JPH04317330A - 精密洗浄用の基板保持具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶用ガラス基板，あ
るいは半導体ウェーハなどを被洗浄基板として、薬液処
理後に行う基板の精密洗浄工程で使用する基板保持具に
関する。

【０００２】

【従来の技術】頭記した基板は薬液処理後に洗浄水（純
水）を満たした洗浄槽内に搬入し、ここで洗浄，水切り
を行うようにしている。また、洗浄後に行う基板の水切
り工程で基板の表面に付着している水滴を水の表面張力
を利用して排除する水切り方法が、例えば特開昭６３−
３０１５２７号公報，あるいは特開平１−２２５１２４
号公報などで既に公知である。

【０００３】かかる基板の水切り方法は、洗浄槽内に満
たした洗浄水に基板を縦向き姿勢に浸漬して洗浄した後
に、基板を洗浄水から徐々に引き上げるか、あるいは逆
に洗浄槽内の洗浄水を徐々に排水して水面を下降させ、
その過程で洗浄水の自由表面に働く表面張力を利用して
基板の表面を濡らしている水を洗浄水側に取り込んで排
除する方法であり、基板は洗浄水の水面上に露呈した部
位から順に水滴が洗浄水側に排除されて乾燥状態に変わ
る。また、かかる水切り操作を行う際の基板保持方式と
しては、次記のように基板をキャリヤに収容保持して洗
浄槽への搬入，引き上げ操作を行う方式、あるいは洗浄
槽の底部に基板ホルダを設置して槽内に搬入されて来た
基板を洗浄位置に保持する方式がある。

【０００４】図３は前記の基板キャリヤを用いた方式を
示すものであり、図において、１は洗浄槽、２は洗浄槽
１に満たした洗浄水、３は基板キャリヤ、４はキャリヤ
３に縦向き姿勢に収容保持された被洗浄のガラス基板で
ある。また、キャリヤ３の本体３ａには左右両側，およ
び底部に突出した支持部材３ｂ，３ｃが設けてあり、こ
れら支持部材３ｂ，３ｃを介して基板４を垂直姿勢に支
える。なお、５，６は洗浄槽１に対する洗浄水　（純水
）　の給水，排水ラインである。そして、基板の洗浄時
には（ａ）図のように洗浄槽１に満たした洗浄水２の中
に基板４をキャリヤ３と一緒に浸漬して洗浄し、洗浄後
は（ｂ）図のようにキャリヤ３を緩い速度で徐々に洗浄
水２から引き上げ、この過程で先記のように水の表面張
力を利用して水切りを行う。

【０００５】一方、図４は基板ホルダを用いた方式を示
すものであり、洗浄槽１の底部には図３のキャリヤ３と
同様な構造の基板ホルダ７が設置されている。なお、ホ
ルダ７の本体７ａには左右，底部に基板４を担持する支
持部材７ｂ，７ｃが設けてある。ここで、基板の洗浄時
には（ａ）図のように洗浄水２（液面レベルＨ１）　を
満たした洗浄槽１の中に基板４を搬送手段により搬入し
てホルダ７に受け渡し、ホルダ７に基板４を垂直姿勢に
保持して洗浄を行う。洗浄後は（ｂ）図のように基板４
をホルダ７で保持したまま、槽内の洗浄水２の液面レベ
ルを緩い速度で下降させるように排水ライン６を通じて
徐々に排水し、この過程で水の表面張力を利用して基板
４の水切りを行う。そして、槽内の液面レベルがＨ２ま
で下降して基板４が水面上に露呈したところで、基板４
の上端を搬送機８により把持して槽外に搬出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の基板
キャリヤ３，基板ホルダ７に適用する基板保持具につい
て、従来の基板保持具では、保持具自身の洗浄水に対す
る水切り性を高めるために、保持具本体，支持部材を含
めた保持具全体が撥水性（固体と接触する液体を引き離
すに要する表面エネルギーが小さい）の高いポリテトラ
フルオロエチレンなどのフッ素樹脂を素材として作られ
ている。しかして、発明者等が経験から得た知見によれ
ば、基板保持具自身が撥水性の高い材料で作られたもの
であると、水切り工程で図３，図４で述べたように基板
４を洗浄水２の水面から相対的に引き上げた際に、基板
の大半な自由面域には水滴が残らないが、特に基板保持
具の支持部材と接触している部分，および基板の下縁部
分に沿った部分に僅かながら水滴Ｐが残り、これが乾燥
むら，染みとなって基板を汚染することが確認されてい
る。しかも、液晶ガラス基板，半導体ウェーハなどは、
基板に殆ど目に見えない染み，汚れが残っていると所望
の品質が得られず、製品の良品率，歩留りを低下させる
。

