JP2009000595A - Wet cleaning apparatus, and system for cleaning substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄膜太陽電池、LCD、PDP用ガラス基板および半導体基板等の基板に洗浄液を供給して所定の洗浄処理を施すウエット洗浄装置に関するものである。 The present invention relates to a wet cleaning apparatus that supplies a cleaning liquid to a substrate such as a thin film solar cell, an LCD, a glass substrate for PDP, and a semiconductor substrate to perform a predetermined cleaning process.
従来から、基板に洗浄液を供給することにより、パーティクルをはじめ、製造工程で発生した有機汚染、油脂等の汚染を除去するウエット洗浄装置が知られている。例えば特許文献1には、この種のウエット洗浄装置として、基板を搬送しながら該基板にシャワーノズルから洗浄液を供給することにより基板を洗浄するものが記載されている。
特許文献1のような装置では、基板全体に一度に斑なく洗浄液を供給することは難しく、一般には基板を停止させた状態で、又はごく低速で基板を移動させながら大量の洗浄液を基板に供給することが行われる。そのため、基板当たりに消費される洗浄液が多く、また処理時間も比較的長いという課題がある。また、洗浄液の外部飛散を防止するために基板全体を密閉した処理室内に配置する必要があり、従って、装置全体が大型化し易いという課題もある。 In an apparatus such as Patent Document 1, it is difficult to supply the cleaning liquid to the entire substrate without any spots at once. Generally, a large amount of cleaning liquid is supplied to the substrate while the substrate is stopped or while moving the substrate at a very low speed. To be done. Therefore, there is a problem that a large amount of cleaning liquid is consumed per substrate and the processing time is relatively long. In addition, in order to prevent the cleaning liquid from splashing outside, it is necessary to arrange the entire substrate in a sealed processing chamber, and thus there is a problem that the entire apparatus is easily increased in size.
近年では、ウエット洗浄を含む複数種類の処理を組み合わせたプロセス洗浄処理を基板に施す基板洗浄システムが提案されているが(例えば特開平10−209097号公報)、この種のシステムでは、システムの小型化が潜在的な課題としてある。従って、この点を解決する必要もある。 In recent years, a substrate cleaning system has been proposed in which a substrate is subjected to a process cleaning process including a combination of a plurality of types of processes including wet cleaning (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-209097). Is a potential issue. Therefore, it is necessary to solve this point.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、第1の目的は、洗浄液の消費量を抑えながら短時間で基板を効果的に洗浄でき、さらに小型化に有利なウエット洗浄装置を提供することにあり、第2の目的は、ウエット洗浄装置を含む基板洗浄システムの小型化(省スペース化)を図ることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object thereof is a wet cleaning apparatus that can effectively clean a substrate in a short time while suppressing the consumption of cleaning liquid, and is advantageous for further downsizing. The second object is to reduce the size (space saving) of the substrate cleaning system including the wet cleaning apparatus.
上記課題を解決するために、本発明のウエット洗浄装置は、水平姿勢で搬送される基板の主面に洗浄液を供給することにより所定の洗浄処理を施すウエット洗浄装置であって、洗浄液の供給口を有し、かつ基板の前記主面との間に所定間隔を隔てて対向可能な対向面を有するノズル部材と、このノズル部材に所定流量の洗浄液を供給する供給手段とを有し、基板の前記主面とノズル部材の前記対向面との隙間に洗浄液を供給することにより該隙間を液密状態とするように構成され、さらに前記供給手段は、微小気泡を含む前記洗浄液を前記ノズル部材に供給するように構成されているものである(請求項1)。 In order to solve the above-described problems, a wet cleaning apparatus according to the present invention is a wet cleaning apparatus that performs a predetermined cleaning process by supplying a cleaning liquid to a main surface of a substrate transported in a horizontal posture, and includes a cleaning liquid supply port. And a nozzle member having an opposing surface that can be opposed to the main surface of the substrate at a predetermined interval, and supply means for supplying a cleaning liquid at a predetermined flow rate to the nozzle member. The cleaning liquid is supplied to a gap between the main surface and the opposing surface of the nozzle member to make the gap liquid-tight, and the supply means supplies the cleaning liquid containing microbubbles to the nozzle member. It is comprised so that it may supply (Claim 1).
