JP2005319370A - 部品洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄中及び洗浄後の石英部品に対して、搬送機械部から発生したパーティクルを、付着させない部品洗浄装置を提供する。
【解決手段】石英管５を保持する保持部４と、保持部４を上下に移動するための上下動機械部２と、保持部４とつながる保持アーム７と、保持アーム７と上下動機械部２を接続する機械アーム１と、被洗浄体を薬液或いは純水に浸漬するための洗浄槽６４を備え、保持部４と、保持アーム７と保持部４の接続部は、洗浄槽６４本体内部、或いは、洗浄槽６４の上部空間に配置され、保持アーム７の機械アーム１との接続部と、機械アーム１と上下動機械部２は、洗浄槽６４の上部空間外に配置したことにより、石英管を搬送するときに発生する部品洗浄装置の構成部品の擦れによるパーティクルの、石英管上或いは洗浄槽内への落下、及び、洗浄後の石英管への付着を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体製造装置で用いられる石英部品の洗浄装置に関するものであり、特に拡散炉等で使用する大型の石英管洗浄に用いる部品洗浄装置に関する。

半導体装置製造に用いる拡散炉、減圧ＣＶＤ炉は、半導体基板処理室である石英管や、半導体基板保持具などに、多くの石英部品を使用している。これらの石英部品は、半導体基板処理を複数回繰り返すことで反応副生成物などが堆積する。反応副生成物が付着した状態で半導体基板処理を行うと、石英部品から剥離した反応副生成物が被処理半導体基板に付着し、半導体装置の製造歩留まりを低下させてしまう。このため、石英部品に付着した反応副生成物を除去するために、定期的に石英部品の洗浄を行う必要があり、そのための石英管洗浄装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

以下、従来例について、図９及び図１０を参照しながら説明する。

図９は、従来の石英管洗浄装置の筐体内を側面方向から見た時の概略断面図である。図９において、被洗浄体である石英管５は、保持部４上に保持されており、この保持部４は、前後動機械部３と接続された上下動機械部２に接続されている。洗浄槽６４ｂ、６４ｃには、石英管５を洗浄するための薬液が満たされており、洗浄槽６４ａには純水が満たされている。

保持部４に保持された石英管５は、前後動機械部３が移動することにより所定の薬液が満たされた洗浄槽６４ｂの上方に移動する。その後、上下動機械部２が下方に下がることにより、保持部４に保持された石英管５は、洗浄槽６４ｂ内の薬液中に所定の時間、浸漬される。薬液の満たされた洗浄槽６４ｂに浸漬することで、基板処理中に石英管５に付着した反応副生成物を洗浄、除去することとなる。その後、洗浄槽６４ｂ中の薬液に浸漬された石英管５は、上下動機械部２が上方に移動することにより、石英管５中の薬液を排出しながら、洗浄槽６４ｂより引き上げられる。

次に、石英管５は保持部４に保持された状態で、前後動機械部３が前方に移動することで、純水が満たされた洗浄槽６４ａ上方に移動する。さらに、上下動機械部２が下方に下がり、保持部４に保持された石英管５は、洗浄槽６４ａ内の純水中に所定の時間、浸漬され、流水洗浄されることとなる。純水による流水洗浄を行い洗浄槽６４ｂ内で石英管に付着した薬液を洗浄、除去することとなる。純水で洗浄された石英管５は、上下動機械部２が上方に移動することにより、石英管５中の純水を排出しながら、洗浄槽６４ａより引き上げられ、その後、前後動機械部３が装置前面付近まで移動することにより、石英管洗浄装置外に取出しが可能となる。

図１０は、従来の石英管洗浄装置の正面方向から見た時の装置筐体内の概略図である。図１０において、被洗浄物である石英管５は、４本の保持部４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄ上に保持されており、この保持部４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄは、それぞれが、前後動機械部３と接続された上下動機械部２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと接続されている。洗浄槽６４ａには、石英管５を洗浄するための純水が満たされている。

拡散炉、減圧ＣＶＤなど石英管を使用する半導体製造装置には、被処理半導体基板の保持方向から二種類に分けられる。被処理半導体基板を水平に保持し、垂直方向に重ねて保持するタイプを縦型装置と呼び、被処理半導体基板を垂直に保持し、水平方向に並べて保持するタイプを横型装置と呼ぶ。通常、被処理半導体基板の直径が同じであれば、縦型装置に使用する石英管の長さは、横型装置に使用する石英管の長さに比較して短い。

