(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体装置の製造装置において、雰囲気遮断板及びＩＰＡベーパー等を使用することなく、湿式洗浄後の半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることを防止する。【解決手段】洗浄チャンバー１３内における半導体ウェハの湿式洗浄後、半導体ウェハを乾燥チャンバー１４内に搬送し、乾燥チャンバー１４内において半導体ウェハの乾燥を行う半導体装置の製造装置であって、湿式洗浄が施された半導体ウェハの表面上に、液化された不活性ガスを導入することにより、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を制御する手段と、制御する手段によって制御された雰囲気の下で、乾燥チャンバー１４内へ半導体ウェハを搬送する手段とを備えており、雰囲気を制御する手段は、液化された不活性ガス及び液化された不活性ガスが気化された不活性ガスによって、半導体ウェハの表面近傍が覆われるように、液化された不活性ガスを導入する。【選択図】図２
2006190737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄チャンバー内において半導体ウェハの湿式洗浄を行って、前記湿式洗浄後の前記半導体ウェハを乾燥チャンバー内に搬送し、前記乾燥チャンバー内において前記半導体ウェハの乾燥を行う半導体装置の製造装置であって、
前記洗浄チャンバー内において前記湿式洗浄が施された前記半導体ウェハの表面上に、液化された不活性ガスを導入することにより、前記半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を制御する手段と、
前記制御する手段によって制御された前記雰囲気の下で、前記乾燥チャンバー内へ前記半導体ウェハを搬送する手段とを備えており、
前記雰囲気を制御する手段は、前記液化された不活性ガス及び前記液化された不活性ガスが気化された不活性ガスによって、前記半導体ウェハの表面近傍が覆われるように、前記液化された不活性ガスを導入することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】
減圧雰囲気の下で、前記乾燥チャンバー内において、前記半導体ウェハを乾燥する手段とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項３】
前記洗浄チャンバーにおける前記半導体ウェハを保持する部材は、
前記半導体ウェハを構成する基板の材料が有する熱伝導率と同等の熱伝導率を有し、且つ、
前記半導体ウェハを構成する前記基板の材料が有する収縮率と同等の収縮率を有する材料よりなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項４】
前記半導体ウェハを搬送する手段を構成する部材と前記乾燥チャンバーにおける前記半導体ウェハを保持する部材とは、前記半導体ウェハを構成する基板の材料が有する熱伝導率と同等以上の熱伝導率を有する材料よりなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項５】
洗浄チャンバー内において半導体ウェハの湿式洗浄を行って、前記湿式洗浄後の前記半導体ウェハを乾燥チャンバー内に搬送し、前記乾燥チャンバー内において前記半導体ウェハの乾燥を行う半導体装置の製造方法であって、
前記洗浄チャンバー内において前記湿式洗浄が施された前記半導体ウェハの表面上に、液化された不活性ガスを導入することにより、前記半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を制御する工程と、
前記制御する工程によって制御された前記雰囲気の下で、前記乾燥チャンバー内へ前記半導体ウェハを搬送する工程とを備え、
前記雰囲気を制御する工程は、前記液化された不活性ガス及び前記液化された不活性ガスが気化された不活性ガスによって、前記半導体ウェハの表面近傍が覆われるように、前記液化された不活性ガスを導入することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記半導体ウェハを搬送する工程の後に、
減圧雰囲気の下で、前記乾燥チャンバー内において、前記半導体ウェハを乾燥する工程とを更に備えることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記半導体ウェハを搬送する際における前記乾燥チャンバーは、
前記乾燥チャンバー内の雰囲気が不活性ガスを用いて、陽圧に制御されていることを特徴とする請求項５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、電子デバイスの製造装置及び電子デバイスの製造方法に関し、特に、半導体基板を備えた半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法、並びに液晶表示装置用ガラス基板、及びプラズマディスプレイ用ガラス基板等を備えた電子デバイスの製造装置及び電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程のうち、洗浄工程は非常に重要な役割を果たす工程である。
【０００３】
洗浄工程は主に、洗浄ステップ及び乾燥ステップから構成されている。洗浄ステップでは、各種薬液による半導体ウェハの処理が行われることにより、半導体ウェハの洗浄が行われ、続いて、純水による半導体ウェハの処理が行われることにより、洗浄後の半導体ウェハの水洗が行われる。また、乾燥ステップでは、水洗後の半導体ウェハの表面から水分の除去が行われることにより、半導体ウェハの乾燥が行われる。
【０００４】
以下に、半導体ウェハを乾燥させる方法について具体的に説明する。
【０００５】
例えば、半導体ウェハを乾燥させる方法として、スピン乾燥法が挙げられる。
【０００６】
スピン乾燥法では、半導体ウェハが水平に保持された状態で、半導体ウェハを高速回転させることにより、半導体ウェハの表面に付着された水分を振り切る。これにより、半導体ウェハの乾燥が行われる。
【０００７】
しかしながら、スピン乾燥法では、以下に示す[式１]のように、水分、酸素及びシリコンが反応することにより、ケイ酸（Ｈ2ＳｉＯ3）が生成されて水分中へ溶解する。このため、水分が除去された後の半導体ウェハの表面にはケイ酸が析出するので、ウォーターマークと呼ばれるシミが形成されることがある。
Ｈ2Ｏ ＋ Ｏ2 ＋ Ｓｉ → Ｈ2ＳｉＯ3 → ＨＳｉＯ3- ＋ Ｈ+ ・・・[式１]
これにより、半導体装置の歩留まりの低下が引き起こされるので、洗浄工程の際に、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることなく、半導体ウェハの乾燥を行うことは非常に重要である。
【０００８】
以下に、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることなく、半導体ウェハの乾燥を行うことができる半導体ウェハの乾燥方法について示す。
【０００９】
洗浄後の半導体ウェハの表面に純水等の液膜を形成した後に、半導体ウェハにおける液膜が形成されている側の面と向かい合うようにして、雰囲気遮断板を半導体ウェハへ近接させるように配置する。
【００１０】
次に、半導体ウェハと雰囲気遮断板との空間に大量の窒素ガスを供給することにより、該空間における酸素ガスを窒素ガスと置換する。
【００１１】
このようにして、液膜によって半導体ウェハの表面を覆うと共に、窒素ガスの供給によって半導体ウェハと雰囲気遮断板との空間における雰囲気中から酸素ガスの除去を行う。その後、半導体ウェハの乾燥を行う。
【００１２】
これにより、半導体ウェハと雰囲気遮断板との空間における雰囲気中には酸素が存在しないので、[式１]に示される反応が起こることはない。このため、洗浄工程における乾燥ステップの際に、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることを防止することができる。
【００１３】
このように、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素ガスを排除することにより、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることなく半導体ウェハの乾燥を行うことができる。
【００１４】
また、半導体ウェハが微細パターンを有する基板である場合、微細パターン上には水分が残留され易いので、ウォーターマークが形成され易い。
【００１５】
