JP6543481B2 - 蒸気供給装置、蒸気乾燥装置、蒸気供給方法および蒸気乾燥方法 - Google Patents
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Description
合液体貯留部に貯留された前記混合液体を導入して脱水し、前記脱水された前記混合液体
を前記混合液体貯留部に帰還させる循環脱水手段をさらに備える。
<1−1.装置構成>
図1は、第1実施形態に係る蒸気乾燥装置の概略構成を示す図である。蒸気乾燥装置1は半導体基板等の基板W(以下、単に「基板W」と記載する)に付着しているDIW等の付着液を除去するために、基板Wに付着液よりも表面張力が低い低表面張力液体の蒸気を供給する蒸気乾燥処理に用いられる枚葉式の装置である。
次に、上記のように構成された蒸気乾燥装置1における蒸気供給および基板処理の工程について説明する。ここで、基板Wの主面には、凹凸のパターンが予め形成されている。パターンは、凸部および凹部を備えている。本実施形態において、凸部は、100〜200nmの範囲の高さであり、10〜20nmの範囲の幅である。また、隣接する凸部間の距離(凹部の幅)は、10〜1000nmの範囲である。また、基板Wの主面には、予め実行される湿式処理によって、例えばリンス液としてのDIWが付着している。
第1実施形態では、異物除去部130(図3参照)としてメンブレンフィルタを用いた。しかしながら、本発明の実施に関してはこれに限られず、気体中から粉粒状の異物を除去する各種の手段を用いてよい。
第1実施形態では、本発明における実施の形態に関し、最も実行する工程の多い実施形態を示した。本発明の実施に関してはこれに限られず、第1実施形態で示した全ての工程を実行しなくても、本発明が解決すべき課題は解決されうる。
本発明の実施に関しては、循環脱水工程および気化脱水工程をせず、貯留工程の後すぐに蒸気供給工程を行っても良い。これによっても、混合液体貯留部に外部から供給される混合液体内に、元々含まれている水分を除去することができ、当該混合液体に含まれる水分に起因して基板Wの表面のパターン倒壊が生じるのを防止することができる。
本発明の実施に関しては、気化脱水工程をせず、貯留工程の後、循環脱水工程を行い、その後蒸気供給工程を行っても良い。必要なIPA濃度の高さは、基板処理部90にて処理を行う基板Wに形成されるパターンのスケールに依存し、含有する水分濃度が10ppmであっても、パターン倒壊が生じるのを防止できるような場合には、図5に示す循環脱水工程(S12)の後、気化脱水工程(S13)を行わずに蒸気供給工程(S14)を行っても良い。
本発明の実施に関しては、気化脱水工程において、混合蒸気貯留部52からの混合液体貯留部11への混合蒸気の供給は必須ではなく、当該混合蒸気の供給を行わずに、加熱部22による混合液体の加熱による混合液体の気化を実行してもよい。
第1実施形態において、蒸気生成手段20は加熱部22を備えていた。しかしながら、本発明の実施に関してはこれに限られず、加熱部22に代えて、または加熱部22に加えて、混合液体貯留部11に貯留される混合液体に対し超音波振動を付与する超音波発生部を備えても良い。超音波発生部は、制御部70と電気的に接続し、制御部70の動作指令によって混合液体に対し超音波振動を付与する。
第1実施形態では、蒸気脱水手段100において、異物除去部130としてメンブレンフィルタを用いた。混合蒸気がフィルタを通過する構成とすると、フィルタ通過の際に、窒素ガス、IPA蒸気および水蒸気を含む混合蒸気のうち、凝集しやすいIPA蒸気や水蒸気が捕捉されることで、単位時間あたりに基板Wに供給できるIPA蒸気の量が減少することがある。
第1実施形態において、蒸気脱水手段100の分離部110および吸着部120は、それぞれ継手を介して蒸気供給管13と着脱可能に接続し、各部をそれぞれ交換可能な構成としてもよい。
ズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emittion Display)用基
板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板全般
の表面を蒸気乾燥させる蒸気乾燥方法及び蒸気乾燥装置、及びこれら基板全般の表面に供給するための蒸気を生成・供給する蒸気供給方法、及び蒸気供給装置に適用することができる。
10 蒸気供給装置
11 混合液体貯留部
12 配管
13 蒸気供給管
14 センサ
20 蒸気生成手段
21 配管
22 加熱部
30 循環脱水手段
31 配管
32 ポンプ
33 循環脱水部
34 配管
40 排気手段
41 配管
50 混合蒸気供給手段
51 配管
52 混合蒸気貯留部
53 配管
60 窒素ガス混合手段
61 配管
62 配管
70 制御部
71 CPU
72 記憶部
73 プログラム
74 記録媒体
75 読取部
90 基板処理部
100 蒸気脱水手段
V1〜V11 バルブ
W 基板
Claims (15)
- 処理液が付着した基板の主面に、前記処理液の表面張力以下の表面張力を有する低表面張力液体の蒸気を供給する蒸気乾燥処理に用いられる蒸気供給装置であって、
