JPH07297166A

JPH07297166A - 電子デバイス製造用基板の乾燥装置

Info

Publication number: JPH07297166A
Application number: JP10459394A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Saitou; 詔幸斉藤; Mitsunobu Masuda; 光信益田; Hideyasu Matsuo; 秀逸松尾; Hisashi Muraoka; 久志村岡
Original assignee: PIYUARETSUKUSU KK; Toshiba Corp; Takuma Co Ltd; Toshiba Engineering and Construction Co Ltd; Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: PIYUARETSUKUSU KK; Coorstek KK; Toshiba Corp; Takuma Co Ltd; Toshiba Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【構成】超純水でリンスされた電子デバイス製造用基板
面に加熱された清浄化空気を吹き付けて乾燥を行う乾燥
装置であり、上部に前記清浄化空気の吹き付け機構９
と、下部に排気機構10とが連結されたチャンバー８から
成り、吹き付け機構９は、流速可変の送風機構２と、少
なくとも活性炭フィルタを備えた空気中汚染物除去機構
５と、空気に対して化学的汚染を実質的に発生させない
空気加熱機構６と、0.01μm の微粒子に対し９９％以上
の定格除去効率を有するセラミックろ過膜によるフィル
タ７とを有していることを特徴とする。【効果】基板に機械的衝撃を与えることなく乾燥を行う
ことができるので、遠心乾燥機のように基板を破損させ
るおそれがない。また蒸気洗浄のような有機分子の吸着
のおそれもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超清浄表面が要求され
る電子デバイス製造用基板のウエット洗浄後に行われる
乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハや液晶用ガラス等の電子
デバイス製造用基板は、デバイス製造工程において、そ
の表面に付着している微粒子や化学的汚染物質を洗浄に
より十分に除去することが必要であり、また微粒子除去
には液体による洗浄処理が最も効果的である。このた
め、上記基板の清浄化プロセスにおいては、通常、所謂
ウエット洗浄が必須の工程として組み込まれている。

【０００３】またウエット洗浄は、洗浄液として適当な
薬液を使用することにより、化学的汚染物質の除去も有
効に行うことができる。一般的には、生産性の点から、
数十枚の基板をキャリヤの保持して洗浄が行われ、この
洗浄の後に、通常、蒸発に際して実質的に残渣を生じな
い所謂超純水によるリンスが行われ、次いで乾燥を行う
ことによって基板の清浄化プロセスが終了する。

【０００４】電子デバイス製造工程において要求される
基板の清浄度は極めて高いものであるため、上記の乾燥
工程においても清浄度は十分に維持されていなければな
らない。例えば、超純水といえども、ごく微量ではある
が不純物や微粒子を含んでいるので、リンスにより基板
に付着した超純水は、できるだけ速い乾燥により基板か
ら離脱させる必要がある。また乾燥に必要な雰囲気も極
めて清浄度が高いことを要する。

【０００５】上記のような条件を満足する乾燥方法とし
ては、従来、二つの方法が主流となっていた。一つの方
法は、基板面が回転面となるように、該基板を保持して
いるキャリヤを高速回転させ、遠心力により付着水を吹
き飛ばす遠心乾燥法である。この方法は量産性に優れて
おり、経済性の点で望ましいが、飛散ミストや装置内発
塵粒子の再付着汚染を防止しなければならないという厄
介な問題を有している。また半導体ウェーハのように基
板が大口径化していくと、ウェーハ周辺に欠けを生じる
おそれがある。

【０００６】他の方法は、親水性で且つ蒸発潜熱の小さ
い有機溶剤（通常、イソプロパノールが使用される）の
飽和蒸気中に基板を入れ、基板上に凝縮し落下する溶剤
により付着水を置換離脱させ、次いで溶剤蒸気による加
熱で基板の乾燥を行う蒸気乾燥法である。この方法は、
機械的操作により水を除去するものでないため、再汚染
や破損の面で有利である。然しながら、高純度の溶剤を
使用しなければならない点で経済的に不利であり、また
親水性溶剤蒸気に共通する引火の危険性という点で問題
がある。さらに、溶剤分子が基板表面に吸着するという
点で、必ずしも清浄度の高い表面が得られているとは言
えない。

