JP2001246331A - 洗浄装置 - Google Patents

洗浄装置

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JP2001246331A
JP2001246331A JP2000063897A JP2000063897A JP2001246331A JP 2001246331 A JP2001246331 A JP 2001246331A JP 2000063897 A JP2000063897 A JP 2000063897A JP 2000063897 A JP2000063897 A JP 2000063897A JP 2001246331 A JP2001246331 A JP 2001246331A
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cleaned
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宏人 ▲吉▼岡
Hiroto Yoshioka
Takeshi Hara
猛 原
Kazuki Kobayashi
和樹 小林
Hitoshi Ono
仁史 小野
Takashi Kimura
崇 木村
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板等の被洗浄物を精密に洗浄することがで
き、かつ、メンテナンス作業の手間を軽減でき、さら
に、フットプリントを縮小化できる洗浄装置を提供す
る。 【解決手段】 基板１０の表面を擦るためのロールブラ
シ１と、基板１０表面に向かって洗浄液１２を噴射する
とともに超音波を発生させる超音波ノズル２とを互いに
対向するように配置し、ロールブラシ１と超音波ノズル
２との間に基板１０を搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、ガラス、
プラスチック、金属等の材料からなる各種の物品、例え
ば、ＩＣ（集積回路）ウェーハおよびそれに用いる半導
体ウェーハ、液晶パネルおよびその製造に用いるガラス
基板、プラズマディスプレイおよびその製造に用いるガ
ラス基板、オプトデバイス、光ファイバー、半導体関連
の精密部品（精密金属部品等）等を洗浄するための洗浄
装置に関するものであり、さらに詳しくは、洗浄ブラシ
および超音波振動子を用いて精密洗浄を行う洗浄装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハや液晶パネルの製造に用
いるガラス基板などの基板の微細加工を行う場合には、
配線、絶縁膜、半導体層等の膜を形成し、写真印刷技術
と類似したフォトリソグラフィーによって目的の構造を
作製する方法が用いられるのが一般的である。フォトリ
ソグラフィーで微細加工を行う際に、汚染物（ゴミ）が
基板表面に付着した状態であると、汚染物による断線、
短絡（ショート）、パターニング不良等の欠陥が発生
し、歩留まりの低下を招く。
【０００３】そこで、従来より、フォトリソグラフィー
で基板を微細加工する前に、精密な基板洗浄を行うこと
が常となっており、基板洗浄に多種多様な洗浄装置が用
いられている。
【０００４】従来の洗浄装置では、ブラシ洗浄槽と超音
波洗浄槽とを別個に備え、ブラシ洗浄および超音波洗浄
を別々に行っていた。このため、洗浄装置が大きくな
り、フットプリント（装置床面積）の拡大要因となって
いた。
【０００５】このような従来の洗浄装置の一例として、
従来のコンベア式枚葉洗浄装置を図４および図５に基づ
いて説明する。
【０００６】この従来例の洗浄装置は、図４に示すブラ
シ洗浄槽１０１を備えている。ブラシ洗浄槽１０１は、
図４に示すように、被洗浄物である基板１１０を洗浄す
るためのロールブラシ１０２と、基板１１０に洗浄液１
１１を供給しシャワー洗浄を行うシャワーノズル１０３
と、基板１１０を水平移動させる搬送ローラ１０４とか
ら構成されている。
【０００７】ロールブラシ１０２は、図示しない回転機
構を有し、回転しながら基板１１０の上面を擦ることに
より基板１１０の上面をブラシ洗浄するものである。シ
ャワーノズル１０３は、基板１１０の上面に洗浄液１１
１を噴出させることにより、基板１１０の上面に洗浄液
を供給する機能と、基板１１０の上面をシャワー洗浄す
る機能との両方の機能を果たすものである。搬送ローラ
１０４は、基板１１０の下面に接触しながら回転するこ
とにより基板１１０を水平方向に搬送するものである。
このブラシ洗浄槽１０１は、独立した槽として洗浄装置
に設けられ、この後に図５に示す超音波洗浄槽１０５に
導入され、超音波洗浄が行われるようになっている。
【０００８】超音波洗浄槽１０５は、図５に示すよう
に、基板１１０を基板１１０の上方から超音波洗浄する
超音波ノズル１０６と、基板１１０を水平移動させる搬
送ローラ１０７とから構成されている。
【０００９】超音波ノズル１０６は、その先端から基板
１１０上面に洗浄液１１１を噴出させるとともに、その
内部に備えられた超音波振動子（図示しない）によって
