KR19990088064A - 반도체기판의건조장치및반도체기판의건조방법 - Google Patents

반도체기판의건조장치및반도체기판의건조방법 Download PDF

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KR19990088064A
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Abstract

건조 능력을 저하시키지 않고, 건조 시간을 단축하며, 건조 처리 능력을 향상시킴과 동시에, 유기물의 사용량을 저감시킴으로써, 자연 환경의 보호에 공헌하고, 잔류 유기물의 저감을 도모한다.
50장 정도의 반도체 웨이퍼(3)를 건조시키는, 제어된 IPA 건조 장치를 이용하여, 기화된 IPA를 노즐(13) 및 노즐 구멍(13a)을 통해 반도체 웨이퍼(3)에 분무함으로써 반도체 웨이퍼(3)를 건조시킬 때에, IPA 증기를 수직 하측 방향으로부터 반도체 웨이퍼(3)측을 향해 20°∼ 50°의 각도 θ로 분무하도록 한다. 이 때, IPA의 초기 토출량을 0.8 ∼ 1.5cc/s로 하고, 사용량을 70 ∼ 200cc/배치가 되도록 한다.

Description

반도체 기판의 건조 장치 및 반도체 기판의 건조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRYING SEMICONDUCTOR SUBSTRATE}
본 발명은 반도체 기판의 건조 장치 및 반도체 기판의 건조 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 기판에 기화된 이소프로필알콜(IPA) 등의 유기 용매를 분무함으로써, 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 적용하기에 바람직한 것이다.
현재, 반도체 웨이퍼의 세정 공정에 사용되고 있는 장치는, 도 10에 도시한 바와 같이, 세정조(101, l02, 103) 및 IPA 증기로 채워진 건조조(104)에 반도체 웨이퍼(105)를 넣고, 세정 및 건조를 행하는 사양이다. 이러한 반도체 웨이퍼(105)의 세정 공정에는 다양한 방법이 있다. 즉, 제1 세정 방법(처리 방법 1)에서는, 우선 반도체 웨이퍼(105)를 세정조(103)에 넣어 세정한 후, 건조조(104)에 넣어 건조시킨다. 또한, 제2 세정 방법(처리 방법2)에서는, 우선 반도체 웨이퍼(105)를 세정조(102)및 세정조(103)에 순차 넣어 세정한 후, 건조조(104)에 넣어 건조시킨다. 또한, 제3 세정 방법(처리 방법 3)에서는, 반도체 웨이퍼를 세정조(101), 세정조(102) 및 세정조(103)에 순차 넣어 세정한 후, 건조조(104)에 넣어 건조시킨다. 이들 처리 방법 1, 처리 방법 2 및 처리 방법 3에서 반드시 통과하는 조가 건조 처리를 행하는 건조조(104)이다. 그 때문에, 반도체 웨이퍼(105)의 세정 공정에서의 처리 능력은 건조 처리 시간으로 결정되게 된다. 또한, 반도체 웨이퍼의 대구경화에 따른 피건조물의 열용량이 증가하게 되고, 반도체 웨이퍼의 세정 공정은 건조 처리에 의해 결정되어 있다.
그런데, 실제로 반도체 웨이퍼의 건조 처리에서 사용되고 있는 건조 장치는, 물 치환 효율의 장점 및 건조 성능의 관점으로부터, 반도체 웨이퍼 표면에 부착된 물을 증기압이 높은 IPA 증기로 일단 치환하여 건조를 행하는, 소위 IPA 직접 치환건조 방식을 채용한 건조 장치가 주류로 되어 있다. 또한, IPA 직접 치환 건조 방식을 채용한 건조 장치는, 워터 마크(물 반점)의 발생 등의 여러가지 문제를 회피하는 관점으로부터, 원심력에 의해 반도체 웨이퍼 표면에 부착된 물을 날려 보내는, 소위 스핀 드라이어(Spin Dryer)에 비해서도 유효하다.
여기서, 종래의 IPA 증기 건조 방식에 대해 설명한다. 즉, 도 11에 도시한 바와 같이, 종래의 IPA 증기 건조 방식을 채용한 건조 장치는, 가열된 IPA 증기로 채워진 건조조(111)를 갖고 있다. 이 건조 장치를 이용하여 건조를 행하기 위해서는, 우선, 도 11의 A에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(112)를 급속히 건조조(111)에 도입하고, 도 11의 B에 도시한 바와 같이, IPA 증기에 침지한다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼(112)가 IPA 증기의 온도로까지 가열됨과 동시에 IPA 증기가 반도체 웨이퍼(112)의 표면에 부착된 물과 치환하여, 반도체 웨이퍼(112)의 건조가 행해진다. 그 후, 도 11의 C 및 도 11의 D에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(112)를 건조조(111)의 내부로부터 천천히 끌어올려, 건조 처리를 종료한다. 이 IPA 증기 건조 방식은, 워터 마크가 적은 건조를 할 수 있어, 반도체 웨이퍼의 제전(除電) 효과도 있는 등의 이점이 있다.
그러나, 상술한 IPA 증기 건조 장치를 이용한 반도체 웨이퍼의 건조 처리에서는, 건조 처리 시간이 길므로, 세정 공정의 수율(Through-put)이 건조로 결정되어 생산 능력이 떨어진다고 하는 결점이 있다. 그래서, 건조 처리 시간을 단축하기 위해 반도체 웨이퍼의 가열 온도를 상승시키는 등의 검토가 행해지고 있지만, IPA의 비등에 의한 충돌로 문제가 생기거나, 건조 얼룩 등의 악영향을 초래하게 되는 등의 문제점이 있다.
또한, 최근 자연 환경의 문제나 잔류 유기물의 문제에 의해, 유기물의 사용량을 저감하는 방향으로 향하고 있다. 그 때문에, 금후 IPA를 이용한 건조 장치에 채용되는 방식으로서는, 마랑고니(Marangoni) 효과를 이용한 건조 방식과, 제어된 IPA 증기 건조 방식이 주류라고 생각된다. 이들 2개의 건조 방식에 대해 이하에 설명한다.
우선, 마랑고니 효과를 이용한 건조 방식을 채용한 건조 장치는, 도 12에 도시한 바와 같이, 건조부(121)와 초순수(DI water: 122)로 채워진 수세조(123) 로 구성되어 있다.
이 건조 장치를 이용한 반도체 웨이퍼의 건조 처리에서는, 도 12의 A에 도시한 바와 같이, 우선 수세조(123)에서 반도체 웨이퍼(124)의 수세 처리를 행한다.
이 때, 건조부(121)의 내부는 질소(N2) 가스 분위기 또는 대기 분위기로 되어 있다. 다음에, 도 12의 B에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(124)를 수세조(123)로부터 끌어올리기 전에, 건조부(121)의 내부에 N2와 IPA 증기의 혼합 가스를 도입하여, 상측으로부터 초순수(122)의 수면에 분무한다. 이것에 의해, 도 13에 도시한 바와 같이, 수면에 IPA 층(125)이 형성된다. 그 후, 도 12의 C에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(124)를 끌어올린다. 이 반도체 웨이퍼(124)를 끌어올릴 때에는, 도 13에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(124)의 표면과 초순수(122)의 계면 부분에, 메니스커스(Meniscus)부라고 불리는 경사가 생기지만, 이 메니스커스부는 IPA층(125)이 형성됨에 따라 더욱 커진다. 또한, 반도체 웨이퍼(124)를 끌어 올리고 있는 동안, 그 표면에 부착되어 있는 물이 이 메니스커스부에 따라서 흘러 내린다. 그리고, 반도체 웨이퍼(124)를, 그 표면에 물이 부착되어 있지 않은 상태로 끌어올림으로써, 반도체 웨이퍼(124)를 건조시킨다. 그 후, 도 12의 D에 도시한 바와 같이, 건조부(121)의 내부를 N2가스 분위기로 한다. 이상과 같이 하여, 반도체 웨이퍼(124)의 건조 처리가 행해진다.
또한, 제어된 IPA 증기 건조 방식을 채용한 건조 장치는, 도 14에 도시한 바와 같이, 건조조(131)와 초순수(132)로 채워진 수세조(133)로 구성된다.
이 건조 장치에서는, 도 14의 A에 도시한 바와 같이, 건조조(131)의 내부는 N2가스 분위기로 되어 있다. 이 상태에서, 수세조(133)에서 반도체 웨이퍼(134)를 수세 처리한 후, 도 14의 B에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(134)를 끌어올려 건조조(131)의 내부로 반입한다. 다음에, 도 14의 C에 도시한 바와 같이, 건조조(131)와 수세조(133)를 커버(도시하지 않음) 등에 의해 차단하고, 건조조(131)의 상부에 설치된 노즐(도시하지 않음)로부터 N2와 IPA 증기의 혼합 가스를 반도체 웨이퍼(134)에 분무한다. 그리고, 이 IPA 증기로 반도체 웨이퍼(134)의 표면에 부착된 물을 치환함으로써, 반도체 웨이퍼(134)를 건조시킨다. 그 후, 도 14의 D에 도시한 바와 같이, 건조조(131)의 내부를 N2가스 분위기로 한다. 이상과 같이 하여 반도체 웨이퍼(134)의 건조 처리가 행해진다.
상술한 2개의 건조 방식 중, 제어된 IPA 증기 건조 방식이 종래의 IPA 증기 건조 방식에 대신하는 건조 방식인 것은 확실하지만, 반도체 웨이퍼를 건조시킬 때의 건조 조건에 대해서는 시행 착오의 상황이고, 그 건조 조건의 최적화가 요구되고있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 건조 능력의 저하를 초래하지 않고서, 건조 시간을 단축할 수 있어, 그것에 의해 건조 처리 능력을 향상시킬 수 있고, 또한 유기물의 사용량을 건조에 필요 충분한 양으로까지 저감함으로써, 자연 환경의 보호에 공헌함과 동시에, 잔류 유기물의 저감을 도모할 수 있는 반도체 기판의 건조 장치 및 반도체 기판의 건조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자는, 종래 기술이 갖는 상술한 여러가지 문제를 해결하기 위해, 반도체 웨이퍼의 건조에 대해 여러가지의 실험을 행하였다. 이하에, 그 개요를 설명한다.
