(57)【要約】【課題】液晶表示素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等のフラットパネルディスプレイや半導体の製造工程で用いられるガラス基板、シリコン基板を洗浄する際に、粒径が１μｍ以下のサブミクロンサイズのパーティクルを除去する。【解決手段】洗浄装置は、被洗浄基板１を搬送する搬送ローラ２と、被洗浄基板１の被洗浄面の表面に洗浄液５を噴出するジェットノズル３と、被洗浄基板１の被洗浄面の裏面に超音波を印加した洗浄液８を噴射する超音波ノズル７とを備え、ジェットノズル３から洗浄液５を高速で噴出して被洗浄基板１の表面に付着しているパーティクル６を回転移動させ、超音波ノズル７からの超音波振動で回転移動しているパーティクル６を被洗浄基板１の表面より浮上させ、該パーティクル６に作用する揚力によりパーティクル６を流れの境界層から離脱させ、装置外に排出する。【選択図】　　　　図１
2004146455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄基板の被洗浄面に洗浄液を噴出する第１ノズルと、
前記被洗浄基板の被洗浄面の裏面に超音波を印加した液体を噴射する第２ノズルと、
を備えた洗浄装置。
【請求項２】
被洗浄基板を搬送する搬送機構と、
前記被洗浄基板の被洗浄面に洗浄液を噴出するジェットノズルと、
前記被洗浄基板の被洗浄面の裏面に超音波を印加した液体を噴射する超音波ノズルと、
を備えた洗浄装置。
【請求項３】
前記ジェットノズルを前記被洗浄基板の搬送方向に複数並べて配置し、
前記ジェットノズルの噴出口が前記被洗浄基板の搬送方向に対し略直角方向を向くように前記ジェットノズルを設置し、各ジェットノズルは被洗浄基板中央部から被洗浄基板端部に向かって洗浄液を交互に逆方向に噴出する、請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記ジェットノズルを前記被洗浄基板の搬送方向と略直角方向に複数並べて配置し、
前記搬送方向に対し略直角方向に並ぶ前記ジェットノズルは洗浄液を同方向に噴出する、請求項３に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄液の噴出方向における前記ジェットノズルの中心線が前記被洗浄基板の被洗浄面と交わる位置が、前記液体の噴出方向における前記超音波ノズルの中心線が前記被洗浄面の裏面と交わる位置に対して、被洗浄基板搬送方向の１０ｍｍ〜２０ｍｍ下流である、請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記ジェットノズルから噴射される洗浄液の前記被洗浄基板の表面における流速は１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下である、請求項２から請求項５のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記超音波ノズルから発振される超音波の周波数成分は１ＭＨｚ以上を含む、請求項２から請求項６のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記ジェットノズルの噴出口の幅寸法が、前記被洗浄基板の搬送方向と直交する方向における前記被洗浄基板の幅寸法よりも大きい、請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記超音波ノズルの噴出口の幅寸法が、前記被洗浄基板の搬送方向と直交する方向における前記被洗浄基板の幅寸法よりも大きい、請求項２ないし４に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
前記洗浄液の噴出方向における前記ジェットノズルの中心線と、前記被洗浄基板の表面とのなす角度が１０〜２０度の範囲である、請求項２から請求項９のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項１１】
前記ジェットノズルから噴射する洗浄液は、超純水、アルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水のいずれかまたはこれらの混合液である、請求項２から請求項１０のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項１２】
