WO2009147871A1

WO2009147871A1 - 流体加熱器、その製造方法、流体加熱器を備えた基板処理装置および基板処理方法

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Publication number: WO2009147871A1
Application number: PCT/JP2009/052304
Authority: WO
Inventors: 幸吉広城; 孝之戸島
Original assignee: 東京エレクトロン株式会社
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2009-12-10
Also published as: KR20110028428A; JP5184631B2; JPWO2009147871A1; KR101229694B1; US8701308B2; US20110099838A1

Abstract

　流体加熱器２０は、加熱されるべき流体が流される流路管２６と、流路管２６を加熱する加熱部２３とを備えている。流路管２６の内部には、１または複数の充填材３０が設けられている。基板処理装置６０は、揮発性を有する有機溶剤の液体を供給する供給源９２と、供給源９２により供給される有機溶剤の液体を加熱して有機溶剤の蒸気を生成する、前述の流体加熱器２０と、基板Ｗを収容し、この収容された基板Ｗの乾燥を行うチャンバー６５であって、流体加熱器２０により生成された有機溶剤の蒸気が供給されるチャンバー６５と、を備えている。

Description

流体加熱器、その製造方法、流体加熱器を備えた基板処理装置および基板処理方法

　本発明は、流体の加熱を行う流体加熱器、その製造方法、流体加熱器を備えた基板処理装置および基板処理方法に関し、とりわけ、流路管の内周面に対して何ら加工を行うことなく流路管内を流れる流体に対する加熱における熱伝達効率および均一性を向上させることができる流体加熱器、その製造方法、流体加熱器を備えた基板処理装置および基板処理方法に関する。

　一般に、半導体製造装置における製造工程においては、半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス等の基板（以下、単に「ウエハ」ともいう。）を、薬液やリンス液等の洗浄液が貯留された洗浄槽に順次浸漬して洗浄を行う洗浄処理方法が広く採用されている。また、洗浄後のウエハの表面に例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の揮発性を有する有機溶剤の蒸気を接触させて、この有機溶剤の蒸気をウエハの表面に凝縮あるいは吸着させ、その後Ｎ２ガス（窒素ガス）等の不活性ガスをウエハの表面に供給することによりウエハの表面にある水分の除去および乾燥を行う乾燥処理方法が知られている（例えば、特開２００７－５４７９号公報（ＪＰ２００７－５４７９Ａ）等参照）。

　ここで、上述のような乾燥処理方法において、ウエハが収容されたチャンバーに有機溶剤の蒸気を供給するにあたり、有機溶剤の液体を加熱して蒸発させることにより有機溶剤の蒸気を生成するような流体加熱器が用いられている。すなわち、有機溶剤の供給源から有機溶剤の液体が流体加熱器に供給され、この流体加熱器で有機溶剤の液体が加熱されることにより有機溶剤の蒸気が生成され、ウエハが収容されたチャンバーに対してこの生成された有機溶剤の蒸気が供給されるようになっている。このような流体加熱器としては、例えば特開２００７－１７０９８号公報（ＪＰ２００７－１７０９８Ａ）等に開示されるものが知られている。

　特開２００７－１７０９８号公報等に示す従来の流体加熱器は、ハロゲンランプ等の熱源ランプと、この熱源ランプを包囲するよう配置された、加熱されるべき有機溶剤の液体が流される螺旋形状の流路管とを備えている。そして、螺旋形状の流路管に有機溶剤の液体が流され、流路管が熱源ランプにより加熱されることにより流路管内を流れる流体も加熱され、このことにより流路管内で有機溶剤の蒸気が生成されるようになっている。

　上述のような、流体の加熱を行う流体加熱器において、螺旋形状の流路管の内周面が研磨処理されており、この内周面の表面粗さが小さい場合には、すなわち、流路管の内周面に凹凸がほとんどまたは全くない場合には、当該流路管内を流れる流体は乱流ではなく層流となる。この場合には、流路管内における中心部分を流れる流体の速度と流路管の内周面付近を流れる流体の速度とが異なるようになる。すなわち、流路管内における中心部分を流れる流体の速度が流路管の内周面付近を流れる流体の速度よりも大きくなる。また、流路管内における中心部分を流れる流体に対する加熱の度合いよりも、流路管の内周面付近を流れる流体に対する加熱の度合いの方が大きくなる。このため、流路管内を流れる流体が乱流ではなく層流である場合には、流路管内を流れる流体を均一に加熱することができないという問題がある。

　また、流路管の内周面の表面粗さが小さい場合には、流路管内を流れる流体に接触する流路管の内周面の表面積が小さくなるので、外部の熱源ランプから流路管内の流体への熱の伝達面積が小さくなり、流路管内を流れる流体に対する熱伝達効率が小さくなってしまうという問題がある。

　一方、流路管の内周面の研磨処理を行うことなく、この流路管の内周面の表面粗さが大きい場合には、流路管内に流体を長期間流したときにこの流路管の内周面にゴミが残った際には、流路管の内周面に付着したゴミを洗い落とすのが容易ではないという問題がある。

