JP2007117838A - ワーク洗浄方法及びワーク洗浄システム - Google Patents

Abstract

【課題】ドライアイスによりワークを洗浄するものにおいて、ワークの洗浄を効率よく行なうことができると共に、ワークに結露が発生することを防止する。
【解決手段】まず、洗浄室１及び後室３の室内を、真空ポンプ１２及び炭酸ガス注入装置１３により水分の少ない炭酸ガスに置換して低露点環境にしておく。次に、前室２内にワーク２０を投入した後、前室２も低露点環境にする（洗浄前工程）。次に、前室２のワーク２０を洗浄室１へ移動させ、洗浄ノズル１６から噴出される粉末状のドライアイスによりワーク２０を洗浄する（洗浄工程）。このとき、前室２では次のワーク２０に対する洗浄前工程を行なっておく。次に、洗浄後のワーク２０を後室３へ移動させ、ここでヒータ２２によりワーク２０を加温した後、搬出し、後室３を再び低露点環境にする（洗浄後工程）。このとき、洗浄室１では、次のワーク２０に対する洗浄工程を行なっておく。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉末状のドライアイスによりワークを洗浄する洗浄手段を備えたワーク洗浄方法及びワーク洗浄システムに関する。

半導体や液晶パネルなどを製造する分野においては、近年、液体二酸化炭素（液化炭酸ガス）を噴射ノズルから霧状に噴射させることで粉末状のドライアイスとし、この粉末状のドライアイスをワークにぶつけることにより洗浄する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００４−３５６１５８号公報 特開２００５−２３８０５９号公報

ところで、上記したように粉末状のドライアイスで洗浄する場合、ドライアイスの温度が低いため（−６０〜−７０℃）、結露の発生や結露水の凍結が問題となる場合がある。なお、ドライアイスは、洗浄後は昇華して炭酸ガスとなる。
そこで、ドライアイスにより洗浄する際に、結露の発生を防止するために、次のような方法が考えられる。すなわち、洗浄室（チャンバー）内にワークを投入した後、洗浄室内に水分を含まない不活性ガス（例えば窒素ガス）またはドライエア（乾燥空気）を注入することにより低露点化を図り（露点が−４０℃以下となるようにする）、この雰囲気中で、ドライアイスによる洗浄を行なう方法、あるいは、洗浄室内にワークを投入した後、まず洗浄室内を真空ポンプにより真空引きして水分を含む空気をできるだけ取り除き、この後、水分を含まない不活性ガスまたはドライエアを注入することにより低露点化を図り、この雰囲気中で、ドライアイスによる洗浄を行なう方法である。

この場合、−４０℃以下の低露点化を図るには、不活性ガスまたはドライエアの注入のみの方法であると、目標の露点の到達までに多くの時間がかかる。これに対して、真空引き後、不活性ガスを注入する方法の場合には、比較的短時間で低露点化を図ることが可能となり、有効である。

しかし、製造ラインの洗浄工程において、ワークの投入、洗浄室の真空引き（減圧）、ガスの注入（ガスパージ）、洗浄、ワークの搬出を一つの洗浄室で順に行なうシステムでは、ワークを洗浄室から排出する際に洗浄室内の環境が大気と同じ状態に戻ってしまうため、ワークを洗浄するごとに、ワークの投入、洗浄室の真空引き、ガスの注入、洗浄、搬出を順に行なう必要がある。このため、ワークの洗浄を連続的に行なうことができず、洗浄効率が悪いという問題がある。また、ドライアイスによる洗浄により冷えたワークが、そのまま洗浄室外の大気中に搬出されると、洗浄室外で結露が発生する原因となるという問題もある。

