JPH10128332A - イオン水供給装置およびそれを用いた洗浄処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は所定の電位のイオン水を迅速に供
給できるようにしたイオン水供給回路装置を提供するこ
とにある。 【解決手段】 被洗浄物１１を洗浄処理するためのイオ
ン水を供給するイオン水供給回路装置において、電気分
解によって上記イオン水を発生させるイオン水発生器１
６と、このイオン水発生器で発生したイオン水を供給す
る供給管１５ａ、１５ｂと、この供給管に設けられ上記
イオン水の供給を制御する供給制御弁４２ａ、４２ｂ
と、上記供給管の上記供給制御弁よりも上流側に一端を
接続して設けられ中途部に排出制御弁４５ａ、４５ｂが
設けられたバイパス管４４ａ、４４ｂと、上記供給制御
弁を閉に制御したときに上記イオン水発生器への通電を
停止させずに上記排出制御弁を開に制御する制御装置３
１とを具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は純水などを電気分
解することによってイオン水を発生させるためのイオン
水供給装置およびこのイオン水供給装置からのイオン水
を用いて被洗浄物を洗浄処理するための洗浄処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶製造装置や半導体製造装置
においては、液晶用ガラス基板や半導体ウエハなどの被
洗浄物に付着した微粒子を高い清浄度で洗浄除去するた
めの洗浄工程があり、その洗浄工程には被洗浄物を１枚
づつ処理するためのスピン処理装置が用いられることが
多い。

【０００３】上記被洗浄物を洗浄するためには、その微
粒子の種類によって種々の処理液が用いられる。上記微
粒子が金属などのように酸化あるいは還元電位を持つも
のである場合には洗浄効果を高めるために上記処理液と
して電界イオン水が用いられる。電界イオン水にはカソ
−ド水とアノ−ド水とがあり、これらのイオン水は上記
被洗浄物に付着した微粒子の種類によって使い分けられ
ている。

【０００４】上記イオン水を得るためにはイオン水発生
器が用いられ、このイオン水発生器で得られたイオン水
は供給管を通じて上記スピン処理装置に供給されるよう
になっている。

【０００５】上記イオン水発生器は周知のように電解槽
を有する。この電解槽内はイオン交換膜によって中間
室、カソ−ド室、アノ−ド室に隔別されている。中間室
にはイオン交換樹脂が設けられ、カソ−ド室にはカソ−
ド電極、アノ−ド室にはアノ−ド電極が設けられてい
る。

【０００６】そして、上記電解槽内に純水を供給すると
ともに、上記一対の電極に直流電圧を印加することで、
上記純水が電気分解されてカソ−ド室にはカソ−ド水が
生成され、アノ−ド室にはアノ−ド水が生成される。

【０００７】したがって、上記スピン処理装置に被洗浄
物の汚れに応じて上記カソ−ド水あるいはアノ−ド水の
いずれかを供給することで、被洗浄物に付着した微粒子
を高い清浄度で洗浄除去することができる。

【０００８】スピン処理装置は被洗浄物をバッチ処理す
る。そのため、洗浄された被洗浄物をスピン処理装置か
ら搬出して未洗浄の被洗浄物を搬入する間は上記イオン
水の供給が停止される。また、スピン処理装置の前工程
や後工程の故障、あるいはタクトタイムの違いなどを調
整するためにも上記イオン水の供給が停止されることが
ある。

【０００９】従来、イオン水の供給を停止するために
は、上記イオン水発生器への通電および純水の供給を停
止するということが行われていた。イオン水発生器への
通電を停止すると、上記電解槽内のカソ−ド室およびア
ノ−ド室でそれぞれイオン化されて生成されたイオン水
がもとの純水に戻ってしまうということがある。

