円板状基板の乾燥装置及び方法
1個の円板状基板を保持するための手段、円板状基板の表面上にリンス液を供給するための手段、エアゾールを発生させるための手段、及び円板状基板の表面上に前記エアゾールを供給するための手段を備えた円板状基板の乾燥装置が明らかにされる。更に、1個の円板状基板を準備し、円板状基板の表面にリンス液を適用し、円板状基板の表面にエアゾールを適用する諸段階を含み、ここに、エアゾールは分散相として乾燥用液体及び連続相として不活性気体よりなる円板状基板の乾燥方法が明らかにされる。エアゾールの供給中、液体の少なくも一部分が円板状基板上にあり、エアゾールの滴は液体面において凝結する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、1個の円板状基板を保持すための手段を備えた、円板状基板の乾燥用の装置及び方法に関する。1個の円板状物品を保持するためのかかる保持手段は、特許文献1に開示されたような旋回チャックとすることができる。1個の円板状物品を保持するためのかかる装置により、円板状物質(例えば、半導体ウェーハ、CD、フラットパネルディスプレー、ハードディスク、ガラス基板)は通常は液体中に浸漬されず、かかる円板状物品の表面上に液体が分配される。
【0002】
特許文献2は、基板への蒸気の供給及びこれと同時に行われる基板の回転を組み合わせた円板状基板の乾燥方法を明らかにする。蒸気は、液体と混合されたとき、液体自体より小さい表面張力を有する混合物を生ずるように選定される。これが旋回乾燥装置に対するいわゆるマランゴニ効果の応用を助けるであろう。
【0003】
特許文献3は、リンス液が、液体(例えば、2−プロパノール)又はその蒸気により置換される旋回乾燥方法を明らかにする。
【特許文献1】米国特許第4903717号 明細書
【特許文献2】米国特許第5271774号 明細書
【特許文献3】米国特許第5882433 明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前述の旋回乾燥の両実施例は、置換用液体の量を厳しく管理しなければならい短所を持つ。液体が使用される場合は、使用される液体の量が、置換用液体の価格、火災の危険性、及び環境問題に関連して特に多すぎる。蒸気が使用される場合は、その量は、十分なマランゴニ効果を達成するには恐らく低すぎる。蒸気濃度を大きくするために蒸気圧を上昇させるように温度を上昇させることは可能であろうが、これは火災の危険性に関する別の問題をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、以下を備えた円板状基板の乾燥装置を提供することにより前述の目的に適合する。即ち、
・1個の円板状基板を保持するための手段、
・円板状基板の表面上にリンス液を供給するための手段、
・エアゾール発生用の手段であって、エアゾール発生器に乾燥用液体を供給するために乾
燥用液体源に連結された前記エアゾール発生用の手段、及び
・円板状基板の表面上に前記エアゾールを供給するための手段。
【0006】
用語エアゾールは、分散相が液体であり、連続相が気体である気体と液体との混合物を意味する。滴の平均直径は典型的に10μm未満である。エアゾールについて使用されるその他の用語はミスト及び霧である。
【0007】
円板状基板の表面上へのリンス液の供給のための手段は、液体の自由ビームを分配するスプレイノズル又はノズルとすることができる。
【0008】
かかるエアゾール発生器は、紛らわしく蒸発器又はアトマイザーと呼ばれることがあるが、これらは液体を蒸気に、又は原子に変化させることはない。より良い用語は噴霧器、ミスト発生器又は霧発生器である。
【0009】
前記エアゾールを円板状基板の表面上に供給するための手段は、例えばシャワーヘッド或いは1個又は複数個の分配用ノズルとすることができる。エアゾール供給用のかかる手段は、装置に固定的に取り付け、或いは、例えば分配アーム上に可動に取り付けることができる。
【0010】
円板状物品を沈めるための手段(例えば、リンス用液槽)は設けられず有利である。
【0011】
装置が1個の円板状基板を回転可能に保持するための手段を備えることは更に有利である。これは、リンス液が乾燥用液体で置換されるだけでなく遠心力により投げ飛ばされるので乾燥効率を向上させるためである。
【0012】
別の実施例においては、エアゾールを発生させる手段は、振動素子、(ガスレス又はエアレスと呼ばれる)高圧液体ノズル、(キャリヤーガスを給送するために気体源に連結された)エヤーブラシ(brush)ノズル、2流体式ジェットノズルよりなるグループから選ばれた手段を備える。
【0013】
好ましい実施例においては、エアゾール発生手段は振動素子を備える。振動素子は、典型的に超音波変換器のような音響的又は超音波的な手段である。乾燥用液体源が振動素子に連結される。選ばれた乾燥用液体が液体の小流で振動素子に供給される。最良の乾燥効率を達成するために、液体の体積流量、超音波の周波数と振幅、及び気体の体積流量を調整することにより、エアゾール中の液体の濃度及び滴の直径を管理することができる。
【0014】
別の実施例においては、1個の円板状基板を回転可能に保持するための手段は、前記円板状基板と平行なプレートを更に備え、処理の際、円板状基板と前記プレートとの間の間隙を提供する。円板状基板のリンス及び乾燥中、リンス液はこの間隙内に導かれ、その後、エアゾールにより容易に排出される。
