CN100505154C - 基板干燥装置、基板干燥方法以及基板制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一边高速移动基板，一边均匀地干燥基板。喷嘴(21)向基板(1)的表面供给清洗液，气刀(22a、22b)向基板(1)的表面或者背面喷射空气。通过从气刀(22a)喷射出的空气，使从喷嘴(21)供给的清洗液在基板(1)的表面上，向基板移动方向的相反侧移动。调整从喷嘴(21)供给的清洗液的量以及从气刀(22a)喷射出的空气的流量及速度，以使清洗液的移动速度慢于基板移动速度。由此，在通过气刀(22a)的下方的基板(1)的整个表面上，形成清洗液的连续且较薄的液膜。形成在基板(1)表面上的液膜，在通过卤素灯(31)的下方时被加热后蒸发，并被从基板(1)的一端开始依次连续地去除。

Description

基板干燥装置、基板干燥方法以及基板制造方法

技术领域

本发明涉及一种干燥平面显示器(Flat Panel Display)装置用的面板基板(panel substrate)等的基板干燥装置、基板干燥方法、以及使用了这些的基板制造方法，特别涉及一种适于一边高速移动基板一边干燥基板的基板干燥装置、基板干燥方法、以及使用了这些的基板制造方法。

背景技术

在如液晶显示器(liquid crystal Display)装置或等离子显示器(plasma Display)装置等的平面显示器装置用的面板基板的制造工序中，为了在基板上形成电路图案或彩色滤光片(color filter)等，进行显影或蚀刻等药液处理。而且，在药液处理之前或者药液处理之后，必须使用纯水等清洗液对基板进行清洗，以及对清洗后的基板进行干燥。对于包括基板的清洗以及干燥的一系列处理而言，较多的是一边使用滚筒式移动机等移动装置移动基板，一边进行清洗以及干燥处理，并且一般而言，基板的干燥是，使用气刀向基板喷射空气，由此从基板表面冲掉并去除清洗液。

利用气刀对基板进行干燥，其干燥基板的能力较高，但另一方面，有时被来自气刀的空气从基板表面吹掉的清洗液的水滴会再次附着在基板表面上，在基板表面上残留被称作水印的痕迹。对此，在专利文献1中揭示有不使用气刀对基板进行干燥的方法。

[专利文献1]日本专利特开平10-321583号公报

当一边移动基板一边对基板进行一系列的处理时，为了缩短生产时间(tact time)，必须高速地移动基板。特别是，近年来随着平面显示器装置的大画面化，基板变得越大，为了将生产时间控制在习知的生产时间以下，必须一边以比习知技术更高的速度移动基板，一边对基板进行一系列的处理。

在先前，使用气刀对基板进行干燥时，如果高速移动基板，则清洗液的一部分无法被完全从基板表面上去除，而散布并残留，因此残留有清洗液的部分在干燥后形成斑点，从而产生干燥不均。特别是，当在基板表面上形成图案等凹凸时，因为基板表面的凹凸妨碍清洗液的移动，所以因残留清洗液而产生干燥不均的可能性较高。为了抑制此种干燥不均，越高速地移动基板，则必须越高速地喷射大量的空气。

另一方面，专利文献1中所记载的技术，与使用了气刀的场合相比，干燥基板的能力较低，因此不适用于高速地移动基板。

发明内容

本发明的课题在于一边高速移动基板，一边均匀地干燥基板。而且，本发明的课题在于一边高速移动基板，一边降低气刀的空气使用量。而且，本发明的课题在于以较短的生产时间制造品质高的基板。

本发明的基板干燥装置包括：移动基板的基板移动装置；液膜形成装置，具有清洗液供给装置以及气刀，其中所述清洗液供给装置向由基板移动装置移动的基板表面供给清洗液，所述气刀喷射空气，通过由该气刀喷射出的空气，使由所述清洗液供给装置供给的清洗液，在基板表面上以慢于基板移动速度的速度向基板移动方向的相反侧移动，其后在基板的整个表面上形成连续的液膜；以及液膜去除装置，从基板的一端开始依次连续去除由液膜形成装置所形成的液膜。

此外，对于本发明的基板干燥方法而言，一边移动基板，一边向基板表面供给清洗液并喷射空气，利用喷射出的空气，使所供给的清洗液在基板表面上，以慢于基板移动速度的速度向基板移动方向的相反侧移动后，在基板整个表面上形成连续的液膜，然后从基板的一端开始依次连续去除所形成的液膜。

气刀通过向基板表面喷射空气，使基板表面的清洗液向基板移动方向的相反侧移动。此时，根据现有技术，为了从基板表面完全地去除清洗液，对气刀喷射的空气的流量以及速度进行调整，以使清洗液的移动速度与基板移动速度相同或更快(清洗液的移动速度≧基板移动速度)。因此，基板移动速度越快，则越须从气刀高速喷射大量的空气。

