WO2011142060A1 - 洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

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Abstract

 基板(4)の表面に所定のパターンを有する金属膜(18)が形成された被処理物(48)に対して、洗浄液(5)を噴射することによって、被処理物(48)を洗浄する。この際、負のゼータ電位を有する気体のマイクロナノバブル(40)を含有する洗浄液(5)を噴射することにより、基板(4)の表面(4a)に形成された正のゼータ電位を有する金属酸化物(49)を除去する。

Description

洗浄方法及び洗浄装置
 本発明は、例えば、金属膜が形成された基板を洗浄する洗浄方法及び洗浄装置に関する。
 従来、液晶表示装置や有機EL表示装置等の表示装置においては、例えば、ガラス基板上にマトリックス状に配置された画素は、その近傍に配置されたトランジスタによって制御されている。また、このトランジスタとしては、アモルファスシリコン薄膜やポリシリコン薄膜、あるいは金属酸化物薄膜からなる薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)が用いられている。
 また、例えば、液晶表示パネルを構成する基板に、TFT(薄膜トランジスタ)等の素子や、カラーフィルタの着色層を所定のパターンで形成する場合には、フォトリソグラフィー工程が必須の工程になっている。
 例えば、半導体層上にレジストを塗布し、通常のフォトプロセスによりレジストパターンを形成する。次に、レジストパターンから露出している半導体層をエッチングにより除去した後、不要となったレジストを除去して所定のパターンを形成する。このように、レジストの塗布、レジストパターンの形成、エッチング、レジストの除去というサイクルを繰り返し行うことにより、基板上に回路や配線を形成する。
 ここで、エッチング処理の終了後、基板を洗浄する洗浄工程が行われるが、この洗浄工程においては、一般に、基板に対して純水を噴射することにより、基板表面のエッチング液を純水で置換する方法が採用されている。
 より具体的には、所定の薬液(エッチング液)中に被処理物(例えば、金属膜が形成された基板)を浸漬させて、化学反応により溶解させるエッチング処理(ウェットエッチング)が行われた基板の表面に多量に残留しているエッチング液を、まず、吸引回収ヘッドにより吸引回収するとともに、スリット状の吐出口が形成されたエアナイフにより空気流を吐出して、基板表面のエッチング液の液切りを行い、次いで、基板の表面に対してノズルにより純水を吹き付けることにより、基板の表面に残存しているエッチング液を純水に置換する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006-278606号公報
 ここで、上述のウェットエッチングでは、エッチング液と被処理物とを反応させることにより、被処理物の表面において溶解反応が起こり、反応生成物である金属酸化物が生じる。そして、図11に示すように、この金属酸化物50が、基板51上に形成された所定のパターン形状を有する金属膜55間(または、レジスト層52間)の隙間Sであって、基板51の表面51aに付着(吸着)する場合がある。
 そして、この場合、上記従来の洗浄処理を行っても、純水53を吹き付けるだけでは隙間Sにおいて純水53が十分に循環しない場合があるため、基板51の表面51aに付着した金属酸化物50を除去することが困難になり、結果として、被処理物54(金属膜55が形成された基板51)の洗浄効果が著しく低下するという問題があった。
 そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、被処理物の全体において洗浄効果を向上させることができる洗浄方法及び洗浄装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の洗浄方法は、基板の表面に所定のパターンを有する金属膜が形成された被処理物に対して、洗浄液を噴射することによって、被処理物を洗浄する洗浄方法であって、負のゼータ電位を有する気体のマイクロナノバブルを含有する洗浄液を噴射することにより、基板の表面に形成された正のゼータ電位を有する金属酸化物を除去することを特徴とする。
 同構成によれば、洗浄液に混合されたマイクロナノバブルが、所定のパターンを有する金属膜間の隙間に入り込み、金属酸化物を吸着して、基板の表面から金属酸化物を輸送して分離させることが可能になる。従って、基板の表面において、金属酸化物を完全に除去することができるため、被処理物の全体において洗浄効果を向上させることが可能になる。
