JP2004305908A - ガラス基板の洗浄方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板上に付着している微細パーティクルを超臨界流体又は亜臨界流体を用いて洗浄するにあたり、流体にモディファイアを添加するとともに、ガラス基板のラックへの保持の状態を工夫し洗浄効率および洗浄の品質を上げる。
【解決手段】パーティクルが付着したガラス基板に、超臨界流体又は亜臨界流体を接触させることにより、前記パーティクルをガラス基板から溶解させるガラス基板洗浄方法において、複数の板状のガラス基板をラックに保持し、流体処理室の中で少なくとも４ＭＰａ以上の超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を板状のガラス基板の洗浄する面と平行にさらし流すことを特徴とする。また、流体にモディファイアを添加し洗浄効果をさらに上げている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと記載）を製造する工程で、ガラス基板に付着したパーティクルを取り除く洗浄工程において、超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を用いて、従来の洗浄方法では除去できなかった微細パーティクルを取り除く方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機ＥＬ基板の製造に関しては、ガラス基板をプラズマおよび／または有機溶剤等により洗浄し、有機ＥＬ各層を真空蒸着により付着させる方法が用いられている。有機ＥＬ各層は薄膜のため、パーティクル等がガラス基板上に有れば均一に成膜する事は困難であった。従来の洗浄法では微細パーティクルを取り除くことが難しく、有機ＥＬ基板の不良率は高かった。
【０００３】
上記課題に対し、ガラス基板に付着した微細パーティクルを超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を用いて洗浄することについては知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３４３０５３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ガラス基板上に付着している微細パーティクルを超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を用いて洗浄するにあたり、ガラス基板のラックへの保持の状態を工夫し洗浄効率および洗浄の品質を上げることにある。また、超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素にモディファイアを添加し、該流体を混合しガラス基板に流体を接触させることにより洗浄効率および洗浄の品質を上げることにある。その結果、有機ＥＬ各層を均一に成膜しやすくさせ、有機ＥＬ基板製造時の不良率を下げることができる。
【０００６】
【課題を解決する手段】上記課題を解決する為に、本発明に係るガラス基板の洗浄方法は、パーティクルが付着したガラス基板に、超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を接触させることにより、前記パーティクルをガラス基板から剥離および／または溶解させるガラス基板洗浄方法において、複数の板状のガラス基板をラックに保持し、流体処理室の中で少なくとも４ＭＰａ以上の超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を該複数の板状のガラス基板の洗浄する面と平行にさらし流すことを特徴としている。
【０００７】
これにより、通常のプラズマ洗浄や有機溶剤での洗浄に比べて、ガラス基板の洗浄効率および洗浄の品質を上げることができる。また、ガラス基板への超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素とガラス基板との接触を良くすることを工夫することにより、洗浄効率および洗浄の品質を上げることができる。結果的に、有機ＥＬ各層を均一に成膜しやすくさせ、有機ＥＬ基板製造における不良率を下げることができる。
【０００８】
また、パーティクルが付着したガラス基板に接触させる超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素にモディファイアを添加することにより、さらに二酸化炭素の洗浄能力を引き出し、洗浄効率および洗浄の品質を上げるようにしている。
【０００９】
