JPH10314686A - 基板洗浄方法および基板洗浄装置 - Google Patents

基板洗浄方法および基板洗浄装置

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JPH10314686A
JPH10314686A JP9143512A JP14351297A JPH10314686A JP H10314686 A JPH10314686 A JP H10314686A JP 9143512 A JP9143512 A JP 9143512A JP 14351297 A JP14351297 A JP 14351297A JP H10314686 A JPH10314686 A JP H10314686A
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water
main surface
alkaline ionized
cleaning
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JP9143512A
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Nobuo Yanagisawa
暢生 柳沢
Tsugio Nakamura
次雄 中村
Yasumasa Shima
泰正 志摩
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に付着したパーティクルを多量の純水を
使用することなく短時間に除去することのできる基板洗
浄方法および基板洗浄装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 基板洗浄装置は、搬送ローラ２によって
搬送される基板１の主面に、電解質を微量添加した水を
電気分解して得られる還元性を有するアルカリイオン水
を供給するための複数のアルカリイオン水供給部３と、
純水供給管４から吐出される純水に対して超音波発振子
５によりメガヘルツ単位の超音波振動を付与することに
より超音波水を生成し、この超音波水を搬送ローラ２に
よって搬送される基板１の主面に供給する超音波水供給
部６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示パネル
用ガラス基板や半導体製造装置用マスク基板あるいは半
導体ウエハ等の基板を洗浄するための基板洗浄方法およ
び基板洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、液晶表示パネル用ガラス基板等
の基板を洗浄する方法として、超音波発振子により超音
波振動が付与された純水（以下「超音波水」という）を
基板に供給して基板を洗浄する洗浄方法が知られてい
る。しかしながら、基板が疎水性となっている状態にお
いて基板に超音波水を供給して洗浄した場合には、基板
の主面上で超音波水が膜状に拡がらないことから、パー
ティクルを十分に除去できないという問題が生ずる。
【０００３】このため、界面活性剤を含む洗浄液を基板
に供給して基板に付着した有機物を除去することにより
基板表面を親水化した後、この基板に純水を供給するこ
とにより基板に付着した洗浄液を純水で洗い流して除去
するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の洗浄
液を使用する洗浄方法によれば、基板に付着した洗浄液
を純水で洗い流すために時間がかかることから、製品の
生産性が低下し、また、多量の純水が必要となるという
問題がある。
【０００５】さらに、基板を洗浄液で洗浄した後、この
基板に超音波水を供給して基板上のパーティクルを除去
する場合においては、基板に超音波水を供給する前に基
板上に残存する洗浄液を十分に除去しておかないと、超
音波発振子が破損するという欠点がある。すなわち、超
音波水は一般的に循環使用されているが、この循環使用
される超音波水中に洗浄液が混入すると、洗浄液は発泡
性を有することから超音波水中に気泡を生じ、この気泡
によって純水に超音波振動を付与する超音波発振子が破
損する。
【０００６】このため、基板を洗浄液で洗浄した後、こ
の基板に超音波水を供給して基板上のパーティクルを除
去する場合においては、基板上から洗浄液を確実に除去
するために、純水を使用してさらに十分に洗浄液を除去
することが必要となり、製品の生産性がさらに低下し、
また、より多量の純水が必要となるという問題がある。
【０００７】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、基板に付着したパーティクルを多量の
純水を使用することなく短時間に除去することのできる
基板洗浄方法および基板洗浄装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、電解質を微量添加した水を電気分解して得られる還
元性を有するアルカリイオン水を基板の主面上に満たす
第１洗浄工程と、第１洗浄工程の後の基板の主面に超音
波振動が付与された純水を供給する第２洗浄工程とを含
