JP4707223B2 - 石英ベルジャー洗浄乾燥機及び石英ベルジャーの洗浄乾燥方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置に使用される石英ベルジャーを洗浄し乾燥させる石英ベルジャー洗浄乾燥機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベルジャーというのは、例えばエピタキシャル成長装置等の反応室の呼称のことであり、一般的には釣鐘を伏せたような形状をしている。ここで、ベルジャーの材質としては、金属または石英が用いられるのが普通であるが、シリコンウエハのエピタキシャル成長装置に使用されるベルジャーは、シリコンウエハの金属汚染を厳密に避けることの必要性から、石英製のベルジャー（石英ベルジャー）が使用されている。
【０００３】
ところで、この石英ベルジャーは、エピタキシャル成長装置の使用に伴って汚染されていくので、適度な頻度で洗浄をする必要がある。ここで、この石英ベルジャーの洗浄を行うにあたっては、洗浄装置において、弗酸、硝酸、塩酸などの水溶液を洗浄用薬液として使用し、洗浄をした後に純水でこの洗浄用薬液を洗い流すということを行っていた。そして、洗浄装置による洗浄が行われた石英ベルジャーは、乾燥装置に移され、赤外線ランプ加熱による乾燥に供される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、洗浄用薬液及び純水による洗浄を行う洗浄装置とランプ加熱による乾燥を行う乾燥装置とが別々の装置であるため、洗浄装置から乾燥装置に移す必要があり、しかもこれを人手で行っていたために、乾燥装置への搬送途中における石英ベルジャー破損のおそれがあり、特に最近のウエハの大口径化に伴う石英ベルジャーの大型化によってこの問題がより一層深刻なものとなっていた。
【０００５】
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型の石英ベルジャーを洗浄し乾燥させる場合において、乾燥装置への搬送等によって生じる石英ベルジャーの破損の防止を実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本発明においては、石英ベルジャーの洗浄装置と乾燥装置という相反する装置どうしをうまく調和させて一体化することにより、洗浄装置から乾燥装置への移送という工程そのものを無くすことによって、乾燥装置への搬送等により生じる石英ベルジャーの破損防止を実現したことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る石英ベルジャー洗浄乾燥機においては、洗浄装置と乾燥装置を単純に一体化して「洗浄→乾燥」を行うようにした場合には乾燥時間にバラツキが生じてしまうことから、単純な一体化は困難であるという問題を克服してなされたものであって、石英ベルジャーを収容するケース体の内壁面と石英ベルジャー自身とに気体を吹きかけて、石英ベルジャーの洗浄によってこれらに付着した純水の滴を吹き飛ばしてブロー乾燥をさせることにより、乾燥時間の一定化を図るようにしている。
【０００８】
なお、本発明に係る石英ベルジャー洗浄乾燥機においては、石英ベルジャーを収容するケース体の内壁面に付着した洗浄用薬液を洗い流すための純水を噴射する純水噴水口を備えており、洗浄用薬液による洗浄後に、石英ベルジャーと共にケース体内壁面にも純水を噴射し、その後気体噴射によって、石英ベルジャー表面及びケース体内壁面に付着した純水の滴を共に吹き飛ばしてブロー乾燥をさせるようにしている。また、これにより、赤外線ランプやモニターカメラを洗浄用薬液による腐食から守るシールドの寿命を延ばすことができる。即ち、シールドとしては透明石英ガラス板が使用されるが、洗浄用薬液に弗酸が含まれていた場合には、洗浄用薬液を長時間残したままにしておくと、それがエッチングされてしまい、透明度が落ち、赤外線の透過率が悪くなる。また、モニターカメラのシールドの場合には、透明度が落ち、光が散乱されて、明瞭な映像が得られなくなる。そしてこれを、純水噴射とブロー乾燥をさせることによって防止することができるのである。
【０００９】
より具体的には、本発明においては、以下のような石英ベルジャー洗浄乾燥機を提供する。
【００１０】
