JP3301585B2 - 蒸気洗浄乾燥装置 - Google Patents

蒸気洗浄乾燥装置

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JP3301585B2 JP19808196A JP19808196A JP3301585B2 JP 3301585 B2 JP3301585 B2 JP 3301585B2 JP 19808196 A JP19808196 A JP 19808196A JP 19808196 A JP19808196 A JP 19808196A JP 3301585 B2 JP3301585 B2 JP 3301585B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板、液晶基
板などの被洗浄物を洗浄乾燥させる装置に係り、詳しく
は、有機溶媒(例えば、イソプロピルアルコ−ルなど)
の洗浄液を使って洗浄および乾燥を行うのに極めて好適
な蒸気洗浄乾燥装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造工程では、純水、アルカリ性
および酸性溶液などを用いて半導体基板のウエット洗浄
を行い、このウエット洗浄の後には、半導体基板の表面
に残留した異物および水分を除去するために洗浄乾燥処
理が伴なう。この異物および水分を除去する洗浄乾燥処
理は、有機溶媒が水と任意の割合で混合する性質を利用
して行われる。この処理には有機溶媒としてイソプロピ
ルアルコ−ルを利用した装置が知られている。この種の
装置としては、たとえば特開平2−10831号公報、
特開平6−204202号公報または特開平7−221
063号公報に記載がある。
【0003】図3は、電気式ヒ−タ−を加熱源に利用し
た従来の蒸気洗浄乾燥装置を示す構成図である。また図
4は、熱媒体油を加熱源に利用した従来の他の蒸気洗浄
乾燥装置を示す構成図である。図4、図3において共通
する構成要素には同一の番号が付されている。図3およ
び図4に示すように、蒸気槽1内の底面には有機溶媒の
洗浄液20(イソプロピルアルコ−ルなど)が貯留され
ている。図3に示す装置では、蒸気槽1内の底面に、加
熱源である電気式ヒ−タ4が洗浄液20内に挿入される
ように設けてある。また、図4に示す装置では蒸気槽1
の底面に、加熱源である熱媒体油5中に電気式ヒ−タ4
が設けてあり、この熱媒体油5の加熱によって蒸気槽1
内の洗浄液20が加熱されるように構成されている。図
3および図4に示すように、蒸気槽1に貯留された洗浄
液20の液面上方には、受け皿15が設置してあり、こ
の受け皿15の底面には受け皿配管17が接続され洗浄
槽1の外部へと配管されている。また蒸気槽1の上部内
側には、螺旋状の冷却管11が配設されており、この冷
却管11の内側には、内周に沿って冷却管11を包囲す
るように受け樋13が設けられている。
【0004】このように、洗浄液20は、加熱源(電気
式ヒ−タ4または熱媒体油5)により加熱され蒸気化
し、蒸気槽1内部の蒸気ライン22の位置まで充満す
る。蒸気ライン22の位置には冷却管11があり、この
管内部には冷却水を循環させている。この冷却管11に
より蒸気化された洗浄液20は冷えて凝縮し、洗浄槽1
の低部へと還流する。このように蒸気槽1内を上部から
下部へ蒸気化した洗浄液20が還流し充満するとともに
蒸気槽1内には一定の圧力が加わる。
【0005】ウエット洗浄を終えた被洗浄物30は、蒸
気槽1の中央に設けた受け皿15の上部に収納される。
この被洗浄物30は、蒸気流24のように還流する洗浄
液20を表面に付着させ凝縮させる。また蒸気化した洗
浄液20は冷却管11に付着し冷却され下部に滴下す
る。この滴下する洗浄液20により蒸気槽1に貯留した
洗浄液20内の温度が低下しないように受け樋13を備
えている。被洗浄物30の表面に付着し凝縮した洗浄液
20は、表面に残留した水分および異物を取り込んで凝
縮洗浄液26として滴下する。従って、水分と異物を含
んだ凝縮洗浄液26は底面にある受け皿15に滴下し、
受け皿配管17へ流入され蒸気槽1の外へと排出され
る。このように従来の装置では加熱源により加熱した蒸
気槽1内の温度は変化しやすいので、受け皿15および
受け樋13を設け滴下する冷えた洗浄液20を除去し、
温度を維持していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3お
