JP7273788B2 - 基板を乾燥させるための乾燥装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文による乾燥装置、及び方法の独立請求項の前文による連続システムにおけるシート状基板を乾燥させるための方法に関する。

シート状基板は液体で処置されることが多く、その後にそのシート状基板を乾燥させる必要がある。例えば、太陽電池の生産では、シート状基板を構成して、多くの場合ウエハといわれる半導体基板が、湿式化学法において処理される。この背景において、通常は、半導体基板を、場合によっては水で事前に洗い流した後に、乾燥させる必要がある。

シート状基板が、例えば、半導体基板からの太陽電池の工業的生産において工業規模で処置又は処理される場合、これは、シート状基板が搬送される連続処理及び連続システムを通じて定期的に行われる。そのような連続処理において半導体基板を乾燥させる目的のために、多孔板などを介して半導体基板の上面及び下面に通気し、流入する空気によって表面上にある液体を取り除くことが知られている。しかし、対応する連続システムを介したシート状基板の搬送速度が高いと、満足な乾燥の結果を達成することができず、液滴又は湿った領域が残り得ることが分かっている。これは、シート状基板が記載の態様で連続して２回乾燥された場合でも同じことである。

この背景において、本発明の課題は、シート状基板が連続運転において確実に乾燥され得る装置を提供することである。

この課題は、請求項１の構成を有する乾燥装置で達成される。

またさらに、発明は、連続システムを通るシート状基板の高い搬送速度の連続システムにおいて確実に乾燥され得る方法を提供する課題に基づく。

この課題は、方法の独立請求項の構成を有する方法によって達成される。

有利な改良は、従属請求項の主題である。

発明による乾燥装置は、少なくとも１つの上部乾燥ヘッド及び少なくとも１つの下部乾燥ヘッドを具備する。少なくとも１つの上部乾燥ヘッドは、乾燥対象の物体が乾燥装置を通って搬送方向に搬送可能となる搬送面の上方に配置される。少なくとも１つの下部乾燥ヘッドが前記搬送面の下方に配置される。少なくとも１つの上部乾燥ヘッド及び少なくとも１つの下部乾燥ヘッドは各々、少なくとも１つの排気スロットを具備する。前記排気スロットは、該排気スロットの長手方向が搬送面に略平行にかつ搬送方向に対して横方向に延びるように形成及び配置される。またさらに、それらは、前記排気スロットが通るスロット面が、０度より大きく９０度未満の角度で搬送面と交差するように形成及び配置される。

本件における用語「排気スロット」は、乾燥のために空気が必ず使用されなければならないことを意味するものとして理解されるべきではない。逆に、原則として、他の気体又は気体混合物が、乾燥媒体として使用され得る。本説明が「空気」という場合、この用語も常に、乾燥に使用され得る他の気体又は気体混合物を含む。

記載される乾燥装置があれば、乾燥装置を通るシート状基板の搬送速度が高くても、シート状基板は連続運転において確実に乾燥可能であることが分かった。

原則として、前記角度は、全てのスロット面について異なり得る。ただし、好ましい変形例では、前記角度は、少なくとも１つの上部乾燥ヘッドの少なくとも１つの排気スロットが通るスロット面に対して等しく選択され、前記角度は第１の測定値であるものととする。またさらに、この変形例において、前記角度は、少なくとも１つの下部乾燥ヘッドの少なくとも１つの排気スロットが通るスロット面に対して等しく選択され、前記角度は第２の測定値であるものととする。特に好ましくは、前記角度は、全てのスロット面について同じであり、すなわち、第１の測定値及び第２の測定値が同一である。

前記排気スロットによって、有利なことに連続空気噴流の先端が構成され得る。このため、シリコン半導体基板との関連では、長さ１８０ｍｍの排気スロットが有用であることが分かった。

特に、シリコン製半導体基板の乾燥との関連では、前記排気スロットが通るスロット面が搬送面と６０度より大きく８０度未満の角度で交差する場合に、乾燥の結果について有利であることが分かった。好ましくは、これらの角度は、６５度より大きく７５度未満であり、特に好ましくは７０度となる。

好ましくは、排気スロットは、１ｍｍと５ｍｍの間の均一なスロット深さを有する。好ましくは、スロット深さは、２ｍｍと４ｍｍの間となり、特に好ましくは２．５ｍｍと３．５ｍｍの間となる。これらのスロット深さが実際には特に適切であることが分かった。

排気スロットは、好ましくは０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であるスロット幅を有する。特に好ましくは、スロット幅は、０．５ｍｍとなる。このようにすれば、効率的な乾燥が達成可能となる。

一定のスロット断面が乾燥の結果に実質的な影響を与えることが分かった。排気スロットの形態及びそれゆえ断面を安定化させるために、有利な改良では、その結果、排気スロットの形態をそれらスロット長にわたって安定化させるために適切な補剛ウェブが設けられる。これは、乾燥対象のシート状基板の全幅にわたって延在する、より大きなスロット長が選択された場合に特に有利である。

乾燥装置の好ましい実施形態の変形例では、少なくとも１つの乾燥ヘッドが、空気誘導のためのポケットが加工されたベース板を有する。またさらに、ベース板に接続可能なカバーが設けられ、それによりポケットが空洞を形成するように閉鎖可能となる。そして、この空洞は、排気スロットに向けた乾燥ヘッドにおけるいわゆる空気誘導のために作用する。これにより、少なくとも１つの乾燥ヘッドの好適な生産が可能となる。好ましくは、全ての乾燥ヘッドは、記載される態様で構成される。本件における用語「空気誘導」は、他の気体乾燥媒体の誘導を含む。種々の乾燥ヘッドの複数のカバーが、媒体が流れ得るパイプラインを介して相互に接続され得る。好ましくは、各場合において、２つのカバーは、そのようなパイプラインによって直接相互に接続される。これにより、均一な気流分布が可能となる。

