JPH11312659A - ウェハ乾燥装置およびウェハ乾燥方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェハ乾燥後におけるウォーターマークの発生
やパーティクルの付着を抑制する。 【解決手段】乾燥容器内を排気ポンプによって減圧状態
にするとともに、回転モーターによってウェハを回転さ
せることにより、ウェハ表面に付着した水分を除去す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハの乾
燥方法及び乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハの乾燥装置として特開平１
０−２２３６０１に示されているようなバッチ式の回転
乾燥装置が知られている。この方式の回転乾燥装置を用
いれば、湿式洗浄されたウェハをホルダーにセットし，
そのホルダーを高速で回転し，回転による遠心力でウェ
ハ表面の水滴を除去し、ウェハ表面の乾燥状態を達成す
ることが出来る。

【０００３】この装置を用いた場合、乾燥後のウェハ表
面にウォーターマーク（別名：水ガラス）と呼ばれるシ
ミが形成されることがある。このシミは、ウェハの構成
元素であるシリコンが水滴中に溶出して乾燥後に残るこ
とによって形成されるものである。

【０００４】たとえば、半導体ウェハ（シリコンウェ
ハ）を希弗酸で処理を行った後に純水洗浄処理を行い、
純水洗浄処理後にウェハ表面に残った水滴を乾燥させる
と、ウェハ表面にウォーターマークが形成される。特
に、ウェハ表面に素子や回路パターンによる段差が形成
されている場合、段差周辺の水滴を完全に除去すること
は困難であり、多数の水滴の残留により多数のウォータ
ーマークが形成されることがある。このウォータマーク
の形成メカニズムについて次に説明する。

【０００５】ウォータ−マークの形成にはウェハ上の残
留水，残留水中の溶存酸素無いし雰囲気中からの溶解酸
素、および、ウェハから残留水中に溶解したシリコンの
３つの要素が必要である。これらがウェハ上の残留水滴
中で Ｓｉ＋Ｈ₂Ｏ＋Ｏ₂→Ｈ₂ＳｉＯ₃ のように反応してシリコン酸化物の１種が形成される。
このシリコン酸化物は残留水滴中に溶存しているが，水
滴が徐々に乾燥するとこのシリコン酸化物のみがウェハ
上に残り、ウォーターマークとなってウェハ上に現れ
る。

【０００６】ウォーターマークが形成されると絶縁膜と
して作用し、その場所にトランジスタ，抵抗，キャパシ
タ，等のデバイスを形成した際にコンタクト不良の原因
となり、歩留まりの低下を引き起こす。

【０００７】また、回転乾燥では下記に述べるようにミ
ストが発生する。即ち、高速回転乾燥中に、上記のよう
に回転による遠心力によってウェハ表面の水滴が吹き飛
ばされるが、吹き飛ばされた水滴が乾燥機内壁に衝突
し、その際にミスト状になって雰囲気中に拡散する。

【０００８】このミストが雰囲気中を浮遊しミスト同士
や雰囲気中の浮遊物を凝集して大きくなり、この凝集物
がウェハ上に付着することがある。これがパーティクル
として後の工程でパターン欠陥の原因となりうる。ウェ
ハ上に形成される素子や回路パターンが微細になるに伴
い、ダストやパーティクルは０．１ミクロン程度の微粒
子でも欠陥発生の原因となる。また、ウェハ上に形成さ
れる素子や回路パターンが微細になるに伴い、ウェハ表
面の平面寸法に対する相対的な段差は増大してきてい
る。それに伴ってウォーターマークの形成を防ぐには回
転を更に高速化して水滴の残留を防ぐことが必要とな
る。更に回転の高速化に伴い、ダストの発生は増加し、
今後大きな問題となると予想される。

【０００９】回転乾燥に代わるウェハ乾燥方法として減
圧乾燥法が知られている。減圧乾燥法とは、チャンバ内
に純水洗浄したウェハをセットした後、チャンバ内を減
圧してウェハ上の水分を気化させて乾燥を行う方法であ
る。

【００１０】しかしながら、チャンバー内を減圧した時
にチャンバー内の温度が残留水分の飽和蒸気圧まで下が
ると、残留水分が急激に沸騰する。このとき、水滴の内
部からも同時に沸騰（蒸発）が起こるので、沸騰の際に
水滴の一部がミストとして巻き上げられる。このミスト
が不雰囲気を浮遊し、ミスト同士や雰囲気中の浮遊物を
凝集することがあり，この凝集物がウェハに付着すると
パーティクルとして、後の工程でパターン欠陥の原因と
なりうる。また、水分が気化する際に気化熱によってウ
ェハ表面の温度が低下し水の凝固点（０℃）近くになる
と、水の沸騰と当時に水の凝固も起こり、凝固した水が
遊離して更にパーティクルやダストの発生が促進される
ことになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の乾燥
方法では、乾燥後にウェハ表面にウォーターマークが発
生したり、ダストやパーティクルが付着したりする問題
があった。これらは、半導体素子の製造工程上大きな問
題となっていた。

