JP4059016B2 - 半導体基板の洗浄乾燥方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハに代表される半導体基板の洗浄乾燥方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの微細化と高集積化が進むに従って、半導体基板の表面汚染が製造歩留りやデバイス特性及び信頼性に与える影響はますます大きくなってきている。半導体基板は様々なデバイス製造工程を経て最終製品に至るが、この間に基板表面は各種の汚染環境に晒される。そこで基板表面から金属不純物や微粒子等を除去するために鏡面研磨ウェーハ加工、酸化、不純物拡散、イオンインプランテーション、化学的気相成長（ＣＶＤ）、リソグラフィーなど各工程の前後にはその半導体基板を洗浄して乾燥させる洗浄乾燥工程が設けられている。従来、この洗浄乾燥装置としてバッチ式のものが知られており、処理槽に貯留された処理液中に半導体基板をホルダによって立てて保持し、先ず、処理液の導入孔から処理液を導入して洗浄処理し、次に処理液を排出しながら上蓋部に設けられたガスの吐出口から揮発性有機溶剤及び不活性気体を導入して、半導体基板を乾燥させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の装置では、処理すべき半導体基板がホルダにより保持された状態で処理及び乾燥されるため、半導体基板のホルダ周辺の半導体基板表面、具体的にはホルダにより実際に保持されている半導体基板表面下部は、半導体基板表面上部に比べ、乾燥状態が悪く、パーティクルが付着し易く、ウォーターマークが多く発生し易いといった問題点があった。この点を解消するために、半導体基板をホルダから一端取り外して乾燥させることも考えられるが、乾燥工程が二段階となり、その乾燥に時間がかかる問題がある。
本発明の目的は、半導体基板のホルダによる保持部付近の半導体基板表面も、半導体基板上部と同様に短時間で効率よく乾燥させ、パーティクル付着やウォーターマークの発生を抑制し得る半導体基板の洗浄乾燥方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、処理槽１１に貯留された処理液１３に第１ホルダ１６に保持された半導体基板１４を第１ホルダ１６とともに浸漬して処理する工程と、第１ホルダ１６を処理槽１１に残したまま処理された半導体基板１４のみを処理槽１１から引上げながら乾燥させる工程と、引上げられた半導体基板１４を移動し乾燥槽１２に配置されて乾燥された第２ホルダ２１に保持させて更に乾燥させる工程と、乾燥した半導体基板１４を第２ホルダ２１とともに乾燥槽１２から取出す工程と、処理液１３に浸漬された第１ホルダ１６を処理槽１１から引上げて移動し第１ホルダ１６を乾燥槽１２に配置して乾燥させ第２ホルダ２１とする工程とを含む半導体基板の洗浄乾燥方法である。
【０００５】
請求項１に係る発明では、半導体基板１４を処理槽１１から単独で引上げ、この引上げとともに乾燥させるので、ホルダにより保持された状態で半導体基板を乾燥する従来に比較してより良く乾燥させることができる。また、引上げられた半導体基板１４は乾燥槽１２の内部で更に乾燥させられるので、半導体基板１４を確実に乾燥させることができる。ここで、乾燥槽１２に配置された第２ホルダ２１は予め十分に乾燥されているため、この第２ホルダ２１に保持された状態で更に乾燥させられる半導体基板１４のホルダ周辺の半導体基板１４表面に付着残存する処理液１３も有効に揮発する。このため、第２ホルダ２１により実際に保持されている半導体基板１４表面下部であっても、半導体基板１４表面上部と同様に十分に乾燥し、パーティクル付着やウォーターマークの発生を抑制することができる。
また、乾燥槽１２に配置された第２ホルダ２１の乾燥は、処理槽１１に貯留された処理液に半導体基板１４を浸漬して処理している間にも行えるため、第２ホルダ２１を乾燥させることに伴って、半導体基板１４の乾燥に時間がかかることはない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
本発明の洗浄乾燥方法には、処理槽１１と乾燥槽１２が用いられ、この処理槽１１と乾燥槽１２の周囲にはそれぞれ図示しないヒータが設けられる。処理槽１１には処理液１３が貯留されて前述したヒータによりその温度が２５〜７０℃に保たれ、乾燥槽１２の内部雰囲気温度は前述したヒータにより４０〜７０℃に保たれる。本発明の方法は、半導体基板１４を乾燥する際に、最初処理槽１１の内部で半導体基板１４を処理液１３により処理し、その後半導体基板１４を乾燥させるものである。ここで、処理槽１１に貯留される処理液１３としては、純水、機能水、又はオゾン水等が挙げられる。以下に本発明の洗浄乾燥方法を各工程に分けて説明する。