このため、前述したように、半導体ウェハと雰囲気遮断板との空間に、大量の窒素ガスを供給するだけでなく、大量のＩＰＡ（イソプロピルアルコール）ベーパーを供給する。これにより、半導体ウェハと雰囲気遮断板との空間における雰囲気中から、ＩＰＡベーパーが揮発するに伴って半導体ウェハの表面から水分を除去することができる。
【００１６】
また、半導体ウェハと雰囲気遮断板との空間に、大量の窒素ガス及び大量のＩＰＡベーパーを供給しながら、更に半導体ウェハを高速回転させることにより、半導体ウェハの表面から水分をより良好に除去することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１９７１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、従来の半導体ウェハの乾燥方法では、以下に示す問題が生じる。
【００１８】
例えば、前述したように、半導体ウェハと雰囲気遮断板との空間に大量の窒素ガス及び大量のＩＰＡベーパーを供給しながら、半導体ウェハを高速回転させることにより半導体ウェハの乾燥を行う方法では、半導体ウェハの表面から離脱した水分の飛沫及びＩＰＡベーパーが雰囲気遮断板に付着する。
【００１９】
このため、乾燥の際に、雰囲気遮断板に付着された水分の飛沫及びＩＰＡべーパーが、雰囲気遮断板から半導体ウェハの表面へ落下するので、水分の飛沫及びＩＰＡベーパーが半導体ウェハの表面に再び付着するという問題がある。
【００２０】
更には、水分の飛沫が半導体ウェハの表面へ落下する際に、水分中に含まれるパーティクル及び汚染物、又は雰囲気遮断板の表面に付着されていたパーティクル及び汚染物が、半導体ウェハの表面に付着するという問題が起こる。
【００２１】
また、従来の半導体ウェハの乾燥方法では、ＩＰＡべーパーを大量に使用するので、火災の危険性、作業者の安全性及び環境問題等が危惧される。
【００２２】
前記に鑑み、本発明の目的は、雰囲気制御板等の特別な装置、及びＩＰＡベーパー等の有機溶剤を用いることなく、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することにより、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を半導体ウェハの乾燥に好適な雰囲気に制御する。これにより、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることなく、半導体ウェハの乾燥を行うことができる半導体装置の製造装置及び半導装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明に係る半導体装置の製造装置は、洗浄チャンバー内において半導体ウェハの湿式洗浄を行って、湿式洗浄後の半導体ウェハを乾燥チャンバー内に搬送し、乾燥チャンバー内において半導体ウェハの乾燥を行う半導体装置の製造装置であって、洗浄チャンバー内において湿式洗浄が施された半導体ウェハの表面上に、液化された不活性ガスを導入することにより、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を制御する手段と、制御する手段によって制御された雰囲気の下で、乾燥チャンバー内へ半導体ウェハを搬送する手段とを備えており、雰囲気を制御する手段は、液化された不活性ガス及び液化された不活性ガスが気化された不活性ガスによって、半導体ウェハの表面近傍が覆われるように、液化された不活性ガスを導入することを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る半導体装置の製造装置によると、湿式洗浄後の半導体ウェハの表面上に液化された不活性ガスを導入する。これにより、液化された不活性ガスが半導体ウェハの表面において沸点に達して気化することによって、半導体ウェハの表面には気化された不活性ガスよりなる層が形成されると共に、該気化された不活性ガスよりなる層が形成される際の体積膨張によって持ち上げられるようにして、該気化された不活性ガスよりなる層の上には液化された不活性ガスよりなる層が形成される。
【００２５】
これにより、液化された不活性ガスが気化する際の体積膨張によって半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除しながら、気化された不活性ガスよりなる層によって半導体ウェハの表面を覆うことができる。このため、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を半導体ウェハの乾燥に好適な雰囲気に制御することができる。
【００２６】
また、本発明に係る半導体装置の製造装置によると、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除した状態の下、乾燥チャンバー内へ半導体ウェハが搬送される。
【００２７】
このため、半導体ウェハを乾燥チャンバー内へ搬送する際に、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中に酸素が混入することを防止することができると共に、半導体ウェハによって乾燥チャンバー内における雰囲気中に酸素が持ち込まれることを防止することができる。
【００２８】
したがって、本発明に係る半導体装置の製造装置では、乾燥チャンバー内において、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることなく半導体ウェハの乾燥を行うことができる。
【００２９】
このように、本発明に係る半導体装置の製造装置は、従来のように、半導体ウェハの表面近傍に対向する位置に雰囲気遮断板等を設置することなく、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができる。
【００３０】
これにより、本発明に係る半導体装置の製造装置を構成する部品の点数を削減することができるので、該製造装置における故障率及び製造コストの低減を図ることができる。
【００３１】
更には、半導体ウェハの表面から離脱した水分の飛沫等が雰囲気遮断板に付着することがなく、雰囲気遮断板から半導体ウェハの表面へ水分の飛沫等が再付着することがないので、雰囲気遮断板に含まれるパーティクル及び汚染物が半導体ウェハの表面に付着することがない。
【００３２】
このため、本発明に係る半導体装置の製造装置では、半導体ウェハの表面にパーティクル及び汚染物が生じることなく、半導体ウェハの乾燥を行うことができるので、半導体ウェハの更なる清浄化を図ることができる。
【００３３】
また、本発明に係る半導体装置の製造装置では、従来のように、ＩＰＡベーパー等の有機溶剤を用いることなく、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができる。これにより、ＩＰＡベーパーによる火災の危険性、作業者の安全性、及び環境問題等が危惧されることはない。
【００３４】
以上のように、本発明に係る半導体装置の製造装置では、該製造装置内に雰囲気遮断板等を設けることなく半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができるので、該製造装置における故障率及び製造コストの低減を図ると共に湿式洗浄後の半導体ウェハをより清浄に乾燥させることができる。したがって、本発明に係る半導体装置の製造装置では、半導体装置の製造コストの低減と共に半導体装置の歩留まり及び信頼性の向上を図ることができる。
【００３５】
本発明に係る半導体装置の製造装置において、減圧雰囲気の下で、乾燥チャンバー内において、半導体ウェハを乾燥する手段とを更に備えることが好ましい。
【００３６】
このようにすると、乾燥チャンバー内において、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素が排除された状態であって且つ減圧雰囲気の下、半導体ウェハの乾燥を行うことができる。
【００３７】
これにより、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることなく、半導体ウェハの乾燥を行うことができると共に、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から不活性ガスを完全に除去することができる。
【００３８】
特に、微細なパターンが形成されている半導体ウェハにおいて、湿式洗浄後の半導体ウェハに残留している水分を半導体ウェハから良好に除去することができる。
【００３９】
本発明に係る半導体装置の製造装置において、洗浄チャンバーにおける半導体ウェハを保持する部材は、半導体ウェハを構成する基板の材料が有する熱伝導率と同等の熱伝導率を有し、且つ、半導体ウェハを構成する基板の材料が有する収縮率と同等の収縮率を有する材料よりなることが好ましい。
