JP2000262988A - 洗浄装置 - Google Patents

洗浄装置

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JP2000262988A
JP2000262988A JP11073489A JP7348999A JP2000262988A JP 2000262988 A JP2000262988 A JP 2000262988A JP 11073489 A JP11073489 A JP 11073489A JP 7348999 A JP7348999 A JP 7348999A JP 2000262988 A JP2000262988 A JP 2000262988A
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JP
Japan
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substrate
glass
air
cleaning
spinner
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JP11073489A
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English (en)
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Takeshi Oyama
毅 大山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ガラス基板の表面の洗浄工程において生じるミ
ストの発生を抑え、表面特性の安定なガラス基板を提供
可能な洗浄装置を提供する。 【解決手段】この発明の洗浄装置は、基板を所定速度で
回転可能に保持するスピナー2と、このスピナーに保持
された基板に向けてエアーを照射可能に形成され、洗浄
された基板を乾燥させるためのエアーノズル51が、少
なくとも基板中央から基板の外縁まで移動可能に構成さ
れている。

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、液晶表示素子用
のアクティブマトリクス基板を作製する際に基板を洗浄
する洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、例えばワードプロセッサ、パーソ
ナルコンコンピュータ、投影形の比較的大きな画面のテ
レビジョン、携帯可能な小型のテレビジョン等の表示部
分に、液晶表示装置(以下LCDと略称する)が、広く
利用されている。なお、今日、TFT素子を用いたアク
ティブマトリクス型LCDが主流になりつつある。
【0003】アクティブマトリクス型LCDを構成する
アクティブマトリクス基板は、通常の半導体素子と同様
に、成膜、パターニングを繰り返して作製される。
【0004】このため、成膜とパターニングを、高密度
かつ高精細に行うためには、ガラス基板を十分に洗浄す
る必要がある。なお、洗浄が不十分であると、基板内に
欠陥が生じて、不良基板となってしまう。また、LCD
を例に取ると、今日、面積が1m×1mの基板も作製さ
れることが多く、基板洗浄技術も、ますます重要度を増
している。
【0005】基板の洗浄方法としては、例えば界面活性
剤を用いたバッチ洗浄や枚様式洗浄が知られている。特
に、界面活性剤を用いる方法は、基板表面のパーティク
ルを除去するという観点において有益である。
【0006】しかしながら、界面活性剤を用いる方法で
は、排水処理等の付帯コストが増大する問題がある。
【0007】このため、近年、新たな洗浄方法として、
HClやNHOH等を用いた電解イオン水による洗浄
方法が広まっている。
【0008】電解イオン水による洗浄は、実際に使用す
る洗浄液に、HClやNHOH等の薬液を微量添加す
るだけで大きな酸化還元電位が得られるため、高い洗浄
効果を得ることができる。これにより、洗浄水および排
水処理に必要とされたコストが大幅に削減可能である。
【0009】また、最近、OやHを純水に溶かし込
んで機能水を作製し、この機能水により洗浄する機能水
洗浄も実用化されている。
【0010】機能水は、上述の電界イオン水を用いる方
法に比較して、添加すべき薬液が不要であり、さらにコ
ストを低減可能である。
【0011】なお、電界イオン水や機能水を用いて洗浄
する方法としては、高速で回転するターンテーブルの中
