(57)【要約】【課題】フォトマスクや精密印刷用の刷版など、微細なパターニングが施されている基板を、洗浄液等を使用してウェット洗浄した後、効率よく容易に乾燥させる方法及び装置を提供する。【解決手段】温水引き下げ方式を用いたパターニング基板乾燥装置において、複数の乾燥槽を具備し、それぞれの乾燥槽にて被洗浄基板の乾燥を逐次行い、且つ、乾燥槽同士をつないでいる配管を介して引き下げ乾燥中の乾燥槽から次に乾燥を行う乾燥槽の方へ温水を供給する機構を持つ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水引き下げ方式を用いたパターニング基板乾燥装置において、複数の乾燥槽を具備し、それぞれの乾燥槽にて被洗浄基板の乾燥を逐次行い、且つ、乾燥槽同士をつないでいる配管を介して引き下げ乾燥中の乾燥槽から次に乾燥を行う乾燥槽の方へ温水を供給する機構を持つ事を特徴とするパターニング基板乾燥装置。
ここで、温水引き下げ法は、清浄な温水が充填された槽の中に被洗浄基板を浸漬した後、温水を槽から排出する事によって基板表面を乾燥させる方法を言う。
【請求項２】
複数のそれぞれの乾燥槽の高さを可変させる機構を持つ事を特徴とする請求項１に記載するパターニング基板乾燥装置。
【請求項３】
乾燥槽内の内圧を可変させる機構を持つ事を特徴とする請求項１に記載するパターニング基板乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンニング基板の乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フォトマスクや精密印刷用の刷版など、微細なパターニングが施されている基板を、酸やアルカリや有機溶剤などの洗浄液で洗浄した後、これらを除くために純水等で置換（リンス）を行う。その後そのままの状態で基板を自然乾燥させると、基板上にウォータマークが残ってしまう問題がある。そのため、基板洗浄の最終工程において、強制的に基板の乾燥を行う必要がある。
【０００３】
この、基板を強制的に乾燥させる方法には、様々な方法が考えられる。例を挙げれば、「拭き取り法」、「熱乾燥法」、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気等による溶剤置換による方法（以降、「溶剤置換法」と呼ぶ）、遠心力で液を吹き飛ばして乾燥する方法（以降、「スピンアウト法」と呼ぶ）がある。さらに、特許文献１に開示されているように、被洗浄基板（シリコンウェハ）を４０℃〜６０℃の温水中より引き上げることにより乾燥する方法（以降、「温水引き上げ法」と呼ぶ）や、特許文献２に開示されているように、４０℃〜６０℃の清浄な水の中に浸漬した被洗浄基板を清浄な水をオーバーフロー等させて置換した後、温水を槽から一定の速度で排出する事によって基板表面を乾燥させる方法（以降、「温水引き下げ法」と呼ぶ）がある。
【０００４】
乾いた布等を用いて濡れた被洗浄基板を拭く「拭き取り法」では、被洗浄基板の凹凸により前記布等から発塵が生じる事があるため、フォトマスクや精密印刷用の刷版等の洗浄、乾燥する方法としては好ましい方法では無い。
【０００５】
熱風や赤外線照射等を使用し熱により濡れた被洗浄基板を乾燥させる「熱乾燥法」では、被洗浄基板が熱により膨張してしまうので、精密さを要求されるフォトマスクや精密印刷用の刷版を乾燥させる方法としては好ましい方法では無い。
【０００６】
「溶剤置換法」では、危険物である有機溶剤を加熱して使用することから防火上の取り扱いが困難であり、また高価な有機溶剤を使用しランニングコストがかかるため、好ましい方法では無い。
【０００７】
「スピンアウト法」では、被洗浄基板を高速で回転させるため、それらを押さえるため、端部に保持機構部を設ける必要がある。しかし、保持機構部分は液が残り易いといった問題があった。また、高速回転をする必要があるため、回転機構からの発塵も問題となっていた。
