JP2006351756A

JP2006351756A - Drying method and dryer

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Publication number: JP2006351756A
Application number: JP2005174801A
Authority: JP
Inventors: Teruo Okano; 輝男岡野; Kaoru Hattori; 薫服部
Original assignee: Tamura Corp; Tamura FA System Corp
Current assignee: Tamura Corp; Tamura FA System Corp
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2006-12-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a dryer to maximally exert drying effects while suppressing the damage of a fine structure of a wafer by accurately adjusting pressure of an inert gas in a chamber. <P>SOLUTION: The dryer 10 is a device for drying the wafer (S) by making the inside of the chamber 20 storing the cleaned wafer (S) into an atmosphere of a nitrogen gas (N). It is installed, for example, in a clean room of a semiconductor manufacturing factory. The dryer 10 is provided with a pure water supply means 30 for supplying pure water (W) into the chamber 20, a nitrogen gas supply means 40 for supplying the nitrogen gas (N) into the chamber 20, a vacuum pump 11 for discharging air (A) or the nitrogen gas (N) in the chamber 20, a pressure gauge 12 for measuring the pressure of the nitrogen gas (N) in the chamber 20, and a controller 13 for controlling the nitrogen gas supply means 40 and the vacuum pump 11 so that the pressure of the nitrogen gas (N) becomes a prescribed value after inputting a value of the pressure of the nitrogen gas (N) in the chamber 20 from the pressure gauge 12. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、微細構造を有する半導体ウェーハ（以下、単に「ウェーハ」という。）等に好適な乾燥方法及び乾燥装置に関する。 The present invention relates to a drying method and a drying apparatus suitable for a semiconductor wafer having a fine structure (hereinafter simply referred to as “wafer”).

半導体製造技術において、ウェーハの洗浄工程及び乾燥工程は不可欠である。洗浄工程では、ウェーハを純水で洗浄する。乾燥工程では、洗浄後のウェーハに付着した純水を完全に除去する。一方、近年における微細加工技術の進歩により、ウェーハには０．１μｍ以下の凹凸まで形成できるようになっている。そのため、乾燥工程において、微細な凹部に入り込んだ純水を除去するための特別な工夫が必要になっている。 In semiconductor manufacturing technology, a wafer cleaning process and a drying process are indispensable. In the cleaning process, the wafer is cleaned with pure water. In the drying process, pure water adhering to the cleaned wafer is completely removed. On the other hand, due to recent advances in microfabrication technology, it is possible to form irregularities of 0.1 μm or less on a wafer. Therefore, in the drying process, a special device for removing pure water that has entered the fine recesses is required.

例えば、特許文献１には、洗浄後のウェーハをチャンバ内に入れ、続いて加熱かつ加圧した不活性ガスをチャンバ内に充填することにより、微細な凹部に高温の不活性ガスを強制的に押し込んで乾燥させる技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1, a wafer after cleaning is placed in a chamber, and then heated and pressurized inert gas is filled into the chamber, thereby forcing a high-temperature inert gas into a minute recess. A technique for indenting and drying is disclosed.

また、特許文献２には、洗浄後のウェーハをチャンバ内に入れ、続いて高温かつ高圧の不活性ガスをチャンバ内に充填した後、チャンバ内を大気圧以下の不活性ガスに入れ替える技術が開示されている。 Patent Document 2 discloses a technique in which a cleaned wafer is placed in a chamber, followed by filling the chamber with a high-temperature and high-pressure inert gas, and then replacing the inside of the chamber with an inert gas at atmospheric pressure or lower. Has been.

特表２００３−５１９９３４号公報Special table 2003-519934 gazette 特開２００４−１７２５６３号公報JP 2004-172563 A

しかしながら、上記特許文献１，２に開示された技術では、次のような問題があった。 However, the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 have the following problems.

不活性ガスの圧力について、特許文献１の技術ではレギュレータを使いオープン制御で調整しており、特許文献２の技術では調整方法が不明である。つまり、従来技術では、チャンバ内の不活性ガスの圧力が正確であるとは言えない。 The pressure of the inert gas is adjusted by open control using the regulator in the technique of Patent Document 1, and the adjustment method is unknown in the technique of Patent Document 2. That is, in the prior art, it cannot be said that the pressure of the inert gas in the chamber is accurate.

そこで、本発明の主な目的は、チャンバ内の不活性ガスの圧力を正確に調整できる乾燥方法及び乾燥装置を提供することにある。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a drying method and a drying apparatus capable of accurately adjusting the pressure of the inert gas in the chamber.

本発明に係る乾燥方法は、洗浄後の被処理物が収容されたチャンバ内を不活性ガスの雰囲気にすることにより、被処理物を乾燥させる方法である。そして、本発明に係る乾燥方法は、チャンバ内に対して不活性ガスを供給又は排出しつつチャンバ内の不活性ガスの圧力を圧力計で測定し、その圧力が所定値になった時に不活性ガスの供給又は排出を停止する、ことを特徴とする（請求項１）。例えば、常圧よりも高圧の不活性ガスを供給する場合の所定値は、被処理物に形成された構造の微細化の度合いを示すアスペクト比に応じて予め定められたものである（請求項２）。不活性ガスとしては、例えば窒素やアルゴンなどが挙げられる。 The drying method according to the present invention is a method of drying an object to be processed by making the inside of the chamber in which the object to be processed after cleaning is contained an inert gas atmosphere. Then, the drying method according to the present invention measures the pressure of the inert gas in the chamber with a pressure gauge while supplying or discharging the inert gas to the chamber, and is inactive when the pressure reaches a predetermined value. The supply or discharge of gas is stopped (claim 1). For example, the predetermined value in the case of supplying an inert gas higher than normal pressure is predetermined according to an aspect ratio indicating the degree of miniaturization of the structure formed on the object to be processed (claims). 2). Examples of the inert gas include nitrogen and argon.

