JPH06275596A

JPH06275596A - ベーパ処理装置

Info

Publication number: JPH06275596A
Application number: JP5059791A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sato; 一夫佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体ウエハのベーパ乾燥におけるウエハ表
面の酸化抑止。【構成】上部に冷却用蛇管２を有しかつ下部に処理液
（ＩＰＡ液）１０を収容するベーパ槽３と、前記ベーパ
槽内のＩＰＡ液１０を蒸気化させるヒータ１１と、前記
ベーパ槽の上部の蒸気層１７にウエハ１２を収容したカ
セット２０を搬出入するローダ５とを有するベーパ乾燥
装置であって、前記ベーパ槽に搬入されたウエハ１２に
対して蒸気化したＩＰＡ噴射液１３を噴霧する噴射ノズ
ル４が設けられている。ベーパ槽３内にカセット２０が
入れられると、温度が下がり、蒸気層１７は降下する
が、前記ＩＰＡ噴射液１３によってウエハ１２は被われ
るため、ウエハ１２は高い温度下で空気に触れることな
く酸化が抑止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はベーパ処理装置、たとえ
ば被処理物を蒸気（ベーパ）で乾燥する蒸気乾燥装置に
係わり、半導体デバイスの製造における半導体薄板（ウ
エハ）の乾燥に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造においては、ウエ
ハに繰り返しホトリソグラフィ処理が行われる。そし
て、その都度ウエハの洗浄・乾燥処理が行われる。ウエ
ハの乾燥処理の一つにベーパ乾燥がある。ベーパ乾燥に
ついては、たとえば、日本エス・エス・ティ株式会社発
行「solid state tecnology （ソリッドステートテ
クノロジ）日本版」１９９１年４月号、同年４月１５日
発行、Ｐ２１に記載されている。この文献には、ベーパ
ー乾燥について、「ウエーハ乾燥は，枚葉，インライ
ン，ベーパー乾燥で行なわれる。ＩＰＡ（又は他の溶
剤）は，セルフ・コンテインで外部の加熱機構でプロセ
ス温度を得ている。ウエーハはＪ−アームで位置を取
り，ベーパーを当て乾燥させる。」旨記載されている。

【０００３】また、工業調査会発行「電子材料」１９９
２年７月号、同年７月１日発行、Ｐ３８〜Ｐ４２には、
液晶パネル洗浄装置について記載されている。この文献
には、フロンベーパ乾燥装置が開示されている。また、
処理液をＩＰＡ（イソプロパノール）とするＩＰＡベー
パー乾燥が乾燥モジュールにおけるバッチ処理あるいは
枚葉処理で使用されている旨も記載されている。

【０００４】一方、「精密洗浄装置と最新応用技術」工
業資料センター、１９９１年１１月８日発行、Ｐ４１６
およびＰ４１７には、蒸気洗浄法について記載されてい
る。蒸気洗浄法においては、凝縮コイルを槽上部に取付
けた蒸気洗浄槽内の溶剤（処理液）を加熱沸騰させ、凝
縮コイルの下部に蒸気層を形成し、この蒸気層中に被洗
浄物を入れて洗浄を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ウエハの乾燥を行う技
術の一つとして、前記文献にも記載されているように、
ベーパ乾燥技術がある。ベーパ乾燥装置では、ベーパ槽
に収容したＩＰＡ（イソプロパノール）等の処理液を加
熱して蒸気化し、このＩＰＡ蒸気（ベーパ）にウエハを
当てて乾燥を行っている。ウエハの表面で凝縮したＩＰ
Ａ蒸気は多量の水を含んでベーパ槽の処理液（ＩＰＡ
液）中に落下する。ところで、半導体デバイスの製造に
おけるウエハのベーパ乾燥において、以下のような不都
合が生じ、ウエハ表面の酸化膜欠陥密度が増大してしま
うことがあることが本発明者によってあきらかにされ
た。すなわち、ベーパ槽内に被処理物を入れると、温度
が下がり、ベーパ層（蒸気層）が一時的に降下する。そ
して、ベーパ層が再び上がってきて被処理物をベーパで
被う間に、ウエハは８０℃前後の高温下で空気に触れる
ため、ウエハの表面に付着している水分によって酸化が
起きてしまう。ウエハが蒸気層で被われるには数十秒が
必要となる。また、前記酸化は外観的にはウオータマー
クや滲みとして現れる。

