特許 6481995 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6481995

(24)【登録日】2019年2月22日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】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

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20190304BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20190304BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 651H

   H01L21/304 648F

   H01L21/304 648G

   H01L21/30 569A

【請求項の数】11

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-13119(P2015-13119)

(22)【出願日】2015年1月27日

(65)【公開番号】特開2016-139681(P2016-139681A)

(43)【公開日】2016年8月4日

【審査請求日】2017年12月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】塙 洋祐

(72)【発明者】

【氏名】宮 勝彦

【審査官】 堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２９４９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００９７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７８５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７１８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０２２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００９１８７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、蒸気供給装置。

【請求項2】

請求項１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、
をさらに備える、蒸気供給装置。

【請求項3】

請求項２に記載の蒸気供給装置であって、
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4】

請求項１から３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における水の割合は、前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体における水の割合以下であることを特徴とする蒸気供給装置。

【請求項5】

請求項４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6】

請求項１から５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7】

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、
前記循環脱水手段は、前記混合液体中の水を分離する分離部と、前記混合液体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8】

請求項１から請求項７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。

【請求項9】

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、
水の割合が第１所定値よりも大きい値で前記低表面張力液体と前記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を、前記混合液体貯留部と管路接続された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、
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所定値以下であり第２所定値より大きい値となった後、前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体から、前記混合液体の蒸気である混合蒸気を生成し、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、
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、
を備え、
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、蒸気供給方法。

【請求項10】

請求項９に記載の蒸気供給方法であって、
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％以下である前記混合液体を供給することを特徴とする蒸気供給方法。

【請求項11】

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、
水の割合が第１所定値よりも大きい値で前記低表面張力液体と前記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を、前記混合液体貯留部と管路接続された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、
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所定値以下であり第２所定値より大きい値となった後、前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体から、前記混合液体の蒸気である混合蒸気を生成し、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、
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、
を備え、
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、蒸気乾燥方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、基板の蒸気乾燥装置、基板の蒸気乾燥方法、基板の蒸気乾燥処理に用いる蒸気生成装置および蒸気生成方法に関するものである。なお、当該基板には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光電磁気ディスク用基板などの各種基板が含まれる。

【背景技術】

【0002】

半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板に対して処理液を用いた処理が行われる。具体的には、基板の主面に薬液による湿式処理が行われることで、基板主面の洗浄やエッチング等が実行され、その後、薬液が供給された基板の主面に脱イオン水（Ｄｅ Ｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ、以下、「ＤＩＷ」と記載する）等の純水が供給されて、当該基板の主面における薬液を洗い流すリンス処理が行われる。

【0003】

リンス処理が行われた後は、基板主面に残留している純水を除去して基板を乾燥させる乾燥処理が行われる。この乾燥処理を行う方法として、例えば基板の回転による遠心力で純水を振りきって除去するスピン乾燥や、基板の主面に窒素ガスを吹き付けて、基板主面の純水を吹き飛ばし、または蒸発させて除去する吹付乾燥が、従来行われている。

【0004】

しかし、上述の乾燥方法は、基板の主面に微細な凹凸からなるパターンが形成されている場合には、乾燥の進行により基板主面のパターンが純水の液面から露出すると、パターンの凹部等のパターン内部に取り残された純水の表面張力によってパターン倒壊が発生するおそれがある。特に、基板主面に形成されるパターンの微細化が進む近年において、パターン倒壊の防止は重要な課題となっている。

【0005】

そこで、リンス処理後の基板の主面に、純水よりも表面張力の低い有機溶剤であるイソプロピルアルコール（Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ、以下、「ＩＰＡ」と記載する）の液体または蒸気を供給することにより基板主面に付着した純水をＩＰＡに置換し、その後、当該ＩＰＡを基板主面から除去することにより当該基板を乾燥させる技術がある。

【0006】

ＩＰＡの蒸気を基板主面に供給することにより、基板主面に付着した純水をＩＰＡに置換し、その後、ＩＰＡを基板主面から除去することで乾燥を行う技術は、特許文献１や特許文献２に開示されている。

【0007】

ＩＰＡの蒸気を発生させる方法としては、特許文献３のようにＮ２ガスをＩＰＡタンク内に貯留されたＩＰＡにバブリングすることで、ＩＰＡ蒸気を含有する混合気体を生成するバブリング方式や、特許文献４のように２流体ノズルを用いて、ＩＰＡ液体とＮ２ガスとの混合流体を生成し、その後当該混合流体を加熱してＩＰＡ蒸気を生成する２流体ノズル方式や、特許文献５のように、槽内に貯留した液体のＩＰＡをヒータブロックで加熱して蒸発させる液体加熱方式などが知られている。

【0008】

また、半導体デバイス製造工程で使用した廃ＩＰＡを回収し、半導体デバイス製造工程用として購入したときと同程度にまでＩＰＡを精製して再利用するために、回収したＩＰＡに対して、イオン交換樹脂によりＩＰＡ中のイオン成分を除去するイオン交換処理、浸透気化膜による脱水処理、および蒸留処理を順次実行して、アルコール濃度が所定値以上になるまで循環ラインで廃ＩＰＡに上述の精製処理を施し、その後、精製後のＩＰＡを供給タンクに供給する技術が、特許文献６に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平４−１５５９２４号公報

【特許文献2】特開２００８−１９８７４１号公報

【特許文献3】特開２００３−１６８６６８号公報

【特許文献4】特開２００７−４６８３８号公報

【特許文献5】特開平５−９０２４０号公報

【特許文献6】特開２０１３−２３４４０号公報

【特許文献7】特開２００８−１１２９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

半導体デバイス製造工程では、上述のように基板乾燥時において基板主面のパターン内部に残留した水分の表面張力に起因するパターン倒壊の防止が課題となっている。この課題に対し、従来は、パターン内部の水分を表面張力の低いＩＰＡ等の物質に置換する対策を採っていた。しかしながら、パターンがより微細化する近年において、基板主面に供給するＩＰＡ自体に含有される水分の影響により、ＩＰＡ置換を行った後もなお基板主面に水分が残留した状態となり、パターン倒壊が抑制できなくなる事態が生じている。

【0011】

より詳しくは、基板主面に水分が残留した状態となると、基板の表面に形成されたパターン間にも水分が充填されることとなる。充填される水分が、パターンの凸部の高さに対し、表面張力を及ぼしうる十分な高さである場合、パターン間の当該水分が気化するにつれて水分の表面張力がパターンに作用し、パターンの倒壊が発生することとなる。パターンが微細であるほど、パターン間の体積も小さくなるため、基板主面に残留する水分が微量であっても、表面張力を及ぼしうる十分な高さまで水分がパターン間に充填される。

【0012】

したがって、パターン倒壊防止のためには、基板主面に残留する水分は、パターンが微細であるほど少量にする必要がある。

【0013】

例えば、特許文献６に記載の脱水用の循環ラインは、基板処理後のＩＰＡを回収するラインに設けられている。そのため、特許文献６では、供給タンクに補充用アルコールとして投入されたＩＰＡに元々含まれている水分を除去できず、前記水分によるパターン倒壊が発生してしまうおそれがある。

【0014】

例えば、特許文献７には、ウエハを処理するチャンバー内の処理空間を、ＣＤＡ（Ｃｌｅａｎ Ｄｒｉｅｄ Ａｉｒ：低露点清浄空気）で満たした状態で、ＩＰＡ液をウエハに供給してウエハの上面における純水をＩＰＡに置換することにより、ウエハの表面に供給されるＩＰＡ液に水分が溶けこむことを抑制する技術が開示されている。

【0015】

しかし、基板に供給する前段階のＩＰＡ、すなわち、タンクに貯留され、基板に対しノズルから供給される前の液体のＩＰＡに、水分が多く含有される場合がある。この場合にＩＰＡ蒸気による基板乾燥を行っても、生成したＩＰＡの蒸気中に既に水分が含有されることとなり、当該蒸気を基板に吹き付けることで基板を乾燥させると、当該水分が原因でパターン倒壊が生じてしまう。

【0016】

ここで、ＩＰＡは吸湿性が高く、例えばＩＰＡを搬入してタンクに流入する際や、タンクでの貯留中に、ＩＰＡが湿気を含む外気に触れ、吸湿することで、基板処理前から既に水分濃度が所定濃度値以上となる事態が生じ得る。

