(57)【要約】【課題】  ウェーハ上に洗浄液を残すことなくウェーハの乾燥を行い、ウォーターマークやパーティクル残留の発生がない高品質なウェーハの洗浄乾燥を行なうウェーハ洗浄乾燥装置及びウェーハ洗浄乾燥方法を提供すること。【解決手段】  洗浄液５０が満たされ、洗浄液５０に浸漬されたウェーハＷの洗浄が行われる洗浄槽２と、ウェーハＷの乾燥を行うＩＰＡガス５４をウェーハＷと洗浄液５０との境界線Ｋ付近へ向けて供給するノズル８と、境界線Ｋにおける洗浄液５０側に設けられた吸着部材６とを備えることにより、マランゴニ力と、界面張力とを効果的に利用してウェーハＷの乾燥を行い、ウォーターマークやパーティクル残留の発生がない高品質なウェーハの洗浄乾燥が可能となる。【選択図】図１
2007221072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄用の第１の流体が満たされ、前記第１の流体内に浸漬されたウェーハの洗浄が行われる洗浄槽と、
前記ウェーハの乾燥を行う前記第１の流体よりも表面張力が小さい第２の流体を、前記ウェーハと前記第１の流体との境界線付近へ向けて供給する供給手段と、
前記境界線にける該第１の流体側に位置し、該第１の流体と前記第２の流体との界面部分に近接、又は接触して該第１の流体を引き寄せる吸着部材と、を備えたことを特徴とするウェーハ洗浄乾燥装置。
【請求項２】
前記ウェーハ洗浄乾燥装置は、前記ウェーハと前記第２の流体の供給される位置とを相対的に移動させる移動手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ洗浄乾燥装置。
【請求項３】
前記ウェーハ洗浄乾燥装置は、前記吸着部材と前記ウェーハとの間隔を一定に保ちながら、前記吸着部材と前記ウェーハを相対的に移動させる吸着部材移動手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウェーハ洗浄乾燥装置。
【請求項４】
前記洗浄槽には、前記第１の流体を供給する供給口と、前記第１の流体を排出するドレイン口が設けられていることを特徴とする請求項１、２、又は３のいずれか１項に記載のウェーハ洗浄乾燥装置。
【請求項５】
前記吸引部材は、高分子樹脂を素材とする繊維により形成されていることを特徴とする請求項１、２、３、または４のいずれか１項に記載のウェーハ洗浄乾燥装置。
【請求項６】
前記吸引部材は、高分子樹脂を素材とする発泡材料で形成されていることを特徴とする請求項１、２、３、または４のいずれか１項に記載のウェーハ洗浄乾燥装置。
【請求項７】
洗浄用の第１の流体内に浸漬された洗浄後のウェーハと前記第１の流体との境界線付近に向けて前記第１の流体よりも表面張力が小さい第２の流体を供給するとともに、前記境界線における前記第１の流体側に吸着部材を該第１の流体と前記第２の流体との界面部分に近接、又は接触するように設け、前記吸着部材と前記境界線との相対的位置を保ちながら前記ウェーハを第１の流体より引き上げることにより前記ウェーハの乾燥を行うことを特徴とするウェーハ洗浄乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や電子部品等のウェーハの洗浄と乾燥とを行なうウェーハ洗浄乾燥方法及びウェーハ洗浄乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や電子部品等のウェーハは、製造の過程において切削、研磨等の各種工程を経ていく。例えば、ＣＭＰによるウェーハの研磨は、ウェーハ保持ヘッドによってウェーハを保持し、このウェーハを回転する研磨定盤に所定の圧力で押し付け、その研磨定盤とウェーハとの間にケミカル研磨剤（以下、「スラリ」と称する）を供給することにより行われる。
【０００３】
このようなウェーハ研磨装置で研磨加工されたウェーハは、洗浄装置により洗浄されてウェーハに付着していたスラリが除去される。洗浄されたウェーハは、洗浄装置内に設けられた、又は洗浄装置に隣接した乾燥装置により乾燥が行なわれる。
【０００４】
