JPH0566726B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、乾燥技術、特に半導体装置の製造過
程におけるウエハの蒸気乾燥工程に用いて効果の
ある技術に関する。

〔背景技術〕

半導体装置の製造過程において、たとえばウエ
ハのフオトエツチング工程では純水による洗浄作
業を経たウエハの表面に残留する水滴などを除去
するため、蒸気乾燥を行うことが行なわれてい
る。

この蒸気乾燥に用いられる蒸気乾燥装置として
は次のようなものが考えられる。

すなわち、容器の底部に貯留される、たとえば
イソプロピルアルコールなどの有機溶剤を加熱す
ることによつて有機溶剤の蒸気（以下単に蒸気と
記す）を発生させ、この蒸気雰囲気中に蒸気より
も温度の低いウエハを位置させる。

このとき、ウエハ表面に付着する水滴や油脂類
は、ウエハ表面に接触される蒸気が凝縮して形成
される有機溶剤の液滴に溶解されて落下し除去さ
れる。

このようにして、ウエハが蒸気雰囲気とほぼ同
じ温度になるまで蒸気雰囲気中に位置させ、ウエ
ハを清浄な乾燥状態とするものである。

しかしながら、上記のような乾燥装置では、乾
燥効率を高めるため有機溶剤の加熱温度を高めて
蒸気発生量を増加させる場合、沸騰する有機溶剤
の液面から、有機溶剤中の異物などを含む微小な
液滴（以下ミストと記す）が蒸気とともに飛散さ
れ、再びウエハ表面に付着し、ウエハ表面が汚染
される欠点がある。

さらに、ウエハ表面から除去され有機溶剤中に
蓄積される水分は、共沸によつて有機溶剤の蒸気
とともに再び気化し、ウエハの表面で凝縮して水
滴となつて乾燥効率を低下させ、また乾燥終了後
水滴蒸発跡（ウオーターマーク）を形成するなど
の不都合がある。

上記のようなウエハ表面の異物や蒸発跡は、の
ちの、たとえば酸化膜形成工程において、酸化膜
の異常成長やピンホールの発生を増大させ、製品
の半導体装置の歩留り低下の原因となることを本
発明者は見い出した。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、被乾燥物を汚染することなく
乾燥することが可能な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。

〔発明の概要〕

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、蒸気発生部と被乾燥物の乾燥が行な
われる乾燥部との間にミストトラツプを設け、蒸
気発生部から飛散される異物などを含むミストを
捕捉し、ミストが被乾燥物に付着し被乾燥物が汚
染されることを防止する乾燥技術を提供すること
により前記目的を達成するものである。

〔前提技術〕

第１図は本発明の前提技術に係る蒸気乾燥装置
の略断面図を示すものである。

円筒形の装置本体１の底部には蒸発槽２（蒸気
発生部）が設けられ、この蒸発槽２にはイソプロ
ピルアルコール３が貯留されている。

蒸発槽２の外周部には、ジヤケツト４が設けら
れ、このジヤケツト４内に貯留されるオイル５が
ヒータ４Ａによつて加熱されることにより、イソ
プロピルアルコール３が間接的に加熱され、イソ
プロピルアルコール３の蒸気６が発生される構造
となつている。

蒸発槽２の内部に貯留されるイソプロピルアル
コール３の液面の上部には、たとえばグラスウー
ルをステンレス製の金網にはさみ込んだ構造をも
つミストトラツプ７が設けられ、イソプロピルア
ルコール３の液面から飛散されるミスト８が捕捉
され、蒸気６が通過できるように構成されてい
る。

ミストトラツプ７の上方には、凝縮液受皿９が
設けられ、上方の蒸気乾燥部１０（乾燥部）に位
置されるウエハ１１（被乾燥物）の表面で凝縮さ
れて滴下する凝縮液を集めて、装置本体１の外部
に排出回収できる構造とされている。

