(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンス槽の上部に乾燥槽が一体に設けられ、前記乾燥槽の上部が解放されて上方から洗浄物の収納、取り出しが可能で、開閉蓋の開閉により密閉可能な洗浄物の乾燥装置であって、
前記乾燥槽は、全体が横長の直方体形状を呈して前記洗浄物の周面側に位置する面に複数の微細な開口が形成され該開口を通して有機溶剤ミストを前記洗浄物に対して供給するためのミスト整流板と、該ミスト整流板の下部に取り付けられて該ミスト整流板内に前記有機溶剤ミストを供給可能な流体スプレーノズルを備え、
前記洗浄物を前記リンス槽内でリンス処理後該洗浄物を載置保持する受台を前記乾燥槽内に昇降機構により昇降させ、前記流体スプレーノズルから前記有機溶剤ミストの供給を始めて前記ミスト整流板の前記開口から２０μｍ以下の大きさの有機溶剤ミストを供給して前記洗浄物の乾燥処理を行うこと
を特徴とする洗浄物の乾燥装置。
【請求項２】
前記ミスト整流板は、前記乾燥槽の側壁に設けられ、前記有機溶剤ミストを放射する面には流体スプレーノズルから所定距離Ｓ離間した位置から上方に複数の微細な開口が形成され、前記流体スプレーノズルにより放射された有機溶剤ミストのうち前記開口を通過した有機溶剤ミストによって間接的に放射されることを特徴とする請求項１記載の洗浄物の乾燥装置。
【請求項３】
前記流体スプレーノズルは、２以上の異なる流体を同時に放射可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の洗浄物の乾燥装置。
【請求項４】
前記流体スプレーノズルから放射される流体は、有機溶剤ミストと不活性ガスであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１記載の洗浄物の乾燥装置。
【請求項５】
前記開口の形状は、面取りされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の洗浄物の乾燥装置。
【請求項６】
前記乾燥槽は、前記リンス槽内に供給される純水（ＤＩＷ）をオーバーフローするオーバーフロー槽を有し、該オーバーフロー槽から排水される経路は、接地されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１記載の洗浄物の乾燥装置。
【請求項７】
前記乾燥槽及びリンス槽内には、洗浄物を載置保持する受台を有し、該受台は昇降機構により昇降可能であり、前記洗浄物の一部が液面に直接又は間接的に接触した状態で停止可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１記載の洗浄物の乾燥装置。
【請求項８】
前記洗浄物の一部が前記リンス槽の液面に浸漬される部位は、パターン面以外の部位であることを特徴とする請求項７記載の洗浄物の乾燥装置。
【請求項９】
リンス槽の上部に乾燥槽が一体に設けられ、前記乾燥槽の上部が解放されて上方から洗浄物の収納、取り出しが可能で、開閉蓋の開閉により密閉可能な乾燥装置により乾燥を行う洗浄物の乾燥方法であって、
前記洗浄物を前記リンス槽内でリンス処理後該洗浄物を載置保持する受台を昇降機構により昇降させて前記洗浄物の一部が液面に直接又は間接的に接触した状態で一時的に停止させる工程と、
前記洗浄物に対してミスト整流板に設けられた流体スプレーノズルから有機溶剤ミストを放射して該ミスト整流板から間接的に放射して乾燥処理を行う工程と、
前記乾燥処理工程後に純水を排水する工程と、
前記排水工程後に高温の不活性ガスを前記乾燥槽内に供給して急速に乾燥処理を行う工程とを有し、
前記洗浄物を前記リンス槽内でリンス処理後該洗浄物を載置保持する受台を前記乾燥槽内に昇降機構により昇降させ、前記流体スプレーノズルから前記有機溶剤ミストの供給を始めて前記ミスト整流板の前記開口から２０μｍ以下の大きさの有機溶剤ミストを供給して前記洗浄物の乾燥処理を行うこと
を特徴とする洗浄物の乾燥方法。
【請求項１０】
前記洗浄物が前記リンス槽から昇降機構により引き上げられた後前記洗浄物は濡れていることを特徴とする請求項９記載の洗浄物の乾燥方法。
【請求項１１】
前記不活性ガスは、常温の窒素ガス（Ｎ２）又は加温された窒素ガス（Ｎ２）であることを特徴とする請求項９に記載の洗浄物の乾燥方法。
【請求項１２】
前記有機溶剤ミストを生成する有機溶剤は、水溶性でかつ基板に対する純水の表面張力を低下させる作用を有するアルコール類、ケトン類又はエーテル類から選択されることを特徴とする請求項９に記載の洗浄物の乾燥方法。
【請求項１３】
前記ミスト整流板から間接的に放射される有機溶剤ミストの粒径は２０μｍ以下であることを特徴とする請求項９記載の洗浄物の乾燥方法。
【請求項１４】
前記有機溶剤がＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）である場合には、５°Ｃ〜８０°Ｃの範囲で加熱することができることを特徴とする請求項１２記載の洗浄物の乾燥方法。
【請求項１５】
