WO2021125358A1 - ガス供給方法、基板処理方法及びガス供給装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a gas supply method, a substrate processing method, and a gas supply device capable of effectively performing cleaning and removal.
- the first gas is mixed with the second gas as a carrier gas of the second gas generated by vaporizing the material, and the first gas is combined with the first gas. It includes a first supply step of supplying a mixed gas with the second gas to the substrate, and a second supply step of supplying the heated first gas to the substrate.
- the first gas in the present embodiment has a property of being able to function as a carrier gas and a property of being able to heat water in a gas state to the extent that it can be evaporated or dried.
- First gas in the present embodiment as long as it has these properties not limited in particular, be a rare gas such as for example ammonia gas (NH 3 gas), argon gas (Ar gas) Good.
- the first gas is preferably an inert gas in order to suppress the formation of oxides on the treatment target.
- the first supply unit 10 stores the ultrapure water as a material and vaporizes the stored ultrapure water to generate water vapor (second gas), and the vaporizer 11 and the first gas storage unit 10. It has an upstream first flow path 12 that connects the unit 2 and a downstream first flow path 13 that connects the vaporizer 11 and the switching unit 4.
- the second gas heater 21 heats the nitrogen gas supplied from the first gas storage unit 2 via the upstream second flow path 22 and causes it to flow out to the downstream second flow path 23.
- the upstream third flow rate control valve 32 has an upstream side third flow rate control valve 32A and a third flow rate sensor 32B arranged on the downstream side thereof, and the upstream side third flow rate control valve 32A and the third flow rate sensor 32B have. , Electrically connected to the controller 8.
