JP2005093899A

JP2005093899A - 乾燥装置

Info

Publication number: JP2005093899A
Application number: JP2003328099A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Nobata; 博敬野畑; Hiroki Tsuji; 寛樹辻; Kiyoshi Shimada; 清嶋田
Original assignee: SPC Electronics Corp
Current assignee: SPC Electronics Corp
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】効率良く安定した乾燥を安全に行うことができ、しかも水溶性有機溶剤の使用量を抑える。
【解決手段】中空の内部空間を有するボックスと、上記ボックスの内部に配設されたノズルと、上記ノズルに水溶性有機溶剤を供給する第１の供給手段と、上記ボックスの内部に不活性ガスを供給する第２の供給手段と、上記第１の供給手段によって供給された上記水溶性有機溶剤が上記ノズルから上記ボックスの内部に噴射されて生成された有機溶剤ガスと上記第２の供給手段によって上記ボックスの内部に供給された不活性ガスとの混合気体を、上記ボックスの外部に排出する排出手段と、上記排出手段によって排出された上記混合気体を、被乾燥物が収容された乾燥槽に導入する導入手段とを有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、乾燥装置に関し、さらに詳細には、半導体製造分野での半導体ウエハや液晶製造分野でのガラス基板など扁平な円板形状をした丸形電子部品基板や角形の板状基板などの各種の基板（以下、本明細書においては、上記したような各種の基板を総称して、単に、「基板」と称する。）などのような各種被乾燥物を乾燥する際に用いて好適な乾燥装置に関する。

従来より、被乾燥物たる基板を、イソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」と称する。）などの水溶性有機溶剤の有機溶剤ガスやあるいはそのミストを用いて、被乾燥物たる基板を乾燥する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２２３４６６号公報

こうした水溶性有機溶剤の有機溶剤ガスやあるいはそのミストを用いる乾燥装置においては、ＩＰＡなどの水溶性有機溶剤とＮ_２ガスなどの不活性ガスとの混合気体を生成し、被乾燥物の表面に付着した水滴をＩＰＡなどの水溶性有機溶剤と置換して、酸素に触れないようにして被乾燥物を乾燥するようになされている。

しかしながら、当該混合気体を生成する各種手法が採用された従来の乾燥装置においては、種々の問題点が招来されていた。以下、従来の乾燥装置において採用された混合気体を生成する手法を中心に詳細に説明することとする。

例えば、図１に示すような従来の乾燥装置２００は、混合気体を生成する構成として、被乾燥物１００が収容される槽２０２の近傍に配設された一対の２流体噴霧ノズル２０４，２０６を有し、当該２流体噴霧ノズル２０２，２０６のそれぞれに、水溶性有機溶剤を供給する第１供給配管２０８と不活性ガスを供給する第２供給配管２１０とが接続されている。そして、第１供給配管２０８の供給弁２１２と第２供給配管２１０の供給弁２１４とを同時に開いて、槽２０２内に水溶性有機溶剤ミストを発生させるものである。

しかしながら、従来の乾燥装置２００においては、上記したようにして発生した水溶性有機溶剤ミストが、被乾燥物１００たる基板の表面に液滴として付着することとなっていた。

このため、従来の乾燥装置２００においては、マランゴーニ効果を利用した乾燥に際して、水溶性有機溶剤ミストが基板の表面に付着して生起された液滴が、当該マランゴーニ効果を阻害する要因になってしまうという問題点があった。

また、従来の乾燥装置２００においては、被乾燥物の表面に付着した水滴をＩＰＡと置換し酸素に触れないように行なう乾燥に際して、被乾燥物１００の表面に水溶性有機溶剤ミストの液滴が付着することによって、被乾燥物１００の表面の水滴がＩＰＡに置換される置換時間を速くすることは可能である。しかし、被乾燥物１００の表面に水溶性有機溶剤ミストが液滴として付着してしまうので、当該水溶性有機溶剤ミストによる液滴が被乾燥物の表面から除去されるまでの乾燥時間が長くなってしまうという問題点があった。

さらに、従来の乾燥装置２００において２流体噴霧ノズル２０２，２０６から噴射されるのは、粒子は細かくても液滴なので、例えば、５〜６ｍｍの基板の隙間に均等に分布させることが難しく、乾燥にムラが生じてしまうという問題点があった。

また、図２に示すような従来の乾燥装置２２０は、混合気体を生成する構成として、加熱タンク２２２とヒーター２２４と加熱タンク２２２内に不活性ガスを供給する供給配管２２６とを有し、加熱タンク２２２内にＩＰＡなどの水溶性有機溶剤を貯留する。そして、ヒーター２２４によって加熱タンク２２２内に貯留された水溶性有機溶剤を加熱して蒸気とし、当該加熱された水溶性有機溶剤の液面に、供給配管２２６によって供給された不活性ガスを通過させて、加熱タンク２２２内に混合気体を生成させるものである。

上記した従来の乾燥装置２２０においては、ヒーター２２４によって加熱タンク２２２内の水溶性有機溶剤を加熱しているので、飽和量を大きくできるメリットがあるものの、引火性ならびに可燃性を有する水溶性有機溶剤に熱を加えており、安全性に劣るという問題点があった。