【００４０】
このようにすると、洗浄チャンバー内において、半導体ウェハに液化された不活性ガスを導入することにより、該液化された不活性ガスによって半導体ウェハを保持する部材が収縮することはあっても、半導体ウェハが本来の位置からずれることを防止することができる。
【００４１】
更には、半導体ウェハが本来の位置からずれることを防止することができるので、洗浄チャンバー内において、半導体ウェハの反り又は割れが発生することを防止することができる。
【００４２】
本発明に係る半導体装置の製造装置において、半導体ウェハを搬送する手段を構成する部材と乾燥チャンバーにおける半導体ウェハを保持する部材とは、半導体ウェハを構成する基板の材料が有する熱伝導率と同等以上の熱伝導率を有する材料よりなることが好ましい。
【００４３】
このようにすると、液化された不活性ガスが導入された半導体ウェハの搬送を行う際に、該液化された不活性ガスによって、半導体ウェハにおいて反り又は割れが発生することを防止することができる。
【００４４】
また、乾燥チャンバー内において、液化された不活性ガスが導入された半導体ウェハの乾燥を行う際に、該液化された不活性ガスによって、半導体ウェハにおいて反り又は割れが発生することを防止することができる。
【００４５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、洗浄チャンバー内において半導体ウェハの湿式洗浄を行って、湿式洗浄後の半導体ウェハを乾燥チャンバー内に搬送し、乾燥チャンバー内において半導体ウェハの乾燥を行う半導体装置の製造方法であって、洗浄チャンバー内において湿式洗浄が施された半導体ウェハの表面上に、液化された不活性ガスを導入することにより、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を制御する工程と、制御する工程によって制御された雰囲気の下で、乾燥チャンバー内へ半導体ウェハを搬送する工程とを備え、雰囲気を制御する工程は、液化された不活性ガス及び液化された不活性ガスが気化された不活性ガスによって、半導体ウェハの表面近傍が覆われるように、液化された不活性ガスを導入することを特徴とする。
【００４６】
本発明に係る半導体装置の製造方法によると、湿式洗浄後の半導体ウェハの表面上に液化された不活性ガスを導入する。これにより、液化された不活性ガスが半導体ウェハの表面において沸点に達して気化することによって、半導体ウェハの表面には気化された不活性ガスよりなる層が形成されると共に、該気化された不活性ガスよりなる層が形成される際の体積膨張によって持ち上げられるようにして、該気化された不活性ガスよりなる層の上には液化された不活性ガスよりなる層が形成される。
【００４７】
これにより、液化された不活性ガスが気化する際の体積膨張によって半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除しながら、気化された不活性ガスよりなる層によって半導体ウェハの表面を覆うことができる。このため、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を半導体ウェハの乾燥に好適な雰囲気に制御することができる。
【００４８】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法によると、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除した状態の下、乾燥チャンバー内へ半導体ウェハを搬送することができる。
【００４９】
このため、半導体ウェハを乾燥チャンバー内へ搬送する際に、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中に酸素が混入することを防止することができると共に、半導体ウェハによって乾燥チャンバー内における雰囲気中に酸素が持ち込まれることを防止することができる。
【００５０】
したがって、本発明に係る半導体装置の製造方法では、乾燥チャンバー内において、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることなく半導体ウェハの乾燥を行うことができる。
【００５１】
このように、本発明に係る半導体装置の製造方法は、従来のように、半導体ウェハの表面近傍に対向する位置に雰囲気遮断板等を設置することなく、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができる。
【００５２】
これにより、本発明に係る半導体装置の製造装置を構成する部品の点数を削減することができるので、該製造装置における故障率及び製造コストの低減を図ることができる。
【００５３】
更には、半導体ウェハの表面から離脱した水分の飛沫等が雰囲気遮断板に付着することがなく、雰囲気遮断板から半導体ウェハの表面へ水分の飛沫等が再付着することがないので、雰囲気遮断板に含まれるパーティクル及び汚染物が半導体ウェハの表面に付着することがない。
【００５４】
このため、本発明に係る半導体装置の製造方法では、半導体ウェハの表面にパーティクル及び汚染物が生じることなく、半導体ウェハの乾燥を行うことができるので、半導体ウェハの更なる清浄化を図ることができる。
【００５５】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法では、従来のように、ＩＰＡベーパー等の有機溶剤を用いることなく、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができる。これにより、ＩＰＡベーパーによる火災の危険性、作業者の安全性、及び環境問題等が危惧されることはない。
【００５６】
以上のように、本発明に係る半導体装置の製造方法では、該製造装置内に雰囲気遮断板等を設けることなく半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができるので、該製造装置における故障率及び製造コストの低減を図ると共に湿式洗浄後の半導体ウェハをより清浄に乾燥させることができる。したがって、本発明に係る半導体装置の製造方法では、半導体装置の製造コストの低減と共に半導体装置の歩留まり及び信頼性の向上を図ることができる。
【００５７】
本発明に係る半導体ウェハの製造方法において、半導体ウェハを搬送する工程の後に、減圧雰囲気の下で、乾燥チャンバー内において、半導体ウェハを乾燥する工程とを更に備えることが好ましい。
【００５８】
このようにすると、乾燥チャンバー内において、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素が排除された状態であって且つ減圧雰囲気の下、半導体ウェハの乾燥を行うことができる。
【００５９】
これにより、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることなく、半導体ウェハの乾燥を行うことができると共に、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から不活性ガスを完全に除去することができる。
【００６０】
特に、微細なパターンが形成されている半導体ウェハにおいて、湿式洗浄後の半導体ウェハに残留している水分を半導体ウェハから良好に除去することができる。
【００６１】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、半導体ウェハを搬送する際における乾燥チャンバーは、乾燥チャンバー内の雰囲気が不活性ガスを用いて、陽圧に制御されていることが好ましい。
【００６２】
このようにすると、乾燥チャンバー内へ半導体ウェハを搬送する際に、大気中に含まれる酸素及び水分が、乾燥チャンバー内へ混入することを防止することができる。
【００６３】
したがって、乾燥チャンバー内において、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることなく半導体ウェハの乾燥を行うことができる。
【発明の効果】
【００６４】
本発明に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法によると、該製造装置内に雰囲気遮断板等を設けることなく半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができるので、該製造装置における故障率及び製造コストの低減を図ると共に湿式洗浄後の半導体ウェハをより清浄に乾燥させることができる。したがって、本発明に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、半導体装置の製造コストの低減と共に半導体装置の歩留まり及び信頼性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００６６】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００６７】