前記超音波ノズルから噴射する液体は、超純水、アルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水のいずれかまたはこれらの混合液である、請求項２から請求項１１のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項１３】
被洗浄基板の表面に第１ノズルから洗浄液を噴射しながら前記被洗浄基板の裏面に第２ノズルから液体を介して超音波を印加することにより、前記被洗浄基板の表面を洗浄することを特徴とする洗浄方法。
【請求項１４】
ジェットノズルから噴射される洗浄液により被洗浄基板の表面に付着したパーティクルを回転移動させる工程と、
超音波ノズルから発振される超音波振動により前記パーティクルを前記被洗浄基板の表面から浮上させる工程と、
前記パーティクルをマグヌス効果により前記洗浄液の流れの境界層から離脱させる工程と、
前記境界層から離脱した前記パーティクルを前記洗浄液の主流により装置外に除去する工程と、
を備えた洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、洗浄装置および洗浄方法に関し、たとえば、液晶表示素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等のフラットパネルディスプレイの洗浄や半導体装置の製造工程で使用可能な洗浄装置および洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等のフラットパネルディスプレイや半導体装置の製造工程で用いられる従来の洗浄方法としては、回転するブラシを被洗浄基板表面にこすりつけるブラシ洗浄、洗浄液に超音波を照射して発生したキャビティーの崩壊時の衝撃力を利用したキャビテーション洗浄、高周波の振動加速度を利用する超音波洗浄、洗浄液を高速で噴射して流れの剪断力を利用する高速流れ洗浄がある。
【０００３】
また、特開２０００−１８８２７３号公報には、回転している半導体基板の被洗浄面に向けて高圧洗浄液を噴出しつつ高周波を印加する工程を含む半導体基板の洗浄方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１８８２７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等のフラットパネルディスプレイは、多面取りにおける生産性向上のため、今後ますます基板の大型化が進む一方、市場ニーズとして表示品位の高密度高精細化が要求される。しかし、従来の洗浄装置および洗浄方法では以下の課題が残されている。
【０００６】
高密度高精細化のために１μｍ以下のサブミクロンレベルのパーティクル除去能力が要求されるが、ブラシ洗浄、キャビテーション洗浄、超音波洗浄、高速流れ洗浄では粒径が１μｍサイズ以下のパーティクルの除去が困難である。特に大型化する基板に対して、面内を均一に洗浄することは困難である。
【０００７】
また、上記の特開２０００−１８８２７３号公報に記載の発明では、回転している６インチ程度の小型のシリコン基板に円筒形ノズルから洗浄液を高速に噴射し、キャビテーションにより発生する高周波を用いてパーティクルを除去しているが、たとえばフラットパネルディスプレイに用いられる対角１ｍを超えるような大型基板を上記の方法で洗浄することは現実的ではない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、たとえば液晶表示素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等のフラットパネルディスプレイや半導体装置の製造工程で用いられるガラス基板やシリコン基板等を洗浄する際に、粒径が１μｍ以下のサブミクロンサイズのパーティクルを除去可能な洗浄装置および洗浄方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る洗浄装置は、１つの局面では、被洗浄基板の被洗浄面に洗浄液を噴出する第１ノズルと、被洗浄基板の被洗浄面の裏面に超音波を印加した液体を噴射する第２ノズルとを備える。
【００１０】
本発明に係る洗浄装置は、他の局面では、被洗浄基板を搬送する搬送機構と、被洗浄基板の被洗浄面に洗浄液を噴出するジェットノズルと、被洗浄基板の被洗浄面の裏面に超音波を印加した液体を噴射する超音波ノズルとを備える。
【００１１】
上記のように被洗浄基板の被洗浄面側と裏面側とにそれぞれノズルを備えることにより、一方のノズルから被洗浄面に洗浄液を噴出してパーティクルを回転移動させながら、該パーティクルを振動させて被洗浄面から浮上させることができる。
