(57)【要約】【課題】  熱による半導体ウェーハの損傷を抑制すると共に、速やかに良好な乾燥表面を得ることできる乾燥処理方法及び乾燥処理装置を提供する。【解決手段】  洗浄処理を行った半導体ウェーハに電磁波を照射することによって半導体ウェーハを乾燥させる乾燥処理方法において、不活性ガスで満たされた雰囲気中で、半導体ウェーハの表面に付着した水分をＩＰＡと混和した後に、半導体ウェーハの表面に不活性ガスを吹きつけながら、半導体ウェーハを回転させつつ半導体ウェーハの電磁波を照射する。【選択図】    図１
2005090860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理方法において、
前記被処理体を回転させつつ前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする乾燥処理方法。
【請求項２】
液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理方法において、
前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつけながら前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする乾燥処理方法。
【請求項３】
液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理方法において、
前記被処理体の表面に付着した液体を該液体よりも沸点の低い溶媒に置換した後、または前記被処理体の表面に付着した液体と該液体よりも沸点の低い溶媒を混和した後に前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする乾燥処理方法。
【請求項４】
液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理方法において、
不活性ガスで満たされた雰囲気中で前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする乾燥処理方法。
【請求項５】
前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつけながら前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする請求項１に記載の乾燥処理方法。
【請求項６】
前記被処理体の表面に付着した液体を該液体よりも沸点の低い溶媒に置換した後、または前記被処理体の表面に付着した液体と該液体よりも沸点の低い溶媒を混和した後に前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする請求項１に記載の乾燥処理方法。
【請求項７】
不活性ガスで満たされた雰囲気中で前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする請求項１に記載の乾燥処理方法。
【請求項８】
前記被処理体の表面に付着した液体を該液体よりも沸点の低い溶媒に置換した後、または前記被処理体の表面に付着した液体と該液体よりも沸点の低い溶媒を混和した後に前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつけながら前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする請求項１に記載の乾燥処理方法。
【請求項９】
不活性ガスで満たされた雰囲気中で前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつけながら前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする請求項１に記載の乾燥処理方法。
【請求項１０】
不活性ガスで満たされた雰囲気中で、前記被処理体の表面に付着した液体を該液体よりも沸点の低い溶媒に置換した後、または前記被処理体の表面に付着した液体と該液体よりも沸点の低い溶媒を混和した後に前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする請求項１に記載の乾燥処理方法。
【請求項１１】
不活性ガスで満たされた雰囲気中で、前記被処理体の表面に付着した液体を該液体よりも沸点の低い溶媒に置換した後、または前記被処理体の表面に付着した液体と該液体よりも沸点の低い溶媒を混和した後に前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつけながら前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする請求項１に記載の乾燥処理方法。
【請求項１２】
前記被処理体の表面に付着した液体を該液体よりも沸点の低い溶媒に置換した後、または前記被処理体の表面に付着した液体と該液体よりも沸点の低い溶媒を混和した後に前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする請求項２に記載の乾燥処理方法。
