JP2022186379A - 洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】純水生成装置の設置スペースを削減し、洗浄水の水質管理を容易とし、被洗浄物への洗浄水の供給機構を簡略化することで被洗浄物への洗浄水の供給効率を高める。【解決手段】洗浄水を用いて被洗浄物を洗浄し、廃液を回収し純水を再生させ循環させる洗浄装置であって、被洗浄物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被洗浄物に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルと、使用された洗浄水を廃液として収容する廃液タンクと、該廃液タンクから該廃液を汲み上げる廃液ポンプと、該廃液ポンプで汲み上げられた廃液を濾過して清水に精製するフィルターと、該清水を収容する清水タンクと、該清水に紫外線を照射する紫外光源と、該清水を該清水タンクから汲み上げる清水ポンプと、該清水ポンプで汲み上げられた該清水をイオン交換樹脂に接触させることで純水を精製するイオン交換樹脂ユニットと、該純水の比抵抗値を測定する比抵抗値計と、を備える。【選択図】図３
Description
本発明は、半導体材料で形成されたウエーハ等の被加工物が加工装置で加工された後、該被加工物を洗浄する洗浄装置に関する。
電子機器に搭載されるデバイスチップの製造工程では、まず、半導体材料で形成されたウエーハの表面に互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）を設定する。そして、該分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスを形成する。その後、分割予定ラインに沿ってウエーハを分割すると、複数のデバイスチップが得られる。ウエーハの分割には、環状の切削ブレードでウエーハを切削する切削装置等が用いられる。
また、近年では、電子機器の小型化、薄型化に伴い、デバイスチップにも薄型化が求められている。そこで、ウエーハの分割前にウエーハの裏面側を研削することにより、ウエーハを薄化する処理が施されることがある。ウエーハの研削加工には、複数の研削砥石を備える研削ホイールでウエーハを研削する研削装置等が用いられる。
上記の切削装置、研削装置等の加工装置を用いてウエーハ等の被加工物を加工した後、加工で生じた加工屑を除去するために該被加工物を洗浄する必要がある。そこで、加工装置は、被加工物に洗浄水を噴射して洗浄する洗浄装置を備える（特許文献１及び特許文献２参照）。加工された被加工物は、洗浄装置で洗浄される。
洗浄装置では、被加工物等の被洗浄物に洗浄水として純水が噴射される。そして、被洗浄物に付着していた加工屑等を含む廃液が洗浄装置から排出され処分される。しかしながら、洗浄装置で使用される純水は大量であり、排出された廃液の処分のために無視できないコストがかかる。そこで、廃液を浄化して再生し、再び洗浄水として利用できる純水を生成する純水生成装置（廃液処理装置）が知られている（特許文献３参照）。
従来、純水生成装置を洗浄装置に隣接して設置する場合、加工装置の近傍において洗浄装置の設置スペースの他にも該純水生成装置のための設置スペースを確保しなければならなかった。これは、洗浄装置から離れた位置に純水生成装置を設置すると、純水生成装置で生成され洗浄装置に移動する純水の水質管理が難しくなるためである。
また、純水生成装置は、洗浄装置からの距離に関わらず洗浄装置に純水を送り出すためのポンプ機構を備える必要がある。そして、洗浄装置は、被加工物等の被洗浄物に純水等の洗浄水を供給するためのポンプ機構を備える必要がある。このように、廃液から再生された純水を洗浄水として被洗浄物に供給するために複数のポンプ機構を稼働させる必要があり、被洗浄物の洗浄効率を低下させる要因となることがあった。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、純水生成装置の設置スペースを削減し、洗浄水の水質管理を容易とし、被洗浄物への洗浄水の供給機構を簡略化することで洗浄水の供給効率を高められる洗浄装置を提供することである。
