JP2008212794A - 石英管洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】石英管が非円管であっても、処理槽内の定位置で均一な洗浄処理を行う。
【解決手段】石英管３の汚れを洗浄する洗浄液５（又は９）を入れた洗浄槽７（又は１１）と、前記洗浄槽７（又は１１）で洗浄された石英管３をリンスするリンス液１３を入れたリンス槽１５と、を備えた石英管洗浄装置１において、前記洗浄槽７（又は１１）内で前記石英管３を回転可能に載置する少なくとも２対のローラ１９と、この２対のローラ１９に載置された石英管３を正転と逆転方向に交互に繰り返して回転せしめる正逆回転駆動装置２１を設けてなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、石英管洗浄装置に関し、特に石英管に付着する酸化物や窒化物の汚れを洗浄するための石英管洗浄装置に関する。

従来、圧力センサの製造やウェハプロセスなどにおける拡散炉では石英管が使用される。このときに石英管の内側や外側に酸化物や窒化物が付着してくる。この石英管に付着した汚れは、圧力センサの製造やウェハプロセスにおいて反応に悪影響を及ぼすので、石英管が汚れた時点で取り出されて洗浄されている。例えば、石英管に付着する酸化物や窒化物の汚れは、ＨＦ、ＨＦ＋ＮＨＯ_３などの薬品の洗浄液で洗浄される。

従来の石英管洗浄装置では、前記石英管に付着した汚れが洗浄槽内の洗浄液に浸漬して洗浄され、この後に、前記石英管に付着している洗浄液がリンス槽内のリンス液でリンスされ、除去される。

このとき、洗浄槽内では洗浄液を循環させて洗浄液の滞留を制御することで、均一な洗浄（エッチング）対策を施しているが、薬品の淀みが発生してしまうために、石英管が洗浄ムラになってしまうという問題点があった。

また、洗浄処理の均一性能を上げるために、例えば、薬品の淀みを解除するための邪魔板や、石英管の内部に放射状に洗浄液を噴射するスプレーなどを設ける等の対策が必要であるが、各装置が複雑になることや、スプレーを石英管の内部に出し入れするためのエリヤや設備が大がかりになることや、十分な洗浄効果を得ることができないという問題点があった。

そこで、上記の洗浄ムラを防止するために、例えば特許文献１〜特許文献３に示されているように、洗浄中の石英管を例えば回転ロールを用いて回転させることで、均一なエッチング処理が行われるように工夫されている。
特開平４−１５６９８８号公報 特開昭６１−７１８８０号公報 特開平５−５７２６２号公報

ところで、従来の石英管洗浄装置においては、特許文献１、特許文献２に示されているように、石英管を一方向に回転させながら洗浄が行われる場合、石英管は厳密に言えば均等な円筒形状ではなく歪んでいるために、石英管が回転するとその長手方向の一方向に移動し、石英管が洗浄槽の壁面に衝突して割れるという問題点があった。

また、特許文献３では、一端が閉塞している石英管を前記一端の閉塞部を下になるように斜めに向けて設置するために、洗浄槽内に設けた傾斜台に前記石英管を回転させる回転ローラを上下に配置している。この回転ローラにより一定時間毎に石英管を回転させている。このような場合であっても、石英管が回転するとその長手方向の一方向に移動することがあるので、石英管の移動防止のための石英管ストッパが設けられている。しかし、石英管が回転ローラにセットされる毎に、前記石英管ストッパをセットしたり外したりする必要があるので、面倒であるという問題点があった。

上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明の石英管洗浄装置は、石英管の汚れを洗浄する洗浄液を入れた洗浄槽と、この洗浄槽で洗浄された石英管をリンスするリンス液を入れたリンス槽と、を備えた石英管洗浄装置において、
前記洗浄槽内で前記石英管を回転可能に載置する少なくとも２対のローラと、この２対のローラに載置された石英管を正転と逆転方向に交互に繰り返して回転せしめる正逆回転駆動装置を設けてなることを特徴とするものである。

また、この発明の石英管洗浄装置は、前記石英管洗浄装置において、前記リンス槽内で前記石英管を回転可能に載置する少なくとも２対のローラと、この２対のローラに載置された石英管を正転と逆転方向に交互に繰り返して回転せしめるリンス用の正逆回転駆動装置を設けていることが好ましい。

