(57)【要約】【課題】基板の表面に付着した塵埃などを効率良く除去すると共に、洗浄後にこれらが基板の表面に再付着することを防止した基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供する。【解決手段】浸漬槽２内に洗浄液Ｌを層流の状態で水平方向に流しながら、この浸漬槽２内の洗浄液Ｌに基板Ｗを保持したホルダ５０を浸漬させることによって、基板Ｗの洗浄を行う。このとき、基板Ｗの主面が洗浄液Ｌの流れる方向と平行となるように浸漬槽２内にホルダ５０を配置して、このホルダ５０よりも上流側を流れる洗浄液Ｌの一部に乱流を発生させながら、基板Ｗの洗浄を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持したホルダを洗浄液に浸漬させる浸漬槽と、
前記浸漬槽内に洗浄液を層流の状態で水平方向に流す層流発生機構と、
前記層流の状態で流れる洗浄液の一部に乱流を発生させる乱流発生機構とを備え、
前記基板の主面が前記洗浄液の流れる方向と平行となるように前記浸漬槽内に前記ホルダが配置され、このホルダよりも上流側に前記乱流発生機構が配置されていることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記乱流発生機構は、前記浸漬槽内の洗浄液に浸漬された状態で往復操作されるポールを有することを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
前記ポールは、少なくとも前記洗浄液の流れる方向と交差する方向に往復操作されることを特徴とする請求項２に記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記ポールは、前記洗浄液の流れる方向と交差する方向に複数並んで配置されて、互いに同期して操作されることを特徴とする請求項２又は３に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記ホルダには、前記基板が互いに平行な状態で複数並んで保持されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
前記基板は、磁気記録媒体用基板であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
浸漬槽内に洗浄液を層流の状態で水平方向に流しながら、この浸漬槽内の洗浄液に基板を保持したホルダを浸漬させることによって、前記基板の洗浄を行う基板洗浄方法であって、
前記基板の主面が前記洗浄液の流れる方向と平行となるように前記浸漬槽内に前記ホルダを配置し、前記ホルダよりも上流側を流れる洗浄液の一部に乱流を発生させながら、前記基板の洗浄を行うことを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項８】
前記浸漬槽内の洗浄液に浸漬されたポールを往復操作することによって、前記洗浄液の一部に乱流を発生させることを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄方法。
【請求項９】
前記ポールを、少なくとも前記洗浄液の流れる方向と交差する方向に往復操作することを特徴とする請求項８に記載の基板洗浄方法。
【請求項１０】
前記ポールを、前記洗浄液の流れる方向と交差する方向に複数並べて配置して、互いに同期させて操作することを特徴とする請求項８又は９に記載の基板洗浄方法。
【請求項１１】
前記ホルダに互いに平行な状態で複数並んで保持された基板に対して洗浄を行うことを特徴とする請求項７〜１０の何れか一項に記載の基板洗浄方法。
【請求項１２】
前記基板として、磁気記録媒体用基板を洗浄することを特徴とする請求項７〜１１の何れか一項に記載の基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁気記録媒体用基板などの基板の洗浄を行う基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ハードディスクドライブなどに用いられる磁気記録媒体用の基板には、中心孔が形成された円盤状のアルミニウム基板やガラス基板などが用いられている。このような磁気記録媒体用基板は、表面に研磨加工などの様々な表面処理工程を経て作製されるため、表面処理工程等の後には、基板の表面に付着した塵埃などを除去する基板洗浄工程が行われている。
