JP3752983B2 - 部材洗浄装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、シリコンウェーハを収納するウェーハケースやその部品等を洗浄する部材洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウェーハ等の半導体ウェーハを収納するウェーハケースは、プロセス中に付着した金属等の不純物やパーティクル及び各種薬剤等を除去するために使用後に洗浄が行われる。
【０００３】
従来、ウェーハケースを洗浄する装置としては、例えばベルトコンベアを用いて多段式に洗浄を行うものが採用されている。すなわち、ウェーハケースを洗浄用ボックスに入れ、そのボックスをベルトコンベアによって移動させながら薬液や純水等の洗浄液を吹き付けるシャワー室内を複数通し、ウェーハケースの洗浄を行う装置が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記洗浄装置では、以下のような課題が残されている。すなわち、ウェーハケースは通常複数枚のウェーハを収納するために複数の溝部が形成されていると共に、構造上必要な折り返し部が形成されており、従来のベルトコンベアに載せてシャワー洗浄する場合では、溝部内や折り返し部内の付着物や溜まった洗浄液等を除去し難く、溜まった洗浄液を後で落とす工程等が必要であった。また、ベルトコンベアには金属製の駆動部材が多く用いられているため、コンタミネーションが多くなるおそれがあった。さらに、十分な洗浄を行うために多段式に洗浄するため、装置全体のスペースが大きくなると共に薬液等の洗浄液量も多く、高コストとなってしまっていた。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、溝部内や折り返し部内の付着物や溜まった洗浄液等を容易に除去でき、また、汚染等が少なく、低コストな洗浄ができる部材洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の部材洗浄装置は、被洗浄部材を取付け可能なラックと、
該ラックを収納する装置本体と、
該装置本体内の前記ラックに洗浄液を供給してラックとともに前記被洗浄部材を洗浄する洗浄液供給機構と、
前記装置本体に収納された前記ラックを少なくとも上下反転させるラック反転機構とを備えており、
前記ラックは、前記被洗浄部材であるウェーハケースのケース本体、蓋及びウェーハ押えを取り付けるものであり、
前記ラックは、前記被洗浄部材の各部品をセットする各挿入口と、取り付けた各部品が飛び出さないよう各挿入口を覆うように配された飛び出し防止板と、を有していることを特徴とする。
【０００７】
この部材洗浄装置では、装置本体に収納されたラックを少なくとも上下反転させるラック反転機構を備えているので、ラックに溝部や折り返し部等があってもラック反転機構で上下反転させることにより、溝部内や折り返し部内に十分に洗浄液が行き渡ると共に、洗浄液が溜まることが無く、洗浄液を全て落とすことができる。また、ラックを反転させることにより、被洗浄部材に効率的に洗浄液を供給でき、多段式を採用しなくても十分な洗浄が可能になると共に、全体の洗浄液量を低減することができる。
【０００８】
また、本発明の部材洗浄装置は、前記ラック反転機構が、前記ラックをその水平軸を中心にして回転させるラック回転機構であることが好ましい。
すなわち、この部材洗浄装置では、ラックをその水平軸を中心にして回転させるので、容易にかつ連続して上下反転させることができると共に、装置全体が大きくならず、省スペース化を図ることができる。
【０００９】
また、本発明の部材洗浄装置は、前記ラックが前記装置本体から取り外し可能であることが好ましい。すなわち、この部材洗浄装置では、ラックが装置本体から取り外し可能であるので、ラックを取り出して被洗浄部材の取り付け及び取り外しができ、作業が容易になると共に種々のラックに取り替えることも可能になる。
【００１０】
また、本発明の部材洗浄装置は、前記ラックが形状の異なる複数の前記被洗浄部材を取り付け可能であることが好ましい。すなわち、この部材洗浄装置では、ラックが形状の異なる複数の被洗浄部材を取り付け可能であるので、例えばウェーハケースの本体、蓋及びウェーハ押え等の部材をそれぞれ一つのラックで同時に洗浄することができる。
【００１１】
また、本発明の部材洗浄装置は、前記洗浄液供給機構が、前記装置本体に収納された前記ラックの外側及び内側に配置され前記洗浄液をラックに向けて噴出するシャワーノズルを備えていることが好ましい。すなわち、この部材洗浄装置では、シャワーノズルがラックの外側及び内側に配置されるので、洗浄液をラックの外側及び内側の両方から吹き付けることができ、ラック内の部材を効率的に洗浄することができる。
