JPH0574753A - 乾燥方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウォータマークの発生を防止し、乾燥時間を
短縮化することができるベーパ乾燥技術を提供する。 【構成】 ウエハ２および治具３をベーパ１５の雰囲気
に浸漬させる以前に温水浴槽２０において加熱する。 【効果】 温水加熱後、ウエハ２および治具３がベーパ
１５の雰囲気に投入されると、ベーパ１５が一瞬にして
結露してベーパ１５が一気に消費され、ベーパの境界面
レベルＬが低下する現象の発生を防止することができ
る。その結果、ウエハ２がベーパ雰囲気から大気中に露
出する状態を防止し、ウエハが大気中で自然乾燥するこ
とによるウォータマークの発生を防止することができ
る。また、ベーパの雰囲気レベルの低下を防止すること
により、その雰囲気レベルＬの回復の待ち時間を省略す
ることができるため、その分、乾燥時間を短縮化するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乾燥技術、特に、複数
の被処理物を一括して乾燥する技術に関し、例えば、半
導体装置の製造において、水洗い後の半導体ウエハ（以
下、ウエハという。）を乾燥させる技術に利用して有効
なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造において、水洗い後の
ウエハを乾燥する装置として、複数枚のウエハを保持治
具にて保持した状態で、ベーパ浴槽においてイソプロピ
ルアルコール等のような有機溶剤によって形成されたベ
ーパ雰囲気中に浸漬し、ウエハとベーパとの温度差によ
って、水とベーパの滴である有機溶剤とを置換させ、そ
の後の有機溶剤の蒸発によってウエハを乾燥させるよう
に構成されているベーパ乾燥装置がある。

【０００３】なお、ベーパ乾燥装置を述べてある例とし
ては、特開昭５６−１６８０７２号公報および実開昭５
９−１３８２３２号公報がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなベ
ーパ乾燥装置においては、次のような問題点があること
が、本発明者によって明らかにされた。

【０００５】 ウエハが保持治具に保持された状態
で、１８℃〜１９℃の純水中に浸漬されて洗浄される
と、ウエハおよび治具は１８℃〜１９℃の温度状態にな
る。この温度状態で、ウエハおよび治具がベーパ浴槽に
搬入されると、一瞬にして大量のベーパが結露すること
により消費されるため、ベーパ浴槽内のベーパ面（ベー
パ雰囲気と大気との境界面）のレベルが一気に下降す
る。その結果、ベーパ浴槽に搬入されたウエハがベーパ
雰囲気に浸漬されない期間が発生するため、この間に自
然乾燥が進むと、ウォータマーク等の乾燥不良が発生す
る。

【０００６】 ベーパ面が所定のレベルに回復する迄
に時間がかかるため、乾燥作業時間が長期化する。

【０００７】本発明の目的は、ウォータマークの発生を
防止することができるとともに、乾燥作業時間を短縮化
することができるベーパ乾燥装置を提供することにあ
る。

【０００８】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。

【０００９】

【課題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説明すれば、次の通り
である。

【００１０】すなわち、洗浄後の被処理物が複数枚、保
持治具に保持された状態で、有機溶剤のベーパ雰囲気に
浸漬されることにより、被処理物および保持治具が乾燥
される乾燥方法において、前記ベーパ雰囲気に浸漬され
る以前に、被処理物が保持治具に保持された状態で温水
により加熱され、続いて、被処理物および保持治具が前
記ベーパ雰囲気に浸漬されることを特徴とする。

【００１１】

【作用】前記した手段によれば、複数の被処理物と、こ
れを保持する治具とが温水浴槽において加熱された状態
で、ベーパ雰囲気に浸漬されるため、被処理物および治
具がベーパ雰囲気に搬入された際に、ベーパが瞬時に大
量に消費される現象は抑止され、ベーパ面が一気に低下
することは防止される。その結果、被処理物がベーパ雰
囲気から大気中に露出することによって起こるウォータ
マーク現象は発生しない。また、ベーパ面が一気に低下
することが防止されることにより、ベーパ面が所定レベ
ルに回復するのを待つ時間が無くなるため、乾燥作業時
間が短縮されることになる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるベーパ乾燥装
置を示す縦断面図、図２および図３はその作用を説明す
るための各縦断面図である。

