(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤液体を加熱して溶剤蒸気を発生させる蒸気発生装置において、
溶剤液体を貯留する容器と、
前記容器の下側に配置され、前記容器内に貯留された溶剤液体を加熱する加熱手段と、
前記容器を収容する囲いと、
前記囲い内において前記囲いの底部に取り付けられ、前記容器を載置するためのフランジを有する支持部材と、
前記支持部材の上部に取り付けられ、前記容器を外周側から支えるための複数の支柱とを備え、
前記フランジにおいて、前記容器の下側と接触する側に凹部を形成し、前記凹部に前記容器の下側と接触するＯリングを嵌め込ませたことを特徴とする蒸気発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸気発生装置において、
前記支持部材の前記容器の側部と接触する側に凹部を形成し、前記凹部に前記容器の側部と接触するＯリングを嵌め込ませたことを特徴とする蒸気発生装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蒸気発生装置において、
前記加熱手段は板状であり、
前記支持部材は、平面視で口字状であるとともに、前記フランジは、前記支持部材の内側に設けられており、
前記支持部材の内側に、前記加熱手段が配置されていることを特徴とする蒸気発生装置。
【請求項４】
請求項３に記載の蒸気発生装置において、
前記容器の下側と前記加熱手段との間に配置された伝熱スポンジをさらに備えることを特徴とする蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板に対して、処理液により洗浄、エッチング等の処理を行った後、溶剤蒸気を基板に供給して基板を乾燥させる基板処理装置に用いる溶剤蒸気を発生する蒸気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、処理液を貯留する処理槽と、処理槽を囲うチャンバと、基板を支持して処理位置と乾燥位置とにわたって昇降自在のリフタと、チャンバ内の気体を排出する真空ポンプと、チャンバ内に窒素ガスを供給する窒素ガスノズルと、チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤ノズルとを備えた基板処理装置が提案されている。
【０００３】
このような構成の基板処理装置では、窒素ガスノズルからチャンバ内に窒素ガスを供給し、チャンバ内の酸素をチャンバ底部の排出口から排出してチャンバ内を窒素ガス雰囲気にした後、処理槽に処理液を貯留した状態でリフタを処理位置に位置させて、基板に対して処理液による処理（例えば、純水洗浄）を行う。そして、処理液による処理が終了した後、窒素ガスノズルから窒素ガスを供給してチャンバ内の酸素を排出し、チャンバ内に溶剤ノズルから溶剤蒸気を供給して、チャンバ内を溶剤蒸気雰囲気とした後に、リフタを処理位置から乾燥位置に引き上げて溶剤蒸気により基板を乾燥する。
【０００４】
このような基板処理装置では、基板を乾燥する際には、溶媒蒸気が用いられ、特許文献１〜特許文献４に示すように、基板を乾燥させるための溶剤蒸気を発生させる蒸気発生装置が必ず設けられている。
【０００５】
図４は、従来の蒸気発生装置を示す概略構成図である。この従来の蒸気発生装置は、主として、防爆の囲い１１０と、防爆の囲い１１０内に収容されるタンク１２０と、このタンク１２０を載置するための支持部材１３０とを備えている。このタンク１２０は、直方体の形状であって、上部周囲に鍔部１２１が形成されており、イソプロピルアルコール（以下、単にＩＰＡと称する）等の有機溶剤を内部に貯留する。支持部材１３０は、口字形状をしており、防爆の囲い１１０内の底部に載置されている。
【０００６】
このタンク１２０の周囲には、タンク１２０の長辺側３本、短辺側２本の計１０本の支柱１４０が配置されている（図４では２本のみ開示）。この支柱１４０の下端部は、ボルト１３１により、防爆の囲い１１０の底部及び支持部材１３０に取り付けられている。なお、タンク１２０の側部と支柱１４０のタンク１２０と接する側とは接着剤（図示省略）により、取り付けられている。
【０００７】
