JP3602264B2

JP3602264B2 - 洗浄装置及び該装置に装備されるべき流体噴射機構

Info

Publication number: JP3602264B2
Application number: JP16836396A
Authority: JP
Inventors: 澄樹波多; 忠康大沢
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2016-06-07
Also published as: JPH09330897A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイなどとして利用されるガラス基板やシリコンウェハー等の基板について洗浄処理を施す洗浄装置と、該洗浄装置に装備されるべき流体噴射装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばガラス基板の洗浄処理を自動的に行う洗浄装置として、図５に示すものが知られている。但し、当該洗浄装置は、洗浄を終えたガラス基板の乾燥までを行うものである。
【０００３】
図示のように、当該洗浄装置には洗浄部１、シャワー部２、エアーブロー部３が並設されており、これらに共通の外槽５を有している。但し、この外槽５の内部空間は、これら各部に関して、隔壁５ａによって個別に分けられている。
【０００４】
被洗浄物としてのガラス基板７は、コンベア１０によって上記洗浄部１、シャワー部２及びエアーブロー部３を順に巡るように水平にかつ等速にて搬送される（矢印Ｔにて示している）。該コンベア１０は、多数のローラ１０ａと、該ローラ１０ａを回転せしめる駆動手段（図示せず）とを有している。
【０００５】
上記洗浄部１は、洗浄用流体として例えば純水１２を貯留し得る貯留槽としての内槽１５を備えている。該内槽１５内には、ガラス基板７の洗浄を促すために該ガラス基板７と共にその間の純水１２を励振させるための振動子１７が設けられている。この振動子１７は、図示しない発信器から発せられる高周波の交流電圧により作動せしめられる。
【０００６】
図６は、上記洗浄部１の詳細を示すものであるが、該図から明らかなように、上記内槽１５には、ガラス基板７を搬入出可能な横長のスリット状開口部である基板取入れ口１５ａ及び基板取出し口１５ｂが前後に形成されている。そして、該内槽１５の外側であってこれら基板取入れ口１５ａ、基板取出し口１５ｂの近傍には、エアーノズル１９が設けられている。これらエアーノズル１９は、該基板取入れ口１５ａ、基板取出し口１５ｂに対し斜めに指向しており、図示しない加圧ポンプから供給される圧搾空気を噴射する。この噴射の圧力によって、基板取入れ口１５ａ及び基板取出し口１５ｂからの純水１２の流出が抑えられる。
【０００７】
なお、図５及び図６で参照符号１８にて示すように、純水１２は上記内槽１５の上縁から常時オーバーフローせしめられており、洗浄によってガラス基板７から除去されて浮揚したパーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）は外部に流れ出る。
【０００８】
一方、図５に示すように、上記洗浄部１の後段に設けられたシャワー部２は、その具備した複数のノズル２１から純水を噴射してガラス基板７の仕上げ洗浄を行い、また、その後段に配置されたエアーブロー部３は具備した複数のノズル２３から温風又は常温風をガラス基板７に噴射して乾燥せしめる。
【０００９】
上述した構成の洗浄装置においては、ガラス基板７の洗浄、乾燥が下記のように行われる。
【００１０】
すなわち、図６に示すように、コンベア１０によって搬送されるガラス基板７はまず、外槽５の片側に形成された入り口５ｂを経て、内槽１５内に基盤取入れ口１５ａから搬入される。内槽１５内に入ったガラス基盤７は、貯留されている純水１２自体と振動子１７から発せられる超音波振動との相乗効果によって洗浄される。
【００１１】
上記ガラス基板７は内槽１５の基板取出し口１５ｂから搬出され、外槽５の隔壁５ａに形成された連絡口５ｃを通じて次のシャワー部２（図５参照）による仕上げ洗浄に供される。この仕上げ洗浄を終えたガラス基板７は更に搬送され、エアーブロー部３によって乾燥させられ、回収される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記した洗浄装置において、内槽１５に付設されたエアーノズル１９は、該内槽１５内の純水１２が基板取入れ口１５ａ及び基板取出し口１５ｂから多量に流出することに起因する該内槽１５内の極端な純水量減少による洗浄不能状態を回避するためのものであるが、このエアーノズル１９では純水１２の流出を充分に抑えることは困難である。
