(57)【要約】【課題】受け皿に連通するドレン配管内での有機溶剤の凝縮を抑制し、有機溶剤の消費を低減できる乾燥装置を提供することにある。【解決手段】内部に洗浄されたウェーハＷを収容する乾燥槽３と、乾燥槽３内に有機溶剤（ＩＰＡ）を供給する有機溶剤供給手段としてのＩＰＡ供給管４と、乾燥槽３内に有機溶剤を含んだベーパを発生するベーパ発生手段とを備えた乾燥装置において、乾燥槽３の内部に有機溶剤を受ける受け皿８及びこの受け皿８と連通し、有機溶剤を乾燥槽３の外部に排出するドレン配管１０を設け、ドレン配管１０に窒素ガスを供給する窒素ガス供給装置１５を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2005093709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に洗浄された被乾燥物を収容する乾燥槽と、
前記乾燥槽内に有機溶剤を供給する有機溶剤供給手段と、
前記乾燥槽内に有機溶剤を含んだベーパを発生するベーパ発生手段と、
を備えた乾燥装置において、
前記乾燥槽の内部に前記有機溶剤を受ける受け皿及びこの受け皿と連通し、前記有機溶剤を前記乾燥槽の外部に排出するドレン配管を設け、
前記ドレン配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を設けたことを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
前記不活性ガス供給手段による不活性ガスの供給のＯＮ，ＯＦＦは、前記乾燥槽に対する被乾燥物の出し入れに連動していることを特徴とする請求項１記載の乾燥装置。
【請求項３】
前記不活性ガス供給手段は、前記ドレン配管に内挿される不活性ガス供給配管によって二重管構造をなし、外側にドレン通路が、内側に前記受け皿に向かって開口する不活性ガス通路が形成されることを特徴とする請求項１記載の乾燥装置。
【請求項４】
前記ドレン配管と、このドレン配管の内部に挿入される不活性ガス供給配管とのオーバラップ長は、調節可能であることを特徴とする請求項３記載の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば洗浄後の半導体ウェ−ハ、液晶表示装置用の基板及び記録ディスク用の基板、またマスク用基盤や他種の基盤などの被乾燥物を乾燥させる乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗浄工程及び水洗い工程（以下リンス工程と呼ぶ）などの処理後の半導体ウェ−ハ（以下、単にウェーハと呼ぶ）などの被乾燥物を乾燥するための装置として、前記ウェーハの表面に付着した処理液としての純水を有機溶剤などと置換させ、その後、表面に付着した有機溶剤を蒸発させるベーパ乾燥装置が知られている。
【０００３】
ベーパ乾燥装置は、装置の外郭を構成する装置本体と、ウェーハを把持するロボットアームと、液回収部などを備えている。前記装置本体は、有機溶剤を収容する乾燥槽などを備えている。有機溶剤の一例として、イソプロピルアルコール（isopropyl alcohol ：以下ＩＰＡと呼ぶ）が用いられる。乾燥槽の底部に加熱装置が設けられている。加熱装置は、ＩＰＡを加熱して、このＩＰＡを含んだベーパを発生させる。
【０００４】
ロボットアームは、ウェーハを乾燥槽内に出し入れするとともに、ウェーハを乾燥槽内に支持する。液回収部は、ＩＰＡなどを装置外へ排出するドレン配管を備えている。
【０００５】
前記ウェーハは、乾燥槽内に挿入される前に、洗浄工程において、処理液としてのフッ化水素や純水などの洗浄液によって洗浄されているとともに、この洗浄工程後のリンス工程において、処理液としての純水などのリンス液によって、水洗いされている。このため、乾燥槽内に挿入される前のウェーハは、その表面に純水などの処理液が付着している。