口字の形状の支持部材１３０の内側で、防爆の囲い１１０の底部上には、上側アルミ板１５０及び下側アルミ板１５１に挟まれた板状のヒータ１６０が配置されている。上側アルミ板１５０の上部はタンク１２０の下部に接触しており、下側アルミ板１５１の下部は防爆の囲い１１０の底部に接触している。タンク１２０の下部周囲と支持部材１３０とは接着シール１７０により取り付けられている。この接着シール１７０は、タンク１２０の下部周囲を支持するという働きがあるとともに、もしタンク１２０からＩＰＡ液体が漏れ出た場合のシール機能も有している。
【０００８】
タンク１２０の鍔部１２１上には、タンク１２０内を密閉するための蓋１８０が載置されている。このタンク１２０の鍔部１２１と蓋１８０とは、ボルト１９０とナット１９１とにより、複数個所において接合されている（図４では、２組のボルト１９０とナット１９１を開示）。
【０００９】
蓋１８０には、窒素ガス（Ｎ２ガス）をタンク１２０内に導入するための窒素ガス導入穴１８１と、ＩＰＡ液体をタンク１２０内に供給するためのＩＰＡ液体供給穴１８２と、ＩＰＡ蒸気を基板処理部（図示省略）へ供給するためのＩＰＡ蒸気供給穴１８３とがそれぞれ形成されている。また、防爆の囲い１１０の上側には、窒素ガスを防爆の囲い１１０内に導入するための窒素ガス導入穴１１１と、ＩＰＡ液体を防爆の囲い１１０内に供給するためのＩＰＡ液体供給穴１１２と、ＩＰＡ蒸気を基板処理部（図示省略）へ供給するためのＩＰＡ蒸気供給穴１１３とがそれぞれ形成されている。
【００１０】
防爆の囲い１１０の窒素ガス導入穴１１１と蓋１８０の窒素ガス導入穴１８２とには、窒素ガス導入配管１８５が接続されている。防爆の囲い１１０のＩＰＡ液体供給穴１１２と蓋１８０のＩＰＡ液体供給穴１８１とには、ＩＰＡ液体供給配管１８６が接続されている。防爆の囲い１１０のＩＰＡ蒸気供給穴１１３と蓋１８０のＩＰＡ蒸気供給穴１８３とには、ＩＰＡ蒸気供給配管１８７が接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２１４２０号公報
【特許文献２】特開２００９−２１４２１号公報
【特許文献３】特開２０１０−６７８１１号公報
【特許文献４】特開２０１０−８６９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような構成を有する従来の蒸気発生装置には、次のような問題がある。通常、ＩＰＡ液体をＩＰＡ蒸気にするためには、ヒータ１６０は約１２０℃の温度に加熱させられる。このとき、タンク１２０の下部は、ヒータ１６０からの熱により左右に伸びようとする力が働く。また、支持部材１３０そのものは、常温に近い温度なので、タンク１２０の底部と支持部材１３０とには温度差がある。
【００１３】
このタンク１２０の下部が伸びようとする力と上述した温度差とにより、接着シール１７０には熱応力がかかってしまい、接着シール１７０が破損することがある。この接着シール１７０が破損すれば、防爆の囲い１１０内のタンク１２０の支持機能が低下してしまうことになる。その結果、このタンク１２０の支持機能が低下すれば、防爆の囲い１１０内でタンク１２０が破損してしまう可能性がある。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、容器の破損を抑制しつつ、効率的に溶剤蒸気を発生できる蒸気発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、溶剤液体を加熱して溶剤蒸気を発生させる蒸気発生装置において、溶剤液体を貯留する容器と、前記容器の下側に配置され、前記容器内に貯留された溶剤液体を加熱する加熱手段と、前記容器を収容する囲いと、前記囲い内において前記囲いの底部に取り付けられ、前記容器を載置するためのフランジを有する支持部材と、前記支持部材の上部に取り付けられ、前記容器を外周側から支えるための複数の支柱とを備え、前記フランジにおいて、前記容器の下側と接触する側に凹部を形成し、前記凹部に前記容器の下側と接触するＯリングを嵌め込ませたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項２に記載の蒸気発生装置は、請求項１に記載の蒸気発生装置において、前記支持部材の前記容器の側部と接触する側に凹部を形成し、前記凹部に前記容器の側部と接触するＯリングを嵌め込ませたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項３に記載の蒸気発生装置は、請求項１または請求項２に記載の蒸気発生装置において、前記加熱手段が板状であり、前記支持部材が平面視で口字状であるとともに、前記フランジが前記支持部材の内側に設けられており、前記支持部材の内側に、前記加熱手段が配置されていることