(57)【要約】【課題】乾燥工程における基板の酸化を防止すると共に、基板を迅速に乾燥させることが可能な回転式基板乾燥装置を提供することを目的とする。【解決手段】回転式基板乾燥装置は、略円筒形のチャンバ１１と、チャンバ１１の上方に形成された開口部１２の外周部に配設されたパッキング２３と、開口部１２を開閉するためのカバー１３と、チャンバ１１の斜め上方の予備室１７内に配設された窒素ガス供給ノズル２１と、開口部１２の両側に配設された窒素ガス噴出ノズル２４および窒素ガス吸引ノズル２５と、チャンバ１１の斜め下方の排出口２６に接続された排気ダンパ２７および真空排気ダンパ２８とを有する。【選択図】　　　　図１
2004048006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転させることにより基板に付着した液滴を除去して乾燥させる回転式基板乾燥装置において、
基板を通過させるための開口部を有するチャンバと、
前記開口部を気密状態で閉鎖するためのカバーと、
前記チャンバとカバーとにより形成された空間内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記不活性ガス供給手段により供給された不活性ガスを前記チャンバとカバーとにより形成された空間内から排出するための排出口とを備え、
前記排出口には、
前記空間内の不活性ガスを前記排出口から排出させるための排気ダンパと、
前記排気ダンパの作用により不活性ガスが排出された後に、前記空間内を減圧するための、真空ポンプに接続された真空排気ダンパと、
が接続されたことを特徴とする回転式基板乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転式基板乾燥装置において、
前記不活性ガス供給手段により供給される不活性ガスをイオン化させるイオナイザをさらに備える回転式基板乾燥装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回転式基板乾燥装置において、
前記不活性ガス供給手段は、前記排気ダンパの作用により不活性ガスが排出された後、前記真空排気ダンパの作用により前記空間内が減圧されている間においても前記空間内に不活性ガスを供給する回転式基板乾燥装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回転式基板乾燥装置において、
前記不活性ガス供給手段は、前記チャンバの斜め上方から不活性ガスを供給するとともに、
前記排出口は、前記チャンバ内の基板に対して前記不活性ガス供給手段による不活性ガスの供給方向とは逆方向を向く前記チャンバの斜め下方へ不活性ガスを排出する回転式基板乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造装置用マスク基板等の基板を回転させることにより、当該基板に付着した液滴を除去して乾燥させる回転式基板乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような回転式基板乾燥装置としては、従来、複数の基板を一括して投入するための開口部を有するチャンバと、このチャンバの開口部を閉止することにより基板の回転乾燥時における液滴の外部への飛散を防止するためのカバーと、チャンバ内に外気を導入するためのカバーに付設されたフィルターと、チャンバ内において複数の基板を保持して回転するための回転手段と、フィルターから導入された外気をチャンバから排出するための排気口とを備えるものが知られている。そして、この回転式基板乾燥装置においては、回転手段に保持された基板をチャンバ内において回転させることにより、回転による遠心力で基板に付着した液滴を除去すると共に、回転手段の回転に伴ってフィルターから導入される外気により基板表面の液滴の乾燥を促進させる構成となっている。
【０００３】
また、基板の乾燥をより促進させるため、基板の表面にエタノールを供給することにより、基板の表面に付着した水滴とエタノールとを置換した後、基板を回転させて乾燥する回転式基板乾燥装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−１４２３２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の回転式基板乾燥装置においては、チャンバ内に酸素を含んだ外気が導入されることから、回転し乾燥しつつある基板の表面と酸素とが接触することになる。基板が酸素と接触した状態で乾燥した場合においては、基板と液滴との界面において基板に酸化が発生する。このような酸化が発生した場合においては、後工程である基板の成膜処理工程において成膜不良等を引き起こし、当該基板により製造される製品の歩留まりを低下させる。