【請求項１３】
不活性ガスで満たされた雰囲気中で前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする請求項２に記載の乾燥処理方法。
【請求項１４】
不活性ガスで満たされた雰囲気中で、前記被処理体の表面に付着した液体を該液体よりも沸点の低い溶媒に置換した後、または前記被処理体の表面に付着した液体と該液体よりも沸点の低い溶媒を混和した後に前記被処理体に電磁波を照射する
ことを特徴とする請求項２に記載の乾燥処理方法。
【請求項１５】
不活性ガスで満たされた雰囲気中で、前記被処理体の表面に付着した液体を該液体よりも沸点の低い溶媒に置換または前記被処理体の表面に付着した液体と該液体よりも沸点の低い溶媒を混和する
ことを特徴とする請求項３に記載の乾燥処理方法。
【請求項１６】
液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理装置において、
前記被処理体を保持するための冶具と、
該冶具によって保持された前記被処理体に電磁波を照射するための電磁誘導コイルと、
前記冶具を回転させるための駆動手段とを備える
ことを特徴とする乾燥処理装置。
【請求項１７】
液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理装置において、
前記被処理体を保持するための冶具と、
該冶具によって保持された前記被処理体に電磁波を照射するための電磁誘導コイルと、
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつける不活性ガス吹きつけノズルとを備える
ことを特徴とする乾燥処理装置。
【請求項１８】
液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理装置において、
前記被処理体を保持するための冶具と、
該冶具によって保持された前記被処理体に電磁波を照射するための電磁誘導コイルと、
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に、前記被処理体の表面に付着した液体よりも沸点の低い溶媒を吹きつける溶媒吹きつけノズルとを備える
ことを特徴とする乾燥処理装置。
【請求項１９】
液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理装置において、
前記被処理体を保持するための冶具と、
該冶具によって保持された前記被処理体に電磁波を照射するための電磁誘導コイルと、
前記冶具によって保持された前記被処理体の周囲に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備える
ことを特徴とする乾燥処理装置。
【請求項２０】
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつける不活性ガス吹きつけノズルを備える
ことを特徴とする請求項１６に記載の乾燥処理装置。
【請求項２１】
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に、前記被処理体の表面に付着した液体よりも沸点の低い溶媒を吹きつける溶媒吹きつけノズルを備える
ことを特徴とする請求項１６に記載の乾燥処理装置。
【請求項２２】
前記冶具によって保持された前記被処理体の周囲に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備える
ことを特徴とする請求項１６に記載の乾燥処理装置。
【請求項２３】
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつける不活性ガス吹きつけノズルと、
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に、前記被処理体の表面に付着した液体よりも沸点の低い溶媒を吹きつける溶媒吹きつけノズルとを備える
ことを特徴とする請求項１６に記載の乾燥処理装置。
【請求項２４】
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつける不活性ガス吹きつけノズルと、
前記冶具によって保持された前記被処理体の周囲に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備える
ことを特徴とする請求項１６に記載の乾燥処理装置。
【請求項２５】
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に、前記被処理体の表面に付着した液体よりも沸点の低い溶媒を吹きつける溶媒吹きつけノズルと、
前記冶具によって保持された前記被処理体の周囲に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備える
