JP2005033092A

JP2005033092A - 洗浄装置および洗浄方法

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Publication number: JP2005033092A
Application number: JP2003272649A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yasutake; 健司安武
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】液晶表示素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等のフラット
パネルディスプレイや半導体の製造工程で用いられるガラス基板、シリコン基板
を洗浄する際に、粒径が１μｍ以下のサブミクロンサイズのパーティクルを除去
する。
【解決手段】洗浄装置は、被洗浄基板１を搬送する搬送ローラ２と、被洗浄基
板１の被洗浄面の表面に洗浄液５を噴出するジェットノズル３と、被洗浄基板１
の被洗浄面の裏面に超音波を印加した洗浄液８を噴射する超音波ノズル７とを備
え、ジェットノズル３から洗浄液５を高速で噴出して被洗浄基板１の表面に付着
しているパーティクル６を回転移動させ、超音波ノズル７からの超音波振動で回
転移動しているパーティクル６を被洗浄基板１の表面より浮上させ、該パーティ
クル６に作用する揚力によりパーティクル６を流れの境界層から離脱させ、装置
外に排出する。
【選択図】図１

Description

この発明は、洗浄装置および洗浄方法に関し、たとえば、液晶表示素子、ＰＤ
Ｐ（プラズマディスプレイパネル）等のフラットパネルディスプレイの洗浄や半
導体装置の製造工程で使用可能な洗浄装置および洗浄方法に関する。

液晶表示素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等のフラットパネルデ
ィスプレイや半導体装置の製造工程で用いられる従来の洗浄方法としては、回転
するブラシを被洗浄基板表面にこすりつけるブラシ洗浄、洗浄液に超音波を照射
して発生したキャビティーの崩壊時の衝撃力を利用したキャビテーション洗浄、
高周波の振動加速度を利用する超音波洗浄、洗浄液を高速で噴射して流れの剪断
力を利用する高速流れ洗浄がある。

また、特開２０００−１８８２７３号公報には、回転している半導体基板の被
洗浄面に向けて高圧洗浄液を噴出しつつ高周波を印加する工程を含む半導体基板
の洗浄方法が開示されている。
特開２０００−１８８２７３号公報

液晶表示素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等のフラットパネルデ
ィスプレイは、多面取りにおける生産性向上のため、今後ますます基板の大型化
が進む一方、市場ニーズとして表示品位の高密度高精細化が要求される。しかし
、従来の洗浄装置および洗浄方法では以下の課題が残されている。

高密度高精細化のために１μｍ以下のサブミクロンレベルのパーティクル除去
能力が要求されるが、ブラシ洗浄、キャビテーション洗浄、超音波洗浄、高速流
れ洗浄では粒径が１μｍサイズ以下のパーティクルの除去が困難である。特に大
型化する基板に対して、面内を均一に洗浄することは困難である。

また、上記の特開２０００−１８８２７３号公報に記載の発明では、回転して
いる６インチ程度の小型のシリコン基板に円筒形ノズルから洗浄液を高速に噴射
し、キャビテーションにより発生する高周波を用いてパーティクルを除去してい
るが、たとえばフラットパネルディスプレイに用いられる対角１ｍを超えるよう
な大型基板を上記の方法で洗浄することは現実的ではない。

そこで、本発明の目的は、たとえば液晶表示素子、ＰＤＰ（プラズマディスプ
レイパネル）等のフラットパネルディスプレイや半導体装置の製造工程で用いら
れるガラス基板やシリコン基板等を洗浄する際に、粒径が１μｍ以下のサブミク
ロンサイズのパーティクルを除去可能な洗浄装置および洗浄方法を提供すること
にある。

本発明に係る洗浄装置は、１つの局面では、被洗浄基板の被洗浄面に洗浄液を
噴出する第１ノズルと、被洗浄基板の被洗浄面の裏面に超音波を印加した液体を
噴射する第２ノズルとを備える。

本発明に係る洗浄装置は、他の局面では、被洗浄基板を搬送する搬送機構と、
被洗浄基板の被洗浄面に洗浄液を噴出するジェットノズルと、被洗浄基板の被洗
浄面の裏面に超音波を印加した液体を噴射する超音波ノズルとを備える。

上記のように被洗浄基板の被洗浄面側と裏面側とにそれぞれノズルを備えるこ
とにより、一方のノズルから被洗浄面に洗浄液を噴出してパーティクルを回転移
動させながら、該パーティクルを振動させて被洗浄面から浮上させることができ
る。

