JPH10189530A - 回転式基板乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乾燥工程における基板の乾燥不良を防止する
ことのできる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、チャンバ１１と
カバー１３とにより形成された空間内に、湿度制御およ
び温度制御した外気を供給するための空調ユニット５０
を有する。この空調ユニット５０は、プレフィルタ５４
を通過して供給される外気を冷却することにより除湿す
るための冷却部５５と、冷却部５７を通過して供給され
る外気を加熱することにより温度制御するための加熱部
５６と、ファン５７と、化学フィルタ５８と、パーティ
クル除去フィルタ５９とを備える。

Description

【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】

【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、回転式基板乾燥装置の設置
場所やその周囲で実行されるプロセス等の影響により、
チャンバ内に導入される外気の温度や湿度が変動する。
また、回転式基板乾燥装置が設置されるクリーンルーム
自体の温度や湿度が変動する場合がある。さらに、基板
洗浄装置等と回転式基板乾燥装置とを組み合わせたイン
ラインタイプの基板処理装置においては、基板洗浄装置
において使用される薬液や純水のミストやベーパの影響
を受け、回転式基板乾燥装置のチャンバに導入される外
気の温度や湿度の変動はより大きいものとなる。

【０００４】このような温度や湿度の変動があった場合
には、乾燥後の基板の状態が不均一となり、極端な場合
においては、基板が十分に乾燥されないこともある。こ
のような乾燥不良が生じた場合においては、基板の酸化
によるウォーターマーク等が発生し、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とい
う問題を生ずる。

【０００５】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乾燥不良を防
止することのできる回転式基板乾燥装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【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湿度制御され、かつ、温度
制御された気体を供給する気体供給手段とを備えること
を特徴とする。

【０００７】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、前記気体供給手段は、前記チャンバと
カバーとにより形成された空間内に導入される気体を湿
度制御および温度制御するための空調ユニットを有し、
当該空調ユニットは、そこに導入される気体を冷却する
ことにより除湿する冷却部と、前記冷却部により除湿さ
れた気体を加熱する加熱部とを備えている。

【０００８】

【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る。

【０００９】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。

【００１０】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は、配管５１を
介して、後程詳細に説明する空調ユニット５０と接続さ
れている。

【００１１】また、予備室１７内には、イオナイザ２２
が配設されている。このイオナイザ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Ｗ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。

【００１２】なお、イオナイザ２２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内にイオナイザ２２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、イオナイザ２２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、イオナイ
ザ２２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。

【００１３】チャンバ１１の上方には開口部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２
３が配設されている。また、開口部１２と対向する位置
には、図示しない開閉機構と接続されたカバー１３が配
設されている。このため、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。

【００１４】チャンバ１１の斜め下方には、チャンバ１
１内に供給された気体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。なお、上記排気ダンパ２７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。

【００１５】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。

【００１６】基板支持部１５の下方には、基板支持部１
５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。

【００１７】次に、上述した空調ユニット５０の構成に
ついて説明する。図２は空調ユニット５０の側断面図で
ある。

【００１８】この空調ユニット５０は、導入口５２より
導入した外気を湿度制御および温度制御した後に、図１
に示す配管５１を介して、チャンバ１１とカバー１３と
により形成された空間内に供給するためのものであり、
導入口５２および排出口５３を有する筺体６０内に配設
されたプレフィルタ５４と、冷却部５５と、加熱部５６
と、ファン５７と、化学フィルタ５８と、パーティクル
除去フィルタ５９とを備える。

【００１９】前記プレフィルタ５４は、導入口５２より
筐体６０内に導入される外気中における比較的大きなパ
ーティクルを除去するためのものであり、例えばナイロ
ン不織布等により構成されている。

【００２０】冷却部５５は、プレフィルタ５４を通過し
て供給される外気を冷却することにより除湿するための
ものであり、図示しない冷却水供給部から供給される冷
却水をその内部に通過させることにより外気を冷却する
冷却コイル７２と、冷却コイル７２内の一端に配設され
た開閉弁７３と、第１温度センサ７４を有する第１温度
コントローラ７５と、筐体６０の底部に穿設された図示
しないドレインとを備える。第１温度コントローラ７５
は、第１温度センサ７４により冷却部５５を通過する外
気の温度を測定し、その測定値に基づいて開閉弁７３を
駆動して冷却コイル７２を通過する冷却水の流路を開閉
制御することにより、冷却部５５から加熱部５６に至る
外気の温度を、予めオペレータが設定した設定温度に制
御して、加熱部５６に至る外気の湿度を制御するよう構
成されている。

【００２１】なお、この実施の形態においては、外気を
冷却することにより除湿するための手段として冷却コイ
ル７２等を使用しているが、例えばペルチェ素子等のそ
の他の冷却手段を使用してもよい。また、外気を冷却す
ることなく除湿する吸湿剤等のその他の除湿機構を利用
するようにしてもよい。

