JPH09223681A - 洗浄装置 - Google Patents

洗浄装置

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JPH09223681A
JPH09223681A JP3060096A JP3060096A JPH09223681A JP H09223681 A JPH09223681 A JP H09223681A JP 3060096 A JP3060096 A JP 3060096A JP 3060096 A JP3060096 A JP 3060096A JP H09223681 A JPH09223681 A JP H09223681A
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JP
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semiconductor wafer
cleaned
cleaning
roll
brush
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JP3060096A
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English (en)
Inventor
Sadaaki Kurokawa
禎明 黒川
Original Assignee
Shibaura Eng Works Co Ltd
株式会社芝浦製作所
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は半導体ウエハの表面に付着した有
機物と微粒子との両方を確実に洗浄除去することができ
る洗浄装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 半導体ウエハ2を洗浄するための洗浄装
置において、上記半導体ウエハを保持するロ−ラ6、7
と、駆動ユニット25によって回転駆動されるとともに
上記被洗浄物の表面に接触してその表面を洗浄する洗浄
ブラシ21、22と、上記半導体ウエハの表面に対向し
て配置されたノズル体41、42と、このノズル体にオ
ゾン水を供給し上記被洗浄物に向けてそのオゾン水を噴
射させるオゾン水発生器43とを具備したことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はたとえば半導体ウ
エハなどの被洗浄物の表面に付着した汚れを除去するた
めの洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、被洗
浄物としての半導体ウエハを高い清浄度で洗浄すること
が要求される工程がある。このようなワ−クを洗浄する
方式としては、洗浄液中に複数枚のワ−クを浸漬するデ
イップ方式や被洗浄基板に向けて洗浄液を噴射して一枚
づつ洗浄する枚葉方式があり、最近では高い清浄度が得
られるとともに、コスト的に有利な枚葉方式が採用され
ることが多くなってきている。
【0003】枚葉方式の1つとして洗浄ブラシを用いた
洗浄装置が知られている。この洗浄装置は半導体ウエハ
を回転駆動できるように保持するとともに、その表裏両
面にブラシ毛が接触する状態で複数の洗浄ブラシを配置
し、その接触部分に洗浄液を供給しながら上記半導体ウ
エハと洗浄ブラシとをそれぞれ回転させることで、上記
洗浄ブラシによって上記半導体ウエハの表裏両面に付着
した微粒子を除去するようにしている。
【0004】半導体ウエハの汚れが単に微粒子が付着し
ているだけであれば、その表裏両面を洗浄ブラシでブラ
ッシングし、物理力を加えることで上記微粒子を除去す
ることが可能である。しかしながら、半導体ウエハは、
単に微粒子が付着しているだけでなく、脂肪などの有機
物の付着により汚れていることもある。
【0005】図5に示すように、半導体ウエハ2に層状
に付着した有機物51の汚れは、その半導体ウエハ2に
対しての付着力が強く、しかも物理力によって容易に除
去可能な微粒子Pを包み込んでしまうため、そのような
場合には半導体ウエハ2を洗浄ブラシで洗浄するだけで
は、上記微粒子P、有機物51の両方とも除去できない
ということがあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の洗
