JPH01137637A

JPH01137637A - 蒸気乾燥装置

Info

Publication number: JPH01137637A
Application number: JP62295234A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Yamaguchi; 山口　辰也; Yoshio Saito; 斉藤　由雄
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-11-25
Filing date: 1987-11-25
Publication date: 1989-05-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、蒸気乾燥技術に関し、特に、半導体装置の製
造におけるウェハ処理工程で実施される半導体ウェハの
蒸気乾燥に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、半導体装置の製造におけるウェハ処理工程で
実施される蒸気乾燥技術については、特開昭５７−８９
６６４号公報に開示される技術が知られており、その概
要は以下のようなものである。

すなわち、処理槽の底部に貯溜されたアルコールなどを
加熱することにより、処理槽の内部にアルコール蒸気の
雰囲気を形成する。

そして、このアルコール蒸気の中に、外部から常温の半
導体ウェハを搬入して曝すことにより、蒸気雰囲気との
温度差によって半導体ウェハの表面にアルコールの液滴
が凝縮形成され、このアルコールの液滴とともに半導体
ウェハの表面に付着していた水分など落下除去されるこ
とにより、半導体ウェハの表面を清浄な乾燥状態とする
ものである。

ところで、このような蒸気乾燥装置においては、半導体
ウェハに付着して持ち込まれた異物や水分などが処理槽
の底部に貯溜されたアルコール液に経時的に蓄積され、
再汚染の原因となるため、所定の稼動時間毎に、処理槽
に貯溜されていたアルコール液を清浄なものと交換する
作業が必要となる。

一方、交換作業に際して揮発性のアルコール液を高温状
態のままで処理槽の外部に排出したのでは、引火や環境
汚染などが懸念され、このため、加熱操作を停止した処
理槽の内部に所定の時間だけ高温のアルコール液を放置
して、自然に温度を低下させ、その後、外部に排出する
ことが必要となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、前述の従来技術のように、排出すべきアルコ
ール液を処理槽の内部に放１して自然に冷却する方式で
は、所定の温度までの冷却における峙ち時間が長くなり
、装置の稼動停止時間が増加して稼動率が低下するとい
う問題があることを本発明者は見出した。

本発明の目的は、稼動率を向上させることが可能な蒸気
乾燥技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、処理液が貯溜される処理槽と、処理液を加熱
することによって処理槽内に処理液の蒸気を発生させる
加熱手段と、処理槽に処理液を供給する処理液供給手段
と、処理嗜の外部に処理液を排出する処理液排出手段と
、処理液を冷却する第１の冷却手段とで蒸気乾燥装置を
構成したものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、処理槽の内部で所定の温度に加
熱された処理液の排出に際して、第１の冷却手段によっ
て強制的に冷却することで、処理液の温度を迅°速に低
下させることができ、たとえば、自然放置によって温度
低下を待つ場合などに比較して、処理液の冷却に要する
待ち時間が短縮される。

これにより、処理液の入れ換え作業に起因する稼動停止
時間を短縮することができ、稼動率を向上させることが
できる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例である蒸気乾燥装置の要部
を示す説明図である。

石英などからなる有底筒状の処理槽１の底部には、たと
えば、イソプロピルアルコールなどからなる揮発性の処
理液２が貯溜されている。

処理槽１の底部には、ブロック・ヒータなどの加熱手段
３が設けられ、この加熱手段３によって処理液２を所定
の温度に加熱することにより、処理槽１の内部に、該処
理液２の蒸気２ａが発生されるように構成されている。

処理槽１の上部開口端の内周には、内部を冷却水などが
流通される凝縮管４が配設されており、処理槽１の底部
において発生され、該処理槽１の内部を上昇して開口端
に至った蒸気２ａが凝縮されて回収される構造とされて
いる。

処理槽１の上部開口端の外部には、図示しない搬送機構
が設けられており、処理槽１の内部に対して、石英など
からなる搬送治具５に保持された複数の半導体ウェハな
どの被処理物６の搬入および搬出が行われるように構成
されている。

処理槽１の壁面には、随時、処理槽１の内部に清浄な処
理液２を供給する処理液供給管７（処理液供給手段）お
よび供給制御弁７ａが設けられている。

さらに、処理槽１の底部近傍には、途中に排出制御弁８
ａが設けられた処理液排出管８（処理液排出手段）を介
して中間タンク９（処理液排出手段）が接続されており
、処理槽１から随時排出された処理液２が中間タンク９
の内部に一時的に貯溜されるように構成されている。

中間タンク９には、中間タンク９の内部に一時的に貯溜
された処理液２を外部に送出するポンプ１０　（処理液
排出手段）が処理液排出管８ｂを介して接続されている
。

この場合、処理槽１には、該処理槽１の底部に貯溜され
た処理液２に没入される位置に、石英などからなる冷却
管１１　（第１の冷却手段）が設けられており、この冷
却管１１の内部には、加熱手段３による処理液２の加熱
温度よりも低い値に温度が制御された冷却水などの冷媒
１２（第１の冷却手段）が随時流通される構造とされて
いる。

