JP3857957B2 - 石英基板の乾燥方法及び石英基板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗浄後の石英基板を乾燥する方法であって、該石英基板を乾燥後に保管しても、表面の経時的なしみの発生を防ぐことができる石英基板の乾燥方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体フォトマスク製造工程においては、サブストレート、フォトマスクブランク又はフォトマスクといった各段階の石英基板を洗浄する必要があり、洗浄後の石英基板表面を乾燥する方法として、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気による溶媒置換により乾燥する方法、ならびに遠心力で液を吹き飛ばして乾燥する方法（スピン乾燥）等が行われている。
【０００３】
しかしながら、ＩＰＡ蒸気を用いる方法では、乾燥時間を短くすることができるが、ＩＰＡを加熱して使用するため防火上の取り扱いが困難であり、そのため装置を安全上特別な装置とする必要があり、装置のコストアップは免れない。
【０００４】
また、遠心力で液を吹き飛ばして乾燥する方法（スピン乾燥）では、乾燥時間が長くなると、回転機構からの発塵がおこり、石英基板を汚染しやすい。特に、角形石英基板をスピン乾燥する場合には、風きりにより気流の乱れが大きくなり、乾燥時間が長引き、そのため汚染を引き起こしやすい。さらに、乾燥が不完全になりウォーターマークが残りやすい等の問題がある。
【０００５】
また、保管時には、基板表面に経時的にしみが発生したり、パーティクルの付着が起こるといる問題もある。パーティクルの付着が起こる問題については、保管環境を清浄に保つことにより防ぐことができるが、保管時に基板表面に経時的に現れるしみの発生は防げないでいた。そのため、従来は、石英基板乾燥後の保管時間を短くして次工程に送るようにしているが、保管を完全になくすことは不可能であり、次工程に送る前に再度洗浄工程を入れることで対応せざるを得なかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、洗浄後の乾燥した石英基板を保管した場合に、基板表面に経時的なしみが発生するのを防ぎ、保管していた石英基板を次工程に送る前に、再洗浄を行う頻度を低減することができる石英基板の乾燥方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、洗浄後の石英基板の乾燥方法であって、石英基板を洗浄する工程の後に、少なくとも、洗浄した石英基板にスピン乾燥を行う第一の乾燥工程と、その後又は同時に石英基板を加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程を施すことを特徴とする石英基板の乾燥方法である。
【０００８】
このように、石英基板を洗浄する工程の後に、少なくとも、洗浄した石英基板にスピン乾燥を行う第一の乾燥工程と、その後又は同時に石英基板を加熱する第二の乾燥工程を施すことで、スピン乾燥により短時間で基板上の水を振り払い、加熱する乾燥により経時的なしみの発生原因である基板表面に残る水膜をより効果的に蒸発できるため、このように乾燥した石英基板を保管した場合、経時的なしみが基板表面に発生するのを防ぐことができる。また、乾燥する工程を第一の乾燥工程と第二の乾燥工程の二段とすることで、各々の乾燥時間の短縮を図ることができるため、乾燥工程で基板が汚染される可能性を低減できる他、乾燥工程のスループットの向上を図ることができる。
尚、本明細書中において「しみ」とは、乾燥後の石英基板を保管した場合に経時的に発生するもので、パーティクルカウンターで０．２μｍ以上の輝点として検出され、これを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察したとき、液滴状として確認されるものをいう。
【０００９】
この場合、石英基板を加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程は、赤外線ランプでの乾燥、温風乾燥、又はホットプレートによる基板加熱乾燥のうちいずれか一つ以上を行うことが好ましい。
【００１０】
このように、石英基板を加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程を、赤外線ランプでの乾燥、温風乾燥、又はホットプレートによる基板加熱乾燥のうちいずれか一つ以上とすることができ、これらの方法であれば、簡単かつ安価に構成できるし、石英基板を高清浄度に維持しつつ、経時的なしみの発生原因である基板表面に残る水膜を、加熱により効果的に蒸発させることができる。
【００１１】
