JPH06103686B2 - Surface drying processing method and apparatus - Google Patents

Surface drying processing method and apparatus

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JPH06103686B2
JPH06103686B2 JP30635189A JP30635189A JPH06103686B2 JP H06103686 B2 JPH06103686 B2 JP H06103686B2 JP 30635189 A JP30635189 A JP 30635189A JP 30635189 A JP30635189 A JP 30635189A JP H06103686 B2 JPH06103686 B2 JP H06103686B2
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イー.ウォルター アラン
エフ.マッコネル クリストファー
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シー エフ エム テクノロジーズ,インコーポレイテッド
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、流体処理、もしくは湿式処理後における表面の乾燥を目的とする。 BACKGROUND OF THE INVENTION (FIELD OF THE INVENTION) The present invention is directed to the drying of the surface after fluid treatment or wet processing. 具体的には、本発明は半導体部品の製造、特に拡散、イオン注入、エピタキシアル成長および化学的気相沈着段階のような高温処理段階前における半導体ウエハの調整に関する。 Specifically, the present invention is a semiconductor component manufacturing, in particular the diffusion, ion implantation, to adjust the semiconductor wafer before the high temperature processing steps such as epitaxial growth and chemical vapor deposition steps. さらに本発明は拡散前の洗浄後における半導体の乾燥の方法と装置に関する。 The invention further relates to a method and apparatus for semiconductor drying after washing before spreading.

(従来と技術および発明が解決しようとする課題) 半導体ウエハの製造において、数段階の処理はウエハと流体との接触を必要とする。 In the production of (conventional art and problems to be Solved by the Invention) semiconductor wafer, the processing of the several stages requires contact between the wafer and the fluid. このような処理段階の例としては、エッチング、フォトレジストストリッピングおよび拡散前の清浄化がある。 Examples of such processing steps, etching, photoresist stripping and spreading prior to cleaning. 半導体ウエハの接触用の従来使用されている装置は、通常、半導体ウエハのラックを浸漬する一連のタンクまたはシンクから構成されている。 Device that conventionally used for contacting semiconductor wafers generally consists of a series of tanks or sinks immersing the rack of the semiconductor wafer. 例えば、米国特許番号3,607,478号、3,964,957号および3,977,926号では、ウエハ支持容器が説明されている。 For example, U.S. Patent No. 3,607,478, in No. 3,964,957 No. and 3,977,926, the wafer supporting container is described. かかる従来の湿式処理装置では、いくつかの困難が生じる。 Such conventional wet processing apparatus, several difficulties arise.

タンクは大気に開放されているので、空気媒介粒子が処理溶液中に浸入する可能性がある。 Since the tank is open to the atmosphere, there is a possibility that airborne particles from entering the processing solution. これらの粒子は、ウエハがシンク中に浸漬されて、そこから吊り出されるとき、表面張力を介してウエハへ容易に移行する。 These particles wafer is immersed in the sink, when lifted out therefrom easily moves to the wafer through the surface tension. この粒状汚染物は、ウエハ製造処理により製造される微細回路にとり非常に有害である。 The particulate contamination is extremely detrimental taken microcircuit which is produced by a wafer production process. したがって、拡散前の清浄化中に、粒状汚染物を最小にすることが特に重要である。 Therefore, during the cleaning before spreading, it is particularly important to the particulate contamination to a minimum.

液体処理後、ウエハは、通常、乾燥する必要がある。 After liquid treatment, the wafer is usually required to dry. 乾燥処理中に汚染物が全く生成してはならないという重要処理であるため、これは、特に発明の目的となる処理といえる。 Since during the drying process contamination is important process that must not be produced at all, which can be said to particularly intended process of the present invention. 蒸発は、斑点もしくは縞を生じることが多いので好ましくない。 Evaporation is undesirable because it often results in spots or stripes. 超純水の蒸発でも、この超純水はウエハ面に対し非常に侵食性があり、短い水の接触期間でも微量のシリコンおよびシリコン酸化物を溶解するので、 In the evaporation of ultra pure water, since the ultra pure water is very erosive to the wafer surface, to dissolve the silicon and silicon oxide traces in short contact time of water,
問題を生じることがある。 That there is cause problems. 引続く蒸発により、ウエハ面上に溶質物質の残留物が残されることになる。 The subsequent evaporation, so that the residues of the solute material is left on the wafer surface. 汚染および半導体不良の他の原因については、たとえば、J.Scha The other causes of contamination and semiconductor failure, for example, J.Scha
del,“集積回路内におけるデバイス不良のメカニズム", del, "device failure mechanisms in the integrated circuit",
半導体デバイス1983年度第69回大会(物理学会、ロンドン1984年)105〜120で発表されている。 Semiconductor device 1983 69th Annual Meeting have been published in the (Physical Society, London 1984) 105 to 120.

従来半導体は、回転水洗乾燥装置における遠心力により乾燥されている。 Conventional semiconductors are dried by a centrifugal force in the rotating washing drying apparatus. これらの装置は、ウエハ面から水を放出する遠心力に依存しているので、使用に際し、いくつかの問題がある。 These devices, therefore depends from the wafer surface to the centrifugal force to release water, in use, there are some problems. 第1に、ウエハ上に機械的応力が加わり、特に大形のウエハの場合にウエハの破損をもたらす。 In the first, joined by mechanical stress on the wafer, especially leading to damage to the wafer in the case of large-sized wafer. 第2に、回転水洗乾燥装置内には多くの可動部品があるので、汚染を抑制することは困難となる。 Second, since in the rotary washing drying device has many moving parts, it is difficult to suppress the contamination. 第3に、 Third,
従来、ウエハは乾燥窒素中を高速で移動するので、ウエハ面に静電荷が生じる。 Conventionally, since the wafer is moved through the dry nitrogen at high speed, static charge is generated in the wafer surface. 反対の電荷を持つ空気媒介粒子は、回転水洗乾燥装置を開放すると急速にウエハ面に引きつけられ、結果として粒子汚染が生じる。 Airborne particles of opposite charge rapidly attracted to the wafer surface when opening the rotary washing drying apparatus, particle contamination results. 第4に、上述した付随する欠点がある回転処理中に、ウエハ面からの水の蒸発を避けることは困難である。 Fourth, during the rotation process has disadvantages associated described above, it is difficult to avoid evaporation of water from the wafer surface.

最近、ウエハの蒸気または化学的乾燥に対する方法と装置が開発され、この中には、我々の米国特許番号4,778, Recently, methods and apparatus have been developed for steam or chemical drying of wafers, in this, our U.S. Patent No. 4,778,
532号において開示されている方法と装置がある。 There is a method disclosed device in Patent 532. 化学的乾燥は、一般に、2つの段階からなる。 Chemical drying generally comprises two steps. 第1段階では、水洗流体好ましくは水が、ウエハから追い出され、 In the first stage, flushing fluid preferably water, is driven out of the wafer,
水でないの乾燥流体で置きかえられる。 It is replaced by the dry fluid of not water. 第2段階では、 In the second stage,
水でない乾燥流体は、事前乾燥ガス、好ましくは窒素などの不活性ガスを低速で使用して蒸発される。 Water is not dry fluid is pre-dried gas, preferably using an inert gas such as nitrogen at slow evaporation.

日本で現在使用されている他の化学的乾燥処理は、ウエハ支持容器を脱イオン水のタンク中に順次浸漬させて、 Another chemical drying process currently used in Japan, the wafer supporting container by sequentially immersed in a tank of deionized water,
ついで、沸騰しているイソプロパノールのタンク上にウエアを懸垂させることにより構成される。 Then, formed by suspending the wear on the tank of isopropanol boiling. ウエハ支持容器は、ついで、イソプロパノール蒸気から徐々に引き出され、ウエハ面から水滴が除去される。 Wafer support vessel is then gradually withdrawn from isopropanol vapor, water droplets from the wafer surface is removed.

効果的なウエハ乾燥技術に対する最も重要な特徴は、製造されるウエハは、超清浄すなわち、粒子汚染物が最小で、しかも化学的残留物が最小であるという点である。 The most important features for an effective wafer drying technology, a wafer is manufactured, ultra-clean i.e., with minimum particle contamination, yet is that chemical residues is minimal.
乾燥溶剤の多くは可燃性であるので、安全も非常に重要な考慮事項である。 Since many drying solvents are flammable, safety is also a very important consideration. 他の重要な設計基準としては、少ない化学薬品の消費量、少ない廃棄物の発生量、および操作員への暴露が全くないか殆どない自動取扱いが含まれる。 Other important design criteria, the consumption of small chemicals, the amount of small wastes, and exposure to the operator is included almost no automatic handling or not at all.

(課題を解決するための手段) 本発明の表面乾燥処理方法は、水洗流体内に完全に浸漬された物体の表面を乾燥させる方法であって、乾燥蒸気を供給して、前記水洗流体を乾燥蒸気で置換後に、液滴が前記物体の表面に実質的に残らず、また、水洗流体または乾燥蒸気が液滴の蒸発により実質的に除去されないような、十分に遅い水洗流体の乾燥蒸気による置換速度で、水洗流体を前記物体の表面から直接置換することにより水洗流体を乾燥蒸気で置換する工程を包含してなり、そのことにより、上記従来の問題が解決される。 (Means for Solving the Problems) surface drying treatment method of the present invention is a method for drying the fully immersed surface of an object in the flushing fluid, by supplying dry steam, drying said flushing fluid after substitution with steam, droplets not substantially remain on the surface of the object, also, flushing fluid or dry steam as not substantially removed by evaporation of the droplets, substitution with dry steam of sufficiently slow flushing fluid at a rate, becomes the washing fluid comprising the step of replacing the flushing fluid with dry vapor by replacing directly from the surface of the object, by its, the conventional problem is solved.

