(57)【要約】  【課題】ウェーハ乾燥時にウェハ表面にウォータマークが形成されないようにすると共に、ウェーハの乾燥効率及び品質性能を向上させる。【解決手段】ウェーハ用送風乾燥装置１は、窒素ガスＮ２が吹き付けられるウェーハＷの上面に気流を発生させるための回転板１１を備え、回転板１１の下面は円錐状に形成されている。回転板１１は窒素ガス供給ノズル５の外側に回転駆動可能に配設され、該回転板１１の下面には渦巻き状又は放射状に配置された複数の羽根１５,・・が形成されている。羽根１５,・・はウェーハＷ上面の中心部が外周部よりも、羽根１５,・・のピッチが狭く、且つ、羽根１５,・・の高さ寸法及び幅寸法が小さい。また、回転板１１の回転数を調整することにより、ウェーハＷ上に発生する気流の大きさが適宜変更される。【選択図】図１
2009016687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハが水平に保持固定される保持部材と、該ウェーハの上面中央部の直上に設けられた不活性ガス用の供給ノズルと、該供給ノズルの外側に回転駆動可能に配設された回転板とを備えて成るウェーハの送風乾燥装置であって、
前記回転板の下面は円錐面状に形成されていると共に、該回転板の下面に複数の羽根が渦巻き状又は放射状に配設され、
前記ウェーハ上面に不活性ガスを吹き付けるとともに前記回転板を回転駆動することにより、ウェーハ上面に沿って気流を強制的に発生させるように構成したことを特徴とするウェーハの送風乾燥装置。
【請求項２】
上記羽根の枚数は上記回転板の中心部が外周部よりも多くなるように設けられていることを特徴とする請求項１記載のウェーハの送風乾燥装置。
【請求項３】
上記羽根の高さ寸法は上記回転板の中心部が外周部よりも高くなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のウェーハの送風乾燥装置。
【請求項４】
上記羽根の幅寸法は、上記回転板の中心部が外周部よりも幅広になるように形成されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載のウェーハの送風乾燥装置。
【請求項５】
上記回転板の回転数は調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載のウェーハの送風乾燥装置。
【請求項６】
請求項１，２，３，４又は５記載のウェーハの送風乾燥装置を用いたウェーハの乾燥方法であって、
保持部材により前記ウェーハを水平に保持固定する工程と、
該水平に保持固定されたウェーハの上面中央部に供給ノズルから不活性ガスを吹き付ける工程と、
該不活性ガスをウェーハに吹き付ける共に回転板を回転駆動させる工程とを含み、
前記ウェーハ上面に沿って気流を強制的に発生させることを特徴とするウェーハの送風乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウェーハの送風乾燥装置及び送風乾燥方法に関するものであり、特に、ウェーハ表面にウォータマークが形成されないようにしたウェーハの送風乾燥装置及び送風乾燥方法に関するものであル。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＭＰ装置により研磨されたウェーハ、洗浄処理を実施した後に、ウェーハ表面に付着している洗浄水を除去乾燥している。即ち、洗浄水によりウェーハ表面を洗浄した後、更に、該ウェーハを回転させながら、該ウェーハ表面に窒素ガスを吹き付けて水分を除去乾燥させている。
【０００３】
例えば、従来のスピン乾燥方式では、回転するウェーハに供給ノズルから乾燥用の窒素ガスを吹き付けている。これにより、該ウェーハ表面に付着している水玉が遠心力により分離されると共に、蒸発によってウェーハ表面の水分が除去乾燥される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０６−１２６２６４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、従来のスピン乾燥方式では、遠心分離された微小な水玉がウェーハ表面と反応することにより、ウォータマークと呼ばれる水玉の残痕がウェーハ表面に発生する。