さらに本発明によれば、前記乾燥方法で洗浄後に乾燥した石英基板が提供され、また、洗浄後に乾燥した石英基板であって、該石英基板の保管の期間が乾燥後少なくとも７日以内の期間では、表面に０．２μｍ以上の大きさのしみが発生しないものである石英基板が提供される。
【００１２】
このように、本発明によれば、石英基板を洗浄後に、スピン乾燥を行う第一の乾燥工程と、加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程を施すことで、乾燥後に保管した場合でも、経時的なしみが発生するのを防ぐことのできる石英基板を提供することができる。このような石英基板は、例えばクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れられ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した場合、少なくとも７日以内であれば、基板表面に０．２μｍ以上の大きさのしみが発生しないものである。従って、乾燥工程をスピン乾燥のみとした石英基板に比べ、より長く保管したとしても、次工程に送る前に、石英基板を再洗浄せずに使用することが可能となる。さらに、このような石英基板を、例えばサブストレート、フォトマスクブランク、又はフォトマスクといった、フォトマスク製造工程、デバイス製造工程等で用いた場合、再洗浄が必要とされる頻度が減少し、生産性や歩留まりの向上を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者らは、洗浄した石英基板を乾燥後、保管した時に、経時的なしみが発生する原因は、合成石英が表面の親水性がよく濡れ性が高いことから基板表面に残留する水膜によるものであることを見出した。そこで、洗浄後の石英基板をスピン乾燥することにより基板表面の水を短時間で振り払い、その後又は同時に石英基板を加熱することで基板表面の残留水膜を気化させることにより、経時的なしみの発生を抑えることが可能であることを想到し、本発明を完成させたものである。
【００１４】
本発明の石英基板の乾燥方法は、石英基板を洗浄する工程の後に、少なくとも、洗浄した石英基板にスピン乾燥を行う第一の乾燥工程と、その後又は同時に石英基板を加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程を施すものである。これは、乾燥工程を、加熱する乾燥のみとした場合、石英基板の乾燥に非常に時間がかかる上に、基板表面にステインが多発することが予測される。そこで、加熱する乾燥の前又はそれと同時に、スピン乾燥を行うことで、基板表面の水を短時間で振り払うこととした。スピン乾燥を短時間とすることで、前述のようなスピン乾燥時間が長びくことによる発塵や基板の汚染を引き起こすこともない。また、乾燥工程をスピン乾燥のみとした場合、乾燥後に石英基板を保管すると、基板表面に経時的なしみが発生するが、スピン乾燥の後又はそれと同時に、加熱する乾燥を行うことで、経時的なしみが発生する原因である基板表面に残る水膜を完全に蒸発させることができる。以上のことから、本発明では乾燥工程を二段階として洗浄した石英基板の乾燥を行うものである。
【００１５】
先ず、石英基板を洗浄する工程は、石英基板を、熱硫酸による浸漬洗浄、界面活性剤によるスクラブ洗浄、フッ酸水溶液、水酸化カリウム水溶液及び超純水によるシャワー洗浄等の一般的な方法で洗浄する。その他、本発明において、石英基板の洗浄工程は特に限定されず、従来用いられていた方法のいずれであっても良い。
【００１６】
次に、第一の乾燥工程としてスピン乾燥を行う。スピン乾燥は、遠心力で基板上の水を振り払い石英基板を乾燥する。これにより、第二の乾燥工程の乾燥時間を短縮できるとともに、第二の乾燥工程があるために、スピン乾燥の時間も短縮可能である。従って、乾燥工程で基板が汚染される可能性を低減できる他、全体として乾燥工程のスループットがよくなり生産性の向上を図ることができる。
【００１７】
このスピン乾燥後又は同時に、第２の乾燥工程として、基板を加熱する乾燥を行う。加熱する乾燥として、例えば赤外線ランプでの乾燥、温風乾燥、ホットプレートによる基板加熱乾燥等のうちいずれか一つ以上を行うのが好ましい。これらの乾燥法により、スピン乾燥で水を振り払われた石英基板を加熱することで、基板表面の残留水膜を効果的に気化させることができ、乾燥後に石英基板を保管した場合でも、経時的なしみの発生を防ぐことができる。
【００１８】
乾燥後の石英基板は、例えば、クラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管する。このように、保管する環境を清浄なものとすれば、保管時のパーティクルの付着による汚染を防ぐことができ、特に本発明では、保管中に残留水膜に起因してしみが発生することを防止することができる。本発明の石英基板を保管する場合、石英基板の保管方法自体は特に限定されず、保管中にパーティクルの付着を防止できる従来用いられていた方法のいずれであっても良い。