乾燥の工程では、従来、ウェーハを回転させて表面の水分を遠心力により除去するスピン乾燥などが行なわれていた。しかし、スピン乾燥では、水分が複数の水滴に分離してウェーハ上から除去されずに残留する場合があり、特にＣｕ／Ｌｏｗ−Ｋ対応のＣＭＰにおいては、Ｌｏｗ−Ｋ材料が撥水性であるためウォーターマークがウェーハ表面に残る問題があった。また、跳ね飛ばされた水滴の跳ね返りなどによるパーティクル残りが発生するなどの問題もあった。
【０００５】
そのため、現在では純水や脱イオン水などの洗浄液内にウェーハを立て、洗浄液を排出してウェーハを縦に洗浄液内から引き抜くとともにイソプロピルアルコール（Ｉｓｏ−Ｐｒｏｐｙｌ  Ａｌｃｏｈｏｌ。以下ＩＰＡと称する）のガスを密閉された洗浄槽内へ送り、洗浄液とＩＰＡガスの表面張力の差を利用することによりパーティクル残留を防止しながら乾燥を行なう、マランゴニ方式の乾燥装置（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
又は、回転するウェーハに対しウェーハの中央部から外周部に移動しながら洗浄液を供給するノズルと、洗浄用のノズル近傍に設けられた乾燥用のＩＰＡガスを供給するノズルとにより、マランゴニ力を発生させてウェーハの洗浄と乾燥を行なう洗浄乾燥装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２２４１０４号公報
【特許文献２】特開２００４−１４０１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１または特許文献２に記載されたような乾燥装置では、ウェーハを引き抜く際に洗浄液とウェーハとの境界線が一様にならず、洗浄液をウェーハ上に残してしまう問題があった。また、移動していく洗浄液の塊から一部の洗浄液が引き離され取り残されてしまう問題も発生する。
【０００８】
通常、Ｌｏｗ−Ｋ材料は撥水性を有しているため洗浄液とウェーハの引き合う力は小さく、洗浄液はウェーハ上に留まることなく移動していく。しかし、図７に示すように、ウェーハの表面形状などによってはＬｏｗ−Ｋ材料の一部で親水性のように作用する部分があり、親水性を示す部分では洗浄液の表面張力よりも、ウェーハと洗浄液との間の界面張力が大きくなる。
【０００９】
これにより、洗浄液の一部がウェーハ上に取り残され、取り残された洗浄液は一部がウェーハ内部に取り込まれるなどしてウォーターマークを形成し、デバイス製作時などに大きな問題を起こす原因となっていた。
【００１０】
本発明はこのような問題に対して成されたものであり、ウェーハ上に洗浄液を残すことなくウェーハの乾燥を行い、ウォーターマークやパーティクル残留の発生がない高品質なウェーハの洗浄乾燥を行なうウェーハ洗浄乾燥装置及びウェーハ洗浄乾燥方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、洗浄用の第１の流体が満たされ、前記第１の流体内に浸漬されたウェーハの洗浄が行われる洗浄槽と、前記ウェーハの乾燥を行う前記第１の流体よりも表面張力が小さい第２の流体を、前記ウェーハと前記第１の流体との境界線付近へ向けて供給する供給手段と、前記境界線にける該第１の流体側に位置し、該第１の流体と前記第２の流体との界面部分に近接、又は接触して該第１の流体を引き寄せる吸着部材と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項１の発明によれば、研磨後のウェーハが洗浄槽内に傾倒して載置された状態で第１の流体内に浸漬されて洗浄が行われる。洗浄終了後、ウェーハを第１の流体内から引き上げるとともに、第１の流体よりも表面張力が小さい第２の流体が、ウェーハと第１の流体との境界線付近へ向けて供給されてウェーハの乾燥が行われる。このとき、ウェーハ表面に形成される第１の流体とウェーハとの境界線付近の第１の流体側には、第１の流体を引き寄せる吸着部材が、第１の流体と第２の流体との界面部分に近接、又は接触するように設けられている。
【００１３】
これにより、親水性が見かけ上高く、ウェーハ表面に第１の流体が残留しやすい箇所であっても、第１の流体よりも表面張力の小さい第２の流体との表面張力差により生じるマランゴニ力とともに、吸着部材と第１の流体との間の接触面積増大に伴う相互に働く界面張力の増大による毛細管の原理により、第１の流体が吸着部財に引き付けられウェーハ上に第１の流体を残留させることなくウェーハの乾燥が行われる。
【００１４】