洗浄液１１１を超音波振動させることによって、基板１
１０上面を超音波洗浄するものである。搬送ローラ１０
４は、基板１１０の下面に接触しながら回転することに
より基板１１０を水平方向に搬送するものである。
【００１０】このように、上記従来の洗浄装置では、ブ
ラシ洗浄と、超音波洗浄とを独立した槽で独立に行うよ
うにしていた。しかしながら、このようなブラシ洗浄と
超音波洗浄とを別の槽で行う洗浄装置では、汚染物（ゴ
ミ）を十分に除去できないことがあり、また、フットプ
リントが大きくなっていた。
【００１１】そこで、ブラシ洗浄と超音波洗浄とを１つ
の装置内で行うようにした基板洗浄装置も提案されてい
る。
【００１２】例えば、特開平１１−８７２８８号公報に
は、基板に付着したゴミ（汚染物）および洗浄ブラシか
ら発生した繊維くずを効率的に除去するために、基板の
片面側に洗浄ブラシと超音波ノズルとを並列に配置し、
ブラシ洗浄と超音波洗浄とを同時に行うようにした基板
洗浄装置が開示されている。
【００１３】また、特開平７−８６２２２号公報には、
基板の洗浄能力を高め、かつ、洗浄ブラシの汚染も同時
に抑制するために、洗浄ブラシと超音波ノズルとを隣接
して配置した基板洗浄装置が開示されている。
【００１４】さらに、特開平６−５５７７号公報には、
洗浄槽内でブラシ洗浄を行う基板洗浄装置において、洗
浄ブラシの汚染を解決するために、洗浄槽をオーバーフ
ロー槽にするとともにオーバーフロー槽内に超音波発振
器を併設した基板洗浄装置が提案されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−８７２８８号公報に記載の洗浄装置では、洗浄ブ
ラシと超音波ノズルとが同一箇所を洗浄していないの
で、１つの洗浄箇所に注目してその視点から洗浄過程を
みれば、洗浄ブラシが通過した後に超音波ノズルが通過
するようになっている。つまり、厳密に言えば、同時に
２種類の洗浄がなされるのではなく、短時間に２種類の
洗浄が続けて行われるにすぎない。
【００１６】そのため、上記構成によれば、ブラシ洗浄
から超音波洗浄に移行する時間が短縮されることによっ
て基板に付着した繊維くずの乾燥が防止され、基板表面
からの繊維くずの除去効果が向上するのみである。この
洗浄装置では、ブラシ洗浄と超音波洗浄とを別々の装置
で行う方法と比較して、汚染物（ゴミ）の除去能力の向
上はほとんどなく、汚染物（ゴミ）に起因する歩留まり
の改善も期待できない。このため、ますます洗浄の精密
化（微細化）が要求されているこの時世にあっては、洗
浄効果が不十分である。
【００１７】また、上記構成では、洗浄ブラシと超音波
ノズルとが同一面上に並列配置されているので、洗浄ブ
ラシ自体は超音波洗浄されない。そのため、洗浄装置の
稼働時間が長くなるにつれて、基板表面から除去された
汚染物（ゴミ）を洗浄ブラシ自体がその内部に抱え込
み、基板表面を汚染する汚染源へと次第に変化してしま
う。従来の洗浄装置では、この問題を解決するため、洗
浄ブラシの定期的なメンテナンス作業、例えば、洗浄ブ
ラシを取り外して洗浄する等の作業が必要であった。こ
のメンテナンス作業は、洗浄装置の動作を停止させて多
大な手間を費やすことが必要であり、洗浄効率の低下を
招く。
【００１８】特開平１１−８７２８８号公報に記載の洗
浄装置の欠点をまとめると、次の通りである。
【００１９】１．洗浄ブラシと超音波ノズルとを同時に
動作させているものの、洗浄ブラシと超音波ノズルとが
基板の同一面上に並列配置されているので、基板表面の
同一箇所を洗浄できない。つまり、洗浄ブラシと超音波
ノズルとが同時動作しているが、基板表面の各箇所に対
してブラシ洗浄と超音波洗浄とが同時になされていな
い。そのため、洗浄ブラシから発生した繊維くずの除去
能力は向上するが、汚染物（ゴミ）の除去能力は向上し
ない。したがって、洗浄処理の精密化（微細化）に対応
した洗浄技術としては、不十分である。
【００２０】２．洗浄ブラシと超音波ノズルとが同一面
上に並列配置されているので、洗浄ブラシ自体が洗浄さ
れない。そのため、手間のかかるメンテナンス作業が必
要である。
【００２１】次に、特開平７−８６２２２号公報に記載
の洗浄装置では、超音波ノズルが洗浄ブラシの側方に取
り付けられているので、超音波ノズルからの超音波およ
び洗浄液は、そのブラシの存在ゆえに基板表面のブラシ
洗浄部位には到達しにくい。したがって、超音波洗浄
は、洗浄ブラシの周囲のみに作用し、基板表面のブラシ
洗浄部位にはほぼ作用しない。
【００２２】また、上記の洗浄装置では、超音波ノズル
により洗浄ブラシを洗浄する構造にもなっているが、洗
浄ブラシの内部には超音波ノズルからの洗浄液も超音波
も到達しにくい。そのため、洗浄ブラシの超音波ノズル
による洗浄は、ディスクブラシ（洗浄ブラシ）の側面に
しか行われず、ディスクブラシの中心部には行われな
い。その結果、ディスクブラシの中心部に汚染物（ゴ
ミ）が残りやすく、基板の汚染を招きやすい。
【００２３】そのうえ、上記の洗浄装置では、超音波ノ
