JP3980210B2

JP3980210B2 - ウェハ乾燥装置およびウェハ乾燥方法

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Publication number: JP3980210B2
Application number: JP04980599A
Authority: JP
Inventors: 寿史大口; 寛冨田; 壮一灘原; 勝弥奥村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: JPH11312659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハの乾燥方法及び乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハの乾燥装置として特開平１０−２２３６０１に示されているようなバッチ式の回転乾燥装置が知られている。
この方式の回転乾燥装置を用いれば、湿式洗浄されたウェハをホルダーにセットし，そのホルダーを高速で回転し，回転による遠心力でウェハ表面の水滴を除去し、ウェハ表面の乾燥状態を達成することが出来る。
【０００３】
この装置を用いた場合、乾燥後のウェハ表面にウォーターマーク（別名：水ガラス）と呼ばれるシミが形成されることがある。このシミは、ウェハの構成元素であるシリコンが水滴中に溶出して乾燥後に残ることによって形成されるものである。
【０００４】
たとえば、半導体ウェハ（シリコンウェハ）を希弗酸で処理を行った後に純水洗浄処理を行い、純水洗浄処理後にウェハ表面に残った水滴を乾燥させると、ウェハ表面にウォーターマークが形成される。特に、ウェハ表面に素子や回路パターンによる段差が形成されている場合、段差周辺の水滴を完全に除去することは困難であり、多数の水滴の残留により多数のウォーターマークが形成されることがある。このウォータマークの形成メカニズムについて次に説明する。
【０００５】
ウォータ−マークの形成にはウェハ上の残留水，残留水中の溶存酸素無いし雰囲気中からの溶解酸素、および、ウェハから残留水中に溶解したシリコンの３つの要素が必要である。これらがウェハ上の残留水滴中で
Ｓｉ＋Ｈ₂Ｏ＋Ｏ₂→Ｈ₂ＳｉＯ₃
のように反応してシリコン酸化物の１種が形成される。このシリコン酸化物は残留水滴中に溶存しているが，水滴が徐々に乾燥するとこのシリコン酸化物のみがウェハ上に残り、ウォーターマークとなってウェハ上に現れる。
【０００６】
ウォーターマークが形成されると絶縁膜として作用し、その場所にトランジスタ，抵抗，キャパシタ，等のデバイスを形成した際にコンタクト不良の原因となり、歩留まりの低下を引き起こす。
【０００７】
また、回転乾燥では下記に述べるようにミストが発生する。
即ち、高速回転乾燥中に、上記のように回転による遠心力によってウェハ表面の水滴が吹き飛ばされるが、吹き飛ばされた水滴が乾燥機内壁に衝突し、その際にミスト状になって雰囲気中に拡散する。
【０００８】
このミストが雰囲気中を浮遊しミスト同士や雰囲気中の浮遊物を凝集して大きくなり、この凝集物がウェハ上に付着することがある。これがパーティクルとして後の工程でパターン欠陥の原因となりうる。ウェハ上に形成される素子や回路パターンが微細になるに伴い、ダストやパーティクルは０．１ミクロン程度の微粒子でも欠陥発生の原因となる。また、ウェハ上に形成される素子や回路パターンが微細になるに伴い、ウェハ表面の平面寸法に対する相対的な段差は増大してきている。それに伴ってウォーターマークの形成を防ぐには回転を更に高速化して水滴の残留を防ぐことが必要となる。更に回転の高速化に伴い、ダストの発生は増加し、今後大きな問題となると予想される。
【０００９】
回転乾燥に代わるウェハ乾燥方法として減圧乾燥法が知られている。減圧乾燥法とは、チャンバ内に純水洗浄したウェハをセットした後、チャンバ内を減圧してウェハ上の水分を気化させて乾燥を行う方法である。
【００１０】
