JP2913564B2 - 蒸気洗浄乾燥装置 - Google Patents

蒸気洗浄乾燥装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶剤の利用効率がよ
く、しかも製造コストが安い蒸気洗浄乾燥装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造プロセスで使用される
蒸気洗浄乾燥装置は、その前段の装置として超純水リン
ス槽をそなえ、リンス槽から取出した低温の洗浄物を、
加熱した溶剤から蒸発した沸点温度の溶剤蒸気中に入
れ、蒸気洗浄物の表面に凝縮した溶剤が、洗浄物表面の
水を溶解して流れ落ることにより水分除去を行い、プロ
セスの終期にはほぼ純粋な溶剤凝縮液で洗浄物が覆わ
れ、上記溶剤凝縮液が蒸発して乾燥を終了する。
【0003】上記プロセスが成立するためには、洗浄物
の表面温度が蒸気温度より低いことが必要である。
【0004】一方、洗浄物の温度は、凝縮熱が与えられ
るため次第に上昇し、最終的には蒸気温度に達して凝縮
作用は停止する。この間において、上記洗浄物表面に凝
縮する溶剤液量は次式で与えられる。
【0005】
【数1】
【0006】 v…凝縮液量 H…洗浄物の熱容量 Tv…蒸気温度 To…洗浄物の初期温度 ρ…溶剤の密度 h…溶剤の凝縮熱量 凝縮液量は洗浄物の熱容量に比例し、例えば直径150
mm、厚さ0.7mmのシリコンウェハをイソプロピル
アルコール(IPA)を使用して蒸気洗浄乾燥を行う場
合は、To=20℃のときにv≒2.5cm3となる。
vは上記シリコンウェハの表裏両面の和であるから、表
側面に流れる溶剤の量は僅かに1.25cm3である。
【0007】蒸気洗浄乾燥は一定のタクトタイム(例え
ば7min)で行われる。上記例では7minごとに洗
浄物が洗浄槽内に搬入されるが、待機状態でも蒸気発生
は継続的に行われている。蒸発速度を100cm3/m
inとし、1回に処理するウェハの枚数を25枚とする
と、発生蒸気の利用率はつぎのようになる。
【0008】
【数2】
【0009】残部は全べて冷却コイルで凝縮して回収さ
れるが、汚染の疑いがある水分を含んでいるので、清浄
化の処理をしなければ再使用ができない。
【0010】そして、高純度の溶剤新液を100cm3
/minで補充しつづけることになる。年間の運転時間
を3600hrとすると溶剤使用量は3600×60×
0.1=21600kg=21.6Tonであり、その
うちウェハの表面を流れる量はつぎのようになる。
【0011】 21600×0.089=1922kg=1.92Ton ULSI製造プロセスでは溶剤の純度について極めて厳
しい要求が出されている。そのために、洗浄槽を形成す
る材料は、金属イオンの溶出を避けるため、最近では高
純度石英が使われるようになってきた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記のように複雑な形
状の石英槽を用いる従来技術では、装置が高価となり、
しかも壊れやすいという重大な欠点を有していた。ま
た、従来技術は溶剤の利用効率が悪いという問題点があ
った。
【0013】本発明は、高価で破損しやすい石英洗浄槽
を用いることなく、また、溶剤の利用効率がよい蒸気洗
浄乾燥装置を得ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、洗浄槽に洗浄物を出し入れする
ときだけ開くシャッタと、溶剤蒸気を凝縮させるために
上記洗浄槽の内壁に設けた冷却コイルと、上記洗浄物を
載架するために上記洗浄槽の底部に設けた支持台と、上
記洗浄物の全面に溶剤液を注ぐために上記洗浄槽の上部
に設けた可動ノズルと、上記溶剤液を回収するために上
記洗浄槽の底部に設けた排液管と、上記洗浄槽内を不活
性ガスまたは清浄な乾燥空気でパージするためのガス供
給管と、沸点温度よりやや低温の上記溶剤液を上記可動
ノズルに供給する装置とを設け、上記可動ノズルを上記
洗浄槽の壁側と上記洗浄物の上方との間で移動可能とす
る。
【0015】
【作用】本発明の蒸気洗浄乾燥装置は、所定温度の高純
度溶剤を供給する装置を伴い、上記装置により溶剤の沸
点温度よりやや低温に調整された液状の高純度溶剤が、
洗浄槽のノズルから直接洗浄物に注がれ、洗浄物の表面
を濡らして洗浄する。洗浄された上記洗浄物は、溶剤を
注ぐことを停止すると加温された溶剤が蒸発し、上記洗
浄物を洗浄槽から取り出すときには乾燥している。な
お、上記洗浄物を濡らした溶剤は洗浄槽の底部に落下
し、この汚染された溶剤は洗浄槽の底面に設けられた排
液管から槽外に排出される。したがって、ノズルから導
入される溶剤は直接洗浄物に対して注がれ、上記清浄な
溶剤が上記洗浄槽に直接接触することがないため、洗浄
槽の材料として高価で破損しやすい石英を用いる必要が
ない。また、上記のようにノズルから導入された溶剤を
直接洗浄物に注いで洗浄するため、溶剤の利用効率は格
段にすぐれている。
【0016】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図1は本発明による上記洗浄乾燥装置の一実施例を
示す構成図である。図1に示すように本発明の蒸気洗浄
乾燥装置は、洗浄部と溶剤加温部と溶剤送り出し部
とからなり、上記溶剤加温部および溶剤送り出し部
は、本発明を実施するために欠くことができない要素
であるが、これらは高純度溶剤を所定温度に加温して、
必要なときに上記洗浄部に供給できる能力があればよ
い。