　本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、流路管の内部に１または複数の充填材を設けることにより、流路管内を流れる流体を層流ではなく乱流とし、流路管内を流れる流体の速度を略均一にすることにより流体を略均一に加熱し、しかも充填材を流路管の内部に設けることによって流路管内を流れる流体に接触する加熱部分の表面積を大きくなり、このことにより流路管内を流れる流体に対する熱伝達効率を大きくすることができるような流体加熱器およびその製造方法を提供することを目的とする。

　また、本発明は、上述のような流体加熱器を備えた基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

　本発明は、流体の加熱を行う流体加熱器であって、加熱されるべき流体が流される流路管と、前記流路管を加熱する加熱部と、前記流路管の内部に設けられた１または複数の充填材と、を備えたことを特徴とする。

　このような流体加熱器によれば、液体や気体からなる加熱されるべき流体が流される流路管の内部に、１または複数の充填材が設けられている。このため、流路管内を流れる流体を層流ではなく乱流とし、流路管内を流れる流体の速度を略均一にすることができる。このため、流路管内で流体を略均一に加熱することができるようになる。しかも、充填材を流路管の内部に設けることによって流路管内を流れる流体に接触する加熱部分の表面積が大きくなる。このため、流路管内を流れる流体に対する熱伝達効率を大きくすることができるようになる。

　本発明の流体加熱器においては、前記充填材は導熱性を有することが好ましい。この際に、前記充填材は金属、シリコン、セラミックまたはこれらの混合物からなることがより好ましい。

　本発明の流体加熱器においては、前記充填材は、フッ素樹脂によりコーティングされたものであることが好ましい。この際に、前記充填材は、前記フッ素樹脂により前記流路管の内壁に固定されていることがより好ましい。

　本発明の流体加熱器においては、前記充填材の形状は球形、円柱形または円筒形であることが好ましい。また、前記充填材は中実または中空のものからなることが好ましい。また、前記充填材は繊維状またはメッシュ状のものからなることが好ましい。

　また、本発明の流体加熱器においては、前記流路管は螺旋形状のものからなることが好ましい。

　本発明の流体加熱器においては、前記加熱部はランプヒータからなることが好ましい。あるいは、前記加熱部は誘導加熱型ヒータから構成されていてもよい。あるいは、前記加熱部は抵抗加熱式ヒータから構成されていてもよい。

　本発明は、流体の加熱を行う流体加熱器の製造方法であって、略直線状の流路管を準備する工程と、前記流路管の内部に１または複数の充填材を充填する工程と、１または複数の充填材が充填された流路管を螺旋形状に変形させる工程と、前記流路管を加熱する加熱部を設置する工程と、を備えたことを特徴とする。

　このような流体加熱器の製造方法によれば、流路管が螺旋形状になっているとともに、この流路管の内部に設けられた充填材も螺旋形状となるような流体加熱器を製造することができる。

　本発明の流体加熱器の製造方法においては、前記流路管の内部に充填材を充填する工程の後に、前記充填材にフッ素樹脂をコーティングする工程が設けられていることが好ましい。この際に、前記充填材にフッ素樹脂をコーティングする工程は、前記流路管を螺旋形状に変形させる工程の後に行われることがより好ましい。また、この場合、前記流路管を螺旋形状に変形させる工程の後であって、前記充填材にフッ素樹脂をコーティングする工程の前に、前記流路管内を薬液で洗浄する工程が設けられていることがより好ましい。ここで、前記薬液は酸性の薬液であることがより好ましい。

　本発明の流体加熱器の製造方法においては、前記充填材の形状は略直線状となっており、前記流路管を螺旋形状に変形させる際に、この流路管の内部に充填された充填材も螺旋形状に変形させられることが好ましい。

　本発明は、基板の処理を行う基板処理装置であって、揮発性を有する有機溶剤の液体を供給する供給源と、前記供給源により供給される有機溶剤の液体を加熱して有機溶剤の蒸気を生成する、上述の流体加熱器と、基板を収容し、この収容された基板の乾燥を行うチャンバーであって、前記流体加熱器により生成された有機溶剤の蒸気が供給されるチャンバーと、を備えたことを特徴とする。

　このような基板処理装置によれば、流体加熱器において流路管内を流れる流体に対する加熱における熱伝達効率および均一性を向上させることができるので、有機溶剤の液体を確実に蒸発させて有機溶剤の蒸気を生成することができ、チャンバーに有機溶剤の蒸気を確実に供給することができる。

　本発明は、基板の乾燥を行う基板処理方法であって、基板をチャンバー内に収容する前に、上述の流体加熱器における充填材を予め加熱する工程と、充填材が予め加熱された前記流体加熱器に揮発性を有する有機溶剤の液体を供給し、この流体加熱器により有機溶剤の液体を加熱して有機溶剤の蒸気を生成する工程と、基板が収容されたチャンバー内に有機溶剤の蒸気を供給することにより基板を乾燥する工程と、を備えたことを特徴とする。

　このような基板処理方法によれば、基板の洗浄処理等を行う間に流体加熱器の充填材を予め加熱しておき、その後、充填材が予め加熱された流体加熱器に有機溶剤の液体を供給し、この流体加熱器により有機溶剤の液体を加熱して有機溶剤の蒸気を生成し、その後、基板をチャンバー内に収容し、このチャンバー内に有機溶剤の蒸気を供給することにより基板の乾燥を行うことができるようになる。このように、基板に対して乾燥処理以外の他の処理（例えば洗浄処理）を行う間に流体加熱器において充填材の加熱を予め行っておくことにより、有機溶剤の蒸気の生成を迅速に行うことができるようになり、基板に対する乾燥処理をより迅速に行うことができるようになる。

本発明の一の実施の形態に係る流体加熱器の構成の概略を示す構成図である。図１に示す流体加熱器のＩ－Ｉライン矢視による断面図である。図１および図２に示す流体加熱器の流路管の内部に設けられた充填材の構成を示す説明図である。図１および図２に示す流体加熱器の流路管の内部に設けられた充填材の他の構成を示す説明図である。本実施の形態に係る流体加熱器の加熱部の他の構成の概略を示す構成図である。本実施の形態に係る流体加熱器の加熱部の更に他の構成の概略を示す構成図である。本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置の構成の概略を示す構成図である。

　以下、図面を参照して本発明の一の実施の形態について説明する。まず、本実施の形態に係る流体加熱器について詳述する。ここで、図１乃至図６は、本実施の形態に係る流体加熱器を示す図である。このうち、図１は、本実施の形態に係る流体加熱器の構成の概略を示す構成図であり、図２は、図１に示す流体加熱器のＩ－Ｉライン矢視による断面図である。また、図３は、図１および図２に示す流体加熱器の流路管の内部に設けられた充填材の構成を示す説明図である。また、図４は、図１および図２に示す流体加熱器の流路管の内部に設けられた充填材の他の構成を示す説明図である。また、図５は、本実施の形態に係る流体加熱器の加熱部の他の構成の概略を示す構成図であり、図６は、本実施の形態に係る流体加熱器の加熱部の更に他の構成の概略を示す構成図である。

　本実施の形態に係る流体加熱器２０は、液体や気体からなる流体の加熱を行うものである。この流体加熱器２０は、筒状容器２２と、この筒状容器２２の内部に設けられ、加熱されるべき流体が流される例えばステンレス管からなる流路管２６と、流路管２６を加熱するハロゲンランプヒータ（加熱部）２３と、流路管２６の内部に設けられた多数の充填材３０とを備えている。以下、このような流体加熱器２０の各構成要素の詳細について述べる。

　図１および図２に示すように、筒状容器２２の中心の箇所において当該筒状容器２２の長手方向（図１の左右方向）に沿ってハロゲンランプヒータ２３が略直線状に延びている。そして、流路管２６は、ハロゲンランプヒータ２３を包囲するよう設けられ、その中心がハロゲンランプヒータ２３の中心と略一致するような螺旋形状となっている。前述のように、この流路管２６は例えばステンレス管からなる。

　筒状容器２２の内周面には断熱材２１が取り付けられている。また、筒状容器２２の両開口端部は、それぞれ断熱材２１を固定した端部材２２ａ、２２ｂにより閉塞されている。

　図１に示すように、流路管２６の一端は、筒状容器２２の一方の端部材２２ａを貫通して流体の流入口２４を形成し、他端は筒状容器２２の他方の端部材２２ｂを貫通して流体の流出口２５を形成している。この場合、螺旋形状の流路管２６を、ハロゲンランプヒータ２３からの輻射光を外側に漏らさない程度に互いに近接して配列してもよいし、加熱効率を高めるために互いに接触して配列してもよい。

　流路管２６の流出口２５側付近には、ハロゲンランプヒータ２３によって加熱されて流出口２５から流出される流体の温度を検出する温度センサ２９が配設されている。また、ハロゲンランプヒータ２３には、このハロゲンランプヒータ２３の発熱量を調整する電流調整器４０が接続されている。図１に示すように、これらの温度センサ２９と電流調整器４０はそれぞれ制御部５０に電気的に接続されており、温度センサ２９によって検出された温度が制御部５０に伝達され、制御部５０からの制御信号が電流調整器４０に伝達されて、加熱された流体が所定の温度に維持されるよう電流調整器４０の制御が行われるようになっている。

　また、図１および図２に示すように、流路管２６の内部には多数の充填材３０が充填されている。各充填材３０はそれぞれ導熱性の材料、具体的には例えば銅、金、銀等の金属、シリコン、セラミックまたはこれらの混合物から構成されている。