しかしながら、チャンバー内を減圧した時にチャンバー内の温度が残留水分の飽和蒸気圧まで下がると、残留水分が急激に沸騰する。このとき、水滴の内部からも同時に沸騰（蒸発）が起こるので、沸騰の際に水滴の一部がミストとして巻き上げられる。このミストが不雰囲気を浮遊し、ミスト同士や雰囲気中の浮遊物を凝集することがあり，この凝集物がウェハに付着するとパーティクルとして、後の工程でパターン欠陥の原因となりうる。また、水分が気化する際に気化熱によってウェハ表面の温度が低下し水の凝固点（０℃）近くになると、水の沸騰と当時に水の凝固も起こり、凝固した水が遊離して更にパーティクルやダストの発生が促進されることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の乾燥方法では、乾燥後にウェハ表面にウォーターマークが発生したり、ダストやパーティクルが付着したりする問題があった。これらは、半導体素子の製造工程上大きな問題となっていた。
【００１２】
本発明の目的はウェハ乾燥後のウォーターマークの発生やダストやパーティクルの付着を抑制することが出来るウェハ乾燥方法及びウェハ乾燥装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るウェハの乾燥装置では上記の問題を解決するため、半導体ウェハを収納可能な乾燥容器と、前記乾燥容器内に載置されたウェハホルダーと、前記乾燥容器内で前記ウェハホルダーの周辺を覆うように前記乾燥容器と離間して形成された複数の空孔部を有する内壁と、前記内壁の内側に密着して設けられた吸収部材と、前記乾燥容器壁面と前記内壁の間の空間を減圧する排気手段と、前記ウェハホルダーを回転する回転手段と、前記乾燥容器の下部に設けられた排水手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
更に、前記のウェハの乾燥装置では、前記乾燥容器内にパージガスを供給するパージガス供給口を具備することを特徴とする。
【００２０】
また、前記のウェハの乾燥装置では、前記排気手段が主として前記乾燥容器と前記内壁間の領域を減圧することにより、内壁と乾燥容器壁面間の空間を減圧してその部分での水分の滞留をなくすことができる。
【００２２】
また、前記吸収部材は、合成繊維ワイパーであることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係るウェハ乾燥方法では、半導体ウェハを乾燥容器内に設けられた複数の空孔部を有する内壁の内部に設置する工程と、前記ウェハを回転させる工程と、前記乾燥容器内を減圧する工程とを具備し、前記乾燥容器内を減圧する工程は、前記乾燥容器壁面と前記内壁の間の空間を減圧することにより、前記ウェハを回転させる工程により前記ウェハ表面から飛散した水滴が前記内壁の内側に密着して設けられた吸収部材に吸収され、前記複数の空孔部を通過して前記乾燥容器壁面と前記内壁の間の空間に至る工程を含むことを特徴とする。
【００２５】
更に、前記乾燥容器内にパージガスを導入する工程を具備することを特徴とする。また、前記ウェハを回転させる工程と、前記乾燥容器内を減圧する工程と、前記乾燥容器内にパージガスを導入する工程とがほぼ同時に開始されることを特徴とする。
【００２６】
更に、前記ウェハを乾燥容器内で純水にディップする工程と、前記純水を乾燥容器から排出する工程とを、前記ウェハを回転させる工程及び前記乾燥容器内を減圧する工程の前に具備することを特徴とする。
【００２７】
更に、前記ウェハを回転させる工程と、前記乾燥容器を減圧する工程の開始後に、前記乾燥容器内に、水に溶解可能であって水に溶解したときに前記ウェハに対する水の接触角を低下させる物質を添加することを特徴とする。
【００２８】
また、前記物質はイソプロピルアルコールであることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
（第一実施形態）
本発明の第一の実施の形態（以下、第一実施形態と略す）について説明する。
【００３０】
