JP2009125671A

JP2009125671A - 基板洗浄装置及び洗浄方法

Info

Publication number: JP2009125671A
Application number: JP2007303550A
Authority: JP
Inventors: Kiyoo Miyake; 清郎三宅; Tetsuro Ueno; 哲朗上野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2009-06-11
Anticipated expiration: 2027-11-22
Also published as: JP4946823B2

Abstract

【課題】基板の被洗浄表面上に付着あるいは析出した種類の異なる異物を基板の一度の相対移動工程中に確実に除去して洗浄できる基板洗浄装置及び洗浄方法を提供する。
【解決手段】基板１の被洗浄表面に向けて大気圧プラズマの二次プラズマを吹き出すプラズマ洗浄手段５と、プラズマ洗浄手段５と並列して配設され、テープ状の洗浄クロス１２にて基板１の被洗浄表面を拭き取り洗浄する拭取洗浄手段４と、基板１の被洗浄表面をプラズマ洗浄手段５と拭取洗浄手段４の並列方向に相対移動させる移動手段３とを備え、拭取洗浄手段４は洗浄クロス１２にオゾン水を含浸させる手段を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイ用やプラズマディスプレイ用のガラス基板などの各種基板の被洗浄表面を洗浄する基板洗浄装置及び洗浄方法に関するものである。

従来、上記ガラス基板の製造工程においては、ガラス基板の側縁部に形成された電極に各種部品を実装する工程がある。その実装工程では、供給されたガラス基板における電極が配置されている側縁部に付着している異物を除去する洗浄工程を行い、次に電極が配置されている側縁部に異方性導電膜（ＡＣＦ）を貼り付けるＡＣＦ貼付工程を行い、次に電極配置位置に部品を供給して仮圧着した後、仮圧着より高い熱と圧力を加えて本圧着する工程が行われる。

上記基板の側縁部の表面付着物を洗浄する基板洗浄装置として、押圧子の基板表面に対する対向面にテープ状の洗浄クロスを供給するとともに、押圧子における前記対向面より洗浄クロスの送り方向上手側で吐出ヘッドから洗浄クロスに向けてエタノールやその他の有機溶剤などからなる洗浄剤を吐出し、押圧子にて洗浄剤を含んだ洗浄クロスを基板の側縁部に押し付けた状態で押圧子と基板を相対移動させて基板の側縁部表面を洗浄するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、単一の装置に、互いに異なる洗浄を行う第１と第２の洗浄部及び第１と第２の基板保持部を並列して配設し、各々の基板保持部にて基板を保持して各々の洗浄部を通過させ、それぞれで基板の洗浄を行い、かつ各基板保持部に対する基板の受け渡しを基板搬送手段にて行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。なお、洗浄の内容としては、例えば第１の洗浄部では超音波エアブロー洗浄と大気圧プラズマ洗浄を行い、第２の洗浄部では拭き取り洗浄と超音波エアブロー洗浄を行うようにしたものが記載されている。

また、オゾン水加熱部で加熱されて活性酸素濃度が高まり酸化力が高まったオゾン水を貯留された洗浄槽内に基板を浸漬させることで、有機物の除去などの処理を行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特許第３５０３５１２号明細書特開２００５−９９５９５号公報特開２０００−３０１０８５号公報

ところで、基板上にごみやガラス片などが付着している状態でそのまま部品を実装すると接合不良を発生するという問題があるため、特許文献１に記載されているように、部品実装の直前の工程として、洗浄剤を含んだ洗浄クロスにて基板表面を拭き取り洗浄する工程を行っている。また、洗浄剤としてエタノールやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などの有機溶剤を適用すると、基板上にごみやガラス片だけでなく、油分が付着している場合にも効果的に除去することができるが、有機溶剤の管理の面から有機溶剤を用いない洗浄が求められ、一方有機溶剤に代えて水を適用した場合には油分を十分に除去することができず、その結果部品の接合不良の発生原因になってしまうという問題がある。なお、特許文献３には、例えば８０℃程度まで加熱したオゾン水に基板を浸漬して洗浄することが開示されているが、大掛かりな洗浄槽内に基板を浸漬して有機物を除去するものであり、洗浄クロスによる拭き取り洗浄へのオゾン水の適用を示唆するものではない。また、オゾン水は濃度が高いと洗浄クロス自体も溶解する性質があり、またオゾンガスは低濃度でも作業者に悪影響を与える可能性があるため、洗浄クロスにオゾン水を含浸させて拭き取り洗浄することは考えられていない。

また、基板に設けられた電極上には酸化膜が発生したり、ニッケルが析出していることがあり、その場合もそのまま部品の接合を行うと接合不良の発生原因となるという問題があるが、この基板電極上の酸化膜等の異物は大気圧プラズマを照射して除去することが可能である。そこで、特許文献２に記載されているように、例えば第１の洗浄部で大気圧プラズマを照射して洗浄した後、第２の洗浄部に搬送し、第２の洗浄部で拭き取り洗浄するようにすることによって、接合不良の発生を抑制することができる。