浄装置は、被洗浄物を洗浄ブラシでブラシングして洗浄
しているだけなので、被洗浄物が付着力の強い有機物で
汚染されている場合には十分な洗浄効果が得られないと
いうことがあった。
【0007】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とすることろは、被洗浄物が有機物で汚れ
ている場合であっても、その汚れを確実に除去できるよ
うにした洗浄装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、被洗
浄物を洗浄するための洗浄装置において、上記被洗浄物
を保持する保持機構と、駆動機構によって回転駆動され
るとともに上記被洗浄物の表面に接触してその表面を洗
浄する洗浄ブラシと、上記被洗浄物の表面に対向して配
置されたノズル体と、このノズル体にオゾン水を供給し
上記被洗浄物に向けてそのオゾン水を噴射させるオゾン
水供給手段とを具備したことを特徴とする。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、洗浄ブラシと上記ノズル体は、上記被洗浄物の上下
両面に対向して設けられていることを特徴とする。請求
項1の発明によれば、被洗浄物は洗浄ブラシによるブラ
シング作用と、オゾン水による化学作用とを受ける。オ
ゾン水による化学作用によって被洗浄物に付着した有機
物が分解されるから、その付着力が低下し、その状態で
微粒子が洗浄ブラシから物理力を受けることで、有機物
とともに除去されることになる。請求項2の発明によれ
ば、被洗浄物の上下両面に付着した有機物と微粒子とを
同時に洗浄除去することができる。
【0010】
【発明の実施形態】以下、この発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。図2に示すようにこの発明の洗浄
装置は洗浄槽1を備えている。この洗浄槽1には導入口
3が形成されている。この導入口3からは、ワ−クとし
ての未洗浄の半導体ウエハ2が図示しない受け渡しロボ
ットによって内部に導入されるようになっている。上記
洗浄槽1の上記一側壁に隣接する側壁には洗浄された半
導体ウエハ2を同じく図示しない受け渡しロボットによ
って搬出するための導出口4が形成されている。上記導
入口3と導出口4はシャッタ3a、4aによって開閉さ
れるようになっている。
【0011】上記洗浄槽1内にはユニットケ−ス5が設
けられている。このユニットケ−ス5の内部には、上記
半導体ウエハ2の導入方向の中心線Cと直交する方向の
一端側に3本の駆動ロ−ラ6が配置され、他端側には2
本の規制ロ−ラ7が配置されている。各ロ−ラ6、7
は、それぞれ軸線を垂直にして回転自在に、しかも上記
半導体ウエハ2の周方向に沿って所定の間隔で配設され
ている。
【0012】上記各ロ−ラ6、7の配置状態をさらに詳
述する。すなわち、図1に示すように上記ユニットケ−
ス5の内底部は仕切板8によって隔別され、この仕切板
8の下方には支持板9が配設されている。上記駆動ロ−
ラ6と規制ロ−ラ7とは上記仕切板8に形成された通孔
8aを貫通している。駆動ロ−ラ6の下端部は上記支持
板9に立設された第1の軸受体11によって回転自在か
つスラスト方向にスライド不能に支持されている。
【0013】上記規制ロ−ラ7の下端部は第2の軸受体
12によって回転自在かつスラスト方向にスライド不能
に支持されている。上記第2の軸受体12は上記支持板
9にスライド自在に設けられていて、図1に矢印で示す
ように駆動シリンダ13により上記駆動ロ−ラ6に対し
て接離する方向に駆動されるようになっている。
【0014】上記駆動ロ−ラ6の上部には大径部6aが
設けられ、その大径部6aの上面は上記半導体ウエハ2
の周辺部が係合する係合部15となっている。係合部6
aは水平面となっているが、径方向外方に行くにつれて
低く傾斜する傾斜面であってもよい。
【0015】上記規制ロ−ラ7の上部は小径部7aに形
成され、この小径部7aは上記半導体ウエハ2の周辺部
に接触して上記係合部15に係合保持された半導体ウエ
ハ2が径方向にずれ動くのを規制するようになってい
る。
【0016】上記駆動ロ−ラ6と規制ロ−ラ7とが仕切
板8の通孔8aを貫通した箇所はラビリンス構造16と