（１） 石英ベルジャーを洗浄し乾燥させるための石英ベルジャー洗浄乾燥機であって、その内側に石英ベルジャーを収容して外部から隔離するケース体を備え、更に、前記ケース体内に配置され、石英ベルジャーを載置して回動するターンテーブルと、このターンテーブルに載置された石英ベルジャーをランプ加熱する赤外線ランプと、この赤外線ランプにベルジャー洗浄用薬液及びベルジャー洗浄用純水の滴が付着するのを阻止するために前記ケース体の内側の空間から当該赤外線ランプを隔離するシールドと、石英ベルジャーの洗浄を行うためのベルジャー洗浄用薬液及びベルジャー洗浄用純水を噴射する洗浄用液噴出口と、前記ケース体内の前記薬液及び前記純水を排出するための排出口と、を前記ケース体の内側に備えていると共に、前記ケース体の内壁面に純水を噴射する対内壁純水噴水口と、純水で濡れた前記ケース体の内壁面及び石英ベルジャーを乾燥をさせるための乾燥用気体を噴出する乾燥用気体噴出口と、を前記ケース体の内側に備えていることを特徴とする石英ベルジャー洗浄乾燥機。
【００１１】
「石英ベルジャー」としては、シリコンウエハのエピタキシャル成長装置に使用されるものを挙げることができる。本発明に係る石英ベルジャー洗浄乾燥機は、特に大型で人手による取扱いが困難なものを取り扱うのに好適である。
【００１２】
乾燥用気体噴出口から乾燥用気体を噴出することによって純水で濡れた前記ケース体の内壁面及び石英ベルジャーを乾燥をさせる機構は、基本的には、ケース体の内壁面及び石英ベルジャーの表面に付着した純水の滴を吹き飛ばしてブロー乾燥をさせるというものである。
【００１３】
（２） 前記ターンテーブルには、石英ベルジャーが当該ターンテーブル上に載置されたときに当該石英ベルジャーの内側に位置するノズルセンターシャフトが立設されておリ、このノズルセンターシャフトには、前記洗浄用液噴出口と前記乾燥用気体噴出口とが備えられていることを特徴とする（１）記載の石英ベルジャー洗浄乾燥機。
【００１４】
（３） 前記ケース体内における石英ベルジャーのセット位置を視認するためのモニターカメラと、このモニターカメラにベルジャー洗浄用薬液及びベルジャー洗浄用純水の滴が付着するのを阻止するために前記ケース体の内側の空間から当該モニターカメラを隔離するシールドと、が取り付けられていることを特徴とする（２）記載の石英ベルジャー洗浄乾燥機。
【００１５】
（４） 前記シールドが透明石英ガラス製のものである（１）から（３）いずれか記載の石英ベルジャー洗浄乾燥機。
【００１６】
（５） 前記ケース体の内側において前記ブロー乾燥用気体噴出口と前記対内壁純水噴水口とが共有されていることを特徴とする（１）から（４）いずれか記載の石英ベルジャー洗浄乾燥機。
【００１７】
（６） 前記ケース体の底面及び前記ターンテーブルの上面は傾斜していることを特徴とする（１）から（５）いずれか記載の石英ベルジャー洗浄乾燥機。
【００１８】
なお、本発明に係る石英ベルジャー洗浄乾燥機の使用態様の代表的なものは、以下に示すようなものである。
【００１９】
（７） （２）記載の石英ベルジャー洗浄乾燥機を使用して石英ベルジャーの洗浄乾燥を行う方法であって、前記ケース体内における石英ベルジャーの洗浄が行われた後に、前記石英ベルジャーに付着した純水の滴を吹き飛ばして乾燥をする工程と、前記赤外線ランプによるランプ加熱を行って当該石英ベルジャーの加熱乾燥を行う工程と、を含むことを特徴とする石英ベルジャーの洗浄乾燥方法。
【００２０】
【発明を実施するための形態】
図１、図２及び図３は本発明に係る石英ベルジャー洗浄乾燥機の実施形態を示したブロック図であり、図１は縦断面図、図２は上面透視図、図３は側面外観図を示したブロック図である。
【００２１】
＜基本構成＞
図１及び図２に示されるように、この実施の形態に係る石英ベルジャー洗浄乾燥機１０は、その内側に石英ベルジャー１１を収容して外部から隔離するケース体１３を備え、当該ケース体１３の内側には、石英ベルジャー１１を載置して回動するターンテーブル１４が備え付けられている。また、ケース体１３の内側には、シールド１６を介して赤外線ランプ１５が取り付けられており、この赤外線ランプ１５から発せられる赤外線によって、ターンテーブル１４上に載置された石英ベルジャー１１がランプ加熱される。このため、シールド１６は、耐熱性があり、赤外線ランプの光を透過しやすい透明石英ガラスを使用するようにするのが好ましい。また、透明石英ガラスは、多成分系の耐熱ガラスに比較して弗酸によるエッチング速度が遅く、透明度の劣化が少ないという利点も有している。