この発明の石英管洗浄装置は、前記石英管洗浄装置において、前記２対のローラのうちの少なくとも片方のローラが正逆回転駆動装置で交互に正転方向と逆転方向に回転駆動される構成であることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明の石英管洗浄装置によれば、少なくとも２対のローラに載置された石英管を、正逆回転駆動装置により正転・逆転方向に交互に繰り返し回転させることで、均一な洗浄処理を行うことができると共に、石英管が非円管であっても定位置で洗浄処理することができるので、従来のような位置ずれによる石英管の破損を回避できる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２を参照するに、この実施の形態に係る石英管洗浄装置１は、図２に示されているように、石英管３の汚れを洗浄する第１洗浄液５としての例えばＨＦ（フッ酸）を入れた第１洗浄槽７と、石英管３の汚れを洗浄する第２洗浄液９としての例えばＨＦ＋ＮＨＯ_３（フッ硝酸）を入れた第２洗浄槽１１と、前記第１洗浄槽７又は第２洗浄槽１１で洗浄された石英管３をリンスするリンス液１３としての例えば純水を入れたリンス槽１５が、架台の構造物からなる装置本体１７の下部にほぼ同じ高さで並列に配置されている。

なお、この実施の形態では、上記の石英管３は例えば２ｍほどの長さであり、上記の各処理槽７，１１，１５は石英管３を出し入れ可能な長さで、上面が開放されている。また、第１洗浄槽７のＨＦ（フッ酸）では主に酸化膜が洗浄され、第２洗浄槽１１のＨＦ＋ＮＨＯ_３（フッ硝酸）では主に窒化膜が洗浄される。

また、上記の各処理槽７，１１，１５内の各液体は、それぞれ独立して液体供給管路７Ａ，１１Ａ，１５Ａ及び液体排出管路７Ｂ，１１Ｂ，１５Ｂ、循環ポンプ７Ｃ，１１Ｃ，１５Ｃからなる循環経路で循環される構成である。例えば、上記の各処理槽７，１１，１５の上部には対応する液体供給管路７Ａ，１１Ａ，１５Ａが連通されており、各処理槽７，１１，１５の底部は液体がほぼ中央に向けて流れるように傾斜し、この底部の中央部には対応する液体排出管路７Ｂ，１１Ｂ，１５Ｂが連通されている。この液体排出管路７Ｂ，１１Ｂ，１５Ｂで排出された液体が対応する循環ポンプ７Ｃ，１１Ｃ，１５Ｃで再び液体供給管路７Ａ，１１Ａ，１５Ａを経て各処理槽７，１１，１５へ供給される。

また、上記の各処理槽７，１１，１５の底部には、それぞれ各処理槽７，１１，１５内に投入される石英管３を受けるための２対のローラ１９が軸承されている。この実施の形態では、各１対のローラ１９のうちの少なくとも片方のローラ１９は、正転・逆転方向に回転駆動する正逆回転駆動装置としての例えば正逆回転駆動モータ２１及び伝達ギア機構２３により回転駆動される回転駆動軸２５に連結されており、正転と逆転方向に交互に繰り返して回転される構成である。

なお、上記の各処理槽７，１１，１５の側壁面はそれぞれ複数の補強部材としての例えばブラケット２７で補強されている。

また、装置本体１７の上部には、石英管３を搬送して上記の各処理槽７，１１，１５内に出し入れするための石英管搬送装置２９が設けられている。この石英管搬送装置２９は、石英管３の長手方向と同方向のＸ軸方向に任意の距離で離れた２箇所に、石英管３を載置するフック部３１を下端に設けた吊りアーム部３３がＺ軸方向に昇降自在に設けられ、かつ、前記２つの吊りアーム部３３が同時に平面においてＸ軸方向に直交するＹ軸方向に向けて上記の３つの各処理槽７，１１，１５に亘る範囲で移動自在に設けられている。なお、図２において、処理槽１５では石英管３をフック部３１で支持するように示されているが、１対のローラ１９に載置した状態が省略されている。

より詳しくは、この実施の形態の石英管搬送装置２９は、可動ベース部３５が装置本体１７の上部にガイドレール３７を介してＹ軸方向にガイドされ、かつ、搬送駆動手段としての例えばＹ軸モータ３９、Ｙ軸ボールねじ４１及びナット部材４３により、上記の３つの各処理槽７，１１，１５の上方位置で停止するように移動自在に設けられている。

さらに、可動ベース部３５の上面には上方に向けて高い支柱部４５が設けられており、前記支柱部４５には上記の２つの吊りアーム部３３をＺ軸方向に昇降駆動する石英管昇降駆動装置としての例えばＬＭガイドアクチュエータ４７が、Ｘ軸方向に任意の距離で離れた２箇所に設けられている。

すなわち、前記各ＬＭガイドアクチュエータ４７としては、ＬＭガイド４９をＺ軸方向にガイドするＬＭガイドレール５１が支柱部４５に設けられており、前記ＬＭガイド４９には図２に示されているようにナット部材５３が備えられており、このナット部材５３に螺合するＺ軸ボールねじ５５が前記ＬＭガイドレール５１に沿って設けられている。また、前記支柱部４５の上部には前記Ｚ軸ボールねじ５５を回転駆動するＺ軸モータ５７が設けられている。

