JPH11169801A - 流液式ワーク洗浄方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの洗浄槽を使用してワークに、洗剤によ
る予備洗浄と、ブラシによるスクラブ洗浄と、純粋な洗
浄液によるすすぎ洗浄とを連続的に施すことが可能な洗
浄手段を得る。 【解決手段】 洗浄液３が連続的に流れる溝形の洗浄槽
２の内部を、下流側の洗剤洗浄領域２Ａと、中間のスク
ラブ洗浄領域２Ｂと、上流側のすすぎ洗浄領域２Ｃとに
区分し、ワーク４を洗浄液３に浸漬させたまま下流側か
ら上流側に向けて向流的に搬送することにより、洗剤洗
浄領域２Ａで洗剤による予備洗浄を、スクラブ洗浄領域
２Ｂで洗浄ブラシ３８によるスクラブ洗浄を、すすぎ洗
浄領域２Ｃで純粋な洗浄液３によるすすぎ洗浄を行う。

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、実質的に平板形をした
ワークを洗浄するための方法及び装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク基板のような平板状をした
ワークを洗浄ブラシで洗浄するスクラブ洗浄装置は、例
えば特開昭６１−８７３４号公報や実公平４−２２４１
１号公報等に記載されているように、従来より公知であ
る。従来のこの種のスクラブ洗浄装置は、一般に、洗浄
液を噴射するためのノズルを有し、このノズルから洗浄
液をシャワー状に噴射しながらワークを洗浄ブラシで洗
浄するものであった。

【０００３】ところが、このようにノズルから洗浄液を
噴射しながら洗浄する方法は、ワークの汚れが比較的軽
度で洗浄液をそれほど大量に供給する必要がない場合に
は適しているが、例えば加工直後で研磨剤やその他の異
物が未だ付着しているワークを研磨する場合のように、
付着した汚れを確実に落とすと同時に落ちた汚れを確実
に洗い流してワークやブラシに再付着するのを防止する
ために、大量の洗浄液を供給しながら洗浄しなければな
らないような場合には、ノズルを通じて供給し得る洗浄
液の量には限度があるため、必ずしも適しているとはい
えなかった。また、ノズルから大量の洗浄液を高速で噴
射すると、この洗浄液がワークなどに当って周囲に飛散
するため、飛散防止のためにフードを設けるなどの対策
を講じる必要があった。

【０００４】このような問題を解決するため、本発明者
は、特願平８−１３９６４５号により、洗浄液の流れの
中でワークをブラシ洗浄することができる流液式のスク
ラブ洗浄装置を提案した。この改良形の洗浄装置は、洗
浄液を十分に供給しながらワークを洗浄することができ
る同時に、落とした汚れを液流に乗せて確実に排出する
ことができるため、洗浄効果が非常に勝れている。

【０００５】しかしながら、洗浄液として水又は洗剤
（薬液）の一種類しか使用できないため、水の使用時に
洗剤による予備洗浄を行う場合や、洗剤の使用時に水に
よるすすぎ洗浄を行う場合などには、それらを別工程で
行う必要があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な技術的
課題は、１つの洗浄工程でワークに、洗剤による予備洗
浄と、ブラシによるスクラブ洗浄と、純粋な洗浄液によ
るすすぎ洗浄とを連続的に施すことが可能な洗浄手段を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、一方から他方に向けて洗浄液が連
続的に流れる洗浄槽の内部を、最も下流側に位置する洗
剤洗浄領域と、該洗剤洗浄領域より上流側のスクラブ洗
浄領域と、最も上流側に位置するすすぎ洗浄領域とに区
分し、ワークを洗浄液に浸漬させたままの状態で洗浄槽
内を下流側から上流側に向けて向流的に搬送することに
より、上記洗剤洗浄領域で洗浄液中に供給された洗剤に
接触させて予備洗浄したあと、スクラブ洗浄領域におい
て洗浄ブラシによりスクラブ洗浄し、最後にすすぎ洗浄
領域で純粋な洗浄液に接触させてすすぎ洗浄することを
特徴とする流液式ワーク洗浄方法が提供される。

