WO2001053766A1 - Procede et dispositif pour secher un substrat - Google Patents

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WO2001053766A1
WO2001053766A1 PCT/JP2000/000175 JP0000175W WO0153766A1 WO 2001053766 A1 WO2001053766 A1 WO 2001053766A1 JP 0000175 W JP0000175 W JP 0000175W WO 0153766 A1 WO0153766 A1 WO 0153766A1
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WO
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substrate
drying
drying fluid
fluid
processing tank
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Application number
PCT/JP2000/000175
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English (en)
French (fr)
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Norio Maeda
Koji Sumi
Hiroshi Aihara
Masao Oono
Takao Matsumoto
Naoaki Izutani
Original Assignee
Toho Kasei Co., Ltd.
Daikin Industries, Ltd.
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Publication date
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S134/00—Cleaning and liquid contact with solids
    • Y10S134/902—Semiconductor wafer

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for drying a substrate, and more particularly, to a method and an apparatus for quickly drying a substrate that has been cleaned using a cleaning liquid.
  • a drying fluid vapor for example, isopropyl alcohol (hereinafter, referred to as “isopropyl alcohol”) while lowering the level of the cleaning liquid relative to the substrate.
  • IPA isopropyl alcohol
  • a plurality of substrates contained in the processing tank are cleaned with a cleaning liquid, and then the drying fluid vapor is introduced into the processing tank while the liquid level of the cleaning liquid is lowered, and the cleaning liquid is introduced.
  • the surface of the substrate can be dried quickly by utilizing the Marangoni effect.
  • the liquid layer of the drying fluid when a substrate such as a semiconductor wafer has a pattern with a certain thickness on its surface, the liquid layer of the drying fluid must have a sufficient thickness in order to dry the inside of the pattern (recess) sufficiently quickly.
  • the inside of the pattern cannot be sufficiently dried.
  • the cleaning liquid remains on the surface of the substrate. In other words, it cannot sufficiently cope with a high-aspect substrate.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can eliminate or simplify the exhaust equipment, and can supply the drying fluid smoothly. It is another object of the present invention to provide a method and an apparatus for drying a substrate capable of sufficiently increasing the thickness of a liquid layer of a drying fluid.
  • the substrate is accommodated in the processing tank, and the drying fluid is supplied into the processing tank while the liquid level of the cleaning liquid in the processing tank is lowered relative to the substrate.
  • the drying fluid is supplied into the processing tank while the liquid level of the cleaning liquid in the processing tank is lowered relative to the substrate.
  • the drying fluid is introduced into the treatment tank in a liquid state, and droplets of the drying fluid are formed using nozzles and supplied onto the cleaning liquid surface.
  • the droplets of the drying fluid preferably have a particle size of more than 100 ⁇ m and 1 mm or less, a particle size of more than 100 / zm, and 200 / m It is even more preferable that:
  • the substrate is inclined at a predetermined angle in the processing tank.
  • the droplets of the drying fluid are supplied in the same direction as the direction of the inclined substrate using a nozzle. .
  • the inclination angle is preferably greater than 0 ° and 30 ° or less, more preferably 3 ° or more and 5 ° or less.
  • the method of drying a substrate according to claim 3 is directed to introducing the drying fluid into the treatment tank so that the drying fluid spreads over the entire width of the substrate on the liquid level of the cleaning liquid, and at the same time, the initial speed of the introduction of the drying fluid. It is a method of setting.
  • the initial introduction speed is preferably not less than 1 OmZsec and not more than 330 m / sec, and more preferably not less than 5 OmZsec and not more than 150 sec.
  • a method of supplying an inert gas to the processing tank as the cleaning liquid is discharged from the processing tank is provided.
  • the substrate drying method according to claim 5 is a method in which the supply amount of a drying fluid and Z or an inert gas to the processing tank is increased as the cleaning liquid is discharged from the processing tank.
  • the substrate drying method according to claim 6 is a method of changing the support position of the substrate as the cleaning liquid is discharged from the processing tank.
  • the substrate drying method according to claim 7 is a method of setting the inside of the processing tank to an inert gas atmosphere before discharging the cleaning liquid.
  • the substrate drying method according to claim 8 is a method in which the cleaning step and the subsequent drying step are performed at room temperature.
  • the substrate drying method according to claim 9 is a method in which a drying fluid is pumped by an inert gas supplied to a nozzle.
  • a substrate drying apparatus supports a substrate in a processing tank by a support means, and drops a drying fluid in the processing tank while lowering a liquid level of a cleaning liquid in the processing tank relative to the substrate. This is to dry the surface of the substrate by supplying the drying fluid into the processing tank in the form of a liquid.
  • the droplets of the drying fluid preferably have a particle size of more than 100 ⁇ and 1 mm or less, and a particle size of more than 100 ⁇ and 200 ⁇ m or less. Is more preferable.
  • the supporting means supports the substrate in a state where the substrate is inclined at a predetermined angle in the processing tank, and the nozzle has the same direction as the direction of the inclined substrate. That supplies droplets of a drying fluid to the liquid.
  • the inclination angle is preferably greater than 0 ° and 30 ° or less, more preferably 3 ° or more and 5 ° or less.
  • the substrate drying apparatus wherein, as the drying fluid supply means, the direction of introduction of the drying fluid into the processing tank is such that the drying fluid spreads over the entire width of the substrate at the level of the cleaning liquid.
  • the one that sets the initial speed of the introduction of the drying fluid is adopted.
  • the initial introduction speed is preferably 1 Om / sec or more and 330 m / sec or less, and more preferably 5 Om / sec or more and 15 Om / sec or less. preferable.
  • the substrate drying apparatus further includes an inert gas supply means for supplying an inert gas to the processing tank as the cleaning liquid is discharged from the processing tank.
  • the substrate drying apparatus further includes supply amount control means for increasing a supply amount of a drying fluid and / or an inert gas to the processing tank as the cleaning liquid is discharged from the processing tank.
  • a means having a groove for introducing a cleaning liquid continuously downwardly with respect to the substrate supporting portion is employed as the supporting means.
  • the substrate drying apparatus according to claim 16, wherein the supporting means adopts a pair of supporting means for selectively supporting different positions of the substrate, and the substrate is supported by the supporting means as the cleaning liquid is discharged from the processing tank.
  • Bearing position control means for changing the bearing position of the O 01/53766
  • the substrate drying apparatus further includes an atmosphere setting means for setting the processing tank ⁇ to an inert gas atmosphere before discharging the cleaning liquid.
  • the movable range of the nozzle by the nozzle position control means is preferably larger than O mm and not more than 50 Omm, more preferably not less than 25 Omm and not more than 35 Omm. preferable.
  • the substrate drying apparatus according to claim 19 further includes a circulating means for circulating the drying fluid when not jetting.
  • the number of installed nozzles is set according to the substrate size and the substrate pitch.
  • the substrate drying apparatus according to claim 21 employs a nozzle having a number of drying fluid ejection holes which is one more than the number of substrates to be dried at the same time.
  • the substrate drying apparatus according to claim 22 further includes an inert gas supply means for supplying an inert gas to the nozzle in order to pump the drying fluid.
  • the substrate is accommodated in the processing tank, and the drying fluid is supplied into the processing tank while the liquid level of the cleaning liquid in the processing tank is lowered relative to the substrate.
  • the drying fluid is supplied into the processing tank while the liquid level of the cleaning liquid in the processing tank is lowered relative to the substrate.
  • the drying fluid is introduced into the processing tank in the form of a liquid, droplets of the drying fluid are formed using nozzles and supplied onto the cleaning liquid surface, and are affected by the weight of the liquid drying fluid. In this way, the droplets of the drying fluid are smoothly introduced between the substrates, and the high-concentration drying fluid can be supplied as compared with the steam supply, so the Marangoni effect is large and the drying liquid with sufficient thickness on the cleaning liquid surface By forming a liquid layer of the fluid, it is possible to achieve rapid and non-uniform drying using the Marangoni effect.
  • the thickness of the liquid layer of the drying fluid can be made sufficiently large, even if the substrate has a pattern, As a result, it is possible to respond to high-aspects by achieving reliable drying up to the inside (recess) of the cleaning tool, and to reliably prevent the cleaning fluid from remaining on the surface of the substrate. be able to.
  • the drying fluid is supplied in the form of droplets, all or most of the drying fluid can be discharged together with the cleaning liquid, and there is almost no danger of leakage of the drying fluid. Equipment can be omitted or simplified, and cost reduction can be achieved.
  • the particle size of the droplet of the drying fluid is larger than 100 / m and equal to or smaller than 1 mm, the above-described operation accompanying the supply of the droplet can be achieved.
  • the particle size is larger than 100 ⁇ m and smaller than 200 ⁇ m, which causes an inconvenience of insufficient supply and insufficient drying. It is possible to prevent the disadvantage that the cleaning liquid adheres to the surface, and that the use of the drying fluid increases and the running cost increases.
  • the substrate is accommodated in the processing tank in a state of being inclined by a predetermined angle, and the droplet of the drying fluid is sprayed in the same direction as the direction of the inclined substrate by using a nozzle. Since the substrate is supplied, if the substrate has a pattern on one side and the pattern forming surfaces of multiple substrates are located on the same side, the cleaning fluid that has entered the inside of the pattern is discharged. , And more rapid and good drying can be achieved.
  • the above-described operation can be achieved.
  • the inclination angle is not less than 3 ° and not more than 5 °, which causes inconvenience that the cleaning liquid inside the pattern is not easily discharged and that it becomes difficult to supply the drying fluid to the immersion interface.
  • the above-described operation can be achieved.
  • the introduction of the drying fluid into the processing tank has a direction so that the drying fluid spreads over the entire width of the substrate at the level of the cleaning liquid.
  • the initial speed of the introduction of the drying fluid is set, so even if the diameter of the substrate increases and the distance between the substrates or the substrate decreases, droplets of the drying fluid remain in the gap between the substrates.
  • the liquid layer of the drying fluid can be continuously formed on the liquid surface of the cleaning liquid, and the substrate can be dried quickly and evenly.
  • it is not necessary to increase the concentration of the drying fluid more than necessary and it is not necessary to increase the temperature of the drying fluid more than necessary.
  • the initial introduction speed is 10 mZ sec or more and 330 m / sec or less, the above-described action can be achieved.
  • the initial introduction speed is not less than 120 mZ sec and not more than 22 O mZ sec, which causes inconvenience that droplets of the drying fluid cannot be smoothly supplied to the gap between the substrates. Fluctuation of the liquid surface of the cleaning liquid or the like becomes large, and the speed becomes substantially higher than the optimum speed of Marangoni drying, thereby preventing the problem that the cleaning liquid remains on the substrate surface.
  • the inert gas is supplied to the processing tank as the cleaning liquid is discharged from the processing tank, a negative pressure is generated in the processing tank as the cleaning liquid is discharged.
  • intrusion of impurities from the outside can be prevented.
  • the cleaning liquid is discharged.
  • the supply amount of the drying fluid and / or the inert gas to the processing tank is increased in accordance with the discharge of the cleaning liquid from the processing tank, the cleaning liquid is discharged.
  • the supporting position of the substrate since the supporting position of the substrate is changed as the cleaning liquid is discharged from the processing tank, the supporting position of the substrate can be quickly and reliably dried. Can be made.
  • the inside of the processing tank is set to an inert gas atmosphere before the cleaning liquid is discharged, generation of a watermark on the surface of the substrate can be significantly suppressed. it can.
  • the cleaning step and the subsequent drying step are performed at room temperature, no heat treatment is required, and the configuration of the entire system can be simplified, and , Can increase safety.
