JP2008166463A - 排水装置および当該排水装置を用いた洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 急速な排水および排水制御を行うことのできる排水装置および当該排水装置を用いた洗浄装置を提供する。
【解決手段】純水Ｌが貯留された洗浄槽１に前記水晶ウェハＷの格納されたバケットが浸漬され、その後揺動装置により所定の揺動動作がバケットＢに対して与えられる。その後前記コック５１の開放により圧縮エアが流通管に供給され、前記吹出口２１に供給される。これにより吹出口の圧力は瞬時に高まり、バルブ４を押し上げる。この動作により、フランジ部４１が上昇し排出口が開放され、洗浄槽１の純水（液体）は排出口から排出される。また、天板部を押し上げた圧縮エアは天板部の内側からバルブの側壁部に沿って下方に導かれ、最終的に前記排出口２２から強勢に排出される。これにより急速排水が実施される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば電子機器部材、電子部品用の洗浄装置等に適用可能な排水装置および当該排水装置を用いた洗浄装置に関するものである。

半導体ウェハや水晶ウェハ等の基板や電子部品等は最終製品までのいくつかの製造工程中に、液体に浸漬してウェット洗浄を行う。これによりウェハ等の表面に付着した汚れを除去する。例えば、水晶振動子の場合を例にとると、水晶振動片の表面に励振電極用の金属膜を形成し、当該水晶振動片をパッケージに収納し気密封止を行うが、前記金属膜の形成前に水晶振動片の表面をウェット洗浄する。

ウェット洗浄は例えば酸性溶液による洗浄とアルカリ性溶液による洗浄を交互に行うが、これら洗浄の間には純水によるリンスを行うことがある。具体的には水晶振動片を個別に収納した治工具を用いたり複数枚の水晶振動片を一括収納したバケットを用いて、複数の水晶振動片を洗浄等に必要な液体（例えば酸性溶液）を満たした洗浄槽に浸漬して、超音波あるいは揺動により洗浄を行う。洗浄完了後は洗浄液を排水し、リンスを行う。リンスは例えば純水を洗浄槽に給水し、複数の水晶振動片の収納された治工具を揺動させ実施するが、このリンス作業は複数回行うことがある。この場合、複数の水晶振動片の収納された治工具を洗浄槽に配置した状態でこれを複数回行うが、このとき洗浄槽の給排水を複数行うことになる。

ところで洗浄槽の排水は槽の底部に設けられた排水口のバルブを開放することにより行う。通常は、排水口を開放して洗浄槽内の溶液を排水したり、排水口につながる排水バルブを開放することにより排水を行うが、従来の構成では、その排水能力が不足して前記洗浄作業時間が長くなり、その結果、最終製品のコスト高になるおそれがあった。

また排水時間が長くなると洗浄槽中に浮遊する異物（ゴミや洗浄により剥離した汚染物質等）が槽内に沈降し、異物が底部に残り易くなることがあった。

また急速排水について言及した公知文献も存在する。例えば、特開２００１−１５４６９号（特許文献１）では、半導体処理装置製造過程におけるウェハのエッチング処理後の洗浄工程であるＷＥＴ処理工程において、第１の洗浄液を急速排液し、同時に液面が降下可能な液量でリンス槽のウェハの平面に対向する内壁の全幅に沿って第２の洗浄液を膜状に急速吐出する内壁洗浄ステップと、前記リンス槽の内壁に沿って吐出された全洗浄水を下降水面に沿って下降しながら回収する内壁洗浄水回収ステップと、前記内壁洗浄ステップ後清浄な第２の洗浄水を前記リンス槽に注入する清浄水注入ステップとをゆうするＷＥＴ処理方法、が開示されている。本特許文献では、急速排水方法に関しては、急速排水弁を全開しリンス槽の底部より急速排水する。等の開示しかなされていない。

このような急速排水弁は、例えば排水口ならびに開閉バルブのサイズを大きくし、水槽底部からの排水量を大きくすることを目指した構成であると推測される。しかしながら排水口ならびに開閉バルブのサイズを大きくする場合、水槽の強度維持等の観点からもそのサイズに限界があり、またバルブの開閉機構も大きなトルクが必要になる等コスト高になる可能性があった。

