JP3088250B2 - 乾燥装置 - Google Patents
乾燥装置Info
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- JP3088250B2 JP3088250B2 JP06265591A JP26559194A JP3088250B2 JP 3088250 B2 JP3088250 B2 JP 3088250B2 JP 06265591 A JP06265591 A JP 06265591A JP 26559194 A JP26559194 A JP 26559194A JP 3088250 B2 JP3088250 B2 JP 3088250B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、全反射蛍光Ｘ線分析等
の表面分析において試料作製時に用いられる乾燥装置に
関する。
の表面分析において試料作製時に用いられる乾燥装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｓｉウエハ表面に存在する不純物金属
は、デバイス製造に悪影響をもたらすことはよく知られ
ており、半導体の高集積化に伴い、高信頼性のサブミク
ロンデバイスを高歩留まりで製造するためには、ウエハ
表面の金属不純物濃度を１０10原子／ｃｍ2 以下にする
必要がある。そのため、ウエハ表面の極微量元素を正確
に測定し、金属汚染を低減する管理をしていくことが半
導体製造技術に要求されている。
は、デバイス製造に悪影響をもたらすことはよく知られ
ており、半導体の高集積化に伴い、高信頼性のサブミク
ロンデバイスを高歩留まりで製造するためには、ウエハ
表面の金属不純物濃度を１０10原子／ｃｍ2 以下にする
必要がある。そのため、ウエハ表面の極微量元素を正確
に測定し、金属汚染を低減する管理をしていくことが半
導体製造技術に要求されている。
【０００３】Ｓｉウエハ上の微量金属汚染の検出・評価
方法としては、Ｓｉウエハ表面の金属を薬液に溶かして
抽出しその薬液を分析する化学的方法や、Ｓｉウエハ表
面を直接分析する物理的方法がある。化学的方法では蒸
気溶解／フレームレス原子吸光分析法（ＶＰＤ／ＡＡ
Ｓ）が広く利用されており、物理的方法では全反射蛍光
Ｘ線分析法（ＴＲＸＲＦ）や全反射蛍光Ｘ線分析法をさ
らに高感度化したＨＦ濃縮−全反射蛍光Ｘ線分析法（Ｈ
Ｆ−ＴＲＸＲＦ）が用いられている。分析方法によって
分析試料の状態は異なり、蒸気溶解／フレームレス原子
吸光分析法のような化学分析では液体、全反射蛍光Ｘ線
分析法やＨＦ濃縮−全反射蛍光Ｘ線分析法のような物理
分析では固体を主な分析試料とする。
方法としては、Ｓｉウエハ表面の金属を薬液に溶かして
抽出しその薬液を分析する化学的方法や、Ｓｉウエハ表
面を直接分析する物理的方法がある。化学的方法では蒸
気溶解／フレームレス原子吸光分析法（ＶＰＤ／ＡＡ
Ｓ）が広く利用されており、物理的方法では全反射蛍光
Ｘ線分析法（ＴＲＸＲＦ）や全反射蛍光Ｘ線分析法をさ
らに高感度化したＨＦ濃縮−全反射蛍光Ｘ線分析法（Ｈ
Ｆ−ＴＲＸＲＦ）が用いられている。分析方法によって
分析試料の状態は異なり、蒸気溶解／フレームレス原子
吸光分析法のような化学分析では液体、全反射蛍光Ｘ線
分析法やＨＦ濃縮−全反射蛍光Ｘ線分析法のような物理
分析では固体を主な分析試料とする。
【０００４】蒸気溶解／フレームレス原子吸光分析法
は、Ｓｉウエハ表面の不純物金属をＳｉ基板上に形成さ
れた酸化膜とともにフッ酸（ＨＦ）で化学分解させ、分
解された液滴（通常１００μ１）を試料として原子吸光
分析する。
は、Ｓｉウエハ表面の不純物金属をＳｉ基板上に形成さ
れた酸化膜とともにフッ酸（ＨＦ）で化学分解させ、分
解された液滴（通常１００μ１）を試料として原子吸光
分析する。
【０００５】一方、全反射蛍光Ｘ線分析法はＳｉウエハ
表面に０．１°以下の低角度でＸ線を入射させて、その
直上に設置した検出器でウエハ表面の不純物から発生す
る蛍光Ｘ線を検出するもので、Ｓｉウエハをそのまま試
料として非破壊・非接触で分析することができ、Ｓｉウ
エハ表面にある不純物金属を高感度で定量することがで
きる。
表面に０．１°以下の低角度でＸ線を入射させて、その
直上に設置した検出器でウエハ表面の不純物から発生す
る蛍光Ｘ線を検出するもので、Ｓｉウエハをそのまま試
料として非破壊・非接触で分析することができ、Ｓｉウ
エハ表面にある不純物金属を高感度で定量することがで
きる。
【０００６】ＨＦ濃縮−全反射蛍光Ｘ線分析法は、全反
射蛍光Ｘ線分析法を更に高感度化するために考えられた
方法で、Ｓｉウエハ表面の不純物金属をフッ酸によって
Ｓｉ基板上の一点に濃縮し、その濃縮点を全反射蛍光Ｘ
線で分析することで、ウエハの表面積倍高感度になる。
実際にはＳｉウエハ表面の不純物金属をＳｉ基板上に形
成された酸化膜とともにフッ酸で化学分解させ、分解さ
れた液滴（通常１００μ１）をＳｉウエハ上の一箇所に
集め、これを加熱乾燥させて不純物金属を濃縮し、その
液痕（濃縮点）を全反射蛍光Ｘ線分析することで通常の