【００２２】また、第１温度コントローラ７５は警報手
段付きのものであり、第１温度センサ７４によって測定
された温度が設定範囲から逸脱したとき警報を発する。

【００２３】また、第１温度センサ７４に代えて加熱部
５６に至る外気の湿度を直接測定する湿度センサを用
い、該湿度センサによって測定された測定値に基づいて
開閉弁７３を駆動する湿度コントローラを第１温度コン
トローラ７５に代えて用いても良い。

【００２４】加熱部５６は、冷却部５５を通過して供給
される外気を加熱することにより温度制御するためのも
のであり、図示しない温水供給部から供給される温水を
その内部に通過させることにより外気を加熱する加熱コ
イル８２と、加熱コイル８２内の一端に配設された開閉
弁８３と、第２温度センサ８４を有する第２温度コント
ローラ８５とを備える。第２温度コントローラ８５は、
第２温度センサ８４により加熱部５６を通過する外気の
温度を測定し、その測定値に基づいて開閉弁８３を駆動
して加熱コイル８２を通過する温水の流路を開閉制御す
ることにより、加熱部５６からファン５７に至る外気の
温度を、予めオペレータが設定した設定温度に制御する
よう構成されている。

【００２５】また、第２温度コントローラ８５は第１温
度コントローラ７５同様、警報手段付きのものであり、
第２温度センサ８４によって測定された温度が設定範囲
から逸脱したとき警報を発する。

【００２６】なお、この実施の形態においては、外気を
加熱するための手段として加熱コイル８２等を使用して
いるが、例えばヒータ等のその他の加熱手段を使用して
もよい。

【００２７】ファン５７は前述した導入口５２より外気
を強制的に導入し、排出口５３および配管５１を介して
チャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内に
強制的に供給するためのものである。このファン５７
は、ファン５７と化学フィルタ５８との間に形成された
空間９２の圧力を測定する圧力センサ９３を有する圧力
コントローラ９４の制御により駆動する。

【００２８】なお、圧力コントローラ９４は警報手段付
きのものであり、圧力センサ９３によって測定された圧
力が設定範囲から逸脱したとき警報を発する。

【００２９】なお、図１に示す排出口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ことから、このファン５７を省略す
ることも可能である。但し、このようなファン５７を配
設することにより、排気ダクトによる排気条件に変動が
あった場合等においても、この変動により基板Ｗの乾燥
状態が変動することを防止することが可能となる。

【００３０】化学フィルタ５８は化学吸着フィルタ等と
も呼称され、そこを通過する気体中の化学物質を化学的
に吸着して除去するためのものである。この化学フィル
タ５８は、例えば活性炭素やアルミナ等を含む材質から
形成され、そこを通過する気体中の酸やアルカリを除去
するように構成されている。この化学フィルタ５８は、
特にこの回転式基板乾燥装置を基板洗浄装置等と組み合
わせて設置した場合等に有効となる。

【００３１】パーティクル除去フィルタ５９としては、
ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔ
ｉｃｕｌａｔｅ）フィルタまたはＵＬＰＡ（Ｕｉｔｒａ
Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌ
ａｔｅ）フィルタと呼称されるものが使用される。この
パーティクル除去フィルタ５９は、そこを通過する気体
中の微細なパーティクルを除去する機能を有する。

【００３２】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。

【００３３】初期状態においては、カバー１３と排気ダ
ンパ２７とは閉鎖されている。この状態において、排気
ダンパ２７を開放する（ステップＳ１）。また、空調ユ
ニット５０を起動する（ステップＳ２）。

【００３４】これに伴い、冷却部５５、加熱部５６およ
びファン５７が駆動し、導入口５２より筐体６０内に導
入された外気は、先ず冷却部５５により冷却されて湿度
制御され、次に加熱部５６により加熱されて温度制御さ
れ、さらに化学フィルタ５８およびパーティクル除去フ
ィルタ５９を通過することにより酸やアルカリ等の化学
成分およびパーティクル等を除去された後、排出口５３
および配管５１を介してチャンバ１１とカバー１３とに
より形成された空間内に供給される。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は、湿
度制御され、かつ、温度制御された気体によりパージさ
れる。

【００３５】次に、排気ダンパ２７を閉鎖すると共に
（ステップＳ３）、カバー１３を開放する（ステップＳ
４）。そして、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、図示しないチャックにより搬
送された複数の基板Ｗをチャンバ１１内に搬入する（ス
テップＳ５）。

【００３６】チャンバ１１内への基板Ｗの搬入が完了す
れば、カバー１３を閉鎖した後（ステップＳ６）、排気
ダンパ２７を開放する（ステップＳ７）。この状態にお
いても空調ユニット５０は駆動を続けており、チャンバ
１１とカバー１３とにより形成された空間内には、湿度
制御され、かつ、温度制御された気体が供給されてい
る。

