(57)【要約】【課題】ブラシの構成を簡素化し、かつ基板を均一に洗浄する。【解決手段】基板１は、複数のローラ１０上に搭載され、ローラ１０の回転により基板移動方向へ移動される。媒質溜め１３は、凹部の上端が基板１の下面に極めて接近する様に配置され、凹部の上端から溢れ出た媒質３を基板１の下面へ供給する。高周波発振器１５から高周波電圧が印加された超音波振動子１４は超音波振動を発生し、この超音波振動が媒質３を介して基板１へ伝達されることによって、基板１が超音波振動する。基板１が超音波振動すると、基板１上の汚れや異物が基板１と一緒に振動する。振動する汚れや異物は、基板１に接触させたブラシ１１ａのブラシ毛に衝突して基板１から剥離する。基板１から剥離した汚れや異物は、ノズル１２ａから供給された洗浄液２で洗い流されて除去される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を移動する基板移動手段と、
洗浄液を前記基板移動手段により移動される基板へ供給する洗浄液供給手段と、
前記基板移動手段により移動される基板の移動方向と直交する方向の幅に渡って配置され、前記基板移動手段により移動される基板に接触するブラシと、
前記ブラシと別個に設けられ、前記基板移動手段により移動される基板を所定の周波数で振動させる基板振動手段とを備えたことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記基板振動手段は、振動を伝達する媒質を前記基板移動手段により移動される基板へ供給する媒質供給手段と、振動を伝達する媒質に接触する振動発生源と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】
前記媒質供給手段は洗浄液を前記基板移動手段により移動される基板へ供給し、前記振動発生源は超音波振動子を含む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】
前記洗浄液供給手段及び前記ブラシを前記基板移動手段により移動される基板の上方及び下方に備えた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５】
前記基板移動手段は、基板を水平に対して所定の角度傾斜した状態で移動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６】
基板を移動しながら、
洗浄液を基板へ供給し、
基板の移動方向と直交する方向の幅に渡って、ブラシを基板に接触させ、
ブラシと別個の手段を用いて基板を所定の周波数で振動させることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項７】
振動を伝達する媒質を基板へ供給し、
振動を伝達する媒質に振動発生源を接触させて基板を振動させることを特徴とする請求項６に記載の基板洗浄方法。
【請求項８】
振動を伝達する媒質に洗浄液を用い、振動発生源に超音波振動子を含むものを用い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】
洗浄液を基板の両面へ供給し、ブラシを基板の両面に接触させることを特徴とする請求項６に記載の基板洗浄方法。
【請求項１０】
基板を水平に対して所定の角度傾斜した状態で移動することを特徴とする請求項６に記載の基板洗浄方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の基板洗浄装置を用いて基板を洗浄した後、所定の薬液処理を行うことを特徴とする基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載の基板洗浄方法を用いて基板を洗浄した後、所定の薬液処理を行うことを特徴とする基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ装置用のパネル基板や半導体ウェーハ等を洗浄する基板洗浄装置、基板洗浄方法、及びそれらを用いた基板の製造方法に係り、特に基板を移動しながらブラシを用いて洗浄を行う基板洗浄装置、基板洗浄方法、及びそれらを用いた基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置等のフラットパネルディスプレイ装置や半導体装置の製造工程では、現像やエッチング等の薬液処理により、パネル基板や半導体ウェーハ等の基板上にカラーフィルタや回路パターン等を形成する。