JP2000031107A - 半導体基板の乾燥装置および半導体基板の乾燥方法 - Google Patents
半導体基板の乾燥装置および半導体基板の乾燥方法Info
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Abstract
乾燥処理能力を向上させるとともに、有機物の使用量を
低減することにより、自然環境の保護に貢献し、残留有
機物の低減を図る。 【解決手段】 50枚程度の半導体ウェーハ3を乾燥さ
せる、制御したIPA乾燥装置を用いて、気化されたI
PAをノズル13およびノズル穴13aを通じて半導体
ウェーハ3に吹き付けることにより半導体ウェーハ3を
乾燥させる際に、IPA蒸気を垂直下方方向から半導体
ウェーハ3の側に向かって20°〜50°の角度θで吹
き付けるようにする。このとき、IPAの初期吐出量を
0.8〜1.5cc/sとし、使用量を70〜200c
c/バッチになるようにする。
Description
燥装置および半導体基板の乾燥方法に関し、特に、半導
体基板に気化されたイソプロピルアルコール(IPA)
などの有機溶剤を吹き付けることにより、半導体基板を
乾燥させるようにした半導体基板の乾燥装置に適用して
好適なものである。
されている装置は、図10に示すように、洗浄槽10
1、102、103およびIPA蒸気で満たされた乾燥
槽104に半導体ウェーハ105を入れ、洗浄および乾
燥を行う仕様である。このような半導体ウェーハ105
の洗浄工程には多様な方法がある。すなわち、第1の洗
浄方法(処理方法1)では、まず、半導体ウェーハ10
5を洗浄槽103に入れ洗浄した後、乾燥槽104に入
れ乾燥させる。また、第2の洗浄方法(処理方法2)で
は、まず、半導体ウェーハ105を洗浄槽102および
洗浄槽103に順次入れ洗浄した後、乾燥槽104に入
れ乾燥させる。また、第3の洗浄方法(処理方法3)で
は、半導体ウェーハを洗浄槽101、洗浄槽102およ
び洗浄槽103に順次入れ洗浄した後、乾燥槽104に
入れ乾燥させる。これらの処理方法1、処理方法2およ
び処理方法3において必ず通る槽が乾燥処理を行う乾燥
槽104である。そのため、半導体ウェーハ105の洗
浄工程における処理能力は乾燥処理時間で決定されるこ
とになる。また、半導体ウェーハの大口径化に伴い被乾
燥物の熱容量が増加することになり、半導体ウェーハの
洗浄工程は乾燥処理によって律速されている。
使用されている乾燥装置は、水置換効率の良さおよび乾
燥性能の観点から、半導体ウェーハ表面に付着した水を
蒸気圧の高いIPA蒸気に一旦置換して乾燥を行う、い
わゆるIPA直接置換乾燥方式を採用した乾燥装置が主
流となっている。また、IPA直接置換乾燥方式を採用
した乾燥装置は、ウォータマーク(水しみ)の発生など
の諸問題を回避する観点から、遠心力により半導体ウェ
ーハ表面に付着した水をはじき飛ばす、いわゆるスピン
ドライヤ(Spin Dryer)と比べても有効である。
て説明する。すなわち、図11に示すように、従来のI
PA蒸気乾燥方式を採用した乾燥装置は、加熱されたI
PA蒸気で満たされた乾燥槽111を有している。この
乾燥装置を用いて乾燥を行うには、まず、図11Aに示
すように、半導体ウェーハ112を急速に乾燥槽111
に導入し、図11Bに示すように、IPA蒸気に浸す。
これにより、半導体ウェーハ112がIPA蒸気の温度
にまで加熱されるとともにIPA蒸気が半導体ウェーハ
112の表面に付着した水と置換し、半導体ウェーハ1
12の乾燥が行われる。その後、図11Cおよび図11
Dに示すように、半導体ウェーハ112を乾燥槽111
の内部からゆっくりと引き上げ、乾燥処理を終了する。
このIPA蒸気乾燥方式は、ウォータマークの少ない乾
燥ができ、半導体ウェーハの除電効果もあるなどの利点
がある。
IPA蒸気乾燥装置を用いた半導体ウェーハの乾燥処理
においては、乾燥処理時間が長いので、洗浄工程のスル
ープット(Through-put)が乾燥律速となってしまい生産
能力が落ちるという欠点がある。そこで、乾燥処理時間
を短縮すべく半導体ウェーハの加熱温度を上昇させるな
どの検討が行われているが、IPAの突沸などの問題が
生じたり、乾燥むらなどの悪影響を招いてしまうなどの
不都合がある。
の問題によって、有機物の使用量を低減する方向に向か
っている。そのため、今後、IPAを用いた乾燥装置に
採用される方式としては、マランゴニ(Marangoni) 効果
を利用した乾燥方式と、制御したIPA蒸気乾燥方式と
が主流になると考えられる。これらの2つの乾燥方式に
ついて以下に説明する。
を採用した乾燥装置は、図12に示すように、乾燥部1
21と超純水(DI water)122で満たされた水洗槽12
3とから構成されている。
燥処理においては、図12Aに示すように、まず、水洗
槽123において半導体ウェーハ124の水洗処理を行
う。このとき、乾燥部121の内部は窒素(N2 )ガス
雰囲気または大気雰囲気になっている。次に、図12B
に示すように、半導体ウェーハ124を水洗槽123か
ら引き上げる前に、乾燥部121の内部にN2 とIPA
蒸気との混合ガスを導入し、上方から超純水122の水
面に吹き付ける。これによって、図13に示すように、
水面にIPA層125が形成される。その後、図12C
に示すように、半導体ウェーハ124を引き上げる。こ
の半導体ウェーハ124の引き上げの際には、図13に
示すように、半導体ウェーハ124の表面と超純水12
2との界面の部分に、メニスカス(Meniscus)部と呼ばれ
る勾配ができるが、このメニスカス部はIPA層125
が形成されることによってさらに大きくなる。また、半
導体ウェーハ124を引き上げている間、その表面に付
着している水がこのメニスカス部に沿って流れ落ちる。
そして、半導体ウェーハ124を、その表面に水が付着
していない状態で引き上げることにより、半導体ウェー
ハ124を乾燥させる。その後、図12Dに示すよう
に、乾燥部121の内部をN2 ガス雰囲気とする。以上
のようにして、半導体ウェーハ124の乾燥処理が行わ
れる。
した乾燥装置は、図14に示すように、乾燥槽131と
超純水132で満たされた水洗槽133とから構成され
る。この乾燥装置においては、図14Aに示すように、
乾燥槽131の内部はN2 ガス雰囲気となっている。こ
の状態で、水洗槽133において、半導体ウェーハ13
4を水洗処理した後、図14Bに示すように、半導体ウ
ェーハ134を引き上げて乾燥槽131の内部に搬入す
る。次に、図14Cに示すように、乾燥槽131と水洗
槽133とをカバー(図示せず)などにより遮断し、乾
燥槽131の上部に設けられたノズル(図示せず)から
N2 とIPA蒸気との混合ガスを半導体ウェーハ134
に吹き付ける。そして、このIPA蒸気で半導体ウェー
ハ134の表面に付着した水を置換することにより、半
導体ウェーハ134を乾燥させる。その後、図14Dに
示すように、乾燥槽131の内部をN2 ガス雰囲気とす
る。以上のようにして半導体ウェーハ134の乾燥処理
が行われる。
PA蒸気乾燥方式が、従来のIPA蒸気乾燥方式に代わ
る乾燥方式であることは確かであるが、半導体ウェーハ
を乾燥させる際の乾燥条件に関しては試行錯誤の状況で
あり、その乾燥条件の最適化が望まれている。
の低下を招くことなく、乾燥時間を短縮することがで
き、それによって、乾燥処理能力を向上させることがで
き、また、有機物の使用量を乾燥に必要十分な量にまで
低減することによって、自然環境の保護に貢献するとと
もに、残留有機物の低減を図ることができる半導体基板
の乾燥装置および半導体基板の乾燥方法を提供すること
にある。
有する上述の諸問題を解決すべく、半導体ウェーハの乾
燥に関して種々の実験を行った。以下に、その概要を説
明する。
て、50枚程度の半導体ウェーハを同時に乾燥させるこ
とができる制御したIPA蒸気乾燥装置を用いて、IP
A蒸気を吐出する方向を、垂直下方方向から半導体基板
に向けた角度が10°、20°30°、50°、90°
となるようにさまざまに変えて半導体ウェーハの乾燥処
理を行い、それらの乾燥処理における半導体ウェーハ1
枚あたりの付着微粒子の個数およびウォータマークの個
数を測定した。なお、この測定における評価方法は、ウ
ェーハボートにダミーの半導体ウェーハを載せ、評価す
る半導体ウェーハの前面に、もう1枚の酸化膜が付けら
れた半導体ウェーハを鏡面対向で設置して、例えば希フ
ッ酸(DHF)処理などの薬液処理を行う方法である。
また、評価基準は、乾燥装置の乾燥能力が十分であると
認められる基準とし、具体的には、半導体ウェーハ1枚
あたりの付着微粒子の個数を20個以下、半導体ウェー
ハ1枚あたりのウォータマークの個数を10個以下とす
る。