本発明の一態様によれば、洗浄水を用いて被洗浄物を洗浄し、廃液を回収し純水を再生させ循環させる洗浄装置であって、被洗浄物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被洗浄物に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルと、被洗浄物の洗浄に使用された洗浄水を廃液として収容する廃液タンクと、該廃液タンクから該廃液を汲み上げる廃液ポンプと、該廃液ポンプで汲み上げられた廃液を濾過して清水に精製するフィルターと、該清水を収容する清水タンクと、該清水に紫外線を照射する紫外光源と該清水を該清水タンクから汲み上げる清水ポンプと、該清水ポンプで汲み上げられた該清水をイオン交換樹脂に接触させることで純水を精製するイオン交換樹脂ユニットと、該純水の比抵抗値を測定する比抵抗値計と、を備えることを特徴とする洗浄装置が提供される。
好ましくは、該保持テーブルと、該洗浄水供給ノズルと、該廃液タンクと、該廃液ポンプと、該フィルターと、該清水タンクと、該紫外光源と、該清水ポンプと、該イオン交換樹脂ユニットと、該比抵抗値計と、を収容する筐体を有する。
また、好ましくは、該イオン交換樹脂ユニットで精製され、該比抵抗値計で比抵抗値が測定される前の純水を濾過する精密フィルターをさらに備える。
また、好ましくは、該廃液タンクに通じる第１の流路と、該洗浄水供給ノズルに通じる第２の流路と、に接続され、該純水の該比抵抗値に基づいて該純水の流出先を該第１の流路と、該第２の流路と、の一方に切り替える切り替えバルブをさらに備える。
さらに、好ましくは、該清水ポンプは、該切り替えバルブが該純水の流出先を該第２の流路としているとき、該純水を該洗浄水供給ノズルに供給する供給駆動源として機能する。
本発明の一態様に係る洗浄装置は、保持テーブルと、洗浄水供給ノズルと、を備え、被洗浄物を洗浄水で洗浄できる。そして、廃液タンクと、廃液ポンプと、フィルターと、清水タンクと、紫外線ランプと、清水ポンプと、イオン交換樹脂ユニットと、を備え、使用済みの洗浄水を浄化して純水を精製できる。さらに、比抵抗値計を備え、水質が所定の水準を満たすことが確認された純水が洗浄水供給ユニットから被洗浄物に供給される。
本発明の一態様に係る洗浄装置は、被洗浄物を洗浄できるとともに洗浄水を再生できる。そのため、純水生成装置を別途準備する必要がなく、純水生成装置を設置するスペースを削減できる。また、精製された純水の流路が極めて短くなるため、被洗浄物に供給される純水の水質管理も容易となる。さらに、洗浄装置は、イオン交換樹脂ユニットで精製された純水をそのまま洗浄水供給ユニットから被洗浄物に供給可能であるため、洗浄物に洗浄水を供給するための供給駆動源を簡略化できる。
したがって、本発明により純水生成装置の設置スペースを削減し、洗浄水の水質管理を容易とし、被洗浄物への洗浄水の供給機構を簡略化することで洗浄水の供給効率を高められる洗浄装置が提供される。
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る洗浄装置で洗浄される被洗浄物について説明する。洗浄装置では、切削装置や研削装置等の加工装置で加工された被加工物が被洗浄物として洗浄される。
加工装置では、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）等の半導体材料で形成されたウエーハ等の被加工物が加工される。ウエーハの表面には、複数のＩＣやＬＳＩ等のデバイスが形成される。デバイス毎にウエーハを分割すると、個々のデバイスチップが形成される。また、ウエーハを分割する前に予め該ウエーハの裏面側を研削して該ウエーハを薄化しておくと、最終的に薄型のデバイスチップが得られる。
加工装置で加工される被加工物は、金属等で形成されたリングフレームと、リングフレームの開口に張られた粘着テープと、と予め一体化されることがある。すなわち、被加工物は、リングフレームの開口中に露出した粘着テープの粘着面に貼り付けられ、フレームユニットの一部となる。フレームユニットを形成すると、被加工物の取り扱いが容易となる。また、被加工物を個々のチップに分割したとき、各チップが引き続き粘着テープに支持されるため、各チップの取り扱いも容易となる。