また、本発明の表面乾燥処理装置は、湿り物体の表面を乾燥させる装置であって、洗浄物体と乾燥蒸気と接触するために前記物体を支持する容器と、前記乾燥蒸気を流入させる流入手段と、前記水洗流体と前記乾燥蒸気とを流出させる流出手段と、水洗流体を乾燥蒸気で置換後に液滴が表面上に実質的に残らず、また、水洗流体または乾燥蒸気が液滴の蒸発により実質的に除去されないような、十分に遅い速度で水洗流体が乾燥蒸気により置換されるように、水洗流体が前記容器から流出する速度および乾燥蒸気が前記容器に流入する速度を制御する制御手段と、を有してなり、そのことにより、上記従来の問題が解決される。 The surface drying apparatus of the present invention is an apparatus for drying a surface of the wet object, a container for supporting the object in order to contact the cleaning object and dry steam, the inlet means for flowing the drying vapor , an outlet means for outflow of said dry steam and the washing fluid is not substantially remain in the droplet on the surface after replacing the flushing fluid with dry steam, also substantially flushing fluid or dry vapor by evaporation of the droplets as is to such not removed, flushing fluid at a sufficiently slow rate is replaced by dry steam, and a control means for speed and dry steam flushing fluid flows out from said container to control the rate flowing into the container, becomes a by the above conventional problems can be solved.

(作用) エッチング剤、フォトレジストストリッピング剤または拡散前の清浄剤のような処理流体を除去するために半導体ウエハなどの物体の表面を水洗後、その表面を乾燥する本発明に従う方法と装置が提供される。 (Act) etchant washed with water the surface of the object such as a semiconductor wafer to remove processing fluid such as a photoresist stripping agent or diffusion front of detergents, is a method and apparatus according to the present invention to dry the surface It is provided. 乾燥蒸気で水洗流体を置きかえた後に表面に実質的に液滴が残らない速度で、表面上の水洗流体を直接置換することにより蒸気が水洗流体を置きかえるように、乾燥蒸気が表面に供給される。 The surface after replacing the flushing fluid with dry steam at substantially the rate at which the droplet is not left, so steam replace flushing fluid, dry steam is supplied to the surface by replacing the flushing fluid on the surface directly . 好ましくは、全閉した水力学的に充満したシステム内の物体の上から乾燥蒸気が供給され、液体レベルが下向に下がるにつれて、水洗流体が乾燥蒸気により表面から押し出される。 Preferably, the drying vapor from the top of the object within all-closed hydraulically-filled system is supplied, as the liquid level falls downward, flushing fluid is pushed out from the surface by dry steam.

水洗流体は、通常は液相の水であるので、乾燥蒸気は水と相溶性であり、しかも水と最小沸点の共沸混合物を生成するのが好ましく、この点でイソプロパノールは特に好ましい。 Flushing fluid, since it is usually in the liquid-phase water, dry steam is water miscible, yet it is preferable to form an azeotropic mixture of water and a minimum boiling point, isopropanol in this respect are particularly preferred. さらに乾燥蒸気は、実質的に純粋であると共に飽和しているか、好ましくは過熱されており、また表面は、接触前に乾燥蒸気の温度近く、好ましくはそれ以下の温度まで加熱される必要がある。 Further dry steam is either saturated with a substantially pure, preferably is superheated, and the surface is close temperature of dry steam prior to contact, it is necessary to preferably be heated to lower temperatures . これにより表面上に若干の蒸気凝縮が生じることがあり、また過大な凝縮は避けるべきであるが、乾燥蒸気の温度以上に加熱すると不十分な結果となる。 Thus it may be some steam condenses on the surface occurs, Although should be avoided excessive condensation, and poor results when heated to above the temperature of dry steam.

本発明の方法と装置にさらに含まれるものとして、水洗流体の置換後に乾燥蒸気をパージする乾燥した不活性の非凝縮ガスの供給装置、および処理容器から流出後に水洗流体と乾燥蒸気の混合物を濃縮するボイラと蒸留塔がある。 As being further included in the method and apparatus of the present invention, the supply device of the non-condensable gas dry inert purge drying vapor after replacement of the rinsing fluid, and from the processing chamber after discharging the mixture of rinsing fluid and drying vapor concentrator there is a boiler and the distillation column.

好ましい実施例において、飽和乾燥蒸気を生成する蒸発器には、上部ボイラセクションと下部保持セクションが設けられ、そこでは乾燥蒸気がボイラセクションで急速に生成され、乾燥蒸気の丁度沸点で下部セクションに保持される。 In a preferred embodiment, the evaporator for generating saturated drying vapor is provided with a top boiler section and a lower support section, wherein the dry steam is rapidly generated in the boiler section, holding the lower section just boiling dry steam It is. これは、ボイラセクションから保持セクションへの熱伝達量を制限する絶縁ガスケットを設けることにより達成できる。 This can be achieved by providing an insulating gasket to limit the amount of heat transmitted to the holding section from the boiler section. 蒸発器は、好ましくは全閉であり、 Evaporator is preferably a fully closed,
また好ましくは蒸発器の温度以下に維持される貯蔵源から新鮮な乾燥流体を引き込む減圧を生じるように、上部保持セクション内の流体の温度を下げることにより新鮮な乾燥流体を自動的に補給される。 Also preferably to produce a reduced pressure to draw fresh drying fluid from a storage source to be maintained below the temperature of the evaporator, it is automatically replenished with fresh drying fluid by lowering the temperature of the fluid in the upper holding section . 適切な潜熱曲線(圧力とエンタルピの線図)を持つ飽和乾燥蒸気は、好ましくは、圧力降下弁の手段で過熱され、しかも、蒸発器と処理容器の間で濾過される。 Saturated dry steam with appropriate latent heat curve (diagram of pressure and enthalpy) are preferably superheated means of the pressure drop valve, moreover, is filtered between the vaporizer and the processing vessel.

(実施例) 本発明は、各種の湿式処理または流体処理後において、 (Example) The present invention, after various wet processing or fluid processing,
固体物体、特に平面状物体の表面乾燥を広く目的としたものであるが、本発明は、拡散前の清浄化と水洗後における半導体ウエハの乾燥に特に言及して説明されるので、同一の一般的原理は他の湿り表面にも適用されることが理解される。 Solid objects, but is particularly those broadly intended surface drying of planar objects, the present invention is, therefore be described with particular reference to the drying of the semiconductor wafer after cleaning before spreading and water washing, the same general principle is understood to be applied to other wet surfaces.

さらに、本発明の乾燥システムは、各種の清浄化、エッチングまたは他のウエハ処理方法と装置と共に使用できるが、本システムは、米国特許4,775,532号で説明され、請求されているように、処理流体を使用してウエハを処理する方法と装置での使用にとりわけ適している。 Furthermore, the drying system of the present invention, various cleaning of, but can be used with etching or other wafer processing methods and apparatus, the present system is described in U.S. Patent No. 4,775,532, as is claimed, the process fluid It is particularly suitable for use in a method and apparatus for processing a wafer using.
したがって、本発明は、その出願で説明される蒸気または化学的乾燥システムに代わることができる改良である。 Accordingly, the present invention is an improvement that can take the place of the steam or chemical drying systems described in that application.

同様に、各種のウエハ支持容器は、ここで説明するように、水洗および乾燥流体中での半導体ウエハを懸垂するのに使用できるが、特に、我々の米国特許4,577,650号で説明するウエハ支持容器は、本発明の方法と装置においての使用に適することが判明している。 Similarly, various wafer support vessel, as described herein, can be used to suspend the semiconductor wafers in a washing and drying fluids, in particular, our wafer support container described in U.S. Patent No. 4,577,650 is It has been found to be suitable for use in the method and apparatus of the present invention. かかる支持容器は、本発明を図示する目的で、本出願の第2図に単純化した形で示されている。 Such support vessel for the purpose of illustrating the present invention is shown in simplified form in Figure 2 of this application.

本発明を実施する装置には、第1図に示すように、3個の主な装置、すなわち、乾燥蒸気を生成する蒸発器10 An apparatus for practicing the present invention, as shown in FIG. 1, three of the main device, i.e., the evaporator 10 for generating a dry steam
と、水洗流体と乾燥蒸気で処理するためにウエハを保持する容器12と、処分および/もしくは再使用のために使用済み水洗流体と乾燥蒸気を濃縮するボイラ14とが設けられている。 When a container 12 for holding a wafer to be processed in the washing fluid and drying vapor, and a boiler 14 for concentrating the spent flushing fluid and drying vapor for disposal and / or reuse are provided. これらの3個のユニットは、その付属する配管、弁および他の構成物と共に、第1図に概略示されている。 These three units, the accompanying piping with valves and other constructs are shown schematically in Figure 1.