体ウェーハ1枚あたりの付着微粒子の個数およびウォー
タマークの個数の、IPA蒸気の吐出方向角度依存性を
示す。
を同時に乾燥させることができる制御したIPA蒸気乾
燥装置においては、IPA蒸気の吐出方向角度を20°
〜50°の範囲内とした場合に、半導体ウェーハ1枚あ
たりの付着微粒子の個数が20個以下となり、ウォータ
マークの個数も10個以下となることがわかる。また、
この条件以外の条件、例えば吐出方向角度を10°とし
た場合には、半導体ウェーハ1枚あたりの付着微粒子の
個数が約9個となり、ウォータマークの個数が約52個
となった。また、IPA蒸気の吐出方向角度を90°以
上とした場合、すなわちIPA蒸気を水平より上に向け
て吐出した場合には、乾燥処理を行った半導体ウェーハ
は生乾き状態となり、ウォータマークが全面に検出され
る。逆に、IPA蒸気の吐出方向角度を0°以下とした
場合、すなわち、IPA蒸気の吐出方向を半導体基板の
側と反対側とした場合には、IPA蒸気は、直接乾燥装
置の側壁面に付着したり、半導体ウェーハに接すること
なく上昇してしまい、半導体ウェーハを乾燥させること
ができず、水しみが残る状態が発生する。
けるIPA蒸気の方向を、その垂直方向からの角度が、
20°〜50°の範囲内とすれば、半導体ウェーハ1枚
あたりの付着微粒子の個数は20個以下、ウォータマー
クの個数は10個以下となり、実用上十分な乾燥能力を
有することがわかる。
述の50枚程度の半導体ウェーハを同時に乾燥させるこ
とができる制御したIPA蒸気乾燥装置を用いて、IP
A蒸気の初期吐出量を、0.3cc/s、0.5cc/
s、0.7cc/s、1.0cc/sおよび1.5cc
/sとさまざまに変えて半導体ウェーハの乾燥処理を行
い、それらの乾燥処理における半導体ウェーハ1枚あた
りの付着微粒子の個数およびウォータマークの個数を測
定した。なお、この測定における評価方法は、ウェーハ
ボートにダミーの半導体ウェーハを載せ、評価する半導
体ウェーハの前面に、もう1枚の酸化膜が付けられた半
導体ウェーハを鏡面対向で設置して、例えば希フッ酸
(DHF)処理などの薬液処理を行う方法であり、評価
基準は、半導体ウェーハ1枚あたりの付着微粒子の個数
およびウォータマークの個数とも、乾燥装置の乾燥能力
が実用上十分であると認められる20個以下とする。
導体ウェーハ1枚あたりの付着微粒子の個数およびウォ
ータマークの個数のIPAの初期吐出量依存性を示す。
を同時に乾燥させることができる制御したIPA蒸気乾
燥装置において、IPA蒸気の初期吐出量を0.5〜
1.5cc/sの範囲内とした場合に、半導体ウェーハ
1枚あたりの付着微粒子の個数が20個以下となること
がわかる。また、IPA蒸気の初期吐出量を0.8〜
1.5cc/sの範囲内とした場合に、半導体ウェーハ
1枚あたりのウォータマークの個数が20個以下とな
り、IPA蒸気の初期吐出量を0.5cc/sとした場
合に、半導体ウェーハ1枚あたりのウォータマークの個
数が約120個となることがわかる。また、IPA蒸気
の初期吐出量を0.3cc/s以下とした場合には、乾
燥処理を行った半導体ウェーハは生乾き状態となり、ウ
ォータマークが全面に検出される。逆に、IPA蒸気の
初期吐出量を1.5cc/sよりも多くした場合におい
ては、ノズルから吹き出されるIPA蒸気はミスト
(霧)状になってしまうため、半導体ウェーハの表面に
はIPAによる汚染により生じた付着微粒子が検出され
る。
けるIPA蒸気の初期吐出量を0.8〜1.5cc/s
の範囲内とすれば、半導体ウェーハ1枚あたりの付着微
粒子の個数およびウォータマークの個数はともに20個
以下となり、実用上十分な乾燥能力を有することがわか
る。
述の第2の実験におけると同様の、50枚程度の半導体
ウェーハを同時に乾燥させることができる制御したIP
A蒸気乾燥装置を用いて、IPA蒸気の使用量を、30
cc/バッチ、50cc/バッチ、70cc/バッチ、
80cc/バッチ、90cc/バッチ、105cc/バ
ッチ、150cc/バッチおよび200cc/バッチと
さまざまに変えて半導体ウェーハの乾燥処理を行い、そ
れらの乾燥処理ごとに、半導体ウェーハ1枚あたりの付
着微粒子の個数およびウォータマークの個数を測定し
た。なお、この測定における評価方法および評価基準
は、上述したIPAの初期吐出量の測定における評価方
法および評価基準と同様である。
体ウェーハ1枚あたりの付着微粒子の個数およびウォー
タマークの個数の、IPAの使用量依存性を示す。
において、IPAの使用量を50〜200cc/バッチ
の範囲内にした場合に、半導体ウェーハ1枚あたりの付
着微粒子の個数が20個以下となることがわかる。ま
た、IPAの使用量を70〜200cc/バッチの範囲
内とした場合に、半導体ウェーハ1枚あたりのウォータ
マークの個数が20個以下となり、IPAの使用量を5
0cc/バッチとした場合に、半導体ウェーハ1枚あた
りのウォータマークの個数が約300個となることがわ
かる。また、IPAの使用量を30cc/バッチ以下と
した場合には、半導体ウェーハは生乾き状態となってし
まい、付着微粒子は検出されないが、ウォータマークが
半導体ウェーハの全面で検出される。逆に、IPAの使
用量を200cc/バッチより多くした場合について
は、半導体ウェーハの表面にIPAによる汚染により生
じた付着微粒子が検出されてしまう。
の使用量を70〜200cc/バッチの範囲内とすれ
ば、半導体ウェーハ1枚あたりの付着微粒子の個数およ
びウォータマークの個数はともに20個以下となり、実
用上十分な乾燥能力を有することがわかる。
0枚程度の半導体ウェーハを同時に乾燥させることがで
きる制御したIPA蒸気乾燥装置を用いて、IPA蒸気
を吐出するノズルの本数を2本、4本、6本とさまざま
に変えて半導体ウェーハの乾燥処理を行い、それらの乾
燥処理における半導体ウェーハ1枚あたりのウォータマ
ークの個数を測定した。なお、この測定における評価方
法は、ウェーハボートにダミーの半導体ウェーハを載
せ、評価する半導体ウェーハを設置して、例えば希フッ
酸(DHF)処理などの薬液処理を行う方法であり、評
価基準は、半導体ウェーハ1枚あたりのウォータマーク
の個数が、乾燥装置の乾燥能力が十分であると認められ
る20個以下となる場合とする。
体ウェーハ1枚あたりのウォータマークの個数の乾燥処
理時間依存性を、ノズルの本数を2本、4本、6本の3
通りで測定した場合について示す。
合でウォータマークの個数が約50個であるときに、ノ
ズルの本数を4本または6本とした場合ではウォータマ
ークの個数は約10個となることがわかる。また、若干
の例外はあるが、あらゆる乾燥処理時間を通じて、ノズ
ルの本数を4本または6本とした場合のウォータマーク
の個数は、ノズルの本数を2本とした場合のウォータマ
ークの個数より少なくなる。また、ノズルの本数を2本
以下とすると、乾燥処理時間が多くかかってしまう。
蒸気を吹き付けるためのノズルの本数を3本以上とすれ
ば、半導体ウェーハ1枚あたりのウォータマークの個数
を20個以下とするのに要する時間を有効に短縮するこ
とができることがわかる。
討に基づいて案出されたものである。
の発明の第1の発明は、有機溶剤を気化し、気化された
有機溶剤をノズルを通じて半導体基板に吹き付けること
により半導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の
乾燥装置において、気化された有機溶剤を、垂直方向か
ら半導体基板の側に向かって20°から50°の角度
で、半導体基板に吹き付けるようにしたことを特徴とす
るものである。
し、気化された有機溶剤をノズルを通じて半導体基板に
吹き付けることにより半導体基板を乾燥させるようにし
た半導体基板の乾燥装置において、ノズルのノズル穴
を、ノズルの断面の中心とノズル穴の中心とを結ぶ直線
が、ノズルの断面の中心と半導体基板の中心とを結んだ
直線と、ノズルの断面の中心から半導体基板に引いた接
線との間にあるように設けることを特徴とするものであ
る。
て、有機溶剤を吐出するためのノズルは偶数本設けら
れ、偶数本のノズルは半導体基板の中心より高い高さ
で、かつ半導体基板に対して対称に設けられている。
し、気化された有機溶剤を半導体基板に吹き付けること
により半導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の
乾燥装置において、気化された有機溶剤の初期吐出量を
0.8cc/秒以上1.5cc/秒以下とすることを特
徴とするものである。
置は、50枚程度の半導体基板を同時に乾燥させる場合
に適用して好適なものである。
を確保しつつ、有機溶剤の使用量を抑える観点から、好
適には、半導体基板の乾燥における有機溶剤の使用量を
70cc/バッチ以上200cc/バッチ以下とする。
