JP5042655B2 - 基板の乾燥装置およびホルダー - Google Patents

Description

本発明は、情報機器等に使用される磁気記録媒体などの基板の乾燥装置に関する。

情報機器等のハードディスクドライブとして使用される磁気記録媒体用基板は、アルミニウム合金製やガラス製の素材を用い、中心部に貫通孔を有するドーナツ型の円板状に形成され、種々の表面処理工程を経て製造されている。その表面処理工程としては、研削工程、研磨工程、スパッタリング工程およびめっき工程などがあり、これらの処理が行われた後に、基板表面の洗浄および乾燥処理が行われている。

近年、記録媒体の大容量化と情報機器等の小型化とに対する要望から、磁気記録媒体の記録密度はますます高まり、こうした磁気記録媒体用基板に対して、磁気記録面上のヘッド低浮上化に対応できる高い平坦度が求められると共に、研磨加工などの様々な表面処理工程で付着した塵埃などを除去するため、磁気記録媒体用基板の高度な洗浄技術、及び洗浄した磁気記録媒体用基板を清浄に乾燥するための乾燥装置が求められている。
すなわち、高性能の洗浄装置を用いて磁気記録媒体用基板に付着した塵埃などを磁気記録媒体用基板から分離しても、その分離した塵埃などを含む洗浄液を確実に磁気記録媒体用基板から飛散させないと、その洗浄液が磁気記録媒体用基板上で乾燥し塵埃などが磁気記録媒体用基板に再付着してしまうからである。また、磁気記録媒体用基板に洗浄液が少しでも残留すると、その残留部分に大気中の塵埃などが再付着しやすくなる。

従来、基板の洗浄および乾燥方法として、大径の基板では、キャリアと言われる容器の中に多数枚の基板を収容して、洗浄液の中を搬送しながら多数の洗浄ブラシによってスクラブ洗浄し、その後、基板のスピン乾燥が行われていた。
例えば、特許文献１には、磁気ディスク基板などをワークとし、この表面に研磨加工などの表面処理を行った後に、ワークの表面に付着している異物などを除去するため、複数の洗浄槽を用いてワークをコンベアにより搬送しながら、液体を用いて洗浄する洗浄装置が記載されている。
また、特許文献２には、半導体基板をウェーハとし、複数枚のウェーハを収納したカセットをクレードルに収納し、ウェーハに水滴や塵埃が滞留するのを防ぐため、Ｖ字溝を有する部材でウェーハを平行に離間させて保持しながら、クレードルを回転させるウェーハ乾燥装置が記載されている。
しかしながら、小径の基板では、このような洗浄および乾燥方法を適用することが難しく、従来は、洗浄液に漬けた後そのまま引き上げ乾燥が行われていた。
特開２００１−９６２４５号公報 特開平８−４５８９４号公報

特許文献１に記載の技術では、バッチ処理でワークの洗浄を行っても、洗浄処理されたワークをスピン乾燥機で１つずつ乾燥するため、スピン乾燥を行うまではワークを容器の中に貯留しておく必要があり、装置の設置スペースと乾燥効率の面で問題があった。

一方、複数枚の基板を同時にスピン乾燥させるには、カセットなどに複数枚の基板を収納する必要があり、そのカセットと接触している部分に水滴が留まり乾燥し難く、完全乾燥するまでに多大な時間がかかる。さらに、基板の表面に残留する塵埃が回転遠心力により先の水滴停留部分に集められ、基板表面に汚染物として残留し、後工程の品質に重大な欠陥をもたらすという問題もあった。

