JPH08241880A - スクラブ洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 洗浄ヘッドと被洗浄面との接触部分に対し、
従来よりも効率良く洗浄液を供給することができるスク
ラブ洗浄装置を提供する。 【構成】 導液部１１ｂが設けられた回転支持体１１及
び回転支持体１１の洗浄面１１ａに植毛された複数本の
洗浄毛１２を有する洗浄ブラシ１０を備えたスクラブ洗
浄装置に対し、回転支持体１１の洗浄面１１ａに複数の
液孔１１ｃを設けて、洗浄液供給系Ｌ１，Ｌ２により導
液部１１ｂを介して液孔１１ｃから洗浄液を放出させる
構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薬品水溶液、有機溶
剤、純水などの洗浄液を使用して洗浄処理を行うスクラ
ブ洗浄装置に関するもので、特に、回転する洗浄ヘッド
に洗浄液を供給しつつ被洗浄面を洗浄する際に用いて好
適なものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のスクラブ洗浄装置に
は、図８に示すような洗浄ブラシが洗浄ヘッドとして用
いられている。図８（ａ）に示す洗浄ブラシ５０はカッ
プ型ブラシと呼ばれるもので、これは回転支持体である
ブラシ本体５１の下面に複数本の洗浄毛５２が植毛され
た構造となっている。一方、図８（ｂ）に示す洗浄ブラ
シ６０は円筒型ブラシと呼ばれるもので、これは回転支
持体である回転軸６１の外周面に複数本の洗浄毛６２が
植毛された構造となっている。

【０００３】図９は上記カップ型ブラシを用いたスクラ
ブ洗浄装置の概略構成図であり、図中（ａ）はその平面
図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はブラシ部分の拡大図を示
している。図示のように、洗浄ブラシ５０は回転軸５３
の下端部に取り付けられている。また、回転軸５３は支
持アーム５４の先端部にて支持されており、この支持ア
ーム５４の基端部が駆動系５５に連結されている。さら
に洗浄ブラシ５０の近傍には洗浄液ノズル５６が配置さ
れており、この洗浄液ノズル５６から放出された洗浄液
が洗浄ブラシ５０に供給されるようになっている。一
方、洗浄ブラシ５０の下方にはスピンドルヘッド５７が
配置されている。このスピンドルヘッド５７は洗浄対象
となるワーク５８（例えば半導体ウエハ等）を真空吸着
力をもって支持するものであり、その下面側には回転駆
動軸となるスピンドルシャフト５９が連結されている。
洗浄時には、駆動系５５から伝達された駆動力をもって
洗浄ブラシ５０を回転させるとともに、洗浄液ノズル５
６から放出させた洗浄液を洗浄ブラシ５０に供給しつ
つ、洗浄毛５２の先端部分をワーク５８の被洗浄面５８
ａに押し当てて洗浄処理を行う。

【０００４】図１０は上記円筒型ブラシを用いたスクラ
ブ洗浄装置の概略構成図であり、図中（ａ）はその平面
図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はブラシ部分の拡大図を示
している。図示のように、洗浄ブラシ６０はその両端が
一対の支持アーム６３によって支持されている。また、
各々の支持アーム６３の基端部は駆動系６４に連結され
ている。さらに洗浄ブラシ６０の近傍には洗浄液ノズル
６５が配置されており、この洗浄液ノズル６５から放出
された洗浄液が洗浄ブラシ６０に供給されるようになっ
ている。一方、洗浄ブラシ６０の下方には、先のスクラ
ブ洗浄装置と同様に洗浄対象となるワーク６６を支持す
るためのスピンドルヘッド６７が配置され、さらにスピ
ンドルヘッド６７の下面側にはスピンドルシャフト６８
が連結されている。洗浄時には、駆動系６４から伝達さ
れた駆動力をもって洗浄ブラシ６０を回転させるととも
に、洗浄液ノズル６５から放出させた洗浄液を洗浄ブラ
シ６０に供給しつつ、洗浄毛６２の先端部分をワーク６
６の被洗浄面６６ａに押し当てて洗浄処理を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
スクラブ洗浄装置においては、いずれも洗浄液ノズル５
６、６５から洗浄ブラシ５０、６０に向けて外側から洗
浄液を供給する構成となっているため、洗浄毛５２、６
２そのものが妨げとなって、被洗浄面５８ａ、６６ａと
接触状態にある全ての洗浄毛５２、６２に十分に洗浄液
を供給することが困難であり、満足のいく洗浄効果が得
られるものではなかった。特に、カップ型ブラシを用い
たスクラブ洗浄装置（図７参照）では、ブラシ外周側の
洗浄毛５２が妨げとなってブラシ中心（回転中心）側の
洗浄毛５２に洗浄液が供給され難いものとなっていた。