加工装置で被加工物が加工されると、加工屑が生じる。加工装置では、純水等の加工水が供給されつつ被加工物が加工され、生じる加工屑が加工水により洗い流される。しかしながら、加工屑を含む加工水が被加工物に残り該被加工物の表面が乾燥すると、被加工物の表面に加工屑がこびり付く。そのため、加工後の被加工物の表面が乾く前に洗浄を迅速に開始する必要がある。
そのような事情により、加工された被加工物を被洗浄物とする洗浄装置は、加工装置の近傍に設置される。または、洗浄装置は、加工装置の内部に組み込まれる。次に、加工装置の近傍に設置される洗浄装置を例に、本実施形態に係る洗浄装置について説明する。
図１は、洗浄装置２を模式的に示す斜視図である。洗浄装置２は、各構成要素を収容する直方体状の筐体４と、筐体４の内部空間の上方を閉じる透明な開閉カバー６と、等を外面に備える。
筐体４は、４つの支持脚１４により支持されており、各支持脚１４の長さを調整することで筐体４の傾きを修正可能である。筐体４の上部には、被洗浄物の洗浄が実施される洗浄空間１６（図２参照）が開閉カバー６の内部に設けられている。開閉カバー６を開くと、被洗浄物を洗浄空間１６に搬入・搬出できる。
洗浄装置２は、各構成要素を制御し、所定の洗浄条件で被洗浄物の洗浄できるように各構成要素を作動させる制御ユニット８を筐体４の内部に備える。制御ユニット８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代表されるプロセッサ等の処理装置と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成されている。
補助記憶装置には、所定のプログラムを含むソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアに従い処理装置を動作させることによって、制御ユニット８の機能が実現される。そして、補助記憶装置に記憶されるプログラム等のソフトウェアに従い処理装置を動作させることによって、ソフトウェアと処理装置（ハードウェア資源）とが協働した具体的手段として機能する。
洗浄装置２は、さらに、各種の情報を表示する表示ユニットと、各種の指令の入力に使用される入力インターフェースと、の機能を兼ねるタッチパネル付きディスプレイ１０を備える。また、洗浄装置２は、稼働状況やエラーの有無等の該洗浄装置２の状態を示す警報ランプ１２を備える。さらに、洗浄装置２の外面には、該洗浄装置２の動作を強制終了する緊急停止ボタン１８が設けられる。
次に、洗浄装置２の被洗浄物の洗浄に寄与する構成要素について説明する。図２は、洗浄装置２の内部の洗浄空間１６を模式的に示す斜視図である。洗浄空間１６は、矩形状のウォーターケース１６ａに囲まれた空間であり、洗浄空間１６には洗浄ユニット２０が設けられている。ウォーターケース１６ａには、吸排気となる図示しないダクトが接続されている。洗浄ユニット２０は、スピンナテーブル機構２２と、該スピンナテーブル機構２２の周囲を囲む洗浄水受け機構２４と、被洗浄物を洗浄する洗浄機構２６と、を備える。
スピンナテーブル機構２２は、保持テーブル（スピンナテーブル）２８と、該保持テーブル２８を上面に垂直な方向に沿った軸の周りに回転させるモータ（不図示）と、を有する。保持テーブル２８の上部には、上方に露出する多孔質部材２８ａが配設されている。保持テーブル２８の内部には、一端が図示しない吸引源に接続され、他端が該多孔質部材２８ａに接続された吸引路（不図示）が配設されている。
保持テーブル２８の上に被洗浄物を載せ、該吸引源を作動させて該吸引路と、多孔質部材２８ａと、を通して該被洗浄物に負圧を作用させると、該被洗浄物が保持テーブル２８に吸引保持される。すなわち、保持テーブル２８の上面が保持面となる。保持テーブル２８の下部は、出力軸３０の上端が接続されており、該出力軸３０の下端にはモータ（不図示）が接続されている。出力軸３０は、該モータにより生じた回転力を保持テーブル２８に伝達する。
洗浄水受け機構２４は、該ウォーターケース１６ａの下部から径方向内側に張り出した円環状の底壁３４と、保持テーブル２８の外側で底壁３４から立設し板金等で形成された円筒状の外周壁３２と、を備える。底壁３４の内側には出力軸３０が上下方向に沿って通される。底壁３４には、図示しない排水口が設けられており、該排水口には後述の廃液タンクに通じる排水路が接続されている。洗浄水受け機構２４に洗浄水が落下すると、洗浄水は排水口から後述の排水路４４（図３参照）を経て後述の廃液タンク４６（図３参照）に到達する。