図１は本発明の第一実施形態の乾燥装置にシリコンウェハ１を載置したときの装置要部の概略断面図である。この装置はシリコンウェハ１をチャンバー（乾燥容器）２内に収納した後、回転手段（回転サーボモーター３、及び回転軸４）によってウェハ１を保持したホルダ５を回転させながら減圧下でウェハの乾燥を行うものである。図１は乾燥装置のウェハホルダー５上に互いにほぼ等間隔に回転軸４に沿ってウェハ１が回転可能に収納された状態を示している。ウェハ１の載置に際しては、例えば回転軸４と平行にウェハ１の周囲を支えるように楔型の切り込みの入った石英棒２本（図示せず）をホルダ５の外周部に形成し、その切り込みの位置にウェハ１を載置した後、３本目の同様の石英棒（図示せず）をウェハ上部に載置してウェハホルダ５に固定すればよい。これにより、ウェハ１は回転軸４の周囲で回転可能な状態でホルダ５に対して固定することができる。
【００３１】
チャンバ２には排気用のダクト６が連結されており、ダクト６に連結された減圧用のポンプ７によってチャンバ２内の排気が行われる。
チャンバ２にはチャンバ内にパージガスを充填させるためのパージガス用のダクト８が連結されており、これにより乾燥窒素等のパージガスがチャンバ内に導入できるようになっている。
【００３２】
チャンバ２の内壁はウェハ回転時にウェハ表面から飛散した水滴が効果的に排出できるように化学処理やフッ素樹脂コーティングのような表面加工が施されている。
【００３３】
チャンバ２には圧力モニター用の圧力センサー（図示せず）が取り付けられており、その信号をチャンバ２外部に設置された圧力コントローラを含む制御系に接続することで、パージガスの供給、排気ポンプの排気量を制御してチャンバ内を所定の圧力に制御することが出来る。これにより、チャンバ内にパージガスを連続的に導入しつつ、所定の圧力に制御することが可能となる。
【００３４】
サーボモーター３による回転は回転軸４を介して回転軸４と直結したウェハホルダ５に伝わり、ホルダ５が高速で回転できるようになっている。ホルダ５はウェハ重心をホルダの回転中心（回転軸４の延長線）にほぼ一致させるなどして高速回転下でウェハが安定して回転できるように構成されている。また、複数のウェハを回転中心に一致させて、複数枚のウェハを同時に回転させることが可能である。
【００３５】
回転軸部分が収納された軸系統部分にはチャンバ２とは別の独立した排気がなされており、回転による軸系統部分からのダストの発生が抑制されている。
次に、図１の装置を用いてシリコンウェハを乾燥させる第１の実施例について説明する。
【００３６】
所定のウェット洗浄処理、及びその後の純水洗浄処理を終了したシリコンウェハ１を図示しない導入口よりチャンバー２内部に搬入する。ウェハは通常複数枚が同一のカセットに収納された状態でチャンバ２内に搬入され，ホルダー５にセットされる。
【００３７】
複数のウェハ１をホルダー５にセットした後、導入口を閉じ、真空ポンプ７によってチャンバ２内を排気して減圧にする。排気開始とほぼ同時にウェハ１の回転を開始することにより、ウェハ１の減圧回転乾燥がなされる。
【００３８】
チャンバ２内の排気はチャンバ２内の圧力が１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）に到達するまで行われ，その圧力に到達した後は到達圧力を保持する。
ホルダ５にセットされたウェハ１の回転数は外部のコントローラによって、設定，制御することができ、通常、２０００ｒｐｍないし３０００ｒｐｍ程度の高速に設定される。ここで、回転数の増加は１５００ｒｐｍ／ｓｅｃ程度まで可能にされており、回転数の急激な立ち上がりが可能となっている。
【００３９】
上記のような減圧と回転を行った後、所定のタイミングで図示しないパージガス導入ポートからパージガスを導入する。パージガスとしては乾燥窒素が望ましいが、クリーンルームエア等を用いてもよく、チャンバー５内部の温度で不活性なガスで、ダストの無いものであれば、使用可能である。
【００４０】
望ましい形態の一例としては、チャンバ２内部圧力１００Ｔｏｒｒ、回転数２４００ｒｐｍの条件下で、６０リットル／分程度の乾燥窒素を減圧開始直後から導入する。この状態で三分間の乾燥処理を続ける。この処理の終了後、パージガスの流量を増加させるか、パージガスと同質のリークガスを図示しないリークバルブから導入することにより、チャンバ２内を大気圧まで戻す。その後導入口を開いてホルダ５を取り出し，ウェハ１を搬出する。
【００４１】
上記のような減圧回転乾燥を用いてウェハを乾燥させた場合には、ウェハ表面に付着した水滴は外周方向に完全に飛散し、ウォーターマークは形成されず、清浄な表面が得られる場合が多い。
