JP3461642B2 - 基板乾燥装置 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
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- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
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-
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- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄後に半導体ウ
ェハやＬＣＤ用ガラス基板等の基板を乾燥するための基
板乾燥装置に関する。
ェハやＬＣＤ用ガラス基板等の基板を乾燥するための基
板乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスでは、各
工程ごとにウェハに異物が付着残留しない状態で次工程
にウェハを送ることが重要である。このため、ある１つ
の工程が終了して次の工程に移行する前の段階でウェハ
を洗浄処理し、付着した異物を除去してウェハ表面をク
リーンにする。洗浄後はウェハを超純水で水洗し、これ
を乾燥処理する。
工程ごとにウェハに異物が付着残留しない状態で次工程
にウェハを送ることが重要である。このため、ある１つ
の工程が終了して次の工程に移行する前の段階でウェハ
を洗浄処理し、付着した異物を除去してウェハ表面をク
リーンにする。洗浄後はウェハを超純水で水洗し、これ
を乾燥処理する。
【０００３】高い清浄度が得られるという理由からウェ
ハの乾燥処理には蒸気式の基板乾燥装置が用いられる。
蒸気式の基板乾燥装置では、イソプロピルアルコール
（以後、ＩＰＡと略称する）のような低沸点（沸騰点が
約８２℃）の有機溶媒を加熱し、発生させたＩＰＡ蒸気
中にウェハを曝し、ウェハ表面に付着した水分をＩＰＡ
で置換する。そして、ウェハを処理槽外に移動させ、付
着したＩＰＡをウェハ表面から揮発させる。その結果、
パーティクルや薬剤等の汚染物質が付着残留しないクリ
ーンかつドライな表面をもつウェハが得られる。
ハの乾燥処理には蒸気式の基板乾燥装置が用いられる。
蒸気式の基板乾燥装置では、イソプロピルアルコール
（以後、ＩＰＡと略称する）のような低沸点（沸騰点が
約８２℃）の有機溶媒を加熱し、発生させたＩＰＡ蒸気
中にウェハを曝し、ウェハ表面に付着した水分をＩＰＡ
で置換する。そして、ウェハを処理槽外に移動させ、付
着したＩＰＡをウェハ表面から揮発させる。その結果、
パーティクルや薬剤等の汚染物質が付着残留しないクリ
ーンかつドライな表面をもつウェハが得られる。
【０００４】従来の基板乾燥装置は、電気抵抗発熱式の
シーズヒータまたはカートリッジヒータ埋設型のホット
プレートを備えている。このホットプレートは処理槽の
底部外面に接して取り付けられ、処理槽内のＩＰＡを間
接的に加熱するようにしている。この理由は、ＩＰＡは
引火性の強い物質であるため火災事故を起こしやすく、
安全性の観点から処理槽内のＩＰＡを電気ヒータで直接
加熱することはできないからである。また、従来装置の
電気ヒータは低容量である。この理由は、電気ヒータの
制御系が故障すると、ＩＰＡ蒸気の発生量がオーバーシ
ュートして大幅に過剰になり危険であるからである。
シーズヒータまたはカートリッジヒータ埋設型のホット
プレートを備えている。このホットプレートは処理槽の
底部外面に接して取り付けられ、処理槽内のＩＰＡを間
接的に加熱するようにしている。この理由は、ＩＰＡは
引火性の強い物質であるため火災事故を起こしやすく、
安全性の観点から処理槽内のＩＰＡを電気ヒータで直接
加熱することはできないからである。また、従来装置の
電気ヒータは低容量である。この理由は、電気ヒータの
制御系が故障すると、ＩＰＡ蒸気の発生量がオーバーシ
ュートして大幅に過剰になり危険であるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置のヒータでは石英製またはステンレス鋼製の壁を介し
てＩＰＡを間接加熱するため、伝熱効率が低く、熱応答
性がよくない。このため、加熱開始からＩＰＡ蒸気が処
理に必要かつ十分な量になるまでに時間がかかりすぎ、
多量のウェハを安全かつ迅速に乾燥処理することができ
ない。
置のヒータでは石英製またはステンレス鋼製の壁を介し
てＩＰＡを間接加熱するため、伝熱効率が低く、熱応答
性がよくない。このため、加熱開始からＩＰＡ蒸気が処
理に必要かつ十分な量になるまでに時間がかかりすぎ、
多量のウェハを安全かつ迅速に乾燥処理することができ
ない。
【０００６】また、洗浄工程および乾燥工程では複数枚
のウェハを一括にバッチ処理するので、このようなバッ
チ処理方式では消費エネルギの低減およびＩＰＡ消費量
の低減を図る必要がある。しかし、従来装置では蒸気発
生量を制御するための制御系の応答が遅いので、常に乾
燥処理に必要な蒸気発生量を維持させなくてはならない
ため、消費エネルギおよびＩＰＡ消費量ともに増大して
しまう。本発明の目的とするところは、多量の基板を短
時間で安全かつ迅速に乾燥処理することができる基板乾
燥装置を提供することにある。
のウェハを一括にバッチ処理するので、このようなバッ
