(57)【要約】【課題】平板の上に溜まった水を省スペースな構成で確実に排水可能な排水機構を提供する。【解決手段】平板（３１）の上面に表面張力で溜まった水（Ｗ）を排水する排水機構であって、表面張力で溜まった水の厚み（Ｔ）以下の高さで平板の上面から離間させて、平板の外周部分に配設する案内板（５０、５１）を備え、案内板は、平板の外周縁より外側にはみ出したはみ出し部（５２）を備え、平板の上面と案内板の下面とで形成される隙間（Ｄ１）で毛細管現象を作用させ平板の上面に溜まった水を平板の外側に誘導させ、はみ出し部に到達した水を自重落下させることで平板の上に溜まった水を排水させること。これにより、省スペースな構成で確実に平板上からの排水を行う排水機構が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板の上面に表面張力で溜まった水を、排水する排水機構であって、
表面張力で溜まった水の厚み以下の高さで該平板の上面から離間させ該平板の外周部分に配設する案内板を備え、
該案内板は、該平板の外周縁より外側にはみ出したはみ出し部を備え、
該平板の上面と該案内板の下面とで形成される隙間で毛細管現象を作用させ該平板の上面に溜まった水を該平板の外側に誘導させ、該はみ出し部に到達した水を自重落下させることで該平板の上に溜まった水を排水させることを特徴とする排水機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板上に溜まった水を排水するための排水機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の製造工程において、被加工物を吸着保持しながら搬送する搬送パッドの吸着面の洗浄や、被加工物の洗浄等を行うための洗浄装置が用いられる（例えば、特許文献１）。この種の洗浄装置では、洗浄水を供給しながら搬送パッドの吸着面や被加工物を洗浄し、洗浄後に搬送パッドの吸着面や被加工物を乾燥させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９４７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
洗浄装置で洗浄に用いられた水は、所定の流路を通して排水される。ところが、洗浄装置を構成する平板部分の表面に水が付着した場合に、表面張力によって平板部分の表面上に水が溜まる場合がある。こうした平板部分が搬送パッドの吸着面や被加工物に近い位置にある場合、平板部分の表面に溜まった水が何らかの理由で巻き上がって、パッドの吸着面や被加工物を濡らしてしまうおそれがある。例えば、噴出する空気によって搬送パッドの吸着面や被加工物を乾燥させようとした場合に、噴出された空気が原因で、平板上での水の巻き上がりが生じる可能性がある。
【０００５】
上記のような平板部分への水の滞留を防ぐべく、水が付着する可能性のある部分を全て下方に水が流れやすい傾斜面で構成する、平板部分の表面上に特殊な撥水加工を施す、等の対策が考えられる。しかし、傾斜面を用いる構成は、上下方向のスペースが制約される場合に適用が難しいという問題がある。また、撥水加工を行っても、表面張力による水の溜まりが十分に解消されないおそれがあり、コストも高くなる。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、平板の上に溜まった水を省スペースな構成で確実に排水可能な排水機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、平板の上面に表面張力で溜まった水を排水する排水機構であって、表面張力で溜まった水の厚み以下の高さで平板の上面から離間させ平板の外周部分に配設する案内板を備え、案内板は、平板の外周縁より外側にはみ出したはみ出し部を備え、平板の上面と案内板の下面とで形成される隙間で毛細管現象を作用させ平板の上面に溜まった水を平板の外側に誘導させ、はみ出し部に到達した水を自重落下させることで平板の上に溜まった水を排水させることを特徴とする。
【０００８】
この排水機構によれば、平板の上面へ対向する部分と、平板の外周縁の外側に位置するはみ出し部とを備えた簡単な構成の案内板によって、平板上の水を確実に排水することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、平板の上に溜まった水を省スペースな構成で確実に排水可能な排水機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る排水機構を備えた洗浄装置と、搬送機構の断面図である。
