| 【発明の名称】 |
ワークの遠心乾燥装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】蝦名 誠
【氏名】岩井 誠二
【氏名】辻本 健一
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| 【要約】 |
【課題】ワ−クの乾燥をより短時間に、しかもより完全に行うことができる遠心乾燥装置を提供する。
【解決手段】回転する公転ベース２１の回転中心より偏位した位置に、ワークＢを着脱自在に装着するワーク保持台２５を回転可能に支承し、公転ベース２１を回転駆動する公転駆動源（公転用モータ）１１と、ワーク保持台２５を回転駆動する自転駆動源（自転用モータ）１３を設けることにより、公転ベース２１と共に毎分３００〜８００回転で公転するワーク保持台２５を、毎分１〜１０回転で自転させる。なお、ワークＢに熱風を送風する送風装置あるいはワークＢに赤外線を照射する赤外線照射装置を設けるとよい。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 フレームと、前記フレームに回転可能に支承される公転ベースと、前記公転ベースを回転させる公転駆動源と、前記公転ベースの回転中心より偏位した位置に回転可能に支承されると共に、ワークが着脱自在に装着されるワーク保持台と、公転中の前記ワーク保持台を自転させる自転駆動源と、前記自転駆動源からの回転力を伝達する自転力伝達機構とを設けたことを特徴とするワークの遠心乾燥装置。
【請求項２】 前記公転ベースの公転回転数が、毎分３００乃至８００回転の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載されたワークの遠心乾燥装置。
【請求項３】 前記ワーク保持台の自転回転数が、毎分１乃至１０回転の範囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたワークの遠心乾燥装置。
【請求項４】 前記ワーク保持台に装着されたワークに対して、１００℃以下の熱風を送風する送風装置が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたワークの遠心乾燥装置。
【請求項５】 前記ワーク保持台に装着されたワークに、赤外線を照射する赤外線照射装置が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載されたワークの遠心乾燥装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばシリコンウエハを収納して運搬する容器のように、湿気を充分に除去しておく必要のあるワークを乾燥させるのに適した遠心乾燥装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコンウエハを収納、運搬する容器は一度使用した後、それを回収し、洗浄ならびに乾燥した後、再び使用している。この再使用に際して、前記乾燥工程において容器が充分に乾燥されていないと、再使用の容器に挿入されたウエハに水分が付着し、その後のウエハ処理に支障を来すことがある。そのため、乾燥工程において水分を確実に除去する必要があり、従来の乾燥工程では、前記容器をオーブン内に収容し、６５℃の熱風で３.５時間乾燥した後に１時間冷却している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したようにオーブンを使用し、６５℃の熱風で３. ５時間乾燥した後に１時間冷却する方法では、前記乾燥工程に長時間がかかり、容器の再使用にかかる作業を能率的に行うことができないという課題があった。
【０００４】この課題を解決する一つの手段として、マイクロ波を用いることによって、乾燥時間を短縮化させることが考えられる。しかしながら、本願発明者らがマイクロ波による乾燥試験を行ったところ、容器の表面に付着する水滴が小さく、充分にマイクロ波を吸収しないため、水滴内熱量が放散してしまい、温度が上昇せず、乾燥時間を短縮できないことが判明した。
【０００５】また、前記課題を解決する他の手段として、遠心乾燥方法を用いることによって、乾燥時間を短縮化することが考えられる。本願発明者らは、遠心乾燥方法を用いた乾燥方法についても、その適用可能性について遠心脱水試験装置を作成して試験した。