ところが、従来の比較的大型の平行平板電極で構成される大気圧プラズマによる洗浄手段と有機溶剤を用いた拭き取り洗浄手段とを近距離で並列配置するのは、特に小型基板等の洗浄の際には困難であるため、特許文献２に示すように、第１と第２の基板保持部をそれぞれ設けて、第１の基板保持部に対応して大気圧プラズマ洗浄部を、第２の基板保持部に対応して拭き取り洗浄部をというように、複数の基板保持部にそれぞれ対応した洗浄部を設けた構成を取る必要があり、設備が大型化し、さらに大気圧プラズマ洗浄装置と拭き取り洗浄装置を別々に設けてその間を搬送手段にて基板を搬送するなどして洗浄処理工程に複数の装置とその間の搬送装置を必要とするため、設備コストが高くなるという問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑み、基板の被洗浄表面上に付着あるいは析出した種類の異なる異物や油分等を基板の一度の相対移動工程中に確実に除去して洗浄することができる基板洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明の基板洗浄装置は、基板の被洗浄表面に向けて大気圧プラズマを吹き出すプラズマ洗浄手段と、プラズマ洗浄手段と並列して配設され、テープ状の洗浄クロスにて基板の被洗浄表面を拭き取り洗浄する拭取洗浄手段と、基板の被洗浄表面をプラズマ洗浄手段と拭取洗浄手段の並列方向に相対移動させる移動手段とを備え、プラズマ洗浄手段は、第１の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを吹き出す誘導結合型プラズマ発生部と、第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガス領域に一次プラズマを衝突させてプラズマ化した混合ガスから成る二次プラズマを発生するプラズマ展開部とを有し、拭取洗浄手段は洗浄クロスにオゾン水を含浸させる手段を有するものである。

この構成によれば、大気圧プラズマを吹き付けることで電極上に発生した酸化膜や析出したニッケルを効果的に除去することできるとともに、洗浄クロスにオゾン水を含浸させて拭き取り洗浄することで被洗浄表面にごみやガラス片に限らず油分が付着していてもオゾン水の作用で確実に除去することができる。特に、プラズマ洗浄手段において、プラズマ密度の高い誘導結合型プラズマからなる一次プラズマが第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガス領域に衝突することで、第２の不活性ガスが雪崩れ現象的（玉突き状に拡散）にプラズマ化して拡散し混合ガス領域の全体に展開し、プラズマ化した第２の不活性ガスのラジカルなどにて反応性ガスがプラズマ化し、その結果プラズマ密度が高くしかもプラズマ温度が低い二次プラズマが発生し、この二次プラズマを吹き出してプラズマ処理を行うことで、被洗浄表面に熱ダメージを与えることなく、基板を移動させながら確実に洗浄することができる。したがって、基板の被洗浄表面上に付着あるいは析出した種類の異なる異物や油分等を基板の一度の移動工程中に確実に除去して洗浄することができ、簡単な装置構成にて効率的に洗浄することができる。

また、プラズマ洗浄手段を酸素ガスを含む反応性ガスを適用したものとし、プラズマ洗浄手段又はプラズマ洗浄手段と拭取洗浄手段で発生したオゾンガスを回収するオゾン回収手段と、オゾン回収手段で回収したオゾンガスにてオゾン水を生成して拭取洗浄手段に供給するオゾン水生成供給手段を設けると、被洗浄表面を酸素プラズマにて処理することで濡れ性の高い表面処理ができて高い接合性を確保でき、かつそのプラズマ処理で発生したオゾンガスを利用して拭取洗浄手段で使用するオゾン水を生成し、また拭取洗浄手段のオゾン水から発生したオゾンガスも利用することで、プラズマ処理やオゾン水から発生したオゾンガスの有効利用を図ることができる。

また、オゾン水生成供給手段は、オゾン濃度を調整するオゾン濃度調整部と、濃度調整されたオゾンを超音波振動及び／あるいは熱を付与して水に溶解させるオゾン水生成部とを有すると、適切な濃度のオゾン水を効率的に生成することができる。

また、拭取洗浄手段を、基板の被洗浄表面に押圧される押圧子と、押圧子の被洗浄表面に対する対向面に洗浄クロスを間欠的に送る洗浄クロス送給手段と、洗浄クロスにオゾン水を吐出するオゾン水供給手段とを備えた構成とすると、押圧子の対向面にてオゾン水を含んだ洗浄クロスを基板の被洗浄表面に押し付けた状態で、基板と押圧子を相対移動することで、洗浄クロスにて基板の被洗浄表面を確実に拭き取り洗浄することができる。

また、一対又は複数対の押圧子が、基板の被洗浄表面を有する側縁部を両面から挟むように配設され、移動手段は押圧子を基板の前記側縁部に沿って相対移動させるものであると、基板の側縁部の表裏両面の被洗浄表面を同時に洗浄できるとともに、基板の側縁部を裏面から支持する必要がないので、基板の支持構成を簡単にできて装置構成をコンパクトにできる。

