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JPH1126423A - 半導体ウエハ等の処理方法並びにその処理装置 - Google Patents

半導体ウエハ等の処理方法並びにその処理装置

Info

Publication number
JPH1126423A
JPH1126423A JP9183795A JP18379597A JPH1126423A JP H1126423 A JPH1126423 A JP H1126423A JP 9183795 A JP9183795 A JP 9183795A JP 18379597 A JP18379597 A JP 18379597A JP H1126423 A JPH1126423 A JP H1126423A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
container
pure water
dried
medium
hot pure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9183795A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Koyanagi
哲雄 小柳
Hiroshi Yamaguchi
弘 山口
Kazuo Yokota
一夫 横田
Koichi Tange
浩一 丹下
Naofumi Mitsumune
直文 三宗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUGAI KK
Original Assignee
SUGAI KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUGAI KK filed Critical SUGAI KK
Priority to JP9183795A priority Critical patent/JPH1126423A/ja
Priority to KR1019970059447A priority patent/KR100335322B1/ko
Priority to TW086117160A priority patent/TW388080B/zh
Priority to CNB971229511A priority patent/CN1142582C/zh
Priority to US08/986,544 priority patent/US5951779A/en
Priority to GB9726603A priority patent/GB2327147B/en
Publication of JPH1126423A publication Critical patent/JPH1126423A/ja
Priority to US09/347,253 priority patent/US6695926B1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/02052Wet cleaning only
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    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 被乾燥媒体の表面から付着水を効果的且つ確
実に除去し得るように改良した半導体ウエハ等の処理方
法並びにその処理装置を提供する。 【解決手段】 洗滌処理における最終の水洗処理が行わ
れた後に、容器1内に温純水を供給する工程と、温純水
の水面Lからその上部側に確保されている上部空間20に
有機溶剤の蒸気又は霧を供給する工程と、有機溶剤の供
給を停止させた後に、温純水を容器1の底部側から吸引
排液しながら且つその上部側から不活性ガスを連続的に
供給する工程と、温純水の吸引排液が終了した後に、継
続する吸引により容器1内を吸引減圧し、温純水の吸引
排液が終了する間、容器1内の減圧度P1 が予め設定さ
れた設定減圧度Pに保たれるように管理制御しながら被
乾燥媒体Wの乾燥処理を行なうようにした事である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
処理方法及びその制御装置に係り、詳しくは半導体シリ
コンウエハ、液晶基板及びマスク用基板等の被乾燥媒体
の表面からゴミ、有機残留物或いは無機残留物等を、数
種類の洗滌用薬液を用いて取り除く薬液処理(ケミカル
処理)を行った後に、被乾燥媒体の表面から前記洗滌用
薬液を洗滌用純水を用いて洗い落とす最終の水洗処理
(リンス処理)を行うこれら一連の洗滌処理、そしてこ
の洗滌処理における最終の水洗処理が終了した後に被乾
燥媒体の表面に付着残留している前記洗滌用純水、つま
り付着水(水滴)を除去する乾燥処理までを密閉された
容器内で段階的に行う。特に被乾燥媒体の表面に付着残
留している前記付着水の除去を、該付着水と混合し易
く、表面張力が極めて小さい例えばIPA(イソプロピ
ルアルコール)溶剤等からなる有機溶剤を用いた混合置
換により乾燥処理を行う蒸気処理方法並びにその処理装
置に改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、被乾燥媒体の表面からゴミ、有機
残留物或いは無機残留物を、数種類の洗滌用薬液を用い
て取り除く薬液処理から該薬液を洗滌用純水を用いて被
乾燥媒体の表面から洗い落とす最終の水洗処理までの一
連の洗滌処理と、この洗滌処理が終了した後に被乾燥媒
体の表面に付着残留している付着水(水滴)を、例えば
IPA(イソプロピルアルコール)溶剤等からなる有機
溶剤の蒸気との混合置換により除去する乾燥処理とを密
閉された容器内で行う蒸気処理方法としては種々の方法
が開発・提案されている。例えば、特開昭62−136825号
(以下、前者と言う)や特開平7−130699号(以下、後
者と言う)等の公開公報において知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、前者の蒸
気処理方法においては一連の洗滌処理が終了した後に、
容器内へその上部側から有機溶剤の蒸気を供給しながら
洗滌用純水を下方へと押し下げて容器の底部側から押し
出すように排液するものである。つまり、洗滌用純水が
容器外に全て押し出し排液される間、有機溶剤の蒸気を
連続的に且つ洗滌用純水を下方へ押し下げて容器の底部
側から排液させるのに必要な適宜の圧力を掛けながら供
給しなければならない。従って、この前者においては乾
燥処理毎(1サイクル処理毎)に大量の有機溶剤を容器
内に供給しなければならないことから、高価な有機溶剤
の大量使用によりコスト的に不利となり、不経済であ
る。そして、容器内の洗滌用純水を容器外に押し出すた
めに必要な圧力を掛けながら有機溶剤の蒸気を容器内の
供給しなければならないことから、ポンプ等の気体加圧
手段が必要となる。
【0004】一方、後者の蒸気処理方法においては一連
の洗滌処理における最終の水洗処理が洗滌用純水が供給
された洗滌槽にて行われた後に、該洗浄槽の純水中から
被乾燥媒体を、洗滌槽を密閉包囲するその上方の密閉チ
ャンバー内へ引き上げと同時に該密閉チャンバー内へ有
機溶剤の蒸気の供給を開始させて密閉チャンバー内に引
き上げられくる被乾燥媒体の表面上に凝縮することによ
り該表面の付着水と置換が成される。つまり、密閉チャ
ンバー内への有機溶剤の蒸気の供給は少なくとも純水中
から被乾燥媒体の引き上げが完全に終了するまで継続的
に、そして、被乾燥媒体が純水中から完全に引き上げら
れる広い密閉チャンバー内が蒸気により満たされるまで
継続的に行わなければならない。従って、この後者にお
いても前者と同様に乾燥処理毎(1サイクル処理毎)に
大量の有機溶剤を連続的に供給しなければならないこと
から、コスト的に不利になり、不経済であると言った問
題がある。
【0005】そこで、本願発明者はこの様な従来事情に
鑑み、数々の研究を重ねてきた結果、容器内に供給され
た有機溶剤の一部が、液体水面上で凝縮し、該水面上に
被乾燥媒体の表面から該水面に向けた適宜厚さの混合層
を作る。そしてこの混合層は被乾燥媒体の表面に接する