【０００６】本発明の目的は、被処理物表面で酸化が起
き難いベーパ処理装置を提供することにある。本発明の
前記ならびにそのほか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あきらかになるであろう。

【０００７】

【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簡単に説明すれば、下
記のとおりである。すなわち、本発明のベーパ乾燥装置
は、上部に冷却用蛇管を有しかつ下部に処理液を収容す
るベーパ槽と、前記ベーパ槽内の処理液を蒸気化させる
蒸気化装置と、前記ベーパ槽の上部の処理蒸気中に被処
理物を搬出入するローダとを有するベーパ乾燥装置であ
って、前記ベーパ槽に搬入された被処理物に対して処理
液を噴霧する噴射装置が設けられている。また、前記噴
射装置は処理液を加熱するヒータが設けられ、被処理物
に蒸気を噴射させるようになっている。また、処理液か
らなる蒸気は、ベーパ槽に被処理物が入れられる際被処
理物に向かって噴霧される。

【０００８】

【作用】上記した手段によれば、本発明のベーパ乾燥装
置は、ベーパ槽に入れられた被処理物に対して処理液か
らなる蒸気を噴射するようになっている。このため、ベ
ーパ槽に被処理物を入れた際起きる蒸気層の低下があっ
ても、被処理物の表面は噴射された蒸気に被われ、この
蒸気と水分との置換が行われてベーパ乾燥が行われるこ
とになり、被処理物の表面の酸化が発生し難くなる。被
処理物がウエハの場合は、酸化の抑制から酸化膜の欠陥
密度の低減が図れる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図１は本発明の一実施例によるベーパ乾
燥装置の概要を示す断面図、図２は蒸気温度リカバリー
特性を示すグラフである。本発明のベーパ乾燥装置１
は、図１に示すようにベーパ槽３を有している。このベ
ーパ槽３は上部が開口した箱型構造となっている。この
開口部には観音開き状の図示しない開口扉が設けられて
いる。また、ベーパ槽３内には処理液１０、たとえばイ
ソプロパノール（ＩＰＡ）液１０が途中深さまで収容さ
れる。このＩＰＡ液１０は、ベーパ槽３の一側に取り付
けられた液供給管９から圧送されて供給される。また、
ベーパ槽３の底側には、前記ＩＰＡ液１０を蒸気化する
蒸気化装置、たとえば、ヒータ１１が設けられている。
このヒータ１１はベーパ槽３内のＩＰＡ液１０を加熱し
て気化（ＩＰＡ液１０の沸点は８２°Ｃ）させる。そし
て、気化した蒸気（ＩＰＡ蒸気６）によって被処理物１
２を蒸気乾燥する。

【００１０】この実施例では、被処理物１２はウエハ１
２となる。ウエハ１２はカセット２０に立てて収容され
る。カセット２０はローダ５によって保持されてベーパ
槽３内に入れられ、ベーパ乾燥が終了するとベーパ槽３
から外に取り出される。ローダ５は、一対のクランプ爪
２２の開閉動作でカセット２０の保持・解放を行うよう
になっている。

【００１１】一方、ベーパ槽３の上部内壁には冷却用蛇
管２が一定高さ域に亘って設けられている。この冷却用
蛇管２には冷却水が流されることから、ベーパ槽３の開
口空間は冷却される。これによって、上昇して来たＩＰ
Ａ蒸気６は、冷却用蛇管２で冷却される空間領域に達す
ると、凝縮して降下する。したがって、ベーパ槽３の途
中高さ部分には、蒸気層１７が発生する。この蒸気層１
７が存在する空間領域が処理領域となり、ウエハ１２の
乾燥処理が行われる。