  • the drying fluid is pressure-fed by the inert gas supplied to the nozzle, a driving unit for supplying the drying fluid becomes unnecessary, and contamination of impurities is prevented. Cleanliness can be improved.
  • the substrate is supported by the support means in the processing tank, and the cleaning liquid in the processing tank is lowered in the processing tank while being relatively lowered with respect to the substrate.
  • the drying fluid supply means introduces the drying fluid in a liquid state into the processing tank, and uses a nozzle to disperse the droplets of the drying fluid. It can be formed and supplied on the cleaning liquid level.
  • drying fluid is supplied in the form of droplets, all or almost all of the drying fluid can be discharged together with the cleaning liquid, and there is almost no risk of leakage of the drying fluid, so that the exhaust equipment can be provided. Omission or simplification can be achieved, and cost reduction can be achieved. O 01/53766
  • the particle size of the droplets of the drying fluid is larger than 100 ⁇ m and equal to or smaller than 1 mm, the above-mentioned effect accompanying the supply of the droplets can be achieved.
  • the particle size is larger than 1 ⁇ 0 ⁇ m and 200 ⁇ m or less, which causes inconvenience such as insufficient supply and insufficient drying. It is possible to prevent the disadvantage that the cleaning liquid adheres to the surface, and that the running cost increases due to the large amount of the drying fluid used.
  • the supporting means supports the substrate in a state where the substrate is inclined by a predetermined angle in the processing tank, and the nozzle includes a direction of the inclined substrate. Since the substrate that supplies droplets of the drying fluid in the same direction as above is used, the substrate has a pattern on one surface, and the pattern forming surfaces of multiple substrates are located on the same side. In such a case, it is possible to easily discharge the cleaning fluid that has entered the inside of the pattern, and to achieve faster and better drying.
  • the above-described operation can be achieved.
  • the inclination angle is not less than 3 ° and not more than 5 °, which causes inconvenience that the cleaning liquid inside the pattern is not easily discharged and that it becomes difficult to supply the drying fluid to the immersion interface.
  • the above-described operation can be achieved.
  • the substrate drying apparatus wherein, as the drying fluid supply means, the direction of introduction of the drying fluid into the treatment tank is such that the drying fluid spreads over the entire width of the substrate at the level of the cleaning liquid. And set the initial flow rate of the drying fluid, so that even if the diameter of the substrates is large and / or the distance between the substrates is small, the drying is performed in the gap between the substrates.
  • the liquid of the cleaning fluid can be supplied smoothly, and the liquid layer of the drying fluid can be continuously formed on the liquid surface of the cleaning liquid. Drying can be achieved.
  • the initial introduction speed is 1 OmZsec or more and 330 m / sec or less, the above-mentioned effect can be achieved.
  • the initial introduction speed is 120 msec or more and 220 m / sec or less, which causes inconvenience that droplets of the drying fluid cannot be smoothly supplied to the gap between the substrates.
  • the speed becomes substantially higher than the optimal speed of Marangoni drying, and the problem that the cleaning liquid remains on the substrate surface can be prevented.
  • the cleaning liquid further includes an inert gas supply unit that supplies an inert gas to the processing tank as the cleaning liquid is discharged from the processing tank, the cleaning liquid is discharged together with the cleaning liquid. Negative pressure inside the treatment tank prevents impurities from entering from outside.
  • the substrate drying apparatus further includes supply amount control means for increasing the supply amount of the drying fluid and / or the inert gas to the processing tank as the cleaning liquid is discharged from the processing tank. , The supply amount is added to the discharge of the cleaning fluid, and the droplets of the drying fluid are reliably supplied to the level of the cleaning fluid, and the liquid layer of the drying fluid on the level of the cleaning fluid is maintained at a predetermined thickness or more. be able to.
  • the supporting means since the supporting means has a groove for introducing a cleaning liquid continuously downwardly with respect to the substrate supporting point, the cleaning liquid drainage property at the substrate supporting point is adopted. Can be improved.
  • a pair of support means for selectively supporting different positions of the substrate is adopted as the support means, and the support means is provided as the cleaning liquid is discharged from the processing tank. Since it further includes a support position control means for changing the support position of the substrate, the support position of the substrate can be dried quickly and reliably.
  • the substrate drying apparatus further includes an atmosphere setting means for setting the inside of the processing tank to an inert gas atmosphere before discharging the cleaning liquid, so that a water mark is provided on the surface of the substrate. Can be greatly suppressed.
  • the movable range of the nozzle by the nozzle position control means is preferably larger than O mm and equal to or less than 500 mm, and the above-mentioned effect can be achieved.
  • the movable range of the nozzle is not less than 250 mm and not more than 350 mm.
  • the substrate drying apparatus further includes a circulating means for circulating the drying fluid at the time of non-ejection, the space in which the drying fluid is present is always higher than the external pressure and the external pressure is increased. In addition, it is possible to prevent the intrusion of impurities, and to reduce the amount of drying fluid used, thereby reducing running costs.
  • the substrate drying apparatus of claim 20 since the number of nozzles to be installed is set according to the substrate size and the substrate pitch, uniform drying can be achieved over the entire surface of the substrate.
  • the drying fluid is used. Drops of the drying fluid can be supplied to all of the gaps between the substrates and to the outside of the endmost substrate to quickly and evenly dry the entire surface of the substrate.
  • the substrate drying apparatus according to claim 22 further includes an inert gas supply unit that supplies an inert gas to the nozzle in order to pump the drying fluid, so that the drying fluid is supplied.
  • a driving unit is not required, so that impurities can be prevented from being mixed and cleanliness can be improved.
  • FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view showing the structure of the first substrate support.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a main part of another configuration example of the substrate processing apparatus.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a main part of still another configuration example of the substrate processing apparatus.
  • FIG. 5 is a schematic view showing still another configuration example of the substrate processing apparatus.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a main part of still another configuration example of the substrate processing apparatus.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a lowered state of the drying fluid nozzle.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a main part of still another configuration example of the substrate processing apparatus.
  • FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view showing a state in which the cleaning liquid is reduced.
  • FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view showing a substrate transfer operation state.
  • FIG. 11 is a schematic longitudinal sectional view showing a state after the delivery of the substrate.
  • FIG. 12 is a schematic view showing a main part of still another configuration example of the substrate processing apparatus.
  • FIG. 13 is an enlarged vertical sectional view showing a substrate applied to the substrate processing apparatus of FIG. 12 c
  • FIG. 14 is a schematic view showing a main part of still another configuration example of the substrate processing apparatus .
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing one configuration example of a substrate processing apparatus to which the substrate drying method of the present invention is applied.
  • the substrate drying apparatus includes a processing tank 2 for storing a predetermined number of substrates 1 such as semiconductor wafers in a state of being erected in parallel with each other, and a first substrate support 3 for supporting the substrate 1 inside the processing tank 2.
  • a processing liquid for performing a processing such as a cleaning process on the substrate 1 (for example, pure water, deionized water, deoxygenated water, etc., in the case of performing a cleaning process) 1 1 is supplied to the processing tank 2
  • the control unit 10 includes a microcomputer and the like for controlling the operations of the processing liquid supply unit 4, the discharge unit 5, and the drying fluid supply unit 6.
  • the first substrate support portion 3 is formed by forming a plurality of V-shaped cross-sectional support grooves 3b on the upper surface of a main body member 3a.
  • a slit 3c extending downward from the bottom of each bearing groove 3b to improve drainage, and to connect the slit 3c to the lower end of the slit 3c. It is more preferable to provide a round hole 3d to further improve the treatment liquid drainage.
  • the processing liquid supply unit 4 is provided at a predetermined position of a processing liquid tank 4a, a processing liquid supply pipe 4b for drawing out the processing liquid 11 from the processing liquid tank 4a, and a processing liquid supply pipe 4b.
  • the processing liquid nozzle 4 d that blows the processing liquid 11 supplied through the processing liquid supply pipe 4 b and the processing liquid supply pipe 4 b into the processing tank 2, and the processing liquid nozzle 4 d that blows out from the processing liquid nozzle 4 d
  • a rectifying plate 4 e for rectifying the supplied processing liquid 11 and supplying it to the substrate 1 stored in the processing tank 2.
  • the discharge section 5 includes a discharge pipe 5 a provided at a predetermined position at the bottom of the processing tank 2, an on-off valve 5 b provided at a predetermined position of the discharge pipe 5 a, and processing discharged through the discharge pipe 5 a.
  • the drying fluid supply unit 6 is composed of a substantially non-reactive liquid such as isopropyl alcohol (IPA), ethyl alcohol, methyl alcohol, tetrahydrofuran, acetone, norfluorohexane, or hexane.
  • a drying fluid tank 6a for storing a fluid for drying (fluid having a lower surface tension than the processing liquid), a drying fluid supply line 6b for drawing out the drying fluid from the drying fluid tank 6a, and a drying fluid.
  • the on-off valve 6c and the pump 6e provided at predetermined positions of the supply line 6b and the drying fluid supplied through the drying fluid supply line 6b are ejected into the processing tank 2 as droplets 12. It has a fluid nozzle 6d for drying.
  • the diameter of the droplet ejection port of the drying fluid nozzle 6d may be set so that the particle diameter of the droplet 12 is larger than 100 / m and lmm or less. It is preferable that the diameter of the droplet ejection port is set such that the particle diameter of the droplet 12 is larger than 100 and not more than 200 ⁇ . If the particle size of the liquid droplets 12 is set in this manner, the problem of insufficient drying due to insufficient supply, the problem of splashing the cleaning liquid onto the substrate due to the splashing of the cleaning liquid, and the drying may occur. It is possible to prevent the inconvenience of increasing the running cost due to an increased amount of the working fluid.
  • the inner diameter of the drying fluid nozzle 6 d and the droplet ejection are set so that the ejection speed of the droplet 12 from the drying fluid nozzle 6 d is not less than 1 Om / sec and not more than 330 m / sec.
  • the diameter of the outlet may be set, but the inside diameter of the drying fluid nozzle 6 d is set so that the ejection speed of the droplet 12 is 12 Om / sec or more and 220 mZ sec or less. It is preferable that the diameter of the droplet ejection port is set.
  • the jetting speed of the droplets 12 is set in this way, the droplets of the drying fluid can be smoothly supplied to the gap between the substrates, causing the inconvenience that it cannot be performed and the liquid surface fluctuation of the cleaning liquid, etc., increasing.
  • the speed is substantially higher than the optimum speed of Marangoni drying, and it is possible to prevent the disadvantage that the cleaning liquid remains on the substrate surface.
  • the inner diameter of the drying fluid supply line 6b may be set so that the flow rate of the drying fluid is 0.1 cc / min or more and 20 cc / min. Fluid flow rate O 01/53766
  • the inner diameter of the drying fluid supply line 6b is set such that the value is 0.5 cc / in or more and 2 cc / in.
  • the distance from the drying fluid nozzle 6 d to the substrate 1 may be larger than 0 mm and 500 mm or less, but may be 50 mm or more and 150 mm or less. preferable. If the distance from the drying fluid nozzle 6 d to the substrate 1 is set in this way, the surface level of the cleaning liquid increases, and the speed is substantially higher than the optimal speed of the Marangoni drying. It is possible to prevent the inconvenience of remaining on the surface and the inconvenience of preventing the drying fluid from entering the gap between the substrates.
  • an inert gas is supplied to the drying fluid nozzle 6d to suck the drying fluid through the drying fluid supply line 6b, and the sucked drying fluid is inert gas. At the same time, it may be ejected as a droplet. In this case, generation of impurities due to the drive section of the pump 6e can be prevented.
