JPH09213672A - 半導体ウェハ処理装置および処理方法 - Google Patents

半導体ウェハ処理装置および処理方法

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JPH09213672A
JPH09213672A JP1406696A JP1406696A JPH09213672A JP H09213672 A JPH09213672 A JP H09213672A JP 1406696 A JP1406696 A JP 1406696A JP 1406696 A JP1406696 A JP 1406696A JP H09213672 A JPH09213672 A JP H09213672A
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JP
Japan
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wafer
ipa
water
semiconductor wafer
washing tank
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JP1406696A
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English (en)
Inventor
Haruto Hamano
春人 濱野
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NEC Yamaguchi Ltd
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NEC Yamaguchi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】水洗工程の多い半導体装置の製造ラインで、効
率的にウェハを乾燥できる半導体ウェハ処理装置及び処
理方法を提供する。 【解決手段】半導体ウェハが水洗され更に乾燥される半
導体ウェハ処理装置であって、水洗用の純水の水面にI
PA液層の形成される水洗槽を有し、前記半導体ウェハ
が前記水洗槽より徐々に引き上げられて、前記半導体ウ
ェハ表面の水分が除去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェハ処理装
置及び処理方法に関し、特に、半導体ウェハの付着水を
効果的に除去する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程には、半導体ウェ
ハ(以下、ウェハという)を純水中で水洗する工程が多
数存在する。さらにこの場合にウェハに付着した水を除
去するための乾燥を行っている。この水の乾燥方法に、
いわゆるイソプロピルアルコール(以下、IPAとい
う)を用いた乾燥法がある。
【0003】上記のIPAを用いる乾燥方法として、こ
れまで種々の方法が提案されている。この中で、乾燥後
にウェハの表面に水滴の乾燥跡(以下、ウォータマーク
という)が残らない方法として、特開昭62−1981
26号公報に記載されている技術がある。
【0004】以下、図4に基づいてこの従来の技術を説
明する。図4はこの従来の技術でのウェハ乾燥処理装置
の概略構成図である。図4に示すように、筒状容器10
1と筒状容器102とが、その上部の配管103を介し
て連結されている。そして、上記の筒状容器101には
水洗槽104が形成され、この底部に給水管105およ
び排水管106が接続されており、またその中段側壁に
排水管106aが接続されている。
【0005】一方、筒状容器102には蒸気発生部10
7が形成され、この蒸気発生部107にはIPA108
が貯留されている。そして、上記の筒状容器102の底
部にはヒータ109が設置されている。また、前述の配
管103の中間部に開閉自在な遮蔽板110が設けられ
ている。
【0006】次に、この装置を用いた乾燥方法について
説明する。まず、予め給水管105から純水が供給さ
れ、余分な純水を排水管106aにより排出されている
水洗槽104の中に、ウェハ111を収納したウェハカ
ートリッジ112をセットする。その間、排水管106
は閉られている。
【0007】所望の時間の水洗が終了した段階で純水の
供給を止め前述の遮蔽板110を開け、ヒータ109で
IPA108を加熱し、発生するIPA蒸気を筒状容器
101へ導入する。そして、排水管106を解放し、水
洗槽104の水抜きを行う。この水抜きは徐々に行われ
る。
【0008】この水抜きでウェハ111の一部が水面に
出た状態から、次第に水面上に位置する部分が増加し、
遂にはウェハ全体が水面上に現れるようになる。このよ
うに水位を徐々に下降させることにより、水面上に現れ
たウェハ部から順次IPA蒸気の凝縮が起こり、このウ
ェハ部が乾燥する。凝縮したIPAはウェハ111の表
面を流下し水中に溶解する。そして、ウェハ111の全
体が水面上に出た後暫時経過すると、ウェハ111の全
体の乾燥が達成される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
では、ウェハの乾燥処理のための時間が非常に長くな
る。例えば、1回の乾燥に要する時間は15分程度にな
る。
【0010】これは、次のような理由による。すなわ
ち、前述したようにウェハは徐々に水面上に出てくる
が、IPA蒸気がウェハの表面に一様に付着させるまで
に多くの時間を要するためである。
【0011】また、この乾燥時間を短縮しようとする