【０００７】そこで、このような基板の汚損の原因とな
る水切り工程での残留水滴の発生について発明者等が高
速カメラによる映像を基に考察したところ、毛管現象に
より洗浄時に基板とこれに接する基板保持具の支持部材
との間の僅かな隙間に滲み込んだ水滴、および基板の下
縁が洗浄水の水面から離脱する際の水の表面張力による
挙動が残留水滴の発生原因になることが明らかになった
。すなわち、洗浄時に基板とこれに接する基板保持具の
支持部材との間の隙間に滲み込んだ水は、水切り工程で
基板が洗浄水の水面上に露呈する際に洗浄水の自由表面
側から作用する表面張力では隙間から引き離すことがで
きずにそのまま隙間内に残留する。一方、ガラス基板，
半導体ウェーハなどの基板は水に対してある程度の親和
性（濡れ性）があるため、特に基板の下端縁が洗浄水の
表面から離脱した瞬間に基板側の端縁に付着している水
滴が水面側へ完全に取り込まれずに途中で切り離れてそ
の一部が基板側に付着して残り、図３（ｂ），図４（ｂ
）で示すような残留水滴Ｐが発生する。

【０００８】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は洗浄後に行う水切り工程で基板から
完全に水滴を排除できるようにした精密洗浄用の基板保
持具を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の基板保持具は、基板の保持状態で基板と接
触し合う支持部材を水との親和性が高い材料で構成する
ものとする。

【００１０】また、基板の水切りをより一層効果的に行
うために、前記構成における支持部材を多孔質構造とす
る。また、基板を下方から支える底部側支持部材の面積
を、該支持部材に接触する基板の端面と同じもしくはそ
れ以上の面積とする。さらに、基板を下方から支える底
部側の支持部材を保持具本体に対して上下可動とし、洗
浄水からの基板引き上げに追随して当該支持部材を基板
の端面に密着させるなどの実施態様がある。

【００１１】なお、前記構成の基板保持具は、基板を収
容保持して洗浄槽への搬入，　引き上げを行う基板キャ
リヤ、あるいは洗浄槽内の底部に設置して槽内に搬入さ
れた基板を洗浄位置に保持する基板ホルダに適用するも
のとする。

【００１２】

【作用】上記の構成で、基板保持具の本体はフッ素樹脂
などの撥水性が高い材料で構成され、これに対して基板
に接触する支持部材は水に対する親和性，つまり濡れ性
の高い材質、例えばガラス，アルミニウム，ステンレス
鋼などの無機物、あるいはポリビニルアルコール，ウレ
タン，ポリエステルなどの樹脂材を素材として作られて
いる。これら支持部材の材質は、濡れ性の度合を表す接
触角度が小さくて水に対する親和性が大きく、特に多孔
質構造とすることにより親和性がより一層高まる。した
がって、洗浄の際に基板と支持部材との間に滲み込んだ
水、および基板の下端縁を濡らしている水は、続く水切
り工程で支持部材が洗浄水の水面上に露呈した際に、吸
取紙で水を吸い取るのと同じ要領で保持具の支持部材側
に吸い寄せられて基板から排除される。これにより、水
切り後に基板を保持具から取り出した状態でも基板に乾
燥むら，染みの残ることがなくなる。また、この場合に
支持部材の面積をこれに接する基板の端面と同じかもし
くはそれ以上の面積とし、かつ該支持部材を基板の端面
に密着させたまま洗浄水から引き上げて水切りを行うこ
とにより、残留水滴の吸い取り性能がより一層向上する
。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、各実施例で図３，図４と同一部材には同じ符
号が付してある。

