JPH071763B2 - 基体収容装置及び基体乾燥方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は、半導体ウエハ等の基体乾燥方法及びその基体
収容装置に関するものである。

ロ．従来技術 従来、半導体ウエハ、ガラス製マスク、レティクル、コ
ンパクトディスク等の薄板状の基板（以下、これを単に
「基板」と称する。）を収納治具又はキャリアに鉛直状
態に保持して、薬液や純水等で処理若しくは洗浄した
後、乾燥する工程が実施されている。

基板洗浄工程における従来の乾燥方法として、第９図及
び第10図に示すように、収納治具１の溝２に挿入されて
鉛直状態に仮想線のように収納した基板３を洗浄処理
後、高速回転機にかけ、遠心力を利用して、基板の表面
に付着した水分を除去する方法がある。

しかしながら、この方法の問題点は、基板が高速回転す
ることによる基板自体の欠けが生じ、回転機の軸受シー
ル部からの発塵等が基板に付着することであり、基板上
に形成されるパターンの欠陥を引き起こす要因となって
いる。

これらの問題を解決する他の方法として、温熱風による
吹付けによる乾燥、有機溶剤の蒸気を利用する方法、液
体の表面張力を利用する方法等があるが、以下に示すよ
うな問題も残されている。

（１）、温熱風の吹付けによる乾燥後、水滴の蒸発跡が
残る。

（２）、有機溶剤の蒸気にさらすことによって水分を除
去する方法は、有機溶剤を多量に必要とするうえに、加
熱して蒸気にするため、常に引火、爆発、火災の危険性
がある。

（３）、純水の表面張力を利用して、基板を純水中より
微速度で引上げることにより水分を基板表面から除去す
る方法が考案されているが、第11図のように収納治具１
の溝巾が基板３の厚みに対して数倍広いため、基板３は
傾斜して溝２の片側に接してしまう。この接触部および
下部の基板支持部の毛管現象によって、液溜りが箇所
４、５において生じ、このために液が乾きにくいという
問題がある。この対策として、基板を揺動させることが
取り入れられているが、基板を揺動させるためには機構
が複雑になり、発塵源も多くなるので得策でない。

ハ．発明の目的 本発明の目的は、塵埃等の付着がなく、安全に効率良く
乾燥可能な基体乾燥方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、基体を安定保持して乾燥を十分に
行なえる基体収容装置を提供することにある。

ニ．発明の構成 即ち、本発明は、相対向する一対の溝毎に１枚の基体
（例えば半導体ウエハ）が挿入され、各前記溝の下部に
設けられた基体支持部によって前記基体が支持される基
体収容装置において、各前記基体支持部には各前記溝の
幅方向において各前記溝の両壁面から溝中央部側へ互い
に逆勾配に傾斜した一対のテーパーが形成され、前記テ
ーパー上またはその最底部上に前記基体の下部が当接し
た状態で前記基体が支持される基体収容装置を提供す
る。ここで、「テーパー」とは、直線状の斜面だけでな
く、曲線状の斜面も含む。

本発明の基体収容装置においては、基体（又は基板）の
下部エッジを基体支持部にほぼ点接触で当接させるのが
望ましい。また、基体収納範囲の溝の両壁面に突起を設
け、該突起によって基体を点接触で保持することが望ま
しい。更には、基体収納範囲の溝の側面に溝の全長にわ
たって細長い穴をあけたり、この細長い穴に上下、左
右、交互に補強部を形成して基体収容装置の強度を保っ
たり、或は、基体収容装置を骨格構造として溝間の補強
を上下、左右交互に設けることが望ましい。

また、本発明は、基体を収容した基体収容装置を周囲温
度よりも高い所定温度の温処理液に浸漬して前記基体を
処理（例えば温純水に浸漬して洗浄処理）した後、前記
基体収容装置を前記温処理液中から微速度で引き上げ、
引き上げ後に前記基体に僅かに残る前記処理液を前記基
体及び前記基体収容装置の余熱により蒸発させて除去す
る基体乾燥方法を提供する。本発明において、上記の
「微速度」は１〜3cm/分、例えば2cm/分程度、温処理液
の温度は45〜65℃とすることが望ましい。

