JP4621051B2

JP4621051B2 - 基板の洗浄装置

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Description

本発明は、基板の洗浄装置に関するものであり、特に液晶表示パネルに用いられるガラス基板などの洗浄に好適に用いられる基板の洗浄装置に関するものである。

液晶表示パネルの製造においては、たとえばレジスト膜剥離工程などを経た後にガラス基板を洗浄するため、枚葉式の基板搬送によるシャワー洗浄方式の基板の洗浄装置が広く用いられている。このような基板の洗浄装置は、たとえば、洗浄するガラス基板を一時的に待機させておく基板待機室、洗浄液をガラス基板に噴射して洗浄する洗浄室、エアカーテンにより洗浄液の液切りをする液切り室、ガラス基板に超音波洗浄を施す超音波洗浄室、洗浄液（ここではたとえば超純水）を噴射して仕上げの水洗を行う水洗室を備えるものがある。そして、これらの各室がガラス基板に対して処理を施す順番に直列に並べて配置されており、ガラス基板がこの基板の洗浄装置内を搬送される間に、所定の順序で所定の洗浄処理が施される。洗浄装置による洗浄が終了した後、ガラス基板の表面に残留する純水などは、エアナイフにより吹き飛ばされて基板の表面から除去される。

このような従来のシャワー洗浄方式の基板の洗浄装置は、その内部に、基板に洗浄液（たとえば超純水や、超純水に所定の洗浄成分を溶解したものなど）を噴射するシャワーユニットを備えるが、一般にこのシャワーユニットは、基板の表面にその略直角方向から洗浄液を噴射するように配設される。基板に対し直角の方向から洗浄液を噴射することで、洗浄液が基板の表面を叩く衝撃力が大きくなり、基板の表面に付着するパーティクルの剥離能力が高くなる。しかしながら、このような基板の表面に対して略直角の方向から洗浄液や純水などを噴射する構成は、次のような問題点を有する。シャワーユニットから噴射された洗浄液は、基板の表面に衝突すると、その後基板の表面上を基板の進行方向の前後両方向に向かって流れる。このため、たとえば洗浄の仕上げとして超純水を噴射して水洗する場合、基板から剥離したパーティクルを含んだ超純水が基板の進行方向前方に流れ、ガラス基板表面にパーティクルが再付着するおそれがある。

また、噴射された洗浄液が、ガラス基板上で他のシャワーが噴射した洗浄液と干渉して流動速度が低下し、その結果基板の洗浄能力が低下することもある。

このような問題を解決するため、シャワーから噴射される洗浄液を、ガラス基板の進行方向に対して所定の角度を設ける構成が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載される洗浄装置は、シャワーパイプからガラス基板に噴射される洗浄液の向きを、ガラス基板の進行方向に対して後ろ向きに３５〜６０度の角度を付するものである。

特許文献１の記載によれば、シャワーノズルから噴射された洗浄液は、ガラス基板の表面に衝突すると、ガラス基板の表面上をこのガラス基板の搬送方向後方に向かって急速に流れ落ちる。このため、ガラス基板の表面に付着しているパーティクルが、洗浄液の流れにより剥離して除去されやすくなる。また、洗浄液等は、基板の搬送方向の後方に向かって流れるため、パーティクルを含んだ洗浄液等が、ガラス基板に残留することが防止できる。

特開平７−１２０７３９号公報特開平７−２４９６０５号公報特開平１１−４４８７７号公報特開平８−１８７４７４号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載される構成では、あるシャワーユニットが噴射した洗浄液がガラス基板に衝突する位置と、他のシャワーユニットが噴射した洗浄液がガラス基板に衝突する位置との間で、洗浄液の滞留が生じうる。パーティクルを含んだ洗浄液がガラス基板表面で滞留すると、この洗浄液に含まれるパーティクルがガラス基板の表面に再付着するおそれがある。

