JPH1116873A - 洗浄乾燥方法及び洗浄乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機溶剤を主成分とする液を用いた半導体ウ
ェハやＬＣＤ基板あるいは精密電子部品等の被処理物の
洗浄乾燥を行なう際に、パーティクルの残存を少なく
し、乾燥処理時間を短縮し、かつ、有機溶剤の使用量を
少なくするとともに、その結果廃液も最小限に止める。 【解決手段】 水と混合しうる有機溶剤中に水洗後の被
処理物を浸漬した後に、被処理物を該有機溶剤中から取
り出す工程を複数回含む被処理物の洗浄乾燥方法におい
て、該処理物が浸漬している間の有機溶剤中の水分濃度
を１０ｗｔ％以下に保持することを特徴とする洗浄乾燥
方法、および洗浄乾燥装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機溶剤を主成分
とする液を用いた半導体ウェハやＬＣＤ基板あるいは精
密電子部品等の被処理物の洗浄乾燥及び乾燥装置に関す
るものであり、詳しくは、水洗後の被処理物の表面で有
機溶剤を主成分とする液を用いて洗浄を行い、その後、
急速乾燥させる洗浄乾燥方法、さらに、これに使用する
液を精製再利用する洗浄乾燥装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体ウェーハ等の洗浄におい
ては、被処理物の水洗後に、イソプロピルアルコール
（以下ＩＰＡと略記することがある）等の有機溶剤の蒸
気による乾燥、所謂、蒸気乾燥法が行われる。この方法
では、被処理物の下方にて有機溶剤を加熱・蒸発させ、
水洗後の被処理物の表面で水溶性有機溶剤を主成分とす
る乾燥液の蒸気を凝縮させて乾燥を行う。

【０００３】一方、蒸気乾燥装置とは別の方法として、
マランゴニ乾燥に代表されるような超純水からの被処理
物引き上げ乾燥法がある（例えば、特開平２−２９１１
２８号公報等）。この方法の場合、被処理物を超純水に
浸漬し、これを超純水槽から引き上げる前に、ＩＰＡな
どの有機溶剤を蒸気として供給して純水表面に極薄の有
機溶剤層を形成させる。この方法によると、引き上げた
被処理物表面上に、有機溶剤層が形成されるので乾燥が
容易になるばかりでなく、有機溶剤と超純水との表面張
力の違いにより、被処理物上の微粒子までもが取り除か
れるという利点がある。

【０００４】しかし、これらの乾燥方法においては以下
のような問題点がある。蒸気乾燥装置においては、火災
・爆発の危険性のある有機溶剤を加熱し蒸気として使用
しなくてはならないこと、ＩＰＡ等の薬品の使用量が多
いこと、前段の水洗工程からの移送時における雰囲気酸
素との接触によりウォーターマークが生成しやすいこ
と、更に被洗浄物の蒸気内浸漬・横移送と被処理物の上
下動幅が深いので装置が上下方向に大きくならざるを得
ないこと等の欠点を有していた。また、被処理物に付着
した粒子が除去しにくいという問題点もあった。

【０００５】一方、純水引き上げ乾燥法に関しては、純
水から引き上げた被処理物の表面上には不可避的に水が
付着するため、たとえ温純水を使用したにしても、乾燥
に一番重要な最終乾燥段階の熱供給量が不十分であると
いう問題がある。また、有機溶剤が蒸気として供給され
るので、引き上げた被処理物が有機溶剤の蒸気で覆われ
ており、結果として、乾燥処理時間が長くスループット
が悪くなるという問題も有している。さらには、この方
法では、超純水表面に極薄の有機溶剤層を形成させる必
要があるが、このような有機溶剤層を短時間に再現性良
く形成させるのは極めて困難であるという問題もある。
また、被処理物を乾燥させる熱源を有機溶剤蒸気により
与える必要があるので、結果的に有機溶剤を多く使用す
ることになり、その排水は一般排水溝で処理できる濃度
よりも高くなることより、結果として処理量としては膨
大な量となるということもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】蒸気乾燥法および超純
水引き上げ法における欠点の解決法として、ＩＰＡ等の
有機溶剤中被処理物を浸漬処理方法も考えられる。この
方法に依れば、有機溶剤の蒸気を使用することなく、コ
ンパクトな装置でより完全な洗浄・乾燥をおこなうこと
ができる。しかしながら、本発明者らの知見によると、
この方法では、被処理物に付着していた水が浸漬される
有機溶剤中に徐々に蓄積されていくため、数回の浸漬処
理によって洗浄が不可能になってしまう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
ついて鋭意検討した結果、水と混合しうる有機溶剤中の
水分濃度を特定範囲に保持しつつ、該有機溶剤中に被処
理物を浸漬処理すれば、上記の問題点を解決できるこ
と、さらには、このために、使用した有機溶剤を特定の
分離装置を用いて精製しこれを再利用すればよいことを
見いだし本発明を完成した。

