JP3286125B2 - 遠心乾燥装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄後のシリコン
ウェハー等の基板に付着している液体を遠心力によって
飛散させ、且つ、回転により基板の表面に空気を流すこ
とによって乾燥させる遠心乾燥装置に関し、特に、装置
作動中に基板が破壊した場合に直ちに停止するなど、迅
速に対処し得る遠心乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の遠心乾燥装置として図５
に示すものが知られている。

【０００３】図示のように、当該遠心乾燥装置は、水平
面に沿って回転自在な回転体としてのターンテーブル１
を備えている。そして、該ターンテーブル１上であって
その回転中心１ａから偏倚した外周部適宜位置に、基板
保持部材としてのクレードル２が例えば２つ取り付けら
れている。これらクレードル２は、ターンテーブル１の
回転中心１ａに関して対称に振り分けて配置されてい
る。

【０００４】上記ターンテーブル１は、チャンバー取付
台５上に設けられた略円筒状のチャンバー６内に配設さ
れている。そして、スピンドル７の上端部に取り付けら
れている。このスピンドル７は、その上下両端部近傍に
て軸受９及び１０によって支えられている。該スピンド
ル７の下端部にはプーリ１１が嵌着されており、該スピ
ンドル７はこのプーリ１１に掛けられたベルト（図示せ
ず）を介してモータ（図示せず）からの駆動力を付与さ
れて回転する。

【０００５】なお、スピンドル７の軸方向略中央部には
円板状の振止めプレート１３が嵌着されている。該振止
めプレート１３の側方にはシリンダー１４が配置されて
おり、該シリンダー１４の出力軸に回転自在に取り付け
られたローラ１５が該振止めプレート１３の外周面に圧
接されることによってスピンドル７の軸振れが防止され
る。

【０００６】また、上記チャンバー６は上部にて開放
し、該開放口を開閉する蓋体１７が設けられている。こ
の蓋体１７はヒンジ１８を介して回動自在（矢印Ｅにて
示している）に支持されており、図示しないシリンダー
によって駆動力を付与されて開閉動作を行う。

【０００７】上記チャンバー６の上縁部には全周にわた
ってパッキン１９が設けられており、蓋体１７は閉じた
際にこのパッキン１９に密接する。

【０００８】一方、前述の両クレードル２は、シリコン
ウェハー等の基板２０を複数枚、その主面同士が平行と
なるように等ピッチにて整列して保持する。そして両ク
レードル２は、図において実線と二点鎖線とで示すよう
に、その保持した基板２０の主面がターンテーブル１の
回転中心１ａに対して略直行する状態、すなわち略水平
状態になる位置と略平行となる他の位置との間で回動可
能（図において矢印Ｆにて示している）となっている。

【０００９】詳しくは、両クレードル２はその一端部に
てシャフト２２に嵌着されており、該シャフト２２がタ
ーンテーブル１に対して回転自在に取り付けられてい
る。そして、両クレードル２の他端、すなわち自由端に
は突起２ａが設けられ、ターンテーブル１上に固着され
たストッパ２３に該突起２ａが係合することによって両
クレードル２が下方回動位置に位置決めされる。シャフ
ト２２は図示しないシリンダーによって回転駆動され、
これによって両クレードル２が上記両位置に位置決めさ
れる。

【００１０】上記チャンバー６内への大気の取込みは、
上記蓋対１７の中央部に設けられた吸気口１７ａを通じ
てなされる。これに対して、チャンバー６内において基
板２０の乾燥に供せられた大気、すなわち雰囲気は、該
チャンバー６の側部に形成された開口部（図示せず）を
通じて外方に導かれ、更に排気筒２５の排気口２５ａか
ら排出される。