【００４２】
しかしながら半導体ウェハ表面に回路パターン等が形成され、表面の段差が大きい場合には、減圧回転乾燥を用いても、段差部分に水滴が残留する場合がある。これは，特に回転軸であるウェハ中心付近に顕著である。本発明者らは、ウェハの回転数、チャンバ２内圧力、パージガスの導入タイミングを適切に設定することによって、更に効果的にウォーターマークの無い半導体ウェハ表面を得ることが出来ることを確認した。
【００４３】
図２は、ウェハの回転数、及びパージする乾燥窒素の流量を変化させた時の、ウォーターマークが形成されない条件（ウォータ−マークフリー条件）を斜線で示した図である。
ここで、チャンバー内圧力は１００ｔｏｒｒとし、パージガスは、減圧開始と同時に導入した。尚，チャンバー５容量は２０リットルであり、チャンバー内には、純水洗浄を終了した８インチの半導体ウェハを２５枚収納した。
【００４４】
この図から、パージガス流量が多いほど、ウェハの回転数が大きいほど、ウォーターマークの形成が抑制されることがわかる。また、この図には示されていないが，１ｔｏｒｒ（０．１３ｋＰａ）から、３００ｔｏｒｒ（３９ｋＰａ）の範囲ではチャンバー内圧力が低いほどウォーターマークが少ないことが確認されている。
【００４５】
図３にチャンバー内圧力（最低圧力）に対する、乾燥後のウォーターマーク数及びパーティクル増加数を示した。
尚，ここで、ウェハの回転数は３０００ｒｐｍに固定し、パージする乾燥窒素の流量は６０リットル／ｍｉｎに固定した。パージガスは、減圧開始と同時に導入した。チャンバー５容量は２５リットルであり、チャンバー内には、純水洗浄を終了した８インチの半導体ウェハを２５枚収納した。
【００４６】
図３からわかるように、ウォーターマーク数は３００ｔｏｒｒ付近を境界にして、それ以上では急激に増加している。また、パーティクル数は、２０ｔｏｒｒ付近を境界にしてそれ以下では急激に増加している。パーティクル数が増加するのは既に述べた理由による。すなわち、２０ｔｏｒｒ以下程度の減圧下では水滴の突沸現象によってミストが発生し、それがウェハ表面に付着するためである。このようなパーティクル数の急激な増加を抑制するには、チャンバー内圧力の下限は、図１０に示した水の蒸気圧曲線から示される０℃における水の飽和蒸気圧（７ｔｏｒｒ程度）とすべきである。また、チャンバー内の圧力のばらつき等を考慮して、より好ましくは２０ｔｏｒｒ程度とすべきである。チャンバー内圧力の下限を維持することで、パーティクル数の急激な増加を抑制することが出来る。
【００４７】
以上の図２，図３に示した結果から、チャンバー内圧力（最低圧力）を７ｔｏｒｒないし３００ｔｏｒｒの範囲に設定することにより、減圧回転乾燥後の、半導体ウェハ表面のウォーターマーク数，パーティクル数をいずれも低減することが出来る。
【００４８】
図４には減圧開始タイミングに対して回転開始タイミングを変化させた時に、乾燥終了後のウェハ表面パーティクル数が変化する様子を示した。
尚，ここで、ウェハの回転数は３０００ｒｐｍに固定し、パージする乾燥窒素の流量は６０リットル／ｍｉｎに固定し、到達最低圧力は１００ｔｏｒｒとした。また、パージガスは、減圧開始と同時に導入した。チャンバー５容量は２０リットルであり、チャンバー内には、純水洗浄を終了した８インチの半導体ウェハを２５枚収納した。
【００４９】
図４では減圧開始タイミングに対して回転開始タイミングを１秒刻みで、８条件変化させ、パーティクル数を棒グラフで示した。また、回転開始時のチャンバー内圧力を折れ線で示した。
【００５０】
この結果から、減圧開始前から回転を開始していた場合は相対的にパーティクル数が多く、減圧開始と同時，あるいは減圧開始後に回転を開始した場合にはパーティクル数が相対的に少なくなっていることがわかる。また、回転開始タイミングを減圧開始時から遅らせるに従ってパーティクル数がわずかに増加する傾向にあることもわかる。
【００５１】
従って，減圧開始と同時あるいは減圧開始以後に回転を開始すること、より好ましくは減圧開始とほぼ同時に回転を開始することがパーティクル数低減には好ましい。
【００５２】
