JP2009198676A - ガラス基板の乾燥方法および乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ガラス基板の洗浄で用いた洗浄液がガラス基板表面に付着残留して生成される液滴を、狭い空間内で乾燥除去する
【解決手段】
ガラス基板の乾燥装置１０では、ガラス基板１を保持具２ａ、２ｂが垂直に保持する。保持具２ａはガラス基板の上端部に、保持具２ｂは下端部に配置され、搬送と保持を兼用する。ガラス基板の周囲部には、乾燥手段１２が配置されており、少なくとも上下動及び水平動のいずれかがが可能である。乾燥手段はノズル３を有し、親水性の有機溶剤であるイソプロピルアルコールを含むガス流を噴射可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗浄液で洗浄した後のガラス基板の乾燥方法および乾燥装置に係り、特に液晶表示装置（ＬＣＤ）等に用いる大型のフォトマスク用ガラス基板の乾燥方法および乾燥装置に関する。

従来の薄板ガラス基板に関する洗浄方法および洗浄液の除去について、特許文献１に記載されている。この公報に記載の洗浄方法では、安全にかつ設置スペースを少なくするために、薄板ガラス基板の上端縁を保持して垂下した状態で、超音波洗浄素子を用いてガラス基板を横方向に洗浄する。その際、洗浄液を上部から下部に吐出する。洗浄に追従して、順次エアーを吹きつけ、表面に残留する洗浄液を除去している。

従来の基板乾燥方法が、特許文献２に記載されている。この公報に記載の乾燥法では、基板であるウェーハに対してアルコール系蒸気を吐出するとともに、ウェーハを回転させている。さらに、アルコールを吐出しないで、ウェーハを回転だけさせることも記載されている。

特開平１０−２８６５３５号公報 特開平７−２１１６８６号公報

フォトマスクに用いられるガラス基板の作成においては、回路やパターンが形成される主面およびその背面、４辺部を形成する側端面の６個の面のすべてにおいて、高い清浄度が求められている。そのため、基板を処理する際や基板を搬送する際には、基板端部の角部でだけ、基板を保持している。

一方、ＬＣＤの大型化に伴い、フォトマスク用のガラス基板のサイズが大型化している。それとともに、基板の厚さも増加し、ガラス基板１枚あたりの重量が増加している。その結果、特許文献１に示すような装置では、基板の上部を支持する基板把持部や基板の下部を支持する基板保持部は、基板重量に耐えるために大型化するとともに、基板の厚さ方向長さが長くなっている。

基板洗浄後の基板乾燥工程では、基板を水平方向に取り囲む矩形枠内にノズルを配置してノズルから高速な気流を噴出している。ノズルは横方向移動および上下方向移動が可能でなければならないので、基板の大型化とともにこの矩形枠も大型化し、基板の乾燥工程のために大スペースが必要となる。特に、基板把持部や基板保持部との干渉を避けるために、基板とノズルとの間隔が広がってくる。基板とノズルとの間隔が広くなればなるほど、乾燥工程においてはノズルから高速または大量の気流が必要となる。

特許文献２では、イソプロピルアルコールをノズルから噴出するとともに、基板を回転させているので、基板を回転させる空間が必要となる。基板の大きさが大きくなると回転させること自体が困難であるとともに、広い空間が必要となり、装置の大型化が止むを得なくなる。

本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、ガラス基板の洗浄で用いた洗浄液がガラス基板表面に付着残留して生成される液滴を、狭い空間内で乾燥除去することにある。本発明の他の目的は、乾燥のための装置を小型化することにある。また、乾燥に要するエネルギーを低減することも目的とする。

上記目的を達成する本発明の特徴は、垂直に保持したガラス基板の乾燥装置において、ガラス基板の上端部及び下端部に配置した搬送と保持を兼用した保持具と、ガラス基板の周囲部に配置され少なくとも上下動及び水平動のいずれかがが可能な乾燥手段とを有し、この乾燥手段は親水性の有機溶剤を含むガス流を噴射可能に設けられていることにある。