【００３７】次に、イオナイザ２２を作動させてそこを
通過する気体をイオン化する（ステップＳ８）。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Ｓ９）、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、配管５１より導入される湿度制御
され、かつ、温度制御された気体により基板Ｗ表面の液
滴の乾燥を促進させる。これにより、基板Ｗの乾燥状態
を一定に維持することが可能となり、基板Ｗの乾燥時に
乾燥不良が生ずることはない。基板Ｗより除去された液
滴は、気体の流れに乗って排出口２６から排出される。

【００３８】この状態で時間Ｔが経過して基板Ｗが完全
に乾燥すれば（ステップＳ１０）、ロータ１４の回転を
停止する（ステップＳ１１）。また、イオナイザ２２を
停止させると共に（ステップＳ１２）、排気ダンパ２７
を閉鎖する（ステップＳ１３）。そして、カバー１３を
開放し（ステップＳ１４）、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Ｓ１５）。

【００３９】基板Ｗの搬出が完了すれば、空調ユニット
５０の駆動を停止すると共に（ステップＳ１６）、カバ
ー１３を閉鎖して（ステップＳ１７）処理を終了する。

【００４０】上述した回転式基板乾燥装置においては、
冷却部５５により冷却されて湿度制御され、かつ、加熱
部５６により加熱されて温度制御された気体が、チャン
バ１１とカバー１３とにより形成された空間内に供給さ
れ、チャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間
内は、湿度制御され、かつ、温度制御された気体により
パージされる。このため、基板Ｗの種類やその表面に形
成された膜の性質に応じた最適湿度および最適温度で基
板Ｗを乾燥することができる。従って、基板Ｗの乾燥状
態を再現性も含めて管理することができる。

【００４１】また、上述した回転式基板乾燥装置におい
ては、化学フィルタ５８およびパーティクル除去フィル
タ５９を通過することにより酸やアルカリ等の化学成分
およびパーティクル等を除去された気体が、チャンバ１
１とカバー１３とにより形成された空間内に供給され、
チャンバ１１とカバー１３とにより形成された空間内は
この気体によりパージされる。従って、例えば酸成分が
基板Ｗに付着した液滴中に溶け込んで基板Ｗの表面で酸
化を生じウォータマークを生成する等の化学成分による
乾燥不良を防止することが可能となる。

【００４２】なお、上述した実施の形態においては、外
気を湿度制御するために空調ユニット５０の冷却部５５
を使用しているが、チャンバ１１とカバー１３とにより
形成された空間内に、計装用エアと呼称されるドライエ
アを温度制御した後導入することにより、冷却部５５を
省略するようにしてもよい。また、チャンバ１１とカバ
ー１３とにより形成された空間内に外気を導入するかわ
りに、湿度制御され、かつ、温度制御された窒素ガス等
の他の気体を導入するようにしてもよい。

【００４３】また、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。

【００４４】さらに、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で支持して回転させ
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。

【００４５】また、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。

【００４６】

【発明の効果】請求項１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に湿度制御され、
かつ、温度制御された気体を供給する気体供給手段を備
えることから、基板を一定の状態で乾燥することが可能
となり、上記空間に導入される外気の温度や湿度の変動
により生ずる乾燥不良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。

【００４７】請求項２に記載の発明によれば、そこに導
入される気体を冷却することにより除湿する冷却部と前
記冷却部により除湿された気体を加熱する加熱部とを備
えた空調ユニットを有していることから、空調ユニット
の冷却部と加熱部とにより、チャンバとカバーとにより
形成された空間内に導入される気体を効率的に湿度制御
および温度制御することができる。このため、外気の温
度や湿度の変動により生ずる乾燥不良を防止することが
でき、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。

【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】空調ユニット５０の側断面図である。

【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 １５ 基板支持部 １７ 予備室 ２６ 排出口 ２７ 排気ダンパ ５０ 空調ユニット ５１ 配管 ５２ 導入口 ５３ 排出口 ５４ プレフィルタ ５５ 冷却部 ５６ 加熱部 ５７ ファン ５８ 化学フィルタ ５９ パーティクル除去フィルタ ６０ 筐体 ７２ 冷却コイル ７３ 開閉弁 ７４ 第１温度センサ ７５ 第１温度コントローラ ８２ 加熱コイル ８３ 開閉弁 ８４ 第２温度センサ ８５ 第２温度コントローラ Ｗ 基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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湿度
   制御され、かつ、温度制御された気体を供給する気体供
   給手段と、 を備えることを特徴とする回転式基板乾燥装置。
2. 【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、 前記気体供給手段は、前記チャンバとカバーとにより形
   成された空間内に導入される気体を湿度制御および温度
   制御するための空調ユニットを有し、当該空調ユニット
   は、そこに導入される気体を冷却することにより除湿す
   る冷却部と、前記冷却部により除湿された気体を加熱す
   る加熱部とを備える回転式基板乾燥装置。