乾燥装置の改良は、少なくとも１つの乾燥ヘッドを補剛するのに適してそのために設けられた傾斜板を提供する。そして、そのような傾斜板は、ベース板に加工されたポケットに載置されてもよいし、ベース板に外付けされてもよい。好ましくは、全ての乾燥ヘッドに傾斜板が設けられる。

有利なことに、少なくとも１つの排気スロットの長手方向は、該長手方向が８７度以下の角度で搬送方向から逸れるように、搬送方向に対して横方向に延びる。これは、前記少なくとも１つの排気スロットから発生する空気噴流が乾燥対象のシート状基板の後縁部に平行に接することを防止することができる。この平行な接触の回避に起因して、後縁部に存在する液体は、乾燥装置を通過するときに、後縁部に対して斜めに向かう空気噴流によって後縁部の一端部から後縁部の反対側端部に付勢され得る。これは、液体が縁部に付着する傾向を有する場合に特に有利である。好ましくは、前記角度は、７５度より大きく８７度以下となる。このようにすれば、特に、乾燥対象のシート状基板が隣り合う複数のトラック上で乾燥装置を介して搬送されるマルチトラックシステムの場合に、連続システムにおける制限された空間条件を考慮することが可能となる。８７度の角度が実際には特に適切であることが分かった。

ある適用例では、それは、全ての排気スロットの長手方向が上述のような態様で搬送方向に対して横方向に延びる場合に有利となり得る。これは、例えば、液体が縁部に付着する非常に強い傾向を有する場合に当てはまり得る。さらに、このようにすれば、シート状基板が振動する傾向を有する場合に安定化が達成され得る。この振動は、乾燥装置における空気噴流の偏向効果によってもたらされ得る。とりわけ、薄いシート状基板の場合では、そのような振動は、シート状基板の破損をもたらし得る。

発明の改良は、少なくとも１つの排気スロットの長手方向が搬送方向に略垂直に延びることを与える。これは、特に（後述の）安定化スロットも設けられる場合に、搬送方向の空間条件が制限される場合に有利となり得る。搬送方向における空間条件が特に制限される場合、それは全ての排気スロットの長手方向が搬送方向に垂直に延びる場合に有利となり得る。そして、乾燥ヘッドは、特に小型に構成され得る。

乾燥装置の有利な実施形態の変形例では、乾燥ヘッド対の上部乾燥ヘッドの排気スロットが通るスロット面が、乾燥ヘッド対の下部乾燥ヘッドの排気スロットが通るスロット面によって搬送面との間に形成される交線と一致する搬送面との交線を形成するように、乾燥ヘッド対を構成する上部乾燥ヘッド及び下部乾燥ヘッドが相互上に配置される。このようにすれば、シート状基板は、閉空気噴流環にある程度囲まれ得る。これにより、特に効率的な乾燥が可能となる。

代替的に又は更なる乾燥ヘッド対において、それは、乾燥ヘッド対の上部乾燥ヘッドの排気スロットが通るスロット面が、乾燥ヘッド対の下部乾燥ヘッドの排気スロットが通るスロット面によって搬送面と形成される第２の交線に平行に延びる、搬送面との第１の交線を形成するように、乾燥ヘッド対を構成する上部乾燥ヘッド及び下部乾燥ヘッドが相互上に配置されることが有利となり得る。またさらに、その配置は、第１の交線が第２の交線に対して１ｍｍと５ｍｍの間の値だけ搬送方向にオフセットされるものである。好ましくは、このオフセットは、１ｍｍと３ｍｍの間、特に好ましくは２ｍｍとなる。この変形例では、上部乾燥ヘッド及び下部乾燥ヘッドからの空気噴流は、シート状基板の上面及び下面の相互に対向する位置において、接することはないが相互にオフセットされる。これは、低効率な乾燥をもたらし得るが、一方では、このようにすれば、関連する破損の虞のある多数の適用例において起こる上記の振動の傾向が低減又は回避可能となる。実際に、第１の交線が第２の交線に対して搬送方向の下流側にオフセットされる配置が特に適切であることが分かった。

有利な変形例では、搬送方向に連続して配置された少なくとも２つの乾燥ヘッド対が設けられる。これら２つの乾燥ヘッド対は、同一に構成され得る。ただし、原則として、それぞれの適用例の要件を満たすために、２つの乾燥ヘッド対は異なるものであってもよい。例えば、第２の乾燥ヘッド対の場合では、乾燥ヘッドは第１及び第２の交線が上記の態様で相互にオフセットされるように配置され得る一方で、第１の乾燥ヘッド対では、乾燥ヘッドは交線が、さらに前に述べたように一致して配置される。

改良は、乾燥ヘッド対を構成する上部乾燥ヘッド及び下部乾燥ヘッドが相互上に配置されることを提案するものである。乾燥ヘッド対の上部及び下部乾燥ヘッドは各々、媒体が流通可能な少なくとも１つの安定化スロットを有する。前記安定化スロットは各々、排気スロットの隣に搬送方向にオフセットされて配置される。またさらに、前記安定化スロットは、それらの長手方向が搬送面に略平行にかつ搬送方向に対して９０度から外れる角度で横方向に延びるように、形成及び配置される。またさらに、上部乾燥ヘッドの少なくとも１つの安定化スロット及び下部乾燥ヘッドの少なくとも１つの安定化スロットは、上部乾燥ヘッドに配置された安定化スロット対の安定化スロットから流出する空気の先端が、下部乾燥ヘッドに配置されたこの安定化スロット対の安定化スロットから流出する空気の先端に搬送面において交差するように、対を成して配置される。すなわち言い換えると、安定化スロット対の安定化スロットは、搬送方向に対して相互に対向して配向されるので、この安定化スロット対の安定化スロットから流出する空気の先端は搬送面において交差する。

