JP2003300028A - 清浄基板の製造方法、および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面が清浄化された基板を短時間で簡易に製
造することのできる清浄基板の製造方法、および製造装
置を提供することにある。 【解決手段】 純水により基板の表面を洗浄する水洗工
程と、洗浄工程により洗浄された基板の表面に水分が僅
かに残留するように水切りを行う水切り工程と、水切り
工程により水切りされた基板の表面に紫外線を照射する
紫外線処理工程を実行するとともに、紫外線処理工程に
おいて、光源からの熱によって前記基板の表面が１００
℃以上に熱せられるように紫外線を照射する。これによ
り、紫外線処理工程において、基板表面の有機物の分解
と乾燥とを一の工程で行うことができる。また、処理時
間を短縮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面が清浄化され
た清浄基板の製造方法、および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子や液晶表示素子等の製造工程
において、回路形成は、フォトマスクを用いたフォトエ
ッチング法によって行われることが多い。このフォトマ
スクとして、形成させたい回路パターンに対応する所定
のパターンを印刷したガラス基板が使用されることがあ
る。

【０００３】ここで、フォトマスクとして使用される基
板に塵埃、油分等の異物が付着していると、回路パター
ンに欠陥を生じてしまうおそれがある。このため、基板
には、あらかじめ表面を清浄化するための表面処理を施
しておく必要がある。

【０００４】この表面処理方法としては、例えば、ガ
ラス基板を純水で洗浄し、赤外線加熱装置により乾燥を
行った後、オゾン雰囲気下で紫外線照射を行うことによ
り残留した有機物を分解・除去する方法、あるいは、
あらかじめオゾン雰囲気下で紫外線照射を行って、ガラ
ス基板上の有機物を分解・除去した後、このガラス基板
を純水で洗浄し、赤外線加熱装置により乾燥を行う方
法、等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法では、大掛かりな装置を必要とし、また、処理に長時
間を要するという問題があった。

【０００６】本発明は、上記した事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、表面が清浄化された基板を短
時間で簡易に製造することのできる清浄基板の製造方
法、および製造装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、表面が清
浄化された基板を短時間で簡易に製造することのできる
清浄基板の製造方法、および製造装置を開発すべく鋭意
研究してきたところ、以下の知見を見出した。

【０００８】従来、水洗工程において基板に付着した水
分を放置すれば、乾燥後に水シミとなってしまうことか
ら、赤外線加熱装置等を使用した加熱乾燥工程が必須で
あると考えられていた。ところが、本発明者らは、全く
意外なことに、基板を水洗後、加熱処理を行って完全に
乾燥させた状態で紫外線処理に供するよりも、僅かに水
分が残留した状態で紫外線処理に供する方が、紫外線処
理にかかる時間を短縮できることを見出した。このよう
な処理時間短縮のメカニズムは必ずしも明らかではない
が、以下のように考えられる。

【０００９】通常、紫外線が照射されると、雰囲気中の
酸素が紫外線を吸収することによりオゾンが生成し、こ
のオゾンが光分解することにより活性酸素等の活性種を
生じる。そして、この活性種により基板表面の有機物が
分解される。ここで、基板の表面に僅かに水分が残留し
た状態で紫外線照射を行うと、雰囲気中の酸素やオゾン
の他に、残留している水分からも活性種が発生すると考
えられる。これにより、有機物の分解に寄与する活性種
の量が増大し、このことが処理時間の短縮に寄与してい
るものと考えられる。このようなことは、水シミ防止の
ために加熱乾燥工程が必須であると考えていた当業者に
おいては、一考もされていなかったのである。

【００１０】さらに、紫外線照射工程においては、光源
が点灯時に高温となることから、基板表面の温度がこの
熱を受けて僅かながら上昇し、残留する水分が揮散され
る。このことを利用すれば、別途の乾燥工程を経ること
なく、紫外線処理と同時に基板の乾燥を行うことができ
ることを見出した。本発明は、かかる新規な知見に基づ
いてなされたものである。

【００１１】すなわち、本発明は、表面が清浄化された
清浄基板を製造する方法であって、純水により基板の表
面を洗浄する水洗工程と、前記水洗工程により洗浄され
た前記基板の表面に水分が僅かに残留するように水切り
を行う水切り工程と、前記水切り工程により水切りされ
た前記基板の表面に紫外線を照射する紫外線処理工程と
を経ることを特徴とする。また、本発明に係る清浄基板
の製造装置は、表面が清浄化された清浄基板を製造する
装置であって、純水により基板の表面を洗浄する水洗部
と、前記水洗部により洗浄された前記基板の表面に水分
が僅かに残留するように水切りを行う水切り部と、前記
水切り部により水切りされた前記基板の表面に、光源か
らの熱によって前記基板の表面が１００℃以上に熱せら
れるように紫外線を照射する紫外線処理部とを備えたこ
とを特徴とする清浄基板の製造装置である。