上記ジェットノズルの数は、単数であっても複数であってもよい。ジェットノ
ズルを複数設けた場合、被洗浄基板の搬送方向に並べて配置し、各ジェットノズ
ルの噴出口が被洗浄基板の搬送方向に対し略直角方向を向くようにすることが好
ましい。このとき各ジェットノズルは被洗浄基板中央部から被洗浄基板端部に向
かって洗浄液を交互に逆方向に噴出する。

ジェットノズルを被洗浄基板の搬送方向に対し略直角方向に複数並べて配置し
てもよい。この場合、搬送方向に対し略直角方向に並ぶジェットノズルは洗浄液
を同方向に噴出する。

洗浄液の噴出方向におけるジェットノズルの中心線（洗浄液の流れの中心線）
が被洗浄基板の被洗浄面と交わる位置が、液体の噴出方向における超音波ノズル
の中心線（液体の流れの中心線）が被洗浄面の裏面と交わる位置に対して、被洗
浄基板搬送方向の１０ｍｍ〜２０ｍｍ下流であることが好ましい。

ジェットノズルから噴射される洗浄液の被洗浄基板の表面における流速は、好
ましくは、１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下である。また、超音波ノズルから
発振される超音波の周波数成分は、好ましくは、１ＭＨｚ以上のものを含む。

ジェットノズルの噴出口の幅寸法は、好ましくは、被洗浄基板の搬送方向と直
交する方向における被洗浄基板の幅寸法よりも大きい。超音波ノズルの噴出口の
幅寸法も、被洗浄基板の搬送方向と直交する方向における被洗浄基板の幅寸法よ
り大きいことが好ましい。

洗浄液の噴出方向におけるジェットノズルの中心線と、被洗浄基板の表面との
なす角度は、好ましくは１０〜２０度程度の範囲である。

ジェットノズルから噴射する洗浄液と、超音波ノズルから噴射する液体とは、
同じ成分の液体で構成してもよいが、異なる成分の液体で構成してもよい。たと
えば、上記洗浄液としては洗浄力の優れた液体を採用し、上記液体としては被洗
浄基板の被洗浄面の裏面への超音波の伝播特性が良好な液体を採用することが考
えられる。具体的には、上記洗浄液や液体として、超純水、アルカリ水素水、オ
ゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水のいず
れかまたはこれらの混合液を採用可能である。

本発明に係る洗浄方法は、１つの局面では、被洗浄基板の表面に第１ノズルか
ら洗浄液を噴射しながら被洗浄基板の裏面に第２ノズルから液体を介して超音波
を印加することにより、被洗浄基板の表面を洗浄することを特徴とする。

本発明に係る洗浄方法は、他の局面では、次の各工程を備える。ジェットノズ
ルから噴射される洗浄液により被洗浄基板の表面に付着したパーティクルを回転
移動させる。超音波ノズルから発振される超音波振動によりパーティクルを被洗
浄基板の表面から浮上させる。パーティクルをマグヌス効果により洗浄液の流れ
の境界層から離脱させる。境界層から離脱したパーティクルを洗浄液の主流によ
り装置外に除去する。ここで、境界層とは、被洗浄基板表面近傍の相対的に低速
な流れの領域をいい、主流とは境界層以外の相対的に高速な流れの領域をいう。

上記のように被洗浄基板の表面に一方のノズルから洗浄液を噴射しながら被洗
浄基板の裏面に超音波を印加することにより、被洗浄面上でパーティクルを回転
移動させながら、該パーティクルを振動させて被洗浄面から浮上させることがで
きる。

本発明の洗浄装置および洗浄方法によれば、回転移動中のパーティクルを振動
させて被洗浄面から浮上させることができるので、たとえばマグヌス効果により
パーティクルに揚力を与えることができ、被洗浄面へのパーティクルの再付着を
防止しながら装置外にパーティクルを搬出することができる。その結果、サブミ
クロンのパーティクルをも除去することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の１つの実施の形態における洗浄装置の側面図であり、図２は該
洗浄装置の平面図である。

図１および図２に示すように、本実施の形態における洗浄装置は、被洗浄基板
１を搬送する搬送機構としての搬送ローラ２と、被洗浄基板１の被洗浄面に洗浄
液を噴出するジェットノズル３と、被洗浄基板の被洗浄面の裏面に超音波を印加
した液体を噴射する超音波ノズル７とを備える。