【0015】
前記エアゾールを供給するための有利な手段は、少なくも1個のエアゾールノズルを備える。好ましくは、前記エアゾールを供給する前記手段は、少なくも1個のノズルを、円板状基板の表面を横切って動かすための手段を備える。例えば、少なくも1個のエアゾールノズルを旋回アーム(swivel arm)上に取り付けることができる。これにより、エアゾールノズルは、表面の各領域に達するように円板状物品を横切って走査することができる。
【0016】
前記リンス液を適用する手段はリンス用ノズルを備える。更に、装置は、前記ノズルを、円板状物体の表面を横切って動かすための手段を備える。
【0017】
装置は、特定の雰囲気(例えば不活性ガス)下で乾燥を行うように、前記円板状基板を覆うために円板状基板の寸法に対応したカバーを更に備えることができる。
【0018】
別の実施例においては、装置は、エアゾール発生手段と前記エアゾールの供給手段との間に機能的に配列された小滴分離器を更に備える。小滴分離器使用の利点が以下説明される。乾燥用液体中の不純物(例えば、粒子)は、典型的により大きい滴の形成を導く。小滴は粒子上で凝結する傾向があり、これがかかる粒子を取り巻くより大きい滴の形成に導く。このため、小滴の分離はエアゾールからの不純物の分離の利点をもたらす。
【0019】
本発明の別の態様は、以下の諸段階を含んだ円板状基板の乾燥方法である。即ち、
・1個の円板状基板を準備し
・円板状基板の表面にリンス液を適用し
・円板状基板の表面にエアゾールを適用し、ここに、エアゾールは分散相として乾燥用液
体及び連続相として不活性気体よりなり
エアゾールの供給中、液体の少なくも一部分が円板状基板の表面上にありかつエアゾールの小滴が液体表面上で凝結する。
【0020】
リンス液として典型的に水(好ましくは脱イオン水)が使用される。
【0021】
エアゾールを作るために好ましくは乾燥用液体が使用され、これは、リンス液と混合されたとき、前のリンス液より表面エネルギーの小さい液体を生ずる。かかる乾燥用液体は、アルコール、例えばエタノール又は2−プロパノールとすることができる。
【0022】
置換すべきリンス液に対する、純粋な液体又は蒸気ではなくてエアゾールの形式での乾燥用液体の適用が、基板表面にあるリンス液の正確な表面濃度の管理を助ける。正確な表面濃度の管理は、マラゴニ効果の達成及び環境影響と火災危険との最小化に関する最適を保つために有利である。
【0023】
この方法の第2の実施例においては、円板状基板は、エアゾールが円板状基板の表面に供給されている時間の少なくも一部分において、円板状基板の表面と実質的に直角な軸線まわりで回転される。これは、液体の跳ね飛ばしにより乾燥効率の増強を助ける。
【0024】
この方法の第3の実施例においては、液体とエアゾールとは、時間の少なくも一部分中、同時に供給される。
【0025】
この方法の第4の実施例においては、エアゾールの供給点が円板状基板の表面を横切って動かされる。
【0026】
この方法の第5の実施例においては、リンス液の供給点が円板状基板の表面を横切って動かされる。
【0027】
更に、円板の両面が上述の方法の一つにより処理される円板状基板の乾燥方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
図1は、本発明の実施例の略図を示す。
【0029】
ウェーハが水平位置で提供される。ウェーハの上方中央に配列されたエアゾールノズル1を経てエアゾールAが供給される。ウェーハの表面を均一に覆うようにエアゾールノズルの形状及び供給条件が選定される。エアゾールAがウェーハWの面積全体を覆い、ここにアセオトロプ(aceotrop)が形成され、水はアセオトロプにより除去される。同時に、水の表面上で凝結し水中に溶けたエアゾールAの滴のため、接触角(表面張力)が小さくされるであろう。このことにより、同時に発生する跳ね飛ばしが乾燥効率を支援し、ウオーターマークが避けられるであろう。
【0030】
洗浄されリンスされた半導体ウェーハWは、本発明による方法で乾燥される。
【0031】
エアゾールAがノズル1により作られそしてウェーハWの表面上に分配される。滴の体積量の90%が直径1−200μmの範囲内にある。
【0032】
この例においては、エアゾールノズル1はウェーハWの上方に静止して置かれる。或いは、エアゾールAを供給する別のシャワーヘッドを使用することができる。
【0033】
ウェーハは、静止した又は回転可能なホルダー又はチャック機構により支持される。
【0034】
エアゾールAは2−プロパノール(IPA)から作られる。しかし、前のリンス液(例えば、脱イオン水)の表面張力を低下させ得るその他の適宜の液体を使うことができる。
【0035】
IPAの体積流量は、基板の寸法に応じて0.1ml/minから100ml/minの間の範囲内である。感受性の小さい基板においては、表面が厳密に親水性又は疎水性であれば0.1ml/min以下の体積流量でも十分である。体積流量は清浄効率対エアゾールAの消費を勘案して最適にすべきである。
【0036】
図2に示された装置は、図1に示された装置に基づく。ただし、ウェーハWの支持具が、ハウジング20のある閉鎖室内に置かれる。ノズル1が室3内にエアゾールAを供給する。或いは、不活性ガスノズル(図示せず)を通して室3に別の不活性ガス(例えば、N2、He、Ar、Ne)を供給することができる。不活性ガスは、ノズル1を通るエアゾール用のキャリーガスとして供給することもできる。
