JP2003332287A - 基板洗浄方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄液の供給態様を工夫することにより、洗
浄具の汚染に起因する基板の相互汚染を防止する。 【解決手段】 ブラシ９が基板に対して作用していない
非作用位置にある際に、ブラシ９に対して洗浄液Ｍを噴
霧してブラシ９を洗浄する。洗浄液Ｍを噴霧することに
より、気体とともに液滴が供給され、ブラシ９に液滴が
あたる際の衝撃によってブラシ９を傷めることなく十分
に清浄化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）
に対して、ナイロンやモヘアからなる多数の毛や、ＰＶ
Ａ（ポリビニルアルコール）製のスポンジなどの洗浄具
を作用させて洗浄処理を施す基板洗浄方法及びその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多数の毛またはスポンジ製のブラ
シを用いた基板の洗浄においては、基板の汚れがブラシ
に転写・蓄積されるので、基板を洗浄する能力が次第に
低下してゆくことが知られている。そこで、従来の装置
では、低圧純水リンス配管に接続されたノズルからブラ
シに対して純水を吐出させて、ブラシを洗浄する構成を
採っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、従来の装置は、十分にブラシの洗浄が
行えないので、ブラシを介した基板の相互汚染が生じる
という問題がある。

【０００４】なお、ブラシに対して高圧で純水を供給す
ると、ブラシにダメージを与えるので現実的な解決法と
は成り得ない。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、洗浄液の供給態様を工夫することに
より、洗浄具の汚染に起因する基板の相互汚染を防止す
ることができる基板洗浄方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の方法発明は、洗浄具を基板に作用
させて基板に対して洗浄処理を施す基板洗浄方法におい
て、前記洗浄具が基板に対して非作用位置にある場合
に、前記洗浄具に対して洗浄液を噴霧して洗浄を行うこ
とを特徴とするものである。

【０００７】（作用・効果）洗浄具が基板に対して作用
していない非作用位置にある際に、洗浄具に対して洗浄
液を噴霧し、これにより洗浄具を洗浄する。洗浄液を噴
霧することにより、洗浄液が連続的に洗浄具に対して供
給されるのではなく、気体とともに液滴が供給されるこ
とになる。したがって、洗浄具に液滴があたる際の衝撃
によって洗浄具を傷めることなく十分に清浄することが
できる。

【０００８】なお、ここでいう「非作用位置」とは、基
板に対して洗浄具が作用していない位置であり、例え
ば、基板が保持される位置の側方や、さらにその下方、
または上方も含むものである。

【０００９】また、請求項２に記載の装置発明は、洗浄
具を基板に作用させて基板に対して洗浄処理を施す基板
洗浄装置において、前記洗浄具が基板に対して非作用位
置にある場合に、前記洗浄具に対して洗浄液を噴霧する
洗浄液供給手段を備えていることを特徴とするものであ
る。

【００１０】（作用・効果）洗浄具が基板に対して作用
していない非作用位置にある際に、洗浄具に対して洗浄
液供給手段から洗浄液を噴霧し、これにより洗浄具を洗
浄する。洗浄液を噴霧する供給態様を採用することによ
り、洗浄液が連続的に洗浄具に対して供給されるのでは
なく、気体とともに液滴が供給されることになる。した
がって、洗浄具に液滴があたる際の衝撃によって洗浄具
を傷めることなく洗浄具を十分に清浄することができ
る。

【００１１】なお、「洗浄液供給手段」としては、洗浄
液を気体とともに供給する二流体ノズルが好適である。
また、「洗浄液」としては、純水またはアンモニアなど
の塩基系の薬液を含むものが利用可能である。さらに、
「気体」としては、空気または窒素などの不活性ガスを
含む気体が利用できる。

【００１２】また、ここでいう「非作用位置」とは、基
板に対して洗浄具が作用していない位置であり、例え
ば、基板の側方や、さらにその下方、または上方も含む
ものである。