特許文献２に記載の技術では、装置にウェーハ支持棒を設け、複数枚のウェーハを収納したカセットをクレードルに収納する際、２本のウェーハ支持棒によってウェーハを押し上げて装置との接触部分を少なくしているが、２本のウェーハ支持棒では安定性に問題があり、また、ウェーハが収納されているカセットと接近しているために、水滴や塵埃が十分に飛散せずカセット内に貯留したり再付着したりする懸念もある。しかも、ウェーハの回転数は１４００ｒｐｍと遅く、乾燥時間に２１０ｓｅｃも掛かっている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小径の基板を安定して保持しながら、高速回転で短時間に複数枚同時にスピン乾燥することができ、しかも、従来の基板の乾燥装置に比べ、基板に付着した塵埃などを確実に除去できる、高度乾燥性能を有する基板の乾燥装置を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意努力検討した結果、基板の洗浄乾燥後に基板に残留する塵埃などが、乾燥装置の基板のチャック部周辺に多く分布することを発見した。さらにその理由について検討した結果、遠心力を利用した乾燥装置では、そのチャック部分での洗浄液の飛散方向が重要であり、その飛散方向を整えることにより塵埃などを確実に除去し、高度の乾燥性能が達成できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の手段を提供する。
（１）円盤状の基板を回転させ、その遠心力により前記基板の付着物を飛散させる基板の乾燥装置であって、複数枚の前記基板を、それぞれ離間させて並行収納できるホルダーを有し、該ホルダーは、前記基板のそれぞれの中心を通り、且つ、前記基板と垂直な回転中心軸のまわりに回転させる回転機構と、前記基板をその外周から取り囲むように保持するための３本以上の支持ロッドとを有し、前記支持ロッドの内側面に、前記基板をそれぞれ離間させた位置に固定保持するための支持溝を複数設け、前記支持ロッドの外側面に、前記支持ロッドを貫通する通過孔を複数設け、前記支持溝と前記通過孔とを連通する切込部を支持ロッドに形成し、前記通過孔は前記基板回転時に、前記基板に付着している付着物を、前記支持ロッドの外部に飛散させる通路としての機能を有することを特徴とする基板の乾燥装置。
（２）前記支持溝の形状が、略Ｖ字状であることを特徴とする（１）に記載の基板の乾燥装置。
（３）前記ホルダーは、前記支持ロッドの両端を固定できる固定具を、前記支持ロッドの両端に有し、前記固定具において、前記支持ロッドの少なくとも１本は、他の支持ロッドに前記基板を押し付けることのできるバネ機構を有することを特徴とする（１）または（２）に記載の基板の乾燥装置。
（４）前記ホルダーにおいて、前記支持ロッドの少なくとも１本は、前記固定具から着脱可能であり、前記基板を前記ホルダーに着脱する際に、前記ホルダーから開放されることを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の基板の乾燥装置。
（５）前記固定具を保持しながら前記ホルダー全体を回転させることができるスピンドルと、ノズルによって外部から前記ホルダーに洗浄液を供給する機構とを有することを特徴とする（１）〜（４）の何れか１項に記載の基板の乾燥装置。
（６）洗浄工程時に前記ホルダー全体を覆うことができる可動式の洗浄カバーと、乾燥工程時に前記ホルダー全体を覆うことができる可動式の乾燥カバーと、乾燥空気を送入する通風口と、回転による飛散物を排出する排出口とを有し、前記洗浄カバーと前記乾燥カバーとが交互に前記ホルダーを覆うことができる自動洗浄乾燥システムを備えたことを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の基板の乾燥装置。
（７）前記ノズルが複数設けられており、この複数のノズルが前記洗浄カバーの内側に少なくとも１列設置されていることを特徴とする（５）に記載の基板の乾燥装置。
（８）被処理体をそれぞれ離間させて並行収納できるホルダーであって、前記被処理体のそれぞれの中心を通り、且つ、前記被処理体と垂直な回転中心軸のまわりに回転させる回転機構と、前記被処理体をその外周から取り囲むように保持するための３本以上の支持ロッドとを有し、前記支持ロッドの内側面に、前記被処理体をそれぞれ離間させた位置に固定保持するための支持溝を複数設け、前記支持ロッドの外側面に、前記支持ロッドを貫通する通過孔を複数設け、前記支持溝と前記通過孔とを連通する切込部を形成し、前記通過孔は前記被処理体回転時に、前記被処理体に付着している付着物を、前記支持ロッドの外部に飛散させる通路としての機能を有することを特徴とするホルダー。

以上のように、本発明の請求項１に係る基板の乾燥装置によれば、複数枚の円盤状の基板を、それぞれ離間させて並行収納できるホルダーを有し、該ホルダーは、基板のそれぞれの中心を通り、且つ、基板と垂直な回転中心軸のまわりに回転させる回転機構を有するため、小スペースで効率良く基板を収納したままホルダーごと回転させることができ、複数枚同時にスピン乾燥することができる。
また、前記回転機構は、基板の中心を回転中心軸とすることで、スピン乾燥時における洗浄液の飛散方向が円盤状の基板において同心円状の対称形となるため、基板の被処理面における乾燥状態が均一になるよう制御できる。
また、該ホルダーは、基板をそれぞれ離間させた位置に固定保持するための複数の支持溝を内側面に有する支持ロッドを３本以上用いて基板を保持することで、基板をそれぞれ離間させた位置に安定して保持しつつ、基板との接触部分を少なくすることができ、この接触部分における洗浄液の残留を極わずかにすることができる。
ところで、本発明の目的のように非常に高度の乾燥性能を求める場合、従来の構造では接触部分に極わずかに残留する洗浄液が、高速回転により生じた空気の渦により基板方向に飛散し、その結果、洗浄液が基板に再付着していた。
しかし、本発明では、前記支持ロッドの外側面に、前記支持ロッドを貫通する通過孔を複数設け、前記支持溝と前記通過孔とを連通する切込部を支持ロッドに形成し、基板に付着している付着物を、前記通過孔を通路として、前記支持ロッドの外部に飛散させることで、この接触部分に極わずかに残留する洗浄液が、高速回転によっても基板に再付着することなく、前記ホルダーの外部に飛散するので、従来の基板の乾燥装置に比べ、基板に付着した塵埃などを確実に除去でき、高度乾燥性能が得られる。