 また、エッチングにより、金属膜に所定のパターンを形成した場合に、被処理物の表面に残存しているエッチング液を洗浄液に均一かつ効率的に置換することが可能になる。
 また、本発明の洗浄方法においては、マイクロナノバブルの直径が、0.01μm以上10μm以下であってもよい。
 同構成によれば、マイクロナノバブルが、金属膜の表面に速やかに到達し、アスペクト比の大きな微細なパターンを有する金属膜間の隙間に容易に入り込むことが可能になる。従って、エッチングにより金属膜に微細サイズのパターンを形成する場合であっても、基板の表面において、金属酸化物を完全に除去することができる。
 また、本発明の洗浄方法においては、気体が空気であってもよい。
 同構成によれば、空気のマイクロナノバブルを使用することができるため、環境に優しいマイクロナノバブルを使用して、洗浄処理を行うことができる。
 また、本発明の洗浄方法においては、洗浄液として純水を使用するとともに、金属膜として銅膜を使用する構成としてもよい。
 また、本発明の洗浄方法においては、被処理物を搬送しながら、被処理物を洗浄してもよい。
 同構成によれば、被処理物の表面全体において、気体のマイクロナノバブルを含有する洗浄液を均一に噴射することが可能になる。その結果、被処理物の全体において、洗浄効果をより一層向上させることが可能になる。
 本発明の洗浄装置は、負のゼータ電位を有する気体のマイクロナノバブルを含有する洗浄液を生成する生成手段と、生成手段から供給された洗浄液を噴射する噴射ノズルが設けられたノズルヘッダと、ノズルヘッダに対向するように、基板の表面に所定のパターンを有する金属膜が形成された被処理物を支持するホルダーとを備え、被処理物に対して洗浄液を噴射することによって、基板の表面に形成された正のゼータ電位を有する金属酸化物を除去するように構成されていることを特徴とする。
 同構成によれば、洗浄液に混合されたマイクロナノバブルが、所定のパターンを有する金属膜間の隙間に入り込み、金属酸化物を吸着して、基板の表面から金属酸化物を輸送して分離させることが可能になる。従って、基板の表面において、金属酸化物を完全に除去することができるため、被処理物の全体において洗浄効果を向上させることが可能になる。
 また、エッチングにより、金属膜に所定のパターンを形成した場合に、被処理物の表面に残存しているエッチング液を洗浄液に均一かつ効率的に置換することが可能になる。
 また、本発明の洗浄装置においては、マイクロナノバブルの直径が、0.01μm以上10μm以下であることが好ましい。
 同構成によれば、マイクロナノバブルが、基板の表面に速やかに到達し、アスペクト比の大きな微細なパターンを有する金属膜間の隙間に容易に入り込むことが可能になる。従って、エッチングにより金属膜に微細サイズのパターンを形成する場合であっても、基板の表面において、金属酸化物を完全に除去することができる。
 また、本発明の洗浄装置においては、気体が空気であってもよい。
 同構成によれば、空気のマイクロナノバブルを使用することができるため、環境に優しいマイクロナノバブルを使用して、エッチング処理を行うことができる。
 また、本発明の洗浄装置においては、洗浄液として純水を使用するとともに、金属膜として銅膜を使用する構成としてもよい。
 また、本発明の洗浄装置においては、ホルダーは、被処理物に対して洗浄液が噴射された状態を維持しながら、被処理物を搬送するように構成されている。
 同構成によれば、被処理物の表面全体において、気体のマイクロナノバブルを含有する洗浄液を均一に噴射することが可能になる。その結果、被処理物の全体において洗浄効果をより一層向上させることが可能になる。
 また、本発明の洗浄装置においては、噴射ノズルが複数設けられており、複数の噴射ノズルが、ノズルヘッダーにおいて千鳥状に並んで配置されていてもよい。
 同構成によれば、被処理物の単位面積当たりの洗浄液の流量を増加させることができるため、被処理物の表面を、より容易かつ効率的に洗浄することができ、被処理物の全体において洗浄効果をより一層向上させることが可能になる。
 また、被処理物の表面に残存していたエッチング液を短時間で洗浄液に置換することができ、エッチング液をより一層効率的に洗浄液に置換することができる。
 また、本発明の洗浄装置においては、噴射ノズルが複数設けられており、複数の噴射ノズルは、被処理物の表面に対して、被処理物の移動方向と反対側へ傾いた斜め方向に、洗浄液を噴射するように構成されていてもよい。。
 同構成によれば、基板の表面から分離した金属酸化物や洗浄液に置換されたエッチング液が、基板の表面に再付着することを確実に防止することができる。
 本発明によれば、基板の表面において、金属酸化物を完全に除去することができるため、被処理物の全体において洗浄効果を向上させることが可能になる。