【００１３】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の基板洗浄装置において、前記非作用位置には、
前記洗浄具を載置する待機ポットが設けられており、前
記洗浄液供給手段が前記待機ポットに備えられているこ
とを特徴とするものである。

【００１４】（作用・効果）非作用位置に設けられた待
機ポットに洗浄液供給手段を配備して洗浄処理を行うこ
とにより、基板に対して洗浄具が作用していない待機時
間を利用して洗浄具の清浄化を図ることができる。

【００１５】また、請求項４に記載の発明は、請求項２
または３に記載の基板洗浄装置において、前記洗浄液供
給手段は、前記洗浄具の下面及び周縁部に洗浄液を供給
することを特徴とするものである。

【００１６】（作用・効果）洗浄具の下面及び周縁部
は、最も基板の汚れが付着する部分である。したがっ
て、洗浄液供給手段により、その部分に洗浄液が供給さ
れるようにすることにより、効率的に汚れを落とすこと
ができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。図１及び図２は本発明の一実施例に
係り、図１は実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示
した平面図であり、図２はその縦断面図である。

【００１８】処理対象である基板Ｗは、スピンチャック
１に水平姿勢で支持され、その姿勢で処理が施される。
このスピンチャック１は、吸引式であるが、基板Ｗの周
縁部を当接支持する複数個の立設ピンを備えた、いわゆ
るメカチャックであってもよい。スピンチャック１は、
モータ３の回転軸に連動連結されており、モータ３の駆
動によりスピンチャック１が回転軸Ｐ１周りに回転す
る。

【００１９】スピンチャック１の周囲には、洗浄液の飛
散を防止するための飛散防止カップ５が配備されてい
る。飛散防止カップ５の側方には、洗浄を行うブラシ式
洗浄機構７が配備されている。

【００２０】このブラシ式洗浄機構７は、基端部の揺動
軸Ｐ２周りに先端部のブラシ９を基板Ｗの上面に作用さ
せて洗浄処理を施す。揺動軸Ｐ２周りの揺動は、モータ
１０によって行われる。また、先端部で下方に向けられ
たブラシ９は、揺動とともに自転軸Ｐ３周りに回転駆動
される。なお、ブラシ９が基板Ｗに対して作用してない
非作用位置にある場合には、ブラシ９自身の洗浄を行う
ために、待機ポット１１にブラシ９が緩挿される。

【００２１】なお、上記ブラシ９は、例えば、ＰＶＡ
（ポリビニルアルコール）製であり、その径が２０ｍｍ
程度である。これが本発明における洗浄具に相当する。

【００２２】飛散防止カップ５の周囲には、さらに基板
Ｗの上面に向けて飛散防止カップ５越しに洗浄液を供給
する供給ノズル１２が配備されている。

【００２３】上述したモータ３と、モータ１０と、スピ
ンチャック１の吸着・解除等は、制御部１３によって統
括制御されている。この制御部１３は、待機ポット１１
に緩挿されたブラシ９の洗浄を行うためのソフトスプレ
ーノズル１５からの洗浄液の供給制御も行っている。

【００２４】なお、上記ソフトスプレーノズル１５が本
発明における洗浄液供給手段に相当する。

【００２５】このソフトスプレーノズル１５は、窒素ガ
ス供給源１７と純水供給源１９からそれぞれ供給される
窒素ガス（Ｎ₂）及び純水を混合して、洗浄ミストを形
成し、これをブラシ９に対して吐出する。つまり、ソフ
トスプレーノズル１５によって、ブラシ９に対して洗浄
液を噴霧する。

【００２６】ソフトスプレーノズル１５について、図３
を参照して説明する。なお、図３は、ソフトスプレーノ
ズルの縦断面図である。

【００２７】ソフトスプレーノズル１５は、純水ＤＩＷ
が供給される純水導入管１７内に、窒素ガスＧが供給さ
れるガス導入管１９が挿入された二重管構造となってい
る。また、純水導入管１７内のガス導入管１９先端部よ
り下流側は、窒素ガスＧと純水ＤＩＷとが混合される混
合部２１を形成する。

