(57)【要約】【課題】乾燥槽内の温度分布の均一性を高めて半導体基板の乾燥ムラを減らす。【解決手段】  本発明の半導体製造装置は、水洗された複数の半導体基板を一度に乾燥させる乾燥槽２と、乾燥槽２の側面ごとに設置された、上部ヒータ８ａと下部ヒータ８ｂを含む複数のヒータ８と、複数のヒータ８のそれぞれに対応して温度制御をするための複数の温度測定器９と、を備える。【選択図】図２
2014041872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水洗された複数の半導体基板を一度に乾燥させる乾燥槽を備えた半導体製造装置であって、
前記乾燥槽の側面ごとに設置された複数のヒータと、
前記複数のヒータのそれぞれに対応して温度制御をするための複数の温度測定器と、
を備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記乾燥槽内において、前記半導体基板同士が間隔を開けて対面し、且つ、前記半導体基板の表裏面が鉛直方向に沿った面になるように、前記複数の半導体基板を並べて保持できる保持装置をさらに備えた、請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記複数のヒータは、前記乾燥槽内において前記保持装置により保持された前記複数の半導体基板の端部が対向する前記乾燥槽の側面に、該半導体基板の並ぶ方向に沿って並置されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記複数のヒータは、前記乾燥槽内に前記保持装置により保持された前記半導体基板の上端部より上側に配置された上部ヒータと、前記乾燥槽内に前記保持装置により保持された前記半導体基板の上端部よりも下側に配置された下部ヒータとを含んでいることを特徴とする請求項２または３に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記乾燥槽内にイソプロピルアルコールの蒸気を導入する機構をさらに備え、
該機構は、前記乾燥槽内において前記保持装置により保持された前記複数の半導体基板の端部が対向する前記乾燥槽の側面に少なくとも設置されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記複数のヒータはラバーヒータであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
半導体基板を水洗する工程と、
乾燥槽内において、前記半導体基板同士が間隔を開けて対面し、且つ、前記半導体基板の表裏面が鉛直方向に沿った面になるように、複数の前記半導体基板を並べて保持するとともに、前記乾燥槽の側面ごとに設置された複数のヒータと前記複数のヒータのそれぞれに対応して温度制御をするための複数の温度測定器とを用いて該複数の半導体基板を乾燥させる工程と、
を備える半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記複数の半導体基板を乾燥させる工程は、前記半導体基板にイソプロピルアルコールの蒸気を吐出することを含む、請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体製造装置に関し、特に、水洗いされた半導体ウェハーを乾燥させる方法およびウェハー乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハーの製造工程において、洗浄水で半導体ウェハーを洗浄した後、該半導体ウェハーに付着した洗浄水を乾燥させる処理が行われている。このような処理を実施する装置として、互いに重ならないように並べて保持した多数枚の半導体ウェハーを水洗槽内に浸漬して洗浄した後、水洗槽外へ引き上げられた多数枚の半導体ウェハーの水分を乾燥させるバッチ式のウェット処理装置が知られている。
【０００３】
このバッチ式ウェット処理装置でのウェハー乾燥には、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気による乾燥を行う方法（蒸気乾燥法）がしばしば使われている。ＩＰＡを使った蒸気乾燥法では、ＩＰＡ蒸気領域に洗浄後の半導体ウェハーを配置すると、ＩＰＡ蒸気が洗浄対象の半導体ウェハー表面で凝集して液化し、液化したＩＰＡが半導体ウェハー表面を流下しながら洗う。半導体ウェハーが蒸気温度に暖まると凝集が止まり乾燥する。
