再び汚染されるというような
ことがなくなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１〜図３に、本発明方法
の一実施形態を示す。この図１〜図３は本発明方法の処
理手順を示すもので、図１は基板をタンク内の純水中に
浸漬した状態を示す図、図２はタンクの密閉蓋を閉めた
状態を示す図、図３はタンク内に溶剤ガスを混入した不
活性ガスＧを送給して純水を排水している状態を示す図
である。

【００１０】図において、１はタンク、２はタンク１中
に入れられた純水、３は半導体ウェーハなどの基板、４
は基板ホルダ、５は一端をタンク１の下底部に接続さ
れ、かつ、他端の溢流口６をタンク１の上端縁７よりも
所定の高さΔＨだけ上方に臨ませて開口した水押出し
管、８は支軸９を回動支点として開閉自在とされたタン
ク１の密閉蓋、１０は密閉蓋８に設けられたガス供給孔
１１からタンク１内に溶剤ガスを混入した不活性ガスＧ
を供給するガス流量コントローラ、１２はガス供給パイ
プ、１３は純水給水弁、１４は排水弁である。なお、前
記不活性ガスとしては例えば窒素やヘリウムなどが用い
られ、溶剤ガスとしては例えばＩＰＡ（イソプロピルア
ルコール）などが用いられる。

【００１１】上記実施形態の処理動作を説明すると、ま
ず図１において、基板３を載せた基板ホルダ４をタンク
１内の所定の深さ位置に載置した後、純水給水弁１３を
開いて純水２の給水を開始するか、あるいは、純水給水
弁１３を開いてタンク１内に純水２を入れた後、タンク
１内に基板ホルダ４を載置する。そして、純水給水弁１
３を制御し、図示するように純水２がタンク１の上端縁
７から溢れ出るまで一杯に給水する。

【００１２】次いで、図２に示すように、密閉蓋８を閉
じる。密閉蓋８を閉じると、前述したように純水２はタ
ンク１の上端縁７から溢れ出るほど一杯に給水されてい
るので、密閉蓋８と純水２は直接接した状態となる。こ
の結果、密閉蓋８と純水２との間には空気その他の気体
が極少しかない状態となる。

【００１３】この状態において、図３に示すように、ガ
ス流量コントローラ１０を駆動開始し、溶剤ガスを混入
した不活性ガスＧをガス供給パイプ１２、密閉蓋８のガ
ス供給孔１１を通じてタンク１内に送給開始する。この
溶剤ガスを混入した不活性ガスＧが送給開始されると、
ガス圧によって純水２は下方へ押され、水押出し管５の
溢流口６から溢れ出ていき、純水２の液面Ｗは図示する
ようにタンク下底に向かって徐々に下降していく。この
時、液面Ｗの降下速度が所定の速度（例えば０．５〜３
ｍｍ／ｓ）となるようにガス流量コントローラ１０によ
って溶剤ガスを混入した不活性ガスＧのガス圧をコンロ
ールしながら、純水２を水押出し管５から押し出してい
く。

【００１４】そして、純水２の液面Ｗがタンク１内に置
かれた基板３の下端縁Ｌ１ よりも下方まで下がった時
点で溶剤ガスを混入した不活性ガスＧの送給を停止し、
基板３の載せられた基板ホルダ４をタンク内から取り出
して次工程へ送ることにより、乾燥処理を完了する。

【００１５】上記のような方法によって乾燥処理を行な
うと、純水２は溶剤ガスを混入した不活性ガスＧによっ
て押されて水押出し管５の溢流口６から溢れ出ていくの
で、純水２の液面Ｗはそれに伴ってゆっくりと下降して
いく。したがって、タンク１内に満たされた純水２は、
従来の洗浄乾燥方法と同様に、基板表面との間にメニス
カス部を形成しながら所定の液面降下速度でゆっくりと
下降していくが、この下降していく純水２の上部空間は
溶剤ガスを混入した不活性ガスＧによって完全に満たさ
れた状態となっているので、純水２中から露出していく
基板３の表面はメニスカス上端から徐々に乾燥され、当
該基板が酸化したり、上部空間に漂うごみや微粒子が基
板表面に付着して再汚染するというようなことがなくな
る。この結果、基板３は極めて清澄な状態で乾燥され
る。

