(57)【要約】【課題】この発明は基板を洗浄ブラシによって均一かつ確実に洗浄することができるようにした洗浄装置を提供することにある。【解決手段】所定方向に搬送される基板に洗浄液を供給しながら洗浄するブラシ洗浄装置において、上記基板の搬送方向と交差する方向に沿って配設されるホルダ６及びこのホルダに保持されたブラシ毛７を有する洗浄ブラシ５と、この洗浄ブラシに設けられた超音波発生体１１と、この超音波発生体を駆動して上記洗浄ブラシのブラシ毛を超音波振動させる超音波発振器１２とを具備する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に搬送される基板に洗浄液を供給しながら洗浄するブラシ洗浄装置において、
上記基板の搬送方向と交差する方向に沿って配設されるホルダ及びこのホルダに保持されたブラシ毛を有する洗浄ブラシと、
この洗浄ブラシに設けられた超音波発生体と、
この超音波発生体を駆動して上記洗浄ブラシのブラシ毛を超音波振動させる超音波発振器と
を具備したことを特徴とするブラシ洗浄装置。
【請求項２】
上記洗浄ブラシはブラシ毛が上記基板の板面に接触する状態で固定的に設けられ、上記超音波発振器は上記超音波発生体を高周波振動させることを特徴とする請求項１記載のブラシ洗浄装置。
【請求項３】
上記洗浄ブラシはブラシ毛が上記基板の板面に接触する状態で上記基板の幅方向に沿って振動可能に設けられ、上記超音波発振器は上記超音波発生体を低周波振動させることを特徴とする請求項１記載のブラシ洗浄装置。
【請求項４】
上記基板の一方の板面と他方の板面とにそれぞれ上記洗浄ブラシが対向して配設されていることを特徴とする請求項１記載のブラシ洗浄装置。
【請求項５】
所定方向に搬送される基板に洗浄液を供給しながら洗浄するブラシ洗浄方法において、
上記基板の搬送方向と交差する方向に沿って洗浄ブラシを配設し、この洗浄ブラシを超音波振動させて上記基板を洗浄することを特徴とするブラシ洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板を所定方向に搬送しながら洗浄ブラシによって洗浄するブラシ洗浄装置及びブラシ洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、基板としての液晶用ガラス基板や半導体ウエハを高い清浄度で洗浄することが要求される工程がある。
【０００３】
基板を高い清浄度で洗浄する方式としては、洗浄液中に複数枚の基板を浸漬するデイップ方式や基板に向けて洗浄液を噴射して一枚づつ洗浄する枚葉方式があり、最近では高い清浄度が得られるとともに、コスト的に有利な枚葉方式が採用されることが多くなってきている。
【０００４】
枚葉方式の１つとしてロ−ル状の洗浄ブラシを用いたブラシ洗浄装置が知られている。このブラシ洗浄装置は基板を搬送ローラによって所定方向に搬送するとともに、その搬送途中に、上記基板の表裏両面に接触しながら回転駆動される複数の洗浄ブラシを配置し、基板と洗浄ブラシとの接触部分に洗浄液を供給しながら各洗浄ブラシを回転駆動することで、上記基板に付着した微粒子を洗浄除去するようにしている。
【０００５】
ところで、ロール状の洗浄ブラシは、回転駆動されるシャフトを有し、このシャフトの外周面にブラシ毛を保持したホルダを巻着して構成されている。最近では基板が大型化する傾向にあり、そのため、上記洗浄ブラシも基板のサイズアップに応じて長尺化している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ロール状の洗浄ブラシが長尺化すると、この洗浄ブラシを構成するシャフトも長尺化することになる。シャフトの長尺化は洗浄ブラシの高重量化を招くことになる。そのため、基板の幅方向に沿って配設されたシャフトは軸方向中央部分の撓み量が大きくなるということがある。
【０００７】
シャフトの軸方向中央部分の撓み量が大きくなると、このシャフトの外周面に設けられたブラシ毛は基板の幅方向全長に対して均一な圧力で接触しなくなる。つまり、ブラシ毛は、基板に対して幅方向中央部分が両端部分よりも強く接触することになる。その結果、回転駆動される洗浄ブラシによって基板を洗浄しても、この基板を均一に洗浄することができないということがある。