特開２００１−１５４６９号

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、急速な排水および排水制御を行うことのできる排水装置および当該排水装置を用いた洗浄装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明者は、排水用のバルブ開閉に用いる流体を排水実行時にも連続してバルブに供給することにより、急速な排水が可能になり、また耐水量が制御可能となることを新たに知見したのもので、次のような構成により実現したものである。

すなわち、請求項１に示すように、側壁と底部を有する水槽に貯留した液体を急速に排出する排水装置であって、当該排水装置は水槽の底部に配置され、底板と流通管とバルブと抑止機構とを有し、前記底板は前記水槽の最低部に配置され、液体を外部に排出する排出口と、板厚方向に高さを有する周壁を有するとともに外部から供給された流体を噴出させる吹出口を有しており、前記流通管は外部から供給された流体を流通させ、前記底板の吹出口に導入する構成であり、前記バルブは上下動作可能に設置され、前記吹出口先端と対向する天板部と、前記排出口を開閉するフランジ部と、前記天板部とフランジ部を連結し前記吹出口の高さと同じかそれ以上の高さを有する側壁部を有しており、前記抑止機構は、前記バルブの天板部またはフランジ部または側壁部と係止して、バルブの上下動作範囲を規制する機構であり、前記流通管に供給された流体を吹出口に噴出させることにより前記バルブを上昇させ、水槽に貯留した液体を前記排出口から排出するとともに、前記噴出した流体も前記側壁部に沿って流れ前記排出口から排出することを特徴としている。

底板は例えば樹脂材からなり、外部とつながる排出口を有するとともに、外部から供給された流体を噴出させる吹出口を有している。当該吹出口は板厚方向すなわち水槽の深さ方向に伸長する周壁を有しており、前記流体は周壁に沿って吹き出す。前記吹出口は流通管が接続されている。当該流通管は管状構成で、管内部に外部から供給された流体、例えば気体や液体を流通させる構成である。当該流通管の一端は導入する流体の供給源が接続され、他端は前記底板の吹出口に接続される。また当該流通管は底板内部に形成してもよいし、底板の外部例えば底板の外表面に沿って形成してもよい。

バルブは前記底板の吹出口と排出口に対応するバルブ領域を有している。吹出口には天板部が対応し、排出口にはフランジ部が対応しており、バルブは吹出口と排出口とを同時に開閉する。なお、各バルブ領域には弾性体からなるパッキンを介在させ、バルブ閉鎖機能（シール性能）を向上させてもよい。またバルブには前記天板部とフランジ部を連結し、前記吹出口の高さすなわち板厚方向に伸長する周壁と同じかそれ以上の高さを有する側壁部を有している。前記吹出口の周壁の高さと側壁部の高さを同じにすることにより、前記吹出口と前記排出口をそれぞれ天板部とフランジ部で開閉することになり好ましい。前記側壁部の高さを前記周壁の高さ以上とすることにより、バルブのフランジ部が必ず排出口に密着し閉鎖するので、水槽の液体の保持に有効である。

前記抑止機構は、前記バルブの天板部の上部に抑止部を設けたり、またはフランジ部の上部に抑止部を設けることにより、あるいは側壁部の一部に係止部を設け、この係止部と底板に抑止部を設けることにより、バルブと抑止部を係止させることにより、バルブの上下動作範囲を規制する機構である。

請求項１によれば、流通管から供給された流体が吹出口に導入され、バルブを上昇させる。これによりフランジ部が上昇し排出口が開放され、これにより水槽の液体は排出口から排出される。同時に天板部も上昇し、導入された流体は吹出口の周壁から天板部を経て外側にあるバルブの側壁部に沿って下方に流れ、最終的に排出口から排水装置外部に勢いよく排出される。流体を連続して吹出口に導入することにより、排出口からの流体の強勢な排出が続く。この強勢な流体の排出は前記液体の排出において加速流体として機能する。すなわち、排出口からは液体の排出と流体の強勢な排出が同時に行われるが、流体の強勢な排出が液体の排出を加速させ、単位時間あたりの液体の排出量を増加させ、短時間での排水が可能になる。これにより電子部品等の洗浄に係る時間が短縮され、製造効率を向上させることができる。

さらに、急速な排水を実現することにより、水槽の液体に浮遊する大小様々な異物を確実に槽外に排出することができる。すなわち、排水を急速に行うことにより、水槽内に異物が沈降する前に外部に排出されるとともに、排出速度を上げることにより排出の吸引力により沈降した異物を強制的に槽外に排出することも可能になる。