まず、第2図を参照して、本発明で使用される好ましい容器12について説明する。 First, referring to FIG. 2, illustrating the preferred container 12 for use in the present invention. 我々の米国特許第4,577,650 Our US Patent No. 4,577,650
号でさらに詳細に説明されている型式の上部と下部のウエハ支持容器18および20内には、側面側から見て示されている、2列の並列垂直に配向したウエハの形態で、複数の半導体ウエハ16が懸垂されている。 Moreover, versions of which are described in detail top and bottom in issue to the wafer support vessel 18 and 20 are shown as viewed from the side, in the form of two rows wafer in parallel vertically oriented in a plurality of semiconductor wafer 16 has been suspended. 2個のかかるウエハ支持容器18、20は、1個が他の上部に積み重ねられた状態が第2図に示されるが、容器12は、このような支持容器を1個だけ、または3個以上設けることも可能である。 Two of such wafer supporting container 18 and 20, although a state in which one is stacked on another of the upper is shown in Figure 2, the container 12 is only one such support container, or three or more it is also possible to provide. いくつかの例では、垂直方向への積み重ねにより、下部の支持容器への好ましくない滴下が生じることがある。 In some instances, the stack in the vertical direction, may be undesirable dripping to the lower portion of the supporting case arises.

ウエハ支持容器18および20は、流体入口24へ接続される上部容器クランプ22、および流体出口28へ接続される下部容器クランプ26により所定位置に保持される。 Wafer support vessel 18 and 20 are held in place by the lower vessel clamp 26 connected to the upper vessel clamp 22, and a fluid outlet 28 is connected to the fluid inlet 24. 第2図において、容器12は、上部が乾燥蒸気32で満たされて、 In Figure 2, the container 12 is top filled with dry steam 32,
上側のウエハ支持容器18内のウエハを通しガス−液体− Gas passed through the wafers in the upper wafer supporting container 18 - Liquid -
固体の界面34が下方に押されるにつれて、水洗液体30が部分的に満たされている。 As solid interface 34 is pushed downward, washing liquid 30 is partially filled.

第3図において容器12は、SEMI(Semicondustor Equipm Container 12 in FIG. 3, SEMI (Semicondustor Equipm
ent and Meterial Institure,Inc.)承認のウエハ支持容器が並列して配置されるように設けられている。 ent and Meterial Institure, Inc.) wafer supporting container authorization is provided so as to be arranged in parallel. この実施例における上部容器クランプ22′は、ベルジャーの形状であり、ガスケット25とクランプ取付具27とにより、下部容器クランプ26′上にシールされている。 Upper vessel clamp 22 in this embodiment 'is in the form of a bell jar, the gasket 25 and the clamp fixture 27, the lower vessel clamp 26' is sealed onto. ウエハ容器18′および20′は、ウエハ16′を保持した状態で、下部容器クランプ26′内のロッド21上に支持されている。 Wafer containers 18 'and 20' 'while holding the lower vessel clamp 26' wafer 16 is supported on rods 21 in. 第3図において、容器12′は、水洗流体が空になった状態が示される。 In Figure 3, the container 12 ', a state in which flushing fluid is empty is shown.

本発明を実施する際に、他の容器配置(図示されない) In practicing the present invention, other container positioning (not shown)
を採用することも可能である。 It is also possible to adopt a. 例えば、他の実施例では、システムをシールし、オーバフローと廃液を除去するため、第3図の上部容器クランプ22′に類似したベルジャー型のような適切なカバーを有する下部容器クランプ内に位置するオーバフロー型シンク内に1個以上のウエハ支持容器を設けることができる。 For example, in other embodiments, seal the system, for removing overflow and waste, situated in the lower vessel clamp with an appropriate cover, such as a similar bell jar which the upper container clamp 22 'of FIG. 3 it can be provided with one or more wafer support vessel overflow type the sink. 乾燥流体で水洗流体を直接、置換する間に、異なるガス、たとえば窒素カズの流入を防止するように、乾燥蒸気でウエハの回りの蒸気空間をガスシールするために、システムをシールすることが重要である。 The flushing fluid with dry fluid directly, during the replacement, different gas, for example to prevent the inflow of nitrogen Kaz, around the vapor space of the wafer to blanketed with dry steam, important to seal the system it is.

第1図を参照すると、蒸発器10には、下部のボイラセクション36と上部の保持セクション38とが設けられており、ボイラセクション36と保持セクション38のメタルケーシングは、絶縁ガスケット40で分離され、そのガスケットにより下部メタルケーシングから上部メタルケーシングへの熱伝達量が制限される。 Referring to Figure 1, the evaporator 10 is provided with a lower boiler section 36 and an upper holding section 38, the metal casing of the boiler section 36 and holding sections 38 are separated by an insulating gasket 40, heat transfer from the lower metal casing to the upper metal casing is limited by the gasket.

ボイラセクション36には、加熱バンド42または他の適当な伝熱装置が設けられ、乾燥流体をその沸点以上に急速に加熱する。 The boiler section 36, a heating band 42 or other suitable heat transfer device is provided to rapidly heat the drying fluid above its boiling point. ボイラセクション36は、伝熱面が常に浸漬するように液体の乾燥流体を必ず満杯にしておく必要がある。 Boiler sections 36, it is necessary to always fill the dry fluid of the liquid to always immersed heat transfer surface. この目的のために、液面検知器とスイッチ(図示されない)を設けることができると共に、乾燥液体の温度の測定用および加熱バンドの温度監視用に抵抗温度検知器(図示されない)も設けられる。 For this purpose, it is possible to provide a liquid level detector and switch (not shown), resistance temperature detector for temperature monitoring of the measuring and heating bands temperature of the drying fluid (not shown) is also provided.

絶縁ガスケット40は、任意の適切な材料のものでよく、 Insulating gasket 40 may be of any suitable material,
ボイラセクション36の熱に耐え、しかも乾燥流体による腐食にも抵抗があるもので構成される。 Withstand the heat of the boiler section 36, moreover consists of those in corrosion by dry fluid is resistive. たとえば、ボイラセクション36と保持セクション38の2枚のANSIフランジ間に入れられる囲いガスケットが適切である。 For example, the enclosure gasket placed between two ANSI flanges of the boiler section 36 and holding sections 38 are suitable. この絶縁ガスケットにより、メタルケーシングと共に内部乾燥流体の急激な昇温をもたらす厄介な温度圧力の行過ぎが防止される。 The insulating gasket, overshoot nasty temperature and pressure resulting in rapid Atsushi Nobori inside the drying fluid is prevented with metal casing. このようにして、ボイラセクション36は、 In this way, a boiler section 36,
乾燥蒸気を急速に生成するように高温であるが、保持セクション38は、高圧沸点である乾燥流体の沸騰温度に丁度に保つようにされている。 While the dry steam at a high temperature so as to rapidly generate, holding section 38 is adapted to keep just to the boiling temperature of the drying fluid is a high pressure boiling point.

保持セクション38は、蒸発器10の液体容量を実質的に保持し、上端のフランジ46近くで液体と蒸気を分離している。 Holding section 38 is substantially retain the liquid capacity of the evaporator 10 separates the liquid and vapor in the flange 46 near the upper end. ガスケット48は、上述のガスケット40と同様に、フランジ46の間に入れて、液体と蒸気の界面近くにある保持セクション38の上端からの不必要な熱伝達を防止することができる。 The gasket 48, like the gasket 40 described above, placed between the flanges 46, it is possible to prevent unnecessary heat transfer from the upper end of the holding section 38 near the interface between the liquid and vapor. 保持セクション38は、例えば、液面の検知器とスイッチ、外部加熱器、および水冷ジャケットなどの他の付属装置(図示されない)を設けることができる。 Holding section 38, for example, it can be provided the liquid surface of the detector and the switch, external heaters, and other accessory devices such as a water cooling jacket (not shown).

乾燥液体と蒸気は、チューブ50とクロス継手52を経て保持セクション38へ流入されるとともに、そこから流出される。 Drying liquid and vapor, while being flowed into the holding section 38 through tubing 50 and cross joint 52, and flows out therefrom. 新鮮な、および/もしくは循環される液体の乾燥流体は、流入ライン58に設けられる弁54(好ましくはベロー弁)、およびフイルタ56(好ましくは商標「Millip Fresh and / or dry fluid of the liquid to be circulated, a valve 54 provided in the inlet line 58 (preferably bellows valve), and a filter 56 (preferably the trademark "Millip
ore」として知られているサブミクロンフイルタ)を通して蒸発器10に流入し、この流入ラインは弁53を通して新鮮な乾燥流体の発生源(図示されない)へ接続され、 Flows into the evaporator 10 through a sub-micron filter), known as ore ", the inlet line is connected a source of fresh drying fluid through the valve 53 to the (not shown),
および/もしくは後述される循環乾燥流体を提供する蒸留塔94および廃液受け槽95へ接続される。 And / or is connected to the distillation column 94 and waste liquid receiving tank 95 to provide a circulating drying fluid to be described later.