【０００４】
例えば特許文献１には、ＩＰＡ蒸気がタンク内に導入され、ＩＰＡ蒸気はタンクの底で加熱され且つタンク側壁の加熱パネルにより蒸気として維持されており、このタンク内のＩＰＡ蒸気領域に濡れた半導体ウェハーを置くことが可能な蒸気乾燥装置が開示されている。
【０００５】
また、蒸気乾燥以外の乾燥法として、乾燥室を減圧状態にして、半導体ウェハーに付着した洗浄水の蒸発を促進することが特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１６６７９２号公報
【特許文献２】特開２００１−１２７０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示される装置は、加熱パネルが乾燥用タンクの４つの側壁それぞれに設置され、該加熱パネルより上のタンク上部に冷却コイルが設けられた装置となっている。つまり、タンクの側壁の加熱パネルはタンクの天井部から底部の方へある距離を隔てた領域には備えられていない。したがって、該タンクの上部の温度が相対的に低くなる。
【０００８】
さらに、該タンク内には多数枚の半導体ウェハーをウェハー同士が対面するように並べ置くが、特許文献１に開示される装置は、該タンクのそれぞれの側壁に該加熱パネルを一枚ずつ配置した装置である。このため、並べ置かれた多数枚の半導体ウェハーのうちの、端のウェハーの周辺温度と中央のウェハーの周辺温度とでは温度差が生じる。
【０００９】
以上のように、特許文献１に開示される装置では該タンク内に温度分布の不均一なところが生じ、半導体ウェハーの乾燥ムラが発生することが懸念される。しかしながら特許文献１には、複数枚の半導体ウェハーを並べて置いたタンク内の温度分布を均一に制御する方法についての記載は無い。
【００１０】
さらに、特許文献１に開示される装置ではタンク上部にヒータが無いため、タンク内の半導体ウェハーの上方でＩＰＡ蒸気が冷却されてタンク上壁に結露し、液滴として半導体ウェハー上に滴下し付着して、乾燥処理済みの半導体ウェハーが不良になる虞もある。
【００１１】
特許文献２もまた、乾燥室を加熱する手段や乾燥室内の温度制御についての開示が無い。更に、特許文献２に示されるように乾燥室内を減圧するためには装置が複雑になる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、水洗された複数の半導体基板を一度に乾燥させる乾燥槽を備えた半導体製造装置に係るものである。
【００１３】
この装置発明の態様は、乾燥槽の側面ごとに設置された複数のヒータと、複数のヒータのそれぞれに対応して温度制御をするための複数の温度測定器と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また本発明の別の態様は、半導体基板を水洗する工程と、複数の半導体基板を乾燥させる工程と、を備える半導体装置の製造方法に係る。
【００１５】
この方法発明の態様において、該乾燥させる工程は、乾燥槽内において、半導体基板同士が間隔を開けて対面し、且つ、半導体基板の表裏面が鉛直方向に沿った面になるように、複数の半導体基板を並べて保持するとともに、乾燥槽の側面ごとに設置された複数のヒータと該複数のヒータのそれぞれに対応して温度制御をするための複数の温度測定器とを用いて該複数の半導体基板を乾燥させる工程と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
以上のような装置発明および方法発明では、複数のヒータが乾燥槽の側面ごとに設置され、それぞれのヒータに対応する温度測定器により、各ヒータの温度を個別に制御することが可能となる。そのため、乾燥槽内に温度分布の不均一なところが生じにくくなる。また、乾燥槽内で乾燥させる半導体基板の枚数が変更されても、各半導体基板の温度を一様にすることも出来る。
【発明の効果】
【００１７】
したがって本発明によれば、乾燥させる複数の半導体ウェハーを並べて置いたタンク内の温度の均一性が高まり、半導体ウェハーの乾燥ムラを軽減することができる。また、タンク上壁へのＩＰＡの結露が防止されるため、洗浄・乾燥処理を済ませた半導体ウェハーにタンク上壁からＩＰＡ液滴が落下して付着する虞が解消される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例による半導体ウェハー水洗乾燥装置の概略構成を示す正面図。
