(57)【要約】【課題】洗浄液を用いることなく、帯電した電荷の影響により基板に付着した異物を容易に除去する。【解決手段】洗浄面３ａを下方に向けて配置された基板３に対し、軟Ｘ線を洗浄面に照射する軟Ｘ線照射装置８と、軟Ｘ線が照射されている基板３を振動させる複数の超音波振動子５と、軟Ｘ線照射装置８および超音波振動子５が配設され、低真空状態に設定された洗浄室２とを有し、各超音波振動子５はそれぞれ異なる振動周波数で発振させ、各超音波振動子５の振動周波数が一定周期で変化するように設定する。【選択図】      図１
2007144368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄面を下方に向けて配置された被洗浄物に対し、軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線照射装置と、前記軟Ｘ線が照射されている前記被洗浄物を振動させる振動子とを有することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記軟Ｘ線が、前記洗浄面に対して照射される請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記軟Ｘ線照射装置および前記振動子が配設された洗浄室を有し、前記洗浄室の内部が低真空状態とされている請求項１または２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
複数の前記振動子を有し、前記各振動子からはそれぞれ異なる振動周波数が発振され、前記各振動子の振動周波数が一定周期で変化するように設定されている請求項１から３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記振動子が、超音波振動子である請求項１から４のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
被洗浄物の洗浄面を下方に向けて配置し、前記被洗浄物に軟Ｘ線を照射しながら前記被洗浄物を振動させて、前記洗浄面に付着した異物を落下させることを特徴とする洗浄方法。
【請求項７】
前記軟Ｘ線を、前記洗浄面に対して照射する請求項６に記載の洗浄方法。
【請求項８】
前記被洗浄物を、超音波によって振動させる請求項６または７に記載の洗浄方法。
【請求項９】
前記被洗浄物に対する前記軟Ｘ線照射および前記振動を、低真空状態において行う請求項６から８のいずれか１項に記載の洗浄方法。
【請求項１０】
異なる振動周波数により前記被洗浄物を振動させる複数の発振点を有し、前記各発振点の振動により発生した共振点を変化させながら、前記被洗浄物を振動させる請求項６から９のいずれか１項に記載の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾式により被洗浄物に付着した異物を除去する洗浄装置および洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、蒸着方法によって基板に薄膜を形成する工程の前に、基板における薄膜を形成する成膜面に付着したゴミやチリ、さらには人体基因のフケ等の異物を除去するために、基板を洗浄することが行われている。
【０００３】
この基板を洗浄する方法としては、洗浄液を用いて基板から異物を除去する湿式の洗浄方法が多用されている。
【０００４】
この湿式による洗浄方法によれば、帯電した電荷の影響により基板に付着しているごみ等の異物を容易に除去することができる。
【０００５】
しかし、洗浄後に基板の成膜面に洗浄液が残ってしまうことがあり、このように基板の成膜面に洗浄液が残った状態で薄膜を蒸着すると、この薄膜の基板に対する付着力が低下してしまったり、薄膜自体が洗浄液の残渣によって汚染されてしまうおそれがあるという問題を有していた。
【０００６】
そこで、洗浄液を用いずに、紫外線やプラズマ、オゾン等の作用によって基板から異物を除去する乾式の洗浄方法が利用されるようになっている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００７】