本发明与现有技术不同，使清洗液的移动速度慢于基板移动速度(清洗液的移动速度<基板移动速度)，在基板整个表面上形成连续的液膜。即，将气刀用作液膜形成装置的一部分，而并非仅用作为习知的清洗液去除装置。因为无须通过气刀从基板表面完全地去除清洗液，所以也可以适用于高速移动基板的场合，并且气刀的空气使用量较少即可。而且，通过除气刀之外另外设置的液膜去除装置，从基板的一端开始依次连续去除所形成的液膜，因此清洗液的一部分不会散布残留在基板表面上。

而且，对于本发明的基板干燥装置而言，由液膜形成装置形成的液膜的厚度约为720μm。此外，本发明的基板干燥方法形成厚度约为7～20μm的液膜。当液膜的厚度约为7～20μm时，在基板表面上仅存在1层或数层液膜的液体分子，因此由液膜表面反射的光与由基板表面反射的光相互干扰，从而出现对应于液膜厚度的干扰条纹。如果将液膜的厚度设为出现该干扰条纹的约7～20μm，则液膜的液量变得非常少，因此可容易地去除液膜。

而且，对于本发明的基板干燥装置而言，液膜去除装置具有卤素灯加热器。此外，本发明的基板干燥方法是，从卤素灯加热器向基板表面照射红外线，加热液膜后，使液膜蒸发。因卤素灯加热器可以产生从近红外到中红外的红外线，并局部使所产生的红外线集中后进行照射，所以可以仅对基板表面的特定区域进行加热。因此，当一边移动基板，一边依次连续去除基板表面的液膜时，不会不必要地加热所欲去除区域的周围区域后使清洗液不连续地蒸发。

本发明的基板制造方法使用所述的任一个基板干燥装置或者基板干燥方法来干燥基板。一边高速移动基板，一边均匀地干燥基板，因此可以以较短的生产时间制造品质高的基板。

根据本发明的基板干燥装置以及基板干燥方法，可以一边高速地移动基板，一边均匀地干燥基板。特别是，可以均匀地干燥在表面上形成有图案等凹凸的基板。而且，可以一边高速移动基板，一边减少气刀的空气使用量。

而且，根据本发明的基板干燥装置以及基板干燥方法，通过形成厚度约为7～20μm的液膜，可以使液膜的液量非常少，因此可以容易地去除液膜。

而且，根据本发明的基板干燥装置以及基板干燥方法，通过使用卤素灯加热器，可以仅对基板表面的特定区域进行加热，因此可容易地一边移动基板，一边依次连续去除基板表面的液膜。

根据本发明的基板制造方法，因为可以一边高速移动基板，一边均匀地干燥基板，所以可以以较短的生产时间制造品质高的基板。

附图说明

图1是表示本发明一实施形态的基板干燥装置的概略结构的图。

图2是表示形成液膜后的基板表面的图。

图3是表示去除液膜时的基板表面的图。

图4是表示液晶显示装置的TFT基板的制造工序的一例的流程图。

图5是表示液晶显示装置的彩色滤光片基板的制造工序的一例的流程图。

1：基板                         2：液膜

10：滚筒                        20：液膜形成室

21：喷嘴                        22a、22b：气刀

30：液膜去除室                  31：卤素灯

32a、32b：反射板                33：遮光板

34：冷却板                  101～106、201～204：工序

具体实施方式

图1是表示本发明一实施形态的基板干燥装置的概略结构的图。基板干燥装置包括液膜形成室20与液膜去除室30。在液膜形成室20以及液膜去除室30中，以预定的间隔设置有多个滚筒10，搭载在滚筒10上的基板1通过滚筒10的旋转，向箭头所示的基板移动方向移动。

再者，本实施形态中，在水平状态下移动基板1，但本发明并不限于此，也可以相对于水平方向，在与基板移动方向直交的方向上，或者在与基板移动方向成预定角度倾斜的状态下，移动基板1。

在液膜形成室20的前段，例如配置有清洗室，在清洗室中经清洗的基板1，通过滚筒10而被搬入液膜形成室20。在液膜形成室20中，在搭载于滚筒10上的基板1的上方，在与基板1的基板移动方向直交的方向(图式的深度方向(depthdirection))宽度内，与基板1平行地设置喷嘴21。喷嘴21是例如以预定的间隔在较长的管中设置喷嘴口，或者在长度方向上设置为狭缝状。从未图示的清洗液供给源向喷嘴21供给纯水等清洗液。喷嘴21在长度方向上，从喷嘴口向基板1的表面均匀地供给清洗液。