この問題を解決する方法としては、シャワーユニットを密に配置したり、洗浄液等の噴射圧力や噴射量を増加させる構成が考えられる。しかしながらこのような構成とすると、高価な純水の使用量が増加し、その結果、液晶表示パネルの製造コストの増加を招くおそれがある。

前記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、洗浄液、特に超純水の使用量を減少させられる基板の洗浄装置を提供すること、または、超純水の使用量を増加させることなく基板の洗浄能力を向上させられる基板の洗浄装置を提供すること、または基板の洗浄能力を低下させることなく超純水の使用量を減少させられる基板の洗浄装置を提供することである。

前記課題を解決するため、本発明に係る基板の洗浄装置は、搬送される基板の表面に洗浄液を噴射して該基板の表面を洗浄するシャワーを備える基板の洗浄装置であって、搬送される前記基板の表面に対して、該基板の進行方向後方に向かって傾斜をもたせて洗浄液を噴射する第一のシャワーと、該第一のシャワーの前記基板の搬送方向前方に配設され、前記基板の進行方向後方に向かって前記第一のシャワーが噴射する洗浄液の傾斜よりも大きい傾斜をもって洗浄液を噴射する第二のシャワーを備え、前記第一のシャワーと前記第二のシャワーの噴射圧力は同じであるとともに、前記第二のシャワーが噴射する洗浄液が基板に衝突する位置が、前記第一のシャワーが噴射する洗浄液が基板に衝突する位置の前記基板の進行方向前方の直近であり、前記第二のシャワーが噴射した洗浄液が、前記第一のシャワーが噴射した洗浄液を押し戻すことを要旨とするものである。

ここで、前記第一のシャワーと前記第二のシャワーは、基板の洗浄工程の最後に配設される構成であることが好ましい。

本発明によれば、まず、第一のシャワーユニットから噴射される洗浄液が、基板の表面に衝突して付着するパーティクルを剥離、除去する。そして、第二のシャワーから噴射される洗浄液が、第一のシャワーが噴射して基板の表面を基板の進行方向前方に向かって流れる洗浄液を押し返し、基板の外へ流し落とす。

すなわち、第二のシャワーユニットから噴射される洗浄液は、基板の表面の法線に対して所定の角度だけ基板の進行方向後方に傾斜しているから、基板の表面に衝突した洗浄液は、基板の表面上を基板の進行方向後方に向かって流れる。第一のシャワーユニットから噴射されて基板に衝突した洗浄液は、その一部が基板の表面上を基板の進行方向前方に向かって流れようとするが、第二のシャワーユニットから噴射された洗浄液により、基板の進行方向後方に押し戻され、その結果基板の進行方向側方から流れ落ちる。

第一のシャワーから噴射されて基板の表面に衝突した洗浄液は、基板の表面から剥離したパーティクルを含んでいるが、このパーティクルを含んだ洗浄液は、前記の通り第二のシャワーから噴射される洗浄液により基板の外に流し落とされる。このため、基板が第二のシャワーを通過した後に、基板の表面にパーティクルが残留し再付着することが防止される。

ここで、第一のシャワーユニットから噴射される洗浄液も、基板の表面の法線に対して所定の角度だけ基板の進行方向後方に傾斜しているから、基板に衝突した洗浄液は、その多くが基板の進行方向後方に向かって流れ、基板の進行方向前方に向かって流れる洗浄液の量が少なく勢いも小さくなる。このため、この基板の表面上を基板の進行方向前方に向かって流れる超純水を押し戻すために第二のシャワーから噴射される洗浄液の噴射の圧力を高くする必要がない。したがって、第二のシャワーから噴射される洗浄液の量を少なくすることができ、洗浄液、特に超純水の使用量の削減を図ることができる。

ここで、第一のシャワーユニットが噴射する洗浄液の傾斜角は、第二のシャワーから噴射される洗浄液の傾斜角に比べて小さく、基板の表面に付着しているパーティクルの剥離能力を維持することができる。

