(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
上面に凹溝が一方向及びこの一方向と交差する他方向の二方向に沿って形成された基板と洗浄液の供給部とを前記基板の上面に沿って相対移動させて、前記基板の上面を前記洗浄液を用いて洗浄処理する基板の洗浄処理方法であって、
保持手段に前記基板を保持する工程と、
前記保持手段に保持されている前記基板を回転させ、前記一方向の凹溝の方向が、前記相対移動の方向に沿う方向となるように前記基板を位置決めする工程と、
その後、前記供給部から前記洗浄液を供給しながら、前記基板と前記供給部とを前記相対移動の方向における一端側から他端側に相対移動させる工程と、
その後、前記保持手段に保持されている前記基板を、前記一方向と前記他方向とのなす角度分回転させて、前記他方向の凹溝の方向が、前記相対移動の方向に沿う方向となるように前記基板を位置決めする工程と、
その後、前記供給部から前記洗浄液を供給しながら、前記基板と前記供給部とを前記相対移動の方向における前記他端側から前記一端側に相対移動させる工程と、
を有することを特徴とする基板の洗浄処理方法。
【背景技術】
【0002】
たとえば、液晶表示装置の製造工程においては、処理対象物である基板としてのガラス基板の液晶側の面にR、G、Bのカラーフィルターのパターンが全面にわたって行列状に規則的に形成され、その面に付着した有機物などの汚れを洗浄処理した後、その液晶側の面に共通電極やコモン電極などの透明電極が形成される。つまり、ガラス基板の全面にR、G、Bのパターンを行列状に形成することで、これらパターンによってガラス基板の上面には所定方向及び所定方向と交差する方向に沿う凹溝が規則的に形成される。
【0003】
また、半導体装置の製造工程においては、処理対象物である基板としての半導体ウエーハにレジストを塗布し、この基板を現像処理してからエッチング処理することで、上記半導体ウエーハの上面に多数の半導体素子を構成する凹溝が所定方向に沿って規則的に精密に形成される。凹溝が形成された半導体ウエーハは、その表面及び凹溝を洗浄処理してレジスト膜やレジスト残渣などの汚れを除去した後、次工程で上記凹溝に回路パターンを形成する金属が埋設される。
【0004】
上記凹溝は上記半導体ウエーハの所定方向だけに形成される場合と、所定方向及びその所定方向と交差する方向とに形成される場合がある。
【0005】
したがって、上記ガラス基板や上記半導体ウエーハなどの基板において、洗浄処理時に上面及び凹溝内に付着した汚れを確実に除去することができなければ、次工程に悪影響を及ぼし、製品不良を招く原因になる。
【0006】
従来、上記ガラス基板や半導体ウエーハなどの基板を洗浄処理する場合、上記基板をターンテーブルの上面に保持し、このターンテーブルによって上記基板を回転させながら、上記ターンテーブルの上方に配置されたノズル体から、回転駆動される上記基板の上面に洗浄液を供給するということが行われている。また、基板の洗浄効率を向上させるため、上記ノズル体を基板の上方で水平方向に旋回駆動させるということも行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、基板を回転させながらノズル体から洗浄液を供給して基板の上面を洗浄する従来の方式では、回転する基板の上面に供給された洗浄液の大部分は、基板に生じる遠心力によって上記基板の回転中心から遠ざかる方向に沿って流れてしまう。
【0009】
そのため、洗浄液の流れ方向と、上記基板に所定方向に沿って規則的に形成された凹溝の方向とが一致し難い。それによって、上記基板の上面に供給された洗浄液の大部分は、基板の回転方向に沿って基板の上面から流出し、上記凹溝内に入り込んで凹溝内の汚れを洗浄除去するということがほとんどないから、上記基板に形成された凹溝内の洗浄を十分に行うことができないということがあった。
【0010】