【0037】
図3に示された装置は、図1及び2に示された装置に基づく。しかし、複数個のエアゾールノズル1が使用される。
【0038】
図4の装置は、2個の平行なプレート41、42の間に保持されたウェーハWを示す。ウェーハは、上方プレート41に取り付けられた握持ピン(gripping pins)43により確りと握持される。ウェーハWを解放するために、これら握持ピン43を偏心的に動かすことができる。ウェーハの装填及び取り出しのために、上方プレート41は持ち上げ機構(図示せず)により持ち上げられる。
【0039】
頂部プレート41とウェーハWとの間の間隙並びに底部プレート42とウェーハWとの間の間隙に、それぞれのプレートの開口51、52を通ってエアゾールAが導かれる。上方の間隙の寸法は1mm、下方の間隙の寸法は2mmである。エアゾールAは、噴射ノズル11、12により作られる。掃出用ガス(例えば不活性ガス)3が各噴射ノズル11、12に供給される。乾燥用液体(例えばIPA)が噴射ノズル11、12に供給され、ここでエアゾールAに変えられる。上方及び下方の間隙内に導入されたエアゾールが、先に供給されたリンス液を置換する。その後、エアゾールは、ウェーハ表面上及びプレート表面上で凝結する。残った残留リンス液は凝結した乾燥用液体内に溶ける。リンス液と乾燥用液体との混合物は、エアゾール発生器の作動中及びその後でキャリヤーガスにより運び出されるであろう。しかし、この装置は、ウェーハWの一方の面を乾燥し又は処理するために使用することもできる。続く段階として、残留した乾燥用液体の不活性ガスによる置換が行われる。エアゾールA及び排出用ガス3が、排気システム(図示せず)によりWの縁から排出される。
【0040】
エアゾールを通過させて導く開口51、52が、ウェーハWに関して中央にあるように示される。それにも拘わらず、エアゾールAを、ウェーハWの縁部分を越えて導くことができる。この場合、エアゾールA及び排出用ガス3は向かい合った縁の部分から吸い込まれる。
【0041】
図5は、図4に示された装置に基づく装置を示す。エアゾールを適用するための各システムは、滴分離器21、22を更に備える。滴分離器21(22)はエアゾール発生器11(12)とエアゾール分配用開口51(52)との間に挿入される。滴分離器はエアゾール入り口とエアゾール出口とを有する室を備える。室内に入れられたエアゾールは大きな液滴を持ち込むことがあり、これらは室の底の液体面又は室の壁の上で凝固し及び/又は凝縮する。このように集められた乾燥用液体は、液体出口23(24)を通って出て、そして吐出され又はエアゾール発生器11(12)に再循環される。従って、エアゾールはより小さい平均寸法の滴を含む。更に、エアゾール分配開口51(52)に至るエアゾールパイプを加熱することが有利である。これは、エアゾールパイプ内の乾燥用液体の凝結の回避を助ける。
【0042】
図6に示された装置は図1に示された装置に基づく。エアゾールノズル1にベル状の形の、流れの最適化用のカバー50が追加して取り付けられる。或いはカバー50はシャワーヘッドの形状を持つことができる。カバー50の直径は関連したウェーハの寸法に対応する。処理中、カバー50は持ち上げ機構(図示せず)によりウェーハWのごく近くに置かれる。カバー50とウェーハの縁との間に残った間隙は2mmにすべきである。チャック機構(図示せず)が、処理中、ウェーハWを保持する。チャック機構はウェーハを回転させることができる。
【0043】
エアゾールノズル1が、エアゾールAを、カバー50とウェーハWとの間の空間内に導く。
【0044】
エアゾールAは、カバー50とウェーハの縁との間の間隙を通って排出される。ウェーハW上又はカバー50の内壁上で凝結したエアゾールの滴は、ウェーハの回転により跳ね飛ばされ及び/又は排出用ガスにより運び出される。
【0045】
図7に示された装置は、図1に示された装置に基づく。エアゾールAが供給されるとき、リンス液をウェーハWの同じ表面上に分配するために、リンス液分配用の分配ノズル61を有する分配アーム60がウェーハの上方に追加して配列される。
【0046】
チャック機構(図示せず)が、処理中、ウェーハWを保持する。チャック機構はウェーハを回転せることができる。
【0047】
分配ノズル61が、ウェーハWの上方で静止し又は運動可能に取り付けられる。可動取り付けの場合は、分配ノズル61は、ウェーハ表面の各部分全てをリンスするためにウェーハ表面を横切って走査することができる。ウェーハWが回転されるとき、分配ノズル61はウェーハ表面の各部分に達するように単純にある半径に沿って動くことができる。
【0048】
リンス液の分配はウェーハWの中心から出発し、そしてウェーハWの縁に向かって動くことが有利である。この場合、エアゾールAは、分配された液体の液面上で凝結する。リンス液/乾燥用液体の境界層がウェーハWを(中心から縁に)横切ってゆっくりと動く。分配ノズルの好ましい移動速度は0.5から5mm/secである。
【0049】