【０００８】
たとえば、洗浄ブラシのブラシ毛が基板の幅方向両端部分において所定の圧力で接触するよう、基板との間隔を設定すると、中央部分ではブラシ毛が基板に対して強く接触し過ぎることになるから、そのような場合には基板に傷を付ける虞がある。
【０００９】
逆に、基板の幅方向中央部分でブラシ毛が基板に対して丁度よい接触圧で接触するようにすると、両端部分においてはブラシ毛が十分に接触せず、洗浄が不十分になるということがある。
【００１０】
すなわち、基板にブラシ毛を接触させ、その接触部分に洗浄液を供給し、基板とブラシ毛との接触によって基板を洗浄するだけでは、基板とブラシ毛との接触圧が均一でないと、洗浄も均一に行なえないということがある。
【００１１】
この発明は、基板とブラシ毛とを基板の幅方向全長にわたって均一に接触させ易くするとともに、接触圧が均一でなくとも、基板の幅方向全長をほぼ均一に洗浄することができるようにしたブラシ洗浄装置及びブラシ洗浄方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、所定方向に搬送される基板に洗浄液を供給しながら洗浄するブラシ洗浄装置において、
上記基板の搬送方向と交差する方向に沿って配設されるホルダ及びこのホルダに保持されたブラシ毛を有する洗浄ブラシと、
この洗浄ブラシに設けられた超音波発生体と、
この超音波発生体を駆動して上記洗浄ブラシのブラシ毛を超音波振動させる超音波発振器と
を具備したことを特徴とするブラシ洗浄装置にある。
【００１３】
上記洗浄ブラシはブラシ毛が上記基板の板面に接触する状態で固定的に設けられ、上記超音波発振器は上記超音波発生体を高周波振動させることが好ましい。
【００１４】
上記洗浄ブラシはブラシ毛が上記基板の板面に接触する状態で上記基板の幅方向に沿って振動可能に設けられ、上記超音波発振器は上記超音波発生体を低周波振動させることが好ましい。
【００１５】
上記基板の一方の板面と他方の板面とにそれぞれ上記洗浄ブラシが対向して配設されていることが好ましい。
【００１６】
この発明は、所定方向に搬送される基板に洗浄液を供給しながら洗浄するブラシ洗浄方法において、
上記基板の搬送方向と交差する方向に沿って洗浄ブラシを配設し、この洗浄ブラシを超音波振動させて上記基板を洗浄することを特徴とするブラシ洗浄方法にある。
【００１７】
この発明によれば、洗浄ブラシを超音波振動させて基板を洗浄するため、基板にブラシ毛が均一な圧力で接触していなくとも、基板を単にブラシ毛で擦るだけの場合に比べて均一かつ確実に洗浄することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１乃至図３はこの発明の第１の実施の形態を示し、図１に示すこの発明のブラシ洗浄装置は矩形状の基板Ｗを所定方向に沿って搬送する搬送手段１を備えている。この搬送手段１は基板Ｗの搬送方向に沿って所定間隔で配置された複数の搬送軸２を有する。
【００２０】
上記搬送軸２は図示しない駆動源によって所定方向に回転駆動されるようになっており、各搬送軸２には軸方向に所定間隔で複数のローラ３が設けられている。搬送軸２の軸方向両端部に位置する一対のローラ３は他のローラ３よりも大径であって、上記基板Ｗの幅方向両端部を支持する段部３ａが形成されている。それによって、上記基板Ｗは搬送方向と直交する幅方向両端部を上記段部３ａに係合させて搬送される。
【００２１】
なお、この実施の形態では上記基板Ｗとして液晶表示装置用のガラス基板を挙げているが、半導体ウエハや他の基板であっても差し支えない。
【００２２】
上記搬送軸２によって搬送される基板Ｗの上下面はそれぞれ洗浄ブラシ５によって洗浄される。洗浄ブラシ５は上記基板Ｗの幅寸法よりも長尺なホルダ６を有する。このホルダ６の断面形状は図３に示すように一端面が開放したＵ字状をなしていて、その内部にはブラシ毛７を狭着した複数の挟持部材８が幅方向に並列に収容保持されている。各挟持部材８に保持されたブラシ毛７はホルダ６の開放端面から突出している。