【００１４】実施例１：図１は図３の基板キャリヤ３に
適用した本発明の実施例を示すものであり、特に従来構
造との相違点として、キャリヤ本体３ａの左右両側，お
よび底部に設けてガラス基板４を縦向き姿勢に担持する
支持部材３ｂ，３ｃが水に対する親和性の高い材質の多
孔質体で作られている。すなわち、キャリヤ本体３ａは
撥水性の高いフッ素樹脂製であるのに対し、左右両側の
支持部材３ｂは多孔質構造のポリエステルで作られてお
り、キャリヤ本体３ａに対して例えばねじ止めされてい
る。また、底部側の支持部材３ｃは同じく上下方向に多
数の穴を穿孔した多孔質構造であるステンレス鋼（メッ
シュ＃８０）で作られており、かつそのサイズを基板４
の一辺の長さよりも大にしてその上に載った基板４の下
端面全域が支持部材３ｃと接触し合ううに構成されてい
る。

【００１５】かかる構成のキャリヤ３に基板４を収容保
持し、図３で述べたと同じ方法で基板４を洗浄槽１に対
し搬入，引き上げ操作して洗浄，水切りを行い、特に水
切り工程ではキャリヤ３を６０ｃｍ／分程度の緩い速度
で洗浄水２から引き上げて水切りを行った後、基板４を
キャリヤ３から取出して基板の表面状態を検査したとこ
ろ、キャリヤ３の支持部材３ｂ，３ｃと接触したいた面
域，基板の下端縁も含めてガラス基板４には水滴が一切
残らず、乾燥むら，染みの発生も見られなかった。

【００１６】実施例２：図２は図４の基板ホルダ７に適
用した本発明の実施例を示すものであり、従来構造との
相違点として、実施例１で述べた基板キャリヤの構成と
同様に、ホルダ本体７ａの左右両側，および底部に設け
てガラス基板４を洗浄位置で垂直姿勢に支える支持部材
７ｂ，７ｃが水に対する親和性の高い材質の多孔質体で
作られている。すなわち、ホルダ本体７ａは撥水性の高
いフッ素樹脂製であるのに対し、左右両側の支持部材７
ｂは多孔質構造のポリエステルで作られており、ホルダ
本体７ａに例えばねじ止めされている。また、ホルダ本
体７ａの底部側に配備した支持部材７ｃには孔径５０μ
ｍ程度の穴を上下方向に多数穿孔したガラスフィルタを
用いており、かつ該支持部材７ｃはホルダ本体７ａに対
し上下可動にガイドされ、さらにその裏面側に介装した
ばね力の弱い押圧ばね７ｄで上向きに押圧付勢されてい
る。

【００１７】かかる構成の基板ホルダ７を洗浄槽１の底
部に設置し、図４で述べたと同じ方法で基板４を洗浄槽
１に搬入して洗浄，水切りを行ったところ、次のような
成果を得た。まず、洗浄槽１内の洗浄水２の液面レベル
をＨ１に保った状態で基板４をホルダ７に保持して洗浄
した。なお、この洗浄工程では基板４の重量で底部側支
持部材７ｃを押上げている押圧ばね７ｄが圧縮されるの
で、基板４，支持部材７ｃは図示鎖線の位置に下降して
いる。次に洗浄槽１から洗浄水２を徐々に排水し、洗浄
水の液面レベルを６０ｃｍ／分程度の緩い速度でＨ１か
らＨ２に下げて基板４の上半域の水切を行った後、続い
て水面上に露呈した基板４の上端部を移送機８で基板４
を把持し、同じく６０ｃｍ／分程度の緩い速度で基板を
上方へ引き上げながら基板の下半域の水切りを行った。 なお、この水切り工程では、後半での基板４の引き上げ
移動に追随して底部側の支持部材７ｃが押圧ばね７ｄの
付勢で上昇し、基板４の下端面に密接した状態を保った
まま洗浄水２の水面を横切って水中から水面上に露呈す
るようになる。このようにして基板４を洗浄槽１から引
出した後に基板の表面状態を検査したところ、実施例１
の検査結果と同様にガラス基板４には水滴が一切残らず
、乾燥むら，染みの発生も見られなかった。