本発明の基体乾燥方法においては、液切れがよい専用の
基体収容装置を使用することにより、この基体収容装置
に収められた基体が基体収容装置以外に触れることな
く、基体収容装置を温処理液中より引き上げることで乾
燥が完了することが望ましい。また、基体収容装置を複
数の洗浄槽を備えた自動洗浄機に使用し、基体収容装置
搬送用アームを利用して引き上げ、乾燥を行うことが望
ましい。

ホ．実施例 以下、本発明の実施例を詳細に述べる。

第１図は、本発明の一実施例による半導体ウエハ乾燥方
法を示すものである。

この例によれば、後述の収納治具（キャリア）11に半導
体ウエハ３を収容し、これを洗浄機の槽10中に入れ、こ
の槽10に温純水16を供給し、槽の全周より均一にオーバ
ーフローすることにより、水面を常に正常な状態に保
つ。こうして洗浄された基板３および収納治具11は一定
時間経過後に、乾燥機に備えた引上げ装置18で、二点鎖
線の如くに基板３を静止させたまま微速度で引上げ、こ
のとき、純水の表面張力を利用して基板３および収納治
具11の水分を除去するので、液溜りも生じない。僅かに
残った水分も、基板３と収納治具11の余熱で短時間の内
に蒸発し、乾燥する。

この際の処理条件は次の通りである。

温純水の温度 :45〜65℃ 基板引上げ速度:2cm/分 基板引上げ終了後から完全乾燥までの所要時間：数秒 上記したように、本例の方法によって、温純水から引上
げるだけで乾燥し、しかも発塵源も介在せず効率の良い
基板乾燥が実現できる。そして、基板を熱風等によらず
に乾燥しているので蒸発跡が残ることがなく、また有機
溶剤を用いなくてよいから引火等の危険性もない。

上記において重要なことは、ウエア３の収納治具11が第
２図〜第４図の如くに構成されていることである。

即ち、治具11の溝12の下部にある基板支持部５を断面Ｕ
字形のＵ字溝として形成し、その底面19は、第２図に拡
大するように逆勾配に傾斜した一対のテーパーとなって
おり、また第３図に明示するように治具内方に向って深
くなった急斜面23となっている。これに加えて、第４図
に明示するように、基板３を挟む如くに一対の突起21、
22を溝12の両側にて対称的に設けている。この部分４で
は、突起21、22の間隔Ｃは基板３の厚みｔより若干広
く、突起の先端で基板に軽く点接触することによって鉛
直に保持している。しかも、上記底面19の中央部に基板
３の下部エッジが一点にて当接している。

従って、基板は溝中心位置に常に中立状態で安定してい
るので、溝12の両壁面との間隔が一定で広くとれ、底部
の点支持と相まって、流体（液体、気体）の置換効率が
一段と良くなる。即ち、収納治具11の支持部（底部）を
Ｕ型形状とすることにより、ここに下部エッジが接する
基板３は溝の中心位置に保たれるとともに、点接触で支
持されることになる。更に、基板上部の傾斜を完全に防
止するために、溝12の両壁面に突起21、22を設けること
によって、基板を溝の中心位置に安定して保持すること
ができる。従って、液体の溜りを回避でき、基板は静止
したままで、効率の良い洗浄、乾燥が可能になり、半導
体の高品質化に寄与することができる。なお、上記支持
部はＶ型の溝であってよい。

なお、治具11はテフロン等の如き材料で形成されるのが
よい。

第５図は、本発明の他の実施例を示すものである。

まず指摘すべきことは、これまでの収納治具は槽の中で
液体の置換を良くするために、第10図の如く溝の下部側
に細長い穴６があけられており、液中においては効果的
であった。しかしながら、上部側の溝は閉ざされている
場合が多く、補強部７も横一列に設けられている。これ
を表面張力による引上げ乾燥に利用すると、第10図のよ
うな閉ざされた範囲ａの液面が淀んで微粒子が浮遊し、
それが基板に付着するという問題がある。

これに対し、本例によるテフロン製収納治具は、基板３
の有る範囲ｂに亘って溝12の側面に細長い穴26が設けら
れている。従って槽より微速度で引上げる途中、液面が
基板のどの位置にあっても置換効率がよく、淀むことが
ない。したがって、基板には微粒子の付着もなく、高品
質化に寄与することができる。

