(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不揮発性液体又は揮発性液体で洗浄された被洗浄体を搬送路に沿って搬送しながらエア吹き付けにより乾燥する超乾燥室を備え、超乾燥室内にドライエア・ジェットノズルを被洗浄体の搬送方向に対して垂直に配置し、ドライエア・ジェットノズルが被洗浄体の表面に向かって鉛直方向にドライエアを噴出することによって超乾燥室内のエアバランスを崩さないようにして超乾燥雰囲気を保持する高速乾燥装置において、被洗浄体の表面からエア吹き付けにより残留液体を除去する残留液体除去室を、搬送路の上流において超乾燥室に隣接して配置し、残留液体除去室と超乾燥室とを内側ハウジング内に構成し、外側ハウジングが前記の内側ハウジングを空間を空けて包囲し、前記の搬送路が前記の内側ハウジング、前記の外側ハウジング、前記の残留液体除去室そして前記の超乾燥室を連通していることを特徴とする高速乾燥装置。
【請求項２】
前記の残留液体除去室にはエアを噴出するエア・ジェットノズルを配置し、前記の残留液体除去室のエア・ジェットノズルは被洗浄体の搬送方向とは逆方向に流れる空気成分を生じるように搬入口に向かって傾斜している請求項１に記載の高速乾燥装置。
【請求項３】
前記の外側ハウジングと前記の内側ハウジングとの間の空間に前記の残留液体除去室からの使用済み空気を吸入するパイプを配置している請求項１または２に記載の高速乾燥装置。
【請求項４】
前記の外側ハウジングと前記の内側ハウジングとの間の空間に、前記の超乾燥室の搬出側にイオナイザーを配置している請求項１、２もしくは３に記載の高速乾燥装置。
【請求項５】
前記のエア・ジェットノズルは被洗浄体の搬送方向とは逆方向に、搬入口に向かって鉛直面内で１５度傾斜しており、さらに水平面内で２５〜４５度傾斜している請求項２に記載の乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
この発明は、フラットパネルディスプレィ、液晶もしくは半導体デバイス等の製造過程で不揮発性液体又は揮発性液体で洗浄した半製品を乾燥する乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体分野では揮発性液体で代表されるイソプロピルアルコール等のアルコール類、不揮発性液体で代表される水等で半製品を洗浄する。これら被洗浄体を乾燥する方法としては、高純度窒素に代表される高純度のガスによる乾燥、熱風による乾燥、赤外線、遠赤外線による乾燥、真空による乾燥、スピンドライ等が採用されている。
これらの方法においてはどれも、被洗浄体表面の酸化、熱的破壊、汚染などの問題を回避するのは容易ではなく、それに加えてイニシャルコストもランニングコストも過大であるという欠点がある。
【０００３】
蒸発し易い親水性のイソプロピルアルコール等を用いて乾燥する方法では、乾燥に時間がかかり、また、イソプロピルアルコール等を多量に使用するため、環境問題が発生している。
熱、赤外線或いは遠赤外線を用いた場合には乾燥時間が長くかかり、パーティクルを付着させやすくする。この場合も被洗浄体表面の残留水分によりそれの表面酸化は助長される。
スピンドライによる方法では被洗浄体の表面は完全に乾燥し切れず、水分が被洗浄体の表面に残留し、そのため表面の酸化が助長される。また、コントロールが複雑であり、乾燥に時間を要する。
いずれの場合も、被洗浄体の酸化防止のため高純度の窒素ガスを使用することがあるが、当然ランニングコストがかさむ。また、被洗浄体のサイズが大型化する傾向にいずれも対処できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は被洗浄体の表面から的確且つ迅速に残留液体を除去し、表面酸化を排除しながら乾燥を効率よく行わせる高速乾燥装置を提供することにある。この目的は、先ず被洗浄体の残留洗浄液をその存在によって被洗浄体の表面の空気酸化を許すことのない限度で取り除き、その直後に超乾燥環境に被洗浄体を置いて被洗浄体の残留洗浄液を完全に取り除くことにより達成される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する高速乾燥装置は、不揮発性液体又は揮発性液体で洗浄された被洗浄体の表面からエア吹き付けにより残留液体を除去する残留液体除去室と、この残留液体除去室に隣接し、残留液体を除去した被洗浄体をエア吹き付けにより乾燥する超乾燥室とを内側ハウジング内に構成し、外側ハウジングが前記の内側ハウジングを空間を空けて包囲し、被洗浄体を搬送する搬送路が前記の内側ハウジング、外側ハウジング、前記の残留液体除去室そして前記の超乾燥室を連通している。残留液体除去室により残留洗浄液をその存在によって被洗浄体の表面の空気酸化を許すことのない限度で取り除き、これに続けて超乾燥室の超乾燥環境に被洗浄体を移して被洗浄体の残留洗浄液を完全に取り除く。これにより従来のいずれの方法よりも迅速に、そして低廉なランニングコストで、被洗浄体を乾燥させることができる。
