JPH0528491B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、蒸気乾燥洗浄装置に関するものであ
り、特に、センサの異常時またはセンサが停止状
態となる停電時に、該装置の火災および爆発の危
険性を回避することができる蒸気乾燥洗浄装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来から、例えばシリコン等の半導体ウエーハ
（以下、単にウエーハという）の製造工程では、
該ウエーハを化学処理した後の洗浄工程が必要で
あつた。そして、この洗浄工程を一つの装置とし
て具体化したのが、蒸気乾燥洗浄装置である。こ
の蒸気乾燥洗浄装置では、ウエーハは、キヤリア
に保持されて該キヤリアを移動する可動ハンガ７
により、キヤリアと共に、まず、イオンを除去し
た水（以下、DIウオータという）の中に浸漬さ
れ、洗浄される。その後、ウエーハは、蒸気洗浄
槽の中へ前記可動ハンガによつてキヤリアと共に
運ばれる。

第２図は従来の蒸気洗浄槽の一例を示す一部断
面図である。

蒸気洗浄槽では、石英容器３の中へ適量入れら
れた、例えばイソプロピルアルコール（以下、
IPAという）２が、例えばアルミブロツク１に内
蔵されたヒータの熱によつて温められて、石英容
器３の中で気化している。なお、このIPA２は、
発火点が310℃、沸点が82.7℃、引火点が21℃の
液体である。

このIPA２の蒸気中に、キヤリア６に保持され
たウエーハ５が可動ハンガ７によつて運ばれてく
ると、水分（DIウオータ）の付着したウエーハ
によりIPA蒸気が冷却液化され、ウエーハ表面を
流下する。その間に、ウエーハに付着していた水
分は、IPAと置換され、水分がウエーハから除去
される。

また、次第にウエーハはIPA蒸気により加熱さ
れ、その結果、ウエーハの温度がIPA蒸気と同等
になると、IPAの液化は起らなくなる。

この為に、前記DIウオータの洗浄によつて付
着した微小な異物等はきれいに洗い流されると共
に、ウエーハ表面は、乾燥状態となる。

なお、前記IPA２を加熱する為のヒータは、前
記アルミブロツク１内に完全に密閉状態とされて
いる。これは、該ヒータが露出することによつて
発生する危険がある、IPA２およびその蒸気への
引火を防止する為である。

また、石英容器３の上部には、図示しないが、
前記ウエーハ５を保持したキヤリア６が入出可能
な空間を残して蛇管が配設されている。これは、
気化したIPAが、蛇管内を流れる冷却水によつて
冷され、液化して、再び石英容器３の中へ還元さ
れるようにする為である。

なお、ヒータを内蔵した前記アルミブロツク
１、およびIPA２が入れられ、蛇管が配設された
石英容器３の全体は、ステンレス容器４の中に収
納されている。

以上のような蒸気乾燥洗浄装置は、前記したよ
うに、蛇管内を流れる冷却水によつて、通常は、
気化されたIPAが石英容器３の中へ還元される。
この為に、石英容器３の外部におけるIPA２の蒸
気は予定の濃度以上となることはない。すなわ
ち、IPA２の蒸気の濃度は、爆発下限界（以下、
LELという）よりもさらに低く、例えばLELの
20％以下に抑えられている。この為に、蒸気乾燥
洗浄装置が火災を起したり、あるいは爆発すると
いう危険性はないといえる。

しかしながら、火災あるいは爆発の危険性ある
IPA等を用いる蒸気乾燥洗浄装置では、何らかの
原因によつて、IPA２の蒸気の濃度が前記LELの
20％以上となり、危険な状態になることも考えら
れる。

そこで、従来から、このような場合には、該危
険な状態をセンサで検知し、これに応じて開状態
となる炭素ガスボンベなどを予め設けて、蒸気乾
燥洗浄装置内に炭素ガス等を拡散することによつ
て、発火および爆発の危険を防止するようにして
いた。

しかしながら、以上の発火および爆発防止手段
では、センサの異常時または落雷等による停電発
生時には、前記センサが正常に働かない為に、消
火（炭素ガス等の拡散）は行なわれない。さら
に、前記停電時には、蛇管内を流れる冷却水も停
止状態となつてしまう。

一方、この時には、ヒータへの通電は停止され
るが、該通電が停止されても、ヒータの熱容量が
大きい場合には、アルミブロツク１の余熱は依然
高く保持される。この為に、IPA２は加熱され続
け、したがつてIPA２は依然として蒸発し続け
る。この結果、停電時には、前記したように、流
れが止まつている蛇管内の冷却水が、前記IPAの
蒸気により温められる為に、IPAの凝縮還元は
徐々になされなくなる。

本発明者実験結果によれば、停電から約140秒
後にIPAの蒸気は石英容器の外部に異常に上昇拡
散する状態となつた。

すなわち、従来の蒸気乾燥洗浄装置では、セン
サの異常時に、または落雷等による停電時に、
IPAの蒸気が該装置内に異常に充満する為に、発
火、爆発の危険性があつた。

