JP2008080291A - 基板洗浄方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない洗浄液で効率よく基板を洗浄でき、コンパクトな構成の基板洗浄方法及び装置を提供する。
【解決手段】垂直な姿勢で保持されたガラス基板Ｇに向けてノズル列３２をから超音波が印加された洗浄液を噴射しながら、ノズル列３２をガラス基板Ｇに沿って昇降させる。超音波は、ガラス基板Ｇの表面で集束するように印加する。これにより、少ない洗浄液で効率よく基板を洗浄することができる。また、大型のガラス基板を洗浄する場合であっても装置構成をコンパクトにすることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基板洗浄方法及び装置に係り、特にフォトマスク用の大型ガラス基板を洗浄する基板洗浄方法及び装置に関する。

フォトマスク用のガラス基板は、高い平坦性を確保するため、基板成形後、研磨処理が施される。そして、研磨後のガラス基板は、表面に付着した研磨剤等の汚れを除去するため、洗浄処理が施される。従来、ガラス基板の洗浄は、ディップ方式やスクラブ方式などで行われていた。

ディップ方式は、洗浄液を満たした洗浄槽にガラス基板を浸漬し、超音波による振動などを併用しながら汚れを除去する（たとえば、特許文献１）。

一方、スクラブ方式は、ガラス基板の表面に洗浄液を供給しながら、回転するブラシを接触させて汚れを除去する（たとえば、特許文献２）。
特開２００１−２７６７５９号公報 特開２００３−２９３９４号公報

しかしながら、スクラブ方式は、ブラシの擦れにより発塵し、この発塵によりガラス基板が汚れるという欠点がある。

一方、ディップ方式は、このような発塵の問題はないが、処理するガラス基板の大きさに応じた洗浄槽を用意しなければならないという問題がある。このため、処理するガラス基板が大型化すると、それに伴い装置も大型化するという欠点がある。また、装置が大型化すると、洗浄液も大量に必要になるという欠点もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、少ない洗浄液で効率よく基板を洗浄でき、コンパクトな構成の基板洗浄方法及び装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、前記目的を達成するために、基板を垂直な姿勢で保持し、該基板に超音波が印加された洗浄液を噴射して、該基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄方法を提供する。

請求項１に係る発明によれば、基板は垂直な姿勢で保持され、この状態で各面に超音波が印加された洗浄液が噴射されて洗浄される。このように噴流で基板を洗浄することにより、洗浄槽が不要になり、装置構成をコンパクトにすることができるとともに、洗浄液の消費量を抑えることができる。また、噴流に超音波を印加することにより、汚れを効率よく除去することができる。さらに、垂直な姿勢で保持して洗浄することにより、両面を同じ条件で洗浄することができる。なお、本発明でいう垂直な姿勢には、厳密な意味での垂直に限られず、本発明の効果が達成される限りにおいて、垂直と同視される状態が含まれる。

請求項２に係る発明は、前記目的を達成するために、前記洗浄液は、前記基板の周囲を取り囲むようにして配置されたノズル列から噴射し、該ノズル列を前記基板に沿って昇降させることにより、前記基板の全面に供給することを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法を提供する。

請求項２に係る発明によれば、基板の周囲を取り囲むようにしてノズル列を配置し、このノズル列を基板に沿って昇降（いわゆる走査）させながら、洗浄液を噴射することにより、基板の全面に洗浄液が供給されるようにする。これにより、大型の基板を洗浄する場合でも装置構成をコンパクトにすることができる。

請求項３に係る発明は、前記目的を達成するために、前記超音波は、前記基板の表面で集束するように印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板洗浄方法を提供する。

請求項３に係る発明によれば、超音波が基板の表面で集束するように印加される。これにより、より効果的に基板を洗浄することができる。なお、本発明でいう基板の表面には、厳密な意味での基板の表面に限られず、本発明の効果が達成される限りにおいて、その近傍位置が含まれる。

請求項４に係る発明は、前記目的を達成するために、薬液洗浄された基板を洗浄処理する基板洗浄方法であって、薬液洗浄された前記基板を垂直な姿勢で保持し、該基板に超音波が印加されたリンス液を噴射して、前記基板をリンスする第１リンス工程と、リンスされた前記基板を垂直な姿勢で保持し、該基板に超音波が印加された洗剤液を噴射して、前記基板を洗剤洗浄する洗剤洗浄工程と、洗剤洗浄された前記基板を垂直な姿勢で保持し、該基板に超音波が印加されたリンス液を噴射して、前記基板をリンスする第２リンス工程と、を含むことを特徴とする基板洗浄方法を提供する。

