JP2001074374A - 乾燥装置および乾燥方法 - Google Patents
乾燥装置および乾燥方法Info
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Abstract
できかつ被乾燥物の表面にしみ(ウォ−タマーク)が生
じることを防止する乾燥装置を提供する。 【解決手段】乾燥装置1は乾燥槽7と処理液供給部6と
ベーパ供給部18と第1及び第2の不活性ガス供給装置
2,42を備えている。乾燥槽7はウェーハ3を収容す
る。処理液供給部6は乾燥槽7内に純水を供給する。ベ
ーパ供給部18は有機溶剤加温タンク19とスリット2
1とを備えている。有機溶剤加温タンク19は内槽22
と外槽23とを備えている。内槽22は有機溶剤を収容
する。外槽23内には加熱液体が供給される。有機溶剤
が加熱されベーパが発生する。スリット21は乾燥槽7
と有機溶剤加温タンク19とを連通する。第1の不活性
ガス供給装置2は乾燥槽7の上部から不活性ガスを供給
する。第2の不活性ガス供給装置42は内槽22に収容
された有機溶剤に不活性ガスを供給する。
Description
導体ウェ−ハ、液晶表示装置用の基板及び記録ディスク
用の基板、またマスク用基盤や他種の基盤などの被乾燥
物を乾燥させる乾燥装置および乾燥方法に関する。
程と呼ぶ)などの処理後の半導体ウェ−ハ(以下、単に
ウェーハと呼ぶ)などの被乾燥物を乾燥するための装置
として、前記ウェーハの表面に付着した処理液としての
純水を有機溶剤などと置換させ、その後、表面に付着し
た有機溶剤を蒸発させるベーパ乾燥装置が知られてい
る。
装置本体と、ウェーハを支持する支持装置と、液回収部
などを備えている。前記装置本体は、有機溶剤を収容す
る乾燥槽などを備えている。有機溶剤Yの一例として、
イソプロピルアルコール(isopropyl alcohol :以下I
PAと呼ぶ)が用いられる。乾燥槽の底部に加熱装置が
設けられている。加熱装置は、有機溶剤を加熱して、こ
の有機溶剤を含んだベーパを発生させる。
ーハを乾燥槽内に出し入れするとともに、ウェーハを乾
燥槽内に支持する。液回収部は、ウェーハの表面におい
て有機溶剤と置換された純水などを装置外へ排出する。
乾燥槽内に挿入される前に、洗浄工程において、処理液
としてのフッ化水素や純水などの洗浄液によって洗浄さ
れているとともに、この洗浄工程後のリンス工程におい
て、処理液としての純水などのリンス液によって、水洗
いされている。このため、乾燥槽内に挿入される前のウ
ェーハは、その表面に純水などの処理液が付着してい
る。
支持装置によって支持され、乾燥槽内に挿入されること
によって、ベーパにさらされる。この状態になるとウェ
ーハの表面においてベーパが凝縮し、ウェーハの表面に
有機溶剤が付着する。
純水などの処理液が有機溶剤と置換する。置換した処理
液はウェーハの表面から流れ落ち、液回収部によって回
収される。そしてウェーハの表面の有機溶剤が蒸発する
ことにより、ウェーハが短時間に乾燥する。また、ウェ
ーハの表面に付着していた異物であるパーティクルは、
ウェーハの表面から処理液が流れ落ちる際に、この処理
液とともに流れ落ちる。
純水などによって水洗いされる際に、パーティクルが、
ウェーハの表面に付着しようとする。このため、リンス
工程が施されたウェーハの表面に付着した純水はパーテ
ィクルを含んでいることがある。このように、パーティ
クルが乾燥槽内に持ち込まれることがある。
を用いると、ウェーハの表面に付着していたパーティク
ルは、ウェーハの表面から洗浄液が流れ落ちる際に、洗
浄液とともに流れ落ちる。しかし、洗浄液が流れ落ちる
だけでは、パーティクルがウェーハの表面から充分に除
去されないことがあり、好ましくない。
によって水洗いされたウェーハは、乾燥槽に挿入された
直後は比較的低温となっている。このため、乾燥槽にウ
ェーハが挿入された直後から有機溶剤が急激に凝縮し、
乾燥槽内のベーパの体積が急激に減少する。加熱装置が
有機溶剤を加熱し続けているので、有機溶剤はベーパを
発生し続けるが、ウェーハ全体が再びベーパによって覆
われるまでに、例えば数十秒程度かかることがある。
ハは空気によって自然乾燥される。このとき、ウェーハ
に付着していた処理液の滴の輪郭に沿って、自然酸化膜
すなわちウォータマークと呼ばれるしみが生じ、好まし
くない。特に、洗浄工程において、ウェーハがフッ化水
素などによって洗浄されている場合には、ウェーハ3の
表面が疎水性となっているとともに活性化されているた
め、ウォータマークが生じ易くなっている。
に瞬時に有機溶剤が凝縮するため、このウェーハの表面
に比較的多量な有機溶剤が凝縮する。このため、有機溶
剤を使用量が比較的多くなる傾向となっていた。また、
常に有機溶剤を加熱・沸騰させてベーパを発生させる必
要があるため、加熱手段のランニングコストが高騰する
傾向となっていた。したがって、乾燥工程にかかる作業
コストが高騰する傾向となっていた。
いる必要があるため、比較的大きな径を有するウェーハ
の表面に付着した純水と置換するために必要な有機溶剤
を含んだベーパを確保することが困難となる傾向となっ
ていた。
で、その第1の目的とするところは、ウェーハ等の被乾
燥物の表面から確実にパーティクルを除去することがで
きかつ被乾燥物の表面にウォ−タマークを生じさせない
乾燥装置および乾燥方法を提供することにある。第2の
目的は、ウェーハ等の被乾燥物を乾燥させる乾燥工程に
おいて作業工程にかかるコストを抑制することができる
乾燥装置を提供することにある。