【００１１】なお、この排気筒２５内には、遠心力によ
って基板２０から飛散する液体が外部にまでは及ばぬよ
うに遮る複数の遮蔽プレート２６が設けられている。

【００１２】上記遮蔽プレート２６間を縫うように吸込
パイプ３０が設けられている。この吸込パイプ３０は、
当該遠心乾燥装置の作動中に或る基板２０が破壊した場
合、破壊によって発生した粉体の一部を吸い込むための
ものであり、一端がチャンバー６に指向するようになさ
れている。

【００１３】吸込パイプ３０の他端は破壊検出装置３１
に接続されている。内部構造は図示しないが、この破壊
検出装置３１は、吸込パイプ３０を通じての吸引力を発
生する吸引ポンプや、吸い込む粉体の数を一定時間毎に
計数する光学系等を備えている。すなわち、一定時間内
に吸い込んだ粉体の数が規定数を超えたとき、基板２０
の破壊が発生したと判断する形式である。

【００１４】続いて、上記した構成の遠心乾燥装置の動
作について説明する。

【００１５】なお、以下の動作は、図示せぬマイクロコ
ンピュータよりなる制御部によって制御されて行われ
る。

【００１６】まず、図において、蓋体１７をこれを作動
させるシリンダー（図示せず）により二点鎖線で示すよ
うに開かせる。またシリンダー１４で振止めプレート１
３を圧接し、スピンドル７を固定する。そして、他のシ
リンダー（図示せず）の作動をもって両クレードル２を
上方に回動させて待機させる。

【００１７】この状態において、乾燥すべき基板２０が
各クレードル２内に収納される。

【００１８】基板２０の収納が完了したら、上記各シリ
ンダーが作動させられ、両クレードル２が下方に回動
し、シリンダー１４が振止めプレート１３から離れてス
ピンドル７の固定を解除して蓋体１７が閉じる。このよ
うにクレードル２が下方に回動することによって、該ク
レードル２に保持されている各基板２０はその主面がタ
ーンテーブル１の回転中心１ａに対して略直角となる。
この状態でターンテーブル１が回転駆動される。これに
より遠心力が作用して各基板２０に付着している洗浄用
液体が飛散すると共に、回転により各基板２０の表面に
空気が流れ、乾燥する。

【００１９】各基板２０が十分に乾燥した時点でターン
テーブル１を停止させる。そして、蓋体１７を開き、シ
リンダー１４で振止めプレート１３を圧接してスピンド
ル７を固定する。その後、クレードル２を上方に回動さ
せる。この状態で、クレードル２内の基板を回収する。

【００２０】なお、ターンテーブル１を回転駆動するモ
ータ（図示せず）はインバータ（ｉｎｖｅｒｔｅｒ）方
式のものであり、ターンテーブル１を停止させるために
は逆方向の電磁力が加えられる。

【００２１】上述した一連の動作は何等支障がない場合
のものであるが、ターンテーブル１の回転中にある基板
２０が遠心力等が原因で破壊した場合、次のようにな
る。

【００２２】すなわち、基板２０の破壊によって、比較
的大きな破片と共に微細な粉体が発生する。この粉体は
排気に混ざり、チャンバー６の側部に形成された開口部
（図示せず）を通じて排気筒２５に向かって流れる。そ
して、吸込パイプ３０より吸い込まれて破壊検出装置３
１に至り、計数される。制御部は、この計数値を信号と
して受け、数値が規定数を上回っていれば基板２０の破
壊が発生したものと判断し、ターンテーブル１を直ちに
停止させる。同時に、図示しない警報ブザーや警報ラン
プによって作業者に対処を促す。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上記した破壊検出装置
は、基板２０が破壊することによって生ずる粉体の数を
以て破壊発生を検出するものであるが、破壊が発生して
も必ずしも所要の数の粉体が破壊検出装置３１に吸引さ
れるとは限らず、また、発生する粉体の数もバラつきが
あることから、検出率は約５０％で低いものである。