飽和乾燥蒸気は、ライン64に設けた弁60(好ましくはこれもベロー弁)、およびフラッシュ弁62を経て容器12に流入する。 Saturated dry steam, the valve 60 provided in the line 64 (preferably also bellows valve), and through the flush valve 62 and flows into the container 12. 下記で詳細に説明するように、このフラッシ弁は、圧力を低下させて、それにより飽和乾燥蒸気を過熱するのに使用できる。 In as described in greater detail below, this flush valve, lowering the pressure, thereby can be used to superheat the saturated drying vapor. フラッシュ弁62と3方切換え弁 Flash valve 62 and the three-way switching valve
68を通過した後、乾燥蒸気は、最終フイルタ69を通過する。 After passing through 68, dry steam is passed through the final filter 69. ガスは液体よりも高度に濾過できるので、この最終フイルタ69は、例えば、Eeast Technollogy,Inc.のFast Since gas can highly filtered than the liquid, the final filter 69 is, for example, Eeast Technollogy, Inc. Of Fast
ek事業部により製造されたモデル「PGF-2フイルタ」のような0.01ミクロンのセラミックフィルタが使用される。 0.01 micron ceramic filter, such as the manufacture model "PGF-2 filter" by ek division is used.

継手52には、蒸発器の過大圧力に対する非常用として圧力逃し弁66も設けられている。 The joint 52 is also provided with a pressure relief valve 66 for emergency against overpressure of the evaporator. 蒸発器10は、ボイラ36底部に保守用ドレン(図示されない)を設けることもできる。 Evaporator 10 may be provided with a maintenance drain to the boiler 36 the bottom (not shown).

容器12は、ウエハ16を処理するために容器12に流出入する各種の処理流体、たとえばエッチング、ストリッピング、清浄化および/もしくは水洗用の流体を制御する他の弁70、72、74および76を設けられる。 Container 12, various processing fluids, for example, etching, stripping, cleaning and / or other valves for controlling the fluid for washing 70, 72, 74 and 76 to flow and from the container 12 for processing a wafer 16 a is provided. これらの流体が容器12へ流出および流入することを制御する方法は、例えば我々の米国特許第4,778,532号で詳細に説明されているが、これは本発明の一部を構成するものではない。 How these fluids to control flow out and flows into the container 12, for example, it is described in detail in U.S. Pat. No. 4,778,532, which do not form part of the present invention.

乾燥流体が界面34にてウエハ16からの水洗流体を置きかえると、乾燥流体は水洗流体と混合し、水洗流体の上部に明確な乾燥流体層が形成され、その厚さは場合によっては1/2インチ以上に達することがある。 The drying fluid is replaced with flushing fluid from the wafer 16 at the interface 34, the drying fluid is mixed with rinsing fluid, clear drying fluid layer is formed on top of the flushing fluid, and in some cases its thickness 1/2 It can reach more than inch.

この最終の水洗流体と乾燥流体層は、容器12から流出し、ライン80に設けられる弁78または計量ポンプ79を経て、使用済み液体の濃縮および/もしくは処分用のボイラ14へ流入する。 The final wash fluid and drying fluid layer exits the vessel 12, through valve 78 or metering pump 79 is provided in line 80, flows into the boiler 14 for concentration and / or disposal of spent liquid. 計量ポンプ79は、好ましくは、界面降下速度を適切に制御し、かつ乾燥時間を最適にするように可変速度ポンプが使用される。 Metering pump 79 is preferably a variable speed pump is used to interface descent rate appropriately controlled, and optimize the drying time. ライン80にある弁78と計量ポンプ79の直前に静電容量式スイッチ(リミットスイッチ)があり、容器12が完全に排液されたときを感知する。 There is capacitive switch (limit switch) immediately before the valve 78 and the metering pump 79 in line 80 to sense when the container 12 is completely drained. この時点で蒸気ライン64は閉じ、パージガズが弁 Vapor line 64 at this time is closed, Pajigazu valve
71、68および70、ならびにフイルタ69を通り容器12に流入できる。 71,68 and 70, as well as flow into filter 69 as the container 12.

乾燥蒸気とパージガスは、容器12から流出し弁78を経てボイラ14に流入することができる。 Dry steam and purge gas can flow into the boiler 14 through the outflow valve 78 from the container 12. 界面34の降下速度をさらに適切に制御し、乾燥時間を最適化するために、水洗流体は可変速度計量ポンプ79により、少なくとも降下の一部の期間中に取り出すことができる。 Further by appropriately controlling the rate of descent of the interface 34, in order to optimize the drying time, flushing fluid by a variable speed metering pump 79 can be removed during a partial period of at least descent. 水洗液体は弁 Washing liquid valve
79を通してドレンへ排液される。 It is drained to the drain through 79. 適当な時に、乾燥流体層とその直下にある水洗液体の層は、弁83を通してボイラ14へ切換え流入される。 When appropriate, a layer of washing liquid in drying fluid layer and immediately below is switched flows through valve 83 to the boiler 14.

ボイラ14には、バンド加熱器92または浸漬加熱器が設けられ、乾燥流体もしくは乾燥流体と水洗流体の共沸混合物を廃水から取り除く。 The boiler 14, band heaters 92 or immersion heaters is provided, removing the azeotrope drying fluid or dry fluid and flushing fluid from the waste water. 蒸気は蒸留塔94へ流入して、さらに濃縮される。 The steam flows into the distillation column 94 is further concentrated. 水冷式凝縮器86は、乾燥蒸気を凝縮する。 Water-cooled condenser 86 condenses the drying vapor. 冷却された非凝縮性ガス(たとえばパージガス)はベント88を通って流出し、他方、凝縮液の一部はドレン Cooled non-condensable gases (e.g. purge gas) flows out through the vent 88, while a part of the condensate drain
90を通って廃液受け槽95に流入し、蒸発器10用の供給ライン58へ再循環される。 Through 90 flows into the waste liquid receiving tank 95 and recycled to the feed line 58 of the evaporator 10.

蒸留塔94は、使用済み流体の再循環または処分に必要な乾燥流体の濃縮の程度に応じて、単一塔もしくは従来一般に採用されている構造の一連の塔にすることができる。 Distillation column 94 may, depending on the degree of concentration of the drying fluid necessary to recycle or dispose of the used fluid, into a single column or a series of towers conventional generally employed structure. 蒸気が取り除かれた廃水は、オーバフロー弁96を通してボイラ14から流出し、使用済み流体の新しいバッチとして、次の運転からボイラ14に流入する。 Wastewater steam is removed flows out from the boiler 14 through overflow valve 96 as a new batch of spent fluid, flowing from the following operation in the boiler 14. 新鮮な乾燥流体は、弁83を通して再循環流体に追加することができる。 Fresh drying fluid may be added to the recycle fluid through the valve 83.

本発明の方法の実施において、乾燥流体は水洗流体と相溶性のものであり、しかも、好ましくは水洗流体と最小沸点の共沸混合物を生成するものが選択される。 In the practice of the method of the present invention, the drying fluid is of flushing fluid compatibility, moreover, is preferably selected those which form an azeotropic mixture of flushing fluid and the minimum boiling point. 水は最も容易に入手できて通常使用されている水洗流体であるので、水と最小沸点の共沸混合物を形成する乾燥流体が特に好ましい。 Since water is a flushing fluid which is usually used can be found most easily, dry fluid forming an azeotropic mixture of water and a minimum boiling point is particularly preferred. 一般に、乾燥流体は、乾燥される表面とは非反応性であり、しかも、大気圧下で140℃未満の沸点を有する有機化合物でなければならない。 In general, drying fluid, and dried the surface is non-reactive, yet must be an organic compound having a boiling point below 140 ° C. at atmospheric pressure.

乾燥に最も有効な化学薬品はイソプロピルアルコール(イソプロパノール)である。 The most effective chemicals for drying is isopropyl alcohol (isopropanol). イソプロパノールは、経済的で比較的安全(無毒性)であり、水と最小沸点の共沸混合物を形成する。 Isopropanol is economical, relatively safe (nontoxic) and forms an azeotropic mixture of water and a minimum boiling point. また、重要な点として、イソプロパノールは表面張力が低く、また疎水性と親水性の両方の特性(すなわち、油と水の両方に混合できる)を有する。 Also, importantly, isopropanol has a low surface tension, also hydrophobic and a hydrophilic both characteristics (i.e., can be mixed in both oil and water). 特定の理論に拘束されようとするとなく、イソプロパノールは、親水性の水と比較的疎水性水表面との間の厄介な表面張力を破壊する傾向がある。 Without the about to be bound by any particular theory, isopropanol tend to destroy the troublesome surface tension between the relatively hydrophobic water surface with the hydrophilic water. 界面34における固相はウエハ面であり、また液相は超純水であるので、 Solid phase at the interface 34 is a wafer surface, and since the liquid phase is ultra pure water,
ガス相特性の選択は大きな影響があり、イソプロパノールは最も満足する流体と考えられる。 Selection of the gas phase properties have large impact, isopropanol is considered fluid most satisfactory.

本発明の方法は、上述した装置、および好ましい水洗流体(水)と乾燥蒸気(イソプロパノール)を参照して、 The method of the present invention, with reference to the apparatus described above, and preferred wash fluid (water) and dry steam (isopropanol),
ここで詳細に説明することにするが、この方法は他の適切な装置を使用して実施できるし、また他の水洗と乾燥流体の場合でも同様である。 Although will be explained in detail herein, the method to be implemented using other suitable device, also the same even when the other washing and drying fluid.

