JP3012210B2 - 流水式洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや磁
気ディスク基板、あるいはその他の電子部品、光学部
品、又は精密機械部品のような、高精度の清浄度を必要
とするワークを精密洗浄するための流水式洗浄装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一様な流れの洗浄液中にワークを浸漬さ
せて洗浄する流水式洗浄装置は、例えば実開昭６１−１
３０３８９号公報や特開昭６４−６３０８６号公報等に
開示されているように、従来より各種のものが提案され
ている。この種の洗浄装置においては、ワークから剥離
した汚染物質が洗浄液の乱流に乗って該ワークに再付着
するのを防止するため、一般に、多孔状の整流板を流路
の上流側と下流側とに設置し、これらの整流板を通すこ
とによって洗浄液の流れを乱れのない一様な流れ（層
流）になるように整流している。

【０００３】上記洗浄液の流速は、例えば５〜２０ｍｍ
／ｓｅｃ程度といった非常にゆっくりしたもので、その
流速は主として洗浄液の供給量と排出量とのバランスに
よって決められ、ワークの種類や洗浄液の種類、洗浄精
度等によって最適流速が相違する。また、整流された洗
浄液の流れの状態は、通常、流路の上流側においては上
流側の整流板による影響を受け易く、下流側においては
下流側の整流板による影響を受け易いことが分かってい
る。このため、整流後の洗浄液の流れに影響を与える下
流側の整流板の重要度は高く、その開口が洗浄液の流速
や流量等に適合していない場合には、特に下流側におい
て洗浄液の円滑な流れが阻害され、流れが部分的に滞っ
たり、上層部と下層部とで流速に差が生じたり、上層部
と下層部との間に対流が生じて層流が崩れたりすること
になる。

【０００４】従って、このような場合には、下流側整流
板を異なる開口面積のものと交換することにより洗浄液
の流れの状態を調整し、上層部と下層部の流れを均一化
することが必要になるが、その都度流速等の条件に適合
する整流板を選択して交換するのは非常に面倒で、作業
性も悪く、しかも、開口面積が異なる多くの整流板を用
意しなければならないため、それらの保管や管理、取り
扱いにも多くの費用と手数とがかかることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる技術的
課題は、下流側の整流板を交換することなく洗浄液の流
れの状態を調整することが可能な流水式洗浄装置を提供
することにある。本発明の他の技術的課題は、下流側の
整流板の開口面積を調節自在とすることにより、該整流
板を交換することなく洗浄液の流れの状態を調整するこ
とができる、作業性の良い流水式洗浄装置を提供するこ
とにある。本発明の更に他の技術的課題は、下流側の整
流板の開口面積を簡単な手段によって確実に調節するこ
とができる流水式洗浄装置を提供することにある。本発
明の更に他の技術的課題は、洗浄液の上下層の流れを簡
単且つ確実に調整することができる流水式洗浄装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、洗浄液を供給するための給液部と、洗浄
液を排出するための排液部と、これらの給液部と排液部
との間に位置する洗浄部と、該洗浄部の上流側と下流側
とにそれぞれ配設された整流手段とを有し、これらの整
流手段で整流された洗浄液中にワークを浸漬して洗浄す
る流水式洗浄装置において、上記下流側の整流手段が、
複数の通水孔を有する多孔状の整流板と、該整流板にお
ける通水孔の開口面積を調節するための調節手段とを有
することを特徴とするものである。

【０００７】上記構成を有する流水式洗浄装置は、下流
側の整流手段における整流板の開口面積が調節自在であ
るから、洗浄液の流速等に応じてその流れの状態を調整
する必要がある場合には、整流板を交換することなく、
その開口面積を調整するだけで、簡単且つ確実に対応す
ることができる。

【０００８】本発明の１つの具体的な実施態様によれ
ば、上記調節手段が、整流板に相対的に変移自在なるよ
うに重設された多孔状の調節板からなっていて、該調節
板と整流板との通水孔の重なり具合を変えることによっ
て該通水孔の開口面積が調節自在となっている。

【０００９】従って、上記調節板を整流板に対して相対
変移させるだけで、簡単且つ確実に通水孔の開口面積を
変更することができる。この場合、上記調節板と整流板
とを通水孔に関して互いに同一構造とすることが望まし
く、これにより、これらの整流板と調節板とを同じ構造
の多孔状素材を用いて容易に製造することができる。