従来技術では、チャンバ内の不活性ガスの圧力が不正確であったため、不活性ガスの圧力が高すぎて被処理物の微細構造が破壊されたり、逆に不活性ガスの圧力が低すぎて乾燥が不十分になったりする、という問題があった。これに対して、本発明では、チャンバ内の不活性ガスの圧力を測定して不活性ガスの供給又は排出を制御するというフィードバック制御を採用しているので、チャンバ内の不活性ガスの圧力が極めて正確になる。その結果、被処理物の微細構造が破壊されたり乾燥が不十分になったりすることを、防ぐことができる。 In the prior art, the pressure of the inert gas in the chamber is inaccurate, so the pressure of the inert gas is too high, destroying the microstructure of the object to be processed, or the pressure of the inert gas is too low. There was a problem that drying was insufficient. In contrast, the present invention employs feedback control in which the pressure of the inert gas in the chamber is measured to control the supply or discharge of the inert gas, so that the pressure of the inert gas in the chamber is reduced. Become very accurate. As a result, it can prevent that the fine structure of a to-be-processed object is destroyed or drying becomes inadequate.

特に、今後、微細化がますます進むと、不活性ガスの圧力が高すぎて被処理物の微細構造が破壊される問題がより深刻になる。そこで、チャンバ内の不活性ガスの圧力を被処理物のアスペクト比に応じて設定することにより、微細構造の損傷を防ぎつつ、乾燥の効果を最大限に発揮させることができる。ここで、アスペクト比（縦横比）とは、例えば凹部（溝）の「深さ／幅」又は凸部の「高さ／幅」で与えられ、大きいほど微細になる。したがって、アスペクト比が大きいほど、チャンバ内の不活性ガスの圧力を下げる。 In particular, as the miniaturization becomes more advanced in the future, the problem that the pressure of the inert gas is too high and the microstructure of the workpiece is destroyed becomes more serious. Therefore, by setting the pressure of the inert gas in the chamber according to the aspect ratio of the object to be processed, it is possible to maximize the effect of drying while preventing damage to the fine structure. Here, the aspect ratio (aspect ratio) is given by, for example, the “depth / width” of the concave portion (groove) or the “height / width” of the convex portion, and becomes finer as it becomes larger. Therefore, the larger the aspect ratio, the lower the pressure of the inert gas in the chamber.

より具体的には、チャンバ内に純水を満たす第一工程と、チャンバ内の純水に被処理物を浸漬する第二工程と、チャンバ内から純水を排出する第三工程と、チャンバ内を常圧よりも高圧の不活性ガスの雰囲気にする第四工程と、チャンバ内を常圧よりも低圧の不活性ガスの雰囲気にする第五工程とを含み、第四工程及び第五工程では、チャンバ内の不活性ガスの圧力を圧力計で測定し、その圧力が所定値になった時に不活性ガスの供給又は排出を停止する、というものである（請求項３）。 More specifically, a first step for filling the chamber with pure water, a second step for immersing the workpiece in the pure water in the chamber, a third step for discharging pure water from the chamber, Including a fourth step of making the atmosphere of an inert gas higher than normal pressure, and a fifth step of making the inside of the chamber an inert gas atmosphere lower than normal pressure. In the fourth step and the fifth step, The pressure of the inert gas in the chamber is measured with a pressure gauge, and the supply or discharge of the inert gas is stopped when the pressure reaches a predetermined value (claim 3).

第四工程では、チャンバ内に高圧の不活性ガスを供給することにより、被処理物の微細な部分にも不活性ガスが押し込まれるので、被処理物の微細な部分に残留している水分が不活性ガスに押されて除去される（加圧乾燥）。特に、不活性ガスを常温よりも高温にすると、乾燥の効果がより大きくなる（高温加圧乾燥）。第五工程では、被処理物に付着した水は、大気圧以下の不活性ガス雰囲気に曝されることにより、沸点が低下するので容易に蒸発する（減圧乾燥）。特に、不活性ガスを常温よりも高温にすると、乾燥の効果がより大きくなる（高温減圧乾燥）。なお、第三工程では、チャンバ内から純水を排出するとともに、チャンバ内の空気を真空ポンプで排出するようにしてもよい。 In the fourth step, by supplying a high-pressure inert gas into the chamber, the inert gas is pushed into the minute part of the object to be processed, so that moisture remaining in the minute part of the object to be processed is reduced. It is pushed and removed by an inert gas (pressure drying). In particular, when the inert gas is heated to a temperature higher than normal temperature, the effect of drying becomes larger (high temperature pressure drying). In the fifth step, the water adhering to the object to be treated is easily evaporated because it has a lower boiling point when exposed to an inert gas atmosphere at atmospheric pressure or lower (drying under reduced pressure). In particular, when the inert gas is heated to a temperature higher than normal temperature, the effect of drying becomes larger (high temperature vacuum drying). In the third step, pure water may be discharged from the chamber and air in the chamber may be discharged by a vacuum pump.

第一工程乃至第五工程は、第一工程→第二工程→第三工程→第四工程→第五工程の順に進行し、第五工程では、チャンバ内の高圧の不活性ガスを真空ポンプで排出しつつ、チャンバ内に低圧の不活性ガスを供給する、としてもよい（請求項４）。このとき、第四工程及び第五工程を複数回繰り返す、としてもよい（請求項５）。これらの場合は、被処理物の純水浸漬から乾燥までが、一つのチャンバ内で実行される。特に、第四工程及び第五工程を複数回繰り返すことにより、乾燥の効果が更に大きくなる。 The first process to the fifth process proceed in the order of the first process → the second process → the third process → the fourth process → the fifth process. In the fifth process, the high-pressure inert gas in the chamber is vacuum pumped. A low-pressure inert gas may be supplied into the chamber while discharging. At this time, the fourth step and the fifth step may be repeated a plurality of times (claim 5). In these cases, the process from pure water soaking to drying is performed in one chamber. In particular, the effect of drying is further increased by repeating the fourth and fifth steps a plurality of times.