【００１８】なお、前記の実施例１，実施例２では、液
晶用ガラス基板についての洗浄，水切りについて述べた
が、半導体ウェーハを被洗浄基板して実施した場合も同
様な成果の得られることが確認されている。

【００１９】

【発明の効果】本発明の基板保持具は、以上説明したよ
うに構成されているので、次記の効果を奏する。すなわ
ち、 （１）基板の保持状態で基板と接触し合う支持部材を水
との親和性が高い材料で構成したことにより、その水切
り工程で基板に付着していた水滴が完全に排除されるよ
うになり、従来の基板保持具で問題となっていた基板上
の残留水滴に起因する基板の乾燥むら，染みを一掃して
製品の歩留りを大幅に向上できる。 （２）また、前記支持部材を多孔質構造とし、かつ基板
を下方から支える底部側の支持部材については、その面
積をこれに接触する基板の下端面と同じもしくはそれ以
上の面積に設定し、さらに基板の引き上げに追随して支
持部材を基板の端面に密着させるることにより、基板に
対する水切り効果をより一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】基板キャリヤに適用した本発明実施例の構成図

【図２】基板ホルダに適用した本発明実施例の個性図

【
図３】従来における基板キャリヤの構成図であり、（ａ
）図は洗浄工程，（ｂ）図は水切り工程を表す図

【図４
】従来における基板ホルダの構成図であり、（ａ）図は
洗浄工程，（ｂ）図は水切り工程を表す図

【符号の説明】

１　　　　洗浄槽 ２　　　　洗浄水 ３　　　　基板キャリヤ ３ａ　　キャリヤ本体 ３ｂ　　左右両側の支持部材 ３ｃ　　底部側の支持部材 ４　　　　被洗浄基板 ７　　　　ホルダ ７ａ　　ホルダ本体 ７ｂ　　左右両側の支持部材 ７ｃ　　底部側の支持部材 ７ｄ　　押圧ばね

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】洗浄槽に洗浄水を満たして行う基板の洗浄
   ，　水切り工程で基板を縦向き姿勢に保持する基板保持
   具であり、保持具本体の左右両側，　底部に支持部材を
   設けて基板を支えるようにしたものにおいて、基板の保
   持状態で基板と接触し合う前記支持部材を水との親和性
   が高い材料で構成したことを特徴とする精密洗浄用の基
   板保持具。
2. 【請求項２】請求項１記載の基板保持具において、支持
   部材が多孔質構造であることを特徴とする精密洗浄用の
   基板保持具。
3. 【請求項３】請求項１記載の基板保持具において、基板
   を下方から支える底部側支持部材の面積が、該支持部材
   に接触する基板の下端面と同じもしくはそれ以上の面積
   を有することを特徴とする精密洗浄用の基板保持具。
4. 【請求項４】請求項１記載の基板保持具において、基板
   を下方から支える底部側支持部材を保持具本体に対して
   上下可動となし、洗浄水からの基板引き上げに追随して
   当該支持部材を基板の下端面に密着させることを特徴と
   する精密洗浄用の基板保持具。
5. 【請求項５】請求項１記載の基板保持具において、当該
   基板保持具が基板を収容保持して洗浄槽への搬入，　引
   き上げを行う基板キャリヤであることを特徴とする精密
   洗浄用の基板保持具。
6. 【請求項６】請求項１記載の基板保持具において、当該
   基板保持具が洗浄槽内の底部に設置して槽内に搬入され
   た基板を洗浄位置に保持する基板ホルダであることを特
   徴とする精密洗浄用の基板保持具。