【００１９】
尚、洗浄工程と乾燥工程の間に、石英基板を温水で加温する工程を行っても良い。石英基板を温水で加温することで、基板が温められ、その後の乾燥工程において、水の蒸発が促進され、乾燥時間のさらなる短縮を図ることができる。
【００２０】
図２に本発明の乾燥方法を実施する場合に用いることができる赤外線ランプを具備するスピン乾燥機の概略構成例図を示した。このスピン乾燥機１は、乾燥室２とその内側に隔壁３を有し、その中に回転上下動自在のスピンドル４を備えている。スピンドル４の上端には石英基板を保持する支持台５があり、支持台５の上方には、支持台５に保持された石英基板に赤外線を照射するＩＲランプ６が上下動可能に支持アーム７に取り付けられている。乾燥室２と隔壁３内はそれぞれ、排気口８、９により排気されるとともに排水する機能も有している。
【００２１】
この装置において、まず石英基板を支持台５上にセットし、排気口８、９より排気しつつ、スピンドル４を高速回転することで、支持台５上の石英基板に付着している水分（洗浄液）を振り飛ばすことによってスピン乾燥することができる。この時、スピンドルの回転数、排気圧、および乾燥時間を調整することによって所望の乾燥をすることができる。振り飛ばされた水分は隔壁３に当り乾燥室２内を浮遊して基板に再付着することを防止している。スピン乾燥が終了したなら、ＩＲランプ６が下降し、支持台５上の石英基板直上に配置され、ランプを点灯することで、石英基板を赤外線ランプ乾燥することができる。この装置では、スピン乾燥中にＩＲランプを具備するため、スピンドル４を回転させつつ、ＩＲランプ６を点灯し、同時に乾燥することもできる。こうすることによって、更に乾燥時間を短縮することができる。但し、スピン乾燥と石英基板を加熱する乾燥を、それぞれ別の装置でやってもよいことは言うまでもない。
【００２２】
以上のような本発明の乾燥方法によって得られた石英基板は、乾燥後の保管時、経時的なしみの発生が抑制される。このような石英基板を、例えばクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した場合、少なくとも７日以内、さらには１４日以内の期間、基板表面に現れる０．２μｍ以上の大きさの経時的なしみを防ぐことができるため、一旦箱詰めしたらそのまま出荷することが可能であり、また石英基板を次工程で用いる前に再洗浄することなく、箱から出してそのまま用いることも可能となる。そのため、このような石英基板を、例えばサブストレート、フォトマスクブランク、又はフォトマスク製造工程、デバイス製造工程で用いた場合、生産性と歩留まりの向上を図ることができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例等に限定されるものではない。
（実施例１）
２００ｃｍ２の角形石英基板（膜付けをしていないサブストレート）を用意した。先ず、洗浄工程として、用意した角形石英基板を、０．５重量％のフッ酸水溶液でシャワー洗浄後、超純水でシャワーした後ｐＨ１１の水酸化カリウム水溶液でシャワー洗浄し、引き続いて超純水でシャワー洗浄した。次に、前記洗浄工程で清浄化された角形石英基板を６０℃の温純水で６０秒間掛け流しリンスした。次に、第一の乾燥工程として、角形石英基板を回転数１５００ｒｐｍで２０秒間スピン乾燥し、その後、第２の乾燥工程として、１８０秒間、赤外線ランプでの加熱により乾燥した。乾燥の後、石英基板はクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した。基板表面のしみの数は、先ずパーティクルカウンターで０．２μｍ以上のサイズの輝点を確認し、それを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でしみであるかどうかを確認し数えた。その結果、保管して０、２、５、７、１０、１４日目の経時的なしみの発生は０．２μｍ以上のサイズで０個であり、１８、２０、２１日目に１個であるのが確認された。
【００２４】
（実施例２）
実施例１と同様に２００ｃｍ２の角形石英基板を用意した。先ず、洗浄工程として、用意した角形石英基板を、０．５重量％のフッ酸水溶液でシャワー洗浄後、超純水でシャワーした後ｐＨ１１の水酸化カリウム水溶液でシャワー洗浄し、引き続いて超純水でシャワー洗浄した。次に、前記洗浄工程で清浄化された角形石英基板を６０℃の温純水に６０秒間掛け流しリンスした。次に、第一の乾燥工程として、角形石英基板を回転数１５００ｒｐｍで２０秒間スピン乾燥し、その後、第２の乾燥工程として、角形石英基板を１２０℃のホットプレートによる加熱で１２０秒間乾燥した。乾燥の後、石英基板はクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した。基板表面のしみの数は、先ずパーティクルカウンターで０．２μｍ以上の輝点を確認し、それをＡＦＭでしみであるかどうかを確認し数えた。その結果、７日間保管した後の経時的なしみの発生は０．２μｍ以上のサイズで０個であった。