【００２８】洗浄液Ｍは、加圧された窒素ガスＧと純水
ＤＩＷとが混合部２１において混合されることによって
形成される。形成された洗浄液Ｍは、混合部２１の下流
に位置する、先絞り形状を呈する加速管２３によって加
速され、吐出孔２５から霧状に吐出される。なお、ガス
導入管１９の先端部開口径は、吐出孔２５の開口径より
若干小さく形成されている。

【００２９】ソフトスプレーノズル１５には、窒素ガス
供給源１７と純水供給源１９が連通接続されている。そ
れぞれの供給配管２７，２９には、操作弁３１，３３が
配設されている。これらの操作弁３１，３３は、予め流
量が所定値となるように調節されており、制御部１３は
その開閉を制御する。

【００３０】なお、窒素ガスＧと純水ＤＩＷの流量は、
例えば、３０〜８０リットル／ｍｉｎ及び５０〜１５０
ｃｃ／ｍｉｎである。これらの流量は、ブラシ９の汚染
度合いに応じて適宜に設定すればよく、流量が少な過ぎ
ると清浄度が低くなり、流量が多過ぎるとブラシ９を損
傷するとともに、窒素ガスＧと純水ＤＩＷの消費量が増
大する。

【００３１】図４に示すように、待機ポット１１は、上
部に開口３１を備え、基板Ｗの洗浄によって汚れが付着
したブラシ９がここに緩挿される。待機ポット１１の側
壁には、上述したソフトスプレーノズル１５が配備され
ている。このソフトスプレーノズル１５は、その吐出孔
２５が上方に向くように傾斜姿勢で取り付けられてい
る。その傾斜度合いは、噴霧された洗浄液Ｍがブラシ９
の下面９ａ及び周縁部９ｂを覆う程度が好ましい。ま
た、ブラシ９が回転しているので、下面９ａは少なくと
もその中心部に洗浄液Ｍが噴霧されればよい。ブラシ９
に噴霧されて汚れを含む洗浄液Ｍは、待機ポット１１の
底面に形成されている排液口３３から排出される。

【００３２】なお、洗浄液Ｍに塩基系の薬液（例えば、
アンモニア）を混合して化学力によって汚れを落とそう
とする構成では、ブラシ９の洗浄に使用した洗浄液Ｍを
浄化処理する必要があるが、本実施例では純水ＤＩＷを
使っているのでそのような必要がない。

【００３３】次に、図５を参照して、ブラシ９の洗浄処
理について説明する。なお、図５は、洗浄の様子を模式
的に示した図であり、(a)は基板Ｗの洗浄後、(b)はブラ
シ９の洗浄開始時、(c)はブラシ９の洗浄終了時を示
す。

【００３４】汚染された基板Ｗがスピンチャック１に吸
着保持された後、制御部１３はモータ３を回転駆動させ
て、基板Ｗを一定速度で回転駆動する。次に、モータ１
０を回転駆動させて、自転しているブラシ９を基板Ｗの
上方に移動させる。そして、供給ノズル１２から基板Ｗ
の表面に洗浄液を吐出しながら、ブラシ９を下降させ
る。次いで、基板Ｗの表面に対してブラシ９を作用させ
ながら、モータ１０を回転させて、ブラシ９を基板Ｗの
径方向に揺動させて基板Ｗに対する洗浄処理を行う。

【００３５】基板Ｗに対する上記の洗浄処理を所定時間
だけ行った後、ブラシ９を上昇させるとともにモータ１
０を回転させてブラシ９を基板Ｗに作用しない位置に移
動させる。そして、ブラシ９を待機ポット１１の開口３
１に緩挿する。この状態を示すのが図５（ａ）である。
ブラシ９の下面９ａ及び周縁部９ｂには、基板Ｗに付着
していた汚れＤが付着している。

