JP3331390B2 - 基板の洗浄装置 - Google Patents
基板の洗浄装置Info
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Description
する。さらに詳しくは液晶ディスプレイ用アクティブマ
トリックスに用いられるTFTアレイなどの半導体製造
装置に用いられる基板の洗浄装置に関する。
術革新の速度にはめざましいものがある。半導体におい
ては、16Mバイト、64Mバイトクラスのメモリーの
量産が行なわれるとともに1Gバイトクラスの発表が相
次いでいる。TFTにおいても同様であり、世の中のニ
ーズにあわせて高精細化および基板の大型化が図られて
いる。
左右する基板の洗浄工程は、プロセスの重要性および高
性能化の必要性からますます認識が高まってきている。
従来の技術における洗浄プロセスは、半導体でいうと薬
品を用いたいわゆるライトエッチングが主体となってい
る。これはパターンの微細化に伴ってそれ以前のブラシ
などを用いた洗浄では対応できなくなってきたからであ
る。さらに基板表面にキズを与える惧れもあるため、特
開平2−288230号公報のように気泡を混在させた
高圧水流を基板に吹きつける洗浄方法が提案されてい
る。一方、数ミクロンの精度で製造されるTFTでは、
依然ブラシ洗浄または高圧水洗浄が主流となっている。
かかる高精度のTFTにおいては、いわゆるブラシなど
を用いた機械的な洗浄では既に対応が困難となっている
が、TFTでは電極または配線として用いられるITO
またはAlなどの酸によるダメージ(腐食)を受けやす
い材料をデバイスプロセス初期に用いるため、なかなか
半導体と同様に薬品洗浄を多用できないのが現状であ
る。
るように、被洗浄基板1を基板搬送ローラ22および2
3によって搬送させながら直径数十ミクロン〜200ミ
クロン程度のナイロンまたはレーヨンなどの毛を円盤
状、筒状の基板に植毛してなるブラシ24を被洗浄基板
1上で純水などをノズル25からスプレーまたはシャワ
ーしながらで回転させることによって、基板上の主に異
物などをこすり洗う方式である。このため、ブラシ24
には被洗浄基板1から転写された異物などが付着しやす
く、常に特開平4−293578号公報または特開昭6
0−240129号公報のように自己洗浄機能を有する
ブラシが必要とされる。また、被洗浄基板には常に新し
い洗浄材が接触するような構造(特開昭61−2036
43号公報)が提案されている。前記のような発明にお
いても、ブラシ自体の汚染またはパターンのキズの問題
を避けることは極めて困難である。さらに、近年の環境
保護対策の流れの中においても、危険な薬品または処理
の困難な薬品を大量に使用する洗浄プロセスは企業理念
からはずれているのも実情である。前記問題点に鑑み、
近年において超精密、低コストで、しかも無公害の基板
洗浄技術の要求が高まってきている。
を解決するためになされたものであり、被洗浄基板にキ
ズを与えることなく、精密洗浄を行なうことができる基
板の洗浄装置を提供することを目的とする。
は、(a)基板を洗浄するための洗浄ドラムと、 (b)気泡を含む洗浄液を吐出するためのノズルと、 (c)被洗浄基板を搬送するための搬送手段と、 (d)被洗浄基板が洗浄中ぶれないようにするための押
さえ機構とを具備した基板の洗浄装置であって、 前記洗浄ドラムが被洗浄基板から離間し、前記洗浄ドラ
ムの側面に気泡を取り込む溝が形成されており、 前記洗浄ドラムの側面と被洗浄基板とのあいだを所定の
隙間に保ち、該隙間に入り込ませた気泡によって、被洗
浄基板を洗浄することを特徴とする。
0.1〜5mmの範囲に設定されてなるのが好ましい。
で回転されるのが好ましい。
との隙間に1〜30kg/cm2(9.8〜294kP
a)の圧力で洗浄液を吐出するのが好ましい。
洗浄基板にダメージを与えないようにするために、ブラ
シを用いず、その代わりに高速で回転する洗浄ドラムを
用いる。そして基板とドラムとのあいだに隙間を設け、
かかる隙間に気泡を混入させた洗剤または純水などの気
泡を含む洗浄液を吹き付けるものである。洗浄の主体は
気泡であるので、ブラシのように自己洗浄機能の付与、
または交換などの必要がなく、かつ気泡を微小化してゆ
けば微細パターンが形成された基板上においても精密洗
浄処理が可能である。さらに純水または界面活性剤を洗
浄液として用いるため廃液の処理などに関しても環境汚
染などを考慮せずに行なうことが可能となる。
ある。高速で回転する洗浄ドラムと被洗浄基板との隙間
に気泡を有する洗浄剤または純水を吹き付ける。ドラム
にはたとえば、一定のパターンで溝が刻まれており、前
記溝に入った気泡が被洗浄基板上を摺動し、ブラシ洗浄
と同一の洗浄効果を発揮することができる。
々な形状を有するものを1本のドラム側面に形成してお
けば、ドラム一本で、微細パターンから大きなパターン
まで洗浄可能となる。または、個々のドラムの溝幅が一
種類のみであっても異なる溝幅のドラムを多段に有して
いれば、高タクトかつ高密度での精密洗浄が可能とな
る。これらのばあい、洗浄時に発生するキズなどのダメ
ージは洗浄主体が気泡のため少なくてすみ、それにより