【００２５】
（実施例３）
実施例１と同様に２００ｃｍ２の角形石英基板を用意した。先ず、洗浄工程として、用意した角形石英基板を、０．５重量％のフッ酸水溶液でシャワー洗浄後、超純水でシャワーした後ｐＨ１１の水酸化カリウム水溶液でシャワー洗浄し、引き続いて超純水でシャワー洗浄した。次に、前記洗浄工程で清浄化された角形石英基板を６０℃の温純水に６０秒間掛け流しリンスした。次に、第一の乾燥工程として、角形石英基板を回転数１５００ｒｐｍで２０秒間スピン乾燥し、その後、第２の乾燥工程として、角形石英基板を６０℃の温風で１２０秒間乾燥した。乾燥の後、石英基板はクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した。基板表面のしみの数は、先ずパーティクルカウンターで０．２μｍ以上の輝点を確認し、それをＡＦＭでしみであるかどうかを確認し数えた。その結果、７日間保管した後の経時的なしみの発生は０．２μｍ以上のサイズで０個であった。
【００２６】
（比較例１）
２００ｃｍ２の角形石英基板を用意した。先ず、洗浄工程として、用意した角形石英基板を、０．５重量％のフッ酸水溶液でシャワー洗浄後、超純水でシャワーした後ｐＨ１１の水酸化カリウム水溶液でシャワー洗浄し、引き続いて超純水でシャワー洗浄した。次に、前記洗浄工程で清浄化された角形石英基板を６０℃の温純水で６０秒間掛け流しリンスした。次に、乾燥工程として、角形石英基板を回転数１５００ｒｐｍで６０秒間スピン乾燥した。乾燥の後、石英基板はクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した。基板表面のしみの数は、先ずパーティクルカウンターで０．２μｍ以上の輝点を確認し、それをＡＦＭでしみであるかどうかを確認し数えた。その結果、保管して０、２日目の経時的なしみの発生は０．２μｍ以上のサイズで０個であったが、５日目で２個、７日目で３個、１０日目で６個、１４、１８、２０、２１日目で８個であるのが確認された。
【００２７】
図１は、実施例１と比較例での経時的なしみの発生を示したグラフである。実施例１では、保管して７日目、さらに１４日目までは基板表面上に０．２μｍ以上のサイズの経時的なしみを発生していないのが判る。一方、比較例では、保管して２日目までは基板表面上に経時的なしみが発生していないが、５日目を過ぎると早くもしみが発生している。
【００２８】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００２９】
例えば、上記実施例では、角形合成石英基板を用いて、洗浄後の石英基板の乾燥を行ったが、本発明の方法は、このような形状や形態の石英基板に限定されずに適用することができ、また、パターン用の膜が付けてあるフォトマスクブランクやフォトマスクにも適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、洗浄工程により清浄化した石英基板を乾燥する際、該基板に第一の乾燥工程としてスピン乾燥を行い、その後又は同時に第二の乾燥工程として加熱する乾燥を行うことにより、基板表面に経時的なしみが発生するのを防ぐことが可能となる。そのため、石英基板を次工程で用いる前に再洗浄する頻度を低減できるので、一旦箱詰めしたらそのまま出荷することが可能となり、またそのまま箱から出して用いることも可能となる。さらに、このような石英基板を、例えばサブストレート、フォトマスクブランク、又はフォトマスク製造工程、デバイス製造工程で用いた場合、生産性と歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来と本発明の場合の経時的なしみの発生を示したグラフである。
【図２】本発明で使用される赤外線ランプを具備するスピン乾燥機の概略構成例図である。
【符号の説明】
１…スピン乾燥機、 ２…乾燥室、 ３…隔壁、 ４…スピンドル、 ５…支持台、 ６…ＩＲランプ、 ７…支持アーム、 ８、９…排気口。
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗浄後の石英基板を乾燥する方法であって、該石英基板を乾燥後に保管しても、表面の経時的なしみの発生を防ぐことができる石英基板の乾燥方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体フォトマスク製造工程においては、サブストレート、フォトマスクブランク又はフォトマスクといった各段階の石英基板を洗浄する必要があり、洗浄後の石英基板表面を乾燥する方法として、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気による溶媒置換により乾燥する方法、ならびに遠心力で液を吹き飛ばして乾燥する方法（スピン乾燥）等が行われている。
