(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の汚染の発生がない引き上げ式乾燥方法用キャリア及び引き上げ乾燥方法を提供する。【解決手段】水槽内の水を所定の温度に加熱し、乾燥させるべき基板５０を一旦沈めてから所定速度で引き上げる引き上げ式乾燥方法に用いる、前記基板５０を搭載するキャリア４０であって、該キャリア４０は、該キャリア４０の前後に設けられた一対の支持板４１と、該支持板４１の間に渡された半円断面を備えた一対の支持枠４２を有し、該支持枠４２は前記半円断面の円筒面を、前記キャリア４０の内側に向けて取付けられており、前記円筒面には一定間隔で垂直方向に伸びる断面Ｖ字状の支持溝４２ａ、４４ａ、４４ｂが形成されている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽内の水を所定温度に加熱し、乾燥させるべき基板を一旦沈めてから所定速度で引き上げる引き上げ式乾燥方法に用いる、前記基板を搭載するキャリアであって、
該キャリアは、
該キャリアの前後に設けられた一対の支持板と、
該支持板の間に渡された半円断面を備えた一対の支持枠を有し、該支持枠は前記半円断面の円筒面を、前記キャリアの内側に向けて取付けられており、前記円筒面には一定間隔で垂直方向に伸びる断面Ｖ字状の支持溝が形成されていること
を特徴とする引き上げ式乾燥方法用キャリア。
【請求項２】
請求項１に記載の引き上げ式乾燥方法用キャリアであって、
前記支持溝の傾斜内面を突出させることを特徴とする引き上げ式乾燥方法用キャリア。
【請求項３】
請求項１または２に記載の引き上げ式乾燥方法用キャリアであって、
該キャリアは前記支持板の最下部に取付けられた一対の断面Ｌ字状の支持枠を有し、
前記断面Ｌ字状の支持枠は、Ｌ字状の断面構造のうち垂直に立設している部分に断面Ｖ字状の支持溝が形成され、水平に形成されている部分に水平方向に伸びる断面Ｖ字状の支持溝が形成され、
前記垂直方向に伸びる支持溝の下において垂直方向に延長された開口を有する排水孔が形成されていることを特徴とする引き上げ式乾燥方法用キャリア。
【請求項４】
請求項３に記載の引き上げ式乾燥方法用キャリアであって、
前記排水孔の開口は長円形状であることを特徴とする引き上げ式乾燥方法用キャリア。
【請求項５】
請求項３または４に記載の引き上げ式乾燥方法用キャリアであって、
前記排水孔の最下部の内周面は外側に傾斜していることを特徴とする引き上げ式乾燥方法用キャリア。
【請求項６】
水槽内の水を所定温度に加熱し、乾燥させるべき基板を一旦沈めてから所定速度で引き上げる引き上げ式乾燥方法であって、
請求項１乃至５に記載の引き上げ式乾燥方法用キャリアを用いて前記基板を乾燥することを特徴とする引き上げ式乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は引き上げ式乾燥方法に用いるキャリア及びに引き上げ式乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の基板や液晶パネルの基板等の洗浄工程においては、洗浄後に水分がこれらの基板に付着していると、汚れが基板に残ったり、細菌が繁殖したりして汚染するという問題があり、洗浄によって付着した水分を完全に除去するための乾燥工程が必要となっている。
【０００３】
基板の乾燥方法としては、基板をスピナーにより高速回転させて遠心力により水分を振り切るスピンドライヤー乾燥法があり、また、水との相溶性に優れたイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の蒸気により基板に付着した水をＩＰＡと置換して除去する蒸気乾燥法もある。さらに、基板に付着した水分を高圧エアーにより振り切るエアーナイフ乾燥法も使用されている。
【０００４】
上記従来の乾燥方法のうち、スピンドライヤー乾燥法やエアーナイフ乾燥法においては、一旦振り切った水滴がミストとなり内部の循環気流によって再付着する可能性があり、風圧により汚れを伴った汚染ミストが発生し、これが付着することによって基板が汚染される恐れがあるという問題点がある。また、高速回転や高圧エアーによって基板が帯電する可能性もある。