【００１２】本発明の目的はウェハ乾燥後のウォーター
マークの発生やダストやパーティクルの付着を抑制する
ことが出来るウェハ乾燥方法及びウェハ乾燥装置を提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るウェハの乾
燥装置では上記の問題を解決するため、ウェハを収納す
る乾燥容器と、この乾燥容器内を減圧状態に保持する排
気手段と，ウェハ表面から離脱した水分を前記乾燥容器
から強制排出する排水手段とを具備することを特徴とす
る。

【００１４】更に、前記ウェハを回転する回転手段をさ
らに有することを特徴とする。また、前記ウェハを回転
する手段の回転中心はウェハの重心にほぼ一致している
ことを特徴とする。

【００１５】また、前記のウェハの乾燥装置では、前記
乾燥容器にパージガスを供給するパージガス供給口を更
に有することを特徴とする。

【００１６】更に、前記パージガス供給口とは別にリー
クガス供給口を有することを特徴とする。また、前記の
ウェハの乾燥装置では、前記回転手段は、前記ウェハの
回転数を１５００ｒｐｍ／ｓｅｃ程度の角加速度で加速
可能であることを特徴とする。

【００１７】また、前記のウェハの乾燥装置では、前記
乾燥容器はウェハを洗浄する洗浄水を保持可能に形成さ
れていることを特徴とする。

【００１８】また，本発明に係るウェハ乾燥装置では、
ウェハを収納する乾燥容器と、前記乾燥容器内に載置さ
れたウェハホルダーと、前記ウェハホルダーを回転する
回転手段と、前記乾燥容器内を減圧する減圧手段とを有
することを特徴とする。

【００１９】更に，前記乾燥容器と前記ウェハホルダー
との間に前記ウェハホルダーの周辺を覆うように形成さ
れた複数の空孔部を有する内壁を具備し，前記乾燥容器
と前記内壁は離間して形成されており、前記減圧手段は
主として前記乾燥容器と前記内壁間の領域を減圧するも
のであることを特徴とする。

【００２０】これにより内壁と乾燥容器壁面間の空間を
減圧してその部分での水分の滞留をなくすことができ
る。更に、ウェハ乾燥装置に、排水手段を備えているこ
とを特徴とする。

【００２１】これにより排気のみで無く排水が可能とな
っている。更に本発明に係るウェハ乾燥装置では、ウェ
ハを収納する乾燥容器と、前記乾燥容器内に載置された
ウェハホルダーと前記ウェハホルダーを回転する回転手
段と、前記乾燥容器と前記ウェハホルダとの間に前記ウ
ェハホルダーの周辺を覆うように形成された内壁と、ウ
ェハに付着した水分を排出する排水口とを具備し、前記
内壁には複数の空孔部を有することを特徴とする。

【００２２】更に、前記内壁内側にウェハから離脱した
水分を吸収する吸収部材が形成可能とされていることを
特徴とする。また、前記吸収部材は、合成繊維ワイパー
であることを特徴とする。

【００２３】更に本発明に係るウェハ乾燥方法では、ウ
ェハを乾燥容器内に設置する工程と、前期乾燥容器を減
圧する工程とを具備することを特徴とする。

【００２４】また、前記ウェハを回転させる工程を更に
有することを特徴とする。更に、前記乾燥容器を減圧す
る工程での最小圧力は７ｔｏｒｒと３００ｔｏｒｒの間
であることを特徴とする．また、前記ウェハを回転させ
る工程でのウェハの回転数は最大で１５００ｒｐｍない
し３０００ｒｐｍであることを特徴とする。

【００２５】更に、前記乾燥容器を減圧する工程とほぼ
同時にパージガスを導入する工程を有することを特徴と
する。また、ウェハを乾燥容器内で純水にディップする
工程と，前記の純水を乾燥容器から排出する工程を前記
ウェハを乾燥させる工程の前に有することを特徴とす
る。

【００２６】また上記の方法で、前記ウェハを回転させ
る工程と、前期乾燥容器を減圧する工程とがほぼ同時に
開始されることを特徴とする。

【００２７】更に、前記乾燥容器を減圧する工程とほぼ
同時にパージガスを導入する工程を有することを特徴と
する。また，上記の方法で、前記ウェハを回転させる工
程と、前期乾燥容器を減圧する工程の開始後に、前記乾
燥容器内に、水に溶解可能であって水に溶解したときに
前記ウェハに対する水の接触角を低下させる物質を添加
することを特徴とする。