【０００８】すなわち、本発明の要旨は、水と混合しう
る有機溶剤中に水洗後の被処理物を浸漬した後に、被処
理物を該有機溶剤中から取り出す工程を複数回含む被処
理物の洗浄乾燥方法であって、該処理物が浸漬している
間の有機溶剤中の水分濃度を１０ｗｔ％以下に保持する
ことを特徴とする洗浄乾燥方法、に存する。また、本発
明の他の要旨は、（１）水と混合しうる有機溶剤中に被
処理物を浸漬する為の処理槽と、（２）その一端が処理
層に接続した、処理槽中の有機溶剤を抜き出す為の液排
出ラインと、（３）液排出ラインの他の一端と接続した
分離膜モジュールと、（４）供給される有機溶剤中の水
分が減少される側の分離膜モジュール出口と前記処理槽
とを接続する供給ラインとを有する洗浄乾燥装置、に存
する。本発明において、「ライン」とは途中に他の装置
が存在するものを妨げるものではない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
しながら詳細に説明する。図１は本発明の洗浄乾燥装置
の一実施例を被処理物と共に示す概略図である。図１に
おいて、１は処理槽である。処理槽は石英あるいはＳＵ
Ｓ鋼にて形成されている。処理槽１の形状は直方体状で
あるが、底部においては底部の中央に向かって傾斜がつ
いている。これにより、液の排出が容易になり、かつ、
処理槽自体の容積もより小さくできる。勿論、処理槽の
形状は円柱状や多角形状であってもよい。処理槽１の容
積は、被処理物が入る範囲でできる限り小さくしてい
る。処理槽１は上方に開口し、被処理物を上方より受け
入れる。

【００１０】２は冷却コイルである。冷却コイル２はＳ
ＵＳ鋼あるいは石英管により形成されている。冷却コイ
ル２は、処理槽１の内壁側面近傍に設置されている。冷
却コイル中には水あるいはエチレングリコール等の冷媒
が流れる。冷媒はコイル中を下方から上方に向かって流
れ、その際に処理槽内部の熱を奪って処理槽内部を冷却
する。冷却コイルは、処理槽の内壁側面近傍以外に、底
部近傍に設けることもできるし、これらを併設すること
もできる。また、冷却コイルの代わりに、冷却ジャケッ
トを使用することもできる。

【００１１】図１においては、蒸気圧減少手段として冷
却コイルを使用したが、これは処理槽に存在する有機溶
剤の蒸気の圧力を減少させる手段であればよい。例え
ば、後述の高純度窒素導入ライン及び排気ラインを用い
て窒素等の不活性ガスを導入・排気することで代用する
ことができる。また、処理槽に真空ポンプ等の減圧手段
を接続し、処理槽内部を減圧することで代用することも
できる。無論これらを２つ以上併用することもできる。

【００１２】３は処理槽蓋である。処理槽蓋３は石英あ
るいはＳＵＳ鋼により形成されている。処理槽蓋３の形
状は平板状であるが、鏡状であっても差し支えない。蓋
３は開閉可能となっており、開状態の場合処理槽１の開
口部を解放し、閉状態の場合開口部を閉止する。処理槽
内を減圧にすることがあり処理槽とのシール性が重要で
あるので、蓋３は閉状態の際には処理槽内の気密性が保
たれるようになっている。シール材としてはクリーン度
の高いＰＴＦＥあるいはＰＦＡが望ましい。また、この
処理槽蓋３は自動開閉機構（図示せず）を有している。

【００１３】４は被処理物である。ウェハ、ＬＣＤ基
板、精密電子部品等がこれにあたる。被処理物の形状に
特に制限はなく、円盤状、平板状、球状、その他複雑な
形状であってもよい。被処理物４は被処理面を露出して
保持し得るワークカセット等の保持部材（キャリア：図
示せず）に複数個収納されており、キャリアは上方又は
側方より吊持されている。被処理物は、蓋３が開状態の
際にキャリアごと処理槽上方より受け入れられ、そのま
ま洗浄・乾燥処理に供される。なお、処理槽内に被処理
物を複数個設置するための固定治具を設置しておき、キ
ャリアにて処理槽内の搬送された被処理物を固定治具に
て固定した後、キャリアのみを槽外に取り出して洗浄・
乾燥することもできる。キャリアは石英、ＰＴＦＥある
いはＰＦＡ製のものを使用するのが好ましい。