【００２３】
上記洗浄ブラシ５は、基板Ｗの搬送方向に対して直交する方向、この実施の形態ではほぼ直交して配置されている。上記ホルダ６の両端部は基板Ｗの幅方向両側よりも外方に突出し、その両端部は固定部９に固定されている。一対の洗浄ブラシ５は、ホルダ６の両端部が固定部９に固定された状態において、上記ブラシ毛７が基板Ｗの上面と下面とに接触するよう高さが設定されている。
【００２４】
上記ホルダ６の上面には圧電素子からなる超音波発生体１１が長さ方向ほぼ全長にわたって接着固定されている。各洗浄ブラシ５の超音波発生体１１には超音波発生器１２から高周波電圧が供給される。超音波発生器１２は３０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波電圧を選択的に発生させることができるようになっていて、この実施の形態では上記超音波発生体１１には数千ｋＨｚ〜２ＭＨｚの高周波電圧が印加されるようになっている。
【００２５】
上記洗浄ブラシ５の一側、つまり上記基板Ｗの搬送方向に沿う上流側の側方には、基板Ｗとブラシ毛７との接触部分に向けて純水や薬液などの洗浄液を供給するシャワーパイプ１３が配設されている。
なお、超音波発生体１１は複数に分割してもよく、またホルダ６の上面に一部分だけに設けるようにしてもよい。
【００２６】
つぎに、上記構成のブラシ洗浄装置によって基板Ｗを洗浄処理する場合について説明する。
搬送手段１の搬送軸２を回転駆動し、基板Ｗを図１に矢印Ｆで示す方向に搬送するとともに、シャワーパイプ１３によって各洗浄ブラシ５のブラシ毛７と、基板Ｗの上下面との接触部分に向けて洗浄液を供給する。さらに、各洗浄ブラシ５のホルダ６に設けられた超音波発生体１１に超音波発生器１２で発生した高周波電圧を印加する。
【００２７】
洗浄ブラシ５のホルダ６の両端部は固定部９に固定されているが、超音波発生体１１に高周波電圧が印加されると、このホルダ６はたとえば長手方向と交差する幅方向に超音波振動する。ホルダ６が超音波振動すれば、このホルダ６に保持されたブラシ毛７も超音波振動する。
【００２８】
したがって、基板Ｗが搬送軸２のローラ３にガイドされて洗浄ブラシ５のブラシ毛７に接触する位置まで搬送されると、基板Ｗは超音波振動するブラシ毛７によって擦られて洗浄される。しかも、ブラシ毛７が超音波振動すると、その超音波振動は洗浄液を介して基板Ｗにも伝達される。
【００２９】
そのため、基板Ｗはブラシ毛７による洗浄作用と、超音波振動による洗浄作用との両方によって洗浄されることになるから、効率よく確実に洗浄されることになる。超音波発生体１１には周波数が数千Ｈｚ〜２ＭＨｚの高周波電圧を印加するようにしている。そのため、基板Ｗは洗浄液の加速度が主体の洗浄力が作用して洗浄されることになる。
【００３０】
洗浄ブラシ５のブラシ毛７は超音波発生体１１によって超音波振動する。そのため、基板Ｗの幅方向全長に対してブラシ毛７が均一に接触しなくても、超音波による洗浄作用で基板Ｗをほぼ均一に洗浄することが可能となる。
【００３１】
上記洗浄ブラシ５はホルダ６にブラシ毛７を保持した構成で、従来のロール状の洗浄ブラシのようにシャフトを用いることがない。シャフトを用いず、ホルダ６によって構成された洗浄ブラシ５軽量化することが可能であり、しかもホルダ６の断面形状をＵ字状にしたことで、剛性を向上させることができる。
【００３２】
そのため、洗浄ブラシ５を長尺化しても大きな撓みが発生し難いから、洗浄ブラシ５のブラシ毛７を基板Ｗの幅方向に対して比較的均一に接触させることが可能となるから、そのことによっても、基板Ｗの洗浄を均一に行なうことが可能となる。
【００３３】
洗浄作用を向上させるためには、洗浄ブラシ５のブラシ毛７が基板Ｗに接触していることが望ましいが、洗浄ブラシ５を超音波振動させるため、ブラシ毛７が基板Ｗに接触していなくても、基板Ｗを洗浄することは可能である。
【００３４】
図４はこの発明の第２の実施の形態を示す。なお、この実施の形態において、上記第１の実施の形態と同一部分には同一記号を付して説明を省略する。つまり、この第２の実施の形態は、洗浄ブラシ５のホルダ６の両端部が、基板Ｗの幅方向両端よりも外方に設けられた一対のリニアガイド部１５に移動可能に支持されている。
