基板処理装置および基板処理方法
【課題】マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を使用する基板処理装置および基板処理方法において、基板に対してマイクロバブルまたはナノバブルを効果的に作用させることができる技術を提供する。
【解決手段】マイクロバブル洗浄処理部４０は、圧送される洗浄液中に注入する窒素ガスの流量を調節することにより、洗浄液中に含まれるマイクロバブルのサイズを調節することができる。このため、除去対象となるパーティクルのサイズに応じて最適なサイズのマイクロバブルを多量に供給することができ、基板に対してマイクロバブルを効果的に作用させることができる。
【解決手段】マイクロバブル洗浄処理部４０は、圧送される洗浄液中に注入する窒素ガスの流量を調節することにより、洗浄液中に含まれるマイクロバブルのサイズを調節することができる。このため、除去対象となるパーティクルのサイズに応じて最適なサイズのマイクロバブルを多量に供給することができ、基板に対してマイクロバブルを効果的に作用させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、半導体ウエハ、磁気／光ディスク用のガラス／セラミックス基板などの各種基板に処理液を供給して基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板の製造工程においては、基板の表面に処理液を供給して基板を処理する基板処理装置が知られている。特に、近年では、マイクロバブルを含む処理液を基板の表面に供給し、基板に対する処理効果を向上させる試みがなされている。マイクロバブルを含む処理液を使用すれば、例えば、基板の表面に付着したパーティクルを効率よく除去することができる。
【０００３】
従来の基板処理装置では、例えば、気液混合ポンプ、旋回加速器、および分散器を有するマイクロバブル発生装置や、ガス溶解ユニットを有するマイクロバブル発生装置を使用して処理液中にマイクロバブルを発生させていた。マイクロバブルを利用した従来の基板処理装置については、例えば、特許文献１〜３に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２１９６２号公報
【特許文献２】特開２００５−９３８７３号公報
【特許文献３】特開２００６−１７９７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のマイクロバブル発生装置から発生するマイクロバブルのサイズは、所定の径を中心としたほぼ正規分布状のばらつきを有しており、そのサイズを制御することは困難であった。このため、処理対象の基板に応じて最適なサイズのマイクロバブルを多量に供給することはできなかった。例えば、基板の洗浄工程にマイクロバブルを利用する場合には、除去対象となるパーティクルのサイズに応じて最適なサイズのマイクロバブルを多量に供給することはできなかった。したがって、従来の基板処理装置では、基板に対してマイクロバブルを必ずしも効果的に作用させることはできなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を使用する基板処理装置および基板処理方法において、基板に対してマイクロバブルまたはナノバブルを効果的に作用させることができる技術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】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液により基板を処理する基板処理装置において、処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生手段と、処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節手段と、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記処理液供給手段は、基板に向けて処理液を吐出するノズルと、前記ノズルに処理液を圧送するための配管とを有し、前記バブル発生手段は、前記配管内の処理液中に気体を注入する気体注入手段を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板処理装置において、前記ノズルは、基板に向けて処理液を平面状の飛沫として吐出することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の基板処理装置において、前記サイズ調節手段は、前記気体注入手段により注入される気体の流量を調節する流量調節手段を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項２から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置において、基板に供給される処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルの数を調節するバブル数調節手段を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記バブル数調節手段は、前記配管内において圧送される処理液の圧力を調節する圧力調節手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項２から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理液供給手段は、前記配管の前記気体注入手段よりも上流側の位置に介挿されたフィルタを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る発明は、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液により基板を処理する基板処理方法において、処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生工程と、処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節工程と、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜７に記載の発明によれば、基板処理装置は、処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生手段と、処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節手段と、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給手段とを備える。このため、処理対象の基板に対してマイクロバブルまたはナノバブルを効果的に作用させることができる。
【００１６】
特に、請求項２に記載の発明によれば、処理液供給手段は、基板に向けて処理液を吐出するノズルと、ノズルに処理液を圧送するための配管とを有し、バブル発生手段は、配管内の処理液中に気体を注入する気体注入手段を有する。処理液中に注入された気体の一部は処理液中に溶解し、ノズルから吐出される際の圧力低下により微小なマイクロバブルまたはナノバブルとなって発生する。また、処理液中に注入された残余の気体は気泡の状態で配管内を流れ、圧送される処理液中において剪断されてマイクロバブルまたはナノバブルとなる。このため、大型のマイクロバブル発生装置を使用することなく、簡易な構成でマイクロバブルまたはナノバブルを発生させることができる。
【００１７】