このとき、基板上に汚れや異物が存在すると、カラーフィルタや回路パターン等が良好に形成されないため、基板を製造工程へ受け入れる際、及び薬液処理の前又は後には、基板の洗浄が必要である。基板の洗浄及び薬液処理を含む一連の処理は、ローラコンベア等の基板搬送機構を用いて、基板を移動しながら行われることが多い。
【０００３】
基板の洗浄は、一般に基板上の汚れや異物、薬液等を純水等の洗浄液で洗い流して行われるが、汚れや異物が多い場合、あるいは特に高い洗浄力が望まれる場合には、ブラシを用いて汚れや異物を基板から剥離する。基板を移動しながらブラシを用いて洗浄を行う基板洗浄装置において、ブラシに超音波振動を加えて基板を均一に洗浄する技術が、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２７３６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板を移動しながらブラシを用いて洗浄を行う基板洗浄装置では、基板が大型化すると、基板の幅に合わせてブラシを長尺化しなければならない。ブラシを長尺化すると、ブラシの自重が増加し、ブラシにたわみが発生する。このため、ブラシの中央部と両端部とで基板に接触する圧力が異なり、基板を均一に洗浄することができないという問題があった。
【０００５】
これに対し、特許文献１では、ブラシに超音波発生体を設け、ブラシ毛を超音波振動させることで、基板にブラシ毛が均一な圧力で接触していなくとも、基板を均一に洗浄できる様にしている。しかしながら、基板の大型化に伴ってブラシが長尺化する程、ブラシの取り付け、調整、取り外し等が容易であることが望まれ、ブラシの取り付け、調整、取り外し等を容易にするためには、ブラシの構成を簡素化して、ブラシに余分な機構を設けたくないという要求がある。また、特許文献１に記載の技術では、ブラシが長尺化する程、重いブラシを超音波振動させるためにより大型の超音波発生体が必要となる。
【０００６】
さらに、従来の基板を移動しながらブラシを用いて洗浄を行う基板洗浄装置では、ブラシで基板から剥離した汚れや異物を洗浄液で洗い流して除去しているが、洗浄液が基板の外部へ流れ出るまでの間に、洗浄液中の汚れや異物が基板に再付着するという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、ブラシの構成を簡素化し、かつ基板を均一に洗浄することである。また、本発明の課題は、汚れや異物が基板に再付着するのを抑制し、洗浄効果を向上させることである。さらに、本発明の課題は、品質の高い基板を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の基板洗浄装置は、基板を移動する基板移動手段と、洗浄液を基板移動手段により移動される基板へ供給する洗浄液供給手段と、基板移動手段により移動される基板の移動方向と直交する方向の幅に渡って配置され、基板移動手段により移動される基板に接触するブラシと、ブラシと別個に設けられ、基板移動手段により移動される基板を所定の周波数で振動させる基板振動手段とを備えたものである。
【０００９】
また、本発明の基板洗浄方法は、基板を移動しながら、洗浄液を基板へ供給し、基板の移動方向と直交する方向の幅に渡って、ブラシを基板に接触させ、ブラシと別個の手段を用いて基板を所定の周波数で振動させるものである。
【００１０】
基板を所定の周波数で振動させると、基板上の汚れや異物が基板と一緒に振動する。振動する汚れや異物は、基板の移動に従って、基板に接触させたブラシに衝突する。このとき、汚れや異物は、振動しているので、ブラシとの衝突によって基板から剥離しやすい。基板から剥離した汚れや異物は、基板へ供給された洗浄液で洗い流されて除去される。特許文献１の様にブラシを振動させる必要がなく、ブラシの構成が簡素化され、かつ基板が均一に洗浄される。また、基板を振動させるので、洗浄液中の汚れや異物が基板に再付着しにくい。