請求項２には、より具体的な構成について開示している。すなわち、側壁と底部を有する水槽に貯留した液体を急速に排出する排水装置であって、当該排水装置は水槽の底部に配置され、底板と流通管とバルブと抑止機構とを有し、前記底板は前記水槽の最低部に配置され、液体を外部に排出する排出口と、板厚方向に高さを有する周壁を有するとともに外部から供給された流体を噴出させる吹出口を有しており、前記流通管は前記底板の内部または外部に設けられ、外部から供給された流体を流通させ、前記底板の吹出口に導入する構成であり、前記バルブは全体として凸形状であり、前記吹出口先端と対向する天板部と、前記排出口を開閉するフランジ部と、前記天板部とフランジ部を連結し前記吹出口の高さと同じかそれ以上の高さを有する側壁部を有しており、前記抑止機構は前記バルブの天板部の上方またはフランジ部の上方に形成され、前記バルブの上昇動作を制御する抑止部と、水槽の液体を前記排出口へ導く貫通部を有しており、前記バルブは前記底板と前記抑止板間で上下動作可能に設置され、前記流通管に供給された流体を吹出口に連続して噴出させることにより前記バルブを上昇させ、水槽に貯留した液体を排出口から排出するとともに、前記噴出した流体も前記側壁部に沿って流れ前記排出口から排出することを特徴とする排水装置である。

底板は例えば樹脂材からなり、外部とつながる排出口を有するとともに、外部から供給された流体を噴出させる吹出口を有している。当該吹出口は板厚方向すなわち水槽の深さ方向に伸長する周壁を有しており、前記流体は周壁に沿って吹き出す。前記吹出口は流通管が接続されている。当該流通管は管状構成で、管内部に外部から供給された流体、例えば気体や液体を流通させる構成である。当該流通管の一端は導入する流体の供給源が接続され、他端は前記底板の吹出口に接続される。また当該流通管は底板内部に形成してもよいし、底板の外部例えば底板の外表面に沿って形成してもよい。

バルブは全体として凸形状であり、前記底板の吹出口と排出口に対応するバルブ領域を有している。吹出口には天板部（凸形状頂部に相当）が対応し、排出口にはフランジ部（凸形状の両サイド部分に相当）が対応しており、バルブは吹出口と排出口とを同時に開閉する。なお、各バルブ領域には弾性体からなるパッキンを介在させ、バルブ閉鎖機能（シール性能）を向上させてもよい。またバルブには前記天板部とフランジ部を連結し、前記吹出口の高さすなわち板厚方向に伸長する周壁と同じかそれ以上の高さを有する側壁部を有している。前記吹出口の周壁の高さと側壁部の高さを同じにすることにより、前記吹出口と前記排出口をそれぞれ天板部とフランジ部で開閉することになり好ましい。前記側壁部の高さを前記周壁の高さ以上とすることにより、バルブのフランジ部が必ず排出口に密着し閉鎖するので、水槽の液体の保持に有効である。

前記抑止機構は、前記バルブの天板部の上部に抑止部を設けたり、またはフランジ部の上部に抑止部を設けることにより、あるいは側壁部の一部に係止部を設け、この係止部と底板に抑止部を設けることにより、バルブと抑止部を係止させることにより、バルブの上下動作範囲を規制する機構である。また、抑止機構には水槽の液体を前記排出口へ導く貫通部を有している。

請求項２によれば、流通管から供給された流体が吹出口に導入され、バルブを上昇させる。これによりフランジ部が上昇し排出口が開放され、これにより水槽の液体は排出口から排出される。同時に天板部も上昇し、導入された流体は吹出口の周壁から天板部を経て外側にあるバルブの側壁部に沿って下方に流れ、最終的に排出口から排水装置外部に勢いよく排出される。流体を連続して吹出口に導入することにより、排出口からの流体の強勢な排出が続く。この強勢な流体の排出は前記液体の排出において加速流体として機能する。すなわち、排出口からは液体の排出と流体の強勢な排出が同時に行われるが、流体の強勢な排出が液体の排出を加速させ、単位時間あたりの液体の排出量を増加させる。