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４に記載の蒸気発生装置は、請求項３に記載の蒸気発生装置において、前記容器の下側と前記加熱手段との間に配置された伝熱スポンジをさらに備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る蒸気発生装置によれば、容器を載置するためのフランジを有する支持部材を備え、この支持部材のフランジにおいて、容器の下側と接触する側に凹部を形成にし、凹部に容器の下側と接触するＯリングを嵌め込ませているので、従来のような加熱手段からの熱による熱応力により、接着シールが破損することもなく、容器の支持機能を維持することができ、その結果、容器の破損を抑制できるという顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施形態に係る蒸気発生装置を備える基板処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】この発明の実施形態に係る蒸気発生装置の断面図である。
【図３】図２における矢印Ｉが示す方向から見た図である。
【図４】従来の蒸気発生装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生装置を備える基板処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【００２２】
この基板処理装置は、純水などの処理液を貯留する処理槽１を備えている。この処理槽１は、処理液を貯留し、起立姿勢とされた複数枚の基板Ｗを収容可能である。処理槽１の底部には、複数枚の基板Ｗが整列されている方向（紙面方向）に沿って長軸を有し、処理液を供給するための二本の噴出管７が配設されている。各噴出管７には、供給管１１の一端側が接続されている。供給管１１の他端側は、処理液供給源１５に連通接続されており、その流量が制御弁からなる処理液弁１７で制御される。処理液供給源１５は、フッ化水素酸（ＨＦ）や、硫酸・過酸化水素水（Ｈ２ＳＯ４・Ｈ２Ｏ２）の混合液などの薬液や、純水などを処理液として供給管１１に供給する。
【００２３】
処理槽１は、その周囲がチャンバ２７で囲われている。チャンバ２７は、上部に開閉自在の上部カバー２９を備えている。起立姿勢で複数枚の基板Ｗを保持するリフタ３１は、駆動機構（図示省略）によりチャンバ２７の上方にあたる「待機位置」と、処理槽１の内部にあたる「処理位置」と、処理槽１の上方であってチャンバ２７の内部にあたる「乾燥位置」とにわたって移動可能である。チャンバ２７の側面の一部位には、排気管２８ａが配設されている。この排気管２８ａには、排気ポンプ２８ｂが接続されており、排気弁２８ｃにより開閉される。
【００２４】
上部カバー２９の下方であってチャンバ２７の上部内壁には、一対の溶剤ノズル３３と、一対の不活性ガスノズル３４とが配設されている。溶剤ノズル３３には、ＩＰＡ供給管３５の一端側が連通接続されている。その他端側は、蒸気発生装置３７に連通接続されている。このＩＰＡ供給管３５には、その上流側から順に、溶剤蒸気の流量を調整するための制御弁からなる蒸気弁３８と、溶剤蒸気を加熱するためのインラインヒータ４０とが配設されている。なお、ＩＰＡ供給管３５は、従来からある基板処理装置の供給管よりも大径（９．５２ｍｍ程度）で構成され、ＩＰＡ供給管３５の中における溶剤蒸気の流路抵抗を小さくして溶剤ノズル３３への溶剤蒸気の供給が円滑に行われる。ＩＰＡ供給管３５がインラインヒータ４０を備えていることにより、発生された溶剤蒸気がＩＰＡ供給管３５で凝縮することを軽減でき、溶剤濃度が低下することを防止できる。
【００２５】
蒸気発生装置３７は、蒸気発生空間である内部空間を所定温度に温調し、加熱して溶剤の蒸気を発生させるヒータ４１が内部に付設されている。蒸気発生装置３７の内部空間には、溶剤を供給するための溶剤供給源４３が連通接続されている。この例では、溶剤としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が利用されているものとする。なお、溶剤としては、イソプロピルアルコールの他に、例えば、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）がある。蒸気発生装置の詳細な内容については後述する。
【００２６】