- the opening degree of the upstream third flow rate control valve 32A is adjusted by the controller 8 so that the flow rate of the nitrogen gas detected by the third flow rate sensor 32B becomes the target flow rate.
- the heating amount of the third gas heater 31 is adjusted by the controller 8 so that the temperature of the nitrogen gas detected by the temperature sensor 33D becomes the target temperature.
- the temperature of the nitrogen gas is adjusted to a target temperature set in the range of 50 degrees or more and 90 degrees or less.
- the third on-off valve 33B is set to the open state by the controller 8.
- the first branch pipe on-off valve 44 of the switching unit 4 is set to the open state by the controller 8, and the second branch pipe on-off valve 45 is set to the closed state by the controller 8.
- the first on-off valve 13B of the first supply unit 10 and the second on-off valve 23B of the second supply unit 20 are also set in the closed state.
- the evaporation and drying steps are performed by supplying nitrogen gas from the second supply unit 20 to the first processing target T1.
- the nitrogen gas that has passed through the second flow rate sensor 22B flows into the second gas heater 21 and is heated.
- the heated nitrogen gas goes to the first processing target T1 through the downstream third flow path 33.
- the water existing on the first treatment target T1 is evaporated or dried by the heated nitrogen gas.
- Moisture is typically a substance (ultrapure water) in which water vapor, which is a second gas, is condensed.
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Abstract
第１ガスを、材料を気化させることにより生成される第２ガスのキャリアガスとして第２ガスと混合させ、第１ガスと第２ガスとの混合ガスを基板等の処理対象に供給する第１供給工程を行う（洗浄・除去）。次に、加熱した第１ガスを、処理対象に供給する第２供給工程を行う（蒸発・乾燥）。これにより、処理対象上の異物の洗浄及び除去を効果的に行うことができる。
Description
本発明は、ガス供給方法、基板処理方法及びガス供給装置に関する。
半導体製造プロセスでは種々の処理でガスが利用される。例えば成膜処理では、一般に材料ガスとキャリアガスとの混合ガスが利用される。また、異物の洗浄及び除去処理でも材料ガスとキャリアガスとの混合ガスが利用されることがある。
ガスを供給する装置としては従来から種々のものが提案されており、例えばＪＰ２０１９－９２１０Ａは成膜処理で利用される混合ガスの供給装置を開示し、ＪＰ２０１３－１４５８８７Ａは除去処理で利用される混合ガスの供給装置を開示する。