【００１１】
さらに、本発明の基板洗浄装置は、基板振動手段が、振動を伝達する媒質を基板移動手段により移動される基板へ供給する媒質供給手段と、振動を伝達する媒質に接触する振動発生源とを有するものである。また、本発明の基板洗浄方法は、振動を伝達する媒質を基板へ供給し、振動を伝達する媒質に振動発生源を接触させて基板を振動させるものである。振動発生源で発生した振動が基板へ供給された媒質を介して基板へ伝達され、基板が振動する。振動を伝達する媒質を介して基板を振動させるので、基板の移動を阻害することなく基板の振動が行われる。
【００１２】
振動を伝達する媒質は、振動の周波数に応じて伝達に適した粘度の液体を使用する。一例として、媒質に純水等の洗浄液を用い、振動発生源に超音波振動子を含むものを用いることができる。
【００１３】
さらに、本発明の基板洗浄装置は、洗浄液供給手段及びブラシを基板移動手段により移動される基板の上方及び下方に備えたものである。また、本発明の基板洗浄方法は、洗浄液を基板の両面へ供給し、ブラシを基板の両面に接触させるものである。基板の両面を洗浄する際、特許文献１では各ブラシに振動手段を設ける必要があったが、基板を振動させるので、振動手段が１つで済む。
【００１４】
さらに、本発明の基板洗浄装置は、基板移動手段が、基板を水平に対して所定の角度傾斜した状態で移動するものである。また、本発明の基板洗浄方法は、基板を水平に対して所定の角度傾斜した状態で移動するものである。基板を水平に対して所定の角度傾斜した状態で移動すると、基板へ供給した洗浄液が基板の外部へ流れ出やすくなる。従って、洗浄液中の汚れや異物がさらに基板に再付着しにくくなる。
【００１５】
本発明の基板の製造方法は、上記のいずれかの基板洗浄装置又は基板洗浄方法を用いて基板を洗浄した後、所定の薬液処理を行うものである。基板が高い洗浄効果で均一に洗浄され、基板上にカラーフィルタや回路パターン等が良好に形成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の基板洗浄装置及び基板洗浄方法によれば、ブラシと別個の手段を用いて基板を所定の周波数で振動させることにより、ブラシの構成を簡素化し、かつ基板を均一に洗浄することができる。ブラシの構成が簡素化されるので、ブラシの取り付け、調整、取り外し等が容易となる。また、基板を所定の周波数で振動させることにより、汚れや異物が基板に再付着するのを抑制し、洗浄効果を向上させることができる。
【００１７】
さらに、本発明の基板洗浄装置及び基板洗浄方法によれば、振動を伝達する媒質を介して基板を振動させることにより、基板の移動を阻害することなく基板を振動させることができる。
【００１８】
さらに、本発明の基板洗浄装置及び基板洗浄方法によれば、洗浄液を基板の両面へ供給し、ブラシを基板の両面に接触させることにより、１つの振動手段で基板の両面を均一に洗浄することができる。
【００１９】
さらに、本発明の基板洗浄装置及び基板洗浄方法によれば、基板を水平に対して所定の角度傾斜した状態で移動することにより、汚れや異物が基板に再付着するのをさらに抑制し、洗浄効果をさらに向上させることができる。
【００２０】
本発明の基板の製造方法によれば、基板を高い洗浄効果で均一に洗浄して、基板上にカラーフィルタや回路パターン等を良好に形成することができる。従って、品質の高い基板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態による基板洗浄装置の概略構成を示す図である。基板洗浄装置は、ローラ１０、ブラシ１１ａ、ノズル１２ａ、媒質溜め１３、超音波振動子１４、及び高周波発振器１５を含んで構成されている。
【００２２】
基板１は、複数のローラ１０上に搭載され、ローラ１０の回転により矢印で示す基板移動方向へ移動される。各ローラ１０は、基板移動方向に所定の間隔で設置されており、図示しない駆動手段により所定の速度で回転する。
