(57)【要約】【課題】  ダメージを受けやすい薄膜が形成されている基板の洗浄においても、基板にダメージを与えにくく、且つ、薄膜上のパーティクル除去率が高いロールブラシ及びこのロールブラシを用いた基板洗浄装置を提供する。【解決手段】  基板５１の主面に当接させて回転させることにより基板５１の主面を洗浄するロールブラシ５６，５７を、複数のブラシ毛を束ねて形成されたチャンネルブラシ２を、ロールブラシ５６，５７の芯を形成する円柱状のロール部材３１に、このロール部材３１の外周面に螺旋状に、隣接するチャンネルブラシ２間に隙間を設けて巻き付けて構成した。【選択図】  図３
2006080187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面に当接させて回転させることにより基板の主面を洗浄するロールブラシであって、
複数のブラシ毛を束ねて形成された帯状ブラシを、ロールブラシの芯を形成する円柱状のロール部材に、このロール部材の外周面に螺旋状に、隣接する帯状ブラシ間に隙間を設けて巻き付けてなるロールブラシ。
【請求項２】
前記帯状ブラシ間の隙間は前記帯状ブラシの幅以上である請求項１に記載のロールブラシ。
【請求項３】
前記ロール部材の表面の半分以下に前記帯状ブラシが巻かれている請求項１に記載のロールブラシ。
【請求項４】
２本以上の前記帯状ブラシを交互に巻き付けてなる請求項１〜３のいずれかに記載のロールブラシ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のロールブラシを備え、前記ロールブラシを前記ロール部材の軸を中心に回転させてブラシ毛の先端を基板の主面に対して摺動させることにより基板の主面を洗浄する基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体製造装置及び液晶表示基板製造装置等に用いられ、液晶表示用ガラス角形基板、半導体ウエハ、カラーフィルタ用ガラス基板、フォトマスク用基板、サーマルヘッド用セラミック基板及びプリント基板等の基板の主面を洗浄する基板洗浄装置、及びその基板洗浄装置に用いられるブラシロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記特許文献１及び特許文献２に示されるように、水なし平版印刷版の表面のシリコンゴム層を除去するためのロールブラシ（ブラシロール、ブラシローラ）として、１本又は複数本の所謂チャンネルブラシ（帯状ブラシ）を、芯となるロールの軸方向に対して斜め（状巻き）に隙間なく巻き付けてなるものがある。
【０００３】
また、基板の主面を洗浄するための基板洗浄装置に上記のようなロールブラシを用いたものがある。また、基板の洗浄用として上記のようなチャンネルブラシを隙間なくロール芯に巻き付けたロールブラシは、ダメージを受けやすい薄膜（例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)やＣｒ(Chromium)、Ａｌ(Aluminum)などの金属膜や、カラーフィルタ用の有機膜などの比較的柔らかい膜）が表面に形成されている基板の洗浄には、基板にダメージを与えてしまい用いることができないため、このような基板に対する基板洗浄装置及び方法として、ブラシをあてない洗浄装置及び方法が、例えば下記特許文献３に記載されている。
【０００４】
チャンネルブラシを隙間なくロール芯に巻き付けたロールブラシを、ダメージを受けやすい薄膜が表面に形成されている基板の洗浄に用いた場合に、基板にダメージを与えてしまう理由を説明すると、ロールブラシは、通常その長手方向（回転軸方向）に例えば２ｍ以上の長さを有するため、ロールブラシが自身の重量により回転軸（長手方向）に垂直な方向にたわんでしまい、ロールブラシの基板への接触にその回転位置による強弱ができ、基板の主面全体にロールブラシを当てようとするとロールブラシの基板への接触が強すぎる箇所ができてしまうためである。
【特許文献１】実開昭６２−１６７２５３号公報
【特許文献２】特開平６−１４８９００号公報
【特許文献３】特開平１０−１２５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のブラシをあてない基板の洗浄方法では、薄膜上のパーティクル除去率が低く、製品不良率が高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたもので、薄膜上のパーティクル除去率が高く、且つ、ダメージを受けやすい薄膜が形成されている基板の洗浄においても、基板にダメージを与えにくいロールブラシ及びこのロールブラシを用いた基板洗浄装置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】