図１０に示すように、上下動機械部２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄに、それぞれ接続された４本の保持部４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを設けることで、横型装置に使用する長さの長い石英管を４本の保持部で保持することができるばかりでなく、縦型装置に使用する長さの短い石英管も互いに隣り合った３本、乃至２本の保持部で保持することができる。このように、保持部を４本以上設置することで、１台の石英管洗浄装置で、長さの異なる石英管の洗浄に対応することが可能となる。
特開２００２−２０３８０１号公報

しかしながら、上記構成の石英管洗浄装置では、上下動機械部、前後動機械部は、移動動作を繰り返すことにより、各機械部を構成する部品同士の擦れ合いが原因となってパーティクルを発生し、さらに、前後動機械部は、石英管を保持した状態で決められた洗浄槽の上方位置まで移動し、その移動範囲は装置筐体内において、前方から後方までの広範囲に及ぶため、被洗浄体である石英管とパーティクル発生源である上下動機械部と前後動機械部を空間的に遮断することはできない。

そのため、上下動機械部、前後動機械部で発生したパーティクルは、洗浄槽内の薬液中に落下して、洗浄中の石英管を汚染する、或いは、搬送中の石英管上に落下して、洗浄後の石英管に付着してしまう。

前記課題に鑑み、本発明は、半導体製造装置に使用する部品洗浄装置において、各機械部から発生したパーティクルを、洗浄中及び洗浄後の被洗浄体である石英管を含む石英部品に対して、付着させない部品洗浄装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明に係る部品洗浄装置は、被洗浄体を保持する保持部と、保持部を上下に移動するための上下動機械部と、保持部とつながる保持アームと、保持アームと上下動機械部を接続する機械アームと、被洗浄体を薬液或いは純水に浸漬するための洗浄槽を備えており、機械アームと上下動機械部は、洗浄槽の上部空間外に配置されたことを特徴とする。

また、上下動機械部及び前記上下動機械部と前記機械アームの接続部分の存在する搬送機械室と、少なくとも搬送機械室の下部に存在し、機械アームと保持アームの接続部が存在する搬送アーム移動スペースと、搬送アーム移動スペースの下部に存在し、筐体背面側において排気配管につながる排気スペースと、洗浄槽が存在する被洗浄体移動スペースとを備えており、搬送機械室は、機械アームの移動するための開口部を残して、筐体により、搬送アーム移動スペースと分離されており、搬送アーム移動スペースは、保持アームの移動するための開口部を残して、搬送アーム移動スペース遮断板により、被洗浄体移動スペースと分離されており、かつ、部分開口した排気スペース遮断板により、排気スペースと分離されており、被洗浄体移動スペースの一部は、部分開口した排気スペース遮断板により、排気スペースと分離されており、被洗浄体移動スペースの部分開口した排気スペース遮断板により分離された一部以外は、開口部を持たない排気スペース遮断板により排気スペースと分離されていることを特徴とする。

また、上下動機械部において、上下動機械部と機械アームとの接続部より下方に、機械アームを支える支持部を備え、支持部は、機械アームの上下動にあわせて回転するローラーであることを特徴とする。

また、保持部を前後に移動するための前後動機械部を備えたことを特徴とする。

本発明に係る部品洗浄装置は、機械アームと上下動機械部を、洗浄槽の上部空間外に配置したことにより、被洗浄体を搬送するときに発生する部品洗浄装置の構成部品の擦れによるパーティクルの、被洗浄体上或いは洗浄槽内への落下を防止することができる。

また、被洗浄体を移動させるための上下動機械部の存在する搬送機械室と、被洗浄体が存在する被洗浄体移動スペースと、機械アームと保持アームの接続部が存在する搬送アーム移動スペースを、部分的に開口した状態で分離し、また、筐体内の排気を行うための排気配管につながる排気スペースを、搬送アーム移動スペースの下部に設けたことにより、筐体内で搬送機械室から搬送アーム移動スペースを通過して排気スペースに向かう気流が生じ、被洗浄体を搬送するときに発生する部品洗浄装置の構成部品の擦れによるパーティクルの、被洗浄体が存在するスペースへの侵入を防止することができる。