【００１４】５は高純度窒素導入ラインである。このラ
インは処理槽内部より有機蒸気を追い出す為に導入す
る。また、処理槽内の圧力を減圧から大気圧に戻す為に
設けられている。材質はＳＵＳ鋼であり、粒子の混入を
防止するため内面が電解研磨されている。このラインは
処理槽の上部側面に接続されており、末端に微粒子除去
のフィルタ５１が接続されている。

【００１５】６は排気ラインである。処理槽内の有機蒸
気を排出する目的で、処理槽１の上部側面に設けられて
いる。材質はＳＵＳ鋼である。処理槽外気体の逆流を防
ぐために、逆止弁６１及びフィルタ６２が設置されてい
る。

【００１６】７は液排出ラインである。液排出ライン７
は処理槽内部の有機溶剤を抜き出し、分離膜モジュール
ユニット８へと導くラインであり、一方が処理槽１の最
底部に接続しており、他方が浸透気化膜モジュールユニ
ット８の受け入れ側（１次側）に接続している。材質は
ＳＵＳ鋼であり、粒子の混入を防止するため内面が電解
研磨されている。液排出ライン７は、液排出ライン７の
途中にはバルブ７４、コレクトタンク７３、供給ポンプ
７１及び熱伝対による温度計７２が設けられている。コ
レクトタンク７３は、洗浄乾燥に使用された有機溶剤を
いったん受け入れるのに使用される。温度計７２は、浸
透気化膜モジュールユニット８の近傍の液排出ライン７
に設けられており、循環ライン９１と合流した後の浸透
気化膜モジュールに供給される液の温度（ＰＶ温度）を
測定する。浸透気化膜においては、液排出ライン７の液
の組成変化あるいは被透過液抜き出しライン９の液の組
成変化がＰＶ温度の変化として捉えることができるの
で、温度計７２の温度変化を監視することで、処理槽に
リサイクルされる有機溶剤の組成を監視又は制御する。

【００１７】８は浸透気化膜モジュールユニットであ
る。洗浄乾燥に使用した有機溶剤を受け入れて有機溶剤
から水分を分離する。浸透気化膜モジュールユニット８
は、内部に浸透気化膜を有しており、膜への親和性の違
いにより水と有機溶剤とを分離し、その結果使用した有
機溶剤の脱水が行われる。図１の膜は中空糸状の耐熱性
高分子膜であり、水を選択的に透過させる。水を多量に
含む透過成分は、膜の２次側からライン８１を介して系
外に排出される。また、相対的にＩＰＡを多く含有する
非透過成分はライン９より抜き出される。

【００１８】脱水処理については、使用する有機溶剤が
水と親和性を有するため、通常の蒸留では分離が困難で
ある。従って、本発明の装置においては、分離膜を有す
るモ分離膜ジュールを用いるのが好ましく、特に浸透気
化膜を有する浸透気化膜モジュールおよび／またはを蒸
気透過膜を有する蒸気透過膜モジュールを使用するのが
好ましい。これらを使用することによって、使用する有
機溶剤量を削減することができる。

【００１９】浸透気化とは膜１次側に分離対象液を流
し、２次側を減圧／気相化して透過成分に分圧差を与え
て特定の液体を選択的に透過させ混合液体の分離・濃縮
を行うものである。特定の成分に親和性を持つ膜素材を
使用することによって、共沸混合物の分離も可能とな
る。浸透気化膜モジュールに供された水分を含む有機溶
剤は、非透過成分と透過成分とに分離される。このう
ち、処理前の水分濃度が減少した成分を再使用する。非
透過成分と透過成分のどちらがこの成分に該当するか
は、使用する浸透気化膜の性質に依る。例えば、浸透気
化膜が水を選択的に透過しやすい性質を有する場合は、
非透過成分を再使用する。使用できる膜素材としては、
ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポ
リフェニルアセチレン等が挙げられる。また、膜の形状
も、中空糸型以外にも、平膜積層型、チューブラ型、プ
リーツ型、スパイラル型等各種のものを使用できる。

【００２０】処理速度の向上或いは使用する有機溶剤量
の削減のため、分離膜モジュールの水処理能力は５ｇ／
（モジュール１Ｌ・ｈｒ）以上、好ましくは１０ｇ水／
（モジュール１Ｌ・ｈｒ）以上の処理能力を有するのが
好ましい。このような分離膜モジュールを使用すること
によって、有機溶剤の使用量を減少させることができ、
また、処理槽を小型化することができる。なお、モジュ
ール１Ｌとは、モジュールの外形から算出される単位体
積である。図１において、浸透気化膜モジュールユニッ
ト８のモジュール部分は、３００ｇ／（モジュール１Ｌ
・ｈｒ）の水処理能力を有する。