【００１２】
上記ジェットノズルの数は、単数であっても複数であってもよい。ジェットノズルを複数設けた場合、被洗浄基板の搬送方向に並べて配置し、各ジェットノズルの噴出口が被洗浄基板の搬送方向に対し略直角方向を向くようにすることが好ましい。このとき各ジェットノズルは被洗浄基板中央部から被洗浄基板端部に向かって洗浄液を交互に逆方向に噴出する。
【００１３】
ジェットノズルを被洗浄基板の搬送方向に対し略直角方向に複数並べて配置してもよい。この場合、搬送方向に対し略直角方向に並ぶジェットノズルは洗浄液を同方向に噴出する。
【００１４】
洗浄液の噴出方向におけるジェットノズルの中心線（洗浄液の流れの中心線）が被洗浄基板の被洗浄面と交わる位置が、液体の噴出方向における超音波ノズルの中心線（液体の流れの中心線）が被洗浄面の裏面と交わる位置に対して、被洗浄基板搬送方向の１０ｍｍ〜２０ｍｍ下流であることが好ましい。
【００１５】
ジェットノズルから噴射される洗浄液の被洗浄基板の表面における流速は、好ましくは、１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下である。また、超音波ノズルから発振される超音波の周波数成分は、好ましくは、１ＭＨｚ以上のものを含む。
【００１６】
ジェットノズルの噴出口の幅寸法は、好ましくは、被洗浄基板の搬送方向と直交する方向における被洗浄基板の幅寸法よりも大きい。超音波ノズルの噴出口の幅寸法も、被洗浄基板の搬送方向と直交する方向における被洗浄基板の幅寸法より大きいことが好ましい。
【００１７】
洗浄液の噴出方向におけるジェットノズルの中心線と、被洗浄基板の表面とのなす角度は、好ましくは１０〜２０度程度の範囲である。
【００１８】
ジェットノズルから噴射する洗浄液と、超音波ノズルから噴射する液体とは、同じ成分の液体で構成してもよいが、異なる成分の液体で構成してもよい。たとえば、上記洗浄液としては洗浄力の優れた液体を採用し、上記液体としては被洗浄基板の被洗浄面の裏面への超音波の伝播特性が良好な液体を採用することが考えられる。具体的には、上記洗浄液や液体として、超純水、アルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水のいずれかまたはこれらの混合液を採用可能である。
【００１９】
本発明に係る洗浄方法は、１つの局面では、被洗浄基板の表面に第１ノズルから洗浄液を噴射しながら被洗浄基板の裏面に第２ノズルから液体を介して超音波を印加することにより、被洗浄基板の表面を洗浄することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る洗浄方法は、他の局面では、次の各工程を備える。ジェットノズルから噴射される洗浄液により被洗浄基板の表面に付着したパーティクルを回転移動させる。超音波ノズルから発振される超音波振動によりパーティクルを被洗浄基板の表面から浮上させる。パーティクルをマグヌス効果により洗浄液の流れの境界層から離脱させる。境界層から離脱したパーティクルを洗浄液の主流により装置外に除去する。ここで、境界層とは、被洗浄基板表面近傍の相対的に低速な流れの領域をいい、主流とは境界層以外の相対的に高速な流れの領域をいう。
【００２１】
上記のように被洗浄基板の表面に一方のノズルから洗浄液を噴射しながら被洗浄基板の裏面に超音波を印加することにより、被洗浄面上でパーティクルを回転移動させながら、該パーティクルを振動させて被洗浄面から浮上させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明の１つの実施の形態における洗浄装置の側面図であり、図２は該洗浄装置の平面図である。
【００２４】
図１および図２に示すように、本実施の形態における洗浄装置は、被洗浄基板１を搬送する搬送機構としての搬送ローラ２と、被洗浄基板１の被洗浄面に洗浄液を噴出するジェットノズル３と、被洗浄基板の被洗浄面の裏面に超音波を印加した液体を噴射する超音波ノズル７とを備える。
【００２５】
被洗浄基板１は、搬送ローラ２上を図中矢印で示す搬送方向９に搬送される。被洗浄基板１の上方にジェットノズル３が被洗浄基板１の表面に対して一定の角度で被洗浄基板１の搬送方向に傾斜して配置されている。上記ジェットノズル３のスリット状の噴出口４から洗浄液５が高速で被洗浄基板１の搬送方向９と逆方向（図１および図２における噴出方向１０）に噴出される。
【００２６】