ウエハ１１は、上下方向に移動自在なエレベー
タ１２の下端部に設けられるワーク置台１２Ａの
上に位置され、上下方向に移動されることによつ
て、本体開口部１Ａを通じて蒸気乾燥部１０への
挿入あるいは取り出しが行なわれる構造とされて
いる。

蒸気乾燥部１０の上部には冷却管１３が全周に
わたつて設けられ、蒸気乾燥部１０の上部に逸散
される蒸気６を冷却することによつて凝縮させ回
収する構造とされており、冷却管１３の内部に供
給される流体（一般には水が利用されている）１
３Ａの温度と流量を調節することによつて、蒸気
乾燥部１０の蒸気層上縁１４の高さが所定の値に
維持される。

さらに冷却管１３と蒸気乾燥部１０に位置され
るウエハ１１の間には、たとえばステンレス製の
金網で構成されるフイルタ１５（第２のミストト
ラツプ）が設けられ、冷却管１３によつて凝縮さ
れ滴下する液滴の飛沫１６やミストトラツプ７を
通過して上昇するミスト８がウエハ１１に付着す
ることが防止される構造とされている。

次に第１図に示した乾燥装置による乾燥手順に
ついて説明する。

蒸発槽２に貯留されるイソプロピルアルコール
３はヒータ４Ａによつて加熱されるオイル５によ
つて間接的に加熱され、蒸気乾燥部１０には所定
の温度の蒸気６が供給される。

エレベータ１２のワーク置台１２Ａ上に位置さ
れる常温のウエハ１１は本体開口部１Ａを通じて
蒸気乾燥部１０に降下され、ウエハ１１の全体が
蒸気層上縁１４よりも下に位置する高さで停止さ
れ、所定の時間保持される。

このとき、雰囲気の蒸気６の温度よりも温度の
低いウエハ１１の表面には、蒸気６が凝縮してイ
ソプロピルアルコール３の液滴が無数に形成さ
れ、ウエハ１１の表面に付着している水分や油脂
類はこの無数の液滴に溶解され、凝縮液受皿９の
上に液滴とともに落下してウエハ１１の表面から
除去される。

上記の作用はウエハ１１が雰囲気の蒸気６と等
しい温度になるまで繰返し行なわれる。

この場合、蒸発槽２の底部に貯留されるイソプ
ロピルアルコール３の液面から蒸気６とともに発
生される、異物を含むミスト８はミストトラツプ
７によつて捕捉されるため、蒸気乾燥部１０の内
部に飛散されるミスト８の量が減少され、蒸気乾
燥部１０に位置される乾燥中のウエハ１１の表面
にミスト８が付着しウエハ１１を汚染することが
防止される。

さらに、冷却管１３の表面に形成される凝縮液
の飛沫１６はフイルタ１５によつて遮られ、蒸気
乾燥部１０に位置される乾燥中のウエハ１１の表
面に飛沫１６が付着することが防止される。

このようにして所定の時間蒸気乾燥部１０に位
置され清浄に乾燥されたウエハ１１は本体開口部
１Ａを通じて取り出され、１回の乾燥操作が終了
される。

上記の一連の乾燥操作を繰り返すことによつて
多数のウエハ１１の蒸気乾燥が行なわれる。

第３図は第１図に示す前提技術に係る蒸気乾燥
装置を用いて蒸気乾燥を実施した場合のウエハ１
１の汚染防止効果について本発明者らが調査した
結果をグラフで示すものである。

汚染防止効果の尺度としては、蒸気乾燥後にウ
エハ１１の１枚当りの表面に残存する直径約0.3μ
ｍ以上の付着粒子数をとり、この付着粒子数がグ
ラフの縦軸に示されている。

粒子数の検出方法としては、約20Åに絞り込ん
だHe−Neレーザービームでウエハ表面全体を走
査し、粒子による散乱光を計数する方法が用いら
れている。

またグラフの横軸はイソプロピルアルコール３
を加熱するオイル５の温度が加熱温度として示さ
れている。

同図において、破線で示される、考えられる市
販の標準的な蒸気乾燥装置の場合には、加熱温度
の上昇に伴つて、付着粒子数は急激に増加してい
るが、上記の装置の場合には、加熱温度の上昇に
よる付着粒子数の増加は緩慢であり、ミストトラ
ツプ７およびフイルタ１５によるウエハ１１の汚
染防止効果が顕著に示されている。

