CN1195763A - 干燥装置以及干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是使IPA蒸汽的状态稳定,缓解甚至消除干燥不良现象。在设于处理槽(11)上方的开口部(22)两侧相对设置喷嘴(13)以及排气件(14)。处理槽(11)的侧壁随着从下方附近接近开口部(22)而向内侧圆滑弯曲。喷嘴(13)将氮气供给装置提供的氮气喷向排气件(14)的排气口,并形成覆盖开口部(22)的喷流(21)。由于处理槽(11)的侧壁弯曲,喷流(21)可有效发挥屏障的功能。所以,不再需要传统装置上必需的冷却蛇形管。因此,消除了因冷却蛇形管而引起的IPA蒸汽(5)状态的不稳定性。

Description

干燥装置以及干燥方法

发明的详细说明

本发明涉及适合干燥半导体薄片的干燥技术，特别涉及为控制干燥不良、实现装置小型化及低成本化而进行的改进。

背景技术

图16是作为本发明背景的传统干燥装置构成的正断面图。该干燥装置151是以半导体薄片的干燥为目的而构成的装置。在装置151上，设有上方开口的处理槽171。在处理槽171侧壁上方部分的内侧，沿处理槽171的侧壁安装冷却蛇形管162。冷却蛇形管162采用石英管，冷却水在其内部流动。

在处理槽171底部的正下方，设置加热器170。并且，在处理槽171的内部——底部与上方开口端之间的位置，固定接受器皿166。在该接受器皿166的底部，连接排水用的配管180。另外，在处理槽171的上部，设有灭火喷嘴172，以便在处理槽171内部起火时喷出灭火用气体。

在使用装置151的时候，首先，在处理槽171的内部，注入IPA液167(异丙醇)。调整处理槽171的深度使液面达不到接受器皿166的底部。而且，使冷却水在冷却蛇形管162的内部流动。

打开加热器170，加热IPA液167。结果，IPA液167被气化，产生IPA蒸汽165。该IPA蒸汽165充满处理槽171的内部。IPA蒸汽165在冷却蛇形管162附近被冷却凝结。即，冷却蛇形管162可起到防止IPA蒸汽165漏到处理槽171外面的作用。

因此，在处理槽171的内部，在底部附近的液体储存部169内储存IPA液167；而在蒸汽填充部168内，充满IPA蒸汽165。蒸汽填充部168是从液体储存部169的上方直到设置冷却蛇形管162附近的空间。在蒸汽填充部168内充满IPA蒸汽165后，开始对作为处理对象的半导体薄片163进行处理。即，将多块半导体薄片163和装载它们的容器164在水洗处理完后用保持吊臂161吊下并从处理槽171的上方插入蒸汽填充部168内。如图16所示那样，装有半导体薄片163的容器164由保持吊臂161保持在接受器皿166正上方的位置。

这样，充满蒸汽填充部168的IPA蒸汽165慢慢凝结溶入到附着在半导体薄片163及容器164表面的水滴中。其结果是将水滴实质上变成了IPA的液滴，从半导体薄片163和容器164的表面滑落下来。这样，就实现了被水滴润湿的半导体薄片163和容器164的干燥。滑落下来的IPA液滴被接受器皿166回收，通过配管180排到外部。

当干燥处理完后，容器164被保持吊臂161拉上取到处理槽171的外面。之后，将取到处理槽171外面的容器164送到下一个处理工序。而在处理槽171内，放入新的半导体薄片163和容器164。这样，可反复地进行半导体薄片163和容器164的干燥处理。

发明解决的课题

然而，如上所述那样，在传统装置151上，是通过采用有冷却水流动的冷却蛇形管162冷却IPA蒸汽165，来防止IPA蒸汽165漏到处理槽171外部的。因此，存在这样的问题，即，IPA蒸汽165对于流过冷却蛇形管162的冷却水的温度及流量的影响很敏感。也即是，当冷却水的条件改变时，随之，蒸汽填充部168的容积、和IPA蒸汽165的浓度等IPA蒸汽165的状态参数会改变。

一旦IPA蒸汽165的状态改变，凝结在半导体薄片163和容器164表面的IPA蒸汽165的量发生变化。其结果是产生不能充分干燥的干燥不良现象。而这是导致装有半导体薄片163的半导体装置合格率低下的主要原因之一。

另外，在处理槽171内必须有多余的空间用于设置冷却蛇形管162，这是阻碍装置小型化的主要原因。并且，存在这样的问题：为了防止金属污染到半导体薄片163，冷却蛇形管162采用石英管，而石英管造价高，因此，装置的制造成本高。而且，还存在这样的问题：由于采用石英管制作的冷却蛇形管162结构复杂，在发生故障时装置的修复需要较长的时间以及较高的费用。

该发明的目的是为解决传统技术中的上述问题而提供的一种干燥技术，在抑制干燥不良的同时，实现小型化、低成本化以及可迅速修复的功能。

解决课题的方法

第1发明的装置是通过储存并加热上述水溶性的溶解液，使从上述溶解液中产生的蒸汽在处理对象表面凝结来对该处理对象表面进行干燥的干燥装置。在该干燥装置上，设有可储存溶解液的容器状处理槽、可加热储存在上述处理槽内的上述溶解液的加热器、以及在上述开口部两侧相对设置的喷嘴及排气设备。上述处理槽规定向上开口的开口部在上面。

而上述排气设备规定排气口的开口朝向上述喷嘴；上述喷嘴，在接受气体供给时，形成朝向上述排气口并覆盖上述开口部的上述气体的喷流；上述排气设备可将通过上述排气口吸进的上述气体排向外部；上述处理槽，设有随着从下方接近上述开口部而向内侧圆滑弯曲的侧壁。

第2发明的装置，是在第1发明的干燥装置上，进一步设有可自由开闭地覆盖上述开口部的盖。

第3发明的装置，是在第1发明或第2发明的干燥装置上，进一步设有切换阀。该切换阀，其输出方连通上述喷嘴，并可自由切换地选择多个输入方中的一方连通输出方。

第4发明的装置，是在第3发明的干燥装置上，进一步设有供给惰性气体的惰性气体供给设备、供给灭火用气体的灭火用气体供给设备、监测上述处理槽内火灾发生并将所定信号输出的传感器、以及控制器。该控制器根据上述传感器输出的信号控制上述切换阀的切换动作。