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドライアイスによりワークを洗浄するものにおいて、ワークの洗浄を効率よく行なうことができると共に、ワークに結露が発生することを防止することができるワーク洗浄方法及びワーク洗浄システムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のワーク洗浄方法は、開閉可能なワーク投入口を有すると共に、室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段を有する前室と、開閉可能な第１の接続口を介して前記前室と接続され、室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段を有すると共に、粉末状のドライアイスによりワークを洗浄する洗浄手段を有する洗浄室と、開閉可能な第２の接続口を介して前記洗浄室と接続され、開閉可能なワーク搬出口、及び室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段、並びにワークを加温する加温手段を有する後室とを備え、
前記ワーク投入口から前記前室内にワークを投入し、前記ワーク投入口及び前記第１の接続口を閉鎖した状態で前記前室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換する洗浄前工程と、
予め室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換した前記洗浄室内に、前記前室のワークを前記第１の接続口を通して移動させ、前記第１の接続口及び第２の接続口を閉鎖した状態で前記洗浄室内において前記洗浄手段により前記ワークを洗浄する洗浄工程と、
予め室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換した前記後室内に、前記洗浄室の洗浄後のワークを前記第２の接続口を通して移動させ、前記第２の接続口及び前記ワーク搬出口を閉鎖した状態で前記後室内において前記加温手段により前記ワークを所定温度まで加温した後、前記ワーク搬出口から外部へ搬出し、前記ワーク搬出口及び前記第２の接続口を閉鎖した状態で前記後室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換する洗浄後工程とを順に実行するようにし、
前記洗浄室にて前記洗浄行程を実行している間に、前記前室においては次のワークに対する前記洗浄前工程を実行し、前記後室にて前記洗浄後工程を実行している間に、前記洗浄室においては次のワークに対する前記洗浄行程を実行するようにしたことを特徴とする。

また、同様な目的を達成するために、本発明のワーク洗浄システムは、開閉可能なワーク投入口を有すると共に、室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段を有する前室と、開閉可能な第１の接続口を介して前記前室と接続され、室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段を有すると共に、粉末状のドライアイスによりワークを洗浄する洗浄手段を有する洗浄室と、開閉可能な第２の接続口を介して前記洗浄室と接続され、開閉可能なワーク搬出口、及び室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段、並びにワークを加温する加温手段を有する後室とを備え、
前記前室においては、前記ワーク投入口からワークを投入し、前記ワーク投入口及び第１の接続口を閉鎖した状態で室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換する洗浄前工程を行い、
前記洗浄室においては、予め室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換した状態で、前記前室のワークを前記第１の接続口を通して移動させ、前記第１の接続口及び前記第２の接続口を閉鎖した状態で前記洗浄手段により前記ワークを洗浄する洗浄工程を行ない、
前記後室においては、予め室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換した状態で、前記洗浄室の洗浄後のワークを前記第２の接続口を通して移動させ、前記第２の接続口及び前記ワーク搬出口を閉鎖した状態で前記加温手段により前記ワークを所定温度まで加温した後、前記ワーク搬出口から外部へ搬出し、前記ワーク搬出口及び前記第２の接続口を閉鎖した状態で室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換する洗浄後工程を行なう構成とし、
前記洗浄室にて前記洗浄行程を実行している間に、前記前室においては次のワークに対する前記洗浄前工程を実行し、前記後室にて前記洗浄後工程を実行している間に、前記洗浄室においては次のワークに対する前記洗浄行程を実行する構成としたことを特徴とする。

上記したワーク洗浄方法及びワーク洗浄システムにおいては、前室と、洗浄室と、後室とを備え、洗浄室においてワークをドライアイスにより洗浄している間に、前室においては次のワークに対する洗浄前工程を行なっておくことができ、また、後室において洗浄後のワークに対して洗浄後工程を行なっている間に、洗浄室においては次のワークに対する洗浄行程を行なっておくことができる。このため、洗浄室においては、結露が発生し難い雰囲気で連続的にワークをドライアイスにより洗浄することが可能となり、ワークの洗浄を効率よく行なうことができる。

