JPH10270411A

JPH10270411A - 基板乾燥装置

Info

Publication number: JPH10270411A
Application number: JP7730897A
Authority: JP
Inventors: Masato Tanaka; 眞人田中; Yoshitaka Abiko; 良隆我孫子
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハ表面側とキャリア側との接触を防止し
て、ウエハ表面側での、純水から溶媒への置換不良や、
処理液成分付着などを防止する。【解決手段】基板支持部材３３は、半導体ウエハ２の
下端部を支持する傾斜部３２の傾斜方向が、隣接する半
導体ウエハ２の下端部を支持する傾斜部３２毎に順次逆
方向に構成されているため、その下端部は自重で傾斜部
３２に沿って下降し、その下降方向と反対側のウエハ裏
面２ｂの上部がキャリア４の溝部４ａに当接し、半導体
ウエハ２の表面２ａとキャリア４の溝部４ａとは接触せ
ず、その表面２ａ側での、純水から溶媒への置換不良
や、処理液成分およびキャリア樹脂成分などの付着を防
止してパーティクルの発生を抑え、良好に基板乾燥を行
うと共に、各種デバイスの品質を良好にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば有機溶媒の
蒸気（以下、溶媒蒸気という）を基板の表面に凝縮させ
て半導体ウエハなどの基板の乾燥を行う基板乾燥装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の基板乾燥装置は、例えば、溶媒
蒸気で満たされた容器内に水分の付着した半導体ウエハ
などの基板を配置して、溶媒蒸気をその基板の表面に凝
縮させることによって基板の乾燥を行う。この基板乾燥
装置について、図５を参照して説明する。

【０００３】図５は従来の基板乾燥装置の構成を示す概
略図である。図５において、基板乾燥装置６１は、乾燥
室を構成する容器６２内の底部に収納される、例えばト
リクレンやイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などの液
体の有機溶媒６３を加熱ヒータ６４で気化させて上昇さ
せ、上昇した有機溶媒６３の蒸気を冷却パイプ６５で冷
却して霧状に液化させて溶媒蒸気を発生させ、容器６２
内を溶媒蒸気で充満させる。一方、容器６２上部には冷
却パイプ６５が設けられており、該冷却パイプ６５によ
って溶媒蒸気を冷却している。こうすることによって前
記溶媒蒸気が冷却パイプ６５よりも上方に上昇しないよ
うにして溶媒蒸気と大気との境界（以下、有機溶媒蒸気
ラインという）を形成している。

【０００４】このような基板乾燥装置６１の動作を以下
説明する。

【０００５】容器６２に溶媒蒸気が充満した状態でか
つ、冷却パイプ６５による冷却が行われている状態で、
例えば純水洗浄後であって、純水の付着した半導体ウエ
ハ６６を容器６２内に搬入する。すると、溶媒蒸気が半
導体ウエハ６６表面に凝縮して液体の有機溶媒になる。
この液体の有機溶媒と純水とが混ざり合って半導体ウエ
ハ６６から滴下することによって、半導体ウエハ６６上
の純水と有機溶媒との置換が行われる。次に、半導体ウ
エハ６６を上昇させて有機溶媒蒸気ラインを通過させ
る。このとき有機溶媒蒸気ラインにおいて大気によって
半導体ウエハ６６上の有機溶媒が押しとどめられる一
方、半導体ウエハ６６は上昇していくので半導体ウエハ
６６は完全に乾燥する。

