JP2003314955A - 真空乾燥装置 - Google Patents

真空乾燥装置

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JP2003314955A
JP2003314955A JP2002116360A JP2002116360A JP2003314955A JP 2003314955 A JP2003314955 A JP 2003314955A JP 2002116360 A JP2002116360 A JP 2002116360A JP 2002116360 A JP2002116360 A JP 2002116360A JP 2003314955 A JP2003314955 A JP 2003314955A
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JP
Japan
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substrate
drying
vacuum
cooling
temperature
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JP2002116360A
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English (en)
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Norihito Sugawara
徳仁 菅原
Fumikazu Kobayashi
史和 小林
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の真空乾燥を行なう装置において、同一
室内にて加熱乾燥・冷却を効率良く、且つ容易に行なえ
る手段、機能を有する事を目的とする。 【解決手段】 真空を保つ真空槽、基板を加熱乾燥する
ヒータ、基板を冷却する冷却ユニット、乾燥時の温度調
整するコントロールユニット、真空排気ポンプ、ガス供
給系、真空槽の圧力を計測する圧力計にて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空雰囲気におい
て湿状もしくは、ウェット状の膜が付いた基板及び、ワ
ーク表面・外周部に対して、均一に乾燥を行う装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】(従来例1)従来、真空雰囲気において
ウェット状の基板及び、ワーク表面の乾燥を行なう場
合、主成分が水の場合は真空雰囲気において出願公開N
o.平1−127669号公報記載の加熱ヒータ部を真
空雰囲気内に配置し、高温で基板自体を加熱し、液体を
蒸発させて基板を乾燥させる様に構成されていた。
【0003】又、出願公開No.平2−68457記載
の気化した蒸気を瞬間的に凍結させる凍結乾燥させる機
構及び、ユニットで行われていた。
【0004】(従来例2)従来、主成分がアルコールや
石油系の材料が付着した基板表面の乾燥を真空雰囲気で
行なう場合、真空雰囲気において出願公開No.平6−
58664記載の温風を基板全体へ吹付けて均一に乾燥
させる様に構成されていた。この場合、温風温度に制限
がある為、乾燥材料と乾燥時間に制限があった。
【0005】(従来例3)従来、基板乾燥を効率良く行
う目的で、乾燥(加熱ヒータ部を含む)ユニットを真空
雰囲気内に配置し、基板を冷却する為に基板へガスを吹
付ける事で基板の冷却を行なう様構成されていた。
【0006】(従来例4)従来、真空雰囲気中で基板の
冷却を行う場合、出願公開No.平6−58664記載
の乾燥室とは別に冷却室を用意して基板の乾燥・冷却を
行なうよう構成されていた。
【0007】(従来例5)従来、真空雰囲気中で基板の
乾燥を行う場合、乾燥(加熱)効率を考えて、乾燥ユニ
ットを真空中に配置するように構成されていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】(課題1)前記従来例
1及び従来例5では、乾燥される液体が水系に限定され
る事と乾燥部(加熱ヒータ部を含む)が真空中に配置さ
れる事から乾燥不良時や汚れによる交換作業に多大な費
用(改造製作など)及び、作業時間を要する欠点があっ
た。
【0009】(課題2)前記従来例2では、基板に吹付
ける温風温度に上限があった為、基板表面に付着した液
体の材質・粘度により乾燥時間が大幅に掛かったり、十