즉, 본 발명자는, 제1 실험으로서, 50장 정도의 반도체 웨이퍼를 동시에 건조시킬 수 있는 제어된 IPA 증기 건조 장치를 이용하여, IPA 증기를 토출하는 방향을, 수직 하측 방향으로부터 반도체 기판을 향한 각도가 10°, 20°, 30°, 50°, 90°가 되도록 여러가지로 바꿔 반도체 웨이퍼의 건조 처리를 행하고, 이들 건조 처리에서의 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수를 측정하였다. 또, 이 측정에서의 평가 방법은, 웨이퍼 보트에 더미의 반도체 웨이퍼를 싣고, 평가하는 반도체 웨이퍼의 전방면에, 또 1장의 산화막이 붙여진 반도체 웨이퍼를 경면 대향으로 설치하여, 예를 들면 희불산(DHF) 처리 등의 화학 약품 처리를 행하는 방법이다. 또한, 평가 기준은, 건조 장치의 건조 능력이 충분하다고 인정되는 기준으로 하고, 구체적으로는, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수를 20개 이하, 반도체 웨이퍼 1장당 워터 마크의 개수를 10개 이하로 한다.
도 15는, 상술한 바와 같이 하여 측정한 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수의, IPA 증기의 토출 방향 각도 의존성을 나타낸다.
도 15에 의해, 50장 정도의 반도체 웨이퍼를 동시에 건조시킬 수 있는 제어된 IPA 증기 건조 장치에서는, IPA 증기의 토출 방향 각도를 20°∼ 50°의 범위 내로 한 경우에, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수가 20개 이하로 되고, 워터 마크의 개수도 10개 이하로 되는 것을 알 수 있다. 또한, 이 조건 이외의 조건, 예를 들면 토출 방향 각도를 10°로 한 경우에는, 반도체 웨이퍼 1장당 부착미립자의 개수가 약 9개로 되고, 워터 마크의 개수가 약 52개로 되었다. 또한, IPA 증기의 토출 방향 각도를 90°이상으로 한 경우,
즉 IPA 증기를 수평보다 위를 향해 토출한 경우에는, 건조 처리를 행한 반도체 웨이퍼는 덜 건조된 상태로 되어, 워터 마크가 전면에 검출된다. 반대로, IPA 증기의 토출 방향 각도를 0°이하로 한 경우, 즉 IPA 증기의 토출 방향을 반도체 기판측과 반대측으로 한 경우에는, IPA 증기는 직접 건조 장치의 측벽면에 부착되거나, 반도체 웨이퍼에 접하지 않고 상승되어, 반도체 웨이퍼를 건조시킬 수 없어, 물 반점이 남는 상태가 발생한다.
이상의 것으로부터, 반도체 웨이퍼에 분무하는 IPA 증기의 방향을, 그 수직방향으로부터의 각도가 20°∼ 50°의 범위 내라고 하면, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수는 20개 이하, 워터 마크의 개수는 10개 이하로 되어, 실용상 충분한 건조 능력을 갖는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명자는, 제2 실험으로서, 상술한 50장 정도의 반도체 웨이퍼를 동시에 건조시킬 수 있는 제어된 IPA 증기 건조 장치를 이용하여, IPA 증기의 초기 토출량을, 0.3cc/s, 0.5cc/s, 0.7cc/s, 1.0cc/s 및 1.5cc/s로 여러가지로 바꿔 반도체 웨이퍼의 건조 처리를 행하고, 이들 건조 처리에서의 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수를 측정하였다. 또, 이 측정에서의 평가 방법은 웨이퍼 보트에 더미의 반도체 웨이퍼를 싣고, 평가할 반도체 웨이퍼의 전방면에, 1장의 산화막이 붙여진 반도체 웨이퍼를 경면 대향하게 또한 설치하여, 예를 들면 희불산(DHF) 처리 등의 화학 약품 처리를 행하는 방법이고, 평가 기준은 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수 모두 건조 장치의 건조 능력이 실용상 충분하다고 인정되는 20개 이하로 한다.
도 16은 상술한 바와 같이 하여 측정한, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수의 IPA의 초기 토출량 의존성을 나타낸다.
도 16으로부터, 50장 정도의 반도체 웨이퍼를 동시에 건조시킬 수 있는 제어된 IPA 증기 건조 장치에 있어서, IPA 증기의 초기 토출량을 0.5∼1.5cc/s의 범위 내로 한 경우에, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수가 20개 이하로 되는 것을 알 수 있다. 또한, IPA 증기의 초기 토출량을 0.8∼1.5cc/s의 범위 내로 한 경우에, 반도체 웨이퍼 1장당 워터 마크의 개수가 20개 이하로 되고, IPA 증기의 초기 토출량을 0.5cc/s로 한 경우에, 반도체 웨이퍼 1장당 워터 마크의 개수가 약 120개로 되는 것을 알 수 있다. 또한, IPA 증기의 초기 토출량을 0.3cc/s 이하로 한 경우에는, 건조 처리를 행한 반도체 웨이퍼는 덜 건조된 상태로 되어, 워터 마크가 전면에 검출된다. 반대로, IPA 증기의 초기 토출량을 1.5cc/s보다도 많게 한 경우에서는, 노즐로부터 분출되는 IPA 증기는 미스트(안개)형으로 되기 때문에, 반도체 웨이퍼의 표면에는 IPA에 의한 오염에 의해 생긴 부착 미립자가 검출된다.
이상의 것으로부터, 반도체 웨이퍼에 분무하는 IPA 증기의 초기 토출량을 0.8∼1.5cc/s의 범위 내라고 하면, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수는 모두 20개 이하로 되어, 실용상 충분한 건조 능력을 갖는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명자는, 제3 실험으로서, 상술한 제2 실험에서와 마찬가지의 50장 정도의 반도체 웨이퍼를 동시에 건조시킬 수 있는 제어된 IPA 증기 건조 장치를 이용하여, IPA 증기의 사용량을, 30cc/배치, 50cc/배치, 70cc/배치, 80cc/배치, 90cc/배치, 105cc/배치, 150cc/ 배치 및 200cc/배치로 여러가지로 바꿔 반도체 웨이퍼의 건조 처리를 행하고, 이들의 건조 처리마다 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수를 측정하였다. 또, 이 측정에서의 평가 방법 및 평가 기준은, 상술한 IPA의 초기 토출량의 측정에서의 평가 방법 및 평가 기준과 마찬가지이다.
도 17은 상술한 바와 같이 하여 측정한 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수의 IPA의 사용량 의존성을 나타낸다.
도 17로부터, 제어된 IPA 증기 건조 장치에 있어서, IPA의 사용량을 50∼200cc/배치의 범위 내로 한 경우에, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수가 20개 이하로 되는 것을 알 수 있다. 또한, IPA의 사용량을 70∼200cc/배치의 범위 내로 한 경우에, 반도체 웨이퍼 1장당 워터 마크의 개수가 20개 이하로 되고, IPA의 사용량을 50cc/배치로 한 경우에, 반도체 웨이퍼 1장당 워터 마크의 개수가 약 300개로 되는 것을 알 수 있다. 또한, IPA의 사용량을 30cc/배치 이하로 한 경우에는, 반도체 웨이퍼는 덜 건조된 상태로 되어, 부착 미립자는 검출되지 않지만, 워터 마크가 반도체 웨이퍼의 전면에서 검출된다. 반대로, IPA의 사용량을 200cc/배치보다 많게 한경우에 대해서는, 반도체 웨이퍼의 표면에 IPA에 의한 오염에 의해 생긴 부착 미립자가 검출된다.
이상의 것으로부터, 건조 처리에서의 IPA의 사용량을 70∼200cc/배치의 범위 내라고 하면, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수는 모두 20개 이하로 되어, 실용 상 충분한 건조 능력을 갖는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명자는, 제4 실험으로서, 50장 정도의 반도체 웨이퍼를 동시에 건조시킬 수 있는 제어된 IPA 증기 건조 장치를 이용하여, IPA 증기를 토출하는 노즐의 개수를 2개, 4개, 6개로 여러가지로 바꿔 반도체 웨이퍼의 건조 처리를 행하고, 이들의 건조 처리에서의 반도체 웨이퍼 1장당 워터 마크의 개수를 측정하였다. 또, 이 측정에서의 평가방법은, 웨이퍼 보트에 더미의 반도체 웨이퍼를 싣고, 평가하는 반도체 웨이퍼를 설치하여, 예를 들면 희불산(DHF) 처리 등의 화학 약품처리를 행하는 방법이고, 평가 기준은 반도체 웨이퍼 1장당 워터 마크의 개수가 건조 장치의 건조 능력이 충분하다라고 인정되는 20개 이하로 되는 경우로 한다.
도 18은 상술한 바와 같이 하여 측정한 반도체 웨이퍼 1장당 워터 마크의 개수의 건조 처리 시간 의존성을, 노즐의 개수를 2개, 4개, 6개의 3가지로 측정한 경우에 대해 나타낸다.