第一工程乃至第五工程は、第一工程→第二工程→第三工程→第五工程→第四工程の順に進行する、としてもよい（請求項６）。このとき、第五工程及び第四工程を複数回繰り返し、二回目以降の第五工程では、チャンバ内の高圧の不活性ガスを真空ポンプで排出しつつ、チャンバ内に低圧の不活性ガスを供給する、としてもよい（請求項７）。請求項６又は７では、請求項４又は５における第四工程と第五工程との順番が逆になっている。この場合は、加圧乾燥よりも前に減圧乾燥を行うことにより、加圧乾燥時に残存酸素によって被処理物が酸化することを抑えることができる。 The first to fifth steps may proceed in the order of the first step → second step → third step → fifth step → fourth step (Claim 6). At this time, the fifth and fourth steps are repeated a plurality of times, and in the second and subsequent fifth steps, the high-pressure inert gas in the chamber is discharged by the vacuum pump and the low-pressure inert gas is supplied into the chamber. (Claim 7). In Claim 6 or 7, the order of the 4th process and the 5th process in Claim 4 or 5 is reverse. In this case, by performing vacuum drying before pressure drying, it is possible to suppress oxidation of the object to be processed by residual oxygen during pressure drying.

チャンバ内に不活性ガスを供給しつつチャンバ内の不活性ガスの圧力を圧力計で測定し、その圧力が常圧よりも高い所定値になった時に、チャンバの蓋を開けることによりチャンバ内を外気に開放する、としてもよい（請求項８）。チャンバ内の不活性ガスの圧力を測定する機能を利用して、チャンバ内の不活性ガスの圧力を常圧より高めにしてから、チャンバの蓋を開ける。これにより、チャンバの蓋を開けた瞬間に外気がチャンバ内に流れ込まないので、チャンバ内の汚染が防げる。 While the inert gas is supplied into the chamber, the pressure of the inert gas in the chamber is measured with a pressure gauge, and when the pressure reaches a predetermined value higher than the normal pressure, the chamber is opened to open the chamber. It is good also as opening to external air (Claim 8). Using the function of measuring the pressure of the inert gas in the chamber, the pressure of the inert gas in the chamber is made higher than the normal pressure, and then the lid of the chamber is opened. Thereby, since the outside air does not flow into the chamber at the moment when the lid of the chamber is opened, contamination in the chamber can be prevented.

被処理物は、微細構造を有するウェーハである、としてもよい（請求項９）。ウェーハは今後も微細化がますます進むので、ウェーハには本発明に係る乾燥方法がとりわけ好適である。 The object to be processed may be a wafer having a fine structure (claim 9). Since wafers will continue to be miniaturized in the future, the drying method according to the present invention is particularly suitable for wafers.

本発明に係る乾燥装置は、洗浄後の被処理物が収容されたチャンバ内を不活性ガスの雰囲気にすることにより、被処理物を乾燥させる装置である。そして、本発明に係る乾燥装置は、チャンバ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、チャンバ内の気体を排出する真空ポンプと、チャンバ内の不活性ガスの圧力を測定する圧力計と、チャンバ内の不活性ガスの圧力を圧力計から入力し、その圧力が所定値になるように不活性ガス供給手段及び真空ポンプを制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする（請求項１０）。このとき、常圧よりも高圧の不活性ガスを供給する場合の所定値は、被処理物に形成された構造の微細化の度合いを示すアスペクト比に応じて予め定められており、コントローラには、アスペクト比に関する情報を入力する入力手段が付設された、としてもよい（請求項１１）。また、被処理物は、微細構造を有するウェーハである、としてもよい（請求項１２）。本発明に係る乾燥装置の作用及び効果は、本発明に係る乾燥方法の作用及び効果に準ずる。 The drying apparatus according to the present invention is an apparatus for drying an object to be processed by making the inside of the chamber in which the object to be processed after cleaning is accommodated an inert gas atmosphere. The drying apparatus according to the present invention includes an inert gas supply means for supplying an inert gas into the chamber, a vacuum pump for discharging the gas in the chamber, and a pressure gauge for measuring the pressure of the inert gas in the chamber. And a controller for controlling the inert gas supply means and the vacuum pump so that the pressure of the inert gas in the chamber is inputted from a pressure gauge and the pressure becomes a predetermined value (claim). Item 10). At this time, the predetermined value in the case of supplying an inert gas higher than the normal pressure is determined in advance according to the aspect ratio indicating the degree of miniaturization of the structure formed on the object to be processed. Further, input means for inputting information relating to the aspect ratio may be provided (claim 11). Further, the object to be processed may be a wafer having a fine structure (claim 12). The action and effect of the drying apparatus according to the present invention are based on the action and effect of the drying method according to the present invention.

本発明によれば、チャンバ内の不活性ガスの圧力を測定して不活性ガスの供給又は排出を制御することにより、チャンバ内の不活性ガスの圧力を極めて正確に調整できるので、被処理物の微細構造が破壊されたり乾燥が不十分になったりすることを、防ぐことができる。 According to the present invention, the pressure of the inert gas in the chamber can be adjusted very accurately by measuring the pressure of the inert gas in the chamber and controlling the supply or discharge of the inert gas. It is possible to prevent the fine structure of the glass from being destroyed or from becoming insufficiently dried.