  • the fluid 6d for drying is preferably made of a chemical-resistant substance such as fluorocarbon resin (preferably, PFA, PCTFE, PEEK (polyetheretherketone), etc.). Corrosion can be prevented even in an atmosphere.
  • fluorocarbon resin preferably, PFA, PCTFE, PEEK (polyetheretherketone), etc.
  • the operation of the substrate processing apparatus having the above configuration is as follows.
  • the control unit 10 closes the on-off valves 5b and 6c, opens the on-off valve 4c, and operates the pump 4f.
  • the processing liquid 11 is supplied from the processing liquid tank 4a to the processing liquid nozzle 4d through the processing liquid supply pipe 4b, and is jetted into the processing tank 2 from the processing liquid nozzle 4d.
  • the processing liquid 11 jetted into the processing tank 2 ⁇ is rectified by the rectifying plate 4e and guided to the substrate housing space, where processing on the surface of the substrate 1 (for example, cleaning processing) can be performed. .
  • the processing liquid 11 overflowing from the processing tank 2 is recovered by a recovery mechanism (not shown).
  • the control unit 10 closes the on-off valves 4c, opens the on-off valves 5b and 6c, and operates the pump 6e.
  • the processing liquid 11 is discharged from the processing tank 2 through the discharge pipe 5a, and the level of the processing liquid 11 gradually falls.
  • the drying fluid is supplied from the drying fluid tank 6a to the drying fluid nozzle 6d through the drying fluid supply pipe 6b, and the drying fluid nozzle 6d drops into the treatment tank 2 from the drying fluid nozzle 6d. It is ejected as 2 and a liquid layer of a drying fluid is formed on the liquid surface of the processing liquid 11.
  • This liquid layer is quickly formed and a relatively thick film is formed as the drying fluid is supplied in the form of droplets 12.
  • the particle diameter of the drying fluid is 100 / im or less. It is difficult to supply the drying fluid to the lower portion, and it is also difficult to increase the thickness of the liquid layer of the drying fluid.
  • the drying fluid since the drying fluid is supplied in the state of the liquid droplets 12, even if the distance between the substrates 1 is small, the drying fluid extends from the central part to the lower part of the substrate 1. The fluid can be supplied, and the thickness of the liquid layer of the drying fluid can be increased, so that the substrate 1 can be dried well.
  • the substrate 1 is gradually exposed from the liquid surface of the processing liquid 11, but the liquid layer of the drying fluid is exposed on the exposed portion of the substrate 1. As it is formed, the Marangoni effect allows the exposed part to be dried quickly and evenly.
  • the entire surface of the substrate 1 can be quickly and uniformly dried by the Marangoni effect.
  • the treatment liquid 11 can be prevented from remaining on the surface of the substrate 1.
  • the portion of the surface of the substrate 1 which is supported by the support grooves 3 b of the first substrate support portion 3 is in contact with the first substrate support portion 3 and has a minute space below the substrate 1.
  • the drying of this part is insufficient (the degree of drying and the time required for drying are insufficient). Enough).
  • the processing liquid runs out by the slit 3c and the round hole 3d. Since the properties can be improved, the above-mentioned portions can be sufficiently dried.
  • the thickness of the liquid layer of the drying fluid can be increased. Therefore, even when a substrate 1 in which a pattern is already formed is adopted, the inside of the pattern is not affected.
  • the liquid layer of the drying fluid can be formed up to (the recessed portion), and the entire surface of the substrate 1 including the inside of the pattern can be quickly and evenly exposed by the Marangoni effect. Can be dried. As a result, it is possible to cope with a high level of abstraction.
  • the processing liquid 11 is dried on the liquid surface.
  • a liquid layer can be formed by reliably supplying a working fluid.
  • a liquid layer of the drying fluid can be formed also on a portion of the substrate that is exposed from the liquid surface of the processing liquid 11.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a main part of another configuration example of the substrate processing apparatus
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a main part of still another configuration example of the substrate processing apparatus.
  • These substrate processing apparatuses differ from the substrate processing apparatus of FIG. 1 only in the number of fluid nozzles 6d for drying. Specifically, in the substrate processing apparatus shown in FIG. 3, two drying fluid nozzles 6 d are provided, and in the substrate processing apparatus shown in FIG. 4, three drying fluid nozzles 6 d are provided.
  • FIG. 5 is a schematic view showing still another configuration example of the substrate processing apparatus.
  • This substrate processing apparatus is different from the above-described substrate processing apparatus in that an inert gas tank 7a, an inert gas supply pipe 7b for drawing out an inert gas such as nitrogen from the inert gas tank 7a, an inert gas supply pipe.
  • An inert gas supply unit 7 including an on-off valve 7c and a pump 7d provided at a predetermined position of the passage 7b and an inert gas nozzle 7e for ejecting an inert gas supplied through an inert gas supply pipe 7b. Only in that it further has However, the inert gas nozzle 7e can also be used as the drying fluid nozzle 6d.
  • the flow rate of the inert gas may be more than 0 liter / min and 200 liter / min or less, but should be more than 5 liter / min and 20 liter / min or less. Is preferred.
  • the control unit 10 controls the inert gas supply unit 7 as well.
  • the liquid layer 12 of the drying fluid can be formed by reliably supplying the droplets 12 of the drying fluid to the liquid level of 11.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a main part of still another configuration example of the substrate processing apparatus.
  • This substrate processing apparatus differs from the above-described substrate processing apparatus only in that it further includes an elevating unit 8 for elevating and lowering the drying fluid nozzle 6.
  • an elevating unit 8 for elevating and lowering the drying fluid nozzle 6.
  • the elevating mechanism 8 a conventionally known reciprocating mechanism such as a rack and pinion mechanism or a piston mechanism can be employed. If the lifting distance is greater than O mm and less than 50 O mm O 01/53766
  • control unit 10 also controls the lifting mechanism 8.
  • the processing fluid 11 when the processing fluid 11 is lowered by lowering the drying fluid nozzle 6 d when the processing liquid is discharged, the processing liquid 11
  • the liquid layer 12 of the drying fluid can be formed by reliably supplying the droplets 12 of the drying fluid to the surface (see FIG. 7).
  • FIG. 8 is a schematic view showing a main part of still another configuration example of the substrate processing apparatus.
  • the substrate processing apparatus supports a processing tank 2, a sealable outer tank 13 surrounding the processing tank 2, and a substrate (for example, a semiconductor wafer) 1 in an upright state.
  • a first support member 14 for loading and unloading substrates, and a second support member 15 which can be moved up and down inside the processing tank 2 and transfers the substrate 1 to and from the first support member 14. are doing.
  • Reference numeral 2a denotes a cleaning liquid discharge pipe for discharging a cleaning liquid (for example, pure water) from the processing tank 2.
  • the operation of the substrate processing apparatus having the above configuration is as follows.
  • the processing tank 2 is filled with the cleaning liquid (for example, pure water), and the substrate 1 is in a state where the first support member 14 is in a natural state. And is immersed in the cleaning solution. In this state, the substrate 1 is separated from the second support member 15. Then, in order to dry the washed substrate 1, a drying fluid (eg, isopropyl alcohol vapor, mist, etc.) is supplied into the outer tank 13 through a sealed lid of the outer tank 13, and the cleaning liquid is discharged. The washing solution is discharged from the processing tank 2 through the pipe 2a.
  • the cleaning liquid for example, pure water
  • the liquid level of the cleaning liquid gradually decreases, and as shown in FIG. 9, the liquid level is positioned between the second support member 15 and the first support member 14. For example, while the second support member 15 dries, the substrate to be supported by the second support member 15 O 01/53766
  • the second support member 15 is raised to engage with the substrate 1 (see FIG. 10), and then the first support member 14 is lowered, whereby the substrate 1 is moved to the first support member 14. From the second support member 15 (see FIG. 11). Since the relative position between the substrate 1 and the processing tank 2 is kept constant during the transfer of the substrate 1 in this manner, the relative speed between the substrate 1 and the liquid level of the cleaning liquid is kept constant, and the variation is maintained. Drying without drying can be achieved.
  • the cleaning liquid is supplied to the portion where the first support member 14 and the second support member 15 are in contact with the substrate 1 by supplying nitrogen gas through the lid of the outer tank 13. Since there is no residue, the drying fluid is discharged from the inside of the processing tank 2 and the outer tank 13 to complete the drying processing of the substrate 1. Therefore, the amount of nitrogen gas used can be reduced. Also, the required time as a whole can be reduced. 'When the drying process is completed as described above, the outer tank 13 is opened, and the first support member 14 is raised, whereby the dried substrate 1 can be taken out. Thus, when the substrate is changed, the drying of the substrate can be completed in 4 to 5 minutes.
  • a semiconductor wafer was used as the substrate, IPA was used as the drying fluid, the flow rate of the drying fluid was set at 4 cc / min, pure water was used as the processing liquid, and nitrogen was used as the inert gas.
  • the flow rate of the inert gas is set to 20 liters Zmin, and the fluid nozzle 6 d for drying is made of PEEK.
  • the number of fluid nozzles 6 d for drying is set to 2 for drying.
  • the diameter of the drying fluid ejection hole formed in the fluid nozzle 6 d is set to 0.2 mm, and the length of the drying fluid ejection hole (the thickness of the drying fluid nozzle 6 d) is set to 1 mm.
  • the number of drying fluid ejection holes is set to 51 (corresponding to 50 substrates 1), and the vertical position of the drying fluid nozzle 6d is 10 O mm above the upper surface of the substrate and the horizontal position.
  • FIG. 12 is a schematic view showing a main part of still another configuration example of the substrate processing apparatus.
  • This substrate processing apparatus is different from the above-described substrate processing apparatus in that, instead of supporting the substrate 1 vertically, the substrate 1 is supported in a state where the substrate 1 is inclined at a predetermined angle with respect to a vertical plane.
  • the drying fluid nozzle 6d is inclined so that the droplets 12 of the drying fluid can be ejected in accordance with the inclination.
  • the inclination angle may be larger than 0 ° and equal to or smaller than 30 °, but is preferably set to 3 to 5 °.
  • the substrate 1 When a pattern is formed on one surface of the substrate 1, the substrate 1 may be inclined so that the pattern formation surface is slightly downward, and in this case, as shown in FIG. Since the concave portion 1a formed along with the pattern formation is slightly downward, the processing liquid 11 is discharged from the concave portion 1a located above the level of the processing liquid 11 which gradually decreases. Is performed smoothly. As a result, the amount of the processing liquid 11 remaining in the concave portion 1a is greatly reduced, and the drying of the substrate surface accompanying the formation of the liquid layer of the drying fluid can be more excellently achieved. .
  • FIG. 14 is a schematic view showing still another configuration example of the substrate processing apparatus. O 01/53766
  • This substrate processing apparatus differs from the above-described substrate processing apparatus only in the configuration of the drying fluid supply unit 6.
  • the drying fluid supply unit 6 in this configuration example communicates a pair of drying fluid tanks 6a1, 6a2 with each of the drying fluid tanks 6a1, 6a2 and the drying fluid nozzle 6d.
  • on-off valves 6 c 1 and 6 c 2 installed at predetermined positions of each communication line 6 b 1 and 6 b 2, and both communication lines
  • a first circulation line 6k communicating between predetermined positions upstream of the on-off valves 6c1, 6c2 of 6b1, 6b2 and a predetermined position of the first circulation line 6k are provided.
  • An on-off valve 6 f, a second circulation line 6 g for communicating the two drying fluid tanks 6 a 1, 6 a 2 with each other, and an on-off valve 6 h provided at a predetermined position of the second circulation line 6 g. have.