特に、請求項３に記載の発明によれば、ノズルは、基板に向けて処理液を平面状の飛沫として吐出する。このため、基板の表面に隙間なく洗浄液を供給することができるとともに、基板の上面に所定の物理的衝撃を与えることができる。
【００１８】
特に、請求項４に記載の発明によれば、サイズ調節手段は、気体注入手段により注入される気体の流量を調節する流量調節手段を有する。このため、配管内において結合されるマイクロバブルまたはナノバブルの量を調節することにより、基板上に供給されるマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを容易に制御することができる。
【００１９】
特に、請求項５に記載の発明によれば、基板に供給される処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルの数を調節するバブル数調節手段を更に備える。このため、処理対象の基板に応じてマイクロバブルまたはナノバブルを十分に作用させることができる。
【００２０】
特に、請求項６に記載の発明によれば、バブル数調節手段は、配管内において圧送される処理液の圧力を調節する圧力調節手段を有する。このため、基板に供給される処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルの数を容易に調節することができる。
【００２１】
特に、請求項７に記載の発明によれば、処理液供給手段は、配管の気体注入手段よりも上流側の位置に介挿されたフィルタを有する。このため、処理液中の異物を濾過して清浄な処理液を供給することができる。また、マイクロバブルまたはナノバブルはフィルタよりも下流側で発生するため、マイクロバブルまたはナノバブルがフィルタに塞き止められることはなく、マイクロバブルまたはナノバブルを効率よく基板に供給することができる。
【００２２】
また、請求項８に記載の発明によれば、基板処理方法は、処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生工程と、処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節工程と、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給工程とを備える。このため、処理対象の基板に対してマイクロバブルまたはナノバブルを効果的に作用させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
＜１．基板処理システムの全体構成＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１の全体構成を示した概略図である。基板処理装置１は、液晶表示装置用の角形ガラス基板（以下、単に「基板」という）９の表面を洗浄し、基板９上に付着した有機物やパーティクル等の異物を除去するための装置である。図１に示したように、基板処理装置１は、主としてＵＶ処理部１０と、ブラシ処理部２０と、置換水洗部３０と、マイクロバブル洗浄処理部４０と、リンス処理部５０とを備えている。また、基板処理装置１は、基板９を搬送するための複数の搬送ローラ６０を備えており、複数の搬送ローラ６０を回転させることにより、基板９を図中矢印ＡＲの方向に搬送する。
【００２５】
ＵＶ処理部１０は、基板９の上面に紫外線を照射し、基板９の上面に付着した有機物を分解するための処理部である。ＵＶ処理部１０は、搬送ローラ６０上の基板９の上面に向けて、例えば１８０〜２４０ｎｍ程度の波長を有する紫外線を照射する。基板９の上面に付着した有機物は、紫外線の照射により分解され、基板９の上面から遊離しやすい状態となる。
【００２６】
ブラシ処理部２０は、ＵＶ処理部１０において分解された分解物を基板９の上面から遊離させるための処理部である。ブラシ処理部２０は、基板９の上面に洗浄液を供給するとともにブラシを摺接させ、上記分解物を基板９の上面から十分に遊離させる。なお、基板９上に供給される洗浄液は、洗浄能力の高い薬液であってもよく、あるいは、純水であってもよい。
【００２７】
置換水洗部３０は、基板９上に残存する洗浄液や分解物等を洗い流すための処理部である。置換水洗部３０は、純水供給源に接続された図示しないノズルを有しており、当該ノズルから基板９の上面に純水を吐出することにより、基板９上の洗浄液や分解物等を洗い流す。これにより、基板９の表面は、洗浄液に被覆された状態から純水に被覆された状態に置換される。
【００２８】
マイクロバブル洗浄処理部４０は、マイクロバブルを含む洗浄液により、基板９の上面に付着した微細なパーティクル（例えば、０．１μｍ〜数μｍ程度のパーティクル）を除去するための処理部である。マイクロバブル洗浄処理部４０は、７０μｍ以下の微小気泡であるマイクロバブルを含む洗浄液を所定のノズルから吐出させ、基板９上に付着した微小なパーティクルを洗い流して除去する。マイクロバブル洗浄処理部４０の詳細な構成については後述する。
【００２９】
リンス処理部５０は、基板９の上面に残存する洗浄液を洗い流すための処理部である。リンス処理部５０は、純水供給源に接続された図示しないノズルを有しており、当該ノズルから基板９の上面に純水を吐出することにより、基板９上の洗浄液を洗い流す。これにより、基板９の表面は純水に被覆された状態となる。
【００３０】
このような基板処理装置１において基板９を処理するときには、搬送ローラ６０を動作させて基板９を搬送しつつ、ＵＶ処理部１０、ブラシ処理部２０、置換水洗部３０、マイクロバブル洗浄処理部４０、およびリンス処理部５０における上記の各処理を基板９に対して順次に行う。
【００３１】
＜２．マイクロバブル洗浄処理部＞
図２は、上記のマイクロバブル洗浄処理部４０の詳細な構成を示した図である。図２に示したように、マイクロバブル洗浄処理部４０は、搬送ローラ６０の上方に配置されたスプレーノズル４１と、スプレーノズル４１に洗浄液を供給する洗浄液供給部４２とを備えている。
【００３２】
スプレーノズル４１は、基板９の搬送方向と直交する水平方向にのびる柱状の外形を有している。スプレーノズル４１の内部には洗浄液を貯留するための空洞が形成されており、また、スプレーノズル４１の下部には洗浄液を吐出するための複数の吐出孔４１ａが形成されている。このため、洗浄液供給部４２から供給された洗浄液は、スプレーノズル４１内の空洞を通って複数の吐出孔４１ａから基板９の上面に吐出する。
【００３３】
図３は、スプレーノズル４１による吐出の様子を部分的に示した斜視図である。図３に示したように、スプレーノズル４１の各吐出孔４１ａは、基板９の進行方向（矢印ＡＲの方向）に直交する方向に洗浄液を拡散し、洗浄液を平面状の飛沫として吐出する。このため、基板９の上面には隙間なく洗浄液が供給される。また、洗浄液の供給により、基板９の上面には所定の物理的衝撃が与えられる。
【００３４】
図２に戻り、洗浄液供給部４２は、配管４２ａ〜４２ｃ、洗浄液供給源４２ｄ、ポンプ４２ｅ、フィルタ４２ｆ、バルブ４２ｇ、三方分岐管４２ｈ、窒素ガス供給源４２ｉ、増圧弁４２ｊ、増圧ガスタンク４２ｋ、バルブ４２ｌ、流量計４２ｍ、およびインジェクト部４２ｎを有している。ポンプ４２ｅ、バルブ４２ｇ、増圧弁４２ｊ、およびバルブ４２ｌは、コンピュータにより構成される制御部４３に電気的に接続されており、制御部４３からの指令に従って動作する。また、流量計４２ｍと制御部４３との間も電気的に接続されており、流量計４２ｍの計測結果は制御部４３へ転送される。
【００３５】