【図２】図１の洗浄装置と搬送機構の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る排水機構を備えた洗浄装置１０と、洗浄装置１０によって洗浄される搬送パッド１２を備えた搬送機構１１とを示す断面図である。図２は、洗浄装置１０と搬送パッド１２の関係を示す斜視図である。図２では、本発明に係る構成を見やすくするために、洗浄装置１０を構成する洗浄ブラシ２０を、図１における実際の位置よりも上方に位置をずらせて一点鎖線で仮想的に示している。
【００１２】
図１に示すように、搬送パッド１２は、枠体１３と、枠体１３の下面に形成した凹部内に保持される吸着保持部１４を備え、吸着保持部１４の下面である吸着面１５を下方に向けている。吸着保持部１４はポーラスセラミックス等の多孔質部材からなり、図１に概念的に示す吸引手段１６を作動することにより吸着保持部１４に吸引力が作用して、図示を省略する板状の被加工物を吸着面１５に吸着保持することができる。
【００１３】
図１に示すように、搬送機構１１は、搬送パッド１２を支持する作動アーム１７を有している。作動アーム１７は昇降手段１８によって上下方向に移動可能であり、さらに水平駆動手段１９によって水平方向に移動可能である。水平駆動手段１９による水平方向の移動は、上下方向に向く回転軸を中心とする回転（旋回）や直線移動等、任意のものとすることができる。昇降手段１８及び水平駆動手段１９による作動アーム１７の動作によって、搬送パッド１２に保持された状態の被加工物が搬送される。
【００１４】
図１に示すように、洗浄装置１０は、搬送パッド１２の下方に位置する洗浄ブラシ２０と、洗浄ブラシ２０を回転駆動する回転手段２１を備えている。洗浄ブラシ２０は、保持部材２２上にブラシ部２３を保持した構成である。回転手段２１は、上方に向けて延びる回転軸２４をモータによって回転駆動させる。回転軸２４の先端に保持部材２２が支持されており、回転軸２４の回転に伴って洗浄ブラシ２０が回転する。洗浄ブラシ２０の近傍には、洗浄水噴射ノズル２５が設けられている。洗浄水噴射ノズル２５には洗浄水供給源２６から洗浄水が供給され、洗浄水噴射ノズル２５は、搬送パッド１２の吸着面１５が位置する斜め上方に向けて洗浄水を噴出する。
【００１５】
図１に示すように、洗浄ブラシ２０の下方には、カバー３０と防水ケース４０が設けられている。防水ケース４０には上下方向に貫通する開口４１が形成されており、開口４１の下方に回転手段２１が位置する。回転軸２４は、開口４１を通して防水ケース４０の上方に突出する。カバー３０が開口４１を覆っており、回転軸２４は、カバー３０を貫通すると共にカバー３０に対して固定される。従って、カバー３０は回転軸２４と共に回転する。
【００１６】
図２に示すように、搬送パッド１２の吸着面１５は円形である。これに対して洗浄ブラシ２０は、円形をなす吸着面１５の径方向に細長い直方体形状である。洗浄ブラシ２０の長さは吸着面１５の直径にほぼ等しい。洗浄装置１０により吸着面１５を洗浄する際には、回転軸２４の回転中心に吸着面１５の中心を位置合わせした状態で、昇降手段１８によって搬送パッド１２を下降させて吸着面１５をブラシ部２３に接触させる。そして、洗浄水噴射ノズル２５から洗浄水を噴出させながら、回転手段２１によって洗浄ブラシ２０を回転させる。これにより、吸着面１５が洗浄される。
【００１７】
搬送パッド１２により保持されて搬送される被加工物は、半導体基板、無機材料基板、デバイスが形成された半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等、様々なものを適用可能である。また、搬送機構１１による被加工物の搬送は様々な用途に適用可能であり、一例として、被加工物を研削砥石で研削加工する研削装置への搬入及び搬出に搬送機構１１を用いることができる。この場合、被加工物の研削加工後に吸着面１５に付着した研削屑等を、洗浄装置１０によって洗い流すことができる。
【００１８】
