(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤の蒸気と不活性ガスの混合ガスからなる乾燥ガスを基板に噴射して基板表面の乾燥を行う基板処理方法において、
前記乾燥ガスは、蒸気発生部において有機溶剤中に不活性ガスをバブリングすることにより生成した有機溶剤蒸気と不活性ガスからなる混合ガスであり、
前記蒸気発生部内の温度をＴ１、
前記蒸気発生部から噴射ノズルまでの前記有機溶剤と不活性ガスからなる混合ガスの温度をＴ２、
噴射ノズルから噴出する乾燥ガスの温度をＴ３、
としたとき、これらの温度が次のような関係となるように制御し、前記噴射ノズルから噴出する乾燥ガス中にサブミクロンサイズの有機溶剤ミストが含まれるようにしたことを特徴とする基板処理方法。
Ｔ１≦Ｔ２≦Ｔ３≦有機溶剤の沸点
【請求項２】
有機溶剤の蒸気と不活性ガスの混合ガスからなる乾燥ガスを基板に噴射して基板表面の乾燥を行う基板処理方法において、
前記乾燥ガスは、蒸気発生部において有機溶剤中に不活性ガスをバブリングすることにより生成した有機溶剤蒸気と不活性ガスからなる混合ガスを、更に前記不活性ガスと同種の希釈ガスで希釈したガスであり、
前記蒸気発生部内の温度をＴ１、
前記蒸気発生部から希釈ガスで希釈するまでの前記混合ガスの温度をＴ２'、
前記希釈ガスの温度をＴ４、
前記希釈ガスで希釈した後、噴射ノズルまでの前記有機溶剤と不活性ガスからなる混合ガスの温度をＴ2"、
噴射ノズルから噴出する乾燥ガスの温度をＴ３、
としたとき、これらの温度が次のような関係となるように制御し、前記噴射ノズルから噴出する乾燥ガス中にサブミクロンサイズの有機溶剤ミストが含まれるようにしたことを特徴とする基板処理方法。
Ｔ１≦Ｔ２'≦Ｔ４≦Ｔ2"≦Ｔ３≦有機溶剤の沸点
【請求項３】
前記有機溶剤は、イソプロピルアルコール、ジアセトンアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール、エチル・グリコール、１−プロパノール、２−プロパノール、テトラヒドロフランからなる群から選択される少なくとも１種であり、前記不活性ガスは窒素、アルゴン、ヘリウムから成る群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
有機溶剤に不活性ガスをバブリングすることにより有機溶剤の蒸気と不活性ガスとの混合ガスを発生する蒸気発生部と、
処理すべき複数枚の基板を互いに等ピッチで平行かつ垂直な姿勢で支持する支持手段と、
前記支持手段によって支持された基板の集合体を収容する洗浄処理槽と、
前記洗浄処理槽の上部開口を覆う蓋体と、
前記蓋体に設けられた噴射ノズルと、
前記蒸気発生部と前記噴射ノズルとを連通する第１の配管と、
を備えた基板処理装置において、前記第１の配管及び噴射ノズルにそれぞれヒータを付設し、前記各ヒータの制御により、
前記蒸気発生部内の温度をＴ１、
前記第１の配管内温度をＴ２、
前記噴射ノズル内の温度をＴ３、
としたとき、これらの温度が次のような関係となるように制御し、前記噴射ノズルから噴出する乾燥ガス中にサブミクロンサイズの有機溶剤ミストが含まれるようにしたことを特徴とする基板処理装置。
Ｔ１≦Ｔ２≦Ｔ３≦有機溶剤の沸点
【請求項５】
有機溶剤に不活性ガスをバブリングすることにより有機溶剤の蒸気と不活性ガスとの混合ガスを発生する蒸気発生部と、
処理すべき複数枚の基板を互いに等ピッチで平行かつ垂直な姿勢で支持する支持手段と、
前記支持手段によって支持された基板の集合体を収容する洗浄処理槽と、
前記洗浄処理槽の上部開口を覆う蓋体と、
前記蓋体に設けられた噴射ノズルと、
前記蒸気発生部と前記噴射ノズルとを連通する第１の配管と、
を備えた基板処理装置において、
更に、前記第１の配管の途中に接続され、前記不活性ガスと同種の希釈ガスを供給する第２の配管を有し、
前記第１の配管、第２の配管及び噴射ノズルにそれぞれヒータを付設し、前記各ヒータの制御により、
前記蒸気発生部内の温度をＴ１、
前記第１の配管内の前記蒸気発生部から前記第２の配管との接続点までの温度をＴ２'、
前記第２の配管内の温度をＴ４、
前記第１の配管内の前記第２の配管との接続点から前記ノズルまでの温度をＴ2"
前記噴射ノズル内の温度をＴ３、
としたとき、これらの温度が次のような関係となるように制御し、前記噴射ノズルから噴出する乾燥ガス中にサブミクロンサイズの有機溶剤ミストが含まれるようにしたことを特徴とする基板処理装置。
Ｔ１≦Ｔ２'≦Ｔ４≦Ｔ2"≦Ｔ３≦有機溶剤の沸点
【請求項６】
前記第１の配管と第２の配管との接続点の下流で、前記噴射ノズルの上流にスタティックミキサを設けたことを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記有機溶剤は、イソプロピルアルコール、ジアセトンアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール、エチル・グリコール、１−プロパノール、２−プロパノール、テトラヒドロフランからなる群から選択される少なくとも１種であり、前記不活性ガスは窒素、アルゴン、ヘリウムから成る群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウェーハ、液晶表示装置用基板、記録ディスク用基板、或いはマスク用基板や、その他の基板表面を高品質及び効率よく乾燥処理するための基板処理方法及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種基板のうち、例えば半導体ウェーハ（以下ウェーハという）の表面を清浄なものにするために、ウェーハ表面を薬液によって洗浄したのち、純水等の処理液によって洗浄を行い、更に有機溶剤、例えばイソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」という）等の有機溶剤を用いてウェーハを乾燥させる処理が行われている。より具体的には、この処理は、ウェーハを薬液及び純水によって洗浄した後、ＩＰＡの蒸気に晒してウェーハの表面にＩＰＡを凝縮させ、このＩＰＡの凝縮により、それまでウェーハに付着していた純水をＩＰＡと置換させ、この純水がウェーハの表面から流れ落ちることに伴い、パーティクル等の汚染物質を洗い流す工程、その後、ＩＰＡを蒸発させてウェーハ表面を乾燥させる乾燥工程とからなる。この乾燥工程において、ウェーハの表面に水滴が僅かでも残ると、ウェーハ表面にウォータマークが形成され、このウォータマークはパーティクルと同様にウェーハの品質を悪化させる原因となる。このため、半導体の製造工程においては、これらの汚染物質等がウェーハに付着しないようにしなければならない。そして、このような対策を講じたウェーハ等の基板表面処理法及び処理装置が多数考案され実用化され、特許文献でも多く紹介されている。（例えば、下記特許文献１及び２参照）
