JP2001144065A - 洗浄・乾燥処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面にレジストが形成された基板をレジスト
を溶解させることなく洗浄・乾燥することができる洗浄
・乾燥処理方法および装置を提供すること。 【解決手段】 レジスト膜が形成された被処理基板Ｗを
洗浄および乾燥する洗浄・乾燥処理装置1は、水系洗浄
液を貯留可能な洗浄槽2と、洗浄槽2の上方に配置され、
被処理基板Ｗを乾燥させる乾燥室3と、乾燥室3に、実質
的にレジストを溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水性
の薬剤を供給する薬剤供給機構４44,46,47と、被処理基
板Ｗを洗浄槽2と乾燥室3との間で移動させる移動機構5
とを具備し、薬剤供給機構44,46,47は蒸気状の薬剤を乾
燥室3に供給し、洗浄槽2内の水系洗浄液に浸漬された被
処理基板Ｗを移動機構5によって上昇させて被処理基板
Ｗの表面に乾燥室3に供給された薬剤蒸気を接触させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハ等の被処理基板を水系洗浄液に浸漬して洗浄した後、
乾燥する洗浄・乾燥処理方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
被処理基板である半導体ウエハを洗浄液が貯留された洗
浄槽に順次浸漬して洗浄を行い、最後に水洗槽に浸漬し
て水洗した後、乾燥する洗浄・乾燥処理が広く採用され
ている。

【０００３】このような水洗後の乾燥については、水洗
後の半導体ウエハ表面にイソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）等の揮発性を有する有機溶剤の蒸気を接触させて、
この蒸気を凝縮あるいは吸着させて、いわゆるマランゴ
ニー効果によって被処理基板の水分の除去および乾燥を
行う技術が提案されている（特公平６−１０３６８６号
公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、半導
体デバイスの製造工程においては、デザインルールの微
細化が益々進み、これにともなって半導体ウエハの表面
にパターンが形成されたレジストがついたままの状態で
洗浄・乾燥を行うことが要求される場合がある。

【０００５】しかしながら、このような場合に、洗浄後
の乾燥にＩＰＡを用いると、ＩＰＡはレジストを溶解さ
せるため、レジストパターンが損なわれてしまうおそれ
がある。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、表面にレジストが形成された基板をレジスト
を溶解させることなく洗浄・乾燥することができる洗浄
・乾燥処理方法および装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点によれば、レジスト膜が形成さ
れた被処理基板を水系洗浄液で洗浄する工程と、洗浄
後、実質的にレジストを溶解せず、水よりも揮発性が高
い疎水性の薬剤を被処理基板に接触させて乾燥する工程
とを具備することを特徴とする洗浄・乾燥処理方法が提
供される。

【０００８】本発明の第２の観点によれば、レジスト膜
が形成された被処理基板を水系洗浄液中に浸漬した状態
で洗浄する工程と、前記水系洗浄液の液面に、実質的に
レジストを溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水性の薬
剤を供給する工程と、前記水系洗浄液から被処理基板を
引き上げる、または前記水系洗浄液の液面を低下させる
ことにより、被処理基板表面の水系洗浄剤を前記薬剤に
置換する工程とを具備することを特徴とする洗浄・乾燥
処理方法が提供される。

【０００９】本発明の第３の観点によれば、レジスト膜
が形成された被処理基板を水系洗浄液で洗浄する工程
と、洗浄後、水系洗浄液から被処理基板を引き上げ、実
質的にレジストを溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水
性の薬剤を被処理基板に接触させる工程と、その後、被
処理基板にガスを吹き付ける工程とを具備することを特
徴とする洗浄・乾燥処理方法が提供される。

【００１０】この場合に、前記薬剤は、雰囲気中に存在
させた状態であることが好ましい。このような状態とし
ては、薬剤を蒸気状にすること、不活性ガス等のキャリ
アガスによりキャリアさせること、またはガスに混合さ
れて例えばミスト状にされること等が挙げられる。ま
た、前記薬剤としては、ヘキサメチルジシラザンを用い
ることができる。

【００１１】本発明の第４の観点によれば、レジスト膜
が形成された被処理基板を洗浄および乾燥する洗浄・乾
燥処理装置であって、水系洗浄液を貯留可能な洗浄槽
と、前記洗浄槽の上方に配置され、被処理基板を乾燥さ
せる乾燥室と、前記乾燥室に、実質的にレジストを溶解
せず、水よりも揮発性が高い疎水性の薬剤を供給する薬
剤供給機構と、前記被処理基板を前記洗浄槽と前記乾燥
室との間で移動させる移動手段とを具備することを特徴
とする洗浄・乾燥装置が提供される。

【００１２】この場合に、前記薬剤供給機構は蒸気状の
薬剤を前記乾燥室に供給し、前記洗浄槽内の水系洗浄液
に浸漬された被処理基板を前記移動機構によって上昇さ
せて被処理基板の表面に前記乾燥室に供給された薬剤蒸
気を接触させるようにすることができる。