【０００８】本発明においては、上記洗剤の供給を、洗
剤洗浄領域又はスクラブ洗浄領域の一方又は両方におい
て行うことができる。

【０００９】また、本発明の洗浄装置は、一方向から他
方向に向けて洗浄液が連続的に流れる横溝形の洗浄槽；
上記洗浄槽の内部に区分された下流側の洗剤洗浄領域
と、中間のスクラブ洗浄領域と、上流側のすすぎ洗浄領
域；上記洗剤洗浄領域及びスクラブ洗浄領域のうちの少
なくとも何れか一方に設置された、洗浄液中に洗剤を供
給するための洗剤供給手段；上記スクラブ洗浄領域に配
設された、ワークをスクラブ洗浄するためのブラシ手
段；ワークを洗浄液中に浸漬させたままの状態で洗浄槽
内を下流側から上流側に向けて向流的に搬送するための
搬送手段；を有することを特徴とするものである。

【００１０】本発明の具体的な実施態様によれば、上記
搬送手段が、複数の円板形ワークを相互間に一定間隔を
保って縦向き且つ液流と平行に支持するワークキャリヤ
と、該ワークキャリヤを洗浄槽に沿って搬送する移動テ
ーブルとを含み、また上記ブラシ手段が、一定間隔を保
って縦向き且つ液流と平行に配設された複数の円板形の
洗浄ブラシを含んでいて、これらの洗浄ブラシで上記ワ
ークキャリヤに保持されたワークを洗浄液の流れの中で
洗浄可能なるように構成されている。

【００１１】本発明においては、上記洗浄槽の少なくと
も何れか１つの領域に臨む位置に、ワークに超音波を照
射するための超音波照射手段が設けられていることを特
徴とするもの。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら詳細に説明するに、図１及び図２に示す洗浄
装置は、機体１の上部に洗浄槽２を備えている。

【００１３】上記洗浄槽２は、水や純水等の洗浄液３を
一方から他方に向けて横向きに連続的に流しながら、そ
の流れの中でワーク４を洗浄するもので、実質的に溝形
の断面形状を有している。該洗浄槽２の上流端には、洗
浄液３を供給するための給液口６とフィルタ兼用の整流
手段８ａとが設けられ、一方下流端には、洗浄液３を排
出するための排液口７と整流板８ｂとが設けられ、上記
給液口６及び排液口７が洗浄液供給手段１０に接続され
ている。

【００１４】上記洗浄液供給手段１０は、洗浄液３の浄
化機能を備えた給液タンク１１と、該給液タンク１１内
の洗浄液３をパイプ１２を通じて上記給液口６に圧送す
るポンプ１３と、該ポンプ１３からの洗浄液３を濾過す
るフィルタ１４とを備え、排液口７から排出された洗浄
液３をパイプ１５を通じて上記給液タンク１１に回収
し、それを浄化して循環的に再使用するように構成され
たものである。しかし、必ずしも洗浄液を回収して循環
的に再使用する構成のものでなくても良く、洗浄液源か
ら常時新たな洗浄液を供給するタイプのものでも良い。

【００１５】上記洗浄槽２の内部は、最も下流側に位置
する洗剤洗浄領域２Ａと、中間のスクラブ洗浄領域２Ｂ
と、最も上流側に位置するすすぎ洗浄領域２Ｃとに区分
されている。

【００１６】上記洗剤洗浄領域２Ａは、洗浄液３中に供
給された洗剤にワーク４を接触させて予備洗浄するため
の領域であって、液面の上方位置に、洗剤供給用のノズ
ル１６を有している。このノズル１６は、バルブ１７を
介して洗剤供給源１８に接続され、洗浄液３の流量や流
速、ワーク４の種類や搬送速度等に応じて、適量の洗剤
を洗浄液３中に連続的又は断続的に供給できるようにな
っている。このノズル１６は複数設けることもできる。
あるいは、該ノズル１６を洗浄槽２の側壁や底壁に取り
付けることにより、洗浄液中に直接洗剤を供給するよう
に構成することもできる。

【００１７】また、上記スクラブ洗浄領域２Ｂは、複数
の洗浄ブラシ３８を含むブラシ手段２０によってワーク
４をスクラブ洗浄するものである。このブラシ手段２０
は、洗浄槽２を跨ぐ形で機体１に取り付けられた支軸３
５と、該支軸３５に固定されて該支軸３５の回転により
上下動自在となったブラシホルダ３６と、該ブラシホル
ダ３６の先端部に洗浄槽２の幅方向に取り付けられた回
転自在のブラシ軸３７と、該ブラシ軸３７に一定間隔で
取り付けられた複数の円板形の洗浄ブラシ３８と、上記
ブラシ軸３７を回転させるための、ブラシホルダ３６内
に液密状態に設けられたモータ３９と、上記支軸３５を
回転させてブラシホルダ３６を上下動させるための昇降
機構４０とを備えている。