さらには、超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素とモディファイアをガラス基板を洗浄する前に十分に混合することにより、二酸化炭素での洗浄効率および洗浄の品質を上げるようにしている。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態にかかる超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を用いた洗浄装置を簡略的に示すものである。当該洗浄装置は、ガラス基板１を洗浄する溶媒の入った溶媒ボンベ３ａと溶媒を超臨界状態又は亜臨界状態の圧力に加圧する加圧ポンプ４ａと、溶媒に添加するモディファイアの入ったモディファイアボンベ３ｂとモディファイアを加圧する加圧ポンプ４ｂと、溶媒を超臨界状態又は亜臨界状態の温度に昇温するヒータ９ａと、超臨界状態又は亜臨界状態の流体とモディファイアを混合する混合器１１と、パーティクル８の付着したガラス基板１を洗浄するガラス基板１を保持するラック１０および流体を保温するヒータ９ｂを備えた流体処理室２と洗浄後の超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素の超臨界状態又は亜臨界状態を解く減圧ポンプ６を備えた抽出室５とからなり、それぞれ流体が超臨界状態又は亜臨界状態を保つ圧力、超臨界状態又は亜臨界状態を解く圧力に設定するように図示していないが、制御コントローラを用いて開閉制御するバルブ７ａから７ｅを配置し、配管１５にて連結されている。
【００１１】
当該洗浄装置の作用は、溶媒ボンベ３ａとモディファイアボンベ３ｂより流体が供給され、その流体を加圧ポンプ４ａ、加圧ポンプ４ｂ及びヒータ９ａによりモディファイアが添加された溶媒が超臨界状態又は亜臨界状態となり、混合器１１を介して流体処理室２に送られる。流体処理室２に送られた当該超臨界状態又は亜臨界状態のモディファイアが添加された溶媒（以下、超臨界流体又は亜臨界流体という）をヒータ９ｂにて超臨界状態又は亜臨界状態を保持するように保温する。流体処理室２の中には、洗浄する微細パーティクル８が付着したガラス基板１がラック１０によって流体処理室２の中の超臨界流体又は亜臨界流体が流れる方向と該ガラス基板１の保持する方向が平行に位置する様に保持され該ガラス基板１の表面を超臨界流体又は亜臨界流体が十分接触し、洗浄する様になっている。
【００１２】
超臨界流体又は亜臨界流体が該ガラス基板１に接触して、ガラス基板１に付着している微細なパーティクル８をガラス基板１から剥離および／または溶解によりガラス基板１から除去し、当該除去されたパーティクル８は超臨界流体又は亜臨界流体とともに抽出室５に運ばれる。抽出室５では、除去されたパーティクル８を含む超臨界流体又は亜臨界流体が、減圧ポンプ６の作用により圧力および／または温度制御により超臨界流体又は亜臨界流体の超臨界状態又は亜臨界状態を解かれ、溶解していたパーティクル８と超臨界状態又は亜臨界状態を解かれた流体を抽出する。
【００１３】
尚、図１に示す様に、流体流路の配管１５の所定位置にはバルブ７ａから７ｅを配設し、それぞれ流体が超臨界状態又は亜臨界状態を保つ圧力、超臨界状態又は亜臨界状態を解く圧力に設定するように図示していないが、制御コントローラを用いて開閉制御されている。
【００１４】
図２は、流体処理室２の内部の詳細を示している。ガラス基板１の長手方向と超臨界流体又は亜臨界流体の流路をガラス基板１に略平行になる様にラック１０の構成を工夫したもので、流入する超臨界流体又は亜臨界流体がガラス基板１に十分接触し、パーティクル８が効率良く剥離および／または溶解する様になっている。
【００１５】
さらに、洗浄作用について記述する。発明者は上記ガラス基板洗浄装置を用いて、超臨界流体又は亜臨界流体が高い浸透性を持つことを活用し、ガラス基板１に超臨界流体又は亜臨界流体を着実に接触させることにより、超臨界流体又は亜臨界流体を微細パーティクル８の付着部に浸透させ、微細パーティクル８が剥離および／または溶解する様にして、ガラス基板１を洗浄する。その流体としては、特に、二酸化炭素を用いるのが好ましい。
【００１６】
またガラス基板１を洗浄する為には、二酸化炭素が液体であることが望ましく、流体処理室２内の圧力は二酸化炭素が流体となる、４ＭＰａ以上にすることが好ましい。
【００１７】
ここで云うパーティクル８の一般的なものとは、ガラス基板１を梱包から取り出したり、搬送する時に工場の外気などから付着したゴミを指し、蒸発した汗に含まれるナトリウム分子や、工場で使用する薬液に含まれる重金属原子等の金属系のもの、人体の老廃物や汗に含まれる油脂、工場で使用する薬液に含まれる炭素分子の有機系のもの、さらには有機ＥＬ製造工程において出てくる破片等も含まれる。
【００１８】
本発明の実施の形態では、超臨界流体又は亜臨界流体の組成成分が１種類の場合を記載しているが、プロセスとしては同じ方法で、複数の流体を混合して超臨界流体又は亜臨界流体とし、複数の流体に圧力および／または温度を付加して、超臨界流体又は亜臨界流体とし、ガラス基板１に接触させ、微細パーティクル８を剥離および／または溶解しガラス基板１から取り除く。この場合でも、組成成分としては主成分としては、二酸化炭素を用いることが好ましい。
【００１９】
また、微細なパーティクル８が流体に溶解するものであれば、超臨界流体又は亜臨界流体の溶解度そのものを増大させる為、モディファイアを添加することにより、超臨界流体又は亜臨界流体の溶解度が制御され、超臨界流体又は亜臨界流体の分離特性をあげることが出来、より短時間の接触時間でガラス基板１から微細なパーティクル８を剥離および／または溶解させることが可能となる。
【００２０】
ここで、用いるモディファイアとしては、特に指定はしないが、主たるものとしてエタノール、メタノール、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジクロロメタン、トルエン、キシレン、エチレングリコール、塩酸、硝酸、硫酸、エーテル、代替フロン等が上げられる。