【００２１】また、浸透気化膜モジュールを用いた場
合、１次側と２次側の水分圧差が２００ｍｍＨｇの際の
処理水量は通常１０ｇ／（モジュール１Ｌ・ｈｒ）以
上、好ましくは１００ｇ／（モジュール１Ｌ・ｈｒ）以
上とする。このような浸透気化膜モジュールを用いるこ
とで、有機溶剤の使用量を減少させることができ、ま
た、処理槽を小型化することができる。なお、モジュー
ル１Ｌとは、モジュールの外形から算出される単位体積
である。図１において、浸透気化膜モジュールユニット
８のモジュール部分は、１次側と２次側の水分圧差が２
００ｍｍＨｇの際に１５０ｇ／（モジュール１Ｌ・ｈ
ｒ）の処理能力を有する。

【００２２】９は被透過液抜き出しラインである。脱水
された有機溶剤を蒸留塔１０に導入するラインであり、
供給される有機溶剤中の水分が減少される側であるとこ
ろの、浸透気化膜モジュールユニット８の非透過成分出
口に一方が接続しており、他方が蒸留塔１０のに接続し
ている。材質はＳＵＳ鋼であり、粒子の混入を防止する
ため内面が電解研磨されている。被透過液抜き出しライ
ン９の途中から循環ライン９１が分岐されており、ポン
プ９２及び加熱器９３を介して液排出ライン７に接続し
ている。ＩＰＡに富む浸透気化膜モジュールユニット８
の非透過成分の一部は加熱器９３で加熱され、その結果
高められたＰＶ温度で浸透気化膜モジュールユニットが
運転される。ＰＶ温度としては使用する有機溶剤の常圧
での沸点以上が好ましく、浸透気化においては通常５〜
２００℃程度のＰＶ温度である。また、被透過液抜き出
しライン９には背圧弁９４が設けられており、モジュー
ル運転中ポンプ７２から背圧弁９４までの間を加圧状態
としている。その結果、使用する有機溶剤は液体状態を
保ったまま常圧での沸点以上まで加温できる。

【００２３】１０は蒸留塔である。有機溶剤を単蒸留
し、イオン性の不純物あるいは該有機溶剤よりも沸点の
高い有機物等を分離する。材質はＳＵＳ鋼である。蒸留
塔１０は、有機蒸気を凝縮させる冷却コイル１０２、液
を加温する電気ヒーター１０１及びトレイ１０３を有し
ている。電気ヒーター１０１は蒸留塔下部に設けられ、
受け入れた有機溶剤を加熱・蒸発させる。冷却コイル１
０２は蒸留塔本体内側に設けられ、気化した有機溶剤を
凝縮させる。また、トレイ１０３は、冷却コイル１０２
の下部に設けられ、冷却コイルの作用で凝縮した有機溶
剤を受ける。

【００２４】蒸留塔は多段であってもよく、また、加熱
器の熱源はスチーム等であってもよい。蒸留によって、
高沸点の不純物の外イオン性の不純物がのぞかれるが、
この目的のために、蒸留塔の代わりにイオン交換樹脂を
充填した樹脂塔を設け、イオン交換処理に供することも
できる。無論、蒸留操作及びイオン交換処理を併用する
こともできる。これらの操作は、分離膜による脱水の前
に行うことも可能であるが、好ましくは脱水後に行う。

【００２５】１１は精製液抜き出しラインである。精製
された有機溶剤が再び処理槽へと戻るラインであり、一
方は蒸留塔１０側部に接続しトレイで受けた有機溶剤を
受け入れ、他方は処理槽１の側方下部に接続している。
材質はＳＵＳ鋼であり、粒子の混入を防止するため内面
が電解研磨されている。精製液抜き出しラインの途中に
は、ポンプ１１１、超精密フィルタ１２、比抵抗計１１
２、微粒子計１１３、供給タンク１１４、ポンプ１１５
及び加熱器１３が設けられている。なお、図１において
は、被透過液抜き出しライン９から精製液抜き出しライ
ンまでの一連のラインで、供給ラインが形成されてい
る。

【００２６】超精密フィルター１２はＰＥあるいはＰＴ
ＦＥ製である。金属製のものはメタルの溶出があるので
好ましくない。サイズは４インチあるいは１０インチの
ものが望ましい。超精密フィルター１２は、混入してき
た微粒子を補足する。加熱器１３は、被処理物に蒸発潜
熱を供給する為の有機溶剤加熱器である。熱交換部はＳ
ＵＳ鋼製のものが使用される。望ましくは表面が電解研
磨処理されている方が良い。また、加熱ヒーター１３は
アルミ鋳込み電気ヒーターであるが、熱交換器ののよう
なものであってもよい。