【００２８】更に、前記物質はＩＰＡであることを特徴
とする．また，前記の方法で、前記減圧する工程の開始
後に、前記乾燥容器内に、水に溶解可能であって水に溶
解したときに前記ウェハに対する水の接触角を低下させ
る物質を添加することを特徴とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。 （第一実施形態）本発明の第一の実施の形態（以下、第
一実施形態と略す）について説明する。

【００３０】図１は本発明の第一実施形態の乾燥装置に
シリコンウェハ１を載置したときの装置要部の概略断面
図である。この装置はシリコンウェハ１をチャンバー
（乾燥容器）２内に収納した後、回転手段（回転サーボ
モーター３、及び回転軸４）によってウェハ１を保持し
たホルダ５を回転させながら減圧下でウェハの乾燥を行
うものである。図１は乾燥装置のウェハホルダー５上に
互いにほぼ等間隔に回転軸４に沿ってウェハ１が回転可
能に収納された状態を示している。ウェハ１の載置に際
しては、例えば回転軸４と平行にウェハ１の周囲を支え
るように楔型の切り込みの入った石英棒２本（図示せ
ず）をホルダ５の外周部に形成し、その切り込みの位置
にウェハ１を載置した後、３本目の同様の石英棒（図示
せず）をウェハ上部に載置してウェハホルダ５に固定す
ればよい。これにより、ウェハ１は回転軸４の周囲で回
転可能な状態でホルダ５に対して固定することができ
る。

【００３１】チャンバ２には排気用のダクト６が連結さ
れており、ダクト６に連結された減圧用のポンプ７によ
ってチャンバ２内の排気が行われる。チャンバ２にはチ
ャンバ内にパージガスを充填させるためのパージガス用
のダクト８が連結されており、これにより乾燥窒素等の
パージガスがチャンバ内に導入できるようになってい
る。

【００３２】チャンバ２の内壁はウェハ回転時にウェハ
表面から飛散した水滴が効果的に排出できるように化学
処理やフッ素樹脂コーティングのような表面加工が施さ
れている。

【００３３】チャンバ２には圧力モニター用の圧力セン
サー（図示せず）が取り付けられており、その信号をチ
ャンバ２外部に設置された圧力コントローラを含む制御
系に接続することで、パージガスの供給、排気ポンプの
排気量を制御してチャンバ内を所定の圧力に制御するこ
とが出来る。これにより、チャンバ内にパージガスを連
続的に導入しつつ、所定の圧力に制御することが可能と
なる。

【００３４】サーボモーター３による回転は回転軸４を
介して回転軸４と直結したウェハホルダ５に伝わり、ホ
ルダ５が高速で回転できるようになっている。ホルダ５
はウェハ重心をホルダの回転中心（回転軸４の延長線）
にほぼ一致させるなどして高速回転下でウェハが安定し
て回転できるように構成されている。また、複数のウェ
ハを回転中心に一致させて、複数枚のウェハを同時に回
転させることが可能である。

【００３５】回転軸部分が収納された軸系統部分にはチ
ャンバ２とは別の独立した排気がなされており、回転に
よる軸系統部分からのダストの発生が抑制されている。
次に、図１の装置を用いてシリコンウェハを乾燥させる
第１の実施例について説明する。

【００３６】所定のウェット洗浄処理、及びその後の純
水洗浄処理を終了したシリコンウェハ１を図示しない導
入口よりチャンバー２内部に搬入する。ウェハは通常複
数枚が同一のカセットに収納された状態でチャンバ２内
に搬入され，ホルダー５にセットされる。

【００３７】複数のウェハ１をホルダー５にセットした
後、導入口を閉じ、真空ポンプ７によってチャンバ２内
を排気して減圧にする。排気開始とほぼ同時にウェハ１
の回転を開始することにより、ウェハ１の減圧回転乾燥
がなされる。

【００３８】チャンバ２内の排気はチャンバ２内の圧力
が１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）に到達するまで行
われ，その圧力に到達した後は到達圧力を保持する。ホ
ルダ５にセットされたウェハ１の回転数は外部のコント
ローラによって、設定，制御することができ、通常、２
０００ｒｐｍないし３０００ｒｐｍ程度の高速に設定さ
れる。ここで、回転数の増加は１５００ｒｐｍ／ｓｅｃ
程度まで可能にされており、回転数の急激な立ち上がり
が可能となっている。

【００３９】上記のような減圧と回転を行った後、所定
のタイミングで図示しないパージガス導入ポートからパ
ージガスを導入する。パージガスとしては乾燥窒素が望
ましいが、クリーンルームエア等を用いてもよく、チャ
ンバー５内部の温度で不活性なガスで、ダストの無いも
のであれば、使用可能である。

【００４０】望ましい形態の一例としては、チャンバ２
内部圧力１００Ｔｏｒｒ、回転数２４００ｒｐｍの条件
下で、６０リットル／分程度の乾燥窒素を減圧開始直後
から導入する。この状態で三分間の乾燥処理を続ける。
この処理の終了後、パージガスの流量を増加させるか、
パージガスと同質のリークガスを図示しないリークバル
ブから導入することにより、チャンバ２内を大気圧まで
戻す。その後導入口を開いてホルダ５を取り出し，ウェ
ハ１を搬出する。