近年、半導体の回路パターンの微細化が進みつつあるが、回路パターンは微細であるほど、ウェット洗浄時における倒壊リスクが高まる。一方で、ドライ洗浄を行った場合には倒壊リスクは低減され得るが、ガスの反応生成物が生じやすくなる。そのため、近年の微細化に適した効果的な処理方式が求められている。
また、上述したように半導体製造プロセスでは種々の処理でガスが利用されるが、一般的な半導体製造設備では、ガスを利用する複数の処理毎に専用のガス供給装置が用意される。しかしながら、この態様は半導体製造設備のサイズの増大や製造コストの増大を招いている虞がある。このような問題に鑑みると、設備サイズや製造コストの抑制を図り得るガス供給手法の実現は有益である。
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、洗浄及び除去を効果的に行うことができるガス供給方法、基板処理方法及びガス供給装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施の形態にかかるガス供給方法は、第１ガスを、材料を気化させることにより生成される第２ガスのキャリアガスとして前記第２ガスと混合させ、前記第１ガスと前記第２ガスとの混合ガスを処理対象に供給する第１供給工程と、加熱した前記第１ガスを、前記処理対象に供給する第２供給工程と、を備える。
また、本発明の一実施の形態にかかる基板処理方法は、第１ガスを、材料を気化させることにより生成される第２ガスのキャリアガスとして前記第２ガスと混合させ、前記第１ガスと前記第２ガスとの混合ガスを基板に供給する第１供給工程と、加熱した前記第１ガスを、前記基板に供給する第２供給工程と、を備える。
また、本発明の一実施の形態にかかるガス供給装置は、第１ガスを貯留する第１ガス貯留部と、材料を気化させることにより第２ガスを生成する気化器を有し、前記第１ガス貯留部から供給される前記第１ガスを前記第２ガスのキャリアガスとして前記第２ガスと混合させ、前記第１ガスと前記第２ガスとの混合ガスを流出させる第１供給部と、前記第１ガス貯留部から供給される前記第１ガスを加熱して流出させる第２供給部と、を備える。
本発明によれば、洗浄及び除去を効果的に行うことができる。
以下、本発明の一実施の形態について説明する。図１は一実施の形態にかかるガス供給装置１の概略構成を示す図である。
図１に示すガス供給装置１は、第１ガスを貯留する第１ガス貯留部２と、それぞれが第１ガス貯留部２に接続される第１供給部１０、第２供給部２０及び第３供給部３０と、これら供給部１０，２０，３０のうちのいずれかが流出させるガスを処理対象（供給対象）に供給する切り換え部４と、超純水を第１供給部１０に供給する超純水供給部６と、ガス供給装置１の動作を制御するコントローラ８と、を備えている。
第１ガス貯留部２は、第１ガスの例としての窒素ガス（Ｎ２ガス）を貯留し、窒素ガスを、第１供給部１０、第２供給部２０及び第３供給部３０に対して供給可能となっている。本実施の形態における第１供給部１０は、超純水供給部６から供給される超純水を気化させることにより第２ガスとしての水蒸気を生成し、この水蒸気のキャリアガスとして第１ガス貯留部２から窒素ガスを受け入れ、窒素ガスと水蒸気との混合ガスを処理対象上に存在する異物の除去及び洗浄のために処理対象に供給する。一方、第２供給部２０は、第１供給部１０が上記混合ガスを処理対象へ供給した後、同処理対象に加熱した窒素ガスを供給することにより、処理対象上に存在する水分を蒸発又は乾燥させるようになっている。
すなわち、本実施の形態における第１ガスは、キャリアガスとして機能し得る特性と、水分を蒸発又は乾燥可能な程度にまでガス状態のまま加熱可能な特性と、を有するものである。本実施の形態における第１ガスは、これらの特性を有するものであれば特に限定されるものでなく、例えばアンモニアガス（ＮＨ３ガス）やアルゴンガス（Ａｒガス）等の希ガスであってもよい。なお、第１ガスは処理対象上での酸化物の生成を抑制するべく不活性ガスであることが望ましい。
第１供給部１０は、材料としての超純水を貯留し且つ貯留された超純水を気化させることにより水蒸気（第２ガス）を生成する気化器１１と、気化器１１と第１ガス貯留部２とを接続する上流第１流路１２と、気化器１１と切り換え部４とを接続する下流第１流路１３と、を有している。