【0017】

また、上述のようなＩＰＡの搬入時等における吸湿がほとんど生じない場合であっても、パターンの微細化が進む近年においては、購入時にもともと含まれていたＩＰＡ中の水分に起因してパターンの倒壊が生じるおそれがある。

【0018】

市販のＩＰＡには、用途等に応じてグレードが設定されており、グレードごとに含有水分量等、各不純物についての規格値が定められている。半導体デバイス製造工程など、より高純度なＩＰＡが要求される電子工業用途では、いわゆる「ＥＬグレード（高純度品）」のＩＰＡが用いられており、当該グレードのＩＰＡ濃度は、各社の規格値によって異なるものの、およそ９９．９％以上である。しかし、ＥＬグレードのＩＰＡであっても水分が０．０１％ないし０．１％程含まれている場合があり、このような微量な水分であっても、パターン倒壊に影響するおそれがある。

【0019】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板に供給するＩＰＡ蒸気に含まれる水分量を低減し、高濃度なＩＰＡ蒸気を生成し、処理室へ当該蒸気を供給する蒸気供給方法および蒸気供給装置、また、当該蒸気供給装置により供給されるＩＰＡ蒸気により、基板の乾燥処理を実行する蒸気乾燥方法および蒸気乾燥装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0020】

本願の第１発明は、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。

【0021】

本願の第２発明は、第１発明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る。

【0022】

本願の第３発明は、第２発明の蒸気供給装置であって、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。

【0024】

本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれか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における水の割合は、前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体における水の割合以下であることを特徴とする。

【0025】

本願の第５発明は、第４発明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。

【0027】

本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれか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。

【0028】

本願の第７発明は、第１発明から第６発明までのいずれかの蒸気供給装置であって、前記循環脱水手段は、前記混合液体中の水を分離する分離部と、前記混合液体中の水を吸着する吸着部と、を有することを特徴とする。

【0029】

本願の第８発明は、蒸気乾燥装置であって、第１発明から第７発明までのいずれかの蒸気供給装置と、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。

【0030】

本願の第９発明は、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、水の割合が第１所定値よりも大きい値で前記低表面張力液体と前記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を、前記混合液体貯留部と管路接続された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、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所定値以下であり第２所定値より大きい値となった後、前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体から、前記混合液体の蒸気である混合蒸気を生成し、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、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、を備え、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。

【0031】

本願の第１０発明は、第９発明の蒸気供給方法であって、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％以下である前記混合液体を供給することを特徴とする。

【0033】

本願の第１１発明は、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、水の割合が第１所定値よりも大きい値で前記低表面張力液体と前記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を、前記混合液体貯留部と管路接続された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、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所定値以下であり第２所定値より大きい値となった後、前記混合液体貯留部に貯留される前記混合液体から、前記混合液体の蒸気である混合蒸気を生成し、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、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、
を備え、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。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、基板に供給するＩＰＡ蒸気に含まれる水分量を低減し、高濃度なＩＰＡ蒸気を生成、供給することができる。

【0035】

また、本発明によれば、上記の高濃度なＩＰＡ蒸気を基板に供給して、基板の乾燥処理を実行することで、基板の良好な乾燥を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】第１実施形態にかかる蒸気乾燥装置の全体構成を示す模式図である。

【図2】第１実施形態にかかる脱水部の構成を示す模式図である。

【図3】第１実施形態にかかる制御部の構成を示す模式図である。

【図4】第１実施形態にかかる蒸気乾燥方法のフローチャートである。

【図5】ＩＰＡ水溶液における気液平衡曲線を示すグラフである。

【図6】混合液体を脱水した際の経過時間ごとの水分濃度を示すイメージ図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下の説明において、基板とは、半導体基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ 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の各種基板をいう。

【0038】

以下の説明においては、一方主面のみに回路パターン等（以下「パターン」と記載する）が形成されている基板を例として用いる。ここで、パターンが形成されている一方主面を「表面」と称し、その反対側のパターンが形成されていない他方主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた基板の面を「下面」と称し、上方に向けられた基板の面を「上面」と称する。なお、以下においては上面を表面（一方主面）として説明する。

【0039】

以下、本発明の実施の形態を、半導体基板の処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明する。なお、本発明は、半導体基板の処理に限らず、液晶表示器用のガラス基板などの各種の基板の処理にも適用することができる。

【0040】

＜第１実施形態＞
＜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。

【0041】

ここで、低表面張力液体としては、ＩＰＡ、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、エタノール、メタノール等の有機溶剤が用いられる。以下、第１実施形態では、低表面張力液体をＩＰＡとして説明する。

【0042】

なお、低表面張力液体としては、上記の液体に限られず、ＤＩＷよりも表面張力が低く、ＤＩＷよりも揮発性の高い液体であれば、上記液体に代えて用いることができる。

【0043】

また、基板Ｗの付着液は、ＤＩＷに限られず、例えば低表面張力液体として選択される液体と同一の液体であってもよい。

【0044】

蒸気乾燥装置１は、基板Ｗの乾燥処理を行う基板処理部９０と、ＩＰＡ蒸気を生成し、当該ＩＰＡ蒸気を基板処理部９０へ供給する蒸気供給装置１０と、蒸気乾燥装置１の制御を行う制御部７０を備える。制御部７０は、蒸気乾燥装置１の各部と電気的に接続し、各部へ指令を行うことで蒸気乾燥装置１の制御を行う。

【0045】

図２は、蒸気乾燥装置１における後述の脱水部３３の詳細構成を示す図である。図３は、制御部７０と蒸気乾燥装置１の各部との接続関係を示すブロック図である。以下、図１、図２および図３を適宜用いて、蒸気乾燥装置１の構成について説明する。

【0046】

蒸気供給装置１０は、主に、混合液体貯留部１１と、蒸気供給管１３と、蒸気生成手段２０と、循環脱水手段３０と、排気手段４０と、混合蒸気供給手段５０と、を備える。蒸気供給装置１０における各部の詳説については、後述する。

【0047】

基板処理部９０は、主に、基板Ｗを収容するチャンバ９１と、蒸気供給装置１０から供給されるＩＰＡ蒸気と窒素ガスを混合する窒素ガス混合手段６０と、ＩＰＡ蒸気を基板Ｗに吹き付けるノズル９２と、を備える。基板処理部９０における各部の詳説については、後述する。

【0048】

次に、蒸気供給装置１０における各部の構成について説明する。

【0049】

蒸気供給装置１０は、水分を含む液体のＩＰＡ（以下、「混合液体」と記載する）を貯留する混合液体貯留部１１と、混合液体貯留部１１に混合液体供給源から混合液体を供給するための配管１２と、当該配管１２に介挿され、混合液体供給源と、混合液体貯留部１１との連通を制御するバルブＶ１とを備える。

【0050】

バルブＶ１は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により開閉するバルブである。制御部７０がバルブＶ１に動作指令を行い、バルブＶ１が開成されると、混合液体供給源から配管１２を介して混合液体貯留部１１に混合液体が供給される。また、制御部７０がバルブＶ１に動作指令を行い、バルブＶ１が閉成されると、混合液体供給源からの混合液体貯留部１１への混合液体の供給が停止される。

【0051】

ここで、第１実施形態において混合液体供給源から供給される混合液体は、水分を０．１重量％含み、ＩＰＡを９９．９重量％含む液体である。混合液体供給源は、蒸気乾燥装置１内に設けられたタンクであってもよいし、蒸気乾燥装置１外であって工場内に設けた大型タンク等の工場設備や、工場外から持ち込まれる可動式タンクであってもよい。

【0052】

混合液体貯留部１１は、混合液体を貯留するタンクである。混合液体貯留部１１は、その内部に貯留された混合液体の量を検知するため、液面センサ（図示省略）が備えられる。液面センサは、制御部７０と電気的に接続し、混合液体貯留部１１内の液面が所定高さ以上であるときに、検出信号を制御部７０へ出力する。

【0053】

なお、本発明の実施に関しては液面センサの設置は必須ではなく、混合液体貯留部内の混合液体の貯留量がオペレータに把握できるように、当該タンクに窓を設ける構成としてもよい。