ここで、界面張力について概説する。界面とは、お互いに混ざり合わない２相の接触する面を意味する。ここで相とするものは、気相、液相、固相の３相を示している。２相の界面とは、気相と液相、液相と固相、固相と気相、液相同士、又は固相同士などの部分から構成される界面を指す。ここで、界面張力とは、界面の面積を最小にしようとする際に作用する力と定義される。ここで、表面張力という用語が一般的に存在するが、これらの界面で発生する界面張力のうちで、片側が気相である場合において界面張力に含まれる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記ウェーハ洗浄乾燥装置は、前記ウェーハと前記第２の流体の供給される位置とを相対的に移動させる移動手段を備えていることを特徴としている。
【００１６】
請求項２の発明によれば、供給手段から供給される第２の流体の供給位置と、第１の流体とウェーハとの間に形成される境界線との位置が移動手段により相対的に調整される。これにより、第２の流体は常に第１の流体とウェーハとの間に形成される境界線付近へ供給され、効果的にウェーハの乾燥が行える。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記ウェーハ洗浄乾燥装置は、前記吸着部材と前記ウェーハとの間隔を一定に保ちながら、前記吸着部材と前記ウェーハを相対的に移動させる吸着部材移動手段を備えていることを特徴としている。
【００１８】
請求項３の発明によれば、ウェーハを第１の流体内から引き上げる、又は洗浄液を排出することにより移動する、第１の流体とウェーハとの間に形成される境界線の移動に合わせて吸着部材がウェーハとの距離を一定に保ちながら移動する。これにより吸着部材と第１の流体の間で働く界面張力が、境界線付近で常に効果的に利用され、吸着部材が一種の毛細管の原理により第１の流体を引き付けてウェーハを乾燥させることが可能となる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１、２、又は３のいずれか１項において、前記洗浄槽には、前記第１の流体を供給する供給口と、前記第１の流体を排出するドレイン口が設けられていることを特徴としている。
【００２０】
これにより、洗浄槽内に第１の流体を供給することと、ウェーハを移動させる移動機構を設けることなくウェーハを第１の流体内から引き上げることとが可能となり、簡易な構造で第１の流体とウェーハとの間に形成される境界線を移動させることが可能となる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１、２、３、又は４のいずれか１項において、前記吸引部材は、高分子樹脂を素材とする繊維により形成されていることを特徴としている。
【００２２】
請求項５の発明によれば、吸着部材がナイロン、ポリエチレン、酢酸ビニル等の高分子樹脂を素材とする繊維により刷毛状に形成される。これにより、吸着部材の表面積が大きくなり、それにともない吸着部材と第１の流体との間に働く界面張力が大きくなる。更に、刷毛状の吸着部材と第１の流体間とに働く界面張力によって生じる毛細管現象等の効果によって、第１の流体は吸着部財に引き付けられるようになり、第１の流体をウェーハ上に残留させることなくウェーハの乾燥を行うことが可能となる。また、高分子樹脂素材により形成されているため、耐久、耐食性が高く低コストで吸着部材を設けることが可能となる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１、２、３、又は４のいずれか１項において、前記吸引部材は、高分子樹脂を素材とする発泡材料で形成されていることを特徴としている。
【００２４】
請求項６の発明によれば、吸着部材が発泡ポリエチレン、ＰＶＡスポンジ等の高分子樹脂を素材とする発泡性の材料により形成される。これにより、吸着部材の表面積が大きくなり、第１の流体と吸着部材との接触面積が増大し、吸着部材と第１の流体との間に相互に働く界面張力が大きくなるため、毛細管現象等の効果により第１の流体が吸着部財に引き付けられ、又は拭かれて第１の流体をウェーハ上に残留させることなくウェーハの乾燥を行うことが可能となる。また、高分子樹脂素材により形成されているため、耐久、耐食性が高く低コストで吸着部材を設けることが可能となる。