また、第二のシャワーから噴射される洗浄液が基板に衝突する位置を、第一のシャワーから噴射される洗浄液が衝突する位置の基板の進行方向後方の直近とすれば、第一のシャワーユニットから噴射される洗浄液により剥離したパーティクルは、洗浄液とともにただちに基板外に流れ落ち、パーティクルが基板に再付着することを防止できる。このため、超純水の使用量を減少させつつ、または少なくとも超純水の使用量を増加させることなく、基板の洗浄効果を高めることができる。

そして、基板の洗浄の仕上げとしてこのような構成を適用すれば、表面に残留するパーティクルの少ない仕上がりが得られる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下においては、液晶表示パネルのガラス基板の洗浄に用いられる基板の洗浄装置に適用される実施形態を用いて説明する。

まず、本発明に係る基板の洗浄装置の構成の概略を簡単に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る基板の洗浄装置１の構成を、模式的に示した基本構成図である。本実施形態に係る基板の洗浄装置１は、基板の搬入の際にバッファエリアとなるニュートラル室２と、基板の表面を洗浄液で濡らし、しかる後に高圧で噴射される洗浄液で基板の表面を洗浄する水洗＋ＣＪ室３と、基板の表面にアルカリ水素水を噴射しつつブラシにより基板の表面を擦って洗浄するブラシ室４と、基板の表面に残留するアルカリ水素水を洗い流してから基板の表面に超音波洗浄を施し、しかる後に洗浄の仕上げを施すＣＪ＋ＭＳシャワー室５と、を備える。

そして、この基板の洗浄装置１は、前記各室２，３，４，５が、前記記載の順序で直列に並べられるように配置されるとともに、基板が前記各室２，３，４，５を前記記載の順序で通過するように搬送する基板搬送手段（図略）を備える。したがって、この基板の洗浄装置１は、基板が基板搬送手段により搬送されて、前記各室２，３，４，５を順に通過する際に、各室２，３，４，５において基板に対しそれぞれ所定の洗浄処理を順に施すことができる。なお、この基板搬送手段は、たとえばローラコンベアなど、従来一般の基板の洗浄装置に用いられる基板搬送手段が適用できる。このため説明を省略する。また、図１においては、この基板搬送手段により搬送される基板の軌跡を線７で示している。以下この線を、「基板のパスライン７」と称する。

また、この基板の洗浄装置１には、洗浄液として使用する超純水やアルカリ水素水を製造（あるいは貯留）する超純水製造装置９１やアルカリ水素水製造装置９２（あるいはこれらを貯留する貯留槽）が接続される。また、いったん洗浄液として使用された超純水を再び洗浄液として再利用するために、使用済超純水を貯留する貯留槽（第一の貯留槽６１、第二の貯留槽６２、第三の貯留槽６３）が接続される。このほかにも、この基板の洗浄装置１の制御手段（図略）を備えるが、説明は省略する。

次いで、本実施形態に係る基板の洗浄装置１が備える各室の構成および機能について説明する。

ニュートラル室２は、基板が収納されるカセットから基板の洗浄装置１に基板を搬入する際に、バッファとなるスペースである。このニュートラル室２の基板搬入口２１および基板搬出口２２には、それぞれ開閉可能なシャッター（図略）が設けられる。