  • 6 mm is an inert gas supply pipeline that supplies an inert gas to the drying fluid nozzle 6 d, and 6 j 1 and 6 j 2 are provided in each drying fluid tank 6 a 1 and 6 a 2.
  • Relief valve, 6 ml, 6 m2 inert gas supply line for supplying inert gas to each drying fluid tank 6 a1, 6 a2, 6 n1, 6 n2: inert gas supply
  • This is an on-off valve provided at a predetermined position in the pipes 6 m 1 and 6 m 2.
  • the on-off valves 6c2 and 6f have a flow rate adjusting function.
  • the drying fluid tank 6a1 is set as the main tank, and the drying fluid tank 6a2 is set as the spare tank.
  • a state in which the droplets 12 of the drying fluid are ejected and a state in which the drying fluid is circulated can be selected as follows.
  • control unit opens the on-off valves 6nl, 6cl, 6c2, and 6j2 and closes the on-off valves 6f, 6n2, 6h, and 6j1.
  • the inert gas can be supplied to the drying fluid tank 6a1 through the inert gas supply pipe 6ml, and dried to the drying fluid nozzle 6d through the first communication pipe 6b1.
  • the working fluid can be pumped.
  • the drying fluid and the inert gas are both ejected from the drying fluid nozzle 6 d, and as a result, Drying fluid They can be ejected as droplets 12 (see solid arrows in FIG. 14).
  • control unit opens and closes the on-off valves 6f, 6j1, and 6j2, and closes the open / close valves 6cl, 6c2, 6h, 6nl, and 6n2.
  • control unit opens the on-off valves 6h, 6j1, 6n2 and closes the on-off valves 6c1, 6c2, 6f, 6j2, 6nl.
  • the two drying fluid tanks 6a1 and 6a2 communicate with each other only through the second circulation line 6g, and the inert gas is supplied only to the drying fluid tank 6a2. Therefore, the drying fluid in a part of the drying fluid tank 6a2 can be moved to the drying fluid tank 6a1.
  • the inert gas is supplied to the drying fluid tank 6a through the second communication pipe 6b2, and the pressure in the circulation flow path is higher than the external pressure. Since the height can be increased, the intrusion of impurities from the outside can be prevented (see the broken arrow in FIG. 11).
  • Industrial applicability INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to an application for drying the surface of a substrate such as a semiconductor wafer, and can achieve quick and even drying.

Description

O 01/53766 明細 基板乾燥方法およびその装 f 技術分野 この発明は基板乾燥方法およびその装置に関し、 さらに詳細にいえば、 洗浄液を 用いて洗浄された基板を迅速に乾燥させるための方法およびその装置に関する。 背景技術 従来から、 洗浄液を用いて基板 （例えば、 半導体ウェハーなど） を洗浄した後に、 洗浄液の液面を基板に対して相対的に下降させながら乾燥用流体蒸気 {例えば、 ィ ソプロピルアルコール （以下、 I P Aと略称する） 蒸気など） を供給して基板を乾 燥させる装置として、 特公平 6— 1 0 3 6 8 6号公報、 米国特許第 5， 9 6 4 , 9 5 8号などに示す構成のものが提案されている。
これらの装置を採用した場合には、 処理槽内に収容した複数枚の基板を洗浄液に よって洗浄した後、 洗浄液の液面を下降させながら処理槽内に乾燥用流体蒸気を導 入し、 洗浄液の液面上に薄い乾燥用流体の液層を作製し、 マランゴニ効果を利用し て基板の表面を迅速に乾燥させることができる。
特公平 6— 1 0 3 6 8 6号公報に示す構成の装置を採用した場合には、 処理槽内 において乾燥用蒸気の流れを形成するために、 乾燥用蒸気を導入する導入流路のみ ならず、 乾燥用蒸気を排出するための逃がし弁 （排気口） が必要になり、 構成が複 雑化するとともに、 工場内へ乾燥用蒸気が漏出するという危険性がある。
また、 半導体ウェハーの乾燥に適用する場合において、 近年は半導体ウェハーが 大型化するとともに、 同時処理される半導体ウェハーの数を増加させるベく半導体 ウェハーどうしの間隔を小さくすることが要求されているのであるが、 このような 場合には、 乾燥用蒸気が半導体ウェハ一どうしの間に侵入しにくくなり、 ひいては 半導体ウェハーに乾燥むらが発生するという不都合がある。
さらに、 半導体ウェハーなどの基板がその表面にある程度の厚みのパターンを有 している場合には、 パターンの内部 （凹入部） まで十分に迅速に乾燥させるために は乾燥用流体の液層の厚みをかなり大きく しなければならないのであるが、 基板の 全表面において乾燥用流体の液層の厚みを十分に大きくすることが困難であるから、 パターンの内部を十分には乾燥させることができず、 ひいては洗浄液が基板の表面 に残留してしまう。 換言すれば、 高アスペク ト化された基板に対しては十分には対 応することができない。 発明の開示 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、 排気設備を省略し、 もし くは簡略化することができ、 しかも乾燥用流体の供給をスムーズに行うことができ るとともに、 乾燥用流体の液層の厚みを十分に大きくすることができる基板乾燥方 法およびその装置を提供することを目的としている。
請求項 1の基板乾燥方法は、 処理槽内に基板を収容し、 かつ処理槽内における洗 浄液の液面を基板に対して相対的に下降させながら処理槽内に乾燥用流体を供給す ることにより基板の表面を乾燥させるに当たって、
乾燥用流体を液の状態で処理槽内に導入し、 ノズルを用いて乾燥用流体の液滴を 形成して洗浄液面上に供給する方法である。
この場合において、 乾燥用流体の液滴は、 粒径が 1 0 0 μ mより大きく、 かつ 1 mm以下であることが好ましく、 粒径が 1 0 0 /z mより大きく、 かつ 2 0 0 / m以 下であることが一層好ましい。
請求項 2の基板乾燥方法は、 処理槽内において基板を所定角度だけ傾斜させた状 態で収容し、 ノズルを用いて傾斜された基板の向きと同じ方向に乾燥用流体の液滴 を供給する方法である。 .
この場合において、 傾斜角度が 0 ° より大きく、 かつ 3 0 ° 以下であることが好 ましく、 3 ° 以上、 かつ 5 ° 以下であることが一層好ましい。
請求項 3の基板乾燥方法は、 洗浄液の液面における基板の全幅にわたって乾燥用 流体が広がるように、 乾燥用流体の処理槽内への導入に方向性を持たせるとともに、 乾燥用流体の導入初速を設定する方法である。
この場合において、 導入初速は、 1 O mZ s e c以上、 かつ 3 3 0 m/ s e c以 下であることが好ましく、 5 O mZ s e c以上、 かつ 1 5 0 s e c以下である ことが一層好ましい。
請求項 4の基ネ^乾燥方法は、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理槽に不活 性ガスを供給する方法である。
請求項 5の基板乾燥方法は、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理槽への乾 燥用流体および Zまたは不活性ガスの供給量を增加させる方法である。
請求項 6の基板乾燥方法は、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 基板の支承位 置を変化させる方法である。
請求項 7の基板乾燥方法は、 洗浄液の排出前に処理槽内を不活性ガス雰囲気に設 定する方法である。
請求項 8の基板乾燥方法は、 洗浄工程およびその後の乾燥工程を室温で行う方法 である。
請求項 9の基板乾燥方法は、 ノズルに供給される不活性ガスにより乾燥用流体を 圧送する方法である.。
請求項 1 0の基板乾燥装置は、 処理槽内において支承手段によって基板を支承し、 かつ処理槽内における洗浄液の液面を基板に対して相対的に下降させながら処理槽 内に乾燥用流体を供給することにより基板の表面を乾燥させるものであって、 乾燥用流体を液の状態で処理槽内に導入し、 ノズルを用いて乾燥用流体の液滴を O 01/53766
- - 形成して洗浄液面上に供給する乾燥用流体供給手段を含むものである。
この場合において、 乾燥用流体の液滴は、 粒径が 1 0 0 μ πιより大きく、 かつ 1 mm以下であることが好ましく、 粒径 1 0 0 μ πιより大きく、 かつ 2 0 0 μ m以下 であることが一層好ましい。
請求項 1 1の基板乾燥装置は、 前記支承手段として、 処理槽内において基板を所 定角度だけ傾斜させた状態で支承するものを採用し、 前記ノズルとして、 傾斜され た基板の向きと同じ方向に乾燥用流体の液滴を供給するものを採用するものである。 この場合において、 傾斜角度が 0 ° より大きく、 かつ 3 0 ° 以下であることが好 ましく、 3 ° 以上、 かつ 5 ° 以下であることが一層好ましい。
請求項 1 2の基板乾燥装置は、 前記乾燥用流体供給手段として、 洗浄液の液面に おける基板の全幅にわたって乾燥用流体が広がるように、 乾燥用流体の処理槽内へ の導入に方向性を持たせるとともに、 乾燥用流体の導入初速を設定するものを採用 するものである。
この場合において、 導入初速は、 1 O m/ s e c以上、 かつ 3 3 0 m/ s e c以 下であることが好ましく、 5 O m/ s e c以上、 かつ 1 5 O m/ s e c以下である ことが一層好ましい。