請求項４に係る発明によれば、薬液洗浄された基板は、まず、垂直な姿勢で各面に超音波が印加されたリンス液が噴射されてリンスされる（第１リンス工程）。次いで、基板は、垂直な姿勢で各面に超音波が印加された洗剤液が噴射されて洗剤洗浄され（洗剤洗浄工程）、その後、第２リンス工程で垂直な姿勢で各面に超音波が印加されたリンス液が噴射されてリンスされる（第２リンス工程）。このように、各工程において、噴流で基板をリンス、洗浄することにより、洗浄槽が不要になり、装置構成をコンパクトにすることができる。また、噴流に超音波を印加することにより、汚れを効率よく除去することができる。さらに、垂直な姿勢で保持して洗浄することにより、両面を同じ条件で洗浄することができる。なお、本発明でいう垂直な姿勢には、厳密な意味での垂直に限られず、本発明の効果が達成される限りにおいて、垂直と同視される状態が含まれる。

請求項５に係る発明は、前記目的を達成するために、薬液洗浄された前記基板を垂直な姿勢で前記第１リンス工程に搬送するとともに、リンスされた前記基板を垂直な姿勢で前記洗剤洗浄工程に搬送し、洗剤洗浄された前記基板を垂直な姿勢で保持して、前記第２リンス工程に搬送することを特徴とする請求項４に記載の基板洗浄方法を提供する。

請求項５に係る発明によれば、基板は、垂直な姿勢のまま第１リンス工程、洗剤洗浄工程、第２リンス工程へと搬送される。これにより、効率よく各工程の処理を行うことができる。

請求項６に係る発明は、前記目的を達成するために、前記リンス液及び前記洗剤液は、前記基板の周囲を取り囲むようにして配置されたノズル列から噴射し、該ノズル列を前記基板に沿って昇降させることにより、前記基板の全面に供給することを特徴とする請求項４又は５に記載の基板洗浄方法を提供する。

請求項６に係る発明によれば、基板の周囲を取り囲むようにしてノズル列を配置し、このノズル列を基板に沿って昇降（いわゆる走査）させながら、リンス液、洗剤液を噴射することにより、基板の全面にリンス液、洗剤液が供給されるようにする。これにより、大型の基板を洗浄する場合でも装置構成をコンパクトにすることができる。

請求項７に係る発明は、前記目的を達成するために、前記超音波は、前記基板の表面で集束するように印加することを特徴とする請求項４、５又は６に記載の基板洗浄方法を提供する。

請求項７に係る発明によれば、超音波が基板の表面で集束するように印加される。これにより、より効果的に基板を洗浄することができる。なお、本発明でいう基板の表面には、厳密な意味での基板の表面に限られず、本発明の効果が達成される限りにおいて、その近傍位置が含まれる。

請求項８に係る発明は、前記目的を達成するために、基板を垂直な姿勢で保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記基板に超音波が印加された洗浄液を噴射する洗浄液噴射手段と、を有することを特徴とする基板洗浄装置を提供する。

請求項８に係る発明によれば、基板は保持手段によって垂直な姿勢で保持され、この状態で各面に洗浄液噴射手段から超音波が印加された洗浄液が噴射されて洗浄される。このように噴流で基板を洗浄することにより、洗浄槽が不要になり、装置構成をコンパクトにすることができる。また、噴流に超音波を印加することにより、汚れを効率よく除去することができるとともに、洗浄液の消費量を抑えることができる。さらに、垂直な姿勢で保持して洗浄することにより、両面を同じ条件で洗浄することができる。なお、本発明でいう垂直な姿勢には、厳密な意味での垂直に限られず、本発明の効果が達成される限りにおいて、垂直と同視される状態が含まれる。

請求項９に係る発明は、前記目的を達成するために、前記超音波は、前記基板の表面で集束するように印加されることを特徴とする請求項８に記載の基板洗浄装置を提供する。

請求項９に係る発明によれば、超音波が基板の表面で集束するように印加される。これにより、より効果的に基板を洗浄することができる。なお、本発明でいう基板の表面には、厳密な意味での基板の表面に限られず、本発明の効果が達成される限りにおいて、その近傍位置が含まれる。

請求項１０に係る発明は、前記目的を達成するために、前記洗浄液噴射手段は、前記保持手段に保持された基板の周囲を取り囲むように配置されたノズル列と、前記ノズル列を前記保持手段に保持された基板に沿って昇降させる昇降手段と、からなることを特徴とする請求項８又は９に記載の基板洗浄装置を提供する。

