(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、基板上に付着した油脂類の有機化合物を分解する紫外線照射ユニットと、パーティクルを洗浄する超音波洗浄ユニットと、洗浄後の基板を乾燥させる乾燥ユニットと、基板を搬送する搬送手段とから構成されている基板洗浄装置において、
該超音波洗浄ユニットへ水素水を供給する水素水供給手段を具備し、
前記超音波洗浄ユニットは、２機以上で構成され、少なくとも１機は基板の裏面を洗浄するように基板裏面側に超音波発信素子を有し、
基板裏面側に超音波発信素子を有する超音波洗浄機に供給される水素水供給手段において、基板のいずれか片面の洗浄に用いた水素水を、基板の他方の面の洗浄に用いる再利用手段を供えたことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
基板を洗浄する方法において、
（１）紫外線照射ユニットで基板上に付着した油脂類の有機化合物を分解させる。
（２）しかる後、基板裏面側に超音波発信素子を有する超音波洗浄機に基板が搬送され、表面洗浄に用いられ回収された水素水を供給しながら超音波を照射し基板の裏面側に洗浄する。
（３）しかる後、基板表面側に超音波発信素子を有する超音波洗浄機に基板が搬送され、水素水を供給しながら超音波を照射し基板の表面側に洗浄し、付着しているパーティクルを洗浄する。
この表面の洗浄に用いられた水素水は、回収タンクに回収され前記（２）工程の裏面洗浄に再利用させ、新液との混液を防ぐ。
（４）しかる後、乾燥ユニットに基板を搬送し、乾燥させる。
以上の工程を少なくとも経ることを特徴とする基板の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平板状基板を洗浄対象とするエレクトロニクス分野全般、とりわけカラーフィルター製造における平板基板受入洗浄工程、及び着色パターン付基板中間洗浄工程に係わる洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルターは、微細な赤、緑、青等のパターンからなる光学素子である。そしてその製造は、ガラス等の透明基板に感光性のレジストを塗布、露光、現像等の工程からなり、各色について同様の工程が繰り返される。洗浄工程はクリーンルームへ基板搬入の際の受入洗浄に始まり、レジスト各色の塗布前洗浄、さらには着色パターン後の研磨等における洗浄から最終洗浄に至るまで、カラーフィルター製造においては最も数の多い工程である。以下カラーフィルター洗浄工程の観点から従来の技術及び課題について説明する。
【０００３】
洗浄工程の目的は主に付着塵埃（以下パーティクルという）の除去である。洗浄ユニットには様々な種類があり、例として紫外線照射、洗剤を使用したブラシ洗浄、低周波数での超音波洗浄、高周波数での超音波洗浄、気体と液体とを同時に高圧噴射する２流体洗浄、純水での高圧シャワー等が挙げられる。カラーフィルター洗浄工程においては、これらの洗浄ユニットを組合わせて各洗浄工程に最も適当なプロセス設計で装置は構成されている。
【０００４】
通常、ガラス基板はクリーンルーム内を含めて放置時間とともに表面に油脂類が堆積する。したがって長時間放置した場合、表面は非常に疎水性の高い状態となる。前記の紫外線照射は、表面の油脂類を除去して親水性にし、ウェット洗浄の効果を高めるための代表的な乾式表面改質手段として一般に使用されている。
【０００５】
超音波洗浄はごく一般的な洗浄方法であり、４０ｋＨｚ前後を使用する低周波洗浄と、１ＭＨｚ前後を使用する高周波洗浄が主に使用される。
【０００６】
年々、洗浄装置が大型化する背景には、被洗浄基板の大型化と、タクトアップに伴う基板搬送スピードアップが大きな要因として存在する。