この装置によれば、基板の主面とノズル部材の前記対向面との隙間に洗浄液が供給されることにより該隙間が液密状態とされ、この状態で、基板が移動することによりその主面全体に洗浄液が供給される。従って、基板の主面全体に斑なく、速やかに洗浄液を供給することができる。また、前記対向面と基板主面との隙間を満すだけの洗浄液を供給すればよい上、洗浄液に含まれる微小気泡により高いパーティクル除去効果が発揮されるので、洗浄液の使用量を抑えることも可能となる。さらに、ノズル部材に対する基板の相対移動に伴い基板の主面全体に洗浄液を供給するものであるため、ノズル部材の前記対向面は、基板搬送方向において基板の一部分に対向する大きさで足り、従って、コンパクトな構成で基板の洗浄を行うことが可能となる。 According to this apparatus, the cleaning liquid is supplied to the gap between the main surface of the substrate and the opposing surface of the nozzle member, so that the gap is liquid-tight. In this state, the main surface is moved by moving the substrate. The cleaning liquid is supplied to the whole. Therefore, the cleaning liquid can be supplied promptly without any spots on the entire main surface of the substrate. In addition, it is only necessary to supply a cleaning liquid that fills the gap between the facing surface and the main surface of the substrate. In addition, since the fine bubbles contained in the cleaning liquid exhibit a high particle removal effect, it is possible to reduce the amount of cleaning liquid used. It becomes possible. Further, since the cleaning liquid is supplied to the entire main surface of the substrate with the relative movement of the substrate with respect to the nozzle member, the size of the facing surface of the nozzle member is sufficient to face a part of the substrate in the substrate transport direction. The substrate can be cleaned with a compact configuration.
この構成において、前記洗浄液は、前記微小気泡として直径1ミクロン(10−6m)未満の微小気泡を含むものであるのが好適である(請求項2)。 In this configuration, it is preferable that the cleaning liquid contains microbubbles having a diameter of less than 1 micron (10 −6 m) as the microbubbles (Claim 2).
この構成によると、直径1ミクロン(10−6m)未満の微小気泡(ナノバブル)のもつ機能、すなわち、微小気泡(ナノバブル)が崩壊(縮爆)する際に生じる圧力波(衝撃波)によるパーティクル等の除去機能、気泡の気液界面にパーティクルを捕捉し凝集する機能、気泡の気液界面の極性が揃うことによる気泡同士の電気的反発力による分散等の機能により基板に付着したパーティクル等を効果的に除去し、また、再付着を効果的に防止することが可能となる。そのため、基板の洗浄効果を飛躍的に高めることが可能となる。 According to this configuration, the function of microbubbles (nanobubbles) having a diameter of less than 1 micron (10 −6 m), that is, particles caused by pressure waves (shock waves) generated when microbubbles (nanobubbles) collapse (explode), etc. Effective for removing particles attached to the substrate by the function of removing bubbles, the function of capturing and agglomerating particles at the gas-liquid interface of bubbles, and the function of dispersion due to the electric repulsive force between the bubbles by aligning the polarities of the gas-liquid interface of bubbles And re-adhesion can be effectively prevented. Therefore, it is possible to dramatically improve the substrate cleaning effect.
なお、洗浄液は、前記微小気泡として直径10−7m(100nm)未満の微小気泡を含むものであるのがより好ましい。このような洗浄液を適用すれば、物質への浸透力が格段に上昇する上、気泡がより微小化する分、その内圧が高くなり、崩壊時に、より高エネルギーの圧力波が生じる。そのため、基板の洗浄効果をより一層高めることが可能となる。 In addition, it is more preferable that the cleaning liquid contains microbubbles having a diameter of less than 10 −7 m (100 nm) as the microbubbles. When such a cleaning liquid is applied, the penetrating power to the substance is remarkably increased, and the internal pressure is increased as the bubbles are further miniaturized, and a higher energy pressure wave is generated at the time of collapse. Therefore, it becomes possible to further enhance the substrate cleaning effect.
また、前記洗浄液は、オゾン水であるのが好適である(請求項3)。 The cleaning liquid is preferably ozone water (Claim 3).
この構成によると、基板表面の有機物を効果的に酸化分解することが可能となる。特に、基板の主面とノズル部材の対向面との隙間を洗浄液により液密状態として基板を洗浄する上記構成の装置で、該隙間に密にオゾン水が存在することでその活性度が保たれ易くなり、オゾン水の有する機能を良好に持続させながら高い洗浄効果を得ることが可能となる。 According to this configuration, it becomes possible to effectively oxidize and decompose organic substances on the substrate surface. In particular, in the apparatus having the above-described structure for cleaning the substrate by setting the gap between the main surface of the substrate and the opposed surface of the nozzle member in a liquid-tight state with a cleaning liquid, the activity is maintained by the presence of ozone water in the gap. It becomes easy to obtain a high cleaning effect while maintaining the function of ozone water well.
一方、本発明に係る基板洗浄システムは、上記のような(請求項1乃至3の何れか一項に記載の)ウエット洗浄装置と、当該ウエット洗浄装置とは別の洗浄処理を基板に施す一乃至複数種類の他の洗浄装置とを含むものである(請求項4)。 On the other hand, a substrate cleaning system according to the present invention applies a wet cleaning apparatus (described in any one of claims 1 to 3) as described above and a cleaning process different from the wet cleaning apparatus to a substrate. Thru | or other types of other washing | cleaning apparatuses (Claim 4).