被洗浄基板１は、搬送ローラ２上を図中矢印で示す搬送方向９に搬送される。
被洗浄基板１の上方にジェットノズル３が被洗浄基板１の表面に対して一定の角
度で被洗浄基板１の搬送方向に傾斜して配置されている。上記ジェットノズル３
のスリット状の噴出口４から洗浄液５が高速で被洗浄基板１の搬送方向９と逆方
向（図１および図２における噴出方向１０）に噴出される。

さらに被洗浄基板１の裏面に超音波ノズル７が被洗浄基板１に対して垂直に配
置されている。この超音波ノズル７の噴出口から超音波を印加した洗浄液８が上
方向に噴出され、被洗浄基板１の裏面を洗浄すると同時に被洗浄基板１の表面の
パーティクル６を振動、浮上させて被洗浄基板１の表面より除去する。なお、超
音波を被洗浄基板１の裏面に伝播できるものであれば、洗浄液８以外の液体を超
音波ノズル７から噴出してもよい。

サブミクロンサイズのパーティクル６を除去する洗浄力を実現するためには、
被洗浄基板１の表面における洗浄液５の流速は１５０ｍ／ｓ以上が望ましい。

パーティクル６の粒径が小さくなるのに反比例して被洗浄基板１への付着力は
増大するのに対して、流れの剪断応力は速度勾配に比例するので、パーティクル
６をその付着力に打ち勝って除去するためにはジェットノズル３からの洗浄液５
の流速を向上させる必要がある。

たとえば従来のアモルファス・シリコン液晶の洗浄では粒径３μｍ以上のパー
ティクル６を除去すればよいので、ジェットノズル３からの洗浄液５の流速は１
００ｍ／ｓ程度で十分である。それに対して、低温ポリシリコン液晶、ＣＧ(Con
tinuous Grain)シリコン液晶等の洗浄では、設計ルールの微細化により粒径０．
５μｍ以上のパーティクル６を除去する必要があり、パーティクル６の付着力と
流れの剪断応力の釣り合いを理論計算すると、ジェットノズル３からの洗浄液５
の流速は１５０ｍ／ｓ以上が必要になる。

ジェットノズル３からの洗浄液５の流速が大きくなるほど流れの剪断応力によ
る洗浄力は向上するが、その反面、被洗浄基板１を流れの抵抗に逆らって搬送す
ることが困難になる、被洗浄基板１の表面に生成された薄膜がダメージを受ける
、流れの摩擦力により静電気が発生するという問題がある。したがって、ジェッ
トノズル３からの洗浄液５の最大流速は２００ｍ／ｓ以下が望ましい。

実際に洗浄実験において、ジェットノズル３からの洗浄液５の最大流速が２０
０ｍ／ｓ以下の場合、被洗浄基板１の搬送、薄膜のダメージおよび静電気に関し
ては問題がないことは確認できている。

ジェットノズル３の被洗浄基板１に対する傾斜角度θ（洗浄液５の噴出方向に
おけるジェットノズル３の中心線あるいはジェットノズル３から噴出される洗浄
液５の流れの中心線と、被洗浄基板１の表面とのなす角度）は、ジェットノズル
３からの洗浄液５の噴流が被洗浄基板１に衝突した際のエネルギーロスを小さく
するために、被洗浄基板１に対しある程度水平に近いほうが望ましい。具体的に
は、上記傾斜角度θは、被洗浄基板１に対して１０〜２０度の範囲が望ましい。

一般に噴流の被洗浄基板１表面方向の流速成分は洗浄液５の噴出流速のコサイ
ン成分になるので、ジェットノズル３の設置角度（傾斜角度θ）が２０度の場合
に流速の減衰は１０％以下であるのに対して、設置角度が２０度以上になると流
速の減衰が１０％以上と大きくなり、洗浄力が低下する。一方、設置角度が１０
度以下になると、被洗浄基板１とジェットノズル３からの洗浄液５の接触が不十
分で洗浄力が低下し、また洗浄装置内の設置スペースも大きくなるので、この点
からも設置角度は１０〜２０度の範囲が望ましい。