【０００６】
純水などの処理液が付着したウェーハは、ロボットアームによって把持され、乾燥槽内に挿入されることによって、ベーパにさらされる。この状態になるとウェーハの表面においてベーパが凝縮し、ウェーハの表面にＩＰＡが付着する。
【０００７】
このため、ウェーハの表面に付着していた純水などの処理液がＩＰＡと置換する。置換した処理液はウェーハの表面から流れ落ち、液回収部によって回収される。そしてウェーハの表面のＩＰＡが蒸発することにより、ウェーハが短時間に乾燥する。また、ウェーハの表面に付着していた異物であるパーティクルは、ウェーハの表面から処理液が流れ落ちる際に、この処理液とともに流れ落ちる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したように、純水などの処理液によって水洗いされたウェーハは、乾燥槽に挿入された直後は比較的低温となっている。このため、乾燥槽にウェーハが挿入された直後からＩＰＡが急激に凝縮し、乾燥槽内のベーパの体積が急激に減少する。加熱装置がＩＰＡを加熱し続けているので、ＩＰＡはベーパを発生し続けるが、ウェーハ全体が再びベーパによって覆われるまでに、例えば数十秒程度かかることがある。
【０００９】
ベーパによって覆われるまでの間、ウェーハは空気によって自然乾燥される。このとき、ウェーハに付着していた処理液の滴の輪郭に沿って、自然酸化膜すなわちウォータマークと呼ばれるしみが生じ、好ましくない。特に、洗浄工程において、ウェーハがフッ化水素などによって洗浄されている場合には、ウェーハの表面が疎水性となっているとともに活性化されているため、ウォータマークが生じ易くなっている。
【００１０】
さらに、前述したように、ウェーハの表面に瞬時にＩＰＡが凝縮するため、このウェーハの表面に比較的多量なＩＰＡが凝縮する。このため、ＩＰＡの使用量が比較的多くなる傾向となっていた。また、常にＩＰＡを加熱・沸騰させてベーパを発生させる必要があるため、加熱手段のランニングコストが高騰する傾向となっていた。
【００１１】
また、前述したように、乾燥槽内にＩＰＡベーパ雰囲気を形成されており、待機中、受け皿のドレン配管にＩＰＡベーパが吸引される現象がある。この現象は、ドレン配管内がＩＰＡの飽和蒸気温度よりも低いため、ドレン配管内でＩＰＡの凝縮が生じ、ドレン配管内が減圧状態となり、乾燥槽内のＩＰＡベーパの吸引が連続的に生じる。従って、ドレン配管内で発生したＩＰＡがトラップを介して廃液タンクに捨てられている。廃液タンク内のＩＰＡは廃棄されるが、廃棄処理コストが嵩むと共に、地球環境にも好ましいとは云えない。
【００１２】
本発明は前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、受け皿に連通するドレン配管内での有機溶剤の凝縮を抑制し、有機溶剤の消費を低減できる乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、請求項１は、内部に洗浄された被乾燥物を収容する乾燥槽と、前記乾燥槽内に有機溶剤を供給する有機溶剤供給手段と、前記乾燥槽内に有機溶剤を含んだベーパを発生するベーパ発生手段とを備えた乾燥装置において、前記乾燥槽の内部に前記有機溶剤を受ける受け皿及びこの受け皿と連通し、前記有機溶剤を前記乾燥槽の外部に排出するドレン配管を設け、前記ドレン配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２は、請求項１の前記不活性ガス供給手段による不活性ガスの供給のＯＮ，ＯＦＦは、前記乾燥槽に対する被乾燥物の出し入れに連動していることを特徴とする。
【００１５】