【００２３】
ローラ１０に搭載された基板１の上方には、基板１の基板移動方向と直交する方向（図面奥行き方向）の幅に渡って、ブラシ１１ａが設置されている。ブラシ１１ａは、ブラシ毛と、ブラシ毛を保持するホルダとを含んで構成されている。ブラシ１１ａのブラシ毛が、基板１の基板移動方向と直交する方向（図面奥行き方向）の幅に渡って、基板１の上面にほぼ同じ圧力で接触する様に、ブラシ１１ａのホルダは、所定の高さに取り付けられ、調整される。
【００２４】
さらに、ローラ１０に搭載された基板１の上方には、基板１の基板移動方向と直交する方向（図面奥行き方向）の幅に渡って、ノズル１２ａが設置されている。ノズル１２ａは、例えば、長尺の管にノズル口を図面奥行き方向に所定の間隔で、またはスリット状に設けて構成されている。ノズル１２ａには、図示しない洗浄液通路から純水等の洗浄液が供給される。ノズル１２ａは、ノズル口から破線で示す洗浄液２を基板１の上面へ供給する。ノズル１２ａからの洗浄液２は、ブラシ１１ａのブラシ毛が基板１に接触する付近へ供給される。
【００２５】
一方、ローラ１０に搭載された基板１の下方には、基板１の基板移動方向と直交する方向（図面奥行き方向）の幅に渡って、媒質溜め１３が設置されている。媒質溜め１３には、図面奥行き方向に伸びる凹部が形成されており、図１では凹部を形成する側壁が断面で示されている。媒質溜め１３の凹部には、図示しない媒質通路から振動を伝達する媒質３が供給されて溜まり、溜まった媒質３は凹部の上端から溢れ出る。媒質３としては、一例として、純水等の洗浄液を用いる。媒質溜め１３は、凹部の上端が基板１の下面に極めて接近する様に配置され、凹部の上端から溢れ出た媒質３を基板１の下面へ供給する。
【００２６】
媒質溜め１３の凹部の底面には、超音波振動子１４が設けられている。超音波振動子１４には、高周波発振器１５から高周波電圧が印加される。高周波電圧が印加された超音波振動子１４は超音波振動を発生し、この超音波振動が媒質３を介して基板１へ伝達されることによって、基板１が超音波振動する。
【００２７】
基板１が超音波振動すると、基板１の上面に汚れや異物が存在する場合、汚れや異物が基板１と一緒に振動する。振動する汚れや異物は、基板１の移動に従って、基板１の上面に接触させたブラシ１１ａのブラシ毛に衝突する。このとき、汚れや異物は、振動しているので、ブラシ毛との衝突によって基板１の上面から剥離しやすい。基板１の上面から剥離した汚れや異物は、ノズル１２ａから供給された洗浄液２で洗い流されて除去される。このとき、基板１が振動しているので、洗浄液２中の汚れや異物が基板１に再付着しにくい。
【００２８】
図２は、本発明の他の実施の形態による基板洗浄装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、図１に示した実施の形態に、ブラシ１１ｂ及びノズル１２ｂを追加したものである。その他の構成要素は、図１に示した実施の形態と同様である。
【００２９】
ローラ１０に搭載された基板１の下方には、媒質溜め１３の前後に、基板１の基板移動方向と直交する方向（図面奥行き方向）の幅に渡って、ブラシ１１ｂが設置されている。ブラシ１１ｂの構成は、ブラシ１１ａと同様である。ブラシ１１ｂのブラシ毛が、基板１の基板移動方向と直交する方向（図面奥行き方向）の幅に渡って、基板１の下面にほぼ同じ圧力で接触する様に、ブラシ１１ｂのホルダは、所定の高さに取り付けられ、調整される。
【００３０】
さらに、ローラ１０に搭載された基板１の下方には、基板１の基板移動方向と直交する方向（図面奥行き方向）の幅に渡って、ノズル１２ｂが設置されている。ノズル１２ｂの構成は、ノズル１２ａと同様である。ノズル１２ｂには、図示しない洗浄液通路から純水等の洗浄液が供給される。ノズル１２ｂは、ノズル口から破線で示す洗浄液２を基板１の下面へ供給する。ノズル１２ｂからの洗浄液２は、ブラシ１１ｂのブラシ毛が基板１に接触する付近へ供給される。
【００３１】