また、本発明の基板洗浄方法は、大気圧プラズマを基板の被洗浄表面に向けて吹き付けてプラズマ洗浄するプラズマ洗浄工程と、オゾン水を含浸させたテープ状の洗浄クロスにて基板の被洗浄表面を拭き取って洗浄する拭取洗浄工程とを、基板の被洗浄表面を相対的に移動させつつその移動方向に間隔あけた位置で並行して行い、かつプラズマ洗浄は、第１の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを発生させ、発生した一次プラズマを第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガスに衝突させてプラズマ化した混合ガスから成る二次プラズマを発生させ、発生した二次プラズマを基板の被洗浄表面に吹き付けて行うものであり、上記のように基板の被洗浄表面上に付着あるいは析出した種類の異なる異物や油分等を基板の一度の移動工程中に確実に除去して洗浄することができ、また上記のようにプラズマ密度が高くしかもプラズマ温度が低い二次プラズマにてプラズマ洗浄を行うことで、被洗浄表面に熱ダメージを与えることなく、基板を移動させながら確実に洗浄することができ、したがって簡単な装置構成にて効率的に洗浄することができる。

また、基板の被洗浄表面に対して、プラズマ洗浄工程を行った後拭取洗浄工程を行うと、プラズマ洗浄によって発生したオゾンガスにてオゾン水を生成して拭き取り洗浄を行うのに好適である。

また、基板の被洗浄表面に対して、拭取洗浄工程を行った後プラズマ洗浄工程を行うと、拭取洗浄工程で濡れた被洗浄表面をプラズマ洗浄工程の熱で乾燥させることが可能で、次工程を速やかに実施することができる。

また、大気圧プラズマは酸素ガスを含む反応性ガスを適用したもので、プラズマ洗浄工程又はプラズマ洗浄工程と拭取洗浄工程で発生したオゾンガスを回収し、回収したオゾンガスにてオゾン水を生成して拭取洗浄工程に供給すると、上記のように濡れ性の高い表面処理ができて高い接合性を確保でき、かつプラズマ処理やオゾン水から発生したオゾンガスの有効利用を図ることができる。

また、回収したオゾンガスの濃度を調整した後、濃度調整されたオゾンガスを超音波振動又は熱を付与しつつ水に溶解させてオゾン水を生成すると、上記のように適切な濃度のオゾン水を効率的に生成することができる。

また、拭取洗浄は、洗浄クロスにオゾン水を吐出して洗浄クロスにオゾン水を含浸させ、オゾン水を含浸した部分を、基板の被洗浄表面に向けて押圧される押圧子の被洗浄表面に対する対向面に送り、押圧子を基板の被洗浄表面に沿って相対移動させて行うと、押圧子の対向面にてオゾン水を含んだ洗浄クロスを基板の被洗浄表面に押し付けた状態で基板と押圧子が相対移動するため、洗浄クロスにて基板の被洗浄表面を確実に拭き取り洗浄することができる。

本発明の基板洗浄装置及び洗浄方法によれば、大気圧プラズマの二次プラズマを吹き付けるプラズマ洗浄と、オゾン水を含浸させたテープ状の洗浄クロスによる拭き取り洗浄とを、基板の被洗浄表面を相対的に移動させつつその移動方向に間隔あけた位置で並行して行うことにより、基板の被洗浄表面上に付着あるいは析出した種類の異なる異物や油分等を基板の一度の移動工程中に確実に除去して洗浄することができ、簡単な装置構成にて効率的に洗浄することができる。

以下、本発明を、液晶表示パネルのガラス基板の側縁部の被洗浄表面を洗浄して付着した異物を除去する基板洗浄装置に適用した各実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態の基板洗浄装置について、図１〜図７を参照して説明する。

図１〜図４において、本実施形態の基板洗浄装置は、ガラス基板などの基板１を基板洗浄装置に搬入する基板搬送手段２と、基板搬送手段２から基板１を受け取って洗浄動作に伴う移動を行う移動手段３と、基板１の側端部の表裏両面の被洗浄表面の拭き取り洗浄を行う拭取洗浄手段４と、基板１の被洗浄表面に大気圧プラズマを吹き出してプラズマ洗浄を行うプラズマ洗浄手段５とを備え、各々基台２０上に配設されている。なお、基板１の搬出は、後続工程であるＡＣＦ貼付装置（図示せず）に設けられた、基板搬送手段２と同様の基板搬送手段（図示せず）にて行われる。

基板搬送手段２は、基板１を載置して両持支持する一対の支持アーム６ａ、６ａを有する基板載置部６と、基板載置部６を基板搬送方向であるＸ方向に往復移動させる駆動機構７にて構成されている。駆動機構７は、基板載置部６を移動自在に支持する支持レール部７ａと、モータ７ｃにて駆動されて基板載置部６を移動させる送りねじ機構７ｂにて構成されている。