【００１３】
すなわち、図６において参照符号２５で示すように、内槽１５の基板取入れ口１５ａ（又は基板取出し口１５ｂ）をガラス基板７が通過しているとき、内槽１５内の純水１２はこのガラス基板７を伝わることにより流れ出てしまう。
【００１４】
また、同じく図６で参照符号２７にて示すように、ガラス基板７の搬入出時以外でも、基板取出し口１５ｂ（又は基板取り入れ口１５ａ）を通じての純水流出を防止する効果は十分なものとはいえない。
【００１５】
上記のことから、純水１２の流出を可能な限り防ぐべく、下記のような試行がなされ、又、実際に対策が講じられているが、それぞれに問題を擁している。
【００１６】
第１に、上記基板取入れ口１５ａ及び基板取出し口１５ｂを小さくすることが試みられたが、ガラス基板７の曲がり、反り等によって内槽１５に対する搬入出が困難になる場合があり、断念された。
【００１７】
第２に、図６に示すように、内槽１５から流出して外槽５の底部に溜まった純水１２をポンプＰ１で加圧して再び内槽１５内に戻して補うことが行われているが、このような循環のための手段を設けること自体もさりながら、多い流出量に対処するために該ポンプＰ１として能力の大きなものを要し、又、循環用の配管３０も太くしなければならないなど、洗浄装置全体としての大型化と共にコストの増大を招来している。
【００１８】
第３に、上記エアーノズル１９に関して、大きいエアー流量を必要とすることから、該エアーノズル１９そのものや圧搾空気供給用の加圧ポンプ（図示せず）、配管及びその開閉をなすための電磁弁（いずれも図示せず）も大型化し、この点でも装置が大型且つコスト高になるという不都合がある。
【００１９】
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、貯留槽からの洗浄用流体の流出抑制効果が高く、且つ、装置全体として小型化とコスト低減が図り易い洗浄装置を提供すること、また、かかる効果を得るべく洗浄装置に装備されて好適な流体噴射機構を提供することである。
【００２０】
また、本発明は、更に他の効果をも奏し得る洗浄装置を提供する。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る洗浄装置は、洗浄用流体を貯留し得ると共に被洗浄物を搬入出可能な開口部が前記洗浄用流体の液面より下方に形成された貯留槽と、前記貯留槽の内側且つ前記開口部近傍に設けられて、前記被洗浄物の搬入出方向に対して所定角度を以て且つ貯留槽内側へ向かう方向に加圧流体を噴射する流体噴射機構とを有することを特徴とする。また、本発明に係る前記流体噴射機構は、前記開口部の両側に設けられていることを特徴とする。また、本発明に係る前記流体噴射機構は、前記加圧流体を噴射するノズル部が形成された噴射管と、該ノズル部からの加圧流体の方向を変え且つ平面的に拡散せしめる案内部材とを有することを特徴とする。また、本発明に係る前記ノズル部は前記開口部に沿って複数略等ピッチで設けられ、該ノズル部各々から噴射され前記案内部材を経て拡散された加圧流体が互いに交わるようになされていることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例としての洗浄装置（流体噴射機構を含む）の要部を添付図面を参照しながら説明する。但し、この洗浄装置は、以下に説明する部分以外は図５及び図６に示した洗浄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、要部のみの説明に止める。
【００２３】
また、以下の説明及び各図において、図５、図６に示した洗浄装置の構成部分と同一又は対応する構成部分については同じ参照符号を付して示している。
【００２４】
図１に示すように、この本発明に係る洗浄装置においては、貯留槽としての内槽１５の内側に複数の流体噴射機構４１が設けられている。これらの流体噴射機構４１は、被洗浄物であるガラス基板７の搬入出をなすべく該内槽１５に形成された基板取入れ口１５ａ及び基板取出し口１５ｂの近傍に設けられている。詳しくは、これら基板取入れ口１５ａ、基板取出し口１５ｂ各々を上下で挟む位置に一対ずつ配設されている。該流体噴射機構４１は、ガラス基板７の搬入出方向に対して所定の角度θ（図２参照）を以て且つ該内槽１５の内側へ向かう方向に加圧流体である純水を噴射するものである。
【００２５】
図２及び図３は上記基板取入れ口１５ａの付近を示す図であり、図４は該図３に関するＢ−Ｂ矢視を示す図であるが、これらの図から明らかなように、上記流体噴射機構４１は、加圧流体として加圧純水１２ａを噴射するノズル部４３ａが形成された角パイプノズル４３すなわち噴射管と、該ノズル部４３ａからの加圧純水１２ａの方向を変え且つ平面的に拡散せしめる案内部材としての方向板４５とを有している。
