JP2002085943A - ウエハ乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 含水ＩＰＡから高純度のＩＰＡを回収する回
収装置を備えたＩＰＡ式ウエハ乾燥装置を提供する。 【解決手段】 本ウエハ乾燥装置４０は、従来のＩＰＡ
式ウエハ乾燥装置の構成に加えて、ＩＰＡ回収装置４２
を備える。回収装置は、含水ＩＰＡを蒸発させるベーパ
ライザー４４、透過膜を備え、ＩＰＡ蒸気と水蒸気とを
分離するベーパーパーミエーションモジュール４６、モ
ジュールのＩＰＡ側に接続され、分離したＩＰＡ蒸気を
凝縮させるＩＰＡ凝縮器４８、及びモジュールの水蒸気
側に接続され、水蒸気を凝縮させる水凝縮器５０を備え
る。ベーパライザーに送液された含水ＩＰＡは、蒸発し
て、ＩＰＡ蒸気及び水蒸気の混合蒸気になり、モジュー
ルに流入する。水蒸気は透過膜を透過して真空ポンプ５
６によって減圧状態になっている水蒸気側に移行する。
ＩＰＡ蒸気は、透過膜を透過することなくモジュールか
ら流出してＩＰＡ凝縮器４８に流入し、冷却されてＩＰ
Ａ液となり、再使用される。水蒸気は、水凝縮器５０で
冷却され、水となって、水タンク５４に溜まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＰＡを使ってウ
エハを乾燥するウエハ乾燥装置に関し、更に詳細には、
簡易な構成のＩＰＡ回収装置を備え、含水ＩＰＡからＩ
ＰＡを回収して、再使用するようにしたウエハ乾燥装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】成膜、エッチング等のウエハの加工工程
或いは処理工程の前後では、ほぼ必ずと言っていい位、
ウエハの洗浄処理が行われる。つまり、ウエハの加工工
程及び処理工程は、基板表面が清浄化された状態にある
ことを前提として行われるからである。そして、洗浄の
後には必ず乾燥工程が付随していて、洗浄装置とウエハ
乾燥装置とは一体になっていることも多い。また、ウエ
ハ乾燥装置として独立している装置であっても、乾燥処
理の前に純水リンスを行うことがことが多い。近年の半
導体装置の微細化及び高性能化に伴い、洗浄処理後の乾
燥処理では、イソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡと
言う）を使ったＩＰＡ乾燥法、例えばＩＰＡベーパー乾
燥法を適用することが多くなっている。

【０００３】ＩＰＡベーパー乾燥は、ＩＰＡの沸点飽和
蒸気中にウエハを入れて、ウエハ上にＩＰＡ蒸気を付
着、凝縮させ、そして、付着、凝縮したＩＰＡでウエハ
付着水を置換しながら、ウエハをＩＰＡ蒸気温度まで昇
温させ、更にウエハ上の凝縮ＩＰＡ残膜を蒸発させ、ウ
エハを乾燥する方法である。ＩＰＡベーパー乾燥法は、
高アスペクト比ホール内も、しみを発生させることなく
乾燥でき、ウエハの除電効果もあるので、半導体装置の
微細化に対応した乾燥法である。

【０００４】ここで、図２を参照して、ＩＰＡベーパー
乾燥法を使ったウエハ乾燥装置の構成を説明する。図２
は従来のウエハ乾燥装置の基本的な構成を示すフローシ
ートである。従来のウエハ乾燥装置１０は、図２に示す
ように、外槽１２と、外槽１２の内部に収容された内槽
１４と、ウエハＷを保持し、昇降させるリフター１６と
を備えている。ウエハＷは、例えばウエットエッチング
されたウエハである。内槽１４の底部には、純水を供給
する純水管１８の先端に接続された純水ノズル２０が設
けられ、内槽１４内に純水を噴射する。内槽１４内に噴
射された純水は、内槽１４内に滞留し、次いで内槽１４
から溢流して外槽１２に入る。