し、気化された有機溶剤を半導体基板に吹き付けること
により半導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の
乾燥装置において、乾燥における有機溶剤の使用量を7
0cc/バッチ以上200cc/バッチ以下とすること
を特徴とするものである。
置は、50枚程度の半導体基板を同時に乾燥させる場合
に適用して好適なものである。
体基板に吹き付ける気化された有機溶剤の初期吐出量を
0.8cc/s以上1.5cc/s以下とする。
て、典型的には、気化された有機溶剤を、ノズルを用い
て半導体基板に吹き付ける。
し、気化された有機溶剤を半導体基板に吹き付けること
により半導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の
乾燥装置において、気化された有機溶剤の初期吐出量を
0.6cc/秒以上1.5cc/秒以下とすることを特
徴とするものである。
置は、25枚程度の半導体基板を同時に乾燥させる場合
に適用して好適なものである。
における有機溶剤の使用量を50cc/バッチ以上15
0cc/バッチ以下とする。
し、気化された有機溶剤を半導体基板に吹き付けること
により半導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の
乾燥装置において、乾燥における有機溶剤の使用量を5
0cc/バッチ以上150cc/バッチ以下とすること
を特徴とするものである。
置は、25枚程度の半導体基板を同時に乾燥させる場合
に適用して好適なものである。
を確保しつつ、有機溶剤の使用量を抑える観点から、好
適には、半導体基板に吹き付ける有機溶剤の初期吐出量
を0.6cc/s以上1.5cc/s以下とする。
し、気化された有機溶剤を、ノズルを通じて半導体基板
に吹き付けることにより半導体基板を乾燥させるように
した半導体基板の乾燥装置において、ノズルが3本以上
設けられていることを特徴とするものである。
溶剤を半導体基板の全面に効率よく吹き付けるようにす
るために、典型的には、半導体基板をその面がほぼ垂直
になるように設置し、垂直に設置された半導体基板の下
部に気化された有機溶剤を効率よく吹き付けるために、
3本以上のノズルのうちの少なくとも1本のノズルのノ
ズル穴が、半導体基板の乾燥処理を行う際に半導体基板
の最下端より低い高さになるように設けられている。
に対してほぼ垂直になるように設置された半導体基板の
下部に気化された有機溶剤をより効率よく吹き付けるた
めに、典型的には、半導体基板の乾燥の際に半導体基板
より低い高さに設けられたノズルのノズル穴を、ノズル
の断面の中心とノズル穴の中心とを結んだ直線が、水平
方向と、ノズルの断面の中心と半導体基板の最下部とを
結んだ直線との間にあるように設ける。また、この第7
の発明において、その面がノズルに対してほぼ垂直にな
るように設置された半導体基板の下部に気化された有機
溶剤をより効率よく吹き付けるために、典型的には、半
導体基板の乾燥の際に半導体基板より低い高さに設けら
れたノズルのノズル穴を、ノズルの断面の中心とノズル
穴の中心とを結んだ直線が、水平方向から半導体基板に
向かって0°から45°の角度の範囲内にあるように設
ける。
溶剤を半導体基板の全面に効率よく対称に吹き付けるよ
うにするために、典型的には、ノズルが4本設けられ、
4本のノズルのうちの2本のノズルは少なくとも半導体
基板の中心より上方で、かつ半導体基板に対して対称に
設けられており、残りの2本のノズルは半導体基板の最
下端より低い高さで、かつ半導体基板に対して対称に設
けられている。
し、気化された有機溶剤をノズルを通じて半導体基板に
吹き付けることにより半導体基板を乾燥させるようにし
た半導体基板の乾燥方法において、気化された有機溶剤
を、垂直方向から半導体基板の側に向かって20°から
50°の角度で、半導体基板に吹き付けるようにしたこ
とを特徴とするものである。
し、気化された有機溶剤をノズルを通じて半導体基板に
吹き付けることにより半導体基板を乾燥させるようにし
た半導体基板の乾燥方法において、ノズルの断面の中心
とノズルのノズル穴の中心とを結ぶ直線が、ノズルの断
面の中心と半導体基板の中心とを結んだ直線と、ノズル
の断面の中心から半導体基板に引いた接線との間にある
ようにすることを特徴とするものである。
て、典型的には、偶数本のノズルにより、気化された有
機溶剤を半導体基板に吹き付ける場合に、偶数本のノズ
ルが半導体基板の中心より高い高さで、かつ半導体基板
に対して対称になるようにする。
化し、気化された有機溶剤を半導体基板に吹き付けるこ
とにより半導体基板を乾燥させるようにした半導体基板
の乾燥方法において、気化された有機溶剤の初期吐出量
を0.8cc/秒以上1.5cc/秒以下とすることを
特徴とするものである。
装置は、50枚程度の半導体基板を同時に乾燥させる場
合に適用して好適なものである。
力を確保しつつ、有機溶剤の使用量を抑える観点から、
好適には、半導体基板の乾燥における有機溶剤の使用量
を70cc/バッチ以上200cc/バッチ以下とす
る。
化し、気化された有機溶剤を半導体基板に吹き付けるこ
とにより半導体基板を乾燥させるようにした半導体基板
の乾燥方法において、乾燥における有機溶剤の使用量を
70cc/バッチ以上200cc/バッチ以下とするこ
とを特徴とするものである。
方法は、50枚程度の半導体基板を同時に乾燥させる場
合に適用して好適なものである。
導体基板に吹き付ける気化された有機溶剤の初期吐出量
を0.8cc/s以上1.5cc/s以下とする。
いて、典型的には、気化された有機溶剤を、ノズルを用
いて半導体基板に吹き付ける。
化し、気化された有機溶剤を半導体基板に吹き付けるこ
とにより半導体基板を乾燥させるようにした半導体基板
の乾燥方法において、気化された有機溶剤の初期吐出量
を0.6cc/秒以上1.5cc/秒以下とすることを
特徴とするものである。
方法は、25枚程度の半導体基板を同時に乾燥させる場
合に適用して好適なものである。
燥における有機溶剤の使用量を50cc/バッチ以上1
50cc/バッチ以下とする。
化し、気化された有機溶剤を半導体基板に吹き付けるこ
とにより半導体基板を乾燥させるようにした半導体基板
の乾燥方法において、乾燥における有機溶剤の使用量を
50cc/バッチ以上150cc/バッチ以下とするこ
とを特徴とするものである。
方法は、25枚程度の半導体基板を同時に乾燥させる場
合に適用して好適なものである。
力を確保しつつ、有機溶剤の使用量を抑える観点から、
好適には、半導体基板に吹き付ける有機溶剤の初期吐出
量を0.6cc/s以上1.5cc/s以下とする。
化し、気化された有機溶剤をノズルを通じて半導体基板
に吹き付けることにより半導体基板を乾燥させるように
した半導体基板の乾燥方法において、ノズルを3本以上
設け、これらのノズルを通じて気化された有機溶剤を半
導体基板に吹き付けるようにしたことを特徴とするもの
である。
機溶剤を半導体基板の全面に効率よく吹き付けるように
するために、典型的には、半導体基板をその面がほぼ垂
直になるように設置し、垂直に設置された半導体基板の
下部に気化された有機溶剤を効率よく吹き付けるため
に、典型的には、3本以上のノズルのうちの少なくとも
1本のノズルのノズル穴を、半導体基板の乾燥処理を行
う際に半導体基板の最下端より低い高さにする。
垂直になるように設置された半導体基板の下部に気化さ
れた有機溶剤をより効率よく吹き付けるために、典型的
には、半導体基板の乾燥の際に半導体基板より低い高さ
に設けられたノズルのノズル穴を、ノズルの断面の中心
とノズル穴の中心とを結んだ直線が、水平方向と、ノズ
ルの断面の中心と半導体基板の最下部とを結んだ直線と
の間にあるようにする。また、この第14の発明におい
て、その面がほぼ垂直になるように設置された半導体基
板の下部に気化された有機溶剤をより効率よく吹き付け
るために、典型的には、半導体基板の乾燥の際に半導体
基板より低い高さに設けられたノズルのノズル穴を、ノ
ズルの断面の中心とノズル穴の中心とを結んだ直線が、
水平方向から半導体基板に向かって0°から45°の角
度の範囲内にあるようにする。
機溶剤を半導体基板の全面に効率よく対称に吹き付ける
ようにするために、典型的には、ノズルが4本設けら
れ、4本のノズルのうちの2本のノズルは少なくとも半
導体基板の中心より上方で、かつ半導体基板に対して対
称になるようにするとともに、残りの2本のノズルは半
導体基板の最下端より低い高さで、かつ半導体基板に対
して対称になるようにする。
た有機溶剤のキャリアガスは、例えばN2 ガスやアルゴ
ン(Ar)ガスなどの不活性ガスである。
はイソプロピルアルコール(IPA)であるが、IPA
以外の有機溶剤を用いることも可能である。