【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、洗浄ヘッドと被
洗浄面との接触部分に対し、従来よりも効率良く洗浄液
を供給することができるスクラブ洗浄装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、回転支持体の洗浄面に洗
浄部材を取り付けてなる洗浄ヘッドを回転させるととも
に、その回転させた洗浄ヘッドに洗浄液を供給しつつ被
洗浄面を洗浄するスクラブ洗浄装置において、回転支持
体の洗浄面側に複数の液孔を有するとともに、回転支持
体の内部に設けられた導液部を介して各々の液孔から洗
浄液を放出させるための洗浄液供給系を備えた構成とな
っている。

【０００８】

【作用】本発明のスクラブ洗浄装置においては、洗浄液
供給系から給送した洗浄液が洗浄ヘッドの回転支持体に
設けられた導液部を介して洗浄面側の各々の液孔から放
出され、この放出された洗浄液が洗浄ヘッドと被洗浄面
との接触部分全域にわたって的確に供給されるようにな
る。

【０００９】

【実施例】本発明はスクラブ洗浄装置の構成において、
特に洗浄時に被洗浄面に押し当てられる洗浄ヘッドとこ
れに洗浄液を供給するための洗浄液供給系に特徴部分が
あり、以下にその具体的な実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明に係わるスクラブ洗浄装置の
第１実施例を説明する図である。まず、図１（ａ）に示
すように、洗浄ヘッドに相当する洗浄ブラシ１０は、中
空構造をなす回転支持体１１と、この回転支持体１１の
下面、すなわち被洗浄面に対向する洗浄面１１ａに植毛
された複数本の洗浄毛１２（洗浄部材）とから構成され
る。回転支持体１１の内部には導液部１１ｂが設けられ
ており、この導液部１１ｂに連通した状態で回転支持体
１１の洗浄面１１ａに複数の液孔１１ｃが設けられてい
る。これら複数の液孔１１ｃは、回転支持体１１の洗浄
面１１ａの全域にわたり、洗浄毛１２の植毛パターンに
ならって例えば同心円状に配設される。

【００１０】さらに、洗浄ブラシ１０に対しては、洗浄
液供給ラインＬ１と加圧ラインＬ２とがそれぞれ接続さ
れている。これら洗浄液供給ラインＬ１と加圧ラインＬ
２とは、図１（ｂ）に示すように、回転支持体１１の上
面に連結された回転軸１３と、この回転軸１３を支持す
る支持アーム１４とを介して接続されており、また各々
の供給ラインＬ１，Ｌ２の末端部は回転支持体１１の上
壁部分から導液部１１ｂへと導出されている。

【００１１】本第１実施例のスクラブ洗浄装置では、洗
浄液供給ラインＬ１を介して供給された洗浄液が回転支
持体１１の導液部１１ｂに例えばその半分程度の容量を
もって貯溜され、この状態から加圧ラインＬ２を介して
導液部１１ｂにエアーや窒素ガス等を送り込むことによ
り、先に貯溜された洗浄液が回転支持体１１の洗浄面１
１ａより複数の液孔１１ｃを介して放出される。このと
き、各々の液孔１１ｃからは洗浄毛１２の先端側に向け
て洗浄液が放出されるため、洗浄時に洗浄ブラシ１０を
被洗浄面（不図示）に押し当てた際には、回転支持体１
１の洗浄面１１ａ側の全領域にわたり、各々の液孔１１
ｃから放出させた洗浄液が洗浄毛１２と被洗浄面との接
触部分に的確に供給されるようになる。これにより、従
来装置では洗浄液の供給が困難とされていたカップ型ブ
ラシの回転中心側に対しても十分に洗浄液を供給するこ
とが可能となるため、洗浄液によるパーティクル等の排
出効果が高まり、ブラシスクライビングによる洗浄効果
を格段に向上させることができる。