より具体的に、前記ウエット洗浄装置を第1ウエット洗浄装置としたときに、前記他の洗浄装置として、前記第1ウエット洗浄装置による洗浄後の基板に対してブラシ洗浄を行うブラシ洗浄装置と、ブラシ洗浄後の基板に対して第1ウエット洗浄装置とは異なる洗浄液を供給することにより基板を洗浄する第2ウエット洗浄装置と、第2ウエット洗浄装置による洗浄後の基板に付着した洗浄液を除去する液除去手段とを備えているものである(請求項5)。 More specifically, when the wet cleaning apparatus is a first wet cleaning apparatus, as the other cleaning apparatus, a brush cleaning apparatus that performs brush cleaning on a substrate that has been cleaned by the first wet cleaning apparatus; By supplying a cleaning liquid different from the first wet cleaning apparatus to the substrate after the brush cleaning, a second wet cleaning apparatus for cleaning the substrate, and a cleaning liquid adhering to the substrate after the cleaning by the second wet cleaning apparatus is removed. And a liquid removal means (claim 5).
このような構成によれば、水平姿勢で搬送される基板に対して、ウエット洗浄処理(第1)、ブラシ洗浄、ウエット洗浄処理(第2)および液除去処理が順次施される。そして、第1ウエット洗浄装置として、上記のようなウエット洗浄装置が組み込まれている結果、ウエット洗浄処理(第1)を効率良く行うことができるとともに、そのコンパクトな構成を生かしてシステム全体を基板搬送方向にコンパクト化することが可能となる。この場合、第2ウエット洗浄装置として上記のような(請求項1乃至3の何れか一項に記載の)ウエット洗浄装置をさらに備えているのがより好ましい(請求項6)。 According to such a configuration, the wet cleaning process (first), the brush cleaning process, the wet cleaning process (second process), and the liquid removal process are sequentially performed on the substrate transported in a horizontal posture. As a result of incorporating the above-described wet cleaning apparatus as the first wet cleaning apparatus, the wet cleaning process (first) can be efficiently performed, and the entire system is made into a substrate by taking advantage of its compact configuration. It becomes possible to make it compact in the transport direction. In this case, it is more preferable that the second wet cleaning apparatus further includes the above-described wet cleaning apparatus (described in any one of claims 1 to 3) (claim 6).
本発明に係るウエット洗浄装置によると、洗浄液の消費量を抑えながら効果的に基板を洗浄することが可能となる。しかも、搬送中の基板の一部分に対応するようなコンパクトな構成とできるため装置の小型化を図る上でも有利となる。 According to the wet cleaning apparatus of the present invention, it is possible to effectively clean the substrate while suppressing the consumption of the cleaning liquid. In addition, since a compact configuration corresponding to a part of the substrate being transported can be achieved, it is advantageous in reducing the size of the apparatus.
また、本発明に係る基板洗浄システムによると、上記のウエット洗浄装置を組み込んだ構成であるため、複数種類の洗浄処理を含むプロセス洗浄処理を基板に施す一方で、システム全体をコンパクトな構成とすることができる。 Further, according to the substrate cleaning system according to the present invention, since the above-described wet cleaning apparatus is incorporated, the substrate is subjected to process cleaning processing including a plurality of types of cleaning processing, while the entire system has a compact configuration. be able to.
本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る基板洗浄システムの一例を模式的に示している。この図に示す基板洗浄システムは、例えば薄膜太陽電池用ガラス基板の製造ラインに組み込まれるシステムであり、ガラス基板S(以下、基板Sと略す)に付着したパーティクルをはじめ有機汚染、油脂等の汚染を除去するものである。 FIG. 1 schematically shows an example of a substrate cleaning system according to the present invention. The substrate cleaning system shown in this figure is a system incorporated in a production line for a glass substrate for a thin film solar cell, for example, and contaminates organic particles, oils and fats as well as particles adhering to a glass substrate S (hereinafter referred to as substrate S). Is to be removed.
この基板洗浄システムは、洗浄処理の略密閉されたチャンバ1を有しており、このチャンバ1内に複数の洗浄部を備えている。具体的には、上工程側(同図では左側)から順に第1ウエット洗浄部10、ブラシ洗浄部11、第2ウエット洗浄部12および液切り洗浄部13が配備されている。チャンバ1内には、搬送ローラ2が所定間隔で配備されており、これら搬送ローラ2により構成される搬送路に沿って基板Sが水平姿勢で搬送されながら、基板Sの上下両面を主面(つまり処理対象面)として、順次、各処理部10〜13において所定の洗浄処理が施される構成となっている。なお、この例では、第1ウエット洗浄部10および第2ウエット洗浄部12が本発明に係るウエット洗浄装置に相当する。
The substrate cleaning system has a chamber 1 that is substantially sealed for cleaning processing, and includes a plurality of cleaning units in the chamber 1. Specifically, a first
各洗浄部10〜13の構成は以下の通りである。なお、以下の説明において「上流側」「下流側」というときには基板Sの搬送方向を基準とする。 The structure of each washing | cleaning part 10-13 is as follows. In the following description, “upstream side” and “downstream side” are based on the transport direction of the substrate S.