また、本発明の請求項２に係る基板の乾燥装置によれば、略Ｖ字状の支持溝が、前記ホルダー中において基板を保持するのに最も安定な形状であるため、スピン乾燥の際に安定して高速回転させることができ、且つ、基板と支持ロッドとの接触点を極力少なくすることが可能な形状でもあるため、回転遠心力により飛散した水滴や埃塵などがその接触点に貯留しないようにすることができる。

また、本発明の請求項３に係る基板の乾燥装置によれば、前記ホルダーが、前記支持ロッドの両端を固定できる固定具を前記支持ロッドの両端に有することで、３本以上からなる前記支持ロッドを安定して固定しながら、この固定具を介して前記ホルダーを装置に配置することができ、前記支持ロッドの少なくとも１本は、他の支持ロッドに基板を押し付けることのできるバネ機構を有することで、基板を固定する力を緩衝し、回転により基板の位置がずれることなく、また基板を損傷することなく、複数枚の基板を安定して固定保持ことができる。

また、本発明の請求項４に係る基板の乾燥装置によれば、前記ホルダーにおいて、前記支持ロッドの少なくとも１本は、前記固定具から着脱可能であることで、前記ホルダーを分解せずに前記基板を着脱することができ、この前記基板の際、前記ホルダーから開放できることで、前記基板が前記ホルダーの他の部位に接触することなく、作業を容易に行うことができる。

また、本発明の請求項５に係る基板の乾燥装置によれば、前記固定具を保持しながら前記ホルダー全体を回転させることができるスピンドルと、外部から前記ホルダーに洗浄液を供給するノズルを有することで、前記基板を回転させながら前記ノズルのより連続的に洗浄液を供給できるため、洗浄工程時に基板を乾燥させることなく回転洗浄を行うことができ、また基板を洗浄した後の汚れた洗浄液は回転の遠心力により直ちに飛散するため、洗浄液の純度を保ちながら効率良く洗浄を行うことができる。

また、本発明の請求項６に係る基板の乾燥装置によれば、洗浄工程時に前記ホルダー全体を覆うことができる可動式の洗浄カバーと、乾燥工程時に前記ホルダー全体を覆うことができる可動式の乾燥カバーとを有することで、前記スピンドルに前記ホルダーを設置して回転させながら、洗浄工程時には前記洗浄カバーで前記ホルダー全体を覆うことで、前記ホルダー全体に洗浄液が十分行き渡るようにすることができ、乾燥工程時には前記乾燥カバーで前記ホルダー全体を覆うことで、回転による洗浄液の飛散を防止しすることができる。また、乾燥空気を送入する通風口を有することで、仕上げ乾燥時に基板付近まで乾燥空気を呼び込むことができ、仕上げ乾燥を速めることができる。また、回転による飛散物を排出する排出口を有することで、洗浄後の汚れた洗浄液や飛散物が自動洗浄乾燥装置内に滞留しないため、高速回転による空気の渦による洗浄液や飛散物の巻き込みを防ぐことができる。
さらに、本発明の請求項６に係る基板の乾燥装置が備えた自動洗浄乾燥システムは、前記洗浄カバーと前記乾燥カバーとが交互に前記ホルダーを覆うことができるため、洗浄工程を行った後、前記スピンドルから前記ホルダーを設置したまま外すことなく、前記洗浄カバーを開放して前記乾燥カバーで前記ホルダーを覆うことができ、連続的に洗浄工程と乾燥工程を行うことができる。

また、本発明の請求項７に係る基板の乾燥装置によれば、前記ノズルが、前記洗浄カバーの内側に設置されていることによって、前記ホルダーに接近した位置から洗浄液を供給することができ、前記ホルダー全体に洗浄液を十分行き渡らせることができる。また、乾燥工程時には、前記ノズルが前記洗浄カバーとともに前記ホルダーから離れるため、乾燥工程を妨げないようにできる。

また、本発明の請求項８に係るホルダーによれば、被処理体をそれぞれ離間させて並行収納でき、被処理体のそれぞれの中心を通り、且つ、被処理体と垂直な回転中心軸のまわりに回転させる回転機構を有するため、小スペースで効率良く被処理体を収納したままホルダーごと回転させることができ、複数枚同時にスピン乾燥することができる。
また、前記回転機構は、被処理体の中心を回転中心軸とすることで、スピン乾燥時における洗浄液の飛散方向が被処理体において同心円状の対称形となるため、基板の被処理面における乾燥状態が均一になるよう制御できる。
また、被処理体をそれぞれ離間させた位置に固定保持するための複数の支持溝を内側面に有する支持ロッドを３本以上用いて被処理体を保持することで、被処理体をそれぞれ離間させた位置に安定して保持しつつ、被処理体との接触部分を少なくすることができ、この接触部分における洗浄液の残留を極わずかにすることができる。
ところで、本発明の目的のように非常に高度の乾燥性能を求める場合、従来の構造では接触部分に極わずかに残留する洗浄液が、高速回転により生じた空気の渦により被処理体方向に飛散し、その結果、洗浄液が被処理体に再付着していた。
しかし、本発明では、前記支持ロッドの外側面に、前記支持ロッドを貫通する通過孔を複数設け、前記支持溝と前記通過孔とを連通する切込部を支持ロッドに形成し、被処理体に付着している付着物を、前記通過孔を通路として、前記支持ロッドの外部に飛散させることで、この接触部分に極わずかに残留する洗浄液が、高速回転によっても被処理体に再付着することなく、このホルダーの外部に飛散するので、被処理体に付着した塵埃などを確実に除去でき、高度乾燥性能が得られる。
また、この請求項８に係るホルダーは、洗浄工程や乾燥工程の他、搬送の際にも被処理体を収納したままホルダーごと搬送できるため、作業効率を向上させることができる。

