JPH08299917A - 板状体洗浄方法および洗浄装置 - Google Patents

板状体洗浄方法および洗浄装置

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JPH08299917A
JPH08299917A JP7132604A JP13260495A JPH08299917A JP H08299917 A JPH08299917 A JP H08299917A JP 7132604 A JP7132604 A JP 7132604A JP 13260495 A JP13260495 A JP 13260495A JP H08299917 A JPH08299917 A JP H08299917A
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JP
Japan
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cleaning
cleaned
plate
parts
peripheral speed
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JP7132604A
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Inventor
Takeshi Uchikune
丈志 内久根
Hozumi Usui
穂積 碓井
Kenzo Yokote
健三 横手
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WAKOMU SEISAKUSHO KK
Original Assignee
WAKOMU SEISAKUSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 種々の形状・寸法の洗浄被洗浄物をむらなく
洗浄できる小形の洗浄器を提供する。 【構成】 スクラブブラシ4a等を放射状に複数配置
し、かつ該スクラブブラシを2段に重ねてその間に被洗
浄物10を挟み込むことができるようにする。スクラブ
ブラシの駆動力のベクトルが合成されて被洗浄物10が
回動するように、回転方向を決定してスクラブブラシを
回転させ、該スクラブブラシの間に挟み込まれた被洗浄
物10を洗浄する。洗浄準備として、前記ベクトルの合
成した力が作用して被洗浄物10が洗浄部1の中心まで
引き込まれるようにスクラブブラシの回転方向を選択す
る。洗浄終了後は、ベクトルが合成された力によって被
洗浄物10が排出部3に排出されるようにスクラブブラ
シの回転方向を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は板状体洗浄方法および洗
浄装置に関し、特に、被洗浄物の両面をブラシまたはス
ポンジ状の洗浄用部品で自動的にむらなく洗浄するのに
好適な板状体洗浄方法および洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体、ガラス、セラミック等の基板上
に薄膜を形成する場合に、ガラス基板上に必要なパター
ンを形成したマスクまたはレティクルが使用されること
は知られている。該マスクには繰返し使用によりごみも
しくはパーティクルが付着する。このごみもしくはパー
ティクルをそのまま放置していたのでは基板上に品質の
高い薄膜を形成することが困難となる。したがって、通
常は、ある程度の時間または回数だけ使用した後、これ
らのごみまたはパーティクルを除去するための洗浄を行
っている。
【0003】従来知られている洗浄装置の1つとして、
搬送装置で被洗浄物を直線的に移動させ、その途中に配
置したブラシまたはスポンジ状の洗浄用部品で被洗浄物
をこすって洗浄するものが知られている。また、被洗浄
物を保持台に乗せて洗浄用部品で洗浄するものとして、
保持された被洗浄物を回転させながら洗浄するものが知
られている。次に、従来装置の一例を図示して説明す
る。
【0004】図8に示す洗浄装置では、被洗浄物として
の円板状ウェハ100が、図示しない保持台に乗せられ
ていて、該ウェハ100の外周には1組のローラ200