央付近に電界イオン水や機能水を供給し、遠心力により
外縁に電界イオン水や機能水を拡散させ、外縁から外側
の領域で電界イオン水や機能水を回収(廃棄)するスピ
ン方式が一般的である。
【0012】すなわち、電界イオン水や機能水は、酸化
還元電位を確保するために、一定量(単位量)の電界イ
オン水や機能水が洗浄対象であるガラス基板と接する時
間を制限する必要があることから、入れ換えに要求され
る工程および時間を考慮すると、スピン方式が、好まし
い。なお、スピン方式を用いることで、例えばイオン水
洗浄、機能水洗浄およびHF処理等の複数の工程を、同
一のスピンカップで、継続して処理可能となる。このこ
とは、ガラス基板の洗浄に必要となるスペースを低減で
き、例えばクリーンルーム内の面積を有効に活用できる
等の利点も提供できる。
【0013】このため、アクティブマトリクス基板を作
製するための洗浄工程においては、電界イオン水や機能
水を用いたスピン方式の洗浄が広く利用されている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、アク
ティブマトリクス基板を作製する際の洗浄工程において
は、電界イオン水や機能水を用いたスピン方式の洗浄が
広く利用されている。
【0015】洗浄プロセスは、一般に、薬液(イオン水
あるいは機能水)処理、HF処理、純水リンス、および
乾燥という順である。
【0016】最後の乾燥プロセスは、ターンテーブルを
スピンさせた際の遠心力を利用するもので、ターンテー
ブルを1000〜2000rpmで数十秒回転させるこ
とにより、基板上の薬液(特にリンス用の純水)を、基
板外に放出するものである。
【0017】しかしながら、スピン乾燥においては、ス
ピンにより基板から放出される薬液の一部がスピンカッ
プ内でミストとなって舞い上がり、その後基板に再付着
することが知られている。なお、スピンカップ内で生じ
るミストは、特にアクティブマトリクス基板向けのガラ
ス基板のような矩形(非円形)の洗浄対象において、長
辺と短辺の存在に起因して生じる気流の乱れの影響を受
けやすく、また発生量も多く、再付着される確立も高い
ことが知られている。なお、ターンテーブルが回転され
る速度を低下させることによりミストの発生量を低減で
きるが、乾燥に要求される時間が増大されるのみなら
ず、乾燥が不十分となる。
【0018】このように、LCD向けのガラス基板は、
スピン方式の洗浄において、ミストが付着し易く、均一
な表面特性の基板が得られにくい(歩留まりが低い)問
題がある。なお、現在、スピンカップの形状を変えて気
流の流れを抑える方法が試みられているが、ミストが舞
い上がることを完全に防止することは、実質的に困難で
ある。
【0019】この発明の目的は、液晶表示装置に利用さ
れるガラス基板の洗浄工程において生じるミストの発生
を抑え、表面特性の安定なガラス基板を提供可能な洗浄
装置を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、基板上に能動素子をマトリク
ス状に設け、その能動素子毎に画素電極を設けたアクテ
ィブマトリクス基板を形成する工程に先だって基板を洗
浄する洗浄装置において、基板を所定速度で回転可能に
保持するスピナーと、このスピナーに保持された基板に
向けてエアーを照射可能に形成され、洗浄された基板を
乾燥させるためのエアーノズルが、少なくとも基板中央
から基板の外縁まで移動可能に構成されていることを特
徴とする洗浄装置を提供するものである。
【0021】また、この発明は、エアーノズルの先端に
エアーナイフが形成されていることを特徴とする。
【0022】さらに、この発明は、エアーノズルから基
板に向けて照射されるエアーの供給量に基づいてスピナ
ーの回転数が定義されることを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について詳細に説明する。
【0024】図1は、この発明の実施の形態が適用され
るスピン方式の基板洗浄装置を示す概略図である。
【0025】図1に示されるように、洗浄装置1は、洗
浄対象であるガラス基板を回転可能に支持するスピナー
2、スピナー2の周囲を覆うとともに、ガラス基板の洗
浄に用いられた電界イオン水等の薬液を回収するスピン
カップ3、スピナー2の上部の所定の位置に設けられた
詳述しない基板保持部2aにより保持される洗浄対象の
ガラス基板に向けて、電界イオン水などの薬液を供給す
