JPH09282719A - 円板の洗浄・乾燥方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円板の外表面全体を清浄に洗浄・乾燥する。 【解決手段】 回転体２の３本の円板保持アーム２ａ〜
２ｃの先端に設けられたコ字型部材６ａ〜６ｃは、円板
５の外周端の３点を外周端面から圧接保持して固定す
る。このように、コ字型部材６ａ〜６ｃの溝で確実に保
持された円板５は、モータ３によって回転され、その表
面にノズル８から吐出される洗浄液を回転に伴う遠心力
で表面全体に広げながらが洗浄される。洗浄液の供給を
停止して洗浄を終了した後も回転を持続させ、さらに円
板５を高回転にして、その表面に残留した洗浄液を遠心
力で飛散させることで乾燥を行なう。円板５の高速回転
を所定時間保持した後、回転を停止させて終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円板の洗浄・乾燥
方法および装置に関し、特に高い清浄度を要求される円
板の洗浄・乾燥方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク製造用スタンパや半導
体ウェハなどの円板の洗浄・乾燥方法および装置の一つ
として、洗浄液（純水、イソプロピルアルコールなど）
を用いて洗浄した円板を清浄な環境下に保持して、その
外表面に残留した洗浄液を自然にまたは温風を用いて蒸
発させることにより乾燥するものがある。

【０００３】しかし、この方法では、洗浄液中に含まれ
ていた僅かな不純物や、一旦円板の外表面から離れて洗
浄液中に取り込まれた汚染物質などが、洗浄液の蒸発後
に円板の外表面に残留することもあった。また、空気中
から円板外表面の洗浄液中に取り込まれた僅かな塵埃
が、洗浄液の蒸発後に円板外表面に残留することもあっ
た。

【０００４】一方、平面内を回転可能な回転テーブル上
に円板を保持して、これを回転させながら洗浄液を円板
表面に供給して洗浄し、洗浄液の供給を停止して洗浄を
終了した後にも回転を持続させて、円板表面に残った洗
浄液を飛散・蒸発させることにより円板を乾燥させる方
法および装置がある。これは、主に遠心力で洗浄液を飛
散させて円板表面を乾燥するため、前述の自然乾燥（ま
たは温風乾燥）のように汚染物質等が表面に残留するお
それが少なく、高い清浄度を要求される円板の洗浄・乾
燥に用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、後者の
ような、回転テーブルを用いた洗浄・乾燥方法および装
置では、円板の裏面の一部が回転テーブルに接触してい
るため、両者の間に入り込んだ洗浄液は飛散し難く、円
板の乾燥後も洗浄液中に存在した不純物等が裏面に残留
してしまうという問題点があった。

【０００６】特に、表裏面を貫通する孔を有する円板の
場合には、表面に供給された洗浄液がこの孔を介して裏
面に回り込むため、このような問題が生じ易い。また、
高い清浄度を要求される洗浄工程では、前工程として予
備洗浄を行なうのが通常だが、この予備洗浄の洗浄液が
外表面に残留した状態で円板を回転テーブルに保持する
場合、上述の問題点が顕著になる。

【０００７】円板の裏面に残留した不純物等は、例え
ば、光ディスクの製造工程において、製品の品質に重大
な影響を及ぼすことになる。光ディスクの製造工程で
は、円板状の光ディスク製造用スタンパを用いて、射出
成形されるレプリカにパターンを転写するが、正確なパ
ターン転写を行なうために、光ディスク製造用スタンパ
の外表面に付着した塵埃や汚染物質等を使用前に取り除
いておく必要がある。特に、この光ディスク製造用スタ
ンパは高圧でレプリカを成形するため、裏面に塵埃等が
残留している場合にも、その位置に対応してレプリカ上
に突起が生じることがわかっている。よって、正確なパ
ターン転写を行なうためには、パターンの記録された表
面を清浄にするだけでは足りず、裏面も含めた円板の外
表面全体の高い清浄度が要求されている。

【０００８】本発明はこのような従来の問題点に鑑み、
円板の外表面全体に高い清浄度を得ることができる円板
の洗浄・乾燥方法および装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明では、円板の板面に垂直な軸線を中心とした回転
体に前記円板を保持して回転させ、前記円板に洗浄液を
供給して洗浄し、乾燥する円板の洗浄・乾燥方法におい
て、前記円板の外周端の所定箇所のみを保持して回転す
るようにして円板が回転体と接触する面積を減少させ
る。