而上述多个输入方中的一方连接上述惰性气体供给设备，上述多个输入方中的另一方连接上述灭火用气体供给设备；上述控制器在收到信号时，控制上述切换阀，将上述切换阀选择的输入方从连接上述惰性气体供给设备的输入方切换到连接上述灭火用气体供给设备的输入方。

第5发明的装置，是在第1发明至第3发明的任何一项发明的干燥装置上，上述喷嘴在接受气体供给时，可自由切换选择生成下面两种气体喷流中的任何一种：喷向上述排气口并覆盖上述开口部的上述气体的喷流、以及喷向上述处理槽内部的上述气体的喷流。

第6发明的装置，是在第5发明的干燥装置上，上述喷嘴设有内侧喷嘴构件、装在该内侧喷嘴构件外侧的外侧喷嘴构件；上述内侧喷嘴构件在内部规定了从单一的流入口分为两个流出口的流路；上述外侧喷嘴构件规定了两个开口部；上述内侧喷嘴构件与上述外侧喷嘴构件的一方相对另一方可以自由转动，根据转动的位置只选择上述内侧喷嘴构件的上述两个流出口的任何一个与上述外侧喷嘴构件的上述两个开口部的任何一个接合；

第7发明的装置，是在第5发明或第6发明的干燥装置上，进一步设有监测上述处理槽内火灾发生并将预定信号输出的传感器、以及控制器，该控制器根据上述传感器输出的信号控制上述喷嘴的切换动作；上述控制器在收到信号时，控制上述喷嘴，将向上述排气口的喷流切换到向上述处理槽内部的喷流。

第8发明的装置，是在第3发明的干燥装置上，进一步设有供给常温惰性气体的常温气体供给设备、供给冷却惰性气体的冷却气体供给设备、以及控制上述切换阀切换动作的控制器；上述多个输入方中的一方连接上述常温惰性气体供给设备、上述多个输入方中的另一方连接上述冷却惰性气体供给设备；上述控制器只在上述处理对象放入上述处理槽内部时，控制上述切换阀使上述喷嘴生成的上述喷流变成冷却后的上述惰性气体的喷流。

第9发明的装置，是在第4发明或第8发明的干燥装置上，设置了多个设有上述处理槽、上述加热器、上述喷嘴、上述排气设备、以及上述切换阀的机组单元；还设置了分为两个分支的配管；两种气体供给设备是单独分开的，并且，分别通过上述两个分支的配管，共同连通上述多个机组单元中每一个上述切换阀。

第10发明的装置，是在第1发明至第4发明中任何一项发明的干燥装置上，设有逆止阀，使上述喷嘴在接受上述气体供给时打开该气体的流路、而在不接受上述气体供给时关闭该气体的流路。

第11发明的装置，是在第1发明或第2发明的干燥装置上，进一步设有供给惰性气体的惰性气体供给设备，该惰性气体供给设备与上述喷嘴连接。

第12发明的装置，是在第11发明的干燥装置上，进一步设有配管以及在该配管的至少一部分设置的冷却设备；上述惰性气体供给设备通过上述配管与上述喷嘴连接；上述冷却装置可以冷却流过上述配管的上述惰性气体。

第13发明的装置，是在第1发明至第12发明中任何一项发明的干燥装置上，进一步设有接受器皿以及设在该接受器皿底部的配管。上述接受器皿设在上述处理槽内部并位于上述处理槽底部与上述处理槽的上述开口部之间，而该配管用于排出注入上述接受器皿内的液体。

第14发明的方法是在采用第1发明至第13发明中任何一项发明的干燥装置对上述处理对象的表面进行干燥处理的干燥方法上，设有以下工序：1、准备上述干燥装置；2、通过向上述处理槽中供入上述溶解液，将上述溶解液储存在上述处理槽中的某处；3、通过向上述喷嘴供给上述惰性气体，生成上述惰性气体的喷流，以覆盖上述开口部；4、打开上述加热器加热上述溶解液；5、以横切上述喷流同时穿过上述开口部的方式将上述处理对象插入上述处理槽中；6、将插入后的上述处理对象保持在上述溶解液的液面上方，并利用加热后产生的上述溶解液的蒸汽干燥上述处理对象的表面；7、在干燥处理工序结束后，再以横切上述喷流同时穿过上述开口部的方式将上述处理对象取到上述处理槽外部。

发明的效果

在第1发明的装置上，通过向喷嘴提供惰性气体生成惰性气体的喷流，其结果是，形成一种覆盖处理槽开口部的屏障。因为处理槽设有弯曲的侧壁，所以，惰性气体的屏障可有效地阻止由溶解液生成的蒸汽向外部流出。因此，不必设计传统装置上必需的冷却蛇形管。

由于不需设置冷却蛇形管，所以，充满处理槽内部的蒸汽状态稳定。其结果是缓和甚至消除了干燥不良现象。而且，因为可以节省安装冷却蛇形管所必需的处理槽11的上层部，所以，还可实现装置的小型化。并且，由于不设置复杂而又昂贵的冷却蛇形管，所以，可以减少装置的制造成本以及维修费用、实现修复的快速化。

在第2发明的装置上，由于设有覆盖并可自由开闭处理槽开口部的盖，所以，在没有放入处理对象的时候，利用盖将开口部封闭，即使喷嘴不喷出惰性气体，也可维持处理槽内蒸汽的状态一定。因此，可以节省惰性气体的使用量。

在第3发明的装置上，由于设有切换阀，所以，可根据需要选择多种气体中的一种提供给喷嘴。例如，通常时候向喷嘴提供惰性气体，而在处理槽内起火的时候，则提供灭火用气体等。

在第4发明的装置上，由于在切换阀上连接氮气供给设备以及灭火用气体供给设备，并且设有控制设备，该控制设备根据检测火焰的传感器所发出的信号控制切换阀，所以，当处理槽内起火的时候，自动从喷嘴喷出灭火用气体。即，火焰会自动被扑灭。并且，由于不用单独设置灭火用喷嘴，因此，自然实现了装置的小型化。

