(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のブラシ部を設けてなるロールブラシを回転させ、被洗浄物の洗浄部分に洗浄液を射出し、前記ブラシ部を被洗浄物の洗浄部分に接触させて該被洗浄物を洗浄するスクラブ洗浄装置において、前記ブラシ部に当接させる半円筒状の凹部を設けてなる当接部材と、前記ロールブラシの周囲であって、ブラシ部を被洗浄物の洗浄部分に接触させた領域を除く適宜の領域に、前記凹部がブラシ部に当接するように前記当接部材を支持する支持部材とを備え、前記凹部には該凹部に付着した洗浄液を、凹部の前記ロールブラシの軸長方向の縁部へ導く案内溝が設けてあり、
該案内溝は前記当接部材の両縁部にわたって設けられていることを特徴とするスクラブ洗浄装置。
【請求項２】
前記凹部は、ロールブラシの軸長方向の寸法より長くなしてある請求項１記載のスクラブ洗浄装置。
【請求項３】
前記ブラシ部は円筒状であり、前記凹部の曲率半径は、前記ブラシ部の外周の半径より小さくなしてある請求項１又は２記載のスクラブ洗浄装置。
【請求項４】
前記案内溝は、ロールブラシの回転方向へ拡がる略Ｖ字状になしてある請求項１乃至３の何れか一つに記載のスクラブ洗浄装置。
【請求項５】
前記案内溝は、ロールブラシの周方向へ距離を隔てて複数設けてある請求項１乃至４の何れか一つに記載のスクラブ洗浄装置。
【請求項６】
前記凹部のロールブラシの回転方向の前記案内溝より上流側の位置に、洗浄液を射出する穴が開設してある請求項１乃至５の何れか一つに記載のスクラブ洗浄装置。
【請求項７】
前記凹部に突起が設けてある請求項１乃至６の何れか一つに記載のスクラブ洗浄装置。
【請求項８】
前記凹部には、前記当接部材の長手方向に両縁部間の寸法よりも短い溝が設けてあり、該溝の底部には洗浄液を射出する穴が開設してある
ことを特徴とする請求項１に記載のスクラブ洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ又はフォトマスク用の基板等の表面にロールブラシを接触させ、それを機械的に洗浄するスクラブ洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＬＳＩ及びＵＬＳＩデバイスを製造する場合、その基板である半導体ウェーハ又はフォトマスク用の基板の表面に固着した微粒子（パーティクル）を取り除くことが重要である。パーティクル，有機物，無機物又は微生物等の汚染物を除去するために、洗浄液又は洗浄ガスによって汚染物を化学的に除去する洗浄装置、及び衝突又は振動等によって汚染物を機械的に除去する洗浄装置が開発されており、汚染物の種類によって両洗浄装置が使い分けられている。前述したパーティクルは、化学的洗浄装置によって除去することが困難であるため、円筒状のロールブラシを基板の表面に転接させて、パーティクルを機械的に除去するスクラブ洗浄装置が用いられている。
【０００３】
図８は、実公平 6−9491号公報に開示されたスクラブ洗浄装置の構成を示す模式的側面図であり、図中、Ｗは円板状のウェーハである。ウェーハＷは円形台状のチャック40の上に載置されており、チャック40は下面中央に垂下させた回転軸41によって回転自在に支持されている。チャック40のウェーハＷに対向する部分には、図示しない吸引装置に連通する穴が開設してあり、吸引装置によって吸引してウェーハＷがチャック40に固定されている。
【０００４】
チャック40上には、合成繊維をモヘア状に織った織布を全周に設けた円筒状のロールブラシ30が、その中心軸をチャック40の直径方向になして配置してある。ロールブラシ30は、棒状のアーム部材33の一端近傍に、ロールブラシ30の中心軸とアーム部材33とが直交するように取り付けてあり、図示しない駆動装置によって矢符方向へ回転駆動されるようになっている。ウェーハＷ上であってロールブラシ30から少し離隔した位置には、略へ字状の第１ノズル31が配設してあり、該第１ノズル31からウェーハＷの表面に純水を供給する。
【０００５】