請求項１０に係る発明によれば、基板の周囲を取り囲むようにして配置されたノズル列を基板に沿って昇降させることにより、基板の全面に洗浄液を噴射する。これにより、大型の基板を洗浄する場合でも装置構成をコンパクトにすることができる。

本発明に係る基板洗浄方法及び装置によれば、コンパクトな構成で効率よく基板を洗浄することができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る基板洗浄方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、本発明に係る基板洗浄方法の一例を示す模式図であり、フォトマスク用の大型ガラス基板を洗浄する場合が示されている。

フォトマスク用のガラス基板は、高い平坦性を確保するため、その製造過程で研磨処理が施され、研磨後に研磨時の汚れを除去するため洗浄が行われる。

図１に示すように、本実施の形態の洗浄方法では、薬液洗浄工程Ｓ１→第１リンス工程Ｓ２→洗剤洗浄工程Ｓ３→第２リンス工程Ｓ４→乾燥工程Ｓ５という五つの工程でフォトマスク用のガラス基板Ｇを洗浄する。

薬液洗浄工程Ｓ１は、ガラス基板Ｇの表面に付着している有機物等の汚れを除去する工程であり、硫酸や硫酸過水の薬液を満たした槽にガラス基板Ｇを浸漬させて、ガラス基板Ｇを洗浄する。

第１リンス工程Ｓ２は、薬液洗浄工程後のガラス基板Ｇの表面に付着している薬液を洗い流すための工程であり、ガラス基板Ｇを垂直な姿勢（ほぼ垂直な状態を含む）で保持し、その表面に超音波が印加されたリンス液（たとえば、純水）を噴射して、噴流でガラス基板Ｇをリンスする。

洗剤洗浄工程Ｓ３は、第１リンス工程後のガラス基板Ｇの表面に付着している異物を除去するための工程であり、ガラス基板Ｇを垂直な姿勢で保持し、その表面に超音波が印加された洗剤液（たとえば、純水に洗剤を添加したもの）を噴射して、噴流でガラス基板Ｇを洗浄する。

第２リンス工程Ｓ４は、洗剤洗浄工程後のガラス基板Ｇの表面に付着している洗剤液を洗い流すための工程であり、ガラス基板Ｇを垂直な姿勢で保持し、その表面に超音波が印加されたリンス液（たとえば、純水）を噴射して、噴流でガラス基板Ｇをリンスする。

乾燥工程Ｓ５は、第２リンス工程後のガラス基板Ｇを乾燥させるための工程であり、たとえば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気を溜めた槽の中にガラス基板Ｇを入れて、ガラス基板Ｇを乾燥させる。

上記のように、第１リンス工程Ｓ２と洗剤洗浄工程Ｓ３と第２リンス工程Ｓ４では、ガラス基板Ｇを垂直な姿勢で保持し、この状態でガラス基板Ｇの表面に超音波が印加されたリンス液及び洗剤液を噴射して、噴流でガラス基板Ｇを洗浄する。

リンス液及び洗剤液は、ガラス基板Ｇの周囲を取り囲むようにして配置されたノズル列から噴射し、そのノズル列をガラス基板Ｇに沿って昇降（いわゆる走査）させることにより、ガラス基板Ｇの全面を洗浄する。これにより、大型のガラス基板Ｇを洗浄する場合であっても、装置構成をコンパクトにすることができ、また、リンス液及び洗剤液の消費量も抑えることができる。

また、リンス液及び洗剤液に印加する超音波は、ガラス基板Ｇの表面（その近傍を含む）で集束するように印加する。これにより、超音波による洗浄効果をより高めることができる。

以下、この第１リンス工程Ｓ２、洗剤洗浄工程Ｓ３及び第２リンス工程Ｓ４で用いられる基板洗浄装置の構成について詳説する。

図２、図３は、それぞれ基板洗浄装置１０の構成を示す正面図と側面図である。

同図に示すように、基板洗浄装置１０は、洗浄対象のガラス基板Ｇを垂直な姿勢で保持する保持ユニット１２と、その保持ユニット１２で保持されたガラス基板Ｇに超音波が印加された洗浄液（第１リンス工程Ｓ２及び第２リンス工程Ｓ４で使用する場合はリンス液、洗剤洗浄工程Ｓ３で使用する場合は洗剤液）を噴射する洗浄液噴射ユニット１４とで構成されている。