請求項３は、請求項１の前記不活性ガス供給手段は、前記ドレン配管に内挿される不活性ガス供給配管によって二重管構造をなし、外側にドレン通路が、内側に前記乾燥槽に向かって開口する不活性ガス通路が形成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項４は、請求項３の前記ドレン配管と、このドレン配管の内部に挿入される不活性ガス供給配管とのオーバラップ長は、調節可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、乾燥槽内の受け皿と連通するドレン配管に不活性ガスを供給することにより、ドレン配管内を不活性ガスで希釈し、この希釈によってドレン配管内の飽和蒸気圧を上げ、ドレン配管内での有機溶剤の凝縮を抑制することができ、有機溶剤の消費を低減できる。従って、有機溶剤の廃棄処理を軽減できることから、地球環境に優しいという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１はベーパ乾燥装置の概略的な縦断正面図、図２は不活性ガス供給装置の縦断側面図である。図１に示すように、乾燥装置１は、装置１の外郭を構成するステンレス製の装置本体２を有し、この装置本体２の内部には上部開口の乾燥槽３が設けられている。この乾燥槽３は、例えばＩＰＡ等の有機溶剤によって腐食されにくい材料（例えば石英など）によって形成されている。この乾燥槽３にはＩＰＡ等の有機溶剤を供給する有機溶剤供給手段としてのＩＰＡ供給管４が接続されている。
【００２０】
乾燥槽３の底部にはヒータブロック５が設けられ、上部内周部には同じくＩＰＡによって腐食されにくい材料（例えば石英など）によって形成された冷却コイル６が設けられている。さらに、乾燥槽３の内部には被乾燥物の一例とての半導体ウェーハＷ（以下ウェーハと呼ぶ）を保持する保持部材が設けられ、この保持部材の下方には例えばＩＰＡ等の有機溶剤によって腐食されにくい材料（例えば石英など）によって形成された受け皿８が設けられている。
【００２１】
受け皿８は、逆テーパ形状をなし、加熱ＩＰＡを含むドレンを受けるようになっており、その下端排出口９にはＩＰＡを含むドレンを装置本体１の外部に排出するドレン配管１０の一端が接続されている。ドレン配管１０は装置本体１の側壁を横方向に貫通する横方向配管１１と、この横方向配管１１と略直角に接続されたトラップ１２を有する縦方向配管１３とを有し、縦方向配管１３は廃液タンク１４に接続されている。
【００２２】
さらに、ドレン配管１０には窒素ガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置１５が設けられている。不活性ガス供給装置１５は、図２に示すように構成されている。すなわち、ドレン配管１０を構成する横方向配管１１と縦方向配管１３とはコネクタ１６によって接続されている。
【００２３】
コネクタは、例えばテフロン（登録商標）製であり、第１の接続環１７と第２の接続環１８とが直角方向に設けられている。第１の接続環１７及び第２の接続環１８は、雄ねじ部１７ａ,１８ａと、この雄ねじ部１７ａ，１８ａに螺合する袋ナット１７ｂ，１８ｂとからなる。そして、第１の接続環１７に横方向配管１１を嵌合し、第２の接続環１８に縦方向配管１３を嵌合した状態で、それぞれの雄ねじ部１７ａ，１８ａに袋ナット１７ｂ，１８ｂを螺合することにより、横方向配管１１と縦方向配管１３がコネクタ１６を介して接続されるようになっている。なお、１７ｃ，１８ｃは接続部を液密にシールするためのＯリングである。
【００２４】