また、前室、洗浄室及び後室は、それぞれのガス置換手段により個別に室内の空気を水分の少ないガスと置換することができるため、ワークをドライアイスにより洗浄するものにおいても、結露の発生を防止することができる。しかも、後室においては、洗浄後のワークを加温手段により所定の温度まで加温して、ワークを外部の温度とほぼ同じ温度となるようにすることで、ワークを大気中に搬出しても、そこで結露が発生することを防止できるようになる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１には、ワーク洗浄システム（ワーク洗浄装置）の概略的な構成が示されている。この図１において、中央部に洗浄室１が配置され、この洗浄室１の左隣に前室２が配置され、そして洗浄室１の右隣に後室３が配置されている。この場合、洗浄室１は、前室２及び後室３よりも大きく形成されている。前室２の左側にはワーク投入口４が形成されていると共に、このワーク投入口４を開閉する投入口用扉５が設けられている。前室２と洗浄室１との間には、これらを接続する第１の接続口６が形成されていると共に、この第１の接続口６を開閉する第１の接続口用扉７が設けられている。洗浄室１と後室３との間には、これらを接続する第２の接続口８が形成されていると共に、この第２の接続口８を開閉する第２の接続口用扉９が設けられている。後室３の右側にはワーク搬出口１０が形成されていると共に、このワーク搬出口１０を開閉する搬出口用扉１１が設けられている。

上記洗浄室１、前室２及び後室３には、それぞれ対応する室内の空気を吸引して真空引きするための真空ポンプ１２（真空引き手段）と、対応する室内に不活性ガスこの場合炭酸ガス（ＣＯ₂）を注入するための炭酸ガス注入装置１３（ガス注入手段）と、圧抜き弁１４とが設けられている。圧抜き弁１４は、炭酸ガス注入装置１３によるガスの注入により室内の圧力が高くなりすぎた際に、その室内の圧力を抜くためのものである。ここで、真空ポンプ１２と炭酸ガス注入装置１３とにより、各室内の空気を水分の少ないガスに置換するためのガス置換手段を構成している。

洗浄室１には、さらに、洗浄ノズル１６と、この洗浄ノズル１６にホース１７を介して液化二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置１８と、洗浄室１内のガスを排出する排気装置１９とが設けられている。ここで、二酸化炭素供給装置１８から供給された液化二酸化炭素を洗浄ノズル１６において霧状に噴出させると、液化二酸化炭素は粉末状のドライアイスに変化し、この粉末状のドライアイスがワーク２０にぶつけられることにより、ワーク２０が洗浄される。洗浄ノズル１６と二酸化炭素供給装置１８とにより、洗浄装置２１（洗浄手段に相当）を構成している。

また、後室３には、加温手段を構成するヒータ２２が設けられている。なお、図示はしないが、前室２内のワーク２０を洗浄室１へ移動させる移送手段と、洗浄室１内のワーク２０を後室３内へ移動させる移送手段とが設けられている。

次に、ワークを洗浄する際の処理ステップ（工程）を説明する。
［ステップ１］（運転準備工程）
ステップ１では、運転準備として、まず洗浄室１及び後室３を低露点環境にする。具体的には、第１及び第２の接続口６，８、並びにワーク搬出口１０をそれぞれ閉鎖した状態で、洗浄室１及び後室３内の空気を、対応する真空ポンプ１２により吸引して真空引きし（約１０Ｐａまで減圧する）、その後、対応する炭酸ガス注入装置１３によりそれら洗浄室１及び後室３内に炭酸ガスを注入することによって、洗浄室１及び後室３内の空気を水分の少ないガスに置換する。これにより、洗浄室１及び後室３は露点が−４０℃以下となる低露点環境となる。この後、この状態を保持しておく。各室１，３内は炭酸ガスの注入により、大気圧とほぼ同じ圧力まで高くなる。

［ステップ２］（洗浄前工程）
ステップ２では、まず前室２のワーク投入口４を開放し、そこから前室２内に洗浄対象のワーク２０を投入する。ワーク２０は、例えば液晶パネルである。そして、ワーク投入口４を閉鎖した状態で、前室２内の空気を真空ポンプ１２により吸引して真空引きし、その後、対応する炭酸ガス注入装置１３により前室２内に炭酸ガスを注入し、前室２内を水分の少ないガスに置換する。これにより、前室２は、洗浄室１及び後室３と同じように、露点が−４０℃以下となる低露点環境となる。この後、この状態を保持しておく。このステップ２が、本発明における洗浄前工程に相当する。