なっている。それによって、上記半導体ウエハ2を洗浄
する洗浄液が上記通孔8aからユニットケ−スの外部へ
流出するのを阻止している。
【0017】上記駆動ロ−ラ6は第1の駆動機構17に
よって回転駆動されるようになっている。この第1の駆
動機構17は図1に示すように上記支持板9の下方に配
置されたモ−タ18を有する。このモ−タ18の回転軸
18aには駆動プ−リ19aが嵌着されている。この駆
動プ−リ19aと上記各駆動ロ−ラ6の下端部にそれぞ
れ嵌着された3つの従動プ−リ19bとの間にはベルト
20が図示しないテンショロ−ラによって張力を調整さ
れて張設されている。したがって、上記モ−タ18が作
動すれば、ベルト20を介して上記各駆動ロ−ラ6を回
転駆動することができるようになっている。
【0018】上記ユニットケ−ス5内には下部ロ−ルブ
ラシ21と上部ロ−ルブラシ22とが軸線O1 、O2
上記ユニットケ−ス5の中心線Cに対して平行、かつそ
の中心線Cと直交する方向に対してずらして配置されて
いる。つまり、下部ロ−ルブラシ21の軸線O1 は上記
中心線Cよりも規制ロ−ラ7側に位置しており、上部ロ
−ルブラシ22の軸線O2 は駆動ロ−ラ6側に偏倚され
ている。
【0019】上記下部ロ−ルブラシ21と上部ロ−ルブ
ラシ22とは第2の駆動機構20Aによってそれぞれ回
転駆動されるとともに、上下駆動機構20Bによって上
下方向に駆動されるようになっている。
【0020】つまり、各ロ−ルブラシ21、22のブラ
シ毛21a、22aが設けられたロ−ル軸21b、22
bの一端部は図2に示すようにユニットケ−ス5の一側
壁から突出し、その突出部分には軸受体23とモ−タ2
4とが一体化された駆動ユニット25が設けられてい
る。なお、ロ−ルブラシ21、22のブラシ毛21a、
22aは後述するオゾン水に対して耐性を備えた材料、
たとえばフッ素系の材料が用いられている。
【0021】各駆動ユニット25の軸受体23には上記
ロ−ル軸21b、22bが回転自在に支持されていると
ともに、その軸受体23の内部で上記モ−タ24の回転
軸(図示せず)に連結されている。上記下部ロ−ルブラ
シ21と上部ロ−ルブラシ22とはそれぞれモ−タ24
によって図1に矢印で示すように互いに逆方向であると
ともに、これらロ−ルブラシ21、22間に供給された
半導体ウエハ2をその回転力で駆動ロ−ラ6の外周面に
押し付ける方向に回転駆動されるようになっている。
【0022】上記一対の駆動ユニット25には、図2と
図3に示すようにそれぞれア−ム26の一端が固着され
ている。各ア−ム26の他端部は、上記ユニットケ−ス
5の近傍に配置されたハウジング27の一側壁に形成さ
れた縦長の通孔28からその内部に導入されている。各
ア−ム26の他端には取付板29が取着され、各取付板
29にはスライダ31が設けられている。各スライダ3
1は上記ハウジング27の他側内面に垂直方向に沿って
設けられたリニアガイド32にスライド自在に係合保持
されている。
【0023】一対のア−ム26の他端部にはナット体3
3が設けられている。各ナット体33にはそれぞれボ−
ルねじ34が螺合している。各ボ−ルねじ34は上下端
部がそれぞれ上記ハウジング27の上下内面に設けられ
た軸受35に回転自在に支持されている。
【0024】上記ボ−ルねじ34の下端部はハウジング
27の下端から突出し、その突出端には従動プ−リ36
が嵌着されている。各従動プ−リ36の近傍にはモ−タ
37が配設され、このモ−タ37の回転軸37aに嵌着
された駆動プ−リ38と上記従動プ−リ36との間には
ベルト39が張設されている。
【0025】したがって、上記モ−タ37が作動すれ
ば、ボ−ルねじ34が回転駆動される。それによって、
ボ−ルねじ34に螺合されたナット体33を介してア−
ム26がリニアガイド32に沿って上下方向に駆動され
ることになる。つまり、下部ロ−ルブラシ21と上部ロ
−ルブラシ22とを上下方向に駆動させることができる
かっら、各ロ−ルブラシ21、22を半導体ウエハ2の
下面と上面とに所定の接触力で接触させることができ
る。
【0026】上述したごとく、上記上部ロ−ルブラシ2
2は下部ロ−ルブラシ21に比べて軸線O2 を駆動ロ−
ラ6側に偏倚させている。そのため、半導体ウエハ2は
上部ロ−ルブラシ22から受ける押圧力によって駆動ロ