【００３６】ブラシ９が開口３１に緩挿された後、制御
部１３は操作弁３１，３３を開放する。これによりソフ
トスプレーノズル１５から洗浄液Ｍが噴霧され、自転し
ているブラシ９の下面９ａ及び周縁部９ｂに付着してい
る汚れＤを含む部分に洗浄液Ｍが供給される。この状態
が図５（ｂ）である。

【００３７】洗浄液Ｍが噴霧されることにより、窒素ガ
スＧとともに純水ＤＩＷの液滴が供給され、ブラシ９に
純水ＤＩＷの液滴があたる際の衝撃によってブラシ９の
汚れＤが除去される。この状態を示すのが図５（ｃ）で
ある。

【００３８】このようにブラシ９が基板Ｗに対して作用
していない非作用位置にある際に、ブラシ９に対して洗
浄液Ｍを噴霧して洗浄する。洗浄液Ｍを噴霧することに
より、窒素ガスＧとともに純水ＤＩＷの液滴が供給さ
れ、ブラシ９に純水ＤＩＷの液滴があたる際の衝撃によ
り、ブラシ９を傷めることなくブラシ９を十分に清浄化
することができる。

【００３９】次に、従来例と本発明との比較を行う。図
６（ａ）は従来例によるブラシ９の洗浄効果を示すグラ
フであり、図６（ｂ）は本発明によるブラシ９の洗浄効
果を示すグラフである。なお、この実験においては、窒
素ガスＧ及び純水ＤＩＷの流量がそれぞれ１３０リット
ル／ｍｉｎ及び１５０ｃｃ／ｍｉｎである。

【００４０】図６（ａ）のグラフでは、まずブラシ９に
よる洗浄を行う前に、清浄な４枚の基板Ｗについてパー
ティクルカウンタを用いて０．１２μｍより大なるパー
ティクルをカウントした値を初期値としている。次に、
清浄な４枚の基板Ｗをブラシ９で洗浄処理した後、パー
ティクルカウンタによって上記同様に計数した結果と初
期値との差分を示している。これがグラフ中の「洗浄
前」を示す。これにより、清浄なブラシ９では基板Ｗが
ほとんど汚染されないことがわかる。

【００４１】次に、清浄な４枚の基板Ｗについてパーテ
ィクルカウンタを用いて０．１２μｍより大なるパーテ
ィクルをカウントした値を初期値とし、上記の基板Ｗと
は異なる汚れた２５枚の基板Ｗをブラシ９で洗浄処理
し、従来例によってブラシ９を洗浄した後に、再度４枚
の清浄な基板Ｗをブラシ９で洗浄処理してからパーティ
クルをカウントした際の測定値と初期値との差分を示し
ている。これがグラフ中の「洗浄後」である。これによ
り、汚れたブラシ９を従来例で洗浄しても、ブラシ９の
汚れが十分に落とせていないので、基板Ｗに多くの汚れ
が転写されることがわかる。

【００４２】一方、上記同様の処理を、ブラシ９に対し
て洗浄液Ｍを噴霧する上述した実施例の構成で行ったの
が、図６（ｂ）のグラフである。従来例では、汚れた基
板Ｗを処理した後、ブラシ９の洗浄後においてパーティ
クルの増加数が増大しており、次なる基板Ｗに対して汚
れが転写されて相互汚染を引き起こしていることが明ら
かである。その一方、本発明では、洗浄の前後でパーテ
ィクルの増加数が従来例に比較して極端に少なくなって
いることがわかる。つまり、本発明では、ブラシ９の洗
浄が十分に行われていることを示している。

【００４３】本発明は、上記の実施例に限定されるもの
ではなく、以下のように変形実施が可能である。

【００４４】（１）ソフトスプレーノズル１５を待機ポ
ット１１に対して、図７の変形例に示すように配備する
ようにしてもよい。

【００４５】すなわち、ソフトスプレーノズル１５Ａ，
１５Ｂの二本構成とし、ほぼ水平姿勢に取り付けたソフ
トスプレーノズル１５Ａによってブラシ９の側面９ｃ及
び周縁部９ｂに洗浄液Ｍを噴霧し、傾斜姿勢で取り付け
たソフトスプレーノズル１５Ｂによってブラシ９の下面
９ａに洗浄液Ｍを噴霧する。