前述したアーム部材33の他端から所定距離を隔てた位置には、底部に排水管37が連結してある受水槽36が配置してある。アーム部材33はその他端近傍に軸着した駆動軸34によって片持ち支持されており、アーム部材33及びロールブラシ30は、前記駆動軸34の回転駆動によって、ロールブラシ30が受水槽36内の所定深さの位置に挿入するまで回動される。受水槽36内に挿入されたロールブラシ30の上方には、該ロールブラシ30に純水を射出する略Ｌ字形の第２ノズル32が、その先端部分をロールブラシ30の周面から所定距離を隔てて、ロールブラシ30と平行をなして配設してある。第２ノズル32の先端部分はロールブラシ30と略同じ長さであり、その長手方向に適宜距離を隔てて複数の射水穴が開設してある。
【０００６】
受水槽36の底部には、ロールブラシ30の長さと略同じ長さである矩形の台座45の上面に、複数のピン46，46，…を立設した剣山状の補助具47が設けてあり、受水槽36内に挿入したロールブラシ30の周面と補助具47のピン46，46，…とが接触するようになっている。
【０００７】
このようなスクラブ洗浄装置によってウェーハＷの表面を洗浄するには、回転軸41を回転駆動してチャック40及び該チャック40に吸引固定してあるウェーハＷを回転させると共に、ロールブラシ30を回転させ、また第１ノズル31からウェーハＷ上に純水を供給する。そして、駆動軸34を駆動してアーム部材33及びロールブラシ30を回動させて、ロールブラシ30をウェーハＷに接触させることによって、ウェーハＷの表面に固着したパーティクルを機械的に洗浄する。
【０００８】
ウェーハＷの洗浄が終了すると、駆動軸34によってアーム部材33及びロールブラシ30を回動してロールブラシ30を受水槽36内へ挿入する。このとき、受水槽36内の水を排水管37から排出した後、受水槽36に適宜の深さになるまで第２ノズル32から純水を供給しておく。そして、ロールブラシ30を回転させつつ、第２ノズル32から純水を射出すると共にロールブラシ30の周面を補助具47のピン46，46，…に接触させることによって、ロールブラシ30の周面に付着したパーティクルを除去する。
【０００９】
この間、洗浄済のウェーハＷをチャック40から取外し、未洗浄のウェーハＷをチャック40上に吸引固定しておく。ロールブラシ30の洗浄が終了すると、駆動軸34によってアーム部材33及びロールブラシ30をウェーハＷの側へ回動し、前同様、ロールブラシ30によってウェーハＷを洗浄する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実公平 6−9491号公報に開示されたスクラブ洗浄装置にあっては、ウェーハといった被洗浄物の洗浄によって該被洗浄物から除去されたパーティクルがロールブラシの周面に取り込まれ、ロールブラシの回転によって一部のパーティクルが被洗浄物の表面へ再固着するため、被洗浄物の洗浄度が低いという問題があった。また、ロールブラシに取り込まれたパーティクルが、ロールブラシの回転によって被洗浄物に当接し、被洗浄物の表面を損傷する場合があった。
【００１１】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは被洗浄物の洗浄中、ロールブラシのブラシ部に当接部材を当接させ、ブラシ部に含浸した洗浄液を飛散させる構成にすることによって、被洗浄物を損傷することなく高度に洗浄し得るスクラブ洗浄装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスクラブ洗浄装置は、筒状のブラシ部を設けてなるロールブラシを回転させ、被洗浄物の洗浄部分に洗浄液を射出し、前記ブラシ部を被洗浄物の洗浄部分に接触させて該被洗浄物を洗浄するスクラブ洗浄装置において、前記ブラシ部に当接させる半円筒状の凹部を設けてなる当接部材と、前記ロールブラシの周囲であって、ブラシ部を被洗浄物の洗浄部分に接触させた領域を除く適宜の領域に、前記凹部がブラシ部に当接するように前記当接部材を支持する支持部材とを備え、前記凹部には該凹部に付着した洗浄液を、凹部の前記ロールブラシの軸長方向の縁部へ導く案内溝が設けてあり、該案内溝は前記当接部材の両縁部にわたって設けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るスクラブ洗浄装置は、前記凹部は、ロールブラシの軸長