移動手段３は、基板１の中央部を載置支持する基板保持部８と、基板保持部８をＸ方向と、それに直行するＹ方向と、垂直なＺ方向と、Ｚ軸回りのθ方向の移動及び位置決めを行う移動テーブル９にて構成されている。この移動手段３は、基板１を基板保持部８上に保持し、プラズマ洗浄手段５及び拭取洗浄手段４における後述の拭取洗浄部１０が、基板１の側縁部の表面及び表裏両面の被洗浄表面の一端から他端まで相対移動するように基板１を移動させる。その相対移動速度は、４０〜２５０ｍｍ／ｓ程度に設定され、好適には１００〜２５０ｍｍ／ｓ程度の高速に設定される。

次に、拭取洗浄手段４について説明する。拭取洗浄部１０は、図２、図４に示すように、基板保持部８にて保持された基板１の側縁部の上下に対向するように配置された一対の押圧子１１ａ、１１ｂを備えている。押圧子１１ａ、１１ｂとしては、耐薬品性に優れるとともに摺動性に優れたポリアセタール（ＰＯＭ）などの材料で構成するのが好適である。そして、両押圧子１１ａ、１１ｂをチャック機構（図示せず）にて開閉駆動して、これら押圧子１１ａ、１１ｂにて基板１の側縁部の上下両面の被洗浄表面にテープ状の洗浄クロス１２を押し付けるように構成されている。両押圧子１１ａ、１１ｂのチャック力は、４〜９Ｎ程度が好適である。なお、押圧子１１ａ、１１ｂ及びチャック機構（図示せず）は、基板１の高さ位置との位置ずれを吸収できるように上下方向に弾性的に支持されている。

洗浄クロス１２は、図１に示すように、押圧子１１ａ、１１ｂにそれぞれ対応して設けられた、洗浄クロス送給手段としての供給リール１３ａ、１３ｂから適宜ガイドローラ１４を介して押圧子１１ａ、１１ｂの相対移動方向と直交する方向から押圧子１１ａ、１１ｂに供給される。供給された洗浄クロス１２は、押圧子１１ａ、１１ｂにおける基板１の被洗浄表面に対向する対向面１５の上手側に傾斜形成されたガイド部１６を通過して対向面１５に導かれる。対向面１５にて基板１の被洗浄表面に接触されて洗浄を行った後の洗浄クロス１２は、適宜ガイドローラ１４を介して回収リール１７ａ、１７ｂに巻き取られる。洗浄クロス１２に作用させる張力は、０．５〜１．８Ｎ程度である。洗浄クロス１２は、供給リール１３ａ、１３ｂと回収リール１７ａ、１７ｂにて１回の洗浄動作毎にピッチ送りされる。

押圧子１１ａ、１１ｂのガイド部１６には、洗浄剤としての低濃度のオゾン水を洗浄クロス１２に向けて吐出するように、吐出口１８が開口されている。オゾン水は、洗浄クロス１２がピッチ送りされる前に、後述のオゾン水供給手段から押圧子１１ａ、１１ｂに設けられた流路を介して吐出口１８に所定量づつ圧送されて洗浄テープ１２に向けて吐出される。押圧子１１ａ、１１ｂのガイド部１６に対向して、洗浄クロス１２がオゾン水で濡れることで生じる色調変化を検出する検出センサ１９が配設され、洗浄クロス１２に所要量のオゾン水が適正に吐出されたことを確認できるように構成されている。

押圧子１１ａ、１１ｂの対向面１５には、押圧子１１ａ、１１ｂの相対移動方向と直交する方向に延びる突部１５ａが形成されている。対向面１５及び突部１５ａの長さは、基板１の被洗浄表面の幅寸法より大きく設定されている。突部１５ａの高さｈは、洗浄クロス１２の厚さの３〜５倍程度が好適であり、具体例では、洗浄クロス１２の厚さが０．２〜０．３ｍｍであるため、突部１５ａの高さは１ｍｍ程度が好適である。また、押圧子１１ａ、１１ｂの対向面１５の両側部には、突部１５ａの両側に間隔をあけて洗浄クロス１２の両側縁の位置規制を行う規制突部１５ｂが設けられている。規制突部１５ｂの高さは突部１５ａの高さと同じ高さに設定され、突部１５ａと規制突部１５ｂの頂面が同一平面上に位置するように構成されている。

次に、プラズマ洗浄手段５について、図２〜図４を参照して説明する。断面円形の反応空間２１を形成する誘電体からなる円筒状の反応容器２２の周囲にコイル状のアンテナ２３を配設し、アンテナ２３に高周波電源２４から高周波電圧を印加して反応空間２１に高周波電界を印加し、反応容器２２の上端２２ａから第１の不活性ガス２５を供給し、点火装置（図示せず）で高電圧を印加して点火することで、反応容器２２の下端２２ｂから、プラズマ密度が高く高温の誘導結合型プラズマからなる一次プラズマ２６を吹き出すように構成されている。この反応容器２２が誘導結合型プラズマ発生部を構成している。