【００２２】
ここで、ケース体１３の内側には、ベルジャー洗浄用薬液及び純水を噴射する液体噴射用フレキシブルノズル１７が複数個取り付けられている。また、図４に示されるように、液体噴射用フレキシブルノズル１７に隣接する形態で気体噴出用フレキシブルノズル１８が取り付けられており、これらはバンド２０で留められている。そして、液体噴射用フレキシブルノズル１７から純水が噴射された後、清浄された空気や窒素ガス等のブロー乾燥用気体が気体噴出用フレキシブルノズル１８から噴出され、それが純水で濡れたケース体１３の内壁面及び石英ベルジャー１１にあたり、ケース体１３の内壁面及び石英ベルジャー１１の表面に付着した純水の滴を吹き飛ばして、その部分のブロー乾燥をすることになる。
【００２３】
また、石英ベルジャー１１の中心部からは、それを突き通す形でノズルセンターシャフト１９が立設されておリ、この実施の形態においては、その先端部分からベルジャー洗浄用薬液、純水、及びブロー乾燥用気体が適宜噴射若しくは噴出するように構成されている。このノズルセンターシャフト１９は、ターンテーブル１４の回動とは独立して回動し得るように構成されていると同時に、鉛直方向に上下動するように構成されている。
【００２４】
＜ケース体内観察＞
更に、この実施の形態においては、ケース体１３の上部の内壁面に、透明石英ガラスシールドによりケース体内側の空間から隔離されているＣＣＤカメラ２１が取り付けられており、石英ベルジャー１１のターンテーブル１４上への載置位置が外部から観察できるようになっている。より具体的に説明すれば、ＣＣＤカメラ２１からの情報に基づいて、例えば図２に図示されるような画像を作像することができ、この画像に基づいてケース体１３内を観察し、ターンテーブル１４上における石英ベルジャー１１の載置位置を把握することができる。従って、ＣＣＤカメラ２１からの情報に基づいて外部のモニター等に作像された画像を見ながら、石英ベルジャー１１の載置位置を調整することができる。これにより、石英ベルジャー１１をターンテーブル１４上に正しく載置することができ、洗浄用薬液・純水を均一に当てることができるため、完全な洗浄を実施することができるようになる。
【００２５】
＜各パーツの構成＞
この実施の形態においては、ケース体１３の底面１３ａ及びターンテーブル１４の上面には傾斜が設けられており、これによって水捌けが良好になるようにされている。より具体的に説明すれば、図１に示されるように、ターンテーブル１４の形状は断面が皿状の形状とされており、ケース体１３の底面１３ａは、排出口２３に向かって傾斜している。このため、石英ベルジャー１１から垂れてきた液滴は、断面が皿状形状のターンテーブル１４の上面をたどってその中央部に設けられた排出口から落下し、ケース体１３の底面１３ａ上に落ち、傾斜しているこの底面１３ａ上をたどって排出口２３から排出される。
【００２６】
なお、フレキシブルノズル１７及び１８の材質としては、耐薬品性その他の点からフッ素樹脂等を採用することができる。また、ノズルセンターシャフト１９においてベルジャー洗浄用薬液、純水、及びブロー乾燥用気体が適宜噴射若しくは噴出する部位は、その先端部分には限られない。更に、ノズルセンターシャフト１９の径は、石英ベルジャー１１の全ての部位及び石英ベルジャー１１以外の部材が載置された場合にも十分に対応することが考慮されて、設定されている。
【００２７】
また、図３に示されるように、この実施の形態に係る石英ベルジャー洗浄乾燥機１０では、ケース体１３の前面盤１３ｂはドア状に開閉自在に設計されており、ここを適宜開閉して石英ベルジャー１１を収容し、取り出すようにしている。そして、ドア状の前面盤１３ｂには耐熱透明塩化ビニール板１３ｃが嵌め込まれており、ここから内部を直接観察することができるようにされている。更に、耐熱透明塩化ビニール板１３ｃの下部には、外気取入用スリット部１３ｄが設けられている。ケース体１３には、図示されていない排気口より、洗浄に伴って発生する洗浄液のミストが、外気取入用スリット部１３ｄから取り入れられた外気と共に排気される。また更に、ケース体１３の下方には制御部２４が配置されており、この制御部２４からの制御によって、ターンテーブル１４やノズルセンターシャフト１９の回転、並びに、ベルジャー洗浄用薬液、純水、及びブロー乾燥用気体の噴射若しくは噴出または停止などが適宜行われることとなる。
【００２８】
＜動作＞
