JPH07193037A - Method and apparatus for vacuum drying - Google Patents

Method and apparatus for vacuum drying

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JPH07193037A
JPH07193037A JP6038231A JP3823194A JPH07193037A JP H07193037 A JPH07193037 A JP H07193037A JP 6038231 A JP6038231 A JP 6038231A JP 3823194 A JP3823194 A JP 3823194A JP H07193037 A JPH07193037 A JP H07193037A
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JP
Japan
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substrate
pure water
vacuum drying
outer tank
tank
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Application number
JP6038231A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Miyoshi
裕一 三由
Michiichi Matsumoto
道一 松元
Yoshitaka Dansui
慶孝 暖水
Teruto Onishi
照人 大西
Yuichi Hirofuji
裕一 広藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To decrease the attachment of fine particles to the surface of a substrate strikingly after vacuum drying by conducting washing step and a pressure reducing step in one vacumm drying apparatus, and providing a water draining step for dropping pure water remaining on the substrate after the washing from the substrate between the washing step and the pressure reducing step. CONSTITUTION:A vacuum drying apparatus has an outer tank 4 and an inner tank 3. A carrier setting stage 8 is provided in the inner tank 3. A carrier 1 containing a substrate 2 is provided on the carrier setting stage 8. After the substrate 2 undergoes the washing with chemical, chemical is washed out with pure water in a water washing step. The pure water, which is heated to 80 deg.C, is supplied from a water feeding and draining pipe 6, and the overflowed pure water is drained. After the end of the washing step, the pure water in the inner tank 3 and the outer tank 4 is drained. When the draining of the pure water in the inner tank 3 is finished, the operation is made to wait until the pure water attached to the surfaces of the substrate 2 and the carrier 1 is sufficiently dropped from the substrate 2. The attached amount of the fine particles in the drying step can be made zero by setting the waiting time at 120 seconds.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は真空乾燥方法及び真空乾
燥装置に関する。より詳細には、本発明は、半導体装置
の製造工程において半導体基板の洗浄後に行う乾燥に適
した真空乾燥方法及び真空乾燥装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum drying method and a vacuum drying apparatus. More specifically, the present invention relates to a vacuum drying method and a vacuum drying apparatus suitable for drying after cleaning a semiconductor substrate in a semiconductor device manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置を構成する素子の微細
化及び高集積化に伴い、半導体装置の構造は、立体化
し、複雑化してきた。特に、ダイナミックランダムアク
セスメモリ(DRAM)等の半導体記憶装置のメモリセ
ルは、狭い占有面積内に大きな電極面積を確保するため
に、複雑な構造の容量電極を備えるようになってきた。
このような容量電極には、スタック型やトレンチ型のも
のがある。近年、スタック型容量電極の蓄積電極の高さ
は、ますます高くなり、また、トレンチ型容量電極のト
レンチの深さは、ますます深くなってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization and high integration of elements constituting a semiconductor device, the structure of the semiconductor device has become three-dimensional and complicated. In particular, a memory cell of a semiconductor memory device such as a dynamic random access memory (DRAM) has been provided with a capacitive electrode having a complicated structure in order to secure a large electrode area within a small occupied area.
Such capacitance electrodes include a stack type and a trench type. In recent years, the height of the storage electrode of the stack-type capacitance electrode has become higher and higher, and the depth of the trench of the trench-type capacitance electrode has become deeper and deeper.

【0003】このような微細で複雑な構造を有する半導
体装置を製造する過程で、微粒子が基板に付着すると、
半導体装置の製造歩留まりが低下するという問題があ
る。微粒子を基板表面から除去する方法としては、従来
から、薬液による基板の洗浄が行われている。洗浄され
た基板を乾燥させる方法には、スピン乾燥方法、アルコ
ール蒸気乾燥方法、基板引き上げ乾燥法、及び真空乾燥
方法等がある。
In the process of manufacturing a semiconductor device having such a fine and complicated structure, if fine particles adhere to the substrate,
There is a problem that the manufacturing yield of semiconductor devices decreases. As a method of removing fine particles from the surface of a substrate, cleaning of the substrate with a chemical solution has been conventionally performed. As a method for drying the washed substrate, there are a spin drying method, an alcohol vapor drying method, a substrate lifting drying method, a vacuum drying method and the like.

【0004】スピン乾燥方法は、基板を高速回転させる
ことによって、基板表面に付着した洗浄用の純水を振り
切るものである。この方法では、基板を高速回転させる
ために、基板が帯電してしまう。帯電は微粒子を付着し
やすくするだけでなく、半導体装置の特性劣下をもたら
す。また、装置内部に微粒子の発塵源になりやすい駆動
系を取り付けなければならない。さらに、装置破損のお
それから、石英やテフロンなどの低発塵性部材を使用す
ることができないために、金属不純物汚染のおそれがあ
るステンレスなどの部材を使用しなければならない。そ
の上、近年、基板の大口径化が進み、基板の直径は20
0mmを越えるようになっている。このような大型の基
板を高速に回転させると、基板が破損するおそれがあ
る。
In the spin drying method, the pure water for cleaning adhering to the surface of the substrate is shaken off by rotating the substrate at a high speed. In this method, the substrate is charged because the substrate is rotated at a high speed. The electrification not only facilitates the attachment of fine particles, but also deteriorates the characteristics of the semiconductor device. In addition, a drive system that easily becomes a dust source of fine particles must be installed inside the device. Further, since a low dust-generating member such as quartz or Teflon cannot be used due to the fear of damage to the device, a member such as stainless steel which may cause contamination of metal impurities must be used. Moreover, in recent years, the diameter of the substrate has increased to 20 and the diameter of the substrate has increased.
It is designed to exceed 0 mm. When such a large substrate is rotated at high speed, the substrate may be damaged.

【0005】アルコール蒸気乾燥方法は、アルコール蒸
気を満たした容器内に基板を挿入し、基板の表面に残置
している純水を潜熱の小さいアルコールに置換した後、
基板表面上のアルコールを蒸発させるものである。この
方法は、複雑化な凹を有する半導体デバイスを十分なレ
ベルの清浄度で乾燥できない。また、使用後のアルコー
ルは廃液処理を施さないと廃棄できないため、廃液処理
用の装置が別途に必要である上に多量に使用する程製造
コストが増加する、という問題がある。
In the alcohol vapor drying method, a substrate is inserted into a container filled with alcohol vapor, and pure water remaining on the surface of the substrate is replaced with alcohol having a small latent heat,
It evaporates alcohol on the substrate surface. This method cannot dry semiconductor devices having complicated recesses with a sufficient level of cleanliness. Further, since the used alcohol cannot be discarded unless the waste liquid is treated, there is a problem that a separate device for treating the waste liquid is required and the manufacturing cost increases as the amount of alcohol is increased.

【0006】基板引き上げ乾燥法は、純水中から基板を
極低速度で引き上げ、純水の表面張力を利用して、基板
上に純水を残置させないようにするという乾燥方法であ
る。この方法は、原理的に、乾燥に長時間を要するた
め、生産効率が低下する。また、立体化し、複雑化した
半導体デハイスを十分に乾燥できない。さらには、基板
の表面に自然酸化膜が不均一に成長するという問題があ
る。
The substrate pulling and drying method is a drying method in which a substrate is pulled up from pure water at an extremely low speed and the surface tension of the pure water is used to prevent the pure water from being left on the substrate. This method, in principle, requires a long time for drying, so that the production efficiency decreases. In addition, the three-dimensional and complicated semiconductor device cannot be dried sufficiently. Further, there is a problem that a natural oxide film grows unevenly on the surface of the substrate.