【０００３】
また、磁気記録媒体の更なる高記録密度化が要求に伴って、磁気記録媒体の高い平坦度が求められる一方で、基板の表面に付着した塵埃などを除去するための高度な洗浄技術が求められている。
【０００４】
このような磁気記録媒体用基板の洗浄には、浸漬槽の底部から洗浄液を供給して、この洗浄液を浸漬槽の上部からオーバーフローさせながら、浸漬槽内の洗浄液に基板を保持したホルダを浸漬させて基板の洗浄を行う基板洗浄装置が、精密洗浄の分野で一般的に用いられている（例えば、特許文献１などを参照。）。
【０００５】
しかしながら、浸漬槽の下方から上方に向かって洗浄液を流す基板洗浄装置では、基板の表面から剥離した塵埃等を含むダストが浸漬槽の上部から洗浄液と共に排出されずに一部が浸漬槽内に滞留してしまうことがあり、この浸漬槽内に洗浄液の淀みを生じさせることがあった。この場合、ホルダを浸漬槽から引き上げる際に、洗浄液内に滞留したダストが基板の表面に再付着することがある。
【０００６】
一方、浸漬槽内に洗浄液を層流の状態で水平方向に流しながら、この浸漬槽内の洗浄液に基板を保持したホルダを浸漬させることによって、基板の洗浄を行う基板洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献２などを参照。）。
【０００７】
このような洗浄液を層流の状態で水平方向に流す基板洗浄装置では、ダストを含む洗浄液を浸漬槽の外へと速やかに排出することができるため、基板の表面にダストが再付着することを防止することができる。
【０００８】
しかしながら、洗浄液を層流の状態で流す基板洗浄装置を用いて、磁気記録媒体用基板のような平板状の被洗浄物を洗浄する場合には、基板の表面に対する洗浄液の当たりがスムーズ過ぎて、洗浄能力が低下するといった欠点がある。
【特許文献１】特開２００８−１３５１０９号公報
【特許文献２】特開平１１−７６９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、基板の表面に付着した塵埃などを効率良く除去すると共に、洗浄後にこれらが基板の表面に再付着することを防止した基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１）  基板を保持したホルダを洗浄液に浸漬させる浸漬槽と、
前記浸漬槽内に洗浄液を層流の状態で水平方向に流す層流発生機構と、
前記層流の状態で流れる洗浄液の一部に乱流を発生させる乱流発生機構とを備え、
前記基板の主面が前記洗浄液の流れる方向と平行となるように前記浸漬槽内に前記ホルダが配置され、このホルダよりも上流側に前記乱流発生機構が配置されていることを特徴とする基板洗浄装置。
（２）  前記乱流発生機構は、前記浸漬槽内の洗浄液に浸漬された状態で往復操作されるポールを有することを特徴とする前項（１）に記載の基板洗浄装置。
（３）  前記ポールは、少なくとも前記洗浄液の流れる方向と交差する方向に往復操作されることを特徴とする前項（２）に記載の基板洗浄装置。
（４）  前記ポールは、前記洗浄液の流れる方向と交差する方向に複数並んで配置されて、互いに同期して操作されることを特徴とする前項（２）又は（３）に記載の基板洗浄装置。
（５）  前記ホルダには、前記基板が互いに平行な状態で複数並んで保持されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の基板洗浄装置。
（６）  前記基板は、磁気記録媒体用基板であることを特徴とする前項（１）〜（５）の何れか一項に記載の基板洗浄装置。
（７）  浸漬槽内に洗浄液を層流の状態で水平方向に流しながら、この浸漬槽内の洗浄液に基板を保持したホルダを浸漬させることによって、前記基板の洗浄を行う基板洗浄方法であって、
前記基板の主面が前記洗浄液の流れる方向と平行となるように前記浸漬槽内に前記ホルダを配置し、前記ホルダよりも上流側を流れる洗浄液の一部に乱流を発生させながら、前記基板の洗浄を行うことを特徴とする基板洗浄方法。
（８）  前記浸漬槽内の洗浄液に浸漬されたポールを往復操作することによって、前記洗浄液の一部に乱流を発生させることを特徴とする前項（７）に記載の基板洗浄方法。