【０００７】上述した従来法の欠点を改善した方法とし
て、例えば清浄な気体を、基板面にほぼ平行に高速で流
し、付着水をごく薄い水膜として後に、連続して蒸発乾
燥させる方法が提案されている。このような方法とし
て、例えば清浄気体として、ＨＥＰＡフィルターで除塵
した空気を１００℃程度に加熱して基板に吹付けて乾燥
を行う熱風乾燥法がある。

【０００８】また特公昭６３−１７２２４号公報には、
ウェーハを保持したキャリヤを、リンス水洗槽からクリ
ーンベンチのＨＥＰＡフィルターの直下に搬送する搬送
手段と、ＨＥＰＡフィルター構造を活かした乾燥用流体
供給手段と、キャリヤ内ウェーハの下部に設けられた水
滴吸収手段とを備えたことを特徴とするウェーハ水洗乾
燥器が提案されている。この装置においても、水洗され
たウェーハの乾燥は、気体の吹付けにより行われるもの
であり、乾燥速度は速いことが望ましいので、実際の装
置では、リンス純水の温度を高温（９０〜１００℃）と
し、ウェーハとキャリヤを、乾燥に先立って高温に維持
している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記で提案されている
気体の吹付け、特に熱風の吹付けにより被乾燥物の付着
水を除去する方法は、最も一般的な方法であり、乾燥さ
れる基板が機械的衝撃による破損するおそれがないし、
また安全性の点でも問題がない。然しながら、このよう
な一般的な方法が、高度の清浄化を目的とする半導体ウ
ェーハの洗浄後の乾燥手段として、従来はほとんど採用
されていなかったのは、大量の気体がウェーハ表面に直
接あたるため、この気体に対して極めて高度の清浄度が
要求され、従来はこのような要求に答えられなかったか
らである。例えば、吹付ける気体中に微粒子や油性物質
等が含まれていると、これらがウェーハ表面に付着して
縞模様が生じてしまう。

【００１０】ところで、一般的には、リンスに使用する
超純水の純度が十分に管理され、且つ高速でＨＥＰＡフ
ィルタによりろ過された空気により吹付け乾燥が行われ
た場合には、上記のような縞模様が生じないとされてい
る。従って、上述した９０〜１００℃純水リンス後のウ
ェーハ乾燥では、ＨＥＰＡフィルタを通過させる気体の
流速は８〜１０ｍ／秒に設定されている。

【００１１】しかるに、上記のような高速の気流に適用
する場合、ＨＥＰＡフィルタの除塵能力の信頼性に問題
がある。即ち、ＨＥＰＡフィルタは、本来クリーンルー
ム用に作られているものであり、最適流速が0.５ｍ／秒
程度である。従って、薄い繊維布の折り畳み構造である
ＨＥＰＡフィルタを、最適流速から１桁以上も速い流速
で長期の使用に供することは、当然の如く、その除塵能
力の信頼性に問題を生じることになる。

【００１２】またＨＥＰＡフィルタのような繊維布の折
り畳み構造では、風圧の急激な変動があるとリークを生
じるおそれがあるため、連続的に一定の速度で使用する
必要がある。例えば、６”ウェーハ２５枚用のキャリア
を用いて乾燥を行う場合の乾燥領域を３０cm×３０cmと
仮定し、フィルタ吹出口の風速を１０ｍ／秒とすると、
１時間当たりの乾燥用気体の所要量は３０００ｍ³と非
常に大量になる。従って、液化ガスを原料とする高純度
不活性ガスはコスト的に使用が難しく、実用上使用され
る吹付け用の気体は大気に限定される。ところが、ＨＥ
ＰＡフィルタが装備されたクラス１０程度のクリーンル
ーム内の空気といえども、分析用のインピンジャー中の
水に捕集されるＴＯＣ（全有機炭素）は、通常、１０μ
ｇ／ｍ³のオーダーである。また、フィルター中の風速
を高めるためには送風ファンを使用することが必要であ
るが、一般に、このファンから油性物質の混入が認めら
れる。

