(57)【要約】【課題】  濃度の高い高圧のＩＰＡガスを簡易な機構によりウェーハに対して供給し、ウェーハの高速な洗浄乾燥を行うことが可能である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２０が満たされた密閉可能な洗浄槽１０と、ＩＰＡが貯蔵される貯蔵タンク１２と、ＩＰＡガスを洗浄槽１０へ導入するシリンダ１１とを備え、ポンプ１６により洗浄槽１０、シリンダ１１、及び貯蔵タンク１２内を減圧し、気化したＩＰＡをシリンダ１１により増圧して洗浄槽１０へ導入した後、冷却手段によりＩＰＡを局所的に結露させ、効果的な濃度勾配を形成し、ウェーハＷ表面にパーティクルを残すことなくウェーハＷ上の水分を完全に除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハの洗浄を行なう第１の流体を満たし、密閉可能に設けられた洗浄槽と、
洗浄後の前記ウェーハの乾燥を行なう前記第１の流体よりも表面張力が小さい第２の流体が貯蔵される貯蔵タンクと、
前記洗浄槽と前記貯蔵タンクとに接続され、前記第２の流体を前記洗浄槽へ封入する封入手段と、
前記洗浄槽、前記貯蔵タンク、及び前記封入手段内の減圧を行なう減圧手段と、
前記第１の流体に浸漬されている前記ウェーハを、前記第１の流体より相対的に引き上げる引き上げ手段と、
前記第１の流体表面と前記ウェーハ表面との境界線付近を冷却する冷却手段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】
前記減圧手段は、前記洗浄槽、前記貯蔵タンク、及び前記封入手段内の減圧を行なうことにより、前記第２の流体を気化させ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】
前記引き上げ手段は、前記第１の流体を排出する前記洗浄槽内に設けられたドレイン口であ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】
前記冷却手段は、前記第２の流体が結露する露点温度よりも低温に冷却された窒素、アルゴン、又はヘリウムからなる不活性ガスであることを特徴とする請求項１、２または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】
前記ウェーハ洗浄乾燥装置には、前記冷却手段を噴射するノズルが設けられ、前記ノズルが前記境界線との相対的な位置を保ちながら移動す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】
ウェーハの洗浄を行なう第１の流体が満たされた密閉可能な洗浄槽内へ前記ウェーハを傾倒した状態で載置し、前記洗浄槽と、洗浄後の前記ウェーハの乾燥を行なう前記第１の流体よりも表面張力が小さい第２の流体が貯蔵される貯蔵タンクと、前記洗浄槽と前記貯蔵タンクとに接続され前記第２の流体を前記洗浄槽へ封入する封入手段とを減圧手段によって減圧することにより前記第２の流体を気化し、気化された前記第２の流体を前記封入手段により前記洗浄槽へ封入した後、前記ウェーハを前記第１の流体から相対的に引き上げる際、前記第１の流体表面と前記ウェーハ表面との境界線付近を冷却手段によって冷却して、気化した前記第２の流体を前記境界線付近で結露させて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装置及びウェーハ洗浄乾燥方法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、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ことにより、ウォーターマークが発生する問題があった。スピン乾燥によるウォーターマークは、スピン乾燥させる際に、水が分離して残る場合や、ウェーハに放射状に発生するストリークラインなどの形で発生する。
【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、洗浄液を排出する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、図５に示すように、洗浄液とＩＰＡガスの表面張力の差を利用してパーティクル残留を防止しながら乾燥を行なう、マランゴニ方式の洗浄乾燥装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