チ処理方式では消費エネルギの低減およびＩＰＡ消費量
の低減を図る必要がある。しかし、従来装置では蒸気発
生量を制御するための制御系の応答が遅いので、常に乾
燥処理に必要な蒸気発生量を維持させなくてはならない
ため、消費エネルギおよびＩＰＡ消費量ともに増大して
しまう。本発明の目的とするところは、多量の基板を短
時間で安全かつ迅速に乾燥処理することができる基板乾
燥装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る基板乾燥装
置は、水で濡らされた複数枚の基板を一括に乾燥処理す
る基板乾燥装置において、水の沸点よりも低い沸点をも
つイソプロピルアルコールが収容される処理槽と、この
処理槽内にイソプロピルアルコールを供給する有機溶媒
供給源と、前記処理槽内のイソプロピルアルコールに浸
漬され、かつ、内部に飽和水蒸気又は過飽和水蒸気が通
流される熱交換チューブを備えており、前記飽和水蒸気
又は過飽和水蒸気とイソプロピルアルコールとを熱交換
させてイソプロピルアルコールの蒸気を発生させる第１
の熱交換器と、前記処理槽の上部または上方に設けら
れ、かつ、内部に冷媒が通流される熱交換チューブを備
えており、冷媒とイソプロピルアルコールの蒸気とを熱
交換させてイソプロピルアルコールの蒸気を凝縮させる
第２の熱交換器と、前記第１熱交換チューブ内を通流す
る前記飽和水蒸気又は過飽和水蒸気の流量を可変するモ
ータ駆動式のボールバルブを備えた流量可変調整機構
と、イソプロピルアルコールの蒸気凝縮領域の異なる高
さ位置において温度をそれぞれ検出する２つの温度セン
サと、前記２つの温度センサによって検出された検出信
号に基づき前記流量可変調整機構を制御し、イソプロピ
ルアルコールの蒸気を上昇又は下降させるべく前記飽和
水蒸気又は過飽和水蒸気の流量を増減させる制御手段
と、前記有機溶媒供給源に内蔵され、イソプロピルアル
コール中に含まれる水分を分離除去する分離フィルタ
と、を有することを特徴とする。本発明の基板乾燥装置
は、流量可変調整機構、温度センサおよび制御手段を有
するので、有機溶媒蒸気の発生量制御を迅速かつ簡単に
実行することができる。また、本発明の基板乾燥装置
は、分離フィルタを有機溶媒供給源のなかに有するの
で、この供給源から処理槽内に高純度の有機溶媒を供給
することができ、長期間にわたり有機溶媒の蒸気発生効
率が劣化しない。
置は、水で濡らされた複数枚の基板を一括に乾燥処理す
る基板乾燥装置において、水の沸点よりも低い沸点をも
つイソプロピルアルコールが収容される処理槽と、この
処理槽内にイソプロピルアルコールを供給する有機溶媒
供給源と、前記処理槽内のイソプロピルアルコールに浸
漬され、かつ、内部に飽和水蒸気又は過飽和水蒸気が通
流される熱交換チューブを備えており、前記飽和水蒸気
又は過飽和水蒸気とイソプロピルアルコールとを熱交換
させてイソプロピルアルコールの蒸気を発生させる第１
の熱交換器と、前記処理槽の上部または上方に設けら
れ、かつ、内部に冷媒が通流される熱交換チューブを備
えており、冷媒とイソプロピルアルコールの蒸気とを熱
交換させてイソプロピルアルコールの蒸気を凝縮させる
第２の熱交換器と、前記第１熱交換チューブ内を通流す
る前記飽和水蒸気又は過飽和水蒸気の流量を可変するモ
ータ駆動式のボールバルブを備えた流量可変調整機構
と、イソプロピルアルコールの蒸気凝縮領域の異なる高
さ位置において温度をそれぞれ検出する２つの温度セン
サと、前記２つの温度センサによって検出された検出信
号に基づき前記流量可変調整機構を制御し、イソプロピ
ルアルコールの蒸気を上昇又は下降させるべく前記飽和
水蒸気又は過飽和水蒸気の流量を増減させる制御手段
と、前記有機溶媒供給源に内蔵され、イソプロピルアル
コール中に含まれる水分を分離除去する分離フィルタ
と、を有することを特徴とする。本発明の基板乾燥装置
は、流量可変調整機構、温度センサおよび制御手段を有
するので、有機溶媒蒸気の発生量制御を迅速かつ簡単に
実行することができる。また、本発明の基板乾燥装置
は、分離フィルタを有機溶媒供給源のなかに有するの
で、この供給源から処理槽内に高純度の有機溶媒を供給
することができ、長期間にわたり有機溶媒の蒸気発生効
率が劣化しない。
【０００８】有機溶媒としてＩＰＡ（沸騰点が約８２
℃）を用いるので、熱媒体として温度が９０〜１５０℃
の範囲、好ましくは１３０℃前後の飽和水蒸気又は過飽
和水蒸気を使用する。このため、火災事故を生じるおそ
れがほとんどなく、安全である。さらに、本発明の装置
は、処理槽の上方に異常検知用の温度センサを有するの
で、ＩＰＡ蒸気が適正量を超えて多量に発生した場合等
に、その異常が迅速にコントロール室のオペレータに報
知され、火災の発生を未然に防ぐことができる。
℃）を用いるので、熱媒体として温度が９０〜１５０℃
の範囲、好ましくは１３０℃前後の飽和水蒸気又は過飽
和水蒸気を使用する。このため、火災事故を生じるおそ
れがほとんどなく、安全である。さらに、本発明の装置
は、処理槽の上方に異常検知用の温度センサを有するの
で、ＩＰＡ蒸気が適正量を超えて多量に発生した場合等
に、その異常が迅速にコントロール室のオペレータに報
知され、火災の発生を未然に防ぐことができる。
【０００９】
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１〜
図３に示すように、基板乾燥装置１０はステンレス鋼製