【０００３】
しかしながら、ＩＰＡ蒸気を用いる方法では、乾燥時間を短くすることができるが、ＩＰＡを加熱して使用するため防火上の取り扱いが困難であり、そのため装置を安全上特別な装置とする必要があり、装置のコストアップは免れない。
【０００４】
また、遠心力で液を吹き飛ばして乾燥する方法（スピン乾燥）では、乾燥時間が長くなると、回転機構からの発塵がおこり、石英基板を汚染しやすい。特に、角形石英基板をスピン乾燥する場合には、風きりにより気流の乱れが大きくなり、乾燥時間が長引き、そのため汚染を引き起こしやすい。さらに、乾燥が不完全になりウォーターマークが残りやすい等の問題がある。
【０００５】
また、保管時には、基板表面に経時的にしみが発生したり、パーティクルの付着が起こるといる問題もある。パーティクルの付着が起こる問題については、保管環境を清浄に保つことにより防ぐことができるが、保管時に基板表面に経時的に現れるしみの発生は防げないでいた。そのため、従来は、石英基板乾燥後の保管時間を短くして次工程に送るようにしているが、保管を完全になくすことは不可能であり、次工程に送る前に再度洗浄工程を入れることで対応せざるを得なかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、洗浄後の乾燥した石英基板を保管した場合に、基板表面に経時的なしみが発生するのを防ぎ、保管していた石英基板を次工程に送る前に、再洗浄を行う頻度を低減することができる石英基板の乾燥方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、洗浄後の石英基板の乾燥方法であって、石英基板を洗浄する工程の後に、少なくとも、洗浄した石英基板にスピン乾燥を行う第一の乾燥工程と、その後又は同時に石英基板を加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程を施すことを特徴とする石英基板の乾燥方法である。
【０００８】
このように、石英基板を洗浄する工程の後に、少なくとも、洗浄した石英基板にスピン乾燥を行う第一の乾燥工程と、その後又は同時に石英基板を加熱する第二の乾燥工程を施すことで、スピン乾燥により短時間で基板上の水を振り払い、加熱する乾燥により経時的なしみの発生原因である基板表面に残る水膜をより効果的に蒸発できるため、このように乾燥した石英基板を保管した場合、経時的なしみが基板表面に発生するのを防ぐことができる。また、乾燥する工程を第一の乾燥工程と第二の乾燥工程の二段とすることで、各々の乾燥時間の短縮を図ることができるため、乾燥工程で基板が汚染される可能性を低減できる他、乾燥工程のスループットの向上を図ることができる。
尚、本明細書中において「しみ」とは、乾燥後の石英基板を保管した場合に経時的に発生するもので、パーティクルカウンターで０．２μｍ以上の輝点として検出され、これを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察したとき、液滴状として確認されるものをいう。
【０００９】
この場合、石英基板を加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程は、赤外線ランプでの乾燥、温風乾燥、又はホットプレートによる基板加熱乾燥のうちいずれか一つ以上を行うことが好ましい。
【００１０】
このように、石英基板を加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程を、赤外線ランプでの乾燥、温風乾燥、又はホットプレートによる基板加熱乾燥のうちいずれか一つ以上とすることができ、これらの方法であれば、簡単かつ安価に構成できるし、石英基板を高清浄度に維持しつつ、経時的なしみの発生原因である基板表面に残る水膜を、加熱により効果的に蒸発させることができる。
【００１１】
さらに本発明によれば、前記乾燥方法で洗浄後に乾燥した石英基板が提供され、また、洗浄後に乾燥した石英基板であって、該石英基板の保管の期間が乾燥後少なくとも７日以内の期間では、表面に０．２μｍ以上の大きさのしみが発生しないものである石英基板が提供される。
【００１２】