ズルからの洗浄液および超音波が基板表面で反射して洗
浄ブラシの表面に到達する構造となっているため、基板
がないときは、超音波ノズルからの洗浄液も超音波も、
全く洗浄ブラシに到達しない。つまり、上記の洗浄装置
では、基板があるときのみ洗浄ブラシを超音波洗浄する
ようになっている。そのため、洗浄ブラシから除去され
た汚染物（ゴミ）が基板表面へ戻って基板表面を再汚染
するおそれがある。
【００２４】特開平７−８６２２２号公報に記載の洗浄
装置の欠点をまとめると、次の通りである。
【００２５】１．超音波洗浄は、洗浄ブラシの周囲のみ
に作用し、基板表面のブラシ洗浄部位にはほぼ作用しな
い。つまり、洗浄ブラシと超音波ノズルとが同時動作し
ているが、基板表面の各箇所に対してブラシ洗浄と超音
波洗浄とが同時になされれていない。したがって、洗浄
処理の精密化（微細化）に対応した洗浄技術としては、
不十分である。
【００２６】２．洗浄ブラシの超音波ノズルによる洗浄
は、洗浄ブラシ側面しか行われないので、洗浄ブラシの
中心部が洗浄できない。
【００２７】３．基板があるときにのみ洗浄ブラシの洗
浄を行うようになっているので、洗浄ブラシから除去さ
れた汚染物（ゴミ）が基板を汚染するおそれがある。
【００２８】洗浄槽内でブラシ洗浄を行う基板洗浄装置
において、洗浄ブラシの汚染を解決するために、洗浄槽
をオーバーフロー槽にするとともにオーバーフロー槽内
に超音波発振器を併設した基板洗浄装置が提案されてい
る。
【００２９】さらに、特開平６−５５７７号公報では、
洗浄ブラシを洗浄するために、洗浄ブラシおよび基板を
洗浄液に浸漬させるためのオーバーフロー槽を設け、そ
のオーバーフロー槽に超音波発振器を組み込んでいる。
これによって、常時、洗浄ブラシと基板とが洗浄され
る。
【００３０】しかしながら、上記構成では、洗浄ブラシ
および基板を洗浄液に浸漬させるので、洗浄液をノズル
から噴射させる場合と比較して洗浄液の循環が緩やかな
ものになる。そのため、洗浄液が滞留し、基板上から除
去されたゴミが洗浄液表面に浮遊する。さらに、洗浄液
表面に浮遊したゴミは、洗浄液の流れが穏やかであるた
めに速やかに排出されず、基板へ再付着し、深刻な問題
を生じる。したがって、上記構成では、洗浄ブラシの経
時劣化は抑えることは可能であるが、基板の洗浄に支障
をきたすという結果に至る。したがって、洗浄処理の精
密化（微細化）に対応した洗浄技術としては、不十分で
ある。
【００３１】また、上記構成では、絶えず洗浄ブラシが
洗浄されるようになっている。そのため、洗浄液は、洗
浄ブラシから除去されたゴミによって絶えず汚染され、
清浄な状態にならない。その結果、精密洗浄を行うこと
ができない。
【００３２】特開平６−５５７７号公報に記載の洗浄装
置の欠点をまとめると、次の通りである。
【００３３】１．洗浄ブラシおよび基板を洗浄液に浸漬
させるので、基板上から除去されたゴミが洗浄液表面に
浮遊し、基板へ再付着する。そのため、洗浄ブラシの経
時劣化は抑えられるが、基板の洗浄能力は悪化する。し
たがって、洗浄処理の精密化（微細化）に対応した洗浄
技術としては、不十分である。
【００３４】２．洗浄ブラシが絶えず洗浄されるため
に、洗浄液を清浄な状態にできない。その結果、精密洗
浄を行うことができない。
【００３５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、被洗浄物を精密に洗浄する
ことができ、かつ、メンテナンス作業の手間を軽減で
き、さらに、フットプリントを縮小化できる洗浄装置を
提供することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】本発明の洗浄装置は、上
記の課題を解決するために、被洗浄物表面を擦るための
洗浄ブラシと、被洗浄物表面に向かって洗浄液を噴射す
るとともに超音波を発生させる超音波ノズルとを備える
洗浄装置であって、洗浄ブラシと超音波ノズルとが互い
に対向するように配置され、洗浄ブラシと超音波ノズル
との間に被洗浄物が配置できるようになっていることを
特徴としている。
【００３７】上記構成によれば、被洗浄物表面における
洗浄ブラシで擦られる部分は、洗浄ブラシによるブラシ
洗浄を受けるとともに、超音波ノズルから被洗浄物を通
して伝播された超音波による超音波洗浄を受ける。した
がって、被洗浄物表面の同一箇所に、ブラシ洗浄と超音
波洗浄とを同時に行うことができ、精密な洗浄が実現で
きる。
【００３８】また、上記構成によれば、被洗浄物がない
ときに、洗浄ブラシに対して超音波ノズルから洗浄液が
吹き付けられると同時に超音波が照射されるので、洗浄
ブラシを超音波洗浄することができる。そのため、洗浄
ブラシを取り外すことなく清浄な状態に保つことがで
き、メンテナンス作業の手間が省ける。また、洗浄ブラ
シの洗浄は、被洗浄物がないときにのみ行われるので、
被洗浄物があるときに洗浄ブラシを洗浄した場合に起こ
る洗浄ブラシから除去された汚染物の被洗浄物への再付
着を回避できる。
【００３９】さらに、上記構成によれば、洗浄ブラシと
