| 【発明の名称】 |
円盤状薄板の乾燥装置および乾燥方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】早野 一臣
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| 【要約】 |
【課題】製作コストを低減でき、水滴の再付着を防いで効率的な乾燥処理を行なうことができる円盤状薄板の乾燥装置および乾燥方法を提供する。
【解決手段】側面視コの字状の箱体からなる乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７間に円盤状薄板２を保持して、乾燥ユニット３と円盤状薄板２とを低速で相対回転させつつ、乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７の各々に形成された複数のスリット状のノズル開口８から同時に噴射される圧縮空気により、円盤状薄板２の表裏両面に付着した水滴を吹き飛ばすようにする。乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７の各々に形成された複数のノズル開口８は、各対向壁面６、７の長手方向中心線に対して、乾燥ユニット３と円盤状薄板２との相対回転の回転方向にわずかにθだけ傾斜して平行に形成されている。円盤状薄板２は、少なくとも１つの駆動ローラ４と複数の保持ローラ５とにより、乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７間に保持され、駆動ローラ４の回転駆動により回転させられる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 乾燥ユニットの上下対向壁面間に円盤状薄板を保持して、前記乾燥ユニットと前記円盤状薄板とを相対回転させつつ、前記乾燥ユニットの上下対向壁面の各々に形成された複数のノズル開口から噴射される圧縮空気により、前記円盤状薄板の表裏両面に付着した水滴を吹き飛ばすようにしたことを特徴とする円盤状薄板の乾燥装置。
【請求項２】 前記乾燥ユニットは、側面視コの字状の箱体からなり、その上下対向壁面の各々に形成された複数のノズル開口は、上方の対向壁面に形成されたノズル開口と下方の対向壁面に形成されたノズル開口とが１対１で対向するようにして形成されたことを特徴とする請求項１記載の円盤状薄板の乾燥装置。
【請求項３】 前記乾燥ユニットと前記円盤状薄板とを低速で相対回転させるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の円盤状薄板の乾燥装置。
【請求項４】 前記乾燥ユニットの上下対向壁面間に前記円盤状薄板の中央部を挟み込んで保持して、圧縮空気を前記円盤状薄板の表裏両面に向けて同時に噴射するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の円盤状薄板の乾燥装置。
【請求項５】 前記ノズル開口は、スリット状に形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載の円盤状薄板の乾燥装置。
【請求項６】 前記乾燥ユニットの上下対向壁面の各々に形成された複数のノズル開口は、相互に平行に並設され、かつ、その並設方向に対して、前記乾燥ユニットと前記円盤状薄板との相対回転の回転方向にわずかに傾斜して設けられたことを特徴とする請求項５記載の円盤状薄板の乾燥装置。
【請求項７】 乾燥ユニットの上下対向壁面間に円盤状薄板を保持して、前記乾燥ユニットと前記円盤状薄板とを相対回転させつつ、前記乾燥ユニットの上下対向壁面の各々に形成された複数のノズル開口から噴射される圧縮空気により、前記円盤状薄板の表裏両面に付着した水滴を吹き飛ばすようにしたことを特徴とする円盤状薄板の乾燥方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体基板や液晶基板等の円盤状薄板（ディスク）を洗浄処理した後、乾燥させるために用いられる円盤状薄板の乾燥装置および乾燥方法に関する。
【０００２】
【従来技術】半導体集積回路等の製造において、ディスクの製造過程における洗浄後の乾燥は、従来、ディスクを高速回転することにより、ディスク表面に付着している水滴を遠心力で除去するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方法によれば、ディスクを保持するユニットや回転ユニットには、高速回転に耐える均一な質量バランスが求められ、このような要件を満たす部品の製作が、設備のコストアップの要因となっていた。