このように、本発明によれば、石英基板を洗浄後に、スピン乾燥を行う第一の乾燥工程と、加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程を施すことで、乾燥後に保管した場合でも、経時的なしみが発生するのを防ぐことのできる石英基板を提供することができる。このような石英基板は、例えばクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れられ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した場合、少なくとも７日以内であれば、基板表面に０．２μｍ以上の大きさのしみが発生しないものである。従って、乾燥工程をスピン乾燥のみとした石英基板に比べ、より長く保管したとしても、次工程に送る前に、石英基板を再洗浄せずに使用することが可能となる。さらに、このような石英基板を、例えばサブストレート、フォトマスクブランク、又はフォトマスクといった、フォトマスク製造工程、デバイス製造工程等で用いた場合、再洗浄が必要とされる頻度が減少し、生産性や歩留まりの向上を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者らは、洗浄した石英基板を乾燥後、保管した時に、経時的なしみが発生する原因は、合成石英が表面の親水性がよく濡れ性が高いことから基板表面に残留する水膜によるものであることを見出した。そこで、洗浄後の石英基板をスピン乾燥することにより基板表面の水を短時間で振り払い、その後又は同時に石英基板を加熱することで基板表面の残留水膜を気化させることにより、経時的なしみの発生を抑えることが可能であることを想到し、本発明を完成させたものである。
【００１４】
本発明の石英基板の乾燥方法は、石英基板を洗浄する工程の後に、少なくとも、洗浄した石英基板にスピン乾燥を行う第一の乾燥工程と、その後又は同時に石英基板を加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程を施すものである。これは、乾燥工程を、加熱する乾燥のみとした場合、石英基板の乾燥に非常に時間がかかる上に、基板表面にステインが多発することが予測される。そこで、加熱する乾燥の前又はそれと同時に、スピン乾燥を行うことで、基板表面の水を短時間で振り払うこととした。スピン乾燥を短時間とすることで、前述のようなスピン乾燥時間が長びくことによる発塵や基板の汚染を引き起こすこともない。また、乾燥工程をスピン乾燥のみとした場合、乾燥後に石英基板を保管すると、基板表面に経時的なしみが発生するが、スピン乾燥の後又はそれと同時に、加熱する乾燥を行うことで、経時的なしみが発生する原因である基板表面に残る水膜を完全に蒸発させることができる。以上のことから、本発明では乾燥工程を二段階として洗浄した石英基板の乾燥を行うものである。
【００１５】
先ず、石英基板を洗浄する工程は、石英基板を、熱硫酸による浸漬洗浄、界面活性剤によるスクラブ洗浄、フッ酸水溶液、水酸化カリウム水溶液及び超純水によるシャワー洗浄等の一般的な方法で洗浄する。その他、本発明において、石英基板の洗浄工程は特に限定されず、従来用いられていた方法のいずれであっても良い。
【００１６】
次に、第一の乾燥工程としてスピン乾燥を行う。スピン乾燥は、遠心力で基板上の水を振り払い石英基板を乾燥する。これにより、第二の乾燥工程の乾燥時間を短縮できるとともに、第二の乾燥工程があるために、スピン乾燥の時間も短縮可能である。従って、乾燥工程で基板が汚染される可能性を低減できる他、全体として乾燥工程のスループットがよくなり生産性の向上を図ることができる。
【００１７】
このスピン乾燥後又は同時に、第２の乾燥工程として、基板を加熱する乾燥を行う。加熱する乾燥として、例えば赤外線ランプでの乾燥、温風乾燥、ホットプレートによる基板加熱乾燥等のうちいずれか一つ以上を行うのが好ましい。これらの乾燥法により、スピン乾燥で水を振り払われた石英基板を加熱することで、基板表面の残留水膜を効果的に気化させることができ、乾燥後に石英基板を保管した場合でも、経時的なしみの発生を防ぐことができる。
【００１８】
乾燥後の石英基板は、例えば、クラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管する。このように、保管する環境を清浄なものとすれば、保管時のパーティクルの付着による汚染を防ぐことができ、特に本発明では、保管中に残留水膜に起因してしみが発生することを防止することができる。本発明の石英基板を保管する場合、石英基板の保管方法自体は特に限定されず、保管中にパーティクルの付着を防止できる従来用いられていた方法のいずれであっても良い。
【００１９】
尚、洗浄工程と乾燥工程の間に、石英基板を温水で加温する工程を行っても良い。石英基板を温水で加温することで、基板が温められ、その後の乾燥工程において、水の蒸発が促進され、乾燥時間のさらなる短縮を図ることができる。
【００２０】