【図２】図１に示した半導体ウェハー水洗乾燥装置の概略構成を示す側面図。
【図３】図１及び図２に示した装置で実施される半導体ウェハーの水洗及び乾燥処理を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を説明する。
【００２０】
本発明の半導体製造装置の実施例として、複数枚の半導体ウェハーを水洗いする水洗装置と水洗された半導体ウェハーを一度に乾燥させる乾燥装置とを組み合わせた装置を示す。しかし本発明は、前記乾燥装置を備えた半導体製造装置であればよく、前記水洗装置と前記乾燥装置が一体になったものに限定されない。
【００２１】
図１は本実施例による半導体ウェハー水洗乾燥装置の概略構成を示す正面図、図２はその半導体ウェハー水洗乾燥装置の概略構成を示す側面図である。
【００２２】
これらの図に示すように、本実施例の半導体ウェハー水洗乾燥装置は、水洗槽１と、水洗槽１の直上に配置された乾燥槽２とを備える。
【００２３】
水洗槽１は、半導体基板であるシリコンウェハー３を洗浄する水を収容している。この水洗槽１の上面はシャッター４により開閉可能となっている。ウェハーリフター（保持装置）５に保持された複数枚のシリコンウェハー３を水洗槽１の水中に浸漬させることにより、シリコンウェハー３が水洗いされる。
【００２４】
ウェハーリフター５は、シリコンウェハー３同士が間隔を開けて対面し、且つ、シリコンウェハー３の表裏面が鉛直方向に沿った面になるように、複数枚のシリコンウェハー３を並べて保持できるものである。このように並べられた複数枚のシリコンウェハー３がウェハーリフター５と一緒に水洗槽１内に収まるように、水洗槽１は、底面を長方形とした直方体形状に構成されている。水洗槽１内は水の清浄度を保たれていることが好ましい。さらにウェハーリフター５は、少なくとも鉛直方向に昇降可能になっている。
【００２５】
乾燥槽２もまた、複数枚のシリコンウェハー３を並べて保持したウェハーリフター５を収容できるように直方体形状を有する。乾燥槽２の底面が水洗槽１の上面になっている。さらに、乾燥槽２の上面はシャッター６により開閉可能となっている。
【００２６】
乾燥槽２の下面のシャッター４と上面のシャッター６を閉じることにより、乾燥槽２内を閉じた空間にすることができ、シャッター４，６を開くことにより、ウェハーリフター５上の半導体ウェハー４を装置外部から水洗槽１内へ導入することができる。
【００２７】
乾燥槽２内には、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気を乾燥槽２内に導入する機構として２本の噴射ノズル７が配置されている。
【００２８】
各噴射ノズル７はストレートパイプからなり、該ストレートパイプの側面に複数の噴射口（不図示）が、該ストレートパイプの長手方向に所定間隔で設けられている。各噴射ノズル７は、ウェハーリフター５に保持された複数枚のシリコンウェハー３の並ぶ方向に沿って延びている。そして各噴射ノズル７は、ウェハーリフター５で複数枚のシリコンウェハー３が昇降されるときに要する空間の左右両側にそれぞれ配置されている。
【００２９】
各噴射ノズル７は、乾燥槽２内にてウェハーリフター５により保持されたシリコンウェハー３の横側の端部が対向する乾燥槽２の側壁に取り付けられていることが好ましい。さらに、各噴射ノズル７の位置は、図１に示される姿勢に保持されたシリコンウェハー３の上端から下端の方へ噴射口からＩＰＡ蒸気を吐出できるように設定されていることが好ましい。尚、噴射ノズル７はＩＰＡ蒸気に替えて、乾燥した窒素を噴射することもできる。
【００３０】
また、乾燥槽２の側壁の内側面にヒータ８（例えばシリコンラバーヒータ）が固定されている。本実施例の乾燥槽２は直方体形状の槽であるので４つの側壁を有しており、各々の側壁の内側面に複数のヒータ８が設置されている。さらに、乾燥槽２の各側面に配置された複数のヒータ８は、鉛直方向上下に分離された上部ヒータ８ａと下部ヒータ８ｂを含んでいる。特に、上部ヒータ８ａと下部ヒータ８ｂは、ウェハーリフター５によって乾燥槽２内に収容されたシリコンウェハー３の上端の位置を境にして上下に配置されている。したがって、上部ヒータ８ａは、乾燥槽２内に収容されたシリコンウェハー３の上端部より高い位置にある。
