JP2003264166A - 基板の脱水乾燥方法、脱水乾燥装置及び基板処理装置 - Google Patents
基板の脱水乾燥方法、脱水乾燥装置及び基板処理装置Info
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Abstract
k膜等の多孔質体膜の内部に残存する水分も除去し乾燥
させることができる基板の脱水乾燥方法、脱水乾燥装置
及び基板処理装置を提供すること。 【解決手段】 ウエット処理後の基板を脱水乾燥する基
板の脱水乾燥方法であって、装置間を搬送するキャリア
10内に基板15を収容設置した状態で、乾燥した気体
に曝し又は、加熱し又は、真空に曝し、又はこれらを複
合させて基板15を脱水及び乾燥させる。
Description
で使用されるウエット処理工程後の基板を脱水乾燥させ
る基板の脱水乾燥方法、脱水乾燥装置及び基板処理装置
に関するものである。
ト処理工程後の基板の脱水乾燥には、基板を高速回転さ
せ、その遠心力で表面に付着する水分を除去乾燥させる
スピンドライヤや基板にN2ガスを吹き付けて乾燥させ
るN2ガスブロー方法がある。
板上の絶縁体としてlow−k膜と呼ばれるものが使用
されるようになった。このlow−k膜の多くにはその
製造方法により組織構造が多孔質でかつ、親水性、吸水
性の物性を示す。このような材質のlow−k膜を使用
し、半導体を製造する処理工程において超純水などを使
用する洗浄工程のようなウエット処理工程の後、基板の
脱水乾燥に上記従来のスピンドライヤやN2ガスブロー
方法を用いた場合、low−k膜の内部に水分子が残存
してしまう問題がある。
合、残存した水分子がlow−k膜を膨潤させlow−
k膜の形状を変形させたり、後工程で超真空を利用する
処理工程に対し、処理に必要な真空度を確保することの
障害になるという問題があった。
みてなされたもので上記問題点を除去し、例えば、基板
の絶縁体として用いたlow−k膜等の吸水性を有する
膜の内部に残存する水分も除去し乾燥させることができ
る基板の脱水乾燥方法、脱水乾燥装置及び基板処理装置
を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、ウエット処理後の基板を脱水
乾燥する基板の脱水乾燥方法であって、装置間を搬送す
るキャリア内に基板を収容設置した状態で、該基板を回
転させることなく脱水及び乾燥させることを特徴とす
る。
内に基板を収容設置した状態で、該基板を回転させるこ
となく脱水及び乾燥させるので、基板の処理工程とは分
離して基板の脱水及び乾燥ができるから、基板処理装置
の基板処理時間に影響を与えることなく、例えば、lo
w−k膜等の多孔質で吸水性の膜を有する基板の場合
は、該膜内部に存在する水分も十分除去されるから、該
膜を膨潤変形させたり、後工程で超真空を利用する処理
工程に対し、処理に必要な真空度を確保するのに障害に
ならない。
の基板の脱水乾燥方法において、キャリア内に収容設置
した基板を、乾燥した気体に曝し又は、加熱し又は、真
空に曝し、又はこれらを複合させて基板を脱水及び乾燥
させることを特徴とする。
基板を、乾燥した気体に曝し又は、加熱し又は、真空に
曝し、又はこれらを複合させて基板を脱水及び乾燥させ
るので、例えば、low−k膜等の多孔質で吸水性の膜
を有する基板の該膜内部に存在する水分も効果的に除去
できる。
に記載の基板の脱水乾燥方法において、ウエット処理後
の基板をキャリアに収容する前に、スピンドライ等によ
り一次乾燥させることを特徴とする。
ャリアに収容する前に、スピンドライ等により一次乾燥
させるので、基板表面に付着している水分はこの一次乾
燥で除去され、残った水分、例えば、low−k膜等の
多孔質で吸水性の膜の内部に存在する水分もキャリア内
の脱水及び乾燥で効果的に除去される。しかも一次乾燥