目的を達成するために、請求項1に記載の乾燥装置は、
洗浄された被乾燥物を乾燥する装置であって、内部に前
記被乾燥物を収容する乾燥槽と、前記乾燥槽内に前記被
乾燥物よりも低温の処理液を供給する処理液供給手段
と、前記乾燥槽内に前記乾燥槽内に加熱有機溶剤を供給
する有機溶剤供給手段と、有機溶剤を含んだベーパを供
給するベーパ供給手段とを備えたことを特徴としてい
る。
2に記載の乾燥装置は、請求項1に記載の乾燥装置にお
いて、前記処理液供給手段が前記乾燥槽の下部から前記
処理液を乾燥槽内に供給するとともに、前記乾燥槽内に
この乾燥槽の上部から不活性ガスを吹き込む第1の不活
性ガス供給手段を備えたことを特徴としている。
記載の乾燥装置は、請求項1に記載の乾燥装置におい
て、前記加熱有機溶剤供給手段が、前記乾燥槽の外部に
設けられた有機溶剤を収容する有機溶剤収容槽と、前記
有機溶剤収容槽内の有機溶剤を加熱することにより、前
記加熱有機溶剤を生成する加熱手段と、前記加熱手段に
より生成された加熱有機溶剤を前記乾燥槽の上部から前
記処理液に向けて供給する溶剤吐出手段と、前記溶剤吐
出手段から吐出された加熱有機溶剤を前記乾燥槽内の処
理液の液面全体に均一に供給することにより前記液面上
に有機溶剤を含んだ強固な膜を形成する溶剤拡散手段と
を具備したことを特徴としている。
4に記載のベーパ乾燥装置は、請求項1に記載の乾燥装
置において、前記ベーパ供給手段が、前記乾燥槽の外周
面に取付けられかつ内部に有機溶剤を収容する有機溶剤
収容槽と、前記有機溶剤収容槽内の有機溶剤を加熱する
ことによりベーパを発生させる加熱手段と、前記乾燥槽
の内部と前記有機溶剤収容槽の内部とを互いに連通する
連通穴と、を備え、前記加熱手段により発生させたベー
パを前記乾燥槽内の処理液の液面に向かって供給するこ
とを特徴としている。また、前記ベーパを発生させるた
めの他の手段として、乾燥槽の外部で加熱した有機溶剤
を、前記有機溶剤収容槽に導入してもよい。
るために、請求項5に記載の乾燥装置は、請求項4に記
載の乾燥装置において、前記有機溶剤収容槽内に収容さ
れた有機溶剤に不活性ガスを吹き込む第2の不活性ガス
供給手段を備えたことを特徴としている。
に、請求項6に記載の乾燥装置は、請求項5に記載の乾
燥装置において、前記処理液供給手段が前記乾燥槽内に
供給された処理液を乾燥槽外へ排出可能であるととも
に、前記被乾燥物を前記乾燥槽内に保持するとともに前
記被乾燥物の一部と当接する保持手段と、前記被乾燥物
を乾燥槽内において昇降自在に支持するとともに前記処
理液供給手段が処理液を乾燥槽外へ排出する際に前記被
乾燥物が保持部と当接しないように支持する支持手段
と、を備えたことを特徴としている。
槽内に処理液を供給する処理液供給手段を備えている。
前記乾燥装置は、乾燥槽内に処理液として純水を供給す
ることによって、乾燥槽内を洗浄することができる。こ
のため、乾燥槽内に侵入したパーティクルを確実に乾燥
槽内から除去することができる。したがって、被乾燥物
の表面からパーティクルを確実に除去することが可能と
なる。
かつベーパ供給手段が乾燥槽内にベーパを供給するの
で、乾燥槽内の処理液の上方が有機溶剤を含んだベーパ
によって満たされる。このため、被乾燥物を一旦処理液
に没した後この処理液の液面に対し相対的に上方に引き
上げて、被乾燥物の表面に有機溶剤が凝縮した際に、被
乾燥物の表面全体に有機溶剤が凝縮するまでは、被乾燥
物の少なくとも一部が乾燥槽内に供給された処理液に浸
かっている。このため、有機溶剤が凝縮して被乾燥物に
熱量を与えても、被乾燥物が冷やされる。したがって、
被乾燥物の表面全体に有機溶剤が凝縮するまでは、被乾
燥物の温度がベーパの温度より低く保たれる。被乾燥物
の表面に確実に有機溶剤を凝縮することが可能となる。
したがって、被乾燥物の表面にウォータマークが生じる
ことが抑制される。
性ガス供給手段が、乾燥槽の上部から例えば窒素などの
不活性ガスを供給するので、処理液供給手段によって供
給された処理液の上方が有機溶剤を含んだベーパと不活
性ガスとによって満たされることとなる。乾燥槽内に挿
入された被乾燥物が不活性ガスによって覆われるので、
酸素と接することが抑制される。したがって、被乾燥物
の表面にウォータマークが生じることが抑制される。
て常温(20℃前後)の純水を用いて、乾燥槽と別な所
で加熱して生成した加熱有機溶剤(温度:60〜80
℃、供給量:50〜150cc)を前記溶剤吐出手段に
より、前記処理液に向けて吐出する。吐出された加熱有
機溶剤は、溶剤拡散手段によって処理液の液面全体に均
一に拡散し、処理液の液面上に有機溶剤を含んだ強固な
膜を形成する。この膜は、目視で明確に処理液と分離さ
れており、薄くて均一な膜厚(数mm)が形成される。
により、連続で有機溶剤を含んだベーパが処理液に供給
されても、破壊されず、ほとんど膜が厚くならないので
均一な膜厚が確保されている。つまり、処理液側には、
拡散され難く、有機溶剤の濃度が濃い膜が形成されてい
く。
剤濃度は、形成時からまた連続でベーパが処理液に供給
されても、有機溶剤濃度0%が保たれている。
た後この処理液の液面に対して相対的に上方に引き上げ
て、被乾燥物が前述した有機溶剤を含んだ膜を通過する
際に、有機溶剤が被乾燥物の表面に略均一に付着してい
く。この膜と請求項4に記載の乾燥装置の相乗効果によ
り、処理液面から出て来た被乾燥物の表面は、有機溶剤
との置換により処理液が除去されて、有機溶剤で濡れた
被乾燥物面が現れる。従って、処理液と有機溶剤が連続