請求項 1 3の基板乾燥装置は、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理槽に不 活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに含むものである。
請求項 1 4の基板乾燥装置は、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理槽への 乾燥用流体および/または不活性ガスの供給量を増加させる供給量制御手段をさら に含むものである。
請求項 1 5の基板乾燥装置は、 前記支承手段として、 基板支承箇所に対して下向 きに連続して洗浄液導入用溝を有するものを採用するものである。
請求項 1 6の基板乾燥装置は、 前記支承手段として、 基板の互いに異なる位置を 選択的に支承する 1対の支承手段を採用し、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 支承手段による基板の支承位置を変化させる支承位置制御手段をさらに含むもので O 01/53766
- 5 - ある。
請求項 1 7の基板乾燥装置は、 洗浄液の排出前に処理槽內を不活性ガス雰囲気に 設定する雰囲気設定手段をさらに含むものである。
請求項 1 8の基板乾燥装置は、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 ノズルを基 板に接近させるノズル位置制御手段をさらに含むものである。
この場合において、 ノズル位置制御手段によるノズルの可動範囲は、 O mmより も大きく、 かつ 5 0 O mm以下であることが好ましく、 2 5 O mm以上、 かつ 3 5 O mm以下であることが一層好ましい。
請求項 1 9の基板乾燥装置は、 非噴出時に乾燥用流体を循環させる循環手段をさ らに含むものである。
請求項 2 0の基板乾燥装置は、 ノズルの設置個数を基板サイズ、 基板ピツチに応 じて設定するものである。
請求項 2 1の基板乾燥装置は、 ノズルとして、 同時に乾燥されるべき基板の枚数 よりも 1つだけ多い数の乾燥用流体噴出孔を有するものを採用するものである。 請求項 2 2の基板乾燥装置は、 乾燥用流体を圧送すべくノズルに不活性ガスを供 給する不活性ガス供給手段をさらに含むものである。
請求項 1の基板乾燥方法であれば、 処理槽内に基板を収容し、 かつ処理槽内にお ける洗浄液の液面を基板に対して相対的に下降させながら処理槽内に乾燥用流体を 供給することにより基板の表面を乾燥させるに当たって、
乾燥用流体を液の状態で処理槽内に導入し、 ノズルを用いて乾燥用流体の液滴を 形成して洗浄液面上に供給するのであるから、 液状の乾燥用流体の自重の影響を受 けて、 乾燥用流体の液滴を基板どうしの間にスムーズに導入し、 蒸気供給に比べて 高濃度の乾燥用流体を供給できるのでマランゴニ効果が大きく、 洗浄液面上に十分 な厚みの乾燥用流体の液層を作製して、 マランゴニ効果を利用した迅速、 かつ、 む らの著しく少ない乾燥を達成することができる。 そして、 乾燥用流体の液層の厚み を十分に大きくできるので、 基板がパターンを有している場合であっても、 パター ンの内部 （凹入部） まで確実な乾燥を達成して、 高ァスぺク ト化への対応を可能に することができ、 洗浄用流体が基板の表面に残留することを確実に防止することが できる。 また、 乾燥用流体を液滴の状態で供給しているので、 乾燥用流体の全部ま たは殆どを洗浄液と共に排出することができ、 乾燥用流体の漏出のおそれを殆ど皆 無にして、 排気設備を省略し、 もしくは簡略化することができ、 ひいてはコストダ ゥンを達成することができる。
この場合において、 乾燥用流体の液滴が、 粒径が 1 0 0 / mより大きく、 かつ 1 m m以下であれば液滴の供給に伴う上記の作用を達成することができる。 ただし、 粒径を 1 0 0 μ mより大きく、 かつ 2 0 0 μ m以下にすることが一層好ましく、 供 給量が不足して乾燥が不十分になるという不都合の発生、 洗浄液を跳ねて基板に洗 浄液が付着するという不都合の発生、 乾燥用流体の使用量が多くなってランニング コストが増大するという不都合の発生を防止することができる。
請求項 2の基板乾燥方法であれば、 処理槽内において基板を所定角度だけ傾斜さ せた状態で収容し、 ノズルを用いて傾斜された基板の向きと同じ方向に乾燥用流体 の液滴を供給するのであるから、 基板が一方の面にパターンを有しているとともに、 複数枚の基板のパターン形成面が同じ側に位置している場合に、 パターンの内部に 入り込んだ洗浄用流体の排出を容易にして、 一層迅速、 かつ良好な乾燥を達成する ことができる。
この場合において、 傾斜角度が 0 ° より大きく、 かつ 3 0 ° 以下であれば、 上記 の作用を達成することができる。 ただし、 傾斜角度が 3 ° 以上、 かつ 5 ° 以下であ ることが一層好ましく、 パターンの内部の洗浄液が排出されにくいという不都合の 発生、 乾燥用流体を浸漬界面に供給するのが困難になるという不都合の発生、 バタ —ンから排出された洗浄液が隣の基板に滴下するという不都合の発生を防止するこ とができるほか、 上記の作用を達成することができる。
請求項 3の基板乾燥方法であれば、 洗浄液の液面における基板の全幅にわたって 乾燥用流体が広がるように、 乾燥用流体の処理槽内への導入に方向性を持たせると ともに、 乾燥用流体の導入初速を設定するのであるから、 基板が大径化し、 および ノまたは基板どうしの間隔が小さくなつた場合であっても、 基板どうしの間隙に乾 燥用流体の液滴をスムーズに供給することができ、 洗浄液の液面上に乾燥用流体の 液層を形成し続けることができ、 ひいては、 迅速、 かつ、 むらのない基板の乾燥を 達成することができる。 また、 乾燥用流体の濃度を必要以上に高める必要がないの みならず、 乾燥用流体の温度を必要以上に高める必要もないのであるから、 ラン二 ングコストを低減することができるとともに、 乾燥用流体の引火性に起因して空気 と混合すると爆発性を持つのであるが、 この爆発性を抑制することができ、 安全性 の面でも有益となる。
この場合において、 導入初速が 1 0 mZ s e c以上、 かつ 3 3 0 m/ s e c以下 であれば上記の作用を達成することができる。 ただし、 導入初速が 1 2 0 mZ s e c以上、 かつ 2 2 O mZ s e c以下であることが一層好ましく、 基板どうしの間隙 に乾燥用流体の液滴をスムーズに供給することができないという不都合の発生、 洗 浄液などの液面揺れが大きくなって、 マランゴニ乾燥の最適速度よりも実質的に大 きな速度になり、 洗浄液が基板面上に残留するという不都合の発生を防止すること ができる。
請求項 4の基板乾燥方法であれば、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理槽 に不活性ガスを供給するのであるから、 洗浄液の排出に伴つて処理槽内が負圧にな り、 外部から不純物が侵入することを防止することができる。
請求項 5の基板乾燥方法であれば、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理槽 への乾燥用流体および または不活性ガスの供給量を増加させるのであるから、 洗 浄液の排出に供給量を増加させて洗浄液の液面まで乾燥用流体の液滴を確実に供給 して、 洗浄液の液面における乾燥用流体の液層を所定厚み以上に維持し続けること ができる。
請求項 6の基板乾燥方法であれば、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 基板の 支承位置を変化させるのであるから、 基板の支承位置をも迅速、 かつ確実に乾燥さ せることができる。
請求項 7の基板乾燥方法であれば、 洗浄液の排出前に処理槽内を不活性ガス雰囲 気に設定するのであるから、 基板の表面にウォーターマークが発生することを大幅 に抑制することができる。
請求項 8の基板乾燥方法であれば、 洗浄工程およびその後の乾燥工程を室温で行 うのであるから、 加熱処理が不要であり、 システム全体としての構成の簡略化を達 成することができるとともに、 安全性を高めることができる。
請求項 9の基板乾燥方法であれば、 ノズルに供給される不活性ガスにより乾燥用 流体を圧送するのであるから、 乾燥用流体を供給するための駆動部が不要となり、 不純物の混入を防止して清浄性を高めることができる。
請求項 1 0の基板乾燥装置であれば、 処理槽内において支承手段によって基板を 支承し、 かつ処理槽内における洗浄液の液面を基板に対して相対的に下降させなが ら処理槽内に乾燥用流体を供給することにより基板の表面を乾燥させるに当たって、 乾燥用流体供給手段によって、 乾燥用流体を液の状態で処理槽内に導入し、 ノズ ルを用いて乾燥用流体の液滴を形成して洗浄液面上に供給することができる。
したがって、 液状の乾燥用流体の自重の影響を受けて、 乾燥用流体の液滴を基板 どうしの間にスムーズに導入し、 蒸気供給に比べて高濃度の乾燥用流体を供給でき るのでマランゴニ効果が大きく、 洗浄液面上に十分な厚みの乾燥用流体の液層を作 製して、 マランゴニ効果を利用した迅速、 力 、 むらの著しく少ない乾燥を達成す ることができる。 そして、 乾燥用流体の液層の厚みを十分にできるので、 基板がパ ターンを有している場合であっても、 パターンの内部 （凹入部） まで確実な乾燥を 達成して、 高アスペク ト化への対応を可能にすることができ、 洗浄用流体が基板の 表面に残留することを確実に防止することができる。 また、 乾燥用流体を液滴の状 態で供給しているので、 乾燥用流体の全部または殆どを洗浄液と共に排出すること ができ、 乾燥用流体の漏出のおそれを殆ど皆無にして、 排気設備を省略し、 もしく は簡略化することができ、 ひいてはコストダウンを達成することができる。 O 01/53766
- 9 - この場合において、 乾燥用流体の液滴が、 粒径が 1 0 0 μ mより大きく、 かつ 1 mm以下であれば液滴の供給に伴う上記の作用を達成することができる。 ただし、 粒径を 1◦ 0 μ mより大きく、 かつ 2 0 0 ^u m以下にすることが一層好ましく、 供 給量が不足して乾燥が不十分になるという不都合の発生、 洗浄液を跳ねて基板に洗 浄液が付着するという不都合の発生、 乾燥用流体の使用量が多くなつてランニング コストが増大するという不都合の発生を防止することができる。
請求項 1 1の基板乾燥装置であれば、 前記支承手段として、 処理槽内において基 板を所定角度だけ傾斜させた状態で支承するものを採用し、 前記ノズルとして、 傾 斜された基板の向きと同じ方向に乾燥用流体の液滴を供給するものを採用している ので、 基板が一方の面にパターンを有しているとともに、 複数枚の基板のパターン 形成面が同じ側に位置している場合に、 パターンの内部に入り込んだ洗浄用流体の 排出を容易にして、 一層迅速、 かつ良好な乾燥を達成することができる。
この場合において、 傾斜角度が 0 ° より大きく、 かつ 3 0 ° 以下であれば、 上記 の作用を達成することができる。 ただし、 傾斜角度が 3 ° 以上、 かつ 5 ° 以下であ ることが一層好ましく、 パターンの内部の洗浄液が排出されにくいという不都合の 発生、 乾燥用流体を浸漬界面に供給するのが困難になるという不都合の発生、 パタ ーンから排出された洗浄液が隣の基板に滴下するという不都合の発生を防止するこ とができるほか、 上記の作用を達成することができる。
請求項 1 2の基板乾燥装置であれば、 前記乾燥用流体供給手段として、 洗浄液の 液面における基板の全幅にわたって乾燥用流体が広がるように、 乾燥用流体の処理 槽内への導入に方向性を持たせるとともに、 乾燥用流体の導入初速を設定するもの を採用しているので、 基板が大径化し、 および または基板どうしの間隔が小さく なった場合であっても、 基板どうしの間隙に乾燥用流体の液滴をス 一ズに供給す ることができ、 洗浄液の液面上に乾燥用流体の液層を形成し続けることができ、 ひ いては、 迅速、 かつ、 むらのない基板の乾燥を達成することができる。 また、 乾燥 用流体の濃度を必要以上に高める必要がないのみならず、 乾燥用流体の温度を必要 O 01/53766