【００１２】前記蒸気層１７の下部には、ウエハ１２の
表面で凝縮しかつ落下した廃液１６を受ける受け皿７が
配設されている。また、この受け皿７の中央部分の集液
部１５には廃液管８が接続されている。この廃液管８は
ベーパ槽３の外に導かれ、受け皿７に落下した廃液１６
をベーパ槽３外に排出するようになっている。

【００１３】また、これが本発明の特徴の一つである
が、ベーパ槽３には噴射装置３０が設けられている。こ
の噴射装置３０は、噴射ノズル４と、この噴射ノズル４
に接続される供給パイプ３１と、この供給パイプ３１を
加熱するヒータ３２と、前記供給パイプ３１内のＩＰＡ
液を圧送するポンプ３３とからなっている。前記供給パ
イプ３１の他端は、処理液であるＩＰＡ液を収容する図
示しないタンク等に接続されている。前記ポンプ３３の
駆動と、ヒータ３２の動作によって、噴射ノズル４の先
端からＩＰＡ蒸気１３がウエハ１２に向けて噴霧され
る。この噴霧（噴射）は、カセット２０がベーパ槽３内
に入れられ、温度降下によって蒸気層１７が下降を始め
てから、再び蒸気層１７が上に戻って来る間は少なくと
も行われる。図２は本発明のベーパ乾燥装置および従来
のベーパ乾燥装置における蒸気温度リカバリー特性を示
すグラフである。同グラフで分かるように、従来のベー
パ乾燥装置では、ベーパ槽３内にカセット２０を入れる
と、ベーパ槽３の温度が降下し、再び温度が元の状態に
戻るまで長い時間が掛かる。しかし、本発明のベーパ乾
燥装置の場合は、カセット２０がベーパ槽３内に入れら
れる際、噴射装置３０の噴射ノズル４から蒸気状態のＩ
ＰＡ噴射液１３がカセット２０内のウエハ１２に噴霧さ
れるため、温度の低下が少なくかつ蒸気温度リカバリー
時間も短くなる。すなわち、ウエハ１２は、ベーパ槽３
内に入れられる際も、またその後もＩＰＡ蒸気に触れる
ことになり、ベーパ槽３に入れた瞬間から出されるまで
の間、ベーパ乾燥処理が行われることになり、ウエハ１
２の表面に付着する水分に起因する酸化が起き難くな
る。また、蒸気温度リカバリー時間も短縮されるため、
ベーパ乾燥処理時間の短縮も可能となる。

【００１４】このようなベーパ乾燥装置１にあっては、
ローダ５によってカセット２０をベーパ槽３内に入れる
際、噴射装置３０が動作して、カセット２０内のウエハ
１２に対して蒸気化したＩＰＡ噴射液１３を噴霧する。
カセット２０がベーパ槽３の蒸気層１７内に入れられる
と、蒸気層１７は温度降下のために降下する。従来の場
合は、ここでウエハ１２がＩＰＡ蒸気６に触れることな
く加熱されるため、ウエハ１２の表面に付着する水によ
って酸化が進み、ウオータマークや滲みが発生するが、
本発明の場合には、噴射ノズル４からＩＰＡ噴射液１３
がウエハ１２に向かって噴霧されるため、ウエハ１２の
表面はＩＰＡ噴射液１３で被われることになり、酸化が
進まないうちにベーパ乾燥処理が始まる。また、噴射ノ
ズル４から蒸気化したＩＰＡ噴射液１３が噴射されるこ
とから、温度回復時間も短くなり、効果的にベーパ乾燥
処理が行われることになる。その後、ローダ５によって
カセット２０はベーパ槽３の外に搬出され、１バッチ処
理が終了する。

【００１５】

【発明の効果】

（１）本発明のベーパ乾燥装置は、噴射装置を有し、ウ
エハがベーパ槽内に入れられる際、蒸気化したＩＰＡ噴
射液がウエハに向けて噴霧されることから、ウエハの表
面は高い温度状態下で空気に触れることがなく、ウエハ
の表面に付着する水分に起因する酸化が起きないという
効果が得られる。