【００１０】本発明の他の具体的な実施態様によれば、
上記調節手段が、整流板の通水孔に着脱自在のプラグに
より構成されている。このようにプラグを用いることに
より、通水孔の分布を自由に調整することができるた
め、液深の違いに基づく洗浄液の流速むらの発生等を簡
単に解消することができる。

【００１１】本発明の具体的な実施態様によれば、上記
下流側整流手段における整流板が、洗浄液がオーバーフ
ローするような高さに配設され、その上縁に複数の通水
用切込みが形成されている。かくして、洗浄液の一部を
オーバーフローさせることにより、オーバーフローさせ
ない場合には停滞し易い水面近くの流れを促進させて確
実に層流を維持させることができると共に、切込みによ
ってオーバーフローに伴う流れの状態を安定化させるこ
とができる。

【００１２】本発明において好ましくは、下流側整流手
段における整流板の下端部分に、実質的に流路の全幅に
わたって延びる通水用の隙間を設けることである。これ
により、特に遅くなり易い洗浄液最下層の流速を速めて
上下層の流速を均一化することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る流水式洗浄装
置の一実施例について図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００１４】図１及び図２に示す実施例の流水式洗浄装
置は、洗浄槽内をゆっくりした流速（例えば５〜２０ｍ
ｍ／ｓｅｃ程度）で横向きに流れる洗浄液中にワークを
浸漬して洗浄するもので、横流式の洗浄槽１を有してい
る。上記洗浄槽１は、純水又は超純水あるいは化学的な
処理液等からなる洗浄液を供給するための給液部２と、
洗浄液を排出するための排液部４と、これらの給液部２
と排液部４との間に位置する洗浄部３とを有しており、
この洗浄部３を給液部２から排液部４へ向かって流れる
洗浄液５中にワーク６を浸漬して洗浄するものである。

【００１５】上記給液部２及び排液部４は、それらの横
幅W2及びW4がそれぞれ洗浄部３の横幅W3より広く形成さ
れると共に、底部２ａ，４ａがそれぞれ洗浄部３の底部
３ａより低く形成され、一方洗浄部３は、一定の横幅及
び深さを有するように形成されている。上記給液部２及
び排液部４の一部には、洗浄部３に隣接するように整流
手段用取付部２ｂ，４ｂが形成され、これらの取付部２
ｂ，４ｂに、洗浄液５の流れを一様なものに整流するた
めの整流手段７及び８がそれぞれ配設されている。ま
た、上記給液部２内には、洗浄液５を供給するための給
液手段９が整流手段７の上流側に配設されている。

【００１６】上記上流側の整流手段７は、多孔状をした
複数（図示の実施例では３枚）の整流板１１，１２，１
３を有している。これらの整流板のうち最も上流側に位
置する第１の整流板１１とその下流側に位置する第２の
整流板１２とは、複数の通水孔１１ａ，１２ａを穿設し
た金属製又はセラミック製の穿孔プレートにより形成さ
れ、最も下流側に位置する第３の整流板１３は、ナイロ
ンやポリエステルあるいはその他の合成繊維からなる、
洗浄液を所要の流速で透過させ得る程度に比較的目の粗
い不織布状又はプリーツ状等の適宜構成を持った繊維プ
レートで形成されている。

【００１７】上記整流手段７において、給液手段９から
供給されて未だ乱流状態にある洗浄液５は、第１及び第
２の整流板１１，１２を順次通過することにより、乱流
が吸収されて流れに方向性が与えられると共に、上下層
の流速が均一化され、ほぼ一様な流れに近づけられたあ
と、洗浄液が拡散しにくい繊維プレート製の第３の整流
板１３を通過することにより更に整流され、層流状をし
た一様な流れとなって洗浄部３に送り出される。

【００１８】上記整流手段７は、各整流板１１，１２，
１３を矩形状か又は上部が開放する溝形をした一つの保
持枠１４に所要の間隔で着脱自在に保持させることによ
り、ユニット化され、上記取付部２ｂ内に、洗浄部３と
の間の段部１５の部分に保持枠１４を位置させることに
より、整流板１１，１２，１３の穿孔部のみを洗浄部３
に臨ませた状態で着脱自在に配設されている。

【００１９】これにより、上記保持枠１４によって洗浄
液５の流れが全く乱されることがないため、洗浄液５の
一様な流れをより確実に得ることができる。しかしなが
ら、上記上流側の整流手段７は図示したような構成のも
のに限定されず、１枚又は複数枚の穿孔プレート製の整
流板のみからなっていても、１枚又は複数枚の繊維プレ
ート製の整流板のみからなっていても良い。また、給液
部２が全体として洗浄部３より広げられているが、少な
くとも整流手段用取付部２ｂが広がっていれば良く、給
液手段９が収容されているその他の部分は洗浄部３と同
じ横幅W3であっても良い。