我々の米国特許第4,778,532号の方法に従う半導体ウエハの湿式処理において、流体入口24が出口になり、流体出口28が入口になるように容器12を通して流体を上向に流すことは、若干の処理作業にとっては利点がある。 In the wet processing of semiconductor wafers according to the method of our U.S. Pat. No. 4,778,532, the fluid inlet 24 becomes an outlet, flowing the fluid through the container 12 as the fluid outlet 28 becomes the inlet upward is slightly processing operations there is an advantage for the. これは、容器を通して通常は上向きに循環する水洗流体にもあてはまる。 This is usually true for flushing fluid circulating upwardly through the vessel. しかしながら、本発明によれば、ウエハ乾燥の最適形態は、下向流であることが判明している。 However, according to the present invention, the optimum form of wafer drying, have proved to be downflow.

超純水を使用する水洗の最後のサイクルは、ウエハをイソプロパノールの沸点(82℃)近くまで加熱するために、温水(たとえば、65〜85℃)を使用するのが好ましい。 The last cycle of rinsing the use of ultrapure water, to heat the wafer up to the boiling point (82 ° C.) near isopropanol, warm water (e.g., 65 to 85 ° C.) are preferably used. 代わりに、ウエハ16は、ウエハ支持容器18および20 Alternatively, the wafer 16 is a wafer supporting case 18 and 20
に取り付けられる加熱バンドまたは他の加熱装置の手段により、その支持容器を通して、固体/固体の直接熱伝達により加熱できる。 By means of heating bands or other heating device is attached to, through the support vessel can be heated by direct heat transfer solid / solid.

最終の水洗サイクル後、容器12は超純水の温水で水力学的に満たされたままとなる。 After the last wash cycle, the container 12 remains were hydraulically filled with ultra pure water warm. ついで、弁78が開けられる。 Then, the valve 78 is opened. しかし、水を置換するものが上部に流入していないので、水は容器12から流出しない。 However, since those that substitute water does not flow into the upper part, the water does not flow out from the container 12. ついで、フラッシュ弁と弁70が開き、純粋な飽和イソプロパノール蒸気が入口24を通して容器12に流入する。 Then, open the flash valve and the valve 70, pure saturated isopropanol vapor flows into the vessel 12 through inlet 24. 蒸気が上部容器22に流入するに連れて、水は流体出口28と弁78を通って底部26 Steam brought to flow into the upper chamber 22, the water passes through the fluid outlet 28 and the valve 78 bottom 26
から流出する。 Flowing out from.

代わりに、水洗水は軽量ポンプ79により容器12から取り出すことができ、その流量は取り出しサイクルの段階に応じて変化する。 Alternatively, washing water can be removed from the container 12 by weight the pump 79, the flow rate varies depending on the stage of the extraction cycle. たとえば、軽量ポンプ79は、界面34がウエハの丁度上になるまで、非常に高速で運転され、次いで、界面がウエハを通って降下すると低速になるように運転される。 For example, lightweight pump 79, to the interface 34 is just above the wafer, it is operated at very high speeds and is then operated such interface slows the drops through the wafer. 最後に、界面が最後のウエハ面16を通過すると、ポンプ79回りのバイパス弁78が単に開き、残りの水と乾燥流体はパージガスにより容器から押し出される。 Finally, the interface passes through the last wafer surface 16, open the bypass valve 78 of the pump 79 around simply, the remaining water and drying fluid is pushed out of the container by the purge gas.

ガス−液体−固体の界面の下向速度は、考慮すべき妥協値があるが、比較的低速で制御されるのが重要であると信じられる。 Gas - liquid - solid downward speed of the interface, it is a compromise value to be considered, that is controlled at a relatively low speed is believed to be important. 従って、洗浄水の容器12からの流出が速すぎると、液滴がウエハ上に残り、この液滴が蒸発すると汚染物が生じることになる。 Therefore, the flow out of the container 12 of the washing water is too high, the droplet remains on the wafer, the liquid droplets so that the contaminants to evaporate occurs. このため、水をイソプロパノールで置換後にウエハ面上に実質的に液滴が残らないような速度で、乾燥蒸気がウエハから水洗流体を置換するのが好ましい。 Thus, water at a rate that does not remain substantially droplets on the wafer surface after the replacement with isopropanol, dry steam is preferred to replace the washing fluid from the wafer. 一方、界面の降下が速いと、乾燥装置の生産性が向上し、また化学薬品の消費量が最小になる。 On the other hand, when the drop in the interface is high, it improves the productivity of the drying apparatus, also the consumption of chemicals is minimized.

一般に界面降下速度は、毎分1〜4インチの範囲内で満足した結果が得られることが判明している。 Generally the interface descent rate has been found that the results were satisfactory in the range of min 1-4 inches is obtained. 毎分5インチを越える降下速度では、良好な結果が得られず、他方、毎分1インチ未満の降下速度では、不十分な結果した得られない。 The descending speed exceeds per minute 5 inches, no good results, while in descent rate of less than 1 inch per minute, not obtained and poor results. また、75℃程度の高い温度の容器は、60 The container of as high as 75 ° C. temperature, 60
℃程度低い温度の容器よりも、界面を速く降下させることにより、良好な乾燥性能を示すことも判明している。 ℃ about even lower temperatures of the container, by lowering faster interface has also been found to exhibit good drying performance.

同様に、液体が蒸発によりウエハ面から除去されないという要求に合致するように、イソプロパノールを加熱して、より乾燥した蒸気を提供し、ウエハ面上の蒸気凝縮の危険を防止することが好ましい。 Similarly, as the liquid matches the requirement that not removed from the wafer surface by evaporation, by heating the isopropanol, provides drier steam, it is preferable to prevent the risk of vapor condensation on the wafer surface. イソプロパノールのような有機液体の利点は、その圧力とエンタルピ線図内の潜熱曲線が後方に傾斜しているために、圧力降下が生じると、飽和蒸気を相線図の加熱領域中に押し入れるということである。 That the advantages of organic liquid such as isopropanol, to latent heat curve of the pressure and the enthalpy chart is inclined rearward, the pressure drop occurs, it pushes the saturated vapor into the heating zone of the phase line diagram it is. この結果、蒸発器10により生成された飽和蒸気は、フラッシュ弁62を通過すると、より乾燥した飽和蒸気となり、容器12内のウエハ16に供給される。 As a result, the saturated steam generated by the evaporator 10, passes through the flush valve 62, becomes drier saturated steam is supplied to the wafer 16 in the container 12.

蒸発器10の保持セクション38は、蒸発器10が、補給されることなくウエハの数回分の仕込ができるように、十分な量の液体イソプロパノールを保持するのが好ましい。 Holding section 38 of the evaporator 10, the evaporator 10 is, as can several times of charging of the wafer without being replenished, preferably to hold a sufficient quantity of liquid isopropanol.
蒸発器10に新鮮なイソプロパノールを追加する必要がある場合には、保持セクション38内の沸騰しているイソプロパノールの温度をその沸点(大気圧で82℃)以下まで下げることができる。 When the evaporator 10 it is necessary to add fresh isopropanol, the temperature of the isopropanol boiling in the holding section 38 can be lowered to below (82 ° C. at atmospheric pressure) its boiling point. 温度を下げるには、保持セクション38に取り付けられる冷却ジャケット(図示されない) Cooling jacket lower the temperature, which is attached to the holding section 38 (not shown)
を使用すると役立つ。 The helpful to use. 温度が沸点よりも下がると、蒸発器10内の蒸気圧力は減圧される。 When the temperature falls below the boiling point, the vapor pressure in the evaporator 10 is depressurized. ついで、弁54が開かれると、液体イソプロパノールは吸い込みにより、貯蔵個所から引き出されて蒸発器10に流入する。 Then, the valve 54 is opened, the liquid isopropanol suction flows into the evaporator 10 is drawn from the storage location. この液体イソプロパノールは、一般に、蒸発器自体よりも温度が低いので、蒸発器内の圧力はさらに下がり、再充填操作が促進される。 The liquid isopropanol is generally the temperature is lower than the evaporator itself, the pressure in the evaporator is further lowered, re-filling operation is facilitated.

洗浄水が容器12から流出して、弁78または軽量ポンプ79 Washing water flows out of the vessel 12, the valve 78 or lightweight pump 79
を通してドレイン81または弁83に流入すると、リミットスイッチ82が、容器12から液体が完全に流出した時点を感知する。 When flowing into the drain 81 or valve 83 through the limit switch 82 senses the time when the liquid is completely flow out from the container 12. この容器が完全に空になると直ちに、ライン As soon as this container is completely empty, line
64が閉じて、窒素のような乾燥した不活性で非凝縮性ガスが、弁71、68および70を経て導入され、イソプロパノール蒸気を容器12からパージする。 64 is closed, the non-condensable gas with an inert dry such as nitrogen is introduced through valve 71,68 and 70, to purge the isopropanol vapor from the container 12. 窒素ガスも、弁68と Nitrogen gas also, the valve 68
70の間にあるセラミックフィルタ69を通過するので、このフィルタは、イソプロパノール通過後に窒素で本質的にパージされる。 Since passing through a ceramic filter 69 located between the 70, the filter is inherently purged with nitrogen after isopropanol pass. このパージによりフィルタ内のイソプロパノールの凝縮およびその結果として生じる目詰まりが防止される。 Clogging caused as a condenser and the resulting isopropanol in the filter by the purge can be prevented.

