(57)【要約】【課題】容器の形状を工夫することにより、基板の汚染を防止するとともに溶剤蒸気の供給過多を防止することができる蒸気発生装置を提供する。【解決手段】容器６３は、貯留部６５及び滞留部６７の横断面積よりも小さな流路断面積で貯留部６５と滞留部６７とを連通接続した連通部６９を有するので、貯留部６５に貯留しているイソプロピルアルコールがヒータ４３で加熱されて蒸発する際の蒸発面積を小さくすることができる。したがって、たとえイソプロピルアルコールが突沸したとしても、ミストが飛散する面積が小さく、突沸に起因する基板Ｗの汚染を防止することができるとともに、イソプロピルアルコールの蒸発面積が小さく蒸気の発生量を抑制できるので、供給口７９から供給される蒸気の供給過多を抑制できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤蒸気を発生させる蒸気発生装置において、
溶剤を貯留する貯留部と、貯留部の上方に配置され、溶剤の蒸気を滞留させる滞留部と、前記貯留部及び前記滞留部の横断面積よりも小さな流路断面積で前記貯留部と前記滞留部とを連通接続した連通部とを有する容器と、
溶剤を加熱するために前記貯留部に設けられ加熱手段と、
前記滞留部に形成され、発生された溶剤蒸気を外部に供給するための供給口と、
を備えている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、
前記滞留部は、イソプロピルアルコールのミストを付着させるための網を備えたミストストッパを備えている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２に記載の蒸気発生装置において、
前記滞留部の内部を減圧する減圧手段をさらに備えていることを特徴とする蒸気発生装置。
【請求項４】
溶剤蒸気により基板を乾燥する基板乾燥装置において、
基板を保持する保持機構と、
前記保持機構に保持された基板に溶剤蒸気を供給する供給手段と、
溶剤蒸気を発生させる蒸気発生手段と、
前記蒸気発生手段で発生された溶剤蒸気を前記供給手段へ供給する供給管とを備え、
前記蒸気発生手段は、
溶剤を貯留する容器と、
溶剤を貯留する貯留部と、貯留部の上方に配置され、溶剤の蒸気を滞留させる滞留部と、前記貯留部及び前記滞留部の横断面積よりも小さな流路断面積で前記貯留部と前記滞留部とを連通接続した連通部とを有する容器と、
溶剤を加熱するために前記貯留部に設けられた加熱手段と、
前記滞留部に形成され、発生された溶剤蒸気を前記供給管に供給するための供給口と、
を備えたことを特徴とする基板乾燥装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板乾燥装置において、
前記滞留部は、イソプロピルアルコールのミストを付着させるための網を備えたミストストッパを備えていることを特徴とする基板乾燥装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の基板乾燥装置において、
前記滞留部の内部を減圧する減圧手段をさらに備えていることを特徴とする基板乾燥装置。
【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）等の基板に対する乾燥用の溶剤蒸気を発生させる蒸気発生装置及びこれを備えた基板乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の蒸気発生装置として、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を貯留する貯留槽と、貯留槽に付設され、イソプロピルアルコールを加熱するヒータと、貯留槽内で発生されたイソプロピルアルコールの蒸気を、基板を処理するためのチャンバに導入する導入管と、イソプロピルアルコールの蒸気を導入管に送り込むためのキャリアガスを供給するキャリアガス供給管とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。なお、貯留槽は、全面が矩形状の板状部材で構成された直方体形状を呈しており、ヒータは貯留槽の下面に付設されている。
【特許文献１】特許第３５８５１９９号（図２及び図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、ヒータで加熱されたイソプロピルアルコールが激しく沸騰することがあるので、その液面の全体から蒸気とともにミストが貯留槽内部に飛散する。ミストには、イソプロピルアルコールに含まれていた金属成分が含まれることがあり、これが導入管を通してチャンバに導入されると基板が金属成分で汚染されるという問題がある。また、イソプロピルアルコールが貯留槽の液面全体から蒸気が発生するので、イソプロピルアルコールの蒸気が供給過多となることがある。
【０００４】