【００２５】
なお、本発明において拭くとは、物質の表面もしくは本体が、液体に対する接触面積増大に伴う界面張力の増大により、一種の毛細管の効果を利用して液体を引き寄せて取り込むことである。内部に多数の気泡が有る場合などにおいて、流体と接触する表面積が大きくなり、それによって働く相互の界面張力が増大して液体を吸い込むことが可能となる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、洗浄用の第１の流体内に浸漬された洗浄後のウェーハと前記第１の流体との境界線付近に向けて前記第１の流体よりも表面張力が小さい第２の流体を供給するとともに、前記境界線における前記第１の流体側に吸着部材を該第１の流体と前記第２の流体との界面部分に近接、又は接触するように設け、前記吸着部材と前記境界線との相対的位置を保ちながら前記ウェーハを第１の流体より引き上げることにより前記ウェーハの乾燥を行うことを特徴としている。
【００２７】
請求項７の発明によれば、洗浄後に乾燥を行うウェーハと第１の流体との境界線付近に向けて第１の流体よりも表面張力が小さい第２の流体が供給される。それとともに、境界線における第１の流体側へ、高分子樹脂を素材とする刷毛状部材、又は発泡材料により形成された吸着部材を、第１の流体と前記第２の流体との界面部分に近接、又は接触するように設ける。この状態を保ちながらウェーハを第１の流体から引き上げるとともに、第２の流体を境界線付近に向けて供給してウェーハの乾燥を行う。
【００２８】
これにより、ウェーハと第１の流体との境界線付近では、第１の流体よりも表面張力の小さい第２の流体との表面張力差により生じるマランゴニ力とともに、吸着部材と第１の流体との間の接触面積増大に伴う相互に働く界面張力の増大によって生じる毛細管現象等の効果により、第１の流体が吸着部財に引き付けられウェーハ上に第１の流体を残留させることなくウェーハの乾燥が行われる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明のウェーハ洗浄乾燥装置及びウェーハ洗浄乾燥方法によれば、ウェーハ表面に第１の流体が残留しやすい箇所であっても、マランゴニ力と、界面張力とを効果的に利用してウェーハの乾燥を行い、ウォーターマークやパーティクル残留の発生がない高品質なウェーハの洗浄乾燥を行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付図面に従って本発明に係るウェーハ洗浄乾燥装置及びウェーハ洗浄乾燥方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３１】
まず初めに、本発明に係わるウェーハ洗浄乾燥装置とウェーハ洗浄乾燥装置が組み込まれたウェーハ研磨装置の構成について説明する。図１は、ウェーハ研磨装置 の平面断面図である。
【００３２】
図１に示すようにウェーハ研磨装置１０は、洗浄乾燥装置１、ウェーハ収納部２０、搬送手段１４、研磨手段１６、１６、１６、及び膜厚測定手段２９とから構成されている。
【００３３】
ウェーハ収納部２０は、製品用ウェーハ収納部２０Ａ、ダミーウェーハ収納部２０Ｂ、第１モニターウェーハ収納部２０Ｃ、第２モニターウェーハ収納部２０Ｄとからなり、各収納部にはカセット２４に収納されたウェーハＷが収納される。製品用ウェーハ収納部２０Ａは２個並んで設けられている。また第１モニターウェーハ収納部２０Ｃはカセット２４の下段を使用し、同じカセット２４の上段は第２モニターウェーハ収納部２０Ｄになっている。
【００３４】
搬送手段１４は、インデックス用ロボット２２とトランスファーロボット３０及び搬送ユニット３６Ａ、３６Ｂとから構成されている。
【００３５】
インデックス用ロボット２２は、旋回自在かつ屈曲自在なアームを２本備えており、図１の矢印Ｙ方向に沿って移動自在に設けられている。このインデックス用ロボット２２は、各ウェーハ収納部に載置されたカセット２４から研磨対象のウェーハＷを取り出して膜厚測定手段２９及び受渡しポート２６、２８に搬送するとともに、洗浄が終了したウェーハＷを洗浄乾燥装置１から受け取ってカセット２４に収納する。
【００３６】
トランスファーロボット３０は、屈曲自在かつ旋回自在なロード用アーム３０Ａとアンロード用アーム３０Ｂとを備えており、図１に示す矢印Ｘ方向に沿って移動自在に設けられている。