で置換されるため、ウォータマークの発生を防止でき
る。
理液と有機溶剤の間に所定のまたはそれ以上の温度差及
び所定量のまたはそれ以上の有機溶剤を瞬時に供給する
必要がある。
理液と混合して形成された有機溶剤膜は、有機溶剤が混
合していない処理液面と比較した場合、表面張力が小さ
く、有機溶剤膜と有機溶剤が混合されていない処理液面
の間の表面張力の勾配ができている。このため、液面上
では、有機溶剤が混合されていない処理液面から有機溶
剤膜が強い張力で引張られる。従って、すばやく、処理
液の液面全体に有機溶剤が拡散されて有機溶剤を含んだ
膜が形成される。このとき、処理液の温度が低く、処理
液と有機溶剤との間に温度差が大きいほど、表面張力の
勾配が大きくなり、拡散が速く、薄くて均一な膜厚の有
機溶剤膜が形成される。
理液面全体に有機溶剤が行き渡らず、厚さの不均一な膜
が形成される。乾燥槽の大きさに適合した供給量が必要
である。また、ゆっくり供給した場合、必要な表面張力
の勾配が保てず、薄くて均一な膜厚の有機溶剤膜が形成
されない。
形成されるが、厚くて膜厚が不均一であり、請求項4に
記載の乾燥装置による、連続で有機溶剤を含んだベーパ
が処理液の表面に供給されたとき、僅かな液面のゆれで
膜が破壊される。また、膜が破壊されない場合でも、膜
が厚くなって行き、有機溶剤が処理液側に拡散され、膜
内の有機溶剤濃度は薄くなっている。このような膜の状
態で、前述の被乾燥物が有機溶剤を含んだ膜を通過する
際に、被乾燥物の表面に処理液が残留し易い。
が温純水(有機溶剤蒸気と同程度の温度と記されてい
る)で、その表面上に有機溶剤蒸気を供給して、処理液
の上部に乾燥流体層(処理液と有機溶剤の混合層)を形
成すると記されているが、この場合の乾燥流体層は、前
述の通り、処理液と有機溶剤との間に所定のまたはそれ
以上の温度差および所定量のまたはそれ以上の有機溶剤
を瞬時に供給されないため、薄くて均一な膜厚の乾燥流
体層(有機溶剤膜)が形成されず、連続で供給される有
機溶剤蒸気が乾燥流体層に混合された場合、有機溶剤が
処理液側に拡散され、乾燥流体層(処理液と有機溶剤の
混合層)が厚くなるだけで、有機溶剤濃度の濃い乾燥流
体層が形成されない(その厚さは1/2インチに達する
と記されている)。よって、前述の被乾燥物が有機溶剤
を含んだ膜を通過する際に、被乾燥物の表面に処理液が
残留し易い。
処理液面上に有機溶剤蒸気または有機溶剤ミストを供給
した場合は、前述の通り有機溶剤が処理液中に無限に拡
散されていき、処理液面から下方の200mm程度でも
有機溶剤が試験で確認されている。
燥槽内に供給される有機溶剤を含んだベーパが、前述し
た有機溶剤を含んだ膜及びこの膜を通過後の被乾燥物の
表面に凝縮して、体積を減少させるので、常にベーパ内
に処理液の液面に向かう流れが生じる。この流れに伴っ
て、ベーパの凝縮が、前述した有機溶剤を含んだ膜及び
被乾燥物の表面で連続的に行われる。この凝縮と請求項
3に記載の乾燥装置の相乗効果により、パーティクルの
除去に必要とされる充分な量の有機溶剤を、連続して被
乾燥物の表面に供給することができる。したがって、確
実にパーティクルを除去できるとともに、ウォータマー
クの発生を防止できる。乾燥槽内の被乾燥物が、前述し
た有機溶剤を含む膜を通過する際に、有機溶剤が被乾燥
物の表面にほぼ均一に付着するため、この膜内の有機溶
剤が減少する。しかし前述した有機溶剤を含むベーパが
この膜に連続して凝縮するため、膜は破壊されることな
く、強固な膜を維持することができる。
性ガス供給手段がベーパ供給手段の有機溶剤収容槽内に
不活性ガスを供給する。このため、有機溶剤収容槽内に
生じた有機溶剤を含んだベーパが不活性ガスによって希
釈される。したがって、乾燥工程に用いる有機溶剤の使
用量を抑制することとなって、乾燥工程にかかるコスト
を抑制することができる。
れるので、ベーパの体積が増加する。このため、被乾燥
物の表面に有機溶剤を含んだベーパが凝縮しても、被乾
燥物が分離した不活性ガスによって覆われることとな
る。したがって、ウォータマークの発生をより確実に抑
制できる。
手段が、乾燥槽内の処理液を外部へ排出可能であるとと
もに、支持部が、処理液供給手段が処理液を排出する際
に保持部と被乾燥物とが互いに接触しないように被乾燥
物を支持する。
に、被乾燥物と保持部とが互いに接触しないので、これ
らの被乾燥物の表面に処理液が残留することを防止でき
る。したがって、ウォータマークの発生をより確実に防
止できる。
剤を処理面に供給することによって形成された有機溶剤
を含んだ膜は、その後の請求項4に記載の乾燥装置によ
り連続でベーパが処理液に供給されて処理液に凝縮され
ても、前記膜より下側に拡散されないため、前記膜より
下側の処理液を回収し、再処理して使用する。従って、
一定量以上の有機溶剤が混入した処理液は、再処理して
使用することは難しいが、本乾燥装置は、請求項3の通
り、処理液の面上に形成された膜は、数mmと薄いた
め、膜より下側を再処理して使用でき、経済的である。
ように、乾燥槽内に処理液を導入する工程と、前記乾燥
槽内の処理液中に被乾燥物を浸漬する工程と、前記処理
液の液面上に有機溶剤を供給することによって前記処理
液の液面に有機溶剤を含む均一な膜を形成する工程と、
前記乾燥槽内に有機溶剤のベーパを連続的に供給する工
程と、前記乾燥槽内の処理液を排出することによって処
理液上に被乾燥物をその上部側から露出させつつこの被
乾燥物の表面に前記液面上の有機溶剤を付着させ、か
つ、前記有機溶剤のベーパを前記被乾燥物の表面および