配管４２ａは、洗浄液供給源４２ｄと三方分岐管４２ｈの第１のポートとの間を結んでおり、配管４２ａの経路途中には、ポンプ４２ｅ、フィルタ４２ｆ、およびバルブ４２ｇが介挿されている。このため、バルブ４２ｇを開放するとともにポンプ４２ｅを動作させると、洗浄液供給源４２ｄから配管４２ａ内に洗浄液が供給され、フィルタ４２ｆを経由して三方分岐管４２ｈの第１のポートへ、洗浄液が導入される。なお、洗浄液は、アンモニア水、ＳＣ１液、中性洗剤、アルカリ洗剤等の洗浄能力の高い薬液であってもよく、あるいは、純水であってもよい。
【００３６】
上記のポンプ４２ｅには、高圧ポンプが使用されている。このため、洗浄液供給源４２ｄから供給された洗浄液は高圧で下流側へ圧送される。また、バルブ４２ｇには開度調節バルブが使用されている。バルブ４２ｇは、その開度を調節することにより洗浄液の流量を調節し、洗浄液の圧力を調節しつつ、下流側へ洗浄液を送給する。
【００３７】
配管４２ｂは、窒素ガス供給源４２ｉと三方分岐管４２ｈの第２のポートとの間を結んでおり、配管４２ｂの経路途中には、増圧弁４２ｊ、増圧ガスタンク４２ｋ、バルブ４２ｌ、および流量計４２ｍが介挿されている。窒素ガス供給源４２ｉから供給される窒素ガスは、増圧弁４２ｊによって加圧され、増圧ガスタンク４２ｋに充填されている。このため、バルブ４２ｌを開放すると、増圧ガスタンク４２ｋに充填された高圧の窒素ガスが流量計４２ｍを経由して三方分岐管４２ｈの第２のポートへ導入される。
【００３８】
配管４２ｂは、インジェクト部４２ｎを介して三方分岐管４２ｈの第２のポートに接続されている。図４は、三方分岐管４２ｈとインジェクト部４２ｎとの接続構成を示した図である。図４に示したように、インジェクト部４２ｎは、三方分岐管４２ｈの内部に挿入されており、インジェクト部４２ｎの先端付近には、窒素ガスを吐出するための小孔４２ｏが形成されている。このため、配管４２ｂからインジェクト部４２ｎに供給された窒素ガスは、インジェクト部４２ｎの小孔４２ｏを介して三方分岐管４２ｈ内の洗浄液中に吐出される。
【００３９】
インジェクト部４２ｎは、例えばＳＵＳ等のステンレスにより構成されており、小孔４２ｏは、例えば０．５ｍｍ程度の開口径を有する。また、三方分岐管４２ｈの管路の中央付近に小孔４２ｏが配置されるように、インジェクト部４２ｎが取り付けられている。このため、窒素ガスの気泡は、三方分岐管４２ｈの管路の中央付近に直接注入され、管路内に偏在することなく供給される。
【００４０】
バルブ４２ｌには、開度調節バルブが使用されている。制御部４３は、流量計４２ｍの計測値に基づいてバルブ４２ｌの開度を調節し、窒素ガスの圧力および流量を調節しつつ、インジェクト部４２ｎへ窒素ガスを送給する。三方分岐管４２ｈ内において、窒素ガスの圧力は洗浄液の圧力よりもやや高くなるように調整されている。このため、三方分岐管４２ｈ内の洗浄液がインジェクト部４２ｎ内に進入することはなく、窒素ガスは三方分岐管４２ｈ内に良好に吐出される。洗浄液中に吐出された窒素ガスの一部は、洗浄液中に加圧溶解され、他の窒素ガスは気泡の状態で下流側へ送給される。
【００４１】
配管４２ｃは、三方分岐管４２ｈの第３のポートとスプレーノズル４１との間を結んでいる。このため、三方分岐管４２ｈ内に導入された洗浄液および窒素ガスは、配管４２ｃを通ってスプレーノズル４１に供給され、スプレーノズル４１の吐出孔４１ａから吐出される。洗浄液中に溶解している窒素ガスは、吐出孔４１ａから吐出されるときの圧力の開放によって過飽和となり、洗浄液中に微小なマイクロバブルとなって発生する。
【００４２】
一方、洗浄液中に溶解しなかった窒素ガスの気泡は、配管４２ｃ内を流れる途中、圧送される洗浄液中において細かく剪断され、多数のマイクロバブルとなる。そして、剪断により生成されたマイクロバブルも、スプレーノズル４１の吐出孔４１ａから洗浄液とともに吐出される。このように、基板９の上面に供給される洗浄液中には、配管４２ｃの流路途中で剪断により生成されたマイクロバブルと、スプレーノズル４１から吐出される際に過飽和により生成されたマイクロバブルとが含まれる。
【００４３】
図５は、基板９上に供給される洗浄液中のマイクロバブルのサイズの分布を示したグラフである。図５に示したように、マイクロバブルのサイズは、ある径を中心としたほぼ正規分布状のばらつきを有する。そして、バルブ４２ｇの開度を調節して洗浄液の流量を増加させると、図５の矢印７１のように、マイクロバブルの供給数も増加する。逆に、バルブ４２ｇの開度を調節して洗浄液の流量を減少させると、図５の矢印７２のように、マイクロバブルの供給数も減少する。すなわち、マイクロバブル洗浄処理部４０は、洗浄液の流量を調節することにより、マイクロバブルの供給数を調節することができる。
【００４４】
また、バルブ４２ｌの開度を調節して窒素ガスの流量を増加させると、洗浄液中に気泡の状態で残存する窒素ガスが増加する。このため、配管４２ｃの流路途中で剪断により発生するマイクロバブルが増加し、マイクロバブル同士が結合して生成されるややサイズの大きいマイクロバブルの数が増加する。したがって、図５の矢印７３のように、マイクロバブルのサイズが大径側にシフトする。逆に、バルブ４２ｌの開度を調節して窒素ガスの流量を減少させると、洗浄液中に気泡の状態で残存する窒素ガスが減少する。このため、配管４２ｃの流路途中で剪断により発生するマイクロバブルが減少し、マイクロバブル同士が結合して生成されるややサイズの大きいマイクロバブルの数が減少する。したがって、図５の矢印７４のように、マイクロバブルのサイズが小径側にシフトする。すなわち、マイクロバブル洗浄処理部４０は、窒素ガスの流量を調節することにより、マイクロバブルのサイズを調節することができる。
【００４５】
スプレーノズル４１から吐出された洗浄液は、基板９に衝突して基板９の上面に物理的衝撃を与える。また、基板９の上面に供給された洗浄液中のマイクロバブルは、基板９の上面において徐々に縮小し、その一部が消滅（いわゆる「圧壊」）する。マイクロバブルが圧壊するときには、マイクロバブルの内部が断熱圧縮され、マイクロバブルは高温（例えば数千℃）、高圧（例えば数千気圧）の微小領域（いわゆる「ホットスポット」）となって消滅する。このため、ホットスポットから発散されるエネルギーが基板９の上面に作用し、基板９の上面に付着したパーティクルを基板９から遊離させる。
【００４６】
このように、基板９の上面には、洗浄液の衝突による物理的衝撃と、マイクロバブルの圧壊によって発散されるエネルギーとが作用し、これらの作用により、パーティクルは基板９の上面から遊離する。特に、洗浄液の衝突による物理的衝撃は、主としてサイズの大きいパーティクルに作用するのに対し、マイクロバブルの圧壊により発散されるエネルギーは、主としてサイズの小さいパーティクルに作用し、それぞれパーティクルを基板９の上面から遊離させる。
【００４７】
また、マイクロバブルはパーティクルを吸着する性質を有する。このため、基板９から遊離されたパーティクルは、圧壊していないマイクロバブルに吸着される。マイクロバブルは各気泡のサイズが微小であるため、全体として広い表面積（気液界面の面積）を有する。このため、洗浄液中に浮遊するパーティクルを効率よく吸着する。また、マイクロバブルは帯電性を有するため、静電的作用によってもパーティクルを引き寄せ、効率よく吸着する。このようにしてパーティクルを吸着したマイクロバブルは、洗浄液とともに基板９の外部へ排出される。
【００４８】
以上のように、このマイクロバブル洗浄処理部４０は、マイクロバブルを含む洗浄液を基板９の上面に供給することにより、基板９の上面からパーティクルを遊離し、遊離させたパーティクルをマイクロバブルとともに基板９の外部へ排出する。したがって、基板９上に付着したパーティクルを効率よく除去することができる。また、マイクロバブルの洗浄効果を利用しているため、洗浄液中の薬液濃度を低減させることができ、廃水処理や環境に対する負担を軽減させることができる。
【００４９】