【００１０】そのため、スピン処理装置での洗浄処理を
再開するために、上記イオン水発生器に通電しても、カ
ソ−ド室およびアノ−ド室に供給された純水を所定の電
位のイオン水に戻すためにはかなりの時間が掛かってし
まうため、そのときの時間のロスが処理能率に大きく影
響するということがあった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来はイ
オン水の使用が中断されるとき、イオン水発生器への通
電や純水の供給を停止していた。そのため、イオン水の
使用を再開するために上記イオン水発生器へ通電して
も、所定の電位のイオン水となるまでに時間が掛かるか
ら、処理能率の低下を招くということがあった。

【００１２】この発明の目的は、イオン水の使用を中断
しても、所定の電位のイオン水を直ちに供給することが
できるようにしたイオン水供給装置およびそれを用いた
洗浄処理装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、イオ
ン水を供給するイオン水供給装置において、純水などを
電気分解することによって上記イオン水を発生させるイ
オン水発生器と、このイオン水発生器で発生したイオン
水を供給する供給管と、この供給管に設けられ上記イオ
ン水の供給を制御する供給制御弁と、上記供給管の上記
供給制御弁よりも上流側に一端を接続して設けられ中途
部に排出制御弁が設けられたバイパス管と、上記供給制
御弁を閉に制御したときに上記イオン水発生器への通電
を停止させずに上記排出制御弁を開に制御する制御手段
とを具備したことを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明は、被洗浄物をイオン水で
洗浄処理する洗浄処理装置において、 純水などを電気
分解することによって上記イオン水を発生させるイオン
水発生器と、このイオン水発生器で発生したイオン水を
供給する供給管と、この供給管に設けられ上記イオン水
の供給を制御する供給制御弁と、上記供給管の上記供給
制御弁よりも上流側に一端を接続して設けられ中途部に
排出制御弁が設けられたバイパス管と、上記供給制御弁
を閉に制御したときに上記イオン水発生器への通電を停
止させずに上記排出制御弁を開に制御する制御手段と、
上記被洗浄物が保持される保持部と、上記供給管が接続
されるとともに上記保持部に対向して配設され上記供給
管からのイオン水を上記被洗浄物に向けて噴射するノズ
ル体とを具備したことを特徴とする。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、上記バイパス管を流れるイオン水
は、上記供給管を流れるイオン水に比べて十分に少なく
設定されることを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、上記制御手段は、供給制御弁を閉に
したときに、開のときに比べて上記イオン水発生器への
給電を減少させることを特徴とする。

【００１７】請求項１の発明によれば、イオン水が供給
管から供給されない不使用時には、イオン水発生器への
通電を停止させずにイオン水発生器で生成されたイオン
水をバイパス管へバイパスさせるため、イオン水発生器
で生成されるイオン水の電位をほぼ一定に維持すること
ができる。そのため、使用を再開する場合、直ちに所定
の電位のイオン水を供給することができる。

【００１８】請求項２の発明によれば、イオン水を用い
て被洗浄物を洗浄する場合、その洗浄を停止したのち再
開するときに、所定の電位のイオン水を迅速に供給する
ことができる。

【００１９】請求項３の発明によれば、イオン水の不使
用時にバイパス管へバイパスされるイオン水の流量は、
供給管を流れるイオン水の流量に比べて十分に少ないた
め、不使用時にイオン水をバイパスさせても、上記供給
管へ流し続ける場合に比べてそのイオン水の使用量を少
なくすることできる。請求項４の発明によれば、イオン
水の不使用時にイオン水発生器への給電が減少されるた
め、電力の使用量を少なくすることができる。

【００２０】

【発明の実施形態】以下、この発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。図１はこの発明の洗浄処理装置を
示し、この洗浄処理装置はスピン処理装置１を有する。
このスピン処理装置１は上面が開放した有底状のカップ
体２を備えている。このカップ体２の底部には通孔３が
穿設され、この通孔３には回転軸４が挿通されている。
この回転軸４の下端部は上記カップ体２の下方に配置さ
れた駆動モ−タ５の駆動軸６に連結され、カップ体２内
に突出した上端には回転体７が連結されている。

