JPH0521436U - 乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 板状被乾燥物を１枚ずつ速成乾燥させるこ
と。 ［構成］ ウエーハＷ（板状被乾燥物）を上下方向に吊
した状態で収容する石英製の円筒状又は偏平で断面矩形
の容器１４２を耐熱性の高いハウジング１４１内に収容
し、該容器１４２の上部をその周囲に僅かな隙間δを残
して覆うとともに、該上部に純水を噴出すべきシャワー
装置１４３を設け、同容器１４２の下部は流体を排出す
るためのドレインパイプ１４５と不活性ガス供給パイプ
１４４に接続し、前記ドレインパイプ１４５は前記シャ
ワー装置１４３が作動するときのみ流通し、前記不活性
ガス供給パイプ１４４から容器１４２内に供給される不
活性ガスは容器１４２の前記隙間δから外部に排出され
るようにし、容器１４２内にはこれを囲繞するよう赤外
線ヒーター１４７，１４８を上下方向略全長に亘って複
数配置し、ハウジング１４１に冷却ファン１５０を内装
して乾燥装置を構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、赤外線によって板状被乾燥物として例えばシリコンの半導体ウエー ハを速成乾燥させる乾燥装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

半導体素子製造において、半導体ウエーハの表面に付着した不純物は半導体素 子の性能に悪影響を及ぼす。

【０００３】 そこで、半導体ウエーハの製造工程の中には洗浄及び乾燥工程が含まれており 、洗浄工程ではウエーハが種々の方法によって洗浄されるが、ウエーハの洗浄方 法には大別して物理的洗浄方法と化学的洗浄方法とがある。

【０００４】 上記前者の物理的洗浄方法としては、洗浄ブラシ等を用いてウエーハ表面に付 着した不純物を直接除去する方法、噴射ノズルから加圧流体をウエーハの一部又 は全体に向けて噴射し、これによって不純物を除去する方法、ウエーハを液中に 浸漬してこれに超音波を当てて該ウエーハに付着した不純物を除去する方法（超 音波洗浄法）等がある。

【０００５】 又、前記後者の化学的洗浄方法としては、種々の薬剤、酵素等によってウエー ハ表面に付着した不純物を化学的に分解除去する方法等がある。尚、物理的洗浄 方法と化学的洗浄方法が併用されることもある。

【０００６】 而して、鏡面研磨が終了したウエーハは、前記方法による数段階の洗浄工程を 経た後に清浄な空間内で乾燥され、製品としてウエーハ保管用の容器に収納され る。

【０００７】 上記鏡面ウエーハの乾燥工程において、洗浄直後のウエーハ鏡面の水滴が付着 している部分では、往々にしてシリコンと水及び空気による水和反応に起因する と考えられるシミが発生するため、鏡面ウエーハは速やかに水切り乾燥されなけ ればならない。そのための速成乾燥としては、従来より遠心分離法、蒸気乾燥法 、熱風乾燥法等が採用されている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、半導体の製造分野においては、近年の半導体デバイスの高集積化の 傾向に伴って半導体ウエーハが大口径化し、複数枚のウエーハをキャリアに収容 して洗浄及び乾燥する従来の方式によれば、多大な労力を要する。

【０００９】 又、ウエーハをキャリアに収容して運搬する方式を採ると、ウエーハとキャリ アとの接触等によってウエーハにパーティクル（微細粉塵）等が付着してウエー ハが汚染されるという問題も生じる。

【００１０】 そこで、ウエーハを１枚ずつ支持してこれを複数の洗浄槽の洗浄液中に順次浸 漬せしめることによって、ウエーハを１枚ずつ洗浄した後に乾燥させる毎葉式の ウエーハ自動洗浄・乾燥装置が提案される。

【００１１】 しかしながら、乾燥装置を特に前記毎葉式のウエーハ自動洗浄・乾燥装置に適 用する場合、従来から採用されているスピンドライヤーのような遠心分離方式や ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を利用する蒸気乾燥方式は、ウエーハを１枚 ずつ処理する毎葉式のウエーハ洗浄・乾燥装置には馴染まず、必ずしも効率的な 速成乾燥を実現することができない。即ち、ウエーハの大口径化や、より厳しく なるパーティクル管理の要求は、ややもすると装置の大型化や複雑化を招き、結 果としてウエーハの品質やそのコスト及び製造時の安全性等の面で新たな問題を 惹起する。