また、上記のように、このマイクロバブル洗浄処理部４０は、洗浄液中に含まれるマイクロバブルのサイズを調節することができる。このため、除去対象となるパーティクルのサイズに応じて最適なサイズのマイクロバブルを多量に供給することができる。例えば、サイズの大きいパーティクルが多い工程ではマイクロバブルのサイズを大きめに設定し、サイズの小さいパーティクルを除去すべき工程ではマイクロバブルのサイズを小さめに設定するというように、複数の工程に対応させることが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態のマイクロバブル洗浄処理部４０は、圧送される洗浄液中にインジェクト部４２ｎを用いて窒素ガスを注入することにより、配管４２ｃ内および吐出時にマイクロバブルを発生させる。このため、従来使用されていた大型のマイクロバブル発生装置を使用することなく、簡易な構成でマイクロバブルを発生させることができる。
【００５１】
また、本実施形態のマイクロバブル洗浄処理部４０は、気体と液体とを含む流体を基板に供給する機構として従来使用されていた「二流体ノズル」と比較しても、簡易な構成で洗浄能力の高い流体を供給することができる。すなわち、二流体ノズルは液体と気体とを混合させて吐出するための複雑で高価な構成となるところ、本実施形態のスプレーノズル４１は、吐出孔４１ａから洗浄液を吐出するだけのシンプルな構成とすることができる。また、本実施形態のマイクロバブル洗浄処理部４０は、従来の二流体ノズルの１／２０００程度の気体（上記の実施形態では窒素ガス）を使用すれば、十分な量のマイクロバブルを発生させることができるため、気体の消費量を低減させることができる。
【００５２】
また、上記のマイクロバブル洗浄処理部では、フィルタ４２ｆよりも下流側の洗浄液中に窒素ガスを注入する。このため、配管４２ｃ内において発生したマイクロバブルはフィルタ４２ｆに塞き止められることなくノズル４１に到達する。したがって、配管４２ｃ内において発生したマイクロバブルを、効率よく基板９に供給することができる。
【００５３】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記のマイクロバブル洗浄処理部４０は、基板９の上面に洗浄液を供給するものであったが、基板９の下面側に洗浄液を供給するものであってもよく、あるいは、基板９の両面に洗浄液を供給するものであってもよい。
【００５４】
また、上記の例では、窒素ガスのマイクロバブルを生成していたが、マイクロバブルを構成する気体は窒素ガス以外の気体であってもよい。ただし、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを使用すれば、基板９に対する例えば表面酸化等の化学的影響を排除することができる。
【００５５】
また、上記の例では、圧壊現象を起こす程度のサイズとして、７０μｍ以下のマイクロバブルを発生させる場合について説明したが、本発明において発生させる微小気泡は、いわゆるマイクロバブルに限定されるものではなく、更に微小なナノバブルであってもよい。ナノバブルは、発生時の直径が１μｍ未満の超微小気泡であるため、圧壊により更に高いエネルギーを得ることができ、また、洗浄液中のパーティクルを更に効率よく吸着して除去することができる。
【００５６】
また、上記の例では、有機物除去後のパーティクル除去処理にマイクロバブルを使用する場合について説明したが、ブラシ処理部２０や置換水洗部３０に上記と同等の洗浄液供給部４２を適用し、マイクロバブルを含む洗浄液を供給する構成としてもよい。また、洗浄以外の処理を行う処理装置に上記の洗浄液供給部４２と同等の処理液供給部を適用し、マイクロバブルを含む処理液を供給する構成としてもよい。
【００５７】
また、上記の例では、液晶表示装置用の角形ガラス基板９を処理対象とする場合について説明したが、本発明は、ＰＤＰ用ガラス基板、半導体ウエハ、磁気／光ディスク用のガラス／セラミックス基板などの他の基板を処理対象とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る基板処理装置の全体構成を示した概略図である。
【図２】マイクロバブル洗浄処理部の詳細な構成を示した図である。
【図３】スプレーノズルによる吐出の様子を部分的に示した斜視図である。
【図４】三方分岐管とインジェクト部との接続構成を示した図である。
【図５】基板上に供給されるマイクロバブルのサイズの分布を示したグラフである。
【符号の説明】
【００５９】
１ 基板処理装置
１０ ＵＶ処理部
２０ ブラシ処理部
３０ 置換水洗部
４０ マイクロバブル洗浄処理部
４１ スプレーノズル
４１ａ 吐出口
４２ 洗浄液供給部
４２ａ〜４２ｃ 配管
４２ｄ 洗浄液供給源
４２ｅ ポンプ
４２ｆ フィルタ
４２ｇ バルブ
４２ｈ 三方分岐管
４２ｉ 窒素ガス供給源
４２ｊ 増圧弁
４２ｋ 増圧ガスタンク
４２ｌ バルブ
４２ｍ 流量計
４２ｎ インジェクト部
４３ 制御部
５０ リンス処理部
６０ 搬送ローラ
９ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、半導体ウエハ、磁気／光ディスク用のガラス／セラミックス基板などの各種基板に処理液を供給して基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板の製造工程においては、基板の表面に処理液を供給して基板を処理する基板処理装置が知られている。特に、近年では、マイクロバブルを含む処理液を基板の表面に供給し、基板に対する処理効果を向上させる試みがなされている。マイクロバブルを含む処理液を使用すれば、例えば、基板の表面に付着したパーティクルを効率よく除去することができる。
【０００３】
従来の基板処理装置では、例えば、気液混合ポンプ、旋回加速器、および分散器を有するマイクロバブル発生装置や、ガス溶解ユニットを有するマイクロバブル発生装置を使用して処理液中にマイクロバブルを発生させていた。マイクロバブルを利用した従来の基板処理装置については、例えば、特許文献１〜３に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２１９６２号公報
【特許文献２】特開２００５−９３８７３号公報
【特許文献３】特開２００６−１７９７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のマイクロバブル発生装置から発生するマイクロバブルのサイズは、所定の径を中心としたほぼ正規分布状のばらつきを有しており、そのサイズを制御することは困難であった。このため、処理対象の基板に応じて最適なサイズのマイクロバブルを多量に供給することはできなかった。例えば、基板の洗浄工程にマイクロバブルを利用する場合には、除去対象となるパーティクルのサイズに応じて最適なサイズのマイクロバブルを多量に供給することはできなかった。