【００３１】
さらに、乾燥槽２の長手方向の側面に配置されている上部ヒータ８ａと下部ヒータ８ｂはそれぞれ、その乾燥槽２の長手方向に関して、複数（本例では３つ）のヒータ部に分かれていることが好ましい。
【００３２】
複数の上部ヒータ８ａ及び下部ヒータ８ｂは、温度測定器９により、各々独立に加熱温度を制御可能である。このため、温度測定器９は、複数の上部ヒータ８ａ及び下部ヒータ８ｂのそれぞれに対して、少なくとも１つずつ設置されている。図１では温度測定器９の位置を分かりやすく示しているが、実際には、各ヒータ８の直近に設けられている。尚、ヒータ８自身が発する熱の温度を測って、そのヒータ８自身を目標の温度に制御できる場所であれば、図１及び図２に示した態様に限られない。
【００３３】
本発明によれば、乾燥槽２内のウェハー枚数が多い時も少ない時も各ウェハーに最適な温度、例えば５０℃を設定できるため、所望の乾燥性能を得ることができる。また、乾燥槽２の上部にヒータ（上部ヒータ８ａ）を設けることで、槽上部の温度が低くなることによるＩＰＡの結露を防止することもできる。
【００３４】
次に、シリコンウェハー３の水洗及び乾燥処理を説明する。
【００３５】
図３の（ａ）〜（ｇ）は、図１及び図２に示した装置で実施される半導体ウェハーの水洗及び乾燥処理を説明するための図である。
【００３６】
まず、図３（ａ）に示すように、乾燥槽２の下面のシャッター４と上面のシャッター６を開く。そして、図２に示したように複数枚のシリコンウェハー３を並べて保持したウェハーリフター５を、図３（ｂ），（ｃ）に示すように装置外部から乾燥槽２内を通過させて水洗槽１内の水中へ浸漬する。これにより、複数枚のシリコンウェハー３が同時に水洗いされる。
【００３７】
水洗後、図３（ｄ）に示すようにウェハーリフター５を上昇させて、水洗された複数枚のシリコンウェハー３を乾燥槽２内に位置させ、乾燥槽２の下面のシャッター４を閉める。
【００３８】
さらに、図３（ｅ）に示すように乾燥槽２の下面のシャッター４を閉め、乾燥槽２内を、密閉された空間にする。この状態で乾燥槽２内の温度分布が均一になるように、乾燥槽２の側面の複数の上部ヒータ８ａ及び８ｂの温度を、各々のヒータに対応する温度測定器９（図３では不図示）を用いて制御する。そして、図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、噴射ノズル７より、シリコンウェハー３の上端から下端の方へＩＰＡ１０の蒸気を吐出し、所定の時間経過後、乾燥したＮ2を吐出することにより、シリコンウェハー３を乾燥させる。
【００３９】
本発明ではシリコンウェハー３を取り囲む側壁にヒータ８ｂが設けられているだけでなく、シリコンウェハー３の上端より上側の空間を形成する側壁にもヒータ８ａが設けられているため、上記したＩＰＡ蒸気の吐出工程中、乾燥槽２の上面のシャッター６にＩＰＡ１０の結露が発生しにくい。この事により、乾燥させたシリコンウェハー３にＩＰＡ液滴が落下して付着する問題が軽減される。
【００４０】
以上のようにシリコンウェハー３の乾燥処理が終了したら、図３（ｇ）に示すように乾燥槽２の下面のシャッター４と上面のシャッター６を開き、ウェハーリフター５を上昇させて、洗浄・乾燥処理を済ませた複数枚のシリコンウェハー３を装置外部へ取り出す。
【００４１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００４２】
例えば、ヒータ８及び温度測定器９それぞれの個数及び設置位置に関して、本発明は図１及び図２に示した態様に限られない。乾燥槽２内の温度分布を均一にできるならば、ヒータ８は乾燥槽２の全ての側面に設置されている必要はなく、またヒータ８を分割する数や場所についても適宜決めることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１    水洗槽
２    乾燥槽
３    シリコンウェハー
４，６    シャッター
７    噴射ノズル
８    ヒータ
８ａ    上部ヒータ
８ｂ    下部ヒータ
９    温度測定器
１０    ＩＰＡ
１１    Ｎ2
【図１】
2014041872.tif 000003
【図２】
2014041872.tif 000004
【図３】
2014041872.tif 000005