(57)【要約】      （修正有）【課題】大型基板を洗浄する場合でも、基板全面に均一に洗浄液を供給でき、しかも洗浄力を上げるために洗浄液の供給圧を高めても膨れなど変形を起こすことなく、噴射開口部の長手方向のどの部位でも、常にほぼ一定の噴射液量を維持することができる基板洗浄ノズルおよびそれを含む基板洗浄装置を提供する。【解決手段】基板洗浄ノズル２と、基板搬送手段３０と、洗浄液供給手段３１とを含む基板洗浄装置１において、基板洗浄ノズル２を、凹所が形成される第１の構成部材５と、第１の構成部材５との接合面２０が段差を有する第１平面部２０ａと第２平面部２０ｂとからなる第２の構成部材６との接合体であって、第１平面部２０ａが第１の構成部材５に当接し、第２平面部２０ｂが第１の構成部材５に当接しないように形成する。【選択図】図１
2007044633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直方体形状を有し、長手方向の一端部から一端部に対向する他端部に向けて延びる凹所が形成される面を少なくとも１つ有する第１の構成部材と、
略直方体形状を有し、かつ第１の構成部材における凹所が形成される面に対して接合される面を有し、第１の構成部材と接合されることによって、前記凹所を洗浄液が流過する流路と成し、凹所が延びる方向に対して直交する方向の一側端部において、第１の構成部材の一側端部とともに外方に向けて開口する噴射開口部を形成する第２の構成部材と、
第１の構成部材と第２の構成部材との接合体における前記一端部と他端部とにおいて凹所が形成する開口部を閉塞するように設けられる第３の構成部材とを含み、
第１の構成部材における凹所が形成される面に対して接合される第２の構成部材の面は、１つの段差を有して互いに平行に形成される２つの第１平面部と第２平面部とから成り、
第１の構成部材と第２の構成部材とは、第１平面部が第１の構成部材の凹所が形成される面と当接し、第２平面部が第１の構成部材の凹所が形成される面と間隔を有するようにして接合されることを特徴とする基板洗浄ノズル。
【請求項２】
第１の構成部材の凹所は、
第２の構成部材に対向する底面が、噴射開口部から噴射される洗浄液噴射方向に対する傾斜角度および／または傾斜長さが異なる２つ以上の傾斜面を有するように形成されることを特徴とする請求項１記載の基板洗浄ノズル。
【請求項３】
噴射開口部に最も近接する傾斜面は、
洗浄液噴射方向に対して傾斜角度１５°以下および傾斜長さ１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の基板洗浄ノズル。
【請求項４】
洗浄液を流過させる流路は、
第１の構成部材の凹所底面における傾斜面よりも洗浄液噴射方向の下流側において、第１の構成部材の凹所が形成される面と第２の構成部材の第２平面部とが平行に離隔して形成される洗浄液噴射路と、
洗浄液噴射路の洗浄液噴射方向の先端部において、洗浄液噴射路が外方に向けて開口する噴射開口部とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板洗浄ノズル。
【請求項５】
第２の構成部材の第１平面部を洗浄液噴射方向に延長した仮想平面と、洗浄液噴射路を形成する第１の構成部材の凹所が形成される面との洗浄液噴射方向に直交する方向の離隔距離は、
前記仮想平面と、洗浄液噴射路を形成する第２の構成部材の第２平面部との洗浄液噴射方向に直交する方向の離隔距離と同じであることを特徴とする請求項４記載の基板洗浄ノズル。
【請求項６】
洗浄液噴射路は、
洗浄液噴射方向において１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の長さを有することを特徴とする請求項４または５記載の基板洗浄ノズル。
【請求項７】
洗浄液噴射路における第１および第２の構成部材の洗浄液との接触面は、
表面粗度Ｒｍａｘ  １μｍ以下であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の基板洗浄ノズル。
【請求項８】
第１の構成部材には、凹所が延びる方向に予め定める間隔をあけて第２の構成部材の第１平面部または第２平面部まで延びる柱状部が凹所内に複数形成され、
第１の構成部材と第２の構成部材とは、柱状部において接合されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の基板洗浄ノズル。
【請求項９】
第２の構成部材の第２平面部は、
噴射開口部から洗浄液噴射方向とは反対方向への長さが、噴射開口部の短辺長さの１０００倍以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の基板洗浄ノズル。
【請求項１０】
噴射開口部は、
短辺長さが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の基板洗浄ノズル。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つの基板洗浄ノズルと、
基板洗浄ノズルに高圧洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
被洗浄基板を載置して搬送する基板搬送手段とを含み、