ことを特徴とする請求項１６に記載の乾燥処理装置。
【請求項２６】
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつける不活性ガス吹きつけノズルと、
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に、前記被処理体の表面に付着した液体よりも沸点の低い溶媒を吹きつける溶媒吹きつけノズルと、
前記冶具によって保持された前記被処理体の周囲に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備える
ことを特徴とする請求項１６に記載の乾燥処理装置。
【請求項２７】
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に、前記被処理体の表面に付着した液体よりも沸点の低い溶媒を吹きつける溶媒吹きつけノズルを備える
ことを特徴とする請求項１７に記載の乾燥処理装置。
【請求項２８】
前記冶具によって保持された前記被処理体の周囲に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備える
ことを特徴とする請求項１７に記載の乾燥処理装置。
【請求項２９】
前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に、前記被処理体の表面に付着した液体よりも沸点の低い溶媒を吹きつける溶媒吹きつけノズルと、
前記冶具によって保持された前記被処理体の周囲に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備える
ことを特徴とする請求項１７に記載の乾燥処理装置。
【請求項３０】
前記冶具によって保持された前記被処理体の周囲に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備える
ことを特徴とする請求項１８に記載の乾燥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥処理方法及び乾燥処理装置に関する。詳しくは、被処理体に電磁波を照射することによって、ウォーターマークの発生を抑制しようとした乾燥処理方法及び乾燥処理装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ等の被処理体に付着しているゴミ、有機残留物あるいは無機残留物を薬液や純水等の液体を用いて洗浄する場合には、例えば以下の様にして行われる。なお、以下では半導体ウェーハの表面を洗浄する場合を例に挙げて説明する。
【０００３】
先ず、図６（ａ）に示す様に半導体ウェーハ１０１を保持台１０２上面に載置して保持させる。次いで、図６（ｂ）に示す様に半導体ウェーハを、その中心を軸として周方向に１００ｒｐｍ程度で低速回転させると共に、薬液１０３を半導体ウェーハ表面に供給する。次に図６（ｃ）で示す様に、薬液が盛られた状態で半導体ウェーハを静止または１０ｒｐｍ程度に回転させ、所定時間そのまま放置して半導体ウェーハ表面を薬液処理する。所定時間経過後、図６（ｄ）で示す様に半導体ウェーハを１０００ｒｐｍ程度に回転させ始めると共に、半導体ウェーハ表面に純水１０４を供給して薬液を純水に置換し、これにより洗浄処理を終了する。
【０００４】
この様にして洗浄した半導体ウェーハ表面を乾燥させるには、図６（ｅ）で示す様に半導体ウェーハを４０００ｒｐｍ程度に高速回転させて、半導体ウェーハ表面の純水を振り切る。この後、図６（ｆ）で示す様に半導体ウェーハの回転を停止させて乾燥処理を終了する。
【０００５】
ところが、上記した様なスピン乾燥方式、即ち、高速で半導体ウェーハを回転させてその遠心力で半導体ウェーハを乾燥させる方式では、純水が完全に振り切られずに水残りが生じ、ウォーターマークが発生してしまい製品歩留まりの低下を招いてしまう。なお、水残りを抑えようとして半導体ウェーハの回転数を上げると、気流と半導体ウェーハの摩擦により半導体ウェーハが帯電し、デバイスの破壊や乾燥処理後に半導体表面にダストの吸着が生じてしまう。
【０００６】
そこで、従来、水残りを抑制してウォーターマークの発生を抑制するために、ＩＰＡ（イソプロプルアルコール）蒸気中に半導体ウェーハを保持することによって、半導体ウェーハ表面で結露したＩＰＡと水分とを混和させた後に蒸発させて乾燥させるＩＰＡ蒸気乾燥方法（例えば、特許文献１参照。）や、リンス槽から引き上げる半導体ウェーハにＩＰＡ蒸気と窒素ガス等のキャリアガスを吹きつけて、洗浄水面から半導体ウェーハを引き上げる時の表面張力を下げ、半導体ウェーハに水滴が残留しなくなることを利用した表面張力を利用した乾燥方法（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１６２４３４号公報
【０００８】