【００３７】
ロード用アーム３０Ａは、研磨前のウェーハＷの搬送に使用され、その先端部に備えられた図示しないパッドで研磨前のウェーハＷを受渡しポート２６、２８から受け取り、搬送ユニット３６Ａ、３６Ｂに搬送する。
【００３８】
アンロード用アーム３０Ｂは、研磨後のウェーハＷの搬送に用いられ、その先端に備えられた図示しないパッドで研磨後のウェーハＷを搬送ユニット３６Ａ、３６Ｂから受け取り、洗浄乾燥装置１又はアンロードカセット３２へと搬送する。
【００３９】
搬送ユニット３６Ａ、３６Ｂは、どちらも図１に示される矢印Ｙ方向に沿って移動自在に設けられ、夫々受取り位置ＳＡ 、ＳＢ と受渡し位置ＴＡ 、ＴＢの間を移動する。受取り位置ＳＡ、ＳＢ でトランスファーロボット３０のロード用アーム３０Ａから研磨対象のウェーハＷを受取り、受渡し位置ＴＡ 、ＴＢ に移動して研磨ヘッド３８Ａ、３８Ｂに受け渡す。また研磨後のウェーハＷを受渡し位置ＴＡ 、ＴＢ で受取り、受取り位置ＳＡ 、ＳＢ に移動してトランスファーロボット３０のアンロード用アーム３０Ｂに受け渡す。
【００４０】
この搬送ユニット３６Ａ、３６Ｂは夫々が別々の２個の受け台を持っており、この２個の受け台は研磨前のウェーハＷ用と研磨後のウェーハＷ用とに使い分けられる。
【００４１】
研磨手段１６、１６、１６は、ウェーハＷの研磨を行い、図１に示すように、研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、研磨ヘッド３８Ａ、３８Ｂ、スラリ供給ノズル３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ及びキャリア洗浄ユニット４０Ａ、４０Ｂを備えている。
【００４２】
研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃは、円盤状に形成されており、３台が並列して配置されている。各研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの上面には、それぞれ研磨パッド（図示せず）が貼付されており、この研磨パッド上にスラリ供給ノズル３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃからスラリが供給される。また、各研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃは、図示しないモータで駆動されて回転し、この回転する研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４ＣにウェーハＷが押し付けられることで、ウェーハＷが研磨される。
【００４３】
ここで、この３つの研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃのうち左右の研磨定盤３４Ａ、３４Ｂは第１の研磨対象膜の研磨に用いられ、中央の研磨定盤３４Ｃは第２の研磨対象膜の研磨に用いられる。両者の研磨においては、供給するスラリの種類、研磨ヘッドの回転数や研磨定盤の回転数、また、研磨ヘッドの押付力や研磨パッドの材質等が変更されている。
【００４４】
なお、この研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの近傍には、それぞれドレッシング装置３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃが設けられている。ドレッシング装置３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃは、旋回自在なアームを備えており、このアームの先端に設けられたドレッサによって研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ上の研磨パッドをドレッシングする。研磨ヘッドは３８Ａ、３８Ｂと２台設置されており、それぞれ図１の矢印Ｘ方向に沿って移動自在に設けられている。
【００４５】
研磨ヘッド３８Ａは、保持したウェーハＷを研磨定盤３４Ａ上の研磨パッドに押し付けて、研磨定盤３４Ａと研磨ヘッド３８Ａとをそれぞれ回転させながら、研磨パッド上にスラリを供給することにより、ウェーハＷが研磨される。他方側の研磨ヘッド３８Ｂも同様に構成される。