発明および第8の発明によれば、気化された有機溶剤を
垂直方向から半導体基板の側に20°から50°の角度
で吐出するようにしていることにより、気化された有機
溶剤を効率よく半導体基板と接触させることができ、こ
の有機溶剤を半導体基板の表面に付着した水と効果的に
置換させることができるので、半導体基板の表面に生じ
るウォータマークや付着微粒子を増加させることなく、
効率よく半導体基板を乾燥させることができる。
発明によれば、ノズルのノズル穴を、ノズルの断面の中
心とノズル穴の中心とを結ぶ直線が、ノズルの断面の中
心と半導体基板の中心とを結んだ直線と、ノズルの断面
の中心から半導体基板に引いた接線との間にあるように
設けていることにより、気化された有機溶剤をこのノズ
ル穴を通じて吐出することによって、有機溶剤を半導体
基板にほぼ確実に接触させることができ、半導体基板の
表面に付着した水と効果的に置換させることができるの
で、半導体基板の表面に生じるウォータマークや付着微
粒子を増加させることなく、効率よく半導体基板を乾燥
させることができる。
の発明によれば、半導体基板に吹き付ける気化された有
機溶剤の初期吐出量を0.8cc/秒以上1.5cc/
秒以下としていることにより、半導体基板の表面に付着
した水を乾燥処理の初期に有機溶剤で覆い置換すること
ができるので、半導体基板の表面に生じるウォータマー
クや半導体基板の表面に付着する微粒子を増加させるこ
となく、効率よく半導体基板を乾燥させることができ
る。
の発明によれば、半導体基板の乾燥のための有機溶剤の
使用量を70cc/バッチ以上200cc/バッチ以下
としていることにより、必要十分な量の有機溶剤によっ
て半導体基板を乾燥させることができるので、半導体基
板の乾燥に用いる有機溶剤の量を低減することができ、
半導体基板表面に生じるウォータマークや半導体基板表
面に付着する微粒子を増加させることなく、効率よく半
導体基板を乾燥させることができる。
の発明によれば、半導体基板に吹き付ける気化された有
機溶剤の初期吐出量を0.6cc/秒以上1.5cc/
秒以下としていることにより、半導体基板表面に付着し
た水を乾燥処理の初期に有機溶剤で覆い置換することが
できるので、半導体基板表面に生じるウォータマークや
半導体基板表面に付着する微粒子を増加させることな
く、効率よく半導体基板を乾燥させることができる。
の発明によれば、半導体基板の乾燥のための有機溶剤の
使用量を50cc/バッチ以上150cc/バッチ以下
としていることにより、必要十分な量の有機溶剤によっ
て半導体基板を乾燥させることができるので、半導体基
板の乾燥に用いる有機溶剤の量を低減することができ、
半導体基板表面に生じるウォータマークや半導体基板表
面に付着する微粒子を増加させることなく、効率よく半
導体基板を乾燥させることができる。
の発明によれば、気化された有機溶剤を半導体基板に吹
き付けるためのノズルを3本以上設けるようにしている
ことにより、気化された有機溶剤を、半導体基板の表面
に3方向以上の方向から吹き付けることができるので、
気化された有機溶剤を半導体基板の表面に効率よく吹き
付けることができるとともに、水洗後の半導体基板表面
の水と有機溶剤との置換を効率よく行うことができ、乾
燥時間の短縮を図ることができる。
て図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態
の全図においては、同一または対応する部分には同一の
符号を付す。まず、この発明の第1の実施形態による制
御したIPA蒸気乾燥装置について説明する。図1は、
この第1の実施形態による制御したIPA蒸気乾燥装置
を示し、図2は、この制御したIPA蒸気乾燥装置の乾
燥槽の要部を示す。
よる制御したIPA蒸気乾燥装置は、水洗槽(リンスチ
ャンバー)1と乾燥槽(ドライチャンバー)2とを有す
る。水洗槽1は、半導体ウェーハ3の水洗処理を行うた
めのものである。また、乾燥槽2は水洗処理後の半導体
ウェーハ3を乾燥させるためのものであり、例えばテフ
ロン(Teflon)などの樹脂系の材料から形成されている。
乾燥槽2の高さは、半導体ウェーハ3の径が8インチの
場合には例えば約320mmである。また、水洗槽1と
乾燥槽2との間にはボトムカバー4が設けられている。
ボトムカバー4は乾燥槽2の下方に移動して、乾燥槽2
の下部の開口部を塞ぐことによって水洗槽1と乾燥槽2
とを分離するためのものであり、少なくとも水平方向に
移動可能である。また、z軸ガイド5が水洗槽1と乾燥
槽2との内部に設けられている。z軸ガイド5は、例え
ば50枚程度の半導体ウェーハ3を保持しつつ、それら
の半導体ウェーハ3を、水洗槽1と乾燥槽2との間で搬
送するためのものであり、少なくとも上昇および下降が
可能である。
槽6が設けられている。このオーバーフローリンス槽6
の内部は超純水7で満たすことができるようになってお
り、下部には超純水供給管8が接続されて設けられてい
る。オーバーフローリンス槽6は、超純水7を溢れさせ
て半導体ウェーハ3の水洗を行うためのものであり、超
純水供給管8は、オーバーフローリンス槽6に超純水7
を供給するためのものである。この超純水供給管8には
超純水7の供給を調整するためのバルブ9が設けられて
いる。また、水洗槽1の側壁に超純水排出管10が設け
られており、側壁の下部にドレイン11が設けられてい
る。
られており、半導体ウェーハ3を乾燥槽2から外部に搬
出したり、外部から乾燥槽2に搬入したりする際に開閉
することができるように構成されている。また、乾燥槽
2の内部には管状の2本のノズル13が互いに平行に設
けられている。これらの2本のノズル13は、半導体ウ
ェーハ3を乾燥槽2の内部から外部に搬出したり、外部
から乾燥槽2の内部に搬入したりする際に、半導体ウェ
ーハ3がこれらの2本のノズル13の間を通過すること
のできる間隔を隔てて設けられている。具体的には、半
導体ウェーハ3の径が8インチの場合、2本のノズル1
3は、互いに例えば300mmの間隔を隔てて設けられ
ている。また、図2に示すように、それぞれのノズル1
3には、その長手方向(図面に垂直な方向)に沿って例
えば50〜57個程度のノズル穴13aが等間隔に設け
られており、それぞれのノズル穴13aから、例えば、
N2 ガスなどの不活性ガスやN2 とIPA蒸気との混合
ガスを半導体ウェーハ3に吹き付けることができるよう
になっている。このノズル穴13aの径は、0.8〜
1.0mmであり、具体的には例えば0.8mmであ
る。ここで、ノズル穴13aは、このノズル穴13aの
中心とノズル13の長手方向に垂直な断面の中心とを結
ぶ直線が、垂直下方方向を基準として20〜50°の範
囲内の角度θをなすように構成されており、角度θは具
体的には例えば41.7°である。すなわち、N2 とI
PA蒸気との混合ガスは、ノズル穴13aを通じて垂直
下方方向と20〜50°の角度をなす方向に吐出され、
具体的には、垂直下方方向から例えば41.7°の方向
に吐出される。なお、上述の角度θは、垂直下方方向か
ら半導体ウェーハ3の側に向かって正の角度が定義され
る。
が設けられている。このガス排気管14は、乾燥槽2の
内部のガスを外部に排気するためのものである。ガス排
気管14にはガスの排気を制御するためのバルブ15が
設けられている。
を用いた半導体ウェーハの乾燥方法について説明する。
で移動しておき、上部カバー12を開ける。その後、例
えば50枚の半導体ウェーハ3をz軸ガイド5まで搬送
してそこに載置する。その後、上部カバー12を閉じ
る。次に、z軸ガイド5を下降させることにより、半導
体ウェーハ3を水洗槽1内のオーバーフローリンス槽6
の内部に搬入する。
をオーバーフローリンス槽6に十分に供給することによ
り、半導体ウェーハ3の水洗を行う。一方で、乾燥槽2
においてノズル13から例えばN2 ガスを導入すること
により、乾燥槽2の内部をN2 ガス雰囲気にする。
燥槽2の内部がN2 ガス雰囲気になった後、半導体ウェ
ーハ3が保持されたz軸ガイド5を上方に移動して、半
導体ウェーハ3を乾燥槽2の内部に搬入する。半導体ウ
ェーハ3の乾燥槽2の内部への搬入が完了した後、ボト
ムカバー4を乾燥槽2の下方にまで移動し、乾燥槽2の
下部の開口部をふさぐことによって、水洗槽1と乾燥槽
2とを分離する。
ズル13から気化させたIPAを半導体ウェーハ3に吹
き付ける。この半導体ウェーハ3に吹き付けられるIP
A蒸気は、乾燥槽2の内部で一旦下方に流れ込んだ後、
上昇し、この上昇中に半導体ウェーハ3の表面と接触し
て、その表面の水を置換する。この置換したIPAは半
導体ウェーハ3の表面から揮発して、半導体ウェーハ3
の乾燥が終了する。ここで、半導体ウェーハ3の乾燥条
件を挙げると、IPA蒸気の初期吐出量を0.8〜1.