このパージにより、ドレイン弁78を通して容器12の残留しているすべての蒸気が外部へフラッシュされる。 This purge, all vapor remaining in the container 12 through the drain valve 78 is flushed to the outside. 窒素ガスは、イソプロパノール蒸気を容器外に押しだし、またウエハ面上にある単層のイソプロパノールとみられるものを除去する。 Nitrogen gas out press isopropanol vapor out of the vessel, also removes that seen with isopropanol single layer on the wafer surface. この単層は、非常に揮発性が高いが、 This single layer, there is a high very volatile,
その除去のメカニズムは、蒸発とは相違するのは明らかである。 Mechanism of its removal, it is clear that different from the evaporate.

最後に、容器からの使用済みの水とイソプロパノールの最後のものはボイラ14に流入する。 Finally, the last of used water and isopropanol from the vessel flows into the boiler 14. ボイラ14と蒸留塔94 Boiler 14 and the distillation column 94
の目的は、イソプロパノールと汚染水の混合物を保持し、イソプロパノールを再循環または処分用に再濃縮してその量を少なくすることである。 The purpose of the holds a mixture of isopropanol and contaminated water is to reduce the amount reconcentrated for recycling or disposal isopropanol. 容器12内の液体が一旦空になると、窒素パージが開始される。 When the liquid in the container 12 is temporarily empty, the nitrogen purge is started. この窒素ガスは容器12を通過してボイラ14に流入し、凝縮器86とベント88を通して流出する。 The nitrogen gas flows into the boiler 14 through the vessel 12, it flows through the condenser 86 and the vent 88.

イソプロパノールは、界面34が容器12内で降下するにつれて水の上端にある層に濃縮するのは明白であるので、 Since isopropanol, it is apparent to concentrate in a layer at the top of the water as interface 34 descends in the vessel 12,
最初に容器12から流出する水の全てを取り除く必要はない。 It is not necessary to remove all of the water initially flows out from the container 12. したがって大部分の水は弁81を通して流出させられ、液体の最後のパイントまたはそのくらいの量(すなわち、イソプロパノール層とその直下の水)はボイラ14 Thus most of the water is caused to flow out through the valve 81, the last pint or amount much that the liquid (i.e., isopropanol layer and water immediately below it) is a boiler 14
に貯留されて、処理される。 It is stored in and processed. 液体の量はそのように少量であるので、イソプロパノール/水の混合物は容易に沸騰させることができる。 Since the amount of liquid is so small amounts, a mixture of isopropanol / water can be easily boiled.

バンド加熱器92に通電されると、水/イソプロパノール混合物が加熱され、イソプロパノールと水の共沸騰混合物(沸点79℃)は廃水から蒸発される。 When energized band heater 92, the water / isopropanol mixture is heated, co-boiling mixture of isopropanol and water (boiling point 79 ° C.) is evaporated from the waste water. このガス状の混合物は蒸留塔94を通り、凝縮器86に流入し、凝縮されて、ドレイン90から廃液受け槽95に貯留されるか、もしくは蒸留塔94に還流される。 The gaseous mixture passes through the distillation column 94 flows into the condenser 86, is condensed, either stored in the waste liquid receiving tank 95 from the drain 90 or is refluxed to the distillation column 94. 共沸騰混合物と蒸気が除去された廃水は、弁94を通してオーバフローし、ついで次の運転からの使用済みの水が容器12からボイラ14へ流入する。 Wastewater co boiling mixture and steam has been removed, overflows through valve 94, then the used water from the next run enters from the vessel 12 to the boiler 14.

実質的にボイラ14は不完全な分離を行うので、凝縮器86 Since substantially the boiler 14 performs an incomplete separation condenser 86
から蒸留塔94へ送られる液体は50重量%の水と50重量% Liquid fed to the distillation column 94 is a 50 wt% water 50 wt%
のイソプロパノールになる可能性がある。 It may become isopropanol. 蒸留塔は、次いで、水から共沸騰混合物を分離して、90重量%のイソプロパノールと10重量%の水の共沸騰混合物にする。 Distillation column, then to separate the co-boiling mixture from the water, to co-boiling mixture of 90% by weight of isopropanol and 10% by weight of water. この共沸騰混合物は、廃液受け槽95、適切な混合タンク、 The co-boiling mixture, waste tub 95, a suitable mixing tank,
および/もしくはフィルタを通して、必要に応じてバッチベースまたは連続的に蒸発器10に再導入できる。 And / or through the filter, it can be reintroduced into the batch basis or continuously evaporator 10 as necessary.

前述のように、水洗後にウエハ面に水が残っていると、 As described above, the remaining water on the wafer surface after rinsing,
縞、斑点および粒状汚染が殆ど例外なく生じる。 Streaks, spots and particulate contamination almost exclusively caused no. 最小沸点の共沸騰混合物、たとえば水とイソプロパノールを使用する利点は、ウエハ面上の残留水膜はイソプロパノール蒸気と結合すると、共沸騰混合物として直ちにガス層にフラッシュするということである。 Co-boiling mixture of minimal boiling point, for example, the advantages of using water and isopropanol, the residual water film on the wafer surface when combined with isopropanol vapor, is that immediately flash into the gas layer as a co-boiling mixture. 乾燥効率は、界面 Drying efficiency, interface
34における降下する水洗水の上端にある液体イソプロパノールの厚さに依存するという1つの理論があるが、液体イソプロパノールの層が薄いか、または層が全くないと、処分上の問題が少なくなり、流体が少なくなるので好ましい。 There is one theory that depends on the thickness of the liquid isopropanol at the top of the washing water to drop at 34, but one layer of liquid isopropanol is thin, or if there is no layer, fewer disposal problems, fluid the preferred because there is less. この理論の有効性に関係なく、縞と斑点は、 Regardless of the validity of this theory, stripes and spots,
水面(界面34)の降下速度を減少し、しかも、蒸気の乾燥度(加熱度)を増加することにより最小になることが明白である。 Reduce the rate of descent of the water surface (surface 34), moreover, it is clear that a minimum by increasing dryness of steam (heating degree).

上記の説明は、イソプロパノールの再循環(閉グループシステム)、または処分用に有機液体を濃縮するためのものであるが、回収を再循環用にイソプロパノールまたは他の乾燥蒸気を清浄にすることは、環境及び経済的検地から好ましい。 The above description, recycling of isopropanol (closed group system), or for disposal is intended to concentrate the organic liquid to the isopropanol or other drying vapor clean for recycling the recovered, preferable from an environmental and economic Kenchi. この共沸騰混合物は、沸点が低く、また熱容量と伝達係数を含めた電熱特性が良好であり、新鮮で純粋なイソプロパノール単独使用の場合に比較して、明らかにウエハの粒子性能(清浄度)を犠牲にすることなくこれが達成されている。 The co-boiling mixture, has a low boiling point, also it has good electric properties including heat capacity and transmission coefficient, as compared with the case of fresh, pure isopropanol alone, clearly the wafer particles performance (cleanliness) This has been achieved without sacrificing.

特定の理論に拘束されようとすることなく、界面34が十分低い速度で降下する場合、水/イソプロパノール界面は、液面が降下するにつれて、ウエハからすべての水滴と共沸騰混合物の液滴を除去するものと信じられる。 Without going to be bound to a particular theory, when the interface 34 drops low enough rate, water / isopropanol interface, as the liquid level drops, remove droplets of any water droplets co boiling mixture from the wafer It is believed to be. しかし界面34の降下が速すぎると、表面張力または水に対する水や他の液滴の親和力が、降下する液体の表面張力を越えるようになる。 However, lowering the interfacial 34 is too fast, affinity of water or other liquid drops with respect to surface tension or water, so that exceed the surface tension of the liquid descending. そうするとウエハ上に液滴が残り、蒸発して縞と汚染物が残される。 Then the remaining droplets on the wafer, contaminants and stripes are left to evaporate. したがって、本発明の方法には、蒸気による物理的押し出しまたは液体表面による引っ張りが含まれ、この結果、液滴の蒸発ではなく液体に対して蒸気による直接の置換が生じる。 Accordingly, the methods of the invention include tensile by physical extrusion or liquid surface by vapor, as a result, direct replacement with steam occurs for the liquid rather than the evaporation of the droplets.

本発明の方法と装置は、水洗と乾燥の段階中に、好ましくは水力学的に満たされる(すなわちシールされる)全開の完全流れシステムであり、そのシステムは水洗と乾燥の間にウエハの移動または取扱を必要としないことは、蒸気の説明から理解される。 The method and apparatus of the present invention, during a step of washing with water and drying, preferably are filled hydraulically (ie sealed) fully open full flow system, movement of the wafer during the system was washed with water and dried or that it does not require a handling it will be understood from the description of the steam. かかるシステムの利点は、我々の米国特許第4,778,532号に開示されている。 The advantage of such a system is disclosed in our U.S. Patent No. 4,778,532.

本発明により、従来のシステムでは存在した溶解粒子と他の汚染物によるウエハ面の汚染が少なくなり、半導体ウエハの乾燥効率は向上される。 The present invention, contamination of the wafer surface is reduced by dissolved particles and other contaminants that were present in conventional systems, the drying efficiency of the semiconductor wafer is improved.