【００４６】また、さらに多くのソフトスプレーノズル
１５を配備してもよい。

【００４７】（２）待機ポット１１にソフトスプレーノ
ズル１５を配備したが、待機ポット１１とは異なるノズ
ル洗浄専用のポットを設けて、ここでブラシ９の洗浄を
行うようにしてもよい。

【００４８】また、基板Ｗがスピンチャック１に保持さ
れていないときに、平面視でスピンチャック１と飛散防
止カップ５との間の位置にブラシ９を移動させ、その状
態で、飛散防止カップ５の側壁に設けたソフトスプレー
ノズル１５から洗浄液Ｍを噴霧するようにしてもよい。

【００４９】（３）ソフトスプレーノズル１５は、上述
したような二重管構造を有する構成の他に、二本のノズ
ルを交差するように組み合わせて洗浄液Ｍを噴霧する構
成を採用してもよい。

【００５０】（４）ＰＶＡ製のブラシ９に限定されるも
のではなく、ナイロンやモヘアからなる多数の毛を備え
たブラシ９であっても本発明を適用することができる。

【００５１】（５）洗浄液Ｍは、純水ＤＩＷと窒素ガス
Ｇだけに限定されるものではなく、化学力を併用してブ
ラシ９の清浄化を図るために薬液を含めるようにしても
よい。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、洗浄具が基板に対して作用していない非作用
位置にある際に、洗浄具に対して洗浄液を噴霧する供給
態様により洗浄具を洗浄する。洗浄液を噴霧することに
より、気体とともに液滴が供給され、洗浄具に液滴があ
たる際の衝撃により、洗浄具を傷めることなく洗浄具を
十分に清浄化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示した
平面図である。

【図２】実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示した
縦断面図である。

【図３】ソフトスプレーノズルの縦断面図である。

【図４】待機ポットの縦断面図である。

【図５】洗浄の様子を模式的に示した図であり、(a)は
基板の洗浄後、(b)は洗浄開始時、(c)は洗浄終了時を示
す。

【図６】洗浄の効果を説明するグラフであり、(a)は従
来例、(b)は本発明を示す。

【図７】変形例を示す待機ポットの縦断面図である。

【符号の説明】

Ｗ … 基板 １ … スピンチャック ７ … ブラシ式洗浄機構７ ９ … ブラシ ９ａ … 下面 ９ｂ … 周縁部 １０ … モータ １１ … 待機ポット １５ … ソフトスプレーノズル（洗浄液供給手段） Ｍ … 洗浄液

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 亀井 裕雄 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 FA30 HA01 MA20 2H090 JB02 JC19 3B201 AA47 BB01 BB22 BB92 BB93 BB95 CD23 4G059 AA08 AB19 AC24

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄具を基板に作用させて基板に対して
   洗浄処理を施す基板洗浄方法において、 前記洗浄具が基板に対して非作用位置にある場合に、前
   記洗浄具に対して洗浄液を噴霧して洗浄を行うことを特
   徴とする基板洗浄方法。
2. 【請求項２】 洗浄具を基板に作用させて基板に対して
   洗浄処理を施す基板洗浄装置において、 前記洗浄具が基板に対して非作用位置にある場合に、前
   記洗浄具に対して洗浄液を噴霧する洗浄液供給手段を備
   えていることを特徴とする基板洗浄装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の基板洗浄装置におい
   て、 前記非作用位置には、前記洗浄具を載置する待機ポット
   が設けられており、 前記洗浄液供給手段が前記待機ポットに備えられている
   ことを特徴とする基板洗浄装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３に記載の基板洗浄装置
   において、 前記洗浄液供給手段は、前記洗浄具の下面及び周縁部に
   洗浄液を供給することを特徴とする基板洗浄装置。