また、上記の２つのＬＭガイドアクチュエータ４７の各ＬＭガイド４９には吊りアーム部３３の上端部がそれぞれ固定されている。なお、上記のＺ軸モータ５７にはＬＭガイド４９の移動位置、換言すれば吊りアーム部３３の下端部のフック部３１の位置を検出するためのエンコーダ５９が備えられている。

したがって、上記の２つのＬＭガイドアクチュエータ４７のＺ軸ボールねじ５５がＺ軸モータ５７で正逆回転することで、ＬＭガイド４９がナット部材５３を介してＬＭガイドレール５１にガイドされて昇降駆動されることにより、各吊りアーム部３３が昇降することとなる。

また、装置本体１７の図２において左側は上記の２つの吊りアーム部３３のフック部３１に石英管３を載置するための石英管投入口６１が設けられており、この石英管投入口６１は昇降式の前扉６３で開閉自在に設けられている。

また、装置本体１７の図２において右側の奥壁には２つの吊りアーム部３３のフック部３１に載置された石英管３の端部側の位置を検出するための石英管位置検出装置としての例えば光電センサ６５が設けられている。

上記構成により、装置本体１７の前扉６３を上昇させて石英管投入口６１が開放され、洗浄すべき石英管３が前記石英管投入口６１から図２の左側の二点鎖線の２つの吊りアーム部３３のフック部３１に載置される。このとき、２つの吊りアーム部３３はＺ軸方向で上昇した位置にある。その後、装置本体１７の前扉６３を下降させて石英管投入口６１が閉じられる。この実施の形態では上記の石英管３は、図１において右端が開放されており、図１において左端が閉塞（メクラ）状態である。なお、この石英管３の構造は上述したものに限らないものである。

次に、石英管搬送装置２９のＹ軸モータ３９の駆動により可動ベース部３５が図２のＹ軸方向の右方向へ移動することで、可動ベース部３５の上面の支柱部４５に設けた２つのＬＭガイドアクチュエータ４７並びに吊りアーム部３３がＹ軸方向の図２において右方向へ移動し、第１洗浄液５としての例えばＨＦ（フッ酸）を入れた第１洗浄槽７の位置で停止する。

それから、２つのＬＭガイドアクチュエータ４７のＺ軸モータ５７の駆動により、２つの吊りアーム部３３がほぼ同期して下降し、石英管３が第１洗浄槽７の第１洗浄液５の中に浸漬され、第１洗浄槽７の底部に設けた２対のローラ１９の上に載置される。第１洗浄液５が石英管３の内部に浸入し充填される。

このとき、第１洗浄槽７の第１洗浄液５は、液体供給管路７Ａ及び液体排出管路７Ｂ、循環ポンプ７Ｃからなる循環経路で十分に循環されている。

次いで、正逆回転駆動モータ２１により、各１対のローラ１９のうちの少なくとも片方のローラ１９が正転と逆転方向に交互に繰り返して回転されるので、石英管３が正転と逆転方向に交互に繰り返して回転される。

例えば、石英管３は１rpmの回転速度で回転し、かつ、１分間毎に正転と逆転方向に交互に繰り返して回転される。この洗浄処理時間は石英管３の汚れの状況によって異なり、例えば３０分ないしは２４時間にかけて行われる。このように、第１洗浄液５が十分に循環されている第１洗浄槽７の中で、石英管３を回転させることで均一に洗浄処理されると共に、石英管３を正転・逆転方向に同じ時間だけ交互に繰り返し回転させることで、石英管３が非円管であっても２対のローラ１９の定位置で洗浄処理可能になる。その結果、従来のような石英管３が位置ずれにより破損するという事態を回避できる。

なお、上記の正転・逆転方向に同じ時間だけ交互に回転するには、例えば予めタイマーで制御するようにセットすることで簡単に行うことができる。

上記の洗浄処理後、正逆回転駆動モータ２１によるローラ１９の回転を停止し、Ｚ軸モータ５７の駆動により、２つの吊りアーム部３３がほぼ同期して上昇することで、石英管３が第１洗浄槽７の上昇位置まで上昇する。このとき、石英管３の内部の第１洗浄液５は第１洗浄槽７の中に落下して戻される。

次いで、石英管搬送装置２９のＹ軸モータ３９の駆動により可動ベース部３５が図２のＹ軸方向の左方向へ移動することで、２つの吊りアーム部３３が図２のＹ軸方向の左方向へ移動し、リンス液１３としての例えば純水を入れたリンス槽１５の位置で停止する。

それから、２つのＬＭガイドアクチュエータ４７のＺ軸モータ５７の駆動により、２つの吊りアーム部３３がほぼ同期して下降し、石英管３がリンス槽１５のリンス液１３の中に浸漬され、リンス槽１５の底部に設けた２対のローラ１９の上に載置される。このようにしてリンス液１３が石英管３の内部に浸入し充填される。

