衬底处理方法和衬底处理装置制造方法及图纸

一种向衬底喷射干燥气体以进行衬底表面的干燥的衬底处理方法，该干燥气体由有机溶剂的蒸汽和惰性气体的混合气体组成，其特征在于上述干燥气体为混合气体，该混合气体由在蒸汽产生部，由在有机溶剂中产生惰性气体的气泡的方式形成的有机溶剂蒸汽和惰性气体形成，其中上述蒸汽产生部内的温度由Ｔ↓［１］表示；从上述蒸汽产生部，到喷嘴的有机溶剂与惰性气体形成的混合气体的温度由Ｔ↓［２］表示；从喷嘴喷射的干燥气体的温度由Ｔ↓［３］表示；此时，控制上述温度，使其满足下述的关 系式：Ｔ↓［１］≤Ｔ↓［２］≤Ｔ↓［３］≤有机溶剂的沸点；并且在从上述喷嘴喷出的干燥气体中含有亚微粒度的有机溶剂薄雾。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对半导体晶片，液晶显示器用衬底，记录盘用衬底，或掩模用衬底，其它的衬底表面进行高质有效的干燥处理的衬底处理方法及其装置。
技术介绍
为了对各种衬底中的半导体晶片(在下面称为“晶片”)等的表面进行清洁，通过药液，对晶片表面进行清洗，然后，通过纯水等处理液，进行清洗，之后，采用有机溶剂如异丙醇(IPA)等有机溶剂进行晶片的干燥处理。更具体地说，该处理由冲洗步骤和该步骤之后的干燥步骤构成，该冲洗步骤指通过药液和纯水，对晶片进行清洗后，将开晶片曝露于IPA的蒸汽中，使IPA凝结于晶片的表面上，通过该IPA的凝结，将到之前附着于晶片上的纯水置换为IPA，并且随着纯水从晶片的表面流失，将颗粒等污染物质冲洗掉，该干燥步骤指将IPA蒸发，使晶片表面干燥。在该干燥步骤中，即使在晶片的表面上残留有少量水滴，仍会在晶片表面上，形成水痕迹，该水痕迹与颗粒相同，是使晶片的品质变差的原因。由此，在半导体制造步骤中，必须防止这些污染颗粒附着于晶片上。因此为解决上述问题研究出了大量的晶片等衬底表面处理方法和处理装置，并投入实用，并且在专利文献，如JP特开2001-271188号文献(参考附图说明图1，第5页左栏～第6页左栏)、JP特开平11-191549号文献(参考权利要求书，段落0018～0024，图1)等中，也大量地介绍了该衬底表面处理法和处理装置。下面参照图10和图11，对JP特开2001-271188号文献所公开的衬底处理装置进行描述。另外，图10为上述专利文献公开的衬底处理装置的剖视图。该衬底处理装置1包括容纳有进行处理的衬底(比如，晶片)的处理槽2；向处理槽2的内部供给处理液(比如，纯水)的处理液送入管3；容纳有机溶液(比如，IPA)的蒸汽产生槽4；从处理槽2排出处理液的处理液排出部5；用于向蒸汽产生槽4的内部，供给加热的有机溶剂的加热溶剂供给装置6、6’，上述衬底在多块衬底按照等间距平行且的垂直立起状态下运送到处理槽2的内部，进行各衬底的表面处理。在该衬底处理装置1中，通过下述的步骤，对各种衬底，如，半导体晶片W(以下称为“晶片W”)进行表面处理。1)晶片的送入步骤在处于等待状态的处理装置1中将贮存有纯水的处理槽2的盖21打开，并将多块晶片W送入到处理槽2的内槽22中，将该晶片W投入并浸渍于纯水J中，并关闭盖21。然后，将惰性气体，如氮气从惰性气体供给管81，供给到处理槽2的内部，通过该氮气，置换处理槽2内的空气。2)干燥步骤接着，在进行晶片W的水洗或冲洗后，将产生气泡用的氮气N2供给到蒸汽发生槽4的内部，产生有机溶液，如IPA的蒸汽，已产生的蒸汽从蒸汽排出口41，送入到处理槽2的内部，充满于纯水J的上部空间中。然后，打开内槽排液管51的开关阀，通过流量控制阀，每次将内槽22内的纯水J少量地排出，纯水J的液面下降，晶片W从其顶端，逐渐地露出于液面之上。该晶片W的表面露出液面，则随着该情况，处理槽2内的IPA的蒸汽与液面上的晶片W的表面接触。此时，由于处理槽2内的纯水J基本设定到室温，故晶片W的温度也基本为室温。由此，IPA的蒸汽与晶片W接触，急速地冷却，在液面上的晶片W的表面上凝结IPA的蒸汽，已凝结的IPA降低纯水的表面张力，将之前附着于晶片W上的纯水置换为该IPA。