本発明の第1の実施形態に係る洗浄方法が使用される洗浄装置の全体構成を示すための概略図である。 本発明の第1の実施形態に係る洗浄方法が使用される洗浄装置の全体構成を示すための平面図である。 本発明の第1の実施形態に係る洗浄方法が使用される洗浄装置におけるホルダーの構成を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態に係る洗浄方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第1の実施形態に係る洗浄方法におけるマイクロナノバブルにより反応生成物を除去する前の反応生成物の付着状態を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る洗浄方法におけるマイクロナノバブルにより反応生成物を除去する方法を説明するための図である。 ゼータ電位とpHとの関係を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態に係る洗浄装置の全体構成を示すための平面図である。 本発明の第2の実施形態に係る洗浄装置におけるノズルヘッダ部を拡大して示す断面図である。 本発明の第3の実施形態に係る洗浄装置におけるノズルヘッダ部を拡大して示す断面図である。 被処理物を構成する基板の表面に反応生成物が付着した状態を示す図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る洗浄方法が使用される洗浄装置の全体構成を示すための概略図であり、図2は、本発明の第1の実施形態に係る洗浄方法が使用される洗浄装置の全体構成を示すための平面図である。また、図3は、本発明の第1の実施形態に係る洗浄方法が使用される洗浄装置におけるホルダーの構成を説明するための図である。
 図1に示すように、本実施形態の洗浄装置1は、気体のマイクロナノバブルが混合された洗浄液を生成する洗浄液生成手段(以下、「生成手段」と言う。)2と、生成手段2から供給されたマイクロナノバブルが混合された洗浄液(マイクロナノバブルが混合された純水)5を被処理物48に向けて噴射する噴射ノズル3を備えるノズルヘッダー36を備えている。
 また、洗浄装置1は、被処理物48の洗浄が行われる洗浄槽6と、噴射ノズル3に対向するように被処理物48を支持する基板支持部であるホルダー7とを備えている。なお、噴射ノズル3は、洗浄槽6の内部に設けられている。
 ここで、マイクロナノバブルとは、直径が0.01μm以上10μm以下である気泡のことを言う。また、空気のマイクロナノバブルとは、気泡を構成する気体が空気であるマイクロナノバブルのことを言う。また、空気マイクロナノバブル液とは、空気のマイクロナノバブルを含有する洗浄液のことである。空気マイクロナノバブル液における空気のマイクロナノバブルの密度は、1mlあたり1000個以上100000個以下である。
 また、図1に示すように、洗浄槽6には、被処理物48を支持するホルダー7を洗浄槽6の内部に搬入するための搬入ゲート41と、当該ホルダー7を洗浄槽6の外部へと搬出するための搬出ゲート42とが設けられている。なお、洗浄槽6の内部の気圧は大気圧に維持されている。
 また、図1に示すように、生成手段2には、空気圧縮機8が接続されている。空気圧縮機8は、開閉弁9が設けられた配管10を介して、生成手段2に接続されている。
 また、本実施形態の洗浄装置1においては、生成手段2へ供給される純水20が貯留された純水貯留槽14が設けられている。
 この純水貯留槽14は、純水貯留槽14内の純水20を生成手段2を経由させて洗浄槽6へ供給するための供給ポンプ19が設けられた配管16を介して、生成手段2に接続されている。また、純水貯留槽14は、生成手段2へ純水20を供給するためのものである。
 また、本実施形態の洗浄装置1においては、洗浄槽6内の洗浄液5を外部に排出するための排出口15が設けられている。
 また、図1に示すように、生成手段2には、上述の供給ポンプ19が接続されており、供給ポンプ19は、洗浄槽6へ供給される純水20中に存在する異物を除去するためのフィルター11が設けられた配管16を介して、生成手段2に接続されている。
 また、図1に示すように、ノズルヘッダー36の噴射ノズル3には、生成手段2が接続されており、生成手段2は、当該生成手段2により生成された気体のマイクロナノバブルが混合された洗浄液を噴射ノズル3に供給するための配管13を介して、噴射ノズル3に接続される構成となっている。
 そして、生成手段2は、いわゆる加圧溶解法によって、空気マイクロナノバブル液を生成するように構成されている。