【００２１】上記回転体７の上面の周辺部には、たとえ
ば周方向に９０度間隔で支持ピン８と、この支持ピン８
よりも径方向外方に係合ピン９とが立設されている。係
合ピン９は支持ピン８よりも背が高く設定されている。
そして、上記回転体７上には、下面周辺部を上記支持ピ
ン８に係合させ、周辺部を上記係合ピン９に係合させて
被洗浄物１１が着脱自在に載置される。被洗浄物１１と
しては液晶用ガラス基板や半導体ウエハなどである。

【００２２】上記回転体７の上方にはノズル体１２が配
置されている。このノズル体１２からは後述するように
上記被洗浄物１１に向けてイオン水が噴射され、それに
よって上記被洗浄物１１が洗浄処理されるようになって
いる。

【００２３】上記ノズル体１２には一対の供給管１５
ａ、１５ｂの一端が接続されている。この供給管１５
ａ、１５ｂの他端はフィルタ４３ａ、４３ｂおよび供給
制御弁４２ａ、４２ｂを介してイオン水発生器１６の後
述するアノ−ド室２３およびカソ−ド室２２にそれぞれ
連通する流出口３３ａ、３３ｂに接続されている。この
イオン発生器１６には、同じく後述する一対の中間室２
１が隔別され、これら中間室２１に連通する一対の流出
口３３ｃはバイパス管４４ｃを介してドレン槽３６に接
続されている。

【００２４】図２に示すように、上記イオン水発生器１
６は電解槽１７を有する。この電解槽１７の内部は３枚
のイオン交換膜１８によって一対の上記中間室２１、カ
ソ−ド室２２およびアノ−ド室２３に隔別されている。
一対の中間室２１にはイオン交換樹脂２４が設けられ、
カソ−ド室２２には陰極２５、アノ−ド室２３には陽極
２６が設けられている。これら陰極２５と陽極２６には
制御装置３１を介して直流電圧が印加される。

【００２５】上記４つの室にはそれぞれ純水の流入口３
２ａ〜３２ｄが形成されている。各室には、上記流入口
３２ａ〜３２ｄには、純水製造装置３７からそれぞれ純
水供給制御弁４０ａ〜４０ｃを介して分岐接続された純
水供給管３８によって純水が供給される。また、カソ−
ド室２２に純水を供給する純水供給管３８にはアルカリ
水タンク４６がポンプ４７を介して接続されており、ま
たアノ−ド室２３に純水を供給する純水供給管３８には
酸水タンク４８がポンプ４９を介して接続されている。
上記イオン水発生器１６に純水を供給して一対の電極２
５、２６に直流電圧を印加すれば、その純水が電気分解
され、カソ−ド室２２にはカソ−ド水が生成され、アノ
−ド室２３にはアノ−ド水が生成される。

【００２６】上記各供給管１５ａ、１５ｂには、イオン
水発生器１６と供給制御弁４２ａ、４２ｂとの間の部分
にそれぞれバイパス管４４ａ、４４ｂの一端が接続され
ている。このバイパス管４４ａ，４４ｂの他端は排出制
御弁４５ａ、４５ｂの一端に接続されている。この排出
制御弁４５ａ、４５ｂの他端は上記ドレン槽３６に接続
されている。

【００２７】上記バイパス管４４ａ、４４ｂは上記供給
管１５ａ、１５ｂに比べて細径となっている。たとえ
ば、上記供給制御弁４２ａ、４３ｂが閉じられ、排出制
御弁４５ａ、４５ｂが開放されたときに、上記バイパス
管４４ａ、４４ｂに流れるアノ−ド水、カソ−ド水の流
量は、上記流出管１５ａ、１５ｂを流れる流量の１〜
０．５％程度になるよう設定されている。