の外槽１１を備え、外槽１１のなかに石英ガラス製また
はステンレス鋼製の処理槽１２が設けられている。処理
槽１２のなかには液状のＩＰＡ６が収容されている。外
槽１１及び処理槽１２ともに上部開口をもつ箱形容器で
ある。処理槽１２と外槽１１との間には断熱層１３が設
けられ、処理槽１２が外槽１１から断熱されるようにな
っている。また、処理槽１２は保温台１６の上に載置さ
れている。
本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１〜
図３に示すように、基板乾燥装置１０はステンレス鋼製
の外槽１１を備え、外槽１１のなかに石英ガラス製また
はステンレス鋼製の処理槽１２が設けられている。処理
槽１２のなかには液状のＩＰＡ６が収容されている。外
槽１１及び処理槽１２ともに上部開口をもつ箱形容器で
ある。処理槽１２と外槽１１との間には断熱層１３が設
けられ、処理槽１２が外槽１１から断熱されるようにな
っている。また、処理槽１２は保温台１６の上に載置さ
れている。
【００１１】外槽１１の上部開口には１対の開閉シャッ
タ５１が被せられている。各シャッタ５１はフィルタ５
２及びエア導入管５３を備え、フィルタ５２を介して外
槽１１の上部スペース１５Ｂに清浄エアが導入されるよ
うになっている。また、各シャッタ５１にはシリンダ５
４の水平ロッド５４ａが連結され、シャッタ５１のそれ
ぞれは水平方向にスライドされるようになっている。
タ５１が被せられている。各シャッタ５１はフィルタ５
２及びエア導入管５３を備え、フィルタ５２を介して外
槽１１の上部スペース１５Ｂに清浄エアが導入されるよ
うになっている。また、各シャッタ５１にはシリンダ５
４の水平ロッド５４ａが連結され、シャッタ５１のそれ
ぞれは水平方向にスライドされるようになっている。
【００１２】ボート昇降装置（図示せず）が装置１０の
上方に設けられ、ウェハボート８２がボート昇降装置の
支持棒８１により支持されている。ボート８２には洗浄
装置（図示せず）で洗浄された２５〜５０枚の半導体ウ
ェハＷが積み込まれている。基板乾燥装置１０はウェハ
Ｗの直径及び枚数に応じてその容量サイズが決まる。ウ
ェハボート８２は、外槽１１の上部開口から装置１０内
に導入され、上部スペース１５Ｂを通って下部スペース
１５Ａに置かれるようになっている。下部スペース１５
Ａは処理槽１２内で発生されるＩＰＡ蒸気が存在する領
域にあたる。
上方に設けられ、ウェハボート８２がボート昇降装置の
支持棒８１により支持されている。ボート８２には洗浄
装置（図示せず）で洗浄された２５〜５０枚の半導体ウ
ェハＷが積み込まれている。基板乾燥装置１０はウェハ
Ｗの直径及び枚数に応じてその容量サイズが決まる。ウ
ェハボート８２は、外槽１１の上部開口から装置１０内
に導入され、上部スペース１５Ｂを通って下部スペース
１５Ａに置かれるようになっている。下部スペース１５
Ａは処理槽１２内で発生されるＩＰＡ蒸気が存在する領
域にあたる。
【００１３】受皿１９が処理槽１２の内底部に設けら
れ、この受皿１９の上にウェハボート８２が置かれるよ
うになっている。受皿１９はＩＰＡ６の液面６ａよりも
上方に位置するように部材１９ａによって支持されてい
る。受皿１９のほぼ中央には内部通路３３に連通する孔
３３ａが開口している。内部通路３３は外部の回収容器
（図示せず）に連通している。
れ、この受皿１９の上にウェハボート８２が置かれるよ
うになっている。受皿１９はＩＰＡ６の液面６ａよりも
上方に位置するように部材１９ａによって支持されてい
る。受皿１９のほぼ中央には内部通路３３に連通する孔
３３ａが開口している。内部通路３３は外部の回収容器
（図示せず）に連通している。
【００１４】ＩＰＡ供給源３０は処理槽１２の内底部に
連通する供給管３１及び戻り管３２を備えている。ＩＰ
Ａ供給源３０は供給管３１を介して処理槽１２内にほぼ
室温のＩＰＡ６を供給し、戻り管３２を介して処理槽１
２内のＩＰＡ６を排出するようになっている。ＩＰＡ供
給源３０は、流量制御弁（図示せず）及び分離フィルタ
（図示せず）を内蔵している。分離フィルタはＩＰＡ６
から水分を分離する機能を有する。分離された水分はド
レン（図示せず）を介して外部に排出されるようになっ
ている。
連通する供給管３１及び戻り管３２を備えている。ＩＰ
Ａ供給源３０は供給管３１を介して処理槽１２内にほぼ
室温のＩＰＡ６を供給し、戻り管３２を介して処理槽１
２内のＩＰＡ６を排出するようになっている。ＩＰＡ供
給源３０は、流量制御弁（図示せず）及び分離フィルタ
（図示せず）を内蔵している。分離フィルタはＩＰＡ６
から水分を分離する機能を有する。分離された水分はド
レン（図示せず）を介して外部に排出されるようになっ
ている。
【００１５】液面表示管３６が処理槽１２の内底部に連
通し、液面表示管３６の垂直部にＩＰＡ液面６ａの位置
が表示されるようになっている。液面表示管３６の垂直
部は透明材料でつくられ、２つの光学センサ３６ａ，３
６ｂによりＩＰＡ液面６ａが検出されるようになってい
る。一方の光学センサ３６ａは液面６ａの下限レベル位
置に設けられている。他方の光学センサ３８は液面６ａ
の上限レベル位置に設けられている。両センサ３６ａ，
３６ｂともに投光素子及び受光素子をそれぞれ備え、制
御器４０の入力部にそれぞれ接続されている。下センサ
３６ａでＩＰＡ液面６ａを検出すると、制御器４０はＩ
ＰＡ供給源３０に指令信号を送り、処理槽１２内にＩＰ