【００２７】比抵抗計１１２は、比抵抗を測定すること
によって、イオン性不純物の濃度を監視する。また、微
粒子計１１３は０．１μｍ以上の微粒子を測定、監視す
る。これらの測定機器は、それぞれ蒸留塔１０、フィル
タ１２の後段に設けれていればよい。供給タンク１１４
は、精製された有機溶剤をいったん受け入れるのに使用
される。図１のように、比抵抗計１１２及び微粒子計１
１３より後段に設置するのが好ましく、また、加熱器１
３より前段に設置するのが好ましい。

【００２８】なお、図１においては、加熱器１３の前に
フィルタ１２が設けられているが、この順序は逆であっ
ても問題はない。また、蒸留塔１０による蒸留操作及び
超精密フィルタによる濾過は、それぞれ分離膜モジュー
ルによる分離精製の前に行うことも可能であり、その順
序は設計変更可能である。

【００２９】１４はリンス液供給ラインである。処理槽
にリンス液を供給するラインである。リンス液供給ライ
ンはＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡにより形成される。リ
ンス液としては通常水が使用され、処理槽１にて水洗が
行われた後に同じ処理槽１で有機溶剤による洗浄・乾燥
が行われる。図１において、それぞれの装置の処理能力
や洗浄乾燥、精製のスペック等に合わせ、適宜バイパス
ラインを設けることもできる。例えば、背圧弁９４の後
段側の被透過液抜き出しライン９と超精密フィルタ１２
の前段側の精製液抜き出しライン１１とを接続するバイ
パスラインを設けて蒸留塔１０の負荷を下げることがで
きる。

【００３０】本発明の特徴の１つは、処理槽に供給され
る有機溶剤の水分濃度を常に１０重量％以下、好ましく
は３重量％以下、さらに好ましくは１．５重量％以下に
制御することにある。そのために、一度被処理物の処理
に使用された有機溶剤を脱水処理に供し、水分濃度を減
少せしめることが重要である。その結果、次の被処理物
の処理には脱水処理された有機溶剤の再使用が可能とな
り、有機溶剤の使用量を低減することが可能になる。も
し、水分濃度を３重量％以上とすれば、被処理物の洗浄
・乾燥は不十分となり、またウォーターマークの発生も
顕著となる。

【００３１】処理槽（１）に導入される洗浄・乾燥液と
しては、水と混合しうる有機溶剤であれば特に制限はな
いが、例えば、ＩＰＡ、エタノール、ｎ−プロパノー
ル、イソブタノール、イソアミルアルコール等のアルコ
ール類を挙げることができる。これらの溶剤の中、特に
ＩＰＡが好適である。次に、上記の装置を用いた洗浄・
乾燥方法について説明する。使用する有機溶剤としてＩ
ＰＡを使用した場合について説明する。

【００３２】まず、半導体ウェハ等の被処理物４を上方
から下降させ、処理槽１内部に設置する。この際、被処
理物４は処理槽１とは非接触状態に保たれる。被処理物
の設置後、蓋３を閉状態とし、さらに、リンス液供給ラ
イン１４より純水が供給され、被処理物４は水に浸漬さ
れ、水洗される。次に、廃液ライン（図示せず）より水
が排出され、最終リンス行程が終了する。

【００３３】以上は、リンス行程であり、以上に示した
ように洗浄乾燥を行う処理槽と同一の処理槽内で行うの
が好ましい。その結果、装置の小型化が可能となる。以
下の操作においては、図２も参照する。図２は、本発明
方法を示す概略模式図である。図２では、図１の装置の
主要部分のみ示している。上記の操作に引き続き、被処
理物４を酸素雰囲気に暴露させない為および可燃性ガス
である加温ＩＰＡ液の導入に対する安全性確保の為、高
純度窒素導入ライン５より窒素を供給し、処理槽１内を
不活性ガスにて置換する。また、この場合十分に置換が
行われる様に排気ライン６を一定時間開とする。

【００３４】分離膜モジュールユニット８にて脱水さ
れ、蒸留塔１０にて金属イオンを除去された後、超精密
フィルタ１２にて微粒子を除去された後、供給タンク１
１４に貯められた精製ＩＰＡを加熱器１３にて約４０℃
に昇温して処理槽１へ導入し、被処理物４が完全に浸漬
する高さまで液を入れる。この時、系内の圧力上昇を防
ぐ目的で排気ライン６を一定時間開とする。

【００３５】被処理物４に付着した水が完全にＩＰＡと
置換し、被処理物４の温度が加熱ＩＰＡ温度とほぼ同じ
になるまでこの状態を維持する。被処理物４の温度を上
げることで、十分な蒸発潜熱を与えることができ、その
結果被処理物の乾燥が速やかに行える。この際、一部の
ＩＰＡをコレクトタンク７３へと抜き出しつつ、不足分
を供給タンク１１４より受け入れている。なお、処理槽
１内のＩＰＡを外部循環したり、導入したＩＰＡ内で被
処理物を振盪させるなどしてＩＰＡ置換および熱移動を
促進させることもできる。