【０００６】
実施態様としては、残留液体除去室にはエアを噴出するエア・ジェットノズルを配置し、超乾燥室にはドライエアを噴出するドライエア・ジェットノズルを配置する。超乾燥のドライエアを用いることにより、高純度窒素と同等或いはそれ以上の乾燥効果をもたらすことができる。ジェットノズルの使用により比較的少量のエア又はドライエアで所要の乾燥効果が発揮でき、また必要に応じてジェットノズルを簡単に複数配列することができ、被洗浄体が大きくなってもその大きさに対応できる。
残留液体除去室のエア・ジェットノズルは被洗浄体の搬送方向とは逆方向に流れる空気成分を生じるように搬入口に向かって傾斜している。洗浄液除去効率を高め、そして隣接した超乾燥室に残留液体除去室から空気が侵入しないようにするためである。超乾燥室ではドライエア・ジェットノズルは被洗浄体の搬送方向に垂直に配置されている。内部の雰囲気の擾乱を極限まで少なくして乾燥装置の周囲環境（クリーン状態にある）から超乾燥室内への外気の侵入を排除するためである。
外側ハウジングと内側ハウジングとの間の空間に残留液体除去室からの使用済み空気を吸入するパイプを配置している。このパイプは外部の吸入ポンプに接続されている。
外側ハウジングと内側ハウジングとの間の空間に、超乾燥室の搬出側にイオナイザーを配置している。超乾燥室で高速の超乾燥空気の噴射に曝された被洗浄体は空気との摩擦により帯電することがあるので、その電荷をイオンにより中和するためである。
残留液体除去室ではエア・ジェットノズルは被洗浄体の搬送方向とは逆方向に、搬入口に向かって鉛直面内で１５度傾斜しており、さらに水平面内で２５〜４５度傾斜している。被洗浄体の表面から水分を効率よく取り除き、搬送するエア・ジェットが超乾燥室とは反対側の搬入口に向かうようにして超乾燥室への侵入を防ぐためである。
被洗浄体を搬送する搬送路を洗浄装置に接続することにより高速乾燥装置と洗浄装置とを連携させることができる。
本発明の他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施例から明らかになろう。
【０００７】
【実施例】
添付図面に基づいて、水を使用して洗浄した後の被洗浄体を乾燥する高速乾燥装置を説明する。
図１は高速乾燥装置の斜視図であり、内部を示すため部分的に仮想線で描出している。高速乾燥装置は清浄な雰囲気内に配置されている。図において、残留液体除去室１と、この残留液体除去室１に隣接している超乾燥室２が内側ハウジング３（鎖線）内に構成されている。外側ハウジング４（鎖線）は内側ハウジング３を空間５を空けて包囲している。、被洗浄体Ｐを搬送する搬送ローラ６は内側ハウジング３、外側ハウジング４、残留液体除去室１そして超乾燥室２を連通している。
不揮発性液体又は揮発性液体で洗浄された被洗浄体Ｐは搬送ローラ６により矢印の方向に送られて、外側ハウジング４と内側ハウジング３とに設けた被洗浄体Ｐを通過させるだけの大きさの開口（図示せず）を通って残留液体除去室１に送り込まれる。搬送ローラ６は支持プレートＳに回転可能に支持されている。搬送ローラ６は上下に被洗浄体Ｐを挟んで対峙するように配置してもよい。
この残留液体除去室１では被洗浄体Ｐの表面からエア吹き付けにより残留液体を除去する。図に示すように、残留液体除去室１にはエアを噴出するエア・ジェットノズル７を上下に配置している。クリーンエアは高性能フイルター（図示せず）を通してバッファタンク８に供給され、このバッファタンク８を充填して均一に上下それぞれのエア・ジェットノズル７に送られる。図を複雑にしないため上下一組のエア・ジェットノズル７を配置したものとして示しているが、矢印の搬送方向に複数段配置してもよい。
【０００８】