側よりも水面に接する側の方が有機溶剤との混合濃度が
低い、つまり、有機溶剤との混合濃度分布の勾配により
液体が被乾燥媒体の表面側から水面側に向けて流れる液
流を起す表面張力が生じることに着目し、本発明に至っ
たものであり、その目的とする処は、有機溶剤を用いた
被乾燥媒体の蒸気乾燥処理において、乾燥処理毎(1サ
イクル処理毎)の有機溶剤の使用量を大幅に削減でき、
しかも、有機溶剤との混合置換作用に加えて表面張力に
より被乾燥媒体の表面から付着水を効果的且つ確実に除
去し得るように改良した半導体ウエハ等の処理方法並び
にその処理装置を提供する事にある。
【0006】
【課題を達成するための手段】課題を達成するために本
発明は、密閉された容器内で、被乾燥媒体の洗滌処理か
ら乾燥処理までの一連の処理を行なう半導体ウエハ等の
処理方法であって、多数枚の被乾燥媒体が前記容器内に
垂直並列状に搬入収容され、洗滌処理における最終の水
洗処理が行われた後に、前記容器内に温純水を供給する
工程と、前記容器内の少なくとも前記温純水の水面から
その上部側に確保されている上部空間に有機溶剤の蒸気
又は霧を供給する工程と、前記有機溶剤の供給を停止さ
せた後に、前記温純水を容器の底部側から吸引排液しな
がら且つその上部側から不活性ガスを連続的に供給する
工程と、前記温純水の吸引排液が終了した後に、継続す
る前記吸引により容器内を吸引減圧し、被乾燥媒体を乾
燥する工程とを包含し、少なくとも温純水を容器の底部
側から吸引排液する工程において、温純水の吸引排液が
終了する間、容器内の減圧度が予め設定された設定減圧
度に保たれるように管理制御しながら被乾燥媒体の乾燥
処理を行なうようにした事を要旨とする半導体ウエハ等
の処理方法である。又、上記した処理方法において、温
純水を容器内へ供給する際のその水温を30〜65℃の範囲
に、そして温純水を容器外に吸引排液するその吸引排液
が終了する間における容器内の設定減圧度を-350〜-50m
mHg の範囲に設定すると良い。好ましくは温純水の水温
を40〜50℃の範囲に、容器内の設定減圧度を-300〜-150
mmHgの範囲に設定すると良く、特に温純水の水温を45℃
に、容器内の設定減圧度を-240mmHgに設定することが好
ましい。又、上記した処理方法において、有機溶剤を容
器内へ供給する際に該容器内を吸引排気しながら行うと
良い。又、この有機溶剤の供給は、少なくとも容器内の
上部空間が有機溶剤により満たされるまで行われる。つ
まり、温純水の吸引排液に伴う該温純水の水面降下によ
り露出する全ての被乾燥媒体に有機溶剤が行き渡るまで
行われる。又、密閉された容器内で、被乾燥媒体の洗滌
処理から乾燥処理までの一連の処理を行う半導体ウエハ
等の処理方法であって、多数枚の被乾燥媒体が前記容器
内に垂直並列状に搬入収容され、該容器内へ洗滌処理か
ら乾燥処理に至る各処理段階において少なくとも乾燥処
理が終了するまで連続する不活性ガスの供給を開始させ
た状態で洗滌処理における水洗処理が行われるようにし
たことを要旨とする半導体ウエハ等の処理方法である。
斯る処理方法によれば、薬液洗滌から最終の水洗処理ま
での一連の洗滌処理が終了した後に容器内に、被乾燥媒
体が没入状に侵漬する水位まで水温が30〜65℃範囲の温
純水を供給するようにしたことにより、温純水の熱エネ
ルギーで被乾燥媒体を30〜65℃付近の所要の温度まで加
熱せしめて乾燥処理時における乾燥促進を図る。そし
て、温純水の水面からその上部側に確保されている上部
空間に蒸気化又は霧化された有機溶剤を供給し、該有機
溶剤の供給を停止させた後に開始する温純水を容器の底
部側から吸引排液する工程において、温純水の吸引排液
が終了する間、容器内の減圧度が-350〜-50mmHg 範囲の
設定減圧度に保たれる。それにより、容器内に供給され
た有機溶剤の蒸気又は霧の一部が温純水の水面で凝縮し
該水面に混合液層を形成する一方で、その蒸気化又は霧
化が容器内の設定減圧度に保たれた減圧雰囲気と温純水
の熱エネルギーとにより保たれ、温純水の水面降下に従
い露出する被乾燥媒体の表面で凝縮し該表面の付着水と
の混合置換が成され、該付着水は有機溶剤との混合液と
共に被乾燥媒体の表面を伝わり温純水の水面に向けて滴
下し且つ前記混合液層に生じる被乾燥媒体の表面から温
純水の水面に向けた液流によって該表面から除去され
る。つまり、被乾燥媒体は有機溶剤との混合置換による
置換作用と被乾燥媒体の表面から温純水の水面に向けて
付着水を導く混合液層に生じる液流作用との2作用によ
って乾燥処理される。この時、設定減圧度に保たれてい
る容器内の減圧雰囲気と温純水の熱エネルギーにより前
記混合液層から有機溶剤が、露出する被乾燥媒体の周囲
へ再蒸気化されその表面での前述した凝縮が繰り返し連
続的に行われる。又、容器内の上部空間に有機溶剤の蒸
気又は霧を供給する工程において、容器内を吸引排気し
ながら行うことにより、該容器内の上部空間に有機溶剤
の蒸気又は霧がスムーズに導入され、該上部空間は短時
間で有機溶剤により満たされた溶剤雰囲気化される。そ
れにより、以後の処理工程へスムーズに移行することが
できる。又、吸引排気により容器内は適宜減圧されるこ
とから、大気圧(常圧)における沸点よりも低い温度で
有機溶剤は蒸気化される。それにより、上部空間に常圧
に比べて低い温度状態にて溶剤(蒸気)雰囲気を作り出
すことができる。
【0007】更に、密閉された容器内で、被乾燥媒体の
一連の洗滌処理から乾燥処理まで行う半導体ウエハ等の
処理装置であって、少なくとも多数枚の被乾燥媒体を並
列垂直状に搬入収容し得る大きさで上部を開口させた有
底箱型を呈し、上部開口に密閉蓋を開閉自在に備える容
器と、この容器の底部側に接続され、被乾燥媒体の洗滌
処理から乾燥処理に至る各処理段階に応じて薬液バルブ
及び純水バルブを開いて給液通路を通して前記容器内へ
少なくとも被乾燥媒体が没入状に侵漬する水位まで薬液
及び純水すると共に、洗滌処理における水洗処理が終了
した後に、温純水バルブを開いて給液通路を通して温純
水を前記水位まで供給する給液手段と、少なくともこの
給液手段と前記容器の上部側又は同容器の底部側に接続
され、排液バルブを開いて排液通路を通して前記容器内
から薬液及び純水、そして温純水を、前記各処理段階に
応じて吸引排液する排液手段と、前記容器の上部側に接
続され、溶剤バルブを開いて溶剤供給通路を通して容器
内へ有機溶剤の蒸気又は霧を供給する溶剤供給手段と、
同容器の上部側に接続され、ガスバルブを開いてガス供
給通路を通して容器内へ不活性ガスを供給するガス供給
手段と、前記容器の上部側に具備され、少なくとも温純
水が容器の底部側から前記排液通路を通して吸引排液さ
れる処理段階において、温純水の吸引排液が終了する
間、容器内の減圧度を検出する検出手段と、この検出手
段と前記排液手段又はガス供給手段との間に接続配備さ
れ、前記温純水の吸引排液が終了する間、容器内の減圧
度が設定減圧度に保たれるように、前記検出手段から出
力されてくる現在の減圧度と設定減圧度とを比較処理し
てその処理情報に基づいて前記排液手段の排液速度又は
ガス供給手段の供給速度を調節する制御手段と、を包含
することを要旨とする処理装置である。又、上記した処
理装置において、温純水を容器内へ供給する際のその水
温を30〜65℃の範囲に、そして温純水を容器外に吸引排
液するその吸引排液が終了する間における容器内の設定
減圧度を-350〜-50mmHg の範囲に設定すると良い。好ま
しくは温純水の水温を40〜50℃の範囲に、容器内の設定
減圧度を-300〜-150mmHgの範囲に設定すると良く、特に
温純水の水温を45℃に、容器内の設定減圧度を-240mmHg
に設定することが好ましい。斯る技術的手段によれば、
多数枚の被乾燥媒体を開口する上部開口から容器内の並
列垂直状に搬入収容した後に、容器の上部開口を密閉蓋
にて閉鎖せしめると共に、薬液バルブ及び純水バルブ、
そして水温が30〜65℃範囲の温純水バルブを各処理段階
に応じて段階的(順番)に開く。すると、容器の底部側
から該容器内へ給液手段の給液通路を通して薬液及び純
水、そして温純水が被乾燥媒体の洗滌処理から乾燥処理
に至る各処理段階に応じて被乾燥媒体が没入状に侵漬す
る水位まで供給される。それにより、容器内には被乾燥
媒体の表面に接触しながら流れる薬液及び純水、そして