【００２８】なお、バイパス管４４ａ、４４ｂを流れる
アノ−ド水、カソ−ド水の流量の制御は、その管径だけ
によらず、排出制御弁４５ａ、４５ｂの開度によって設
定するようにしてもよい。

【００２９】上記供給制御弁４２、４２ｂおよび排出制
御弁４５ａ、４５ｂは上記制御装置３１によって開閉制
御されるようになっている。すなわち、イオン水発生器
１６のカソ−ド室２２で生成されたカソ−ド水は、供給
制御弁４２ｂが開放され、排出制御弁４５ｂが閉じられ
ているときには、供給管１５ｂを流れてノズル体１２か
ら被洗浄物１１に向けて噴射される。上記供給制御弁４
２ｂが閉じられ、排出制御弁４５ｂが開放されていると
きにはバイパス管４４ｂを介してドレン槽１６へ流れる
ようになっている。

【００３０】また、アノ−ド室２３で生成されたアノ−
ド水は、供給制御弁４２ａが開放され、排出制御弁４５
ａが閉じられているときに、上記ノズル体１２へ供給さ
れ、上記供給制御弁４２ａが閉じられ、排出制御弁４５
ａが開放されているときにはドレン槽１６へ排出される
ようになっている。

【００３１】上記供給制御弁４２ａ、４２ｂが閉じら
れ、排出制御弁４５ａ、４５ｂが開放されたとき、上記
制御装置３１は上記イオン発生器１６の陰極２５と陽極
２６とに印加する電圧を通常の値の数十％程度に低下さ
せるようになっている。

【００３２】すなわち、上記制御装置３１は純水供給制
御弁４０ａ，４０ｂ、４０ｃおよびポンプ４７、４９の
制御と、上記イオン水発生器１６をつぎの３つのモ−ド
に制御する。第１はイオン水を発生させて被洗浄物１１
を洗浄するための洗浄モ−ド、第２はイオン水発生器１
６を停止させないが、イオン水の発生を抑制するととも
に生成されるドレン水などをドレン槽３６に排出する待
機モ−ド、第３はイオン水発生器１６の運転を停止する
停止モ−ドである。

【００３３】つぎに、上記構成の洗浄処理装置によって
スピン処理装置１の回転体７に保持された被洗浄物１１
をイオン水で洗浄する場合について説明する。まず、カ
ソ−ド水を利用する場合には、上記スピン処理装置１の
駆動モ−タ５を作動させて被洗浄物１１を保持した回転
体７を低速回転させるとともに、制御装置３１によって
純水供給制御弁４０ａ〜４０ｃを開放し、洗浄モ−ドの
うちのカソ−ド水の利用モ−ドを選択する。それによっ
て、排出制御弁４５ｂと供給制御弁４２ａが閉じられ、
排出制御弁４５ａと供給制御弁４２ｂが開放されるか
ら、イオン水発生器１６のカソ−ド室２２で生成された
カソ−ド水が供給管１５ｂへ供給される。したがって、
このカソ−ド水は供給管１５ｂの先端に接続されたノズ
ル体１２から回転する被洗浄物１１に向けて噴射される
から、被洗浄物１１がカソ−ド水によって洗浄されるこ
とになる。

【００３４】このとき、カソ−ド水にアルカリ水を添加
する必要がある場合は、制御装置３１によってポンプ４
７を作動させてアルカリ水を添加する。なお、アノ−ド
水はバイパス管４４ａを介して排出される。

【００３５】上記被洗浄物１１の洗浄が終了し、つぎの
被洗浄物１１が回転体７に搬入されるまでの間あるいは
洗浄を一時的に停止するような場合には、上記制御装置
３１によって待機モ−ドを選択する。待機モ−ドが選択
されると、供給制御弁４２ａ、４２ｂが閉じられ、排出
制御弁４５ａ、４５ｂが開放されることで、イオン水発
生器１６からのカソ−ド水は供給管１５ｂへは流れず
に、バイパス管４４ｂを介して排出されることになる。
このとき、イオン水発生器１６から供給されるカソ−ド
水は洗浄モ−ドのときの数％になる。また、イオン水発
生器１６の陰極２５と陽極２６へ印加される電圧は洗浄
モ−ドのときの数十％になる。