【００１２】
また、本発明の部材洗浄装置は、前記装置本体が、前記ラックを収納する領域からの前記洗浄液の排液を回収する洗浄液回収機構と、前記ラック反転機構の可動部材が配された領域からの廃液を前記洗浄液の排液とは別に回収する廃液回収機構とを備えていることが好ましい。すなわち、この部材洗浄装置では、洗浄液回収機構により、ラックを収納する領域から洗浄液の排液を回収して再利用することができると共に、廃液回収機構により、ラック反転機構の可動部材が配された領域からの排液を洗浄液の排液とは別に回収して洗浄液の排液に可動部材等から生じる汚染物が混入することを防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明の部材洗浄装置は、前記装置本体に収納された前記ラックの外側又は内側の少なくとも一方から温風をラックに向けて吹き付ける乾燥機構を備えていることが好ましい。すなわち、この部材洗浄装置では、洗浄が終わった後、ラックを取り出さずに、乾燥機構により、ラックに温風を吹き付けて被洗浄部材から洗浄液を吹き飛ばすと共に、乾燥させることができる。
【００１４】
また、本発明の部材洗浄装置は、前記被洗浄部材が、半導体ウェーハを収納するウェーハケース又は該ウェーハケースの部品の少なくとも一方である場合に好適である。すなわち、ウェーハケース又は該ウェーハケースの部品の少なくとも一方を被洗浄部材とした場合、これらの部材は、ウェーハ収納のための溝部や構造上必要な折り返し部等が設けられているので、本発明の部材洗浄装置では、溝部や折り返し部に付着したコンタミネーションや溜まった洗浄液を容易に落とすことができ、十分な洗浄を行うことができる。
【００１５】
また、本発明の部材洗浄装置は、前記装置本体が、少なくとも前記被洗浄部材を収納する領域に配設する部材は全て樹脂製であることが好ましい。すなわち、この部材洗浄装置では、少なくとも被洗浄部材を収納する領域に配設する部材が全て樹脂製であるので、金属製部材を用いた場合のように金属の汚染物が被洗浄部材に付着するおそれがない。
【００１６】
また、本発明の部材洗浄装置は、前記装置本体が、前記洗浄液を貯留可能であり、内部に超音波発生機構を備えていることが好ましい。すなわち、この部材洗浄装置では、被洗浄部材を洗浄する際に装置本体内に洗浄液を貯留して、この中にラックを収納し、この状態で超音波発生機構により超音波を発生させることにより、超音波の振動効果等で特に被洗浄部材の溝部や折り返し部等を十分に洗浄することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る部材洗浄装置の第１実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。
図１にあって、符号１はラック、２は装置本体、３は洗浄液供給機構、４はラック反転機構を示している。
【００１８】
図１は、本発明のケース洗浄装置（部材洗浄装置）を示すものであり、シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）を複数枚収納可能なウェーハケースの部品Ａ、すなわちケース本体、蓋、ウェーハ押え及びパッキン（被洗浄部材）を複数同時に洗浄するものである。
【００１９】
このケース洗浄装置は、図１に示すように、ウェーハケースの部品Ａを取付け可能なラック１と、該ラック１を収納する装置本体２と、該装置本体２内のラック１に洗浄液を供給してラック１を洗浄する洗浄液供給機構３と、装置本体２に収納されたラックを少なくとも上下反転させるラック反転機構４とを備えている。
【００２０】
また、このケース洗浄装置は、装置本体２の両側に、ラック１にウェーハケースの部品Ａを取り付ける装着用作業台５と、ラック１から洗浄済みのウェーハケースの部品Ａを取り外す脱却用作業台６とを隣接して備えている。なお、装置本体２及び脱却用作業台６は、クリーンルーム７内にパーティション８を介して設置されている。
【００２１】
さらに、装着用作業台５及び脱却用作業台６の上部には、ラック１を載せて回転可能な脱着用ターンテーブル９が水平移動可能に設けられ、脱着用ターンテーブル９の背面側にラック返却傾斜台１０が設けられている。このラック返却傾斜台１０は、脱却用作業台６から装着用作業台５に向けて徐々に低くなるように傾斜している。
【００２２】
