(57)【要約】【課題】ＩＰＡ等の有機溶剤蒸気を供給して基板を乾燥する場合に、基板表面の微小欠陥を抑制するための基板の洗浄乾燥方法を提供する。【解決手段】この基板の洗浄乾燥方法は、基板表面を各種薬液によりウェット処理した後に純水を用いたリンス槽でリンス洗浄を行う工程と、リンス洗浄終了後、基板表面を疎水状態にして予め定めた速度、例えば２ｍｍ／ｓｅｃ以下の有限値に上昇速度を制御して、前記リンス槽から基板を引き上げる工程と、基板を上昇させた後、水溶性でかつ純水の表面張力を低下させる有機溶剤を基板に一定時間供給することで基板表面より水分を除去する工程とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面を各種薬液によりウェット処理した後に純水を用いたリンス槽でリンス洗浄を行う工程と、
リンス洗浄終了後、基板表面を疎水状態にして予め定めた速度に上昇速度を制御して、前記リンス槽から基板を引き上げる工程と、
基板を上昇させた後、水溶性でかつ純水の表面張力を低下させる有機溶剤を基板に一定時間供給することで基板表面より水分を除去する工程と
を備えることを特徴とする基板の洗浄乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄物の乾燥方法に関し、特に半導体ウェハ等の基板の洗浄、すすぎ、及び乾燥に適した洗浄物の乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、薬液処理後のウェハの洗浄乾燥方法においては、パーティクルの低減およびウォーターマークの低減にも効果があると言われているＩＰＡ等の有機溶剤を用いた乾燥機能を有する単槽式ウェット処理装置が用いられる（例えば特許文献１参照）。図１に示すように、この単槽式ウェット処理装置は純水によるリンス槽１０１と有機溶剤を用いる乾燥槽１０２とが一体に形成されている。
【０００３】
この装置における洗浄乾燥処理は、下槽の純水リンス槽１０１でノズル２０５より一定時間純水吐出させて被洗浄物（ウェハ）３０１を洗浄した後、ウェハをウェハ支持具２０４にて支持したまま、一定速度（およそ５〜１０ｍｍ/ｓｅｃ）で所定の位置に上昇移動させ、常温または加温された有機溶剤を常温または加温された不活性ガス（主にＮ２）をキャリアとしてミスト状にしてミスト整流板２０１を通してウェハ表面へ供給することで、ウェハ上の水分を有機溶剤で置換する。また有機溶剤により表面張力が低下して水分はウェハ表面から落下し易くなる。その後、排水口２０６よりリンス槽１０１の純水を排水し、更に排気ノズル２０３で排気を行うと同時に、加温または常温の不活性ガス（主にＮ２）をノズル２０２よりウェハ上へ供給し、ウェハ上の有機溶剤を除去することで行われる。この装置において、有機溶剤ミストの供給は、ウェハの上昇後に行われており、マランゴニ効果による乾燥は行われていない。
【特許文献１】特開２００３−２５７９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記方法ではウェハ表面状態が疎水性の場合、洗浄乾燥処理後のウェハにパーティクル及びウォーターマーク等からなる縦方向の筋状、または帯状の微小欠陥を生じることがある。これは純水リンス槽から不活性ガス雰囲気中（主に窒素）にウェハが移動する工程において、余剰な水分がウェハ上で筋状に水滴状に残留することで発生する。
【０００５】
前記に鑑み、本発明は、ウェハが純水リンス槽の純水界面から不活性ガス雰囲気中に移動する上昇速度を制御することで半導体基板への余分な筋状残留水分の付着を防止し、パーティクル及びウォーターマーク等からなる微小欠陥の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するため、本発明に係る洗浄乾燥方法はリンス槽から基板を上昇移動させる際、ウェハ上端が水面より出るときよりウェハ全面がほぼ又は完全に露出するまでの間、基板表面を疎水状態にして予め定めた速度、例えば２ｍｍ/ｓｅｃ以下の有限値に上昇速度を制御することで、疎水表面状態をもつ基板の乾燥を行う場合でも、その基板上に縦方向の筋・帯状のパーティクル及びウォーターマーク等からなる微小欠陥が発生するのを抑制する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る基板の洗浄乾燥方法によると、疎水表面状態をもつ基板上に筋状の水分が残留することを防止し、その結果、基板の表面にパーティクル及びウォーターマーク等からなる微小欠陥が発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態における基板の洗浄乾燥方法では、図１に示したような単槽式ウェット処理装置を用いて基板の洗浄・乾燥をすることができる。
【０００９】
以下では、ウェハ基板を弗化水素酸水溶液で処理してウェハ表面を疎水性にしたときに、純水リンス槽からのウェハ上昇速度を制御し、ウェハ上に発生するパーティクルやウォーターマーク等からなる微小欠陥数を低減した例に関して図２及び図３を用いて説明する。
【００１０】