が配置されている。さらに、前記ウェハ100の直径よ
りも長い有効長さを有するブラシ300が該ウェハ10
0の面に対向して配置されている。こうして、ブラシ3
00を矢印aの方向に回転させるとともに、ローラ20
0を矢印bの方向に回転させてウェハ100を矢印cの
方向に回転させる。このようにウェハ100を回転させ
ることによって、その面をむらなく洗浄することができ
る。
【0005】なお、前記ウェハやマスク等の洗浄には、
洗浄時の摩擦抵抗を低減し、静電気の発生を防止するた
めに、純水とアンモニア水又は純水と炭酸ガスとを混合
した洗浄液等が用いられる。また、前記ブラシやスポン
ジ等で被洗浄面をこする洗浄方法は、スクラブ洗浄と呼
ばれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
次のような問題点があった。まず、被洗浄物を直線状に
搬送する洗浄方法では、一方向の洗浄しかできないた
め、均一な洗浄ができないという問題点があり、また、
被洗浄物が直線状の経路を搬送されているので長時間を
かけて確実に洗浄する用途には不向きである。
【0007】一方、被洗浄物を回転させる洗浄方法で
は、被洗浄物の寸法の変化に対応できないという問題点
がある。したがって、被洗浄物の寸法が変化するたび
に、それに合わせて保持台を交換する必要があった。特
に、図8に示した装置では、円板状の被洗浄物にしか適
用できないという問題点があった。
【0008】本発明は、上記問題点を解消し、多種類の
被洗浄物の洗浄が可能で、しかも長時間の洗浄にも適し
た板状体洗浄方法および洗浄装置を提供することを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、次の(1)ないし(7)
を特徴とする。(1)洗浄用部品を放射状に複数配置
し、かつその間に被洗浄物を挟み込むことができるよう
に該洗浄用部品を2段に重ね、すべての前記洗浄用部品
の駆動力のベクトルが合成されて前記被洗浄物が洗浄面
内で回動するように、回転方向を決定して前記洗浄用部
品を回転させ、前記洗浄用部品の間に挟み込まれた被洗
浄物を洗浄するようにした点。(2)前記ベクトルが合
成された力が作用して前工程から搬送された被洗浄物を
前記放射状配置の中心方向に引き込んで該被洗浄物を洗
浄位置まで搬送するように、回転方向を決定して前記洗
浄用部品を回転させるステップをさらに付加した点。
(3)前記被洗浄物の洗浄が終了した後に、前記ベクト
ルが合成された力によって被洗浄物を予定の排出方向に
送り出すように、該洗浄用部品の回転方向を決定して前
記洗浄用部品を回転させるステップをさらに付加した
点。(4)前記被洗浄物の洗浄に際して、互いに突き合
わされた2つの洗浄用部品を組とし、1つの組の周速度
および他の組の周速度の間に差を設けて該洗浄用部品を
回転させる点。
【0010】(5)洗浄用部品を放射状に複数配置し、
かつ2段に重ねてその間に被洗浄物を挟み込むことがで
きるように配置してなる洗浄部と、すべての前記洗浄用
部品の駆動力のベクトルを合成させて該洗浄用部品の間
に挟み込まれた前記被洗浄物を予定の方向に回動させる
ように前記洗浄用部品の回転方向を決定した駆動手段を
具備した点。(6)互いに突き合わされた2つの洗浄用
部品を組とし、1つの組の周速度および他の組の周速度
の間に差を設けて該洗浄用部品を回転させるように構成
した点。(7)互いに突き合わされた2つの洗浄用部品
を組とし、1つの組の洗浄用部品の突き合わせ位置を前
記放射状配置の中心から偏倚させた点。(8)前記特徴
(6)に加え、前記洗浄用部品が、円錐台形状であり、
かつその小径側が放射状配置の中心側にある点。
【0011】
【作用】特徴(1)および(5)によれば、放射状に配
置され、かつ2段に重ねられた洗浄用部品を回転させる
ことにより、被洗浄物は該洗浄用部品によってこすられ
て洗浄される。また、該洗浄用部品による駆動力のベク
トルが合成されて被洗浄物は回転され、洗浄面の全体が
該洗浄用部品による洗浄作用を受ける。
【0012】特徴(2)によれば、前工程から搬送され
た被洗浄物を洗浄用部品の回転により洗浄位置まで引き
込むことができる。特徴(3)によれば、洗浄が終わっ
た被洗浄物は洗浄用部品の回転により予定排出方向に排