【０００５】外槽１２の上部には、ＩＰＡを供給するＩ
ＰＡ管２２の先端に接続されたＩＰＡ噴出ノズル２４が
設けられている。ＩＰＡ管２２で供給されたＩＰＡは、
ＩＰＡ管２２の途中に設けられた加熱器２６で加熱さ
れ、ＩＰＡ蒸気となって、ＩＰＡ噴出ノズル２４から外
槽１２内に噴霧され、内槽１２の上部にＩＰＡ蒸気雲を
生成する。加熱器２６は、例えばスチームでＩＰＡを約
７０℃位に加熱する。外槽１２の底部には、排液管２８
が接続され、更に、３方弁式の切り換え弁３０を介して
排水管３２と含水ＩＰＡ管３４とに分岐している。排液
管２８を流れる排液は、３方弁式の切り換え弁３０によ
って切り換えられ、排水管３２及び含水ＩＰＡ管３４の
いずれかを通ってウエハ乾燥装置１０から排出される。
含水ＩＰＡ管３４を流れる含水ＩＰＡは、内槽１４から
溢流した純水とＩＰＡとの混合液であって、所定の含水
ＩＰＡ収容槽（図示せず）に送られ、また排水管３２を
流れる排水は、所定の排水処理装置（図示せず）に送水
される。

【０００６】プロセッシングされたウエハＷ、例えばウ
ェットエッチング処理されたウエハＷは、リフター１６
によってウエハ乾燥装置１０に搬送され、内槽１４内に
降下して、内槽１４内に滞留する純水に浸漬される。更
に、ウエハＷは、純水ノズル２０から噴射される純水流
れによってリンス洗浄される。次いで、ウエハＷは、リ
フター１６によって引き上げられ、引き上げの途中で、
内槽１４上に生成されたＩＰＡ蒸気雲を通過することに
よって、ＩＰＡ蒸気乾燥法による乾燥処理が行われる。
そして、内槽１４から溢流した純水、及び凝縮ＩＰＡ
は、排液として外槽１２の底部に溜まる。外槽１２の底
部に溜まった排液が、ＩＰＡ濃度が高い含水ＩＰＡであ
るときには、切り換え弁３０によって切り換えられて含
水ＩＰＡ管３４を流れて含水ＩＰＡ収容槽に送られ、排
液がＩＰＡを殆ど含まないときには、切り換え弁３０に
よって切り換えられて、排水管３２を流れて排水処理装
置に送水される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＩＰＡベーパ
ー乾燥法に限らず、ＩＰＡを使ったウエハ乾燥装置で
は、使用済みのＩＰＡ廃液、つまり上述の含水ＩＰＡ
は、従来、産業廃棄物処理業者によって処分されてい
て、再使用されていない。即ち、ウエハの乾燥処理の際
には、常に、新しいＩＰＡが使用され、使用済みのＩＰ
Ａ廃液は、リサイクルされることもなく廃棄処分されて
いた。これは、使用済みの含水ＩＰＡからＩＰＡを回収
する簡易で経済的な方法が開発されていなかったからで
ある。これでは、資源経済上及び環境保全上から好まし
いことではなく、含水ＩＰＡの廃棄コストも嵩むので、
含水ＩＰＡからＩＰＡを回収する簡易で経済的な方法の
開発が強く求められていた。

【０００８】そこで、本発明の目的は、含水ＩＰＡから
高純度のＩＰＡを回収する回収装置を備えたＩＰＡ乾燥
型ウエハ乾燥装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、含水ＩＰＡ
からＩＰＡを回収する回収装置の開発に当たり、含水Ｉ
ＰＡの蒸留によるＩＰＡの濃縮法も研究したが、ＩＰＡ
は水との共沸点を持っているので、蒸留によって高純度
のＩＰＡを回収することは難しいと考え、共沸点に関係
せずＩＰＡと水とを分離できる蒸気透過膜分離法（ベー
パーパーミエーション）を適用することを考え、種々の
実験の末に、本発明を発明するに至った。