−ラ6側に位置する周辺部がその係合部15に押し付け
られることになる。
【0027】したがって、半導体ウエハ2は、一対のロ
−ルブラシ21、22の回転力と、上部ロ−ルブラシ2
2の押圧力とによって上記駆動ロ−ラ6に押し付けられ
ることになるから、上記駆動ロ−ラ6の回転力が半導体
ウエハ2に伝達されることになる。
【0028】上記下部ロ−ルブラシ21と上部ロ−ルブ
ラシ22との近傍には、図1に示すようにそれぞれ一対
のパイプ状の下部ノズル41と上部ノズル42とが配置
されている。各ノズル41、42からは上記半導体ウエ
ハ2の上下面を一対のブラシ21、22によって洗浄す
るときに洗浄液が供給されるようになっている。
【0029】上記各ノズル41、42から半導体ウエハ
2に向かって噴出される洗浄水としてはオゾン水が用い
られる。つまり、各ノズル41、42は図4に示すよう
にオゾン水発生器43に配管44を介して接続されてい
る。この配管44の中途部にはポンプ45が設けられ、
上記オゾン水発生器43からのオゾン水を加圧供給する
ようになっている。
【0030】つぎに、上記構成の洗浄装置によって半導
体ウエハ2を洗浄するときの動作について説明する。ま
ず、一対の規制ロ−ラ7を駆動シリンダ13によって図
3に鎖線で示すように駆動ロ−ラ6から離反する方向へ
後退させるとともに、下部ロ−ルブラシ21を下降さ
せ、上部ロ−ルブラシ22を上昇させてこれらロ−ルブ
ラシ21、22を図3に鎖線で示すように所定の間隔で
離反させる。
【0031】その状態で一対のロ−ルブラシ21、22
間に未洗浄の半導体ウエハ2を、その周辺部の径方向一
端側が3本の駆動ロ−ラ6の係合部15に係合するよう
図示しない受け渡しロボットで供給する。供給後、下部
ロ−ルブラシ21を上昇させて半導体ウエハ2の下面に
接触させ、半導体ウエハ2を上記係合部15とでほぼ水
平に支持し、ついで上部ロ−ルブラシ22を下降させて
半導体ウエハ2の上面に所定の圧力で接触させる。
【0032】一対のロ−ルブラシ21、22を所定の高
さに位置決めしたならば、駆動シリンダ13を作動させ
て一対の規制ロ−ラ7をその小径部7aが上記半導体ウ
エハ2の径方向他端側、つまり係合部15に係合した部
分と径方向の反対側の部分の外周面に当接するまである
いはわずかな間隔を介して近接するまで前進方向へ駆動
する。
【0033】このようにして半導体ウエハ2を保持した
ならば、受け渡しロボットを後退させ、下部ロ−ルブラ
シ21と上部ロ−ルブラシ22および3本の駆動ロ−ラ
6を回転駆動する。
【0034】一対のロ−ルブラシ21、22が回転駆動
されることで、半導体ウエハ2の上下面がブラシ洗浄さ
れるとともに、これらロ−ルブラシ21、22の回転力
によって外周面の径方向一端側が駆動ロ−ラ6に押し付
けられる。
【0035】また、上部ロ−ルブラシ22が下部ロ−ル
ブラシ21よりも駆動ロ−ラ6側に偏倚していること
で、半導体ウエハ2には図1に矢印Mで示す方向の回転
モ−メントが生じる。そのため、半導体ウエハ2は上記
モ−メントMによって、周辺部の上記駆動ロ−ラ6側の
部分が係合部15に押し付けられる。
【0036】このように、半導体ウエハ2が駆動ロ−ラ
6に押し付けられることで、半導体ウエハ2には上記駆
動ロ−ラ6の回転力が伝えられる。それによって、半導
体ウエハ2は一対のロ−ルブラシ21、22との接触力
に抗して上記駆動ロ−ラ6により回転させられることに
なる。
【0037】つまり、半導体ウエハ2は、その上下面が
径方向に沿う一対のロ−ルブラシ21、22によってブ
ラシ洗浄されるとき、駆動ロ−ラ6によって回転させら
れる。そのため、上下一対のロ−ルブラシ21、22
は、半導体ウエハ2の上下面に対して万べんなく摺接す
るばかりか、摺接する部位が制限されるということがな
い。
【0038】たとえば、一対のロ−ルブラシ21、22
間に半導体ウエハ2を直線搬送するだけであると、上記
半導体ウエハ2の搬送方向と直交する径方向の一端側に
はロ−ルブラシ21、22の軸方向一端側だけしか摺接
せず、径方向他端側には軸方向の他端側だけしか摺接し
ないということになる。その場合、各ロ−ルブラシ2
1、22のブラシ毛21a、22aの摩耗状態が軸方向
において不均一であったり、ロ−ル軸21b、22bの
軸線が水平線に対して傾いていたりすると、半導体ウエ
