JPS6218038A - 蒸気乾燥洗浄装置 - Google Patents

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） 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ェーハ（以下、
単にウェーハという）の製造工程では、該ウェーハを化
学処理した後の洗浄工程が必要であった。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、ウェーハ
は、キャリアに保持ざれて該キャリアを移動する可動ハ
ンガ７により、キレリアと共に、まず、イオンを除去し
た水（以下、ＤＩつを一夕という）の中に浸漬され、洗
浄される。その後、ウェーハは、蒸気洗浄槽の中へ前記
可動ハンガによってキャ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、例えばアルミブロック１に内蔵されたヒータの熱に
よって温められて、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°Ｃ１沸点が８２
．７°Ｃ１引火点が２１°Ｃの液体である。

このＩＦ）Ａ２の蒸気中に、キャリア６に保持されたウ
ェーハ５が可動ハンガ７によって運ばれてくると、水分
（ＤＩウォータ）の付着したウェーハによりＩＰＡ蒸気
が冷却液化され、ウェーハ表面を流下する。その間に、
ウェーハに付着していた水分は、ＩＰＡと置換され、水
分がウェーハから除去される。

また、次第にウェーハはＩＰＡ蒸気により加熱され、そ
の結果、ウェーハの温度が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ウォータの洗浄によって付着した微
小な異物等はきれいに洗い流されると共に、ウェーハ表
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
ミブロック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っ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、前記ウェ
ーハ５を保持したキャリア６が人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って冷され、液化して、再び石
英容器３の中へ還元されるにうにする為である。

なお、ヒータを内蔵した前記アルミブロック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って、通常は、気化されたＩＰ
Ａ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（プるＩＰＡ２の蒸気
は予定の濃度以上となることはない。すなわち、ＩＰＡ
２の蒸気の濃度は、爆発下限界（以下、ＬＥＬという）
よりもざらに低く、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必るＩＰＡ等
を用いる蒸気乾燥洗浄装置では、何らかの原因によって
、ＩＰＡ２の蒸気の温度が前記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って、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
センサが正常に動かない為に、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ってしまう。

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、ヒータの熱容母が大きい場合には
、アルミブロック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、したがって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、流れが止まっている蛇管内の冷却水が、前
記ＩＰへ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。

本発明者の実験結果によれば、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
態となった。

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
った。

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
ような提案を行なった。

すなわら、センサの異常時または落雷などにより停電状
態となった時には、ヒータを内蔵するブロック、および
ＩＰＡ等が入っている容器の中の、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
れによって、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ックおよび／またはＩ
ＰＡ等が入っ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ッ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った。

また、 （２）水を、ＩＰＡ等が入っ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、
不経演であった。

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ックおよび／またはＩＰＡ等が入
っている容器の中へ注入することはせずに、ヒータを内
蔵するブロック内に、水冷管を配設し、前記した蒸気乾
燥洗浄装置の発火、爆発の危険性が必る時には、該水冷
管に冷却水を流して前記ヒータを内蔵するブロックを急
速に冷却できるに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、本発明の詳細な説明する。

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おる。

図にａ３いて、第２図と同一の符号は、同一または同等
部分を必られしている。また、第３図は第１図のヒータ
ブロックの概略斜視図でおる。

これらの図において、ＩＰＡ２を加熱するヒータブロッ
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。

ヒータブロック３０の本体部３１には、前記鞘状の穴３
２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、ヒータブロック３０から三方に延長されて
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沼したタンク９に連結されている。

なお、この先端部付近には、コック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）につながっている。

この結果、コック１１を手動で操作することによって、
本実施例では、ヒータブロック３０の内部に冷却水が流
れるようになっている。

ここで、本実施例の動作について説明する。

ヒータブロック３０内のシースヒータに通電すると、ヒ
ータブロック３０が加熱される為にＩＰＡ２は気化状態
となる。なお、この気化によるＩＰＡ２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つ７ｔ　−タで
予め洗浄されたウェーハ５が、キャリア６と共に可動ハ
ンガ７によって運ばれてくると、該つ工−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、ＩＰＡ２は、ヒータブロッ
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ＩＰＡ２の蒸気で充満し、その濃度が前記Ｌ
ＥＬ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、手動でコック１１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、ヒータブロック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内を通ってヒータブロック
３０内に入り、該ヒータブロック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、ヒータブロック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っても、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、手動でコック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つを一夕と
共用する場合について説明する。

第４図は、本発明の伯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
分をあられしている。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
示は省略しである。

第４図において、容器１２は、ＤＩウォータ１３を貯密
している。ポンプ１４は、前記ＤＩウォータ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。三方コック１７は、タンク９からのＤＩウォータを
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ウォ
ータが放水管１０を介して容器１２の中へ流れ込むよう
に三方コック１７が切換えられている。また、ポンプ１
４は、容器１２に流入されるのとほぼ同量のＤＩウォー
タを、濾過器１５を介して再びンク９へ戻すようにして
いる。この結果、容器１２には、ウェーハ５の洗浄用の
ＤＩつＡ−夕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。

このようなりＩウォータ１３で予め洗浄されたウェーハ
５は、第１図で説明した通り、可動バンカ７によってＩ
ＰＡ２の蒸気の中へ運ばれてくる。

この結果、ウェーハ５は洗浄乾燥されることになる。

本実施例において、落雷等によっ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、三方コック１７を手動で切換
えることによって、それまで容器１２へ供給していたＤ
Ｉつを一部を蒸気洗浄槽のヒータブロック３０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、いずれも人によっ
て、センサの異常状態または停電状態を検知して、手動
でコックを操作し、水またはＤＩウォータを蒸気洗浄槽
のヒータブロック３０内部へ供給し、該ヒータブロック
３０の余熱を除去する場合であった。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、これに応じてコックを開状態または切換える
ことによって、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
、ヒータブロック内に配設された水冷管に冷却水を流す
ものでおる為に、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、したがって、
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等が入っている容器の中へ、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
槽の一例を示ず一部断面図である。 第３図は第１図のヒータブロックの概略斜視図でおる。 第４図は、本発明の他の実施例を示す一部断面図でおる
。 ２・・・ＩＰＡ、３・・・石英容器、５・・・ウェーハ
、９・・・タンク、１１・・・コック、１３・・・ＤＩ
ウォータ、１７・・・三方コック、３０・・・ヒータブ
ロック、３３・・・水冷管 代理人弁理士　平木通人　外１名 第　１　　図 第　　２　　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体のウェ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. （２）前記加熱手段がヒータを密閉状態で内蔵したヒー
   タブロックであつて、前記水冷管が前記ヒータブロック
   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. （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。