도 18로부터, 노즐의 개수를 2개로 한 경우에 워터 마크의 개수가 약 50개일 때에, 노즐의 개수를 4개 또는 6개로 한 경우에서는 워터 마크의 개수는 약 10개로 되는 것을 알 수 있다. 또한, 약간의 예외는 있지만, 모든 건조 처리 시간을 통해, 노즐의 개수를 4개 또는 6개로 한 경우의 워터 마크의 개수는, 노즐의 개수를 2개로 한 경우의 워터 마크의 개수보다 적어진다. 또한, 노즐의 개수를 2개 이하로 하면, 건조 처리 시간이 많이 걸리게 된다.
이상의 것으로부터, 반도체 웨이퍼에 IPA 증기를 분무하기 위한 노즐의 개수를 3개 이상으로 하면, 반도체 웨이퍼 1장당 워터 마크의 개수를 20개 이하로 하는데 요하는 시간을 유효하게 단축할 수 있는 것을 알 수 있다.
본 발명은, 이상의 실험 결과 및 그 검토에 기초하여 안출된 것이다.
즉, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 노즐을 통해 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
기화된 유기 용매를, 수직 방향으로부터 반도체 기판측을 향해 20° 내지 50°의 각도로, 반도체 기판에 분무하도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제2 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 노즐을 통하여 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서, 노즐의 노즐 구멍을, 노즐의 단면의 중심과 노즐 구멍의 중심을 연결하는 직선이, 노즐의 단면의 중심과 반도체 기판의 중심을 연결한 직선과, 노즐의 단면의 중심으로부터 반도체 기판에 그어진 접선과의 사이에 있도록 설치하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제1 및 제2 발명에 있어서, 유기 용매를 토출하기 위한 노즐은 짝수개 설치되고, 짝수개의 노즐은 반도체 기판의 중심보다 높은 높이로, 또한 반도체 기판에 대해 대칭으로 설치되어 있다.
본 발명의 제3 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
기화된 유기 용매의 초기 토출량을 0.8cc/초 이상 1.5cc/초 이하로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 제3 발명에 따른 반도체 기판의 건조 장치는, 50장 정도의 반도체 기판을 동시에 건조시키는 경우에 적용하기에 바람직한 것이다.
이 제3 발명에 있어서, 충분한 건조 능력을 확보하면서, 유기 용매의 사용량을 억제하는 관점으로부터, 바람직하게는, 반도체 기판의 건조에서의 유기 용매의 사용량을 70cc/배치 이상 200cc/배치 이하로 한다.
본 발명의 제4 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
건조에서의 유기 용매의 사용량을 70cc/배치 이상 200cc/배치 이하로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 제4 발명에 따른 반도체 기판의 건조 장치는, 50장 정도의 반도체 기판을 동시에 건조시키는 경우에 적용하기에 바람직한 것이다.
이 제4 발명에 있어서, 바람직하게는, 반도체 기판에 분무하는 기화된 유기 용매의 초기 토출량을 0.8cc/s 이상 1.5cc/s 이하로 한다.
본 발명의 제3 및 제4 발명에 있어서, 전형적으로는, 기화된 유기 용매를 노즐을 이용하여 반도체 기판에 분무한다.
본 발명의 제5 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
기화된 유기 용매의 초기 토출량을 0.6cc/초 이상 1.5cc/초 이하로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 제5 발명에 따른 반도체 기판의 건조 장치는, 25장 정도의 반도체 기판을 동시에 건조시키는 경우에 적용하기에 바람직한 것이다.
이 제5 발명에 있어서, 바람직하게는, 건조에서의 유기 용매의 사용량을 50cc/배치 이상 150cc/배치 이하로 한다.
본 발명의 제6 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
건조에서의 유기 용매의 사용량을 50cc/배치 이상 150cc/배치 이하로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 제6 발명에 따른 반도체 기판의 건조 장치는, 25장 정도의 반도체 기판을 동시에 건조시키는 경우에 적용하기에 바람직한 것이다.
이 제6 발명에 있어서, 충분한 건조 능력을 확보하면서, 유기 용매의 사용량을 억제하는 관점으로부터, 바람직하게는 반도체 기판에 분무하는 유기 용매의 초기 토출량을 0.6cc/s 이상 1.5cc/s 이하로 한다.
본 발명의 제7 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를, 노즐을 통해 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
노즐이 3개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 제7 발명에 있어서, 기화된 유기 용매를 반도체 기판의 전면에 효율적으로 분무하도록 하기 위해서, 전형적으로는, 반도체 기판을 그 면이 거의 수직으로 되도록 설치하고, 수직으로 설치된 반도체 기판의 하부에 기화된 유기 용매를 효율적으로 분무하기 위해서, 3개 이상의 노즐 중의 적어도 1개의 노즐의 노즐 구멍이, 반도체 기판의 건조 처리를 행할 때에 반도체 기판의 최하단보다 낮은 높이가 되도록 설치되어 있다.
이 제7 발명에 있어서, 그 면이 노즐에 대해 거의 수직이 되도록 설치된 반도체 기판의 하부에 기화된 유기 용매를 보다 효율적으로 분무하기 위해서, 전형적으로는 반도체 기판의 건조시에 반도체 기판보다 낮은 높이에 설치된 노즐의 노즐 구멍을, 노즐의 단면의 중심과 노즐 구멍의 중심을 연결한 직선이, 수평 방향과, 노즐의 단면의 중심과 반도체 기판의 최하부를 연결한 직선 사이에 있도록 설치한다. 또한, 이 제7 발명에 있어서, 그 면이 노즐에 대해 거의 수직으로 되도록 설치된 반도체 기판의 하부에 기화된 유기 용매를 보다 효율적으로 분무하기 위해서, 전형적으로는 반도체 기판의 건조 시에 반도체 기판보다 낮은 높이에 설치된 노즐의 노즐 구멍을, 노즐의 단면의 중심과 노즐 구멍의 중심을 연결한 직선이, 수평 방향으로부터 반도체 기판을 향해 0° 내지 45°의 각도의 범위 내에 있도록 설치한다.
이 제7 발명에 있어서, 기화된 유기 용매를 반도체 기판의 전면에 효율적으로 대칭으로 분무하도록 하기 위해서, 전형적으로는 노즐이 4개 설치되고, 4개의 노즐 중 2개의 노즐은 적어도 반도체 기판의 중심보다 상측으로, 또한 반도체 기판에 대해 대칭으로 설치되어 있고, 나머지 2개의 노즐은 반도체 기판의 최하단보다 낮은 높이로, 또한 반도체 기판에 대해 대칭으로 설치되어 있다.
본 발명의 제8 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 노즐을 통해 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서, 기화된 유기 용매를, 수직 방향으로부터 반도체 기판측을 향해 20° 내지 50°의 각도로, 반도체 기판에 분무하도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제9 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 노즐을 통하여 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
노즐의 단면의 중심과 노즐의 노즐 구멍의 중심을 연결하는 직선이, 노즐의 단면의 중심과 반도체 기판의 중심을 연결한 직선과, 노즐의 단면의 중심으로부터 반도체 기판에 그어진 접선과의 사이에 있도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제8 및 제9 발명에 있어서, 전형적으로는 짝수개의 노즐에 의해, 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무하는 경우에, 짝수개의 노즐이 반도체 기판의 중심보다 높은 높이로, 또한 반도체 기판에 대해 대칭이 되도록 한다.
본 발명의 제10 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
기화된 유기 용매의 초기 토출량을 0.8cc/초 이상 1.5cc/초 이하로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 제10 발명에 따른 반도체 기판의 건조 장치는, 50장 정도의 반도체 기판을 동시에 건조시키는 경우에 적용하기데 바람직한 것이다.
이 제10 발명에 있어서, 충분한 건조 능력을 확보하면서, 유기 용매의 사용량을 억제하는 관점으로부터, 바람직하게는 반도체 기판의 건조에서의 유기 용매의 사용량을 70cc/배치 이상 200cc/배치 이하로 한다.
본 발명의 제11 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
건조에서의 유기 용매의 사용량을 70cc/배치 이상 200cc/배치 이하로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 제11 발명에 따른 반도체 기판의 건조 방법은, 50장 정도의 반도체 기판을 동시에 건조시키는 경우에 적용하기에 바람직한 것이다.
이 제11 발명에 있어서, 바람직하게는 반도체 기판에 분무하는 기화된 유기 용매의 초기 토출량을 0.8cc/s 이상 1.5cc/s 이하로 한다.
본 발명의 제10 및 제11 발명에 있어서, 전형적으로는, 기화된 유기 용매를, 노즐을 이용하여 반도체 기판에 분무한다.
본 발명의 제12 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
기화된 유기 용매의 초기 토출량을 0.6cc/초 이상 1.5cc/초 이하로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 제12 발명에 따른 반도체 기판의 건조 방법은, 25장 정도의 반도체 기판을 동시에 건조시키는 경우에 적용하기에 바람직한 것이다.
이 제12 발명에 있어서, 바람직하게는 건조에서의 유기 용매의 사용량을 50cc/배치 이상 150cc/배치 이하로 한다.
본 발명의 제13 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서, 건조에서의 유기 용매의 사용량을 50cc/배치 이상 150cc/배치 이하로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 제13 발명에 따른 반도체 기판의 건조 방법은, 25장 정도의 반도체 기판을 동시에 건조시키는 경우에 적용하기에 적합한 것이다.
이 제13 발명에서, 충분한 건조 능력을 확보하면서, 유기 용매의 사용량을 억제하는 관점으로부터, 적합하게는 반도체 기판에 분무하는 유기 용매의 초기 토출량을 0.6cc/s이상 1.5cc/s이하로 한다.
본 발명의 제14 발명은,
유기 용매를 기화하고, 기화된 유기 용매를 노즐을 통해 반도체 기판에 분무함으로써 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
노즐을 3개이상 설치하고, 이들의 노즐을 통해 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무하도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.