基板搬送手段により搬送される被洗浄基板に対して、洗浄液供給手段から供給される高圧水を基板洗浄ノズルから噴射することによって被洗浄基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板洗浄ノズルおよび基板洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）などのフラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板、電子部品などに利用されるシリコン基板などは、それぞれの用途に要求される性能、耐久性および電気絶縁的な信頼性を一層向上させるために、高い清浄度が必要とされる。したがって、フラットパネルディスプレイ、電子部品などの製造工程では、ガラス基板、シリコン基板などを清浄化するための洗浄工程が必要不可欠である。
【０００３】
また、ガラス基板、シリコン基板などの製造に際しては、生産性向上のために多面取りが採用され、基板の大型化が進み、対角２ｍを超えるような大型基板も製造されるので、洗浄工程も基板の大型化に対応し得ることが要求される。さらに、最近においては、フラットパネルディスプレイの表示品位の高密度高精細化への要求は増すばかりであり、前述のように基板の大型化が進む中で、基板の洗浄に際しては、基板を均一に洗浄するだけでなく、洗浄力を高め、サブミクロンレベルのパーティクルをも除去することが必要になっている。
【０００４】
ガラス基板、シリコン基板などの洗浄には、主に、洗浄液を満たした洗浄槽に基板を浸漬させるバッチ方式、搬送下にある基板の被洗浄面に洗浄液を噴射する枚葉方式などがある。この中でも、枚葉方式は、基板の清浄度を高めるだけでなく、バッチ式に比べ装置を大型化することなく、基板の大型化に対応でき、コストも低いという利点を持つので、基板洗浄の主流である。枚葉方式による基板の洗浄は、具体的には、搬送路に載置される基板に、搬送路を介して対向配置される少なくとも一対の基板洗浄ノズルから洗浄液を噴射することにより行われる。ここで、基板全面を均一に洗浄するためには、基板洗浄ノズルから基板全面に洗浄液を均一に噴射する必要がある。この時、洗浄液のノズルへの供給圧を高め、洗浄液の基板への噴射圧を高めることによって、サブミクロンレベルのパーティクルを除去しようとしている。
【０００５】
従来、枚葉方式に用いられる基板洗浄ノズルとしては、一対の板状部材を所定の間隔を開けて接合し、長手方向にスリット状の開口部が形成されたスリットタイプのものが用いられる。洗浄液は、このノズル内に加圧下に供給され、スリット状の開口部から噴射される。スリットタイプのノズルは、洗浄水の圧力によりノズル両端が狭く中央が広く開口部が変形するため、開口部の両端部から噴射される洗浄液量が、開口部の中央部から噴射される洗浄液量よりも少なくなり、洗浄液を基板全面に均一に供給できないという欠点を有する。この欠点によって、基板が大型化するほど洗浄が不均一になり、洗浄後の基板の品質が著しく低下する。このような欠点は、たとえば、開口部の長手方向の寸法をさらに大きくすれば、ある程度は解決できるけれども、それによってノズルが徒らに大型化し、枚葉方式の利点が損なわれる。
【０００６】
上記の問題に徴し、スリット状開口部を有する基板洗浄ノズルにおいて、開口部の長手方向の両端部から噴射される洗浄液量が減少するのを防止した基板洗浄ノズルが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。図５は、特許文献１に開示の基板洗浄ノズル１１０および該ノズル１１０を含む基板洗浄装置１４０の構成を概略的に示す断面図である。基板洗浄装置１４０は、基板洗浄ノズル１１０と、洗浄液供給手段１２０と、基板搬送手段１３０とを含んで構成される。
【０００７】
基板洗浄ノズル１１０は、該ノズル１１０の内方に向かう面に凹所１１６が形成される第１の板状部材１１１と、第２の板状部材１１２とを、クシ型スペーサ１１３，１１４を介して接合したものである。第１の板状部材１１１と第２の板状部材１１２との接合は、第１の板状部材１１１の厚さ方向に形成される孔にネジ１１５を挿通し、該ネジ１１５を第２の板状部材１１２の厚さ方向に形成される雌ネジ部に螺合させることによって行われる。このノズル１１０は、図５の紙面に向かって前後方向に長手方向を有して延びるほぼ直方体形状に形成される。また、第２の板状部材１１２には、第１の板状部材１１１と第２の板状部材１１２との接合により、上記凹所１１６で形成される空間部１１７に対応するように、洗浄液受入口１１８がノズル１１０の長手方向に複数（不図示）形成される。これらの洗浄液受入口１１８は、空間部１１７に連通する。また、スペーサ１１４には、ノズル１１０の長手方向に所定の間隔を開けて図示しないスリットが形成される。ノズル１１０は、基板１３１の被洗浄面１３１ａの上方に、該被洗浄面１３１ａに対向するように配置される。ノズル１１０は、空間部１１７を形成し、かつスペーサ１１４にスリットを形成し、その内部における洗浄液の流れを整流し、洗浄液の流過圧力をほぼ均一にすることによって、洗浄液量を一定化しようとするものである。ノズル１１０においては、洗浄液受入口１１８からその内部に供給される洗浄液がこの空間部１１７およびスペーサ１１４に形成されるスリットにより整流を受けた後、スリット状開口部である洗浄液噴射孔１１９から基板１３１の被洗浄面１３１ａに向けて噴射される。