また、図３に示すような従来の乾燥装置２３０は、混合気体を生成する構成として、タンク２３２とタンク２３２内に不活性ガスを供給する供給配管２３４と供給配管２３４に配設されたインラインガスヒーター２３６とを有し、タンク２３２内にＩＰＡなどの水溶性有機溶剤を貯留する。そして、インラインガスヒーター２３６によって加熱された不活性ガスを、供給配管２３４によりタンク２３２内の水溶性有機溶剤の液面に通過させ、当該通過する不活性ガスの熱によって気化した有機溶剤ガスが不活性ガスに吸収されて、タンク２３２内に混合気体を生成させるものである。

上記した従来の乾燥装置２３０は、水溶性有機溶剤に熱を加えていないので、従来の乾燥装置２２０（図２参照）に比べて安全性は向上するものの、温度の高い不活性ガスが水溶性有機溶剤の液面を通過しても、直ちに水溶性有機溶剤が加熱されて気化することにはならず、蒸発量が次第に増えた後に安定するものであって、乾燥にムラが生じてしまうという問題点があった。

また、図４に示すような従来の乾燥装置２４０は、混合気体は生成せずに、被乾燥物１００が収容される槽２４２に配設されたボイラー加熱式のヒーター２４４を有し、槽２４２内にＩＰＡなどの水溶性有機溶剤を貯留する。そして、ボイラー加熱式のヒーター２４４によってオイルや水蒸気などので槽２４２内に貯留された水溶性有機溶剤を加熱して気化した有機溶剤ガスを発生させ、当該有機溶剤ガスによって乾燥を行うものである。

上記した従来の乾燥装置２４０においては、ヒーター２２４によって加熱タンク２４２内の水溶性有機溶剤を加熱しているので、飽和量を大きくできるメリットがあるものの、引火性ならびに可燃性を有する水溶性有機溶剤に熱を加えており、安全性に劣るという問題点があった。また、被乾燥物１００が収容される槽２４２内に水溶性有機溶剤が貯留されるので、水溶性有機溶剤の使用量が非常に多くなるという問題点があった。

また、図５に示すような従来の乾燥装置２５０は、混合気体を生成する構成として、バブリングタンク２５２とバブリングタンク２５２内に配設されたバブリング配管２５４とバブリングタンク２５２内に不活性ガスを供給する供給配管２５６とを有し、バブリングタンク２５２内にＩＰＡなどの水溶性有機溶剤を貯留する。そして、バブリング配管２５４によるバブリング方式で有機溶剤ガスを生成し、供給配管２５６によって不活性ガスをバブリングタンク２５２内に貯留された水溶性有機溶剤内に供給して、当該水溶性有機溶剤内に不活性ガスの気泡を生起させて混合気体を生成させるものである。

上記した従来の乾燥装置２５０においては、水溶性有機溶剤に熱を加えていないので安全性は向上するものの、不活性ガスに有機溶剤ガスが混合する割合が低いので、直径３００ｍｍのウエハやそれ以上に大きい面積の基板を乾燥する際などに十分な量の有機溶剤ガスを供給できない恐れがあるとともに、被乾燥物の表面の付着した水滴をＩＰＡと置換し酸素に触れないように行なう乾燥に対応することが困難であるという問題点があった。