さらに、上下動機械部において、機械アームを支える支持部を備えたことにより、重量のある被洗浄体を保持した場合でも、上下動機械部と機械アームの接続部にかかる斜め方向へ向かう力を低減することができ、保持アーム及び機械アームを介して、上下動機械部と、保持部および保持部の延長線とが平行となるように接続されることになり、その結果、上下動機械部と機械アームの接続部にゆがみを生じることが無くなり、部品洗浄装置の故障を防止することができる。

以下、本発明の実施形態に係る部品洗浄装置について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
まず、本発明の実施形態における部品洗浄装置の装置構成及び、石英部品の洗浄方法について図１、図２及び図３を用いて説明する。

図１は部品洗浄装置の正面から筐体内を見た時の装置構成を示す概略図である。

被洗浄体である石英管５は保持部４によって保持されており、保持部４は、水平方向に設置された保持アーム７とほぼ直角に連結されている。保持アーム７は、保持アーム７と保持部４との接続部から離れた位置で、垂直方向に設置された機械アーム１の下部とほぼ直角に連結されている。機械アーム１は、駆動部を介して上下動機械部２と連結されている。上下動機械部２は駆動部を介して前後動機械部３と連結されている。

筐体６０内には、保持部４に保持された石英管５が移動し、石英管５の洗浄に用いる薬液または純水を満たすための洗浄槽６４が設置されている被洗浄体移動スペース６２と、機械アーム１と保持アーム７の接続部が移動するための搬送アーム移動スペース６９と、部分開口した排気スペース遮断板６３ａを介して搬送アーム移動スペース６９とつながる排気スペース６６と、筐体６０下部には石英管５の洗浄に用いる薬液及び純水の供給配管、廃液配管を収納する配管室６５とがあり、上下動機械部２と前後動機械部３と機械アーム１の一部の存在する搬送機械室６１は、筐体６０の上部に設置されている。

搬送機械室６１は、搬送機械室遮断板６７によって、上面と側面を閉じられており、機械アーム１が移動するための開口部を残して、筐体６０によって、搬送アーム移動スペース６９と分離されている。被洗浄体移動スペース６２と搬送アーム移動スペース６９は、搬送アーム移動スペース遮断板６８によって、保持アーム７が移動するための開口部を残して、分離された空間となっている。被洗浄体移動スペース６２と排気スペース６６は開口部を持たない排気スペース遮断板６３ｂによって、分離された空間となっている。

搬送機械室６１は、搬送機械室遮断板６７によって、上面と側面を閉じられた構成としたが、筐体の形状を変更することで、搬送機械室６１の側面の一部、或いは、側面及び上面全体を、筐体で代用しても構わない。また、搬送機械室６１の側面の一部、或いは、側面及び上面全体を、筐体で代用した場合、上下動機械部、前後動機械部の下部を支える位置に機械アームの移動するための開口部を残した搬送機械室遮断板６７を設けうることは言うまでも無い。

図２は、部品洗浄装置の筐体内を側面から見た時の概略図である。図１と異なるのは、搬送アーム移動スペース遮断板６８の開口部と、保持アーム７の移動方向９２と、排気配管に繋がる排気配管接続部９を図示したことである。搬送アーム移動スペース遮断板６８の開口部は、保持アーム７が水平方向及び垂直方向に移動するためのものである。水平方向に移動するための開口部は、保持アーム７が最上部に移動した位置に設けられ、その水平方向の長さは、筐体６０前面から筐体６０背面までとし、短辺方向の幅は、保持アーム７が搬送アーム移動スペース遮断板６８に接触することなく移動することができる幅とする。

垂直方向に移動するための開口部は、保持アーム７が、被洗浄体である石英管５を垂直に降下し、洗浄槽（図示せず）に浸漬できる位置に設け、上端は水平方向移動のための開口部と繋がっており、下端は排気スペース遮断板６３ａの高さまでとする。

保持アーム７は、石英管５を洗浄槽に浸漬するために保持アーム移動方向９２ａに添って移動し、石英管５を浸漬、洗浄するための洗浄槽を変えるために保持アーム移動方向９２ｂに従って移動する。

排気スペース６６は、排気配管接続部９に接続された排気配管により、常時排気されており、排気スペース６６内は常に、外気と比較して陰圧に保たれている。

図３は、図１のＡ−Ａ’における断面図である。図１と異なるのは、筐体前面に、石英管５を外部と受け渡しするための開閉可能な前面扉７０と、流体供給システム８１を図示したことである。