【0054】

また、蒸気供給装置１０は、混合液体貯留部１１に貯留された混合液体に含まれる水分濃度を測定するセンサ１４を備える。一般に、水分濃度測定用のセンサには、オフライン用センサとインライン用センサがある。オフライン用センサは、貯留部から実際に外部へ取り出して測定を行うものであり、インライン用センサは、液体を、貯留部内や管路内から取り出さずに測定を行うものである。第１実施形態において用いるセンサ１４は、混合液体貯留部１１の外部であるオフライン上に設置され、水分濃度をｐｐｍ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｏｎ）オーダー、すなわち０．０００１％のオーダーにて測定できるオフライン用センサであり、本実施形態ではセンサ１４としてカール・フィッシャー法を利用した水分測定装置を用いる。

【0055】

センサ１４は、制御部７０と電気的に接続し、センサ１４で測定した水分濃度を電気信号として制御部７０へ出力する。制御部７０に入力された当該電気信号は、データとして、後述する記憶部７２に記憶される。以上により、混合液体貯留部１１に貯留される水分濃度を、センサ１４および制御部７０によって監視することができる。

【0056】

なお、第１実施形態では上述のように水分濃度を測定するセンサ１４を用いるが、本発明の実施に関してはこれに限られず、ＩＰＡ濃度を測定するセンサをセンサ１４として用いてもよい。また、第１実施形態ではセンサ１４としてオフライン用センサを用いたが、インライン用センサを用いる構成としてもよい。

【0057】

さらに、蒸気供給装置１０は、混合液体貯留部１１に接続される配管１５と、配管１５に介挿されるバルブＶ１１を備える。配管１５は、混合液体貯留部１１に貯留される混合液体を、センサ１４に所望の量だけ滴下するためのドレンラインであり、一端は混合液体貯留部１１に接続され、他端はセンサ１４へ滴下可能に開放されている開放端である。

【0058】

バルブＶ１１は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により開閉するバルブである。制御部７０がバルブＶ１１に動作指令を行い、バルブＶ１１が開成されると、混合液体貯留部１１から配管１５を介して、配管１５の他端である開放端から混合液体が流出（あるいは、滴下）する。また、制御部７０がバルブＶ１１に動作指令を行い、バルブＶ１１が閉成されると、配管１５の開放端からの混合液体の流出が停止される。

【0059】

なお、センサ１４への混合液体の供給は、配管１５の開放端から直接滴下されるよう構成されても良いし、開放端から流出した混合液体を他の容器に流入し、当該容器からスポイト等で混合液体を取得してから当該スポイトからセンサ１４へ滴下するように構成してもよい。本実施形態では、配管１５の開放端から直接滴下されるように構成する。

【0060】

また、蒸気供給装置１０は、混合液体貯留部１１に貯留された混合液体から、混合液体の蒸気を含む混合蒸気を生成する蒸気生成手段２０を備える。

【0061】

蒸気生成手段２０は、窒素ガス供給源から混合液体貯留部１１に貯留される混合液体中へ窒素ガスを供給するための配管２１と、配管２１に介挿され、窒素ガス供給源と混合液体貯留部１１との連通を制御するバルブＶ２と、混合液体貯留部１１に貯留された混合液体を加熱する加熱部２２とを備える。

【0062】

バルブＶ２は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により開閉するバルブである。制御部７０がバルブＶ２に動作指令を行い、バルブＶ２が開成されると、窒素ガス供給源から配管２１を介して混合液体貯留部１１の混合液体中に窒素ガスが供給される。また、制御部７０がバルブＶ２に動作指令を行い、バルブＶ２が閉成されると、窒素ガス供給源からの混合液体貯留部１１への窒素ガスの供給が停止される。

【0063】

ここで、第１実施形態において窒素ガス供給源から供給される窒素ガスは、図示しない乾燥手段等により含有水分が除去され、露点が−４０℃以下、より好ましくは−８０℃以下に調整された窒素ガスである。窒素ガス供給源は、蒸気乾燥装置１内に設けられたタンクであってもよいし、蒸気乾燥装置１外であって工場内に設けた大型タンク等の工場設備や、工場外から持ち込まれる可動式タンクであってもよい。

【0064】

なお、第１実施形態の蒸気生成手段２０では、上述のように窒素ガスを用いるが、本発明の実施に関してはこれに限られず、アルゴンガスや、窒素８０％および酸素２０％を含み、露点が−４０℃以下である清浄乾燥空気（ＣＤＡ）を、窒素ガスに代えて、供給する構成としてもよい。

【0065】

加熱部２２は、公知の抵抗加熱ヒータであり、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により混合液体貯留部１１に貯留された混合液体の加熱を実行する。加熱の温度は制御部７０の動作指令によって調整され、少なくとも常温以上から１００℃程度まで混合液体貯留部１１に貯留された混合液体を加熱することが可能である。

【0066】

蒸気生成手段２０により混合液体の蒸気を生成する際には、制御部７０の動作指令により、バルブＶ２を開成して混合液体中に窒素ガスを供給し、加熱部２２を動作させて混合液体貯留部１１に貯留された混合液体を、沸騰しない程度に加熱する。

【0067】

具体的には、加熱部２２により混合液体を５０℃ないし６０℃程度に加熱する。混合液体において、ＩＰＡの沸点は８２．６℃であり、純水の沸点は１００℃であり、ＩＰＡと水とを混合した混合液体の共沸点は約８７℃であるため、上述のように５０℃ないし６０℃程度に加熱することで、混合液体を沸騰させることなく、混合液体の蒸気圧を常温時以上に高めることができる。これにより、窒素ガス供給源から供給された窒素ガスへの混合液体の蒸気の混入を促進でき、窒素ガス、ＩＰＡおよび水蒸気を含む混合蒸気が生成される。

【0068】

第１実施形態では、上述のように、混合蒸気の生成手法として、バブリング方式と液体加熱方式を併せて採用する。

【0069】

なお、本発明の実施に関して、混合蒸気の生成手段としては、上述した方式に限られず、２流体ノズル方式を用いてもよいし、バブリング方式、液体加熱方式を併用せず、それぞれ単独で用いても良い。また、第１実施形態では、上述のように加熱部２２によって混合液体を沸点より低い温度に加熱して気化を促進するが、本発明の実施に関してはこれに限られず、沸点以上の温度に加熱してもよい。

【0070】

また、蒸気供給装置１０は、混合液体貯留部１１に貯留された混合液体を導入して、当該混合液体に含まれる水分を除去、すなわち、脱水し、当該脱水された混合液体を混合液体貯留部１１に帰還させる循環脱水手段３０を備える。

【0071】

循環脱水手段３０は、配管３１と、バルブＶ３と、ポンプ３２と、脱水部３３と、配管３４とを備える。脱水部３３は、混合液体に含まれる水分を除去する部位であり、詳細については後述する。

【0072】

配管３１は、混合液体貯留部１１と脱水部３３における後述の分離部３３１とを接続し、混合液体貯留部１１に貯留された混合液体を脱水部３３へ導入する。配管３１には、バルブＶ３とポンプ３２が介挿される。配管３４は、脱水部３３と混合液体貯留部１１とを接続する、配管３１とは別途設けられる配管であり、脱水部３３を通過し、脱水部３３により脱水処理がされた混合液体を混合液体貯留部１１へ送り戻す。

【0073】

バルブＶ３は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により開閉するバルブである。また、ポンプ３２は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により配管３１内の液体をバルブＶ３側から脱水部３３側へ送るポンプである。制御部７０がポンプ３２およびバルブＶ３に動作指令を行い、ポンプ３２の動作が開始され、バルブＶ３が開成されると、混合液体貯留部１１から配管３１を介して脱水部３３に混合液体が供給される。さらに、脱水部３３を通過し、脱水部３３により脱水処理がされた混合液体が、配管３４を介して混合液体貯留部１１に供給される。

【0074】

また、制御部７０がポンプ３２およびバルブＶ３に動作指令を行い、ポンプ３２の動作が停止され、バルブＶ３が閉成されると、配管３１を介して行われる混合液体貯留部１１から脱水部３３への混合液体の供給、および配管３４を介して行われる脱水部３３から混合液体貯留部１１への混合液体の供給が停止される。