保持ユニット１２は、上下一対のローラ列１６Ａ、１６Ｂと、左右一対のサイド支持アーム５０、左右一対の底面支持アーム５２とで構成されており、上下一対のローラ列１６Ａ、１６Ｂでガラス基板Ｇの上辺部及び下辺部を支持して、ガラス基板Ｇを垂直な姿勢で保持する。

各ローラ列１６Ａ、１６Ｂは、それぞれ一定の間隔をもって配設された複数個のローラ対１８Ａ、１８Ｂによって構成されている。このローラ対１８Ａ、１８Ｂは、互いに対向する面にテーパ状のガイド面１８ａ、１８ｂが形成されており、このガイド面１８ａ、１８ｂにガラス基板Ｇの上縁部及び下縁部を当接させて、ガラス基板Ｇを垂直な姿勢で保持する。

また、このローラ対１８Ａ、１８Ｂは、図２に示すように、互いに近づく方向及び離れる方向に進退移動自在に設けられており、図示しない駆動手段（たとえば、シリンダ等）に駆動されて、保持位置と退避位置との間を移動可能に設けられている。各ローラ対１８Ａ、１８Ｂは、それぞれ保持位置に移動することにより、そのガイド面１８ａ、１８ｂがガラス基板Ｇの上縁部及び下縁部に当接して、ガラス基板Ｇを垂直に保持する。また、退避位置に移動することにより、ガラス基板Ｇの支持を解除する。

また、このローラ対１８Ａ、１８Ｂには、図示しないモータが連結されている。ローラ対１８Ａ、１８Ｂは、このモータを駆動することにより回転し、これにより、保持されたガラス基板Ｇが垂直な姿勢のまま搬送される。

ここで、このローラ列１６Ａ、１６Ｂへのガラス基板Ｇの搬入及び搬出は、ローラ列１６Ａ、１６Ｂの前後に連続して設けられた前ローラ列２０Ａ、２０Ｂと後ローラ列２２Ａ、２２Ｂとによって行われ、この前ローラ列２０Ａ、２０Ｂと後ローラ列２２Ａ、２２Ｂを介してガラス基板Ｇが垂直な姿勢を維持したまま保持ユニット１２のローラ列１６Ａ、１６Ｂに搬入、搬出される。すなわち、垂直な姿勢を維持したまま前ローラ列２０Ａ、２０Ｂを介して前工程から保持ユニット１２のローラ列１６Ａ、１６Ｂにガラス基板Ｇが搬入され、後ローラ列２２Ａ、２２Ｂを介して洗浄後のガラス基板Ｇが垂直な姿勢を維持したまま次工程に搬出される。

この前ローラ列２０Ａ、２０Ｂと後ローラ列２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ所定の搬送経路に沿って配設された複数個のガイドローラ２４Ａ、２４Ｂ、２６Ａ、２６Ｂによって構成されており、保持ユニット１２を構成するローラ列１６Ａ、１６Ｂと同一直線上に配置されている。

各ガイドローラ２４Ａ、２４Ｂ、２６Ａ、２６Ｂは、図４に示すように、それぞれその周面にＶ字状のガイド溝２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂが形成されており、このガイド溝２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂの内壁面にガラス基板Ｇの上縁部及び下縁部を当接させて、ガラス基板Ｇを垂直な姿勢で走行可能に保持する。

また、このガイドローラ２４Ａ、２４Ｂ、２６Ａ、２６Ｂには、図示しないモータが連結されている。ガイドローラ２４Ａ、２４Ｂ、２６Ａ、２６Ｂは、このモータを駆動することにより回転し、これにより、保持されたガラス基板Ｇが垂直な姿勢のまま搬送される。

サイド支持アーム５０は、図示しない駆動手段に駆動されて拡縮可能に設けられている。洗浄位置に位置したガラス基板Ｇは、上側のローラ列１６Ａによる支持が解除された際、このサイド支持アーム５０に挟持されて、転倒しないように保持される。

なお、このサイド支持アーム５０は、図示しない駆動手段に駆動されて前後方向（ガラス基板Ｇの搬送方向に対して直交する方向）に移動可能に設けられており、非使用時は所定の待機位置（ガラス基板Ｇの搬送路から退避した位置）に位置して、ガラス基板Ｇの搬送に干渉しないようされている。

底面支持アーム５２は、図示しない駆動手段に駆動されて、下側のローラ列１６Ｂの間から出没可能に設けられている。洗浄位置に位置したガラス基板Ｇは、下側のローラ列１６Ｂによる支持が解除された際、この底面支持アーム５２の上に載置されて、転倒しないように支持される。