で多くの水分が除去されているから、キャリア内での脱
水及び乾燥の負荷は少なくて済む。
のいずれか1項に記載の基板の脱水乾燥方法において、
基板には吸水性のある膜が形成されていることを特徴と
する。
形成されている場合、特に該膜が基板表面に露出してい
る場合、スピンドライ等の乾燥では、吸水性の膜内にあ
る水分は簡単に除去できないが、装置間を搬送するキャ
リア内に基板を収容設置して行う脱水及び乾燥では、基
板処理装置の基板処理時間に影響を与えることなく、脱
水及び乾燥を行えるから吸水性のある膜内にある水分も
十分除去でき、後工程で超真空を利用する処理工程に対
し、処理に必要な真空度を確保するのに障害とならな
い。
の基板を脱水乾燥する基板の脱水乾燥装置であって、装
置間を搬送するキャリア内に基板を収容設置した状態
で、該基板を回転させることなく該基板を脱水及び乾燥
させる脱水・乾燥手段を設け、脱水・乾燥手段はキャリ
ア内に収容設置した基板を、乾燥した気体に曝し又は、
加熱し又は、真空に曝し、又はこれらを複合させて基板
を脱水及び乾燥させることを特徴とする。
間を搬送するキャリア内に基板を収容設置した状態で、
該基板を回転させることなく脱水及び乾燥させるので、
請求項1の発明と同様、基板の処理工程とは分離して基
板の脱水及び乾燥ができるから、基板処理装置の基板処
理時間に影響を与えることなく、例えば、low−k膜
等の多孔質で吸水性の膜を有する基板の場合は、該多孔
質体膜内部に存在する水分も十分除去されるから、該膜
を膨潤変形させたり、後工程で超真空を利用する処理工
程に対し、処理に必要な真空度を確保するのに障害とな
らない。また、キャリア内に収容設置した基板を、乾燥
した気体に曝し又は、加熱し又は、真空に曝し、又はこ
れらを複合させて基板を脱水及び乾燥させるので、請求
項2に記載の発明と同様、例えば、low−k膜等の多
孔質で吸水性の膜を有する基板の該膜内部に存在する水
分も効果的に除去される。
程を含む複数の処理工程を有し、該複数の処理工程を経
て基板を処理する基板処理装置において、最終の処理工
程を経て処理された基板を請求項5に記載の脱水乾燥装
置を用いて脱水及び乾燥させることを特徴とする。
された基板を請求項5に記載の脱水乾燥装置を用いて脱
水及び乾燥させるので、基板処理装置の基板処理時間に
影響を与えることなく、例えば、low−k膜等の多孔
質で吸水性の膜を有する基板の該膜内部に残存する水分
も十分に除去され、脱水及び乾燥する。
面に基づいて説明する。図1は本発明に係る基板の脱水
乾燥方法を実施する脱水乾燥装置の概略構成例を示す図
である。図1において、10は半導体製造設備の装置間
を基板を収容設置して搬送するためのキャリアである。
該キャリア10は一側部に開口部が形成されたキャリア
本体(筐体)11と、該開口部を密閉する蓋体12とを
具備し、該キャリア本体11内は蓋体12に設けられた
逆止弁13を介して真空源14に接続できるようになっ
ている。また、キャリア本体11内には、複数枚の基板
15を所定の間隔を設けて収容設置できるようになって
いる。
に、図1(a)に示すように基板15を収容設置し、該
キャリア本体11を逆止弁13を介して真空源14に接
続し、内部の真空度を上げることにより、基板15は高
い真空度の真空に曝されることになる。これにより、例
えば、超純水などを使用する洗浄工程のようなウエット
処理工程の後、基板の表面にlow−k膜等の多孔質で
親水性、吸水性の膜の内部に残存する水分も脱水でき、
乾燥させることができる。また、特に基板15の表面に
このような親水性、吸水性の膜が露出している場合、ウ
エット処理により該膜が水分子を取り込んでしまうた
め、十分な脱水・乾燥が必要となる。そこで基板15は
ウエット処理工程の後、キャリアに収容する前にスピン
ドライ等の乾燥手段により一次乾燥されていることが、
キャリア10内での脱水及び乾燥の負荷を軽減させ、十