部品洗浄装置の筐体６０内において、被洗浄体である石英管５は保持部４によって保持されており、保持部４は、保持アーム７を介して機械アーム１と連結されている。

石英管５を洗浄するための洗浄槽６４ａ及び６４ｂには、筐体６０外部に設置された流体供給システム８１から供給された薬液或いは純水が満たされている。流体供給システム８１は、筐体６０外部に設置された制御システム（図示せず）の指示により、所定量の薬液を洗浄槽６４ｂに、純水を洗浄槽６４ａに供給する。

この流体供給システム８１は、温度調整機構や薬液や純水を供給、または循環するためのポンプ機構、流量調整機構を備えている。供給される薬液や純水は、集中配管で流体供給システムに供給される場合もあれば、薬液タンクで流体供給システム内に保持されている場合もある。また、洗浄処理に用いられた薬液や純水は、流体供給システム８１に設けられた廃液配管を通じて廃液される。廃液は使用する薬液の種類により、流体供給システム８１内で廃液処理、回収される場合もあれば、流体供給システム８１から排出され、工場全体で廃液処理される場合もある。

流体供給システム８１は、筐体６０外部に設置されている場合もあれば、配管スペース６５内に収納されている場合もある。

筐体６０の背面には、筐体６０内の排気スペースと、部品洗浄装置外部の排気配管とを接続する排気配管接続部９が設置されている。

以下、図１、図２及び図３を用いて、部品洗浄装置における石英管を洗浄するための石英管の保持方法、及び、移動方法について説明する。

図１において、筐体６０外部から持ち込まれた被洗浄体である石英管５は、２本の保持部４上に、水平に保持されている。保持部４は、保持アーム７につながり、保持アーム７は機械アーム１につながり、機械アーム１は上下動機械部２につながり、上下動機械部２は前後動機械部３につながっている。

図２において、保持部４に水平に保持された石英管５は、上下動機械部２に駆動部を介して連結した前後動機械部３が作動することにより、筐体６０内背面側に設置されたフッ酸水溶液を満たした洗浄槽（図示せず）上に移動される。この時、保持アーム７は、搬送アーム移動スペース遮断板６８の開口部を保持アーム移動方向９２ｂに添って装置背面側に移動する。

次に、上下動機械部２が作動し、機械アーム１が保持アーム移動方向９２ａに添って下降することにより、石英管５は、フッ酸水溶液の満たされた洗浄槽（図示せず）へ浸漬され、洗浄が行われる。所定の時間が経過した後、再び、上下動機械部２が作動し、機械アーム１が保持アーム移動方向９２ａに添って上昇することで石英管５は洗浄槽（図示せず）から引き上げられる。

フッ酸水溶液による洗浄が終了した石英管５は、上下動機械部２により上方に引き上げられた状態で、上下動機械部２に駆動部を介して連結した前後動機械部３が作動することにより、保持アーム移動方向９２ｂに添って、筐体前面側に位置する純水の満たされた洗浄槽（図示せず）上方に移動される。次に上下動機械部２が作動し、機械アーム１が下降することにより、石英管５は、純水の満たされた洗浄槽（図示せず）へ浸漬され、フッ酸水溶液洗浄で付着したフッ酸成分の除去洗浄が行われる。所定の時間が経過した後、再び、上下動機械部２が作動し、機械アーム１が上昇することで洗浄槽から引き上げられる。

図１において、フッ酸水溶液の満たされた洗浄槽、或いは純水の満たされた洗浄槽から石英管５を引き上げるとき、石英管５の開口部側を保持する保持部４につながる上下動機械部２の、上方への移動開始時間を遅らせることで、石英管５中の薬液或いは純水を排出しやすくし、石英管５を保持している保持部４、保持アーム７、機械アーム１及び上下動機械部２のそれぞれの連結部にかかる負荷を減らす。

図３において、制御システム（図示せず）の指示により、流体供給システム８１が作動し、洗浄槽６４ｂには、フッ酸水溶液を所定量供給し、洗浄槽６４ａには、純水を所定量供給する。次に、制御システム（図示せず）の指示を受けた前後動機械部は、石英管５が洗浄槽６４ｂ上に位置するように上下動機械部に接続された機械アーム１を移動させる。次に、機械アーム１が下降し、保持部４に保持された石英管５を洗浄槽６４ｂ内のフッ酸水溶液に浸漬し、石英管５の洗浄を行う。制御システム（図示せず）から指示された所定時間経過後、再び、上下動機械部が作動し、石英管５を上方へ引き上げる。