不活性ガスノズル３４には、供給管４５の一端側が連通接続されている。その他端側は、不活性ガスを供給する不活性ガス供給源４７に連通接続されている。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガスが挙げられる。不活性ガスの供給量は、不活性ガス弁４９によって調整される。不活性ガス弁４９の下流側には、インラインヒータ５０が取り付けられている。このインラインヒータ５０は、不活性ガス供給源４７からの不活性ガスを所定温度に加熱する。
【００２７】
チャンバ２７には、チャンバ２７内のガスの圧力がこもらないようにするために減圧状態を解消するための制御弁からなる呼吸弁５３が取り付けられている。
【００２８】
処理槽１の底部には、排出口５７が配設されている。この排出口５７には、ＱＤＲ弁５９が取り付けられている。このＱＤＲ弁５９から処理槽１内の処理液を排出すると、処理液がチャンバ２７内の底部に一旦排出される。チャンバ２７の底部には、気液分離部６１に連通接続された排出管６３が取り付けられ、この排出管６３には排液弁６５が取り付けられている。気液分離部６１は、排出管６３から気体と液体を取り込むとともに、それらを分離して排出する。
【００２９】
上述した処理液弁１７、排気弁２８ｃ、排気ポンプ２８ｂ、上部カバー２９、リフタ３１、蒸気発生装置３７、蒸気弁３８、インラインヒータ４０、ヒータ４１、不活性ガス弁４９、インラインヒータ５０、呼吸弁５３、ＱＤＲ弁５９、排液弁６５などの動作は、制御部６７によって統括的に制御される。制御部６７は、上述した各部を制御するとともに、記憶部６９に記憶されているデータなどを参照する。この記憶部６９は、予め行われた実験によって得られた低減所要時間を記憶している。制御部６７は、図示しないタイマを備えており、適宜に時間を計時する。
【００３０】
低減所要時間とは、排気ポンプ２８ｂを作動させ、チャンバ２７内から気体を排気することにより、チャンバ２７内における所定の酸素濃度にまで低減させるのに要する時間である。所定の酸素濃度は、酸素濃度の低減目標であり、例えば、基板Ｗに対してプロセス的に悪影響が生じないとされる１００ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下である。この濃度以下となるのに要する時間が上記の低減所要時間であり、例えば、４０〜６０秒程度である。この実施の形態では、６０秒であるとする。
【００３１】
上述した制御部６７は、処理液による処理を終えた後、酸素濃度低減処理を行うが、その際に記憶部６９を参照し、チャンバ２７内における酸素濃度が１００ｐｐｍ以下となったに等しい、低減所要時間が経過した時点で減圧を停止させるように上述した各部を操作する。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態に係る蒸気発生装置の具体的な構成について、図２及び図３に基づいて説明する。図２は、この発明の実施形態に係る蒸気発生装置の断面図であり、図３は、図２における矢印Ｉが示す方向から見た図である。
【００３３】
この蒸気発生装置３７は、主として、防爆の囲い７０と、防爆の囲い７０内に収容されているタンク７１とを備えている。この防爆の囲い７０は、ステンレス製の筺体であり、下側に凹部が形成されている。このタンク７１は、直方体の形状であって、上部周囲に口字状の鍔部７２が形成されており、溶剤液体としてのＩＰＡ液体を内部に貯留する。防爆の囲い７０の凹部に対応させるように、凸状の台座７３が設けられている。この台座７３は、ステンレス製である。なお、タンク７１は、本発明の容器に相当する。
【００３４】
凸状の台座７３上面の周囲には、複数の取付部材７４（図２では、２個開示）により防爆の囲い７０の下部と支持部材７５とが取り付けられている。支持部材７５は、口字状の形状としているとともに、内側に突出したフランジ７５ａを備えている。支持部材７５のフランジ７５ａ上にタンク７１が載置される。なお、支持部材７５は、ステンレス製である。
【００３５】
フランジ７５ａにおいて、タンク７１の下部側に口字状の第１凹部７５ｂが形成されている。この第１凹部７５ｂには、第１Ｏリング７６が嵌め込まれている。支持部材７５の内側側部には口字状の第２凹部７５ｃが形成されている。この第２凹部７５ｃには、第２Ｏリング７７が嵌め込まれている。第１Ｏリング７６及び第２Ｏリング７７は、いずれもゴム状の弾力性部材であるエラストマーである。
【００３６】