温純水の上昇水流が形成され、前記各処理段階に応じて
処理が行われる。この時、容器の上部側に接続されてい
る排液手段の排液バルブは開いており、余分な薬液及び
純水、そして温純水は排液通路を通って容器外に吸引排
液される。そして、前記各処理段階における処理が終了
した時点で、溶剤供給手段の溶剤バルブを開いて容器内
の少なくとも温純水の水面からその上部側に確保されて
いる上部空間へ溶剤供給通路を通して有機溶剤の蒸気又
は霧を供給する。この供給は容器内の上部空間が有機溶
剤の蒸気又は霧により満たされるまで行われる。この
時、容器の上部側に接続されている排液手段により容器
内を継続的に吸引排気することで、容器内は適宜減圧さ
れ、上部空間には有機溶剤の溶剤雰囲気が短時間で迅速
に作られる。又、容器内の減圧に伴い連通する溶剤供給
手段内、例えば有機溶剤の蒸気を作る蒸気発生ユニット
内も適宜減圧されることから、大気圧(常圧)における
沸点よりも低い温度で有機溶剤は蒸気化されながら溶剤
供給通路を通して容器内へ供給され、該容器内に低温状
態の溶剤雰囲気を作る。次に、容器内の上部空間が有機
溶剤に満たされた時点で、溶剤バルブを閉じ、容器の下
部側に接続されている排液手段の排液バルブを開く。す
ると、容器内の温純水はその底部側から排液通路を通っ
て容器外に吸引排液される。この時、温純水の吸引排液
に伴う容器内の減圧度は検出手段により検出されて制御
手段に逐次出力され、この制御手段により検出手段から
検出されてくる現在の減圧度と容器内の-350〜-50mmHg
範囲の設定減圧度とが比較処理され、その処理情報に基
づいて排液手段による温純水の排液速度又はガス供給手
段による不活性ガスの供給速度が調節可変される管理が
制御手段により成される。それにより、温純水の吸引排
液が終了する間、容器内は設定減圧度に保たれる。つま
り、容器内に供給された有機溶剤の蒸気又は霧の一部が
温純水の水面で凝縮し該水面に混合液層を形成する一方
で、その蒸気化又は霧化が容器内の設定減圧度に保たれ
た減圧雰囲気と温純水の熱エネルギーとにより保たれ、
温純水の水面降下に従い露出する被乾燥媒体の表面で凝
縮し該表面の付着水との混合置換が成され、該付着水は
有機溶剤との混合液と共に被乾燥媒体の表面を伝わり温
純水の水面に向けて滴下し且つ前記混合液層に生じる被
乾燥媒体の表面から温純水の水面に向けた液流によって
該表面から除去される。つまり、被乾燥媒体は有機溶剤
との混合置換による置換作用と被乾燥媒体の表面から温
純水の水面に向けて付着水を導く混合液層に生じる液流
作用との2作用によって乾燥処理される。この時、設定
減圧度に保たれている容器内の減圧雰囲気と温純水の熱
エネルギーにより前記混合液層から有機溶剤が、露出す
る被乾燥媒体の周囲へ再蒸気化されその表面での前述し
た凝縮が繰り返し連続的に行われる。そして、容器内の
温純水が全て吸引排液された後、継続する該吸引により
容器内は減圧され、該容器内に残る有機溶剤、溶剤との
混合液、湿気等は全て容器外に排気される被乾燥媒体の
乾燥処理が成される。然る後、不活性ガスを容器内へそ
の上部側から供給せしめて該容器内を大気圧(常圧)に
復帰させ、密閉蓋を開いて被乾燥媒体を容器内から搬出
することで、洗滌処理から乾燥処理までの一連の処理が
終了する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の具体例を図面に基
づいて説明する。図1は本発明の処理方法を実施する処
理装置の構成例を示した概略図であり、1は開閉可能に
密閉された容器、2は容器1の底部側に接続され、後述
する薬液バルブ3及び純水バルブ4、そして温純水バル
ブ5これら各バルブ3,4,5の開弁により給液通路6
を通して容器1内へ被乾燥媒体Wが没入状に侵漬する水
位まで数種類の薬液及び純水、そして温純水を洗滌処理
から乾燥処理に至る一連の各処理段階に応じて供給する
給液手段、7はこの給液手段2の給液通路6と、前記容
器1の上部側とに夫々接続され、後述する排液バルブ
8、9の開弁により夫々の排液通路10,11を通して容器
1内から薬液及び純水、そして温純水を前記各処理段階
に応じて吸引排液する排液手段、12は容器1の上部側に
接続され、後述する溶剤バルブ13の開弁により溶剤供給
通路14を通して容器1内へ有機溶剤の蒸気又は霧を前記
各処理段階に応じて供給する溶剤供給手段、15は同容器
1の上部側に接続され、後述するガスバルブ16の開弁に
よりガス供給通路17を通して容器1内へ不活性ガスを前
記各処理段階に応じて供給するガス供給手段、18は前記
容器1の上部側に具備され、容器1内の圧力を検出する
検出手段、19はこの検出手段18から出力されてくる検出
信号に基づいて前記ガス供給手段15による容器1内への
不活性ガスの供給速度を調節する制御手段であり、これ
ら各手段2,7,12,15,18,19の洗滌処理から乾燥処
理に至る一連の各処理段階に応じた動作より密閉された
容器1内で被乾燥媒体Wの洗滌処理から乾燥処理までの
一連の処理が行われるように構成してなる。
【0009】容器1は、多数枚の被乾燥媒体Mを垂直状
態で所要間隔をおいて並列的に支持収容し得る程度の大
きさ(開口形状)で、且つ被乾燥媒体Mを没入状に侵漬
すると共にその上部側に不活性ガスを供給する適宜容積
の上部空間20が確保される程度の深さを有する上部を開
口させた有底箱形を呈し、その上部開口には被乾燥媒体
Mが搬入収容された後に密閉する密閉蓋21を開閉自在に
備えてなる。そして、底部側に給液手段2の給液通路6
を接続すると共に、その上部側に排液手段7の排液流路
11、溶剤供給手段12の供給流路14、ガス供給手段15の供
給流路17を夫々接続してなる。又、図示を省略している
が、容器1内には多数枚の被乾燥媒体Wの下半分側を支
持する支持手段が備えられており、この支持手段により
多数枚の被乾燥媒体Wを容器1内に適宜の間隔をおいて
垂直並列状に収容し得るようになっている。
【0010】給液手段2は、被乾燥媒体Wの洗滌処理の
各処理段階に応じて数種類の薬液及び純水等を容器1内
へ、そして被乾燥媒体Wの乾燥処理時にその処理準備段
階にて温純水を容器1内へその底部の給液口2-1 から夫
々供給する役目を成すもので、中央に向けて傾斜する容
器1の底部中央に開口した給液口2-1 に給液流路6を接
続すると共に、該給液流路6にはミキシングバルブ22を
介して薬液バルブ3、純水バルブ4、そして温純水バル
ブ5を接続備え、更にミキシングバルブ22と給液口2-1
との間にそれら各バルブ3,4,5の総合バルブ23を接
続備えて、この総合バルブ23の開弁と各バルブ3,4,
5の開弁により容器1内へ被乾燥媒体Wの洗滌処理から
乾燥処理に至る各処理段階に応じて前記給液口2-1 から
薬液及び純水等、そして温純水を連続的に供給し得るよ
うに構成してなる。
【0011】排液手段7は、被乾燥媒体Wの洗滌処理時
に余分な薬液及び純水等を容器1外へその上部側から排
液する。つまり、被乾燥媒体Wとの接触によりその表面
から取り除いたゴミ、有機残留物或いは無機残留物等が
混入するオーバーフロー水を容器1外へその上部側から
吸引排液する役目と、被乾燥媒体Wの乾燥処理時に該被
乾燥媒体Wの乾燥促進を図るために容器1内へ供給され
る温純水を容器1外へその底部側から吸引排液する役
目、更に温純水の排液が終了した後も継続して作動せし
めて容器1内の残る有機溶剤や湿気等を容器1外へ吸引
排気する役目とを成すもので、上述した給液流路6の途
中に排液流路10を分岐接続し、更に被乾燥媒体Wを没入
状に侵漬する水面L高さに相当する容器1の上部側部位
に開口した排液口7-1 に排液流路11を接続すると共に、
各排液流路10,11には排液バルブ8,9を夫々接続備え
且つ吸引ユニット24を接続備えて、排液バルブ8,9の
開弁により容器1外へ余分な薬液及び純水等をその上部
側の排液口7-1 から排液流路11を通して、そして温純水
をその底部の給液口21から排液流路10を通して夫々強制
的に吸引排液し得るように構成してなる。つまり、底部
の給液口2-1 は薬液及び純水等、そして温純水を容器1
内へ給液する本来の役目に加えて、温純水を容器1外に
排液する場合には排液口としての役目を成すものであ
る。
【0012】因みに、吸引ユニット24は薬液及び純水
等、そして温純水を一定の排液速度にて、又はその排液