【００２０】一方、下流側の整流手段８は、複数の通水
孔１８ａを穿設した金属製又はセラミック製の穿孔プレ
ートからなる整流板１８と、該整流板１８における通水
孔１８ａの開口面積を調節するための調節手段である穿
孔プレート製の調節板１９とを備えており、この調節板
１９には、複数の通水孔１９ａが穿設されている。

【００２１】上記整流板１８と調節板１９は、通水孔１
８ａ，１９ａに関して互いに同一構造を有している。即
ち、両板における通水孔１８ａ及び１９ａの形状、大き
さ、数、配列等は、全て同じに形成されている。そし
て、上記整流板１８は、図３からも分かるように、取付
部４ｂ内において段部１６に固定的に取り付けられ、こ
れに対して調節板１９は、該整流板１８の上流側又は下
流側の面（好ましくは下流側の面）に適宜の取付機構で
上下方向に変移自在なるように重設され、図５及び図６
に詳細に示すように、該調節板１９の位置を上下にずら
して両板１８及び１９における各通水孔１８ａと１９ａ
との重なり具合を調節することにより、整流板１８にお
ける通水孔１８ａの開口面積を変更できるようになって
いる。

【００２２】上記整流板１８は、その上を洗浄液の一部
がオーバーフローするような高さに配設され、調節板１
９はそれより若干低く配設されており、上記整流板１８
の上縁には、図４から分かるように、オーバーフローに
伴う洗浄液の流れを安定させるための実質的にＶ字形を
した複数の通水用切込み２０が、所要の間隔で切られて
いる。

【００２３】上記整流板１８及び調節板１９は、図１及
び図２に示したように、一つの保持枠２２に相対的な変
移によって通水孔１８ａ，１９ａの重なり具合を調節で
きるように保持させ、この保持枠２２を上記取付部４ｂ
に着脱自在に取り付けても良い。あるいは図３に示すよ
うに、整流板１８を段部１６に直接取り付け、この整流
板１８に調節板１９を調節自在に取付けても良い。

【００２４】上述した下流側の整流手段８において、洗
浄部３からの洗浄液５は、整流板１８の通水孔１８ａを
通って排液部４に流出すると共に、一部が該整流板１８
をオーバーフローして排液部４に流出し、これによって
洗浄液５の流れが一様なものに維持されている。

【００２５】ここで、洗浄液５の流速等に応じてその上
下層の流れの状態を調整するため、上記整流板１８の開
口面積を変更する必要がある場合には、調節板１９の位
置を上下に所要量ずらせて両板１８，１９の通水孔１８
ａ，１９ａの重なり具合を調節すれば良く、それによっ
て整流板１８における通水孔１８ａの開口面積を大小に
変更することができる。このため、下流側の整流板を開
口面積の異なるものと交換する必要がなく、対応が非常
に楽で作業性が良い。

【００２６】因に、整流板１８の開口面積を大きくすれ
ば、通水孔１８ａを通過する洗浄液の流量が多くなるた
め、液面が下がってオーバーフロー量が減少し、それに
伴って上層部の流れは遅くなり、逆に、開口面積を小さ
くすれば、通水孔１８ａを通過する洗浄液の流量が減る
ため液面が高くなってオーバーフロー量が増加し、上層
部の流れは速くなる。

【００２７】上記整流板１８における通水孔１８ａは、
図５及び図６に示すように、それらが半制限開口の状
態、つまりほぼ半分閉塞された状態のときに通常の使用
状態となるようにその大きさ等を設定しておくことが望
ましく、こうすることにより、調節板１９を上下にずら
すだけで通水孔１８ａ開口面積を大小両方向に簡単に調
節することができる。

【００２８】上記整流板１８及び調節板１９に設けるべ
き通水孔１８ａ及び１９ａの形状は任意であって、円形
でも、楕円形でも、正方形でも、長方形でも、細長いス
リット状のものでも、それ以外のものであっても良い。
また、同じ大きさの通水孔を板全体に均一に配設して
も、密度を違えて配設しても良く、あるいは通水孔の配
列間隔は均一にして大きさを場所に応じて違えることも
でき、例えば、整流板又は調節板の上部にいくほど次第
に通水孔を大きくしたり、その逆に、上部にいくほど次
第に通水孔を小さくすることもできる。