分な脱水及び乾燥を行わせるためにも望ましい。この一
次乾燥手段としては、N2ガスのブロー、マランゴニ乾
燥法やIPA(イソプロピルアルコール)を用いた引き
抜き乾燥法等がある。
ように逆止弁13から真空源14を切離し、キャリア本
体11を真空状態にしておく。なお、上記例では逆止弁
13を蓋体12に設けたが、逆止弁13はキャリア本体
11の側壁に設けてもよいことは当然である。
してもよく、この場合はキャリア本体11内に高温のN
2ガス等を封入したり、輻射熱源を設けて基板15に輻
射熱を照射する等すればよい。また、キャリア本体11
内を真空に保ちつつ、基板15に輻射熱を照射して基板
15を加熱してもよい。また、キャリア本体11内を真
空源14に接続して真空にし、脱水乾燥させた後、上記
乾燥気体や高温気体をキャリア本体11内に封入すると
いうように、基板15を真空や乾燥気体や高温気体に曝
したり、加熱することを複合させてもよい。これによ
り、より効果的に基板15の脱水乾燥が可能となる。な
お、上記例では、キャリア本体11の開口部を蓋体12
で閉塞することにより、内部を気密状態にしているが、
キャリア10の全体をカバーで覆い内部を気密状態とし
てもよい。
実施する脱水乾燥装置の他の概略構成例を示す図であ
る。10は図1と同様、半導体製造設備の装置間を基板
15を収容設置して搬送するためのキャリアである。該
キャリア10は一側部に開口部が形成されたキャリア本
体11を有し、該キャリア本体11の開口部を蓋体12
で閉塞することにより、内部が気密状態になる。該キャ
リア本体11内は複数の基板15を所定の間隔で収容設
置するための基板収納室16が設けられ、該基板収納室
16の側壁17とキャリア本体11の内壁面の間に気体
循環路18が設けられている。該気体循環路18内には
ファン19、脱水フィルタ20、HEPAフィルタ21
が設置されている。脱水フィルタ20は気体中の水分を
除去するフィルタであり、HEPAフィルタ21は気体
中の粒子を捕集除去するエアフィルタである。
ア本体11内の基板収納室16に基板15を収容設置
し、開口部を蓋体12で閉塞して密封し、更にキャリア
本体11内に乾燥したN2ガス等の乾燥気体を封入し、
ファン19を運転することにより、基板収納室16の乾
燥気体は気体循環路18を通って循環する。これによ
り、基板15、特に多孔質で親水性、吸水性の膜を有す
る基板15の該膜内に存在する水分を効果的に脱水乾燥
させることができる。そしてこの循環する気体中の水分
は脱水フィルタ20で、粒子はHEPAフィルタ21で
除去される。なお、上記例では、キャリア本体11の開
口部を蓋体12で閉塞することにより、内部を気密状態
にしているが、キャリア10の全体をカバーで覆い内部
を気密状態としてもよい。
実施する脱水乾燥装置の他の概略構成例を示す図であ
る。10は図1と同様、半導体製造設備の装置間を基板
を収容設置して搬送するためのキャリアである。該キャ
リア10は一側部に開口部が形成されたキャリア本体1
1を有し、該キャリア本体11の開口部を蓋体12で閉
塞することにより、内部が気密状態になる。該キャリア
本体11内は複数の基板15を所定の間隔で収容設置す
るための基板収納室16が設けられ、基板収納室16の
上部にファン19、脱水フィルタ20及びHEPAフィ
ルタ21が順次配置された気体導入室22が配置されて
いる。また、気体導入室22上部のキャリア本体11の
側壁には開口11aが、基板収納室16底部のキャリア
本体11側壁には開口11bが設けられている。
ア本体11内の基板収納室16に基板15を収容設置
し、開口部を蓋体12で閉塞して密封し、ファン19を
運転することにより、開口11aから気体導入室22内
に乾燥気体又は高温気体を導入し、更に脱水フィルタ2
0及びHEPAフィルタ21で該気体中の水分及び粒子