【０００５】
また、スピンドライヤー乾燥法においては、高速回転により中心部が陰圧化して外気が引き寄せられ、このため基板中央部が汚染される可能性がある。蒸気乾燥法では可燃性溶媒であるＩＰＡを管理する保安設備、冷却回収設備、ＩＰＡの純度保持設備等が必要となり、設備コストが高く、大きな設置面積を必要とするという問題点がある。
【０００６】
エアーナイフ乾燥法においては、基板毎に乾燥させる必要があるため、多数枚の基板を一時に処理するバッチ処理が不可能であり、乾燥効率が悪い。また、搬送機構や保持機構を必要とするために、これらの機構からの発塵により汚染される可能性がある。
【０００７】
一方で水槽内の水を所定温度に加熱し、その水面を安静に保った状態とし、乾燥させるべき部材をその水中に一旦沈めてから所定速度で引き上げることを特徴とする引き上げ式乾燥方法がある。
【０００８】
この手段によれば、所定温度に加熱した水中から安静に保った水面上に引き上げることにより、水の表面張力と水の自然蒸発とによって水滴を残すことなく部材表面から水を切った状態にして除去することができるので、高速回転、溶剤、高圧気流等を用いることなく、簡易な装置構成により穏やかに乾燥させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら前記引き上げ式乾燥方法では、前記基板の稜線に水が滞留しやすく汚染されやすく、また前記基板を搭載するキャリアの下部に水滴が残りやすくこのため前記基板が汚染されやすいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで前記課題を解決するために本発明が講じた手段は、水槽内の水を所定温度に加熱し、乾燥させるべき基板を一旦沈めてから所定速度で引き上げる引き上げ式乾燥方法に用いる、前記基板を搭載するキャリアであって、該キャリアは、該キャリアの前後に設けられた一対の支持板と、該支持板の間に渡された半円断面を備えた一対の支持枠を有し、該支持枠は前記半円断面の円筒面を、前記キャリアの内側に向けて取付けられており、前記円筒面には一定間隔で垂直方向に伸びる断面Ｖ字状の支持溝が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば基板は稜線のみがキャリアに接触しているだけで支持されるので、水の滞留が少なく、汚染されにくい状態に保持されており、さらに、支持枠の内側は円筒面に形成されていて
前記キャリアの内側に向けて取り付けられているので、前記基板の水切れがよく該基板の稜線に水が滞留して該基板を汚染することがなくなる。
【００１２】
ここで、支持溝の傾斜内面を突出させることにより、線接触ではなく点接触とすることが更に稜線の水の滞留を少なくするために望ましい。
【００１３】
本願発明は、前記キャリアは前記支持板の最下部に取付けられた一対の断面Ｌ字状の支持枠を有し、前記断面Ｌ字状の支持枠は、Ｌ字状の断面構造のうち垂直に立設している部分に断面Ｖ字状の支持溝が形成され、水平に形成されている部分に水平方向に伸びる断面Ｖ字状の支持溝が形成され、前記垂直方向に伸びる支持溝の下において垂直方向に延長された開口を有する排水孔が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
係る構造により前記キャリアの支持枠の下部には排水孔が形成されているので、前記キャリア自体にも水滴が残りにくい構造となり、基板の水による汚染を防ぐことができる。
【００１５】
ここで、排水孔の開口は長円形状にすることにより、更にキャリア自体の水滴を残りにくくするのが望ましい。
【００１６】
更に、排水孔の最下部の内周面は外側に傾斜させることにより、一層キャリア自体の水滴を残りにくくするのが望ましい。
【００１７】
本願発明はまた、水槽内の水を所定温度に加熱し、乾燥させるべき基板を一旦沈めてから所定速度で引き上げる引き上げ式乾燥方法であって、上記したキャリアを用いて前記基板を乾燥することを特徴とする。
【００１８】