図8に示される装置は図7に示された装置に基づく。しかし、エアゾールノズル1は別のアーム(図示せず)に取り付けられる。このため、エアゾールノズル1は、ウェーハ表面に接近して(0.5から2cm)ウェーハWを横切って動くことができる。エアゾールノズル1は、分配用ノズル61がウェーハの中心から縁に動くときこれに追随することが好ましい。分配用ノズル61に追随するとき、分配用ノズルとエアゾールノズルとの間の距離は、これを一定に保つことができ、又は変えることができ。これは、乾燥効率に関して最適にすべきである。エアゾールノズルとリンス液分配用ノズルとの間の距離を一定にすべき場合は、エアゾールノズルは分配用ノズルと同じアーム60上に取り付けることができる。エアゾールは、リンス液の液面上とウェーハ表面上で同時に凝結する。ウェーハを横切って走査するときば、リンス液は、(エアゾールから引き出された(deriving from))乾燥用液体により直接置換される。残存したリンス液は、(例えば、アセオトロプとして)乾燥用液体と共にウェーハ表面から蒸発する。
【0050】
図9に示される装置は図8に示された装置に基づく。しかし、第2の分配用ノズル63が第2の分配アーム62に取り付けられる。本発明の方法のこの実施例は、特にウェーハの縁における乾燥過程の更なる最適化を可能とする。リンス液供給アームと乾燥用のエアゾール供給アームに対して異なった運動速度を許す。
【0051】
図10は、複数のエアゾールノズル1を備えたエアゾール用の別の分配用システムを示す。これにより、ウェーハW上方の空間にエアゾールAが提供される。ウェーハWは図6、7及び8に示されたようにリンスすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本発明の実施例の略図を示す。
【図2】ハウジングを付加した図1の実施例の変更実施例の略図である。
【図3】複数個のノズルを有する図1の実施例の変更実施例の略図である。
【図4】エアゾール発生器を有する本発明の実施例の略図を示す。
【図5】滴分離器を付加した図4の実施例の変更実施例の略図である。
【図6】カバーを付加した図1の実施例の変更実施例の略図である。
【図7】リンス液分配ノズルを付加した図1の実施例の変更実施例の略図である。
【図8】ノズルが移動する図7の実施例の変更実施例の略図である。
【図9】第2の分配用ノズルを付加した図8の実施例の変更実施例の略図である。
【図10】複数個のエアゾールノズルを有する別の実施例の略図である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、1個の円板状基板を保持すための手段を備えた、円板状基板の乾燥用の装置及び方法に関する。1個の円板状物品を保持するためのかかる保持手段は、特許文献1に開示されたような旋回チャックとすることができる。1個の円板状物品を保持するためのかかる装置により、円板状物質(例えば、半導体ウェーハ、CD、フラットパネルディスプレー、ハードディスク、ガラス基板)は通常は液体中に浸漬されず、かかる円板状物品の表面上に液体が分配される。
【0002】
特許文献2は、基板への蒸気の供給及びこれと同時に行われる基板の回転を組み合わせた円板状基板の乾燥方法を明らかにする。蒸気は、液体と混合されたとき、液体自体より小さい表面張力を有する混合物を生ずるように選定される。これが旋回乾燥装置に対するいわゆるマランゴニ効果の応用を助けるであろう。
【0003】
特許文献3は、リンス液が、液体(例えば、2−プロパノール)又はその蒸気により置換される旋回乾燥方法を明らかにする。
【特許文献1】米国特許第4903717号 明細書
【特許文献2】米国特許第5271774号 明細書
【特許文献3】米国特許第5882433 明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前述の旋回乾燥の両実施例は、置換用液体の量を厳しく管理しなければならい短所を持つ。液体が使用される場合は、使用される液体の量が、置換用液体の価格、火災の危険性、及び環境問題に関連して特に多すぎる。蒸気が使用される場合は、その量は、十分なマランゴニ効果を達成するには恐らく低すぎる。蒸気濃度を大きくするために蒸気圧を上昇させるように温度を上昇させることは可能であろうが、これは火災の危険性に関する別の問題をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、以下を備えた円板状基板の乾燥装置を提供することにより前述の目的に適合する。即ち、
・1個の円板状基板を保持するための手段、
・円板状基板の表面上にリンス液を供給するための手段、
・エアゾール発生用の手段であって、エアゾール発生器に乾燥用液体を供給するために乾
燥用液体源に連結された前記エアゾール発生用の手段、及び
・円板状基板の表面上に前記エアゾールを供給するための手段。
【0006】
用語エアゾールは、分散相が液体であり、連続相が気体である気体と液体との混合物を意味する。滴の平均直径は典型的に10μm未満である。エアゾールについて使用されるその他の用語はミスト及び霧である。
【0007】
円板状基板の表面上へのリンス液の供給のための手段は、液体の自由ビームを分配するスプレイノズル又はノズルとすることができる。
【0008】
かかるエアゾール発生器は、紛らわしく蒸発器又はアトマイザーと呼ばれることがあるが、これらは液体を蒸気に、又は原子に変化させることはない。より良い用語は噴霧器、ミスト発生器又は霧発生器である。
【0009】
前記エアゾールを円板状基板の表面上に供給するための手段は、例えばシャワーヘッド或いは1個又は複数個の分配用ノズルとすることができる。エアゾール供給用のかかる手段は、装置に固定的に取り付け、或いは、例えば分配アーム上に可動に取り付けることができる。