さらに、急速な排水を実現することにより、水槽の液体に浮遊する大小様々な異物を確実に槽外に排出することができる。すなわち、排水を急速に行うことにより、水槽内に異物が沈降する前に外部に排出されるとともに、排出速度を上げることにより排出の吸引力により沈降した異物を強制的に槽外に排出することも可能になる。

また請求項３に示すように、前記流体は気体であることを特徴とする構成としてもよい。ここで用いる気体はコンプレッサ等の圧縮エア送出装置により圧縮されたエアであることが好ましく、大気や窒素ガス等を例示することができる。

請求項３によれば、流体に気体を用いることにより、流体の流速や量を容易に変えることができ、前述のように、流通管から供給された流体が吹出口に導入され、吹出口の周壁から天板部を経て外側にあるバルブの側壁部に沿って下方に流れ、最終的に排出口から排水装置外部に排出される経路を低抵抗で流通させることができるので、液体の排水において加速流体としての機能を効率的に発揮させることができる。

さらに本発明は、請求項４に示すように、洗浄槽（水槽）の排水機構に上述の排水装置を用いた洗浄装置についても提案している。前述のとおり、半導体ウェハや水晶ウェハ等の基板や電子部品等は最終製品までのいくつかの製造工程中に、液体に浸漬してウェット洗浄を行い、またこれら洗浄の間には純水によるリンスを行うことがあり、通常このリンス作業は複数回行う。この場合、複数の半導体ウェハや水晶ウェハあるいは水晶振動片の収納された治工具を洗浄槽に配置した状態でこれを複数回行うが、このときの洗浄槽の給排水時に本発明を適用することができる。

請求項４により、水槽内において洗浄が完了した液体を排出するにあたり、流体を吹出口に噴出させることにより、これが加速流体として機能する。すなわち、排出口からは液体の排出と流体の強勢な排出が同時に行われるが、流体の強勢な排出が液体の排出を加速させ、単位時間あたりの液体の排出量を増加させる。従って、排水時間を短縮させ全体として洗浄にかかる作業性を向上させることができる。

さらに、急速な排水を実現することにより、洗浄完了後、水槽の液体に浮遊する大小様々な異物（汚染物質）を確実に槽外に排出することができる。すなわち、排水を急速に行うことにより、水槽内に異物が沈降する前に外部に排出されるとともに、排出速度を上げることにより排出の吸引力により沈降した異物を強制的に槽外に排出することも可能になる。

なお、上記各構成において、流体（気体や液体等）の供給圧力は水槽の貯水量やバルブの表面積によって決定されるが、少なくとも、流体の吹出口への供給に対応してバルブが速やかに上昇する圧力が必要になる。なお、検証によれば、供給圧力に比例して排水能力が向上しており、可能な範囲で流体の供給圧力を高めることが好ましい。

次に本発明による比較検証結果を以下に説明する。検証においては２種類の容量の洗浄槽を用い、これに水道水を満たし、排水時間を測定した。なお、検証は洗浄槽に形成した排水口のサイズを同サイズとし、排水口を通常のバルブによる開閉により排水したものと、本発明品による急速排水機構を設け、これを作動させたものについて排水に要する時間を比較した。流体には圧縮エアを用い、エア圧力を可変させてその圧力による排水時間についても比較した。検証に用いた洗浄装置は図１，図２に示す構成であり、表１に示すような条件にて検証を行った。表１には検証条件並びに排水時間を記載している。

従来品１と本発明品１とは同じ容量の洗浄槽を用いており、従来品２と本発明品２〜５は同じ容量の洗浄槽を用いている。従来品１と本発明品１の排水時間を比較すると本発明品は約３７％の排水時間の短縮となり、従来品２と本発明品２の排水時間を比較すると本発明品は約３５％の排水時間の短縮となっており、いずれも３５％以上の時間短縮となっていることが表１から理解できる。また急速排水に利用するエア圧（流体の噴出圧力）によっても排水時間が変わっており、エア圧が低くなるにつれて排水時間も長くなっていることが理解できる。ただし、本発明品はいずれも従来品よりは排水時間短縮効果が出ており、流体による急速排水効果が現れている。本発明品を用いることによって、洗浄装置等において排水時間を短縮することができ、電子部品等の製造にかかる時間短縮が実現でき、ひいては製造コスト低減にも寄与する。さらに急速排水により、液体内に分散する異物も洗浄槽内にとどまる機会が減少するので、洗浄効果を向上させることができる。