【００４６】
また図１に示すように、研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの間にはキャリア洗浄ユニット４０Ａ、４０Ｂが２台設置されており、それぞれ搬送ユニット３６Ａ、３６Ｂの所定の受渡位置ＴＡ 、ＴＢに配置されている。このキャリア洗浄ユニット４０Ａ、４０Ｂは、研磨終了後の研磨ヘッド３８Ａ、３８Ｂのキャリアを洗浄する。
【００４７】
膜厚測定手段２９は、ウェーハＷのセンタリング機構と膜厚測定機とを有している。膜厚測定機では、研磨対象膜が酸化膜である場合には、光干渉式の膜厚測定機等が用いられ、研磨対象膜がメタル膜の場合には４探針比抵抗測定器等が用いられる。
【００４８】
洗浄乾燥装置１は、研磨が終了したウェーハＷの洗浄と乾燥を行なう。洗浄乾燥装置１には、複数の洗浄槽２が設けられ、図２に示すように、ウェーハＷが移動手段としての移動台５１上に傾倒して載置される。
【００４９】
洗浄槽２内には、第１の流体としての洗浄液５０を供給する供給口３、洗浄後の洗浄液５０を排出するドレイン口４、第２の流体としてのＩＰＡガス５４の供給を行う供給手段としてのＩＰＡガス供給ノズル８、窒素等のキャリアガス５３を供給するキャリアガス供給ノズル９、洗浄液５０のウェーハＷ上の残留を防止する吸着部材６等が設けられている。
【００５０】
また、洗浄槽２内にはダブルサイドブラシ、又は超音波水を使用したペンブラシ等の不図示の洗浄機構が備えられている。洗浄機構は、供給口３より供給されたアルカリ溶液、酸性薬液、脱イオン水、又は純水等を使用した洗浄液５０により浸漬されているウェーハＷの洗浄を行なう。
【００５１】
移動台５１上には、図３に示すように、ストッパ５と複数の支持柱５５が設けられている。ウェーハＷは、ストッパ５により一端が支持され、支持柱５５により裏面が支持される。移動台５１は、レール５２と不図示の駆動装置により矢印Ａ方向に移動可能であり、洗浄液５０に浸漬されたウェーハＷを洗浄液５０内より引き上げる。
【００５２】
ＩＰＡガス供給ノズル８とキャリアガス供給ノズル９とは、不図示の移動機構により洗浄槽２内に載置されたウェーハＷと平行に移動可能であり、ウェーハＷと洗浄液５０の境界線Ｋ付近へ、それぞれウェーハＷの乾燥を行うＩＰＡガス５４、窒素等のキャリアガス５３を噴射する。
【００５３】
吸着部材６は、支持棒７に形成されており、ナイロン、ポリエチレン、酢酸ビニル等の高分子樹脂を素材とする繊維により刷毛状に形成されている。吸着部材６の先端部は、境界線Ｋに近接した洗浄液５０内に位置し、長手方向が境界線Ｋと平行になるように設けられ、洗浄液５０とＩＰＡガス供給ノズル８より供給されたＩＰＡガスとの間に生じる界面部分に近接、又は接触し、ウェーハＷには接触していない。
【００５４】
吸着部材６は、支持棒７に取り付けられたリニアガイド、及びステッピングモータ等により構成される不図示の吸着部材移動手段によって、吸着部材６の先端部とウェーハＷとの距離を一定に保ちながら移動可能に設けられている。
【００５５】
以上のような構成により、本発明に関わるウェーハ洗浄乾燥装置はウェーハＷ表面に洗浄液５０が残留しやすい箇所であっても、マランゴニ力と、界面張力とを効果的に利用してウェーハＷの乾燥を行い、ウォーターマークやパーティクル残留の発生がない高品質なウェーハの洗浄乾燥を行なうことが可能となる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、吸着部材６は刷毛状に形成され、長手方向が境界線Ｋと平行になるように設けられているが本発明はそれに限らず、図４に示すように、支持棒７に設けられた板状部材６１へ、下方に向けて多数の高分子樹脂を素材とする繊維、または中空管を取り付けることにより吸着部材６０を形成しても好適に利用可能である。この場合、吸着部材６０は、洗浄液５０の液面よりウェーハＷに向かって境界線Ｋ近傍に近接される。
【００５７】
また、本実施の形態では、吸着部材６は高分子樹脂を素材とする繊維としているが、本発明はそれに限らず、図５に示す吸着部材７０のように、発泡ポリエチレン、ＰＶＡスポンジ等の高分子樹脂を素材とする発泡性の材料、またはフェルト等の不織布等により形成されても同様に実施可能である。