在第5发明的装置上，由于喷嘴可自由切换所提供的气体向排气口和处理槽内部两者的任何一方喷出，所以，通常时候向排气口喷射气体，而在处理槽内起火的非常时候，则可向处理槽内部喷射气体。因此，可有效地防止处理槽内部起火。

在第6发明的装置上，利用内侧喷嘴构件和外侧喷嘴构件中的一方相对另一方的转动，可以切换气体的喷流方向。即，设计了以简单的构造得以切换气体喷流方向的喷嘴。

在第7发明的装置上，由于设有控制器，该控制器根据监测火焰的传感器的信号控制喷嘴的切换动作，所以，当处理槽内起火的时候，自动从喷嘴向处理槽内部喷射气体。即，火焰可自动且有效地被扑灭。

在第8发明的装置上，在切换阀上连接常温气体供给设备和冷却气体供给设备，并且设有控制设备，该控制设备控制切换阀，只在处理对象放入时，从喷嘴喷出冷却后的惰性气体。因此，提高了处理对象干燥的均匀性，同时，节省了冷却后的惰性气体的使用量。

在第9发明的装置上，用一个气体供给设备，通过分支的配管连接分属多个单元中的多个切换阀。因此，装置的规模较小，而且，也可适应大批量的处理对象。

在第10发明的装置上，由于喷嘴设有逆止阀，所以，当惰性气体供应停止时，可防止溶解液产生的可燃性蒸汽侵入连接喷嘴的配管内。

在第11发明的装置上，由于喷嘴上连接惰性气体供给设备，所以，可生成惰性气体的喷流将处理槽的开口部覆盖。因此，不需要传统装置上必需的冷却蛇形管，因冷却蛇形管而带来的处理对象的干燥不良、高制造成本等问题得以缓解甚至消除。并且，还可实现装置的小型化。

在第12发明的装置上，由于在连接惰性气体供给设备和切换阀的配管上设有冷却装置，所以，在放入处理对象的时候，可将冷却后的惰性气体喷在处理对象上。因此，可提高处理对象干燥的均匀性。

在第13发明的装置上，由于设有接受器皿和配管，所以，溶解液的蒸汽凝结在处理对象表面后，变成液滴从处理对象上落下的时候，该液滴被接受器皿接住，并从配管流到外部。因此，可防止落下的液滴污染储存在处理槽中的溶解液。

在第14发明的方法中，采用第1发明至第13发明中任何一项发明的装置对处理对象——例如半导体薄片等的表面进行干燥处理。因此，在干燥处理工序中，处理对象受到充满处理槽内部的稳定的蒸汽沐浴。其结果，缓解甚至消除了处理对象的干燥不良，获得良好的处理效果。

附图的简单说明

图1实施例1装置的正断面图；

图2实施例1装置的断面斜视图；

图3实施例2装置的正断面图；

图4实施例3装置的断面斜视图；

图5实施例3装置另一例子的断面斜视图；

图6图5装置中喷嘴的外观斜视图；

图7图6中所示喷嘴的局部外观斜视图；

图8图6中所示喷嘴的断面图；

图9图6中所示喷嘴的断面图；

图10图6中所示喷嘴驱动装置的说明图；

图11实施例3装置的又一例子的概要图；

图12实施例4装置中喷嘴的断面图；

图13实施例4装置中喷嘴另一例子的断面图；

图14实施例5装置的正断面图；

图15实施例5装置另一例子的正断面图；

图16传统装置的正断面图。

发明的实施例

<1、实施例1>

首先，对实施例1的干燥装置101进行说明。

<1-1装置的构成>

图1是干燥装置101的正断面图。图2是干燥装置101的断面斜视图。不只是干燥装置101，所有例举的实施例所示的干燥装置都是以半导体薄片3的干燥为目的而构成的装置。

如图1及图2所示那样，在干燥装置101上设有处理槽11。处理槽11是只在上部开口的容器。即，规定向上方开口的开口部22在处理槽11的上部。而处理槽11的侧壁随着从下方逐渐接近开口部11而向内侧圆滑弯曲。

在处理槽11的上部，在上述开口部22两侧相对设置一列喷嘴13以及槽状的排气装置14。这些喷嘴13分别与配管19的一端连接。而该配管19的另一端与氮气供给装置18连接。氮气供给装置18，例如是可作为工厂设备之一的装置。设在排气装置14上的排气口开口向着喷嘴13。

另外，在处理槽11底部的正下方，设置加热器10。并且，在处理槽11的内部——底部与上方开口部22之间的位置，固定接受器皿6。在该接受器皿6的底部，连接排水用配管20的一端，该配管20贯通处理槽11的侧壁，引向外部。

<1-2、装置的动作原理>

该装置101在使用的时候有以下的要领。首先，在处理槽11的内部，供给适合水洗后半导体薄片3干燥的溶剂，例如IPA液7。调节所供给的IPA液7的量使液面在底于接受器皿6底部的位置。

而氮供给装置18供给的氮气通过配管19提供给喷嘴13。这样，氮气从喷嘴13喷出。由于喷嘴13是列状设置的，所以，喷出的氮气——即氮气的喷流21形成膜状，将开口部22完全覆盖。而喷流21回收到面向喷嘴13开口的排气装置14的排气口。排气装置14可将通过排气口吸进的喷流21排向外部。

并且，给加热器10通电。这样，加热器10产生的热通过处理槽11的底部传递给IPA液7。加热IPA液7的目的是使IPA液7气化，由此产生IPA蒸汽5。该IPA蒸汽5充满处理槽11的内部。即，处理槽11的内部被分为储存IPA液7的液体储存部9和位于上部充满IPA蒸汽5的蒸汽填充部8。

IPA蒸汽5受到喷流21的阻挡，难以通过开口部22飞散到处理槽11的外面。而喷流21是从喷嘴13向排气装置14的排气口喷射的氮气喷流。即，IPA蒸汽5几乎全部停留在蒸汽填充部8内。也即是，喷流21起到一种阻止气体通过的屏障的作用。

在充满蒸汽填充部8的IPA蒸汽5的状态稳定后，可开始进行对作为处理对象的半导体薄片3的处理。即，将多块半导体薄片3和装载它们的容器4在水洗处理完后用保持吊臂1吊下、并从开口部22的上方横切喷流21通过开口部22插入蒸汽填充部168内。装有半导体薄片3的容器4由保持吊臂1保持在蒸汽填充部8的内部并位于接受器皿6正上方的位置。