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、乾燥工程における基板の酸化を防止すると共に、基板を迅速に乾燥させることが可能な回転式基板乾燥装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板を回転させることにより基板に付着した液滴を除去して乾燥させる回転式基板乾燥装置において、基板を通過させるための開口部を有するチャンバと、前記開口部を気密状態で閉鎖するためのカバーと、前記チャンバとカバーとにより形成された空間内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記不活性ガス供給手段により供給された不活性ガスを前記チャンバとカバーとにより形成された空間内から排出するための排出口とを備え、前記排出口には、前記空間内の不活性ガスを前記排出口から排出させるための排気ダンパと、前記排気ダンパの作用により不活性ガスが排出された後に、前記空間内を減圧するための、真空ポンプに接続された真空排気ダンパとが接続されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記不活性ガス供給手段により供給される不活性ガスをイオン化させるイオナイザをさらに備えている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記不活性ガス供給手段は、前記排気ダンパの作用により不活性ガスが排出された後、前記真空排気ダンパの作用により前記空間内が減圧されている間においても前記空間内に不活性ガスを供給する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記不活性ガス供給手段は、前記チャンバの斜め上方から不活性ガスを供給するとともに、前記排出口は、前記チャンバ内の基板に対して前記不活性ガス供給手段による不活性ガスの供給方向とは逆方向を向く前記チャンバの斜め下方へ不活性ガスを排出する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る回転式基板乾燥装置の側断面図であり、図２はその斜視図である。
【００１２】
この回転式基板乾燥装置は、基板Ｗとしての略円形の半導体ウエハに対して乾燥処理を行うものであり、略円筒形のチャンバ１１と、チャンバ１１の上方に形成された開口部１２を開閉するためのカバー１３と、チャンバ１１内に回転可能に設けられた横軸形のロータ１４と、ロータ１４に着脱自在に架設された基板支持部１５と、基板支持部１５を昇降するためにチャンバ１１の下部に昇降自在に配設された支持部昇降機構１６とを備えている。
【００１３】
略円筒形のチャンバ１１の斜め上方には、予備室１７が、チャンバ１１と互いに接続した状態で配設されている。そして、この予備室１７内には、窒素ガス供給ノズル２１とイオナイザ２２とが配設されている。この窒素ガス供給ノズル２１は、チャンバ１１内に向けて不活性ガスとしての窒素ガスを供給するためのものであり、図示しない窒素ガスの供給源と接続されている。また、イオナイザ２２は、一対の放電針に高電圧を印加して放電させ、そこを通過する気体をイオン化するものであり、後述する基板の回転乾燥時において、窒素ガス等との摩擦により基板Ｗに生じた静電気を除去する目的で使用される。
【００１４】
なお、窒素ガス供給ノズル２１とイオナイザ２２とを予備室１７内に配設しているのは次のような理由による。すなわち、チャンバ１１内に窒素供給ノズル２１やイオナイザ２２等による突起物を設けると、基板Ｗより飛散する液滴のハネを発生させ液滴が基板Ｗに再付着することや、突起物の周辺に液滴が溜まり汚染物質が蓄積されるという問題が生ずる。このため、窒素ガス供給ノズル２１とイオナイザ２２とをチャンバ１１内に直接配設するかわりに、チャンバ１１と接続する予備室１７内に配設しているのである。
【００１５】
チャンバ１１の上方には矩形状の開口部１２が形成されており、この開口部１２の外周部にはパッキング２３が配設されている。また、開口部１２と対向する位置にはカバー１３が配設されている。このため、図１に示すように、カバー１３が開口部１２と対向した状態においては、開口部１２はカバー１３とパッキング２３とにより気密状態で閉鎖される。
【００１６】
チャンバ１１における開口部１２の両側には、それぞれ、窒素ガス噴出ノズル２４と窒素ガス吸引ノズル２５とが配設されている。窒素ガス噴出ノズル２４は、図２に示すように、窒素ガスを噴出するための格子状のノズル部を有し、窒素ガスを開口部１２に沿って層状に噴出する。また、窒素ガス吸引ノズル２５は、窒素ガス噴出ノズル２４のノズル部と対向して配置された吸引部を有し、窒素ガス噴出ノズル２４より噴出された窒素ガスを吸引する。このため、窒素ガス噴出ノズル２４から窒素ガスを噴出すると共に窒素ガス吸引ノズル２５により窒素ガスを吸引することにより、開口部１２の上方において窒素ガスによるカーテン状の流れが発生する。
【００１７】
なお、上述したカバー１３は図示しない開閉機構と接続されており、図２に示すように、窒素ガス吸引ノズル２５との干渉をさけるため、一旦上昇した後開放位置まで移動するよう構成されている。
【００１８】