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、容器の形状を工夫することにより、基板の汚染を防止するとともに溶剤蒸気の供給過多を防止することができる蒸気発生装置及びこれを備えた基板処理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】
【０００５】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、溶剤蒸気を発生させる蒸気発生装置において、溶剤を貯留する貯留部と、貯留部の上方に配置され、溶剤の蒸気を滞留させる滞留部と、前記貯留部及び前記滞留部の横断面積よりも小さな流路断面積で前記貯留部と前記滞留部とを連通接続した連通部とを有する容器と、溶剤を加熱するために前記貯留部に設けられ加熱手段と、前記滞留部に形成され、発生された溶剤蒸気を外部に供給するための供給口と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００６】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、容器は、貯留部及び滞留部の横断面積よりも小さな流路断面積で貯留部と滞留部とを連通接続した連通部を有するので、貯留部に貯留している溶剤が加熱手段で加熱されて蒸発する際の蒸発面積を小さくすることができる。したがって、たとえ溶剤が突沸したとしても、ミストが飛散する面積が小さく、また蒸発面積が小さく蒸気の発生量を抑制できるので、供給口から供給される蒸気の供給過多を抑制することができる。また、ミストは突沸により上方へ向かうが、滞留部の空間が連通部の空間よりも大きくされているので、ミストの上昇速度よりも沈降速度が勝ってミストは下方へと落下する。したがって、このような作用によってもミストによる基板の汚染を防止することができる。
【０００７】
また、本発明において、滞留部は、イソプロピルアルコールのミストを付着させるための網を備えたミストストッパを備えていることが好ましい（請求項２）。蒸発面積が小さくても、ある程度のミストが突沸により滞留部へ侵入するので、このようなミストをミストストッパの網によって付着させることにより、ミストが供給口から供給されないようにできる。したがって、突沸に起因する基板の汚染を確実に防止することができる。
【０００８】
また、本発明において、滞留部の内部を減圧する減圧手段をさらに備えていることが好ましい（請求項３）。蒸発面積が少なくても減圧手段による減圧により、処理に必要な充分な量の溶剤を蒸発させることができる。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、溶剤蒸気により基板を乾燥する基板乾燥装置において、基板を保持する保持機構と、前記保持機構に保持された基板に溶剤蒸気を供給する供給手段と、溶剤蒸気を発生させる蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段で発生された溶剤蒸気を前記供給手段へ供給する供給管とを備え、前記蒸気発生手段は、溶剤を貯留する容器と、溶剤を貯留する貯留部と、貯留部の上方に配置され、溶剤の蒸気を滞留させる滞留部と、前記貯留部及び前記滞留部の横断面積よりも小さな流路断面積で前記貯留部と前記滞留部とを連通接続した連通部とを有する容器と、溶剤を加熱するために前記貯留部に設けられた加熱手段と、前記滞留部に形成され、発生された溶剤蒸気を前記供給管に供給するための供給口と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、蒸気発生手段で発生された蒸気が供給管及び供給手段を介して、保持機構に保持された基板に供給され、基板が溶剤蒸気によって乾燥される。溶剤蒸気を発生する溶剤蒸気発生手段は、容器が貯留部及び滞留部の横断面積よりも小さな流路断面積で貯留部と滞留部とを連通接続した連通部を有するので、貯留部に貯留している溶剤が加熱手段で加熱されて蒸発する際の蒸発面積を小さくすることができる。したがって、たとえ溶剤が突沸したとしても、ミストが飛散する面積が小さく、突沸に起因する基板の汚染を防止することができるとともに、蒸気の発生量を抑制できるので、供給口から供給される蒸気の供給過多を抑制することができる。また、ミストは突沸により上方へ向かうが、滞留部の空間が連通部の空間よりも大きくされているので、ミストの上昇速度よりも沈降速度が勝って下方へと落下する。したがって、このような作用によってもミストによる基板の汚染を防止できる。
【００１１】