 加圧溶解法では、ヘンリーの法則を利用して、加圧下で液体に気体を溶解させ、その後、減圧開放させることによって気泡を発生させる。即ち、空気圧縮機8により圧縮された空気は、開閉弁9の開放状態で、配管10を介して、生成手段2へと供給される。
 そして、生成手段2において、供給ポンプ19により、生成手段2の内部へと供給された純水20に空気を加圧溶解させて、空気マイクロナノバブル液を発生させる。
 生成手段2内の空気マイクロナノバブル液は、配管13を介して、噴射ノズル3に供給される。そして、被処理物48の金属膜18に対して、噴射ノズル3から空気マイクロナノバブル液を噴射することにより、被処理物48を洗浄する構成となっている。
 なお、マイクロナノバブルを発生させる手段として、加圧溶解法を採用しているが、その他にも、例えば、超高速旋回方式、気液混合せん断方式、細孔方式及び超音波方式等を採用することも可能であり、これに限定されるものではない。
 被処理物48としては、例えば、液晶表示パネルを構成するガラス基板等の基板4と、当該基板4の表面に形成されたエッチング処理後の金属膜(例えば、TFTのソース電極等を形成するCu膜)18とレジスト層17とにより構成されている。
 そして、図1及び図2に示すように、被処理物48の噴射ノズル3側の表面に、エッチング処理後の金属膜18及びレジスト層17が設けられている。
 なお、基板4としては、ガラス基板以外に、例えば、シリコン基板やフレキシブル基板(ポリカーボネート基板、ポリエチレンナフタレート基板、ポリイミド基板、カーバイド基板)等を使用することができる。
 また、ホルダー7は、図1、図2に示すように、被処理物48とノズルヘッダー36との間隔を一定に維持しながら、被処理物48を所定方向(図1及び図2で示す矢印Yの方向)に移動させるように構成されている。
 例えば、図3に示すように、ホルダー7を、被処理物48が載置されるベルト部7aと、ベルト部7aを搬送する複数のローラ7bとにより構成しても良い。なお、被処理物48の搬送速度は、例えば、1000mm/min以上10000mm/min以下である。
 ノズルヘッダー36は、ホルダー7の上方に固定配置され、ヘッダ本体23と、ヘッダ本体23の下部に設けられた複数の噴射ノズル3とを有している。ヘッダ本体23には、配管13を介して上記生成手段2で生成された空気マイクロナノバブル液が供給される。
 複数の噴射ノズル3は、図1、及び図2に示すように、一列に並んで配置されている。噴射ノズル3の配列方向は、被処理物48の移動方向Yに直交する方向(すなわち、被処理物48の幅方向X)である。
 そして、噴射ノズル3は、被処理物48の表面に垂直な方向において、気体(空気)のマイクロナノバブルが混合された洗浄液5を噴射するようになっている。
 なお、本実施形態においては、噴射ノズル3のノズル内径は、0.05mm以上0.5mm以下に規定されている。このことにより、噴射ノズル3の目詰まりを防止しつつ、被処理物48の洗浄に好適な空気マイクロナノバブル液の流速を得ることができる。
 また、噴射ノズル3における空気マイクロナノバブル液の噴射量は、0.5ml/cm・sec以上100ml/cm・sec以下である。
 こうして、洗浄装置1は、ホルダー7に支持された被処理物48に対し、ノズルヘッダー36における複数の噴射ノズル3から空気マイクロナノバブル液を噴射することにより、被処理物48を洗浄するように構成されている。
 次に、上述の洗浄装置1による被処理物48の洗浄方法について、その前後の工程であるフォト工程とレジスト剥離工程とともに説明する。
 図4は、本発明の第1の実施形態に係る洗浄方法を説明するためのフローチャートである。
 本実施形態では、大判のガラス基板である被処理物48に形成された構成材料の表面に、レジストパターンを形成するフォト工程と、レジストから露出している上記構成材料をエッチングするエッチング工程と、被処理物48を洗浄する洗浄工程と、役割を終えたレジストを被処理物48から剥離除去するレジスト剥離工程とを行う。
 フォト工程では、図4のステップS1~S4を行う。まず、ステップS1では、被処理物48に形成されている構成材料である金属膜18の表面にレジスト層(不図示)を塗布して形成する。次に、ステップS2では、上記レジスト層を露光する。
 その後、ステップS3において、露光されたレジスト層を現像する。次に、ステップS4で純水によるシャワーリンス処理を行う。こうして、レジスト層をパターン化処理することにより、パターン化されたレジスト層17(図5参照)を形成する。
 次いで、エッチング工程では、図4のステップS5を行う。ステップS5では、上述のパターン化されたレジスト層17から露出している金属膜18をエッチングして、図5に示すように、所定のパターン形状を有する金属膜18を形成する。