まず、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置における洗浄処理装置について、図１を参照しながら具体的に説明する。
【００６８】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置における、洗浄処理装置の構成を示す断面図である。
【００６９】
具体的には、洗浄処理装置が枚葉式洗浄装置であって、半導体ウェハの枚葉式洗浄を行う場合について説明する。
【００７０】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置における洗浄処理装置は、半導体ウェハ１００を水平に保持し、且つ半導体ウェハ１００の中心を通る鉛直軸線を回転軸線として半導体ウェハ１００を回転するスピンチャック１を備えている。
【００７１】
スピンチャック１は、鉛直方向に沿って配置され、回転軸１ａと、回転軸１ａの上端に設けられたスピンベース１ｂと、スピンベース１ｂの先端部に設けられた複数のチャックピン１ｃとから構成されており、半導体ウェハ１００を水平に保持し且つ回転する。
【００７２】
スピンチャック１はカップ２に収容され、カップ２は半導体ウェハ１００の回転に伴って半導体ウェハ１００に供給された薬液の飛沫が飛散することを防止する。
【００７３】
スピンチャック１の上方には、薬液供給ノズル３、純水供給ノズル４及び不活性ガス供給ノズル５が配置されており、各々の供給ノズルは、各々の供給ラインに接続されている。具体的には、薬液供給ノズル３は薬液供給ライン３ａに接続され、純水供給ノズル４は純水供給ライン４ａに接続され、不活性ガス供給ノズル５は不活性ガス供給ライン５ａに接続されている。
【００７４】
半導体ウェハ１００に対して、薬液供給ライン４から薬液供給ノズル４を通じて薬液が供給され、純水供給ライン３から純水供給ノズル３を通じて純水が供給され、不活性ガス供給ライン５から不活性ガス供給ノズル５を通じて液化された不活性ガスが供給される。
【００７５】
このように、薬液、純水及び液化された不活性ガスが、スピンチャック１によって回転可能に保持された半導体ウェハ１００に対して、各々の供給ラインから各々の供給ノズルを通じて供給される。
【００７６】
不活性ガス供給ライン５ａには、半導体ウェハ１００に供給される前に気化した不活性ガスを供給ライン５ａ（原動側）へ戻す還流ライン６が設けられており、還流ライン６には、還流ライン６内の圧力が所定の圧力に達すると開放される安全バルブ（６ａ及び６ｂ）が設けられている。
【００７７】
また、不活性ガス供給ライン５ａ及び還流ライン６の表面は、断熱材によって被覆されており、これにより、不活性ガス供給ライン５ａ及び還流ライン６の表面に結露や霜等が発生することを防止する。
【００７８】
次に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置について、図２を参照しながら簡単に説明する。
【００７９】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置の構成を示す断面図である。
【００８０】
図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置は、ロードポート１０、収納容器１１、搬送ロボット１２、洗浄処理装置１３及び乾燥チャンバー１４から構成されている。
【００８１】
搬送ロボット１２は、石英よりなる搬送アーム（図示せず）を備えている。
【００８２】
また、乾燥チャンバー１４は、保持ピン（図示せず）、不活性ガス供給部（図示せず）、並びに真空ポンプを用いた配管（図示せず）及びバルブ（図示せず）から構成されている。
【００８３】
洗浄処理装置１３内では、洗浄工程及び雰囲気制御工程が行われる。続いて、搬送ロボット１２における搬送アームを用いて、洗浄処理装置１３内から乾燥チャンバー１４内へ半導体ウェハ１００が搬送され（つまり、搬送工程が行われ）、乾燥チャンバー１４内では、乾燥工程が行われる。
【００８４】
本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置では、不活性ガスとして液体窒素が用いられており、液体窒素は半導体工場において純窒素ガスの原料として利用されている。従って、以下の説明では、液化された不活性ガスについては液体窒素と表記し、該液化された不活性ガスが気化された不活性ガスについては窒素ガスと表記する。
【００８５】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００８６】
まず、洗浄工程を行う。
【００８７】
洗浄工程では、洗浄処理装置１３内に搬送された半導体ウェハ１００に対して、薬液及び純水による半導体ウェハ１００の湿式洗浄が行われる。
【００８８】
図２に示すように、ロードポート１０内における収納容器１１内に、半導体ウェハ１００が設置される。続いて、半導体ウェハ１００は、搬送ロボット１２における搬送アームを用いて洗浄処理装置１３内に搬送される。
【００８９】
続いて、洗浄処理装置１３内に搬送された半導体ウェハ１００に対して、所望の時間の間、薬液供給ライン３ａから薬液供給ノズル３を通じて薬液が供給される。
【００９０】
ここで、半導体ウェハ１００の表面に供給される薬液として、フッ酸、アンモニア、過酸化水素水、塩酸、硫酸、燐酸、オゾン水及び水素水等の各溶液、又はこれらの混合溶液が用いられる。
【００９１】
これらの薬液は、薬液供給ライン３ａに設けられた薬液供給源（図示せず）において所望の濃度に調整され、薬液供給ライン３ａに供給される。
【００９２】
薬液供給ライン３ａに供給された薬液は、薬液供給ノズル３を通じて、スピンチャック１によって回転可能に保持された半導体ウェハ１００へ吐出される。このとき、半導体ウェハ１００は、スピンチャック１によって所望の回転数、具体的には、５００〜３０００（rpm）程度で回転されている。
【００９３】
これにより、半導体ウェハ１００に吐出された薬液は、半導体ウェハ１００の回転による遠心力によって、半導体ウェハ１００の周縁部に向かう方向へ流れる。このため、半導体ウェハ１００の面全体に薬液が供給されるので、半導体ウェハ１００を均一に洗浄することができる。
【００９４】
薬液による半導体ウェハ１００の湿式洗浄後、薬液供給ノズル３を通じて半導体ウェハ１００に対して施される薬液の供給を停止する。
【００９５】
次に、洗浄処理装置１３内において、薬液による湿式洗浄後の半導体ウェハ１００に対して、所望の時間の間、純水供給ライン４ａから純水供給ノズル４を通じて純水が供給される。このとき、半導体ウェハ１００は、スピンチャック１によって所望の回転数で回転されている。
【００９６】
これにより、半導体ウェハ１００に供給された純水は、半導体ウェハ１００の回転による遠心力によって、半導体ウェハ１００の周縁部に向かう方向へ流れる。このため、半導体ウェハ１００の面全体に純水が供給されるので、薬液による湿式洗浄後の半導体ウェハ１００に残留された薬液を完全に洗い流すことができる。
【００９７】
純水による半導体ウェハ１００の湿式洗浄後（リンス後）、純水供給ノズル４を通じて半導体ウェハ１００に対して施される純水の供給を停止する。
【００９８】
以上のようにして、洗浄工程が行われる。洗浄工程では、薬液及び純水による半導体ウェハの湿式洗浄が行われる。
【００９９】
次に、雰囲気制御工程を行う。
【０１００】
雰囲気制御工程では、洗浄処理装置１３内における洗浄工程後の半導体ウェハ１００に対して、液体窒素を供給することにより、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気を乾燥に好適な雰囲気へ制御する。
【０１０１】
半導体ウェハ１００への純水の供給を停止すると同時に、洗浄処理装置１３内において、薬液及び純水による湿式洗浄後の半導体ウェハ１００に対して、所望の時間の間、不活性ガス供給ライン５ａから不活性ガス供給ノズル５を通じて液体窒素が供給される。このとき、半導体ウェハ１００は、スピンチャック１によって所望の回転数で回転されている。
【０１０２】
具体的には、不活性ガス供給ライン５ａから不活性ガス供給ノズル５を通じて供給される液体窒素の流量速度は１．０（L/min）程度であって、スピンチャック１によって回転される半導体ウェハ１００の回転速度は５００（rpm）程度である。
【０１０３】
不活性ガス供給ノズル６を通じて、半導体ウェハ１００に供給される液体窒素のうち、一部は半導体ウェハ１００の表面へ到達するまでの間に気化するが、大部分は気化することなく半導体ウェハ１００の表面へ到達する。