【００２１】
【実施例１】実施例１として、図１に示す超臨界流体又は亜臨界流体を用いた洗浄装置において超臨界流体を用いて、ガラス基板１に付着した微細パーティクル８の洗浄を行った例を示す。流体処理室２の形状詳細は図２のようになっている。流体処理室２の内部において、ガラス基板１に接触する超臨界流体は二酸化炭素である。このときモディファイアはエタノールとした。またエタノールの流量は二酸化炭素の重量比で５％とし、ガラス基板１を洗浄した。流体処理室２の圧力を１０ＭＰａ、温度を４０℃に設定し、超臨界流体をガラス基板１に平行に流れるように接触させ、微細パーティクル８の洗浄を行った。洗浄後、剥離および／または溶解した微細パーティクル８を含む超臨界状態の流体を減圧ポンプ６を用いて二酸化炭素の超臨界状態又は亜臨界状態を解くことにより、抽出室５においてパーティクル８とエタノールを抽出した。超臨界状態又は亜臨界状態を解かれた二酸化炭素はバルブ７ｅの操作により大気解放した。洗浄されたガラス基板１はサブμｍまでの微細パーティクル８が取り除かれ、後工程である薄膜の有機ＥＬ材料層の成膜工程において、均一に成膜することができた。
【００２２】
【比較例１】比較例１として、ガラス基板１に付着した微細パーティクル８をプラズマにより洗浄を行った。３μｍ以上のパーティクルしか洗浄することができなかった。そのため有機ＥＬ材料層を均一に成膜することができないので、洗浄したガラス基板１を用いることを断念した。
【００２３】
【発明の効果】液体と気体の中間の状態にある超臨界流体または亜臨界流体が高い浸透性および溶解性を持つことを活用し、さらに、十分な洗浄効率と洗浄後の品質を得るために超臨界流体又は亜臨界流体がガラス基板の洗浄する面と平行にさらし流す様にしたことで、高い清浄度が要求されるガラス基板の微細パーティクル除去を行うことが出来る。この高清浄度のガラス基板により洗浄後の後工程である有機ＥＬ材料の成膜工程で均一な成膜を行うことができ、有機ＥＬ製造工程での不良率を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプロセスを表す全体図である。
【図２】本発明の流体処理室のガラス基板と超臨界流体又は亜臨界流体の接触の状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ 流体処理室
３ ボンベ
４ 加圧ポンプ
５ 抽出室
６ 減圧ポンプ
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ バルブ
９ａ、９ｂ ヒータ
１０ ラック
１１ 混合器
１５ 配管

Claims (6)

1. パーティクルが付着したガラス基板に、超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を接触させることにより、前記パーティクルをガラス基板から剥離および／または溶解させるガラス基板洗浄方法において、複数の板状のガラス基板をラックに保持し、流体処理室の中で少なくとも４ＭＰａ以上の超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を該複数の板状のガラス基板の洗浄する面と平行にさらし流すことを特徴とするガラス基板洗浄方法。
2. パーティクルが付着したガラス基板に接触させる超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素にモディファイアを添加することを特徴とする請求項１に記載のガラス基板洗浄方法。
3. 超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素とモディファイアをガラス基板を洗浄する前に混合することを特徴とする請求項２に記載のガラス基板洗浄方法。
4. パーティクルが付着したガラス基板に、超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を接触させることにより、前記パーティクルをガラス基板から剥離および／または溶解させガラス基板を洗浄するガラス基板洗浄装置において、複数の板状のガラス基板をラックに保持し、流体処理室の中で超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を該複数の板状のガラス基板の洗浄する面と平行にさらし流す構造にしたことを特徴とするガラス基板洗浄装置。
5. パーティクルが付着したガラス基板に接触させる超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素にモディファイアを添加するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のガラス基板洗浄装置。
6. 超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素とモディファイアをガラス基板を洗浄する為の流体処理室に送る前に混合する混合器を設けたことを特徴とする請求項５に記載のガラス基板洗浄装置。

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