JPH11344286A

JPH11344286A - 基板乾燥方法

Info

Publication number: JPH11344286A
Application number: JP15180998A
Authority: JP
Inventors: Masao Ono; 正雄大野; Kannan Ki; 冠南喜
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1998-06-01
Filing date: 1998-06-01
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】基板を乾燥させるための所要時間を短くする
とともに、ウォーターマークの発生を防止する。【解決手段】処理槽内において基板を洗浄した後に、
飽和水蒸気を処理槽内に供給しながら基板を洗浄液から
露出させ、有機溶剤蒸気を処理槽の上方から供給しつ
つ、飽和水蒸気、基板に付着した洗浄液を処理槽の下部
から排出させ、不活性ガスを処理槽の上方から供給しつ
つ、有機溶剤蒸気、基板に付着した有機溶剤を処理槽の
下部から排出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は基板乾燥方法に関
し、さらに詳細にいえば、半導体ウエハの乾燥に好適な
基板乾燥方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、洗浄後の半導体ウエハを乾燥
させる方法のうち、有機溶剤を使用する乾燥方法とし
て、べーパ乾燥方法（特開平４−１５９７１４号公報参
照）、マランゴニ（引き上げ）乾燥方法が知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】べーパ乾燥方法は、有
機溶剤をヒータなどで加熱することにより気化させてな
る有機溶剤蒸気を半導体ウエハの表面に接触させること
により、半導体ウエハの表面の残留洗浄液（通常は、蒸
留水）を排除し、半導体ウエハの乾燥を達成する方法で
ある。しかし、有機溶剤蒸気の流れは通常は自然対流で
あるから、半導体ウエハの中心部に有機溶剤蒸気が到達
するのに時間がかかり、この結果、半導体ウエハの各部
の乾燥までの所要時間がばらつくので、半導体ウエハの
表面にウォーターマークが発生してしまうという不都合
がある。また、半導体ウエハの全表面を乾燥させるため
の所要時間が長くなるとともに、有機溶剤の消費量も増
加してしまうという不都合もある。

【０００４】特開平４−１５９７１４号公報に示すべー
パ乾燥方法では、シャワーノズルによって有機溶剤を半
導体ウエハに吹き付けるようにしているのであるから、
半導体ウエハの中心部に有機溶剤蒸気が到達し易くなる
と思われるが、半導体ウエハのピッチを小さくすれば、
シャワーノズルを用いても半導体ウエハの中心部に有機
溶剤を吹き付けることが困難になってしまう。この結
果、半導体ウエハの各部の乾燥までの所要時間がばらつ
くので、半導体ウエハの表面にウォーターマークが発生
してしまうという不都合がある。また、半導体ウエハの
全表面を乾燥させるための所要時間が長くなるととも
に、有機溶剤の消費量も増加してしまうという不都合も
ある。

【０００５】前記マランゴニ乾燥方法は、半導体ウエハ
を洗浄液（通常は、蒸留水）から露出させながら、半導
体ウエハの露出部分に対して有機溶剤蒸気を供給するこ
とにより、半導体ウエハの迅速な乾燥を達成しようとす
るものである。しかし、洗浄液からの半導体ウエハの露
出速度と有機溶剤の表面張力とが半導体ウエハの乾燥に
大きな影響を及ぼすのであるから、洗浄液と有機溶剤と
を高速に置換することができず、この結果、半導体ウエ
ハを乾燥させるための所要時間が長くなってしまうとい
う不都合がある。

【０００６】〔発明の名称〕この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、基板を乾燥させるための所要時間を短く
することができるとともに、ウォーターマークの発生を
防止することができる基板乾燥方法を提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の基板乾燥方法
は、処理槽内において基板を洗浄した後に、飽和水蒸気
を処理槽内に供給しながら基板を洗浄液から露出させる
工程と、有機溶剤蒸気を処理槽の上方から供給しつつ、
飽和水蒸気、基板に付着した洗浄液を処理槽の下部から
排出させる工程と、不活性ガスを処理槽の上方から供給
しつつ、有機溶剤蒸気、基板に付着した有機溶剤を処理
槽の下部から排出させる工程とを含む方法である。な
お、この発明において、有機溶剤蒸気は、有機溶剤を蒸
発させることにより得られる蒸気のみならず、有機溶剤
を霧状にしてなるものをも含む概念として使用される。

