JPH04251929A - 蒸気洗浄乾燥装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶剤の利用効率がよく
、しかも製造コストが安い蒸気洗浄乾燥装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造プロセスで使用される
蒸気洗浄乾燥装置は、その前段の装置として超純水リン
ス槽をそなえ、リンス槽から取出した低温の洗浄物を、
加熱した溶剤から蒸発した沸点温度の溶剤蒸気中に入れ
、蒸気洗浄物の表面に凝縮した溶剤が、洗浄物表面の水
を溶解して流れ落ることにより水分除去を行い、プロセ
スの終期にはほぼ純粋な溶剤凝縮液で洗浄物が覆われ、
上記溶剤凝縮液が蒸発して乾燥を終了する。

【０００３】上記プロセスが成立するためには、洗浄物
の表面温度が蒸気温度より低いことが必要である。

【０００４】一方、洗浄物の温度は、凝縮熱が与えられ
るため次第に上昇し、最終的には蒸気温度に達して凝縮
作用は停止する。この間において、上記洗浄物表面に凝
縮する溶剤液量は次式で与えられる。

【０００５】

【数１】

【０００６】 ｖ…凝縮液量　　　　　　　　　　　　　　　　Ｈ…洗
浄物の熱容量Ｔｖ…蒸気温度　　　　　　　　　　　　
　　Ｔｏ…洗浄物の初期温度ρ…溶剤の密度　　　　　
　　　　　　　　　ｈ…溶剤の凝縮熱量凝縮液量は洗浄
物の熱容量に比例し、例えば直径１５０ｍｍ、厚さ０．
７ｍｍのシリコンウェハをイソプロピルアルコール（Ｉ
ＰＡ）を使用して蒸気洗浄乾燥を行う場合は、Ｔｏ＝２
０℃のときにｖ≒２．５ｃｍ３となる。 ｖは上記シリコンウェハの表裏両面の和であるから、表
側面に流れる溶剤の量は僅かに１．２５ｃｍ３である。

【０００７】蒸気洗浄乾燥は一定のタクトタイム（例え
ば７ｍｉｎ）で行われる。上記例では７ｍｉｎごとに洗
浄物が洗浄槽内に搬入されるが、待機状態でも蒸気発生
は継続的に行われている。蒸発速度を１００ｃｍ３／ｍ
ｉｎとし、１回に処理するウェハの枚数を２５枚とする
と、発生蒸気の利用率はつぎのようになる。

【０００８】

【数２】

【０００９】残部は全べて冷却コイルで凝縮して回収さ
れるが、汚染の疑いがある水分を含んでいるので、清浄
化の処理をしなければ再使用ができない。

【００１０】そして、高純度の溶剤新液を１００ｃｍ３
／ｍｉｎで補充しつづけることになる。年間の運転時間
を３６００ｈｒとすると溶剤使用量は３６００×６０×
０．１＝２１６００ｋｇ＝２１．６Ｔｏｎであり、その
うちウェハの表面を流れる量はつぎのようになる。

【００１１】 　　　　２１６００×０．０８９＝１９２２ｋｇ＝１．
９２ＴｏｎＵＬＳＩ製造プロセスでは溶剤の純度につい
て極めて厳しい要求が出されている。そのために、洗浄
槽を形成する材料は、金属イオンの溶出を避けるため、
最近では高純度石英が使われるようになってきた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように複雑な形
状の石英槽を用いる従来技術では、装置が高価となり、
しかも壊れやすいという重大な欠点を有していた。また
、従来技術は溶剤の利用効率が悪いという問題点があっ
た。

【００１３】本発明は、高価で破損しやすい石英洗浄槽
を用いることなく、また、溶剤の利用効率がよい蒸気洗
浄乾燥装置を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、洗浄物を出
し入れするときだけ開くシャッタと、溶剤蒸気を凝縮さ
せるために内壁に設けた冷却コイルと、洗浄物を載架す
るために底部に設けた支持台と、上記洗浄物の全面に溶
剤を注ぐためのノズルと、上記溶剤を回収するために底
面に設けた排液管と、槽内を不活性ガスまたは清浄な乾
燥空気でパージするためのガス供給管とを有する洗浄槽
を備え、所定温度の高純度溶剤を供給する装置を伴うこ
とにより達成される。

【００１５】

【作用】本発明の蒸気洗浄乾燥装置は、所定温度の高純
度溶剤を供給する装置を伴い、上記装置により溶剤の沸
点温度よりやや低温に調整された液状の高純度溶剤が、
洗浄槽のノズルから直接洗浄物に注がれ、洗浄物の表面
を濡らして洗浄する。洗浄された上記洗浄物は、溶剤を
注ぐことを停止すると加温された溶剤が蒸発し、上記洗
浄物を洗浄槽から取り出すときには乾燥している。なお
、上記洗浄物を濡らした溶剤は洗浄槽の底部に落下し、
この汚染された溶剤は洗浄槽の底面に設けられた排液管
から槽外に排出される。したがって、ノズルから導入さ
れる溶剤は直接洗浄物に対して注がれ、上記清浄な溶剤
が上記洗浄槽に直接接触することがないため、洗浄槽の
材料として高価で破損しやすい石英を用いる必要がない
。また、上記のようにノズルから導入された溶剤を直接
洗浄物に注いで洗浄するため、溶剤の利用効率は格段に
すぐれている。

【００１６】

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１は本発明による上記洗浄乾燥装置の一実施例を
示す構成図である。図１に示すように本発明の蒸気洗浄
乾燥装置は、洗浄部■と溶剤加温部■と溶剤送り出し部
■とからなり、上記溶剤加温部■および溶剤送り出し部
■は、本発明を実施するために欠くことができない要素
であるが、これらは高純度溶剤を所定温度に加温して、
必要なときに上記洗浄部■に供給できる能力があればよ
い。