また、本発明によれば、各請求項に記載した構成を採ることにより、以下の効果も奏する。（１）．チャンバ内の不活性ガスの圧力を被処理物のアスペクト比に応じて設定することにより、微細構造の損傷を防ぎつつ、乾燥の効果を最大限に発揮させることができる。（２）．加圧乾燥の後に減圧乾燥を行い、必要に応じこれを繰り返すことにより、被処理物に付着した水分を確実に除去することができる。（３）．これとは逆に減圧乾燥の後に加圧乾燥を行い、必要に応じこれを繰り返すことにより、被処理物に付着した水分を確実に除去することができるとともに、最初の加圧乾燥時に残存酸素によって被処理物が酸化することを抑えることができる。（４）．チャンバ内の不活性ガスの圧力が常圧より高めになってから、チャンバの蓋を開けることにより、蓋を開けた瞬間に外気がチャンバ内に流れ込まないので、チャンバ内の汚染を防ぐことができる。（５）．被処理物として微細構造を有するウェーハを用いることにより、微細構造の損傷を防ぎつつ、十分な乾燥を達成できるので、半導体デバイスの歩留まりを向上することができる。 Moreover, according to this invention, there exist the following effects by taking the structure described in each claim. (1). By setting the pressure of the inert gas in the chamber according to the aspect ratio of the object to be processed, it is possible to maximize the effect of drying while preventing damage to the fine structure. (2). By drying under reduced pressure after the pressure drying and repeating this as necessary, the moisture adhering to the object to be processed can be reliably removed. (3). On the contrary, by performing pressure drying after vacuum drying and repeating this as necessary, moisture attached to the object to be processed can be surely removed, and residual oxygen can be removed at the time of the first pressure drying. Oxidation of the workpiece can be suppressed. (4). By opening the lid of the chamber after the pressure of the inert gas in the chamber becomes higher than the normal pressure, outside air does not flow into the chamber at the moment when the lid is opened, so that contamination in the chamber can be prevented. . (5). By using a wafer having a fine structure as an object to be processed, sufficient drying can be achieved while preventing damage to the fine structure, so that the yield of semiconductor devices can be improved.

図１は、本発明に係る乾燥装置の一実施形態を示す構成図である。以下、この図面に基づき説明する。なお、特許請求の範囲における「不活性ガス」及び「被処理物」は、具体化して「窒素ガス」及び「ウェーハ」と言い換える。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a drying apparatus according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing. The “inert gas” and “object to be processed” in the claims are specifically referred to as “nitrogen gas” and “wafer”.

本実施形態の乾燥装置１０は、洗浄後のウェーハＳが収容されたチャンバ２０内を窒素ガスＮの雰囲気にすることにより、ウェーハＳを乾燥させる装置であり、例えば半導体製造工場のクリーンルーム内に設置されている。そして、乾燥装置１０は、チャンバ２０内に純水Ｗを供給する純水供給手段３０と、チャンバ２０内に窒素ガスＮを供給する窒素ガス供給手段４０と、チャンバ２０内の空気Ａ又は窒素ガスＮを排出する真空ポンプ１１と、チャンバ２０内の窒素ガスＮの圧力を測定する圧力計１２と、チャンバ２０内の窒素ガスＮの圧力を圧力計１２から入力し、その圧力が所定値になるように窒素ガス供給手段４０及び真空ポンプ１１を制御するコントローラ１３とを備えている。 The drying apparatus 10 of the present embodiment is an apparatus that dries the wafer S by making the inside of the chamber 20 in which the cleaned wafer S is accommodated an atmosphere of nitrogen gas N, and is installed in a clean room of a semiconductor manufacturing factory, for example. Has been. The drying apparatus 10 includes pure water supply means 30 for supplying pure water W into the chamber 20, nitrogen gas supply means 40 for supplying nitrogen gas N into the chamber 20, and air A or nitrogen gas in the chamber 20. The vacuum pump 11 for discharging N, the pressure gauge 12 for measuring the pressure of the nitrogen gas N in the chamber 20, and the pressure of the nitrogen gas N in the chamber 20 are inputted from the pressure gauge 12, and the pressure becomes a predetermined value. Thus, a nitrogen gas supply means 40 and a controller 13 for controlling the vacuum pump 11 are provided.

チャンバ２０は、ステンレス製の容器２１及び蓋２２から成り、優れた耐圧性及び密閉性を有する。蓋２２を開けることによって、チャンバ２０内は外気（クリーンルーム内の空気Ａ）に曝される。容器２１内には石英槽２３が設けられ、石英槽２３内にはウェーハＳを載置するための冶具２４が設けられている。石英槽２３の上端には開口部２３ａが形成されており、開口部２３ａを介してウェーハＳを石英槽２３内に出し入れできる。石英槽２３内は純水Ｗで満たされ、純水ＷにウェーハＳが浸漬される。石英槽２３及び冶具２４を金属製ではなく石英製とした理由は、ウェーハＳが純水Ｗを介して金属イオンによって汚染されることを防ぐためである。ウェーハＳは、半導体製造技術によって微細構造が形成されたシリコンウェーハである。 The chamber 20 includes a stainless steel container 21 and a lid 22 and has excellent pressure resistance and sealing properties. By opening the lid 22, the inside of the chamber 20 is exposed to the outside air (air A in the clean room). A quartz tank 23 is provided in the container 21, and a jig 24 for placing the wafer S is provided in the quartz tank 23. An opening 23a is formed at the upper end of the quartz tank 23, and the wafer S can be taken in and out of the quartz tank 23 through the opening 23a. The quartz tank 23 is filled with pure water W, and the wafer S is immersed in the pure water W. The reason why the quartz tank 23 and the jig 24 are made of quartz instead of metal is to prevent the wafer S from being contaminated by metal ions via the pure water W. The wafer S is a silicon wafer having a fine structure formed by a semiconductor manufacturing technique.