安定化スロットによって、多数のシート状基板の（既に上述した）振動する傾向、及びそれに関連する破損の虞がさらに低減される。振動を回避するための他の手法の代わりに安定化スロットを用いることも可能である。したがって、乾燥装置は、それぞれの適用例及びその周辺条件、例えば制限された空間条件などに対して最適に設計され得る。例えば、搬送方向に略垂直に延在する安定化スロット及び排気スロットの組合せが、制限された空間条件において及び振動の傾向がある場合に非常に有利であることを示し得る。とりわけ、この例示の場合では、乾燥装置の全ての排気スロット又は少なくとも乾燥ヘッド対が搬送方向に対して略垂直に延在する場合に有利となり得る。

連続システムにおいてシート状基板を乾燥させるための、発明による方法は、シート状基板の全幅に拡がる上部空気噴流がシート状基板の上面に向かって流れるようにするものである。同時に、シート状基板の全幅に拡がる下部空気噴流がシート状基板の下面に向かって流れる。上部及び下部空気噴流は、シート状基板が搬送される搬送面に対する０度より大きく９０度未満の角度でシート状基板の上面及び下面に向かって流れる。

シート状基板の「上面」という用語はシート状基板の第１の大面積面を意味し、シート状基板の「下面」という用語はシート状基板の第２の大面積面を意味する。媒体は必ずしもシート状基板の上面及び下面と同じ角度で接するわけではなく、前記角度は、原則として、特にそれぞれの適用例において有利となる場合に相互に異なっていてもよい。ただし、通常は、接触角は同じである。

発明による方法によって、連続システムを介する高い搬送速度、特に２．６ｍ／分より高い搬送速度においても、連続システムにおいてシート状基板が確実に乾燥可能となる。空気噴流からの流入がシート状基板の全幅に拡がれば、空気噴流から逃れ得る液体はほとんどなくなる。シート状基板は、その全幅にわたって確実に乾燥可能となる。

好ましくは、シート状基板が搬送面において搬送される搬送方向に対して、上部空気噴流はシート状基板の上面に向かって流れ、下部空気噴流はシート状基板の下面に向かって流れる。本件における用語「搬送方向に対して」は、空気噴流の流通方向が搬送方向に対向して配向された方向成分を有することを意味する。

有利なことに、シート状基板が搬送される搬送面に対して６０度より大きく８０度未満の角度で、上部空気噴流がシート状基板の上面に向かって流れ、下部空気噴流がシート状基板の下面に向かって流れる。好ましくは、これらの角度は、６５度より大きく７５度未満である。実際には７０度の角度が特に適切であることが分かった。

好ましくは、上部空気噴流及び下部空気噴流は、第１にシート状基板の上面に存在し、第２にシート状基板の下面に存在する相互に対向する領域においてシート状基板と接するように、配向される。このようにすれば、シート状基板を周回する合成空気噴流が形成され得る。液体がそのような周囲の空気噴流形態を逃れるのは難しいため、効率的な乾燥が達成可能となる。

改良において、上部空気噴流及び下部空気噴流は、搬送方向に１ｍｍと５ｍｍの間の値だけ相互にオフセットされてシート状基板と接するように配向される。好ましくは、前記値は、１ｍｍと３ｍｍの間であり、特に好ましくは２ｍｍである。乾燥装置との関連で既に説明したように、このようにすれば、シート状基板が振動を形成する傾向を有する適用例において、この振動の傾向が相殺され、関連する破損の虞が低減又は解消さえされ得る。実際には、上部空気噴流が下部空気噴流に対してシート状基板に接する際に搬送方向の下流側にオフセットされるように上部及び下部空気噴流を配向することが適切であることが分かった。

有利なことに、後縁部が上部空気噴流の流入方向と、及び下部空気噴流の流入方向とも３度以上の角度を囲むように、上部及び下部空気噴流は、傾斜した接触流通方向でシート状基板の後縁部と接する。好ましくは、前記角度は、１５度未満かつ３度以上である。特に好ましくは、その角度は３度である。既に上述したように、このようにすれば、縁部に付着する傾向のある液体の場合、より効率的な乾燥が達成可能となる。後縁部に対して傾斜する上記の接触流通方向のために、液体は、後縁部の一端から他端に消散され得ることになり、そこで概ね又は完全に分離される。また、対応する適用例では、シート状基板が振動を形成する傾向が相殺され得る。上部及び下部空気噴流の接触流通方向は、原則として、後縁部で囲まれる角度に対して変動し得るが、好ましくは同じ角度値が選択される。

有利な実施形態の変形例では、複数の上部空気噴流及び複数の下部空気噴流がシート状基板に向かって流れ、いずれの場合でも、１つの上部空気噴流及び１つの下部空気噴流が空気噴流対を形成し、異なる空気噴流対の空気噴流は、それらがシート状基板に接する際に搬送方向に相互に対してオフセットされる。このようにすれば、乾燥効果が、必要に応じて向上可能となる。

シート状基板を安定化する必要がある場合、特に、振動及びそれに関連する破損の虞を回避する必要がある場合には、好ましくは、シート状基板を安定化させるために、上部安定化空気噴流が上面に向かって流れ、下部安定化空気噴流が下面に向かって流れる。下部安定化空気噴流は、好ましくは、上部安定化空気噴流の流通方向に対向して配向された流通方向を有する。この手法は、シート状基板の振動を回避するように作用する他のステップに代えて又はそれとともに実施され得る。安定化空気噴流の流通方向は、特に好ましくは、搬送面の表面法線に対して平行に選択され得る。

有利な改良は、上部安定化空気噴流が下部安定化空気噴流の噴流プロファイルに対向して進む噴流プロファイルを構成することを与える。用語「対向する噴流プロファイル」とは以下の、反対の流通方向の下部安定化空気噴流に対して上部安定化空気噴流が接する場合に、流通方向における噴流プロファイルの投影において、結果として得られる交点が２つの噴流プロファイルの投影像に存在するように、上部及び下部安定化空気噴流の噴流プロファイルが構成されることを意味する。好ましくは、この交点は、投影像の略中央に存在する。特に好ましくは、噴流プロファイルは、交点を通る軸に軸対称となるように構成される。このようにすれば、シート状基板の比較的小さな表面領域に向けた空気流入によって、良好な安定化効果が達成可能となる。