出される。特徴(4)および(6)ならびに(8)によ
れば、被洗浄物はすべての洗浄用部品の平均的な周速度
で回転されるので、個々の洗浄用部品の周速度と被洗浄
物の洗浄面の各部分の周速度との差を大きくできる。そ
の結果、洗浄面の「こすり力」を大きくできる。 特徴
(7)によれば、各洗浄用部品の突き合わせ部にできる
ギャップが、被洗浄物の回転中心からずれるため、被洗
浄物を回転させて洗浄する際、洗浄用部品でカバーでき
ない部分をなくすることができる。
【0013】
【実施例】以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。図1は本発明の一実施例に係る洗浄装置の要部の
構成を示す平面図、図2は同側面図、図3は図2の洗浄
部のA矢視図である。図1ないし図3において、洗浄装
置は洗浄部1と該洗浄部1へ被洗浄物10を送り込む搬
送部2と洗浄後の被洗浄物10を受ける排出部3とから
なる。洗浄部1には上下2段で放射状に配置された洗浄
用部品(以下「スクラブブラシ」という)4a、5a、
6a、7aと、4b、5b、6b、7bとが設けられ
る。なお、説明の便宜上、スクラブブラシを総括的に説
明するときは符号SBを用いて説明する。
【0014】前記スクラブブラシSBは、矢印dの方向
にそれぞれ回転することができるように構成するが、該
スクラブブラシSBの支持手段や回転駆動手段について
は図5および図6に関して後述する。スクラブブラシS
Bの上下には該スクラブブラシSBに洗浄液を噴射する
ためのパイプ8が配置される(図3)。該パイプ8には
洗浄液を被洗浄物10上に広範囲にかつ均一に噴射でき
るように噴射ノズル9が取付けられている。
【0015】搬送部2は被洗浄物10を洗浄部1まで搬
送する複数の搬送ローラ11からなり、該搬送ローラ1
1は図示しないモータ等の駆動手段によって回転駆動さ
れる。被洗浄物10は、洗浄された後は排出部3に送り
出されるが、工程の設定により戻り方向に搬送する場合
のため、前記搬送ローラ11は一方向のみでなく双方向
に回転駆動させるようにしてあってもよい。なお、排出
部3は単に受皿であってもよいし、搬送部2と同様、ロ
ーラ群によって構成してもよい。被洗浄物10は搬送ロ
ーラ11で洗浄部1の中央部に搬送され、スクラブブラ
シSBでこすられて洗浄された後、排出部3の上に送り
出される。
【0016】以上の構成による洗浄装置の動作を図4を
併せて参照しつつ説明する。図4はスクラブブラシSB
の回転により、被洗浄物10に対して作用する駆動力の
ベクトルを示す図であり、スクラブブラシSBは便宜上
直線で表している。なお、ここでは被洗浄物10は板状
体であり、例えばIC製造用のマスクやレティクル等を
想定している。図4において、実線矢印v1〜v4は各
スクラブブラシの回転によって被洗浄物10に作用する
駆動力のベクトル、点線矢印Dは前記ベクトルが合成さ
れたときの力によって被洗浄物10が駆動される方向を
それぞれ示す。
【0017】まず、被洗浄物10が洗浄部1の中央部に
搬送されるまでは、被洗浄物10に作用する力のベクト
ルが図4(a)に示す関係になるように回転方向と周速
度を決定して各スクラブブラシSBを回転させる。被洗
浄物10が搬送ローラ11によって洗浄部1の方向(矢
印D)に搬送され、その先端部が前記スクラブブラシ4
a、4bおよび7a、7bにかかると、該被洗浄物10
はスクラブブラシ4aおよび4bの間、ならびに7aお
よび7bの間に引き込まれる。そして、被洗浄物10が
洗浄部1の中央部まで引き込まれると、今度はスクラブ
ブラシ5a、5bおよび6a、6bにかかり、スクラブ
フラシ4a、4bおよび5a、5bならびにスクラブブ
ラシ6a、6bおよび7a、7bの回転によってさらに
先まで移動させられる。
【0018】被洗浄物10の中心が洗浄部1の中央部ま
でくると、一旦スクラブブラシSBの回転を停止させ
る。そして、被洗浄物10を停止させた後、被洗浄物1
0に作用する力のベクトルが図4(b)に示す関係にな
るように回転方向と周速度を決定してスクラブブラシS
Bを回転させる。この結果、被洗浄物10は矢印D1で
示すように回転する。
【0019】例えば5分間程度の予定された時間だけ被