【００３６】このように、待機モ−ドのときには、イオ
ン水発生器１６の機能を全面的に停止させず、陰極２５
と陽極２６に低電圧を印加するとともに、少量のカソ−
ド水を生成するようにしたことで、カソ−ド室２２のカ
ソ−ド水の酸化還元電位を洗浄モ−ドのときとほぼ同じ
に維持することができる。

【００３７】したがって、待機モ−ドのあとで洗浄モ−
ドを再開する場合、直ちに所定の酸化還元電位のカソ−
ド水をノズル体１２へ供給することができるから、再開
時における被洗浄物１１の洗浄作業を迅速に行うことが
できる。つまり、洗浄作業の能率向上を図ることができ
る。

【００３８】実験によると、イオン発生器１６を全面的
に停止し、洗浄再開時に立ち上げるようにすると、カソ
−ド室２２で生成されたカソ−ド水が所定の酸化還元電
位、たとえば−６００Ｖになるまでに約３０分かかっ
た。

【００３９】しかしながら、この発明のように待機モ−
ドを設定することで、カソ−ド室２２で生成されるカソ
−ド水の酸化還元電位を−６００Ｖに維持することがで
きたので、待機モ−ドから直ちに洗浄モ−ドに移行する
ことが可能となった。

【００４０】しかも、待機モ−ド時にはカソ−ド水を供
給管１５ｂに流さずに、バイパス管４４ｂを介して排出
すようにした。このとき、バイパス管４４ｂに流れるカ
ソ−ド水の流量は供給管１５ｂに流れる流量に比べてわ
ずかであるから、経済的であり、しかもそのとき陰極２
５と陽極２６に印加する電圧を低くしているから、電力
の消費量もわずかですむ。

【００４１】一方、アノ−ド水を利用する場合には、制
御装置３１によってアノ−ド水の利用モ−ドを選択す
る。それによって、排出制御弁４５ａと供給制御弁４２
ｂが閉じられ、排出制御弁４５ｂと供給制御弁４２ａが
開放されるから、イオン水発生器１６のアノ−ド室２３
で生成されたカソ−ド水が供給管１５ａへ供給される。
したがって、このアソ−ド水は供給管１５ａの先端に接
続されたノズル体１２から回転する被洗浄物１１に向け
て噴射されるから、被洗浄物１１がアノ−ド水によって
洗浄されることになる。

【００４２】このとき、カノ−ド水に酸水を添加する必
要がある場合は、制御装置３１によってポンプ４９を作
動させて酸水を添加する。なお、カソ−ド水はバイパス
管４４ｂを介して排出される。

【００４３】アノ−ド水の供給を一時的に停止したい場
合には、制御装置３１によって待機モ−ドを選択すれ
ば、アノ−ド水は供給管１５ａへは流れずに、バイパス
管４４ａを介してわずかに排出されることになる。ま
た、イオン水発生器１６の陰極２５と陽極２６へ印加さ
れる電圧は洗浄モ−ドのときの数十％に低減される。

【００４４】したがって、この場合には、カソ−ド水を
利用する場合と同様、アノ−ド室２３のアノ−ド水の酸
化還元電位を洗浄モ−ドのときとほぼ同じに維持するこ
とができるから、洗浄モ−ドを迅速に再開することが可
能となる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、イオン水の不
使用時には、イオン水発生器への通電を停止させず、イ
オン水発生器で生成されるイオン水をバイパス管を介し
て排出するようにした。

【００４６】そのため、イオン水発生器で生成されるイ
オン水の電位をほぼ一定に維持することができるため、
使用を再開する場合、所定の電位のイオン水の供給を迅
速に行うことができる。