[1]第1ウエット洗浄部10
第1ウエット洗浄部10は、基板Sに洗浄液を供給する液ノズル20(ノズル部材)と、その下流側に配置されるエアノズル40と、前記液ノズル20に対する洗浄液の供給系統(供給手段)と、エアノズル40に対するエアの供給系統とを含んでいる。洗浄液としては後記オゾンナノバブル水が用いられている。
[1] First
The first
液ノズル20は、図2に示すように、基板Sの搬送方向に貫通する上下方向に扁平な断面矩形の中空部26を有しており、基板Sをこの中空部26に通すことにより基板Sの一部分(搬送方向における一部分)を囲繞するとともに、当該部分に対してオゾンナノバブル水を供給する構成となっている。
As shown in FIG. 2, the
具体的には、中空部26を構成する上下の壁面として、基板Sとの間に所定隙間を隔てた状態で対向可能な上下一対の対向面22が設けられ、これら対向面22の上流端近傍にそれぞれ供給口24aが形成されている。これらの供給口24aは、液ノズル20の上下両側に各々設けられたバッファ部24に連通しており、これにより各バッファ部24に導入されるオゾン水を上下の供給口24aを介して中空部26内に供給し得る構成となっている。
Specifically, a pair of upper and lower opposing
なお、前記対向面22の間隔hは、基板Sの通過中に基板Sの上下各面と対向面22との隙間が液密状態となるように、詳しくは、オゾン水の表面張力により基板Sと上下の対向面22との間に液溜まりが形成されるように、液ノズル20に供給されるオゾンナノバブル水の流量に基づいて設定されており、例えば実施形態では、厚さt=6mmの基板Sに対して前記間隔hが9〜12mmに設定されている。
The interval h between the opposing surfaces 22 is more specifically determined so that the gap between the upper and lower surfaces of the substrate S and the opposing
オゾンナノバブル水の供給系統は、図1に示すように、タンク30、液供給管32および液回収管33を含んでおり、タンク30に貯溜される純水をポンプ34の作動により液供給管32を通じて送液しつつその途中でオゾンナノバブル水を生成し、これを前記液ノズル20に供給する一方で、液ノズル20から流下する使用後のオゾンナノバブル水を、液回収管33を通じてタンク30に戻す構成となっている。なお、第1ウエット洗浄部10は、後記仕切壁1aによりブラシ洗浄部11から隔離されており、従って、使用後のオゾンナノバブル水は、ブラシ洗浄部11で使用される洗浄液(アルカリ水素水(アルカリ水素ナノバブル水)と混ざることなく回収される。
As shown in FIG. 1, the ozone nanobubble water supply system includes a
液供給管32には、タンク30側から順にガス溶解モジュール35およびナノバブル発生器36が介設されている。ガス溶解モジュール35は、加圧したオゾンガスを、溶解膜(樹脂製薄膜)を通して純水に溶解させ、これにより純水に対して飽和濃度までオゾンを溶解させたオゾン水を生成するものである。一方、ナノバブル発生器36は、ガス溶解モジュール35で生成されたオゾン水中にオゾンガスを注入することによりナノバブル(オゾンガスナノバブル;直径10−6m未満、好ましくは10−7m未満のオゾンガスからなる微小気泡)を発生させる装置である。この構成により、第1ウエット洗浄部10では、前記洗浄液として大凡1ミリリットル中に数万個から数百万個のナノバブルが含まれたオゾンナノバルブ水(オゾン水+オゾンガスナノバブル)を基板Sに供給して該基板Sの洗浄を行う。
A gas dissolution module 35 and a
前記タンク30には新液導入管37と旧液導出管38とが接続されており、新液導入管37を通じて純水をタンク30に常時導入する一方で、一定量を超えるタンク30内の純水をオーバーフローさせながら旧液導出管38を通じて廃液する構成となっている。
A new
エアノズル40は、基板上面に残ったオゾンナノバブル水を簡易的に除去するもので、液ノズル20の下流側であって搬送ローラ2の上方に配置されている。エアノズル40は、基板Sの幅方向(基板搬送方向と直交する方向)に連続的に、あるいは断続的に延びるスリット状のエア吐出口を有し、図3に示すように、液ノズル20を通過して前記中空部26から出てくる基板Sの上面に対してその上流側から下流側に向かって斜め下向きに高圧エアを吹き付けるように構成されている。
The
エアノズル40に対するエアの供給系統としては、図1に示すように、エア供給源44に通じるエア供給管42が設けられている。
As an air supply system for the
なお、第1ウエット洗浄部10は、チャンバ1内に設けられた仕切壁1aによって他の洗浄部11〜13から隔離されるとともに液回収管33を通じて図外の吸引手段により吸引されている。これにより第1ウエット洗浄部10での洗浄処理に伴い発生するオゾンの外部への漏洩が防止される構成となっている。
The first
[2]ブラシ洗浄部11
ブラシ洗浄部11は、図外の駆動手段により回転駆動されるロールブラシ50と、ロールブラシ50に対して洗浄液を吹き付けるスプレーノズル52と、前記スプレーノズル52に対する洗浄液の供給系統とを備えており、ロールブラシ50を基板Sに摺接させて基板Sに付着したパーティクル等の異物を除去することにより基板Sを洗浄するように構成されている。ロールブラシ50は、図示の例では、基板Sの上面および下面を洗浄するものとしてそれぞれ2つずつ設けられている。
