JPS62245639A - ベ−パ乾燥装置 - 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、乾燥技術、特に、ベーパを利用して乾燥およ
び洗浄を行う技術に関し、例えば、半導体装置の製造に
おいて、水洗い後のウェハを乾燥させる技術に利用して
有効なものに関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造において、水洗い後のウェハを乾燥す
る装置として、複数枚のウェハを治具で保持した状態で
イソプロピルアルコール等のような有機溶剤のベーパ雰
囲気中に浸漬し、ウェハとベーパとの温度差によって水
とベーパ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ェ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。

炊お、ベーパ乾燥装置を述べである例としては、特開昭
５６−１６８０７２号公報および実開昭５９−１３８２
３２号公報がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなベーパ乾燥装置においては、ウェハを保持す
る治具がウェハに比較して熱伝導性が低く、かつ熱容量
が大きいため、水と有機溶剤との置換および有機溶剤の
蒸発とも、治具の方がウェハよりも時間がかかり、その
結果、乾燥作業のサイクルが治具の乾燥によって規定さ
れることになるため、長期化するという問題点があるこ
とが、本発明者によって明らかにされた。

本発明の目的は、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。

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
。

〔問題点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。

すなわち、ベーパ乾燥装置において、被処理物を保持し
ている治具を加熱するための専用の加熱手段を付設した
ものである。

〔作用〕 前記手段によれば、治具が専用の加熱手段により加熱さ
れるため、熱伝導性が低く、かつ熱容量が大きくても、
治具は被処理物と同等に昇温することになる。その結果
、乾燥作業時間を実質的に被処理物の乾燥時間に依存さ
せることができるため、乾燥作業時間が短縮されること
になる。

〔実施例〕

第１図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、第２図はその作用を説明するための線図であ
る。

本実施例において、このベーパ乾燥装置は略箱形状に形
成されている本体ｌを備えており、本体１の上部には被
処理物保持治具としてのカートリッジを出し入れするた
めの出入口２が開設されている。本体１内には石英ガラ
スを用いて本体１と相似形状に形成されているベーパ槽
３が外周囲に間隙を介設されて同心的に設置されており
、その上部の開口部４はカートリッジ出入口２に対向さ
れている。

このベーパ槽３の開口部４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５が装着されている。

ベーパ槽３の内部には、例えばイソプロピルアルコール
（ｒＰＡ）、）リクレンあるいはメタノールアルコール
等の有機溶剤６が収容されており、これは本体１の外部
から給液管７によって供給されるようになっている。ベ
ーパ槽３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８が設置されており、加熱装置８は
有機溶剤７を加熱することにより、それを強制的に蒸発
させてベーパを発生させるように構成されている。

また、このベーパ槽３内の有機溶剤６の液面より上方に
は上部を開口したトレー９が滴下して来る水滴を受は得
るように設置されており、このトレー９の底部には本体
１の外部へ連通する排液管１０が接続されている。この
トレー９は中央孔を有する受は皿を上下に配設されてな
る多段構造に構成されることにより、有機溶剤６が蒸発
してなるベーパが上方に通過するのを許容するようにな
っている。そして、トレー９の真上にはカートリッジ１
１が吊り下げられてセントされるようになっており、カ
ートリッジ１１は耐薬品性の良好な弗素樹脂を用いて被
処理物としてのウェハ１２を１枚または複数枚保持し得
るように構成されている。

本体１胴部には、カートリッジ専用加熱手段としての赤
外線ランプヒータ１３が高さの略中央位置に配されて設
備されており、このヒータ１３はベーパ槽３の石英ガラ
スを通してその内部にセントされたカートリッジ１１を
効果的に加熱し得るように構成されている。

次に作用を説明する。

ベーパ槽３の底部に貯留されている有機溶剤６の液体は
ヒータ８により加熱されて蒸発しベーパを発生する。ベ
ーパはトレー９を通過して上昇し、冷却バイブ５によっ
てコールドトラップされるため、ベーパ槽３内は完全に
ベーパ雰囲気になる。

ウェハ１２が複数枚（通常、２５枚程度）収容されたカ
ートリッジ１１はベーパ槽３内におけるトレー９上の所
定位置に吊り下げられる。所定位置にセントされたカー
トリッジ１１は赤外線ランプヒータ１３により非接触に
て加熱され始め昇温して行く。