が除去され、基板収納室16内に導入し、開口11bか
ら排出される。これにより、基板収納室16に収容設置
された基板15、特に多孔質で親水性、吸水性の膜を有
する基板15の該多孔質体内に存在する水分を効果的に
脱水乾燥させることができる。
実施する脱水乾燥装置を具備する基板処理装置の概略構
成例を示す図である。図示するように基板処理装置30
は、洗浄等のウエット処理を含む各種の処理を行う基板
処理室31に隣接して、内部に基板15を収容設置した
キャリア10を搬入搬出するロード/アンロード(L/
UL)室32が配置された構成である。
板15を収容設置したキャリア10を載置するキャリア
載置台33が設けられている。そしてキャリア載置台3
3に載置された、キャリア10内に収容設置された基板
15に乾燥気体又は高温気体を供給する(吹き付ける)
ための気体導入路34が設けられている。該気体導入路
34にはファン19、脱水フィルタ20及びHEPAフ
ィルタ21が配置されている。
理室31で各種処理が実施され、洗浄処理され、スピン
乾燥された基板15は図示しないロボット等によりキャ
リア10内に収容設置される。この状態で気体導入路3
4に配置されたファン19を運転することにより、乾燥
気体又は高温気体が気体導入路34に流れ込み、脱水フ
ィルタ20及びHEPAフィルタ21を通って水分及び
粒子が除去され、キャリア10内に収容設置された基板
15に吹き付けられる。これにより、基板15、特に多
孔質で親水性、吸水性の膜を有する基板15の該膜内に
存在する水分を効果的に脱水乾燥させることができる。
うに昇降できるようになっており、キャリア載置台33
に載置されたキャリア10内から基板15を搬出搬入す
るときは下降させ、乾燥気体又は高温気体を吹き付ける
ときはその気体出口がキャリア10に対向する位置まで
上昇させる。
をキャリア10内に収容設置し、基板15やキャリア1
0を回転することなく脱水及び乾燥を行うので、基板1
5やキャリア10を回転するための機構を必要としない
ため、構成が簡単となる。
うに基板を処理する基板処理室31、該基板処理室31
の間で基板の受け渡し及び装置と外部でキャリア10に
収容設置された基板15の受け渡しをするロード/アン
ロード室32が設けられている。このような装置の一例
としてCMP(化学機械的研磨)装置がある。CMP装
置は一般的に枚葉式であり、研磨装置により研磨した基
板15を洗浄・乾燥(スピンドライ等)してキャリア1
0に戻すようにしている。そして乾燥した基板15を収
容設置したキャリア10をロード/アンロード室32に
搬入搬出する所謂ドライイン/ドライアウト方式が採用
されている。
ア10に収容される基板15はスピンドライ等により乾
燥しているが、low−k膜のように多孔質体膜を有す
る基板15であっては該多孔質体膜の内部に残存する水
分を脱水乾燥させたほうが望ましい場合がある。そこ
で、図5に示すように、第1工程41及び第2工程42
を有する基板処理装置40において、第2工程42の後
に真空乾燥機構43を設け、第1工程41の研磨処理工
程で研磨処理した基板を第2工程42である洗浄・乾燥
(スピンドライ等)処理工程で洗浄乾燥した後、真空乾
燥機構43で脱水乾燥を行い、該脱水乾燥を行った基板
15をキャリア10に収容するとよい。
容できる真空チャンバーを具備し、該真空チャンバー内
に第2工程42で洗浄・乾燥された基板15を収容し、
その後、該真空チャンバー内の真空度を上げて高い真空
度にし、基板15を高真空度に曝し、真空乾燥させる構
成のものを用いる。これにより、第2工程42で洗浄さ
れスピンドライ等で乾燥させた基板15の多孔質で親水
性、吸水性の膜内に残存する水分を脱水乾燥させること
が可能となる。
は省略するが、加熱乾燥用の加熱チャンバーを具備する
加熱乾燥機構を用い、該加熱チャンバーに第2工程42
で洗浄・乾燥された基板15を収容したのちに、加熱チ