【０００６】このとき、基板乾燥装置６１の容器６２内
では、図６に示すように、半導体ウエハ６６を収容する
キャリア６７の内面に、各半導体ウエハ６６の端縁部を
それぞれ受け入れ可能な各溝部６８が形成されており、
それらの各溝部６８にそれぞれ各半導体ウエハ６６の端
縁部がそれぞれ互いに接触しないように位置決めされて
並べられている。つまり、各半導体ウエハ６６は縦向け
（ウエハ周縁が略垂直面内となる方向）に配置されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の基板乾燥装
置内において、各半導体ウエハ６６を収容するキャリア
６７の各溝部６８内に各半導体ウエハ６６が互いに接触
しないように収容されているが、各半導体ウエハ６６が
その各溝部６８内で様々な方向に倒れるため、各種デバ
イスのパターンが形成される半導体ウエハ６６のパター
ン面側の端縁部とキャリア６７の各溝部６８とが一部接
触することになる。一方、キャリア６７の樹脂材料には
微細な孔があってそれに処理液成分がしみ込んでおり、
この処理液成分が基板乾燥時にしみ出て半導体ウエハ６
６の表面にその処理液成分が付着したり、キャリア６７
の樹脂成分などが付着したりして、パーティクル発生の
要因になる。このことが、半導体ウエハ６６の表面側に
形成される各種デバイスの品質に悪影響するという問題
を有していた。

【０００８】また、そのキャリア６７の各溝部６８と半
導体ウエハ６６の表面との接触部分６６ａでは、純水か
らと有機溶媒との置換が起こりにくく置換不良になり、
これによって、半導体ウエハ６６の接触部分６６ａでは
純水が残って半導体ウエハ６６に不要な酸化が発生し、
それがパーティクル発生の要因になっていた。このこと
が、半導体ウエハ６６の表面側に形成される各種デバイ
スの品質に悪影響するという問題を有していた。

【０００９】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、ウエハ表面側とキャリア側との接触を防止すること
で、ウエハ表面側での、純水から有機溶媒への置換不良
や、処理液成分およびキャリア樹脂成分などの付着を防
止してパーティクルの発生を抑え、良好に基板乾燥を行
うと共に、各種デバイスの品質を良好にすることができ
る基板乾燥装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の基板乾燥装置は
溝部を有し、該溝部で基板を支持して該基板を起立姿勢
で収容したキャリアを載置する載置台と、載置台に設け
られ、かつ、前記基板の、パターンが形成されるパター
ン面と前記溝部との間に空間を設けるようにキャリア内
に収容された基板の下端部を支持する支持手段とを備え
たことを特徴とする。

【００１１】この構成により、支持手段が基板の、パタ
ーンが形成されるパターン面と前記溝部のとの間に空間
を設けるのでパターン面とキャリアとの接触が防止さ
れ、パターン面での純水から溶媒への置換不良や、処理
液成分およびキャリア樹脂成分などの付着を防止してパ
ーティクルの発生を抑え、良好に基板乾燥を行うと共
に、各種デバイスの品質を良好にすることが可能とな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に
おける基板乾燥装置が適用されている基板処理装置の概
略構成を示す平面図である。なお、矢印Ｆで示される面
が装置の正面である。

【００１３】図１において、基板処理装置１は、複数の
半導体ウエハ２を収容した搬送用のキャリア３から処理
部用のキャリア４に複数の半導体ウエハ２を一括して移
載する搬入側ウエハ移替部５と、処理部用のキャリア４
から搬送用のキャリア３に複数の半導体ウエハ２を一括
して移載する搬出側のウエハ移替部６と、ウエハ移替部
５に隣接し、各種処理液をそれぞれ貯留した複数の処理
槽にわたって半導体ウエハ２を順次浸漬させることによ
り半導体ウエハ２に薬液処理や水洗処理などの一連の各
種処理が施される処理部７と、この処理部７と搬出側の
ウエハ移替部６との間に配設され、この処理部７での処
理後の半導体ウエハ２を乾燥させる乾燥部８とを有して
いる。

【００１４】この搬入側のウエハ移替部５は、半導体ウ
エハ２の並び方向に並置された例えば２５枚の半導体ウ
エハ２をそれぞれ収容した２個の搬送用のキャリア３か
ら半導体ウエハ２を抜き取り、これらの抜き取った２つ
の半導体ウエハ群の間隔を詰めた状態で、５０枚を１群
とした半導体ウエハ群を形成させ、この半導体ウエハ群
を収容可能な１個の処理部用のキャリア４に移し替える
構成となっている。これらの搬送用のキャリア３とは、
クリーンルーム内の他の工程の装置１４などと半導体ウ
エハ２のやり取りをするときに、複数の半導体ウエハ２
を収容するためのキャリアであり、また、処理部用のキ
ャリア４とは、装置本体内の処理部７および乾燥部８に
おいて搬送される複数の半導体ウエハ２を収容するため
のよりクリーンで耐薬液性のあるキャリアである。な
お、搬出側のウエハ移替部６の場合、上記ウエハ移替部
５の場合とは逆に、クリーンな１個の処理部用のキャリ
ア４から２個の搬送用のキャリア３に移し替える構成と
なっており、その他の構成は、搬入側のウエハ移替部５
の場合と同様である。