【0007】真空乾燥方法は、表面に純水の付着した基
板を減圧雰囲気下に置き、基板表面から純水の蒸発を促
進するものである(Electrochemical Society Meeting
91予稿集、I.Oki, et.al.)。この方法では、装置は駆
動しないので、石英やテフロンなどの低発塵性部材を使
用することができるだけでなく、装置内部に駆動系がな
いので装置からの微粒子の発塵もない。さらに、純水を
使用するため、廃液処理にかかる費用も発生しない。そ
の上、基板を減圧下に曝して乾燥させるので、立体化
し、複雑化した半導体デバイスをも十分に乾燥可能であ
る。
In the vacuum drying method, a substrate having pure water on its surface is placed in a reduced pressure atmosphere to promote the evaporation of pure water from the substrate surface (Electrochemical Society Meeting).
91 Proceedings, I.Oki, et.al.). In this method, since the device is not driven, it is possible to use a low dust-generating member such as quartz or Teflon, and since there is no drive system inside the device, no dust is emitted from the device. Further, since pure water is used, the cost for waste liquid treatment does not occur. Moreover, since the substrate is exposed to a reduced pressure and dried, a three-dimensional and complicated semiconductor device can be sufficiently dried.

【0008】現在、この真空乾燥法がもっとも有望視さ
れている。以下に、図4(a)から(h)を参照しなが
ら、従来の真空乾燥方法を説明する。
At present, this vacuum drying method is regarded as the most promising. The conventional vacuum drying method will be described below with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (h).

【0009】工程(a)において、外槽の蓋が開かれた
状態で、80℃に加熱した純水が内槽に満たされる。加熱
純水は、内槽の給排水口から供給され続け、内槽からオ
ーバフローする。工程(b)において、基板はキャリア
と共に内槽内の純水に浸清される。純水は、給排水口か
ら供給されつづけ、内槽をオーバフローしている。工程
(c)において、基板、キャリア及び内槽内に残留した
微粒子などの汚染源を除去するために、内槽底面の給排
水口から加熱純水が十分に供給され続け、洗浄が行われ
る。この間に、外槽の蓋が閉じられる。工程(d)にお
いて、洗浄工程が終了し、その後、内槽及び外槽内の純
水が排水される。
In step (a), the inner tank is filled with pure water heated to 80 ° C. with the lid of the outer tank opened. The heated pure water continues to be supplied from the water supply / drain port of the inner tank and overflows from the inner tank. In step (b), the substrate is soaked in pure water in the inner tank together with the carrier. Pure water continues to be supplied from the water supply / drain port and overflows the inner tank. In the step (c), in order to remove contaminants such as fine particles remaining in the substrate, the carrier, and the inner tank, the heated pure water is sufficiently supplied from the water supply / drain port on the bottom surface of the inner tank to perform cleaning. During this time, the lid of the outer tank is closed. In step (d), the cleaning step is completed, and then the pure water in the inner tank and the outer tank is drained.

【0010】工程(e)において、内槽内部の純水が排
水され終わった時点で、減圧工程が開始される。減圧に
伴い、基板表面に残存した純水は蒸発し、基板の乾燥が
行われる。工程(f)において、再び外槽内部に不活性
ガスを供給し、外槽内部の圧力をほぼ大気圧に戻す。工
程(g)において、外槽の蓋を開き、工程(h)におい
て、キャリアを装置外部へ取り出す。
In step (e), the depressurization step is started when the pure water in the inner tank is drained. As the pressure is reduced, the pure water remaining on the substrate surface is evaporated and the substrate is dried. In step (f), the inert gas is supplied again to the inside of the outer tank to return the pressure inside the outer tank to almost atmospheric pressure. In step (g), the lid of the outer tank is opened, and in step (h), the carrier is taken out of the apparatus.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術においては、乾燥後に基板表面に残存する微粒
子数が、半導体装置を高い歩留まりで製造するために十
分低いレベルにまで低減できないという課題がある。
However, the above-mentioned prior art has a problem that the number of fine particles remaining on the substrate surface after drying cannot be reduced to a sufficiently low level for manufacturing semiconductor devices with a high yield. .

【0012】図5は、上記従来の乾燥方法により乾燥し
た直径150mmのシリコン基板表面に残存した0.2
μm以上の粒径の微粒子の分布を示している。この分布
は、レーザ表面検査装置を用いて測定された。なお、基
板の周辺部(幅10mm)は、測定対象外である。
FIG. 5 shows 0.2 remaining on the surface of a silicon substrate having a diameter of 150 mm dried by the above conventional drying method.
The distribution of fine particles having a particle size of μm or more is shown. This distribution was measured using a laser surface inspection device. The peripheral portion (width 10 mm) of the substrate is outside the measurement target.

【0013】上記シリコン基板は、まず、アンモニア水
と過酸化水素水との混合液を用いて洗浄された後、水洗
乾燥された。測定の対象のシリコン基板は、水洗乾燥後
に、再度、純水により水洗され、真空乾燥法により乾燥
されたものである。再度の水洗前の基板表面の微粒子数
は10個以下であったが、真空乾燥の後の基板表面の微
粒子数は624個であった。再度の水洗及び真空乾燥に
より、微粒子の付着数が増加した。これらの微粒子の付
着は、0.5μm以下の微細なパターンを有する半導体
装置の製造歩留まりを低下させる。
The silicon substrate was first washed with a mixed liquid of ammonia water and hydrogen peroxide water, and then washed with water and dried. The silicon substrate to be measured is washed with water, dried, washed again with pure water, and dried by a vacuum drying method. The number of fine particles on the surface of the substrate before washing again was 10 or less, but the number of fine particles on the surface of the substrate after vacuum drying was 624. The number of adhered fine particles increased by washing with water again and vacuum drying. The adhesion of these fine particles lowers the manufacturing yield of semiconductor devices having a fine pattern of 0.5 μm or less.

【0014】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、真空乾燥後
の基板表面に対する微粒子付着の数を著しく低減するこ
とができ、半導体装置の製造歩留りの向上に寄与するこ
とのできる真空乾燥方法及び真空乾燥装置を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to significantly reduce the number of fine particles attached to the surface of a substrate after vacuum drying, and to manufacture a semiconductor device. It is an object of the present invention to provide a vacuum drying method and a vacuum drying device that can contribute to an improvement in yield.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の真空乾燥方法
は、基板を純水で洗浄するための洗浄工程と、該基板の
雰囲気を大気圧から減圧し、それによって、該基板上に
残った該純水を蒸発させるための減圧工程と、と包含す
る基板の真空乾燥方法であって、該方法は、該洗浄工程
と該減圧工程とを一つの真空乾燥装置内において実行
し、しかも、該方法は、該洗浄工程と該減圧工程との間
において、該基板上に残った該純水の一部を、該基板上
から落下させる水切り工程を更に包含しており、そのこ
とにより上記目的が達成される。
In the vacuum drying method of the present invention, a cleaning step for cleaning a substrate with pure water and an atmosphere of the substrate are depressurized from atmospheric pressure, whereby the substrate remains on the substrate. A vacuum drying method for a substrate, comprising: a depressurizing step for evaporating the pure water, the method comprising: performing the cleaning step and the depressurizing step in one vacuum drying apparatus, and The method further includes a draining step of dropping a part of the pure water remaining on the substrate from the substrate between the cleaning step and the depressurizing step, whereby the above object is achieved. To be achieved.

【0016】実施例では、前記真空乾燥装置は、蓋を有
し、該蓋を閉じることにより大気から内部を遮断するこ
とのできる外槽と、該外槽内の内部に設置された内槽と
を備えており、前記洗浄工程は、該内槽内を純水で満た
す準備工程と、該内槽内に満たされた該純水中に前記基
板を挿入する挿入工程と、該内槽内から該外槽外へ該純
水を排出する排水工程と、を包含している。
[0016] In the embodiment, the vacuum drying device has a lid, and an outer tank capable of blocking the inside from the atmosphere by closing the lid, and an inner tank installed inside the outer tank. The cleaning step comprises: a preparatory step of filling the inner tank with pure water; an inserting step of inserting the substrate into the pure water filled in the inner tank; A drainage step of discharging the pure water to the outside of the outer tank.