また、本発明において、滞留部は、イソプロピルアルコールのミストを付着させるための網を備えたミストストッパを備えていることが好ましく（請求項５）、滞留部の内部を減圧する減圧手段をさらに備えていることが好ましい（請求項６）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る蒸気発生装置によれば、容器は、貯留部及び滞留部の横断面積よりも小さな流路断面積で貯留部と滞留部とを連通接続した連通部を有するので、貯留部に貯留している溶剤が加熱手段で加熱されて蒸発する際の蒸発面積を小さくすることができる。したがって、たとえ溶剤が突沸したとしても、ミストが飛散する面積が小さく、また蒸発面積が小さく蒸気の発生量を抑制できるので、供給口から供給される蒸気の供給過多を抑制することができる。また、ミストは突沸により上方へ向かうが、滞留部の空間が連通部の空間よりも大きくされているので、ミストの上昇速度よりも沈降速度が勝って下方へと落下する。したがって、このような作用によってもミストが供給口から供給されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１４】
この基板処理装置は、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を収容可能に構成されている。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。噴出管７は、供給管１１を介して処理液供給源１５に連通接続されており、処理液の流量が処理液弁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する。
【００１５】
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、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」とにわたって図示しない駆動機構により移動可能に構成されている。
【００１６】
なお、上述したリフタ３１が本発明における保持機構に相当する。
【００１７】
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が配設されている。溶剤ノズル３３には、供給管３５の一端側が連通接続されている。供給管３５の他端側は、蒸気発生装置３７に連通接続されている。この供給管３５には、その上流側から順に、溶剤蒸気の流量を調節するための蒸気弁３９と、溶剤蒸気を加熱するためのインラインヒータ４１とが配設されている。
【００１８】
なお、上述した溶剤ノズル３３が本発明における供給手段に相当する。
【００１９】
蒸気発生手段に相当する蒸気発生装置３７は、溶剤の蒸気を発生させるためのヒータ４３を備えており、溶剤を供給するための溶剤供給源４５が連通接続されている。溶剤としては、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が例示される。また、蒸気発生装置３７には、内部を減圧するための減圧ポンプ４７が連通接続されている。
【００２０】
なお、上述したヒータ４３が本発明における加熱手段に相当し、減圧ポンプ４７が本発明における減圧手段に相当する。
【００２１】
また、チャンバ２７には、内部の気体を排出するための排気ポンプ４９が排気弁５１を介して配設されている。
【００２２】
処理槽１の底部には、排出口５３が形成されている。この排出口５３には、ＱＤＲ弁５５が取り付けられている。このＱＤＲ弁５５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底部に一旦排出される。チャンバ２７の底部には、排出管５７が取り付けられ、排出管５７には排液弁５９が取り付けられている。
【００２３】
上述した処理液弁１７、上部カバー２９、リフタ３１、蒸気発生装置３７、蒸気弁３９、インラインヒータ４１、減圧ポンプ４７、排気ポンプ４９、排気弁５１、ＱＤＲ弁５５、排液弁５９などの動作は、制御部６１によって統括制御される。
【００２４】
次に、図２を参照して蒸気発生装置３７について詳細に説明する。なお、図２は、蒸気発生装置を示す縦断面図である。
【００２５】
蒸気発生装置３７は、容器６３を備えている。この容器６３は、イソプロピルアルコールを貯留する貯留部６５と、イソプロピルアルコールの蒸気を滞留させる滞留部６７と、これらを連通接続した連通部６９とを備えている。
【００２６】
貯留部６５は、下面にヒータ４３が付設されており、貯留空間７１に貯留されているイソプロピルアルコールがヒータ４３によって加熱される。イソプロピルアルコールは、側壁に形成された注入口７３を通して、溶剤供給源４５から供給される。貯留部６５の上面には、連通部６９の下部が取り付けられた連通口７５が形成されている。この連通口７５は、貯留部６５の横断面積よりかなり小さい。具体的には、水平方向の長さが１／３程度とされ、面積的には１／９程度とされている。
【００２７】