[2]
The
スプレーノズル52は、各ロールブラシ50の近傍に配備されており、洗浄液としてアルカリ水素水を前記ロールブラシ50に吹き付け、各ロールブラシ50に付着した異物(汚染物)を除去洗浄する構成となっている。つまり、アルカリ水素水は、基板Sの洗浄ではなく主にロールブラシ50の洗浄に使用される。
The
スプレーノズル31に対するアルカリ水素水の供給系統は、図1に示すように、タンク60、液供給管62および液回収管63等を含んでおり、ポンプ64の作動によりタンク60に貯溜される水素水を給送しつつ、液供給管62の途中部分に介設される注入ユニット66により所定量のアンモニア水、あるいはコリン等のアルカリを注入することにより前記アルカリ水素水を生成してこれを各スプレーノズル52に供給する一方、使用後のアルカリ水素水を、第2ウエット洗浄部12で使用される後記水素水と共に液回収管63を通じてタンク60に回収する構成となっている。
As shown in FIG. 1, the supply system of alkaline hydrogen water to the spray nozzle 31 includes a
前記タンク60には、旧液導出管68が接続されており、一定量を超えるタンク60内の水素水をオーバーフローさせながら旧液導出管68を通じて廃液する構成となっている。すなわち、使用後のアルカリ水素水に対して第2ウエット洗浄部12で使用された水素水を合流させて回収することにより、前記アルカリ水素水の生成に使用可能な一定量の水素水、つまりpH値が所定値以下となる水素水をタンク60内に貯溜する構成となっている。
An old
図示を省略するが、タンク60には、貯溜された水素水のpH値を検出するpHセンサが設けられており、前記注入ユニット66は、このpHセンサの検出値に基づきアンモニア水等のアルカリの注入量を制御する。これによって所定のpH値を有するアルカリ水素水が生成されるようになっている。当実施形態では、注入ユニット66はpH=9〜11程度のアルカリ水素水を生成するように構成されており、これによって効果的にロールブラシ50の洗浄が行われる。つまり、基板Sのブラシ洗浄ではブラシに付着した汚染物は負のゼータ電位を有するが、上記のようにアルカリ水素水(塩基性溶液)をロールブラシ50に供給すると、ブラシ表面の電荷が汚染物と同じ負の電荷に変化し、これによってブラシと汚染物とが反発しロールブラシ50に付着した汚染物が効果的に除去される。同様に、基板Sも負に帯電しており、従って除去した汚染物の基板Sへの再付着も有効に防止される。
Although not shown, the
なお、後述する通り、第2ウエット洗浄部12では水素水として水素ナノバブルを含む水素ナノバルブ水を使用している。水素ナノバブルはその寿命が比較的長く、従って、基板洗浄後、タンク60に回収される水素水にも多くの水素ナノバルブが含まれている。従って、上記ブラシ洗浄部11の説明では、便宜上、洗浄液はアルカリ水素水と説明したが、実際には、水素ナノバルブを含むアルカリ水素ナノバルブ水が使用されていることとなる。
As will be described later, the second
[3]第2ウエット洗浄部12
第2ウエット洗浄部12は、ブラシ洗浄後の基板Sに対して仕上げ洗浄処理を施すもので、基板Sに洗浄液を供給する液ノズル70と、この液ノズル70に対する洗浄液の供給系統とを用いる。この第2ウエット洗浄部12では、洗浄液として水素ナノバブル水が用いられる。
[3] Second
The second
図示を省略するが、液ノズル70の構成は、基本的には第1ウエット洗浄部10の液ノズル20と共通である。つまり、液ノズル70は、基板Sの搬送方向に貫通する上下方向に扁平な断面矩形の中空部を有し、搬送中の基板Sをこの中空部に通すことにより基板Sの一部分(搬送方向における一部分)を囲繞した状態で、当該中空部内において基板Sに洗浄液を供給する構成となっている。なお、以下の説明において、液ノズル70のうち液ノズル20と共通する構成部分については該液ノズル20と同一符号を用いて説明する。
Although not shown, the configuration of the
液ノズル70に対する洗浄液の供給系統としては、図外の純水供給源に接続される供給管72が設けられている。この供給管72には、第1ウエット洗浄部10と同様にガス溶解モジュール73およびナノバブル発生器74が介設されている。
As a supply system of the cleaning liquid to the
ガス溶解モジュール73は、水素ガスを、溶解膜(樹脂製薄膜)を通して純水に溶解させることにより水素水を生成するもので、ナノバブル発生器73は、ガス溶解モジュール73で生成された水素水中に水素ガスを注入することによりナノバブル(水素ガスナノバブル;直径10−6m未満、好ましくは10−7m未満の水素ガスからなる微小気泡)を発生させる装置である。この構成により、第2ウエット洗浄部12では、前記洗浄液として、大凡1ミリリットル中に数万個から数百万個のナノバブルが含まれた水素ナノバルブ水(水素水+水素ガスナノバブル)を基板Sに供給して該基板Sの洗浄を行う。
The
[4]液切り洗浄部13
液切り洗浄部13は、搬送中の基板Sに上下両側から高圧エアを吹き付ける一対のエアノズル80と、これらエアノズル80にエアを供給するエア供給系統とを備えており、いわゆるエアーナイフを形成することにより基板Sに残った洗浄液(水素ナノバルブ水)を除去する構成となっている。
[4] Liquid
The liquid