【００１３】今、キャリヤ内の６”ウェーハ間の間隔を
5.５mmと仮定すると、ウェーハ片面当たりの表面を通過
する空気の量は、風速が１０ｍ／秒の場合で約４リット
ル／秒となる。従って、ウェーハ表面を１秒間に少なく
とも２×１０¹⁵個以上の有機炭素粒子を含む空気が通過
することになる。実際、ＲＣＡのＳＣ−１洗浄液（ＮＨ
₄ＯＨ：Ｈ₂Ｏ₂：Ｈ₂Ｏ＝１容：１容：５容）で十分
に表面を親水性化したウェーハが装填されているキャリ
アを、超純水中に浸漬した後に引上げ、１００℃に加熱
された上記の空気を１０ｍ／秒の速度で吹付け、また下
方にたまった純水を真空ポンプで吸引したところ、ウェ
ーハ周辺のキャリヤ溝の部分が完全に乾くには３０秒以
上を要した。従って、この間にウェーハ表面を通過する
空気中の有機炭素量は少なくとも３×１０¹⁶個以上とな
り、この中のかなりの量がウェーハ表面に吸着してしま
う。

【００１４】また、ＨＥＰＡフィルタの清浄化効果は除
塵のみであり、有機物分子等の除去には極めて非力であ
る。実際、クリーンルーム内に放置された親水性ウェー
ハが短時間で疎水性化していくことから、これらの有機
物のほとんどが油性と考えられる。従って、ＨＥＰＡフ
ィルタを高速で通過させた空気によるウェーハ乾燥で
は、肉眼では判別できなくとも、有害な有機物汚染が生
じる可能性が高い。またクリーンルーム内空気には、有
機物分子以外にも、ＳＯ_X，ＮＯ_X，ＨＣｌ，Ｈ₂ＳＯ
₄等の酸分子の他、ＮＨ₃などのアルカリ分子もあり、
これらの濃度もＴＯＣに近いレベルに達することがあ
る。即ち、これらの酸分子やアルカリ分子も有機物同
様、この乾燥方式におけるウェーハ汚染の原因となる。

【００１５】既に発表されている高速空気吹付乾燥ウェ
ーハ及び広く使われている遠心乾燥ウェーハにそれぞれ
１００Å程度の酸化膜を形成し、そこにＭＤＳダイオー
ドを作成して両者の絶縁耐圧特性を比較すると、高速空
気吹付乾燥ウェーハでは歩留りが劣る場合が多い。おそ
らく上述のような汚染原因により、酸化膜に欠陥がしょ
うじるためと推定できる。

【００１６】また、あらかじめ純水リンスの水洗槽での
純水温度を高めておくことは、乾燥を早めるという点で
有利であるが、加熱純水でシリコンウェーハを浸漬リン
スする場合、超純水といえども存在する微量の重金属が
室温水浸漬よりも吸着し易くなる問題があることを本発
明者は見出した。例えば超純水に放射性同位元素である
⁵⁹Ｆｅを0.１ppb 添加し、シリコンウェーハを10分浸漬
させると、超純水が25℃の場合にはウェーハ表面への吸
着は３×10⁹atoms ／cm²程度であるが、超純水を70℃
に加熱すると、その吸着量は３×10¹⁰atoms ／cm²に達
し、半導体プロセス上問題となる量になっている。超純
水中のＦｅ濃度は、通常0.01ppb 以下に制御できるが、
超純水制御装置の金属元素の一般的純度規格は0.１ppb
であるから、Ｆｅ濃度が0.１ppb 程度に劣化しないとい
う保障はない。しかも、超純水中のＣｕ，Ａｌ，Ｚｎ等
はＦｅと同程度あるいはそれ以上にシリコン表面に吸着
し易い傾向がある。以上のことから、高温純水による浸
漬リンスは、化学汚染の点で必ずしも室温水汚染より有
利とはいえない。

【００１７】従って本発明の課題は、室温の超純水浸漬
リンスが施され、且つその表面が縞状汚れを発生し易い
親水性面仕上がり薬液処理を受けた基板に対しても、電
子デバイス用として十分な清浄度を得ることができる熱
風式の乾燥装置を提供することにある。