【００１７】上記溶剤送り出し部■は、キャニスタ缶１
の中の溶剤２をフィルタ３を介して送り込んだＮ２ガス
で加圧し、制御弁４とフィルタ５を経て押し出す装置で
ある。また、溶剤加温部■は、水温を一定に制御した水
槽６に熱交換コイル７を収納したもので、上記溶剤送り
出し部■から送られてくる溶剤を所定の温度に加温する
。図における８はヒータを示す。上記熱交換コイル７の
内容積を、洗浄槽における１回分の溶剤使用量よりも若
干多くしておくならば、待機時間内にも溶剤を昇温させ
ることが容易である。

【００１８】上記洗浄部■は、開口部にシャッタ９を設
け、洗浄物１４を載架する支持台１３を底部に設けた洗
浄槽１０からなり、上記洗浄槽１０の上部には溶剤供給
用のノズル１２を設け、槽内壁には槽内で拡散する溶剤
蒸気を冷却凝縮するための冷却コイル１１を取付けてい
る。また槽１０の下部には、槽内を不活性ガスまたは清
浄な乾燥空気でパージするためのガス供給管１６を設け
、落下してきた汚染溶剤を槽外に排出するための排液管
１５を底面に備えている。

【００１９】上記洗浄槽１０の洗浄物支持台１３に洗浄
物１４が載架され、開口部のシャッタ９が閉じると、溶
剤加温部■の熱交換コイル７によって、溶剤の沸点温度
よりもやや低温に加温された高純度溶剤が、ノズル１２
から送り込まれて上記洗浄物１４に注がれ、洗浄物１４
の表面に付着している汚染のおそれがある水分を、溶解
して洗い流し落下させることによって水分除去を行う。 したがって、洗浄の最終プロセスでは、上記洗浄物１４
はほぼ純粋の溶剤で覆われ、上記溶剤は加温されている
ため早期に蒸発し、乾燥した洗浄物１４が得られる。一
方、洗浄槽１０の底に落下した汚染溶剤は、底面に設け
た排液管１５から洗浄槽１０の外に排除される。上記の
ようにノズル１２から導入される加温された清浄な溶剤
は直接洗浄物１４に注がれるため、上記清浄な溶剤が洗
浄槽１０に直接接触することはなく、そのため洗浄槽と
しては、構成材料の金属イオンが溶出しても差支えない
ので、材料として高価でしかも破損しやすい石英を用い
る必要がなく、ステンレスでも十分使用に耐えることが
できる。また、溶剤供給系は常に高純度溶剤だけに接触
しているため、溶剤液に接触する面が汚れるおそれが全
くないから、弗素樹脂などを使用することができる。

【００２０】本発明では、溶剤を直接洗浄物に注いで洗
浄するため溶剤の利用効率がよく、従来技術の槽中に拡
散した溶剤蒸気に接触させて洗浄する方法では、溶剤利
用効率が８〜９％であったが、本発明では、洗浄槽内に
おける洗浄物の配置の仕方によって異なるが、通常、３
０〜５０％の溶剤利用効率を得ることができる。

【００２１】なお、図１では溶剤注入用のノズル１２を
１個だけ示しているが、洗浄物１４の全表面を効果的に
溶剤で濡らすために、複数個のノズルを使用してもよい
。また、上記ノズルを可動ノズルとして、洗浄物を上記
洗浄槽に出し入れする際には槽の壁側に引き込め、洗浄
物を支持台に載架したのちに上記可動ノズルを洗浄物の
真上に移動し、効果的に溶剤が注げるようにしてもよい
。

【００２２】

【発明の効果】上記のように本発明による蒸気洗浄乾燥
装置は、洗浄物を出し入れするときだけ開くシャッタと
、溶剤蒸気を凝縮させるため内壁に設けた冷却コイルと
、洗浄物を載架するために底部に設けた支持台と、上記
洗浄物の全面に溶剤を注ぐためのノズルと、上記溶剤を
回収するために底面に設けた排液管と、槽内を不活性ガ
スまたは清浄な乾燥空気でパージするためのガス供給管
とを有する洗浄槽を備え、所定温度の高純度溶剤を供給
する装置を伴うことにより、石英のような高価で破損し
やすい材料を用いることなく安価な金属材料で洗浄槽が
形成でき、しかも、溶剤の利用効率がよい蒸気洗浄乾燥
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による蒸気洗浄乾燥装置の一実施例を示
す構成図である。

【符号の説明】

７　　　　熱交換コイル ９　　　　シャッタ １１　　　　冷却コイル １２　　　　ノズル １３　　　　支持台 １４　　　　洗浄物 １５　　　　排液管 １６　　　　ガス供給管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】洗浄物を出し入れするときだけ開くシャッ
   タと、溶剤蒸気を凝縮させるために内壁に設けた冷却コ
   イルと、洗浄物を載架するために底部に設けた支持台と
   、上記洗浄物の全面に溶剤を注ぐためのノズルと、上記
   溶剤を回収するために底部に設けた排液管と、槽内を不
   活性ガスまたは清浄な乾燥空気でパージするためのガス
   供給管とを有する洗浄槽を備え、所定温度の高純度溶剤
   を供給する装置を伴った蒸気洗浄乾燥装置。
2. 【請求項２】上記所定温度の高純度溶剤は、該溶剤の沸
   点温度よりやや低温の高純度溶剤であることを特徴とす
   る請求項１記載の蒸気洗浄乾燥装置。