以上のような構成を有する本実施の形態に係る石英ベルジャー洗浄乾燥機１０では、まず、ドア状の前面盤１３ｂが開けられて、ターンテーブル１４上に、汚れた石英ベルジャー１１が載置される。この実施の形態において、ターンテーブル１４上における石英ベルジャー１１の載置位置が適切か否かは、ＣＣＤカメラ２１からの画像を外部モニター（図示せず）で観察しながら行う。
【００２９】
そして、ターンテーブル１４上の適切な位置に石英ベルジャー１１が載置されたことが確認されると、ドア状の前面盤１３ｂが閉じられ、ターンテーブル１４及びノズルセンターシャフト１９が回転し始め、液体噴射用フレキシブルノズル１７及びノズルセンターシャフト１９からベルジャー洗浄用薬液が噴射され、石英ベルジャー１１の洗浄が行われる。このベルジャー洗浄用薬液は、従来から常用されているものをそのまま使用することができる。この場合において、液体噴射用フレキシブルノズル１７及びノズルセンターシャフト１９は、ともに請求項に記載の「洗浄用液噴出口」として機能していることとなる。
【００３０】
この石英ベルジャー１１の洗浄をする際には、制御部２４からの指令に基づき、液体噴射用フレキシブルノズル１７は適宜変形してその噴射方向が変えられることとなる。そしてこの様子は、耐熱透明塩化ビニール板１３ｃを介して直接的に観察することができ、洗浄が十分でない箇所については、適宜手動をも絡めて十分な洗浄を行うようにする。また、石英ベルジャー１１洗浄の際には、ノズルセンターシャフト１９が適宜上下動しながら、石英ベルジャー１１の全体をくまなく洗浄するようにする。
【００３１】
次に、ベルジャー洗浄用薬液による石英ベルジャー１１の洗浄が終了すると、液体噴射用フレキシブルノズル１７及びノズルセンターシャフト１９から純水が噴射されて、石英ベルジャー１１及びケース体１３の内壁に付着しているベルジャー洗浄用薬液が洗い落とされる。この場合においては、液体噴射用フレキシブルノズル１７及びノズルセンターシャフト１９が、ともに請求項に記載の「ベルジャー洗浄用純水を噴射する洗浄用液噴出口」として機能し、液体噴射用フレキシブルノズル１７が請求項に記載の「ケース体の内壁面に純水を噴射する対内壁純水噴水口」として機能していることになる。
【００３２】
この際の石英ベルジャー１１及びケース体１３の純水の噴射動作は、基本的にはベルジャー洗浄用薬液の噴射の際と同様であるが、一部の液体噴射用フレキシブルノズル１７が適宜変形して設置されており、ケース体１３の内壁に向かって純水を噴出して洗い流す点が異なる。
【００３３】
そして、ケース体１３内における石英ベルジャー１１及びケース体１３の内壁の純水による洗い流しが行われた後、石英ベルジャー１１の内側については、ノズルセンターシャフト１９が上下動しながら、石英ベルジャー１１の内側の表面に付着した純水の滴を吹き飛ばしてブロー乾燥をし、石英ベルジャー１１の外側とケース体１３の内壁については、一部の気体噴出用フレキシブルノズル１８が適宜変形して設置されており、その噴出方向がケース体１３の内面側に向いていて、そこをブロー乾燥することになる。
【００３４】
そして最終的に、石英ベルジャー１１とケース体１３の内壁のブロー乾燥が終了した後、赤外線ランプ１５によるランプ加熱を行って、石英ベルジャー１１の加熱乾燥を行い、この加熱乾燥が終了したときには、このケース体１３内で十分に冷却され、ドア状の前面盤１３ｂが開かれて、石英ベルジャー１１が取り出されることになる。
【００３５】
なお、上記のような本発明においては、実際には、複数の液体噴射用フレキシブルノズル１７において、石英ベルジャー１１に向いているものと、ケース体１３の内壁に向いているものがあり、ケース体１３の内壁に向いているノズルに純水だけを流すことによってケース体１３の内側をも純水で洗い流す点が一つの重要なポイントとなる。それは、まずは、ケース体１３の内壁に付着したベルジャー洗浄用薬液をも洗い流すようにしたことにより、ケース体１３の内壁に残留したベルジャー洗浄用薬液による薬傷の危険（ベルジャー洗浄用薬液には、フッ酸等の劇薬が含まれている）を防止することができるようになるからである。そして更には、これによって石英ガラス製のシールド表面の腐食を防止することができるようになるからである。
【００３６】