引き上げられた石英管５は、制御システム（図示せず）の指示を受けた前後動機械部が機械アーム１を筐体前面側に移動することにより、洗浄槽６４ａの上方位置に運ばれる。次に、機械アーム１が下降し、保持部４に保持された石英管５を洗浄槽６４ａ内の純水に浸漬し、洗浄を行う。この時、石英管５に付着したフッ酸を除去するため、洗浄槽６４ａ内には、常に流体供給システム８１から新しい純水が供給され続ける。

制御システムから指示された所定時間経過後、再び、上下動機械部が作動し、石英管５を上方へ引き上げる。洗浄槽６４ａから引き上げられた石英管５は、自然乾燥を行う。

洗浄、乾燥した石英管５は、制御システム（図示せず）の指示を受けた前後動機械部が機械アーム１を筐体前面側に移動し、筐体全面に設けた前面扉７０を開放して、筐体６０外に取り出されることとなる。尚、前面扉７０は、使用している薬液のミストが筐体６０外部に漏れることを防ぐため、石英管５の受け渡し時以外は、閉じているものとする。

フッ酸水溶液の供給時、またはフッ酸水溶液洗浄処理時に、フッ酸水溶液がミストとなって被洗浄体移動スペース６２内に発生するが、前面扉７０が閉じられており、かつ、部分開口した排気スペース遮断板６３ａを介して、排気スペース６６に繋がる装置筐体背面部の排気配管接続部９を通して常時、排気されているため、ミストは発生とともに被洗浄体移動スペース６２から除去されることとなる。従って、石英管５が純水洗浄後に洗浄槽６４ａから引き上げられたときに、洗浄後の石英管５にミストが付着、乾燥し、フッ酸成分が石英管５に残ることも無い。

ここで、石英管の洗浄処理に用いた薬液は、フッ酸水溶液だけであるが、硝酸との混合液を用いても良い。

また、必要に応じて、流体供給システム８１に流体供給ラインを追加して複数の薬液による処理を行うことも可能である。その時、新たに追加した薬液種に適した廃液処理を行う機能を廃液システムに追加することは言うまでも無い。また、薬液洗浄を行う洗浄槽に液量検知センサーを設けて、制御システムへ信号を伝達することで異なる薬液を定量混合し、混合薬液による洗浄も可能である。或いは、薬液種類に応じて洗浄槽を追加してもかまわない。石英管５の乾燥は、自然乾燥を行ったが、処理槽６４ａ内に窒素供給ラインを追加して、処理槽６４ａ内の純水を排水後に窒素を吹き付けて乾燥してもよい。

次に、本実施形態に示した部品洗浄装置内の気流の流れについて図４を用いて説明する。

図４は、部品洗浄装置の筐体内の気流の流れを示した模式図である。図４（ａ）は、部品洗浄装置の筐体内を正面から見た場合の装置構成及び気流の流れを示しており、図４（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ’断面において、部品洗浄装置筐体内の気流の流れを示している。図４（ａ）及び（ｂ）において、部品洗浄装置の構成は、図１と同じである。図１と異なるのは、気流の流れ９１を模式的に示したことである。

図４（ａ）において、上下動機械部２は上下に、前後動機械部３は前後に、被洗浄体である石英管５を移動させることは前述したとおりである。ここで、石英管５は非常に重量があるので、石英管５を移動させる際に、上下動機械部２及び前後動機械部３の駆動部には大きな負荷がかかる。その結果、上下動機械部２及び前後動機械部３の駆動部を構成する部品は、互いに擦れ合いパーティクルを発生する。

発生したパーティクルは、搬送機械室６１から機械アーム１を突出させるための筐体６０に設けられた開口部を通って、搬送アーム移動スペース６９へと落下する。落下したパーティクルは、排気配管に接続されて、常時排気されている排気スペース６６に、部分開口した排気スペース遮断板６３ａを通って、吸い込まれる。部分開口した排気スペース遮断板６３ａは、穴の開いたパンチングボードを使用しているため、排気スペース６６の気圧は搬送アーム移動スペース６９の気圧より低くなり、図４（ａ）に示すように、搬送アーム移動スペース６９内では、常に、上方から下方に向かう気流の流れが生じることとなる。