【０００５】
ウェーハの表面は、撥水性材料（Ｌｏｗ−ｋ材料）により形成されているために、遠心力により分離できない微小な水玉が発生し、該水玉がウェーハ表面に残存してウォータマークが形成され易い。特に、水玉がウェーハと同じ方向に一体的に回転移動し、水玉のウェーハ表面に対する付着力が大きいため水玉が残存しやすい。
【０００６】
ウェーハ表面にウォータマークが形成された場合は、該ウォータマークに塵埃が付着してデバイス性能の低下、例えば、信号遅延（ＲＣ遅延）などの品質低下を招来させる。従って、ウェーハの乾燥処理において、ウォータマークを形成させないことが大きな課題になっている。
【０００７】
又、前記窒素ガス供給ノズルは可動アームにより移動可能に保持されているが、該可動アームのスキャン速度はウェーハの回転速度及び窒素ガス供給量に応じた水切り速度に合致させるべく、その都度、適正な速度に厳密に調整する必要がある。
【０００８】
この場合、可動アームのスキャン速度の調整は、常に水切り速度と合致するように厳密に設定しなければならないので、調整作業が面倒であるだけでなく、かなり高度な熟練技術を要するため、前記調整作業が行い難い。更に、可動アームのスキャン速度が水切り速度と合致しない場合は、ウェーハの乾燥効率及び品質性能が低下するという問題があった。
【０００９】
そこで、ウェーハ乾燥時に該ウェーハ表面にウォータマークが形成されないようにすると共に、ウェーハの乾燥効率及び品質性能を向上させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、ウェーハが水平に保持固定される保持部材と、該ウェーハの上面中央部の直上に設けられた不活性ガス用の供給ノズルと、該供給ノズルの外側に回転駆動可能に配設された回転板とを備えて成るウェーハの送風乾燥装置であって、前記回転板の下面は円錐面状に形成されていると共に、該回転板の下面に複数の羽根が渦巻き状又は放射状に配設され、前記ウェーハ上面に不活性ガスを吹き付けるとともに前記回転板を回転駆動することにより、ウェーハ上面に沿って気流を強制的に発生させるように構成して成るウェーハの送風乾燥装置を提供する。
【００１１】
この構成によれば、保持部材によりウェーハを水平に保持固定し、該ウェーハの上面中央部に供給ノズルからウェーハ不活性ガスを吹き付けると共に、該供給ノズルの外側に配設された回転板を回転駆動させる。これにより、該回転板と一体に複数の羽根が回転するため、不活性ガスが吹き付けられたウェーハ上面に強制的な気流が発生する。この場合、ウェーハ上面と回転板下面の間の隙間は、ウェーハ上面の中央部から外周部に行くに伴い漸次拡大しているので、気流の圧力はウェーハ上面の中央部が外周部よりも大きくなる。従って、前記不活性ガスはウェーハ中心部から放射方向に向かって強い気流を形成して流れる。斯くして、ウェーハ上面に付着している水玉は、前記気流の圧力によりウェーハの径方向外方へ略直線状に移動して分離除去される。
【００１２】
請求項２記載の発明は、上記羽根の枚数は上記回転板の中心部が外周部よりも多くなるように設けられている請求項１記載のウェーハの送風乾燥装置を提供する。
【００１３】
この構成によれば、羽根の枚数（単位面積当たりの枚数）は、回転板の中心部が外周部よりも多いので、気流の気圧は該回転板の中心部が外周部よりも更に高くなる。その結果、ウェーハの放射方向に向かう気流の強さが一層増大する。
【００１４】
請求項３記載の発明は、上記羽根の高さ寸法は上記回転板の中心部が外周部よりも高くなるように形成されている請求項１又は２記載のウェーハの送風乾燥装置を提供する。
【００１５】
この構成によれば、羽根の高さ寸法は回転板の中心部が外周部よりも大きいので、気流の気圧は該回転板の中心部が外周部よりも更に高くなる。その結果、請求項２記載の発明と同様に、ウェーハの放射方向に向かう気流の強さが一層増大する。