【０００８】請求項２の基板乾燥方法は、処理槽内にお
いて基板を洗浄した後に、飽和水蒸気を処理槽内に供給
しながら基板を洗浄液から露出させる工程と、有機溶剤
蒸気を処理槽の上方から供給しつつ、飽和水蒸気、基板
に付着した洗浄液を処理槽の下部から排出させる工程
と、処理槽内を減圧する工程とを含む方法である。請求
項３の基板乾燥方法は、前記有機溶剤として、その表面
張力が洗浄液の表面張力よりも低いものを採用する方法
である。

【０００９】請求項４の基板乾燥方法は、飽和水蒸気を
処理槽内に供給しながら基板を洗浄液から露出させる工
程として、飽和水蒸気を処理槽内に供給しつつ、洗浄液
を処理槽の下部から排出させる工程を採用する方法であ
る。請求項５の基板乾燥方法は、飽和水蒸気を処理槽内
に供給しながら基板を洗浄液から露出させる工程とし
て、飽和水蒸気を処理槽内に供給しつつ、基板を上昇さ
せる工程を採用する方法である。

【００１０】請求項６の基板乾燥方法は、処理槽を含む
所定の空間を密閉する工程をさらに含む方法である。請
求項７の基板乾燥方法は、基板に導かれる有機溶剤蒸気
の流速分布を、中心部ほど流速が大きくなるように設定
する方法である。請求項８の基板乾燥方法は、基板に導
かれる有機溶剤蒸気の流速分布を、中心部の流速が平均
流速の５倍以上となるように設定する方法である。

【００１１】請求項９の基板乾燥方法は、基板に導かれ
る不活性ガスの流速分布を、中心部ほど流速が大きくな
るように設定する方法である。請求項１０の基板乾燥方
法は、基板に導かれる不活性ガスの流速分布を、中心部
の流速が平均流速の５倍以上となるように設定する方法
である。

【００１２】

【作用】請求項１の基板乾燥方法であれば、処理槽内に
おいて基板を洗浄した後に、飽和水蒸気を処理槽内に供
給しながら基板を洗浄液から露出させ、有機溶剤蒸気を
処理槽の上方から供給しつつ、飽和水蒸気、基板に付着
した洗浄液を処理槽の下部から排出させ、不活性ガスを
処理槽の上方から供給しつつ、有機溶剤蒸気、基板に付
着した有機溶剤を処理槽の下部から排出させることによ
り、基板の乾燥を達成することができる。

【００１３】したがって、飽和水蒸気の供給を行いつつ
基板を洗浄液から露出させた後に、有機溶剤蒸気を上方
から供給し、次いで、不活性ガスを上方から供給するこ
とに伴って、有機溶剤蒸気、不活性ガスを半導体ウエハ
の表面にむらなく供給することができ、しかも、有機溶
剤、不活性ガスの使用量を少なくすることができるとと
もに、半導体ウエハを乾燥させるための所要時間を短縮
することができ、さらに、半導体ウエハの表面の洗浄
液、水、有機溶剤などをスムーズに排出することができ
る。

【００１４】請求項２の基板乾燥方法であれば、処理槽
内において基板を洗浄した後に、飽和水蒸気を処理槽内
に供給しながら基板を洗浄液から露出させ、有機溶剤蒸
気を処理槽の上方から供給しつつ、飽和水蒸気、基板に
付着した洗浄液を処理槽の下部から排出させ、処理槽内
を減圧することにより、基板の乾燥を達成することがで
きる。