洗浄物10を回転させながらスクラブブラシSBを回転
させて被洗浄物10を洗浄した後は、被洗浄物10を排
出部3に送り出すため、スクラブブラシSBの回転方向
を変える。つまり再び図4(a)に示したベクトルで表
される力を作用させるようにスクラブブラシSBを回転
させる。なお、洗浄の終了した被洗浄物10を排出部3
に送り出すのではなく、搬送部2に戻す場合には、図4
(c)のようなベクトルが作用するように、つまり図4
(a)の場合とは反対方向にスクラブブラシSBを回転
させる。この回転によって被洗浄物10は矢印D2の方
向に移動して搬送部2に排出される。
【0020】以上説明したスクラブブラシSBの回転の
起動や停止ならびに回転方向の制御は、手動操作で行っ
てもよいし、自動制御によって行ってもよい。自動制御
の場合は、例えば被洗浄物10の位置を検出するため洗
浄部1の予定位置に例えば光センサ等の検出手段を設
け、このセンサの検出信号に基づいて制御を実行すれば
よい。なお、洗浄のための洗浄液は常時噴射していても
よいし、被洗浄物10が回転を初めて実際に洗浄動作が
始まってから行ってもよい。
【0021】すべてのスクラブブラシSBの周速度は同
一であってもよいし、洗浄の効果をさらに向上させるた
めには次のようにしてもよい。すなわち、スクラブラシ
SBのうち、放射状に配置して端面が突き合わされたも
の同士(組)の周速度を同一とし、該周速度を一方の組
と他方の組とで異ならせる。図1ないし図3に関して言
えば、スクラブブラシ4a、4bおよび6a、6bの組
と、スクラブブラシ5a、5bおよび7a、7bの組と
の周速度を異ならせる。
【0022】被洗浄物10の回転速度は中心部で小さく
周辺に近い部分では大きい。このような被洗浄物10の
各部の回転速度とスクラブブラシSBの周速度との差に
よって洗浄作用は生じる。したがって、各スクラブブラ
シSBの周速度がすべて同一の場合は、前記回転速度と
周速度との差はあまり大きくない。
【0023】これに対して、スクラブブラシSBの周速
度を前記各組で異ならせると、被洗浄物10は各スクラ
ブブラシSBの周速度の平均値的な速度で回転するよう
になる。その結果、被洗浄物10の各部の回転速度とス
クラブブラシSBの周速度との差を大きくでき、洗浄作
用を増大させることができる。なお、前記各組のスクラ
ブブラシSBの周速度を異ならせる場合、各組の周速度
の大小関係を固定的にするのではなく、予定間隔で、各
組の周速度の大小関係を反転させてもよい。
【0024】また、図1に示したようなスクラブブラシ
SBの配置では、放射状の該スクラブブラシSBの中心
点Pにおいて該スクラブブラシSBが被洗浄物10をカ
バーしていない部分が生じる。実用上は、放射状に配置
したスクラブブラシSBの中心点Pと被洗浄物10の回
転中心とが完全には一致しないため、全く洗浄されない
部分は生じることがない。しかし、前記中心点Pと被洗
浄物の回転中心とがたまたま完全に一致した場合でも、
スクラブブラシSBが回転する被洗浄物10の全体をカ
バーできることが望ましい。
【0025】そこで、次のようにスクラブブラシSBを
配置すれば、被洗浄物10の全体をカバーできる。図5
は本実施例の変形例を示す洗浄部1の平面図である。同
図において、スクラブブラシ4a、4bと6a、6bと
の突き合わせ位置を、前記中心点Pからずらしてある。
なお、洗浄作用ん部分的に低下しないように、すなわ
ち、スクラブブラシSBでカバーされない部分がないよ
うに、前記中心点Pからのずれの大きさは図中の符号L
1およびL2で示す量が同一にならないようにする。
【0026】次に、スクラブブラシSBの支持手段につ
いて説明する。図6は、上下に配置されたスクラブブラ
シ4a、4bおよびその支持構造を示す平面図、図7は
同側面図である。スクラブブラシ4aおよび4bならび
にその支持構造は互いに共通部分を有しているため、特
に示さない限り、スクラブブラシ4aおよびその支持構
造についてのみ説明し、スクラブブラシ4bに関しては
符号bを付加して図示するだけにしている。
【0027】同図において、スクラブブラシ4aには軸
12aが挿通されていて、先端部の止めねじ13aによ
って互いを固定してある。該軸12aはヒンジ軸14a