前記低表面張力液体と水を含む混合液体を貯留する混合液体貯留部と、
前記混合液体貯留部に貯留された前記混合液体から、前記混合液体の蒸気である混合蒸気を生成する蒸気生成手段と、
前記混合液体貯留部に接続され、前記蒸気生成手段により生成された前記混合蒸気を前記基板に供給する蒸気供給管と、
前記蒸気供給管に介挿され、前記蒸気供給管を通過する前記混合蒸気に含まれる水分を除去する蒸気脱水手段と、
前記蒸気生成手段により生成された前記混合蒸気を前記混合液体貯留部の外の排気機構へ排気する排気手段と、
前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体に含まれる前記低表面張力液体または水分の濃度を検知するセンサと、
前記センサが検知した前記濃度にもとづいて、前記蒸気生成手段および前記排気手段を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体の水分濃度が第1所定値以下であり第2所定値より大きい値である場合に、前記蒸気生成手段により前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体から前記混合蒸気を生成し、前記排気手段により当該混合蒸気を前記排気機構へ排気し、
前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体の水分濃度が前記第2所定値以下である場合に、前記蒸気生成手段により前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体から前記混合蒸気を生成し、当該混合蒸気を前記蒸気供給管へ供給し、
前記第1所定値は、前記混合液体に含まれる前記低表面張力液体の濃度と、当該混合液体から生成される混合蒸気に含まれる前記低表面張力液体の蒸気の濃度とが等しくなる共沸濃度以下の値であり、
前記第2所定値は、前記第1所定値よりも小さい値であることを特徴とする蒸気供給装置。 - 請求項1に記載の蒸気供給装置であって、
前記蒸気脱水手段は、前記混合蒸気中の水を分離する分離部と、前記混合蒸気中の水を吸着する吸着部と、を有することを特徴とする蒸気供給装置。 - 請求項2に記載の蒸気供給装置であって、
前記蒸気脱水手段は、前記分離部および前記吸着部の少なくとも一方に窒素ガスを供給するガス供給部、を有することを特徴とする蒸気供給装置。 - 請求項2に記載の蒸気供給装置であって、
前記蒸気脱水手段は、前記分離部および前記吸着部の少なくとも一方と接続し、前記分離部および前記吸着部の少なくとも一方において前記混合蒸気が凝集して生じた前記混合液体を排出する排液管、を有することを特徴とする蒸気供給装置。 - 請求項2から請求項4までのいずれか1項に記載の蒸気供給装置であって、
前記蒸気脱水手段は、前記分離部および前記吸着部が前記蒸気供給管と着脱可能に設けられることを特徴とする蒸気供給装置。 - 請求項2に記載の蒸気供給装置であって、
前記混合液体貯留部に前記混合液体を供給する混合液体供給手段、
をさらに備え、
前記混合液体供給手段は、前記混合液体貯留部に水の割合が0.1重量%以下である前記混合液体を供給することを特徴とする蒸気供給装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の蒸気供給装置であって、
前記混合液体貯留部に貯留された前記混合液体を導入して脱水し、前記脱水された前記混合液体を前記混合液体貯留部に帰還させる循環脱水手段をさらに備える、蒸気供給装置。 - 請求項7に記載の蒸気供給装置であって、
前記混合液体貯留部に前記混合蒸気を供給する混合蒸気供給手段をさらに備え、
前記混合蒸気供給手段が前記混合液体貯留部に供給する前記混合蒸気は、当該混合蒸気に含まれる低表面張力液体の蒸気による前記低表面張力液体の湿度の方が、当該混合蒸気に含まれる水蒸気による水分の湿度よりも高いことを特徴とする蒸気供給装置。 - 請求項8に記載の蒸気供給装置であって、
前記混合蒸気供給手段は、前記混合蒸気を貯留する混合蒸気貯留部を有し、
前記混合蒸気貯留部は、前記蒸気供給管と接続し、
前記蒸気供給管は、前記蒸気生成手段により生成された前記混合蒸気を、前記基板または前記混合蒸気貯留部の少なくともいずれか一方に供給する、ことを特徴とする蒸気供給装置。 - 請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の蒸気供給装置であって、
前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体を流出させる流出用配管をさらに備え、
前記センサは、前記流出用配管から流出された前記混合液体を用いて、前記混合液体に含まれる前記低表面張力液体または水分の濃度を検知することを特徴とする蒸気供給装置。 - 請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載の蒸気供給装置と、
前記基板を収容するチャンバと、
前記蒸気供給管と管路接続し、前記混合蒸気を前記チャンバに収容された前記基板に供給するノズルと、