　各充填材３０の形状について図３を用いて詳述する。図３（ａ）～（ｆ）は、それぞれ充填材３０の様々な形状を示す上面図および側面図である。

　図３（ａ）に示すように、充填材３０は中実の球形のものであってもよい。また、図３（ｂ）に示すように、充填材３０はメッシュ状の球形のものであってもよい。図３（ｂ）に示すような充填材３０においては、メッシュは球形の内部まで埋まっている。また、図３（ｃ）に示すように、充填材３０は、内部に空間が設けられたメッシュ状の球形のものであってもよい。また、図３（ｄ）に示すように、充填材３０は中実の円柱形のものであってもよい。また、図３（ｅ）に示すように、充填材３０は円筒形のものであってもよい。また、図３（ｆ）に示すように、充填材３０は繊維状のものから構成されていてもよい。なお、充填材３０の形状は図３（ａ）～（ｆ）に示すものに限定されることはなく、図３（ａ）～（ｆ）以外の形状のものとなっていてもよい。

　また、図４に示すように、多数の充填材３０を流路管２６の内部に充填する代わりに、一本の螺旋形状の充填材３２を流路管２６の内部に設けてもよい。図４に示すような、螺旋形状の充填材３２が内部に設けられた螺旋形状の流路管２６を有する流体加熱器２０Ａの製造方法について以下に説明する。

　図４に示すような構造の流体加熱器２０Ａを製造するにあたり、まず略直線状の流路管２６を準備する。次に、流路管２６の内部に、略直線状の充填材３２を当該流路管２６に沿って充填する。そして、充填材３２が充填された流路管２６を螺旋形状に変形させる。ここで、略直線状の流路管２６を螺旋形状に変形させる際に、この流路管２６の内部に充填された充填材３２も螺旋形状に変形させられる。最後に、螺旋形状の流路管２６に包囲されるよう、略直線状に延びるハロゲンランプヒータ２３を螺旋形状の流路管２６の内部に設置する。このようにして、図４に示すような構造の流体加熱器２０Ａが得られる。

　また、図１乃至図３に示す充填材３０や、図４に示す充填材３２は、フッ素樹脂によりコーティングされていることが望ましい。充填材３０等が銅、金、銀等の金属から構成されている場合、この充填材３０等をフッ素樹脂によりコーティングすることにより、充填材３０等が流路管２６の内壁に衝突することによりこの充填材３０等から金属パーティクルが発生してしまうことを防止することができる。また、充填材３０等は、フッ素樹脂により流路管２６の内壁に固定されていることがより好ましい。このことにより、充填材３０等が流路管２６内で動いてしまうことを防止することができる。

　以下、図１乃至図３に示す充填材３０や、図４に示す充填材３２にフッ素樹脂をコーティングする方法について、特開昭５３－１３２０３５号公報（ＪＰ５３－１３２０３５Ａ）を参照して説明する。まず、充填材３０や充填材３２を、流路管２６の内部に充填された状態とする。次に、フッ素樹脂の粉体を帯電させながら流動化する。そして、この流動化したフッ素樹脂の粉体を流路管２６の内部に送り、充填材３０等の表面に静電的な付着を行わせる。あるいは、フッ素樹脂の粉体を空気等の気体とともに噴出ノズルから吹き出し、この噴出ノズル部分にてフッ素樹脂の粉体の帯電を行い、噴出ノズルから吹き出されたフッ素樹脂の粉体を流路管２６の内部に送り、充填材３０等の表面に静電的な付着を行わせてもよい。

　充填材３０や充填材３２にフッ素樹脂をコーティングする更に他の方法としては、充填材３０等を予めフッ素樹脂の溶融温度以上に予熱しておき、この予熱された充填材３０等にフッ素樹脂の粉体を吹き付けることにより付着させる方法が考えられる。更に他の方法としては、流動浸漬法により充填材３０等にフッ素樹脂をコーティングする方法が考えられる。

　ここで、上述のようなコーティングに用いられるフッ素樹脂の粉体としては、例えば２～４００μｍの範囲内の粒子径および０．１～１．２ｇ／ｃｍ^３の範囲内の嵩密度を有するとともに、粒度分布が比較的狭いものを用いることが好ましい。また、フッ素樹脂の粉体の形状は比較的球状に近いものが好ましい。

　また、充填材３０や充填材３２にフッ素樹脂をコーティングする更に他の方法としては、特開２００７－１７９０４７号公報（ＪＰ２００７－１７９０４７Ａ）等に示すように、充填材３０等の外周面にフッ素樹脂の被膜を溶融または焼成によりコーティングする方法が考えられる。

　なお、図４に示すような構造の流体加熱器２０Ａを製造するにあたり、充填材３２にフッ素樹脂をコーティングする際には、まず、コーティング前の充填材３２が充填された流路管２６を螺旋形状に変形させた後、この流路管２６の内部を硫酸等の酸性の薬液で洗浄する。このことにより、流路管２６を螺旋形状に変形する際に流路管２６や充填材３２から発生する金属パーティクル等のゴミを除去することができるとともに流路管２６の内壁の表面状態を整えることができるようになる。

　そして、流路管２６の内部を酸性の薬液で洗浄した後、前述した方法により流路管２６内にある充填材３２をフッ素樹脂によりコーティングする。この際に、充填材３２をフッ素樹脂により流路管２６の内壁に固定するようにする。最後に、螺旋形状の流路管２６に包囲されるよう、略直線状に延びるハロゲンランプヒータ２３を螺旋形状の流路管２６の内部に設置する。