【００１８】本発明によれば、蒸発に際して実質的に残
渣を生じない水でリンスされた電子デバイス製造用基板
を乾燥する装置であって、ほぼ垂直に支持された該基板
面にほぼ平行に、加熱された清浄化空気を吹き付けて乾
燥を行う乾燥装置において、上部に前記清浄化空気の吹
き付け機構と、下部に排気機構とが連結されたチャンバ
ーから成り、前記吹き付け機構は、流速可変の送風機構
と、少なくとも活性炭フィルタを備えた空気中汚染物除
去機構と、空気に対して化学的汚染を実質的に発生させ
ない空気加熱機構と、0.01μm の微粒子に対し９９％以
上の定格除去効率を有するセラミックろ過膜によるフィ
ルタとを有しており、該チャンバー内には、前記基板
を、該基板面がほぼ垂直となるように支持する支持機構
が設けられている電子デバイス製造用基板の乾燥装置が
提供される。

【００１９】本発明において、乾燥に供される電子デバ
イス用基板は、湿式洗浄の最終ステップである水による
リンスが行われたものである。即ち、本発明の乾燥装置
は、ほぼ垂直に静置した被乾燥用基板（電子デバイス製
造用基板）に対して上方から清浄化空気の熱風を吹き付
けて乾燥を行うものであるから、機械的な衝撃を受ける
ことなく、しかもリンス用の水が乾燥時の蒸発で残渣を
残さない限り、清浄な乾燥表面が得られる。例えば親水
性になっているシリコンウェーハを前記基板とした時を
例にとると、熱風の吹付けとともにリンス水は基板上部
から下方に落下し、表面シラノール基に水素結合で水和
している数分子層の水膜を残して、１０秒前後でリンス
水のほとんど全部が基板表面から離脱する。熱風の吹付
けにより、基板であるウェーハは上方から温度が上昇
し、１０５℃以上になると水和した水が蒸発してシラノ
ール基のみとなり、ウェーハの乾燥が完了する。液晶用
の表面にＳｉＯ₂膜を形成したガラスを基板として用い
た場合にも同様にした乾燥が行われる。

【００２０】蒸発残渣を実質的に生じないリンス水の純
度は超純水レベルであり、例えば市販されている１８Ｍ
Ω級の純水製造装置で作られる超純水であり、１９８６
年のSEMI Acceptable 規格を満足する純度以上のもので
あれば使用可能である。また電子工業用の高純度の酸で
あれば、５００ppm 以下の量である限り、リンス水に添
加することができ、例えば数分子層の水膜から由来する
基板への汚染量は、電子デバイス製造上悪影響を与えな
いレベル（重金属では５×10⁹atoms ／cm²以下）であ
ることが計算上からも確認できる。

【００２１】また本発明の乾燥装置においては、チャン
バーの上部に設けられた清浄化空気の吹き付け機構か
ら、チャンバー内にほぼ垂直に支持されている基板に上
部から清浄化空気を吹き付けて乾燥が行われる。上記清
浄化空気の吹付け機構は、流速可変の送風機構と、空気
中汚染物除去機構と、空気加熱機構と、セラミックろ過
膜によるフィルタとを有するものであり、これらによ
り、清浄化空気が調整され且つ理想的な風速で清浄化空
気の吹付けを行うことができる。

【００２２】上記において、流速可変の送風機構として
は、例えば回転数を調整できるファン等があり、特に基
板面での風速が５〜１５ｍ／秒及び１ｍ／秒以下に設定
できるものが好適に使用される。即ち、乾燥に必要な熱
風の風速は、理想的には５〜１５ｍ／秒であるが、常
に、この風速で吹付けを行うと、空気量が多すぎて経済
性や排気面で問題を生じる。従って、乾燥に際しての数
十秒間のみ５〜１５ｍ／秒の風速に設定し、それ以外の
時は、１ｍ／秒以下の風速で清浄度の維持を図っておく
ことが好適である。

【００２３】また空気中汚染物除去機構としては、少な
くとも活性炭フィルターを備えたものであることが必要
である。活性炭フィルターは、特に有機物やＮＨ₃を吸
着除去のために有効なフィルターであり、例えば活性炭
粒子をケース詰めしたもの、活性炭微粒子をプラスチッ
ク織布等に含浸させてプリーツ状としたもの、活性炭繊
維織布をプリーツ状としたようなもの等がある。