 例えば、金属膜(Cu膜)18のエッチングを行う際のエッチング液として過酸化水素水(H)を使用した場合、金属膜18の成分(Cu)とエッチング液の成分とが反応して、図5に示すように、被処理物48の表面(即ち、基板4上に形成された所定のパターン形状を有する金属膜18間(または、レジスト層17間)の隙間Sであって、基板4の表面4a)に反応生成物である金属酸化物(この場合は、CuO)49が付着(吸着)する。
 次に、ステップS6において、気体マイクロナノバブル液によるシャワーリンス処理を行う。即ち、ノズルヘッダー36の下方に移動してきた被処理物48に対し、その移動方向に直行する方向に一列に並んだ複数の噴射ノズル3から、気体マイクロナノバブル液を噴射して供給し、被処理物48を洗浄する。
 気体マイクロナノバブル液は、上述のごとく、生成手段2で生成され、配管13を介してノズルヘッダー36のヘッダ本体23に供給される。また、気体マイクロナノバブル液の温度は、20℃以上50℃以下とする。
 ここで、本実施形態においては、上述の洗浄装置1を使用して、気体のマイクロナノバブルが混合された洗浄液により、被処理物48の洗浄を行う点に特徴がある。
 上記従来の洗浄方法のように、基板の表面に対して単に純水のみを吹き付けることにより、基板の表面に残存しているエッチング液を純水に置換する方法を採用した場合、図11に示した隙間Sに純水が十分に循環せず、基板51の表面51aに付着した反応生成物50を除去することが困難になる。
 特に、金属膜55のパターン形状が微細なパターンである場合であって、パターンのアスペクト比が大きい場合、金属膜52間の隙間Sが非常に小さくなるため、基板51の表面51aに付着した反応生成物50を除去することがより一層困難になっていた。
 一方、本実施形態のごとく、上述の洗浄装置1を使用して、気体のマイクロナノバブルが混合された洗浄液5により、被処理物48の洗浄を行うと、図6に示すように、洗浄液5に混合されたマイクロナノバブル40が、金属膜18間、及びレジスト層17間の隙間Sに入り込み、金属酸化物49を吸着して、金属膜18間の隙間Sであって、基板4の表面4aから金属酸化物49を輸送して分離させることが可能になる。
 従って、金属膜18のパターン形状がアスペクト比の大きな微細なパターンであっても、図6に示すように、基板4の表面4aにおいて、金属酸化物49を完全に除去することができるため、被処理物48の全体において洗浄効果を向上させることが可能になる。また、エッチング液を洗浄液5に均一かつ効率的に置換することが可能になる。
 次に、マイクロナノバブル40に金属酸化物49が吸着する原理について説明する。図7は、マイクロナノバブル及び金属酸化物の一例であるCuOのゼータ電位のpH依存性を説明するための図である。
 図7に示すように、金属酸化物49であるCuOのゼータ電位、及びマイクロナノバブル40のゼータ電位は、pHに依存して変化する。
 より具体的には、金属酸化物49であるCuOのゼータ電位は、pH<9.5の範囲において正(>0)であり、一方、マイクロナノバブル40のゼータ電位は、pH>4.2の範囲において負(<0)であることが判る。従って、4.2<pH<9.5の範囲においては、マイクロナノバブル40は金属酸化物49であるCuOを吸着して輸送することができることが判る。
 即ち、マイクロナノバブル40が、金属酸化物49と逆極性のゼータ電位を有するため、気体のマイクロナノバブル40が混合された洗浄液5により、被処理物48の洗浄を行うと、金属酸化物49がマイクロナノバブル40の表面に電気的に吸着するため、上述のごとく、マイクロナノバブル40が、金属酸化物49を吸着して、金属膜18間、及びレジスト層17間の隙間Sであって、基板4の表面4aから金属酸化物49を輸送して分離させることが可能になる。
 なお、一般に、ガラス基板等の基板4のゼータ電位は負(<0)であり、上述のごとく、金属酸化物49であるCuOのゼータ電位は正(>0)であるため、基板4と金属酸化物49のゼータ電位の極性は異なる。従って、基板4と金属酸化物49が電気的に引き合うため、基板4の表面4aに金属酸化物49が付着する。しかし、金属酸化物49が吸着したマイクロナノバブル40は、全体として、負のゼータ電位を有するものと考えられるため、同様に、負にゼータ電位を有する基板4と電気的に反発するものと考えられる。従って、基板4の表面4aから分離した金属酸化物49は、基板4の表面4aに、再度、付着することなく、洗浄液5中に拡散することになる。
 また、洗浄の対象物である被処理物48の形状や、洗浄槽6内における被処理物48の配置等に起因する洗浄速度のバラツキを効果的に抑制して、被処理物48の全体において金属酸化物を除去して均一に洗浄を進行させることができる。
