JPH01287928A

JPH01287928A - 蒸気乾燥方法及びその装置

Info

Publication number: JPH01287928A
Application number: JP62333643A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Omori; 大森　寿朗; Masaharu Hama; 浜　正治; Hayaaki Fukumoto; 福本　隼明
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1989-11-20
Also published as: US4868996A; DE3824869C2; DE3824869A1

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〕この発明は、蒸気乾燥方法及びその装置に係り、特に半
導体ウェハやその他の半導体装置をアルコール蒸気ある
いはフロン蒸気を用いて乾燥させる方法及び装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来の蒸気乾燥装置の構成を第３図に示す、この蒸気乾
燥装置は、上方が開放された有底円筒形状の容器（１）
を有し、この容器（１）内に適量のイソプロピルアルコ
ール（２）が収容されている。容器（１）の下部にはイ
ソプロピルアルコール（２）を加熱するためのヒータ（
３）が設けられると共に容器（１）内には廃液受け（４
）が設けられている。また、容器（１）上部の内壁に沿
って冷却管（５）が環状に配置されており、この冷却管
（５）内に冷媒を供給するための冷媒循環手段（図示せ
ず）が冷却管（５）に接続されている。

このような構成の蒸気乾燥装置を作動させるには、まず
ヒータ（３）により容器（１）内のアルコール（２）を
加熱してこれを蒸発させると共に冷媒循環手段から冷却
管（５）内に冷媒を供給して容器（１）上部の雰囲気を
冷却する。これにより、容器（１）の底部で加熱され蒸
発して上昇するイソプロピルアルコール蒸気は、容器（
１）上部にて冷却管（５）により冷却され、凝縮して再
び容器（１）内底部に戻される。その結果、アルコール
蒸気の容器（１）外への発散が防止され、容器（１）内
は常時アルコール蒸気で充満されることとなる。このと
き、アルコール蒸気はイソプロピルアルコールの沸点８
３℃程度の温度を有している。

このような状態で、容器（１）内に被乾燥物を挿入する
０例えば、水洗が終了してまだ水分が表面上に残ってい
る室温状態の半導体ウェハ（６）を容器（１）内のアル
コール蒸気雰囲気中に挿入する。

すると、ウェハ（６）の表面に接触したアルコール蒸気
はウェハ（６）により冷却されてウェハ（６）表面にて
液化し、ウェハ（６）の表面に残っていた水分は液化し
たアルコールと混合する。その結果、ウェハ（６）表面
の水滴は次第に多量のイソプロピルアルコールを含んで
大きくなり、ウェハ（６）の表面を下降して廃液受け（
４）内に落下し、排出管（７）を通って容器（１）外へ
排出される。

このようにして、ウェハ（６）表面の水分はイソプロピ
ルアルコールへと置換されていく。

このとき、第４図に示すように、ウェハ（６）の表面温
度Ｔ、は容器（１）内へのウェハ（６）の挿入時刻【。

から徐々に上昇し、一方、容器（１）内のイソプロピル
アルコール蒸気の温度Ｔ２は容器（１）内へのウェハ（
６）の挿入によって一旦下降した後、再び沸点の８３℃
付近にまで上昇する。そして、ウェハ（６）の表面温度
Ｔ、がアルコール蒸気の温度Ｔ２（約８３℃）とほぼ等
しくなるときには、ウェハ（６）の表面に水分に代わっ
て付着したイソプロピルアルコールは蒸発し、これによ
り乾燥が完了する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、被乾燥物の表面でアルコール蒸気を液化す
ることにより水分からアルコールへの置換を行なうので
、被乾燥物の表面温度がアルコール蒸気の温度より低い
間のみ、この置換を行なうことが可能となる。従って、
置換に要する時間に制限があり、置換が十分に行なわれ
ない恐れがあるという問題点があった。この場合には、
被乾燥物の乾燥が不十分となる。

特に、被乾燥物が熱伝導率に優れた材質から形成されて
いる場合には、この被乾燥物の表面温度は極めて短時間
に上昇してアルコール蒸気の温度と等しくなるので、十
分な置換・乾燥を行なうことが困難であった。

この発明はこのような問題点を解消するためになされた
もので、被乾燥物の材質に拘わらずに十分な乾燥を行な
うことができる蒸気乾燥方法及びその装置を得ることを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る蒸気乾燥方法は、被乾燥物を冷却した後
、この被乾燥物を乾燥媒体の蒸気雰囲気中にてその表面
温度が乾燥媒体の蒸気温度に上昇するまで保持する方法
である。