この発明は、基板の上面は勿論のこと、基板に所定方向に沿って形成された凹溝内の汚れも確実に洗浄除去することができるようにした基板の洗浄処理装置及び洗浄処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の実施形態に係る基板洗浄装置は、
上面に凹溝が一方向及びこの一方向と交差する他方向の二方向に沿って形成された基板の上面を洗浄液を用いて洗浄処理する基板の洗浄処理装置であって、
前記基板を保持する保持手段と、
この保持手段
に保持されている前記基板の上面に前記洗浄液を供給する洗浄処理手段と、
前記保持手段を回転方向に駆動する回転駆動手段と、
前記保持手段と前記洗浄処理手段とを前記基板の上面に沿って
相対移動させる駆動手段と、
制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記洗浄処理手段から前記洗浄液が前記基板に供給される前に、
前記回転駆動手段を制御して、前記保持手段に保持されている前記基板に形成されている前記
一方向の凹溝の方向が、前記駆動手段による前記保持手段と前記洗浄処理手段との前記相対移動
の方向に沿う方向となるように
し、前記洗浄処理手段から前記洗浄液を供給する状態で、前記駆動手段を制御して、前記洗浄処理手段を前記保持手段に対して、前記相対移動の方向における一端側から他端側に相対移動させた後、前記回転駆動手段により上記保持手段を前記一方向と前記他方向とのなす角度分回転させて、前記他方向の凹溝の方向が、前記駆動手段による前記保持手段と前記洗浄処理手段との前記相対移動の方向に沿う方向となるようにし、その後、前記洗浄処理手段から前記洗浄液を供給する状態で、前記駆動手段を制御して、前記洗浄処理手段を前記保持手段に対して、前記相対移動の方向における前記他端側から前記一端側に相対移動させることを特徴とする。
【0012】
本発明の実施形態に係る基板の処理方法は、
上面に凹溝が一方向及びこの一方向と交差する他方向の二方向に沿って形成された基板と洗浄液の供給部とを前記基板の上面に沿って相対移動させて、前記基板の上面を前記洗浄液を用いて洗浄処理する基板の洗浄処理方法であって、
保持手段に前記基板を保持する工程と、
前記保持手段に保持されている前記基板を回転させ、前記一方向の
凹溝の方向が、前記相対移動の方向に沿う方向となるように前記基板を位置決めする工程と、
その後、前記供給部から前記洗浄液を供給しながら、前記基板と前記供給部とを前記相対移動の方向に
おける一端側から他端側に相対移動させる工程と、
その後、前記保持手段に保持されている前記基板を、前記一方向と
前記他方向とのなす角度分回転させて、前記他方向の凹溝の方向が、前記相対移動の方向に沿う方向となるように前記基板を位置決めする工程と、
その後、前記供給部から前記洗浄液を供給しながら、前記基板と前記供給部とを前記相対移動
の方向に
おける前記他端側から前記一端側に相対移動させる工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明の実施形態によれば、基板の上面に供給された洗浄液は基板に形成された凹溝の方向に沿って流れるから、基板の上面とともに、
前記凹溝内に付着残留した汚れを効率よく洗浄除去することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0017】
図1はこの発明の一実施の形態の洗浄処理装置1の正面図で、
図2は同じく側面図である。この洗浄処理装置1は保持手段を構成する保持テーブル2を備えている。この保持テーブル2の上面には、たとえば液晶表示装置に用いられるガラス基板である基板Wが載置される。基板Wは、たとえば吸着などの手段によって保持されるようにしてもよい。
【0018】
上記基板Wの上面には、
図3に拡大して示すようにR、G、Bの3つで1組をなすカラーフィルター3が微細な間隔で上記基板WのX方向とY方向(
図3に矢印で示す)に沿って行列状に形成されている。それによって、上記基板Wの上面には、上記カラーフィルター3により、凹溝としての上記基板WのX方向に沿う複数のX溝4aと、Y方向に沿う複数のY溝4bとが格子状に形成されている。