【００１６】（２）上記（１）により、本発明のベーパ
乾燥装置は、ベーパ槽内に入れられたウエハは、蒸気化
したＩＰＡ噴射液によって被われるため、直ぐにもベー
パ乾燥処理が行われるという効果が得られる。

【００１７】（３）上記（１）により、本発明のベーパ
乾燥装置は、ウエハがベーパ槽内に入れられる際、蒸気
化したＩＰＡ噴射液がウエハに向けて噴霧されることか
ら、ベーパ槽内の温度回復時間が短くなり、蒸気層全体
でウエハを被う時間が早くなるという効果が得られる。

【００１８】（４）上記（２）および（３）により、本
発明のベーパ乾燥装置は、ベーパ槽内にウエハが入れら
れると直ぐにウエハはベーパ乾燥処理されることと、蒸
気温度リカバリー時間が短くなることから、効果的なベ
ーパ乾燥処理が可能となるという効果が得られる。

【００１９】（５）上記（２）および（３）により、本
発明のベーパ乾燥装置は、ベーパ槽内にウエハが入れら
れると直ぐにウエハはベーパ乾燥処理されることと、蒸
気温度リカバリー時間が短くなることから、ベーパ乾燥
処理時間の短縮が可能となるという効果が得られる。

【００２０】（６）上記（１）〜（５）により、本発明
によれば、ウエハの酸化抑止が行えかつ短時間に効果的
な処理が行えるベーパ乾燥装置を提供することができる
という相乗効果が得られる。

【００２１】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、本発明は上記実施例に
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、たとえば、
前記実施例では処理液をヒータで加熱して蒸気化した
が、超音波振動によって処理液を蒸気化してもよい。ま
た、処理液として他の薬品を使用してもよい。また、噴
射装置３０の噴射ノズル４から噴射されるＩＰＡ噴射液
１３は、ヒータ３２によって蒸気化したものでなくとも
良い。ＩＰＡ液は揮発性のものであることから、ウエハ
１２の表面に付着すると、その揮発性故にベーパ乾燥を
行うことになる。

【００２２】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イソプ
ロパノールを処理液とするベーパ乾燥装置に適用した場
合について説明したが、それに限定されるものではな
く、たとえば、フロンを使用するベーパ乾燥装置などに
も適用できる。また、本発明は、ベーパ洗浄装置として
も同様に使用できる。本発明は少なくともベーパ処理装
置には適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるベーパ乾燥装置の概
要を示す断面図である。

【図２】本発明のベーパ乾燥装置と従来のベーパ乾燥
装置における蒸気温度リカバリー特性を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１…ベーパ乾燥装置、２…冷却用蛇管、３…ベーパ槽、
４…噴射ノズル、５…ローダ、６…蒸気（ＩＰＡ蒸
気）、７…受け皿、８…廃液管、９…液供給管、１０…
処理液（ＩＰＡ液）、１１…ヒータ、１２…被処理物
（ウエハ）、１３…ＩＰＡ噴射液、１５…集液部、１６
…廃液、１７…蒸気層、２０…カセット、２２…クラン
プ部、３０…噴射装置、３１…供給パイプ、３２…ヒー
タ、３３…ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上部に冷却用蛇管を有しかつ下部に処理
液を収容するベーパ槽と、前記ベーパ槽内の処理液を蒸
気化させる蒸気化装置と、前記ベーパ槽の上部の処理蒸
気中に被処理物を搬出入するローダとを有するベーパ処
理装置であって、前記ベーパ槽に搬入された被処理物に
対して処理液を噴霧する噴射装置が設けられていること
を特徴とするベーパ処理装置。
【請求項２】前記噴射装置は処理液を加熱するヒータ
が設けられ、被処理物に蒸気を噴射させることを特徴と
する請求項１記載のベーパ処理装置。
【請求項３】前記被処理物を蒸気で乾燥させることを
特徴とする請求項１または請求項２記載のベーパ処理装
置。