ここで、搬送アーム移動スペース６９と、被洗浄体移動スペース６２はアーム移動スペース遮断板６８によって、保持アーム７が移動するための開口部を除いて空間的に分離していること、さらに、部分開口した排気スペース遮断板６３ａを通じて常時排気されているため、搬送アーム移動スペース６９の気圧は、被洗浄体移動スペース６２の気圧より低くなる。その結果、搬送アーム移動スペース６９へと落下したパーティクルは、被洗浄体移動スペース６２へ流出することはなくなるため、保持部４に保持された石英管５に付着することも無く、また、洗浄槽６４ａ、６４ｂ内へ混入することも無い。各スペースの気圧の関係は、低い方から順に、排気スペース６６、搬送アーム移動スペース６９、被洗浄体移動スペース６２となる。

図４（ｂ）において、排気配管接続部９に繋がる排気配管から常時排気が行われているため、排気スペース６６内には、部品洗浄装置前面から排気配管接続部９のある部品洗浄装置背面に向かって、気流の流れ９１が生じている。排気スペース６６内に取り込まれたパーティクルは、気流の流れ９１に添って、排気配管接続部９を通って部品洗浄装置外に排出されることとなる。

次に、本実施形態の部品洗浄装置における被洗浄体の洗浄効果を図５に示す。石英管に付着したパーティクルを評価する方法は無いため、シリコン基板を部品洗浄装置でフッ酸水溶液、純水の順に洗浄を行い、シリコン基板表面に付着したパーティクル数を計測し比較した。

図５は、部品洗浄装置でシリコン基板を洗浄処理した場合のパーティクル増加数を示したものである。図５の横軸はパーティクル粒径区分であり、ＡからＤに向かうに従って、パーティクル粒径は大きくなる。縦軸はパーティクル増加数である。

従来の部品洗浄装置で直径８インチのシリコン基板を洗浄した場合、シリコン基板表面に付着するパーティクル数は４０００個／枚以上となる。シリコン基板表面に付着したパーティクルの成分分析を行うと、塩化ビニルや金属の成分が検出され、これらは、部品洗浄装置の構成部品から発生したことがわかる。

本実施形態の部品洗浄装置で直径８インチのシリコン基板を洗浄した場合、シリコン基板表面に付着するパーティクル数は１００個／枚未満となる。

本実施形態の部品洗浄装置で洗浄を行うと、どのパーティクル粒径区分おいても、従来の部品洗浄装置で洗浄を行った場合と比較して、パーティクルの増加数が少ないことがわかる。

本実施形態によると、部品洗浄装置の構成部品からパーティクルが発生しても、被洗浄体の存在する被洗浄体移動スペース内、或いは、洗浄槽内に入りにくい装置構成となっているため、被洗浄体移動スペース内、及び、洗浄槽内は、清浄な状態に保たれ、被洗浄体に対してパーティクルを付着させない効果が非常に大きいことがわかる。

次に本発明の第１の実施形態における部品洗浄装置の石英部品を保持するための保持部、及び、石英部品を移動させるための機械部について、図６、図７及び図８を用いて、その構成及び動作を説明する。

図６は、部品洗浄装置の筐体内を正面から見たときに左側に位置する石英部品を保持するための保持部、及び、石英部品を移動させるための機械部の概略図である。

図７は、機械アームが上下動したときの、機械アーム、保持アーム及び保持部の形状について示したものであり、特に支持ローラーの有無に依存する機械アームのゆがみについて示した概略図である。

図８は、図６におけるＣ領域の拡大したものであり、上下動機械部２の下部に設けられた機械アーム１を支えるための支持ローラー１０の概略図である。

図６において、被洗浄体を保持するための保持部４、保持部４に繋がる保持アーム７、保持アーム７に繋がる機械アーム１、機械アーム１につながる上下動機械部２、上下動機械部２に繋がる前後動機械部３は、図１に示したものと同様である。図１と異なるのは、石英部品の搬送にかかる構成部分を拡大したことで、上下動機械部２の下部に設置された機械アーム１を支える支持ローラー１０を明確に図示したことである。

支持ローラー１０を上下動機械部２の下部に設けることにより、機械アーム１を上下動機械部２と駆動部を介した接続部と、支持ローラー１０の２箇所で支えることになる。

図７は、機械アームが上下動したときの、機械アーム、保持アーム及び保持部の形状について示したものであり、特に支持ローラーの有無に依存する機械アームのゆがみについて示した概略図である。