【００１８】上記洗浄ブラシ３８は、図４及び図５から
分かるように、アルミニウム等の金属やセラミックス又
は合成樹脂等からなる円板形をした基板の表面に、柔軟
で洗浄能力のあるスポンジ体を全体的に被覆したり、あ
るいは突起状に取り付けることにより構成されたもの
で、上記ブラシ軸３７に、ワークキャリヤ２２に保持さ
れたワーク４と平行且つ同間隔で、軸線方向に１／２ピ
ッチだけ位置をずらした状態に固定されている。

【００１９】そして、ブラシホルダ３６の下降により各
洗浄ブラシ３８が、下半部が洗浄液３に半浸漬する図示
の位置まで下降し、その位置に移動してきたワークキャ
リヤ２２内の各ワーク４の上半部を部分的に挟持して、
その回転により洗浄部材３８ａでワーク４の両面を洗浄
するものである。このとき各ワーク４は、洗浄ブラシ３
８との摩擦力で矢印方向に従動的に回転し、その全面が
洗浄される。

【００２０】上記スクラブ洗浄領域２Ｂには、上記洗剤
洗浄領域２Ａに設けたものと同様の洗剤供給用のノズル
を設け、このノズルから洗浄液３中又は洗浄ブラシ３８
に向けて洗剤を供給しながらスクラブ洗浄するようにし
ても良い。

【００２１】更に、上記すすぎ洗浄領域２Ｃは、スクラ
ブ洗浄が終了したワーク４を純粋な洗浄液３に接触させ
てすすぎ洗浄するための領域であって、この領域２Ｃ中
を上流側に向かってワーク４を向流的に移動させる間
に、付着した洗剤等を完全に洗い流すようにしたもので
ある。従ってこのすすぎ洗浄領域２Ｃには、ワーク４に
外部から洗浄処理を施すための特別な部材は設けられて
いない。

【００２２】上記洗浄装置にはまた、円板形をした上記
ワーク４を洗浄液３中に浸漬させた状態のまま下流側か
ら上流側に向けて向流的に搬送するための搬送手段２１
が設けられている。この搬送手段２１は、複数のワーク
４を相互間に一定間隔を保って縦向き且つ液流と平行に
支持するワークキャリヤ２２と、該ワークキャリヤ２２
を洗浄槽２に沿って搬送する移動テーブル２８とを含ん
でいる。

【００２３】上記ワークキャリヤ２２は、図３ないし図
５に示すように、相対する一対のフレーム２３，２３間
に、ワーク４を支持する複数（図では３本が１組）の支
持棒２４を、支持されたワーク４と同心の円周に沿って
凹段状に且つ回転自在に取り付けたもので、これらの各
支持棒２４には、ワーク４の外周部分が嵌合する複数の
周溝２４ａが軸方向に一定間隔で形成され、これらの各
周溝２４ａの位置でワーク４が縦向きに支持されるよう
になっている。上記ワークキャリヤ２２は、耐熱性及び
耐薬品性を有する素材で形成することが望ましい。

【００２４】また、上記ワークキャリヤ２２を搬送する
移動テーブル２８は、上記洗浄槽２の内部にその側壁及
び底壁に沿うように嵌入する凹字形の第１部分２８ａ
と、洗浄槽２の外部を取り囲むように位置する第２部分
２８ｂとからなっていて、第１部分２８ａには上記ワー
クキャリヤ２２が載置され、第２部分２８ｂにはナット
部材２８ｃが設けられ、洗浄槽２の下部に該洗浄槽２の
軸線と平行に位置する螺子棒２９にこのナット部材２８
ｃで螺子結合され、この螺子棒２９をモータ３０で正逆
回転させることにより、洗浄槽２に沿って下流端のロー
ディング部３１と上流端のアンローディング部３２との
間を往復動するようになっている。

【００２５】上記ワークキャリヤ２２は、それを上記移
動テーブル２８上に固定的に取り付けたまま、これにワ
ーク４を供給したり取り出したりするタイプのものであ
っても、上記移動テーブル２８に着脱自在として、ワー
ク４を該ワークキャリヤ２２ごと移動テーブル２８上に
供給したり取り出したりするタイプのものであっても良
い。

【００２６】上記洗浄槽２には、洗浄中又は搬送中のワ
ーク４に超音波を照射するための超音波照射手段４１が
設けられている。この超音波照射手段４１は、図示の例
では洗剤洗浄領域２Ａとスクラブ洗浄領域２Ｂとに跨が
るように配設されているが、それを設ける位置や数等は
任意である。また、この超音波照射手段４１は、図示し
たように液面上に設ける必要はなく、洗浄槽２の側壁や
底壁等に移動テーブル２８と位置競合しないように設け
ることもできる。