이 제14 발명에서, 기화된 유기 용매를 반도체 기판의 전면에 효율적으로 분무하도록 하기 위해, 전형적으로는 반도체 기판을 그 면이 거의 수직이 되도록 설치하고, 수직으로 설치된 반도체 기판의 하부에 기화된 유기 용매를 효율적으로 분무하기 위해 전형적으로는 3개 이상의 노즐 중 적어도 하나의 노즐의 노즐 구멍을, 반도체 기판의 건조 처리를 행할 때에 반도체 기판의 최하단보다 낮은 높이로 한다.
이 제14 발명에서, 그 면이 거의 수직이 되도록 설치된 반도체 기판의 하부에 기화된 유기 용매를 보다 효율적으로 분무하기 위해, 전형적으로는 반도체 기판의 건조시 반도체 기판보다 낮은 높이에 설치된 노즐의 노즐 구멍을, 노즐의 단면의 중심과 노즐 구멍의 중심을 연결한 직선이, 수평 방향과, 노즐의 단면의 중심과 반도체 기판의 최하부를 연결한 직선 사이에 있도록 한다. 또한, 이 제14 발명에서, 그 면이 거의 수직이 되도록 설치된 반도체 기판의 하부에 기화된 유기 용매를 보다 효율적으로 분무하기 위해, 전형적으로는 반도체 기판의 건조시 반도체 기판보다 낮은 높이에 설치된 노즐의 노즐 구멍을, 노즐의 단면의 중심과 노즐 구멍의 중심을 연결한 직선이, 수평 방향에서 반도체 기판을 향해 0° 내지 45°각도의 범위 내에 있도록 한다.
이 제14 발명에서, 기화된 유기 용매를 반도체 기판의 전면에 효율적으로 대칭으로 분무하도록 하기 위해, 전형적으로는 노즐이 4개 설치되고, 4개의 노즐 중의 2개의 노즐은 적어도 반도체 기판의 중심으로부터 상측에, 또한 반도체 기판에 대해 대칭이 되도록 함과 동시에, 나머지 2개의 노즐은 반도체 기판의 최하단보다 낮은 높이로, 또한 반도체 기판에 대해 대칭이 되도록 한다.
본 발명에서, 전형적으로는 기화된 유기 용매의 캐리어 가스는, 에를 들면 N2가스나 아르곤(Ar) 가스 등의 불활성 가스이다.
본 발명에서, 전형적으로는 유기 용매는 이소프로필알콜(IPA)이지만, IPA 이외의 유기 용매를 이용하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제1 발명 및 제8 발명에 따르면, 기화된 유기 용매를 수직 방향으로부터 반도체 기판측으로 20° 내지 50°의 각도로 토출하도록 함으로써, 기화된 유기 용매를 효율적으로 반도체 기판과 접촉시킬 수 있고, 이 유기 용매를 반도체 기판의 표면에 부착된 물과 효과적으로 치환시킬 수 있으므로, 반도체 기판의 표면에 생기는 워터 마크나 부착 미립자를 증가시키지 않고, 효율적으로 반도체 기판을 건조시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 발명 및 제9 발명에 따르면, 노즐의 노즐 구멍을, 노즐의 단면의 중심과 노즐 구멍의 중심을 연결하는 직선이, 노즐의 단면의 중심과 반도체 기판의 중심을 연결한 직선과, 노즐의 단면의 중심으로부터 반도체 기판에 그은 접선사이에 있도록 설치함으로써, 기화된 유기 용매를 이 노즐 구멍을 통해 토출함으로써, 유기 용매를 반도체 기판에 거의 확실하게 접촉시킬 수 있고, 반도체 기판의 표면에 부착된 물과 효과적으로 치환시킬 수 있으므로, 반도체 기판의 표면에 생기는 워터 마크나 부착 미립자를 증가시키지 않고, 효율적으로 반도체 기판을 건조시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 발명 및 제10 발명에 따르면, 반도체 기판에 분무하는 기화된 유기 용매의 초기 토출량을 0.8cc/초 이상 1.5cc/초 이하로 함으로써, 반도체 기판의 표면에 부착된 물을 건조 처리의 초기에 유기 용매로 피복하여 치환할 수 있으므로, 반도체 기판의 표면에 생기는 워터 마크나 반도체 기판의 표면에 부착하는 미립자를 증가시키지 않고, 효율적으로 반도체 기판을 건조시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 발명 및 제11 발명에 따르면, 반도체 기판의 건조를 위한 유기 용매의 사용량을 70cc/배치 이상 200cc/배치 이하로 함으로써, 필요 충분한 양의 유기 용매에 의해 반도체 기판을 건조시킬 수 있으므로, 반도체 기판의 건조에 이용하는 유기 용매의 양을 저감시킬 수 있고, 반도체 기판 표면에 생기는 워터 마크나 반도체 기판 표면에 부착되는 미립자를 증가시키지 않고, 효율적으로 반도체 기판을 건조시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 발명 및 제12 발명에 따르면, 반도체 기판에 분무하는 기화된 유기 용매의 초기 토출량을 0.6cc/초 이상 1.5cc/초 이하로 함으로써, 반도체 기판 표면에 부착된 물을 건조 처리의 초기에 유기 용매로 피복하여 치환시킬 수 있으므로, 반도체 기판 표면에 생기는 워터 마크나 반도체 기판 표면에 부착되는 미립자를 증가시키지 않고, 효율적으로 반도체 기판을 건조시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제6 발명 및 제13 발명에 따르면, 반도체 기판의 건조를 위한 유기 용매의 사용량을 50cc/배치 이상 150cc/배치 이하로 함으로써, 필요 충분한 양의 유기 용매에 의해 반도체 기판을 건조시킬 수 있으므로, 반도체 기판의 건조에 이용하는 유기 용매의 양을 저감시킬 수 있고, 반도체 기판 표면에 생기는 워터 마크나 반도체 기판 표면에 부착하는 미립자를 증가시키지 않고, 효율적으로 반도체 기판을 건조시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제7 발명 및 제14 발명에 따르면, 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무하기 위한 노즐을 3개 이상 설치하도록 함으로써, 기화된 유기 용매를, 반도체 기판의 표면에 3방향 이상의 방향으로부터 분무할 수 있으므로, 기화된 유기 용매를 반도체 기판의 표면에 효율적으로 분무할 수 있음과 동시에, 수세 후의 반도체 기판 표면의 물과 유기 용매와의 치환을 효율적으로 행할 수 있어, 건조 시간의 단축을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치의 건조조의 주요부를 나타내는 단면도.
도 3은 반도체 웨이퍼 표면의 잔류 유기물량을 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태의 다른 예에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치의 건조조의 주요부를 나타내는 단면도.
도 5는 반도체 웨이퍼 표면의 부착 미립자의 개수의 IPA의 사용량 의존성을 나타내는 표.
도 6은 반도체 웨이퍼 표면의 워터 마크의 개수의 IPA의 사용량 의존성을 나타내는 표.
도 7은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치의 건조조의 주요부를 나타내는 단면도.
도 9는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치의 다른 예를 나타내는 단면도.
도 10은 종래의 반도체 웨이퍼의 세정기의 구성을 나타내는 개략 선도.
도 11은 종래의 IPA 증기 건조 장치에 의한 반도체 웨이퍼의 건조 방법을 설명하기 위한 개략 선도.
도 12는 종래의 마랑고니 효과를 이용한 건조 장치에 의한 반도체 웨이퍼의 건조 방법을 설명하기 위한 개략 선도.
도 13은 마랑고니 효과를 설명하기 위한 단면도.
도 14는 종래의 제어된 IPA 증기 건조 장치에 의한 반도체 웨이퍼의 건조 방법을 설명하기 위한 개략 선도.
도 15는 반도체 웨이퍼 1장당 그 표면의 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수의 IPA의 토출 방향 각도 의존성을 나타내는 그래프.
도 16은 반도체 웨이퍼 1장당 그 표면의 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수의 IPA의 초기 토출량 의존성을 나타내는 그래프.
도 17은 반도체 웨이퍼 1장당 그 표면의 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수의 IPA의 사용량 의존성을 나타내는 그래프.
도 18은 IPA의 토출 노즐의 개수를 2개, 4개 및 6개로 한 경우의, 반도체 웨이퍼 1장당 표면의 워터 마크의 개수의, 건조 처리 시간 의존성을 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 21 : 수세조
2, 22 : 건조조
3, 23 : 반도체 웨이퍼
6, 26 : 오버플로우 수세조
13, 33, 34, 35, 36, 39, 40 : 노즐
13a, 33a, 34a, 35a, 36a : 노즐 구멍
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 또, 이하의 실시 형태의 전 도면에서는, 동일 또는 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙인다.
우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치에 대해 설명한다. 도 1은 이 제1 실시 형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치를 나타내고, 도 2는 이 제어된 IPA 증기 건조 장치의 건조조의 주요부를 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이 제1 실시 형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치는 수세조(rinse chamber : 1)와 건조조(dry chamber : 2)를 구비한다. 수세조(1)는 반도체 웨이퍼(3)의 수세 처리를 행하기 위한 것이다. 또한, 건조조(2)는 수세 처리 후의 반도체 웨이퍼(3)를 건조시키기 위한 것으로, 예를 들면 테플론(Teflon) 등의 수지계 재료로 형성되어 있다. 건조조(2)의 높이는, 반도체 웨이퍼(3)의 직경이 8인치인 경우에는 예를 들면 약 320㎜이다. 또한, 수세조(1)와 건조조(2) 사이에는 하부 커버(4)가 설치되어 있다. 하부 커버(4)는 건조조(2)의 아래쪽으로 이동하여 건조조(2)의 하부의 개구부를 폐쇄함으로써 수세조(1)와 건조조(2)를 분리하기 위한 것으로, 적어도 수평 방향으로 이동 가능하다. 또한, z축 가이드(5)가 수세조(1)와 건조조(2)의 내부에 설치되어 있다.
z축 가이드(5)는, 예를 들면 50장 정도의 반도체 웨이퍼(3)를 유지하면서, 이들 반도체 웨이퍼(3)를, 수세조(1)와 건조조(2) 사이에서 반송하기 위한 것으로, 적어도 상승 및 하강이 가능하다.