洗浄液噴射ユニット１４は、保持ユニット１２によって洗浄位置に保持されたガラス基板Ｇに超音波が印加された洗浄液を噴射する。

図５は、この洗浄液噴射ユニット１４の平面図であり、図６は、図５の６−６断面図、図７は、図６の７−７断面図である。

図５〜７に示すように、洗浄液噴射ユニット１４は、矩形の枠状に形成された本体フレーム３０の内周部にノズル列３２を配列して構成されている。

本体フレーム３０は、内周部にガラス基板Ｇを挿通可能な矩形の枠状に形成されており、図示しない昇降手段に駆動されて昇降可能に設けられている。

本体フレーム３０の上面及び下面の内側四隅には、本体フレーム３０をガラス基板Ｇに沿って昇降させるためのガイドローラ３４が配置されている。各ガイドローラ３４は、それぞれ所定角度傾斜して設けられており、本体フレーム３０の内周部に挿通されたガラス基板Ｇの四隅の辺に当接するように配置されている。本体フレーム３０は、このガイドローラ３４が、ガラス基板Ｇの四隅の辺に当接しながら昇降することにより、その内周部に挿通されたガラス基板Ｇに対して一定の間隔を保ちながら昇降する。すなわち、ガラス基板Ｇの外周部と本体フレーム３０の内周部との隙間を一定に保ちながらガラス基板Ｇに沿って昇降する。

ノズル列３２は、複数個のノズル３６を本体フレーム３０の内周部に一定の間隔をもって配置することにより枠状に構成されている。このノズル列３２を構成する各ノズル３６は、それぞれその噴射口３７が本体フレーム３０の内周部に挿通されたガラス基板Ｇの外周面と対向するように取り付けられている。また、その噴射口３７からガラス基板Ｇの外周面までの距離が所定距離になるように調整されて取り付けられている。

図８は、ノズル３６の構成を示す側面断面図である。同図に示すように、ノズル３６は、ノズル本体３８と、そのノズル本体３８に内蔵された超音波発振ユニット４０とで構成されている。

ノズル本体３８は、基部３８Ａが円筒状に形成されるとともに、先端部３８Ｂが円錐状に絞られて形成されている。このノズル本体３８の外周部には、内部に連通された洗浄液供給口４２が形成されている。洗浄液は、この洗浄液供給口４２からノズル本体３８の内部に供給され、ノズル本体３８の先端部中央に形成された噴射口３７から噴流としてガラス基板Ｇに噴射される。

なお、洗浄液供給口４２には、図示しない洗浄液供給パイプが接続され、この洗浄液供給パイプを介して図示しない洗浄液供給タンクからポンプに送液されて、洗浄液供給口４２に洗浄液が供給される。

超音波発振ユニット４０は、超音波を発振する超音波振動子４４と、その超音波振動子４４から発振された超音波を集束させる音響レンズ４６とで構成されている。

超音波振動子４４は、ノズル本体３８の内周部底面に取り付けられており、その前段に音響レンズ４６が取り付けられている。音響レンズ４６は、噴射口３７と同軸上に配置されており、超音波振動子４４から発振された超音波を超音波振動子４４から所定距離離れた集束点に集束させる。

本実施の形態の基板洗浄装置１０では、この超音波振動子４４から発信される超音波の集束点が、ガラス基板Ｇの表面（その近傍を含む）に位置するように、各ノズル３６が位置調整されて本体フレーム３０に取り付けられている。

洗浄液噴射ユニット１４は、以上のように構成される。なお、本体フレーム３０は、上記のように、図示しない昇降手段に駆動されて昇降する。昇降手段の構成は、特に限定されないが、たとえば、垂直に配置されたシリンダによって昇降させる構成としてもよいし、また、垂直に配設されたネジ棒をモータで回転駆動し、このネジ棒に螺合されたナット部材に本体フレーム３０を接続して、昇降させる構成としてもよい。この他、ロボットアームの先端に本体フレーム３０を取り付けて、昇降させる構成としてもよい。なお、図５において、符号４８は、昇降手段に連結されたアームであり、このアーム４８を介して本体フレーム３０が上端の待機位置と下端の洗浄完了位置との間を垂直に昇降する。なお、ローラ対１８Ａ、１８Ｂは、このアーム４８に干渉しないように設けられている。