【００２７】なお、特に図示していないがこの洗浄装置
には、上記ローディング部３１に、未洗浄ワーク４を供
給するためのローディング手段が配設され、アンローデ
ィング部３２に、洗浄済ワーク４を取り出すためのアン
ローディング手段が設けられている。

【００２８】上記構成を有する洗浄装置において、洗浄
槽２の最下流端であるローディング部３１に位置する移
動テーブル２８上に、未洗浄ワーク４の収容されたワー
クキャリヤ２２がローディング手段により供給される
か、又は、上記移動テーブル２８上に載置されている空
のワークキャリヤ２２に、ローディング手段によって未
洗浄ワーク４が供給されると、該ワークキャリヤ２２
は、移動テーブル２８の移動により洗浄液３中を上流側
に向けてゆっくりとした速度で搬送される。そして先
ず、洗剤洗浄領域２Ａを通過する間に、ノズル１６から
供給された洗剤による予備洗浄が行われる。このとき、
必要に応じて超音波照射手段４１から超音波が照射され
る。

【００２９】ワークキャリヤ２２が上記洗剤洗浄領域２
Ａを通過して、前列のワーク４がスクラブ洗浄領域２Ｂ
におけるブラシ手段２０の位置に達すると、該ワークキ
ャリヤ２２はその位置に停止する。そして、ブラシホル
ダ３６が図５に示す位置まで下降して、各洗浄ブラシ３
８が、下半部のみ洗浄液３中に半浸漬すると共に、該下
半部で各ワーク４の上半部を部分的に挟持して回転する
ことにより、洗浄液３の流れの中でワーク４の洗浄が行
われる。このとき該ワーク４には、超音波照射手段４１
で超音波が照射される。また、このスクラブ洗浄領域２
Ｂに洗剤供給用のノズルが設けられている場合には、こ
のノズルから洗浄液３又は洗浄ブラシ３８に向けて洗剤
が供給される。

【００３０】上記洗浄ブラシ３８の回転方向は、図５に
矢印で示すように洗浄液３の流れの方向と同じであるこ
とが望ましく、これにより、該洗浄ブラシ３８による洗
浄液３の撹乱や跳ね上げ等がなく、しかも、落ちた汚れ
が洗浄液３の流れに乗って速やかに下流側に流れ易くな
る。なお、上記各ワーク４は、洗浄ブラシ３８との摩擦
力で従動的に回転し、その全面が洗浄される。

【００３１】前列のワーク４の洗浄が終わると、移動テ
ーブル２８によりワークキャリヤ２２が一定距離前進し
て、後列のワーク４が洗浄位置にくる。そして、同様に
して該後列のワーク４の洗浄が行われる。

【００３２】ワーク４の洗浄が全て終わると、移動テー
ブル２８が前進してワークキャリヤ２２はすすぎ洗浄領
域２Ｃに送られ、ここを通過する間に純粋な洗浄液３と
接触することによりすすぎ洗浄が行われ、付着した洗剤
等が完全に洗い流される。ワークキャリヤ２２が上記す
すぎ洗浄領域２Ｃを通過して最上流端のアンローディン
グ部３２に達すると、アンローディング手段により洗浄
済のワーク４が取り出される。このワーク４の取り出し
は、ワークキャリヤ２２ごと取り出すようにしても、ワ
ーク４のみを取り出すようにしても良い。

【００３３】ワーク４の取り出しが終了すると上記移動
テーブル２８は下流端に復帰し、再び未洗浄ワークが供
給されて上記洗浄工程が繰り返される。

【００３４】上記洗浄液３の流速やワーク４の搬送速度
あるいはブラシの回転速度等については、ワーク４の種
類や洗剤の種類といったような洗浄条件によって最適範
囲が異なるが、一般には、洗浄液３の流速の好ましい範
囲は２〜４０ｍｍ／ｓｃｃ、ワークキャリヤ２２の好ま
しい搬送速度は５〜２０ｍｍ／ｓｃｃ、洗浄ブラシ３８
の好ましい回転速度は１０〜１００ｒ．ｐ．ｍ．であ
る。

