JP2005142548A - 半導体基板を乾燥させるための乾燥装置、排気ユニット、及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥チャンバー内に注入される乾燥ガスの流れを均一に制御する乾燥装置を提供する。
【解決手段】半導体基板を乾燥させるための乾燥材を供給する第１、第２チャンバー１、３と、半導体基板を実質的に均一に乾燥させるために前記乾燥材の流れを制御する第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂを備える排気ユニット５とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体基板を乾燥させる乾燥装置及びその方法に関するもので、特に、排気ユニットを用いて半導体基板を乾燥させる乾燥装置及びその方法に関する。

半導体ウエハなどの半導体基板の洗浄は、半導体素子の正常な動作及び収率を改善させるために有用な工程である。もしも、半導体基板の洗浄工程を省略する場合はさまざまな問題点が発生する恐れがある。つまり、この洗浄工程なしで製造された半導体素子は誤った動きをする場合がある。

半導体基板を洗浄する従来の方法は、前記半導体基板内の不純物を除去するために化学溶液を使用する湿式洗浄工程を実施することを含む。前記湿式洗浄工程の後に半導体基板上に残存する化学溶液は除去させるべきである。

前記半導体基板上の化学溶液を除去する従来の方法は、リンスステージ及び乾燥ステージのような互いに異なるステージに前記半導体基板を移動させることで実施できる。従来のリンス／乾燥装置は、図１に示されたようにリンスチャンバー１０１、乾燥チャンバー１０３、気体引入管（ｇａｓ ｉｎｌｅｔ ｃｏｎｄｕｉｔ）１０５ａを備えるガス供給機１０５及び排気口１０７を備える。

リンスステージでリンス工程が実施される間に、図１に示されたように前記リンスチャンバー１０１内に脱イオン水１０９が供給される。前記化学溶液の残有物を有する前記半導体ウエハ１１１は、前記脱イオン水１０９内に漬けられる。前記化学溶液の残有物は、前記リンスチャンバー１０１内で除去され、前記脱イオン水１０９は前記リンスされた半導体ウエハ１１１の表面上に吸着される。

前記リンス工程の後には乾燥工程が続けられる。前記乾燥工程の間に前記リンスされた半導体ウエハ１１１は、前記リンスチャンバー１０１から前記乾燥チャンバー１０３内に上昇する。それと共に、気体１１５、例えばイソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ：ＩＰＡ）が前記気体供給機１０５から前記乾燥チャンバー１０３の内部に注入される。前記乾燥チャンバー１０３内に注入された前記気体１１５は、前記半導体ウエハ１１１へ向う。

前記気体１１５は、前記半導体ウエハ１１１の上部を通り前記乾燥チャンバー１０３の排気口１０７により排気される。前記半導体ウエハ１１１が十分に乾燥されると、前記乾燥工程は終わり前記湿式洗浄工程の間、前記半導体ウエハ１１１上に残存した化学溶液を除去する工程も完了される。

上述した従来のリンス／乾燥装置を用いて半導体ウエハ１１１を乾燥させると、図２に示されたように半導体ウエハ１１１上に水斑点１１３ａ、１１３ｂが形成される。前記水斑点１１３ａ、１１３ｂが形成される理由の一つは、前記気体１１５が前記乾燥チャンバー１０３内に注入されて前記半導体ウエハ１１１の方へ流れる乾燥工程中、前記気体１１５の流れが均一でないからである。

このような水斑点１１３ａ、１１３ｂは少なくとも互いに異なる二つの地点に形成される。前記水斑点１１３ａ、１１３ｂのうち、第１水斑点１１３ａは、フラットゾーン１１１ａの反対側に該当する前記半導体ウエハ１１１の上部領域の両サイドに形成でき、前記水斑点１１３ａ、１１３ｂのうち、第２水斑点１１３ｂは、フラットゾーン１１１ａに隣接して形成される。

このような水斑点１１３ａ、１１３ｂは、汚染粒子となり半導体素子の収率を激しく減少させる。従って、前記水斑点１１３ａ、１１３ｂが形成されることを防ぐためには、前記気体１１５が前記半導体ウエハ１１１上部で均一に流れるように制御しなければならない。

近年、マランゴニ原理が乾燥効率の極大化のために乾燥工程に幅広く用いられている。前記マランゴニ原理を利用して基板を乾燥させる方法及び装置が特許文献１に「基板を乾燥させる方法及び装置」と言う題目で、フィッシュキン（Ｆｉｓｈｋｉｎ）等によって開示されている。フィッシュキン等によれと、貯蔵容器内の脱イオン水は、乾燥工程を実施する間に前記貯蔵容器の排出口に設けられたバルブを通って排出される。また、前記バルブは、液体水位制御システムによって制御される。従って、前記貯蔵容器内の液体の水位を次第に落とすためには、前記バルブを精密に制御する必要がある。

さらに、マランゴニ原理を利用せず、基板を乾燥させる装置及び方法が特許文献２に「半導体基板を乾燥させる方法及び装置」と言う題目で、アサダ（Ａｓａｄａ）等によって開示されている。アサダ等によると、リンスされた基板は、脱イオン水で満たされたリンス槽（ｒｉｎｓｉｎｇ ｂａｔｈ）から空間を有する乾燥槽（ｄｒｙｉｎｇ ｂａｔｈ）内へ移動される。続いて、前記乾燥槽を密閉させる。前記乾燥槽は、前記乾燥された基板に乾燥ガスを噴射するための複数のノズルを含む。前記乾燥ガスは、乾燥効率の極大化のために垂直方向から２０゜ないし５０゜の傾斜された方向に沿って前記リンスされたウエハ上へ噴射される。しかしながら、この乾燥方法は、マランゴニ原理を利用してはいない。従って、マランゴニ原理を利用する乾燥方法と比べて乾燥効果を増大させることは難しい。
米国特許第５、８８４、６４０号明細書 米国特許第６、１５８、１４１号明細書