以上のように構成された本実施の形態の基板洗浄装置１０の作用は次のとおりである。

図９は、本実施の形態の基板洗浄装置１０によるガラス基板Ｇの洗浄動作の手順を示す動作説明図である。

前段での洗浄処理が完了したガラス基板Ｇは、前ローラ列２０Ａ、２０Ｂに搬送されて基板洗浄装置１０に搬入される。すなわち、基板洗浄装置１０のローラ列１６Ａ、１６Ｂに受け渡される。この際、ガラス基板Ｇは、図９（ａ）に示すように、垂直な姿勢で前ローラ列２０Ａ、２０Ｂに搬送され、垂直な姿勢のままローラ列１６Ａ、１６Ｂに受け渡される。

ローラ列１６Ａ、１６Ｂに受け渡されたガラス基板Ｇは、図９（ｂ）に示すように、垂直な姿勢を維持したままローラ列１６Ａ、１６Ｂによって所定の洗浄位置（待機位置に位置した洗浄液噴射ユニット１４の真下の位置）まで搬送される。そして、洗浄位置まで搬送されると、サイド支持アーム５０によって両側部が支持される。

ガラス基板Ｇがサイド支持アーム５０によって支持されると、上側のローラ列１６Ａのローラ対１８Ａが退避位置に移動する。これにより、図９（ｃ）に示すように、ガラス基板Ｇの上部が開放される（図３参照）。なお、このように上側のローラ列１６Ａのローラ対１８Ａが退避位置に移動することにより、ガラス基板Ｇは、上部の支持が解除されるが、両側部をサイド支持アーム５０によって支持されているため転倒することはない。

上側のローラ列１６Ａのローラ対１８Ａが退避位置に移動して、ガラス基板Ｇの上部が開放されると、洗浄液噴射ユニット１４の各ノズル３６に洗浄液が供給され、各ノズル３６から洗浄液が噴射される。また、これと同時に各ノズル３６に内蔵された超音波振動子４４が駆動され、ノズル３６から噴射する洗浄液に超音波が印加される。

各ノズル３６から超音波が印加された洗浄液の噴射が開始されると、図示しない昇降手段が駆動され、洗浄液噴射ユニット１４が所定の待機位置から下降を開始する。

洗浄液噴射ユニット１４は、所定位置まで下降すると、その本体フレーム３０の内周部にガラス基板Ｇが挿通される。洗浄液噴射ユニット１４は、その本体フレーム３０の内周部にガラス基板Ｇが挿通された状態で下降し、その下降過程（走査過程）でガラス基板Ｇの各面に超音波が印加された洗浄液を噴射して、ガラス基板Ｇを洗浄する。

なお、退避位置に退避した上側のローラ列１６Ａのローラ対１８Ａは、洗浄液噴射ユニット１４が、ガラス基板Ｇの上端部を通過すると、図９（ｄ）に示すように、元の保持位置に復帰する。

また、この上側のローラ列１６Ａのローラ対１８Ａが保持位置に復帰すると、サイド支持アーム５０による支持が解除され、サイド支持アーム５０は、所定の待機位置に退避する。

これにより、ガラス基板Ｇの転倒を回避できるとともに、サイド支持アーム５０への洗浄液噴射ユニット１４の接触を回避できる。

また、洗浄液噴射ユニット１４が、所定位置まで下降すると、図９（ｅ）に示すように、底面支持アーム５２が所定の退避位置から突出し、ガラス基板Ｇの底面部を支持する。そして、ガラス基板Ｇの底面部が、底面支持アーム５２によって支持されると、下側のローラ列１６Ｂのローラ対１８Ｂが退避位置に退避し、ガラス基板Ｇの下部が開放される。

これにより、ガラス基板Ｇの転倒を回避できるとともに、下側ローラ列１６Ｂへの洗浄液噴射ユニット１４の接触を回避できる。

洗浄液噴射ユニット１４は、所定の洗浄完了位置まで下降すると停止し、これと同時に洗浄液の噴射及び超音波の印加が停止される。そして、退避位置に退避していた下側のローラ列１６Ｂのローラ対１８Ｂが、図９（ｆ）に示すように、元の保持位置に復帰するとともに、図９（ｇ）に示すように、底面支持アーム５２が退避する。

以上により洗浄が完了し、この後、ガラス基板Ｇは、ローラ列１６Ａ、１６Ｂに搬送されて、後ローラ列２２Ａ、２２Ｂに受け渡され、その後ローラ列２２Ａ、２２Ｂによって次工程へと搬送される。