冷却管１１の入口側には、冷却管１１における冷媒１２
の流通の有無が制御する三方弁１３が設けられている。

さらに、冷却管１１には、三方弁１３を介して、たとえ
ば窒素ガスや乾燥空気などの気体１４を供給する気体配
管１５が接続されている。

そして、冷却管１１の内部における冷媒１２の流通が停
止される際に、気体配管１５が該冷却管１１に接続され
、冷却管１１の内部に残留する冷媒１２が気体配管１５
から導入された気体１４によって外部に排除されるもの
である。

同様に、中間タンク９には、該中間タンク９の内部に一
時的に貯溜される処理液２に没入される位置に冷却管１
６　（第２の冷却手段）が備えられ、該冷却管１６の内
部を流通する冷却水などの冷媒１７によって処理液２の
冷却が行われるように構成されている。

処理槽１の底部には、該処理槽１に貯溜された処理液２
に没入される位置に、温度測定手段１８が設けられてお
り、外部から、処理液２の温度が把握可能にされている
。

以下、本実施例の作用について説明する。。

まず、処理槽１の底部に貯溜された所定量の処理液２を
加熱手段３によって所定の温度に加熱することにより、
処理槽１の内部には、処理液２の蒸気２ａの雰囲気が形
成される。

この時、三方弁１３により、処理槽１の底部に設けられ
た冷却管１１は気体配管１５の側に接続されており、冷
却管１１の内部は、窒素ガスや乾燥空気などの気体１４
に置換されている。

次に、図示しない搬送機構により、搬送治具５に収容さ
れた常温の複数の半導体ウェハなどの被処理物６を処理
槽１の内部に搬入する。

この時、蒸気２ａの温度よりも低い常温の被処理物６の
表面には、蒸気２ａが凝縮し、イソプロピルアルコール
などからなる処理液２の微細な液滴が無数に形成され、
被処理物６の表面に付着していた水分や油脂などが処理
液２の微細な液滴に溶解し、処理槽１の底部に落下・除
去される。

そして、常温の被処理物６が蒸気２ａの雰囲気とほぼ等
しい温度になるまでこの現象が継続され、半導体ウェハ
などの被処理物６の表面が清浄な乾燥状態とされる。

その後、被処理物６は、搬送治具５とともに外部に搬出
され、他の被処理物６が搬入され、同様の蒸気乾燥処理
が繰り返される。

ここで、被処理物６に付着して外部から処理槽１の内部
に持ち込まれた水分や異物などによる処理液２の汚染度
を所定のレベル以下に維持するため、蒸気乾燥処理され
た被処理物６の数量や稼動時間が所定の値に達した時点
で、処理槽１の底部に貯溜された処理液２を入れ換える
ことが必要となるが、本実施例では、次のような手順で
行われる。

まず、加熱手段３による処理液２の加熱を停止するとと
もに、三方弁１３を操作して、処理槽１の底部に設けら
れた冷却管１１の内部に低温の冷却水などの冷媒１２を
流通させ、所定の温度に加熱されていた処理液２を強制
的に冷却する。

これにより、処理液２は、たとえば自然放置などによる
冷却に比較して、短時間で安全な低い温度まで冷却され
る。

そして、温度測定手段１８によって、処理液２の温度が
所定の値以下になったことを確認した後に、処理液排出
管８の排出制御弁８ａを開放することにより、処理槽１
の内部で所定の温度以下に冷却された処理液２は、処理
液排出管８を通じて中間タンク９に排出される。

中間タンク９に排出された処理液２は、冷却管１６に常
時流通している低温の冷却水などの冷媒１７により、さ
らに低い温度まで冷却され、その後、ポンプ１０によっ
て外部の図示しない処理施設などに送出される。

一方、汚染された処理液２が中間タンク９に排出された
処理槽１においては、排出制御弁８ａを閉止した後、処
理液供給管７の供給制御弁７ａを開放することにより、
所定の量の清浄な処理液２が底部に貯溜されるとともに
、三方弁１３を操作することにより、気体配管１５が冷
却管１１に接続され、窒素ガスや乾燥空気などの気体１
４が冷却管１１の内部に導入され、冷却管１１の内部に
滞留していた低温の冷媒１２が外部に排除される。

その後、加熱手段３によって処理槽１の内部に新たに貯
溜された清浄な処理液２の加熱操作が開始され、処理槽
１の内部には処理液２の蒸気２ａが形成され、前述の蒸
気乾燥処理が再開される。

この時、冷却管１１の内部に熱容量の比較的大きい冷却
水などの冷媒１２が残留していないため、加熱手段３か
らの熱が冷却管１１の内部の冷媒１２の昇温などに無駄
に費やされることがなく、処理液２の所定の温度までの
昇温操作に要する時間が短縮される。

このように、本実施例においては、処理槽１の内部に貯
溜され、比較的高温に加熱された処理液２の排出に際し
て、当該処理液２の没入された状態で設けられた冷却管
１１の内部を流通する冷却水などの冷媒１２によって、
強制的に冷却操作が行われる構造であるため、たとえば
自然放置などに比較して、処理液２の冷却に要する待ち
時間が大幅に短縮され、蒸気乾燥装置の稼動率を向上さ
せることができる。