次に第一実施形態の装置を用いてウェハを乾燥させる方法の第二実施例について以下に説明する。ここで用いる乾燥装置は図１に示した装置と同様である。
本実施例のうち上記の第一実施例と同様の部分は説明を省略する。本実施例では、チャンバー内にパージガスを導入しない点が第一実施例と異なる。
【００５３】
上記の第一実施例と同様に、減圧開始とほぼ同時にウェハの回転を開始し、ウェハの減圧回転乾燥を行う。チャンバー内は例えば３０ｔｏｒｒあるいはそれ以下まで減圧し、所望の圧力に到達した後にその圧力を保持する。ウェハは、２０００ないし３０００ｒｐｍで高速回転する。この状態で約３分間の処理を行い，その後チャンバー内をリークして大気圧の戻してからウェハをチャンバーから取り出す。
【００５４】
この方法により，ウォーターマークの形成は抑制され、乾燥後にウォーターマークの無いウェハ表面を得ることができる。
次に第一実施形態の装置を用いた乾燥方法の第三実施例について以下に説明する。ここで用いる乾燥装置は図１に示した装置と同様である。
【００５５】
本実施例も第一実施例と同様にウェハをチャンバー内にセットした後に減圧及び回転乾燥を開始し、さらにパージガスを導入して乾燥を行う。本実施例では，チャンバー内に微量のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶剤を添加する。すなわち，チャンバー内をある程度減圧状態にした後，チャンバー内にＩＰＡを１ｃｃ程度の微量導入する。チャンバー内の減圧雰囲気にＩＰＡが導入されるため、ＩＰＡの気化が促進され、気化したＩＰＡはチャンバー内に拡散し、一部がウェハ表面に到達する。このウェハに到達したＩＰＡがウェハ表面で飛散できずに残った水滴中に溶解し，水滴の表面張力を低下させる。これにより、除去が困難であった水滴の回転遠心力による飛散が促進させる。結果として、ウェハの乾燥効率が上がり，ウォーターマークの抑制につながる。
【００５６】
本実施例は，通常のＩＰＡ蒸気乾燥とはまったく異なるものであり、極微量のＩＰＡを持ちいることでウォーターマークの発生を抑制出来、効率よくウェハの乾燥を行うことができる。
【００５７】
（第二実施形態）
次に本発明の第二実施形態について説明する。
本発明の第二実施形態にかかる乾燥装置の第１の実施例を図５に示した概略図を用いて説明する。
チャンバー２、回転サーボモーター３、回転軸４、ホルダ５、排気用ダクト６，排気用ポンプ７、パージガス供給ダクト８等の基本構成は図１に示した第一実施形態の装置と同様であるので説明を省略する。
【００５８】
本実施例では，超純水導入口１１をチャンバー２の上部に設け、チャンバー２内に設けた複数の超純水供給口１２からウェハ１に超純水を供給し，排水口（ｄｒａｉｎ）１３から排水するように構成されている。
【００５９】
ウェハ表面にウォーターマークが形成されるか否かは、最終リンス工程から乾燥工程に至るまでの経過時間と密接に関係することが本発明者によって確認された。最終リンス工程を行うリンス槽から乾燥工程を行う乾燥機にウェハを搬送する間に，ウェハ及びウェハ上の水滴はクリーンルーム内の大気に晒される。このため、たとえリンス工程で溶存酸素量の少ない超純水を用いてリンスを行っていても、搬送中に大気中の酸素がウェハ表面に付着した水滴に溶け込み、残留水滴中の溶存酸素濃度が高くなる。したがって、ウォーターマーク発生の可能性が高くなる。
【００６０】
次に上記本発明の第二実施形態の装置を用いた乾燥方法の第一実施例について説明する。
超純水を用いてリンス工程を行ったウェハ１を図５に示したチャンバー２内にセットする。その後、ウェハ１上に残留している水分、すなわち溶存酸素濃度の高い水分を洗い落とすために、超純水供給口１２からウェハ１に溶存酸素量の少ない超純水シャワーをかける。
尚，図５では供給される溶存酸素の少ない超純水を白丸で、酸素溶存量の多い純水を黒丸で模式的に示した。
【００６１】
また、ウェハ上にチャンバー内で供給される超純水に酸素が溶解することを防ぐために、チャンバ２内にパージガス供給用ダクト８から乾燥窒素が供給されている。
【００６２】
上記したように残留酸素の少ない超純水で溶存酸素濃度の高い水分を洗浄除去した後、減圧回転乾燥等の回転乾燥によりウェハ表面の水分を除去する。