好ましくは、シート状基板の乾燥中に、シート状基板は、２．６ｍ／分より高い速度で連続システムを通して搬送される。このようにすれば、良好かつ確実な乾燥の結果が、比較的高いスループットレートで達成可能となる。

ここで、以下に図面を参照して発明をより詳細に説明する。適切な場合には、同じ機能の要素には同じ符号が付される。発明は、機能的構成との関連を含め、図面に示す例示的実施形態に限定されない。図面の上記の説明及び下記の説明は多数の構成を包含し、場合によっては従属請求項においてグループとなるように組み合わされている。ただし、上記開示の全ての他の構成として、及び以下の図面の説明において、これらの図面は、当業者によって個々に検討され、適切な更なる組合せとなるように組み合わせられ得る。特に、前記構成の全ては、個々に使用されてもよいし、独立請求項の乾燥装置及び／又は方法との任意の適切な組合せとなるように組み合わせられてもよい。図面は以下を示す。

図１は、乾燥装置の第１の例示的実施形態を示す。 図２は、図１による乾燥装置の部分図である。 図３は、図２による乾燥ヘッドの部分図である。 図４は、半導体基板の連続通過中の図１における乾燥装置の部分図である。 図５は、図１による乾燥ヘッドの（ａ）部分断面図、（ｂ）断面図及び（ｃ）詳細図である。 図６は、カバーが取り外された状態の図１による乾燥装置の乾燥ヘッドを示す。 図７は、乾燥装置の第２の例示的実施形態の斜視図である。 図８は、図７による乾燥装置の部分図である。 図９は、乾燥装置の第３の例示的実施形態を示す。 図１０は、図９による乾燥ヘッドの部分図である。 図１１は、図９による乾燥ヘッド対の第１の斜視図である。 図１２は、図１１による乾燥ヘッド対の第２の斜視図である。 図１３は、方法の第１の例示的実施形態の原理図である。 図１４は、方法の第２の例示的実施形態の原理図である。 図１５は、方法の第３の例示的実施形態を示す。 図１６は、対向する噴流プロファイルを示す。

図１は、乾燥装置の第１の例示的実施形態を示す。ここに図示する乾燥装置１は、２つの上部乾燥ヘッド２ａ、２ｂ及び２つの下部乾燥ヘッド３ａ、３ｂを有する。一方側の上部乾燥ヘッド２ａ及び下部乾燥ヘッド３ａ並びに他方側の上部乾燥ヘッド２ｂ及び下部乾燥ヘッド３ｂが、それぞれの乾燥ヘッド対となるように接続される。以下、図１～６を参照して乾燥装置１をより詳細に説明する。図２は、２つの下部乾燥ヘッド３ａ、３ｂを斜視図で示す。この図は、下部乾燥ヘッド３ａ、３ｂに配置された排気スロット５ａ、５ｂを示す。排気スロット５ａは、図３及び図４における下部乾燥ヘッド３ａの部分拡大図においても示される。

図４はまた、搬送方向９に乾燥装置１を通して直進搬送される半導体基板を示す。半導体基板の下面は、搬送面８を通る。上部乾燥ヘッド２ａは、明瞭化のために図４の図示においては部分的にしか示されない。一方、図は、上部排気スロット４ａを示す。したがって、図１及び４は、上部乾燥ヘッド２ａ、２ｂが搬送面８の上側に配置される一方で、下部乾燥ヘッド３ａ、３ｂが搬送面８の下側に配置されることを示す。図２が示すように、下部乾燥ヘッド３ａ、３ｂは複数の排気スロット５ａ、５ｂを有する。上部乾燥ヘッドも、複数の排気スロットを有する。

全ての排気スロットの長手方向は、図４に示すように、搬送面８に平行にかつ搬送方向９に対して横方向に延びる。排気スロット４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの開口は、それぞれのスロット面に延在してそれらに亘る。上部乾燥ヘッド２ａの排気スロット４ａに属するスロット面１１は、図４に図形で示される。このスロット面１１は、搬送面８と角度ａで交差する。この角度ａは、０度より大きくかつ９０度未満である。好ましくは、それは７０度となる。図４から明らかなように、同じ角度条件が、下部排気スロット５ａに属するスロット面についても当てはまる。

図５ａ）は、上部乾燥ヘッド２ｂの下面図を部分図で示す。図５ｂ）は、この上部乾燥ヘッド２ｂの図５ａ）の線Ｃ－Ｃに沿う断面図を示す。図から分かるように、図１及び３に示され、全ての乾燥ヘッドに設けられたカバー２０は、図５の図示においては考慮されていない。したがって、図５は、カバー２０が取り外された状態の上部乾燥ヘッド２ｂを示す。

乾燥装置１の排気スロット４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂは全て、３ｍｍの等しいスロット深さ１３（図４参照）を有する。（図５ｃ）に示す）図５ｂ）の部分領域Ｚの詳細な図示は、スロット幅１４を示す。これは、等しい０．５ｍｍとなる。一定のスロット断面が乾燥の結果に大きな影響を及ぼすことが分かった。したがって、排気スロット５ａ、５ｂ、４ａ、４ｂの形態及びしたがって断面を安定化させるために、補強ウェブ１６が乾燥装置１に設けられる。これらは、５ｃｍ程度の相互間隔で配置される。このようにすれば、排気スロット４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの寸法安定性が増加し得る。

図２～６から明らかなように、排気スロット４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの長手方向は、該長手方向が８７度以下となる角度で搬送方向から逸れるように、搬送方向９に対して横方向に延びる。乾燥装置１の場合、これは８７度となる。結果として、図５ａ）に示す角度（９０度－ｂ）は、３度となる。

