JPH11176796A - ウェーハ処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒータを不要とし、高圧が加わる部分をなく
して、従来よりも安全とし、安全のための装備や設備を
少なくすることのできるウェーハの処理方法及び装置を
提供すること。 【解決手段】 搬送管２１内を流れる搬送ガスの流速に
よって生じる負圧により、搬送管２１に噴霧管２５を介
して連通している容器２９に収容されているＩＰＡ溶液
２８は、搬送管２１に霧状で供給され、この霧状となっ
たＩＰＡの液体は、搬送管２１中の搬送ガスの流れによ
り、処理室Ｊへと供給され、処理室Ｊ内に配設されたウ
ェーハＷの乾燥を行う。

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、ウェーハ
の洗浄や乾燥などを行うウェーハ処理方法及びその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の特性は、公知のように、ウ
ェーハの表面のダストの量に関係し、よい特性の半導体
装置を得るためには、ダストの量は少ないのがよい。例
えば、ウェーハの表面には、エッチングやイオン打ち込
みなどの各工程で、ダストが残留するが、このダストを
除くために、各工程の最後に、ウェーハを洗浄する。そ
して、ウェーハを洗浄し、水洗いをした後には、ウォー
タマークが生じないようにするため、乾燥が行われる。
この乾燥には、水洗いで付着した水を、アルコール等
の、親水性があり、蒸発しやすい（沸点の低い）溶剤と
置換する方法や、その溶剤の１種類であるイソプロピル
アルコール（以下、ＩＰＡと記載するが、これは親水性
よく、また純度の高い溶剤を容易に得ることができるの
で、通常、使用されている）を用いた公知のマランゴニ
現象を利用した乾燥方法がある。

【０００３】これらの乾燥方法では、使用する溶剤をど
のようにガス化又は霧化するかが、乾燥時間やむらなく
均一に乾燥するために、重要となっている。例えば、Ｉ
ＰＡをガス化又は霧状する方法として、図７に示すよう
にヒータなどを用いて加熱して蒸気とする方法、超音波
などの高周波を利用として霧状とする方法、図８に示す
ように、Ｎ₂ などの搬送ガスをＩＰＡ溶液２中に供給し
て、搬送ガスとＩＰＡとの混合気体を得る方法（いわゆ
るＮ₂ バブリング）が、主に行われている。

【０００４】このうち、加熱してガス化とする方法で
は、例えば図７に示すように、容器１に収容されている
ＩＰＡ（溶剤）２中に配設されているヒータｈを１００
℃以上に熱し、搬送管３から矢印Ｅで示す方向へと、す
なわち乾燥を行なう処理室へとＩＰＡのガスを供給す
る。しかしながら、有機溶剤（特に、ＩＰＡは）可燃性
であるため、安全のために、図示しないところに、色々
な装備（例えば消火器を設けるなど）やインターロック
を取らなければならず、乾燥装置全体が大掛かりとな
る。

【０００５】また、超音波によりＩＰＡを霧状とする方
法では、電気を用いて超音波を生成しているため、でき
るだけ電気系統とＩＰＡとを隔離するように構成されて
いるが、これらを隔離できない部分には、フッ素ポリテ
トラフルオロエチレン（商標名テフロン）などのコーテ
ィングが施されている。しかしながら、コーティングが
不完全であったり、劣化によって剥離すると、漏電が生
じ、危険である。そのため、この場合にも、上述したヒ
ータによりＩＰＡを加熱して蒸気とする方法と同様に、
安全のために、色々な設備やインターロックなどを取ら
なけれならず、乾燥装置全体が大掛かりとなっていた。
また、この超音波によりＩＰＡを霧状とする装置は、高
価であった。

【０００６】そして、図８に示すＮ₂ バブリングにより
ＩＰＡを蒸気とする方法では、ＩＰＡの溶液２が収容さ
れている容器１’内に、供給管４から強制的にＮ₂ の搬
送ガスを、矢印Ｉで導入し、搬送管３’からＩＰＡの蒸
気と搬送ガスの蒸気との混合ガスを、矢印Ｅ’で示す方
向に供給している。これは、構造が簡単で使い易いが、
容器１’内の圧力が高くなってしまうので、この圧力に
よる容器１’の破壊が懸念される。そこで、この容器
１’の破壊を防止するために、図８に示すように、リリ
ーフバルブ７を具備した管路８を配設する必要がある。

【０００７】このように、溶剤をガス化又は霧化する従
来の方法では、安全に蒸気又は霧状とするに、色々な装
備や設備、又はインターロックなどを取らなければなら
ず、そのため、乾燥装置自体が大型化してしまい、乾燥
装置を簡素化することができなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
に鑑みてなされ、ＩＰＡ等の溶液をより安全に霧状にし
て、簡素な構成で、装置自体を簡素化することのできる
ウェーハ処理方法及びその装置を提供することを課題と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、搬送管に
流れる搬送ガスの流速により、搬送管内に負圧を生じさ
せ、この負圧により液体を霧状として、前記搬送ガスに
混合させる。これにより生成される、霧状となった液体
と搬送ガスとの混合流体を、前記搬送ガスの流れにより
処理室に供給して、この混合流体を用いて、処理室で処
理を行うウェーハの処理方法、によって解決される。

【００１０】また、この方法を行う装置としては、液体
を収容させている容器と、霧状の液体を用いて処理を行
う処理室と、この処理室にその端部が配設され搬送ガス
を搬送させる搬送管と、この搬送管の途中に接続する搬
送管と容器とを連通する噴霧管とを具備するウェーハ処
理装置とする。この装置において、搬送管に搬送ガスを
流して、負圧を生じさせ、これにより、容器から噴霧管
を介して、液体が霧状で、搬送管に供給されることにな
る。そして、噴霧管が接続した位置より下流側の搬送管
では、霧状となった液体と搬送ガスとが混合されて混合
流体となり、これが処理室に供給される。