水洗＋ＣＪ室Cavitation Jet：キャビテーション・ジェット）室３は、その内部に第一の区画３１と第二の区画３２とが形成される。第一の区画３１には、洗浄液を噴射して基板の表面を水洗できるシャワーユニット３３が配設される。このシャワーユニット３３は、洗浄液を一葉の扇状に面状に広がるように噴射するシャワーノズルが、基板の進行方向の横方向（すなわち、搬送される基板の横幅方向）に所定の間隔をおいて複数設けられる構成を備える。そして、各シャワーノズルから噴射される一葉の扇状の洗浄液が、基板の進行方向の横方向に一列につながって一葉のカーテン状の洗浄液の幕を形成し、搬送される基板の全幅に亘って洗浄液を吹きつけて水洗できる。この水洗＋ＣＪ室３の第一の区画３１には、基板のパスライン７の上下両側にそれぞれ所定の数のシャワーユニットが配設され、搬送される基板の上下両方向から洗浄液を噴射し、基板の両面を洗浄できるように構成される。なお、このシャワーユニット３３は、シャワーノズルから噴射される洗浄液の軸線が、基板の表面に対して略直角となるように配設される。図１においては、３基ずつのシャワーユニット３３が、基板のパスライン７を挟んで対向するように配設される構成を示すが、配設されるシャワーユニット３３の数は限定されるものではない。

水洗＋ＣＪ室３の第２の区画３２には、第一の区画３１と同様に、所定の数のシャワーユニット３４が、基板のパスライン７の上下両側にこの基板のパスライン７を挟んで対向するように配設される。この第二の区画３２に配設されるシャワーユニット３４は、前記第一の区画３１に配設されるシャワーユニット３３と同じ構成のものが適用できる。また、図１においては、基板のパスライン７の上下両側に３基ずつのシャワーユニット３４が、基板のパスライン７を挟んで対向して配設される構成を示すが、配設されるシャワーユニット３４の数は限定されるものではない。

そして、シャワーユニット３４の基板の進行方向の前方側には、キャビテーション・ジェット３５が配設される。キャビテーション・ジェット３５は、洗浄液を高圧で噴射し、基板の表面に洗浄液をたたきつけることによって洗浄する装置である。このキャビテーション・ジェット３５は、従来一般の基板の洗浄装置に用いられるキャビテーション・ジェットが適用できることから、詳細な説明は省略する。

ブラシ室４には、搬送される基板の表面を擦って洗浄するロールタイプのブラシ４１が、基板のパスライン７を挟んで対向して配設される。このブラシ４１は、たとえば電動モータなどの回転動力源（図示せず）に接続されており、回転によって基板の表面を擦って洗浄できる。また、シャワーユニット４２が基板のパスライン７の上下両側に配置され、搬送される基板の上下両面およびブラシに対して洗浄液を噴射できる。ここで、洗浄液としてアルカリ水素水が用いられる。アルカリ水素水は、超純水にアンモニアと水素ガスを少量（たとえば、１ｐｐｍ程度）溶解させた水溶液である。このような構成により、搬送される基板の表面に対して洗浄液を噴射しつつ、ブラシ４１によってその表面を擦って洗浄することができる。なお図１においては、基板のパスライン７の上下両側に、それぞれ２基ずつのブラシ４１と、５基ずつのシャワーユニット４２が配設される構成を示すが、配設されるブラシ４１やシャワーユニット４２の数は限定されるものではない。

ＣＪ＋ＭＳシャワー室（Micro Sonic：マイクロ・ソニック）５は、その内部に第一の区画５１と第二の区画５２とが形成される。第一の区画５１にはシャワーユニット５３が配設される。このシャワーユニット５３は、前記水洗＋ＣＪ室３やブラシ室４に配設されるものと同じものが適用できる。また、このシャワーユニット５３の基板の進行方向の前方側には、キャビテーション・ジェット５４が配設される。このキャビテーション・ジェット５４も、前記水洗＋ＣＪ室３に配設されるものと同じものが適用できる。図１においては、２基シャワーユニット５３が基板のパスライン７の上側に配設され、２基のキャビテーション・ジェット５４が基板のパスライン７を挟んで対向して配設される構成を示すが、配設される数は限定されるものではない。

ＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第二の区画５２には、基板に超音波洗浄を施す超音波ノズル５５が配設される。この超音波ノズル５５は、その内部に超音波帯域の周波数で発振できる超音波振動子を備え、この超音波振動子が振動することによって、ノズルから噴射される洗浄液に超音波振動を加えることができる。これにより、基板の表面を超音波洗浄できる。なお、この超音波ノズル５５は、従来一般の基板の洗浄装置に用いられる超音波ノズルが適用できることから、詳細な説明は省略する。