図２に本発明の乾燥方法を実施する場合に用いることができる赤外線ランプを具備するスピン乾燥機の概略構成例図を示した。このスピン乾燥機１は、乾燥室２とその内側に隔壁３を有し、その中に回転上下動自在のスピンドル４を備えている。スピンドル４の上端には石英基板を保持する支持台５があり、支持台５の上方には、支持台５に保持された石英基板に赤外線を照射するＩＲランプ６が上下動可能に支持アーム７に取り付けられている。乾燥室２と隔壁３内はそれぞれ、排気口８、９により排気されるとともに排水する機能も有している。
【００２１】
この装置において、まず石英基板を支持台５上にセットし、排気口８、９より排気しつつ、スピンドル４を高速回転することで、支持台５上の石英基板に付着している水分（洗浄液）を振り飛ばすことによってスピン乾燥することができる。この時、スピンドルの回転数、排気圧、および乾燥時間を調整することによって所望の乾燥をすることができる。振り飛ばされた水分は隔壁３に当り乾燥室２内を浮遊して基板に再付着することを防止している。スピン乾燥が終了したなら、ＩＲランプ６が下降し、支持台５上の石英基板直上に配置され、ランプを点灯することで、石英基板を赤外線ランプ乾燥することができる。この装置では、スピン乾燥中にＩＲランプを具備するため、スピンドル４を回転させつつ、ＩＲランプ６を点灯し、同時に乾燥することもできる。こうすることによって、更に乾燥時間を短縮することができる。但し、スピン乾燥と石英基板を加熱する乾燥を、それぞれ別の装置でやってもよいことは言うまでもない。
【００２２】
以上のような本発明の乾燥方法によって得られた石英基板は、乾燥後の保管時、経時的なしみの発生が抑制される。このような石英基板を、例えばクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した場合、少なくとも７日以内、さらには１４日以内の期間、基板表面に現れる０．２μｍ以上の大きさの経時的なしみを防ぐことができるため、一旦箱詰めしたらそのまま出荷することが可能であり、また石英基板を次工程で用いる前に再洗浄することなく、箱から出してそのまま用いることも可能となる。そのため、このような石英基板を、例えばサブストレート、フォトマスクブランク、又はフォトマスク製造工程、デバイス製造工程で用いた場合、生産性と歩留まりの向上を図ることができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例等に限定されるものではない。
（実施例１）
２００ｃｍ２の角形石英基板（膜付けをしていないサブストレート）を用意した。先ず、洗浄工程として、用意した角形石英基板を、０．５重量％のフッ酸水溶液でシャワー洗浄後、超純水でシャワーした後ｐＨ１１の水酸化カリウム水溶液でシャワー洗浄し、引き続いて超純水でシャワー洗浄した。次に、前記洗浄工程で清浄化された角形石英基板を６０℃の温純水で６０秒間掛け流しリンスした。次に、第一の乾燥工程として、角形石英基板を回転数１５００ｒｐｍで２０秒間スピン乾燥し、その後、第２の乾燥工程として、１８０秒間、赤外線ランプでの加熱により乾燥した。乾燥の後、石英基板はクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した。基板表面のしみの数は、先ずパーティクルカウンターで０．２μｍ以上のサイズの輝点を確認し、それを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でしみであるかどうかを確認し数えた。その結果、保管して０、２、５、７、１０、１４日目の経時的なしみの発生は０．２μｍ以上のサイズで０個であり、１８、２０、２１日目に１個であるのが確認された。
【００２４】
（実施例２）
実施例１と同様に２００ｃｍ２の角形石英基板を用意した。先ず、洗浄工程として、用意した角形石英基板を、０．５重量％のフッ酸水溶液でシャワー洗浄後、超純水でシャワーした後ｐＨ１１の水酸化カリウム水溶液でシャワー洗浄し、引き続いて超純水でシャワー洗浄した。次に、前記洗浄工程で清浄化された角形石英基板を６０℃の温純水に６０秒間掛け流しリンスした。次に、第一の乾燥工程として、角形石英基板を回転数１５００ｒｐｍで２０秒間スピン乾燥し、その後、第２の乾燥工程として、角形石英基板を１２０℃のホットプレートによる加熱で１２０秒間乾燥した。乾燥の後、石英基板はクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した。基板表面のしみの数は、先ずパーティクルカウンターで０．２μｍ以上の輝点を確認し、それをＡＦＭでしみであるかどうかを確認し数えた。その結果、７日間保管した後の経時的なしみの発生は０．２μｍ以上のサイズで０個であった。
【００２５】
（実施例３）