【0010】
円板状物品を沈めるための手段(例えば、リンス用液槽)は設けられず有利である。
【0011】
装置が1個の円板状基板を回転可能に保持するための手段を備えることは更に有利である。これは、リンス液が乾燥用液体で置換されるだけでなく遠心力により投げ飛ばされるので乾燥効率を向上させるためである。
【0012】
別の実施例においては、エアゾールを発生させる手段は、振動素子、(ガスレス又はエアレスと呼ばれる)高圧液体ノズル、(キャリヤーガスを給送するために気体源に連結された)エヤーブラシ(brush)ノズル、2流体式ジェットノズルよりなるグループから選ばれた手段を備える。
【0013】
好ましい実施例においては、エアゾール発生手段は振動素子を備える。振動素子は、典型的に超音波変換器のような音響的又は超音波的な手段である。乾燥用液体源が振動素子に連結される。選ばれた乾燥用液体が液体の小流で振動素子に供給される。最良の乾燥効率を達成するために、液体の体積流量、超音波の周波数と振幅、及び気体の体積流量を調整することにより、エアゾール中の液体の濃度及び滴の直径を管理することができる。
【0014】
別の実施例においては、1個の円板状基板を回転可能に保持するための手段は、前記円板状基板と平行なプレートを更に備え、処理の際、円板状基板と前記プレートとの間の間隙を提供する。円板状基板のリンス及び乾燥中、リンス液はこの間隙内に導かれ、その後、エアゾールにより容易に排出される。
【0015】
前記エアゾールを供給するための有利な手段は、少なくも1個のエアゾールノズルを備える。好ましくは、前記エアゾールを供給する前記手段は、少なくも1個のノズルを、円板状基板の表面を横切って動かすための手段を備える。例えば、少なくも1個のエアゾールノズルを旋回アーム(swivel arm)上に取り付けることができる。これにより、エアゾールノズルは、表面の各領域に達するように円板状物品を横切って走査することができる。
【0016】
前記リンス液を適用する手段はリンス用ノズルを備える。更に、装置は、前記ノズルを、円板状物体の表面を横切って動かすための手段を備える。
【0017】
装置は、特定の雰囲気(例えば不活性ガス)下で乾燥を行うように、前記円板状基板を覆うために円板状基板の寸法に対応したカバーを更に備えることができる。
【0018】
別の実施例においては、装置は、エアゾール発生手段と前記エアゾールの供給手段との間に機能的に配列された小滴分離器を更に備える。小滴分離器使用の利点が以下説明される。乾燥用液体中の不純物(例えば、粒子)は、典型的により大きい滴の形成を導く。小滴は粒子上で凝結する傾向があり、これがかかる粒子を取り巻くより大きい滴の形成に導く。このため、小滴の分離はエアゾールからの不純物の分離の利点をもたらす。
【0019】
本発明の別の態様は、以下の諸段階を含んだ円板状基板の乾燥方法である。即ち、
・1個の円板状基板を準備し
・円板状基板の表面にリンス液を適用し
・円板状基板の表面にエアゾールを適用し、ここに、エアゾールは分散相として乾燥用液
体及び連続相として不活性気体よりなり
エアゾールの供給中、液体の少なくも一部分が円板状基板の表面上にありかつエアゾールの小滴が液体表面上で凝結する。
【0020】
リンス液として典型的に水(好ましくは脱イオン水)が使用される。
【0021】
エアゾールを作るために好ましくは乾燥用液体が使用され、これは、リンス液と混合されたとき、前のリンス液より表面エネルギーの小さい液体を生ずる。かかる乾燥用液体は、アルコール、例えばエタノール又は2−プロパノールとすることができる。
【0022】
置換すべきリンス液に対する、純粋な液体又は蒸気ではなくてエアゾールの形式での乾燥用液体の適用が、基板表面にあるリンス液の正確な表面濃度の管理を助ける。正確な表面濃度の管理は、マラゴニ効果の達成及び環境影響と火災危険との最小化に関する最適を保つために有利である。
【0023】
この方法の第2の実施例においては、円板状基板は、エアゾールが円板状基板の表面に供給されている時間の少なくも一部分において、円板状基板の表面と実質的に直角な軸線まわりで回転される。これは、液体の跳ね飛ばしにより乾燥効率の増強を助ける。
【0024】
この方法の第3の実施例においては、液体とエアゾールとは、時間の少なくも一部分中、同時に供給される。
【0025】
この方法の第4の実施例においては、エアゾールの供給点が円板状基板の表面を横切って動かされる。
【0026】
この方法の第5の実施例においては、リンス液の供給点が円板状基板の表面を横切って動かされる。
【0027】
更に、円板の両面が上述の方法の一つにより処理される円板状基板の乾燥方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
図1は、本発明の実施例の略図を示す。
【0029】
ウェーハが水平位置で提供される。ウェーハの上方中央に配列されたエアゾールノズル1を経てエアゾールAが供給される。ウェーハの表面を均一に覆うようにエアゾールノズルの形状及び供給条件が選定される。エアゾールAがウェーハWの面積全体を覆い、ここにアセオトロプ(aceotrop)が形成され、水はアセオトロプにより除去される。同時に、水の表面上で凝結し水中に溶けたエアゾールAの滴のため、接触角(表面張力)が小さくされるであろう。このことにより、同時に発生する跳ね飛ばしが乾燥効率を支援し、ウオーターマークが避けられるであろう。