さらに被洗浄基板１の裏面に超音波ノズル７が被洗浄基板１に対して垂直に配置されている。この超音波ノズル７の噴出口から超音波を印加した洗浄液８が上方向に噴出され、被洗浄基板１の裏面を洗浄すると同時に被洗浄基板１の表面のパーティクル６を振動、浮上させて被洗浄基板１の表面より除去する。なお、超音波を被洗浄基板１の裏面に伝播できるものであれば、洗浄液８以外の液体を超音波ノズル７から噴出してもよい。
【００２７】
サブミクロンサイズのパーティクル６を除去する洗浄力を実現するためには、被洗浄基板１の表面における洗浄液５の流速は１５０ｍ／ｓ以上が望ましい。
【００２８】
パーティクル６の粒径が小さくなるのに反比例して被洗浄基板１への付着力は増大するのに対して、流れの剪断応力は速度勾配に比例するので、パーティクル６をその付着力に打ち勝って除去するためにはジェットノズル３からの洗浄液５の流速を向上させる必要がある。
【００２９】
たとえば従来のアモルファス・シリコン液晶の洗浄では粒径３μｍ以上のパーティクル６を除去すればよいので、ジェットノズル３からの洗浄液５の流速は１００ｍ／ｓ程度で十分である。それに対して、低温ポリシリコン液晶、ＣＧ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｇｒａｉｎ）シリコン液晶等の洗浄では、設計ルールの微細化により粒径０．５μｍ以上のパーティクル６を除去する必要があり、パーティクル６の付着力と流れの剪断応力の釣り合いを理論計算すると、ジェットノズル３からの洗浄液５の流速は１５０ｍ／ｓ以上が必要になる。
【００３０】
ジェットノズル３からの洗浄液５の流速が大きくなるほど流れの剪断応力による洗浄力は向上するが、その反面、被洗浄基板１を流れの抵抗に逆らって搬送することが困難になる、被洗浄基板１の表面に生成された薄膜がダメージを受ける、流れの摩擦力により静電気が発生するという問題がある。したがって、ジェットノズル３からの洗浄液５の最大流速は２００ｍ／ｓ以下が望ましい。
【００３１】
実際に洗浄実験において、ジェットノズル３からの洗浄液５の最大流速が２００ｍ／ｓ以下の場合、被洗浄基板１の搬送、薄膜のダメージおよび静電気に関しては問題がないことは確認できている。
【００３２】
ジェットノズル３の被洗浄基板１に対する傾斜角度θ（洗浄液５の噴出方向におけるジェットノズル３の中心線あるいはジェットノズル３から噴出される洗浄液５の流れの中心線と、被洗浄基板１の表面とのなす角度）は、ジェットノズル３からの洗浄液５の噴流が被洗浄基板１に衝突した際のエネルギーロスを小さくするために、被洗浄基板１に対しある程度水平に近いほうが望ましい。具体的には、上記傾斜角度θは、被洗浄基板１に対して１０〜２０度の範囲が望ましい。
【００３３】
一般に噴流の被洗浄基板１表面方向の流速成分は洗浄液５の噴出流速のコサイン成分になるので、ジェットノズル３の設置角度（傾斜角度θ）が２０度の場合に流速の減衰は１０％以下であるのに対して、設置角度が２０度以上になると流速の減衰が１０％以上と大きくなり、洗浄力が低下する。一方、設置角度が１０度以下になると、被洗浄基板１とジェットノズル３からの洗浄液５の接触が不十分で洗浄力が低下し、また洗浄装置内の設置スペースも大きくなるので、この点からも設置角度は１０〜２０度の範囲が望ましい。
【００３４】
ジェットノズル３からの洗浄液５と超音波ノズル７からの洗浄液８の成分が同じか否かは、洗浄目的によって異なる。たとえば、購入直後の被洗浄基板１を受入洗浄する場合には、被洗浄基板１の両面はほぼ同程度に汚染されているので、ジェットノズル３からの洗浄液５と超音波ノズル７からの洗浄液８は同じ成分のものを用いる。成膜処理等のプロセス後の被洗浄基板１の洗浄の場合、表面が非常に汚染されているのでジェットノズル３からの洗浄液５は強力な洗浄力を持つ薬液（アルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水等のいずれか、またはこれらの混合液）を使用し、裏面はあまり汚染されていないので超音波ノズル７からの洗浄液８としては超純水を使用することが考えられる。
【００３５】
次に、本発明の洗浄メカニズムについて図３に従って説明する。
▲１▼ジェットノズル３から噴射された洗浄液５が被洗浄基板１に衝突し、被洗浄基板１の表面に沿って流れる際の剪断応力により被洗浄基板１の表面に付着しているパーティクル６が被洗浄基板１の表面上を回転移動する。ここでジェットノズル３の噴出口４の幅寸法を被洗浄基板１の幅寸法より大きくすることで被洗浄基板１の表面全面を洗浄し、さらに端面も洗浄することができる。
【００３６】