また、この発明の蒸気乾燥装置は、被乾燥物を冷却する
冷却手段と、乾燥媒体が収容されている蒸気槽と、該蒸
気槽内の乾燥媒体を加熱して蒸発させ、前記蒸気槽内を
前記乾燥媒体の蒸気で充満させるための加熱手段と、前
記被乾燥物を保持してこれを前記冷却手段と前記蒸気槽
との間で移動させるための保持手段とを備えたものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、被乾燥物を冷却手段により強制的
に冷却してから、これを乾燥媒体の蒸気雰囲気中に挿入
するので、被乾燥物の表面温度が蒸気温度に達するまで
の時間は長くなる。このため、被乾燥物の表面における
水分等の乾燥媒体への置換が十分になされ、従って十分
な乾燥が行なわれる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に従って説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係る蒸気乾燥装置の構成
を示す断面図である。この蒸気乾燥装置は、上方が開放
された有底円筒形状の容器（１）を有し、この容器（１
）の内部に廃液受け（４）が設けられている。また、容
器（１）の上部の内壁に沿って冷却管（５）が環状に配
置されると共にこの冷却管（５）に冷媒循環手段（図示
せず）が接続されてこれにより蒸気冷却部が形成されて
いる。さらに、これら容器（１）、廃液受け（４）及び
冷却管（５）により蒸気槽（８）が形成されている。

この蒸気槽（８）の下には加熱手段となるヒータ（３）
が設けられている。また、蒸気槽（８）の上方には被乾
燥物を冷却するための冷却手段（９）が配置されている
。この冷却手段（９）は、蒸気槽（８）の直上に位置し
且つ冷却管を第２図のようにコイル状に巻回して形成さ
れた冷却部（１０）と、この冷却管に接続され且つ冷却
管内に冷媒を供給する冷媒供給部（１１）とから構成さ
れている。

また、被乾燥物を保持してこれを蒸気槽（８）内と冷却
手段（９）の冷却部（１０）内との間で移動させる保持
手段として保持部材（１２）が上下動自在に設けられて
いる。

次に、このような構成の蒸気乾燥装置を用いて被乾燥物
を乾燥させる方法を述べる。

まず、容器（１）の底部に乾燥媒体としてイソプロピル
アルコール（２）を適量収容し、ヒータ（３）によりこ
のアルコール（２）を約８３℃に加熱して蒸発させる。

同時に、冷媒循環手段から冷却管（５）内に冷媒を供給
して容器（１）上部の雰囲気を冷却する。

これにより、容器（１）の底部で加熱され蒸発して上昇
するイソプロピルアルコール蒸気は、容器（１）の上部
にて冷却管（５）により冷却され、凝縮して再び容器（
１）内の底部に戻される。その結果、アルコール蒸気の
容器（１）外への発散が防止され、容器（１）内は温度
的８３℃のアルコール蒸気で常時充満されることとなる
。

このようにして、蒸気槽（８）内をアルコール蒸気で充
満させる一方、被乾燥物として例えば水洗が終了してま
だ水分が表面上に残っている半導体ウェハ（６）を保持
部材（１２）で保持し、これを冷却手段（９）で冷却す
る。すなわち、冷媒供給部（１１）からコイル状の冷却
部（１０）を形成する冷却管内に低温の冷媒を流通させ
ると共に保持部材（１２）に保持されたウェハ（６）を
冷却部（１０）内に位置させる。

ただし、このときウェハ（６）表面の水分の凍結を防ぐ
ために、ウェハ（６）の表面温度が０℃以下に下がらな
いように冷却温度を調節する。

次に、保持部材（１２）を５〜５０ｃ■／ｓｅｅ程度の
速度で下降し、既に冷却されているウェハ（６）を蒸気
槽（８）内のアルコール蒸気雰囲気中に挿入する。する
と、ウェハ（６）の表面に接触したアルコール蒸気はウ
ェハ（６）により冷却されてウェハ（６）表面にて液化
し、ウェハ（６）の表面に残っていた水分は液化したア
ルコールと混合する。その結果、ウェハ（６）表面の水
滴は次第に多量のイソプロピルアルコールを含んで大き
くなり、ウェハ（６）の表面を下降して廃液受け（４）
内に落下し、排出管（７）を通って容器（１）外へ排出
される。