 また、上述のごとく、マイクロナノバブル40は、直径が0.01μm以上10μm以下である微細な気泡であるため、マイクロナノバブル40が、金属膜18の表面に速やかに到達し、アスペクト比の大きな微細なパターンを有する金属膜18間、及びレジスト層17間の隙間Sに容易に入り込むことが可能になる。
 従って、エッチングにより金属膜18に微細サイズのパターン(例えば、金属膜18間の隙間Sが20μmであるパターン)を形成する場合であっても、基板4の表面4aにおいて、金属酸化物49を完全に除去することができる。その結果、被処理物48の全体において、洗浄効果をより一層向上させることが可能になるとともに、被処理物48の表面に残存していたエッチング液を、より一層均一かつ効率的に洗浄液へと置換することが可能になる。
 なお、被処理物48の洗浄を行う際には、いわゆる枚葉方式により、複数の被処理物48を、順次搬送しながら洗浄を行う。
 そして、上述の洗浄装置1において、まず、洗浄槽6の内部の洗浄液5を排出口15により外部へ排出した状態で、搬入ゲート41を開いて、被処理物48を支持するホルダー7を洗浄槽6の内部に搬入する。
 次いで、搬入ゲート41を閉じた状態で、被処理物48の表面に対して噴射ノズル3から、気体のマイクロナノバブルが混合された洗浄液5を噴射して、被処理物48を移動させながら洗浄処理を行う。
 そして、洗浄処理が終了後、搬出ゲート42を開いて、被処理物48を支持するホルダー7を洗浄槽6の外部へ搬出する。搬出後、搬出ゲートを閉じて、ステップS6の洗浄工程が終了する。
 次いで、レジスト剥離工程では、まず、ステップS7において、所定のレジスト剥離液を使用して、レジスト層17を金属膜18の表面から剥離処理し、被処理物48上のレジスト層17を全て除去する。
 次いで、ステップS8において、被処理物48を純水によりシャワーリンスし、その後、ステップS9において、エアナイフ(不図示)から吹き出される圧縮空気によって被処理物48の表面を走査し、被処理物48上に残留している水滴を吹き飛ばして除去する。
 次に、ステップS10において、被処理物48をオーブン(不図示)に搬入し、熱風によって被処理物48の表面を走査して、この被処理物48を加熱して高速乾燥させる。以上の各工程によって、レジスト剥離を完了する。
 以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
 (1)本実施形態においては、負のゼータ電位を有する気体のマイクロナノバブル40を含有する洗浄液5を噴射することにより、基板4の表面4aに形成された正のゼータ電位を有する金属酸化物49を除去する構成としている。従って、被処理物48に対して、洗浄液5を噴射することによって、被処理物48を洗浄する際に、洗浄液5に混合されたマイクロナノバブル40が、所定のパターンを有する金属膜18間の隙間Sに入り込み、金属酸化物49を吸着して、基板4の表面4aから金属酸化物49を輸送して分離させることが可能になる。従って、基板4の表面4aにおいて、金属酸化物49を完全に除去することができるため、被処理物48の全体において洗浄効果を向上させることが可能になる。
 (2)また、エッチングにより、金属膜18に所定のパターンを形成した場合に、被処理物48の表面に残存していたエッチング液を洗浄液5に均一かつ効率的に置換することができる。
 (3)本実施形態においては、マイクロナノバブル40の直径を、0.01μm以上10μm以下に設定する構成としている。従って、マイクロナノバブル40が、基板4の表面4aに速やかに到達し、アスペクト比の大きな微細なパターンを有する金属膜18間の隙間Sに容易に入り込むことが可能になる。その結果、エッチングにより金属膜18に微細サイズのパターンを形成する場合であっても、基板4の表面4aにおいて、金属酸化物49を完全に除去することができる。
 (4)本実施形態においては、マイクロナノバブル40を形成する気体として、空気を使用する構成としている。従って、空気のマイクロナノバブル40を使用することができるため、環境に優しいマイクロナノバブル40を使用して、洗浄処理を行うことができる。
 (5)本実施形態においては、被処理物48を搬送しながら、被処理物48を洗浄する構成としている。従って、被処理物48の表面全体において、気体のマイクロナノバブル40を含有する洗浄液5を均一に噴射することが可能になる。その結果、被処理物48の全体において洗浄効果をより一層向上させることが可能になる。
 (第2の実施形態)
 次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図8は、本発明の第2の実施形態に係る洗浄装置の全体構成を示すための平面図であり、図9は、本発明の第2の実施形態に係る洗浄装置におけるノズルヘッダ部を拡大して示す断面図である。なお、上記第1の実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。また、洗浄装置1による被処理物48の洗浄方法については、上記第1の実施形態と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