▲２▼被洗浄基板１の下方に設置された超音波ノズル７から１ＭＨｚ以上の周波数成分を含む超音波を印加した洗浄液８あるいは液体を被洗浄基板１の裏面に噴射することにより、回転移動しているパーティクル６が振動して、被洗浄基板１の表面より浮上する。また、超音波ノズル７の噴出口の幅寸法を被洗浄基板１の幅寸法より大きくすることで被洗浄基板１の裏面全面を洗浄し、さらにその端面も洗浄することができる。
【００３７】
パーティクル６と被洗浄基板１の間に作用する付着力は分子間力（ファンデル・ワールス力）が支配的であり、分子間力は物体間の距離の２乗に反比例して減少するので、パーティクル６の浮上距離がわずかであっても作用する分子間力は急激に減少する。たとえば、粒径０．５μｍのパーティクル６に対して、周波数１ＭＨｚの超音波を７．５Ｗ／ｃｍ２のパワーで印加すると、パーティクル６は振動加速度による外力を受けて、約２０ｎｍ（ナノ・メートル）の距離だけ被洗浄基板１の表面より浮上する。この浮上により分子間力は約１０００分の１に減少するので、パーティクル６の除去は極めて容易になる。
【００３８】
他方、超音波による振動加速度は周波数の２乗に比例するので、周波数がたとえば半分の５００ＫＨｚになると振動加速度は１／４に減少して洗浄力が大幅に低下する。したがって、洗浄液８あるいは液体に印加する超音波の周波数は１ＭＨｚ以上であることが望ましい。
【００３９】
洗浄液８あるいは液体に印加する超音波の周波数が大きいほど振動加速度が大きくなり洗浄液５によるパーティクル６の除去能力は高くなるので、周波数は高いほど望ましく特に上限はない。参考までに本実施の形態で用いるスリットタイプの超音波振動子の最大周波数は現状で１．５ＭＨｚ程度であり、その除去能力は１ＭＨｚと大差はないと考えられる。
【００４０】
一般に流れの境界層１２の流速分布は洗浄液５の粘性により、被洗浄基板１の表面で流速０ｍ／ｓになり、表面から離れるに従って急激に流速が上昇して主流を形成する。境界層１２の厚さは流れのレイノルズ数の平方根に反比例し、たとえば主流の流速が１５０ｍ／ｓの場合、噴流が被洗浄基板１と衝突する位置から１０ｍｍ離れた位置では、境界層１２の厚さは３〜４μｍとなる。
【００４１】
▲３▼洗浄液５の流れの境界層１２の中で回転しながら浮上したパーティクル６について、パーティクル６の上側の流れはパーティクル６の回転方向と同じであるのに対して、下側の流れはパーティクル６の回転方向と逆になるので、パーティクル６の下側の流速は上側の流速よりも遅くなる。その結果、ベルヌーイの定理よりパーティクル６の下側の圧力は上側の圧力より高くなるので、パーティクル６に揚力が作用してパーティクル６が浮上を続けて境界層１２より離脱し、洗浄液５の流れの主流領域１１に移動する。このように流れの中を回転しながら移動するパーティクル６に揚力が働く現象を「マグヌス効果」と呼ぶが、この「マグヌス効果」は野球でピッチャーがボールに回転を与えながら投げると、ボールが進行方向に対して垂直方向に曲がるのと同じ原理である。
【００４２】
▲４▼主流領域１１では洗浄液５は表面流速とほぼ同様に高速で流れているので、低速な境界層１２を離脱したパーティクル６は主流に乗って高速で装置外に搬出され、被洗浄基板１に再付着して汚染することはない。
【００４３】
サブミクロンのパーティクル６は境界層１２の厚さよりも小さいので、境界層１２の剪断応力により回転モーメントが働きパーティクル６は回転する。被洗浄基板１の表面のパーティクル６を移動させる際には、すべり移動と回転移動が考えられるが、対応するすべり摩擦係数ところがり摩擦係数を比較すると、ころがり摩擦係数はすべり摩擦係数と比較して１０００分の１から１００００分の１と桁違いに小さいので、強固に付着していてすべり移動が困難なパーティクル６も、回転移動させることは容易である。
【００４４】
一般の超音波洗浄においても、パーティクル６に超音波を印加するとパーティクル６は振動力により浮上するが、その浮上時間は瞬間的であり長時間持続しないので、いったん剥離したパーティクル６も再付着する可能性が高いが、本発明では高速噴流で回転移動しているパーティクル６を超音波で浮上させるので、上記で説明したマグヌス効果によりパーティクル６に揚力が働き、再付着することはない。従って、高速ジェット流れと超音波振動の相乗効果により洗浄力が向上し、サブミクロンのパーティクル６が除去可能になる。
【００４５】