【００４１】上記のような減圧回転乾燥を用いてウェハ
を乾燥させた場合には、ウェハ表面に付着した水滴は外
周方向に完全に飛散し、ウォーターマークは形成され
ず、清浄な表面が得られる場合が多い。

【００４２】しかしながら半導体ウェハ表面に回路パタ
ーン等が形成され、表面の段差が大きい場合には、減圧
回転乾燥を用いても、段差部分に水滴が残留する場合が
ある。これは，特に回転軸であるウェハ中心付近に顕著
である。本発明者らは、ウェハの回転数、チャンバ２内
圧力、パージガスの導入タイミングを適切に設定するこ
とによって、更に効果的にウォーターマークの無い半導
体ウェハ表面を得ることが出来ることを確認した。

【００４３】図２は、ウェハの回転数、及びパージする
乾燥窒素の流量を変化させた時の、ウォーターマークが
形成されない条件（ウォータ−マークフリー条件）を斜
線で示した図である。ここで、チャンバー内圧力は１０
０ｔｏｒｒとし、パージガスは、減圧開始と同時に導入
した。尚，チャンバー５容量は２０リットルであり、チ
ャンバー内には、純水洗浄を終了した８インチの半導体
ウェハを２５枚収納した。

【００４４】この図から、パージガス流量が多いほど、
ウェハの回転数が大きいほど、ウォーターマークの形成
が抑制されることがわかる。また、この図には示されて
いないが，１ｔｏｒｒ（０．１３ｋＰａ）から、３００
ｔｏｒｒ（３９ｋＰａ）の範囲ではチャンバー内圧力が
低いほどウォーターマークが少ないことが確認されてい
る。

【００４５】図３にチャンバー内圧力（最低圧力）に対
する、乾燥後のウォーターマーク数及びパーティクル増
加数を示した。尚，ここで、ウェハの回転数は３０００
ｒｐｍに固定し、パージする乾燥窒素の流量は６０リッ
トル／ｍｉｎに固定した。パージガスは、減圧開始と同
時に導入した。チャンバー５容量は２５リットルであ
り、チャンバー内には、純水洗浄を終了した８インチの
半導体ウェハを２５枚収納した。

【００４６】図３からわかるように、ウォーターマーク
数は３００ｔｏｒｒ付近を境界にして、それ以上では急
激に増加している。また、パーティクル数は、２０ｔｏ
ｒｒ付近を境界にしてそれ以下では急激に増加してい
る。パーティクル数が増加するのは既に述べた理由によ
る。すなわち、２０ｔｏｒｒ以下程度の減圧下では水滴
の突沸現象によってミストが発生し、それがウェハ表面
に付着するためである。このようなパーティクル数の急
激な増加を抑制するには、チャンバー内圧力の下限は、
図１０に示した水の蒸気圧曲線から示される０℃におけ
る水の飽和蒸気圧（７ｔｏｒｒ程度）とすべきである。
また、チャンバー内の圧力のばらつき等を考慮して、よ
り好ましくは２０ｔｏｒｒ程度とすべきである。チャン
バー内圧力の下限を維持することで、パーティクル数の
急激な増加を抑制することが出来る。

【００４７】以上の図２，図３に示した結果から、チャ
ンバー内圧力（最低圧力）を７ｔｏｒｒないし３００ｔ
ｏｒｒの範囲に設定することにより、減圧回転乾燥後
の、半導体ウェハ表面のウォーターマーク数，パーティ
クル数をいずれも低減することが出来る。

【００４８】図４には減圧開始タイミングに対して回転
開始タイミングを変化させた時に、乾燥終了後のウェハ
表面パーティクル数が変化する様子を示した。尚，ここ
で、ウェハの回転数は３０００ｒｐｍに固定し、パージ
する乾燥窒素の流量は６０リットル／ｍｉｎに固定し、
到達最低圧力は１００ｔｏｒｒとした。また、パージガ
スは、減圧開始と同時に導入した。チャンバー５容量は
２０リットルであり、チャンバー内には、純水洗浄を終
了した８インチの半導体ウェハを２５ 枚収納した。

【００４９】図４では減圧開始タイミングに対して回転
開始タイミングを１秒刻みで、８条件変化させ、パーテ
ィクル数を棒グラフで示した。また、回転開始時のチャ
ンバー内圧力を折れ線で示した。

【００５０】この結果から、減圧開始前から回転を開始
していた場合は相対的にパーティクル数が多く、減圧開
始と同時，あるいは減圧開始後に回転を開始した場合に
はパーティクル数が相対的に少なくなっていることがわ
かる。また、回転開始タイミングを減圧開始時から遅ら
せるに従ってパーティクル数がわずかに増加する傾向に
あることもわかる。