【００４７】請求項２の発明によれば、被洗浄物の洗浄
を停止する場合に、イオン水発生器への通電を遮断せず
に、そのイオン水発生器で生成されたイオン水をバイパ
ス管を介して排出すようにした。

【００４８】そのため、上記イオン水を所定の電位に維
持することができるから、洗浄の再開を直ちに行うこと
ができる。請求項３の発明によれば、請求項１と請求項
２の発明において、イオン水を不使用時にバイパス管を
介してバイパスさせるとともに、バイパスさせるイオン
水の流量を、供給管へ流す流量に比べて十分に少なくな
るようにした。

【００４９】そのため、不使用時にイオン水をバイパス
させても、上記供給管へ流し続ける場合に比べてそのイ
オン水の使用量を少なくすることできる。請求項４の発
明によれば、請求こ１と請求項２の発明において、イオ
ン水の不使用時にイオン水発生器への印加電圧を減少さ
せるようにしたので、イオン水の不使用時に所定の電位
を維持するための電力の使用量を少なくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す全体構成図。

【図２】同じくイオン水発生器の概略的構成を示す断面
図。

【符号の説明】

７…回転体（保持部） １１…被洗浄物 １２…ノズル体 １５ａ、１５ｂ…供給管 １６…イオン水発生器 ３１…制御装置 ４２ａ、４２ｂ…供給制御弁 ４４ａ、４４ｂ…バイパス管 ４５ａ、４５ｂ…排出制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 暁 神奈川県横浜市栄区笠間町1000番地１ 株 式会社芝浦製作所大船工場内 (72)発明者 宮迫 久顕 神奈川県横浜市栄区笠間町1000番地１ 株 式会社芝浦製作所大船工場内 (72)発明者 桜井 直明 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 西垣 寿 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン水を供給するためのイオン水供給
   装置において、 純水などを電気分解することによって上記イオン水を発
   生させるイオン水発生器と、 このイオン水発生器で発生したイオン水を供給する供給
   管と、 この供給管に設けられ上記イオン水の供給を制御する供
   給制御弁と、 上記供給管の上記供給制御弁よりも上流側に一端を接続
   して設けられ中途部に排出制御弁が設けられたバイパス
   管と、 上記供給制御弁を閉に制御したときに上記イオン水発生
   器への通電を停止させずに上記排出制御弁を開に制御す
   る制御手段とを具備したことを特徴とするイオン水供給
   装置。
2. 【請求項２】 被洗浄物をイオン水で洗浄処理する洗浄
   処理装置において、 純水などを電気分解することによって上記イオン水を発
   生させるイオン水発生器と、 このイオン水発生器で発生したイオン水を供給する供給
   管と、 この供給管に設けられ上記イオン水の供給を制御する供
   給制御弁と、 上記供給管の上記供給制御弁よりも上流側に一端を接続
   して設けられ中途部に排出制御弁が設けられたバイパス
   管と、 上記供給制御弁を閉に制御したときに上記イオン水発生
   器への通電を停止させずに上記排出制御弁を開に制御す
   る制御手段と、 上記被洗浄物が保持される保持部と、 上記供給管に接続されるとともに上記保持部に対向して
   配設され上記供給管からイオン水を上記被洗浄物に向け
   て噴射するノズル体とを具備したことを特徴とする洗浄
   処理装置。
3. 【請求項３】 上記バイパス管を流れるイオン水は、上
   記供給管を流れるイオン水に比べて十分に少なく設定さ
   れることを特徴とする請求項１または請求項２記載のイ
   オン水供給装置または洗浄処理装置。
4. 【請求項４】 上記制御手段は、供給制御弁を閉にした
   ときに、開のときに比べて上記イオン水発生器への給電
   を減少させることを特徴とする請求項１または請求項２
   記載のイオン水供給装置または洗浄処理装置。