なお、上記したエア圧よりも高いエア圧の気体を供給することにより、さらに急速な排水を行うことができる。

また、上記各構成において、排水時間を調整する必要がある場合は、エア圧（流体の圧力）を制御して所望の排水時間を得ることも可能である。例えば、１回の排水中にエア圧を可変させて単位時間あたりの排水量（排水率）を調整しても良い。具体的には排水の初期段階は排水率を低くし、後期段階は排水率を高くして、異物の滞留を防止してもよい。あるいは複数回の洗浄においてそれぞれ排水において排水時間を変化させてもよく、このような排水率の制御するのに本発明は有効である。

以上のように、本発明によれば、水槽の溶液の排水時間を大幅に短縮するとともに、溶液内に存在する異物も効率的に水槽外部に排出することができる排水装置および当該排水装置を用いた洗浄装置を得ることができる。

以下、本発明による第１の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施の形態では、水晶ウェハの洗浄装置を例にとり、図１乃至図４とともに説明する。

図１は第１の実施形態による洗浄装置の内部構成を示す図であり、図２は図１の構成において排水状況を示す図であり、図３は別の角度からみた排水状況を示す図である。また図４は底板の平面図および側面図である。

洗浄装置は洗浄槽（水槽）１と洗浄槽の下方に設けられた排水装置とからなる。本実施の形態においては被洗浄物である水晶ウェハＷや水晶ウェハを保持するバケットＢそしてバケットを保持する保持機構や揺動機構等についても開示している。

洗浄槽１は底部と側面を有し、上部が開口した構成であり、例えば上部が開口した直方体構成の槽である。洗浄槽はその洗浄用の溶液に応じて内壁の材料が選択されるが、例えば耐腐食性のあるステンレスからなる。洗浄槽の底部は一部開口し、排水装置が設けられている。

排水装置は底板２と流通管３とバルブ４と抑止機構５とを有している。
底板２は塩化ビニール等の樹脂からなり、排水装置の最低部に設けられ、図４に示すように平面でみて円板形状である。その中央部分には吹出口２１が形成され、当該吹出口２１は板厚方向すなわち洗浄槽の深さ方向に伸長する円筒状の周壁２１ａに囲まれているとともに、流通管３と接続されている。当該吹出口２１の外周部分には排出口２２が形成されている。排出口２２は貫通孔であり、槽外へ液体を排出することができる。本実施の形態においては、図４に示すように排出口２２が４分割された状態で吹出口２１の外側に形成されている。排出口２２の外周には枠部２３が形成されており、前記吹出口２１と放射状に延びたアーム部２４により一体化されている。また、枠部２３は洗浄槽の底部とシール接合される。なお、底板の材料は、他の材料を用いてもよく、例えば温洗浄を行う場合は、耐熱塩化ビニールを用いてもよいし、耐腐食性金属等の材料を用いてもよい。

また底板内部には流通管３が形成されている。具体的には図４に示すように前記枠部２３とアーム２４を介して前記吹出口２１にまで流通管３が底板の内部を貫通している。流通管の一端は枠部の外側にあるコック部５１につながっており、他端は前述のように吹出口２１につながっている。従って、このような構成により、例えば図示しない圧縮エア送出部から供給された圧縮エアが前記コック部５１の開放により前記流通管３を介して前記吹出口２１に供給される。

底板２の上部にはバルブ２が配置されている。バルブ２は塩化ビニール等の樹脂からなり、全体として断面が凸形状で、凸形状の頂部に位置する天板部４２と天板部４２の外側にあって段差を形成する側壁部４３と、側壁部の外側に天板部とほぼ並行に延びるフランジ部４１とからなる。これら天板部４２は前記吹出口２１に対するバルブ領域となり、フランジ部４１は前記排出口２２に対するバルブ領域となる。図示していないが、バルブも全体として前記底板形状に対応した円板形状をとっている。なおこれら底板やバルブそして後述する抑止機構については、平面でみて円板形状に限定されるものではなく、正方形や長方形あるいは楕円形状であってもよいし、あるいは星形形状であってもよい。また、底板の材料は、他の材料を用いてもよく、例えば温洗浄を行う場合は、耐熱塩化ビニールを用いてもよいし、耐腐食性金属等の材料を用いてもよい。