次に、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態の磁気記録媒体用基板の洗浄乾燥装置は、情報機器等のハードディスクドライブとして使用される磁気記録媒体などの円盤状の基板Ｗ（以下、ワークＷという。）の製造工程において、種々の表面処理工程、例えば、研削工程、研磨工程、スパッタリング工程およびめっき工程などの処理が行われた後に、この洗浄乾燥装置を用いてワークＷの表面を洗浄し乾燥処理することで、所望のワークＷを得るものである。

図１に示すように、本実施形態の磁気記録媒体用基板の洗浄乾燥装置１は、ワークＷを収納したホルダー２を回転させるスピンドル３と、洗浄工程時にホルダー２を覆うことができる可動式の洗浄カバー４と、乾燥工程時にホルダー２を覆うことができる可動式の乾燥カバー５と、ノズル６によって外部からホルダー２に洗浄液を供給する洗浄液供給機構７と、乾燥空気を送る通風口８、および回転による飛散物を排出する排出口９とを備えて、ホルダー２、洗浄カバー４、乾燥カバー５、ノズル６の全体を覆うカバー本体Ｃとから構成されている。

本実施形態では、洗浄カバー４と乾燥カバー５は可動式であるため、交互にホルダー２を覆うことができ、図１に示すように、スピンドル３にホルダー２を装着したまま、洗浄工程と乾燥工程とを交互に連続的に行うことができる。
また、ノズル６によって外部からホルダー２に洗浄液を供給する洗浄液供給機構７を有しており、ノズル６は洗浄カバー４の内側にホルダー２の長さ方向に沿って複数設けられている。（例えば、７個×２列で１４個設けられている。）
洗浄工程時には洗浄カバー４でホルダー２を覆い、複数のノズル６によって洗浄液を供給しながら、スピンドル３を低速回転させて複数枚のワークＷのリンス洗浄を行う。
乾燥工程時には乾燥カバー５でホルダー２を覆い、スピンドル３を高速回転させることで、その遠心力により各ワークＷの付着物を飛散させる。仕上げに通風口８から乾燥空気を送入しながら、高速回転を続け、複数枚のワークＷのスピン乾燥を完了することができるようになっている。

図２〜図４に示すように、ホルダー２は、複数枚のワークＷをそれぞれ平行に離間させて収納でき、ワークＷのそれぞれの中心を通り、且つ、ワークＷの面と垂直な回転中心軸のまわりに回転させるための軸受部１０と、ワークＷを垂直に保持するための３本の支持ロッド１１と、各支持ロッド１１の両端を支持するための固定具１２，１２とを有する。
本実施形態では、ワークＷの中央を回転中心として、固定具１２，１２の軸受部１０を介してホルダー２全体を回転させることができるようになっている。

図５に示すように、ホルダー２の固定具１２は、円柱型の本体１２ａとこの本体１２ａの一側に一体化された鍔板型の支持板１２ｂと本体１２ａの他側に取り付けられて本体１２ａを覆うカバー部材１２ｃとカバー部材１２ｃに装着される取付板１２ｄとを具備してなり、取付板１２ｄの外面中央に軸受部１０が形成され、その軸受部１０の両側に軸受部１０を挟むように三角形状のチャック爪１２ｅ，１２ｅが形成されている。これらのチャック爪１２ｅの一方の面は取付板１２ｄの外面に垂直な係止面、他方の面は取付板１２ｃの外面に傾斜する斜面とされている。
上記チャック爪１２ｅ，１２ｅは、洗浄乾燥装置１に設けられるモータの回転軸の軸受部に係合され、モータの回転駆動力が伝達されてホルダー２が回転されるようになっている。そして、本体１２ａ，１２ａが左右に対向配置された状態において、支持柱１２ｂ，１２ｂの間に３本の支持ロッド１１が支持板１２ｂの周方向に１２０°の間隔で配置されている。