乾燥装置１は、マルチトラックシステムのための、より正確には５本トラックシステムのための乾燥装置である。半導体基板７は、隣り合う５本のトラックにおいて乾燥装置を通過し得る。排気スロット４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂは、各トラックに対して設けられる。排気スロット４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂのスロット長１５は、半導体基板の全幅にわたって延在する（図４参照）。シリコン半導体基板の場合、１８０ｍｍのスロット長１５が適切であることが分かった。

スロット面１１が、下部排気スロット５ａに属するスロット面によって搬送面８との間に形成される交線と一致する搬送面８との交線を形成するように、上部乾燥ヘッド２ａ及び下部乾燥ヘッド３ａは相互上に配置される。結果として、その全長にわたって、上部排気スロット４ａから発生する空気噴流は、搬送面８において下部排気スロット５ａから発生する空気噴流と向かい合う。同じことが、上部乾燥ヘッド２ｂ及び下部乾燥ヘッド３ｂ並びにそこに配置された排気スロット４ｂ、５ｂに当てはまる。

全ての乾燥ヘッド２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂは、各々に空気誘導のためのポケット２２が加工されたベース板１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂを有する。これは、その目的のためにカバー２０が取り外された状態で図示された下部乾燥ヘッド３ａについての図６における例として示される。カバー２０が装着されると、ポケット２２は空気誘導のために作用する空洞２３を形成する。乾燥装置の種々のトラックにわたる等しい乾燥の結果に関して、乾燥ヘッド２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂにおける均一な気流分布が確保されなければならない。この目的のため、均一な気流分布のための貫通孔（ｈｏｌｅ ｂｏｒｅ）２５を有する傾斜板２４が、乾燥ヘッド２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂの各々に挿入される。さらに、傾斜板２４は、乾燥ヘッド３ａを補剛するように作用する。

乾燥装置１の場合、上部乾燥ヘッド２ａ、２ｂは、共通の上部パイプ供給ライン２６によって相互接続される。したがって、下部乾燥ヘッド３ａ、３ｂは、共通の下部パイプ供給ライン２７によって相互接続される。乾燥のために用いられる空気又は他の気体混合物が、前記パイプ供給ライン２６、２７を介して乾燥装置１に供給される。

図７及び８は、乾燥装置の更なる例示的実施形態を示す。図７は、異なる視角度からの乾燥装置４０の２つの斜視図を示す。乾燥装置１の場合のように、乾燥装置４０は、２つの乾燥ヘッド対４２ａ、４３ａ及び４２ｂ、４３ｂを構成する２つの上部乾燥ヘッド４２ａ、４２ｂ及び２つの下部乾燥ヘッド４３ａ、４３ｂを有する。乾燥装置１における上部及び下部パイプ供給ライン２６、２７の代わりに、別個のホース供給ライン５１ａ、５１、５１ｃ、５１ｄが、乾燥装置４０における乾燥ヘッド４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂの各々に設けられる。これらは、空気又は他の乾燥媒体の供給に対応して作用する。

同様にして、乾燥装置１の場合のように、乾燥ヘッド４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂの各々は、カバー２０によって閉鎖可能なポケットが加工されたベース板４８ａ、４８ｂ４９ａ、４９ｂを有する。ただし、乾燥装置４０の場合、補剛として作用する傾斜板５４は、ポケットに配置されるのではなく、乾燥ヘッド４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂに外付けされる。これは、ポケットを吹き抜ける空気によって傾斜板から生ずる金属汚染が半導体基板に達してそれらの基板を汚染することを防止し得る。

乾燥装置１とは異なり、乾燥装置４０には連続排気スロット４５ａ、４５ｂが設けられる。図８に示すように、これらは、搬送方向９に略垂直に延在する。

一方、乾燥装置４０は、マルチトラックシステムで使用され得る。上部乾燥ヘッド４２ａ、４２ｂにおいて、対応して設計された排気スロットが設けられる。ただし、それらは、下部乾燥ヘッド４３ａ、４３ｂの排気スロット４５ａ、４５ｂに対してオフセットされて配置される。上部乾燥ヘッド４２ａ、４２ｂの排気スロットが通るスロット面、及びそれらが搬送面８との間に形成する、乾燥装置１の場合と同様に通る第１の交線に着目すると、これらの第１の交線は、下部乾燥ヘッド４３ａ、４３ｂの排気スロット４５ａ、４５ｂが通るスロット面によって搬送面８との間に形成される第２の交線とは一致しなくなる。それとは異なり、各乾燥ヘッド対４２ａ、４３ａ又は４２ｂ、４３ｂについては、第１の交線は、第２の交線に対して搬送方向にオフセットされている。したがって、それぞれの乾燥ヘッド対において、上部乾燥ヘッド４２ａ、４２ｂから生じる空気噴流は、下部乾燥ヘッド４３ａ、４３ｂの排気スロット４５ａ、４５ｂからの空気噴流と対向して搬送方向におけるオフセットを以て半導体基板７に接する。より詳細に上述したように、特定の適用例では、このようにすれば、乾燥処理中の半導体基板の振動の形成及びそれに関連する破損の虞を低減することが可能となる。

図９～１２は、乾燥装置の更なる例示的実施形態を示す。ここに示す乾燥装置７０は、ここでも、２つの上部乾燥ヘッド７２ａ、７２ｂ及び２つの下部乾燥ヘッド７３ａ、７３ｂを有する。乾燥装置４０の場合のように、連続する又は少なくとも概ね連続する排気スロット７４ａ、７５ａが乾燥ヘッド７２ａ、７２ｂ、７３ａ、７３ｂに配置され、前記スロットの長手方向は搬送方向９に略垂直に延びる。乾燥装置４０とは異なり、乾燥装置７０では、上部乾燥ヘッド７２ａ、７２ｂ及び下部乾燥ヘッド７３ａ、７３ｂの排気スロット７４ａ、７５ａは、ここでも相互上に存在する。したがって、上部乾燥ヘッド７２ａに配置された排気スロット７４ａから生ずる空気噴流は、乾燥装置１の場合と同様の態様で、搬送面８において下部乾燥ヘッド７３ａの排気スロット７５ａから生じる空気噴流と向かい合う。