【０００３】
そこで、以下に下記特許文献１に開示されている基板処理装置を図１０及び図１１を参照しながら説明する。なお、図１０は下記特許文献１に記載された基板処理装置の断面図である。この基板処理装置１は、処理すべき基板（例えばウェーハ）を収容する処理槽２と、処理槽２の内部に処理液（例えば純水）を供給する処理液導入管３と、有機溶剤液（例えばＩＰＡ）を収容する蒸気発生槽４と、処理槽２から処理液を排出する処理液排出部５と、蒸気発生槽４内に加熱された有機溶剤を供給するための加熱溶剤供給装置６、６’とを備え、前記基板は、複数枚が等ピッチで平行にかつ垂直に起立した状態で処理槽２内に搬送され、各基板の表面処理が行われるようになっている。
【０００４】
この基板処理装置１では、以下の工程により、各種基板、例えば半導体ウェーハＷ（以下ウェーハＷという）の表面処理が行われる。
１）、ウェーハの搬入工程
待機状態にある処理装置１の純水が貯留された処理槽２の蓋２１が開けられ、複数枚のウェーハＷが処理槽２の内槽２２内へ搬送されて純水Ｊ中に投入・浸漬され蓋２１が閉じられる。そののち、不活性ガス供給管８１から処理槽２内に不活性ガス、例えば窒素ガスが供給され、処理槽２内の空気がこの窒素ガスで置換される。
【０００５】
２）、乾燥工程
次いで、ウェーハＷの水洗い又はリンスが行われたのちに、蒸気発生槽４内にバブリング用の窒素ガスＮ２が供給され、有機溶剤液、例えばＩＰＡの蒸気を発生させ、発生した蒸気が蒸気吐出口４１から処理槽２内に導入され純水Ｊの上の空間に充満される。
その後に内槽排液管５１の開閉弁が開かれ、流量制御弁を介して内槽２２内の純水Ｊが少しずつ排出され、純水Ｊの液面が下がって、ウェーハＷがその上端から液面上に次第に露出される。
【０００６】
ウェーハＷの表面が液面上に露出されると、それに伴って処理槽２内のＩＰＡの蒸気が液面上のウェーハＷの表面に触れる。このとき、処理槽２内の純水Ｊは、ほぼ室温に設定されているので、ウェーハＷの温度もほぼ室温となっている。このためＩＰＡの蒸気がウェーハＷに触れて急冷され、液面上のウェーハＷの表面にＩＰＡの蒸気が凝縮し、この凝縮したＩＰＡが純水の表面張力を下げ、それまでウェーハＷに付着していた純水がこのＩＰＡと置換される。純水Ｊ全てを排出した後、不活性ガス供給管８１から処理槽２内に不活性ガスを供給することによりＩＰＡが蒸発してウェーハＷの表面が乾燥処理される。
【０００７】
３）、ウェーハの搬出工程
その後、内槽２２内の純水Ｊが排出されたのちに、排気工程を経て基板処理を終了させ、蓋２１が開放され、ウェーハＷが処理槽２から取り出される。
【０００８】
この基板処理装置によると、一連の処理工程が１つの密閉された処理槽内で行なわれるので、ウェーハが大気に全く触れることがなく、ウェーハを能率よく処理できると共に、ウェーハ表面にパーティクルやウォータマーク等の汚染物質が付着することを抑制できる。
しかし、近年、この種の基板処理装置で処理されるウェーハは、処理効率を高めるために、可能な限り多数のウェーハを処理槽内に挿入する必要があり、場合によっては５０〜１００枚といったロット単位でウェーハが処理槽内で同時に処理されることから、各ウェーハ間の隙間は更に狭くなる傾向にあり、しかも、ウェーハの直径も２００ｍｍから３００ｍｍに大口径化してきている。そのため、直径が２００ｍｍ以下の比較的小さなウェーハでは、ウォータマークの発生を抑制できたが、直径が３００ｍｍのような大口径のウェーハではウォータマークが発生してしまい、従来装置での処理には限界がある。
【０００９】
そこで本発明者らは、このようなウォータマークが残る原因を様々な角度から検討した結果、その原因は、乾燥ガス中のＩＰＡ蒸気は、ＩＰＡ中に不活性ガスをバブリングすることにより得たものであるため、飽和濃度未満のＩＰＡ気体以外に微小なＩＰＡの液体粒（以下、「ミスト」という。）が多量に含まれているが、このミストの大きさ（サイズ）及び質量が窒素ガスのそれに比べて大きくて重いので、狭いウェーハ間の隙間を通り難く、ウェーハの口径が３００ｍｍにもなるとＩＰＡミストの供給口から遠く離れたウェーハ表面にはＩＰＡミストが供給され難くなるため、ＩＰＡによる置換が十分に行われないことにあることを見出した。すなわち、乾燥ガス中に含まれる全ＩＰＡ量が同じであれば、ＩＰＡミストのサイズが大きいとそのミストの数は減り、逆にＩＰＡミストのサイズが小さいとそのミストの数は増える。しかも、ＩＰＡミストのサイズが大きければ、その分だけ質量も重く、移動スピードが遅くなってしまう。そのため上記２）の乾燥工程において、乾燥ガスが処理槽内の複数枚のウェーハ間に供給されても、ウェーハの表面に付着した洗浄液の水滴数とＩＰＡミストの粒数が均衡せず、例えばＩＰＡミストの粒数が水滴数より少なければ、一部の水滴がＩＰＡによって置換されずに残り、ウォータマークの発生原因となってしまう。
【００１０】
加えて、ＩＰＡミストのサイズが大きくて重いので狭いウェーハ間の隙間を通り難くなるため、大口径３００ｍｍのウェーハでは、供給口から遠く離れたウェーハ表面にＩＰＡミストが届く前に近くの表面に付着してしまうものが多くなる。したがって、遠く離れたウェーハ表面では、供給されるＩＰＡミストの数は少なくなり、また、ＩＰＡミストが均等に供給されなくなる。すなわち、ＩＰＡミストの供給口に近いウェーハ表面には十分以上のＩＰＡミストが供給されるが、供給口より遠いウェーハ表面には十分なＩＰＡミストが供給されないので、ＩＰＡミスト供給口から遠いウェーハ表面ではウェーハ表面に付着していた洗浄液のＩＰＡによる置換が十分に行われなくなり、それがウォータマークの発生原因となるわけである。
【００１１】
この水滴がＩＰＡによって置換される状況を図１１を参照して説明する。なお、図１１は、乾燥処理時におけるＩＰＡミストとウェーハＷ上に付着した洗浄液の水滴（以下ＤＩＷという）との関係を模式的に示した断面図である。上記２）の乾燥工程において、図１１（ａ）に示すように、サイズの大きいＩＰＡミスト（液体）を含むＩＰＡ蒸気と窒素ガスＮ２（気体）との混合ガスを処理槽内に供給し、ウェーハＷ間に供給する。すると、図１１（ｂ）に示すように、ＤＩＷがＩＰＡ蒸気によって置換されるが、ＩＰＡミストのサイズが大きいために移動速度が遅く、更に、大口径の３００ｍｍのウェーハを多数枚（５０〜１００枚）処理槽内で同時に処理するため、ＩＰＡミストの数量も限定されることから全部のＤＩＷにまで届かない場合が発生する。このような原因により、乾燥ガスの供給口から遠くのウェーハ表面にＩＰＡミストが届く前に近くの表面に付着してしまい、遠くの表面にＩＰＡミストが供給されなくなる。したがって、図１１（ｃ）に示したように、ＤＩＷが残ったままとなり、これがウォータマークの発生原因となる。
【００１２】