수세조(1)의 내부에는 오버플로우 수세조(6)가 설치된다. 이 오버플로우 수세조(6)의 내부는 초순수(7)로 채울 수 있게 되고, 하부에는 초순수 공급관(8)이 접속되어 설치된다. 오버플로우 수세조(6)는 초순수(7)를 넘쳐 반도체 웨이퍼(3)의 수세를 행하기 위한 것이고, 초순수 공급관(8)은 오버플로우 수세조(6)에 초순수(7)를 공급하기 위한 것이다. 이 초순수 공급관(8)에는 초순수(7)의 공급을 조정하기 위한 밸브(9)가 설치되어 있다. 또한, 수세조(1)의 측벽에 초순수 배출관(10)이 설치되어 있고, 측벽의 하부에 드레인(11)이 설치된다.
건조조(2)의 상부에는 상부 커버(12)가 설치되어 있고, 반도체 웨이퍼(3)를 건조조(2)로부터 외부로 반출하거나, 외부로부터 건조조(2)에 반입할 때에 개폐할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 건조조(2)의 내부에는 관형의 2개의 노즐(13)이 상호 평행하게 설치되어 있다. 이들 2개의 노즐(13)은, 반도체 웨이퍼(3)를 건조조(2)의 내부로부터 외부에 반출하거나, 외부로부터 건조조(2)의 내부에 반입하거나 할 때에, 반도체 웨이퍼(3)가 이들 2개의 노즐(13) 사이를 통과할 수 있는 간격을 두고 설치된다. 구체적으로는, 반도체 웨이퍼(3)의 직경이 8인치인 경우, 2개의 노즐(13)은 상호 예를 들면 300㎜의 간격을 두고 설치된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 노즐(13)에는, 그 길이 방향(도면에 수직인 방향)을 따라 예를 들면 50 ∼ 57개 정도의 노즐 구멍(13a)이 등간격으로 설치되어 있고, 각각의 노즐 구멍(13a)으로부터 예를 들면 N2가스등의 불활성 가스나 N2와 IPA 증기와의 혼합 가스를 반도체 웨이퍼(3)에 분무할 수 있게 되어 있다. 이 노즐 구멍(13a)의 직경은, 0.8 ∼ 1.0㎜이고, 구체적으로는 예를 들면 0.8㎜ 이다. 여기서, 노즐 구멍(13a)은, 이 노즐 구멍(13a)의 중심과 노즐(13)의 길이 방향에 수직인 단면의 중심을 연결하는 직선이, 수직 하측 방향을 기준으로 하여 20 ∼ 50°의 범위 내의 각도 θ를 이루도록 구성되어 있고, 각도 θ는 구체적으로는 예를 들면 41.7°이다. 즉, N2와 IPA 증기의 혼합 가스는, 노즐 구멍(13a)을 통해 수직 하측 방향과 20 ∼ 50°의 각도를 이루는 방향으로 토출되고, 구체적으로는 수직 하측 방향으로부터 예를 들면 41.7°의 방향으로 토출된다. 또, 상술한 각도 θ는 수직 하측 방향으로부터 반도체 웨이퍼(3)측을 향해 플러스의 각도가 정의된다.
또한, 건조조(2)의 측벽에는 가스 배기관(14)이 설치된다. 이 가스 배기관(14)은 건조조(2) 내부의 가스를 외부로 배기하기 위한 것이다. 가스 배기관(14)에는 가스의 배기를 제어하기 위한 밸브(15)가 설치된다.
이어서, 상술한 제어된 IPA 증기 건조 장치를 이용한 반도체 웨이퍼의 건조 방법에 대해 설명한다.
우선, z축 가이드(5)를 건조조(2)의 내부로까지 이동해 두고, 상부 커버(12)를 개방한다. 그 후, 예를 들면 50장의 반도체 웨이퍼(3)를 z축 가이드(5)까지 반송하여 거기에 적재한다. 그 후, 상부 커버(12)를 폐쇄한다. 이어서, z축 가이드(5)를 하강시킴으로써, 반도체 웨이퍼(3)를 수세조(1) 내의 오버플로우 수세조(6)의 내부로 반입한다.
이어서, 초순수 공급관(8)을 통해 초순수(7)를 오버플로우 수세조(6)에 충분히 공급함으로써, 반도체 웨이퍼(3)의 수세를 행한다. 한쪽에서, 건조조(2)에서 노즐(13)로부터 예를 들면 N2가스를 도입함으로써, 건조조(2)의 내부를 N2가스 분위기로 한다.
반도체 웨이퍼(3)의 수세 처리가 종료하고, 건조조(2)의 내부가 N2가스 분위기로 된 후, 반도체 웨이퍼(3)가 유지된 z축 가이드(5)를 상측으로 이동하여 반도체 웨이퍼(3)를 건조조(2)의 내부로 반입한다. 반도체 웨이퍼(3)의 건조조(2) 내부로의 반입이 완료된 후, 하부 커버(4)를 건조조(2)의 하측으로까지 이동하고, 건조조(2) 하부의 개구부를 폐쇄함으로써, 수세조(1)와 건조조(2)를 분리한다.
이어서, N2가스를 캐리어 가스로서, 노즐(13)로부터 기화시킨 IPA를 반도체 웨이퍼(3)에 분무한다. 이 반도체 웨이퍼(3)에 분무되는 IPA 증기는 건조조(2)의 내부에서 일단 아래쪽으로 유입된 후 상승하고, 이 상승 중인 반도체 웨이퍼(3)의 표면과 접촉하여, 그 표면의 물을 치환한다. 이 치환된 IPA는 반도체 웨이퍼(3)의 표면으로부터 휘발하여, 반도체 웨이퍼(3)의 건조가 종료한다. 여기서, 반도체 웨이퍼(3)의 건조조 조건을 예로 들면, IPA 증기의 초기 토출량을 0.8 ∼ 1.5cc/s, 사용량을 70 ∼ 200cc/배치로 한다. 구체적으로는, IPA 증기의 초기 토출량을 예로 들면 0.8cc/s로 하고, 그 토출량을 일정하게 유지하면서 예를 들면 약 105초동안 반도체 웨이퍼(3)에 분무한다. 이 때, IPA의 사용량은 약 84cc이다. 또, 상술한 IPA 증기의 초기 토출량 및 사용량은, IPA의 액체 상태의 체적으로 정의된다.
그 후, 건조조(2)의 상부 커버(12)를 개방하고, 반도체 웨이퍼(3)를 외부로 반출하여, 건조 처리를 종료한다.
도 3은 반도체 웨이퍼 상의 잔류 유기물량을, 종래의 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼를 건조시킨 경우와, 이 제1 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼를 건조시킨 경우에 대해, 그 질량수마다 측정한 결과를 나타낸다. 단, 사용한 반도체 웨이퍼는 8인치의 실리콘 웨이퍼이다. 또, 잔류 유기물의 질량수 및 양은 모두 규격화되어 있다.
도 3으로부터, 종래의 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 건조를 행한 반도체 웨이퍼의 잔류 유기물량에 비해, 이 제1 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 건조를 행한 반도체 웨이퍼의 잔류 유기물량은 약 1/3로 감소하고 있는 것을 알 수 있다.
이상 설명된 바와 같이, 이 제1 실시형태에 따르면, 노즐(13)을, 노즐(13)의 길이 방향에 수직인 단면의 중심과 노즐 구멍(13a)의 중심을 연결하는 직선이, 수직 하측 방향으로부터 반도체 웨이퍼(3)측을 향해, 20 ∼ 50°범위 내의 각도가 되도록 설치하도록 함으로써, IPA 증기를 반도체 웨이퍼(3)에 효율적으로 분무할 수 있어, 종래의 IPA 증기 건조 장치와 거의 동등한 건조 능력을 확보하면서, 건조 시간을 단축할 수 있음과 동시에, IPA의 사용량을 저감시킬 수가 있다. 따라서, 이 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 구성되는 세정기의 처리 능력을 향상시킬 수 있음과 동시에, 자연 환경에의 악영향을 억제할 수가 있다. 또한, 잔류 유기물량을 종래의 IPA 증기 건조 장치를 이용한 반도체 웨이퍼의 건조에서보다도 약 1/3 이하로 감소시킬 수 있으므로, 반도체 웨이퍼(3) 상에 형성되는 반도체 장치의 잔류 유기물에 의한 특성의 열화를 저감시킬 수 있다.
이어서, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치에 대해 설명한다.
이 제2 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치에서는, 도 4에 도시된 바와 같이 노즐(13)의 길이 방향에 수직인 단면의 중심과 노즐 구멍(13a)의 중심을 연결하는 직선이, 노즐(13)의 단면의 중심과 반도체 웨이퍼(3)의 중심을 연결한 직선과, 노즐(13)의 단면의 중심으로부터 반도체 웨이퍼(3)에 그은 접선 사이에 있도록 각도 θ가 선발되는 것 외의 것은 제1 실시형태와 마찬가지다.
이 제2 실시형태에 따르면, 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치를 이용한 반도체 웨이퍼의 건조 방법에 대해 설명한다. 또, 이 제3 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치에 대해서는, 도 1에 도시된 바와 동일하므로 설명을 생략한다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, z축 가이드(5)를 건조조(2)의 내부에까지 이동해두고, 상부 커버(12)를 개방한다. 그 후, 예를 들면 50장의 반도체 웨이퍼(3)를 z축 가이드(5)까지 반송하여 거기에 적재한다. 그 후, 상부 커버(12)를 폐쇄한다. 이어서, z축 가이드(5)를 하강시킴으로써, 반도체 웨이퍼(3)를 수세조(1) 내의 오버플로우 수세조(6)의 내부로 반입한다.