【０１０４】
このとき、半導体ウェハ１００の表面へ最初に到達した液体窒素は、半導体ウェハ１００の表面近傍における温度が室温であるので、半導体ウェハ１００の表面において沸点に達することによって気化する。
【０１０５】
このため、半導体ウェハ１００の表面へ到達した液体窒素が気化することによって、半導体ウェハ１００の表面には窒素ガスよりなる窒素ガス層が形成される。このとき、液体窒素は気化することによって体積が約６５０倍に膨張するので、該液体窒素が気化する際の体積膨張による圧力によって半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができる。
【０１０６】
続いて、窒素ガス層の形成後に、半導体ウェハ１００の表面へ到達した液体窒素は、窒素ガス層が形成される際の体積膨張によって持ち上げられるので、窒素ガス層の上には液体窒素よりなる液体窒素層が形成される。
【０１０７】
このようにして、不活性ガス供給ライン５ａから不活性ガス供給ノズル５を通じて、液体窒素が供給された半導体ウェハ１００の表面には窒素ガス層が形成され、該窒素ガス層の上には液体窒素層が形成される。
【０１０８】
前述したように、雰囲気制御工程では、スピンチャック１によって所望の回転数で回転されている半導体ウェハ１００に対して、不活性ガス供給ノズル５を通じて液体窒素が供給される。
【０１０９】
これにより、半導体ウェハ１００へ到達した液体窒素は、半導体ウェハ１００の回転による遠心力によって、半導体ウェハ１００の周縁部に向かう方向へ流れる。このため、半導体ウェハ１００へ到達した液体窒素は、半導体ウェハ１００の表面における窒素ガス層の存在しない領域まで、気化することなく運ばれて該領域に到達した後に、沸点に達することによって気化する。これにより、半導体ウェハ１００の面全体に液体窒素が供給されるので、半導体ウェハ１００の表面全体を窒素ガス層によって覆うことができる。
【０１１０】
このようにして、液体窒素が気化する際の体積膨張による圧力、及び半導体ウェハ１００の回転による遠心力によって、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から酸素を排除しながら、半導体ウェハ１００の表面全体を窒素ガス層によって覆うことができる。このため、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を半導体ウェハの乾燥に好適な雰囲気に制御することができる。
【０１１１】
このとき、洗浄チャンバー１３における半導体ウェハ１００を回転可能に保持する部材、すなわち、スピンチャック１は、半導体ウェハ１００を構成する基板の材料が有する熱伝導率と同等の熱伝導率を有し、且つ、半導体ウェハを構成する基板の材料が有する収縮率と同等の収縮率を有する材料より構成される。
【０１１２】
これにより、洗浄チャンバー１３内において、半導体ウェハ１００に液体窒素を供給することにより、該液体窒素によって半導体ウェハ１００を保持する部材（例えば、チャックピン１ｃ等）が収縮することはあっても、半導体ウェハ１００が本来の位置からずれることを防止することができる。
【０１１３】
更には、半導体ウェハ１００が本来の位置からずれることを防止することができるので、洗浄チャンバー１３内において、半導体ウェハ１００の反り又は割れを招くことなく、スピンチャック１による半導体ウェハ１００の高速回転を行うことができる。
【０１１４】
ここで、半導体ウェハ１００は液体窒素が供給されるに従い、該液体窒素によって半導体ウェハ１００の表面が冷却される。このため、半導体ウェハ１００の表面が液体窒素の沸点以下の温度にまで冷却される場合がある。この場合、液体窒素が半導体ウェハ１００の表面へ到達しても、沸点に達することがないので、半導体ウェハ１００の表面全体を窒素ガスによって覆うことができない。
【０１１５】
このため、不活性ガス供給ノズル５は、半導体ウェハ１００へ液体窒素を供給しながら、半導体ウェハ１００の上をスキャンするように遥動させても良い。
【０１１６】
これにより、半導体ウェハ１００の表面に素早く液体窒素を供給することができるため、該液体窒素によって半導体ウェハ１００の表面が液体窒素の沸点以下の温度にまで冷却される前に、半導体ウェハ１００の表面全体に液体窒素を供給することができる。このため、半導体ウェハ１００の表面へ到達した液体窒素は、半導体ウェハ１００の表面において沸点に達することによって気化するので、窒素ガスによって半導体ウェハ１００の表面全体を覆うことができる。
【０１１７】
また、雰囲気制御工程では、半導体ウェハ１００へ液体窒素を供給することにより、例えば、パターンが形成されていない半導体ウェハ１００、及び比較的大きなパターンが形成されている半導体ウェハ１００の場合、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から酸素だけでなく水分を排除することもできる。
【０１１８】
液体窒素による半導体ウェハ１００の雰囲気制御後、スピンチャック１による半導体ウェハ１００の回転を停止し、続いて、不活性ガス供給ノズル５を通じて半導体ウェハ１００に対して施される液体窒素の供給を停止する。
【０１１９】
以上のようにして、雰囲気制御工程が行われる。雰囲気制御工程では、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができる。
【０１２０】
次に、搬送工程を行う。
【０１２１】
搬送工程では、洗浄処理装置１３内から乾燥チャンバー１４内へ半導体ウェハ１００の搬送が行われる。
【０１２２】
半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から酸素が排除された状態の下、図２に示すように、搬送ロボット１２における搬送アームを用いて、洗浄処理装置１３内から乾燥チャンバー１４（詳細は図示せず）内へ半導体ウェハ１００が搬送される。
【０１２３】
このとき、半導体ウェハ１００は、引き続き、半導体ウェハ１００の表面が窒素ガス層及び液体窒素層によって覆われている。このため、搬送の際に、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中に酸素が混入することを防止することができると共に、半導体ウェハ１００によって乾燥チャンバー１４内における雰囲気中に酸素が持ち込まれることを防止することができる。
【０１２４】
また、半導体ウェハ１００を搬送する際における乾燥チャンバー１４は、乾燥チャンバー１４における不活性ガス供給部を用いて、乾燥チャンバー１４内の雰囲気が窒素ガスで満たされると共に陽圧に制御されている。これにより、搬送の際に、大気中に含まれる酸素及び水分が、乾燥チャンバー１４内へ混入することを防止することができる。
【０１２５】
また、搬送ロボット１２における搬送アームを構成する材料として、熱伝導率の良い金属、又は半導体ウェハ１００を構成する基板の材料が有する熱伝導率と同等の熱伝導率を有するシリコン系の材料が用いられている。これにより、液体窒素が供給された半導体ウェハ１００の搬送を行う際に、該液体窒素によって、半導体ウェハ１００において反り又は割れが発生することを防止することができる。
【０１２６】
以上のようにして、搬送工程が行われる。搬送工程では、洗浄処理装置１３内から乾燥チャンバー１４内へ半導体ウェハ１００の搬送が行われる。
【０１２７】
次に、乾燥工程を行う。
【０１２８】
乾燥工程では、乾燥チャンバー１４内に搬送された半導体ウェハ１００に対して、減圧雰囲気の下、半導体ウェハ１００の乾燥が行われる。
【０１２９】
図２に示すように、乾燥チャンバー１４内において、乾燥チャンバー１４における配管及びバルブを用いて、乾燥チャンバー１４内の雰囲気を１．０（Pa）程度の減圧雰囲気の下に置き、該減圧雰囲気の下、所望の時間の間、例えば、約６０秒間の間、保持ピンを用いて半導体ウェハ１００を保持する。
【０１３０】
このように、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、乾燥チャンバー１４内において、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から酸素が排除された状態であって且つ減圧雰囲気の下、半導体ウェハ１００の乾燥を行うことができる。
【０１３１】
これにより、半導体ウェハ１００の表面にウォーターマークが形成されることなく、半導体ウェハ１００の乾燥を行うことができると共に、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から窒素ガスを完全に除去することができる。
【０１３２】