そこで、このような発火・爆発の危険を防止す
る為に、本発明者は、特願昭60−78397号におい
て、次のような提案を行なつた。

すなわち、センサの異常時または落雷などによ
り停電状態となつた時には、ヒータを内蔵するブ
ロツク、およびIPA等が入つている容器の中の、
少なくともいずれか一方に、水を注ぎ入れて、
IPA２の温度を急速に低下させ、その結果、IPA
の気化を阻止するのである。これによつて、蒸気
乾燥洗浄装置を発火・爆発の危険から回避させる
ことができた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有
していた。

前記水を、ヒータを内蔵するブロツクおよび／
またはIPA等が入つている容器の中へ注入する手
段では、 (1) ヒータを内蔵するブロツクに注入した場合に
は、水蒸気が蒸気乾燥洗浄装置の内部に充満す
る為に、該装置を再び使用する時に、該装置内
部を清掃して、前記水蒸気および該水蒸気によ
り付着した余分な水分を取り除かなければなら
なかつた。また、 (2) 水を、IPA等が入つている容器の中へ注入す
る場合には、該IPA等のその後の使用が不可能
となり、不経済であつた。

本発明は、前述の問題点を解決するためになさ
れたものである。

前記の問題点を解決するために、本発明は、水
を直接、ヒータを内蔵するブロツクおよび／また
はIPA等が入つている容器の中へ注入することは
せずに、ヒータを内蔵するブロツク内に、水冷管
を配設し、前記した蒸気乾燥洗浄装置の発火、爆
発の危険性がある時には、該水冷管に冷却水を流
して前記ヒータを内蔵するブロツクを急速に冷却
できるように構成した点に特徴がある。

（実施例） 以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。

第１図は、本発明の蒸気乾燥洗浄装置の蒸気洗
浄槽の一実施例を示す一部断面図である。

図において、第２図と同一の符号は、同一また
は同等部分をあらわしている。また、第３図は第
１図のヒータブロツクの概略斜視図である。

これらの図において、IPA２を加熱するヒータ
ブロツク３０の本体部３１は、従来例と同様にア
ルミなどで形成されている。この本体部３１に
は、鞘状の穴３２（第３図参照）が複数個（第３
図では３個）設けられている。そして、この鞘状
の穴３２には、第３図では図示していないが、そ
れぞれシースヒータが挿入されている。なお、こ
れらシースヒータは、その発熱部が露出しないよ
うに、既知の適宜の手段により、鞘状の穴３２内
に密閉状態で内蔵されている。

ヒータブロツク３０の本体部３１には、前記鞘
状の穴３２を縫うように、水冷管３３が配設され
ている。この水冷管３３は、ヒータブロツク３０
から二方に延長されており、一方の管部３３ａの
先端は、支持台８の上に置かれている冷却水を貯
留したタンク９に連結されている。なお、この先
端部付近には、コツク１１が取付けられている。
また、水冷管３３の他方の管部３３ｂは排水口
（図示せず）につながつている。

この結果、コツク１１を手動で操作することに
よつて、本実施例では、ヒータブロツク３０の内
部に冷却水が流れるようになつている。

ここで、本実施例の動作について説明する。

ヒータブロツク３０内のシースヒータに通電す
ると、ヒータブロツク３０が加熱される為にIPA
２は気化状態となる。なお、この気化によるIPA
２の蒸気は、第２図の場合と同様に図示しない蛇
管の冷却・還元作用により、石英容器３の外部に
はあまり拡散しないようにされている。

このIPA２の蒸気中に、前記したDIウオータ
で予め洗浄されたウエーハ５が、キヤリア６と共
に可動ハンガ７によつて運ばれてくると、該ウエ
ーハ５は、前述のようにして洗浄乾燥されること
になる。

ところで、このような洗浄乾燥時に、例えば落
雷等により停電事故が発生すると、前述したよう
に、蛇管を流れる冷却水は停止する。一方、IPA
２は、ヒータブロツク３０からの余熱により温め
られている状態にある。この結果、石英容器３の
外部、すなわち、蒸気乾燥洗浄装置の内部はIPA
２の蒸気で充満し、その濃度が前記LELの50％
以上に達するおそれがあり、非常に危険な状態と
なる。

そこで、本実施例では、このような状態を回避
する為に、前記停電時において、手動でコツク１
１を開状態とし、タンク９に予め貯えられている
冷却水を、水冷管３３内に流すようにして、ヒー
タブロツク３０を急速に冷却するようにしてい
る。すなわち、タンク９から流れ出た冷却水は、
一方の管部３３ａ内を通つてヒータブロツク３０
内に入り、該ヒータブロツク３０の余熱を吸収し
て他方の管部３３ｂから図示しない排水口に放出
される。この為に、ヒータブロツク３０は急速に
冷却される状態となる。

また、本実施例は、IPA２の蒸気が石英容器３
の外部に異常に拡散して予定の濃度以上となつて
も、これをセンサの異常により検出することがで
きず、この為に炭素ガスが蒸気乾燥洗浄装置内に
拡散せず、火災あるいは爆発の危険性がある時に
も適用できることは明らかであろう。