パターンなどに与える影響は最小限ですむ。
しておけば、汚染物を含有した洗浄液はすみやかに排出
され、基板上には常時新しい洗浄液が存在することにな
る。
添付図面を参照しながら説明する。
を示す一部断面説明図、図2は本発明の基板の洗浄装置
の他の実施例を示す一部断面説明図、図3は本発明の基
板の洗浄装置のさらに他の実施例を示す一部断面説明
図、図4は図2の上流側の洗浄ドラムの一例を示してお
り、(a)は溝付きドラムの斜視図、(b)は溝付きド
ラム表面の部分拡大図、図5は図2の下流側の洗浄ドラ
ムの一例を示す斜視図である。
を示す。
ラム4、ノズル6、および被洗浄基板1を矢印A方向へ
搬送するための被洗浄基板1を上下から挟持して搬送す
る基板搬送ローラ2および3からなる。また、この基板
搬送ローラ2および3は、洗浄中に被洗浄基板1がぶれ
ないようにするための押さえ機構の作用も奏する。
る。
たは塩化ビニル樹脂などの耐蝕性にすぐれた材料からな
る円筒状のドラムであり、当該洗浄ドラム4を保持する
治具5によって保持されている。
は、被洗浄基板との間隔を任意に設定できるギャップ調
整機構7につながっている。これによって、被洗浄基板
1と洗浄ドラム4との隙間Gを、数百ミクロンから数ミ
リまでの範囲で設定可能であり、この隙間は被洗浄物の
大きさ、洗浄の度合いによって変更することができる。
前記洗浄ドラム4と被洗浄基板1との隙間Gは、気泡の
直径などを考慮して0.1〜0.5mmの範囲に設定さ
れるのが好ましい。
の比較的高速回転で回転させるためのモータおよび減速
機構(図示せず)に連結されている。なお、洗浄ドラム
4の回転数は、3000rpmよりも大きいと気泡が効
果的にギャップ内に侵入していかない問題が生じ、50
0rpmよりも小さいと気泡のたたきつけのみの洗浄効
果しか発揮しないので、500〜3000rpmの範囲
内で設定されるのが好ましい。
有させた純水または洗剤などの洗浄液を吐出するための
ノズル6が配置されている。
させるために、当該ノズル6の内部にはガス供給ノズル
8が配置されている。ガス供給ノズル8はノズル6の側
壁を貫通してノズル6内部に連通している。
とえば純水または洗剤があげられるが、洗剤は通常用い
られている弱アルカリ性で界面活性剤を含むものまたは
界面活性剤単体などが用いられる。また、洗浄液の吐出
圧力は、1〜30kgf/cm2(9.8〜294kP
a)程度が好ましい。
ドラム4の下部まで送られてくると、被洗浄基板と、た
とえば時計回りに高速回転している洗浄ドラム4との隙
間に気泡を含んだ純水または洗剤が入り込む。気泡Bは
高速回転している洗浄ドラム4と被洗浄基板とのあいだ
で摺動し、ブラシ洗浄と同様の機械的洗浄の効果が発揮
される。
は、ノズル6の中に配置されたガス供給ノズル8の吐出
穴径によって決まるが、吐出する気体の圧力によっても
異なってくる。また、吐出する気泡Bは、乾燥空気また
は窒素でもよい。
浄ドラム4と被洗浄基板1とのあいだで摺動する気泡B
によってブラシと同等以上の洗浄効果を達成できるとと
もに、被洗浄基板1に対してダメージのない洗浄ができ
る。
して、図2に示される二連の洗浄ドラムを有する洗浄装
置を説明する。
め、しかもタクト時間を短縮するために、洗浄ドラム4
を洗浄異物の大きさ、または洗浄の目的にあわせて複数
本(図2では2本)設置している点に特徴がある。
被洗浄基板1の上にある比較的大きな異物を除去し、下
流側の第2の洗浄ドラム4でさらに小さな異物を除去す
るような配置となっている。第1の洗浄ドラム4によっ
て大きな異物を除去するために、大きな直径(数十ミク
ロン程度)の気泡を用いた機械的洗浄効果の高い方法で
洗浄を行なう必要がある。たとえば図4(a)に示した
ような洗浄ドラム4に縦横に溝4aを形成すれば大きな
気泡を溝内に取り込んで洗浄することにより、あたかも
気泡がブラシのごとく被洗浄面を機械的にこすり、異物
の除去が可能となる。
浄では、小さな直径(数ミクロン程度)の気泡を平滑な
洗浄ドラム4(図5参照)とのすき間に入り込ませるこ
とによって、ドラムの押しつけにより、気泡がパターン
面をすべり、その結果、機械的なこすり洗いの原理によ
り微小な異物の除去が可能になる。図4〜5に示した洗
浄ドラム4の材質は、純水または洗剤に対する耐蝕性に
すぐれた材料であればいかなるものでもよく、たとえば
ステンレスまたは塩化ビニル樹脂などを用いることがで
きる。
W、ピッチPおよび深さDは必要な洗浄度によって任意
に設定可能である。ちなみに、数十ミクロン程度の異物
を効果的に除去するためには、溝の幅数十〜数百ミクロ
ン程度、ピッチ0.5〜5mm、深さ十ミクロン〜1m
m程度であればよい。さらに、除去効率を高めるため
に、洗浄ドラム4を被洗浄基板1の進行方向に対して水
平面内において一定の角度をもたせることが有効であ
る。
基板の進行方向に対して順、逆方向どちらでもかまわな
い。
ル6が被洗浄基板1の上面側のみに配設された洗浄装置
を例にあげているが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、図3に示されるように、被洗浄基板1の裏面に