全反射蛍光Ｘ線分析よりも１００倍以上の高感度で分析
をすることができる。この他にも全反射蛍光Ｘ線分析で
は試料が液体の場合（溶液分析など）には乾燥させて固
体化する必要がある。
射蛍光Ｘ線分析法を更に高感度化するために考えられた
方法で、Ｓｉウエハ表面の不純物金属をフッ酸によって
Ｓｉ基板上の一点に濃縮し、その濃縮点を全反射蛍光Ｘ
線で分析することで、ウエハの表面積倍高感度になる。
実際にはＳｉウエハ表面の不純物金属をＳｉ基板上に形
成された酸化膜とともにフッ酸で化学分解させ、分解さ
れた液滴（通常１００μ１）をＳｉウエハ上の一箇所に
集め、これを加熱乾燥させて不純物金属を濃縮し、その
液痕（濃縮点）を全反射蛍光Ｘ線分析することで通常の
全反射蛍光Ｘ線分析よりも１００倍以上の高感度で分析
をすることができる。この他にも全反射蛍光Ｘ線分析で
は試料が液体の場合（溶液分析など）には乾燥させて固
体化する必要がある。
【０００７】また、上記の三つの方法で極微量の試料を
正確に定量するためには、先ず正確に定量汚染した標準
試料が必要になる。標準試料を作製するには、Ｓｉウエ
ハを何らかの方法（スピンコート法、浸漬法、滴下法）
で化学的に定量汚染した後に、付着した汚染液を乾燥さ
せる。スピンコート法や浸漬法の場合、定量汚染したＳ
ｉウエハ上に汚染液がほとんど残らないのですぐに自然
乾燥するが、滴下法は一定量（２０〜１００μ１）の汚
染液を一滴Ｓｉウエハ上に滴下し、その液滴を乾燥させ
て、一定量の汚染物質をすべてＳｉウエハ表面の一点に
集中させて付着させる方法なので、液滴中の汚染物質量
が変化しないように乾燥させる必要がある。このように
滴下法で作製した標準試料は、付着させた汚染物質の絶
対量がわかっている（汚染量既知）ので、スピンコート
法や浸漬法と異なり、汚染濃度を決定するための原子吸
光分析等の定量分析が不要となるという利点がある。
正確に定量するためには、先ず正確に定量汚染した標準
試料が必要になる。標準試料を作製するには、Ｓｉウエ
ハを何らかの方法（スピンコート法、浸漬法、滴下法）
で化学的に定量汚染した後に、付着した汚染液を乾燥さ
せる。スピンコート法や浸漬法の場合、定量汚染したＳ
ｉウエハ上に汚染液がほとんど残らないのですぐに自然
乾燥するが、滴下法は一定量（２０〜１００μ１）の汚
染液を一滴Ｓｉウエハ上に滴下し、その液滴を乾燥させ
て、一定量の汚染物質をすべてＳｉウエハ表面の一点に
集中させて付着させる方法なので、液滴中の汚染物質量
が変化しないように乾燥させる必要がある。このように
滴下法で作製した標準試料は、付着させた汚染物質の絶
対量がわかっている（汚染量既知）ので、スピンコート
法や浸漬法と異なり、汚染濃度を決定するための原子吸
光分析等の定量分析が不要となるという利点がある。
【０００８】以上述べたように微量汚染分析にとって不
純物金属を含む液体の乾燥は重要なプロセスの一つであ
る。液体の乾燥には大きく分けて加熱乾燥と加熱しない
自然乾燥および吸引乾燥（真空乾燥）があるが、加熱乾
燥の方が乾燥が速いという利点がある。極微量分析で
は、不純物元素を濃縮乾燥する際、外部からの汚染の混
入を極力さけるためになるべく短時間に液滴を乾燥させ
る必要がある。例えば１００μ１の液滴をクリーンベン
チ内で乾燥するのに自然乾燥では数時間、吸引乾燥でも
３０分以上かかってしまう。また吸引乾燥する場合、濃
縮された汚染物質まで吸引してしまうおそれがある。加
熱乾燥では、熱源にもよるが数分で１００μ１の液滴を
乾燥することが可能で、従来はクリーンな雰囲気（環
境）の下で加熱乾燥するのが簡単かつ最適な方法であっ
た。
純物金属を含む液体の乾燥は重要なプロセスの一つであ
る。液体の乾燥には大きく分けて加熱乾燥と加熱しない
自然乾燥および吸引乾燥（真空乾燥）があるが、加熱乾
燥の方が乾燥が速いという利点がある。極微量分析で
は、不純物元素を濃縮乾燥する際、外部からの汚染の混
入を極力さけるためになるべく短時間に液滴を乾燥させ
る必要がある。例えば１００μ１の液滴をクリーンベン
チ内で乾燥するのに自然乾燥では数時間、吸引乾燥でも
３０分以上かかってしまう。また吸引乾燥する場合、濃
縮された汚染物質まで吸引してしまうおそれがある。加
熱乾燥では、熱源にもよるが数分で１００μ１の液滴を
乾燥することが可能で、従来はクリーンな雰囲気（環
境）の下で加熱乾燥するのが簡単かつ最適な方法であっ
た。
【０００９】この従来の加熱乾燥法では、熱源としてホ
ットプレートや赤外線ランプを使用するのが一般的であ
る。また、これら加熱乾燥と吸引乾燥を併用する場合も
ある。熱源としてホットプレートを使用する場合は、ホ
ットプレート上にＳｉウエハを載せてＳｉウエハごと液
滴を加熱乾燥させる。すなわち図２に示すように予めＨ
Ｆ分解（蒸気溶解または液滴分解）して集められた液滴
５の載ったＳｉウエハ４を、ホットプレート６上に載
せ、８０℃以上に加熱することでＳｉウエハ４上の液滴
５の溶媒であるＨＦ水溶液を蒸発させて乾燥させる。こ
の時、濃縮された不純物金属は液痕としてＳｉウエハ４
に残る。ホットプレート６上で加熱されたＳｉウエハ４
は８０℃以上になっているので、ホットプレート６から
