JP2005095788A - 基板洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ミスト等の除去効率を向上させると共に、洗浄液の回収効率を高め、更に、洗浄液の再生効率を向上させることができる。
【解決手段】 基板３の一端側に配置された回収口７を有する回収部６と、吹き出し口４を有し、前記吹き出し口４から前記基板３表面に洗浄材料を吹き出しながら前記基板３の他端側から前記一端側に向かって移動自在な吹き出し部４とを具備したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶基板等の有機物レジストの剥離洗浄に好適な基板剥離洗浄方法に関する。

例えば、液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶装置の構造としては、基板の表面に画素をマトリクス状に配列させたパッシブ方式のものや、各画素毎にＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）等の非線形素子を設け、この非線形素子を介して信号電極と画素電極とを接続したアクティブ方式のもの等がある。

アクティブ方式の液晶装置は、一方の基板に、能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向する電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。

このような液晶基板は、半導体基板と同様に、洗浄、成膜、パターン形成の工程の繰返しで構成される。パターン形成工程においては、無機質機体上に形成された金属等の膜上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフによって微細なパターンを形成する。次いで、この半導体ウェハ全面にＵＶ光を照射してパターン化されたレジスト膜を硬化させることにより、レジストパターンの耐ドライエッチング性を向上させる。こうして、レジストパターンをマスクとして非マスク領域をドライエッチングすることにより、パターニングが行われる。

このようなパターン形成工程の際に用いられる有機物レジストの剥離洗浄として、従来、種々の方法が採用されている。剥離洗浄では、半導体ウェハの表面に形成されたレジストを酸化し、ウェハ表面のレジスト、付着しているパーティクル、金属汚染物質、有機物を除去する。

また、液晶装置及び半導体装置等においては、素子の微細化に伴い、製造プロセスにおいて混入してくるパーティクルや金属不純物がデバイスの歩留まりや特性に与える影響が増大している。例えば、パーティクルの付着は各種絶縁膜の膜厚不均一化を引き起こし、金属不純物は酸化膜の耐圧不良や接合リーク不良を引き起こす。従って、デバイスの歩留まりやその特性を向上させるためには、製造の全プロセスにわたり、基板表面を清浄に保たなければならない。

レジストの剥離洗浄工程を含み、各洗浄工程においては、例えば、バッチ方式やインラインシャワー洗浄方式の洗浄装置が採用される。なお、インラインシャワー洗浄方式としては、特許文献１に記載のものがある。
特開２００１−３１４８２７号公報

バッチ方式の洗浄装置は、複数の洗浄槽を用意し、初段の洗浄槽に洗浄液を注入し、複数の洗浄槽間で洗浄液を循環させ、初段の洗浄槽から汚染された洗浄液を回収する。一般的には、回収した洗浄液を再利用のために再生装置に投入して、最終段の洗浄槽に再注入するようになっている。このように、バッチ方式の洗浄装置は、複数の洗浄槽を用意する必要があり、装置規模が大きく、また、占有面積も大きく、設備の負担が極めて大きい。また、複数の洗浄槽間で洗浄液を循環させており、初段の洗浄槽から回収する洗浄液は汚染の度合いが大きく、洗浄液の再生効率は、極めて低い。

一方、特許文献１によるインラインシャワー洗浄方式は、基板をコロ搬送により順送りしながら、表裏面に洗浄液を吹き付けて洗浄する方法である。この方式では、洗浄液はドレンパン等を利用して回収する。

しかしながら、特許文献１の方式では、基板表裏面を通過してミスト等を含む洗浄液が、周囲に飛び散ることがあり、周囲を汚染することがある。また、ドレンパンを利用した洗浄液の回収では回収効率が悪く、しかも、洗浄液中に含まれるミスト等の汚染物が、ドレンパン等に残留しやすい。このため、洗浄液の再生効率が悪化することがあるという問題点があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、基板の両側に洗浄液等の吹き出し口及び回収口を設け、吹き出し口を回収口側に移動させながら洗浄液等の基板への吹き出しを行うことにより、ミスト等の除去効率を向上させると共に、洗浄液の回収効率を高め、更に、洗浄液の再生効率を向上させることができる基板洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明に係る基板洗浄装置は、基板の一端側に配置された回収口を有する回収部と、吹き出し口を有し、前記吹き出し口から前記基板表面に洗浄材料を吹き出しながら前記基板の他端側から前記一端側に向かって移動自在な吹き出し部とを具備したことを特徴とする。