【００１５】したがって、飽和水蒸気の供給を行いつつ
基板を洗浄液から露出させた後に、有機溶剤蒸気を上方
から供給し、次いで、減圧することに伴って、有機溶剤
蒸気を半導体ウエハの表面にむらなく供給することがで
き、しかも、有機溶剤の使用量を少なくすることができ
るとともに、半導体ウエハを乾燥させるための所要時間
を短縮することができ、さらに、半導体ウエハの表面の
洗浄液、水、有機溶剤などをスムーズに排出することが
できる。

【００１６】請求項３の基板乾燥方法であれば、前記有
機溶剤として、その表面張力が洗浄液の表面張力よりも
低いものを採用するのであるから、有機溶剤により洗浄
液を迅速に、かつ簡単に基板の表面から排除することが
できるほか、請求項１または請求項２と同様の作用を達
成することができる。請求項４の基板乾燥方法であれ
ば、飽和水蒸気を処理槽内に供給しながら基板を洗浄液
から露出させる工程として、飽和水蒸気を処理槽内に供
給しつつ、洗浄液を処理槽の下部から排出させる工程を
採用するのであるから、基板を簡単に露出させることが
できるほか、請求項１から請求項３の何れかと同様の作
用を達成することができる。

【００１７】請求項５の基板乾燥方法であれば、飽和水
蒸気を処理槽内に供給しながら基板を洗浄液から露出さ
せる工程として、飽和水蒸気を処理槽内に供給しつつ、
基板を上昇させる工程を採用するのであるから、基板を
簡単に露出させることができるほか、請求項１から請求
項３の何れかと同様の作用を達成することができる。請
求項６の基板乾燥方法であれば、処理槽を含む所定の空
間を密閉する工程をさらに含むのであるから、飽和水蒸
気、有機溶剤蒸気などの漏出を防止することができるほ
か、請求項１から請求項５の何れかと同様の作用を達成
することができる。

【００１８】請求項７の基板乾燥方法であれば、基板に
導かれる有機溶剤蒸気の流速分布を、中心部ほど流速が
大きくなるように設定するのであるから、基板の全範囲
にほぼ均一に有機溶剤蒸気を供給することができるほ
か、請求項１から請求項６の何れかと同様の作用を達成
することができる。請求項８の基板乾燥方法であれば、
基板に導かれる有機溶剤蒸気の流速分布を、中心部の流
速が平均流速の５倍以上となるように設定するのである
から、有機溶剤蒸気の供給の均一性を高めることができ
るほか、請求項７と同様の作用を達成することができ
る。

【００１９】請求項９の基板乾燥方法であれば、基板に
導かれる不活性ガスの流速分布を、中心部ほど流速が大
きくなるように設定するのであるから、基板の全範囲に
ほぼ均一に不活性ガスを供給することができるほか、請
求項１から請求項６の何れかと同様の作用を達成するこ
とができる。請求項１０の基板乾燥方法であれば、基板
に導かれる不活性ガスの流速分布を、中心部の流速が平
均流速の５倍以上となるように設定するのであるから、
不活性ガスの供給の均一性を高めることができるほか、
請求項９と同様の作用を達成することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明の基板乾燥方法の実施の態様を詳細に説明する。図
１はこの発明の基板乾燥方法の一実施態様を説明する工
程図、図２はフローチャートである。

【００２１】この基板乾燥方法が適用される装置は、密
閉可能な容器１内に収容された処理槽２に基板（例え
ば、半導体ウエハ）３を収容するものである。また、こ
の処理槽２は、その下面に給排管２ａを設けているとと
もに、その上部を包囲するようにオーバーフロー槽２ｂ
を設け、オーバーフロー槽２ｂの底面に排水管２ｃを設
けている。さらに、容器１の開蓋可能な蓋部材の所定位
置に吸気管１ａを設けている。

【００２２】ステップＳＰ１において、容器１を閉蓋
し、給排管２ａを通してリンス液（例えば、純水）を処
理槽２に供給し続け、処理槽２からオーバーフローする
リンス液をオーバーフロー槽２ｂ、および排水管２ｃを
通して排出し続けることにより、基板３をリンスする
｛図１中（Ａ）参照｝。リンスが終了すれば、ステップ
ＳＰ２において、吸気管１ａを通して容器１内に飽和水
蒸気を供給しつつ、給排管２ａおよび排水管２ｃを通し
てリンス液の排出を行う｛図１中（Ｂ）参照｝。このス
テップＳＰ２の処理を行うことにより、基板３の乾燥を
防止したままでリンス液の排出を達成することができ
る。