【００１２】本発明において洗浄工程で使用される「純
水」とは、必ずしも純粋な水またはそれに近いものを意
味するのではなく、例えば半導体素子や液晶表示素子等
の製造工程において通常使用されるような、基板に悪影
響を及ぼさない程度に清浄な水であれば構わない。ま
た、本発明の水切り工程において、「僅かに」とは、後
の紫外線処理工程において、処理の促進に必要な活性種
を生じさせるのに充分な量であって、かつ、光源からの
熱によって速やかに揮散可能な程度に少量であることが
好ましい。このためには、例えば基板表面にガスを吹き
付けて水分を除去する方法を好適に使用することができ
る。ガスとしては、例えば乾燥空気等を使用することが
できる。

【００１３】さらに、本発明の紫外線処理工程において
は、基板の表面が１００℃以上に熱せられるように紫外
線照射を行うことが好ましい。１００℃以上としたの
は、これよりも温度が低ければ、基板表面の水分が速や
かに蒸発せず、乾燥が充分に行われなくなるおそれがあ
るためである。このとき、低出力の光源を使用すると、
光源の発熱が小さく、乾燥に充分な程度に基板表面が熱
せられないので、発光管の出力が４Ｗ／ｃｍ以上の高出
力の光源を用いることが好ましい。照射時間について
は、一概に限定できないが、例えば発光管の出力が４Ｗ
／ｃｍ以上の光源を使用する場合には、４０秒程度の照
射を行うことによって、充分に乾燥を行うことができ
る。光源としては、例えば波長１８５ｎｍ、および２５
４ｎｍの紫外光を発する低圧水銀灯などを使用すること
ができる。また、光源から基板表面までの距離について
は、一概に限定できないが、例えば発光管の出力が４Ｗ
／ｃｍ以上の光源を使用する場合には、１５ｍｍ〜６０
ｍｍとすることによって、充分に乾燥を行うことができ
る。

【００１４】

【発明の作用、及び発明の効果】本発明の清浄基板の製
造方法、および製造装置によれば、基板を水洗後、基板
の表面に僅かに水分が残留するように水切り処理を行
い、その後、紫外線処理に供する。このようにすれば、
基板表面に僅かに残留している水分からも活性種が発生
し、有機物の分解が促進される。これにより、処理時間
を短縮できる。

【００１５】また、紫外線処理工程において、光源から
の熱によって前記基板の表面が１００℃以上に熱せられ
るように紫外線照射を行う。このようにすれば、別途の
乾燥工程を経ることなく、紫外線処理と同時に乾燥を行
うことができる。これにより、大掛かりな乾燥装置を用
いることなく、清浄基板を簡易に製造することができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の清浄基板の製造方
法および製造装置を具体化した一実施形態について、図
１を参照しつつ、詳細に説明する。

【００１７】図１には、本実施形態における清浄基板の
製造装置１（以下、単に「製造装置１」と称する）を示
す。この製造装置１には、ガラス基板１２（本発明の基
板に該当する）を搬送するためのローラコンベア２が設
置されている。ローラコンベア２は、一対のフレーム
（図示せず）の間に円柱状のローラ３が並列に連ねられ
た構成となっており、このローラ３が一定方向に回転す
ることによってガラス基板１２を一定方向（図示矢印方
向）に搬送可能とされている。

【００１８】このローラコンベア２の上流側には、ガラ
ス基板１２の水洗を行うための水洗ブース４（本発明の
水洗部に該当する）が設けられている。水洗ブース４は
箱型に形成された水洗室５を備えており、その内部をロ
ーラコンベア２が通過するようになっている。水洗室５
の天井部には、純水１３を噴出可能な複数個の水洗ノズ
ル６が、ローラコンベア２の搬送方向にほぼ均一ピッチ
で設けられている。この水洗ノズル６は、図示しない給
水管を介して、純水１３を供給するためのポンプおよび
水槽に接続されている。

【００１９】また、水洗室５の内部において水洗ノズル
６よりも下流側には、エアブローノズル７（本発明の水
切り部に該当する）が備えられている。エアブローノズ
ル７は、全体としてローラコンベア２の幅方向に扁平な
筒状に形成されている。そして、その一端側は、ローラ
コンベア２により搬送されてくるガラス基板１２に向か
って乾燥空気１４を噴出可能な噴出口とされている。一
方、その他端側には接続口が設けられ、ここにチューブ
８が接続されている。このチューブ８は、乾燥空気１４
（本発明のガスに該当する）を供給するためのポンプに
接続されている。