このような構成によれば、基板の一端側には回収部の回収口が配置される。基板の他端側に吹き出し口が配置された吹き出し部は、基板の一端側に吹き出し口を移動させながら、基板表面に洗浄材料を吹き出す。吹き出し口からの洗浄材料の吹き出し力だけでなく、吹き出し口の移動によって、洗浄材料は十分な勢いで基板表面に吹き出されて流れる。これにより、基板表面のミスト等を十分に除去することができる。基板表面を流れる汚染された洗浄材料は、吹き出し口の移動によって、勢いよく基板の一端側に配置された回収口に流れ込む。これにより、洗浄材料を散乱させることなく大部分を回収することができ、周囲の汚染を防ぎながら回収率を向上させることができる。また、吹き出し口の回収口側への移動によって、洗浄材料が滞りなく回収されるので、汚染された洗浄材料の再生効率を向上させることができる。

また、前記基板表面が前記一端側が前記他端側よりも低くなるように傾斜した状態で前記基板を支持する支持部材を更に具備したことを特徴とする。

このような構成によれば、重力の作用によって、基板表面の洗浄材料が回収口側に流れやすくなり、洗浄材料の回収を一層容易にする。

また、前記回収口と前記吹き出し口との間を交叉する方向に、前記基板を搬送可能な搬送手段を更に具備したことを特徴とする。

このような構成によれば、基板の搬送方向と吹き出し口との移動方向が交叉しており、比較的狭い領域に吹き出し口及び回収口を配置することができ、装置を小型化することができる。

また、前記回収口を吸引口とする第１の吸引手段を更に具備したことを特徴とする。

このような構成によれば、第１の吸引手段によって、回収口からの洗浄材料の強制的な吸引を行っており、洗浄材料の回収率を一層向上させることができる。

また、前記基板の下方に配置されて前記基板から前記回収口以外に流出した前記洗浄材料を収集する収集部を更に具備したことを特徴とする。

このような構成によれば、収集部によって、基板から回収口以外に流出する洗浄材料も収集することができ、洗浄材料の回収率を更に向上させることができる。

また、前記収集部に収集された前記洗浄材料を吸引する第２の吸引手段を更に具備したことを特徴とする。

このような構成によれば、第２の吸引手段によって、収集部により洗浄材料の回収効率を一層向上させることができる。

本発明に係る基板洗浄方法は、吹き出し口から基板表面に洗浄材料を吹き出しながら基板の他端側から一端側に向かって前記吹き出し口を移動させる手順と、前記吹き出し口から前記基板表面に吹き出された前記洗浄材料を前記基板の一端側に配置された回収口から回収する手順とを具備したことを特徴とする。

このような構成によれば、吹き出し口から基板表面に洗浄材料を吹き出しながら基板の他端側から一端側に向かって吹き出し口を移動させる。これにより、十分な勢いで洗浄材料を基板表面に流すことができ、ミスト等の除去を容易にすると共に、汚染された洗浄材料の基板一端側への流れを促進する。基板表面を流れる汚染された洗浄材料は、基板の一端側に配置された回収口から回収される。これにより、洗浄材料の回収効率を向上させ、洗浄材料の再生利用を促進することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る基板洗浄装置を示す説明図である。図２は図１中の吹き出し口を説明するための説明図、図３は洗浄液の再生を可能にした基板洗浄装置の全体構成を示すブロック図である。

搬送路１上には、複数の搬送ローラ２が設けられている。搬送ローラ２は、搬送路１に固定された図示しない支持部材によって回転軸が支持されて回動する。搬送ローラ２上には基板３を載置するようになっている。基板３が載置された搬送ローラ２が回転することによって、基板３を搬送路１上で搬送することができる。

本実施の形態においては、搬送路１の所定位置には、搬送路１に隣接して、吹き出し部４が配設されている。吹き出し部４は先端に吹き出し口５を有しており、基端側から、図示しない洗浄液収納タンク等からの洗浄材料である洗浄液等が供給されて、洗浄液等を吹き出し口５から吹き出すことができるようになっている。

図２は吹き出し部４の吹き出し口５の一例を示している。図２（ａ）は、吹き出し部４の先端の全体に１つの吹き出し口５ａを有する例を示している。また、図２（ｂ）は吹き出し部４の先端に複数の吹き出し口５ｂを有する例を示している。