这时，充满蒸汽填充部8的IPA蒸汽5慢慢凝结溶到附着在半导体薄片3及容器4表面的水滴中。因为IPA在水中的溶解度高，所以大量溶入水滴中。其结果是将水滴实质上变成了IPA的液滴，重量增加。而IPA的液滴，由于其重量的作用使其从半导体薄片3和容器4的表面滑落下来。

这样，就实现了被水滴润湿的半导体薄片3和容器4的干燥。滑落下来的IPA的液滴被接受器皿6回收，通过配管20排到外部，即，混入水滴和微量杂质的IPA液体不与IPA液7混合，而是排到处理槽11的外面。从而保持了储存在液体储存部9的IPA液7的高纯度。

当半导体薄片3和容器4干燥处理完后，装有半导体薄片3的容器4被保持吊臂1拉上取到处理槽11的外面。之后，将取出的容器4送到下一个处理工序。而在处理槽11的蒸汽填充部8内，放入新的半导体薄片3和容器4。这样，可反复进行半导体薄片3和容器4的干燥处理。

<1-3、装置的优点>

在装置101上，不但喷流21有效发挥屏障的功能，处理槽11的形状也有很好的作用。如图2所示那样，由IPA液7产生的IPA蒸汽5沿处理槽11的侧壁上升。而如前所述那样，处理槽11的侧壁在开口部22附近随着接近开口部22而向内侧圆滑弯曲。

所以，IPA蒸汽5的气流在处理槽11的上部附近沿侧壁的弯曲部向内侧圆滑弯曲。IPA蒸汽5在蒸汽填充部8的上部冷却的结果，是IPA蒸汽5的气流逐渐向下流动。即，在蒸汽填充部8中，如图2所示那样，沿流线23产生了IPA蒸汽5的对流。

结果，喷流21有效地阻止了充满蒸汽填充部8的IPA蒸汽5通过开口部22向外面流出。装置101上处理槽11的特殊形状有效地提高了喷流21作为屏障的功能。因此，传统装置151上必需的冷却蛇形管162在装置101上已没有必要。即，通过设计喷嘴13和排气装置14，没有冷却蛇形管162也能完全抑制IPA蒸汽5从蒸汽填充部8流出。

并且，由于不设冷却蛇形管162，从而，随着提供给冷却蛇形管162的制冷剂状态的变化所引起的IPA蒸汽165的状态不稳定也得到消除。即，蒸汽填充部8的容积、充满蒸汽填充部8的IPA蒸汽5的浓度等稳定。其结果，是半导体薄片3和容器4等处理对象的干燥可以均匀且稳定地进行。即，缓和甚至消除了传统装置151上干燥不良的问题，提高了装有半导体薄片3的半导体装置的合格率。

另外，喷流21，不但能阻止IPA蒸汽5的流出，还具有防止外部影响波及到蒸汽填充部8中IPA蒸汽5的功能。通常，是在处理槽11开口部22的上方设置提供洁净空气的风机。这样，在开口部22的上方洁净空气向下方流动，即，产生向下气流。

在装置101上，与传统装置151不同，由于喷流21覆盖开口部22，所以，该向下气流不会侵入蒸汽填充部8内部。因此，蒸汽填充部8中的IPA蒸汽5不会受到向下气流的干扰。这一点也有利于IPA蒸汽5的容积、浓度等IPA蒸汽5状态参数的稳定。

如上所述，在装置101上，利用两重作用抑制IPA蒸汽5的状态变化。其结果是缓和甚至消除了干燥不良。并且，因为不设冷却蛇形管162，所以，维持IPA蒸汽5所必需的对制冷剂温度、流量等的复杂的控制，则不再是必要的。即，还具有装置操作简单的优点。

并且，因为不设冷却蛇形管162，所以，可以节省安装冷却蛇形管162所必需的处理槽11的上层部。即，还具有装置小型化的优点。并且，由于不设置石英管的冷却蛇形管162，所以，装置的结构简单，制造成本、维修所需的时间、维修费用的任何一项都会降低。

另外，虽然所示例子中是采用IPA作为储存在处理槽11中的溶剂，但只要是适合用作水洗后的处理对象进行干燥的溶剂，也可采用其它物质。即，一般可使用沸点比水低、气化潜热比水小、且相对水的溶解度高的有机溶剂。例如，TFEA(三氟乙基乙醇)、HFIPA(六氟丙醇)、PFPA(五氟丙醇)等较适合。

另外，虽然所示例子中通过配管19提供给喷嘴13的气体是采用氮气，但一般只要是化学稳定性好的气体，即惰性气体，也可采用其它气体。例如，可采用氩气等非活性气体。不过，氮气是惰性气体中最廉价的，并具有容易得到的优点。

并且。虽然所示例子中是设置一列喷嘴13，利用其产生膜状覆盖开口部22的喷流21，但也可设置能产生膜状喷流21的单一喷嘴取代一列喷嘴13。

<2、实施例2>

图3是实施例2的干燥装置结构的正断面图。该装置102设有覆盖开口部22并可自由开闭的盖15。在这点上具有与装置101不同的特征。为了使盖15的开闭自如，如图3所示那样，设置连接盖15的操作器24。操作器24，根据来自图中未画出的控制器的信号，通过沿水平方向移动盖15，使盖15开闭。

由于设有开闭自由的盖15，在装置102不运转时、在进行运转的准备工作时、或者即使在运转中但没有将半导体薄片3和容器4放入处理槽11中等时候，都可用盖15将开口部22封闭。在此期间，因为开口部22被盖15堵塞，所以，不必向喷嘴13提供氮气。

而在装置102运转且没有放入半导体薄片3和容器4之前，开始向喷嘴13提供氮气，利用喷流21形成屏障，同时可打开盖15。这时，可将喷流21形成屏障之后的时间定为盖15打开的时间。

在干燥完毕、将半导体薄片3和容器4取出之后，将盖15关闭，同时可停止向喷嘴13提供氮气。可将盖15关闭之后的时间定为停止向喷嘴13提供氮气的时间。

装置102可如上操作，这样，不会破坏IPA蒸汽5状态的稳定性，并可节约氮气的使用量。在生产批量大的工厂，氮气的使用成本也不能忽视。并且，由于缩短了喷嘴13的工作时间，使喷嘴13的损耗降低，还具有装置寿命延长的优点。