【０００７】
請求項１に係るロールブラシは、基板の主面に当接させて回転させることにより基板の主面を洗浄するロールブラシであって、複数のブラシ毛を束ねて形成された帯状ブラシを、ロールブラシの芯を形成する円柱状のロール部材に、このロール部材の外周面に螺旋状に、隣接する帯状ブラシ間に隙間を設けて巻き付けてなるものである。
【０００８】
この構成によれば、同じロールブラシにおいて帯状ブラシを隙間なく巻き付けた場合と比較して、帯状ブラシを隙間を設けて巻き付けた分、帯状ブラシの量が減り、その分の重量が減少するので、ロールブラシの鉛直方向へのたわみが減少し、基板内の位置によるロールブラシの接触の強弱が発生しにくく、ロールブラシが基板により均一に接触し、基板の表面をより傷つけずに洗浄することができる。
【０００９】
請求項２に係るロールブラシは、請求項１に記載のロールブラシであって、前記帯状ブラシ間の隙間は前記帯状ブラシの幅以上であるものである。
【００１０】
この構成によれば、同じロールブラシにおいて帯状ブラシを隙間なく巻き付けた場合と比較して、帯状ブラシの重量が約半分以下に減少するので、ロールブラシの鉛直方向へのたわみが減少し、基板内の位置によるロールブラシの接触の強弱が発生しにくく、ロールブラシが基板により均一に接触し、基板の表面をより傷つけずに洗浄することができる。
【００１１】
請求項３に係るロールブラシは、請求項１に記載のロールブラシであって、前記ロール部材の表面の半分以下に前記帯状ブラシが巻かれているものである。
【００１２】
この構成によれば、同じロールブラシにおいて帯状ブラシを隙間なく巻き付けた場合と比較して、帯状ブラシの重量が約半分以下に減少するので、ロールブラシの鉛直方向へのたわみが減少し、基板内の位置によるロールブラシの接触の強弱が発生しにくく、ロールブラシが基板により均一に接触し、基板の表面をより傷つけずに洗浄することができる。
【００１３】
請求項４に係るロールブラシは、請求項１〜３のいずれかに記載のロールブラシであって、２本以上の前記帯状ブラシを交互に巻き付けてなるものである。
【００１４】
この構成によれば、同じロールブラシにおいて帯状ブラシを隙間なく巻き付けた従来のロールブラシと比較して、帯状ブラシを隙間を設けて巻き付けた分、従来と比較して帯状ブラシの量が減り、その分の重量が減少するので、ロールブラシの鉛直方向へのたわみが減少し、基板内の位置によるロールブラシの接触の強弱が発生しにくく、ロールブラシが基板により均一に接触し、基板の表面をより傷つけずに洗浄することができる。
【００１５】
請求項５に係る基板洗浄装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のロールブラシを備え、前記ロールブラシを前記ロール部材の軸を中心に回転させてブラシ毛の先端を基板の主面に対して摺動させることにより基板の主面を洗浄するものである。
【００１６】
この構成によれば、請求項１〜４のいずれかの効果を奏する基板洗浄装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、同じロールブラシにおいて帯状ブラシを隙間なく巻き付けた場合と比較して、帯状ブラシを隙間を設けて巻き付けた分チャンネルブラシの量が減り、その分の重量が減少するので、ロールブラシの回転軸（長手方向）に垂直な方向へのたわみが減少し、基板内の位置によるロールブラシの接触の強弱が発生しにくく、ロールブラシが基板により均一に接触し、ダメージを受けやすい薄膜が表面に形成されている基板においても、基板の表面をより傷つけずに洗浄することができるロールブラシ及び基板洗浄装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態における基板処理装置について図面を参照しながら説明する。図１は、基板処理装置の基板洗浄ユニット（基板洗浄装置）の内部の構成の概略を示す側面断面図である。基板洗浄装置５には、基板５１の搬入側に前側コンベア部５２が配設され、ブラシ洗浄処理後の基板５１の搬出側に後側コンベア部５３が配設され、これらの前側コンベア部５２と後側コンベア部５３との間にブラシ洗浄部５４が配設されている。
【００１９】