ジェットノズル３からの洗浄液５と超音波ノズル７からの洗浄液８の成分が同
じか否かは、洗浄目的によって異なる。たとえば、購入直後の被洗浄基板１を受
入洗浄する場合には、被洗浄基板１の両面はほぼ同程度に汚染されているので、
ジェットノズル３からの洗浄液５と超音波ノズル７からの洗浄液８は同じ成分の
ものを用いる。成膜処理等のプロセス後の被洗浄基板１の洗浄の場合、表面が非
常に汚染されているのでジェットノズル３からの洗浄液５は強力な洗浄力を持つ
薬液（アルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水
、超臨界水、磁化水等のいずれか、またはこれらの混合液）を使用し、裏面はあ
まり汚染されていないので超音波ノズル７からの洗浄液８としては超純水を使用
することが考えられる。

次に、本発明の洗浄メカニズムについて図３に従って説明する。

1)ジェットノズル３から噴射された洗浄液５が被洗浄基板１に衝突し、被洗浄
基板１の表面に沿って流れる際の剪断応力により被洗浄基板１の表面に付着して
いるパーティクル６が被洗浄基板１の表面上を回転移動する。ここでジェットノ
ズル３の噴出口４の幅寸法を被洗浄基板１の幅寸法より大きくすることで被洗浄
基板１の表面全面を洗浄し、さらに端面も洗浄することができる。

2)被洗浄基板１の下方に設置された超音波ノズル７から１ＭＨｚ以上の周波数
成分を含む超音波を印加した洗浄液８あるいは液体を被洗浄基板１の裏面に噴射
することにより、回転移動しているパーティクル６が振動して、被洗浄基板１の
表面より浮上する。また、超音波ノズル７の噴出口の幅寸法を被洗浄基板１の幅
寸法より大きくすることで被洗浄基板１の裏面全面を洗浄し、さらにその端面も
洗浄することができる。

パーティクル６と被洗浄基板１の間に作用する付着力は分子間力（ファンデル
・ワールス力）が支配的であり、分子間力は物体間の距離の２乗に反比例して減
少するので、パーティクル６の浮上距離がわずかであっても作用する分子間力は
急激に減少する。たとえば、粒径０．５μｍのパーティクル６に対して、周波数
１ＭＨｚの超音波を７．５Ｗ／ｃｍ²のパワーで印加すると、パーティクル６は
振動加速度による外力を受けて、約２０ｎｍ（ナノ・メートル）の距離だけ被洗
浄基板１の表面より浮上する。この浮上により分子間力は約１０００分の１に減
少するので、パーティクル６の除去は極めて容易になる。

他方、超音波による振動加速度は周波数の２乗に比例するので、周波数がたと
えば半分の５００ＫＨｚになると振動加速度は１／４に減少して洗浄力が大幅に
低下する。したがって、洗浄液８あるいは液体に印加する超音波の周波数は１Ｍ
Ｈｚ以上であることが望ましい。

洗浄液８あるいは液体に印加する超音波の周波数が大きいほど振動加速度が大
きくなり洗浄液５によるパーティクル６の除去能力は高くなるので、周波数は高
いほど望ましく特に上限はない。参考までに本実施の形態で用いるスリットタイ
プの超音波振動子の最大周波数は現状で１．５ＭＨｚ程度であり、その除去能力
は１ＭＨｚと大差はないと考えられる。

一般に流れの境界層１２の流速分布は洗浄液５の粘性により、被洗浄基板１の
表面で流速０ｍ／ｓになり、表面から離れるに従って急激に流速が上昇して主流
を形成する。境界層１２の厚さは流れのレイノルズ数の平方根に反比例し、たと
えば主流の流速が１５０ｍ／ｓの場合、噴流が被洗浄基板１と衝突する位置から
１０ｍｍ離れた位置では、境界層１２の厚さは３〜４μｍとなる。

3)洗浄液５の流れの境界層１２の中で回転しながら浮上したパーティクル６に
ついて、パーティクル６の上側の流れはパーティクル６の回転方向と同じである
のに対して、下側の流れはパーティクル６の回転方向と逆になるので、パーティ
クル６の下側の流速は上側の流速よりも遅くなる。その結果、ベルヌーイの定理
よりパーティクル６の下側の圧力は上側の圧力より高くなるので、パーティクル
６に揚力が作用してパーティクル６が浮上を続けて境界層１２より離脱し、洗浄
液５の流れの主流領域１１に移動する。このように流れの中を回転しながら移動
するパーティクル６に揚力が働く現象を「マグヌス効果」と呼ぶが、この「マグ
ヌス効果」は野球でピッチャーがボールに回転を与えながら投げると、ボールが
進行方向に対して垂直方向に曲がるのと同じ原理である。