と、IPA蒸気の供給能力を高める必要があり、処理装
置が大型化される。そして、製造ラインの床占有面積が
増大するようになる。これは、この場合には、IPA蒸
気を発生するためのIPA蒸気発生設備を多数備えつけ
ることが必要になるためである。さらには、配管103
でIPA蒸気が凝縮しないようにするために、配管10
3を一定の温度に保温することが必要になるためであ
る。
【0012】本発明の目的は、上記の問題点を解決し、
水洗工程の多い半導体装置の製造ラインで、効率的にウ
ェハを乾燥できる半導体ウェハ処理装置及び処理方法を
提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】このために、本発明の半
導体ウェハ処理装置は、半導体ウェハが水洗され更に乾
燥される半導体ウェハ処理装置であって、純水の水面に
IPA液層の形成される水洗槽を有し、前記半導体ウェ
ハが前記水洗槽より徐々に引き上げられて、前記半導体
ウェハ表面の水分が除去されるようになっている。
【0014】この半導体ウェハ処理装置では、水洗槽内
に給水管が設けられ、前記水洗槽の上部から水洗用の純
水がオーバフローする構造の半導体ウェハ処理装置であ
って、前記水洗槽の上部の縁部に沿ってIPA流入孔が
分散して設けられ、IPA溶液が前記IPA流入孔より
純水表面に供給されて前記IPA液層が前記純水表面に
形成されるようになっている。
【0015】この半導体ウェハ処理装置を用いる半導体
ウェハの処理では、前記半導体ウェハ処理装置の水洗槽
内で半導体ウェハを水洗した後、前記給水管を閉じ水洗
槽への給水を止め、次に前記IPA流入孔を通してIP
Aを前記純水表面に供給して前記IPA液層を形成し、
水洗槽に浸漬していた前記半導体ウェハを徐々に引き上
げて、前記半導体ウェハの表面に付着する水分を除去す
る。
【0016】あるいは、前記水洗槽より半導体ウェハを
引き上げた後、続けて、前記半導体ウェハをIPA乾燥
機で乾燥させる。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、図1に基づいて本発明の実
施の形態である半導体ウェハ処理装置について説明す
る。図1(a)は半導体ウェハの水洗と乾燥を行うため
の処理装置の正面図である。そして、図1(b)はこの
処理装置の平面図である。
【0018】図1(a)および図1(b)に示すよう
に、水洗槽1の上部にIPA導入口2が取り付けられて
いる。このIPA導入口2は、図1(b)に示すように
水洗槽上部の縁に沿って設けられる。そして、このIP
A導入口2にIPA導入管3が接続されている。さら
に、このIPA導入口2には流入孔4が設けられる。こ
こで、この流入孔4は、水洗槽1の上面より僅かに下に
なる位置にありIPA導入口2に一様に分散して設けら
れる。そして、IPA導入管3にIPA導入のための開
閉を行うバルブ5が取り付けられている。
【0019】さらに、水洗槽1の底部に位置するところ
に給水管7が設けられている。このような水洗槽1に、
ボート8に装着されたウェハ9が入れられて水洗と乾燥
がなされる。
【0020】次に、この処理装置を用いた場合の水洗と
その後の乾燥方法についてその手順を説明する。水洗の
工程では、水洗槽1に純水が貯水される。そして、ボー
ト8に50枚程度のウェハ9が装着され、水洗槽1に浸
漬される。そして、図1(a)に示すように、給水管7
からの純水噴流6がウェハ9に向って噴出しウェハ9が
効果的に洗浄される。ここで、余分の純水は水洗槽1の
上部をオーバフローして排水されるようになる。
【0021】このようにして、ウェハ9の水洗が終了す
ると、次に、ウェハ9の表面に付着している水分を除去
することすなわちウェハの乾燥が必要になる。このウェ
ハ9の乾燥は次のようにして行う。
【0022】水洗工程が終了すると給水管7からの純水
の噴流が止められる。そして、水洗槽1に純水が満杯に
なって貯留している状態で、バルブ5が開く。次に、I
PA溶液が、IPA導入管3を通りIPA導入口2を経
由し流入孔4から流入する。このIPA溶液は水洗槽1
に貯留する純水表面に拡がっていく。このIPA溶液の
拡がりで、IPA溶液が純水表面を一様に覆いIPA液
層が形成されるまでの時間は30秒程度である。
【0023】次に、ボート8と共にウェハ9が水洗槽1
から徐々に引き上げられる。ここで、このウェハ9の引
き上げ速度は1〜2mm/秒になるように設定される。
このウェハ9の引き上げの状態は、図2に示すようにな
る。すなわち、水洗槽1内には純水10とその表面に形
成されたIPA液層11とがある。ここで、このIPA
液層11の層厚は5mm程度である。
【0024】そして、ウェハ9が徐々に引き上げられる
と、純水中に浸漬されていたウェハ9の表面は、IPA
液層11の領域を通過する。そして、このIPA液層1
1を通過する時、上記のウェハ9の表面の純水はIPA
溶液に置換される。また、IPA液層11の表面層がウ
ェハ9の表面からはじかれるように表面張力が働く。こ
のようにして、ウェハ9表面の水分とIPA溶液は除去
されウェハ9が乾燥することになる。
【0025】この実施の形態では、ウェハ9の乾燥に要
する時間は2分以内になる。これは、IPA液層11を
形成するための時間として30秒程度、ウェハ9の引き
上げ時間として90秒程度(6インチφウェハの場合で
ある)として見積られた最大の値である。
【0026】次に、図3に基づいて上記とは別の乾燥方
法について説明する。初めに、先述した半導体ウェハ処
理装置で、ボート8に載置したウェハ9の予備乾燥がな
される。ここで、この予備乾燥では、基本的には先述し