第６図〜第８図は、第５図の例を発展させた更に他の実
施例を示すものである。

この例では、収納治具11の溝12側面にあけた細長い穴26
に上下及び左右交互に補強部24を設け、収納治具の強度
を高めるとともに、液面が補強された位置にある場合は
隣接した穴26から矢印16のように流出することができる
ので、基板の有る高さ範囲では淀むことがない。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基いて更に変形が可能である。

例えば、上述した収納治具の溝12の両壁面の上部にある
突起21、22の位置は、上述の位置に限らず、基板が安定
する位置であれば良く、複数の突起を設けても有効であ
る。また、基板支持部５の形状もＶ形に限らず、基板が
溝の中心に納まるような形状であれば良い。上述の実施
例では、テフロン製収納治具であったが、他の材質にお
いても同様な効果が得られる。また、上記において、自
動洗浄機内の最終純水槽に温純水を供給し、専用収納治
具および収納治具搬送ロボットを引上げに利用すること
によって、専用の乾燥機を導入しなくても、洗浄槽だけ
で乾燥を完了させてしまうことが可能である。更に、本
発明は洗浄以外の処理にも勿論適用できるし、対象も半
導体ウエハ以外の基板であってよい。

ヘ．発明の作用効果 本発明は上述の如く、基体収容装置を微速度で引き上げ
て液体を除き、更に僅かに残った表面の液体も基体及び
基体収容装置の余熱で完全乾燥しているので、短時間の
うちに乾燥可能である。しかも熱風等によらずに乾燥し
ているので蒸発跡が残ることがなく、また有機溶剤を用
いなくてよいから引火等の危険性もない。

また、使用する基体収容装置は、基体支持部の一対のテ
ーパー上又はその最底部上に基体下部を当接させて基体
を溝中心位置に鉛直に支持するように構成しているの
で、液体の溜りをなくし、基体は静止したままで、効率
の良い乾燥が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の実施例を示すものであって、 第１図は半導体ウエハの洗浄、乾燥工程を示す断面図、 第２図は半導体ウエハ収納治具の要部断面図、 第３図は第２図のIII-III線に相当する断面図、 第４図は第２図の一部分の拡大図、 第５図は他の例による収納治具の基板収納状態の断面
図、 第６図は更に他の例による基板収納状態の断面図、 第７図は第６図の要部側面図、 第８図は第７図のVIII-VIII線断面図 である。 第９図〜第11図は従来例を示すものであって、 第９図は収納治具の斜視図、 第10図は基板収納状態の断面図、 第11図は第10図の要部断面図 である。 なお、図面に示す符号において、 ３……基板（半導体ウエハ） ５……基板支持部 10……洗浄槽 11……収納治具（キャリア） 12……溝 19……テーパー又は底面 21、22……突起 である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対向する一対の溝毎に１枚の基体が挿入
   され、各前記溝の下部に設けられた基体支持部によって
   前記基体が支持される基体収容装置において、 各前記基体支持部には各前記溝の幅方向において各前記
   溝の両壁面から溝中央部側へ互いに逆勾配に傾斜した一
   対のテーパーが形成され、前記テーパー上またはその最
   底部上に前記基体の下部が当接した状態で前記基体が支
   持される基体収容装置。
2. 【請求項２】各前記基体支持部の前記テーパー上または
   その最底部上に前記基体の下部がほぼ点接触で当接する
   ように各前記基体支持部が構成されている特許請求の範
   囲第１項に記載の基体収容装置。
3. 【請求項３】各前記溝の両壁面には前記基体の厚さより
   も若干広い間隔を開けて少なくとも一対の突起が形成さ
   れている特許請求の範囲第１項または２項に記載の基体
   収容装置。
4. 【請求項４】各前記溝の側面には実質的に溝の全長にわ
   たって穴が形成されている特許請求の範囲第１項ないし
   第３項のいずれかに記載の基体収容装置。
5. 【請求項５】基体を収容した基体収容装置を周囲温度よ
   りも高い所定温度の温処理液に浸漬して前記基体を処理
   した後、前記基体収容装置を前記温処理液中から微速度
   で引き上げ、引き上げ後に前記基体に僅かに残る前記処
   理液を前記基体及び前記基体収容装置の余熱により蒸発
   させて除去する基体乾燥方法。
6. 【請求項６】前記温処理液の温度は45〜65℃であり、前
   記引き上げ速度は１〜3cm/分である特許請求の範囲第５
   項に記載の基体乾燥方法。