超音波ノズルとを１箇所にまとめたことで、フットプリ
ントの縮小化を図ることができる。
【００４０】したがって、上記構成によれば、微細加工
に対応した基板等の被洗浄物の精密洗浄と洗浄ブラシの
精密洗浄とを高いレベルで実現することができ、かつ、
フットプリントの縮小化を図ることができる。
【００４１】また、上記構成の洗浄装置では、洗浄ブラ
シ側の被洗浄物表面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段
をさらに備えることが好ましく、洗浄ブラシ側の被洗浄
物表面に向かって洗浄液を放射状に噴霧する噴霧器をさ
らに備えることがより好ましい。
【００４２】これにより、洗浄ブラシ側の被洗浄物表面
全体に均一に洗浄液を供給することができるので、ブラ
シ洗浄および超音波洗浄がより効果的に行える。また、
被洗浄物表面から除去された汚染物を速やかに洗い流す
ことができるので、汚染物の被洗浄物表面への再付着を
回避できる。したがって、さらに精密な洗浄が行えると
いう効果が得られる。
【００４３】また、上記構成の洗浄装置では、洗浄ブラ
シが被洗浄物の上方に配置され、洗浄ブラシ側の被洗浄
物表面が水平であることが好ましい。これにより、洗浄
ブラシ側の被洗浄物表面に洗浄液の均一な層を形成する
ことが可能となり、ブラシ洗浄および超音波洗浄がさら
に効果的に行える。
【００４４】また、本発明の洗浄装置は、上記の課題を
解決するために、被洗浄物表面に向かって洗浄液を高圧
噴射するための高圧スプレーノズルと、被洗浄物表面に
向かって洗浄液を噴射するとともに超音波を発生させる
超音波ノズルとを備える洗浄装置であって、高圧スプレ
ーノズルと超音波ノズルとが互いに対向するように配置
され、高圧スプレーノズルと超音波ノズルとの間に被洗
浄物を配置できるようになっていることを特徴としてい
る。
【００４５】上記構成によれば、被洗浄物表面における
高圧スプレーノズルからの洗浄液が衝突する部分は、高
圧スプレーノズルによる高圧スプレー洗浄を受けるとと
もに、超音波ノズルから被洗浄物を通して伝播された超
音波による超音波洗浄を受ける。したがって、被洗浄物
表面の同一箇所に、高圧スプレー洗浄と超音波洗浄とを
同時に行うことができ、精密な洗浄が実現できる。ま
た、上記構成によれば、高圧スプレーノズルと超音波ノ
ズルとを１箇所にまとめたことで、フットプリントの縮
小化を図ることができる。また、上記構成では、洗浄ブ
ラシに代えて高圧スプレーノズルを用いているので、メ
ンテナンス作業を必要としない。
【００４６】なお、本願明細書において、「高圧噴射」
とは、１９６０ｋＮ（２０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）以上の圧力
の噴射を指すものとする。
【００４７】さらに、上記各構成の洗浄装置は、被洗浄
物を搬送する搬送手段をさらに備えていることが好まし
い。
【００４８】これにより、複数の被洗浄物が連続的に洗
浄処理空間（洗浄ブラシと超音波ノズルとの間または高
圧スプレーノズルと超音波ノズルとの間）を通過するの
で、複数の基板を連続的に洗浄することができる。した
がって、効率的な洗浄処理が行える。
【００４９】また、洗浄ブラシは、回転機構を備えてい
ることがより好ましい。これにより、洗浄ブラシの先端
と被洗浄物表面との相対速度を高速にすることができ、
洗浄効果が向上する。
【００５０】
【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の実施の
一形態について図１および図２に基づいて説明すれば、
以下の通りである。
【００５１】本実施形態の洗浄装置は、図１に示すよう
に、被洗浄物としてのガラス基板や半導体ウェハー等の
基板１０をブラシ洗浄するためのロールブラシ（洗浄ブ
ラシ）１と、ロールブラシ１に対向するように配置され
た、超音波洗浄のための超音波ノズル２と、基板１０に
洗浄液１１を供給しシャワー洗浄を行うシャワーノズル
（噴霧器）３と、基板１０表面を水平に保ちながら基板
１０を水平移動させる搬送ローラ（搬送手段）４とを備
えている。
【００５２】ロールブラシ１は、芯材１ａの側面に対し
て、ポリアミド（ナイロン）等からなる多数の繊維１ｂ
…が放射状に植毛されてなる円筒形状のブラシ部１ｃ
と、ブラシ部１ｃを回転させるために芯材１ａに接続さ
れた回転駆動装置（回転機構）１ｄとを有するロールブ
ラシである。また、ロールブラシ１は、芯材１ａが基板
１０に垂直となるように配置されているとともに、繊維
１ｂ…が基板１０の上面に接触するように配置されてい
る。ロールブラシ１は、回転駆動装置１ｄにより回転さ
れるブラシ部１ｃで基板１０の上面を擦ることにより、
基板１０の上面をブラシ洗浄（ブラシによるスクラブ洗
浄）するようになっている。
【００５３】本実施形態では、洗浄ブラシとしてロール
ブラシ１を用いているので、ブラシ部１Ｃから基板１０
の上面への再汚染が少ない洗浄ができる。これは、基板
１０の上面が次々と新しい繊維１ｂ…で擦られ、擦った
後の繊維１ｂ…が直ちに洗浄液１１でリンスされるから