前記支持板１２ｂの内側には円板の一部を切り欠いた形状の装着板１２ｆが形成され、この装着板１２ｆの切欠部１２ｇの周縁部分には、支持板１２ｂに沿って回動して切欠部１２ｇを開くか、あるいは閉じるように作動する係止板１２ｈがピン１２ｎによって回動自在に取り付けられている。なお、前記３本の支持ロッド１１のうち１本が支持板１２ｂに沿って回動する係止板１２ｈ，１２ｈの回動により移動できるように構成され、残りの２本の支持ロッド１１は装着板１２ｆに固定されている。また、取付板１２ｄと本体１２ａと支持板１２ｂとをそれらの厚さ方向に貫通するように取付孔１２ｉが形成され、その取付孔１２ｉに挿入自在なロックピン１２ｊがスプリング部材１２ｋを介し装着され、このロックピン１２ｊを、取付孔１２ｉを介し挿入して、その先端部１２ｌを先に説明した係止板１２ｈの挿入孔１２ｍに挿入するか、挿入孔１２ｍから抜き出すことで係止板１２ｈの回転をロックするか、ロックを解除することができるように構成されている。（図８（Ａ）（Ｂ）参照）
前記３本の支持ロッド１１のうち、残り２本は左右の装着板１２ｆ，１２ｆに挟まれるように固定されているので、係止板１２ｈの回動に応じて他の1本の支持ロッド１１が、他の２本の支持ロッド１１に対して移動することができるようになっている。また、ピン１２ｎにより回動支持される係止板１２ｈと、それに伴って移動する１本の支持ロッド１１は、図７に示すように、係止板１２ｈを切欠部１２ｇから最大離れる方向に回動させた位置において、元の位置から離れ、他の２本の支持ロッド１１，１１との間にワークＷを通過できる空間をあけるように構成される。

支持ロッド１１は、図１２〜図１５に示す如く、五角形の断面の棒状の部材であり、５つの外面のうちの１つの外面１１ａ上に、Ｌ字型の支持片１１Ａが等間隔で支持ロッド１１の長さ方向に複数、個々の間に隙間１１ｂをあけて形成されている。これらの支持片１１Ａは、五角形の支持ロッド１１の１つの外面を覆うように整列形成されている。
各支持片１１Ａは、外面１１ａの幅方向の一側端部に立設された基部１１ｃと基部１１ｃの先端にほぼ直角に外面１１ａと平行に延出形成された板状の受部１１ｄとからなり、受部１１ｄの先端は外面１１ａの他方の端部まで延出され、受部１１ｄの先端中央に支持溝１３が形成されている。
この支持溝１３は、図１５に示す如く、受部１１ｄの先端側の上面に形成された三角形の傾斜面を２つ組み合わせて受部１１ｄの先端側の中央をより深くした形状の受溝上部１３ａと、受部１１ｄの先端側の端面１１ｅをその中央側がより深くなるように２つの傾斜面を組み合わせてなる受溝側部１３ｂと、受部１１ｄの先端側の裏面に上記受溝上部１３ａと相似形状に形成された受溝下部１３ｃとから構成されている。また、前記受部１１ｄの先端部に対向する位置であって、前記支持ロッド１１の外面１１ａのコーナ部には、前記受溝１３ｂを延長形成した外観の補助受溝１３ｄが形成され、受溝上部１３ａと補助受溝１３ｄとを図１５に示す如く斜視した場合に、これらの外形はダイヤ形になるように配置されている。

次に、支持片１１Ａの基部１１ｃに中央部には、この基部１１ｃを貫通して、外面１１ａ側と基部１１ｃの外部側とに通じる通過孔１４が形成されている。なお、支持ロッド１１の長さ方向に支持片１１ａが複数整列形成されているので、複数形成された支持片１１Ａ…と支持ロッド１１の外面１１ａとの間には、支持ロッド１１の長さ方向に一筋に連続する形の切込部１５が設けられており、この切込部１５から前記通過孔１４あるいは隙間１１ｂに至る部分が、後述する付着物の飛散通路としての機能を奏する。
なお、図１４に示す如く、支持ロッド１１の中心部には、この支持ロッド１１を長さ方向に貫通するねじ孔型の支持孔１１ｆが形成され、支持ロッド１１の両端の支持孔開口部には、前述した固定具１２の装着板１２ｆあるいは係止板１２ｇに支持ロッド１１を取り付ける際に利用する突出部１１ｆが形成されている。
以上構成の支持ロッド１１の支持片１１Ａは、その先端部に形成された支持溝１３に図１６（Ａ）（Ｂ）に示す如くワークＷを当接させてワークＷの外周縁を受けることができるように構成され、各支持片１１ＡはワークＷを当接させることで適度に撓んで、ワークＷの外周縁を損傷させないように、これらを受けることができるようになっている。

一方、図３に示す如く、移動可能な支持ロッド１１には、ワークＷを設置する部位に対向するように、板バネなどの弾性部材（バネ機構）１６が長さ方向に直列に５個設けられている。１つの弾性部材１６には、ワークＷと接する側面に５枚のワークＷを固定保持することができるように、他の支持ロッド１１の支持溝１３と相似な形状の溝１６ａを、長さ方向に等間隔で５個設けられ、弾性部材１６が取り付けられた支持ロッド１１と溝１６ａとの間に、長さ方向に線形孔１６ｂを有し、長さ方向の両端から切れ込む２つの凹部１６ｃを支持ロッド１１側に有している。これらの線形孔１６ｂと凹部１６ｃとに挟まれる部分が適度に撓むことで、弾性部材１６はワークＷを押さえ付ける力を緩衝し、バネ機構として機能する。
この弾性部材１６により、支持ロッド１１がワークＷを固定する力を加減できるため、回転によりワークＷの位置がずれることなく、またワークＷを破損することなく、ワークＷを安定保持することができる。