【００１３】本実施例において、本発明に係る乾燥装置
は、洗浄後のウエハをベーパ乾燥するベーパ乾燥装置１
として構成されている。このベーパ乾燥装置１におい
て、被処理物としてのウエハ２は複数枚が、保持治具
（以下、治具という。）３に保持されて一括に乾燥処理
されるようになっている。治具３は耐薬品性の良好な弗
素樹脂が用いられて、その平面形状が長方形の箱形状に
形成されている。治具３の長辺側の一対の側壁面には保
持溝４が複数条、軸心方向に略等間隔に配されて円弧形
状に刻設されている。そして、各保持溝４は被保持物と
してのウエハ２を治具３の上面開口から挿入されること
により、ウエハ２を一枚宛保持するように構成されてい
る。

【００１４】本実施例において、このベーパ乾燥装置１
は、ベーパ浴槽１０および温水浴槽２０を備えている。
ベーパ浴槽１０は浴槽本体１１を備えており、この本体
１１は石英ガラスが用いられて、平面形状が略正方形の
箱形状に形成されている。本体１１の上部には治具３を
出し入れするための出入口１２が開設されている。この
浴槽本体１１の出入口１２の内周壁には冷却水を循環さ
せるためのコイル状の冷却パイプ１３が敷設されてい
る。

【００１５】浴槽本体１１の内部には、例えば、イソプ
ロピルアルコール（ＩＰＡ）、トリクレンあるいはメタ
ノールアルコール等の有機溶剤１４が収容されており、
これは本体１１の外部から給液管１６によって供給され
るようになっている。浴槽本体１１の下には赤外線ヒー
タ、または鉄やアルミニュームのブロックにシーズヒー
タを埋め込んだヒートブロック等からなる加熱装置１７
が設置されており、加熱装置１７は有機溶剤１４を加熱
することにより、それを強制的に蒸発させてベーパ１５
を発生させるように構成されている。

【００１６】また、浴槽本体１１内の有機溶剤１４の液
面よりも上方には上部を開口したトレー１８が滴下して
来る水滴を受け得るように設置されており、このトレー
１８の底部には本体１の外部へ連通する排液管１９が接
続されている。そして、トレー１８の真上には治具３が
吊り下げられてセットされるようになっている。

【００１７】本実施例において、温水浴槽２０はウエハ
洗浄工程における最終段階としての純水洗浄処理を実施
する洗浄装置を兼ねるように構成されている。図１およ
び図２に示されているように、この洗浄装置兼用温水浴
槽２０は内外二重槽に構成されている処理槽２１を備え
ており、内外槽は同心の略正方形筒形状に形成されてい
る。外槽２２は石英ガラスが用いられて形成されてお
り、内槽２３はステンレス等が用いられて形成されてい
るとともに、弗素樹脂により表面がコーティングされて
いる。

【００１８】洗浄槽２１には洗浄液としての純水２４が
貯留されており、この純水２４は外槽２２および内槽２
３を循環するようになっている。すなわち、外槽２２の
底部にはポンプ２５が設備されており、このポンプ２５
は外槽２２の純水２４を内槽２３に圧送するように構成
されている。ポンプ２５の吸入側にはプレフィルタ２６
が介設されており、ポンプ２５の排出側である内槽２３
の底部にはメインフィルタ２７が介設されている。ま
た、内槽２３のメインフィルタ２７の上方には多孔質の
整流板２８が介設されており、この整流板２８により純
水２４が内槽２３を層流となって上昇して行くようにな
っている。そして、内槽２３において、純水２４は常時
オーバフローして外槽２２側へ循環して行くようになっ
ている。したがって、内槽２３はオーバフロー槽を構成
していることになる。

【００１９】なお、図示しないが、洗浄槽２１には純水
２４を適宜補給するための給水系、および、純水２４を
適宜排出するための排水系が設備されている。

【００２０】本実施例において、洗浄槽２１における内
槽２３内には加熱手段としての温水循環パイプ２９が配
管されており、内槽２３内の純水２４はこのパイプ２９
により所定の温度加熱されるようになっている。パイプ
２９には温水３０が常時循環されており、この温水３０
は循環路（図示せず）の途中に介設された熱交換器によ
り一定の温度を維持するように制御されている。