これらの前側コンベア部５２および後側コンベア部５３では、複数の搬送ローラ５５が互いに平行に搬送方向Ａに並設されている。これらの各搬送ローラ５５はそれぞれ基板５１の両端縁をそれぞれ支持している。また、これらの各搬送ローラ５５は、図示しないが駆動部と連結されており、駆動部からの駆動力によって一定方向に回転して基板５１を搬送方向Ａに搬送するようになっている。
【００２０】
また、ブラシ洗浄部５４は、前側コンベア部５２と後側コンベア部５３との間の基板洗浄搬送経路に配設されている。この搬送経路上流側に、基板５１の表面（主面）を洗浄するロールブラシ５６が基板５１の幅に亘って配設されており、このロールブラシ５６の真下をブラシが当接するように基板５１が搬送されるようになっている。また同様に、搬送経路の下流側に、基板５１の表面を洗浄するロールブラシ５７が基板５１の幅に亘って配設されており、このロールブラシ５７の真下をブラシが当接するように基板５１が搬送されるようになっている。
【００２１】
さらに、これらのロールブラシ５６，５７の前後にはそれぞれ、基板５１の両端縁部を支持して搬送する搬送ローラ５８がそれぞれ配設されていると共に、基板５１の端縁部を押圧する上乗せローラ５９がそれぞれ配設されている。これらの各搬送ローラ５８も、図示しないが駆動部と連結されており、駆動部からの駆動力によって一定方向に回転して基板５１を搬送方向Ａに搬送するようになっている。
【００２２】
この構成により、搬送ローラ５５，５８などの搬送手段によって搬送されて来る基板５１の面に、洗浄液を供給しつつ、駆動部によって回転するロールブラシ５６，５７をそれぞれ当接摺動させて基板５１の主面を洗浄している。ロールブラシ５６，５７の長手方向（回転軸方向）の長さは、例えば２ｍ以上である。
【００２３】
図２は、ロールブラシ５６，５７に用いるチャンネルブラシ（帯状ブラシ）２の斜視図である。チャンネルブラシ２は、例えばナイロン等を用いたブラシ毛２１の中央付近を芯材２３に巻き付け、その外側を金属等を用いたかしめ部材２２によりかしめてなる帯状に長いブラシである。
【００２４】
図３は、ロールブラシ５６，５７の側面図である。ロールブラシ５６，５７は、金属等を用いたロール部材３１に、チャンネルブラシ２をブラシ毛２１が外側を向くように螺旋状に巻き付けて（状巻き）なるブラシである。本実施形態においては、隣り合うチャンネルブラシ２の間隔はチャンネルブラシ２の幅とほぼ同等とし、２本のチャンネルブラシ２を交互に巻き付ける、所謂、２条巻きを行う。つまり、チャンネルブラシ２を隙間なく巻き付けた場合の４倍の巻きピッチで２本のチャンネルブラシを交互に（２条巻き）ロール部材３１に巻き付ける。ここで、巻きピッチとは、巻き付けられて隣接しているチャンネルブラシの幅の中心から中心までの距離である。これにより、チャンネルブラシ２を隙間なく巻き付けた従来のロールブラシと比較して、（２本の合計で）約半分の長さのチャンネルブラシ２が用いられ、チャンネルブラシ２の重量が約半分となりロールブラシの重量が軽減される。
【００２５】
図４は、複数の異なるロールブラシ５６，５７を異なる条件下で動作させた場合の基板洗浄実験の結果を示す図表である。ロールブラシには、ブラシ毛の材質、チャンネルブラシのチャンネルサイズ、チャンネルブラシの巻きピッチ、及びブラシ毛の太さの異なるものを用いた。具体的には、ブラシ毛の材質をナイロン６１２又はナイロン６１０、チャンネルサイズを２番チャンネル又は３番チャンネル、巻きピッチを１４ｍｍ又は７ｍｍ、ブラシ毛の太さを直径０．０６２５ｍｍ又は０．０５ｍｍにした。ただし、チャンネルブラシのチャンネルサイズとはチャンネルブラシの幅サイズのことで、２番チャンネルは２ｍｍの幅サイズ、３番チャンネルは３ｍｍの幅サイズを示す。実際に、ブラシ毛２１と芯材２３がかしめ部材２２に挟まれると幅サイズは０．５ｍｍ程度太くなる。
【００２６】
洗浄条件としては、ロールブラシの回転速度、及び基板の搬送条件（速度）を異ならせて洗浄を行った。具体的には、ロールブラシの回転速度を１５０ｒ．ｐ．ｍ又は３００ｒ．ｐ．ｍとし、１〜４ｍ／ｍｉｎで基板を搬送しながら、又は５〜１５秒間基板を同一位置で保持（停止）しながら洗浄した。このとき、全実験を通してブラシ毛の長さは１５ｍｍ程度、基板に対するブラシ毛の押し込みは１ｍｍ程度とした。
【００２７】
図表中の実験結果の「○」は、目視による確認によりダメージがほぼないこと、「△」は、目視による確認によりダメージがややあること、「×」は、目視による確認によりダメージがあることを示す。ブラシ毛の材質をナイロン６１２、チャンネルサイズを２番チャンネル、巻きピッチを１４ｍｍ、ブラシ毛の太さを直径０．０６２５ｍｍ、及びブラシの回転速度を１５０ｒ．ｐ．ｍとした場合には、１〜４ｍ／ｍｉｎで基板を搬送しながら洗浄したときと、５〜１５秒間基板を同一位置で保持（停止）しながら洗浄したとき共に、ダメージがあることが確認された。