このタンク７１の周囲には、タンク７１の長辺側３本、短辺側２本の計１０本の支柱７９が配置されている（図２では、２本のみ開示、図３では、１０本開示）。この支柱７９の下端部は、ボルト８０により、支持部材７５の上端部に取り付けられている。この１０本の支柱７９は、ステンレス製である。なお、タンク７１の側部と支柱７９のタンク７１と接触する側とは、接着剤（図示省略）により、取り付けられている。
【００３７】
口字の形状の支持部材７５の内側で、台座７３上には上側アルミ板８１及び下側アルミ板８２に挟まれた板状のヒータ４１が配置されている。上側アルミ板８１の上部とタンク７１との間には伝熱スポンジ８４が設けられている。この伝熱スポンジ８４は、シリコーン主原料のゲルである。
【００３８】
タンク７１の鍔部７２には上には、タンク７１内を密閉するための蓋８５が載置されている。図２及び図３に示すように、タンク７１の鍔部７２と蓋８５とは、１０組のボルト８６とナット８７とにより、接合されている。
【００３９】
蓋８５には、窒素ガスをタンク７１内に導入するための窒素ガス導入穴８５ａと、ＩＰＡ液体をタンク７１内に供給するためのＩＰＡ液体供給穴８５ｂと、ＩＰＡ蒸気を溶剤ノズル３３へ供給するためのＩＰＡ蒸気供給穴８５ｃとがそれぞれ形成されている。また、防爆の囲い７０の上側には、窒素ガスをタンク７１内に導入するための窒素ガス導入穴７０ａと、ＩＰＡ液体をタンク７１内に供給するためのＩＰＡ液体供給穴７０ｂと、ＩＰＡ蒸気を溶剤ノズル３３へ供給するためのＩＰＡ蒸気供給穴７０ｃとがそれぞれ形成されている。
【００４０】
蓋８５の窒素ガス導入穴８５ａと防爆の囲い７０の窒素ガス導入穴７０ａとには、窒素ガス導入配管８９が接続されている。蓋８５のＩＰＡ液体供給穴８５ｂと防爆の囲い７０のＩＰＡ液体供給穴７０ｂとには、上流側のＩＰＡ供給管３５が接続されている。蓋８５のＩＰＡ蒸気供給穴８５ｃと防爆の囲い７０のＩＰＡ蒸気供給穴７０ｃとには、下流側のＩＰＡ供給管３５が接続されている。
【００４１】
この蒸気発生装置３７では以下のようにして、ＩＰＡ蒸気を発生する。まず、溶剤供給源４３（図１）から上流側のＩＰＡ供給管３５を介して、蒸気発生装置３７内のタンク７１にＩＰＡ液体を供給する。次に、ヒータ４１を作動させて、タンク７１内に貯留されたＩＰＡ液体を加熱する。これによりタンク７１内のＩＰＡ液体の上方の空間にＩＰＡ蒸気を発生させる。最後に、窒素ガス供給源（図示省略）から窒素ガス導入配管８９を介して、タンク７１内に窒素ガスを導入する。この窒素ガスのタンク７１への導入にともなって、タンク７１内にあるＩＰＡ蒸気が下流側のＩＰＡ供給管３５を介して溶剤ノズル３３へ供給される。
【００４２】
上述した本発明の実施の形態に係る蒸気発生装置３７によれば、以下のような顕著な効果がある。まず、この蒸気発生装置３７では、フランジ７５ａを有する支持部材７５、第１凹部７５ｂ、及び第１Ｏリング７６により、タンク７１を下側から支持しているので、従来のような加熱手段からの熱による熱応力により、接着シールが破損することもなく、タンク７１の支持機能を維持することができ、その結果、タンク７１の破損を抑制でき、効率的に溶剤蒸気を発生できるという顕著な効果がある。
【００４３】
また、この蒸気発生装置３７では、支持部材７５、支持部材７５の側部に形成された第２凹部７５ｃ、及び第２Ｏリング７７により、タンク７１を側部から支持しているので、第２Ｏリング７７によりタンク７１の側部下側の熱変形に対応できるという顕著な効果がある。
【００４４】
さらに、この蒸気発生装置３７では、上側アルミ板８１の上部とタンク７１との間には伝熱スポンジ８４が設けられているので、タンク７１の底面の反りとヒータ４１の反りに対応できるという顕著な効果もある。
【００４５】
なお、上述した本発明の実施の形態にかぎるものではない。たとえば、上述した発明の実施形態は、処理槽１を備えたバッチ式の洗浄装置であったが、基板を回転させながら１枚ずつ処理する枚葉式の洗浄装置でも利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
３５    ＩＰＡ供給管
３７    蒸気発生装置
４１    ヒータ
７０    防爆の囲い
７１    タンク
７３    台座
７５    支持部材
７５ａ  フランジ
７５ｂ  第１凹部
７５ｃ  第２凹部
７６    第１Ｏリング
７７    第２Ｏリング
７９    支柱
８４    伝熱スポンジ
【図１】
0005627484.tif 000002
【図２】
0005627484.tif 000003
【図３】
0005627484.tif 000004
【図４】
0005627484.tif 000005