　ところで、本実施の形態の流体加熱器において、流路管２６を加熱するための加熱部としては、図１および図２に示すようなハロゲンランプヒータ２３に限定されることはない。他の加熱部としては、例えば図５に示すように、誘導加熱型ヒータからなるものを用いてもよい。より具体的には、螺旋形状の流路管２６としてステンレス管を用い、この螺旋形状の流路管２６の周囲に絶縁体３３を介してコイル３４を設けている。そして、高周波電源３５によりコイル３４に高周波を印加することにより、螺旋形状の流路管２６に対してコイル３４の磁場を妨げる方向（図５の左方向）に誘導起電力を発生させ、流路管２６に誘導電流が流れることによりそのジュール熱によって流路管２６を加熱するようになっている。この際に、充填材３０が金属製のものであれば、この充填材３０にも誘導電流が流れ、そのジュール熱によって充填材３０が加熱されることとなる。このような、コイル３４および高周波電源３５からなる誘導加熱型ヒータを用いることにより、流路管２６の加熱を行うことができるとともに、充填材３０が金属製のものであればこの充填材３０の加熱をも行うことができる。

　また、流路管２６を加熱するための加熱部の更に他の例としては、例えば図６に示すように、抵抗加熱式ヒータからなるものを用いてもよい。より具体的には、略直線状に延びる流路管２６の周囲に帯状のリボンヒータやラバーヒータ、チューブ状のセラミックヒータなどの抵抗加熱式ヒータ３６を巻き付ける。このような抵抗加熱式ヒータ３６は、ニクロム線等の発熱導体３６ａに電流を流すことにより発熱を行うようになっている。ここで、抵抗加熱式ヒータ３６を流路管２６に巻き付けても、流路管２６と抵抗加熱式ヒータ３６との間に隙間ができる場合があるので、この隙間に導熱性を有する部材３７を設けてもよい。

　以上のように本実施の形態の流体加熱器２０によれば、液体や気体からなる加熱されるべき流体が流される流路管２６の内部に、１または複数の充填材３０が設けられている。このため、流路管２６内を流れる流体を層流ではなく乱流とし、流路管２６内を流れる流体の速度を略均一にすることができる。このため、流路管２６内で流体を略均一に加熱することができるようになる。しかも、充填材３０を流路管２６の内部に設けることによって流路管２６内を流れる流体に接触する加熱部分の表面積が大きくなる。このため、流路管２６内を流れる流体に対する熱伝達効率を大きくすることができるようになる。

　また、充填材３０は導熱性を有しているので、ハロゲンランプヒータ２３により流路管２６が加熱される際に充填材３０も十分に加熱されることとなり、充填材３０の有する熱が流路管２６内を流れる流体に直接伝達されることとなる。このため、流路管２６内を流れる流体に対する加熱の度合いをより一層大きくすることができる。導熱性を有する充填材３０としては、例えば銅、金、銀等の金属、シリコン、セラミックまたはこれらの混合物等が挙げられるが、このような例に限定されることはなく、導熱性を有する他の部材を用いてもよい。

　また、充填材３０はフッ素樹脂によりコーティングされたものであるので、充填材３０が銅、金、銀等の金属から構成されている場合には、充填材３０が流路管２６の内壁に衝突することによりこの充填材３０から金属パーティクルが発生してしまうことを防止することができる。また、充填材３０がフッ素樹脂により流路管２６の内壁に固定されている場合には、充填材３０が流路管２６内で動いてしまうことを防止することができる。

　また、本発明においては、充填材３０は導熱性を有するものに限定されることはない。充填材３０として、例えば発泡スチロールや樹脂を用いてもよい。

　また、充填材３０の形状を球形、円柱形または円筒形にすることにより、流路管２６内を流れる流体に対する充填材３０の接触面積を大きくすることができ、流路管２６内を流れる流体に接触する加熱部分の表面積も大きくなる。また、充填材３０として繊維状またはメッシュ状のものを用いた場合であっても、流路管２６内を流れる流体に対する充填材３０の接触面積を大きくすることができ、流路管２６内を流れる流体に接触する加熱部分の表面積も大きくなる。しかしながら、充填材３０の形状は上述のようなものに限定されることはない。

　また、流路管２６が螺旋形状のものであるので、流路管２６が略直線状である場合と比較して当該流路管２６が占めるスペースを小さくすることができ、流体加熱器２０をよりコンパクトなものとすることができる。

　次に、図１等に示すような流体加熱器２０を備えた基板処理装置６０について図７を用いて説明する。図７は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置６０の構成の概略を示す構成図である。