反応容器２２の下端２２ｂ近傍の周囲に角筒形状の混合ガス容器２７が配設され、その四周壁上部に混合ガス２８を内部に供給する複数のガス供給口２９が配設されている。混合ガス容器２７は、反応容器２２の下端２２ｂより下方に延出され、反応容器２２の下端２２ｂより下方の部分に、一次プラズマ２６が衝突して二次プラズマ３１を発生する下端開放の混合ガス領域３０が形成されている。この混合ガス容器２７がプラズマ展開部を構成している。

アンテナ２３に高周波電圧を供給する高周波電源２４としては、その出力周波数帯が１００ＭＨｚに代表されるＶＨＦ周波数帯が好適であるが、マイクロ波周波数帯のものなどを使用することもできる。高周波電源２４とアンテナ２３との間には、アンテナ２３で発生する反射波を抑制する整合器（マッチング回路）（図示せず）が介装されている。また、第１及び第２の不活性ガスは、アルゴン、ネオン、キセノン、ヘリウム、窒素から選択された単独ガス又は複数の混合ガスが適用される。また、反応性ガスとしては、本実施形態では電極のクリーニングや表面改質に好適な酸素ガスが適用されている。

プラズマ洗浄手段５及び拭取洗浄部１０は、図５に示すように、それぞれ発生したオゾンガスが周囲に流出するのを防止するため、オゾン回収手段としてのカバー体３２、３４で覆うとともに内部のガスを排気ファン３３、３５にて吸引するように構成されている。排気ファン３３、３５にて吸引されたオゾンガスは、オゾン濃度調整部３６にて所要量のオゾンガスを回収し、過剰のオゾンガスは排気ファン３７にてガス処理部（図示せず）にて無害化処理されて大気中に放出される。回収されたオゾンガスは、溶解水が供給されるオゾン水生成部３８内に送給され、オゾン水生成部３８内で超音波振動印加手段３９にて印加された超音波振動を受けて溶解水にオゾンガスが効果的に溶解され、比較的低濃度の所定濃度のオゾン水が生成される。生成されるオゾン水のオゾン濃度は、通常の拭き取り洗浄時に、洗浄クロス１２が溶解せず、かつ基板１に付着した油分（油膜）を効果的に除去できる程度の濃度に設定される。数値で示すと、０．０１ＰＰＭ以下とすることで上記作用が確実に得られる。この濃度調整が上記オゾン濃度調整部３６にて行われる。なお、オゾン水生成部３８において、超音波振動印加手段３９に代えて、若しくは併用して熱エネルギーを印加するヒータを適用しても良い。

生成されたオゾン水は、高圧エア源４０からバルブ４１を介してオゾン水生成部３８内に高圧エアを供給して加圧し、オゾン水生成部３８内のオゾン水をバルブ４２を介してオゾン水供給管４３を通して押圧子１１ａ、１１ｂに供給するとともに、バルブ４２の開閉制御によって所要時に所定量づつ吐出口１８から洗浄クロス１２に向けてオゾン水が吐出される。これら高圧エア源４０、バルブ４１、４２、オゾン水供給管４３及び吐出口１８にてオゾン水供給手段が構成されている。以上のような構成により、プラズマ洗浄手段５及び拭取洗浄部１０で発生したオゾンガスを回収し、オゾン水を生成して拭取洗浄部１０に送給し、オゾンを循環使用することができる。なお、オゾン水生成部３８でのオゾン水の生成は連続的に行っても、バッチ方式で間欠的に行うようにしても良い。

次に、このような構成の基板洗浄装置にて基板１の側縁部の被洗浄表面を洗浄する工程を図１、図２、図４及び図６を参照して説明する。まず、基板１を基板搬送手段２にて基板洗浄装置に搬入する。搬入された基板１は移動手段３の基板保持部８上に受け取られ、移動手段３にて基板１の側縁部が、プラズマ洗浄手段５と拭取洗浄部１０を順次通過するように移動制御される。そのため、まず移動手段３にて基板１の側縁部の一端がプラズマ洗浄手段５に対向位置するように位置決めされる。この搬入動作と並行して、ガイド部１６に対向位置している洗浄クロス１２に対して吐出口１８からオゾン水を吐出し、洗浄クロス１２に所要量のオゾン水が含浸された状態とする。なお、洗浄クロス１２にオゾン水を十分に含んでいることが検出センサ１９にて検出される。

次に、移動手段３にて基板１の側縁部を上記のように移動させることで、基板１の被洗浄表面がプラズマ洗浄手段５の下を通過し、大気圧プラズマが照射されて大気圧プラズマ洗浄が行われる。また、基板１の側縁部の移動が開始されると、拭取洗浄部１０で洗浄クロス１２が所定量送給され、押圧子１１ａ、１１ｂの対向面１５と基板１の被洗浄表面との間に洗浄剤を含んだ部分を送給される。