本発明が解決しようする技術的課題は、乾燥チャンバー内に注入される乾燥ガスの流れを均一に制御する排気ユニットを提供することにある。

本発明が解決しようする他の技術的課題は、乾燥チャンバー内に注入される乾燥ガスの流れを均一に制御する排気ユニットを有する乾燥装置を提供することにある。

本発明が解決しようするまた他の技術的課題は、乾燥チャンバー内に注入される乾燥ガスの流れを均一に制御する排気ユニットを有する乾燥装置を使用して半導体基板を乾燥させる方法を提供することにある。

本発明は、基板を乾燥させるために乾燥材を供給する乾燥チャンバーと、前記基板を均一に乾燥させるために前記乾燥材の流れを制御する排気ユニットと、を含むことを特徴とする乾燥装置である。

また本発明は、基板を均一に乾燥させるために乾燥材の流れを制御する少なくとも一つの部品を含むことを特徴とする排気ユニットである。

また本発明は、基板を乾燥させる方法において、前記基板を乾燥させるための乾燥材を供給することと、前記基板を均一に乾燥させるために前記乾燥材の流れを制御することと、を含むことを特徴とする乾燥方法である。

また本発明は、基板を乾燥させるための乾燥材を供給する乾燥チャンバーと、前記基板を均一に乾燥させるために前記乾燥材の流れを制御する手段と、を含むことを特徴とする乾燥装置である。

本発明の一実施形態によると、半導体基板をリンス及び乾燥させる装置を提供する。前記装置は、リンスチャンバー、乾燥チャンバー及び排気ユニットを備える。

本発明のいくつかの実施形態で、前記リンスチャンバーは、湿式洗浄工程と共にリンス工程のための十分な空間が提供できる。

他の実施形態で、前記リンスチャンバーは、前記リンスチャンバーの両側壁の上部領域を貫通する少なくとも二つの水平排気スリットを含む。

また他の実施形態で、前記乾燥チャンバーは、前記リンスチャンバーの上部に位置でき、開口された下部を有する。前記乾燥チャンバーの開口された下部は、乾燥工程の間に前記リンスチャンバーからリンスされた半導体基板（半導体ウエハ）が通る通路の役割をする。前記乾燥チャンバーの内部は、前記乾燥工程を実施するための十分な空間が提供できる。

また他の実施形態で、前記乾燥チャンバーは、リンス工程、または湿式洗浄工程の間に前記乾燥チャンバー内の汚染された大気を排出させるためにパージガスを供給する気体供給機を含むことができる。前記パージガスは、窒素ガスを含むことができるが、これに限定されない。前記気体供給機は、乾燥工程の間に乾燥材であるイソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）ＩＰＡのような乾燥ガスを追加で供給することができる。なお、前記乾燥ガスは、イソプロピルアルコールガスに限定されない。例えば、前記乾燥ガスは、低分子量（ｌｏｗ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ）を有するアルコールガス、低い表面張力を有する気体、または揮発性気体でもよい。

また他の実施形態で、前記乾燥チャンバーは、それの両側壁の下部領域をそれぞれ貫通する第１及び第２スリットを有することができる。この場合に前記ユニットは、前記第１及び第２スリットを通って水平方向で移動することができる。

さらに、前記排気ユニットは、前記リンスチャンバーと前記乾燥チャンバーとの間で流体の流れを制御しながら前記第１及び第２スリットを通って移動することができる。

また他の実施形態で、前記排気ユニットは、前記第１及び第２スリットを通ってそれぞれ移動するように設計された第１及び第２ドアを備えることができる。前記第１及び第２ドアは、互いに同様であるか、または違った形態を有することができる。

また、前記第１及び第２ドアのそれぞれはスリットを有する。前記第１ドアは、前記第１スリットを通って水平移動することができ、前記第２ドアは前記第２スリットを通って水平移動することができる。

前記第１及び第２ドア内に収容された前記スリットは前記リンスチャンバー及び前記乾燥チャンバーが部分的に、または、完全に相互隔離するように設計されることができる。

前記第１及び第２ドア内に収容された前記スリットは、前記乾燥チャンバーと前記リンスチャンバーとの間の気体の流れを制御することができる。前記第１及び第２ドア内に収容された前記スリットの特定形態に対して多様な実施形態が存在する。

また他の実施形態で、前記排気ユニットによる流体の流れの制御は、前記乾燥工程の間、前記半導体ウエハ上に供給される前記乾燥ガスの分布を均一に維持する。従って、本発明の実施形態によると、従来の技術で言われた水斑点を減少させたり除去したりすることができる。

本発明によると、乾燥チャンバーを密閉させるスリットドア型の排気ユニットが多様な形態の排気ホールを有する。従って、前記排気ホールの大きさ及び配列を最適化させることによって前記乾燥チャンバー内に注入される乾燥材の流れを容易に制御することができる。これにより、前記乾燥チャンバー内にローディングされた半導体ウエハの乾燥効率を向上させることができる。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明は、ここで説明する実施形態に限られず、他の形態で具体化されることもある。むしろ、ここで紹介される実施形態は開示された内容が徹底であり、完全となるように、そして当業者に本発明の思想が十分に伝達できるように提供するものである。図において、各構成要素の大きさなどは明確性をあたえるために誇張されたものである。明細書全体にかけて同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。

本発明の一実施形態に係る乾燥装置は、図３に示されたように第１チャンバー１及び第２チャンバー３を備える。前記第１チャンバー１は、図３に示された前記第２チャンバー３内に半導体ウエハを移動させる前に実施されるリンス工程、または洗浄工程のための空間を提供できる。