【０００８】
「温水引き上げ法」は、被洗浄基板を上方へ引き上げる際に、僅かな振動であっても被洗浄基板の保持機構部や被洗浄基板の端部に水滴が残ってしまうため、引き上げ機構を精密に動作する装置にする必要があり、結果、装置が複雑化し導入コストが高くなるといった問題があった。
【０００９】
「温水引き下げ法」は、被洗浄基板は槽内に固定されているため、精密な引き上げ機構が不要であり、温水引き上げ法よりも装置を簡略化出来るメリットがある。しかし、「温水引き上げ法」では同じ温水で何回も乾燥工程を行える事に対し、「温水引き下げ法」ではその都度、温水を排出し又新たな温水を槽内に充填させる必要があるので、その分効率が悪く、タクトが長くなり問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−２９７１６５号公報
【特許文献２】特開２００１−１０９１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述したように、フォトマスクや精密印刷用の刷版など微細なパターニングが施されている基板を、洗浄液等を使用してウェット洗浄した後、効率よく容易に乾燥させる方法は、現在存在していないのが実情であった。本発明は、この事情に鑑みてなされたもので、フォトマスクや精密印刷用の刷版など、微細なパターニングが施されている基板を、洗浄液等を使用してウェット洗浄した後、効率よく容易に乾燥させる方法及び装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に係る発明は、温水引き下げ方式を用いたパターニング基板乾燥装置において、複数の乾燥槽を具備し、それぞれの乾燥槽にて被洗浄基板の乾燥を逐次行い、且つ、乾燥槽同士をつないでいる配管を介して引き下げ乾燥中の乾燥槽から次に乾燥を行う乾燥槽の方へ温水を供給する機構を持つ事を特徴とするパターニング基板乾燥装置である。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る発明は、複数のそれぞれの乾燥槽の高さを可変させる機構を持つ事を特徴とする請求項１に記載するパターニング基板乾燥装置である。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る発明は、乾燥槽内の内圧を可変させる機構を持つ事を特徴とする請求項１に記載するパターニング基板乾燥装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のパターニング基板乾燥装置は、以上の構成であることから、フォトマスクや精密印刷用の刷版など微細なパターニングが施された基板の洗浄工程において、複数の乾燥槽を複数の配管でつなぎ、温水引き下げ乾燥を行うと同時に、排水を再利用して、別の乾燥槽に温水を供給する事によって、効率よく且つ容易に前工程のリンス作業等で濡れたパターニング基板を乾燥させる方法及び装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の装置による一連の洗浄方法を説明する模式図である。
【図２】本発明の装置による次の一連の洗浄方法を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のパターニング基板乾燥装置を一実施形態に基づいて、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【００１８】
まず、図1（ａ）に示すように、すすぎ洗浄（リンス）によってリンス液等の液体が付着し、まだ濡れている状態の被洗浄基板（２）を保持するため、キャリア（１）にセットする。キャリア（１）には被洗浄基板（２）をセットするためのピン（１ａ）が複数個設