該底壁３４の外周部には、洗浄機構２６のパイプ状の軸部３６が突き通されている。該軸部３６は、保持テーブル２８の外側で該保持テーブル２８の上面に垂直な方向に沿って伸長したパイプ状の部材であり、該保持テーブル２８の上面の高さよりも高い位置に達し、上端に２つの腕部３８が接続されている。軸部３６の基端側には該軸部３６を回転させるモータ（不図示）が接続されており、該軸部３６は該モータにより該垂直な方向の周りに回転される。
腕部３８は、軸部３６から保持テーブル２８の中央までの距離に相当する長さで該軸部３６の伸長方向に垂直な方向に伸長したパイプ状の部材であり、それぞれの腕部３８の先端には下方に向いた洗浄水供給ノズル４０が配設される。
洗浄装置２は、後述の通り洗浄水供給源となる浄化ユニット４２を備え、軸部３６及び腕部３８を経て洗浄水供給ノズル４０から保持テーブル２８に保持された被洗浄物に向け洗浄水を噴出させ、該被洗浄物に付着した加工屑等を除去する機能を有する。例えば、洗浄水は、純水である。被洗浄物をより強力に洗浄するために、洗浄水供給ノズル４０から供給される洗浄水には高圧ガスが混ぜ込まれてもよく、洗浄装置２では純水と高圧ガスの混合流体による洗浄が実施されてもよい。
保持テーブル２８の上部の外周側には、被洗浄物を有するフレームユニットのリングフレームを保持するクランプ２８ｂが配設されている。クランプ２８ｂは、保持テーブル２８の回転により生じる遠心力により下側の錘部分が外周側に移動することで自動的に上側の把持部が内周側に倒れてリングフレームを把持する。
洗浄ユニット２０で被洗浄物を洗浄する際には、保持テーブル２８で被洗浄物を吸引保持し、保持テーブル２８を高速で回転させるとともに、軸部３６を回転させて洗浄水供給ノズル４０を保持テーブル２８の上方で往復移動させる。そして、洗浄水供給ノズル４０から被洗浄物に向けて洗浄用の流体（代表的には、純水と高圧エアーとを混合した混合流体）を噴射する。すると、被洗浄物が洗浄される。
被洗浄物に噴射され加工屑を取り込んだ使用済みの洗浄水は、洗浄水受け機構２４の底壁３４に落下し、排水口から洗浄空間１６の外部に排出される。従来、使用済みの洗浄水は廃液として洗浄装置２の外部に排出され処分されていた。しかしながら、洗浄装置２で使用される純水は大量であり、廃液の処分のために無視できないコストがかかっていた。
そこで、洗浄装置２から排出された廃液を浄化して純水を生成する純水生成装置が洗浄装置２の近傍に設けられ使用されていた。純水生成装置は、例えば、廃液を濾過して清水を生成し、清水に紫外線を照射して有機物を破壊し、イオン交換樹脂を使用して清水から不純物イオンを除去することで純水を生成する。そして、生成された純水を洗浄装置２に供給する。
しかしながら、従来、純水生成装置を洗浄装置２に隣接して設置する場合、加工装置の近傍において該純水生成装置のための設置スペースを確保しなければならなかった。これは、洗浄装置２から離れた位置に純水生成装置を設置すると、純水生成装置で生成され洗浄装置２に移動する純水の水質管理が難しくなるためである。
また、純水生成装置は、洗浄装置２からの距離に関わらず洗浄装置２に純水を送り出すためのポンプ機構を備える必要がある。そして、洗浄装置２は、被洗浄物に洗浄水を供給するためのポンプ機構を備える必要がある。このように、廃液から再生された純水を洗浄水として被洗浄物に供給するために複数のポンプ機構を稼働させる必要があり、被洗浄物の洗浄効率を低下させる要因となることがあった。
そこで、本実施形態に係る洗浄装置２は、筐体４の内部空間の底部に浄化ユニット４２を備える。浄化ユニット４２は、使用済みの洗浄水を浄化して純水を生成し、所定の水準を満たす水質の純水を洗浄水として洗浄空間１６に送る。次に、浄化ユニット４２について説明する。
図３は、浄化ユニット４２の構成と、各構成の接続関係と、を模式的に示す構成図である。図３では、説明の便宜のため流路の一部が線状に簡略化されて示されている。流路は、例えば、金属または樹脂製の配管、チューブ等で構築される。
浄化ユニット４２は、排水路４４と、排水路４４の末端に設けられた廃液タンク４６と、を備える。洗浄空間１６から排出された洗浄水（廃液）は排水路４４を伝って廃液タンク４６に供給され、貯留される。具体的には、加工屑等の異物や不純物イオンを含む水が、廃液として廃液タンク４６に供給される。