速度を適宜可変しながら容器1外に排液する、つまり、
薬液及び純水等、そして温純水の排液量を一定に保ちな
がら、又はその排液量を適宜可変しながら排液する流量
調節機能付吸引ポンプ等からなり、制御手段19の後述す
る制御部19-1に接続され、該制御部19-1から出力されて
くる処理信号により特に温純水の排液量を現在の排液量
よりも少なくするべく吸引ポンプの吸引出力を小さくし
たり(下げる)、或いは現在の排液量よりも多くするべ
く吸引ポンプの吸引出力を大きくする(上げる)等の吸
引ポンプの吸引出力を適宜調節可変し得るようになって
いる。
【0013】溶剤供給手段12は、被乾燥媒体Wが洗滌処
理における最終の水洗処理が終了した後に、被乾燥媒体
Wの表面に付着残留する付着水を、該付着水との混合置
換により取り除く(付着水の表面張力を低減させて取り
除く)有機溶剤の蒸気を容器内へ供給する役目を成すも
ので、上述した排液流路11の接続部位に相当する容器1
に上部側部位に開口した溶剤導入口12-1に溶剤供給流路
14を接続すると共に、該溶剤供給流路14には溶剤バルブ
13を接続備え、且つ蒸気発生ユニット25を接続備えて、
この蒸気発生ユニット25にて蒸気化された有機溶剤の蒸
気が溶剤バルブ13の開閉により容器1内へその上部側か
ら供給されたり、その供給が停止されるように構成して
なる。
【0014】因みに、蒸気発生ユニット25は被乾燥媒体
Wの表面に付着残留している付着水と混合し易く、表面
張力が極めて小さい例えばIPA(イソプロピルアルコ
ール)溶剤等からなる有機溶剤を貯溜すると共に、該有
機溶剤を加熱沸騰せしめて蒸気化せしめるヒーター等の
加熱手段を備えた蒸気発生槽等からなり、この蒸気発生
槽等から接続配管される溶剤供給流路14を介して連通す
る容器1内へ蒸気化された有機溶剤の蒸気が供給される
ように構成されている。又、図示を省略しているが、蒸
気発生ユニット25に変えて有機溶剤を所要の圧力にて溶
剤供給流路14内に圧送し得る圧送ポンプを溶剤供給流路
14に接続備え、この圧送ポンプに接続した有機溶剤を貯
溜する貯溜タンクから容器1内へ霧化せしめながら供給
するようにしても良く、任意である。この場合、容器1
の壁面に噴霧口を備えて、この噴霧口にて霧化せしめな
がら有機溶剤の霧を容器1内へ供給すると良い。又、前
記貯溜タンクにヒーター等の加熱手段を備えて、有機溶
剤を30〜60℃の範囲まで加温せしめながら容器1内へ供
給するようにすると良い。これにより、常温の有機溶剤
を霧化せしめながら容器1内へ供給するに比べて温度を
低下させる等の容器1内の内部雰囲気に変化を与えない
抑止効果が得られる。
【0015】ガス供給手段15は、被乾燥媒体Wが容器1
内に搬入収容され、容器1の上部開口が密閉蓋21にて密
閉された後から連続的に該容器1内へ不活性ガス
(N2 )を供給せしめて、被乾燥媒体Wの搬入収容時に
容器1内に入り込んだ空気(酸素)を容器1外に排除
し、被乾燥媒体Wの洗滌処理から乾燥処理までの各処理
段階において容器1内を継続的にガス雰囲気状態に保持
する役目と、被乾燥媒体Wの乾燥処理段階において、該
被乾燥媒体Wが没入状に侵漬される水位まで温純水が容
器1内に供給貯溜され、該温純水の水面Lからその上部
側に確保されている上部空間20へ上述した溶剤供給手段
12から供給される有機溶剤の蒸気により該上部空間20が
満たされ、該有機溶剤の供給が停止した後に行われる排
液手段7による温純水の容器1外への吸引排液時に、検
出手段18から出力されてくる検出信号(容器1内の圧力
情報)に基づく制御手段19からの処理信号(バルブの弁
開度を小さく又はバルブの弁開度を大きく等)に基づい
て容器1内の減圧度P1 を設定減圧度Pに保つべく、該
容器1内へ不活性ガスを制御手段19からの処理信号に基
づいて連続して供給する役目を成すもので、上述した溶
剤供給流路14の接続部位に相当する容器1の上部側部位
におけるその壁部に開口したガス導入口15-1にガス供給
流路17を接続すると共に、該ガス供給流路17にガスバル
ブ16を接続備えて、このガスバルブ16の開閉により容器
1内へ不活性ガスを、被乾燥媒体Wの洗滌処理から乾燥
処理が終了する一連の処理段階にて不活性ガスを前記ガ
ス導入口15-1から連続的に、又は洗滌処理から乾燥処理
に至る各処理段階に応じて間欠的に供給したり、その供
給が停止されるように構成してなる。
【0016】因みに、ガスバルブ16は開弁・閉弁動作、
そして不活性ガスを一定の供給速度にて、又はその供給
速度を適宜可変しながら容器1内に供給する。つまり、
不活性ガスの供給量を一定に保ちながら、又はその供給
量を適宜可変しながら供給する流量調節機能付バルブ等
からなり、制御手段19の制御部19-1に接続され、該制御
部19-1から出力されてくる処理情報により不活性ガスの
供給量を現在の供給量よりも少なくするべく弁開度を小
さくしたり(絞ったり)、或いは現在の供給量よりも多
くするべく弁開度を大きくする等の弁開度を適宜調節可
変し得るようになっている。図中26はガス供給流路17に
接続備えた安全(補助)バルブである。
【0017】検出手段18は、被乾燥媒体Wの洗滌処理か
ら乾燥処理に至る各処理段階において、特に被乾燥媒体
Wの乾燥処理が開始してから終了する過程において、温
純水が容器1内に供給貯溜され、被乾燥媒体Wが没入状
に侵漬するその水面Lからその上部側に確保された上部
空間20が有機溶剤の蒸気により満たされた後に開始する
温純水の吸引排液時に、この吸引排液が終了する間、容
器1内の減圧度P1 を逐次検出してその検出信号(圧力
情報)を制御手段19に逐次出力する役目を成すもので、
容器1内の圧力変位を電圧に変換してその圧力値、つま
り検出信号を制御部19-1の後述する処理部19-10 に逐次
出力する動きを成す圧電センサー又は圧力センサー等か
らなり、上部空間20が確保される容器1の壁面に接続配
置されると共に制御部19-1の処理部19-10 に接続され、
検出した容器1内の検出信号、つまり現在の減圧度P1
を該処理部19-10 に出力するようになっている。
【0018】因みに、本実施例においては不活性ガスを
容器1内へ供給するガス供給手段15のガス供給流路17の
途中部位に検出手段18を接続備えて(図1参照)、該ガ
ス供給流路17を介して容器1内の減圧度P1 を検出し得
るようにしてなる。
【0019】制御手段19は、被乾燥媒体Wの一連の洗滌
処理における最終の水洗処理が終了し、容器1内へ温純
水が供給され且つその上部空間20へ有機溶剤の蒸気が供
給された後に開始する容器1内の温純水の吸引排液が終
了する間において、容器1内の減圧度P1 を予め設定入
力されている設定減圧度Pに保つべく、ガス供給手段15
のガスバルブ16の弁開度を現在の弁開度よりも小さくし
たり、大きくする等の弁開度を適宜調節可変せしめて容
器1内への不活性ガスの供給速度(供給量)を調節可変
したり、又は排液手段7の吸引ユニット24(吸引ポン
プ)の吸引出力を現在の吸引出力よりも小さくしたり、
大きくする等の吸引ポンプの吸引出力を適宜調節可変せ
しめて温純水の排液速度(排液量)を調節可変する等の
役目を成すもので、容器1内の設定減圧度Pを記憶させ
ると共にその設定減圧度Pと検出手段18から逐次出力さ
れてくる容器1内の現在の減圧度P1 との判断処理を行
う制御部19-1を備え、検出手段18から逐次出力されてく
る容器1内の現在の減圧度P1 が設定減圧度Pよりも低
いと処理判断すると、容器1内への不活性ガスの供給量
を現在の供給量よりも少なくすべくガスバルブ16の弁開
度を小さくする旨の処理情報を該ガスバルブ16に出力し
たり(図4参照)、又は温純水の排液量を現在の排液量
よりも多くすべく吸引ユニット24の吸引出力を大きくす
る旨の処理情報を該吸引ユニット24に出力して(図6参
照)、容器1内の温純水の吸引排液が終了する間におい
て、容器1内に減圧度P1 を設定減圧度Pに管理制御す
るものである。
【0020】そして、本発明では容器1内への温純水M
の供給時の水温を30〜65℃の範囲に設定、そして被乾燥
媒体Wの一連の洗滌処理における最終の水洗処理が終了
し、容器1内の上部空間20へ有機溶剤の蒸気が供給され
た後に開始する容器1内の温純水の吸引排液が終了する