よび図4に示す装置では、洗浄を終えて水分を付着させ
た被洗浄物30が蒸気槽1に投入されると洗浄槽1内の
温度が低下し、これとともに加熱源(電気式ヒ−タ4、
熱媒体油5)の温度が下がってしまい結果、洗浄液20
を加熱できず充分な洗浄および乾燥が行なえなくなる。
図5は従来の蒸気洗浄乾燥装置内の被洗浄物投入前後の
温度変化を示すグラフである。Taは被洗浄物を蒸気槽
内に投入する前の蒸気槽内の温度(洗浄液の沸点)であ
り、Tbは被洗浄物を投入した後の蒸気槽内の温度であ
る。またTcは被洗浄物が蒸気槽内に投入された時の時
間であり、Tdは蒸気槽内の温度がTbからTaに戻っ
た時の時間である。
【0007】図5に示すように、従来の方式では洗浄後
に水分を付着した被洗浄物30が蒸気槽1内に投入され
ると、投入される前の温度Taから投入された後の温度
Tbまで下がってしまう。従って、再び投入する前の温
度Taに戻るまでは、かなり時間がかかる。この結果、
蒸気槽1内から蒸気化した洗浄液20が減少してしま
い、被洗浄物30は水分を付着したまま大気にさらされ
る事になる。従って被洗浄物30の表面に付着した水分
がそのまま乾燥し、乾燥ジミの問題を起こすという不具
合があった。また蒸気槽1内には一定の圧力が加わって
いるが、被洗浄物30が蒸気槽1内に投入されると被洗
浄物30が蒸気槽1内零囲気より低温であるため、蒸気
槽1内の圧力は低下してしまう。蒸気槽1内の圧力が低
下すると、蒸気槽1内と外部とが受け皿配管17により
連通されているため、受け皿配管17から蒸気槽1外の
外気を内部に吸込み結果、温度が低下し被洗浄物30の
乾燥が良好に行われないという不具合があった。
【0008】また、図3及び図4に示す従来の装置で
は、蒸気化した洗浄液20が被洗浄物30に対して蒸気
流24のように上下左右バラバラに還流し付着するため
表面の異物等は落下しにくいという不具合があった。さ
らに従来の装置において被洗浄物30の収納部は、被洗
浄物30の周囲を包囲した部分と非包囲部とがあり乾燥
の際、乾燥が均一に行われず被洗浄物30表面にシミが
残る不具合があった。その対策として、洗浄、乾燥効果
の高い引火性洗浄液を使用することも、図3および図4
に示すように、電気式ヒ−タ−4または熱媒体油5の使
用により放電、ショートによる火災の危険性があるため
使用することは不可能であった。
【0009】このように電気式ヒ−タ4および熱媒体油
5の加熱源では、一定な熱量を洗浄槽1内に加え、維持
することが困難であった。本発明はこのように従来技術
の問題を解決し、常に一定な熱量を蒸気槽1内に加えら
れるようにするとともに、その温度と圧力を一定に維持
できるよう改善することで、被洗浄物30の表面の洗浄
及び乾燥を効率よく行われるようにした蒸気洗浄乾燥装
置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに本発明は、中空管状体の加熱源に加熱した水蒸気を
導入し、この加熱源を洗浄槽内に貯留した洗浄液内に挿
入し、洗浄液を加熱し蒸気化させ、被洗浄物の洗浄およ
び乾燥を行うよう配設する。また洗浄槽内中央に受け皿
を配設し、この受け皿外周上部に周壁を設け、被洗浄物
を周壁内に収容するとともに、この周壁は被洗浄物の周
囲全体を包囲する高さに設け、受け皿底面には被洗浄物
から滴下する洗浄液を蒸気槽外に排水する配管を配設
し、この配管の排水口から外気が逆流しないよう逆止弁
を設ける。また中空管状体の加熱源は材質を石英かステ
ンレス(SUS)のいずれかにより形成し、この加熱
源に導入する加熱された水蒸気は、水に所定の圧力を加
え沸騰点以上の温度に加熱したものであり、この水蒸気
を加熱源に導入する。
【0011】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる蒸気洗浄乾燥装置の実施の形態を詳細に説明する。
図1は本発明による加熱源を水蒸気にした蒸気洗浄乾燥
装置の実施の形態を示す構成図である。図1において、
図3の従来技術と同じ構成要素には同一番号を記してい
る。図1に示すように、蒸気槽1内の底面には、有機溶
媒の洗浄液20(例えば、イソプロピルアルコ−ルな
ど)が貯留されている。この洗浄液20の中には、加熱
源である熱交換器3が洗浄液20内に挿入されるように
設けてある。熱交換器3は石英かステンレス(SU
S)いずれかの材質により形成されている。この熱交換
器3により直接洗浄液20が加熱され蒸気化するように