【００１０】この点、光ディスクのようなドーナツ状の
円板では、その内周端を保持することも考えられるが、
この内周端に設けられた回転体との接触部を介して回転
体から取り込まれた汚染物質等が、円板の回転による遠
心力で円板の外表面全体に拡がるおそれがあり適当でな
い。この回転体への円板の保持を強固なものにするため
に、請求項２に係る発明では、前記円板の外周端の所定
箇所を、少なくとも前記円板の表裏面から把持して固定
する。

【００１１】そして、回転体と円板との接触面積をより
小さく制限するため、請求項３に係る発明では、前記円
板の相対する複数箇所の外周端面を圧接保持して固定す
る。また、請求項４に係る発明のように、前記円板の外
周端の少なくとも３点を保持すれば、より確実に円板を
保持できる。また、請求項５に係る発明では、このよう
な洗浄・乾燥方法を、光ディスク製造用スタンパへ適用
し、その外表面から不純物や塵埃を排除する。

【００１２】洗浄時に、円板が高速で回転している状態
で洗浄液を供給した場合には、洗浄液が即座に放射状に
飛散して円板表面全体に行き渡らず、十分な洗浄がなさ
れないこともある。一方、遠心力で残留洗浄液を飛散さ
せて円板を乾燥するためには、洗浄液を円板表面に広げ
ながら洗浄するための回転速度と同等では足りず、これ
より大きい速度が要求される場合もある。

【００１３】そこで、請求項６に係る発明では、前記円
板の回転は、前記洗浄のときの回転速度よりも、前記乾
燥のときの回転速度を大きくする。この場合、特に、請
求項７に係る発明のように、前記洗浄のときの回転速度
は100〜 500rpm 、前記乾燥のときの回転速度は 800〜1
500rpm で行なうのが好ましい。

【００１４】上述した円板の洗浄・乾燥方法を実施する
ために、請求項８に係る発明では、円板を回転させて洗
浄・乾燥を行なう装置であって、前記円板の板面に垂直
な軸線を中心とした回転体と、前記円板の外周端の所定
箇所のみを前記回転体に保持する円板保持手段と、前記
回転体の回転速度を制御する回転制御手段と、前記円板
表面に所定の洗浄液を所定量供給する洗浄液供給手段と
を備えた、円板の洗浄・乾燥装置を提供する。

【００１５】また、請求項９に係る発明では、前記円板
保持手段を、前記円板の外周端の所定箇所を、少なくと
も前記円板の表裏面から把持する構成として、前記円板
を前記回転体に強固に保持する。そして、請求項10に係
る発明では、前記円板保持手段を、前記円板の相対する
複数の所定箇所の外周端面を圧接保持することにより、
前記円板の前記回転体に接触する面積を可及的に小さく
する。

【００１６】さらに、請求項11に係る発明では、前記円
板保持手段を、前記円板の外周端の少なくとも３点を保
持する構成として、円板の保持をより確実で安定したも
のとする。また、請求項12に係る発明では、前記回転体
の回転速度を制御する回転制御手段を含んで構成し、洗
浄および乾燥のそれぞれに適した回転速度に制御する。

【００１７】このような洗浄・乾燥装置として、請求項
13に係る発明では、特に光ディスク製造用スタンパに対
応した洗浄・乾燥装置を提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本発明の円板の洗浄・乾燥装置の
一例を図１（ａ）に示す。フード１内の中央部には、円
板保持手段としての３本の円板保持アーム２ａ〜２ｃを
有する回転体２が、モータ３の出力軸４の上端部に、水
平面内を回転可能に取り付けられている。また、円板保
持アーム２ａ〜２ｃは、回転体２の外周から水平方向に
突出した後、屈曲して垂直方向上方に延びており、その
先端に円板５を保持する溝を有するコ字型部材６ａ〜６
ｃを備えている。

【００１９】フード１内には、洗浄液供給手段としての
ノズル８が、コ字型部材６ａ〜ｃに固定された円板５の
上表面に、ポンプ９から圧送される洗浄液を供給するよ
うに設けられている。洗浄液は、円板５の回転に伴う遠
心力で表面全体に広がるように、円板５の表面のうち回
転中心に最も近い部位に供給するとよい。コントロール
ユニット７は、回転制御手段としてモータ３の回転速度
を所定の値に制御すると共に、所定量の洗浄液が所定時
間ノズル８から吐出されるように、ポンプ９を制御す
る。