【００１０】上記目的を達成するために、上述の知見に
基づいて、本発明に係るウエハ乾燥装置は、イソプロピ
ルアルコール（ＩＰＡ）を使ってウエハを乾燥するウエ
ハ乾燥装置本体と、ウエハ乾燥装置本体から排出された
含水ＩＰＡからＩＰＡを回収するＩＰＡ回収装置とを備
え、ＩＰＡ回収装置が、ウエハ乾燥装置本体から排出さ
れた含水ＩＰＡを蒸発させて、ＩＰＡ蒸気及び水蒸気の
混合蒸気を発生させる蒸発器と、水蒸気を透過させ、か
つＩＰＡ蒸気を透過させない透過膜を備え、ＩＰＡ蒸気
及び水蒸気の混合蒸気からＩＰＡ蒸気と水蒸気とを膜分
離する膜分離器と、ＩＰＡ蒸気を凝縮させてＩＰＡ液に
するＩＰＡ凝縮器とを備え、ＩＰＡ回収装置で含水ＩＰ
Ａから回収したＩＰＡをウエハ乾燥装置本体で再使用す
ることを特徴としている。

【００１１】膜分離器の透過膜としては、水蒸気を透過
させ、かつＩＰＡ蒸気を透過させない透過膜である限り
制約はない。好適には、膜分離器の分離性能を高めるた
めに、膜分離器の水蒸気側を減圧状態に維持する。本発
明は、ＩＰＡを使ってウエハを乾燥するウエハ乾燥装置
であって、含水ＩＰＡを排出する限り適用でき、例え
ば、ＩＰＡ蒸気乾燥法を使ってウエハを乾燥するウエハ
乾燥装置に好適に適用できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に
説明する。実施形態例 本実施形態例は、本発明に係るウエハ乾燥装置の実施形
態の一例であって、図１は本実施形態例のウエハ乾燥装
置の構成を示すフローシートである。本実施形態例のウ
エハ乾燥装置４０は、図１に示すように、従来のウエハ
乾燥装置１０と同じ構成のウエハ乾燥装置本体４１と、
ウエハ乾燥装置本体４１から洗浄排液として流出する含
水ＩＰＡからＩＰＡを回収するＩＰＡ回収装置４２とを
備えている。

【００１３】ＩＰＡ回収装置４２は、含水ＩＰＡを蒸発
させて、ＩＰＡ蒸気及び水蒸気の混合蒸気を発生させる
ベーパライザー４４、透過膜を備え、ＩＰＡ蒸気と水蒸
気とを膜分離するベーパーパーミエーションモジュール
４６、ベーパーパーミエーションモジュール４６のＩＰ
Ａ蒸気側に接続され、分離したＩＰＡ蒸気を凝縮させて
ＩＰＡ液にするＩＰＡ凝縮器４８、及びベーパーパーミ
エーションモジュール４６の水蒸気側に接続され、分離
した水蒸気を凝縮させて水にする水凝縮器５０を備えて
いる。

【００１４】更に、ＩＰＡ回収装置４２は、ウエハ乾燥
装置本体４１の含水ＩＰＡ管３４に接続され、含水ＩＰ
Ａをベーパライザー４４に送液する含水ＩＰＡポンプ５
２、水凝縮器５０に接続され、凝縮した水を収容する水
タンク５４、及び水タンク５４及び水凝縮器５０を介し
てベーパーパーミエーションモジュール４６の水蒸気側
を減圧する真空ポンプ５６を備えている。

【００１５】ベーパライザー４４は、熱媒又は電気抵抗
線等の発熱体によって含水ＩＰＡを加熱して、ＩＰＡ蒸
気及び水蒸気の混合蒸気を発生させる。ベーパーパーミ
エーションモジュール４６は、水蒸気を透過させ、ＩＰ
Ａ蒸気を透過させない透過膜からなる多数本の中空糸膜
を備えた膜分離装置であって、透過膜の水蒸気側を減圧
することにより、分離性能を高くすることができる。ま
た、ＩＰＡ凝縮器４８、及び水凝縮器５０は、それぞ
れ、冷却水によってＩＰＡ蒸気及び水蒸気を冷却するこ
とにより、ＩＰＡ及び水に凝縮する。