【００２４】さらに酸やアルカリ分子を除くためのケミ
カルフィルターを活性炭フィルターと組み合わせて使用
することが好適である。このケミカルフィルターとして
は、ＫＭｎＯ₄のような化学吸着剤を活性アルミナ粒子
に添着させてケース詰めしたもの、イオン交換樹脂繊維
織布をプリーツ状としたようなものが知られており、こ
れらの何れも使用することが可能である。化学吸着剤と
してＫＭｎＯ₄を使う場合には、ＮＯ₂，ＳＯ₂が酸化
してＮＯ₃ ^-，ＳＯ₄ ^2-のような酸イオンとなり、同時
に分解生成するＫＯＨがこれを中和することによりこれ
らがフィルターに捕捉される。イオン交換樹脂繊維では
酸・アルカリイオンが共に樹脂に捕捉される。またＫＭ
ｎＯ₄あるいはヨウ素とアルカリのような化学吸着剤を
前記活性炭系フィルターに添着させて両吸着作用を一体
化したものも本発明において使用することができる。ヨ
ウ素とアルカリ添着の場合も、ＫＭｎＯ₄を用いた場合
と同じ反応機構である。

【００２５】さらに、予め粗大な粒子を除去するため
に、除塵用のプレフィルターを併用することもできる。
この除塵用のプレフィルターは、例えば５μm 以上の大
きい粒子を除くための、通常、プラスチック繊維の織物
の一枚のフィルターであり、洗って再生できるものもあ
る。クーラー等に使用されているものと同じものであ
る。

【００２６】空気加熱機構は、空気に対して化学的汚染
を実質的に発生させないものであることが必要であり、
例えば、乾燥用空気に接触する高温領域の材料がステン
レス鋼、高純度石英、高純度炭化ケイ素、高純度シリコ
ン等であるものが使用できるが、高純度石英、高純度炭
化ケイ素、高純度シリコンで構成されているものが好適
である。具体的には、内管にヒータを内蔵した二重高純
度石英ガラス管や、高純度石英ガラス管内に高純度炭化
ケイ素ヒータを有するもの等が好適に使用される。かか
る空気加熱機構により、基板の熱風乾燥に必要な温度、
例えば水の沸点である１００℃以上、好ましくは１０５
〜１５０℃の範囲に、乾燥用空気を加熱される。尚、こ
の乾燥用空気の温度が１５０℃よりも高くなると、乾燥
すべき基板を搬送するために使用されている搬送用キャ
リアの変形を生じる恐れがある。

【００２７】またセラミックろ過膜によるフィルターと
しては、0.01μm の微粒子に対して９９％以上の定格除
去効率を有するものが使用され、例えばフィルターエレ
メントとして多孔質アルミナ等の多孔質セラミック製の
細い管を使用し、これを多数束ねて適当なハウジング内
に固定したものが使用される。このセラミックフィルタ
ーは、圧力変化に対して著しい信頼性を有しているとい
う利点がある。また高温の空気が流れてもろ過膜（フィ
ルターエレメント）の変質を生じることもないので、こ
のフィルターと、前記の加熱機構とを一体的に使用する
こともできる。

【００２８】上述した吹付け機構による清浄化空気の熱
風吹付けの一例を図１のフローチャートに示す。図１の
例において、空気は先ず除塵用のプレフィルター１を通
り、送風機２によって、ケミカルフィルター３、ドライ
ヤー４、活性炭フィルター５、ヒーティングユニット６
及びセラミックフィルター７を通して乾燥チャンバー８
内に供給される。

【００２９】即ち、除塵用のプレフィルター１によって
比較的大径の粒子が除かれた後、ケミカルフィルター３
により酸やアルカリが除去され、ドライヤー４によって
脱水され、活性炭フィルター５によって有機物やＮＨ₃
等が吸着除去される。次いで、ヒーティングユニット６
によって加熱されて熱風となり、セラミックフィルター
７により微粒子が除去されて、清浄化空気の吹付けが行
われる。勿論、ヒーティングユニット６とセラミックフ
ィルター７とは逆に配置されていてもよいし、セラミッ
クフィルター７に加熱機構を設けてもよい。