<3、实施例3>

下面，对实施例3进行说明。

<3-1、装置的整体构成及动作原理>

图4是该实施例干燥装置构成的断面斜视图。该装置103，其喷嘴13兼作设置在传统装置上的灭火喷嘴172，在这点上与装置102具有不同特征。

如图4所示那样，一端分别连接在多个喷嘴13上的多个配管19，其另一端相互连接成共同的一端，并且，该端与切换阀34的输出方相连。在切换阀34上，除一个输出方外，还设有2个输入方。而切换阀34选择2个输入方中的任何一方与输出方连接。

这些输入方中的一方，通过配管36连接提供氮气的氮气供给装置18。而另一方，通过配管37连接提供二氧化碳等灭火用气体的高压储气瓶等灭火用气体供给装置35。即，切换阀34的作用是选择由氮气供给装置18提供的氮气和灭火用气体供给装置35提供的灭火用气体中任何一方送至配管19。在通常动作时，切换阀34选择输送氮气的配管36与配管19连通。而氮气由氮气供给装置18提供。

在处理槽11内部，安装热敏传感器31；在开口部22上方设置火焰传感器32。热敏传感器31在处理槽11内部的温度上升到处理槽11内部要起火时，输出所定信号。该信号通过信号输送线38传递给控制器33，

火焰传感器32通过例如红外线检测火焰的产生，并输出所设信号。该信号通过信号输送线39传递给控制器33。控制器33在接收到热敏传感器31或火焰传感器32中至少一方的信号时，通过信号输送线40将驱动信号传递给切换阀34。

当切换阀34接收到该驱动信号时，将与配管19连通的配管从配管36切换到配管37。其结果是灭火用气体从灭火用气体供给装置35通过配管37、切换阀34、以及配管19提供给喷嘴13。喷嘴13喷出灭火用气体取代氮气。这样，可自动扑灭处理槽11内部产生的火焰。

由于不仅是氮气，灭火用气体也可从喷嘴13喷出，所以，不必另外设置传统装置151上的灭火用喷嘴172。即，可使装置简化，同时，也可降低装置的成本。另外，处理槽11不必因设置灭火用喷嘴172而增大。这有利于装置的进一步小型化。

<3-2、喷嘴的理想形式>

图5是干燥装置的正断面图，其中喷嘴13的构造为进一步理想化的形式。在该装置104上，其特点是氮气喷流21方向与灭火用气体喷流41的方向不同。即，在喷嘴13上设有与切换阀34的动作联动的可动机构。氮气喷出的时候，是使喷流21向排气装置14的排气口喷射；而灭火用气体喷出的时候，是使喷流41向处理槽11内部喷射，即，直接向起火的部分喷射。因此，可有效地扑灭处理槽11内部产生的火焰。

图6是设在装置104上的喷嘴13的外观斜视图。该喷嘴13在配管19的前端部可自由转动地安装圆筒状的外侧喷嘴构件42。而且，在相当于该外侧喷嘴构件42底部的前端部、且偏离中心的一部分，形成开口部43；而在侧壁的一部分形成开口部44。开口部44位于侧壁中央接近开口部43的位置。

图7是去掉外侧喷嘴构件42后喷嘴13的外观斜视图。在配管19的前端部，固定同样是圆筒状的内侧喷嘴构件45。外侧喷嘴构件42可转动地结合在内侧喷嘴构件45上。外侧喷嘴构件42紧密结合在内侧喷嘴构件45上并覆盖其表面。在相当于内侧喷嘴构件45底部的前端部、偏离中心的一部分，形成开口部46(流出口)；而在侧壁的一部分形成开口部47(流出口)。开口部47位于侧壁中央接近开口部46侧的相反侧。

图8是喷出氮气时喷嘴13的断面图。内侧喷嘴构件45固定成开口部47朝向处理槽11内部，即，向下的形式。配管19的内部与内侧喷嘴构件45内部形成的流路48连通。而且，流路48的前端部分成两个分支流路，这些分支流路分别连通开口部46以及开口部47。

通向开口部46的分支流路，沿着内侧喷嘴构件45的中心轴设计；通向开口部47的分支流路，则沿逐渐偏离中心轴的方向弯曲。该分支流路在开口部47的方向，是在朝向外侧喷嘴构件42前端部方向与径向之间的方向，即，斜下方的方向。

喷出氮气的时候，外侧喷嘴构件42的转动位置设定在开口部43与开口部46重合的位置。这时，开口部44与开口部47相互位于相反侧的位置；开口部47被外侧喷嘴构件42的侧壁堵塞。因此，由配管19提供的氮气，通过开口部43喷出，形成朝向排气装置14排气口的喷流21。

图9是喷出灭火用气体时喷嘴13的断面图。喷出灭火用气体的时候，外侧喷嘴构件42的转动位置设定在从图8的位置转动180°后的位置，即，开口部44与开口部47重合的位置。这时，开口部43与开口部46位于以前端部中心为对称轴的转动对称位置；开口部46被外侧喷嘴构件42的前端部堵塞。因此，由配管19提供的灭火用气体，通过开口部44向斜下方喷出，形成朝向处理槽11内部的喷流41。

图10是转动外侧喷嘴构件42的驱动机构的一个例子的示意图。在该例子中，在外侧喷嘴构件42的凸缘部外周形成齿轮；在排成一列的喷嘴13中这些齿轮相互啮合。并且，驱动部49——例如设有马达的驱动部——上设计的齿轮与其中一个喷嘴13上设计的齿轮啮合。

当控制器33向切换阀34发送驱动信号时，同时也向驱动部49发送驱动信号。驱动部49接收到驱动信号后，即驱动齿轮转动。其结果是，设在一列喷嘴13上的外侧喷嘴构件42一起转动。该转动动作使外侧喷嘴构件42转动180°。这样，喷嘴13与切换阀34联动，调到可喷出灭火用气体的状态。

