JPH07193037A - 真空乾燥方法及び真空乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空乾燥後の基板表面に対する微粒子付着の
数を低減し、半導体装置の製造歩留りを向上させる。 【構成】 真空乾燥装置から純水を排水した後、乾燥の
ための減圧を直ちに開始することなく、所定時間以上待
機する水切り工程を行う。水切り工程の際に、水切り部
材や振動発生具により水切りが促進される。この水切り
工程の導入によって、真空乾燥工程開始時点で基板表面
に残存する純水の量を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００２９】

【実施例】以下に、本発明を実施例について説明する。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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

【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

【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

【図４】（ａ）から（ｈ）は、従来の真空乾燥方法の各
工程を示す図

【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

【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

【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

【符号の説明】

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

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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。
12. 【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。
13. 【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。
14. 【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。
15. 【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。