【0075】

次に、循環脱水手段３０における脱水部３３について、図２を用いて説明する。図２は、脱水部３３の構成を示す模式図である。

【0076】

脱水部３３は、配管３１に直接接続する分離部３３１と、ポンプ３２からみて分離部３３１の後段に設けられる吸着部３３２と、ポンプ３２からみて吸着部３３２の後段に設けられ、配管３４と接続するフィルタ３３３と、を備える。

【0077】

また、脱水部３３は、配管３４において、混合液体貯留部１１とフィルタ３３３との間に介挿され、混合液体貯留部１１とフィルタ３３３との連通を制御するバルブＶ１０を備える。バルブＶ１０は、配管３４を介して混合液体貯留部１１から脱水部３３へ混合液体が逆流しないように設けられるバルブである。

【0078】

なお、本発明の実施に関してはバルブＶ１０の位置に設けられるのはバルブに限られず、逆流防止弁を配管３４内に設けてもよい。

【0079】

分離部３３１は、混合液体に含まれるＩＰＡと水分とを分離する分離膜により構成され、浸透気化（Ｐｅｒｖａｐｏｒａｔｉｏｎ：ＰＶ）法により、分離対象である混合液体中の水分を、ＩＰＡから分離する。分離膜としては、ゼオライト膜、ポリイミド系分離膜、またはセルロース系分離膜を用いることができ、第１実施形態では、アルコールからの脱水用の分離膜として広く用いられ、きわめて強い吸湿性を有するゼオライト膜を用いる。

【0080】

吸着部３３２は、混合液体に含まれる水分を吸着する吸着部材により構成され、吸着部材の吸湿性を利用して、混合液体から水分を選択的に吸着除去し、混合液体におけるＩＰＡの濃度を高める。吸着部材の材質には、第１実施形態では、ゼオライトを用いる。なお、本発明の実施に関してはゼオライトに限られず、アルコール中の水分を選択的に吸着する材質であれば、用いることができる。

【0081】

フィルタ３３３は、多孔質なろ材により構成され、混合液体を分離部３３１および吸着部３３２に通すことにより生じる不純物粒子（例えば、ゼオライト片）を取り除く。ろ材としては、ガラス繊維フィルタ、またはメンブレンフィルタの他、公知の溶剤用フィルタを用いることができる。第１実施形態では、半導体洗浄工程で広く用いられ、有機溶剤耐性を有するメンブレンフィルタを用いる。

【0082】

図１に戻る。蒸気供給装置１０は、混合液体貯留部１１において、蒸気生成手段２０により生成された混合蒸気を排気機構へ排気する排気手段４０をさらに備える。

【0083】

排気手段４０は、混合液体貯留部１１と排気機構とを接続する配管４１と、配管４１に介挿され、混合液体貯留部１１と排気機構との連通を制御するバルブＶ４とを備える。

【0084】

バルブＶ４は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により開閉するバルブである。制御部７０がバルブＶ４に動作指令を行い、バルブＶ４が開成されると、混合液体貯留部１１から配管４１を介して排気機構へ混合蒸気が排気される。また、制御部７０がバルブＶ４に動作指令を行い、バルブＶ４が閉成されると、混合液体貯留部１１からの排気機構への混合蒸気の排気が停止される。

【0085】

なお、配管４１に、さらにポンプを介挿して、混合蒸気を積極的に排出する構成としてもよい。

【0086】

ここで、排気機構は、混合液体貯留部１１の外に設けられ、配管４１を介して混合液体貯留部１１から排出された混合蒸気をそのまま貯留、または混合蒸気に公知の液化処理を施して液体状態として貯留するタンクであり、蒸気乾燥装置１内に設けられたタンクであってもよいし、蒸気乾燥装置１外であって工場内に設けた大型タンク等の工場設備や、工場外へ持ち出し可能な可動式タンクであってもよい。当該タンクに貯留された混合蒸気は、工場内外で廃棄され、または公知のＩＰＡ精製処理が施されることで再利用される。

【0087】

また、蒸気供給装置１０は、混合液体貯留部１１と基板処理部９０における配管６１とを接続する蒸気供給管１３と、蒸気供給管１３に介挿され、混合液体貯留部１１と配管６１との連通を制御するバルブＶ５とを備える。蒸気供給管１３を介して、混合液体貯留部１１において、蒸気生成手段２０により生成された混合蒸気が、基板処理部９０または後述の混合蒸気貯留部５２へ供給される。

【0088】

バルブＶ５は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により開閉するバルブである。制御部７０がバルブＶ５に動作指令を行い、バルブＶ５が開成されると、蒸気供給管１３を介して、混合液体貯留部１１と、後述の配管５１または基板処理部９０における配管６１とが、接続する。

【0089】

このバルブＶ５が開成され、後述のバルブＶ６が開成されると、蒸気供給管１３および配管６１を介して、混合液体貯留部１１と基板処理部９０におけるノズル９２が接続する。また、バルブＶ５が開成され、後述のバルブＶ７が開成されると、蒸気供給管１３および配管５１を介して、混合液体貯留部１１と混合蒸気貯留部５２が接続する。

【0090】

また、制御部７０がバルブＶ５に動作指令を行い、バルブＶ５が閉成されると、混合液体貯留部１１と、配管５１または配管６１との接続が遮断される。

【0091】

なお、蒸気供給管１３は、さらにポンプが介挿される構成としてもよい。ポンプを介挿することで、蒸気供給管１３内の混合蒸気が積極的に基板処理部９０へ供給される構成とすることができる。また、混合液体貯留部１１で生成された混合蒸気が蒸気供給管１３に供給された後、混合蒸気が蒸気供給管１３内で冷却されると、蒸気供給管１３内で凝集して混合液体に戻り、基板Ｗに対し、混合液体の液だれが発生するおそれがある。これを防止するため、蒸気供給管１３に、蒸気供給管１３内を５０〜６０℃程度に温調する温調機構を設けてもよい。

【0092】

また、蒸気供給装置１０は、混合蒸気を混合液体貯留部１１に供給する混合蒸気供給手段５０をさらに備える。混合蒸気供給手段５０は、混合蒸気を貯留する混合蒸気貯留部５２と、混合蒸気貯留部５２と蒸気供給管１３とを接続する配管５１と、配管５１に介挿され、蒸気供給管１３と混合蒸気貯留部５２との連通を制御するバルブＶ７と、混合蒸気貯留部５２と混合液体貯留部１１とを接続する配管５３と、配管５３に介挿され、混合蒸気貯留部５２と混合液体貯留部１１との連通を制御するバルブＶ８と、を有する。

【0093】

混合蒸気貯留部５２は、内部に混合蒸気を貯留するタンクである。混合蒸気への外の空気や水分の混入を防止するため、混合蒸気貯留部５２は、配管５１、配管５３と接続する他は密閉されている。よって、外部雰囲気と混合蒸気貯留部５２内の混合蒸気は、遮断されている。

【0094】

バルブＶ７は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により開閉するバルブである。制御部７０がバルブＶ７に動作指令を行い、バルブＶ７が開成されると、蒸気供給管１３と混合蒸気貯留部５２とが連通する。このとき、バルブＶ５が開成されており、混合液体貯留部１１から蒸気供給管１３へ混合蒸気が供給されている場合、配管５１を介して混合蒸気が混合蒸気貯留部５２に供給され、混合蒸気が混合蒸気貯留部５２に貯留される。また、制御部７０がバルブＶ７に動作指令を行い、バルブＶ７が閉成されると、蒸気供給管１３と混合蒸気貯留部５２との連通が遮断され、蒸気供給管１３内を流れる混合蒸気は、混合蒸気貯留部５２には供給されない。

【0095】

なお、配管５１におけるバルブＶ７と混合蒸気貯留部５２との間に、さらにポンプを介挿して、蒸気供給管１３内の混合蒸気を積極的に混合蒸気貯留部５２へ供給する構成としてもよい。

【0096】

また、配管５１に、さらに逆流防止弁を介挿して、混合蒸気貯留部５２から蒸気供給管１３への混合蒸気の逆流を防止する構成としてもよい。

【0097】

バルブＶ８は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により開閉するバルブである。制御部７０がバルブＶ８に動作指令を行い、バルブＶ８が開成されると、混合蒸気貯留部５２と混合液体貯留部１１とが連通し、混合蒸気貯留部５２に混合蒸気が貯留されていれば、混合蒸気が配管５３を介して混合液体貯留部１１に供給される。