5cc/s、使用量を70〜200cc/バッチとす
る。具体的には、IPA蒸気の初期吐出量を例えば0.
8cc/sとし、その吐出量を一定に保ちながら例えば
約105秒間半導体ウェーハ3に吹き付ける。このと
き、IPAの使用量は約84ccである。なお、上述の
IPA蒸気の初期吐出量および使用量は、IPAの液体
状態の体積で定義される。
け、半導体ウェーハ3を外部に搬出し、乾燥処理を終了
する。
を、従来のIPA蒸気乾燥装置を用いて半導体ウェーハ
を乾燥させた場合と、この第1の実施形態による制御し
たIPA蒸気乾燥装置を用いて半導体ウェーハを乾燥さ
せた場合とについて、その質量数ごとに測定した結果を
示す。ただし、使用した半導体ウェーハは8インチのシ
リコンウェーハである。なお、残留有機物の質量数およ
び量はともに規格化されている。
いて乾燥を行った半導体ウェーハの残留有機物量に比
べ、この第1の実施形態による制御したIPA蒸気乾燥
装置を用いて乾燥を行った半導体ウェーハの残留有機物
量は約1/3に減少していることがわかる。
によれば、ノズル13を、ノズル13の長手方向に垂直
な断面の中心とノズル穴13aの中心とを結ぶ直線が、
垂直下方方向から半導体ウェーハ3の側に向かって、2
0〜50°の範囲内の角度となるように設けるようにし
ていることにより、IPA蒸気を半導体ウェーハ3に効
率よく吹き付けることができ、従来のIPA蒸気乾燥装
置とほぼ同等の乾燥能力を確保しつつ、乾燥時間を短縮
することができるとともに、IPAの使用量を低減する
ことができる。したがって、このIPA蒸気乾燥装置を
用いて構成される洗浄機の処理能力を向上させることが
できるとともに、自然環境への悪影響を抑制することが
できる。また、残留有機物の量を従来のIPA蒸気乾燥
装置を用いた半導体ウェーハの乾燥におけるよりも約1
/3以下に減少させることができるので、半導体ウェー
ハ3上に形成される半導体装置の残留有機物による特性
の劣化を低減することができる。
御したIPA蒸気乾燥装置について説明する。
蒸気乾燥装置においては、図4に示すように、ノズル1
3の長手方向に垂直な断面の中心とノズル穴13aの中
心とを結ぶ直線が、ノズル13の断面の中心と半導体ウ
ェーハ3の中心とを結んだ直線と、ノズル13の断面の
中心から半導体ウェーハ3に引いた接線との間にあるよ
うに角度θが選ばれること以外のことは第1の実施形態
と同様である。
形態と同様の効果を得ることができる。
御したIPA蒸気乾燥装置を用いた半導体ウェーハの乾
燥方法について説明する。なお、この第3の実施形態に
よる制御したIPA蒸気乾燥装置に関しては、図1に示
すと同様であるので説明を省略する。
乾燥槽2の内部にまで移動しておき、上部カバー12を
開ける。その後、例えば50枚の半導体ウェーハ3をz
軸ガイド5まで搬送してそこに載置する。その後、上部
カバー12を閉じる。次に、z軸ガイド5を下降させる
ことにより、半導体ウェーハ3を水洗槽1内のオーバー
フローリンス槽6の内部に搬入する。
をオーバーフローリンス槽6に十分に供給することによ
り、半導体ウェーハ3の水洗を行う。また、一方で、乾
燥槽2においてノズル13から例えばN2 ガスを導入す
ることにより、乾燥槽2の内部をN2 ガス雰囲気にす
る。
燥槽2の内部がN2 ガス雰囲気になった後、半導体ウェ
ーハ3が保持されたz軸ガイド5を上方に移動して、半
導体ウェーハ3を乾燥槽2の内部に搬入する。半導体ウ
ェーハ3の乾燥槽2の内部への搬入が完了した後、ボト
ムカバー4を乾燥槽2の下方にまで移動し、乾燥槽2の
下部の開口部をふさぐことによって、水洗槽1と乾燥槽
2とを分離する。
ズル13から気化させたIPA(IPA蒸気)を半導体
ウェーハ3に吹き付ける。ここで、このIPA蒸気の半
導体ウェーハ3への吹き付けにおいては、IPA蒸気の
初期吐出量は0.8〜1.5cc/sとし、その使用量
を70〜200cc/バッチとする。具体的には、IP
A蒸気を、その初期吐出量を例えば0.8cc/sと
し、吐出量を一定に保ちながら例えば約105秒間半導
体ウェーハ3に吹き付ける。このとき、IPAの使用量
は約84ccである。これによって、半導体ウェーハ3
の表面の水がほぼ完全にIPAに置換され、この置換し
たIPAが半導体ウェーハ3の表面から揮発して、半導
体ウェーハ3の乾燥が終了する。なお、上述のIPA蒸
気の初期吐出量および使用量は、IPAの液体状態の体
積で定義される。
け、半導体ウェーハ3を外部に搬出し、乾燥処理を終了
する。
ハ上の残留有機物量を、従来のIPA蒸気乾燥装置を用
いて半導体ウェーハを乾燥させた場合と、この第3の実
施形態によるIPA蒸気乾燥装置を用いて半導体ウェー
ハを乾燥させた場合とについて、それぞれ測定したとこ
ろ、従来のIPA蒸気乾燥装置を用いて乾燥を行った半
導体ウェーハの残留有機物量に比べ、この第3の実施形
態によるIPA蒸気乾燥装置により乾燥を行った半導体
ウェーハの残留有機物量は約1/3に減少していること
が確認された。
置を用いて、この第3の実施形態における条件のもとで
半導体ウェーハを乾燥させたときの、半導体ウェーハ1
枚あたりの付着微粒子の個数を測定し評価した結果を示
す。なお、参考のため、この第3の実施形態における条
件以外の条件のもとで半導体ウェーハを乾燥させたとき
の、半導体ウェーハ1枚あたりの付着微粒子の個数を測
定した結果も併せて示す。ここで、半導体ウェーハ1枚
あたりの付着微粒子の個数が、20個より多い場合を
×、20個以下の場合を○で表す。図6は、半導体ウェ
ーハ表面のウォータマークの個数について同様の測定を
した結果を示す。
におけるIPA蒸気の初期吐出量および使用量がそれぞ
れ0.8cc/sおよび84ccである場合において
は、半導体ウェーハ1枚あたりの付着微粒子の個数およ
びウォータマークの個数は、いずれも、乾燥装置として
の乾燥能力が十分であると認められる20個以下であ
り、この第3の実施形態による制御したIPA蒸気乾燥
装置が十分な乾燥能力を有することが確認された。
によれば、制御したIPA蒸気乾燥装置において、ノズ
ル13から半導体ウェーハ3に吹き付けるIPA蒸気の
初期吐出量を0.8〜1.5cc/s、使用量を70〜
200cc/バッチの範囲内としていることにより、半
導体ウェーハ3の乾燥において、必要十分な量のIPA
蒸気を吹き付けることができ、従来のIPA蒸気乾燥装
置とほぼ同等の乾燥能力を確保しつつ、乾燥時間を短縮
することができる。したがって、このIPA蒸気乾燥装
置を用いて構成される洗浄機の処理能力を向上させるこ
とができる。また、従来のIPA蒸気乾燥装置における
IPAの使用量と比較しても、その使用量を低減するこ
とができるので、自然環境への悪影響を低減することが
できる。また、残留有機物の量を従来のIPA蒸気乾燥
装置における半導体ウェーハの乾燥におけるよりも約1
/3に減少させることができるので、半導体ウェーハ3
上に形成される半導体装置の残留有機物による特性の劣
化を低減することができる。
御したIPA蒸気乾燥装置について説明する。
蒸気乾燥装置においては、z軸ガイド5の半導体ウェー
ハ3の搭載枚数が25枚程度であり、ノズル13のノズ
ル穴の個数が29〜57個である。その他のことについ
ては第3の実施形態における制御したIPA蒸気乾燥装
置と同様である。
ェーハの乾燥方法は、IPA蒸気の初期吐出量を0.6
〜1.5cc/sとし、使用量を50〜150cc/バ
ッチとする。具体的には、初期吐出量を例えば0.6c
c/sとし、使用量を例えば50ccとすること以外の
ことについては第3の実施形態と同様である。
形態と同様の効果を得ることができる。
御したIPA蒸気乾燥装置について説明する。図7は、
この第5の実施形態による制御したIPA蒸気乾燥装置
を示し、図8は、この制御したIPA蒸気乾燥装置の乾
燥槽の要部を示す。
よる制御したIPA蒸気乾燥装置は、水洗槽(リンスチ
ャンバー)21と乾燥槽(ドライチャンバー)22とを
有する。水洗槽21は、半導体ウェーハ23の水洗処理
を行うためのものである。また、乾燥槽22は水洗処理
後の半導体ウェーハ23を乾燥させるためのものであ
り、例えばテフロン(Teflon)などの樹脂系の材料から形
成されている。乾燥槽22の高さは、半導体ウェーハ2
3の径が8インチの場合には例えば約320mmであ
る。また、水洗槽21と乾燥槽22との間にはボトムカ
バー24が設けられている。ボトムカバー24は乾燥槽
22の下方に移動して、乾燥槽22の下部の開口部を塞
ぐことによって水洗槽21と乾燥槽22とを分離するた
めのものであり、少なくとも水平方向に移動可能であ
る。また、z軸ガイド25が水洗槽21と乾燥槽22と
の内部に設けられている。z軸ガイド26は、例えば5
0枚程度の半導体ウェーハ23を保持しつつ、それらの
半導体ウェーハ23を、水洗槽21と乾燥槽22との間
で搬送するためのものであり、少なくとも上昇および下
降が可能である。
ス槽26が設けられている。このオーバーフローリンス
槽26の内部は、超純水27を満たすことができるよう
に構成されている。また、その下部には超純水供給管2