【0017】好ましくは、前記内槽内の純水を加熱す
る。好ましくは、前記減圧工程は、前記外槽の前記蓋を
閉じた後に、該外槽内の圧力を1Torr以下に減圧す
る工程を包含している。
Preferably, the pure water in the inner tank is heated. Preferably, the depressurizing step includes the step of depressurizing the pressure in the outer tank to 1 Torr or less after closing the lid of the outer tank.

【0018】好ましくは、前記減圧工程の後に前記外槽
内に不活性ガスを導入し、それによって、該外槽内の圧
力を大気圧よりも高くした後に、該外槽の前記蓋を開け
る工程を更に包含している。
Preferably, a step of introducing an inert gas into the outer vessel after the depressurizing step, thereby increasing the pressure in the outer vessel above atmospheric pressure, and then opening the lid of the outer vessel. Is further included.

【0019】好ましくは、前記水切り工程は、前記減圧
工程における減圧の開始を、前記洗浄工程における洗浄
の終了から10秒以上遅らせる待機工程を包含してい
る。
Preferably, the draining step includes a waiting step of delaying the start of depressurization in the depressurizing step from the end of washing in the washing step by 10 seconds or more.

【0020】好ましくは、前記水切り工程は、鉛直方向
に加速度を有するよう前記基板を運動させる工程を包含
する。
Preferably, the draining step includes a step of moving the substrate so as to have acceleration in the vertical direction.

【0021】本発明の他の真空乾燥方法は、蓋を有し、
該蓋を閉じることにより大気から内部を遮断することの
できる外槽と、該外槽の内部に設置された内槽とを備え
ている真空乾燥装置内において、基板を純水で洗浄した
後、該基板の雰囲気を大気圧から減圧し、それによっ
て、該基板上に残った該純水を蒸発させる真空乾燥方法
であって、該内槽内に満たされた該純水によって該基板
を洗浄する工程と、該蓋を閉じた状態で該外槽内に不活
性ガスを導入しながら、該内槽内から該外槽外へ該純水
を排出する排水工程と、該内槽内から該純水が排出され
終わった後も、一定期間経過するまで、該外槽内に該不
活性ガスを導入し続け、その間に該基板上に残った該純
水の一部を、該基板上から落下させる水切り工程と、該
一定期間経過後、該外槽内への該不活性ガスの導入を停
止する工程と、該外槽内の該不活性ガスを該外槽外へ排
出し、それによって該外槽内の圧力を減圧する減圧工程
とを包含しており、そのことにより上記目的が達成され
る。
Another vacuum drying method of the present invention has a lid,
After cleaning the substrate with pure water in a vacuum drying apparatus equipped with an outer tank capable of shutting off the atmosphere from the atmosphere by closing the lid, and an inner tank installed inside the outer tank, A vacuum drying method of depressurizing the atmosphere of the substrate from atmospheric pressure to evaporate the pure water remaining on the substrate, wherein the pure water filled in the inner tank is used to clean the substrate. A step of draining the pure water from the inner tank to the outside of the outer tank while introducing an inert gas into the outer tank with the lid closed. Even after the water is completely discharged, the inert gas is continuously introduced into the outer tank until a certain period of time elapses, and a part of the pure water remaining on the substrate during that period is dropped from the substrate. And a step of stopping the introduction of the inert gas into the outer tank after the lapse of the certain period of time. Discharging the inert gas of the internal to the external tank outside, thereby and includes a depressurizing step of reducing the pressure in the outer chamber, the objects can be achieved.

【0022】好ましくは、前記一定期間は10秒以上で
ある。好ましくは、前記減圧工程の後に前記外槽内に不
活性ガスを再び導入し、それによって、該外槽内の圧力
を大気圧よりも高くした後に、該外槽の前記蓋を開ける
工程を更に包含している。
Preferably, the fixed period is 10 seconds or more. Preferably, after the depressurizing step, an inert gas is reintroduced into the outer tank, thereby increasing the pressure in the outer tank above atmospheric pressure, and then opening the lid of the outer tank. Inclusive.

【0023】好ましくは、前記水切り工程は、鉛直方向
に加速度を有するように前記基板を運動させる工程を包
含する。
Preferably, the draining step includes a step of moving the substrate so as to have an acceleration in the vertical direction.

【0024】本発明の真空乾燥装置は、大気から内部を
遮断することができる外槽と、該外槽内に設けられ、内
部に純水を蓄えることのできる内槽と、該外槽内の圧力
を減圧するための減圧手段と、を備えた真空乾燥装置で
あって、該内槽は、該純水を供給及び排水するための少
なくとも一つの給排水口を更に有しており、該真空乾燥
装置は、減圧工程の開始前において、該外槽を鉛直方向
に加速度を有するように運動させるための手段を更に備
えており、そのことにより上記目的が達成される。
The vacuum drying apparatus of the present invention has an outer tank capable of blocking the inside from the atmosphere, an inner tank provided in the outer tank and capable of storing pure water therein, and an outer tank in the outer tank. A vacuum drying apparatus comprising: a depressurizing unit for depressurizing the pressure, wherein the inner tank further has at least one water supply / drainage port for supplying and draining the pure water. The apparatus further comprises means for moving the outer tank so as to have acceleration in the vertical direction before the start of the depressurization step, whereby the above object is achieved.

【0025】本発明の他の真空乾燥装置は、大気から内
部を遮断することができる外槽と、該外槽内に設けら
れ、内部に純水を蓄えることのできる内槽と、該外槽内
の圧力を減圧するための減圧手段と、を備えた真空乾燥
装置であって、該内槽は、更に、該純水を供給及び排水
するための少なくとも一つの給排水口と、少なくとも真
空乾燥工程の開始前において、基板上に残置された純水
を該給排水口に導くための水切り部材と、を有してお
り、そのことにより上記目的が達成される。
Another vacuum drying apparatus of the present invention is an outer tank capable of blocking the inside from the atmosphere, an inner tank provided inside the outer tank and capable of storing pure water therein, and the outer tank. A vacuum drying apparatus comprising: a decompression unit for decompressing the internal pressure, wherein the inner tank further comprises at least one water supply / drainage port for supplying and draining the pure water, and at least a vacuum drying step. Prior to the start of (1), a draining member for guiding the pure water left on the substrate to the water supply / drainage port, thereby achieving the above object.

【0026】実施例では、前記水切り部材は、少なくと
も前記減圧工程開始前において、前記基板の下端に実質
的に接触するように前記内槽内に配置されている。
In the embodiment, the draining member is arranged in the inner tank so as to substantially contact the lower end of the substrate at least before the start of the depressurizing step.

【0027】[0027]

【作用】本発明の真空乾燥方法によれば、洗浄工程と減
圧工程とを一つの真空乾燥装置内において実行し、しか
も、洗浄工程と減圧工程との間において、洗浄後の基板
上に残った純水を、基板上から落下させる水切り工程を
包含している。
According to the vacuum drying method of the present invention, the cleaning step and the depressurizing step are performed in one vacuum drying apparatus, and moreover, the cleaning step and the depressurizing step remain on the cleaned substrate. It includes a draining step of dropping pure water from the substrate.

【0028】この水切り工程は、洗浄工程における排水
の終了時点から、減圧工程において純水の蒸発が実質的
に開始されるまでの間に、基板上から純水をできるかぎ
り取り除くための工程である。水切り工程は、排水終了
から減圧開始までの待機時間を10秒以上にすることに
より、特に顕著な効果をもたらす。また、水切り工程中
に、水切り部材を基板に接触させたり、基板を鉛直方向
に加速度運動させることにより、より速やかに、水切り
を達成することができる。このような水切り工程の導入
により、真空乾燥により基板に残置する微粒子の数が低
減され、真空乾燥後の基板表面の清浄度が高められる。
This draining process is a process for removing pure water from the substrate as much as possible from the end of drainage in the cleaning process to the substantial start of evaporation of pure water in the depressurizing process. . The draining process brings a particularly remarkable effect by setting the waiting time from the end of drainage to the start of decompression to 10 seconds or more. In addition, during the draining process, the draining member can be brought into contact with the substrate or the substrate can be accelerated in the vertical direction to achieve draining more quickly. By introducing such a draining process, the number of fine particles left on the substrate by vacuum drying is reduced, and the cleanliness of the substrate surface after vacuum drying is enhanced.