Ａ６が供給されるようになっている。上センサ３６ｂで
ＩＰＡ液面６ａを検出すると、制御器４０はＩＰＡ供給
源３０に指令信号を送り、処理槽１２内からＩＰＡ６が
排出されるようになっている。
通し、液面表示管３６の垂直部にＩＰＡ液面６ａの位置
が表示されるようになっている。液面表示管３６の垂直
部は透明材料でつくられ、２つの光学センサ３６ａ，３
６ｂによりＩＰＡ液面６ａが検出されるようになってい
る。一方の光学センサ３６ａは液面６ａの下限レベル位
置に設けられている。他方の光学センサ３８は液面６ａ
の上限レベル位置に設けられている。両センサ３６ａ，
３６ｂともに投光素子及び受光素子をそれぞれ備え、制
御器４０の入力部にそれぞれ接続されている。下センサ
３６ａでＩＰＡ液面６ａを検出すると、制御器４０はＩ
ＰＡ供給源３０に指令信号を送り、処理槽１２内にＩＰ
Ａ６が供給されるようになっている。上センサ３６ｂで
ＩＰＡ液面６ａを検出すると、制御器４０はＩＰＡ供給
源３０に指令信号を送り、処理槽１２内からＩＰＡ６が
排出されるようになっている。
【００１６】第１の熱交換チューブ１７が処理槽１２の
内底部の直上に設けられている。第１熱交換器１７は、
最適レベルの液面６ａから約５ｃｍ下方に位置するよう
に、ＩＰＡ６内に水没していることが好ましい。第１熱
交換チューブ１７は石英ガラスのチューブまたはステン
レス鋼のパイプで形成されている。
内底部の直上に設けられている。第１熱交換器１７は、
最適レベルの液面６ａから約５ｃｍ下方に位置するよう
に、ＩＰＡ６内に水没していることが好ましい。第１熱
交換チューブ１７は石英ガラスのチューブまたはステン
レス鋼のパイプで形成されている。
【００１７】図２に示すように、第１熱交換チューブ１
７の上流部１７ａは熱媒供給源２０の供給側に連通して
いる。熱媒供給源２０内には熱媒として飽和スチーム又
は過飽和スチームが収容されている。スチームの温度は
約１３０℃を中心として１２０〜１４０℃の範囲にコン
トロールされている。上流部１７ａの適所にボールバル
ブ３８が設けられている。ボールバルブ３８の開閉動作
部にはモータ３７の駆動軸が連結され、モータ３７の電
源スイッチには制御器４０の出力部が接続されている。
一方、第１熱交換チューブ１７の下流部１７ｂは他の熱
交換器（図示せず）又は回収容器（図示せず）に連通さ
れている。
７の上流部１７ａは熱媒供給源２０の供給側に連通して
いる。熱媒供給源２０内には熱媒として飽和スチーム又
は過飽和スチームが収容されている。スチームの温度は
約１３０℃を中心として１２０〜１４０℃の範囲にコン
トロールされている。上流部１７ａの適所にボールバル
ブ３８が設けられている。ボールバルブ３８の開閉動作
部にはモータ３７の駆動軸が連結され、モータ３７の電
源スイッチには制御器４０の出力部が接続されている。
一方、第１熱交換チューブ１７の下流部１７ｂは他の熱
交換器（図示せず）又は回収容器（図示せず）に連通さ
れている。
【００１８】図３に示すように、第１熱交換チューブ１
７は処理槽１２の底部に沿って蛇行している。なお、第
１熱交換チューブ１７は直線状、Ｕ字状、又はコイル状
など他の形状としてもよい。また、第１熱交換チューブ
１７の外周に必要に応じて多数のフィンを突設してもよ
い。第１熱交換チューブ１７は、石英製またはステンレ
ス鋼製のチューブからなり、外径は１０〜２０mm、内径
は８〜１８mm、肉厚は１〜２mmである。
７は処理槽１２の底部に沿って蛇行している。なお、第
１熱交換チューブ１７は直線状、Ｕ字状、又はコイル状
など他の形状としてもよい。また、第１熱交換チューブ
１７の外周に必要に応じて多数のフィンを突設してもよ
い。第１熱交換チューブ１７は、石英製またはステンレ
ス鋼製のチューブからなり、外径は１０〜２０mm、内径
は８〜１８mm、肉厚は１〜２mmである。
【００１９】環状の樋２２が処理槽１２の上部開口を取
り囲むように設けられている。樋２２のなかにはコイル
状の第２熱交換チューブ２１が収納されている。この第
２熱交換チューブ２１は内周開口２２ａを介して樋２２
内に侵入するＩＰＡ蒸気を冷却し、凝縮させる機能を有
する。樋２２のドレン２２ｂは処理槽１２の上部内壁に
沿って取り付けられている。凝縮したＩＰＡ液はドレン
２２ｂを通って処理槽１２の内壁を伝わり底部に戻るよ
うになっている。さらに、樋２２のベント２２ｃは処理
槽１２の外に向けて開口している。一方、外槽１１の側
壁には排気装置６０に連通する通路６１が開口してい
る。この排気通路６１を介して過剰なＩＰＡ蒸気が装置
外部へ排出されるようになっている。排出されたＩＰＡ
蒸気は回収容器（図示せず）に回収されるようになって
いる。
り囲むように設けられている。樋２２のなかにはコイル
状の第２熱交換チューブ２１が収納されている。この第
２熱交換チューブ２１は内周開口２２ａを介して樋２２
内に侵入するＩＰＡ蒸気を冷却し、凝縮させる機能を有
する。樋２２のドレン２２ｂは処理槽１２の上部内壁に
沿って取り付けられている。凝縮したＩＰＡ液はドレン
２２ｂを通って処理槽１２の内壁を伝わり底部に戻るよ
うになっている。さらに、樋２２のベント２２ｃは処理
槽１２の外に向けて開口している。一方、外槽１１の側
壁には排気装置６０に連通する通路６１が開口してい
る。この排気通路６１を介して過剰なＩＰＡ蒸気が装置
外部へ排出されるようになっている。排出されたＩＰＡ
蒸気は回収容器（図示せず）に回収されるようになって
いる。