【００１３】また、前記洗浄槽と前記乾燥室との間に開
閉自在に設けられたシャッターと、前記乾燥室内の被処
理基板にガスを吹き付けるガス供給機構とをさらに具備
し、前記洗浄槽内の水系洗浄液に浸漬された被処理基板
を前記移動機構によって上昇させた後、前記シャッター
を閉じ、前記乾燥室内の被処理基板に前記薬液供給機構
から前記薬液を供給し、さらに前記ガス供給機構からガ
スを供給するようにすることができる。

【００１４】本発明の第５の観点によれば、レジスト膜
が形成された被処理基板を洗浄および乾燥する洗浄・乾
燥処理装置であって、水系洗浄液を貯留可能な洗浄槽
と、前記洗浄槽から水系洗浄液を排液する排液機構と、
洗浄槽に貯留された水系洗浄液の上方に、実質的にレジ
ストを溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水性の薬剤を
供給する薬剤供給機構とを具備することを特徴とする洗
浄・乾燥処理装置が提供される。

【００１５】この場合に、前記薬剤供給機構は蒸気状の
薬剤を前記洗浄槽に供給し、前記洗浄槽内の水系洗浄液
に被処理基板が浸漬された状態から、前記排液機構によ
り排液して被処理基板の表面に前記薬剤供給機構から供
給された薬剤蒸気を接触させるようにすることができ
る。

【００１６】上記本発明の第１の観点によれば、洗浄
後、実質的にレジストを溶解せず、水よりも揮発性が高
い疎水性の薬剤を被処理基板に接触させて乾燥するので
レジストを溶解することなく、十分に被処理基板を乾燥
させることができる。

【００１７】具体的には、上記本発明の第２の観点のよ
うに、洗浄後、水系洗浄液の液面に、実質的にレジスト
を溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水性の薬剤を供給
し、水系洗浄液から被処理基板を引き上げる、または前
記水系洗浄液の液面を低下させることにより、水系洗浄
液の上に形成された疎水性の薬剤の層が、そこを通過す
る被処理基板に付着している水やパーティクルをその下
の水系洗浄液に落下させ、代わって被処理基板の表面に
付着するが、その薬剤がレジストを溶解せず水よりも揮
発性が高いため、レジストを溶解することなく速やかに
乾燥することができる。

【００１８】また、上記本発明の第３の観点のように、
洗浄後、水系洗浄液から被処理基板を引き上げ、実質的
にレジストを溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水性の
薬剤を被処理基板に接触させることにより、疎水性の薬
剤が被処理基板に付着した水滴を取り囲み、高い接触角
で基板に付着することとなるため、その後に被処理基板
にガスを吹き付けることにより、付着した水を含む薬剤
が速やかに吹き飛ばされ、レジストを溶解することな
く、被処理基板を速やかに乾燥させることができる。

【００１９】さらに、本発明の第４の観点のように、洗
浄槽の上方に乾燥室を配置し、乾燥室に、実質的にレジ
ストを溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水性の薬剤を
供給する薬剤供給機構と、被処理基板を前記洗浄槽と前
記乾燥室との間で移動させる移動手段とを設けた構成と
することにより、 （１）薬剤供給機構から蒸気状の薬剤を乾燥室に供給
し、洗浄槽内の水系洗浄液に浸漬された被処理基板を移
動機構によって上昇させて被処理基板の表面に前記乾燥
室に供給された薬剤蒸気を接触させるようにすることが
でき、上記第２の観点に係る発明と同様、水系洗浄液に
代わってレジストを溶解せず水よりも揮発性が高い薬剤
が付着するため、レジストを溶解することなく被処理基
板を速やかに乾燥させることができる。 （２）洗浄槽と乾燥室との間に開閉自在に設けられたシ
ャッターと、乾燥室内の被処理基板にガスを吹き付ける
ガス供給機構とをさらに具備し、洗浄槽内の水系洗浄液
に浸漬された被処理基板を前記移動機構によって上昇さ
せた後、シャッターを閉じ、乾燥室内の被処理基板に薬
液供給機構から薬液を供給し、さらにガス供給機構から
ガスを供給するようにすることができ、上記第３の観点
と同様、被処理基板に付着した水滴が薬剤に囲まれた状
態でガスによって速やかに吹き飛ばされ、レジストを溶
解することなく、被処理基板を速やかに乾燥させること
ができる。

【００２０】さらにまた、本発明の第５の観点のよう
に、水系洗浄液を貯留可能な洗浄槽に排液機構を設け、
洗浄槽に貯留された水系洗浄液の上方に、実質的にレジ
ストを溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水性の薬剤を
供給する薬剤供給機構を設けることにより、薬剤供給機
構から蒸気状の薬剤を洗浄槽に供給し、洗浄槽内の水系
洗浄液に被処理基板が浸漬された状態から、前記排液機
構により排液して被処理基板の表面に前記薬剤供給機構
から供給された薬剤蒸気を接触させるようにすることが
でき、本発明の第２の観点と同様、水系洗浄液に代わっ
てレジストを溶解せず水よりも揮発性が高い薬剤が付着
するため、レジストを溶解することなく速やかに被処理
基板を乾燥させることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について具体的に説明する。ここでは本
発明を半導体ウエハの洗浄・乾燥処理装置に適用した場
合について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
半導体ウエハの洗浄・乾燥処理装置の主要部を示す概略
斜視図、図２はその洗浄・乾燥処理装置の縦断面図。図
３は図２と直交する方向で切断した状態を示す縦断面図
である。