【００１１】このような構造とすることにより、溶剤を
霧状として処理室へと供給しても、ヒータも必要なく、
また圧力が加わる部分もないので、容器の破壊が起こる
ことなく、より安全である。そのため、大掛かりな設備
や装備を不要とし、ウェーハの処理装置を簡素化するこ
とができる。また、従来のように、ヒータを加熱した
り、液体を送圧した搬送ガスと混合させて移送させるた
めに、搬送ガスを高い圧力で送圧する必要がないので、
省エネにも貢献できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明では、搬送管に搬送ガスを
流し、この搬送ガスの流速によって生じる負圧によっ
て、容器に収容された液体が霧状となって搬送管に供給
され、搬送管中で、搬送ガスと霧状となった液体とが混
合しながら、この搬送ガスの流れにより霧状となった液
体が処理室へと供給され、この液体を用いた処置を、処
理室で行う。このとき、搬送管に液体が霧状となるため
の条件は、図５を参照して説明すると、噴霧管６５にお
ける液体６８が乱流となればよく、噴霧管６５の内径を
ｄ、液体６８の密度をρ_L 、液体６８の粘度をμ、噴霧
管６５の流速をｕとすると、Ｒ_e （レイノルズ数）＝ｕ
・ｄ・ρ_L ／μ＞２３００（臨界レイノルズ数）・・・
（１）の条件があればよい。

【００１３】また、図５において、小径部６１ａと大径
部６１ｂとを有した搬送管６１の大径部６１ｂの内径を
Ｒ、ここを流れる搬送ガスの流速をＶ’とし、搬送ガス
の密度をρ_g とし、搬送管６１の小径部６１ａの内径を
ｒ、ここを流れる搬送ガスの流速をＶとし、この流れに
よって生じる負圧をＰとする。いま、図示しない送圧ポ
ンプから圧力Ｐ’によって搬送ガスが流されるとする
と、ベルヌーイの定理より、ρ_g ・Ｖ’／２＝Ｐ’・・
・（２）であるので、大径部６１ｂを流れる流速Ｖ’
は、Ｖ’＝（２Ｐ’／ρ_g ）^0。5 ・・・（３）である。
搬送管６１中では、流量一定とする（搬送ガスの流量に
比べて、搬送管に供給される液体の流量は小さいとす
る）と、π・（Ｒ／２）² ・Ｖ’＝π・（ｒ／２）² ・
Ｖ・・・（４）となり、すなわちＶ＝Ｒ² ・Ｖ’／ｒ²
・・・（５）となる。そのため、ベルヌーイの定理よ
り、Ｐ＋ρ_g ・Ｖ² ／２＝Ｐ＋ρ_g ・（Ｒ² ・Ｖ’／ｒ
² ）² ／２＝Ｐ’・・・（６）が成り立ち、搬送管６１
の小径部６１ａにて発生する負圧Ｐは、送圧ポンプから
受ける圧力Ｐ’で表すと、Ｐ＝（１−Ｒ⁴ ／ｒ⁴ ）・
Ｐ’・・・（７）となる。

【００１４】この負圧Ｐにより、噴霧管６５を介して液
体６８が搬送管６１に供給されているから、すなわち、
噴霧管６５が搬送管６１と接続するＹにおいて、圧力Ｐ
が作用していることと同じとなる。また、液体６８を収
容した容器６９は、搬送管８１の下方に配設されてお
り、搬送管６１から、液体６８の水面までの距離をＬと
すると、ベルヌーイの定理より、ｕ² ／２ｇ＋Ｌ＝Ｐ／
（ρ_L ・ｇ）が成り立つので、ｕ＝｛２ｇ・Ｐ／（ρ_L
・ｇ）−２ｇ・Ｌ｝^0.5 ・・・（８）となる。この
（８）式から求まった速度ｕが、上記（１）式の条件を
満たすような流速Ｖ’で、搬送ガスを搬送管６１に流
す。すなわち、上記（１）式の条件を満たすように送圧
ポンプの圧力Ｐ’を定める。あるいは、噴霧管６５の内
径ｄを設定して（又は噴霧管６５に設けたバルブ６６の
開口率を調節することでもよい）、上記（１）式の条件
を満たすようにしてもよい。なお、上記（１）式の条件
を満たしながら、本発明では、搬送ガスの流速を変える
か、噴霧管に設けたバルブの開口率を変えることによ
り、液体の霧化量、すなわち液体の供給量を調整でき
る。すなわち、処理室へと供給される供給量、すなわち
霧化量を、容易に、かつ即座に調節することができる。

【００１５】また、搬送管を複数設け、それぞれの搬送
管に霧状となった液体が供給され、それぞれの搬送ガス
と霧状の液体とが混合した各混合流体を、処理室へ供給
すれば、処理室内で、複数の液体を均一に混合すること
ができる。更に、搬送管の途中に、液体が収容された容
器と連通する噴霧管を複数接続するようにしても、複数
の液体が霧状となって、搬送管中で均一に混合され、こ
の混合された混合流体が処理室へと搬送される。すなわ
ち、処理室においては、複数の霧状となった液体が均一
に混合された混合流体を用いて、処理を行うことができ
る。

【００１６】なお、本発明によって行われる処理として
は、例えば、有機溶剤を用いた乾燥がある。このとき、
有機溶剤として、アルコール類を使用することができる
が、親水性が良好で、不純物が少ない高純度の溶液であ
るＩＰＡを用いるのがよい。この場合には、水と置換す
る乾燥する方法だけでなく、公知のマランゴニ現象を使
用して、乾燥することも可能である。なお、これを行う
場合には、ＩＰＡの膜が上面に形成された水中からウェ
ーハを引きあげてもよいし、水を洗浄槽の下方より排水
しながら、水の液面を下方させて乾燥するようにしても
よい。

【００１７】本発明によって行われる処理としては、他
に、エッチングや薬液を用いたウェーハの洗浄などがあ
るが、これには、例えば、フッ酸（ＨＦ）を用いてウェ
ーハの酸化膜除去を行うドライ洗浄がある。このドライ
洗浄は、酸化膜除去をすることにより、疎水性であるウ
ェーハの表面が露出されるので、薬液を用いたウェーの
洗浄において、最も最後に、すなわち乾燥させる直前の
洗浄として行うと、乾燥に要する時間を短くすることが
できる。