例えば、吹き出し部４から空気を吐出させる場合には、図２（ａ）に示す吹き出し口５ａを有する吹き出し部４を採用する。また、例えば、吹き出し部４から洗浄液を吐出させる場合には、図２（ｂ）に示す吹き出し口５ｂを有する吹き出し部４を採用する。吹き出し口５ａ，５ｂ等の吹き出し口５は、開口面積が比較的小さく、洗浄液等を十分に高い圧力で吹き出すことができるようになっている。

吹き出し部４は、搬送路１の搬送面に対して所定の角度傾斜して設けられる。これにより、吹き出し口５から吹き出された洗浄液等は、搬送ローラ２上の基板３の表面に対して所定角度傾斜した方向から基板３表面に吹き出されるようになっている。

図１の例では、吹き出し部４は、基板３の搬送方向（図１の矢印Ａ方向）に対して直交する方向から洗浄液等を吹き出すように構成されているが、吹き出し口５からの洗浄液等の吹き出し方向と基板３の搬送方向との角度は特に限定されるものではない。基板の搬送を阻害しない限り、後述する回収部６の回収口７に対向する位置であれば、吹き出し部４がいずれの方向に向いていてもよい。

本実施の形態においては、吹き出し部４は、例えば、図１の矢印Ｂ方向に移動自在である。即ち、図１の例では、吹き出し部４は、基板３表面に平行な面内では、吹き出し口５からの洗浄液等の吹き出し方向と同一方向に移動自在である。なお、吹き出し部４は、基板３表面に平行な面内において、吹き出し口５からの洗浄液等の吹き出し方向と異なる方向に移動するものであってもよい。

吹き出し部４は、基板３表面に洗浄液等を吹き出しながら、基板３上を移動することによって、洗浄液等を十分な強度で基板３表面に吹き付けることができ、基板３上のミスト等の除去効果が極めて高い。

本実施の形態においては、基板３表面に平行な面内における吹き出し部４の移動方向の前方、即ち、洗浄液の吹き出し方向の前方には、回収口７を有する回収部６が配設されている。回収口７は、吹き出し部４の吹き出し口５よりも広幅に構成されており、基板３表面に平行な面内では、回収口７の下辺は、上辺よりも突出して構成されている。また、回収口７の上辺は、少なくとも基板３の上面よりも高い位置に位置し、下辺は、基板３表面上から流出する洗浄液等が回収口７内に流入可能なように、基板３表面に十分に近接し、かつ基板３表面よりも低い位置に配置される。

本実施の形態においては、回収部６には基端側において、第１の吸引手段としての回収ポンプ１３（図３参照）が接続されている。本実施の形態においては、吹き出した洗浄液を回収して再利用する、再利用ループが構成されている。

図３はこのような再利用ループを示している。

吹き出し部４４には吹き出しポンプ１１が接続される。吹き出しポンプ１１は、図示しない洗浄液収納タンク又は洗浄液再生装置１４等から新規の洗浄液又は汚染が除去された洗浄液等が供給され、吹き出し部４に供給するようになっている。また、吹き出し部駆動部１２は、図示しない駆動機構によって、吹き出し部４を回収口７方向に移動させることかできる。

回収ポンプ１３は、回収部６の基端側に接続されて、回収部６内から洗浄液を吸引する。これにより、回収部６の回収口７から洗浄液等が吸い込まれるようになっている。回収ポンプ１３は吸い込んだ洗浄液を洗浄液再生装置１４に供給する。洗浄液再生装置１４は、汚染された洗浄液から汚染を除去して再生し、再生した洗浄液を吹き出しポンプ１１に供給するようになっている。

次に、このように構成された実施の形態の動作について説明する。

基板３を搬送ローラ２上に配置する。搬送ローラ２は、回転することによって、基板３を搬送路１上で搬送する。基板３が吹き出し部４の吹き出し口５に対向する位置まで搬送されると、吹き出し部駆動部１２は、搬送ローラ２の回転を止めて基板３を停止させる。