【００１６】
請求項４記載の発明は、上記羽根の幅寸法は、上記回転板の中心部が外周部よりも幅広になるように形成されている請求項１，２又は３記載のウェーハの送風乾燥装置を提供する。
【００１７】
この構成によれば、羽根の幅寸法は、即ち、該羽根における回転板の回転方向と直交する方向の幅寸法は、回転板の中心部が外周部よりも広幅であるので、気流の気圧は該回転板の中心部が外周部よりも更に高くなる。その結果、請求項２又は３記載の発明と同様に、羽根の回転により発生する気流の大きさが一層強くなる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、上記回転板の回転数は調整可能に構成されている請求項１，２，３又は４記載のウェーハの送風乾燥装置を提供する。
【００１９】
この構成によれば、回転板の回転数は調整可能であるので、ウェーハの種類や乾燥条件が変更されたときは、それに応じて回転板の回転数が変更される。従って、回転板の羽根によって発生する気流の強さが適宜調整される。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項１，２，３，４又は５記載のウェーハの送風乾燥装置を用いたウェーハの乾燥方法であって、保持部材により前記ウェーハを水平に保持固定する工程と、該水平に保持固定されたウェーハの上面中央部に供給ノズルから不活性ガスを吹き付ける工程と、該不活性ガスをウェーハに吹き付ける共に回転板を回転駆動させる工程とを含み、前記ウェーハ上面に沿って気流を強制的に発生させるウェーハの送風乾燥方法を提供する。
【００２１】
この方法によれば、保持部材によりウェーハを水平に保持固定し、該ウェーハの上面中央部に供給ノズルからウェーハ不活性ガスを吹き付けると共に、該供給ノズルの外側に配設された回転板を回転駆動させる。これにより、該回転板と一体に複数の羽根が回転するため、不活性ガスが吹き付けられたウェーハ上面に強制的な気流が発生する。この場合、ウェーハ上面と回転板下面の間の隙間は、ウェーハ上面の中央部から外周部に行くに伴い漸次拡大しているので、気流の圧力はウェーハ上面の中央部が外周部よりも大きくなる。従って、前記不活性ガスはウェーハ中心部から放射方向に向かって強い気流を形成して流れる。斯くして、ウェーハ上面に付着している水玉は、前記気流の圧力によりウェーハの径方向外方へ略直線状に移動して分離除去される。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１記載の発明は、ウェーハの乾燥時に、ウェーハ表面の水玉はウェーハの放射方向に略直線状に移動分離することにより、水玉の水切り作用が促進されるので、水玉の残痕を発生させることなく、ウェーハ表面を迅速に蒸発乾燥させることができる。斯くして、ウェーハの乾燥効率及びデバイス性能が向上するだけでなく、ウェーハ表面にウォータマークが形成されることを効果的に抑制することができる。
【００２３】
又、従来のように、可動アームのスキャン速度を特定範囲に厳密に設定調整する必要がなく、ウェーハの品質性能及び乾燥効率が従来に比べて向上する。
【００２４】
請求項２記載の発明は、回転板の中心部と外周部の羽根の枚数の差に応じて、ウェーハの放射方向に向かう気流の強さが増大するので、請求項１記載の発明の効果に加えて、ウェーハ上面における水玉の移動分離作用が促進され、ウォータマークの形成を一層効果的に抑制することができる。
【００２５】
請求項３記載の発明は、ウェーハの放射方向に向かう気流の強さが増大するので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、前記水玉の移動分離作用が更に促進され、ウェーハの乾燥効率が一層向上すると共に、ウォータマークの形成をより効果的に抑制することができる。
【００２６】