- 10 - 以上に高める必要もないのであるから、 ランニングコストを低減することができる とともに、 乾燥用流体の引火性に起因して空気と混合すると爆発性を持つのである 力 s、 この爆発性を抑制することができ、 安全性の面でも有益となる。
この場合において、 導入初速が 1 O mZ s e c以上、 かつ 3 3 0 m/ s e c以下 であれば上記の作用を達成することができる。 ただし、 導入初速が 1 2 0 m s e c以上、 かつ 2 2 0 m/ s e c以下であることがー層好ましく、 基板どうしの間隙 に乾燥用流体の液滴をスムーズに供給することができないという不都合の発生、 洗 浄液などの液面揺れが大きくなつて、 マランゴニ乾燥の最適速度よりも実質的に大 きな速度になり、 洗浄液が基板面上に残留するという不都合の発生を防止すること ができる。
請求項 1 3の基板乾燥装置であれば、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理 槽に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに含むのであるから、 洗浄液 の排出に伴って処理槽内が負圧になり、 外部から不純物が侵入することを防止する ことができる。
請求項 1 4の基板乾燥装置であれば、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理 槽への乾燥用流体および または不活性ガスの供給量を増加させる供給量制御手段 をさらに含むのであるから、 洗浄液の排出に供給量を增加させて洗浄液の液面まで 乾燥用流体の液滴を確実に供給して、 洗浄液の液面における乾燥用流体の液層を所 定厚み以上に維持し続けることができる。
請求項 1 5の基板乾燥装置であれば、 前記支承手段として、 基板支承箇所に対し て下向きに連続して洗浄液導入用溝を有するものを採用するのであるから、 基板支 承箇所における洗浄液切れ性を向上させることができる。
請求項 1 6の基板乾燥装置であれば、 前記支承手段として、 基板の互いに異なる 位置を選択的に支承する 1対の支承手段を採用し、 洗浄液の処理槽からの排出に伴 つて、 支承手段による基板の支承位置を変化させる支承位置制御手段をさらに含む のであるから、 基板の支承位置をも迅速、 かつ確実に乾燥させることができる。 O 01/53766
- 1 1 - 請求項 1 7の基板乾燥装置であれば、 洗浄液の排出前に処理槽内を不活性ガス雰 囲気に設定する雰囲気設定手段をさらに含むのであるから、 基板の表面にウォータ 一マークが発生することを大幅に抑制することができる。
請求項 1 8の基板乾燥装置であれば、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 ノズ ノレを基板に接近させるノズル位置制御手段をさらに含むのであるから、 乾燥用流体 の液滴の導入初速、 導入流量を変化させることなく、 洗浄液の液面に十分な量の乾 燥用流体を供給することができる。
この場合において、 ノズル位置制御手段によるノズルの可動範囲は、 O mmより も大きく、 かつ 5 0 0 mm以下であることが好ましく、 上記の作用を達成すること ができる。 ただし、 ノズルの可動範囲が 2 5 0 mm以上、 かつ 3 5 0 mm以下であ ることが一層好ましく、 洗浄液の液面揺れが大きくなつて、 マランゴニ乾燥の最適 速度よりも実質的に大きな速度になり、 洗浄液が基板面上に残留するという不都合 の発生、 基板の隙間に乾燥用流体が入り込まないという不都合の発生を防止するこ とができる。
請求項 1 9の基板乾燥装置であれば、 非噴出時に乾燥用流体を循環させる循環手 段をさらに含むのであるから、 乾燥用流体が存在する空間を常に外部圧力よりも高 く して外部からの不純物の侵入を防止することができるとともに、 乾燥用流体の使 用量を削減してランニングコストを低減することができる。
請求項 2 0の基板乾燥装置であれば、 ノズルの設置個数を基板サイズ、 基板ピッ チに応じて設定するのであるから、 基板の全面においてむらのない乾燥を達成する ことができる。
請求項 2 1の基板乾燥装置であれば、 ノズルとして、 同時に乾燥されるべき基板 の枚数よりも 1つだけ多い数の乾燥用流体噴出孔を有するものを採用するのである から、 乾燥用流体を基板どうしの間隙の全ておよび最も端部の基板の外側に乾燥用 流体の液滴を供給して、 基板の全表面を迅速に、 かつむらなく乾燥させることがで さる。 O 01/53766
- 12 - 請求項 2 2の基板乾燥装置であれば、 乾燥用流体を圧送すべくノズルに不活性ガ スを供給する不活性ガス供給手段をさらに含むのであるから、 乾燥用流体を供給す るための駆動部が不要となり、 不純物の混入を防止して清浄性を高めることができ る。 図面の簡単な説明 第 1図はこの発明の基板乾燥方法が適用される基板処理装置の一構成例を示す概 略図である。
第 2図は第 1基板支承部の構成を示す拡大縦断面図である。
第 3図は基板 理装置の他の構成例の要部を示す概略図である。
第 4図は基板処理装置のさらに他の構成例の要部を示す概略図である。
第 5図は基板処理装置のさらに他の構成例を示す概略図である。
第 6図は基板処理装置のさらに他の構成例の要部を示す概略図である。
第 7図は乾燥用流体ノズルの下降状態を示す概略図である。
第 8図は基板処理装置のさらに他の構成例の要部を示す概略図である。
第 9図は洗浄液減少状態を示す概略縦断面図である。
第 1 0図は基板受け渡し動作状態を示す概略縦断面図である。
第 1 1図は基板受け渡し後の状態を示す概略縦断面図である。
第 1 2図は基板処理装置のさらに他の構成例の要部を示す概略図である。
第 1 3図は第 1 2図の基板処理装置に適用される基板を示す拡大縦断面図である c 第 1 4図は基板処理装置のさらに他の構成例の要部を示す概略図である。
発明を実施するための最良の形態 以下、 添付図面を参照して、 この発明の基板乾燥方法およびその装置の実施態様 を詳細に説明する。
第 1図はこの発明の基板乾燥方法が適用される基板処理装置の一構成例を示す概 略図である。
この基板乾燥装置は、 半導体ウェハーなどの基板 1を所定枚数だけ互いに平行に 立設させた状態で収容する処理槽 2と、 処理槽 2の内部において基板 1を支承する 第 1基板支承部 3と、 基板 1に対する洗浄処理などの処理を行うための処理液 （例 えば、 洗浄処理を行う場合であれば、 純水、 脱イオン水、 脱酸素水など） 1 1を処 理槽 2に供給する処理液供給部 4と、 処理槽 2から処理液 1 1を排出する排出部 5 と、 基板 1に対する乾燥処理を行うための乾燥用流体の液滴 1 2を処理槽 2に供給 する乾燥用流体供給部 6とを有している。 そして、 処理液供給部 4、 排出部 5、 お よび乾燥用流体供給部 6の動作を制御する、 マイコンなどからなる制御部 1 0を有 している。
前記第 1基板支承部 3は、 第 2図に示すように、 本体部材 3 aの上面に断面 V字 状の複数個の支承溝 3 bを形成してなるものである。 ただし、 第 2図中に破線で示 すように、 各支承溝 3 bの底部から下方に延びるスリット 3 cを設けて水切れ性を 向上させることが好ましく、 スリット 3 cの下端部に連続させて丸穴 3 dを設けて 処理液切れ性をさらに向上させることが一層好ましい。
前記処理液供給部 4は、 処理液タンク 4 aと、 処理液タンク 4 aから処理液 1 1 を導出する処理液供給管路 4 bと、 処理液供給管路 4 bの所定位置に設けられた開 閉弁 4 cおよびポンプ 4 f と、 処理液供給管路 4 bを通して供給される処理液 1 1 を処理槽 2内に噴出.させる処理液ノズル 4 dと、 処理液ノズル 4 dから噴出された 処理液 1 1を整流して、 処理槽 2に収容された基板 1に向かって供給する整流板 4 eとを有している。
前記排出部 5は、 処理槽 2の底部の所定位置に設けられた排出管 5 aと、 排出管 5 aの所定位置に設けられた開閉弁 5 bと、 排出管 5 aを通して排出された処理液 - 14 -
1 1を収容する廃液タンク 5 cとを有している。
前記乾燥用流体供給部 6は、 イソプロピルアルコール （ I P A) 、 ェチルアルコ —ル、 メチルアルコール、 テトラハイ ド口フラン、 アセトン、 ノ ーフルォ口へキサ ン、 もしくはへキサンなどの実質的な非反応液体からなる乾燥用流体 （処理液より も表面張力が小さい流体） を収容する乾燥用流体タンク 6 aと、 乾燥用流体タンク 6 aから乾燥用流体を導出する乾燥用流体供給管路 6 bと、 乾燥用流体供給管路 6 bの所定位置に設けられた開閉弁 6 cおよびポンプ 6 eと、 乾燥用流体供給管路 6 bを通して供給される乾燥用流体を液滴 1 2として処理槽 2内に噴出させる乾燥用 流体ノズル 6 dとを有している。 なお、 乾燥用流体ノズル 6 dは、 液滴 1 2の粒径 が 1 0 0 / mよりも大きく、 かつ l mm以下となるように液滴噴出口の口径などが 設定されていればよいが、 液滴 1 2の粒径が 1 0 0 よりも大きく、 かつ 2 0 0 μ πι以下となるように液滴噴出口の口径などが設定されていることが好ましい。 液 滴 1 2の粒径をこのように設定すれば、 供給量が不足して乾燥が不十分になるとい う不都合の発生、 洗浄液を跳ねて基板に洗浄液が付着するという不都合の発生、 乾 燥用流体の使用量が多くなってランニングコストが増大するという不都合の発生を 防止することができる。 また、 乾燥用流体ノズル 6 dからの液滴 1 2の噴出速度が 1 O m/ s e c以上、 かつ 3 3 0 m/ s e c以下になるように、 乾燥用流体ノズル 6 dの内径、 液滴噴出口の口径などが設定されていればよいが、 液滴 1 2の噴出速 度が 1 2 O m/ s e c以上、 かつ 2 2 0 mZ s e c以下になるように、 乾燥用流体 ノズル 6 dの内径、 液滴噴出口の口径などが設定されていることが好ましレ、。 液滴 1 2の噴出速度をこのように設定すれば、 基板どうしの間隙に乾燥用流体の液滴を スムーズに供給する.ことができないという不都合の発生、 洗浄液などの液面揺れが 大きくなつて、 マランゴニ乾燥の最適速度よりも実質的に大きな速度になり、 洗浄 液が基板面上に残留するという不都合の発生を防止することができる。 さらに、 乾 燥用流体の流量が 0 . 1 c c /m i n以上、 かつ 2 0 c c /m i nになるように、 乾燥用流体供給管路 6 bの内径などが設定されていればよいが、 乾燥用流体の流量 O 01/53766
- 15
が 0 . 5 c c / i n以上、 かつ 2 c c / i nになるように、 乾燥用流体供給管 路 6 bの内径などが設定されていることが好ましい。 さらにまた、 乾燥用流体ノズ ノレ 6 dから基板 1までの距離が 0 mmより も大きく、 かつ 5 0 0 mm以下であれば よいが、 5 0 mm以上、 かつ 1 5 0 mm以下であることが好ましい。 乾燥用流体ノ ズル 6 dから基板 1までの距離をこのように設定すれば、 洗浄液の液面揺れが大き くなつて、 マランゴニ乾燥の最適速度よりも実質的に大きな速度になり、 洗浄液が 基板面上に残留するという不都合の発生、 基板の隙間に乾燥用流体が入り込まない という不都合の発生を防止することができる。 ただし、 ポンプ 6 eを設ける代わり に、 乾燥用流体ノズル 6 dに不活性ガスを供給して乾燥用流体を乾燥用流体供給管 路 6 bを通して吸引し、 吸引された乾燥用流体を不活性ガスと共に液滴として噴出 させるようにしてもよい。 この場合には、 ポンプ 6 eの駆動部に起因する不純物の 発生を防止することができる。
なお、 乾燥用流体ノズノレ 6 dとしては、 フッ素樹脂などの耐薬品性物質 （好まし くは、 P F A、 P C T F E、 P E E K (ポリエーテルエーテルケトン） など } から なるものを採用することが好ましく、 フッ酸雰囲気中でも腐食を防止することがで さる。