【００２１】このベーパ乾燥装置１は吊り具３２を介し
て保持治具３を吊持するハンドラ３１を備えており、詳
細な説明は省略するが、ハンドラ３１は保持治具３を吊
り下げた状態で、温水浴槽２０とベーパ浴槽１０と、例
えば、後述するベンチレータ３３、その他の場所との間
を適宜移動するように構成されている。

【００２２】次に作用を説明する。強酸等によって所定
の洗浄処理が施されたウエハ２は、洗浄工程の最終段階
である純水洗浄装置を兼用する温水浴槽２０にハンドラ
３１によって搬送されて来る。このとき、洗浄すべきウ
エハ２は複数枚が治具３に保持されている。すなわち、
１枚のウエハ１は保持溝４に嵌入されており、複数枚の
ウエハが互いに、同心的に並べられた状態に保持されて
いる。また、治具３は吊り具３２を介してハンドラ３１
に吊持されている。

【００２３】複数枚のウエハ２がセットされた治具３
は、ハンドラ３１に吊持された状態で、ハンドラ３１に
より洗浄槽２１に搬送されて下降され、内槽２２の純水
２４中に浸漬される。

【００２４】治具３が純水２４中に浸漬されると、各ウ
エハ２および治具３に純水２４が接触するため、ウエハ
２および治具３の表面に付着した強酸やエッチング残渣
等の異物（以下、異物等という。）は洗い流される。そ
して、洗い流された異物等は、上方に向かう水流に乗っ
て、内槽２３の純水２４中における上部に運ばれる。こ
の内槽２３の上部においては、純水２４のオーバフロー
流が常時形成されているため、水流に乗って上部に運ば
れた異物等は、このオーバフロー流に乗ってそのまま直
ちに外槽２２に排出されることになる。したがって、内
槽２３の純水２４中には異物等が浮遊することは、殆ど
ない状態になっている。

【００２５】この洗浄作業に際して、内槽２３内の純水
２４は温水循環パイプ２９によって加熱され、かつ、一
定温度に維持されているため、純水２４中に浸漬された
ウエハ２は純水２４の一定温度によって加熱されること
になる。本実施例において、このウエハ２が加熱される
温度は、後記するベーパ１５の雰囲気温度よりも若干低
くなるように設定されている。また、このとき、治具３
はウエハ２に比較してその熱容量がきわめて大きいた
め、加熱しにくい。しかし、純水２４の熱容量もきわめ
て大きいため、充分に加熱することができる。

【００２６】このようにして、ウエハ２および治具３が
洗浄、かつ、加熱された後、治具３はハンドラ３１に吊
持されたまま純水２４中から引き上げられる。このと
き、純水２４の水面に異物等が浮遊していることがない
ため、引き上げ途中で、異物等がウエハ２の表面に再付
着することはない。したがって、洗浄の効果はそのまま
維持され、その結果、露光工程等の後の工程における処
理精度を高めることができる。

【００２７】本実施例において、純水２４中から引き上
げられた治具３は、湿潤したウエハ２群がセットされた
ままの状態で、ベーパ浴槽１０にハンドラ３１により直
ちに搬送される。そして、湿潤したウエハ２群は図１に
示されているように、ベーパ浴槽１０により乾燥処理が
実施される。

【００２８】ここで、ベーパ浴槽１０の底部に貯留され
ている有機溶剤１４の液体は加熱装置１７により加熱さ
れて蒸発しベーパ１５を発生する。ベーパ１５は上昇
し、冷却パイプ１３によってコールドトラップされるた
め、ベーパ浴槽本体１１内は完全にベーパ１５の雰囲気
になる。

【００２９】前述したように、温水浴槽２０において、
純水洗浄されるとともに、加熱されたウエハ２群は治具
３に保持された状態で、ハンドラ３１により吊持され、
乾燥室としてのベーパ浴槽本体１１内へ出入口１２か
ら、図１に示されているように、治具３がトレー１８の
真上位置に来るまで下降される。

【００３０】投入時、ウエハ２および治具３は前工程で
洗浄処理されたため、湿潤した状態になっている。ま
た、ウエハ２および治具３は温水浴槽２０において、ベ
ーパ１５の雰囲気温度よりも若干低い温度に加熱された
ため、ベーパ１５の雰囲気温度（約８０℃）以下の温度
状態になっている。