【0029】[0029]

【実施例】以下に、本発明を実施例について説明する。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.

【0030】まず、図1を参照しながら、本発明による
真空乾燥装置の構成を説明する。この装置は、外槽4
と、外槽4内に設置された内槽3とを備えている。外槽
4は、蓋7を有しており、その蓋7を閉じることにより
大気から内部を遮断することができる。
First, the structure of the vacuum drying apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This device is the outer tank 4
And an inner tank 3 installed in the outer tank 4. The outer tub 4 has a lid 7, and by closing the lid 7, the inside can be shut off from the atmosphere.

【0031】内槽3は、その上部が開放され、しかも、
内部に純水を蓄えることのできる構造を有している。内
槽3の内部には、キャリア設置台8が設けられている。
このキャリア設置台8の上には、少なくとも1枚の基板
2を収めたキャリア1が設置される。
The upper part of the inner tank 3 is open, and
It has a structure that can store pure water inside. A carrier installation table 8 is provided inside the inner tank 3.
A carrier 1 containing at least one substrate 2 is installed on the carrier installation table 8.

【0032】内槽3の底面には、1本以上の給排水管6
が接続されている。純水は、この給排水管6を介して、
内槽3内に供給され、また、内槽3から外部へ排水され
る。この給排水管6の数は任意である。給排水管6の代
わりに、給水管と排水管とを別個に内槽3に接続しても
良い。この場合、排水管は、内槽3の底面に接続する必
要があるが、給水管は必ずしも、底面に設ける必要はな
い。本発明の真空乾燥装置においては、純水を排水し終
わった後、給排水管6を介して、外槽4内の気体を外部
へ排出(排気)することができる。本実施例では、この
ように、給排水管6が排気管をも兼ねている。
On the bottom surface of the inner tank 3, one or more water supply / drainage pipes 6 are provided.
Are connected. Pure water passes through this water supply / drainage pipe 6,
It is supplied into the inner tank 3 and is drained from the inner tank 3 to the outside. The number of the water supply / drainage pipes 6 is arbitrary. Instead of the water supply / drainage pipe 6, the water supply pipe and the drainage pipe may be separately connected to the inner tank 3. In this case, the drain pipe needs to be connected to the bottom surface of the inner tank 3, but the water supply pipe does not necessarily have to be provided on the bottom surface. In the vacuum drying apparatus of the present invention, after the pure water is drained, the gas in the outer tub 4 can be discharged (exhausted) to the outside through the water supply / drain pipe 6. In this embodiment, the water supply / drainage pipe 6 also serves as the exhaust pipe in this way.

【0033】内槽3内に給水された純水中には、洗浄さ
れるべき基板2が完全に浸漬されることになるので、内
槽3の大きさ及び形状は、基板2の大きさ及び数を考慮
して設計されることになる。基板2は、キャリア1の中
に収納された状態で、洗浄処理及び乾燥処理を受ける。
このため、内槽3は、少なくとも1個のキャリア1を収
納できる大きさを有していることが好ましい。
Since the substrate 2 to be cleaned is completely immersed in the pure water supplied to the inner tank 3, the size and shape of the inner tank 3 are the same as those of the substrate 2. It will be designed considering the number. The substrate 2 accommodated in the carrier 1 undergoes a cleaning process and a drying process.
Therefore, it is preferable that the inner tank 3 has a size capable of accommodating at least one carrier 1.

【0034】外槽4は、その底面に排水口及びこれに接
続された排水管を有している。この排水管を介して、内
槽3から外槽4内にオーバフローした純水が外槽4外へ
排水される。また、外槽4には不図示のガス導入口が設
けられている。このガス導入口を介して、外槽4内には
不活性ガスが供給され得る。不活性ガスの導入は、不図
示の制御装置により制御させる。
The outer tank 4 has a drainage port and a drainage pipe connected to the drainage port on the bottom surface thereof. Through this drain pipe, the pure water overflowing from the inner tank 3 into the outer tank 4 is drained to the outside of the outer tank 4. Further, the outer tank 4 is provided with a gas introduction port (not shown). An inert gas can be supplied into the outer tub 4 through this gas inlet. The introduction of the inert gas is controlled by a control device (not shown).

【0035】外槽4の蓋7を閉じた状態で、内槽3の給
排水管6及び外槽4の排水管を介して、純水及びガスを
装置から排出し続けると、外槽4内の圧力は、大気圧に
比較して無視できないレベルにまで減少する。しかし、
ガス導入口を介して不活性ガスを外槽4内に導入し続け
ておけば、外槽4内の圧力を実質的に低下させないよう
にすることができる(少なくとも、蒸発しない程度の圧
力に維持することができる)。
When pure water and gas are continuously discharged from the apparatus via the water supply / drain pipe 6 of the inner tank 3 and the drain pipe of the outer tank 4 with the lid 7 of the outer tank 4 closed, The pressure decreases to a non-negligible level compared to atmospheric pressure. But,
If the inert gas is continuously introduced into the outer tub 4 through the gas introduction port, the pressure in the outer tub 4 can be prevented from being substantially lowered (at least, maintained at a pressure at which evaporation does not occur). can do).

【0036】以下に、図3(a)から(i)を参照しな
がら、上述の真空乾燥装置を用いて行う本発明の真空乾
燥方法を説明する。なお、図3においては、真空乾燥装
置等に付与された参照番号を省略している。
The vacuum drying method of the present invention using the above vacuum drying apparatus will be described below with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (i). Note that, in FIG. 3, reference numerals given to the vacuum dryer and the like are omitted.

【0037】まず、基板(シリコンウェハ)2は、キャ
リア1に挿入された状態で、薬液による洗浄処理を受け
た後、水洗工程で純水により薬液を洗い落とされる。基
板2の表面には、水洗工程で付着した純水の膜が形成さ
れる。
First, the substrate (silicon wafer) 2 in a state of being inserted in the carrier 1 is subjected to cleaning treatment with a chemical solution, and then the chemical solution is washed off with pure water in a water washing step. On the surface of the substrate 2, a film of pure water attached in the washing step is formed.

【0038】工程(a)において、外槽4の蓋7が開か
れた状態で、80℃に加熱した純水が内槽3に満たされ
る。加熱純水は、内槽3の給排水管6から供給され続
け、内槽3からオーバフローする。オーバフローした純
水は、外槽4に設けられた排水管から排水される。
In step (a), the inner tank 3 is filled with pure water heated to 80 ° C. with the lid 7 of the outer tank 4 opened. The heated pure water continues to be supplied from the water supply / drainage pipe 6 of the inner tank 3 and overflows from the inner tank 3. The overflowed pure water is drained from the drain pipe provided in the outer tank 4.

【0039】工程(b)において、基板2はキャリア1
と共に内槽3内の純水に浸清される。純水は、給排水管
6から供給されつづけ、内槽3をオーバフローしてい
る。
In step (b), the substrate 2 is the carrier 1
At the same time, it is soaked in pure water in the inner tank 3. Pure water continues to be supplied from the water supply / drainage pipe 6 and overflows the inner tank 3.

【0040】工程(c)において、外槽4の蓋7を閉じ
た状態で、内槽3底面の給排水管6から加熱純水が供給
され続け、さらに5分程度、基板2は純水により洗浄さ
れる。この間に、基板2の温度は加熱純水の温度程度ま
で高められ、それによって、後の工程における乾燥が促
進させることとなる。洗浄時間は、必要に応じて調節さ
れる。
In step (c), with the lid 7 of the outer tank 4 closed, heated pure water is continuously supplied from the water supply / drain pipe 6 on the bottom surface of the inner tank 3, and the substrate 2 is washed with pure water for about 5 minutes. To be done. During this time, the temperature of the substrate 2 is raised to about the temperature of the heated pure water, which accelerates the drying in the subsequent steps. The cleaning time is adjusted as needed.