本願発明の方法によれば、引き上げ式乾燥方法において前記基板の稜線に水が滞留しやすく汚染されやすく、また前記基板を搭載するキャリアの下部に水滴が残りやすくこのため前記基板が汚染されやすいという課題を解決し、汚染の発生がなく基板を乾燥できる方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、添付図面を参照して本発明に係る引き上げ式乾燥用キャリア及び引き上げ式乾燥方法の実施形態について説明する。第１図は本実施形態に使用する乾燥装置の全体構成を示す概略構成図である。中央には合成樹脂（例えば塩化ビニール）製の引き上げ槽１０が配置され、この引き上げ槽１０は、ひとまわり大きく形成された排水槽２０の内側に収容されている。
【００２０】
引き上げ槽１０の水平断面形状は略正方形であり、第３図にも示すように、引き上げ槽１０の上縁部の４つの辺のうち対向する一対の辺は他の辺よりも低く形成されて、内部の水を越流させて排水槽２０に排出する越流部１０ａとなっている。引き上げ槽１０の内側下部には棒状の加熱ヒータ１１が取付けられ、この加熱ヒータ１１の上には断面笠状のヒータカバー１２が配置されている。
【００２１】
ヒータカバー１２の内縁部からは一対の排気管１３，１３が導出され、この排気管１３は引き上げ槽１０の上方まで上昇し、外部に気体を放出するように構成されている。引き上げ槽１０の底面部には給水管１４が接続され、後述する給水系により超純水が供給されるようになっている。
【００２２】
引き上げ槽１０の周囲の排水槽２０の開口部は越流部１０ａから溢れ出る水を受ける排水口２０ａとなっている。排水槽２０の下部には排水管２１が接続され、この排水管２１は循環ポンプ、切換弁等で構成される給水制御装置２２に接続される。この給水制御装置２２は一方でフィルタ２３を介して給水管１４に接続され、また、超純水製造装置２４にも接続され、さらにドレン槽２５にも接続されている。
【００２３】
排水槽２０の上縁部には、四方に排気口３１ａをそれぞれ備えた排気ダクト３１が取付けられ、蒸気トラップ３２を経て図示しない排気装置に接続されている。引き上げ槽１０の上方にはクリーンフィルタを備えた給気装置３３が配置され、クリーンルームと同様に管理されたクリーン度の空気を上方から供給するように構成されている。このような構成により、引き上げ槽１０には、後述するキャリアの引き上げ時において常に上方からクリーンな空気が下方に流れるように構成されている。
【００２４】
図２は引き上げ槽１０の内部に配置された加熱ヒータ１１、ヒータカバー１２及び排気管１３の構造を示す。加熱ヒータ１１の上方にヒータカバー１２が配置されているので、加熱ヒータ１１の近傍で水が沸騰することにより気泡が発生しても、その蒸気の気泡はヒータカバー１２の内側の中央にある最上部１２ａに集合する。この最上部１２ａには排気管１３の排気口１３ａがあり、この排気口１３ａから排気管１３を通して蒸気が放出され排出口１３ｂから外部へと排出される。
【００２５】
なお、加熱ヒータ１１は、図示しない加熱制御装置に接続されている。この加熱制御装置は、加熱ヒータ１１に内蔵された温度センサ若しくは引き上げ槽に別途取付けられた温度センサによって検出された水温に基づいて、公知技術により温度制御を行うように構成されたものである。
【００２６】
図３は蒸気引き上げ槽１０と排水槽２０との関係を示す斜視図である。引き上げ槽１０の４つの側面の中央部には縦に接続された支持板１５がそれぞれ取付けられ、この支持板１５は排水槽２０の内面に固定されている。この支持板１５は引き上げ槽１０が上記加熱ヒータにより加熱された水によって膨張することを抑制するものである。ここで、引き上げ槽１０の対向する２つの越流部１０ａに対して、引き上げられるキャリア４０に搭載された基板５０は、２つの越流部１０ａに向かう方向に基板面が平行となるように位置決めされ、この姿勢にて引き上げられる。
【００２７】