一方、下記特許文献２には、有機溶剤中に不活性ガスをバブリングすることなく、有機溶剤を蒸発槽内で加熱蒸発させて有機溶剤蒸気と不活性ガスとの混合ガスを発生させ、該混合ガスを配管内で別途不活性ガスで希釈すると共に加熱保温して噴射ノズルより噴射するようになした基板処理装置が開示されている。この基板処理装置では、配管内及びノズルから噴出されるガス中の有機溶剤蒸気は完全に気体となっており、このような完全に気体となっている有機溶剤蒸気を使用すれば、気体の有機溶剤分子の大きさはミストの大きさよりも遙かに小さいために、上述のような有機溶剤ミストを使用した場合の問題点は生じないことになる。
【００１３】
しかしながら、完全に気体となっている有機溶剤蒸気を使用して基板処理を行っても、乾燥ガス中の有機溶剤蒸気濃度は飽和濃度以上にはならないから、乾燥ガス中の有機溶剤の絶対量は少ない。したがって、下記特許文献２に開示されている基板処理装置では、有機溶剤蒸気を大きな基板の隅々まで行き渡らせて基板表面の水分と置換させるためには非常に時間がかかるので、上述の基板表面に形成されるウォータマークが少なく、殆ど零にすると共にパーティクルの付着をなくし、乾燥処理スピードの高い基板処理方法及び装置を提供するという課題を達成するには至っていない。
【００１４】
なお、一般に「蒸気」とは「気体」のことを示すが、基板処理の技術分野においては上述の乾燥ガスのように「気体」以外に「微小な液体粒（ミスト）」を含むものも慣用的に「蒸気」ないしは「ベーパ」と表現されているので、本願明細書及び特許請求の範囲においても「気体」以外に「微小な液体粒（ミスト）」を含むものも「蒸気」と表すこととする。
【００１５】
【特許文献１】特開２００１−２７１１８８号公報（図１、第５頁左欄〜第６頁左欄）
【特許文献２】特開平１１−１９１５４９号公報（特許請求の範囲、段落［００１８］〜［００２４］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、本発明者らは、上記の検討結果を基にして種々検討を重ねた結果、有機溶剤の蒸気を構成するミストのサイズを極めて小さくすれば、有機溶剤の使用量を増やすことなく、有機溶剤ミストの粒数を増大させることができ、しかも、個々のミストの表面積は小さくなるものの、一方でミストの数が多くなった分だけ個々のミストの総和で表される全体の表面積が増大させることができ、そして、この全ミストの表面積が増大した有機溶剤の蒸気を基板表面に噴射すれば、基板に付着している水滴に満遍なく付着させることができるので、この水滴を効率よく有機溶剤に置換できることを見出し、本発明を実現するに至ったものである。
【００１７】
すなわち、本発明の第１の目的は、極小サイズの有機溶剤ミストを含む乾燥ガスを用いることにより、高品質の表面処理を実現し処理時間をも短縮した基板処理方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の第２の目的は、乾燥ガス中の極小サイズの有機溶剤ミストの濃度を調節することにより、更に高品質の表面処理を実現し、処理時間をも短縮した基板処理方法を提供することにある。
【００１９】
本発明の第３の目的は、極小サイズの有機溶剤ミストを含む乾燥ガスを簡単に生成できるようにして、高品質の表面処理を実現し処理時間をも短縮した基板処理装置を提供することにある。
【００２０】
更に、本発明の第４の目的は、乾燥ガス中の極小サイズの有機溶剤ミストの濃度を調節することにより、更に高品質の表面処理を実現し、処理時間をも短縮した基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記課題を解決するために、本願の請求項１に係る基板処理方法の発明は、有機溶剤の蒸気と不活性ガスの混合ガスからなる乾燥ガスを基板に噴射して基板表面の乾燥を行う基板処理方法において、
前記乾燥ガスは、蒸気発生部において有機溶剤中に不活性ガスをバブリングすることにより生成した有機溶剤蒸気と不活性ガスからなる混合ガスであり、
前記蒸気発生部内の温度をＴ１、
前記蒸気発生部から噴射ノズルまでの前記有機溶剤と不活性ガスからなる混合ガスの温度をＴ２、
噴射ノズルから噴出する乾燥ガスの温度をＴ３、
としたとき、これらの温度が次のような関係となるように制御し、前記噴射ノズルから噴出する乾燥ガス中にサブミクロンサイズの有機溶剤ミストが含まれるようにしたことを特徴とする。
Ｔ１≦Ｔ２≦Ｔ３≦有機溶剤の沸点
【００２３】
また、本願の請求項２に係る基板処理方法の発明は、有機溶剤の蒸気と不活性ガスの混合ガスからなる乾燥ガスを基板に噴射して基板表面の乾燥を行う基板処理方法において、
前記乾燥ガスは、蒸気発生部において有機溶剤中に不活性ガスをバブリングすることにより生成した有機溶剤蒸気と不活性ガスからなる混合ガスを、更に前記不活性ガスと同種の希釈ガスで希釈したガスであり、
前記蒸気発生部内の温度をＴ１、
前記蒸気発生部から希釈ガスで希釈するまでの前記混合ガスの温度をＴ２'、
前記希釈ガスの温度をＴ４、
前記希釈ガスで希釈した後、噴射ノズルまでの前記有機溶剤と不活性ガスからなる混合ガスの温度をＴ2"、
噴射ノズルから噴出する乾燥ガスの温度をＴ３、
としたとき、これらの温度が次のような関係となるように制御し、前記噴射ノズルから噴出する乾燥ガス中にサブミクロンサイズの有機溶剤ミストが含まれるようにしたことを特徴とする。
Ｔ１≦Ｔ２'≦Ｔ４≦Ｔ2"≦Ｔ３≦有機溶剤の沸点
【００２４】
また、本願の請求項３に係る発明は、前記請求項１又は２に記載の基板処理方法において、前記有機溶剤は、イソプロピルアルコール、ジアセトンアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール、エチル・グリコール、１−プロパノール、２−プロパノール、テトラヒドロフランからなる群から選択される少なくとも１種であり、前記不活性ガスは窒素、アルゴン、ヘリウムから成る群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【００２５】
更に、本願の請求項４に係る基板処理装置の発明は、
有機溶剤に不活性ガスをバブリングすることにより有機溶剤の蒸気と不活性ガスとの混合ガスを発生する蒸気発生部と、
処理すべき複数枚の基板を互いに等ピッチで平行かつ垂直な姿勢で支持する支持手段と、
前記支持手段によって支持された基板の集合体を収容する洗浄処理槽と、
前記洗浄処理槽の上部開口を覆う蓋体と、
前記蓋体に設けられた噴射ノズルと、
前記蒸気発生部と前記噴射ノズルとを連通する第１の配管と、
を備えた基板処理装置において、前記第１の配管及び噴射ノズルにそれぞれヒータを付設し、前記各ヒータの制御により、
前記蒸気発生部内の温度をＴ１、
前記第１の配管内温度をＴ２、
前記噴射ノズル内の温度をＴ３、