前記第１チャンバー１は、開口された上部領域を含むことができる。また、前記第１チャンバー１は、それの両側壁の上部領域をそれぞれ貫通する第１及び第２排気スリット１Ｓ’、１Ｓ”を含むことができる。たとえ、図３が一つの第１排気スリット１Ｓ’及び一つの第２排気スリット１Ｓ”を示していても、前記第１排気スリット１Ｓ’、または前記第２排気スリット１Ｓ”の数量は少なくとも二つ以上であればよく、さらに多くしてもよい。

前記第２チャンバー３は、開口された下部領域を備えることができ、前記第１チャンバー１内の半導体ウエハ（例えば、リンスされた半導体ウエハ）は、前記開口された下部領域により前記第２チャンバー３の内部へ転送される。前記第２チャンバー３の前記開口された下部領域は、前記半導体ウエハの乾燥が容易にできるようにロボットアーム（ｒｏｂｏｔ ａｒｍ）、またはこれに相応する他のウエハ転送手段のための空間を含むことができる。

前記第２チャンバー３は、前記リンス工程、または前記洗浄工程の間に前記第２チャンバー３内の汚染された気体（例えば、汚染された空気）を排出させるためのパージガスを供給する気体供給機７を含むことができる。この気体供給機７は乾燥工程の間、前記第２チャンバー３内に乾燥ガスを供給することができる。

前記第２チャンバー３は、該第２チャンバー３の両側壁をそれぞれ貫通する第１及び第２スリットＳ１、Ｓ２をさらに含むことができる。たとえ、図３が一つの第１スリットＳ１及び一つの第２スリットＳ２を示していても、前記第１スリットＳ１、または前記第２スリットＳ２の数は、両方合わせて少なくとも二つ以上であればよく、さらに多くてもよい。

前記第１及び第２スリットＳ１、Ｓ２により水平な方向、または実質的に水平な方向へ排気ユニット５を移動することができる。これにより、前記排気ユニット５の位置によって前記第１及び第２チャンバー１、３の内部の空間が互いに隔離されたり連結されることができる。前記排気ユニット５は、前記第１スリットＳ１により水平な方向、または実質的に水平な方向に移動する第１スリットドア型排気ユニット（ａ ｆｉｒｓｔ ｓｌｉｔ ｄｏｏｒ ｔｙｐｅ ｅｘｈａｕｓｔｉｎｇ ｕｎｉｔ）５ａ及び前記第２スリットＳ２により水平な方向、または実質的に水平な方向に移動する第２スリットドア型排気ユニット５ｂを備えることができる。

前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂが前記第２チャンバー３内で互いに接する時、前記第２チャンバー３は密閉される。この場合、前記第２チャンバー３内の空気は前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂ内に形成された複数の排気ホールを通って排出される。

図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ本発明の一実施形態による排気ユニット５を示した平面図及び断面図である。前記排気ユニット５は、第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂを備える。前記第１スリットドア型排気ユニット５ａは、第１ボディー（ｂｏｄｙ）１１’及び第１排気管１１ｅ’を備える。前記第１ボディー１１’は、第１下部パネル１１ｇ’、第１上部パネル１１ｔ’、第１内側壁１１ｄ’、第１外側壁１１ｗ’、第１前壁１１ｆ’及び第１後壁１１ｒ’を備えて、これらによって囲まれた第１内部空間１１ｓ’を提供することができる。

前記第１上部パネル１１ｔ’は、第１ないし第３グループの排気ホール１１ａ’、１１ｂ’、１１ｃ’を含む第１排気ホールを有することができる。たとえ、図４Ａ及び図４Ｂで前記排気ホールが三つのグループに分けられるように示されても、前記排気ホールのグループの数はこれに限定されず、二つまたは四つ、さらにはそれ以上のグループに分けてもよい。

前記第１ボディー１１’は、第１中心領域Ｒ１’、第１端領域Ｒ３’及び第１中間領域Ｒ２’に分けられることができる。たとえ、図４Ａ及び図４Ｂが一つの中心領域Ｒ１’、一つの端領域Ｒ３’及び一つの中間領域Ｒ２’を示していても、前記中心領域Ｒ’、前記端領域Ｒ３’及び前記中間領域Ｒ２’の数は二つ、または三つ以上でもよい。

前記第１グループの排気ホール１１ａ’は第１幅Ｗ１を有することができ、前記第２グループの排気ホール１１ｂ’は第２幅Ｗ２を有することができるうえ、前記第３グループの排気ホール１１ｃ’は第３幅Ｗ３を有することができる。前記第１ないし第３グループの排気ホール１１ａ’、１１ｂ’、１１ｃ’は同じ長さＬを有することができる。万一、前記第１幅Ｗ１が前記第２及び第３幅Ｗ２、Ｗ３よりも大きく、前記第２幅Ｗ２が前記第３幅Ｗ３と同様であれば、前記第１グループの排気ホール１１ａ’は前記第２グループの排気ホール１１ｂ’と同様な密度（同様なホールの数）で配列されることができ、前記第３グループの排気ホール１１ｃ’は前記第２グループの排気ホール１１ｂ’よりも低い密度（小さいホールの数）で配列されることができる。

これとは違って、前記第１幅Ｗ１が前記第２幅Ｗ２より大きいこともあり、前記第２幅Ｗ２は前記第３幅Ｗ３より大きいこともある。この場合、前記第１ないし第３グループの排気ホール１１ａ’、１１ｂ’、１１ｃ’はすべて同様な密度で配列できる。

また、前記第１ないし第３グループの排気ホール１１ａ’、１１ｂ’、１１ｃ’は互いに同様な大きさを有することができる。この場合、前記第１グループの排気ホール１１ａ’は前記第２グループの排気ホール１１ｂ’よりも高い密度で配列でき、前記第３グループの排気ホール１１ｃ’は前記第２グループの排気ホール１１ｂ’よりも低い密度で配列できる。

なお、前記排気ホールの幅、長さ及び／または密度は、上述の実施形態と異なり、前記排気ホールの大きさ及び配列を均一なものとしてもよい。すなわち、前記排気ホールの大きさ及び配列はさまざまな形態で最適化させることが可能である。