前記処理液上の有機溶剤の膜に連続的に凝縮させる凝縮
工程とを具備している。
は、窒素をはじめとして、アルゴン、ヘリウム等の希ガ
ス類元素のように、化学的に不活性で、有機溶剤と反応
しないガスを意味している。また、本明細書で言う純水
とは、塵などの水以外の物質の混合量を極めて少なくし
た水を示している。
て、図1から図11を参照して説明する。
縦断面図を示し、図2ないし図11は乾燥装置1を用い
た乾燥方法の工程を示している。
の外郭を構成する装置本体4と、処理液供給手段として
の処理液供給部6と、加熱有機溶剤供給手段としての加
熱有機溶剤加温タンク19と、ベーパ供給手段としての
ベーパ供給部18と、第1及び第2の不活性ガス供給手
段をそれぞれなす第1及び第2の不活性ガス供給装置
2,42と、加熱有機溶剤供給手段としての加熱有機溶
剤供給装置50と、保持手段をなす保持部5と、支持手
段をなす支持部37と、を備えている。
を有する二重構造となっている。乾燥槽7は、槽本体1
1と、オーバフロ液収容槽12と、を備えている。槽本
体11は、箱状に形成されており、その内部に、処理液
の一例としての純水J(図2などに示す)が収容され
る。槽本体11の上端部には、内部に被乾燥物の一例と
ての半導体ウェーハ3(以下ウェーハと呼ぶ)が通るこ
とのできる開口部13が形成されている。
外周を包囲している。オーバフロ液収容槽12は槽本体
11の外周面に取付けられている。オーバフロ液収容槽
12は、槽本体11の外周面から上方に向かって延びて
いる。オーバフロ液収容槽12は、処理液供給部6など
から供給されて槽本体11の開口部13から溢れた処理
液としての純水Jが流れこむようになっている。オーバ
フロ液収容槽12の下端部には、オーバフロ液排出管1
4が接続している。オーバフロ液排出管14は、オーバ
フロ液収容槽12内に流れ込んだ純水Jを装置1外へ排
出する。
る。外周槽8は、箱状に形成されている。この外周槽8
により、乾燥槽7の内部は、装置本体4の外部と熱的に
遮断される。乾燥槽7と外周槽8の上部には、それぞれ
ウェーハ3が通ることのできる大きさの上部開口9,1
0が形成されている。乾燥槽7の上部開口9は開口部に
相当する。また、乾燥槽7の上端部には、上部開口9を
閉じて乾燥槽7の内部を装置本体4の外部と遮断可能な
蓋45が開閉自在に取付けられている。
0(図11に示す)によって、装置1の上方まで搬送さ
れた後、前記上部開口9,10を通して乾燥槽7内に搬
入される。また、乾燥されたウェーハ3は、前記上部開
口9,10を通して、前述した搬送装置100によって
装置1外へ搬出され次工程に移される。
ル(IPA:isopropyl alcohol )等の有機溶剤Yによ
って腐食されにくい材料(例えば石英など)からなる。
外周槽8は、乾燥槽7の内部を装置本体4の外部と熱的
に遮断するために、ステンレス鋼板等などのように熱伝
導率の比較的低い材料からなる。
管15に設けられた弁16と、を備えている。給排液管
15は、一端が乾燥槽7の槽本体11の下端部の開口1
1aに接続されているとともに、他端が外周槽8を貫通
して装置1の外部まで延びて形成されている。処理液供
給部6は、弁16の開閉などを制御することによって、
乾燥槽7の槽本体11内に処理液の一例としての純水J
を供給するとともに、槽本体11内の純水を装置1の外
部に排出する。処理液供給部6は、乾燥槽7の槽本体1
1の下部の開口11aから純水Jを供給する。処理液供
給部6は、槽本体11内に純水Jを供給することによっ
て、乾燥槽7の内部を水洗いする。また、前記給排液管
15には、開閉弁17aを介して有機排気管17が接続
している。
ての有機溶剤加温タンク19と、温液給排液部20と、
連通穴としてのスリット21と、を備えている。
端部に位置するオーバフロ液収容槽12の外周面に取り
つけられている。有機溶剤加温タンク19は、内槽22
と、外槽23と、を備えた二重構造をなしている。内槽
22と外槽23とは互いに流体密に接合している。
アルコール(IPA:isopropyl alcohol )等の有機溶
剤Y(図3などに示す)が収容される。内槽22には、
その下部に溶剤供給管24が接続している。溶剤供給管
24は、装置1の外部から内槽22の内部に有機溶剤Y
を供給する。
しての加熱された温水またはオイルなどの加熱液体K
(図2などに示す)が収容される。外槽23の内部に
は、温液給排液部20の後述する温液供給管25を介し
て加熱液体Kが供給される。温液給排液部20は、温液
供給管25と、温液排出管26と、を備えている。温液
供給管25は、外槽23に接続している。温液供給管2
5は、外槽23の内部に加熱された温水またはオイルな
どの加熱液体Kを供給する。温液排出管26は、外槽2
3の下部に接続している。温液排出管26は、外槽23
内に収容された加熱液体Kを装置1外へ排出する。
介して加熱液体Kが供給されて、温液排出管26が外槽
23内の加熱液体Kを排出することによって、外槽23
内に加熱液体を循環させる。加熱液体を循環させること
によって、内槽22内に供給された有機溶剤Yを加熱す
る。加熱された有機溶剤Yは、ベーパV(図3などに示
す)を発生する。または、ヒータ106によって外部で
加熱された有機溶剤Yを、内槽22内に導入することに
より、ベーパを発生させる。
収容槽12の側壁を貫通して形成されている。スリット
21は、有機溶剤加温タンク19の内槽22の内部と乾
燥槽7の内部とを互いに連通している。スリット21
は、槽本体11の開口部13の上方に位置している。前
述した構成によって、加熱液体Kが有機溶剤Yを加熱す