【特許文献２】特開２００２−１５８２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前者の乾燥方法、即ち、ＩＰＡ蒸気乾燥方法では、図７に示す様に内底部にＩＰＡ蒸気を作るためのＩＰＡ１０５を入れ、上部の内周面にはその上部近傍まで上がってきたＩＰＡ蒸気が外部に流出しない様に開口部を冷却する冷却コイル１０６を付設してなる容器１０７を加熱器１０８上に設置して、最後の水洗処理が行われた半導体ウェーハを上記した容器内に収納せしめた後、加熱器によりＩＰＡを加熱沸騰せしめて蒸気化させながらＩＰＡ蒸気を容器内に充満させて乾燥処理を行っており、容器底部のＩＰＡを加熱器により加熱蒸気化するためにはかなりの熱エネルギーを必要とする。即ち、容器内は常圧状態に近いことから、常圧でＩＰＡを蒸気化するためにはかなりの熱エネルギーを必要とする。また、ＩＰＡの沸点は概ね８２℃であり、容器内自体はＩＰＡの沸点の８２℃、あるいはそれ以上の高温状態まで加熱器により加熱されることとなり、半導体ウェーハが熱により損傷等を起こす危険があった。
一方、後者の乾燥方法、即ち、表面張力を利用した乾燥方法では、リンス槽から半導体ウェーハを１ｍｍ／ｓｅｃ程度の低速で引き上げる必要があり、処理時間を非常に要してしまい生産性の低下を招いてしまう。また、わずかではあるがＩＰＡ残りが生じてしまう。
【００１０】
この様に、ＩＰＡ蒸気乾燥方法や表面張力を利用した乾燥方法は、水残りを抑制してウォーターマークの発生を抑制する乾燥処理方法としては充分ではなく、熱による被処理体の損傷を抑制すると共に、速やかに良好な乾燥処理面を得ることができる乾燥処理方法の開発が強く望まれていた。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みて創案されたものであって、熱による被処理体の損傷を抑制すると共に、速やかに良好な乾燥表面を得ることができる乾燥処理方法及び乾燥処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係る乾燥処理方法は、液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理方法において、前記被処理体を回転させつつ前記被処理体に電磁波を照射する。
【００１３】
ここで、被処理体を回転させつつ被処理体に電磁波を照射することによって、電磁波を被処理体に均一に照射することができると共に、遠心力によって被処理体の表面に付着した液体を振り切ることができ、乾燥処理時間の短縮化及び乾燥処理の高効率化を図ることができる。なお、遠心力のみによって被処理体の乾燥処理を行うわけでは無く、電磁波による加熱乾燥及び遠心力による液体の振り切りの双方によって乾燥処理を行っているために、遠心力のみによって被処理体の乾燥処理を行う際と比較すると被処理体の回転速度は低速で充分であり、回転によって気流と被処理体の摩擦により被処理体が帯電し、被処理体の破壊や乾燥処理後に被処理体表面にダストの吸着が生じることは無い。
【００１４】
また、本発明に係る乾燥処理方法は、液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理方法において、前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつけながら前記被処理体に電磁波を照射する。
【００１５】
ここで、被処理体の表面に不活性ガスを吹きつけることによって、被処理体の表面に付着した液体を吹き飛ばすことができると共に、蒸発した液体が再度被処理体に付着することを抑制でき、乾燥処理時間の短縮化及び乾燥処理の高効率化を図ることができる。なお、被処理体の表面に吹きつけるガスとして基板上の自然酸化膜を抑制できる不活性ガスが望ましい。
【００１６】
また、本発明に係る乾燥処理方法は、液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理方法において、前記被処理体の表面に付着した液体を該液体よりも沸点の低い溶媒に置換した後、または前記被処理体の表面に付着した液体と該液体よりも沸点の低い溶媒を混和した後に前記被処理体に電磁波を照射する。
【００１７】
ここで、被処理体の表面に付着した液体をこの液体よりも沸点の低い溶媒に置換、または被処理体の表面に付着した液体とこの液体よりも沸点の低い溶媒を混和することによって、電磁波による加熱乾燥を容易に行うことができ、乾燥処理時間の短縮化及び乾燥処理の高効率化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明に係る乾燥処理方法は、液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理方法において、不活性ガスで満たされた雰囲気中で前記被処理体に電磁波を照射する。
【００１９】
ここで、乾燥処理を行う雰囲気中を不活性ガスで満たすことによって、酸素雰囲気を遮断することができる。なお、雰囲気中を満たすガスとして不活性ガスを用いているために、自然酸化膜の抑制効果が得られる。