【０００８】
洗浄液供給手段１２０は、洗浄液を貯留する洗浄液貯留槽１２１と、洗浄液を基板洗浄ノズル１１０に供給する洗浄液供給管１２２と、洗浄液を洗浄液貯留槽１２１から揚液し、洗浄液を洗浄液供給管１２２に流過させる高圧ポンプ１２３とを含んで構成される。なお、洗浄液供給管１２２は、図示しない接続リング（押圧部材）を介して、ノズル１１０の洗浄液受入口１１８に接続される。洗浄液貯留槽１２１に貯留される洗浄液は、高圧ポンプ１２３によって洗浄液供給管１２２を流過し、ノズル１１０の洗浄液受入口１１８から空間部１１７に供給される。
【０００９】
基板搬送手段１３０は、基板１３１を載置しかつ搬送する基板搬送ローラ１３２、紙面垂直方向に複数の基板搬送ローラ１３２が固定された搬送シャフト１３３と、基板搬送ローラ１３２を矢符１３５の方向に回転させるため搬送シャフト１３３をその軸線回りに回転させる図示しない動力伝達機構および動力装置とを含んで構成される。基板１３１は、被洗浄面１３１ａを上にして基板搬送ローラ１３２に載置され、搬送シャフト１３３の回転ひいては基板搬送ローラ１３２の回転駆動に伴って、矢符１３５の方向へ移動し、ノズル１１０の直下に搬送され、ノズル１１０からの洗浄液の噴射により、洗浄された後、さらに矢符１３５の方向に搬送され、次の工程に供される。
【００１０】
基板洗浄装置１４０によれば、洗浄液が洗浄液貯留槽１２１からノズル１１０に供給されるのに同期して、基板１３１がノズル１１０の直下に搬送され、洗浄液１３６がノズル１１０から噴射され、基板１３１の被洗浄面１３１ａには洗浄液の液流１３７が発生し、被洗浄面１３１ａが洗浄される。
【００１１】
基板洗浄装置１４０において、基板１３１上のサブミクロンレベルのパーティクルを除去するためには、ノズル１１０への洗浄液１３６の供給圧を上げて噴射流速を高める必要がある。しかしながら、ノズル１１０は２つの板状部材１１１，１１２でクシ型スペーサ１１３、１１４を挟んで接合したものであるため、ノズル１１０の内圧が上がると洗浄液噴射孔１１９の長手方向中央部が膨らみ、ノズル１１０の全幅において均一な噴射にならない。また、洗浄液１３６の使用量を減らすために、スリットのギャップを小さくする必要があるけれども、その場合には、クシ型スペーサ１１３，１１４のない部分からのみの噴射となり、やはり全幅における均一な噴射は得られない。したがって、ノズル１１０は、基板の大型化および基板に対する洗浄力の向上への要求を充分に満足できるものではない。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−９４３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、基板の大型化および洗浄力の向上要求に対応できるスリットタイプの噴射開口部を有する基板洗浄ノズルであって、大型基板を洗浄する場合でも、該基板全面に均一に洗浄液を供給でき、しかも洗浄力を上げるために洗浄液の供給圧を高めても膨れなど変形を起こすことなく、噴射開口部の長手方向のどの部位でも、常にほぼ一定の噴射液量を維持することができる基板洗浄ノズルおよびそれを含む基板洗浄装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、
略直方体形状を有し、長手方向の一端部から一端部に対向する他端部に向けて延びる凹所が形成される面を少なくとも１つ有する第１の構成部材と、
略直方体形状を有し、かつ第１の構成部材における凹所が形成される面に対して接合される面を有し、第１の構成部材と接合されることによって、前記凹所を洗浄液が流過する流路と成し、凹所が延びる方向に対して直交する方向の一側端部において、第１の構成部材の一側端部とともに外方に向けて開口する噴射開口部を形成する第２の構成部材と、
第１の構成部材と第２の構成部材との接合体における前記一端部と他端部とにおいて凹所が形成する開口部を閉塞するように設けられる第３の構成部材とを含み、
第１の構成部材における凹所が形成される面に対して接合される第２の構成部材の面は、１つの段差を有して互いに平行に形成される２つの第１平面部と第２平面部とから成り、
第１の構成部材と第２の構成部材とは、第１平面部が第１の構成部材の凹所が形成される面と当接し、第２平面部が第１の構成部材の凹所が形成される面と間隔を有するようにして接合されることを特徴とする基板洗浄ノズルである。
【００１５】
また本発明の基板洗浄ノズルは、
第１の構成部材の凹所が、
第２の構成部材に対向する底面が、噴射開口部から噴射される洗浄液噴射方向に対する傾斜角度および／または傾斜長さが異なる２つ以上の傾斜面を有するように形成されることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の基板洗浄ノズルは、
噴射開口部に最も近接する傾斜面が、洗浄液噴射方向に対して傾斜角度１５°以下および傾斜長さ１０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明の基板洗浄ノズルは、
洗浄液を流過させる流路が、
第１の構成部材の凹所底面における傾斜面よりも洗浄液噴射方向の下流側において、第１の構成部材の凹所が形成される面と第２の構成部材の第２平面部とが平行に離隔して形成される洗浄液噴射路と、