ることによって生じるベーパVは、スリット21を介し
て乾燥槽7内に供給される。なお、前述した外槽23と
温液供給管25と温液排出管26とは、本明細書に記し
た加熱手段を構成している。または、ヒータ106によ
って外部で加熱された有機溶剤Yを内槽22内に導入
し、ベーパを発生させるとともに、このベーパをスリッ
ト21から乾燥槽7内に供給する。
不活性ガス供給装置2は、乾燥槽7の上部に設けられて
いる。第1の不活性ガス供給装置2は、例えば窒素ガス
などの不活性ガスN(図2などに示す)を常温、または
加熱して、乾燥槽7の内部に供給する。第1の不活性ガ
ス供給装置2は、ガス供給管34などを備えている。ガ
ス供給管34は、乾燥槽7の上部としてのオーバフロ液
収容槽12の上端部に一端が開口している。ガス供給管
34は、その他端が外周槽8を貫通して不活性ガス供給
源に接続している。
給された不活性ガスNは、乾燥槽7のオーバフロ液収容
槽12の上端部からこのオーバフロ液収容槽12内に噴
出して、槽本体11の上側に供給される。このように、
第1の不活性ガス供給装置2は、乾燥槽7の上部として
の上端部から乾燥槽7内に不活性ガスNを吹き込む。
給管30と、噴射管31と、この噴射管31に設けた複
数の図示しないガス噴射口とを備えている。第2の不活
性ガス供給装置42は、例えば窒素ガスなどの不活性ガ
スNを内槽22の内部に供給する。ガス供給管30の一
端は図示しない不活性ガス供給源に接続されている。ガ
ス供給管30の他端は、噴射管31に接続されている。
噴射管31は、有機溶剤加温タンク19の内槽22を構
成する壁に沿って設けられている。噴射管31は、溶剤
供給管24の上方に位置している。複数のガス噴射口
は、噴射管31の長手方向に沿って所定間隔で設けられ
ている。これらのガス噴射口は、オリフィス形状に形成
されている。
ガス供給源からガス供給管30を介して噴射管31に不
活性ガスN1(図6などに示す)を供給する。供給され
た不活性ガスN1は、ガス噴射口から、有機溶剤加温タ
ンク19の内槽22の内部に収容された有機溶剤Y内に
噴出する。このように、第2の不活性ガス供給装置42
は、有機溶剤Yに不活性ガスN1を吹き込んで、有機溶
剤Yを含んだベーパVを希釈する。
剤供給装置50は、乾燥槽7の上部に設けられている。
加熱有機溶剤供給装置50は、例えばイソプロピルアル
コール(IPA:isopropyl alcohol )等の加熱有機溶
剤Z(図1などに示す)を供給するために乾燥槽7の上
部としてのオーバフロ液収容槽12の上端部に一端が開
口している。溶剤供給管55は、その他端が外周槽8を
貫通して、有機溶剤供給源としての溶剤収容槽105に
接続されている。溶剤収容槽105には、有機溶剤を加
熱するためのヒータ106が設けられている。
手段として機能する吐出口110と、溶剤拡散手段とし
て機能する樋111とを具備している。吐出口110は
溶剤供給管55に接続され、樋111に向かって有機溶
剤を吐出する。図13に示すように、樋111と槽本体
11の内壁112との間に、0.5mm程度の隙間G
が、内壁112の幅方向のほぼ全長にわたって形成され
ている。
供給された加熱有機溶剤Zは、乾燥槽7のオーバフロ液
収容槽12の上端部から槽本体11内に供給して、槽本
体11内に満たされている純水Jの上面に有機溶剤膜M
を形成する。
に設けられている。保持部5は、搬送装置100によっ
て槽本体11の内部に搬送されてきた洗浄後のウェーハ
3を乾燥槽7内に保持する。
る。昇降アーム38は、乾燥槽7内において昇降自在と
なっている。昇降アーム38は、保持部5に保持された
ウェーハ3を上下方向に昇降自在に支持することができ
る。昇降アーム38がウェーハ3を上方に変位させた状
態で支持すると、このウェーハ3と保持部5とは互いに
接触しないようになっている。
説明する。
待つ待機工程において、図2に示すように、乾燥槽7の
槽本体11の内部には給排液管15などを介して処理液
供給源から純水Jが供給されている。この槽本体11の
開口部13からあふれ出た純水Jは、オーバフロ液収容
槽12の内部に流れ込み、オーバフロ液排出管14から
装置本体4外へと排出されている。こうして、乾燥槽7
の内部を純水Jによって水洗いすることによって、乾燥
槽7の内部に侵入したパーティクルを洗い流して装置1
の外部に排出する。
ガス供給管34を介して、乾燥槽7の上部から図中矢印
Nで示す不活性ガスが供給されている。このため、乾燥
槽7の内部に収容される純水Jの液面Sの上方は、不活
性ガスNによって満たされることとなる。
の内部に、温液供給管25を介して、例えば25℃から
85℃までの範囲内の所定温度まで加熱された温水また
はオイルなどの加熱液体Kを供給するとともに、温液排
出管26から加熱液体Kを装置1外へ排出して、前記外
槽23内に加熱液体Kを循環させる。
循環することによって加熱された有機溶剤加温タンク1
9の内槽22の内部に、溶剤供給管24を介して有機溶
剤Yを所定量供給する。内槽22内に有機溶剤Yを含ん
だベーパVが生じる。または、ヒータ106によって加
熱された有機溶剤Yを内槽22に導入することにより、
内槽22内に、有機溶剤を含んだベーパVが発生する。
有機溶剤加温タンク19の内槽22の内部に供給された
有機溶剤Yが予め定められた所定量でかつ所定温度に達
すると、図4に示すように、搬送装置100を用いて、
リンス工程が施されたウェーハ3を乾燥装置1の上方に
位置させる。なお、このとき、第2の不活性ガス供給装