ャンバー内を加熱し乾燥するようにしてもよい。加熱チ
ャンバーを使用する場合は、基板15は熱により酸化が
促進されるため、チャンバー内の雰囲気を不活性ガスに
置換する必要がある。上記のように、真空乾燥機構又は
加熱乾燥機構のいずれの方法を用いる場合においても、
チャンバー内を気密にし、雰囲気を置換する必要がある
ため、乾燥機構はチャンバー内の容量が小さくて済む枚
葉処理の機構を使用することが望ましい。
法は、真空チャンバー内を真空にするのに時間がかか
り、又は加熱乾燥機構を用いる方法は、加熱チャンバー
内を加熱し、加熱したチャンバー内を冷却するのに時間
がかかる。そこで図6に示すように、第2工程42の後
に3台の真空乾燥機構43−1、43−2、43−3を
配置し、第2工程42で洗浄・乾燥させた基板を3台の
真空乾燥機構43−1、43−2、43−3に分散収容
して、該3台の真空乾燥機構43−1、43−2、43
−3を並行して運転し、脱水乾燥させる。
ことにより、第1工程(研磨処理)41、第2工程(洗
浄・乾燥工程)42のタクトタイムが短い場合には、基
板処理装置40の処理速度を低下させることなく、基板
15を処理できる。但し、この場合は基板処理装置40
に3台の真空乾燥機構43−1、43−2、43−3を
配置するので装置が大型化する恐れがある。なお、3台
の真空乾燥機構43−1、43−2、43−3に替え、
それぞれ加熱乾燥用の加熱チャンバーを具備する加熱乾
燥機構を用いてもよい。
工程)42の次に1台の真空乾燥機構43又は1台の加
熱乾燥機構を配置する場合は処理時間が長くなり、図6
に示すように、第2工程(洗浄・乾燥工程)42の次に
3台の真空乾燥機構43−1〜3又は3台の加熱乾燥機
構を配置する場合は装置が大型化する恐れがある。そこ
で図1乃至図3に示すように、キャリア10に収容され
た基板15を脱水乾燥する装置を用いると、処理時間を
長くすることなく、装置を大型化することなく、脱水乾
燥させることが可能となる。
P装置のほかに、ウエットエッチング装置や洗浄装置等
のウエット処理工程を有する装置に適用可能である。
明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
搬送するキャリア内に基板を収容設置した状態で、該基
板を回転させることなく脱水及び乾燥させるので、基板
の処理工程とは分離して基板の脱水及び乾燥ができるか
ら、基板処理装置の基板処理時間に影響を与えることな
く、例えば、low−k膜等の多孔質で吸水性の膜を有
する基板の場合は、該膜内部に存在する水分も十分除去
されるから、該多孔質体膜を膨潤変形させたり、後工程
で超真空を利用する処理工程に対し、処理に必要な真空
度を確保するのに障害とならないように十分に脱水乾燥
させることが可能となる。
内に収容設置した基板を、乾燥した気体に曝し又は、加
熱し又は、真空に曝し、又はこれらを複合させて基板を
脱水及び乾燥させるので、例えば、low−k膜等の多
孔質で吸水性の膜を有する基板の該膜内部に存在する水
分も十分に除去することが可能となる。
処理後の基板をキャリアに収容する前に、スピンドライ
等により一次乾燥させるので、基板表面に付着している
水分はこの一次乾燥で除去され、残った水分、例えば、
low−k膜等の多孔質で吸水性の膜の内部に存在する
水分もキャリア内の脱水及び乾燥で十分に除去すること
が可能となる。しかも一次乾燥で多くの水分が除去され
ているから、キャリア内での脱水及び乾燥の負荷は少な
くて済むから、十分な脱水及び乾燥の実現が可能とな
る。
吸水性の膜が形成されている場合、スピンドライ等の乾
燥では、吸水性のある膜内にある水分は簡単に除去でき
ないが、ここでは装置間を搬送するキャリア内に基板を
収容設置して脱水及び乾燥を行うから、基板処理装置の
基板処理時間に影響を与えることなく、脱水及び乾燥を