下ろして放冷して常温になるまで数分間待ってから、分
析することになる。
ットプレートや赤外線ランプを使用するのが一般的であ
る。また、これら加熱乾燥と吸引乾燥を併用する場合も
ある。熱源としてホットプレートを使用する場合は、ホ
ットプレート上にＳｉウエハを載せてＳｉウエハごと液
滴を加熱乾燥させる。すなわち図２に示すように予めＨ
Ｆ分解（蒸気溶解または液滴分解）して集められた液滴
５の載ったＳｉウエハ４を、ホットプレート６上に載
せ、８０℃以上に加熱することでＳｉウエハ４上の液滴
５の溶媒であるＨＦ水溶液を蒸発させて乾燥させる。こ
の時、濃縮された不純物金属は液痕としてＳｉウエハ４
に残る。ホットプレート６上で加熱されたＳｉウエハ４
は８０℃以上になっているので、ホットプレート６から
下ろして放冷して常温になるまで数分間待ってから、分
析することになる。
【００１０】熱源として赤外線ランプを使用する場合
は、赤外線をＳｉウエハに照射して赤外線の輻射エネル
ギーで液滴を加熱乾燥させる。赤外線の波長領域は０．
７６μｍ〜１ｍｍであるが、３０μｍ迄のものが主に用
いられ、通常、波長の短いほうから順に近赤外（０．７
６〜１．５μｍ）、中赤外（１．５〜２．５μｍ）、遠
赤外（２．５〜３．０μｍ）と分けられている。一般
に、分子の回転スペクトルは遠赤外部に、振動スペクト
ルは広義の近赤外部に現れ、近赤外部の吸収により物質
内の熱運動が励起されて、物体の温度が上昇することに
なる。近赤外線（０．７６〜１．５μｍ）は従来の赤外
加熱で利用されていた領域で、金属物質を高温に加熱し
たときに放射される熱線である。代表的な近赤外放射源
としては赤外線電球（赤外線ランプ）があるが、これは
発熱部のタングステンコイルの温度を２０００℃に上げ
ることにより、０．８〜２．５μｍの赤外線を多く放射
する。
は、赤外線をＳｉウエハに照射して赤外線の輻射エネル
ギーで液滴を加熱乾燥させる。赤外線の波長領域は０．
７６μｍ〜１ｍｍであるが、３０μｍ迄のものが主に用
いられ、通常、波長の短いほうから順に近赤外（０．７
６〜１．５μｍ）、中赤外（１．５〜２．５μｍ）、遠
赤外（２．５〜３．０μｍ）と分けられている。一般
に、分子の回転スペクトルは遠赤外部に、振動スペクト
ルは広義の近赤外部に現れ、近赤外部の吸収により物質
内の熱運動が励起されて、物体の温度が上昇することに
なる。近赤外線（０．７６〜１．５μｍ）は従来の赤外
加熱で利用されていた領域で、金属物質を高温に加熱し
たときに放射される熱線である。代表的な近赤外放射源
としては赤外線電球（赤外線ランプ）があるが、これは
発熱部のタングステンコイルの温度を２０００℃に上げ
ることにより、０．８〜２．５μｍの赤外線を多く放射
する。
【００１１】赤外線ランプによる加熱は、図３に示すよ
うに、予めＨＦ分解して集められた液滴５の載ったＳｉ
ウエハ４を赤外線ランプ７の真下の試料設置台１にセッ
トする。赤外線ランプ７を点灯すると、Ｓｉウエハ４の
中央部に集められた液滴５に対して赤外線（主に０．８
〜２．５μｍ）が照射され、その結果、赤外線の輻射エ
ネルギーによって液滴５中の溶楳であるＨＦ水溶液が蒸
発する。この時、濃縮／乾燥された不純物金属は液痕と
してＳｉウエハ４に残る。赤外線が照射された部分のＳ
ｉウエハ４も５０℃以上になっているので、放冷して常
温になるまで数分間待ってから、分析することになる。
うに、予めＨＦ分解して集められた液滴５の載ったＳｉ
ウエハ４を赤外線ランプ７の真下の試料設置台１にセッ
トする。赤外線ランプ７を点灯すると、Ｓｉウエハ４の
中央部に集められた液滴５に対して赤外線（主に０．８
〜２．５μｍ）が照射され、その結果、赤外線の輻射エ
ネルギーによって液滴５中の溶楳であるＨＦ水溶液が蒸
発する。この時、濃縮／乾燥された不純物金属は液痕と
してＳｉウエハ４に残る。赤外線が照射された部分のＳ
ｉウエハ４も５０℃以上になっているので、放冷して常
温になるまで数分間待ってから、分析することになる。
【００１２】ＨＦ濃縮−全反射蛍光Ｘ線分析における液
滴の赤外線ランプ加熱方法については、例えば特開平４
−１１０６４７号公報に記載されている。
滴の赤外線ランプ加熱方法については、例えば特開平４
−１１０６４７号公報に記載されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の乾燥装置では、水分の蒸発（乾燥）時に基板ま
で加熱するので、液滴中の不純物金属が基板中に熱拡散
して基板表面に残った不純物金属濃度が減少してしま
い、全反射蛍光Ｘ線分析をするとウエハ表面の不純物金
属の濃度の正確な定量ができないという問題点があっ
た。
た従来の乾燥装置では、水分の蒸発（乾燥）時に基板ま
で加熱するので、液滴中の不純物金属が基板中に熱拡散
して基板表面に残った不純物金属濃度が減少してしま
い、全反射蛍光Ｘ線分析をするとウエハ表面の不純物金
属の濃度の正確な定量ができないという問題点があっ
た。
【００１４】同様に滴下法で作製する標準試料でも従来
の乾燥装置では液滴を乾燥する時に、基板まで加熱する
ので、液滴中の不純物金属が基板中に熱拡散して基板表