また、洗浄液噴射ユニット１４は、上昇して待機位置に復帰し、次の洗浄に待機する。

このように、本実施の形態の基板洗浄装置１０では、垂直に保持したガラス基板Ｇに洗浄液を噴射して、ガラス基板Ｇを洗浄するので、大型のガラス基板Ｇを洗浄する場合であっても装置構成をコンパクトにすることができる。すなわち、大型のガラス基板Ｇを洗浄する場合であっても、ディップ方式のように大型の洗浄槽を用意する必要がないので、装置構成をコンパクトにすることができる。また、ディップ方式のようにガラス基板Ｇを吊り上げたりする必要がないので、高さ方向の設置スペースもコンパクトにすることができる。

また、超音波を印加した洗浄液を噴射して洗浄することにより、少ない洗浄液で効率的に汚れを除去することができる。これにより、洗浄液の消費を抑えることができる。特に、本実施の形態の基板洗浄装置１０では、ガラス基板Ｇの表面（その近傍を含む）で集束するように超音波を印加しているので、少ない洗浄液でも効果的に汚れを除去することができる。すなわち、超音波をガラス基板Ｇの表面に集束させると、ガラス基板Ｇの表面に高密度で細かな気泡の気泡群を発生させることができる。この高密度で細かな気泡の気泡群は、崩壊時に強力な衝撃力を発生し、その強力な衝撃力により、表面に付着した微細な粒子や膜状の汚れを効果的に除去することができる。また、その強力な衝撃力により効率的にラジカルを生成することができるので、ラジカルによる化学的な洗浄効果も高めることができる。

また、垂直な状態でガラス基板Ｇを保持して、その周囲から洗浄液を噴射することにより、各面を同じ条件で洗浄することができる。

また、各工程で使用する基板洗浄装置を並列して配置することにより、各工程での洗浄処理を流れ作業として連続的に行うことができる。たとえば、たとえば本例の場合、第１リンス工程Ｓ２で使用する基板洗浄装置と、洗剤洗浄工程Ｓ３で使用する基板洗浄装置と、第２リンス工程Ｓ４で使用する基板洗浄装置とを並列して配置することにより、第１リンス工程後のガラス基板Ｇを垂直な姿勢のまま洗剤洗浄工程に搬送して、洗剤洗浄処理することができ、また、洗剤洗浄工程後のガラス基板Ｇを垂直な姿勢のまま第２リンス工程Ｓ４に搬送して、リンス処理することができる。これにより、効率よく洗浄作業を行うことができる。また、装置の設置スペースもコンパクトにすることができる。

なお、本実施の形態の基板洗浄装置１０では、矩形の枠状に形成された本体フレームの内周部にノズル３６を配置して枠状のノズル列３２を形成しているが、ノズル列の形成方法は、これに限定されるものではない。たとえば、図１０に示すように、垂直に保持されたガラス基板Ｇを挟んでその前後に板状の本体フレーム３０Ａ、３０Ｂを配置し、その板状の本体フレーム３０Ａ、３０Ｂの互いに対向する面にノズル３６を配列してノズル列３２を形成するようにしてもよい。なお、本実施の形態の基板洗浄装置１０のように矩形の枠状に形成された本体フレームの内周部にノズル３６を配置して枠状のノズル列３２を形成することにより、ガラス基板Ｇの側面についても十分に洗浄することができる。また、上下の面についても、ノズル列が通過する際に洗浄液が与えられるので、十分に洗浄することができる。

また、本実施の形態の基板洗浄装置１０では、複数のノズル３６を配列したノズル列３２からガラス基板Ｇに向けて超音波が印加された洗浄液を噴射する構成としているが、ガラス基板Ｇに向けて洗浄液を噴射する構成は、これに限定されるものではない。たとえば、図１１に示すように、スリット状の噴射口３７Ａを有するノズル３６Ａを用いて超音波が印加された洗浄液をガラス基板Ｇに向けて噴射する構成としてもよい。この場合、同図に示すように、噴射口３７Ａの幅がガラス基板Ｇの幅以上になるように設定する。

また、本実施の形態では、超音波を集束させる手段として、音響レンズ４６を用いているが、超音波振動子４４の発振面を円弧状に形成することにより、発振した超音波を所定の集束点に集束させるようにしてもよい。

また、超音波の集束は、一点に集束させるのではなく、ライン状に集束させるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、ガラス基板Ｇの表面に集束するように超音波を印加しているが、その近傍に集束させた場合であっても十分に洗浄力を確保することができるので、本発明でいうところの表面には、その近傍も含まれるものとする。