特に、微細なパターンが形成されている半導体ウェハ１００において、湿式洗浄後の半導体ウェハに残留している水分を半導体ウェハ１００から良好に除去することができる。
【０１３３】
半導体ウェハ１００の減圧乾燥後、乾燥チャンバー１４における不活性ガス供給部を用いて、乾燥チャンバー１４内の雰囲気を窒素ガスで満たすことにより、乾燥チャンバー１４内の雰囲気を大気圧に戻す。
【０１３４】
続いて、搬送ロボット１２における搬送アームを用いて、乾燥チャンバー１４内から収納容器１１内へ半導体ウェハ１００を搬送する。
【０１３５】
以上のようにして、乾燥工程が行われる。乾燥工程では、減圧雰囲気の下、半導体ウェハ１００の乾燥が行われる。
【０１３６】
このように、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、湿式洗浄後の半導体ウェハ１００の表面上に液体窒素を供給することにより、半導体ウェハ１００の表面に窒素ガスよりなる層が形成されると共に、該窒素ガスよりなる層の上に液体窒素よりなる層が形成される。
【０１３７】
これにより、液体窒素が気化する際の体積膨張によって半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から酸素を排除しながら、窒素ガスよりなる層によって半導体ウェハ１００の表面を覆うことができる。このため、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気を半導体ウェハ１００の乾燥に好適な雰囲気に制御することができる。
【０１３８】
また、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から酸素を排除した状態の下、乾燥チャンバー１４内へ半導体ウェハ１００を搬送することができる。
【０１３９】
このため、半導体ウェハ１００を乾燥チャンバー１４内へ搬送する際に、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中に酸素が混入することを防止することができると共に、半導体ウェハ１００によって乾燥チャンバー１４内における雰囲気中に酸素が持ち込まれることを防止することができる。
【０１４０】
また、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、半導体ウェハ１００を搬送する際における乾燥チャンバー１４は、乾燥チャンバー１４内の雰囲気が窒素ガスを用いて陽圧に制御されている。
【０１４１】
このため、乾燥チャンバー１４内へ半導体ウェハ１００を搬送する際に、大気中に含まれる酸素及び水分が、乾燥チャンバー１４内へ混入することを防止することができる。
【０１４２】
このように、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、乾燥チャンバー１４内へ半導体ウェハ１００を搬送する際に、乾燥チャンバー１４内の雰囲気中に酸素が混入することなはい。
【０１４３】
したがって、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、乾燥チャンバー１４内において、乾燥チャンバー１４内の雰囲気中から酸素が排除された状態であって且つ減圧雰囲気の下、半導体ウェハ１００の乾燥を行うことができる。
【０１４４】
これにより、半導体ウェハ１００の表面にウォーターマークが形成されることなく、半導体ウェハ１００の乾燥を行うことができると共に、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から窒素ガスを完全に除去することができる。
【０１４５】
このように、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、従来のように、半導体ウェハ１００の表面近傍に対向する位置に雰囲気遮断板等を設置することなく、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができる。
【０１４６】
これにより、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置を構成する部品の点数を削減することができるので、該製造装置における故障率及び製造コストの低減を図ることができる。
【０１４７】
更には、半導体ウェハ１００の表面から離脱した水分の飛沫等が雰囲気遮断板に付着することがなく、雰囲気遮断板から半導体ウェハ１００の表面へ水分の飛沫等が再付着することがないので、雰囲気遮断板に含まれるパーティクル及び汚染物が半導体ウェハの表面に付着することがない。
【０１４８】
このため、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、半導体ウェハ１００の表面にパーティクル及び汚染物が生じることなく、半導体ウェハ１００の乾燥を行うことができるので、半導体ウェハ１００の更なる清浄化を図ることができる。
【０１４９】
また、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、ＩＰＡベーパー等の有機溶剤を用いることなく、半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができる。これにより、ＩＰＡベーパーによる火災の危険性、作業者への安全性、及び環境問題等が危惧されることはない。
【０１５０】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、該製造装置内に雰囲気遮断板等を設けることなく半導体ウェハ１００の表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができるので、該製造装置における故障率及び製造コストの低減を図ると共に湿式洗浄後の半導体ウェハ１００をより清浄に乾燥させることができる。したがって、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、半導体装置の製造コストの低減と共に半導体装置の歩留まり及び信頼性の向上を図ることができる。
【０１５１】
尚、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置は、ロードポート１０、収納容器１１、搬送ロボット１２、洗浄処理装置１３、乾燥チャンバー１４に加えて、ノッチアライナー等を具備してもよい。
【０１５２】
また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法における洗浄工程では、スピンチャック１による半導体ウェハ１００の回転だけでなく、メガソニック及びブラシ等による物理力を用いてもよい。
【０１５３】
また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法における雰囲気制御工程では、半導体ウェハ１００に供給される液体窒素の流量及び処理時間、スピンチャック１による半導体ウェハ１００の回転数等は、半導体ウェハ１００のサイズ等によって所望の値に変更してもよい。
【０１５４】
また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法における雰囲気制御工程では、不活性ガス供給ノズル５に加えて、裏面用の不活性ガス供給ノズルを併せて具備することにより、半導体ウェハ１００における上面及び下面に対して、液化された不活性ガスを同時に供給してもよい。
【０１５５】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置について、図３及び図４を参照しながら説明する。
【０１５６】
まず、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置における洗浄処理装置について、図３を参照しながら簡単に説明する。
【０１５７】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置における、洗浄処理装置の構成を示す断面図である。
【０１５８】
具体的には、洗浄処理装置がバッチ式洗浄装置であって、半導体ウェハのバッチ式洗浄を行う場合について説明する。
【０１５９】
図３に示すように、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置における洗浄処理装置は、薬液処理槽２０、純水処理槽２１、及び不活性ガス処理槽２２から構成されており、不活性ガス処理槽２２には不活性ガス供給ライン２３が接続されている。
【０１６０】