이어서, 초순수 공급관(8)을 통해 초순수(7)를 오버플로우 수세조(6)에 충분히 공급함으로써, 반도체 웨이퍼(3)의 수세를 행한다. 또한, 한쪽에서 건조조(2)에서 노즐(13)로부터 예를 들면 N2가스를 도입함으로써, 건조조(2)의 내부를 N2가스 분위기로 한다.
반도체 웨이퍼(3)의 수세 처리가 종료하고, 건조조(2)의 내부가 N2가스 분위기가 된 후, 반도체 웨이퍼(3)가 유지된 z축 가이드(5)를 상측으로 이동시켜, 반도체 웨이퍼(3)를 건조조(2)의 내부에 반입한다. 반도체 웨이퍼(3)의 건조조(2) 내부로의 반입이 완료한 후, 하부 커버(4)를 건조조(2)의 아래쪽으로까지 이동시키고, 건조조(2) 하부의 개구부를 폐쇄함으로써, 수세조(1)와 건조조(2)를 분리한다.
이어서, N2가스를 캐리어 가스로서, 노즐(13)로부터 기화시킨 IPA(IPA 증기)를 반도체 웨이퍼(3)에 분무한다. 여기서, 이 IPA 증기의 반도체 웨이퍼(3)로의 분무에서는, IPA 증기의 초기 토출량은 0.8 ∼ 1.5cc/s로 하고, 그 사용량을 70 ∼ 200 cc/배치로 한다. 구체적으로는, IPA 증기를, 그 초기 토출량을 예로 들면 0.8cc/s로 하고, 토출량을 일정하게 유지하면서 예를 들면 약 105초 동안 반도체 웨이퍼(3)에 분무한다. 이 때, IPA의 사용량은 약 84cc이다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼(3)의 표면의 물이 거의 완전히 IPA로 치환되고, 이 치환한 IPA가 반도체 웨이퍼(3)의 표면으로부터 휘발하여, 반도체 웨이퍼(3)의 건조가 종료한다. 또, 상술한 IPA 증기의 초기 토출량 및 사용량은 IPA의 액체 상태의 체적으로 정의된다.
그 후, 건조조(2)의 상부 커버(12)를 개방하고, 반도체 웨이퍼(3)를 외부로 반출하여, 건조 처리를 종료한다.
상술한 건조 처리에서, 반도체 웨이퍼 상의 잔류 유기물량을, 종래의 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼를 건조시킨 경우와, 이 제3 실시형태에 따른 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼를 건조시킨 경우에 대해 각각 측정한 바, 종래의 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 건조를 행한 반도체 웨이퍼의 잔류 유기물량에 비해, 이 제3 실시형태에 따른 IPA 증기 건조 장치에 의해 건조를 행한 반도체 웨이퍼의 잔류 유기물량은 약 1/3로 감소하는 것이 확인되었다.
도 5는, 상술한 제어된 IPA 증기 건조 장치를 이용하여, 이 제3 실시형태에서의 조건을 기초하여 반도체 웨이퍼를 건조시켰을 때의, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수를 측정하여 평가한 결과를 나타낸다. 또, 참고를 위해 이 제3 실시형태에서의 조건이외의 조건을 기초하여 반도체 웨이퍼를 건조시켰을 때의, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수를 측정한 결과도 함께 나타낸다. 여기서, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수가, 20개보다 많은 경우를 ×, 20개 이하의 경우를 ○로 나타낸다. 도 6은 반도체 웨이퍼 표면의 워터 마크의 개수에 대해 동일한 측정을 한 결과를 나타낸다.
도 5 및 도 6으로부터, 이 제3 실시형태에서의 IPA 증기의 초기 토출량 및 사용량이 0.8cc/s 및 84cc인 경우에는, 반도체 웨이퍼 1장당 부착 미립자의 개수 및 워터 마크의 개수는, 모두 건조 장치로서의 건조 능력이 충분하다고 인정되는 20개 이하이고, 이 제3 실시 형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치가 충분한 건조 능력을 구비한 것이 확인되었다.
이상 설명된 바와 같이, 이 제3 실시 형태에 따르면, 제어된 IPA 증기 건조 장치에서, 노즐(13)로부터 반도체 웨이퍼(3)에 분무하는 IPA 증기의 초기 토출량을 0.8 ∼ 1.5cc/s, 사용량을 70 ∼ 200cc/배치의 범위 내로 함으로써, 반도체 웨이퍼(3)의 건조에서, 필요 충분한 양의 IPA 증기를 분무할 수 있고, 종래의 IPA 증기 건조 장치와 거의 동등한 건조 능력을 확보하면서, 건조 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 이 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 구성되는 세정기의 처리 능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 종래의 IPA 증기 건조 장치에서의 IPA의 사용비와 비교해도, 그 사용량을 저감시킬 수 있으므로, 자연 환경에의 악영향을 저감시킬 수가 있다. 또한, 잔류 유기물량을 종래의 IPA 증기 건조 장치에서의 반도체 웨이퍼의 건조에서 보다도 약 1/3로 감소시킬 수 있으므로, 반도체 웨이퍼(3) 상에 형성되는 반도체 장치의 잔류 유기물에 의한 특성의 열화를 저감시킬 수 있다.
이어서, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치에 대해 설명한다.
이 제4 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치에서는, z축 가이드(5)의 반도체 웨이퍼(3)의 탑재 장수가 25장 정도이고, 노즐(13)의 노즐 구멍의 개수가 29 ∼ 57개이다. 그 외의 것에 대해서는 제3 실시형태에서의 제어된 IPA 증기 건조 장치와 동일하다.
또한, 이 제4 실시형태에 따른 반도체 웨이퍼의 건조 방법은, IPA 증기의 초기 토출량을 0.6 ∼ 1.5cc/s로 하고, 사용량을 50 ∼ 150cc/배치로 한다. 구체적으로는, 초기 토출량을 예로 들면 0.6cc/s로 하고, 사용량을 예를 들면 50cc로 하는 것 외에 대해서는 제3 실시형태와 동일하다.
이 제4 실시형태에 따르면, 제3 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이어서, 본 발명의 제5 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치에 대해 설명한다. 도 7은, 이 제5 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치를 나타내고, 도 8은 이 제어된 IPA 증기 건조 장치의 건조조의 주요부를 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이 이 제5 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치는, 수세조(수세 챔버 : 21)와 건조조(드라이 챔버 : 22)를 구비한다. 수세조(21)는 반도체 웨이퍼(23)의 수세 처리를 행하기 위한 것이다. 또한, 건조조(22)는 수세 처리 후의 반도체 웨이퍼(23)를 건조시키기 위한 것으로, 예를 들면 테플론(Teflon) 등의 수지계의 재료로 형성되어 있다. 건조조(22)의 높이는 반도체 웨이퍼(23)의 직경이 8인치인 경우에는 예를 들면 약 320㎜이다. 또한, 수세조(21)와 건조조(22) 사이에는 하부 커버(24)가 설치되어 있다. 하부 커버(24)는 건조조(22)의 아래쪽으로 이동하여, 건조조(22)의 하부의 개구부를 폐쇄함으로써 수세조(21)와 건조조(22)를 분리하기 위한 것이고, 적어도 수평 방향으로 이동 가능하다. 또한, z축 가이드(25)가 수세조(21)와 건조조(22)의 내부에 설치된다. z축 가이드(26)는, 예를 들면 50장 정도의 반도체 웨이퍼(23)를 유지하면서, 이들 반도체 웨이퍼(23)를 수세조(21)와 건조조(22) 사이에서 반송하기 위한 것이고, 적어도 상승 및 하강이 가능하다.
수세조(21)의 내부에는 오버플로우 수세조(26)가 설치된다. 이 오버플로우 수세조(26)의 내부는 초순수(27)를 채울 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 그 하부에는 초순수 공급관(28)이 오버플로우 수세조(26)에 접속되어 설치된다. 오버플로우 수세조(26)는 초순수를 넘치게 하여 반도체 웨이퍼(23)의 수세를 행하기 위한 것이고, 초순수 공급관(28)은 오버플로우 수세조(26)에 초순수를 공급하기 위한 것이다. 이 초순수 공급관(28)에는 초순수의 공급을 조정하기 위한 밸브(29)가 설치되어 있다. 또한, 수세조(21)에는 초순수 배출관(30)이 설치됨과 동시에, 그 하부에 드레인(31)이 설치되어 있다.