チャンバ１１の斜め下方には、窒素ガス供給ノズル２１からチャンバ１１内に供給された窒素ガスを排出するための排出口２６が配設されている。この排出口２６は、排気ダンパ２７を介してクリーンルーム等に装備された排気ダクトと接続されている。また、同様に、排気口２６は、真空排気ダンパ２８を介して真空ポンプ２９と接続されている。なお、上記排気ダンパ２７および真空排気ダンパ２８は、閉鎖時にはその通路を完全に密閉しうるタイプのものが使用されている。
【００１９】
ロータ１４は間隔を隔てて対向配置された左右一対の回転フランジ３１（図１においては一方のみ図示）を複数の連結棒３３で連結した構造を有する。このロータ１４には、複数の基板Ｗを支持した基板支持部１５をロータ１４に固定するための支持部クランプ機構３４と、基板Ｗを基板支持部１５に固定するための基板クランプ機構３５とが設けられている。このロータ１４は、ベルト３６を介してモータ３７と接続されており、モータ３７の駆動により図１における紙面に垂直な軸を中心に高速で回転する。
【００２０】
基板支持部１５の下方には、基板支持部１５を昇降するための支持部昇降機構１６が配設されている。この支持部昇降機構１６は、図示しないエアシリンダの駆動を受けて上下移動することにより、基板支持部１５を、そこに支持した複数の基板Ｗを図示しないチャックとの間で受け渡しする受け渡し位置と、図１に示す位置との間で昇降させるよう構成されている。
【００２１】
次に、この回転式基板乾燥装置による基板Ｗの乾燥動作について説明する。図３および図４は基板の乾燥動作を示すフローチャートである。
【００２２】
初期状態においては、カバー１３と排気ダンパ２７および真空排気ダンパ２８とは閉鎖されている。この状態において、窒素ガス供給ノズル２１からチャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内に窒素ガスを供給すると共に（ステップＳ１１）、排気ダンパ２７を開放する（ステップＳ１２）。そして、この状態で時間Ｔ１が経過するのを待つ（ステップＳ１３）。これにより、チャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内が窒素ガスによりパージされる。
【００２３】
次に、排気ダンパ２７を閉鎖し（ステップＳ１４）、窒素ガス供給ノズル２１からの窒素ガスの供給を停止する（ステップＳ１５）。また、窒素ガス噴出ノズル２４から窒素ガスを噴出させると共に（ステップＳ１６）、窒素ガス吸引ノズル２５からの吸引を開始する（ステップＳ１７）。
【００２４】
この状態において、カバー１３を開放する（ステップＳ１８）。このとき、チャンバ１１における排出口２６は閉鎖されており、また、チャンバ１１の開口部１２の上方には窒素ガス噴出ノズル２４と窒素ガス吸引ノズル２５の作用により窒素ガスによるカーテン状の流れが形成されていることから、クリーンルームにおけるダウンフロー等の影響により開口部１２からチャンバ１１内に酸素を含んだ外気が進入することを防止することができる。
【００２５】
続いて、基板支持部１５を昇降させることにより開口部１２を介して複数の基板Ｗをチャンバ１１内に搬入する（ステップＳ１９）。このとき、チャンバ１１内に進入する基板Ｗは、窒素ガス噴出ノズル２４と窒素ガス吸入ノズルとにより形成される窒素ガスの流れの中を通過する。このため、基板Ｗ間に存在する空気は窒素ガス噴出ノズル２４から噴出される窒素ガスにより吹き飛ばされることとなり、チャンバ１１内への外気の持ち込みが防止される。
【００２６】
チャンバ１１内への基板Ｗの搬入が完了すれば、カバー１３を閉鎖し（ステップＳ２０）、窒素ガス噴出ノズル２４からの窒素ガスの噴出を停止すると共に（ステップＳ２１）窒素ガス吸引ノズル２５からの窒素ガスの吸引を停止する（ステップＳ２２）。
【００２７】
そして、再度、窒素ガス供給ノズル２１からチャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内に窒素ガスを供給すると共に（ステップＳ２３）、排気ダンパ２７を開放して窒素ガスを排出口２６から排出することによりチャンバ１１内に窒素ガスの流れを生じさせる（ステップＳ２４）。また、イオナイザ２２を作動させてそこを通過する窒素ガスをイオン化する（ステップＳ２５）。
【００２８】
この状態において、ロータ１４を回転させることにより基板Ｗをその主面の中心部付近を回転中心として回転させ（ステップＳ２６）、基板Ｗに付着した液滴を回転による遠心力で除去すると共に、窒素ガス供給ノズル２１より導入される窒素ガスにより基板Ｗ表面の液滴の乾燥を促進させる。基板Ｗより除去された液滴は、窒素ガスの流れに乗って排出口２６から排出される。
【００２９】
この基板Ｗの乾燥時に、基板Ｗが酸素と接触した場合には、基板Ｗを構成するシリコンと液滴との界面において酸化が発生し、これがウォータマークとなって、後工程の成膜処理において成膜不良を引き起こす。しかしながらこの実施の形態においては、チャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内は窒素ガスによりパージされているため、基板Ｗの表面で酸化が生ずることはなく、基板Ｗにウォータマークが生じることはない。
【００３０】