置42の噴射管31のガス噴射口は、有機溶剤Yの液面
下に埋没する。
5を開け、搬送装置100を用いてウェーハ3を乾燥槽
7の内部の保持部5上に載置して、蓋45を閉じる。こ
のとき、図2に示した待機状態から引き続き第1の不活
性ガス供給装置2のガス供給管34を介して乾燥槽7内
に不活性ガスNを供給している。乾燥槽7内の純水Jの
液面Sの上方が再び不活性ガスNによって満たされた
後、給排液管15からの純水Jの供給を停止し、給排液
管15と下部開口11aを介して、乾燥槽7の槽本体1
1の内部から純水Jを乾燥槽7外に所定量排出する。純
水Jを所定量排出したのち、排出を停止し、加熱有機溶
剤供給装置50で、加熱された一定温度の加熱有機溶剤
Y(温度:60〜80℃、供給量:50〜150cc)
を、溶剤供給管55の吐出口110(図14に示す)か
ら、乾燥槽7内の樋111に向かって供給する。樋11
1上に供給された加熱有機溶剤Yは、隙間Gから内壁1
12全体を伝い、純水Jの液面Sに向かって流れ落ち
る。こうして加熱有機溶剤Yが純水Jの液面S全体に速
やかに均一に拡散し、液面S上に有機溶剤Yを含んだ均
一な有機溶剤膜Mを形成する(図6参照)。
ており、薄くて均一な膜厚(数mm)が形成される。ま
た、その後、連続で有機溶剤Yを含んだベーパVが純水
Jの上面に供給されても、破壊されず、ほとんど膜が厚
くならないので均一な膜厚が確保されている。つまり、
純水J側には、拡散され難く、有機溶剤の濃度が濃い膜
Mが形成されていく。
有機溶剤が拡散されておらず、有機溶剤濃度は0%であ
る。
ス供給管34からの不活性ガスNの供給を停止するとと
もに、第2の不活性ガス供給装置42のガス供給管3
0、噴射管31などを介して噴射ノズルから内槽22内
に収容された有機溶剤Y内に不活性ガスN1を供給す
る。有機溶剤加温タンク19内に生じた有機溶剤Yを含
んだベーパVが不活性ガスN1によって希釈されて体積
が増大する。
ーパVは、図6に示すようにスリット21を介して乾燥
槽7内に侵入する。乾燥槽7内に侵入した不活性ガス希
釈有機溶剤ベーパVは、純水Jの液面Sで冷却されるこ
とにより凝縮し、液面S上に拡散するとともに、純水J
の液面S上の有機溶剤膜Mに溶け込み、有機溶剤濃度の
濃い膜Mが維持される。このときの第2の不活性ガス供
給装置42が内槽22内に供給する不活性ガスN1の流
量を、5〜10L/min程度とする。不活性ガス流量
をさらに多くすると、乾燥槽7内に供給される不活性ガ
ス希釈有機溶剤ベーパVが増加し、乾燥条件は向上する
が、有機溶剤の消費量が増える。乾燥槽7内は、上部か
ら不活性ガスN及びこの不活性ガス希釈有機溶剤ベーパ
V雰囲気、有機溶剤膜M、純水J(有機溶剤を含んだ純
水面)、純水Jが形成される。
て、乾燥槽7の槽本体11の内部から純水Jを乾燥槽7
外へ排出する。このとき、引き続き第2の不活性ガス供
給装置42から不活性ガスN1を供給する。そして、不
活性ガス希釈有機溶剤ベーパVを引き続き発生させてス
リット21などを介して乾燥槽7内に連続して不活性ガ
ス希釈有機溶剤ベーパVを供給する。また、純水Jを排
出することによって、この純水Jの液面Sが下降するこ
とに伴ない、ウェーハ3が上部側から露出してゆく。つ
まり、ウェーハ3が液面Sに対し相対的に上昇する。
ス希釈有機溶剤ベーパVは、純水Jの液面Sの下降に伴
って露出するウェーハ3の表面に図中の平行斜線Qで示
すように凝縮して体積が減少する。このため、不活性ガ
ス希釈有機溶剤ベーパVは、常に、純水Jの液面Sに向
かって移動する。不活性ガス希釈有機溶剤ベーパV内に
液面Sに向かう図中の矢印Fに沿った流れが生じる。
て、付着した純水Jと有機溶剤Yとの置換が連続して行
われる。そして、純水Jの液面S上に、表面に有機溶剤
Yが凝縮したウェーハ3が現れる。さらに、このとき、
ウェーハ3の表面で有機溶剤Yが凝縮した不活性ガス希
釈有機溶剤ベーパVの不活性ガスN,N1は、ウェーハ
3を覆うこととなる。
が、純水Jの液面Sから露出した時点で、昇降アーム3
8を上昇させてウェーハ3を保持部5と接触しないよう
に支持させる。このときも不活性ガス希釈有機溶剤ベー
パVに液面Sに向かう矢印Fに沿った流れが生じる。純
水Jの排出が完了した時点には、図9中の平行斜線Qで
示すように、ウェーハ3の表面に付着していた純水Jは
完全に有機溶剤Yと置換されている。ウェーハ3の表面
は、有機溶剤Yによって濡れた状態となっている。純水
Jの排出完了後、予め設定された時間、第1の不活性ガ
ス供給装置2からは、常温または加熱された不活性ガス
Nの供給を続け、かつ、第2の不活性ガス供給装置42
から不活性ガスN1の供給を続ける。
に示すように、昇降アーム38を下降させて、保持部5
でウェーハ3を保持する。有機溶剤加温タンク19内に
収容された有機溶剤Yを溶剤供給管24などを介して排
出する。第1の不活性ガス供給装置2からは引き続き常
温または加熱された不活性ガスNを供給する。第2の不
活性ガス供給装置42から供給された不活性ガスN1
は、外槽23内に収容された加熱液体Kなどによって加
熱されて、スリット21などを介して乾燥槽7内に供給
される。
て、乾燥槽7の内部に残存していた不活性ガス希釈有機
溶剤ベーパV及びウェーハ3の表面から発散した有機溶
剤Yを含んだガスを、乾燥槽7外へ排出する。このた
め、乾燥槽7内に図中の矢印Fに沿ったガスの流れ(給
排液管15が接続した下端部に向かう流れ)が生じる。
このため、乾燥槽7の内部から、徐々に、不活性ガス希
釈有機溶剤ベーパV及びウェーハ3の表面から発散した