【００３１】ところで、低温度（１８℃〜１９℃）の純
水によって最終洗浄されたままのウエハ２および治具３
が、高温度（約８０℃）のベーパ１５の雰囲気に投入さ
れると、ベーパ１５が一瞬にして結露することにより、
ベーパ１５が一気に消費されるため、図３に示されてい
るように、ベーパ１５の境界面レベルＬが低下してしま
う。そして、レベルＬがウエハ２よりも下まで低下する
と、ウエハ２がベーパ１５の雰囲気から大気中に露出す
る状態になるため、ウエハ２が自然乾燥する結果、ウォ
ータマークが発生する。すなわち、ウエハ２に付着した
水滴に大気中の酸素が溶け込み、この酸素によりウエハ
２の表面に水滴が付着していた場所だけ局所的に自然酸
化される（所謂ウォータマーク）現象が発生する。

【００３２】しかし、本実施例においては、ウエハ２お
よび治具３は純水の温度（１８℃〜１９℃）よりも高い
温度状態になっているため、ウエハ２および治具３がベ
ーパ１５の雰囲気に投入された際、ベーパ１５が一瞬に
して結露するという現象は起きない。したがって、ベー
パ１５が一気に消費されることによって、ベーパ１５の
境界面レベルが低下するという現象の発生は、未然に防
止され、図１に示されているように、ベーパ１５の雰囲
気レベルＬはコールドトラップで規定される位置を略維
持することになる。つまり、ウエハ２がベーパ１５の雰
囲気から大気中に露出する状態は発生しない。その結
果、ウエハ２が大気中で自然乾燥することによるウォー
タマークの発生は防止されたことになる。

【００３３】しかし、ウエハ２および治具３はベーパ１
５の雰囲気温度よりは低い温度の状態になっているた
め、ウエハ２および治具３がベーパ１５の雰囲気中に浸
漬されると、それらの表面においてベーパ１５が結露し
て付着する。結露した有機溶剤１４はウエハ２および治
具３の表面を湿潤している水分と次第に置き換わって行
き、ウエハ２および治具３の表面温度がベーパ１５の温
度と同等になった時点で置換が終了する。

【００３４】一方、有機溶剤１４と置換した水分３４は
ウエハ２および治具３の表面に残った異物等と共に表面
を流下して、トレー１８上にそれぞれ滴下し、トレー１
８により集水されて、排液管１９を通じて外部に排出さ
れる。このようにして、水分３４がベーパ浴槽本体２１
の底部に貯留されている有機溶剤１４の液中に混入する
のを防止することにより、混入した水分３４が再蒸発し
て水蒸気になるのを回避することができるため、水分３
４のウエハ２への再付着を防止することができる。

【００３５】置換が終了した時点において、治具３はハ
ンドラ３１によってベーパ浴槽本体１１からベンチレー
タ３３内へ引き上げられる。治具３およびウエハ２がベ
ーパ浴槽本体１１から引き上げられると、治具３および
ウエハ２はベーパ１５の雰囲気温度によって加熱されて
昇温しているため、これらの表面に滴になって付着して
いる有機溶剤１４は温度を奪いながら気化することにな
る。有機溶剤１４が気化しきると、治具３およびウエハ
２は乾燥することになる。気化した有機溶剤はベンチレ
ータ３３により吸引されて他所へ拡散するのを防止され
る。

【００３６】前記実施例によれば次の効果が得られる。
ウエハおよび治具をベーパ雰囲気に浸漬させる以前
に温水浴槽において加熱することにより、ウエハおよび
治具がベーパの雰囲気に投入された際、ベーパが一瞬に
して結露することにより、ベーパが一気に消費されてベ
ーパの境界面レベルが低下するという現象の発生を防止
することができるため、ウエハがベーパ雰囲気から大気
中に露出する状態を防止することができ、その結果、ウ
エハが大気中で自然乾燥することによるウォータマーク
の発生を防止することができる。

【００３７】 ウォータマークの発生を防止すること
により、乾燥精度を高めることができるとともに、露光
工程等の後の工程における不良の発生率を低下させるこ
とができる。