【００５１】従って，減圧開始と同時あるいは減圧開始
以後に回転を開始すること、より好ましくは減圧開始と
ほぼ同時に回転を開始することがパーティクル数低減に
は好ましい。

【００５２】次に第一実施形態の装置を用いてウェハを
乾燥させる方法の第二実施例について以下に説明する。
ここで用いる乾燥装置は図１に示した装置と同様であ
る。本実施例のうち上記の第一実施例と同様の部分は説
明を省略する。本実施例では、チャンバー内にパージガ
スを導入しない点が第一実施例と異なる。

【００５３】上記の第一実施例と同様に、減圧開始とほ
ぼ同時にウェハの回転を開始し、ウェハの減圧回転乾燥
を行う。チャンバー内は例えば３０ｔｏｒｒあるいはそ
れ以下まで減圧し、所望の圧力に到達した後にその圧力
を保持する。ウェハは、２０００ないし３０００ｒｐｍ
で高速回転する。この状態で約３分間の処理を行い，そ
の後チャンバー内をリークして大気圧の戻してからウェ
ハをチャンバーから取り出す。

【００５４】この方法により，ウォーターマークの形成
は抑制され、乾燥後にウォーターマークの無いウェハ表
面を得ることができる。次に第一実施形態の装置を用い
た乾燥方法の第三実施例について以下に説明する。ここ
で用いる乾燥装置は図１に示した装置と同様である。

【００５５】本実施例も第一実施例と同様にウェハをチ
ャンバー内にセットした後に減圧及び回転乾燥を開始
し、さらにパージガスを導入して乾燥を行う。本実施例
では，チャンバー内に微量のイソプロピルアルコール
（ＩＰＡ）等の有機溶剤を添加する。すなわち，チャン
バー内をある程度減圧状態にした後，チャンバー内にＩ
ＰＡを１ｃｃ程度の微量導入する。チャンバー内の減圧
雰囲気にＩＰＡが導入されるため、ＩＰＡの気化が促進
され、気化したＩＰＡはチャンバー内に拡散し、一部が
ウェハ表面に到達する。このウェハに到達したＩＰＡが
ウェハ表面で飛散できずに残った水滴中に溶解し，水滴
の表面張力を低下させる。これにより、除去が困難であ
った水滴の回転遠心力による飛散が促進させる。結果と
して、ウェハの乾燥効率が上がり，ウォーターマークの
抑制につながる。

【００５６】本実施例は，通常のＩＰＡ蒸気乾燥とはま
ったく異なるものであり、極微量のＩＰＡを持ちいるこ
とでウォーターマークの発生を抑制出来、効率よくウェ
ハの乾燥を行うことができる。

【００５７】（第二実施形態）次に本発明の第二実施形
態について説明する。本発明の第二実施形態にかかる乾
燥装置の第１の実施例を図５に示した概略図を用いて説
明する。チャンバー２、回転サーボモーター３、回転軸
４、ホルダ５、排気用ダクト６，排気用ポンプ７、パー
ジガス供給ダクト８等の基本構成は図１に示した第一実
施形態の装置と同様であるので説明を省略する。

【００５８】本実施例では，超純水導入口１１をチャン
バー２の上部に設け、チャンバー２内に設けた複数の超
純水供給口１２からウェハ１に超純水を供給し，排水口
（ｄｒａｉｎ）１３から排水するように構成されてい
る。

【００５９】ウェハ表面にウォーターマークが形成され
るか否かは、最終リンス工程から乾燥工程に至るまでの
経過時間と密接に関係することが本発明者によって確認
された。最終リンス工程を行うリンス槽から乾燥工程を
行う乾燥機にウェハを搬送する間に，ウェハ及びウェハ
上の水滴はクリーンルーム内の大気に晒される。このた
め、たとえリンス工程で溶存酸素量の少ない超純水を用
いてリンスを行っていても、搬送中に大気中の酸素がウ
ェハ表面に付着した水滴に溶け込み、残留水滴中の溶存
酸素濃度が高くなる。したがって、ウォーターマーク発
生の可能性が高くなる。

【００６０】次に上記本発明の第二実施形態の装置を用
いた乾燥方法の第一実施例について説明する。超純水を
用いてリンス工程を行ったウェハ１を図５に示したチャ
ンバー２内にセットする。その後、ウェハ１上に残留し
ている水分、すなわち溶存酸素濃度の高い水分を洗い落
とすために、超純水供給口１２からウェハ１に溶存酸素
量の少ない超純水シャワーをかける。尚，図５では供給
される溶存酸素の少ない超純水を白丸で、酸素溶存量の
多い純水を黒丸で模式的に示した。

【００６１】また、ウェハ上にチャンバー内で供給され
る超純水に酸素が溶解することを防ぐために、チャンバ
２内にパージガス供給用ダクト８から乾燥窒素が供給さ
れている。