【０００６】試験に用いた容器は従来から用いられている容器であって、その容器Ｂには、図２の縦断面図に示すように、円形の底壁Ｂ1 の周縁部より上方に周設される周壁Ｂ2 が設けられると共に上端部に開口Ｂ4 が形成され、また周壁Ｂ2 の上端部には、周壁Ｂ2 の外側に向けて折返し形状の上部凹部Ｂ3 が設けられている。また、この試験に用いられた遠心脱水試験装置には、図３に示すように、箱形のケイシング（図示しない）の内部に、脱水槽Ｃと、回転数がインバータ制御されるモータ（図示しない）が設けられ、モータにより脱水槽Ｃを高速回転させるように構成されている。なお、図３に示すように前記脱水槽Ｃは多孔性の円筒状壁Ｃ1 の下端に底壁Ｃ2 が設けられ、底壁Ｃ2 の外面の中心に設けられた鉛直の軸Ｃ3 を中心として回転するように構成されている。
【０００７】前記した遠心脱水試験装置を用いて、試験、検討を行った結果、回転数が大きくなればなるほど脱水効果が良くなること判明した。また、脱水時間は５分程度が最適であり、それ以上脱水時間を長くしても脱水効果は変わらいことが判明した。
【０００８】しかしながら、このような遠心乾燥装置を用いた場合においても、前記容器の上部凹部Ｂ3 には水分が残存し、完全な乾燥を行うことができなかった。本願発明者らは、更に遠心乾燥装置について鋭意研究した結果、前記した容器のようなワ−クの乾燥をより短時間、より完全に行うことができる遠心乾燥装置を知見して、本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、容器のようなワ−クの乾燥をより短時間に、しかもより完全に行うことができる遠心乾燥装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するためになされた本発明にかかるワークの遠心乾燥装置は、フレームと、前記フレームに回転可能に支承される公転ベースと、前記公転ベースを回転させる公転駆動源と、前記公転ベースの回転中心より偏位した位置に回転可能に支承されると共に、ワークが着脱自在に装着されるワーク保持台と、公転中の前記ワーク保持台を自転させる自転駆動源と、前記自転駆動源からの回転力を伝達する自転力伝達機構とを設けたことを特徴としている。
【００１１】本発明はこのように構成されているため、表面に水分の付着したワークをワーク保持台を装着し、公転駆動源および自転駆動源を始動すると、フレームに支承されている公転ベースが公転し、ワークに付着している小さな水分は公転の遠心力を受けてワーク表面に沿って移動しながら大粒となり、質量の増加により外方に飛散する。また、最初から大粒の水分は質量が大きいので直接に外方に飛散する。更に、ワークの形状（例えば、前記した上部凹部Ｂ3 ）によっては、水分が遠心力を受ける方向に飛散を阻止する障壁となるが、ワークはワーク保持台の自転により向きを変えるので、障壁が水分の飛散を妨げない方向に移動し、（上部凹部Ｂ3 内の）水分は飛散する。
【００１２】ここで、前記公転ベースの公転回転数が、毎分３００乃至８００回転の範囲にあることが望ましい。このように転ベースの公転回転数が、毎分３００乃至８００回転の範囲にある場合には、遠心力を受けるワークが変形することはない。公転ベースの公転回転数は、望ましくは毎分６００回転程度が良い。また、上記範囲の回転数で公転ベースが回転することにより、ワークに付着している水分がワークの表面に沿って滑り易くなり、水分の大きさが大きくなって飛散し易くなる。
【００１３】また、前記ワーク保持台の自転回転数が、毎分１乃至１０回転であることが望ましい。このように、ワーク保持台が上記範囲の回転数で自転すると、ワークの向きが徐々に変わるので、遠心力の方向に対するワークの表面の角度が変化し、水分が最も滑り易い角度となったときに水分の大きさが成長して飛散し易くなる。また、ワークに水分の飛散を妨げる障壁があっても、障壁が遠心力を妨げない位置に移動するため、支障なく水分を取り除くことができる。
【００１４】更に、前記ワーク保持台に装着されたワークに対して、１００℃以下の熱風を送風する送風装置が設けられていることが望ましい。前記熱風の温度はワークの変形を考慮して、望ましくは約６０乃至７０℃であるのが良い。ワーク表面の水分が遠心力を受けて大部分飛散するものの、完全乾燥に至らない場合であっても、ワークに熱風の送風する送風装置を併用することにより、ワークを効率よく完全乾燥することができる。