各エアノズル80は、基板Sの搬送経路を挟んで上下両側に設けられており、それぞれ基板Sの幅方向に連続するスリット状のエア吐出口を有し、下流側から上流側に向って基板Sに対して斜め方向に帯状のエアを吹き付ける(エアーナイフを形成する)構成とされている。エアノズル80に対するエアの供給系統としては、図外の前記エア供給源に通じる供給管82等を備えている。このエア供給管82は、例えば第1ウエット洗浄部10の前記エアノズル40のエア供給管42から分岐することにより設けられている。
Each
以上のような基板洗浄システムにおいて、基板Sは、搬送ローラ2の駆動によりチャンバ1内に搬送される。基板Sの搬送に伴い、チャンバ入口部分に配置される基板検知センサ3により基板先端が検知されると、第1ウエット洗浄部10が駆動され、以降、基板Sの搬送速度に基づき予め設定されたタイミングで各洗浄部11〜13が順次駆動される。
In the substrate cleaning system as described above, the substrate S is transported into the chamber 1 by driving the
第1ウエット洗浄部10が駆動されると、液ノズル20への洗浄液(オゾンナノバブル水)の供給が開始される共にエアノズル40へのエアの供給が開始される。そして、基板Sの搬送に伴い、液ノズル20の前記中空部26内を基板Sが通過することにより中空部26内の各供給口24aから基板Sの上下各面に洗浄液が供給され、これにより基板Sが洗浄される。ここで、基板Sが液ノズル20内を移動する間は、基板Sの上下各面と中空部26の上下対向面22との間に上記の通り液溜まりが形成され、これにより図2に示すように基板Sの上下各面と対向面22との間が液密状態とされる。従って、基板Sの上下各面にはその移動に伴い斑なく、速やかに洗浄液が供給される。特に、洗浄液としてオゾンナノバブル水が使用される第1ウエット洗浄部10では、このように基板Sの上下各面に液密状態でオゾンナノバブル水が供給されることで、オゾンの有する酸化分解作用と、後述するナノバルブ水の有するパーティクル等の除去機能が極めて効果的に発揮され、その結果、液ノズル20を通過する僅かの時間で高い洗浄効果が得られる。
When the first
なお、液ノズル20は、前記中空部26の幅方向の寸法が基板Sよりも充分に大きく設定されている。そのため、基板Sの上下各面と前記対向面22との間に液溜まりが形成される一方で、基板Sの両外側の部分では、図3に示すように、洗浄液が液ノズル20の開口部分を通じて流下することとなる。つまり、供給口24aから中空部26内に新規洗浄液が導入されつつ液ノズル20の開口部分両端から流下することで、基板Sの上下各面に形成される液溜まり部分(オゾンナノバブル水)の活性が高レベルに維持される。
In the
また、基板Sのうち液ノズル20を通過した部分に対しては、エアノズル40によってその上面に高圧エアが吹き付けられる。これにより液切りが行われるとともに、基板Sの上面と前記対向面22との間に存する洗浄液の流動、すなわち基板搬送に伴う同搬送方向下流側への流動が抑制され、基板Sの上面と前記対向面22との間の液密状態(液溜まり)が良好に保持されることとなる。なお、この実施形態では、基板Sの上面側にのみ対応してエアノズル40を設けているが、下面側についても同様にエアノズル40を設けるようにしてもよい。
Further, high pressure air is blown onto the upper surface of the substrate S through the
第1ウエット洗浄部10での洗浄が終了した基板Sは、次いでブラシ洗浄部11に搬入される。ブラシ洗浄部11では、各ロールブラシ50が回転駆動され、基板Sの搬送に伴いその上下各面に対して各ロールブラシ50が摺接されることにより基板Sの洗浄が行われる。基板Sの洗浄中、各ロールブラシ50にはスプレーノズル52からアルカリ水素水(アルカリ水素ナノバルブ水)が吹き付けられ、これによって上述の通りロールブラシ50に付着した汚染物の除去効果が高められ、当該汚染物の基板Sの再付着が防止される。
The substrate S that has been cleaned in the first
ブラシ洗浄部11を通過した基板Sは、次いで第2ウエット洗浄部12に搬入される。ここでは、上述した第1ウエット洗浄部10と同様に、基板Sが液ノズル70内を移動する間に、基板Sの上下各面と液ノズル70内の上下対向面22との間に洗浄液(水素ナノバルブ水)の液溜まりが形成され、これにより基板Sの上下各面と対向面22との隙間が液密状態とされて基板Sの洗浄が行われる。
The substrate S that has passed through the
第2ウエット洗浄部12での洗浄が終了した基板Sは、最後に液切り洗浄部13に搬入され、ここでその上下各面に対して高圧エアが吹き付けられることにより、基板Sに付着した洗浄液(水素ナノバブル水)が除去される。これにより基板洗浄システムにおける基板Sの一連の洗浄処理が終了することなる。
The substrate S that has been cleaned by the second
以上のような基板洗浄システムによると、ウエット洗浄部として、上記のようなウエット洗浄部10,12が組み込まれているため、洗浄液(オゾンナノバブル水、水素ナノバルブ水)の消費量を抑えながら効果的に基板Sを洗浄することができる。すなわち、上記ウエット洗浄部10等によると、基板Sの主面(上下各面)と液ノズル20の前記対向面22との隙間に洗浄液が供給されることにより該隙間が液密状態とされ、この状態で、基板Sが移動することによりその主面全体に洗浄液が供給される。従って、基板Sの移動に伴い、基板Sの主面全体に斑なく、速やかに洗浄液を供給することが可能であり、しかも、前記対向面22と基板主面との隙間を満たすだけの洗浄液を供給すればよいため、シャワー状に洗浄液を供給する場合に比べると洗浄液の使用量を効果的に抑えることができる。