【0098】

ここで、以下で後述するように、混合蒸気貯留部５２に混合蒸気を供給する際には、蒸気生成手段２０における窒素ガス供給源からの高圧な窒素ガスを利用することで、混合蒸気貯留部５２に、混合蒸気が大気圧よりも高い正圧状態にて貯留される。したがって、バルブＶ８を開成した際、混合液体貯留部１１の内部が大気圧であり、混合蒸気貯留部５２の内部が大気圧よりも高い正圧状態であれば、混合蒸気貯留部５２から混合蒸気が配管５３を介して混合液体貯留部１１に供給される。

【0099】

また、制御部７０がバルブＶ８に動作指令を行い、バルブＶ８が閉成されると、混合蒸気貯留部５２と混合液体貯留部１１との連通が遮断され、混合蒸気貯留部５２に貯留される混合蒸気は、混合液体貯留部１１には供給されない。

【0100】

なお、配管５１、混合蒸気貯留部５２または配管５３において、混合蒸気が冷却されると、これらの内部において凝集して混合液体に戻り、配管や貯留部内部で混合液体の液だれが発生するおそれがある。これを防止するため、配管５１、混合蒸気貯留部５２または配管５３に、これらの内部を５０〜６０℃程度に温調する温調機構を設けて、混合蒸気の凝集を抑制する構成としてもよい。

【0101】

次に、基板処理部９０における各部の構成について説明する。

【0102】

基板処理部９０は、基板Ｗを収容するチャンバ９１を備える。チャンバ９１は、側壁、天井および底面によって基板Ｗを処理するための処理空間を形成する。

【0103】

また、基板処理部９０は、チャンバ９１において、基板Ｗの搬入出を行うためのシャッタ９３、搬入された基板Ｗを保持する保持部（図示省略）、および当該保持部に保持された基板Ｗの主面に混合蒸気を供給するノズル９２を備える。

【0104】

ノズル９２には図示省略する移動機構が備えられ、当該移動機構は制御部７０と電気的に接続しており、制御部７０の動作指令によって、ノズル９２は基板Ｗの主面と対向する位置に位置決めされる。また、シャッタ９３および保持部も、それぞれ制御部７０と電気的に接続しており、制御部７０の動作指令によって、シャッタ９３の開閉、および保持部による基板Ｗの保持状態が制御される。

【0105】

また、基板処理部９０は、蒸気供給装置１０から供給されるＩＰＡ蒸気に、窒素ガスを混合する窒素ガス混合手段６０を備える。窒素ガス混合手段６０は、蒸気供給管１３とノズル９２とを接続する配管６１と、配管６１に介挿され、蒸気供給管１３とノズル９２との連通を制御するバルブＶ６とを備える。

【0106】

さらに、窒素ガス混合手段６０は、配管６１におけるバルブＶ６とノズル９２の間に分岐接続し、配管６１と窒素ガス供給源とを接続する配管６２と、配管６２に介挿され、配管６１と窒素ガス供給源との連通を制御するバルブＶ９とを備える。

【0107】

窒素ガス供給源は、配管６２へ窒素ガスを供給する気体供給源（例えば、窒素ガスが圧縮されて貯留されるガスボンベ）である。窒素ガス供給源は、蒸気乾燥装置１内に設けられたボンベであってもよいし、蒸気乾燥装置１外であって工場内に設けた大型ボンベ等の工場設備や、工場外から持ち込まれる可動式ボンベであってもよい。第１実施形態において窒素ガス供給源から供給される気体は、露点が−４０℃以下、好ましくは、露点が−１００℃以下であり、９９．９９９体積％濃度以上の窒素ガスである。

【0108】

バルブＶ６は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により開閉するバルブである。制御部７０がバルブＶ６に動作指令を行い、バルブＶ６が開成されると、蒸気供給管１３とノズル９２とが連通し、蒸気供給管１３内を流れる混合蒸気が配管６１を介してノズル９２に供給される。また、制御部７０がバルブＶ６に動作指令を行い、バルブＶ６が閉成されると、蒸気供給管１３とノズル９２との連通が遮断され、蒸気供給管１３内を流れる混合蒸気は、ノズル９２には供給されない。

【0109】

また、バルブＶ５が開成した状態でバルブＶ６が開成されると、混合液体貯留部１１と基板処理部９０におけるノズル９２とが、蒸気供給管１３および配管６１を介して接続する。

【0110】

バルブＶ９は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０の動作指令により開閉するバルブである。制御部７０がバルブＶ９に動作指令を行い、バルブＶ９が開成されると、窒素ガス供給源と配管６１とが連通し、窒素ガスが窒素ガス供給源から配管６２を介して配管６１およびノズル９２に供給される。また、制御部７０がバルブＶ９に動作指令を行い、バルブＶ９が閉成されると、窒素ガス供給源と配管６１との連通が遮断され、窒素ガス供給源からの窒素ガスの配管６１およびノズル９２への供給が停止する。

【0111】

なお、配管６１において、混合蒸気が冷却されると、配管６１内において凝集して混合液体に戻り、基板Ｗへの混合液体の液だれが発生するおそれがある。これを防止するため、配管６１に、内部を５０〜６０℃程度に温調する温調機構を設けて、混合蒸気の凝集を抑制する構成としてもよい。また、配管６２は配管６１と管路接続するため、混合蒸気が流入する可能性がある。したがって、配管６２においても、上記温調機構を設けて、混合蒸気の凝集を抑制する構成としてもよい。

【0112】

次に、制御部７０の構成について図３を用いて説明する。図３は制御部７０の構成と、制御部７０と蒸気乾燥装置１との各部の関係を示すブロック図である。制御部７０は、蒸気乾燥装置１の各部、すなわち、センサ１４、加熱部２２、ポンプ３２、基板処理部９０および各バルブＶ１乃至Ｖ１１と電気的に接続しており、各部の動作を制御する。

【0113】

制御部７０は、各種演算処理を行うＣＰＵ７１や記憶部７２を有するコンピュータにより構成されている。記憶部７２は、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ７２１、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ７２２および制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスク７２３を備える。磁気ディスクには、基板Ｗに応じた基板処理条件が、プログラム７３（レシピとも呼ばれる）として予め格納されおり、ＣＰＵがその内容をＲＡＭに読み出し、ＲＡＭに読み出されたプログラムの内容に従ってＣＰＵが蒸気乾燥装置１の各部を制御する。

【0114】

制御部７０は、変更・追加用プログラムを記憶した記憶媒体７４を読み取る読取手段７５をさらに備える。外部から記憶媒体７４を読取手段７５に挿入し、読取手段７５で読み取った記憶媒体７４内の変更・追加用プログラムは、記憶部７２にプログラム７３として記憶される。

【0115】

また、制御部７０には、オペレータに現在選択されているプログラム７３や蒸気乾燥装置１の状態等を報知する表示部７６と、オペレータがプログラム７３の作成・変更や、複数のプログラム７３の中から所望のものを選択するために用いる入力部７７が、接続されている。

【0116】

＜１−２．処理工程＞
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。

【0117】

なお、本実施形態では上記のようなスケールのパターンが形成された基板Ｗを用いるが、本発明の実施に関してはこれに限られず、上記の範囲に含まれないスケールのパターンを用いてもよいし、表面に凹凸のパターンが形成されていない基板Ｗに対して後述の基板処理を行ってもよい。

【0118】

以下、図４を参照して、第１実施形態における蒸気供給方法を説明する。図４は第１実施形態における蒸気供給装置１０の、基板処理部９０への蒸気供給動作を示すフローチャートである。

【0119】

まず、所定の基板Ｗに応じたプログラム７３が入力部７７（図３参照）でオペレータにより選択され、実行指示される。その後、蒸気供給装置１０における各部の動作が、制御部７０の動作指令によって実行される。