一方、図１１及び１２に示す乾燥ヘッド対の上部乾燥ヘッド７２ａ及び下部乾燥ヘッド７３ａは、空気－より正確には乾燥媒体－が流れ得る安定化スロット８０ａ、８１ａを有する。これらは、排気スロット７４ａ又は７５ａと隣り合って搬送方向９にオフセットされて配置される。安定化スロット８０ａ、８１ａの長手方向は、搬送面８に平行にかつ搬送方向９に対して９０度から外れる角度で横方向に延びる。図１１及び１２の部分図の比較が示すように、上部乾燥ヘッド７２ａにおける安定化スロット８０ａは、下部乾燥ヘッド７３ａにおける安定化スロット８１ａと対向して配置される。乾燥装置７０の場合、安定化スロット８０ａ、８１ａは、そこから生じる空気が搬送面８の表面法線に平行な方向で半導体基板と接するように構成される。安定化スロット８０ａ、８１ａは、乾燥ヘッド７２ｂ、７３ｂにおいて対応して設けられる。上述したように、それらは、追加的に又は代替的に、乾燥対象の半導体基板の振動を低減又は回避する手段として使用され得る。

図１０～１２に示すように、乾燥ヘッド７２ａ、７２ｂ、７３ａ、７３ｂは、乾燥装置１及び４０と同様の態様で、そこにポケット８２が形成されるベース板７８ａ、７９ａ及びカバー２０を有する。乾燥装置４０の場合のように、補剛として作用する傾斜板５４が、ポケット８２の外部に装着される。したがって、関連する排気スロット７４ａ、７５ａとともに、種々のトラックにわたってポケット８２に気流を分布させるための傾斜板５４に貫通孔を配置することはできない。したがって、全てのトラックにわたる均一な乾燥の結果のために必要なポケット８２ａ内の気流の充分かつ均一な分布が、他の態様で実現されなければならない。この目的のため、切り欠き８４が、乾燥ヘッド７２ａ、７２ｂ、７３ａ、７３ｂのベース板７８ａ、７９ａのウェブ８５に配置される。ウェブ８５におけるこれらの切り欠き８４によって、異なるトラックに対する気流の均一な分布が達成可能となる。

図１３は、方法の第１の例示的実施形態を図形的に示す。ここで、半導体基板７の全幅に拡がる上部空気噴流９２が、半導体基板７の上面２８に向かって流れる。同時に、半導体基板７の全幅に拡がる下部空気噴流９３が、半導体基板７の下面２９に向かって流れる。したがって、前記空気噴流９２、９３は、搬送方向９に対向して上面２８及び下面２９に向かって流れる。接触は、好ましくは７０度の角度ａで起こる。上部空気噴流９２及び下部空気噴流９３は、第１に上面２８及び第２に下面２９の相互に対向する領域で向かい合うように配向される。

方法の第１の例示的実施形態は、乾燥装置１又は乾燥装置７０を用いて有利に実施され得る。

以下、図１３に図形的に示す方法の改良を図４に戻って説明する。この改良では、上部空気噴流９２及び下部空気噴流９３は、後縁部６が上部空気噴流９２の流入方向及び下部空気噴流９３の流入方向との３度の角度ｃを囲むように、斜めに向けられた流通方向で半導体基板の後縁部６に向かって流れる。角度ｃは、図４に示す角度ｂに直接連動される。これについて、ｃ＝９０度－ｂである。

図１４は、方法の第２の例示的実施形態を示す。ここで、上部空気噴流９２及び下部空気噴流９３は、それらが搬送方向にオフセット９４だけ相互にオフセットされて半導体基板７と接するように配向される。オフセット９４は、好ましくは２ｍｍとなる。上部空気噴流９２は、下部空気噴流９３に対して搬送方向９の下流側にオフセットされて半導体基板７と接する。これは、実際に成功したものである。

図１４に示す方法の例示的実施形態は、乾燥装置４０を用いて実施され得る。

図１５に、方法の更なる例示的実施形態を示す。ここで、上部安定化空気噴流９６は半導体基板の上面２８に向かって流れ、下部安定化空気噴流９７は下面２９に向かって流れる。図１５に示すように、上部安定化空気噴流９６及び下部安定化空気噴流９７の流通方向は、反対方向に向けられる。また、２つの安定化空気噴流９６、９７の流通方向は、搬送面８の表面法線に平行に延びる。安定化空気噴流９６、９７は、ここでも追加的に又は代替的に、半導体基板の振動を低減又は回避するように用いられてもよい。

図１６は、図１５の上部安定化空気噴流９６の噴流プロファイル９８及び図１５の下部安定化空気噴流９７の噴流プロファイル９９を図形的に示す。図１６において分かるように、これらの噴流プロファイル９８、９９は逆である。

図１５及び１６の例示的実施形態は、乾燥装置７０によって実施され得る。

好適な例示的実施形態を参照して発明を詳細に図示及び説明したが、発明は開示された例示的実施形態によって限定されず、発明の基本的概念から逸脱することなく発明の他の変形例が当業者によって導かれ得る。