としたとき、これらの温度が次のような関係となるように制御し、前記噴射ノズルから噴出する乾燥ガス中にサブミクロンサイズの有機溶剤ミストが含まれるようにしたことを特徴とする基板処理装置。
Ｔ１≦Ｔ２≦Ｔ３≦有機溶剤の沸点
【００２７】
また、本願の請求項５に係る基板処理装置の発明は、
有機溶剤に不活性ガスをバブリングすることにより有機溶剤の蒸気と不活性ガスとの混合ガスを発生する蒸気発生部と、
処理すべき複数枚の基板を互いに等ピッチで平行かつ垂直な姿勢で支持する支持手段と、
前記支持手段によって支持された基板の集合体を収容する洗浄処理槽と、
前記洗浄処理槽の上部開口を覆う蓋体と、
前記蓋体に設けられた噴射ノズルと、
前記蒸気発生部と前記噴射ノズルとを連通する第１の配管と、
を備えた基板処理装置において、
更に、前記第１の配管の途中に接続され、前記不活性ガスと同種の希釈ガスを供給する第２の配管を有し、
前記第１の配管、第２の配管及び噴射ノズルにそれぞれヒータを付設し、前記各ヒータの制御により、
前記蒸気発生部内の温度をＴ１、
前記第１の配管内の前記蒸気発生部から前記第２の配管との接続点までの温度をＴ２'、
前記第２の配管内の温度をＴ４、
前記第１の配管内の前記第２の配管との接続点から前記ノズルまでの温度をＴ2"
前記噴射ノズル内の温度をＴ３、
としたとき、これらの温度が次のような関係となるように制御し、前記噴射ノズルから噴出する乾燥ガス中にサブミクロンサイズの有機溶剤ミストが含まれるようにしたことを特徴とする。
Ｔ１≦Ｔ２'≦Ｔ４≦Ｔ2"≦Ｔ３≦有機溶剤の沸点
【００２８】
また、本願の請求項６に係る発明は、前記請求項５に記載の基板処理装置において、前記第１の配管と第２の配管との接続点の下流で、前記噴射ノズルの上流にスタティックミキサを設けたことを特徴とする。
【００２９】
また、本願の請求項７に係る発明は、前記請求項４〜６のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記有機溶剤は、イソプロピルアルコール、ジアセトンアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール、エチル・グリコール、１−プロパノール、２−プロパノール、テトラヒドロフランからなる群から選択される少なくとも１種であり、前記不活性ガスは窒素、アルゴン、ヘリウムから成る群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本願の請求項１に記載の基板処理方法によると、不活性ガスを有機溶剤中にバブリングすることにより、有機溶剤ミストと飽和濃度未満の有機溶剤気体とからなる有機溶剤蒸気を含む不活性ガスとの混合ガスが得られ、その混合ガスは噴射ノズルから放出されるまでに同じ温度か或いは徐々に高くなるようにかつ有機溶剤の沸点以下に温度制御されているので、移動中に有機溶剤ミストの表面から徐々に有機溶剤が気化してミストの粒径が小さくなり、容易に噴射ノズルから噴出する乾燥ガス中の有機溶剤ミストをサブミクロンサイズとすることができる。
したがって、有機溶剤の蒸気に含まれるミストは、サブミクロンサイズに極小化されているので、有機溶剤の使用量を増やすことなく、有機溶剤ミストの粒数を増大させることができ、そのため個々のミストの表面積は小さくなるものの、一方で粒数が多くなった分だけ個々のミストの表面積の総和である全体の表面積が増大される。このため、サブミクロンサイズのミストを大量に基板表面に噴射できるようになるので、基板に付着している洗浄液がこの大量のサブミクロンサイズの有機溶剤ミストによって効率よく置換される。その結果、多数の大径基板が処理槽内に挿入されていても、サブミクロンサイズのミストは急速に基板間に浸入できるので、乾燥処理効率が向上すると共に処理時間も短縮でき、基板表面のウォータマークの発生が極めて少なく、或いは殆ど零にできる。更に、パーティクルの付着もなくなり、しかも、乾燥処理のスピードが速くなるのでパーティクルの再付着をも防止できるようになる。
【００３２】
また、請求項２に記載の基板処理方法では、蒸気発生部において生成された有機溶剤ミストと飽和濃度未満の有機溶剤気体とからなる有機溶剤の蒸気と不活性ガスとの混合ガスに、更にバブリングに使用した不活性ガスと同種の不活性ガスが追加されて希釈されているので、有機溶剤ミストが凝縮する機会が減ると共に、混合ガス中の有機溶剤蒸気濃度は更に低下し、加えて、ＩＰＡミストをウェーハとウェーハの間に多く運ぶ（キャリーする）ことができるようになる。従って、その混合ガスは噴射ノズルから放出されるまでに同じ温度か或いは徐々に高くなるように温度制御されているので、有機溶剤ミストの表面から有機溶剤の一部が気化してマイクロミストとなる速度及び効率が向上し、低濃度ではあるが多数のサブミクロンサイズの有機溶剤ミストを含む多量の乾燥ガスが得られ、多量のサブミクロンサイズの有機溶剤ミストを連続して基板表面に噴射することができるようになる。その結果、多数の大口径基板が処理槽内に挿入されていても、サブミクロンサイズのミストは急速に基板間に浸入できるので、基板に付着している洗浄液がこの多量に連続して供給されるサブミクロンサイズの有機溶剤の蒸気によって急速に置換され、その結果、乾燥処理効率が向上すると共に処理時間も短縮でき、乾燥処理が極めてスピードアップする。したがって、特に有機溶剤の使用量を増やすことなく、乾燥処理効率が向上すると共に処理時間も短縮でき、基板表面のウォータマークの発生が極めて少なく、或いは殆ど零にできるようになり、また、パーティクルの付着もなくなり、しかも、乾燥処理のスピードが速くなるのでパーティクルの再付着をも防止できるようになる。
【００３３】
また、請求項３に記載の基板処理方法によれば、有機溶剤と不活性ガスとの選択幅が広くなり、任意の組み合わせにより種々の基板処理に適応できるようになる。
【００３４】
更に、本願の請求項４に記載の基板処理装置によれば、各所に付設したヒータを制御することにより、容易に噴射ノズルから噴出する乾燥ガス中の有機溶剤ミストをサブミクロンサイズとすることができ、容易に前記請求項１に記載の基板処理方法を実施することができる基板処理装置が得られる。
【００３５】
また、請求項５に記載の基板処理装置によれば、容易に前記請求項２に記載の基板処理方法を実施することができる基板処理装置が得られる。
【００３６】
また、請求項６に記載の基板処理装置によれば、前記請求項５に記載の基板処理装置において、前記第１の配管と第２の配管との接続点の下流で、前記噴射ノズルの上流にスタティックミキサを設けたので、不活性ガス、有機溶剤ミスト、有機溶剤気体とが充分に混合されて均質な混合ガスが得られるので、マイクロミストの生成効率が向上する。
【００３７】