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、効率良く安定した乾燥を安全に行うことができ、しかも水溶性有機溶剤の使用量を抑えることができる乾燥装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、中空の内部空間を有するボックスと、上記ボックスの内部に配設されたノズルと、上記ノズルに水溶性有機溶剤を供給する第１の供給手段と、上記ボックスの内部に不活性ガスを供給する第２の供給手段と、上記第１の供給手段によって供給された上記水溶性有機溶剤が上記ノズルから上記ボックスの内部に噴射されて生成された有機溶剤ガスと上記第２の供給手段によって上記ボックスの内部に供給された不活性ガスとの混合気体を、上記ボックスの外部に排出する排出手段と、上記排出手段によって排出された上記混合気体を、被乾燥物が収容された乾燥槽に導入する導入手段とを有するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、中空の内部空間を有するボックスと、上記ボックスの内部に配設され、水溶性有機溶剤が供給される１流体のノズルと、上記ボックスの内部に不活性ガスを供給する供給手段と、上記ノズルに供給された上記水溶性有機溶剤が上記ノズルから上記ボックスの内部に噴射されて生成された有機溶剤ガスと上記供給手段によって上記ボックスの内部に供給された不活性ガスとの混合気体を、上記ボックスの外部に排出する排出手段と、上記排出手段によって排出された上記混合気体を、被乾燥物が収容された乾燥槽に導入する導入手段とを有するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、中空の内部空間を有するボックスと、上記ボックスの内部に配設され、水溶性有機溶剤が供給されるとともに不活性ガスが供給される液加圧式の２流体のノズルと、上記ノズルに供給された上記水溶性有機溶剤が上記ノズルから上記ボックスの内部に噴射されて生成された有機溶剤ガスと上記ノズルに供給され上記ノズルから上記ボックスの内部に噴射された不活性ガスとの混合気体を、上記ボックスの外部に排出する排出手段と、上記排出手段によって排出された上記混合気体を、被乾燥物が収容された乾燥槽に導入する導入手段とを有するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、請求項１、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の発明において、さらに、上記ボックスに接続され上記ボックスの内部に貯留された上記水溶性有機溶媒を上記ボックスの外部に排出する配管と、上記配管に接続され上記水溶性有機溶媒を循環させる循環手段とを有し、上記循環手段によって、上記配管を経て上記ボックスの外部に排出された上記水溶性有機溶媒を循環させて上記ノズルに供給するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、中空の内部空間を有するボックスと、上記ボックスの内部に配設され、不活性ガスが供給されサイフォン式の２流体のノズルと、上記ノズルに接続され、上記ボックス内に貯留された水溶性有機溶剤に端部を侵漬し、上記ノズルに上記不活性ガスが供給されて上記ノズル内を上記不活性ガスが通過するときに発生する負圧によって上記水溶性有機溶剤を吸い上げて上記ノズルに供給する配管と、上記配管によって上記ノズルに供給された上記水溶性有機溶剤が上記ノズルから上記ボックスの内部に噴射されて生成された有機溶剤ガスと上記ノズルに供給され上記ノズルから上記ボックスの内部に噴射された不活性ガスとの混合気体を、上記ボックスの外部に排出する排出手段と、上記排出手段によって排出された上記混合気体を、被乾燥物が収容された乾燥槽に導入する導入手段とを有するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれか１項に記載の発明において、さらに、上記ボックスの内部に配設され余剰なミストを除去する除去手段とを有するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれか１項に記載の発明において、さらに、上記ボックスの外部であって上記排出手段の途中に配設され余剰なミストを除去する除去手段とを有するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項８に記載の発明は、中空の内部空間を有するボックスと、上記ボックスの内部に配設されたノズルと、上記ノズルに水溶性有機溶剤を供給する供給手段と、上記ノズルに供給される上記水溶性有機溶剤を加熱する加熱手段と、上記加熱手段によって加熱され上記供給手段によって供給された上記水溶性有機溶剤が上記ノズルから上記ボックスの内部に噴射されて生成された有機溶剤ガスを、上記ボックスの外部に排出する排出手段と、上記排出手段によって排出された上記有機溶剤ガスを、被乾燥物が収容された乾燥槽に導入する導入手段とを有するようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、効率良く安定した乾燥を安全に行うことができ、しかも水溶性有機溶剤の使用量を抑えることができるようになるという優れた効果を奏する。

以下、添付の図面に基づいて、本発明による乾燥装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。

図６には、本発明による乾燥装置の実施の形態の一例を示す概略構成説明図が示されている。

なお、この実施の形態においては、被乾燥物１００としては基板を用い、特に、図６に示すような半導体製造分野での半導体ウエハや液晶製造分野でのガラス基板など扁平な円板形状をした丸形電子部品基板を用いることとする。

図６に示された乾燥装置１０は、被乾燥物１００たる基板が内部に収容される乾燥槽１２と、乾燥槽１２の外部に配設された混合気体発生ユニット１４とを有して構成されている。

乾燥槽１２は、全体が略直方体形状に形成され上部に開口部２０ａを有する内槽２０と、内槽２０の略矩形形状の開口部２０ａを被覆するようにして配設された外槽２２とを有している。

内槽２０は、内部２０ｂに被乾燥物１００を収容するものであり、底部２０ｃの側壁部２０Ｌ近傍には、純水を供給するための純水供給ノズル２４が配設され、底部２０ｃの側壁部２０Ｒ近傍には、純水を供給するための純水供給ノズル２６が配設されている。

こうして内槽２０の底部２０ｃにおいて左右対称に配設された純水供給ノズル２４，２６には、純水供給弁６０を有した純水供給配管６２が接続されており、当該純水供給配管６２によって純水供給ノズル２４，２６に純水が供給され、内槽２０の内部２０ｂに純水が噴射されることになる。一方、内槽２０には図示しない液面センサーが配設されており、液面センサーの検知信号により、純水供給ノズル２４，２６から噴射され内部２０ｂに貯留する純水が所定の量となるように純水供給弁６０が制御される。

また、内槽２０の底部２０ｃには、内部２０ｂに貯留した純水を外部に排水するための排液配管６４が接続されている。この排液配管６４には、排水弁６６ならびに排液ポンプ６８が備えられているとともに、排水ポンプ６８の空運転防止のための排液バイパス配管７０ならびに排液バイパス弁７２が備えられている。

内槽２０の開口部２０ａの外周には、オーバーフロー槽２８が配設されている。このオーバーフロー槽２８には、排液配管６４に至るオーバーフロー槽用排液管７４が接続されている。

一方、外槽２２は、開閉可能な天蓋２２ａを備えた略矩形形状の上面部２２ｂと、上面部２２ｂの外周縁部から下方に延設された外周面部２２ｃとを有している。そして、上面部２２ｂが内槽２０の開口部２０ａと所定の間隔を有するとともに、外周面部２２ｃが内槽２０の側壁部２０Ｌ，２０Ｒと所定の間隔を有するようにして、外槽２２は開口部２０ａを被覆するようにして配設されている。従って、外槽２２と内槽２０との間には空間１２ａが形成され、外槽２２によって内槽２０の内部２０ｂが密閉されることはない。