間における容器1内の設定減圧度Pを-350〜-50mmHgの
範囲に設定することが本発明を成立させる上で重要であ
る。
【0021】因みに、温純水の水温は有機溶剤の蒸気と
の混合置換、そして最後に行われる容器1内の減圧によ
る被乾燥媒体Wの乾燥処理において、該被乾燥媒体Wの
乾燥促進を図る上で重要である。つまり、被乾燥媒体W
の表面に付着する付着水と有機溶剤の蒸気との混合置換
が成される前に、被乾燥媒体Wの表面を適宜の加熱温度
まで加熱する加熱処理を怠ると、付着水と有機溶剤の蒸
気との混合置換が有効に成されなくなったり、容器1内
の減圧による被乾燥媒体Wの表面乾燥時にその表面に僅
かに残っている付着水と有機溶剤の蒸気との混合水が該
表面から速かに除去されなくなり、その分、乾燥時間が
長引く等の結果を招くからである。従って、本発明では
被乾燥媒体Wの乾燥促進を図る該被乾燥媒体Wの加熱処
理温度を考慮して温純水の低い側の水温を30℃に設定し
たものである。一方、被乾燥媒体Wの乾燥促進を図るた
めに温純水の水温をむやみに高くする事は温度差により
行われる被乾燥媒体Wの表面の付着水と有機溶剤の蒸気
との混合置換作用が起こらなくなる。つまり、有機溶剤
の蒸気はその沸点よりも低い被乾燥媒体Wの表面温度と
の温度差により該表面で凝縮し、付着水との混合置換が
成されるものであるが、被乾燥媒体Wの表面温度が蒸気
の沸点付近まで上昇してしまうと、該表面での前記凝縮
が起こり難くなり、有機溶剤の蒸気を用いた本来の蒸気
乾燥効果が低下し、その分、乾燥時間が長引く等の結果
を招くからである。従って、本発明では温純水の高い側
の水温を大気圧における有機溶剤の沸点よりも低い65℃
に設定したものである。
【0022】そこで、本発明はこの様に温純水の水温が
低過ぎる、高過ぎる事により引き起こす前述した不具合
を考慮し、尚且つ温純水を容器1の底部側から吸引排液
する工程において、該吸引排液に伴い降下する温純水の
水面Lに形成されている混合液層N、例えば表面張力が
極めて小さいIPA(イソプロピルアルコール)溶剤等
からなる有機溶剤の蒸気凝縮により温純水の水面Lに形
成されている混合液層Nから露出する被乾燥媒体Wの周
囲へと有機溶剤を再蒸気化させるこの再蒸気化現象が繰
り返し連続的に行われる条件を容器1内に成立させるた
めに、温純水の供給時の水温を30℃に設定した場合には
容器1内の設定減圧度Pを-350mmHgに設定する。つま
り、温純水の水温を30℃に設定した場合、設定減圧度P
が-350mmHgを越えると、温純水の水温が沸点付近まで達
して温純水中に泡が発生する等の不具合を引き起こす虞
れがあるからである。つまり、発生した泡が水面Lへと
浮上し、該水面Lに形成される混合液層Nが破壊され、
該混合液層Nに生じる液流により被乾燥媒体Wの表面か
ら付着水を除去する液流作用が劣り、混合液層Nに生じ
る液流作用による被乾効果が得られなくなる虞れがある
からである。一方、温純水の供給時の水温を65℃に設定
した場合には容器1内の設定減圧度Pを-50mmHg に設定
する。つまり、温純水の水温を65℃に設定した場合、設
定減圧度Pが-50mmHg よりも低くなると、温純水を容器
1の底部側から吸引排液する工程において、混合液層N
からの有機溶剤の効果的な再蒸気化が望めなくなるから
である。
【0023】又、前述した温純水の水温条件、並びに容
器1の設定減圧度条件において、被乾燥媒体Wの乾燥促
進を図る該被乾燥媒体Wの加熱を無視して、仮に、温純
水の水温を30℃以下の例えば25℃に設定し、容器1内の
設定減圧度を-350mmHgを越える例えば-400mmHgに設定し
た場合には前述した有機溶剤の再蒸気化現象が連続的に
行われる条件を容器1内に成立させるようにする事も考
えられるが、この様に設定減圧度を-400mmHgまで上げる
と、減圧に対する容器1の耐圧強度の向上が更に要求さ
れることとなり、該耐圧強度を満足させるための容器1
を製作するためには製作コストの高騰を招いたり、容器
1内を-400mmHgまで減圧するとなると、その分、大型の
吸引ポンプが必要となる等の不具合を招く結果になる。
又、温純水の水温を65℃以上に設定すると、前述した有
機溶剤の蒸気による蒸気乾燥効果が低下すると言った不
具合に加えて被乾燥媒体Wを加熱し過ぎて熱により被乾
燥媒体Wの品質低下を招くと言った熱影響を与える等の
不具合を引き起こす虞れもある。
【0024】従って、本発明では温純水の水温が低過ぎ
る、高過ぎる事により引き起こす前述した不具合、そし
て容器1内に設定減圧度Pを上げる事により引き起こす
前述した不具合等のこの様な事情を配慮し、且つ温純水
を容器1の底部側から吸引排液する工程において、水面
Lの混合液層Nから有機溶剤を、露出する被乾燥媒体W
の周囲へと再蒸気化させるこの再蒸気化現象が連続的に
行われる条件を容器1内に成立させる必要がある等か
ら、温純水の水温を30〜65℃の範囲内で設定した場合、
容器1内の設定減圧度Pを-350〜-50mmHg の範囲内に設
定することが必要不可欠の条件となる。好ましくは温純
水の水温を40〜50℃の範囲内に設定した場合、容器1内
の設定減圧度Pを-300〜-150mmHgの範囲内であり、実験
の結果特に好ましくは温純水の水温を45℃に設定した場
合には容器1内の設定減圧度Pは-240mmHgである。
【0025】次に、以上の如く構成した処理装置による
処理方法(以下、本方式と言う)を図8並びに図10に示
した洗滌処理から乾燥処理までの一連の処理における処
理動作のフローチャート並びにタイムチャート、そして
図9に示した乾燥処理時における容器1内の減圧度P1
の制御管理するフローチャートを参照しながら説明すれ
ば、まず始めに多数枚の被乾燥媒体Wが開口する上部開
口から容器1内に適宜の間隔をおいて垂直並列状に搬入
収容される(ステップ30)。被乾燥媒体Wが容器1内に
搬入収容され、容器1の上部開口が密閉蓋21により密閉
されると、ガス供給手段15のガスバルブ16が開いてガス
供給流路17を通してガス導入口15-1から容器1内への不
活性ガスの供給が開始する(ステップ31)。この時、排
液バルブ8,9のいずれか一方又は双方が開いて容器1
内の吸引排気が平行して行われる。 容器1内に不活性
ガスのガス雰囲気が作られると、薬液バルブ3が開いて
給液流路6を通して底部の給液口2-1 から容器1内へ薬
液洗滌における各処理段階に応じた数種類の薬液が所要
の時間をおいて段階的に且つ連続的に供給され、容器1
内には適宜の間隔にて垂直に並列する各被乾燥媒体Wの
表面に接触しながら流れる薬液の上昇水流が形成され、
該被乾燥媒体Wの薬液洗滌(ケミカル処理)が行われ
る。薬液洗滌が終了し、薬液バルブ3が閉じられると、
次に純水バルブ4が開いて給液流路6を通して底部の給
液口2-1 から容器1内へ純水が連続的に供給され、容器
1内には各被乾燥媒体Wの表面に接触しながら流れる純
水の上昇水流が形成され、該被乾燥媒体Wの最終の水洗
処理(リンス処理)が行われることで、薬液、純水によ
る一連の洗滌処理が終了する(ステップ32)。この時、
排液バルブ9は開いており、排液流路11を通して余分な
薬液、純水はオーバーフロー水となって排液口7-1 から
容器1外に吸引排液される。
【0026】薬液洗滌から最終の水洗処理までの一連の
洗滌処理が終了し、純水バルブ4が閉じられて容器1内
への純水の供給が停止すると、次に温純水バルブ5が開
いて給液流路6を通して底部の給液口2-1 から容器1内
へ水温が45℃の温純水が連続的に供給され、容器1内に
は被乾燥媒体Wの表面に接触しながら流れる温純水の上
昇水流が形成され、該被乾燥媒体Wの表面が45℃付近の
温度まで加熱される被乾燥媒体Wの加熱処理が行われる
(ステップ33)。この時、排液バルブ9は前記洗滌処理
が終了した後も継続して開いて、温純水の供給により容
器1内の純水は排液流路11を通して排液口12-1から容器
1外に吸引排液されるることで、容器1内は温純水に置
換されると共に、余分な温純水はオーバーフロー水とな
って容器1外に吸引排液される。45℃の温純水の熱エネ
ルギーによる被乾燥媒体Wの加熱処理が終了し、温純水
バルブ5が閉じられて容器1内への温純水の供給が停止
すると、次に溶剤供給手段12の溶剤バルブ13が開いて温
純水の水面Lからその上部側に確保されている容器1内