を備える、蒸気乾燥装置。 - 処理液が付着した基板の主面に、前記処理液の表面張力以下の表面張力を有する低表面張力液体の蒸気を供給する蒸気乾燥処理に用いられる蒸気供給方法であって、
前記低表面張力液体と水を含む混合液体を貯留する混合液体貯留部に前記混合液体を供給する貯留工程と、
前記混合液体貯留部に貯留された前記混合液体から、前記混合液体の蒸気である混合蒸気を生成し、前記混合液体貯留部に接続され前記混合蒸気を前記基板へ供給する蒸気供給管へ、前記混合蒸気を供給する蒸気供給工程と、
前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体の水分濃度が第1所定値以下であり第2所定値より大きい値である場合、前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体から前記混合蒸気を生成し、当該混合蒸気を前記混合液体貯留部の外の排気機構へ排気する気化脱水工程と、
を備え、
前記貯留工程は、前記混合液体貯留部に水の割合が0.1重量%以下であり、かつ前記混合液体貯留部に水の割合が前記第1所定値よりも大きい値の前記混合液体を供給し、
前記蒸気供給工程は、前記蒸気供給管へ供給された前記混合蒸気に含まれる水分を除去する蒸気脱水工程を含み、
前記蒸気供給工程は、前記気化脱水工程により前記混合液体の水分濃度が前記第2所定値以下になった後、前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体から前記混合蒸気を生成し、当該混合蒸気を前記蒸気供給管へ供給し、
前記第1所定値は、前記混合液体に含まれる前記低表面張力液体の濃度と、当該混合液体から生成される混合蒸気に含まれる前記低表面張力液体の蒸気の濃度とが等しくなる共沸濃度以下の値であり、
前記第2所定値は、前記第1所定値よりも小さい値であることを特徴とする蒸気供給方法。 - 請求項12に記載の蒸気供給方法であって、
前記混合液体貯留部に貯留された前記混合液体を、前記混合液体貯留部と管路接続された循環脱水部へ導入して脱水し、前記脱水された前記混合液体を前記循環脱水部から前記混合液体貯留部に帰還させる循環脱水工程と、
をさらに備え、
前記循環脱水工程により前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体の水分濃度が前記第1所定値以下であり前記第2所定値より大きい値となった後、前記気化脱水工程を行うことを特徴とする蒸気供給方法。 - 処理液が付着した基板の主面に、前記処理液の表面張力以下の表面張力を有する低表面張力液体の蒸気を供給する蒸気乾燥方法であって、
前記低表面張力液体と水を含む混合液体を貯留する混合液体貯留部に前記混合液体を供給する貯留工程と、
前記混合液体貯留部に貯留された前記混合液体から、前記混合液体の蒸気である混合蒸気を生成し、前記混合液体貯留部に接続される蒸気供給管を介して、前記処理液が付着した前記基板の主面に前記混合蒸気を供給する蒸気供給工程と、
前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体の水分濃度が第1所定値以下であり第2所定値より大きい値である場合、前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体から前記混合蒸気を生成し、当該混合蒸気を前記混合液体貯留部の外の排気機構へ排気する気化脱水工程と、
を備え、
前記貯留工程は、前記混合液体貯留部に水の割合が0.1重量%以下であり、かつ前記混合液体貯留部に水の割合が前記第1所定値よりも大きい値の前記混合液体を供給し、
前記蒸気供給工程は、前記蒸気供給管へ供給された前記混合蒸気に含まれる水分を除去する蒸気脱水工程を含み、
前記蒸気供給工程は、前記気化脱水工程により前記混合液体の水分濃度が前記第2所定値以下になった後、前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体から前記混合蒸気を生成し、当該混合蒸気を前記蒸気供給管を介して、前記処理液が付着した前記基板の主面に供給し、
前記第1所定値は、前記混合液体に含まれる前記低表面張力液体の濃度と、当該混合液体から生成される混合蒸気に含まれる前記低表面張力液体の蒸気の濃度とが等しくなる共沸濃度以下の値であり、
前記第2所定値は、前記第1所定値よりも小さい値であることを特徴とする蒸気乾燥方法。 - 請求項14に記載の蒸気乾燥方法であって、
前記混合液体貯留部に貯留された前記混合液体を、前記混合液体貯留部と管路接続された循環脱水部へ導入して脱水し、前記脱水された前記混合液体を前記循環脱水部から前記混合液体貯留部に帰還させる循環脱水工程と、
をさらに備え、
前記循環脱水工程により前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体の水分濃度が前記第1所定値以下であり前記第2所定値より大きい値となった後、前記気化脱水工程を行うことを特徴とする蒸気乾燥方法。
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