そして、内槽２０の開口部２０ａ近傍において、内槽２０の側壁部２０Ｌ側に位置する外槽２２の外周面部２２ｃＬには、混合気体供給ノズル３０と不活性ガス供給ノズル３４とが配設され、内槽２０の側壁部２０Ｒ側に位置する外槽２２の外周面部２２ｃＲには、混合気体供給ノズル３２と不活性ガス供給ノズル３６とが配設されている。

こうして外槽２２の外周面部２２ｃにおいて左右対称に配設された混合気体供給ノズル３０と混合気体供給ノズル３２とは、互いに対向するようにして配設されており、いずれにも混合気体供給弁７５を有した導入配管７６が接続されて、混合気体発生ユニット１４と連結されている。従って、導入配管７６によって混合気体供給ノズル３０，３２へ混合気体が供給され、その混合気体が内槽２０の開口部２０ａ近傍に噴射されることになる。

また、外槽２２の外周面部２２ｃにおいて左右対称に配設された不活性ガス供給ノズル３４と不活性ガス供給ノズル３６とは、同じく互いに対向して配設された混合気体供給ノズル３０，３２より上面部２２ｂ近傍側に位置した状態で、互いに対向するようにして配設されている。この不活性ガス供給ノズル３４，３６には、不活性ガス加熱ヒーター７８、不活性ガス供給弁８０を有した不活性ガス供給配管８２が接続されており、当該不活性ガス供給配管８２によって不活性ガス供給ノズル３４，３６へＮ_２ガスなどの不活性ガスが供給され、その不活性ガスが内槽２０の開口部２０ａ近傍に噴射されることになる。

そして、図７には、混合気体発生ユニット１４を示す概略構成説明図が示されている。

この混合気体発生ユニット１４は、中空の内部空間たる内部４０ａを有する密閉ボックス４０と、密閉ボックス４０の側壁部４０ｃに配設され内部４０ａに位置するサイフォン式２流体噴霧ノズル４２と、サイフォン式２流体噴霧ノズル４２に連結され内部４０ａに位置するサイフォン配管４４と、上部４０ｂ近傍に配設され内部４０ａに位置するミストトラップ４６とを有して構成されている。

この密閉ボックス４０は密閉されており、内部４０ａには所定量のイソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」と称する。）などの水溶性有機溶剤が貯留されている。こうして内部４０ａに貯留された水溶性有機溶剤に端部４４ａが浸漬するようにして、サイフォン配管４４は配設されている。

さらに、サイフォン式２流体噴霧ノズル４２には不活性ガス供給弁９２を有した不活性ガス供給配管９０が接続されており、当該不活性ガス供給配管９０によってＮ_２ガスなどの不活性ガスが供給され、その不活性ガスが密閉ボックス４０の内部４０ａに噴射されることになる。

また、このサイフォン式２流体噴霧ノズル４２は、気体がノズル内を通過するときに発生する負圧によって液体を吸い込む構造を有しており、不活性ガスが供給されると、サイフォン配管４４によって内部４０ａに貯留された水溶性有機溶剤を吸い込んで噴射し、水溶性有機溶剤ミストが密閉ボックス４０の内部４０ａに噴射されることになる。

また、密閉ボックス４０の側壁部４０ｃには、混合気体を密閉ボックス４０の外部に排出するための混合気体排出配管９４が、内部４０ａに開放するようにして接続され、底部４０ｄにはドレイン配管９６が内部４０ａに開放するようにして接続されている。

なお、混合気体排出配管９４は、混合気体供給弁７５を有した導入配管７６に連結されている。また、ドレイン管９６が内部４０ａに開放しているのは底部４０ｄであって、内部４０ａに貯留している水溶性有機溶剤の液中に位置しており、このように水溶性有機溶剤の液中において開放可能であれば、ドレイン管９６を密閉ボックス４０の側壁部４０ｃの下方側に接続するようにしてもよい。

そして、ミストトラップ４６は、例えば、適当な厚さを有するスポンジが、混合気体排出配管９４が密閉ボックス４０の内部４０ａにおいて開放する開口部９４ａを被覆するようにして、開口部９４ａと所定の距離を離して取り付けられて構成されるものである。こうしたスポンジのようなポーラス状の部材によって、開口部９４ａに向かう気流中のミストが除去されるので、ミストトラップ４６を配設することで、密閉ボックス４０の内部４０ａの余剰なミストを除去することができるものである。

なお、ミストトラップ４６としては、上記した構成に限られるものではないことは勿論であり、例えば、図１１に示すように、開口部９４ａを被覆するようにして、複数の板状部材を互い違いに設置するようにしてミストトラップを構成してもよい。このようにすると、開口部９４ａに向かう気流中のミストが複数の板状部材の表面に当たり、密閉ボックス４０の内部４０ａの余剰なミストを除去することができる。

以上の構成において、本発明による乾燥装置１０を用いて被乾燥物１００を乾燥するには、まず、純水供給配管６２の純水供給弁６０を開き、純水供給ノズル２４，２６から内槽２０の内部２０ｂに純水を噴射し、純水を図示しない液面センサーの位置まで供給して所定量を内槽２０の内部２０ｂを貯留した後、純水供給弁６０を閉じる。