【００２０】図１（ｂ）は、コ字型部材６ａ〜６ｃが円
板５を固定した様子を説明する平面図である。円板保持
アーム２ａ〜２ｃは、回転体２内に設けられた図示しな
いエアシリンダによって、それぞれ水平方向に伸縮可能
に構成されており、コ字型部材６ａ〜６ｃで円板５の外
周端の等角度に配置された３点を外周端面から圧接保持
して固定する。円板５は、コ字型部材６ａ〜６ｃの溝に
嵌合させてあるので、回転中に外れることがない。

【００２１】コ字型部材６ａ〜６ｃに代えて、例えば図
２に示すようなＬ字型部材10を用い、円板５の相対する
複数箇所の外周端面を単に圧接保持する構成とすれば、
円板の表裏面への回転体の接触をさらに削減できる。ま
た、このＬ字型部材10を用いた場合、板状部材11を円板
５の上面に接触させ、これをＬ字型部材10にネジ12で固
定する構成とすれば、外周端表裏面からの把持および外
周端面からの圧接保持で円板５を固定して、接触面積を
小さく制限しつつ、より確実に保持することができる。

【００２２】円板を回転体へ保持するための接触箇所の
数や方法は、円板の面積、重量および材質などを考慮し
て決定するとよい。洗浄は、円板５を回転させながら、
その上表面に洗浄液を供給するが、このとき、円板５の
回転速度が大き過ぎると洗浄液が一気に飛散してしま
い、十分な洗浄が行われないおそれがあるので、通常 1
00〜500rpmの低速回転とする。

【００２３】ノズル８から所定量の洗浄液が所定時間吐
出された後、洗浄液の供給が停止されて洗浄が終了し、
続いて乾燥が開始される。円板５の表面に残留した洗浄
液を遠心力で飛散させるためには、前述した洗浄時と同
様の低速回転では足りず、より高い回転速度が要求され
るが、一定速度以上では洗浄液を散逸させる効果も頭打
ちになるため、安全性も考慮して、800 〜1500rpm が好
ましい。

【００２４】そして、円板５の高速回転を所定時間保持
した後、回転を停止させる。このような、円板の回転を
利用した乾燥方法では、遠心力により円板の表面に極め
て薄く拡がった洗浄液の蒸発による乾燥の効果も存在す
るが、遠心力により外周端から飛散するものが主である
ため、洗浄液の内部に含まれた汚染物質や塵埃も同時に
飛散し、円板の表面に残留するおそれが少ない。

【００２５】また、本発明の洗浄・乾燥装置では、円板
の表裏面ともに回転体に接触する面積が小さいため、予
備洗浄で裏面に付着した洗浄液や、円板の表裏面を貫通
する孔を介して裏面に回り込んだ洗浄液も、その内部に
含んだ塵埃や不純物と共に速やかに飛散して、乾燥後に
塵埃等が残留することはない。さらに、円板５の表面に
供給された洗浄液中に空気中の塵埃が取り込まれること
を可及的に防止するためには、この装置をクリーンルー
ム等の清浄な環境下に設置して用いることが望ましい。

【００２６】図１には、回転軸の軸線を鉛直方向に設け
た例を示したが、円板の回転軸は鉛直方向に対して傾斜
していてもよく、また直角でもよい。このような場合に
は、洗浄液が円板の表面全体に拡がるように、例えば円
板の表面全体に噴霧して供給するなど、その供給位置や
方法を適宜変更するとよい。尚、裏面にも洗浄液を噴射
供給する構成とすれば、円板の外表面全体をより確実に
洗浄することが可能となる。

【００２７】次に、円板として光ディスク製造用スタン
パを例にとり、本発明の洗浄・乾燥方法の効果を確認す
る実験を行った。一般に、光ディスク製造用スタンパは
以下のようにして製造される。先ず、光学研磨されたガ
ラス基板上に一様に塗布されたフォトレジストにパター
ニングを施し、その上に電鋳工程によりマスタを作製す
る。そして、このマスタをガラス基板から剥離し、マス
タの表面に残ったフォトレジストを除去して、よく洗浄
してから、マスタのピット形成面に保護用ラッカを塗布
する。さらに、このマスタの裏面を研磨した後、適当な
形状に打ち抜いてスタンパとする。このスタンパから前
述の保護ラッカを剥がし、外観チェックと信号特性の測
定とを行い、これらに問題のないものはレプリカ製造工
程に使用される。