（９）  前記ポールを、少なくとも前記洗浄液の流れる方向と交差する方向に往復操作することを特徴とする前項（８）に記載の基板洗浄方法。
（１０）  前記ポールを、前記洗浄液の流れる方向と交差する方向に複数並べて配置して、互いに同期させて操作することを特徴とする前項（８）又は（９）に記載の基板洗浄方法。
（１１）  前記ホルダに互いに平行な状態で複数並んで保持された基板に対して洗浄を行うことを特徴とする前項（７）〜（１０）の何れか一項に記載の基板洗浄方法。
（１２）  前記基板として、磁気記録媒体用基板を洗浄することを特徴とする前項（７）〜（１１）の何れか一項に記載の基板洗浄方法。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、基板の表面に付着した塵埃などを効率良く除去すると共に、洗浄後にこれらが基板の表面に再付着することを防止した高度な基板洗浄を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した基板洗浄装置及び基板洗浄方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を模式的に示している場合があり、各部の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１３】
本実施形態では、例えば図１及び図２に示すような本発明を適用した基板洗浄装置１を用いて、ハードディスクドライブに搭載される磁気記録媒体用の基板Ｗを洗浄する場合を例に挙げて説明する。
【００１４】
なお、基板Ｗを洗浄する洗浄液Ｌとしては、基本的に純水が使用されるが、それ以外にも化学的な処理等が施された処理水などを使用することができ、これらの洗浄液Ｌは、洗浄対象となる基板Ｗに応じて適宜選択して使用することが可能である。
【００１５】
本発明を適用した基板洗浄装置１は、図１及び図２に示すように、基板Ｗを保持したホルダ５０を洗浄液Ｌに浸漬させる浸漬槽２と、浸漬槽２内に洗浄液Ｌを層流の状態で水平方向に流す層流発生機構３と、層流の状態で流れる洗浄液Ｌの一部に乱流を発生させる乱流発生機構４とを備えている。
【００１６】
ホルダ５０には、中心孔が形成された円盤状の基板Ｗが互いに平行な状態で複数並んで保持されている。また、各基板Ｗは、ホルダ５０に設けられた一対の支持プレート５１ａ，５１ｂによって、その中心孔を通る鉛直方向の中心線を挟んだ両側の外周部が支持されている。なお、これら一対の支持プレート５１ａ，５１ｂには、各基板Ｗの外周部が係合されるＶ字状の溝部（図示せず。）が設けられている。
【００１７】
各基板Ｗは、これら一対の支持プレート５１ａ，５１ｂに支持されることによって、縦置き状態（基板Ｗの主面が鉛直方向と平行となる状態）でホルダ５０に保持されている。そして、このホルダ５０は、各基板Ｗの主面が洗浄液Ｌの流れる方向と平行となるようにして、浸漬槽２の底面上に配置されている。なお、本例では、直径２．５インチの基板Ｗを約５ｍｍ間隔で１列に５０枚程度並べてホルダ５０に保持している。
【００１８】
浸漬槽２は、長方形を為す底壁２ａと、底壁２ａの周囲から立ち上がる４つの側壁２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅと、底壁２ａと対向する上面の開口部２ｆとを有して、全体が略直方体状に形成されている。また、浸漬槽２の底壁２ａには、洗浄液Ｌを供給する供給口５ａと、洗浄液Ｌを排出する排出口５ｂとが設けられている。このうち、供給口５ａは、洗浄液Ｌの流れる長手方向の上流側の側壁２ｂの近傍に沿って複数並んで設けられている。一方、排出口５ｂは、洗浄液Ｌの流れる長手方向の下流側の側壁２ｄの近傍に沿って複数並んで設けられている。
【００１９】
また、浸漬槽２の上流側には、後述する層流発生機構３が、上記供給口５ａから供給された洗浄液Ｌが貯留される貯留空間Ｓ１と、上記ホルダ５０が浸漬される浸漬空間Ｓ２との間を仕切るように設けられている。一方、浸漬槽２の下流側には、上記浸漬空間Ｓ２と、上記排出口５ｂから洗浄液Ｌが排出される排出空間Ｓ３との間を仕切る仕切り壁６が設けられている。この仕切り壁６には、上記基板Ｗを洗浄した洗浄液Ｌを通す複数の貫通孔６ａが設けられている。また、仕切り壁６の高さは、洗浄液Ｌの一部を上部からオーバーフローさせるように、上記４つの側壁２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅよりも低く設定されている。