残留液体除去室１のエア・ジェットノズル７は被洗浄体Ｐの搬送方向とは逆方向に流れる空気成分を生じるように搬入口（図示せず）に向かって鉛直面内で傾斜している。このように傾斜させることが被洗浄体Ｐの表面から液体を除去する効率に大きく影響することが判った。実験を積み重ねて、最も効率的に液体を除去する傾斜角は１５度付近であることを確認した。
また、このジェットノズル７を被洗浄体Ｐの進行方向に直交するよう設置してから徐々に水平面内で角度を変えて進行方向に対して傾斜させたところ、この水平面内の傾斜角度も洗浄液の除去に影響することが分かった。効果のある傾斜角度の範囲は２５〜４５度であった。
従来の熱風による乾燥装置の水切り用スリットのエア量は、一個のスリット当たり１.５〜３Ｎｍ3／ｍｉｎ程度必要とされたが、このジェットノズル７でのエア量は０．２Ｎｍ3／ｍｉｎ程度で十分洗浄液を除去できた。
この残留液除去室１の搬入口は被洗浄体Ｐの大きさに正確に合わせて形成する必要がある。密閉度を高め外気の侵入を可能な限り阻止し、内部のクリーンエアゾーンを確保することが肝要だからである。
外側ハウジング４と内側ハウジング３との間の空間５に残留液体除去室１からの使用済み空気を吸入するパイプの排出口９をハウジングの両側面の上下左右の隅に配置し、これらの排出口９からのパイプは外部の吸入ポンプに接続している。空間５の内圧は搬出側の方が搬入側の方より高くなって使用済みの湿った空気が超乾燥室２に侵入しないように空間５を排気する。
【０００９】
超乾燥室２内にもジェットノズル７を上下に被洗浄体Ｐを挟んで対峙するように配置している。超乾燥されたドライエアは超乾燥発生装置、例えば協和化工株式会社製のコンパクト・エアドライヤー（図示せず）から供給され、その圧力変動を緩和するためのサージタンクＴが設けられ、このタンクから導管を介してドライエア入口１０から供給され、バッファタンク１１に貯められ、ジェットノズル７への供給を均等化する。超乾燥室２は外気の侵入を防ぐため、外気と遮断できる密封構造となっており、またジェットノズル７から噴出する超乾燥したドライエアは正圧に保たれ、それにより室内に超乾燥雰囲気を確立している。
この超乾燥雰囲気内に残留液体除去室１から送られた被洗浄体Ｐはジェットノズル７からの超乾燥したドライエアの噴射に曝される。
ジェットノズル７は被洗浄体Ｐの搬送路の上下に一対配置されているものとして示されているが、必要に応じてジェットノズル７を複数段配置してもよい。
これらのジェットノズル７は被洗浄体Ｐの搬送方向に垂直に配置されている。鉛直から少しでも傾くと超乾燥室２内のエアバランスが崩れて、外気の侵入を許して超乾燥雰囲気が保たれなくなる。
この超乾燥室２内では短時間で、少量のドライエアで被洗浄体Ｐを乾燥できた。超乾燥されたドライエアの大気圧露点温度は−８０℃程度であり、この時の水分量は０.５ｐｐｍ程度である。この水分量は高純度窒素(純度９９．９９９９％)に匹敵する値である。
１個のジェットノズル７当たり０．２〜０．３Ｎｍ3／ｍｉｎの超乾燥されたドライエアで十分な効果をあげらることができた。従来のスリットを用いた熱風による乾燥装置では乾燥のため必要とされるのエアの量は多すぎてそのため実用できるものではなかったのである。
【００１０】
外側ハウジング４と内側ハウジング３との間の空間５に、超乾燥室２の搬出側にイオナイザー１２を配置している。被洗浄体Ｐが超乾燥されたドライエアの吹き付けにより空気との摩擦によって表面に帯電した静電気を中和するためである。
【００１１】
【発明の効果】
従来、フラットパネルディスプレー、液晶及び半導体デバイス等の乾燥工程では、空気酸化による酸化被膜の生成を防止するため高価な窒素を使用しているが、この発明の高速乾燥装置では残留洗浄液を除いた被洗浄体に超乾燥されたドライエアを噴射して短時間に乾燥することにより空気酸化を防いでおり、高純度窒素と同等以上の乾燥効果を上げている。
フラットパネルディスプレー、液晶及び半導体デバイス等の大型化が進んでいるが、従来の乾燥システムでは構造が複雑すぎることと、ランニングコストがかかりすぎることで、そのような大型デバイスの乾燥には対処できないが、この発明の高速乾燥装置は被洗浄体の大きさに応じて設計でき、ランニングコストも問題となることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の高速乾燥装置の斜視図である。
【符号の説明】
１：残留液体除去室
２：超乾燥室
３：内側ハウジング
４：外側ハウジング
５：空間
６：搬送ローラ
７：エア・ジェットノズル
８：バッファタンク
【図１】
0003887570.tif 000002