　図７に示す基板処理装置６０は、半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハ」ともいう。）の薬液処理や洗浄処理を行う液処理部６２と、液処理部６２の上方に設けられ、この液処理部６２での洗浄処理が終了したウエハＷの乾燥を行う乾燥処理部６１とを備えている。ここで、液処理部６２は、ウエハＷに対して所定の薬液（例えば、希フッ酸水溶液（ＤＨＦ）、アンモニア－過酸化水素水（ＡＰＦ）、硫酸－過酸化水素水（ＳＰＭ）等）による処理を行い、その後に純水（ＤＩＷ）により洗浄処理を行うようになっている。また、基板処理装置６０は、複数（例えば５０枚）のウエハＷを保持することができるウエハガイド６４を備えている。このウエハガイド６４は、液処理部６２と乾燥処理部６１との間で移動（昇降）自在となっている。基板処理装置６０の上方にはファンフィルターユニット（ＦＦＵ、図示せず）が配設されており、このファンフィルターユニットにより基板処理装置６０に清浄な空気がダウンフローとして供給されるようになっている。

　図７に示すように、液処理部６２は薬液や純水を貯留する貯留槽６９を有している。この貯留槽６９に薬液と純水とが交互に貯留され、ウエハＷを薬液や純水に浸漬することによりウエハＷの薬液処理や洗浄処理をそれぞれ行うようになっている。

　乾燥処理部６１には、ウエハＷを収容するためのチャンバー６５およびチャンバー６５を内部に形成するチャンバー壁６７が設けられている。

　液処理部６２に設けられた貯留槽６９近傍の雰囲気と、乾燥処理部６１に設けられたチャンバー６５の雰囲気とは、これらの中間に水平方向にスライド自在に配置されたシャッター６３によって隔離し、または連通させることができるようになっている。このシャッター６３は、液処理部６２の貯留槽６９において液処理を行うときと、貯留槽６９とチャンバー６５との間でウエハＷをウエハガイド６４により移動させるときには、シャッターボックス６６に収容され、貯留槽６９近傍の雰囲気とチャンバー６５の雰囲気とが連通状態となる。一方、シャッター６３をチャンバー６５の真下に配置した状態では、シャッター６３の上面に設けられたシールリング６３ａがチャンバー壁６７の下端に当接することにより、チャンバー６５の下面開口が気密に閉塞されるようになっている。

　チャンバー６５の内部には、水蒸気とＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気を混合してまたは単独でチャンバー６５内に供給するための流体ノズル７０が配置されている。流体ノズル７０には配管８０が接続されており、配管８０は途中で配管８０ａ、８０ｂに分岐し、それぞれ純水供給源９１およびＩＰＡ供給源９２に接続されている。そして、配管８０ａに設けられた開閉バルブ８２を開放し、流量制御バルブ８５を操作することにより所定流量の純水が流体加熱器２０に送られて、この流体加熱器２０で純水が加熱されることにより水蒸気が生成される。同様に、配管８０ｂに設けられた開閉バルブ８３を開放し、流量制御バルブ８６を操作することにより所定流量のＩＰＡの液体が流体加熱器２０に送られて、この流体加熱器２０でＩＰＡの液体が加熱されることによりＩＰＡの蒸気が生成される。これらの水蒸気およびＩＰＡ蒸気は単独で、または配管８０において混合され、流体ノズル７０からチャンバー６５内に噴射される。

　また、チャンバー６５の内部には、所定の温度に加熱されたＮ２ガス（窒素ガス）をチャンバー６５内に噴射するためのＮ２ガスノズル７１が設けられている。図７に示すように、Ｎ２ガス供給源９３からは室温のＮ２ガスが開閉バルブ８４を開放することにより流体加熱器２０に供給されるようになっている。そして、流体加熱器２０によりＮ２ガスが所定温度に加熱させられ、この加熱されたＮ２ガスをＮ２ガス供給ライン８１を通してＮ２ガスノズル７１からチャンバー６５内に噴射させることができるようになっている。

　また、チャンバー６５の内部には、チャンバー６５内の雰囲気ガスを排出するための排気ノズル７２が設けられている。この排気ノズル７２には、チャンバー６５内からの自然排気を行うための自然排気ラインと、チャンバー６５内からの強制排気を行うための強制排気ラインとが設けられている。

　また、基板処理装置６０には、上述した各構成要素の制御を行う制御部９９が設けられている。この制御部９９は、基板処理装置６０の各構成要素に接続され、各構成要素の動作（具体的には、例えばチャンバー壁６７の蓋部分の昇降、ウエハガイド６４の昇降、シャッター６３のスライド、各バルブ８２、８３、８４、８５、８６の開閉等）を制御するようになっている。本実施の形態において、制御部９９には、工程管理者が基板処理装置６０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、基板処理装置６０の稼動状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるデータ入出力部９７が接続されている。また、制御部９９には、基板処理装置６０で実行される各種処理を制御部９９による制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて基板処理装置６０の各構成要素に処理を実行させるためのプログラム（すなわち、レシピ）が記憶された記憶媒体９８が接続されている。記憶媒体９８は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリー、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭなどのディスク状記憶媒体、その他の公知な記憶媒体から構成され得る。