【００１８】なお、この方法を行うための装置として
は、液体を収容させている容器と、霧状の液体を用いて
処理を行う処理室と、この処理室にその端部が配設され
搬送ガスを搬送させる搬送管と、この搬送管の途中に接
続する搬送管と容器とを連通する噴霧管とを具備するウ
ェーハ処理装置とすればよい。また、複数の液体を混合
して処理を行う場合には、複数の液体をそれぞれ収容し
た複数の容器と搬送管とを接続するようにして、搬送管
内で複数の液体を混合させてもよいし、複数の液体をそ
れぞれ収容した複数の容器がそれぞれが接続する複数の
搬送管を具備するようにして、処理室内で複数の液体を
混合させてもよい。更に、処理室で、複数の処理を行う
場合には、処理室の入口近傍で１つとなる複数の枝部を
有した搬送管とし、この枝部のそれぞれにバルブを設
け、このバルブを開閉することにより、枝部を流れる各
流体を、順番に、処理室に供給されるような構造とすれ
ばよい。

【００１９】また、処理室は、カセットなどの保持具を
用いて複数のウェーハを一度に処理するような処理室と
してもよいし、内部に枚葉型のスピン方式の載置台を配
設するようにしてもよい。また、搬送管が、噴霧管に接
続している位置より上流側において、下流側に向かうに
つれて縮径されている部分を有するようにすれば、上記
（７）式から明らかなように、液体を搬送管に供給する
ための負圧Ｐを大きくすることができる。なお、液体が
収容されている容器を搬送管に下方に配設することによ
り、液体が搬送管に供給されるには、重力に抗した量が
供給されるので、液体として搬送されにくく、すなわ
ち、より霧状となりやすい。更に、処理室に配設されて
いる搬送管の端部に、拡散防止板を具備したノズルを設
けるようにすれば、搬送ガスと霧状となった液体との混
合流体が、処理が行われるウェーハに集中的に供給され
るので、効率がよい。

【００２０】また、搬送管を流れる搬送ガスとして、Ｎ
₂ ガスを用いれば、このＮ₂ ガスがウェーハＷに残留す
るということはない。なお、洗浄槽が、ウェーハを配置
する内槽と、この内槽の外周を囲む外槽とからなり、こ
の内槽の上端を上下にジグザグ状とすれば、その洗浄の
際に、内槽から外槽へと均一に水が流れるので、内槽に
おいて水の流れが停滞することなく、ウェーハを均一に
洗浄できる。また、内槽の下方に整流板を設け、この上
にウェーハを収納している保持具を支持するための部材
を設けることによっても、一層、内槽における水の流れ
の停滞を防止することができる。従って、このような構
造を具備させることにより、乾燥装置を洗浄装置と一体
化したときでも、ウェーハを均一に洗浄することができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の各実施例について、図面を参
照して説明する。

【００２２】図１は、本発明の第１実施例における乾燥
装置を水洗装置に組み込んだ装置１０の正面断面図であ
る。この装置１０は、水洗いを行う洗浄槽１１（例えば
石英ガラスでなる）と、この洗浄槽１１の上部を覆う上
蓋１２（例えば石英ガラスでなる）とを有し、洗浄槽１
１と上蓋１２とにより処理室Ｊを形成している。なお、
図１に示される装置１０は、図示しないが、その全体が
大気圧に保持できるように、かつ、ＩＰＡが洗浄槽１１
から漏れた場合には、これを排気して外部には漏れ出な
いような構造となっている。洗浄槽１１は、上部１１ａ
ａがギザギザ状になっている内槽１１ａと、内槽１１ａ
の外周を覆うように設けられている外槽１１ｂから成
る。この外槽１１ｂは、図１に示すように排水管１３を
有し、内槽１１ａの上部１１ａａから流れる水を受け止
め、排水管１３へと流している。また、内槽１１ａの底
部の中央には、給水及び排水を行なう水管１４が配設さ
れている。

【００２３】更に、内槽１１ａの内部には、多数の孔１
６ａを有した整流板１６が、水平に配設されており、こ
の上面の中央には、保持具載置部材１７が配設されてい
る。この保持具載置部材１７は、内側に溝１７ａａが形
成されたブロック形状の２つの部材１７ａから構成され
ている。なお、保持具載置部材１７の溝１７ａａは、そ
の２つの側部５３の下端部を嵌合して、保持具１８を載
置するものである。この保持具１８は、例えば合成樹脂
でなり、２つの側部５３と、これらを結合させている薄
板部１８ｂとから構成されている。側部５３は、その上
端部に水平方向に突出した突出部５３ａが設けられ、そ
の下部は内側に傾斜しており、この傾斜部分に、ウェー
ハＷを保持するための孔５３ｂが設けられている。更
に、側部５３には、ウェーハＷを孔５３ｂに保持させる
ためのガイド溝５３ｃが設けられている。なお、本実施
例の保持具１８は、ウェーハＷが２５枚収納されてい
る。

【００２４】一方、上蓋１２は、その下面が開口した箱
形状をして、洗浄槽１１の外槽１１ｂを遊嵌するよう
に、洗浄槽１１の上方に配設されている。そして、その
中央には搬送管２１が貫通している。この搬送管２１の
端部２１ａは、処理室Ｊに配設されており、ここにはノ
ズル２２が設けられている。このノズル２２は、外周に
電灯の傘のような形状をした拡散防止板２３が設けられ
ている。この拡散防止板２３は、ノズル２２から後述す
る混合流体が処理室Ｊに流出するときに、ウェーハＷが
配設される内槽１１ａへと集中的に供給されるように、
すなわち、ノズル２２の側方に、混合流体が飛散しない
ようにしている。