4)主流領域１１では洗浄液５は表面流速とほぼ同様に高速で流れているので、
低速な境界層１２を離脱したパーティクル６は主流に乗って高速で装置外に搬出
され、被洗浄基板１に再付着して汚染することはない。

サブミクロンのパーティクル６は境界層１２の厚さよりも小さいので、境界層
１２の剪断応力により回転モーメントが働きパーティクル６は回転する。被洗浄
基板１の表面のパーティクル６を移動させる際には、すべり移動と回転移動が考
えられるが、対応するすべり摩擦係数ところがり摩擦係数を比較すると、ころが
り摩擦係数はすべり摩擦係数と比較して１０００分の１から１００００分の１と
桁違いに小さいので、強固に付着していてすべり移動が困難なパーティクル６も
、回転移動させることは容易である。

一般の超音波洗浄においても、パーティクル６に超音波を印加するとパーティ
クル６は振動力により浮上するが、その浮上時間は瞬間的であり長時間持続しな
いので、いったん剥離したパーティクル６も再付着する可能性が高いが、本発明
では高速噴流で回転移動しているパーティクル６を超音波で浮上させるので、上
記で説明したマグヌス効果によりパーティクル６に揚力が働き、再付着すること
はない。従って、高速ジェット流れと超音波振動の相乗効果により洗浄力が向上
し、サブミクロンのパーティクル６が除去可能になる。

ここでジェットノズル３と超音波ノズル７の位置関係について説明する。本実
施の形態では、剪断流れにより回転移動するパーティクル６に超音波を発振して
パーティクル６を被洗浄基板１の表面より浮上させることが重要なので、噴流の
中心が被洗浄基板１と接触する位置（たとえば図１において洗浄液５の噴出方向
におけるジェットノズル３の中心線が被洗浄基板１の表面と交わる位置）は、洗
浄液８の噴出方向における超音波ノズル７の中心線が被洗浄基板１の裏面と交わ
る位置（図１参照）よりも被洗浄基板１の搬送方向の１０ｍｍ〜２０ｍｍ下流で
あることが必要であり、パーティクル６が回転移動する助走距離と衝突噴流の安
定性を考慮すると、その距離は１０〜２０ｍｍ程度が望ましい。

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１ではジェットノズ
ル３からの洗浄液５の噴射方向が被洗浄基板１の進行方向と平行な方向であった
が、この方式では表面を流れる洗浄液５の抵抗を被洗浄基板１が受けるので、搬
送方法によっては被洗浄基板１が搬送されない、もしくは搬送方向が曲がるとい
う問題点が発生し得る。

そこで、その場合の対策について図４を参照して説明する。本実施の形態２で
は、ジェットノズル３を被洗浄基板１の中央部上に設置し、ジェットノズル３か
らの洗浄液５の噴射方向１０（ジェットノズル３の噴出口４の向き）を、被洗浄
基板１の搬送方向と略直角方向の水平面上に向ける。これにより、被洗浄基板１
の中央部から被洗浄基板１の端部に向かって洗浄液５を交互に逆方向に噴出する
ことができる。このとき、洗浄液５の流れの抵抗は被洗浄基板１の搬送方向９に
対しと直角方向に働くので、被洗浄基板１の搬送を邪魔しない。

被洗浄基板１は搬送ローラ２の回転により搬送されるが、実施の形態１で説明
したように、すべり摩擦係数はころがり摩擦係数よりも桁違いに大きいので、進
行方向の直角方向から働く力に対しては影響を受けにくく、被洗浄基板１の進行
方向が曲がる可能性は小さい。また摩擦係数の小さい材質の搬送ローラ２を使用
する場合には、搬送用のガイド（図示せず）を設けることにより、被洗浄基板１
を直進して搬送させることが可能である。

ジェットノズル３から噴射された洗浄液５の被洗浄基板１表面における流速は
、実施の形態１と同様の理由で１５０〜２００ｍ／ｓであることが望ましい。超
音波ノズル７から発振される超音波の周波数成分は、実施の形態１と同様の理由
で１ＭＨｚ以上を含むことが望ましい。超音波ノズル７の噴出口の幅寸法は、実
施の形態１と同様の理由で被洗浄基板１の搬送方向と直交する方向の被洗浄基板
１の幅寸法よりも大きいことが望ましい。ジェットノズル３の中心線と被洗浄基
板１の表面とのなす角度は、実施の形態１と同様の理由で１０〜２０度の範囲で
あることが望ましい。ジェットノズル３から噴射する洗浄液５として、超純水、
アルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨
界水、磁化水のいずれかまたはこれらの混合液を使用することが望ましい。超音
波ノズル７から噴射する洗浄液８として、超純水、アルカリ水素水、オゾン水、
過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水のいずれかまた
はこれらの混合液を使用することが望ましい。