【0017】上記溶剤送り出し部は、キャニスタ缶1
の中の溶剤2をフィルタ3を介して送り込んだN2ガス
で加圧し、制御弁4とフィルタ5を経て押し出す装置で
ある。また、溶剤加温部は、水温を一定に制御した水
槽6に熱交換コイル7を収納したもので、上記溶剤送り
出し部から送られてくる溶剤を所定の温度に加温す
る。図における8はヒータを示す。上記熱交換コイル7
の内容積を、洗浄槽における1回分の溶剤使用量よりも
若干多くしておくならば、待機時間内にも溶剤を昇温さ
せることが容易である。
【0018】上記洗浄部は、開口部にシャッタ9を設
け、洗浄物14を載架する支持台13を底部に設けた洗
浄槽10からなり、上記洗浄槽10の上部には溶剤供給
用のノズル12を設け、槽内壁には槽内で拡散する溶剤
蒸気を冷却凝縮するための冷却コイル11を取付けてい
る。また槽10の下部には、槽内を不活性ガスまたは清
浄な乾燥空気でパージするためのガス供給管16を設
け、落下してきた汚染溶剤を槽外に排出するための排液
管15を底面に備えている。
【0019】上記洗浄槽10の洗浄物支持台13に洗浄
物14が載架され、開口部のシャッタ9が閉じると、溶
剤加温部の熱交換コイル7によって、溶剤の沸点温度
よりもやや低温に加温された高純度溶剤が、ノズル12
から送り込まれて上記洗浄物14に注がれ、洗浄物14
の表面に付着している汚染のおそれがある水分を、溶解
して洗い流し落下させることによって水分除去を行う。
したがって、洗浄の最終プロセスでは、上記洗浄物14
はほぼ純粋の溶剤で覆われ、上記溶剤は加温されている
ため早期に蒸発し、乾燥した洗浄物14が得られる。一
方、洗浄槽10の底に落下した汚染溶剤は、底面に設け
た排液管15から洗浄槽10の外に排除される。上記の
ようにノズル12から導入される加温された清浄な溶剤
は直接洗浄物14に注がれるため、上記清浄な溶剤が洗
浄槽10に直接接触することはなく、そのため洗浄槽と
しては、構成材料の金属イオンが溶出しても差支えない
ので、材料として高価でしかも破損しやすい石英を用い
る必要がなく、ステンレスでも十分使用に耐えることが
できる。また、溶剤供給系は常に高純度溶剤だけに接触
しているため、溶剤液に接触する面が汚れるおそれが全
くないから、弗素樹脂などを使用することができる。
【0020】本発明では、溶剤を直接洗浄物に注いで洗
浄するため溶剤の利用効率がよく、従来技術の槽中に拡
散した溶剤蒸気に接触させて洗浄する方法では、溶剤利
用効率が8〜9%であったが、本発明では、洗浄槽内に
おける洗浄物の配置の仕方によって異なるが、通常、3
0〜50%の溶剤利用効率を得ることができる。
【0021】なお、図1では溶剤注入用のノズル12を
1個だけ示しているが、洗浄物14の全表面を効果的に
溶剤で濡らすために、複数個のノズルを使用してもよ
い。また、上記ノズルを可動ノズルとして、洗浄物を上
記洗浄槽に出し入れする際には槽の壁側に引き込め、洗
浄物を支持台に載架したのちに上記可動ノズルを洗浄物
の真上に移動し、効果的に溶剤が注げるようにしてもよ
い。
【0022】
【発明の効果】上記のように本発明による蒸気洗浄乾燥
装置は、洗浄物を出し入れするときだけ開くシャッタ
と、溶剤蒸気を凝縮させるため内壁に設けた冷却コイル
と、洗浄物を載架するために底部に設けた支持台と、上
記洗浄物の全面に溶剤を注ぐためのノズルと、上記溶剤
を回収するために底面に設けた排液管と、槽内を不活性
ガスまたは清浄な乾燥空気でパージするためのガス供給
管とを有する洗浄槽を備え、所定温度の高純度溶剤を供
給する装置を伴うことにより、石英のような高価で破損
しやすい材料を用いることなく安価な金属材料で洗浄槽
が形成でき、しかも、溶剤の利用効率がよい蒸気洗浄乾
燥装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による蒸気洗浄乾燥装置の一実施例を示
す構成図である。
【符号の説明】
7 熱交換コイル 9 シャッタ 11 冷却コイル 12 ノズル 13 支持台 14 洗浄物 15 排液管 16 ガス供給管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/304

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】洗浄槽に洗浄物を出し入れするときだけ開
    くシャッタと、溶剤蒸気を凝縮させるために上記洗浄槽
    内壁に設けた冷却コイルと、上記洗浄物を載架するた
    めに上記洗浄槽の底部に設けた支持台と、上記洗浄物の
    全面に溶剤液を注ぐために上記洗浄槽の上部に設けた可
    動ノズルと、上記溶剤を回収するために上記洗浄槽の
    底部に設けた排液管と、上記洗浄槽内を不活性ガスまた
    は清浄な乾燥空気でパージするためのガス供給管と、沸
    点温度よりやや低温の上記溶剤液を上記可動ノズルに供
    給する装置とを具備し、上記可動ノズルを上記洗浄槽の
    壁側と上記洗浄物の上方との間で移動可能としたことを
    特徴とする蒸気洗浄乾燥装置。
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JP5076033B1 (ja) * 2012-06-08 2012-11-21 ジャパン・フィールド株式会社 被洗浄物の蒸気洗浄方法及びその装置
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