【００２０】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る乾燥処理装置は、液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理装置において、前記被処理体を保持するための冶具と、該冶具によって保持された前記被処理体に電磁波を照射するための電磁誘導コイルと、前記冶具を回転させるための駆動手段とを備える。
【００２１】
ここで、被処理体を保持する冶具を回転させるための駆動手段によって、被処理体を回転させることができ、電磁誘導コイルによって照射される電磁波を被処理体に均一に照射することができると共に、遠心力によって被処理体の表面に付着した液体を振り切ることができ、乾燥処理時間の短縮化及び乾燥処理の高効率化を図ることができる。なお、上記した様に、電磁波による加熱乾燥及び遠心力による液体の振り切りの双方によって乾燥処理を行うために、遠心力のみによって被処理体の乾燥処理を行う際と比較すると被処理体の回転速度は低速で充分であり、回転によって気流と被処理体の摩擦により被処理体が帯電し、被処理体の破壊や乾燥処理後に被処理体表面にダストの吸着が生じることは無い。
【００２２】
また、本発明に係る乾燥処理装置は、液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理装置において、前記被処理体を保持するための冶具と、該冶具によって保持された前記被処理体に電磁波を照射するための電磁誘導コイルと、前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に不活性ガスを吹きつける不活性ガス吹きつけノズルとを備える。
【００２３】
ここで、冶具によって保持された被処理体の表面に不活性ガスを吹きつける不活性ガス吹きつけノズルによって、被処理体の表面に付着した液体を吹き飛ばすことができると共に、蒸発した液体が再度被処理体に付着することを抑制でき、乾燥処理時間の短縮化及び乾燥処理の高効率化を図ることができる。なお、ノズルによって吹きつけるガスは不活性ガスであるために、自然酸化膜の抑制効果が得られる。
【００２４】
また、本発明に係る乾燥処理装置は、液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理装置において、前記被処理体を保持するための冶具と、該冶具によって保持された前記被処理体に電磁波を照射するための電磁誘導コイルと、前記冶具によって保持された前記被処理体の表面に、前記被処理体の表面に付着した液体よりも沸点の低い溶媒を吹きつける溶媒吹きつけノズルとを備える。
【００２５】
ここで、冶具によって保持された被処理体の表面に、被処理体の表面に付着した液体よりも沸点の低い溶媒を吹きつける溶媒吹きつけノズルによって、被処理体に付着した液体をこの液体よりも沸点の低い溶媒に置換、または被処理体の表面に付着した液体とこの液体よりも沸点の低い溶媒を混和することができ、電磁誘導コイルによって照射される電磁波による加熱乾燥を容易に行うことができ、乾燥処理時間の短縮化及び乾燥処理の高効率化を図ることができる。
【００２６】
また、本発明に係る乾燥処理装置は、液体で処理を行った被処理体に電磁波を照射することによって前記被処理体を乾燥させる乾燥処理装置において、前記被処理体を保持するための冶具と、該冶具によって保持された前記被処理体に電磁波を照射するための電磁誘導コイルと、前記冶具によって保持された前記被処理体の周囲に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備える。
【００２７】
ここで、冶具によって保持された被処理体の周囲に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段によって、乾燥処理を行う雰囲気を不活性ガスで満たすことができ、酸素雰囲気を遮断することができる。なお、被処理体の周囲に供給するガスとして不活性ガスを用いているために、自然酸化膜の抑制効果が得られる。
【発明の効果】
【００２８】
上記した本発明の乾燥処理方法及び乾燥処理装置では、ウォーターマークの発生を抑制して速やかに良好な乾燥表面を得ることができ、製品歩留まりの向上を図ることができる。
【００２９】
また、電磁波は半導体ウェーハ等の被処理体は透過し、被処理体に付着した液体のみを加熱するために、被処理体に付着した液体が蒸発した後に被処理体が過熱されることは無く、被処理体が熱ストレス等によって損傷することなく乾燥処理を行うことができる。
【００３０】
更に、非接触状態で間接的に被処理体に付着した液体の加熱を行うことができ、電熱式ヒーターや赤外線ヒーター等の様な直接的な加熱方法では無いために、被処理体の自己過熱による焼損が無い。
【００３１】