そして、この超音波ノズル５５の基板の進行方向前方には、基板の上下側それぞれに、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａ、第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂが配設される。これらファイナルリンスシャワーユニット５６ａ，５６ｂは、二基で一組となって基板の洗浄の仕上げを行うシャワーユニットであり、洗浄液として超純水を噴射する。これら第一および第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ａ，５６ｂの詳細については後述する。

次いで、本実施形態に係る基板の洗浄装置１の洗浄液の流れについて説明する。ＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第二の区画５２に配設される第一および第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ａ，５６ｂは、超純水の製造装置９１（または超純水の貯留槽）に接続されており、これらから供給される超純水を噴射する。ＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第二の区画５２の排水経路５８は、第一の貯留槽６１および第二の貯留槽６２に接続されており、各ファイナルリンスシャワーユニット５６ａ，５６ｂから噴射された超純水は、この排水経路５８を通じて第一の貯留槽６１または第２の貯留槽６２に回収される。

第一の貯留槽６１は、ＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第二の区画５２に配設される超音波ノズル５５に接続される。そして、第一の貯留槽６１に回収された一回は使用された超純水（以下、使用済超純水という）は、ＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第二の区画５２に配設される超音波ノズル５５が洗浄液として使用する。このように、第一の貯留槽６１は、ＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第二の区画５２に配設される超音波ノズル５５が噴射する洗浄液の供給源となる。

第二の貯留槽６２は、ＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第一の区画５１に配設されるシャワーユニット５３およびキャビテーション・ジェット５４とに接続される。そして、第二の貯留槽６２に回収された使用済超純水は、これらシャワーユニット５３、キャビテーション・ジェット５４が洗浄液として使用する。また、このＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第一の区画５１の排水経路５７は、第二の貯留槽６２に接続される。このため、これらシャワーユニット５３，キャビテーション・ジェット５４が噴射した使用済超純水は、再び第二の貯留槽６２に回収される。

さらに、第二の貯留槽６２は、水洗＋ＣＪ室３の第二の区画３２に配設されるシャワーユニット３４、およびキャビテーション・ジェット３５とも接続される。そして、第二の貯留槽６２に回収された使用済超純水は、これらシャワーユニット３４、キャビテーション・ジェット３５が洗浄液として使用する。このように、第二の貯留槽６２は、これらシャワーユニット５３，３４、キャビテーション・ジェット５４，３５の洗浄液の供給源となる。

水洗＋ＣＪ室３の第二の区画３２の排水経路３７は、第三の貯留槽６３に接続されており、水洗＋ＣＪ室３の第二の区画３２に配設されるシャワーユニット３４、およびキャビテーション・ジェット３５が洗浄液として噴射した使用済超純水は、この排水経路３７を通じて第三の貯留槽に回収される。

第三の貯留槽６３は、水洗＋ＣＪ室３の第一の区画３１に配設されるシャワーユニット３３に接続される。そして第三の貯留槽６３に回収された使用済超純水は、このシャワーユニット３３が洗浄液として噴射する。このシャワーユニット３３から噴射された使用済超純水は、水洗＋ＣＪ室３の第一の区画３１の排水経路３６を通じて、基板の洗浄装置１の外部に排出される。

また、ブラシ室４に配設されるシャワーユニット４２は、アルカリ水素水製造装置９２（またはアルカリ水素水の貯留槽）に接続される。そして、このシャワーユニット４２は、前記アルカリ水素水製造装置９２などから供給されるアルカリ水素水を洗浄液として噴射する。そして、このシャワーユニット４２から噴射されたアルカリ水素水は、排水経路４３を通じて、基板の洗浄装置１の外部に排出される。