この乾式の洗浄方法によれば、前述の洗浄液の残渣の問題を解決することは可能であるが、乾式の洗浄方法によると、帯電した電荷の影響によって付着したごみ等の異物を完全に除去することが困難であり、基板の成膜面に異物が残ってしまうことがある。このように異物が成膜面に残ってしまうと、薄膜によって形成された配線が断線してしまったり、特に、異物が導電物質である場合には短絡の原因になり、配線の品質を低下させてしまうおそれがあるという問題を有していた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１７９１９８号公報
【特許文献２】特開２００３−２７３４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、洗浄液を用いることなく、帯電した電荷の影響により被洗浄物に付着した異物を容易に除去することが可能な乾式の洗浄装置および洗浄方法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】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明に係る洗浄装置の特徴は、洗浄面を下方に向けて配置された被洗浄物に対し、軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線照射装置と、前記軟Ｘ線が照射されている前記被洗浄物を振動させる振動子とを有する点にある。
【００１１】
ここで、本発明において洗浄面を下方に向けて配置するという表現における「下方」は、鉛直方向下方に限定されるものではない。
【００１２】
本発明に記載の洗浄装置によれば、被洗浄物が洗浄面を下方に向けて配置されており、この被洗浄物に対し、軟Ｘ線を照射しながら振動子によって振動を加える。このとき、軟Ｘ線を被洗浄物の洗浄面に照射することにより、洗浄面の近傍に存在する空気の気体分子から電子が放出されてイオン化し、プラスイオンおよびマイナスイオンが発生する。そして、プラスイオンおよびマイナスイオンが、被洗浄物の搬送時等に被洗浄物に帯電した電荷と結合するので、被洗浄物を除電することができる。これとともに、振動子によって与えられた振動により被洗浄物と付着異物との摩擦による帯電電荷とプラスイオンおよびマイナスイオンとが結合するので、被洗浄物が帯電してしまうのを抑制することができる。このように、被洗浄物を除電するとともに被洗浄物の帯電を抑制しながら被洗浄物を振動させることができるので、帯電した電荷の影響によって被洗浄物の洗浄面に付着した異物を、振動によって被洗浄物から落下させることができる。
【００１３】
本発明の洗浄装置において、前記軟Ｘ線は、前記被洗浄物の洗浄面に対して照射されることが好ましい。これにより、効率的に被洗浄物を除電することができるとともに、被洗浄物の帯電を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の洗浄装置は、前記軟Ｘ線照射装置および前記振動子が配設された洗浄室を有し、前記洗浄室の内部が低真空状態とされているとよい。これにより、被洗浄物から落下した異物が洗浄室内に浮遊してしまうのを抑制することができるので、洗浄室内において異物が被洗浄物に再付着してしまうのを防止することができる。
【００１５】
さらに、本発明の洗浄装置は、複数の前記振動子を有し、前記各振動子からはそれぞれ異なる振動周波数が発振され、前記各振動子の振動周波数が一定周期で変化するように設定されていることが好ましい。これにより、被洗浄物において横波の振動が伝播し、各振動子からの振動が重なって共振を発生させることができる。このため、共振によって一層大きく被洗浄物を振動させることができ、この結果、被洗浄物に付着していた異物を確実に被洗浄物から落下させることができる。
【００１６】
さらにまた、本発明の洗浄装置において、前記振動子は、超音波振動子であるとよい。
【００１７】
また、本発明に係る洗浄装置の特徴は、被洗浄物の洗浄面を下方に向けて配置し、前記被洗浄物に軟Ｘ線を照射しながら前記被洗浄物を振動させて、前記洗浄面に付着した異物を落下させる点にある。
【００１８】
ここで、本発明において洗浄面を下方に向けて配置するとうい表現における「下方」は、鉛直方向下方に限定されるものではない。
【００１９】