また、既存の設備に電磁波を被処理体に照射する電磁誘導コイルを付加するだけで良いために、既存の設備を用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は、本発明を適用した乾燥処理装置の一例である半導体ウェーハの洗浄乾燥処理装置を説明するための模式的な図であり、ここで示す半導体ウェーハの洗浄乾燥処理装置１は、チャンバー１０を有し、チャンバーの天井部にはＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルター１１が設けられており、チャンバーの下部には排気口１５が設けられている。
【００３３】
このチャンバーの内部は、半導体ウェーハ２を保持するウェーハステージ３と、ウェーハステージを回転させるためのモータ４と、ウェーハステージの上方に配置されたノズル５、窒素ノズル６及び電磁誘導コイル７と、半導体ウェーハの周囲に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段８と、ウェーハステージの回りを囲む状態で設けられたドレインパン９とを備えて構成される。
【００３４】
上記ウェーハステージは、チャック機構を有し、ウェーハステージ上に載置された半導体ウェーハをチャックピン１２で固定する。また、ウェーハステージの下面には軸１３が垂下した状態で連結されており、この軸にはモータが取り付けられている。そしてこの様な構成によってウェーハステージは、モータの駆動による軸の回転に伴ってその周方向に回転するようになっている。
【００３５】
上記ノズルは、純水タンク１８、薬液タンク１９及びＩＰＡタンク２０に接続されており、これらのタンクから純水、薬液及びＩＰＡを半導体ウェーハに供給できる様に構成されており、純水、薬液及びＩＰＡの流量・温度・吐出圧等は、レギュレター、電子温度調節機、ニードルバルブ等で事前に調整することができるようになっている。また、ノズルは純水、薬液及びＩＰＡを半導体ウェーハに均一に塗布できるように、更には、電磁波の照射時に邪魔にならない様に半導体ウェーハ表面上を移動可能に構成されている。
また、上記窒素ノズルは、窒素タンク２１に接続されており、窒素ガスを半導体ウェーハの表面に吹きつけることができる様に構成されている。
【００３６】
上記電磁誘導コイルは、発振機１４に接続されており、この発振機により電磁誘導コイルに交流電流を印加して電磁誘導を励起することにより、半導体ウェーハに電磁波を照射できる様に構成されている。
【００３７】
以下、上記の様に構成された半導体ウェーハの洗浄乾燥処理装置を用いた半導体ウェーハの洗浄乾燥処理方法について説明する。即ち、本発明を適用した被処理体の乾燥処理方法の一例を説明する。
【００３８】
上記した半導体ウェーハの洗浄乾燥処理装置を用いた半導体ウェーハの洗浄乾燥処理方法では、先ず、図２（ａ）で示す様に、ＨＥＰＡフィルターを介した清浄な空気（クリーンエア）をチャンバーの上方から供給し、チャンバーの下方の排気口から排気を行い、ウェーハステージ周辺にクリーンエアのダウンフローを得る。なお、以後は気流の方向の図示を省略するが、クリーンエアの供給及び排気口からの排気は常時行い、常に清浄な雰囲気となる様に制御を行う。
【００３９】
次に、図２（ｂ）で示す様に、半導体ウェーハをロボット等によってウェーハステージ上に移載し、ウェーハステージ上にてウェーハチェックピンで半導体ウェーハをウェーハステージに固定する。
【００４０】
次に、図３（ｃ）で示す様に、半導体ウェーハを、その中心を軸として周方向に１００ｒｐｍ程度で低速回転させると共に、ノズルから薬液を半導体ウェーハ表面に供給し、続いて、薬液が盛られた状態で半導体ウェーハを静止または１０ｒｐｍ程度に回転させ、所定時間そのまま放置して半導体ウェーハ表面を薬液処理し、所定時間経過後、半導体ウェーハを１０００ｒｐｍ程度に回転させ始めると共に、半導体ウェーハ表面にノズルから純水を供給して薬液を純水に置換し、これにより洗浄処理を終了する。
なお、上記の洗浄処理によってドレインパンに溜まった薬液は、排水・排液ラインによって回収・廃棄される。
【００４１】
ここで、レジストの剥離であれば低速回転、エッチングの際には高速回転といった様に、半導体ウェーハの汚染状況や洗浄目的に応じて半導体ウェーハの回転速度を任意に設定できる様に構成されている方が好ましい。
また、半導体ウェーハの洗浄の際に供給する薬剤種については特に限定するものではないが、一般的な半導体ウェーハの洗浄であれば、ＮＨ４ＯＨ、Ｈ２Ｏ２、ＨＦ、Ｈ２ＳＯ４、ＮＨ４Ｆ、ＨＣｌ、ＨＮＯ３、Ｏ３、有機溶剤、またはこれらの混合液やこれらをＨ２Ｏで希釈した液等が用いられている。
【００４２】
次に、図３（ｄ）で示す様に、後述する乾燥処理の事前処理として窒素ガス供給手段により窒素ガスを噴霧し、半導体ウェーハの周辺を窒素ガスで置換する。これにより、半導体ウェーハの周辺の酸素雰囲気を排除することができ、ウォーターマークを抑制することができる。
【００４３】
ここで、ウォーターマークが発生するメカニズムについて説明する。即ち、シリコンからなる半導体ウェーハ上に水分が付着した場合に、シリコンと酸素と水の三相界面において、
Ｓｉ＋Ｏ２＋Ｈ２Ｏ⇒Ｓｉ（ＯＨ）４