マランゴニ現象とは、表面張力が異なる液体が接触する際に、その界面部分において、表面張力の小さい液体が表面張力の大きい液体へ引き寄せられる現象をいう。このマランゴニ現象を利用した洗浄乾燥装置は様々提案されている（例えば、特許文献２、３または４参照。）。
【０００７】
特許文献２では、水に対してＩＰＡ蒸気を作用させ、ＩＰＡの一部が水に溶け込むことにより、水とＩＰＡとの濃度勾配を形成し、水際を後退させながら洗浄する方法である。特にウェーハを水から立てて引き上げる場合、気層部分から溶け込むＩＰＡ濃度は水の表面に対して一様であるが、引き上げる際の気液界面部分に起こるメニスカス部では、他の部分と比較して相対的にＩＰＡ濃度が水に対して高いため、ＩＰＡと水との間でマランゴニ力が働く。この力を利用し、水の中からウェーハを引き上げる。
【０００８】
特許文献３では、マランゴニ原理を利用する際に、酸化膜の発生を防止するため、酸素を排出する目的で、洗浄槽内のチャンバーを減圧する手段を設けてウェーハの洗浄と乾燥を行う方法が提案されている。
【０００９】
特許文献４では、ウェーハの中央部から外周部に移動しながら、洗浄液を回転するウェーハに対して供給するノズルと、洗浄用を供給する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。
【００１０】
これらのマランゴニ方式の洗浄乾燥では、通常のＩＰＡ乾燥方法と比較すると、ＩＰＡを使用する量が少なくて済むという利点や、乾燥に要する時間も短縮される利点がある。
【００１１】
また、一般的なマランゴニ方式の洗浄乾燥方法は、ウェーハが一枚ずつ処理されている（例えば、特許文献５参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２２４１０４号公報
【特許文献２】ＥＰ０３８５５３６号公報
【特許文献３】特開２００３−２４３３５１号公報
【特許文献４】特開２００４−１４０１９６号公報
【特許文献５】ＵＳ６７４６５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
マランゴニ方式のウェーハの洗浄乾燥において重要な点は、表面張力差のある２つの流体を作用させることで、その２つの流体の界面部分におけるマランゴニ力を有効に作用させることである。このような点においては、上記特許文献５では、ウェーハを縦方向に抜きながら、絶えず新しい水とＩＰＡガスをメニスカス部に作用させることにより、一定の表面張力を得て効果的なマランゴニ力を発生させて洗浄を行なう。
【００１３】
しかし、一定量の微量な水とＩＰＡガスを送ることは非常に困難であり、供給量のバラツキによって洗浄状態に差が生じていた。また、他の特許文献１〜４の発明においても、２つの流体の界面部分の表面張力の差を大きくする効果的な状態を形成することが困難であった。その理由の１つとして、ＩＰＡガスが水に部分的に可溶であることが挙げられる。
【００１４】
ＩＰＡが蒸気として封入され、気液界面（メニスカス部）に作用する過程において、ＩＰＡの一部が水に溶け込む、またはＩＰＡが水の表面を伝って水面に拡散していく。そのため、ＩＰＡと水との表面張力差を利用するだけの効果的な濃度勾配が形成されにくく、ウェーハを引き上げる速度が遅くなる。また、濃度勾配のバラツキによる部分的な乾燥遅れが起こりウォーターマークを発生させていた。
【００１５】
また、上記特許文献１〜５に記載された洗浄乾燥装置を使用する場合、濃度の高いＩＰＡガスを効果的に供給する必要がある。従来、ＩＰＡガスをウェーハまで導入する際には、ＩＰＡを加熱して気化させてから供給していた。しかし、気化されたＩＰＡをウェーハまで導入する際、途中の配管内等でＩＰＡガスの温度が低下するとＩＰＡガスが結露し、その場に貯留されてしまうという問題が発生する。
【００１６】