請求項４記載の発明は、回転板の中心部の羽根を外周部の羽根よりも幅広に形成したことによって、ウェーハの中心部から放射方向に向かう気流の大きさが更に強くなるので、請求項１,２又は３記載の発明の効果に加えて、ウェーハ上面における水玉の水切り作用、ウェーハの乾燥効率、並びにウォータマークの発生の抑制効果を一層向上させることができる。
【００２７】
請求項５記載の発明は、ウェーハの乾燥条件などに応じて回転板の回転数を調整できるので、請求項１，２，３又は４記載の発明の効果に加えて、ウェーハの乾燥条件などが異なった場合でも、これに対応して気流の強さを最適値に容易に変更させることができる。
【００２８】
請求項６記載の発明は、ウェーハ表面の水玉はウェーハの放射方向に略直線状に移動分離することにより、水玉の水切り作用が促進されるので、水玉の残痕を発生させることなく、ウェーハ表面を迅速に蒸発乾燥させることができる。
【００２９】
斯くして、ウェーハの乾燥効率及びデバイス性能が向上するだけでなく、ウェーハ表面にウォータマークが形成されることを効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明はウェーハ表面におけるウォータマークの形成を抑制し、且つ、ウェーハの品質性能及び乾燥効率を向上させるという目的を達成するため、ウェーハが水平に保持固定される保持部材と、該ウェーハの上面中央部の直上に設けられた不活性ガス用の供給ノズルと、該供給ノズルの外側に回転駆動可能に配設された回転板とを備えて成るウェーハの送風乾燥装置であって、前記回転板の下面は円錐面状に形成されていると共に、該回転板の下面に複数の羽根が渦巻き状又は放射状に配設され、前記ウェーハ上面に不活性ガスを吹き付けるとともに前記回転板を回転駆動することにより、ウェーハ上面に沿って気流を強制的に発生させることによって実現した。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の好適な一実施例を図１乃至図８に従って説明する。本実施例では、ＣＭＰ装置により研磨され、且つ、１次洗浄処理済みのウェーハを乾燥させる際に、ウェーハ表面にウォータマークが形成されないようにしたものである。即ち、窒素ガス用の供給ノズルより窒素ガスをウェーハの上面中央部に吹き付ける共に、該ウェーハ上方に設けた回転板（気流発生手段）を回転させ、ウェーハの上面に放射方向に気流を発生させる。
【００３２】
斯くして、ウェーハ上の水玉は、ウェーハの径方向外方へ最短路で移動分離するため、水玉の水切り作用が促進されて、水玉の残痕を発生させることなく、ウェーハを効果的に蒸発乾燥でき、ウェーハ表面上においてウォータマークが形成されなくなる。
【００３３】
本実施例に係るウェーハの送風乾燥装置１の全体構成を図１に示す。同図において、２は洗浄後のウェーハＷを乾燥処理するための処理チャンバであって、該処理チャンバ２は上面開口の箱状に形成されている。前記処理チャンバ２内には、ウェーハＷを水平に保持するための保持部材３が高さ調整可能に設けられている。
【００３４】
前記保持部材２の上端部の複数個所には夫々チャックピン４,４,・・が取り付けられている。これらチャックピン４,４,・・は、図２に示すように、保持部材２上のウェーハＷの外周部に沿って等間隔を有して配置され、該チャックピン４,４,・・により前記ウェーハＷの外周部が着脱自在にチャックされる。
【００３５】
ウェーハＷの上方位置には、該ウェーハＷの上面中央部に窒素ガスＮ２（ＩＰＡ蒸気を混入させたものを含む。）を吹き付けるための窒素ガス供給ノズル５が設けられ、該窒素ガス供給ノズル５は、図３に示すように、ウェーハＷの上面中央部の真上位置に支持部材５Ａにより支持固定されている。
【００３６】
又、窒素ガス供給ノズル５には供給路６を介して窒素ガスタンク７が接続され、該供給路６の途中には流量調整器８及び圧力調整器９が設けられている。又、流量調整器８及び圧力調整器９には制御手段１０が電気的に接続されている。
【００３７】
従って、前記制御手段１０により流量調整器８又は圧力調整器９を動作制御することによって、窒素ガス供給ノズル７から吹き出される窒素ガスＮ２の流速又は圧力は、所望値に調整変更することができる。尚、流量調整器８及び圧力調整器９の弁開度や開閉時期などの動作条件は、必要により手動にて調整設定することもできる。
