JPH04144132A - 基板乾燥方法 - Google Patents

基板乾燥方法

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JPH04144132A
JPH04144132A JP26690590A JP26690590A JPH04144132A JP H04144132 A JPH04144132 A JP H04144132A JP 26690590 A JP26690590 A JP 26690590A JP 26690590 A JP26690590 A JP 26690590A JP H04144132 A JPH04144132 A JP H04144132A
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JP
Japan
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liquid
cleaning
substrate
tank
washing solution
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Pending
Application number
JP26690590A
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English (en)
Inventor
Shuji Tabuchi
田淵 修司
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 基板乾燥方法、特に半導体プロセスにおける前処理、後
処理等のウェット処理後の半導体基板の乾燥に用いられ
る基板乾燥方法に関し、基板が大口径化された際にも複
雑で大型の引上げ装置等を用いず、簡単な装置で、〔し
み〕及び〔パーティクル〕の付着しない基板の乾燥を、
安定に且つ再現性よく行うことが可能な基板乾燥方法の
提供を目的とし、 洗浄液がオーバフローしている洗浄槽内に被処理基板を
ほぼ垂直に没入し、定位置に固定した状態で、該洗浄槽
を下降させることによって該オーバフローしている洗浄
液の液面を下降させて、該被処理基板を該洗浄液中から
気相中に順次表出せしめて該被処理基板の乾燥を行う方
法であって、該洗浄槽の下降速度を、該洗浄液から順次
表出する該被処理基板の表面に付着する洗浄液か、該洗
浄槽内の洗浄液面に表面張力によって吸い取られる速度
に制御する構成を有する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は基板乾燥方法、特に半導体プロセスにおける前
処理、後処理等のウェット処理後の半導体基板の乾燥に
用いられる基板乾燥方法に関す。
半導体プロセスにおける各工程の前処理や後処理におい
ては、洗浄等のウェット処理が行われ、且つその後に乾
燥が行われるが、半導体装置の高集積化が進み、特に半
導体基板が大口径化されてくると、従来の乾燥方法では
半導体基板面への〔しみ〕や〔パーティクル〕の付着が
防止しきれなくなり、特に撥水性を有する半導体基板に
おいてはそれが顕著になってくる。
そして、半導体基板面への〔しみ〕や〔パーティクル〕
の付着は、半導体装置の製造歩留りや信頼性を低下せし
めるので、上記〔しみ〕や〔パーティクル〕の付着を生
じない基板乾燥方法が望まれている。
〔従来の技術〕
半導体装置の製造工程で用いられる半導体基板の乾燥方
法は、従来、ヒータ乾燥、スピン乾燥が主流であった。
ヒータ乾燥では、石英バスケットに例えば30枚程度の
半導体基板を立て並べて気相中での加熱乾燥が行われる
が、基板全面の乾燥が瞬間的に行われないことによって
、基板面の特に撥水性を有する半導体(シリコン)の表
出面に部分的に島状に溜まった水滴の蒸発残渣によって
〔しみ〕を生じ易く、特に基板の大口径化によってこの
現象が著しくなる。
またスピン乾燥では、弗素樹脂のPFA(Per Fl
u−oro Alcoxy)等からなるウェーハキャリ
アに例えば30枚程度の半導体基板を立て並べ、遠心分
離による脱水乾燥が行われるが、半導体基板が6インチ