むことを特徴とする。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、第１洗浄工程と第２洗浄工程との間
に、基板の主面に付着するアルカリイオン水を除去する
除去工程を含んでいる。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、第１洗浄工程は、基板
の主面にアルカリイオン水を３０秒以上満たすようにし
ている。
【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３いずれかに記載の発明において、第２洗浄工程
を、第１洗浄工程の終了後６０秒以内に開始するように
している。
【００１２】請求項５に記載の発明は、電解質を微量添
加した水を電気分解して得られる還元性を有するアルカ
リイオン水を基板の主面上に満たすアルカリイオン水供
給手段と、アルカリイオン水供給手段によりアルカリイ
オン水を供給された後の基板の主面に超音波振動が付与
された純水を供給する超音波水供給手段とを備えること
を特徴とする。
【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の発明において、基板の主面に付着するアルカリイオン
水を除去する除去手段をさらに備えている。
【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項５または
請求項６に記載の発明において、アルカリイオン水供給
手段は、基板の主面にアルカリイオン水を３０秒以上満
たすようにしている。
【００１５】請求項８に記載の発明は、請求項５乃至請
求項７いずれかに記載の発明において、超音波水供給手
段は、アルカリイオン水供給手段により基板の主面に供
給されたアルカリイオン水による洗浄終了後、６０秒以
内に超音波振動が付与された純水の供給を開始するよう
にしている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は、この発明の第１実施形
態に係る基板洗浄装置の側面概要図である。
【００１７】この基板洗浄装置は、角形の液晶表示パネ
ル用ガラス基板を基板１として使用したものであり、互
いに同期して回転する複数の搬送ローラ２と、電解質を
微量添加した水を電気分解して得られる還元性を有する
アルカリイオン水（以下単に「アルカリイオン水」とい
う）を供給するための複数のアルカリイオン水供給部３
と、超音波水供給部６とを有する。
【００１８】搬送ローラ２は、基板１の下面両端部に当
接する鍔部を有し、この鍔部により基板１をその下面か
ら支持して、図１に示す矢印方向に一定の速度で搬送す
るものである。
【００１９】アルカリイオン水供給部３は、図１に示す
ようにノズル状の形状を有し、搬送ローラ２により搬送
される基板１の主面に、図示しないアルカリイオン水の
供給源から供給されるアルカリイオン水を供給するよう
構成されている。このアルカリイオン水供給部３は、図
１の紙面と直交する方向に沿って、例えば１０個ずつ、
千鳥配置で設けられている。また、アルカリイオン水供
給部３の下端部は、搬送ローラ２によって搬送される基
板１の主面と近接する位置に配置されている。このた
め、基板１の主面へのアルカリイオン水の供給時におけ
るアルカリイオン水の泡立ちを防止することができる。
【００２０】なお、アルカリイオン水は、例えば特開平
７−２５６２６１号公報にも記載されているように、電
解活性水とも呼称される。このアルカリイオン水は、基
板１の主面と接触することにより基板１の主面に付着し
た有機物を分解し、これにより基板１の主面を親水化さ
せる作用を有する。
【００２１】なお、アルカリイオン水を生成するために
使用される電解質は、基板１上に微量が残存したとして
も基板１への影響がなく、かつ、電気分解を促進する作
用のあるものが使用される。このような電解質として
は、例えば塩化アンモニウムを使用することができる。
【００２２】超音波水供給部６は、図示しない純水の供
給源に接続する純水供給管４と、超音波発振子５とから
構成される。この超音波水供給部６は、純水供給管４か
ら吐出される純水に対して超音波発振子５によりメガヘ
ルツ単位の超音波振動を付与することにより超音波水を
生成し、この超音波水を搬送ローラ２によって搬送され
る基板１の主面に供給するよう構成されている 。
【００２３】図２は、上述した基板洗浄装置の主要な電
気的構成を示すブロック図である。
【００２４】基板洗浄装置は、装置の制御に必要な動作
プログラムが格納されたＲＯＭ１１と、制御時にデータ
等が一時的にストアされるＲＡＭ１２と、ＣＰＵ１３と
からなる制御部１０を備える。この制御部１０は、イン
ターフェース１４を介して、アルカリイオン水供給機構
１５および超音波水供給機構１６と接続されている。
【００２５】このアルカリイオン水供給機構１５は、上
述したアルカリイオン水供給部３やアルカリイオン水の
供給源、さらにはアルカリイオン水の供給源からアルカ
リイオン水供給部３にアルカリイオン水を供給するため
のポンプ等から構成される。また、超音波水供給機構１
