JPH0629277A

JPH0629277A - ベーパ乾燥装置

Info

Publication number: JPH0629277A
Application number: JP20455192A
Authority: JP
Inventors: Minoru Tamura; 実田村; Takeo Yoshii; 健雄吉井; Noboru Tanuma; 昇田沼; Tsutomu Robata; 勉呂畑; Hiroshi Naohara; 洋猶原; Akino Negishi; 秋野根岸; Megumi Kawamura; めぐみ川村
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1994-02-04

Abstract

(57)【要約】【目的】無駄な処理時間および乾燥不足が発生するの
を防止する。【構成】ベーパ槽３の底部に貯留されたＩＰＡ６を加
熱してベーパ７を発生させ、このベーパ雰囲気中にウエ
ハ１を浸漬し、ウエハ１とベーパ７との温度差によって
水１６とベーパ７の滴であるＩＰＡ６とを置換させ、そ
の後のＩＰＡ６の蒸発によってウエハ１を乾燥させるベ
ーパ乾燥装置において、ベーパ槽３内にウエハ１からの
水分１６の滴下を受けるトレー１０が配設されトレー１
０に排液１４を流下させる排液管１１が接続されてい
る。排液管１１の途中に排液１４のＩＰＡ比抵抗値を測
定するＩＰＡ比抵抗計２０が介設されている。【効果】ＩＰＡ比抵抗計２０によって排液管１１を流
下する排液１４のＩＰＡ比抵抗値を測定することができ
るため、測定されたＩＰＡ比抵抗値に基づいてウエハ１
の水分１６とベーパ７との置換完了時点を検知できる。
この検知に基づいて、ベーパ乾燥時間を補正できる。

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、被処
理物を有機溶剤のベーパを使用して乾燥する技術に関
し、例えば、半導体装置の製造工程において、水洗い後
のウエハ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】半導体装置の製造工程において、水洗い
後のウエハを乾燥する乾燥装置として、ベーパ槽の底部
にイソ・プロピル・アルコール（ＩＰＡ）等のような有
機溶剤を貯留し、この有機溶剤を加熱してベーパを発生
させ、このベーパ雰囲気中に複数枚のウエハを治具で保
持した状態で浸漬し、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】このようなベーパ乾燥装置において、浸漬
させたウエハ群をベーパ雰囲気中から引き上げる時間
は、次のような方法によって一律に設定されている。

【０００４】すなわち、ウエハおよびウエハ治具がベー
パ槽にフルチャージされた状態において、ウエハおよび
治具に付着した水分がベーパの滴に完全に置換されるま
での時間が、実験によって求められる。この実験によっ
て求められた最低限度の時間に、経験側によって得られ
た余裕時間が加味されて、所定の処理時間が一律に設定
される。

【０００５】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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のようなベーパ乾
燥装置においては、ベーパ乾燥処理時間が特定の実験に
基づいて一律に設定されているため、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。

【０００７】（１）ベーパ槽にウエハおよびこれを保
持した治具がフルチャージの状態に基づいて、乾燥処理
時間が一律に設定されているため、少数枚のウエハが処
理される場合には、処理時間に無駄が発生する。

【０００８】（２）処理時間が一律に設定されている
ため、異常や特殊な状況が発生した場合、乾燥不足が発
生する。

【０００９】本発明の目的は、無駄な処理時間が発生す
るのを防止することができるとともに、乾燥不足が発生
するのを防止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。

【００１０】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。

【００１１】

【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。

【００１２】すなわち、ベーパ槽の底部に有機溶剤を貯
留し、この有機溶剤を加熱してベーパを発生させ、この
ベーパ雰囲気中に被処理物を浸漬し、被処理物とベーパ
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被処理物を
乾燥させるように構成されているベーパ乾燥装置におい
て、前記ベーパ槽内に前記被処理物からの水分の滴下を
受けるトレーが配設されているとともに、このトレーに
排液を流下させる排液管が接続されており、前記排液管
の途中に有機溶剤比抵抗計が介設され、この有機溶剤比
抵抗計は排液管を流下する排液の比抵抗値を測定するよ
うに構成されている。

【００１３】

【作用】前記した手段によれば、排液の比抵抗値を有機
溶剤比抵抗計によって測定することができるため、排液
中における有機溶剤の濃度に相当する有機溶剤の比抵抗
値を測定することができる。