【００２５】更に、搬送管２１は、上蓋１２から上方に
延びた後、水平方向に延びており、図１の右方において
バルブ２４が配設されている。搬送管２１は、このバル
ブ２４の下流側（搬送管２１内は、後述するように、搬
送ガスが矢印Ｆの方向に供給されるので）に、下流側に
向かうにつれて縮径された部分２１ｂを有している。更
に、搬送管２１の部分２１ｂの下流側の位置Ｑに噴霧管
２５が接続されている。この噴霧管２５は、開口率を可
変とする調整バルブ２６を有し、搬送管２１の下方に配
設されている容器２９と連通している。そして、この噴
霧管２５の端部２５ａは、容器２９に収容されているＩ
ＰＡ溶液２８に没入されている。なお、容器２９の空間
Ｋは、吸気管２７を介して外部と接続し、ＩＰＡ溶液２
８が搬送管２１に供給されて量が減少しても、容器２９
の内部が負圧とならない構造になっている。

【００２６】本実施例の乾燥装置が組み込まれた装置１
０は、以上のようにして構成されるが、次に、その作用
について、説明する。

【００２７】まず、公知のように、有機溶媒や酸などの
洗浄液によって、ウェーハＷを洗浄する。そして、図１
に示すように、ウェーハＷを収納した保持具１８を、洗
浄槽１１の内槽１１ａの中央に配設する。すなわち保持
具１８の側部５３の下端部を、保持具載置部材１７の溝
１７ａａに係合させる。

【００２８】そして、公知のオーバーフロー方式によっ
てウェーハＷの水洗いが行われる。すなわち、水管１４
から水（これは通常、超純水である）が供給され、整流
板１６の孔１６ａを介して、内槽１１ａに水が満たされ
た後、内槽１１ａの上部１１ａａから水が、外槽１１ｂ
へと均一に流される。更に、水が供給され続け、内槽１
１ａ内の上に向かう水の流れによって、ウェーハＷが
（保持具１３、洗浄槽２０に付着しているダストも）水
洗いされる。なお、このとき外槽１１ｂに流れた水は、
排水管１３を介して排水される。そして、充分にウェー
ハＷが水洗いされると、水の供給が停止される。すなわ
ち、ウェーハＷは水Ｖ中に浸漬された状態となり、水洗
いが終了する。次に、バルブ２４が開けられ、例えば図
示しない送圧ポンプにより、搬送管２１中を、搬送ガス
（例えばＮ₂ ）が矢印Ｆの方向へと流される。そして、
搬送ガスは、部分２１ｂを通過すると、速度が速くなる
が、その搬送管を流れる搬送ガスの流速により、搬送管
２１中には負圧が発生する。このときには、調整バルブ
２６は、所定の開口率に調整されている。そのため、噴
霧管２５を介して、容器２９内のＩＰＡ溶液２８が、霧
状で、かつ所定の量で、重力に抗して搬送管２１に吸い
上げられる。

【００２９】そして、搬送管２１に吸い込まれた霧状の
ＩＰＡ溶液は、搬送管２１を流れる搬送ガスと混合さ
れ、混合流体となって、搬送ガスの流れにより端部２１
ａへと搬送される。そして遂には、ノズル２２の孔２２
ａから、処理室Ｊ内に流出される。このとき、ノズル２
２の外周には、拡散防止板２３が設けられているので、
混合ガスは、ウェーハＷが配設された内槽１１ａの内部
へと点線で示すように供給される。処理室Ｊに供給され
た混合流体のうち霧状のＩＰＡは、水Ｖよりも比重が軽
いので、その一部は液面の上に堆積し、膜ｔを作るが、
水Ｖと膜ｔとの境界面（これはＨとして示している）で
は、ＩＰＡが水Ｖの中に拡散する。次に、水管１４から
水Ｖを排水し、膜ｔを下降させて、いわゆる公知のマラ
ンゴニ現象によって、ウェーハＷを上方から乾燥する。
なお、水管１４から水Ｖと膜ｔとが排出された後には、
上蓋１２を洗浄槽１１の上方から取り除き、乾燥したウ
ェーハＷを収納している保持具１３を取り出す。

【００３０】本実施例では、搬送管を流れる搬送ガスの
流速によって生じる負圧により、ＩＰＡ溶液を霧状とし
ているので、ＩＰＡを蒸気とするためのヒータが不要と
なり、また装置に高い圧力が加わる部分が装置１０のど
こにもないので、高圧により装置が破壊される恐れも少
なく、従来よりも安全である。そのため、従来よりも、
安全のための色々な装備や設備を少なくすることがで
き、装置を簡素化することができる。

【００３１】次に、本発明の第２実施例について、図２
を参照して説明するが、上記実施例と同様な部分につい
ては、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００３２】本実施例の装置３０は、上記実施例と異な
り、フッ酸と水を用いてドライ洗浄を行なうものであ
る。装置３０は、上記実施例と同様に、内槽１１ａと外
槽１１ｂとから構成される洗浄槽１１と、その下面が開
口した箱形状をして、洗浄槽１１の外槽１１ｂの上方を
覆うように配設されている上蓋１２’とを有している
が、その上蓋１２’には、２つの搬送管２１、３１が、
中心から同じ距離で離れて設けられている。すなわち、
本実施例の搬送管２１は、上記実施例よりも図２におい
て右方に配設されており、搬送管３１は、中心よりも左
方に配設されている。

【００３３】また、搬送管３１は、搬送管２１より内径
が太くなっているが、その構造は搬送管２１と全く同様
である。すなわち、搬送管３１の端部３１ａには、拡散
防止板３３が設けられたノズル３２が配設されており、
これは、上蓋１２’から上方に延びた後、水平方向に延
びており、図２にの左方において、バルブ３４が配設さ
れており、そのバルブ３４の下流側（搬送管３１には、
後述するように、搬送ガス（例えばＮ₂ ）が矢印Ｆ’の
方向に供給されるので）に、下流側に向かうにつれて縮
径された部分３１ｂを有している。更に、搬送管３１の
部分３１ｂの下流の位置Ｑ’において、開口率を可変と
する調整バルブ３６を有した噴霧管３５が接続されてい
る。この噴霧管３５の端部３５ａは、容器３９に収容さ
れている水３８’に没入されている。なお、容器３９
は、容器２９と同様に、その内部の空間Ｋ’が吸気管３
７を介して外部と接続し、水３８’が搬送管３１に供給
して量が減少したときに、容器３９の内部Ｋ’が負圧と
ならないようにされている。なお、搬送管２１に噴霧管
２５を介して連通している容器２９には、本実施例で
は、フッ酸３８が収容されており、そのため、噴霧管２
５の端部２５ａは、フッ酸３８中にある。