投入時、ウェハ１２およびカートリッジ１１は前工程で
水洗いされたため、水により湿潤した状態になっている
とともに、低温状態になっている。

このように低温状態になったウェハ１２およびカートリ
ッジ１１かベーパ雰囲気中に浸漬されると、それらの表
面においてベーパが結露して付着する。結露した有機溶
剤はウェハおよびカートリッジ表面を湿潤している水分
と次第に置き換わって行き、ウェハ１２およびカートリ
ッジ１１の表面温度かベーパ温度と同等になった時点で
置換が終了する。

一方、有機溶剤と置換した水分は表面に残った異物と共
に表面を流下してトレー９上に滴下し、トレー９に集水
されて排液管ｌＯにより外部に排出される。このように
して、水分がベーパ槽３の底部に貯留されている有機溶
剤６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、水分のウェハへの再付着を防止することがで
き置換が終了した時点で、カートリッジ１１はベーパ槽
３から引き上げられる。このとき、カートリッジ１１お
よびウェハ１２はベーパ雰囲気で加熱されて昇温しでい
るため、これらの表面に滴とって付着している有機溶剤
は温度を奪いながら気化することになる。有機溶剤が気
化しきると、カートリッジ１１およびウェハ１２は乾燥
することになる。気化した有機溶剤は本体１上のベンチ
レータ（図示せず）により吸引されて他所へ拡散するの
を防止される。

ところで、ウェハはシリコンにより形成されているため
熱伝導性がよく、しがも、厚さが０．　５ｍｍ程度であ
るため、熱容量がきわめて小さい。

これに対して、カートリッジは弗素樹脂により形成され
ているため熱伝導性が悪く、しがも肉厚が最大１０ｍｍ
程度あるため、熱容量も大きい。

つまり、カートリッジを赤外線ランプヒータで加熱しな
い場合、第２図に細い実線曲線および細い破線曲線で示
されているように、カートリッジはウェハに比べて熱し
にくく、さめにくいことになる。これは、カートリッジ
においてはウェハにおけるそれに比べて、水分と有機溶
剤との置換作用および有機溶剤の気化作用が遅延するこ
とを意味する。

そして、カートリッジに水分が残留していると、その水
分がウェハに移る可能性があるため、ベーパ雰囲気への
浸漬時間はカートリッジにおける置換が終了するのに必
要な時間ということになる。

第２図に示されている例では、７分である。また、カー
トリッジに有機溶剤が残留したままであると、その溶剤
が再びウェハに付着し、ウェハ上に残留することになる
ため、ウェハ自体が乾燥してもカートリッジが乾燥して
いない間はベンチレータの位置から移動させることはで
きない。したがって、この場合におけるベーパ乾燥作業
についての１サイクル時間は、カートリッジの有機溶剤
が蒸発して残留がなくなるまでの総計１４分間が必要に
なる。

しかし、本実施例においては、カートリッジ１１は専用
の赤外線ランプヒータ１３によって加熱されることによ
り、ベーパ雰囲気による加熱とは別に強制的に昇温され
るため、ウェハについてのベーパ乾燥作業の１サイクル
時間はきわめて短縮されることになる。

すなわち、第２図に実線曲線と破線曲線とによりそれぞ
れ示されているように、カートリッジ１１は赤外線ラン
プヒータ１３による加熱により、ウェハ１２がベーパに
よる加熱によってベーパ雰囲気温度と等しい一定温度（
第２図においては、８２．４℃）に達する時点において
、略同温度まで強制的に昇温される。

この昇温途中におけるカートリッジおよびウェハの温度
と、ベーパ雰囲気温度との差により結露現象は発生する
ため、水分と有機溶剤との置換作用は十分に行われる。

このとき、カートリッジｌｌは強制昇温されても、大き
い熱容量によって十分な潜熱を備えているため、結露現
象は十分確保される。

ちなみに、赤外線ランプヒータ１３は投入時に点灯され
ても初期においては、その支持体の予熱等に熱エネルギ
を浪費されるため、カートリッジ１１についての実質的
な加熱開始時期は投入後所定時間経過することになる。