基板１が超音波振動すると、基板１の下面に汚れや異物が存在する場合、汚れや異物が基板１と一緒に振動する。振動する汚れや異物は、基板１の移動に従って、基板１の下面に接触させたブラシ１１ｂのブラシ毛に衝突する。このとき、汚れや異物は、振動しているので、ブラシ毛との衝突によって基板１の下面から剥離しやすい。基板１の下面から剥離した汚れや異物は、ノズル１２ｂから供給された洗浄液２で洗い流されて除去される。このとき、基板１が振動しているので、洗浄液２中の汚れや異物が基板１に再付着しにくい。
【００３２】
本発明では、ブラシと別個の手段を用いて基板を振動させるので、基板の両面を洗浄する際も、振動手段が１つで済む。従って、本実施の形態によれば、洗浄液を基板の両面へ供給し、ブラシを基板の両面に接触させることにより、１つの振動手段で基板の両面を均一に洗浄することができる。
【００３３】
図３は、本発明のさらに他の実施の形態による基板洗浄装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、図１に示した実施の形態において、媒質溜め１３及び超音波振動子１４の代わりに、媒質溜め１６及び超音波振動装置１７を用いたものである。その他の構成要素は、図１に示した実施の形態と同様である。
【００３４】
ローラ１０に搭載された基板１の下方には、基板１の基板移動方向と直交する方向（図面奥行き方向）の幅に渡って、超音波振動装置１７が設置されている。超音波振動装置１７は、超音波振動子と、断面が山型の振動伝達部材とを含んで構成されている。
【００３５】
さらに、ローラ１０に搭載された基板１の下方には、超音波振動装置１７の前後に、基板１の基板移動方向と直交する方向（図面奥行き方向）の幅に渡って、媒質溜め１６が設置されている。媒質溜め１６には、図面奥行き方向に伸びる凹部が形成されており、図３では凹部を形成する側壁及び底が断面で示されている。媒質溜め１６の凹部には、図示しない媒質通路から振動を伝達する媒質３が供給されて溜まり、溜まった媒質３は凹部の上端から溢れ出る。媒質３としては、一例として、純水等の洗浄液を用いる。媒質溜め１６は、凹部の上端が基板１の下面にきわめて接近する様に配置され、凹部の上端から溢れ出た媒質３を基板１の下面へ供給する。
【００３６】
超音波振動装置１７は、振動伝達部材の上端が基板１の下面に供給された媒質３に接触する様に配置されている。超音波振動装置１７には、高周波発振器１５から高周波電圧が印加される。高周波電圧が印加された超音波振動装置１７は、超音波振動子により超音波振動を発生し、振動伝達部材が超音波振動する。振動伝達部材の超音波振動が媒質３を介して基板１へ伝達されることよって、基板１が超音波振動する。
【００３７】
以上説明した実施の形態によれば、ブラシと別個の手段を用いて基板を所定の周波数で振動させることにより、ブラシの構成を簡素化し、かつ基板を均一に洗浄することができる。ブラシの構成が簡素化されるので、ブラシの取り付け、調整、取り外し等が容易となる。また、基板を所定の周波数で振動させることにより、汚れや異物が基板に再付着するのを抑制し、洗浄効果を向上させることができる。
【００３８】
さらに、振動を伝達する媒質を介して基板を振動させることにより、基板の移動を阻害することなく基板を振動させることができる。
【００３９】
図４は、本発明のさらに他の実施の形態による基板洗浄装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、図３に示した実施の形態が基板１をほぼ水平に移動するのに対し、基板１を水平に対して所定の角度傾斜した状態で移動するものである。基板洗浄装置は、ローラ２０、ブラシ２１ａ、ノズル２２ａ、媒質溜め２６、超音波振動装置２７、及び高周波発振器１５を含んで構成されている。
【００４０】
基板１は、複数のローラ２０上に搭載され、ローラ２０の回転により矢印で示す基板移動方向へ移動される。各ローラ２０は、基板移動方向に所定の間隔で設置されており、図示しない駆動手段により所定の速度で回転する。各ローラ２０は、その一端が他端より高くなる様に傾けて設置されており、これにより複数のローラ２０は、基板１を水平に対して基板移動方向と直交する方向に所定の角度θだけ傾斜した状態で移動する。