【００２０】第２熱交換チューブ２１の内部通路２１ａ
は冷媒供給源２８に連通し、これに冷媒が循環されるよ
うになっている。冷媒供給源２８には冷媒として水や特
殊アルコール類が収容されている。第２熱交換チューブ
２１は、石英製またはステンレス鋼製のチューブからな
り、外径は１０〜２０mm、内径は９〜１９mm、肉厚は
０．５〜２．５mmである。なお、冷媒供給源２８は冷媒
そのものを冷却するための熱交換システム（図示せず）
を備えている。
は冷媒供給源２８に連通し、これに冷媒が循環されるよ
うになっている。冷媒供給源２８には冷媒として水や特
殊アルコール類が収容されている。第２熱交換チューブ
２１は、石英製またはステンレス鋼製のチューブからな
り、外径は１０〜２０mm、内径は９〜１９mm、肉厚は
０．５〜２．５mmである。なお、冷媒供給源２８は冷媒
そのものを冷却するための熱交換システム（図示せず）
を備えている。
【００２１】２つの温度センサ２３，２４が蒸気スペー
ス１５Ａの上限領域、すなわちＩＰＡ蒸気の凝縮領域に
設けられている。各温度センサ２３，２４は制御器４０
にそれぞれ接続されている。これら温度センサ２３，２
４の検出感度はＩＰＡの沸点より低い温度、例えば７０
℃にそれぞれ設定されている。第１の温度センサ２３の
検出端はＩＰＡ蒸気凝縮領域のなかでも下のほうに位置
し、第２の温度センサ２４の検出端はＩＰＡ蒸気凝縮領
域のなかでも上のほうに位置している。第２温度センサ
２４の検出端は第１温度センサ２３の検出端よりも４〜
６ｃｍほど上方に設けられている。
ス１５Ａの上限領域、すなわちＩＰＡ蒸気の凝縮領域に
設けられている。各温度センサ２３，２４は制御器４０
にそれぞれ接続されている。これら温度センサ２３，２
４の検出感度はＩＰＡの沸点より低い温度、例えば７０
℃にそれぞれ設定されている。第１の温度センサ２３の
検出端はＩＰＡ蒸気凝縮領域のなかでも下のほうに位置
し、第２の温度センサ２４の検出端はＩＰＡ蒸気凝縮領
域のなかでも上のほうに位置している。第２温度センサ
２４の検出端は第１温度センサ２３の検出端よりも４〜
６ｃｍほど上方に設けられている。
【００２２】さらに上部スペース１５Ｂには異常検知用
の第３の温度センサ２５が設けられている。この第３温
度センサ２５は制御器４０を介して火災報知器（図示せ
ず）及び自動消火装置（図示せず）に接続されている。
自動消火装置は処理槽１２からＩＰＡを緊急排出すると
ともに、ガス状の消火剤を散布する機能を有する。
の第３の温度センサ２５が設けられている。この第３温
度センサ２５は制御器４０を介して火災報知器（図示せ
ず）及び自動消火装置（図示せず）に接続されている。
自動消火装置は処理槽１２からＩＰＡを緊急排出すると
ともに、ガス状の消火剤を散布する機能を有する。
【００２３】複数個のランプ７１が外槽１１の上部側壁
にＩＰＡ蒸気雰囲気と隔離された状態で設けられ、上部
スペース１５Ｂを通過するウェハＷに赤外線が照射さ
れ、ウェハＷを乾燥するようになっている。各ランプ７
１は反射板７２でバックアップされている。なお、ラン
プ７１の代わりにノズルを設けて、クリーンなドライガ
スをウェハＷに吹き付けるようにしてもよい。
にＩＰＡ蒸気雰囲気と隔離された状態で設けられ、上部
スペース１５Ｂを通過するウェハＷに赤外線が照射さ
れ、ウェハＷを乾燥するようになっている。各ランプ７
１は反射板７２でバックアップされている。なお、ラン
プ７１の代わりにノズルを設けて、クリーンなドライガ
スをウェハＷに吹き付けるようにしてもよい。
【００２４】次に、図４，図５，図６（ａ）〜（ｅ），
図７（ａ）〜（ｂ）を参照しながら多数枚の濡れたウェ
ハＷを上記装置１０を用いて一括に乾燥処理する場合に
ついて説明する。
図７（ａ）〜（ｂ）を参照しながら多数枚の濡れたウェ
ハＷを上記装置１０を用いて一括に乾燥処理する場合に
ついて説明する。
【００２５】処理槽１２内に所定量のＩＰＡ６を供給す
る（工程Ｓ１）。図６（ａ）及び図６（ｅ）に示すよう
に、供給終了信号ＳP を受信すると制御器４０からモー
タ３７に指令信号ＳO が発信される。図６（ｂ）及び図
６（ｅ）に示すように、指令信号ＳO を受信するとモー
タ３７はバルブ３８を開度２０〜３０％に開け、第１の
熱交換チューブ１７にスチームを供給し、処理槽内のＩ
ＰＡ６を加熱し、その状態を維持する（工程Ｓ２）。一
定時間を経過すると処理槽内のＩＰＡ６が温まり、ＩＰ
Ａ蒸気６ｖの少量発生を維持し、処理可能な状態となる
（準備完了）。
る（工程Ｓ１）。図６（ａ）及び図６（ｅ）に示すよう
に、供給終了信号ＳP を受信すると制御器４０からモー
タ３７に指令信号ＳO が発信される。図６（ｂ）及び図
６（ｅ）に示すように、指令信号ＳO を受信するとモー
タ３７はバルブ３８を開度２０〜３０％に開け、第１の
熱交換チューブ１７にスチームを供給し、処理槽内のＩ
ＰＡ６を加熱し、その状態を維持する（工程Ｓ２）。一
定時間を経過すると処理槽内のＩＰＡ６が温まり、ＩＰ
Ａ蒸気６ｖの少量発生を維持し、処理可能な状態となる
（準備完了）。
【００２６】洗浄された複数枚のウェハＷをボート８２
に積み込み、ボート８２を昇降装置により下降させはじ
めると、トリガー信号ＳL が制御器４０に送られる。図
６（ａ）及び図６（ｅ）に示すように、制御器４０がト
リガー信号ＳL を受信すると（工程Ｓ２１）、制御器４
０からモータ３７に指令信号Ｓ90が発信される（工程Ｓ