また、従来の回転式基板乾燥装置のように外気をチャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内に導入する構成ではないので、チャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内に一定の湿度および温度の気体を導入することができ、基板Ｗの乾燥状態を一定に維持することが可能となる。
【００３１】
この状態で時間Ｔ２が経過すれば（ステップＳ２７）、排気ダンパ２７を閉鎖すると共に（ステップＳ２８）、真空排気ダンパ２８を開放し（ステップＳ２９）真空ポンプ２９を作動させる（ステップＳ３０）。これにより、チャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内が減圧され、基板Ｗの表面に残存する微細な液滴の蒸発が促進される。
【００３２】
そして、さらに時間Ｔ３が経過して基板Ｗが完全に乾燥すれば（ステップＳ３１）、ロータ１４の回転を停止する（ステップＳ３２）。そして、イオナイザ２２と真空ポンプ２９とを停止させると共に（ステップＳ３３、Ｓ３４）、真空排気ダンパ２８を閉鎖する（ステップＳ３５）。この状態においても、窒素ガス供給ノズル２１からの窒素ガスの供給は継続している。
【００３３】
所定の時間が経過し、チャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内の気圧が大気圧まで上昇すれば（ステップＳ３６）、カバー１３を開放し（ステップＳ３７）、支持部昇降機構１６で基板支持部１５を上昇させることにより、基板Ｗをチャンバ１１内より搬出する（ステップＳ３８）。なお、後工程との関係から基板Ｗをすぐに搬出しない場合等においては、チャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内の気圧が過度に高くなることを防止するため、排気ダンパ２７を開放する。
【００３４】
基板Ｗの搬出が完了すれば、窒素ガス供給ノズル２１からの窒素ガスの供給を停止すると共に（ステップＳ３９）、カバー１３を閉鎖して（ステップＳ４０）処理を終了する。
【００３５】
上述した実施の形態においては、基板Ｗをその主面に垂直な軸を回転中心として回転させることにより乾燥する横軸式の基板乾燥装置にこの発明を適用した場合について説明したが、縦軸式等の他の回転式基板乾燥装置にこの発明を適用することもできる。
【００３６】
また、上述した実施の形態においては、複数の基板Ｗを直接基板支持部１５で支持して回転する構成をとっているが、複数の基板Ｗをカセットに収納した状態で回転させる構成としてもよく、さらには、単一の基板Ｗをスピンチャック等により保持して回転させる回転式基板乾燥装置にこの発明を適用してもよい。
【００３７】
さらに、上述した実施の形態においては、基板Ｗとして略円形の半導体ウエハを使用した場合について説明したが、液晶表示パネル用ガラス基板や半導体製造装置用マスク基板等の他の基板を乾燥する回転式基板乾燥装置にこの発明を適用することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項４に記載の発明によれば、チャンバとカバーとにより形成された空間内を不活性ガスによりパージする構成を有することから、基板と液滴との界面における基板の酸化を防止することができる。このため、成膜不良に起因する製品の歩留まりの低下を防止することが可能となる。
【００３９】
また、空間内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、不活性ガス供給手段により供給された不活性ガスを前記チャンバとカバーとにより形成された空間内から排出するための排気ダンパに接続された排出口とを備えることから、窒素ガスにより基板の乾燥を促進することが可能となる。
【００４０】
さらに、排気ダンパの作用により不活性ガスが排出された後に、空間内を減圧するための、真空ポンプに接続された真空排気ダンパを備えることから、チャンバ内を減圧して基板の乾燥をさらに促進することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る回転式基板乾燥装置の側断面図である。
【図２】この発明に係る回転式基板乾燥装置の斜視図である。
【図３】基板の乾燥動作を示すフローチャートである。
【図４】基板の乾燥動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１　　チャンバ
１２　　開口部
１３　　カバー
１４　　ロータ
１５　　基板支持部
１７　　予備室
２１　　窒素ガス供給ノズル
２３　　パッキング
２４　　窒素ガス噴出ノズル
２５　　窒素ガス吸引ノズル
２６　　排出口
２７　　排気ダンパ
２８　　真空排気ダンパ
２９　　真空ポンプ
Ｗ　　　基板
【図１】
2004048006.tif 000003
【図２】
2004048006.tif 000004
【図３】
2004048006.tif 000005
【図４】
2004048006.tif 000006