純水供給手段３０は、供給用の配管３１及び電磁弁３２と、排出用の配管３３及び電磁弁３４とから構成されている。図示しない純水供給源から送られてきた純水Ｗは、配管３１及び電磁弁３２を通って石英槽２３内に満たされ、配管３３及び電磁弁３４を通ってチャンバ２０外へ排出される。 The pure water supply means 30 includes a supply pipe 31 and an electromagnetic valve 32, and a discharge pipe 33 and an electromagnetic valve 34. Pure water W sent from a pure water supply source (not shown) is filled into the quartz tank 23 through the pipe 31 and the electromagnetic valve 32, and is discharged out of the chamber 20 through the pipe 33 and the electromagnetic valve 34.

窒素ガス供給手段４０は、窒素ガスＮを一定圧力に下げるためのレギュレータ４１と、高温の窒素ガス供給用の配管４２、電磁弁４３及びヒータ４４と、常温の窒素ガス供給用の配管４５及び電磁弁４６と、排出用の配管４７及び電磁弁４８とから構成されている。図示しない窒素ガス供給源から送られてきた窒素ガスＮは、レギュレータ４１によって一定圧力に下げられ、配管４２，４５で二経路に分けられる。一方の配管４２を通る窒素ガスＮは、電磁弁４３を経てヒータ４４で加熱され、高温の窒素ガスＮとしてチャンバ２０内へ供給される。ヒータ４４の一例を述べれば、窒素ガスＮが通過する石英管の外周に、電熱線を巻回したものである。他方の配管４５を通る窒素ガスＮは、電磁弁４６を経て常温の窒素ガスＮとしてチャンバ２０内へ供給される。チャンバ２０内に供給された高圧の窒素ガスＮは、配管４７及び電磁弁４８を通ってチャンバ２０外へ排出される。 The nitrogen gas supply means 40 includes a regulator 41 for lowering the nitrogen gas N to a constant pressure, a high-temperature nitrogen gas supply pipe 42, an electromagnetic valve 43 and a heater 44, a normal temperature nitrogen gas supply pipe 45 and an electromagnetic wave. The valve 46 is composed of a discharge pipe 47 and a solenoid valve 48. Nitrogen gas N sent from a nitrogen gas supply source (not shown) is lowered to a constant pressure by a regulator 41 and divided into two paths by pipes 42 and 45. The nitrogen gas N passing through the one pipe 42 is heated by the heater 44 through the electromagnetic valve 43 and supplied into the chamber 20 as the high-temperature nitrogen gas N. To describe an example of the heater 44, a heating wire is wound around the outer periphery of a quartz tube through which the nitrogen gas N passes. Nitrogen gas N passing through the other pipe 45 is supplied into the chamber 20 as nitrogen gas N at normal temperature via the electromagnetic valve 46. The high-pressure nitrogen gas N supplied into the chamber 20 is discharged out of the chamber 20 through the pipe 47 and the electromagnetic valve 48.

コントローラ１３は、例えばマイクロコンピュータ及びそのプログラムによって、純水供給手段３０、窒素ガス供給手段４０及び真空ポンプ１１を制御する機能が実現されている。また、コントローラ１３には、キーボード１４、ディスプレイ１５及び図示しない手動スイッチ類が接続され、タイマ１６が内蔵されている。ディスプレイ１５は、例えばＬＣＤであり、コントローラ１３から出力されたデータを画面上に表示する。キーボード１４は、例えばウェーハＳに形成された微細構造のアスペクト比に関する情報などのデータを入力するものである。また、ウェーハＳのアスペクト比と窒素ガスＮの高圧値との関係は、コントローラ１３のメモリに予め記憶されている。例えばアスペクト比が「大」「中」「小」の三種類あれば、それらに対応する高圧値は「低」「中」「高」となる。 The controller 13 has a function of controlling the pure water supply means 30, the nitrogen gas supply means 40, and the vacuum pump 11 by, for example, a microcomputer and its program. The controller 13 is connected to a keyboard 14, a display 15, and manual switches (not shown), and includes a timer 16. The display 15 is an LCD, for example, and displays the data output from the controller 13 on the screen. The keyboard 14 is used for inputting data such as information on the aspect ratio of the fine structure formed on the wafer S, for example. Further, the relationship between the aspect ratio of the wafer S and the high pressure value of the nitrogen gas N is stored in advance in the memory of the controller 13. For example, if there are three types of aspect ratios of “large”, “medium”, and “small”, the corresponding high pressure values are “low”, “medium”, and “high”.

真空ポンプ１１は、市販されている一般的なものである。真空ポンプ１１とチャンバ２０とを結ぶ配管１１ａには、真空ポンプ１１に連動する電磁弁（図示せず）が設けられている。この電磁弁は、真空ポンプ１１のオン時に開となり、真空ポンプ１１のオフ時に閉となる。 The vacuum pump 11 is a common one that is commercially available. The piping 11 a that connects the vacuum pump 11 and the chamber 20 is provided with an electromagnetic valve (not shown) that is linked to the vacuum pump 11. This electromagnetic valve is opened when the vacuum pump 11 is turned on and closed when the vacuum pump 11 is turned off.

図２は、乾燥装置１０の動作を示す工程図（すなわち本発明に係る乾燥方法の一実施形態）である。図３乃至図５は、図２の各工程におけるチャンバ２０を示す断面図である。以下、図１乃至図５に基づき説明する。なお、動作の主体はコントローラ１３である。 FIG. 2 is a process diagram showing the operation of the drying apparatus 10 (that is, one embodiment of the drying method according to the present invention). 3 to 5 are cross-sectional views showing the chamber 20 in each step of FIG. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. The main subject of operation is the controller 13.