【００２２】この洗浄・乾燥処理装置１は、例えばフッ
化水素酸や純水等の洗浄液を貯留可能であり、貯留した
洗浄液に半導体ウエハ（以下単にウエハという）Ｗを浸
漬する洗浄槽２と、洗浄槽２の上部に配置された乾燥室
３と、複数、例えば５０枚のウエハＷを保持して、これ
らのウエハＷを洗浄室２と乾燥室３との間で移動させる
移動手段としてのウエハボート４と、乾燥室３およびウ
エハボート４を昇降させる昇降機構５とを具備してい
る。

【００２３】洗浄槽２は、石英やポリプロピレン等の耐
薬品性に優れた材料で形成された内槽２ａと、この内槽
２ａの上端部外側に配設され、内槽２ａからオーバーフ
ローした洗浄液を受け止める外槽２ｂとで構成されてい
る。内槽２ａ下部の両側端には、洗浄液を噴射する２本
の洗浄液供給ノズル１１がウエハ配列方向に延在してお
り、この洗浄液供給ノズル１１に接続する洗浄液供給源
（図示せず）から洗浄液が供給されて洗浄槽２内に洗浄
液が貯留されるようになっている。ここでは、洗浄液と
して上記フッ化水素酸溶液のような薬液と純水とが別個
に貯留されており、切換弁によりこれらが切り換えられ
るようになっている。また、内槽２ａの底部には排出口
が形成されており、この排出口に排出バルブ１２ａを有
するドレイン管１２が接続されている。また外槽２ｂの
底部の排出口にも排出バルブ１３ａを有するドレイン管
１３が接続されている。外槽２ｂの外側には排気ボック
ス１４が配設されており、この排気ボックス１４の底部
の排気口にバルブ１５ａを有する排気管１５が接続され
ている。

【００２４】以上のような洗浄槽２および排気ボックス
１４は、ボックス２０内に配置されており、ボックス２
０内は、水平に設けられた仕切板２１により、上部室２
０ａと下部室２０ｂとに上下に仕切られている。上部室
２０ａには上述の洗浄槽２が設けられ、下部室２０ｂは
上述のドレン管１２、１３および排気管１５の排液口お
よび排気口側となっている。このように仕切板２１を配
置することにより、下部室２０ｂ内の雰囲気や排液の飛
散が上部室２０ａ内に入り込むことが防止され、洗浄槽
２が存在する上部室２０ａが清浄に保たれる。なお、ボ
ックス２０側壁の上部室２０ａ側には排気窓２２が、下
部室２０ｂ側には排気窓２３が設けられている。またボ
ックス２０側壁の下部室２０ｂ側底部には排液口２４が
設けられている。

【００２５】一方、上記乾燥室３は、洗浄槽２の上部開
口部２ｃに連通する固定基体３１と、この固定基体３１
にシールリング３２を介して密接する乾燥室本体３３と
で構成されており、洗浄槽２との上部開口部２ｃと固定
基体３１との間にはシャッター３４が設けられており、
洗浄槽２と乾燥室３との間は開閉自在となっている。

【００２６】シャッター３４の図２に示す開閉方向Ａに
沿う両側には、図３に示すように、断面略逆ハット状の
翼片４１が突設されており、その一方がシャッター３４
の移動機構３５と連結されている。翼片４１の下方へ屈
曲した屈曲部４１ａは、洗浄槽２に連結された樋状部材
４２に挿入されており、樋状部材４２内にはシール用液
体４３が貯留されている。すなわち、樋状部４２とシー
ル用液体４３とで液体シール機構を構成している。これ
により、シャッター３４を閉じることにより、洗浄槽２
の雰囲気と乾燥室３の雰囲気とを確実に遮断することが
できるとともに、洗浄槽２の内部を略完全に密閉空間と
することができる。

【００２７】また、固定基体３１のシャッター３４の開
閉方向Ａに沿う両側には、垂直下方に延びる遮断壁３６
が設けられており、この区画壁３６により、洗浄槽２の
上部と移動機構３５を含む外部とが区画されている。区
画壁３６の下端は翼片４１の屈曲部４１ａの内側へ挿入
されており、屈曲部４１ａの内側にはシール用液体４３
が貯留されてる。したがって、洗浄槽２側の雰囲気と駆
動機構３５の雰囲気とを確実に遮断することができる。