６は、上述した超音波水供給部６における純水供給管４
および超音波発振子５や純水の供給源、さらには純水の
供給源から超音波水供給部６に純水を供給するためのポ
ンプ等から構成される。これらのアルカリイオン水供給
機構１５および超音波水供給機構１６は、制御部１０の
制御により、基板１の主面に対するアルカリイオン水ま
たは超音波水の供給動作を実行する。
【００２６】この基板洗浄装置により基板１を洗浄する
する際には、搬送ローラ２により基板１を図１に示す矢
印方向に一定の速度で搬送する。そして、基板１の主面
にアルカリイオン水供給部３からアルカリイオン水を供
給する。これにより、基板１の主面においては、アルカ
リイオン水の作用により基板１に付着した有機物が分解
され、基板１の主面が親水化される。
【００２７】これに引き続き、搬送ローラ２によりさら
に搬送された基板１の主面に対し、超音波水供給部６か
ら超音波水を供給する。これにより、基板１の主面に付
着したパーティクルが超音波水の作用により物理的に除
去される。このとき、基板１の主面はアルカリイオン水
により予め親水化されているため、基板１の主面上で超
音波水が膜状に拡がり、パーティクルを十分に除去する
こができる。
【００２８】上述したアルカリイオン水による基板１の
洗浄工程においては、基板１の主面を親水化するため
に、基板１の主面がアルカリイオン水と３０秒以上接触
する状態とすることが好ましく、６０秒以上接触する状
態とすることがより好ましい。基板１の主面とアルカリ
イオン水との接触時間がこの時間より短くなると、基板
１の主面を十分に親水化することが困難となる。また、
基板１の主面とアルカリイオン水との接触時間は、最長
でも９０秒でよい。これ以上の時間接触状態を維持して
も、親水化が促進されることはないことから、単に、生
産性が低下することとなるためである。
【００２９】図１に示すように、アルカリイオン水供給
部３と超音波水供給部６とが比較的近接していると、基
板１にアルカリイオン水が供給された直後に超音波水が
基板１に供給されるので、基板１の主面が十分な親水性
を保った状態のうちに、超音波水による洗浄を実行する
ことができる。また、アルカリイオン水供給部３と超音
波水供給部６とが離れている場合は、アルカリイオン水
の供給後６０秒以内に超音波水の供給を開始することが
好ましい。基板１の主面が十分な親水性を保った状態の
うちに、超音波水による洗浄を実行することが好ましい
ためである。
【００３０】なお、上述した洗浄時間の管理は、制御部
１０により、アルカリイオン水供給機構１５および超音
波水供給機構１６から、一定速度で搬送される基板１に
対してアルカリイオン水または超音波水を供給するタイ
ミングを制御することにより行われる。但し、搬送ロー
ラ２による基板１の搬送速度を制御するようにしてもよ
く、また、上述した時間で洗浄を実行できるように、単
に搬送ローラ２による基板１の搬送速度とアルカリイオ
ン水供給部３および超音波水供給部６の配置関係とを決
定するようにしてもよい。
【００３１】上述した実施の形態においては、基板１の
主面とアルカリイオン水との接触時間を一定以上に維持
するため、アルカリイオン水供給部３から基板１の主面
上にアルカリイオン水を供給し続けているが、この発明
はこのような形態に限定されるものではない。すなわ
ち、図３に示すように、基板１の主面上にアルカリイオ
ン水をその表面張力により液盛りした後、この状態で基
板１を搬送し、基板１の主面とアルカリイオン水との接
触時間が上述した所定時間となった後に、超音波水供給
部６から基板の主面に超音波水を供給するようにしても
よい。この明細書で述べる「アルカリイオン水を基板の
主面に満たす」とは、図１に示すようにアルカリイオン
水を連続的に供給する形態と、図３に示すようにアルカ
リイオン水を液盛りした状態を維持する形態との両方の
形態を含む概念である。
【００３２】次に、この発明の他の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図４はこの発明の第２実施形態に係
る基板洗浄装置の側面概要図である。なお、図１に示す
第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付
している。
【００３３】この第２実施形態に係る基板洗浄装置にお
いては、アルカリイオン水供給部３と超音波水供給部６
とは、互いに異なる方向にアルカリイオン水または超音
波水を供給し得るように、逆方向に傾斜して配置されて
いる。そして、アルカリイオン水供給部３と超音波水供
給部６との間には、基板１の主面に対して圧縮空気また
は窒素ガス等の不活性ガスからなる気体を吹き付けるこ
とにより、基板１の主面に付着するアルカリイオン水を
除去する除去手段としての気体噴出ノズル７が配設され
ている。
【００３４】なお、この第２実施形態に係る基板処理装
置も、第１実施形態に係る基板処理装置と同様、図２に
示す電気的構成を有しており、制御部１０により制御さ
れる。
【００３５】この基板洗浄装置により基板１を洗浄する
際には、搬送ローラ２により基板１を図４に示す矢印方