次いで、このリンス槽１５においても、前述した第１洗浄槽７での洗浄処理の場合と同様に、リンス処理用の正逆回転駆動装置としての例えば正逆回転駆動モータ２１により、各１対のローラ１９のうちの少なくとも片方のローラ１９が正転と逆転方向に同じ時間だけ交互に繰り返して回転されるので、石英管３が正転と逆転方向に交互に繰り返して回転される。このように、石英管３を回転させることで効率よくリンス処理されると共に、正転・逆転方向に回転させることで、石英管３が非円管であっても定位置でリンス処理され、位置ずれによる石英管３の破損を回避できる。なお、このリンス処理は短時間で完了するものである。

上記のリンス処理後、正逆回転駆動モータ２１によるローラ１９の回転を停止し、Ｚ軸モータ５７の駆動により、２つの吊りアーム部３３がほぼ同期して上昇することで、石英管３がリンス槽１５の上昇位置まで上昇する。このとき、石英管３の内部のリンス液１３はリンス槽１５の中に落下して戻される。

そして、装置本体１７の前扉６３を上昇させて石英管投入口６１が開放され、２つの吊りアーム部３３のフック部３１に載置されている石英管３が、作業者により石英管投入口６１から外部へ取り出されることになる。

なお、前述した実施の形態では、石英管３の洗浄処理が第１洗浄液５としての例えばＨＦ（フッ酸）を入れた第１洗浄槽７で行われる場合で説明したが、第２洗浄液９としての例えばＨＦ＋ＮＨＯ_３（フッ硝酸）を入れた第２洗浄槽１１で行われる場合も、その作用、効果はほぼ同様であるので、詳しい説明は省略する。この場合、石英管３が第２洗浄液９で洗浄された後に、リンス槽１５でリンス処理されてから作業者により石英管投入口６１から外部へ搬出される。

なお、他の実施の形態としては、前述した実施の形態における２対のローラ１９を回転駆動するのではなく、前記２対のローラ１９がフリーに回転する構成とし、この２対のローラ１９に載せた石英管３の一端を把持するチャックなどの把持装置を備えた正逆回転駆動装置が設けられてもよい。すなわち、例えば、２対のローラ１９に載置された石英管３の一端が前記チャックで把持された後に、このチャックの正逆回転により石英管３が正転と逆転を交互に同じ時間で繰り返されるように構成することができる。

この発明の実施の形態の石英管洗浄装置１の正面図である。 図２の断面を示す側面図である。

符号の説明

１ 石英管洗浄装置
３ 石英管
５ 第１洗浄液（ＨＦ；フッ酸）
７ 第１洗浄槽
９ 第２洗浄液（ＨＦ＋ＮＨＯ_３；フッ硝酸）
１１ 第２洗浄槽
１３ リンス液（純水）
１５ リンス槽
７Ａ，１１Ａ，１５Ａ 液体供給管路
７Ｂ，１１Ｂ，１５Ｂ 液体排出管路
７Ｃ，１１Ｃ，１５Ｃ 循環ポンプ
１７ 装置本体
１９ ローラ
２１ 正逆回転駆動モータ（正逆回転駆動装置）
２３ 伝達ギア機構（正逆回転駆動装置）
２５ 回転駆動軸（正逆回転駆動装置）
２９ 石英管搬送装置
３１ フック部
３３ 吊りアーム部
３５ 可動ベース部
３７ ガイドレール
３９ Ｙ軸モータ
４１ Ｙ軸ボールねじ
４３ ナット部材
４５ 支柱部
４７ ＬＭガイドアクチュエータ（石英管昇降駆動装置）
５７ Ｚ軸モータ

Claims (3)

1. 石英管の汚れを洗浄する洗浄液を入れた洗浄槽と、この洗浄槽で洗浄された石英管をリンスするリンス液を入れたリンス槽と、を備えた石英管洗浄装置において、
   前記洗浄槽内で前記石英管を回転可能に載置する少なくとも２対のローラと、この２対のローラに載置された石英管を正転方向と逆転方向に交互に繰り返して回転せしめる正逆回転駆動装置を設けてなることを特徴とする石英管洗浄装置。
2. 前記リンス槽内で前記石英管を回転可能に載置する少なくとも２対のローラと、この２対のローラに載置された石英管を正転方向と逆転方向に交互に繰り返して回転せしめるリンス用の正逆回転駆動装置を設けてなることを特徴とする請求項１記載の石英管洗浄装置。
3. 前記２対のローラのうちの少なくとも片方のローラが正逆回転駆動装置で交互に正転方向と逆転方向に回転駆動される構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の石英管洗浄装置。

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