【００６２】上記したように残留酸素の少ない超純水で
溶存酸素濃度の高い水分を洗浄除去した後、減圧回転乾
燥等の回転乾燥によりウェハ表面の水分を除去する。本
実施例ではウェハ上の水分は乾燥直前には溶存酸素量の
少ない超純水に置き換わっている事から、乾燥工程中に
この残留水分によるウォーターマークの形成を抑制する
事が出来る。

【００６３】次に、本発明の第二実施形態にかかる乾燥
装置の第二の実施例について、図６を参照して説明す
る。尚，本例においても図５に示した装置と同様に、チ
ャンバ−，回転機構、排気部，パージガス供給部等を備
えており、図５と同様に作用する。本実施例の装置で
は，チャンバ内は純水が充填可能に形成されている。

【００６４】この装置を使った乾燥方法の第一実施例を
説明する。本実施例ではあらかじめ乾燥容器内に超純水
をため、更に超純水をあふれさせながら、その中にウェ
ハ全体を浸漬させる。

【００６５】この超純水を排水することにより溶存酸素
量の多いウェハ表面の残留水分を洗い落とし，その後ウ
ェハを乾燥する。あるいはウェハを乾燥容器内に搬送
し、その後乾燥容器内に超純水を導入し、ウェハ全体を
浸漬させる。

【００６６】この後、この超純水を排水して溶存酸素量
の多いウェハ表面の残留水分を洗い落とし、その後ウェ
ハを乾燥させる。次に，この装置を用いた乾燥方法の第
二の実施例について図６を用いて説明する。

【００６７】リンス工程を終了したウェハをチャンバ２
内にセットした後、乾燥窒素によりチャンバー２内をパ
ージする（図６（ａ））。この時には黒丸で模式的に示
した溶存酸素量の多い純水がウェハ表面に残留してい
る。その後，チャンバー２内に超純水導入口１４から白
丸で模式的に示した超純水を導入してウェハ全体を浸漬
させた後（図６（ｂ））、排水口１５から排水すること
により、ウェハ１上に残留している水分，すなわち溶存
酸素濃度が高い水分（黒丸）を洗い流す（図６
（ｃ））。このようにして溶存酸素濃度が高い水分を洗
い流した後，回転乾燥（減圧回転乾燥）によりウェハ表
面の水分を除去する（図６（ｄ））。

【００６８】本実施例においてもウェハ上の残留水中の
溶存酸素濃度を乾燥直前には低く押さえられるので、ウ
ォーターマークの形成を抑制する事が可能である。 （第三実施形態）次に本発明の第三の実施形態について
説明する。

【００６９】図７は本発明の第三の実施形態にかかる乾
燥装置の第一実施例であり、乾燥装置にウェハを設置し
たときの概略図である。この乾燥装置のチャンバー２
は、シリコンウェハを保持するホルダ５を収納する主チ
ャンバー部２ａと、その下部に設けられたボトムチャン
バー２ｂとからなっている。ボトムチャンバー２ｂには
排気用ダクト６が連結されており、その排気用ダクト６
に連結された排気ポンプ７によって強制排気が可能とな
っている。また，ボトムチャンバー部２ｂには排水口
（ｄｒａｉｎ）２１を介して排気ポンプ２２が接続さ
れ、チャンバー内の水分を強制排出できるようになって
いる。

【００７０】次に，この装置を用いてウェハ乾燥を行う
方法を図７を参照して説明する。純水等による所定の洗
浄を終了したウェハ１は主チャンバー２ａ内にセットさ
れる。ウェハ１に付着した水滴は下部チャンバー２ｂに
落ちる。

【００７１】ウェハ１のセット後に排気ポンプ７によっ
てチャンバ内部を排気し，同時に排気ポンプ２２によっ
て水滴を強制排出する。これらの排気ポンプ７、排気ポ
ンプ２２は排水口２１を介して単一の排気ポンプを接続
して，排気，排水を共に行っても良い。

【００７２】チャンバー２内は排気によって減圧とな
り，ウェハ１は減圧乾燥される。この際，他の実施形態
と同様にチャンバー内にパージ用の乾燥窒素を導入して
も良い。

【００７３】また、必要に応じて、ＩＰＡを微量添加し
ても良い。本実施例にかかる乾燥方法では減圧乾燥中、
常時強制排水を行う。このため、主チャンバー２ａ、及
び下部チャンバー２ｂには最低限の水分しか残らない。
このため，チャンバー内残留成分に起因するパーティク
ルや、ウォーターマークの発生を抑制する事が出来る。

【００７４】本発明の第三実施形態にかかる乾燥装置の
第二実施例について、図８をを用いて説明する。図８は
第二実施例の乾燥装置にウェハを設置したときの概略構
成図である。図８で、図７と同一の部分には同一の符号
を付し、説明を省略する。