【００１２】 本考案は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、板状被乾燥 物を１枚ずつ速成乾燥させることができる乾燥装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成すべく本考案は、板状被乾燥物を上下方向に吊した状態で収容 する石英製の円筒状又は偏平で断面矩形の容器を耐熱性のハウジング内に収納し 、該容器の上部をその周囲に僅かな隙間を残して覆うとともに、該上部に純水を 噴出すべきシャワー装置を設け、同容器の下部は流体を排出するためのドレイン パイプと不活性ガスを供給すべき不活性ガス供給パイプに接続し、前記ドレイン パイプは前記シャワー装置が作動するときのみ流通し、前記不活性ガス供給パイ プから容器内に供給される不活性ガスは容器上部の隙間から外部に排出されるよ うにし、容器の周囲にはこれを囲繞するよう赤外線ヒーターを上下方向略全長に 亘って複数配置し、前記断熱性ハウジングに冷却ファンを内装して乾燥装置を構 成したことをその特徴とする。

【００１４】

【作用】

本考案によれば、容器内に設けられた純水を噴射するシャワー装置は、容器内 を清浄化する手段を与えると同時に、前工程の洗浄仕上を補助する手段を与える 。即ち、洗浄仕上されたウエーハを乾燥装置内で再洗浄した後、即時に赤外線熱 により速成乾燥させることを可能にする。

【００１５】 本考案に係る短波長側の赤外線ヒーターは、板状被乾燥物を容器内の所定位置 にセットした後、或いはセットして再洗浄後にＯＮすることにより、板状被乾燥 物を短時間で加熱昇温させる効果を有する。このとき、中波長側の赤外線ヒータ ーをＯＮしたまま容器内全体を恒常的に保温加熱するか、或いは前記短波長側の 赤外線ヒーターも同時にＯＮすることにより、速成乾燥の効果を高めることがで きる。

【００１６】 而して、本考案は遠心機械装置を用いないため、装置の製作費は安価で済み、 且つ機械的作業による板状被乾燥物の損傷を避けることができる。又、蒸気乾燥 用の可燃性有機溶剤も使用しないため、安全で溶剤のコストが節約できる。更に 、赤外線ヒーターのＯＮ／ＯＦＦ及びパワー制御のみによって乾燥が比較的容易 になされるため、当該乾燥装置は板状被乾燥物を１枚ずつ確実に処理する毎葉式 のウエーハ乾燥装置として好適である。

【００１７】 又、不活性ガスは容器内に下方から供給されるため、板状被乾燥物にパーティ クルが付着しにくい。

【００１８】

【実施例】

以下に本考案の一実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１９】 図４、図５、図６は本考案に係る乾燥装置を備える毎葉式のウエーハ自動洗浄 ・乾燥装置の正面図、平面図、側面図であり、該ウエーハ自動洗浄・乾燥装置は 、ローダ部Ａ、ウエーハ受槽Ｂ、予備洗浄槽Ｃ、ブラシ洗浄槽Ｄ、洗浄槽Ｅ，Ｆ ，Ｇ，Ｈ，Ｉ、２つの予備槽Ｊ，Ｋ、本考案に係る乾燥装置Ｌ及びアンローダ部 Ｍを有している。

【００２０】 而して、前工程である研磨工程においてその表面を鏡面研磨されたウエーハＷ は、図５に示すように、そのまま継続してローダ部Ａに１枚ずつ搬入され、純水 の流れに沿ってウエーハ受槽Ｂ内に送られる。

【００２１】 ところで、ウエーハ受槽Ｂには不図示のウエーハ起立装置が設けられており、 ウエーハ受槽Ｂに搬入されたウエーハＷは、ウエーハ起立装置によって起立せし められる。そして、垂直に起立されたウエーハＷは、搬送ロボット２０によって 垂直に支持されてウエーハ受槽Ｂから予備洗浄槽Ｃまで自動的に搬送され、予備 洗浄槽Ｃでは洗浄液中に浸漬されてその背面に付着したワックスが除去される。 そして、予備洗浄槽Ｃにてワックスを除去されたウエーハＷは、搬送ロボット２ ０によって垂直に支持されてブラシ洗浄槽Ｄに送られ、このブラシ洗浄槽Ｄにて その両面を同時にブラシ洗浄されてパーティクル等が除去される。