方向の寸法より長くなしてあることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るスクラブ洗浄装置は、前記ブラシ部は円筒状であり、前記凹部の曲率半径は、前記ブラシ部の外周の半径より小さくなしてあることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るスクラブ洗浄装置は、前記案内溝は、ロールブラシの回転方向へ拡がる略Ｖ字状になしてあることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るスクラブ洗浄装置は、前記案内溝は、ロールブラシの周方向へ距離を隔てて複数設けてあることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るスクラブ洗浄装置は、前記凹部のロールブラシの回転方向の前記案内溝より上流側の位置に、洗浄液を射出する穴が開設してあることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係るスクラブ洗浄装置は、前記凹部に突起が設けてあることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るスクラブ洗浄装置は、前記凹部には、前記当接部材の長手方向に両縁部間の寸法よりも短い溝が設けてあり、該溝の底部には洗浄液を射出する穴が開設してあることを特徴とする。
【００２０】
図７は本発明の実施様態の一例を示す模式的斜視図であり、図中、Ｓは円板状の被洗浄物である。被洗浄物Ｓの洗浄面側には、円筒状の筒部11の全周にブラシ部12を設けてなるロールブラシ10が、ロールブラシ10の中心軸が被洗浄物Ｓの直径上になるように配置してある。ロールブラシ10の軸長方向の寸法は被洗浄物Ｓの直径と略同じであり、ロールブラシ10は、ブラシ部12の周面を被洗浄物Ｓの一面に接触させてある。
【００２１】
ロールブラシ10の周囲であって、被洗浄物Ｓの反対側の領域には、半円筒状の当接部材１が、その凹部２をブラシ部12に当接させて配置してある。凹部２の内面には、該凹部２のロールブラシ11の軸長方向の両縁部へ向かう案内溝３が設けてある。
【００２２】
そして、被洗浄物Ｓの洗浄面に純水といった洗浄液を供給しつつ、ロールブラシ10を回転させることによって、被洗浄物Ｓを機械的に洗浄する。このとき、被洗浄物Ｓの洗浄面から除去されたパーティクルを含む汚水液が、ロールブラシ10のブラシ部11内へ浸入するが、ブラシ部11が当接部材１に当接した衝撃によって、ブラシ部11内へ浸入した汚水液はロールブラシ10から飛散する。
【００２３】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、上述した如く、当接部材にブラシ部を当接させ、その衝撃によってブラシ部内へ浸入した汚水液をロールブラシから飛散させる。そのため、ロールブラシが浄化されるため、ロールブラシの回転によってブラシ部内へ浸入した汚水液が被洗浄物上に付着することが抑制され、被洗浄物の洗浄度が向上すると共に、汚水液中のパーティクルによる被洗浄物の損傷が防止される。
【００２４】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、図７に示した如き、当接部材10にブラシ部12が当接した衝撃によって、ブラシ部12内へ浸入した汚水液は飛散する。また、凹部２内へ入り込んだブラシ部12が案内溝３に達すると、そこで所謂揉み洗いされ、残存する汚水液が、ロールブラシ10の回転力によって、案内溝３に進入し、該案内溝３の両端部から外へ放出される。これによって、汚水液が被洗浄物上に付着することが更に抑制され、被洗浄物の洗浄度が向上すると共に、汚水液中のパーティクルによる被洗浄物の損傷が防止される。
【００２５】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、図７に示した如く、凹部２は、ロールブラシ10の軸長方向の寸法より長くなしてあるため、ロールブラシ10の回転に伴ってブラシ部10の全周から該ブラシ部10へ浸入した汚染水を除去させることができると共に、除去した汚染水のブラシ部12への再浸入が防止される。