건조조(22)의 상부에는 상부 커버(32)가 설치되어 있고, 반도체 웨이퍼(23)를 건조조(22)로부터 외부로 반출하거나, 외부로부터 건조조(22)로 반입하기도 할 때에 개폐할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 건조조(22)의 내부에는 예를 들면 4개의 관형의 노즐(33, 34, 35, 36)이 상호 평행하게 설치되어 있다. 이들 4개의 노즐(33, 34, 35, 36) 중 노즐(33, 34)은 반도체 웨이퍼(23)의 중심으로부터 상측으로, 또한 반도체 웨이퍼(23)에 대해 대칭으로 설치되어 있음과 동시에, 반도체 웨이퍼(23)를 건조조(22)의 내부로부터 외부로 반출하거나, 외부로부터 건조조(22)의 내부에 반입하거나 할 때에, 반도체 웨이퍼(23)가 이들 노즐(33, 34) 사이를 통과할 수 있는 간격을 두고 설치되어 있다. 구체적으로는, 반도체 웨이퍼의 직경이 8인치인 경우, 2개의 노즐(33, 34)은 상호 예를 들면 300㎜ 이상의 간격을 두고 설치된다. 노즐(35, 36)은 이들 노즐 구멍이 반도체 웨이퍼(23)의 최하단보다 낮은 높이이고, 또한 반도체 웨이퍼(23)에 대해 대칭으로 설치됨과 동시에, 반도체 웨이퍼(23)를 건조조(22)와 수세조(21) 사이에서 반송할 때에, 반도체 웨이퍼(23)가 이들의 노즐(35, 36) 사이를 통과할 수 있는 간격을 두고 설치되어 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 각각의 노즐(33, 34, 35, 36)에는 그 길이 방향(도면에 수직인 방향)을 따라 예를 들면 50 ∼ 57개 정도의 노즐 구멍(33a, 34a, 35a, 36a)이 등간격으로 설치되어 있고, 각각의 노즐 구멍(33a, 34a, 35a, 36a)으로부터, 예를 들면 N2가스 등의 불활성 가스나 N2와 IPA 증기의 혼합 가스를 반도체 웨이퍼(23)에 분무할 수 있도록 되어 있다. 이들 노즐 구멍(33a, 34a, 35a, 36a)의 직경은 0.8 ∼ 1.0㎜이고, 구체적으로는 예를 들면 0.8㎜ 이다. 또한, 노즐(33, 34) 각각의 노즐 구멍(33a, 34a)은 각각의 노즐(33, 34)의 길이 방향에 수직인 단면의 중심과 각각의 노즐 구멍(33a, 34a)의 중심을 연결한 직선이, 수직 하측 방향으로부터 반도체 웨이퍼(23)를 향해 20°∼ 50°의 각도 θ를 이루도록 설치되어 있다. 한편, 노즐(35, 36) 각각의 노즐 구멍(35a, 36a)은, 각각의 노즐(35, 36)의 길이 방향에 수직인 단면의 중심과 각각의 노즐 구멍(35a, 36a)의 중심을 연결하는 직선이, 수평 방향과, 각각의 노즐(35, 36)의 중심과 반도체 웨이퍼(23)의 최하부를 연결하는 직선 사이에 있는 각도 φ로 설정되어 설치되어 있다. 또, 상술한 각도 θ 및 각도 φ는 각각 수직 하측 방향으로부터, 및 수평 방향으로부터 반도체 웨이퍼(23)측을 향해 플러스의 각도가 정의된다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 건조조(22)의 측벽에는 가스 배기관(37)이 설치되어 있다. 이 가스 배기관(37)은 건조조(22) 내부의 가스를 외부로 배기하기 위한 것이다. 가스 배기관(37)에는 가스의 배기를 제어하기 위한 밸브(38)가 설치되어 있다.
이어서, 상술한 제어된 IPA 증기 건조 장치를 이용한 반도체 웨이퍼의 건조 방법에 대해 설명한다.
우선, z축 가이드(26)를 건조조(22)의 내부에까지 이동해두고, 상부 커버(32)를 개방한다. 그 후, 예를 들면 50장의 반도체 웨이퍼(23)를 z축 가이드(26)까지 반송하여 거기에 적재한다. 그 후, 상부 커버(32)를 폐쇄한다. 이어서, z축 가이드(25)를 하강시킴으로써, 반도체 웨이퍼(23)를 수세조(21) 내의 오버플로우 수세조(26)의 내부로 반입한다.
이어서, 초순수 공급관(28)을 통해 초순수(27)를 오버플로우 수세조(26)에 충분히 공급함으로써, 반도체 웨이퍼(23)의 수세를 행한다. 또한, 한쪽에서 건조조(22)에서 노즐(33, 34, 35, 36)로부터 예를 들면 N2가스를 도입함으로써, 건조조(22)의 내부를 N2가스 분위기로 한다.
반도체 웨이퍼(23)의 수세 처리가 종료하고, 건조조(22)의 내부가 N2가스 분위기가 된 후, 반도체 웨이퍼(23)가 유지된 z축 가이드(26)를 상측으로 이동하여, 반도체 웨이퍼(23)를 건조조(22)의 내부로 반입한다. 반도체 웨이퍼(23)의 건조조(22)의 내부에의 반입이 완료된 후, 하부 커버(24)를 건조조(22)의 아래쪽으로까지 이동하고, 건조조(22)의 하부의 개구부를 폐쇄함으로써, 수세조(21)와 건조조(22)를 분리한다.
이어서, N2가스를 캐리어 가스로서, 노즐(33, 34, 35, 36)로부터 기화시킨 IPA(IPA 증기)를 반도체 웨이퍼(23)에 분무하고, 반도체 웨이퍼(23)의 표면의 물을 IPA 증기로 치환한다. 특히, 노즐(35, 36)로부터 토출되는 IPA 증기는 건조조(22)의 내부에서 상승하고, 이 IPA 증기는 그 상승중인 반도체 웨이퍼(23)의 표면의 물과 치환한다. 그리고, 이 치환한 IPA가 반도체 웨이퍼(23)의 표면으로부터 휘발하여, 반도체 웨이퍼(23)의 건조가 종료한다. 여기서, 이 반도체 웨이퍼(23)의 건조 조건을 예로 들면, 캐리어 가스로서의 N2가스의 온도를 예로 들면 110℃로 하고, IPA 증기의 초기 토출량을 0.8 ∼ 1.52cc/s로 하고, 그 사용량을 70 ∼ 200cc/배치로 한다. 예를 들면, IPA 증기를, 그 초기 토출량을 예로 들면 0.8 cc/s로 하고, 그 토출량을 일정하게 유지하면서 예를 들면 약 105초동안 반도체 웨이퍼(23)에 분무한다. 이 때, IPA의 사용량은 약 84cc이다. 또, 상술한 IPA 증기의 초기 토출량 및 사용량은 IPA의 액체 상태의 체적으로 정의된다.
그 후, 건조조(22)의 상부 커버(32)를 개방하고, 반도체 웨이퍼(23)를 외부로 반출하고, 건조 처리를 종료한다.
상술한 건조 처리에서, 반도체 웨이퍼 상의 잔류 유기물량을, 종래의 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼를 건조시킨 경우와, 이 제5 실시형태에 따른 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼를 건조시킨 경우에 대해, 각각 측정한 바, 종래의 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 건조를 행한 반도체 웨이퍼의 잔류 유기물량에 비해, 이 제5 실시형태에 따른 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 건조를 행한 반도체 웨이퍼의 잔류 유기물량은 약 1/3로 감소하는 것이 확인되었다.
이상 설명된 바와 같이, 이 제5 실시형태에 따른 IPA 증기 건조 장치 및 건조 방법에 따르면, 제어된 IPA 증기 건조 장치에서, 반도체 웨이퍼(23)의 중심으로부터 상측에 2개의 노즐(33, 34)을 설치하고, 나머지 2개의 노즐(35, 36)을, 이들의 노즐 구멍(35a, 36a)이 반도체 웨이퍼(23)의 최하단보다 낮은 높이가 되도록 설치함으로써 반도체 웨이퍼(23)에 IPA 증기를 효율적으로 분무할 수 있고, 종래의 IPA 증기 건조 장치와 거의 동등한 건조 능력을 확보하면서, 건조 시간을 단축할 수 있음과 동시에, IPA의 사용량을 저감시킬 수 있다. 따라서, 이 IPA 증기 건조 장치를 이용하여 구성되는 세정기의 처리 능력을 향상시킬 수 있음과 동시에, 자연 환경에의 악영향을 억제할 수가 있다. 또한, 잔류 유기물량을 종래의 IPA 증기 건조 장치에서의 반도체 웨이퍼의 건조에서 보다도 약 1/3 이하로 감소시킬 수 있으므로, 반도체 웨이퍼(23) 상에 형성되는 반도체 장치에 대한 잔류 유기물에 의한 특성의 열화를 저감시킬 수가 있다.
이어서, 본 발명의 제6 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치에 대해 설명하겠다.
이 제6 실시형태에 따른 제어된 IPA 증기 건조 장치에서는, 도 8에 도시된 각도 φ가 0°∼ 45°가 되도록, 노즐 구멍(35a, 36a)이 설치되어 있는 것 외의 것은 제5 실시형태에서의 제어된 IPA 증기 건조 장치와 동일하다.
이 제6 실시형태에 따르면, 제5 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상에 기초한 각종 변형이 가능하다.
예를 들면, 상술한 실시형태에서 예를 든 수치는 어디까지나 예에 지나지 않고, 필요에 따라 이것과 다른 수치를 이용해도 좋다.
또한, 예를 들면 상술한 제1, 제3 및 제5 실시형태에서는, IPA 증기를, 그 초기 토출량대로 일정하게 유지하면서 반도체 웨이퍼에 분무하도록 하고 있지만, 초기 토출량을 0.8 ∼ 1.5cc/s로 하고, 그 후 토출량을 증가시키거나 감소시키거나 하도록 해도 좋다.
또한, 예를 들면 상술한 제1 및 제3 실시형태에서는, 건조조(2)의 내부를 불활성 가스로서 N2가스를 이용한 분위기로 하고 있지만, Ar 가스를 이용하는 것도 가능하다. 또한, 예를 들면, 상술한 제5 실시형태에서는, 건조조(22)의 내부를 불활성 가스로서 N2가스를 이용한 분위기로 하고 있지만, Ar 가스를 이용하는 것도 가능하다.
또한, 예를 들면 상술한 제1 실시형태, 제5 실시형태에서의 장치 구성은 어디까지나 일례에 지나지 않으므로, 필요에 따라 이들과 다른 구성의 장치를 이용하도록 해도 좋다.
