JP4052506B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板に対しイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶剤の蒸気を供給して基板の乾燥処理等の処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程において、リンス液、例えば純水を使用して半導体ウエハを洗浄した後に、ウエハに対し有機溶剤の蒸気、例えばＩＰＡ蒸気を供給して基板を乾燥させる場合、基板の乾燥処理が行われる基板処理部へＩＰＡ蒸気を供給する装置としては、従来、図３に示した構成のものが使用されている。
【０００３】
このＩＰＡ蒸気供給装置は、密閉されたタンク１内にＩＰＡ２を貯留し、不活性ガス、例えば窒素ガスの供給源に流路接続されたガス供給管３の先端部をタンク１の内部へ挿入して、その先端の吐出口をＩＰＡ２中に差し入れ、先端が基板処理部に流路接続された蒸気送給管４の端部をタンク１の内部空間に挿入して構成されている。タンク１の外面側にはヒータ５が配設されており、このヒータ５によってタンク１内のＩＰＡ２が加熱される。また、蒸気送給管４の外面にもヒータ６が付設されており、蒸気送給管４内で蒸気の凝縮が起こらないようにされる。さらに、蒸気送給管４の管路途中にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）７が介挿されている。
【０００４】
このような構成の装置において、ガス供給管３を通ってタンク１内へ窒素ガスが供給され、タンク１内のＩＰＡ２中で窒素ガスがバブリングされることによりＩＰＡ蒸気が生成し、そのＩＰＡ蒸気が窒素ガスと共に、マスフローコントローラ７によって流量が制御されつつ蒸気送給管４を通って基板処理部へ送給されるようになっている。そして、ウエハに対してＩＰＡ蒸気が供給されることにより、ウエハが乾燥処理される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のＩＰＡ蒸気供給装置では、マスフローコントローラ７によりＩＰＡ蒸気と窒素ガスとの混合気体の流量を制御するしかなく、基板処理部へ供給されるＩＰＡ蒸気量そのものを制御することができないため、ウエハ処理での定量性を確保することができない。また、タンク１の内部でのＩＰＡの気化量が、タンク１の内部におけるＩＰＡ２の液面上の空間容積やＩＰＡ２の温度の変化によって変動するため、基板処理部へ供給される気体中のＩＰＡ濃度が変化する。さらに、タンク１の外面側をヒータ５によって加熱する必要があるため、装置が大掛かりなものになる、といった問題点がある。
【０００６】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、基板処理部へ供給される有機溶剤量を制御することが可能で、基板処理での定量性を確保することができるとともに、基板処理部へ供給される気体中の有機溶剤の濃度を一定に保つことができ、有機溶剤蒸気供給部の小型化が可能である基板処理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に係る発明は、基板に対し有機溶剤の蒸気が供給されて基板の処理が行われる基板処理部と、この基板処理部へ有機溶剤の蒸気を供給する蒸気供給手段と、を備えた基板処理装置において、前記蒸気供給手段が、キャリアガスの供給源に流路接続されたガス供給管と、このガス供給管に介挿されたガス流量制御手段と、有機溶剤の供給源に流路接続された液体供給管と、前記ガス供給管および前記液体供給管がそれぞれ連通接続されたガス・蒸気混合部と、このガス・蒸気混合部に付設され前記液体供給管を通って供給される有機溶剤を加熱して気化させる加熱手段と、前記ガス・蒸気混合部の内部において前記ガス供給管が連通接続され、前記ガス・蒸気混合部で前記加熱手段により有機溶剤を加熱して生成された有機溶剤の蒸気に、前記ガス供給管を通って供給されるキャリアガスを混合させて有機溶剤の蒸気をキャリアガスと共に前記基板処理部へ送給する蒸気送給管と、前記液体供給管に介挿されたマスフローメータと、前記ガス・蒸気混合部に内蔵され、入口が前記液体供給管に連通接続され出口が前記蒸気供給管の、前記ガス供給管との連通部より上流側に連通接続されて、ガス・蒸気混合部へ供給される有機溶剤の流量を調節する調節弁と、前記マスフローメータの検出値に基づいて、前記液体供給管を通って前記ガス・蒸気混合部へ供給される有機溶剤の流量が、予め設定された流量となるように、前記調節弁の開度を調節制御するコントローラと、を備えて構成されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の基板処理装置において、前記ガス流量制御手段がマスフローコントローラであることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に係る発明の基板処理装置においては、有機溶剤が液体供給管を通ってガス・蒸気混合部へ供給され、ガス・蒸気混合部に付設された加熱手段によって有機溶剤が加熱されて気化し、ガス・蒸気混合部において有機溶剤の蒸気が生成するとともに、キャリアガスがガス供給管を通ってガス・蒸気混合部へ供給され、ガス・蒸気混合部から蒸気供給管を通って流出する有機溶剤の蒸気にキャリアガスが混合される。そして、有機溶剤の蒸気がキャリアガスと共にガス・蒸気混合部から蒸気送給管を通って基板処理部へ送給される。このとき、液体供給管を通ってガス・蒸気混合部へ供給される有機溶剤の流量は、液体供給管に介挿されたマスフローメータによる有機溶剤の流量の検出値に基づいて、ガス・蒸気混合部に内蔵された調節弁の開度がコントローラによって調節制御されることにより、予め設定された流量となるように調節されるので、ガス・蒸気混合部から基板処理部へ送給される有機溶剤の蒸気量が一定になる。また、ガス供給管を通ってガス・蒸気混合部へ供給されるキャリアガスの流量は、ガス流量制御手段によって一定量となるように制御されるので、ガス・蒸気混合部で混合され蒸気送給管を通って基板処理部へ送給される混合気体中の有機溶剤の濃度が一定になる。
【００１０】
請求項２に係る発明の基板処理装置では、マスフローコントローラにより、ガス供給管を通ってガス・蒸気混合部へ供給されるキャリアガスの流量が一定となるように制御される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図１および図２を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の概略構成を示す流路系統図である。この装置は、キャリアガス、例えば窒素ガスの供給源に流路接続されたガス供給管１０、有機溶剤、例えばＩＰＡの供給源に流路接続された液体供給管１２、ガス供給管１０および液体供給管１２がそれぞれ連通接続されたガス・蒸気混合部１４、ならびに、ガス・蒸気混合部１４と基板処理部１６とを流路接続する蒸気送給管１８を備えて構成されている。基板処理部１６では、基板に対しＩＰＡの蒸気が供給されて、乾燥処理等の基板の処理が行われる。
【００１３】
ガス供給管１０には、管路途中にマスフローコントローラ２０が介挿されている。また、液体供給管１２には、管路途中にマスフローメータ２２が介挿されている。ガス・蒸気混合部１４は、図２に概略構成を模式的に示すように、ピエゾバルブ等の調節弁２４を内蔵している。調節弁２４の入口２６は、液体供給管１２に連通接続されており、調節弁２４の出口２８は、蒸気送給管１８に連通接続されている。また、ガス・蒸気混合部１４には、ガス供給管１０に連通接続された接続口３０が設けられており、調節弁２４の出口２８と接続口３０とが連通している。調節弁２４は、弁体３２が弁座３４に対し移動して開度が変化することにより入口２６から出口２８へ流れるＩＰＡ量が調節されるようになっている。図２の（ａ）は、調節弁２４が完全に閉じた状態を示し、図２の（ｂ）は、調節弁２４が最も開いた状態を示している。そして、調節弁２４の開度をマスフローメータ２２の検出値に基づいて調節制御するコントローラ３６を備えている。さらに、ガス・蒸気混合部１４には、液体供給管１２を通って供給されるＩＰＡを加熱して気化させるためのヒータ３８が付設されている。このヒータ３８は、温調器（図示せず）によって一定温度に調節される。
【００１４】
以上のような構成を備えた装置において、窒素ガスは、ガス供給管１０を通ってガス・蒸気混合部１４へ供給され、この窒素ガスの供給流量が一定となるようにマスフローコントローラ２０によって制御される。また、ＩＰＡは、液体供給管１２を通ってガス・蒸気混合部１４へ供給され、ガス・蒸気混合部１４に付設されたヒータ３８によって加熱されて気化し、ＩＰＡ蒸気が生成する。