である。
【００５４】ロールブラシ１のブラシ部１ｃの長さは、
ブラシ部１ｃの長手方向に沿った基板１０の寸法以上に
設定されている。ロールブラシ１のブラシ部１ｃの回転
方向は、洗浄効果を高めるために、基板１０の搬送方向
とは反対方向に基板１０を掻く方向が望ましい。すなわ
ち、ロールブラシ１のブラシ部１ｃの回転方向は、搬送
ローラ４の回転方向と同一であることが望ましい。これ
により、ロールブラシ１と基板１０表面との相対速度が
より速くなり、洗浄効果が向上する。
【００５５】超音波ノズル２は、その先端からロールブ
ラシ１の中心に向かう方向（鉛直線に沿った上方向）へ
洗浄液１２を噴出させるようになっているとともに、ロ
ールブラシ１の中心に向かう方向（鉛直線に沿った上方
向）へ超音波を照射する超音波振動子２ａを内部に有し
ている。
【００５６】したがって、超音波ノズル２は、基板１０
が存在するときには、基板１０下面に洗浄液１２の噴流
を当てるとともに洗浄液１２に超音波振動を付与するこ
とで基板１０下面を超音波洗浄するだけでなく、超音波
を基板１０の下面に照射し基板１０の上面まで伝播させ
ることで基板１０上面を超音波洗浄するようになってい
る。また、超音波ノズル２は、基板１０が存在しないと
きには、ロールブラシ１に洗浄液１２の噴流を当てると
ともに洗浄液１２に超音波振動を付与することでロール
ブラシ１を超音波洗浄するようになっている。
【００５７】超音波振動子２ａとしては、特に限定され
るものではなく、フェライトや圧電セラミックス等を用
いることができる。また、超音波振動子２ａの発生する
超音波は、特に限定されるものではないが、メガソニッ
クと呼ばれる８５０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの周波数帯域の超
音波であることが好ましい。これにより、キャビテーシ
ョンが発生せず、強大な振動加速度を洗浄液１１に付与
して洗浄することができるため、被洗浄物にダメージを
与えることなくサブミクロンの粒子（粒子状汚染物）が
除去できる。
【００５８】なお、超音波ノズル２は、ロールブラシ１
のブラシ部１ｃの長手方向に沿って往復移動させてもよ
いが、本実施形態のように水平搬送を行う構成である場
合には、少なくとも被洗浄物におけるブラシ部１ｃの長
手方向に沿った寸法に等しい長さ（例えば、４００ｍ
ｍ）を持つ超音波ノズル２を使用し、該超音波ノズル２
をロールブラシ１のブラシ部１ｃの長手方向に沿って延
びるように取り付ける方が、超音波ノズル２を移動させ
る機構が不要となるので、より好ましい。
【００５９】シャワーノズル３・３は、基板１０の上面
に向かって洗浄液１１を放射状に噴霧することにより、
基板１０の上面全体に洗浄液１１を均一に供給して基板
１０の上面全体を洗浄液１１で覆う機能と、基板１０の
上面の広範囲をシャワー洗浄する機能との両方の機能を
果たすものである。このような基板１０の上面に均一に
洗浄液１１を供給する手段を備えたことにより、ブラシ
洗浄および超音波洗浄がより効果的に行える。また、基
板１０表面から除去された汚染物を洗浄液１１で速やか
に洗い流すことができるので、汚染物の基板１０表面へ
の再付着を回避できる。
【００６０】基板１０の上面に供給される洗浄液１１、
および基板１０の下面に供給される洗浄液１２として
は、通常、同じものが使用される。洗浄液１１・１２と
して、具体的には、例えば、純水、超純水、水素水、オ
ゾン水、希フッ化水素酸溶液、界面活性剤溶液等が挙げ
られる。
【００６１】搬送ローラ４…は、基板１０の下面に接触
しながら回転することにより、水平面に沿った方向で、
かつ、ロールブラシ１の芯材１ａに垂直な方向に基板１
０を一定速度で搬送するものである。このような搬送に
より、ロールブラシ１および超音波ノズル２を基板１０
の搬送方向に移動させることなく基板１０の全面をくま
なく洗浄することができる。この場合、ロールブラシ１
については移動させる必要がなく、超音波ノズル２につ
いても基板１０の搬送方向に垂直な水平方向に移動させ
るだけでよい。それゆえ、ロールブラシ１および超音波
ノズル２を連動させて任意の方向に移動させるロボット
アームのような複雑な移動機構を設ける必要がなくな
り、構成を簡素化できる。また、搬送ローラ４…は、ロ
ールブラシ１と超音波ノズル２との間に複数の基板１０
を連続的に通過させることができるようになっているの
で、複数の基板１０を連続的に洗浄することが可能であ
る。
【００６２】なお、複数の基板１０を連続的に洗浄する
場合、基板１０は、基板１０を複数枚収納可能な搬送専
用のカセットから、ローダによって順次一枚ずつ一定間
隔を空けて送り出されるようになっていることが好まし
い。これによって、基板１０の合間でロールブラシ１を
超音波ノズル２によって超音波洗浄することができ、洗
浄処理の間、常にロールブラシ１を清浄な状態に保つこ
とができる。
【００６３】以上のように、本実施形態の洗浄装置で
は、ロールブラシ１と超音波ノズル２とが互いに対向す
るように配置され、かつ、ロールブラシ１が基板１０の