【００１５】また、この処理部７は、これらの各槽に複
数の半導体ウエハ２を搬送する搬送ロボットのハンドを
洗浄するハンド洗浄部９と、このハンド洗浄部９側に隣
接し、半導体ウエハ２上の窒化膜除去用の薬液として燐
酸溶液を貯留した第１の燐酸槽１０と、この燐酸槽１０
側に隣接し、窒化膜除去用の薬液として燐酸溶液を貯留
した第２の燐酸槽１１と、この燐酸槽１１側に隣接し、
燐酸が付着した半導体ウエハ２を水洗する機能水洗槽１
２と、この機能水洗槽１２側に隣接し、半導体ウエハ２
を最終的に水洗する最終水洗槽１３とを基板処理順に有
している。このように、第１および第２の燐酸槽１０，
１１として２槽設けたのは、これらの燐酸槽１０，１１
による窒化膜除去処理が他の槽による処理に比べて時間
がかかるため、処理時間を短縮すべく並行して窒化膜除
去処理を行うためである。また、機能水洗槽１２は、半
導体ウエハ２に燐酸が残っていると窒化膜除去が必要以
上に進行するので、純水中に燐酸溶液の付いた半導体ウ
エハ２を浸漬させた直後に、その燐酸溶液を含む純水を
排出し、その後、半導体ウエハ２を収容したまま新たな
純水を供給して半導体ウエハ２をさらに水洗した後、再
び純水を排出するという工程を幾度か繰り返すものであ
る。最終水洗槽１３は半導体ウエハ２をさらに精密に水
洗するものである。なお、本実施形態の処理部７では、
一連の各種処理として、窒化膜除去処理の槽構成につい
て説明したが、この窒化膜除去処理の他に、レジスト剥
離処理、酸化膜エッチング処理、ライトエッチング処理
および拡散前洗浄処理などの各種処理であってもよい。

【００１６】さらに、乾燥部８は蒸気乾燥装置であり、
処理部７の最終水洗槽１３により水洗される純水の付着
した半導体ウエハ２を乾燥させる装置である。この乾燥
部８について、図２を参照してさらに詳しく説明する。

【００１７】図２は図１の乾燥部８における正面構成を
示す縦断面図である。図２において、この基板乾燥装置
２１は、ハウジングケース２２内に設けられ、その内部
に有機溶媒としてＩＰＡ２０を底部に貯留する処理槽２
３と、この処理槽２３の底壁下に密着して配設され、Ｉ
ＰＡ２０を加熱するパネルヒータなどの板状加熱手段２
４と、キャリア４を搬送する搬送ロボット（図示せず）
から受け取ったキャリア４を処理槽２３内の所定乾燥位
置Ｂに対して出し入れする上下方向のカセット移動手段
としてのリフタ２６と、処理槽２３の上部入口内に、冷
媒循環器（図示せず）によって冷却水などの冷媒が循環
する冷却パイプ２７が配設され、上昇してきたＩＰＡ２
０の蒸気を冷却する冷却手段２８と、所定乾燥位置Ｂの
下部に設けられ、常温下で搬入されてきた半導体ウエハ
２の表面にＩＰＡ２０が凝縮して純水と共に流下するた
め、これを集めて回収パイプ２９を介して回収する回収
皿３０とを有している。この回収された純水とＩＰＡと
の混合物は装置外に排出される。