【００２９】この場合特に、通水孔が均一に分布してい
る整流板を使用した場合の洗浄液の流速が、液深の中央
よりやや上方の部分で最も早く、その部分から遠ざかる
に従って次第に遅くなる傾向にあることから、整流板の
下部にいくほど次第に通水孔の大きさや密度を大きくし
て開口面積を広くする方法は、遅くなり易い最下層の流
速を速めて上下層の流速を均一化するための一つの有効
な手段である。

【００３０】他の有効な手段としては、整流板１８の下
端部に、実質的に流路の全幅にわたって延びる通水用の
隙間を設けることである。この隙間は、整流板に横向き
に切ったスリットであっても良いが、図４に示すよう
に、整流板１８の下端と洗浄部３の底部３ａとの間に形
成した隙間２２であっても良い。このような隙間２２を
設ける場合には、必要に応じて整流板の下端両角部に直
線状又は外に凸の円弧状に切除した切欠き２１を設ける
こともできる。

【００３１】このような通水用隙間を整流板の下端に設
けることにより、洗浄液の最下層の流れを円滑にするこ
とができるばかりでなく、ワーク６から剥離した比較的
比重の大きい汚染物質を、この通水用隙間を通じて洗浄
液と共に確実に排出することができる。なお、上記の通
水用隙間も開口面積を調節できるようにしておくことが
望ましい。

【００３２】また、給液部２に設けられた上記給液手段
９は、図示しない洗浄液源に通じる導管２５の下端に水
平に取り付けられた吐出管２６を有していて、該吐出管
２６の側面に形成された複数の吐出口２６ａを通じて洗
浄液５を吐出するもので、上記吐出管２６は、吐出口２
６ａが洗浄液５の液面とほぼ同じ高さを占めるように配
設されている。しかし、給液手段９は上記の構成に限定
されない。なお、図示の実施例では、排液部４が全体と
して洗浄部３より広げられているが、少なくとも整流手
段用取付部４ｂが広がっていれば良い。

【００３３】更に、上記洗浄槽１における洗浄部３に
は、ワーク６を洗浄液５内において下流側から上流側に
向けて向流的に搬送可能な搬送手段２８と、洗浄効果を
高めるための少なくとも一つの超音波照射手段２９とが
設けられている。

【００３４】上記搬送手段２８は、洗浄部３の両側壁に
一定間隔をおいて回転自在に取り付けられた複数の搬送
ローラ３１を有していて、これらのローラ３１を図示し
ない電動モータで回転させることにより、ワーク６を水
平に支持した状態で搬送するようにしたものである。し
かし、搬送手段２８はこのような構成のものに限定され
ない。また、ワーク６を鉛直且つ洗浄液５の流れと平行
に支持して搬送するように構成することもできる。

【００３５】上記給液部２と排液部４との間には、洗浄
液５を循環的に再使用するための循環機構３３を設ける
ことができる。この循環機構３３は、排液部４から排出
された洗浄液５を受けるためのリザーバタンク３４と、
該リザーバタンク３４内の洗浄液５を給液部２に圧送す
るためのポンプ３５と、該洗浄液５を浄化するためのフ
ィルタ３６とを有するものとして構成することが望まし
い。

【００３６】上記構成を有する洗浄装置において、給液
手段９の吐出杆２６から給液部２に供給された洗浄液５
は、上流側整流手段７における第１、第２及び第３の整
流板１１，１２，１３を次々に通過する間に整流され、
一様な流れとなって洗浄部３を排液部４に向かって流れ
ていき、下流側整流手段８における整流板１８及び調節
板１９を通過すると共に、一部がこの整流板１８をオー
バーフローして排液部４に流入し、外部に排出される。
上記循環機構３３が設けられている場合には、洗浄液５
が濾過により清浄化され、循環的に再使用される。

【００３７】被洗浄物であるワーク６が図示しないロー
ディング手段により洗浄部３の下流端において搬送ロー
ラ３１上に置かれると、該ワーク６は、各搬送ローラ３
１により上流側に向かって向流的に搬送され、その間に
洗浄液５により洗浄されたあと、上流端において図示し
ないアンローディング手段により取り出される。

【００３８】上記ワーク６から剥離した汚染物質は、洗
浄液５の一様な流れに乗って確実にワーク６から離れ、
該ワーク６に再付着することなく排液部４から洗浄液と
共に排出される。