また、処理液２の加熱が再開される際には、気体１４を
導入することによって冷却管１１の内部に残留する熱容
量の比較的大きな冷媒１２が外部に排除されるため、た
とえば運転の再開時や通常の運転時に、冷却管１１な゛
どが処理液２の加熱操作の障害となることもない。

このように、本実施例においては以下の効果を得ること
ができる。

（１）、半導体ウェハなどの被処理物６に対する蒸気乾
燥処理が行われる処理槽１において、当該処理槽１に貯
溜される処理液２に没入される位置に冷却管１１が設け
られているため、処理槽１の内部に貯溜され、比較的高
温に加熱された処理液２の排出に際して、冷却管１１の
内部に冷却水などの冷媒１２を流通させることで、高温
の処理液２を強制的に冷却することができ、たとえば自
然放置などに比較して、揮発性の処理液２の所定の安全
な温度までの冷却に要する待ち時間が大幅に短縮される
。

これにより、処理液２の入れ換え作業などに伴う稼動停
止時間が短縮され、蒸気乾燥装置の稼動率を向上させる
ことができる。

（２）、冷却管１１に三方弁１３を介して気体配管１５
が接続され、処理液２の加熱が再開される際には、気体
１４を導入することによって冷却管１１の内部に残留す
る熱容量の比較的大きな冷媒１２が外部に排除されるた
め、たとえば、運転の再開時に際して、冷却管１１など
が、加熱手段３による処理液２の加熱操作を妨げること
がなく、処理液２の所定の温度までの昇温に要する待ち
時間が短縮される。

（３）、前記（１）、　（２）の結果、単位時間当たり
に処理される半導体ウェハなどの被処理物６の数量を増
加させることができ、半導体装置の製造における蒸気乾
燥工程での生産性が向上する。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、第１の冷却手段としては、冷却管およびこの
冷却管の内部を流通する冷媒などに限らず、ヒート・パ
イプその他いかなるものであってもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体ウェハの蒸気
乾燥技術に適用した場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、光ディスク、磁気ディスク、フ
ォトマスク、光学レンズなど、清浄な乾燥処理を必要と
する技術に広く適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

すなわち、処理液が貯溜される処理槽と、前記処理液を
加熱することによって前記処理槽内に前記処理液の蒸気
を発生させる加熱手段と、前記処理槽に前記処理液を供
給する処理液供給手段と、前記処理槽の外部に前記処理
液を排出する処理液排出手段と、前記処理液を冷却する
第１の冷却手段とを備えた構造であるため、処理槽の内
部で所定の温度に加熱された処理液の排出に際して、第
１の冷却手段によって強制的に冷却することで、処理液
の温度を迅速に低下させることができ、たとえば、自然
放置によって温度低下を待つ場合などに比較して、処理
液の冷却に要する待ち時間が短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である蒸気乾燥装置の要部を
示す説明図である。１・・・処理槽、２・・・処理液、２ａ・・・蒸気、３
・・・加熱手段、４・・・凝縮管、５・・・搬送治具、
６・・・被処理物、７・・・処理液供給管（処理液供給
手段）、７ａ・・・供給制御弁、８．８ｂ・・・排出管
（処理液排出手段）、８ａ・・・排出制御弁、９・・・
中間タンク（処理液排出手段）、１０・・・ポンプ（処
理液排出手段）、１１・・・冷却管（第１の冷却手段）
、１２・・・冷媒（第１の冷却手段）、１３・・・三方
弁、１４・・・気体、１５・・・気体配管、１６・・・
冷却管（第２の冷却手段）、１７・・・冷媒（第２の冷
却手段）、１８・・・温度測定手段。第１図１２・・・冷媒（第１の冷却手段）

Claims

【特許請求の範囲】１、処理液が貯溜される処理槽と、前記処理液を加熱す
ることによって前記処理槽内に前記処理液の蒸気を発生
させる加熱手段と、前記処理槽に前記処理液を供給する
処理液供給手段と、前記処理槽の外部に前記処理液を排
出する処理液排出手段と、前記処理液を冷却する第１の
冷却手段とを備えたことを特徴とする蒸気乾燥装置。２、前記第１の冷却手段が、前記処理槽に貯溜された前
記処理液中に没入される冷却管と、該冷却管の内部を流
通する冷媒とからなることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の蒸気乾燥装置。３、前記冷却管には、三方弁を介して気体配管が接続さ
れ、前記冷却管における前記冷媒の流通が停止される際
には、前記気体配管から前記冷却配管の内部に気体を導
入することにより、該冷却管の内部に残留する前記冷媒
が排除されるようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の蒸気乾燥装置。４、前記処理液排出手段が、前記処理槽から排出された
前記処理液が一時的に貯溜される中間タンクと、この中
間タンクに貯溜された前記処理液を外部に送出するポン
プとからなり、前記中間タンクには、該中間タンクに貯
溜された前記処理液を冷却する第２の冷却手段を備えた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蒸気乾燥
装置。５、前記処理液が、揮発性薬液であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の蒸気乾燥装置。