本発明はこのような問題に対して成されたものであり、濃度の高い高圧のＩＰＡガスを簡易な機構によりウェーハに対して供給し、洗浄液とウェーハとの境界線付近にのみ高濃度のＩＰＡを結露させて効果的な濃度勾配を形成することで大きなマランゴニ力を発生させ、高速な洗浄乾燥を行うことが可能である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】
【００１７】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明は、ウェーハの洗浄を行なう第１の流体を満たし、密閉可能に設けられた洗浄槽と、洗浄後の前記ウェーハの乾燥を行なう前記第１の流体よりも表面張力が小さい第２の流体が貯蔵される貯蔵タンクと、前記洗浄槽と前記貯蔵タンクとに接続され、前記第２の流体を前記洗浄槽へ封入する封入手段と、前記洗浄槽、前記貯蔵タンク、及び前記封入手段内の減圧を行なう減圧手段と、前記第１の流体に浸漬されている前記ウェーハを、前記第１の流体より相対的に引き上げる引き上げ手段と、前記第１の流体表面と前記ウェーハ表面との境界線付近を冷却する冷却手段とを備えたことを特徴としている。
【００１８】
請求項１の発明によれば、ウェーハが密閉可能な洗浄槽内に傾倒した状態で載置され、第１の流体により浸漬されて洗浄が行なわれる。洗浄終了後、洗浄槽、ピストン状の封入手段、貯蔵タンク、及びそれらを連通する配管内が減圧手段により減圧される。減圧が進み、第１の流体よりも表面張力が小さい第２の流体の蒸気圧以下まで圧力が下がると、第２の流体が気化して貯蔵タンク、封入手段内にガス状の第２の流体が充満する。充満したガス状の第２の流体は、封入手段により洗浄槽内へ封入され、この工程を繰り返すことにより、洗浄槽の気相部分に高濃度のガス状の第２の流体が満たされる。
【００１９】
ガス状の第２の流体が十分に満たされた後、引き上げ手段によってウェーハを第１の流体内から引き上げるとともに、冷却手段によりウェーハ表面と第１の流体との境界線付近を冷却する。冷却された境界線付近ではガス状の第２の流体が局所的に結露する。
【００２０】
これにより、結露した第２の流体と第１の流体との間でバラツキのない効果的な濃度勾配が形成され、表面張力差による大きなマランゴニ力を発生させ、高速な洗浄乾燥を行うことが可能となる。
【００２１】
また、減圧手段と封入手段による簡易な機構により、高温の加熱機構等をそなえなくとも、濃度の高い高圧のガスを容易に洗浄槽の気相部分に封入することが可能となる。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記減圧手段は、前記洗浄槽、前記貯蔵タンク、及び前記封入手段内の減圧を行なうことにより、前記第２の流体を気化させることを特徴としている。
【００２３】
請求項２の発明によれば、洗浄槽、貯蔵タンク、封入手段、及びそれらを連通する配管内が第２の流体の蒸気圧以下まで、減圧手段より減圧されることで第２の流体が気化される。
【００２４】
これにより、高温の加熱機構等を備えなくとも、第２の流体を簡易な機構の減圧手段により気化させ、容易にウェーハへ供給することが可能となる。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記引き上げ手段は、前記第１の流体を排出する前記洗浄槽内に設けられたドレイン口であることを特徴としている。
【００２６】
請求項３の発明によれば、洗浄槽内に設けられたドレイン口より第１の流体を排出することにより、第１の流体の高さが下がる。これにより、第１の流体に浸漬されて洗浄が行われたウェーハは、簡易な機構により第１の流体外に引き上げられる。
【００２７】
請求項４の発明は、請求項１、２または３のいずれか１項の発明において、前記冷却手段は、前記第２の流体が結露する露点温度よりも低温に冷却された窒素、アルゴン、又はヘリウムからなる不活性ガスであることを特徴としている。
【００２８】
請求項４の発明によれば、ガス状の第２の流体が満たされた洗浄槽内において、第１の流体とウェーハ表面との境界線付近へ、冷却手段として第２の流体が結露する露点温度よりも低温に冷却された窒素、アルゴン、又はヘリウムからなる不活性ガスが噴射される。これにより、ガス状の第２の流体が境界線付近で局所的に結露し、結露した第２の流体と第１の流体との間でバラツキのない効果的な濃度勾配が形成され、表面張力差による大きなマランゴニ力を発生させる。噴射される冷却手段は不活性ガスのため、ウェーハ表面に影響は与えない。