前記リンス槽内でリンス処理を行うリンス水は、水素添加水であることを特徴とする請求項９記載の洗浄物の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、洗浄物の乾燥装置及び乾燥方法に関し、特に半導体ウエハ等の基板の洗浄、すすぎ、及び乾燥に適した洗浄物の乾燥装置及び乾燥方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、微細化したウエハ等の洗浄物の精密基板洗浄後の乾燥としては、トレンチに入り込んだ水分の除去が重要な要素であり、有機溶剤ベ一パー（蒸気）を用いた乾燥装置が使用されている。この有機溶剤ベーパーを用いた乾燥装置としては、図１７に示す装置が知られている。
【０００３】
乾燥装置１０１は、図１７に示すように、上部が開口して断面略コ字状の箱状からなる乾燥槽１０２と、この乾燥槽１０２の底面１０２ａに装着された加熱装置（ヒータ）１０３と、乾燥槽１０２の上部に設けられた冷却コイル１０４と、冷却コイル１０４の下部に設けられた溶液溜まり部１０５と、乾燥槽１０２内に配置され洗浄物であるウエハ１０６を載置するウエハ載置台１０７と、ウエハ載置台１０７の下部に配された溶液受部１０８とからなる。
【０００４】
乾燥装置１０１は、乾燥槽１０２内に注入された有機溶剤１０９をヒータ１０３により沸点まで加熱上昇させて上層に有機溶剤ベーパーを生成し、そのベーパー中に水等で洗浄、すすぎが行われたウエハ１０６を乾燥槽１０２内に挿入配置する。乾燥槽１０２内に挿入配置されたウエハ１０６は、ウエハ１０６の表面で有機溶剤の凝縮が起こり、ウエハ１０６の表面に付着していた水分は、より蒸発しやすい有機溶剤で置換されて乾燥が進行する。有機溶剤ベーパー中のウエハ１０６は、次第にベーパー温度（沸点）に達してミスト雰囲気外に取り出されることによって、付着された溶剤成分はその低い蒸発潜熱のため急速に蒸発して乾燥が終了する。
【０００５】
また、乾燥槽１０２の上部に配置されている冷却コイル１０４によって加熱されてベーパーとなった有機溶剤は、凝縮されて溶液溜まり部１０５に滴下して回収再利用が可能である。また、同様に、ウエハ１０６から滴下した水分を含む溶液も溶液受部１０８での回収が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の乾燥装置１０１は、有機溶剤をヒータ１０３により加熱するので火気に十分な注意が必要であり、また、加熱冷却を行うのでエネルギーの消費が大きい。また、ヒータ１０３によって加熱させてベーパー層を形成するまでの時間がかかり、蒸発による有機溶剤の消耗量が多く、また、洗浄物がミスト層に触れると、べーパー（気相）の熱が洗浄物に奪われて急激な相変化（気体→液体）が起こりベーパー層が減少して洗浄物が大気に曝露され、汚染、乾燥不良等が起こりやすくなる。
【０００７】
本発明は、短時間で洗浄物の乾燥を行うことが可能であり、しかも洗浄物の汚染のおそれがなく、エネルギー損失などのない洗浄物の乾燥装置及び乾燥方法の提供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による洗浄物の乾燥装置は、リンス槽の上部に乾燥槽が一体に設けられ、前記乾燥槽の上部が解放されて上方から洗浄物の収納、取り出しが可能で、開閉蓋の開閉により密閉可能な洗浄物の乾燥装置であって、前記乾燥槽は、全体が横長の直方体形状を呈して前記洗浄物の周面側に位置する面に複数の微細な開口が形成され該開口を通して有機溶剤ミストを前記洗浄物に対して供給するためのミスト整流板と、該ミスト整流板の下部に取り付けられて該ミスト整流板内に前記有機溶剤ミストを供給可能な流体スプレーノズルを備え、前記洗浄物を前記リンス槽内でリンス処理後該洗浄物を載置保持する受台を前記乾燥槽内に昇降機構により昇降させ、前記流体スプレーノズルから前記有機溶剤ミストの供給を始めて前記ミスト整流板の前記開口から２０μｍ以下の大きさの有機溶剤ミストを供給して前記洗浄物の乾燥処理を行うものである。
【０００９】
本発明による洗浄物の乾燥装置の前記ミスト整流板は、前記乾燥槽の側壁に設けられ、前記有機溶剤ミストを放射する面には流体スプレーノズルから所定距離Ｓ離間した位置から上方に複数の微細な開口が形成され、前記流体スプレーノズルにより放射された有機溶剤ミストのうち前記開口を通過した有機溶剤ミストによって間接的に放射される。
【００１０】
本発明による洗浄物の乾燥装置の前記流体スプレーノズルは、２以上の異なる流体を同時に放射可能である。
【００１１】
本発明による洗浄物の乾燥装置の前記流体スプレーノズルから放射される流体は、有機溶剤ミストと不活性ガスである。
【００１２】
本発明による洗浄物の乾燥装置の前記開口の形状は、面取りされている。
【００１４】
本発明による洗浄物の乾燥装置の前記乾燥槽は、前記リンス槽内に供給される純水（ＤＩＷ）をオーバーフローするオーバーフロー槽を有し、該オーバーフロー槽から排水される経路は、接地されてなるものである。
【００１５】
本発明による洗浄物の乾燥装置の前記乾燥槽及びリンス槽内には、洗浄物を載置保持する受台を有し、該受台は昇降機構により昇降可能であり、前記洗浄物の一部が液面に直接又は間接的に接触した状態で停止可能である。
【００１６】