置されている。セットされた被洗浄基板（２）はキャリア（１）の底辺に対して１°以上１０°未満の角度で傾けた方が良い。１°未満では、被洗浄基板の縁に水滴が残り易く、また１０°以上ではピンの水滴が溜まり易く、好ましく無い。
【００１９】
ここで、被洗浄基板の材質には特に制限は無い。例えばガラスやアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル樹脂等が上げられるが、適時目的にあった物を選択すれば良い。キャリア及びピンの材質も、撥水性が有り、且つ、７０℃以上の耐熱性があれば特に制限は無い。例えばガラスやアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル樹脂等が上げられるが、適時目的にあった物を選択すれば良い。また、基板の保持をする他の方法として、アーム等で被洗浄基板を持つ方法もあるが、その場合設備費用が多く掛かる等の問題があるため、好ましくない。
【００２０】
次に、図１（ｂ）に示すように、温水１（３ｂ）が満たされている乾燥槽１（３）中に、前記キャリア（１）を垂直にセットする。一度にセットするキャリアの数に特に制限は無く、槽内のスペースに合わせて決定すればよい。乾燥槽の材質については撥水性が有り且つ７０℃以上の耐熱性があれば特に制限は無い。例えばガラスやアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂等が上げられるが、適時目的にあった物を選択すれば良い。温水１（３ｂ）の液温は４０℃以上７０℃未満である事が好ましく、更に好ましくは５０℃以上６０℃未満である方が良い。液温が７０℃以上の場合は温水の粘度が低くなりすぎるため、温水引き下げ乾燥工程中に被洗浄基板の縁やピン（1ａ）、及びその周囲に溜まった水滴が千切れてしまい、それが乾燥残りになってしまう恐れがある。また温水１（３ｂ）の温度が４０℃未満の場合は被洗浄基板（２）上に乾燥しきれない水滴が残り易く問題である。
【００２１】
被洗浄基板（２）のセットが完了した後、乾燥槽１（３）より温水１（３ｂ）を排水する事によって乾燥槽１（３）内にて温水引き下げ乾燥を実施する。この時、乾燥槽１（３）より排水された温水１（３ｂ）は、乾燥槽１（３）から乾燥槽２（４）へ出ている配管１（３ａ）を通って、乾燥槽２（４）に供給される。温水には微小な異物等が含まれている恐れがあるため、配管１（３ａ）にはフィルターが具備されている事が好ましい。
【００２２】
ところで、乾燥槽の液面下降速度は、引き下げ乾燥中の液面の位置によって最適値が異なる。例えばキャリアのピン付近では、乾燥槽の液面の下降速度が速過ぎる場合、ピンから水滴が離れる際に千切れてしまい、それがピンの方へ残り易く、その結果、被洗浄基材の表面および縁に水滴が付着する恐れがある。逆に液面の下降速度が極端に遅過ぎる場合は、乾燥に要するタクトが長くなるため生産性が損なわれ、好ましくない。例えば、温水１（３ｂ）が６０℃の温水で、被洗浄基板（２）がガラス基板の場合、液面下降速度は０．１ｍｍ/秒以上、２ｍｍ/秒以下が好ましく、更に０．１ｍｍ/秒以上、1ｍｍ/秒以下であればより好ましい。
【００２３】
本発明の装置では、図１（ｃ）に示すとおり、複数の乾燥槽の高さをそれぞれ任意に変える事が出来る。そのため乾燥槽同士の高低差を最適化する事が出来き、その高低差により都度、最適な液面下降速度を得る事が出来る。またこの時、乾燥槽１（３）が傾くと、乾燥槽１（３）中の液面に波が生じ、場所によって温水の粘度に差が生じ、均一な温水引き下げが出来ない可能性がある。そのため、乾燥槽１（３）及び乾燥槽２（４）は回転しても地面に対して水平が保てるよう、軸を乾燥槽１（３）及び乾燥槽２（４）の重心に設定して回転できるようにする必要がある。
【００２４】