高搬送スピードで従来と同等の洗浄能力を維持するために、洗浄ユニットは増加し、結果として装置大型化、さらにユーティリティーの大量使用といった大きな問題に直面している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、紫外線照射装置、及び超音波照射装置から成る簡易構成の洗浄装置に水素水供給手段を付加することによって、省スペース、低コスト型の洗浄装置、洗浄プロセスを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、少なくとも、基板上に付着した油脂類の有機化合物を分解する紫外線照射ユニットと、パーティクルを洗浄する超音波洗浄ユニットと、洗浄後の基板を乾燥させる乾燥ユニットと、基板を搬送する搬送手段とから構成されている基板洗浄装置において、該超音波洗浄ユニットへ水素水を供給する水素水供給手段を具備し、前記超音波洗浄ユニットは、２機以上で構成され、少なくとも１機は基板の裏面を洗浄するように基板裏面側に超音波発信素子を有し、基板裏面側に超音波発信素子を有する超音波洗浄機に供給される水素水供給手段において、基板のいずれか片面の洗浄に用いた水素水を、基板の他方の面の洗浄に用いる再利用手段を供えたことを特徴とする基板洗浄装置である。
表面側は、特に念をいれて洗浄する必要があるが、裏面側も洗浄しておかないと塵埃が後工程に持ち込まれ、表面側に付着して障害を及ぼすので、裏面側も洗浄する必要がある。
裏面側の洗浄に用いる水素水は、表面側の洗浄で使用し回収された水素水を用いることが可能であり、再利用することで、排水量を減らすことになる。
【０００９】
また請求項２に記載の発明は、基板を洗浄する方法において、
（１）紫外線照射ユニットで基板上に付着した油脂類の有機化合物を分解させる。
（２）しかる後、基板裏面側に超音波発信素子を有する超音波洗浄機に基板が搬送され、表面洗浄に用いられ回収された水素水を供給しながら超音波を照射し基板の裏面側に洗浄する。
（３）しかる後、基板表面側に超音波発信素子を有する超音波洗浄機に基板が搬送され、水素水を供給しながら超音波を照射し基板の表面側に洗浄し、付着しているパーティクルを洗浄する。
この表面の洗浄に用いられた水素水は、回収タンクに回収され前記（２）工程の裏面洗浄に再利用させ、新液との混液を防ぐ。
（４）しかる後、乾燥ユニットに基板を搬送し、乾燥させる。以上の工程を少なくとも経ることを特徴とする基板の洗浄方法である。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の形態】
水素水への超音波照射による洗浄はパーティクル除去に大変有効である。本発明は、紫外線照射と水素水洗浄を組合せ、更に水素水を再利用することによって、低流量の水素水使用量で枚葉式基板洗浄をなし得る効果を与えることを目的とするものである。
【００１４】
洗浄への水素水の応用を採用する場合、微量の薬液を添加してｐＨを調整することが多い。本発明では薬液の添加は全くせず、中性の水素水のみでウェット洗浄を行うことを特徴とする。
【００１５】
以下、本発明の基板洗浄装置及び基板洗浄方法の１例について、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明は紫外線照射ユニット（１）と超音波洗浄ユニット（２）、（３）、更に乾燥用エアーナイフ（４）から構成される。
超音波洗浄ユニットは、基板の裏面側を洗浄する裏側超音波洗浄ユニット（２）と、基板の表面側を洗浄する２機の表側超音波洗浄ユニット（３）とから構成されている。
【００１７】
紫外線照射ユニット（１）に使用する紫外線ランプの種類は特に限定するものではないが、酸素ガス、及びオゾンガスの両方に作用して活性酸素を生じさせる波長領域を持つものが望ましい。
【００１８】
図１に示すように、裏側超音波洗浄ユニット（２）は下ブロックに超音波発振素子を持ち、表側超音波洗浄ユニット（３）は上ブロックに超音波発振素子を持つ。超音波洗浄ユニットは計３機から成り、そのうち１機が裏面洗浄用である他の２機が表面洗浄用である。図１はその１例を示すものであり、超音波洗浄ユニットは必要に洗浄要求に応じてその数を増やすことが適宜行われる。
【００１９】
下流側２機の表側超音波洗浄ユニットには水素水が供給される。供給された水素水は水素水新液回収用ポンプ（６）によってパーティクルとともに回収され、水素水一次貯水用タンク（５）に貯水される。回収されずに漏れた水素水も同様に水素水一次貯水用タンク（５）へ重力ドレインされる。
【００２０】
供給する水素水は１．０ｍｇ／ｌ以上の濃度であることが望ましい。また、供給流量については調節可能な機構を有し、洗浄する基板のサイズによって流量を変更する。なお、水に溶解する最大濃度は１気圧において約１．７ｍｇ／ｌである。
【００２１】