気化器１１は、上流第１流路１２を介して第１ガス貯留部２から供給される窒素ガスを、超純水を気化させた水蒸気のキャリアガスとして水蒸気と混合させ、窒素ガスと水蒸気との混合ガスを下流第１流路１３へ流出させる。気化器１１は、タンク１１Ａと、タンク１１Ａ内に配置された気化用ヒータ１１Ｂと、温度調節用ヒータ１１Ｃと、を有しており、気化用ヒータ１１Ｂはタンク１１Ａに貯留された超純水に浸漬されるように配置され、温度調節用ヒータ１１Ｃはタンク１１Ａに貯留された超純水の液面の上方に配置されている。
タンク１１Ａ内に貯留される超純水は超純水供給部６から供給されるようになっており、超純水供給部６は、例えば図示しない液位センサによって超純水の液面の高さが所定の高さ未満であることが検出された場合に、タンク１１Ａに超純水を供給し、液位センサによって超純水の液面の高さが所定の高さ以上になったことが検出された場合に、超純水の供給を停止する。これにより、タンク１１Ａに貯留された超純水の液面の高さが所定の高さ以上にならならないように制御され、所定の高さよりも上方に配置される上述した温度調節用ヒータ１１Ｃが超純水に浸漬されなくなる。
上流第１流路１２は、タンク１１Ａの上部側に接続され、タンク１１Ａ内に貯留された超純水の液面よりも上方の位置でタンク１１Ａ内に窒素ガスを供給する。上流第１流路１２は、上流側第１流量調節弁１２Ａと、その下流側に配置される第１流量センサ１２Ｂとを有し、上流側第１流量調節弁１２Ａ及び第１流量センサ１２Ｂは、コントローラ８に電気的に接続されている。
第１流量センサ１２Ｂは、第１ガス貯留部２から気化器１１に向かう窒素ガスの流量を検出し、その検出結果をコントローラ８に送る。上流側第１流量調節弁１２Ａは、第１流量センサ１２Ｂが検出する流量が目標の流量になるようにその開度をコントローラ８によって制御される。
下流第１流路１３は、下流側第１流量調節弁１３Ａと、その下流側に配置される例えばエアオペレート弁や電磁弁である第１開閉弁１３Ｂと、これら下流側第１流量調節弁１３Ａと第１開閉弁１３Ｂとの間に配置される下流側流量センサ１３Ｃと、下流側第１流量調節弁１３Ａの上流側に配置される温度センサ１３Ｄ及び湿度センサ１３Ｅと、を有している。これら各弁１３Ａ、１３Ｂ及び各センサ１３Ｃ～１３Ｅは、コントローラ８に電気的に接続されている。
第１供給部１０から切り換え部４を介して処理対象に混合ガスを供給する場合、第１開閉弁１３Ｂはコントローラ８によって閉状態から開状態に切り換えられ、第１供給部１０から処理対象に混合ガスを供給しない場合には閉状態となる。
下流側流量センサ１３Ｃは、混合ガスを処理対象に供給する場合において気化器１１から切り換え部４に向かう混合ガスの流量を検出し、その検出結果をコントローラ８に送る。下流側第１流量調節弁１３Ａは、下流側流量センサ１３Ｃが検出する流量が目標の流量になるようにその開度をコントローラ８によって制御される。
また、温度センサ１３Ｄは、混合ガスを処理対象に供給する場合において気化器１１から切り換え部４に向かう混合ガスの温度を検出し、その検出結果をコントローラ８に送る。湿度センサ１３Ｅは、混合ガスを処理対象に供給する場合において気化器１１から切り換え部４に向かう混合ガスの湿度を検出し、その検出結果をコントローラ８に送る。
コントローラ８は、温度センサ１３Ｄが検出する混合ガスの温度及び湿度センサ１３Ｅが検出する混合ガスの湿度に基づいて気化用ヒータ１１Ｂ及び温度調節用ヒータ１１Ｃを制御し、これにより、混合ガスの温度及び湿度を目標の値に調節することが可能となる。
超純水供給部６は、超純水タンク６１と、超純水タンク６１と気化器１１とを接続する流路６２と、流路６２上に設けられる流量調節弁６３とを有し、超純水タンク６１に貯留された超純水を流路６２を介して気化器１１に供給する。詳しくは、流量調節弁６３の開閉がコントローラ８によって制御されることにより、気化器１１への超純水の流入及び遮断が切り替わる。
本実施の形態では、流路６２の下流側端部が気化器１１のタンク１１Ａの底部に接続され、流路６２からタンク１１Ａ内に流入した超純水が上方に向かう。ここで、気化器１１のタンク１１Ａ内には、流路６２の下流側端部と対向するように配置される邪魔板１１Ｄが設けられている。この邪魔板１１Ｄは流路６２から流出した超純水が低温のまま液面から放出されることを抑制し、処理対象に向かう混合ガスの温度及び湿度の乱れを抑制する。
本実施の形態では、処理対象を極めて異物が少なくなるレベルまで洗浄するべく第２ガスの気化前材料として超純水を用いるが、要求される洗浄レベルに応じて、超純水に代えて純水や水道水が用いられてもよい。また、気化状態になった際に処理対象上の異物に対する洗浄及び除去処理が可能な物質であれば、超純水に代えて水以外の液体や固体を用いてもよい。具体的には、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の有機溶媒等を第１供給部１０で気化させてもよい。