【００３４】本実施例の装置３０は、以上のように構成
されるが、次に、この作用について説明する。

【００３５】まず、ウェーハＷを図２に示すように、洗
浄槽１１の内槽１１ａに配設し、洗浄槽１１の上部を上
蓋１２で覆う。次に、バルブ２４、３４を開け、図示し
ない送圧ポンプによって、搬送管２１、３１にそれぞ
れ、搬送ガス（例えばＮ₂ ガス）を矢印Ｆ、Ｆ’の方向
に流す。すると、上記で説明したように、搬送ガスが搬
送管２１、２１’を流れる流速によって負圧が生じる。
このとき、調整バルブ２６、３６は所定の開口率に設定
されている。そのため、搬送管２１では、容器２９のフ
ッ酸３８が、位置Ｑで霧状となって、所定の量で搬送管
に供給された後、搬送ガスと霧状のフッ酸３８が混合し
た混合流体が、ノズル２２の孔２２ａから処理室Ｊへと
流出される。他方、搬送管３１も同様に、容器３９の水
３８’が、霧状で搬送管３１に供給された後、搬送ガス
と霧状の水３８’とが混合した混合流体が、ノズル２
２’の孔２２ａ’から処理室Ｊへと流出される。すなわ
ち、処理室Ｊ内には、搬送ガスによって霧状のフッ酸及
び霧状の水が同時に供給される。従って、霧状のフッ酸
及び霧状の水は、ウェーハＷの表面に形成されている酸
化膜上で液体層を形成し、これにより酸化膜がエッチン
グされる。そして、酸化膜のエッチングが終了した時点
で、処理室Ｊへのフッ酸及び水の供給を停止する。すな
わち、フッ酸と水蒸気とを用いた公知のドライ洗浄が行
なわれる。その後、水管１４から水が供給されて、例え
ば、オーバーフロー方式により、ウェーハＷの表面に付
着したフッ酸を水洗いして、除去する。

【００３６】本実施例では、フッ酸と水とを用いてドラ
イ洗浄を行うが、搬送管を流れる搬送ガスの流速によっ
て生じる負圧により、フッ酸及び水を霧状とし、これを
搬送ガスの流れにより処理室へと供給した。そのため、
これらを蒸気として用いることにより行なわれていた従
来では、ヒータが必要であり、又は圧力の高くなる部分
があったが、このようなことがなくなるので、従来より
も安全である。そのため、安全のための色々な装備や設
備を少なくすることができ、装置を簡素化することがで
きる。また、本実施例では、フッ酸と水とを処理室Ｊに
おいて均一に混合することができる。

【００３７】次に、本発明の第３実施例について、図３
を参照して説明するが、上記実施例と同様な部分につい
ては、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００３８】本実施例の装置４０は、上記第２実施例と
同様に、フッ酸と水を用いてドライ洗浄を行なうもので
ある。上記実施例と同様に、内槽１１ａと外槽１１ｂと
から構成される洗浄槽１１と、中央に、搬送管２１’が
設けられた上蓋１２とを有している。この搬送管２１’
の下方には、容器３９及び容器２９が配設されている。
容器２９には、フッ酸３８が収容されており、このフッ
酸３８には、搬送管２１’の位置Ｑにおいて接続してい
る噴霧管２５の端部２５ａが没入している。また、容器
３９には、水３８’が収容されており、この水３８’に
は、噴霧管２５’の端部２５ａ’が没入している。な
お、この噴霧管２５’は、噴霧管２５が搬送管２１’と
接続している位置Ｑに接続している。更に、この噴霧管
２５’には、開口率が可変となる調整バルブ２６’が配
設されている。すなわち、本実施例の装置４０は、上記
第２実施例において搬送管２１、３１を共通化したもの
であり、搬送管２１’の位置Ｑよりも下流側で、霧状の
フッ酸及び霧状の水が搬送ガスと混合される構成となっ
ている。

【００３９】本実施例の装置４０は、以上のように構成
されるが、次に、この作用について説明する。

【００４０】まず、ウェーハＷを図３に示すように、洗
浄槽１１の内槽１１ａに配設し、洗浄槽１１の上部を上
蓋１２で覆う。次に、バルブ２４を開け、図示しない送
圧ポンプによって、搬送管２１’に搬送ガス（例えばＮ
₂ ガス）を矢印Ｆの方向に流す。すると、上記実施例で
説明したように、搬送ガスが搬送管２１’を流れる流速
によって負圧が生じる。そのため、搬送管２１’の位置
Ｑでは、容器２９のフッ酸３８が、噴霧管２５を介して
霧状で搬送管２１’に供給され、かつ容器３９の水３
８’が、噴霧管２５’を介して霧状で搬送管２１’に供
給される。そして、位置Ｑより下流側では、搬送ガスと
霧状のフッ酸と霧状の水とが混合しながら、ノズル２２
の孔２２ａから処理室Ｊへと流出される。そして、上記
第２実施例と同様に、ＨＦガスと水蒸気とを用いたドラ
イ洗浄が行なわれる。

【００４１】本実施例では、フッ酸と水とを用いてドラ
イ洗浄が行なわれるが、搬送管を流れる搬送ガスの流速
によって生じる負圧により、フッ酸と水を霧状としてい
るので、従来、これらを蒸気として行なわれたいたドラ
イ洗浄において、ヒータを不要としたり、また装置に高
い圧力が加わる部分をなくせるので、従来よりも安全で
ある。そのため、従来よりも、安全のための色々な装備
や設備を少なくすることができ、装置を簡素化すること
ができる。また、本実施例では、搬送管２１’におい
て、霧状のフッ酸と霧状の水とが搬送ガスと混合され、
この混合された流体が処理室Ｊに供給されるので、処理
室Ｊにおいて均一に混合された霧状のフッ酸と霧状の水
とも用いて処理を行うことができる。また、本実施例で
は、希フッ酸３８と、水３８’とを容器２９、３９と、
搬送管２１’とをそれぞれ連通する噴霧管２５、２５’
は、同じ位置Ｑで搬送管２１’に接続しているので、バ
ルブ２６、２６’の開口率を変えることにより、混合比
を容易に、かつ即座に変えることができる。