【0120】

基板処理部９０へ含有水分をより少なくした混合蒸気を供給するために、蒸気供給装置１０では、以下の蒸気供給工程を実行する。すなわち、まず混合液体貯留部１１に混合液体を混合液体供給源から供給し、貯留する貯留工程（Ｓ１１）と、混合液体貯留部１１に貯留される混合液体を循環脱水手段３０へ導入し、脱水部３３にて脱水を行った混合液体を混合液体貯留部１１に帰還させる循環脱水工程（Ｓ１２）と、循環脱水工程により混合液体中の水分濃度が第１所定値以下（本実施形態では、０．００１重量％以下）になったことがセンサ１４で検知された後、加熱部２２により混合液体貯留部１１に貯留される混合液体を加熱して混合蒸気を発生させ、発生した混合蒸気を排気手段４０によって混合液体貯留部１１の外部に排気する気化脱水工程（Ｓ１３）と、気化脱水工程により混合液体中の水分濃度が第２所定値以下（本実施形態では、０．０００５重量％以下）になったことがセンサ１４で検知された後、配管２１を介して窒素ガス供給源から混合液体貯留部１１の混合液体中に窒素ガスを供給することで混合蒸気を発生させ、発生した混合蒸気を蒸気供給管１３を介して基板処理部９０に送る蒸気供給工程（Ｓ１４）と、を実行する。

【0121】

以上の各工程（Ｓ１１〜Ｓ１４）の詳細について、図１、図２および図３を適宜参照しながら説明する。

【0122】

まず、プログラム７３がオペレータにより選択・実行指示がなされると、制御部７０は、蒸気乾燥装置１における各部が、初期状態となっているかを確認し、初期状態となっていない部分があれば、動作指令により各部を初期状態とする。初期状態として、蒸気乾燥装置１はすべてのバルブＶ１〜Ｖ１１を閉成し、ポンプ３２等、各部のポンプは動作を停止している。また、加熱部２２は動作を停止しており、混合液体貯留部１１への加熱は行われていない。当該初期状態が確認された後、制御部は各工程（Ｓ１１〜Ｓ１４）を順次実行する。

【0123】

貯留工程（Ｓ１１）が制御部７０の動作指令により開始されると、まず、制御部７０は、混合液体貯留部１１に設けられた液面センサからの検出信号の有無を確認する。検出信号が無く、液面が所定高さよりも低いことを検知すると、制御部７０は、バルブＶ１に動作指令を行い、バルブＶ１を開成して、混合液体供給源から混合液体を混合液体貯留部１１へ、配管１２を介して供給する。

【0124】

混合液体供給源からの混合液体の供給により、混合液体貯留部１１内の混合液体の液面が上昇し、液面センサが検知する所定高さ以上に液面が達すると、液面センサが制御部７０へ検出信号を送信する。制御部７０は、当該検出信号を受信すると、バルブＶ１に制御指令を行い、バルブＶ１を閉成して、混合液体貯留部１１への混合液体供給源からの混合液体の供給を停止する。

【0125】

ここで、混合液体供給源から供給される混合液体は、水分を０．１重量％含み、ＩＰＡを９９．９重量％含む液体である。

【0126】

なお、混合液体貯留部１１内や配管１２内の雰囲気に、水蒸気が含まれている場合には、ＩＰＡによる吸湿が生じるため、混合液体供給源から供給する混合液体よりも、混合液体貯留部１１に貯留される混合液体の方がＩＰＡ濃度が低くなり、水分濃度が高くなる。

【0127】

また、混合液体貯留部１１内に、既に混合液体が貯留されている場合には、混合液体供給源から新しく混合液体を供給した後の、混合液体貯留部１１内の混合液体のＩＰＡ濃度および水分濃度は、既に貯留されていた混合液体のＩＰＡ濃度や水分濃度に依存する。

【0128】

液面センサが所定高さ以上であり、バルブＶ１が閉成していることを制御部７０が確認すると、次に、循環脱水工程（Ｓ１２）が開始される。循環脱水工程が開始されると、制御部７０は、循環脱水手段３０に動作指令を行い、ポンプ３２を動作させ、バルブＶ３およびバルブＶ１０（図２参照）を開成する。

【0129】

制御部７０の動作指令により、ポンプ３２が動作し、バルブＶ３およびバルブＶ１０が開成すると、混合液体貯留部１１に貯留される混合液体が、配管３１から脱水部３３に導入される。

【0130】

脱水部３３では、混合液体が分離部３３１、吸着部３３２を順次通過することで、混合液体に含まれる水分の分離、吸着が行われ、混合液体に含まれる水分が除去される、すなわち脱水処理がなされる。そして、フィルタ３３３では、分離部３３１および吸着部３３２において生じた不純物微粒子をろ過により除去する。これにより、脱水部３３を通過させることで、脱水部３３への導入前の混合液体よりも水分濃度が低下し、ＩＰＡ濃度が上昇した混合液体を得ることができる。

【0131】

脱水部３３を通過し、脱水処理された混合液体は、配管３４を通って混合液体貯留部１１に戻される。脱水処理され、ＩＰＡ濃度が高くなった混合液体が、混合液体貯留部１１に貯留され、脱水処理がなされる前の混合液体と混ざることで、混合液体貯留部１１に貯留される混合液体全体のＩＰＡ濃度が高くなる。

【0132】

なお、循環脱水工程（Ｓ１２）において、制御部７０は、循環脱水手段３０への動作指令の前に、センサ１４により、混合液体貯留部１１に貯留される混合液体における水分濃度を確認してもよい。この場合、制御部７０がセンサ１４で検知された水分濃度を確認し、センサ１４で検知された水分濃度が第１所定値以上である場合に、循環脱水手段３０へ動作指令を行う。これにより、既に水分濃度が第１所定値以下である場合に、循環脱水工程（Ｓ１２）を省略することができる。

【0133】

第１実施形態において、第１所定値は、０．００１重量％（すなわち１０ｐｐｍ）である。また、センサ１４がＩＰＡ濃度を検知する場合には、センサ１４で検知されたＩＰＡ濃度が第３所定値以下である場合に、制御部７０は、循環脱水手段３０に動作指令を行い、ポンプ３２を動作させ、バルブＶ３を開成するように構成してもよい。ここで、第３所定値は、９９．９９９重量％である。

【0134】

なお、第１所定値としては、０．００１重量％に限られないが、混合液体供給源から供給される混合液体における水分濃度以下の値に設定されることが好ましく、第１実施形態では０．０１重量％以下の値が第１所定値として選ばれることが好ましい。

【0135】

また、同様に、第３所定値としては、９９．９９９重量％に限られないが、混合液体供給源から供給される混合液体におけるＩＰＡ濃度以上の値に設定されることが好ましく、第１実施形態では９９．９９重量％以上の値が第３所定値として選ばれることが好ましい。

【0136】

制御部７０は、循環脱水工程（Ｓ１２）の開始後、所定時間が経過する毎に、バルブＶ１１に動作指令を行い、配管１５を介して所定容量の混合液体をセンサ１４へ滴下し、センサ１４により検出される混合液体の水分濃度を確認する。センサ１４において検出される水分濃度が第１所定値以下になったことを確認すると、気化脱水工程（Ｓ１３）を開始する。本実施形態では、気化脱水工程（Ｓ１３）の開始後も、継続して所定時間、循環脱水工程（Ｓ１２）が行われ、所定時間経過後に循環脱水工程が終了する。

【0137】

すなわち、制御部７０がセンサ１４から第１所定値以下の信号を受信してから制御部７０に備えられる図示省略のタイマがカウントを行い、所定の時間が経過した後に、制御部７０の動作指令により、ポンプ３２が停止され、バルブＶ３およびバルブＶ１０が閉成され、脱水部３３への混合液体貯留部１１からの混合液体の導入、および脱水部３３からの混合液体貯留部１１への混合液体の帰還が停止する。

【0138】

気化脱水工程（Ｓ１３）が開始されると、制御部７０は蒸気生成手段２０に動作指令を行い、加熱部２２を動作させ、加熱部２２による混合液体貯留部１１内の混合液体の加熱を開始する。第１実施形態では、加熱部２２により混合液体は５０℃ないし６０℃程度に加熱される。これにより、混合液体の蒸気圧が高くなることで、混合液体の液面から、ＩＰＡ蒸気および水蒸気を含む混合蒸気が発生する。

【0139】

また、制御部７０は、排気手段４０に動作指令を行い、バルブＶ４を開成する。これにより、加熱部２２によって生成された混合蒸気は、配管４１を通って排気機構に排気される。