图10只是驱动外侧喷嘴构件42的一个例子，也可以采用其它的驱动机构。例如，可在一列喷嘴13的每一个喷嘴上单独设置驱动部49。另外，也可采用与驱动部49不同的、不使用齿轮的驱动机构。进而，还可固定外侧喷嘴构件42而使内侧喷嘴构件45自由转动，也可获得同样的效果，

在装置104上，与装置103不同，由于喷流41朝向处理槽11内部，所以，也可不必另外使用二氧化碳等灭火用气体。即，在图4的构成中，不设灭火用气体供给装置35、切换阀34，即使在起火时，也可向配管19提供氮气。这时，控制器33只向驱动部49发出驱动信号。即，在装置104上，不但可达到有效灭火的目的，还可使装置的构成更加简化。

<3-3、设有多个处理槽的装置>

图11是干燥装置例子的简单概要图，该干燥装置是将装置103或装置104中的处理槽11设计成多个。虽然图示中被简化了，但处理槽11上设置的加热器10、一列喷嘴13、以及其它装置部分是以对应处理槽11的个数或列数设置的。即，设置多个包含单独处理槽11、加热器10等的单元。

如图11所示那样，切换阀34也是对应处理槽11、与处理槽11设置数量相同。即，切换阀34也包含在单元中。而且，这些多个切换阀34，通过多根配管19分别与设在多个处理槽11上的多列的喷嘴13连接。即，从切换阀34到处理槽11的多个装置部分的每一个，均与装置103或装置104中的对应部分相同。

向多个切换阀34的一输入方提供氮气的配管36，设有一根干管以及从干管上分出的多根分支管。而且，干管连接在氮气供给装置18——例如工厂内设置的用于提供氮气的设备等上；分支管连接在切换阀34的一输入方上。

同样，向多个切换阀34的另一输入方提供灭火用气体的配管40设有一根干管以及从干管上分出的多根分支管。而且，干管连接在灭火用气体供给装置35上；分支管连接在切换阀34的这一输入方上。切换阀34在通常动作时，选择输送氮气的配管36连通配管19；起火时，则选择输送灭火用气体的配管40。这点与装置103、104相同。

装置105由于有上述的构成，所以灭火用气体供给装置35不必对应处理槽11的个数增加。与装置103、104一样，灭火用气体供给装置35只要有1个就可以了。另外，氮气供给装置18同样有1个就可以了。这样，装置105，尽管设有多个处理槽11，适合进行大批量半导体薄片3的处理，但灭火用气体供给装置35等的规模却可以比较小。这有利于装置整体的简化、小型化，并且，降低了制造成本。

<4、实施例4>

图12是设在实施例4的干燥装置上的喷嘴13的构成断面图。该装置如图12所示那样，在喷嘴13上设有逆止阀。在这点上具有与装置102或装置103不同的特征。

在该喷嘴13上，在配管19的前端部设有内侧喷嘴构件51，该内侧喷嘴构件51设有节流部；而节流部的构成情况是：沿中心轴向喷嘴13的前端部，内径逐渐减小，至最小内径处之后，则内径反之逐渐增大。在该内侧喷嘴构件51的外侧，装有外侧喷嘴构件55。例如，外侧喷嘴构件55可利用螺纹57固定在配管19上。

外侧喷嘴构件55为圆筒状。在其底部形成开口部58。并且，弹簧56的一端固定在底部上；在该弹簧56的另一端连接可动栓54。可动栓54由圆锥体52和圆锥体52顶部的导向轴53构成。即，可动栓54通过弹簧56装在外侧喷嘴构件55上。

导向轴53是这样的棒状体：其直径的大小使其能在内侧喷嘴构件51的最小内径处充分自由地穿插。导向轴53的长度设计得充分长，即使在弹簧56收缩到最大限度时也能使导向轴53插在内侧喷嘴构件51的最小内径部分。另外，导向轴53圆锥体52的底面直径设计得比内侧喷嘴构件51的最小内径大。

因此，当弹簧56因还原力而伸长时，圆锥体52与内侧喷嘴构件51的内壁面相接。其结果，通过配管19提供的气体的流路被堵塞。另一方面，当弹簧56收缩时，由于圆锥体52离开内侧喷嘴构件51的内壁面，所以，流路被打开。

这时，由于导向轴53常插在内侧喷嘴构件51的最小内径部分，所以，可动栓54的(活动)状态常保持在一定范围。因此，流过内侧喷嘴构件51与可动栓54之间的气体不会紊乱。并且，可动栓54也可顺滑进行打开、关闭流路的动作。

通过配管19提供氮气或灭火用气体的时候，利用气体的压力将可动栓54向流动方向压出，在内侧喷嘴构件51与可动栓54之间打开流路。其结果是气体通过开口部58向喷嘴13的外部喷出。弹簧56强度的大小设定在利用气体的压力容易推动可动栓54将流路打开的程度。

在通过配管19的氮气以及灭火用气体的任何一方气体都停止供应的时候，因为弹簧56在还原力的作用下使圆锥体52与内侧喷嘴构件51的内壁面相接，所以，可动栓54与内侧喷嘴构件51之间的流路关闭。因此，可防止充满处理槽11内部的IPA蒸汽5通过喷嘴13进入配管19。即，只要在喷嘴13上进行简单的改造，就可以防止作为可燃性气体的IPA蒸汽5侵入不必要的装置的各个部位、或者工厂设备中，从而发生不测。

喷嘴13上设计的可逆阀构造，不限于图12所示的例子。图13是喷嘴13上设计的可逆阀构造的另一例子的断面图。即使在该喷嘴13上，也与图12所示例子一样，设有节流部的内侧喷嘴构件51装在配管19的前端部，在该内侧喷嘴构件51的外侧，装配外侧喷嘴构件61。

另外，设有圆锥体63的可动栓66通过弹簧68装在外侧喷嘴构件61上，这一点也一样。并且，圆锥体63的形状设计为在弹簧68伸长时、圆锥体63的外壁面与内侧喷嘴构件51的内壁面相接、从而关闭气体的流路的形式，这一点也相同。

图13的喷嘴13，可动栓66不设导向轴53，而是通过可自由滑动地支撑在外侧喷嘴构件61内壁形成的槽62上保持其状态，在这一点上具有与图12不同的特征。外侧喷嘴构件61为圆筒状，其底部形成开口部67作为气体喷出口。