【００２０】ローラコンベア２の下流側には、ガラス基
板１２の紫外線処理を行うための紫外線処理ブース９
（本発明の紫外線処理部に該当する）が設けられてい
る。紫外線処理ブース９は、水洗ブース４と同様に箱型
に形成された紫外線処理室１０を備えており、その内部
をローラコンベア２が通過するようになっている。紫外
線処理室１０の天井部には、複数個の低圧水銀灯１１
が、ローラコンベア２の搬送方向にほぼ均一ピッチで設
けられている。この低圧水銀灯１１は、出力４Ｗ／ｃｍ
の発光管を備えたものである。

【００２１】次に、この製造装置１を使用して清浄基板
を製造する方法について説明する。まず、ガラス基板１
２をローラコンベア２上に載置する。そして、ローラコ
ンベア２を駆動させて、ガラス基板１２を一定の速度で
搬送させる。

【００２２】ガラス基板１２は、ローラコンベア２によ
り水洗ブース４内に搬入され、水洗ノズル６の下方を通
過する。この間、ポンプが作動し、純水１３が水洗ノズ
ル６からガラス基板１２の表面１２Ａに向けて噴出され
る。これにより、ガラス基板１２の表面１２Ａの水洗が
行われる（水洗工程）。

【００２３】ガラス基板１２が水洗ノズル６の下側を通
過し、エアブローノズル７の設置位置まで搬送される
と、乾燥空気１４がエアブローノズル７に供給され、ガ
ラス基板１２の表面１２Ａに向けて噴出される。これに
より、ガラス基板１２の表面１２Ａの水切りを行う（水
切り工程）。このように水切り工程においては、乾燥空
気１４によって水滴が払われるのみであるため、ガラス
基板１２の表面１２Ａは完全に乾燥されず、僅かに水分
が残留する。

【００２４】次いで、ガラス基板１２は紫外線処理ブー
ス９に搬入され、低圧水銀灯１１の下方を通過する。こ
の間、低圧水銀灯１１が点灯し、ガラス基板１２の表面
１２Ａに紫外線が照射される（紫外線処理工程）。この
とき、ガラス基板１２の表面１２Ａにおける紫外線の照
射強度をモニターして４０ｍＷ／ｃｍ^２程度となるよう
に調節する。また、１枚のガラス基板１２につき４０秒
程度の照射が行われるようにガラス基板１２の搬送速度
を調節する。すると、紫外線により雰囲気中の酸素から
オゾンが生成し、このオゾンから活性種が発生する。そ
して、この活性種によってガラス基板１２の表面１２Ａ
に存在する有機物が分解、除去される。このとき、ガラ
ス基板１２の表面１２Ａには僅かに水分が残留している
から、この水分からも紫外線によって活性種が発生す
る。このため、有機物の分解が促進される。

【００２５】同時に、低圧水銀灯１１からの発熱によ
り、ガラス基板１２の表面が熱せられ、この熱によって
ガラス基板１２の表面１２Ａに残留する水分が蒸発す
る。このとき、低圧水銀灯１１としては、発光管の出力
が４Ｗ／ｃｍという高出力のものを用いているため、低
圧水銀灯１１は、その下方を通過するガラス基板１２の
表面を１００℃以上に熱するために充分な程度に発熱す
る。そして、照射時間を４０秒程度とすることにより、
水分が完全に蒸発し、乾燥が充分に行われる。このよう
にして、清浄基板が製造される。

【００２６】以上のように本実施形態によれば、紫外線
処理工程において、ガラス基板１２の表面温度が１００
℃以上となるように紫外線照射を行う。このようにすれ
ば、別途の乾燥工程を経ることなく、ガラス基板１２の
表面１２Ａの有機物の分解と乾燥とを一の工程で行うこ
とができる。これにより、赤外線加熱装置等の大掛かり
な乾燥装置を用いることなく、短時間で簡易にガラス基
板１２の清浄化を行うことができる。

【００２７】また、ガラス基板１２を水洗後、水切り処
理を行うのみで紫外線処理に供するため、ガラス基板１
２の表面１２Ａに僅かに残留している水分からも活性種
が発生し、有機物の分解が促進される。これにより、処
理時間を短縮できる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。

【００２９】＜実施例＞ １）試料 ガラス基板としては、厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラ
スを用いた。

【００３０】２）洗浄処理 ガラス基板の表面に、水洗ノズルを用いて純水を吹き付
けることにより、洗浄を行った。洗浄後、このガラス基
板の表面に、ブローオフノズルを用いて乾燥空気を吹き
付けることにより、水切りを行った。