たと同様になされる。すなわち、水洗槽1に貯留した純
水10の表面層にIPA液層11が形成され、この純水
10とIPA液層11を通して、ウェハ9が引き上げら
れる。ここで、引き上げ速度は、10mm/秒程度にな
るように設定される。このように引き上げ速度を高くし
てウェハの粗い乾燥がなされる。
【0027】次に、図3に示すように、予備乾燥の終っ
たウェハ9は、IPA乾燥機12のIPA槽13に入れ
られる。このIPA槽13には、IPA14が貯留され
ヒータ(図示されず)で熱せられている。そして、IP
A蒸気15が充満している。ここで、IPA槽13の上
部に水冷パイプ16が設置され、これでIPA蒸気15
の上部が冷却されてIPA蒸気がIPA槽13から漏れ
ないようにしてある。そして、ウェハ9を載置するキャ
リア17は、このIPA槽13内に設けられたキャリア
支持台18に30秒程度の時間置かれる。そして、ウェ
ハ9はキャリア17と共にIPA槽13から引き出され
て、ウェハ9の乾燥が終了する。
【0028】この場合は、半導体ウェハの大口径化に対
応できる乾燥方法となる。例えば、ウェハ9の口径が1
2インチφと大きくなると、特に有効な方法となる。第
1の乾燥方法では、このようにウェハの口径が大きくな
ると、水洗槽1からのウェハの引き上げに要する時間が
増大する。12インチφウェハではこの引き上げに要す
る時間は200秒程度になる。これに対し、第2の乾燥
方法では40秒程度となる。このように、第2の乾燥方
法は、ウェハが大口径化になった場合に乾燥時間を短縮
する場合に有効となる。
【0029】以上の実施の形態では、ウェハは純水およ
びその表面のIPA液層を通過して引き上げられる場合
について説明されている。しかし、逆に、ウェハは固定
され純水が水洗槽から徐々に排水される場合でも同様
に、ウェハは乾燥されることに言及しておく。
【0030】
【発明の効果】このように本発明では、半導体ウェハは
純水表面に形成されるIPA液層を通して引き上げら
れ、水洗後にウェハ表面に付着する水分は除去される。
【0031】このため、従来の技術では、ウェハの乾燥
処理のための時間が15分程度になっていたが、本発明
で3分程度と大幅に短縮される。
【0032】また、本発明の半導体ウェハ処理装置は、
装置の小型化に適するものである。そして、製造ライン
での処理装置の床占有面積が小さくなり、多数の処理装
置の必要となる製造ラインの有効利用が可能になる。
【0033】なお、本発明の方法では、ウェハが大気中
に出る時に水分がウェハ表面に付着していないようにで
きるため、先述したようなウォータマークの問題は無
い。
【0034】このようにして、本発明は、水洗工程の多
い半導体装置の製造ラインで、効率的にウェハを乾燥で
きるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体ウェハ処理装置の正面図と平面
図である。
【図2】乾燥工程における半導体ウェハを示す拡大正面
図である。
【図3】本発明の第2の乾燥方法を説明するための処理
装置の正面図である。
【図4】従来の技術を説明するためのウェハ処理装置の
概略構成図である。
【符号の説明】
1,104 水洗槽 2 IPA導入口 3 IPA導入管 4 流入孔 5 バルブ 6 純水噴流 7,105 給水管 8 ボート 9,111 ウェハ 10 純水 11 IPA液層 12 IPA乾燥機 13,107 IPA槽 14,108 IPA 15 IPA蒸気 16 水冷パイプ 17 キャリア 18 キャリア支持台 101,102 筒状容器 103 配管 106,106a 排水管 107 蒸気発生部 109 ヒータ 110 遮蔽板 112 ウェハカートリッジ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウェハが水洗され更に乾燥される
    半導体ウェハ処理装置において、純水の水面にIPA液
    層の形成される水洗槽を有し、前記半導体ウェハが前記
    水洗槽より徐々に引き上げられて、前記半導体ウェハ表
    面の水分が除去されるようになっていることを特徴とす
    る半導体ウェハ処理装置。
  2. 【請求項2】 水洗槽内に給水管が設けられ、前記水洗
    槽の上部から水洗用の純水がオーバフローする構造の半
    導体ウェハ処理装置において、前記水洗槽の上部の縁部
    に沿ってIPA流入孔が分散して設けられ、IPA溶液
    が前記IPA流入孔より純水表面に供給されて前記IP
    A液層が前記純水表面に形成されるようになっているこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体ウェハ処理装置。
  3. 【請求項3】 前記半導体ウェハ処理装置の水洗槽内で
    半導体ウェハを水洗した後、前記給水管を閉じ水洗槽へ
    の給水を止め、次に前記IPA流入孔を通してIPAを
    前記純水表面に供給して前記IPA液層を形成し、水洗
    槽に浸漬していた前記半導体ウェハを徐々に引き上げ
    て、前記半導体ウェハの表面に付着する水分を除去する
    ことを特徴とする半導体ウェハの処理方法。
  4. 【請求項4】 前記水洗槽より半導体ウェハを引き上げ
    た後、前記半導体ウェハをIPA乾燥機で乾燥させるこ
    とを特徴とする請求項3記載の半導体ウェハの処理方
    法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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