以上に大口径化されてくると、その荷重及び容積に耐え
得るように装置が大型化し、また振動による基板の破損
も生じ易くなる。
そこで最近では、洗浄液中からバスケットに搭載されて
いる半導体基板を、半導体基板面に付着している水滴あ
るいは水膜が表面張力によって洗浄槽内の洗浄液面に完
全に吸い取られるような低速で引き上げることによって
〔しみ〕の発生を防止する引上げ乾燥法が提供されおり
、乾燥品質については比較的良好な結果も得られている
が、この方法には、半導体基板の大口径化によって基板
を搭載したバスケットの全重量が重く(3〜4kg程度
)なるために機構が大型化すると同時に、弓上げ速度の
変更や調整も困難になって動作の安定性や再現性が損な
われるという問題があった。
このような状況下で、発明者等は先に、半導体基板を搭
載したキャリアを槽に満たした洗浄液中に固定し、槽の
底部から洗浄液を排出することにより、表面張力で気相
中に表出する基板面の水腹を順次吸い取って行くような
低速で洗浄液の液面を徐々に低下させて行く液抜き乾燥
法を考案し、装置の簡略化及び小型化を図ると共に、洗
浄品質の安定性及び再現性を高めているが、この方法で
は洗浄液中に浮遊する〔パーティクル〕が半導体基板面
に付着するという問題を生ずる。
〔発明が解決しようとする課題〕
そこで本発明は、基板が大口径化された際にも複雑で大
型の引上げ装置等を用いず、簡単な装置で、〔しみ〕及
び〔パーティクル〕の付着しない基板の乾燥を、安定に
且つ再現性よく行うことが可能な基板乾燥方法の提供を
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、洗浄液がオーバフローしている洗浄槽内に
被処理基板をほぼ垂直に没入し、定位置に固定した状態
で、該洗浄槽を下降させることによって該オーバフロー
している洗浄液の液面を下降させて、該被処理基板を該
洗浄液中から気相中に順次表出せしめて該被処理基板の
乾燥を行う方法であって、該洗浄槽の下降速度を、該洗
浄液から順次表出する該被処理基板の表面に付着する洗
浄液が、該洗浄槽内の洗浄液面に表面張力によって吸い
取られる速度に制御する本発明による基板乾燥方法、又
は、前記洗浄槽を下降させる手段に、該洗浄槽を、底部
に液抜き手段を有する支持液槽内に満たされた支持液上
に浮遊せしめ、該液抜き手段から支持液を排出すること
によって該支持液面の高さを順次下降させる方法を用い
る本発明による基板乾燥方法によって解決される。
〔作 用〕
即ち本発明の方法においては、乾燥しようとする被処理
基板を、オーバフローさせて液中の〔パーティクル〕の
除去が充分になされつつある洗浄液中にほぼ垂直に没入
して一定位置で固定した後、洗浄液のオーバフローを続
けながら洗浄槽を徐々に下降させ、洗浄槽上の気相中に
洗浄液の表面から順次表出してくる基板上に付着してい
る洗浄液の液滴や液膜を、洗浄槽内の洗浄液の表面張力
によって吸引除去することによって基板の乾燥を行うも
のである。
この方法によれば、従来の液抜き乾燥法と同様に被処理
基板の表面に付着している洗浄液の液滴や液膜が完全に
除かれるので、乾燥された被処理基板面に〔しみ〕が形
成されるのが防止され、且つ洗浄液が常時オーバフロー
されていることにより洗浄液の内部及び表面に浮遊する
〔パーティクル〕はほぼ除かれているので、乾燥された
被処理基板面に〔パーティクル〕が付着するのも防止さ
れる。
また、オーバフローしている洗浄液の液面を低下させる
手段に、洗浄槽をフロートを用いて支持液上に浮遊させ
、支持液を所定の流量で順次抜き取ることにより支持液
の液面を所定の速度で低下させる方法を用いることによ
って、洗浄液をオーバフローしている状態で被処理基板
を洗浄液から徐々に引上げることによって本発明と同様
の洗浄効果が得られる従来の引上げ乾燥法に比べ、装置
が簡略且つ小型化され、更にまた、本発明の方法におい
ては、支持液槽の各部の水平断面積を所望の異なった値
に形成しておくこと、或いは支持液槽の水平断面積を各
部均一にし支持液の排出速度を所定の速度プロファイル
で制御することにより、被処理基板の場所に応じて変化
する洗浄液面の低下速度のプロファイルを安定に且つ再
現性よく制御することが可能になる。