そして、この加熱遅れも、結露現象を確保する要素にな
る。

このようにして、カートリッジ１１の所定温度までの昇
温時間がウェハのそれと同等になり、その結果、水分と
有機溶剤との置換作用の終了も同等になるため、引き上
げ時点はウェハが所定温度まで達した時点に設定するこ
とができる。第２図に示されている例では４分間であり
、前記の場合に比べて３分間短縮されたことになる。

ここで、本実施例においては、赤外線ランプヒータ１３
による加熱が加わるため、カートリッジ１１およびウェ
ハ１２はベーパによる加熱だけの場合に比べて余分に昇
温されることになる。このように、カートリッジ１１お
よびウェハ１２は十分に昇温されているため、引き一ト
げ後、有機溶剤が気化する際、これらに付着した有機溶
剤は十分な熱量を受けることにより、急速に気化するこ
とになる。換言すれば、カートリッジ１１およびウェハ
１２は気化熱を急速に奪われるため、第２図に示されて
いるように、急勾配で降温することになる。

このようにして、カートリッジ１１に付着した有機溶剤
の蒸発も急速に行われるため、カートリッジ１１はベー
パ槽３からの引き上げ後、短時間の放置によりヘンチレ
ータ設置箇所から移動させることができる。第２図に示
されている例では、７分程度で乾燥作業の１サイクルを
終了させることができる。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

１１１　　カートリッジを専用のヒータによって加熱さ
せて強制的に昇温させることにより、ウェハが一定のベ
ーパ温度に達する時点までに、カートリッジを同温度ま
で強制的に昇温させることができるため、水分と有機溶
剤との置換作用を、カートリッジにおいてウェハと同時
に終了させることができ、したがって、ウェハについて
置換作用が終了する時間をもってカートリッジをベーパ
槽から引き上げさせることができ、乾燥作業時間を短縮
化することができる。

（２）　　カートリッジおよびウェハをベーパ温度より
も高めに昇温させることにより、有機溶剤を急速に気化
させることができるため、前記（１）とあいまって、ウ
ェハの乾燥作業サイクルを短縮化することができる。

（３）専用加熱手段として赤外線ランプヒータを使用す
ることにより、ベーパ槽を透過してカートリッジのみを
加熱することができるとともに、ベーパに熱源が接触す
るのを回避することができるため、カートリッジの加熱
を有効に行えるとともに、安全性を維持することができ
る。

（４）　　ベーパ槽内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ェ
ハに再付着してしまうのを防止することができる。

（５）トレーを多段構造に構成することにより、ベーパ
が通り抜けるのを許容させることができるため、ベーパ
と水分との置換作用の低下を抑制することができる。

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。

専用加熱手段としては赤外線ランプヒータを使用するに
限らず、高周波加熱手段等を使用してもよい。

水滴を受けるトレーは省略してもよい。

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ェハのベーパ乾燥
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のベーパ乾燥等
にも適用することができる。本発明は少なくとも複数枚
の被処理物を治具により保持した状態でベーパ雰囲気に
浸漬するベーパ乾燥装置全般に適用することができる。

〔発明の効果〕

治具を専用の加熱手段によって加熱させて強制的に昇温
させることにより、被処理物がベーパ温度に達する時点
までに治具を同温度に強制的に昇温させることができる
ため、ベーパ雰囲気浸漬時間を被処理物について必要な
時間に設定することができ、乾燥時間を短縮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図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、 第２図はその作用を説明するための線図である。 １・・・本体、２・・・出入口、３・・・ベーパ槽、４
・・・開口部、５・・・冷却パイプ、６・・・有機溶剤
、７・・・給液管、８・・・加熱装置、９・・・トレー
、１０・・・排液管、１１・・・カートリッジ（治具）
、１２・・・ウェハ（被処理物）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理物を治具で保持した状態でベーパ槽内に投入
   することにより被処理物を乾燥させるベーパ乾燥装置で
   あって、被処理物を保持している前記治具を加熱する加
   熱手段を備えていることを特徴とするベーパ乾燥装置。 ２、加熱手段として、赤外線ランプヒータが使用されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のベー
   パ乾燥装置。 ３、ベーパ槽が、水滴を受けるトレーを備えていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のベーパ乾燥装
   置。 ４、トレーが、多段構造に構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載のベーパ乾燥装置。