【００３５】かくして、１つの洗浄槽２による洗浄工程
の中でワーク４に、洗剤による予備洗浄と、ブラシによ
るスクラブ洗浄と、純粋な洗浄液によるすすぎ洗浄とい
うような、異なる複数種類の洗浄を連続的に施すことが
できる。しかも、落ちた汚れを洗浄液の連続した流れで
確実に洗い流してそれがワーク４やブラシに再付着する
のを確実に防止することができる。

【００３６】上記実施例におけるワークキャリヤ２２
は、支持棒２４を前後に２組設けることによりワーク４
を前後２列に載置できるようになっているが、上記支持
棒２４は１組だけ設けても、３組以上設けても良い。ま
た、該ワークキャリヤ２２でワーク４を複数列収容する
ときは、これらの各列のワーク４を一時に洗浄できるよ
うに、ブラシ手段２０における洗浄ブラシ３８を同様に
複数列設けることができる。

【発明の効果】このように本発明によれば、１つの洗浄
槽による洗浄工程の中でワークに、洗剤による予備洗浄
と、ブラシによるスクラブ洗浄と、純粋な洗浄液による
すすぎ洗浄というような、異なる複数種類の洗浄を連続
的に施すことができ、しかも、落ちた汚れを洗浄液の流
れで確実に洗い流してそれがワークやブラシに再付着す
るのを確実に防止することができる。

【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側
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線での断面図である。

【図３】ワークキャリヤの断面図である。

【図４】図３の拡大側面図である。

【図５】ワーク洗浄時における図１の要部拡大図であ
る。

【符号の説明】

２ 洗浄槽 ２Ａ 洗剤洗浄領域 ２Ｂ スクラブ洗浄領域 ２Ｃ すすぎ洗浄領
域 ３ 洗浄液 ４ ワーク １６ ノズル ２０ ブラシ手段 ２１ 搬送手段 ２２ ワークキャリ
ヤ ２８ 移動テーブル ３８ 洗浄ブラシ ４１ 超音波照射手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方から他方に向けて洗浄液が連続的に流
   れる洗浄槽の内部を、最も下流側に位置する洗剤洗浄領
   域と、該洗剤洗浄領域より上流側のスクラブ洗浄領域
   と、最も上流側に位置するすすぎ洗浄領域とに区分し、
   ワークを洗浄液に浸漬させたままの状態で洗浄槽内を下
   流側から上流側に向けて向流的に搬送することにより、
   上記洗剤洗浄領域で洗浄液中に供給された洗剤に接触さ
   せて予備洗浄したあと、スクラブ洗浄領域において洗浄
   ブラシによりスクラブ洗浄し、最後にすすぎ洗浄領域で
   純粋な洗浄液に接触させてすすぎ洗浄することを特徴と
   する流液式ワーク洗浄方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の洗浄方法において、上記
   洗剤の供給を、洗剤洗浄領域及びスクラブ洗浄領域のう
   ち少なくとも一方において行うことを特徴とするもの。
3. 【請求項３】一方向から他方向に向けて洗浄液が連続的
   に流れる横溝形の洗浄槽；上記洗浄槽の内部に区分され
   た下流側の洗剤洗浄領域と、中間のスクラブ洗浄領域
   と、上流側のすすぎ洗浄領域；上記洗剤洗浄領域及びス
   クラブ洗浄領域のうちの少なくとも何れか一方に設置さ
   れた、洗浄液中に洗剤を供給するための洗剤供給用ノズ
   ル；上記スクラブ洗浄領域に配設された、ワークをスク
   ラブ洗浄するためのブラシ手段；ワークを洗浄液中に浸
   漬させたままの状態で洗浄槽内を下流側から上流側に向
   けて向流的に搬送するための搬送手段；を有することを
   特徴とする流液式ワーク洗浄装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の洗浄装置において、上記
   搬送手段が、複数の円板形ワークを相互間に一定間隔を
   保って縦向き且つ液流と平行に支持するワークキャリヤ
   と、該ワークキャリヤを洗浄槽に沿って搬送する移動テ
   ーブルとを含み、また上記ブラシ手段が、一定間隔を保
   って縦向き且つ液流と平行に配設された複数の円板形の
   洗浄ブラシを含んでいて、これらの洗浄ブラシで上記ワ
   ークキャリヤに保持されたワークを洗浄液の流れの中で
   洗浄可能であることを特徴とするもの。
5. 【請求項５】請求項３又は４に記載の洗浄装置におい
   て、上記洗浄槽の少なくとも何れか１つの領域に臨む位
   置に、ワークに超音波を照射するための超音波照射手段
   が設けられていることを特徴とするもの。