上記の構成の基板処理装置の作用は次のとおりである。
先ず、 制御部 1 0により、 開閉弁 5 b、 6 cを閉じ、 開閉弁 4 cを開くとともに、 ポンプ 4 f を動作させる。 この状態においては、 処理液タンク 4 aから処理液 1 1 が処理液供給管路 4 bを通して処理液ノズル 4 dに供給され、 処理液ノズル 4 d力 ら処理槽 2内に噴出される。 そして、 処理槽 2內に噴出された処理液 1 1は、 整流 板 4 eにより整流されて基板収容空間に導かれ、 基板 1の表面に対する処理 （例え ば、 洗浄処理など） を行うことができる。 なお、 この処理を行う間において、 処理 槽 2からオーバーフローする処理液 1 1は、 図示しない回収機構により回収される。 また、 基板 1の中心に対応する処理液 1 1の流速を最も速く設定することにより、 全ての基板 1の全表面をほぼ均一に処理することができる。 O 01/53766 PCTAIPO画 Π5
- 16 - 処理液 1 1による基板 1の処理が終了した後は、 制御部 1 0により、 開閉弁 4 c を閉じ、 開閉弁 5 b、 6 cを開くとともに、 ポンプ 6 eを動作させる。 この状態に おいては、 処理槽 2から排出管 5 aを通して処理液 1 1が排出され、 処理液 1 1の 液面が徐々に下降する。 また、 同時に、 乾燥用流体タンク 6 aから乾燥用流体供給 管路 6 bを通して乾燥用流体が乾燥用流体ノズル 6 dに供給され、 乾燥用流体ノズ ノレ 6 dから処理槽 2内に液滴 1 2として噴出され、 処理液 1 1の液面上に乾燥用流 体の液層が形成される。 この液層は、 乾燥用流体が液滴 1 2の状態で供給されるこ とに伴って、 迅速に形成され、 かつ比較的厚い膜厚に形成される。 換言すれば、 乾 燥用流体が噴霧により供給される場合には、 乾燥用流体の粒径が 1 0 0 /i m以下で あるから、 基板 1どうしの間隔が小さい状態において基板 1の中心部乃至下部にま で乾燥用流体を供給することが困難であり、 ひいては、 乾燥用流体の液層の膜厚を 大きくすることが困難である。 しかし、 この実施態様においては、 乾燥用流体を液 滴 1 2の状態で供給するようにしているので、 基板 1どうしの間隔が小さい状態で あっても基板 1の中心部乃至下部にまで乾燥用流体を供給することが可能であり、 ひいては、 乾燥用流体の液層の膜厚を大きくすることが可能になり、 基板 1の良好 な乾燥を達成することができる。
そして、 処理液 1 1の液面が徐々に下降することに伴って、 基板 1が徐々に処理 液 1 1の液面から露出するが、 基板 1の露呈部分には乾燥用流体の液層が形成され るので、 マランゴニ効果によって迅速に、 かつむらなく露出部分を乾燥させること ができる。
したがって、 最終的に基板 1の全表面をマランゴニ効果によって迅速に、 かつむ らなく露出部分を乾燥させることができる。 もちろん、 処理液 1 1が基板 1の表面 に残留することを防止することができる。
ただし、 基板 1の表面のうち、 第 1基板支承部 3の支承溝 3 bにより支承されて いる部分は、 第 1基板支承部 3と接触しているとともに、 基板 1の下方に微小な空 間が存在しているので、 この部分の乾燥が不十分 （乾燥の程度、 乾燥所要時間が不 十分） になる可能性がある。 しかし、 支承清 3 bに連続させてスリ ット 3 cを形成 し、 必要に応じてさらに丸穴 3 dを形成している場合には、 スリッ ト 3 c、 丸穴 3 dによって処理液切れ性を向上させることができるので、 上記の部分の乾燥を十分 にすることができる。
また、 この実施態様を採用した場合には、 乾燥用流体の液層の厚みを大きくする ことができるので、 基板 1として既にパターンが形成されたものを採用する場合で あっても、 パターンの内部 （凹入部） にまで乾燥用流体の液層を形成することがで き、 ひいては、 パターンの内部をも含めて基板 1の全表面をマランゴニ効果によつ て迅速に、 かつむらなく露出部分を乾燥させることができる。 この結果、 高ァスぺ ク ト化対応が可能になる。
さらに、 乾燥用流体の液滴 1 2の噴出速度が上述のように設定されているので、 基板 1どうしの間隔が小さく設定されている場合であっても、 処理液 1 1の液面に 乾燥用流体を確実に供給して液層を形成することができる。 もちろん、 基板のうち 処理液 1 1の液面から露出している部分にも乾燥用流体の液層を形成することがで きる。
さらにまた、 上記の一連の処理を室温で行うことが好ましく、 この場合には、 加 熱用機器が不要であるから、 基板処理装置の構成を簡略化することができるととも に、 安全性を向上させることができる。
第 3図は基板処理装置の他の構成例の要部を示す概略図、 第 4図は基板処理装置 のさらに他の構成例の要部を示す概略図である。
これらの基板処理装置が第 1図の基板処理装置と異なる点は、 乾燥用流体ノズル 6 dの個数のみであ.る。 具体的には、 第 3図の基板処理装置においては 2個の乾燥 用流体ノズル 6 dを、 第 4図の基板処理装置においては 3個の乾燥用流体ノズル 6 dを、 それぞれ設けている。
したがって、 これらの実施態様を採用した場合には、 基板 1が大径になり、 基板 1どうしの間隔が小さくなつた場合であっても、 基板 1の全表面をむらなく乾燥さ せることができる。
第 5図は基板処理装置のさらに他の構成例を示す概略図である。
この基板処理装置が前記の基板処理装置と異なる点は、 不活性ガスタンク 7 a、 不活性ガスタンク 7 aから窒素などの不活性ガスを導出する不活性ガス供給管路 7 b、 不活性ガス供給管路 7 bの所定位置に設けた開閉弁 7 cおよびポンプ 7 d、 不 活性ガス供給管路 7 bを通して供給された不活性ガスを噴出させる不活性ガスノズ ノレ 7 eを含む不活性ガス供給部 7をさらに有している点のみである。 ただし、 不活 性ガスノズル 7 eを乾燥用流体ノズル 6 dと兼用させることが可能である。 また、 不活性ガスの流量は 0リットル/ m i nよりも多く、 かつ 2 0 0リツ トル/ m i n 以下であればよいが、 5リットル/ m i nよりも多く、 かつ 2 0リッ トル/ m i n 以下であることが好ましい。 さらに、 制御部 1 0によって、 不活性ガス供給部 7を も制御するようにしている。
したがって、 この構成例を採用した場合には、 処理槽 2内に不活性ガスを供給す ることにより、 処理液排出時において処理槽 2の内部が負圧になり、 外部から不純 物が侵入するという不都合の発生を防止することができる。
また、 処理液排出時において、 乾燥用流体の液滴 1 2の流量、 および Zまたは不 活性ガスの流量を増加させることが好ましく、 処理液 1 1の液面が低下しても、 処 理液 1 1の液面まで乾燥用流体の液滴 1 2を確実に供給して乾燥用流体の液層を形 成することができる。
また、 処理液の排出前に処理槽 2の内部を不活性ガス雰囲気とすることができ、 この場合には、 基板 1にウォーターマークが発生することを抑制することができる。 第 6図は基板処理装置のさらに他の構成例の要部を示す概略図である。
この基板処理装置が前記の基板処理装置と異なる点は、 乾燥用流体ノズル 6を昇 降させる昇降部 8をさらに含む点のみである。 ここで、 昇降機構 8としては、 ラッ クアンドピニオン機構、 ピス トン機構などの従来公知の往復動機構を採用すること ができる。 そして、 昇降距離は、 O mmよりも大きく、 かつ 5 0 O mm以下であれ O 01/53766
- 19 - ばよいが、 2 5 0 mm以上、 かつ 3 5 0 mm以下であることが好ましい。 また、 制 御部 1 0によって、 昇降機構 8をも制御するようにしている。
したがって、 この構成例を採用した場合には、 処理液排出時において、 乾燥用流 体ノズル 6 dを下降させることにより、 処理液 1 1の液面が低下しても、 処理液 1 1の液面まで乾燥用流体の液滴 1 2を確実に供給して乾燥用流体の液層を形成する ことができる （第 7図参照） 。
第 8図は基板処理装置のさらに他の構成例の要部を示す概略図である。
この基板処理装置は、 処理槽 2と、 処理槽 2を包囲する密閉可能な外槽 1 3と、 基板 （例えば、 半導体ウェハ） 1を立設状態で支持するとともに、 処理槽 2に対し て基板を搬入、 搬出する第 1支持部材 1 4と、 処理槽 2の内部において昇降可能で あるとともに、 第 1支持部材 1 4との間で基板 1の受け渡しを行う第 2支持部材 1 5とを有している。 なお、 2 aは処理槽 2から洗浄液 （例えば、 純水） を排出する ための洗浄液排出管である。
上記の構成の基板処理装置の作用は次のとおりである。
基板の洗浄が終了した時点においては、 第 8図に示すように、 処理槽 2に洗浄液 (例えば、 純水） が充満しているとともに、 基板 1が第 1支持部材 1 4に自然な状 態で支持され、 かつ洗浄液に浸漬されている。 なお、 この状態においては、 基板 1 は第 2支持部材 1 5から離れている。 そして、 洗浄された基板 1を乾燥するために、 密閉された外槽 1 3の蓋体を通して乾燥用流体 （例えば、 イソプロピルアルコール 蒸気、 ミストなど） を外槽 1 3内に供給するとともに、 洗浄液排出管 2 aを通して 洗浄液を処理槽 2から排出する。
この動作を行えば、 基板 1のうち、 洗浄液から露出した部分において、 洗浄液を 乾燥用流体膜で置換することにより、 迅速な乾燥を達成する。
洗浄液の排出を継続することにより、 洗浄液の液面が徐々に下降し、 第 9図に示 すように、 液面が第 2支持部材 1 5と第 1支持部材 1 4との間に位置すれば、 第 2 支持部材 1 5が乾燥するとともに、 第 2支持部材 1 5に支持されることになる基板 O 01/53766
- 20 -
1の部分も乾燥する。
そして、 第 2支持部材 1 5を上昇させて基板 1と係合させ （第 1 0図参照） 、 次 いで、 第 1支持部材 1 4を下降させることにより、 基板 1を第 1支持部材 1 4から 第 2支持部材 1 5に受け渡すことができる （第 1 1図参照） 。 このようにして基板 1の受け渡しを行う間において、 基板 1と処理槽 2との相対位置が一定に保持され ているので、 基板 1と洗浄液の液面との相対速度が一定に保持され、 ばらつきのな い乾燥を達成することができる。
その後も、 乾燥用流体の供給および洗浄液の排出が行われるのであるから、 基板 1の残りの部分の全表面および第 1支持部材 1 4が乾燥される。
洗浄液の排出が完了した後は、 外槽 1 3の蓋体を通して窒素ガスを供給すること により、 第 1支持部材 1 4、 第 2支持部材 1 5と基板 1との接している部分に洗浄 液の残留がないため、 処理槽 2および外槽 1 3の内部から乾燥用流体を排出して、 基板 1の乾燥処理を完了する。 したがって、 窒素ガスの使用量を少なくすることが できる。 また、 全体としての所要時間を短縮することができる。 ' 以上のようにして乾燥処理が完了した場合には、 外槽 1 3を開蓋し、 第 1支持部 材 1 4を上昇させることにより、 乾燥した基板 1の取り出しを行うことができる。 このように、 基板を持ち替えるようにした場合には、 4〜 5分で基板の乾燥を完 了することができる。
具体的には、 基板として半導体ウェハーを用い、 乾燥用流体として I P Aを用レ、、 乾燥用流体の流量を 4 c c /m i nに設定し、 処理液として純水を用い、 不活性ガ スとして窒素を用い、 不活性ガスの流量を 2 0リットル Zm i nに設定し、 乾燥用 流体ノズル 6 dとして P E E Kからなるものを採用し、 乾燥用流体ノズル 6 dの個 数を 2に設定し、 乾燥用流体ノズル 6 dに形成される乾燥用流体噴出孔の口径を 0 . 2 mmに設定し、 乾燥用流体噴出孔の長さ （乾燥用流体ノズル 6 dの肉厚） を 1 m mに設定し、 乾燥用流体噴出孔の数を 5 1に設定し （5 0枚の基板 1に対応させ） 、 乾燥用流体ノズル 6 dの垂直位置を基板の上面から 1 0 O mm上方に、 かつ水平位 O 01/53766