【0019】
上記保持テーブル2はθ駆動源6によって回転方向に駆動されるθテーブル6a上に設けられ、このθテーブル6aはZ駆動源7によって上下方向に駆動されるZテーブル7a上に設けられている。
【0020】
それによって、上記保持テーブル2の上面に保持された基板Wに形成されたX溝4aがX方向に沿う方向に位置決めされた状態から、上記保持テーブル2を上記θ駆動源6によって90度回転させれば、上記基板Wに形成されたX溝4aがX方向に沿う方向からY方向に沿う方向に位置決めされるようになっている。
【0021】
つまり、後述するようにY方向に沿って位置決めされた状態にあるY溝4bを、上記保持テーブル2を90度回転させることで、X方向に沿う方向に位置決めできるようになっている。
【0022】
さらに、上記Z駆動源7を作動させれば、上記保持テーブル2、つまりこの保持テーブル2の上面に保持された基板Wの高さを設定できるようになっている。
【0023】
上記保持テーブル2のY方向(
図2に矢印で示す)に沿う両側には、上記保持テーブル2の上面に保持された基板WのY方向に沿う寸法よりも大きな間隔で一対のガイドレール8がX方向(
図1に矢印で示す)に沿って配置されている。
【0024】
各ガイドレール8には、このガイドレール8とでリニアモータ9を構成するスライダ11がスライド可能に設けられている。一対のスライダ11には支柱12が立設され、これら支柱12の上端には横部材13がY方向に沿って架設されている。
【0025】
上記横部材13には洗浄処理手段を構成するノズル体15が設けられている。このノズル体15は、図
2に示すように上記基板WのY方向に沿う寸法よりも長尺な中空箱形状であって、開口した上面が蓋部材16aによって閉塞された容器16を有する
(図4参照)。この容器16は上面が上記横部材13の下面に取付けられている。
【0026】
上記容器16内には内部空間を上下に隔別する状態で振動板17が設けられ、この振動板17の上面には複数の超音波振動子18(1つのみ図示)が長手方向に沿って所定間隔で設けられている。
【0027】
上記超音波振動子18には図示しない駆動電源から高周波信号が供給されるようになっている。それによって、上記超音波振動子18は超音波駆動されるから、上記振動板17が超音波振動するようになっている。
【0028】
上記容器16内の上記振動板17よりも下方の空間部には洗浄液Lが図示しない給液源に接続された給液管19を通じて所定の圧力で供給されるようになっている。上記容器16の底壁には長手方向に沿ってスリット21が形成されている。つまり、上記スリット21はY方向に沿って設けられている。なお、洗浄液Lは、上記容器16内に充満するよう、上記給液管19による供給量と、上記スリット21からの流出量が設定される。
【0029】
上記容器16内に供給されて充満した洗浄液は、上記振動板17によって超音波振動が付与され、上記容器16の底面に開口形成された上記スリット21から、Y方向に沿ってカーテン状に流出する。
【0030】
上記θ駆動源6とリニアモータ9は、上記洗浄処理手段としてのノズル体15を、上記基板Wに形成された凹溝である、上記X溝4a或いはY溝4bの方向に沿って駆動する駆動手段を構成している。
【0031】
上記容器16の一側面には上記保持テーブル2の上面に保持された基板Wの上面の高さを検出する光学式などの測定センサ22が設けられている。この測定センサ22が検出した検出信号は
図5に示す制御装置23に出力される。
【0032】
上記制御装置23は、上記リニアモータ9によって上記ノズル体15がX方向に駆動されているときに、上記測定センサ22が検出した基板Wの上面の高さに応じて上記Z駆動源7を駆動し、上記基板Wの上面と、上記ノズル体15の容器16の下面との
距離を一定に維持するようになっている。
【0033】
それによって、たとえば上記基板Wの保持状態や厚さ寸法の変化などの種々の原因によって、上記保持テーブル2の上面に保持された基板Wの上面と、上記容器16のスリット21が開口した下面との高さ寸法が変化してもその高さ寸法が一定に維持されるよう上記Z駆動源7の駆動が制御される。