面に残った液痕中の不純物金属濃度が減少し、目的とす
る濃度の標準試料を正確に作製することができないとい
う問題点があった。
の乾燥装置では液滴を乾燥する時に、基板まで加熱する
ので、液滴中の不純物金属が基板中に熱拡散して基板表
面に残った液痕中の不純物金属濃度が減少し、目的とす
る濃度の標準試料を正確に作製することができないとい
う問題点があった。
【００１５】ホットプレートを使用して１００μ１の液
滴を乾燥させる場合、液滴が乾燥するまでにＳｉ基板自
体も８０°以上に加熱されるため、熱拡散係数の高い元
素が基板中に拡散してしまう。特にＣｕの場合、液滴中
のＣｕの約３０％が基板中に熱拡散して、基板表面には
約７０％しか残らない。よって、この液痕を全反射蛍光
Ｘ線分析するとＣｕ濃度を約３０％少なく定量すること
になる。
滴を乾燥させる場合、液滴が乾燥するまでにＳｉ基板自
体も８０°以上に加熱されるため、熱拡散係数の高い元
素が基板中に拡散してしまう。特にＣｕの場合、液滴中
のＣｕの約３０％が基板中に熱拡散して、基板表面には
約７０％しか残らない。よって、この液痕を全反射蛍光
Ｘ線分析するとＣｕ濃度を約３０％少なく定量すること
になる。
【００１６】赤外線ランプを使用する場合は、赤外線を
液滴に直接照射して加熱乾燥させるが、従来の装置では
照射された赤外線にＳｉを加熱する０．８〜１μｍの近
赤外線を多く含むためＳｉ基板が加熱されてしまう。５
００Ｗの赤外線ランプで、Ｓｉ基板から１５ｃｍ離して
照射して１００μ１の液滴を乾燥する場合、乾燥するの
に約１０分かかり、照射部分のＳｉ基板は５０〜６０℃
まで上昇し、液滴中のＣｕの約２０％が基板中に拡散す
る。
液滴に直接照射して加熱乾燥させるが、従来の装置では
照射された赤外線にＳｉを加熱する０．８〜１μｍの近
赤外線を多く含むためＳｉ基板が加熱されてしまう。５
００Ｗの赤外線ランプで、Ｓｉ基板から１５ｃｍ離して
照射して１００μ１の液滴を乾燥する場合、乾燥するの
に約１０分かかり、照射部分のＳｉ基板は５０〜６０℃
まで上昇し、液滴中のＣｕの約２０％が基板中に拡散す
る。
【００１７】本発明の目的は、上述の問題点を解決すべ
くなされたもので、基板試料を加熱することなしに液体
（液滴）をすばやく乾燥させることのできる乾燥装置を
提供することにある。
くなされたもので、基板試料を加熱することなしに液体
（液滴）をすばやく乾燥させることのできる乾燥装置を
提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明における乾燥装置
は、被乾燥液滴を置載した基板試料を設置する試料設置
台と、その上方に遠赤外線ランプを有し、前記基板試料
と前記遠赤外線ランプの間に前記基板試料と同一材質の
フィルタを配置したことを特徴とする。
は、被乾燥液滴を置載した基板試料を設置する試料設置
台と、その上方に遠赤外線ランプを有し、前記基板試料
と前記遠赤外線ランプの間に前記基板試料と同一材質の
フィルタを配置したことを特徴とする。
【００１９】
【作用】遠赤外線ランプは１〜３０μｍの波長の赤外線
を放出するが、２〜７μｍの赤外線を最も多く発生す
る。一般に遠赤外線と呼ばれる波長はＳｉを透過して、
以下に述べる理由で水を効率良く乾燥させる性質があ
る。遠赤外加熱として利用されるのは２．５〜３０μｍ
あたりの領域であり、厳密には中赤外線も一部含むこと
になる。よって、以後、「遠赤外線」と記すのはこのよ
うな広義の遠赤外線である。２．５〜３０μｍに相当す
る部分の光量子エネルギーは０．５〜０．０４ｅＶと小
さく、ほとんどの化学作用は有しない。このレベルの光
量子エネルギーは、物質の分子振動等を励起する大きさ
である。分子は、その構造に基づくいくつかの振動モー
ドをもち、各モードはその分子構造固有の振動数（波
長）をもつ。遠赤外線を吸収するメカニズムを有しない
金属（Ｓｉを含む）を除き、多くの物質に遠赤外線は吸
収され、そこで分子、格子の振動を励起する。物質内で
このような振動がより活発になると、その物質の温度が
上昇したことになる。熱とは物体を分子レベルでの状態
として見た場合、内部に蓄積された原子間の振動などの
運動エネルギーである。赤外線で物を加熱する場合、受
熱体の原子間運動を助長するエネルギー波長域、すなわ
ち赤外活性基準振動の領域の放射を用いると効率の良い
加熱ができる。特に水分子には図４のような赤外吸収ス
ペクトルがあり、このような分子振動が起きる波長
（２．７μｍや６．３μｍ）や分子間振動が起こる波長
（１１〜３３μｍ）で遠赤外線が吸収される。水分子の
振動が遠赤外エネルギーをよく吸収するので、遠赤外線
は水分蒸発（乾燥）のための効率の良いエネルギーであ
る。このように遠赤外線は、物の中の方から熱くなるの
が特徴である。また、遠赤外線による乾燥は、近赤外線
乾燥の場合に比べて、輻射性が極めて高いため、ヒータ
ーと被射体との間の空気層の温度上昇はほとんどない、
被射体の表面と内部の熱伝達時間差が少ない、高分子化
合物の加熱効率が高い、などの特徴がある。
を放出するが、２〜７μｍの赤外線を最も多く発生す
る。一般に遠赤外線と呼ばれる波長はＳｉを透過して、