すなわち、ウェーハケースの部品Ａが取り外されたラック１を、脱却用作業台６のラック返却傾斜台１０に載せて装着用作業台５に向けて転がすことにより、パーティション８の返却口（図示略）を介してラック１を再び装着用作業台５に戻すことができる。なお、ラック返却傾斜台１０の両端部には、ラック１を係止するクッション１１ａ付きのストッパ１１が立設されている。
【００２３】
上記ラック１は、図１から図３に示すように、略円筒状に形成されており、軸方向両側からウェーハケースの部品Ａをセットできるようになっている。すなわち、ラック１は、中央円板１２とその両側に対向して配された一対の円形側板１３とをラック軸棒１４で互いに連結して構成され、円形側板１３には、部品Ａ、すなわちケース本体、蓋及びウェーハ押えの各挿入口１３ａが開口されている。
【００２４】
また、ラック１内部には、挿入口１３ａから挿入された部品Ａを固定するための固定ピン１３ｂがそれぞれ設けられている。さらに、円形側板１３には、パッキンを取り付けるための取付けピン１３ｃが設けられている。
円形側板１３の外側には、三日月状の一対の飛び出し防止板１５が取り付けられている。これらの飛び出し防止板１５は、下端部が円形側板１３に回転可能に取り付けられ、開閉可能になっていると共に、上端部に止めピン１５ａがそれぞれ設けられ、両止めピン１５ａに止めゴム１６を巻回することで固定できるようになっている。
【００２５】
そして、これらの飛び出し防止板１５を、開いた状態では各挿入口１３ａからウェーハケースの部品Ａをラック１内に挿入可能になっており、閉めた状態では各挿入口１３ａを覆うように配されて、取り付けた部品Ａが飛び出さないようになっている。なお、円形側板１３には、飛び出し防止板１５を開いたとき及び閉じたときの過剰移動を防止するために係止ピン１３ｄが外面に設けられている。
【００２６】
また、円形側板１３及び中央円板１２には、それぞれ中心軸上に中央開口部１３ｅが形成されていると共に、該中央開口部１３ｅから下端の外周部にわたってスリット部１３ｆが形成されている。このスリット部１３ｆは、ラック１を装置本体２に収納する際に、装置本体２内の内側ノズル棒部材１７が中央開口部１３ｅまで挿通可能にするものである。さらに、円形側板１３の周縁部には、ラック１を装置本体２に収納した際に後述する装置本体２内のラック支持ピン１８及びラック支持凸部１９に係止する切欠き部１３ｇ、１３ｈ、１３ｉが複数形成されている。
【００２７】
上記装置本体２は、図４に示すように、上部にラック１を出し入れするための蓋部２０と、該蓋部２０に連結され蓋部２０を開閉する蓋開閉用シリンダ２１とを備えている。
上記洗浄液供給機構３は、装置本体２に収納されたラック１の外側にラック１に沿って配置される外側ノズル棒部材２２と、装置本体２に収納されたラック１の内側（中央開口部１３ｅ内）に中心軸に沿って配置される内側ノズル棒部材１７とを備えている。これらの外側ノズル棒部材２２及び内側ノズル棒部材１７には、それぞれ洗浄液を収納されたラック１に向けて噴出するシャワーノズル２３が複数設けられている。
【００２８】
なお、外側ノズル棒部材２２及び内側ノズル棒部材１７は、それぞれ薬液供給源２４、洗浄水供給源２５及び温風供給源２６に接続されている。すなわち、これらの供給源を選択することにより、シャワーノズル２３から薬液、洗浄水又は温風をラック１に吹き付けることが可能である。したがって、外側ノズル棒部材２２、内側ノズル棒部材１７及び温風供給源２６は、ラック１及びウェーハケースの部品Ａを乾燥させる乾燥機構としても機能する。
【００２９】
上記ラック反転機構４は、装置本体２の外部に設けられ回転軸２７ａの先端が装置本体２内に配されたモータ２７と、該モータ２７の回転軸２７ａ先端のモータ側ギヤ２７ｂに噛み合って回転可能に設置された主ギヤ２８と、主ギヤ２８に同軸に取り付けられたラック支持部材２９とを備えている。
主ギヤ２８は、装置本体２に水平に設けられた中心軸部材３０に回転可能に支持されていると共に、装置本体２の下部に設けられた一対の支持ギヤ３１に下部で噛み合って支持されている。
【００３０】
上記ラック支持部材２９は、主ギヤ２８及び中心軸部材３０に固定された第１支持板３２と、該第１支持板３２に対向して中心軸部材３０に固定された第２支持板３３と、これら第１支持板３２と第２支持板３３とに懸架された３つのラック支持ピン１８とから構成され、第１支持板３２及び第２支持板３３には、それぞれ内側上部に切欠き部１３ｉに係止するラック支持凸部１９が形成されている。
【００３１】