【００４２】次に、本発明の第４実施例について、図４
を参照して説明するが、上記実施例と同様な部分につい
ては、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００４３】本実施例の装置５０は、ドライ洗浄、水洗
装置及び乾燥装置を一体的に組み込んだ装置である。本
実施例においても、上記第１実施例及び第３実施例と同
様に、装置５０は、内槽１１ａと外槽１１ｂとから構成
される洗浄槽１１と、中央に、搬送管４１が設けられた
上蓋１２とを有している。この搬送管４１の端部４１ａ
ａは処理室Ｊに配設されており、ここには、上記実施例
と同様に、拡散防止板４３を設けたノズル４２が配設さ
れている。この搬送管４１は、上蓋１２から洗浄槽１１
の上方に延びており、洗浄槽１１の上部で、バルブ４
７、４８、４９をそれぞれ有した３つの枝部４４、４
５、４６に分岐している。枝部４４、４５は、水平方向
に延び、そのバルブ４７、４８の上流（搬送ガスが矢印
Ｆ、Ｆ’方向に流れるので）の位置Ｘ、Ｘ’には、噴霧
管２５、３５が接続されている。この噴霧管２５、３５
は、それぞれ、ＩＰＡ溶液２８を収容している容器２９
と搬送管４１の枝部４４とを連通し、フッ酸３８（本実
施例では、希釈した希フッ酸を用いている）を収容して
いる容器２９’と搬送管４１の枝部４５を連通してい
る。また、枝部４６には、超純水が供給されている。

【００４４】本実施例の装置４０は、以上のように構成
されるが、次に、この作用について説明する。

【００４５】まず、調整バルブ２６、３６を、所定の開
口率に調整する。そして、ウェーハＷを図３に示すよう
に、洗浄槽１１の内槽１１ａに配設し、洗浄槽１１の上
部を上蓋１２で覆う。次に、バルブ４８を開け、図示し
ない送圧ポンプによって、搬送管４１の枝部４５に搬送
ガス（例えばＮ₂ ガス）を矢印Ｆ’の方向に流す。する
と、上記実施例と同様に、搬送ガスが搬送管４１を流れ
る流速によって負圧が生じ、このため、容器２９のフッ
酸３８が霧状で搬送管４１の枝部４５に供給される。そ
して、搬送ガスと霧状のフッ酸３８が混合した混合流体
が、ノズル２２の孔２２ａから処理室Ｊへと噴出され、
希フッ酸を用いた上記第２実施例と同様なドライ洗浄が
行なわれる。

【００４６】次に、枝部４５のバルブ４８を閉じ、その
後、枝部４６のバルブ４９を開けて、枝部４６から、こ
れにより処理室Ｊに超純水を供給する。なお、このと
き、同時に、水管１４からも超純水を供給するようにし
てもよい。そして、公知のオーバーフロー方式などによ
り、ウェーハＷの表面に付着したフッ酸を水洗いする。
そして、水洗いが終了したら、枝部４６のバルブ４９を
閉じ、それから枝部４４のバルブ４７を開ける。次に、
図示しない送圧ポンプによって、搬送管４１の枝部４４
に搬送ガス（例えばＮ₂ ガス）を矢印Ｆの方向に流す。
すると、上記第１実施例と同様に、搬送ガスが枝部４４
を流れる流速によって負圧が生じ、これにより、容器２
９のＩＰＡ溶液２８が霧状で搬送管２１に供給される。
そして、位置Ｑより下流側では、搬送ガスと霧状のＩＰ
Ａが混合しながら、処理室Ｊへと移送され、ノズル２２
の孔２２ａから流出する。そして、水の上にＩＰＡの膜
が形成された後、水管１４から排水することにより、上
記第１実施例で説明したＩＰＡによる乾燥が行なわれ
る。

【００４７】本実施例では、フッ酸と水とを用いてドラ
イ洗浄及びＩＰＡを用いた乾燥が行なわれるが、搬送管
４１の枝部４５を流れる搬送ガスの流速によって生じる
負圧により、フッ酸と水とを霧状とし、かつ枝部４４を
流れる搬送ガスの流速によって生じる負圧により、ＩＰ
Ａを霧状とし、これらが、搬送ガスの流れによって処理
室Ｊへと移送され、ドライ洗浄及び乾燥が行なわれる。
従来では、これらの洗浄や乾燥を行なうためには、ヒー
タが必要であったが、これが不要となり、また装置に高
い圧力が加わる部分がないので、従来よりも安全であ
る。そのため、従来よりも、安全のための色々な装備や
設備を少なくすることができ、装置を簡素化することが
できる。また、本実施例では、フッ酸を用いたドライ洗
浄によりウェーハ状の酸化膜を除去した後、水洗いし
て、ウェーハ表面のフッ酸を取り除いている。酸化膜が
除去されると、すなわちウェーハ自体は、疎水性のため
（水をはじくため）、乾燥を短時間で行うことができ
る。

【００４８】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００４９】例えば、上記第１実施例では、水洗いが終
了した後、洗浄槽１１の内槽１１ａに、ＩＰＡの膜ｔを
形成し、内槽１１ａの水管１４から排水することによっ
て、乾燥を行なった。しかしながら、上記第１実施例に
おいて、図６に示すように、内槽１１ａの上部１１ａａ
よりも上方に液面Ｈ（これは図６では一点鎖線で示して
いる）がくるように、水管１４から供給し、排水管１３
から排水して、オーバーフローによる水洗いをしなが
ら、搬送管２１から霧状のＩＰＡと搬送ガスとの混合流
体を供給し、ＩＰＡの膜ｔ’を、その水Ｖの上に形成し
てもよい。このようにすれば、ＩＰＡの膜ｔ’は薄くな
るが、乾燥時間を短くすることができる。また、上記第
１実施例では、ＩＰＡを霧状とし、マランゴニ現象を用
いて乾燥を行う場合に、洗浄槽１１の下方から排水し
て、液面を低下させながら乾燥をしたが、ウェーハＷを
上方に搬送させて乾燥させるようにしてもよい。