上方に、超音波ノズル２が基板１０の下方に配置され、
さらに、ロールブラシ１および基板１０の上面に洗浄液
１１が供給されている。これらにより、基板１０の上面
におけるロールブラシ１と接触する部分は、洗浄液１１
で濡れたロールブラシ１でブラシ洗浄される。また、基
板１０の上面におけるロールブラシ１でブラシ洗浄され
る部分は、洗浄液１１で濡れた状態で、超音波ノズル２
によって基板１０の下面から伝播された超音波振動を受
けることにより、ブラシ洗浄と同時に超音波洗浄され
る。したがって、基板１０上の同一箇所に対して、ロー
ルブラシ１によるブラシ洗浄と超音波ノズル２による超
音波洗浄とが同時に行われる。
【００６４】さらに、本実施形態の洗浄装置では、シャ
ワーノズル３により基板１０の上面の広範囲をシャワー
洗浄するようになっている。その結果、基板１０の上面
について、ブラシ洗浄、超音波洗浄、シャワー洗浄とい
う３つの異なる洗浄方式の特徴を組み合わせた相乗効果
が得られ、基板１０の上面の精密洗浄が可能となってい
る。すなわち、ブラシ洗浄により固着した汚染物、主と
して粒径が５μｍより大きい粒子状汚染物を効果的に除
去でき、超音波洗浄により主として粒径５μｍ以下の粒
子状汚染物を除去することができ、しかもシャワー洗浄
により、除去された汚染物を速やかに排出させることが
できる。
【００６５】なお、基板１０の下面については、超音波
洗浄のみが行われるが、必要に応じて、基板１０を裏返
して再度洗浄処理を行えば、基板１０の両面に対して３
つの洗浄方式の組み合わせによる精密洗浄を行うことが
できる。
【００６６】また、本実施形態の洗浄装置では、ロール
ブラシ１と超音波ノズル２とが互いに対向するように配
置され、かつ、ロールブラシ１と超音波ノズル２との間
に基板１０が搬送される構造となっているので、基板１
０がない時に超音波ノズル２によってロールブラシ１が
精密洗浄される。
【００６７】この点については、洗浄装置の稼働時間が
長くなるにつれて洗浄ブラシ自らが除去したゴミをその
内部に抱え込み、次第に汚染源へと変化してしまうとい
う問題を考える必要がある。従来の洗浄装置では、この
問題を解決するため、洗浄ブラシを定期的にメンテナン
スする必要であった。このメンテナンスには、通常、洗
浄装置を停止させて多大な手間を費やすことが必要であ
る。
【００６８】これに対し、本実施形態の洗浄装置では、
基板１０がない時、例えば、複数の基板１０を連続して
処理する場合における基板１０と基板１０との合間や、
搬送されている基板１０がない時（洗浄処理の開始前や
終了後）に、超音波ノズル２によってロールブラシ１が
自動的に洗浄されるので、ロールブラシ１の清浄度を常
時、高いレベルに保つことができ、メンテナンス作業を
必要としなくなる。また、ロールブラシ１の洗浄は、基
板１０があるときには行われないので、ロールブラシ１
から除去された汚染物が基板１０に再び付着することも
ない。
【００６９】また、本実施形態の洗浄装置では、ロール
ブラシ１と超音波ノズル２とを１箇所にまとめたこと
で、基板１０の搬送方向に沿った装置サイズを縮小で
き、フットプリントの縮小化が図れる。
【００７０】以上の点をまとめると、本実施形態の洗浄
装置では、（１）基板１０の上面の同一箇所に対して同
時にブラシ洗浄と超音波洗浄とシャワー洗浄とを行うこ
とができ、基板１０の上面の精密な洗浄が実現できると
いう効果、（２）基板１０がないときにロールブラシ１
を精密に洗浄することができるという効果、（３）フッ
トプリントの縮小化を図ることができるという効果が得
られる。
【００７１】なお、本実施形態では、基板１０を洗浄す
るための洗浄ブラシとしてロールブラシ１を用いていた
が、ロールブラシ１に代えて、回転機構を有し鉛直な回
転軸を中心に回転するディスクブラシ（円盤形状のブラ
シ）を用いてもよい。ディスクブラシを用いる場合、基
板１０表面全体を洗浄できるように、ディスクブラシを
基板１０表面に沿って水平移動させる機構を備えること
が望ましい。
【００７２】また、基板１０を搬送する搬送手段として
は、搬送ローラ４に限定されるものではなく、ベルトコ
ンベア等を用いることもできる。ただし、基板１０を搬
送する搬送手段は、基板１０の上面を効率的に洗浄する
ことができるように、ロールブラシ１と超音波ノズル２
との間を基板１０の上面（洗浄面）に平行な方向、すな
わち、水平方向に沿って基板１０が通過するように基板
１０を搬送することができるものであることが好まし
い。
【００７３】また、基板１０を搬送する搬送手段に代え
て、基板１０を回転させる回転駆動手段を設けてもよ
い。すなわち、例えば、図２に示すように、基板１０を
その周縁部のみで支持するとともに、基板１０に垂直な
回転軸を中心として基板１０を回転させるアーム（回転
機構）１３を設けてもよい。この場合、ロールブラシ１
および超音波ノズル２は、水平方向に往復運動するよう
になっている。なお、ディスクブラシを用いる場合に
は、基板１０を回転させる回転駆動手段を設ける方が洗
浄効率を向上させることができる。