図１７は、ホルダー２の支持機構を示すもので、ホルダー２の両端側に設けられている取付板１２ｄの軸受部１０に嵌合されるスピンドル支持部５０，５１を備えてスピンドル３が構成されている。これらのスピンドル支持部５０，５１は、図１に示す洗浄乾燥装置１の中心部に設けられている支持ボディ５２に軸支される形で設けられている。スピンドル支持部５０には、ホルダー２の一方の軸受部１０に挿入される支持軸５３が設けられ、スピンドル支持部５１にはホルダー２の他方の軸受部１０に挿入される支持軸５４が設けられ、スピンドル支持部５１の回転とともにホルダー２が回転されるようになっている。
前記スピンドル支持部５１は、図１に示すカバー本体Ｃの下方に設置されているモータ５５の回転駆動力が伝達されるように、且つ、他方のスピンドル支持部５０に対して若干相互間隔を調節できる機構（図示略）が付設されている。したがって、スピンドル支持部５０，５１の間隔を広げて、間にホルダー２を挟み込み、スピンドル支持部５１をモータ５５によって回転させることで、ホルダー２を所望の速度で回転できるように構成されている。

続いて、この洗浄乾燥装置１を用いて、ワークＷの洗浄乾燥を行う方法を説明する。
まず、ホルダー２の両端にあるロックピン１２ｊ，１２ｊを抜き出し、係止板１２ｈ，１２ｈを本体１２ａ，１２ａに沿って回動することで、移動可能な支持ロッド１１をホルダー２から開放する。そして、各支持ロッド１１に２５個ずつ有する支持溝１３に、２５枚のワークＷを設置し、ホルダー２を開放した先の手順の逆順で係止板１２ｈ，１２ｈを閉じて支持ロッド１１によりホルダー２を閉じてロックする。
そして、２５枚のワークＷを収納したホルダー２を、チャック爪１２ｅ，１２ｅを用いて、洗浄乾燥装置１のスピンドル支持部５０，５１に、図１７に示す如くに装着すると、スピンドル支持部５０，５１がホルダー２の両端をホールドするので、洗浄カバー４を閉めて、洗浄工程を行う。
洗浄工程では、スピンドル３を低速回転（例えば、１０００ｒｐｍで２０〜３０秒。）させながら、ノズル６から洗浄液を噴射し、２５枚のワークＷを均等にリンス洗浄する。
洗浄カバー４を開いた後、乾燥カバー５を閉めて、乾燥工程を行う。
乾燥工程では、スピンドル３を高速回転（例えば、５０００ｒｐｍで１５秒。）させ、２５枚のワークＷを均等にスピン乾燥する。
さらに、乾燥カバー５を開き、洗浄カバー４も開いた状態で、スピンドル３を高速回転させたまま、通風口８から乾燥空気をワークＷの近傍まで呼び込み、仕上げ乾燥を行う。
そして、ホルダー２を洗浄乾燥装置１の本体から取り外し、ホルダー２を開けて、洗浄乾燥されたワークＷを取り出す。

本実施形態では、１つのホルダー２の中に２５枚のワークＷを保持する構成としたが、これは乾燥機としてのワークＷの処理能力を高める趣旨である。ワークＷを装着する枚数は任意で良い。

一般的に、遠心力を用いた乾燥装置では、遠心力を高めるため、被乾燥物を保持したホルダーを、ホルダー外のある点を中心にして回転させる場合が多い。しかしながら、そのような方式で回転させると、ワークＷにおける洗浄液の飛散方向が、円盤状のワークＷにおいて対称形にならず、特に、ワークＷのチャック部分における洗浄液の飛散方向を高度に制御することができず、高い乾燥性能が得られない。
そのため、本実施形態では、ワークＷの中央を回転中心として、軸受部１０を介してホルダー２全体を回転させることで、ワークＷのチャック部分における洗浄液の飛散方向を高度に制御することができ、高い乾燥性能が得られる。

また、本実施形態の構成では、支持ロッド１１を１つのホルダー２中に３本設けているが、本実施形態の構成で洗浄乾燥させるワークＷは円盤状であるため、そのワークＷを安定的に保持するためには３点で保持するのが好ましいからである。
また、図５に示すように、３本の支持ロッド１１のうち１本は、回動可能な係止板１２ｈ，１２ｈに固定された着脱可能な支持ロッド１１ａであり、ホルダー２を分解することなくワークＷを着脱でき、その際、ホルダー２から開放されることで、ワークＷをホルダー２の他の部位に接触することなく、作業を容易に行うことができる。
なお、支持ロッド１１の本数は３本以上であれば何本でも可能ではあるが、本数が必要以上に多くなると、ワークＷと支持ロッド１１との接触箇所が多くなり好ましくない。また、ホルダー２における開放部分も少なくなり、洗浄液を効率良く飛散させにくくなる。よって、本実施形態では最低の本数で安定支持できるように３本とした。