対しても洗浄ドラム4およびノズル6を配設して洗浄を
することができる。また、両面洗浄を行なうばあいにお
いて、その一方の面に対して従来技術であるブラシ洗浄
を用いることに関して本発明は何ら制限を受けるもので
はなく、たとえば基板上面側(洗浄ドラム4およびノズ
ル6)、基板下面側(ブラシ)の組合せでもよい。
スを供給することによって気泡を混入させる例を示した
が、その他の方法で気泡を混入させてもよい。たとえば
洗浄液を超音波を用いて振動させることにより、微細な
気泡を容易に混入させることが可能になる。
ブラシを用いたときのように被洗浄基板にダメージ(キ
ズ)を与えることなく、ブラシ洗浄と同等以上の洗浄効
果を発揮することが可能であり、しかも気泡の径、洗浄
ドラムの選択によってさらなる精密洗浄が可能になる。
したがって、半導体またはTFT製造プロセスにおいて
異物による欠陥の減少またはキズなどのダメージの減少
を図ることができ、製造歩留まりの向上が可能になる。
断面説明図である。
部断面説明図である。
示す一部断面説明図である。
(a)は溝付きドラムの斜視図、(b)は溝付きドラム
表面の部分拡大図である。
である。
断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 (a)基板を洗浄するための洗浄ドラム
と、 (b)気泡を含む洗浄液を吐出するためのノズルと、 (c)被洗浄基板を搬送するための搬送手段と、 (d)被洗浄基板が洗浄中ぶれないようにするための押
さえ機構とを具備した基板の洗浄装置であって、 前記洗浄ドラムが被洗浄基板から離間し、前記洗浄ドラ
ムの側面に気泡を取り込む溝が形成されており、 前記洗浄ドラムの側面と被洗浄基板とのあいだを所定の
隙間に保ち、該隙間に入り込ませた気泡によって、被洗
浄基板を洗浄することを特徴とする基板の洗浄装置。 - 【請求項2】 前記洗浄ドラムと被洗浄基板との隙間が
0.1〜5mmの範囲に設定されてなる請求項1記載の
洗浄装置。 - 【請求項3】 前記洗浄ドラムが500〜3000rp
mで回転される請求項1記載の洗浄装置。 - 【請求項4】 前記ノズルが前記洗浄ドラムと被洗浄基
板との隙間に1〜30kgf/cm2(9.8〜294
kPa)の圧力で洗浄液を吐出する請求項1記載の洗浄
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29800995A JP3331390B2 (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 基板の洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29800995A JP3331390B2 (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 基板の洗浄装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09139372A JPH09139372A (ja) | 1997-05-27 |
JP3331390B2 true JP3331390B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=17853951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29800995A Expired - Fee Related JP3331390B2 (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 基板の洗浄装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3331390B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7568490B2 (en) * | 2003-12-23 | 2009-08-04 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for cleaning semiconductor wafers using compressed and/or pressurized foams, bubbles, and/or liquids |
EP1697971A1 (en) * | 2003-12-23 | 2006-09-06 | Lam Research Corporation | Apparatuses and methods for cleaning a substrate |
-
1995
- 1995-11-16 JP JP29800995A patent/JP3331390B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH09139372A (ja) | 1997-05-27 |
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