次ぎに、外槽２２の天蓋２２ａを開き、純水が満たされた内槽２０の内部２０ｂに、被乾燥物１００が積載されているキャリア１０２を、図示しない搬送ロボットにより投入する。その後、搬送ロボットを内槽２０および外槽２２から離脱させ、内部２０ｂにはキャリア１０２に積載された被乾燥物１００を収容させて、外槽２２の天蓋２２ａを閉じる。

そして、再び純水供給配管６２の純水供給弁６０を開き、純水供給ノズル２４，２６から内槽２０の内部２０ｂへの純水の噴射を継続し、被乾燥物１００のアップフローリンスを行なう。この際、内槽２０の開口部２０ａから溢れ出した純水は、オーバーフロー槽２８内に流入し、オーバーフロー槽２８に接続されたオーバーフロー槽用排液管７４を経て排液される。

純水供給ノズル２４からの純水の噴射を所定時間継続させた後、純水供給弁６０を閉じて、被乾燥物１００のアップフローリンスを終了する。こうしてアップフローリンスを終了したときには、内槽２０の内部２０ｂに貯留された純水の液面は開口部２０ａと面一で位置し、被乾燥物１００が収容されている内部２０ｂが純水で満たされている（図６に示す状態参照）。

こうして、被乾燥物１００が収容されている内部２０ｂが純水で満たされた状態で、導入配管７６の混合気体供給弁７５を開き、混合気体供給ノズル３０と混合気体供給ノズル３２とから混合気体を、乾燥槽１２の空間１２ａ、即ち、内槽２０に満たされた純水の液面上の空間に噴射する。

より詳細には、混合気体発生ユニット１４（図７参照）において、不活性ガス供給配管９０によってサイフォン式２流体噴霧ノズル４２にＮ_２ガスなどの不活性ガスを供給し、当該不活性ガスがサイフォン式２流体噴霧ノズル４２内を通過するときに発生する負圧によって、内部４０ａに貯留されたＩＰＡなどの水溶性有機溶剤をサイフォン配管４４の端部４４ａからサイフォン式２流体噴霧ノズル４２が吸い込む。すると、サイフォン式２流体噴霧ノズル４２は、水溶性有機溶剤ミストを密閉ボックス４０の内部４０ａに噴射する。

ここで、水溶性有機溶剤の多くは揮発性であり、ミスト化し表面積を大きくすすとともに熱容量を小さくすることで容易に気化されるので、当該水溶性有機溶剤がミストとなった水溶性有機溶剤ミストも非常に気化し易く、サイフォン式２流体噴霧ノズル４２によって水溶性有機溶剤ミストが噴射された密閉ボックス４０の内部４０ａは、短時間で飽和状態となり、水溶性有機溶剤ミストとともに有機溶剤ガスによって満たされることになる。

こうして、水溶性有機溶剤ミストと有機溶剤ガスとによって満たされた密閉ボックス４０の内部４０ａに、不活性ガス供給配管９０によってサイフォン式２流体噴霧ノズル４２に供給されたＮ_２ガスなどの不活性ガスを、サイフォン式２流体噴霧ノズル４２から密閉ボックス４０の内部４０ａに噴射する。

すると、密閉ボックス４０の内部４０ａに充満する有機溶剤ガス内を、サイフォン式２流体噴霧ノズル４２から噴射された不活性ガスが通過するようになり、噴射された不活性ガスと内部４０ａに満たされていた有機溶剤ガスとが混合して、当該不活性ガスが短時間で飽和量の有機溶剤を含み、混合気体が生成される。

なお、サイフォン式２流体噴霧ノズル４２によって密閉ボックス４０の内部４０ａに噴射された水溶性有機溶剤ミストの一部は、再度、密閉ボックス４０の内部４０ａの底部４０ｄに貯留している水溶性有機溶剤となって使用される。

こうして生成された混合気体は、密閉ボックス４０の内部４０ａに配設されたミストトラップ４６によって余剰なミストが除去されて、混合気体排出配管９４から密閉ボックス４０の外部に排出される。そして、混合気体排出配管９４と連結している導入配管７６の混合気体供給弁７５を開くと、導入配管７６によって混合気体供給ノズル３０と混合気体供給ノズル３２とに混合気体が供給される。

ここで、被乾燥物１００が収容されている内部２０ｂが純水で満たされた状態で、導入配管７６の混合気体供給弁７５が開かれ、混合気体供給ノズル３０と混合気体供給ノズル３２とから混合気体が噴射されると同時に、排水弁６６を開き排液ポンプ６８を駆動して、内部２０ｂに貯留されている純水を排液配管６４を経て外部に排水する。

この際、排液ポンプ６８の吸引量に経時変化をもたせて調整し、内槽２０の内部２０ｂに貯留されている純水を排水する速度は、内部２０ｂにおいてキャリア１０２に積載された被乾燥物１００の略中央位置１００ａ、即ち、被乾燥物１００たる基板の直径の位置を排水される純水の液面が通過する引き下げ速度と、被乾燥物１００の上端位置１００ｂを排水される純水の液面が通過する引き下げ速度と、被乾燥物１００の下端位置１００ｃを排水される純水の液面が通過する引き下げ速度とがいずれも一致するようにし、例えば、１〜５ｍｍ／ｓｅｃ程度の引き下げ速度で液面が下がるように排水する。