本発明による洗浄物の乾燥装置の前記洗浄物の一部が前記リンス槽の液面に浸漬される部位は、パターン面以外の部位である。
【００１７】
また、本発明による洗浄物の乾燥方法は、リンス槽の上部に乾燥槽が一体に設けられ、前記乾燥槽の上部が解放されて上方から洗浄物の収納、取り出しが可能で、開閉蓋の開閉により密閉可能な乾燥装置により乾燥を行う洗浄物の乾燥方法であって、前記洗浄物を前記リンス槽内でリンス処理後該洗浄物を載置保持する受台を昇降機構により昇降させて前記洗浄物の一部が液面に直接又は間接的に接触した状態で一時的に停止させる工程と、前記洗浄物に対してミスト整流板に設けられた流体スプレーノズルから有機溶剤ミストを放射して該ミスト整流板から間接的に放射して乾燥処理を行う工程と、前記乾燥処理工程後に純水を排水する工程と、前記排水工程後に高温の不活性ガスを前記乾燥槽内に供給して急速に乾燥処理を行う工程とを有し、前記洗浄物を前記リンス槽内でリンス処理後該洗浄物を載置保持する受台を前記乾燥槽内に昇降機構により昇降させ、前記流体スプレーノズルから前記有機溶剤ミストの供給を始めて前記ミスト整流板の前記開口から２０μｍ以下の大きさの有機溶剤ミストを供給して前記洗浄物の乾燥処理を行うものである。
【００１８】
また、本発明による洗浄物の乾燥方法の前記洗浄物が前記リンス槽から昇降機構により引き上げられた後前記洗浄物は濡れているものである。
【００１９】
また、本発明による洗浄物の乾燥方法の前記不活性ガスは、常温の窒素ガス（Ｎ２）又は加温された窒素ガス（Ｎ２）である。
【００２０】
また、本発明による洗浄物の乾燥方法の前記有機溶剤ミストを生成する有機溶剤は、水溶性でかつ基板に対する純水の表面張力を低下させる作用を有するアルコール類、ケトン類又はエーテル類から選択されるものである。
【００２１】
また、本発明による洗浄物の乾燥方法の前記ミスト整流板から間接的に放射される有機溶剤ミストの粒径は２０μｍ以下である。
【００２２】
また、本発明による洗浄物の乾燥方法の前記有機溶剤がＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）である場合には、５°Ｃ〜８０°Ｃの範囲で加熱することができるものである。
【００２３】
また、本発明による洗浄物の乾燥方法の前記リンス槽内でリンス処理を行うリンス水は、水素添加水である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明による乾燥装置及び乾燥方法の実施の形態について説明する。図１は、本発明による実施の形態である乾燥装置の一部断面を含む図である。
【００２５】
図１に示すように、乾燥装置１は、乾燥槽２０、リンス槽３０、給排システム４０とを有する。乾燥槽２０は、リンス槽３０の上部に設けられて一体に構成されている。乾燥槽２０の上部は、解放されていて上方から洗浄物であるウエハＷの収納、取り出しが可能な構成となっており、開閉蓋２１の開閉により完全に密閉される構成となっている。すなわち、蓋パッキン２９によって外気の混入を完全に防ぐことができる。開閉蓋２１は、図１に示す紙面に対して垂直方向に図示せぬ案内機構を介してスライドして開閉する。図１は、閉じた状態を示している。
【００２６】
乾燥槽２０、リンス槽３０は、非導電性・耐腐食性を有する部材で構成され、上部が開口して断面略コ字状の箱状からなり、乾燥槽２０よりもリンス槽３０の方がやや小さく、リンス槽３０の上部が乾燥槽２０の下部にくい込むように設けられている。リンス槽３０内の純水（ＤＩＷ）がオーバーフローする構成とするためである。
【００２７】
また、図１に示すように、乾燥槽２０の側壁には、有機溶剤、すなわち、本実施の形態ではＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）の有機溶剤ミストを洗浄物であるウエハＷに間接的に供給するためのミスト整流板２２がウエハＷの外周面を挟むように両側面に配設されている。乾燥槽２０内のウエハＷは、図１に示すように、略円形（外周の一部がオリエンテーションフラット（オリフラ）のため切り欠けが形成されている）であり、紙面に対して垂直方向に所定の間隔で複数枚平行に配列されている。通常、半導体ウエハであれば、例えば、直径が８インチのウエハを１００枚載置可能であるが、径又は枚数は適宜選定可能であり、このウエハＷは、本実施の形態では４本の支持部材からなる受台２３に載置されている。本実施の形態では、ウエハＷは、１２インチのものを想定している。受台２３は、図１に示すように、リンス槽３０と乾燥槽２０との間を図示せぬ昇降機構により昇降可能となっている。
【００２８】