【0041】工程(d)において、洗浄工程が終了し、
その後、内槽3及び外槽4内の純水が、それぞれ、給排
水管6及び排水管を介して排水される。この時、外槽4
内部が減圧状態になると、純水が排水されにくくなる上
に、純水の沸騰が生じるおそれがある。このようなこと
を防ぐために、外槽4内部には、窒素のような不活性ガ
スを導入し、それによって外槽4内の圧力が減圧状態に
ならないようにする。こうすることにより、純水の沸騰
を防ぎ、かつ、純水の排水速度を安定化させることがで
きる。
In step (d), the washing step is completed,
Then, the pure water in the inner tank 3 and the outer tank 4 is drained through the water supply / drainage pipe 6 and the drainage pipe, respectively. At this time, the outer tank 4
If the inside is in a depressurized state, it is difficult for the pure water to be drained, and in addition, boiling of the pure water may occur. In order to prevent such a situation, an inert gas such as nitrogen is introduced into the outer tub 4 so that the pressure in the outer tub 4 is not reduced. By doing so, boiling of pure water can be prevented and the drainage rate of pure water can be stabilized.

【0042】本実施例では、排水をアスピレータを用い
て行っているが、他に、純水を給排水管6から自然落下
させてもよい。また、不活性ガスを外槽4内に導入する
ことにより、純水を給排水管6を介して外部へ押し出し
てもよい。純水の排水は、5cm/分程度の速度で行なっ
たが、この速度があまり遅いと基板2の表面に付着する
微粒子数が増加する傾向が見られるので、5cm/分程度
以上の速度で排水することが、微粒子付着の防止および
乾燥に要する時間の短縮という観点からも、望ましい。
In the present embodiment, drainage is performed by using an aspirator. However, pure water may be naturally dropped from the water supply / drainage pipe 6. Further, pure water may be pushed out through the water supply / drainage pipe 6 by introducing an inert gas into the outer tank 4. The pure water was drained at a speed of about 5 cm / min. However, if this speed is too slow, the number of particles adhering to the surface of the substrate 2 tends to increase. From the viewpoint of preventing adhesion of fine particles and shortening the time required for drying, it is desirable.

【0043】工程(e)において、内槽3内部の純水が
排水され終わった後、基板2やキャリア1の表面に付着
している純水が基板2から十分な程度落下するまで待機
する。従来技術では、純水の排水終了時点から外槽4内
部の圧力が変動し始め、実質的に減圧が開始されてい
た。また、従来は、純水の排水終了直後に不活性ガスの
導入を停止し、それによって減圧を促進していた。この
ように、従来技術によれば、排水終了直後に減圧工程が
開始されていた。しかし、本実施例では、純水の排水終
了直後においても、不活性ガスの導入を停止しない。本
実施例では、純水の排水終了時点から外槽4内部の圧力
の変動に合わせて不活性ガス導入流量を調整し、外槽4
内部が減圧状態にならないようにしている。
In step (e), after the pure water in the inner tank 3 has been drained, the process waits until the pure water adhering to the surface of the substrate 2 or the carrier 1 drops from the substrate 2 to a sufficient extent. In the prior art, the pressure inside the outer tub 4 began to fluctuate at the end of the drainage of pure water, and the pressure reduction was substantially started. Further, conventionally, the introduction of an inert gas was stopped immediately after the drainage of pure water, and thereby the pressure reduction was promoted. As described above, according to the conventional technique, the depressurization step was started immediately after the drainage was completed. However, in this embodiment, the introduction of the inert gas is not stopped immediately after the pure water is drained. In this embodiment, the flow rate of the inert gas introduced is adjusted according to the fluctuation of the pressure inside the outer tank 4 from the end of the drainage of pure water, and the outer tank 4 is adjusted.
The inside is kept in a depressurized state.

【0044】なお、本明細書において、純水の排水終了
時点から外槽4内部の減圧工程開始までの時間を「待機
時間」と称することとする。本発明によれば、減圧を開
始する前に、基板2の表面からできる限り純水を除去し
ておく。そのために、本実施例では、減圧工程前に「待
機時間」を設け、それによって、排水工程終了時点で基
板2の表面に残存していた純水が自然に基板2から下方
に流れ落ちるための時間を確保している。
In the present specification, the time from the end of drainage of pure water to the start of the depressurizing step inside the outer tank 4 is referred to as "waiting time". According to the present invention, pure water is removed from the surface of the substrate 2 as much as possible before the pressure reduction is started. Therefore, in this embodiment, a “standby time” is provided before the depressurization step, so that the pure water remaining on the surface of the substrate 2 at the end of the drainage step naturally flows downward from the substrate 2. Has been secured.

【0045】実験の結果、「待機時間」を120秒間とす
ることにより、乾燥工程での微粒子付着量をほぼ皆無と
することができることが判明した。図6は、実験により
得られた、待機時間と微粒子付着数の増加量との関係を
示している。待機時間が0秒の場合に比べて、10秒程
度の待機により微粒子数を半減できることが図6のグラ
フからわかる。この結果から、真空乾燥方法によれば、
減圧開始時点で基板2の表面に残存する純水がわずかに
微粒子を含んでおり、そのような純水が減圧下で蒸発し
た後も基板2の表面には微粒子が残存してしまうことが
わかる。しかしながら、本発明によれば、待機工程の存
在により、減圧開始時点で基板2の表面に残存する純水
の量が十分に除去され得る。このため、乾燥終了後に基
板2の表面に残存する微粒子の数が十分に低減されるこ
ととなる。
As a result of the experiment, it was found that by setting the "standby time" to 120 seconds, the amount of adhered fine particles in the drying step can be almost eliminated. FIG. 6 shows the relationship between the waiting time and the amount of increase in the number of adhered fine particles, which is obtained by the experiment. It can be seen from the graph of FIG. 6 that the number of fine particles can be halved by waiting for about 10 seconds as compared with the case of waiting time of 0 seconds. From this result, according to the vacuum drying method,
It can be seen that the pure water remaining on the surface of the substrate 2 at the start of decompression contains a small amount of fine particles, and the fine particles remain on the surface of the substrate 2 even after such pure water is evaporated under reduced pressure. . However, according to the present invention, due to the presence of the waiting step, the amount of pure water remaining on the surface of the substrate 2 at the time of starting depressurization can be sufficiently removed. Therefore, the number of fine particles remaining on the surface of the substrate 2 after the drying is sufficiently reduced.

【0046】本実施例では、所定の「待機時間」の経過
後、工程(f)において、不活性ガスの導入を停止し
て、外槽4内部を1Torr程度に達するまで、外槽4内を
減圧する。基板2を加熱するための手段を外槽4の内部
または外部に設けることにより、減圧工程時に基板2を
加熱するようにすれば、乾燥がより促進されるので1Tor
r以上の圧力でも十分に乾燥は可能である。また、この
ような加熱手段を使用すれば、乾燥時間を短縮すること
もできる。
In the present embodiment, after the predetermined "waiting time" has elapsed, in step (f), the introduction of the inert gas is stopped and the inside of the outer tank 4 is kept until the inner tank 4 reaches about 1 Torr. Decompress. If a means for heating the substrate 2 is provided inside or outside the outer tank 4 so that the substrate 2 is heated during the depressurization step, the drying is further promoted, and thus 1 Torr
Even at pressures above r, sufficient drying is possible. Moreover, the drying time can be shortened by using such a heating means.