の上部空間20に蒸気発生ユニット25にて蒸気化された有
機溶剤の蒸気が溶剤供給流路14を通して蒸気導入口12-1
から供給される(ステップ34)。この有機溶剤の供給は
上部空間20が蒸気に満たされるまで行われ、該上部空間
に蒸気雰囲気が作られた時点で溶剤バルブ13は閉じら
れてその供給が停止する。この時、排液バルブ9は洗滌
処理時から継続して開いて、有機溶剤の蒸気が上部空間
20へ供給されている間において該上部空間20の吸引排気
が平行して行われ、該上部空間20は適宜減圧される。
【0027】容器1内の上部空間20に有機溶剤の蒸気雰
囲気が作られ、溶剤バルブ13が閉じられて上部空間20へ
の有機溶剤の供給が停止すると、次に排液バルブ8を開
いて容器1内の温純水が排液通路10を通して底部の給液
口2-1 から容器1外へ所要の排液速度にて吸引排液され
る温純水の吸引排液が開始する(ステップ35)と共に、
それと同時に検出手段18により温純水の吸引排液に伴う
容器1内の現在の減圧度P1 が検出され、その圧力情報
は制御手段19の制御部19-1に逐次出力される(ステップ
36)。圧力情報が制御部19-1に出力されてくると、制御
部19-1の処理部19-10 は容器1内の現在の減圧度P1
容器1内の-240mmHGに設定されている設定減圧度Pとの
比較処理を行う(ステップ37)。現在の減圧度P1 が設
定減圧度Pよりも低いと処理判断(P>P1 )すると、
被乾燥媒体Wの洗滌処理から継続している容器1内への
不活性ガスの供給量を現在の供給量よりも少なくすべく
ガスバルブ16の弁開度を小さくする旨の処理信号を増幅
器19-11 を介して該ガスバルブ16に出力する(ステップ
38)。一方、現在の減圧度P1 が設定減圧度Pよりも高
いと処理判断(P<P1 )した場合には、容器1内への
不活性ガスの供給量を現在の供給量よりも多くるすべく
ガスバルブ16の弁開度を大きくする旨の処理信号を増幅
器19-11 を介して該ガスバルブ16に出力する(ステップ
39)。この減圧度P1 の制御管理は温純水の吸引排液が
終了するまで行われる。
【0028】容器1内の温純水が全て吸引排液され、排
液通路10を通して継続する容器1内の吸引排気により該
容器1内は減圧され、該容器1内に残る有機溶剤、溶剤
との混合液、湿気等は全て容器1外に排気される被乾燥
媒体Wの乾燥処理が成される(ステップ40)。最後に、
継続する不活性ガスの容器内1への供給量を多くし、該
容器1内を大気圧(常圧)に復帰させ(ステップ41)、
密閉蓋21を開いて被乾燥媒体Wを容器1内から搬出する
(ステップ42)ことで、洗滌処理から乾燥処理までの一
連の処理が終了する。最後にガスバルブ16、排液バルブ
8を閉じる。
【0029】而して、斯る実施例における本方式によれ
ば、薬液による薬液洗滌、純水による最終の水洗処理こ
れら一連の洗滌処理が終了した容器1内の被乾燥媒体W
の表面が温純水の熱エネルギーにより45℃付近の温度ま
で加熱される加熱処理が終了し、そして、被乾燥媒体W
を没入状に侵漬する温純水の水面Lからその上部側に確
保されている上部空間20に有機溶剤の蒸気を供給した後
に開始する乾燥処理時における温純水の吸引排液が終了
する間において、容器1内の減圧度P1 は一定の設定減
圧度Pに保たれる。即ち、水面Lの混合液層Nから有機
溶剤を、該混合液層Nから露出する被乾燥媒体Wの周囲
へと再蒸気化させるこの再蒸気化現象が繰り返し連続的
に行われる条件を容器1内に成立させることができる。
従って、温純水を吸引排液する工程において、水面L降
下に従い被乾燥媒体Wの表面に接触しながら降下後退す
る該水面Lに形成されている混合液層Nからの有機溶剤
の再蒸気化利用が可能となることから、従来方式に比べ
て処理サイクル毎の有機溶剤の使用量を大幅に削減する
ことができる。しかも、容器1内の上部空間20に供給さ
れた有機溶剤の蒸気は容器1内の-240mmHGの設定減圧度
Pに保たれている減圧雰囲気と45℃の温純水の熱エネル
ギーとによりその蒸気化が保たれ、温純水の水面降下に
より該水面から露出する被乾燥媒体Wの表面に接触し、
該表面との温度差により該表面で凝縮して付着水との混
合置換が成されて、付着水は有機溶剤との混合液N-1 と
共に被乾燥媒体Wの表面を伝わり温純水の水面Lに向け
て滴下される。それにより、温純水の水面Lに形成され
ている混合液層Nの有機溶剤の混合濃度は混合液N-1 が
継続的に滴下補充されることで、温純水の吸引排液が終
了する間、一定に保たれることから、有機溶剤の混合濃
度分布によって混合液層Nに生じる被乾燥媒体Wの表面
から温純水の水面に向けた安定且つ効果的な液流作用に
より付着水は被乾燥媒体Wの表面から確実且つ速かに除
去される(図3参照)。即ち、本方式によれば、温純水
の吸引排液が終了する間において、被乾燥媒体Wは付着
水の有機溶剤との置換作用と被乾燥媒体Wの表面から温
純水の水面Lに向けた混合液層Nに生じる液流作用との
2作用によって確実且つ速かに乾燥処理される。そし
て、容器1内の設定減圧度Pに保たれている減圧雰囲気
と温純水の熱エネルギーにより、温純水の吸引排液に伴
う水面L降下に従い露出する被乾燥媒体Wの表面に接触
しながら降下後退する混合液層Nから有機溶剤が、露出
する被乾燥媒体Wの周囲へと再蒸気化せしめられてその
表面での凝縮が繰り返し連続的に行われて付着水との混
合置換が成されて、付着水は有機溶剤との混合液N-1と
共に被乾燥媒体Wの表面を伝わり温純水の水面Lに向け
て滴下される。つまり、有機溶剤との混合液N-1 が、温
純水の吸引排液に従い降下する水面Lの混合液層Nに継
続的に滴下補充されることで、該混合液層Nに生じる有
機溶剤の混合濃度分布による被乾燥媒体Wの表面から温
純水の水面に向けた液流作用を確実に生じさせながら被
乾燥媒体Wの表面から付着水を、前述した置換作用と混
合液層Nに生じる液流作用との2作用によって効果的に
除去する事ができる。
【0030】図11乃至図12は、洗滌処理から乾燥処理ま
での一連の処理における本発明の処理方法の他の実施例
を示したフローチャート並びにタイムチャートであり、
斯る実施例においては不活性ガスの容器1内への供給時
期を変えたものであり、不活性ガスの容器1内への供給
時期を変えた以外においては前述した実施例詳述と基本
的に同じである。簡潔に説明すれば、多数枚の被乾燥媒
体Wが開口する上部開口から容器1内に搬入収容され
(ステップ43)、該上部開口が密閉蓋21により密閉され
又は密閉されない状態で、薬液バルブ3が開いて容器1
内へ薬液を連続的に供給して被乾燥媒体Wの薬液洗滌
(ケミカル処理)を行う。次に純水バルブ4が開いて容
器1内へ純水を連続的に供給して被乾燥媒体Wの最終の
水洗処理(リンス処理)までの一連の洗滌処理を行う
(ステップ44)。次に温純水バルブ5が開いて容器1内
へ水温が45℃の温純水が連続的に供給して被乾燥媒体W
の表面を45℃付近の温度まで加熱する被乾燥媒体Wの加
熱処理を行う(ステップ45)。次に溶剤バルブ13が開い
て温純水の水面Lからその上部側に確保されている容器
1内の上部空間20へ有機溶剤の蒸気を供給される(ステ
ップ46)。次に排液バルブ8を開いて容器1内の温純水
を底部の給液口2-1 から容器1外へ所要の排水速度にて
吸引排液する温純水の吸引排液を開始すると共に、それ
と同時にガスバルブ16を開いて容器1内への不活性ガス
の供給を開始する(ステップ47)。以後は前述した実施
例の図図9のフローチャートにおいて詳述したステップ
36からステップ39の如く、ステップ48からステップ51に
至る段階、そして図8のフローチャートにおいて詳述し
たステップ40からステップ42の如く、ステップ52からス
テップ54に至る段階にて実行されて洗滌処理から乾燥処
理までの一連の処理が行われるようにしてなる。
【0031】図13は、容器1-1 の構成形態を変えた他の
実施例を示し、斯る実施例においては内外二重構造に構
成してなるものであり、内外二重構造とした構成以外の
構成部分においては前述した実施例詳述と基本的に同じ
事から、同じ構成部分に同じ符号を用いる事でその詳細
については説明を省略する。
【0032】然るに、斯る実施例における容器1-1 は、
多数枚の被乾燥媒体Mを垂直状態で所要間隔をおいて並
列的に支持収容し得る程度の大きさ(開口形状)で、且