【０００４】本願の発明は、従来のディスクの乾燥装置が有する前記のような問題点を解決して、製作コストを低減でき、かつ、効率的な乾燥処理を行なうことができる円盤状薄板の乾燥装置および乾燥方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および効果】本願の発明は、前記のような課題を解決した円盤状薄板の乾燥装置および乾燥方法に係り、その請求項１に記載された発明は、乾燥ユニットの上下対向壁面間に円盤状薄板を保持して、前記乾燥ユニットと前記円盤状薄板とを相対回転させつつ、前記乾燥ユニットの上下対向壁面の各々に形成された複数のノズル開口から噴射される圧縮空気により、前記円盤状薄板の表裏両面に付着した水滴を吹き飛ばすようにしたことを特徴とする円盤状薄板の乾燥装置である。
【０００６】請求項１に記載された発明は、前記のように構成されており、円盤状薄板の表裏両面に付着した水滴を、該円盤状薄板に圧縮空気を吹き付けることにより、吹き飛ばして除去するようにしたので、従来のように、乾燥ユニットと円盤状薄板との相対回転速度を高くして遠心力で飛散させて除去するようにする必要がなく、円盤状薄板もしくは乾燥ユニットを高速回転させる必要がない。この結果、円盤状薄板の保持ユニットや回転ユニット、乾燥ユニットに高速回転に耐える均一な質量バランスが求められることがなくなり、これらの部品を安価なもので構成することができ、乾燥装置の製作コストを低減することができる。
【０００７】なお、乾燥ユニットと円盤状薄板とを相対回転させる（例えば、円盤状薄板を自転させる）のは、圧縮空気が円盤状薄板の表面上に均等に吹き付けられるようにするためであり、また、吹き飛ばした水滴が円盤状薄板に再付着しないように、水滴を円盤状薄板の外周部に追い出すためであるので、高速で回転させる必要はない。したがって、円盤状薄板の保持ユニットも強力な保持力を必要としないので、回転ユニットと同様、高速回転に耐える均一な質量バランスを求められることがなく、安価な部品で構成することが可能となる。
【０００８】また、請求項２記載のように請求項１記載の発明を構成することにより、乾燥ユニットは、側面視コの字状の箱体からなり、その上下対向壁面の各々に形成された複数のノズル開口は、上方の対向壁面に形成されたノズル開口と下方の対向壁面に形成されたノズル開口とが１対１で対向するようにして形成されている。
【０００９】この結果、側面視コの字状の箱体からなる乾燥ユニットの上下対向壁面の各々に形成された複数のノズル開口から噴射される圧縮空気は、円盤状薄板の表裏両面に逆向きに同じように作用するので、これらの作用力は相殺されて、円盤状薄板の表裏両面の乾燥処理を安定性よく、効率的に行なうことができる。
【００１０】また、請求項３記載のように請求項１または請求項２記載の発明を構成することにより、乾燥ユニットと円盤状薄板とを低速で相対回転させるようにする。
【００１１】この結果、円盤状薄板の保持ユニットや回転ユニット、乾燥ユニットに高速回転に耐える均一な質量バランスが求められることがなく、これらの部品を安価なもので構成することができ、乾燥装置の製作コストを低減することができる。
【００１２】さらに、請求項４記載のように請求項１ないし請求項３のいずれか記載の発明を構成することにより、乾燥ユニットの上下対向壁面間に円盤状薄板の中央部を挟み込んで保持して、圧縮空気を該円盤状薄板の表裏両面に向けて同時に噴射するようにする。
【００１３】この結果、吹き飛ばした水滴の外部飛散が容易になり、水滴の円盤状薄板への再付着が抑制されるとともに、円盤状薄板の表裏両面を同時に乾燥することができ、乾燥作業を短時間に効率的に行なうことができる。また、乾燥作業は短時間に行なわれるので、円盤状薄板にとって致命的な水滴によるシミが、薄板表面上に発生するようなこともない。
【００１４】また、請求項５記載のように請求項１ないし請求項４のいずれか記載の発明を構成することにより、ノズル開口は、スリット状に形成される。
【００１５】この結果、スリット状に細長い複数のノズル開口から強い力で噴射される圧縮空気により、円盤状薄板の表裏両面の広い範囲に渡って付着した水滴をムラなく、瞬時に吹き飛ばすことが可能になり、乾燥作業をさらに効率的に行なうことができる。
【００１６】また、請求項６記載のように請求項５記載の発明を構成することにより、乾燥ユニットの上下対向壁面の各々に形成された複数のノズル開口は、相互に平行に並設され、かつ、その並設方向に対して、前記乾燥ユニットと前記円盤状薄板との相対回転の回転方向にわずかに傾斜して設けられている。