また、請求項７に記載の基板処理装置によれば、有機溶剤と不活性ガスとの選択幅が広くなり、任意の組み合わせにより種々の基板処理に適応できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照しながら説明する。但し、以下に説明する実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための基板処理方法及び基板処理装置を例示するものであって、本発明をこれらに限定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適用し得るものである。図１は、本発明の一実施形態の基板処理装置を示す断面図、図２は処理槽の一方側からの側面図、図３は処理槽の他方側からの側面図、図４は蓋体の平面図（この図は蓋体上部から透視した平面図である）、図５は図４に示す蓋体の側面図である。
【００３９】
図１を参照して、この基板処理装置１０は、基板の一例として半導体ウェーハを処理するための装置である。ここで言う処理とは、ウェーハＷを薬液によってエッチングする工程、ウェーハＷの表面をフッ酸処理する工程、或いはウェーハＷを水洗いするリンス処理工程、水洗い後のウェーハＷを有機溶剤で乾燥する乾燥処理工程などを含む。これら一連の処理は１つの処理槽１５内で連続して行われる。
【００４０】
処理槽１５は、図２〜５に示すように、その付属装置と共に収容できる容積を有する収容室１１に設置されている。付属装置は、収容室内の空調を行う空調装置、処理槽へ各種の処理液を供給する供給源、ウェーハ搬送機構等であり、図ではこれらは省略されている。処理槽１５は、上面が開口した有底箱形の内槽２０と、この内槽２０の上部外周を包囲する外槽２５と、この内槽２０の開口を覆う蓋体３０とを備え、内外槽２０、２５はシンク２９内に収容される。内外槽２０、２５は、フッ酸やＩＰＡ等の有機溶剤によって腐食されにくい材料、例えばポリフッ化ビニリデンなどで形成される。
【００４１】
内槽２０は、大量の大口径ウェーハＷ、例えば直径３００ｍｍのものを５０枚程度、基板保持具６２（図３参照）で保持して、処理液に浸漬して処理できる深さを有し、その底部に処理液排出部２１及び処理液供給部２２が設けられている。基板保持具６２には、例えばカセットガイドにより、複数枚のウェーハＷが互いに平行に等ピッチで且つ垂直に起立した状態で保持される。この基板保持具６２は、昇降機構６０に連結され、この昇降機構６０には昇降手段６１が設けられ、この昇降手段６１により基板保持具６２が上下垂直方向へ移動され、内槽２０への出し入れが行われる。図２の「Ｄｒｙ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ」は、乾燥工程の位置を表わし、「Ｒｉｎｓｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ」は洗浄工程の位置を表わしている。昇降手段６１には、例えばエアーシリンダ機構が使用される。
【００４２】
基板保持具６２からのウェーハ集合体の取り出しは、図３に示したように、移動機構５０により行われる。この移動機構５０は、ロボット機構（図示省略）に連結された複数本の把持爪５０１、５０２を備え、これらの把持爪５０１、５０２によって、ウェーハ集合体が把持され、所定の場所へ移動される。また、処理液排出部２１は、図２に示すように、小径の排出口２１１と大径の排出口２１２とからなり、大径の排出口２１２は、処理槽内の処理液を素早く排出するドレイン機構として機能する。小径の排出口２１１は、内槽２０の底部及び管内に貯留された処理液を排出させるものである。外槽２５は、内槽２０の上部から溢れ出る処理液を受け入れるためのオーバーフロー槽として機能する。この外槽２５の低い位置に排出口２５１が設けられる。
【００４３】
蓋体３０は、図５に示すように、下部が開口し上部が閉鎖され内部に多数枚のウェーハＷを集めたウェーハ集合体Ｗ’を収納できる大きさを有する箱状容器３１からなり、この箱状容器３１は、フッ酸やＩＰＡ等の有機溶剤によって腐食されにくい材料で形成される。この蓋体３０は、移動手段５５（図３参照）により水平方向へ移動できるようになっている。この移動手段５５は、図２の矢印で示すように、蓋体３０を内槽２０の上部に水平方向へ移動させることにより、内槽２０の開口を塞いだり、開いたりする。すなわち、内槽２０の上に位置する蓋体３０を垂直方向へ所定距離持ち上げ、水平方向へ移動し、そののち、垂直方向の下方へ降ろして、待機状態に保持される。この蓋体３０の移動は、内槽２０内へのウェーハ集合体Ｗ’の搬入及び処理済のウェーハ集合体を内槽２０から取り出す際に行われる。
【００４４】
また、箱状容器３１は、図５に示すように、その上部にほぼアーチ状の天井面３２が形成され、この天井面３２に不活性ガスを噴射する複数個の噴射ノズル３３１〜３３７がほぼ等間隔に四方に整列して配設される。複数個のノズル３３は、図４に示すように、ウェーハ集合体Ｗ’の上方にあって、行方向にほぼ等間隔で配列された複数個の噴射ノズル３３１〜３３７が列方向にもほぼ等間隔に複数列が配設される。図４では行方向に７個配列したものが６列、計４２個の噴射ノズル３３１〜３３７６がウェーハ集合体Ｗ’の上部外周縁に配設されている。行方向における７個の噴射ノズル３３１〜３３７は、ウェーハ集合体Ｗ’との関係は、図５に示すように、各噴射ノズル３３１〜３３７とウェーハ集合体Ｗ’の外周縁との距離はほぼ等しくなるように天井面３２に配設される。天井面３２をアーチ状に形成することにより、ウェーハＷは、概ね円板状をなしているので、上記の距離を等しくすることが容易になる。この天井面の形状は、ウェーハＷの形状に合わせて変更され、上記の距離をほぼ等しくすることが好ましい。
【００４５】
噴射ノズル３３は、図５に示すように、ガス供給管３４２が接続され、この供給管３４２は分岐され、これらの分岐管３４２１、３４２２にそれぞれ噴射ノズル３３の個数が同じか、或いはほぼ等しくなる数が結合される。これにより、各噴射ノズルにほぼ均等にガスを分配することができる。これらの噴射ノズル３３は、それぞれ噴射ガスが所定角度で拡散されるものを使用し、各噴射ノズル３３からウェーハ集合体Ｗ’の外周縁へガスが噴射された際に、隣接する噴射ノズル、例えば噴射ノズル３３２と噴射ノズル３３３と間の噴射ガスがウェーハ集合体Ｗ’の外周縁ｂで重なるように設定することが好ましい。複数個の噴射ノズル３３を上記のようにして天井面３２に整列して配列することにより、ウェーハ集合体Ｗ’にほぼ均一にガスを供給できる。
【００４６】
噴射ノズル３３は、全体形状が円錐状をなし先細の先端に開孔が形成され、この開孔から乾燥ガスが噴射される。また、各噴射ノズル３３には、ヒータ（図示省略）が付設されている。噴射ノズル自体は、既に公知であるので、詳細な説明を省略する。更に、ガス供給管３４２及びこの管から分岐された各分岐管３４２１、３４２２には、管体の外周壁面にヒータ（図示省略）が付設されている。このヒータには、例えばベルトヒータを使用する。これらのヒータは、ＣＰＵ１２に接続され、このＣＰＵによって制御される。