【００２８】ここでは、本発明の洗浄・乾燥方法の効果
を検証するために、保護用ラッカの剥離が不十分で同程
度に残留しており、外観検査及び信号特性の面で問題が
あるスタンパを３枚選んで、以下の実験を行った。先
ず、表面に残っていたラッカを取り除くために、この３
枚のスタンパを温アルカリ溶液中に浸漬し、これを純水
でよく洗浄した。そして、本発明の洗浄・乾燥方法を適
用するものと、従来の２つの洗浄・乾燥方法を適用する
ものとに分けて、それぞれ洗浄・乾燥を実施した。

【００２９】本発明の洗浄・乾燥方法を適用したスタン
パは、図１に示す本発明の装置にセットして、200rpmで
回転させながら、洗浄液としての純水をスタンパの最内
周部に20秒間供給して洗浄を行った。純水の使用量は約
700ml であった。そして、 1000rpmの高速回転にして表
面に残留する純水を飛散させて乾燥した。光ディスク製
造用スタンパの外周近傍にはデータの記録には無関係の
部分があるので、これを利用して保持するようにすれ
ば、その後の製造工程に影響が出るおそれは少ない。こ
のスタンパを試料Ａとする。

【００３０】次に、前述の純水洗浄したスタンパの１枚
に、従来の洗浄・乾燥方法の１つである温風による乾燥
方法を適用した。具体的には、図３に示すような、ＨＥ
ＰＡフィルタ21（クリーンルーム用フィルタ）を通した
空気（クラス100 に相当）をヒータ22で温風とし、これ
を下流に載置したスタンパにあてることにより乾燥させ
た。このスタンパを試料Ｂとする。

【００３１】最後に、前述の純水洗浄したスタンパのう
ち残った１枚を、図４に示すような、スタンパの中心孔
に嵌合するボス部31を有する回転テーブル32上にセット
して回転させることにより乾燥した。このスタンパを試
料Ｃとした。それぞれの試料の、洗浄・乾燥を行なう前
後の信号特性を測定し、その誤差率の比較を図５に示し
た。本発明による洗浄・乾燥方法を適用した試料Ａでは
誤差率が減少しているが、試料Ｂおよび試料Ｃでは洗浄
・乾燥の前よりも誤差率が増加しており、従来の洗浄・
乾燥方法を用いた場合、逆にスタンパの表面を汚染して
いることになる。

【００３２】また、スタンパの裏面に存在する塵埃等に
対応してレプリカ上に突起が発生することがわかってい
るため、試料Ａ、試料Ｂ、および試料Ｃそれぞれのスタ
ンパを用いてレプリカを作製し、そのレプリカ上に生じ
た突起の数を比較した。結果を図６に示した。本発明の
洗浄・乾燥方法を適用した試料Ａのスタンパから作製し
たレプリカ上には突起が存在せず、スタンパの裏面もき
れいに洗浄され、乾燥後に塵埃等の残留がないことが確
認された。一方、従来の洗浄・乾燥方法を用いた試料Ｂ
および試料Ｃのスタンパから作製されたレプリカには突
起が発生しており、乾燥後のスタンパの裏面に塵埃等が
付着していたことがわかる。

【００３３】このように、本発明の洗浄・乾燥方法で
は、スタンパの表裏面共に清浄に洗浄されるので、信号
特性、外観ともに高品質のレプリカを製造できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または請
求項８に係る発明によれば、円板とこれを回転させる回
転体との接触面積を減少させて、円板の外表面に残留す
る洗浄液を飛散させ易くすることにより、円板の乾燥後
にその外表面に汚染物質や塵埃が残留するのを防止でき
るという効果がある。また、円板の洗浄と乾燥とを連続
して行なうことができるので、洗浄工程から乾燥工程へ
移行する際に人手を介することがなく、洗浄した円板に
再び汚染物資等が付着するのを防止でき、さらに、作業
時間を短縮することができるという効果もある。

【００３５】また、請求項２または請求項９に係る発明
によれば、円板と回転体との相互の接触面積を小さくし
つつ、円板の保持を強固にできるので、洗浄・乾燥時の
回転により円板が外れるのを確実に防止できるという効
果がある。また、請求項３または請求項10に係る発明に
よれば、円板と回転体との接触面積をより小さく制限で
きるので、洗浄液を排除する効率を上げて、汚染物質等
が残留するのを確実に防止することができるという効果
がある。

【００３６】また、請求項４または請求項11に係る発明
によれば、前述の請求項２および請求項９に係る発明の
効果をより増大させることができる。また、請求項５ま
たは請求項13に係る発明によれば、光ディスク製造用ス
タンパの洗浄・乾燥を極めて高い清浄度で容易に実施で
きるので、高品質のレプリカを製造でき、不良品の発生
率を大幅に低減できるという効果がある。