【0047】工程(g)において、再び外槽4内部に不
活性ガスを供給し、外槽4内部の圧力をほぼ大気圧に戻
す。その後、工程(h)において、外槽4の蓋7を開
く。このとき、外槽4の内部の圧力が大気圧よりすこし
でも低いと、外槽4の外部から内部へ向かう気流が発生
し、外槽4とその蓋7との間のシール部に残留する水滴
が基板2の表面にまで飛来し、基板2に付着する可能性
がある。そこで、蓋7を開く時点では、外槽4内部の気
圧を外部より1mmH2O程度高くすることが好ましい。工程
(i)において、最後に基板2を挿入したキャリア1を
装置外へ取り出すことにより、乾燥が終了する。
In step (g), the inert gas is supplied again to the inside of the outer tank 4 to return the pressure inside the outer tank 4 to almost atmospheric pressure. Then, in step (h), the lid 7 of the outer tank 4 is opened. At this time, if the pressure inside the outer tub 4 is slightly lower than the atmospheric pressure, an air flow from the outside to the inside of the outer tub 4 is generated, and water droplets remaining on the seal portion between the outer tub 4 and the lid 7 thereof are generated. May fly to the surface of the substrate 2 and adhere to the substrate 2. Therefore, when the lid 7 is opened, it is preferable that the atmospheric pressure inside the outer tub 4 be higher than the outside by about 1 mmH2O. In step (i), the carrier 1 in which the substrate 2 is finally inserted is taken out of the apparatus, whereby the drying is completed.

【0048】本実施例によれば図6に示したように、排
水工程のあとに待機工程を伴わない従来の方法に比較し
て、格段に微粒子付着量を低減できることがわかる。水
切りのための待機時間は、本実施例の場合120秒とし
たが、製造するデバイスに応じて最低限の待機時間に設
定すればよい。
According to this embodiment, as shown in FIG. 6, it can be seen that the amount of adhered fine particles can be markedly reduced as compared with the conventional method which does not involve the standby process after the drainage process. Although the standby time for draining water was 120 seconds in the present embodiment, it may be set to the minimum standby time according to the device to be manufactured.

【0049】本実施例の場合、待機工程時にポンプを作
動しながら待機する方法について述べたが、排水工程終
了時点でポンプ及び不活性ガスの導入を停止して待機し
ても同様な効果を得ることは可能である。
In the case of the present embodiment, the method of waiting while operating the pump during the waiting step has been described, but the same effect can be obtained by stopping the introduction of the pump and the inert gas at the end of the draining step and waiting. It is possible.

【0050】本実施例に於て、水切りの方法として待機
することを採用したが、他の方法として基板2に上に向
かう加速度を与える方法を採用すると、水切りに要する
時間を短縮することができる。例えば、排水が完了した
時点で真空乾燥装置全体を上に向かって5cm/sec2程度の
加速度で持ち上げることにより、表面に付着した純水の
膜を短時間のうちに除去することができる。実用的に
は、図7に示した真空乾燥装置のように、例えばバネの
ような振動発生具9を外槽4に接続し、排水完了時点で
この振動発生具9を作動させることにより、真空乾燥装
置全体を上下に振動させてもよい。
In this embodiment, the standby method is adopted as the draining method. However, if another method of applying an upward acceleration to the substrate 2 is adopted, the time required for draining can be shortened. . For example, when the drainage is completed, the entire vacuum drying apparatus is lifted up with an acceleration of about 5 cm / sec 2, whereby the pure water film adhering to the surface can be removed in a short time. Practically, as in the vacuum drying device shown in FIG. 7, a vibration generator 9 such as a spring is connected to the outer tank 4 and the vibration generator 9 is operated at the time of completion of drainage to generate a vacuum. You may vibrate the whole drying apparatus up and down.

【0051】また、本実施例では、基板2の主面が鉛直
方向に平行となるような配置状態で、洗浄及び乾燥を行
っているが、本発明はこれに限定されるものではない。
基板2を傾けることによって、鉛直方向と基板2の主面
とが0度より大きな角度を形成するようにしてもよい。
例えば、基板2の裏面側(半導体素子が形成されない
側)が上方になるように配置して洗浄及び乾燥を行うこ
とは、基板2の表面側(半導体素子が形成される側)に
付着する純水の量をよりいっそう低減する。このような
配置は、キャリア設置台8を傾斜させれば容易に得られ
る。
Further, in the present embodiment, the cleaning and drying are carried out in a state where the main surface of the substrate 2 is parallel to the vertical direction, but the present invention is not limited to this.
By tilting the substrate 2, the vertical direction and the main surface of the substrate 2 may form an angle larger than 0 degree.
For example, cleaning and drying by arranging the substrate 2 so that the back surface side (the side on which the semiconductor element is not formed) is upward is performed by cleaning the substrate 2 on the front surface side (the side on which the semiconductor element is formed). Further reduce the amount of water. Such an arrangement can be easily obtained by inclining the carrier installation table 8.

【0052】(実施例2)次に、本発明による他の真空
乾燥装置及び真空乾燥方法を説明する。
(Embodiment 2) Next, another vacuum drying apparatus and vacuum drying method according to the present invention will be described.

【0053】まず、図2を参照しながら、本真空乾燥装
置の構成を説明する。図1及び図2において、対応する
部分には、同じ参照番号を付与している。以下に、図1
に示す装置と図2に示す装置との相違点を説明する。
First, the structure of the vacuum drying apparatus will be described with reference to FIG. 1 and 2, corresponding parts are given the same reference numerals. Below,
Differences between the apparatus shown in FIG. 2 and the apparatus shown in FIG. 2 will be described.

【0054】本真空乾燥装置の特徴は、水切り部材5を
備えている点にある。この水切り部材5は、直径6mm
の円柱部分を含んでおり、キャリア設置台8上に設けら
れている。キャリア1がキャリア設置台8上に置かれた
場合に、キャリア1中の基板2の下端に水切り部材5が
接触するように、水切り部材5の位置及び高さが調整さ
れている。
The feature of this vacuum drying apparatus is that it is provided with a draining member 5. This draining member 5 has a diameter of 6 mm
It is provided on the carrier installation table 8 including the cylindrical part of. The position and height of the draining member 5 are adjusted so that when the carrier 1 is placed on the carrier installation table 8, the draining member 5 contacts the lower end of the substrate 2 in the carrier 1.

【0055】水切り工程中においては、基板2の表面に
残存していた純水の大部分は、基板2の下端付近に集ま
り、そこから内槽3の底面に流れ落ちてく。水切り部材
5は、このとき、基板2の表面に残存した純水に接触
し、その純水を速やかに下方に流し落とすように機能す
る。水切り部材5は、基板2の下端から水滴状に垂れ下
がった純水と接触できればよく、基板2の下端と水切り
部材5とが完全に接触している必要はない。具体的に
は、両者の間に、0.1mm程度の間隙が設けられてい
ても良い。また、逆に、水切り部材5の高さは、キャリ
ア1がキャリア設置台8上に置かれる際に、基板2を下
から押し上げるような高さに設定されても良い。
During the draining process, most of the pure water remaining on the surface of the substrate 2 gathers near the lower end of the substrate 2 and flows down to the bottom of the inner tank 3. At this time, the water draining member 5 comes into contact with the pure water remaining on the surface of the substrate 2 and functions to quickly drop the pure water downward. It suffices for the draining member 5 to be in contact with pure water that hangs from the lower end of the substrate 2 in the form of water droplets, and it is not necessary that the lower end of the substrate 2 and the draining member 5 are in complete contact. Specifically, a gap of about 0.1 mm may be provided between the two. On the contrary, the height of the draining member 5 may be set so that the substrate 2 is pushed up from below when the carrier 1 is placed on the carrier installation table 8.

【0056】水切り部材5の断面形状は、円に限られ
ず、楕円、長方形、ひし形等の任意の形状であってよ
い。水切り部材5の材料は、半導体にとって害を与えな
い材料であることが好ましく、石英のほかには、例え
ば、テフロン等の低発塵性樹脂やシリコン等が使用され
る。
The cross-sectional shape of the draining member 5 is not limited to a circle, and may be any shape such as an ellipse, a rectangle, and a rhombus. The material of the draining member 5 is preferably a material that does not harm the semiconductor, and in addition to quartz, a low dust-generating resin such as Teflon, silicon, or the like is used.

【0057】本装置を使用して行う乾燥方法は、実質的
に実施例1の方法と同様である。ただし、水切りに要す
る時間(待機時間)は、水切り部材5の作用により、著
しく短縮され、1から2秒程度の待機時間で微粒子付着
数低減の効果を得ることができる。
The drying method performed by using this apparatus is substantially the same as the method of Example 1. However, the time required for draining (waiting time) is remarkably shortened by the action of the draining member 5, and the effect of reducing the number of adhered fine particles can be obtained with a waiting time of about 1 to 2 seconds.