前記第１ないし第３排気ホール１１ａ’、１１ｂ’、１１ｃ’は、より多様な形態、例えば正方形、円形、長方形、または他の幾何学的な形を有することができる。さらに、前記第１ボディー１１’は前記第１中心領域Ｒ１’、第１端領域Ｒ３’及び第１中間領域Ｒ２’以外の他の領域に分けられる。

前記第２スリットドア型排気ユニット５ｂは、前記第１スリットドア型排気ユニット５ａと同一であるか、または異なる場合もある。前記第２スリットドア型排気ユニット５ｂは、前記第１スリットドア型排気ユニット５ａの前記要素１１’、１１ａ’、１１ｂ’、１１ｃ’、１１ｄ’、１１ｅ’、１１ｆ’、１１ｇ’、１１ｒ’、１１ｓ’、１１ｔ’、１１ｗ’、Ｒ１’、Ｒ２’及びＲ３’に対応する要素１１”、１１ａ”、１１ｂ”、１１ｃ”、１１ｄ”、１１ｅ”、１１ｆ”、１１ｇ”、１１ｒ”、１１ｓ”、１１ｔ”、１１ｗ”、Ｒ１”、Ｒ２”及びＲ３”を備えることができる。

図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、本発明の他の実施形態に係る排気ユニット５を示す図面である。前記排気ユニット５は可変スリットドア型排気ユニットでもあり、第１スリットドア型排気ユニット３１ａ及び前記第１スリットドア型排気ユニット３１ａ内に挿入される第２スリットドア型排気ユニット３１ｂを備えることができる。前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット３１ａ、３１ｂは、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂと類似な形態を有することができる。例えば、前記第１スリットドア型排気ユニット３１ａは第１ボディー３３’及び第１排気管３３ｅ’を備えることができる。

前記第１ボディー３３’は第１上部パネル３３ｔ’、第１下部パネル３３ｇ’、第１前壁３３ｆ’、第１後壁３３ｒ’及び第１外側壁３３ｗ’を有することができる。前記第１上部パネル３３ｔ’はそれを貫通する第１ないし第３グループの排気ホール３３ａ’、３３ｂ’、３３ｃ’を有することができる。前記第１ボディー３３’は前記第１外側壁３３ｗ’に対応する第１開口部３３ｈ’を有することができる。

前記第２スリットドア型排気ユニット３１ｂは、前記第１スリットドア型排気ユニット３１ａと同様であるか、または異なることもある。前記第２スリットドア型排気ユニット３１ｂは前記第１スリットドア型排気ユニット３１ａの前記要素３３’、３３ａ’、３３ｂ’、３３ｃ’、３３ｅ’、３３ｆ’、３３ｇ’、３３ｈ’、３３ｒ’、３３ｔ’３３ｗ’、Ｒ１’、Ｒ２’及びＲ３’に対応する要素３３”、３３ａ”、３３ｂ”、３３ｃ”、３３ｅ”、３３ｆ”、３３ｇ”、３３ｈ”、３３ｒ”、３３ｔ”、３３ｗ”、Ｒ１”、Ｒ２”及びＲ３”を備えることができる。

前記第２開口部３３ｈ”は、前記第１開口部３３ｈ’より小さいこともありうる。前記第２チャンバー３は、該第２チャンバー３の前記第１及び第２スリットＳ１、Ｓ２を通って、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット３１ａ、３１ｂを互いに接触させることによって密閉される。即ち、前記第２開口部３３ｈ”は、図５Ｂ及び図５Ｃを参照しながら、以下で説明するように前記第１開口部３３ｈ’内に挿入することができる。これとは反対に、前記第１開口部３３ｈ’が前記第２開口部３３ｈ”内に挿入されることもある。

前記第１ボディー３３’の前記排気ホール３３ａ’、３３ｂ’、３３ｃ’の一部は、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット３１ａ、３１ｂとの間の重畳領域を増やすことによって前記第２ボディー３３”の前記排気ホール３３ａ”、３３ｂ”、３３ｃ”の一部と重なる。

例えば、前記第１ボディー３３’の前記第１グループの排気ホール３３ａ’は、前記第２ボディー３３”の前記第１グループの排気ホール３３ａ”と重畳することができる。この場合、前記重畳された第１及び第２スリットドア型排気ユニット３１ａ、３１ｂの排気ホールの有効密度は減少でき、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット３１ａ、３１ｂを含む前記可変スリットドア型排気ユニットの有効幅も減少できる。結果的に、前記可変スリットドア型排気ユニットは、多様な直径（例えば、さらに小さい直径）を有する半導体ウエハを乾燥させるのに適する。

図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明された多様性及び／組合性も、図５Ａないし図５Ｃに適用できる。

図６Ａないし図６Ｃは、本発明のまた他の実施形態に係る排気ユニット５を示す図である。前記排気ユニット５は、第１及び第２スリットドア型排気ユニット４１ａ、４１ｂを備えることができる。前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット４１ａ、４１ｂは、上述した前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂ、または前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット３１ａ、３１ｂと類似な形態を有することができる。即ち、前記第１スリットドア型排気ユニット４１ａは第１ボディー４３’及び第１排気管４３ｅ’を有することができる。これと同様に、前記第２スリットドア型排気ユニット４１ｂは第２ボディー４３”及び第２排気管４３ｅ”を備えることができる。

前記第２スリットドア型排気ユニット４１ｂは、前記第１スリットドア型排気ユニット４１ａと同様であるか、または異なることもある。前記第２スリットドア型排気ユニット４１ｂは、前記第１スリットドア型排気ユニット４１ａの要素４３’、４３ａ’、４３ｂ’、４３ｃ’４３ｄ’、４３ｅ’、４３ｆ’、４３ｇ’、４３ｒ’、４３ｔ’、４３ｗ’、Ｒ１’、Ｒ２’及びＲ３’に対応する要素４３”、４３ａ”、４３ｂ”、４３ｃ”、４３ｄ”、４３ｅ”、４３ｆ”、４３ｇ”、４３ｒ”、４３ｔ”、４３ｗ”、Ｒ１”、Ｒ２”及びＲ３”を備えることができる。