２２）。図６（ｂ）及び図６（ｅ）に示すように、指令
信号Ｓ90を受信すると、モータ３７はバルブ３８を開度
２０〜３０％から開度９０％に変え、第１熱交換チュー
ブ１７へのスチーム供給量を増大する。
に積み込み、ボート８２を昇降装置により下降させはじ
めると、トリガー信号ＳL が制御器４０に送られる。図
６（ａ）及び図６（ｅ）に示すように、制御器４０がト
リガー信号ＳL を受信すると（工程Ｓ２１）、制御器４
０からモータ３７に指令信号Ｓ90が発信される（工程Ｓ
２２）。図６（ｂ）及び図６（ｅ）に示すように、指令
信号Ｓ90を受信すると、モータ３７はバルブ３８を開度
２０〜３０％から開度９０％に変え、第１熱交換チュー
ブ１７へのスチーム供給量を増大する。
【００２７】シャッタ５１を開け（工程Ｓ３）、ウェハ
ボート８２を装置１０内に搬入し（工程Ｓ４）、シャッ
タ５１を閉める（工程Ｓ５）。ウェハボート８２を受皿
１９の上に載置し、ウェハＷをスペース１５ＡのＩＰＡ
蒸気６ｖに曝す（工程Ｓ６）。
ボート８２を装置１０内に搬入し（工程Ｓ４）、シャッ
タ５１を閉める（工程Ｓ５）。ウェハボート８２を受皿
１９の上に載置し、ウェハＷをスペース１５ＡのＩＰＡ
蒸気６ｖに曝す（工程Ｓ６）。
【００２８】バルブ３８の開度が９０％にコントロール
されているので、ＩＰＡ６の加熱が強まり、ＩＰＡ蒸気
６ｖの発生量が増大し、ウェハ表面の水分がＩＰＡに完
全に置換される。水分は受皿１９内に流れ落ち、通路３
３を通って装置外部へ排出される。また、第２熱交換チ
ューブ２１によりＩＰＡ蒸気６ｖは凝縮され、凝縮した
ＩＰＡ６は樋２２を介して処理槽１２の底部に戻され
る。なお、制御器４０は信号ＳU を受信するまで指令信
号Ｓｃ1 を発信し続ける（工程Ｓ２５，工程Ｓ２６）。
されているので、ＩＰＡ６の加熱が強まり、ＩＰＡ蒸気
６ｖの発生量が増大し、ウェハ表面の水分がＩＰＡに完
全に置換される。水分は受皿１９内に流れ落ち、通路３
３を通って装置外部へ排出される。また、第２熱交換チ
ューブ２１によりＩＰＡ蒸気６ｖは凝縮され、凝縮した
ＩＰＡ６は樋２２を介して処理槽１２の底部に戻され
る。なお、制御器４０は信号ＳU を受信するまで指令信
号Ｓｃ1 を発信し続ける（工程Ｓ２５，工程Ｓ２６）。
【００２９】開度９０％で多量発生したＩＰＡ蒸気６ｖ
の層が徐々に上昇し、図７（ｂ）に示すように第２温度
センサ２４の検出端部に蒸気６ｖが到達すると、センサ
２４は温度変化を検出し、検出信号Ｓｄ1 を制御器４０
に送る（工程Ｓ２３）。図６Ｂ及び図６Ｃに示すよう
に、検出信号Ｓｄ1 を受信すると、制御器４０はモータ
３７に指令信号Ｓｃ1 を発信する（工程Ｓ２４，工程Ｓ
２５）。これによりモータ３７が駆動し、バルブ３８の
開度を９０％から５０〜８９％（予め設定をしておく）
の範囲に減じる。これによりＩＰＡ６の加熱が弱まり、
ＩＰＡ蒸気６ｖの発生量が減少し、ＩＰＡ蒸気６ｖの層
が徐々に下降する。
の層が徐々に上昇し、図７（ｂ）に示すように第２温度
センサ２４の検出端部に蒸気６ｖが到達すると、センサ
２４は温度変化を検出し、検出信号Ｓｄ1 を制御器４０
に送る（工程Ｓ２３）。図６Ｂ及び図６Ｃに示すよう
に、検出信号Ｓｄ1 を受信すると、制御器４０はモータ
３７に指令信号Ｓｃ1 を発信する（工程Ｓ２４，工程Ｓ
２５）。これによりモータ３７が駆動し、バルブ３８の
開度を９０％から５０〜８９％（予め設定をしておく）
の範囲に減じる。これによりＩＰＡ６の加熱が弱まり、
ＩＰＡ蒸気６ｖの発生量が減少し、ＩＰＡ蒸気６ｖの層
が徐々に下降する。
【００３０】図７（ａ）に示すように、ＩＰＡ蒸気６ｖ
の層が第１温度センサ２３の検出端部を下回ると、セン
サ２３は温度変化を検出し、検出信号Ｓｄ2 を制御器４
０に送る。図６（ｂ）及び図６（ｄ）に示すように、検
出信号Ｓｄ2 を受信すると（工程Ｓ２４）、制御器４０
はモータ３７に指令信号Ｓ90を発信する（工程Ｓ２
２）。これによりモータ３７が駆動し、図６（ｅ）に示
すように、バルブ３８の開度を５０〜８９％の範囲から
９０％に増大する。この繰り返しにより処理期間Ｔ1 中
においてはＩＰＡ蒸気６ｖの層は第１温度センサ２３の
検出端部と第２温度センサ２４の検出端部との間に制御
される。
の層が第１温度センサ２３の検出端部を下回ると、セン
サ２３は温度変化を検出し、検出信号Ｓｄ2 を制御器４
０に送る。図６（ｂ）及び図６（ｄ）に示すように、検
出信号Ｓｄ2 を受信すると（工程Ｓ２４）、制御器４０
はモータ３７に指令信号Ｓ90を発信する（工程Ｓ２
２）。これによりモータ３７が駆動し、図６（ｅ）に示
すように、バルブ３８の開度を５０〜８９％の範囲から
９０％に増大する。この繰り返しにより処理期間Ｔ1 中
においてはＩＰＡ蒸気６ｖの層は第１温度センサ２３の
検出端部と第２温度センサ２４の検出端部との間に制御
される。
【００３１】ＩＰＡ蒸気６ｖによるウェハＷの処理が終
了すると、ウェハボート８２を上昇させる。ウェハボー
ト８２を上昇させはじめると、トリガー信号ＳU が制御
器４０に送られる。制御器４０はトリガー信号ＳU を受
信すると（工程Ｓ２６）、制御器４０からモータ３７に
指令信号ＳO が発信される（工程Ｓ２７）。指令信号Ｓ
O を受信すると、モータ３７はバルブ３８の開度を２０
〜３０％に低減し、ＩＰＡ６の加熱を弱める（工程Ｓ
８）。
了すると、ウェハボート８２を上昇させる。ウェハボー
ト８２を上昇させはじめると、トリガー信号ＳU が制御
器４０に送られる。制御器４０はトリガー信号ＳU を受
信すると（工程Ｓ２６）、制御器４０からモータ３７に
指令信号ＳO が発信される（工程Ｓ２７）。指令信号Ｓ
O を受信すると、モータ３７はバルブ３８の開度を２０
〜３０％に低減し、ＩＰＡ６の加熱を弱める（工程Ｓ
８）。
【００３２】ウェハボート８２を上部スペース１５Ｂに
一時停止させ、スペース１５Ｂを排気するとともに（工
程Ｓ９）、ランプ７１を点灯し、ウェハＷを乾燥する
（工程Ｓ１０）。シャッタ５１を開け（工程Ｓ１１）、
ウェハＷを装置１０から搬出し（工程Ｓ１２）、シャッ
タ５１を閉じる（工程Ｓ１３）。
一時停止させ、スペース１５Ｂを排気するとともに（工
程Ｓ９）、ランプ７１を点灯し、ウェハＷを乾燥する
（工程Ｓ１０）。シャッタ５１を開け（工程Ｓ１１）、
ウェハＷを装置１０から搬出し（工程Ｓ１２）、シャッ
タ５１を閉じる（工程Ｓ１３）。
【００３３】上記装置によれば、第１の熱交換器により
処理槽内のＩＰＡを水蒸気により直接加熱するので、Ｉ
ＰＡの加熱開始から蒸気発生までの応答が速く、多量の
ＩＰＡ蒸気を迅速かつ安全に発生させることができる。
このため、処理期間Ｔ1が短縮され、スループットが大
幅に向上する。なお、期間Ｔ0はバルブ開度２０〜３０
％でＩＰＡ６をウォームアップする準備期間にあたり、
期間Ｔ2はバルブ開度５０〜８９％でＩＰＡ６を加熱す
る期間にあたる。
処理槽内のＩＰＡを水蒸気により直接加熱するので、Ｉ
ＰＡの加熱開始から蒸気発生までの応答が速く、多量の
ＩＰＡ蒸気を迅速かつ安全に発生させることができる。
このため、処理期間Ｔ1が短縮され、スループットが大
幅に向上する。なお、期間Ｔ0はバルブ開度２０〜３０
％でＩＰＡ６をウォームアップする準備期間にあたり、
期間Ｔ2はバルブ開度５０〜８９％でＩＰＡ６を加熱す
る期間にあたる。
【００３４】第１熱交換チューブ１７の伝熱面積をさら
に大きくすることは容易に可能であり、さらに効率良く
ＩＰＡ６を加熱することができるようになる。また、第
１熱交換チューブ１７に用いる熱媒体として温度が１３
０℃前後の飽和水蒸気を採用するので、火災を起こすお
それがほとんどなく、安全である。
に大きくすることは容易に可能であり、さらに効率良く
ＩＰＡ６を加熱することができるようになる。また、第
１熱交換チューブ１７に用いる熱媒体として温度が１３
０℃前後の飽和水蒸気を採用するので、火災を起こすお
それがほとんどなく、安全である。
【００３５】さらに、２つの温度センサ２３，２４及び
制御器４０によりスチームバルブ３８をフィードバック
制御するので、ＩＰＡ蒸気の発生量を迅速かつ細まめに
変えることができ、処理に要する時間をなお一層短縮す
ることができる。
制御器４０によりスチームバルブ３８をフィードバック
制御するので、ＩＰＡ蒸気の発生量を迅速かつ細まめに
変えることができ、処理に要する時間をなお一層短縮す
ることができる。
【００３６】
【００３７】さらに、上述した実施例では、処理槽２お
よび第１熱交換器１７は石英ガラス製またはステンレス
鋼製であるが、不純物の溶出が極めて少なければこれら
以外の他の材料でつくってもよい。また、上述した実施
例では半導体ウェハを乾燥する場合について説明した
が、この他にＬＣＤ基板の乾燥にも本発明の装置を用い
ることができる。
よび第１熱交換器１７は石英ガラス製またはステンレス
鋼製であるが、不純物の溶出が極めて少なければこれら
以外の他の材料でつくってもよい。また、上述した実施
例では半導体ウェハを乾燥する場合について説明した
が、この他にＬＣＤ基板の乾燥にも本発明の装置を用い
ることができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、第１熱交換器によりＩ
ＰＡを直接加熱するので、ＩＰＡの加熱開始から蒸気発
生までの応答が速く、多量のＩＰＡ蒸気を迅速に発生さ
せることができる。このため、処理期間Ｔ1 が短縮さ
れ、スループットが大幅に向上する。また、本発明装置
の有機溶媒供給源は分離フィルタを内蔵しているので、
処理槽内には水分除去された高純度のＩＰＡが供給さ
れ、長期間にわたりＩＰＡの蒸気発生効率が劣化せず、
かつ多量の基板を乾燥処理するにもかかわらずＩＰＡ消
費量が少ない。
ＰＡを直接加熱するので、ＩＰＡの加熱開始から蒸気発
生までの応答が速く、多量のＩＰＡ蒸気を迅速に発生さ
せることができる。このため、処理期間Ｔ1 が短縮さ
れ、スループットが大幅に向上する。また、本発明装置
の有機溶媒供給源は分離フィルタを内蔵しているので、
処理槽内には水分除去された高純度のＩＰＡが供給さ
れ、長期間にわたりＩＰＡの蒸気発生効率が劣化せず、
かつ多量の基板を乾燥処理するにもかかわらずＩＰＡ消
費量が少ない。
【００３９】第１熱交換チューブ１７の伝熱面積をさら
に大きくすることは容易に可能であり、さらに効率良く
ＩＰＡ６を加熱することができるようになる。また、第
１熱交換チューブ１７に用いる熱媒体として温度が１３
０℃前後の飽和水蒸気を採用するので、火災を起こすお
それがほとんどなく、安全である。
に大きくすることは容易に可能であり、さらに効率良く
ＩＰＡ６を加熱することができるようになる。また、第
１熱交換チューブ１７に用いる熱媒体として温度が１３
０℃前後の飽和水蒸気を採用するので、火災を起こすお
それがほとんどなく、安全である。
【００４０】２つの温度センサ２３，２４及び制御器４
０によりスチームバルブ３８をフィードバック制御する
ので、ＩＰＡ蒸気の発生量を迅速かつ細まめに変えるこ
とができ、処理に要する時間をなお一層短縮することが
できる。
０によりスチームバルブ３８をフィードバック制御する
ので、ＩＰＡ蒸気の発生量を迅速かつ細まめに変えるこ
とができ、処理に要する時間をなお一層短縮することが
できる。
【図１】本発明の実施例に係る基板乾燥装置の全体を示
す断面ブロック図。
す断面ブロック図。
【図２】基板乾燥装置の主要部を示す断面ブロック図。
【図３】図２のIII−III線で切断した基板乾燥装置を示
す断面図。
す断面図。
【図４】基板乾燥方法を示すフローチャート。
【図５】ＩＰＡ加熱システムの制御器における動作を示
すフローチャート。
すフローチャート。
【図６】（ａ）〜（ｅ）のそれぞれは、ＩＰＡ加熱シス
テムの動作を説明するために各信号とバルブ開度との関
係を示すタイミングチャート。
テムの動作を説明するために各信号とバルブ開度との関
係を示すタイミングチャート。
【図７】（ａ）及び（ｂ）のそれぞれは、ＩＰＡ加熱制
御を説明するためにＩＰＡ蒸気発生領域の上限をそれぞ
れ模式的に示す略断面図である。
御を説明するためにＩＰＡ蒸気発生領域の上限をそれぞ
れ模式的に示す略断面図である。
１１…外槽、 １２…処理槽、 １７…第１の熱交換チ
ューブ、１９…受皿、２０…熱媒供給源、 ２１…第２
の熱交換チューブ、２２…樋、 ２３，２４，２５…温
度センサ、 ２８…冷媒供給源、３０…ＩＰＡ供給源、
３７…モータ、 ３８…バルブ、 ４０…制御器。
ューブ、１９…受皿、２０…熱媒供給源、 ２１…第２
の熱交換チューブ、２２…樋、 ２３，２４，２５…温
度センサ、 ２８…冷媒供給源、３０…ＩＰＡ供給源、
３７…モータ、 ３８…バルブ、 ４０…制御器。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−17786（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−211592（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/304
Claims (10)
- 【請求項１】 水で濡らされた複数枚の基板を一括に乾
燥処理する基板乾燥装置において、 水の沸点よりも低い沸点をもつイソプロピルアルコール
が収容される処理槽と、 この処理槽内にイソプロピルアルコールを供給する有機
溶媒供給源と、 前記処理槽内のイソプロピルアルコールに浸漬され、か
つ、内部に飽和水蒸気又は過飽和水蒸気が通流される熱
交換チューブを備えており、前記飽和水蒸気又は過飽和
水蒸気とイソプロピルアルコールとを熱交換させてイソ
プロピルアルコールの蒸気を発生させる第１の熱交換器
と、 前記処理槽の上部または上方に設けられ、かつ、内部に
冷媒が通流される熱交換チューブを備えており、冷媒と
イソプロピルアルコールの蒸気とを熱交換させてイソプ
ロピルアルコールの蒸気を凝縮させる第２の熱交換器
と、前記第１熱交換チューブ内を通流する前記飽和水蒸気又
は過飽和水蒸気の流量を可変するモータ駆動式のボール
バルブを備えた 流量可変調整機構と、イソプロピルアルコールの蒸気凝縮領域の異なる高さ位
置において温度をそれぞれ検出する２つの温度センサ
と 、前記２つの温度センサによって検出された検出信号に基
づき前記流量可変調整機構を制御し、イソプロピルアル
コールの蒸気を上昇又は下降させるべく前記飽和水蒸気
又は過飽和水蒸気の流量を増減させる 制御手段と、前記有機溶媒供給源に内蔵され、イソプロピルアルコー
ル中に含まれる水分を分離除去する分離フィルタと、 を
有することを特徴とする基板乾燥装置。 - 【請求項２】 さらに、イソプロピルアルコールの蒸気
を発生させる領域より上方で、基板に付着したイソプロ
ピルアルコールを強制的に揮発させる手段を有すること
を特徴とする請求項１記載の基板乾燥装置。 - 【請求項３】 処理槽は石英ガラス製又はステンレス鋼
製であることを特徴とする請求項１記載の基板乾燥装
置。 - 【請求項４】 第１の熱交換チューブは石英ガラス製又
はステンレス鋼製で あることを特徴とする請求項１記載
の基板乾燥装置。 - 【請求項５】 第２の熱交換チューブは石英ガラス製又
はステンレス鋼製であることを特徴とする請求項１記載
の基板乾燥装置。 - 【請求項６】 さらに、第２の熱交換器により凝縮され
たイソプロピルアルコールを処理槽の下部に戻すための
樋を有することを特徴とする請求項１記載の基板乾燥装
置。 - 【請求項７】 さらに、処理槽内のイソプロピルアルコ
ールに浸漬しないように設けられ、基板から除去された
水分を受ける受皿と、この受皿に開口し除去水分を外部
に排出する排出通路と、を有することを特徴とする請求
項１記載の基板乾燥装置。 - 【請求項８】 さらに、イソプロピルアルコールの蒸気
発生領域よりも上方の領域を排気する排気手段を有する
ことを特徴とする請求項１記載の基板乾燥装置。 - 【請求項９】 さらに、イソプロピルアルコールの蒸気
発生領域とその上方領域との間で基板を移動させる搬送
手段を有することを特徴とする請求項１記載の基板乾燥
装置。 - 【請求項１０】 さらに、前記処理槽の上方に設けられ
た異常検知用の温度センサを有することを特徴とする請
求項１記載の基板乾燥装置。
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