【００５０】また、上記第２実施例及び第３実施例で
は、２つの液体を霧状として、処理室Ｊ内、又は搬送管
２１’内で混合して処理を行うものとして、フッ酸と水
とを用いたドライエッチングの原理によるドライ洗浄を
例示したが、これに限定される必要はなく、例えば、ア
ンモニアと過酸化水素水とを用いた洗浄（すなわちＳＣ
−１液の洗浄）や塩酸と過酸化水素を用いた洗浄（すな
わちＳＣ−２液の洗浄）を行うようにしてもよいし、そ
の他の薬液を用いた洗浄やエッチングを行ってもよい。
また、上記第２実施例及び第３実施例では、混合する液
体が２つあるとして説明したが、本発明では、混合する
液体が３つ以上ある場合にも、勿論、適用可能である。

【００５１】更に、処理室に、ウェーハを載置する回転
台を配設し、スピン方式の洗浄及び／又は乾燥を行なっ
ても、本発明は適用可能である。すなわち、スピン方式
洗浄及び／又は乾燥装置に、搬送管中の搬送ガスの流れ
によって発生した負圧により、液体を搬送管に霧状で供
給し、搬送ガスと霧状の液体との混合流体を、処理室の
ウェーハへと供給するようにしても、ヒータが不要であ
り、高い圧力となる部分がないという本発明の効果を得
ることができる。

【００５２】また、上記第１実施例及び上記第４実施例
では、ウェーハの乾燥をするためにＩＰＡを用いたが、
親水性があり、蒸発しやすい溶剤であれば、他の有機溶
媒、他のアルコール類や、アセトン、キシレン、フロン
Ｒ１１３などを使用して乾燥する場合でも、適用可能で
ある。更に、上記実施例では、搬送管２１、３１、４１
を流れる搬送ガスは、Ｎ₂ であると説明したが、これ
は、例えばアルゴンなどの他の不活性ガスを用いてもよ
い。

【００５３】また、装置の細部、例えば、洗浄槽１１の
形状や保持具１８の形状などについては、上記実施例で
示したものに限定される必要は全くなく、種々のものが
可能である。また、洗浄槽１１や保持具１８などの材質
も、上記実施例で限定される必要はなく、例えば洗浄槽
であれば、ＰＦＡ（フッ素化合物）や塩化ビニールなど
であってもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のウェーハ処
理方法及び装置によれば、ドライ洗浄や乾燥を行なう場
合に、従来必要であったヒータを不要とし、かつ圧力が
高くなる部分をなくすことができるので、従来よりも安
全である。そのため、従来よりも、安全のための色々な
装備や設備を少なくすることができ、装置を簡素化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における水洗いと乾燥とを
行なう装置の正面断面図である。

【図２】本発明の第２実施例におけるドライ洗浄を行な
う装置の正面断面図である。

【図３】本発明の第３実施例におけるドライ洗浄を行な
う装置の正面断面図である。

【図４】本発明の第４実施例におけるドライ洗浄と水洗
いと乾燥とを一体化して行なう装置の正面断面図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態における液体が霧状となる
条件を説明するための模式図である。