本発明に記載の洗浄方法によれば、被洗浄物が洗浄面を下方に向けて配置されており、この被洗浄物に対し、軟Ｘ線を照射しながら振動を加える。このとき、軟Ｘ線を被洗浄物の洗浄面に照射することにより、洗浄面の近傍に存在する空気の気体分子から電子が放出されてイオン化し、プラスイオンおよびマイナスイオンが発生する。そして、プラスイオンおよびマイナスイオンが、被洗浄物の搬送時等により被洗浄物に帯電した電荷と結合するので、被洗浄物を除電することができる。これとともに、振動により被洗浄物と付着異物との摩擦による帯電電荷とプラスイオンおよびマイナスイオンとが結合するので、被洗浄物が帯電してしまうのを抑制することができる。このように、被洗浄物を除電するとともに被洗浄物の帯電を抑制しながら被洗浄物を振動させることができるので、帯電した電荷の影響によって被洗浄物の洗浄面に付着した異物を、振動によって被洗浄物から落下させることができる。
【００２０】
本発明の洗浄方法においては、前記軟Ｘ線を、前記洗浄面に対して照射することが好ましい。これにより、効率的に被洗浄物を除電することができるとともに、被洗浄物の帯電を抑制することができる。
【００２１】
また、前記被洗浄物を、超音波によって振動させるとよい。
【００２２】
さらに、本発明の洗浄方法においては、前記被洗浄物に対する前記軟Ｘ線照射および前記振動を、低真空状態において行うことが好ましい。これにより、被洗浄物から落下した異物が浮遊してしまうのを抑制することができるので、異物が被洗浄物に再付着してしまうのを防止することができる。
【００２３】
さらにまた、本発明の洗浄方法においては、異なる振動周波数により前記被洗浄物を振動させる複数の発振点を有し、前記各発振点からの振動により、被洗浄物において横波の振動が伝播し、それらの振動が重なって共振を発生させることができる。これにより、発生した共振点を変化させながら、前記被洗浄物を振動させるとよい。この結果、被洗浄物に付着していた異物を確実に被洗浄物から落下させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上述べたように、本発明に係る洗浄装置および洗浄方法によれば、洗浄液を用いることなく、帯電した電荷の影響により被洗浄物に付着した異物を、被洗浄物から容易に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る洗浄装置の一実施形態について図１から図３を参照して説明する。
【００２６】
ここで、本実施形態においては、洗浄装置によって洗浄する被洗浄物として、蒸着により薄膜を形成する工程に搬送される前の基板を用いて説明するが、これに限定されるものではない。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る洗浄装置を示す模式的概念図であり、図１に示すように、洗浄装置は、内部が大気圧の１０分の１程度の圧力の低真空状態に設定された洗浄室２を有する。
【００２８】
洗浄室２の内部には、蒸着等により薄膜を形成する矩形状の基板３が、配線が形成される面を洗浄面３ａとし、洗浄面３ａを真下に向けて配置されるようになっている。なお、本実施形態においては、基板３は、洗浄室２内において洗浄面３ａを鉛直方向下方に向けて配置されるようになっているが、これに限定されるものではなく、洗浄面３ａを下方に向けて配置されていればよい。
【００２９】
洗浄室２の内部であって基板３の上方には、超音波を用いて基板３に振動を加えるための４つの超音波振動子５が配設されている。
【００３０】
各超音波振動子５の先端部は、図２に示すように、基板３に当接する当接部６とされており、当接部６は、基板３の損傷を防止する観点から、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の高反発性の樹脂により構成することが好ましい。そして、各超音波振動子５は、図３に示すように、当接部６が基板３の上面における四隅に当接するように配置されている。
【００３１】
各超音波振動子５は、例えば、４〜１００ｋＨｚのそれぞれ異なる振動周波数を発振するようになっており、各超音波振動子５の振動周波数は、一定周期で変化するように設定されている。そして、各超音波振動子５によって基板３に振動が与えられると、基板３に横波の振動が伝播し、各超音波振動子５からの振動が重なって共振が発生するようになっている。また、各超音波振動子５の振動周波数が一定周期で変化することにより、基板３において各超音波振動子５からの振動の共振点が変化するようになっている。
【００３２】