8がオーバーフローリンス槽26に接続されて設けられ
ている。オーバーフローリンス槽26は、超純水を溢れ
させて半導体ウェーハ23の水洗を行うためのものであ
り、超純水供給管28は、オーバーフローリンス槽26
に超純水を供給するためのものである。この超純水供給
管28には超純水の供給を調整するためのバルブ29が
設けられている。また、水洗槽21には超純水排出管3
0が設けられているとともに、その下部にドレイン31
が設けられている。
けられており、半導体ウェーハ23を乾燥槽22から外
部に搬出したり、外部から乾燥槽22に搬入したりする
際に開閉することができるように構成されている。ま
た、乾燥槽22の内部には例えば4本の管状のノズル3
3、34、35、36が互いに平行に設けられている。
これらの4本のノズル33、34、35、36のうちの
ノズル33、34は、半導体ウェーハ23の中心より上
方で、かつ半導体ウェーハ23に対して対称に設けられ
ているとともに、半導体ウェーハ23を乾燥槽22の内
部から外部に搬出したり、外部から乾燥槽22の内部に
搬入したりする際に、半導体ウェーハ23がこれらのノ
ズル33、34の間を通過することのできる間隔を隔て
て設けられている。具体的には、半導体ウェーハの径が
8インチの場合、2本のノズル33、34は、互いに例
えば300mm以上の間隔を隔てて設けられている。ノ
ズル35、36は、それらのノズル穴が半導体ウェーハ
23の最下端より低い高さで、かつ半導体ウェーハ23
に対して対称に設けられているとともに、半導体ウェー
ハ23を乾燥槽22と水洗槽21との間で搬送する際
に、半導体ウェーハ23がこれらのノズル35、36の
間を通過することができる間隔を隔てて設けられてい
る。また、図8に示すように、それぞれのノズル33、
34、35、36には、その長手方向(図面に垂直な方
向)に沿って例えば50〜57個程度のノズル穴33
a、34a、35a、36aが等間隔に設けられてお
り、それぞれのノズル穴33a、34a、35a、36
aから、例えば、N2 ガスなどの不活性ガスやN2 とI
PA蒸気との混合ガスを半導体ウェーハ23に吹き付け
ることができるようになっている。これらのノズル穴3
3a、34a、35a、36aの径は0.8〜1.0m
mであり、具体的には、例えば0.8mmである。ま
た、ノズル33、34のそれぞれのノズル穴33a、3
4aは、それぞれのノズル33、34の長手方向に垂直
な断面の中心とそれぞれのノズル穴33a、34aの中
心とを結んだ直線が、垂直下方方向から半導体ウェーハ
23に向かって20°〜50°の角度θをなすように設
けられている。一方、ノズル35、36のそれぞれのノ
ズル穴35a、36aは、それぞれのノズル35、36
の長手方向に垂直な断面の中心とそれぞれのノズル穴3
5a、36aの中心とを結ぶ直線が、水平方向と、それ
ぞれのノズルの35、36の中心と半導体ウェーハ23
の最下部とを結ぶ直線との間にあるような角度φに設定
されて設けられている。なお、上述の、角度θおよび角
度φは、それぞれ、垂直下方方向から、および水平方向
から、半導体ウェーハ23の側に向かって正の角度が定
義される。
壁にはガス排気管37が設けられている。このガス排気
管37は、乾燥槽22の内部のガスを外部に排気するた
めのものである。ガス排気管37にはガスの排気を制御
するためのバルブ38が設けられている。
を用いた半導体ウェーハの乾燥方法について説明する。
にまで移動しておき、上部カバー32を開ける。その
後、例えば50枚の半導体ウェーハ23をz軸ガイド2
6まで搬送してそこに載置する。その後、上部カバー3
2を閉じる。次に、z軸ガイド25を下降させることに
より、半導体ウェーハ23を水洗槽21内のオーバーフ
ローリンス槽26の内部に搬入する。
27をオーバーフローリンス槽26に十分に供給するこ
とにより、半導体ウェーハ23の水洗を行う。また、一
方で、乾燥槽22においてノズル33、34、35、3
6から例えばN2 ガスを導入することにより、乾燥槽2
2の内部をN2 ガス雰囲気にする。
乾燥槽22の内部がN2 ガス雰囲気になった後、半導体
ウェーハ23が保持されたz軸ガイド26を上方に移動
して、半導体ウェーハ23を乾燥槽22の内部に搬入す
る。半導体ウェーハ23の乾燥槽22の内部への搬入が
完了した後、ボトムカバー24を乾燥槽22の下方にま
で移動し、乾燥槽22の下部の開口部をふさぐことによ
って、水洗槽21と乾燥槽22とを分離する。
ズル33、34、35、36から気化させたIPA(I
PA蒸気)を半導体ウェーハ23に吹き付け、半導体ウ
ェーハ23の表面の水をIPA蒸気で置換する。特に、
ノズル35、36から吐出されるIPA蒸気は乾燥槽2
2の内部で上昇し、このIPA蒸気は、その上昇中に半
導体ウェーハ23の表面の水と置換する。そして、この
置換したIPAが半導体ウェーハ23の表面から揮発し
て、半導体ウェーハ23の乾燥が終了する。ここで、こ
の半導体ウェーハ23の乾燥条件を挙げると、キャリア
ガスとしてのN2 ガスの温度を例えば110℃とし、I
PA蒸気の初期吐出量を0.8〜1.5cc/sとし、
その使用量を70〜200cc/バッチとする。例え
ば、IPA蒸気を、その初期吐出量を例えば0.8cc
/sとし、その吐出量を一定に保ちながら例えば約10
5秒間半導体ウェーハ23に吹き付ける。このとき、I
PAの使用量は約84ccである。なお、上述のIPA
蒸気の初期吐出量および使用量は、IPAの液体状態の
体積で定義される。
け、半導体ウェーハ23を外部に搬出し、乾燥処理を終
了する。
ハ上の残留有機物量を、従来のIPA蒸気乾燥装置を用
いて半導体ウェーハを乾燥させた場合と、この第5の実
施形態によるIPA蒸気乾燥装置を用いて半導体ウェー
ハを乾燥させた場合とについて、それぞれ測定したとこ
ろ、従来のIPA蒸気乾燥装置を用いて乾燥を行った半
導体ウェーハの残留有機物量に比べ、この第5の実施形
態によるIPA蒸気乾燥装置を用いて乾燥を行った半導
体ウェーハの残留有機物量は約1/3に減少しているこ
とが確認された。
によるIPA蒸気乾燥装置および乾燥方法によれば、制
御したIPA蒸気乾燥装置において、半導体ウェーハ2
3の中心より上方に2本のノズル33、34を設け、残
りの2本のノズル35、36を、それらのノズル穴35
a、36aが半導体ウェーハ23の最下端より低い高さ
になるように設けていることにより、半導体ウェーハ2
3にIPA蒸気を効率よく吹き付けることができ、従来
のIPA蒸気乾燥装置とほぼ同等の乾燥能力を確保しつ
つ、乾燥時間を短縮することができるとともに、IPA
の使用量を低減することができる。したがって、このI
PA蒸気乾燥装置を用いて構成される洗浄機の処理能力
を向上させることができるとともに、自然環境への悪影
響を抑制することができる。また、残留有機物の量を従
来のIPA蒸気乾燥装置における半導体ウェーハの乾燥
におけるよりも約1/3以下に減少させることができる
ので、半導体ウェーハ23上に形成される半導体装置に
対する残留有機物による特性の劣化を低減することがで
きる。
御したIPA蒸気乾燥装置について説明する。
蒸気乾燥装置においては、図8に示す角度φが0°〜4
5°となるように、ノズル穴35a、36aが設けられ
ていること以外のことは第5の実施形態における制御し
たIPA蒸気乾燥装置と同様である。
形態と同様の効果を得ることができる。
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる
数値を用いてもよい。
5の実施形態においては、IPA蒸気を、その初期吐出
量のままで一定に保ちながら半導体ウェーハに吹き付け
るようにしているが、初期吐出量を0.8〜1.5cc
/sとし、その後、吐出量を増加させたり減少させたり
するようにしてもよい。
施形態においては、乾燥槽2の内部を不活性ガスとして
N2 ガスを用いた雰囲気としているが、Arガスを用い
ることも可能である。また、例えば、上述の第5の実施
形態においては、乾燥槽22の内部を、不活性ガスとし
てN2 ガスを用いた雰囲気としているが、Arガスを用
いることも可能である。
5の実施形態における装置構成はあくまでも一例に過ぎ
ず、必要に応じてこれらと異なる構成の装置を用いるよ
うにしてもよい。
いては、ノズルの本数を4本としているが、ノズルの本
数は必ずしも4本に限定されるものではなく、図9に示
すように、例えば、さらに2本のノズル39、40を半
導体ウェーハ23の中心とほぼ同じ高さで半導体ウェー
ハ23に対して左右対称に設け、6本のノズルが半導体
ウェーハ23に対して左右対称に設けられた装置構成と
してもよく、また、それ以外の本数にすることも可能で
ある。
発明および第8の発明によれば、気化された有機溶剤
を、垂直下方方向から半導体基板の側に向かって20°
〜50°の角度をなすようにして、半導体基板に吹き付
けるようにしていることにより、乾燥能力の低下を招く
ことなく、乾燥時間を短縮することができ、それによっ
て、乾燥処理能力を向上させることができるとともに、
残留有機物の低減を図ることができる。
発明によれば、有機溶剤を吐出するためのノズルのノズ