上述のように、図１乃至図３に示した本実施形態では、給水制御装置２２によって超純水製造装置２４から供給された超純水をフィルタ２３を通して引き上げ槽１０の底面部から供給し、引き上げ槽１０の越流部から越流する水を排水槽２０に集めて、排水管２１から再び給水制御装置２２へと戻す。給水制御装置２２では排水された超純水の比抵抗を測定して純度の低下を監視し、排水を再び引き上げ槽１０に循環しながら、必要に応じて超純水製造装置２４から新たな超純水を所定量導入し、或いは排水の一部をドレン槽２５に排出し、結果として引き上げ槽１０内の超純水を一定の純度に保持する。
【００２８】
引き上げ槽１０内には、複数の基板を搭載したキャリア４０を沈め、ゆっくりと引き上げる。このとき、第３図に示すように、キャリア４０に搭載された基板５０の表面が前記越流部１０ａへ向かう方向に対して平行になるように姿勢を制御する。このことにより、基板５０の周囲の水が滞留しないため、基板５０を清浄な状態で引き上げることができる。
【００２９】
キャリア４０の構造は図４及び図５に示してある。このキャリア４０は、前後に設けられた一対の支持板４１，４１と、この支持板４１の間に渡された半円断面を備えた一対の支持枠４２，４２と、この支持枠４２の下方に同形状に形成された一対の支持枠４３，４３と、支持板４１の最下部に取付けられた断面Ｌ字状の一対の支持枠４４，４４とから構成される。
【００３０】
支持枠４２，４３はその円筒面を内側に向けて取付けられており、その円筒面には一定間隔で垂直方向に伸びる断面Ｖ字状の支持溝４２ａ，４３ａが形成されている。一方、支持枠４４ではそのＬ字状の断面構造のうち垂直に立設している部分に垂直方向に伸びる断面Ｖ字状の支持溝４４ａが形成され、また、水平に形成されている部分に水平方向に伸びる断面Ｖ字状の支持溝４４ｂが形成されている。支持枠４４には、上記支持溝４４ａの下において垂直方向に延長された長円形状の開口を有する排水孔４４ｃが形成されている。この排水孔４４ｃの最下部の内周面は水が排水され易いように外側に傾斜している。
【００３１】
図示された矩形状の基板５０は、支持枠４２，４３，４４に設けられたそれぞれの支持溝４２ａ，４３ａ，４４ａ，４４ｂによって、基板５０の角部（稜線）５０ａ（図４参照）が断面Ｖ字状の支持溝の傾斜した内面に線接触するようにして安定して支持される。ここで、支持溝の傾斜内面を突出させることにより、線接触ではなく点接触とすることも可能である。
【００３２】
このように基板５０は稜線のみがキャリア４０に接触しているだけで支持さるので、水の滞留が少なく、汚染されにくい状態に保持されており、さらに、支持枠４２，４３の内側は円筒面に形成されていて、しかも支持枠４４の下部には排水孔４４ｃが形成されているので、キャリア４０自体にも水滴が残りにくい構造となっている。
【００３３】
支持板４１，４１には吊り下げ板５１，５１が取付けられ、この吊り下げ板５１の間に２本の支持軸５２，５２が渡されている。この支持軸５２には、それぞれ図６に示すように２本の支持部材５３，５４が取付けられ、この支持部材５３，５４を介して牽引板５５が取付けられている。牽引板５５には図示しない牽引機構に接続された牽引ロッド５６が接続されている。
【００３４】
上記の構造によって複数の基板５０を搭載したキャリア４０は、図示しない牽引機構によって上方へ所定速度でゆっくりと引き上げられるように構成されている。ここで、本発明の部材引き上げ手段としては、基板５０を搭載するキャリア４０、図６に示すキャリア４０に接続された吊り下げ板５１、支持軸５２、支持部材５３，５４、牽引板５５、牽引ロッド５６からなるキャリア支持部を備えた上記の牽引機構によって構成される。
【００３５】
上記のような構成の乾燥装置を用いて、キャリア４０をゆっくりと引き上げることによって、基板５０に付着していた水はその表面張力と自然蒸発とによって基板上部から切れていき、綺麗に除去される。ここで、図示のような角形状の基板（例えば液晶パネル用の基板）を乾燥させるには、図６に示すように水面に対して所定角度θだけやや傾斜させた姿勢で引き上げるようにすると、基板下端の辺に水滴が残りにくく、完全に水分を除去することができる。また、キャリア４０も傾斜姿勢として引き上げることにより、キャリア自体への水滴の付着も防止されるという利点がある。この場合、キャリア４０を傾斜させるには、図示のように、その傾斜角度に合わせて支持部材５３と５４の長さを変えればよい。