【００２６】
上記加圧純水１２ａの流れは具体的には、まず、図２及び図３で矢印ａ_１，ａ_２にて示すように角パイプノズル４３のノズル部４３ａから鉛直方向に噴射され、これが方向板４５に当たって矢印ｂ_１，ｂ_２で示すように上記の角度θとなるように方向を変えられかつ拡散される。
【００２７】
なお、上記方向板４５は交換可能であり、交換によって上記の角度θを変更することができる。この角度θは、角パイプノズル４３に加圧純水を供給するポンプＰ_２（図１参照）の能力等に応じて決定される。
【００２８】
ここで、このポンプＰ_２は、図１に示すように配管４８を通じて内槽１５内の洗浄用純水１２を取り入れ、これを加圧し、他の配管４９（図３にも示す）、Ｔ継手５０（図３参照）、エルボ５１、継管５２乃至５４等を通じて上記角パイプノズル４３に加圧純水１２ａとして供給する。つまり、加圧純水１２ａは内槽１５内の洗浄用純水１２を循環して使用することとなされているのであり、これにより、純水の使用効率が高まり、経済的である。但し、このような循環方式にしなくともよい。
【００２９】
上記構成においては、図２及び図３から明らかなように、角パイプノズル４３のノズル部４３ａより噴射（矢印ａ_１ａ_２）されて方向板４５で方向変換され且つ拡散（矢印ｂ_１、ｂ_２）された加圧純水１２ａは、内槽１５の基板取入れ口１５ａにガラス基板７の先端部か挿入されるとこのガラス基板７の上下両面に当たって方向変換され、図２で矢印ｃ_１、ｃ_２にて示すように水平に内槽１５の内側に向かう。この内槽内側に向かう加圧純水１２ａの流れによって、該基板取入れ口１５ａからの洗浄用純水１２の流出が有効に抑制される。この流出抑制効果は、内槽１５の基板取出し口１５ｂから洗浄後のガラス基板７が搬出される際に関しても同様である。
【００３０】
また、上記基板取り入れ口１５ａ及び基板取り出し口１５ｂにガラス基板７が挿通されていない状態、すなわち、ガラス基板７の搬入出が行われていないときには、図２で矢印ｂ_１、ｂ_２にて示す加圧純水１２ａの流れが合流し、やはり内槽１５の内側に向かう流れが生ずる。よって、該基板取入れ口１５ａ、基板取出し口１５ｂからの洗浄用純水１２の流出が抑制される。
【００３１】
上述した純水流出防止作用について具体的に説明するならば、図２において、内槽１５の内側に向かう加圧流水１２ａの流速をｖとし、上記基板取入れ口１５ａ（又は基板取出し口１５ｂ）のレベルにおける洗浄用純水１２の静圧をＰとすれば、該加圧純水１２ａの動圧γｖ^２／２ｇ（γ：純水の単位体積の重さ，ｇ：重力加速度）がこの静圧Ｐと等しいか、又は大とされている。
【００３２】
上述の如く、当該洗浄装置では、加圧純水１２ａの噴射によって基板取入れ口１５ａ、基板取出し口１５ｂからの洗浄用純水１２の流出が有効に抑制される。これにより、外槽５の底部には純水１２はほとんど溜まらず、溜まった純水を再び内槽１５に戻すために設けられるポンプＰ_１（図１参照）、配管３０からなる循環用の手段は極く小型のもので足りるか、又は全く設けなくともよい。
【００３３】
また、上記流体噴射機構４１自体とこれに加圧純水１２ａを供給するためのポンプＰ_２（図１参照）や配管４８、４９等も小型のもので充分である故に、洗浄装置全体としての小型化及びコストの低減が図り易くなっている。
【００３４】
加えて、ガラス基板７が上記基板取入れ口１５ａ、基板取出し口１５ｂを通過する際、加圧純水１２ａがガラス基板７の表面に勢いよく当たるため、洗浄効果が高まるという効果がえられる。
【００３５】
ところで、上記の効果を奏すべく当該洗浄装置に装備された上記流体噴射機構４１は、加圧純水１２ａを噴射するノズル部４３ａが形成された角パイプノズル４３と、該ノズル部４３ａからの加圧純水１２ａの方向を変え且つ平面的に拡散せしめる方向板４５とを有している。この構成の流体噴射機構４１では、加圧純水１２ａが上記基板取入れ口１５ａ、基板取出し口１５ｂの全域にわたって一層をなして供給される故、洗浄用純水１２の漏れが抑えられ、流出防止がより確実となる。
【００３６】
また、かかる流体噴射機構４１は形鋼や板金のみを使用して製作することができることから構成が比較的簡単であり、製造が容易である。特に、本実施例では、上記ノズル部４３ａが形成された噴射管として、断面形状が矩形の角パイプが採用されている。このノズル部４３ａは単にドリル等を使用して形成した丸孔であるが、角パイプを使用すれば、丸パイプ等を用いる場合に比して、該ノズル部すなわち丸孔を複数並設するときに全ての丸孔を同じ向きとし易く、噴射方向が揃えられるなど種々の効果が得られる。但し、このノズル部４３ａの形状は円形に限定するものではないと共に、単なる孔ではなく、特殊な形状のノズル部としてもよい。例えば、噴射する加圧純水を平面的に拡散させるような特殊ノズル部を用いる。そして、該ノズル部が上記所定の角度θとなるように上記角パイプノズル４３自体を傾ける。このようにすれば、方向板４５は不要である。