る薬液供給部4、基板保持部2aに保持されたガラス基
板に向けて、所定圧力の乾燥空気(エアー)を供給する
エアー供給部5からなる。
【0026】スピナー2は、2000rpm程度の回転
数で回転可能な図示しないスピナーモータと、モータを
所定の速度で回転させる図示しない制御部からなる。
【0027】スピンカップ3は、スピナー2の基板保持
部2aにセットされたガラス基板が回転されることによ
りガラス基板の外縁部の外側に放出される電界イオン水
や機能水等に代表される薬液類を捕捉するカップ本体3
aおよび図示しない薬液回収(廃棄)機構からなる。
【0028】薬液供給部4は、図示しないモータ等によ
り回動可能に形成された回動アーム4a、回動アーム4
aの所定位置に設けられた第1ないし第3の薬液吐出ノ
ズル41,42および43、およびそれぞれのノズル4
1〜43に対して、予め割り当てられている薬液を供給
する図示しない薬液供給部およびタンク等からなる。な
お、例えば第1のノズル41には、機能水であるH
(過酸化水素水)が、第2のノズル42には、表面処
理剤であるHF(フッ化水素)が、また第3のノズル4
3には、リンス用の純水が、それぞれ供給される。
【0029】エアー供給部5は、図示しないモータ等に
より回動可能に形成された回動アーム5a、回動アーム
5aの所定位置に設けられたエアーノズル51と図示し
ないエアータンクからなる。
【0030】次に、図1に示した洗浄装置による洗浄の
方法と洗浄結果の良否について説明する。なお、洗浄対
象であるガラス基板には、大きさが300mm×400
mmのNHテクノグラス社製のガラスNA−35を用い
ている。
【0031】第1に、回転アーム4aの第1のノズル4
1から、スピナー2の保持部2aに固定されているガラ
スに、過酸化水素水が供給される。なお、照射時間すな
わち処理時間は、30secである。このとき、回転ア
ーム4aは、ガラスの表面の全域に過酸化水素水を提供
可能に、回動される。これにより、ガラスの表面全域が
洗浄される。なお、洗浄に利用された過酸化水素水は、
スピンカップ3により回収される。
【0032】続いて、第2のノズル42から、HF0.
5%溶液が、同様に10sec供給される。これによ
り、ガラス表面の自然酸化膜およびその中に取り込まれ
ている不純物を除去する。
【0033】以下、リンス用の純水が、同様に30se
c供給される。
【0034】この後、回動アーム4aが待避位置まで待
避され、基板保持部2aが、例えば200rpmの速度
で回転される。同時に、エアー供給部5の回動アーム5
aが保持部2a(ガラス)の中央付近に、移動される。
なお、スピナー2(基板保持部2a)が回転される速度
は、エアーノズル51からガラスに向けて照射されるエ
アーの供給量(強度)に基づいて、ガラスを乾燥可能な
条件内で最小の回転数に定義される。
【0035】以下、エアーノズル51から所定圧力で乾
燥空気が照射される。なお、エアーノズル51は、回動
アーム5aが回動されることにより、保持部2aにより
回転されているガラスの中央から外周(外縁)に向け
て、所定の速度で移動される。このとき、エアーノズル
51がガラスの外縁まで移動される(回動アーム5aの
回動行程)時間は、25secである。
【0036】この工程により、ガラス表面に残ったリン
ス用の純水およびガラス表面に付着している異物は、ス
ピンカップ3に向けて吹き飛ばされ、スピンカップ3に
より回収される。なお、保持部(ターンテーブル)2a
が回転される速度が、200rpmであるから、ガラス
が回転されることにより、ガラス表面に残存している純
水・他がミストとなってガラスの表面を浮遊すること
は、確認できない程度に低減されている。
【0037】乾燥後、ガラス表面に残存している異物を
カウントしたところ、1μm以上の異物は、10個以下
であり、実用上支障のないレベルであることが確認され
た。
【0038】[比較例]比較のため、図1に示した洗浄
装置によりエアーノズルによるエアーの供給を停止し
て、保持部2aの回転数を2000rpmとして周知の
洗浄方法と近似の工程により洗浄したガラスの表面に残
った1μm以上の異物を計数したところ、約100個が
確認されている。すなわち、遠心力を利用した周知の乾
燥方法ではミス卜を完全に除去することができないこと
が改めて確認されたことになる。
【0039】図2は、図1に示した洗浄装置の別の実施
の形態を説明する概略図である。なお、図1に示した洗
浄装置と同一の構成には、同じ符号を付して詳細な説明