また、装置本体２の上部及び下部には、主ギヤ２８とラック支持部材２９との間を仕切る仕切板３４が設けられている。また、装置本体２は、ラック１を収納する領域、すなわち仕切板３４よりラック支持部材２９側の領域の洗浄液の排液を回収するために、洗浄液回収機構として底部３５が傾斜して形成され最下部に排液回収口３６が設けられている。
【００３２】
さらに、装置本体２は、ラック反転機構４の可動部材（主ギヤ２８、モータ側ギヤ２７ｂ及び支持ギヤ３１）が配された領域、すなわち仕切板３４より主ギヤ２８側の領域からの廃液を洗浄液の排液とは別に回収するために、廃液回収機構として仕切板３４より主ギヤ２８側下部に廃液受け３７と廃液排出口３８とを備えている。
【００３３】
なお、装置本体２内の各部材は、全て樹脂製（例えば、ＰＶＣ等）である。すなわち、金属製部材を用いないことにより、金属等のコンタミネーションがラック１やウェーハケースの部品Ａに付着することを防止している。
【００３４】
次に、第１実施形態のケース洗浄装置によるウェーハケースの部品の洗浄方法について、説明する。
【００３５】
まず、装着用作業台５上の脱着用ターンテーブル９にラック１を載置すると共に、ラック１内にウェーハケースの各部品Ａを取り付ける。すなわち、ラック１の飛び出し防止板１５を開いた状態にし、各挿入口１３ａから対応する各部品Ａを挿入すると共に固定ピン１３ｂで固定する。また、パッキンは、取付けピン１３ｃに取り付ける。
各部品Ａを取り付けた後、一対の飛び出し防止板１５を閉めた状態にし、両方の止めピン１５ａに止めゴム１６を巻回して飛び出し防止板１５を固定する。
【００３６】
次に、このラック１をクリーンルーム７内に搬入すると共に、装置本体２の蓋部２０を蓋開閉用シリンダ２１で開けてラック１を装置本体２内に入れる。この際、ラック１のスリット部１３ｆを下方に向けて装置本体２のラック支持部材２９内に降ろすと共に、スリット部１３ｆに内側ノズル棒部材１７を挿通させる。そして、ラック１をラック支持部材２９内に完全に降ろすと、ラック１の切欠き部１３ｇ、１３ｈ、１３ｉにラック支持ピン１８及びラック支持凸部１９が係止してラック１が固定される。
【００３７】
ラック１が固定された後、蓋部２０を閉めて装置本体２を密閉し、洗浄液供給機構３により、薬液供給源２４から薬液を供給し、外側ノズル棒部材２２及び内側ノズル棒部材１７を介して薬液をシャワーノズル２３からラック１へ吹き付けて洗浄を行う。また、同時にラック反転機構４により、モータ２７を駆動して、モータ側ギヤ２７ｂ及び主ギヤ２８を介してラック支持部材２９及びラック１を回転させる。このとき、ラック１に吹き付けられた薬液は、ラック１が回転により連続的に上下反転させられるため、溝部や折り返し部にも十分に薬液が行き渡る。
【００３８】
薬液の吹き付けを終了した後、次に洗浄水供給源２５から洗浄水を供給し、外側ノズル棒部材２２及び内側ノズル棒部材１７を介して洗浄水をシャワーノズル２３からラック１へ吹き付けて薬液を洗い流す。この場合も、ラック１が回転しているため、溝部や折り返し部に溜まった薬液を十分に洗浄水で洗い流すことができる。
【００３９】
十分に洗浄水を吹き付けた後、次に温風供給源２６から温風を供給し、外側ノズル棒部材２２及び内側ノズル棒部材１７を介して温風をシャワーノズル２３からラック１へ吹き付けて乾燥を行う。この場合も、ラック１が回転しているため、溝部や折り返し部に溜まった洗浄水を十分に温風で吹き飛ばし、乾燥させることができる。
【００４０】
乾燥終了後、蓋部２０を開けて装置本体２内からラック１を取り出し、脱却用作業台６の脱着用ターンテーブル９に載せて飛び出し防止板１５の固定を解除すると共に、ウェーハケースの各部品Ａをラック１から取り外す。なお、ラック１は、ラック返却傾斜台１０に載せて下方に転がすことにより、装着用作業台５へと戻される。
【００４１】
次に、本発明に係る部材洗浄装置の第２実施形態を、図５を参照しながら説明する。
【００４２】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態ではラック１にシャワーノズル２３から洗浄液を吹き付けて洗浄を行っているのに対し、第２実施形態では、図５に示すように、装置本体４０が洗浄液Ｌを貯留可能であり、内部に超音波発生装置（超音波発生機構）４１を備えている点である。
【００４３】
すなわち、第２実施形態では、ラック１を装置本体４０内に収納した状態で、上部のシャワーノズル２３から洗浄液Ｌを噴出させてラック１全体が浸されるように洗浄液Ｌを貯留し、さらに超音波発生装置４１から超音波を発生させてラック１及びウェーハケースの部品Ａを洗浄する。
このように本実施形態では、洗浄液Ｌによる洗浄効果だけでなく、超音波の振動で特にウェーハケースの部品Ａの溝部や折り返し部等の細かな部分を十分に洗浄することができる。