【００３６】次に、ＩＰＡ液を処理槽底部の液排出ライ
ン７から抜き出すことによってＩＰＡ液から被処理物４
を取り出す。この際、ＩＰＡ液の液面の低下速度が一定
となるようにバルブ７４の開度を調節して排出速度を調
節する。液の抜き出しに伴い処理室１内が減圧になるの
で高純度窒素導入ライン５より窒素を導入し減圧を避け
る。ＩＰＡ液から被処理物を取り出すために、ＩＰＡの
排出をせずに被処理物の方を引き上げる方法も採用でき
るが、被処理物の移動距離が短い結果更なる装置の小型
化が可能であるため、ＩＰＡを排出することによって被
処理物を取り出す方式が好ましい。いずれの場合も、取
り出す速度は一定であることが望ましいが、この面から
は被処理物の方を引き上げる方法の方が好ましい。取り
出す時の速度は５ｃｍ／ｓｅｃ以下に制御することが望
ましい。速度が大きすぎると、取り出した後の被処理物
に余分にＩＰＡが付着するために乾燥に時間がかかりす
ぎたり、乾き方の不均一による欠陥が生じたりする。ま
た、スループットの面から通常取り出す速度は０．１ｃ
ｍ／ｓｅｃ以上とする。抜き出されたＩＰＡは、コレク
トタンク７３に貯められる。

【００３７】液が完全に抜けたら、液排出ライン７、高
純度窒素導入ライン５、排気ライン６を閉止し、冷却コ
イル２に冷却水を導入する。冷媒の温度は冷却コイル出
口で２５℃以下となるよう制御する。処理室１内のＩＰ
Ａ蒸気が冷却・凝縮し処理室１内が減圧状態に保持され
る。被処理物４表面に付着したＩＰＡ薄膜が乾き度の高
い雰囲気で維持されることと被処理物４自体が十分な蒸
発潜熱見合いの熱量を得ていることとで、乾燥は短時間
に完全に行われる。乾燥が終了した時点で冷却水の導入
を停止する。

【００３８】高純度窒素導入ライン５より窒素を導入し
て処理室１内を復圧し、排気ライン６を開の状態で一定
時間窒素を導入してＩＰＡガスを処理室１内より除去す
る。また、この時、液排出ライン７より残留ＩＰＡ液を
完全に抜き出す。高純度窒素導入ライン５、排気ライン
６を閉として処理槽蓋３を開状態として被処理物を４搬
出する。上記の洗浄乾燥の間、ＩＰＡの精製ラインは連
続的な運転を継続する。すなわち、常時コレクトタンク
１１４より原料ＩＰＡをモジュールユニット８に受け入
れ、且つ精製ＩＰＡを供給タンクに供給する。以下、具
体的な精製方法を記載する。

【００３９】使用されたＩＰＡは、コレクトタンク７３
より浸透気化膜モジュール８に供給されて脱水され後、
蒸留塔１０にて金属イオンや高沸物を除去され、さらに
超精密フィルタ１２にて微粒子を除去されて供給タンク
に貯められる。このように精製されたＩＰＡは、引き続
き次の洗浄乾燥処理に使用される。この際、浸漬処理に
供される精製ＩＰＡ中の水の濃度を常に１０重量％以下
に保つようにする。

【００４０】上記の操作において、被処理物を処理槽内
に配置した後、これを水洗処理に供した後に、同一の処
理槽内でＩＰＡ洗浄を行ったが、必ずしも水洗処理は必
須ではない。また、上記の例においては、一回の洗浄に
対して一回のＩＰＡ精製を行った例を示したが、ＩＰＡ
中の水の濃度が１０重量％以下に維持される範囲内で、
複数の洗浄に対して一回のＩＰＡ精製を行ってもよい。
さらに、上記例においては精製運転を連続的に行った
が、バッチ的に行うことも可能である。処理時間の向上
と分離運転の容易さから、脱水操作は連続的に行うのが
好ましい。

【００４１】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。 実施例 図１において、処理槽としては開口部５００ｍｍ×５０
０ｍｍ×深さ８００ｍｍ×厚さ３ｍｍのステンレス製の
容器を使用した。また、処理槽蓋としては同じく３ｍｍ
のステンレス板を使用し、シール用パッキン材としては
ＰＦＡ製のＯリングを用いた。洗浄・乾燥液としては脱
水・精製した４１℃のＩＰＡを用い、被処理物として８
インチシリコンウェハー２５枚をＰＦＡ製カセットにて
供給した。冷却コイルは１／２”ＳＵＳ管を１０巻き
（伝熱面積：０．７２ｍ² ）、冷却水供給温度は２０℃
（出口温度２５℃）で流量は２０リットル／ｍｉｎとし
た。パーティクルを除去する超精密濾過膜としてポアサ
イズ０．０９μｍのポリエチレン製の４インチのものを
使用した。また、加熱器としてはアルミ鋳込み電気ヒー
ターを用いた。