【0034】
つまり、上記高さ寸法が一定に維持されることで、上記スリット21から供給される洗浄液Lを受ける上記基板Wの上面の圧力が一定に維持されるようになっている。それによって、基板Wの上面に形成された微小なカラーフィルター3に必要以上の応力が加わらないようにしている。
【0035】
なお、上記θ駆動源6、上記リニアモータ9及び上記超音波振動子18も上記制御装置23によって駆動が制御されるようになっている。
【0036】
つぎに、上記構成の洗浄処理装置1によって基板Wを洗浄処理する動作について説明する。
まず、
図1に示すように、ノズル体15を保持テーブル2の上面から外れる位置までX方向の一端側に移動させた状態で、上記保持テーブル2の上面に基板Wを供給載置する。このとき、
図6に示すように上記基板Wは上面に形成されたX溝4aが同時に矢印で示すX方向、つまり同図に鎖線で示す上記ノズル体15の長手方向に対して直交するよう位置決めされる。
【0037】
基板Wの上述した位置決めは、基板Wを上記保持テーブル2の上面に保持した後、この保持テーブル2をθ駆動源6によってθ方向に駆動して設定することができる。他の方法としては、基板Wと保持テーブルにそれぞれ設けられた位置合わせマークを撮像し、その撮像に基づいて基板Wを保持テーブルに対して位置決めしてもよい。
【0038】
図6に示すように、上記保持テーブル2に供給保持された基板WをX方向に対して位置決めしたら、上記ノズル体15に洗浄液Lを供給し、容器16内部の超音波振動子18を作動させて振動板17を超音波振動させる。
【0039】
それによって、上記振動板17によって超音波振動が付与された上記容器16内の洗浄液Lが上記容器16の下面のスリット21から流出する。上記洗浄液Lを上記容器16の下面のスリット21から流出させるとともに、リニアモータ9を駆動して上記ノズル体15を上記基板Wの一端から他端に向かう+X方向(
図6に示す)に沿って駆動する。
【0040】
それによって、上記基板Wの上面には、上記ノズル体15のスリット21から、上記ノズル体15の駆動方向に対して直交するY方向に沿って洗浄液Lがカーテン状(直線状)に供給される。
【0041】
したがって、上記ノズル体15が+X方向に駆動されながら、上記スリット21から洗浄液LがY方向に沿ってカーテン状に供給されることで、上記洗浄液Lは上記基板WのX方向と平行に位置決めされたX溝4aに沿って流れることになる。
【0042】
そのため、基板Wは上記洗浄液Lによってカラーフィルター3の上面が洗浄されるだけでなく、洗浄液Lが基板Wの上面をX方向に沿って流れることで、隣り合うカラーフィルター3間に形成されたX溝4aの内部に入り込み、そのX溝4aの内部に付着した汚れを+X方向に押し流しながら洗浄する。したがって、基板Wは上面とともにX溝4aの内部も確実に洗浄されることになる。
【0043】
このように、ノズル体15を基板WのX方向の一端側から他端側に向かって駆動し、基板WのX溝4aの洗浄が終了したならば、
図7に示すように制御装置23によって上記基板Wを保持した保持テーブル2を90度回転させ、上記基板Wに形成されたY溝4bをX方向と平行になるよう位置決めする。
【0044】
つまり、Y方向に沿うノズル体15の長手方向に対して基板WのY溝4bが直交し、しかもX方向に対して平行になるよう上記基板Wを位置決めする。
【0045】
このように、基板Wを位置決めしたならば、上記ノズル体15のスリット21から超音波振動が付与された洗浄液Lを供給しながら、上記ノズル体15をX方向の他端側から一端側に向かって駆動する。つまり、上記ノズル体15はX溝4aを洗浄した先程とは逆方向である、−X方向に駆動する。
【0046】
上記基板WのY溝4bは上記ノズル体15の移動方向と同方向であるX方向に平行に位置している。そのため、基板Wは上記スリット21から供給される洗浄液Lによって、カラーフィルター3の上面が洗浄されるだけでなく、洗浄液LがY溝4bと同じ方向である、−X方向に流れることで、隣り合うカラーフィルター3間に形成されたY溝4bの内部に入り込むから、上記Y溝4bの内部に付着した汚れを−X方向に押し流しながら洗浄する。つまり、基板Wは上面とともにY溝4bの内部も確実に洗浄されることになる。