向に一定の速度で搬送する。そして、基板１の主面にア
ルカリイオン供給部３からアルカリイオン水を供給す
る。これにより、基板１の主面においては、アルカリイ
オン水の作用により基板１に付着した有機物が分解さ
れ、基板１の主面が親水化される。
【００３６】基板１の主面を親水化したアルカリイオン
水は、基板１の主面からチャンバ８内に流下する。この
アルカリイオン水は、再度アルカリイオン水供給部３に
供給されることにより、再使用される。
【００３７】次に、搬送ローラ２によりさらに搬送され
た基板１の主面に対し、気体噴出ノズル７から圧縮空気
または不活性ガス等の気体を供給する。この気体の供給
により、基板１の主面に付着するアルカリイオン水が除
去される。
【００３８】これに引き続き、搬送ローラ２によりさら
に搬送された基板１の主面に対し、超音波水供給部６か
ら超音波水を供給する。これにより、基板１の主面に付
着したパーティクルが超音波水の作用により物理的に除
去される。このとき、基板１の主面はアルカリイオン水
により予め親水化されているため、基板１の主面上で超
音波水が膜状に拡がり、パーティクルを十分に除去する
こができる。
【００３９】基板１の主面を洗浄した超音波水は、基板
１の主面からチャンバ９内に流下する。この超音波水
は、再度超音波水供給部６に供給されることにより、再
使用される。
【００４０】この実施の形態に係る基板洗浄装置によれ
ば、基板１の主面に付着するアルカリイオン水を気体噴
出ノズル７により除去するため、アルカリイオン水の持
ち出しが防止でき、アルカリイオン水と超音波水とを別
々に回収して再使用することができる。このため、超音
波水中へのアルカリイオン水の混入を防止することがで
きる。
【００４１】なお、上述したアルカリイオン水による基
板１の洗浄工程においても、第１実施形態の場合と同
様、基板１の主面を親水化するために、基板１の主面が
アルカリイオン水と３０秒以上接触する状態とすること
が好ましく、６０秒以上接触する状態とすることがより
好ましい。また、基板１の主面とアルカリイオン水との
接触時間は、最長でも９０秒でよい。
【００４２】上述した第２実施形態においては、第１実
施形態とは異なり、アルカリイオン水が基板１の主面か
ら除去された後、所定の時間経過後に、基板１の主面に
超音波水が供給されることになる。すなわち、上述した
第１実施形態においては、アルカリイオン水による基板
１の洗浄工程と超音波水による基板の洗浄工程とが連続
して実行されたが、この第２実施形態においては、アル
カリイオン水による基板１の洗浄工程と超音波水による
基板の洗浄工程の間に所定の空白時間が存在することに
なる。このアルカリイオン水による洗浄終了後超音波水
の供給開始までの空白時間は、６０秒以下とすることが
好ましい。この空白時間が６０秒以上となった場合に
は、アルカリイオン水による基板１の主面の親水化の効
果が減少するためである。
【００４３】なお、図４に示す第２実施形態において
は、基板１の主面に気体を噴出することにより、基板１
の主面に付着するアルカリイオン水を除去する場合につ
いて説明したが、この発明はこのような形態に限定され
るものではない。例えば、基板１をスピンチャックによ
り保持して回転させた状態で、基板１の主面にアルカリ
イオン水を供給した後、基板１へのアルカリイオン水の
供給を停止し、さらに基板１の回転を維持することによ
り基板１に付着するアルカリイオン水を除去するように
してもよい。
【００４４】上述した第１、第２実施形態においては、
いずれも、アルカリイオン水を利用して基板１の主面を
親水化していることから、界面活性剤を含む洗浄液を使
用した場合にように洗浄液を十分に洗い流す必要がな
い。また、アルカリイオン水は洗浄液のような強い発泡
性を有しないことから、超音波発振子５の破損を防止す
ることができる。
【００４５】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、電解質
を微量添加した水を電気分解して得られる還元性を有す
るアルカリイオン水を基板の主面上に満たす第１洗浄工
程と、第１洗浄工程の後の基板の主面に超音波振動が付
与された純水を供給する第２洗浄工程とを含むことか
ら、基板の主面をアルカリイオン水により親水化した上
で超音波振動が付与された純水によりパーティクルを除
去することとなるため、パーティクルを確実に除去する
ことができる。このとき、洗浄液を使用する必要がない
ことから、多量の純水を使用する必要はなく、また、洗
浄処理に長い時間を要することもない。
【００４６】請求項２に記載の発明によれば、第１洗浄
工程と第２洗浄工程との間に、基板の主面に付着するア
ルカリイオン水を除去する除去工程を含むことから、ア
ルカリイオン水の持ち出しが防止でき、アルカリイオン
水と超音波水とを別々に回収することが可能となる。こ
のため、超音波水中へのアルカリイオン水の混入を防止
することができる。
【００４７】請求項３に記載の発明によれば、第１洗浄
工程において基板の主面にアルカリイオン水を３０秒以
上満たすことから、基板の主面を十分に親水化すること
ができる。
