JP4108862B2

JP4108862B2 - 基板乾燥装置

Info

Publication number: JP4108862B2
Application number: JP09268299A
Authority: JP
Inventors: 範夫豊島; 徹真堀
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP2000283652A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体によって洗浄した後の基板に対して、エアナイフからの空気流を吹き付けて液体を除去し、基板を乾燥するための基板乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示器、フォトマスク等のガラス基板や、プリント配線基板、半導体ウエハ等の基板の製造工程においては、基板の表面に所定の処理液を供給した後に、これを基板から除去する作業が必要となる。例えば、基板の洗浄を行う工程では、基板洗浄装置において、純水等の液体を基板の表面に浴びせかけて洗浄した後、基板乾燥装置において、基板の表面に気体を吹き付けて、基板表面に付着した液体を除去している。
【０００３】
このような基板乾燥装置として、従来から、特開平７−１４８１９号公報に示すものが提案されている。かかる基板乾燥装置は、乾燥室内にエアナイフを有し、基板洗浄装置から乾燥室内に搬送されてきた基板の表面に、エアナイフの空気流を吹き付けることによって洗浄液を吹き飛ばし、基板を乾燥させる装置である。そして、この乾燥室の上部には、例えば、高性能フィルタであるＨＥＰＡ（ＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＡｉｒ）フィルタを有するクリーンユニット部が設けられ、このクリーンユニット部から下方に向けて清浄な空気を乾燥室内に吹き出して、ダウンフロー流を形成している。また、乾燥室の下部には、飛散した水滴やミストが、ダウンフロー流によって下降して外部に排出されるように、排出部が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来の基板乾燥装置においては、乾燥室内に基板を搬入及び搬出するための搬入口及び搬出口が設けられている。このため、エアナイフを停止すると、室内の圧力が低下して、搬入口及び搬出口から外気が流入する。しかし、基板乾燥装置の設置場所がクリーンルームであっても、乾燥室の外部の空気は、乾燥室内よりも清浄度が低い。従って、上記のように外気が流入すると、乾燥室内部の清浄度が低下して、基板が汚染される可能性がある。
【０００５】
また、上述の従来技術においては、エアナイフの吹き出し側の天井に、クリーンユニット部が配設されているので、エアナイフによって吹き飛ばされた洗浄水のミストがダウンフロー流によって、基板に再付着する。特に、かかるミストは、洗い落とされた塵埃を含んでいる場合もあるので、これらの塵埃によって基板が汚染される可能性がある。
【０００６】
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、乾燥室内の清浄度を保ちつつ、基板上の液体を完全に除去することができる基板乾燥装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、乾燥室内に、基板の搬送手段と、基板上の液体を空気流によって除去するエアナイフとを備えた基板乾燥装置において、以下のような技術的特徴を有する。
【０００８】
すなわち、請求項１記載の発明は、排気室と基板上の液体を除去するための液切り室とを連続的に配した乾燥室の室内に、基板の搬送手段と、基板上の液体を空気流によって除去するエアナイフとを備えた基板乾燥装置において、前記液切り室の上部には、前記乾燥室内部に清浄空気を送風するファンユニットが設けられ、前記排気室には、基板から除去された液体によって生じる水滴及びミストを排出する排出手段が接続され、前記ファンユニットは、前記排気室よりも高い位置に設けられ、前記エアナイフは、その吹き出し部が前記排気室側に向けて設けられ、基板が前記排気室から前記液切り室側に移動する過程で基板に空気流を吹き付けるものであり、前記乾燥室には、室内の気圧調整用のダンパが設けられ、前記乾燥室内の気圧が外部の気圧よりも陽圧に維持されるように、前記エアナイフの作動・停止に応じて、前記ダンパの開放度を制御する制御手段を有することを特徴とする。