１ 乾燥装置
２ａ、２ｂ 上部乾燥ヘッド
３ａ、３ｂ 下部乾燥ヘッド
４ａ、４ｂ 排気スロット
５ａ、４ｂ 排気スロット
６ 後縁部
７ 半導体基板
８ 搬送面
９ 搬送方向
１１ スロット面
１３ スロット深さ
１４ スロット幅
１５ スロット長
１６ 補強ウェブ
１８ａ、１８ｂ ベース板
１９ａ、１９ｂ ベース板
２０ カバー
２２ ポケット
２３ 空洞
２４ 傾斜板
２５ 貫通孔
２６ 上部パイプ供給ライン
２７ 下部パイプ供給ライン
２８ 上面
２９ 下面
４０ 乾燥装置
４２ａ、４２ｂ 上部乾燥ヘッド
４３ａ、４３ｂ 下部乾燥ヘッド
４５ａ、４５ｂ 排気スロット
４８ａ、４８ｂ ベース板
４９ａ、４９ｂ ベース板
５１ａ、５１ｂ ホース供給ライン
５１ｃ、５１ｄ ホース供給ライン
５４ 傾斜板
７０ 乾燥装置
７２ａ、７２ｂ 上部乾燥ヘッド
７３ａ、７３ｂ 下部乾燥ヘッド
７４ａ 排気スロット
７５ａ 排気スロット
７８ａ ベース板
７９ａ ベース板
８０ａ 安定化スロット
８１ａ 安定化スロット
８２ ポケット
８４ 切り欠き
８５ ウェブ
９２ 上部空気噴流
９３ 下部空気噴流
９４ オフセット
９６ 上部安定化空気噴流
９７ 下部安定化空気噴流
９８ 上部安定化空気噴流の噴流プロファイル
９９ 下部安定化空気噴流の噴流プロファイル
ａ 角度
ｂ 角度
ｃ 角度
Ｃ－Ｃ 切断線
Ｚ 部分領域

Claims (21)