このような構成を有する基板の洗浄装置１による基板の洗浄工程は、次の通りである。

基板カセットから取り出されてニュートラル室２に搬入された基板は、基板搬送手段によって、まず水洗＋ＣＪ室３の第一の区画３１に搬入される。そして搬入された基板は、この第一の区画３１に配設されるシャワーユニット３３が噴射する洗浄液（ここでは、使用済超純水）により水洗され、その表面が濡らされる。

水洗＋ＣＪ室３の第一の区画３１において水洗された基板は、第二の区画３２に搬入される。搬入された基板は、まずシャワーユニット３４が噴射する洗浄液（使用済超純水）により水洗され、その後、キャビテーション・ジェット３５が噴射する高圧の洗浄液（使用済超純水）により洗浄される。このような工程を減ることにより、基板の洗浄効果を高めることができる。その後、基板はブラシ室４に搬送される。

ブラシ室４に搬入された基板は、このブラシ室４に配設されるシャワーユニット４２からアルカリ水素水の噴射を受けつつ、ブラシ４１によりその表面が擦られて洗浄される。洗浄液にアルカリ水素水を用いることで、基板の表面に付着するパーティクルが浮き上がりやすくなり、また、基板への再付着を防止できる。ブラシ室４で洗浄された基板は、ＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第一の区画５１に搬送される。

ＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第一の区画５１に搬入された基板は、まずシャワーユニット５３から洗浄液（使用済超純水）を噴射され、ブラシ室４で噴射されて表面に残留するアルカリ水素水が洗い流される。その後、キャビテーション・ジェット５４により高圧の洗浄液（使用済超純水）が噴射されて洗浄される。これは、基板の表面に残留するパーティクルを洗浄するとともに、ブラシ室４においてブラシにより掻き上げられた部分の再洗浄を行うものである。その後、基板はＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第二の区画５２に搬送される。

図２は、ＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第二の区画５２の構成を拡大して示した模式図である。以下、この図２を参照して説明する。ＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第二の区画５２に搬入された基板は、超音波ノズル５５から超音波振動が加えられた洗浄液（使用済超純水）の噴射を受け、超音波洗浄が施される。これにより、基板の表面に残留するパーティクルが除去されるとともに、ブラシ室４においてブラシ４により掻きあげられた部分が再洗浄される。

その後、基板はその両面が、それぞれ第一および第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ａ，５６ｂから噴射される洗浄液（ここでは超純水）の噴射を受けて、洗浄の仕上げが行われる。第一および第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ａ，５６ｂは、前記各シャワーユニット３３，３４，４２，５３と同じ構造を有するものが適用できる。

第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａ、および第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂは、噴射される超純水の軸線が、搬送される基板の表面の法線に対し、それぞれ所定の角度θａ，θｂ傾斜するように配設され、噴射される超純水が基板の進行方向後方に向かうように構成される。なお、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａから噴射される超純水の軸線と基板の表面の法線とがなす角度θａと、第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂから噴射される超純水の軸線と基板の表面の法線とがなす角度θｂとは、θａ＜θｂの関係を有するように設定される。

具体的には、前記関係を維持する範囲内においてθａが５〜３０度、θｂが５〜３０度に設定されることが好ましい。角度θａがこのような範囲に設定されると、第一のファイナルリンスシャワーユニットから噴射された超純水は、基板の表面を叩いて基板の表面に付着するパーティクルを剥離する効果を維持しつつ、基板の衝突後に基板の方面を基板の進行方向前方に向かって流れる超純水の量を少なくし勢いを小さくすることができる。一方、θｂがこのような範囲に設定されると、基板の表面に衝突した洗浄液のほとんどが、基板の基板の進行方向後方に向かって流れ、第一のファイナルリンスシャワーユニットから噴射された洗浄液を押し返すことができる。