洗浄液噴射路の洗浄液噴射方向の先端部において、洗浄液噴射路が外方に向けて開口する噴射開口部とを含むことを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明の基板洗浄ノズルは、第２の構成部材の第１平面部を洗浄液噴射方向に延長した仮想平面と、洗浄液噴射路を形成する第１の構成部材の凹所が形成される面との洗浄液噴射方向に直交する方向の離隔距離が、
前記仮想平面と、洗浄液噴射路を形成する第２の構成部材の第２平面部との洗浄液噴射方向に直交する方向の離隔距離と同じであることを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明の基板洗浄ノズルは、
洗浄液噴射路が、洗浄液噴射方向において１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の長さを有することを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明の基板洗浄ノズルは、
洗浄液噴射路における第１および第２の構成部材の洗浄液との接触面が、表面粗度Ｒｍａｘ  １μｍ以下であることを特徴とする。
【００２１】
さらに本発明の基板洗浄ノズルは、
第１の構成部材には、凹所が延びる方向に予め定める間隔をあけて第２の構成部材の第１平面部または第２平面部まで延びる柱状部が凹所内に複数形成され、
第１の構成部材と第２の構成部材とは、柱状部において接合されることを特徴とする。
【００２２】
さらに本発明の基板洗浄ノズルは、
第２の構成部材の第２平面部における噴射開口部から洗浄液噴射方向とは反対方向への長さが、噴射開口部の短辺長さの１０００倍以上であることを特徴とする。
【００２３】
さらに本発明の基板洗浄ノズルは、噴射開口部の短辺長さが５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、
前述のいずれか１つの基板洗浄ノズルと、
基板洗浄ノズルに高圧洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
被洗浄基板を載置して搬送する基板搬送手段とを含み、
基板搬送手段により搬送される被洗浄基板に対して、洗浄液供給手段から供給される高圧洗浄液を基板洗浄ノズルから噴射することによって被洗浄基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、略直方体形状を有し、長手方向の一端部からそれに対向する他端部に向けて延びる凹所が形成される面（以後特に断らない限り「凹所形成面」と称す）を少なくとも１つ有する第１の構成部材と、第１の構成部材の凹所形成面に接合される面を有し、第１の構成部材と接合することによって洗浄液の流路とスリット状噴射開口部とを形成する第２の構成部材と、第１の構成部材と第２の構成部材との接合体の両端部において凹所が形成する開口部を閉塞する第３の構成部材とを含み、第１の構成部材の凹所形成面に接合される第２の構成部材の面が、段差を有して互いに平行に形成される第１平面部と第２平面部とから成り、第１平面部と凹所形成面とが当接しかつ第２平面部と凹所形成面とが離隔するように第１の構成部材と第２の構成部材とを接合して基板洗浄ノズルを形成することによって、第１の構成部材および第２の構成部材を加工する際に、それぞれの接合面を基準にして主要部の加工を比較的容易に実行でき、加工精度を向上させ得る。したがって、スリット状噴射開口部のギャップ量を所望の値に調整することが容易であり、しかも長手方向において均一にかつ精度良く形成できる。また、前記の構成によって、基板洗浄ノズル内部での流路抵抗を小さくすることができるので、洗浄液の噴射圧を高めても、膨れなどの変形が極めて生じ難く、噴射開口部の長手方向中央部および端部のいずれでも洗浄液噴射量がほぼ等量になる。したがって、洗浄液噴射圧を高め、基板表面における洗浄液の均一な高速せん断流を形成できるので、基板洗浄力が一層向上し、被洗浄面の微細なパーティクルも容易に除去できる。また、洗浄液が被洗浄面に均一に噴射されるので、従来のスリットノズルより洗浄液の噴射量を減らすことも可能であり、洗浄液の消費量を削減できる。
【００２６】
したがって、本発明の基板洗浄ノズルは、基板の大型化および洗浄力の向上要求に充分対応可能であり、特に枚葉方式により基板を洗浄する際に、非常に好適に使用できる。
【００２７】
本発明によれば、第１の構成部材に形成される凹所の第２の構成部材に対向する底面を、洗浄液噴射方向に対する傾斜角度および／または傾斜長さが異なる２つ以上の傾斜面を有するように形成することによって、スリット状噴射開口部のギャップ量が小さく、そのギャップ量に合わせるために基板洗浄ノズル内で流路のギャップを短い流路長で絞っても、圧力損失を低減させ、高圧洗浄液の円滑な噴射を実現できる。特に、噴射開口部に最も近接する傾斜面を、傾斜角度１５°以下および傾斜長さ１０ｍｍ以下に形成することによって、圧力損失が著しく低減化され、基板洗浄ノズルの洗浄力向上が顕著である。
【００２８】
本発明によれば、洗浄液流路が、第１の構成部材の凹所底面における傾斜面よりも洗浄液噴射方向の下流側において、第１の構成部材の凹所形成面と第２の構成部材の第２平面部とが平行に離隔して形成される洗浄液噴射路と、洗浄液噴射路が外方に向けて開口する噴射開口部とを含む構成を採ることによって、洗浄液のノズル外方への噴射方向が一層均一化し、基板の被洗浄面を一層均一に洗浄できる。