ここでジェットノズル３と超音波ノズル７の位置関係について説明する。本実施の形態では、剪断流れにより回転移動するパーティクル６に超音波を発振してパーティクル６を被洗浄基板１の表面より浮上させることが重要なので、噴流の中心が被洗浄基板１と接触する位置（たとえば図１において洗浄液５の噴出方向におけるジェットノズル３の中心線が被洗浄基板１の表面と交わる位置）は、洗浄液８の噴出方向における超音波ノズル７の中心線が被洗浄基板１の裏面と交わる位置（図１参照）よりも被洗浄基板１の搬送方向の１０ｍｍ〜２０ｍｍ下流であることが必要であり、パーティクル６が回転移動する助走距離と衝突噴流の安定性を考慮すると、その距離は１０〜２０ｍｍ程度が望ましい。
【００４６】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１ではジェットノズル３からの洗浄液５の噴射方向が被洗浄基板１の進行方向と平行な方向であったが、この方式では表面を流れる洗浄液５の抵抗を被洗浄基板１が受けるので、搬送方法によっては被洗浄基板１が搬送されない、もしくは搬送方向が曲がるという問題点が発生し得る。
【００４７】
そこで、その場合の対策について図４を参照して説明する。本実施の形態２では、ジェットノズル３を被洗浄基板１の中央部上に設置し、ジェットノズル３からの洗浄液５の噴射方向１０（ジェットノズル３の噴出口４の向き）を、被洗浄基板１の搬送方向と略直角方向の水平面上に向ける。これにより、被洗浄基板１の中央部から被洗浄基板１の端部に向かって洗浄液５を交互に逆方向に噴出することができる。このとき、洗浄液５の流れの抵抗は被洗浄基板１の搬送方向９に対しと直角方向に働くので、被洗浄基板１の搬送を邪魔しない。
【００４８】
被洗浄基板１は搬送ローラ２の回転により搬送されるが、実施の形態１で説明したように、すべり摩擦係数はころがり摩擦係数よりも桁違いに大きいので、進行方向の直角方向から働く力に対しては影響を受けにくく、被洗浄基板１の進行方向が曲がる可能性は小さい。また摩擦係数の小さい材質の搬送ローラ２を使用する場合には、搬送用のガイド（図示せず）を設けることにより、被洗浄基板１を直進して搬送させることが可能である。
【００４９】
ジェットノズル３から噴射された洗浄液５の被洗浄基板１表面における流速は、実施の形態１と同様の理由で１５０〜２００ｍ／ｓであることが望ましい。超音波ノズル７から発振される超音波の周波数成分は、実施の形態１と同様の理由で１ＭＨｚ以上を含むことが望ましい。超音波ノズル７の噴出口の幅寸法は、実施の形態１と同様の理由で被洗浄基板１の搬送方向と直交する方向の被洗浄基板１の幅寸法よりも大きいことが望ましい。ジェットノズル３の中心線と被洗浄基板１の表面とのなす角度は、実施の形態１と同様の理由で１０〜２０度の範囲であることが望ましい。ジェットノズル３から噴射する洗浄液５として、超純水、アルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水のいずれかまたはこれらの混合液を使用することが望ましい。超音波ノズル７から噴射する洗浄液８として、超純水、アルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水のいずれかまたはこれらの混合液を使用することが望ましい。
【００５０】
パーティクル６の除去のメカニズムは実施の形態１と同様であるので、以下の説明は省略する。図４ではジェットノズル３からの洗浄液５の噴出方向が逆方向となるようにジェットノズル３を被洗浄基板１の搬送方向９に２個並べて配置することにより、被洗浄基板１に回転モーメントが作用するのを防止し、被洗浄基板１を直進搬送することが可能になる。
【００５１】
また、実施の形態１ではジェットノズル３の噴出口４の幅寸法は被洗浄基板１の搬送方向と直交する方向の被洗浄基板１の寸法以上としているので、被洗浄基板１のサイズが大型化するにつれて洗浄液５の使用量が増大するが、本実施の形態２ではジェットノズル３の噴出口４の幅寸法を小さくすることができるので、大量の洗浄液５を必要としないというメリットがある。
【００５２】
さらに、図５に示すように被洗浄基板１の搬送方向９にジェットノズル３を４個以上の偶数個配置してもよい。図５の例では、ジェットノズル３の噴出口４の向きを交互に逆向きとし、被洗浄基板１に回転モーメントが作用するのを防止している。それにより、被洗浄基板１を直進搬送することが可能になる。
【００５３】
なお、これまでの説明では各ジェットノズル３の流量が一定としてきたが、ジェットノズル３の流量を変えることにより、ジェットノズル３の個数を３個以上の奇数個とすることも可能である。