図１及び図２に示すように、カバー３０は、洗浄ブラシ２０の下方で水平に配置される円板状の平板３１と、平板３１の外周縁から下方に向けて延びる円筒部３２とを有し、円筒部３２の底部が開放されている。平板３１の中心に、回転軸２４が貫通する貫通穴が形成されている。この貫通穴と回転軸２４の間は水密状態で塞がれている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、防水ケース４０は、カバー３０の下方で水平に配置される平らな底面部４２と、底面部４２から上方に向けて突出する円筒部４３とを有しており、円筒部４３の内周面が、先に述べた開口４１を構成している。円筒部４３はカバー３０の円筒部３２よりも径が小さく、円筒部３２の内側に円筒部４３が位置している。
【００２０】
洗浄装置１０では、洗浄時に洗浄水噴射ノズル２５から供給した洗浄水が、洗浄ブラシ２０の下方に流れ落ちる。特に、円形の吸着面１５の下方に位置しているのが細長い直方体形状の洗浄ブラシ２０であるため、洗浄水は、洗浄ブラシ２０では止水されずにカバー３０の平板３１上まで流れやすい。カバー３０の平板３１上に流れた洗浄水は、平板３１の表面から外周側に流れて防水ケース４０の底面部４２に落ちる。平板３１の貫通穴と回転軸２４との間が水密状態になっているため、平板３１の貫通穴から防水ケース４０の開口４１内へ洗浄水が入り込むことはない。また、円筒部３２の内側位置に円筒部４３が設けられているので、円筒部３２の外周面に沿って底面部４２に向けて流れる洗浄水は、開口４１内に流れ込まない。従って、回転手段２１が設けられている防水ケース４０の内部空間は、水密に保たれている。そして、底面部４２上に落ちた洗浄水は、図示を省略する排水路を経て洗浄装置１０外に排出される。
【００２１】
洗浄水噴射ノズル２５から洗浄水が継続的に供給されている洗浄中は、以上に述べた流れで、洗浄水が洗浄装置１０の外側に排水される。しかし、カバー３０の平板３１上には、表面張力で水が溜まる可能性がある。特に、洗浄装置１０による吸着面１５の洗浄作業が完了して洗浄水の供給が停止された後に、吸着面１５や洗浄ブラシ２０に付着した水滴が落下することにより、平板３１上に水が溜まりやすい。図１は、平板３１の上面に表面張力で水Ｗが溜まった状態を示している。
【００２２】
洗浄後の搬送パッド１２の吸着面１５は、次に被加工物を搬送するときに備えて、乾燥した状態にする必要がある。ここで、噴出する空気を用いて吸着面１５を乾燥させようとした場合に、この空気の勢いで、平板３１の上面に溜まった水Ｗが巻き上がり、吸着面１５等を濡らしてしまうおそれがある。また、乾燥用の空気の噴出以外の原因によっても、平板３１上の水Ｗが巻き上がる可能性がある。そのため、洗浄の完了後には、平板３１上に溜まっている水Ｗを排水することが求められる。
【００２３】
本実施の形態の洗浄装置１０は、カバー３０の平板３１上に溜まった水を確実に排水するために、排水案内板５０が設けられている。図１及び図２に示すように、排水案内板５０は、平板３１の外周縁付近の上方に水平に配置される第１板部５１と、平板３１よりも径方向の外側に位置して下方向に延びる第２板部５２とを有している。第１板部５１と第２板部５２はそれぞれ矩形の平板形状をなしており、排水案内板５０は、第１板部５１と第２板部５２の互いの端部が接続するＬ字型の部材である。図２に示すように、排水案内板５０は、カバー３０の周方向の一部分に一つのみが設けられている。
【００２４】
なお、排水案内板５０における第２板部５２は、図示のような平板でなく、円弧板や棒状の形状等でもよい。また、図示の排水案内板５０は、第１板部５１の端部から第２板部５２が下方向に延びるＬ字型であるが、第２板部５２は第１板部５１に対して下方向に延びていればよく、第１板部５１の端部に第２板部５２が接続するＬ字型に限定されるものではない。
【００２５】
図１において、排水案内板５０周りの構造を、丸囲み部分に拡大して示した。第１板部５１は、平板３１の上面に対して上下方向に所定の隙間Ｄ１を空けて支持されている。図１中の丸囲み部分に拡大して示すように、第１板部５１の下面と平板３１の上面とで形成される隙間Ｄ１（平板３１の上面に対する第１板部５１の高さ）は、平板３１上に表面張力で溜まる水Ｗの厚みＴ以下（Ｔ≧Ｄ１）に設定されている。
【００２６】
第１板部５１は、隙間Ｄ１をもって平板３１の上面に対向する部分と、平板３１の外周縁よりも径方向の外側に突出する部分とを有しており、径方向外側に突出する第１板部５１の端部から下方に向けて第２板部５２が突出している。第２板部５２は、その全体が平板３１の外周縁よりも径方向の外側にはみ出して位置するはみ出し部であり、カバー３０の円筒部３２の外周面に対して所定の隙間Ｄ２を空けて対向している。円筒部３２の外周面と第２板部５２とで形成される隙間Ｄ２は、先に述べた第１板部５１と平板３１との間の隙間Ｄ１の間隔よりも大きく設定されている。