【００４２】浸透気化膜モジュールユニットを２時間稼
働した後、ＩＰＡ供給温度７１℃にて、前述のような洗
浄乾燥処理を実施した。この際、液を張ったところで５
分間そのままの状態で維持し、２００ｍｍ／ｍｉｎ
（３．３ｍｍ／ｓｅｃ）の速度で液面を下降させた。次
に冷却水を冷却コイルに通液したところ処理槽内圧は２
００ｍｍＨｇまで低下した。復圧後、ウェハーを取り出
して３０分後ウェハー上の欠陥をレーザーにて計測し
た。

【００４３】この操作を複数回繰り返した。これらの操
作の間、コレクトタンク７３からは常時ＩＰＡをモジュ
ール８に供給し、且つ精製ＩＰＡを供給タンク１１４に
供給した。最初に使用した原料ＩＰＡの水分濃度は０．
１重量％以下であったが、１バッチ目の洗浄後の精製で
水分濃度が増加し、５バッチ目の洗浄以後は水分濃度は
１．９重量％で一定となった。また、いずれのウェハー
上にも０．２μｍ以上の欠陥は観測されなかった。

【００４４】比較例１ 従来の蒸気乾燥機により上記被処理物を乾燥処理させ
た。ＩＰＡ蒸気槽浸漬時間は１０分、乾燥時間は５分、
ウェハー引き上げ速度は２００ｍｍ／ｍｉｎにて実施し
た。乾燥終了後３０分後にウェハー上の欠陥をレーザー
検査機にて計測したところ、ウェハー上に０．２μｍ以
上の欠陥が平均５個観察された。

【００４５】比較例２ 比較例１と同様に、従来の超純水引き上げ方式乾燥機に
て上記被処理物を乾燥処理させた。これに用いた超純水
は常温であり、１タクトに使用するＩＰＡ量は１００ｇ
であった。被処理物の引き上げ速度は３００ｍｍ／ｍｉ
ｎにて実施した。乾燥終了後３０分後にウェハー上の欠
陥を同じくレーザーにて計測したところ、ウェハー上に
０．２μｍ以上の欠陥が平均８個観察された。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、従来の洗浄乾燥法に比
べ、パーティクルの残存の少なくすることができだけで
なく、乾燥処理時間を短縮することができる。また、本
発明では、有機溶剤を使用するにも関わらずその使用量
を少なくすることができ、その結果廃液も最小限に止め
ることができる。また、本発明によれば、有機溶剤を液
体として取り扱うので安全性が向上する。特に本発明で
は、有機溶剤を常温に近い温度で取り扱うことが可能で
ある。また、本発明は、被処理物の搬送距離を短くする
ことができるので、装置の小型化が可能である。更に、
水洗と有機溶剤による洗浄乾燥とを同じ処理槽で行える
ので、水洗後の酸素暴露がなく、その結果ウォーターマ
ークの発生を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例を示す概略図である。

【図２】本発明方法を示す概略模式図である。

【符号の説明】

１ ：処理槽 ２ ：冷却コイル ３ ：処理槽蓋 ４ ：被処理物 ５ ：高純度窒素導入ライン ６ ：排気ライン ７ ：液排出ライン ８ ：分離膜モジュールユニット ９ ：被透過液抜き出しライン １０ ：蒸留塔 １１ ：精製液抜き出しライン １２ ：超精密フィルター １３ ：加熱器 １４ ：リンス液供給ライン