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。 The present invention, without departing from the spirit or essential characteristics thereof, can be embodied in various other forms.

(発明の効果) 本発明の表面乾燥処理方法および装置は、このように、 (Effect of the Invention) surface drying processing method and apparatus of the invention thus,
物体の表面を、汚染することなく、確実に乾燥することができる。 The surface of the object, without polluting, can be reliably dried.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

第1図は、本発明の好ましい実施例を示す概略図である。 Figure 1 is a schematic diagram illustrating the preferred embodiment of the present invention. 第2図は、第1図に示すウエハ容器の詳細断面図である。 Figure 2 is a detailed cross-sectional view of a wafer container shown in Figure 1. 第3図は、ウエハ容器の他の実施例の示す断面図である。 Figure 3 is a cross-sectional view showing the another embodiment of the wafer container. 10…蒸発器、12…容器、14…ボイラ、18,20…ウエハ支持容器、24…流体入口、26…下部容器クランプ、28…流体出口、32…乾燥蒸気、36…ボイラセクション、38…保持セクション、94…蒸留塔、95…廃液受け槽。 10 ... evaporator, 12 ... container, 14 ... boiler, 18, 20 ... wafer supporting container, 24 ... fluid inlet, 26 ... lower container clamps, 28 ... fluid outlet, 32 ... drying vapor, 36 ... boiler section 38 ... holding section, 94 ... distillation column, 95 ... waste receiving tank.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−245639(JP,A) 特開 昭61−152020(JP,A) 特開 昭62−198126(JP,A) 特開 昭61−295635(JP,A) 実開 昭61−51830(JP,U) 実開 昭63−23326(JP,U) ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (56) reference Patent Sho 62-245639 (JP, a) JP Akira 61-152020 (JP, a) JP Akira 62-198126 (JP, a) JP Akira 61- 295635 (JP, A) JitsuHiraku Akira 61-51830 (JP, U) JitsuHiraku Akira 63-23326 (JP, U)