- 2 1 - 置を基板 1の中心から各々 7 5 mmに設定し、 処理液の排出速度を 2 mmZ s e c に設定し、 しかも基板を持ち替えるようにして半導体ウェハーの乾燥を行わせたと ころ、 乾燥所要時間は 4分であった。 なお、 この具体例における液滴の粒径は 1 9 0 m前後であり、 乾燥用流体の液層厚みは浸漬界面全体の平均で 5 0 m (ノズ ルの直下は厚く、 基板の端付近は薄い） であり、 噴出速度は 2 0 8 mZ sであった。 第 1 2図は基板処理装置のさらに他の構成例の要部を示す概略図である。
この基板処理装置が前記の基板処理装置と異なる点は、 基板 1を垂直に支承する 代わりに、 垂直面に対して所定角度だけ傾斜させた状態で基板 1を支承する点、 お よび基板 1の傾斜に合わせて乾燥用流体の液滴 1 2を噴出できるように乾燥用流体 ノズル 6 dを傾斜させた点のみである。 ここで、 傾斜角度は、 0 ° よりも大きく、 かつ 3 0 ° 以下であればよいが、 3〜5 ° に設定することが好ましい。
したがって、 この構成例を採用した場合には、 一方の表面に既にパターンが形成 された基板 1の乾燥を迅速に、 かつむらなく達成することができる。 また、 傾斜角 度を上記のように設定しているので、 パターンの内部の洗浄液が排出されにくいと いう不都合の発生、 乾燥用流体を浸漬界面に供給するのが困難になるという不都合 の発生、 パターンから排出された洗浄液が隣の基板に滴下するという不都合の発生 を防止することができる。
さらに説明する。
基板 1の一方の表面にパターンが形成されている場合には、 パターン形成面がや や下向きになるように基板 1を傾斜させればよく、 この場合には、 第 1 3図に示す ように、 パターンの形成に伴って形成された凹入部 1 aがやや下向きになるので、 徐々に下降する処理液 1 1の液面よりも上方に位置する凹入部 1 aからの処理液 1 1の排出がスムーズに行われる。 この結果、 凹入部 1 aに残留する処理液 1 1の量 を大幅に低減して、 乾燥用流体の液層が形成されることに伴う基板表面の乾燥を一 層良好に達成することができる。
第 1 4図は、 基板処理装置のさらに他の構成例を示す概略図である。 O 01/53766
- 22 - この基板処理装置が前記の基板処理装置と異なる点は、 乾燥用流体供給部 6の構 成のみである。
この構成例における乾燥用流体供給部 6は、 1対の乾燥用流体タンク 6 a 1、 6 a 2と、 各乾燥用流体タンク 6 a 1、 6 a 2と乾燥用流体ノズル 6 dとを連通する 第 1、 第 2連通管路 6 b 1、 6 b 2と、 各連通管路 6 b 1、 6 b 2の所定位置に設 けた開閉弁 6 c 1、 6 c 2と、 両連通管路 6 b 1、 6 b 2の開閉弁 6 c 1、 6 c 2 よりも上流側の所定位置どうしを連通する第 1循環管路 6 kと、 第 1循環管路 6 k の所定位置に設けた開閉弁 6 f と、 両乾燥用流体タンク 6 a 1、 6 a 2どうしを連 通する第 2循環管路 6 gと、 第 2循環管路 6 gの所定位置に設けた開閉弁 6 hとを 有している。 なお、 6 〖は、 乾燥用流体ノズル 6 dに不活性ガスを供給する不活性 ガス供給管路、 6 j 1、 6 j 2は各乾燥用流体タンク 6 a 1、 6 a 2に設けられた 逃がし弁、 6 m l、 6 m 2は各乾燥用流体タンク 6 a 1、 6 a 2に不活性ガスを供 給する不活性ガス供給管路、 6 n 1、 6 n 2は各不活性ガス供給管路 6 m 1、 6 m 2の所定位置に設けた開閉弁である。 また、 開閉弁 6 c 2、 6 f は流量調整機能を 有するものである。 そして、 乾燥用流体タンク 6 a 1を本タンクに設定し、 乾燥用 流体タンク 6 a 2を予備タンクに設定している。
したがって、 この構成例を採用した場合には、 以下のようにして乾燥用流体の液 滴 1 2を噴出させる状態と乾燥用流体を循環させる状態とを選択することができる。
( 1 ) 乾燥用流体の液滴 1 2噴出動作を行う場合
この動作を行わせる場合には、 制御部によって開閉弁 6 n l、 6 c l、 6 c 2、 6 j 2を開くとともに、 開閉弁 6 f 、 6 n 2、 6 h、 6 j 1を閉じる。
この状態においては、 不活性ガス供給管路 6 m lを通して乾燥用流体タンク 6 a 1に不活性ガスを供給することができ、 第 1連通管路 6 b 1を通して乾燥用流体ノ ズル 6 dに乾燥用流体を圧送することができる。 そして、 乾燥用流体ノズル 6 dに は不活性ガス供給管路 6 iを通して不活性ガスが供給されているので、 乾燥用流体 ノズル 6 dから乾燥用流体と不活性ガスが共に噴出され、 ひいては、 乾燥用流体を 液滴 1 2として噴出させることができる （第 14図中実線矢印参照） 。
(2) 乾燥用流体の液滴 1 2噴出動作を行わない場合
この場合には、 制御部によって開閉弁 6 f 、 6 j 1、 6 j 2を開くとともに、 開 閉弁 6 c l、 6 c 2、 6 h、 6 n l、 6 n 2を閉じる。
この状態においては、 両乾燥用流体タンク 6 a 1、 6 a 2と乾燥用流体ノズル 6 dとの連通を遮断するとともに、 両乾燥用流体タンク 6 a l'、 6 a 2どうしの連通 を確保するので、 乾燥用流体タンク 6 a 1の内部が高圧である場合に、 乾燥用流体 タンク 6 a 1の内部の乾燥用流体を乾燥用流体タンク 6 a 2に移動させることがで きる （図 14中破線矢印参照） 。 したがって、 この状態においては乾燥用流体が消 費されず、 乾燥用流体の消費量を削減して、 ランニングコストを低減することがで きる。
(3) 乾燥用流体タンク 6 a 2から乾燥用流体タンク 6 a 1へ乾燥用流体を移動 させる場合
この場合には、 制御部によって開閉弁 6 h、 6 j 1、 6 n 2を開くとともに、 開 閉弁 6 c 1、 6 c 2、 6 f 、 6 j 2、 6 n lを閉じる。
この状態においては、 両乾燥用流体タンク 6 a 1、 6 a 2どうしが第 2循環管路 6 gのみを介して連通されるとともに、 乾燥用流体タンク 6 a 2のみに不活性ガス が供給されるので、 乾燥用流体タンク 6 a 2の內部の乾燥用流体を乾燥用流体タン ク 6 a 1へ移動させることができる。
また、 乾燥用流体を循環させている間は、 不活性ガスが第 2連通管路 6 b 2を通 して乾燥用流体タンク 6 aに供給され、 循環流路内の圧力を外部圧力よりも高くす ることができるので'、 外部から不純物が侵入することを防止することができる （第 1 1図中の破線矢印参照） 。 産業上の利用可能性 この発明は、 半導体ウェハーなどの基板の表面を乾燥させる用途に適用可能であ り、 迅速、 かつむらのない乾燥を達成することができる。

Claims

O 01/53766 - 25 - 請求の範囲
1 . 処理槽内に基板を収容し、 かつ処理槽内における洗浄液の液面を基板に対 して相対的に下降させながら処理槽内に乾燥用流体を供給することにより基板の表 面を乾燥させるに当たって、
乾燥用流体を液の状態で処理槽内に導入し、 ノズルを用いて乾燥用流体の液滴を 形成して洗浄液面上に供給することを特徴とする基板乾燥方法。
2 . 処理槽内において基板を所定角度だけ傾斜させた状態で収容し、 ノズルを 用いて傾斜された基板の向きと同じ方向に乾燥用流体の液滴を供給する請求項 1に 記載の基板乾燥方法。
3 . 洗浄液の液面における基板の全幅にわたって乾燥用流体が広がるように、 乾燥用流体の処理槽内への導入に方向性を持たせるとともに、 乾燥用流体の導入初 速を設定する請求項 1または請求項 2に記載の基板乾燥方法。
4 . 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理槽に不活性ガスを供給する請求 項 1から請求項 3の何れかに記載の基板乾燥方法。
5 . 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理槽への乾燥用流体およびノまた は不活性ガスの供給量を増加させる請求項 4に記載の基板乾燥方法。
6 . 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 基板の支承位置を変化させる請求項 1から請求項 4の何れかに記載の基板乾燥方法。
7 . 洗浄液の排出前に処理槽內を不活性ガス雰囲気に設定する請求項 4または 請求項 5に記載の基板乾燥方法。
8 . 洗浄工程およびその後の乾燥工程を室温で行う請求項 1から請求項 7の何 れかに記載の基板乾燥方法。
9 . ノズルに供給される不活性ガスにより乾燥用流体を圧送する請求項 1から 請求項 8の何れかに記載の基板乾燥方法。
1 0 . 処理槽内において支承手段によって基板を支承し、 かつ処理槽内におけ る洗浄液の液面を基板に対して相対的に下降させながら処理槽内に乾燥用流体を供 給することにより基板の表面を乾燥させる基板乾燥装置において、
乾燥用流体を液の状態で処理槽内に導入し、 ノズルを用いて乾燥用流体の液滴を 形成して洗浄液面上に供給する乾燥用流体供給手段を含むことを特徴とする基板乾
1 1 . 前記支承手段は、 処理槽内において基板を所定角度だけ傾斜させた状態 で支承するものであり、 前記ノズルは、 傾斜された基板の向きと同じ方向に乾燥用 流体の液滴を供給するものである請求項 1 0に記載の基板乾燥装置。
1 2 . 前記乾燥用流体供給手段は、 洗浄液の液面における基板の全幅にわたつ て乾燥用流体が広がるように、 乾燥用流体の処理槽内への導入に方向性を持たせる とともに、 乾燥用流体の導入初速を設定するものである請求項 1 0または請求項 1 1に記載の基板乾燥装置。
1 3 . 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理槽に不活性ガスを供給する不 活性ガス供給手段をさらに含む請求項 1 0から請求項 1 2の何れかに記載の基板乾 燥装置。
1 4 . 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 処理槽への乾燥用流体および/ま たは不活性ガスの供給量を増加させる供給量制御手段をさらに含む請求項 1 3に記 載の基板乾燥装置。
1 5 . 前記支承手段は、 基板支承箇所に対して下向きに連続して洗浄液導入用 溝を有するものである請求項 1 0から請求項 1 4の何れかに記載の基板乾燥装置。
1 6 . 前記支承手段は、 基板の互いに異なる位置を選択的に支承する 1対の支 承手段であり、 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 支承手段による基板の支承位 置を変化させる支承位置制御手段をさらに含む請求項 1 0から請求項 1 5に記載の
1 7 . 洗浄液の排出前に処理槽内を不活性ガス雰囲気に設定する雰囲気設定手 段をさらに含む請求項 1 3または請求項 1 4に記載の基板乾燥装置。
1 8 . 洗浄液の処理槽からの排出に伴って、 ノズルを基板に接近させるノズル 位置制御手段をさらに含む請求項 1 0から請求項 1 3、 請求項 1 5から請求項 1 7 の何れかに記載の基板乾燥装置。
1 9 . 非噴出時に乾燥用流体を循環させる循環手段をさらに含む請求項 1 0か ら請求項 1 8の何れかに記載の基板乾燥装置。
2 0 . ノズルの設置個数は基板サイズ、 基板ピッチに応じて設定されている請 求項 1 0から請求項 1 9の何れかに記載の基板乾燥装置。
2 1 . ノズルは、 同時に乾燥されるべき基板の枚数よりも 1つだけ多い数の乾 燥用流体噴出孔を有している請求項 1 0から請求項 2 0の何れかに記載の基板乾燥
2 2 · 乾燥用 体を圧送すべくノズルに不活性ガスを供給する不活性ガス供給 手段をさらに含む請求項 1 0から請求項 2 1の何れかに記載の基板乾燥装置。
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