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水と混合しうる有機溶剤中に水洗後の被
   処理物を浸漬した後に、被処理物を該有機溶剤中から取
   り出す工程を複数回含む被処理物の洗浄乾燥方法におい
   て、該処理物が浸漬している間の有機溶剤中の水分濃度
   を１０ｗｔ％以下に保持することを特徴とする洗浄乾燥
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の洗浄乾燥方法におい
   て、該有機溶剤の少なくとも一部を、水の処理能力が５
   ｇ／（モジュール１Ｌ・ｈｒ）以上である能力を有する
   分離膜モジュールに供給して水分濃度を低下させた後こ
   れを再使用する洗浄乾燥方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の洗浄乾燥方法に
   おいて、該有機溶剤の少なくとも一部を、浸透気化膜を
   有する浸透気化膜モジュール及び蒸気透過膜を有する蒸
   気透過膜モジュールからなる群から選ばれる少なくとも
   １種の分離膜モジュールに供給して水分濃度を低下させ
   た後これを再使用する洗浄乾燥方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の
   洗浄乾燥方法において、該有機溶剤の少なくとも一部
   を、浸透気化膜を有する浸透気化膜モジュールに供給し
   て水分濃度を低下させた後これを再使用する洗浄乾燥方
   法。
5. 【請求項５】 浸透気化膜モジュールとして、１次側と
   ２次側の水分圧差が２００ｍｍＨｇの際の水の処理能力
   が１０ｇ／（モジュール１Ｌ・ｈｒ）以上であるものを
   使用する請求項４に記載の洗浄乾燥方法。
6. 【請求項６】 請求項２乃至５のいずれか１つに記載の
   洗浄乾燥方法において、取り出した有機溶剤を、分離膜
   モジュールに供給する前又は後に蒸留操作に供すること
   を特徴とする洗浄乾燥方法。
7. 【請求項７】 請求項２乃至６のいずれか１つに記載の
   洗浄乾燥方法において、取り出した有機溶剤を、分離膜
   モジュールに供給する前又は後にイオン交換処理に供す
   ることを特徴とする洗浄乾燥方法。
8. 【請求項８】 請求項２乃至７のいずれか１つに記載の
   洗浄乾燥方法において、取り出した有機溶剤を、分離膜
   モジュールに供給する前又は後で濾過処理に供すること
   を特徴とする洗浄乾燥方法。
9. 【請求項９】 水洗と有機溶剤による洗浄乾燥とを同じ
   処理槽内で行うことを特徴とする請求項１乃至８のいず
   れか１つに記載の洗浄乾燥方法。
10. 【請求項１０】 被処理物を有機溶剤から取り出す速度
    が５cm/sec以下であることを特徴とする請求項１乃至９
    に記載の洗浄乾燥方法。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれか１つに記
    載の洗浄乾燥方法において、洗浄を行う有機溶剤がアル
    コールを主成分とする液であることを特徴とする洗浄乾
    燥方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の洗浄乾燥方法にお
    いて、アルコールがイソプロピルアルコールであること
    を特徴とする洗浄乾燥方法。
13. 【請求項１３】 （１）水と混合しうる有機溶剤中に被
    処理物を浸漬する為の処理槽と、（２）その一端が処理
    槽に接続した、処理槽中の有機溶剤を抜き出す為の液排
    出ラインと、（３）液排出ラインの他の一端と接続した
    分離膜モジュールと、（４）供給される有機溶剤中の水
    分が減少される側の分離膜モジュール出口と前記処理槽
    とを接続する供給ラインとを有する洗浄乾燥装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２に記載の装置において、供
    給ラインに加熱装置が設けられていることを特徴とする
    洗浄乾燥装置。
15. 【請求項１５】 請求項１３又は１４に記載の洗浄乾燥
    装置において、処理槽内部の有機溶剤蒸気の蒸気圧を減
    少させるための蒸気圧減少手段が設けられていることを
    特徴とする洗浄乾燥装置。
16. 【請求項１６】 蒸気圧減少手段が、処理槽を冷却する
    冷却手段、不活性ガスを供給するガス供給手段、処理槽
    内の圧力を減少させる減圧手段からなる群から選ばれる
    少なくとも１種であることを特徴とする請求項１５に記
    載の洗浄乾燥装置。
17. 【請求項１７】 請求項１３乃至１６のいずれか１つに
    記載の洗浄乾燥装置において、処理槽に、水を供給する
    為のリンス液供給管が設けられていることを特徴とする
    洗浄乾燥装置。
18. 【請求項１８】 請求項１３乃至１７のいずれか１つに
    記載の洗浄乾燥装置において、分離膜モジュールの水処
    理能力が５ｇ／（モジュール１Ｌ・ｈｒ）以上の能力を
    有することを特徴とする洗浄乾燥装置。
19. 【請求項１９】 請求項１３乃至１８のいずれか１つに
    記載の洗浄乾燥装置において、分離膜モジュールとし
    て、浸透気化膜を有する浸透気化膜モジュール及び蒸気
    透過膜を有する蒸気透過膜モジュールからなる群から選
    ばれる少なくとも１種の分離膜モジュールを使用する洗
    浄乾燥装置。
20. 【請求項２０】 分離膜モジュールとして、浸透気化膜
    を有する浸透気化膜モジュールを使用する請求項１９に
    記載の洗浄乾燥装置。
21. 【請求項２１】 浸透気化膜モジュールとして、１次側
    と２次側の水分圧差が２００ｍｍＨｇの際の処理水量が
    １０ｇ／（モジュール１Ｌ・ｈｒ）以上である浸透気化
    膜モジュールを使用する請求項２０に記載の洗浄乾燥装
    置。