【００３７】また、請求項６または請求項12に係る発明
によれば、円板の回転速度を適宜調節することにより、
洗浄時に供給された洗浄液が一気に飛散するのを防止し
て、効果的な洗浄を行なうことができると共に、乾燥時
には円板の表面に残留する洗浄液とこれに溶け込んだ汚
染物質や塵埃とを確実に排除することができるという効
果がある。

【００３８】また、請求項７に係る発明によれば、適切
な範囲の回転速度を選択し、不要な高速回転に起因する
円板の破損事故などを防止することができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の洗浄・乾燥装置の一構成例を示す図

【図２】 円板の保持方法の他の実施例を示す図

【図３】 従来の温風による乾燥方法を示す図

【図４】 従来の回転テーブルによる乾燥方法を示す図

【図５】 各方法による洗浄・乾燥前後の信号誤差率の
違いを示すグラフ

【図６】 各洗浄乾燥方法を適用したスタンパから作製
されたレプリカ上に発生した突起の数の比較を示す図

【符号の説明】

２ 回転体 ２ａ〜２ｃ 円板保持アーム ３ モータ ５ 円板 ６ａ〜６ｃ コ字型部材 ７ コントロールユニット ８ ノズル

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円板の板面に垂直な軸線を中心とした回転
   体に前記円板を保持して回転させ、前記円板表面に洗浄
   液を供給して洗浄し、乾燥する円板の洗浄・乾燥方法に
   おいて、 前記円板の外周端の所定箇所のみを保持して回転するこ
   とを特徴とする円板の洗浄・乾燥方法。
2. 【請求項２】前記円板の外周端の所定箇所を、少なくと
   も前記円板の表裏面から把持することにより、前記円板
   を前記回転体に保持することを特徴とする請求項１記載
   の円板の洗浄乾燥方法。
3. 【請求項３】前記円板の相対する複数箇所の外周端面を
   圧接保持することにより、前記円板を前記回転体に保持
   することを特徴とする請求項１または請求項２記載の円
   板の洗浄乾燥方法。
4. 【請求項４】前記円板の外周端の少なくとも３点を保持
   することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１
   つに記載の円板の洗浄・乾燥方法。
5. 【請求項５】前記円板は、光ディスク製造用スタンパで
   あることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１
   つに記載の円板の洗浄・乾燥方法。
6. 【請求項６】前記円板の回転は、前記洗浄のときの回転
   速度よりも前記乾燥のときの回転速度が大きいことを特
   徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の円
   板の洗浄・乾燥方法。
7. 【請求項７】前記洗浄のときの回転速度は 100〜 500rp
   m であり、前記乾燥のときの回転速度は 800〜1500rpm
   であることを特徴とする請求項６記載の円板の洗浄・乾
   燥方法。
8. 【請求項８】円板を回転させて洗浄・乾燥を行なう装置
   であって、 前記円板の板面に垂直な軸線を中心とした回転体と、 前記円板の外周端の所定箇所のみを前記回転体に保持す
   る円板保持手段と、 前記円板表面に所定の洗浄液を所定量供給する洗浄液供
   給手段と、 を備えたことを特徴とする円板の洗浄・乾燥装置。
9. 【請求項９】前記円板保持手段は、前記円板の外周端の
   所定箇所を、少なくとも前記円板の表裏面から把持する
   ことにより、前記円板を前記回転体に保持するものであ
   ることを特徴とする請求項８記載の円板の洗浄乾燥装
   置。
10. 【請求項10】前記円板保持手段は、前記円板の相対する
    複数の所定箇所の外周端面を圧接保持することにより、
    前記円板を前記回転体に保持するものであることを特徴
    とする請求項８または請求項９記載の円板の洗浄乾燥装
    置。
11. 【請求項11】前記円板保持手段は、前記円板の外周端の
    少なくとも３点を保持するものであることを特徴とする
    請求項８〜請求項10のいずれか１つに記載の円板の洗浄
    ・乾燥装置。
12. 【請求項12】前記回転体の回転速度を制御する回転制御
    手段を含んで構成されることを特徴とする請求項８〜請
    求項11のいずれか１つに記載の円板の洗浄・乾燥装置。
13. 【請求項13】前記円板は、光ディスク製造用スタンパで
    あることを特徴とする請求項８〜請求項12のいずれか１
    つに記載の円板の洗浄・乾燥装置。