ル穴を、ノズルの断面の中心とノズル穴の中心とを結ぶ
直線が、ノズルの断面の中心と半導体基板の中心とを結
んだ直線と、ノズルの断面の中心から半導体基板に引い
た接線との間にあるように設け、このノズル穴を通じて
気化された有機溶剤を半導体基板に吹き付けるようにし
ていることにより、乾燥能力の低下を招くことなく、乾
燥時間を短縮することができ、それによって、乾燥処理
能力を向上させることができるとともに、残留有機物の
低減を図ることができる。
明、第5の発明、第6の発明、第10の発明、第11の
発明、第12の発明および第13の発明によれば、乾燥
能力の低下を招くことなく、乾燥時間を短縮することが
でき、乾燥処理能力を向上させることができ、また、有
機物の使用量を乾燥に必要十分な量にまで低減すること
によって、自然環境の保護に貢献するとともに、残留有
機物の低減を図ることができる。
の発明によれば、ノズルを3本以上設け、これらの3本
以上のノズルから気化された有機溶剤を半導体基板に吹
き付けるようにしていることにより、乾燥能力の低下を
招くことなく、乾燥時間を短縮することができ、それに
よって、乾燥処理能力を向上させることができるととも
に、残留有機物の低減を図ることができる。
A蒸気乾燥装置を示す断面図である。
A蒸気乾燥装置の乾燥槽の要部を示す断面図である。
フである。
したIPA蒸気乾燥装置の乾燥槽の要部を示す断面図で
ある。
Aの使用量依存性を示す表である。
IPAの使用量依存性を示す表である。
A蒸気乾燥装置の構成を示す断面図である。
A蒸気乾燥装置の乾燥槽の要部を示す断面図である。
A蒸気乾燥装置の他の例を示す断面図である。
略線図である。
ーハの乾燥方法を説明するための略線図である。
よる半導体ウェーハの乾燥方法を説明するための略線図
である。
る。
導体ウェーハの乾燥方法を説明するための略線図であ
る。
微粒子の個数およびウォータマークの個数の、IPAの
吐出方向角度依存性を示すグラフである。
微粒子の個数およびウォータマークの個数の、IPAの
初期吐出量依存性を示すグラフである。
微粒子の個数およびウォータマークの個数の、IPAの
使用量依存性を示すグラフである。
び6本とした場合における、半導体ウェーハ1枚あたり
の表面のウォータマークの個数の、乾燥処理時間依存性
を示すグラフである。
3・・・半導体ウェーハ、6、26・・・オーバーフロ
ーリンス槽、13、33、34、35、36、39、4
0・・・ノズル、13a、33a、34a、35a、3
6a・・・ノズル穴
Claims (48)
- 【請求項1】 有機溶剤を気化し、上記気化された上記
有機溶剤をノズルを通じて半導体基板に吹き付けること
により上記半導体基板を乾燥させるようにした半導体基
板の乾燥装置において、 上記気化された上記有機溶剤を、垂直方向から上記半導
体基板の側に向かって20°から50°の角度で、上記
半導体基板に吹き付けるようにしたことを特徴とする半
導体基板の乾燥装置。 - 【請求項2】 上記有機溶剤がイソプロピルアルコール
であることを特徴とする請求項1記載の半導体基板の乾
燥装置。 - 【請求項3】 上記気化された上記有機溶剤のキャリア
ガスとして不活性ガスを用いることを特徴とする請求項
1記載の半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項4】 上記ノズルが偶数本設けられ、上記偶数
本のノズルは上記半導体基板の中心より高い高さで、か
つ上記半導体基板に対して対称に設けられていることを
特徴とする請求項1記載の半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項5】 有機溶剤を気化し、上記気化された上記
有機溶剤をノズルを通じて半導体基板に吹き付けること
により上記半導体基板を乾燥させるようにした半導体基
板の乾燥装置において、 上記ノズルのノズル穴を、上記ノズルの断面の中心と上
記ノズル穴の中心とを結ぶ直線が、上記ノズルの断面の
中心と上記半導体基板の中心とを結んだ直線と、上記ノ
ズルの断面の中心から上記半導体基板に引いた接線との
間にあるように設けることを特徴とする半導体基板の乾
燥装置。 - 【請求項6】 有機溶剤を気化し、上記気化された上記
有機溶剤を半導体基板に吹き付けることにより上記半導
体基板を乾燥させるようにした半導体基板の乾燥装置に
おいて、 上記気化された上記有機溶剤の初期吐出量を0.8cc
/秒以上1.5cc/秒以下とすることを特徴とする半
導体基板の乾燥装置。 - 【請求項7】 上記乾燥における上記有機溶剤の使用量
を70cc/バッチ以上200cc/バッチ以下とする
ことを特徴とする請求項6記載の半導体基板の乾燥装
置。 - 【請求項8】 上記気化された上記有機溶剤を、ノズル
を用いて上記半導体基板に吹き付けるようにしたことを
特徴とする請求項6記載の半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項9】 上記気化された上記有機溶剤のキャリア
ガスとして不活性ガスを用いることを特徴とする請求項
6記載の半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項10】 上記有機溶剤がイソプロピルアルコー
ルであることを特徴とする請求項6記載の半導体基板の
乾燥装置。 - 【請求項11】 有機溶剤を気化し、上記気化された上
記有機溶剤を半導体基板に吹き付けることにより上記半
導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の乾燥装置
において、 上記乾燥における上記有機溶剤の使用量を70cc/バ
ッチ以上200cc/バッチ以下とすることを特徴とす
る半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項12】 上記気化された上記有機溶剤を、ノズ
ルを用いて上記半導体基板に吹き付けるようにしたこと
を特徴とする請求項11記載の半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項13】 上記気化された上記有機溶剤のキャリ
アガスとして不活性ガスを用いることを特徴とする請求
項11記載の半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項14】 上記有機溶剤がイソプロピルアルコー
ルであることを特徴とする請求項11記載の半導体基板
の乾燥装置。 - 【請求項15】 有機溶剤を気化し、上記気化された上
記有機溶剤を半導体基板に吹き付けることにより上記半
導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の乾燥装置
において、 上記気化された上記有機溶剤の初期吐出量を0.6cc
/秒以上1.5cc/秒以下とすることを特徴とする半
導体基板の乾燥装置。 - 【請求項16】 上記乾燥における上記有機溶剤の使用
量を50cc/バッチ以上150cc/バッチ以下とす
ることを特徴とする請求項15記載の半導体基板の乾燥
装置。 - 【請求項17】 有機溶剤を気化し、上記気化された上
記有機溶剤を半導体基板に吹き付けることにより上記半
導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の乾燥装置
において、 上記乾燥における上記有機溶剤の使用量を50cc/バ
ッチ以上150cc/バッチ以下とすることを特徴とす
る半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項18】 有機溶剤を気化し、上記気化された上
記有機溶剤を、ノズルを通じて半導体基板に吹き付ける
ことにより上記半導体基板を乾燥させるようにした半導
体基板の乾燥装置において、 上記ノズルが3本以上設けられていることを特徴とする
半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項19】 上記半導体基板をその面が上記ノズル
に対してほぼ垂直になるように設置し、上記ノズルのう
ちの少なくとも1本のノズルのノズル穴が、上記乾燥の
際に上記半導体基板の最下端より低い高さになるように
設けられていることを特徴とする請求項18記載の半導
体基板の乾燥装置。 - 【請求項20】 上記乾燥の際に上記半導体基板より低
い高さに設けられた上記ノズルの上記ノズル穴を、上記
ノズルの断面の中心と上記ノズル穴の中心とを結んだ直
線が、水平方向と、上記ノズルの断面の中心と上記半導
体基板の最下部とを結んだ直線との間にあるように設け
ることを特徴とする請求項19記載の半導体基板の乾燥
装置。 - 【請求項21】 上記乾燥の際に上記半導体基板より低
い高さに設けられた上記ノズルの上記ノズル穴を、上記
ノズルの断面の中心と上記ノズル穴の中心とを結んだ直
線が、水平方向から上記半導体基板に向かって0°から
45°の角度の範囲内にあるように設けることを特徴と