分に乾燥できない欠点があった。
【0010】(課題3)前記従来例3及び従来例4で
は、基板の温度状態によっては冷却時間に多大な時間を
要してしまい、又、乾燥室と冷却室を分離する事で装置
の製作費用が増大してしまう欠点があった。
【0011】(課題4)前記従来例2では、基板サイズ
を大きくする際、基板の乾燥処理を行う場合、ユニット
の大型化且つ構造上複雑になる為、ユニットの設計・製
作期間が長くなり、更にはユニット自体の設計・製作費
用が増大してしまう欠点があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】(1)前記請求項1の目
的を達成するため、本装置では、真空乾燥を行うために
必要な真空槽、前記、真空槽内の圧力をモニターする圧
力計、真空槽内を真空排気するための排気ポンプ、基板
の加熱・冷却に必要なガスを供給するガス供給ユニット
基板温度モニターする温度計(熱電対)、基板を加熱乾
燥するための加熱ヒータ、加熱温度を調整する温度コン
トロールユニットと基板を冷却するための冷却ユニット
で構成された真空乾燥装置において、基板表面に付着し
た液体を真空加熱乾燥させ、冷却し加熱ヒータ部が大気
中に配置された構成及び、手段を有する事を特徴とす
る。
【0013】(2)前記請求項2の目的を達成するた
め、本装置では、基板の加熱・冷却温度を調整するため
の温度調整機構(温度調整コントローラ)を用いて、更
に基板の材質により、均熱プレートを配置し、加熱・冷
却時の熱の伝達効率(昇温・降温)を配慮して、プロセ
ス条件に合わせて異なる容量のヒータを容易に取り付け
・交換でき、基板の真空乾燥を行う構成及び、手段を有
する事を特徴とする。
【0014】(3)前記請求項3の目的を達成するた
め、本装置では、真空槽内に専用の排気・ガス供給兼用
配管を配置し、大気側では加熱ヒータ部を容易に取り外
し可能にして、大気側から冷却ユニットを取り付けるら
れ、更には、ヒータ部その物を冷却可能な構成にして、
基板の温度をモニターして任意に温度条件を切り替え、
ヒータの温度が自在にコントロールできる機能及び、手
段を有する事を特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1は、本発
明の特徴をもっともよく表す図面で有り、同図において
1は基板(ワーク)、2は真空雰囲気において基板を加
熱する均熱プレート、3は真空槽、4は加熱ヒータの温
度を調整する温度コントロールユニット、5は基板の温
度をモニターする為の熱電対、6は大気側から加熱する
加熱ヒータユニット、7は真空槽内にガスを供給するガ
ス供給ユニット、8は真空排気ポンプ、9は排気トラッ
プ、10は排気配管バルブ、11は排気配管、12は基
板冷却ユニット、13はガスを供給するガス供給配管、
14は真空槽内の圧力をモニターする圧力計である。こ
の際、基板を均熱プレートに載せ、基板に対して水平方
向で加熱ヒータ・冷却ユニット基板を配置・構成する。
この時の大気側の加熱ヒータ部は均熱プレート固定の真
空槽外壁へ密着する様に固定・配置する。
【0016】図1において、基板表面に付着した液体を
アルコール系液体、基板材料をSiウェハにおいて、真
空槽内圧力を−0.01Mpaまで真空排気し、ヒータ
温度を45〜50℃にして、基板の真空乾燥を行なう。
この時、引火性の高いアルコール成分を先に蒸発させ
る。乾燥開始約10分後、真空槽内の圧力を−100P
aまで排気し、ヒータ温度を120〜130℃まで上昇
させ、ヒータ温度を一定して約20〜30分程度加熱乾
燥を行う。
【0017】この時、残った水分を蒸発させる。乾燥が
終了したら、基板近傍に配置された配管(微小な穴の開
いた)から、冷やされた不活性ガスを吹付けて基板の冷
却を行なう。
【0018】更に、基板の材質により大気側の加熱ヒー
タ部を変える事で、容易に変更できる。
【0019】また、加熱ヒータ部その物を空冷もしく
は、水冷にて冷却する事で大気側から基板の冷却を行な
うことができ、更には、加熱ヒータ部と冷却ユニットを
交換する事で、容易に基板の冷却が可能になった。
【0020】(第2の実施形態)図2は、本発明の基板
を真空乾燥した際の乾燥時間に対する、真空槽内の圧力
と乾燥基板温度の関係を表したグラフで、同図(a)
は、乾燥時間と真空槽内圧力の変化を表したグラフで、
同図(b)は、乾燥時間と乾燥(基板)温度の変化を表
したグラフである。この時のt1までは第一次乾燥時
間、t1−t2までは第二次乾燥時間、t2−t3まで
は基板冷却時間で、第一次乾燥時間は総乾燥時間の1/
3行ない、更に真空槽内の調整圧力範囲は−0.1MP