を含むヒンジ機構を介して駆動軸15aに結合されてい
る。該ヒンジ機構はスクラブブラシ4aを前記軸12a
に対して抜き差して交換できるようにするために設けた
ものである。図7では前記ヒンジ軸14aを中心に軸1
2aを回動して直立させてスクラブブラシ4aを抜き差
しできるようにした状態を示している。
【0028】前記駆動軸15aには圧縮ばね16aでス
クラブブラシ4a側へ付勢されたスリーブ17aが通し
てある。このスリーブ17aによって、スクラブブラシ
4aの使用時にはヒンジ軸14aでの軸12aの折り曲
げが制限される。そして、該スクラブブラシ4aの交換
時には、スリーブ17aをばね16aの圧縮方向に押し
つけることにより、軸12aはヒンジ軸14aで折り曲
げることができる。
【0029】駆動軸15aは軸受18aで回動自在に支
持され、かつ駆動軸15aの他端には図示しないモータ
の軸と連結できるように歯車19aが取付けられてい
る。軸受18aは前記被洗浄物10の種々の厚みに対応
してスクラブブラシ4aを上下方向に位置調節できるの
が望ましい。そこで、本実施例では、軸受18aを被洗
浄物10の厚み方向に移動できるようにしている。すな
わち、支持フレーム20aに固定したレール21に対し
て摺動自在なブロック22に軸受18aを固定してい
る。レール21に対してブロック22を位置合わせした
後は、止めねじ等の適宜の固定手段で固定するのがよ
い。この摺動機構は、少なくとも上下に配置されたスク
ラブブラシの一方に設けてあればよい。
【0030】本実施例では、板状矩形の被洗浄物を例に
説明したが、被洗浄物は矩形に限らず板状体であれば円
板等他の形状のものでも本発明の洗浄装置を適用して同
様に洗浄できるのはもちろんである。
【0031】また、洗浄が終了した被洗浄物は、前記排
出部3または元に戻って搬送部2に送り出すのに限ら
ず、前記搬送部から排出部3に至る動線と直交する方向
に送り出してもよい。この場合は、図4(a)または図
4(c)に示す方向DないしD2に直交する方向に洗浄
用部品の回転力の合成ベクトルが作用するように該洗浄
用部品の回転方向を決定すればよい。
【0032】なお、スクラブブラシSBの外形は円筒な
いし円柱状のものに限定されず、先端部分つまり放射状
配置の中心側で直径が小さい円錐台形状であってもよ
い。すなわち、スクラブブラシSBの外形を円錐台形状
にして、かつ上述のように突き合わされた組の周速度を
異ならせることによって、より確実にスクラブブラシS
Bの周速度と被洗浄物の回転速度とに差を持たせること
ができ、結果的に洗浄作用の改善を図ることができる。
【0033】すなわち、被洗浄物が回転したときの中心
部の回転速度および周縁部の回転速度の違いと、円錐台
形状にしたスクラブブラシSBの円錐の頂部および裾部
の周速度の違いが対応するように円錐台の形状を決定す
る。そうすることにより、スクラブブラシSBの各組の
周速度を異ならせた場合、スクラブブラシSBの周速度
と被洗浄物の各部での回転速度との間で確実に差異を生
じさせることができる。
【0034】さらに、スクラブブラシSBは、上述の実
施例のようなクロス状の配置に限らず、例えば、3組の
スクラブブラシをY字状に突き合わせて配置してもよ
い。要は、複数のスクラブブラシが放射状に配置されそ
れぞれの回転による駆動力の合成ベクトルで被洗浄物を
駆動できるようにしてあればよい。
【0035】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1ないし請求項8の発明によれば、次の効果を奏するこ
とができる。(1) 直線状の搬送工程で被洗浄物を搬
送しつつ洗浄する装置と異なり、固定位置で洗浄を行え
るので長時間の洗浄が可能である。また、直線状の搬送
工程での洗浄と比較して、洗浄剤の供給範囲を狭くでき
るので洗浄剤の使用量や設備の簡単さの点で有利であ
る。(2)被洗浄物の寸法や形状の制約が少ないので対
象を拡大することができる。(3)スクラブブラシの駆
動手段で被洗浄物の回転や搬送手段を兼用できるので装
置を小形化できる。長い洗浄工程を必要としないので、
当該洗浄装置を複数台配設して生産性を向上させること
が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る洗浄装置の平面図で