前記第１ボディー４３’は、第１上部パネル４３ｔ’、第１下部パネル４３ｇ’、第１前壁４３ｆ’、第１後壁４３ｒ’、第１外側壁４３ｗ’及び第１内側壁４３ｄ’を有することができる。前記第２ボディー４３”は、第２上部パネル４３ｔ”、第２下部パネル４３ｇ”、第２前壁４３ｆ”、第１後壁４３ｒ”、第２外側壁４３ｗ”及び第２内側壁４３ｄ”を有することができる。

前記第１及び第２上部パネル４３ｔ’、４３ｔ”は、それぞれそれらを貫通する第１及び第２排気ホールを有することができる。前記第１排気ホールは、前記第１上部パネル４３ｔ’を貫通する第１ないし第３グループの排気ホール４３ａ’、４３ｂ’、４３ｃ’を含むことができ、前記第２排気ホールは前記第２上部パネル４３ｔ”を貫通する第１ないし第３グループの排気ホール４３ａ”、４３ｂ”、４３ｃ”を含むことができる。前記第１ないし第３グループの排気ホール４３ａ’、４３ｂ’、４３ｃ’、４３ａ”、４３ｂ”、４３ｃ”はすべてが同一の幅（Ｗ）を有することができる。

前記第１グループの排気ホール４３ａ’、４３ａ”の第１長さＬ１は、前記第２グループの排気ホール４３ｂ’、４３ｂ”の第２長さＬ２より大きいこともあり、前記第３グループの排気ホール４３ｃ’、４３ｃ”の第３長さＬ３は前記第２グループの排気ホール４３ｂ’、４３ｂ”の第２長さＬ２より小さいこともある。前記第１ボディー４３’は第１補助パネル４５’を備えることができ、前記第１補助パネル４５’は前記第１上部パネル４３ｔ’の表面を沿って水平方向に移動（スライディング）することによって前記第１ボディー４３’の排気ホール４３ａ’、４３ｂ’、４３ｃ’の開口面積を可変させることができる。

前記第２ボディー４３”も、前記第２上部パネル４３ｔ”の表面を沿って水平方向に移動（スライディング）することによって前記第２ボディー４３”の排気ホール４３ａ”、４３ｂ”、４３ｃ”の開口面積を可変させる第２補助パネル４５”を備えることができる。

前記第１補助パネル４５’は、第１ないし第３グループの補助排気ホール４５ａ’、４５ｂ’、４５ｃ’を有することができ、前記第１ないし第３グループの補助排気ホール４５ａ’、４５ｂ’、４５ｃ’は前記第１ないし第３グループの排気ホール４３ａ’、４３ｂ’、４３ｃ’と同一の大きさ及び／または同一の配列を有することができる。前記第２補助パネル４５”も、前記第１ないし第３グループの排気ホール４３ａ”、４３ｂ”、４３ｃ”と同一の大きさ及び／または同一の配列を有する第１ないし第３グループの補助排気ホール４５ａ”、４５ｂ”、４５ｃ”を有することができる。万が一、前記第１ないし第３グループの補助排気ホール４５ａ’、４５ａ”、４５ｂ’、４５ｂ”、４５ｃ’、４５ｃ”が前記図６Ａ及び図６Ｂに示されたように、前記第１及び第２補助パネル４５’、４５”の位置を調節することによって前記第１ないし第３グループの排気ホール４３ａ’、４３ａ”、４３ｂ’、４３ｂ”、４３ｃ’、４３ｃ”と完全に重畳されると、前記第１ないし第２スリットドア型排気ユニット４１ａ、４１ｂの排気ホールは一番大きい開口面積を有することができる。

図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃを参照して説明された多様性及び／または組合性も、図６Ａないし図６Ｃに示された実施形態に適用できる。

図６Ｃを参照すると、図３に示された前記第１チャンバー３が前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット４１ａ、４１ｂを互いに接触させることによって密閉された後に、前記第１ないし第３グループの排気ホール４３ａ’、４３ａ”、４３ｂ’、４３ｂ”、４３ｃ’、４３ｃ”の開口面積は、前記第１及び第２補助パネル４５’、４５”を互いに近く、または互いに遠く水平方向に移動させることによって可変できる。

前記第１及び第２補助パネル４５’、４５”がそれぞれ前記第１及び第２内側壁４３ｄ’、４３ｄ”に向けて前記幅（Ｗ）の１／２ほど移動すると、前記排気ホールの密度の変化なしで前記すべての排気ホールの開口面積は１／２ほど減少する。結果的に、前記可変スリットドア型排気ユニットの排気能力は前記第１及び第２補助パネル４５’、４５”の移動によって制御できる。また、前記可変スリットドア型排気ユニットは乾燥工程の間、またはその後に前記第２チャンバー内の圧力を変化させることに使用できる。

前記第２チャンバー３内に注入される乾燥ガス（例えば、図８の２７）が常温、またはそれより低い温度になると、前記第２チャンバー３内の圧力は低いのが好ましい。これは、前記乾燥ガスの温度が低く、前記第２チャンバー３内の圧力が高いと、前記乾燥ガスが凝縮されて前記第２チャンバー３内の乾燥効率を低下させるからである。従って、前記乾燥ガスの温度が低く、前記第２チャンバー３の圧力が高いと、前記第１及び第２補助パネル４５’、４５”を使用して前記第２チャンバー３内の圧力を低くするのが好ましい。すなわち、前記第１及び第２補助パネル４５’、４５”を使用して前記排気ホールの開口面積を増やすのが好ましい。