乾燥槽の液面の下降速度を適時選択するようにする他の方法としては、乾燥槽内の圧力を可変出来るようにしても良い。例えば、液面が高い場合は内圧を高めに制御し、その後ピン付近まで液面が低くなってきた際には、乾燥槽内の圧力を減圧し、液面の下降速度を
抑えた方が良い。
【００２５】
次に、図１（ｄ）に示した通り、乾燥槽１（３）より、乾燥槽２（４）へ温水供給が終わると、被洗浄基板（２）に付着していたリンス液等も同時に被洗浄基板（２）表面から除去され、乾燥槽１（３）における温水引き下げ乾燥は完了する。この時、乾燥槽２（４）は温水２（4ｂ）で満たされ、逆に乾燥槽１（３）には温水１(３ｂ)が無い状態になる。次に、乾燥槽１（３）から作業済の被洗浄基板（２）をキャリア（１）と一緒に取り出す。
【００２６】
更に図１（ｅ）に示すように、乾燥槽２（４）の位置が乾燥槽１（３）より高くなるよう、乾燥槽１（３）、乾燥槽２（４）を上下に移動させ、それぞれの高さを設定する。次に、乾燥対象であり、まだ濡れている別の被洗浄基板がセットされたキャリアを、乾燥槽２（４）内にセットする。
【００２７】
そして、図１（ｆ）に示すように、配管２（４ａ）を使用し、乾燥槽２（４）より温水２（４ｂ）を排水する事によって乾燥槽２（４）内にて温水引き下げ乾燥を実施する。液面下降速度は、前記と同様に乾燥槽２（４）と乾燥槽１（３）の高さを変化させる事により調整したほうが良い。また、乾燥槽内の圧力を減圧し、液面の下降速度を抑えても良い。配管２（４ａ）も配管１（３ａ）と同様に、フィルターが具備されている事が好ましい。
【００２８】
図２（ａ）に示した通り、乾燥槽２（４）より、乾燥槽１（３）へ温水供給が終わると、乾燥槽２（４）中の被洗浄基板（２）に付着していたリンス液等も同時に被洗浄基板（２）表面から除去され、乾燥槽２（４）における温水引き下げ乾燥は完了する。この時、乾燥槽１（３）は再び温水１（３ｂ）で満たされ、逆に乾燥槽２（４）には温水２(４ｂ)が無い状態になる。次に、乾燥槽２（４）から作業済の被洗浄基板をキャリアと一緒に取り出す。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、乾燥槽１（３）の位置が乾燥槽２（４）より高くなるよう、乾燥槽１（３）、乾燥槽２（４）を上下に移動させ、それぞれの高さを設定する。次に、乾燥対象であり、まだ濡れている前記したものとは別の被洗浄基板がセットされたキャリアを、乾燥槽１（３）内にセットする。
【００３０】
図２（ｃ）に示すように、配管１（３ａ）を使用し、乾燥槽１（３）より温水１(３b)を排水する事によって乾燥槽１（３）内にて温水引き下げ乾燥を実施する。以降は上記と同じ作業を繰り返す事で、乾燥槽１（３）、乾燥槽２（４）交互で温水引き下げ乾燥作業を繰り返す事が出来る。
【実施例】
【００３１】
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。
【００３２】
まず、ガラス製で深さ３μｍのストライプパターンを持つ被洗浄基板を、界面活性剤を含んだ有機アルカリ洗浄液で洗浄した後、純水を使用しすすぎ洗浄（リンス）をした。次に、アクリル製のキャリア（１）に被洗浄基板（２）をセットした。被洗浄基板がセットされるキャリアの面の形状は長方形にした。またキャリアには、セットされた被洗浄基板（２）がキャリア（１）の底辺に対して３°の角度で傾き、被洗浄基材の最下部がキャリアの底辺より５ｍｍ高くなるようフッ素樹脂製ピン（１ａ）を５箇所配置した。
【００３３】
次に、乾燥槽１(３)中に、前記キャリア(1)を、乾燥槽１(３)の底部にキャリアの底辺が接するようにセットした。乾燥槽１(３)は直方体の形状であり、アクリル製とした。更
に、配管１(３ａ)及び配管１(３ａ)と平行に設置されている配管２（４ａ）にて、乾燥槽１（３）と同じ形状、材質である乾燥槽２（４）とつなげた。
【００３４】