【0140】

ここで、加熱部２２により生成される混合蒸気におけるＩＰＡ蒸気と水蒸気の割合と、混合液体貯留部１１内に貯留される混合液体におけるＩＰＡと水分の割合について、説明する。図５に、ＩＰＡと純水に係る気液平衡曲線を示す。

【0141】

図５は、ＩＰＡと純水の混合液体（すなわち、液相）におけるＩＰＡ濃度を横軸に、当該混合液体を蒸発させた際に生成されるＩＰＡ蒸気と水蒸気の混合蒸気（すなわち、気相）におけるＩＰＡ（蒸気）濃度を縦軸に、それぞれ示している。

【0142】

例えば、ＩＰＡ濃度が６１重量％であり、純水が３９重量％である十分な量の混合液体の一部を蒸発させると、ＩＰＡ蒸気の濃度が８２重量％であり、水蒸気が１８重量％である混合蒸気が生成される。すなわち、ＩＰＡ濃度が６１重量％である混合液体から混合蒸気を生成すると、混合液体のＩＰＡ濃度よりも高い濃度のＩＰＡ蒸気が得られることを意味する。これは、一般に、ＩＰＡの方が純水よりも蒸気圧が高く、揮発しやすい特性に起因する。

【0143】

このような性質は、図５の気液平衡曲線に示すように、ＩＰＡ濃度が８７重量％以下である混合液体において見られる。ＩＰＡ濃度が８７重量％の混合液体を蒸発させると、ＩＰＡ蒸気の濃度が８７重量％である混合蒸気が生成される。すなわち、混合液体におけるＩＰＡ濃度が８７重量％のとき、混合液体と、その混合液体から生成される混合蒸気との、ＩＰＡ濃度が等しくなる、いわゆる共沸状態となる。本願では、このように混合液体のＩＰＡ濃度（すなわち、低表面張力液体濃度）と、その混合液体から生成される混合蒸気のＩＰＡ蒸気濃度（すなわち、低表面張力液体の蒸気濃度）とが等しくなるときの、ＩＰＡ濃度のことを、「共沸濃度」と称する。

【0144】

そして、混合液体において、この共沸濃度よりもＩＰＡ濃度が高くなると、混合蒸気におけるＩＰＡ蒸気濃度は、混合液体におけるＩＰＡ濃度よりも低くなる。換言すると、混合液体において、この共沸濃度よりも水分濃度が低くなると、混合蒸気における水蒸気濃度は、混合液体における水分濃度よりも高くなる。

【0145】

例えば、ＩＰＡ濃度が９７重量％であり、純水が３重量％である十分な量の混合液体の一部を蒸発させると、ＩＰＡ蒸気の濃度が９５重量％であり、水蒸気が５重量％である混合蒸気が生成される。すなわち、共沸濃度よりも高いＩＰＡ濃度である混合液体から混合蒸気を生成すると、混合液体の水分濃度よりも高い濃度の水蒸気が得られることを意味する。そして、混合蒸気として、より多くの割合の水蒸気が混合液体から除去されることで、混合蒸気を生成した後の混合液体のＩＰＡ濃度は高くなる。

【0146】

気化脱水工程（Ｓ１３）は、上記のメカニズムを利用する。すなわち、循環脱水工程（Ｓ１２）によって混合液体における水分濃度を第１所定値以下（第１実施形態では０．００１重量％以下、すなわちＩＰＡ濃度は共沸濃度以上）まで低くした後、加熱部２２によって混合液体の液面から混合蒸気を生成することで、当該混合蒸気に含まれる水蒸気の濃度が、混合液体に含まれる水分の濃度よりも高くなり、混合蒸気生成後に混合液体の水分濃度が低くなることを利用する。

【0147】

気化脱水工程では、さらに制御部７０が混合蒸気供給手段５０に動作指令を行い、バルブＶ８を開成して、混合蒸気貯留部５２から配管５３を介して混合液体貯留部１１へ、混合蒸気を供給する。混合蒸気貯留部５２から供給される当該混合蒸気の詳細については後述するが、当該混合蒸気は、気化脱水工程において、混合液体貯留部１１に貯留される混合液体のＩＰＡ濃度よりも高いＩＰＡ蒸気濃度を有する混合蒸気である。

【0148】

このように、ＩＰＡ蒸気濃度が、混合液体貯留部１１に貯留される混合液体のＩＰＡ濃度よりも高い混合蒸気を、気化脱水工程中に混合液体貯留部１１へ供給することで、混合液体の周りの雰囲気をＩＰＡ蒸気濃度が高い雰囲気とすることができる。これにより、混合液体貯留部１１における混合液体からＩＰＡが蒸発し、排気機構へ排気されるのを抑制しつつ、混合液体中に含まれる水分を優先的に脱水させることができる。

【0149】

気化脱水工程（Ｓ１３）により、混合液体貯留部１１に貯留される混合液体のＩＰＡ濃度が高くなり、水分濃度が低くなる。

【0150】

制御部７０は、気化脱水工程（Ｓ１３）の開始後も、所定時間が経過する毎に、バルブＶ１１に動作指令を行い、配管１５を介して所定容量の混合液体をセンサ１４へ滴下し、センサ１４により検出される混合液体の水分濃度を確認する。制御部７０は、混合液体貯留部１１に貯留される混合液体の水分濃度が第２所定値以下になったことを確認すると、排気手段４０に動作指令を行い、バルブＶ４およびバルブＶ８を閉成する。続いて、制御部７０は、蒸気供給工程（Ｓ１４）を開始する。

【0151】

第１実施形態において、第２所定値は、０．０００５重量％（すなわち５ｐｐｍ）である。また、センサ１４がＩＰＡ濃度を検知する場合には、センサ１４で検知されたＩＰＡ濃度が第４所定値以上である場合に、制御部７０は、排気手段４０に動作指令を行い、バルブＶ４およびバルブＶ８を閉成すればよい。ここで、第４所定値は、９９．９９９５重量％である。

【0152】

なお、第２所定値としては、０．０００５重量％に限られないが、第１所定値よりも小さい値に設定される。また、同様に、第４所定値としては、９９．９９９５重量％に限られないが、第３所定値よりも大きい値に設定される。

【0153】

ここで、混合液体貯留部１１には、貯留工程（Ｓ１１）の時点で既に、ＩＰＡ濃度が共沸点濃度以上の混合液体（９９．９％）が貯留されているため、この混合液体が第１所定値（０．００１重量％）以上の水分濃度であったとしても、循環脱水工程（Ｓ１２）により第１所定値以下の水分濃度にすることなく、気化脱水工程（Ｓ１３）を行うことで共沸濃度を利用する効果は得られる。

【0154】

しかし、気化脱水工程を行うと、上述のように混合液体貯留部１１からのＩＰＡのロスが生じる。そこで、気化脱水工程の前に、予め循環脱水工程を行い、ＩＰＡ濃度をある程度高めてから、気化脱水工程を行う。これにより、ＩＰＡのロスを抑制しつつ、混合液体貯留部１１内に微量に残留する水分を除去することができる。

【0155】

また、循環脱水工程のみを継続しても、第２所定値以下まで水分濃度を低くすることは可能である。しかしながら、水分濃度がある程度低くなると、脱水部３３による脱水効率が低下することから、貯留工程（Ｓ１１）の後、第２所定値以下となる低い水分濃度が得られるまでの所要時間が長くなる。

【0156】

図６に、脱水部３３の水分除去による水分濃度の低下と、循環脱水工程開始からの経過時間との関係を示す。図６に示すように、グラフ線の傾きは水分濃度が低くなるごとに緩やかになり（すなわち、水分除去効率が低下し）、混合液体貯留部１１内の混合液体が、ある程度低い水分濃度になると、脱水部３３による水分濃度の低下の度合いは飽和する。

【0157】

脱水部３３における分離部３３１、吸着部３３２およびフィルタ３３３は、一般に消耗品であり、上記のように長時間使用すると、交換のサイクルが早くなることで、装置のメンテナンス負担が増加する。

【0158】

そこで、第１実施形態では、混合液体貯留部１１内の混合液体が、脱水部３３による水分除去の効率が低くなりはじめる水分濃度（第１実施形態の場合には、第１所定値）以下になったところで、気化脱水工程を行う。これにより、脱水部３３の使用時間を抑制しつつ（すなわち、装置のメンテナンス負担を抑制しつつ）、混合液体貯留部１１内に微量に残留する水分を除去することができる。