また、洗浄室２の内部であって基板３の下方には、基板３の洗浄面３ａに対して軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線照射装置８が配置されている。ここで、軟Ｘ線照射装置８は、波長が長く透過力が弱い軟Ｘ線を照射するようになっており、軟Ｘ線が洗浄面３ａに照射されると、洗浄面３ａの近傍に存在する空気の気体分子から電子が放出されてイオン化し、プラスイオンとマイナスイオンとが均等量発生するようになっている。そして、洗浄室２の内部に搬送された基板３に負電荷または正電荷が帯電している場合、基板３上の負電荷または正電荷と空気中のプラスイオンまたはマイナスイオンとが結合して、基板３が除電されるようになっている。これとともに、各超音波振動子５からの振動によって基板３が振動し、基板３と帯電付着した異物との摩擦により基板３に正電荷および負電荷が発生してしまっても、軟Ｘ線により発生したプラスイオンまたはマイナスイオンが基板３の正電荷または負電荷と結合することにより、基板３が帯電してしまうことを抑制するようになっている。
【００３３】
さらに、洗浄室２の内部であって基板３の下方には、この基板３を支持する４本の支持体１０が配設されている。
【００３４】
各支持体１０は、ステンレス鋼等からなる棒状の支柱１１を有し、支柱１１の先端部には、開口部１２が形成されているとともに、開口部１２の上側には、硬度が９０以上のウレタン樹脂等からなる振動を吸収するダンパー１３が配設されている。
【００３５】
ダンパー１３には、ダンパー１３の先端面から下面に向けてダンパー１３を貫通する貫通孔１４が形成されており、ダンパー１３の先端側には、当接部材１５が取り付けられている。
【００３６】
当接部材１５は、先端面が半球状に形成されており、基板３の振動を吸収して基板３の跳ね上がりを防止したり基板３の損傷を防止する等の観点から、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の高反発性の樹脂により構成することが好ましい。当接部材１５の下面には、当接部材１５を支柱１１に取り付けるための取付部１６が形成されており、取付部１６の下端部分は幅広に形成されている。そして、当接部材１５の取付部１６は、貫通孔１４をとおって開口部１２に至り、先端部の幅広の部分が開口部１２に収まるように配置され、これにより、当接部材１５は、支柱１１に取り付けられている。
【００３７】
そして、各支持体１０は、当接部材１５の先端面が基材の洗浄面３ａにおける四隅に当接するように配置されており、これにより、支持体１０は基板３を洗浄面３ａ側から支持するようになっている。
【００３８】
次に、本実施形態の基板３の洗浄装置を用いた基板３の洗浄方法について説明する。
【００３９】
まず、基板３を、洗浄面３ａを下方に向けて洗浄室２内に配置した後、洗浄室２を低真空状態に設定する。
【００４０】
続いて、軟Ｘ線照射装置８によって、基板３の洗浄面３ａに対し軟Ｘ線を照射するとともに、各超音波振動子５によって基板３に振動を加える。
【００４１】
すると、軟Ｘ線が基板３の洗浄面３ａに照射されることにより、洗浄室２内にプラスイオンおよびマイナスイオンが発生し、プラスイオンおよびマイナスイオンが基板３の搬送時等により基板３に帯電した電荷と結合して、基板３を除電する。これとともに、超音波振動子５によって与えられた振動により基板３と付着異物との摩擦による帯電電荷と前記プラスイオンおよび前記マイナスイオンとが結合して、基板３が帯電してしまうのを抑制する。このように除電された基板３に振動が加えられることにより、電荷の影響によって洗浄面３ａに付着していた異物を基板３から落下させることができるとともに、基板３の振動によっても基板３が帯電してしまうのを防止することができるので、落下した異物が基板３の洗浄面３ａに再付着してしまうのを防止することができる。
【００４２】
また、複数の超音波振動子５によって基板３に振動を加えることにより、基板３に横波の振動が伝播し、各超音波振動子５からの振動が重なって共振を発生させることができる。このため、共振によって一層大きく基板３を振動させることができ、これにより、基板３に付着していた異物を確実に基板３から落下させることができる。
【００４３】
さらに、各超音波振動子５が発振する振動周波数を異ならせて、一定周期で変化させることにより、各超音波振動子５からの振動の共振点を洗浄面３ａにおいて移動させることができる。このため、広範囲において大きく基板３を振動させることができ、これにより、基板３に付着していた異物を確実に基板３から落下させることができる。