したがって、従来の基板処理装置では、基板に対してマイクロバブルを必ずしも効果的に作用させることはできなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を使用する基板処理装置および基板処理方法において、基板に対してマイクロバブルまたはナノバブルを効果的に作用させることができる技術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】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液により基板を処理する基板処理装置において、処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生手段と、処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節手段と、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記処理液供給手段は、基板に向けて処理液を吐出するノズルと、前記ノズルに処理液を圧送するための配管とを有し、前記バブル発生手段は、前記配管内の処理液中に気体を注入する気体注入手段を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板処理装置において、前記ノズルは、基板に向けて処理液を平面状の飛沫として吐出することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の基板処理装置において、前記サイズ調節手段は、前記気体注入手段により注入される気体の流量を調節する流量調節手段を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項２から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置において、基板に供給される処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルの数を調節するバブル数調節手段を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記バブル数調節手段は、前記配管内において圧送される処理液の圧力を調節する圧力調節手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項２から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理液供給手段は、前記配管の前記気体注入手段よりも上流側の位置に介挿されたフィルタを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る発明は、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液により基板を処理する基板処理方法において、処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生工程と、処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節工程と、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜７に記載の発明によれば、基板処理装置は、処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生手段と、処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節手段と、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給手段とを備える。このため、処理対象の基板に対してマイクロバブルまたはナノバブルを効果的に作用させることができる。
【００１６】
特に、請求項２に記載の発明によれば、処理液供給手段は、基板に向けて処理液を吐出するノズルと、ノズルに処理液を圧送するための配管とを有し、バブル発生手段は、配管内の処理液中に気体を注入する気体注入手段を有する。処理液中に注入された気体の一部は処理液中に溶解し、ノズルから吐出される際の圧力低下により微小なマイクロバブルまたはナノバブルとなって発生する。また、処理液中に注入された残余の気体は気泡の状態で配管内を流れ、圧送される処理液中において剪断されてマイクロバブルまたはナノバブルとなる。このため、大型のマイクロバブル発生装置を使用することなく、簡易な構成でマイクロバブルまたはナノバブルを発生させることができる。
【００１７】
特に、請求項３に記載の発明によれば、ノズルは、基板に向けて処理液を平面状の飛沫として吐出する。このため、基板の表面に隙間なく洗浄液を供給することができるとともに、基板の上面に所定の物理的衝撃を与えることができる。
【００１８】
特に、請求項４に記載の発明によれば、サイズ調節手段は、気体注入手段により注入される気体の流量を調節する流量調節手段を有する。このため、配管内において結合されるマイクロバブルまたはナノバブルの量を調節することにより、基板上に供給されるマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを容易に制御することができる。
【００１９】
特に、請求項５に記載の発明によれば、基板に供給される処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルの数を調節するバブル数調節手段を更に備える。このため、処理対象の基板に応じてマイクロバブルまたはナノバブルを十分に作用させることができる。
【００２０】
特に、請求項６に記載の発明によれば、バブル数調節手段は、配管内において圧送される処理液の圧力を調節する圧力調節手段を有する。このため、基板に供給される処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルの数を容易に調節することができる。
【００２１】
特に、請求項７に記載の発明によれば、処理液供給手段は、配管の気体注入手段よりも上流側の位置に介挿されたフィルタを有する。このため、処理液中の異物を濾過して清浄な処理液を供給することができる。また、マイクロバブルまたはナノバブルはフィルタよりも下流側で発生するため、マイクロバブルまたはナノバブルがフィルタに塞き止められることはなく、マイクロバブルまたはナノバブルを効率よく基板に供給することができる。
【００２２】
また、請求項８に記載の発明によれば、基板処理方法は、処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生工程と、処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節工程と、マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給工程とを備える。このため、処理対象の基板に対してマイクロバブルまたはナノバブルを効果的に作用させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
＜１．基板処理システムの全体構成＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１の全体構成を示した概略図である。基板処理装置１は、液晶表示装置用の角形ガラス基板（以下、単に「基板」という）９の表面を洗浄し、基板９上に付着した有機物やパーティクル等の異物を除去するための装置である。図１に示したように、基板処理装置１は、主としてＵＶ処理部１０と、ブラシ処理部２０と、置換水洗部３０と、マイクロバブル洗浄処理部４０と、リンス処理部５０とを備えている。また、基板処理装置１は、基板９を搬送するための複数の搬送ローラ６０を備えており、複数の搬送ローラ６０を回転させることにより、基板９を図中矢印ＡＲの方向に搬送する。
【００２５】
ＵＶ処理部１０は、基板９の上面に紫外線を照射し、基板９の上面に付着した有機物を分解するための処理部である。ＵＶ処理部１０は、搬送ローラ６０上の基板９の上面に向けて、例えば１８０〜２４０ｎｍ程度の波長を有する紫外線を照射する。基板９の上面に付着した有機物は、紫外線の照射により分解され、基板９の上面から遊離しやすい状態となる。
【００２６】