【００２４】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、基板破壊の検出率
が高く、しかも他の効果をも併せ奏し得る遠心乾燥装置
を提供することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転体の回転
中心から偏倚した位置に、複数枚の基板をその主面同士
が平行となるように整列して且つ該主面が前記回転中心
に対して略直交する状態にて装填し、前記回転体を回転
駆動することによって前記基板を乾燥させる遠心乾燥装
置において、装置作動中に発生する異常音を検知するた
めの異常音検知手段が設けられている。

【００２６】かかる構成によれば、上記回転体の回転
中、すなわち乾燥作業中に基板が破壊すると、その破片
がチャンバー壁面等に衝突することにより生ずる異常音
が上記異常音検知手段によって検知される。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明は、シリコンウェーハ等の
基板を高速回転させて乾燥させる際、該基板が破壊した
ときに、これをいち早く且つ確実に検知して対処するた
めに実施される。

【００２８】具体的には、基板破壊により発生する異常
音を以て検知する。

【００２９】

【実施例】次に、本発明の実施例としての遠心乾燥装置
について添付図面を参照しながら説明する。

【００３０】なお、この本発明に係る遠心乾燥装置は、
以下に説明する部分以外は図５に示した遠心乾燥装置と
同様に構成されており、装置全体としての構成及び動作
の説明は重複する故に省略し、要部のみ説明に留める。

【００３１】また、以下の説明、並びに図１において、
図５に示した遠心乾燥装置の構成部分と同一の構成部分
については同じ参照符合を付して示している。

【００３２】当該遠心乾燥装置においては、装置作動中
に発生する異常音を検知するための異常音検知手段が設
けられており、次のように構成されている。

【００３３】該異常音検知手段は図１に示す筒状の基体
部４１を有しており、該基体部４１は排気筒２５の排気
口２５ａに連通するように取り付けられている。図示の
ように、該基体部４１の内部空間にはマイクロホン４２
が配置されており、且つ、ブラケット４３によって該基
体部４１に対して取り付けられている。但し、該マイク
ロホン４２はその受音側が上記排気口２５ａに向けられ
ている。

【００３４】図２に示すように、上記マイクロホン４２
からの受音信号は、モータ４４など、当該遠心乾燥装置
全体の作動制御を司る制御部（以下、ＣＰＵと称する）
４５に対し、検出器４６を介して伝達される。

【００３５】なお、上記モータ４４は、ターンテーブル
１を回転駆動するためのものである。

【００３６】上記検出器４６について、図３に基づき詳
述する。

【００３７】図示のように、該検出器４６は、マイクロ
ホン４２から順次接続された増幅器５１、フィルター５
２、ゲイン調整器５３、検波増幅回路５４、電圧比較器
５５及びアラーム出力手段５７を有している。

【００３８】また、上記検波増幅回路５４の出力側には
表示器５９、電圧比較器５５の一入力側にはレベル調整
手段６０及びアラーム出力手段５７には外部リセット手
段６１が接続されている。

【００３９】なお、図３において、参照符合６２は電源
を示す。

【００４０】次に、上記した構成の遠心乾燥装置の動作
について、図４のフローチャートをも参照しながら説明
する。

【００４１】上記構成においては、回転体としてのター
ンテーブル１の高速回転（図４においてステップＳ１で
示す）中、すなわち乾燥作業中に或る基板２０が破壊す
ると、その破片がチャンバー６の壁面等に衝突すること
により必ず生ずる異常音がマイクロホン４２によって捉
えられる。

【００４２】この異常音に基づいて該マイクロホン４２
より発せられた受音信号は、図３に示す増幅器５１によ
って増幅され、フィルター５２に入力する。該フィルタ
ー５２を経ることによって或る帯域幅、例えばハイパス
フィルターであれば高い周波数成分が出力され、バンド
パスフィルターであれば、中間帯域の周波数成分が出力
される。したがって基板破壊時に発生すると想定された
周波数の信号のみが通過しうるように設定されたフィル
ター５２により得られた信号はゲイン調整器５３を経て
検波増幅回路５４に至る。該ゲイン調整器５３ではノイ
ズ信号除去及び利得調整がなされ、検波増幅回路５４に
よって検波増幅が行なわれる。