【００７４】また、本実施形態では、基板１０の上面に
おけるロールブラシ１と接触する部分に洗浄液１１が供
給する洗浄液供給手段として、シャワーノズル３・３を
用いてたが、この構成に限定されるものではない。例え
ば、シャワーノズル３・３に代えて、ロールブラシ１の
上方から洗浄液１１を噴霧させるスリット式ノズルや、
単に基板１０の上面に洗浄液１１を流下させるノズルを
用いてもよい。
【００７５】また、本実施形態では、被洗浄物が基板１
０である場合について説明したが、本発明の洗浄装置
は、基板１０以外の被洗浄物、例えば、光ファイバー等
の棒状の被洗浄物に対しても有効である。ただし、搬送
方向に垂直な方向のロールブラシ１と超音波ノズル２と
を結ぶ直線に沿った方向の寸法が小さいほど、超音波ノ
ズル２からの超音波振動がロールブラシ１側の被洗浄物
表面に作用しやすくなり、本発明の効果が顕著となる。
そのため、本発明は、少なくとも１つの方向に沿った寸
法が比較的小さい被洗浄物、特に厚さ２ｍｍ以下の基板
の洗浄に対して特に有効である。
【００７６】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について図３に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて示した
各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付
記し、その説明を省略する。
【００７７】本実施形態の洗浄装置は、図３に示すよう
に、実施の形態１の洗浄装置におけるロールブラシ１に
代えて、被洗浄物である基板１０の高圧スプレー洗浄を
行うための高圧スプレーノズル５を超音波ノズル２に対
向するように配置するとともに、シャワーノズル３を取
り除いたこと以外は、実施の形態１の洗浄装置と同様の
構成を備えている。
【００７８】高圧スプレーノズル５は、１９６０ｋＮ
（２０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）以上の圧力で洗浄液をジェット
噴射して噴流を生成し、その噴流を基板１０の上面にス
ポット状に衝突させることにより、噴流の衝突力および
剪断力によって基板１０の上面に付着した汚染物、主と
して粒径が３μｍより大きい粒子状汚染物を剥離すると
ともに洗い流す洗浄処理、すなわち、いわゆる高圧スプ
レー洗浄を行うものである。また、高圧スプレーノズル
５からの噴流は、基板１０の上面において超音波ノズル
２からの超音波振動が最も作用しやすい位置、すなわ
ち、超音波ノズル２からの噴流の延長線と基板１０の上
面とが交わる位置で基板１０の上面に衝突するようにな
っている。これにより、基板１０の上面は、洗浄液１１
で濡れた状態で、超音波ノズル２によって基板１０の下
面から伝播された超音波振動を受けることにより、ブラ
シ洗浄と同時に超音波洗浄される。
【００７９】本実施形態の洗浄装置では、基板１０の上
面の同一箇所に対して同時に高圧スプレー洗浄と超音波
洗浄とを行うことができるので、精密な洗浄が実現でき
る。また、高圧スプレーノズル５と超音波ノズル２とを
１箇所にまとめたことにより、フットプリントの縮小化
を図ることができる。
【００８０】なお、基板１０を水平に搬送する場合、高
圧スプレーノズル５および超音波ノズル２として、少な
くとも被洗浄物の搬送方向に垂直な方向の寸法に対応し
た長さを持つノズルを、被洗浄物の搬送方向に垂直で、
かつ、洗浄面に平行な方向に沿って延びるように配設す
ることが好ましい。すなわち、例えば、基板１０面の搬
送方向に垂直な方向の寸法が４００ｍｍ程度であれば、
４００ｍｍ程度以上の長さを持つノズルを、基板１０面
に平行で、かつ、基板１０の搬送方向に垂直な方向に沿
って延びるように配設することが好ましい。
【００８１】
【発明の効果】本発明の洗浄装置は、以上のように、被
洗浄物表面を擦るための洗浄ブラシと、被洗浄物表面に
向かって洗浄液を噴射するとともに超音波を発生させる
超音波ノズルとを備える洗浄装置であって、洗浄ブラシ
と超音波ノズルとが互いに対向するように配置され、洗
浄ブラシと超音波ノズルとの間に被洗浄物が配置できる
ようになっている構成である。
【００８２】上記構成によれば、被洗浄物表面の同一箇
所に、ブラシ洗浄と超音波洗浄とを同時に行うことがで
き、精密な洗浄が実現できる。また、上記構成によれ
ば、被洗浄物がないときにのみ、洗浄ブラシを超音波洗
浄することができる。そのため、洗浄ブラシを取り外す
等のメンテナンス作業が不要になるとともに、洗浄ブラ
シから除去された汚染物が被洗浄物へ再付着することを
回避できる。さらに、上記構成によれば、洗浄ブラシと
超音波ノズルとを１箇所にまとめたことで、フットプリ
ントの縮小化を図ることができる。
【００８３】したがって、上記構成は、被洗浄物を精密
に洗浄することができ、かつ、メンテナンス作業の手間
を軽減でき、さらに、フットプリントを縮小化できる洗
浄装置を提供することができるという効果を奏する。
【００８４】また、上記構成の洗浄装置では、洗浄ブラ