【００７５】本実施例では，ウェハ１を載置したホルダ
５は回転軸４を介して回転サーボモーター３に接続さ
れ、ウェハ１は回転可能とされている。次に，この装置
を用いてウェハ乾燥を行う方法を図８を参照して説明す
る。

【００７６】尚，上記の第一実施例と同様の部分につい
ては説明を省略する。第一実施例では，ウェハは減圧に
よって乾燥されていたが、本実施例では，チャンバー内
の排気開始と同時に回転サーボモータを回転させること
により、減圧回転乾燥によって乾燥させている。これに
より、第一実施例よりも迅速に乾燥を行うことが出来
る。

【００７７】本実施例でも減圧回転乾燥中、常時強制排
水を行う。このため、主チャンバー２ａ、及び下部チャ
ンバー２ｂには最低限の水分しか残らない。このため，
チャンバー内残留成分に起因するパーティクルや、ウォ
ーターマークの発生を抑制する事が出来る。 （第四実施形態）次に本発明の第四の実施形態について
説明する。

【００７８】図９（ａ）、図９（ｂ）は本発明の第四の
実施形態にかかる乾燥装置の第一実施例であり、乾燥装
置にウェハを設置したときの概略図である。図９（ａ）
は回転軸に平行な方向の横断面図であり、図９（ｂ）は
回転軸に垂直な方向の縦断面図である。

【００７９】本実施例の構成は図８に示した上記の第三
実施形態に類似しており、同一部分には同一の符号を付
して説明を省略する。本実施例では主チャンバー２ａ内
側のウェハ１周囲部分には、ウェハ１を内包するように
円筒状に内壁２４が形成されている。その内壁２４には
全面に多数の微空孔２４Ａが形成されている。また、内
壁２４の内側には内壁２４に密着して吸水性シート２６
が設けられている。内壁２４の外面と主チャンバ２ａと
の間には空間が形成されている。

【００８０】ここで、吸水性シート２６には、多孔質性
の素材を用いた布状のもので、発塵の少ないものが望ま
しい。具体的には，クリーンルーム内で用いる吸水力に
優れたワイパーで良く，真空状態でも極めて発塵の少な
いコットンワイパー（ｃｏｔｔｏｎ ｗｉｐｅｒ），ア
ンチコン（ＡＮＴＩＣＯＮ^TM）等の合成繊維ワイパーを
用いることが出来る。

【００８１】次にこの装置を用いてウェハを乾燥する方
法について、図９（ａ）、図９（ｂ）を用いて説明す
る。純水等により所定の洗浄処理を行ったウェハ１は主
チャンバー２ａ内の内壁２４の内側のホルダー５にセッ
トされる。ホルダー５にセットされたウェハ１は回転乾
燥されるが、ウェハ１から飛散した水滴は吸水性シート
２６に吸水され、更にポンプ７，ポンプ２２による排気
によって微空孔２４Ａを通して内壁２４の外面と主チャ
ンバー２ａとの間の空間に至り、チャンバー下部２ｂを
経由してポンプ２２から外部に排出される。また、水蒸
気状となったものは、ポンプ７からも排出される。尚，
ウェハをチャンバー２ａ内にセットした後、上記の各実
施形態と同様にチャンバー内に乾燥窒素を導入しても良
い。

【００８２】本実施例によれば、ウェハから飛散した水
滴を吸水シートで吸収するとともに微空孔を通して飛散
した水滴を外部に排出する。このため、水滴がチャンバ
ー内壁に衝突してミスト状となって飛散することを防止
できる。また、そのミストに起因してウェハ表面にパー
ティクルが付着することを抑制できる。また、乾燥中は
チャンバー内は減圧になっているため、吸水性シートに
吸収された水分は微空孔を介してすばやく放出され、、
吸水性シートは常に吸水可能にたもたれる。また、たと
え吸水性シートから発塵しても、ダストは微空孔を介し
て直ちに排出されるので，ウェハにダストが付着するこ
とは無い。更に，上記のようにミストが発生しにくい構
成となっているためにウェハとチャンバー内壁との距離
を大きくとる必要が無く、装置の小型化が可能である。

【００８３】以上，本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではな
く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施が可
能である。

【００８４】

【発明の効果】本発明によれば、ウェハ乾燥後における
ウォーターマークの発生やパーティクルの付着を大幅に
低減することが出来、半導体装置の製造プロセス等に使
用することにより、素子の信頼性や歩留まり等を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係る乾燥装置の一例を
しめした図である。