ブラシ処理部２０は、ＵＶ処理部１０において分解された分解物を基板９の上面から遊離させるための処理部である。ブラシ処理部２０は、基板９の上面に洗浄液を供給するとともにブラシを摺接させ、上記分解物を基板９の上面から十分に遊離させる。なお、基板９上に供給される洗浄液は、洗浄能力の高い薬液であってもよく、あるいは、純水であってもよい。
【００２７】
置換水洗部３０は、基板９上に残存する洗浄液や分解物等を洗い流すための処理部である。置換水洗部３０は、純水供給源に接続された図示しないノズルを有しており、当該ノズルから基板９の上面に純水を吐出することにより、基板９上の洗浄液や分解物等を洗い流す。これにより、基板９の表面は、洗浄液に被覆された状態から純水に被覆された状態に置換される。
【００２８】
マイクロバブル洗浄処理部４０は、マイクロバブルを含む洗浄液により、基板９の上面に付着した微細なパーティクル（例えば、０．１μｍ〜数μｍ程度のパーティクル）を除去するための処理部である。マイクロバブル洗浄処理部４０は、７０μｍ以下の微小気泡であるマイクロバブルを含む洗浄液を所定のノズルから吐出させ、基板９上に付着した微小なパーティクルを洗い流して除去する。マイクロバブル洗浄処理部４０の詳細な構成については後述する。
【００２９】
リンス処理部５０は、基板９の上面に残存する洗浄液を洗い流すための処理部である。リンス処理部５０は、純水供給源に接続された図示しないノズルを有しており、当該ノズルから基板９の上面に純水を吐出することにより、基板９上の洗浄液を洗い流す。これにより、基板９の表面は純水に被覆された状態となる。
【００３０】
このような基板処理装置１において基板９を処理するときには、搬送ローラ６０を動作させて基板９を搬送しつつ、ＵＶ処理部１０、ブラシ処理部２０、置換水洗部３０、マイクロバブル洗浄処理部４０、およびリンス処理部５０における上記の各処理を基板９に対して順次に行う。
【００３１】
＜２．マイクロバブル洗浄処理部＞
図２は、上記のマイクロバブル洗浄処理部４０の詳細な構成を示した図である。図２に示したように、マイクロバブル洗浄処理部４０は、搬送ローラ６０の上方に配置されたスプレーノズル４１と、スプレーノズル４１に洗浄液を供給する洗浄液供給部４２とを備えている。
【００３２】
スプレーノズル４１は、基板９の搬送方向と直交する水平方向にのびる柱状の外形を有している。スプレーノズル４１の内部には洗浄液を貯留するための空洞が形成されており、また、スプレーノズル４１の下部には洗浄液を吐出するための複数の吐出孔４１ａが形成されている。このため、洗浄液供給部４２から供給された洗浄液は、スプレーノズル４１内の空洞を通って複数の吐出孔４１ａから基板９の上面に吐出する。
【００３３】
図３は、スプレーノズル４１による吐出の様子を部分的に示した斜視図である。図３に示したように、スプレーノズル４１の各吐出孔４１ａは、基板９の進行方向（矢印ＡＲの方向）に直交する方向に洗浄液を拡散し、洗浄液を平面状の飛沫として吐出する。このため、基板９の上面には隙間なく洗浄液が供給される。また、洗浄液の供給により、基板９の上面には所定の物理的衝撃が与えられる。
【００３４】
図２に戻り、洗浄液供給部４２は、配管４２ａ〜４２ｃ、洗浄液供給源４２ｄ、ポンプ４２ｅ、フィルタ４２ｆ、バルブ４２ｇ、三方分岐管４２ｈ、窒素ガス供給源４２ｉ、増圧弁４２ｊ、増圧ガスタンク４２ｋ、バルブ４２ｌ、流量計４２ｍ、およびインジェクト部４２ｎを有している。ポンプ４２ｅ、バルブ４２ｇ、増圧弁４２ｊ、およびバルブ４２ｌは、コンピュータにより構成される制御部４３に電気的に接続されており、制御部４３からの指令に従って動作する。また、流量計４２ｍと制御部４３との間も電気的に接続されており、流量計４２ｍの計測結果は制御部４３へ転送される。
【００３５】
配管４２ａは、洗浄液供給源４２ｄと三方分岐管４２ｈの第１のポートとの間を結んでおり、配管４２ａの経路途中には、ポンプ４２ｅ、フィルタ４２ｆ、およびバルブ４２ｇが介挿されている。このため、バルブ４２ｇを開放するとともにポンプ４２ｅを動作させると、洗浄液供給源４２ｄから配管４２ａ内に洗浄液が供給され、フィルタ４２ｆを経由して三方分岐管４２ｈの第１のポートへ、洗浄液が導入される。なお、洗浄液は、アンモニア水、ＳＣ１液、中性洗剤、アルカリ洗剤等の洗浄能力の高い薬液であってもよく、あるいは、純水であってもよい。
【００３６】
上記のポンプ４２ｅには、高圧ポンプが使用されている。このため、洗浄液供給源４２ｄから供給された洗浄液は高圧で下流側へ圧送される。また、バルブ４２ｇには開度調節バルブが使用されている。バルブ４２ｇは、その開度を調節することにより洗浄液の流量を調節し、洗浄液の圧力を調節しつつ、下流側へ洗浄液を送給する。
【００３７】
配管４２ｂは、窒素ガス供給源４２ｉと三方分岐管４２ｈの第２のポートとの間を結んでおり、配管４２ｂの経路途中には、増圧弁４２ｊ、増圧ガスタンク４２ｋ、バルブ４２ｌ、および流量計４２ｍが介挿されている。窒素ガス供給源４２ｉから供給される窒素ガスは、増圧弁４２ｊによって加圧され、増圧ガスタンク４２ｋに充填されている。このため、バルブ４２ｌを開放すると、増圧ガスタンク４２ｋに充填された高圧の窒素ガスが流量計４２ｍを経由して三方分岐管４２ｈの第２のポートへ導入される。
【００３８】
配管４２ｂは、インジェクト部４２ｎを介して三方分岐管４２ｈの第２のポートに接続されている。図４は、三方分岐管４２ｈとインジェクト部４２ｎとの接続構成を示した図である。図４に示したように、インジェクト部４２ｎは、三方分岐管４２ｈの内部に挿入されており、インジェクト部４２ｎの先端付近には、窒素ガスを吐出するための小孔４２ｏが形成されている。このため、配管４２ｂからインジェクト部４２ｎに供給された窒素ガスは、インジェクト部４２ｎの小孔４２ｏを介して三方分岐管４２ｈ内の洗浄液中に吐出される。
【００３９】
インジェクト部４２ｎは、例えばＳＵＳ等のステンレスにより構成されており、小孔４２ｏは、例えば０．５ｍｍ程度の開口径を有する。また、三方分岐管４２ｈの管路の中央付近に小孔４２ｏが配置されるように、インジェクト部４２ｎが取り付けられている。このため、窒素ガスの気泡は、三方分岐管４２ｈの管路の中央付近に直接注入され、管路内に偏在することなく供給される。
【００４０】
バルブ４２ｌには、開度調節バルブが使用されている。制御部４３は、流量計４２ｍの計測値に基づいてバルブ４２ｌの開度を調節し、窒素ガスの圧力および流量を調節しつつ、インジェクト部４２ｎへ窒素ガスを送給する。三方分岐管４２ｈ内において、窒素ガスの圧力は洗浄液の圧力よりもやや高くなるように調整されている。このため、三方分岐管４２ｈ内の洗浄液がインジェクト部４２ｎ内に進入することはなく、窒素ガスは三方分岐管４２ｈ内に良好に吐出される。洗浄液中に吐出された窒素ガスの一部は、洗浄液中に加圧溶解され、他の窒素ガスは気泡の状態で下流側へ送給される。
【００４１】
配管４２ｃは、三方分岐管４２ｈの第３のポートとスプレーノズル４１との間を結んでいる。このため、三方分岐管４２ｈ内に導入された洗浄液および窒素ガスは、配管４２ｃを通ってスプレーノズル４１に供給され、スプレーノズル４１の吐出孔４１ａから吐出される。洗浄液中に溶解している窒素ガスは、吐出孔４１ａから吐出されるときの圧力の開放によって過飽和となり、洗浄液中に微小なマイクロバブルとなって発生する。
【００４２】
一方、洗浄液中に溶解しなかった窒素ガスの気泡は、配管４２ｃ内を流れる途中、圧送される洗浄液中において細かく剪断され、多数のマイクロバブルとなる。そして、剪断により生成されたマイクロバブルも、スプレーノズル４１の吐出孔４１ａから洗浄液とともに吐出される。このように、基板９の上面に供給される洗浄液中には、配管４２ｃの流路途中で剪断により生成されたマイクロバブルと、スプレーノズル４１から吐出される際に過飽和により生成されたマイクロバブルとが含まれる。