【００２９】
請求項５の発明は、請求項１、２、３または４のいずれか１項の発明において、前記ウェーハ洗浄乾燥装置には、前記冷却手段を噴射するノズルが設けられ、前記ノズルが前記境界線との相対的な位置を保ちながら移動することを特徴としている。
【００３０】
請求項５の発明によれば、傾倒して載置されたウェーハの表面に形成される第１の流体との境界線は、第１の流体の高さが変化することにより、ウェーハ表面上を移動していく。冷却手段を境界線付近へ噴射するノズルは、境界線の移動に合わせて移動を行い、境界線との相対的位置を保ちながら冷却手段を境界線付近へ供給する。
【００３１】
これにより、境界線付近でガス状の第２の流体が局所的に結露し、結露した第２の流体と第１の流体との間でバラツキのない効果的な濃度勾配が形成される。
【００３２】
請求項６の発明は、ウェーハの洗浄を行なう第１の流体が満たされた密閉可能な洗浄槽内へ前記ウェーハを傾倒した状態で載置し、前記洗浄槽と、洗浄後の前記ウェーハの乾燥を行なう前記第１の流体よりも表面張力が小さい第２の流体が貯蔵される貯蔵タンクと、前記洗浄槽と前記貯蔵タンクとに接続され前記第２の流体を前記洗浄槽へ封入する封入手段とを減圧手段によって減圧することにより前記第２の流体を気化し、気化された前記第２の流体を前記封入手段により前記洗浄槽へ封入した後、前記ウェーハを前記第１の流体から相対的に引き上げる際、前記第１の流体表面と前記ウェーハ表面との境界線付近を冷却手段によって冷却して、気化した前記第２の流体を前記境界線付近で結露させて前記ウェーハの乾燥を行うことを特徴としている。
【００３３】
請求項６によれば、ウェーハの洗浄終了後、洗浄槽、封入手段、貯蔵タンク、及びそれらを連通する配管内が減圧手段により減圧され、第２の流体が気化し、洗浄槽の気相部分に高濃度のガス状の第２の流体が満たされる。
【００３４】
ガス状の第２の流体が十分に満たされた後、ウェーハを第１の流体内から引き上げるとともに、冷却手段によりウェーハ表面と第１の流体との境界線付近が冷却され第２の流体が局所的に結露する。
【００３５】
これにより、結露した第２の流体と第１の流体との間でバラツキのない効果的な濃度勾配が形成され、表面張力差による大きなマランゴニ力を発生させ、高速な洗浄乾燥を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００３６】
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、簡易な機構により、ウェーハの乾燥を行う流体をウェーハに供給することが可能となり、流体を局所的に結露させることにより効率的な濃度勾配が作られ、より大きなマランゴニ力によって、ウェーハ表面にパーティクルを残すことなく、高速な洗浄乾燥を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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。
【００３８】
まず初めに、本発明に係わるウェーハ洗浄乾燥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構成を模式的に表した断面図である。
【００３９】
洗浄乾燥装置１は、洗浄槽１０、シリンダ１１、貯蔵タンク１２、パージ用ラインＮＡ、冷却用ラインＮＢ、及び減圧手段としてのポンプ１６を備え、それぞれがバルブＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆと配管とにより接続されている。
【００４０】
貯蔵タンク１２には、ウェーハの乾燥を行う第２の流体であるイソプロピルアルコール（Ｉｓｏ−Ｐｒｏｐｙｌ  Ａｌｃｏｈｏｌ。以下ＩＰＡと称する）が貯蔵されている。貯蔵タンク１２は、バルブＡとＣとを介して封入手段としてのシリンダ１１へ接続される。
【００４１】
シリンダ１１は、ピストン１５によりシリンダ１１内部の増圧、及びバルブＤを介して接続される洗浄槽１０へのＩＰＡ封入を行う。