a〜−100Paの範囲で、乾燥温度の調整範囲は、常
温から約130℃の範囲である。
【0021】この結果から、先に低温で引火性の高い液
体を飛ばし、以下水分を充分時間を掛けて飛ばす事で、
安全に且つ効率良く乾燥が行える事が可能となった。そ
のため、乾燥時間が大幅に短縮可能となった。
【0022】(第3の実施形態)図1において、基板の
大きさ・形状が異なった場合は、18の均熱プレートの
形状を変え事である程度の大小変化に対応でき、更には
真空槽の大きさを変更せずに最大350mm□まで基板
の真空加熱乾燥が可能である。
【0023】(第4の実施形態)図1において、基板の
冷却手段として、1)基板のやや上部周辺にループ上の
微小な穴の開いた配管12を配置し、その配管へ常温程
度に冷やされた不活性ガス(Arガス)を100〜10
00sccmの範囲で流して、微小な穴を通して基板全
体に吹きかけて、基板の冷却を行なう、2)大気側に配
置された6のヒータ部を直接水冷又は、空冷で冷やす事
で、合わせて基板の冷却を行なう、3)別に大気側へ冷
却ユニットを用意して、加熱乾燥終了後加熱ヒータ部を
外し、変わりに冷却ユニットを取り付ける事で基板の冷
却を行なう。以上3つの手段により基板の冷却を行なう
ことが可能となった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、1)本出願に係る
第1至る第2の発明によれば、真空雰囲気中で基板表面
に付着した液体を乾燥するための装置において、加熱ヒ
ータ部を大気側に配置することで、従来乾燥条件変更や
汚れによるヒータの変更・交換が大変であった作業が容
易に行える様になった。更に、乾燥時の加熱効率が良く
ないことから、乾燥時間の増大や基板を取り出す際の冷
却能力不足による冷却時間の増大、乾燥・冷却の機能分
割による装置の製作費用の増大及び、期間の長期化に対
して、温度・圧力を調整しながら1室のみで乾燥・冷却
を行う事で、1回の処理時間が従来の1/3へ、現在行
なっている装置の開発製作費用も2/3にコストダウン
できて、絶大な効果を発揮している。
【0025】2)又、本出願に係る第3の発明によれ
ば、基板の材質・処理条件に合わせて容易に検討を行え
ることで、開発検討の効率化が図れた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係わる全体構成を説
明する図である。
【図2】本発明の第2の実施形態に係わる基板の乾燥時
間における真空槽内の圧力と乾燥(基板)温度の変化を
表したグラフで、(a)は基板の乾燥時間と真空槽内の
圧力変化を表したグラフで、(b)は基板の乾燥時間と
乾燥(基板)温度の変化を表したグラフである。
【符号の説明】
1 基板 2 均熱プレート 3 真空乾燥を行う為の真空槽 4 乾燥(基板)温度を調整する温度コントロールユニ
ット 5 基板の乾燥温度をモニターする熱電対 6 加熱ヒータユニット 7 真空槽内へガスを供給するガス供給ユニット 8 真空排気ポンプ 9 排気用トラップ 10 排気用バルブ 11 排気配管 12 基板冷却ユニット 13 ガス供給配管 14 真空槽内の圧力を計測するための圧力計

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空乾燥に必要な圧力を保持するための
    真空槽、前記、真空槽を排気するための真空ポンプ、乾
    燥・冷却に必要なガス導入システム、基板を乾燥するた
    めの加熱ヒータ部、加熱ヒータ部の温度調整を行なう温
    度調整ユニット、乾燥し排気した気体をろ過する為のフ
    ィルターで構成される真空乾燥装置において、基板を乾
    燥する為の加熱ヒータ部が大気雰囲気に配置され、容易
    に取り外し可能な機構を具備する事を特徴とする真空乾
    燥装置。
  2. 【請求項2】 前記記載の装置において、真空雰囲気中
    で基板を常温から最大200℃の範囲で加熱・冷却可能
    な温度調整ユニットを具備する事を特徴とする真空乾燥
    装置。
  3. 【請求項3】 前記記載の装置において、3種類の基板
    冷却機構を有し、任意に変更可能な機構を具備する事を
    特徴とする真空乾燥装置。
JP2002116360A 2002-04-18 2002-04-18 真空乾燥装置 Withdrawn JP2003314955A (ja)

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Effective date: 20050705