予め、コントローラ１３に、ウェーハＳのアスペクト比、高圧乾燥及び低圧乾燥の繰り返し回数、その他のデータをキーボード１４から入力しておく。初期状態では、電磁弁３２，３４，４３，４６，４８は閉であり、真空ポンプ１１はオフであり、チャンバ２０内は空であり、チャンバ２０の蓋２２は閉まっている。 In advance, the controller 13 inputs the aspect ratio of the wafer S, the number of repetitions of high-pressure drying and low-pressure drying, and other data from the keyboard 14. In the initial state, the solenoid valves 32, 34, 43, 46, and 48 are closed, the vacuum pump 11 is off, the chamber 20 is empty, and the lid 22 of the chamber 20 is closed.

まず、純水供給手段３０の電磁弁３２を開にし、チャンバ２０内の石英槽２３へ純水Ｗを供給する。一定時間後に石英槽２３内が純水Ｗで満たされたところで、電磁弁３２を閉にする（図２工程１、図３［１］）。 First, the electromagnetic valve 32 of the pure water supply means 30 is opened, and pure water W is supplied to the quartz tank 23 in the chamber 20. When the quartz tank 23 is filled with pure water W after a certain time, the electromagnetic valve 32 is closed (FIG. 2, step 1, FIG. 3 [1]).

続いて、チャンバ２０の蓋２２を開けて、純水Ｗ中へウェーハＳを浸漬し、蓋２２を閉める（図２工程２、図３［２］、図４［１］）。蓋２２の開閉及びウェーハＳのロード・アンロードは、自動でも手動でもよい。このとき、窒素ガス供給手段４０の電磁弁４６を開にして、チャンバ２０内の窒素ガスＮの圧力を圧力計１２で測定し、その圧力が所定値（例えば１．０５気圧）になった時に、電磁弁４６を閉にして蓋２２を開けるようにしてもよい。これにより、蓋２２を開けた瞬間に外気がチャンバ２０内に流れ込まないので、チャンバ２０内の汚染が防げる。 Subsequently, the lid 22 of the chamber 20 is opened, the wafer S is immersed in the pure water W, and the lid 22 is closed (FIG. 2, step 2, FIG. 3 [2], FIG. 4 [1]). The opening / closing of the lid 22 and the loading / unloading of the wafer S may be performed automatically or manually. At this time, when the electromagnetic valve 46 of the nitrogen gas supply means 40 is opened and the pressure of the nitrogen gas N in the chamber 20 is measured by the pressure gauge 12, the pressure reaches a predetermined value (for example, 1.05 atm). The electromagnetic valve 46 may be closed and the lid 22 may be opened. Thereby, since the outside air does not flow into the chamber 20 at the moment when the lid 22 is opened, contamination in the chamber 20 can be prevented.

続いて、真空ポンプ１１をオンにしてチャンバ２０内の空気Ａを排出し、チャンバ２０内の圧力が所定値（例えば０．１気圧）になったところで真空ポンプ１１をオフにする（図２工程３）。これにより、チャンバ２０外からウェーハＳとともにチャンバ２０内に持ち込まれた空気Ａを、排出することができる。かつ、容器２１と蓋２２との間のシール材が潰れるので、チャンバ２０内が密閉性が高められる。そして、窒素ガス供給手段４０の電磁弁４３を開にしてチャンバ２０内へ窒素ガスＮを供給するとともに、純水供給手段３０の電磁弁３４を開にして純水Ｗを排出する（図２工程３）。純水Ｗが排出されたところで、電磁弁３４を閉にする。なお、純水Ｗの排出を先とし、空気Ａの排出を後としてもよい。 Subsequently, the vacuum pump 11 is turned on to discharge the air A in the chamber 20, and the vacuum pump 11 is turned off when the pressure in the chamber 20 reaches a predetermined value (for example, 0.1 atm) (step in FIG. 2). 3). Thereby, the air A brought into the chamber 20 together with the wafer S from outside the chamber 20 can be discharged. And since the sealing material between the container 21 and the lid | cover 22 is crushed, the inside of the chamber 20 is improved. Then, the electromagnetic valve 43 of the nitrogen gas supply means 40 is opened to supply the nitrogen gas N into the chamber 20, and the electromagnetic valve 34 of the pure water supply means 30 is opened to discharge the pure water W (step in FIG. 2). 3). When the pure water W is discharged, the electromagnetic valve 34 is closed. The pure water W may be discharged first, and the air A may be discharged later.

続いて、チャンバ２０内へ窒素ガスＮを供給し続け、チャンバ２０内の窒素ガスＮの圧力を圧力計１２で測定し、その圧力が所定値（例えば１．８５気圧）になった時に、電磁弁４３を閉にする（図２工程４、図４［２］）。この窒素ガスＮは、ヒータ４４を経由しているので高温（例えば４００℃）になっている。これにより、ウェーハＳには高温加圧乾燥が施される。このとき、供給用の電磁弁４３を開にしつつ排気用の電磁弁４８も開にして、チャンバ２０内の窒素ガスＮを入れ替えるようにしてもよい。 Subsequently, the supply of the nitrogen gas N into the chamber 20 is continued, the pressure of the nitrogen gas N in the chamber 20 is measured with the pressure gauge 12, and when the pressure reaches a predetermined value (for example, 1.85 atm), the electromagnetic The valve 43 is closed (FIG. 2, step 4, FIG. 4 [2]). The nitrogen gas N is at a high temperature (for example, 400 ° C.) because it passes through the heater 44. Thereby, the wafer S is subjected to high-temperature pressure drying. At this time, the exhaust solenoid valve 48 may be opened while the supply solenoid valve 43 is opened, and the nitrogen gas N in the chamber 20 may be replaced.