【００２６】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、当接部材の凹部の曲率半径は、円筒状のブラシ部の外周の半径より小さいため、凹部内へ入り込んだブラシ部の密度が高く、揉み洗い効果が高い。これによって、ブラシ部の浄化度が向上するため、被洗浄物の洗浄度が更に向上する。
【００２７】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、図７に示した如く、案内溝３が、ロールブラシ10の回転方向へ拡がる略Ｖ字状になしてあるため、ブラシ部12内へ浸入した汚水液がロールブラシ10から飛散し易く、ブラシ部12の浄化度が更に向上する。
【００２８】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、案内溝は、ロールブラシの周方向へ距離を隔てて複数設けてあるため、ブラシ部の浄化度が更に向上する。
【００２９】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、凹部のロールブラシの回転方向の前記案内溝より上流側の位置に設けた穴から、ブラシ部に洗浄液を射出する。これによって、ブラシ部に浸入した汚水液を希釈すると共に、ブラシ部に浸入した汚水液中のパーティクルを浮き上がらせることによって、ブラシ部の浄化度を更に向上することができる。
【００３０】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、当接部材の凹部に設けた突起によっても、ブラシ部に浸入した汚水液を飛散させることができ、ブラシ部の浄化度が更に向上する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明に係るスクラブ洗浄装置の要部構成を示す側面図であり、図２は図１に示したスクラブ洗浄装置の平面図である。一対のロールブラシ10，10がそれらの中心軸を上下平行に配置してあり、両ロールブラシ10，10の間に、それらの軸長方向の寸法と略同じ直径の円板状のウェーハＷが略水平に挟持されている。ロールブラシ10は、円筒状の筒部11の周囲にナイロン繊維，ポリビニルアルコール繊維等の合成繊維をモヘア状になした織布を設けてなり、筒部11に内嵌した回転軸13の両端部を一対のアーム15，15で回転自在に支持されている。
【００３２】
上側のアーム15，15は回動装置（図示せず）によって鉛直方向の面内で回動されるようになっており、該回動装置によって上側のアーム15，15を下側のアーム15，15から離隔する方向へ回動させた後、ウェーハＷを下側のロールブラシ10上へ載置し、回動装置によって上側のアーム15，15を下側のアーム15，15に接近する方向へ回動させることによって両ロールブラシ10，10間にウェーハＷを支持させる。
【００３３】
両ロールブラシ10，10は、回転駆動装置（図示せず）によって互いに逆方向へ回転駆動されるようになっており、これによってロールブラシ10，10に挟持されたウェーハＷは一方向へ押し出される。ウェーハＷが押し出される方向であって、ロールブラシ10，10の中心軸からウェーハＷの略半径寸法だけ隔てた位置には、鼓状の駆動ローラ20，20が回転軸を鉛直方向にして、その周面の底部がウェーハＷの高さと同じ高さになるように配置してあり、ローラブラシ10，10から押し出されたウェーハＷの周縁部は駆動ローラ20，20の周面に当接する。そして、ウェーハＷは、駆動ローラ20，20によって略水平な面内で回転駆動される。
【００３４】
駆動ローラ20，20の近傍には、洗浄液を射出するノズル23，23がウェーハＷの上下面にそれぞれ対向配設してある。そして、両ノズル23，23からウェーハＷの上下面へ洗浄液を射出しつつ、ロールブラシ10，10を回転させて、ウェーハＷのロールブラシ10，10が転接する部分を洗浄すると共に、駆動ローラ20，20によってウェーハＷを回転させることによってウェーハＷの両面の全領域を洗浄する。
【００３５】