以上のような請求項１記載の発明では、エアナイフが停止して乾燥室内の圧力が低下した場合であっても、ダンパによって室内の気圧を調整して、外部よりも陽圧に保つことができるので、外気の侵入による室内の汚染が防止される。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板乾燥装置において、前記乾燥室は、天井の高い前記液切り室と、天井の低い前記排気室とを有し、前記基板の搬入口が前記排気室側に設けられ、前記基板の搬出口が前記液切り室側に設けられ、前記エアナイフは、その吹き出し部が前記排気室側に向けて、傾斜して配設されていることを特徴とする。
以上のような請求項２記載の発明では、ファンユニットは、高位部の上部に設けられているので、吹き出される空気は、上から下に向かっての一方向に層流として流れ、乱流になりにくい。また、ファンユニットに内蔵されたＨＥＰＡフィルタ等によって清浄化された空気は、低位部側へ傾斜したエアナイフによって水分が除去され、きれいになった基板の表面に吹き付けられる。従って、塵埃を含むミストが基板に再付着して汚損されることがない。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の基板乾燥装置において、前記排出手段は排気管を有し、前記低位部には、前記搬送手段の下側に排気口が設けられ、前記排気管は前記排気口に接続されていることを特徴とする。
以上のような請求項３記載の発明では、低位部においては天井が低いので、エアナイフからの空気の吹き付けによって発生したミストは、高位部からの上から下への層流によって、排気口から排気管を介して直ちに排出され、滞留しにくい。従って、エアナイフを通過して高位部側へ移動した清浄度の高い基板に、ミストを含む空気が触れることがない。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板乾燥装置において、前記搬送手段は、平行配置された複数の搬送ローラと、前記搬送ローラの端部に構成された駆動部とを有し、前記乾燥室には、前記搬送ローラ側の空間と前記駆動部側の空間とを仕切るカバーが、前記駆動部を覆う位置に設けられ、前記乾燥室における前記駆動部側の空間に、排気管が接続されていることを特徴とする。
以上のような請求項４記載の発明では、搬送ローラの駆動部がカバーで覆われ、その周囲の空気は排気管によって外部に排気される。このため、駆動部の構成部品から、摩耗によって発生する微細な塵埃や、潤滑油などの飛散によって発生するゴミが、搬送ローラによって搬送されている基板側へ移行せず、基板の汚染が防止される。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板乾燥装置において、前記乾燥室には、室内の気圧と外部の気圧との差圧を検出するセンサが設けられ、前記センサが前記制御手段に接続されていることを特徴とする。
以上のような請求項５記載の発明では、センサの検出値に基づいて、乾燥室内を常に外部よりも陽圧に保つことができるので、外気の侵入を防いで、室内の汚染を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（１）実施の形態の構成
本発明に対応する実施の形態を、図１〜７を参照して以下に説明する。
【００１４】
１−１．全体構成
本実施の形態は、図１に示すように、排気室１０と液切り室２０とが連続して構成された乾燥室１が、架台２上に設置されている。そして、図１〜３に示すように、排気室１０には基板の搬入口１０ａが形成され、液切り室２０には基板の搬出口２０ａが形成されている。また、排気室１０及び液切り室２０の内部には、乾燥室１の幅方向に、基板搬送用の搬送ローラ３０が配設されている。この搬送ローラ３０は、基板の搬送方向に複数平行に設けられている。
【００１５】
１−２．搬送ローラの駆動部の構成
搬送ローラ３０の軸の両端は、軸受け３１によって回動可能に支持されている。この搬送ローラ３０の一端には、第１のはすば歯車３０ａが取り付けられている。乾燥室１においては、搬送ローラ３０の第１のはすば歯車３０ａ側の側面近傍に、基板の搬送方向のシャフト３２が設けられている。このシャフト３２には、各々の搬送ローラ３０の第１のはすば歯車３０ａに係合する第２のはすば歯車３２ａが設けられている。そして、図４に示すように、シャフト３１の近傍における乾燥室１の外部には、モータ３２ｂが設置され、このモータ３２ｂを駆動源としてベルトドライブによってシャフト３２が回転する構成となっている。