【００２０】
層流発生機構３は、例えば多孔質板や不織布などの通水抵抗を有した緩衝材等を用いて、貯留空間Ｓ１から浸漬空間Ｓ２に向かって流れる洗浄液Ｌの流れを整流し、浸漬空間Ｓ２内の洗浄液Ｌを層流の状態で水平方向に流すためのものである。
【００２１】
なお、層流とは、流れの流線が線状を為して整然と流れる状態のことを言う。本例では、このような層流状態の洗浄液Ｌを一定の流速（例えば１０ｍｍ／ｓｅｃ程度）で水平方向に流している。また、層流発生機構３の構成については、洗浄液Ｌを層流の状態で水平方向に流すことができるものであれば、特に制限されるものではなく、適宜変更して実施することが可能である。
【００２２】
乱流発生機構４は、浸漬空間Ｓ２内の洗浄液Ｌに浸漬された状態で、この洗浄液Ｌの流れる方向と交差する方向に往復操作される複数本のポール７を有している。具体的に、ポール７は、上記ホルダ５０よりも上流側の浸漬空間Ｓ２内に、洗浄液Ｌの流れる方向と直交する方向に一定間隔で複数並んで配置されている。
【００２３】
また、これら複数のポール７は、図示を省略する駆動機構に連結されて、この駆動機構の駆動により互いに同期しながら、洗浄液Ｌの流れる方向と直交する方向に一定のストロークで往復移動（振動）される。これにより、乱流発生機構４では、浸漬空間Ｓ２内を層流の状態で流れる洗浄液Ｌの一部に乱流を発生させることができる。なお、乱流とは、流れの流線が乱れて混合しながら流れる状態のことを言う。
【００２４】
なお、本例では、ポール７の太さは２〜３ｍｍ程度であり、１枚の基板Ｗにつき１本のポール７を配置して、各ポール７のストロークを１０ｍｍ程度としながら、各ポール７を０．５秒程度の周期で往復操作しているが、ポール７のストロークを大きくした場合には、２〜３枚の基板Ｗにつき１本のポール７を配置した構成とすることも可能である。
【００２５】
また、基板洗浄装置１には、浸漬槽２内を流れる洗浄液Ｌを循環的に再使用するため、排出口５ｂから排出された洗浄液Ｌが貯留されるリザーバータンク８と、リザーバータンク８に貯留された洗浄液Ｌを供給口５ａに圧送するためのポンプ９と、ポンプ９により圧送された洗浄液Ｌを浄化するフィルタ１０とが設けられている。
【００２６】
本発明を適用した基板洗浄方法は、以上のような構造を有する基板洗浄装置１を用いて、ホルダ５０に保持された複数の基板Ｗに対する洗浄を行う。具体的に、この基板洗浄装置１を用いた基板洗浄方法では、浸漬槽２の浸漬空間Ｓ２内で洗浄液Ｌを層流の状態で水平方向に流しながら、この浸漬空間Ｓ２内の洗浄液Ｌに複数の基板Ｗを保持したホルダ５０を浸漬させる。
【００２７】
このとき、浸漬槽２内では、ホルダ５０に保持された各基板Ｗの主面が洗浄液Ｌの流れる方向と平行とされて、これら各基板Ｗの間を層流状態の洗浄液Ｌが流れることになる。さらに、この浸漬槽２内では、ホルダ５０よりも上流側を流れる洗浄液Ｌの一部に乱流を発生させることによって、各基板Ｗの間に乱流状態の洗浄液Ｌが流れ込むことになる。これにより、本発明では、各基板Ｗの間を層流状態の洗浄液Ｌのみが流れる場合よりも、各基板Ｗの表面に付着した塵埃などのダストを効率良く除去することが可能である。
【００２８】
また、この基板洗浄装置１では、洗浄液Ｌを水平方向に流すことによって、上述したダストを含む洗浄液Ｌを浸漬槽２の外へと速やかに排出することができる。したがって、本発明では、ホルダ５０を浸漬槽２から引き上げる際に、基板Ｗの表面にダストが再付着することを防ぐことが可能である。
【００２９】
以上のように、本発明によれば、基板の表面に付着した塵埃などを効率良く除去すると共に、洗浄後にこれらが基板の表面に再付着することを防止した高度な基板洗浄を行うことが可能である。
【００３０】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３１】
例えば、上記乱流発生機構４では、層流の状態で流れる洗浄液Ｌの一部に乱流を発生させるため、上記ポール７を洗浄液Ｌの流れる方向と交差する方向に移動操作する構成となっているが、この操作方向以外にも、例えば、上記ポール７を洗浄液Ｌの流れる方向に往復操作したり、上記ポール７を上下方向（軸方向）に往復操作したりすることも可能である。さらに、これらの操作を組み合わせたりすることも可能である。