プラズマ洗浄手段５による大気圧プラズマ洗浄においては、反応容器２２の下端２２ｂから誘導結合型プラズマから成る一次プラズマ２６を吹き出している状態で、混合ガス容器２７内に混合ガス２８を供給することで、混合ガス領域３０内で混合ガス２８に一次プラズマ２６が衝突して二次プラズマ３１が発生し、その二次プラズマ３１が混合ガス領域３０の全領域に展開するとともにさらにこの混合ガス領域３０から下方に吹き出す。その二次プラズマ３１は、一次プラズマ２６（約２５０℃）に比してプラズマ温度が低く（約８０℃）、かつ従来のプラズマ密度が低い平行平板電極等で構成される容量結合型プラズマに比してプラズマ密度が数１０倍から数百倍と高いものである。この二次プラズマ３１を基板１の被洗浄表面に照射することで、短時間に効率的に所望のプラズマ処理を行うことができ、また容量結合型である平行平板電極方式では、電極間でプラズマが発生するが、加工のための相対プラズマ密度を向上させるために、加工対象である基板に電極を近付け過ぎると基板に対し放電が生じるためにあまり近付けられないが、本発明の二次プラズマ３１を吹き付ける場合は、基板までの距離を２ｍｍ程度まで近付けることができ、基板に対して高いプラズマ密度を付与できる。以上のことにより、基板１を１００〜１５０ｍｍ／ｓｅｃ程度で移動させながらでも適切なプラズマ処理を確実に行うことができる。このときの基板洗浄面の温度は４０℃程度である。また、一次プラズマ２６の衝突により拡散する高密度の二次プラズマ３１に対するプラズマ着火機能の役割を有する一次プラズマ２６は、従来の一次プラズマを直接基板に照射する誘導結合型プラズマ（熱プラズマ）方式に比べて少ない量の不活性ガスを着火させるため、５０Ｗ程度と小さな出力でかつ発熱量も１／５０程度の２５０℃と低く、コイルの空冷が可能であるため、よりコンパクトな構成とすることができ、またこのように二次プラズマ３１が大きく展開するので、反応容器２２の断面積に比して大きな領域のプラズマ処理を短時間で効率的かつ確実に行うことができ、また混合ガス２８の供給・停止制御によって応答性良く二次プラズマ３１の照射・停止制御を行うことができ、基板１の移動中に必要箇所のみプラズマ処理が可能である。以上のことにより、低出力の投入パワー比が小さい高密度プラズマで、コンパクトな大気圧プラズマ洗浄が構成できる。

次に、移動手段３による基板１の移動に伴って基板１の側縁部の一端が拭取洗浄部１０における一対の押圧子１１ａ、１１ｂの間に位置すると、拭取洗浄部１０のチャック機構（図示せず）にて一対の押圧子１１ａ、１１ｂ間の隙間が閉じられ、押圧子１１ａ、１１ｂの対向面１５に形成された突部１５ａにて洗浄クロス１２が基板１の被洗浄表面に接触された状態となる。このように押圧子１１ａ、１１ｂの突部１５ａにて洗浄クロス１２が基板１の被洗浄表面に接触されている状態で基板１が継続して移動し、押圧子１１ａ、１１ｂが基板１の側縁部に沿って被洗浄表面の他端に向けて相対移動することで、基板１の被洗浄表面が洗浄される。なお、この洗浄動作は、１方向の移動のみによって、あるいは１又は複数回の往復移動によって行われる。

その後、チャック機構（図示せず）にて一対の押圧子１１ａ、１１ｂを開き、移動手段３にて基板１をプラズマ洗浄手段５及び拭取洗浄部１０から離間させ、後続工程のＡＣＦ貼付装置の基板搬送装置（図示せず）に受け渡されて搬出される。そして、基板搬送手段２にて次の基板１が搬入され、以上の洗浄工程が繰り返される。

以上の本実施形態によれば、プラズマ洗浄手段５にて基板１の被洗浄表面に大気圧プラズマ（二次プラズマ３１）を吹き付けることで、被洗浄表面の電極上に発生した酸化膜や析出したニッケルを効果的に除去することできるとともに、拭取洗浄部１０で低濃度のオゾン水を含浸させた洗浄クロス１２にて拭き取り洗浄することで、被洗浄表面にごみやガラス片に限らず油分が付着していてもオゾン水の作用で確実に除去することができる。また、拭取洗浄部１０にオゾン水を適用したことでプラズマ洗浄手段５が近接して並列配置されていても安全性に問題を生じる恐れがない。したがって、単一の装置に拭取洗浄手段４とプラズマ洗浄手段５を並列配置した簡単な装置構成にて、基板１の一度の移動工程中に、基板１の被洗浄表面上に付着あるいは析出した種類の異なる異物をすべて確実に除去することができ、基板１の洗浄を効率的に行うことができる。