以下に述べる理由で水を効率良く乾燥させる性質があ
る。遠赤外加熱として利用されるのは２．５〜３０μｍ
あたりの領域であり、厳密には中赤外線も一部含むこと
になる。よって、以後、「遠赤外線」と記すのはこのよ
うな広義の遠赤外線である。２．５〜３０μｍに相当す
る部分の光量子エネルギーは０．５〜０．０４ｅＶと小
さく、ほとんどの化学作用は有しない。このレベルの光
量子エネルギーは、物質の分子振動等を励起する大きさ
である。分子は、その構造に基づくいくつかの振動モー
ドをもち、各モードはその分子構造固有の振動数（波
長）をもつ。遠赤外線を吸収するメカニズムを有しない
金属（Ｓｉを含む）を除き、多くの物質に遠赤外線は吸
収され、そこで分子、格子の振動を励起する。物質内で
このような振動がより活発になると、その物質の温度が
上昇したことになる。熱とは物体を分子レベルでの状態
として見た場合、内部に蓄積された原子間の振動などの
運動エネルギーである。赤外線で物を加熱する場合、受
熱体の原子間運動を助長するエネルギー波長域、すなわ
ち赤外活性基準振動の領域の放射を用いると効率の良い
加熱ができる。特に水分子には図４のような赤外吸収ス
ペクトルがあり、このような分子振動が起きる波長
（２．７μｍや６．３μｍ）や分子間振動が起こる波長
（１１〜３３μｍ）で遠赤外線が吸収される。水分子の
振動が遠赤外エネルギーをよく吸収するので、遠赤外線
は水分蒸発（乾燥）のための効率の良いエネルギーであ
る。このように遠赤外線は、物の中の方から熱くなるの
が特徴である。また、遠赤外線による乾燥は、近赤外線
乾燥の場合に比べて、輻射性が極めて高いため、ヒータ
ーと被射体との間の空気層の温度上昇はほとんどない、
被射体の表面と内部の熱伝達時間差が少ない、高分子化
合物の加熱効率が高い、などの特徴がある。
【００２０】次にフィルタの効果について述べる。フィ
ルタは試料の基板材料と同じ材質から構成されている。
一般に半導体の基板材料にはＳｉ，Ｇｅ，ＧａＡｓなど
があり、これら半導体は紫外領域の短波長の光から可視
光領域の光を経て赤外領域の光まで広範囲の波長の光を
吸収するが、赤外領域のある波長でこの吸収は急に小さ
くなり、それより長波長の光は吸収されなくなる。この
吸収特性が急に変化する波長をその半導体の基礎吸収端
（ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ａｂｓｏｒｐｕｔｉｏｎ
ｅｄｇｅ）という。このように半導体は基礎吸収端に相
当する波長より長波長の赤外線のみを透過するのでフィ
ルタとして利用することができる。基礎吸収端に相当す
る波長は、Ｓｉで１．１μｍ、Ｇｅで１．９μｍ、Ｇａ
Ａｓで０．９μｍで、それより短い波長の赤外線は吸収
され、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、それ
より長い波長の赤外線のみを透過する。乾燥したい液滴
の載った基板がＳｉウエハの場合は、同じＳｉをフィル
タとして使用する。Ｓｉは１．１μｍより長波長の赤外
線を透過するが、６．５〜３０μｍにも吸収がり、Ｓｉ
フィルタによって、この波長の光も除去される。このよ
うに同じ基板材料のフィルタならば遠赤外線の吸収帯が
同じなので、基板試料自身を加熱することになる余分な
波長の光を吸収させることができる。上述したように半
導体基板の基礎吸収端に相当する波長は０．９〜１．９
μｍ付近にあり、水の吸収帯（主に２．７μｍや６．３
μｍ）とは異なるので、用いるフィルタには水の吸収帯
の波長を透過させ、基板試料の吸収帯の波長を除去する
役割がある。Ｓｉフィルタの厚さを１．５ｍｍにする
と、２〜６．５μｍの赤外線は８０％以上透過して、試
料のＳｉウエハを加熱することになる波長の赤外線は、
Ｓｉフィルタに吸収されて除去される。他の基板試料の
場合も同様の効果がある。
ルタは試料の基板材料と同じ材質から構成されている。
一般に半導体の基板材料にはＳｉ，Ｇｅ，ＧａＡｓなど
があり、これら半導体は紫外領域の短波長の光から可視
光領域の光を経て赤外領域の光まで広範囲の波長の光を
吸収するが、赤外領域のある波長でこの吸収は急に小さ
くなり、それより長波長の光は吸収されなくなる。この
吸収特性が急に変化する波長をその半導体の基礎吸収端
（ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ａｂｓｏｒｐｕｔｉｏｎ
ｅｄｇｅ）という。このように半導体は基礎吸収端に相
当する波長より長波長の赤外線のみを透過するのでフィ
ルタとして利用することができる。基礎吸収端に相当す
る波長は、Ｓｉで１．１μｍ、Ｇｅで１．９μｍ、Ｇａ
Ａｓで０．９μｍで、それより短い波長の赤外線は吸収
され、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、それ
より長い波長の赤外線のみを透過する。乾燥したい液滴
の載った基板がＳｉウエハの場合は、同じＳｉをフィル
タとして使用する。Ｓｉは１．１μｍより長波長の赤外
線を透過するが、６．５〜３０μｍにも吸収がり、Ｓｉ
