(57)【要約】【課題】  微細パターン面の洗浄において、超音波、ブラッシング、高圧液などの技術や装置を用いないで、クリーンで非接触の洗浄技術を提供する。【解決手段】本発明の洗浄方式は、まず初めに微細パターン面に蒸気ノズルから過熱水蒸気ガスを噴射して微細溝内部に蒸気を侵入させ、結露によってパーティクルを湿潤させる。次に微噴霧水シャワーからの微噴霧で薄膜状に覆い、この状態下で再び過熱蒸気を噴射して結露水と微噴霧膜を瞬時に水蒸気化爆発させ、パーティクルを溝部より排出し、周囲の水膜表面で捕捉させ、水の表面張力と粘性効果によって再び微細溝に侵入させずに洗浄水で排出搬送させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細パターンの表面及び溝部に付着した研磨粉・有機物・無機物などのパーティクルの洗浄方法において、蒸気ノズルを基板表面の近傍に設置し、基板表面上の微噴霧膜に噴射することを特徴とする洗浄方法と装置。
【請求項２】
蒸気は大気環境下で高温の過熱蒸気を使用されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
微細パターン内部は過熱蒸気ガスまたは水クラスターの結露で湿潤することを特徴とす
る請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
洗浄装置に搭載される各種ノズルが、特に広幅ノズルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶用基板、マスク基板、シリコン基板、ＬＣＤ実装基板などの製造工程で使用する研磨後洗浄において数１０μｍクラスの微細パターン面及びパターン溝に付着した研磨粉・有機物・無機物等のパーティクル及び微細加工部品の洗浄方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
<従来の技術> 
従来、ＬＣＤ・半導体基板の製造工程では微細パターン面のパーティクル除去のため、高圧水シャワーやブラッシング洗浄などが組み合わされている。
【０００３】
これらの技術では、パターン溝に付着した微細パーティクルを除去できない問題点を抱
えている。
【０００４】
従来技術として、例えば、特許文献１による基板の洗浄処理方法は、従来のブラシスクラバー洗浄での洗浄問題点を解決するための発明であって、高圧ジェットノズルから微小液滴化した洗浄液でパーティクルを物理的に除去洗浄するシステムであるが、溝部底面のコーナー部の微細軽パーティクルの除去は性能不足である。
【０００５】
また、ブラッシング洗浄においても微細溝の底部へのブラシの到達が困難であり、
新しい洗浄技術が期待されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３３３８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の如く、従来技術に係る微細パターン面の洗浄工程では微細溝底面、特にコーナー部のパーティクル除去が課題となっている。
【０００８】
本発明は、このような問題状況に対応するために、高温過熱蒸気、微噴霧水などを組み合わせ、高圧ジェットやブラシ類を使用しない非接触型洗浄技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成する本発明の洗浄方式は、まず初めに微細パターン面に蒸気ノズルから過熱水蒸気ガスを噴射して微細溝内部に蒸気を侵入させ、結露によってパーティクルを湿潤させる。次に微噴霧水シャワーからの微噴霧で薄膜状に覆い、この状態化で再び過熱蒸気を噴射して結露水と微噴霧膜を瞬時に水蒸気化爆発させ、パーティクルを表面及び溝部より排出し、周囲の水膜表面で捕捉させ、水の表面張力と粘性効果によって再び微細溝に侵入しない機能を備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明で使用する過熱蒸気は粘度が水の１／６６であるため微細溝部へ容易に浸入でき、浸透湿潤に有効である。また、水との同一条件下では流体力学でのレイノズル数も大きいため微細溝内部でも乱流になりやすく、底面コーナー部での渦運動径も小さくなるため微細パーティクルまで湿潤し、パーティクル結合力を軟化させ、水蒸気化爆発によるリフトオフを簡便にすることが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、高温の過熱水蒸気を利用することにより、微細溝中のパーティクルへの結露湿潤が可能になり、微噴霧膜との併用による水蒸気化爆発によってパーティクルの除去が可能である。
【００１２】