【００１６】
さらに、乾燥室１の内部には、搬送ローラ３０の軸受け３１、第１のはすば歯車３０ａ、シャフト３２等の駆動部を覆う駆動部カバー３３が、基板の移動方向の全域に亘って、乾燥室１の内壁と平行に設けられている。なお、駆動部カバー３３は、搬送ローラ３０の駆動部のみを覆っているので幅が狭く、各々の搬送ローラ３０の軸はこの駆動部カバー３３を回動可能に貫通している。
【００１７】
１−３．排気室の構成
また、排気室１０の底面には、図５及び図６に示すように、下方に凹んだ集液部１１が形成されている。この集液部１１の後端には、排気管１２の一端部が接続され、集液部１１の内底には、そこに落下した排液が排気管１２へ流入するように傾斜が設けられている。排気管１２は、全体としてＵ字型をした気液分離用のトラップを構成している。この排気管１２の最も低い部分に、分離した排液を流出させる排出管１２ａが接続されている。
【００１８】
排気室１０の底面には駆動部排気管１３の一端が接続され、背面には駆動部排気管１４が接続されている。これらの駆動部排気管１３，１４は、駆動部カバー３３によって覆われた駆動部周囲の空間に連通している。また、背面側の駆動部排気管１４には、ドレン管１４ａが接続されている。
【００１９】
さらに、排気室１０の背後には、垂直管１５が設けられている。この垂直管１５は、その下端に排気管１２の他端が接続され、その下部側面に排気管１３の他端が接続され、その上部前面に排気管１４の他端が接続されている。
【００２０】
１−４．オートダンパの構成
垂直管１５の上端には、オートダンパ１６が設けられている。オートダンパ１６は、図７及び図８に示すように、垂直管１５を封鎖する円形板状の蓋部１６ａを有し、この蓋部１６ａが水平方向のときに全閉状態、垂直方向のときに全開状態となる。蓋部１６ａを回転させる機構は、シャフト１６ｂ、軸受け部１６ｃ、駆動部１６ｄ及び連結部１６ｅによって構成されている。シャフト１６ｂは、蓋部１６ａの直径方向に取り付けられている。
【００２１】
軸受け部１６ｃは、垂直管１５の径方向に対向する位置に２つ設けられ、シャフト１６ｂの両端を回転可能に支持している。駆動部１６ｄは、連結部１６ｅを介してシャフト１６ｂに連結され、シャフト１６ｂを回転させることにより、蓋部１６ａの開閉を行うものであって、例えば、電動モータや、油圧あるいはエアモータなどが使用される。
【００２２】
１−５．液切り室の構成
一方、液切り室２０には、エアナイフ２１とファンユニット２２が配設されている。エアナイフ２１は、図９に示すように、基板の搬送路の上下に設けられ、基板の進行方向に対して斜めに配設されている。液切り室２０の天井は、排気室１０の天井よりも高く形成され、この液切り室２０の上部にファンユニット２２が設けられている。ファンユニット２２は、下方への空気流を形成するファンと、埃等の流入を防ぐＨＥＰＡフィルタ等とを備えている。
【００２３】
１−６．制御回路の構成
さらに、エアナイフ２１及びオートダンパ１６の作動は、図示しない制御回路によって制御される。この制御回路は、エアナイフ２１の駆動部（図示せず）と、オートダンパ１６の駆動部１６ｄに接続され、エアナイフ２１の作動時には、オートダンパ１６が開となり、エアナイフ２１の停止時には、オートダンパ１６が閉となるように設定されている。
【００２４】
（２）本実施の形態の作用
以上のような構成を有する本実施の形態の作用効果は、以下の通りである。すなわち、図９に示すように、洗浄液によって洗浄された基板Ｂは、搬送ローラ３０によって、搬入口１０ａから排気室１０内に搬入される。そして、基板Ｂが液切り室２０側に移動する過程で、作動したエアナイフ２１の空気流が吹き付けられるので、基板Ｂ上の洗浄液が吹き飛ばされる。このようにエアナイフによって水分が除去された基板の表面に、ファンユニット２２からの清浄化された空気流が吹き付けられる。
【００２５】
ファンユニット２２は、排気室１０よりも高い位置に設けられているので、その空気流は、排気室１０側へ移動して、上から下への層流となる。そして、基板Ｂから吹き飛ばされることによって生じた水滴及びミストは、ファンユニット２２の空気流によって下降して、集液部１１に流れる。集液部１１に流れたミスト及び水滴は、排気管１２へ流入して気液分離され、排液は排出管１２ａから外部に排出され、ミストは垂直管１５に流れる。また、駆動部カバー３３によって覆われた駆動部周囲の空気は、図５に示すように、駆動部排気管１３，１４を介して排出され、凝結した液体は、排出管１２ａやドレン管１４ａを介して外部へ排出される。