【００３２】
また、上記ポール７の形状や数、配置等については、洗浄対象となる基板Ｗに応じて適宜変更して実施することが可能である。
【００３３】
さらに、本発明では、基板Ｗに対する洗浄能力を高めるため、浸漬空間Ｓ２内の洗浄液Ｌに超音波振動（例えば、２００ｋＨｚで５００Ｗ程度）を加えることも可能である。
【００３４】
また、上記ホルダ５０は、一対の支持プレート５１ａ，５１ｂにより各基板Ｗの外周部を２点で支持する構成となっているが、このような構成に限らず、各基板Ｗを支持する外周部の位置や点数などについては、適宜変更して実施することが可能であり、例えば各基板Ｗの外周部を３点で支持したり、４点で支持したりすることが可能である。
【００３５】
また、各基板Ｗの外周部を支持する部材についても、上記支持プレート５１ａ，５１ｂのようなものに限定されるものではなく、浸漬槽２内を流れる洗浄液Ｌの流れを乱さないものであれば、その形状等については適宜変更して実施することが可能である。
【００３６】
また、本発明は、上述した磁気記録媒体用の基板Ｗについて、表面処理工程等の後に表面に付着した塵埃などを除去する工程とは別に、例えば磁性膜等を成膜した後や、潤滑剤を塗布する前の磁気記録媒体の洗浄にも適用することが可能である。さらに、本発明は、上述した磁気記録媒体用の基板Ｗを洗浄する場合に限らず、平板状の被洗浄物を洗浄する場合に好適に用いることが可能である。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００３８】
（実施例１）
実施例１では、上記図１，２に示す基板洗浄装置１を用いて、実際に基板Ｗの洗浄を行った。浸漬槽２は、長さ約３００ｍｍ、奥行き約２００ｍｍ、高さ約２００ｍｍである。洗浄液Ｌには純水を使用し、洗浄液Ｌの層流の流速は５ｃｍ／秒とした。基板Ｗは、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの円盤状のガラス基板である。ホルダ５０には、この基板Ｗを７ｍｍ間隔で２５枚平行に並べて載置した。そして、このホルダ５０を浸積層２内の中央付近に浸漬させ、各基板Ｗの主面が各洗浄液Ｌの流れる方向と平行となるように配置した。浸積層２内のホルダ５０から上流側に２０ｍｍ離れた位置には、太さ３ｍｍのポール７を洗浄液Ｌの流れる方向と直交する方向に７ｍｍ間隔で２５本並べて設けた。そして、洗浄中は、これらのポール７を洗浄液Ｌの流れる方向と直交する方向に±５ｍｍの範囲で移動させながら、１秒周期で往復運動させた。なお、洗浄中は、浸積槽２の底部から洗浄液Ｌに２００ｋＨｚ、５００Ｗの超音波振動を印加した。洗浄時間は２分間とし、洗浄後は基板Ｗをスピン乾燥させた。このような洗浄を１０００枚の基板Ｗに対して行った。
【００３９】
そして、実施例１の各基板Ｗについて、レーザー光散乱式の表面検査機を用いて、その表面に残留する埃を調べた。その結果、洗浄した１０００枚の基板Ｗから埃は検出されなかった。
【００４０】
（比較例１）
比較例１では、浸漬槽２内に乱流を発生させるポール７は設けなかった以外は、実施例１と同様に１０００枚の基板Ｗに対して洗浄を行った。そして、比較例１の各基板Ｗについて、その表面に残留する埃を調べたところ、洗浄した１０００枚の基板Ｗのうち５枚の基板Ｗから、大きさが１〜５μｍ程度の埃が検出された。
【００４１】
以上のように、本発明によれば、基板の表面に付着した塵埃などを効率良く除去すると共に、洗浄後にこれらが基板の表面に再付着することを防止した高度な基板洗浄を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明を適用した基板洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明を適用した基板洗浄装置の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…基板洗浄装置  ２…浸漬槽  ３…層流発生機構  ４…乱流発生機構  ５ａ…供給口  ５ｂ…排出口  ６…仕切り壁  ６ａ…貫通孔  ７…ポール  ８…リザーバータンク  ９…ポンプ  １０…フィルタ  ５０…ホルダ  Ｗ…基板  Ｌ…洗浄液
【図１】
2010099637.tif 000003
【図２】
2010099637.tif 000004