【００１７】この結果、水滴の飛散方向を圧縮空気の流出方向より円盤状薄板の遠心側に向けることができるので、吹き飛ばした水滴の外部飛散がさらに容易になり、水滴の円盤状薄板への再付着がさらによく防止される。仮に、水滴の飛散方向が圧縮空気の流出方向より円盤状薄板の求心側に向けられるとすると、水滴を単に円盤状薄板の中央部分に集めただけとなり、完全な除去にはならない上、乾燥装置から円盤状薄板を取り外す際に、水滴が円盤状薄板に再付着する虞がある。
【００１８】さらに、その請求項７に記載された発明は、乾燥ユニットの上下対向壁面間に円盤状薄板を保持して、前記乾燥ユニットと前記円盤状薄板とを相対回転させつつ、前記乾燥ユニットの上下対向壁面の各々に形成された複数のノズル開口から噴射される圧縮空気により、前記円盤状薄板の表裏両面に付着した水滴を吹き飛ばすようにしたことを特徴とする円盤状薄板の乾燥方法である。
【００１９】請求項７に記載された発明は、前記のように構成されているので、請求項１に記載された発明である円盤状薄板の乾燥装置が奏する効果と同様の効果を奏することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図１ないし図５に図示される本願の請求項１ないし請求項７に記載された発明の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態における円盤状薄板の乾燥装置の概略平面図、図２は、図１の右側面図、図３は、図１の乾燥装置を構成する乾燥ユニットの斜視図、図４は、円盤状薄板の駆動ローラおよび保持ローラの斜視図、図５は、図１の乾燥装置による水滴除去効果を示す図である。
【００２１】図１ないし図４において、本実施形態における円盤状薄板の乾燥装置１は、半導体集積回路の製造工程において、半導体基板をなすディスク２を洗浄処理した後、乾燥させるために用いられるディスク２の乾燥装置であって、側面視コの字状（図３参照）の箱体からなる乾燥ユニット３と、該乾燥ユニット３の所定の位置にディスク２を保持するとともに、これを回転させる駆動ローラ４と、ディスク２を保持する保持ローラ５とからなる。
【００２２】側面視コの字状の箱体からなる乾燥ユニット３は、断面矩形状の細長いダクトがコの字状に折曲された形状をなし、その上下の平行部は、図１および図３に図示されるように、水平方向に細長く延びる。そして、これら上下の平行部の内側の上下に向い合う対向壁面６、７には、複数（本実施形態においては２個）のスリット状ノズル開口８、８が上下対称位置にそれぞれ形成されている。したがって、上方の対向壁面６に形成されたノズル開口８と下方の対向壁面７に形成されたノズル開口８とは、１対１で対向する。
【００２３】乾燥ユニット３には、そのコの字の連結部に相当する箱体部分に、矢印Ｃ方向から供給される圧縮空気を送り込む管９が取付けられており、この管９を通った圧縮空気が、上下対向壁面６、７にそれぞれ形成された２個のノズル開口８、８から相手側の壁面に向けて噴出する仕組みとなっている。
【００２４】また、上下対向壁面６、７にそれぞれ形成された２個のノズル開口８、８は、相互に平行に並設されており、かつ、その並設方向に対して、乾燥ユニット３とディスク２との相対回転の回転方向（本実施形態の場合、ディスク２の回転方向であって、図１のＡ方向）にわずかにθだけ傾斜して設けられている。２個のノズル開口８、８の並設方向は、本実施形態の場合、各対向壁面６、７の長手方向（上下各平行部の長手方向）に一致している。
【００２５】ノズル開口８、８がこのように傾斜して平行に形成されることにより、図５に図示されるように、ディスク２の回転により生じる速度ベクトルＶ1 と噴出エア速度ベクトルＶ2 とが合成された速度ベクトルＶ3 が、噴出圧縮空気のエアーナイフにより堰きとめられた水滴をディスク２の外周遠心方向に振り飛ばすことになり、水分除去、すなわち、乾燥に有効である。
【００２６】側面視コの字状の箱体からなる乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７間には、図１および図２に図示されるように、ディスク２が挿入・保持されて、駆動ローラ４により回転させられる。そして、乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７の各々に形成された２個のノズル開口８、８からディスク２の表裏各面に向けて圧縮空気が同時に噴射され、ディスク２の表裏各面に付着した水滴が、ディスク２の外周遠心方向に吹き飛ばされる。