1. 乾燥装置（１；４０）であって、
   少なくとも１つの上部乾燥ヘッド（２ａ；４２ａ）及び少なくとも１つの下部乾燥ヘッド（３ａ；４３ａ）を具備し、
   前記少なくとも１つの上部乾燥ヘッド（２ａ；４２ａ）は、乾燥対象の物体が前記乾燥装置（１；４０）を通して搬送方向（９）に搬送可能となる搬送面（８）の上方に配置され、前記少なくとも１つの下部乾燥ヘッド（３ａ；４３ａ）は前記搬送面（８）の下方に配置された、乾燥装置において、
   前記少なくとも１つの上部乾燥ヘッド（２ａ；４２ａ）及び前記少なくとも１つの下部乾燥ヘッド（３ａ；４３ａ）は各々、少なくとも１つの排気スロット（４ａ、５ａ；４５ａ、４５ｂ）を具備し、
   前記排気スロット（４ａ、５ａ；４５ａ、４５ｂ）の長手方向が、前記搬送面（８）に略平行にかつ前記搬送方向（９）に対して横方向に延び、
   前記排気スロットが通るスロット面（１１）が、０度より大きく９０度未満の角度（ａ）で前記搬送面（８）と交差し、
   乾燥ヘッド対を構成する上部乾燥ヘッド（４２ａ）及び下部乾燥ヘッド（４３ａ）が、
   前記乾燥ヘッド対の前記上部乾燥ヘッド（４２ａ）の前記排気スロットが通る前記スロット面が、前記乾燥ヘッド対の前記下部乾燥ヘッド（４３ａ、４３ｂ）の前記排気スロット（４５ａ、４５ｂ）が通る前記スロット面によって前記搬送面（８）との間に形成された第２の交線に平行に延びる前記搬送面（８）との第１の交線を形成し、
   前記第１の交線は、前記第２の交線に対して前記搬送方向（９）に１ｍｍと５ｍｍの間の値だけオフセットされる、
   ように相互上に配置された
   ことを特徴とする乾燥装置（１）。
2. 前記排気スロットが通る前記スロット面（１１）が、前記搬送面（８）と６０度より大きく８０度未満、好ましくは６５度より大きく７５度未満、特に好ましくは７０度となる角度（ａ）で交差することを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置（１）。
3. 前記排気スロット（４ａ、５ａ）は、１ｍｍと５ｍｍの間の値、好ましくは２ｍｍと４ｍｍの間の値、特に好ましくは２．５ｍｍと３．５ｍｍの間の値となるような略等しいスロット深さ（１３）を有することを特徴とする請求項１から２のいずれか一項に記載の乾燥装置（１）。
4. 前記排気スロット（４ａ、５ａ）は０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下のスロット幅（１４）を有し、前記スロット幅は好ましくは０．５ｍｍとなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の乾燥装置（１）。
5. 前記排気スロット（４ａ、５ａ）の形態を安定化させるための補剛ウェブ（１６）を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の乾燥装置（１）。
6. 少なくとも１つの乾燥ヘッド（２ａ、３ａ）、好ましくは全ての乾燥ヘッド（２ａ、３ａ）が、
   空気誘導のためのポケット（２２）が加工されたベース板（１８ａ、１９ａ）と、
   前記ベース板（１８ａ、１９ａ）に接続可能であり、それによって前記ポケット（２２）が空洞（２３）を形成するように閉鎖可能なカバー（２０）と、
   を有すること特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の乾燥装置（１）。
7. 少なくとも１つの乾燥ヘッド（２ａ、３ａ）を補剛するのに適して該補剛のために設けられた傾斜板（２４）を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の乾燥装置（１）。
8. 少なくとも１つの排気スロット（４ａ、５ａ）の前記長手方向は、該長手方向が前記搬送方向（９）から８７度以下の角度（ｂ）、好ましくは７５度より大きく８７度以下の角度（ｂ）、特に好ましくは８７度の角度（ｂ）だけ逸れるように前記搬送方向（９）に対して横方向に延びることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の乾燥装置（１）。
9. 少なくとも１つの排気スロット（４５ａ、７４ａ、７５ａ）の前記長手方向が、前記搬送方向（９）に略垂直に延びることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の乾燥装置（４０、７０）。
10. 乾燥ヘッド対を構成する上部乾燥ヘッド（２ａ、７２ａ）及び下部乾燥ヘッド（３ａ、７３ａ）が、
    前記乾燥ヘッド対の前記上部乾燥ヘッド（２ａ、７２ａ）の前記排気スロット（４ａ、７４ａ）が通る前記スロット面（１１）が、前記乾燥ヘッド対の前記下部乾燥ヘッド（３ａ、７３ａ）の前記排気スロット（５ａ、７５ａ）が通る前記スロット面によって前記搬送面（８）との間に形成される交線と一致する、前記搬送面（８）との交線を形成するように、
    相互上に配置されたことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の乾燥装置（１、７０）。
11. 乾燥ヘッド対を構成する上部乾燥ヘッド（４２ａ）及び下部乾燥ヘッド（４３ａ）が、
    前記乾燥ヘッド対の前記上部乾燥ヘッド（４２ａ）の前記排気スロットが通る前記スロット面が、前記乾燥ヘッド対の前記下部乾燥ヘッド（４３ａ、４３ｂ）の前記排気スロット（４５ａ、４５ｂ）が通る前記スロット面によって前記搬送面（８）との間に形成された第２の交線に平行に延びる前記搬送面（８）との第１の交線を形成し、
    前記第１の交線は、前記第２の交線に対して前記搬送方向（９）に１ｍｍと３ｍｍの間の値だけ、特に好ましくは２ｍｍだけオフセットされる、
    ように相互上に配置されたことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の乾燥装置（４０）。
12. 乾燥ヘッド対を構成する上部乾燥ヘッド（７２ａ）及び下部乾燥ヘッド（７３ａ）が相互上に配置され、
    前記乾燥ヘッド対の前記上部乾燥ヘッド（７２ａ）及び前記下部乾燥ヘッド（７３ａ）は各々、媒体が流通可能な少なくとも１つの安定化スロット（８０ａ、８１ａ）を有し、
    前記安定化スロット（８０ａ、８１ａ）は各々、排気スロット（７４ａ、７５ａ）に隣り合って前記搬送方向（９）にオフセットされて配置され、
    前記安定化スロット（８０ａ、８１ａ）の長手方向が、前記搬送面（８）に略平行にかつ９０度から外れる角度で前記搬送方向（９）に対して横方向に延び、
    前記上部乾燥ヘッド（７２ａ）に配置された安定化スロット対の前記安定化スロット（８０ａ）から流出する気流先端が、前記下部乾燥ヘッド（７３ａ）に配置された当該安定化スロット対の前記安定化スロット（８１ａ）から流出する気流先端と前記搬送面（８）において交差するように、前記上部乾燥ヘッド（７２ａ）の前記少なくとも１つの安定化スロット（８０ａ）及び前記下部乾燥ヘッド（７３ａ）の前記少なくとも１つの安定化スロット（８１ａ）が対を成して配置される
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の乾燥装置（７０）。
13. 前記搬送方向（９）に相互に隣り合って配置された少なくとも２つの乾燥ヘッド対が設けられたことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の乾燥装置（１、４０、７０）。
14. 全ての排気スロット（４５ａ、７４ａ、７５ａ）の前記長手方向が前記搬送方向（９）に略垂直に延びることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の乾燥装置（４０、７０）。
15. 連続システムにおいてシート状基板（７）を乾燥させるための方法であって、
    前記シート状基板（７）の全幅に拡がる上部空気噴流（９２）が前記シート状基板（７）の上面（２８）に向かって流れる、方法において、
    同時に、当該シート状基板（７）の全幅に拡がる下部空気噴流（９３）が前記シート状基板（７）の下面（２９）に向かって流れ、
    前記上部空気噴流（９２）及び下部空気噴流（９３）が、前記シート状基板が搬送される搬送面（８）に対して０度より大きく９０度未満の角度（ａ）で前記シート状基板（７）の前記上面（２８）及び前記下面（２９）に向かってそれぞれ流れ、
    前記上部空気噴流（９２）及び前記下部空気噴流（９３）が、搬送方向（９）に１ｍｍと５ｍｍの間の値だけ相互にオフセットされて前記シート状基板（７）に接するように配向される
    ことを特徴とする方法。
16. 前記上部空気噴流（９２）及び下部空気噴流（９３）が、前記搬送面（８）に対して６０度より大きく８０度未満の、好ましくは６５度より大きく７５度未満の、特に好ましくは７０度となる角度（ａ）で前記シート状基板（７）の前記上面（２８）及び前記下面（２９）に向かってそれぞれ流れることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記上部空気噴流（９２）及び前記下部空気噴流（９３）が、相互に対向する領域において、第１に前記シート状基板（７）の前記上面（２８）と、第２に前記シート状基板（７）の前記下面（２９）と接するように配向されることを特徴とする請求項１５から１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記上部空気噴流（９２）及び前記下部空気噴流（９３）が、搬送方向（９）に１ｍｍと３ｍｍの間の値だけ、好ましくは２ｍｍだけ相互にオフセットされて前記シート状基板（７）に接するように配向されることを特徴とする請求項１５から１６のいずれか一項に記載の方法。
19. 後縁部が前記上部空気噴流（９２）の流入方向及び前記下部空気噴流（９３）の流入方向との間に３度以上の角度（ｃ）、好ましくは１５度未満３度以上の角度（ｃ）、特に好ましくは３度の角度（ｃ）を囲むように、前記上部空気噴流（９２）及び前記下部空気噴流（９３）が、傾斜した流通方向で前記シート状基板（７）の前記後縁部（６）に接することを特徴とする請求項１５から１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記シート状基板（７）を安定化するために、上部安定化空気噴流（９６）が前記上面（２８）に向かって流れ、下部安定化空気噴流（９７）が前記下面（２９）に向かって流れ、前記下部安定化空気噴流（９７）は好ましくは前記上部安定化空気噴流（９６）の流通方向に対向して配向された流通方向を有することを特徴とする請求項１５から１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記上部安定化空気噴流（９６）は、前記下部安定化空気噴流（９７）の噴流プロファイル（９９）と対向して移動する噴流プロファイル（９８）を形成することを特徴とする請求項２０に記載の方法。

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