また、ミスト整流板２２は、図２に示すように、全体が横長の直方体で構成されて、複数枚のウエハＷの主面に同時にＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）の有機溶剤ミストＭを供給可能な幅で構成されている。ミスト整流板２２のウエハＷの周面側に位置する面２２Ｆには、複数の微細な開口２２ａが形成されている。開口２２ａの大きさは、本実施の形態では５ｍｍ程度で形成している。この開口２２ａは、図３にも示すように、ミスト整流板２２の下方（流体スプレーノズル２４の取付位置）から所定距離Ｓの間は形成されない構成となっている。ＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）の有機溶剤ミストＭは、図１乃至図３に示すように、ミスト整流板２２の下部に取り付けられた流体スプレーノズル２４（本実施の形態では２つの異なる流体を供給）からＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）の高密度な有機溶剤ミストＭを十分な量供給し、この有機溶剤ミストＭをミスト整流板２２内に充満させ、開口２２ａからミスト化された有機溶剤ミストＭを間接的にウエハＷに供給するものである。流体スプレーノズル２４の放射口の口径は、１ｍｍ程度で構成されている。なお、前記有機溶剤ミストを生成する有機溶剤は、水溶性でかつ基板に対する純水の表面張力を低下させる作用を有するアルコール類、ケトン類又はエーテル類から選択される。
【００２９】
本実施の形態における有機溶剤ミストＭの状態変化について図３を用いて詳細に説明すると、流体スプレーノズル２４の先端の放射口から放射された有機溶剤ミストＭは、距離Ｓ（本実施の形態では、約１００ｍｍ程度）の領域ａは、２０μｍ以上の大きさの有機溶剤ミストＭＬで満たされている。そして、更に上方の領域ｂは、２０μｍ以上の大きさの有機溶剤ミストＭＬと２０μｍ以下の大きさの有機溶剤ミストＭＳとが混合されている状態となっている。この混合された有機溶剤ミストＭＬと有機溶剤ミストＭＳがミスト整流板２２の開口２２ａで整流されて有機溶剤ミストＭＳのみが通過してウエハＷに供給される。２０μｍ以上の大きさの有機溶剤ミストＭＬは、ミスト整流板２２の内部で凝縮されて図２に示す排出口２２ｂから排出される。
【００３０】
図１２は、ミスト整流板を用いて有機溶剤ミストＭの粒径と粒子数を位相ドップラー粒子分析計を用いて５分間測定する状態を示す図、図１３（ａ）は、図１２で測定した実験結果、及び（ｂ）は図１２に示すミスト整流板を用いないで有機溶剤ミストＭの粒径と粒子数を測定した実験結果を示す図である。なお、図１３（ａ）及び（ｂ）の横軸は、ミスト粒径（μｍ）、縦軸はミストカウント数を示している。
【００３１】
図１２及び図１３に示すように、ミスト整流板２２がない場合には、ミストカウント数のピークが８μｍ近辺であり、平均粒子径は１１．５μｍであった。また、粒子径が１０μｍ以上の大きな粒子も多数検出された。
【００３２】
一方、ミスト整流板２２がある場合には、ミストカウント数のピークは５μｍ近辺であり、平均粒子径は６．４μｍであった。また、粒子径が１０μｍ以上の大きな粒子はほとんど検出されなかった。
【００３３】
このように、本発明によれば、複数枚のウエハＷを同時に乾燥処理するためにはウエハＷとウエハＷとの間の隙間に有機溶剤ミストＭを均一に供給することが重要であることから、有機溶剤ミストＭの粒径が小さい方がよいことに鑑みてなされたものである。けだし、有機溶剤ミストＭの粒径が小さい方が、大きい粒径に比してガス化しやすく、気中の拡散速度が大きくなるからである。図３に示す有機溶剤ミストＭａは、ガス化される状態を示している。
【００３４】
したがって、本発明によれば、従来のように有機溶剤ミストＭを形成するために加熱したりせず、ＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）の有機溶剤ミストＭをミスト整流板２２を用いることによって間接的に放射する構成としたので、安全性が高く、しかも有機溶剤ミストＭをすぐに供給することが可能なので、装置全体の稼動効率を向上させることができる。
【００３５】
また、図４（ａ）及び（ｂ）は、ミスト整流板２２の開口２２ａの開口形状を示した拡大断面図である。
【００３６】
半導体ウエハＷ、ＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）の有機溶剤ミストＭは、帯電しやすい性質を帯びている。そのため、図４（ａ）のように、開口２２ａのエッジ部分が鋭角である場合には、帯電によって電界集中を起こし放電しやすくなり、ウエハＷが誘導帯電する。したがって、これを防ぐため、本実施の形態では、図４（ｂ）に示すようなエッジ部分を鋭角にせず、面取り形状にすることによって帯電時の電界集中をなくし、放電現象を低減するものである。本実施の形態では、放電現象を低減するものであれば、他の面取り形状でも適宜採択可能である。なお、有機溶剤ミストは、ＩＰＡミストとも称する。
【００３７】
また、図１に示すように、乾燥槽２０内には、乾燥槽２０の上方に設けられた排気口２６、窒素ガス（Ｎ２）を供給する窒素ガス供給口２７が設けられている。
【００３８】
次に、リンス槽３０は、図１に示すように、純水（ＤＩＷ）の供給用の純水供給ノズル３１から槽内に供給される。リンス槽３０内に供給された純水（ＤＩＷ）は、純水が一定量に達すると、図１に示すオーバーフロー槽３２に一旦貯留されて排水弁４２の経路を経由してオーバーフローする。排水弁４２の経路は、接地されている。そして、この状態で、乾燥槽２０内には気相部２５が形成される。また、リンス槽３０の下部中央には、純水（ＤＩＷ）を排水するための排水弁３３が設けられており、この排水弁３３が解放されると槽内の純水（ＤＩＷ）は排水管路を経由して排水される。