図７は、本発明のまた他の実施形態に係るリンス方法を説明するためのリンス／乾燥装置を示す断面図である。リンス溶液、例えば脱イオン水２１が前記第１チャンバー１内に供給され、前記脱イオン水２１内に半導体ウエハ２３を漬けてリンスさせる。前記リンス工程は、前記脱イオン水２１を使用して前記第１チャンバー１をオーバーフローさせることを含ことができる。

前記第２チャンバー３内の湿度は、前記第２チャンバー３内に窒素を基本とする気体のようなパージガス２５を注入することによって均一に維持することができ、前記パージガス２５の注入により前記第２チャンバー３内の汚染された空気は排出できる。前記パージガス２５は、前記第２チャンバー３の前記気体供給機７により注入することができる。前記気体供給機７は、前記第２チャンバー３内に前記パージガス２５のような気体を供給するための気体引入管７ａを備えることができる。前記リンス工程の間、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ及び５ｂ、３１ａ及び３１ｂ、または４１ａ及び４１ｂは、前記第２チャンバー３の両側壁内に形成された前記第１及び第２スリットＳ１、Ｓ２内に位置することができる。前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ及び５ｂ、３１ａ及び３１ｂ、または４１ａ及び４１ｂはそれぞれ前記第１内側壁１１ｄ’及び第２内側壁１１ｄ”に向くように配置できる。

前記リンス工程の間、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂは、それらの間に必要とする間隔を維持するように互いに離隔されて位置することができる。この場合、前記第２チャンバー３内に注入される前記パージガス２５は、前記第１チャンバー１の側壁内に形成された第１及び第２排気スリット１Ｓ’、１Ｓ”を通って排出できる。前記リンス工程の間、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂは、水平方向に移動して互いに近くなるか、または接触できる。前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂが互いに接触すると、前記第２チャンバー３は密閉できる。この場合、前記第２チャンバー３内に注入される前記パージガス２５は、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂの前記排気ホール１１ａ’、１１ａ”、１１ｂ’、１１ｂ”、１１ｃ’、１１ｃ”を通って排出できる。

一方、前記第１チャンバー１は、前記リンス工程の代わりに洗浄工程を実施するための浴槽（ｂａｔｈ）の役割をすることもできる。この場合、前記洗浄工程のための洗浄液としてはフッ酸溶液（ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）が使われることもある。

前記リンス工程の間に前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂが互いに接触して前記第２チャンバー３が密閉されると、前記パージガス２５はそれ以上供給されないこともある。

図８に示されたように、前記リンス工程が完了された後に、前記リンスされたウエハ２３は前記第２チャンバー３内に上昇されるか、または移動される。前記リンス工程が完了され、前記リンスされたウエハ２３が上昇される前に前記第２チャンバー３が前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂによって密閉された場合、前記リンスされたウエハ２３の移動通路は、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂを互いに隔離させることによって提供できる。前記半導体ウエハ２３をリンスさせる間、前記パージガス２５は持続的に供給できる。

前記リンスされたウエハ２３が前記第２チャンバー３内に上昇された後に、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂは、水平方向に移動して互いに接触できる。即ち、第２チャンバー３の開口された下部領域は、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂによって閉められる。前記乾燥ガス２７は前記気体供給機７により注入できる。前記乾燥ガス２７は前記脱イオン水との相互反応によって前記脱イオン水を置き換えられる揮発性気体でもある。前記乾燥ガス２７は、例えば、エチルグリコール（ｅｔｈｙｌｇｌｙｃｏｌ）、１−プロパノール（１−ｐｒｏｐａｎｏｌ）、２−プロパノール（２−ｐｒｏｐａｎｏｌ）、テトラハイドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎｅ）、４−ハイドロクシ−４−メチル−２−ペンタモン（４−ｈｙｄｒｏｘｙ−４−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｅｎｔａｍｏｎｅ）、１−ブタノール（１−ｂｕｔａｎｏｌ）、２−ブタノール（２−ｂｕｔａｎｏｌ）、メタノール（ｍｅｔｈａｎｏｌ）、エタノール（ｅｔｈａｎｏｌ）、イソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ｎ−プロピルアルコール（ｎ−ｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）及びダイメチルエーテル（ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈｅｒ）からなる一群のうちのどれか一つでもある。

これとは違って、前記乾燥ガス２７はキャリアーガスと共に供給できる。この場合、前記乾燥ガス２７は、エチルグリコール（ｅｔｈｙｌｇｌｙｃｏｌ）、１−プロパノール（１−ｐｒｏｐａｎｏｌ）、２−プロパノール（２−ｐｒｏｐａｎｏｌ）、テトラハイドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎｅ）、４−ハイドロクシ−４−メチル−２−ペンタモン（４−ｈｙｄｒｏｘｙ−４−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｅｎｔａｍｏｎｅ）、１−ブタノール（１−ｂｕｔａｎｏｌ）、２−ブタノール（２−ｂｕｔａｎｏｌ）、メタノール（ｍｅｔｈａｎｏｌ）、エタノール（ｅｔｈａｎｏｌ）、イソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ｎ−プロピルアルコール（ｎ−ｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）及びダイメチルエーテル（ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈｅｒ）からなる一群のうちのどれか一つと前記キャリアーガスとの混合気体でもある。前記キャリアーガスは窒素ガスでもある。

前記キャリアーガスは常温、または常温よりも高い温度を有することができる。前記キャリアーガスが常温よりも高い温度を有する場合、前記乾燥ガス２７も、常温よりも高い温度を有することができる。例えば、前記乾燥ガス２７が常温のイソプロピルアルコール気体及び常温よりも高い高温の窒素ガスの混合気体である場合、前記イソプロピルアルコール気体も、高い温度を有することができる。