【００２８】乾燥室３の乾燥室本体３３は、図２に示す
ように、断面逆Ｕ字状をなしている。また、乾燥室本体
３３および固定基体３１はいずれも石英製であって透明
である。このため、外部から内部のウエハＷの状態を目
視することができるようになっている。

【００２９】図２に示すように、乾燥室３内の下部の端
部近傍には、上方に向かって、例えばＨＭＤＳ等の実質
的にレジストを溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水性
の薬剤の乾燥蒸気を供給する、ウエハ配列方向に延在す
る２本の乾燥蒸気供給ノズル４４と、この乾燥蒸気を排
出する乾燥蒸気排出部４５が設けられている。また、乾
燥蒸気供給ノズル４４には配管を介して薬剤供給タンク
４６が接続されている。薬剤供給タンク４６からの薬剤
はＮ_２ガス供給源４７からのＮ_２ガスによりバブリング
され、蒸気となって乾燥室３に供給される。また、圧送
ガスとしてのＮ _２ガスは加熱部４８により加熱され、高
温の薬剤を供給可能としている。さらに、Ｎ_２ガス供給
源４７から直接Ｎ_２ガスをノズル４４に供給してＮ_２ガ
スを吐出するようにすることもできるようになってい
る。ＨＭＤＳはウエハへのレジスト塗布・現像処理にお
いてウエハの疎水化処理に用いている薬剤であり、適用
が容易であるため、実質的にレジストを溶解せず、水よ
りも揮発性が高い疎水性の薬剤として好適であるが、キ
シレンやトルエン等の芳香族炭化水素のような他の薬剤
を用いることもできる。

【００３０】また、乾燥室３の上部にはウエハ配列方向
に延在する２本のガス吐出ノズル４９が設けられてお
り、ガス吐出ノズル４９には配管を介してガス供給源５
０が接続されている。そして、ガス吐出ノズル４９から
Ｎ_２ガス、Ａｒガス、空気等の適宜のガスが乾燥ガスと
してウエハＷに吹き付けられるようになっている。ガス
供給源５０からのガスは加熱部５１により加熱され、ウ
エハＷの乾燥が促進されるようになっている。

【００３１】昇降機構５は、図１に示すように、２つの
ボールねじ機構（図示せず）を内蔵したボックス５３を
有している。ボックス５３内のボールねじ機構のうち、
一方は乾燥室３の本体３３の昇降に用いられ、他方はウ
エハボート４の昇降に用いられる。ボックス５３の外側
には、各ボールねじ機構の昇降スライダーに接続された
ブラケット５４、５５が配置されており、これらにそれ
ぞれ乾燥室本体３３およびウエハボート４から上方に延
びるロッド４ａが連結されている。したがって、ボック
ス５３内のボールねじ機構の動作により、乾燥室本体３
３およびウエハボート４が昇降される。

【００３２】実際の処理に際しては、図４に示すよう
に、昇降機構５により乾燥室本体３３を下降させて固定
基体３１に密着させた状態とする。そして、ウエハボー
ト４は洗浄の際には、図４に示すように、昇降機構５に
より下降させて洗浄槽２内に収容された状態とし、乾燥
の際にはその状態から上昇される。

【００３３】ウエハＷの搬出入に際しては、図５に示す
ように、昇降機構５により乾燥室本体３３を上昇させる
ことにより、ウエハ搬出入用のスペースを形成すること
ができる。例えば、ウエハＷを搬入する際には、図示す
るように、ウエハボート４を固定基体３１近傍に位置さ
せた状態で、側方から複数のウエハＷを搭載した搬送ア
ーム６０を挿入し、昇降機構５によりウエハボート４を
上昇させることにより搬送アーム６０上のウエハＷをウ
エハボート４上に受け取ることができる。

【００３４】なお、ウエハボート４のロッド４ａは、乾
燥室本体３３の透孔３３ａに挿通されているが、これら
の間にはシール機構５６が介在されているため、これら
の間の気密性は保持される。

【００３５】次に、このように構成される洗浄・乾燥処
理装置１の動作について説明する。まず、図６に示すよ
うに、シャッタ３４を閉じて洗浄槽２の開口部２ｃを塞
ぎ、昇降機構５により乾燥室本体３３を上昇させ、固定
基体３１と乾燥室本体３３との間のスペースに搬送アー
ムにより搬送された複数枚のウエハＷをウエハボート４
により受け取る。

【００３６】次いで、搬送アームが退避した後、図７に
示すように、シャッタ３４を開き、ウエハＷが載置され
たウエハボート４を昇降機構５により下降させ、ウエハ
Ｗを洗浄槽２へ搬入する。このとき、昇降機構５により
乾燥室本体３３を下降させ、固定基体３１に密接させ
る。

【００３７】その後、図８に示すように、洗浄液供給ノ
ズル１１から洗浄液Ｓとしてまずフッ化水素酸のような
薬液を洗浄槽２に供給してウエハＷを薬液洗浄する。な
お、薬液は予め洗浄槽２に貯留しておいてもよい。この
ような薬液洗浄の後、洗浄液供給ノズル１１から純水を
供給して薬液と置換後、純水洗浄を行う。この洗浄処理
の際にはシャッタ３４を閉じてもよい。