【００１４】ところで、ベーパ乾燥開始後、排液管を流
れる排液の有機溶剤濃度は被処理物の水が排液に含まれ
るため、一度低下する。そして、被処理物の水がベーパ
に完全に置き換わると、排液中の有機溶剤濃度は元の高
濃度に回復することになる。

【００１５】そこで、この排液中における有機溶剤濃度
の回復時点を検知することにより、被処理物の水がベー
パに完全に置き換った時点を知ることができる。そし
て、前記した手段によれば、有機溶剤比抵抗計によって
有機溶剤の比抵抗値を測定することにより、回復時点を
検知することができるため、ベーパ乾燥処理時間を各処
理状況に応じて適切に制御することができる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるベーパ乾燥装
置を示す正面断面図である。

【００１７】本実施例において、本発明に係るベーパ乾
燥装置は、石英ガラスが用いられて略長方形の箱形状に
形成されているベーパ槽３を備えており、ベーパ槽３の
上部には被処理物としてのウエハ１を保持した保持治具
（以下、治具という。）２を出し入れするための出入口
４が開設されている。

【００１８】このベーパ槽３の出入口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の底部には、有機溶剤としての
イソ・プロピル・アルコール（以下、ＩＰＡという。）
６が貯留されており、このＩＰＡ６はベーパ槽３の外部
から給液管（図示せず）によって供給されるようになっ
ている。

【００１９】ベーパ槽３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成る加熱装置８が設置されて
おり、加熱装置８はＩＰＡ６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７を発生させるように構
成されている。

【００２０】他方、ベーパ槽３の上方外部には乾燥室９
（想像線で図示されている。）が設定されており、この
乾燥室９はベンチレータ等（図示せず）によって排気さ
れることにより、ウエハ１や治具２を湿潤したベーパ７
を効果的に蒸発させ得るようになっている。

【００２１】乾燥室９には治具２がハンドラ１５によっ
て吊り下げられてセットされるようになっており、治具
２は耐薬品性の良好な弗素樹脂を用いられて、被処理物
としてのウエハ１を１枚または複数枚保持し得るように
構成されている。

【００２２】本実施例において、ベーパ槽３内のＩＰＡ
６の液面よりも上方には上部を開口されたトレー１０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１０の底部にはベーパ槽３の外部へ連通する排
液管１１が接続されている。排液管１１はその出口側端
がベーパ槽３の外部に設置された回収タンク１２に接続
されている。

【００２３】ベーパ槽３の外部における排液管１１の途
中には排液溜まり部１３が垂直方向下向きに設けられて
おり、この排液溜まり部１３はここに溜まる排液１４が
常に新規に入れ代わるように小容積に形成されている。

【００２４】この排液溜まり部１３内にはＩＰＡ比抵抗
計２０における電極２１が挿入されており、この電極２
１は測定部２２に接続されている。このＩＰＡ比抵抗計
２０は、ＩＰＡと水分との混合比によって変化する排液
１４の抵抗を電極２１によって検出し、そのＩＰＡの比
抵抗値を測定部２２によって電気的に測定することによ
り、排液１４中におけるＩＰＡの濃度に対応するＩＰＡ
と水分との比を測定するように構成されている。

【００２５】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ＩＰＡ６の液体は、加熱装置８により加
熱されて蒸発しベーパ７を発生する。

【００２６】このようにしてベーパ発生部において加熱
されて発生したベーパ７は、対流現象により上昇し、ベ
ーパ槽３の略中央部に実質的に形成された被処理物収容
部へ集まり、被処理物収容部に収容されたウエハ１およ
び治具２に接触する状態になる。

【００２７】接触したベーパ７はウエハ１および治具２
によって冷却されるため、対流現象により下降し、下部
のベーパ発生部に還流される。そして、ベーパ発生部に
還流されたベーパ７は再び加熱されるため、新たに発生
されたベーパ７と共に再び上昇する。

【００２８】このようにしてベーパ槽３内においてはベ
ーパ７が対流現象により強制的に還流され続ける。した
がって、被処理物収容部にはベーパ７が供給され続ける
ことになる。

【００２９】図１に示されているように、ウエハ１が複
数枚（通常、２５枚程度）収容された治具２はハンドラ
１５により吊持され、ベーパ槽３内へ出入口４から被処
理物収容部へ収容されるように下降されて行く。

【００３０】投入時、ウエハ１および治具２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。

【００３１】このように低温状態になったウエハ１およ
び治具２がベーパ７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７が結露して付着する。結露した
ＩＰＡ６はウエハ１および治具２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１および治具２
の表面温度がベーパ温度と同等になった時点で置換が終
了する。