［ステップ３］（洗浄工程）
ステップ３では、前室２と洗浄室１との間の第１の接続口６を開放し、前室２内のワーク２０を移送手段（図示せず）により洗浄室１内へ移動させ、第１の接続口６及び第２の接続口８を閉鎖した状態で、洗浄ノズル１６を用いてドライアイスによりワーク２０の洗浄を行なう。このとき、ワーク２０を前室２から洗浄室１へ移動させるために第１の接続口６を開放しても、前室２と洗浄室１とはほぼ同じ低露点環境であるため、洗浄室１は低露点環境のままである。このため、ワーク２０を洗浄室１へ移動後、第１の接続口６を閉鎖することで、直ぐに洗浄ノズル１６によりワーク２０の洗浄を行なうことができる。このステップ３が、本発明における洗浄工程に相当する。

洗浄室１にてこの洗浄工程を行っている間に、前室２においては、次のワーク２０に対する洗浄前工程（ステップ２）を行うようにする。
［ステップ４］（洗浄後工程）
洗浄室１でのワーク２０に対する洗浄が終了したら、洗浄室１と後室３との間の第２の接続口８を開放し、洗浄室１内のワーク２０を移送手段（図示せず）により後室３内へ移動させる。このときも、ワーク２０を洗浄室１から後室３へ移動させるために第２の接続口８を開放しても、洗浄室１と後室３とはほぼ同じ低露点環境であるため、後室３は低露点環境のままである。そして、後室３において、第２の接続口８及びワーク搬出口１０を閉鎖した状態で、ヒータ２２によりワーク２０を所定の温度（後室３の外部の温度とほぼ同じ温度）になるまで加温し、この後、ワーク搬出口１０を開放して後室３内のワーク２０を外部へ搬出する。このとき、洗浄室１でのドライアイスの洗浄に伴いワーク２０が低温度になっていても、そのワーク２０を後室３において外部の温度とほぼ同じ温度まで加温した後、外部へ搬出することで、後室３の外部においてワーク２０に結露が発生することを防止できる。

ワーク２０を搬出するためにワーク搬出口１０を開放すると、後室３内に外部の水分を含む空気が入ってしまうことになる。このため、ワーク２０を搬出した後は、ワーク搬出口１０及び第２の接続口８を閉鎖した状態で、後室３内の空気を真空ポンプ１２により吸引して真空引きし、その後、対応する炭酸ガス注入装置１３により後室３内に炭酸ガスを注入し、後室３内を水分の少ないガスに置換する。これにより、後室３を、再度、低露点環境とする。この後、この状態を保持しておく。このステップ４が、本発明における洗浄後工程に相当する。

後室３にてこの洗浄後工程を行っている間に、洗浄室１においては、次のワーク２０に対する洗浄工程（ステップ３）を行っておく。
これ以降は、ステップ２〜４を繰り返し行なう。

上記した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。洗浄室１においてワーク２０をドライアイスにより洗浄している間に、前室２においては次のワーク２０に対する洗浄前工程を行なっておくことができ、また、後室３において洗浄後のワーク２０に対して洗浄後工程を行なっている間に、洗浄室１においては次のワーク２０に対する洗浄行程を行なっておくことができる。このため、洗浄室１においては、結露が発生し難い雰囲気で連続的にワーク２０をドライアイスにより洗浄することが可能となり、ワーク２０の洗浄を効率よく行なうことができる。

また、前室２、洗浄室１及び後室３は、それぞれのガス置換手段（真空ポンプ１２及び炭酸ガス注入装置１３）により個別に室内の空気を水分の少ないガスと置換することができるため、ワーク２０をドライアイスにより洗浄するものにおいても、結露の発生を防止することができる。しかも、後室３においては、洗浄後のワーク２０をヒータ２２により外部の温度とほぼ同じ温度となるように加温することで、ワーク２０を大気中に搬出しても、そこで結露が発生することを防止できるようになる。

さらに、前室２、洗浄室１、後室３の各室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段として、真空ポンプ１２と炭酸ガス注入装置１３を用いることにより、各室内の空気を比較的短時間で水分の少ないガスと置換することができ、一層効率の向上を図ることができる。

本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
前室２、洗浄室１、後室３の各室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段としては、真空ポンプ１２を用いずに、炭酸ガス注入装置１３のみを用いるようにすることも可能である。また、注入するガスとしては、炭酸ガス以外の不活性ガス、例えば窒素ガスでも良く、また、乾燥空気でも良い。