【００３０】図２に上記チャンバー８の構造の一例を示
し、また図３に、本発明の乾燥装置に好適に利用される
乾燥すべき基板の搬送機構の一例を、チャンバーととも
に示す。

【００３１】図２において、チャンバー８は、上部に熱
風吹き出し機構９を有しており、下部は、排気排水管１
０を有するチャンバー台５０上に設けられている。また
チャンバー８の側壁にはキャリヤ載置台３０，３０が設
けられ、さらにキャリヤ載置台３０，３０の間を上方に
延びており且つ上端がＹ字型に分岐している基板支持具
３１が設けられている。

【００３２】熱風吹き出し機構９には、上部に空気導入
口１２が設けられ、下面にはノズル１３が設けられてい
る。このノズル１３は、例えば高純度の炭化ケイ素ノズ
ルであることが望ましく、空気導入口１２には前述した
図１で示された清浄化機構が連結されている。即ち、図
１のセラミックフィルター７を通って清浄化された熱風
は、空気導入口１２を通ってノズル１３からチャンバー
８内に吹付けられる。

【００３３】また熱風吹き出し機構９は、チャンバー８
の上部フランジ１５に着脱自在に接合された支持板１６
に固定されている。即ち、熱風の吹き込みによる乾燥に
あたっては、まず支持板１６を上方に移動させてチャン
バー８の上部を開放し、乾燥すべき基板２０をチャンバ
ー８内に導入して支持板１６を閉じる。

【００３４】基板の搬送機構の一例を示す図３におい
て、リンスされた基板２０の搬送は、上下に開口が形成
されている搬送用キャリヤ２１内に保持されて搬送され
る。図３に示されている通り、搬送用キャリヤ２１の下
部開口は、基板２０が該開口を通過しない程度の小さな
ものであり、一方上部の開口は、基板２０が通過するよ
うな大きさを有している。搬送キャリヤ２１は、レー
ル、チェーン等によってスライド可能に保持された挟機
能体２２に設けられている一対の爪２３，２３によって
挟持されて搬送される。即ち、基板２０を保持した搬送
キャリヤ２１が、チャンバー８内に導入して降下してキ
ャリヤ載置台３０によって保持されると、爪２３が開い
て挟機能体２２が上昇し、前記の支持板１６が閉じられ
る。この場合、搬送キャリヤ２１の降下に伴って基板支
持具３１がキャリヤ２１の下方開口から入り込み、その
Ｙ字型上端部で基板２０が支持されるようになる。従っ
て、搬送キャリヤ２１がキャリヤ載置台３０に保持され
た状態において、図２に示されている様に、基板２０は
搬送キャリヤ２１内から飛び出した状態でほぼ垂直に保
持されることとなり、熱風の吹付けによる乾燥を効率よ
く行うことができる。

【００３５】上記の基板支持具３１の上端には空気吸入
口３２が形成されていることが望ましく、この吸入口３
２は、基板支持具３１の下方にまで延びており、チャン
バー８の壁に設けられている吸入パイプ３３に連通して
いる。即ち、この吸入パイプ３３を真空ポンプ等の減圧
送風機構（図示せず）に連結し、該機構を動作させるこ
とにより、基板２０表面から落下して下部に溜まる水滴
を吸引除去することができる。

【００３６】また本発明においては、チャンバー８の内
壁上部に、石英ガラス製等のノズル４０を備えたリンス
水噴射管４１を設け、チャンバー８内で基板２０のリン
スを行い得るようにすることが好適である。例えばキャ
リヤ毎、基板を純水浸漬してリンスを行った場合には、
リンス終了後の基板表面付着水に微粒子が残存する可能
性がある。従って、乾燥直前にリンス水噴射管４１から
リンス水の噴射を行うことにより、上記の微粒子を有効
に除くことができる。また洗浄薬液やリンスの条件によ
っては、１０¹⁰〜１０¹¹atoms ／cm²程度の金属汚染を
生じることもあるが、噴射するリンス水に、５００ppm
以下のＨＦやＨＮＯ₃等を添加しておくことにより、か
かる金属汚染を防止することができる。ただし、５００
ppm よりも多量に添加すると、添加した酸の分子の基板
上への有害吸着のおそれを生じる。