【００２６】
このようにエアナイフ２１の作動による洗浄液の除去中には、制御回路からの制御信号に基づいて、駆動部１６ｄがオートダンパ１６を開とするので、排気が促進される。また、洗浄液の除去後は、搬送ローラ３０によって基板Ｂが搬出口２０ａから搬出され、エアナイフ２１が停止するが、この時、制御回路からの制御信号に基づいて、駆動部１６ｄがオートダンパ１６を閉とするので、排気室１０及び液切り室２０の室内の気圧が、外部の気圧よりも陽圧に保たれる。
【００２７】
従って、基板Ｂを搬出した後においても、搬入口１０ａ及び搬出口２０ａからの外気の流入が防止され、室内は清浄に保たれる。その後、次の基板Ｂの洗浄液を除去する場合にも、基板Ｂの汚染が防止される。
【００２８】
なお、オートダンパ１６は、その蓋部１６ａの回動量によって開閉の程度を調節できるが、この蓋部１６ａをどの程度閉じれば陽圧になるかは、ファンユニット２２からの流量によって異なる。しかし、エアナイフ２１を停止した状態でも室内を陽圧に保ち、しかも室内の下部に溜まる塵埃を巻き上げないようにするには、ファンユニット２２からの層流が形成されていることが効果的である。従って、層流を形成するのに必要な空気量と、基板の搬出口２０ａ及び搬入口１０ａ、排気管１２からの空気の漏出量を勘案して、オートダンパ１６の閉鎖度合い、すなわち蓋部１６ａの回動量を決定する。
【００２９】
（３）実施の形態の効果
以上のような本実施の形態によれば、排気室１０及び液切り室２０の室内を陽圧に保ち、外気の侵入を防ぐので、外気の影響を受けずに、基板の汚染を防止することができ、品質が安定し、歩留まりが向上する。
【００３０】
また、ファンユニット２２からの清浄化された空気流は、エアナイフ２１によって水分が除去され、きれいになった基板Ｂの表面に吹き付けられるので、塵埃を含むミストが基板Ｂに再付着して汚損されることがない。
【００３１】
また、ファンユニット２２からの空気流は、液切り室２０の高い天井側から、天井の低い排気室１０側へ流れ、上から下への層流となるので、エアナイフ２１によって吹き飛ばされて生じた水滴及びミストが、排気室１０内に滞留することなく効率良く排出される。
【００３２】
また、搬送ローラ３０の駆動部を構成する軸受け３１、第１のはすば歯車３０ａ、シャフト３２等は、駆動部カバー３３によって覆われているので、構成部品の摩耗によって発生する微細な塵埃や、潤滑油などの飛散によって発生するゴミが、搬送中の基板Ｂ側へ移行せず、基板Ｂの汚染が防止される。
【００３３】
（４）その他の実施の形態
本発明は、上記のような実施の形態に限定されるものではなく、各部材の大きさ、形状、数等は適宜変更可能である。例えば、図９に示すように、液切り室２０における搬出口２０ａの近傍に、差圧センサ４０を設け、この差圧センサ２０は制御回路に接続することも可能である。この場合、制御回路は、差圧センサ２０によって検出された乾燥室１の内部の気圧と外部の気圧との差圧に応じて、内部の気圧を外部の気圧よりも陽圧に保つように、オートダンパ１６の駆動部１６ｄを制御するように設定する。
【００３４】
かかる構成によれば、差圧センサ４０によって検出された室内の気圧と外部の気圧との差が、あらかじめ定められた値よりも低下した場合には、オートダンパ１６を閉じて、ファンユニット２２のファンを駆動し、内部の圧力を上昇させることによって、室内を外部よりも陽圧に保って外気の流入を防ぐことができる。また、差圧センサ４０からの検出値に基づいて、室内の気圧を常に一定に保つことができるので、乱流の発生による水滴やミストの基板への再付着等を防止することができる。
【００３５】
また、オートダンパ１６の開閉状態は、その蓋部１６ａがシャフト１６ｂを軸に回転可能に設けられているので、全開及び全閉のいずれか一方の状態には限定されない。つまり、制御回路からの制御信号に応じて、駆動部１６ｄがシャフト１６ｂの回転量を調節することにより、蓋部１６ａの角度を変えて、開閉の程度を微妙に調整することができる。
【００３６】
また、図１０に示すように、排気室１０内部の上方にカバー５０を設け、このカバー５０に垂直管１５を接続する構成とすることも可能である。かかる構成とすれば、排気室１０内に発生して上昇した一部のミストを、効率良く素早く排出することができるため、基板Ｂへのミストの再付着をより一層確実に防止することができる。さらに、図１１に示すように、上方のエアナイフ２１の上部と、排気室１０及び液切り室２０の仕切りとの間に、液切り室２０から排気室１０への空気流を遮る斜めカバー６０を設けることも可能である。