本実施例ではウェハ上の水分は乾燥直前には溶存酸素量の少ない超純水に置き換わっている事から、乾燥工程中にこの残留水分によるウォーターマークの形成を抑制する事が出来る。
【００６３】
次に、本発明の第二実施形態にかかる乾燥装置の第二の実施例について、図６を参照して説明する。
尚，本例においても図５に示した装置と同様に、チャンバ−，回転機構、排気部，パージガス供給部等を備えており、図５と同様に作用する。本実施例の装置では，チャンバ内は純水が充填可能に形成されている。
【００６４】
この装置を使った乾燥方法の第一実施例を説明する。
本実施例ではあらかじめ乾燥容器内に超純水をため、更に超純水をあふれさせながら、その中にウェハ全体を浸漬させる。
【００６５】
この超純水を排水することにより溶存酸素量の多いウェハ表面の残留水分を洗い落とし，その後ウェハを乾燥する。あるいはウェハを乾燥容器内に搬送し、その後乾燥容器内に超純水を導入し、ウェハ全体を浸漬させる。
【００６６】
この後、この超純水を排水して溶存酸素量の多いウェハ表面の残留水分を洗い落とし、その後ウェハを乾燥させる。
次に，この装置を用いた乾燥方法の第二の実施例について図６を用いて説明する。
【００６７】
リンス工程を終了したウェハをチャンバ２内にセットした後、乾燥窒素によりチャンバー２内をパージする（図６（ａ））。この時には黒丸で模式的に示した溶存酸素量の多い純水がウェハ表面に残留している。その後，チャンバー２内に超純水導入口１４から白丸で模式的に示した超純水を導入してウェハ全体を浸漬させた後（図６（ｂ））、排水口１５から排水することにより、ウェハ１上に残留している水分，すなわち溶存酸素濃度が高い水分（黒丸）を洗い流す（図６（ｃ））。このようにして溶存酸素濃度が高い水分を洗い流した後，回転乾燥（減圧回転乾燥）によりウェハ表面の水分を除去する（図６（ｄ））。
【００６８】
本実施例においてもウェハ上の残留水中の溶存酸素濃度を乾燥直前には低く押さえられるので、ウォーターマークの形成を抑制する事が可能である。
（第三実施形態）
次に本発明の第三の実施形態について説明する。
【００６９】
図７は本発明の第三の実施形態にかかる乾燥装置の第一実施例であり、乾燥装置にウェハを設置したときの概略図である。
この乾燥装置のチャンバー２は、シリコンウェハを保持するホルダ５を収納する主チャンバー部２ａと、その下部に設けられたボトムチャンバー２ｂとからなっている。ボトムチャンバー２ｂには排気用ダクト６が連結されており、その排気用ダクト６に連結された排気ポンプ７によって強制排気が可能となっている。また，ボトムチャンバー部２ｂには排水口（ｄｒａｉｎ）２１を介して排気ポンプ２２が接続され、チャンバー内の水分を強制排出できるようになっている。
【００７０】
次に，この装置を用いてウェハ乾燥を行う方法を図７を参照して説明する。
純水等による所定の洗浄を終了したウェハ１は主チャンバー２ａ内にセットされる。ウェハ１に付着した水滴は下部チャンバー２ｂに落ちる。
【００７１】
ウェハ１のセット後に排気ポンプ７によってチャンバ内部を排気し，同時に排気ポンプ２２によって水滴を強制排出する。これらの排気ポンプ７、排気ポンプ２２は排水口２１を介して単一の排気ポンプを接続して，排気，排水を共に行っても良い。
【００７２】
チャンバー２内は排気によって減圧となり，ウェハ１は減圧乾燥される。この際，他の実施形態と同様にチャンバー内にパージ用の乾燥窒素を導入しても良い。
【００７３】
また、必要に応じて、ＩＰＡを微量添加しても良い。
本実施例にかかる乾燥方法では減圧乾燥中、常時強制排水を行う。このため、主チャンバー２ａ、及び下部チャンバー２ｂには最低限の水分しか残らない。このため，チャンバー内残留成分に起因するパーティクルや、ウォーターマークの発生を抑制する事が出来る。
【００７４】
本発明の第三実施形態にかかる乾燥装置の第二実施例について、図８をを用いて説明する。図８は第二実施例の乾燥装置にウェハを設置したときの概略構成図である。図８で、図７と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７５】
本実施例では，ウェハ１を載置したホルダ５は回転軸４を介して回転サーボモーター３に接続され、ウェハ１は回転可能とされている。