乾燥槽１（３）中に、５５℃に加熱した純水である温水１（３ｂ）を槽内が満ちるまで供給した。また、乾燥槽１（３）中の温水１（３ｂ）の液面が乾燥槽２（４）の底より、高くなるよう乾燥槽１（３）及び乾燥槽２（４）の位置を設定した。続いて、配管１（３ａ）を使用し乾燥槽１（３）より乾燥槽２（４）の方へ、温水１（３ｂ）の排水を開始した。液面下降速度は３ｍｍ／秒であった。
【００３５】
乾燥槽１（３）中の温水１（３ｂ）の液面が、被洗浄基板の最上部に達したところで、温水１（３ｂ）の液面が乾燥槽２（４）に溜まっている温水２（４ｂ）の液面よりも若干高くなるよう乾燥槽１（３）及び乾燥槽２（４）の位置を移動させ、液面の下降速度を１ｍｍ／秒と遅くした。
【００３６】
乾燥槽１（３）中の温水１（３ｂ）の液面が、被洗浄基板の最下部より５ｍｍ高いところに達した時、先ほどの温水１（３ｂ）の液面と乾燥槽２（４）に溜まっている温水２（４ｂ）の液面の差が小さくなるよう乾燥槽１（３）及び乾燥槽２（４）の位置を移動させ液面下降速度を更に０．５ｍｍ／秒と遅くし、乾燥槽１（３）より乾燥槽２（４）の方へ、乾燥槽１（３）が空になるまで排水し続けた。
【００３７】
乾燥槽１（３）中に残った被洗浄基板（２）の表面を目視で確認したところ、リンス液及び温水１（３ｂ）は被洗浄基板（２）表面には残存していなかった。また、キャリア（１）及びピンにも水滴残りは存在しなく、乾燥槽１（３）における温水引き下げ乾燥が完了した。また、この時この時、乾燥槽２（４）は温水２（４ｂ）で満たされた。
【００３８】
次に、乾燥槽１（３）から作業済の被洗浄基板（２）をキャリア（１）と一緒に取り出し、乾燥槽２（４）に次の乾燥対象であり、まだ濡れている被洗浄基板を前記と同様にキャリアにセットし、乾燥槽２（４）内にセットした。この時、乾燥槽２（４）中の温水２（４ｂ）の液面が乾燥槽１（３）の底より、高くなるよう乾燥槽1（３）及び乾燥槽２（４）の位置を設定した。そして、配管２（４ａ）を使用し乾燥槽２（４）より乾燥槽１（３）の方へ、温水２（４ｂ）の排水を開始した。この時の液面下降速度は３ｍｍ／秒であった。
【００３９】
更に，乾燥槽２（４）中の温水２（４ｂ）の液面が、被洗浄基板の最上部に達したところで、前記と同様に乾燥槽１（３）及び乾燥槽２（４）の位置を移動させ、液面の下降速度を1ｍｍ／秒と遅くした。
【００４０】
乾燥槽２（４）中の温水２（４ｂ）の液面が、被洗浄基板の最下部より５ｍｍ高いところに達した時、前記と同様に乾燥槽１（３）及び乾燥槽２（４）の位置を移動させ液面下降速度を０．５ｍｍ／秒と更に遅くし、乾燥槽２（４）より乾燥槽１（３）の方へ、乾燥槽２（４）が空になるまで排水し続けた。
【００４１】
乾燥槽２（４）より、被洗浄基板（２）を取り出し、基板の表面及び縁を目視で確認したところ、リンス液及び温水１（３ｂ）は被洗浄基板（２）の表面及び縁には残存せず、乾燥槽２（４）における温水引き下げ乾燥が完了した。
【００４２】
また、この時、乾燥槽１（３）は温水２（４ｂ）で満たされた。以降は上記と同じ作業を３回繰り返した。
【００４３】
その都度、乾燥槽１（３）及び乾燥槽２（４）より被洗浄基板（２）を取り出し、基板の表面及び縁を目視で確認したところ、リンス液及び温水１（３ｂ）は被洗浄基板（２）の表面及び縁には残存していなかった。
【００４４】
結果、乾燥槽１（３）及び乾燥槽２（４）における温水引き下げ乾燥を逐次行なう事が出来た。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・キャリア    １ａ・・・ピン    ２・・・被洗浄基板    ３・・・乾燥槽1    
３ａ・・・配管１    ３ｂ・・・温水１    ４・・・乾燥槽２    ４ａ・・・配管２
４ｂ・・・温水２
【図１】
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【図２】
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