【００２３】リンス液の排出が終了すれば、ステップＳ
Ｐ３において、吸気管１ａを通して容器１内に有機溶剤
蒸気の一種であるイソプロピルアルコール（以下、ＩＰ
Ａと略称する）を供給しつつ、給排管２ａを通して飽和
水蒸気、および基板３に付着していたリンス液の排出を
行う｛図１中（Ｃ）参照｝。飽和水蒸気、および基板３
に付着していたリンス液の排出が終了すれば、ステップ
ＳＰ４において、吸気管１ａを通して容器１内に不活性
ガスの一種である窒素ガスを供給しつつ、給排管２ａを
通してＩＰＡの排出を行う｛図１中（Ｄ）参照｝。そし
て、ＩＰＡの排出が終了すれば、ステップＳＰ５におい
て、容器１を開蓋して基板３を取出し｛図１中（Ｅ）参
照｝、そのまま一連の処理を終了する。

【００２４】以上の一連の処理を行えば、迅速なリンス
液の排出、ＩＰＡの供給によるリンス液の排除、基板の
乾燥、窒素ガスの供給によるＩＰＡの排除をこの順に行
って、リンス後の基板の乾燥を達成することができる。
そして、基板は空気に触れることなく乾燥させられるの
で、ウォーターマークの発生を確実に防止することがで
きる。また、上記の各処理は迅速に、かつスムーズに行
われるので、ＩＰＡ、窒素ガスの必要量を少なくするこ
とができる。

【００２５】また、以上の一連の処理のうち、図１中
（Ｃ）、（Ｄ）において、Ｘ−Ｘで示す断面内における
ＩＰＡ、窒素ガスの流速分布は、例えば、図３に示すよ
うに中心部ほど流速が大きくなるように設定することが
好ましく、具体的には、最大流速を平均流速の５倍以上
に設定することが最も好ましい。このように流速分布を
設定すれば、基板の中心部に対応して流体抵抗が最も大
きいにも拘らず、基板のほぼ全範囲にわたってほぼ均一
なＩＰＡ供給、窒素ガス供給を達成することができ、基
板の乾燥を良好に達成することができる。

【００２６】上記の実施態様においては、給排管２ａを
通してリンス液を排出して基板３をリンス液から露出さ
せるようにしているが、図示しない昇降機構を用いて基
板３をリンス液から露出させるように構成することが可
能である。また、ＩＰＡの供給後に、窒素ガスを供給し
てＩＰＡを排出する代わりに、ＩＰＡの供給後に減圧処
理を行ってＩＰＡを排出するように構成することも可能
である。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明は、有機溶剤蒸気、不活
性ガスを半導体ウエハの表面にむらなく供給することが
でき、しかも、有機溶剤、不活性ガスの使用量を少なく
することができるとともに、半導体ウエハを乾燥させる
ための所要時間を短縮することができ、さらに、半導体
ウエハの表面の洗浄液、水、有機溶剤などをスムーズに
排出することができるという特有の効果を奏する。

【００２８】請求項２の発明は、有機溶剤蒸気を半導体
ウエハの表面にむらなく供給することができ、しかも、
有機溶剤の使用量を少なくすることができるとともに、
半導体ウエハを乾燥させるための所要時間を短縮するこ
とができ、さらに、半導体ウエハの表面の洗浄液、水、
有機溶剤などをスムーズに排出することができるという
特有の効果を奏する。

【００２９】請求項３の発明は、有機溶剤により洗浄液
を迅速に、かつ簡単に基板の表面から排除することがで
きるほか、請求項１または請求項２と同様の効果を奏す
る。請求項４の発明は、基板を簡単に露出させることが
できるほか、請求項１から請求項３の何れかと同様の効
果を奏する。請求項５の発明は、基板を簡単に露出させ
ることができるほか、請求項１から請求項３の何れかと
同様の効果を奏する。

【００３０】請求項６の発明は、飽和水蒸気、有機溶剤
蒸気などの漏出を防止することができるほか、請求項１
から請求項５の何れかと同様の効果を奏する。請求項７
の発明は、基板の全範囲にほぼ均一に有機溶剤蒸気を供
給することができるほか、請求項１から請求項６の何れ
かと同様の効果を奏する。請求項８の発明は、有機溶剤
蒸気の供給の均一性を高めることができるほか、請求項
７と同様の効果を奏する。

【００３１】請求項９の発明は、基板の全範囲にほぼ均
一に不活性ガスを供給することができるほか、請求項１
から請求項６の何れかと同様の効果を奏する。請求項１
０の発明は、不活性ガスの供給の均一性を高めることが
できるほか、請求項９と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基板乾燥方法の一実施態様を説明す
る工程図である。

【図２】この発明の基板乾燥方法の一実施態様を説明す
るフローチャートである。

【図３】ＩＰＡ、不活性ガスの流速分布の一例を示す図
である。

【符号の説明】

２処理槽３基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理槽（２）内において基板（３）を洗
浄した後に、飽和水蒸気を処理槽（２）内に供給しなが
ら基板（３）を洗浄液から露出させる工程と、有機溶剤
蒸気を処理槽（２）の上方から供給しつつ、飽和水蒸
気、基板（３）に付着した洗浄液を処理槽（２）の下部
から排出させる工程と、不活性ガスを処理槽（２）の上
方から供給しつつ、有機溶剤蒸気、基板（３）に付着し
た有機溶剤を処理槽（２）の下部から排出させる工程と
を含むことを特徴とする基板乾燥方法。
【請求項２】処理槽（２）内において基板（３）を洗
浄した後に、飽和水蒸気を処理槽（２）内に供給しなが
ら基板（３）を洗浄液から露出させる工程と、有機溶剤
蒸気を処理槽（２）の上方から供給しつつ、飽和水蒸
気、基板（３）に付着した洗浄液を処理槽（２）の下部
から排出させる工程と、処理槽（２）内を減圧する工程
とを含むことを特徴とする基板乾燥方法。
【請求項３】前記有機溶剤は、その表面張力が洗浄液
の表面張力よりも低いものである請求項１または請求項
２に記載の基板乾燥方法。
【請求項４】飽和水蒸気を処理槽（２）内に供給しな
がら基板（３）を洗浄液から露出させる工程は、飽和水
蒸気を処理槽（２）内に供給しつつ、洗浄液を処理槽
（２）の下部から排出させる工程である請求項１から請
求項３の何れかに記載の基板乾燥方法。
【請求項５】飽和水蒸気を処理槽（２）内に供給しな
がら基板（３）を洗浄液から露出させる工程は、飽和水
蒸気を処理槽（２）内に供給しつつ、基板（３）を上昇
させる工程である請求項１から請求項３の何れかに記載
の基板乾燥方法。
【請求項６】処理槽（２）を含む所定の空間を密閉す
る工程をさらに含む請求項１から請求項５の何れかに記
載の基板乾燥方法。
【請求項７】基板（３）に導かれる有機溶剤蒸気の流
速分布は、中心部ほど流速が大きくなるように設定され
ている請求項１から請求項６の何れかに記載の基板乾燥
方法。
【請求項８】基板（３）に導かれる有機溶剤蒸気の流
速分布は、中心部の流速が平均流速の５倍以上となるよ
うに設定されている請求項７に記載の基板乾燥方法。
【請求項９】基板（３）に導かれる不活性ガスの流速
分布は、中心部ほど流速が大きくなるように設定されて
いる請求項１から請求項６の何れかに記載の基板乾燥方
法。
【請求項１０】基板（３）に導かれる不活性ガスの流
速分布は、中心部の流速が平均流速の５倍以上となるよ
うに設定されている請求項９に記載の基板乾燥方法。