廃液タンク４６には、該廃液タンク４６に貯留された廃液を汲み上げて送り出す廃液ポンプ４８が接続されている。廃液ポンプ４８は、廃液タンク４６に貯留された水（廃液）をフィルター５０に供給するポンプである。この廃液ポンプ４８によって、廃液タンク４６からフィルター５０に供給される水の量が制御される。
フィルター５０は、例えば、活性炭、ゼオライト、布、樹脂製ファイバー、グラスファイバー、金属メッシュ、逆浸透膜（ＲＯ膜）等で形成される。そして、フィルター５０は、廃液ポンプ４８で汲み上げられた廃液に含まれる加工屑等の不純物を吸着することで、または、濾しとることで除去する。すなわち、廃液を濾過して清水に精製する。フィルター５０で濾過された清水は、清水を収容できる清水タンク５２に収容される。
清水タンク５２の内部には、該清水タンク５２に収容された清水に紫外線を照射する紫外光源５４が設けられている。紫外光源５４は、例えば、紫外線ランプ、紫外線蛍光灯、紫外線ＬＥＤ等である。洗浄装置２で使用された水には、例えば、大気中に浮遊する微生物が不純物として混入する。そこで、紫外光源５４は清水の殺菌処理のために、紫外線を水に照射される。また、清水に紫外線を照射すると、清水に含まれるその他の有機物等を破壊できる。
ここで、紫外光源５４が清水に照射する紫外線は、波長２５４ｎｍの成分と、波長１８５ｎｍの成分と、を含むと良い。清水に波長２５４ｎｍの紫外線を照射すると、該清水を殺菌処理できる。微生物が死滅すると、その死骸が水中に生じる。また、該清水にはその他の有機物も混入する。波長１８５ｎｍの紫外線は、清水に含まれるオゾンを活性化し、オゾンによる有機物の分解を促進する。
清水タンク５２には、流路を介して清水ポンプ５６が接続されている。清水ポンプ５６は、清水を清水タンク５２から汲み上げて流路の下流側に送る機能を有する。なお、紫外光源５４は、清水ポンプ５６で汲み上げられた清水が流れる流路に設けられてもよく、該流路を流れる清水に紫外光源５４から紫外線が照射されてもよい。
流路の清水タンク５２の下流側には、イオン交換樹脂ユニット５８が接続されている。イオン交換樹脂ユニット５８はイオン交換樹脂を含み、紫外光源５４で紫外線が照射された水に含まれるイオンを交換する。イオン交換樹脂ユニット５８は、例えば、円筒状の容器と、該容器に充填されたイオン交換樹脂と、を有する。該容器の内部にはイオン交換樹脂の間を水が進行する流路が形成されており、イオン交換樹脂ユニット５８に進入する水は、該容器中でイオン交換樹脂の間を通過する。
例えば、該容器には、カチオンを交換するイオン交換樹脂（カチオン交換樹脂）と、アニオンを交換するイオン交換樹脂（アニオン交換樹脂）とが、互いに混合された状態で収容される。そして、イオン交換樹脂ユニット５８に供給される水に含まれるイオンのうち水素イオン及び水酸化物イオン以外のイオンは、水素イオンまたは水酸化物イオンに交換される。すなわち、イオン交換樹脂ユニット５８は、清水ポンプ５６で汲み上げられた該清水をイオン交換樹脂に接触させることで純水を精製する。
イオン交換樹脂ユニット５８の流出口は流路に接続されており、イオン交換樹脂によりイオンが交換された水（純水）は、流路を進行して精密フィルター６０に至る。精密フィルター６０は、イオン交換樹脂ユニット５８によりイオンが交換された水（純水）を最終的に濾過する機能を有する。
精密フィルター６０は、フィルター５０と同様に、例えば、活性炭、ゼオライト、布、樹脂製ファイバー、グラスファイバー、金属メッシュ、逆浸透膜（ＲＯ膜）等で形成されたフィルター（不図示）を備える。
洗浄装置２で廃液として排出された水は、浄化ユニット４２の流路を進行する過程で浄化が進み、精密フィルター６０に到達する段階において浄化の最終段階となっている。該水に含まれる不純物は極めて小さく微量であるため、精密フィルター６０にはそのような不純物を除去するのに適した性能が要求される。例えば、精密フィルター６０には、フィルター５０よりも目が細かい膜が使用されるとよい。
そして、精密フィルター６０は、流入する水に含まれる極微量の不純物を吸着することで、または、濾しとることで、該水をさらに浄化する。精密フィルター６０で濾過された水（純水）は、流路を下流側に進行し、水（純水）の比抵抗値を測定する比抵抗値計６２に至る。