また、プラズマ洗浄手段５において、酸素ガスを含む反応性ガスを適用し、そのプラズマ洗浄手段５で発生したオゾンガス、及びオゾン水を適用した拭取洗浄手段４で発生したオゾンガスを回収し、この回収したオゾンガスにてオゾン生成部３８でオゾン水を生成し、拭取洗浄手段４に供給するようにしているので、基板１の被洗浄表面を酸素プラズマにて処理することで濡れ性の高い表面処理ができて高い接合性を確保でき、かつそのプラズマ処理で発生したオゾンガスを利用して拭取洗浄手段４で使用するオゾン水を生成し、また拭取洗浄手段４のオゾン水から発生したオゾンガスも利用することで、プラズマ処理やオゾン水から発生したオゾンガスの有効利用を図ることができる。なお、プラズマ洗浄手段５で発生したオゾンガスを回収してオゾン水を生成するのではなく、別途に設けたオゾン水製造装置にて製造したオゾン水を拭取洗浄手段４の拭取洗浄部１０に供給するようにしても良い。

以上の説明では、基板１の移動方向の上手側にプラズマ洗浄手段５を配設し、下手側に拭取洗浄手段４を配設した構成にて、図６に示すように、大気圧プラズマによる洗浄を行った後に、拭き取り洗浄を行うようにした例を示したが、逆に基板１の移動方向の上手側に拭取洗浄手段４を配設し、下手側にプラズマ洗浄手段５を配設した構成とし、図７に示すように、拭き取り洗浄を行った後に、大気圧プラズマによる洗浄を行うようにし手も良い。こうすると、拭取洗浄工程で濡れた被洗浄表面をプラズマ洗浄工程の熱で乾燥させることが可能で、次工程を速やかに実施することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の基板洗浄装置について、図８、図９を参照して説明する。なお、第１の実施形態で説明したものと実質的同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略し、主として相違点についてのみ説明する。

上記第１の実施形態の拭取洗浄手段４の拭取洗浄部１０においては、一対の押圧子１１ａ、１１ｂを有するものを例示したが、本実施形態においては、拭取洗浄部５０を、図９に示すように、洗浄クロス１２を基板１の一側端の被洗浄表面の長手方向、すなわち基板１の相対移動方向に沿って送り移動可能に配設するとともに、その長手方向に間隔をあけて配設した第１の押圧位置Ｐ１と第２の押圧位置Ｐ２にそれぞれ押圧子としての押圧ローラ５１ａ、５１ｂと、押圧ローラ５２ａ、５２ｂを配設した構成とし、第１の押圧位置Ｐ１で洗浄クロス１２にオゾン水を滴下してウェット洗浄し、第２の押圧位置Ｐ２で乾燥した状態の洗浄クロス１２にて水分を拭き取るようにしている。

図８、図９において、供給リール５３ａから引き出された洗浄クロス１２は、ガイドローラ５４ａを介して押圧ローラ５２ａに送られた後、ガイドローラ５５ａを介して押圧ローラ５１ａに送られ、その後ガイドローラ５６ａを介して回収リール５７ａに巻き取られる。同様に、供給リール５３ｂから引き出された洗浄クロス１２は、ガイドローラ５４ｂを介して押圧ローラ５２ｂに送られた後、ガイドローラ５５ｂを介して押圧ローラ５１ｂに送られ、その後ガイドローラ５６ｂを介して回収リール５７ｂに巻き取られる。

また、本実施形態では、拭取洗浄手段４及びプラズマ洗浄手段５は、移動装置５８にて基板１の一側端における被洗浄表面の長手方向に沿って矢印Ｄ方向に移動させるように構成されている。５９は、被洗浄表面の汚れの除去度合いを認識する認識カメラである。また、６０は、基板洗浄装置の動作を統括的に制御する制御部である。

本実施形態においても、単一の装置に拭取洗浄手段４とプラズマ洗浄手段５を並列配置した簡単な装置構成にて、基板１の一度の移動工程中に、基板１の被洗浄表面上に付着あるいは析出した種類の異なる異物や油分等を確実に除去することができ、基板１の洗浄を効率的に行うことができる。

本発明の基板洗浄装置及び洗浄方法によれば、基板の一度の相対移動工程中に基板の被洗浄表面上に付着あるいは析出した種類の異なる異物や油分等を確実に除去することができ、コンパクトでかつ簡単な装置構成にて基板の洗浄を効率的に行うことができることができるので、各種基板に各種部品を実装する部品実装装置に好適に利用することができる。

本発明の基板洗浄装置の第１の実施形態の全体概略構成を示す斜視図。同実施形態の要部構成を示す斜視図。同実施形態のプラズマ洗浄手段の斜視図。同実施形態の要部構成を示す縦断正面図。同実施形態におけるオゾン水生成構成を示す構成図。同実施形態における基板洗浄動作のフロー図。同実施形態における他の基板洗浄動作のフロー図。本発明の基板洗浄装置の第１の実施形態の全体概略構成を示す斜視図。同実施形態における要部構成を示す構成図。