【００２９】
本発明によれば、洗浄液噴射路において、第２の構成部材の第１平面部を洗浄液噴射方向に延長した仮想平面と、洗浄液噴射路を形成する第１の構成部材の凹所形成面および第２の構成部材の第２平面部との、洗浄液噴射方向に直交する方向のそれぞれの離隔距離が同じになるような構成を採ることによって、第１および第２の構成部材を研削盤で仕上げ加工することが可能になり、これらの構成部材を精度良く作製できる。
【００３０】
本発明によれば、洗浄液噴射路の洗浄液噴射方向の長さを１ｍｍ以上、５ｍｍ以下にすることによって、洗浄液噴射路内で整流効果が高まり、洗浄液を基板洗浄ノズルの長手方向全幅において均一な液膜として噴射でき、膜切れを起こすこともない。
【００３１】
本発明によれば、洗浄液噴射路における第１および第２の構成部材の洗浄液との接触面を表面粗度Ｒｍａｘ＝１μｍ以下となるように構成することによって、接触面に１μｍ以上の突起物が存在しないことになり、突起物が原因になる膜切れが一層起こり難くなる。
【００３２】
本発明によれば、第１の構成部材の凹所内に、凹所が延びる方向に適切な間隔をあけて第２の構成部材の第１平面部または第２平面部まで延びる柱状部を複数形成し、この柱状部において第１の構成部材と第２の構成部材とを接合する構成を採ることによって、噴射開口部の近傍にて第１の構成部材と第２の構成部材とが接合されるので、流路内での洗浄液の圧力が高くなっても、噴射開口部の膨れなどの変形、洗浄液漏れなどがさらに起こり難くなり、基板洗浄ノズルの長手方向全幅において噴射開口部のギャップ量を均一に保持できる。
【００３３】
本発明によれば、第２の構成部材における第２平面の、噴射開口部から洗浄液噴射方向とは反対方向への長さを、噴射開口部の短辺長さの１０００倍以上にする構成を採ることによって、第１平面部と第２平面部との段差による流路抵抗をさらに小さくすることができる。
【００３４】
本発明によれば、噴射開口部の短辺長さを５０μｍ以下にする構成を採ることによって、ミクロンオーダーのギャップ量を有する噴射開口部を精度良くかつ容易に形成することができ、液膜の薄い洗浄液膜を噴射することが可能になる。これは、洗浄能力の向上および洗浄液使用量の低減化に寄与する。
【００３５】
本発明によれば、前述のいずれか１つの本発明の基板洗浄ノズルと、洗浄液供給手段と、基板搬送手段とを含む基板洗浄装置が提供される。本発明の基板洗浄装置によれば、基板搬送手段によって搬送される基板の被洗浄面全幅に対して均一で高速な洗浄液流を噴射し、その衝突の際の衝撃力で被洗浄面上のパーティクルを浮き上がらせ、被洗浄面上に形成される洗浄液のせん断流でパーティクルを押し流すことによって被洗浄面の全面を均一に洗浄できる。本発明の基板洗浄装置は、被洗浄基板の大型化および洗浄能力の向上要求に容易に応えることができ、特に枚葉式の基板洗浄に好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１は、本発明の実施の第１形態である基板洗浄装置１の構成を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す基板洗浄ノズル２の外観を示す斜視図である。図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、図２に示す切断面線Ｉ−Ｉ、ＩＩ−ＩＩおよびＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。図４は、図１に示す基板洗浄ノズル２の吐出部周辺を拡大して示す断面図である。
【００３７】
基板洗浄装置１は、基板洗浄ノズル２と、基板搬送手段３０と、洗浄液供給手段３１とを含んで構成される。
【００３８】
基板洗浄ノズル２は、スリット状の噴射開口部１１が基板３の被洗浄面３ａを臨んで基板３の上方に配置され、その長手方向が、被洗浄面３ａにおける基板搬送方向３４に対して垂直な方向（以後「基板３の幅方向」と称す）に延びる。基板洗浄ノズル２の長手方向の寸法は、基板３の幅方向の寸法よりも長く形成される。
【００３９】
基板洗浄ノズル２は、第１の構成部材５と、第２の構成部材６と、ボルト７，８と、第３の構成部材９ａ，９ｂと、シール部材１０ａ，１０ｂとを含んで構成される。
【００４０】
いずれも略直方体状の第１の構成部材５と第２の構成部材６との接合により、第１の構成部材５の第２構成部材６との接合面（凹所形成面１２）に形成される凹所１３を洗浄液４が流過する流路１９が形成され、さらに、第１の構成部材５および第２の構成部材６の凹所１３が延びる方向（第１の構成部材５の長手方向）に直交する方向のそれぞれの一側端部により、流路１９が外方に向けて開口する噴射開口部１１が形成される。
【００４１】
第１の構成部材５は略直方体形状を有し、長手方向の一端部から該一端部に対向する他端部に向けて延びる凹所１３が形成され、第２の構成部材６における所定の面と当接される凹所形成面１２を有する。
【００４２】