在将全部的纯水J排出后，将惰性气体从惰性气体供给管81，供给到处理槽2的内部，由此将IPA蒸发，对晶片W的表面进行干燥处理。3)晶片的送出步骤然后，将内槽22内的纯水J排出，接着，经过排气步骤，结束衬底处理，打开盖21，从处理槽2中，取出晶片W。通过该衬底处理装置，一连串的处理步骤在1个密封的处理槽内进行，故晶片完全不与大气接触，可有效地处理晶片，并且可抑制颗粒，水痕迹等污染物质附着于晶片表面上的情况。但是，近年，对于通过上述衬底处理装置处理的晶片，为了提高处理效率，必须将尽可能地多的晶片插入处理槽内部，根据情况，在处理槽内部同时对50～100枚晶片进行批量处理，由此，各晶片之间的间隙有进一步变窄的倾向，而且，晶片的直径也从200mm，增加到300mm，具有渐渐增大的趋势。因此，晶片的直径较小在200mm以下时，可抑制水痕迹的发生，但是，在直径为300mm的大直径的晶片的情况下，则会产生水痕迹，已有装置具有局限性。因此，本专利技术人从各种角度，对上述水痕迹残留的原因进行了分析，其结果发现，其原因在于干燥气体中的IPA蒸汽是通过在IPA中产生惰性气体气泡而获得的，除了饱和浓度以下的IPA气体以外，还包含大量的微小的IPA的液体颗粒(在下面称为“薄雾(mist)”)，但是，由于该薄雾的大小(粒度)和质量大大超过氮气，故难以通过较窄的晶片之间的间隙，如果晶片的直径也为300mm，则难以将IPA薄雾供给到远离IPA薄雾的供给口的晶片表面，因此，IPA的置换无法充分地进行。即，如果在干燥气体中包含的全部IPA量相同，则IPA薄雾的粒度较大时，其薄雾的数量减少，反之，在IPA薄雾的粒度较小时，其薄雾的数量增加。加上，如果IPA薄雾的粒度增加，则其质量也较大，移动速度变慢。这样，在上述2)的干燥步骤，即使在将干燥气体供给到处理槽内的多枚晶片之间的情况下，附着于晶片的表面上的清洗液的水滴数量与IPA薄雾的颗粒数量不均衡，如IPA薄雾的颗粒数量少于水滴数量，则一部分的水滴不能由IPA置换而残留，造成水痕迹。此外，由于IPA薄雾的粒度增加，而薄雾较重，故难以通过较窄的晶片之间的间隙，因此在300mm的大直径的晶片中，IPA薄雾通常在接触远离供给口的晶片表面之前，附着在较近的表面上。所以在较远的晶片表面，所供给的IPA薄雾的数量少，另外，无法均匀地供给IPA薄雾。即，在接近IPA薄雾的供给口的晶片表面上，供给足够量以上的IPA薄雾，但是，由于在远离供给口的晶片表面上，不能供给充分的IPA薄雾，故在离IPA薄雾供给口较远的晶片表面，不能充分地进行附着于晶片表面上的清洗液与IPA的置换，导致水痕迹产生。下面参照图11，对该水滴通过IPA置换的情况进行描述。另外，图11为将干燥处理时的IPA薄雾与附着于水痕迹W上的清洗液的水滴(下面称为“DIW”)的关系模式化的剖视图。在上述2)的干燥步骤，如图11(a)所示，将具有粒度较大的IPA薄雾(液体)的IPA蒸汽和氮气N2(气体)的混合气体供给到处理槽的内部，将其供给到晶片W之间。于是，如图11(b)所示，虽然DIW由IPA蒸汽置换，但是，由于IPA薄雾的粒度较大，故移动速度较慢，另外，由于将大量(50～100枚)的300mm的大直径的晶片同时在处理槽内进行处理，故IPA的数量也受到限制，因此无法接触到全部的DIW。由于上述原因，IPA薄雾在接触到远离干燥气体的供给口的晶片表面之前，附着于较近的表面上，不能将IPA薄雾供给到较远的表面上。因此，如图11(c)所示，DIW仍然残留在晶片上，导致水痕迹产生。另一方面，在JP特开平11-191549号文献中，公开有下述的衬底处理装置，在该装置中，无须在有机溶剂中形成惰性气体气泡，而将有机溶剂在蒸发槽内加热蒸发，产生有机溶剂蒸汽和惰性气体的混合气体，在管内，通过另外的惰性气体对该混合气体进行稀释，并且对其加热保温，通过喷嘴喷射。在该衬底处理装置中，管内和从喷嘴喷射的气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：中务胜吉，小笠原和久，堺原义晶，春木佳弘，川手宗则，
申请(专利权)人：SES株式会社，
类型：发明
国别省市：