【００１８】リフタ２６のベース部材３１には基板支持
部材３３が設けられており、この基板支持部材３３は、
複数の半導体ウエハ２の載置台であるベース部材３１上
にキャリア４が搬送ロボット（図示せず）によって載置
される際に、複数の半導体ウエハ２の下端部を順次逆方
向に傾斜させて保持するようになっている。つまり、基
板支持部材３３は、図３および図４に示すように、キャ
リア４内の複数の半導体ウエハ２の下端部をそれぞれ支
持する傾斜部３２の傾斜方向が、隣接する半導体ウエハ
２の下端部を支持する傾斜部３２毎に順次逆方向に構成
されている。さらに２つの傾斜部３２がなす谷部３２ａ
には突起部３２ｂが形成されている。そして、傾斜部３
２と突起部３２ｂとがなす支持溝３２ｃが半導体ウエハ
２の下端部を支持している。この支持溝３２ｃはパター
ン面２ａと溝部４ａとの間に空間ができるような位置に
形成してある。また、この基板支持部材３３による半導
体ウエハ２の支持は、キャリア４の載置時に、キャリア
４の下部開口４ｂを介して半導体ウエハ２の下端部を、
キャリア４内の下方の溝部４ａから半導体ウエハ２を多
少浮かせた状態で、かつ複数の半導体ウエハ２の裏面２
ｂを溝部４ａの側壁に当接するように傾斜状態で支持す
るようになっている。

【００１９】また、基板支持部材３３の谷形状（Ｖ字形
状）はその長手方向に対して中央部が半導体ウエハ２の
下端部を支持する必要から多少平坦であるが、その中央
部に比べて両端になるほど低く構成されている。このた
め、半導体ウエハ２から流下してきたＩＰＡの液滴がそ
の谷形状部を流れ落ち、ベース部材３１と基板支持部材
３３の間の下部開口４ｂを介して回収皿３０で回収さ
れ、装置外に排出される。

【００２０】上記構成により、まず、処理槽２３内に貯
留したＩＰＡ２０を板状加熱手段２４で加熱して、処理
槽２３内に摂氏約８０度のＩＰＡの蒸気を充満させる。
このとき、処理槽２３内の底部で気化したＩＰＡの蒸気
が側面では凝縮せずに上昇し、処理槽２３内上方の冷却
手段２８の冷却パイプ２７の位置に達すると、冷却パイ
プ２７により冷却されてそれ以上、上昇しなくなり、Ｉ
ＰＡの蒸気と大気との境界（以下、ＩＰＡ蒸気ラインと
いう）が形成される。

【００２１】次に、薬液処理および水洗処理を済ませた
複数の半導体ウエハ２がそれぞれキャリア４内の各溝部
４ａに、半導体デバイスが形成されるパターン面が対向
してそれぞれ保持された状態で、搬送ロボット（図示せ
ず）によってリフタ２６のベース部材３１上の所定位置
に載置される。このとき、半導体ウエハ２の下端部は、
傾斜部３２に沿って移動し、支持溝３２ｃによって支持
される。すると、半導体ウエハ２はパターン面２ａを上
方に向けた状態で傾斜し、裏面２ｂは溝部４ａに当接す
る。そしてパターン面２ａと溝部４ａとの間には空間が
形成される。

【００２２】このように、搬送ロボット（図示せず）か
ら受け取り傾斜姿勢となった半導体ウエハ２が複数収容
されたキャリア４をリフタ２６で下方の所定乾燥位置Ｂ
まで移動させる。すると、ＩＰＡの蒸気が半導体ウエハ
２表面に凝縮して液体のＩＰＡになる。この液体のＩＰ
Ａと純水とが混ざり合って半導体ウエハ２から滴下する
ことによって、半導体ウエハ２上の純水とＩＰＡとの置
換が行われる。

【００２３】さらに、複数の半導体ウエハ２をキャリア
４と共に、リフタ２６で、冷却パイプ２７がある上方の
中間位置Ｃを越えてさらに上昇させる。この際、半導体
ウエハ２がＩＰＡ蒸気ラインを通過したとき、大気によ
って半導体ウエハ２上のＩＰＡが押しとどめられる一
方、半導体ウエハ２は上昇していくので半導体ウエハ２
は完全に乾燥する。その後、複数の半導体ウエハ２およ
びキャリア４をリフタ２６で所定位置まで上昇させ、そ
こで複数の半導体ウエハ２をキャリア４と共に搬送ロボ
ット（図示せず）に引き渡して次工程のウエハ移替部６
に搬送する。