【００３７】
なお、図３から明らかなように、上記ノズル部４３ａは上記基板取入れ口１５ａ（及び基板取出し口１５ｂ）に沿って複数等ピッチで設けられ、該ノズル部各々から噴射され前記方向板４５を経て拡散された加圧純水１２ａが互いに交わるようになさている。つまり、洗浄用純水１２の流出を抑止すべく内槽１５の内側に向かう一層のカーテン状の流れに切れ目が生ぜず、流出抑止が確実となっている。
【００３８】
また、本実施例においては、複数の流体噴射機構４１が上記基板取入れ部１５ａ、基板取出し部１５ｂを上下で挟むように両側に設けられているがこれらの開口部が水面下の浅い位置にある場合、また、加圧純水の噴射量、噴射圧を大きく設定する場合等、条件によっては該開口部の片側のみに設置することで足りる。
【００３９】
更に、本実施例では、ガラス基板７を洗浄対象として扱っているが、本発明はシリコンウェハーやその他の物品の洗浄にも適用可能であることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による洗浄装置においては、被洗浄物の搬入出をなすべく貯留槽に形成された開口部の近傍に、該被洗浄物の搬入出方向に対して所定角度を以て且つ貯留槽内側へ向かう方向に加圧流体を噴射する流体噴射機構が設けられている。
かかる構成によれば、該開口部からの洗浄用流体の流出が有効に抑制されると共に、流出量が多い従来の洗浄装置で貯留量を確保するために必要とされている大型の流体循環用手段が無用であり、又、上記流体噴射機構自体とこれに加圧流体を供給するためのポンプや配管等も小型のもので充分である故に洗浄装置全体としての小型化及びコスト低減が図り易くなっている。
加えて、被洗浄物が上記開口部を通過する際に加圧流体が被洗浄物の表面に勢いよく当たるため、洗浄効果が高まるという効果が得られ、製品の歩留まりが良くなり、装置の信頼性も増す。
また、これらの効果を奏すべく洗浄装置に装備されるべき本発明の流体噴射機構は、加圧流体を噴射するノズル部が形成された噴射管と、該ノズル部からの加圧流体の方向を変え且つ平面的に拡散せしめる案内部材とを有している。この構成では、加圧流体が上記開口部の全域にわたって一層をなして供給される故、洗浄用流体の漏れが抑えられ、流出防止がより確実となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施例としての洗浄装置の要部の縦断面図である。
【図２】図２は、図１に示した構成の一部の拡大図である。
【図３】図３は、図２に関するＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図４は、図３に関するＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】図５は、従来の洗浄装置の縦断面図である。
【図６】図６は、図５に示した洗浄装置の要部を示す図である。
【符号の説明】
１洗浄部
２シャワー部
３エアーブロー部
５外槽
７ガラス基盤（被洗浄物）
１０コンベア
１２純水（洗浄用流体）
１２ａ加圧純水（加圧流体）
１５内槽（貯留槽）
１５ａ（内槽１５の）基盤取入れ口
１５ｂ（内槽１５の）基盤取出し口
１７振動子
４１流体噴射機構
４３角パイプノズル（噴射管）
４３ａ（角パイプノズル４３の）ノズル部
４５方向板（案内部材）

Claims

洗浄用流体を貯留し得ると共に被洗浄物を搬入出可能な開口部が前記洗浄用流体の液面より下方に形成された貯留槽と、
前記貯留槽の内側且つ前記開口部近傍に設けられて、前記被洗浄物の搬入出方向に対して所定角度を以て且つ貯留槽内側へ向かう方向に加圧流体を噴射する流体噴射機構とを有することを特徴とする洗浄装置。
前記流体噴射機構は、前記開口部の両側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
前記流体噴射機構は、前記加圧流体を噴射するノズル部が形成された噴射管と、該ノズル部からの加圧流体の方向を変え且つ平面的に拡散せしめる案内部材とを有することを特徴とする請求項１及び請求項２のうちいずれか１記載の洗浄装置。
前記ノズル部は前記開口部に沿って複数略等ピッチで設けられ、該ノズル部各々から噴射され前記案内部材を経て拡散された加圧流体が互いに交わるようになされていることを特徴とする請求項３記載の洗浄装置。