【００４３】
図５は、基板９上に供給される洗浄液中のマイクロバブルのサイズの分布を示したグラフである。図５に示したように、マイクロバブルのサイズは、ある径を中心としたほぼ正規分布状のばらつきを有する。そして、バルブ４２ｇの開度を調節して洗浄液の流量を増加させると、図５の矢印７１のように、マイクロバブルの供給数も増加する。逆に、バルブ４２ｇの開度を調節して洗浄液の流量を減少させると、図５の矢印７２のように、マイクロバブルの供給数も減少する。すなわち、マイクロバブル洗浄処理部４０は、洗浄液の流量を調節することにより、マイクロバブルの供給数を調節することができる。
【００４４】
また、バルブ４２ｌの開度を調節して窒素ガスの流量を増加させると、洗浄液中に気泡の状態で残存する窒素ガスが増加する。このため、配管４２ｃの流路途中で剪断により発生するマイクロバブルが増加し、マイクロバブル同士が結合して生成されるややサイズの大きいマイクロバブルの数が増加する。したがって、図５の矢印７３のように、マイクロバブルのサイズが大径側にシフトする。逆に、バルブ４２ｌの開度を調節して窒素ガスの流量を減少させると、洗浄液中に気泡の状態で残存する窒素ガスが減少する。このため、配管４２ｃの流路途中で剪断により発生するマイクロバブルが減少し、マイクロバブル同士が結合して生成されるややサイズの大きいマイクロバブルの数が減少する。したがって、図５の矢印７４のように、マイクロバブルのサイズが小径側にシフトする。すなわち、マイクロバブル洗浄処理部４０は、窒素ガスの流量を調節することにより、マイクロバブルのサイズを調節することができる。
【００４５】
スプレーノズル４１から吐出された洗浄液は、基板９に衝突して基板９の上面に物理的衝撃を与える。また、基板９の上面に供給された洗浄液中のマイクロバブルは、基板９の上面において徐々に縮小し、その一部が消滅（いわゆる「圧壊」）する。マイクロバブルが圧壊するときには、マイクロバブルの内部が断熱圧縮され、マイクロバブルは高温（例えば数千℃）、高圧（例えば数千気圧）の微小領域（いわゆる「ホットスポット」）となって消滅する。このため、ホットスポットから発散されるエネルギーが基板９の上面に作用し、基板９の上面に付着したパーティクルを基板９から遊離させる。
【００４６】
このように、基板９の上面には、洗浄液の衝突による物理的衝撃と、マイクロバブルの圧壊によって発散されるエネルギーとが作用し、これらの作用により、パーティクルは基板９の上面から遊離する。特に、洗浄液の衝突による物理的衝撃は、主としてサイズの大きいパーティクルに作用するのに対し、マイクロバブルの圧壊により発散されるエネルギーは、主としてサイズの小さいパーティクルに作用し、それぞれパーティクルを基板９の上面から遊離させる。
【００４７】
また、マイクロバブルはパーティクルを吸着する性質を有する。このため、基板９から遊離されたパーティクルは、圧壊していないマイクロバブルに吸着される。マイクロバブルは各気泡のサイズが微小であるため、全体として広い表面積（気液界面の面積）を有する。このため、洗浄液中に浮遊するパーティクルを効率よく吸着する。また、マイクロバブルは帯電性を有するため、静電的作用によってもパーティクルを引き寄せ、効率よく吸着する。このようにしてパーティクルを吸着したマイクロバブルは、洗浄液とともに基板９の外部へ排出される。
【００４８】
以上のように、このマイクロバブル洗浄処理部４０は、マイクロバブルを含む洗浄液を基板９の上面に供給することにより、基板９の上面からパーティクルを遊離し、遊離させたパーティクルをマイクロバブルとともに基板９の外部へ排出する。したがって、基板９上に付着したパーティクルを効率よく除去することができる。また、マイクロバブルの洗浄効果を利用しているため、洗浄液中の薬液濃度を低減させることができ、廃水処理や環境に対する負担を軽減させることができる。
【００４９】
また、上記のように、このマイクロバブル洗浄処理部４０は、洗浄液中に含まれるマイクロバブルのサイズを調節することができる。このため、除去対象となるパーティクルのサイズに応じて最適なサイズのマイクロバブルを多量に供給することができる。例えば、サイズの大きいパーティクルが多い工程ではマイクロバブルのサイズを大きめに設定し、サイズの小さいパーティクルを除去すべき工程ではマイクロバブルのサイズを小さめに設定するというように、複数の工程に対応させることが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態のマイクロバブル洗浄処理部４０は、圧送される洗浄液中にインジェクト部４２ｎを用いて窒素ガスを注入することにより、配管４２ｃ内および吐出時にマイクロバブルを発生させる。このため、従来使用されていた大型のマイクロバブル発生装置を使用することなく、簡易な構成でマイクロバブルを発生させることができる。
【００５１】
また、本実施形態のマイクロバブル洗浄処理部４０は、気体と液体とを含む流体を基板に供給する機構として従来使用されていた「二流体ノズル」と比較しても、簡易な構成で洗浄能力の高い流体を供給することができる。すなわち、二流体ノズルは液体と気体とを混合させて吐出するための複雑で高価な構成となるところ、本実施形態のスプレーノズル４１は、吐出孔４１ａから洗浄液を吐出するだけのシンプルな構成とすることができる。また、本実施形態のマイクロバブル洗浄処理部４０は、従来の二流体ノズルの１／２０００程度の気体（上記の実施形態では窒素ガス）を使用すれば、十分な量のマイクロバブルを発生させることができるため、気体の消費量を低減させることができる。
【００５２】
また、上記のマイクロバブル洗浄処理部では、フィルタ４２ｆよりも下流側の洗浄液中に窒素ガスを注入する。このため、配管４２ｃ内において発生したマイクロバブルはフィルタ４２ｆに塞き止められることなくノズル４１に到達する。したがって、配管４２ｃ内において発生したマイクロバブルを、効率よく基板９に供給することができる。
【００５３】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記のマイクロバブル洗浄処理部４０は、基板９の上面に洗浄液を供給するものであったが、基板９の下面側に洗浄液を供給するものであってもよく、あるいは、基板９の両面に洗浄液を供給するものであってもよい。
【００５４】
また、上記の例では、窒素ガスのマイクロバブルを生成していたが、マイクロバブルを構成する気体は窒素ガス以外の気体であってもよい。ただし、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを使用すれば、基板９に対する例えば表面酸化等の化学的影響を排除することができる。
【００５５】
また、上記の例では、圧壊現象を起こす程度のサイズとして、７０μｍ以下のマイクロバブルを発生させる場合について説明したが、本発明において発生させる微小気泡は、いわゆるマイクロバブルに限定されるものではなく、更に微小なナノバブルであってもよい。ナノバブルは、発生時の直径が１μｍ未満の超微小気泡であるため、圧壊により更に高いエネルギーを得ることができ、また、洗浄液中のパーティクルを更に効率よく吸着して除去することができる。
【００５６】
また、上記の例では、有機物除去後のパーティクル除去処理にマイクロバブルを使用する場合について説明したが、ブラシ処理部２０や置換水洗部３０に上記と同等の洗浄液供給部４２を適用し、マイクロバブルを含む洗浄液を供給する構成としてもよい。また、洗浄以外の処理を行う処理装置に上記の洗浄液供給部４２と同等の処理液供給部を適用し、マイクロバブルを含む処理液を供給する構成としてもよい。
【００５７】