有機溶剤Yを含んだガスが減少して、ウェーハ3の表面
上に付着した有機溶剤Yが除去される。また、同時に、
図示しないオーバフロ供給管から純水をオーバフロ液収
容槽12内に供給し、オーバフロ液排出管14から排出
しながら、槽本体11を冷却することにより、ウェーハ
3の表面に付着している有機溶剤Yの除去を促進する。
Yを乾燥させて、このウェーハ3の表面から有機溶剤Y
を除去した後、第1および第2の不活性ガス供給装置
2,42からの不活性ガスN,N1の供給を停止し、蓋
45を開いて、搬送装置100を用いて乾燥槽7の内部
からウェーハ3を搬出して、次工程に移送する。
うに、乾燥槽7の内部に給排液管15を介して純水Jを
供給するとともに、第1の不活性ガス供給装置2を用い
て、純水Jの液面S上を不活性ガスNで満たして図2に
示す待機状態にもどる。そして、図2から図10に示す
工程を繰り返して次のウェーハ3の乾燥工程を行う。
せる待機状態において、給排液管15を介して純水Jを
供給し、オーバフロ液収容槽12などを介して純水Jを
乾燥槽7外へ排出することによって、純水Jを循環させ
て、乾燥槽7の内部を洗浄する。乾燥槽7内に侵入した
パーティクルを除去する。したがって、ウェーハ3の表
面にパーティクルが残留することを確実に防止できる。
2が、乾燥槽7の内部に不活性ガスN,N1を供給す
る。このため、乾燥槽7の内部において、純水Jの上方
が不活性ガスN,N1または不活性ガス希釈有機溶剤ベ
ーパVによって満たされ、ウェーハ3が大気中の酸素な
どと接触することが抑制される。したがって、ウェーハ
3の表面にウォータマークが生じることが防止される。
たされた純水Jの内部にウェーハ3を浸けた後、乾燥槽
7内の純水Jを排出して、ウェーハ3の表面に付着して
いた純水Jを有機溶剤Yと置換する。このとき、ウェー
ハ3の表面全体に有機溶剤Yが凝縮するまでは、このウ
ェーハ3の少なくとも一部が乾燥槽7内に収容された純
水Jに浸かっているため、有機溶剤Yが凝縮してウェー
ハ3に熱量を与えても、ウェーハ3が冷やされる。
溶剤が凝縮するまでは、ウェーハ3の温度がベーパVの
温度より低く保たれる。ウェーハ3の表面に確実に有機
溶剤Yを凝縮することが可能となる。したがって、ウェ
ーハ3の表面にウォータマークが生じることが抑制され
る。
供給して、純水Jの液面Sに有機溶剤Yを含んだ膜Mを
形成する。このため、ウェーハ3が純水Jの液面Sを通
過して前述した有機溶剤Yを含んだ膜Mを通過する際
に、有機溶剤Yがウェーハ3の表面に略均一に付着す
る。
有機溶剤Yを含んだベーパVが乾燥槽7内に引き続き供
給されるので、不活性ガス希釈有機溶剤ベーパVに純水
Jの液面Sに向かう流れFが生じる。この不活性ガス希
釈有機溶剤ベーパVの流れFに伴って、有機溶剤Yがウ
ェーハ3の表面に付着する。このため、パーティクルの
除去に必要とされる充分な量の有機溶剤Yを、連続して
ウェーハ3の表面に凝縮させることができる。したがっ
て、確実にパーティクルを除去できるとともに、ウォー
タマークの発生を防止できる。
2に収容された有機溶剤Yに不活性ガスN1を供給す
る。このため、内槽22内に生じた不活性ガス希釈有機
溶剤ベーパVが不活性ガスN1によって希釈される。し
たがって、乾燥工程に用いる有機溶剤の使用量を抑制す
ることとなって、乾燥工程にかかるコストを抑制するこ
とができる。
不活性ガスN1によって希釈されるので、不活性ガス希
釈有機溶剤ベーパVの体積が増加する。このため、ウェ
ーハ3の表面に不活性ガス希釈有機溶剤ベーパVが凝縮
しても、ウェーハ3が不活性ガス希釈有機溶剤ベーパV
によって覆われることとなる。したがって、ウォータマ
ークの発生をより確実に抑制できる。
側には有機溶剤が拡散されていないため、乾燥槽7の下
部開口7aより排出された純水Jは有機溶剤膜M付近の
純水Jだけを廃液し、他の純水Jは再処理して使用でき
るため、乾燥工程に用いる純水Jの使用量を抑制するこ
とができる。
ウェーハ3が保持部5に接触しないように、昇降アーム
38がウェーハ3を支持するため、ウェーハ3と保持部
5との互いの接触部分に純水が残留することが防止でき
る。したがって、ウォータマークの発生をより確実に防
止できる。
述した実施形態に制約されるものではない。本発明は半
導体ウェーハ以外の被乾燥物、例えば、液晶表示装置用
のガラス基板や、光記録ディスクおよび磁気記録ディス
ク等の記録ディスク用基板などの各種基板を乾燥する用
途にも適用できる。
槽内に侵入したパーティクルを確実に除去することがで
きるので、被乾燥物の表面にパーティクルが付着するこ
とを防止できる。また、被乾燥物の表面全体に有機溶剤
が付着するまでは、被乾燥物の温度が低く保たれる。こ
のため、被乾燥物の表面に確実に有機溶剤を凝縮させる
ことができ、ウォータマークの発生を抑制することがで
きる。
1の効果にくわえ、乾燥槽内に挿入された被乾燥物が不
活性ガスに覆われるので、酸素と接することが抑制され
る。したがって、被乾燥物の表面にウォータマークが発
生することをより確実に抑制できる。
1の効果にくわえ、有機溶剤を加熱することにより生成
された加熱有機溶剤を処理液の液面に向かって供給する
ことにより、処理液の液面上に有機溶剤を含んだ膜を形
成することができ、被乾燥物がこの有機溶剤を含んだ膜
を通過する際に有機溶剤が被乾燥物の表面に略均一に付
着する。また、ベーパ内に処理液の液面に向かう流れが
生じる。したがって、確実にパーティクルを除去できる
とともに、ウォータマークの発生を確実に抑制できる。
乾燥槽内に供給される有機溶剤を含んだベーパが、前述