また、第１供給部１０は処理対象に対する洗浄及び除去処理とは異なる用途でも使用することができ、例えば成膜処理における材料ガスの供給等の用途でも使用することができる。この場合、第１供給部１０は、ＰＨ３、Ｂ２Ｈ６、ＳｉＨ４、ＴＥＯＳ、ＴＥＰＯ等を気化させ、キャリアガスとともに通流させてもよい。
第２供給部２０は、第１ガス貯留部２から供給される窒素ガスを加熱する第２ガスヒータ２１と、第２ガスヒータ２１と第１ガス貯留部２とを接続する上流第２流路２２と、第２ガスヒータ２１と切り換え部４とを接続する下流第２流路２３と、を有している。
第２ガスヒータ２１は、上流第２流路２２を介して第１ガス貯留部２から供給される窒素ガスを加熱して下流第２流路２３へ流出させる。
上流第２流路２２は、上流側第２流量調節弁２２Ａと、その下流側に配置される第２流量センサ２２Ｂとを有し、上流側第２流量調節弁２２Ａ及び第２流量センサ２２Ｂは、コントローラ８に電気的に接続されている。
第２流量センサ２２Ｂは、第１ガス貯留部２から第２ガスヒータ２１に向かう窒素ガスの流量を検出し、その検出結果をコントローラ８に送る。上流側第２流量調節弁２２Ａは、第２流量センサ２２Ｂが検出する流量が目標の流量になるようにその開度をコントローラ８によって制御される。
下流第２流路２３は、下流側第２流量調節弁２３Ａと、その下流側に配置される例えばエアオペレート弁や電磁弁である第２開閉弁２３Ｂと、これら下流側第２流量調節弁２３Ａと第２開閉弁２３Ｂとの間に配置される下流側流量センサ２３Ｃと、下流側第２流量調節弁２３Ａの上流側に配置される温度センサ２３Ｄと、を有している。これら各弁２３Ａ、２３Ｂ及び各センサ２３Ｃ，２３Ｄは、コントローラ８に電気的に接続されている。
第２供給部２０から切り換え部４を介して処理対象に混合ガスを供給する場合、第２開閉弁２３Ｂはコントローラ８によって閉状態から開状態に切り換えられ、第２供給部２０から処理対象に混合ガスを供給しない場合には閉状態となる。
下流側流量センサ２３Ｃは、混合ガスを処理対象に供給する場合において第２ガスヒータ２１から切り換え部４に向かう混合ガスの流量を検出し、その検出結果をコントローラ８に送る。下流側第２流量調節弁２３Ａは、下流側流量センサ２３Ｃが検出する流量が目標の流量になるようにその開度をコントローラ８によって制御される。
また、温度センサ２３Ｄは、混合ガスを処理対象に供給する場合において第２ガスヒータ２１から切り換え部４に向かう混合ガスの温度を検出し、その検出結果をコントローラ８に送る。そして、コントローラ８は、温度センサ２３Ｄが検出する混合ガスの温度に基づいて第２ガスヒータ２１を制御し、これにより、混合ガスの温度を目標の値に調節することが可能となる。
第３供給部３０は、第１ガス貯留部２から供給される窒素ガスを加熱する第３ガスヒータ３１と、第３ガスヒータ３１と第１ガス貯留部２とを接続する上流第３流路３２と、第３ガスヒータ３１と切り換え部４とを接続する下流第３流路３３と、を有している。
第３ガスヒータ３１は、上流第３流路３２を介して第１ガス貯留部２から供給される窒素ガスを加熱して下流第３流路３３へ流出させる。本実施の形態では、第３ガスヒータ３１で加熱される窒素ガスを、第２供給部２０で加熱される窒素ガスよりも低い温度に制御して流出させるようになっている。
上流第３流路３２は、上流側第３流量調節弁３２Ａと、その下流側に配置される第３流量センサ３２Ｂとを有し、上流側第３流量調節弁３２Ａ及び第３流量センサ３２Ｂは、コントローラ８に電気的に接続されている。
第３流量センサ３２Ｂは、第１ガス貯留部２から第３ガスヒータ３１に向かう窒素ガスの流量を検出し、その検出結果をコントローラ８に送る。上流側第３流量調節弁３２Ａは、第３流量センサ３２Ｂが検出する流量が目標の流量になるようにその開度をコントローラ８によって制御される。
下流第３流路３３は、例えばエアオペレート弁や電磁弁である第３開閉弁３３Ｂと、第３開閉弁３３Ｂの上流側に配置される温度センサ３３Ｄと、を有し、第３開閉弁３３Ｂ及び温度センサ３３Ｄは、コントローラ８に電気的に接続されている。
第３供給部３０から切り換え部４を介して処理対象に混合ガスを供給する場合、第３開閉弁３３Ｂはコントローラ８によって閉状態から開状態に切り換えられ、第３供給部３０から処理対象に混合ガスを供給しない場合には閉状態となる。