【００２４】以上のように、基板支持部材３３は半導体
ウエハ２の下端部を支持する支持溝３２ｃを有し、該支
持溝３２ｃは半導体ウエハ２のパターン面２ａとキャリ
ア４の溝部４ａとの間に空間ができるような位置に形成
してある。このため半導体ウエハ２のパターン面２ａと
キャリア４の溝部４ａとの接触が防止されることで、パ
ターン面２ａ側での、純水から溶媒への置換不良や、処
理液成分およびキャリア樹脂成分などの付着、さらには
キャリアの溝部との接触による発塵を防止してパーティ
クルの発生を抑え、良好に基板乾燥を行うことがきると
共に、半導体ウエハ２上に形成される各種デバイスの品
質を良好にすることができる。

【００２５】また、図７に示すようにパターン面２ａが
一方方向を向いているときには図３のＤＤ線断面におけ
る傾斜部３２の形状を図７のとおり、パターン面２ａと
溝部４ａとの間に空間ができるように支持溝３２ｂを設
ければよい。

【００２６】なお、本実施形態では、基板支持部材３３
の傾斜部３２の縦断面形状を三角波形状としたが、その
他の谷と山が連続した順次逆方向のウエハ方向変換用の
傾斜部を有するサインカーブなどの縦断面形状であれば
よく、その傾斜部３２で支持される半導体ウエハ２の下
端部が自重で下降して表面２ａ側が上を向くように傾く
ようになっていれば、半導体ウエハ２の表面２ａとキャ
リア４の溝部４ａとの接触を防止することができる。も
ちろん、谷と山が連続した順次逆方向のウエハ方向変換
用の傾斜部の間に所定間隔の平坦部や凸部が存在しても
良いことは言うまでもないことである。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば傾斜部の方
向が基板のパターン面の方向に傾斜しているので基板は
パターン面を上方に向けて傾く。よって、基板は端部が
傾斜部に、また、基板の裏面がキャリアに当接した状態
となる。このため、基板のパターン面とキャリアとの接
触が防止されるので、パターン面での純水から溶媒への
置換不良や、処理液成分およびキャリア樹脂成分などの
付着を防止することができ、パーティクルの発生を抑
え、良好に基板乾燥を行うことができると共に、基板上
に形成される各種デバイスの品質を良好にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における基板乾燥装置が適
用されている基板処理装置の概略構成を示す平面図であ
る。

【図２】図１の乾燥部における正面構成を示す縦断面図
である。

【図３】図２の所定乾燥位置Ｂにおけるキャリアの載置
部の要部断面図である。

【図４】図３のＤＤ線断面構成を示す拡大図である。

【図５】従来の基板乾燥装置の構成を示す概略図であ
る。

【図６】図５の基板乾燥装置による基板乾燥時のキャリ
ア内の基板の概略収容状態を示す縦断面図である。

【図７】その他の実施形態における図３のＤＤ線断面構
成を示す拡大図である。

【符号の説明】

１基板処理装置２半導体ウエハ２ａ表面２ｂ裏面４キャリア４ａ溝部４ｂ下部開口８乾燥部２１基板乾燥装置２３処理槽２４板状加熱手段２６リフタ２７冷却パイプ２８冷却手段２９回収パイプ３０回収皿３１ベース部材３２傾斜部３３基板保持部材３３ｂ溝部Ａ表面処理剤Ｂ所定乾燥位置Ｃ中間位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溝部を有し、該溝部で基板を支持して該
基板を起立姿勢で収容したキャリアを載置する載置台
と、載置台に設けられ、かつ、前記基板の、パターンが形成
されるパターン面と前記溝部との間に空間を設けるよう
にキャリア内に収容された基板の下端部を支持する支持
手段と、を備えたことを特徴とする基板乾燥装置。