パーティクル６の除去のメカニズムは実施の形態１と同様であるので、以下の
説明は省略する。図４ではジェットノズル３からの洗浄液５の噴出方向が逆方向
となるようにジェットノズル３を被洗浄基板１の搬送方向９に２個並べて配置す
ることにより、被洗浄基板１に回転モーメントが作用するのを防止し、被洗浄基
板１を直進搬送することが可能になる。

また、実施の形態１ではジェットノズル３の噴出口４の幅寸法は被洗浄基板１
の搬送方向と直交する方向の被洗浄基板１の寸法以上としているので、被洗浄基
板１のサイズが大型化するにつれて洗浄液５の使用量が増大するが、本実施の形
態２ではジェットノズル３の噴出口４の幅寸法を小さくすることができるので、
大量の洗浄液５を必要としないというメリットがある。

さらに、図５に示すように被洗浄基板１の搬送方向９にジェットノズル３を４
個以上の偶数個配置してもよい。図５の例では、ジェットノズル３の噴出口４の
向きを交互に逆向きとし、被洗浄基板１に回転モーメントが作用するのを防止し
ている。それにより、被洗浄基板１を直進搬送することが可能になる。

なお、これまでの説明では各ジェットノズル３の流量が一定としてきたが、ジ
ェットノズル３の流量を変えることにより、ジェットノズル３の個数を３個以上
の奇数個とすることも可能である。

（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。ジェットノズル３から噴射され
た洗浄液５は下流に行くに従って流速が低下するので、パーティクル６の除去能
力が低下する。よって実施の形態２の方式では、被洗浄基板１がさらに大型化す
ると被洗浄基板１の端部が充分に洗浄できない場合がある。そこで、この場合の
対策について、図６を参照して説明する。

図６に示すように、４個のジェットノズル３を２個ずつ被洗浄基板１の搬送方
向と略直角方向に直列に配置し、各列のジェットノズル３の噴出口４の向きを同
じ向きとする。このとき、各列のジェットノズル３間の間隔を適切に調節するこ
とにより、洗浄液５の流れの下流で流速が低下することなく、被洗浄基板１の全
面を洗浄することができる。

本実施の形態の方式は被洗浄基板１のサイズに応じて直列に配置するジェット
ノズル３の個数を変えればよく、たとえば被洗浄基板１の第５世代サイズ１１０
０ｍｍ×１３００ｍｍおよび第６世代サイズ１５００ｍｍ×１７００ｍｍに対応
するためには、図７に示すように、各列のジェットノズル３の個数を３個以上に
増やせばよい。

また、列毎のジェットノズル３の流量を変えることにより、ジェットノズル３
の個数を列毎に変更して配置することも可能である。さらに図６および図７では
列数が２列の場合で説明したが、本実施の形態において列数を２列に限定する必
要はなく、４列、６列等の偶数列を配置すれば、回転モーメントが作用するのを
防止し、被洗浄基板１を直進搬送することが可能になる。

ジェットノズル３から噴射された洗浄液５の被洗浄基板１表面における流速は
、実施の形態１と同様の理由で１５０〜２００ｍ／ｓであることが望ましい。超
音波ノズル７から発振される超音波の周波数成分は、実施の形態１と同様の理由
で１ＭＨｚ以上を含むことが望ましい。超音波ノズル７の噴出口の幅寸法は、実
施の形態１と同様の理由で被洗浄基板１の搬送方向と直交する方向の幅寸法より
も大きいことが望ましい。ジェットノズル３の中心線と被洗浄基板１表面がなす
角度は、実施の形態１と同様の理由で１０〜２０度の範囲であることが望ましい
。