【００３７】上記熱風吹付けによる乾燥終了後は、再び
支持体１６を移動してチャンバー８の上部を開放し、挟
機能体２２を移動して搬送用キャリヤ２１を上昇させ、
該キャリヤ２１内に乾燥後の基板２０を収容し、チャン
バー８外に運び出し、所定の位置にウェーハを保管す
る。次いで、挟機能体２２を純水リンス槽に戻し、再び
チャンバー８への搬送及び乾燥が行われる。

【００３８】

【実施例】図１の熱風供給系において、ケミカルフィル
ター３としては、ESI 社製フィルター（商品名：DPCC10
73K,活性炭にＩとＫＯＨが添着されたもの）のエレメン
トを５枚重ねたものと、陰イオン・陽イオン交換繊維の
混紡織布を３枚重ねたフィルターとを組み合わせて用い
た。活性炭フィルター５としては、大阪ガス株式会社製
の活性炭繊維織布（商品名アドール）を５枚重ねたフィ
ルターを使用した。またヒーティングユニット６として
は、温調機能を付属させたセラミックヒータであり、２
重石英ガラス管構造で内管内に納められた炭化ケイ素ヒ
ータにより効率で高速加熱を可能とするものを使用し
た。さらにセラミックフィルター７としては、東芝セラ
ミックス株式会社製セラミックフィルター（商品名：CE
PURE-TMHL)を１０個並列して１５０℃の加熱機構を付属
させたものを用いた。

【００３９】上記の熱風供給系をチャンバー８に連結
し、該チャンバー８内に石英ガラス製インピンジャーを
置いて熱風供給系を稼働させ、供給された空気中の不純
物を超純水に吸水させ、ＴＯＣ測定器，イオンクロマト
グラフ，フレームレス原子吸光装置で分析を行った。

【００４０】その結果、供給された空気は、ＴＯＣ 0.2
μｇ／ｍ³以下であり、ＮＯ₂，ＮＯ₃，ＳＯ₄，Ｃｌ
及びＦの何れもが 0.1μｇ／ｍ³以下であり、また金属
元素も全て検出限界以下であり、化学的に清浄化が達成
されていることが認められた。

【００４１】次にチャンバー８内の空気の塵埃をダスト
カウンターで計測したところ、クラス１０以下の清浄度
が得られていることを確認した。また上記フィルターの
エレメントはいずれも圧捐が極めて少なく、多数枚でフ
ィルターが構成されていても十分に流速５ｍ／秒が得ら
れた。

【００４２】次いで、８インチのシリコーンウェーハ２
５枚を保持したキャリヤ２１を、挟機能体２２を用いて
超純水槽からチャンバー８内に移した。尚、チャンバー
８と挟機能体２２の爪２３は石英製であり、キャリヤ２
１はフッ素樹脂製（ＰＦＡ）、キャリヤ載置台３０及び
基板支持具３１は、フッ素樹脂製（ＰＴＦＥ）とし、チ
ャンバー台５０はステンレス製とした。

【００４３】吸入パイプ３３に連結した減圧送風機構を
稼働させてウェーハ下部に溜まる水滴を吸い取ると同時
に、チャンバー台５０の排気排水管１０に排気用ポンプ
を連結し、該ポンプを作動させ、且つ熱風供給系を稼働
してほぼ５ｍ³／秒の風速で清浄な熱風を吹き込んだ。
ＳＣ−１洗浄液で洗浄された８インチのシリコーンウェ
ーハの場合４０秒で乾燥した。またそのキャリヤは５０
秒で乾燥した。

【００４４】所定時間の高速熱風吹付けの後、空気の流
速を0.５〜１ｍ／秒程度に落とし、吸入パイプ３３から
の減圧送風も停止させて乾燥を完了させた。

【００４５】また吸入パイプ３３から減圧送風の前に、
リンス水噴射管４１からのリンス水の噴射により洗浄を
行った。洗浄工程によっては、最終の超純水リンス後の
シリコンウェーハ表面に１０¹¹atoms ／cm²程度のＡｌ
が残存するものがあったが、スプレーリンス用の超純水
に 100ppm のＨＦを添加し、５０℃に加温して２分間ス
プレーを行ったものでは、乾燥後のウェーハ表面のＡｌ
は１０¹⁰atoms ／cm²以下であった。