温度センサ３３Ｄは、混合ガスを処理対象に供給する場合において第３ガスヒータ３１から切り換え部４に向かう混合ガスの温度を検出し、その検出結果をコントローラ８に送る。そして、コントローラ８は、温度センサ３３Ｄが検出する混合ガスの温度に基づいて第３ガスヒータ３１を制御し、これにより、混合ガスの温度を目標の値に調節することが可能となる。
切り換え部４は、第１供給部１０の下流第１流路１３、第２供給部２０の下流第２流路２３及び第３供給部３０の下流第３流路３３の各下流側端部と接続する主管４１と、主管４１から分岐する第１枝管４２及び第２枝管４３と、第１枝管４２に設けられた第１枝管開閉弁４４と、第２枝管４３に設けられた第２枝管開閉弁４５と、を有している。
第１枝管４２の下流側端部は第１処理対象Ｔ１にガスを供給し、第２枝管４３の下流側端部は第２処理対象Ｔ２にガスを供給する。本実施の形態では、第１処理対象Ｔ１が、ガス供給装置１による洗浄及び除去工程を受ける。一方で、第２処理対象Ｔ２は、ガス供給装置１による窒化処理を受ける。詳細は後述するが、第１処理対象Ｔ１は、第１供給部１０、第２供給部２０及び第３供給部３０のそれぞれからガスを供給され、第２処理対象Ｔ２は、第２供給部２０のみからガスを供給される。本実施の形態では、第２処理対象Ｔ２は、第２供給部２０のみからガスを供給されるが、第２処理対象Ｔ２も、第１処理対象Ｔ１と同様に、第１供給部１０、第２供給部２０及び第３供給部３０のそれぞれからガスを供給されてもよい。
第１処理対象Ｔ１又は第２処理対象Ｔ２へのガスの供給を行う際には、第１枝管開閉弁４４及び第２枝管開閉弁４５の開閉がコントローラ８によって制御される。なお、本実施の形態では主管４１から２つの第１枝管４２と第２枝管４３とが分岐するが、３以上の枝管が分岐してもよい。また、枝管は無くてもよい。
本実施の形態では第１処理対象Ｔ１及び第２処理対象Ｔ２が半導体ウェハやガラス基板等の基板であることを想定しているが、処理対象はガスによる処理を受け得るものであれば特に限定されるものではない。
コントローラ８は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えるコンピュータで構成されてもよく、この場合、記憶されたプログラムに従って各部の動作を制御してもよい。コントローラ８は、上述したが弁（１３Ｂ，２３Ｂ，３３Ｂ，４４，４５）の開閉や、弁（１２Ａ，２２Ａ，３２Ａ，１３Ａ，２３Ａ）の開度調節や、ヒータの加熱量の調節などを行う。
次に、ガス供給装置１の動作例について図２及び図３を参照しつつ説明する。
図２は、第１処理対象Ｔ１が、プレ加熱工程、洗浄及び除去工程、蒸発及び乾燥工程をこの順で受けることを説明するグラフを示している。グラフの横軸は、時間軸を示し、縦軸は、第１処理対象Ｔ１に供給されるガスの温度を示している。
プレ加熱工程は、窒素ガスを第３供給部３０から第１処理対象Ｔ１に供給することにより行われる。
プレ加熱工程では、第３流量センサ３２Ｂが検出する窒素ガスの流量が目標の流量となるようにコントローラ８によって上流側第３流量調節弁３２Ａの開度が調節される。また、第３ガスヒータ３１の加熱量は、温度センサ３３Ｄが検出する窒素ガスの温度が目標の温度となるようにコントローラ８によって調節される。この例では、窒素ガスの温度が５０度以上９０度以下の範囲に設定される目標の温度に調節される。また、第３開閉弁３３Ｂはコントローラ８によって開状態にセットされる。
一方で、切り換え部４の第１枝管開閉弁４４はコントローラ８によって開状態にセットされ、第２枝管開閉弁４５はコントローラ８によって閉状態にセットされる。また、第１供給部１０の第１開閉弁１３Ｂ及び第２供給部２０の第２開閉弁２３Ｂも閉状態にセットされる。
一方で、切り換え部４の第１枝管開閉弁４４はコントローラ８によって開状態にセットされ、第２枝管開閉弁４５はコントローラ８によって閉状態にセットされる。また、第１供給部１０の第１開閉弁１３Ｂ及び第２供給部２０の第２開閉弁２３Ｂも閉状態にセットされる。
次いで、洗浄及び除去工程は、混合ガスを第１供給部１０から第１処理対象Ｔ１に供給することにより行われる。第１流量センサ１２Ｂを通過した窒素ガスは、気化器１１に流入し、気化用ヒータ１１Ｂによって超純水を気化させた水蒸気と混合され、これにより、混合ガスが生成される。そして、混合ガスは、下流第２流路２３を通して第１処理対象Ｔ１に向かう。なお、洗浄及び除去工程は、第１処理対象Ｔ１が半導体ウェハである場合、半導体ウェハに存在するフッ素等の異物を洗浄、除去する。