薬液処理槽２０では、所望の時間の間、薬液処理槽２０内に半導体ウェハを浸漬することにより、薬液による半導体ウェハの湿式洗浄が行われる。また、純水処理槽２１では、所望の時間の間、純水処理槽２１内に半導体ウェハを浸漬することにより、純水による半導体ウェハのリンス（水洗）が行われる。また、不活性ガス処理槽２２では、所望の時間の間、不活性ガス処理槽２２内に半導体ウェハを浸漬することにより、液化された不活性ガスによって半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素の排除が行われる。
【０１６１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置について、図４を参照しながら簡単に説明する。
【０１６２】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置の構成を示す断面図である。
【０１６３】
図４に示すように、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置は、ロードポート３０、収納容器３１、搬送ロボット３２、薬液処理槽２０、純水処理槽２１、不活性ガス処理槽２２、及び乾燥チャンバー３６から構成されている。
【０１６４】
搬送ロボット３２は、搬送アーム（図示せず）を備えており、また、乾燥チャンバー３６は、保持ピン（図示せず）、不活性ガス供給部（図示せず）、並びに真空ポンプを用いた配管（図示せず）及びバルブ（図示せず）から構成されている。
【０１６５】
薬液処理槽２０及び純水処理槽２１内では、洗浄工程が行われ、続いて、不活性ガス処理槽２２では、雰囲気制御工程が行われる。続いて、搬送ロボット３２における搬送アームを用いて、不活性ガス処理槽２２内から乾燥チャンバー３６内へ半導体ウェハが搬送され（つまり、搬送工程が行われ）、乾燥チャンバー３６内では、乾燥工程が行われる。
【０１６６】
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図３及び図４を参照しながら説明する。
【０１６７】
まず、洗浄工程を行う。
【０１６８】
洗浄工程では、薬液処理槽２０内に搬送された半導体ウェハに対して、薬液による半導体ウェハの湿式洗浄が行われ、続いて、純水処理槽２１内に搬送された半導体ウェハに対して、純水による半導体ウェハの水洗が行われる。
【０１６９】
図４に示すように、ロードポート３０内における収納容器３１内に、半導体ウェハが設置される。続いて、半導体ウェハは、搬送ロボット３２における搬送アームを用いて薬液処理槽２０内に搬送される。
【０１７０】
続いて、所望の時間の間、薬液処理槽２０内に半導体ウェハを浸漬することにより、薬液による半導体ウェハの湿式洗浄を行う。
【０１７１】
薬液による半導体ウェハの湿式洗浄後、図４に示すように、搬送ロボット３２における搬送アームを用いて、薬液処理槽２０内から純水処理槽２１内へ半導体ウェハが搬送される。
【０１７２】
続いて、所望の時間の間、純水処理槽２１内に半導体ウェハを浸漬することにより、湿式洗浄後の半導体ウェハに残留している薬液を洗い流す。
【０１７３】
次に、雰囲気制御工程を行う。
【０１７４】
雰囲気制御工程では、液体窒素が貯留された不活性ガス処理槽２２内に、洗浄工程後の半導体ウェハを浸漬することにより、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を乾燥に好適な雰囲気へ制御する。
【０１７５】
図４に示すように、搬送ロボット３２における搬送アームを用いて、純水処理槽２１内から不活性ガス処理槽２２内へ半導体ウェハが搬送される。
【０１７６】
続いて、所望の時間の間、液体窒素が貯留された不活性ガス処理槽２２内に半導体ウェハを浸漬する。これにより、半導体ウェハの表面に窒素ガスよりなる窒素ガス層が形成されると共に、該窒素ガス層の上に液体窒素よりなる液体窒素層が形成される。
【０１７７】
これにより、液体窒素が気化する際の体積膨張による圧力によって、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除しながら、半導体ウェハの表面全体を窒素ガス層によって覆うことができる。このため、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を半導体ウェハの乾燥に好適な雰囲気に制御することができる。
【０１７８】
次に、搬送工程を行う。
【０１７９】
搬送工程では、不活性ガス処理槽２２内から乾燥チャンバー３６内へ半導体ウェハの搬送が行われる。
【０１８０】
半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素が排除された状態の下、図４に示すように、搬送ロボット３２における搬送アームを用いて、不活性ガス処理槽２２内から乾燥チャンバー３６内へ半導体ウェハが搬送される。
【０１８１】
このとき、半導体ウェハは、引き続き、半導体ウェハの表面が窒素ガス層及び液体窒素層によって覆われている。このため、搬送の際に、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中に酸素が混入することを防止することができると共に、半導体ウェハによって乾燥チャンバー３６内における雰囲気中に酸素が持ち込まれることを防止することができる。
【０１８２】
また、半導体ウェハを搬送する際における乾燥チャンバー３６は、乾燥チャンバー３６における不活性ガス供給部を用いて、乾燥チャンバー３６内の雰囲気が、窒素ガスで満たされると共に陽圧に制御されている。これにより、搬送の際に、大気中に含まれる酸素及び水分が、乾燥チャンバー３６内へ混入することを防止することができる。
【０１８３】
また、搬送ロボット３２における搬送アームを構成する材料として、熱伝導率の良い金属、又は半導体ウェハを構成する基板の材料が有する熱伝導率と同等の熱伝導率を有するシリコン系の材料が用いられている。これにより、液体窒素が供給された半導体ウェハの搬送を行う際に、該液体窒素によって、半導体ウェハにおいて反り又は割れが発生することを防止することができる。
【０１８４】
次に、乾燥工程を行う。
【０１８５】
乾燥工程では、乾燥チャンバー３６内に搬送された半導体ウェハに対して、減圧雰囲気の下、半導体ウェハの乾燥が行われる。
【０１８６】
図４に示すように、乾燥チャンバー３６内において、乾燥チャンバー３６における配管及びバルブを用いて、乾燥チャンバー３６内の雰囲気を１．０（Pa）程度の減圧雰囲気の下に置き、該減圧雰囲気の下、所望の時間の間、例えば、約６０秒間の間、保持ピンを用いて半導体ウェハを保持する。
【０１８７】
このように、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、乾燥チャンバー３６内において、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素が排除された状態であって且つ減圧雰囲気の下、半導体ウェハの乾燥を行うことができる。
【０１８８】
これにより、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることなく、半導体ウェハの乾燥を行うことができると共に、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から窒素ガスを完全に排除することができる。
【０１８９】
特に、微細なパターンが形成されている半導体ウェハにおいて、湿式洗浄後の半導体ウェハに残留している水分を半導体ウェハから良好に除去することができる。
【０１９０】
半導体ウェハの減圧乾燥後、乾燥チャンバー３６における不活性ガス供給部を用いて、乾燥チャンバー３６内の雰囲気を窒素ガスで満たすことにより、乾燥チャンバー３６内の雰囲気を大気圧に戻す。
【０１９１】
続いて、搬送ロボット３２における搬送アームを用いて、乾燥チャンバー３６内から収納容器３１内へ半導体ウェハを搬送する。
【０１９２】
このように、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、湿式洗浄後の半導体ウェハを液体窒素が貯留された不活性ガス処理槽２２内に浸漬することにより、半導体ウェハの表面に窒素ガスよりなる層が形成されると共に、該窒素ガスよりなる層の上に液体窒素よりなる層が形成される。
【０１９３】
これにより、液体窒素が気化する際の体積膨張によって半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除しながら、窒素ガスよりなる層によって半導体ウェハの表面を覆うことができる。このため、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気を半導体ウェハの乾燥に好適な雰囲気に制御することができる。
【０１９４】