【0030】
洗浄されリンスされた半導体ウェーハWは、本発明による方法で乾燥される。
【0031】
エアゾールAがノズル1により作られそしてウェーハWの表面上に分配される。滴の体積量の90%が直径1−200μmの範囲内にある。
【0032】
この例においては、エアゾールノズル1はウェーハWの上方に静止して置かれる。或いは、エアゾールAを供給する別のシャワーヘッドを使用することができる。
【0033】
ウェーハは、静止した又は回転可能なホルダー又はチャック機構により支持される。
【0034】
エアゾールAは2−プロパノール(IPA)から作られる。しかし、前のリンス液(例えば、脱イオン水)の表面張力を低下させ得るその他の適宜の液体を使うことができる。
【0035】
IPAの体積流量は、基板の寸法に応じて0.1ml/minから100ml/minの間の範囲内である。感受性の小さい基板においては、表面が厳密に親水性又は疎水性であれば0.1ml/min以下の体積流量でも十分である。体積流量は清浄効率対エアゾールAの消費を勘案して最適にすべきである。
【0036】
図2に示された装置は、図1に示された装置に基づく。ただし、ウェーハWの支持具が、ハウジング20のある閉鎖室内に置かれる。ノズル1が室3内にエアゾールAを供給する。或いは、不活性ガスノズル(図示せず)を通して室3に別の不活性ガス(例えば、N2、He、Ar、Ne)を供給することができる。不活性ガスは、ノズル1を通るエアゾール用のキャリーガスとして供給することもできる。
【0037】
図3に示された装置は、図1及び2に示された装置に基づく。しかし、複数個のエアゾールノズル1が使用される。
【0038】
図4の装置は、2個の平行なプレート41、42の間に保持されたウェーハWを示す。ウェーハは、上方プレート41に取り付けられた握持ピン(gripping pins)43により確りと握持される。ウェーハWを解放するために、これら握持ピン43を偏心的に動かすことができる。ウェーハの装填及び取り出しのために、上方プレート41は持ち上げ機構(図示せず)により持ち上げられる。
【0039】
頂部プレート41とウェーハWとの間の間隙並びに底部プレート42とウェーハWとの間の間隙に、それぞれのプレートの開口51、52を通ってエアゾールAが導かれる。上方の間隙の寸法は1mm、下方の間隙の寸法は2mmである。エアゾールAは、噴射ノズル11、12により作られる。掃出用ガス(例えば不活性ガス)3が各噴射ノズル11、12に供給される。乾燥用液体(例えばIPA)が噴射ノズル11、12に供給され、ここでエアゾールAに変えられる。上方及び下方の間隙内に導入されたエアゾールが、先に供給されたリンス液を置換する。その後、エアゾールは、ウェーハ表面上及びプレート表面上で凝結する。残った残留リンス液は凝結した乾燥用液体内に溶ける。リンス液と乾燥用液体との混合物は、エアゾール発生器の作動中及びその後でキャリヤーガスにより運び出されるであろう。しかし、この装置は、ウェーハWの一方の面を乾燥し又は処理するために使用することもできる。続く段階として、残留した乾燥用液体の不活性ガスによる置換が行われる。エアゾールA及び排出用ガス3が、排気システム(図示せず)によりWの縁から排出される。
【0040】
エアゾールを通過させて導く開口51、52が、ウェーハWに関して中央にあるように示される。それにも拘わらず、エアゾールAを、ウェーハWの縁部分を越えて導くことができる。この場合、エアゾールA及び排出用ガス3は向かい合った縁の部分から吸い込まれる。
【0041】
図5は、図4に示された装置に基づく装置を示す。エアゾールを適用するための各システムは、滴分離器21、22を更に備える。滴分離器21(22)はエアゾール発生器11(12)とエアゾール分配用開口51(52)との間に挿入される。滴分離器はエアゾール入り口とエアゾール出口とを有する室を備える。室内に入れられたエアゾールは大きな液滴を持ち込むことがあり、これらは室の底の液体面又は室の壁の上で凝固し及び/又は凝縮する。このように集められた乾燥用液体は、液体出口23(24)を通って出て、そして吐出され又はエアゾール発生器11(12)に再循環される。従って、エアゾールはより小さい平均寸法の滴を含む。更に、エアゾール分配開口51(52)に至るエアゾールパイプを加熱することが有利である。これは、エアゾールパイプ内の乾燥用液体の凝結の回避を助ける。
【0042】
図6に示された装置は図1に示された装置に基づく。エアゾールノズル1にベル状の形の、流れの最適化用のカバー50が追加して取り付けられる。或いはカバー50はシャワーヘッドの形状を持つことができる。カバー50の直径は関連したウェーハの寸法に対応する。処理中、カバー50は持ち上げ機構(図示せず)によりウェーハWのごく近くに置かれる。カバー50とウェーハの縁との間に残った間隙は2mmにすべきである。チャック機構(図示せず)が、処理中、ウェーハWを保持する。チャック機構はウェーハを回転させることができる。
【0043】
エアゾールノズル1が、エアゾールAを、カバー50とウェーハWとの間の空間内に導く。
【0044】
エアゾールAは、カバー50とウェーハの縁との間の間隙を通って排出される。ウェーハW上又はカバー50の内壁上で凝結したエアゾールの滴は、ウェーハの回転により跳ね飛ばされ及び/又は排出用ガスにより運び出される。
【0045】