并且，在侧壁的内表面上，以中心轴为中心对称形成至少两条槽62，并使槽62沿中心轴延伸。在可动栓66上，除圆锥体63以外，还设有与圆锥体63连成一体的轴65、以及从轴65向槽62突出的突起64。而且，突起64的前端部可滑动地装在槽62上。

即，突起64通过被槽62引导滑动使可动栓66在某一定范围活动。通过配管19提供氮气或灭火用气体时，利用气体的压力在可动栓66与内侧喷嘴构件51之间打开流路；当哪一方的气体都停止供应的时候，流路关闭。这个动作与图12的喷嘴13相同。因此，可获得与图12的喷嘴13同样的效果，即，可防止IPA蒸汽5通过喷嘴13进入配管19。

<5、实施例5>

图14是实施例5的干燥装置构成的正断面图。该装置106，在配管19的一处设有用于冷却流过配管19的氮气的冷却器71。在这点上具有与实施例1～4的各装置不同的特征。在冷却器71上，可使用例如电子冷热元件、水冷机构、或者空气冷却机构等。并且，在冷却器71上，通过信号线连接控制器72。

如图14所示那样，将装载半导体薄片3的容器4在水洗处理完后用保持吊臂1吊下、并从处理槽11上方横切喷流21插入开口部22的时候，作为喷流21喷出的氮气，利用冷却器冷却到比常温低的温度。即，半导体薄片3和容器4在插入开口部22的时候，受到冷却后的氮气喷流21的喷洒。

其结果是，表面被水滴润湿的半导体薄片3和容器4被强行冷却，使其温度均匀化。之后，半导体薄片3和容器4通过开口部22放在蒸汽填充部8中所定位置，利用IPA蒸汽5开始进行干燥处理。这时，因为半导体薄片3和容器4的温度一样，IPA蒸汽5在它们表面的凝结均匀。其结果，因为干燥过程在整个表面均匀进行，所以，不易产生所谓的干燥斑(斑点)。即，可进一步抑制干燥不良的发生。

在放入半导体薄片3和容器4的时候，控制器72调节冷却器71开或关的时间，可以喷出充分冷却后的氮气形成喷流21。例如，在放入新的半导体薄片3和容器4之前几分钟，打开冷却器71使形成喷流21的氮气可以预先充分冷却。控制器72可通过接受某控制装置的信号——例如控制保持吊臂1动作的控制装置(图中未示出)，对应容器4的动作进行冷却器71的控制。

当半导体薄片3和容器4通过开口部22插入处理槽11之后，例如，冷却器71回复到关闭状态。这样，在控制干燥不良的同时，还可省去不必要的冷却。另外，在不必要的冷却不成为特别的问题时，装置106也可这样构成：即，可以不设控制器72，在装置106运行期间，冷却器71可处于常开状态。

虽然装置106是冷却流过配管19的氮气的构成形式，但采用将预先冷却的氮气供给配管19的构成形式，也可获得同样的效果。图15是这样构成的干燥装置的正断面图。

该装置107如同装置103(参照图4)一样，在配管19上连接切换阀73的输出方。而且，切换阀73的二输入方中的一输入方通过配管74连接提供常温氮气的氮气供给装置18；另一输入方通过配管76连接提供冷却氮气的冷却氮气供给装置75。并且，切换阀73，通过信号线连接控制器72。

当应该喷出常温氮气形成喷流21的时候，切换阀73选择输送常温氮气的配管74连通配管19，向喷嘴13提供常温氮气。而当应该喷出冷却氮气形成喷流21的时候，切换阀73选择输送冷却氮气的配管76连通配管19，向喷嘴13提供冷却氮气。这样的切换阀73上的切换动作可由控制器72控制。

如上所述，在装置107上，因为其构成也是根据需要选择喷出常温氮气和冷却氮气中的任何一方形成喷流21，所以，与装置106一样，在可以控制干燥不良的同时，还可获得节省冷却氮气使用量的效果。

另外，可如图11所示那样构成装置107。在图11所示装置中，设计多个处理槽11，在该多个处理槽11中，设计共用的氮气供给装置18和灭火用气体供给装置35。这样，可将冷却氮气供给装置75控制在较小规模，同时，可以处理大批量的半导体薄片3。

另外，还可组合装置107和装置103(参照图4)构成干燥装置。即，可将切换阀73换成设有3个输入方的切换阀，在3个输入方中的第1输入方上连接氮气供给装置18；第2输入方上连接冷却氮气供给装置75；第3输入方上连接灭火用气体供给装置35。在通常运行时，利用控制器72的动作在第1及第2输入方之间进行切换。在热敏传感器31或火焰传感器32检测到火焰的非常时刻，可利用控制器33的动作切换到第3输入方。

                      符号说明3、半导体薄片(处理对象)；5、IPA蒸汽(蒸汽)；6、接受器皿；7、IPA液(溶解液)；10、加热器；11、处理槽；13、喷嘴；14、排气件(排气设备)；15、盖；18、氮气供给装置(惰性气体供给设备、常温气体供给设备)；19、20、配管；21、喷流；22、开口部；31、热敏传感器(传感器)；32、火焰传感器(传感器)；33、控制器(控制设备)；34、73、切换阀；35、灭火用气体供给装置(灭火用气体供给设备)；42、外部喷嘴构件；45、内部喷嘴构件；71、冷却器(冷却设备)；75、冷却氮气供给装置(冷却气体供给设备)。

Claims (15)

1.一种干燥装置，该干燥装置通过储存并加热水溶性的溶解液(7)，使从上述溶解液中产生的蒸汽(5)在处理对象(3)表面凝结来对该处理对象表面进行干燥，其特征在于：在该干燥装置上，设有在上面的规定向上开口的开口部(22)的且可储存溶解液的容器状处理槽(11)、可加热储存在上述处理槽内的上述溶解液的加热器(10)、以及在上述开口部两侧相对设置的喷嘴(13)及排气设备(14)；而上述排气设备规定排气口的开口朝向上述喷嘴；上述喷嘴由于受气体供给的影响而朝向上述排气口，并且，可产生覆盖上述开口部的上述气体的喷流(21)；上述排气设备可将通过上述排气口吸进的上述气体排向外部；上述处理槽，设有随着从下方接近上述开口部而向内侧圆滑弯曲的侧壁。