次に，この装置を用いてウェハ乾燥を行う方法を図８を参照して説明する。
【００７６】
尚，上記の第一実施例と同様の部分については説明を省略する。
第一実施例では，ウェハは減圧によって乾燥されていたが、本実施例では，チャンバー内の排気開始と同時に回転サーボモータを回転させることにより、減圧回転乾燥によって乾燥させている。これにより、第一実施例よりも迅速に乾燥を行うことが出来る。
【００７７】
本実施例でも減圧回転乾燥中、常時強制排水を行う。このため、主チャンバー２ａ、及び下部チャンバー２ｂには最低限の水分しか残らない。このため，チャンバー内残留成分に起因するパーティクルや、ウォーターマークの発生を抑制する事が出来る。
（第四実施形態）
次に本発明の第四の実施形態について説明する。
【００７８】
図９（ａ）、図９（ｂ）は本発明の第四の実施形態にかかる乾燥装置の第一実施例であり、乾燥装置にウェハを設置したときの概略図である。図９（ａ）は回転軸に平行な方向の横断面図であり、図９（ｂ）は回転軸に垂直な方向の縦断面図である。
【００７９】
本実施例の構成は図８に示した上記の第三実施形態に類似しており、同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施例では主チャンバー２ａ内側のウェハ１周囲部分には、ウェハ１を内包するように円筒状に内壁２４が形成されている。その内壁２４には全面に多数の微空孔２４Ａが形成されている。また、内壁２４の内側には内壁２４に密着して吸水性シート２６が設けられている。内壁２４の外面と主チャンバ２ａとの間には空間が形成されている。
【００８０】
ここで、吸水性シート２６には、多孔質性の素材を用いた布状のもので、発塵の少ないものが望ましい。具体的には，クリーンルーム内で用いる吸水力に優れたワイパーで良く，
真空状態でも極めて発塵の少ないコットンワイパー（ｃｏｔｔｏｎｗｉｐｅｒ），アンチコン（ＡＮＴＩＣＯＮ^TM）等の合成繊維ワイパーを用いることが出来る。
【００８１】
次にこの装置を用いてウェハを乾燥する方法について、図９（ａ）、図９（ｂ）を用いて説明する。
純水等により所定の洗浄処理を行ったウェハ１は主チャンバー２ａ内の内壁２４の内側のホルダー５にセットされる。ホルダー５にセットされたウェハ１は回転乾燥されるが、ウェハ１から飛散した水滴は吸水性シート２６に吸水され、更にポンプ７，ポンプ２２による排気によって微空孔２４Ａを通して内壁２４の外面と主チャンバー２ａとの間の空間に至り、チャンバー下部２ｂを経由してポンプ２２から外部に排出される。また、水蒸気状となったものは、ポンプ７からも排出される。尚，ウェハをチャンバー２ａ内にセットした後、上記の各実施形態と同様にチャンバー内に乾燥窒素を導入しても良い。
【００８２】
本実施例によれば、ウェハから飛散した水滴を吸水シートで吸収するとともに微空孔を通して飛散した水滴を外部に排出する。このため、水滴がチャンバー内壁に衝突してミスト状となって飛散することを防止できる。また、そのミストに起因してウェハ表面にパーティクルが付着することを抑制できる。また、乾燥中はチャンバー内は減圧になっているため、吸水性シートに吸収された水分は微空孔を介してすばやく放出され、、吸水性シートは常に吸水可能にたもたれる。また、たとえ吸水性シートから発塵しても、ダストは微空孔を介して直ちに排出されるので，ウェハにダストが付着することは無い。更に，上記のようにミストが発生しにくい構成となっているためにウェハとチャンバー内壁との距離を大きくとる必要が無く、装置の小型化が可能である。
【００８３】
以上，本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施が可能である。
【００８４】
【発明の効果】
本発明によれば、ウェハ乾燥後におけるウォーターマークの発生やパーティクルの付着を大幅に低減することが出来、半導体装置の製造プロセス等に使用することにより、素子の信頼性や歩留まり等を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る乾燥装置の一例をしめした図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る乾燥方法で、回転数，乾燥窒素流量を変化させた時のウォーターマークフリーとなる条件の範囲を示した図である。