【００４４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
上記各実施形態では、円筒形状のラック１を採用したが、他の形状のものを用いても構わない。
また、薬液、洗浄水及び温風のいずれも同じシャワーノズル２３から吹き付けているが、それぞれ別々のノズルを設けて吹き付けても構わない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明の部材洗浄装置によれば、装置本体に収納されたラックを少なくとも上下反転させるラック反転機構を備えているので、ラックを上下反転させることにより、被洗浄部材の溝部内や折り返し部内等に十分に洗浄液が行き渡ると共に、洗浄液が溜まることが無く、洗浄液を全て落とすことができ、高い洗浄効果を得ることができる。そして、洗浄後に被洗浄部材中に溜まった洗浄液を落とす工程が不要になり、作業の手間が少なくなると共に作業コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る部材洗浄装置の第１実施形態におけるケース洗浄装置を示す全体正面図である。
【図２】 本発明に係る部材洗浄装置の第１実施形態における装置本体内のラックとシャワーノズルとを示す側面図である。
【図３】 本発明に係る部材洗浄装置の第１実施形態における装置本体内のラックとシャワーノズルとを示す上面図である。
【図４】 本発明に係る部材洗浄装置の第１実施形態における装置本体を示す断面図である。
【図５】 本発明に係る部材洗浄装置の第２実施形態における装置本体を示す概略的な断面図である。
【符号の説明】
１ ラック
２、４０ 装置本体
３ 洗浄液供給機構
４ ラック反転機構（ラック回転機構）
１７ 内側ノズル棒部材
２２ 外側ノズル棒部材
２３ シャワーノズル
２６ 温風供給源（乾燥機構）
３５ 底部（洗浄液回収機構）
３６ 排液回収口（洗浄液回収機構）
３７ 廃液受け（廃液回収機構）
３８ 廃液排出口（廃液回収機構）
４１ 超音波発生装置（超音波発生機構）
Ａ ウェーハケースの部品（被洗浄部材）

Claims (7)

1. 被洗浄部材を取付け可能なラックと、
   該ラックを収納する装置本体と、
   該装置本体内の前記ラックに洗浄液を供給してラックとともに前記被洗浄部材を洗浄する洗浄液供給機構と、
   前記装置本体に収納された前記ラックを少なくとも上下反転させるラック反転機構とを備えており、
   前記ラックは、前記被洗浄部材であるウェーハケースのケース本体、蓋及びウェーハ押えを取り付けるものであり、
   前記ラックは、前記被洗浄部材の各部品をセットする各挿入口と、取り付けた各部品が飛び出さないよう各挿入口を覆うように配された飛び出し防止板と、を有していることを特徴とする部材洗浄装置。
2. 請求項１に記載の部材洗浄装置において、
   前記ラック反転機構は、前記ラックをその水平軸を中心にして回転させるラック回転機構であることを特徴とする部材洗浄装置。
3. 請求項１又は２に記載の部材洗浄装置において、
   前記ラックは、前記装置本体から取り外し可能であることを特徴とする部材洗浄装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の部材洗浄装置において、
   前記洗浄液供給機構は、前記装置本体に収納された前記ラックの外側及び内側に配置され前記洗浄液をラックに向けて噴出するシャワーノズルを備えていることを特徴とする部材洗浄装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の部材洗浄装置において、
   前記装置本体は、前記ラックを収納する領域からの前記洗浄液の排液を回収する洗浄液回収機構と、
   前記ラック反転機構の可動部材が配された領域からの廃液を前記洗浄液の排液とは別に回収する廃液回収機構とを備えていることを特徴とする部材洗浄装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の部材洗浄装置において、
   前記装置本体に収納された前記ラックの外側又は内側の少なくとも一方から温風をラックに向けて吹き付ける乾燥機構を備えていることを特徴とする部材洗浄装置。
7. 請求項１から６に記載の部材洗浄装置において、
   前記装置本体は、少なくとも前記被洗浄部材を収納する領域に配設する部材は全て樹脂製であることを特徴とする部材洗浄装置。

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