【００３５】
一方のリニアガイド部１５には超音波発生体１６が固定的に設けられ、この超音波発生体１６には上記ホルダ６の一端が取付け固定されている。
【００３６】
上記超音波発生体１６には超音波発生器１２で発生させることが可能な３０ｋＨｚ〜２ＭＨｚの電圧のうちの、数百ｋＨｚ程度の低周波電圧が印加されるようになっている。それによって、上記ホルダ６は図４に矢印Ｄで示すように長手方向に沿って往復振動する。
【００３７】
ホルダ６が長手方向に沿って往復振動すれば、このホルダ６に連動してブラシ毛７も超音波振動する。したがって、この実施の形態においても、基板Ｗはブラシ毛７との接触と、ブラシ毛７及び洗浄液を介して基板Ｗに伝播される超音波振動とによって効率よく確実に洗浄されることになる。超音波発生体１６に数百ｋＨｚの低周波電圧を印加するようにしたため、基板Ｗはブラシ毛７との摺接が主体の洗浄力によって超音波洗浄されることになる。
【００３８】
図５（ａ）〜（ｃ）はこの発明の第３の実施の形態である。この実施の形態は洗浄ブラシの変形例で、この実施の形態の洗浄ブラシ５Ａは所定の厚さの帯板状のホルダ６ａを有する。このホルダ６ａの一方の板面には複数の埋め込み孔２１が千鳥状に形成されている。各埋め込み孔２１にはブラシ毛７が束となって埋め込まれている。上記ホルダ６ａの他方の板面には、帯板状の圧電素子からなる複数の超音波発生体１１が長手方向に沿って所定間隔で貼着されている。
【００３９】
このような構成の洗浄ブラシ５Ａによれば、ブラシ毛７をホルダ６ａに直接埋め込むようにしたから、第１の実施の形態に示された洗浄ブラシ５のように挟持部材８を用いる場合に比べ、軽量化を図ることができる。
【００４０】
この第３の実施の形態の洗浄ブラシ５Ａは、ホルダ６ａに設けられた超音波発生対を除去することで、第２の実施の形態に示された洗浄装置にも適用することができる。
【００４１】
この発明は上記各実施の形態に限定されず、たとえば基板の搬送方向に沿って２つ以上の洗浄ブラシを所定間隔で配置し、基板に対する洗浄を繰り返して行なうようにしてもよい。
【００４２】
上記洗浄ブラシは基板の搬送方向に対してほぼ直角になるよう配置したが、搬送方向に対して直角でなく、所定の角度で傾斜させて配置するようにしてもよい。洗浄ブラシが傾斜していれば、基板が上下一対の洗浄ブラシ間に搬送されるとき、洗浄ブラシとの接触抵抗が低減されるから、一対の洗浄ブラシ間に搬入され易くなる。
【００４３】
また、基板の上下面をそれぞれ洗浄ブラシで洗浄するようにしたが、一方の面だけを洗浄する必要がある場合には、一方の面だけに対向して洗浄ブラシを配置すればよい。さらに、基板の搬送形態は水平だけに限られず、垂直若しくは垂直に対して所定角度傾斜した角度で搬送する場合であっても、この発明を適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、洗浄ブラシを超音波振動させて基板を洗浄するようにした。
【００４５】
そのため、基板にブラシ毛が均一な圧力で接触していなくとも、基板を単にブラシ毛で擦るだけの場合に比べて均一かつ確実に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態のブラシ洗浄装置の概略的構成を示す側面図。
【図２】上記ブラシ洗浄装置の平面図。
【図３】洗浄ブラシの拡大断面図。
【図４】この発明の第２の実施の形態のブラシ洗浄装置の平面図。
【図５】（ａ）はこの発明の第３の実施の形態の洗浄ブラシを示す正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図。
【符号の説明】
１…搬送手段、５…洗浄ブラシ、６…ホルダ、７…ブラシ毛、１１，１６…超音波発生体、１２…超音波発生器。
【図１】
2004273623.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004273623.tif 000007