【００４１】
ローラ２０に搭載された基板１の上方には、基板１の基板移動方向と直交する方向の幅に渡って、ブラシ２１ａが設置されている。ブラシ２１ａは、基板１の傾斜に合わせて水平に対して所定の角度θだけ傾けて設置されている以外、図３のブラシ１１ａと同様である。
【００４２】
さらに、ローラ２０に搭載された基板１の上方には、基板１の基板移動方向と直交する方向の幅に渡って、ノズル２２ａが設置されている。ノズル２２ａは、基板１の傾斜に合わせて水平に対して所定の角度θだけ傾けて設置されている以外、図３のノズル１２ａと同様である。
【００４３】
一方、ローラ２０に搭載された基板１の下方には、基板１の基板移動方向と直交する方向の幅に渡って、超音波振動装置２７が設置されている。超音波振動装置２７は、基板１の傾斜に合わせて水平に対して所定の角度θだけ傾けて設置されている以外、図３の超音波振動装置１７と同様である。
【００４４】
さらに、ローラ２０に搭載された基板１の下方には、超音波振動装置２７の前後に、基板１の基板移動方向と直交する方向の幅に渡って、媒質溜め２６が設置されている。媒質溜め２６は、基板１の傾斜に合わせて水平に対して所定の角度θだけ傾けて設置されている以外、図３の媒質溜め１６と同様である。
【００４５】
基板１の上面の汚れや異物は、基板１の上面に接触させたブラシ２１ａのブラシ毛に衝突して基板１の上面から剥離する。基板１の上面から剥離した汚れや異物は、ノズル２２ａから供給された洗浄液２で洗い流されて除去される。このとき、基板１が傾斜しているので、ノズル２２ａから基板１へ供給した洗浄液２が基板１の外部へ流れ出やすくなる。従って、図３に示した実施の形態に比べて、洗浄液２中の汚れや異物がさらに基板１に再付着しにくくなる。
【００４６】
本実施の形態によれば、基板を水平に対して所定の角度傾斜した状態で移動することにより、汚れや異物が基板に再付着するのをさらに抑制し、洗浄効果をさらに向上させることができる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、基板を水平に対して基板移動方向と直交する方向に所定の角度傾斜した状態で移動しているが、基板を水平に対して基板移動方向に所定の角度傾斜した状態で移動してもよい。
【００４８】
以上説明した実施の形態では基板を超音波振動させていたが、汚れの種類や異物の大きさに応じて、基板を超音波より低い周波数で振動させてもよい。また、振動を伝達する媒質は、純水等の洗浄液に限らず、振動の周波数に応じて伝達に適した粘度の液体を使用すればよい。
【００４９】
本発明の基板洗浄装置又は基板洗浄方法を用いて基板を洗浄した後、所定の薬液処理を行うことにより、基板を高い洗浄効果で均一に洗浄して、基板上にカラーフィルタや回路パターン等を良好に形成することができる。従って、品質の高い基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施の形態による基板洗浄装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の他の実施の形態による基板洗浄装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明のさらに他の実施の形態による基板洗浄装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態による基板洗浄装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  基板
２  洗浄液
３  媒質
１０，２０  ローラ
１１ａ，１１ｂ，２１ａ  ブラシ
１２ａ，１２ｂ，２２ａ  ノズル
１３，１６，２６  媒質溜め
１４  超音波振動子
１５  高周波発振器
１７，２７  超音波振動装置
【図１】
2006281012.tif 000003
【図２】
2006281012.tif 000004
【図３】
2006281012.tif 000005
【図４】
2006281012.tif 000006