【００２７】乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７は、それらの間にディスク２の両側三日月部分を除いた中央部分を挟み込むようにして、ディスク２を保持している。したがって、ノズル開口８から噴射された圧縮空気は、エアーナイフによりディスク２の表裏両面に付着した水滴を切り取った後、乾燥ユニット３から脱出して、ディスク２の周囲外方に拡散する。このような噴出空気の流れは、エアーナイフにより切り取った水滴をディスク２から振り飛ばして外方に飛散させ、再付着を防ぐのに有利である。
【００２８】ディスク２の回転は緩慢であり、５００ｒｐｍ程度の低速で行なわれる。従来の遠心力を利用したスピンドライユニットでは、４０００〜６０００ｒｐｍの高速回転で乾燥処理が行なわれるが、本実施形態においては、その１０分の１程度の回転速度で済むので、駆動ローラ４や保持ローラ５を含むディスク２の回転ユニットや保持ユニットを製作するのに、高速回転に耐える均一な質量バランスは必要とされない。
【００２９】ディスク２は、少なくとも１つの駆動ローラ４と複数（本実施形態においては２個）の保持ローラ５とにより、乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７間に保持されて、駆動ローラ５の回転駆動により回転させられる。
【００３０】駆動ローラ４と保持ローラ５とは、外観上は同じであり、図４に図示されるような構造をしており、逆截頭円錐台状の上体部10と、截頭円錐台状の下体部11と、これらを連結する回転支軸12とから構成されている。回転支軸12は、上体部10と下体部11の中心部を貫通している。駆動ローラ４の回転支軸12は、モータ駆動により自転が可能である。保持ローラ５の回転支軸12は、回転は可能であるが、駆動源をもたないので、自転しない。
【００３１】駆動ローラ４および保持ローラ５の上体部10と下体部11との間には、ディスク２を挟み込むに十分な間隔ａが空けられており、ディスク２を保持するときには、上体部10と下体部11との間に覗く回転支軸12にディスク２を当接させて、上体部10と下体部11との間に挿入する。この保持方法は、ディスク２を両面から強力に押えない。ディスク２は低速で回転するので、この程度の保持力で十分である。
【００３２】次に、本実施形態の乾燥装置１の処理手順について説明する。洗浄後の水滴が付着したディスク２は、図１の矢印Ｂに示すように、駆動ローラ４側より乾燥装置１に搬送される。そして、先ず、ディスク２の外周部が２点の保持ローラ５、５により保持される。次いで、駆動ローラ４が移動して、ディスク２の保持を行なう。乾燥装置１にディスク２を搬送したときの保持機構（図示されず）は、保持ローラ５および駆動ローラ４の全てがディスク２を保持し終えるまでは、保持解除を行なわない。これは、保持ローラ５および駆動ローラ４の保持は、前記のとおり、ディスク２を両面から強力に押えないので、保持ローラ５による２点のみの保持では、ディスク２が落下する虞があるからである。
【００３３】保持ローラ５および駆動ローラ４による保持が完了すると、コの字型の乾燥ユニット３が、ディスク２の中央部を上下等間隔で挟み込むように移動する。乾燥ユニット３が定位置にセットされると、駆動ローラ４が、図示されないモータの回転駆動により自転を開始する。駆動ローラ４の自転に連動して、該駆動ローラ４に軽く保持されたディスク２が回転を始めると、保持ローラ５も連動して回転し始める。この回転は、５００ｒｐｍ程度の低速で行なわれる。
【００３４】ディスク２の回転が開始されると、乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７の各々に形成された２個のノズル開口８、８からディスク２の表裏各面に向けて圧縮空気が噴射され、ディスク２の表裏各面に付着した水滴や塵が、ディスク２の外周遠心方向（速度ベクトルＶ3 の方向）に吹き飛ばされる。
【００３５】本実施形態は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。側面視コの字状の箱体からなる乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７間にディスク２を保持して、該ディスク２を低速で回転させつつ、乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７の各々に形成された複数のノズル開口８から噴射される圧縮空気により、ディスク２の表裏両面に付着した水滴を吹き飛ばすようにしているので、従来のように、ディスク２の回転速度を高くして、遠心力で水滴を吹き飛ばすようにする必要がなく、ディスク２を高速回転させる必要がない。この結果、ディスク２の保持ユニットや回転ユニットに高速回転に耐える均一な質量バランスが求められることがなくなり、これらの部品を安価なもので構成することができ、乾燥装置１の製作コストを低減することができる。