ある。
【図2】 本発明の一実施例に係る洗浄装置の側面図で
ある。
【図3】 本発明の一実施例に係る洗浄装置のA方向矢
視図である。
【図4】 スクラブブラシの回転力のベクトルおよび被
洗浄物の移動方向を示す図である。
【図5】 スクラブブラシの変形例を示す平面図であ
る。
【図6】 スクラブブラシの支持構造を示す平面図であ
る。
【図7】 スクラブブラシの支持構造を示す側面図であ
る。
【図8】 従来の洗浄装置の概略を示す平面図である。
【符号の説明】
1…洗浄部、 2…搬送部、 3…排出部、 4a、4
b、5a、5b、6a、6b、7a、7b…スクラブブ
ラシ、 10…被洗浄物、 11…搬送ロール

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 洗浄用部品を放射状に複数配置し、かつ
    その間に被洗浄物を挟み込むことができるように該洗浄
    用部品を2段に重ねた洗浄部で、被洗浄面とほぼ平行な
    軸を中心に洗浄用部品を回転させて板状の被洗浄物を洗
    浄する板状体洗浄方法において、 すべての前記洗浄用部品による駆動力のベクトルが合成
    されて前記被洗浄物が洗浄面内で回動するように、回転
    方向を決定して前記洗浄用部品を回転させ、被洗浄面の
    回転速度および前記洗浄用部品の周速度の差によって前
    記洗浄用部品の間に挟み込まれた被洗浄物を洗浄するこ
    とを特徴とする板状体洗浄方法。
  2. 【請求項2】 すべての前記洗浄用部品の駆動力のベク
    トルが合成されて前工程から搬送された被洗浄物を前記
    放射状配置の中心方向に引き込んで該被洗浄物を洗浄位
    置まで搬送するように、回転方向を決定して前記洗浄用
    部品を回転させるステップをさらに付加したことを特徴
    とする請求項1記載の板状体洗浄方法。
  3. 【請求項3】 前記被洗浄物の洗浄が終了した後に、す
    べての前記洗浄用部品の駆動力のベクトルが合成されて
    被洗浄物を前記放射状配置の中心から予定の排出方向に
    送り出すように、該洗浄用部品の回転方向を決定して前
    記洗浄用部品を回転させるステップをさらに付加したこ
    とを特徴とする請求項2記載の板状体洗浄方法。
  4. 【請求項4】 前記被洗浄物の洗浄に際して、互いに突
    き合わされた2つの洗浄用部品を組とし、1つの組の周
    速度および他の組の周速度の間に差を設けて該洗浄用部
    品を回転させることを特徴とする請求項1ないし3記載
    の板状体洗浄方法。
  5. 【請求項5】 洗浄面とほぼ平行な軸を中心に洗浄用部
    品を回転させて板状の被洗浄物を洗浄する板状体洗浄装
    置において、 前記洗浄用部品を放射状に複数配置し、かつ該洗浄用部
    品を2段に重ねてその間に被洗浄物を挟み込むことがで
    きるように配置してなる洗浄部と、 すべての前記洗浄用部品による駆動力のベクトルが合成
    されて該洗浄用部品の間に挟み込まれた前記被洗浄物を
    予定の方向に回動させるように前記洗浄用部品の回転方
    向を決定した駆動手段とを具備したことを特徴とする板
    状体洗浄装置。
  6. 【請求項6】 互いに突き合わされた2つの洗浄用部品
    を組とし、1つの組の周速度および他の組の周速度の間
    に差を設けて該洗浄用部品を回転させるように構成した
    ことを特徴とする請求項5記載の板状体洗浄装置。
  7. 【請求項7】 互いに突き合わされた2つの洗浄用部品
    を組とし、1つの組の洗浄用部品の突き合わせ位置を前
    記放射状配置の中心から偏倚させたことを特徴とする請
    求項5または6記載の板状体洗浄装置。
  8. 【請求項8】 前記洗浄用部品が、円錐台形状であり、
    かつその小径側が放射状配置の中心側にあることを特徴
    とする請求項6記載の板状体洗浄装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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