【００５８】
この場合、吸着部材７０はウェーハＷと同等形状、又はウェーハＷよりも大きい角型形状の板状部材であり、ウェーハＷ表面近傍に設けられる。ＩＰＡガス５４、及びキャリアガス５３はウェーハＷと吸着部材７０との間に位置する境界線Ｋに向けてノズル８及びノズル９より噴射される。
【００５９】
次に、本発明に係わるウェーハ洗浄乾燥方法について説明する。図１に示すウェーハ研磨装置１０により研磨されたウェーハＷは図２に示すように、洗浄乾燥装置１の洗浄槽２内に設けられた移動台５１上に傾倒して載置される。ウェーハＷが載置された後、供給口３より洗浄液５０が供給され、洗浄液５０に浸漬されたウェーハＷは不図示の洗浄機構により洗浄が行なわれる。
【００６０】
洗浄終了後、不図示の吸着部材移動手段により吸着部材６が洗浄液５０に浸漬されたウェーハＷの表面最上部へ近接、または接触される。この状態でドレイン口４より洗浄液５０が排出され、それにともない、ノズル８よりウェーハＷの乾燥を行うＩＰＡガス５４がウェーハＷ表面方向に向かって噴射される。
【００６１】
洗浄液５０の排出が進み洗浄液５０の液面が低下すると、ウェーハＷと洗浄液５０との境界線ＫがウェーハＷ表面に形成され、液面の低下とともに移動していく。
【００６２】
吸着部材６とノズル８とは、境界線Ｋの移動に合わせて移動を行う。吸着部材６は、先端部が境界線Ｋに近接した洗浄液５０内に位置し、吸着部材６とウェーハＷとの距離を一定に保ちながら、図３に示す、矢印Ｂ位置、矢印Ｃ位置へと移動していく。ノズル８も吸着部材６と同様に、境界線Ｋ付近へＩＰＡガス５４を供給するように矢印Ｂ位置、矢印Ｃ位置へと移動を行う。
【００６３】
このとき、境界線Ｋ付近では、図６に示すように、洗浄液５０と噴射されるＩＰＡガス５４との界面部分で、洗浄液５０とＩＰＡガス５４との表面張力の差により、洗浄液５０内にＩＰＡガス５４をリッチに含む部分とそうではない部分とが混在してマランゴニ効果によるマランゴニ力が発生する。またマランゴニ力とともに、境界線Ｋ付近では、洗浄液５０とＩＰＡガス５４との界面部分に近接、又は接触している吸着部材６と洗浄液５０との間の接触面積増大に伴う相互間での界面張力の働きの増大により、洗浄液５０が吸着部材６へ引き寄せられる。
【００６４】
図７に示す、従来のウェーハ洗浄乾燥方法の場合、洗浄液５０が後退していく際に、ウェーハＷ上の表面形状などによって一部親水性のように作用する部分で、洗浄液５０の表面張力よりも、ウェーハＷと洗浄液５０との間の界面張力が大きくなり、洗浄液５０の一部がウェーハＷ上に取り残される。取り残された洗浄液５０は、一部がウェーハＷ内部に取り込まれるなどしてウォーターマークを形成し、デバイス製作時などに大きな問題を起こす。
【００６５】
本発明によるウェーハ洗浄乾燥方法においては、ウェーハＷの表面形状等により親水性が見かけ上高く、ウェーハＷ表面に洗浄液５０が残留しやすい箇所であっても、洗浄液５０よりも表面張力の小さいＩＰＡガス５４との表面張力差により生じるマランゴニ力と、吸着部材６と洗浄液５０との間の接触面積増大に伴う相互間での界面張力の働きの増大による毛細管の原理とにより、ウェーハＷ上に洗浄液５０を残留させることなくウェーハＷの乾燥が行われる。
【００６６】
このとき、吸着部材６は、洗浄液５０とＩＰＡガス５４との間に生じる界面部分に近接、又は接触し、ウェーハＷには接触しない。ウェーハＷと吸着部材６の先端部との間隔は、吸着部材６の洗浄液５０を引き寄せる界面張力が、ウェーハＷと洗浄液５０との間の界面張力によりウェーハＷ上に残ろうとする洗浄液５０に対して有効に働く程度の距離まで近接させる。吸着部材６をウェーハＷに近接させる距離は、３ｍｍ以下が望ましい。
【００６７】
乾燥が終了したウェーハＷは、インデックス用ロボット２２、又はトランスファーロボット３０によって、洗浄槽２より搬出される。
【００６８】
次に、本発明に係わるウェーハ洗浄乾燥方法による実施例を示す。ウェーハ洗浄乾燥方法には、図３に示す形態の装置と同様の物を利用して行う。
【００６９】
実験の条件は、第１の流体としての洗浄水には超純水（１８ＭΩ以上）、第２の流体としては濃度５０％のＩＰＡ、ウェーハとしてはアドバンテック社製ＢｌａｃｋＤｉａｍｏｎｄ（ＳｉＣ膜）付き１２インチウェーハを使用する。