【００３６】
上記乾燥装置では超純水を常時循環させ、一定の純度に保っているため、基板に汚れが付着しにくい。また、ヒータカバー１２と排気管１３による気泡の除去や引き上げ槽１０の底面部（底面部でなくとも水面下からの供給であればよい。）からの水の供給によって水面の揺動は極力抑制され、しかもゆっくりと引き上げるため、基板表面から水滴を残すことなく水切りを行うことが可能になり、しかも超純水を加熱していること、及び排気ダクト３１や給気装置３３によって充分な換気がなされていることによって促進される自然蒸発によって完全な乾燥が可能になる。
【００３７】
ここで、本実施形態ではキャリア４０の引き上げ中に常時上方から気流を下降させている為、キャリア４０及び基板５０に対する水切りを気流が助けるように構成されている。
上記実施形態の装置を用いて基板５０の乾燥実験を行った結果を以下の表１に示す。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
この表１に示すように、水面に対する基板セット方向（基板姿勢は傾斜している場合の方が乾燥し易いことが判る。基板の傾斜角度θは、通常２０〜４０度の範囲内が好ましく、下方に存在する２つの辺のうちいずれかが水平面に近いようになっていることが、２つの辺の角部にて水滴が残留しないため望ましい。図示のように矩形の基板５０の場合には傾斜角度は３０度程度が最も良好であり、表１に示す場合もこの傾斜角度で実験している。
【００４０】
キャリア４０及び基板５０を傾斜させて引き上げると、双方の上縁部及び下縁部に水滴が残留することを防止し、これらの場所が選択的に汚染されることを回避できるという効果が得られる。
水温は条件によっても多少変わるが、ほぼ６０℃以上が好ましい。これは水温をある程度高くすることによってキャリア４０及び基板５０の表面からの蒸発が期待できる為である。
【００４１】
引き上げ速度は、約２００ｍｍ／ｍｉｎ以下で良好な結果が得られている。引き上げ速度が早いと、表面に水滴が残ったまま引き上げられてしまう。引き上げ速度を低下させると、引き上げ時において水面から水が分離しないため、キャリア４０及び基板５０の表面に水滴が残存しない。
【００４２】
上記のうち、基板を傾斜させて保持し、温度は７０〜９０℃、引き上げ速度は２００ｃｍ／ｍｉｎ以下、基板間隔を１５ｍｍ以上に設定した場合には、いずれの場合にも基板５０には水滴が残ることなく、完全に乾燥させることができた。なお、温度範囲は９０℃を越えると全体的に沸騰する可能性があるため、好ましい範囲として６０℃以上沸点未満、最も望ましい範囲としては７０℃以上９０度未満である。また、引き上げ速度は遅くすればする程良いが、水面の微小な揺動の影響を受け易くなり、処理時間が増大するという欠点があるため、約５０〜２００ｍｍ／ｍｉｎの範囲内が望ましい。
【００４３】
本実施形態では、比較的小型の安価な装置で充分清浄な乾燥が可能であり、しかも多数の基板をキャリアに搭載して処理することも可能であり、効率的な乾燥処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る引き上げ式乾燥装置の実施形態の全体の概略構造を示す縦断面図である。
【図２】同実施形態における加熱ヒータ、ヒータカバー及び排気管の構造を示す拡大斜視図である。
【図３】同実施形態における引き上げ槽と排水槽の概略の取付け構造を示す模式斜視図である。
【図４】同実施形態におけるキャリアの平面一部断面図である。
【図５】同実施形態におけるキャリアの縦断面図である。
【図６】キャリアの引き上げ状態を示す説明図である
【符号の説明】
【００４５】
１０  引き上げ槽、４０  キャリア、５０  基板、４１  支持板、４２  ４３  支持枠、４４
断面Ｌ字状の支持枠、４２ａ  ４３ａ  ４４ａ  ４４ｂ  支持溝、  ４４ｃ  排水孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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