【００３９】
次に、乾燥槽２０、リンス槽３０と接続される給排システム４０について説明する。
【００４０】
給排システム４０は、（１）窒素ガス供給口２７に窒素ガス（Ｎ２）を供給する経路、（２）流体スプレーノズル２７に有機溶剤であるＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）と、窒素ガス（Ｎ２）の２流体を供給する経路、（３）乾燥槽２０から排気する経路、（４）リンス槽３０内に純水（ＤＩＷ）を供給する経路、（５）オーバーフロー槽３２から排水する経路、（６）リンス槽３０内の純水（ＤＩＷ）を排水する経路を有する。なお、給排システム４０の制御は、図示せぬ制御手段によってなされる。
【００４１】
（１）まず、窒素ガス供給口２７に窒素ガス（Ｎ２）を供給する経路は、弁４３が開状態（ＯＮ）で供給される常温の窒素ガス（Ｎ２）をヒータ４４で加温してフィルタ４５を通して窒素ガス供給口２７に供給される。ヒータ４４で加温された高温の窒素ガス（Ｎ２）は、乾燥槽２０内の洗浄物であるウエハＷを急速に乾燥させるためのものである。また、図１に示すように、窒素ガス供給口２７に窒素ガス（Ｎ２）を供給する経路は、前述した弁４３が開状態（ＯＮ）の場合には、他方の弁４６は閉状態（ＯＦＦ）となっている。逆に、弁４３が閉状態（ＯＦＦ）の場合には、弁４６は開状態（ＯＮ）となっており、フィルタ４５を通して常温の窒素ガス（Ｎ２）が乾燥槽２０内に供給される。これは、乾燥槽２０内に洗浄物であるウエハＷが存在しないような場合にも乾燥槽２０内に常温の清浄な窒素ガス（Ｎ２）を供給して気相部２５内を充満させておくものである。弁４３、弁４６、ヒータ４４の制御は、図示せぬ制御手段によって制御可能となっており、弁４３、弁４６の開閉及びヒータ４４の温度制御がなされる。
【００４２】
（２）流体スプレーノズル２７に有機溶剤であるＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）と、窒素ガス（Ｎ２）の２流体を供給する経路は、ＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）を貯留するＩＰＡタンク４９と、ＩＰＡタンク４９からＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）を供給するためのポンプ５０と、供給されたＩＰＡを清浄するためのフィルタ５１と、弁５２、弁５３、ＩＰＡを加熱するためのＩＰＡ加熱ヒータ５７、並びに窒素ガス（Ｎ２）を供給するための弁４７及びフィルタ４８とからなる。なお、流体スプレーノズル２４に有機溶剤であるＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）と窒素ガス（Ｎ２）の２流体は、同時に供給される。窒素ガス（Ｎ２）は、安全性を担保するためのものである。これらの制御は、前述したように、図示せぬ制御手段によってなされる。
【００４３】
（３）次に、乾燥槽２０から排気する経路は、排気口２６から弁５４を開状態（ＯＮ）にして吸引排気するものである。
【００４４】
（４）また、リンス槽３０内に純水（ＤＩＷ）を供給する経路は、弁４１を開状態（ＯＮ）にして純水供給用ノズル３１から純水（ＤＩＷ）を供給するものである。
【００４５】
（５）また、オーバーフロー槽３２から排水する経路は、リンス槽３０内の純水（ＤＩＷ）のオーバーフロー分や溶解された有機溶剤であるＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）を排水弁４２を介して排水するものである。
【００４６】
（６）また、リンス槽３０内の純水（ＤＩＷ）を排水する経路は、排水弁３３を介して排水するものである。
【００４７】
次に、本発明による乾燥装置を用いた乾燥方法は、図５に示すようなマランゴニ効果を用いた乾燥方法ではない点に特徴を有する。図５は、ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ2Ｏ）（希釈フッ酸）によるエッチング処理後のマランゴニ効果を用いた乾燥、すなわちマランゴニ乾燥によるパーティクル転写の状態を示す図、図６は、マランゴニ乾燥による乾燥において、純水リンス→乾燥工程と、ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ2Ｏ）（希釈フッ酸）（図６は、希フッ酸と表示）→純水リンス→乾燥工程によるパーティクルの増加量を示すグラフである。図５におけるＩＰＡ濃度は、ＣＩ＞ＣIIであり、表面張力がｒＩ＜ｒIIとなり、ＣII＝ＣIIIのとき、ｒII＝ｒIIIとなる。Ｃは、ＩＰＡ濃度、ｒは、表面張力を示し、ローマ数字Ｉ〜IIIは、図５に示す位置を表している。
【００４８】