2.如权利要求1所示的干燥装置，其特征在于：进一步设有可自由开闭地覆盖上述开口部的盖(15)。

3.如权利要求1所示的干燥装置，其特征在于：进一步设有切换阀(34、73)，切换阀的输出方连通上述喷嘴，并可自由切换地选择多个输入方中的一方连通输出方。

4.如权利要求3所示的干燥装置，其特征在于：进一步设有供给惰性气体的惰性气体供给设备(18)、供给灭火用气体的灭火用气体供给设备(35)、监测上述处理槽内火灾发生并将所定信号输出的传感器(31，32)、以及控制器(33)；该控制器根据上述传感器输出的信号控制上述切换阀的切换动作；而上述多个输入方中的一方连接上述惰性气体供给设备、上述多个输入方中的另一方连接上述灭火用气体供给设备；上述控制器在收到信号时，控制上述切换阀，将上述切换阀选择的输入方从连接上述惰性气体供给设备的输入方切换到连接上述灭火用气体供给设备的输入方。

5.如权利要求1至3中任何一项所示的干燥装置，其特征在于：上述喷嘴，在接受气体供给时，可自由切换选择生成下面两种气体喷流中的任何一种，即，喷向上述排气口并覆盖上述开口部的上述气体的喷流(21)、以及喷向上述处理槽内部的上述气体的喷流(41)。

6.如权利要求5所示的干燥装置，其特征在于：上述喷嘴设有内侧喷嘴构件(45)、以及装在该内侧喷嘴构件外侧的外侧喷嘴构件(42)；上述内侧喷嘴构件在内部规定了从单一的流入口(48)分为两个流出口(46，47)的流路；上述外侧喷嘴构件规定了两个开口部(43，44)；上述内侧喷嘴构件与上述外侧喷嘴构件的一方相对另一方可以自由转动，根据转动的位置只选择上述内侧喷嘴构件的上述两个流出口的任何一方与上述外侧喷嘴构件的上述两个开口部的任何一方接合。

7.如权利要求5所示的干燥装置，其特征在于：上述喷嘴设有列状设置的多个喷嘴；上述多个喷嘴的每一个喷嘴都设有内侧喷嘴构件(45)、以及装在该内侧喷嘴构件外侧的外侧喷嘴构件(42)；上述内侧喷嘴构件在内部规定了从单一的流入口(48)分为两个流出口(46，47)的流路；上述外侧喷嘴构件规定了两个开口部(43，44)；上述内侧喷嘴构件与上述外侧喷嘴构件的一方相对另一方可以自由转动，根据转动的位置只选择上述内侧喷嘴构件的上述两个流出口的任何一方与上述外侧喷嘴构件的上述两个开口部的任何一方接合。

8.如权利要求5所示的干燥装置，其特征在于：进一步设有监测上述处理槽内火灾发生并将所定信号输出的传感器(31，32)、以及控制设备(33)，该控制设备根据上述传感器输出的信号控制上述喷嘴的切换动作；上述控制器在收到信号时，控制上述喷嘴，将向上述排气口的喷流切换到向上述处理槽内部的的喷流。

9.如权利要求3所示的干燥装置，其特征在于：进一步设有供给常温惰性气体的常温气体供给设备(18)、供给冷却惰性气体的冷却气体供给设备(75)、以及控制上述切换阀切换动作的控制设备(33)；上述多个输入方中的一方连接上述常温惰性气体供给设备、上述多个输入方中的另一方连接上述冷却惰性气体供给设备；上述控制设备只在上述处理对象放入上述处理槽内部时，控制上述切换阀，使上述喷嘴生成的上述喷流变成冷却后的上述惰性气体的喷流。

10.如权利要求4或权利要求9所示的干燥装置，其特征在于：设置了多个设有上述处理槽、上述加热器、上述喷嘴、上述排气设备、以及上述切换阀的单元；还设置了分为两个分支的配管；两种气体供给设备是单独分开的，并且，分别通过上述两个分支的配管，共同连通上述多个单元中每一个上述切换阀。

11.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的干燥装置，其特征在于：设有逆止阀，使上述喷嘴在接受上述气体供给时打开该气体的流路，而在不接受上述气体供给时关闭该气体的流路。

12.如权利要求1或权利要求2所述的干燥装置，其特征在于：进一步设有供给惰性气体的惰性气体供给设备(18)，该惰性气体供给设备与上述喷嘴连接。

13.如权利要求12所述的干燥装置，其特征在于：进一步设有配管(19)以及在该配管的至少一部分设置的冷却设备(71)；上述惰性气体供给设备通过上述配管与上述喷嘴连接；上述冷却设备可以冷却流过上述配管的上述惰性气体。

14.如权利要求1至权利要求4以及9中任何一项所述的干燥装置，其特征在于：进一步设有接受器皿(6)以及设在该接受器皿底部的配管(20)；上述接受器皿设在上述处理槽内部并位于上述处理槽底部与上述处理槽的上述开口部之间，而该配管用于排出注入上述接受器皿内的液体。

15.一种干燥方法，其特征在于：在通过储存并加热上述水溶性的溶解液(7)，使从上述溶解液中产生的蒸汽(5)在处理对象(3)表面凝结来对该处理对象表面进行干燥的干燥装置上，设有以下工序：1、准备可储存溶解液的容器状处理槽(11)，处理槽(11)规定有在上面向上开口的开口部(22)，并设有随着从下方接近上述开口部而向内侧圆滑弯曲的侧壁；2、通过向上述处理槽中供入上述溶解液，将上述溶解液储存在上述一部分处理槽中；3、生成上述惰性气体的喷流，以覆盖上述开口部；4、排出形成喷流并覆盖上述开口部的上述惰性气体；5、加热上述溶解液；6、以横切上述喷流同时穿过上述开口部的方式将上述处理对象插入上述处理槽中；7、将插入后的上述处理对象保持在上述溶解液的液面上方，并利用加热后产生的上述溶解液的蒸汽，干燥上述处理对象表面的干燥处理工序；8、在干燥处理工序结束后，再以横切上述喷流同时穿过上述开口部的方式将上述处理对象取到上述处理槽外部。

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