フィルタによって、この波長の光も除去される。このよ
うに同じ基板材料のフィルタならば遠赤外線の吸収帯が
同じなので、基板試料自身を加熱することになる余分な
波長の光を吸収させることができる。上述したように半
導体基板の基礎吸収端に相当する波長は０．９〜１．９
μｍ付近にあり、水の吸収帯（主に２．７μｍや６．３
μｍ）とは異なるので、用いるフィルタには水の吸収帯
の波長を透過させ、基板試料の吸収帯の波長を除去する
役割がある。Ｓｉフィルタの厚さを１．５ｍｍにする
と、２〜６．５μｍの赤外線は８０％以上透過して、試
料のＳｉウエハを加熱することになる波長の赤外線は、
Ｓｉフィルタに吸収されて除去される。他の基板試料の
場合も同様の効果がある。
【００２１】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の構成図である。
る。図１は本発明の一実施例の構成図である。
【００２２】本発明の乾燥装置は、乾燥しようとする液
滴５をのせたＳｉウエハ４を設置する為の試料設置台１
と、その上方に設けられた遠赤外線ランプ２と、試料設
置台１と遠赤外線ランプ２の間に設けれらたＳｉからな
るフィルタ３とから主に構成されている。このフィルタ
３としては厚さ１．５ｍｍのＳｉ基板を使用する。図５
（ａ）に示したように、Ｓｉは基礎吸収端に相当する約
１．１μｍ以上の波長の光を透過するが、６．５μｍ以
上の長波長側に吸収帯があるので、Ｓｉのフィルタ３は
１．１〜６．５μｍまでの赤外線のみを透過する。
滴５をのせたＳｉウエハ４を設置する為の試料設置台１
と、その上方に設けられた遠赤外線ランプ２と、試料設
置台１と遠赤外線ランプ２の間に設けれらたＳｉからな
るフィルタ３とから主に構成されている。このフィルタ
３としては厚さ１．５ｍｍのＳｉ基板を使用する。図５
（ａ）に示したように、Ｓｉは基礎吸収端に相当する約
１．１μｍ以上の波長の光を透過するが、６．５μｍ以
上の長波長側に吸収帯があるので、Ｓｉのフィルタ３は
１．１〜６．５μｍまでの赤外線のみを透過する。
【００２３】次に本実施例の乾燥装置によるＳｉウエハ
４上の液滴５の乾燥方法を具体的に説明する。予めＳｉ
ウエハ４表面の不純物金属を１００μ１の液滴に濃縮し
た試料を用意する。液滴５の載ったＳｉウエハ４を試料
設置台１にセットし遠赤外線ランプ２を点灯すると、波
長１〜３０μｍの赤外線が出るが、Ｓｉからなる厚さ
１．５ｍｍのフィルタ３を透過する際にＳｉ基板の吸収
帯に相当する波長の光がフィルタ３に吸収され、Ｓｉに
吸収されなかった波長の赤外線（１．１〜６．５μｍ）
がＳｉウエハ４の中央部に集められた液滴５に照射され
る。図４に示したように水分子は、分子振動が起きる波
長（２．７μｍや６．３μｍ）で遠赤外エネルギーをよ
く吸収する。フィルタ３を透過した赤外線（１．１〜
６．５μｍ）には水の吸収帯に相当する波長の光を多く
含むので、この光によって液滴５中の水分が加熱されて
蒸発する。この時、フィルタ３を透過した赤外線にはＳ
ｉの吸収帯に相当する波長の光が除去されているので試
料のＳｉウエハ４に照射されてもＳｉウエハ４自身はほ
とんど加熱されないので、液滴５中の不純物金属は拡散
することなくＳｉウエハ４上に残る。５００Ｗの遠赤外
線ランプを試料から１５ｃｍ離して使用した場合の１０
０μ１の液滴の乾燥時間は約６分である。
４上の液滴５の乾燥方法を具体的に説明する。予めＳｉ
ウエハ４表面の不純物金属を１００μ１の液滴に濃縮し
た試料を用意する。液滴５の載ったＳｉウエハ４を試料
設置台１にセットし遠赤外線ランプ２を点灯すると、波
長１〜３０μｍの赤外線が出るが、Ｓｉからなる厚さ
１．５ｍｍのフィルタ３を透過する際にＳｉ基板の吸収
帯に相当する波長の光がフィルタ３に吸収され、Ｓｉに
吸収されなかった波長の赤外線（１．１〜６．５μｍ）
がＳｉウエハ４の中央部に集められた液滴５に照射され
る。図４に示したように水分子は、分子振動が起きる波
長（２．７μｍや６．３μｍ）で遠赤外エネルギーをよ
く吸収する。フィルタ３を透過した赤外線（１．１〜
６．５μｍ）には水の吸収帯に相当する波長の光を多く
含むので、この光によって液滴５中の水分が加熱されて
蒸発する。この時、フィルタ３を透過した赤外線にはＳ
ｉの吸収帯に相当する波長の光が除去されているので試
料のＳｉウエハ４に照射されてもＳｉウエハ４自身はほ
とんど加熱されないので、液滴５中の不純物金属は拡散
することなくＳｉウエハ４上に残る。５００Ｗの遠赤外
線ランプを試料から１５ｃｍ離して使用した場合の１０
０μ１の液滴の乾燥時間は約６分である。
【００２４】上記実施例は、Ｓｉ基板上の液滴を乾燥す
る為にＳｉからなるフィルタ３を用いた場合について説
明したが、フィルタの材質を変えることでＧｅやＧａＡ
ｓ等他の基板試料にも応用できる。例えば、Ｇｅウエハ
上の液滴の乾燥を行う場合は図１に示したフィルタとし
て厚さ１ｍｍのＧｅ基板を使用すればよい。図５（ｂ）
に示したように、Ｇｅは基礎吸収端に相当する約１．８
μｍ以上の波長の光を透過するが、１０μｍ以上の長波
長側に吸収帯があるので、Ｇｅのフィルタは１．８〜１