コネクタ１６の屈曲部には第１の接続環１７と同軸的に対向する第３の接続環１９が設けられている。第３の接続環１９も、雄ねじ部１９ａと、この雄ねじ部１９ａに螺合する袋ナット１９ｂとからなる。そして、第３の接続環１９には不活性ガス、例えば窒素ガスを供給する窒素ガス供給配管２０が嵌合され、雄ねじ部１９ａに袋ナット１９ｂを螺合することにより、窒素ガス供給配管２０がコネクタ１６に固定されている。窒素ガス供給配管２０は横方向配管１１に内挿されており、その先端開口２０ａは受け皿８に向かって開口している。従って、横方向配管１１と窒素ガス供給配管２０とによって二重管構造をなしており、外側にドレン通路２１ａが、内側に不活性ガス通路２１ｂが形成されている。なお、１９ｃは接続部を液密にシールするためのＯリングである。
【００２５】
窒素ガス供給配管２０の基端側の配管には窒素ガスフィルタ２２、エアー弁２３を介して窒素ガスボンベ等の窒素ガス供給源（図示しない）に接続されている。また、エアー弁２３は制御ボックス２４によってＯＮ，ＯＦＦされる電磁弁２５によって開閉されるようになっている。
【００２６】
次に、前述のように構成された乾燥装置の作用について説明する。
【００２７】
乾燥槽３の内部にＩＰＡ供給管４からＩＰＡが供給されると、ＩＰＡは、加熱温度が例えば２４０℃のヒータブロック５によって８０℃前後まで加熱され、乾燥槽３内にＩＰＡを含んだベーパが生じる。一方、冷却コイル６には冷却水が流通しているため、ＩＰＡを含んだベーパは冷却コイル６によって冷却される。従って、凝縮液は滴となって乾燥槽３の底部に滴下する。なお、７はベーパ境界面（気相界面）であり、上部は空気、下部は蒸気である。
【００２８】
そして、乾燥槽３内のＩＰＡが予め定められた所定量でかつ所定温度に達すると、ロボットアーム等によってリンス工程が施されたウェーハＷが装置本体１の上方に位置される。ロボットアーム等によってウェーハＷを乾燥槽３の内部に降下されると、ＩＰＡを含んだベーパによってＩＰＡ膜が形成される。従って、ウェーハＷの表面上において、付着した純水と有機溶剤との置換が連続して行われる。そして、ウェーハＷの表面は、ＩＰＡによって濡れた状態となる。
【００２９】
予め設定された時間が経過した後、ウェーハＷをロボットアーム等によって引き上げると、ＩＰＡベーパ及びウェーハＷの表面から発散したＩＰＡを含んだガスは、乾燥槽３外へ排出する。このため、乾燥槽３の内部から、徐々に、ＩＰＡベーパ及びウェーハＷの表面から発散したＩＰＡを含んだガスが減少して、ウェーハＷの表面上に付着したＩＰＡが除去される。
【００３０】
ウェーハＷの表面に付着していたＩＰＡを乾燥させて、このウェーハＷの表面からＩＰＡを除去した後、ロボットアーム等によって乾燥槽３の内部からウェーハＷを次工程に移送する。
【００３１】
待機中、乾燥槽３内にＩＰＡベーパ雰囲気を形成されており、受け皿８のドレン配管１０にＩＰＡベーパが吸引される現象がある。この現象は、ドレン配管１０内がＩＰＡの飽和蒸気温度よりも低いため、ドレン配管１０内でＩＰＡの凝縮が生じ、ドレン配管１０内が減圧状態となり、乾燥槽３内のＩＰＡベーパの吸引が連続的に生じる。
【００３２】
しかし、ウェーハＷの乾燥が終了してロボットアームがウェーハＷを乾燥槽３から引き上げると同時に、これをセンサ等によって検知して制御ボックス２４からの信号によって電磁弁２５が作動してエアー弁２３がＯＮとなる。従って、窒素ガス供給源から窒素ガスが供給され、窒素ガスは窒素ガス供給配管２０を通ってドレン配管１０の内部に供給される。
【００３３】
この場合、窒素ガス供給配管２０は横方向配管１１に内挿されており、その先端開口２０ａは受け皿８に向かって開口している。従って、横方向配管１１と窒素ガス供給配管２０との二重管の外側のドレン通路２１ａをＩＰＡベーパが通過し、内側の不活性ガス通路２１ｂを窒素ガスが通過する。従って、ドレン通路２１ａは窒素ガスによって希釈され、ドレン通路２１ａ内の飽和蒸気圧が上がり、ＩＰＡベーパはドレン通路２１ａ内で凝縮できなくなる。ＩＰＡベーパがドレン通路２１ａ内で凝縮できなくなると、ドレン通路２１ａの減圧は収まって乾燥槽３内のＩＰＡベーパは受け皿８を介してドレン通路２１ａへ吸引されなくなる。