【0047】
このように、基板Wの上面に凹溝としての多数のX溝4aとY溝4bが互いに直交する方向に形成されていても、上記X溝4aを洗浄するときには洗浄液Lを相対的に上記X溝4aに沿う方向に流れるよう供給し、上記Y溝4bを洗浄するときには洗浄液Lを相対的に上記Y溝4bに沿う方向に流れるよう供給するようにした。そのため、上記X溝4aやY溝4b内に汚れが付着していても、その汚れを洗浄液Lによって上記X溝4aやY溝4bに沿って押し流して確実に洗浄除去することが可能となる。
【0048】
上記X溝4aやY溝4bを洗浄する際、測定センサ22によって基板Wの上面とノズル体15のスリット21が開口した容器16の下面との距離が測定される。そして、上記測定センサ22の検出に基づいて上記保持テーブル2の高さがZ駆動源7によって駆動制御され、上記距離が一定に維持される。
【0049】
そのため、基板Wの上面の高さが種々の原因で変化しているような場合であっても、上記基板Wの上面と上記容器16の下面との距離が一定に維持されることで、上記基板Wの上面が上記スリット21から供給される洗浄液Lによって受ける圧力が一定になるよう制御される。
【0050】
その結果、上記基板Wの全面を同じ圧力の洗浄液Lによって洗浄できるから、基板Wの全面を均一に洗浄することができるばかりか、基板Wに形成された微細で、脆いカラーフィルター3に必要以上の圧力を加えて損傷させるのを防止することができる。
【0051】
上記実施の形態では基板が液晶表示装置のガラス基板である場合について説明したが、基板が半導体ウエーハの場合であっても、この半導体ウエーハの上面にエッチングなどによって所定方向に沿って形成された凹溝の洗浄に、この発明を適用することができる。
【0052】
また、保持テーブルとノズル体を基板に形成された凹溝の方向に沿って相対的に駆動するために、ノズル体をリニアモータによってガイドレールに沿って駆動するようにしたが、ノズル体を駆動せずに、上記保持テーブルを所定方向である、X方向に沿って駆動する構成であってもよい。
【0053】
また、基板を、凹溝が形成された面(表面)としての上面を上向きにして、保持テーブルの上面に水平に載置して洗浄処理するものとしたが、洗浄処理するときの基板の姿勢は、これに限られるものではない。
【0054】
例えば、保持テーブルをその保持面が下向きを向くように構成し、ノズル体を、スリットが上向きとなるように構成し、この保持面に、上記上面が下向きとなるように基板を保持し、この基板とノズル体とを、凹溝の方向に沿って相対移動させるようにしても良い。
【0055】
またさらに、保持テーブルをその保持面が水平面に対して90度などの所定の角度で傾斜するように構成し、ノズル体を、スリットが保持面と対向する向きとなるように構成し、この保持面に基板を保持し、この基板とノズル体とを、基板の凹溝の方向に沿って相対移動させるようにしても良い。
【0056】
このように、基板を90度などの所定の角度で傾斜させた状態で洗浄処理を行なう場合には、基板に形成された凹溝の方向が、傾斜方向に沿うように保持テーブルに保持させ、洗浄が基板における上記上面の高い位置から低い位置に向けて行なわれるように、基板とノズル体とを上記上面の傾斜方向に沿って相対移動させるようにすると良い。
【0057】
このようにした場合、洗浄が行なわれる方向、つまり、基板に対するノズル体の移動方向と、基板の上記上面を傾斜面に沿って洗浄液が自重で流れる方向とが一致することから、洗浄液がより一層凹溝に沿って流れやすくなり、凹溝に付着した汚れを押し流す力を向上させる効果がある。
【0058】
また、基板の上記上面において洗浄が完了した部分に付着している洗浄液は、ノズル体の移動方向である下方向に向けて自重で流れるか、流れ易くなるため、洗浄処理が完了した後に、基板上に洗浄液が残り難く、洗浄処理後に基板を乾燥させる必要がある場合には、その乾燥を短時間で効率よく行なうことが可能となる。