〔実施例〕

第２図は本発明の実施例である蒸気乾燥装置の
略断面図を示すものである。

本実施例においては、第１図で示される前提技
術に係る蒸気乾燥装置に、さらにウエハ１１の周
囲を取り囲む、熱容量の小さなたとえば石英製の
円筒１７（筒体）、およびワーク置台１２Ａの位
置にミストトラツプ１８（第３のミストトラツ
プ）を設けたところが前記実施例１とは異なる。

円筒１７はウエハ１１が蒸気乾燥部１０に位置
された状態にあるとき、その上端部が蒸気層上縁
１４よりも上方に突出する大きさのものが用いら
れ、ウエハ１１の周囲からミスト８が侵入するこ
とが防止される構造とされている。

この結果、円筒１７の内側に位置されるウエハ
１１には、ミストトラツプ７、フイルタ１５およ
びウエハ１１の直下に設けられるミストトラツプ
１８を通過し、ミスト８を充分に除去された蒸気
６が下方から供給されるため、ウエハ１１に付着
されるミスト８は減少され、ウエハ１１の汚染が
防止される。

また第３図においてグラフで示されるように、
前提技術の場合には加熱温度の上昇に伴つて付着
粒子数は緩慢に増加しているが、実施例の場合に
は、前提技術よりも低いレベルでほぼ一定であ
り、円筒１７およびミストトラツプ１８を有する
ことが、ウエハ１１の汚染防止にさらに効果的で
あることが知られる。

さらにウエハ１１から除去され蒸発槽２の内部
にイソプロピルアルコール３とともに蓄積される
水分の一部は共沸によつて水蒸気となり蒸気６と
ともにイソプロピルアルコール３の液面から蒸発
されるが、この水蒸気はミストトラツプ７、フイ
ルタ１５およびミストトラツプ１８の各部を通過
する際に凝縮され、水滴として蒸発槽に回収され
る。

この結果、水蒸気がウエハ１１の表面で凝縮さ
れ、ウオーターマークなどを発生することが防止
される。

第４図に示されるグラフは、横軸にイソプロピ
ルアルコール３の中の水分の量を容積百分率で表
示する含水率をとり、縦軸には、シミ、ウオータ
ーマークの発生率および、付着粒子増加数をとつ
て示したものである。

シミ、ウオーターマークの発生率は、同時に乾
燥処理される複数のウエハ１１の中でシミ、ウオ
ーターマークを生じたウエハ１１の枚数を百分率
で示すものである。

また、付着粒子増加数は乾燥処理前と乾燥処理
後の付着粒子の差をウエハ１１の１枚当りで示す
ものである。

同図において、〔〕で示される折れ線は考え
られる市販の標準的な蒸気乾燥装置の場合を示す
もので、含水率が約５％になるとシミ、ウオータ
ーマークの発生が見られるが、〔〕で示される
実施例の場合には、含水率が20％まで増加しても
シミ、ウオーターマークの発生は見られず、実施
例の構造が、シミ、ウオーターマークの発生防止
に極めて有効であることがわかる。

さらに、〔〕は実施例の場合の含水率と付着
粒子増加数の関係を示すもので、含水率が10％ま
では、付着粒子増加数が数個程度と低く、イソプ
ロピルアルコール３を交換することなく蒸気乾燥
作業を継続できることを示している。

〔効果〕

(1) 蒸気発生部と乾燥部との間には第１ミストト
ラツプが設けられ、冷却管の内側には第２ミス
トトラツプが設けられ、さらに被乾燥物を乾燥
部に搬入する上下動部材には被乾燥物を支持す
る第３ミストトラツプが設けられているため、
蒸気発生部において蒸気とともに発生される異
物を含むミストが被乾燥物に付着することが防
止され、被乾燥物を汚染することなく乾燥でき
る。