【図２】本発明の第一実施形態に係る乾燥方法で、回転
数，乾燥窒素流量を変化させた時のウォーターマークフ
リーとなる条件の範囲を示した図である。

【図３】到達減圧度に対するウォーターマーク数、及び
パーティクル増加数について示した図である。

【図４】減圧開始タイミングと回転開始タイミングの時
間差に対するパーティクル数の変化を示した図である。

【図５】本発明の第二実施形態に係る乾燥装置の第一実
施例を示した図である。

【図６】本発明の第二実施形態に係る乾燥装置の第二実
施例でウェハを乾燥するステップを示した図である。

【図７】本発明の第三実施形態に係る乾燥装置の第一実
施例を示した図である。

【図８】本発明の第三実施形態に係る乾燥装置の第二実
施例を示した図である。

【図９】本発明の第四実施形態に係る乾燥装置の実施例
をしめした図である。

【図１０】水の飽和蒸気圧曲線を示した図である。

【符号の説明】

１…ウェハ ２…チャンバー ２ａ…主チャンバー部 ２ｂ…下部チャンバー部 ３…回転サーボモーター ４…回転軸 ５…ウェハホルダー ６…排気用ダクト ７、２２…ポンプ ８…パージガス用ダクト １１，１４…超純水導入口 １２…超純水供給口 １３，１５，２１…排水口 ２４…チャンバ内壁 ２４Ａ…微空孔 ２５…中空ダクト ２６…吸水性シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 勝弥 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェハを収納する乾燥容器と、この乾燥容
   器内を減圧状態に保持する排気手段と、ウェハ表面から
   離脱した水分を前記乾燥容器から強制排出する排水手段
   とを具備することを特徴とするウェハの乾燥装置。
2. 【請求項２】前記乾燥容器にパージガスを供給するパー
   ジガス供給口と、前記ウェハの重心にほぼ一致している
   回転中心で前記ウェハを回転する回転手段とをさらに有
   し、前記回転手段は前記ウェハの回転数を１５００ｒｐ
   ｍ／ｓｅｃ程度の角加速度で加速可能であることを特徴
   とする請求項１に記載のウェハの乾燥装置。
3. 【請求項３】ウェハを収納する乾燥容器と、前記乾燥容
   器内に載置されたウェハホルダーと、前記ウェハホルダ
   ーを回転する回転手段と、前記乾燥容器内を減圧する減
   圧手段とを有することを特徴とするウェハの乾燥装置。
4. 【請求項４】前記乾燥容器と前記ウェハホルダーとの間
   に前記ウェハホルダーの周辺を覆うように形成された複
   数の空孔部を有する内壁を具備し，前記乾燥容器と前記
   内壁は離間して形成されており、前記減圧手段は主とし
   て前記乾燥容器と前記内壁間の領域を減圧するものであ
   ることを特徴とする請求項３に記載のウェハの乾燥装
   置。
5. 【請求項５】ウェハを収納する乾燥容器と、前記乾燥容
   器内に載置されたウェハホルダーと前記ウェハホルダー
   を回転する回転手段と、前記乾燥容器と前記ウェハホル
   ダとの間に前記ウェハホルダーの周辺を覆うように形成
   された内壁と、ウェハに付着した水分を排出する排水口
   とを具備し、前記内壁には複数の空孔部を有することを
   特徴とするウェハの乾燥装置。
6. 【請求項６】前記内壁内側にウェハから離脱した水分を
   吸収する吸収部材が形成可能とされていることを特徴と
   する請求項４乃至請求項５の何れか１項に記載のウェハ
   の乾燥装置。
7. 【請求項７】ウェハを乾燥容器内に設置する工程と、前
   記乾燥容器を減圧する工程とを具備することを特徴とす
   るウェハ乾燥方法。
8. 【請求項８】前記ウェハを回転させる工程を更に有し、
   前記乾燥容器を減圧する工程での最小圧力は７ｔｏｒｒ
   と３００ｔｏｒｒの間であることを特徴とする請求項７
   に記載のウェハ乾燥方法。
9. 【請求項９】前記ウェハを回転させる工程でのウェハの
   回転数は最大で１５００ｒｐｍないし３０００ｒｐｍで
   あり、前記乾燥容器にパージガスを導入する工程を更に
   有し、前記ウェハを回転させる工程と、前期乾燥容器を
   減圧する工程と、前記パージガスを導入する工程がほぼ
   同時に開始されることを特徴とする請求項８に記載のウ
   ェハ乾燥方法。
10. 【請求項１０】前記ウェハを乾燥容器内で純水にディッ
    プする工程と，前記純水を乾燥容器から排出する工程を
    前記ウェハを乾燥させる工程の前に有することを特徴と
    する請求項８乃至請求項９の何れか１項に記載のウェハ
    乾燥方法。
11. 【請求項１１】前記ウェハを回転させる工程と、前期乾
    燥容器を減圧する工程の開始後に、前記乾燥容器内に、
    水に溶解可能であって水に溶解したときに前記ウェハに
    対する水の接触角を低下させる物質を添加する工程を有
    することを特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れか
    １項に記載のウェハ乾燥方法。