【００４８】請求項４に記載の発明によれば、第２洗浄
工程が第１洗浄工程の終了後６０秒以内に開始すること
から、アルカリイオン水による基板１の主面の親水化の
効果が減少する前に、超音波水によりパーティクルを除
去することができる。
【００４９】請求項５に記載の発明によれば、電解質を
微量添加した水を電気分解して得られる還元性を有する
アルカリイオン水を基板の主面上に満たすアルカリイオ
ン水供給手段と、アルカリイオン水供給手段によりアル
カリイオン水を供給された後の基板の主面に超音波振動
が付与された純水を供給する超音波水供給手段とを備え
ることから、基板の主面をアルカリイオン水により親水
化した上で超音波振動が付与された純水によりパーティ
クルを除去することとなるため、パーティクルを確実に
除去することができる。このとき、洗浄液を使用する必
要がないことから、多量の純水を使用する必要はなく、
また、洗浄処理に長い時間を要することもない。
【００５０】請求項６に記載の発明によれば、基板の主
面に付着するアルカリイオン水を除去する除去手段をさ
らに備えることから、アルカリイオン水の持ち出しが防
止でき、アルカリイオン水と超音波水とを別々に回収す
ることが可能となる。このため、超音波水中へのアルカ
リイオン水の混入を防止することができる。
【００５１】請求項７に記載の発明によれば、アルカリ
イオン水供給手段は基板の主面にアルカリイオン水を３
０秒以上満たすことから、基板の主面を十分に親水化す
ることができる。
【００５２】請求項８に記載の発明によれば、超音波水
供給手段は、アルカリイオン水供給手段により基板の主
面に供給されたアルカリイオン水による洗浄終了後、６
０秒以内に超音波振動が付与された純水の供給を開始す
ることから、アルカリイオン水による基板１の主面の親
水化の効果が減少する前に、超音波水によりパーティク
ルを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る基板洗浄装置の
側面概要図である。
【図２】基板洗浄装置の主要な電気的構成を示すブロッ
ク図である。
【図３】第１実施形態に係る基板洗浄装置の変形例を示
す側面概要図である。
【図４】この発明の第２実施形態に係る基板洗浄装置の
側面概要図である。
【符号の説明】
１ 基板 ２ 搬送ローラ ３ アルカリイオン水供給部 ４ 純水供給管 ５ 超音波発振子 ６ 超音波水供給部 ７ 気体供給ノズル １０ 制御部 １５ アルカリイオン水供給機構 １６ 超音波水供給機構

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電解質を微量添加した水を電気分解して
    得られる還元性を有するアルカリイオン水を基板の主面
    上に満たす第１洗浄工程と、 前記第１洗浄工程の後の基板の主面に超音波振動が付与
    された純水を供給する第２洗浄工程と、 を含むことを特徴とする基板洗浄方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板洗浄方法におい
    て、 前記第１洗浄工程と第２洗浄工程との間に、基板の主面
    に付着するアルカリイオン水を除去する除去工程を含む
    基板洗浄方法。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の基板洗
    浄方法において、 前記第１洗浄工程は、基板の主面にアルカリイオン水を
    ３０秒以上満たす基板洗浄方法。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３いずれかに記載の
    基板洗浄方法において、 前記第２洗浄工程を、前記第１洗浄工程の終了後６０秒
    以内に開始する基板洗浄方法。
  5. 【請求項５】 電解質を微量添加した水を電気分解して
    得られる還元性を有するアルカリイオン水を基板の主面
    上に満たすアルカリイオン水供給手段と、 前記アルカリイオン水供給手段によりアルカリイオン水
    を供給された後の基板の主面に超音波振動が付与された
    純水を供給する超音波水供給手段と、 を備えることを特徴とする基板洗浄装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の基板洗浄装置におい
    て、 基板の主面に付着するアルカリイオン水を除去する除去
    手段をさらに備える基板洗浄装置。
  7. 【請求項７】 請求項５または請求項６に記載の基板洗
    浄装置において、 前記アルカリイオン水供給手段は、基板の主面にアルカ
    リイオン水を３０秒以上満たす基板洗浄装置。
  8. 【請求項８】 請求項５乃至請求項７いずれかに記載の
    基板洗浄装置において、 前記超音波水供給手段は、前記アルカリイオン水供給手
    段により基板の主面に供給されたアルカリイオン水によ
    る洗浄終了後、６０秒以内に超音波振動が付与された純
    水の供給を開始する基板洗浄装置。
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