【００１５】また、前記ワーク保持台に装着されたワークに、赤外線を照射する赤外線照射装置が設けられていることが望ましい。このように、熱風を送風する送風装置を併用する代わりに、赤外線を照射する赤外線照射装置を併用することもできる。赤外線照射装置は、熱風の送風する送風装置と同様に、ワークを効率よく完全乾燥することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。図１はワークの遠心乾燥装置Ａの縦断面図であり、遠心乾燥装置Ａの下部ケイシングを構成するフレーム１は、床面に設置される基台２と、前記基台２の上面に設けられた周壁３と、前記周壁３の上端に設けられた、中央に貫通孔を有する上壁４と、前記上壁４の上面に設けられた筒形状の軸受箱５と、前記周壁３の内側に設けられた、中央に貫通孔を有する隔壁７と、前記隔壁７の上面に設けられた、筒形状の公転用軸受箱８と、隔壁７の下方の周壁３の内周面に設けられたモータ台１０とから構成されている。また、軸受箱５の内周面の上下２ヵ所にベアリング６が嵌着され、公転用軸受箱８の内周面の上下２ヵ所にベアリング９が嵌着されている。更に、前記モータ台１０には公転駆動源である公転用モータ１１が固着され、前記周壁３の外周面に固着されたモータ支持台１２に、自転駆動源である自転用モータ１３が固着されている。
【００１７】また、公転用軸受箱８のベアリング９に支承され、中空軸１４の内側を貫通する回転軸１９の下端は、カプリング２０を介して公転用モータ１１の出力軸１１ａに直結され、回転軸１９の上端は、円板状の公転ベース２１の下面中央部に固定されている。従って、前記公転用モータ１１が回転すると、公転ベース２１が回転軸１９を中心として回転する。
【００１８】前記公転ベース２１には、回転中心から偏位した位置に自転用軸受箱２２が設けられ、自転用軸受箱２２の内周面の上下２ヵ所にベアリング２３が嵌着されている。また、前記ベアリング２３に支承される自転軸２４の上端面にはワーク保持台２５が固着され、自転軸２４の下端部に受動プーリ２６が固着されている。このワーク保持台２５の上面には、開口Ｂ4 を横に向けた容器（ワーク）Ｂが嵌まる底の浅いワーク載置用凹部２５ａとワークＢを着脱自在にクランプするクランプ機構（図示しない）が設けられている。
【００１９】また、前記軸受箱５のベアリング６に支承された中空軸１４の下端部に第１プーリ１５が固着され、前記中空軸１４の上端部に第２プーリ１６が固着されている。前記自転用モータ１３の出力軸１３ａに駆動プーリ１７が固着され、駆動プーリ１７と中空軸１４の第１プーリ１５にベルト１８が巻回されている。また、自転軸２４の下端部の受動プーリ２６と中空軸１４の上端の第２プーリ１６にベルト２７が巻回されている。以上により、自転用モータ１３の回転を、駆動プーリ１７からベルト１８を介して第１プリーリ１５に伝達し、更に、第１プリーリ１５と同軸の第２プリーリ１６からベルト２７を介して受動プーリ２６に伝達してワーク保持台２５を回転する自転力伝達機構が構成される。
【００２０】更に、前記フレーム１には、ワークの遠心乾燥装置Ａの上半部分を被覆するカバーケース２８が取り付けられている。前記カバーケース２８は薄板より箱形状に加工、形成されると共に、側壁２８ａの内面には公転ベース２１の周縁部をカバーするリング状の水切り板２９が設けられ、カバーケース２８の上壁２８ｂのほぼ中央に、送風装置（図示しない）から送られる熱風を送り込むための開口３０が設けられている。前記開口３０に熱風を送り込む代わりに、赤外線照射装置（図示しない）からの赤外線を照射してもよい。
【００２１】また、下壁２８ｃには、側壁２８ａに近い位置に、ワークＢから飛散する水滴を排出する排水孔３１が設けられている。また、カバーケース２８の側壁２８ａには、ワークＢをワーク保持台２５に装着および取り外し作業を行うための作業用窓（図示しない）と、作業用窓を開閉する扉（図示しない）が設けられている。
【００２２】なお、公転ベース２１の公転回転数は、効率よく遠心脱水するために毎分３００〜８００回転の範囲に設定される。前記公転回転数は、遠心力を受けるワークＢが変形しないように保護するために毎分６００回転程度にすることが望ましい。また、ワーク保持台２５の自転回転数は、ワークＢは徐々に向きを変えればよいので、毎分１〜１０回転程度とするのが好ましい。