【００４７】
内外槽２０、２５と蓋体３０との間には、図２、３、５に示すように、中間連結部材２６及び多孔板挿入機構２７が配設される。中間連結部材２６は、蓋体３０の下部開口と同じ大きさの開口を有す筒状体で形成される。この筒状体は、フッ酸やＩＰＡ等の有機溶剤によって腐食されにくい材料で形成される。この中間連結部材２６は、多孔板挿入機構２７の上方に設けられ、下方の開口２６２は多孔板を収納した枠体２７１の上面にほぼ当接されるように位置決めされ、上方の開口２６１は箱状容器３１の下部開口３１１と嵌合される。なお、蓋体３０を直接枠体２７１に嵌合させるようにして中間連結部材２６を省いてもよい。
【００４８】
多孔板２８は、所定の処理が終了したウェーハ集合体Ｗ’を乾燥する工程において、内外槽２０、２５と中間連結部材２６との間に挿入される平板状のプレートからなり、板状面には複数個の小孔が穿設されたものである。この多孔板は、フッ酸やＩＰＡ等の有機溶剤によって腐食されにくい材料で形成される。この多孔板２８は、枠体２７１内に収納され、移動機構（図示省略）に連結され、図２に示すように、水平方向にスライド移動される。多孔板２８を収納する枠体２７１は、所定の縦幅（垂直方向）を有しており、多孔板２８が枠体２７１に収納された際に、枠体２７１と多孔板２８との間に隙間２７２が形成されるようになっている。
【００４９】
この隙間２７２は、例えば２ｍｍ程度の隙間で、乾燥工程において、乾燥ガスの一部がシンク２９内へ放出されるようになっている。したがって、内槽２０と蓋体３０との間に隙間２７２（図７ではこの隙間をｘで表わしている）が形成されるので、この隙間ｘにより内槽２０と蓋体３０との間が密閉されることなく半密閉、すなわち、乾燥処理部及び洗浄処理部とシンク２９との間が半密閉状態となる。また、多孔板２８は、内外槽２０、２５と中間連結部材２６との間に挿入され、内槽２０と蓋体３０とを区分、すなわち洗浄処理部と乾燥処理部とを仕切るシャッタとして機能する。
【００５０】
次に、図１を参照して前記処理槽１５と付属装置との配管接続を説明する。内槽２０の底部に設けられた処理液供給部２２には、処理液導入管２２１が接続され、この導入管２２１は流量制御弁及びポンプを介して純水供給源３８に接続されている。この処理液導入管２２１は、処理液供給系配管の機能をなし、この配管と流量制御弁及びポンプとで洗浄液供給手段が構成される。また、この処理液導入管２２１には、同様に流量制御弁を介して薬液供給源３９にも接続されている。薬液供給源３９は、所望の薬液を所定濃度及び所定温度に調製するための薬液調合手段（図示省略）を備えている。薬液は、処理の目的（例えば洗浄、エッチング、酸化等の処理）に応じて、例えばフッ酸、塩酸、過酸化水素水、硫酸、オゾン水、アンモニア水、界面活性剤、アミン系有機溶剤、フッ素系有機溶剤、電解イオン水などから選択され、必要に応じてこれら複数の薬液を混合したものが使用される。
【００５１】
また、内槽２０の底部に設けられた処理液排出部２１は、図２に示すように、小径の排出口２１１と大径の排出口２１２とからなり、それぞれ内槽排液管２３１、２３２に接続され、これらの排液管２３１は開閉弁、ポンプ、流量制御弁を介して排液処理設備４０に接続されている。更に、排液管２３２も同様に開閉弁、ポンプ、流量制御弁を介して排気処理設備４１に接続される。また、シンク２９も排気処理設備４１１に接続されている。外槽２５の低い位置には、ドレイン管２５１が接続され、このドレイン管２５１は排液管２３１に接続されている。
【００５２】
処理槽１５の近傍には、蒸気供給機構３７が設けられる。この蒸気供給機構３７は、ウェーハＷの表面に付着残留している付着水と混合し易く、表面張力が極めて小さい、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶剤等からなる有機溶剤を貯溜すると共に、この有機溶剤を加熱すると共に不活性ガスをバブリングして気化及びミストを発生させる蒸気発生槽３７１を備えている。この蒸気発生槽３７１は、加熱槽３７２内の温水に浸漬され、有機溶剤が所定温度に加熱される。この蒸気発生槽３７１と有機溶剤供給源３６とは、配管３６１で接続され、蒸気発生槽３７１へＩＰＡが供給される。上記有機溶剤には、ＩＰＡの他、ジアセトンアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール、エチル・グリコール、１−プロパノール、２−プロパノール、テトラヒドロフラン等の有機化合物からなる群から適宜選択して使用する。
【００５３】
また、第２の不活性ガス供給源３５は、配管３５１及び３５１２を介して、蒸気発生槽３７１に接続され、蒸気発生槽３７１の底部へ窒素ガスＮ２が供給され、蒸気発生槽３７１内に貯留されているＩＰＡ内に気泡を発生（バブリング）させ、ＩＰＡ気体及びミストからなるＩＰＡ蒸気を生成する。また、この蒸気発生槽３７１から導出された配管３７１２は、スタティックミキサＭを介してガス供給管３４２に連結され、蒸気発生槽３７１から噴射ノズル３３へキャリアガスＮ２及びＩＰＡ蒸気の混合ガスが供給される。配管３５１２、３７１２、３４２の管体の外周壁面にはベルトヒータ（図示省略）が付設され、これらのヒータはＣＰＵ１２によって温度制御されている。なお、スタティックミキサＭはキャリアガスＮ２及びＩＰＡ蒸気からなる混合ガスの混合度合いを促進して均質化させるために設けられている。
【００５４】
第１の不活性ガス供給源３４からは、配管３４１を経て配管３７１２に不活性ガスとして窒素ガスＮ２が供給される。この配管３４１もベルトヒータにより所定の温度に制御されている。この窒素ガスＮ２は、蒸気発生槽３７１からの不活性ガスと有機溶剤蒸気との混合ガスの希釈だけでなく、処理槽１５内のパージや仕上げ乾燥にも使用される。なお、不活性ガスとしては、窒素ガスＮ２の他に、アルゴン、ヘリウムを適宜選択して使用できる。
【００５５】
次に、この基板処理装置を用いた一連の処理を図６、図７を参照して説明する。なお、図６は一連の処理のタイムチャートを示し、図７は洗浄・乾燥工程を示し、図７（ａ）は洗浄工程、図７（ｂ）は乾燥工程１、図７（ｃ）は乾燥工程２、図７（ｄ）は乾燥工程３を説明する断面図である。
【００５６】
図１、６を参照して、先ず、処理槽１５の蓋体３０を開き、ウェーハ集合体Ｗ’を内槽２０内に収容する。このとき内槽２０内には、所望の薬液、例えばフッ酸（ＨＦ）が薬液供給源３９から処理液導入管２２１と処理液供給部２２を通って内槽２０に供給され貯溜されている。したがって、ウェーハ集合体Ｗ’は、この処理液に浸漬されることにより、薬液に応じた処理（例えばエッチングやフッ酸処理、洗浄等）が行われる。
【００５７】