この状態で、吹き出しポンプ１１は、図示しない洗浄液収納タンク又は洗浄液再生装置１４から新規の洗浄液又は再生された洗浄液を吹き出し部４に供給する。また、吹き出し部駆動部１２は、吹き出し部４を図１の矢印Ｂ方向に所定速度で移動させる。吹き出し部４の吹き出し口５から洗浄液等を吹き出し、吹き出された洗浄液は、所定の角度でかつ十分な圧力で基板３の表面に吹き出される。吹き出し部４が洗浄液の吹き出し方向に移動しながら、洗浄液を吹き出しているので、基板３の表面には十分な圧力の洗浄液が吹き付けられる。

基板３上のミスト等は、基板３の表面から剥離し、基板３上を十分な勢いで流れる洗浄液と共に、基板３の一方側から他方側、即ち、回収部６の回収口７側に移動する。更に、基板３上のミスト等は、基板３上から洗浄液と共に、基板３の外側の回収口７側に流出する。

基板３から流出したミスト等を含む洗浄液は、吹き出し部４による吹き出しの圧力及び吹き出し部４の移動、更に回収ポンプ１３による回収部６に対する吸引力によって、回収口７に流れ込む。吹き出し部４が回収口７方向に移動しながら洗浄液を吹き出しており、吹き出された略全ての洗浄液は回収口７を介して回収部６内に流入する。洗浄液がミスト等を含む場合でも、洗浄液の回収口７方向への十分な勢いの流れ及び回収ポンプ１３の吸引力によって、確実に回収部６に流れ込む。

回収ポンプ１３は流れ込んだ汚染された洗浄液を洗浄液再生装置１４に供給する。洗浄液再生装置１４は、供給された洗浄液の汚染を除去して洗浄液を再生し、吹き出しポンプ１１に供給する。

一方、回収口７側に移動した吹き出し部４は、洗浄液の吹き出しを停止した状態で、或いは洗浄液の吹き出しを続けながら、吹き出し部駆動部１２によって逆方向に搬送されて元の位置に復帰する。吹き出しポンプ１１及び吹き出し部駆動部１２は、基板３の汚染の程度等に応じて、吹き出し部４の移動を伴う吹き出し部４による洗浄液の吹き出しを、１回又は複数回繰り返す。

洗浄が終了すると、搬送ローラ２を回転させて、基板を図示しない次のステージに搬送する。

このように、本実施の形態においては、基板を挟んで、吹き出し部からの洗浄液の吹き出し方向に回収口を有する回収部を設け、吹き出し部を吹き出し口方向に移動させながら洗浄液等を基板表面に対して吹き出させるようになっている。これにより、基板表面のミスト等を効果的に除去することができると共に、ミスト等を含む洗浄液の略全てを回収口を介して回収部に流れ込ませることができる。即ち、洗浄に際してミスト等が洗浄装置から散乱することを防止すると共に、汚染された略全ての洗浄液を効果的に回収することができる。また、洗浄液が滞ることなく回収されるので、汚染された洗浄液の再生効率を向上させることができる。しかも、回収口からの洗浄液の強制的な吸引を行っており、洗浄液の回収率を一層向上させることができる。

なお、吹き出し部及び回収部は、複数種類の空気や複数種類の洗浄液の吹き出し及び回収を実施可能にしてもよく、また、搬送路の途中に吹き出し部及び回収部の組を複数設けて、各組毎に空気や洗浄液の種類を変えながら、各組において夫々洗浄を実施するようにしてもよい。

また、回収部は固定であるものとして説明したが、基板の搬送を考慮して、回収部を移動可能にしてもよく、また、洗浄液等の回収率を向上させるために、回収部の位置を微調整する機構を設けてもよい。

図４は本発明の第２の実施の形態に係る基板洗浄装置を示す説明図である。図４において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態はミスト等の除去効率及び汚染された洗浄液の回収効率を一層向上させたものである。

本実施の形態においては、図１の搬送ローラ２に代えて搬送ローラ２２を採用する。搬送ローラ２２は、回転軸２３が搬送路１上に設けられた一対の軸受け２１ａ，２１ｂに支持されて、回転軸２３を中心に回動自在である。本実施の形態においては、軸受け２１ａ，２１ｂは、高さ方向の位置が相互に異なる位置で、回転軸２３を支持する。これにより、回転軸２３は水平面に対して所定角度傾斜するようになっている。即ち、搬送ローラ２の周面、つまり、基板３の搬送面は、水平面に対して所定角度傾斜する。

本実施の形態においては、各搬送ローラ２２の傾斜によって、吹き出し部４に対応する位置においては、基板３の搬送面は、回収口７側が吹き出し口５側よりも低くなるように構成される。