 本実施形態の洗浄装置1においては、ノズルヘッダー36における噴射ノズル3の配置構成に特徴がある。より具体的には、図8、図9に示すように、複数の噴射ノズル3が、ノズルヘッダー36において、被処理物48の移動方向Yに直交する方向Xに、2列に並ぶとともに千鳥状に並んで配置されている。
 従って、複数の噴射ノズル3を、被処理物48の移動方向Y、及びその方向に直交する方向Xにそれぞれ高密度に配置できるため、被処理物48の単位面積当たりの洗浄液5の流量を増加させることができる。
 以上に説明した本実施形態によれば、上述の(1)~(5)の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
 (6)本実施形態においては、複数の噴射ノズル3を、ノズルヘッダー36において千鳥状に並べて配置する構成としている。従って、被処理物48の単位面積当たりの洗浄液5の流量を増加させることができるため、被処理物48の表面を、より容易かつ効率的に洗浄することができ、被処理物48の全体において洗浄効果をより一層向上させることが可能になる。
 (7)また、被処理物48の表面に残存していたエッチング液を短時間で洗浄液5に置換することができ、エッチング液を一層効率的に洗浄液5へと置換することができる。
 (第3の実施形態)
 次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図10は、本発明の第3の実施形態に係る洗浄装置におけるノズルヘッダ部を拡大して示す断面図である。なお、上記第1の実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。また、洗浄装置1による被処理物48の洗浄方法については、上記第1の実施形態と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
 上記第1の実施形態においては、複数の噴射ノズル3は、被処理物48の表面に垂直な方向において、気体のマイクロナノバブルが混合された洗浄液5を噴射するように構成されていたが、本実施形態の洗浄装置1においては、複数の噴射ノズル3は、被処理物48の表面に対して斜め方向に洗浄液5を噴射するように構成されている点に特徴がある。
 より具体的には、図10に示すように、被処理物48の表面に対し、この被処理物48の移動方向Yと反対側の方向(即ち、図中の矢印Zの方向)へ傾いた斜め方向に、洗浄液5を噴射するようになっている。
 そして、この洗浄装置1によって被処理物48を洗浄する場合には、被処理物48とノズルヘッダー36との間隔を一定に維持しながら、当該被処理物48を所定の移動方向Yに移動させるとともに、複数の噴射ノズル3から、被処理物48の表面に対し、この被処理物48の移動方向Yと反対側Zへ傾いた斜め方向に、洗浄液5を噴射させる。
 従って、噴射ノズル3から斜め方向に噴射された洗浄液5によって、基板4の表面4aから分離された金属酸化物49は、被処理物48の移動方向Yと反対側の方向Zに流されることになる。従って、基板4の表面4aから分離した金属酸化物49は、基板4の表面4aに、再度、付着することなく、洗浄液5中に拡散することになる。
 特に、大型の基板4(例えば、幅が2180mm、長さが2480mm、厚みが0.7mmの大型のマザーガラス)を使用する場合、枚葉方式により、複数の被処理物48を、順次搬送しながら洗浄を行うと、基板4の表面4aから分離した金属酸化物49の再付着が起こりやすくなる。しかし、本実施形態のごとく、噴射ノズル3から斜め方向に洗浄液5を噴射することにより、基板4の表面4aから分離した金属酸化物49や、洗浄液5に置換されたエッチング液が、基板4の表面4aに、再度、付着することなく、洗浄液5中に拡散することになる。
 なお、上記本実施形態においては、斜め方向に洗浄液5を噴射する噴射ノズル3を、上述の第1の実施形態と同様に、被処理物48の移動方向Yに直交する方向Xに一列に並べても良く、上述の第2の実施形態と同様に、千鳥状に配置してもよい。
 以上に説明した本実施形態によれば、上述の(1)~(7)の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
 (8)本実施形態においては、複数の噴射ノズル3が、被処理物48の表面に対して、被処理物48の移動方向Yと反対側へ傾いた斜め方向に、洗浄液5を噴射するように構成している。従って、基板4の表面4aから分離した金属酸化物49や洗浄液5に置換されたエッチング液が、基板4の表面4aに再付着することを確実に防止することができる。
 なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
 上記実施形態においては、マイクロナノバブル40を形成する気体として空気を使用するとともに、エッチング対象物である金属膜18として銅膜を使用する構成としたが、本発明においては、これらに限定されない。
 即ち、洗浄液5に含有されるマイクロナノバブル40を形成する気体については、当該マイクロナノバブル40のゼータ電位が負であれば、どのような気体を使用しても構わない。また、同様に、金属膜18を形成する金属についても、当該金属の酸化物におけるゼータ電位が正であれば、どのような金属を使用しても構わない。
 例えば、金属膜18として、銅膜、アルミニウム膜、モリブテン膜、またはチタン膜を使用する場合、洗浄液5に含有されるマイクロナノバブル40を形成する気体として、空気、酸素、オゾン、窒素、及び二酸化炭素のうち、何れか単体、またはこれらのうち2種以上の気体を含む混合気体を使用することができる。
 以上説明したように、本発明は、金属膜が形成された基板を洗浄する洗浄方法及び洗浄装置に有用である。
 1  洗浄装置
 2  洗浄液生成手段
 3  噴射ノズル
 4  基板
 5  洗浄液
 7  ホルダー
 17  レジスト層
 18  金属膜
 36  ノズルヘッダー
 40  マイクロナノバブル
 48  被処理物
 49 金属酸化膜
 S  金属膜間の隙間
 Y  被処理物の移動方向

Claims (12)

  1.  基板の表面に所定のパターンを有する金属膜が形成された被処理物に対して、洗浄液を噴射することによって、前記被処理物を洗浄する洗浄方法であって、
     負のゼータ電位を有する気体のマイクロナノバブルを含有する前記洗浄液を噴射することにより、前記基板の表面に形成された正のゼータ電位を有する金属酸化物を除去することを特徴とする洗浄方法。
  2.  前記マイクロナノバブルの直径が、0.01μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の洗浄方法。
  3.  前記気体が空気であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の洗浄方法。
  4.  前記洗浄液が純水であり、前記金属膜が銅膜であることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の洗浄方法。
  5.  前記被処理物を搬送しながら、前記被処理物を洗浄することを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の洗浄方法。
  6.  負のゼータ電位を有する気体のマイクロナノバブルを含有する洗浄液を生成する生成手段と、
     前記生成手段から供給された前記洗浄液を噴射する噴射ノズルが設けられたノズルヘッダーと、
     前記ノズルヘッダーに対向するように、基板の表面に所定のパターンを有する金属膜が形成された被処理物を支持するホルダーとを備え、
     前記被処理物に対して前記洗浄液を噴射することによって、前記基板の表面に形成された正のゼータ電位を有する金属酸化物を除去するように構成されている
     ことを特徴とする洗浄装置。
  7.  前記マイクロナノバブルの直径が、0.01μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項6に記載の洗浄装置。
  8.  前記気体が空気であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の洗浄装置。
  9.  前記洗浄液が純水であり、前記金属膜が銅膜であることを特徴とする請求項6~請求項8のいずれか1項に記載の洗浄装置。
  10.  前記ホルダーは、前記被処理物に対して前記洗浄液が噴射された状態を維持しながら、前記被処理物を搬送するように構成されていることを特徴とする請求項6~請求項9のいずれか1項に記載の洗浄装置。
  11.  前記噴射ノズルが複数設けられており、前記複数の噴射ノズルが、前記ノズルヘッダーにおいて千鳥状に並んで配置されていることを特徴とする請求項6~請求項10のいずれか1項に記載の洗浄装置。
  12.  前記噴射ノズルが複数設けられており、前記複数の噴射ノズルは、前記被処理物の表面に対して、該被処理物の移動方向と反対側へ傾いた斜め方向に、前記洗浄液を噴射するように構成されていることを特徴とする請求項6~請求項10のいずれか1項に記載の洗浄装置。
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