【0058】(実施例3)シリコン基板(直径150m
m)をフッ化水素酸水溶液に浸漬した後、そのシリコン
基板を水洗し、実施例1の真空乾燥方法により乾燥し
た。フッ化水素酸水溶液は、シリコン基板の表面に形成
されていた自然酸化膜(親水性)を除去し、それによっ
て疎水性のシリコンを基板の表面に露出させる。このよ
うにして、疎水性表面を有する基板に対して本実施例の
真空乾燥を行ったところ、乾燥後の基板上に観測された
微粒子(粒径0.2μm)の測定数は10個以下であっ
た。
(Example 3) Silicon substrate (diameter 150 m
m) was immersed in an aqueous solution of hydrofluoric acid, the silicon substrate was washed with water and dried by the vacuum drying method of Example 1. The aqueous solution of hydrofluoric acid removes the natural oxide film (hydrophilic) formed on the surface of the silicon substrate, thereby exposing the hydrophobic silicon to the surface of the substrate. In this manner, when the substrate having a hydrophobic surface was vacuum dried in this example, the number of fine particles (particle size 0.2 μm) observed on the dried substrate was 10 or less. there were.

【0059】半導体装置の製造工程中においては、基板
の表面にシリコンが部分的に露出した状態で洗浄及び乾
燥がなされる場合も多い。このような場合、すなわち、
シリコン等の疎水性部分とシリコン酸化膜等の親水性部
分とが基板の表面にともに露出している場合でも、本発
明によれば、それらの両方の部分に対して清浄な状態で
真空乾燥が実行される。
During the process of manufacturing a semiconductor device, cleaning and drying are often performed with silicon partially exposed on the surface of the substrate. In this case, i.e.
Even when a hydrophobic portion such as silicon and a hydrophilic portion such as a silicon oxide film are both exposed on the surface of the substrate, according to the present invention, vacuum drying can be performed on both of those portions in a clean state. To be executed.

【0060】本発明による乾燥方法は、例えば、約0.
5μmのデザインルールに基づいて設計されたメガビッ
ト級DRAM等、微細な素子を多数含む大規模集積回路
を製造に最適である。特に、従来のスピン乾燥法やアル
コール置換法では困難であった疎水性表面を有する基板
を、極めて清浄な状態を維持したまま、乾燥することが
できる。なお、本発明は、純水の代わりにアルコールや
コリン等の液体による洗浄を行った後の乾燥にも適用さ
れる。
The drying method according to the present invention is carried out, for example, in the range of about 0.
It is most suitable for manufacturing large-scale integrated circuits including a large number of fine elements such as megabit DRAM designed based on the design rule of 5 μm. In particular, it is possible to dry a substrate having a hydrophobic surface, which has been difficult by the conventional spin drying method or alcohol substitution method, while maintaining an extremely clean state. The present invention is also applicable to drying after cleaning with a liquid such as alcohol or choline instead of pure water.

【0061】なお、本発明は、その原理からも明らかな
ように、半導体基板の乾燥にのみ適用されるものではな
い。ガラス基板、または樹脂基板等の種々の材料からな
る基板を洗浄することが必要な製造に、本発明は応用さ
れ得る。
As is clear from the principle, the present invention is not applied only to the drying of semiconductor substrates. The present invention can be applied to manufacturing that requires cleaning substrates made of various materials such as glass substrates or resin substrates.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明によれば、水切り工程の導入によ
り、真空乾燥後の基板表面に対する微粒子付着の数を著
しく低減することができ、半導体装置の製造歩留りの向
上に寄与する。
According to the present invention, the introduction of the draining step can significantly reduce the number of fine particles attached to the substrate surface after vacuum drying, which contributes to the improvement in the manufacturing yield of semiconductor devices.

【0063】また、本発明の真空乾燥装置によれば、水
切り工程の時間を短縮し、それによって、スループット
を高め、半導体装置の製造コストを低減することができ
る。
Further, according to the vacuum drying apparatus of the present invention, it is possible to shorten the time of the draining process, thereby improving the throughput and reducing the manufacturing cost of the semiconductor device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の真空乾燥方法に用いる真空乾燥装置を
示す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a vacuum drying apparatus used in a vacuum drying method of the present invention.

【図2】本発明の真空乾燥方法に用いる他の真空乾燥装
置を示す断面図
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another vacuum drying apparatus used in the vacuum drying method of the present invention.

【図3】(a)から(i)は、本発明による真空乾燥方
法の各工程を示す図
3 (a) to (i) are diagrams showing each step of the vacuum drying method according to the present invention.

【図4】(a)から(h)は、従来の真空乾燥方法の各
工程を示す図
4A to 4H are diagrams showing each step of a conventional vacuum drying method.

【図5】従来の真空乾燥方法により乾燥した直径150
mmのシリコン基板表面に残存した0.2μm以上の粒
径の微粒子の分布を示す図
FIG. 5: Diameter 150 dried by a conventional vacuum drying method
showing a distribution of fine particles having a particle diameter of 0.2 μm or more remaining on the surface of a silicon substrate having a size of 0.3 mm

【図6】実験により得られた、本発明の真空乾燥方法に
おける待機時間と微粒子付着数の増加量との関係を示す
特性図
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the waiting time and the increase in the number of adhering particles in the vacuum drying method of the present invention, obtained by an experiment.