【００３８】洗浄終了後、図９に示すように、乾燥蒸気
供給ノズル４４から例えばＨＭＤＳのような、実質的に
レジストを溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水性の薬
剤の乾燥蒸気が乾燥室内に供給される。この際に、ノズ
ル４４からは乾燥蒸気が上方に吐出され、中央部から下
降して乾燥室３内に均一に供給され、乾燥室３内が薬剤
の蒸気雰囲気とされる。

【００３９】この状態で、図１０に示すように、昇降機
構５によりウエハボート４を低速で上昇させる。このと
き、図１１に示すように、純水に浸漬されていたウエハ
Ｗが徐々にＨＭＤＳ等の薬剤の乾燥蒸気に接するように
なり、純水と乾燥蒸気との間には薬剤蒸気と純水との境
界層が形成されることとなる。そして、薬剤は疎水性で
あり、表面張力により境界層とウエハＷとの接触角が大
きくなって、境界層の上面がウエハＷに引き込まれるよ
うな状態となる。この状態でウエハＷをゆっくりと上昇
させると、境界層を形成する薬剤の表面張力がパーティ
クルＰを引き離す方向に作用し、あたかもカンナのよう
に、ウエハＷ表面に存在するパーティクルＰを純水の中
に落としていく。また、疎水性の薬剤を用いているため
ウエハＷに付着している水滴は境界層に含まれずにその
下の純水の中に落ちる。そして、ウエハＷが完全に乾燥
室３に引き上げられることにより、ウエハＷの表面の水
が全て薬剤に置換された状態となる。ここで、ＨＭＤＳ
等の水よりも揮発性が高い薬剤を用いているため、この
ように水を薬剤に置換することによりウエハＷが速やか
に乾燥する。

【００４０】従来のマランゴニー法の場合には、図１２
に示すように、乾燥蒸気としてＩＰＡ蒸気を用いる。Ｉ
ＰＡは親水性で表面張力が小さいため、液化ＩＰＡから
なる境界層のウエハＷと接触する部分は接触角が小さい
状態となる。この状態でウエハＷをゆっくりと上昇させ
ると、水の表面張力がパーティクルＰを引き離す方向に
作用し、パーティクルＰを純水の中に落としていく。ま
た、ＩＰＡは親水性のため、ウエハＷ表面の水滴は境界
層中に溶け込む。そして、ウエハＷが完全に引き上げら
れることにより、ウエハＷの表面の水が全てＩＰＡに置
換された状態となり、ウエハＷの表面が速やかに乾燥さ
れる。

【００４１】このように、本実施形態では、従来のマラ
ンゴニー法と同様な手法を用いて、マランゴニー法とは
異なった原理により乾燥を行っている。従来はＩＰＡの
ような親水性の薬液を用いた場合のみにこのような乾燥
が可能であると考えられていたが、このように疎水性の
薬剤を用いても同様な手法でパーティクルや水残りの跡
による欠陥のない乾燥が可能となることが初めて見出さ
れた。そして、ＨＭＤＳ等の薬剤は、ＩＰＡと異なりレ
ジストを溶解しないので、ウエハＷの表面にパターンが
形成されたレジストがついたままの状態で洗浄・乾燥を
行う場合であっても、レジストパターンにダメージを与
えることがない。なお、このような乾燥処理方法を実施
する場合には、ウエハＷの上昇速度が乾燥状態に影響を
与えるので、その速度を適切に調整することが好まし
い。

【００４２】このようにして乾燥を行った後、ノズル４
４からＮ_２ガスが供給され、乾燥室３から薬剤蒸気が除
かれた後、乾燥室本体３３が上昇されて上述した図６に
示すような状態となり、搬送アームによりウエハボート
４上のウエハが受け取られ、この洗浄・乾燥処理装置１
外へ搬送される。この場合に、ＨＭＤＳ等の薬剤と水と
の置換による乾燥後に、高温のＮ_２ガスをノズル４４か
ら供給してさらに乾燥を促進させ、その後常温のＮ_２を
供給して乾燥室３内の温度を常温にした後、ウエハを洗
浄・乾燥処理装置１外へ搬送するようにしてもよい。

【００４３】次に、この洗浄・乾燥処理装置１を用いた
他の乾燥動作態様について説明する。ここでは図８に示
す洗浄までは全く同様に行われる。そして洗浄が終了し
た後、図１３に示すように、昇降機構５によりウエハボ
ート４を上昇させ、ウエハＷを乾燥室３まで引き上げ
る。このときシャッタ３４を閉じて乾燥室３内を洗浄槽
２および外気と遮断する。

【００４４】この状態で、図１４に示すように、ノズル
４４からＨＭＤＳ等の薬剤の乾燥蒸気が供給され、乾燥
室３がＨＭＤＳ等の薬剤雰囲気とされる。このとき供給
された薬剤蒸気は疎水性であるから、ウエハＷに付着し
た水滴を取り囲み、高い接触角で基板に付着する。