　そして、必要に応じて、データ入出力部９７からの指示等にて任意のレシピを記憶媒体９８から呼び出して制御部９９に実行させることで、制御部９９の制御下で、基板処理装置６０での所望の処理が行われる。

　次に、上述のような基板処理装置６０を用いたウエハＷの処理方法について説明する。なお、以下に示すような一連の薬液処理、洗浄処理および乾燥処理は、記憶媒体９８に記憶されたプログラム（レシピ）に従って、制御部９９が基板処理装置６０の各構成要素を制御することにより行われる。

　最初に、液処理部６２の貯留槽６９と乾燥処理部６１のチャンバー６５とをシャッター６３により隔離し、また、チャンバー６５内をＮ２ガスで満たし、かつその内部圧力が大気圧と同じ状態とする。一方、貯留槽６９に所定の薬液を貯留する。この状態で、ウエハガイド６４は乾燥処理部６１のチャンバー６５内に配置されている。

　そして、チャンバー６５内へのＮ２ガスの供給を停止させ、外部の基板搬送装置（図示せず）からウエハガイド６４に５０枚のウエハＷを受け渡す。その後、排気ノズル７２から強制排気を行いながら、液処理部６２の貯留槽６９と乾燥処理部６１のチャンバー６５とが連通するようにシャッター６３をスライドさせる。

　続いてウエハガイド６４を降下させて、保持したウエハＷを貯留槽６９に貯留された薬液に、所定時間、浸漬させる。この薬液によるウエハＷの処理が終了したら、ウエハＷを貯留槽６９内に浸漬させたまま、純水を貯留槽６９内に供給して、貯留槽６９内の薬液を純水に置換し、ウエハＷの洗浄処理を行う。なお、貯留槽６９における薬液から純水への置換は、排液管６９ａを通して貯留槽６９から薬液を排出し、その後に貯留槽６９に純水を供給することによって行ってもよい。

　ここで、上述のようなウエハＷの薬液処理や洗浄処理を行う間に、各流体加熱器２０において、導熱性の充填材３０を予めハロゲンランプヒータ２３により加熱しておく。具体的には、流路管２６を予めハロゲンランプヒータ２３により加熱することにより、この流路管２６が高温状態となり、この流路管２６により充填材３０も加熱されることとなる。

　ウエハＷの薬液処理および洗浄処理が終了したら、チャンバー６５からの排気を強制排気ラインから自然排気ラインに切り替え、所定温度に加熱されたＮ２ガスをＮ２ガスノズル７１からチャンバー６５内に供給し、チャンバー６５内を加熱されたＮ２ガス雰囲気に保持する。このことにより、チャンバー６５内が温められるとともにチャンバー壁６７が温められて、後にＩＰＡ蒸気をチャンバー６５内に供給した際に、チャンバー壁６７でのＩＰＡ蒸気の結露を抑制することができる。

　そして、チャンバー６５内へ加熱されたＮ２ガスの供給を行った後に、流体ノズル７０によりチャンバー６５内に水蒸気の供給を行う。このことにより、チャンバー６５内が水蒸気雰囲気で満たされる。その後、ウエハＷをチャンバー６５内に収容するために、ウエハガイド６４の引き上げを開始する。ここで、ウエハＷは水蒸気で満たされている空間に引き上げられるために乾燥することがないので、この段階でウエハＷにウォーターマークが形成されることはない。

　ウエハＷがチャンバー６５に収容される位置まで上昇したらウエハガイド６４の引き上げを停止させ、シャッター６３を閉じて貯留槽６９とチャンバー６５とを隔離する。そして、ウエハＷをチャンバー６５内の所定位置に保持したら、流体ノズル７０によりチャンバー６５内へのＩＰＡ蒸気の供給を開始する。このことにより、ウエハＷの表面に付着している純水がＩＰＡに置換される。このとき、ウエハＷの表面の液の表面張力の変化が緩やかであるので、液膜の厚さにむらが生じることがなく、ウエハＷに設けられた回路パターンの凸部にかかる表面張力のバランスも崩れ難いので、パターン倒れの発生を防止することができる。また、このようにウエハＷ面内で実質的に同時に乾燥を行うことにより、ウォーターマークの形成を抑制することができる。

　所定時間、ＩＰＡ蒸気を供給することによりウエハＷの表面にＩＰＡの液膜が形成されたら、チャンバー６５内へのＩＰＡ蒸気の供給を停止し、続いてウエハＷの乾燥処理を行う。この乾燥処理は、例えば、所定温度に加熱されたＮ２ガスをチャンバー６５内に供給してウエハＷの表面からＩＰＡを揮発、蒸発させ、その後に室温のＮ２ガスをチャンバー６５内に供給してウエハＷを所定の温度に冷却するという手順により行うことができる。

　なお、このような乾燥処理において、ウエハＷの表面のＩＰＡを均一に揮発させることにより、ウエハＷに設けられた回路パターンの凸部にかかる表面張力のバランスが崩れ難く、これによりパターン倒れの発生を抑制することができる。さらに、ウエハＷの表面にＩＰＡのみが存在する状態から乾燥を行うために、ウォーターマークの形成も抑制することができる。