According to the substrate cleaning system as described above, since the
特に、上記ウエット洗浄部10,12では、直径10−6m未満(好ましくは10−7m未満)の微小気泡であるナノバブルを含む洗浄液を用いるので、ナノバブルのもつ機能、すなわち、微小気泡(ナノバブル)が崩壊(縮爆)する際に生じる圧力波(衝撃波)によるパーティクル除去機能、気泡の気液界面にパーティクルを捕捉し凝集する機能、気泡の気液界面の極性が揃う(気泡が負に帯電する)ことによる気泡同士の電気的反発力による分散等の機能により、基板に付着したパーティクル等が効果的に除去され、また、その再付着が効果的に防止され、その結果、短時間で高い洗浄効果が発揮される。従って、この点が、ウエット洗浄における洗浄液の消費量を抑えながら短時間で効果的に基板Sを洗浄する上で大きく貢献する。
In particular, the
また、液ノズル20,70は、基板搬送方向において基板Sの一部分を囲繞する大きさで足るためコンパクトであり、従って、基板全体にシャワー状に洗浄液を供給するものと比べると占有スペースが小さくて済む。従って、ウエット洗浄部10,12の小型化を図ることができ、また、このようにウエット洗浄部10,12を小型化できる分、基板洗浄システムについても小型化が可能となる。
In addition, the
ところで、上述した基板洗浄システムは、本発明に係る基板洗浄システムの好ましい実施形態の一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The above-described substrate cleaning system is an example of a preferred embodiment of the substrate cleaning system according to the present invention, and the specific configuration thereof can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態の第1ウエット洗浄部10では、液供給管32にガス溶解モジュール35およびナノバブル発生器36を介設することにより、洗浄液としてオゾンナノバルブ水(オゾン水+オゾンガスナノバブル)を生成し使用する構成であるが、装置構成の簡略化を図るためにガス溶解モジュール35を省略してもよい。この場合の洗浄液は、純水中にオゾンガスが注入されたナノバブル水(純水+オゾンガスナノバブル)となるが、実際には、オゾンガスが純水に溶解することで、低濃度ではあるが実施形態と同様のオゾンナノバルブ水(オゾン水+オゾンガスナノバブル)が生成されて基板Sに供給されることとなる。
For example, in the first
また、第1ウエット洗浄部10では洗浄液としてオゾン水(オゾンナノバブル水)を、液ノズル20では洗浄液として水素水(水素ナノバブル水)をそれぞれ適用しているが、勿論、洗浄液の種類はこれ以外のものでもよい。また、ウエット洗浄部10,12では、直径10−6m未満の微小気泡であるナノバブルを含む洗浄液を用いているが、勿論、ナノバブル以外の微小気泡、例えば直径10μm〜数十μm程度のマイクロバブルを含む洗浄液を適用することも可能である。但し、実施形態のように直径10−6m未満(好ましくは直径10−7m未満)の微小気泡であるナノバブルを含む洗浄液によれば、微小気泡(ナノバブル)が崩壊(縮爆)する際に生じる圧力波(衝撃波)によって非常に高い洗浄効果を得ることができ、また、パーティクルを捕捉し凝集する機能や気泡同士の電気的反発力による分散等の機能と相俟って、少量の洗浄液で短時間に効率的に基板Sを洗浄することができる。従って、本願の課題を解決する上では、実施形態のようなナノバルブを含む洗浄液を適用するのが有効となる。
The first
また、洗浄液に含まれる微小気泡は、オゾンや水素以外に、エア(空気)、酸素、窒素、アルゴン、塩素、フッ素等の各種ガスの微小気泡であってもよく、これらの場合も高いパーティクル除去効果を奏することができる。また、例えば金属薄膜の除去には、塩素ガスの微小気泡を含んだ洗浄液を用いることができ、エッチングを伴う有機物除去等にはフッ素ガスの微小気泡を含んだ洗浄液を用いることが可能である。 The fine bubbles contained in the cleaning liquid may be fine bubbles of various gases such as air (air), oxygen, nitrogen, argon, chlorine, fluorine, etc. in addition to ozone and hydrogen. There is an effect. Further, for example, a cleaning liquid containing fine chlorine gas bubbles can be used for removing the metal thin film, and a cleaning liquid containing fine fluorine gas bubbles can be used for removing organic substances accompanying etching.