続いて、チャンバ２０内へ窒素ガスＮを供給し続けながら、排気用の電磁弁４８を開にして１気圧まで減圧し、更に電磁弁４８を閉にして真空ポンプ１１をオンにし、チャンバ２０内の窒素ガスＮの圧力が所定値（例えば０．１気圧）になった時に、電磁弁４３を閉にする（図２工程５、図５［１］）。この窒素ガスＮは、ヒータ４４を経由しているので高温（例えば４００℃）になっている。これにより、ウェーハＳには高温減圧乾燥が施される。このとき、供給用の電磁弁４３を開にしつつ真空ポンプ１１もオンにして、チャンバ２０内の窒素ガスＮを入れ替えるようにしてもよい。 Subsequently, while supplying the nitrogen gas N into the chamber 20, the exhaust solenoid valve 48 is opened and the pressure is reduced to 1 atm. Further, the solenoid valve 48 is closed and the vacuum pump 11 is turned on. When the pressure of the nitrogen gas N reaches a predetermined value (for example, 0.1 atm), the electromagnetic valve 43 is closed (FIG. 2, step 5, FIG. 5 [1]). The nitrogen gas N is at a high temperature (for example, 400 ° C.) because it passes through the heater 44. Thereby, the wafer S is subjected to high temperature and reduced pressure drying. At this time, the vacuum pump 11 may be turned on while the supply solenoid valve 43 is opened, and the nitrogen gas N in the chamber 20 may be replaced.

続いて、設定回数だけ工程４及び工程５を繰り返す（１０１）。繰り返し回数は、多いほど乾燥の効果が高まるものの乾燥に要する時間が長くなるので、通常は二回程度に設定される。 Subsequently, Step 4 and Step 5 are repeated a set number of times (101). Although the number of repetitions increases as the drying effect increases, the time required for drying becomes longer, so it is usually set to about twice.

最後に、窒素ガス供給手段４０の電磁弁４６を開にして常温の窒素ガスＮでウェーハＳを冷却した後、蓋２２を開けてチャンバ２０内からウェーハＳを取り出す（図２工程６、図５［２］）。このときも、窒素ガス供給手段４０の電磁弁４６を開にして、チャンバ２０内の窒素ガスＮの圧力が所定値（例えば１．０５気圧）になった時に、電磁弁４６を閉にして蓋２２を開けるようにしてもよい。 Finally, the electromagnetic valve 46 of the nitrogen gas supply means 40 is opened to cool the wafer S with room temperature nitrogen gas N, and then the lid 22 is opened to take out the wafer S from the chamber 20 (FIG. 2, step 6 and FIG. 5). [2]). Also at this time, the electromagnetic valve 46 of the nitrogen gas supply means 40 is opened, and when the pressure of the nitrogen gas N in the chamber 20 reaches a predetermined value (for example, 1.05 atm), the electromagnetic valve 46 is closed and the lid is closed. 22 may be opened.

なお、本発明は、言うまでもなく、上記実施形態に限定されない。例えば、図２における工程４及び工程５について、これらの順番を逆にしてもよい。 Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the order of steps 4 and 5 in FIG. 2 may be reversed.

本発明に係る乾燥装置の一実施形態を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing one embodiment of a drying device concerning the present invention. 図１の乾燥装置の動作を示す工程図である。It is process drawing which shows operation | movement of the drying apparatus of FIG. 図２の各工程におけるチャンバを示す断面図（その１）である。FIG. 3 is a sectional view (No. 1) showing a chamber in each step of FIG. 2. 図２の各工程におけるチャンバを示す断面図（その２）である。FIG. 3 is a sectional view (No. 2) showing a chamber in each step of FIG. 2. 図２の各工程におけるチャンバを示す断面図（その３）である。FIG. 3 is a sectional view (No. 3) showing a chamber in each step of FIG. 2;

符号の説明Explanation of symbols

１０乾燥装置
１１真空ポンプ
１２圧力計
１３コントローラ
２０チャンバ
２１チャンバの蓋
３０純水供給手段
４０窒素ガス供給手段
Ａ空気
Ｎ窒素ガス（不活性ガス）
Ｓウェーハ（被処理物）
Ｗ純水 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Drying apparatus 11 Vacuum pump 12 Pressure gauge 13 Controller 20 Chamber 21 Chamber cover 30 Pure water supply means 40 Nitrogen gas supply means A Air N Nitrogen gas (inert gas)
S wafer (object to be processed)
W pure water

Claims

洗浄後の被処理物が収容されたチャンバ内を不活性ガスの雰囲気にすることにより、前記被処理物を乾燥させる方法において、
前記チャンバ内に対して前記不活性ガスを供給又は排出しつつ当該チャンバ内の当該不活性ガスの圧力を圧力計で測定し、その圧力が所定値になった時に前記不活性ガスの供給又は排出を停止する、
ことを特徴とする乾燥方法。 In the method of drying the object to be processed by making the inside of the chamber in which the object to be processed after cleaning is contained an inert gas atmosphere,
The pressure of the inert gas in the chamber is measured with a pressure gauge while supplying or discharging the inert gas into the chamber, and the inert gas is supplied or discharged when the pressure reaches a predetermined value. To stop the
A drying method characterized by the above.

常圧よりも高圧の前記不活性ガスを供給する場合の前記所定値は、前記被処理物に形成された構造の微細化の度合いを示すアスペクト比に応じて予め定められた、
請求項１記載の乾燥方法。 The predetermined value in the case of supplying the inert gas having a pressure higher than normal pressure is determined in advance according to an aspect ratio indicating a degree of miniaturization of a structure formed on the object to be processed.
The drying method according to claim 1.