これまで、１０μｍメッシュフィルターを通過させた蒸気がプレパラートガラス上で湿潤させた１μｍの砥粒パーティクル群を水蒸気化爆発で除去できる事が確認できている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、微細パーティクルの除去を想定した添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図３は本発明の第一の実施の形態に係り、図１は洗浄基幹部のノズル列と作用モデル図、図２は噴霧粒径と蒸発時間の関係図、図３は洗浄ラインのノズル配列図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明の装置１は基板２上に蒸気ガスノズル４からの過熱蒸気ガス４１を噴射させ、微細パターン溝２１中の微細パーティクル３に結露させ、湿潤によるパーティクル結合の軟化作用をさせている。例えば、溝幅：Ｌ＝１０μｍ、深さ：ｈ＝２μｍの溝においても、蒸気の粘性は水の１／６６であるため底面コーナー部まで比較的簡単に進入することが出来る。
【００１６】
微噴霧水ノズル５からの微噴霧粒５１は結露水４２の乾燥防止作用に有効な役割を担っている。
次に、過熱蒸気ノズル６からの過熱蒸気６１を結露水４２と微噴霧粒膜６２に噴射すると、微噴霧粒膜と結露水は瞬時に体積が１５００倍以上に水蒸気化して爆発現象を生じ、微細溝内部のパーティクルが除去される。
【００１７】
図２は水蒸気化爆発を理解するための解析例である。図において、直径５００μｍの水滴は１３０℃雰囲気においては５０ｍｓで蒸発することを示している。一般的に微噴霧径は３０〜１００μｍであり瞬時蒸発することが理解できる。
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、蒸気ガスの結露による微細溝内パーティクルの湿潤効果、微噴霧膜による結露の乾燥防止、過熱蒸気による微噴霧膜の水蒸気化爆発によりこれまで困難とされていた微細パターン面内の洗浄が可能となった。
【実施例】
【００１９】
図３は生産ラインに応用するための洗浄ラインのノズル配列図であり、基板２の入り口部より、蒸気ガスノズル４、微噴霧水ノズル５、過熱蒸気ノズル６、噴霧水ノズル７、パーティクルを水流で排出搬送する洗浄水ノズル８、水切り用のエアーナイフ９が配列される。
【００２０】
４〜６の各ノズルの機能は図１の如くであるが、噴霧水ノズル７からの噴霧水は過熱蒸気による水蒸気化爆発で微細溝から排除されたパーティクルを噴霧水滴で捕捉する役目を担っている。噴霧水滴は粘性と表面張力効果により微細溝には侵入することは無く、パーティクルの搬送を行い、次の洗浄ノズル８によって洗浄され、水切用のエアーナイフで仕上げ乾燥される。
【００２１】
基板２の搬送方向１２は、搬送ローラー１０の回転１１でコントロールされる。ノズルの幅寸法は基板幅より少し大きめである。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。例えば、基板を両面同時に洗浄する場合は、図３でのノズル配列を基板の裏面側にも設置することができる。
【００２３】
さらに、実施例では矩形基板で直線搬送型の洗浄ラインについて説明しているが、直線洗浄ラインだけに限らず、回転運動による方式でも可能である。例えば、従来のスピン洗浄方式と同様に被洗浄物を回転テーブル上に設置し、ノズルを微小形状としたノズル列をアームに設置し、アームを回転テーブルの中心部より外縁部方向に搬送運動させる方式である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明はＦＰＤ用ガラス基板、マスク用石英基板、シリコンウェハー、メディア用各種基板や微細加工部品などの製造分野での洗浄工程でも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る洗浄基幹部の蒸気ガスノズル、微噴霧水ノズル、過熱蒸気ノズルの配列図である。
【図２】水蒸気化爆発を証明するための130℃雰囲気における噴霧粒径と蒸発時間の関係を表している。
【図３】図１の基本構成を基にし、基板片面洗浄ラインを構築した時のノズル配列図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      洗浄基幹部
２      基板
３      パーティクル
４      蒸気ガスノズル
５      微噴霧水ノズル
６      過熱蒸気ノズル
７      噴霧水ノズル
８      洗浄ノズル
９      エアーナイフ
１０    搬送ローラー
１１    搬送ローラーの回転方向
１２    基板搬送方向
２１    微細パターン溝
４１    蒸気ガス
４２    結露水
５１    微噴霧水粒
５２    微噴霧水膜
６１    過熱蒸気
６２    水蒸気化爆発
【図１】
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【図２】
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【図３】
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