【００１２】図２は本発明に係わるスクラブ洗浄装置の
第２実施例を説明する図である。本第２実施例のスクラ
ブ洗浄装置では、上記第１実施例との比較において、特
に、洗浄ブラシ１０を構成する回転支持体１１とこの回
転支持体１１の洗浄面１１ａに植毛された複数本の洗浄
毛１２のうち、回転支持体１１の洗浄面１１ａ側に液孔
を設ける際の具体的手段に違いがある。すなわち本第２
実施例においては、図２に示すように、回転支持体１１
の外壁部分を貫通する状態で各々の洗浄毛１２が洗浄面
１１ａに植毛されている。また個々の洗浄毛１２には、
その軸芯に沿って細い管状の液孔１２ａが設けられてお
り、この液孔１２ａが回転支持体１１の外壁部分を介し
て導液部１１ｂに連通している。さらに、回転支持体１
１の導液部１１ｂには、上記第１実施例と同様に洗浄液
供給ラインＬ１と加圧ラインＬ２とが回転軸１３等を介
して導出されている。

【００１３】本第２実施例のスクラブ洗浄装置では、洗
浄液供給ラインＬ１を介して供給された洗浄液が回転支
持体１１の導液部１１ｂに貯溜され、この状態から加圧
ラインＬ２を介して導液部１１ｂにエアーや窒素ガス等
を送り込むことにより、そこに貯溜された洗浄液が各洗
浄毛１２の液孔１２ａを通して放出される。これによ
り、洗浄時に洗浄ブラシ１０を被洗浄面（不図示）に押
し当てた際には、図３に示すように、各洗浄毛１２の液
孔１２ａから放出された洗浄液がワーク（例えば半導体
ウエハ）１５の被洗浄面１５ａに直に供給されるように
なるため、洗浄毛１２によって擦り取られたパーティク
ル等を、よりスムーズに排出させることが可能となる。

【００１４】図４は本発明に係わるスクラブ洗浄装置の
第３実施例を説明する図であり、これは洗浄ヘッドに円
筒型ブラシを採用した場合の具体例を示している。ま
ず、図４（ａ）に示すように、洗浄ヘッドに相当する洗
浄ブラシ２０は、中空構造をなす回転支持体２１と、こ
の回転支持体２１の外周面、すなわち洗浄面２１ａに植
毛された複数本の洗浄毛２２とから構成される。回転支
持体２１の内部には導液部２１ｂが設けられており、こ
の導液部２１ｂに連通した状態で回転支持体２１の洗浄
面２１ａに複数の液孔２１ｃが設けられている。これら
複数の液孔２１ｃは、回転支持体１１の洗浄面１１ａの
全域にわたり、洗浄毛２２の植毛パターンにならって例
えばマトリクス状に配設される。

【００１５】また、回転支持体２１の導液部２１ｂには
例えば薄いゴムシート等からなるガードリング２３が組
み込まれている。このガードリング２３は、導液部２１
ｂからの洗浄液の放出方向を規制するためのもので、導
液部２１ｂの側壁部分と上壁部分に位置する液孔２２ｃ
を塞ぐかたちで配置されている。さらにガードリング２
３は、洗浄時に洗浄ブラシ２０と一緒に回転しないよ
う、ブラシ回転軸とは分離した状態で取り付けられてい
る。

【００１６】これに加えて、洗浄ブラシ２０の両端部に
は、図４（ｂ）に示すように、洗浄ブラシ２０を支持す
る一対の支持アーム２４や、この支持アーム２４を介し
て洗浄ブラシ２０に回転駆動力を付与する駆動系２５と
ともに、洗浄液供給ラインＬ１と加圧ラインＬ２とがそ
れぞれ接続されている。そして、各々の供給ラインＬ
１，Ｌ２の末端部は洗浄ノズル２０の枢軸部を介して回
転支持体２１の導液部２１ｂに導出されている。

【００１７】本第３実施例のスクラブ洗浄装置では、上
記第１実施例と同様に、洗浄液供給ラインＬ１を介して
供給された洗浄液が回転支持体２１の導液部２１ｂに貯
溜され、この状態から加圧ラインＬ２を介して回転支持
体２１の導液部２１ｂにエアーや窒素ガス等を送り込む
ことにより、先に貯溜された洗浄液が回転支持体２１の
洗浄面２１ａより複数の液孔２１ｃを介して放出され
る。このとき、回転支持体２１の洗浄面２１ａに設けら
れた液孔２１ｃのうち、導液部２１ｂの側壁部分と上壁
部分に位置する液孔２１ｃはガードリング２３によって
閉塞されることから、導液部２１ｂの底部に位置する液
孔２１ｃから洗浄毛２２の先端側に向けて洗浄液が放出
されることになる。したがって、洗浄時に洗浄ブラシ２
０を被洗浄面（不図示）に押し当てた際には、被洗浄面
に対向する回転支持体２１の洗浄面２１ａ側の全領域に
わたり、各々の液孔２１ｃから放出させた洗浄液を洗浄
毛２２と被洗浄面との接触部分に的確に供給することが
可能となる。これにより、本第３実施例のように洗浄ヘ
ッドとして円筒型ブラシを採用したスクラブ洗浄装置に
おいても、洗浄ブラシと被洗浄面との接触部分に十分に
洗浄液を供給することが可能となるため、洗浄液による
パーティクル等の排出効果が高まり、ブラシスクライビ
ングによる洗浄効果を格段に向上させることができる。