この薬液処理が終了後、図７（ａ）に示すように、純水供給源３８から処理液導入管２２１と処理液供給部２２を通して純水ＤＩＷが内槽２０へ供給される。この純水供給は、内槽２０の上部から溢れさせながら行われる。内槽２０から溢れた純水ＤＩＷは、外槽２５へ流れ込み、ドレイン管２５１から排水管を通って排出される。この純水の供給を比較的長い時間かけて行い、内槽２０内に残留していた前記薬液ＨＦを押し出す。
【００５８】
この洗浄工程が終了したのち、図７（ｂ）に示す乾燥工程１では、純水ＤＩＷの連続供給を停止し、少量の純水を供給（ＤＩＷの節水）しながら、ウェーハ集合体Ｗ’を内槽２０からゆっくり（Ｓｌｏｗ  ｕｐ  Ｓｐｅｅｄ）引上げる。このウェーハ集合体Ｗ’の引上げと同時に、少量のＩＰＡ蒸気を処理槽１５内へ供給することもできる。
【００５９】
次いで、図７（ｃ）に示す乾燥工程２では、処理槽１５底部の排出口２１２のドレイン機構弁を作動させて処理液を素早く排出し、多孔板２８を枠体２７１内に水平移動させて内外槽２０、２５と中間連結部材２６との間に挿入する。更に、内槽２０内に温められた窒素ガスＮ２とＩＰＡ蒸気との混合ガスからなる乾燥ガスを供給する。これらの動作は、チャートに示すように同時に行われる。この乾燥ガスは、配管３４２及びノズル３３内で加熱されている。この工程において、処理槽１５内の有機溶剤の蒸気は、各ウェーハＷの表面に触れて、ウェーハＷの表面にＩＰＡのミストが凝縮してＩＰＡの膜が形成される。ウェーハＷの表面に有機溶剤の膜が形成されると、それまでウェーハＷに付着していた純水がＩＰＡと置換されるので、表面張力が小さくなってウェーハＷの表面から流れ落ちると共に、基板表面に付着しているＩＰＡが蒸発する。図７（ｄ）の乾燥工程３では、置換されたＩＰＡを乾燥させるために窒素ガスＮ２が供給されて、乾燥工程３が終了したら処理槽１５からウェーハ集合体Ｗ'が取り出される。
【００６０】
上記の工程において、蓋体３０（乾燥処理部）内の圧力はシンク内の圧力及びその排気元の圧力より高く、且つ、内槽２０（洗浄処理部）の圧力及びその排気元の圧力より高くされる。このため、乾燥処理部内における乾燥ガスの流れは、層流となり、スムーズに排気管から槽外へ排気され、この過程において、乾燥ガスは、個々のウェーハに均一に供給され、基板の表面にウォータマークが形成されることがなく、また、パーティクルの除去及び付着をも防止できる。しかも、乾燥ガスが処理槽内で還流することがないので、パーティクルの再付着も阻止できる。
【００６１】
また、このとき、図１の各所の温度Ｔ１、Ｔ２'、Ｔ４、Ｔ２"及びＴ３の温度の関係は、ＣＰＵ１２によって各所のヒータを制御することにより以下の関係を満たすように設定される。
Ｔ１≦Ｔ２'≦Ｔ４≦Ｔ２"≦Ｔ３    ・・・・・・・（１）
ここで、
蒸気発生槽３７１内の温度：Ｔ１、
配管３７１２内の温度     ：Ｔ２'、
配管３４１内の温度      ：Ｔ４、
配管３４２内の温度      ：Ｔ２"、
噴射ノズル内の温度     ：Ｔ３、
【００６２】
このように、各所の温度Ｔ１、Ｔ２'、Ｔ４、Ｔ２"及びＴ３を上記（１）式を満たすように設定することにより、噴射ノズル３３から噴射されるＩＰＡミストのサイズは、極めて小さい粒径のミストとなる。具体的には、チンダル現象では観察されない程度の極微粒のミスト、すなわちサブミクロンサイズのミストとなる。すなわち、数ミクロンサイズのミストであればチンダル現象により確認できるが、サブミクロンサイズになるとチンダル現象によっても確認できなくなり、特殊な測定装置が必要となる。本実施形態では、上記ＩＰＡミストのサイズはチンダル現象によって確認できないため、サブミクロンサイズになっている。しかし、このサブミクロンサイズのミストは、完全に気体化しているわけではなく、液体状態で存在しているものである。なお、Ｔ３は、ＩＰＡのミストが完全に気化してしまわないようにＩＰＡの沸点（８２．４℃）以下に制御される。
【００６３】
有機溶剤の蒸気を構成するミストのサイズをサブミクロンサイズにすることにより、有機溶剤の使用量を増やすことなく、有機溶剤ミストの粒数を増大させ、個々のミストの表面積は小さくなるものの粒数が多くなった分だけ全体の表面積が増大することなる。その結果、有機溶剤の蒸気の比表面積を増大させて基板に噴射することができるので洗浄液との置換効率がよくなる。
【００６４】
また、上記（１）式の温度設定において、各温度は同じか徐々に高くなっていることが好ましい。すなわち、蒸気発生槽３７１では、ＩＰＡ中に不活性ガスをバブリングすることによりＩＰＡミストと飽和濃度未満のＩＰＡ気体とからなるＩＰＡ蒸気を含む不活性ガスとの混合ガスが得られるが、この混合ガスは噴射ノズルから放出されるまでに同じ温度か或いは徐々に高くなるように維持されるので、配管及び噴射ノズル内で有機溶剤の蒸気が凝縮することがなくなるために混合ガス中の有機溶剤ミストの径も大きくはならず、加えて、配管及びノズル内を移動中にＩＰＡミストの表面から徐々にＩＰＡが気化してミストの粒径が小さくなるので、噴射ノズルから噴出する乾燥ガスとして容易にサブミクロンサイズのＩＰＡミストを含む乾燥ガスが得られるようになる。
【００６５】
更に、蒸気発生部３７１で生成したＩＰＡミストと飽和濃度未満のＩＰＡ気体とからなるＩＰＡ蒸気を含む不活性ガスからなる混合ガスは、別途配管３４１から供給される不活性ガスで希釈されているので、前記混合ガス中のＩＰＡ気体濃度が低下するので、ＩＰＡミストからのＩＰＡの気化がより促進されると共に、多量の不活性ガスと共に多くのサブミクロンサイズのＩＰＡミストを含む乾燥ガスを処理槽１５に供給することができるようになる。この場合、新たに供給された窒素ガスＮ２がＩＰＡ蒸気等に効率よく混合されるように、配管３４２の途中にミキサＭを設けて攪拌することが好ましい。このミキサは、スタティックミキサが好ましい。
【００６６】
このように乾燥ガス中に多くのサブミクロンサイズのＩＰＡミストが含有されていると、多数の大口径基板が処理槽１５内に挿入されていても、サブミクロンサイズのミストは急速に基板間に浸入できるので、基板に付着している洗浄液がこの多量に連続して供給されるサブミクロンサイズの有機溶剤の蒸気によって急速に置換され、その結果、乾燥処理効率が向上すると共に処理時間も短縮でき、乾燥処理が極めてスピードアップする。したがって、特に有機溶剤の使用量を増やすことなく、乾燥処理効率が向上すると共に処理時間も短縮でき、基板表面のウォータマークの発生が極めて少なく、或いは殆ど零にできるようになり、また、パーティクルの付着もなくなり、しかも、乾燥処理のスピードが速くなるのでパーティクルの再付着をも防止できるようになる
【００６７】
なお、上述の態様では、配管３４１から希釈用不活性ガスを供給するようになされたものを示したが、この希釈用不活性ガスはサブミクロンサイズのＩＰＡミストを得るためには必ずしも必要なものではない。この場合は、蒸気発生槽３７１とノズル３３を結ぶ配管３７１２、３４２、３４２１及び３４２２の温度を、全て異なるようにして前記（１）式を満たすように温度制御してもよく、或いは全て同一の温度Ｔ２に維持して、