【００３２】一方、ＩＰＡ６と置換した水分１６は表面
に残った異物と共に表面を流下してトレー１０上に滴下
し、トレー１０により集水されて排液管１１を通じて外
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ＩＰＡ６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、水分のウエハ１へ
の再付着を防止することができる。

【００３３】置換が終了した時点において、治具２はハ
ンドラ１５によりベーパ槽３から乾燥室９へ引き上げら
れる。治具２およびウエハ１が乾燥室９に引き上げられ
ると、治具２およびウエハ１はベーパ雰囲気が加熱され
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ＩＰＡ６は温度を奪いながら気化することにな
る。ＩＰＡ６が気化しきると、治具２およびウエハ１は
乾燥することになる。気化したＩＰＡ６は乾燥室９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。

【００３４】ところで、治具２がハンドラ１５によって
ベーパ槽３に下降されてから乾燥室９へ引き上げられる
までの乾燥処理時間が、前述したように実験に基づいて
一律に設定されていると、例えば、次のような無駄が発
生する。

【００３５】すなわち、治具２にウエハ１がフルチャー
ジ時（２５枚）に比べて少数枚（例えば、１０枚）であ
る場合には、ウエハ１および治具２に付着した水分１６
の量が少数枚の分だけ少ないので、水分とベーパ７との
置換が早く完了する。置換完了後に、ウエハ１および治
具２をベーパ７の雰囲気に浸漬させておく時間は無駄な
時間になる。

【００３６】そこで、本実施例においては、排液管１１
を流下して来る排液１４のＩＰＡ６の比抵抗値をＩＰＡ
比抵抗計２０によって監視することにより、ウエハ１の
少数枚処理等の特殊な処理状況では、予め設定された処
理時間についての補正作業が実施されることになる。次
に、その補正作業について説明する。

【００３７】まず、トレー１０自身にはベーパ７が常時
結露し、その結露は排液１４として排液管１１に排出さ
れ続けている。この排液１４は排液管１１の途中に形成
されている排液溜まり部１３に一時的に溜まり、さら
に、回収タンク１２へ排出されて行く。

【００３８】排液溜まり部１３に溜まった排液１４はＩ
ＰＡ比抵抗計２０の電極２１によってその抵抗を検出さ
れる。ＩＰＡ比抵抗計２０の測定部２２はこの電極２１
によって検出された抵抗値に基づいて、排液溜まり部１
３に溜まった排液１４におけるＩＰＡの比抵抗値を測定
する。

【００３９】そして、排液１４がトレー１０自身の結露
だけの時期においては、殆どが純粋なＩＰＡだけである
ため、ＩＰＡ比抵抗値は、例えば、５００ＭΩ・ｃｍ〜
１０００ＭΩ・ｃｍ、ときわめて高い。

【００４０】次いで、ウエハ１および治具２がベーパ槽
３に収容されると、水分１６とベーパ７との置換が始ま
って水分１６が滴となってトレー１０に滴下し、その滴
がトレー１０から排液管１１に流下し回収タンク１２へ
排出され始める。

【００４１】排液管１１の途中において、水分１６を含
んだ排液１４が排液管１１に流下して排液溜まり部１３
に一時的に溜まると、ＩＰＡ６に水分１６が含まれるた
め、ＩＰＡ比抵抗計２０による排液１４におけるＩＰＡ
の比抵抗値は、例えば、１０ＭΩ・ｃｍ、ときわめて低
くなる。

【００４２】その後、ウエハ１および治具２における水
分１６とベーパ７との置換が完了すると、水分１６のト
レー１０への滴下が停止して排液管１１を流れる排液１
４中の水分１６が殆ど無くなる。

【００４３】したがって、排液管１１の途中において、
排液溜まり部１３に一時的に溜まる排液１４は純粋なＩ
ＰＡ６だけになるため、ＩＰＡ比抵抗計２０によって測
定される排液１４のＩＰＡ比抵抗値は、元の高い値に復
帰することになる。

【００４４】このようにしてＩＰＡ比抵抗計２０によっ
て測定された排液１４のＩＰＡ比抵抗値が元の高い値、
または、予め設定された所定値に復帰した時点に基づい
て、治具２がベーパ槽３からハンドラ１５によって引き
上げられる。

【００４５】そして、この治具２の引き上げ作業は、ウ
エハの少数枚処理等の特殊な状況においては、予め設定
された処理時間が経過していない時点であっても、作業
者の手動操作によって実行するようにしてもよいし、ハ
ンドラ１５のコントローラにＩＰＡ比抵抗計２０を電気
的に接続してハンドラ１５を自動的に制御することによ
り、実行してもよい。