【００２７】
排水案内板５０は、第１板部５１と平板３１を接続する支持部５３を介してカバー３０に支持されている。支持部５３は、第１板部５１の幅方向の一部の領域にのみ設けられており、支持部５３が存在しない部分では、第１板部５１の下面と平板３１の上面の間に上記の隙間Ｄ１が確保されている。
【００２８】
以上の構成を備える洗浄装置１０では、平板３１の上面に表面張力で水Ｗが溜まると、排水案内板５０の第１板部５１の下面と平板３１の上面とで形成される隙間Ｄ１で毛細管現象が作用して、平板３１の上面に溜まった水Ｗが平板３１の外側に誘導される。毛細管現象によって導かれた水Ｗは、平板３１の外縁部を超えて、円筒部３２と第２板部５２との間を通って下方に自重落下する。このように、平板３１の上面に溜まる水Ｗを、簡単な構成の排水案内板５０を用いて底面部４２側へ排水することができる。
【００２９】
毛細管現象によって狭い隙間Ｄ１に誘導された水Ｗを、隙間Ｄ１から自重落下する状態にさせやすくするために、水Ｗに作用する水圧や重力に加えて、洗浄装置１０に加わる振動や、カバー３０の回転により生じる遠心力のような外力を用いることができる。
【００３０】
また、円筒部３２の外周面と第２板部５２との間の隙間Ｄ２が、第１板部５１の下面と平板３１の上面との間の隙間Ｄ１よりも大きく設定されているため、自重落下する水Ｗを停滞させずにスムーズに下方へ流すことができる。
【００３１】
なお、洗浄ブラシ２０を回転させる際にカバー３０が共に回転するが、洗浄時の洗浄ブラシ２０の回転速度は高速でないため、カバー３０に働く遠心力は小さい。従って、回転手段２１の駆動力に基づく遠心力のみで、平板３１上の水Ｗを全て振り落とすことは難しい。これに対して、本実施の形態の排水機構によれば、排水案内板５０を用いて平板３１の外周縁まで水Ｗを導くことができるので、カバー３０の回転速度のような条件に依存せずに、確実に平板３１上から水Ｗを排出させることができる。
【００３２】
仮に、本実施の形態とは異なり、平板３１の上面を、中心から外周側に向けて底面部４２からの高さが小さくなるような傾斜面にすることで、水が溜まりにくくなる。しかし、このような傾斜面は水平面に比して上下方向に占める範囲が大きくなるため、上下方向のスペースに余裕が無い構造では採用が難しい。特に、水をスムーズに流すためには傾斜面の傾斜角を大きくする必要があり、上下方向により大きなスペースを要する。
【００３３】
また、本実施の形態とは異なり、平板３１の上面に溜まる水を、空気の噴射等を用いて吹き飛ばす手段を設けると、構造が複雑になってしまう。加えて、吹き飛ばされた水滴が、吸着面１５等の意図しない箇所に付着するリスクもある。
【００３４】
これらの構成に対して、本実施の形態に係る洗浄装置１０では、カバー３０上に排水案内板５０を設けた簡単な構成で、平板３１の上面から下方へのスムーズな排水を実現することができる。平板３１に対する排水案内板５０の上方への突出量は、ごく狭い隙間Ｄ１（平板３１上に表面張力で溜まる水Ｗの厚みＴ以下）に対応する小さいものである。そのため、平板３１の上面を傾斜面とする上記の構成に比べて、狭い上下方向のスペースに配設することが可能である。加えて、排水案内板５０はカバー３０の周方向の一部分にのみ設けられているので（図２参照）、周方向に占めるスペースも小さくて済む。従って、小型軽量で省スペースな排水機構とすることができる。また、排水案内板５０を備えた排水機構は、毛細管現象を利用して平板３１上の水Ｗを誘導して自由落下させるものであるため、排水に際して水滴が大きく飛び散る等のリスクもない。
【００３５】
上記実施の形態とは異なる変形例を採用することも可能である。例えば、上記実施の形態では、排水案内板５０の第１板部５１の下面は、カバー３０の平板３１の上面と平行な平面形状であるが、先に述べた条件Ｔ≧Ｄ１（平板３１上に表面張力で溜まる水Ｗの厚みＴ≧隙間Ｄ１）を満たすものであれば、このような平面以外の構成を選択してもよい。一例として、第１板部５１の下面を、平板３１の上面に対して傾斜する面や、一部に凹凸を有する面、等にすることも可能である。こうした第１板部５１の下面に関する変形例は、毛細管現象による水の誘導作用を向上させる形態を選択することが好ましい。
【００３６】