【００３８】 ベーパの雰囲気レベルの低下を防止す
ることにより、その雰囲気レベルの回復の待ち時間を省
略することができるため、その分、乾燥時間を短縮化す
ることができる。

【００３９】 温水浴槽を洗浄工程における最終段階
の純水洗浄処理と兼用的に構成することにより、設備費
用および占拠面積の増加を抑制することができる。

【００４０】 ベーパ浴槽本体にトレーを水滴を受け
るように設備することにより、水分が有機溶剤の液中に
滴下することを阻止することができ、液中の水分が再蒸
発してウエハに再付着してしまうのを防止することがで
きる。

【００４１】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。

【００４２】例えば、温水浴槽は、洗浄工程における最
終段階の純水洗浄処理と兼用的に構成するに限らず、専
用的に構成してもよい。

【００４３】温水浴槽の加熱手段としては、循環温水パ
イプを使用するに限らず、電気ヒータ等を使用してもよ
い。

【００４４】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ウエハ
のベーパ乾燥技術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、ホトマスクや光学レン
ズ、液晶ディスプレイ等についての乾燥技術全般に適用
することができる。特に、本発明は、板状物を複数枚同
時に乾燥するのに使用して優れた効果が得られる。

【００４５】

【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、次
の通りである。

【００４６】ウエハおよび治具をベーパ雰囲気に浸漬さ
せる以前に温水浴槽において加熱することにより、ウエ
ハおよび治具がベーパの雰囲気に投入された際、ベーパ
が一瞬にして結露することにより、ベーパが一気に消費
されてベーパの境界面レベルが低下するという現象の発
生を防止することができるため、ウエハがベーパ雰囲気
から大気中に露出する状態を防止することができ、その
結果、ウエハが大気中で自然乾燥することによるウォー
タマークの発生を防止することができる。ウォータマー
クの発生を防止することにより、乾燥精度を高めること
ができるとともに、露光工程等の後の工程における不良
の発生率を低下させることができる。

【００４７】また、ベーパの雰囲気レベルの低下を防止
することにより、その雰囲気レベルの回復の待ち時間を
省略することができるため、その分、乾燥時間を短縮化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるウエハの乾燥装置を示
す縦断面図である。

【図２】そのウエハの温水浴工程を示す縦断面図であ
る。

【図３】作用を説明するための縦断面図である。

【符号の説明】

１…ウエハの乾燥装置、２…ウエハ（板状物）、３……
治具、４…保持溝、１０…ベーパ浴槽、１１…浴槽本
体、１２…出入口、１３…冷却パイプ、１４…有機溶
剤、１５…ベーパ、１６…給液管、１７…加熱装置、１
８…トレー、１９…排液管、２０…温水浴槽、２１…洗
浄槽、２２…外槽、２３…内槽、２４…純水（洗浄
液）、２５…ポンプ、２６…プリフィルタ、２７…メイ
ンフィルタ、２８…整流板、２９…温水循環パイプ、３
０…温水、３１…ハンドラ、３３…吊り具、３３…ベン
チレータ、３４…水分。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄後の被処理物が複数枚、保持治具に
   保持された状態で、有機溶剤のベーパ雰囲気に浸漬され
   ることにより、被処理物および保持治具が乾燥される乾
   燥方法において、 前記ベーパ雰囲気に浸漬される以前に、被処理物が保持
   治具に保持された状態で温水により加熱され、続いて、
   被処理物および保持治具が前記ベーパ雰囲気に浸漬され
   ることを特徴とする乾燥方法。
2. 【請求項２】 温水として洗浄液が兼用されることを特
   徴とする請求項１に記載の乾燥方法。
3. 【請求項３】 複数枚の被処理物を処理治具に保持した
   状態で収容自在な浴槽と、この浴槽内に有機溶剤のベー
   パを供給し、浴槽内にベーパ雰囲気を形成するベーパ供
   給手段とを有するベーパ浴槽、および、 清浄な洗水を貯留し、その貯水に複数枚の被処理物を保
   持治具に保持した状態で浸漬自在な水槽と、水槽の貯水
   を加熱する加熱手段とを有する温水浴槽を備えているこ
   とを特徴とする乾燥装置。