前記乾燥ガス２７は、図８に示されたように、前記第２チャンバー３内に注入され、前記第１及び第２スリットドア型排気ユニット５ａ、５ｂの前記排気ホール１１ａ’、１１ａ”、１１ｂ’、１１ｂ”、１１ｃ’、１１ｃ”を通って排出させることができる。前記第１グループの排気ホール１１ａ’、１１ａ”は、前記内側壁１１ｄ’、１１ｄ”に隣接した領域でもっとも多い数及び／またはもっとも大きいサイズを有するように配列されることができる。このような配列で、前記乾燥ガス２７の流速密度（ｆｌｕｘ ｄｅｎｓｉｔｙ）は、図８に示されたように前記内側壁１１ｄ’、１１ｄ”に隣接した前記第１グループの排気ホール１１ａ’、１１ａ”上で最も高い。結果的に、前記半導体ウエハ２３の下部表面Ｂ上を通る前記乾燥ガス２７は、前記半導体ウエハ２３の周縁部の輪郭（ｃｏｎｔｏｕｒ；図８の例で丸い周縁部の形態）に平行な方向を沿って均一に流れる。従って、前記半導体ウエハ２３の表面上に水斑点が形成することを妨ぐことができる。本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の思想内で多様な形態で変更できる。例えば、上述の実施形態では、半導体ウエハの乾燥工程を元に説明したが、本発明は、このような半導体ウエハの洗浄、乾燥に限らず、半導体装置製造工程で用いられるさまざまなウエハや基板、例えば、ガラスウエハ（基板）、ルビーウエハ（基板）などの乾燥工程において適用可能である。さらには、液晶表示装置、プラズマディスプレイ装置など半導体装置製造に限定されることなく、さまざま装置製造における乾燥工程においても適用可能である。

従来の装置のリンスチャンバー及び乾燥チャンバーを示す概略断面図である。 従来の装置を用いて乾燥させた半導体ウエハ上に形成された水斑点（ｗａｔｅｒ ｍａｒｋｓ）を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る乾燥装置を示す概略斜視図である。 本発明の実施形態に係る排気ユニットを示す平面図である。 図４Ａの切断線Ｉ−Ｉに沿って示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る排気ユニットを示す平面図である。 図５Ａの切断線ＩＩ‐ＩＩに沿って示す断面図である。 図５Ａに示された排気ユニットのまた違った断面図である。 本発明のまた他の実施形態に係る排気ユニットを示す平面図である。 図６Ａの切断線ＩＩＩ‐ＩＩＩに沿って示す断面図である。 図６Ａに示された排気ユニットのまた違った断面図である。 本発明の実施形態に係るリンス方法を説明するリンス／乾燥装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る乾燥方法を説明するリンス／乾燥装置の断面図である。

符号の説明

１…第１チャンバー、
３…第２チャンバー、
５…排気ユニット、
７…気体供給機、
１１ａ’、１１ｂ’、１１ｃ’…排気ホール、
２１…脱イオン水、
２３…半導体ウエハ、
２５…パージガス、
２７…乾燥ガス、
Ｒ１…中心領域、
Ｒ２…中間領域、
Ｒ３…端領域、
Ｓ１…第１スリット、
Ｓ２…第２スリット、
Ｗ１…第１幅、
Ｗ２…第２幅、
Ｗ３…第３幅。

Claims (49)