【0059】
なお、保持テーブルの保持面を水平方向に対して傾斜させて設けた場合、測定センサの検出値に基づく、基板の上記上面とノズル体のスリットが形成された面との対向間隔の調整方向は、Z軸方向、つまり、上下方向ではなく、保持テーブルの保持面に直交する方向としても良い。
【0060】
また、基板に凹溝としてX溝とY溝が形成されており、それぞれの溝に対する洗浄処理をそれぞれ1回行なうものとしたが、これに限られるものではなく、その回数や方向は、任意に設定するようにすれば良い。
【0061】
例えば、制御装置に入力手段と記憶手段とを電気的に接続して設けておき、入力手段を用いて記憶手段に、それぞれの溝に対する洗浄処理の回数(n)、すなわち、ノズル体で基板の上記上面を洗浄する回数と、その移動方向、すなわち、X溝であれば、相対移動方向を+X方向とするか−X方向とするか、n回洗浄処理を行なうのであれば、+X方向と−X方向とを交互に行なうのか、+X方向、−X方向のいずれかで行なうのか等の洗浄の条件を記憶させておくようにしても良い。また、凹溝が異なる複数の方向に沿って形成されている場合には、それぞれの溝を洗浄する場合の基板の回転角度を記憶手段に記憶させるようにしても良い。
【0062】
なお、基板にX溝とY溝が形成されており、それぞれの溝に対してn回の洗浄処理を行なう場合には、一方の溝に対する洗浄をn回連続して行なうようにしても良く、X溝とY溝の洗浄処理をn回繰り返して行なうようにしても良い。
【0063】
また、X溝とY溝とで、洗浄処理の回数を異ならせる、例えば、溝数の多い方の溝の洗浄回数を多くするようにしても良い。
【0064】
また、基板として、基板のX方向の辺に沿うX溝とY方向の辺に沿うY溝が形成された基板を例示したが、基板に形成される溝の方向や数は、これに限られるものではなく、基板の辺に対して斜めに交差する方向に延びる溝が形成されたものでも、X溝とY溝の他にこれらに傾斜する方向に延びる溝が形成されたものでも、所定の方向に沿う溝が形成された基板であれば、この発明は適用可能である。
【0065】
また、液晶表示装置のガラス基板に形成された凹溝としてのX溝とY溝を洗浄する場合を例に挙げて説明したが、半導体ウエーハやガラス基板などの基板に一方向に沿って形成された凹溝だけを洗浄する場合には、保持テーブルを回転させるθ駆動源を設けなくてもよい。
【0066】
また、洗浄処理手段としては、洗浄液に超音波振動を付与して基板に供給する例を挙げて説明したが、洗浄液に超音波振動を付与せずに基板に洗浄液を供給する構成であってもよい。
【0067】
洗浄処理手段のノズル体に形成されたスリットの向きを、基板の駆動方向に沿って傾斜させて洗浄液を供給するようにすれば、基板に供給される洗浄液がノズル体の移動方向に向かって傾斜するから、凹溝内に入り込み易くなるばかりか、洗浄液によって除去された汚れを凹溝内から排出させ易くなるから、洗浄効果を高めることが可能となる。
【0068】
また、ノズル体の容器にスリットを形成し、洗浄液を基板に対してカーテン状に供給するようにしたが、スリットに代わり容器の底壁に微小径の多数のノズル孔を微小間隔で一列に形成して洗浄液をカーテン状に供給する構成であってもよい。
【0069】
また、容器の下面を基板の上面に接近させ、容器の下面と基板の上面との間に超音波振動が付与された洗浄液を介在させた状態で、上記容器と基板とを相対的に所定方向に移動させるようにしてもよい。
【0070】
このようにすれば、スリットから洗浄液を流出させる場合に比べ、基板の上面に形成された微細な素子などに与える衝撃を低減されるから、基板の損傷を防止しながら洗浄することが可能となる。
【0071】
なお、基板における凹溝が形成された面(表面)を上面と称するようにした。したがって、基板を、凹溝が形成された面が下向きとなるように保持すれば、上面は基板の下側を向きくことなり、凹溝が形成された面が垂直となるように保持すれば、上面は横向きとなることは言うまでも無い。