【００４５】その後、薬剤の供給を停止し、図１５に示
すように、ガスノズル４９から乾燥のためのガス、例え
ばＮ_２ガスをウエハに吹き付ける。これにより、ウエハ
Ｗに水滴を取り囲んだ状態で高接触角で付着している薬
剤が容易に吹き飛ばされて速やかに乾燥される。この際
に、高温のＮ_２ガスを用いれば乾燥がより促進される。
この場合にも使用している薬剤がレジストを溶解しない
ので、ウエハの表面にパターンが形成されたレジストが
ついたままの状態で洗浄・乾燥を行う場合であっても、
レジストパターンにダメージを与えることがない。

【００４６】このようにして乾燥を行った後、上述の乾
燥処理方法の場合と同様、ノズル４４からＮ_２ガスが供
給され、乾燥室３から薬剤蒸気が除かれた後、乾燥室本
体３３が上昇されて上述した図６に示すような状態とな
り、搬送アームによりウエハボート４上のウエハが受け
取られ、この洗浄・乾燥処理装置１外へ搬送される。

【００４７】なお、最初に説明した乾燥処理方法の場
合、ウエハＷを上昇させながら薬剤蒸気に接触させた
が、ウエハＷを上昇させる代わりに洗浄液を排出しなが
らウエハＷに薬剤を接触させるようにしてもよい。この
場合には、図１６に示す洗浄・乾燥処理装置７０を用い
て洗浄・乾燥を行う。

【００４８】図１６の装置７０は、洗浄および乾燥の両
方を行う洗浄・乾燥槽７１を有し、その上に着脱自在の
蓋体７２が設けられている。また、洗浄・乾燥槽７１の
上端部には、ウエハ配列方向に延在する乾燥蒸気供給ノ
ズル７３が設けられている。この乾燥蒸気供給ノズル７
３からは、上述の実施形態と同様、バブリングにより供
給されたＨＭＤＳ等の乾燥蒸気が吐出される。また、Ｎ
_２ガスも吐出可能である。

【００４９】一方、洗浄・乾燥槽７１の下端部には、ウ
エハ配列方向に延在する洗浄液供給ノズル７４が設けら
れており、この洗浄液供給ノズル７４から洗浄液Ｓが洗
浄・乾燥槽７１に供給されるようになっている。また、
洗浄・乾燥槽７１の底部には洗浄液Ｓを排出するドレイ
ン管７５が設けられている。また、洗浄・乾燥槽７１へ
のウエハＷの搬入搬出は、蓋体７２を開けた状態で図示
しない昇降機構によりウエハボート７６を昇降させるこ
とにより行う。

【００５０】このような洗浄・乾燥処理装置７０におい
ては、まず、蓋体７２を開けた状態で、搬送アーム（図
示せず）によりウエハＷをウエハボート７６に受け渡
し、ウエハボート７６を下降させてウエハＷを洗浄・乾
燥槽７１内に収容させる。次いで、洗浄液供給ノズル７
４から洗浄液Ｓとしてまずフッ化水素酸のような薬液を
洗浄槽２に供給してウエハＷを薬液洗浄する。このよう
な薬液洗浄の後、洗浄液供給ノズル７４から純水を供給
して薬液と置換後、純水洗浄を行う。

【００５１】洗浄終了後、乾燥蒸気供給ノズル７３から
薬剤の乾燥蒸気を洗浄・乾燥槽７１内に供給して空間を
薬剤蒸気雰囲気とするとともに、純水をゆっくりと排出
する。これにより、純水の液面がゆっくりと下降し、図
１１と全く同じ状態を形成することができる。純水が完
全に排出されることにより、ウエハＷの表面の水が全て
薬剤に置換された状態となって、上述の実施形態と同様
にウエハＷが速やかに乾燥する。

【００５２】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば、上記２つの装置
は例示にすぎず、ノズルの配置やウエハの移動手法等、
種々のものを採用することができる。供給する薬剤も上
記のものに限定されることなく、レジストを溶解せず疎
水性の高揮発性薬剤であれば適用可能である。また、薬
剤は蒸気状に限らず、キャリアガスにキャリアされた状
態やガスに混合されて例えばミスト状にされた状態で薬
剤雰囲気を形成してもよく、また、液体状で供給するこ
ともできる。さらに、上記実施の形態では、被処理基板
として半導体ウエハに適用した場合について示したが、
これに限らず、液晶表示装置（ＬＣＤ）用基板等、他の
被処理基板にも適用することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
洗浄後、実質的にレジストを溶解せず、水よりも揮発性
が高い疎水性の薬剤を被処理基板に接触させて乾燥する
のでレジストを溶解することなく、十分に被処理基板を
乾燥させることができる。