また、第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂが噴射した超純水が基板表面に衝突する位置は、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａが噴射した超純水が基板表面に衝突する位置の、基板の進行方向前方の直近となるように設定される。具体的にはたとえば、第一と第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ａ，５６ｂが噴射した超純水が基板表面に衝突する位置との間隔が、１０〜２０ｍｍ程度の範囲にあることが好ましい。

また、各ファイナルリンスシャワーユニット５６ａ，５６ｂから噴射される超純水の圧力は、両者で等しく設定されることが好ましい。

このような第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａおよび第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂによる基板の洗浄の作用および効果は次の通りである。

まず、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａが噴射する超純水の軸線と基板の表面の法線とがなす角θａは小さく、直角に近い角度で基板の表面に対し噴射され、超純水が基板に叩き付けられる状態となる。このため、基板の表面に残留あるいは付着するパーティクルを剥離する効果が大きく、基板の表面に残留あるいは付着するパーティクルを効果的に剥離、除去できる。基板に衝突した超純水は、その後基板の表面を基板の進行方向の前後両方向に向かって流れる。

第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂから噴射される超純水は、その軸線が、搬送される基板の表面の法線に対して所定の角度θｂ傾斜しているから、基板に衝突した超純水はそのほとんどが基板の表面上を基板の進行方向後方に向かって流れる。この基板の表面上を基板の進行方向後方に向かって流れる超純水は、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａから噴射されて基板の表面上を基板の進行方向前方に向かって流れる超純水を押し戻す。

この結果、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａから噴射されて搬送される基板の表面上を進行方向前方に向かって流れる超純水（この超純水は、基板の表面から剥離したパーティクルを含んでいる）と、第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂから噴射されて基板の表面上を基板の進行方向後方に向かって流れる超純水とは、基板の搬送方向側方から基板外に流れ落ちる。このため、第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂから噴射される超純水が基板に衝突する位置を越えて基板の進行方向前方に流れることが防止され、ファイナルリンスシャワーユニット５６ａ，５６ｂを通過した基板の表面にパーティクルが残留することが防止される。

また、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａから噴射された超純水が衝突する基板上の位置と、第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂから噴射される超純水が衝突する基板上の位置とは近接しているから、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａから噴射された超純水により基板の表面から剥離したパーティクルは、基板の表面に再付着する間もなく基板外に流れ落ちる。

ここで、第一のファイナルリンスシャワーユニットから噴射される超純水は、超純水は角度θａをもって基板表面に衝突するから、直角方向から噴射する構成に比較して、基板に衝突したのち基板の進行方向前方に向かって流れようとする超純水の量は少なく勢いは小さい。このため、第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂから噴射される超純水の圧力を高くしなくても、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａから噴射されて基板の表面を基板の進行方向前方流れる超純水を押し返すことができる。したがって、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａの超純水の噴射圧力と、第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂの超純水の噴射圧力をと略同一して超純水の使用量を減少させつつ、あるいは少なくとも増加させることなく、剥離したパーティクルの再付着を防止し、基板の洗浄の効果を高めることができる。

このように、それぞれ所定の角度をもって基板の進行方向後方に向かって傾斜して洗浄水を噴射する第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａと第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂの組み合わせを用いれば、基板の洗浄効果を高めつつ、超純水の使用量の節減を図ることができる。

次いで、本発明の実施例について説明する。本発明に係る基板の洗浄装置について、その効果を従来の基板の洗浄装置と比較した。

本発明の実施例に係る基板の洗浄装置は、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａから噴射される超純水の軸線と基板表面の法線とのなす角θａを１０度、第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂから噴射される超純水の軸線と基板表面の法線とのなす角θｂを２０度とした。また、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａから噴射される超純水が基板に衝突する位置と、第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂから噴射される超純水が基板に衝突する位置との間隔は、約１５ｍｍとした。