構成されている。熱交換器3の形状は図1に示すよう
に、熱伝達の効率を良くするため、波状に交互に折り畳
み熱伝達を行う面積を多くとっている。この熱交換
は、中空の管状体であり、水蒸気を送り込む蒸気入口7
及び水蒸気を排出するための蒸気出口9を備えている。
熱交換3に送り込まれる水蒸気は約1〜3Kgf/c
2の圧力を加えた温度約100〜130℃の水であ
り、この水蒸気により効率のよい加熱を実行することが
できる。
【0012】また、蒸気槽1内の上部に冷却管11と受
け樋13が設けてあり、さらに蒸気槽1内の洗浄液20
の液面上方には、受け皿15を設け、この受け皿15の
底面に受け皿配管17が設置してある。受け皿配管17
には逆止弁(図示せず)が取付けられている。また、受
け皿15の上部には周壁を有する整流板19が設けてあ
る。整流板19は蒸気槽1内中央に設けた受け皿15の
外周から上部方向に周壁を設けるように配設されてい
る。この整流板19の高さは被洗浄物30の周囲全体を
包囲し、整流板19に被洗浄物30が隠れる高さ(約1
00mm以内)に設けてある。
【0013】このように本発明の実施の形態による蒸気
洗浄乾燥装置を使用する場合は、熱交換器3の蒸気入口
7から水蒸気を導入させ、洗浄液20を加熱し蒸気化さ
せる。この蒸気化した洗浄液20は、蒸気ライン22の
位置まで充満する。このとき蒸気槽1内の整流板19内
には、ウエット洗浄を終えた被洗浄物30が収容されて
いる。蒸気槽1内の蒸気化した洗浄液20は、冷却管1
1の位置で冷却され蒸気流24のように上部から低部へ
と還流する。この還流する洗浄液20は、整流板19の
上部より整流板19内に導入され被洗浄物30の表面に
付着し凝縮する。整流板19は被洗浄物の周囲全体を包
囲する高さを有しているため、周囲から蒸気化した洗浄
液20が入り込まず常に上面から一方向に還流する。
【0014】従って、被洗浄物30に凝縮した洗浄液2
0は上部から下部へと順に流れ、被洗浄物30の表面に
残留した異物および水分を取り込んで凝縮洗浄液26と
して滴下する。このよに常に上部から下部へと順に流
れ、被洗浄物30の表面を洗浄し受け皿15へと洗浄液
20が滴下するため洗浄、乾燥が効率良くでき被洗浄物
30の表面にシミが残ることがなくなる。凝縮洗浄液2
6は、底面にある受け皿15に滴下し、受け皿配管17
へ流入され蒸気槽1の外へと排出される。この受け皿配
管17には逆止弁(図示せず)が配設されており、凝縮
洗浄液26は蒸気槽内部から外部へと常に一方向のみ流
出されるため、逆に圧力低下により蒸気槽1外から外気
を蒸気槽1内部に吸込むことがなく、蒸気槽1内の温度
を低下させることがなくなる。
【0015】図2は本発明の蒸気洗浄乾燥装置内の被洗
浄物投入前後の温度変化および圧力変化を示すグラフで
ある。温度Taと圧力Paは蒸気槽内で洗浄および乾燥
を効率よく行うために設定された温度(洗浄液の沸点)
と圧力であり、温度Tb、圧力Pbはそれぞれ被洗浄物
を投入した後の蒸気槽内の温度および圧力である。また
時間Tcは被洗浄物が蒸気槽内に投入された時の時間で
あり、時間Tdは蒸気槽内の温度TbからTaに戻った
時の時間である。また時間Teは投入された被洗浄物の
温度が蒸気槽内の温度Taと等しくなった時の時間であ
り、時間Tpは蒸気槽内の圧力PbからPaに戻った時
間である。
【0016】図2に示すように、被洗浄物30が蒸気槽
1内に投入されると、初期設定温度Taと投入された後
の温度Tbとの温度変化は少なく、投入された後の圧力
PbからPaに戻る時間も短い。従って、投入した後の
温度Tbから初期設定温度Taに温度が戻る時間は短時
間で済むので、洗浄槽1内の温度は常に一定に維持され
乾燥ジミ不良の問題がない。また被洗浄物の温度がTa
に等しくなるまでの時間Teも短くなり、処理時間の短
縮につながる。このように、本実施の形態によれば、加
熱源を水蒸気としているので常に一定な熱量を洗浄液2
0に加えることができ熱量不足による乾燥ジミの問題は
ない。また加熱源を水蒸気にしたことにより、引火性の
洗浄液を使用することが出来るので被洗浄物30の洗浄
及び乾燥が効率よく行うことができる。
【0017】以上、本発明によってなされた発明の実施
の形態を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可
能である。例えば、被洗浄物に使用する有機溶媒の洗浄