本実施形態で用いた板バネ形の弾性部材１６は、支持ロッド１１の少なくとも何れか１本に設けていればよく、他の支持ロッド１１に設けていてもよい。また、複数の支持ロッド１１に有していてもよいが、１本に有することで十分な効果が得られる。

前述のように、従来、本方式の乾燥装置では、被乾燥物の保持部分に単純なＶ字型のチャックを用いる場合が多かった。しかし、ワークＷの洗浄乾燥後にワークＷに残留する塵埃等が、乾燥装置のワークＷのチャック部分周辺に多く分布することが問題であり、その原因について検討した結果、遠心力を利用した乾燥装置では、そのチャック部分での洗浄液の飛散方向が重要であることを見出した。
そのため、本実施形態では、支持溝１３の中央部に切込部１５を有することで、この切込部１５によって、洗浄液の飛散方向を整えることができる。

本発明の課題のように、非常に高度の乾燥性能を求める場合、従来の構造のチャック部分に極わずかに残留する洗浄液が、ホルダーの高速回転により生じた空気の渦によりワークＷ方向に飛散し、その結果、洗浄液がワークＷに再付着していた。
これに対し、本実施形態では、支持ロッド１１の支持溝１３において、その中央部の切込部１５から貫通する通過孔１４を有するため、このチャック部分に極わずかに残留すると思われる洗浄液を、ワークＷに再付着させずに、遠心力によりホルダー２の外部に飛散させ、確実に除去することが可能となる。
また、通過孔１４に加えて、支持片１１Ａ，１１Ａ間の隙間１１ｂも洗浄液の通路となるために、洗浄液を確実に外部に飛散させることができる。

次に、本発明の実施例について説明する。
以下の条件にて、図１〜図１７に示すような、基板の洗浄乾燥装置を用いてワーク２５枚のスピン乾燥を行った。

「条件」
ワーク：直径２１．６ｍｍ、厚さ０．３８１ｍｍの円盤状の０．８５インチの基板。
ホルダー：直径６０ｍｍ、長さ２５９ｍｍ。
支持ロッド：３本、最大幅２１ｍｍ、支持溝の深さ２ｍｍ。
洗浄液：純水
ホルダーに上記のワークを２５枚セットして乾燥装置本体に装着し、スピンドルでホルダー両端をホールドして洗浄カバーを閉じた。
まず、スピンドルを低速（１０００ｒｐｍ）で回転させ、ノズルで洗浄液を均等に噴射しながら、リンス洗浄を３０秒行った。
次に、洗浄カバーを開いた後、乾燥カバーを閉めて、スピンドルを高速（５０００ｒｐｍ）で回転させ、第１のスピン乾燥を１５秒行った。
最後に、乾燥カバーを開き、洗浄カバーも開いたまま、スピンドルを高速（５０００ｒｐｍ）で回転させ、通風口から乾燥空気を送り込みながら、第２のスピン乾燥を１０秒行った。

「結果」
以上の条件により試験を行い、純水で洗浄後のワーク表面を微分干渉光学顕微鏡（６００倍）で観察した。スピン乾燥後のワーク表面には、乾燥むらや水ジミなどの付着物は一切観察されなかった。

したがって、本発明の基板の乾燥装置は、小径の基板を安定して保持しながら、高速回転で短時間に複数枚同時にスピン乾燥することができ、しかも、従来の基板の乾燥装置に比べ、基板に付着した塵埃などを確実に除去できる、高度乾燥性能を有する。

本発明の実施形態における洗浄乾燥装置の断面図である。 本発明の実施形態におけるホルダーの平面図である。 本発明の実施形態におけるホルダーの正面図である。 本発明の実施形態において、ホルダーにワークを着脱する際のホルダーの斜視図である。 本発明の実施形態におけるホルダーの展開図である。 図３のＢ−Ｂ´線に沿う断面図であり、ホルダーが閉じた状態を示す図である。 図３のＢ−Ｂ´線に沿う断面図であり、ホルダーが開いた状態を示す図である。 本発明の実施形態におけるロックピンの正面図であり、固定具にロックピンを挿入した状態を示す図（Ａ）と、引き抜いた状態を示す図（Ｂ）である。 図３のＣ−Ｃ´線に沿う断面図である。 本発明の実施形態におけるホルダーの左側面図である。 図２のＡ−Ａ´線に沿う断面図である。 本発明の実施形態において、支持ロッドの切込部を有する面から視た斜視図である。 本発明の実施形態において、支持ロッドの支持片を有する面から視た斜視図である。 本発明の実施形態における支持片の拡大図である。 本発明の実施形態における支持溝の拡大図である。 図１３のＤ−Ｄ´線に沿う断面矢視図であり、ワークの付着物が飛散する様子を示す図（Ａ）と、支持片が撓んでいる様子を示す図（Ｂ）である。 本発明の実施形態におけるスピンドルの正面図であり、ホルダーの装着を説明する図である。