【００３８】
前記処理チャンバ２の上面開口部には、ウェーハＷ上面に気流を強制的に発生させるための回転板（気流発生板）１１が配設され、該回転板１１は窒素ガス供給ノズル５と同心状に配置されている。図４の構成例では、回転板１１の中心部には孔１２が形成されている。
【００３９】
又、回転板１１上面における孔１２の周縁部には、該孔１２と連通する中空状の中心軸１３が立設されている。該中心軸１３及び孔１２には前記窒素ガス供給ノズル５が下方に貫通して配設され、該窒素ガス供給ノズル５の下端開口部は、ウェーハＷの上面中央部を指向するように回転板１１下面から突出している。
【００４０】
中心軸１３には回転力伝達手段１４を介してモータＭが回転駆動可能に連結され、該モータＭにより中心軸１３を回転駆動することによって、回転板１１は窒素ガス供給ノズル５の周りを水平回転する。更に、モータＭには回転数調整器（図示せず）が付設され、該回転数調整器により中心軸13の回転数を変更することによって、回転板１１の回転速度を適宜調整できるように構成されている。
【００４１】
前記回転板１１の下面は、下方に凸の円錐状面を有するように形成され、回転板１１の中央部から外周部に向かって上方に緩やかに傾斜している。尚、回転板１１の下面形状は図示例に限らず、その中央部から外周部に行くに伴い漸次上方に傾斜する形状であれば、例えば、円錐台形状と類似する縦断面略Ｖ字形（緩やかな略Ｖ字形）の形状も含まれる。
【００４２】
更に、回転板１１の下面には多数の羽根１５,１５,・・が形成され、該羽根１５,１５,・・は回転板１１の中心部を基点とする渦巻き状（螺旋状を含む）又は放射状に配置されている。図５は、回転板１１の下面に、該回転板１１の回転方向Ｒと同一方向へ渦巻き状に延びる斜面１６を形成すると共に、該斜面１６に沿って多数の羽根１５,１５,・・を配設した構成例を示す。又、図６は、回転板１１下面の中心部から放射方向に多数の羽根１５,１５,・・を配設した構成例を示す。
【００４３】
本実施例では、回転板１１を回転させたときに、該回転板１１の中心部が外周部よりも高い風圧が発生するようにするために、これら羽根１５,１５,・・の単位面積当たりの枚数（配列ピッチ）、或いは、該羽根１５,１５,・・の寸法形状は、回転板１１の中心部と外周部とでは異なるように形成されている。即ち、羽根１５,１５,・・は回転板１１の中心部から外周部にいくに伴い、羽根１５,１５,・・の配列ピッチが連続的若しくは非連続的（段階的）に大きくなるように構成されている。又、羽根１５,１５,・・は回転板１１の中心部から外周部にいくに伴い、羽根１５,１５,・・の幅寸法Ｂ及び/又は高さ寸法Ｈが連続的若しくは非連続的に小さくなるように構成されている（図７参照）。
【００４４】
図７（a）〜（c）は羽根１５,１５,・・の具体的な形状構造例を示す。同図において、羽根１５,１５,・・は回転板１１下面において、該回転板１１の回転方向Ｒに傾斜して開口し、且つ、球面状を有するように突設されている。又、該羽根１５,１５,・・の開口面形状及び平面視形状はＤ字状に形成されている。従って、回転板１１と一体に羽根１５,１５,・・が回転することによって、回転板１１下面とウェーハＷ上面の間に形成されたクサビ形の隙間に、ウェーハＷの中心部から放射方向に向かって強い空気の流れが発生する。
【００４５】
次に、本実施例によるウェーハＷの乾燥処理の工程例について説明する。尚、ウェーハＷは既に移送手段（図示せず）によって処理チャンバ２内の保持部材３上に載置セットされた後、ウェーハＷの外周部がチャックピン４,４,・・により水平状態に固定されているものとする。先ず、窒素ガス供給ノズル５より窒素ガスＮ２をウェーハＷの上面中央部に吹き付けると共に、前記モータＭによって回転板１１を回転駆動させる。これにより、回転板１１下面とウェーハＷ上面の間の隙間に、ウェーハＷの中心部から放射方向に向かって強い空気の流れが発生する。
【００４６】