図7に示された装置は、図1に示された装置に基づく。エアゾールAが供給されるとき、リンス液をウェーハWの同じ表面上に分配するために、リンス液分配用の分配ノズル61を有する分配アーム60がウェーハの上方に追加して配列される。
【0046】
チャック機構(図示せず)が、処理中、ウェーハWを保持する。チャック機構はウェーハを回転せることができる。
【0047】
分配ノズル61が、ウェーハWの上方で静止し又は運動可能に取り付けられる。可動取り付けの場合は、分配ノズル61は、ウェーハ表面の各部分全てをリンスするためにウェーハ表面を横切って走査することができる。ウェーハWが回転されるとき、分配ノズル61はウェーハ表面の各部分に達するように単純にある半径に沿って動くことができる。
【0048】
リンス液の分配はウェーハWの中心から出発し、そしてウェーハWの縁に向かって動くことが有利である。この場合、エアゾールAは、分配された液体の液面上で凝結する。リンス液/乾燥用液体の境界層がウェーハWを(中心から縁に)横切ってゆっくりと動く。分配ノズルの好ましい移動速度は0.5から5mm/secである。
【0049】
図8に示される装置は図7に示された装置に基づく。しかし、エアゾールノズル1は別のアーム(図示せず)に取り付けられる。このため、エアゾールノズル1は、ウェーハ表面に接近して(0.5から2cm)ウェーハWを横切って動くことができる。エアゾールノズル1は、分配用ノズル61がウェーハの中心から縁に動くときこれに追随することが好ましい。分配用ノズル61に追随するとき、分配用ノズルとエアゾールノズルとの間の距離は、これを一定に保つことができ、又は変えることができ。これは、乾燥効率に関して最適にすべきである。エアゾールノズルとリンス液分配用ノズルとの間の距離を一定にすべき場合は、エアゾールノズルは分配用ノズルと同じアーム60上に取り付けることができる。エアゾールは、リンス液の液面上とウェーハ表面上で同時に凝結する。ウェーハを横切って走査するときば、リンス液は、(エアゾールから引き出された(deriving from))乾燥用液体により直接置換される。残存したリンス液は、(例えば、アセオトロプとして)乾燥用液体と共にウェーハ表面から蒸発する。
【0050】
図9に示される装置は図8に示された装置に基づく。しかし、第2の分配用ノズル63が第2の分配アーム62に取り付けられる。本発明の方法のこの実施例は、特にウェーハの縁における乾燥過程の更なる最適化を可能とする。リンス液供給アームと乾燥用のエアゾール供給アームに対して異なった運動速度を許す。
【0051】
図10は、複数のエアゾールノズル1を備えたエアゾール用の別の分配用システムを示す。これにより、ウェーハW上方の空間にエアゾールAが提供される。ウェーハWは図6、7及び8に示されたようにリンスすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本発明の実施例の略図を示す。
【図2】ハウジングを付加した図1の実施例の変更実施例の略図である。
【図3】複数個のノズルを有する図1の実施例の変更実施例の略図である。
【図4】エアゾール発生器を有する本発明の実施例の略図を示す。
【図5】滴分離器を付加した図4の実施例の変更実施例の略図である。
【図6】カバーを付加した図1の実施例の変更実施例の略図である。
【図7】リンス液分配ノズルを付加した図1の実施例の変更実施例の略図である。
【図8】ノズルが移動する図7の実施例の変更実施例の略図である。
【図9】第2の分配用ノズルを付加した図8の実施例の変更実施例の略図である。
【図10】複数個のエアゾールノズルを有する別の実施例の略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
円板状基板の乾燥装置であって、
−1個の円板状基板を保持するための手段
−円板状基板の表面上にリンス液を供給するための手段
−エアゾール発生用の手段であって、エアゾール発生器に乾燥用液体を供給するための乾
燥液用体源に連結されている前記エアゾール発生用の手段
−円板状基板の表面上に前記エアゾールを供給するための手段
を備えた前記乾燥装置。
【請求項2】
1個の円板状基板を回転可能に保持するための手段を更に備えた請求項1による装置。
【請求項3】
エアゾール発生手段が、振動素子、高圧液体スプレイノズル(ガスレス)、(キャリヤガスを給送するために気体源に連結された)エヤーブラシノズル、2流体ジェットノズルよりなるグループから選定された手段を備える請求項1による装置。
【請求項4】
エアゾール発生手段が振動素子を備える請求項1による装置。
【請求項5】
1個の円板状基板を回転可能に保持するための手段が、前記円板状基板と平行なプレートであって、処理の際、円板状基板と前記プレートとの間の間隙を提供するための前記プレートを更に備える請求項2による装置。
【請求項6】
前記エアゾールを供給するための手段が少なくも1個のエアゾールノズルを備える請求項1による装置。
【請求項7】
少なくも1個のエアゾールノズルを、円板状基板の表面を横切って動かすための手段を更に備える請求項6による装置。
【請求項8】
前記リンス液を供給するための手段がリンス用ノズルを備える請求項1による装置。
【請求項9】
円板状基板の表面を横切ってリンス用ノズルを動かすための手段を更に備える請求項8による装置。
【請求項10】
前記円板状基板を覆うために円板状基板の寸法に対応するカバーを更に備える請求項1による装置。