【図３】到達減圧度に対するウォーターマーク数、及びパーティクル増加数について示した図である。
【図４】減圧開始タイミングと回転開始タイミングの時間差に対するパーティクル数の変化を示した図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る乾燥装置の第一実施例を示した図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る乾燥装置の第二実施例でウェハを乾燥するステップを示した図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る乾燥装置の第一実施例を示した図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る乾燥装置の第二実施例を示した図である。
【図９】本発明の第四実施形態に係る乾燥装置の実施例をしめした図である。
【図１０】水の飽和蒸気圧曲線を示した図である。
【符号の説明】
１…ウェハ
２…チャンバー
２ａ…主チャンバー部
２ｂ…下部チャンバー部
３…回転サーボモーター
４…回転軸
５…ウェハホルダー
６…排気用ダクト
７、２２…ポンプ
８…パージガス用ダクト
１１，１４…超純水導入口
１２…超純水供給口
１３，１５，２１…排水口
２４…チャンバ内壁
２４Ａ…微空孔
２５…中空ダクト
２６…吸水性シート

Claims

半導体ウェハを収納可能な乾燥容器と、
前記乾燥容器内に載置されたウェハホルダーと、
前記乾燥容器内で前記ウェハホルダーの周辺を覆うように前記乾燥容器と離間して形成された複数の空孔部を有する内壁と、
前記内壁の内側に密着して設けられた吸収部材と、
前記乾燥容器壁面と前記内壁の間の空間を減圧する排気手段と、
前記ウェハホルダーを回転する回転手段と、
前記乾燥容器の下部に設けられた排水手段とを具備することを特徴とするウェハの乾燥装置。
前記乾燥容器内にパージガスを供給するパージガス供給口を更に具備することを特徴とする請求項１に記載のウェハの乾燥装置。
前記吸収部材は合成繊維ワイパーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウェハの乾燥装置。
半導体ウェハを乾燥容器内に設けられた複数の空孔部を有する内壁の内部に設置する工程と、
前記ウェハを回転させる工程と、
前記乾燥容器内を減圧する工程とを具備し、
前記乾燥容器内を減圧する工程は、前記乾燥容器壁面と前記内壁の間の空間を減圧することにより、前記ウェハを回転させる工程により前記ウェハ表面から飛散した水滴が前記内壁の内側に密着して設けられた吸収部材に吸収され、前記複数の空孔部を通過して前記乾燥容器壁面と前記内壁の間の空間に至る工程を含むことを特徴とするウェハ乾燥方法。
前記乾燥容器内にパージガスを導入する工程を更に具備することを特徴とする請求項４に記載のウェハ乾燥方法。
前記ウェハを回転させる工程と、前記乾燥容器内を減圧する工程と、前記乾燥容器内にパージガスを導入する工程とがほぼ同時に開始されることを特徴とする請求項５に記載のウェハ乾燥方法。
前記ウェハを回転させる工程及び前記乾燥容器内を減圧する工程の前に、前記ウェハを前記乾燥容器内で純水にディップする工程と、前記純水を前記乾燥容器から排出する工程とを更に具備することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載のウェハ乾燥方法。
前記ウェハを回転させる工程及び前記乾燥容器内を減圧する工程の開始後に、前記乾燥容器内に、水に溶解可能であって水に溶解したときに前記ウェハに対する水の接触角を低下させる物質を微量に添加する工程を更に具備することを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載のウェハ乾燥方法。
前記水の接触角を低下させる物質は、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８に記載のウェハ乾燥方法。