【0159】

したがって、第１所定値の値の最適値は、脱水部３３の機能に依存する。予め脱水部３３を用いて図６に示す関係を取得し、所定傾きに対応する水分濃度を第１所定値と規定するようにしてもよい。

【0160】

図４に戻る。次に、蒸気供給工程（Ｓ１４）について説明する。

【0161】

ここで、基板処理部９０では、制御部７０により、蒸気供給工程（Ｓ１４）に並行して、または先行して、基板Ｗの搬入・保持工程が行われる。

【0162】

基板Ｗの搬入・保持工程では、制御部７０が基板処理部９０の各部に動作指令を行うことで、基板Ｗがシャッタ９３からチャンバ９１に搬入され、保持部（図示省略）に基板Ｗが保持される。そして、ノズル９２が基板Ｗの主面に対向する位置に位置決めされる。ここで、基板Ｗの主面には、チャンバ９１への搬入前から、またはチャンバ９１への搬入後に図示省略するチャンバ９１内の湿式処理部により基板Ｗに湿式処理がなされることで、薬液やリンス液等の処理液（以下、単に「処理液」と記す）が付着している。

【0163】

蒸気供給工程（Ｓ１４）は、混合液体貯留部１１において生成した混合蒸気を蒸気供給管１３へ供給する工程である。蒸気供給工程（Ｓ１４）が開始されると、制御部７０は、蒸気生成手段２０に動作指令を行い、加熱部２２による混合液体貯留部１１内の混合液体への加熱を維持し、バルブＶ２を開成する。これにより、窒素ガス供給源から窒素ガスが、配管２１を介して、混合液体貯留部１１の混合液体中に供給される。これにより、混合液体貯留部１１において、混合蒸気が生成される。

【0164】

また、制御部７０は、バルブＶ５に動作指令を行い、バルブＶ５を開成する。これにより、混合液体貯留部１１で生成された混合蒸気が、蒸気供給管１３内へ供給される。

【0165】

続いて、制御部７０は、バルブＶ６に動作指令を行い、バルブＶ６を開成する。これにより、蒸気供給管１３内を流れる混合蒸気が、配管６１を介してチャンバ９１内のノズル９２から基板Ｗに供給される。すなわち、混合蒸気の供給により、基板Ｗの表面に付着した処理液と混合蒸気が置換することで、基板Ｗの表面の処理液の除去が実行される。

【0166】

基板Ｗの表面の処理液が混合蒸気と置換し、基板Ｗの表面が混合液体で覆われると、次に、制御部７０は、バルブＶ９に動作指令を行い、バルブＶ９を開成する。また、バルブＶ６に動作指令を行い、バルブＶ６を閉成する。これにより、ノズル９２と混合液体貯留部１１との連通が遮断され、混合蒸気の基板Ｗへの供給が停止する。また、配管６１へ窒素ガス供給源から窒素ガスが供給され、基板Ｗの表面からの混合液体の気化が実行される。

【0167】

以上により、基板Ｗの表面の混合液体が除去され、基板Ｗの蒸気乾燥処理が完了する。

【0168】

ここで、基板Ｗの表面を覆う混合液体の元となる混合蒸気は、循環脱水工程（Ｓ１２）および気化脱水工程（Ｓ１３）により、含有する水分濃度が５ｐｐｍ以下となっており、循環脱水工程や気化脱水工程を行わなかった場合と比べ、水分濃度が低くなっている。これにより、基板Ｗの表面を覆う混合液体を基板Ｗから除去する際にも、基板Ｗの表面に残留する水分が少なくなり、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。

【0169】

また、バルブＶ６が閉成された後、制御部７０がバルブＶ７に動作指令を行い、バルブＶ７を開成する。また、蒸気生成手段２０における窒素ガス供給源からの混合液体貯留部１１への窒素ガスの供給は継続する。ここで、窒素ガス供給源から混合液体貯留部１１へ供給される窒素ガスの圧力は、大気圧よりも高い正圧である。いま、バルブＶ２，Ｖ５，Ｖ７のみが開成しているため、混合液体貯留部１１の混合液体に窒素ガスを通過させて生成される混合蒸気は大気圧よりも高い正圧状態で、蒸気供給管１３および配管５１を通り、混合蒸気貯留部５２に正圧状態で貯留される。

【0170】

これにより、含有する水分濃度が第２所定値以下の混合蒸気を次の気化脱水工程に向けて混合蒸気貯留部５２に貯留できる。

【0171】

蒸気供給工程において、基板Ｗの蒸気乾燥処理が終了した後、制御部７０が蒸気乾燥装置１の各部に動作指令を行い、バルブＶ９、バルブＶ５、バルブＶ２、バルブＶ７を閉成し、加熱部２２の動作を停止させ、シャッタ９３から基板Ｗをチャンバ９１外へ搬出して、一連の蒸気乾燥工程が終了する。

【0172】

以上のＳ１１ないしＳ１４が、第１実施形態における蒸気乾燥工程である。

【0173】

第１実施形態では、気化脱水工程の前に、予め循環脱水工程を行い、ＩＰＡ濃度をある程度高めてから、気化脱水工程を行うことで、ＩＰＡのロスを抑制しつつ、混合液体貯留部１１内に微量に残留する水分を除去することができる。

【0174】

さらに、第１実施形態では、循環脱水工程と併せて気化脱水工程を行うことで、脱水部の使用時間を抑制して、装置のメンテナンス負担を抑制しつつ、混合液体貯留部内に微量に残留する水分を除去することができる。

【0175】

そして、これら循環脱水工程、気化脱水工程により、基板Ｗに供給される混合蒸気の水分濃度を低下させることで、処理液と置換し、基板Ｗの表面を覆う混合液体を基板Ｗから除去する際にも、基板Ｗの表面に残留する水分が少なくなり、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。

【0176】

また、第１実施形態では、混合液体貯留部に循環脱水手段が接続し、混合液体貯留部に混合液体の貯留を行った後、すなわち貯留工程の後に、循環脱水工程や気化脱水工程を実行する。これにより、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。

【0177】

＜２．変形例＞
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。

【0178】

＜２−１．気化脱水工程の省略＞
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４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。

【0179】

これにより、気化脱水工程において生じるＩＰＡのロスなく、混合液体貯留部１１内の混合液体に残留する水分を除去することができ、基板Ｗの蒸気乾燥処理におけるパターン倒壊を防止できる。

【0180】

＜２−２．気化脱水工程における混合蒸気貯留部からの混合蒸気供給の省略＞
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。

【0181】

これにより、混合蒸気貯留部５２を用意する必要が無いため、装置コストの増加や装置の大型化を抑制することができる。

【0182】

＜２−３．超音波発生部＞
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。

【0183】

混合液体は、超音波振動によって液面が霧状となる。この状態で、窒素ガス供給源から窒素ガスを混合液体貯留部１１に供給することで、窒素ガス中に当該霧状の混合液体を含ませられ、混合液体は霧状となることで表面積が大きくなることに起因し、窒素ガス中で気化する。これにより、混合液体の蒸気を含む混合蒸気が生成される。

【0184】

上述のように、加熱部２２に代えて超音波発生部を用いると、常温のまま混合蒸気を生成できる。加熱部２２を用いて、混合液体を５０℃ないし６０℃程度に加熱した上でバブリングを行って混合蒸気を得ると、常温よりも高温の混合蒸気が蒸気供給管１３にて常温に冷却され、蒸気供給管１３内に混合液体の凝集が生じるおそれがある。第１実施形態では、これを防止するために蒸気供給管１３に温調機構を設ける必要が生じる場合があったが、加熱部２２に代えて超音波発生部を用いれば、混合液体を加熱することなく混合蒸気を得ることができるため、高温から常温に冷却されることに起因する混合液体の凝集が生じるおそれがなく、当該凝集対策のための部品コストを削減でき、装置を簡易化することができる。

【産業上の利用可能性】

【0185】

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラ
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。

【符号の説明】

【0186】

１ 蒸気乾燥装置
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 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
Ｖ１〜V１１ バルブ
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】