〔実施例〕 以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。
第1図(a)〜(C)は本発明の方法の一実施例の工程
断面図で、第2図は本発明に用いる装置の他の例の模式
断面図である。
全図を通じ同一対象物は同一符合で示す。
第1図(a)参照 本発明の方法は例えばこの図に示すように、上面が開口
し、閉ざされた底部に流量計3及び流量制御弁4を備え
た支持液排出口2を有し、各部の水平断面積が等しく形
成された支持液槽1と、この支持液槽l内に満たされた
純水等の支持液5上に、下面に固定されたフロート6を
介して浮遊し、底面が閉じ、上面が開口し、前記支持液
槽1内に嵌入自在な洗浄槽7と、この洗浄槽7内に挿入
されその底部近傍に開口する純水等の洗浄液流入管8と
、浮上した状態の洗浄槽7内の所定の高さの位置に、垂
直に例えば30枚程度の被処理半導体基板9がセットさ
れたウェーハキャリア10を保持固定するキャリアハン
ガー11と、オーバフローする洗浄液を受ける排水口1
2を備えた外槽13とを有して構成される基板乾燥装置
を用いて行われる。なお上記フロート6は洗浄槽7に洗
浄液14を満たしオーバフローさせている状態で、洗浄
槽7を支持液5上に浮上させ得る浮力を有するように形
成される。この浮力はバランスウエート等で補ってもよ
い。
そして被処理半導体基板9の乾燥を行うに際しては、前
記洗浄液流入管8から例えば純水からなる洗浄液14を
流入しこの洗浄液14がオーバフローせしめられている
状態で、支持液5上に浮上している洗浄槽7内の所定の
位置に、キャリアハンガー11を介し前記被処理半導体
9のセットされたウェーハキャリア10を保持固定した
後、流量計3及び流量制御弁4を介し支持液5面が例え
ば10〜15wn /ra i n程度の一定の低速度
で下降する一定流量で支持液5を排出し、それに伴って
支持液5上に浮遊している洗浄槽7を下降させて、オー
バフローしている洗浄液14の液面を上記同様な一定の
低速度でゆっくりと下降させて行く。
第1図ら)参照 この図は、被処理半導体基板9の表面が1/2程度気相
(例えば窒素雰囲気)中に表出した状態を示しており、
前記のような一定の低速で洗浄液14の液面を下降させ
て行くことにより、順次洗浄液14の液面から気相中に
表出してくる被処理半導体基板9の表面に付着している
洗浄液の液滴や液膜は、表面張力により洗浄槽7内の洗
浄液14に吸い取られ、洗浄液14上の気相中には洗浄
液の液滴や液膜の付着しない完全に乾燥した被処理半導
体基板9が順次表出されて行く。また、洗浄液14はオ
ーバフローされているので、そのなかに含まれるパーテ
ィクルも殆ど皆無になり、気相中に表出された被処理半
導体基板9面に付着するパーティクルも殆ど皆無になる
なお、上記10〜15on/win程度の下降速度は、
/ に機能する低速度である。
第1図(C)参照 この図は、支持液5を支持液槽lの底部まで排出し、洗
浄槽7を支持液槽1内に完全に下降せしめることによっ
て、被処理半導体基板9をセットしたウェーハキャリア
10が完全に気相中に露出し乾燥が完了した状態を示し
ている。
なお、上記実施例においては洗浄液面の下降速度を一定
の低速に設定したが、前記洗浄液の表面張力が乾燥効果
に寄与する洗浄液面の下降速度の限界値は、被処理基板
と洗浄液面との接触面積が小さくなるほど大きくなる性
質を有する。そこで上記実施例において、被処理基板の
洗浄液表面に接する接触面積の異なる位置に応じて、洗
浄液面の下降速度を上記表面張力が機能する範囲におけ
る最高の速度になるように、支持液の排出流量を所定の
流量プロファイルによって制御することにより、乾燥速
度を上記実施例よりも促進することができる。
第2図参照 この図は、上記のように被処理基板面の洗浄液面との接
触面積が異なる位置に応じて洗浄液14の液面の下降速
度を最適化する際に用いる基板乾燥装置の例を示したも
ので、この装置においては、支持液槽21の水平方向の
断面積を、被処理半導体基板9面の位置に対応して変化
させ、支持液槽21の側壁面が球面状側壁面22に形成
される。その他の部分は第1図に示した装置と同様であ
る。
このような装置を用い、支持液槽21から一定の流量で