ウェーハＷの洗浄によって、ウェーハＷから除去されたパーティクルを含む汚水液の一部がロールブラシ10，10のブラシ部12，12内へ浸入し、この汚水液はロールブラシ10，10の回転によってウェーハＷに再び付着する。これを防止するために本発明に係るスクラブ洗浄装置では、前述したロールブラシ10，10の周囲であって、ブラシ部12，12をウェーハＷに接触させる領域を除く適宜の領域に、ロールブラシ10，10のブラシ部12，12に当接してこれを浄化する当接部材１，１が設けてある。
【００３６】
当接部材１，１には、ロールブラシ10，10の軸長方向の寸法より長い半円筒状の凹部２，２が設けてあり、該凹部２，２の曲率半径は、ブラシ部12，12の外周の半径より小さく、ブラシ部12，12の内周の半径より大きくしてある。当接部材１，１は、その両端部をロールブラシ10，10の両端部から突出させて、凹部２，２がロールブラシ10，10と同心円状になるように配してあり、当接部材１，１は凹部２，２がロールブラシ10，10のブラシ部12，12に当接するようにアーム15，15，15，15に支持させてある。
【００３７】
図３は、図１に示した当接部材１の拡大側面図であり、図４は図３に示した当接部材１の内面展開図である。当接部材１の凹部２の周方向の一縁部側（矢符方向に回転するロールブラシの回転方向の下流側）には、当接部材１の長手方向の両縁部にわたる２本の案内溝３，４が、周方向に適宜距離を隔てて設けてある。両案内溝３，４は、その両端部より中央部の方を円弧の底部側に位置させた略Ｖ字状になしてある。
【００３８】
また、凹部２の周方向の他縁部側（矢符方向に回転するロールブラシの回転方向の上流側）には、当接部材１の長手方向に両縁部間の寸法より少し短い溝６が設けてあり、該溝６の底部には洗浄液を射出する複数の穴７，７，…が長手方向へ適宜距離を隔てて開設してある。各穴７，７，…は、当接部材１の外面に貫通する通液路８に連通しており、当接部材１の外面に開設した通液路８の開口を囲む部分には、洗浄液を適宜の圧力で供給する給液管９が連結してある。
【００３９】
そして、図１に示した如く、ウェーハＷを洗浄すべくロールブラシ10，10を回転させると共に、給液管９，９から洗浄液を供給して当接部材１，１に開設した穴７，７，…，７，７，…から洗浄液をロールブラシ10，10に射出する。前述した如く、ロールブラシ10，10の回転によって、ブラシ部12，12の汚水液が浸入した部分が当接部材１，１の縁部に当接すると、ブラシ部12，12の回転による遠心力及び当接による衝撃によって、浸入した汚水液の一部がブラシ部12，12から飛散する。
【００４０】
ロールブラシ10，10の回転によって、ブラシ部12，12の汚水液が浸入した部分が当接部材１，１の凹部２，２内に入り込むと、そこで洗浄液がブラシ部12，12に射出され、ブラシ部12，12に残存する汚水液が希釈されると共に、ブラシ部12，12の凹部２，２に当接している部分に圧力が加えられる。更に、ロールブラシ10，10が回転して、ブラシ部12，12の汚水液が浸入した部分が当接部材１，１の案内溝３，３，４，４の位置に達すると、凹部２，２内に押し込まれたブラシ部12，12が僅かに膨張することによって所謂揉み洗いされ、ブラシ部12，12に含まれた汚水液が案内溝３，３，４，４内へ浸入し、該案内溝３，３，４，４によって当接部材１，１の縁部へ案内され、そこから飛散される。このようにして浄化されたブラシ部12，12が再びウェーハＷに接触してそれを洗浄する。
【００４１】
なお、本実施の形態では、ウェーハＷの両面を洗浄するようになしてあるが、本発明にこれに限らず、ウェーハＷの一面を洗浄するスクラブ洗浄装置にも適用し得ることはいうまでもない。
【００４２】
（実施の形態２）
図５は、他の実施の形態を示す部分拡大側面図であり、図６は、図５に示した当接部材の内面展開図である。なお、図中、図３及び図４に示した部分に対応する部分には同じ番号を付してその説明を省略する。本実施の形態にあっては、両図５，図６に示した如く、当接部材１の凹部２に設けた溝６と案内溝３との間、及び案内溝３と案内溝４との間に、半長球状の複数の突起５，５，…が千鳥足状に設けてある。これによって、ローラブラシ10のブラシ部12( 図１参照）の揉み洗い効果が向上する。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明に係るスクラブ洗浄装置にあっては、ブラシ部を当接部材に当接させてブラシ部内へ浸入した汚水液をロールブラシから飛散させることによってロールブラシを浄化するため、ロールブラシの回転によってブラシ部内へ浸入した汚水液が被洗浄物上に再付着することが抑制され、被洗浄物の洗浄度が向上すると共に、汚水液中のパーティクルによる被洗浄物の損傷が防止される。