凹所１３は、噴射開口部１１から最も離反し、第２の構成部材６に対向する底面１３ａが第２の構成部材６の対向面に対して平行に形成される凹所１３ｘと、凹所１３ｘに連続して噴射開口部１１から噴射される洗浄液噴射方向（噴射開口部１１に近接する方向、以後単に「洗浄液噴射方向」と称す）に、第２の構成部材６に対向する底面１３ｂが第２の構成部材６の対向面に対して平行に形成され、洗浄液噴射方向に垂直な方向における凹所形成面１２から底面１３ｂまでの間隔である凹所深さが凹所１３ｘよりも小さい凹所１３ｙと、凹所１３ｙに連続して洗浄液噴射方向に、第２の構成部材６に対向する底面１３ｃが洗浄液噴射方向に対する傾斜角度および／または傾斜長さが異なる２つ以上の傾斜面を有するように形成される凹所１３ｚとを含んで構成される。凹所１３ｚにおいては、その底面１３ｃは、凹所１３ｙに隣接する部分では洗浄液噴射方向に対する傾斜角度（以後単に「傾斜角度」という）が比較的ゆるやかになるように形成され、そこから噴射開口部１１に近接するほど傾斜角度が鋭角になり、噴射開口部１１に近接するほど、第２の構成部材６の対向面にも近接するように形成される。底面１３ｃの傾斜角度を鋭角にするほど圧力損失を小さくできるけれども、その反面凹所１３ｚの洗浄液噴射方向の長さが大きくなり、それによって後述する洗浄液供給口１８から噴射開口部１１までの距離が長くなり、基板洗浄ノズル２が大型化するという弊害が発生する。そこで、凹所１３ｚの洗浄液噴射方向の長さを短く保持したまま、圧力損失を小さくするために、底面１３ｃの傾斜角度を鈍角から鋭角まで多段階で変化させる。すなわち、凹所１３ｙに隣接する部分では流路１９を急激に絞り、噴射開口部１１に近接するほど流路１９の絞りが緩やかになるように底面１３ｃの傾斜角度を変化させる。凹所１３ｙに隣接する部分における流路１９の絞りは急激であるけれども、洗浄液噴射方向に垂直な方向における流路１９の断面積を１／１０程度に縮小する絞りであるので、圧力損失は小さい。凹所１３ｚの底面１３ｃの噴射開口部１１に最も近接する傾斜面は傾斜角度１５°以下および傾斜長さ１０ｍｍ以下に形成されるのが好ましい。本実施の形態では、底面１３ｃの凹所１３ｙに隣接する傾斜面の傾斜角度を４５°、底面１３ｃの噴射開口部１１に最も近接する傾斜面の傾斜角度を１０°とし、噴射開口部１１のギャップ量を０．０１５ｍｍとすることによって、洗浄液４を６０ｍ／ｓの流速で噴射することができ、基板洗浄を効果的に実施できる。
【００４３】
さらに、凹所１３ｘと凹所１３ｙとの境目および凹所１３ｙと凹所１３ｚとの境目には、それぞれ、凹所１３が延びる方向に予め定める間隔をあけて、第２の構成部材６の対向面まで延びる支持部１４ａ，１４ｂが形成され、凹所１３の高圧洗浄液４に対する耐久性などを向上させる。
【００４４】
また、凹所１３内には、凹所１３が延びる方向に予め定める間隔をあけて第２の構成部材６の対向面（後述する第１平面部２０ａまたは第２平面部２０ｂ）まで延びる柱状部１６が形成される。この柱状部１６を利用して、第１の構成部材５の凹所形成面１２に対向する面５ａから柱状部１６の第２の構成部材６との当接面に向けて、洗浄液噴射方向に垂直な方向に第１の構成部材５を貫通するようにボルト挿入孔７ａが形成される。ボルト挿入孔７ａを臨む、柱状部１６を含む第１の構成部材５の内壁には、雌ねじが刻設され、第１の構成部材５と第２の構成部材６とを接合するためボルト７が挿入される。
【００４５】
また、第１の構成部材５には、第１の構成部材５の長手方向において所定の間隔をあけて、面５ａから凹所形成面１２に向けて、洗浄液噴射方向に垂直な方向に、第１の構成部材５を貫通するように、第１の構成部材５と第２の構成部材６とを接合するためのボルト８を挿入するボルト挿入孔８ａと、第１の構成部材５と第２の構成部材６とを接合する際の位置決め用ピン１７を挿入するためのピン挿入孔１７ａとが形成される。ボルト挿入孔８ａを臨む第１の構成部材５の内壁には、雌ねじが刻設される。
【００４６】
また、第１の構成部材５は、面５ａにおいて長手方向に所定の間隔をあけて外方に開口しかつ凹所１３ｘに連通する洗浄液供給口１８が１または２以上形成される。洗浄液供給口１８は、洗浄液供給手段３１の洗浄液供給管３７に接続される。洗浄液供給手段３１については後述する。
【００４７】
第１の構成部材５は、たとえば、その凹所形成面１２において研削加工により凹所１３を形成し、仕上げ加工の際に、凹所形成面１２における、凹所１３以外の部分である面１２ａ，１２ｂ，１２ｃを同時加工することにより、これらの面が１つの仮想平面内に含まれるように高い精度で加工される。面１２ａ，１２ｂ，１２ｃの加工には、たとえば、研削盤が用いられる。そのためには、第１の構成部材５の短手方向における断面形状を、研削盤による仕上げが可能な形状にしておく必要がある。特に、仕上げが必要な部分に対して、同一の砥石で加工できるように、仕上げが必要な面（ここでは面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）から突起を設けない断面形状とするのが好ましい。
【００４８】
略直方体形状の部材である第２の構成部材６において、第１の構成部材５の凹所形成面１２に対して接合される接合面２０は、１つの段差を有して互いに平行に形成される第１平面部２０ａと、第２平面部２０ｂとからなる。第１平面部２０ａおよび第２平面部２０ｂは第２の構成部材６を加工形成する際に同時に加工されるので、それぞれが高い平面度を有し、かつ２つの面の平行度が高い精度を有するように仕上げられる。
【００４９】