洗浄及び除去工程では、第１流量センサ１２Ｂが検出する窒素ガスの流量が目標の流量となるようにコントローラ８によって上流側第１流量調節弁１２Ａの開度が調節される。また、気化器１１における気化用ヒータ１１Ｂの加熱量及び温度調節用ヒータ１１Ｃの加熱量は、温度センサ１３Ｄが検出する混合ガスの温度及び湿度が目標の温度及び湿度となるようにコントローラ８によって調節される。この例では、混合ガスの温度が９０度、湿度が９０％ｒｈとなるように調節される。また、この例では、混合ガスの目標温度がプレ加熱工程における窒素ガスの目標温度よりも高く設定されている。
また、下流側第１流量調節弁１３Ａの開度は、下流側流量センサ１３Ｃが検出する混合ガスの流量が目標の流量となるようにコントローラ８によって調節される。また、第１開閉弁１３Ｂはコントローラ８によって開状態にセットされる。
一方で、切り換え部４の第１枝管開閉弁４４はコントローラ８によって開状態にセットされ、第２枝管開閉弁４５はコントローラ８によって閉状態にセットされる。また、第２供給部２０の第２開閉弁２３Ｂ及び第３供給部３０の第３開閉弁３３Ｂも閉状態にセットされる。
また、下流側第１流量調節弁１３Ａの開度は、下流側流量センサ１３Ｃが検出する混合ガスの流量が目標の流量となるようにコントローラ８によって調節される。また、第１開閉弁１３Ｂはコントローラ８によって開状態にセットされる。
一方で、切り換え部４の第１枝管開閉弁４４はコントローラ８によって開状態にセットされ、第２枝管開閉弁４５はコントローラ８によって閉状態にセットされる。また、第２供給部２０の第２開閉弁２３Ｂ及び第３供給部３０の第３開閉弁３３Ｂも閉状態にセットされる。
次いで、蒸発及び乾燥工程は、窒素ガスを第２供給部２０から第１処理対象Ｔ１に供給することにより行われる。第２流量センサ２２Ｂを通過した窒素ガスは、第２ガスヒータ２１に流入して加熱される。加熱された窒素ガスは、下流第３流路３３を通して第１処理対象Ｔ１に向かう。蒸発及び乾燥工程は、加熱した窒素ガスによって第１処理対象Ｔ１上に存在する水分を蒸発又は乾燥させる。水分とは、典型的には第２ガスである水蒸気が凝縮した物質（超純水）である。
蒸発及び乾燥工程では、第２流量センサ２２Ｂが検出する窒素ガスの流量が目標の流量となるようにコントローラ８によって上流側第２流量調節弁２２Ａの開度が調節される。また、第２ガスヒータ２１の加熱量は、温度センサ２３Ｄが検出する窒素ガスの温度が目標の温度となるようにコントローラ８によって調節される。この例では、窒素ガスの温度が２００度以上に設定される目標の温度に調節される。また、下流側第２流量調節弁２３Ａの開度は、下流側流量センサ２３Ｃが検出する窒素ガスの流量が目標の流量となるようにコントローラ８によって調節される。また、第２開閉弁２３Ｂはコントローラ８によって開状態にセットされる。蒸発及び乾燥工程で供給する窒素ガスの温度は、超純水、すなわち第２ガスの材料の沸点の２倍以上の温度とするのがよい。
一方で、切り換え部４の第１枝管開閉弁４４はコントローラ８によって開状態にセットされ、第２枝管開閉弁４５はコントローラ８によって閉状態にセットされる。また、第１供給部１０の第１開閉弁１３Ｂ及び第３供給部３０の第３開閉弁３３Ｂも閉状態にセットされる。
また、図３は、図２で示した動作の変形例である。この例では、図３に示すようにプレ加熱工程における窒素ガスの温度が、洗浄及び除去工程で第１処理対象Ｔに供給する混合ガスの温度よりも高く設定されている。プレ加熱工程における窒素ガスの温度は、例えば１００度でもよく、この場合、洗浄及び除去工程における混合ガスの温度は、上述と同様に９０度でもよい。
図２及び図３で示したガス供給（基板処理又は洗浄方法）では、混合ガスを第１処理対象Ｔ１に供給することで、第１処理対象Ｔ１に対して水蒸気による洗浄・除去処理を行うことができる。このように水蒸気が用いられることで、第１処理対象Ｔ１が微細構造物（極微細パターン）有する場合であっても効果的な洗浄及び除去処理を行うことができる。
また、図２及び図３の例ではプレ加熱工程を行うことにより、その後の洗浄及び除去工程の洗浄及び除去効果を向上させることが可能となる。すなわち、プレ加熱工程で第１処理対象Ｔ１を予め加温しておけば、混合ガスを第１処理対象Ｔ１に供給した際に生じ得る第１処理対象Ｔ１上の結露が抑制され、その結果、洗浄・除去効果の低下を抑制できる。したがって、第１処理対象Ｔ１に微細構造物（極微細パターン）が存在する場合において特に有益な洗浄・除去を実施することが可能となる。
一方で、ガス供給装置１は、上述した洗浄及び除去に関する一連の動作の他に、第２処理対象Ｔ２に対する窒化処理も行うことができる。この窒化処理は、窒素ガスを第２供給部２０から第２処理対象Ｔ２に供給することにより行われる。この際、切り換え部４の第２枝管開閉弁４５はコントローラ８によって開状態にセットされ、第１枝管開閉弁４４はコントローラ８によって閉状態にセットされる。