というシリコンの酸化腐食が進行しやすい状況となり、この反応で形成された水酸化ケイ素（Ｓｉ（ＯＨ）４）やケイ酸（ＨＳｉＯ３−）等の酸化物はシリコン表面を覆うか、または水分中に溶解していき、水分の蒸発に伴ってその濃度が高まる。結果、局所的に厚いシリコン酸化膜が体積した部分がウォーターマークとして観察される。
以上の様なメカニズムでウォーターマークが発生するために半導体ウェーハの周辺を窒素ガスで置換して酸素雰囲気を排除することでウォーターマークの抑制に効果がある。
【００４４】
なお、半導体ウェーハの周辺の酸素雰囲気を排除という点から考えると、チャンバー内を減圧雰囲気にすることも考えられるが、減圧処理には時間を要して生産性の悪化を招くと共に、装置構造が複雑になり装置コストが増大してしまう。
【００４５】
上記した様に、半導体ウェーハの周辺を窒素ガスで置換するのは酸素雰囲気の排除が目的であり、半導体ウェーハを腐食しない不活性ガスであれば窒素ガスに限らず、ＡｒやＮｅ等その種類は問わない。なお、窒素ガスは広く半導体製造に用いられており、また、毒性が無く安価であるために、特段の理由が無い場合には窒素ガスを用いるのが好ましい。
【００４６】
なお、半導体ウェーハの周囲を窒素ガスで置換するのは、ウォーターマークを抑制するためであり、例えば、半導体ウェーハの乾燥を短時間で処理を行う等の他の手段によって充分にウォーターマークを抑制することができるのであれば、必ずしも窒素ガス供給手段により窒素ガスを噴霧し、半導体ウェーハの周辺を窒素ガスで置換する必要は無い。但し、より一層充分にウォーターマークを抑制するためには、半導体ウェーハの周辺を窒素ガスで置換して酸素雰囲気を排除した方が好ましい。
【００４７】
次に、図４（ｅ）で示す様に、後述する乾燥処理の事前処理としてノズルからＩＰＡを半導体ウェーハの表面に供給し、洗浄処理により半導体ウェーハの表面に付着した水分とＩＰＡとを混和する。ＩＰＡの沸点が水と比べて低いために、後述する乾燥処理において良好な蒸発・乾燥を実現することができる。また、ＩＰＡは水に比べて表面張力が低いために、半導体ウェーハの微細加工部であっても容易に水分と混和することができる。
【００４８】
上記した様に、ＩＰＡを半導体ウェーハの表面に供給するのは、水分と混和させ、その後の乾燥処理において良好な蒸発・乾燥を実現することが目的であり、水よりも低い沸点及び水よりも低い表面張力を有し、半導体ウェーハを腐食しない溶液であればＩＰＡに限らず、エチルアルコールやメチルアルコール等その種類は問わない。なお、ＩＰＡは広く半導体製造に用いられており、水と協沸し、毒性が低いことなどから、特段の理由が無い場合にはＩＰＡを用いるのが好ましい。
【００４９】
なお、ＩＰＡを半導体ウェーハの表面に供給するのは、特に微細加工部分等の乾燥が困難な部分の乾燥性を向上させ、ウォーターマークを抑制するためであり、他の手段によって充分にウォーターマークを抑制することができるのであれば、必ずしもＩＰＡを半導体ウェーハの表面に供給し、半導体ウェーハの表面に付着した水分と混和させる必要は無い。但し、より一層充分にウォーターマークを抑制するためには、ＩＰＡを半導体ウェーハの表面に供給し、半導体ウェーハの表面に付着した水分と混和させた方が好ましい。
【００５０】
次に、図４（ｆ）で示す様に、ノズルをウェーハステージ上からウェーハステージ外へ移動させ、電磁誘導コイルを半導体ウェーハの直上に移動させた後に、発振機により電磁誘導コイルに交流電流を印加し、半導体ウェーハに電磁波を照射して乾燥処理を行う。なお、電磁波の照射の際には半導体ウェーハを回転させ、半導体ウェーハ面内に均一に電磁波を照射すると共に半導体ウェーハの表面に付着した水分と混和したＩＰＡを遠心力によって振り切りつつ、窒素ノズルから窒素ガスを半導体ウェーハ表面に吹きつける。これにより、乾燥の効率化を図ることができる。
【００５１】
上記した様に、半導体ウェーハを回転させるのは、半導体ウェーハ面内に均一に電磁波を照射すると共に半導体ウェーハ表面に付着した水分と混和したＩＰＡを遠心力によって振り切ることによって乾燥の効率化を図るためであり、必ずしも半導体ウェーハを回転させる必要は無い。なお、半導体ウェーハの回転速度は遠心力のみによって半導体ウェーハの乾燥処理を行う際と比較すると半導体ウェーハの回転速度は低速で充分であり、高速回転を必要としないために、回転によって気流と半導体ウェーハの摩擦により半導体ウェーハが帯電し、半導体ウェーハの破壊や乾燥処理後に半導体ウェーハの表面にダストの吸着が生じることは無い。
【００５２】
また、窒素ノズルから窒素ガスを半導体ウェーハ表面に吹きつけるのは、半導体ウェーハの表面に付着した水分と混和したＩＰＡを吹き飛ばすと共に、電磁波の照射によって加熱され蒸発したミストが半導体ウェーハに再付着することを抑制し、乾燥の効率化を図るためであり、必ずしも窒素ノズルから窒素ガスを半導体ウェーハ表面に吹きつける必要は無い。
【００５３】
