JP2000337768A

JP2000337768A - ワークの遠心乾燥装置

Info

Publication number: JP2000337768A
Application number: JP11142752A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ebina; 誠蝦名; Seiji Iwai; 誠二岩井; Kenichi Tsujimoto; 健一辻本
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【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）１
３を設けることにより、公転ベース２１と共に毎分３０
０〜８００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。

Description

【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２
５ａ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３
０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３
１が設けられている。また、カバーケース２８の側壁２
８ａ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Ｂ ₃ 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２
８ａ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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワークの遠心乾燥装置Ａの縦断面図で
ある。

【図２】ワークの縦断面図である。

【図３】図３（Ａ）および（Ｂ）は、シリコンウエハを
収納する容器の遠心脱水を説明する平面図（略図）及び
縦断面図（略図）である。

【符号の説明】

Ａワークの遠心乾燥装置ＢワークＢ₃ 上部凹部１フレーム６、９、２３ベアリング１１公転用モータ１３自転用モータ１４中空軸１５第１プーリ１６第２プーリ１７駆動プーリ１８、２７ベルト１９回転軸２１公転ベース２４自転軸２５ワーク保持台２６受動プーリ２８カバーケース２９水切り板３０開口３１排水孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者辻本健一愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内Ｆターム(参考） 3L113 AA01 AA03 AB08 AC10 AC45 AC46 AC52 AC54 AC63 AC65 AC72 AC73 AC75 AC76 AC79 BA34 CA08 CA15 DA01 DA10 DA15 DA24

Claims

【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３
００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。