ジェットノズル３から噴射する洗浄液５として、超純水、アルカリ水素水、オ
ゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水のいず
れかまたはこれらの混合液を使用することが望ましい。超音波ノズル７から噴射
する洗浄液８として、超純水、アルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸
、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水のいずれかまたはこれらの混合液を
使用することが望ましい。パーティクル６の除去メカニズムは実施の形態１と同
様であるので、その説明は省略する。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態
はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本
発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１における洗浄装置の側面図である。本発明の実施の形態１における洗浄装置の平面図である。パーティクルの除去メカニズムの説明図である。本発明の実施の形態２における洗浄装置の平面図である。本発明の実施の形態２の応用例の平面図である。本発明の実施の形態３における洗浄装置の平面図である。本発明の実施の形態３の応用例の平面図である。

符号の説明

１被洗浄基板、２搬送ローラ、３ジェットノズル、４噴出口、５，８
洗浄液、６パーティクル、７超音波ノズル、９搬送方向、１０噴射方
向、１１主流領域、１２境界層。

Claims

被洗浄基板の被洗浄面に洗浄液を噴出する第１ノズルと、
前記被洗浄基板の被洗浄面の裏面に超音波を印加した液体を噴射する第２ノズ
ルと、
を備えた洗浄装置。
被洗浄基板を搬送する搬送機構と、
前記被洗浄基板の被洗浄面に洗浄液を噴出するジェットノズルと、
前記被洗浄基板の被洗浄面の裏面に超音波を印加した液体を噴射する超音波ノ
ズルと、
を備えた洗浄装置。
前記ジェットノズルを前記被洗浄基板の搬送方向に複数並べ
て配置し、
前記ジェットノズルの噴出口が前記被洗浄基板の搬送方向に対し略直角方向を
向くように前記ジェットノズルを設置し、各ジェットノズルは被洗浄基板中央部
から被洗浄基板端部に向かって洗浄液を交互に逆方向に噴出する、請求項２に記
載の洗浄装置。
前記ジェットノズルを前記被洗浄基板の搬送方向と略直角方
向に複数並べて配置し、
前記搬送方向に対し略直角方向に並ぶ前記ジェットノズルは洗浄液を同方向に
噴出する、請求項３に記載の洗浄装置。
前記洗浄液の噴出方向における前記ジェットノズルの中心線
が前記被洗浄基板の被洗浄面と交わる位置が、前記液体の噴出方向における前記
超音波ノズルの中心線が前記被洗浄面の裏面と交わる位置に対して、被洗浄基板
搬送方向の１０ｍｍ〜２０ｍｍ下流である、請求項２に記載の洗浄装置。
前記ジェットノズルから噴射される洗浄液の前記被洗浄基板
の表面における流速は１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下である、請求項２から
請求項５のいずれかに記載の洗浄装置。
前記超音波ノズルから発振される超音波の周波数成分は１MH
ｚ以上を含む、請求項２から請求項６のいずれかに記載の洗浄装置。
前記ジェットノズルの噴出口の幅寸法が、前記被洗浄基板の
搬送方向と直交する方向における前記被洗浄基板の幅寸法よりも大きい、請求項
２に記載の洗浄装置。
前記超音波ノズルの噴出口の幅寸法が、前記被洗浄基板の搬
送方向と直交する方向における前記被洗浄基板の幅寸法よりも大きい、請求項２
ないし４に記載の洗浄装置。
前記洗浄液の噴出方向における前記ジェットノズルの中心
線と、前記被洗浄基板の表面とのなす角度が１０〜２０度の範囲である、請求項
２から請求項９のいずれかに記載の洗浄装置。
前記ジェットノズルから噴射する洗浄液は、超純水、アル
カリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水
、磁化水のいずれかまたはこれらの混合液である、請求項２から請求項１０のい
ずれかに記載の洗浄装置。
前記超音波ノズルから噴射する液体は、超純水、アルカリ
水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁
化水のいずれかまたはこれらの混合液である、請求項２から請求項１１のいずれ
かに記載の洗浄装置。
被洗浄基板の表面に第１ノズルから洗浄液を噴射しながら
前記被洗浄基板の裏面に第２ノズルから液体を介して超音波を印加することによ
り、前記被洗浄基板の表面を洗浄することを特徴とする洗浄方法。
ジェットノズルから噴射される洗浄液により被洗浄基板の
表面に付着したパーティクルを回転移動させる工程と、
超音波ノズルから発振される超音波振動により前記パーティクルを前記被洗浄
基板の表面から浮上させる工程と、
前記パーティクルをマグヌス効果により前記洗浄液の流れの境界層から離脱さ
せる工程と、
前記境界層から離脱した前記パーティクルを前記洗浄液の主流により装置外に
除去する工程と、
を備えた洗浄方法。