【図7】本発明の真空乾燥方法に用いる他の真空乾燥装
置を示す断面図
FIG. 7 is a sectional view showing another vacuum drying apparatus used in the vacuum drying method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 キャリア 2 基板 3 内槽 4 外槽 5 水切り 6 給排水管 7 蓋 8 キャリア設置台 9 振動発生具 1 carrier 2 substrate 3 inner tank 4 outer tank 5 drainer 6 water supply / drainage pipe 7 lid 8 carrier installation stand 9 vibration generator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 照人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 広藤 裕一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Teruhito Onishi, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Yuichi Hirofuji, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板を純水で洗浄するための洗浄工程と、 該基板の雰囲気を大気圧から減圧し、それによって、該
基板上に残った該純水を蒸発させるための減圧工程と、
を包含する基板の真空乾燥方法であって、 該方法は、該洗浄工程と該減圧工程とを一つの真空乾燥
装置内において実行し、しかも、 該方法は、該洗浄工程と該減圧工程との間において、該
基板上に残った該純水の一部を、該基板上から落下させ
る水切り工程を更に包含していることを特徴とする真空
乾燥方法。
1. A cleaning process for cleaning a substrate with pure water; a decompression process for reducing the atmosphere of the substrate from atmospheric pressure, thereby evaporating the pure water remaining on the substrate.
A method for vacuum-drying a substrate, comprising: performing the cleaning step and the depressurizing step in a single vacuum drying apparatus; and the method comprising: The vacuum drying method further includes a draining step of dropping a portion of the pure water remaining on the substrate from the substrate.
【請求項2】前記真空乾燥装置として、蓋を有し、該蓋
を閉じることにより大気から内部を遮断することのでき
る外槽と、該外槽内の内部に設置された内槽とを備えた
装置を使用し、 前記洗浄工程は、 該内槽内を純水で満たす準備工程と、 該内槽内に満たされた該純水中に前記基板を挿入する挿
入工程と、 該内槽内から該外槽外へ該純水を排出する排水工程と、
を包含していることを特徴とする請求項1に記載の真空
乾燥方法。
2. The vacuum drying device comprises an outer tank having a lid, the inside of which can be shut off from the atmosphere by closing the lid, and an inner tank installed inside the outer tank. Using the apparatus described above, the cleaning step includes a preparatory step of filling the inner tank with pure water, an inserting step of inserting the substrate into the pure water filled in the inner tank, and an inner tank Drainage step of discharging the pure water from the outside to the outside of the outer tank,
The vacuum drying method according to claim 1, which comprises:
【請求項3】前記内槽内の純水を加熱することを特徴と
する請求項2に記載の真空乾燥方法。
3. The vacuum drying method according to claim 2, wherein pure water in the inner tank is heated.
【請求項4】前記減圧工程は、前記外槽の前記蓋を閉じ
た後に、該外槽内の圧力を1Torr以下に減圧する工
程を包含していることを特徴とする請求項2に記載の真
空乾燥方法。
4. The depressurizing step includes a step of depressurizing the pressure in the outer tank to 1 Torr or less after closing the lid of the outer tank. Vacuum drying method.
【請求項5】前記減圧工程の後に前記外槽内に不活性ガ
スを導入し、それによって、該外槽内の圧力を大気圧よ
りも高くした後に、該外槽の前記蓋を開ける工程を更に
包含していることを特徴とする請求項4に記載の真空乾
燥方法。
5. A step of introducing an inert gas into the outer vessel after the depressurizing step, thereby increasing the pressure in the outer vessel above atmospheric pressure, and then opening the lid of the outer vessel. The vacuum drying method according to claim 4, further comprising:
【請求項6】前記水切り工程は、前記減圧工程における
減圧の開始を、前記洗浄工程における洗浄の終了から1
0秒以上遅らせる待機工程を包含していることを特徴と
する請求項1に記載の真空乾燥方法。
6. The dewatering step starts the depressurization in the depressurizing step from the end of the washing in the washing step,
The vacuum drying method according to claim 1, further comprising a waiting step of delaying the time by 0 seconds or more.
【請求項7】前記水切り工程は、前記減圧工程による減
圧の開始を、前記排水工程における排水の終了から10
秒以上遅らせる待機工程を包含していることを特徴とす
る請求項2に記載の真空乾燥方法。
7. The draining step starts the depressurization by the depressurizing step, and starts 10 times after the draining in the draining step.
The vacuum drying method according to claim 2, further comprising a standby step of delaying by at least 2 seconds.
【請求項8】前記水切り工程は、鉛直方向に加速度を有
するように前記基板を運動させる工程を包含することを
特徴とする請求項1に記載の真空乾燥方法。
8. The vacuum drying method according to claim 1, wherein the draining step includes a step of moving the substrate so as to have an acceleration in a vertical direction.
【請求項9】蓋を有し、該蓋を閉じることにより大気か
ら内部を遮断することのできる外槽と、該外槽の内部に
設置された内槽とを備えている真空乾燥装置内におい
て、基板を純水で洗浄した後、該基板の雰囲気を大気圧
から減圧し、それによって、該基板上に残った該純水を
蒸発させる真空乾燥方法であって、 該内槽内に満たされた該純水によって該基板を洗浄する
工程と、 該蓋を閉じた状態で該外槽内に不活性ガスを導入しなが
ら、該内槽内から該外槽外へ該純水を排出する排水工程
と、 該内槽内から該純水が排出され終わった後も、一定期間
経過するまで、該外槽内に該不活性ガスを導入し続け、
その間に該基板上に残った該純水の一部を、該基板上か
ら落下させる水切り工程と、 該一定期間経過後、該外槽内への該不活性ガスの導入を
停止する工程と、 該外槽内の該不活性ガスを該外槽外へ排出し、それによ
って該外槽内の圧力を減圧する減圧工程と、を包含する
ことを特徴とする真空乾燥方法。
9. A vacuum drying apparatus comprising: an outer tank having a lid, which can be shut off from the atmosphere by closing the lid, and an inner tank installed inside the outer tank. After cleaning the substrate with pure water, the atmosphere of the substrate is depressurized from atmospheric pressure, thereby evaporating the pure water remaining on the substrate by a vacuum drying method, in which the inner tank is filled. And a step of cleaning the substrate with the pure water, and draining the pure water from the inner tank to the outer tank while introducing an inert gas into the outer tank with the lid closed. And, after the pure water is completely discharged from the inner tank, the inert gas is continuously introduced into the outer tank until a certain period of time elapses.
In the meantime, a step of draining a portion of the pure water remaining on the substrate from the substrate, and a step of stopping the introduction of the inert gas into the outer tank after the elapse of the certain period of time, A vacuum drying method comprising: a step of discharging the inert gas in the outer tank to the outside of the outer tank, thereby reducing the pressure in the outer tank.
【請求項10】前記一定期間は10秒以上であることを
特徴とする請求項9に記載の真空乾燥方法。
10. The vacuum drying method according to claim 9, wherein the certain period is 10 seconds or more.
【請求項11】前記減圧工程の後に前記外槽内に不活性
ガスを再び導入し、それによって、該外槽内の圧力を大
気圧よりも高くした後に、該外槽の前記蓋を開ける工程
を更に包含していることを特徴とする請求項9に記載の
真空乾燥方法。
11. A step of reintroducing an inert gas into the outer vessel after the depressurizing step, thereby increasing the pressure in the outer vessel above atmospheric pressure, and then opening the lid of the outer vessel. 10. The vacuum drying method according to claim 9, further comprising:
【請求項12】前記水切り工程は、鉛直方向に加速度を
有するように前記基板を運動させる工程を包含すること
を特徴とする請求項9に記載の真空乾燥方法。
12. The vacuum drying method according to claim 9, wherein the draining step includes a step of moving the substrate so as to have an acceleration in a vertical direction.
【請求項13】大気から内部を遮断することができる外
槽と、該外槽内に設けられ、内部に純水を蓄えることの
できる内槽と、該外槽内の圧力を減圧するための減圧手
段と、を備えた真空乾燥装置であって、 該内槽は、該純水を供給及び排水するための少なくとも
一つの給排水口を更に有しており、 該真空乾燥装置は、該減圧手段による減圧の開始前にお
いて、該外槽を鉛直方向に加速度を有するように運動さ
せるための手段を更に備えたことを特徴とする真空乾燥
装置。
13. An outer tank capable of shutting off the inside from the atmosphere, an inner tank provided in the outer tank and capable of storing pure water therein, and a pressure for reducing the pressure in the outer tank. A vacuum drying device provided with a depressurizing means, wherein the inner tank further has at least one water supply / drainage port for supplying and draining the pure water, and the vacuum drying device includes the depressurizing means. The vacuum drying apparatus further comprising means for moving the outer tank so as to have an acceleration in the vertical direction before starting the depressurization by.
【請求項14】大気から内部を遮断することができる外
槽と、該外槽内に設けられ、内部に純水を蓄えることの
できる内槽と、該外槽内の圧力を減圧するための減圧手
段とを、を備えた真空乾燥装置であって、 該内槽は、更に、 該純水を供給及び排水するための少なくとも一つの給排
水口と、 少なくとも真空乾燥工程の開始前において、基板上に残
置された純水を該給排水口に導くための水切り部材と、
を有していることを特徴とする真空乾燥装置。
14. An outer tank capable of shutting off the inside from the atmosphere, an inner tank provided in the outer tank and capable of storing pure water therein, and a pressure reducing means for reducing the pressure in the outer tank. A vacuum drying apparatus comprising decompression means, wherein the inner tank further comprises at least one water supply / drainage port for supplying and draining the pure water, and at least before starting the vacuum drying process, A draining member for guiding the pure water remaining in the inlet to the water supply / drainage port,
A vacuum drying apparatus having:
【請求項15】前記水切り部材は、少なくとも前記減圧
工程開始前において、前記基板の下端に実質的接触する
ように前記内槽内に配置されていることを特徴とする請
求項14に記載の真空乾燥装置。
15. The vacuum according to claim 14, wherein the draining member is arranged in the inner tank so as to substantially contact the lower end of the substrate at least before the depressurizing step is started. Drying device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104947673A (en) * 2015-05-04 2015-09-30 中国石油天然气股份有限公司 Multi-inlet vacuum-assisted grouting system for discarded pipes
CN111613526A (en) * 2020-06-04 2020-09-01 无锡亚电智能装备有限公司 Cleaning method based on wafer optimized arrangement

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