【０００７】
ａ．浸漬処理工程
先ず、半導体基板１４を乾燥する際には、最初処理槽１１内で半導体基板１４を処理液１３により処理する必要がある。この処理は、処理槽１１に貯留されて所定の温度に保たれた処理液１３に処理すべき半導体基板１４を浸漬させることにより行われる。図１に示すように、この浸漬に際して、半導体基板１４は第１ホルダ１６に保持され、その第１ホルダ１６とともに半導体基板１４は処理槽１１に貯留された処理液１３中に浸漬されて処理される。ここで、第１ホルダ１６は半導体基板１４の底部及び側部を保持してその半導体基板１４を垂直に保持するように構成され、後述する突上用ロッド１７が遊挿可能な孔１６ａが下部中央に形成される。そして処理液１３中への浸漬は、第１ホルダ１６の上部を保持して移動可能に構成されたホルダアーム１８により行われ、そのホルダアーム１８が半導体基板１４を保持した第１ホルダ１６の上部を保持し、その状態で図１の実線矢印で示すように下降して、図２に示すように、半導体基板１４を第１ホルダ１６とともに処理液１３中に浸漬させて処理する。
【０００８】
ｂ．引上げ乾燥工程
半導体基板１４は処理後に乾燥させられる。この場合、第１ホルダ１６を処理槽１１に残したまま処理された半導体基板１４のみを処理槽１１から引上げながら乾燥させる。この引上げに関しては、処理槽１１の下部に設けられた突上用ロッド１７を上方に突出させることにより行われる。この実施の形態におけるロッド１７は、図示しないエアシリンダにおけるロッド１７であり、そのロッド１７を上方に突出させるとその上端縁が半導体基板１４の下縁に当接し、図３に示すように、そのロッド１７を更に上方に突出することによりその半導体基板１４を処理液１３から引上げるように構成される。このロッド１７は毎秒１ないし５ｍｍの速度で突出し、このような比較的緩やかな速度で突出するロッド１７により半導体基板１４は処理液１３の液面から緩やかに出現して乾燥させられる。このとき、液面から出現する半導体基板１４の乾燥を促すための不活性ガスをその出現した半導体基板１４に吹き付けることもできる。本発明の方法では、半導体基板１４のみを引上げるので、ホルダにより保持された状態で乾燥する従来に比較してより良く乾燥させることができる。
【０００９】
ｃ．移動乾燥工程
引上げられた半導体基板１４はその後移動させられて第２ホルダ２１に保持される。半導体基板１４の移動は、その半導体基板１４を保持して移動可能に構成された基板用アーム１９により行われ、その基板用アーム１９が突上用ロッド１７により引上げられた半導体基板１４の両側部を保持し、その状態で図３の実線矢印で示すように移動することによりその半導体基板１４を移動させる。図４に示すように、基板用アーム１９は、乾燥槽１２の上方で一旦停止し、実線矢印で示すように半導体基板１４を下降させ、図５に示すように、その乾燥槽１２に予め配置された第２ホルダ２１に半導体基板１４を保持させる。ここで、その乾燥槽１２に予め配置された第２ホルダ２１は、第１ホルダ１６と同様に、半導体基板１４の底部及び側部を保持してその半導体基板１４を垂直に保持するものであり、第１ホルダ１６と同形同大に構成される。そして、この第２ホルダ２１に保持された半導体基板１４は、所定の温度に保たれた乾燥槽１２の内部で表面に残存する処理液１３が揮発することにより更に乾燥させられる。
【００１０】
ここで、半導体基板１４を保持する第２ホルダ２１は、乾燥槽１２に予め配置されて十分に乾燥されているため、半導体基板１４のホルダ周辺の半導体基板１４表面に付着残存した処理液１３も揮発し、第２ホルダ２１により実際に保持されている半導体基板１４表面下部であっても、半導体基板１４表面上部と同様に十分に乾燥させることができる。なお、半導体基板１４を乾燥させると同時に、上方に突出した突上用ロッド１７は下降し、次に洗浄乾燥する半導体基板１４を処理槽１１に浸漬可能な状態にされる。
【００１１】
ｄ．取出し工程
乾燥した半導体基板１４は第２ホルダ２１とともに乾燥槽１２から取出される。その取出しは、前述したホルダアーム１８により行われ、第２ホルダ２１は第１ホルダ１６と同形同大であるので、図６に示すようにホルダアーム１８は第２ホルダ２１の上部を保持し、図７に示すように乾燥された半導体基板１４とともにその第２ホルダ２１を上方に引上げる。これにより半導体基板１４は乾燥槽１２から取出され、洗浄乾燥された半導体基板１４として第２ホルダ２１から取り外されて次工程に移される。一方、半導体基板１４が取り外された第２ホルダ２１は、次に処理する半導体基板１４を処理液１３中に浸漬させる図１に示す第１ホルダ１６として使用される。
【００１２】
ｅ．ホルダ乾燥工程