また、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除した状態の下、乾燥チャンバー３６内へ半導体ウェハを搬送することができる。
【０１９５】
このため、半導体ウェハを乾燥チャンバー３６内へ搬送する際に、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中に酸素が混入することを防止することができると共に、半導体ウェハによって乾燥チャンバー３６内における雰囲気中に酸素が持ち込まれることを防止することができる。
【０１９６】
また、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、半導体ウェハを搬送する際における乾燥チャンバー３６は、乾燥チャンバー３６内の雰囲気が窒素ガスを用いて陽圧に制御されている。
【０１９７】
このため、乾燥チャンバー３６内へ半導体ウェハを搬送する際に、大気中に含まれる酸素及び水分が、乾燥チャンバー３６内へ混入することを防止することができる。
【０１９８】
このように、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、乾燥チャンバー３６内へ半導体ウェハを搬送する際に、乾燥チャンバー３６内の雰囲気中に酸素が混入することなはい。
【０１９９】
したがって、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、乾燥チャンバー３６内において、乾燥チャンバー３６内の雰囲気中から酸素が排除された状態であって且つ減圧雰囲気の下、半導体ウェハの乾燥を行うことができる。
【０２００】
これにより、半導体ウェハの表面にウォーターマークが形成されることなく、半導体ウェハの乾燥を行うことができると共に、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から窒素ガスを完全に除去することができる。
【０２０１】
このように、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、従来のように、半導体ウェハの表面近傍に対向する位置に雰囲気遮断板等を設置することなく、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができる。
【０２０２】
これにより、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置を構成する部品の点数を削減することができるので、該製造装置における故障率及び製造コストの低減を図ることができる。
【０２０３】
更には、半導体ウェハの表面から離脱した水分の飛沫等が雰囲気遮断板に付着することがなく、雰囲気遮断板から半導体ウェハの表面へ水分の飛沫等が再付着することがないので、雰囲気遮断板に含まれるパーティクル及び汚染物が半導体ウェハの表面に付着することがない。
【０２０４】
このため、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、半導体ウェハの表面にパーティクル及び汚染物が生じることなく、半導体ウェハの乾燥を行うことができるので、半導体ウェハの更なる清浄化を図ることができる。
【０２０５】
また、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、ＩＰＡベーパー等の有機溶剤を用いることなく、半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができる。これにより、ＩＰＡベーパーによる火災の危険性、作業者への安全性、及び環境問題等が危惧されることはない。
【０２０６】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、該製造装置内に雰囲気遮断板等を設けることなく半導体ウェハの表面近傍における雰囲気中から酸素を排除することができるので、該製造装置における故障率及び製造コストの低減を図ると共に湿式洗浄後の半導体ウェハをより清浄に乾燥させることができる。したがって、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法では、半導体装置の製造コストの低減と共に半導体装置の歩留まり及び信頼性の向上を図ることができる。
【０２０７】
尚、本発明の第１及び第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置は、スループットや薬液等を考慮して、複数の洗浄処理装置及び複数の乾燥処理装置（乾燥チャンバー）を備えてもよい。
【０２０８】
また、本発明の第１及び第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法における雰囲気制御工程では、不活性ガス供給ライン５ａに供給される液化された不活性ガスとして、液体窒素を用いているが、液化アルゴン及び液化ヘリウム等を用いてもよい。
【０２０９】
また、本発明の第１及び第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法における乾燥工程では、更にハロゲンランプ等を用いて、半導体ウェハ１００を加熱することにより、半導体ウェハ１００の乾燥を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２１０】
本発明は、湿式洗浄後の半導体ウェハの表面にウォーターマークを形成することなく、半導体ウェハを乾燥することができるので、半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法に有用である。
【０２１１】
従って、液晶表示装置用ガラス基板及びラズマディスプレイ用ガラス基板等を備えた電子デバイスの製造装置及び電子デバイスの製造方法における用途としても高い効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０２１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置における、洗浄処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置における、洗浄処理装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０２１３】
１                            スピンチャック
１ａ                          回転軸
１ｂ                          スピンベース
１ｃ                          チャックピン
２                            カップ
３                            薬液供給ノズル
３ａ                          薬液供給ライン
４                            純水供給ノズル
４ａ                          純水供給ライン
５                            液化した不活性ガス供給ノズル
５ａ                          液化した不活性ガス供給ライン
６                            還流ライン
６ａ、６ｂ                    安全バルブ
１０                          ロードポート
１１                          収納容器
１２                          搬送ロボット
１３                          洗浄処理装置
１４                          乾燥チャンバー
２０                          薬液処理槽
２１                          純水処理槽
２２                          不活性ガス処理槽
２３                          不活性ガス供給ライン
３０                          ロードポート
３１                          収納容器
３２                          搬送ロボット
３６                          乾燥チャンバー
１００                        半導体ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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