符号の説明

１基板
３移動手段
４拭取洗浄手段
５プラズマ洗浄手段
１０拭取洗浄部
１１ａ、１１ｂ押圧子
１２洗浄クロス
１３ａ、１３ｂ供給リール（洗浄クロス送給手段）
１８吐出口（オゾン水供給手段）
２２反応容器（誘導結合型プラズマ発生部）
２５第１の不活性ガス
２６一次プラズマ
２７混合ガス容器（プラズマ展開部）
２８混合ガス
３０混合ガス領域
３１二次プラズマ
３２、３４カバー体（オゾン回収手段）
３６オゾン濃度調整部
３８オゾン水生成部
３９超音波振動印加手段
４０高圧エア源（オゾン水供給手段）
４３オゾン水供給管（オゾン水供給手段）
５０拭取洗浄部
５１ａ、５１ｂ押圧ローラ（押圧子）
５２ａ、５２ｂ押圧ローラ（押圧子）
５３ａ、５３ｂ供給リール（洗浄クロス送給手段）

Claims

基板の被洗浄表面に向けて大気圧プラズマを吹き出すプラズマ洗浄手段と、プラズマ洗浄手段と並列して配設され、テープ状の洗浄クロスにて基板の被洗浄表面を拭き取り洗浄する拭取洗浄手段と、基板の被洗浄表面をプラズマ洗浄手段と拭取洗浄手段の並列方向に相対移動させる移動手段とを備え、プラズマ洗浄手段は、第１の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを吹き出す誘導結合型プラズマ発生部と、第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガス領域に一次プラズマを衝突させてプラズマ化した混合ガスから成る二次プラズマを発生するプラズマ展開部とを有し、拭取洗浄手段は洗浄クロスにオゾン水を含浸させる手段を有することを特徴とする基板洗浄装置。
プラズマ洗浄手段は酸素ガスを含む反応性ガスを適用したもので、プラズマ洗浄手段又はプラズマ洗浄手段と拭取洗浄手段で発生したオゾンガスを回収するオゾン回収手段と、オゾン回収手段で回収したオゾンガスにてオゾン水を生成して拭取洗浄手段に供給するオゾン水生成供給手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。
オゾン水生成供給手段は、オゾン濃度を調整するオゾン濃度調整部と、濃度調整されたオゾンを超音波振動又は熱又はその両者を付与して水に溶解させるオゾン水生成部とを有することを特徴とする請求項２記載の基板洗浄装置。
拭取洗浄手段は、基板の被洗浄表面に押圧される押圧子と、押圧子の被洗浄表面に対する対向面に洗浄クロスを間欠的に送る洗浄クロス送給手段と、洗浄クロスにオゾン水を吐出するオゾン水供給手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の基板洗浄装置。
一対又は複数対の押圧子が、基板の被洗浄表面を有する側縁部を両面から挟むように配設され、移動手段は押圧子を基板の前記側縁部に沿って相対移動させることを特徴とする請求項４記載の基板洗浄装置。
大気圧プラズマを基板の被洗浄表面に向けて吹き付けてプラズマ洗浄するプラズマ洗浄工程と、オゾン水を含浸させたテープ状の洗浄クロスにて基板の被洗浄表面を拭き取って洗浄する拭取洗浄工程とを、基板の被洗浄表面を相対的に移動させつつその移動方向に間隔あけた位置で並行して行い、かつプラズマ洗浄は、第１の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを発生させ、発生した一次プラズマを第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガスに衝突させてプラズマ化した混合ガスから成る二次プラズマを発生させ、発生した二次プラズマを基板の被洗浄表面に吹き付けて行うことを特徴とする基板洗浄方法。
基板の被洗浄表面に対して、プラズマ洗浄工程を行った後拭取洗浄工程を行うことを特徴とする請求項６記載の基板洗浄方法。
基板の被洗浄表面に対して、拭取洗浄工程を行った後プラズマ洗浄工程を行うことを特徴とする請求項６記載の基板洗浄方法。
大気圧プラズマは酸素ガスを含む反応性ガスを適用したもので、プラズマ洗浄工程又はプラズマ洗浄工程と拭取洗浄工程で発生したオゾンガスを回収し、回収したオゾンガスにてオゾン水を生成して拭取洗浄工程に供給することを特徴とする請求項６〜８の何れか１つに記載の基板洗浄方法。
回収したオゾンガスの濃度を調整した後、濃度調整されたオゾンガスを超音波振動および／あるいは熱を付与しつつ水に溶解させてオゾン水を生成することを特徴とする請求項９記載の基板洗浄方法。
拭取洗浄は、洗浄クロスにオゾン水を吐出して洗浄クロスにオゾン水を含浸させ、オゾン水を含浸した部分を、基板の被洗浄表面に向けて押圧される押圧子の被洗浄表面に対する対向面に送り、押圧子を基板の被洗浄表面に沿って相対移動させて行うことを特徴とする請求項７〜１０の何れか１つに記載の基板洗浄方法。