【００２３】以上のように構成されたワークの遠心乾燥装置ＡによりワークＢの乾燥作業を説明する。開口Ｂ4 を横向きにしたワークＢをワーク保持台２５に装着してクランプし、公転用モータ１１および自転用モータ１３を始動する。公転用モータ１１の回転により公転ベース２１が公転すると共に、自転用モータ１３の回転は上記した自転力伝達機構によりワーク保持台２５に伝達される。その結果、ワーク保持台２５上のワークＢは、公転の遠心力を受けて表面に付着した水滴を飛散させながら、ゆっくりと自転して向きを変更する。
【００２４】ワークＢの開口Ｂ4 が公転の遠心力の方向に向いているときには、上部凹部Ｂ3 内の水滴が飛散しないが、ワーク保持台２５の自転により開口Ｂ4 が遠心力の方向の反対側に傾いたときに、上部凹部Ｂ3 内の水滴は遠心力を受ける方向に飛散する。また、ワークＢの表面が、遠心力を受けた水滴を滑り難くする角度のときがあっても、ワーク保持台２５の自転により、水滴を滑り易くする角度になるときがあるので、ワークＢの表面に付着した水滴は、小さな径の一部の水滴を残して遠心力を受けて飛散する。
【００２５】飛散した水滴はカバーケース２８の側壁２８ａに衝突し、排水孔３１に集められて下方に排出される。そして、更に、開口３０より１００℃以下でかつ室温より高温である熱風（６５℃）を送り込むことにより、飛散しなかった小径の水滴が蒸発するので、ワークＢが効率よく完全乾燥される。
【００２６】上記実施形態では、公転ベース２１の回転中心より偏位した位置に１個のワーク保持台２５を設けた場合を示したが、複数個のワーク保持台２５を設けてもよい。また、公転ベース２１を水平面内で回転した場合について説明したが、水平面に対して傾斜角を有する面内で回転してもよく、あるいは垂直面内で回転するように構成しても良い。
【００２７】
【発明の効果】本発明は以上述べたように構成されているので、下記に示すような効果を奏する。
（１）請求項１に記載された本発明のワークの遠心乾燥装置は、保持台に着脱自在に装着されたワークが公転ベースと共に回転するので、ワークの表面に付着した水滴がワークの表面に沿って移動しながら大粒に成長して、あるいは直接に、遠心力の作用する方向に飛散させることができる。また、ワークの形状により水滴の飛散を妨げる障壁があっても、ワークが自転して向きを変えるので、障壁が水滴の飛散を妨げない位置に移動したときに、水滴を飛散させることができる。更に、また、ワークの自転により、ワーク表面が水滴を滑り易くする角度となるときがあり、水滴を大粒にして飛散し易くすることができる。その結果、ワ−クの乾燥をより短時間に、しかもより完全に行うことができる。
【００２８】（２）請求項２に記載された本発明のワークの遠心乾燥装置は、遠心乾燥が高まるように高速で公転するので遠心乾燥の効果が大きく、公転の回転数を、ワークが変形しない範囲にしたので、ワークは変形を受けることなく何度も再使用できる。
（３）請求項３に記載された本発明のワークの遠心乾燥装置は、ワークを低速で自転するようにしたので、ワークに水分の飛散を妨げる障壁があっても、障壁が水滴の飛散を妨げない位置に移動したときに水分を飛散させることができる。また、ワークの自転により、ワークの表面は水滴を滑り易くする角度となるときがあり、水滴が滑る過程で他の水滴と合体して大径化し、飛散し易くなる効果がある。
（４）請求項４または請求項５に記載された本発明のワークの遠心乾燥装置は、熱風の送風または赤外線照射の加熱により、ワークに残留する小さな水滴を蒸発させて完全乾燥させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２１１２２
【氏名又は名称】東芝セラミックス株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月２４日（１９９９．５．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０１８７８
【弁理士】
【氏名又は名称】木下 茂
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３３７７６８（Ｐ２０００−３３７７６８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月８日（２０００．１２．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１４２７５２ |
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