また、上記の例では、液晶表示装置用の角形ガラス基板９を処理対象とする場合について説明したが、本発明は、ＰＤＰ用ガラス基板、半導体ウエハ、磁気／光ディスク用のガラス／セラミックス基板などの他の基板を処理対象とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る基板処理装置の全体構成を示した概略図である。
【図２】マイクロバブル洗浄処理部の詳細な構成を示した図である。
【図３】スプレーノズルによる吐出の様子を部分的に示した斜視図である。
【図４】三方分岐管とインジェクト部との接続構成を示した図である。
【図５】基板上に供給されるマイクロバブルのサイズの分布を示したグラフである。
【符号の説明】
【００５９】
１ 基板処理装置
１０ ＵＶ処理部
２０ ブラシ処理部
３０ 置換水洗部
４０ マイクロバブル洗浄処理部
４１ スプレーノズル
４１ａ 吐出口
４２ 洗浄液供給部
４２ａ〜４２ｃ 配管
４２ｄ 洗浄液供給源
４２ｅ ポンプ
４２ｆ フィルタ
４２ｇ バルブ
４２ｈ 三方分岐管
４２ｉ 窒素ガス供給源
４２ｊ 増圧弁
４２ｋ 増圧ガスタンク
４２ｌ バルブ
４２ｍ 流量計
４２ｎ インジェクト部
４３ 制御部
５０ リンス処理部
６０ 搬送ローラ
９ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液により基板を処理する基板処理装置において、
処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生手段と、
処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節手段と、
マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給手段と
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記処理液供給手段は、基板に向けて処理液を吐出するノズルと、前記ノズルに処理液を圧送するための配管とを有し、
前記バブル発生手段は、前記配管内の処理液中に気体を注入する気体注入手段を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記ノズルは、基板に向けて処理液を平面状の飛沫として吐出することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の基板処理装置において、
前記サイズ調節手段は、前記気体注入手段により注入される気体の流量を調節する流量調節手段を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置において、
基板に供給される処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルの数を調節するバブル数調節手段を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置において、
前記バブル数調節手段は、前記配管内において圧送される処理液の圧力を調節する圧力調節手段を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項２から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理液供給手段は、前記配管の前記気体注入手段よりも上流側の位置に介挿されたフィルタを有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液により基板を処理する基板処理方法において、
処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生工程と、
処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節工程と、
マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給工程と
を備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１】
マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液により基板を処理する基板処理装置において、
処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生手段と、
処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節手段と、
マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給手段と
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記処理液供給手段は、基板に向けて処理液を吐出するノズルと、前記ノズルに処理液を圧送するための配管とを有し、
前記バブル発生手段は、前記配管内の処理液中に気体を注入する気体注入手段を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記ノズルは、基板に向けて処理液を平面状の飛沫として吐出することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の基板処理装置において、
前記サイズ調節手段は、前記気体注入手段により注入される気体の流量を調節する流量調節手段を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置において、
基板に供給される処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルの数を調節するバブル数調節手段を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置において、
前記バブル数調節手段は、前記配管内において圧送される処理液の圧力を調節する圧力調節手段を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項２から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理液供給手段は、前記配管の前記気体注入手段よりも上流側の位置に介挿されたフィルタを有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液により基板を処理する基板処理方法において、
処理液中にマイクロバブルまたはナノバブルを発生させるバブル発生工程と、
処理液中のマイクロバブルまたはナノバブルのサイズを調節するサイズ調節工程と、
マイクロバブルまたはナノバブルを含む処理液を基板に供給する処理液供給工程と
を備えることを特徴とする基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−８０２３０（Ｐ２００８−８０２３０Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６１９９４（Ｐ２００６−２６１９９４）
【出願日】平成１８年９月２７日（２００６．９．２７）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２７日（２００６．９．２７）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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