【００４２】
洗浄槽１０は、側面部に密閉扉２１が設けられ、密閉扉２１を閉じることにより洗浄槽１０内は密閉空間となる。洗浄槽１０の内部には、冷却手段供給機構３０、支持台１３、支持台１４が設けられ、底部にドレイン口１７と供給口１８、上部にＩＰＡ供給路２２と排気路２３が設けられている。
【００４３】
洗浄槽１０内は、供給口１８より供給された第１の流体であるアルカリ溶液、酸性薬液、脱イオン水、又は純水等を使用した洗浄液２０が満たされる。ウェーハＷは、支持台１３と支持台１４とに支持されて洗浄液２０内へ載置される。なお、本実施の形態では洗浄液２０は純水を使用するものとする。
【００４４】
支持台１３と支持台１４とは、それぞれ矢印Ｚ方向に上下可能であり、開かれた密閉扉２１から、不図示のアームにより搬送されてきたウェーハＷが、高さの揃った支持台１３と支持台１４とに水平に載置される。ウェーハＷが水平に載置された支持台１３と支持台１４とは、どちらか一方が下降、または上昇することにより、図１に示すように、ウェーハＷを傾倒して載置する。
【００４５】
ＩＰＡ供給路２２は、バルブＤを介してシリンダ１１に接続され、シリンダ１１より送られてくる高圧のＩＰＡガスを密閉された洗浄槽１０内へ供給する。
【００４６】
引き上げ手段としてのドレイン口１７は、洗浄液２０の排出を行う。これにより、洗浄液２０の液面が低下し、ウェーハＷが洗浄液２０より相対的に引き上げられ、ウェーハＷ表面には洗浄液２０とウェーハＷとの境界線Ｋが形成される。
【００４７】
冷却手段供給機構３０は、レール３１、スライダ３２、フロート３３、滑車３４、ローラ３５、３６、ワイヤ３７、３８、及びノズル３９により構成される。
【００４８】
レール３１は、洗浄槽１０上部に設けられ、スライダ３２が矢印Ｈ方向に移動可能に取り付けられている。
【００４９】
フロート３３は洗浄液２０上に浮かべられ、滑車３４と、洗浄槽１０側面に固定されたローラ３５を介し、ワイヤ３７によりスライダ３２へ接続されている。
【００５０】
ノズル３９は、円筒形状をなし、円筒形状の軸がウェーハＷ上の境界線Ｋと平行になるように配置されている。ノズル３９へは、バルブＢを介して冷却手段である窒素、アルゴン、又はヘリウムからなる冷却された不活性ガスを供給する冷却用ラインＮＢが接続されており、境界線Ｋに向かって不活性ガスを局所的に噴射する。なお、本実施の形態では冷却手段は窒素ガスとし、冷却された窒素ガスだけでなく、液体窒素を気化させたものを使用してもよい。
【００５１】
また、ノズル３９は、スライダ３２に設けられたローラ３６を介してワイヤ３８により洗浄槽１０の側面部Ｓへも接続される。これらにより、ドレイン口１７より洗浄液２０が排出されて洗浄液２０の液面が下がるのにともない、フロート３３が下がり、ワイヤ３７に引かれたスライダ３２が移動し、ノズル３９は境界線Ｋとの相対的な位置を保ちながら移動する。
【００５２】
ポンプ１６は、バルブＥを介して洗浄槽１０に接続され、バルブＦを介してシリンダ１１に接続される。ポンプ１６は、洗浄槽１０、シリンダ１１、貯蔵タンク１２との間のバルブＡ、Ｅ、Ｆが開かれた状態で駆動させることにより、洗浄槽１０、シリンダ１１、貯蔵タンク１２内を減圧する。減圧が進み貯蔵タンク１２内のＩＰＡの蒸気圧以下に圧力が下がると、ＩＰＡが気化してシリンダ１１、貯蔵タンク１２内に気化したＩＰＡが充満する。
【００５３】
パージ用ラインＮＡは、バルブＣを介して、シリンダ１１と接続され、ＩＰＡガスによる乾燥が終了したのち、バルブＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆを開き、ポンプ１６により、シリンダ１１、洗浄槽１０内、又は各配管内のＩＰＡガスをパージ用の窒素ガスにより置換する。これにより、可燃性ガスであるＩＰＡガスが窒素ガスにより置換され爆発等の危険性が無くなる。
【００５４】
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２はウェーハ洗浄乾燥方法の工程を示すフロー図である。
【００５５】
まず、本発明に係わるウェーハ洗浄乾燥方法では、洗浄槽１０内に載置されたウェーハＷが洗浄液２０に浸漬されて洗浄が行なわれる（ステップＳ１）。