本発明の一実施形態を示すワーク洗浄システムの概略構成図

符号の説明

図面中、１は洗浄室、２は前室、３は後室、４はワーク投入口、６は第１の接続口、８は第２の接続口、１０はワーク搬出口、１２は真空ポンプ（ガス置換手段）、１３は炭酸ガス注入手段（ガス置換手段）、１６は洗浄ノズル、１８は二酸化炭素供給装置、２０はワーク、２１は洗浄装置（洗浄手段）、２２はヒータ（加温手段）を示す。

Claims (3)

1. 開閉可能なワーク投入口を有すると共に、室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段を有する前室と、
   開閉可能な第１の接続口を介して前記前室と接続され、室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段を有すると共に、粉末状のドライアイスによりワークを洗浄する洗浄手段を有する洗浄室と、
   開閉可能な第２の接続口を介して前記洗浄室と接続され、開閉可能なワーク搬出口、及び室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段、並びにワークを加温する加温手段を有する後室とを備え、
   前記ワーク投入口から前記前室内にワークを投入し、前記ワーク投入口及び前記第１の接続口を閉鎖した状態で前記前室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換する洗浄前工程と、
   予め室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換した前記洗浄室内に、前記前室のワークを前記第１の接続口を通して移動させ、前記第１の接続口及び前記第２の接続口を閉鎖した状態で前記洗浄室内において前記洗浄手段により前記ワークを洗浄する洗浄工程と、
   予め室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換した前記後室内に、前記洗浄室の洗浄後のワークを前記第２の接続口を通して移動させ、前記第２の接続口及び前記ワーク搬出口を閉鎖した状態で前記後室内において前記加温手段により前記ワークを所定温度まで加温した後、前記ワーク搬出口から外部へ搬出し、前記ワーク搬出口及び前記第２の接続口を閉鎖した状態で前記後室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換する洗浄後工程とを順に実行するようにし、
   前記洗浄室にて前記洗浄行程を実行している間に、前記前室においては次のワークに対する前記洗浄前工程を実行し、前記後室にて前記洗浄後工程を実行している間に、前記洗浄室においては次のワークに対する前記洗浄行程を実行するようにしたことを特徴とするワーク洗浄方法。
2. 開閉可能なワーク投入口を有すると共に、室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段を有する前室と、
   開閉可能な第１の接続口を介して前記前室と接続され、室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段を有すると共に、粉末状のドライアイスによりワークを洗浄する洗浄手段を有する洗浄室と、
   開閉可能な第２の接続口を介して前記洗浄室と接続され、開閉可能なワーク搬出口、及び室内の空気を水分の少ないガスと置換するガス置換手段、並びにワークを加温する加温手段を有する後室とを備え、
   前記前室においては、前記ワーク投入口からワークを投入し、前記ワーク投入口及び前記第１の接続口を閉鎖した状態で室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換する洗浄前工程を行い、
   前記洗浄室においては、予め室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換した状態で、前記前室のワークを前記第１の接続口を通して移動させ、前記第１の接続口及び前記第２の接続口を閉鎖した状態で前記洗浄手段により前記ワークを洗浄する洗浄工程を行ない、
   前記後室においては、予め室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換した状態で、前記洗浄室の洗浄後のワークを前記第２の接続口を通して移動させ、前記第２の接続口及び前記ワーク搬出口を閉鎖した状態で前記加温手段により前記ワークを所定温度まで加温した後、前記ワーク搬出口から外部へ搬出し、前記ワーク搬出口及び前記第２の接続口を閉鎖した状態で室内を前記ガス置換手段により水分の少ないガスに置換する洗浄後工程を行なう構成とし、
   前記洗浄室にて前記洗浄行程を実行している間に、前記前室においては次のワークに対する前記洗浄前工程を実行し、前記後室にて前記洗浄後工程を実行している間に、前記洗浄室においては次のワークに対する前記洗浄行程を実行する構成としたことを特徴とするワーク洗浄システム。
3. 前記前室、洗浄室、及び後室の各ガス置換手段は、対応する室内の空気を引いて真空引きする真空引き手段と、真空引きした室内に水分の少ないガスを注入するガス注入手段とを備えていることを特徴とする請求項２記載のワーク洗浄システム。
   
   

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