【００５４】具体的には、洗浄後、水系洗浄液の液面
に、実質的にレジストを溶解せず、水よりも揮発性が高
い疎水性の薬剤を供給し、水系洗浄液から被処理基板を
引き上げる、または前記水系洗浄液の液面を低下させる
ことにより、水系洗浄液の上に形成された疎水性の薬剤
の層が、そこを通過する被処理基板に付着している水や
パーティクルをその下の水系洗浄液に落下させ、代わっ
て被処理基板の表面に付着するが、その薬剤がレジスト
を溶解せず水よりも揮発性が高いため、レジストを溶解
することなく速やかに乾燥することができる。

【００５５】また、洗浄後、水系洗浄液から被処理基板
を引き上げ、実質的にレジストを溶解せず、水よりも揮
発性が高い疎水性の薬剤を被処理基板に接触させること
により、疎水性の薬剤が被処理基板に付着した水滴を取
り囲み、高い接触角で基板に付着することとなるため、
その後に被処理基板にガスを吹き付けることにより、付
着した水を含む薬剤が速やかに吹き飛ばされ、レジスト
を溶解することなく、被処理基板を速やかに乾燥させる
ことができる。

【００５６】さらに、洗浄槽の上方に乾燥室を配置し、
乾燥室に、実質的にレジストを溶解せず、水よりも揮発
性が高い疎水性の薬剤を供給する薬剤供給機構と、被処
理基板を前記洗浄槽と前記乾燥室との間で移動させる移
動手段とを設けた構成とすることにより、 （１）薬剤供給機構から蒸気状の薬剤を乾燥室に供給
し、洗浄槽内の水系洗浄液に浸漬された被処理基板を移
動機構によって上昇させて被処理基板の表面に前記乾燥
室に供給された薬剤蒸気を接触させるようにすることが
でき、水系洗浄液に代わってレジストを溶解せず水より
も揮発性が高い薬剤が付着するため、レジストを溶解す
ることなく速やかに被処理基板を乾燥させることができ
る。 （２）洗浄槽と乾燥室との間に開閉自在に設けられたシ
ャッターと、乾燥室内の被処理基板にガスを吹き付ける
ガス供給機構とをさらに具備し、洗浄槽内の水系洗浄液
に浸漬された被処理基板を前記移動機構によって上昇さ
せた後、シャッターを閉じ、乾燥室内の被処理基板に薬
液供給機構から薬液を供給し、さらにガス供給機構から
ガスを供給するようにすることができ、被処理基板に付
着した水滴が薬剤に囲まれた状態でガスによって速やか
に吹き飛ばされ、レジストを溶解することなく、被処理
基板を速やかに乾燥させることができる。

【００５７】さらにまた、水系洗浄液を貯留可能な洗浄
槽に排液機構を設け、洗浄槽に貯留された水系洗浄液の
上方に、実質的にレジストを溶解せず、水よりも揮発性
が高い疎水性の薬剤を供給する薬剤供給機構を設けるこ
とにより、薬剤供給機構から蒸気状の薬剤を洗浄槽に供
給し、洗浄槽内の水系洗浄液に被処理基板が浸漬された
状態から、前記排液機構により排液して被処理基板の表
面に前記薬剤供給機構から供給された薬剤蒸気を接触さ
せるようにすることができ、水系洗浄液に代わってレジ
ストを溶解せず水よりも揮発性が高い薬剤が付着するた
め、レジストを溶解することなく速やかに被処理基板を
乾燥させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る半導体ウエハの洗浄
・乾燥処理装置の主要部を示す概略斜視図。