実施例１と同様に２００ｃｍ２の角形石英基板を用意した。先ず、洗浄工程として、用意した角形石英基板を、０．５重量％のフッ酸水溶液でシャワー洗浄後、超純水でシャワーした後ｐＨ１１の水酸化カリウム水溶液でシャワー洗浄し、引き続いて超純水でシャワー洗浄した。次に、前記洗浄工程で清浄化された角形石英基板を６０℃の温純水に６０秒間掛け流しリンスした。次に、第一の乾燥工程として、角形石英基板を回転数１５００ｒｐｍで２０秒間スピン乾燥し、その後、第２の乾燥工程として、角形石英基板を６０℃の温風で１２０秒間乾燥した。乾燥の後、石英基板はクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した。基板表面のしみの数は、先ずパーティクルカウンターで０．２μｍ以上の輝点を確認し、それをＡＦＭでしみであるかどうかを確認し数えた。その結果、７日間保管した後の経時的なしみの発生は０．２μｍ以上のサイズで０個であった。
【００２６】
（比較例１）
２００ｃｍ２の角形石英基板を用意した。先ず、洗浄工程として、用意した角形石英基板を、０．５重量％のフッ酸水溶液でシャワー洗浄後、超純水でシャワーした後ｐＨ１１の水酸化カリウム水溶液でシャワー洗浄し、引き続いて超純水でシャワー洗浄した。次に、前記洗浄工程で清浄化された角形石英基板を６０℃の温純水で６０秒間掛け流しリンスした。次に、乾燥工程として、角形石英基板を回転数１５００ｒｐｍで６０秒間スピン乾燥した。乾燥の後、石英基板はクラス１０以下のクリーンルーム内でポリプロピレン製のボックスに入れ、これをＡＢＳ樹脂製の外箱の中に入れて保管した。基板表面のしみの数は、先ずパーティクルカウンターで０．２μｍ以上の輝点を確認し、それをＡＦＭでしみであるかどうかを確認し数えた。その結果、保管して０、２日目の経時的なしみの発生は０．２μｍ以上のサイズで０個であったが、５日目で２個、７日目で３個、１０日目で６個、１４、１８、２０、２１日目で８個であるのが確認された。
【００２７】
図１は、実施例１と比較例での経時的なしみの発生を示したグラフである。実施例１では、保管して７日目、さらに１４日目までは基板表面上に０．２μｍ以上のサイズの経時的なしみを発生していないのが判る。一方、比較例では、保管して２日目までは基板表面上に経時的なしみが発生していないが、５日目を過ぎると早くもしみが発生している。
【００２８】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００２９】
例えば、上記実施例では、角形合成石英基板を用いて、洗浄後の石英基板の乾燥を行ったが、本発明の方法は、このような形状や形態の石英基板に限定されずに適用することができ、また、パターン用の膜が付けてあるフォトマスクブランクやフォトマスクにも適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、洗浄工程により清浄化した石英基板を乾燥する際、該基板に第一の乾燥工程としてスピン乾燥を行い、その後又は同時に第二の乾燥工程として加熱する乾燥を行うことにより、基板表面に経時的なしみが発生するのを防ぐことが可能となる。そのため、石英基板を次工程で用いる前に再洗浄する頻度を低減できるので、一旦箱詰めしたらそのまま出荷することが可能となり、またそのまま箱から出して用いることも可能となる。さらに、このような石英基板を、例えばサブストレート、フォトマスクブランク、又はフォトマスク製造工程、デバイス製造工程で用いた場合、生産性と歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来と本発明の場合の経時的なしみの発生を示したグラフである。
【図２】本発明で使用される赤外線ランプを具備するスピン乾燥機の概略構成例図である。
【符号の説明】
１…スピン乾燥機、 ２…乾燥室、 ３…隔壁、 ４…スピンドル、 ５…支持台、 ６…ＩＲランプ、 ７…支持アーム、 ８、９…排気口。
Claims (3)
- 洗浄後の石英基板の乾燥方法であって、石英基板を洗浄する工程の後に、少なくとも、洗浄した石英基板にスピン乾燥を行う第一の乾燥工程と、その後に石英基板を加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程を施すことを特徴とする石英基板の乾燥方法。
- 洗浄工程と乾燥工程の間に、石英基板を温水で加温する工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の石英基板の乾燥方法。
- 前記石英基板を加熱する乾燥を行う第二の乾燥工程は、赤外線ランプでの乾燥、温風乾燥、又はホットプレートによる基板加熱乾燥のうちいずれか一つ以上を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の石英基板の乾燥方法。
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