【００１８】図５は本発明に係わるスクラブ洗浄装置の
第４実施例を説明する図である。本第４実施例のスクラ
ブ洗浄装置では、上記第３実施例との比較において、特
に、洗浄ブラシ２０を構成する回転支持体２１とこの回
転支持体２１の洗浄面２１ａに植毛された複数本の洗浄
毛２２のうち、回転支持体２１の洗浄面２１ａ側に液孔
を設ける際の具体的手段に違いがある。すなわち本第４
実施例においては、図５に示すように、回転支持体１１
の周壁部分を貫通する状態で各々の洗浄毛２２が洗浄面
２１ａに植毛されている。また個々の洗浄毛２２には、
その軸芯に沿って細い管状の液孔２２ａが設けられてお
り、この液孔２２ａが回転支持体２１の周壁部分を介し
て導液部２１ｂに連通している。さらに、回転支持体２
１の導液部２１ｂには、上記第３実施例と同様に洗浄ブ
ラシの枢軸部分を介して図示せぬ洗浄液供給ラインと加
圧ラインとが導出されている。

【００１９】本第４実施例のスクラブ洗浄装置では、図
示せぬ洗浄液供給ラインを介して供給された洗浄液が回
転支持体２１の導液部２１ｂに貯溜され、この状態から
図示せぬ加圧ラインを介して導液部２１ｂにエアーや窒
素ガス等を送り込むことにより、そこに貯溜された洗浄
液がガードリング２３により塞がれていない各洗浄毛２
２の液孔２２ａを通して放出される。これにより洗浄時
に洗浄ブラシ２０を被洗浄面（不図示）に押し当てた際
には、上記第２実施例と同様に、各洗浄毛２２の液孔２
２ａから放出された洗浄液が被洗浄面（不図示）に直に
供給されるようになるため、洗浄毛２２によって擦り取
られたパーティクル等を効率良く外部に排出させること
が可能となる。

【００２０】図６は本発明に係わるスクラブ洗浄装置の
第５実施例を説明する図であり、これは洗浄ヘッドの洗
浄部材としてスポンジを採用した場合の具体例を示して
いる。本第５実施例で適用した洗浄ヘッド３０において
は、中空構造をなす回転支持体３１の下面、すなわち被
洗浄面に対向する洗浄面３１ａに洗浄部材としてスポン
ジ３２が取り付けられている。また、回転支持体３１の
内部には導液部３１ｂが形成されており、この導液部３
１ｂに連通した状態で洗浄面３１ａに複数の液孔３１ｃ
が設けられている。さらに回転支持体３１の導液部３１
ｂには、洗浄液供給系として洗浄液供給ラインＬ１と加
圧ラインＬ２とが回転軸３３等を介して導出されてい
る。

【００２１】本第５実施例のスクラブ洗浄装置では、洗
浄液供給ラインＬ１を介して供給された洗浄液が回転支
持体３１の導液部３１ｂに貯溜され、この状態から加圧
ラインＬ２を介して回転支持体３１の導液部３１ｂにエ
アーや窒素ガス等を送り込むことにより、先に貯溜され
た洗浄液が回転支持体３１の洗浄面３１ａより複数の液
孔３１ｃを介して放出される。このとき、各々の液孔１
１ｃから放出された洗浄液は海綿状のスポンジ３２に浸
透して、その下面側すなわち被洗浄面（不図示）との接
触面側に滲み出るため、洗浄時に洗浄ヘッド３０を被洗
浄面に押し当てた際には、回転支持体３１の洗浄面３１
ａ側の全領域にわたり、各々の液孔３１ｃから放出させ
た洗浄液をスポンジ３２と被洗浄面との接触部分に的確
に供給することが可能となる。