【００５４】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。ジェットノズル３から噴射された洗浄液５は下流に行くに従って流速が低下するので、パーティクル６の除去能力が低下する。よって実施の形態２の方式では、被洗浄基板１がさらに大型化すると被洗浄基板１の端部が充分に洗浄できない場合がある。そこで、この場合の対策について、図６を参照して説明する。
【００５５】
図６に示すように、４個のジェットノズル３を２個ずつ被洗浄基板１の搬送方向と略直角方向に直列に配置し、各列のジェットノズル３の噴出口４の向きを同じ向きとする。このとき、各列のジェットノズル３間の間隔を適切に調節することにより、洗浄液５の流れの下流で流速が低下することなく、被洗浄基板１の全面を洗浄することができる。
【００５６】
本実施の形態の方式は被洗浄基板１のサイズに応じて直列に配置するジェットノズル３の個数を変えればよく、たとえば被洗浄基板１の第５世代サイズ１１００ｍｍ×１３００ｍｍおよび第６世代サイズ１５００ｍｍ×１７００ｍｍに対応するためには、図７に示すように、各列のジェットノズル３の個数を３個以上に増やせばよい。
【００５７】
また、列毎のジェットノズル３の流量を変えることにより、ジェットノズル３の個数を列毎に変更して配置することも可能である。さらに図６および図７では列数が２列の場合で説明したが、本実施の形態において列数を２列に限定する必要はなく、４列、６列等の偶数列を配置すれば、回転モーメントが作用するのを防止し、被洗浄基板１を直進搬送することが可能になる。
【００５８】
ジェットノズル３から噴射された洗浄液５の被洗浄基板１表面における流速は、実施の形態１と同様の理由で１５０〜２００ｍ／ｓであることが望ましい。超音波ノズル７から発振される超音波の周波数成分は、実施の形態１と同様の理由で１ＭＨｚ以上を含むことが望ましい。超音波ノズル７の噴出口の幅寸法は、実施の形態１と同様の理由で被洗浄基板１の搬送方向と直交する方向の幅寸法よりも大きいことが望ましい。ジェットノズル３の中心線と被洗浄基板１表面がなす角度は、実施の形態１と同様の理由で１０〜２０度の範囲であることが望ましい。
【００５９】
ジェットノズル３から噴射する洗浄液５として、超純水、アルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水のいずれかまたはこれらの混合液を使用することが望ましい。超音波ノズル７から噴射する洗浄液８として、超純水、アルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、硫酸、塩酸、硝酸、亜臨界水、超臨界水、磁化水のいずれかまたはこれらの混合液を使用することが望ましい。パーティクル６の除去メカニズムは実施の形態１と同様であるので、その説明は省略する。
【００６０】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の洗浄装置および洗浄方法によれば、回転移動中のパーティクルを振動させて被洗浄面から浮上させることができるので、たとえばマグヌス効果によりパーティクルに揚力を与えることができ、被洗浄面へのパーティクルの再付着を防止しながら装置外にパーティクルを搬出することができる。その結果、サブミクロンのパーティクルをも除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における洗浄装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における洗浄装置の平面図である。
【図３】パーティクルの除去メカニズムの説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２における洗浄装置の平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２の応用例の平面図である。
【図６】本発明の実施の形態３における洗浄装置の平面図である。
【図７】本発明の実施の形態３の応用例の平面図である。
【符号の説明】
１　被洗浄基板、２　搬送ローラ、３　ジェットノズル、４　噴出口、５，８洗浄液、６　パーティクル、７　超音波ノズル、９　搬送方向、１０　噴射方向、１１　主流領域、１２　境界層。
【図１】
2004146455.tif 000003
【図２】
2004146455.tif 000004
【図３】
2004146455.tif 000005
【図４】
2004146455.tif 000006
【図５】
2004146455.tif 000007
【図６】
2004146455.tif 000008
【図７】
2004146455.tif 000009