なお、ノズルをガラス基板Ｇに対して前後移動可能に保持し、超音波の集束位置を調整できるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、被洗浄物としてフォトマスク用の大型ガラス基板を洗浄する場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではなく、この他、液晶用ガラス基板や半導体基板等の基板を洗浄する場合にも同様に適用することができる。

なお、フォトマスク用のガラス基板は、全面においてサブミクロンオーダでの清浄化が要求されることから、少ない洗浄液で効果的に洗浄できる本発明は有効に作用する。特に、近年フォトマスク用のガラス基板は、大型化の傾向にあるので、装置構成もコンパクト化できる本発明は、特に有効に作用する。

本発明に係る基板洗浄方法の一例を示す模式図 基板洗浄装置の構成を示す正面図 基板洗浄装置の構成を示す側面図 前ローラ列及び後ローラ列の構成を示す側面図 洗浄液噴射ユニットの平面図 図５に示した洗浄液噴射ユニット６−６断面図 図６に示した洗浄液噴射ユニット７−７断面図 ノズルの構成を示す側面断面図 基板洗浄装置によるガラス基板の洗浄動作の手順を示す動作説明図 洗浄液噴射ユニットの他の例を示す平面断面図 ノズルの他の例を示す斜視図

符号の説明

Ｇ…ガラス基板、１０…基板洗浄装置、１２…保持ユニット、１４…洗浄液噴射ユニット、１６Ａ、１６Ｂ…ローラ列、１８Ａ、１８Ｂ…ローラ対、１８ａ、１８ｂ…ガイド面、２０Ａ、２０Ｂ…前ローラ列、２２Ａ、２２Ｂ…後ローラ列、３０…本体フレーム、３２…ノズル列、３４…ガイドローラ、３６…ノズル、３８…ノズル本体、４０…超音波発振ユニット、４２…洗浄液供給口、４４…超音波振動子、４６…音響レンズ、５０…サイド支持アーム、５２…底面支持アーム

Claims (10)

1. 基板を垂直な姿勢で保持し、該基板に超音波が印加された洗浄液を噴射して、該基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄方法。
2. 前記洗浄液は、前記基板の周囲を取り囲むようにして配置されたノズル列から噴射し、該ノズル列を前記基板に沿って昇降させることにより、前記基板の全面に供給することを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
3. 前記超音波は、前記基板の表面で集束するように印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板洗浄方法。
4. 薬液洗浄された基板を洗浄処理する基板洗浄方法であって、
   薬液洗浄された前記基板を垂直な姿勢で保持し、該基板に超音波が印加されたリンス液を噴射して、前記基板をリンスする第１リンス工程と、
   リンスされた前記基板を垂直な姿勢で保持し、該基板に超音波が印加された洗剤液を噴射して、前記基板を洗剤洗浄する洗剤洗浄工程と、
   洗剤洗浄された前記基板を垂直な姿勢で保持し、該基板に超音波が印加されたリンス液を噴射して、前記基板をリンスする第２リンス工程と、
   を含むことを特徴とする基板洗浄方法。
5. 薬液洗浄された前記基板を垂直な姿勢で前記第１リンス工程に搬送するとともに、リンスされた前記基板を垂直な姿勢で前記洗剤洗浄工程に搬送し、洗剤洗浄された前記基板を垂直な姿勢で保持して、前記第２リンス工程に搬送することを特徴とする請求項４に記載の基板洗浄方法。
6. 前記リンス液及び前記洗剤液は、前記基板の周囲を取り囲むようにして配置されたノズル列から噴射し、該ノズル列を前記基板に沿って昇降させることにより、前記基板の全面に供給することを特徴とする請求項４又は５に記載の基板洗浄方法。
7. 前記超音波は、前記基板の表面で集束するように印加することを特徴とする請求項４、５又は６に記載の基板洗浄方法。
8. 基板を垂直な姿勢で保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持された前記基板に超音波が印加された洗浄液を噴射する洗浄液噴射手段と、
   を有することを特徴とする基板洗浄装置。
9. 前記超音波は、前記基板の表面で集束するように印加されることを特徴とする請求項８に記載の基板洗浄装置。
10. 前記洗浄液噴射手段は、
    前記保持手段に保持された基板の周囲を取り囲むように配置されたノズル列と、
    前記ノズル列を前記保持手段に保持された基板に沿って昇降移動させる昇降手段と、
    からなることを特徴とする請求項８又は９に記載の基板洗浄装置。

Images