洗浄後の被処理物が収容されたチャンバ内を不活性ガスの雰囲気にすることにより、前記被処理物を乾燥させる方法において、
前記チャンバ内に純水を満たす第一工程と、
前記チャンバ内の前記純水に前記被処理物を浸漬する第二工程と、
前記チャンバ内から前記純水を排出する第三工程と、
当該チャンバ内を常圧よりも高圧の不活性ガスの雰囲気にする第四工程と、
前記チャンバ内を常圧よりも低圧の不活性ガスの雰囲気にする第五工程とを含み、
前記第四工程及び前記第五工程では、前記チャンバ内の前記不活性ガスの圧力を圧力計で測定し、その圧力が所定値になった時に当該不活性ガスの供給又は排出を停止する、
ことを特徴とする乾燥方法。 In the method of drying the object to be processed by making the inside of the chamber in which the object to be processed after cleaning is contained an inert gas atmosphere,
A first step of filling the chamber with pure water;
A second step of immersing the workpiece in the pure water in the chamber;
A third step of discharging the pure water from the chamber;
A fourth step in which the chamber is filled with an inert gas atmosphere at a pressure higher than normal pressure;
A fifth step of bringing the inside of the chamber into an inert gas atmosphere at a pressure lower than normal pressure,
In the fourth step and the fifth step, the pressure of the inert gas in the chamber is measured with a pressure gauge, and when the pressure reaches a predetermined value, the supply or discharge of the inert gas is stopped.
A drying method characterized by the above.

前記第一工程乃至第五工程は、前記第一工程、前記第二工程、前記第三工程、前記第四工程、前記第五工程の順に進行し、
前記第五工程では、前記チャンバ内の前記高圧の不活性ガスを真空ポンプで排出しつつ、前記チャンバ内に前記低圧の不活性ガスを供給する、
請求項３記載の乾燥方法 The first to fifth steps proceed in the order of the first step, the second step, the third step, the fourth step, and the fifth step,
In the fifth step, supplying the low-pressure inert gas into the chamber while discharging the high-pressure inert gas in the chamber with a vacuum pump.
The drying method according to claim 3.

前記第四工程及び前記第五工程を複数回繰り返す、
請求項４記載の乾燥方法。 Repeating the fourth step and the fifth step a plurality of times,
The drying method according to claim 4.

前記第一工程乃至第五工程は、前記第一工程、前記第二工程、前記第三工程、前記第五工程、前記第四工程の順に進行する、
請求項３記載の乾燥方法 The first to fifth steps proceed in the order of the first step, the second step, the third step, the fifth step, and the fourth step.
The drying method according to claim 3.

前記第五工程及び前記第四工程を複数回繰り返し、
二回目以降の前記第五工程では、前記チャンバ内の前記高圧の不活性ガスを真空ポンプで排出しつつ、前記チャンバ内に前記低圧の不活性ガスを供給する、
請求項６記載の乾燥方法。 Repeating the fifth step and the fourth step a plurality of times,
In the fifth step after the second time, the low-pressure inert gas is supplied into the chamber while the high-pressure inert gas in the chamber is discharged with a vacuum pump.
The drying method according to claim 6.

前記チャンバ内に前記不活性ガスを供給しつつ当該チャンバ内の当該不活性ガスの圧力を前記圧力計で測定し、
その圧力が常圧よりも高い所定値になった時に、前記チャンバの蓋を開けることにより当該チャンバ内を外気に開放する、
請求項１乃至７のいずれかに記載の乾燥方法。 Measuring the pressure of the inert gas in the chamber with the pressure gauge while supplying the inert gas into the chamber;
When the pressure reaches a predetermined value higher than normal pressure, the chamber is opened to the outside air by opening the lid of the chamber.
The drying method according to claim 1.

前記被処理物は、微細構造を有する半導体ウェーハである、
請求項１乃至８のいずれかに記載の乾燥方法。
The object to be processed is a semiconductor wafer having a fine structure.
The drying method according to claim 1.

洗浄後の被処理物が収容されたチャンバ内を不活性ガスの雰囲気にすることにより、前記被処理物を乾燥させる装置において、
前記チャンバ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記チャンバ内の気体を排出する真空ポンプと、
前記チャンバ内の前記不活性ガスの圧力を測定する圧力計と、
前記チャンバ内の前記不活性ガスの圧力を前記圧力計から入力し、その圧力が所定値になるように前記不活性ガス供給手段及び前記真空ポンプを制御するコントローラと、
を備えたことを特徴とする乾燥装置。 In the apparatus for drying the object to be processed by making the inside of the chamber in which the object to be processed after cleaning is contained an inert gas atmosphere,
An inert gas supply means for supplying an inert gas into the chamber;
A vacuum pump for discharging the gas in the chamber;
A pressure gauge for measuring the pressure of the inert gas in the chamber;
A controller that inputs the pressure of the inert gas in the chamber from the pressure gauge and controls the inert gas supply means and the vacuum pump so that the pressure becomes a predetermined value;
A drying apparatus comprising:

常圧よりも高圧の前記不活性ガスを供給する場合の前記所定値は、前記被処理物に形成された構造の微細化の度合いを示すアスペクト比に応じて予め定められており、
前記コントローラには、前記アスペクト比に関する情報を入力する入力手段が付設された、
請求項１０記載の乾燥装置。 The predetermined value in the case of supplying the inert gas having a pressure higher than normal pressure is determined in advance according to an aspect ratio indicating the degree of miniaturization of the structure formed in the object to be processed.
The controller is provided with input means for inputting information relating to the aspect ratio.
The drying apparatus according to claim 10.

前記被処理物は、微細構造を有する半導体ウェーハである、
請求項１０又は１１記載の乾燥装置。 The object to be processed is a semiconductor wafer having a fine structure.
The drying apparatus according to claim 10 or 11.