水素水一次貯水用タンク（５）に溜まった水素水は、再利用水素水送液用ポンプ（７）によって送液され、さらにフィルター（８）を通って再度裏側超音波洗浄ユニット（２）へ供給される。供給流量は同様に調節可能な機構を有するものである。フィルターのポアサイズについては特に限定するものではないが、１μｍ以下であることが望ましい。
【００２２】
裏側超音波洗浄ユニット（２）に再供給された水素水は、表側超音波洗浄ユニット（３）と同様に再利用水素水回収用ポンプ（９）によってパーティクルとともに回収され、これは排水される。回収されずに漏れた水素水も同様に重力ドレインによって排水される。
【００２３】
裏側超音波洗浄ユニット（２）と表側超音波洗浄ユニット（３）の取付けられる槽は完全に区切られた構成でなくてはならない。これは、表側超音波洗浄ユニット（３）では水素水の新液を使用し、裏側超音波洗浄ユニット（２）では水素水の再生液を使用するため、その混液を防ぐものである。
【００２４】
紫外線照射ユニット（１）はドライ工程、裏側超音波洗浄ユニット（２）はウェット工程である。したがって紫外線照射ユニット（１）の槽への液の流れ込みは必ず避けなくてはならない。再利用水素水回収用ポンプ（９）はパーティクルの回収という機能の他に、液が上流側へ流れ込まないための役割も担っている。したがって、液の流れ込みが無い様に充分な調整を行って、超音波洗浄ユニット（２）の回収孔をドライとウェットの境界ラインにする必要がある。
【００２５】
本発明では、ブラシや高圧シャワー等、基板の搬送に支障をきたすようなユニットは採用していない。つまり基板表面に物理的な力を加えてパーティクルを除去するような従来の洗浄プロセスとは根本的に異なる。したがって、従来必要とされてきた基板を上下からはさんで搬送する押えローラー方式や、基板の蛇行を防ぐための搬送ガイドは不要となる。
エアーナイフ部において若干の基板の浮き上がりや蛇行が発生することがあるが、エアー流量や圧力、さらには基板へのエアー吹出し角度を調整することによって、これらは充分回避することが可能である。
【００２６】
基板洗浄装置における搬送は、例えば基板搬送方向と直交する方向に一定間隔で並べられた搬送シャフトを使用する。超音波洗浄ユニットは、シャフト間に具備することによって、基板の両面のパーティクルを洗い流すことができる。
【００２７】
紫外線照射ユニット（１）の光照射強度も年々増大する方向にあり、これによって紫外線照射装置の占有スペースの縮小化が可能となる。本発明において掲げる装置縮小化を、より顕著に実現するためには、高強度でランプ本数の少ない紫外線照射装置を採用することが望ましい。
【００２８】
本発明は基板洗浄に充分な洗浄方法を提供するものであり、洗浄装置の詳細な構成、サイズ等については特に限定するものではないが、各ユニットの設置間隔等は任意に設計でき、より凝集化された状態での装置への展開が望ましい。基板の搬送方向のサイズに関しては影響を受けないため、１枚の基板に対して、同時に全洗浄工程を実施することも問題とならない。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係わる基板洗浄装置、洗浄方法によれば、紫外線照射と水素水による超音波洗浄、及びエアーナイフのみから成る簡易な構成をとるために、装置サイズを従来より格段に縮小化することが可能となる。更に水素水の供給方法において、水素水の再利用を採用することによって、使用ユーティリティーを最小限に留めることができる。
【００３０】
また、洗剤を使用しないため、洗剤を洗い流すためのリンス工程は不要となる。なお、水素水は一般排水として処理できるために、特殊な排水処理設備の設置も不要となる。
【００３１】
更に、本発明における洗浄プロセスを装置へ展開した場合、押えローラーや、蛇行防止ガイドも不要となり、搬送系も非常に簡素な構成となるためにメンテナンス性の向上も図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板洗浄装置を説明するものであり、
（ａ）は装置の概略側面図、（ｂ）は上面図を示す。
【符号の説明】
１…紫外線照射ユニット
２…裏面超音波洗浄ユニット
３…表面超音波洗浄ユニット
４…乾燥用エアーナイフ
５…水素水一次貯水用タンク
６…水素水新液回収用ポンプ
７…再利用水素水送液用ポンプ
８…再利用水素水供給用フィルター
９…再利用水素水回収用ポンプ
１０…被洗浄基板
【図１】
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