なお、給水時あるいは貯水時においては前記フランジ部による排出口の閉鎖を確実に行うため、前記側壁部４３の高さは前記吹出口の周壁高さと等しいかあるいはそれ以上の高さにすることが必要となる。またなお、各バルブ領域にはゴム材等の弾性体からなるパッキンを介在させ、バルブ閉鎖機能（シール性能）を向上させてもよい。

これら洗浄槽や排水装置を構成する材料は洗浄時に用いられる溶液に対して、耐腐食性を有する材料を用いることにより、装置の耐久性が向上する。

抑止機構５は、前記バルブ４の上部に取り付けられており、中央部分に抑止部５１が形成されその外側に貫通部５２が形成され、さらにその外側に係止部５３が形成されている。抑止部５１は前記天板部４２に対応する位置に形成され、前記バルブ４の上昇動作を抑止している。すなわち、吹出口からのエアによりバルブは上昇するが、周壁２１ａの高さを超えてバルブが上昇しないように規制している。貫通部５２は洗浄槽の液体を排出口に導出する貫通構成であるが、当該貫通部５２に網目状のフィルタを形成して大きな異物をバルブ側に流出させないようにしてもよい。大きな異物は前記バルブの開閉機構に挟まる等の不具合の要因になるため、事前に濾過しておくことが好ましい。

なお、抑止機構において、前記抑止板５１に代えて全体を網目状のフィルタを用いてもよい。この場合、バルブ上昇による強度を向上させるため、フィルタに補強部材を形成してもよい。

なお、洗浄槽の下部の外周部分には支持台６が設けられている。この支持台により、洗浄槽の底部は空間が形成され、前記排出口からの排水を効率的に行うことができる。

このような洗浄槽には水晶ウェハ（被洗浄物）が浸漬され、洗浄が行われる。具体的な動作は後述するが、水晶ウェハＷは複数枚が例えばバケット（保持治工具）Ｂに１枚毎に立設され、並べられている。このようなバケットＢは保持アームＡＭにより保持され、槽外に設置された保持および揺動装置ＡＣにより液体の中で揺動される。

次に本発明による洗浄装置による洗浄動作並びに急速排水動作について説明する。
洗浄は、例えば前述のとおり酸性溶液による洗浄やアルカリ性溶液による洗浄が行われ、その間に純水によるリンス処理が行われる。ここでは酸性溶液による洗浄後のリンス処理を例にとり説明する。酸性溶液により洗浄が行われた水晶ウェハＷの格納されたバケットＢはアクチュエータによりリンス用の洗浄槽に運ばれる。図１に示すように事前に給水管ＳＰから純水（液体）Ｌが貯留された洗浄槽１に前記水晶ウェハＷの格納されたバケットが浸漬され、その後揺動装置により所定の揺動動作がバケットＢに対して与えられ、リンス処理が行われる。所定プログラムの揺動動作完了後、直ちに急速排水が実行される。前記コック５１の開放により圧縮エアが流通管に供給され、前記吹出口２１に供給される。これにより吹出口の圧力は瞬時に高まり、バルブ４を押し上げる。この動作により、図２に示すようにフランジ部４１が上昇し排出口が開放され、洗浄槽１の純水（液体）は排出口から排出される。また、天板部を押し上げた圧縮エアは天板部の内側からバルブの側壁部に沿って下方に導かれ、最終的に前記排出口２２から強勢に排出される。当該強勢に排出される圧縮エアの加速流体としてのアシストを受けて純水も強勢に排出される。これにより急速排水が実施される。

排水が完了した後は次段の洗浄のために急速に給水を行う。給水バルブを開放し給水管ＳＰから急速に給水する。このときバケットＢは洗浄槽内に保持した状態で待機する。給水が完了すると所定の揺動動作がバケットに対して与えられ、洗浄を行い、洗浄完了後前述同様急速排水を行う。なお給排水時に水晶ウェハ表面の乾燥を防止するため、純水シャワーを水晶ウェハに供給してもよい。

本発明による第２の実施形態を図５とともに説明する。図５は第２の実施形態による排水装置を用いた洗浄装置の内部構造を示す模式図である。

本実施の形態においては、第１の実施の形態に較べて、流通管の構成とバルブの動作を抑制する抑制機構と、フィルタを付加した点で、そして洗浄槽の底部構成において相違している。他の構成部分については第１の実施形態と同じ構成であるので同番号を用いるとともに一部説明を割愛する。なお、本実施の形態においては被洗浄物等の記載は行っていない。