【請求項11】
滴分離器を更に備え、これがエアゾール発生用手段と前記エアゾールの供給用手段との間に運転するように配列される請求項1による装置。
【請求項12】
−1個の円板状基板を準備し
−円板状基板の表面にリンス液を適用し
−円板状基板の表面にエアゾールを適用し、ここに、エアゾールは分散相として乾燥用液
体及び連続相として不活性気体を含む
諸段階を含み、
エアゾールの供給中、液体の少なくも一部分が円板状基板の表面上にありかつエアゾールの小滴が液体表面上で凝結する
円板状基板の乾燥方法。
【請求項13】
エアゾールが円板状基板に供給されている時間の少なくも一部分において、前記円板状基板が円板状基板の表面と実質的に直角な軸線まわりで回転される請求項12による方法
。
【請求項14】
液体とエアゾールとが、時間の少なくも一部分において同時に供給される請求項12による方法。
【請求項15】
エアゾールの供給点が円板状基板の表面を横切って動く請求項12による方法。
【請求項16】
リンス液の供給点が円板状基板の表面を横切って動く請求項12による方法。
【請求項17】
円板状基板の両側が請求項12による方法により処理される円板状基板の乾燥方法。
【請求項1】
円板状基板の乾燥装置であって、
−1個の円板状基板を保持するための手段
−円板状基板の表面上にリンス液を供給するための手段
−エアゾール発生用の手段であって、エアゾール発生器に乾燥用液体を供給するための乾
燥液用体源に連結されている前記エアゾール発生用の手段
−円板状基板の表面上に前記エアゾールを供給するための手段
を備えた前記乾燥装置。
【請求項2】
1個の円板状基板を回転可能に保持するための手段を更に備えた請求項1による装置。
【請求項3】
エアゾール発生手段が、振動素子、高圧液体スプレイノズル(ガスレス)、(キャリヤガスを給送するために気体源に連結された)エヤーブラシノズル、2流体ジェットノズルよりなるグループから選定された手段を備える請求項1による装置。
【請求項4】
エアゾール発生手段が振動素子を備える請求項1による装置。
【請求項5】
1個の円板状基板を回転可能に保持するための手段が、前記円板状基板と平行なプレートであって、処理の際、円板状基板と前記プレートとの間の間隙を提供するための前記プレートを更に備える請求項2による装置。
【請求項6】
前記エアゾールを供給するための手段が少なくも1個のエアゾールノズルを備える請求項1による装置。
【請求項7】
少なくも1個のエアゾールノズルを、円板状基板の表面を横切って動かすための手段を更に備える請求項6による装置。
【請求項8】
前記リンス液を供給するための手段がリンス用ノズルを備える請求項1による装置。
【請求項9】
円板状基板の表面を横切ってリンス用ノズルを動かすための手段を更に備える請求項8による装置。
【請求項10】
前記円板状基板を覆うために円板状基板の寸法に対応するカバーを更に備える請求項1による装置。
【請求項11】
滴分離器を更に備え、これがエアゾール発生用手段と前記エアゾールの供給用手段との間に運転するように配列される請求項1による装置。
【請求項12】
−1個の円板状基板を準備し
−円板状基板の表面にリンス液を適用し
−円板状基板の表面にエアゾールを適用し、ここに、エアゾールは分散相として乾燥用液
体及び連続相として不活性気体を含む
諸段階を含み、
エアゾールの供給中、液体の少なくも一部分が円板状基板の表面上にありかつエアゾールの小滴が液体表面上で凝結する
円板状基板の乾燥方法。
【請求項13】
エアゾールが円板状基板に供給されている時間の少なくも一部分において、前記円板状基板が円板状基板の表面と実質的に直角な軸線まわりで回転される請求項12による方法
。
【請求項14】
液体とエアゾールとが、時間の少なくも一部分において同時に供給される請求項12による方法。
【請求項15】
エアゾールの供給点が円板状基板の表面を横切って動く請求項12による方法。
【請求項16】
リンス液の供給点が円板状基板の表面を横切って動く請求項12による方法。
【請求項17】
円板状基板の両側が請求項12による方法により処理される円板状基板の乾燥方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【公表番号】特表2008−523598(P2008−523598A)
【公表日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−544883(P2007−544883)
【出願日】平成17年12月1日(2005.12.1)
【国際出願番号】PCT/EP2005/056368
【国際公開番号】WO2006/063936
【国際公開日】平成18年6月22日(2006.6.22)
【出願人】(507161226)エスイーゼツト・アクチエンゲゼルシヤフト (18)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年12月1日(2005.12.1)
【国際出願番号】PCT/EP2005/056368
【国際公開番号】WO2006/063936
【国際公開日】平成18年6月22日(2006.6.22)
【出願人】(507161226)エスイーゼツト・アクチエンゲゼルシヤフト (18)
【Fターム(参考)】
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