処理液１３に浸漬された状態で残された第１ホルダ１６は、乾燥槽１２から半導体基板１４が第２ホルダ２１とともに取出された段階で処理槽１１から引上げられて移動し、乾燥槽１２に配置される。この第１ホルダ１６の引上げ及び移動は前述したホルダアーム１８により行われ、図８に示すようにホルダアーム１８は第１ホルダ１６の上部を保持し、実線矢印で示すようにその第１ホルダ１６を上方に引上げる。これにより第１ホルダ１６は処理槽１１から引上げられ、その状態で水平に移動し、乾燥槽１２の上方から下降して、図９に示すように第１ホルダ１６を乾燥槽１２に配置した後所定の待機場所まで移動する。乾燥槽１２に配置された第１ホルダ１６は、所定の温度に保たれた乾燥槽１２の内部で表面に付着した処理液１３が揮発することにより乾燥され、次に処理する半導体基板１４における図１に示す第２ホルダ２１として使用される。乾燥槽１２に配置された第２ホルダ２１の乾燥は、処理槽１１に貯留された処理液に半導体基板１４を浸漬して処理している間にもできるため、第２ホルダ２１を乾燥させることに伴って、半導体基板１４の乾燥に時間がかかることはない。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、処理槽に貯留された処理液に第１ホルダに保持された半導体基板を第１ホルダとともに浸漬して処理し、第１ホルダを処理槽に残したまま処理された半導体基板のみを処理槽から引上げながら乾燥させるので、ホルダにより保持された状態で乾燥する従来に比較してその半導体基板をより良く乾燥させることができる。また、本発明では、引上げられた半導体基板を移動し乾燥槽に配置されて乾燥された第２ホルダに半導体基板を保持させて更に乾燥させるので、半導体基板を確実に乾燥させることができる。ここで、乾燥槽に配置された第２ホルダは予め十分に乾燥されているため、この第２ホルダに保持された状態で乾燥させられる半導体基板のホルダ周辺の半導体基板表面に付着した処理液も有効に揮発する。このため、第２ホルダにより実際に保持されている半導体基板表面下部であっても、半導体基板表面上部と同様に十分に乾燥し、パーティクル付着やウォーターマークの発生を従来より十分に抑制することができる。
【００１４】
また、乾燥した半導体基板を第２ホルダとともに乾燥槽から取出す工程と、処理液に浸漬された第１ホルダを処理槽から引上げて移動し第１ホルダを乾燥槽に配置して乾燥させ第２ホルダとする工程とを含むので、乾燥槽に配置された第２ホルダの乾燥は、処理槽に貯留された処理液に半導体基板を浸漬して処理している間にもできる。このため、第２ホルダを乾燥させることに伴って、半導体基板の乾燥に時間がかかることはなく、半導体基板を比較的短時間で効率よく乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】処理槽に貯留された処理液に半導体基板を浸漬させる状態を示す図。
【図２】半導体基板を処理液中に浸漬させて処理している状態を示す図。
【図３】ロッドを突出させて半導体基板を処理液から引上げる状態を示す図。
【図４】基板用アームが半導体基板を保持した状態で下降する状態を示す図。
【図５】乾燥槽に配置された第２ホルダに半導体基板を保持させた状態を示す図。
【図６】ホルダアームが乾燥槽１２に配置された第２ホルダの上部を保持した状態を示す図。
【図７】そのホルダアームが半導体基板とともに第２ホルダを引上げる状態を示す図。
【図８】ホルダアームが処理槽に残された第１ホルダの上部を保持して引上げる状態を示す図。
【図９】ホルダアームがその第１ホルダを乾燥槽に配置する状態を示す図。
【符号の説明】
１１ 処理槽
１２ 乾燥槽
１３ 処理液
１４ 半導体基板
１６ 第１ホルダ
２１ 第２ホルダ

Claims (1)

1. 処理槽(11)に貯留された処理液(13)に第１ホルダ(16)に保持された半導体基板(14)を前記第１ホルダ(16)とともに浸漬して処理する工程と、
   前記第１ホルダ(16)を前記処理槽(11)に残したまま処理された前記半導体基板(14)のみを前記処理槽(11)から引上げながら乾燥させる工程と、
   引上げられた前記半導体基板(14)を移動し乾燥槽(12)に配置されて乾燥された第２ホルダ(21)に前記半導体基板(14)を保持させて更に乾燥させる工程と、
   乾燥した前記半導体基板(14)を前記第２ホルダ(21)とともに前記乾燥槽(12)から取出す工程と、
   前記処理液(13)に浸漬された前記第１ホルダ(16)を前記処理槽(11)から引上げて移動し前記第１ホルダ(16)を前記乾燥槽(12)に配置して乾燥させ第２ホルダ(21)とする工程と
   を含む半導体基板の洗浄乾燥方法。

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