洗浄槽１は底部と側面を有し、上部が開口した構成であり、例えば上部が開口した直方体構成の槽である。洗浄槽の底部は角部構成ではなく、側面から底部に向かう傾斜面が設けられている。傾斜面は直線傾斜構成（テーパー構成）や湾曲構成をあげることができるが、本実施に形態では底部に湾曲部１１が形成されている。また、洗浄槽１はその洗浄用の溶液に応じて内壁の材料が選択されるが、例えば耐腐食性のあるステンレスからなる。洗浄槽１の底部には排水装置が設けられている。

排水装置は底板２と流通管３とバルブ４と抑止機構５とを有している。
底板２は排水装置の最低部に設けられ、その中央部分には吹出口２１が形成され、当該吹出口２１は板厚方向すなわち洗浄槽の深さ方向に伸長する円筒状の周壁２１ａに囲まれているとともに、流通管３と接続されている。当該吹出口２１の外周部分には排出口２２が形成されている。排出口２２は貫通孔であり、槽外へ液体を排出することができる。

また底板内部には流通管３が形成されている。本実施の形態においては流通管３は底板内に形成された構成ではなく、外部に露出したチューブ状の構成であり、一端はコック部５１に接続させるとともに、他端は底板の吹出口２１の下方に接続されている。このような構成により、例えば図示しない圧縮エア送出部からコック部５１の開放により流通管に供給された圧縮エアは、底板２を上下に貫通して吹出口２１に導入される。

底板２の上部にはバルブ２が配置されている。バルブ２は全体として断面が凸形状であり、凸形状の頂部に位置する天板部４２と天板部４２の外側にあって段差を形成する側壁部４３と、側壁部の外側に天板部とほぼ並行に延びるフランジ部４１とからなる。これら天板部４２は前記吹出口２１に対するバルブ領域となり、フランジ部４１は前記排出口２２に対するバルブ領域となる。

なお、給水時あるいは貯水時においては前記フランジ部による排出口の閉鎖を確実に行うため、前記側壁部４３の高さは前記吹出口の周壁高さと等しいかあるいはそれ以上の高さにすることが必要となる。またなお、各バルブ領域にはゴム材等の弾性体からなるパッキンを介在させ、バルブ閉鎖機能（シール性能）を向上させてもよい。

抑止機構５は、本実施の形態においては、フランジ部の上昇を抑制する構成を採用している。すなわち、洗浄槽の底部において複数の抑止板５４が前記バルブのフランジ部４１の上昇位置に対応する位置に形成されている。抑止板はフランジ部の上昇動作範囲を規制する機能を発揮できればよいので、排水の防げとならないサイズ、数にすればよい。このような構成により、吹出口から圧縮エア（流体）が噴出することによりバルブが上昇するが、この上昇の最上部点を抑止板で規制し、フランジ部と係止させることにより抑止機構を形成している。

また、バルブの上方全体には、網目状のフィルタを配置している。このような構成により、微小な異物や粒子は排水装置に送ることにより排出させ、大きな異物は前記バルブの開閉機構に挟まる等の不具合の要因になるため、事前に濾過している。

なお、洗浄槽の下部の外周部分には支持台６が設けられている。この支持台により、洗浄槽の底部は空間が形成され、前記排出口からの排水を効率的に行うことができる。

急速排水を行う際は、前記コック５１の開放により圧縮エアが流通管３に供給され、前記吹出口２１に供給される。これにより吹出口の圧力は瞬時に高まり、バルブ４を押し上げが、当該バルブは抑止板５４により上昇範囲が規制される。この動作により、図５に示すようにフランジ部４１が上昇し排出口が開放され、洗浄槽１の純水（液体）は排出口から排出される。また、天板部を押し上げた圧縮エアは天板部の内側からバルブの側壁部に沿って下方に導かれ、最終的に前記排出口２２から強勢に排出される。当該強勢に排出される圧縮エアの加速流体としてのアシストを受けて純水も強勢に排出される。これにより急速排水が実施される。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、いろんな排水機構を必要とする装置、例えばウェットエッチング装置等に適用することができ、様々な変形例に適用することができる。