【図２】図１の洗浄・乾燥処理装置を示す縦断面図。

【図３】図１の洗浄・乾燥処理装置を図２と直交する方
向で切断した状態を示す縦断面図。

【図４】図１の洗浄・乾燥処理装置における昇降機構に
より乾燥室本体およびウエハボートを降下させた状態を
示す図。

【図５】図１の洗浄・乾燥処理装置における昇降機構に
より乾燥室本体およびウエハボートを上昇させてウエハ
の受け渡しを行っている状態を示す図。

【図６】図１の洗浄・乾燥処理装置にウエハを搬入する
状態を示す概略断面図。

【図７】図１の洗浄・乾燥処理装置において、ウエハを
洗浄槽に搬入した状態を示す概略断面図。

【図８】図１の洗浄・乾燥処理装置において、ウエハを
洗浄する状態を示す概略断面図。

【図９】図１の洗浄・乾燥処理装置において、ウエハが
洗浄槽に存在したまま乾燥室に薬剤の乾燥蒸気を供給す
る状態を示す概略断面図。

【図１０】図９の状態からウエハを上昇させつつ乾燥さ
せる状態を示す概略断面図。

【図１１】本発明における洗浄後の乾燥の原理を説明す
るための図。

【図１２】従来のマランゴニー法における洗浄後の乾燥
の原理を説明するための図。

【図１３】図１の洗浄・乾燥処理装置を用いた他の乾燥
処理方法において、洗浄後の基板を乾燥室に引き上げた
状態を示す概略断面図。

【図１４】図１３の状態のウエハに薬剤を供給する状態
を示す概略断面図。

【図１５】図１４の状態のウエハから薬剤を吹き飛ばす
状態を示す概略断面図。

【図１６】本発明の他の実施形態に係る洗浄・乾燥処理
装置を示す概略断面図。

【符号の説明】

１，７０……洗浄・乾燥処理装置 ２……洗浄槽 ３……乾燥室 ４，７６……ウエハボート ５……昇降機構 １１，７４……洗浄液供給ノズル １２，７５……ドレイン管 ４４，７３……乾燥蒸気供給ノズル（薬剤供給機構） ４６……薬剤供給タンク（薬剤供給機構） ４７……Ｎ_２ガス供給源（薬剤供給機構） ４９……ガス供給ノズル ５０……ガス供給源 ７１……洗浄・乾燥槽 Ｗ……半導体ウエハ（被処理基板）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レジスト膜が形成された被処理基板を水
   系洗浄液で洗浄する工程と、 洗浄後、実質的にレジストを溶解せず、水よりも揮発性
   が高い疎水性の薬剤を被処理基板に接触させて乾燥する
   工程とを具備することを特徴とする洗浄・乾燥処理方
   法。
2. 【請求項２】 レジスト膜が形成された被処理基板を水
   系洗浄液中に浸漬した状態で洗浄する工程と、 前記水系洗浄液の液面に、実質的にレジストを溶解せ
   ず、水よりも揮発性が高い疎水性の薬剤を供給する工程
   と、 前記水系洗浄液から被処理基板を引き上げる、または前
   記水系洗浄液の液面を低下させることにより、被処理基
   板表面の水系洗浄剤を前記薬剤に置換する工程とを具備
   することを特徴とする洗浄・乾燥処理方法。
3. 【請求項３】 レジスト膜が形成された被処理基板を水
   系洗浄液で洗浄する工程と、 洗浄後、水系洗浄液から被処理基板を引き上げ、実質的
   にレジストを溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水性の
   薬剤を被処理基板に接触させる工程と、 その後、被処理基板にガスを吹き付ける工程とを具備す
   ることを特徴とする洗浄・乾燥処理方法。
4. 【請求項４】 前記薬剤は、雰囲気中に存在させた状態
   であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれ
   か１項に記載の洗浄・乾燥処理方法。
5. 【請求項５】 前記薬剤は、ヘキサメチルジシラザンで
   あることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか
   １項に記載の洗浄・乾燥処理方法。
6. 【請求項６】 レジスト膜が形成された被処理基板を洗
   浄および乾燥する洗浄・乾燥処理装置であって、 水系洗浄液を貯留可能な洗浄槽と、前記洗浄槽の上方に
   配置され、被処理基板を乾燥させる乾燥室と、 前記乾燥室に、実質的にレジストを溶解せず、水よりも
   揮発性が高い疎水性の薬剤を供給する薬剤供給機構と、 前記被処理基板を前記洗浄槽と前記乾燥室との間で移動
   させる移動手段とを具備することを特徴とする洗浄・乾
   燥装置。
7. 【請求項７】 前記薬剤供給機構は蒸気状の薬剤を前記
   乾燥室に供給し、前記洗浄槽内の水系洗浄液に浸漬され
   た被処理基板を前記移動機構によって上昇させて被処理
   基板の表面に前記乾燥室に供給された薬剤蒸気を接触さ
   せることを特徴とする請求項６に記載の洗浄・乾燥処理
   装置。
8. 【請求項８】 前記洗浄槽と前記乾燥室との間に開閉自
   在に設けられたシャッターと、前記乾燥室内の被処理基
   板にガスを吹き付けるガス供給機構とをさらに具備し、
   前記洗浄槽内の水系洗浄液に浸漬された被処理基板を前
   記移動機構によって上昇させた後、前記シャッターを閉
   じ、前記乾燥室内の被処理基板に前記薬液供給機構から
   前記薬液を供給し、さらに前記ガス供給機構からガスを
   供給することを特徴とする請求項６に記載の洗浄・乾燥
   処理装置。
9. 【請求項９】 レジスト膜が形成された被処理基板を洗
   浄および乾燥する洗浄・乾燥処理装置であって、 水系洗浄液を貯留可能な洗浄槽と、 前記洗浄槽から水系洗浄液を排液する排液機構と、 洗浄槽に貯留された水系洗浄液の上方に、実質的にレジ
   ストを溶解せず、水よりも揮発性が高い疎水性の薬剤を
   供給する薬剤供給機構とを具備することを特徴とする洗
   浄・乾燥処理装置。
10. 【請求項１０】 前記薬剤供給機構は蒸気状の薬剤を前
    記洗浄槽に供給し、前記洗浄槽内の水系洗浄液に被処理
    基板が浸漬された状態から、前記排液機構により排液し
    て被処理基板の表面に前記薬剤供給機構から供給された
    薬剤蒸気を接触させることを特徴とする請求項９に記載
    の洗浄・乾燥処理装置。