Claims (47)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】水洗流体内に完全に浸漬された物体の表面を乾燥させる方法であって、乾燥蒸気を供給して、前記水洗流体を乾燥蒸気で置換後に、液滴が前記物体の表面に実質的に残らず、また、水洗流体または乾燥蒸気が液滴の蒸発により実質的に除去されないような、十分に遅い水洗流体の乾燥蒸気による置換速度で、水洗流体を前記物体の表面から直接置換することにより水洗流体を乾燥蒸気で置換する工程を包含する表面乾燥処理方法。 1. A method of drying the surface of the fully immersed objects in flushing fluid, by supplying dry steam, the flushing fluid after replacement with dry steam, the surface of the droplet is the object not substantially remain, also flushing fluid or dry steam as not substantially removed by evaporation of the droplets, the replacement rate by dry steam of sufficiently slow flushing fluid, directly flushing fluid from the surface of the object substituted surface drying processing method comprising the step of replacing the flushing fluid with dry vapor by.
  2. 【請求項2】前記水洗流体が液相での水である請求項1 Wherein said flushing fluid is water in the liquid phase according to claim 1
    に記載の方法。 The method according to.
  3. 【請求項3】前記物体の表面が、前記乾燥蒸気により接触される前に該乾燥蒸気の温度前後まで加熱される請求項2に記載の方法。 Wherein the surface of said object, the method according to claim 2 which is heated to a temperature before and after the drying vapor prior to being contacted by the drying steam.
  4. 【請求項4】前記乾燥蒸気の加熱が、前記水洗流体からの熱伝達により行われる請求項3に記載の方法。 Wherein heating of the drying steam A method according to claim 3 which is performed by heat transfer from the flushing fluid.
  5. 【請求項5】前記乾燥蒸気の加熱が、前記物体を懸架する支持容器からの固体同士の熱伝達により行われる請求項3に記載の方法。 Wherein said heating of the drying steam A method according to claim 3 which is performed by the heat transfer between solids from the support vessel for suspending the object.
  6. 【請求項6】前記水洗流体は、前記乾燥蒸気により下向に押される請求項1に記載の方法。 Wherein said flushing fluid A method according to claim 1 which is pushed downwardly by said drying vapor.
  7. 【請求項7】前記水洗流体は、外部のポンプ手段により前記物体から引き離される請求項1に記載の方法。 Wherein said flushing fluid The method of claim 1, which is separated from the object by an external pumping means.
  8. 【請求項8】前記乾燥蒸気は、前記水洗流体の置換後に、乾燥した不活性で非凝縮性ガスを導入することにより前記物体の表面からパージされる請求項1記載の方法。 Wherein said drying vapor after replacement of the rinsing fluid, the method of claim 1 wherein the purged from the surface of the object by introducing a non-condensable gas with an inert dry.
  9. 【請求項9】前記ガスは窒素である請求項8に記載の方法。 9. The method of claim 8 wherein the gas is nitrogen.
  10. 【請求項10】前記乾燥蒸気が飽和される請求項1に記載の方法。 10. A method according to claim 1, wherein the drying vapor is saturated.
  11. 【請求項11】前記乾燥蒸気が過熱される請求項1に記載の方法。 11. The method of claim 1, wherein the drying vapor is superheated.
  12. 【請求項12】前記乾燥蒸気は水と相溶性である請求項2に記載の方法。 12. The dry steam A method according to claim 2 which is miscible with water.
  13. 【請求項13】前記乾燥蒸気は水と最小沸点の共沸騰混合物を生成する請求項2に記載の方法。 13. The method of claim 2 wherein the drying vapor to produce a co-boiling mixture of water and a minimum boiling point.
  14. 【請求項14】前記乾燥蒸気がイソプロパノールである請求項13に記載の方法。 14. The method of claim 13 wherein the drying vapor is isopropanol.
  15. 【請求項15】前記乾燥蒸気が共沸騰混合物である請求項1に記載の方法。 15. The method of claim 1 wherein the drying vapor is co-boiling mixture.
  16. 【請求項16】前記乾燥蒸気はイソプロパノールと水の共沸騰混合物である請求項15に記載の方法。 16. The method according to the drying Claim 15 steam is co-boiling mixture of isopropanol and water.
  17. 【請求項17】前記水洗流体を前記乾燥蒸気で置換後に、前記物体の表面上に該水洗流体の液滴あるいは乾燥蒸気が実質的に残らないような速度で、該水洗流体の水面が該物体から下方に降下するように、該水洗流体を十分に流出させて除去し置換するために、該物体を懸架する支持容器を完全に密閉し、かつ、該物体の上から該乾燥蒸気を導入する請求項1に記載の方法。 The method according to claim 17, wherein the flushing fluid after the replacement by the dry steam, a droplet or speed the drying vapor so as not substantially remain in the aqueous washing fluid over the surface of the object, the water surface said object in said water washing fluid as it drops downwardly from, in order to remove by sufficiently outflow replace water washing fluid, a support vessel for suspending the said object is completely sealed, and introducing the dry steam from the top of the object the method of claim 1.
  18. 【請求項18】前記乾燥蒸気は、前記物体の表面と反応性がなく、しかも大気圧において140℃未満の沸点を有する有機化合物である請求項1に記載の方法。 18. The dry steam is not reactive with the surface of the object, moreover method according to claim 1 is an organic compound having a boiling point below 140 ° C. at atmospheric pressure.
  19. 【請求項19】水洗と乾燥の工程の間で前記物体の表面の移動または取扱いを必要としない請求項1に記載の方法。 19. The method of claim 1 which does not require movement or handling of the surface of the object between the washing and drying steps.
  20. 【請求項20】前記物体が懸架する容器が、前記水洗と乾燥の工程中に水力学的に満たされる請求項19に記載の方法。 20. A method according to claim 19 wherein the object is a container for the suspension may be filled hydraulically during the rinsing and drying steps.
  21. 【請求項21】前記物体は、水洗流体の取出し直後に乾燥蒸気でガスシールされる請求項20に記載の方法。 21. The object A method according to claim 20 which is blanketed with dry steam immediately taken out of the flushing fluid.
  22. 【請求項22】前記物体が半導体ウエハである請求項1 22. wherein the object is a semiconductor wafer according to claim 1
    に記載の方法。 The method according to.
  23. 【請求項23】前記乾燥蒸気は、前記物体の表面と接触する前に気相で濾過される請求項1に記載の方法。 23. The dry steam A method according to claim 1, which is filtered in the vapor phase prior to contacting the surface of the object.
  24. 【請求項24】前記乾燥蒸気が、前記物体の表面を乾燥した後に集められて再循環される請求項1に記載の方法。 24. The dry steam A method according to claim 1 which is recycled is collected after drying the surface of the object.
  25. 【請求項25】前記乾燥蒸気は、前記水洗流体との共沸騰混合物の形で再循環される請求項24に記載の方法。 25. The dry steam A method according to claim 24 which is recycled in the form of a co-boiling mixture of the flushing fluid.
  26. 【請求項26】前記物体が半導体ウエハであり、前記水洗流体が温水であり、前記乾燥蒸気がイソプロパノールであり、かつ、該物体を懸架する支持容器を完全に密閉して行う表面乾燥処理方法であって、 ウエハ面上に液滴が実質的に残らないような速度で、水面がウエハから下方に降下するときに前記水を除去して置換するために、ウエハの上からイソプロパノール蒸気を導入するようにされており、前記ウエハが前記蒸気と接触したときにその蒸気と実質的に温度が同一であるようにされている工程を包含する請求項1に記載の方法。 26. The method of claim 25, wherein the object is a semiconductor wafer, wherein the flushing fluid is hot water, the a dry vapor isopropanol, and the surface drying processing method for performing by a support vessel for suspending the said object is completely sealed there are, at a rate such that the droplets on the wafer surface does not substantially remain, in order to replace it by removing the water when the water level drops downward from the wafer, introducing isopropanol vapor from above the wafer are as in method according to claim 1 comprising the step of the wafer is substantially temperature and its vapor upon contact is to be identical with the steam.
  27. 【請求項27】湿り物体の表面を乾燥させる装置であって、 洗浄流体と乾燥蒸気と接触するために前記物体を支持する容器と、 前記乾燥蒸気を流入させる流入手段と、 前記水洗流体と前記乾燥蒸気とを流出させる流出手段と、 水洗流体を乾燥蒸気で置換後に液滴が表面上に実質的に残らず、また、水洗流体または乾燥蒸気が液滴の蒸発により実質的に除去されないような、十分に遅い速度で水洗流体が乾燥蒸気により置換されるように、水洗流体が前記容器から流出する速度および乾燥蒸気が前記容器に流入する速度を制御する制御手段と、 を有する表面乾燥処理装置。 27. A device for drying the surface of the wet object, a container for supporting the object in order to contact the cleaning fluid and drying vapor, and inlet means for flowing said dry steam, and the washing fluid wherein an outlet means for outflow of the drying vapors, not remain a flushing fluid substantially on the droplet surface after replacement with dry steam, also, such as flushing fluid or dry steam is not substantially removed by evaporation of the droplets as flushing fluid at a sufficiently slow rate is replaced by dry steam, surface drying apparatus and a control means for speed and dry steam flushing fluid flows out from said container to control the rate flowing into the container .
  28. 【請求項28】完全に密閉されている請求項27に記載の装置。 28. The apparatus of claim 27 which is completely sealed.
  29. 【請求項29】前記物体の表面を、前記乾燥蒸気と接触する前に前記乾燥蒸気の温度前後まで加熱する手段を有する請求項27に記載の装置。 Apparatus according to claim 29] surface of the object, in claim 27 having a means for heating to a temperature before and after the drying vapor prior to contact with the drying vapor.
  30. 【請求項30】前記物体の表面と接触する前に前記乾燥蒸気を過熱するために、前記乾燥蒸気の圧力を減少させる弁手段を有する請求項27に記載の装置。 To 30. To overheat the drying vapor prior to contact with the surface of the object, according to claim 27 having a valve means for reducing the pressure of the drying steam.
  31. 【請求項31】前記流入手段は、前記容器内にある前記物体の上にあり、また前記流出手段はその下にある請求項27に記載の装置。 31. The inlet means is located on said object in said container and said outflow means according to claim 27 below it.
  32. 【請求項32】水洗流体の取出し後に乾燥蒸気で物体をガスシールをするシール手段を有する請求項27に記載の装置。 32. The apparatus according to the object with dry vapor after removal of the flushing fluid to claim 27 having a sealing means for the gas seal.
  33. 【請求項33】前記乾燥蒸気で前記水洗流体の置換後に乾燥した不活性の非凝縮性ガスを前記容器に導入する手段を有する請求項27に記載の装置。 33. The apparatus according to non-condensable gases inert drying after replacement of the rinsing fluid with said drying vapor to claim 27 having means for introducing into the container.
  34. 【請求項34】前記物体の表面が前記水洗流体および乾燥蒸気と接触する状態で、前記水洗流体と乾燥蒸気が前記物体表面と接触して通過中に前記物体が動かないように保持する手段を有する請求項27に記載の装置。 34. In a state where the surface of the object is in contact with the rinsing fluid and drying vapor, the means for holding such that the flushing fluid and drying vapor not move the object during passage in contact with the object surface the apparatus of claim 27 having.
  35. 【請求項35】前記水洗流体と乾燥蒸気が前記物体表面と接触する間に、前記容器を水力学的に満たすようにする手段を有する請求項34に記載の装置。 During 35. The flushing fluid and drying vapor contacts the object surface, apparatus according to the container in claim 34 having means to satisfy hydraulically.
  36. 【請求項36】乾燥中に異なるガスの流入を防止するシール手段を有する請求項27に記載の装置。 36. The apparatus according to claim 27 having a sealing means for preventing the flow of different gases during drying.
  37. 【請求項37】前記容器から流出後に水洗流体と乾燥蒸気との混合物を濃縮する手段を有する請求項27に記載の装置。 37. The apparatus of claim 27 having a means for concentrating the mixture of rinsing fluid and drying vapor after flowing out of the container.
  38. 【請求項38】濃縮した混合物を乾燥蒸気として前記容器へ再循環する手段を有する請求項37に記載の装置。 38. The apparatus of claim 37, comprising means for recycling the concentrated mixture into the vessel as a dry vapor.
  39. 【請求項39】元の流体から飽和した乾燥蒸気を生成する蒸発器手段を有する請求項27に記載の装置。 39. The apparatus of claim 27 having an evaporator means for generating a dry steam saturated from the original fluid.
  40. 【請求項40】前記蒸発器手段は、前記有機液体用の下水洗流体として温水を入れた容器内に浸漬された半導体ウエハを乾燥するための表面乾燥処理方法であって、 ウエハ面上に液滴が実質的に残らないような速度で、水面がウエハから下方に降下するときに前記水を除去して置換するために、ウエハの上からイソプロパノール蒸気を導入するようにされており、前記ウエハが前記蒸気と接触したときにその蒸気と実質的に温度が同一であるようにされている、封入された水を十分に流出させる方法を包含する表面乾燥方法。 40. the evaporator means, said a surface drying processing method for drying a semiconductor wafer is immersed in a vessel containing hot water as the lower flushing fluid for organic liquids, liquid on the wafer surface It drops at a rate that does not substantially remain, in order to replace it by removing the water when the water level drops downward from the wafer, and is adapted to introduce the isopropanol vapor from above the wafer, the wafer There the vapor substantially temperature is to be the same, the surface drying method includes a method to sufficiently flow out an encapsulated water upon contact with the steam. 部ボイラセクションと上部保持セクション、および前記上部保持セクションの温度を前記有機液体の沸点に維持する手段から構成される請求項39に記載の装置。 Apparatus according to configured claim 39 Part boiler section and an upper holding section, and the temperature of the upper support section from the means for maintaining the boiling point of the organic liquid.
  41. 【請求項41】前記温度維持手段には、前記ボイラから前記保持セクションへの伝熱量を制限する手段が設けられている請求項40に記載の装置。 The method according to claim 41, wherein said temperature maintaining means, Apparatus according to claim 40, means for limiting the amount of heat transferred to the holding section from the boiler is provided.
  42. 【請求項42】前記蒸発器手段は全体が密閉される請求項39に記載の装置。 42. A device according to claim 39, overall the evaporator means is sealed.
  43. 【請求項43】新鮮な有機液体および/もしくは再循環した乾燥流体を前記蒸発器手段に自動的に補給する補給手段を設けた請求項42に記載の装置。 43. The apparatus of claim 42 in which a replenishing means for automatically replenishing the fresh organic liquid and / or recirculated drying fluid to the evaporator means.
  44. 【請求項44】前記補給手段は、前記保持セクション内の前記有機液体の温度を前記有機液体の沸点よりも低下させる手段を有する請求項43に記載の装置。 44. The replenishing means, Apparatus according to claim 43 having a means for decreasing than said boiling point of said organic liquid the temperature of the organic liquid in the holding section.
  45. 【請求項45】新鮮な有機液体および/もしくは再循環した乾燥液体の供給液の温度を、前記保持セクションの温度より低く維持する貯蔵手段を有する請求項44に記載の装置。 45. The apparatus of claim 44 having a storage means for maintaining the temperature of the feed solution of fresh organic liquid and / or recirculated drying fluid, lower than the temperature of the support section.
  46. 【請求項46】前記乾燥蒸気を容器手段に流入する前に前記乾燥蒸発気相で濾過するフイルタ手段を設けた請求項27に記載の装置。 46. ​​A device according to claim 27 in which a filter means for filtering in said drying evaporating vapor before entering the drying vapor to the container means.
  47. 【請求項47】水洗流体として温水を入れた容器内に浸漬された半導体ウエハを乾燥するための表面乾燥処理装置であって、 ウエハ面上に液滴が実質的に残らないような速度で、水面がウエハから下方に降下するときに前記水を除去して置換するために、ウエハの上からイソプロパノール蒸気を導入するようにされており、前記ウエハが前記蒸気と接触したときにその蒸気と実質的に温度が同一であるようにされている、封入された水を十分に流出させるようにされている表面乾燥処理装置。 47. A surface drying apparatus for drying a semiconductor wafer is immersed in a vessel containing hot water as flushing fluid at a rate such that the droplets on the wafer surface does not substantially remain, for water replaces by removing the water when lowering downward from the wafer, and is adapted to introduce the isopropanol vapor from above the wafer, the vapor substantially when the wafer is in contact with the steam to temperature is to the same, encapsulated water has surface drying apparatus which is adapted to sufficiently flow out.
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