【００２２】なお、上記第１〜第５実施例の中では、主
として洗浄ヘッドの構成上の違いについて述べたが、洗
浄ヘッドに洗浄液を供給する洗浄液供給系としても種々
の態様が考えられる。すなわち、上記実施例でも述べた
ように、所望する洗浄液を各供給ライン（配管）Ｌ１，
Ｌ２によって直に洗浄ヘッド（洗浄ブラシ）に供給する
以外にも、例えば図７に示すように、２種類の洗浄液を
個別に供給する各供給ラインＬ３，Ｌ４を調合タンクＴ
に導出するとともに、この調合タンクＴで調合した洗浄
液（混合液）を、加圧ラインＬ５からの加圧力をもって
単一の供給ラインＬ６より洗浄ヘッドに供給する構成と
することもできる。また、上記第２及び第４実施例の構
成においては、いずれも洗浄毛１２、２２の末端部（先
端部）のみを開放する形態でそれぞれ液孔１２ａ、２２
ａを設けるようにしたが、これ以外にも、例えば洗浄毛
１２、２２の末端部を閉塞してその毛先側の毛壁部分１
２ｂ、２２ｂ（図２、図５参照）を局所的に開放した形
態で液孔１２ａ、２２ａを設けることもできる。

【００２３】さらに、本発明に係わるスクラブ洗浄装置
では、洗浄ヘッドの回転支持体の洗浄面側に設けられる
液孔の配列形態や大きさ等を変えることにより、洗浄ヘ
ッドと被洗浄面との接触部分に対してエリア毎に洗浄液
の供給量を制御することもできる。その結果、特に上記
第１及び第２実施例のごとく洗浄ヘッドとしてカップ型
ブラシを採用したスクラブ洗浄装置においては、洗浄ブ
ラシの回転中心領域における液孔の孔径をその外側領域
よりも大きく設定することにより、洗浄時には、洗浄ブ
ラシの回転中心領域からその外側領域に向けてスムーズ
な液流を形成することができるため、被洗浄面からのパ
ーティクル等の排出効率をより一層高めることが可能と
なる。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のスクラブ
洗浄装置によれば、洗浄液供給系から洗浄ヘッドに供給
された洗浄液を、回転支持体の導液部を介してその洗浄
面側に形成された複数の液孔から放出させることによ
り、洗浄ヘッドと被洗浄面との接触部分全域にわたって
洗浄液を的確に供給することができるため、従来よりも
洗浄効果を向上させることができる。これにより、従来
よりも少ない液量で十分な洗浄効果が得られるようにな
るため、特に高い洗浄レベルが要求される半導体ウエハ
等の洗浄工程においては、製造コストの低減や省資源化
とともに、薬液等の排出量の低減により環境保全の点で
も大いに貢献できる。また、洗浄効果の向上によって洗
浄時間の短縮が図られるため、生産効率の向上にもつな
がる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるスクラブ洗浄装置の第１実施例
を説明する図である。

【図２】本発明に係わるスクラブ洗浄装置の第２実施例
を説明する図である。

【図３】第２実施例における洗浄時の要部拡大図であ
る。

【図４】本発明に係わるスクラブ洗浄装置の第３実施例
を説明する図である。

【図５】本発明に係わるスクラブ洗浄装置の第４実施例
を説明する図である。

【図６】本発明に係わるスクラブ洗浄装置の第５実施例
を説明する図である。

【図７】洗浄液供給系の一例を示す模式図である。

【図８】一般的な洗浄ブラシの一例を示す図である。

【図９】カップ型ブラシを用いた従来のスクラブ洗浄装
置の概略構成図である。

【図１０】円筒型ブラシを用いた従来のスクラブ洗浄装
置の概略構成図である。

【符号の説明】

１０ 洗浄ブラシ（洗浄ヘッド） １１ 回転支持体 １１ａ 洗浄面 １１ｂ 導液部 １１ｃ 液孔 Ｌ１ 洗浄液供給ライン Ｌ２ 加圧ライン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転支持体の洗浄面に洗浄部材を取り付
   けてなる洗浄ヘッドを回転させるとともに、その回転さ
   せた洗浄ヘッドに洗浄液を供給しつつ被洗浄面を洗浄す
   るスクラブ洗浄装置において、 前記回転支持体の洗浄面側に複数の液孔を有するととも
   に、前記回転支持体の内部に設けられた導液部を介して
   前記液孔から前記洗浄液を放出させるための洗浄液供給
   系を備えたことを特徴とするスクラブ洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記洗浄部材は前記回転支持体の洗浄面
   に植毛された複数本の洗浄毛から成り、これらの洗浄毛
   に前記液孔が設けられていることを特徴とする請求項１
   記載のスクラブ洗浄装置。