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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JP
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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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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02043Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
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    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B08B3/04Cleaning involving contact with liquid
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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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