【００１６】なお、上記の例では、溶剤ガスを混入した
不活性ガスＧを送給するガス供給孔１１を密閉蓋８に設
けたが、ガス供給孔はこの位置に限定されるものではな
く、タンク１内に置いた基板３の上端縁Ｌ２ よりも上
側の位置であれば、タンク１および密閉蓋８のどの位置
に設けてもよいものである。基板３の上端縁Ｌ２ より
も下側に設けた場合には、送給される不活性ガスＧによ
ってタンク内の純水２がバブリングされて液面Ｗが波打
ち、下降していく純水２と基板３との間に形成されるメ
ニスカス部が破壊され、水滴痕として残ったりするの
で、好ましくない。また、水押出し管５のタンク１への
接続位置も、図示したタンク下底に限るものではなく、
基板３の下端縁Ｌ１ よりも下側であればよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
極めて簡単な方法でありながら、基板と接する純水のメ
ニスカス部を常に溶剤ガスを混入した不活性ガスと接し
た状態とすることができ、基板の急速乾燥を実現するこ
とが可能となる。また、不活性ガスをキャリーガスとす
ることにより、従来のように微粒子などを含んだ空気あ
るいは気体と接して基板表面が酸化したり、あるいは微
粒子が付着して基板表面が再び汚染されてしまうという
ような不具合をなくすことができる。また、水押出し管
はタンク上端縁よりも上方に伸ばされており、しかもそ
の先端は純水を排出するための溢流口として開放されて
いるので、ガス圧を低くして、量も一定量以上でなくす
ることで、不活性ガスを加圧して送給してもタンクが危
険な圧力容器となることがなく、安全に作業を進めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の処理過程において基板をタンク内
の純水中に浸漬した状態を示す図である。

【図２】本発明方法の処理過程においてタンクの密閉蓋
を閉めた状態を示す図である。

【図３】本発明方法の処理過程においてタンク内に溶剤
ガスを混入した不活性ガスを送給して純水を排水してい
る状態を示す図である。

【図４】従来における基板の洗浄乾燥方法の第１の例を
示す図である。

【図５】従来における基板の洗浄乾燥方法の第２の例を
示す図である。

【図６】基板と純水の接触部に形成されるメニスカス部
の拡大図である。

【符号の説明】

１ タンク ２ 純水 ３ 基板 ４ 基板ホルダ ５ 水押出し管 ６ 溢流口 ７ タンク上端縁 ８ 開閉蓋 ９ 支軸 １０ ガス流量コントーラ １１ ガス供給孔 １２ ガス供給パイプ １３ 純水給水弁 １４ 排水弁 Ｇ 溶剤ガスを混入した不活性ガス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンク上面を気密に閉じる開閉自在な密
   閉蓋と、一端をタンク下部に接続され、かつ、他端の溢
   流口をタンク上端縁よりも所定の高さだけ上方に臨ませ
   て開口した水押出し管とを備えたタンクを用い、該タン
   ク内に基板を載置するとともに該タンク内に純水を一杯
   に満たし、この状態で密閉蓋を閉じることによって密閉
   蓋と純水との間の空間が最小になるようにタンク上部を
   密閉し、次いで、タンクの上部適宜位置に設けたガス供
   給孔から溶剤ガスを混入した不活性ガスを所定圧力でタ
   ンク内に送給し、そのガス圧によってタンク内の純水を
   水押出し管の溢流口から押し出していくことによって、
   タンク内の純水の液面を所定の液面降下速度で下降させ
   ていくことを特徴とする基板の洗浄乾燥方法。