一方、従来の基板の洗浄装置は、第一および第二のファイナルリンスシャワーユニットのそれぞれにより、基板の表面に対して直角方向から超純水を噴射した。また、第一のファイナルリンスシャワーユニットから噴射される超純水が基板に衝突する位置と、第二のファイナルリンスシャワーユニットから噴射される超純水が基板に衝突する位置との間隔は、約１１０ｍｍとした。

なお、これ以外の条件は、本発明に係る基板の洗浄装置、従来の基板の洗浄装置とも同一である。また、各ファイナルリンスシャワーユニットと基板表面までの距離は、約１１０ｍｍである。また、洗浄の対象とした基板は、寸法が１５００ｍｍ×１８００ｍｍの略方形のガラス基板である。

そして、本発明に係る基板の洗浄装置においては、第一のファイナルリンスシャワーユニット５６ａの超純水の噴射圧力を０．２ＭＰａ、噴射量を６５ｌ／ｍｉｎ、第二のファイナルリンスシャワーユニット５６ｂの超純水の噴射圧力を０．２ＭＰａ、噴射量を６０ｌ／ｍｉｎとした。

一方、従来の比較例に係る基板の洗浄装置においては、第一のファイナルリンスシャワーユニットの超純水の噴射圧力を０．３ＭＰａ、噴射量を７５ｌ／ｍｉｎ、第二のファイナルリンスシャワーユニットの超純水の噴射圧力を０．３ＭＰａ、噴射量を７５ｌ／ｍｉｎとした。

本発明に係る基板の洗浄装置では、基板の洗浄完了後において基盤の表面に残留するパーティクルはトータルで約３００個となり、そのうち、径が３μｍ以上のものは約７０個となった。これに対して比較例に係る基板の洗浄装置では、基板の洗浄完了後において基盤の表面に残留するパーティクルはトータルで１２００個を下回ることはなく、そのうち、径が３μｍ以上のものは約３００〜４００個となった。

このように、本発明に係る基板の洗浄装置によれば、洗浄後の残留パーティクル数を減少させつつ、洗浄水の使用量を削減することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記各実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変が可能である。たとえば、前記実施形態においては、ファイナルリンスシャワーノズルについて噴射する超純水を傾斜させる構成を示したが、肯定の各所に適宜適用することができることは言うまでもない。

本発明に係る基板の洗浄装置の構成を模式的に示した基本構成図である。前記洗浄装置のＣＪ＋ＭＳシャワー室５の第二の区画の構成を模式的に拡大して示した構成図である。

１基板の洗浄装置
５ＣＪ＋ＭＳ室
５１ＣＪ＋ＭＳ室の第一の区画
５２ＣＪ＋ＭＳ室の第二の区画
５４キャビテーション・ジェット
５５超音波ノズル
５６ａ第一のファイナルリンスシャワーユニット
５６ｂ第二のファイナルリンスシャワーユニット
７基板のパスライン
９３基板の搬送手段

Claims

搬送される基板の表面に洗浄液を噴射して該基板の表面を洗浄するシャワーを備える基板の洗浄装置であって、搬送される前記基板の表面に対して、該基板の進行方向後方に向かって傾斜をもたせて洗浄液を噴射する第一のシャワーと、該第一のシャワーの前記基板の搬送方向前方に配設され、前記基板の進行方向後方に向かって前記第一のシャワーが噴射する洗浄液の傾斜よりも大きい傾斜をもって洗浄液を噴射する第二のシャワーを備え、前記第一のシャワーと前記第二のシャワーの噴射圧力は同じであるとともに、前記第二のシャワーが噴射する洗浄液が基板に衝突する位置が、前記第一のシャワーが噴射する洗浄液が基板に衝突する位置の前記基板の進行方向前方の直近であり、前記第二のシャワーが噴射した洗浄液が、前記第一のシャワーが噴射した洗浄液を押し戻すことを特徴とする基板の洗浄装置。
前記第一のシャワーと前記第二のシャワーは、基板の洗浄工程の最後に配設されることを特徴とする請求項１に記載の基板の洗浄装置。