そして、被乾燥物１００の全体と、被乾燥物１００を積載しているキャリア１０２の被乾燥物１００を保持する保持部分とが、完全に純水から露出するまでに純水の排水が進行したならば、排水ポンプ６８の空運転防止のために、排水ポンプ６８を停止して排液バイパス弁７２を開き、内槽２０の内部２０ｂに残留している純水を排液バイパス配管７０を経て外部に排水する。

こうして混合気体発生ユニット１４において生成された混合気体を、混合気体供給ノズル３０，３２から内槽２０に満たされた純水の液面上の空間に噴射するとともに、当該内槽２０に満たされた純水の排水を行うと、次第に純水中から露出した被乾燥物１００の表面に付着している水滴が、混合気体のＩＰＡなどの水溶性有機溶剤と置換される。

さらに、内槽２０の内部２０ｂに貯留されていた純水が全て完全に排水されたのと同時に、導入配管７６の混合気体供給弁７５を閉じて、混合気体供給ノズル３０，３２からの混合気体の噴射を停止するとともに、不活性ガス供給配管８２の不活性ガス供給弁８０を開いて、不活性ガス供給ノズル３４と不活性ガス供給ノズル３６とからＮ_２ガスなどの不活性ガスを乾燥槽１２の空間１２ａに噴射する。

この際、不活性ガス供給ノズル３４ならびに不活性ガス供給ノズル３６から噴射される不活性ガスは、不活性ガス供給配管８２に配設された不活性ガス加熱ヒーター７８によって加熱され、およそ１３０℃前後に温度が調整されており、数分間噴射される。

これにより、純水中から露出した被乾燥物１００の表面に付着している水滴と置換されたＩＰＡなどの水溶性有機溶剤が短時間で蒸発して、被乾燥物１００が乾燥される。

そして、内槽２０の内部２０ｂに収容されている被乾燥物１００と、当該被乾燥物１００が載置されているキャリア１０２とが完全に乾燥された後、外槽２２の天蓋２２ａを開き、図示しない搬送ロボットによって、被乾燥物１００が積載されているキャリア１０２を搬出して、天蓋２２ａを閉じる。

上記したようにして、本発明による乾燥装置１０においては、密閉ボックス４０の内部４０ａにサイフォン式２流体噴霧ノズル４２を有する混合気体発生ユニット１４を乾燥槽１２の外部に配設するようにしたため、密閉ボックス４０の内部４０ａにおいて混合気体を生成し、混合気体発生ユニット１４で生成された混合気体を乾燥槽１２に導入することができる。

従って、本発明による乾燥装置１０においては、水溶性有機溶剤ミストはサイフォン式２流体噴霧ノズル４２によって密閉ボックス４０の内部４０ａに噴射されるので、被乾燥物１００が収容された乾燥槽１２において水溶性有機溶剤ミストが噴射されることがなく、水溶性有機溶剤ミストが被乾燥物１００に直接接触して付着することを回避でき、短時間で被乾燥物を乾燥することができる。

また、本発明による乾燥装置１０においては、サイフォン式２流体噴霧ノズル４２から水溶性有機溶剤ミストが噴射されて混合気体が生成されるので、引火性ならびに可燃性を有する水溶性有機溶剤に熱を加えておらず、高い安全性を確保することができる。

また、本発明による乾燥装置１０においては、サイフォン式２流体噴霧ノズル４２によって水溶性有機溶剤ミストが噴射された密閉ボックス４０の内部４０ａは、短時間で飽和状態となり、水溶性有機溶剤ミストとともに有機溶剤ガスによって満たされ、不活性ガスが短時間で飽和量の有機溶剤を含んで混合気体が生成されるので、極短時間でＩＰＡなどの有機溶剤で飽和した混合気体が生成でき、乾燥処理プロセスの初期から安定し十分な濃度の混合気体を乾燥槽１２に供給でできるので、乾燥ムラがなく、効率の良い安定した乾燥を実現することができる。

そして、本発明によれば、水溶性有機溶剤に熱を加えることなく効率良く気化することができ、完全に気体の状態の混合気体が、被乾燥物が収容されている乾燥槽に導入されるため、ウエハなどの被乾燥物の表面に不要な液滴を付着させることがなく、乾燥槽内に均一に混合気体を分布させることができ、高品質で高性能の製品を製造することを可能にする。

また、本発明による乾燥装置１０においては、密閉ボックス４０に貯留された水溶性有機溶剤を用いており、被乾燥物が収容される槽内に水溶性有機溶剤を貯留することがないので、水溶性有機溶剤の使用量を抑えることができる。

さらに、本発明による乾燥装置１０においては、不活性ガス加熱ヒーター７８によって加熱された不活性ガスを、不活性ガス供給ノズル３４，３６から噴射するので、純水中から露出した被乾燥物１００の表面に付着している水滴と置換されたＩＰＡなどの水溶性有機溶剤の蒸発を促進して、被乾燥物をより一層迅速に乾燥することができる。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に説明するように適宜に変形してもよい。

（１）上記した実施の形態においては、被乾燥物１００が収容されている内部２０ｂが純水で満たされた状態で、混合気体供給ノズル３０，３２から混合気体が噴射されると同時に、内槽２０の内部２０ｂに貯留されている純水を排液配管６４を経て外部に排水するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、混合気体供給ノズル３０，３２からの混合気体の噴射が開始されて所定時間（例えば１分間）が経過した後に、内槽２０の内部２０ｂに貯留されている純水の排水を開始するようにしてもよい。