　ウエハＷの乾燥が終了したら、外部から図示しない基板搬送装置がウエハガイド６４にアクセスして、ウエハＷを基板処理装置６０から搬出する。このようにして、基板処理装置６０における一連のウエハＷの処理が終了する。

　上述のような基板処理方法によれば、ウエハＷをチャンバー６５内に収容する前において、ウエハＷの薬液処理や洗浄処理を行う間に流体加熱器２０の充填材３０を予め加熱しておき、その後、充填材３０が予め加熱された流体加熱器２０に対してＩＰＡの液体を供給し、この流体加熱器２０によりＩＰＡの液体を加熱してＩＰＡ蒸気を生成し、ウエハＷが収容されたチャンバー６５内にＩＰＡ蒸気を供給することによりウエハＷの乾燥を行っている。このように、ウエハＷに対して乾燥処理以外の他の処理（例えば、薬液処理や洗浄処理）を行う間に流体加熱器２０において充填材３０の加熱を予め行っておくことにより、ＩＰＡ蒸気の生成を迅速に行うことができるようになり、ウエハＷに対する乾燥処理をより迅速に行うことができるようになる。

Claims

　流体の加熱を行う流体加熱器であって、
　加熱されるべき流体が流される流路管と、
　前記流路管を加熱する加熱部と、
　前記流路管の内部に設けられた１または複数の充填材と、
　を備えたことを特徴とする流体加熱器。
　前記充填材は導熱性を有することを特徴とする請求項１記載の流体加熱器。
　前記充填材は金属、シリコン、セラミックまたはこれらの混合物からなることを特徴とする請求項２記載の流体加熱器。
　前記充填材は、フッ素樹脂によりコーティングされたものであることを特徴とする請求項１記載の流体加熱器。
　前記充填材は、前記フッ素樹脂により前記流路管の内壁に固定されていることを特徴とする請求項４記載の流体加熱器。
　前記充填材の形状は球形、円柱形または円筒形であることを特徴とする請求項１記載の流体加熱器。
　前記充填材は中実または中空のものからなることを特徴とする請求項１記載の流体加熱器。
　前記充填材は繊維状またはメッシュ状のものからなることを特徴とする請求項１記載の流体加熱器。
　前記流路管は螺旋形状のものからなることを特徴とする請求項１記載の流体加熱器。
　前記加熱部はランプヒータからなることを特徴とする請求項１記載の流体加熱器。
　前記加熱部は誘導加熱型ヒータからなることを特徴とする請求項１記載の流体加熱器。
　前記加熱部は抵抗加熱式ヒータからなることを特徴とする請求項１記載の流体加熱器。
　流体の加熱を行う流体加熱器の製造方法であって、
　略直線状の流路管を準備する工程と、
　前記流路管の内部に１または複数の充填材を充填する工程と、
　１または複数の充填材が充填された流路管を螺旋形状に変形させる工程と、
　前記流路管を加熱する加熱部を設置する工程と、
　を備えたことを特徴とする流体加熱器の製造方法。
　前記流路管の内部に充填材を充填する工程の後に、前記充填材にフッ素樹脂をコーティングする工程が設けられていることを特徴とする請求項１３記載の流体加熱器の製造方法。
　前記充填材にフッ素樹脂をコーティングする工程は、前記流路管を螺旋形状に変形させる工程の後に行われることを特徴とする請求項１４記載の流体加熱器の製造方法。
　前記流路管を螺旋形状に変形させる工程の後であって、前記充填材にフッ素樹脂をコーティングする工程の前に、前記流路管内を薬液で洗浄する工程が設けられていることを特徴とする請求項１５記載の流体加熱器の製造方法。
　前記薬液は酸性の薬液であることを特徴とする請求項１６記載の流体加熱器の製造方法。
　前記充填材の形状は略直線状となっており、
　前記流路管を螺旋形状に変形させる際に、この流路管の内部に充填された充填材も螺旋形状に変形させられることを特徴とする請求項１３記載の流体加熱器の製造方法。
　基板の処理を行う基板処理装置であって、
　揮発性を有する有機溶剤の液体を供給する供給源と、
　前記供給源により供給される有機溶剤の液体を加熱して有機溶剤の蒸気を生成する、請求項１記載の流体加熱器と、
　基板を収容し、この収容された基板の乾燥を行うチャンバーであって、前記流体加熱器により生成された有機溶剤の蒸気が供給されるチャンバーと、
　を備えたことを特徴とする基板処理装置。
　基板の乾燥を行う基板処理方法であって、
　基板をチャンバー内に収容する前に、請求項１記載の流体加熱器における充填材を予め加熱する工程と、
　充填材が予め加熱された前記流体加熱器に揮発性を有する有機溶剤の液体を供給し、この流体加熱器により有機溶剤の液体を加熱して有機溶剤の蒸気を生成する工程と、
　基板が収容されたチャンバー内に有機溶剤の蒸気を供給することにより基板を乾燥する工程と、
　を備えたことを特徴とする基板処理方法。