以下、石英部品の搬送系の動作について説明する。被洗浄体を保持する保持部４は、上下動機械部２が作動し、機械アーム１が下方に移動することによって下降する。石英管を保持した保持部４は、被洗浄体である石英管の重量によって、下方に引っ張られるため、保持部４に接続している保持アーム７は、保持部４との接続部分が下方に引っ張られる。その結果、機械アーム１の下方は、上下動機械部２側に向かって力がかかることになる。

ここで、支持ローラー１０を設けない場合の機械アーム１にかかる力を考える。機械アーム１は、被洗浄体の重量を、上下動機械部２との駆動部を介した接続部の１箇所だけで支えている。被洗浄体を保持することで、機械アーム１の下側には、上下動機械部２側へ向かう力がかかり、機械アーム１は撓み、その中心線は垂直を維持することができない。この状態で、機械アーム１が、被洗浄体搬送のために、上下動を繰り返すと、機械アーム１と上下動機械部１との接続部である駆動部に無理な力がかかり、ゆがみが生じ、部品洗浄装置の故障の原因となる。

次に、支持ローラー１０を設けた場合、機械アーム１は、上下動機械部２との駆動部を介した接続部と支持ローラー１０との接触点の２箇所で支えられているので、機械アーム１の中心線は垂直を維持した状態で、下降することができる。また、機械アーム１を上方に移動させる場合も同様のことが言える。即ち、機械アーム１は、上下動機械部２との駆動部を介した接続部と支持ローラー１０との接触点の２箇所で支えられているので、機械アーム１の中心線は垂直を維持した状態で、上昇することができる。

次に、図８を用いて、支持ローラー１０の形状について説明する。図８（ａ）は、支持ローラー１０の上面拡大図であり、図８（ｂ）は、支持ローラー１０の正面拡大図である。

図８（ａ）において、機械アーム１の側面の一部は、上下動機械部下部に固定された支持ローラー固定部２１に回転軸を介して接続された、回転動作を行う支持ローラー部１０に接している。支持ローラー１０は、機械アーム１の上下動に合わせて回転するので、機械アーム１は、常に支持ローラー１０に接することになる。

図８（ａ）に示すように、機械アーム１の断面形状は円形、即ち、機械アーム１は円柱形をしており、機械アーム１を支える支持ローラー１０は、機械アーム１の側面に沿うように丸みを帯びた形状をしている。支持ローラー１０の機械アーム１に接する部分を機械アーム１の円に沿う円弧形状とすることで、支持ローラー１０は、機械アーム１を点ではなく線で支えることとなる。機械アーム１の形状が円柱形ではなく、角柱形であっても、支持ローラー１０の機械アーム１に接する部分の形状を、機械アームの断面形状に沿う形状とすることで、前記と同様、支持ローラーは、機械アームを点ではなく、線で支えることとなる。

図８（ｂ）に示すように、機械アーム１は、支持ローラー１０に線で支えられているため、重量のある石英管を保持した場合に保持アームを通じて機械アーム１にかかる力により、機械アーム１の下方が上下動機械部側に移動しようとしても、機械アーム１の中心線は垂直を維持した状態で、上昇、及び、下降することが可能となる。

本実施形態において、機械アーム１は、被洗浄体の重量を支えるために、ＳＵＳで構成されており、さらに、薬品を使用する雰囲気にさらされるため、耐薬品性が必要である。ＳＵＳの周囲は外気に直接触れないように塩化ビニル樹脂でコーティングされている。

ここで、機械アーム１と支持ローラー１０は互いに接触し続けるので、パーティクルを発生する可能性がある。互いの接触部分の硬度が異なると、硬い材料がやわらかい材料を削り、パーティクルが発生する。そのため、支持ローラー１０の機械アーム１に接触する部分の材料は、機械アーム１の表面の材料と似た硬度の材料を選定する必要がある。また、機械アーム１の形状に合わせて、支持ローラー１０を加工しなければならないので、加工の容易性も必要な条件である。

本実施形態では、前記条件を満たす支持ローラー１０の材料として、ＰＯＭ樹脂を採用した。この条件を満たす材料として、他にＰＥＥＫ樹脂が挙げられる。

なお、石英管の長さは、拡散炉、減圧ＣＶＤなどの縦型装置、横型装置によって異なるが、保持アームの長さを変更して、長さの異なる石英管の洗浄に対応することも可能である。

また、本実施形態では、被洗浄体を石英管としたが、フッ素樹脂、或いは石英など耐薬品性の材料により形成された、薬液及び純水が循環するための空間を設けた保持具に入れて、小型の石英部品を洗浄してもかまわない。この時、部品洗浄装置の保持部は、小型部品の洗浄のための保持具の形状に合わせて、変更してもかまわない。