このとき、ウェハ（６）の表面温度は次第に上昇し、数
分間でアルコール蒸気の温度に等しくなるが、この間ウ
ェハ（６）を蒸気槽（８）内に保持し続ける。そして、
ウェハ（６）の表面温度がアルコール蒸気の温度（約８
３℃）に等しくなるときには、ウェハ（６）の表面に水
分に代わって付着したイソプロピルアルコールは蒸発す
る。

その後、保持部材（１２）を５〜５０　ａｍ／　ｓｅｃ
程度の速度で上昇させることにより、半導体ウェハ（６
）を蒸気槽（８）から引き上げ、これにより乾燥が完了
する。

なお、冷却手段（９）による被乾燥物の冷却及び蒸気槽
（８）内への挿入が１回のみでは十分な乾燥がなされな
い場合には、被乾燥物を冷却手段（９）と蒸気槽（８）
との間で複数回往復させることにより乾燥を十分に行な
うことができる。

また、被乾燥物の蒸気槽（８）への挿入速度及び蒸気槽
（８）からの引き上げ速度は５〜５０ｃｍ／Ｓｅｅに限
らず、速い程よい。

さらに、上記実施例では、水分を乾燥させるために乾燥
媒体としてイソプロピルアルコールを用いたが、他のア
ルコールでもよく、またフロン系の溶剤を乾燥媒体に用
いて被乾燥物表面のアルコールを乾燥させることもでき
る。従って、被乾燥物表面の水分をまずアルコールで置
換した後、このアルコールをフロン系溶剤でさらに置換
して乾燥することも可能である。

また、冷却手段（９）の冷却部（１０）に流通させる冷
媒及び蒸気槽（８）の冷却管（５）に流通させる冷媒は
、低温の液体及び気体のいずれでも構わない。

さらに、冷凍サイクルを構成し、その蒸発器としてこれ
ら冷却部（１０）及び冷却管（５）を形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、被乾燥物を強制
的に冷却してからこれを乾燥媒体の蒸気と接触させるの
で、被乾燥物の表面温度が蒸気温度に達するまでの時間
が長くなり、このため被乾燥物表面における乾燥媒体へ
の置換が十分になされる。従って、被乾燥物が熱伝導率
に優れた材質から形成されていても、十分な乾燥を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る蒸気乾燥装置の構成
を示す断面図、第２図は第１図の実施例の冷却部を示す
斜視図、第３図は従来の蒸気乾燥装置の構成を示す断面
図、第４図は被乾燥物をイソプロピルアルコール蒸気中
に挿入した場合のこれら両者の温度変化を示す特性図で
ある。図において、（１）は容器、（２）はイソプロピルアル
コール、（３）はヒータ、（４）は廃液受け、（５）は
冷却管、（６）は半導体ウェハ、（８）は蒸気槽、（９
）は冷却手段、（１０）は冷却部、（１１）は冷媒供給
部、（１２）は保持部材である。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。第１図１１　ンシｔ【イ＃糸合有Ｙ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被乾燥物を冷却する第１工程と、該第１工程で冷却された前記被乾燥物を乾燥媒体の蒸気
雰囲気中にて前記被乾燥物の表面温度が前記乾燥媒体の
蒸気温度に上昇するまで保持する第２工程とを有することを特徴とする蒸気乾燥方法。
（２）前記第１工程及び前記第２工程を順次繰り返すこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蒸気乾燥方
法。
（３）前記乾燥媒体はアルコール系の溶剤であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蒸気乾燥方法。
（４）前記乾燥媒体はイソプロピルアルコールであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の蒸気乾燥方
法。
（５）前記乾燥媒体はフロン系の溶剤であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の蒸気乾燥方法。
（６）被乾燥物を冷却する冷却手段と、乾燥媒体が収容されている蒸気槽と、該蒸気槽内の乾燥媒体を加熱して蒸発させ、前記蒸気槽
内を前記乾燥媒体の蒸気で充満させるための加熱手段と
、前記被乾燥物を保持してこれを前記冷却手段と前記蒸気
槽との間で移動させるための保持手段とを備えたことを
特徴とする蒸気乾燥装置。
（７）前記冷却手段は、冷却管をコイル状に巻回した冷
却部と、前記冷却管内に冷媒を流通させる冷媒供給部と
を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
蒸気乾燥装置。
（８）前記蒸気槽は、有底円筒形状の容器と、該容器の
上部の内壁に沿って設けられた蒸気冷却部と、前記容器
の内部に設けられた廃液受けとを備えたことを特徴とす
る特許請求の範囲第６項記載の蒸気乾燥装置。