【００３９】図７は下流側の整流手段の第２実施例を示
すもので、この第２実施例の整流手段８Ａは、整流板１
８における通水孔１８ａの開口面積を調節するための調
節手段が、該通水孔１８ａに着脱自在の合成樹脂製又は
金属製のプラグ４０からなっていて、このプラグ４０で
通水孔１８ａのうちの幾つかを塞ぐことにより、その開
口面積を調節自在としたものである。

【００４０】この場合、図８に示すように、上記各通水
孔１８ａを螺子孔として、この通水孔１８ａに、螺子部
４０ａを備えたねじ込み式のプラグ４０Ａを整流板１８
の表面側又は裏面側からねじ込むようにしても、図９に
示すように、整流板１８の通水孔１８ａを螺子の切られ
ていない通常孔として、この通水孔１８ａに圧入式のプ
ラグ４０Ｂを嵌入するようにしても良い。後者の場合に
は、プラグ４０Ｂの嵌入部４０ｂに切り込み４１を入れ
ることにより、該嵌入部４０ｂに弾力性を持たせておく
ことが望ましい。

【００４１】このようにプラグ４０を用いる方法は、そ
れを装着する通水孔１８ａを選択することによって該通
水孔１８ａの開口分布を自由に調整することができるた
め、液深の違い等に基づく洗浄液の流速むらを簡単に解
消することができるという利点がある。

【００４２】

【発明の効果】このように本発明の流水式洗浄装置は、
下流側の整流手段における整流板の開口面積を調節自在
としたことにより、この整流板で洗浄液の上下層の流れ
の状態を調整する場合に、該整流板を交換することな
く、その開口面積を調整するだけで簡単且つ確実に対応
することができる。従って、洗浄液の流れの調整作業が
非常に簡単であり、しかも、開口面積の異なる多くの整
流板を用意する必要がないため、それらの保管や管理、
取り扱い等にかかる費用と手数とを軽減することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る洗浄装置の一実施例を示す縦断面
図である。

【図２】図１の部分破断平面図である。

【図３】図１の要部拡大図である。

【図４】図３の正面図である。

【図５】図４の要部拡大図である。

【図６】図５の縦断面図である。

【図７】下流側整流手段の第２実施例を示す背面図であ
る。

【図８】図７のプラグ閉塞部分の一例を示す要部拡大断
面図である。

【図９】図７のプラグ閉塞部分の他例を示す要部拡大断
面図である。

【符号の説明】

２ 給液部 ３ 洗浄部 ４ 排液部 ５ 洗浄液 ６ ワーク ７ 上流側整流手
段 ８ 下流側整流手段 １８ 整流板 １８ａ，１９ａ 通水孔 １９ 調節板 ２０ 切込み ４０，４０Ａ，４
０Ｂ プラグ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−63086（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−210091（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−215648（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−206708（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−153736（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−150486（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−130389（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B08B 3/00 - 3/14

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】洗浄液を供給するための給液部と、洗浄液
   を排出するための排液部と、これらの給液部と排液部と
   の間に位置する洗浄部と、該洗浄部の上流側と下流側と
   にそれぞれ配設された整流手段とを有し、これらの整流
   手段で整流された洗浄液中にワークを浸漬して洗浄する
   流水式洗浄装置において、 上記下流側の整流手段が、複数の通水孔を有する多孔状
   の整流板と、該整流板における通水孔の開口面積を調節
   するための調節手段とを有する、ことを特徴とする流水
   式洗浄装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の流水式洗浄装置におい
   て、上記調節手段が、複数の通水孔を有する多孔状の調
   節板からなっていて、該調節板が上記整流板に相対的に
   変移自在なるように重設され、両板の通水孔の重なり具
   合を変えることによって該通水孔の開口面積が調節自在
   であるもの。
3. 【請求項３】請求項２に記載の流水式洗浄装置におい
   て、上記調節板が、通水孔に関して整流板と同一構造を
   有するもの。
4. 【請求項４】請求項１に記載の流水式洗浄装置におい
   て、上記調節手段が、整流板の通水孔に着脱自在のプラ
   グであるもの。
5. 【請求項５】請求項１乃至４の何れかに記載の流水式洗
   浄装置において、上記下流側の整流手段における整流板
   が、洗浄液がオーバーフローするような高さに配設さ
   れ、その上縁に複数の通水用切込みが形成されているも
   の。
6. 【請求項６】請求項１乃至５の何れかに記載の流水式洗
   浄装置において、上記下流側整流手段における整流板の
   下端部に、実質的に流路の全幅にわたって延びる通水用
   の隙間が設けられているもの。