【００４３】検波増幅回路５４より出力された信号は電
圧比較器５５に入力され、ここでレベル調整手段６０に
より調整された設定電圧と比較され、異常音に相当する
出力信号が出力されてアラーム出力手段５７よりアラー
ムが出力される。

【００４４】なお、表示器５９では、信号やリアルタイ
ムが表示される。

【００４５】また、図３に示した外部リセット手段６１
は、当該検出器４６の作動開始に際して、アラーム出力
手段５７をリセット状態とするためのものである。

【００４６】上記ＣＰＵ４５は、上述のように発せられ
たアラーム出力に基づいて、異常音が発生したものと判
断し、モータ４４を停止させてターンテーブル１の回転
を止め、処理を中止する（図４においてステップＳ２乃
至ステップＳ４にて示す）。そして、同時に、図示しな
い警報ブザーや警報ランプによって作業者に対処を促
す。

【００４７】一方、上記アラーム出力が得られなけれ
ば、所定時間経過後、回転を終了する（図４においてス
テップＳ５で示す）。

【００４８】かかる構成の故、基板２０の破壊はほぼ確
実に検出され、基板破壊検出率が高い。

【００４９】また、異常音は基板破壊時に限らず、例え
ばターンテーブル１が有する小ねじなどの部品が外れて
弾き飛ばされた場合等、他の何等かの原因でも発生する
が、これも検出し得て、ターンテーブル１を直ちに停止
させると共にアラームを発するなど、基板２０の損傷を
未然に防止、若しくは最小限に留めることが可能であ
る。

【００５０】因に、このような部品の外れ等の事故は図
５に示した破壊検出装置３１では検出することができな
い。

【００５１】また、異常音の発生によって上記異常音検
知手段から発せられる検知信号に基づいてなされるべき
動作は、上述のようにターンテーブル１を直ちに停止さ
せることに限らず、アラームを発することのみ、または
ターンテーブル１を減速させることなど作業者による何
等かの対処を促し且つ可能とするものが種々考えられる
が、ターンテーブル１を完全に停止させてしまえば未破
壊の基板２０にはほとんど害が及ばず、有効である。

【００５２】ところで、図１に示すように、該異常音検
知手段は、ターンテーブル１の回転に基づく遠心力によ
って飛散物、例えば破壊した基板２０の破片から上記マ
イクロホン４２を保護する保護手段としての保護部材４
７を上記基体部４１内に有している。このようにマイク
ロホン４２を保護しているのでその機能が損われること
がない。

【００５３】また、前述から明らかなように、上記異常
音検知手段は、基板２０の乾燥に供せられた雰囲気が排
出される排気口２５ａの近傍に配設されている。すなわ
ち、該排気口２５ａを音の検出（取出し）口としても兼
用しているのであり、それ故に音の検出口を特別に設け
る必要がなく、装置を製作する際の工数が少なくて済む
と共に、装置の強度を確保する上からも好ましい。

【００５４】なお、実施例においては、ターンテーブル
１上に回動自在に取り付けられたクレードル２に対して
基板２０を直接装填する構成を示しているが、各基板２
０をこれを収容したカセット（図示せず）と共に装填す
る構成としてもよい。