図５から明らかなように、ベアウエハと酸化膜ウエハ間にはＩＰＡガス（ＩＰＡミストではない）が供給されており、この状態で純水（ＤＩＷ）が下方に引き抜かれると、マランゴニ力によって酸化膜ウエハに対向するベアウエハに水が吸着しやすくなり、パーティクルも一緒にベアウエハに付着しやすくなる。従って、図６から明らかなように、ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ2Ｏ）（希釈フッ酸）によるエッチング処理後のマランゴニ乾燥による乾燥では、パーティクルが急激に増加することが分かる。
【００４９】
図７は、本発明による乾燥装置を用いた乾燥方法とマランゴニ効果を用いた乾燥方法とを比較したグラフを示す図であり、本発明は、図５及び図６に示すＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ2Ｏ）（希釈フッ酸）によるエッチング処理後のマランゴニ乾燥によるパーティクルの増加を起こさせない乾燥方法を提供することを目的とするものである。
【００５０】
次に、本発明による乾燥方法について、図８乃至図１１を参照して説明する。図８は、本発明による乾燥方法の工程を示す説明図、図９は、本発明による乾燥工程のタイムチャート、図１０は、図８（ｅ）の状態の拡大した説明図、図１１は、図１０のウエハ表面の帯電量を説明する説明図である。
【００５１】
(1)図８（ａ）に示す乾燥工程
図８（ａ）は、乾燥装置１内にウエハＷがない状態であり、図９のステップ１に示すように、開閉蓋２１は閉状態で純水供給経路（４）からリンス槽３０内に純水を供給してオーバーフローリンスの状態で、窒素ガス（Ｎ２）供給経路（１）から弁４６、フィルタ４５、窒素ガス供給口２７を介して乾燥槽２０内に窒素ガス（Ｎ２）を供給、同時に排気経路（３）は弁５４を開にして吸引排気、ＩＰＡ供給経路（２）は、弁５３が閉、弁５２が開状態でＩＰＡ循環がなされている。このとき、受台２３は、リンス槽３０内に下降している。
【００５２】
(2)図８（ｂ）に示す乾燥工程
乾燥槽２０の開閉蓋２１を開けて洗浄若しくはすすぎ（リンス）が完了したウエハＷなどの洗浄物を図示せぬ搬送手段により受台２３に収納して載置支持させる。なお、開閉蓋２１は、洗浄物であるウエハＷが乾燥槽２０及びリンス槽３０内にロード若しくはアンロードされる場合には、自動若しくは手動により開閉可能な構成である。図９のステップ２に示すように、開閉蓋２１は開、受台２３が上昇する点以外のオーバーフローリンス状態、窒素ガス（Ｎ２）供給、吸引排気、ＩＰＡ循環などは、図８（ａ）と同様である。
【００５３】
次に、受台２３上にウエハＷなどの洗浄物が載置されると、図示せぬ搬送手段は乾燥槽２０内から退避し、開閉蓋２１が閉じられて受台２３はウエハＷと共にリンス槽３０内に下降する。
【００５４】
(3)図８（ｃ）に示す乾燥工程
図８（ｃ）は、リンス槽３０内で行われる純水リンス工程である。図１に示す（４）の弁４１が開、純水供給用ノズル３１から純水の供給が行われてオーバーフローリンスが行われる。開閉蓋２１は閉、受台２３は下降状態、窒素ガス（Ｎ２）供給、吸引排気、ＩＰＡ循環などは、図８（ｂ）と同様である。なお、オーバーフローリンスは、約３０Ｌ／ｍｉｎ（１分間で３０リットル）のリンス処理を行い、約６０秒間行われる。
【００５５】
(4)図８（ｄ）に示す乾燥工程
図８（ｄ）は、図９のステップ３のオーバーフローリンス終了後、ステップ４でリンス槽３０内にあるウエハＷが載置されている受台２３を上昇させる。図９にて明らかなように、ステップ４の処理は、受台２３の上昇以外は、ステップ３と同じである。受台２３の上昇のための処理時間としては、図９のステップ４に示すように、約３０秒である。しかして、受台２３の上昇は、図８（ｅ）にて明らかなように、ウエハＷの下面が僅かにリンス槽３０の液面に浸積された状態で停止させる。受台２３の停止位置制御は、図示せぬ制御手段により制御されるが、その停止位置は予め設定されている。洗浄物がウエハＷである場合には、ウエハＷの表面にパターンが形成されているので、このパターン面が形成されていない外周側周辺が液面に接するように停止される。この時、洗浄物であるウエハＷはリンス槽３０から昇降機構により引き上げられた後、洗浄物であるウエハＷは濡れた状態となっている。
【００５６】
また、ウエハＷの下面がリンス槽３０の液面に直接的に接触して浸積された状態を説明したが、図１４に示すように、ウエハＷとリンス水を間接的に接触させるような水切り棒を用いることによって、ウエハＷとリンス槽３０の液面とを間接的に接触させ、この水切り棒を介して水滴が落下することにより帯電除去ができることを確認した。図１４は、帯電除去がなされる様子を示す模式図である。
【００５７】
(5)図８（ｅ）に示す乾燥工程
図８（ｅ）は、図９のステップ５に相当し、図１に示す弁５２を閉じて弁５３を開き、また、弁４７を開いて流体スプレーノズル２４から有機溶剤であるＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）と窒素ガス（Ｎ２）の２流体を乾燥槽２０内に供給する。このＩＰＡミストの供給は、図９に示すように、約１２０秒間なされる。この時、ＩＰＡヒータ５７は、５°Ｃ〜８０°Ｃの範囲で加熱することが可能であり、ＩＰＡミストの供給時にＩＰＡヒータ５７がＯＮされる。
【００５８】