この特徴において、乾燥手段は、空気または窒素ガスに有機溶剤の蒸気を混合したガスを噴出するノズルを有するのがよく、ノズルを横方向に複数配置し、これら複数のノズルを同時の上下動させるようにするのが望ましい。また、保持具は複数のローラーを有し、乾燥手段は枠状に形成されたフレームに複数のノズルを取り付けていてもよい。さらに、このノズルよりもガラス基板から離れた位置に、ノズルから噴射されるガス流よりも高速なガス流を供給可能な他のノズルを設けるようにしてもよい。そして有機溶剤が、イソプロピルアルコールであることが望ましい。

上記目的を達成する本発明の他の特徴は、ガラス基板の表面を洗浄液で洗浄した後に、ガラス基板を乾燥するガラス基板の乾燥方法において、ノズルから親水性の有機溶剤を含むガス流を噴射し、このガス流を垂直に配置したガラス基板表面に衝突させてガラス基板表面に付着した洗浄後の残留物を除去することにある。そして、このノズルよりもガラス基板から離れた位置に配置した他のノズルから、ガラス基板に親水性の有機溶剤を含むガス流を噴射するようにしてもよい。

本発明によれば、ガラス基板の洗浄後に、ノズルからの気流でガラス基板を乾燥させる場合、気流に親水性の有機溶剤を含ませたので、ガラス基板からの洗浄後の残留物の剥離が容易になり、ノズルの高速化や大流量化を抑制でき、ガラス基板の乾燥装置の大型化を回避できる。また、乾燥装置が大型化しても、ノズルからの気流の高速化や大流量かを抑制でき、ノズルから気流を噴出させる手段を簡素化できる。

以下、本発明に係るガラス基板の乾燥装置の一実施例を、図面を用いて説明する。図１は、ガラス基板の乾燥装置１０の縦断面図であり、図２はその斜視図、図３はガラス基板部を取り出した要部断面図である。図２に示すようにガラス基板１は、洗浄工程を経た後に乾燥工程に移る。ここで本実施例では、洗浄工程位置と乾燥工程位置とを異なる位置としているが、装置の占有面積を減らすために、洗浄工程と乾燥工程とを同じ位置で実施しても良い。

ガラス基板１はフォトマスク用のガラス基板であり、その大きさは縦×横が、１０００mm×１０００mmである。その厚さは、１０mmである。このとき、ガラス基板１の重量は、約２０ｋｇとなる。ガラス基板１の上端部に接して複数の上部搬送ローラー２ａが、間隔をおいて配置されている。同様に複数の下部搬送ローラー２ｂが、間隔をおいてガラス基板１の下端を支持するように配置されている。

上下部の搬送ローラー２ａ、２ｂは、図示しない駆動手段に接続されており、それぞれ回転駆動される。したがって、上下部の搬送ローラー２ａ、２ｂが回転すると、ガラス基板１は、図２に示したように、左側から右側に搬送される。図３に示すように、上下部の搬送ローラー２ａ、２ｂは鼓型形状をしており、ガラス基板１の上下端の角部で点接触または線接触してガラス基板を保持している。それとともに、ガラス基板１との接触を極力減らして、発塵を抑制している。なお上下部の搬送ローラー２ａ、２ｂのすべてが駆動ローラーである必要は無く、数個間隔で駆動ローラーを配置しても良い。またすべての搬送ローラー２ａ、２ｂをフリーローラーとし、ガラス基板１の進行方向前後端部を他の搬送手段で押して搬送するようにしてもよい。