【図６】本発明の変形例における水洗いと乾燥とを行な
う装置の正面断面図である。

【図７】従来例の乾燥装置におけるヒータを用いたＩＰ
Ａの蒸気生成装置の正面断面図である。

【図８】従来例の乾燥装置における搬送ガスを用いたＩ
ＰＡの蒸気生成装置の正面断面図である。

【符号の説明】

１０……装置、１１……洗浄槽、１２……上蓋、１８…
…ウェーハ、２１、２１’……搬送管、２１ｂ……部
分、２２……ノズル、２３……拡散防止板、２５、２
５’……噴霧管、２６、２６’……調整バルブ、２８…
…ＩＰＡ溶液、２９……容器、３０……装置、３１……
搬送管、３２……ノズル、３３……拡散防止板、３５…
…噴霧管、３６……調整バルブ、３８……フッ酸、３
８’……水、３９……容器、４０……装置、４１……搬
送管、４２……ノズル、４３……拡散防止板、４４、４
５、４６……枝部、４７、４８、４９……バルブ、Ｆ、
Ｆ’……搬送ガスの流れ方向、Ｊ……処理室、Ｗ……ウ
ェーハ。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定以上の流速で、搬送管に搬送ガスを
   流し、 前記搬送ガスの流速によって前記搬送管内に生じる負圧
   により、液体を霧状として、前記搬送ガスに混合させ、 前記霧状となった前記液体と前記搬送ガスとの混合流体
   を、前記搬送ガスの流れにより処理室に供給した後、 前記処理室において、前記混合流体を用いて処理を行う
   ようにしたことを特徴とするウェーハ処理方法。
2. 【請求項２】 所定以上の流速で、搬送管に搬送ガスを
   流し、 前記搬送ガスの流速によって前記搬送管内に生じる負圧
   により、異なる複数の液体を霧状として、前記搬送ガス
   に混合させ、 前記霧状となった前記複数の液体と前記搬送ガスとの混
   合流体を、前記搬送ガスの流れにより、処理室に供給し
   た後、 前記処理室において、前記混合流体を用いて処理を行う
   ようにしたことを特徴とするウェーハ処理方法。
3. 【請求項３】 それぞれ所定以上の流速で、各搬送管に
   搬送ガスを流し、 前記搬送ガスの流速によって前記搬送管内に生じるそれ
   ぞれの負圧により、複数の液体を各々霧状として、前記
   搬送ガスにそれぞれ混合させ、 前記霧状となった前記複数の液体のそれぞれと前記搬送
   ガスとの混合流体を、それぞれ前記搬送ガスの流れによ
   って移送させ、 複数の前記混合流体を、前記処理室に同時に供給させ
   て、 前記処理室において、複数の前記混合流体を用いて処理
   を行うようにしたことを特徴とするウェーハ処理方法。
4. 【請求項４】 所定以上の流速で、搬送管に搬送ガスを
   流し、 前記搬送ガスの流速によって前記搬送管内に生じる負圧
   により、液体を霧状として、前記搬送ガスに混合させ、 前記霧状となった前記複数の液体と前記搬送ガスとの混
   合流体を、前記搬送ガスの流れによって、処理室の入口
   近傍まで移送させ、 該入口近傍まで移送させた前記混合流体の複数を、順番
   に、前記処理室に供給させて、 前記処理室において、前記混合流体を用いた複数の処理
   するようにしたことを特徴とするウェーハ処理方法。
5. 【請求項５】 前記処理室において行われる処理が、ウ
   ェーハの乾燥又は洗浄であることを特徴とする請求項１
   乃至請求項３の何れかに記載のウェーハ処理方法。
6. 【請求項６】 前記処理室において行われる複数の処理
   が、ウェーハの洗浄及び乾燥であることを特徴とする請
   求項４に記載のウェーハ処理方法。
7. 【請求項７】 前記搬送ガスに混合する前記液体の流速
   を調節するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請
   求項４の何れかに記載のウェーハ処理方法。
8. 【請求項８】 前記搬送ガスに前記液体が混合する直前
   に、前記搬送ガスの流速を大きくしたことを特徴とする
   請求項１乃至請求項４の何れかに記載のウェーハ処理方
   法。
9. 【請求項９】 液体を収容させている容器と、霧状の前
   記液体を用いて処理を行う処理室と、前記処理室にその
   端部が配設され搬送ガスを搬送させる搬送管とを具備し
   ているウェーハ処理装置において、 前記搬送管と前記容器とを連通する噴霧管を前記搬送管
   の途中に接続し、 前記搬送管を流れる搬送ガスの流速によって生じる負圧
   により、前記容器から前記液体が霧状で、前記搬送管に
   供給されており、 前記噴霧管が接続した位置より下流側の前記搬送管にお
   いて、前記霧状となった前記液体と前記搬送ガスとが混
   合された混合流体が、前記処理室に供給されるようにし
   たことを特徴とするウェーハ処理装置。
10. 【請求項１０】 液体を収容させている複数の容器と、
    霧状の前記液体を用いて処理を行う処理室と、前記処理
    室にその端部が配設され搬送ガスを搬送させる搬送管と
    を具備しているウェーハ処理装置において、 前記搬送管と前記容器のそれぞれとを連通する複数の噴
    霧管を前記搬送管の途中に接続し、 前記搬送管を流れる搬送ガスの流速によって生じる負圧
    により、前記複数の容器から前記複数の液体がぞれぞれ
    霧状で、前記搬送管に供給されており、 前記噴霧管が接続された位置より下流側の前記搬送管に
    おいて、前記霧状となった前記複数の液体と前記搬送ガ
    スとが混合された混合流体が、前記処理室に供給される
    ようにしたことを特徴とするウェーハ処理装置。
11. 【請求項１１】 前記複数の噴霧管を、前記搬送管の同
    じ位置に接続していることを特徴とする請求項１０に記
    載のウェーハ処理装置。
12. 【請求項１２】 液体を収容させている複数の容器と、
    霧状の前記液体を用いて処理を行う処理室と、前記処理
    室にその端部が配設され搬送ガスを搬送させる複数の搬
    送管とを具備しているウェーハ処理装置において、 前記搬送管と前記容器とを連通する噴霧管をそれぞれ前
    記搬送管の途中に接続し、 前記搬送管をそれぞれ流れる前記搬送ガスの各流速によ
    って生じる負圧により、前記容器から前記液体が霧状
    で、前記搬送管にそれぞれ供給されており、 前記噴霧管が接続した位置より下流側の搬送管におい
    て、前記霧状となった前記液体と前記搬送ガスとが混合
    された複数の混合流体が、前記処理室に、同時に供給さ
    れるようにしたことを特徴とするウェーハ処理装置。
13. 【請求項１３】 液体を収容させている複数の容器と、
    霧状の前記液体を用いて処理を行う処理室と、前記処理
    室にその端部が配設され流体を搬送させる搬送管とを具
    備しているウェーハ処理装置において、 前記搬送管が、前記処理室の入口近傍では１つとなる複
    数の、バルブを有した枝部を有しており、 前記バルブを開閉することにより、前記枝部を流れる複
    数の流体を、順番に、前記処理室に供給されるように
    し、 少なくとも前記枝部の１つには、前記バルブよりも上流
    側に、前記搬送管と前記容器とを連通する噴霧管が接続
    され、 前記複数の流体の１つである搬送ガスの流速によって生
    じる負圧により、前記液体が霧状で、前記噴霧管が接続
    された前記枝部に供給されていることを特徴とするウェ
    ーハ処理装置。
14. 【請求項１４】 前記容器が、前記搬送管の下方に配設
    されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１３の
    何れかに記載のウェーハ処理装置。
15. 【請求項１５】 前記噴霧管の途中に、開口率を可変と
    できる調整バルブが配設されていることを特徴とする請
    求項９乃至請求項１３の何れかに記載のウェーハ処理装
    置。
16. 【請求項１６】 前記開口率が、前記噴霧管を流れる前
    記液体が乱流となるように調節されていることを特徴と
    する請求項１５に記載のウェーハ処理装置。
17. 【請求項１７】 前記搬送管が、前記噴霧管が接続して
    いる位置より上流側において、下流側に向かうにつれて
    縮径されている部分を有していることを特徴とする請求
    項９乃至請求項１３の何れかに記載のウェーハ処理装
    置。
18. 【請求項１８】 前記処理室に配設されている前記搬送
    管の端部には、拡散防止板を具備したノズルが設けられ
    ていることを特徴とする請求項９乃至請求項１３に記載
    のウェーハ処理装置。