した有機溶剤を含んだ膜及びこの膜を通過後の被乾燥物
の表面に凝縮して、体積を減少させるので、常にベーパ
内に処理液の液面に向かう流れが生じる。この流れに伴
って、ベーパの凝縮が、前述した有機溶剤を含んだ膜及
び被乾燥物の表面で連続的に行われる。
4の効果にくわえ、ベーパが不活性ガスによって希釈さ
れるので、乾燥工程にかかるコストを抑制できる。さら
に、被乾燥物の表面に有機溶剤が凝縮してベーパの体積
が減少してもこのベーパ内に不活性ガスが吹き込まれる
ので、被乾燥物がベーパに常に覆われる。したがって、
被乾燥物の表面にウォータマークが生じることが抑制さ
れる。
5の効果にくわえ、支持部が、処理液供給手段が処理液
を排出する際に保持部と被乾燥物とが互いに接触しない
ように被乾燥物を支持する。このため、ウォータマーク
の発生をより確実に防止できる。
槽に挿入する前の待機状態を示す図。
槽に挿入する前の状態を示す縦断面図。
槽に挿入される直前の乾燥準備完了状態を示す縦断面
図。
槽に挿入された状態を示す縦断面図。
に有機溶剤膜が形成された状態を示す縦断面図。
を排出する状態を示す縦断面図。
ってウェーハを支持した状態を示す縦断面図。
の排出が完了した状態を示す縦断面図。
燥工程が終了した状態を示す縦断面図。
ーハを次工程に移送する状態を示す縦断面図。
置の一部を示す斜視図。
図。
給する様子を示す槽本体の一部の斜視図。
手段) 3…半導体ウェーハ(被乾燥物) 5…保持部(保持手段) 6…処理液供給部(処理液供給手段) 7…乾燥槽 18…ベーパ供給部(ベーパ供給手段) 19…有機溶剤加温タンク(有機溶剤収容槽) 23…外槽(加熱手段) 25…温液供給管(加熱手段) 23…温液排出管(加熱手段) 42…第2の不活性ガス供給装置(第2の不活性ガス供
給手段) Y…有機溶剤 V…ベーパ N,N1…不活性ガス J…純水(処理液) S…液面 M…有機溶剤膜
Claims (8)
- 【請求項1】洗浄された被乾燥物を乾燥する装置であっ
て、 内部に前記被乾燥物を収容する乾燥槽と、 前記乾燥槽内に処理液を供給する処理液供給手段と、 前記乾燥槽内に加熱有機溶剤を供給する有機溶剤供給手
段と、 前記乾燥槽内に有機溶剤を含んだベーパを供給するベー
パ供給手段と、 を備えたことを特徴とする乾燥装置。 - 【請求項2】前記処理液供給手段が前記乾燥槽の下部か
ら前記処理液を乾燥槽内に供給および排出可能な給排液
管を有し、かつ、前記乾燥槽内にこの乾燥槽の上部から
常温または加熱された不活性ガスを吹き込む第1の不活
性ガス供給手段を備えたことを特徴とする請求項1記載
の乾燥装置。 - 【請求項3】前記加熱有機溶剤供給手段が、 前記乾燥槽の外部に設けられた有機溶剤を収容する有機
溶剤収容槽と、 前記有機溶剤収容槽内の有機溶剤を加熱することによ
り、前記加熱有機溶剤を生成する加熱手段と、 前記加熱手段により生成された加熱有機溶剤を前記乾燥
槽の上部から前記処理液に向けて供給する溶剤吐出手段
と、 前記溶剤吐出手段から吐出された加熱有機溶剤を前記乾
燥槽内の処理液の液面全体に均一に供給することにより
前記液面上に有機溶剤を含んだ膜を形成する溶剤拡散手
段とを具備した特徴とする請求項1記載の乾燥装置。 - 【請求項4】前記ベーパ供給手段が、 前記乾燥槽の外周面に取付けられかつ内部に有機溶剤を
収容する有機溶剤収容槽と、前記有機溶剤収容槽内の有
機溶剤を加熱することによりベーパを発生させる加熱手
段と、前記乾燥槽の内部と前記有機溶剤収容槽の内部と
を互いに連通する連通穴と、を備え、 前記加熱手段により発生させたベーパを前記乾燥槽内の
処理液の液面に向かって供給することを特徴とする請求
項1記載の乾燥装置。 - 【請求項5】前記有機溶剤収容槽内に収容された有機溶
剤に不活性ガスを吹き込む第2の不活性ガス供給手段を
備えたことを特徴とする請求項4記載の乾燥装置。 - 【請求項6】前記処理液供給手段が前記乾燥槽内に供給
された処理液を乾燥槽外へ排出可能であるとともに、前
記被乾燥物を前記乾燥槽内に保持するとともに前記被乾
燥物の一部と当接する保持手段と、 前記被乾燥物を乾燥槽内において昇降自在に支持すると
ともに前記処理液供給手段が処理液を乾燥槽外へ排出す
る際に前記被乾燥物が保持部と当接しないように支持す
る支持手段と、 を備えたことを特徴とする請求項5記載の乾燥装置。 - 【請求項7】前記加熱有機溶剤で前記処理液の液面上に
形成された有機溶剤を含んだ膜を形成することにより、
有機溶剤を加熱することによって発生したベーパを前記
乾燥槽内の処理液の液面に向かって供給し、前記処理液
の液面上にベーパが凝縮したとしても、前記有機溶剤膜
より下側に有機溶剤が拡散されず、前記有機溶剤膜の下
側の処理液を再処理して使用できることを特徴とする請
求項1記載の乾燥装置。 - 【請求項8】乾燥槽内に処理液を導入する工程と、 前記乾燥槽内の処理液中に被乾燥物を浸漬する工程と、 前記処理液の液面上に有機溶剤を供給することによって
前記処理液の液面に有機溶剤を含む均一な膜を形成する
工程と、 前記乾燥槽内に有機溶剤のベーパを連続的に供給する工
程と、 前記乾燥槽内の処理液を排出することによって処理液上
に被乾燥物をその上部側から露出させつつこの被乾燥物
の表面に前記液面上の有機溶剤を付着させ、かつ、前記
有機溶剤のベーパを前記被乾燥物の表面および前記処理
液上の有機溶剤の膜に連続的に凝縮させる凝縮工程と、 を具備したことを特徴とする乾燥方法。
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