上下部の搬送ローラー２ａ、２ｂによりほぼ垂直に保持された状態で、ガラス基板１は乾燥工程位置に搬送される。乾燥工程位置には、ガラス基板１の乾燥装置１０が配置されている。乾燥装置１０では、ベース１１上に直立してノズル昇降用ボールネジ４が取り付けられている。ノズル昇降用ボールネジ４は、ガラス基板１の両側面に対で設けられている。各ノズル昇降用ボールネジ４の上端部には、ノズル昇降用ボールネジ４を駆動するモーター５が取り付けられている。枠状に形成された乾燥手段１２が、ガラス基板１を囲んで水平に配置されている。この乾燥手段１２の枠部１２ａに、ノズル昇降用ボールネジ４のナット４ａを形成している。

乾燥手段１２の枠部１２ａであって、その内周側には複数のエアーナイフ型のノズル３が、間隔をおいて取り付けられている。モーター５を回転させると、ノズル昇降用ボールネジ４が回転し、ボールネジ４に取り付けたナット４ａが昇降する。ナット４ａの昇降に伴い、枠部１２ａに取り付けたノズル３も昇降する。

上述したように、ノズル３は枠部１２ａからガラス基板１側に突き出ているので、ノズル３が昇降して上下部の搬送ローラー２ａ、２ｂとすれ違うときに、ノズル３の先端の隙間が最小になる。そこで、図３に示すように、ローラー２ａ、２ｂの保持部材２ｃ、２ｄの厚みをも考慮して、ノズル３の先端が搬送ローラー２ａ、２ｂ部に接触しないように、ノズル３の先端と保持部材２ｃ、２ｄの表面間に隙間ｃを確保する。

乾燥手段１２の枠部１２ａに取り付けた複数のノズル３は、配管３ａを介して気化器６に連通している。気化器６には図示しないポンプにより、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が容器から供給される。それとともに、フィルタリングされた清浄な加圧空気またはボンベに収容された窒素ガスも、気化器６に供給される。気化器６の底部にはヒーター７が配置されており、このヒーター７は温度調節器８で温度調節される。気化器内に導かれたＩＰＡ液は、ヒーター７により所定温度まで加熱され、気化する。気化したＩＰＡ蒸気は、加圧空気または窒素ガスと混合し、ノズル３へと導かれる。

図２に示すように、洗浄工程位置に配置した洗浄液ノズル９からガラス基板１に洗浄液が噴射され、ガラス基板１は洗浄される。この洗浄工程を経たガラス基板３は、乾燥装置１０が配置された乾燥工程位置に至ったときに、その表面に洗浄液の液滴が付着している。この液滴に、ＩＰＡ蒸気を含む加圧空気または窒素ガスをノズル３から噴射する。加圧空気または窒素ガスに含まれるＩＰＡ蒸気は親水性であるから、ガラス基板１の表面における洗浄液の液滴の表面張力を低下させる。その結果、液滴とガラス基板１の表面間の付着力が低下する。それとともに、加圧空気または窒素ガスをノズル３からジェットとして噴出させているので、加圧空気または窒素ガスの運動量が液滴に作用し、液滴を物理的にガラス基板１の表面から剥ぎ取る。

本実施例では、ガラス基板１の大きさを１０００mm×１０００mm、厚さｔを１０mmとしているので、搬送用ローラーの厚さWは１６mm程度になる。対向して配置したノズル３の間隔ｃ２は、２０mmである。この条件では、ノズル３とガラス基板１の表面の間隔ｃ１は、５mmである。ガラス基板１がさらに大型化して、縦×横が１５００mm×１５００mm、厚さｔが１５mmになると、ガラス基板１の重量は７５ｋｇにも達する。この重量を支持するために、ローラーの厚さWが３５mmにもなり、ノズル３の間隔ｃ２は４９mmまで広げざるを得なくなる。その結果、ノズル３とガラス基板１の表面の間隔ｃ１は、１２mmと長くなる。