液はイソプロピルアルコ−ルに限定されるものではな
い。引火性の洗浄液である、2−ブタノ−ル、エタノ−
ル、なども適用することもできる。また、熱交換器3の
形状は図1に示す、波状に相互に折り畳んだ形状に限定
されるものではない。また、被洗浄物が半導体基板に限
定されるものではなく、液晶基板などにも適用すること
ができる。
【0018】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
る蒸気洗浄乾燥装置によれば、加熱源を水蒸気にするこ
とにより常に一定な熱量を被洗浄物に加えられ洗浄槽内
の温度と圧力とを一定に維持できるとともに、加熱源を
水蒸気にしたことにより洗浄液に引火性洗浄液を使用で
き、従って被洗浄物の洗浄及び乾燥がより効率よく行う
ことが可能となる。また、受け皿上部に設けた整流板に
より被洗浄物の周囲全体を包囲し、常に上部から下部へ
効率よく洗浄、乾燥するため、被洗浄物表面に乾燥シミ
が残ることがなくなる。また受け皿下部に設けた受け皿
配管に、逆止弁を設けることにより被洗浄物表面から滴
下する洗浄液を常に蒸気槽1内部から外部への一方向の
みだけで排出されるため、圧力変化により蒸気槽1外の
外気を内部に吸込み蒸気槽1内の温度を低下させること
がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による加熱源を水蒸気にした蒸気洗浄乾
燥装置の実施の形態を示す構成図。
【図2】本発明の蒸気洗浄乾燥装置内の被洗浄物投入前
後の温度変化および圧力変化を示すグラフ。
【図3】電気式ヒ−タ−を加熱源に利用した従来の蒸気
洗浄乾燥装置を示す構成図。
【図4】熱媒体油を加熱源に利用した従来の蒸気洗浄乾
燥装置を示す構成図。
【図5】従来の蒸気洗浄乾燥装置内の被洗浄物投入前後
の温度変化を示すグラフ。
【符号の説明】
1 蒸気槽 3 熱交換器 4 電気式ヒータ 5 熱媒体油 7 蒸気入口 9 蒸気出口 11 冷却管 13 受け樋 15 受け皿 17 受け皿配管 19 整流板 20 洗浄液 22 蒸気ライン 24 蒸気流 26 凝縮洗浄液 30 被洗浄物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−283495(JP,A) 特開 平4−159714(JP,A) 特開 平9−42832(JP,A) 実開 平4−28431(JP,U) 実開 平1−114090(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/304

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被洗浄物を収容する蒸気槽と、前記蒸気
    槽の底面に貯留した洗浄液を蒸気化させる加熱源とを備
    え、蒸気化した前記洗浄液により前記被洗浄物を洗浄及
    び乾燥させる蒸気洗浄乾燥装置に於いて、 前記蒸気槽内のおおむね中央に前記被洗浄物から滴下す
    る洗浄液を受ける受け皿を配設し、この受け皿外周上部
    に周壁を設けて前記被洗浄物を前記周壁内に収容して前
    記周壁を前記周壁内に収容した被洗浄物より高く設ける
    とともに、 前記加熱源として前記洗浄液内に配置されて加熱した水
    蒸気の導入を可能とする中空管状体を用い、この中空管
    状体に導入する加熱された水蒸気には所定の圧力を加え
    沸騰点以上の温度を有し、約1〜3Kgf/cm 2 の圧
    力を加えた温度約100〜130℃の水蒸気により効率
    のよい加熱を実行することを特徴とする蒸気洗浄乾燥装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の蒸気洗浄乾燥装置おい
    て、 前記受け皿底面には前記被洗浄物から滴下する洗浄液を
    前記蒸気槽外に排水する配管が接続され、この配管には
    排水口から外気が逆流するのを防止する逆止弁が設けら
    れていることを特徴とする蒸気洗浄乾燥装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の蒸気洗浄乾燥装置おい
    て、 前記中空管状体は材質が石英かステンレス鋼(SUS)
    のいずれかにより形成されていることを特徴とする蒸気
    洗浄乾燥装置。
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