上記した様に、窒素ノズルから窒素ガスを半導体ウェーハに吹きつけるのは水分と混和したＩＰＡを吹き飛ばすと共に、蒸発したミストが半導体ウェーハに再付着することを抑制することが目的であり、半導体ウェーハを腐食しない不活性ガスであれば窒素ガスに限らず、ＡｒやＮｅ等その種類は問わない。なお、上記した様に、窒素ガスは広く半導体製造に用いられており、また、毒性が無く安価であるために、特段の理由が無い場合には窒素ガスを用いるのが好ましい。
【００５４】
所定時間電磁波を照射した後に、発振機による電磁誘導コイルへの交流電流の印加を停止すると共に、半導体ウェーハの回転も停止し、その後、図４（ｇ）で示す様に、電磁誘導コイルを半導体ウェーハの搬出に邪魔にならない位置に移動し、半導体ウェーハをロボット等によって搬出する。
【００５５】
上記した半導体ウェーハの洗浄乾燥処理方法では、従来のスピン乾燥方式では得られなかった清浄で良好な乾燥表面を得ることができる。
即ち、ＨＥＰＡフィルターによってチャンバー内を常に清浄な雰囲気に制御し、窒素ガス供給手段によって半導体ウェーハの周辺を窒素ガスで置換してウォーターマークの発生原因である酸素を遮断してウォーターマークを抑制し、事前処理として半導体ウェーハの表面に付着した水分とＩＰＡとを混和させ、半導体ウェーハを回転することによって半導体ウェーハに均一に電磁波を照射すると共に遠心力によって半導体ウェーハの表面に付着した水分と混和したＩＰＡを振り切り、更に、窒素ガスを半導体ウェーハ表面に吹きつけて水分と混和したＩＰＡを吹き飛ばすと共に蒸発したミストが半導体ウェーハ表面に再付着することを抑制しつつ電磁波によって半導体ウェーハの表面に付着した水分と混和したＩＰＡの加熱乾燥を行っており、速やかな乾燥処理を実現することができると共に、確実な乾燥処理を実現でき、ウォーターマークを抑制して清浄で良好な乾燥表面を得ることができ、製品歩留まりの向上を図ることができる。
【００５６】
また、電磁波は半導体ウェーハを透過し、半導体ウェーハの表面に付着した水分と混和したＩＰＡのみを加熱するために、水分と混和したＩＰＡが蒸発した後に半導体ウェーハが過熱されることが無く、半導体ウェーハの熱ストレスや金属配線のマイグレーション等が無い。
即ち、半導体ウェーハへの熱の伝播は、半導体ウェーハの表面に付着した水分と混和したＩＰＡを加熱した際の伝播のみであり、水分と混和したＩＰＡが蒸発した後の過度の加熱が避けられ、半導体ウェーハに伝播する温度も水分と混和したＩＰＡの沸点以下であり、半導体ウェーハの熱ストレスや金属配線のマイグレーション等が無い。
【００５７】
同様に、非接触状態で半導体ウェーハに付着した水分と混和したＩＰＡの加熱を行うことができるために、電熱式ヒーターや赤外線ランプ光源等の直接的な加熱方法では無いので、半導体ウェーハの熱ストレスや金属配線のマイグレーション等が無い。
【００５８】
なお、上記した本発明を適用した乾燥処理装置の一例及び本発明を適用した乾燥処理方法の一例では、いずれも枚葉式洗浄の後の乾燥処理を例に挙げて説明を行ったが、バッチ式洗浄の後の乾燥処理についても本発明が適用できることは言うまでも無い。
即ち、図５で示す様に、ウェーハ支持部１６に並列支持された複数枚の半導体ウェーハを洗浄槽１７によって洗浄処理をした後に、上記した本発明を適用した乾燥処理方法の一例と同様に、乾燥処理の事前処理として、窒素ガス供給手段により窒素ガスを噴霧して、半導体ウェーハの周辺を窒素ガスで置換をした後に、ノズルからＩＰＡを半導体ウェーハ表面に供給し、洗浄処理により半導体ウェーハ表面に付着した水分とＩＰＡとを混和した後に、発振機により電磁誘導コイルに交流電流を印加し、半導体ウェーハに電磁波を照射して乾燥処理を行っても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明を適用した乾燥処理装置の一例を説明するための模式的な図である。
【図２】本発明を適用した乾燥処理方法の一例を説明するための模式的な図（１）である。
【図３】本発明を適用した乾燥処理方法の一例を説明するための模式的な図（２）である。
【図４】本発明を適用した乾燥処理方法の一例を説明するための模式的な図（３）である。
【図５】本発明を適用した乾燥処理方法の変形例を説明するための模式的な図である。
【図６】従来の乾燥処理方法を説明するための図である。
【図７】ＩＰＡ蒸気乾燥方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  半導体ウェーハの洗浄乾燥処理装置
２  半導体ウェーハ
３  ウェーハステージ
４  モータ
５  ノズル
６  窒素ノズル
７  電磁誘導コイル
８  窒素ガス供給手段
９  ドレインパン
１０  チャンバー
１１  ＨＥＰＡフィルター
１２  チャックピン
１３  軸
１４  発振機
１５  排気口
１６  ウェーハ支持部
１７  洗浄槽
１８  純水タンク
１９  薬液タンク
２０  ＩＰＡタンク
２１  窒素タンク
【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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