ガラス基板１が大型化した後者の例では、前者の例に比べ、ノズル１とガラス基板３の表面との間隔ｃ１が２倍以上に広がっている。この場合、ＩＰＡ蒸気を含まない加圧空気または窒素ガスだけで物理的に液滴を剥ぎ取るためには、ノズル３から噴出するジェットを大幅に高速化するか、大風量化して、液滴に与えるエネルギーの低下を抑制する必要がある。本実施例では、親水性のＩＰＡ蒸気をノズル３から噴出するジェットが含んでいるので、液滴がガラス基板１に付着する付着力を低減でき、液滴に照射するジェットの高速化や大風量化をしなく済む。

なお、上記実施例では、ノズル３をガラス基板１の幅方向に間隔をおいて複数配置しているが、ノズル３を幅方向に移動させる手段を設けて、幅方向に配置するノズルの数を低減することもできる。この場合、ノズル３とガラス基板１間の隙間ｃ１の設定等が容易になる。また、上記実施例では、ガラス基板１の厚さ方向両面とも、ノズル３を一列に配置しているが、ガラス基板１の厚さ方向に複数列配置するようにしても良い。この場合、ガラス基板１から遠ざかったほうのノズルから噴出するジェットの風量または流速を、ガラス基板に近い方のノズルから噴出するジェットよりも大きくする。これにより、ガラス基板１表面に達したときのジェットの有する運動量をほぼ同程度にすることができ、効果的にガラス基板１から洗浄液の液滴を剥ぎ取ることができる。

本発明に係るガラス基板の乾燥装置の一実施例の縦断面図である。 図１に示したガラス基板の乾燥装置の斜視図である。 図１に示したガラス基板の乾燥装置の要部断面図である。

符号の説明

１…ガラス基板、２ａ…上部搬送ローラー（上支持具）、２ｂ…下部搬送ローラー（下支持具）、３…ノズル、４…ノズル昇降用ボールネジ、５…モーター、６…気化器、７…ヒーター、８…温度調節器、９…洗浄液ノズル、１０…ガラス基板の乾燥装置、１１…ベース、１２…乾燥手段。

Claims (8)

1. 垂直に保持したガラス基板の乾燥装置において、前記ガラス基板の上端部及び下端部に配置した搬送と保持を兼用した保持具と、前記ガラス基板の周囲部に配置され少なくとも上下動及び水平動のいずれかがが可能な乾燥手段とを有し、この乾燥手段は親水性の有機溶剤を含むガス流を噴射可能に設けられていることを特徴とするガラス基板の乾燥装置。
2. 前記乾燥手段は、空気または窒素ガスに有機溶剤の蒸気を混合したガスを噴出するノズルを有することを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の乾燥装置。
3. 前記ノズルを横方向に複数配置し、これら複数のノズルを同時の上下動させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のガラス基板の乾燥装置。
4. 前記保持具は複数のローラーを有し、前記乾燥手段は枠状に形成されたフレームに前記複数のノズルを取り付けていることを特徴とする請求項３に記載のガラス基板の乾燥装置。
5. 前記ノズルよりも前記ガラス基板から離れた位置に、前記ノズルから噴射されるガス流よりも高速なガス流を供給可能な他のノズルを設けたことを特徴とする請求項２に記載のガラス基板の乾燥装置。
6. 前記親水性の有機溶剤は、イソプロピルアルコールであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のガラス基板の乾燥装置。
7. ガラス基板の表面を洗浄液で洗浄した後に、ガラス基板を乾燥するガラス基板の乾燥方法において、ノズルから親水性の有機溶剤を含むガス流を噴射し、このガス流を垂直に配置したガラス基板表面に衝突させてガラス基板表面に付着した洗浄後の残留物を除去することを特徴とするガラス基板の乾燥方法。
8. 前記ノズルよりもガラス基板から離れた位置に配置した他のノズルから、ガラス基板に親水性の有機溶剤を含むガス流を噴射することを特徴とする請求項７に記載のガラス基板の乾燥方法。

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