【００７０】
吸着部材には直径０．１ｍｍ、長さ１０ｍｍ、長手方向長さ３２０ｍｍのナイロンブラシを使用する。また、ＩＰＡ蒸気供給レートは、長手方向に３１０ｍｍの長さで並んだノズル直径２ｍｍの多連式のノズルより２．３Ｌ／ｍｉｎで行う。吸着部材とウェーハとの引き上げ相対速度は１５０ｍｍ／ｍｉｎとする。測定装置には、日立電子社製異物検査装置（型式：ＬＳ６７００）を使用する。
【００７１】
この実験の結果、ウェーハ表面のディフェクト数は１８個（＞０．２μｍ、スクラッチ、パーティクル含む）であった。ウォーターマーク、ストリークラインは確認されなかった。
【００７２】
次に、本発明に係わるウェーハ洗浄乾燥方法による別の実施例を示す。ウェーハ洗浄乾燥方法には、図３５に示す形態の装置と同様の物を利用して行う。
【００７３】
実験の条件は、第１の流体としての洗浄水には超純水（１８ＭΩ以上）、第２の流体としては濃度５０％のＩＰＡ、ウェーハとしてはアドバンテック社製ＢｌａｃｋＤｉａｍｏｎｄ（ＳｉＣ膜）付き１２インチウェーハを使用する。
【００７４】
吸着部材には、長手方向長さ３２０ｍｍ、厚み２０ｍｍ、幅２０ｍｍのＰＶＡスポンジを使用する。ＩＰＡ蒸気供給レートは、長手方向に３１０ｍｍの長さで並んだノズル直径２ｍｍの多連式のノズルより２．３Ｌ／ｍｉｎで行う。吸着部材とウェーハとの引き上げ相対速度は１５０ｍｍ／ｍｉｎとする。測定装置には、日立電子社製異物検査装置（型式：ＬＳ６７００）を使用する。
【００７５】
この実験の結果、ウェーハ表面のディフェクト数は２７個（＞０．２μｍ、スクラッチ、パーティクル含む）であった。ウォーターマーク、ストリークラインは確認されなかった。
【００７６】
これにより、本発明によるウェーハ洗浄乾燥方法において、ウェーハ上に洗浄液を残すことなく、ウォーターマークやパーティクル残留の発生がない高品質なウェーハの洗浄乾燥を行なうことが可能であることが確認された。
【００７７】
以上説明したように、本発明に係るウェーハ洗浄乾燥装置及びウェーハ洗浄乾燥方法によれば、ウェーハの形状等により親水性が見かけ上高く、ウェーハ表面に第１の流体が残留しやすい箇所であっても、マランゴニ力と、界面張力とを効果的に利用してウェーハの乾燥を行い、ウォーターマークやパーティクル残留の発生がない高品質なウェーハの洗浄乾燥を行なうことが可能である。
【００７８】
なお、本実施の形態では、図２に示すドレイン口４より、洗浄液５０を排出するとともに吸着部材６とＩＰＡガス５４の噴射位置とを移動させてウェーハＷの乾燥を行っているが、本発明はそれに限らず、ウェーハＷが載置された移動台５１をレール５２と不図示の駆動装置とにより矢印Ａ方向へ移動させ、ウェーハＷを洗浄液５０内より引き上げる形態でも同様の効果が得られる。この場合、境界線Ｋの位置が移動しないため、吸着部材６の位置とＩＰＡガス５４の噴射位置とは固定としてよい。
【００７９】
また、本実施の形態では、本発明に係わるウェーハ洗浄乾燥装置１は、ウェーハ研磨装置１０内に組込まれた形で説明されているが、ウェーハ洗浄乾燥装置１のみを別の装置としても好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係わるウェーハ研磨装置の全体構成図。
【図２】ウェーハ洗浄乾燥装置の構成を示した斜視図。
【図３】ウェーハ洗浄乾燥装置の構成を示した側面断面図。
【図４】別の吸着部材が設けられたウェーハ洗浄乾燥装置の側面断面図。
【図５】発泡材料による吸着部材を使用したウェーハ洗浄乾燥装置の側面断面図。
【図６】ウェーハの乾燥方法を説明した断面図。
【図７】洗浄液の残留原理を説明した断面図。
【符号の説明】
【００８１】
１…ウェーハ洗浄乾燥装置，２…洗浄槽，３…供給口，４…ドレイン口，５…ストッパ，６、６０、７０…吸着部材，７…支持棒，８…ＩＰＡガス供給ノズル，９…キャリアガス供給ノズル，１０…ウェーハ研磨装置，５０…研磨液（第１の流体），５１…移動台（移動手段），５２…レール，５３…キャリアガス，５４…ＩＰＡガス（第２の流体），５５…支持柱，Ｗ…ウェーハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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