変形例として、本発明により排水状況および時間を制御する構成が例示できる。例えば、１回の排水中にエア圧力を可変させて単位時間あたりの排水量（排水率）を調整しても良い。具体的には、洗浄槽（水槽）の設けた排水装置に対して供給するエア圧力（流体の供給圧力）を漸次可変する制御部を設ける。エア圧力は排水能力を制御することができるので、エア圧力の供給プロファイルを設定しておき、自動制御により制御したり、あるいはマニュアル（手動）操作によりエア圧力を可変制御する。これにより、排水状況および時間を可変させることができる。例えば、洗浄槽には治工具により被洗浄物が保持された状態で浸漬されているが、被洗浄物が液体に浸漬している排水の初期段階は排水率を低することによりゆっくりと排水する、そして被洗浄物が液体に浸漬しない状態になった段階の後期段階は排水率を高くし、急速排水にしてもよい。このような排水制御により、被洗浄物に対しては排水時の液体動作による悪影響を防止するとともに、最後に急速排水を行うことにより異物が槽内に残ることなく、洗浄効率の高い急速排水を行うことができる。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

洗浄装置等の液体を排水する装置に適用することができる。

本発明による第１の実施形態を示す内部構造図である。 本発明による第１の実施形態を示し、排水状態を示す内部構造図である。 本発明による第１の実施形態を示し、排水状態を示す内部構造図である。 底板の構成を示す図である。 本発明による第２の実施形態を示す内部構造図である。

符号の説明

１ 洗浄槽（水槽）
１１ 湾曲部
２ 底板
２１ 吹出口
２２ 排出口
２３ 枠部
３ 流通管
４ バルブ
４１ フランジ部
４２ 天板部
５ 抑止機構
５１ 抑止部
５２ 貫通部

Claims (4)

1. 側壁と底部を有する水槽に貯留した液体を急速に排出する排水装置であって、当該排水装置は水槽の底部に配置され、底板と流通管とバルブと抑止機構とを有し、
   前記底板は前記水槽の最低部に配置され、液体を外部に排出する排出口と、板厚方向に高さを有する周壁を有するとともに外部から供給された流体を噴出させる吹出口を有しており、
   前記流通管は外部から供給された流体を流通させ、前記底板の吹出口に導入する構成であり、
   前記バルブは上下動作可能に設置され、前記吹出口先端と対向する天板部と、前記排出口を開閉するフランジ部と、前記天板部とフランジ部を連結し前記吹出口の高さと同じかそれ以上の高さを有する側壁部を有しており、
   前記抑止機構は、前記バルブの天板部またはフランジ部または側壁部と係止して、バルブの上下動作範囲を規制する機構であり、
   前記流通管に供給された流体を吹出口に噴出させることにより前記バルブを上昇させ、水槽に貯留した液体を前記排出口から排出するとともに、前記噴出した流体も前記側壁部に沿って流れ前記排出口から排出することを特徴とする排水装置。
2. 側壁と底部を有する水槽に貯留した液体を急速に排出する排水装置であって、当該排水装置は水槽の底部に配置され、底板と流通管とバルブと抑止機構とを有し、
   前記底板は前記水槽の最低部に配置され、液体を外部に排出する排出口と、板厚方向に高さを有する周壁を有するとともに外部から供給された流体を噴出させる吹出口を有しており、
   前記流通管は前記底板の内部または外部に設けられ、外部から供給された流体を流通させ、前記底板の吹出口に導入する構成であり、
   前記バルブは全体として凸形状であり、前記吹出口先端と対向する天板部と、前記排出口を開閉するフランジ部と、前記天板部とフランジ部を連結し前記吹出口の高さと同じかそれ以上の高さを有する側壁部を有しており、
   前記抑止機構は前記バルブの天板部の上方またはフランジ部の上方に形成され、前記バルブの上昇動作範囲を制御する抑止部と、水槽の液体を前記排出口へ導く貫通部を有しており、
   前記バルブは前記底板と前記抑止板間で上下動作可能に設置され、前記流通管に供給された流体を吹出口に連続して噴出させることにより前記バルブを上昇させ、水槽に貯留した液体を排出口から排出するとともに、前記噴出した流体も前記側壁部に沿って流れ前記排出口から排出することを特徴とする排水装置。
3. 前記流体は気体であることを特徴とする請求項１または２記載の排水装置。
4. 洗浄槽の排水機構に請求項１乃至３のいずれかに記載の排水装置を用いた洗浄装置。

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