第１の構成部材５と第２の構成部材６との接合体において、第１平面部２０ａは少なくともその一部が凹所形成面１２に当接する。また、該接合体において、第２平面部２０ｂと凹所形成面１２、特に面１２ｃとは平行に離隔し、これによって、洗浄液噴射路１９ａと、洗浄液噴射路１９ａの洗浄液噴射方向の先端部において、洗浄液噴射路１９ａが外方に向けて開口する噴射開口部１１とが形成される。ここで、第１の構成部材５の面１２ｃおよび第２の構成部材６の第２平面部２０ｂは、前述のように、いずれも高い平面度を有し、高い精度で仕上げられるので、面１２ｃと第２平面部２０ｂとの間隔を高精度で管理でき、洗浄液噴射方向に直交する方向の長さが均一な洗浄液噴射路１９ａを形成できる。洗浄液噴射路１９ａは流路１９の一部を成す。洗浄液噴射路１９ａの洗浄液噴射方向の長さは１ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。また洗浄液噴射路１９ａにおいて、第１の構成部材５の面１２ｃおよび第２の構成部材６の第２平面部２０ｂにおける少なくとも洗浄液４と接触する部分は、表面粗度Ｒｍａｘ＝１μｍ以下になるように形成するのが好ましい。面１２ｃおよび第２平面部２０ｂを前記表面粗度になるように形成してもよい。また、洗浄液噴射路１９ａにおいて、第２の構成部材６の第１平面部２０ａを洗浄液噴射方向に延長した仮想平面と、面１２ｃおよび第２平面部２０ｂとの洗浄液噴射方向に直交する方向の離隔距離が同じであるように洗浄液噴射路１９ａが形成されるのが好ましい。
【００５０】
また、接合面２０には、第１の構成部材５のボルト挿入孔７ａ，８ａおよび位置決め用ピン挿入孔１７ａに対応する位置に、ボルト挿入孔７ｂ，８ｂおよび位置決めようピン挿入孔１７ｂが形成される。ボルト挿入孔７ｂ，８ｂを臨む第２の構成部材６の内壁には、雌ねじが刻設される。また、ボルト挿入孔７ｂ，８ｂは、接合面１９から第２の構成部材６における接合面１９に対向する面６ａに向けて、洗浄液噴射方向に直交する方向に形成されるけれども、第２の構成部材６を前記の方向に貫通しないように形成される。一方、ピン挿入孔１７ｂは、洗浄液噴射方向に直交する方向において、接合面１９から面６ａに向けて第２の構成部材６を貫通するように形成される。
【００５１】
第１の構成部材５と第２の構成部材６との接合は、たとえば、第１の構成部材５のピン挿入孔１７ａに凹所形成面１２の方から位置決め用ピン１７の一部を挿入し、位置決め用ピン１７の凹所形成面１２から外方に向けて突出する部分を、第２の構成部材６における接合面２０の方からピン挿入孔１７ｂに嵌入して第１の構成部材５の凹所形成面１２と第２の構成部材６の接合面２０とを当接し、さらにボルト７が第１の構成部材５における面５ａの方からボルト挿入孔７ａ，７ｂに挿入され、ボルト８が第１の構成部材５における面５ａの方からボルト挿入孔８ａ，８ｂに挿入され、それぞれの雌ねじに螺合されることによって行われる。これにより、第１の構成部材５と第２の構成部材６との接合体が得られる。
【００５２】
第３の構成部材９ａ，９ｂは、第１の構成部材５と第２の構成部材６との接合体における凹所が延びる方向（長手方向）の一端部と、該一端部に対向する他端部において凹所が外方に向けて開口する開口部を閉塞するための板状部材であり、該接合体の短手方向の断面形状と同一の形状に形成されるのが好ましい。第３の構成部材９ａ，９ｂを該接合体に押圧して固定するために、シール材１０ａ，１０ｂが用いられる。シール材１０ａ，１０ｂには、たとえば、パッキンなどが用いられる。
【００５３】
基板洗浄ノズル２によれば、洗浄液供給口１８から供給される洗浄液４を流路１９内に流過させ、スリット状の噴射開口部１１から外方に向けて均一な液膜である噴射流２１を噴射する。噴射流２１は、基板３の搬送方向３４の下流側から上流側に向けて（すなわち搬送方向３４とは逆方向に）、基板３の被洗浄面３ａに噴射される。これにより、被洗浄面３ａ上で洗浄液４のせん断流２２が発生し、被洗浄面３ａに付着するパーティクルなどの微粒子、汚れなどを、後続の工程で問題にならない程度またはそれ以下の程度まで除去する。また、噴射流２１の噴射によって、基板３の搬送方向３４の下流側から上流側に向けてせん断流２２が発生するので、被洗浄面３ａから除去される微粒子、汚れなどは速やかに基板３の幅方向（被洗浄面３ａにおいて搬送方向３４に直交する方向）に流過し、洗浄液３４とともに被洗浄面３ａから下方に落下する。したがって、一旦除去された微粒子、汚れなどの被洗浄面３ａへの再付着も防止される。基板洗浄ノズル２から噴射される噴射流２１の噴射速度は、被洗浄面３ａに付着する微粒子、汚れなどの種類、洗浄後の基板３の用途などに応じて、広い範囲から適宜決定できるので、常に、被洗浄面３ａを所望の清浄度に洗浄できる。また、基板洗浄ノズル１から噴射される噴射流２１と、基板３の被洗浄面３ａとがなす傾斜角度θは、特に制限されないけれども、好ましくは４５〜９０°である。傾斜角度θの大きさが、たとえば、せん断流２２の流速に影響を及ぼすので、被洗浄面３ａに付着する微粒子、汚れなどの種類に応じて傾斜角度θを適宜決定してもよい。
【００５４】