【００４４】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、当接部材にブラシ部が当接した衝撃によって、ブラシ部内へ浸入した汚水液が飛散すると共に、凹部に入り込んだブラシ部は案内溝に達すると、そこで所謂揉み洗いされ、ロールブラシの回転力によって、汚水液が案内溝に進入し、案内溝の両端部から外へ放出されるため、汚水液が被洗浄物上に付着することが更に抑制され、被洗浄物の洗浄度が向上すると共に、汚水液中のパーティクルによる被洗浄物の損傷が防止される。
【００４５】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、凹部は、ロールブラシの軸長方向の寸法より長くなしてあるため、ロールブラシの回転に伴ってブラシ部の全周から該ブラシ部へ浸入した汚染水を飛散させることができると共に、飛散した汚染水のブラシ部への再浸入が防止される。
【００４６】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、当接部材の凹部の曲率半径は、ブラシ部の外周の半径より小さいため、凹部内へ入り込んだブラシ部の密度が高く、揉み洗い効果が高い。これによって、ブラシ部の浄化度が向上し、被洗浄物の洗浄度が更に向上する。
【００４７】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、案内溝が、ロールブラシの回転方向へ拡がる略Ｖ字状になしてあるため、ブラシ部内へ浸入した汚水液がロールブラシから飛散し易く、ブラシ部の浄化度が更に向上する。
【００４８】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、案内溝は、ロールブラシの周方向へ距離を隔てて複数設けてあるため、揉み洗い効果が増大し、ブラシ部の浄化度が更に向上する。
【００４９】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、凹部のロールブラシの回転方向の前記案内溝より上流側の位置に設けた穴から、ブラシ部に洗浄液を射出する。これによって、ブラシ部に浸入した汚水液を希釈すると共に、ブラシ部に浸入した汚水液中のパーティクルを浮き上がらせることによって、ブラシ部の浄化度を更に向上することができる。
【００５０】
本発明のスクラブ洗浄装置にあっては、当接部材の凹部に設けた突起によって、揉み洗い効果が更に増大すると共に、該突起によってもブラシ部に浸入した汚水液を飛散させることができ、ブラシ部の浄化度が更に向上する等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクラブ洗浄装置の要部構成を示す側面図である。
【図２】図１に示したスクラブ洗浄装置の平面図である。
【図３】図１に示した当接部材の拡大側面図である。
【図４】図３に示した当接部材の内面展開図である。
【図５】他の実施の形態を示す部分拡大側面図である。
【図６】図５に示した当接部材の内面展開図である。
【図７】本発明の実施様態の一例を示す模式的斜視図である。
【図８】実公平 6−9491号公報に開示されたスクラブ洗浄装置の構成を示す模式的側面図である。
【符号の説明】
１    当接部材
２    凹部
３    案内溝
４    案内溝
５    突起
６    溝
７    穴
９    給液管
１０  ロールブラシ
１１  筒部
１２  ブラシ部
１５  アーム部材
Ｗ    ウェーハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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