【００２２】 以上のようにブラシ洗浄されたウエーハＷは、搬送ロボット２０によって前記 洗浄槽Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉに順次搬送されて洗浄処理される。

【００２３】 而して、予備洗浄槽Ｃ乃至洗浄槽Ｉによって洗浄処理されたウエーハＷは、搬 送ロボット２０によって本考案に係る乾燥装置Ｌに搬送され、ここで速成乾燥さ れる。

【００２４】 ここで、乾燥装置Ｌの構成の詳細を図１に基づいて説明する。

【００２５】 該乾燥装置Ｌは耐熱性の高いＳＵＳ製のハウジング１４１を有し、該ハウジン グ１４１内の中央部には石英製の円筒状又は偏平で断面矩形の容器１４２が立設 されている。容器１４２の上部は蓋部材１４９によって覆われており、その周囲 には僅かな隙間δが形成されている。そして、容器１４２の上端部には純水を噴 出すべきシャワー装置１４３が設けられており、下端部には不活性ガス供給パイ プ１４４及び純水ドレインパイプ１４５が接続されている。

【００２６】 又、上記容器１４２はその周囲を筒状の遮蔽板１４６によって被われており、 該遮蔽板１４６の内面には、短波長側の赤外線ヒーター（以下、短波長赤外線ヒ ーターと称す）１４７…と中波長側の赤外線ヒーター（以下、中波長赤外腺ヒー ターと称す）１４８…が容器１４２を囲繞するようにして該容器１４２の上下方 向略全長に亘って配置されている。

【００２７】 更に、前記ハウジング１４１の上部には２台の冷却ファン１５０，１５０が内 装されている。

【００２８】 而して、容器１４２の内部はシャワー装置１４３から噴出される純水によって 洗浄され、洗浄に共された純水は前記純水ドレインパイプ１４５からハウジング １４１外へ排出される。尚、純水ドレインパイプ１４５はシャワー装置１４３が 作動するときのみ流通する。

【００２９】 その後、中波長赤外線ヒーター１４８…と冷却ファン１５０，１５０がＯＮさ れ、中波長赤外線ヒーター１４８…によって容器１４２が先ず温められる。尚、 中波長赤外線ヒーター１４８から出射される中波長赤外線の波長域はその最大値 を２．６μｍ以下とする近傍にあって、中波長赤外線ヒーター１４８，１４８（ ８００Ｗ×２）による中波長赤外線の照射時間と槽内温度との関係を図２に示す 。

【００３０】 次に、容器１４２内にウエーハＷが上下方向に吊した状態でセットされると、 短波長赤外線ヒーター１４７…がＯＮされるとともに、容器１４２内には不活性 ガス供給パイプ１４４からＮ2 ガス、クリーンエアー等の不活性ガスが封入され 、不活性ガスは容器１４２上部の隙間δから外部に排出され、ウエーハＷは不活 性ガス雰囲気中でその鏡面（研磨面）を短波長赤外線ヒーター１４７…によって 短波長赤外線の照射を受けて強制的に速成乾燥せしめられる。尚、不活性ガスは 容器１４２内に下方から供給されるため、ウエーハＷにパーティクルが付着しに くい。

【００３１】 ここで、短波長赤外線ヒーター１４７，１４７（１．５ＫＷ×２）による短波 長赤外線の照射時間と槽内温度との関係を図３に示すが、短波長赤外線ヒーター １４７から出射される短波長赤外線の波長域はその最大値を１．３μｍ以下とす る近傍にある。

【００３２】 ところで、中波長赤外線ヒーター１４８，１４８によって中波長赤外線を３０ 秒間照射すると槽内温度が約２５℃となる（図２参照）のに対し、短波長赤外線 ヒーター１４７，１４７によって短波長赤外線を同じ時間（３０秒間）だけ照射 すると約７０℃に急上昇することがわかる。尚、短波長赤外線ヒーター１４７， １４７、中波長赤外線ヒーター１４８，１４８がＯＮされると冷却ファン１５０ ，１５０が駆動され、これら短波長赤外線ヒーター１４７，１４７及び中波長赤 外線ヒーター１４８，１４８が冷却される。