以上に説明した実施の形態では、基板等の処理対象上の異物の洗浄及び除去を効果的に行うことができる。特に、第１供給部１０、第２供給部２０及び第３供給部３０は共有のガス源からガスを導入するため、占有範囲やコストを抑制しつつガスを用いた所望の処理を行うことができる。また、混合ガスによる洗浄及び除去工程の前にプレ加熱工程を行うことで、洗浄及び除去効果を向上できる。
以上、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、上述の実施の形態には各種の変更を加えることができる。
例えば図４に示す変形例では、気化器１１における邪魔板１１Ｄの設置態様が上述の実施の形態と異なる。すなわち、図４に示す変形例では、邪魔板１１Ｄが、その板面を上下方向に沿わせ、且つ水平方向で流路６２の下流側端部と気化用ヒータ１１Ｂとの間に位置している。さらに、邪魔板１１Ｄの下端部は気化用ヒータ１１Ｂよりも下方に位置している。
図４に示す構成では、流路６２の下流側端部から気化器１１内に流入した超純水が低温のまま気化用ヒータ１１Ｂに当たり、気化用ヒータ１１Ｂの加熱能力が乱れることを抑制できる。
また、図５に示す変形例では第３供給部３０が設けられていない。この変形例においては、上述したプレ加熱工程及び蒸発及び乾燥工程が、第２供給部２０によって行われる。
Claims (14)
- 第１ガスを、材料を気化させることにより生成される第２ガスのキャリアガスとして前記第２ガスと混合させ、前記第１ガスと前記第２ガスとの混合ガスを処理対象に供給する第１供給工程と、
加熱した前記第１ガスを、前記処理対象に供給する第２供給工程と、を備える、ガス供給方法。 - 前記第１供給工程で用いる前記第１ガスと、前記第２供給工程で用いる前記第１ガスとを、共通のガス貯留部から導入する、請求項１に記載のガス供給方法。
- 前記第２供給工程では、加熱した前記第１ガスによって前記第２ガスを蒸発させる、請求項１又は２に記載のガス供給方法。
- 前記第１供給工程の前に行われるプレ加熱工程をさらに備え、
前記プレ加熱工程では、加熱した前記第１ガスを前記処理対象に供給する、請求項１乃至３のいずれかに記載のガス供給方法。 - 前記第１供給工程で用いる前記第１ガスと、前記第２供給工程で用いる前記第１ガスと、前記プレ加熱工程で用いる前記第１ガスとを、共通のガス貯留部から導入する、請求項４に記載のガス供給方法。
- 第１ガスを、材料を気化させることにより生成される第２ガスのキャリアガスとして前記第２ガスと混合させ、前記第１ガスと前記第２ガスとの混合ガスを基板に供給する第１供給工程と、
加熱した前記第１ガスを、前記基板に供給する第２供給工程と、を備える、基板処理方法。 - 前記第１供給工程で用いる前記第１ガスと、前記第２供給工程で用いる前記第１ガスとを、共通のガス貯留部から導入する、請求項６に記載の基板処理方法。
- 前記第２供給工程では、加熱した前記第１ガスによって前記第２ガスを蒸発させる、請求項６又は７に記載の基板処理方法。
- 前記第１供給工程の前に行われるプレ加熱工程をさらに備え、
前記プレ加熱工程では、加熱した前記第１ガスを前記基板に供給する、請求項６乃至８のいずれかに記載の基板処理方法。 - 前記第１供給工程で用いる前記第１ガスと、前記第２供給工程で用いる前記第１ガスと、前記プレ加熱工程で用いる前記第１ガスとを、共通のガス貯留部から導入する、請求項９に記載の基板処理方法。
- 前記材料が、超純水である、請求項６乃至１０のいずれかに記載の基板処理方法。
- 前記第１ガスは、窒素ガスである、請求項１１に記載の基板処理方法。
- 第１ガスを貯留する第１ガス貯留部と、
材料を気化させることにより第２ガスを生成する気化器を有し、前記第１ガス貯留部から供給される前記第１ガスを前記第２ガスのキャリアガスとして前記第２ガスと混合させ、前記第１ガスと前記第２ガスとの混合ガスを流出させる第１供給部と、
前記第１ガス貯留部から供給される前記第１ガスを加熱して流出させる第２供給部と、を備える、ガス供給装置。 - 前記第１ガス貯留部から供給される前記第１ガスを加熱して流出させる第３供給部をさらに備え、
前記第３供給部は、前記第１ガスを、前記第２供給部で加熱される前記第１ガスよりも低い温度になるように加熱して流出させる、請求項１３に記載のガス供給装置。
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