【００１６】次に、図１を参照して、本実施形態例のウ
エハ乾燥装置４０に設けたＩＰＡ回収装置４２の運転方
法を説明する。含水ＩＰＡポンプ５２を駆動して含水Ｉ
ＰＡをベーパライザー４４に送液して、ベーパライザー
４４で含水ＩＰＡを蒸発させ、ＩＰＡ蒸気及び水蒸気の
混合蒸気を発生させる。ＩＰＡ蒸気及び水蒸気の混合蒸
気は、ベーパーパーミエーションモジュール４６に流入
して、水蒸気は透過膜を透過し、真空ポンプ５６によっ
て真空吸引されて減圧状態になっている水蒸気側に移行
する。残ったＩＰＡ蒸気は、透過膜を透過することなく
ベーパーパーミエーションモジュール４６から流出して
ＩＰＡ凝縮器４８に流入し、冷却水によって冷却されて
ＩＰＡ液となる。ＩＰＡ液は、再びＩＰＡ管２２に送ら
れ、再使用される。一方、水蒸気側に移行した水蒸気
は、水凝縮器５０で冷却水によって冷却され、水となっ
て、水タンク５４に溜まる。溜まった水は、随時、排水
管５８から排出される。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、蒸気透過膜分離法（ベ
ーパーパーミエーション）を用いて含水ＩＰＡからＩＰ
Ａを回収する、簡易な構成のＩＰＡ回収装置をウエハ乾
燥装置本体に付設することにより、ウエハ乾燥装置本体
から排出された使用済みの含水ＩＰＡから高純度のＩＰ
Ａを回収して再使用することができる。従って、本発明
に係るウエハ乾燥装置を使用してＩＰＡをリサイクル使
用することにより、ＩＰＡの使用量を削減して、ウエハ
乾燥コストを低減し、かつ、ＩＰＡ廃液の排出を抑制し
て、ＩＰＡ廃液の廃棄に要する廃棄コストを削減し、し
かも環境保全上からも好ましい効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例のウエハ乾燥装置の構成を示すフロ
ーシートである。

【図２】従来のウエハ乾燥装置の構成を示すフローシー
トである。

【符号の説明】

１０……従来のウエハ乾燥装置、１２……外槽、１４…
…内槽、１６……リフター、１８……純水管、２０……
純水ノズル、２２……ＩＰＡ管、２４……ＩＰＡ噴出ノ
ズル、２６……加熱器、２８……排液管、３０……切り
換え弁、３２……排水管、３４……含水ＩＰＡ管、４０
……実施形態例のウエハ乾燥装置、４１……ウエハ乾燥
装置本体、４２……ＩＰＡ回収装置、４４……ベーパラ
イザー、４６……ベーパーパーミエーションモジュー
ル、４８……ＩＰＡ凝縮器、５０……水凝縮器、５２…
…含水ＩＰＡポンプ、５４……水タンク、５６……真空
ポンプ、５８……排水管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を使
   ってウエハを乾燥するウエハ乾燥装置本体と、ウエハ乾
   燥装置本体から排出された含水ＩＰＡからＩＰＡを回収
   するＩＰＡ回収装置とを備え、 ＩＰＡ回収装置が、 ウエハ乾燥装置本体から排出された含水ＩＰＡを蒸発さ
   せて、ＩＰＡ蒸気及び水蒸気の混合蒸気を発生させる蒸
   発器と、 水蒸気を透過させ、かつＩＰＡ蒸気を透過させない透過
   膜を備え、ＩＰＡ蒸気及び水蒸気の混合蒸気からＩＰＡ
   蒸気と水蒸気とを膜分離する膜分離器と、 ＩＰＡ蒸気を凝縮させてＩＰＡ液にするＩＰＡ凝縮器と
   を備え、 ＩＰＡ回収装置で含水ＩＰＡから回収したＩＰＡをウエ
   ハ乾燥装置本体で再使用することを特徴とするウエハ乾
   燥装置。
2. 【請求項２】 膜分離器の水蒸気側が減圧状態に維持さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のウエハ乾燥
   装置。
3. 【請求項３】 ウエハ乾燥装置本体では、ＩＰＡ蒸気乾
   燥法を使ってウエハを乾燥することを特徴とする請求項
   １に記載のウエハ乾燥装置。