また、実施形態の基板洗浄システムは、第1ウエット洗浄部10、ブラシ洗浄部11、第2ウエット洗浄部12および液切り洗浄部13が設けられた構成となっているが、これは基板Sのプロセス洗浄を行うシステムの一例であり、基板洗浄システムを構成する洗浄部の組合せはこれ以外のものであってもよい。例えば、洗浄部として、紫外線照射処理およびイオン化気体吹き付け処理等のドライ洗浄を行う洗浄部をさらに組み込むことも可能である。
Further, the substrate cleaning system of the embodiment has a configuration in which a first
また、上記実施形態では、薄膜太陽電池用のガラス基板を対象とする基板洗浄システム(ウエット洗浄装置)について本発明の適用例について説明したが、勿論、本発明の基板洗浄システム(ウエット洗浄装置)は、LCD、PDP用ガラス基板や、半導体基板等のその他の基板洗浄システム(ウエット洗浄装置)としても適用可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the application example of this invention was demonstrated about the substrate cleaning system (wet cleaning apparatus) which targets the glass substrate for thin film solar cells, of course, the substrate cleaning system (wet cleaning apparatus) of this invention is demonstrated. Can also be applied as other substrate cleaning systems (wet cleaning devices) such as LCD and PDP glass substrates and semiconductor substrates.
1 チャンバ
10 第1ウエット洗浄部
11 ブラシ洗浄部
12 第2ウエット洗浄部
13 液切り洗浄部
20,70 液ノズル
40,80 エアノズル
50 ロールブラシ
52 スプレーノズル
S 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
洗浄液の供給口を有し、かつ基板の前記主面との間に所定間隔を隔てて対向可能な対向面を有するノズル部材と、このノズル部材に所定流量の洗浄液を供給する供給手段とを有し、基板の前記主面とノズル部材の前記対向面との隙間に洗浄液を供給することにより該隙間を液密状態とするように構成され、さらに、前記供給手段は、微小気泡を含む前記洗浄液を前記ノズル部材に供給することを特徴とするウエット洗浄装置。 A wet cleaning apparatus that performs a predetermined cleaning process by supplying a cleaning liquid to a main surface of a substrate conveyed in a horizontal posture,
A nozzle member having a cleaning liquid supply port and having a facing surface that can be opposed to the main surface of the substrate at a predetermined interval; and a supply means for supplying a cleaning liquid at a predetermined flow rate to the nozzle member. The cleaning liquid is supplied to the gap between the main surface of the substrate and the facing surface of the nozzle member to make the gap liquid-tight, and the supply means includes the cleaning liquid containing microbubbles. Is supplied to the nozzle member.
前記洗浄液は、前記微小気泡として直径1ミクロン未満の微小気泡であるナノバブルを含むことを特徴とするウエット洗浄装置。 The wet cleaning apparatus according to claim 1,
The wet cleaning apparatus, wherein the cleaning liquid includes nanobubbles as microbubbles having a diameter of less than 1 micron.
前記洗浄液は、オゾン水であることを特徴とするウエット洗浄装置。 The wet cleaning apparatus according to claim 1 or 2,
The wet cleaning apparatus, wherein the cleaning liquid is ozone water.
前記ウエット洗浄装置を第1ウエット洗浄装置としたときに、前記他の洗浄装置として、前記第1ウエット洗浄装置による洗浄後の基板に対してブラシ洗浄を行うブラシ洗浄装置と、ブラシ洗浄後の基板に対して第1ウエット洗浄装置とは異なる洗浄液を供給することにより基板を洗浄する第2ウエット洗浄装置と、第2ウエット洗浄装置による洗浄後の基板に付着した洗浄液を除去する液除去手段とを備えていることを特徴とする基板洗浄システム。 The substrate cleaning system according to claim 4, wherein
When the wet cleaning apparatus is the first wet cleaning apparatus, as the other cleaning apparatus, a brush cleaning apparatus that performs brush cleaning on the substrate cleaned by the first wet cleaning apparatus, and a substrate after brush cleaning On the other hand, there are provided a second wet cleaning apparatus for cleaning the substrate by supplying a cleaning liquid different from the first wet cleaning apparatus, and a liquid removing means for removing the cleaning liquid adhering to the substrate after the cleaning by the second wet cleaning apparatus. A substrate cleaning system comprising:
前記第2ウエット洗浄装置として、請求項1乃至3の何れか一項に記載のウエット洗浄装置を備えていることを特徴とする基板洗浄システム。 The substrate cleaning system according to claim 5, wherein
A substrate cleaning system comprising the wet cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 3 as the second wet cleaning apparatus.
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