滞留部６７は、蒸気空間７７の容積が貯留空間７１の容積よりも大きくされている。上面の一部位には、供給管３５の一端側が連結された供給口７９が形成されており、蒸気空間７７に滞留しているイソプロピルアルコールの蒸気を供給管３５を介して溶剤ノズル３３へ供給する。蒸気空間７７のうち上１／３の高さ位置には、網からなるミストストッパ８１が取り付けられている。また、ミストストッパ８１よりも上側の蒸気空間７７においてミストストッパ８１の上面から供給口７９にわたって、断面が台形状（ロート形状）を呈する収集部材８３が配設されている。収集部材８３は、イソプロピルアルコールの蒸気を効率的に供給口７９に導くために設けられている。滞留部６７の側壁の一部位には、排気口８５が形成されている。この排気口８５には、減圧ポンプ４７が接続されており（図１参照）、排気口８５を通して蒸気空間７７が減圧されるようになっている。滞留部６７の下面には、連通部６９の上部が取り付けられた蒸発口８７が形成されている。その大きさは、滞留部６７の横断面積よりかなり小さくなっている。具体的には、水平方向の長さが１／３程度とされ、面積的には１／９程度とされている。
【００２８】
換言すると、上述した容器６３は、下部及び上部にあたる貯留部６５及び滞留部６７よりも、中央部の連通部６９が絞られたような形状を呈する。逆に、中央部の連通部６９よりも、その下部及び上部にあたる貯留部６５及び滞留部６７が拡げられたような形状を呈する。
【００２９】
なお、上述した容器６３及びミストストッパ８１は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの高機能樹脂や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクルロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）などのフッ素樹脂などで構成することが好ましい。これにより、イソプロピルアルコールへの金属成分の溶出を防止できる。
【００３０】
上述したように構成された蒸気発生装置３７は、まず溶剤供給源４５からイソプロピルアルコールが貯留部６５に供給される。その供給量は、イソプロピルアルコールの液面が、連通部６９の蒸発口８７と同じ位置あるいはそれより若干下方に位置する程度が好ましい。次に、減圧ポンプ４７により滞留部６７の蒸気空間７７内を第１の圧力Ｐ１まで減圧する。第１の圧力Ｐ１は、チャンバ２７の圧力（後述する第２の圧力Ｐ２）より低くならないように、ある程度高くすることが好ましい。これによりキャリアガスを使うことなく圧力差だけで、イソプロピルアルコールの蒸気を蒸気空間７７から供給管３５及び溶剤ノズル３３を介してチャンバ２７に供給することができる。そして、ヒータ４３を加熱して貯留空間７１に貯留しているイソプロピルアルコールを加熱する。これにより、小さな面積の蒸発口８７から蒸発したイソプロピルアルコールの蒸気が上昇して蒸気空間７７に滞留し、圧力差に応じて蒸気がミストストッパ８１を通り、蒸気空間７７から供給管３５及び溶剤ノズル３３を介してチャンバ２７に供給されるようになっている。
【００３１】
容器６３は、貯留部６５及び滞留部６７の横断面積よりも小さな流路断面積で貯留部６５と滞留部６７とを連通接続した連通部６９を有するので、貯留部６５に貯留しているイソプロピルアルコールがヒータ４３で加熱されて蒸発する際の蒸発面積を小さくすることができる。したがって、たとえイソプロピルアルコールが突沸したとしても、ミストが飛散する面積が小さく、突沸に起因する基板Ｗの汚染を防止することができるとともに、イソプロピルアルコールの蒸発面積が小さく蒸気の発生量を抑制できるので、供給口７９から供給される蒸気の供給過多を抑制することができる。また、ミストは突沸により上方へ向かうが、滞留部６７の空間が連通部６９の空間よりも大きくされているので、ミストの上昇速度よりも沈降速度が勝って下方へと落下する。したがって、このような作用によってもミストによる基板Ｗの汚染を防止することができる。
【００３２】
また、蒸発面積が小さくされているとはいえ、ある程度のミストがイソプロピルアルコールの突沸により滞留部に侵入する場合があるが、蒸気空間７７にミストストッパ８１を備えているので、ミストストッパ８１の網に対してミストを付着させることにより、ミストが供給口７９から供給されないようにできる。したがって、突沸に起因する基板Ｗの汚染を確実に防止することができる。また、蒸発面積が少なくても減圧ポンプ４７により蒸発空間７７を減圧することにより、充分に溶剤を蒸発させることができる。
【００３３】
次に、上述した構成の蒸気発生装置３７を備えた基板処理装置の動作について説明する。
【００３４】