水の比抵抗値は、水に含まれる不純物の量が少ないほど高くなる。そのため、水（純水）の比抵抗値を比抵抗値計６２で測定すると、精製された純水が洗浄水として洗浄装置２で再び使用できる水質であるか否かを判定できる。例えば、比抵抗値計６２は制御ユニット８に接続されており、制御ユニット８には洗浄水として使用可能な水質であると判定できる該比抵抗値の判定閾値が登録されている。制御ユニット８は、比抵抗値計６２から送信された該純水の比抵抗値に基づいて該純水の水質の良否を判定する。
浄化ユニット４２は、比抵抗値計６２で比抵抗値が測定された水（純水）が流れる流路６４の先に切り替えバルブ６６を備える。切り替えバルブ６６は、廃液タンク４６に通じる第１の流路６８と、洗浄空間１６の洗浄水供給ノズル４０に通じた第２の流路７０と、が接続されている。切り替えバルブ６６は、例えば、制御ユニット８に接続されたソレノイドバルブである。切り替えバルブ６６は、流路６４を通じて流入する水の流出先を第１の流路６８と、第２の流路７０と、の一方に切り替える機能を有する。
制御ユニット８は、比抵抗値計６２で測定された水（純水）の比抵抗値が所定の閾値を超えていないとき、該水（純水）の水質が被洗浄物を洗浄する洗浄水として使用可能な水準を満たしていないと判定する。この場合、そのまま該水が洗浄水供給ノズル４０に送られると被洗浄物に所定の水準を満たない水質の洗浄水が供給され、被洗浄物を十分に洗浄できない。
そこで、制御ユニット８は、切り替えバルブ６６を制御して水の流出先を第１の流路６８に切り替え、水（純水）を廃液タンク４６に送る。すると、所定の水準に満たない水質の水は、廃液タンク４６に貯留されていた水とともに浄化ユニット４２の流路を再び流れ、さらに浄化される。この場合、廃液タンク４６に貯留される水が徐々に浄化されることとなる。
そして、比抵抗値計６２で測定された水（純水）の比抵抗値が徐々に高くなり、所定の閾値を超えた時、制御ユニット８は該水（純水）の水質が被洗浄物を洗浄する洗浄水として使用可能な水準を満たしていると判定する。このとき、制御ユニット８は、切り替えバルブ６６を制御して水の流出先を第２の流路７０に切り替える。すると、洗浄水供給ノズル４０に所定の水準の水質であることが確認された純水が洗浄水として供給され、洗浄水供給ノズル４０から被洗浄物に洗浄水が供給される。
次に、洗浄装置２における被洗浄物の洗浄動作について説明する。被洗浄物を洗浄する際には、まず、スピンナテーブル機構２２の保持テーブル２８で被洗浄物を吸引保持し、保持テーブル２８の回転を開始するとともに、洗浄水供給ノズル４０を被洗浄物の上方で往復移動させる。
次に、浄化ユニット４２の稼働を開始して水の浄化を開始し、所定の水準の水質を満たす純水を洗浄水として洗浄水供給ノズル４０に送り、洗浄水供給ノズル４０から被洗浄物に該洗浄水を供給する。このとき、洗浄水には高圧ガスが混合されてもよく、洗浄水供給ノズル４０からは二流体が噴出されてもよい。
被洗浄物に供給された洗浄水は、被洗浄物の表面に付着した加工屑等を取り込み、浄化ユニット４２の廃液タンク４６に到達する。そして、浄化ユニット４２が稼働している間、廃液タンク４６に貯留された水が浄化され、洗浄水として再生されて再び洗浄水供給ノズル４０から被洗浄物に供給される。
このとき、比抵抗値計６２で測定される水の比抵抗値が低下し、所定の閾値を下回る場合、制御ユニット８は切り替えバルブ６６を制御して水の流出先を第２の流路７０から第１の流路６８に切り替え、洗浄水供給ノズル４０への水の供給を停止する。この場合、所定の水準を満たさない水の被洗浄物への供給を防止できるため、被洗浄物の再汚染等を防止できる。
そして、浄化ユニット４２の稼働を継続する間に比抵抗値計６２で測定される水の比抵抗値が上がり、所定の閾値を超える場合、制御ユニット８は切り替えバルブ６６を制御して水の流出先を第１の流路６８から第２の流路７０に切り替える。すなわち、洗浄水供給ノズル４０への水の供給を再開し、被洗浄物に水質が所定の水準を満たす洗浄水を供給する。
所定の時間で被洗浄物に洗浄水が噴出されたとき、洗浄水供給ノズル４０からの洗浄水の供給を停止し、保持テーブル２８の回転を続けることで被洗浄物を乾燥させる。すると、被洗浄物の洗浄が完了する。被洗浄物が十分に乾燥した後、保持テーブル２８の回転を終了し、保持テーブル２８による被洗浄物の吸引保持を解除する。そして、被洗浄物を洗浄装置２から搬出する。