（２）上記した実施の形態においては、外槽２２の外周面部２２ｃにおいて左右対称に配設された一対の混合気体供給ノズル３０，３２を有するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、混合気体を乾燥槽１２に導入する混合気体供給ノズルを複数対配設するようにしてもよい。

（３）上記した実施の形態においては、混合気体発生ユニット１４の密閉ボックス４０の内部４０ａにはサイフォン式２流体噴霧ノズル４２を配設するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、各種ノズルを配設するようにしてもよい。

例えば、図８には、１流体噴霧ノズル１４２を密閉ボックス４０の内部４０ａに配設した混合気体発生ユニット１４’を示す説明図が示されている。この混合気体発生ユニット１４’においては、１流体噴霧ノズル１４２に水溶性有機溶剤を供給する水溶性有機溶剤供給配管１４４が接続されており、不活性ガス供給配管１９０と混合気体排出配管９４とドレイン配管９６とが内部４０ａに開放されている。さらに、ドレイン配管９６の後段には循環ポンプ１４３が配設されたポンプ循環配管１４５が連結されており、当該ポンプ循環配管１４５は水溶性有機溶剤供給配管１４４と連結するようになされている。

そして、混合気体発生ユニット１４’においては、密閉ボックス４０の内部４０ａの貯留された水溶性有機溶剤は、循環ポンプ１４３が駆動されると、ドレイン配管９６を経て密閉ボックス４０の外部に取り出され、循環ポンプ１４３を通過してポンプ循環配管１４５を経て水溶性有機溶剤供給配管１４４に至り、１流体噴霧ノズル１４２から噴射されて水溶性有機溶剤ミストとして密閉ボックス４０の内部４０ａに再び戻るようになされている。こうして流体噴霧ノズル１４２から噴射された水溶性有機溶剤ミストによる有機溶媒ガスと、不活性ガス供給配管１９０によって内部４０ａに供給された不活性ガスとによって混合気体が生成され、被乾燥物の乾燥が行われる。

上記したように水溶性有機溶媒の循環系を有する混合気体発生ユニット１４’を配設すると、乾燥装置における水溶性有機溶剤の使用量を一層低減させることができる。

図９には、液加圧式２流体噴霧ノズル２４２を密閉ボックス４０の内部４０ａに配設した混合気体発生ユニット１４’’を示す説明図が示されている。この混合気体発生ユニット１４’’においては、液加圧式２流体噴霧ノズル２４２に水溶性有機溶剤を供給する水溶性有機溶剤供給配管１４４が接続されているとともに不活性ガス供給配管１９０も接続され、混合気体排出配管９４とドレイン配管９６とが内部４０ａに開放されている。また、循環ポンプ１４３が配設されたポンプ循環配管１４５も有している。

さらに、混合気体発生ユニット１４’’は、密閉ボックス４０の内部４０ａに配設されたミストトラップ４６に代わって、混合気体排出配管９４に配設されたミストトラップ１４６を有している。このように、ミストトラップは、少なくとも密閉ボックス４０の内部４０ａまたは混合気体排出配管９４の途中のいずれかに配設すればよい。

こうした液加圧式２流体噴霧ノズル２４２によっても、当該液加圧式２流体噴霧ノズル２４２に水溶性有機溶剤供給配管１４４によって供給される水溶性有機溶剤と不活性ガス供給配管１９０によって供給される不活性ガスとを噴射して混合気体が生成される。そして、生成された混合気体は、混合気体排出配管９４から密閉ボックス４０の外部に排出され、ミストトラップ１４６によって余剰なミストが除去された後に乾燥槽１２に導入されて、被乾燥物の乾燥が行われる。

（４）上記した実施の形態において、さらに、混合気体発生ユニットにインラインヒーターを配設するようにして、水溶性有機溶剤を加熱してガス化またはミスト化して密閉ボックス内に供給するようにしてもよい（図１０参照）。このようにすると、高価な不活性ガスを使用せずにすむ。

（５）上記した実施の形態ならびに上記（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

従来の乾燥装置の一例を示す概略構成説明図である。従来の乾燥装置の一例を示す概略構成説明図である。従来の乾燥装置の一例を示す概略構成説明図である。従来の乾燥装置の一例を示す概略構成説明図である。従来の乾燥装置の一例を示す概略構成説明図である。本発明による乾燥装置の実施の形態の一例を示す概略構成説明図である。図１に示す乾燥装置の混合気体発生ユニットの一例を示す概略構成説明図である。図１に示す乾燥装置の混合気体発生ユニットの他の例を示す概略構成説明図である。図１に示す乾燥装置の混合気体発生ユニットの他の例を示す概略構成説明図である。図１に示す乾燥装置の混合気体発生ユニットの他の例を示す概略構成説明図である。図１に示す乾燥装置の混合気体発生ユニットの他の例を示す概略構成説明図である。