しかして、図１０に示すように、乾燥槽２０内のＩＰＡミスト雰囲気下では、前述したように、＋側に帯電し易くなっており、ウエハＷも帯電しやすい状態となっている。そこで、本発明による乾燥方法では、図１０に示すように、ウエハＷの表面に残留した水分にＩＰＡミストが溶解したものがウエハＷの表面を伝わって下方に落下しリンス槽３０内の純水に溶解する。そして、図９のステップ５から明らかなように、オーバーフローリンスがなされているので、オーバーフロー槽３２から排水経路（図１（５））を経由して接地されて＋側の帯電が除去される。
【００５９】
図１１（ａ）は、本発明によらず、ウエハＷの下面をリンス槽３０の液面に浸積させないで乾燥を行った場合のウエハ表面の帯電量を測定したグラフである。この測定は、図８（ｅ）、図９のステップ５の乾燥工程で測定したものである。図１１（ａ）に示す帯電量の変化は、ウエハＷの表面に残留した水分とＩＰＡがリンス槽３０内のリンス水に落下する際、一時的にウエハＷが除電される現象によるためである。
【００６０】
図１１（ｂ）は、本発明によるものであり、ウエハＷの下面をリンス槽３０の液面に直接浸漬させた状態で乾燥を行った場合のウエハ表面の帯電量を測定したグラフである。この測定は、図８（ｅ）、図９のステップ５の乾燥工程で測定したものであり、本発明による場合には、ウエハ表面の帯電量が除去されていることが分かる。なお、ウエハＷの下面をリンス槽３０の液面に直接浸積させず、間接的に水切り棒などを用いて行う場合でも同様の効果が得られることは図１４について説明したとおりである。
【００６１】
(6)図８（ｆ）に示す乾燥工程
図８（ｆ）は、図１に示す弁５３を閉じ、弁５２を開いてＩＰＡミストの供給を停止してＩＰＡ循環がなされる。そして、排水弁３３を開いてリンス槽３０内の純水排水を行う。処理時間は、約１０秒である。図９のステップ６に示すように、窒素ガス（Ｎ２）供給経路（１）から弁４６、フィルタ４５、窒素ガス供給口２７を介して乾燥槽２０内に窒素ガス（Ｎ２）を供給、排気経路（３）は弁５４を開にして吸引排気がなされている。
【００６２】
(7)図８(ｇ)に示す乾燥工程
図８(ｇ)は、図９のステップ７に相当するものであり、弁４６を閉じて常温の窒素ガス（Ｎ２）の供給を停止し、弁４３を開き、ヒータ４４により窒素ガス（Ｎ２）を加温して高温の窒素ガス（Ｎ２）を乾燥槽２０内に供給する。高温の窒素ガス（Ｎ２）の供給する処理時間は、約１５０秒であり、この間に乾燥槽２０内のウエハＷの表面を急速に乾燥する。
【００６３】
(8)図８(ｈ)に示す乾燥工程
図８(ｈ)は、前工程で高温の窒素ガス（Ｎ２）雰囲気下の状態から弁４３を閉、ヒータ４４をオフ（ＯＦＦ）し、弁４６を開にして乾燥槽２０内に常温の不活性ガスである窒素ガス（Ｎ２）を供給して乾燥槽２０内を常温に戻す。いわゆるクーリングダウンである。この処理時間としては、約３０秒である。窒素ガス供給口２７から常温の不活性ガスである窒素ガス（Ｎ２）が供給されることによって乾燥槽２０内を不活性ガス雰囲気に保ち、ウエハ、例えばシリコン（Ｓｉ）表面の再酸化の防止を図ることが可能である。
【００６４】
(9)図８(ｉ)に示す乾燥工程
図８（ｉ）は、図９のステップ９に示すように、開閉蓋２１を開にして受台２３上に載置されている乾燥処理後のウエハＷを図示せぬ搬送手段によって乾燥槽２０外に搬出する。
【００６５】
以上のように、本発明による乾燥装置によれば、乾燥槽２０、リンス槽３０で構成され、省スペース化を図ることができる。また、本発明によれば、リンス槽３０からウエハＷを引き上げる工程において、有機溶剤ミストの供給を行っていないので、ウエハＷとリンス槽３０内のリンス水との界面にマランゴニ効果は発生しない。したがって、パーティクルの転写も発生しない。本発明による乾燥方法は、不活性ガスである窒素ガス（Ｎ２）として常温のガスを使用する。常温の雰囲気を維持するためである。しかして、有機溶剤（ＩＰＡ）を気化させて乾燥する工程（図９のステップ７）では、不活性ガスである窒素ガス（Ｎ２）は、加温したものを使用する。急速な乾燥を行うことができるからである。この加温する温度は、実験例によれば２０℃〜１００℃の範囲がよい。しかし、加温せずに常温のものも洗浄物によって使用してもよい。また、不活性ガスとして窒素ガス（Ｎ２）を用いているが、その他のガスとしては、アルゴンガスを用いてもよい。また、本発明によれば、酸化膜及びパターン付きウエハからのパーティクルの付着を抑制し、かつシリコン（Ｓｉ）表面の再酸化を防止することが可能である。
【００６６】
次に、図１５は、ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ２Ｏ）（希釈フッ酸）によるエッチング処理後の本発明による乾燥装置を用いてリンス槽内のリンス水に水素水を添加した水素添加水を用いてリンス処理を行い、乾燥工程後のシリコン表面の酸化膜厚を測定した図である。横軸にリンス時間（ｍｉｎ）、縦軸に自然酸化膜厚み（Å）を表している。
【００６７】