符号の説明

１・・・基板の乾燥装置、２・・・ホルダー、３・・・スピンドル、４・・・洗浄カバー、５・・・乾燥カバー、６・・・ノズル、７・・・洗浄液供給機構、８・・・通風口、９・・・排出口、１０・・・軸受部、１１・・・支持ロッド、１１Ａ・・・支持片、１１ａ・・・外面、１１ｂ・・・隙間、１１ｃ・・・基部、１１ｄ・・・受部、１１ｅ・・・端面、１１ｆ・・・支持孔、１２・・・固定具、１２ａ・・・本体、１２ｂ・・・支持板、１２ｃ・・・カバー部材、１２ｄ・・・取付板、１２ｅ・・・チャック爪、１２ｆ・・装着板、１２ｇ・・・切欠部、１２ｈ・・・係止板、１２ｉ・・・取付孔、１２ｊ・・・ロックピン、１２ｋ・・・スプリング部材、１２ｌ・・・先端部、１２ｍ・・・挿入孔、１２ｎ・・・ピン、１３・・・支持溝、１３ａ・・・受溝上部、１３ｂ・・・受溝側部、１３ｃ・・・受溝下部、１３ｄ・・・補助受溝、１４・・・通過孔、１５・・・切込部、１６・・・弾性部材、５０，５１・・・スピンドル支持部、５２・・・支持ボディ、５３，５４・・・支持軸、５５・・・モータ

Claims (8)

1. 円盤状の基板を回転させ、その遠心力により前記基板の付着物を飛散させる基板の乾燥装置であって、
   複数枚の前記基板を、それぞれ離間させて並行収納できるホルダーを有し、
   該ホルダーは、前記基板のそれぞれの中心を通り、且つ、前記基板と垂直な回転中心軸のまわりに回転させる回転機構と、前記基板をその外周から取り囲むように保持するための３本以上の支持ロッドとを有し、
   前記支持ロッドの内側面に、前記基板をそれぞれ離間させた位置に固定保持するための支持溝を複数設け、
   前記支持ロッドの外側面に、前記支持ロッドを貫通する通過孔を複数設け、
   前記支持溝と前記通過孔とを連通する切込部を支持ロッドに形成し、
   前記通過孔は前記基板回転時に、前記基板に付着している付着物を、前記支持ロッドの外部に飛散させる通路としての機能を有することを特徴とする基板の乾燥装置。
2. 前記支持溝の形状が、略Ｖ字状であることを特徴とする請求項１に記載の基板の乾燥装置。
3. 前記ホルダーは、前記支持ロッドの両端を固定できる固定具を、前記支持ロッドの両端に有し、
   前記固定具において、前記支持ロッドの少なくとも１本は、他の支持ロッドに前記基板を押し付けることのできるバネ機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載の基板の乾燥装置。
4. 前記ホルダーにおいて、前記支持ロッドの少なくとも１本は、前記固定具から着脱可能であり、前記基板を前記ホルダーに着脱する際に、前記ホルダーから開放されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の基板の乾燥装置。
5. 前記固定具を保持しながら前記ホルダー全体を回転させることができるスピンドルと、ノズルによって外部から前記ホルダーに洗浄液を供給する機構とを有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の基板の乾燥装置。
6. 洗浄工程時に前記ホルダー全体を覆うことができる可動式の洗浄カバーと、乾燥工程時に前記ホルダー全体を覆うことができる可動式の乾燥カバーと、乾燥空気を送入する通風口と、回転による飛散物を排出する排出口とを有し、
   前記洗浄カバーと前記乾燥カバーとが交互に前記ホルダーを覆うことができる自動洗浄乾燥システムを備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の基板の乾燥装置。
7. 前記ノズルが複数設けられており、この複数のノズルが前記洗浄カバーの内側に少なくとも１列設置されていることを特徴とする請求項５に記載の基板の乾燥装置。
8. 被処理体をそれぞれ離間させて並行収納できるホルダーであって、
   前記被処理体のそれぞれの中心を通り、且つ、前記被処理体と垂直な回転中心軸のまわりに回転させる回転機構と、前記被処理体をその外周から取り囲むように保持するための３本以上の支持ロッドとを有し、
   前記支持ロッドの内側面に、前記被処理体をそれぞれ離間させた位置に固定保持するための支持溝を複数設け、
   前記支持ロッドの外側面に、前記支持ロッドを貫通する通過孔を複数設け、
   前記支持溝と前記通過孔とを連通する切込部を形成し、
   前記通過孔は前記被処理体回転時に、前記被処理体に付着している付着物を、前記支持ロッドの外部に飛散させる通路としての機能を有することを特徴とするホルダー。

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