する請求項19記載の半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項22】 上記ノズルが4本設けられ、4本の上
記ノズルのうちの2本のノズルは少なくとも上記半導体
基板の中心より上方で、かつ上記半導体基板に対して対
称に設けられており、残りの2本のノズルは上記半導体
基板の最下端より低い高さで、かつ上記半導体基板に対
して対称に設けられていることを特徴とする請求項18
記載の半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項23】 上記気化された有機溶剤のキャリアガ
スとして、不活性ガスを用いることを特徴とする請求項
18記載の半導体基板の乾燥装置。 - 【請求項24】 上記有機溶剤がイソプロピルアルコー
ルであることを特徴とする請求項18記載の半導体基板
の乾燥装置。 - 【請求項25】 有機溶剤を気化し、上記気化された上
記有機溶剤をノズルを通じて半導体基板に吹き付けるこ
とにより上記半導体基板を乾燥させるようにした半導体
基板の乾燥方法において、 上記気化された上記有機溶剤を、垂直方向から上記半導
体基板の側に向かって20°から50°の角度で、上記
半導体基板に吹き付けるようにしたことを特徴とする半
導体基板の乾燥方法。 - 【請求項26】 上記有機溶剤がイソプロピルアルコー
ルであることを特徴とする請求項25記載の半導体基板
の乾燥方法。 - 【請求項27】 上記気化された上記有機溶剤のキャリ
アガスとして不活性ガスを用いることを特徴とする請求
項25記載の半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項28】 上記ノズルを偶数本設け、上記偶数本
のノズルを上記半導体基板の中心より高い高さで、かつ
上記半導体基板に対して対称になるようにしたことを特
徴とする請求項25記載の半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項29】 有機溶剤を気化し、上記気化された上
記有機溶剤をノズルを通じて半導体基板に吹き付けるこ
とにより上記半導体基板を乾燥させるようにした半導体
基板の乾燥方法において、 上記ノズルの断面の中心と上記ノズルのノズル穴の中心
とを結ぶ直線が、上記ノズルの断面の中心と上記半導体
基板の中心とを結んだ直線と、上記ノズルの断面の中心
から上記半導体基板に引いた接線との間にあるようにす
ることを特徴とする半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項30】 有機溶剤を気化し、上記気化された上
記有機溶剤を半導体基板に吹き付けることにより上記半
導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の乾燥方法
において、 上記気化された上記有機溶剤の初期吐出量を0.8cc
/秒以上1.5cc/秒以下とすることを特徴とする半
導体基板の乾燥方法。 - 【請求項31】 上記乾燥における上記有機溶剤の使用
量を70cc/バッチ以上200cc/バッチ以下とす
ることを特徴とする請求項30記載の半導体基板の乾燥
方法。 - 【請求項32】 上記気化された上記有機溶剤を、ノズ
ルを用いて上記半導体基板に吹き付けるようにしたこと
を特徴とする請求項30記載の半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項33】 上記気化された上記有機溶剤のキャリ
アガスとして不活性ガスを用いることを特徴とする請求
項30記載の半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項34】 上記有機溶剤がイソプロピルアルコー
ルであることを特徴とする請求項30記載の半導体基板
の乾燥方法。 - 【請求項35】 有機溶剤を気化し、上記気化された上
記有機溶剤を半導体基板に吹き付けることにより上記半
導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の乾燥方法
において、 上記乾燥における上記有機溶剤の使用量を70cc/バ
ッチ以上200cc/バッチ以下とすることを特徴とす
る半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項36】 上記気化された上記有機溶剤を、ノズ
ルを用いて上記半導体基板に吹き付けるようにしたこと
を特徴とする請求項35記載の半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項37】 上記気化された上記有機溶剤のキャリ
アガスとして不活性ガスを用いることを特徴とする請求
項35記載の半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項38】 上記有機溶剤がイソプロピルアルコー
ルであることを特徴とする請求項35記載の半導体基板
の乾燥方法。 - 【請求項39】 有機溶剤を気化し、上記気化された上
記有機溶剤を半導体基板に吹き付けることにより上記半
導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の乾燥方法
において、 上記気化された上記有機溶剤の初期吐出量を0.6cc
/秒以上1.5cc/秒以下とすることを特徴とする半
導体基板の乾燥方法。 - 【請求項40】 上記乾燥における上記有機溶剤の使用
量を50cc/バッチ以上150cc/バッチ以下とす
ることを特徴とする請求項39記載の半導体基板の乾燥
方法。 - 【請求項41】 有機溶剤を気化し、上記気化された上
記有機溶剤を半導体基板に吹き付けることにより上記半
導体基板を乾燥させるようにした半導体基板の乾燥方法
において、 上記乾燥における上記有機溶剤の使用量を50cc/バ
ッチ以上150cc/バッチ以下とすることを特徴とす
る半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項42】 有機溶剤を気化し、上記気化された上
記有機溶剤をノズルを通じて半導体基板に吹き付けるこ
とにより上記半導体基板を乾燥させるようにした半導体
基板の乾燥方法において、 上記ノズルを3本以上設け、これらのノズルを通じて上
記気化された上記有機溶剤を上記半導体基板に吹き付け
るようにしたことを特徴とする半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項43】 上記半導体基板をその面が上記ノズル
に対してほぼ垂直になるように設置し、上記ノズルのう
ちの少なくとも1本のノズルのノズル穴を、上記乾燥の
際に上記半導体基板の最下端より低い高さに設けるよう
にしたことを特徴とする請求項42記載の半導体基板の
乾燥方法。 - 【請求項44】 上記乾燥の際に上記半導体基板より低
い高さに設けられた上記ノズルの上記ノズル穴を、上記
ノズルの断面の中心と上記ノズル穴の中心とを結んだ直
線が、水平方向と、上記ノズルの断面の中心と上記半導
体基板の最下部とを結んだ直線との間にあるようにする
ことを特徴とする請求項43記載の半導体基板の乾燥方
法。 - 【請求項45】 上記乾燥の際に上記半導体基板より低
い高さに設けられた上記ノズルの上記ノズル穴を、上記
ノズルの断面の中心と上記ノズル穴の中心とを結んだ直
線が、水平方向から上記半導体基板に向かって0°から
45°の角度の範囲内にあるようにすることを特徴とす
る請求項43記載の半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項46】 上記ノズルを4本設け、上記4本のノ
ズルのうちの2本のノズルを少なくとも上記半導体基板
の中心より上方で、かつ上記半導体基板に対して対称に
なるようにし、残りの2本のノズルを上記半導体基板の
最下端より低い高さで、かつ上記半導体基板に対して対
称になるようにすることを特徴とする請求項42記載の
半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項47】 上記気化された有機溶剤のキャリアガ
スとして、不活性ガスを用いることを特徴とする請求項
42記載の半導体基板の乾燥方法。 - 【請求項48】 上記有機溶剤がイソプロピルアルコー
ルであることを特徴とする請求項42記載の半導体基板
の乾燥方法。
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JP2012039163A (ja) * | 2011-11-24 | 2012-02-23 | Jet Co Ltd | 基板処理装置 |
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CN116544144A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-08-04 | 江苏亚电科技有限公司 | 具有喷气功能的晶圆清洗干燥升降机构 |
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