【００４４】
このように、基板３の洗浄面３ａに対し軟Ｘ線を照射しながら、各超音波振動子５によって基板３に振動を加えることにより、洗浄面３ａに付着した異物を落下させて基板３の洗浄を行う。
【００４５】
本実施形態によれば、基板３が洗浄面３ａを真下に向けて配置されており、この基板３に対し、軟Ｘ線を照射しながら各超音波振動子５によって振動を加えるので、基板３を除電するとともに基板３の帯電を抑制しながら基板３を振動させることができ、これにより、電荷の影響によって基板３の洗浄面３ａに付着した異物を、基板３から落下させることができる。
【００４６】
したがって、本実施形態に係る基板３の洗浄装置は、洗浄液を用いることなく、帯電した電荷の影響により基板３に付着した異物を、基板３から容易に除去することができる。これにより、基板３の洗浄後、基板３に形成した配線における短絡の発生率を低下させることができ、高品質の配線を形成することができる。
【００４７】
また、軟Ｘ線を、基板３の洗浄面３ａに対して照射することにより、効率的に基板３を除電することができるとともに、基板３の帯電を抑制することができる。
【００４８】
さらに、低真空状態に設定された洗浄室２において基板３の洗浄を行うので、これにより、基板３から落下した異物が洗浄室２内において浮遊してしまうのを抑制することができる。この結果、洗浄室２内において異物が基板３に再付着してしまうのを防止することができる。
【００４９】
さらにまた、４つの超音波振動子５によって基板３に振動を加えることにより、基板３において横波の振動が伝播し、各超音波振動子５からの振動が重なって共振を発生させることができる。このため、共振によって一層大きく基板３を振動させることができ、これにより、基板３に付着していた異物を基板３から確実に落下させることができる。
【００５０】
また、複数の超音波振動子５はそれぞれ異なる振動周波数により発振し、各超音波振動子５の振動周波数は一定周期で変更するので、各超音波振動子５からの振動の共振点を洗浄面３ａにおいて移動させることができる。これにより、広範囲において大きく基板３を振動させて、基板３に付着した異物を基板３の全体から確実に落下させることができる。
【００５１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００５２】
洗浄室２は低真空状態に設定されているが、これに限定されるものではなく、軟Ｘ線を照射することにより、プラスイオンおよびマイナスイオンが発生する気密状態であればよい。
【００５３】
また、洗浄される基板３の形状等は本実施形態に限定されるものではなく、種々の形状の基板３を洗浄することができる。
【００５４】
さらに、本実施形態においては、基板３の洗浄装置に超音波振動子５が４つ配設されているが、これに限定されるものではなく、１つでもよいし、５つ以上であってもよい。ここで、本実施形態に係る基板３の洗浄装置によって、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍの大きさの基板３を洗浄する場合には、１つの超音波振動子５によって基板３を振動させることにより、基板３から異物を十分に除去することができる。一方、４００ｍｍ×３００ｍｍ×１．１ｍｍの大きさの基板３を洗浄する場合には、複数の超音波振動子５を用いて基板３を振動させて共振を発生させることにより、基板３から異物を確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る基板の洗浄装置の一実施形態における洗浄室の内部を示す模式的側面図
【図２】図１の基板の洗浄装置の要部の拡大図を示す模式的側面図
【図３】図１の基板の洗浄装置において基板に振動を与えた状態を示す模式的平面図
【符号の説明】
【００５６】
１  洗浄装置
２  洗浄室
３  基板
３ａ  洗浄面
５  超音波振動子
６  当接部
８  軟Ｘ線照射装置
１０  支持体
１１  支柱
１２  開口部
１３  ダンパー
１４  貫通孔
１５  当接部材
１６  取付部
【図１】
2007144368.tif 000003
【図２】
2007144368.tif 000004
【図３】
2007144368.tif 000005