基板搬送手段３０は、基板３を載置し、軸線まわりの回転駆動により基板３を矢符３４の方向（搬送方向）に搬送する複数の搬送ローラ３２と、搬送ローラ３２を回転駆動可能に軸支する複数の搬送シャフト３３と、搬送シャフト３３をその軸線まわりに回転駆動させる動力を発生させる図示しない駆動手段と、駆動手段からの動力を複数の搬送シャフト３３に伝達する図示しない動力伝達手段とを含んで構成される。  基板３は、被洗浄面３ａの反対側の面３ｂが搬送ローラ３２に接するように搬送ローラ３２上に載置される。
【００５５】
複数の搬送シャフト３３は、それらの軸線が同一平面内において互いに平行になるように、また該平面が搬送ローラ３２上に載置される基板３の被洗浄面３ａに対して平行になるように配置される。
【００５６】
駆動手段にはたとえば電動機が用いられ、動力伝達手段には無端状に形成されるベルトが用いられる。
【００５７】
基板搬送手段３０によれば、駆動手段と動力伝達手段とによって、搬送シャフト３３が軸線まわりに回転駆動し、搬送ローラ３２がその軸線まわりに回転駆動する。搬送ローラ３２の回転によって、搬送ローラ３２上に載置される基板３が矢符３４の方向に搬送される。基板３は、搬送過程において、基板洗浄ノズル２により洗浄液４の噴射流２１が噴射される領域を通過する時に、噴射流２１によりその被洗浄面３ａが洗浄される。
【００５８】
洗浄液供給手段３１は、洗浄液４を貯留する洗浄液貯留槽３５と、洗浄液４を洗浄液貯留槽３５から揚液し、加圧する高圧ポンプ３６と、高圧ポンプ３６によって加圧される洗浄液４を基板洗浄ノズル２に供給する洗浄液供給管３７とを含んで構成される。洗浄液供給手段３７によれば、洗浄液貯留槽３５内の洗浄液４は、高圧ポンプ３６により、洗浄液供給管３５を介して加圧状態で基板洗浄ノズル２に供給される。
【００５９】
基板洗浄装置１においては、洗浄液貯留槽３５中の洗浄液４が加圧状態で基板洗浄ノズル２に供給され、該ノズル２の噴射開口部１１から噴射流２１として噴射される。この噴射流２１は、搬送ローラ３２の回転駆動により矢符３４の方向に搬送されてくる基板３の被洗浄面３ａに衝突してせん断方向のせん断流２２となり、被洗浄面３ａに付着するパーティクルなどの微細粒子、よごれなどを除去し、これらを含んだまま被洗浄面３ａから下方に落下する。このようにして被洗浄面３ａの全面が洗浄された後、基板３はさらに矢符３４の方向に搬送され、次なる工程に供される。
【００６０】
本実施の形態では、洗浄液４として純水が用いられるけれども、それに限定されず、水よりも洗浄力が強力なアルカリ水素水、オゾン水、過酸化水素水、アルカリ水などの薬液、これらの２種以上の混合液を使用してもよい。
【００６１】
本発明の基板洗浄ノズルおよび基板洗浄装置は、たとえば、液晶表示素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）などのフラットパネルディスプレイ、半導体などの製造工程、シリコン基板などの半導体基板、ガラス基板などの洗浄において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の第１形態である基板洗浄装置１の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す基板洗浄ノズルの外観を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は図２に示す基板洗浄ノズルの切断面線Ｉ−Ｉから見た断面図である。図３（ｂ）は図２に示す基板洗浄ノズルの切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。図３（ｃ）は図２に示す基板洗浄ノズルの切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。
【図４】図１に示す基板洗浄ノズルの吐出部周辺を拡大して示す断面図である。
【図５】特許文献１に記載の基板洗浄ノズルおよびそれを含む基板洗浄装置の構成を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  基板洗浄装置
２  基板洗浄ノズル
３  基板
３ａ  被洗浄面
４  洗浄液
５  第１の構成部材
６  第２の構成部材
７，８  ボルト
７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ  ボルト挿入孔
９ａ，９ｂ  第３の構成部材
１０ａ，１０ｂ  シール部材
１１  噴射開口部
１２  凹所形成面
１３，１３ｘ，１３ｙ，１３ｚ  凹所
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  底面
１４ａ，１４ｂ  支持部
１６  柱状部
１７  位置決め用ピン
１７ａ，１７ｂ  位置決めピン挿入孔
１８  洗浄液供給口
１９  流路
１９ａ  洗浄液噴射路
２０  接合面
２０ａ  第１平面部
２０ｂ  第２平面部
２１  噴射流
２２  せん断流
３０  基板搬送手段
３１  洗浄液供給手段
３２  搬送ローラ
３３  搬送シャフト
３４  基板搬送方向
３５  洗浄液貯留槽
３６  高圧ポンプ
３７  洗浄液供給管
【図１】
2007044633.tif 000003
【図２】
2007044633.tif 000004
【図３】
2007044633.tif 000005
【図４】
2007044633.tif 000006
【図５】
2007044633.tif 000007