上記実施の形態における排水案内板５０の第２板部５２は、平板３１の外縁部まで到達した水Ｗを自重落下させる流路を形成する部分であり、水Ｗを滞りなく自重落下させることができれば、任意の構成を選択できる。例えば、上記実施の形態では、第２板部５２が平板形状であるが、第２板部５２を、先に述べたような円弧板（カバー３０の円筒部３２に沿う円筒形状等）や棒状の形状にしてもよい。さらに、第２板部５２を、下方に進むにつれて径を大きくする円錐形状等に変更してもよい。
【００３７】
また、上記実施の形態とは異なり、排水案内板５０の第２板部５２とカバー３０の円筒部３２との間の隙間Ｄ２を、第１板部５１と平板３１との間の隙間Ｄ１と同程度の大きさにしてもよい。この構成では、毛細管現象による水Ｗの誘導が第２板部５２の下端の位置まで行われ、第２板部５２の下端位置を超えたところで水Ｗが自重落下する。
【００３８】
上記実施の形態では、排水案内板５０の支持を支持部５３によって行っているが、これ以外の箇所によって排水案内板５０を支持してもよい。例えば、カバー３０の円筒部３２に接続する支持部を第２板部５２に設けたり、回転軸２４から延ばした支持アームにより排水案内板５０を支持させたりすることも可能である。
【００３９】
上記実施の形態では、洗浄ブラシ２０と共に回転するカバー３０の平板３１の上面からの排水を対象としているが、表面張力によって平板の上面に水が溜まる構成であれば、平板が回転するか否かを問わずに本発明を適用することができる。例えば、本発明の排水機構は、平板が水平方向に直線移動を行うタイプ、平板が固定されていて移動しないタイプ等にも適用可能である。
【００４０】
上記実施の形態では、円形状の平板３１に対して周方向の一箇所に排水案内板５０を設けているが、排水機構の構成はこれに限定されない。案内板の数や配置は、要求される排水性能や周辺の構造に応じて適宜選択可能である。例えば、周方向の複数箇所に排水用の案内板を設ける形態や、図示の排水案内板５０よりも周方向に幅広または幅狭な排水用の案内板を設ける形態にすることもできる。
【００４１】
また、排水案内板５０における、平板３１の径方向への第１板部５１の長さや、上下方向への第２板部５２の長さについても、適宜変更可能である。
【００４２】
本発明は、排水の対象となる水が溜まる平板として、上記実施の形態の平板３１のような円板形状以外にも、矩形などの任意の形状の平板に適用が可能である。
【００４３】
上記実施の形態は、搬送パッド１２の吸着面１５を洗浄ブラシ２０で洗浄する洗浄装置１０に適用したものである。これと異なり、搬送パッドの吸着面に吸引保持される被加工物（例えば、半導体基板、無機材料基板、デバイスが形成された半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等）を洗浄の対象とする洗浄装置にも、本発明の排水機構を適用することもできる。この変形例では、上記実施の形態の洗浄ブラシ２０に代えて、スポンジ等の洗浄部材を用いて被加工物を洗浄する。そして、本発明に係る排水機構を適用することにより、上記実施の形態と同様に、平板の上面から被加工物への水の巻き上がりを防ぐことができる。
【００４４】
また、洗浄装置に限定されず、切削装置のチャックテーブルや研削装置のチャックテーブルにおける排水機構や、その他各種の加工装置における排水機構等にも、本発明は適用が可能である。
【００４５】
また、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態や変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
【００４６】
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明したように、本発明は、平板の上面に溜まった水を省スペースで確実に排出することができるという効果を有し、特に、洗浄装置や各種の加工装置等に搭載される排水機構に有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  洗浄装置
１１  搬送機構
１２  搬送パッド
１４  吸着保持部
１５  吸着面
２０  洗浄ブラシ
２１  回転手段
２５  洗浄水噴射ノズル
３０  カバー
３１  平板
３２  円筒部
４０  防水ケース
４１  開口
４２  底面部
４３  円筒部
５０  排水案内板
５１  第１板部
５２  第２板部（はみ出し部）
５３  支持部
Ｄ１  隙間
Ｄ２  隙間
Ｗ    水
【図１】
2018101719.tif 000003
【図２】
2018101719.tif 000004