つ被乾燥媒体Mを没入状に侵漬し得る程度の深さを有す
る上部を開口させた有底箱形を呈する処理槽1-10と、こ
の処理槽1-10の開口上部側及びその槽壁外周に所要の空
間をおいて該処理槽1-10を密閉状に遊挿内在し得る程度
の大きさで上部を開口させた有底箱形を呈し、上部開口
に開閉蓋21-1を開閉自在に備える密閉槽1-11との内外二
重構造に構成し、処理槽1-10の底部側に前述した実施例
詳述の給液手段2の給液管路6を接続する一方、この給
液流路6の途中部位と密閉槽1-11の底部側に排液手段7
の排液流路10,11を夫々接続すると共に、該密閉槽1-11
の上部側には溶剤供給手段12の溶剤供給流路14とガス供
給手段15のガス供給流路17とを夫々接続して構成してな
る。
【0033】而して、斯る内外二重構造の容器1-1 によ
れば、被乾燥媒体Wの洗滌処理時における薬液、純水の
処理槽1-10内への連続的な供給に伴う余分な薬液、純
水、そして被乾燥媒体Wの加熱処理時における温純水の
処理槽1-10内への連続的な供給に伴う余分な温純水はオ
ーバーフロー水となって処理槽1-10の上部開口から密閉
槽1-11側に流れ、該密閉槽1-11の排液流路11が接続する
底部の排液口7-1 から容器1-1 外に吸引排液されるもの
である。そして、処理槽1-10の上部に確保される上部空
間20-1並びに該処理槽1-10と密閉槽1-11との間の周囲空
間20-2に有機溶剤の蒸気が供給され、該上部空間20-1並
びに周囲空間20-2に有機溶剤の蒸気雰囲気が作られ、溶
剤バルブ13が閉じられた後に開始する温純水の吸引排液
時には給液通路6に接続されている排液通路10を通して
処理槽1-10底部の給液口2-1 から容器1-1 外へ所要の排
液速度にて吸引排液されるものである。
【0034】又、斯る内外二重構造の容器1-1 を用いた
洗滌処理から乾燥処理までの一連の処理における動作は
前述した実施例詳述の図8に示したフローチャート並び
に図10に示したタイムチャート、そして図9に示した乾
燥処理時における密閉槽1-11の減圧度P1 の制御管理す
るフローチャートに基づいて前述した実施例詳述と同様
に実行、或いは図11に示したフローチャート並びに図12
に示したタイムチャート、そして図9に示した乾燥処理
時における密閉槽1-11内の減圧度P1 を制御管理するフ
ローチャートに基づいて前述した実施例詳述と同様に実
行されて被乾燥媒体Wの洗滌処理から乾燥処理までの一
連の処理が行われるものである。
【0035】尚、前述した実施例においては有機溶剤と
してIPA(イソプロピルアルコール)溶剤を用いた
が、アルコール類としてこのイソプロピルアルコールの
他にメチルアルコール、エチルアルコール等が挙げられ
る。そして、アルコール類以外に、アルコール類と同様
に水溶性で且つ被乾燥媒体に対する付着水の表面張力を
低下させる作用を有するアセトン、ジエチルケント等の
ケント類、更にはエチルエーテル、モノーメチルエーテ
ル等のエーテル類、エチレングリコール等の多価アルコ
ール等が挙げられる。
【0036】
【発明の効果】本発明は叙上の如く構成してなるから、
下記の作用効果を奏する。 .薬液洗滌から水洗処理までの一連の洗滌処理が終了
した後に容器内に、被乾燥媒体が没入状に侵漬する水位
まで水温が30〜65℃範囲の温純水を供給し、該温純水の
熱エネルギーにより被乾燥媒体を30〜65℃付近の所要の
温度まで加熱せしめる加熱処理が終了した後に、温純水
の水面からその上部側に確保されている上部空間に有機
溶剤の蒸気又は霧を供給し、該有機溶剤の供給を停止さ
せた後に開始する温純水を容器の底部側から吸引排液す
る工程において、温純水の吸引排液が終了する間、容器
内の上部空間に供給された有機溶剤の蒸気化又は霧化が
保たれ、尚且つ温純水の水面に形成されている混合液層
から有機溶剤を、露出する被乾燥媒体の周囲へと再蒸気
化させるこの再蒸気化現象が繰り返し連続的に行われる
条件を容器内に成立させるように該容器内の減圧度を-3
50〜-50mmHg 範囲の設定減圧度Pに保たれるようにした
ことにより、水面の混合液層から有機溶剤を繰り返し連
続的に温純水の水面降下により露出する被乾燥媒体の周
囲に再蒸気化せしめながらその表面に接触させ、該表面
との温度差により該表面で凝縮させて付着水と混合置換
させることができる。従って、有機溶剤の再蒸気化利用
が可能となることから、従来方式に比べて処理サイクル
毎の有機溶剤の使用量を大幅に削減することができる。
【0037】.又、容器内の上部空間に供給された有
機溶剤の蒸気は容器内の-350〜-50mmHg 範囲の設定減圧
度Pに保たれている減圧雰囲気と30〜65℃範囲の温純水
の熱エネルギーとによりその蒸気化が保たれ、温純水の
水面降下により該水面から露出する被乾燥媒体の表面に
接触し、該表面との温度差により該表面で凝縮して付着
水との混合置換が成されると共に、温純水の水面の混合
液層には混合液が継続的に滴下補充され、この混合液層
に有機溶剤の混合濃度分布によって生じる被乾燥媒体の
表面から温純水の水面に向けた液流によって付着水は被
乾燥媒体の表面から確実且つ速かに除去される。つま
り、被乾燥媒体を有機溶剤との混合置換による置換作用
と被乾燥媒体の表面から温純水の水面に向けて付着水を
導く混合液層に生じる液流作用との2作用によって効率
的に乾燥処理することができる。
【0038】.又、容器内の上部空間に有機溶剤の蒸
気又は霧を供給する工程において、容器内を吸引排気し
ながら行うことにより、該容器内の上部空間に有機溶剤
の蒸気又は霧がスムーズに導入され、該上部空間は短時
間で有機溶剤により満たされた溶剤雰囲気化される。そ
れにより、以後の処理工程へスムーズに移行することが
できる。又、吸引排気により容器内は適宜減圧されるこ
とから、大気圧(常圧)における沸点よりも低い温度で
有機溶剤は蒸気化される。それにより、上部空間に常圧
に比べて低い温度で溶剤(蒸気)雰囲気を作り出すこと
ができることから、安全性の面においても有利となる。
【0039】従って、本発明によれば、有機溶剤を用い
た被乾燥媒体の蒸気乾燥処理において、乾燥促進を図り
得ると共に、乾燥処理毎(1サイクル処理毎)の有機溶
剤の使用量を大幅に削減することができ事から、低コス
ト化が図られ、コスト的に有利な処理方法並びに処理装
置となる。しかも、被乾燥媒体を有機溶剤との混合置換
による置換作用と被乾燥媒体の表面から温純水の水面に
向けて付着水を導く混合液層に生じる液流作用との2作
用によって効率的に且つ高精度の乾燥処理が可能とな
り、処理時間の短縮化が期待できると共に、より優れた
乾燥効果が期待できる等の画期的な処理方法並びに処理
装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の半導体ウエハ等の処理方法を実施す
る処理装置の一例を示した概略図
【図2】 容器の縦断概略図
【図3】 温純水が吸引排液される工程において、温純
水の吸引排液が終了する間、温純水中に溶け込んでいる
有機溶剤を、該温純水の水面から露出する被乾燥媒体の
周囲へと再蒸気化させるこの再蒸気化現象が繰り返し連
続的に行われる条件を成立させた容器内で行われる付着
水の有機溶剤との置換作用と被乾燥媒体の表面から温純
水の水面に向けた混合液層に生じる液流作用との2作用
による被乾燥媒体の乾燥原理を示した要部の拡大概略図
【図4】 温純水が吸引排液される工程において、容器
内の減圧度P1 を設定減圧度Pに保つ制御手段の一例を
示した制御ブロック図
【図5】 同制御概略図
【図6】 温純水が吸引排液される工程において、容器
内の減圧度P1 を設定減圧度Pに保つ制御手段の他の実
施例を示した制御ブロック図
【図7】 同制御概略図
【図8】 洗滌処理から乾燥処理までの一連の処理にお
ける処理動作を示したフローチャート
【図9】 温純水が吸引排液される工程において、容器
内の減圧度P1 を設定減圧度Pに制御管理するその動作
を示したフローチャート
【図10】 同タイムチャート
【図11】 洗滌処理から乾燥処理までの一連の処理にお
ける処理動作の他の実施例を示したフローチャート
【図12】 同タイムチャート
【図13】 容器を内外二重構造に構成した本発明の半導
体ウエハ等の処理方法を実施する処理装置の一例を示し
た概略図
【符号の説明】