０μｍまでの赤外線のみを透過する。
る為にＳｉからなるフィルタ３を用いた場合について説
明したが、フィルタの材質を変えることでＧｅやＧａＡ
ｓ等他の基板試料にも応用できる。例えば、Ｇｅウエハ
上の液滴の乾燥を行う場合は図１に示したフィルタとし
て厚さ１ｍｍのＧｅ基板を使用すればよい。図５（ｂ）
に示したように、Ｇｅは基礎吸収端に相当する約１．８
μｍ以上の波長の光を透過するが、１０μｍ以上の長波
長側に吸収帯があるので、Ｇｅのフィルタは１．８〜１
０μｍまでの赤外線のみを透過する。
【００２５】乾燥方法としては、予めＧｅウエハ表面の
不純物金属をウエハ中央の１００μ１の液滴に回収／濃
縮した試料を用意する。液滴５の載ったＧｅウエハを試
料設置台１にセットする。遠赤外線ランプ２を点灯する
と、波長１μｍ〜３０μｍの赤外線が出るが、Ｇｅから
なるフィルタを透過する際にＧｅの吸収帯に相当する波
長の光がフィルタに吸収され、Ｇｅに吸収されなかった
波長（２〜１０μｍ）の赤外線がＧｅウエハの中央部に
集められた液滴５に照射される。その結果、液滴５中の
水分がフィルタを透過した赤外線（２〜１０μｍ）によ
って加熱されて蒸発する。この時、フィルタを透過した
赤外線（２〜１０μｍ）にはＧｅの吸収帯に相当する波
長の光が除去されているので試料のＧｅウエハに照射さ
れてもＧｅウエハ自身は加熱されないので、液滴５中の
不純物金属はウエハ中に拡散することなくＧｅウエハ上
に残る。５００Ｗの遠赤外線ランプを試料のウエハから
１５ｃｍ離して使用した場合の１００μ１の液滴の乾燥
時間はＳｉウエハの場合と同様に約６分である。
不純物金属をウエハ中央の１００μ１の液滴に回収／濃
縮した試料を用意する。液滴５の載ったＧｅウエハを試
料設置台１にセットする。遠赤外線ランプ２を点灯する
と、波長１μｍ〜３０μｍの赤外線が出るが、Ｇｅから
なるフィルタを透過する際にＧｅの吸収帯に相当する波
長の光がフィルタに吸収され、Ｇｅに吸収されなかった
波長（２〜１０μｍ）の赤外線がＧｅウエハの中央部に
集められた液滴５に照射される。その結果、液滴５中の
水分がフィルタを透過した赤外線（２〜１０μｍ）によ
って加熱されて蒸発する。この時、フィルタを透過した
赤外線（２〜１０μｍ）にはＧｅの吸収帯に相当する波
長の光が除去されているので試料のＧｅウエハに照射さ
れてもＧｅウエハ自身は加熱されないので、液滴５中の
不純物金属はウエハ中に拡散することなくＧｅウエハ上
に残る。５００Ｗの遠赤外線ランプを試料のウエハから
１５ｃｍ離して使用した場合の１００μ１の液滴の乾燥
時間はＳｉウエハの場合と同様に約６分である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、乾燥装置
を試料設置台と、その上方に設けられた遠赤外線ランプ
と、試料設置台と遠赤外線ランプの間に試料基板と同じ
材質からなるフィルタとから構成することにより、試料
基板を加熱する波長の光をカットして水分蒸発の効率の
良い遠赤外線（２．５〜６．５μｍ）で加熱できるた
め、試料基板を加熱することなしに基板上の液体（液
滴）をすばやく乾燥させることができる。この為本発明
の乾燥装置は、乾燥時間を短縮できると共に不純物金属
の基板中への熱拡散がなくなるので、正確な微量不純物
分析を行うことができるという効果がある。
を試料設置台と、その上方に設けられた遠赤外線ランプ
と、試料設置台と遠赤外線ランプの間に試料基板と同じ
材質からなるフィルタとから構成することにより、試料
基板を加熱する波長の光をカットして水分蒸発の効率の
良い遠赤外線（２．５〜６．５μｍ）で加熱できるた
め、試料基板を加熱することなしに基板上の液体（液
滴）をすばやく乾燥させることができる。この為本発明
の乾燥装置は、乾燥時間を短縮できると共に不純物金属
の基板中への熱拡散がなくなるので、正確な微量不純物
分析を行うことができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の構成図である。
【図２】従来のホットプレート加熱装置の構成図であ
る。
る。
【図３】従来の赤外線ランプ加熱装置の構成図である。
【図４】水の赤外吸収スペクトルを示す図である。
【図５】Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ材料の赤外線吸収スペク
トルを示す図である。
トルを示す図である。
１ 試料設置台 ２ 遠赤外線ランプ ３ フィルタ ４ Ｓｉウエハ ５ 液滴 ６ ホットプレート ７ 赤外線ランプ
Claims (2)
- 【請求項１】 被乾燥液滴を置載した基板試料を設置す
る為の試料設置台と、この試料設置台の上方に設けられ
た遠赤外線ランプとを有する乾燥装置において、前記試
料設置台と前記遠赤外線ランプの間に前記基板試料と同
一材質のフィルタを配置したことを特徴とする乾燥装
置。 - 【請求項２】 前記遠赤外ランプが少くとも２〜７μｍ
の波長の赤外線を発生する遠赤外源である請求項１記載