또한, 예를 들면, 상술한 제5 실시형태에서는, 노즐의 개수를 4개로 하고 있지만, 노즐의 개수는 반드시 4개로 한정되는 것이 아니라, 도 9에 도시된 바와 같이, 예를 들면 2개의 노즐(39, 40)을 반도체 웨이퍼(23)의 중심과 거의 동일한 높이에서 반도체 웨이퍼(23)에 대해 좌우 대칭으로 설치하고, 6개의 노즐이 반도체 웨이퍼(23)에 대해 좌우 대칭으로 설치된 장치 구성으로 해도 좋고, 또한 그 외의 개수로 하는 것도 가능하다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명의 제1 발명 및 제8 발명에 따르면, 기화된 유기 용매를, 수직 하측 방향으로부터 반도체 기판측을 향해 20°∼ 50°의 각도를 이루도록 하여, 반도체 기판에 분무하도록 함으로써, 건조 능력의 저하를 초래하지 않고, 건조 시간을 단축할 수 있고, 그에 따라 건조 처리 능력을 향상시킬 수 있음과 동시에, 잔류 유기물의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 발명 및 제9 발명에 따르면, 유기 용매를 토출하기 위한 노즐의 노즐 구멍을, 노즐의 단면의 중심과 노즐 구멍의 중심을 연결하는 직선이, 노즐의 단면의 중심과 반도체 기판의 중심을 연결한 직선과, 노즐의 단면의 중심으로부터 반도체 기판에 그은 접선 사이에 있도록 설치하고, 이 노즐 구멍을 통해 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무하도록 함으로써, 건조 능력의 저하를 초래하지 않고, 건조 시간을 단축할 수가 있고, 그에 따라 건조 처리 능력을 향상시킬 수 있음과 동시에 잔류 유기물의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 발명, 제4 발명, 제5 발명, 제6 발명, 제10 발명, 제11 발명, 제12 발명 및 제13 발명에 따르면, 건조 능력의 저하를 초래하지 않고, 건조 시간을 단축할 수가 있어, 건조 처리 능력을 향상시킬 수 있고, 또한 유기물의 사용량을 건조에 필요 충분한 양으로까지 저감시킴으로써, 자연 환경의 보호에 공헌함과 동시에, 잔류 유기물의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 제7 발명 및 제14 발명에 따르면, 노즐을 3개 이상 설치하고, 이들 3개 이상의 노즐로부터 기화된 유기 용매를 반도체 기판에 분무하도록 함으로써, 건조 능력의 저하를 초래하지 않고, 건조 시간을 단축할 수 있어, 그에 따라 건조 처리 능력을 향상시킬 수 있음과 동시에, 잔류 유기물의 저감을 도모할 수 있다.

Claims (48)

  1. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 노즐을 통해 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매를, 수직 방향으로부터 상기 반도체 기판측을 향하여 20°내지 50°의 각도로 상기 반도체 기판에 분무하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유기 용매가 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노즐이 짝수개 설치되고, 상기 짝수개의 노즐은 상기 반도체 기판의 중심보다 높은 높이로, 또한 상기 반도체 기판에 대해 대칭으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  5. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 노즐을 통해 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
    상기 노즐의 노즐 구멍을, 상기 노즐의 단면의 중심과 상기 노즐 구멍의 중심을 연결하는 직선이, 상기 노즐의 단면의 중심과 상기 반도체 기판의 중심을 연결한 직선과, 상기 노즐의 단면의 중심으로부터 상기 반도체 기판에 그어진 접선과의 사이에 있도록 설치하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  6. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매의 초기 토출량을 0.8cc/초 이상 1.5cc/초 이하로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 건조에서의 상기 유기 용매의 사용량을 70cc/배치 이상 200cc/배치 이하로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매를, 노즐을 이용하여 상기 반도체 기판에 분무하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 유기 용매가 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  11. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
    상기 건조에서의 상기 유기 용매의 사용량을 70cc/배치 이상 200cc/배치 이하로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매를, 노즐을 이용하여 상기 반도체 기판에 분무하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매의 캐리어가스로서 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 유기 용매가 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  15. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매의 초기 토출량을 0.6cc/초 이상 1.5cc/초 이하로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 건조에서의 상기 유기 용매의 사용량을 50cc/배치 이상 150cc/배치 이하로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  17. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
    상기 건조에서의 상기 유기 용매의 사용량을 50cc/배치 이상 150cc/배치 이하로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  18. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를, 노즐 구멍을 통해 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 장치에 있어서,
    상기 노즐이 3개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  19. 제18에 있어서,
    상기 반도체 기판을 그 면이 상기 노즐에 대하여 거의 수직으로 되도록 설치하고, 상기 노즐 중 적어도 1개의 노즐의 노즐 구멍이, 상기 건조시에 상기 반도체 기판의 최하단보다 낮은 높이가 되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 건조 시에 상기 반도체 기판보다 낮은 높이에 설치된 상기 노즐의 상기 노즐 구멍을, 상기 노즐의 단면의 중심과 상기 노즐 구멍의 중심을 연결한 직선이, 수평 방향과, 상기 노즐의 단면의 중심과 상기 반도체 기판의 최하부를 연결한 직선 사이에 있도록 설치하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 건조 시에 상기 반도체 기판보다 낮은 높이에 설치된 상기 노즐의 상기 노즐 구멍을, 상기 노즐의 단면의 중심과 상기 노즐 구멍의 중심을 연결한 직선이, 수평 방향으로부터 상기 반도체 기판을 향해 0°로부터 45°의 각도의 범위 내에 있도록 설치하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 노즐이 4개 설치되고, 4개의 상기 노즐 중의 2개의 노즐은 적어도 상기 반도체 기판의 중심보다 상측으로, 또한 상기 반도체 기판에 대해 대칭으로 설치되어 있고, 나머지의 2개의 노즐은 상기 반도체 기판의 최하단보다 낮은 높이로, 또한 상기 반도체 기판에 대해 대칭으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 기화된 유기 용매의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 유기 용매가 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 장치.
  25. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 노즐을 통해 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매를, 수직 방향으로부터 상기 반도체 기판측을 향해 20°로부터 50°의 각도로 상기 반도체 기판에 분무하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 유기 용매가 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 노즐을 짝수개 설치하고, 상기 짝수개의 노즐을 상기 반도체 기판의 중심보다 높은 높이로, 또한 상기 반도체 기판에 대해 대칭으로 되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  29. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 노즐을 통해 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
    상기 노즐의 단면의 중심과 상기 노즐의 노즐 구멍의 중심을 연결하는 직선이, 상기 노즐의 단면의 중심과 상기 반도체 기판의 중심을 연결한 직선과, 상기 노즐의 단면의 중심으로부터 상기 반도체 기판에 그어진 접선과의 사이에 있도록 하는
    것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  30. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매의 초기 토출량을 0.8cc/초 이상 1.5cc/초 이하로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 건조에서의 상기 유기 용매의 사용량을 70cc/배치 이상 200cc/배치 이하로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매를, 노즐을 이용하여 상기 반도체 기판에 분무하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매의 캐리어 가스로서 불활성가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  34. 제30항에 있어서,
    상기 유기 용매가 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  35. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
    상기 건조에서의 상기 유기 용매의 사용량을 70cc/배치 이상 200cc/배치 이하로 하는
    것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매를, 노즐을 이용하여 상기 반도체 기판에 분무하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  38. 제35항에 있어서,
    상기 유기 용매가 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  39. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
    상기 기화된 상기 유기 용매의 초기 토출량을 0.6cc/초 이상 1.5cc/초 이하로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 건조에서의 상기 유기 용매의 사용량을 50cc/배치 이상 150cc/배치 이하로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  41. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
    상기 건조에서의 상기 유기 용매의 사용량을 50cc/배치 이상 150cc/배치 이하로
    하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  42. 유기 용매를 기화하고, 상기 기화된 상기 유기 용매를 노즐을 통해 반도체 기판에 분무함으로써 상기 반도체 기판을 건조시키도록 한 반도체 기판의 건조 방법에 있어서,
    상기 노즐을 3개 이상 설치하고, 이들 노즐을 통해 상기 기화된 상기 유기 용매를 상기 반도체 기판에 분무하도록 한
    것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 반도체 기판을 그 면이 상기 노즐에 대해 거의 수직으로 되도록 설치하고, 상기 노즐 중의 적어도 1개의 노즐의 노즐 구멍을, 상기 건조 시에 상기 반도체 기판의 최하단보다 낮은 높이에 설치하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 건조시에 상기 반도체 기판보다 낮은 높이에 설치된 상기 노즐의 상기 노즐 구멍을, 상기 노즐의 단면의 중심과 상기 노즐 구멍의 중심을 연결한 직선이, 수평 방향과, 상기 노즐의 단면의 중심과 상기 반도체 기판의 최하부를 연결한 직선 사이에 있도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 건조시에 상기 반도체 기판보다 낮은 높이에 설치된 상기 노즐의 상기 노즐 구멍을, 상기 노즐의 단면의 중심과 상기 노즐 구멍의 중심을 연결한 직선이, 수평 방향으로부터 상기 반도체 기판을 향해 0°로부터 45°의 각도의 범위 내에 있도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  46. 제42항에 있어서,
    상기 노즐을 4개 설치하고, 상기 4개의 노즐 중의 2개의 노즐을 적어도 상기 반도체 기판의 중심보다 상측으로, 또한 상기 반도체 기판에 대해 대칭으로 되도록 하고, 나머지 2개의 노즐을 상기 반도체 기판의 최하단보다 낮은 높이로, 또한 상기 반도체 기판에 대해 대칭으로 되도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  47. 제42항에 있어서,
    상기 기화된 유기 용매의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조 방법.
  48. 제42항에 있어서,
    상기 유기 용매가 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 청구항42기재의 반도체 기판의 건조 방법.
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