【００３７】
また、上記の実施の形態における排気管、排液管の数は、設計の段階で自由に増減変更可能であり、ダンパを複数設置することもできる。ダンパの形状は、１枚の板状の蓋部を開閉させるもの以外に、複数の羽根の角度を変化させて通過する空気の流量を調整するものでも、ピンチバルブのようにエアバッグを膨らませることにより、通路を開閉するものでも良い。さらに、駆動部は、搬送ローラ３０を駆動可能なものであれば、どのような構成でもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のような本発明によれば、乾燥室内の清浄度を保ちつつ、基板上の液体を完全に除去可能な基板乾燥装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板乾燥装置の一つの実施の形態の構成を示す外観斜視図である。
【図２】図１の実施の形態における排気室の内部構成を示す平面図である。
【図３】図１の実施の形態における液切り室の内部構成を示す平面図である。
【図４】図１の実施の形態における排気室の透視側面図である。
【図５】図１の実施の形態における排気室の側面図である。
【図６】図１の実施の形態における排気室の背面図である。
【図７】図１の実施の形態におけるオートダンパの全閉状態を示す平面図である。
【図８】図１の実施の形態におけるオートダンパの全開状態を示す透視側面図である。
【図９】図１の実施の形態における排気及び排液の流れを示す簡略図である。
【図１０】本発明の基板乾燥装置の他の実施の形態を示す簡略図である。
【図１１】本発明の基板乾燥装置の他の実施の形態を示す簡略図である。
【符号の説明】
１…乾燥室
２…架台
１０…排気室
１０ａ…搬入口
１１…集液部
１２…排気管
１２ａ…排出管
１３，１４…駆動部排気管
１４ａ…ドレン管
１５…垂直管
１６…オートダンパ
１６ａ…蓋部
１６ｂ…シャフト
１６ｃ…軸受け部
１６ｄ…駆動部
１６ｅ…連結部
２０…液切り室
２０ａ…搬出口
２１…エアナイフ
２２…ファンユニット
３０…搬送ローラ
３０ａ…第１のはすば歯車
３１…軸受け
３２…シャフト
３２ａ…第２のはすば歯車
３２ｂ…モータ
３３…駆動部カバー
４０…差圧センサ
５０…カバー

Claims

排気室と基板上の液体を除去するための液切り室とを連続的に配した乾燥室の室内に、基板の搬送手段と、基板上の液体を空気流によって除去するエアナイフとを備えた基板乾燥装置において、
前記液切り室の上部には、前記乾燥室内部に清浄空気を送風するファンユニットが設けられ、
前記排気室には、基板から除去された液体によって生じる水滴及びミストを排出する排出手段が接続され、
前記ファンユニットは、前記排気室よりも高い位置に設けられ、
前記エアナイフは、その吹き出し部が前記排気室側に向けて設けられ、基板が前記排気室から前記液切り室側に移動する過程で基板に空気流を吹き付けるものであり、
前記乾燥室には、室内の気圧調整用のダンパが設けられ、
前記乾燥室内の気圧が外部の気圧よりも陽圧に維持されるように、前記エアナイフの作動・停止に応じて、前記ダンパの開放度を制御する制御手段を有することを特徴とする基板乾燥装置。
前記乾燥室は、天井の高い前記液切り室と、天井の低い前記排気室とを有し、
前記基板の搬入口が前記排気室側に設けられ、
前記基板の搬出口が前記液切り室側に設けられ、
前記エアナイフは、その吹き出し部が前記排気室側に向けて、傾斜して配設されていることを特徴とする請求項１記載の基板乾燥装置。
前記排出手段は排気管を有し、前記低位部には、前記搬送手段の下側に排気口が設けられ、前記排気管は前記排気口に接続されていることを特徴とする請求項２記載の基板乾燥装置。
前記搬送手段は、平行配置された複数の搬送ローラと、前記搬送ローラの端部に構成された駆動部とを有し、前記乾燥室には、前記搬送ローラ側の空間と前記駆動部側の空間とを仕切るカバーが、前記駆動部を覆う位置に設けられ、前記乾燥室における前記駆動部側の空間に、排気管が接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板乾燥装置。
前記乾燥室には、室内の気圧と外部の気圧との差圧を検出するセンサが設けられ、前記センサが前記制御手段に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板乾燥装置。