Ｔ１≦Ｔ２≦Ｔ３
となるように温度制御しても良い。
【００６８】
更に、配管及び噴射ノズル内の温度Ｔ３は蒸気発生部に供給される有機溶剤の温度Ｔ１及び不活性ガスの温度Ｔ２と同じか、あるいは高く設定する。それにより、配管及び噴射ノズル内で有機溶剤の蒸気が凝縮することがなくなるので乾燥ガス中の有機溶剤ミストの径も大きくはならず、加えて、ノズルから噴出する前に有機溶剤ミストの表面から更に有機溶剤の一部が気化するため、噴射ノズルから噴出する乾燥ガス中の有機溶剤ミストの大きさを容易にサブミクロンサイズとなすことができる。また、有機溶剤蒸気が配管及び噴射ノズル内で凝縮しないので、ノズルからＩＰＡの滴が落ちる心配もない。
【００６９】
なお、本実施態様においては、有機溶剤ミスト同士の衝突及び有機溶剤ミストの機器の壁への衝突を防止して、有機溶剤ミスト径の増大及びミストの凝縮を防止するために、装置の構成部材を以下のように構成することが好ましい。すなわち、蒸気発生部のバブリングタンクは頂部が円錐状あるいは円弧状となるようにする。また、乾燥ガス供給配管は、段差が少なく口径が大きく変わらないようにする。更に、蒸気発生部のバブリングノズルは、噴出径が小さく噴射速度が高いものを使用する。
【００７０】
更に、このサブミクロンサイズのＩＰＡミストを含む乾燥ガスを使用して、基板に付着した洗浄液がこのミストによって置換される状況を説明する。図８、９は乾燥処理時におけるＩＰＡ蒸気と基板との関係を模式的に示した断面図であり、図８は乾燥ガスがサブミクロンサイズのＩＰＡミストを含んでいるが不活性ガスで希釈されていない場合を示し、図９は乾燥ガスがサブミクロンサイズのＩＰＡミストを含むと共に不活性ガスで希釈されている場合を示す。なお、図８（ａ）、（ｂ）及び図９（ａ）、（ｂ）は図６の「乾燥２」の工程に該当し、図８（ｃ）及び図９（ｃ）は図６の「乾燥３」の工程に該当する。図８（ａ）に示すように、サブミクロンサイズのＩＰＡミスト（液体）と窒素ガスＮ２（気体）との混合ガスからなる乾燥ガスを処理槽１５内に送り、ウェーハＷ間に供給すると、この乾燥ガスの供給により、図８（ｂ）に示すように、ウェーハＷに付着しているＤＩＷがＩＰＡによって置換されるが、ＩＰＡミストが微粒化されて多く供給されているので１個のＤＩＷに対して複数個のＩＰＡ粒がＤＩＷに付着するため、ＤＩＷが効率よく置換される。次いで、図８（ｃ）に示すように、Ｎ２ガスのみを処理槽１５内に送ることでＩＰＡを蒸発させる。この場合、「乾燥２」の工程（図８（a）および（b））において、窒素ガスＮ２の供給量が少ないために、ＩＰＡミストのキャリー効果が十分ではなく、サブミクロンサイズのミストを使用したことにより一応良好な乾燥効果が得られるものの、大口径ウェーハの乾燥に使用した場合にはわずかに残留ＤＩＷのウォータマークが残る場合がある。
【００７１】
また、乾燥ガスがサブミクロンサイズのＩＰＡミストを含むと共に更に不活性ガスで希釈されている場合は、乾燥ガス中のＩＰＡ蒸気の濃度は薄くなるが、ＩＰＡミストのキャリー効果が充分となるので、図９に示すように、大量のキャリアガスによってサブミクロンサイズのＩＰＡミストをウェーハＷの奥の方まで連続して均一に供給するこができるようになる。この大量のキャリアガスを含んだ乾燥ガスにより、サブミクロンサイズのＩＰＡミストが素早くＤＩＷに付着するので、ＤＩＷが効率よく置換される。その結果、大口径ウェーハの乾燥に使用した場合でも乾燥処理効率が上がると共に、処理スピードが向上するので処理時間を短縮でき、図９（ｃ）に示すように、基板Ｗの表面から実質的にＤＩＷを零、すなわちウォータマークの発生を完全になくすことができるようになる。なお、この図９に示したものは、図８の場合と新たな窒素ガスが混入された以外は同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態の基板処理装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の処理槽を示す側面図である。
【図３】図２の処理槽を他方側からみた側面図である。
【図４】本発明の一実施形態の処理槽における蓋体の上部から透視した平面図である。
【図５】図４に示す蓋体の側面図である。
【図６】一連の処理のタイムチャートを示す図である。
【図７】洗浄・乾燥工程を示し、図７（ａ）は洗浄工程、図７（ｂ）は乾燥工程１、図７（ｃ）は乾燥工程２、図７（ｄ）は乾燥工程３を説明する断面図である。
【図８】乾燥工程におけるＩＰＡ蒸気と基板との関係を模式的に示した断面図である。
【図９】図８と同様に、希釈用窒素ガスを用いた場合の乾燥工程におけるＩＰＡ蒸気と基板との関係を模式的に示した断面図である。
【図１０】従来技術の基板処理装置を示す断面図である。
【図１１】図１０の基板処理装置の乾燥工程におけるＩＰＡ蒸気と基板との関係を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１、１０  基板処理装置
１１      収容室
１５      処理槽
２０      内槽
２１      処理液排出部
２２      処理液供給部
２５      外槽
２６      中間連結部材
２７      多孔板挿入機構
２８      多孔板
２９      シンク
３０      蓋体
３１      箱状容器
３３      噴射ノズル
３７      蒸気供給機構
３７１      蒸気発生槽
【要約】
【課題】  極小サイズの有機溶剤の蒸気を用いることにより、高品質の表面処理を実現し処理時間をも短縮した基板処理方法及び装置を提供すること。
【解決手段】  有機溶剤に不活性ガスをバブリングすることにより有機溶剤の蒸気と不活性ガスとの混合ガスを発生する蒸気発生部３７１と、
処理すべき複数枚の基板を互いに等ピッチで平行かつ垂直な姿勢で支持する支持手段と、
前記支持手段によって支持された基板の集合体を収容する処理槽１５と、
前記処理槽の上部開口を覆う蓋体３０と、
前記蓋体３０に設けられた噴射ノズル３３と、
前記蒸気発生部と前記噴射ノズルとを連通する第１の配管３７１２、３４２、３４２１、３４２２と、
を備えた基板処理装置１０において、前記第１の配管及び噴射ノズルにそれぞれヒータを付設し、前記各ヒータの制御により前記噴射ノズルから噴射される乾燥ガス中にサブミクロンサイズの有機溶剤ミストが含まれるようにする。
【選択図】    図１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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