を省略する。
【0040】図2に示されるように、洗浄装置11は、
ガラス基板(洗浄対象)を回転可能に支持するスピナー
2、スピナー2の周囲を覆うスピンカップ3、スピナー
2に保持されているガラス基板に向けて薬液を供給する
薬液供給部4、同保持部2aに保持されたガラス基板に
向けてエアーを放射するエアー供給部15からなる。
【0041】エアー供給部15は、スピナー2の保持部
2aが支持可能な最大のガラスの全域にエアーを照射可
能に、回動可能に形成された回動アーム5a、回動アー
ム5aの所定位置に設けられたエアーナイフ151、お
よび図示しないエアータンクからなる。なお、エアーナ
イフ151は、図1に示したエアーノズル51の先端部
を幅5cmのナイフ形状としたものである。また、エア
ーナイフの角度は、図2の拡大部に示すように、ガラス
の表面に対して20゜(ガラスの法線方向から70°)
としている。
【0042】以下、乾燥工程について説明する。なお、
エアーナイフ151がガラスの外縁まで移動される(回
動アーム5aの回動行程)時間は、15secである。
【0043】この工程により、ガラス表面に残ったリン
ス用の純水およびガラス表面に付着している異物は、ス
ピンカップ3に向けて吹き飛ばされ、スピンカップ3に
より回収される。
【0044】乾燥後、ガラス表面に残存している異物を
カウントしたところ、1μm以上の異物は、10個以下
であり、実用上支障のないレベルであることが確認され
た。また、図1に示した洗浄装置による乾燥時間に比較
して、乾燥時間は、3/5に短縮されている。
【0045】上述したように、この発明のスピン洗浄装
置においては、ガラスの表面に残存した異物を除去する
際に、遠心力(ターンテーブルの回転数)を低下させな
がらエアーを照射することにより、ミストが発生する要
因であるガラスの高速の回転を抑制できる。これによ
り、ミス卜が舞い上がるということ自体を抑止できる。
【0046】また、エアーノズルあるいはエアーナイフ
を洗浄(乾燥)対象であるガラスの表面の中央から外縁
部に順に移動させたことにより、パーティクルの増加の
要因であるミストが生じることを低減しながら、洗浄さ
れたガラス表面を短時間で、確実に乾燥させることがで
きる。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の基板洗
浄装置によれば、スピン方式を用いて洗浄されたガラス
表面を乾燥させる際のミスト付着による不所望なパーテ
ィクル増加が抑制されることから、洗浄(乾燥)時間が
低減される。また、歩留まりが向上されることで、コス
トが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態が適用される基板洗浄装
置の洗浄漕(スピナーとスピンカップ)の一例を説明す
る概略図。
【図2】図1に示した基板洗浄装置の洗浄漕の別の実施
の形態を示す概略図。
【符号の説明】
2 …スピナー、 2a…ガラス(基板)保持部、 3 …スピンカップ(回収部)、 4 …薬液供給部、 4a…回動アーム、 5 …エアー供給部、 5a…回動アーム、 51…エアーノズル、 151…エアーナイフ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に能動素子をマトリクス状に設け、
    その能動素子毎に画素電極を設けたアクティブマトリク
    ス基板を形成する工程に先だって基板を洗浄する洗浄装
    置において、 基板を所定速度で回転可能に保持するスピナーと、この
    スピナーに保持された基板に向けてエアーを照射可能に
    形成され、洗浄された基板を乾燥させるためのエアーノ
    ズルが、少なくとも基板中央から基板の外縁まで移動可
    能に構成されていることを特徴とする洗浄装置。
  2. 【請求項2】前記エアーノズルの先端に、エアーナイフ
    が形成されていることを特徴とする請求項1記載の洗浄
    装置。
  3. 【請求項3】前記エアーノズルから基板に向けて照射さ
    れるエアーの供給量に基づいて前記スピナーの回転数が
    定義されることを特徴とする請求項1または2のいづれ
    かに記載の洗浄装置。
JP11073489A 1999-03-18 1999-03-18 洗浄装置 Pending JP2000262988A (ja)

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