図１５に示すように、リンス時間に応じてシリコン表面に形成される酸化膜厚が増えるが、水素添加水でリンス処理した場合、Ｏ２濃度１５ｐｐｂの超純水の場合に比べ、自然酸化膜の成長が抑制されていることを確認した。これはリンス水に水素が存在することにより、シリコン（Ｓｉ）と水素の結合が促進され、シリコン（Ｓｉ）と酸素の結合を妨げたものと考えられるためである。以上から、リンス水に水素水を添加した水素添加水を用いると、シリコン表面の自然酸化膜の成長を抑制でき、また、ウォーターマークの形成も防止できる。したがって、本発明による乾燥装置及び乾燥方法によれば、リンス水として水素添加水の選択も可能である。
【００６８】
次に、本発明による乾燥装置の他の実施例について図１６を用いて説明する。なお、図１に示す装置と基本的な構成及び機能は実質的に同一であるので、相違する点について説明することとする。
【００６９】
図１６に示すように、乾燥装置２０は、リンス槽３０を有しない構成のものであり、その結果、オーバーフロー槽３２も有さない。したがって、図１６に示す乾燥装置は、他の工程でリンス処理が行われてきた洗浄物であるウエハＷについて、純粋に乾燥処理のみを行うものである。
【００７０】
本発明によれば、マランゴニー力によるパーティクルの転写がなく、また、窒素による不活性ガス雰囲気にするので酸素が排除され、ウォーターマークの防止が行えるとともに生産性の向上が図れる。また、密閉構造で処理するので、洗浄物への汚染がない。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、有機溶剤ミストを間接的に放射するようにしたので、有機溶剤ミストの粒径を小さくすることができる。また、本発明によれば、マランゴニー力によるパーティクルの転写がなく、また、窒素による不活性ガス雰囲気にするので酸素が排除され、ウォーターマークの防止が行えるとともに生産性の向上が図れる。また、密閉構造で処理するので、洗浄物への汚染がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態である乾燥装置の一部断面を含む図である。
【図２】ミスト整流板を用いて有機溶剤ミストを間接的に放射する状態を示す説明図である。
【図３】ミスト整流板から放射された有機溶剤ミストの粒径及び放射状態を示す説明図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、ミスト整流板の開口の開口形状を示した拡大断面図である。
【図５】ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ2Ｏ）（希釈フッ酸）によるエッチング処理後のマランゴニ効果を用いた乾燥、すなわちマランゴニ乾燥によるパーティクル転写の状態を示す図である。
【図６】マランゴニ乾燥による乾燥において、純水リンス→乾燥工程と、ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ2Ｏ）（希釈フッ酸）（図６は、希フッ酸と表示）→純水リンス→乾燥工程によるパーティクルの増加量を示すグラフである。
【図７】マランゴニ乾燥と本発明による乾燥におけるパーティクルの増加量を比較する図である。
【図８】本発明による乾燥方法の工程を示す説明図である。
【図９】本発明による乾燥工程のタイムチャートである。
【図１０】図８（ｅ）の状態の拡大した説明図である。
【図１１】図１０のウエハ表面の帯電量を説明する説明図である。
【図１２】ミスト整流板を用いて有機溶剤ミストＭの粒径と粒子数を位相ドップラー粒子分析計を用いて５分間測定する状態を示す図である。
【図１３】（ａ）は、図１２で測定した実験結果、及び（ｂ）は図１２に示すミスト整流板を用いないで有機溶剤ミストＭの粒径と粒子数を測定した実験結果を示す図である。
【図１４】帯電除去がなされる様子を示す模式図である。
【図１５】ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ２Ｏ）（希釈フッ酸）によるエッチング処理後の本発明による乾燥装置を用いてリンス槽内のリンス水に水素水を添加した水素添加水を用いてリンス処理を行い、乾燥工程後のシリコン表面の酸化膜厚を測定した図である。
【図１６】乾燥装置の他の実施例を示す図である。
【図１７】従来の乾燥装置を示す図である。
【符号の説明】
１      乾燥装置
２０      乾燥槽
２１      開閉蓋
２２      ミスト整流板
２３      受台
２４      流体スプレーノズル
２５      気相部
２６      排気口
２７      窒素ガス供給口
３０      リンス槽
３１      純水供給用ノズル
３２      オーバーフロー槽
３３      排水弁
４０      給排システム
４１      弁
４２      排水弁
４３      弁
４４      ヒーター
４５      フィルタ
４６，４７  弁
４８      フィルタ
４９      ＩＰＡタンク
５０      ポンプ
５１      フィルタ
５２，５３，５４  弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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