なお、洗浄装置２で被洗浄物の洗浄を続けると、循環する水の一部が揮発して洗浄装置２から水が失われることがある。この場合、洗浄装置２の管理者は、洗浄水受け機構２４に定期的に水を投入して補給することで洗浄装置２における所定の量の水の循環を維持できる。また、洗浄装置２は、水の供給源に接続された給水管が接続されていてもよく、内部を循環する水の量が減少したときに該給水管を通じて水が供給されてもよい。
以上に説明する通り、本実施形態に係る洗浄装置２によると、独立した純水生成装置を使用する場合のように加工装置の近傍において洗浄装置２の設置スペースの他にも該純水生成装置のための設置スペースを確保する必要がない。また、浄化ユニット４２から洗浄水供給ノズル４０に至る流路を極めて短くでき、かつ、洗浄水の水質を洗浄水供給ノズル４０に到達する直前に確認できるため、洗浄水の水質管理も極めて容易となる。
また、従来のように独立した純水生成装置を洗浄装置に接続する場合、洗浄装置に純水を送り出すためのポンプ機構を純水生成装置が備える必要があり、洗浄水を洗浄水供給ノズルに供給するためのポンプ機構を洗浄装置が備える必要があった。これに対して、本実施形態に係る洗浄装置２では、浄化ユニット４２の清水ポンプ５６が両ポンプ機構の機能を兼ね、洗浄水の供給駆動源として機能する。そのため、簡易な構成で被洗浄物に洗浄水を供給できて送水コストを低減できるため、被洗浄物の洗浄効率を高めることができる。
なお、被加工物を加工する加工装置に浄化ユニット４２を組み込みむとことで、加工装置で使用される加工水を浄化して再生しつつ、被加工物や加工ユニットに加工水を供給することも考えられる。しかしながら、被加工物を加工する間に再生された水の水質が所定の水準を満たさなくなるとき、そのまま加工水の供給を継続すると所定の加工品質を維持できなくなるため、問題となる。その一方で、被加工物の加工中に加工水の供給を停止するとやはり所定の加工品質を維持できないため、問題となる。
これに対して、本実施形態に係る洗浄装置２では、被洗浄物の洗浄を実施する間に浄化ユニット４２で再生される水の水質が所定の水準を満たさなくなるとき、被洗浄物への洗浄水の供給を停止しても大きな問題とはなりにくい。浄化ユニット４２で水の浄化を継続して、水の水質が所定の水準を満たすようになったときに洗浄水の供給を再開し、最終的に所定の洗浄工程を実施できれば、被洗浄物を十分に洗浄できる。
すなわち、本実施形態に係る洗浄装置２では、洗浄水の供給状況が不安定となる場合においても被洗浄物を問題なく洗浄できる。これが、浄化された水を貯留するための純水タンクや、該純水タンクから洗浄水供給ノズル４０への洗浄水の供給駆動源となるポンプ機構を省略できる理由であるといえる。
ただし、本実施形態に係る洗浄装置２は、そのような純水タンクと、ポンプ機能と、を有してもよい。例えば、洗浄装置２が純水タンク等を有する場合、所定の水準を満たした水質の純水をストックできるため、洗浄水供給ノズル４０により安定的に洗浄水を供給し続けられる。また、洗浄水の温度管理が必要とされる場合、純水タンクに電熱線等の熱源やペルチェ素子等の冷却源等の温度調節機構を設けることで洗浄水の温度を調整することも可能となる。
なお、上記実施形態では、洗浄装置２が切り替えバルブ６６を有し、水質が所定の水準に満たない水を廃液タンク４６に戻す場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。すなわち、洗浄装置２は、切り替えバルブ６６と、第１の流路６８と、を備えていなくてもよい。被加工物を加工する加工装置で使用される加工水とは異なり、洗浄装置２で被洗浄物に供給される洗浄水は、所定の水準に満たない水質である場合でも被洗浄物に破損等を生じさせにくい。
この場合、例えば、比抵抗値計６２により比抵抗値が測定されることで水質が所定の水準を満たすことを確認された純水が連続して所定の時間を超えて被洗浄物に供給されたことを被洗浄物の洗浄の終了条件とすることが考えられる。この場合、被洗浄物に供給される水の水質が所定の水準を満たさなくなったとき洗浄時間のカウントをゼロにして、水質が所定の水準を満たすことが確認されたときに洗浄時間のカウントを再開し、洗浄時間が所定の時間を超えた時に洗浄を終了するとよい。
このように、洗浄装置２が切り替えバルブ６６を備えない場合においても被洗浄物を十分に洗浄できる。この場合、被洗浄物には常に水が供給され続けるため、被洗浄物の洗浄過程で被洗浄物が乾燥するおそれがない。