【００３６】また、乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７の各々に形成された複数のノズル開口８は、上方の対向壁面６に形成されたノズル開口８と下方の対向壁面７に形成されたノズル開口８とが１対１で対向するように対称位置に形成されているので、これらのノズル開口８から噴射される圧縮空気は、ディスク２の表裏両面に逆向きに同じように作用して、これらの作用力は相殺される。この結果、ディスク２の表裏両面の乾燥処理を安定性よく、効率的に行なうことができる。
【００３７】また、乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７間にディスク２の中央部を挟み込んで保持して、圧縮空気を該ディスク２の表裏両面に向けて同時に噴射するようにしているので、吹き飛ばした水滴の外部飛散が容易になり、水滴のディスク２への再付着が抑制されるとともに、ディスク２の表裏両面を同時に乾燥することができ、乾燥処理を短時間に効率的に行なうことができる。さらに、乾燥処理は短時間に行なわれるので、ディスク２にとって致命的な水滴によるシミが、その表面上に発生するようなこともない。
【００３８】さらに、ノズル開口８はスリット状に形成されているので、スリット状に細長い複数のノズル開口８から強い力で噴射される圧縮空気により、ディスク２の表裏両面の広い範囲に渡って付着した水滴をムラなく、瞬時に吹き飛ばすことが可能になり、乾燥作業をさらに効率的に行なうことができる。
【００３９】また、乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７の各々に形成された複数のノズル開口８は、各対向壁面６、７の長手方向中心線に対して、ディスク２の回転方向にわずかに傾斜して平行に形成されているので、水滴の飛散方向（速度ベクトルＶ3 の方向）を圧縮空気の流出方向（速度ベクトルＶ2 の方向）よりディスク２の遠心側に向けることができるので、吹き飛ばした水滴の外部飛散がさらに容易になり、水滴のディスク２への再付着がさらによく防止される。
【００４０】また、ディスク２は、少なくとも１つの駆動ローラ４と複数の保持ローラ５とにより、乾燥ユニット３の上下対向壁面６、７間に保持され、駆動ローラ４の回転駆動により回転させられるようにしているので、ディスク２の保持ユニットと回転ユニットの構造を簡単化することができ、しかも、ディスク２に付着した水滴の除去に支障を及ぼすようなこともない。
【００４１】本実施形態においては、乾燥ユニット３が静止して、ディスク２が回転を行なうようにされたが、これに限定されず、ディスク２が静止して、乾燥ユニット３が回転を行なうようにされてもよい。
【００４２】また、本実施形態においては、乾燥ユニット３は、側面視コの字状の箱体からなるものとされたが、これに限定されず、例えば、その上下対向壁面６、７が、ディスク２をその外周に行く程離間するような関係で挟み込む形状にされてもよく、このようにすれば、除去水滴の外周遠心方向への飛散がさらに容易になる。
【００４３】また、本実施形態においては、乾燥ユニット３は、断面矩形状の細長いダクトがコの字状に折曲された形状をなすものとされたが、これに限定されず、例えば、平面視円形状や正方形状の偏平容器が１個所において連通管により連結された構造のものとされてもよい。その他、本願の発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更が可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９１０３２３５８
【氏名又は名称】平田機工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月１７日（１９９９．１２．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０８５４５
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 元廣
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７４１５０（Ｐ２００１−１７４１５０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２９日（２００１．６．２９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６００２６ |
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