まず、制御部６１は、上部カバー２９を開放させ、未処理の基板Ｗを複数枚保持しているリフタ３１を「待機位置」から「乾燥位置」に搬入させる。このとき、排液弁５９は開放させたままである。次に、制御部６１は処理液弁１７を開放させる。これにより、処理液供給源１５から薬液が処理液として処理槽１に供給され、処理槽１から溢れた処理液がチャンバ２７の底部で回収される。回収された処理液は、排出管５７を通して排出される。このようにして処理液が処理槽１へ供給された後、制御部６１は、リフタ３１を「乾燥位置」から「処理位置」に所定時間だけ維持させて基板Ｗに対して処理液による処理を行わせる。
【００３５】
薬液処理を開始して所定時間が経過すると、制御部６１は、リフタ３１を「処理位置」に維持させたまま、処理液供給源１５からの薬液に代えて純水を処理液として供給させる。そして、その状態を所定時間だけ維持して、基板Ｗを純水で洗浄処理させる。
【００３６】
純水洗浄が完了すると、制御部６１は、処理槽１に貯留している純水を急速排水させる。具体的には、ＱＤＲ弁５５を開放させ、処理槽１内の純水をチャンバ２７の底部に排出させるとともに、チャンバ２７の底部の純水を外部へ排出させる。そして、排液弁５９を閉止させるとともに排気ポンプ４９を作動させてチャンバ２７内を第２の圧力Ｐ２まで減圧させる。このときの圧力は、上述した蒸気発生装置３７の第１の圧力Ｐ１よりも低くさせることが好ましい。これにより圧力差により、イソプロピルアルコールの蒸気が溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に供給される。
【００３７】
その後、制御部６１は、リフタ３１を「処理位置」から「乾燥位置」へと移動させるとともに、所定時間だけその状態を維持して減圧乾燥を行わせる。これにより、基板Ｗの表面に付着している純水がイソプロピルアルコールの蒸気で置換される。乾燥が終了すると、制御部６１は排気ポンプ４９を停止させ、上部カバー２９を開放して減圧を解消させるとともに、リフタ３１を「乾燥位置」から「待機位置」へと移動させる。
【００３８】
このように、上述した基板処理装置によると、上述した効果を奏する蒸気発生装置３７からイソプロピルアルコールの蒸気を供給して基板Ｗを乾燥させているので、イソプロピルアルコールの突沸に起因する基板Ｗの汚染を防止することができるとともに、イソプロピルアルコールの蒸気の発生量を抑制できるので、イソプロピルアルコールの蒸気の供給過多を抑制することができる。また、イソプロピルアルコールのミストは突沸により上方へ向かうが、滞留部６７の空間が連通部６９の空間よりも大きくされているので、ミストの上昇速度よりも沈降速度が勝って下方へと落下する。したがって、このような作用によってもミストによる基板Ｗの汚染を防止できる。
【００３９】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００４０】
（１）上述した実施例では、蒸気発生装置３７が一つの連通部６９によって構成されているが、例えば、図３に示すように、複数個の連通部６９Ａによって構成されてもよい。この場合には、貯留部８５の上壁に複数個の連通口７５Ａが形成され、滞留部６７の下壁に複数個の蒸発口８７Ａが形成される。但し、蒸発口８７Ａの合計面積は、上述した実施例と同程度である。このような構成によると、蒸発面を分散できるので、滞留部６７における蒸気の分布を均一にすることができ、供給されるイソプロピルアルコールの蒸気の供給濃度が変動するのを抑制できる。また、複数個の連通部６９Ａが分散して滞留部６７と貯留部６５を支持するので、容器３７の機械的強度を高めることができる。
【００４１】
（２）上述した実施例では、溶剤としてイソプロピルアルコールを例に採って説明しているが、これに代えて他の溶剤を用いるものであってもよい。
【００４２】
（３）上記の実施例では、処理槽１が単体の槽で構成されているが、内槽と外槽とを備えた構成であってもよい。
【００４３】
（４）上述した実施例では、処理槽１に貯留された処理液に基板Ｗを浸漬させる構成であるが、１枚の基板Ｗにイソプロピルアルコールを供給する枚葉式の基板乾燥装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】蒸気発生装置を示す縦断面図である。
【図３】蒸気発生装置の変形例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｗ  …  基板
１  …  処理槽
３１  …  リフタ
３３  …  溶剤ノズル
３７  …  蒸気発生装置
４１  …  インラインヒータ
４３  …  ヒータ
４７  …  減圧ポンプ
４９  …  排気ポンプ
６３  …  容器
６５  …  貯留部
６７  …  滞留部
６９  …  連通部
７１  …  貯留空間
７９  …  供給口
８１  …  ミストストッパ
８３  …  収集部材
８７  …  蒸発口
【図１】
2008078191.tif 000003
【図２】
2008078191.tif 000004
【図３】
2008078191.tif 000005