の乾燥装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06265591A JP3088250B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 乾燥装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06265591A JP3088250B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 乾燥装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122232A JPH08122232A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3088250B2 true JP3088250B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=17419254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06265591A Expired - Fee Related JP3088250B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 乾燥装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3088250B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4723285B2 (ja) * | 2005-05-24 | 2011-07-13 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 基板処理装置および基板乾燥方法 |
| US7601271B2 (en) * | 2005-11-28 | 2009-10-13 | S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies | Process and equipment for bonding by molecular adhesion |
| FR2920046A1 (fr) * | 2007-08-13 | 2009-02-20 | Alcatel Lucent Sas | Procede de post-traitement d'un support de transport pour le convoyage et le stockage atmospherique de substrats semi-conducteurs, et station de post-traitement pour la mise en oeuvre d'un tel procede |
| TWI577957B (zh) * | 2012-02-13 | 2017-04-11 | 光洋熱系統股份有限公司 | 加熱器單元及熱處理裝置 |
| CN103313446A (zh) * | 2012-03-16 | 2013-09-18 | 光洋热系统株式会社 | 加热器单元和热处理装置 |
| JP5694983B2 (ja) * | 2012-03-27 | 2015-04-01 | 日本碍子株式会社 | 赤外線ヒーター |
| JP6076631B2 (ja) | 2012-07-12 | 2017-02-08 | 光洋サーモシステム株式会社 | ヒータユニットおよび熱処理装置 |
| JP2015056519A (ja) * | 2013-09-12 | 2015-03-23 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法、エッチング装置及び記憶媒体 |
| JP7409806B2 (ja) * | 2019-09-03 | 2024-01-09 | 信越半導体株式会社 | シリコン基板表面の不純物分析方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03165031A (ja) * | 1989-11-24 | 1991-07-17 | Seiko Epson Corp | 純水引き上げ乾燥装置 |
| JPH04157789A (ja) * | 1990-10-19 | 1992-05-29 | Ritsukusu Kk | 実装基板等の乾燥方法およびその装置 |
| JP3243302B2 (ja) * | 1992-10-16 | 2002-01-07 | 三菱マテリアル株式会社 | ウエーハ分析器具 |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP06265591A patent/JP3088250B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08122232A (ja) | 1996-05-17 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |