JP4662352B2

JP4662352B2 - 蒸気乾燥方法及びその装置並びにその記録媒体

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Publication number: JP4662352B2
Application number: JP2005231828A
Authority: JP
Inventors: 裕二上川; 修津田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2025-08-10
Also published as: JP2007046838A

Description

この発明は、蒸気乾燥方法及びその装置並びにその記録媒体に関するものである。

従来、液体又は液的流体等の液を含む流体、例えば、窒素ガス（Ｎ2ガス）等の不活性ガス中に霧状の有機溶媒例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を混合した混合流体を蒸発し、その蒸発ガスを被処理体（被乾燥体）に接触させて乾燥処理するＩＰＡ乾燥技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記蒸気乾燥方法（装置）によれば、被処理体例えば半導体ウエハ（以下にウエハという）を収容した処理室内にＩＰＡとＮ2ガスとの混合流体を加熱して生成された蒸気を供給して第１の乾燥を行った後、処理室内にＮ2ガスのみを供給して、ウエハに付着したＩＰＡを気化して除去する第２の乾燥を行うことができる。
特開平１０−１２５６４９号公報（特許請求の範囲、段落番号００６９〜００７１、図８）

しかしながら、従来のこの種の蒸気乾燥方法（装置）においては、ＩＰＡとＮ2ガスを混合する混合手段により混合した後に加熱するため、混合手段は生成されるＩＰＡ蒸気の量に応じて流すことが可能なＮ2ガスの流量が制限されている。また、第１の乾燥工程後に、連続して第２の乾燥工程を行う場合、混合手段にＮ2ガスのみを供給することで、Ｎ2ガスを処理室内に供給している。

しかし、混合手段に供給可能なＮ2ガスの流量は、ＩＰＡの混合に最適な範囲に設定されているため、流量が限られるので、このＮ2ガスを第２の乾燥に使用すると、供給量が少ないために第２の乾燥処理時間が長くなり、ウォーターマークの発生など乾燥性能に影響を及ぼすという問題があった。また、少量の不活性ガスを長時間供給することにより、不活性ガスの無駄が生じる虞もある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、乾燥時間の短縮及び乾燥性能の向上が図れると共に、不活性ガスを有効に利用できるようにした蒸気乾燥方法及び蒸気乾燥装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の蒸気乾燥方法は、不活性ガスと溶剤を混合して混合流体を生成する混合工程と、前記混合流体を加熱手段で加熱して蒸気を生成する蒸気生成工程と、前記蒸気生成工程で生成された蒸気を処理室内に供給して、被処理体を乾燥させる第１の乾燥工程と、不活性ガスを前記加熱手段で加熱する加熱工程と、前記加熱工程で加熱された不活性ガスを前記処理室内に供給して被処理体を乾燥させる第２の乾燥工程とを有し、前記第１の乾燥工程と第２の乾燥工程に使用する不活性ガスの供給量を別々に設定すると共に、第１の乾燥工程に対する第２の乾燥工程時の不活性ガスの供給量を増加させ、前記混合流体を生成する手段に接続する溶剤供給管に介設される開閉弁の二次側に、不活性ガスを供給して、前記混合流体を生成する手段に残留する溶剤を除去する、ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の蒸気乾燥方法において、前記第１の乾燥工程の後、混合流体を生成する手段の一次側に接続する分岐管を介して不活性ガスを処理室内に供給するように制御する、ことを特徴とする。

また、請求項３記載の蒸気乾燥装置は、請求項１，２記載の蒸気乾燥方法を具現化するもので、被処理体を収容する処理室と、前記処理室内に蒸気又は不活性ガスを供給する供給手段と、溶剤供給源及び不活性ガス供給源に接続され、溶剤と不活性ガスとの混合流体を生成する混合流体生成手段と、前記混合流体生成手段により生成された混合流体を加熱手段で加熱して蒸気を生成する蒸気生成手段と、を具備し、前記混合流体生成手段の一次側に接続する不活性ガス供給管と、混合流体生成手段の二次側に接続する混合流体供給管とを、開閉弁を介設した分岐管を介して接続し、前記不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを、前記混合流体生成手段又は混合流体生成手段及び前記分岐管を介して前記処理室内に供給可能に形成し、前記混合流体生成手段に接続する溶剤供給管に介設される開閉弁の二次側に、不活性ガス供給管から分岐される補助分岐管を接続し、補助分岐管から供給される不活性ガスを前記混合流体生成手段に供給して、混合流体生成手段内に残留する溶剤を除去可能に形成してなる、ことを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の蒸気乾燥装置において、前記蒸気生成手段で生成された蒸気の処理室内への供給、前記分岐管に介設された開閉弁の開閉、及び前記加熱手段で加熱された不活性ガスの処理室内への供給、並びに前記補助分岐管路に介設される開閉弁の開閉を制御する制御手段を更に具備する、ことを特徴とする。

また、請求項５記載の蒸気乾燥用記録媒体は、請求項１，２記載の蒸気乾燥方法及び請求項３記載の蒸気乾燥装置を実行させるもので、コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、不活性ガスと溶剤を混合して混合流体を生成する混合工程と、前記混合流体を加熱手段で加熱して蒸気を生成する蒸気生成工程と、前記蒸気生成工程で生成された蒸気を処理室内に供給して、被処理体を乾燥させる第１の乾燥工程と、不活性ガスを前記加熱手段で加熱する加熱工程と、前記加熱工程で加熱された不活性ガスを前記処理室内に供給して被処理体を乾燥させる第２の乾燥工程と、前記第１の乾燥工程と第２の乾燥工程に使用する不活性ガスの供給量を別々に設定すると共に、第１の乾燥工程に対する第２の乾燥工程時の不活性ガスの供給量を増加させる工程と、前記混合流体を生成する手段に接続する溶剤供給管に介設される開閉弁の二次側に、不活性ガスを供給して、前記混合流体を生成する手段に残留する溶剤を除去する工程が実行されるように、コンピュータが蒸気乾燥装置を制御するものである、ことを特徴とする。

加えて、請求項６記載の発明は、請求項５記載の蒸気乾燥用記録媒体において、前記制御プログラムは、実行時に、第１の乾燥工程の後、混合流体を生成する手段の一次側に接続する分岐管を介して不活性ガスを処理室内に供給する工程が更に実行されるように、コンピュータが蒸気乾燥装置を制御するものである、ことを特徴とする。

請求項１，３，５記載の発明によれば、被処理体を収容する処理室内に蒸気を供給して、被処理体を乾燥させる第１の乾燥と、加熱された不活性ガスを処理室内に供給して、被処理体を乾燥させる第２の乾燥を行った後、第１の乾燥工程時の不活性ガスの供給量より多い流量の不活性ガスを処理室内に供給して被処理体に付着した溶剤を除去することができる。

請求項２，６記載の発明によれば、第１の乾燥工程の後、混合流体を生成する手段の一次側に接続する分岐管を介して不活性ガスを処理室内に供給することにより、第２の乾燥工程における不活性ガスの流量を増大させることができる。

また、請求項１，３記載の発明によれば、混合流体生成手段に接続する溶剤供給管に介設される開閉弁の二次側に、不活性ガス供給管から分岐される補助分岐管を接続することにより、混合流体生成手段内に残留する溶剤を補助分岐管から供給される不活性ガスによって除去することができる。

この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような優れた効果が得られる。

（１）請求項１，３，５記載の発明によれば、被処理体を収容する処理室内に蒸気を供給して、被処理体を乾燥させる第１の乾燥と、加熱された不活性ガスを処理室内に供給して、被処理体を乾燥させる第２の乾燥を行った後、第１の乾燥工程時の不活性ガスの供給量より多い流量の不活性ガスを処理室内に供給して被処理体に付着した溶剤を除去することができるので、乾燥時間の短縮及び乾燥性能の向上が図れると共に、不活性ガスの有効利用が図れる。

（２）請求項２，６記載の発明によれば、第１の乾燥工程の後、混合流体を生成する手段の一次側に接続する分岐管を介して不活性ガスを処理室内に供給することにより、第２の乾燥工程における不活性ガスの流量を増大させることができるので、前記（１）に加えて、更に不活性ガスの有効利用が図れると共に、乾燥時間の短縮が図れる。

（３）請求項１，３，５記載の発明によれば、混合流体生成手段に接続する溶剤供給管に介設される開閉弁の二次側に、不活性ガス供給管から分岐される補助分岐管を接続することにより、混合流体生成手段内に残留する溶剤を補助分岐管から供給される不活性ガスによって除去することができるので、更に以後の乾燥工程の始動時に溶剤が処理室内に供給されるのを確実に防止することができると共に、処理精度の向上を図ることができる。

以下に、この発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る蒸気乾燥装置を半導体ウエハの洗浄・乾燥処理システムに適用した場合について説明する。

図１は、前記洗浄・乾燥処理システムの全体を示す概略構成図、図２は、この発明における混合流体生成手段を示す概略断面図である。

上記洗浄・乾燥処理システムは、被処理体である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を収容する処理室１ａを有する処理容器１と、この処理容器１内のウエハＷに向かって乾燥用の蒸気又は不活性ガス例えば窒素（Ｎ2）ガスを供給（噴射）する供給手段である供給ノズル２と、蒸気溶剤であるＩＰＡ（イソプロピルアルコール）とＮ2ガスの混合流体の蒸気を生成する蒸気生成手段である蒸気発生装置１０と、ＩＰＡとＮ2ガスの混合流体すなわちＮ2ガス中に霧状のＩＰＡを混合した混合流体を生成する混合流体生成手段である２流体ノズル３と、溶剤供給源であるＩＰＡ供給源８に接続するＩＰＡ液を貯留するタンク４（以下にＩＰＡタンク４という）と、不活性ガス供給源であるＮ2ガス供給源５と、前記供給ノズル２，蒸気発生装置１０，２流体ノズル３，ＩＰＡタンク４及びＮ2ガス供給源５を接続する蒸気供給管２１，混合流体供給管２２，Ｎ2ガス供給管２３及びＩＰＡ供給管２４と、Ｎ2ガス供給管２３と混合流体供給管２２とを接続する開閉弁Ｖ2を介設する分岐管２５と、ＩＰＡ供給管２４における２流体ノズル３側付近に介設される開閉弁Ｖ3の二次側とＮ2ガス供給管２３とを接続する補助分岐管２６等の配管とで主に構成されている。

前記２流体ノズル３は、図２に示すように、Ｎ2ガス供給管２３に接続するＮ2ガス供給路３ａと、ＩＰＡ供給管２４に接続するＩＰＡ供給路３ｂと、これら供給路３ａ，３ｂ内を流れるＮ2ガスとＩＰＡとを混合する混合室３ｃ及び混合室３ｃに連通すると共に混合流体供給管２２に接続する混合流体供給路３ｄとを具備し、液状のＩＰＡをＮ2ガスの流速で霧状にして蒸気発生装置１０に供給するように構成されている。この２流体ノズル３におけるＮ2ガス供給路３ａに接続されるＮ2ガス供給管２３には、Ｎ2ガス供給源５側から順に減圧弁６，開閉弁Ｖ1，マスフローコントローラＭＦ及びフィルタＦ1が介設されている。また、Ｎ2ガス供給管２３と混合流体供給管２２とは分岐管２５を介して接続されており、この分岐管２５には２流体ノズル３と並列する開閉弁Ｖ2が介設されている。

このように、Ｎ2ガス供給管２３と混合流体供給管２２とを分岐管２５を介して接続すると共に、分岐管２５に２流体ノズル３と並列する開閉弁Ｖ2を介設することにより、ＩＰＡ乾燥処理時（第１の乾燥工程時）には、開閉弁Ｖ2を閉じて２流体ノズル３からＩＰＡとＮ2ガスの混合流体を供給し、Ｎ2ガスにより乾燥処理時（第２の乾燥工程時）には、２流体ノズル３からＮ2ガスのみを供給すると共に、開閉弁Ｖ2を開いて分岐管２５からＮ2ガスを供給することによってＮ2ガスを大量に流すことができる。なお、開閉弁Ｖ2を開いている場合、分岐管２５の流路面積は２流体ノズル３の流量面積に比べて遙かに大きいため、Ｎ2ガスの大部分は分岐管２５を介して流れる。つまり、第１乾燥工程時には、Ｎ2ガス供給源５から２流体ノズル３に供給される混合流体を生成するに適したＮ2ガスの流量を処理室１ａ内に供給し、第２の乾燥工程時には、前記混合流体を生成するに適したＮ2ガスの流量に加えて、Ｎ2ガス供給源５からＮ2ガス供給管２３を介して分岐管２５を流れるＮ2ガスを処理室１ａ内に供給することができるので、同一のＮ2ガス供給源５から供給されるＮ2ガスを適宜設定して、第１の乾燥処理と第２の乾燥処理を効率良く行うことができる。なお、第２の乾燥工程時において、供給されるＮ2ガスの流量を、第１の乾燥工程時より多くするようにしてもよい。なお、２流体ノズル３の一次側あるいは二次側に図示しない開閉弁を設け、蒸気を生成する際には該開閉弁を開放しておき、Ｎ2ガスのみを供給する際には開閉弁を閉じておくようにして、２流体ノズル３側の経路と分岐管２５側の経路を切り換えるようにしてもよい。これによりＮ2乾燥時に２流体ノズル３に残留したＩＰＡが処理室１ａ内に供給されることが防止される。

なお、前記開閉弁Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3は制御手段例えば中央演算処理装置４０（以下にＣＰＵ４０という）に電気的に接続されており、ＣＰＵ４０からの制御信号に基づいて開閉制御されるように構成されている。

また、２流体ノズル３におけるＩＰＡ供給路３ｂは、ＩＰＡ供給管２４を介してＩＰＡタンク４の底部に設けられた吐出口４ａに接続されている。この場合、吐出口４ａは２個設けられており、一方の吐出口４ａに接続されるＩＰＡ供給管２４に対して、他方の吐出口４ａに接続されるＩＰＡ供給分岐管２４ＡがＩＰＡ供給管２４の途中に接続されている。そして、このＩＰＡ供給分岐管２４ＡとＩＰＡ供給管２４にそれぞれ互いに並列に往復駆動式のＩＰＡ供給ポンプＰＡ，ＰＢが介設されている。なお、ＩＰＡ供給分岐管２４ＡとＩＰＡ供給管２４におけるＩＰＡ供給ポンプＰＡ，ＰＢの二次側（吐出側）にはそれぞれ逆止弁Ｖｃが介設されており、ＩＰＡ供給管２４におけるＩＰＡ供給分岐管２４Ａとの接続部の二次側には圧力スイッチＰＳＷとフィルタＦ３が介設されている。両ＩＰＡ供給ポンプＰＡ，ＰＢ及び圧力スイッチＰＳＷは、ＣＰＵ４０に電気的に接続されており、ＣＰＵ４０からの制御信号に基づいて互いに位相差をもって作動するように構成されている。このように両ＩＰＡ供給ポンプＰＡ，ＰＢに位相差をもたせて作動させることにより、ＩＰＡの供給時の脈動を抑制すると共に、ＩＰＡの供給量を正確にすることができる。この際、圧力スイッチＰＳＷによってＩＰＡ供給ポンプＰＡ，ＰＢの圧力をモニタすることで流量が確認される。

なお、ＩＰＡタンク４の上端と、ＩＰＡタンク４の底部に設けられたドレイン口４ｂに接続するタンクドレイン管２７にＩＰＡ量測定用の管２８が接続されている。この測定用管２８には、上方から順に、ＩＰＡタンク４内のＩＰＡの上限量を検出する上限センサＳａ，ＩＰＡの適量を検出する適量センサＳｂ，ＩＰＡ供給ポンプＰＡ，ＰＢの動作をチェックするチェックセンサＳｃ及び下限量を検出する下限センサＳｄが介設されている。これらセンサＳａ〜ＳｄはＣＰＵ４０に電気的に接続されており、センサＳａ〜Ｓｄによって検出された信号がＣＰＵ４０に伝達され、ＣＰＵ４０からの制御信号に基づいてＩＰＡ供給ポンプＰＡ，ＰＢの作動・停止やＩＰＡ供給源８とＩＰＡタンク４とを接続する供給管９に介設された開閉弁Ｖ0の開閉等が行われるようになっている。なおこの場合、チェックセンサＳｃには、ＩＰＡの吐出開始から規定の通過点までの時間を吐出流量から計算し、確認するシーケンスが組み込まれている。

また、ＩＰＡタンク４の上端には、オーバーフロー管６０が接続されており、このオーバーフロー管６０の途中に、Ｎ2ガス供給管２３のＮ2ガス供給源５側から分岐されたＮ2ガス分岐供給管２３Ａが接続されている。なお、Ｎ2ガス分岐供給管２３Ａには、Ｎ2ガス供給源５側から順に減圧弁６Ａ，手動式の開閉弁Ｖａ，オリフィス７Ａ及びフィルタＦ２が介設されると共に、オーバーフロー管６０の接続部の手前側（一次側）にはオリフィス２９ａが介設されている。

このように構成することにより、オーバーフロー管６０を介してＩＰＡタンク４内に常時Ｎ2ガスを供給（パージ）することができるので、ＩＰＡタンク４からＩＰＡを吐出する時にオーバーフロー管６０から汚染された気体がＩＰＡタンク４内に侵入するのを防止することができる。また、オーバーフロー管６０の途中にＮ2ガスをパージすることで、以下のような問題を解決することができる。すなわち、ＩＰＡタンク４に直接Ｎ2ガスをパージすると、ＩＰＡタンク４内のＩＰＡの液面のガス空間のＩＰＡ雰囲気の濃度を下げて、ＩＰＡが揮発し易くなり、無駄が発生するが、オーバーフロー管６０の途中にＮ2ガスをパージすることで、かかる問題を解決することができる。

また、ＩＰＡ供給管２４における２流体ノズル３のＩＰＡ供給部側付近には開閉弁Ｖ3が介設されており、この開閉弁Ｖ3の二次側と２流体ノズル３との間には、Ｎ2ガス供給管２３から分岐された補助分岐管２６が接続されている。この補助分岐管２６には、２流体ノズル３側から順に開閉弁Ｖ4とオリフィス２９ｂが介設されている。

このように、ＩＰＡ供給管２４における開閉弁Ｖ3の二次側と２流体ノズル３との間に、Ｎ2ガス供給管２３から分岐された補助分岐管２６を接続することにより、ＩＰＡ供給ポンプＰＡ，ＰＢによるＩＰＡの供給が終了した後、２流体ノズル３までのＩＰＡ供給管２４中に残留するＩＰＡをＮ2ガスで２流体ノズル３に送り、ＩＰＡ供給管２４中にＩＰＡが残らないようにすることができる。したがって、Ｎ2ガスによる乾燥処理時にＩＰＡが供給される虞がなくなる。

なお、ＩＰＡ供給管２４における開閉弁Ｖ3の一次側付近には、開閉弁Ｖ5を介設したＩＰＡドレイン管８０が接続されている。この場合、開閉弁Ｖ5に代えて安全弁をＩＰＡドレイン管８０に介設してもよい。

また、前記蒸気発生装置１０，２流体ノズル３，ＩＰＡタンク４，ＩＰＡ供給ポンプＰＡ，ＰＢ及びこれらの配管類は、外気から遮断されたクリーンルーム７０内に配設されており、クリーンルーム７０内には、Ｎ2ガス供給源５Ａに接続するＮ2ガス供給管２３Ｂを介して清浄化されたＮ2ガスが供給されるように構成されている（図１参照）。Ｎ2ガス供給管２３Ｂには、Ｎ2ガス供給源５Ａ側から順に減圧弁６Ｂ，手動式の開閉弁Ｖｂ及びオリフィス７Ｂが介設されている。

なお、前記開閉弁Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3以外の開閉弁Ｖ0，Ｖ4，Ｖ5，やマスフローコントローラＭＦ等の機器類もＣＰＵ４０に伝達に電気的に接続されており、ＣＰＵ４０に伝達からの制御信号に基づいて作動するように構成されている。

一方、蒸気発生装置１０は、図３に示すように、２流体ノズル３の吐出口に混合流体供給管２２を介して接続され、２流体ノズル３によって生成されたＩＰＡとＮ2ガスの混合流体を蒸発させる第１の加熱手段である第１の加熱ユニット１１（以下に気化ユニット１１という）と、気化ユニット１１によって蒸発した流体を所定の処理温度（例えば１５０〜２００℃）まで昇温する第２の加熱手段である第２の加熱ユニット１２（以下に昇温ユニット１２という）を具備している。

また、蒸気発生装置１０は、気化ユニット１１によって蒸発した混合流体の温度を検出する後述する第１の温度検出手段３１ｂ（以下に蒸発温度検出手段３１ｂという）と、昇温ユニット１２で昇温された蒸気の温度を検出する後述する第２の温度検出手段３２ｃ（以下に昇温温度検出手段３２ｃという）と、蒸発温度検出手段３１ｂが検出した温度に基づいて気化ユニット１１を構成する加熱手段の加熱温度すなわち後述するハロゲンランプ１３の電流を制御すると共に、昇温温度検出手段３２ｃが検出した温度に基づいて昇温ユニット１２を構成する加熱手段の加熱温度すなわち後述するハロゲンランプ１３の電流を制御するＣＰＵ４０と、を具備している。

この場合、気化ユニット１１は２個の蒸気発生器１５を具備し、昇温ユニット１２は３個の蒸気発生器１５を具備している。なお、気化ユニット１１と昇温ユニット１２における蒸気発生器１５の数はこれに限定されるものではない。

蒸気発生器１５は、加熱源に光エネルギを用いており、この光エネルギを熱エネルギに変換して間接的に混合流体に熱を伝える構造となっている。すなわち、蒸気発生器１５は、図４に示すように、内壁面に断熱材１６を固定した密閉筒状の例えばステンレス製の容器本体１７と、この容器本体１７の中心軸部に架設される加熱手段であるハロゲンランプ１３と、このハロゲンランプ１３との間に隙間をおいてハロゲンランプ１３を包囲すると共に隣接同士が互いに接触する螺旋状をなすスパイラル管１４とで主に構成されている。なお、スパイラル管１４の一端は容器本体１７の一端側の側壁を貫通して流体の流入口１４ａを形成し、他端は容器本体１７の他端側の側壁を貫通して流体の流出口１４ｂを形成している。また、スパイラル管１４は、ステンレス製のパイプ部材にて形成されており、その表面には輻射光吸収用の黒色塗料（図示せず）が塗装されている。このようにスパイラル管１４の表面に輻射光吸収用の黒色塗料を塗装することにより、ハロゲンランプ１３から照射された光が黒色塗料に吸収されて熱エネルギに変換されてスパイラル管１４を介して間接的にスパイラル管１４内を流れる流体に均一かつ効率良く伝熱することができる。

なお、容器本体１７の一端側の側壁には、Ｎ2ガス供給口１７ａが設けられており、Ｎ2ガス供給源５Ａから供給されるＮ2ガスを容器本体１７内に供給することにより、容器本体１７内をＮ2ガスでパージすると共に、外部雰囲気例えばＩＰＡ雰囲気が容器本体１７内に侵入するのを防止することができ、蒸気発生器１５の安全性の向上が図られている。

上記のように構成される蒸気発生器１５によれば、流入口１４ａから流出口１４ｂに流れるＮ2ガス中に霧状のＩＰＡを混合した混合流体を、ハロゲンランプ１３から照射された光エネルギを吸収する黒色塗料とスパイラル管１４を介して間接的に加熱し、気化ユニット１１においては混合流体を蒸発し、昇温ユニット１２においては蒸発された混合流体を所定の処理温度に加熱することができる。

なお、気化ユニット１１を構成する２個の蒸気発生器１５のうち一次側に配置される蒸気発生器１５の流入口１４ａは混合流体供給管２２を介して２流体ノズル３に接続され、流出口１４ｂは、第１の接続管１９ａを介して二次側に配置される蒸気発生器１５の流入口１４ａに接続されている。

また、気化ユニットの二次側に配置される蒸気発生器１５の流出口１４ｂと昇温ユニット１２の一次側に配置される蒸気発生器１５の流入口１４ａは第２の接続管１９ｂを介して接続され、昇温ユニット１２の一次側の蒸気発生器１５の流出口１４ｂと中間部に配置される蒸気発生器１５の流出口１４ｂは第３の接続管１９ｃを介して接続され、中間部の蒸気発生器１５の流出口１４ｂと昇温ユニット１２の二次側に配置される蒸気発生器１５の流入口１４ａは第４の接続管１９ｄを介して接続されている。

このように構成される蒸気発生装置１０において、第２の接続管１９ｂには気化ユニット１１における蒸気発生器１５により蒸発した流体の温度を検出する蒸発温度検出手段である蒸発温度センサ３１ｂが介設されている。

また、昇温ユニット１２の二次側に配置される蒸気発生器１５の流出口１４ｂに接続される蒸気供給管２１の蒸気発生器１５側には、蒸気発生器１５により昇温された蒸気の温度を検出する昇温温度検出手段である昇温温度センサ３２ｃが介設されている。

なお、第１の接続管１９ａ，第３の接続管１９ｃ及び第４の接続管１９ｄには、それぞれモニタ用の温度センサ３１ａ，３２ａ及び３２ｂが介設されている。

前記蒸発温度センサ３１ｂと昇温温度センサ３２ｃは、ＣＰＵ４０に電気的に接続されており、検出された温度情報がＣＰＵ４０に伝達され、ＣＰＵ４０からの制御信号に基づいて各蒸気発生器１５のハロゲンランプ１３に接続する電力調整器５０Ａ，５０Ｂが作動することにより、気化工程及び昇温工程の温度が制御されるようになっている。すなわち、蒸発温度センサ３１ｂによって検出された気化ユニット１１における温度情報は、ＣＰＵ４０から電流調整器５０Ａに伝達されて気化ユニット１１のハロゲンランプ１３が制御される。また、昇温温度センサ３２ｃによって検出された昇温ユニット１２における温度情報は、ＣＰＵ４０から電流調整器５０Ｂに伝達されて昇温ユニット１２のハロゲンランプ１３が制御される。この場合、気化ユニット１１における蒸気発生器１５のハロゲンランプ１３は、蒸気溶剤であるＩＰＡの沸点（８２．４℃）よりやや高い温度例えばＩＰＡの沸点より＋２０℃以下、好ましくは＋１０℃以下に設定されている。また、昇温ユニット１２における蒸気発生器１５のハロゲンランプ１３は、蒸発した蒸気を処理温度（１５０〜２００℃）に昇温するように設定されている。なお、モニタ用温度センサ３１ａ，３２ａ，３２ｂによって検出された温度情報はＣＰＶ４０に伝達され、ＣＰＵ４０からの制御信号に基づいて図示しないモニタ等に表示されることにより、蒸気発生装置１０における蒸気の状態が監視できるようになっている。

上記ＣＰＵ４０は、コンピュータ１００に内蔵されており、コンピュータ１００は、ＣＰＵ４０に接続された入出力部１０１と、処理工程を作成するための処理工程入力画面を表示する表示部１０２と、入出力部１０１に挿着されると共にコンピュータ１００に制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体１０３（記録媒体）が備えられており、制御プログラムに基づいて、実行時に、ＩＰＡとＮ2ガスを混合して混合流体を生成する混合工程と、混合流体を加熱手段である気化ユニット１１及び昇温ユニット１２で加熱して蒸気を生成する蒸気生成工程と、蒸気生成工程で生成された蒸気を供給ノズル２を介して処理室１ａ内に供給して、ウエハＷを乾燥させる第１の乾燥工程と、Ｎ2ガスを気化ユニット１１及び昇温ユニット１２で加熱する加熱工程と、加熱工程で加熱されたＮ2ガスを供給ノズル２を介して処理室１ａ内に供給して、ウエハＷを乾燥させる第２の乾燥工程が実行されるように、コンピュータ１００が蒸気乾燥装置を制御するように形成されている。

また、制御プログラムに基づいて、第１の乾燥工程の後、２流体ノズル３の一次側に接続する分岐管２５に介設される開閉弁Ｖ２を開放してＮ2ガスを処理室１ａ内に供給する工程が実行されるように、コンピュータ１００が蒸気乾燥装置を制御するように形成されている。

上記記録媒体１０３は、コンピュータ１００に固定的に設けられるもの、あるいは、コンピュータ１００に設けられた読み取り装置に着脱自在に挿着されて該読み取り装置により読み取り可能なものであってもよい。最も典型的な実施形態においては、記録媒体１０３は、基板処理装置のメーカーのサービスマンによって制御ソフトウエアがインストールされたハードディスクドライブである。他の実施形態においては、記録媒体１０３は、制御ソフトウエアが書き込まれたＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭのような読み出し専用のリムーバブルディスクであり、このようなリムーバブルディスクはコンピュータ１００に設けられた光学的読み取り装置によって読み取られる。記録媒体１０３は、ＲＡＭ（random access memory）又はＲＯＭ（read only memory）のいずれの形式のものであってもよく、また、記録媒体１０３は、カッセト式のＲＯＭのようなものであってもよい。要するに、コンピュータの技術分野において知られている任意のものを記録媒体１０３として用いることが可能である。なお、複数の蒸気乾燥装置が配置される工場においては、各蒸気乾燥装置のコンピュータ１００を統括的に制御する管理コンピュータに制御ソフトウエアが格納されていてもよい。この場合、各蒸気乾燥装置に通信回線を介して管理コンピュータにより走査され、所定のプロセスを実行する。

なお、蒸気供給管２１にはヒータ付きのメタルフィルタ９０が介設されており、このメタルフィルタ９０によって処理に供される蒸気中の不純物が除去されるようになっている。

次に、蒸気乾燥装置の動作態様について、図１及び図５に示すフローチャートを参照して説明する。まず、開閉弁Ｖ1を開いてＮ2ガス供給源５からＮ2ガスをＮ2ガス供給管２３内に充填する。この状態で、開閉弁Ｖ0を開いてＩＰＡ供給源８からＩＰＡをＩＰＡタンク４内に供給してＩＰＡを貯留する。

次に、処理容器１内にウエハＷを投入して、リンス処理を行う（ステップ５−１）。その後、蒸気発生装置１０のハロゲンランプ１３を通電すると共に、開閉弁Ｖ2を開いて、２流体ノズル３を流れる約１００リットルのＮ2ガスと分岐管２５を流れる大量例えば２００リットルのＮ2ガスを、気化ユニット１１及び昇温ユニット１２の蒸気発生器１５を構成するスパイラル管１４内を流しつつハロゲンランプ１３からの光エネルギによって加熱し、加熱されたホットＮ2ガスを処理容器１内に供給して処理容器１内をＮ2雰囲気に置換する（ステップ５−２）。その後、開閉弁Ｖ2を閉じて２流体ノズル３のみから約１００リットルのＮ2ガスを供給する。

次に、ＩＰＡ供給管２４に介設された開閉弁Ｖ3を開くと共に、ＩＰＡ供給ポンプＰＡ，ＰＢを駆動して２流体ノズル３にＩＰＡを供給する。この際、チェックセンサＳｃによってＩＰＡが適量供給されているかが監視される。このようにしてＩＰＡが供給されると、２流体ノズル３によって液状のＩＰＡがＮ2ガスに混合されて混合流体が生成され（ステップ５−３）、混合流体供給管２２を介して蒸気発生装置１０の気化ユニット１１に供給され、気化ユニット１１の蒸気発生器１５によってＩＰＡの沸点（８２．４℃）より高く、昇温温度より低い温度例えば８３℃で混合流体が蒸発される。蒸発された混合流体は、ついで昇温ユニット１２の蒸気発生器１５に供給され、同様に、昇温ユニット１２の蒸気発生器１５によって処理温度例えば２００℃まで昇温して、溶剤蒸気（ＩＰＡ蒸気）が生成される（ステップ５−４）。この際、蒸発温度センサ３１ｂと昇温温度センサ３２ｃによって気化ユニット１１の蒸発温度が検出されると共に、蒸発した流体の温度が検出され、その検出情報がＣＰＵ４０に伝達され、ＣＰＵ４０からの制御信号によって電流調整器５０Ａ，５０Ｂが制御されることによって、蒸発温度及び昇温温度が適正温度に維持される。

そして、蒸気発生装置１０によって生成されたＩＰＡ蒸気は、蒸気供給管２１を介して供給ノズル２から処理容器１内のウエハＷに向かって供給され、ウエハＷのＩＰＡ乾燥が行われる（第１の乾燥工程：ステップ５−５）。

ＩＰＡ乾燥を行った後、ＩＰＡ供給ポンプＰＡ，ＰＢの駆動を停止し、その後、開閉弁Ｖ3を閉じる。次に、第２のＮ2ガス供給分岐管２３Ｂに介設された開閉弁Ｖ4を開くと共に、ＩＰＡドレイン管８０に介設された開閉弁Ｖ5を開き、ＩＰＡ供給管２４における２流体ノズル３と開閉弁Ｖ3との間に残留するＩＰＡをＮ2ガスによって押し出す（ステップ５−６）。これにより、次の乾燥工程の始動時にＩＰＡが処理容器１内に供給されるのを確実に防止することができる。

次に、開閉弁Ｖ2を再び開いてＮ2ガスを分岐管２５及び２流体ノズル３の双方から大流量（約３００リットル）流して、Ｎ2ガスによってウエハＷに付着するＩＰＡを気化して除去する（第２の乾燥工程：ステップ５−７）。

Ｎ2ガスによる乾燥を行った後、蒸気発生装置１０のハロゲンランプ１３の電源を切ると共に、開閉弁Ｖ1を閉じて処理を終了する。

なお、前記実施形態では、この発明に係る蒸気乾燥装置が、ＩＰＡとＮ2ガスの混合流体の蒸気によるウエハＷの乾燥装置に適用される場合について説明したが、この発明は、ウエハＷ以外の被処理体例えばＬＣＤガラス基板の乾燥装置に適用することができる。

この発明に係る蒸気乾燥装置を適用した洗浄・乾燥処理システムの概略構成図である。この発明における混合流体生成手段（２流体ノズル）を示す概略断面図である。この発明における蒸気生成手段（蒸気発生装置）を示す概略断面図である。前記蒸気発生装置の要部を示す断面図（ａ）及び（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図（ｂ）である。前記蒸気乾燥装置の動作態様を示すフローチャートである。

１処理容器
１ａ処理室
２供給ノズル
３２流体ノズル（混合流体生成手段）
４ＩＰＡタンク
５Ｎ2ガス供給源
８ＩＰＡ供給源（溶剤供給源）
１０蒸気発生装置
２１蒸気供給管
２２混合流体供給管
２３Ｎ2ガス供給管
２４ＩＰＡ供給管
２５分岐管
２６補助分岐管
４０ＣＰＵ（制御手段）
１００コンピュータ
１０３記録媒体
Ｖ2，Ｖ3 ，Ｖ４開閉弁
Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

Claims

不活性ガスと溶剤を混合して混合流体を生成する混合工程と、
前記混合流体を加熱手段で加熱して蒸気を生成する蒸気生成工程と、
前記蒸気生成工程で生成された蒸気を処理室内に供給して、被処理体を乾燥させる第１の乾燥工程と、
不活性ガスを前記加熱手段で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程で加熱された不活性ガスを前記処理室内に供給して被処理体を乾燥させる第２の乾燥工程とを有し、
前記第１の乾燥工程と第２の乾燥工程に使用する不活性ガスの供給量を別々に設定すると共に、第１の乾燥工程に対する第２の乾燥工程時の不活性ガスの供給量を増加させ、
前記混合流体を生成する手段に接続する溶剤供給管に介設される開閉弁の二次側に、不活性ガスを供給して、前記混合流体を生成する手段に残留する溶剤を除去する、ことを特徴とする蒸気乾燥方法。
請求項１記載の蒸気乾燥方法において、
前記第１の乾燥工程の後、混合流体を生成する手段の一次側に接続する分岐管を介して不活性ガスを処理室内に供給するように制御する、ことを特徴とする蒸気乾燥方法。
被処理体を収容する処理室と、
前記処理室内に蒸気又は不活性ガスを供給する供給手段と、
溶剤供給源及び不活性ガス供給源に接続され、溶剤と不活性ガスとの混合流体を生成する混合流体生成手段と、
前記混合流体生成手段により生成された混合流体を加熱手段で加熱して蒸気を生成する蒸気生成手段と、を具備し、
前記混合流体生成手段の一次側に接続する不活性ガス供給管と、混合流体生成手段の二次側に接続する混合流体供給管とを、開閉弁を介設した分岐管を介して接続し、前記不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを、前記混合流体生成手段又は混合流体生成手段及び前記分岐管を介して前記処理室内に供給可能に形成し、
前記混合流体生成手段に接続する溶剤供給管に介設される開閉弁の二次側に、不活性ガス供給管から分岐される補助分岐管を接続し、補助分岐管から供給される不活性ガスを前記混合流体生成手段に供給して、混合流体生成手段内に残留する溶剤を除去可能に形成してなる、ことを特徴とする蒸気乾燥装置。
請求項３記載の蒸気乾燥装置において、
前記蒸気生成手段で生成された蒸気の処理室内への供給、前記分岐管に介設された開閉弁の開閉、及び前記加熱手段で加熱された不活性ガスの処理室内への供給、並びに前記補助分岐管路に介設される開閉弁の開閉を制御する制御手段を更に具備する、ことを特徴とする蒸気乾燥装置。
コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、不活性ガスと溶剤を混合して混合流体を生成する混合工程と、前記混合流体を加熱手段で加熱して蒸気を生成する蒸気生成工程と、前記蒸気生成工程で生成された蒸気を処理室内に供給して、被処理体を乾燥させる第１の乾燥工程と、不活性ガスを前記加熱手段で加熱する加熱工程と、前記加熱工程で加熱された不活性ガスを前記処理室内に供給して被処理体を乾燥させる第２の乾燥工程と、前記第１の乾燥工程と第２の乾燥工程に使用する不活性ガスの供給量を別々に設定すると共に、第１の乾燥工程に対する第２の乾燥工程時の不活性ガスの供給量を増加させる工程と、前記混合流体を生成する手段に接続する溶剤供給管に介設される開閉弁の二次側に、不活性ガスを供給して、前記混合流体を生成する手段に残留する溶剤を除去する工程が実行されるように、コンピュータが蒸気乾燥装置を制御するものである、ことを特徴とする蒸気乾燥用記録媒体。
請求項５記載の蒸気乾燥用記録媒体において、
前記制御プログラムは、実行時に、第１の乾燥工程の後、混合流体を生成する手段の一次側に接続する分岐管を介して不活性ガスを処理室内に供給する工程が更に実行されるように、コンピュータが蒸気乾燥装置を制御するものである、ことを特徴とする蒸気乾燥用記録媒体。