図２はウェハを弗化水素酸水溶液で完全疎水状態に処理した後、ＩＰＡ等の水溶性でかつ純水の表面張力を低下させる有機溶剤を用いた単槽式の洗浄・乾燥処理を行った後に検出した微小欠陥の増加数を測定した結果である。有機溶剤の蒸気の供給は、リンス槽内の純水から引き上げた後に行っている。
【００１１】
リンス槽からのウェハ上昇速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ、５ｍｍ/ｓｅｃ、３ｍｍ/ｓｅｃに制御した結果では増加数が多いことを表している。ウェハが上昇する工程において、ウェハ上に水滴上の水分が縦筋状に残留し、ウォーターマーク等が発生しているためである。
【００１２】
翻って、２ｍｍ/ｓｅｃに制御することで増加数は低減され、特異な微小欠陥の発生も見られなかったことを表している。
【００１３】
上記より、疎水状態表面をもつウェハを単槽式の有機溶剤蒸気を用いた洗浄・乾燥処理を行う場合、リンス槽からの上昇速度を２ｍｍ/ｓｅｃ以下の有限値に制御することにより、縦筋状のパーティクル及びウォーターマークからなる微小欠陥の発生を抑制することが可能である。
【００１４】
一般に半導体製造工程においては、プロセス中でウェハに付着する極微小な異物やわずかな汚れも不良につながるようになり、パーティクルやウォーターマーク等からなる微小欠陥の発生を防ぐことは重要である。
【００１５】
図３にウェハ上昇速度を制御することによりウェハＷ近傍で余分な残留水分の発生を防止するメカニズムを示す。
【００１６】
ウェハＷをリンス槽から上昇させる際、リンス槽内の純水表面では、ウェハＷの移動方向に沿って水分が表面張力により引き上げられる。ここでウェハＷ近傍の水分には重力Ｍ、ウェハＷの移動によるせん断力τ、水分の表面張力Ｔが発生する。なお、表面張力Ｔ’は、リンス槽内の純水界面に生じる表面張力である。
【００１７】
親水性ウェハの場合、［重力Ｍ≧せん断力τ＋水分の表面張力Ｔ］となり、更に、水分とウェハの接触角θは鈍角となるため、引き上げられた水分が解離することでウェハ上へ残留することは起こり難い。しかしながら、疎水表面状態を持つウェハの場合、図３に示すように、ウェハＷと水分Ｄの接触角θが鋭角になるため、［重力Ｍ≦せん断力τ＋水分の表面張力Ｔ］となりやすく、水分Ｄが微小な水滴状に分離して、ウェハＷ上へ残留する。このとき、せん断力τは、粘度μ、ウェハからの距離ｈを用いて次式で表され、ウェハの速度ｕに依存する。
【００１８】
τ＝μ・ｕ／ｈ
つまり、ウェハの上昇速度ｕを制御することでせん断力τが制御され、重力Ｍ≧せん断力τ+表面張力Ｔの関係を成立させることで、余分な水分が水滴状にウェハ上へ残留することを防止することができる。但し、ウェハ上に凝着力として残る水分はここでは考えない。
【００１９】
上記の関係式はウェハの表面状態によって左右されるが、例えば、完全に疎水表面状態をもつウェハにおいて、２ｍｍ／ｓｅｃ以下で０ｍｍ／ｓｅｃより大きな有限値に制御することでパーティクル及びウォーターマーク等からなる微小欠陥を抑制することができる。これは親水面及び、親水面と疎水面両方を併せ持つウェハにおいても同様の結果を得ることができる。
【００２０】
また、本例におけるウェハの制御された上昇速度は、完全疎水表面状態を持つウェハに対して有用であるが、親水面、及び親水面と疎水面を併せ持つウェハ基板に対してもパーティクル及びウォーターマーク等からなる微小欠陥群の発生を抑制せしめるのに有用である。したがって、完全に疎水表面状態をもつウェハを上昇させたときに水分の分離が抑制される速度を予めウェハの上昇速度として設定し、その設定にしたがってウェハの上昇を制御すればよい。
【００２１】
さらに、本発明は有機溶剤を用いた単槽式ウェット洗浄・乾燥方法において、ウェハ近傍の純水流体にかかる力のみで得られる結果であって、ウェハサイズ、前処理薬液の種類を問わず前記と同様な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上説明したように、本発明は、有機溶剤を用いた半導体基板の単槽式ウェット処理装置における基板の洗浄・乾燥を目的とする基板の洗浄乾燥方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る基板の洗浄乾燥方法に使用する単槽式ウェット処理装置の断面を示す図
【図２】基板の上昇速度と完全疎水表面状態を持つウェハに検出される微小欠陥の増加数との関係を示す図
【図３】ウェハ上に余分な水分が残留するメカニズムを示す図
【符号の説明】
【００２４】
１０１  純水リンス槽（単槽式洗浄乾燥槽における下槽）
１０２  乾燥槽（単槽式洗浄乾燥槽における上槽）
２０１  ミスト整流板
２０２  乾燥用ガス吐出ノズル
２０３  排気ノズル
２０４  ウェハ支持具
２０５  純水吐出ノズル
２０６  排水口
３０１  ウェハ（被洗浄物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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