支持液5を排出すると、支持液槽21の断面積の小さい
領域では速く、大きい領域では遅(支持液5の液面が下
降するので、支持液槽21の側壁面22の湾曲形状と、
支持液5の排出流量を適切な値に固定することによって
、被処理半導体基板9面の位置に応じて最適化された洗
浄液面の下降速度を安定に且つ再現性良く得ることがで
き、洗浄品質を向上させると同時に洗浄速度を速めるこ
とができる。
なお、前記実施例に示した基板乾燥装置におい先 て、蕃浄液流入管8は洗浄槽7に固定されていても良く
、また洗浄槽7と一体に形成されていてもよい。
また本発明の基板乾燥方法は、半導体基板以外に、マス
ク、セラミック基板等の乾燥にも勿論適用される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の基板洗浄方法によれば、
基板が大口径化された際にも簡単な装置で、〔しみ〕及
び〔パーティクル〕の付着しない良質の基板の乾燥を、
安定に且つ再現性よく行うことができる。
従って、本発明は半導体装置の製造に適用して、その製
造歩留りや信頼性の向上に寄与する効果は大きい。
【図面の簡単な説明】 第1図(a)〜(C)は本発明の方法の一実施例の工程
断面図、 第2図は本発明に用いる装置の他の例の模式断面図であ
る。 図において、 1、は支持液槽、 2は支持液排出口、 3は流量計、 4は流量制御弁、 5は支持液、 6はフロート、 7は洗浄槽、 8は洗浄液流入管、 9は被処理半導体基板、 10はウェーハキャリア、 11はキャリアハンガー 12は排水口、 13は外槽、 14は洗浄液、 21は支持液槽、 22は球面状側壁面 を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、洗浄液がオーバフローしている洗浄槽内に被処理基
    板をほぼ垂直に没入固定し、定位置に固定した状態で、
    該洗浄槽を下降させることによって該オーバフローして
    いる洗浄液の液面を下降させて、該被処理基板を該洗浄
    液中から気相中に順次表出せしめて該被処理基板の乾燥
    を行う方法であって、 該洗浄槽の下降速度を、該洗浄液から順次表出する該被
    処理基板の表面に付着する洗浄液が、該洗浄槽内の洗浄
    液面に表面張力によって吸い取られる速度に制御するこ
    とを特徴とする基板乾燥方法。 2、前記洗浄槽を下降させる手段に、該洗浄槽を、底部
    に液抜き手段を有する支持液槽内に満たされた支持液上
    に浮遊せしめ、該液抜き手段から支持液を排出すること
    によって該支持液槽内の該支持液面の高さを順次下降さ
    せる方法を用いることを特徴とする請求項1記載の基板
    乾燥方法。 3、前記支持液の排出速度を一定にし、前記支持液槽の
    水平方向の断面積を変化させることによって、前記洗浄
    液面の下降速度を被処理基板の位置に応じて変化させる
    ことを特徴とする請求項1及び2記載の基板乾燥方法。 4、前記支持液槽の水平方向の断面積を各部均一にし、
    前記液抜き手段からの支持液の排出速度を変化させるこ
    とによって、前記洗浄液面の下降速度を被処理基板の位
    置に応じて変化させることを特徴とする請求項1及び2
    記載の基板乾燥方法。
JP26690590A 1990-10-04 1990-10-04 基板乾燥方法 Pending JPH04144132A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0645334U (ja) * 1992-11-26 1994-06-14 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
US6277203B1 (en) 1998-09-29 2001-08-21 Lam Research Corporation Method and apparatus for cleaning low K dielectric and metal wafer surfaces

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