【００３１】３）紫外線処理 紫外線ランプとして、発光管の出力が４Ｗ／ｃｍの低圧
水銀灯を用いた。この低圧水銀灯を用いて、上記２）で
洗浄処理したガラス基板について、露光距離４０ｍｍで
紫外線照射を行った。このとき、ガラス基板の表面にお
ける紫外線強度を、オーク製作所製紫外線強度測定機Ｍ
−０２、ＵＶ−２５により測定したところ、４０ｍＷ／
ｃｍ^２であった。また、所定時間毎に、このガラス基板
の純水に対する接触角を測定し、接触角が４°になるま
で紫外線照射を続けた。なお、ガラス基板の表面の汚れ
が少ないほど接触角は小さくなり、清浄なガラス基板表
面の純水に対する接触角は４°である。

【００３２】＜比較例＞洗浄処理を行わなかった他は、
実施例と同様にして紫外線処理を行った。

【００３３】＜結果と考察＞実施例および比較例におけ
る、紫外線の積算光量と純水の接触角との関係を示すグ
ラフを、図２に示した。なお、積算光量（ｍＪ／ｃ
ｍ^２）は紫外線強度（ｍＷ／ｃｍ^２）と照射時間（ｓ）
の積で表される値である。

【００３４】紫外線処理前に洗浄および水切りを行った
場合（実施例）においては、紫外線処理開始前のガラス
基板の接触角は、約２０°〜２８°であった。また、接
触角が４°に達するまでの積算光量は、約５００ｍＪ／
ｃｍ^２であった。

【００３５】一方、紫外線処理前に洗浄および水切りを
行わなかった場合（比較例）においては、紫外線処理開
始前のガラス基板の接触角は、約４０°〜４６°であっ
た。また、接触角が４°に達するまでの積算光量は、約
１０５０ｍＪ／ｃｍ^２であった。ここで、洗浄等を行わ
ない場合のガラス基板の接触角が、洗浄等を行ったガラ
ス基板の初期の接触角と同程度の約２５°に達したの
は、積算光量が約２５０ｍＪ／ｃｍ^２に達したときであ
る。そして、接触角が２５°から４°に達するまでには
積算光量約８００ｍＪ／ｃｍ^２を要している。

【００３６】このことから、紫外線処理前に洗浄等を行
った場合の方が、行わなかった場合と比較して、処理時
間が短縮されており、必要な積算光量が少なくなってい
るといえる。このように、ガラス基板の表面に僅かに水
分が存在する状態で紫外線処理を行うと、処理時間を短
縮できることが分かった。

【００３７】なお、本発明の技術的範囲は、上記した実
施形態によって限定されるものではなく、次に記載する
ようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、
本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものであ
る。 （１）上記実施形態では、ガラス基板１２の洗浄を、水
洗ノズル６を使用して純水１３をガラス基板１２に吹き
付けることにより行ったが、本発明によれば、洗浄方法
は上記実施形態に限るものではなく、例えば純水中に基
板を浸漬することにより行ってもよい。 （２）上記実施形態では、ガラス基板１２の表面１２Ａ
の水切りを、乾燥空気１４を吹き付けることにより行っ
たが、本発明によれば、水切りに使用するガスは上記実
施形態の限りではなく、例えば窒素等の不活性ガスを用
いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の表面処理装置の概略図

【図２】紫外線の積算光量と接触角との関係を示すグラ
フ

【符号の説明】

１…製造装置 ４…水洗ブース（水洗部） ７…エアブローノズル（水切り部） ９…紫外線処理ブース（紫外線処理部） １２…ガラス基板（基板） １２Ａ…表面 １３…純水 １４…乾燥空気（ガス）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ // Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４８ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４８Ｇ ６５１ ６５１Ｍ (72)発明者 坂元 弘実 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 湯浅 純一 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 FA21 FA30 HA01 MA20 2H090 JA06 JA07 JC19 3B116 AA01 AB14 BB22 BB82 BC01 CC03 3B201 AA01 AB14 BB22 BB93 CC11 CC12 4G059 AA01 AA08 AB01 AB02 AB09 AB11 AC24 AC30

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面が清浄化された清浄基板を製造する
   方法であって、 純水により基板の表面を洗浄する水洗工程と、 前記水洗工程により洗浄された前記基板の表面に水分が
   僅かに残留するように水切りを行う水切り工程と、 前記水切り工程により水切りされた前記基板の表面に紫
   外線を照射する紫外線処理工程とを経ることを特徴とす
   る清浄基板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記紫外線処理工程において、光源から
   の熱によって前記基板の表面が１００℃以上に熱せられ
   るように紫外線を照射することを特徴とする清浄基板の
   製造方法。
3. 【請求項３】 表面が清浄化された清浄基板を製造する
   装置であって、 純水により基板の表面を洗浄する水洗部と、 前記水洗部により洗浄された前記基板の表面に水分が僅
   かに残留するように水切りを行う水切り部と、 前記水切り部により水切りされた前記基板の表面に、光
   源からの熱によって前記基板の表面が１００℃以上に熱
   せられるように紫外線を照射する紫外線処理部とを備え
   たことを特徴とする清浄基板の製造装置。