また、本実施形態では、機械アーム１の材料は塩化ビニル樹脂でコーティングされたＳＵＳとし、支持ローラー１０の材料はＰＯＭ樹脂としたが、被洗浄体を保持する強度と耐薬品性を備えていれば、特に材質にこだわるものではない。また、機械アーム１の構成材料との組み合わせにより、支持ローラーの材料を変更してもかまわない。

また、本実施形態では、被洗浄物は石英部品としたが、塵埃付着や不純物汚染を考慮する必要のあるその他の材質に対して、例えばアルミ製チャンバーなどに適用することも可能である。

以上説明したように、本発明は、半導体の製造装置で用いられる石英部品等の洗浄処理に有用である。

第１の実施形態における部品洗浄装置の、筐体内を正面から見た場合の内部構成概略図 第１の実施形態における部品洗浄装置の、筐体内を側面から見た場合の内部構成概略図 図１におけるＡ−Ａ’断面図 第１の実施形態の部品洗浄装置における気流の流れを示す概略図 第１の実施形態における洗浄効果を示すグラフ 第１の実施形態における支持ローラーの位置を示す概略図 第１の実施形態における部品洗浄装置の動作を示す概略図 第１の実施形態における支持ローラーの形状を示す概略図 従来の石英管洗浄装置の筐体内を側面から見た場合の内部構成概略図 従来の石英管洗浄装置の筐体内を正面から見た場合の内部構成概略図

符号の説明

１ 機械アーム
２ 上下動機械部
３ 前後動機械部
４ 保持部
５ 石英管
７ 保持アーム
９ 排気配管接続部
１０ 支持ローラー
２１ 支持ローラー固定部
６０ 筐体
６１ 搬送機械室
６２ 被洗浄体移動スペース
６３ａ 部分開口した排気スペース遮断板
６３ｂ 開口部を持たない排気スペース遮断板
６４ 洗浄槽
６５ 配管室
６６ 排気スペース
６７ 搬送機械室遮断板
６８ 搬送アーム移動スペース遮断板
６９ 搬送アーム移動スペース
７０ 前面扉
８１ 流体供給システム
９１ 気流の流れ
９２ 保持アーム移動方向

Claims (5)

1. 被洗浄体を保持する保持部と、前記保持部を上下に移動するための上下動機械部と、前記保持部とつながる保持アームと、前記保持アームと前記上下動機械部を接続する機械アームと、被洗浄体を薬液或いは純水に浸漬するための洗浄槽とを備え、
   前記機械アームと前記上下動機械部は、前記洗浄槽の上部空間外に配置されたことを特徴とする部品洗浄装置。
2. 前記上下動機械部及び前記上下動機械部と前記機械アームの接続部分の存在する搬送機械室と、前記搬送機械室の下部に存在し、前記機械アームと前記保持アームの接続部が存在する搬送アーム移動スペースと、少なくとも前記搬送アーム移動スペースの下部に存在し、前記洗浄槽の筐体背面側において、排気配管につながる排気スペースと、前記洗浄槽が存在する被洗浄体移動スペースとを備え、
   前記搬送機械室は、前記機械アームの移動するための開口部を残して、筐体により、前記搬送アーム移動スペースと分離されており、
   前記搬送アーム移動スペースは、前記保持アームの移動するための開口部を残して、搬送アーム移動スペース遮断板により、前記被洗浄体移動スペースと分離されており、
   かつ、部分開口した排気スペース遮断板により、前記排気スペースと分離されており、前記被洗浄体移動スペースの一部は、部分開口した排気スペース遮断板により、排気スペースと分離されており、前記被洗浄体移動スペースの部分開口した排気スペース遮断板により分離された一部以外は、開口部を持たない排気スペース遮断板により排気スペースと分離されていることを特徴とする請求項１に記載の部品洗浄装置。
3. 前記上下動機械部において、前記上下動機械部と前記機械アームとの接続部より下方に、前記機械アームを支える支持部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の部品洗浄装置。
4. 前記支持部は、前記機械アームの上下動にあわせて回転するローラーであることを特徴とする請求項３に記載の部品洗浄装置。
5. 前記保持部を前後に移動するための前後動機械部を備えたことを特徴とする請求項１または２または３に記載の部品洗浄装置。

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