【００４６】前記実施例によれば次の効果が得られる。ウエハ１および治具２からの滴を受けるトレー１０
に接続された排液管１１の途中にＩＰＡ比抵抗計２０を
設けることにより、排液管１１を流下する排液１４のＩ
ＰＡ比抵抗値を測定することができるため、測定された
ＩＰＡ比抵抗値に基づいてウエハ１および治具２におけ
る水分１６とベーパ７との置換完了時点を検知すること
ができる。

【００４７】前記によって置換完了時点を検知す
ることにより、予め実験によって設定された処理時間経
過以前に、乾燥処理を終了させることができるため、無
駄な処理時間を省くことができる。

【００４８】前記によって置換完了時点が検知さ
れない時には、設定処理時間を延長させることも可能で
あるため、乾燥不足の発生を防止することができる。

【００４９】前記およびにより、ウエハ少数枚
処理や多数枚処理等の特殊な状況を含めたベーパ乾燥処
理全体としてのスループットを高めることができるとと
もに、ベーパ乾燥処理の品質および信頼性を高めること
ができる。

【００５０】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。

【００５１】例えば、ＩＰＡ比抵抗計は独立させて使用
するに限らず、ハンドラのコントローラ等に電気的に接
続して、乾燥処理全体をフィードバック制御するように
構成してもよい。

【００５２】有機溶剤比抵抗計としては、ＩＰＡ比抵抗
計を使用するに限らず、例えば、トリクレルあるいはメ
タノール・アルコール等の使用される有機溶剤に応じて
適宜選定することができる。

【００５３】有機溶剤のベーパ発生手段としては、加熱
による手段を使用するに限らず、超音波振動によるベー
パ発生手段等を使用してもよい。

【００５４】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
ズ等についてのベーパ乾燥技術全般に適用することがで
きる。

【００５５】

【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。

【００５６】被処理物からの滴を受けるトレーに接続さ
れた排液管の途中に有機溶剤の比抵抗計を設けることに
より、排液管を流下する排液の有機溶剤比抵抗値を測定
することができるため、測定された有機溶剤比抵抗値に
基づいて被処理物における水分とベーパとの置換完了時
点を検知することができる。

【００５７】そして、置換完了時点を検知することによ
り、予め実験によって設定された処理時間経過以前に、
乾燥処理を終了させることができるため、無駄な処理時
間を省くことができる。また、置換完了時点が検知され
ない時には、設定処理時間を延長させることも可能であ
るため、乾燥不足の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるベーパ乾燥装置を示す
正面断面図である。

【符号の説明】

１…ウエハ（被処理物）、２…治具、３…ベーパ槽、４
…出入口、５…冷却パイプ、６…ＩＰＡ（有機溶剤）、
７…ベーパ、８…加熱装置、９…乾燥室、１０…トレ
ー、１１…排液管、１２…回収タンク、１３…排液溜ま
り部、１４…排液、１５…ハンドラ、１６…水分、２０
…ＩＰＡ比抵抗計（有機溶剤比抵抗計）、２１…電極、
２２…測定部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田沼昇東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者呂畑勉東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者猶原洋東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者根岸秋野東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者川村めぐみ東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立電子エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベーパ槽の底部に有機溶剤を貯留し、こ
の有機溶剤を加熱してベーパを発生させ、このベーパ雰
囲気中に被処理物を浸漬し、被処理物とベーパとの温度
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被処理物を乾燥さ
せるように構成されているベーパ乾燥装置において、前記ベーパ槽内に前記被処理物からの水分の滴下を受け
るトレーが配設されているとともに、このトレーに排液
を流下させる排液管が接続されており、前記排液管の途中に有機溶剤比抵抗計が介設され、この
有機溶剤比抵抗計は排液管を流下する排液の比抵抗値を
測定するように構成されていることを特徴とするベーパ
乾燥装置。
【請求項２】前記排液管の途中に排液溜まり部が形成
されており、この排液溜まり部に前記有機溶剤比抵抗計
の電極が配設されていることを特徴とする請求項１に記
載のベーパ乾燥装置。
【請求項３】前記有機溶剤比抵抗計が前記被処理物を
前記ベーパ槽内へ搬入搬出するための搬送装置における
制御系に測定結果を伝送するように接続されていること
を特徴とする請求項１に記載のベーパ乾燥装置。