【００４６】また上記の乾燥が行われたウェーハの表面
状態は、ウェーハが親水性でかつ最終リンス工程で十分
に微粒子が除去されていれば、縞状パターンのような可
視的汚れの発生は全く見られなかった。また同一ロット
のシリコンウェーハを用い、広く使用されている遠心乾
燥機との比較を行ったが、表面微粒子濃度測定で有意な
差を認められなかった。

【００４７】

【発明の効果】本発明の乾燥装置によれば、基板に機械
的衝撃を与えることなく乾燥を行うことができるので、
遠心乾燥機のように基板を破損させるおそれがない。ま
た蒸気洗浄のような有機分子の吸着のおそれもない。さ
らに微粒子だけでなく、油性物質のような有機物質も除
去された加熱空気を、１０〜２０ｍ／秒の高速から通常
のクリーンベンチ内の風速まで、高い信頼性をもって速
度可変で、しかも基板と基板を保持するキャリヤとに別
個に吹付けて乾燥を行うことができる。従って、極めて
経済的に且つ電子デバイス製造上問題のない表面清浄度
で乾燥を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の乾燥装置において採用する熱風吹付け
機構の一例を示すフローチャート。

【図２】本発明の乾燥装置の構造の一例を示す図。

【図３】本発明の乾燥装置に好適に利用される乾燥すべ
き基板の搬送機構の一例を、チャンバーとともに示す
図。

【符号の説明】

１：除塵用のプレフィルター２：送風機３：ケミカルフィルター４：ドライヤー５：活性炭フィルター６：ヒーティングユニット７：セラミックフィルター８：乾燥チャンバー８９：熱風吹き出し機構９１３：ノズル１３２０：基板２０２１：搬送用キャリヤ２２：挟機能体２３：爪３０：キャリヤ載置台３１：基板支持具４１：リンス噴射管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000003078 株式会社東芝神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 (72)発明者斉藤詔幸東京都港区西新橋三丁目７番１号東芝プラント建設株式会社内 (72)発明者益田光信大阪府大阪市北区堂島浜１丁目３番23号株式会社タクマ内 (72)発明者松尾秀逸神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社内 (72)発明者村岡久志神奈川県横浜市緑区美しが丘３−15−２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発に際して実質的に残渣を生じない水
でリンスされた電子デバイス製造用基板を乾燥する装置
であって、ほぼ垂直に支持された該基板面にほぼ平行
に、加熱された清浄化空気を吹き付けて乾燥を行う乾燥
装置において、上部に前記清浄化空気の吹き付け機構と、下部に排気機
構とが連結されたチャンバーから成り、前記吹き付け機構は、流速可変の送風機構と、少なくと
も活性炭フィルタを備えた空気中汚染物除去機構と、空
気に対して化学的汚染を実質的に発生させない空気加熱
機構と、0.01μm の微粒子に対し９９％以上の定格除去
効率を有するセラミックろ過膜によるフィルタとを有し
ている電子デバイス製造用基板の乾燥装置。
【請求項２】乾燥すべき電子デバイス製造用基板は、
上部及び下部に開口を有する搬送キャリア内にほぼ垂直
に支持されて前記チャンバー内に導入されるものであ
り、前記チャンバ内には、前記搬送キャリアを支持する支持
機構と、該支持機構とは別個に基板を支持する基板支持
具とが設けられている請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】前記基板支持具は、前記支持機構に支持
されている搬送キャリヤの下部開口を通って上方に延び
ており、且つ上端部分がＹ字型に分岐しているものであ
る請求項２に記載の乾燥装置。
【請求項４】前記空気加熱機構により、基板に吹き付
けられる空気は、105℃〜150 ℃の温度に加熱される請
求項１に記載の乾燥装置。
【請求項５】前記空気吹き付け機構による清浄化空気
の吹き出しは、炭化ケイ素製ノズルを介して行われる請
求項１に記載の乾燥装置。
【請求項６】前記基板支持具には、上端にまで延びて
いる空気吸引孔が設けられている請求項３に記載の乾燥
装置。