行えるから吸水性のある膜内にある水分も十分に除去す
ることが可能で、後工程で超真空を利用する処理工程に
対し、処理に必要な真空度を確保するのに障害とならな
いように脱水乾燥することが可能となる。
燥手段により、装置間を搬送するキャリア内に基板を収
容設置した状態で、該基板を回転させることなく脱水及
び乾燥させるので、請求項1の発明と同様、基板の処理
工程とは分離して基板の脱水及び乾燥ができるから、基
板処理装置の基板処理時間に影響を与えることなく、例
えば、low−k膜等の多孔質で吸水性の膜を有する基
板の場合は、該多孔質体膜内部に存在する水分も十分に
除去し、該膜を膨潤変形させたり、後工程で超真空を利
用する処理工程に対し、処理に必要な真空度を確保する
のに障害とならないように脱水乾燥させることが可能と
なる。また、キャリア内に収容設置した基板を、乾燥し
た気体に曝し又は、加熱し又は、真空に曝し、又はこれ
らを複合させて基板を脱水及び乾燥させるので、請求項
2に記載の発明と同様、例えば、low−k膜等の多孔
質で吸水性の膜を有する基板の該膜内部に存在する水分
もより効果的に除去することが可能となる。
理工程を経て処理された基板を請求項5に記載の脱水乾
燥装置を用いて脱水及び乾燥させるので、基板処理装置
の基板処理時間に影響を与えることなく、例えば、lo
w−k膜等の多孔質で吸水性の膜を有する基板の該膜内
部に残存する水分も十分に除去し、脱水乾燥することが
可能となる。しかも基板を脱水及び乾燥させる機構を処
理装置内に設ける必要がないから、基板処理装置の大型
化も抑制できる。
図である。
示す図である。
示す図である。
装置の概略構成例を示す図である。
装置の概略構成例を示す図である。
装置の概略構成例を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 ウエット処理後の基板を脱水乾燥する基
板の脱水乾燥方法であって、 装置間を搬送するキャリア内に基板を収容設置した状態
で、該基板を回転させることなく脱水及び乾燥させるこ
とを特徴とする基板の脱水乾燥方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の基板の脱水乾燥方法に
おいて、 前記キャリア内に収容設置した基板を、乾燥した気体に
曝し又は、加熱し又は、真空に曝し、又はこれらを複合
させて基板を脱水及び乾燥させることを特徴とする基板
の脱水乾燥方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の基板の脱水乾燥
方法において、 前記ウエット処理後の基板を前記キャリアに収容する前
に、スピンドライ等により一次乾燥させることを特徴と
する基板の脱水乾燥方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
基板の脱水乾燥方法において、 前記基板には吸水性のある膜が形成されていることを特
徴とする基板の脱水乾燥方法。 - 【請求項5】 ウエット処理後の基板を脱水乾燥する基
板の脱水乾燥装置であって、 装置間を搬送するキャリア内に基板を収容設置した状態
で、該基板を回転させることなく該基板を脱水及び乾燥
させる脱水・乾燥手段を設け、 前記脱水・乾燥手段は前記キャリア内に収容設置した基
板を、乾燥した気体に曝し又は、加熱し又は、真空に曝
し、又はこれらを複合させて基板を脱水及び乾燥させる
ことを特徴とする基板の脱水乾燥装置。 - 【請求項6】 ウエット処理工程を含む複数の処理工程
を有し、該複数の処理工程を経て基板を処理する基板処
理装置において、 最終の前記処理工程を経て処理された基板を請求項5に
記載の脱水乾燥装置を用いて脱水及び乾燥させることを
特徴とする基板処理装置。
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