このように構成された実施の形態においては、洗浄時には、基板３は、吹き出し口５側が高く回収口７側が低く配置される。即ち、基板３の表面は、吹き出し口５側から回収口７側に向かって下方に傾斜して配置される。従って、吹き出し部４からの洗浄液は、吹き出しポンプ１１による圧力、吹き出し部４の回収口７側へのＢ方向への移動だけでなく、重力の影響を受けて基板３表面上を流れる（図４の矢印）。なお、図４の符号４’，４”は、吹き出し部４の移動の状態を示している。これにより、基板３表面のミスト等は、回収口７側に流れやすくなって、汚染された洗浄液と共に、更に一層回収口７側に流入しやすくなる。

他の構成及び作用は第１の実施の形態と同様である。

図５は本発明の第３の実施の形態に係る基板洗浄装置を示す説明図である。図５において図４と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態はミスト等の除去効率及び汚染された洗浄液の回収効率を一層向上させたものである。

本実施の形態においては、洗浄時における基板３の停止位置の下方に収集部としてのドレンパン３１を設けたものである。ドレンパン３１は、搬送ローラ２２の下方の搬送路１上に配置され、平面的には、基板３のサイズよりも大きいサイズに構成される。ドレンパン３１は端部に開口部３１ａが形成されており、開口部３１ａは排出路３３に接続される。排出路３３の途中には第２の吸引手段としての吸引ポンプ３２が配設されている。吸引ポンプ３２は、開口部３１ａを介してドレンパン３１上の洗浄液等を吸引することができる。吸引ポンプ３２は、吸引した洗浄液を洗浄液再生装置１４（図３参照）に供給することができるようになっている。

このように構成された実施の形態においても、洗浄時における吹き出し部４及び回収部６等の動作は第２の実施の形態と同様である。本実施の形態においては、基板３よりもサイズが大きいドレンパン３１が洗浄時における基板３の下方に配置されている。これにより、吹き出し部４からの洗浄液及び基板３表面から剥離したミスト等が、仮に、回収口７以外の部分で、基板３の端部から下方に流出した場合でも、これらの洗浄液等はドレンパン３１上に収集することができる。

ドレンパン３１上の洗浄液等は、吸引ポンプ３２によって開口部３１ａを介して吸引されて排出路３３に流れ込む。更に、吸引ポンプ３２は、吸引した洗浄液等を洗浄液再生装置１４に供給する。

このように、本実施の形態においては、ドレンパンを採用していることから、洗浄液等の回収を確実に実施することができ、洗浄液の利用効率を更に一層向上させることができる。

他の構成及び作用は第２の実施の形態と同様である。

本発明の第１の実施の形態に係る基板洗浄装置を示す説明図。 図１中の吹き出し口を説明するための説明図。 洗浄液の再生を可能にした基板洗浄装置の全体構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施の形態に係る基板洗浄装置を示す説明図。 本発明の第３の実施の形態に係る基板洗浄装置を示す説明図。

符号の説明

１…搬送路、２…搬送ローラ、３…基板、４…吹き出し部、５…吹き出し口、６…回収部、７…回収口。

Claims (7)

1. 基板の一端側に配置された回収口を有する回収部と、
   吹き出し口を有し、前記吹き出し口から前記基板表面に洗浄材料を吹き出しながら前記基板の他端側から前記一端側に向かって移動自在な吹き出し部とを具備したことを特徴とする基板洗浄装置。
2. 前記基板表面が前記一端側が前記他端側よりも低くなるように傾斜した状態で前記基板を支持する支持部材を更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 前記回収口と前記吹き出し口との間を交叉する方向に、前記基板を搬送可能な搬送手段を更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
4. 前記回収口を吸引口とする第１の吸引手段を更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
5. 前記基板の下方に配置されて前記基板から前記回収口以外に流出した前記洗浄材料を収集する収集部を更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
6. 前記収集部に収集された前記洗浄材料を吸引する第２の吸引手段を更に具備したことを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄装置。
7. 吹き出し口から基板表面に洗浄材料を吹き出しながら基板の他端側から一端側に向かって前記吹き出し口を移動させる手順と、
   前記吹き出し口から前記基板表面に吹き出された前記洗浄材料を前記基板の一端側に配置された回収口から回収する手順とを具備したことを特徴とする基板洗浄方法。

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