すなわち、上記のような異常状態は、IPA２の
蒸気が蒸気乾燥洗浄装置内に充満していても炭素
ガスの拡散がない場合であるから、この時には、
前記状態を目視で確認して、前記停電時と同様
に、手動でコツク１１を開状態にすればよいこと
になる。

次に、前記冷却水を、前記した洗浄用のDIウ
オータと共用する場合について説明する。

第４図は、本発明の他の実施例を示す一部断面
図である。

図において、第１図と同一の符号は、同一また
は同等部分をあらわしている。なお、同図におい
ても第１図および第２図と同様に、図面を簡略化
するために、蛇管の図示は省略してある。

第４図において、容器１２は、DIウオータ１
３を貯留している。ポンプ１４は、前記DIウオ
ータ１３を予定量汲み上げ濾過器１５を介して再
びタンク９に戻している。三方コツク１７は、タ
ンク９からのDIウオータを蒸気洗浄槽側へ流す
か、または容器１２の側へ流すかの切換えを行な
うものである。なお、この切換えは、本実施例で
は、手動で行なうようにしている。

ここで、本実施例の動作について説明する。

通常時においては、タンク９に貯留されている
DIウオータが放水管１０を介して容器１２の中
へ流れ込むように三方コツク１７が切換えられて
いる。また、ポンプ１４は、容器１２に流入され
るのとほぼ同量のDIウオータを、濾過器１５を
介して再びタンク９へ戻すようにしている。この
結果、容器１２には、ウエーハ５の洗浄用のDI
ウオータ１３が、循環しながら常にほぼ一定量満
たされた状態にある。

このようなDIウオータ１３で予め洗浄された
ウエーハ５は、第１図で説明した通り、可動ハン
ガ７によつてIPA２の蒸気の中へ運ばれてくる。
この結果、ウエーハ５は洗浄乾燥されることにな
る。

本実施例において、落雷等によつて停電事故が
発生した場合には、前記第１図に関して述べたと
同様に、非常に危険な状態となる。

本実施例では、この場合、三方コツク１７を手
動で切換えることによつて、それまで容器１２へ
供給していたDIウオータを蒸気洗浄槽のヒータ
ブロツク３０の内部へ供給するようにする。な
お、この供給状態の具体的な説明は、第１図およ
び第３図に関して述べたところと同様であるので
省略する。

また、本実施例が、センサの異常時に使用でき
ることは、前記第１図および第３図に関する説明
から容易に理解できるであろう。

ところで、以上の２つの実施例では、いずれも
人によつて、センサの異常状態または停電状態を
検知して、手動でコツクを操作し、水またはDI
ウオータを蒸気洗浄槽のヒータブロツク３０内部
へ供給し、該ヒータブロツク３０の余熱を除去す
る場合であつた。しかし、任意の適宜の手段によ
り、前記センサの異常状態または停電状態を検出
し、これに応じてコツクを開状態または切換える
ことによつて、自動的に同様の動作を行なわせて
もよいことは勿論である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、つぎのような効果が達成される。

(1) センサの異常時または停電時におけるIPA等
の蒸気の異常発生を阻止して、蒸気乾燥洗浄装
置を火災および爆発の危険から予防することが
できる。

(2) 前記IPA等の蒸気の異常発生を防止する手段
が、ヒータブロツク内に配設された水冷管に冷
却水を流すものである為に、蒸気乾燥洗浄装置
内に、従来のように、水蒸気が立ちこめるとい
うことがなく、したがつて、該装置を再び使用
したい場合には、即座にこれに対応することが
できる。

(3) また、IPA等が入つている容器の中へ、冷却
水を注入することはしないので、IPA等が使用
不可能となることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蒸気乾燥洗浄装置の蒸気洗浄
槽の一実施例を示す一部断面図である。第２図は
従来の蒸気洗浄槽の一例を示す一部断面図であ
る。第３図は第１図のヒータブロツクの概略斜視
図である。第４図は、本発明の他の実施例を示す
一部断面図である。 ２…IPA、３…石英容器、５…ウエーハ、９…
タンク、１１…コツク、１３…DIウオータ、１
７…三方コツク、３０…ヒータブロツク、３３…
水冷管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体のウエーハを蒸気洗浄する為の液体
   と、前記液体が適量貯えられた容器と、前記容器
   を載置し、かつ前記液体を加熱して気化する加熱
   手段とを有する蒸気乾燥洗浄装置において、 前記加熱手段の内部に配設された水冷管と、セ
   ンサの異常時または停電時に前記水冷管内に冷却
   水を流す手段とを具備したことを特徴とする蒸気
   乾燥洗浄装置。 ２ 前記加熱手段がヒータを密閉状態で内蔵した
   ヒータブロツクであつて、前記水冷管が前記ヒー
   タブロツクに埋め込まれていることを特徴とする
   前記特許請求の範囲第１項記載の蒸気乾燥洗浄装
   置。 ３ 前記冷却水が、イオンを除去した水であるこ
   とを特徴とする前記特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の蒸気乾燥洗浄装置。