【００３３】 以上のように、赤外線によって速成乾燥されたウエーハＷは、搬送ロボット２ ０によってウエーハ乾燥装置Ｌから取り出されてアンローダ部Ｍにセットされた 不図示のウエーハカセット内に１枚ずつ収納され、ここにウエーハＷの洗浄が１ 枚ずつ連続的、且つ自動的になされる。

【００３４】 以上において、本考案に係る乾燥装置Ｌは遠心機械装置を用いないため、装置 の製作費は安価で済み、且つ機械的作業によるウエーハＷの損傷を避けることが できる。

【００３５】 又、蒸気乾燥用の可燃性有機溶剤も使用しないため、安全で溶剤のコストが節 約できる。

【００３６】 更に、赤外線ヒーター１４７，１４７、１４８，１４８の電気的なＯＮ／ＯＦ Ｆ及びパワー制御のみによって乾燥が比較的容易になされるため、当該乾燥装置 ＬはウエーハＷを１枚ずつ確実に処理する毎葉式のウエーハ乾燥装置として好適 である。

【００３７】

【考案の効果】

以上の説明で明らかな如く、本考案によれば、板状被乾燥物を上下方向に吊し た状態で収容する石英製の円筒状又は偏平で断面矩形の容器を耐熱性のハウジン グ内に収納し、該容器の上部をその周囲に僅かな隙間を残して覆うとともに、該 上部に純水を噴出すべきシャワー装置を設け、同容器の下部は流体を排出するた めのドレインパイプと不活性ガスを供給すべき不活性ガス供給パイプに接続し、 前記ドレインパイプは前記シャワー装置が作動するときのみ流通し、前記不活性 ガス供給パイプから容器内に供給される不活性ガスは容器上部の隙間から外部に 排出されるようにし、容器の周囲にはこれを囲繞するよう赤外線ヒーターを上下 方向略全長に亘って複数配置し、前記断熱性ハウジングに冷却ファンを内装して 乾燥装置を構成したため、板状被乾燥物を１枚ずつ速成乾燥させることができる という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る乾燥装置の縦断面図である。

【図２】中長波長側の赤外線ヒーターによる中波長赤外
線の照射時間と槽内温度との関係を示す図である。

【図３】短波長側の赤外線ヒーターによる短波長赤外線
の照射時間と槽内温度との関係を示す図である。

【図４】ウエーハ自動洗浄・乾燥装置の正面図である。

【図５】ウエーハ自動洗浄・乾燥装置の平面図である。

【図６】ウエーハ自動洗浄・乾燥装置の側面図である。

【符号の説明】

１４１ ハウジング １４２ 容器 １４３ シャワー装置 １４４ 不活性ガス供給パイプ １４５ ドレインパイプ １４７ 短波長側の赤外線ヒーター １４８ 中波長側の赤外線ヒーター １５０ 冷却ファン Ｌ 乾燥装置 Ｗ ウエーハ（板状被乾燥物） δ 容器上部の隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田中島 隆司 群馬県群馬郡群馬町足門762三益半導体工 業株式会社内 (72)考案者 木村 嘉晴 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社半導体白河研 究所内 (72)考案者 鈴木 盛江 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社半導体白河研 究所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状被乾燥物を上下方向に吊した状態で
   収容する石英製の円筒状又は偏平で断面矩形の容器を耐
   熱性のハウジング内に収納し、該容器の上部をその周囲
   に僅かな隙間を残して覆うとともに、該上部に純水を噴
   出すべきシャワー装置を設け、同容器の下部は流体を排
   出するためのドレインパイプと不活性ガスを供給すべき
   不活性ガス供給パイプに接続し、前記ドレインパイプは
   前記シャワー装置が作動するときのみ流通し、前記不活
   性ガス供給パイプから容器内に供給される不活性ガスは
   容器上部の隙間から外部に排出されるようにし、容器の
   周囲にはこれを囲繞するよう赤外線ヒーターを上下方向
   略全長に亘って複数配置し、前記断熱性ハウジングに冷
   却ファンを内装して構成されることを特徴とする乾燥装
   置。
2. 【請求項２】 前記赤外線ヒーターは、波長域がその最
   大値を１．３μｍ以下とする近傍のものである短波長側
   の赤外線ヒーターと、波長域がその最大値を２．６μｍ
   以下とする近傍のものである中波長側の赤外線ヒーター
   であることを特徴とする請求項１記載の乾燥装置。