【００１５】
このとき、液体供給管１２を通ってガス・蒸気混合部１４へ供給されるＩＰＡの流量がマスフローメータ２２によって検出され、その検出信号がコントローラ３６へ送られる。そして、コントローラ３６において検出流量と予め設定された流量とが比較され、その差分に応じた制御信号がコントローラ３６から調節弁２４のアクチュエータ（図示せず）へ送られて、ＩＰＡの供給流量が設定値通りとなるように調節弁２４の開度が調節される。このようにしてフィードフォワード制御が行われることにより、ガス・蒸気混合部１４へ供給されるＩＰＡ流量が一定に保たれる。そして、ガス・蒸気混合部１４において窒素ガスにＩＰＡ蒸気が混合され、ＩＰＡ蒸気が窒素ガスと共にガス・蒸気混合部１４から蒸気送給管１８を通って基板処理部１６へ送給される。したがって、基板処理部１６へ供給されるＩＰＡ蒸気量は常に一定となり、また、基板処理部１６へ供給される混合気体中のＩＰＡ濃度も常に一定となる。
【００１６】
なお、ガス供給管１０を通ってガス・蒸気混合部１４へ供給される窒素ガス流量を制御する手段は、上記した構成のものに限定されない。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の基板処理装置を使用すると、基板処理部へ供給される有機溶剤量を一定に制御して、基板処理での定量性を確保することができ、また、基板処理部へ供給される気体中の有機溶剤の濃度を一定に保つことができる。そして、有機溶剤を貯留するためのタンクが不要になるので、装置が小型化される。
【００１８】
請求項２に係る発明の基板処理装置では、ガス・蒸気混合部へ供給されるキャリアガスの流量が一定に保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の概略構成を示す流路系統図である。
【図２】 図１に示した装置のガス・蒸気混合部の概略構成を示す模式図である。
【図３】 従来の有機溶剤蒸気の供給装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１０ ガス供給管
１２ 液体供給管
１４ ガス・蒸気混合部
１６ 基板処理部
１８ 蒸気送給管
２０ マスフローコントローラ
２２ マスフローメータ
２４ 調節弁
３６ コントローラ
３８ ヒータ

Claims (2)

1. 基板に対し有機溶剤の蒸気が供給されて基板の処理が行われる基板処理部と、
   この基板処理部へ有機溶剤の蒸気を供給する蒸気供給手段と、
   を備えた基板処理装置において、
   前記蒸気供給手段が、
   キャリアガスの供給源に流路接続されたガス供給管と、
   このガス供給管に介挿されたガス流量制御手段と、
   有機溶剤の供給源に流路接続された液体供給管と、
   前記ガス供給管および前記液体供給管がそれぞれ連通接続されたガス・蒸気混合部と、
   このガス・蒸気混合部に付設され前記液体供給管を通って供給される有機溶剤を加熱して気化させる加熱手段と、
   前記ガス・蒸気混合部の内部において前記ガス供給管が連通接続され、前記ガス・蒸気混合部で前記加熱手段により有機溶剤を加熱して生成された有機溶剤の蒸気に、前記ガス供給管を通って供給されるキャリアガスを混合させて有機溶剤の蒸気をキャリアガスと共に前記基板処理部へ送給する蒸気送給管と、
   前記液体供給管に介挿されたマスフローメータと、
   前記ガス・蒸気混合部に内蔵され、入口が前記液体供給管に連通接続され出口が前記蒸気供給管の、前記ガス供給管との連通部より上流側に連通接続されて、ガス・蒸気混合部へ供給される有機溶剤の流量を調節する調節弁と、
   前記マスフローメータの検出値に基づいて、前記液体供給管を通って前記ガス・蒸気混合部へ供給される有機溶剤の流量が、予め設定された流量となるように、前記調節弁の開度を調節制御するコントローラと、
   を備えて構成されたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記ガス流量制御手段がマスフローコントローラである請求項１記載の基板処理装置。

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