【００２８】
ブラシ毛の材質をナイロン６１０、チャンネルサイズを２番チャンネル、巻きピッチを１４ｍｍ、ブラシ毛の太さを直径０．０５ｍｍ、及びブラシの回転速度を１５０ｒ．ｐ．ｍとした場合には、１〜４ｍ／ｍｉｎで基板を搬送しながら洗浄したときと、５〜１５秒間基板を同一位置で保持（停止）しながら洗浄したとき共に、ダメージがないことが確認された。ブラシ毛の材質をナイロン６１０、チャンネルサイズを２番チャンネル、巻きピッチを１４ｍｍ、ブラシ毛の太さを直径０．０５ｍｍ、及びブラシの回転速度を３００ｒ．ｐ．ｍとした場合には、１〜４ｍ／ｍｉｎで基板を搬送しながら洗浄したときはダメージがないことが確認され、５〜１５秒間基板を同一位置で保持（停止）しながら洗浄したときは、ダメージがややあることが確認された。
【００２９】
ブラシ毛の材質をナイロン６１０、チャンネルサイズを３番チャンネル、巻きピッチを１４ｍｍ、ブラシ毛の太さを直径０．０５ｍｍ、及びブラシの回転速度を３００ｒ．ｐ．ｍとした場合には、１〜４ｍ／ｍｉｎで基板を搬送しながら洗浄したときと、５〜１５秒間基板を同一位置で保持（停止）しながら洗浄したとき共に、ダメージがややあることが確認された。ブラシ毛の材質をナイロン６１０、チャンネルサイズを３番チャンネル、巻きピッチを７ｍｍ、ブラシ毛の太さを直径０．０５ｍｍ、及びブラシの回転速度を３００ｒ．ｐ．ｍとした場合には、１〜４ｍ／ｍｉｎで基板を搬送しながら洗浄したときと、５〜１５秒間基板を同一位置で保持（停止）しながら洗浄したとき共に、ダメージがあることが確認された。
【００３０】
また、実験の結果、洗浄性能が十分でないときには、巻きピッチを変えずにロールブラシ５６，５７の本数を増加させることで、洗浄性能が向上できることが示された。
【００３１】
このように本実施形態によれば、チャンネルブラシ２をロール部材３１に、隣接するチャンネルブラシ２間に隙間を設けて、従来の約４倍の巻きピッチで２条巻きに巻き付けてロールブラシ５６，５７を構成したので、ロールブラシの重量が軽減された。これにより、ロールブラシ５６，５７の軸（ロール部材３１）のたわみが軽減され、回転中のロールブラシ５６，５７が基板の主面により均一にあたるようになり、ロール毛を基板に適度な強さで当接させて摺動させることができるので、ダメージを受けやすい薄膜が表面に形成されている基板においても、基板の表面をより傷つけずに洗浄することができる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものではなく、以下に述べる態様を採用することができる。本実施形態においては、２条巻きにしたが、１条巻きでもよいし、３条巻き以上であってもよい。本実施形態においては、基板洗浄装置５にロールブラシ５６，５７を２本備えたが、１本でもよいし、３本以上であってもよい。更に基板洗浄装置５の洗浄性を向上させるために、上述のロールブラシ５６，５７に加えて他の洗浄ツール（例えば洗浄液の噴射等）を組み合わせてもよい。
【００３３】
また、チャンネルブラシを２条巻き以上にした場合に、異なるチャンネルブラシ間には隙間を設けずに巻き付けてもよい。つまり、２条巻きの場合には、隣接する２本ごとのチャンネルブラシ間には隙間を設けないようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態における基板洗浄装置の内部の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるチャンネルブラシを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるロールブラシを示す側面図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるロールブラシを用いた洗浄実験の結果を示す図表である。
【符号の説明】
【００３５】
２  チャンネルブラシ（帯状ブラシ）
２１  ブラシ毛
３１  ロール部材
５  基板洗浄装置
５１  基板
５６，５７  ロールブラシ
【図１】
2006080187.tif 000003
【図２】
2006080187.tif 000004
【図３】
2006080187.tif 000005
【図４】
2006080187.tif 000006