また、ケース体１３の内壁に付着したベルジャー洗浄用薬液をも洗い流すようにし、そして更に、ケース体１３の内壁に残留した純水をもブロー乾燥してから石英ベルジャー１１の加熱乾燥を行うようにしたことにより、石英ベルジャー１１の加熱乾燥が安定し、石英ベルジャーの洗浄装置と乾燥装置とを一体化することが実現されることとなる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のような本発明によれば、石英ベルジャーの洗浄機と乾燥機とがうまく一体となった石英ベルジャー洗浄乾燥機を提供することができ、大型化した石英ベルジャーについても、破損の危険を回避して洗浄及び乾燥を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る石英ベルジャー洗浄乾燥機の実施形態を示した縦断面図に係るブロック図を示した図である。
【図２】 本発明に係る石英ベルジャー洗浄乾燥機の実施形態を示した上面透視図に係るブロック図を示した図である。
【図３】 本発明に係る石英ベルジャー洗浄乾燥機の実施形態を示した側面外観図に係るブロック図を示した図である。
【図４】 フレキシブルノズル１７及び１８の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ 石英ベルジャー洗浄乾燥機
１１ 石英ベルジャー
１３ ケース体
１３ａ ケース体１３の底面
１３ｂ ケース体１３のドア状の前面盤
１３ｃ 耐熱透明塩化ビニール板
１３ｄ スリット部
１４ ターンテーブル
１５ 赤外線ランプ
１６ シールド
１７ 液体噴射用フレキシブルノズル
１８ 気体噴出用フレキシブルノズル
１９ ノズルセンターシャフト
２０ バンド
２１ ＣＣＤカメラ
２３ 排出口
２４ 制御部

Claims (6)

1. 石英ベルジャーを洗浄し、乾燥させるための石英ベルジャー洗浄乾燥機であって、
   その内側に石英ベルジャーを収容して外部から隔離するケース体を備え、
   更に、石英ベルジャーを載置して回動するターンテーブルと、このターンテーブルに載置された石英ベルジャーをランプ加熱する赤外線ランプと、この赤外線ランプにベルジャー洗浄用薬液及び純水の滴が付着するのを阻止するために前記ケース体の内側の空間から当該赤外線ランプを隔離するシールドと、石英ベルジャーの洗浄を行うためのベルジャー洗浄用薬液及び純水を噴射する洗浄用液噴出口と、前記ケース体の内壁面に純水のみを噴射する対内壁純水噴水口と、前記ケース体内の前記ベルジャー洗浄用薬液及び純水を排出するための排出口と、純水で濡れた前記ケース体の内壁面及び石英ベルジャーを乾燥させるための乾燥用気体を噴出する乾燥用気体噴出口と、を前記ケース体の内側に備えており、
   前記対内壁純水噴水口は、変形してその噴射方向を変更可能に構成されており、前記乾燥用気体噴出口は、変形可能に構成されており、
   前記対内壁純水噴水口と前記乾燥用気体噴出口とは、前記ケース体の内側において留め部材によって隣接する形態で留められていることを特徴とする石英ベルジャー洗浄乾燥機。
2. 前記ターンテーブルには、石英ベルジャーが当該ターンテーブル上に載置されたときに当該石英ベルジャーの内側に位置するノズルセンターシャフトが立設されており、
   前記洗浄用液噴出口及び前記乾燥用気体噴出口は、このノズルセンターシャフトに設けられていることを特徴とする請求項１記載の石英ベルジャー洗浄乾燥機。
3. 更に、前記ケース体内における石英ベルジャーのセット位置を視認するためのモニターカメラと、このモニターカメラにベルジャー洗浄用薬液及び純水の滴が付着するのを阻止するために前記ケース体の内側の空間から当該モニターカメラを隔離するシールドと、を備えていることを特徴とする請求項２記載の石英ベルジャー洗浄乾燥機。
4. 前記シールドが透明石英ガラス製のものである請求項１から３いずれか記載の石英ベルジャー洗浄乾燥機。
5. 前記ケース体の底面及び前記ターンテーブルの上面は傾斜していることを特徴とする請求項１から４いずれか記載の石英ベルジャー洗浄乾燥機。
6. 請求項２記載の石英ベルジャー洗浄乾燥機を使用して石英ベルジャーの洗浄乾燥を行う方法であって、
   前記ケース体内における石英ベルジャーの洗浄が行われた後に、前記石英ベルジャーに付着した純水の滴を吹き飛ばして乾燥をする工程と、前記赤外線ランプによるランプ加熱を行って当該石英ベルジャーの加熱乾燥を行う工程と、を含むことを特徴とする石英ベルジャーの洗浄乾燥方法。

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