シ側の被洗浄物表面に向かって洗浄液を放射状に噴霧す
る噴霧器をさらに備えることが好ましい。
【００８５】これにより、洗浄ブラシ側の被洗浄物表面
全体に均一に洗浄液を供給することができ、また、被洗
浄物表面から除去された汚染物を速やかに洗い流すこと
ができるので、さらに精密な洗浄が行えるという効果が
得られる。
【００８６】また、本発明の洗浄装置は、以上のよう
に、被洗浄物表面に向かって洗浄液を高圧噴射するため
の高圧スプレーノズルと、被洗浄物表面に向かって洗浄
液を噴射するとともに超音波を発生させる超音波ノズル
とを備える洗浄装置であって、高圧スプレーノズルと超
音波ノズルとが互いに対向するように配置され、高圧ス
プレーノズルと超音波ノズルとの間に被洗浄物を配置で
きるようになっている構成である。
【００８７】上記構成によれば、被洗浄物表面の同一箇
所に、高圧スプレー洗浄と超音波洗浄とを同時に行うこ
とができ、精密な洗浄が実現できる。また、上記構成に
よれば、高圧スプレーノズルと超音波ノズルとを１箇所
にまとめたことで、フットプリントの縮小化を図ること
ができる。また、メンテナンス作業を必要としない。
【００８８】したがって、上記構成は、被洗浄物を精密
に洗浄することができ、かつ、メンテナンス作業の手間
を軽減でき、さらに、フットプリントを縮小化できる洗
浄装置を提供することができるという効果を奏する。
【００８９】さらに、上記各構成の洗浄装置は、被洗浄
物を搬送する搬送手段をさらに備えていることが好まし
い。
【００９０】これにより、複数の被洗浄物が連続的に洗
浄処理空間（洗浄ブラシと超音波ノズルとの間または高
圧スプレーノズルと超音波ノズルとの間）を通過するの
で、複数の基板を連続的に洗浄することができる。した
がって、上記構成は、効率的な洗浄処理が行えるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗浄装置の実施の一形態を示す側面図
である。
【図２】上記実施形態の洗浄装置の変形例を示す側面図
である。
【図３】本発明の洗浄装置の他の実施の形態を示す側面
図である。
【図４】従来の洗浄装置におけるブラシ洗浄槽の部分を
示す部分側面図である。
【図５】従来の洗浄装置における超音波洗浄槽の部分を
示す部分側面図である。
【符号の説明】
１ ロールブラシ（洗浄ブラシ） ２ 超音波ノズル ３ シャワーノズル（噴霧器） ４ 搬送ローラ（搬送手段） ５ 高圧スプレーノズル １０ 基板（被洗浄物） １１ 洗浄液 １２ 洗浄液
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０８Ｂ 7/04 Ｂ０８Ｂ 7/04 Ａ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３Ｄ ６４３Ｂ ６４４ ６４４Ｅ (72)発明者 小林 和樹 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 小野 仁史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 木村 崇 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 3B116 AA03 AB14 BA02 BA14 BB24 BB83 CD23 3B201 AA03 AB14 BA02 BA14 BB24 BB83 BB92 BB93 BB95 BB98 CB11 CB25 CD23

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被洗浄物表面を擦るための洗浄ブラシと、
    被洗浄物表面に向かって洗浄液を噴射するとともに超音
    波を発生させる超音波ノズルとを備える洗浄装置であっ
    て、 洗浄ブラシと超音波ノズルとが互いに対向するように配
    置され、 洗浄ブラシと超音波ノズルとの間に被洗浄物が配置でき
    るようになっていることを特徴とする洗浄装置。
  2. 【請求項２】洗浄ブラシ側の被洗浄物表面に向かって洗
    浄液を放射状に噴霧する噴霧器をさらに備えることを特
    徴とする請求項１記載の洗浄装置。
  3. 【請求項３】被洗浄物表面に向かって洗浄液を高圧噴射
    するための高圧スプレーノズルと、被洗浄物表面に向か
    って洗浄液を噴射するとともに超音波を発生させる超音
    波ノズルとを備える洗浄装置であって、 高圧スプレーノズルと超音波ノズルとが互いに対向する
    ように配置され、 高圧スプレーノズルと超音波ノズルとの間に被洗浄物を
    配置できるようになっていることを特徴とする洗浄装
    置。
  4. 【請求項４】被洗浄物を搬送する搬送手段をさらに備え
    ていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１
    項に記載の洗浄装置。
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