1. 基板を乾燥させるために乾燥材を供給する乾燥チャンバーと、
   前記基板を均一に乾燥させるために前記乾燥材の流れを制御する排気ユニットと、
   を含むことを特徴とする乾燥装置。
2. 前記排気ユニットは、前記排気ユニットを通って流れる前記乾燥材の流量及び分布を決定する複数の排気ホールを含むことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
3. 前記複数の排気ホールは、大きさ及び配列が均一であることを特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。
4. 前記排気ユニットは、前記乾燥材が前記排気ユニットの端よりも中心領域の方が多く流れるように前記乾燥材の流れを制御することを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
5. 前記複数の排気ホールは、前記排気ユニットの端よりも中心領域に多く配置されることを特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。
6. 前記排気ユニットの中心領域に配置された前記排気ホールは、前記排気ユニットの端に配置された前記排気ホールよりもより大きいことを特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。
7. 前記排気ユニットの中心領域に配置された前記排気ホールは、前記排気ユニットの端に配置された前記排気ホールよりもより大きく、かつより多いことを特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。
8. 前記排気ユニットは、前記複数の排気ホールを通って流れる前記乾燥材の流れを変化させるために相互作用する少なくとも二つの排気部品を備えることを特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。
9. 前記少なくとも二つの排気部品は、前記排気ユニットの端よりも前記排気ユニットの中心領域でより多い排気ホールを供給するために相互作用することを特徴とする請求項８に記載の乾燥装置。
10. 前記少なくとも二つの排気部品は、前記排気ユニットの端よりも前記排気ユニットの中心領域でより多い排気ホールを供給するために相互作用することを特徴とする請求項８に記載の乾燥装置。
11. 前記少なくとも二つの排気部品は、前記排気ユニットの端よりも前記排気ユニットの中心領域でより大きく、より多い排気ホールを供給するために相互作用することを特徴とする請求項８に記載の乾燥装置。
12. 前記少なくとも二つの排気部品は、互いに連関性を有し、スライド運動することを特徴とする請求項１１に記載の乾燥装置。
13. 前記少なくとも二つの排気部品のうちの一つは、他の一つに比べて大きいことを特徴とする請求項１２に記載の乾燥装置。
14. 前記少なくとも二つの排気部品のうちの一つは、他の一つからオフセットされることを特徴とする請求項１２に記載の乾燥装置。
15. 前記排気ユニットは、前記複数の排気ホールを通って流れる前記乾燥材の流れを変化させるために相互作用する少なくとも二つの排気部品及び少なくとも二つの補助部品を備えることを特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。
16. 前記少なくとも二つの排気部品及び前記少なくとも二つの補助部品は、前記排気ユニットの端よりも前記排気ユニットの中心領域でより多い排気ホールを供給することを特徴とする請求項１５に記載の乾燥装置。
17. 前記少なくとも二つの排気部品及び前記少なくとも二つの補助部品は、前記排気ユニットの端よりも前記排気ユニットの中心領域でより大きい排気ホールを供給することを特徴とする請求項１５に記載の乾燥装置。
18. 前記少なくとも二つの排気部品及び前記少なくとも二つの補助部品は、前記排気ユニットの端よりも前記排気ユニットの中心領域でより大きく、より多い排気ホールを供給することを特徴とする請求項１５に記載の乾燥装置。
19. 前記少なくとも二つの排気部品及び前記少なくとも二つの補助部品は、互いに連関性を有し、スライド運動することを特徴とする請求項１８に記載の乾燥装置。
20. 前記複数の排気ホールは、複数のグループ単位で配列されることを特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。
21. 前記グループは、大きさによって変化することを特徴とする請求項２０に記載の乾燥装置。
22. 前記グループは、密度によって変化することを特徴とする請求項２０に記載の乾燥装置。
23. 前記グループは、形態によって変化することを特徴とする請求項２０に記載の乾燥装置。
24. 前記グループは、前記排気ユニットでの位置によって変化することを特徴とする請求項２０に記載の乾燥装置。
25. 前記排気ユニットは、前記乾燥チャンバーのスリット内に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
26. 前記基板を洗浄させるための洗浄材を収容する洗浄チャンバーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
27. 前記洗浄材は、フッ酸溶液であることを特徴とする請求項２６に記載の乾燥装置。
28. 前記洗浄チャンバーは、前記基板をリンスさせるためのリンス材を収容するリンスチャンバーとして使用することを特徴とする請求項２６に記載の乾燥装置。
29. 前記リンス材は、脱イオン水であることを特徴とする請求項２８に記載の乾燥装置。
30. 前記乾燥材は、低分子量を有するアルコールであるか、または低い表面張力を有する物質であるか、または揮発性物質であることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
31. 前記乾燥材は、イソプロピルアルコールガスであることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
32. 前記排気ユニットは、少なくとも一つのパージホールを備えることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
33. 基板を均一に乾燥させるために乾燥材の流れを制御する少なくとも一つの部品を含むことを特徴とする排気ユニット。
34. 前記少なくとも一つの部品は、前記排気ユニットを通って流れる前記乾燥材の流量及び分布を決定する複数の排気ホールを含むことを特徴とする請求項３３に記載の排気ユニット。
35. 前記少なくとも一つの部品は、前記乾燥材が前記少なくとも一つの部品の端よりも中心領域を通ってより多く流れるように前記乾燥材の流れを制御することを特徴とする請求項３３に記載の排気ユニット。
36. 前記複数の排気ホールは、前記少なくとも一つの部品の端よりも中心領域により多く配置されることを特徴とする請求項３４に記載の排気ユニット。
37. 前記少なくとも一つの部品の中心領域に配置された前記排気ホールは、前記少なくとも一つの部品の端に配置された前記排気ホールよりも大きいことを特徴とする請求項３４に記載の排気ユニット。
38. 前記少なくとも一つの部品の中心領域に配置された前記排気ホールは、前記少なくとも一つの部品の端に配置された前記排気ホールよりも多いことを特徴とする請求項３４に記載の排気ユニット。
39. 前記排気ユニットは、前記排気ホールを通って流れる前記乾燥材の流れを変化させるために相互作用する少なくとも二つの排気部品を備えることを特徴とする請求項３４に記載の排気ユニット。
40. 前記排気ユニットは、前記排気ホールを通って流れる前記乾燥材の流れを変化させるために相互作用する少なくとも二つの排気部品及び少なくとも二つの補助部品を備えることを特徴とする請求項３４に記載の排気ユニット。
41. 基板を乾燥させる方法において、
    前記基板を乾燥させるための乾燥材を供給することと、
    前記基板を均一に乾燥させるために前記乾燥材の流れを制御することと、
    を含むことを特徴とする乾燥方法。
42. 前記乾燥材の流れは、前記乾燥材の流量及び分布を決定する複数の排気ホールを有する少なくとも一つの排気部品を備える排気ユニットを使用して制御することを特徴とする請求項４１に記載の乾燥方法。
43. 前記乾燥材の流れは、前記排気部品の端よりも中心領域で多く流れるように制御されることを特徴とする請求項４２に記載の乾燥方法。
44. 前記乾燥材の流れは、前記排気ホールを前記排気部品の端よりも中心領域で多く供給することで制御されることを特徴とする請求項４２に記載の乾燥方法。
45. 前記乾燥材の流れは、前記排気部品の端に位置する前記排気ホールよりも大きい排気ホールを前記排気部品の中心領域に配置することで制御されることを特徴とする請求項４２に記載の乾燥方法。
46. 前記乾燥材の流れは、前記排気部品の端に位置する前記排気ホールよりも大きく、かつより多い排気ホールを前記排気部品の中心領域に配置することで制御されることを特徴とする請求項４２に記載の乾燥方法。
47. 前記乾燥材の流れは、前記複数の排気ホールを通って流れる前記乾燥材の流量を変化させるために相互作用する少なくとも二つの排気部品を使用して制御されることを特徴とする請求項４２に記載の乾燥方法。
48. 前記乾燥材の流れは、前記複数の排気ホールを通って流れる前記乾燥材の流量を変化させるために相互作用する少なくとも二つの排気部品及び少なくとも二つの補助部品を使用して制御されることを特徴とする請求項４２に記載の乾燥方法。
49. 基板を乾燥させるための乾燥材を供給する乾燥チャンバーと、
    前記基板を均一に乾燥させるために前記乾燥材の流れを制御する手段と、
    を含むことを特徴とする乾燥装置。

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