【００３４】
このように、ドレン通路２１ａを窒素ガスによって希釈してドレン通路２１ａ内の飽和蒸気圧を上げることにより、ＩＰＡベーパがトラップ１２を介して廃液タンク１４に捨てられるＩＰＡの消費量をゼロとすることができる。
【００３５】
また、次のウェーハＷがロボットアームによって乾燥槽３の上方から乾燥槽３内に降下されると、これをセンサ等によって検知して制御ボックス２４からの信号によって電磁弁２５が作動してエアー弁２３がＯＦＦとなる。従って、窒素ガス供給配管２０はエアー弁２３によって遮断され、窒素ガスのドレン配管１０への供給は停止される。従って、ウェーハＷが乾燥槽３内に供給されて乾燥工程中は窒素ガスの供給は停止し、ウェーハＷがロボットアーム等によって引き上げられ、次のウェーハＷが乾燥槽３に降下されるまでの処理待機中におけるＩＰＡベーパのドレン通路２１ａ内での凝縮を抑制し、廃液タンク１４に捨てられるＩＰＡの消費量をゼロにすることができる。
【００３６】
なお、窒素ガス供給配管２０からドレン配管１０に供給する窒素ガスの流量は、本発明者の実験によれば、０．２〜０．５Ｌ／ｍｉｎが望ましく、０．２Ｌ／ｍｉｎ未満では効果がないことが確認できた。また、ヒータブロック５の温度が２４０℃、冷却水流量を５Ｌ／ｍｉｎ、窒素ガス流量を０．５Ｌ／ｍｉｎとしたとき、ＩＰＡの消費量を０ｇ／ｈとすることが確認された。
【００３７】
また、窒素ガス供給配管２０の先端開口２０ａを受け皿８に向かって開口し、しかも横方向配管１１と窒素ガス供給配管２０との二重管の外側のドレン通路２１ａをＩＰＡベーパが通過し、内側の不活性ガス通路２１ｂを窒素ガスが通過する構造とすることにより、ＩＰＡベーパの再凝縮を防止でき、ドレン配管１０と窒素ガス供給配管２０とのオーバラップ長が長いことが望ましい。
【００３８】
本実施形態においては、第３の接続環１９に窒素ガス供給配管２０が嵌合され、雄ねじ部１９ａに袋ナット１９ｂを螺合することにより、窒素ガス供給配管２０がコネクタ１６に固定されている。従って、袋ナット１９ｂを緩めることにより、窒素ガス供給配管２０を軸方向に進退させて横方向配管１１に対する挿入長を任意に設定でき、窒素ガス流量との関係でドレン配管１０と窒素ガス供給配管２０とのオーバラップ長を調節することもできる。
【００３９】
また、ドレン配管１０に窒素ガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置１５は、ドレン配管１０を構成する横方向配管１１と縦方向配管１３とを連結するコネクタ１６及びコネクタ１６に対して着脱可能な窒素ガス供給配管２０によって構成されている。
【００４０】
従って、不活性ガス供給装置１５を既設の乾燥装置、つまり窒素ガス供給機能を備えていない乾燥装置に付加し、不活性ガス供給装置１５を窒素ガス供給源と接続することにより、本発明の乾燥装置１と同様な効果が得られる。
【００４１】
なお、本発明の乾燥装置１は、前述した実施形態に制約されるものではない。本発明は半導体ウェーハ以外の被乾燥物、例えば、液晶表示装置用のガラス基板や、光記録ディスクおよび磁気記録ディスク等の記録ディスク用基板などの各種基板を乾燥する用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態の乾燥装置の縦断正面図。
【図２】同実施形態の窒素ガス供給装置の縦断側面図。
【符号の説明】
【００４３】
１…乾燥装置、３…乾燥槽、Ｗ…ウェーハ（被乾燥物）、４…ＩＰＡ供給管、５…ヒータブロック、１０…ドレン配管、１５…窒素ガス供給装置、２０…窒素ガス供給配管
【図１】
2005093709.tif 000003
【図２】
2005093709.tif 000004