この場合、ウェーハＷ上面の中心部の羽根１５,１５,・・は外周部の羽根１５,１５,・・に比べて、羽根１５,１５,・・の配列ピッチが狭く、且つ、羽根１５,１５,・・の幅寸法Ｂ及び高さ寸法Ｈも大きいので、ウェーハＷ上面の中心部が外周部よりも気圧の高い気流が発生する。加えて、ウェーハＷ上面と回転板１１下面の間の隙間の上下寸法は、ウェーハＷの中央部から外周部に行くに伴い漸次拡大しているため、ウェーハＷの中心部の気圧が外周部の気圧よりも更に高くなる。
【００４７】
従って、ウェーハＷ上面と回転板１１下面の間に形成された気流は、ウェーハＷの中心部から外周部に向かう放射方向に強く流れるように形成される。その結果、ウェーハＷ上の水玉Ｄは、該ウェーハＷ表面に対して付着力が小さくなり、図８中の符号Ａで示すように、強い気流の移動力によってウェーハＷの径方向外方へ略直線状に移動して分離される。
【００４８】
因みに、従来のスピン乾燥方法では、水玉ＤがウェーハＷ表面に付着したまま、ウェーハＷと同一の方向に回転移動していたため、図８中の符号Ｂで示すように、ウェーハＷ表面上で大きな円弧状の軌跡を描きながら、ウェーハＷの径方向外方に徐々に移動して、水切り作用が良くなかった。従って、ウェーハＷ上に水玉Ｄの残痕が発生して、ウェーハＷ表面にウォータマークが形成されやすいという問題があった。
【００４９】
その点、本実施例によれば上述したように、ウェーハＷ上の水玉Ｄは、ウェーハＷの径方向外方へ直線状に移動分離する。従って、水玉ＤがウェーハＷの放射方向へ最短距離で円滑に移動するため、該水玉Ｄの水切り作用が促進され、水玉Ｄの残痕を発生させる虞がない。斯くして、ウォータマークの形成を効果的に抑制しつつ、ウェーハＷ表面が迅速に蒸発乾燥される。
【００５０】
また、本実施例では回転板１１の回転数は適宜調整できるので、ウェーハＷの種類や乾燥条件が異なった場合でも、乾燥条件等に応じた最適値に気流の強さを容易に変更させることができる。
【００５１】
本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例を示し、ウェーハの送風乾燥装置の構成を示す一部断面正面図。
【図２】一実施例に係るウェーハのチャック状態を示す平面図。
【図３】一実施例に係る窒素ガス供給ノズルの回路の一例を示すブロック図。
【図４】一実施例に係るウェーハの送風乾燥装置を示す正面断面図。
【図５】一実施例に係る羽根の配置例を示す回転板の下面図。
【図６】一実施例に係るウェーハの送風乾燥装置の回転板の部分を示し、（a）は回転板の正面図、（b）は回転板の下面図。
【図７】一実施例に係る羽根の構造例を示し、（a）は羽根の正面図、（b）は羽根の平面図、（c）は（a）のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図８】一実施例に係るウェーハ上の水玉の移動経路を説明する平面図。
【符号の説明】
【００５３】
１    送風乾燥装置
２    処理チャンバ
３    保持部材
４    チャックピン
５    窒素ガス供給ノズル
１０  制御手段
１１  回転板（気流発生板）
１２  孔
１３  中心軸
１５  羽根
【図１】
2009016687.tif 000003
【図２】
2009016687.tif 000004
【図３】
2009016687.tif 000005
【図４】
2009016687.tif 000006
【図５】
2009016687.tif 000007
【図６】
2009016687.tif 000008
【図７】
2009016687.tif 000009
【図８】
2009016687.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月20日(2007.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明はウェーハの送風乾燥装置及び送風乾燥方法に関するものであり、特に、ウェーハ表面にウォータマークが形成されないようにしたウェーハの送風乾燥装置及び送風乾燥方法に関するものである。