【００５６】
すなわち、開かれた密閉扉２１から、不図示のアームにより搬送されてきたウェーハＷは、高さの揃った支持台１３と支持台１４とへ水平に載置され、供給口１８より洗浄液２０が供給されて洗浄液２０に浸漬される。洗浄液２０に浸漬されたウェーハＷは、不図示のダブルサイドブラシ、又は不図示の超音波水を使用したペンブラシ等で洗浄が行なわれる。ウェーハＷ洗浄後は、密閉扉２１が閉じられ、洗浄槽１０内が密閉状態となる。
【００５７】
洗浄槽１０内が密閉状態となった後、支持台１３、支持台１４のどちらか一方が下降、または上昇することにより、ウェーハＷを傾倒した状態で洗浄液２０内に載置される。この状態でバルブＡ，Ｅ、Ｆが開かれ、ポンプ１６により洗浄槽１０、シリンダ１１、及び貯蔵タンク１２内に存在する気体が除去されて減圧が行われる（ステップＳ２）。
【００５８】
所定の圧力まで減圧が進んだ時点で、バルブＥを閉じて洗浄槽１０の圧力を減圧状態に保ち、更にポンプ１６によりシリンダ１１、貯蔵タンク１２内の減圧をすすめる（ステップＳ３）。
【００５９】
これにより、貯蔵タンク１２内に貯蔵されるＩＰＡの常温での蒸気圧以下に圧力が下がり、ＩＰＡが気化してシリンダ１１、貯蔵タンク１２内に充満する。
【００６０】
シリンダ１１、貯蔵タンク１２内に気化したガス状のＩＰＡが充満した時点で、バルブＡ，Ｆが閉じられ、バルブＤが開かれる。シリンダ１１は、ピストン１５により内部に充満したＩＰＡガスを増圧し、洗浄槽１０内へ封入する（ステップＳ４）。
【００６１】
ＩＰＡガスの封入が終了した時点で、バルブＤが閉じられ、ピストン１５が元の位置にもどされる（ステップＳ５）。
【００６２】
この状態で再びバルブＡ、Ｆを開き、ポンプ１６によりシリンダ１１、貯蔵タンク１２内の減圧を行う（ステップＳ６）。
【００６３】
減圧が進み、再びＩＰＡガスが発生してシリンダ１１内を満たした時点で再びステップＳ４を実行する。以降、洗浄槽１０内に高圧のＩＰＡガスが高濃度で満たされるまでステップＳ４〜Ｓ６までの工程を繰り返す（判断Ｃ１）。
【００６４】
このとき、図６に示すように、ＩＰＡは洗浄液２０に使用される純水と比べて蒸気圧が高い。よって、ＩＰＡと洗浄液２０を同温度にすると、ＩＰＡの方が数倍近い体積を占める。
【００６５】
なお、ステップＳ４〜Ｓ６までの工程を繰り返す際、ＩＰＡの結露を防止するため、洗浄槽１０、シリンダ１１、洗浄槽１０とシリンダ１１とを接続する配管、及び洗浄液２０の温度を上昇させて使用してもよく、上昇させる温度は摂氏５０度程度までが望ましい。
【００６６】
洗浄槽１０内がＩＰＡガスで満たされると、ドレイン口１７より洗浄液２０の排出が行われる。このとき、ノズル３９より冷却された窒素ガスＮ２が、図３に示すように、洗浄液２０とウェーハＷとの境界線Ｋへ向かって噴射され、ウェーハＷの乾燥が行われる（ステップＳ７）。
【００６７】
ドレイン口１７より洗浄液２０が排出されて洗浄液２０の液面が下がるのにともない、フロート３３が下がり、滑車３４とローラ３５を介してワイヤ３７に引かれてスライダ３２が矢印Ｈ１方向へ移動する。ノズル３９は、スライダ３２が矢印Ｈ１方向へ移動することにより、ローラ３６の位置が移動して、境界線Ｋとの相対的な位置を保ちながら移動していく。
【００６８】
このとき、境界線Ｋ付近では、冷却された窒素ガスＮ２によって、図４に示すように、局所的にＩＰＡガスが結露して微量の液体状のＩＰＡが境界線Ｋに一様に供給される。これにより、洗浄液２０と、ＩＰＡとの間で効果的な濃度勾配が形成され、表面張力差によるマランゴニ力が発生し、洗浄液２０の液面の低下にともない、ウェーハＷ表面にパーティクルを残すことなくウェーハ上の水分が完全に除去される。
【００６９】
洗浄液２０が洗浄槽１０より全て排出された後は、ポンプ１６を駆動させるとともに、バルブＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆを開けてパージ用ラインＮＡより窒素ガスを供給する（ステップＳ８）。
【００７０】
これにより、洗浄槽１０、シリンダ１１及び配管内に残る可燃性ガスであるＩＰＡガスが全て窒素ガスに置換され爆発等の危険性が無くなる。
【００７１】