符号の説明

１０乾燥装置
１２乾燥槽
１４混合気体発生ユニット
２０内槽
２０ａ開口部
２０ｂ内部
２０ｃ底部
２０Ｌ，２０Ｒ側壁部
２２外槽
２２ａ天蓋
２２ｂ上面部
２２ｃ，２２ｃＬ，２２ｃＲ外周面部
２４，２６純水供給ノズル
２８オーバーフロー槽
３０，３２混合気体供給ノズル
３４，３６不活性ガス供給ノズル
４０密閉ボックス
４０ａ内部
４０ｂ上部
４０ｃ側壁部
４０ｄ底部
４２サイフォン式２流体噴霧ノズル
４４サイフォン配管
４４ａ端部
４６ミストトラップ
６０純水供給弁
６２純水供給配管
６４排液配管
６６排水弁
６８排液ポンプ
７０排液バイパス配管
７２排液バイパス弁
７４オーバーフロー槽用排液管
７５混合気体供給弁
７６導入配管
７８不活性ガス加熱ヒーター
８０不活性ガス供給弁
８２不活性ガス供給配管
９０不活性ガス供給配管
９２不活性ガス供給弁
９４混合気体排出配管
９４ａ開口部
１００被乾燥物
１０２キャリア

Claims

中空の内部空間を有するボックスと、
前記ボックスの内部に配設されたノズルと、
前記ノズルに水溶性有機溶剤を供給する第１の供給手段と、
前記ボックスの内部に不活性ガスを供給する第２の供給手段と、
前記第１の供給手段によって供給された前記水溶性有機溶剤が前記ノズルから前記ボックスの内部に噴射されて生成された有機溶剤ガスと前記第２の供給手段によって前記ボックスの内部に供給された不活性ガスとの混合気体を、前記ボックスの外部に排出する排出手段と、
前記排出手段によって排出された前記混合気体を、被乾燥物が収容された乾燥槽に導入する導入手段と
を有する乾燥装置。
中空の内部空間を有するボックスと、
前記ボックスの内部に配設され、水溶性有機溶剤が供給される１流体のノズルと、
前記ボックスの内部に不活性ガスを供給する供給手段と、
前記ノズルに供給された前記水溶性有機溶剤が前記ノズルから前記ボックスの内部に噴射されて生成された有機溶剤ガスと前記供給手段によって前記ボックスの内部に供給された不活性ガスとの混合気体を、前記ボックスの外部に排出する排出手段と、
前記排出手段によって排出された前記混合気体を、被乾燥物が収容された乾燥槽に導入する導入手段と
を有する乾燥装置。
中空の内部空間を有するボックスと、
前記ボックスの内部に配設され、水溶性有機溶剤が供給されるとともに不活性ガスが供給される液加圧式の２流体のノズルと、
前記ノズルに供給された前記水溶性有機溶剤が前記ノズルから前記ボックスの内部に噴射されて生成された有機溶剤ガスと前記ノズルに供給され前記ノズルから前記ボックスの内部に噴射された不活性ガスとの混合気体を、前記ボックスの外部に排出する排出手段と、
前記排出手段によって排出された前記混合気体を、被乾燥物が収容された乾燥槽に導入する導入手段と
を有する乾燥装置。
請求項１、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の乾燥装置において、さらに、
前記ボックスに接続され前記ボックスの内部に貯留された前記水溶性有機溶媒を前記ボックスの外部に排出する配管と、前記配管に接続され前記水溶性有機溶媒を循環させる循環手段とを有し、
前記循環手段によって、前記配管を経て前記ボックスの外部に排出された前記水溶性有機溶媒を循環させて前記ノズルに供給する
ものである乾燥装置。
中空の内部空間を有するボックスと、
前記ボックスの内部に配設され、不活性ガスが供給されサイフォン式の２流体のノズルと、
前記ノズルに接続され、前記ボックス内に貯留された水溶性有機溶剤に端部を侵漬し、前記ノズルに前記不活性ガスが供給されて前記ノズル内を前記不活性ガスが通過するときに発生する負圧によって前記水溶性有機溶剤を吸い上げて前記ノズルに供給する配管と、
前記配管によって前記ノズルに供給された前記水溶性有機溶剤が前記ノズルから前記ボックスの内部に噴射されて生成された有機溶剤ガスと前記ノズルに供給され前記ノズルから前記ボックスの内部に噴射された不活性ガスとの混合気体を、前記ボックスの外部に排出する排出手段と、
前記排出手段によって排出された前記混合気体を、被乾燥物が収容された乾燥槽に導入する導入手段と
を有する乾燥装置。
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれか１項に記載の乾燥装置において、さらに、
前記ボックスの内部に配設され余剰なミストを除去する除去手段と
を有する乾燥装置。
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれか１項に記載の乾燥装置において、さらに、
前記ボックスの外部であって前記排出手段の途中に配設され余剰なミストを除去する除去手段と
を有する乾燥装置。
中空の内部空間を有するボックスと、
前記ボックスの内部に配設されたノズルと、
前記ノズルに水溶性有機溶剤を供給する供給手段と、
前記ノズルに供給される前記水溶性有機溶剤を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段によって加熱され前記供給手段によって供給された前記水溶性有機溶剤が前記ノズルから前記ボックスの内部に噴射されて生成された有機溶剤ガスを、前記ボックスの外部に排出する排出手段と、
前記排出手段によって排出された前記有機溶剤ガスを、被乾燥物が収容された乾燥槽に導入する導入手段と
を有する乾燥装置。