1,1-1 …容器 2…給液手段 3…薬液バルブ 4…純水バルブ 5…温純水バルブ 6…給液通路 7…排液手段 8,9…排液バルブ 10,11…排液通路 12…溶剤供給手段 13…溶剤バルブ 14…溶剤供給通路 15…ガス供給手段 16…ガスバルブ 17…ガス供給通路 18…検出手段 19…制御手段 20,20-1…上部空間 20-2…周囲空間 W…被乾燥媒体 N…混合液層
フロントページの続き (72)発明者 丹下 浩一 京都府八幡市上津屋中堤38番地 株式会社 スガイ内 (72)発明者 三宗 直文 京都府八幡市上津屋中堤38番地 株式会社 スガイ内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉された容器内で、被乾燥媒体の洗滌
    処理から乾燥処理までの一連の処理を行う半導体ウエハ
    等の処理方法であって、 多数枚の被乾燥媒体が前記容器内に垂直並列状に搬入収
    容され、洗滌処理における水洗処理が行われた後に、前
    記容器内に温純水を供給する工程と、前記容器内の少な
    くとも前記温純水の水面からその上部側に確保されてい
    る上部空間に有機溶剤の蒸気又は霧を供給する工程と、
    前記有機溶剤の供給を停止させた後に、前記温純水を容
    器の底部側から吸引排液しながら且つその上部側から不
    活性ガスを連続的に供給する工程と、前記温純水の吸引
    排液が終了した後に、継続する前記吸引により容器内を
    吸引減圧し、被乾燥媒体を乾燥する工程とを包含し、少
    なくとも温純水を容器の底部側から吸引排液する工程に
    おいて、温純水の吸引排液が終了する間、容器内の減圧
    度が設定減圧度に保たれるように制御する事を特徴する
    半導体ウエハ等の処理方法。
  2. 【請求項2】 密閉された容器内で、被乾燥媒体の洗滌
    処理から乾燥処理までの一連の処理を行う半導体ウエハ
    等の処理方法であって、 多数枚の被乾燥媒体が前記容器内に垂直並列状に搬入収
    容され、該容器内へ洗滌処理から乾燥処理に至る各処理
    段階において少なくとも乾燥処理が終了するまで連続す
    る不活性ガスの供給を開始させた状態で洗滌処理におけ
    る水洗処理が行われた後に、前記容器内に温純水を供給
    する工程と、前記容器内の少なくとも被乾燥媒体が没入
    状に侵漬する前記温純水の水面からその上部側に確保さ
    れている上部空間に有機溶剤の蒸気又は霧を供給する工
    程と、前記有機溶剤の供給を停止させた後に、前記温純
    水を容器の底部側から吸引排液する工程と、前記温純水
    の吸引排液が終了した後に、継続する前記吸引により容
    器内を吸引減圧し、被乾燥媒体を乾燥する工程とを包含
    し、少なくとも温純水を容器の底部側から吸引排液する
    工程において、温純水の吸引排液が終了する間、容器内
    の減圧度が設定減圧度に保たれるように制御する事を特
    徴する半導体ウエハ等の処理方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の処理方法におい
    て、 有機溶剤を容器内へ供給する工程において、容器内を吸
    引排気しながら行うと共に、上部空間が有機溶剤により
    満たされた時点で該有機溶剤の供給を停止させることを
    特徴とする半導体ウエハ等の処理方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載の処理方法におい
    て、 温純水を容器内へ供給する際のその水温が30〜65℃の範
    囲であり、温純水を容器外に吸引排液するその吸引排液
    が終了する間における容器内の設定減圧度が-350〜-50m
    mHg の範囲であることを特徴とする半導体ウエハ等の処
    理方法。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2記載の処理方法におい
    て、 容器内の減圧度が、不活性ガスの供給速度又は温純水の
    排液速度の可変による流量制御により保たれるようにし
    た事を特徴する半導体ウエハ等の処理方法。
  6. 【請求項6】 請求項1又は2記載の処理方法におい
    て、 容器内の減圧度が、不活性ガスの供給速度と温純水の排
    液速度とを一定に保つ流量制御により保たれるようにし
    た事を特徴する半導体ウエハ等の処理方法。
  7. 【請求項7】 請求項1又は2記載の処理方法におい
    て、 少なくとも容器の上部空間に供給された有機溶剤の蒸気
    又は霧が、温純水の水面で凝縮し該水面に混合液層を形
    成する一方で、温純水の吸引排液に伴う水面降下に従い
    露出する被乾燥媒体の表面で凝縮し該表面の付着水との
    混合置換が成されると共に、容器内の一定に保たれた設
    定減圧度と温純水の熱エネルギーにより前記混合液層か
    ら有機溶剤が再蒸気化され、この有機溶剤の蒸気は露出
    する被乾燥媒体の周囲へと浮上しながら該被乾燥媒体の
    表面での前記凝縮が繰り返し連続的に行われるようにし
    た事を特徴する半導体ウエハ等の処理方法。
  8. 【請求項8】 密閉された容器内で、被乾燥媒体の洗滌
    処理から乾燥処理までの一連の処理を行う半導体ウエハ
    等の処理装置であって、 少なくとも多数枚の被乾燥媒体を並列垂直状に搬入収容
    し得る大きさで上部を1口させた有底箱型を呈し、上部
    開口に密閉蓋を開閉自在に備える容器と、この容器の底
    部側に接続され、洗滌処理における水洗処理が終了した
    後に、該容器内へ少なくとも被乾燥媒体が没入状に侵漬
    する水位まで温純水を供給する給液手段と、少なくとも
    この給液手段と前記容器の上部側に又は同容器の底部側
    に接続され、前記容器内から温純水を吸引排液する排液
    手段と、前記容器の上部側に接続され、容器内へ有機溶
    剤の蒸気又は霧を供給する溶剤供給手段と、前記容器の
    上部側に接続され、該容器内へ不活性ガスを供給するガ
    ス供給手段と、前記容器の上部側に具備され、容器内の
    減圧度を検出する検出手段と、この検出手段と前記排液
    手段又はガス供給手段との間に接続配備され、少なくと
    も温純水が容器の底部側から吸引排液される処理段階に
    おいて、温純水の吸引排液が終了する間、容器内の減圧
    度が設定減圧度に保たれるように、前記検出手段から出
    力されてくる現在の減圧度に基づいて前記排液手段の排
    液速度又はガス供給手段の供給速度を調節する制御手段
    と、を包含する半導体ウエハ等の処理装置。
  9. 【請求項9】 請求項8記載の処理装置において、 温純水を容器内へ供給する際のその水温が30〜65℃の範
    囲であり、温純水を容器外に吸引排液するその吸引排液
    が終了する間における容器内の設定減圧度が-350〜-50m
    mHg の範囲であることを特徴とする半導体ウエハ等の処
    理装置。
  10. 【請求項10】 密閉された容器内で、被乾燥媒体の洗滌
    処理から乾燥処理までの一連の処理を行う半導体ウエハ
    等の処理装置であって、 少なくとも多数枚の被乾燥媒体を並列垂直状に搬入収容
    し得る大きさで上部を開口させた有底箱型を呈し、上部
    開口に密閉蓋を開閉自在に備える容器と、この容器の底
    部側に接続され、洗滌処理における水洗処理が終了した
    後に、該容器内へ少なくとも被乾燥媒体が没入状に侵漬
    する水位まで温純水を供給する給液手段と、少なくとも
    この給液手段と前記容器の上部側に又は同容器の底部側
    に接続され、前記容器内から温純水を吸引排液する排液
    手段と、前記容器の上部側に接続され、該容器内へ有機
    溶剤の蒸気又は霧を供給する溶剤供給手段と、前記容器
    の上部側に接続され、該容器内へ不活性ガスを供給する
    ガス供給手段と、を包含する半導体ウエハ等の処理装
    置。
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