ＩＰＡガスが窒素ガスにより置換された後は、バルブＣ，Ｄ、Ｅ、Ｆが閉じられ、密閉扉２１を開けて、洗浄、乾燥されたウェーハＷが取り出される。
【００７２】
次に、本発明に係わるウェーハ洗浄乾燥方法によるウェーハ洗浄乾燥結果と、従来のスピン乾燥方法によるウェーハ洗浄乾燥結果の比較を示す。
【００７３】
ウェーハは本実施例、従来の例のどちらも、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による同等の洗浄が行なわれる。
【００７４】
図７は実施例に使用するウェーハ洗浄乾燥装置の一部を拡大した横断面図である。実施条件は図８に示す表に記載された条件で行う。本実施例では、図１に示すノズル３９と同様に、ＩＰＡ供給路２２と接続されたＩＰＡ蒸気用ノズルを設け、ＩＰＡ蒸気用ノズルにより洗浄槽１０内にＩＰＡを満たす。
【００７５】
ここでは、洗浄槽内をＩＰＡガスで充満させるとともに、気液界面付近に効果的に高濃度のＩＰＡガスを供給するために、ＩＰＡ蒸気用ノズルはノズル３９と同様に境界線Ｋとの相対的な位置を保ちながら移動し、境界線Ｋ上部からＩＰＡガスを噴射する。また、冷却手段の窒素ガスはウェーハに沿って流下させている。
【００７６】
従来のスピン乾燥方法では、洗浄工程を行った後に、スピン乾燥機により１５００から２０００ｒｐｍでウェーハを回転させて乾燥させる。
【００７７】
ウェーハ洗浄乾燥結果はウェーハ表面を目視により観察し、ウォーターマークの有無により判断する。
【００７８】
これにより、従来のスピン乾燥方法では、ウォーターマークを起因とするストリークラインが数本観察された。本発明によるウェーハ洗浄乾燥方法では、ウェーターマークを起因とする欠陥は観察されることがなかった。
【００７９】
以上の結果から、本発明によるウェーハ洗浄乾燥方法では、効率的な濃度勾配が作られ、より大きなマランゴニ力が発生してウェーハ上の水分を完全に除去することが可能である。
【００８０】
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、簡易な機構により、ウェーハの乾燥を行う流体をウェーハに供給することが可能となり、流体を局所的に結露させることにより効率的な濃度勾配が作られ、より大きなマランゴニ力を発生させる。これにより、ウェーハ表面にパーティクルを残すことなくウェーハ上の水分が完全に除去され、更に、ウェーハを洗浄液から取り出す速度を大きくすることも可能である為、スループットを向上させることも可能となる。
【００８１】
なお、本実施の形態では、ウェーハ洗浄乾燥装置のみの構成で説明しているが、本発明はこれに限らず、ＣＭＰ装置やダイシング装置等の内部に組込まれ構成でも好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係わるウェーハ洗浄乾燥装置の構成を模式的に表した側面図。
【図２】ウェーハ洗浄乾燥方法の工程を示したフロー図。
【図３】ウェーハの乾燥工程を示した横断面図。
【図４】冷却手段が噴射されている状態を示した横断面図。
【図５】洗浄液表面付近で発生するマランゴニ力についての説明図。
【図６】ＩＰＡと純水との蒸気圧を比較した図表。
【図７】実施例に使用されるウェーハ洗浄乾燥装置の一部を拡大した横断面図。
【図８】実施の条件を示した図表。
【符号の説明】
【００８３】
１…洗浄乾燥装置，１０…洗浄槽，１１…シリンダ，１２…貯蔵タンク，１３、１４…支持台，１５…ピストン，１６…ポンプ，１７…ドレイン口，１８…供給口，２０…洗浄液（第１の流体），２１…密閉扉，２２…ＩＰＡ供給路，２３…排気路，３０…冷却手段供給機構，３１…レール，３２…スライダ，３３…フロート，３４…滑車，３５、３６…ローラ，３７、３８…ワイヤ，３９…ノズル，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ…バルブ，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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【図８】
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