(2) 前記(1)の結果、蒸気発生部における有機溶剤
の加熱温度を高くし蒸気発生量を増加させるこ
とが可能となり、被乾燥物を汚染することなく
蒸気乾燥に要する時間を短縮できる。

(3) 前記(1)の結果、蒸気発生部において有機溶剤
の蒸気とともに発生される水蒸気がミストトラ
ツプによつて凝縮され回収されるため、水蒸気
が被乾燥物の表面に凝縮してウオーターマーク
等の有害な蒸発痕を形成することが防止され
る。

(4) 前記(3)の結果、蒸気発生部に蓄積される水分
量の増加の被乾燥物の汚染に与える影響が緩和
されるため、有機溶剤の交換頻度が減少し、乾
燥装置の稼働率が向上する。

(5) 前記(1)、(3)の結果、被乾燥物の汚染に起因す
る製品不良が低減され、製品歩留りが向上す
る。

(6) 前記(2)、(4)、(5)の結果、乾燥工程における生
産性が向上する。

以上本発明者によつ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、有機溶剤としてはイソプロピルアル
コール以外のものを用いることも可能である。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によつてなさ
れた発明をその背景となつた利用分野であるウエ
ハの蒸気乾燥装置に適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、被乾燥物
の表面に塵埃や水滴等の付着や汚染を防止するこ
とが必要とされる乾燥技術に広く応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の前提技術である蒸気乾燥装置
の略断面図、第２図は本発明の他の実施例である
蒸気乾燥装置の略断面図、第３図は加熱温度と付
着粒子数の関係を示すグラフ、第４図は含水率と
付着粒子増加数およびシミ、ウオーターマーク発
生率の関係を示すグラフである。 １……装置本体、１Ａ……本体開口部、２……
蒸発槽（蒸気発生部）、３……イソプロピルアル
コール、４……ジヤケツト、４Ａ……ヒータ、５
……オイル、６……蒸気、７……ミストトラツプ
（第１のミストトラツプ）、８……ミスト、９……
凝縮液受皿、１０……蒸気乾燥部（乾燥部）、１
１……ウエハ（被乾燥物）、１２……エレベータ
（上下動部材）、１２Ａ……ワーク置台、１３……
冷却管、１３Ａ……流体、１４……蒸気槽上縁、
１５……フイルタ（第２のミストトラツプ）、１
６……飛沫、１７……円筒（筒体）、１８……ミ
ストトラツプ（第３のミストトラツプ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 底部に蒸気発生部が設けられ、該蒸気発生部
   により発生した有機溶剤の蒸気を収容する乾燥部
   が前記蒸気発生部の上方に形成された筒形の装置
   本体を有し、前記乾燥部の蒸気層上縁の高さを調
   整する冷却管を前記装置本体の上部内周面に配設
   し、該装置本体の上端開口部から上下動部材によ
   り挿入された被乾燥物を前記乾燥部で乾燥する乾
   燥装置において、 前記蒸気発生部と前記乾燥部との間に位置し前
   記乾燥部内へのミストの浸入を防止する第１ミス
   トトラツプと、前記第１ミストトラツプの上方に
   位置し前記被乾燥物からの凝縮液を回収する凝縮
   液受皿と、前記冷却管の内側に位置し前記冷却管
   からの凝縮液の前記被乾燥物への飛散を防止する
   第２ミストトラツプとを前記装置本体に設け、 前記上下動部材に設けられ前記被乾燥物を支持
   するワーク置台に、前記乾燥部における蒸気を通
   過させる一方ミストの浸入を防止する第３ミスト
   トラツプを設け、 上下両端部が開口され前記被乾燥物に周囲から
   ミストが浸入するのを防止する筒体を前記第３ミ
   ストトラツプの上に配置したことを特徴とする乾
   燥装置。 ２ 前記筒体はこの筒体の上端が前記蒸気層上縁
   よりも上方に突出する長さを有することを特徴と
   する乾燥装置。