ハ2の全面に対して上記ブラシ毛21a、22aが均一
な接触力で接触しないから、洗浄状態が不均一になって
しまう。
【0039】しかしながら、ロ−ルブラシ21、22を
回転させるだけでなく、半導体ウエハ2も回転させる
と、半導体ウエハ2に対して一対のロ−ルブラシ21、
22の接触部位が制限されなくなる、つまり半導体ウエ
ハ2の所定の部分にロ−ルブラシ21、22の所定部分
だけが接触するということがなくなるから、ロ−ルブラ
シ21、22のブラシ毛21a、22aの摩耗状態が不
均一であったり、軸線が傾いているなどしても、上記半
導体ウエハ2の全面をほぼ均一に洗浄することが可能と
なる。
【0040】上記ロ−ルブラシ21、22による洗浄に
際し、半導体ウエハ2の上下面にはノズル体41、42
から洗浄液としてオゾン水が供給される。オゾン水は上
記半導体ウエハ2に付着した有機物を分解する。
【0041】そのため、上記半導体ウエハ2の上下面に
図5に示すように有機物51が付着し、その有機物51
に微粒子Pが包み込まれていても、上記有機物51がオ
ゾン水によって分解された状態で上記半導体ウエハ2の
上下面がロ−ルブラシ21、22でブラッシングされる
ことで、半導体ウエハ2の上下面に付着した有機物51
と微粒子Pとの両方を確実に洗浄除去することができ
る。
【0042】また、洗浄中に半導体ウエハ2は、規制ロ
−ラ7によって径方向にずれ動くのが制限される。その
ため、半導体ウエハ2の周辺部が駆動ロ−ラ6の係合部
15から外れるようなことがなくなるから、駆動ロ−ラ
6の回転を上記半導体ウエハ2に確実に伝達することが
できるばかりか、半導体ウエハ2の保持状態が損なわれ
るということがなくなる。
【0043】なお、上記一実施形態では被洗浄物として
半導体ウエハ挙げたが、それだけに限定されあるもので
なく、たとえば液晶ガラス基板などであってもよく、精
密な洗浄が要求さらえるものであればよい。また、被洗
浄物の上下両面を同時に洗浄する場合について説明した
が、どちらか一方の面だけを洗浄する場合にもこの発明
を適用することができる。
【0044】
【発明の効果】以上述べたように請求項1の発明によれ
ば、被洗浄物の表面を一対の洗浄ブラシで洗浄するとき
に、その表面にオゾン水を供給するようにした。そのた
め、オゾン水によって上記被洗浄物の表面に付着した有
機物が分解され、被洗浄物に対する付着力が低減するか
ら、その状態で洗浄ブラシによってブラッシングされる
ことで、被洗浄物の表面に有機物を介して強固に付着し
ていた微粒子を上記有機物とともに確実に洗浄除去する
ことができる。
【0045】請求項2の発明によれば、被洗浄物の上下
両面に対してオゾン水を供給するとともに洗浄ブラシで
ブラッシングできるようにしたから、被洗浄物の上下両
面を同時に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態の全体構成を示す洗浄装
置の縦断面図。
【図2】同じく横断面図。
【図3】同じく一対のロ−ルブラシを上下駆動する機構
の側面図。
【図4】同じくオゾン水の供給経路を示す配管図。
【図5】半導体ウエハ上面の有機物による汚れ状態の説
明図。
【符号の説明】
2…半導体ウエハ(被洗浄物)、6…駆動ロ−ラ(保持
機構)、7…規制ロ−ラ(保持機構)、21、22…ロ
−ルブラシ(洗浄ブラシ)、41…下部ノズル(ノズル
体)、42…上部ノズル(ノズル体)、43…オゾン水
発生器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被洗浄物を洗浄するための洗浄装置にお
    いて、 上記被洗浄物を保持する保持機構と、 駆動機構によって回転駆動されるとともに上記被洗浄物
    の表面に接触してその表面を洗浄する洗浄ブラシと、 上記被洗浄物の表面に対向して配置されたノズル体と、 このノズル体にオゾン水を供給し上記被洗浄物に向けて
    そのオゾン水を噴射させるオゾン水供給手段とを具備し
    たことを特徴とする洗浄装置。
  2. 【請求項2】 洗浄ブラシと上記ノズル体は、上記被洗
    浄物の上下両面に対向して設けられていることを特徴と
    する請求項1記載の洗浄装置。
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