【００５５】また、本実施例の遠心乾燥装置は、ターン
テーブル１の回転中心１ａが重力方向と略一致する状態
にて設置されるが、この他、回転中心が水平となる遠心
乾燥装置に関しても本発明を適用することが可能であ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明による遠心乾
燥装置においては、装置作動中に発生する異常音を検知
するための異常音検知手段が設けられている。従って、
回転体の回転中、すなわち乾燥作業中に基板が破壊する
と、その破片がチャンバー壁面等に衝突することにより
必ず生ずる異常音によってほぼ確実に検出され、基板破
壊検出率が高い。また、異常音は基板破壊時に限らず、
例えば上記回転体が有する小ねじなどの部品が外れて弾
き飛ばされた場合等、他の何等かの原因でも発生する
が、これも検出し得て、回転体を直ちに停止させると共
にアラームを発するなど、基板の損傷を未然に防止、若
しくは最小限に留めることが可能となる。因に、このよ
うな部品の外れ等の事故は図３に示した破壊検出装置３
１では検出することはできない。また、異常音の発生に
よって上記異常音検知手段から発せられる検知信号に基
づいてなされるべき動作は、上述のように回転体を直ち
に停止させることに限らず、アラームを発することの
み、または回転体を減速させることなど、作業者による
何等かの対処を促し且つ可能とするものが種々考えられ
るが、回転体を全体に停止させてしまえば未破壊の基板
にはほとんど害が及ばず、有効である。加えて、本発明
による遠心乾燥装置においては、上記異常音検知手段
が、マイクロホンと、上記回転体の回転に基づく遠心力
によって飛散する飛散物から該マイクロホンを保護する
保護手段とを有する。このようにマイクロホンを保護し
ているので機能が損われることがない。また、本発明に
よる遠心乾燥装置においては、上記異常音検知手段が、
基板の乾燥に供せられた雰囲気が排出される排気口の近
傍に配設されている。すなわち該排気口を音の検出（取
出し）口としても兼用しているのであり、それ故に音の
検出口を特別に設ける必要がなく、装置を製作する際の
工数が少なくなると共に、装置の強度を確保する上から
も有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例としての遠心乾燥装置
の縦断面図である。

【図２】図２は、図１に示した遠心乾燥装置の動作制御
系を示すブロック図である。

【図３】図３は、図２に示した動作制御系が含む検出器
の詳細を示すブロック図である。

【図４】図４は、図１に示した遠心乾燥装置の動作を説
明するためのフローチャートである。

【図５】図５は、既に実施されている遠心乾燥装置の縦
断面図である。

【符号の説明】

１ ターンテーブル（回転体） １ａ （ターンテーブル１の）回転中心 ２ クレードル ６ チャンバー ７ スピンドル １７ 蓋体 ２０ 基板 ２５ 排気筒 ２５ａ （排気筒２５の）排気口 ４１ （異常音検知手段の）基体部 ４２ マイクロホン ４４ モータ ４５ 制御部（ＣＰＵ） ４７ 保護部材 ５１ 増幅器 ５２ フィルター ５３ ゲイン調整器 ５４ 検波増幅回路 ５５ 電圧比較器 ５７ アラーム出力手段 ５９ 表示器 ６０ レベル調整手段 ６１ 外部リセット手段 ６２ 電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/304 F26B 25/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体の回転中心から偏倚した位置に、
   複数枚の基板をその主面同士が平行となるように整列し
   て且つ該主面が前記回転中心に対して略直交する状態に
   て装填し、前記回転体を回転駆動することによって前記
   基板を乾燥させる遠心乾燥装置において、装置作動中に
   発生する異常音を検知するための異常音検知手段が設け
   られていることを特徴とする遠心乾燥装置。
2. 【請求項２】 前記異常音検知手段から発せられる検知
   信号に基づいて前記回転体を停止せしめることを特徴と
   する請求項１記載の遠心乾燥装置。
3. 【請求項３】 前記異常音検知手段は、マイクロホン
   と、前記回転体の回転に基づく遠心力によって飛散する
   飛散物から該マイクロホンを保護する保護手段とを有す
   ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の遠心乾
   燥装置。
4. 【請求項４】 前記異常音検知手段は、前記基板の乾燥
   に供せられた雰囲気が排出される排気口の近傍に配設さ
   れたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいず
   れか１記載の遠心装置。