さらに、上記実施形態では、洗浄装置２が加工装置に隣接して設置される場合を例に説明したが、本実施形態に係る洗浄装置２はこれに限定されない。すなわち、洗浄装置２は、被加工物を加工する加工装置に組み込まれて使用されてもよい。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
２ 洗浄装置
４ 筐体
６ 開閉カバー
８ 制御ユニット
８ａ 多孔質部材
１０ タッチパネル付きディスプレイ
１２ 警報ランプ
１４ 支持脚
１６ 洗浄空間
１６ａ ウォーターケース
１８ 緊急停止ボタン
２０ 洗浄ユニット
２２ スピンナテーブル機構
２４ 洗浄水受け機構
２６ 洗浄機構
２８ 保持テーブル
２８ａ 多孔質部材
２８ｂ クランプ
３０ 出力軸
３２ 外周壁
３４ 底壁
３６ 軸部
３８ 腕部
４０ 洗浄水供給ノズル
４２ 浄化ユニット
４４ 排水路
４６ 廃液タンク
４８ 廃液ポンプ
５０ フィルター
５２ 清水タンク
５４ 紫外光源
５６ 清水ポンプ
５８ イオン交換樹脂ユニット
６０ 精密フィルター
６２ 比抵抗値計
６４ 流路
６６ 切り替えバルブ
６８ 第１の流路
７０ 第２の流路
４ 筐体
６ 開閉カバー
８ 制御ユニット
８ａ 多孔質部材
１０ タッチパネル付きディスプレイ
１２ 警報ランプ
１４ 支持脚
１６ 洗浄空間
１６ａ ウォーターケース
１８ 緊急停止ボタン
２０ 洗浄ユニット
２２ スピンナテーブル機構
２４ 洗浄水受け機構
２６ 洗浄機構
２８ 保持テーブル
２８ａ 多孔質部材
２８ｂ クランプ
３０ 出力軸
３２ 外周壁
３４ 底壁
３６ 軸部
３８ 腕部
４０ 洗浄水供給ノズル
４２ 浄化ユニット
４４ 排水路
４６ 廃液タンク
４８ 廃液ポンプ
５０ フィルター
５２ 清水タンク
５４ 紫外光源
５６ 清水ポンプ
５８ イオン交換樹脂ユニット
６０ 精密フィルター
６２ 比抵抗値計
６４ 流路
６６ 切り替えバルブ
６８ 第１の流路
７０ 第２の流路
Claims (5)
- 洗浄水を用いて被洗浄物を洗浄し、廃液を回収し純水を再生させ循環させる洗浄装置であって、
被洗浄物を保持する保持テーブルと、
該保持テーブルに保持された被洗浄物に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルと、
被洗浄物の洗浄に使用された洗浄水を廃液として収容する廃液タンクと、
該廃液タンクから該廃液を汲み上げる廃液ポンプと、
該廃液ポンプで汲み上げられた該廃液を濾過して清水に精製するフィルターと、
該清水を収容する清水タンクと、
該清水に紫外線を照射する紫外光源と、
該清水を該清水タンクから汲み上げる清水ポンプと、
該清水ポンプで汲み上げられた該清水をイオン交換樹脂に接触させることで純水を精製するイオン交換樹脂ユニットと、
該純水の比抵抗値を測定する比抵抗値計と、
を備えることを特徴とする洗浄装置。 - 該保持テーブルと、該洗浄水供給ノズルと、該廃液タンクと、該廃液ポンプと、該フィルターと、該清水タンクと、該紫外光源と、該清水ポンプと、該イオン交換樹脂ユニットと、該比抵抗値計と、を収容する筐体を有することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
- 該イオン交換樹脂ユニットで精製され、該比抵抗値計で比抵抗値が測定される前の純水を濾過する精密フィルターをさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗浄装置。
- 該廃液タンクに通じる第１の流路と、該洗浄水供給ノズルに通じる第２の流路と、に接続され、該純水の該比抵抗値に基づいて該純水の流出先を該第１の流路と、該第２の流路と、の一方に切り替える切り替えバルブをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の洗浄装置。
- 該清水ポンプは、該切り替えバルブが該純水の流出先を該第２の流路としているとき、該純水を該洗浄水供給ノズルに供給する供給駆動源として機能することを特徴とする請求項４に記載の洗浄装置。
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