而且，在液膜形成室20中，在搭载于滚筒10上的基板1的上方以及下方，在与基板1的基板移动方向直交的方向(图式深度方向)宽度内，与基板1平行地设置气刀22a、22b。气刀22a、22b是例如在较长的外壳内部形成加压室，并在长度方向上将与加压室相通的空气通路设置为狭缝状。从未图示的空气供给源向气刀22a、22b供给空气。气刀22a、22b从空气通路的前端朝向与基板移动方向的反侧的方向，以预定的入射角度在长度方向上，向基板1的表面或者背面均匀地喷射空气。

再者，本实施形态中，在液膜形成室20中仅分别设置1个喷嘴21以及气刀22a、22b，但也可以在基板移动方向上设置2个或2个以上的喷嘴21或者气刀22a、22b。

通过从气刀22a喷射出的空气，从喷嘴21供给的清洗液在基板1的表面上，向基板移动方向的相反侧移动。在本发明中，调整从喷嘴21供给的清洗液的量以及从气刀22a喷射出的空气的流量及速度，以使清洗液的移动速度慢于基板移动速度(清洗液的移动速度<基板移动速度)。由此，在通过气刀22a下方的基板1的整个表面上，形成清洗液的连续且较薄的液膜。

图2表示形成液膜后的基板表面的图。图2是放大基板1表面附近的一部分后进行表示的图，在基板1的整个表面上，形成有连续且较薄的液膜2。

在本实施形态中，特别的是，调整从喷嘴21供给的清洗液的量以及从气刀22a喷射出的空气的流量及速度，以使所形成的液膜的厚度约为7～20μm。当液膜2的厚度约为7～20μm时，在基板1的表面上仅存在1层或数层液膜2的液体分子，因此由液膜2的表面反射的光与由基板1的表面反射的光相互干扰，从而出现对应于液膜2的厚度的干扰条纹(interference fringe)。如果将液膜2的厚度设为出现该干扰条纹的约7～20μm，则液膜2的液量变得非常少，因此可容易地去除下述液膜去除室30中的液膜2。

形成液膜后，通过滚筒10，将基板1送入液膜去除室30。在液膜去除室30中设置有卤素灯加热器。卤素灯加热器包括卤素灯31，反射板32a、32b，遮光板33，以及冷却板34。在基板1的上方，在与基板1的基板移动方向直交的方向(图式深度方向)宽度内，与基板1平行地配置卤素灯31、反射板32a、以及遮光板33。以同样的方式，在基板1的下方配置反射板32b。冷却板34分别安装在反射板32a、32b上。

再者，本实施形态中，在液膜去除室30中仅设置有1个卤素灯加热器，但也可以在基板移动方向上设置2个或2个以上的卤素灯加热器。

卤素灯31是将卤气密封在圆柱状的细长管内的灯，并在长度方向上均匀地产生从近红外到中红外的红外线。反射板32a具有在图1中已表示其剖面的反射面，并且在长度方向上均匀地反射由卤素灯31产生的红外线。由卤素灯31产生的红外线以及由反射板32a反射的红外线被照射到基板1的表面。

遮光板33阻挡来自卤素灯31的红外线以及来自反射板32a的红外线的一部分，防止红外线向基板移动方向扩散。由此，红外线仅被照射到基板1的表面上的基板移动方向上的预定区域。反射板32b为与反射板32a同样的构造，在长度方向上均匀地反射透过基板1的红外线。冷却板34在其内部具有冷却水的通路，在将热量传导到冷却水中后，冷却反射板32a、32b。

基板1在液膜去除室30内向基板移动方向移动，随之，基板1的表面依次通过卤素灯31的下方，红外线从一端开始依次连续照射基板1的表面。由此，形成在基板1表面上的液膜，在通过卤素灯31的下方时被加热后蒸发，从基板1的一端开始依次连续地被去除。

图3表示去除液膜时的基板表面的图。图3与图2同样是放大基板1表面附近的一部分后进行表示的图，并且形成在基板1表面上的液膜2被从基板1的一端开始依次连续地去除。

在基板1的整个表面上，去除形成在基板1表面上的液膜后，通过滚筒10将基板1搬出液膜去除室30。

在以上所说明的实施形态中，因无需通过气刀将清洗液从基板表面完全去除，所以也可以适用在高速移动基板的场合，并且气刀的空气使用量较少即可。而且，因从基板的一端开始依次连续去除已形成的液膜，所以清洗液的一部分不会散布残留在基板表面上。因此，根据以上所说明的实施形态，可以一边高速地移动基板，一边均匀地干燥基板。特别是，可以均匀地干燥在表面上形成有图案等凹凸的基板。而且，可以一边高速地移动基板，一边减少气刀的空气使用量。

而且，根据以上所说明的实施形态，可通过使用卤素灯加热器，而仅加热基板表面上的特定区域。因此，当一边移动基板，一边依次连续去除基板表面的液膜时，可容易地依次连续去除基板表面的液膜，而不会不必要地加热所欲去除区域的周围区域后使清洗液不连续地蒸发。

图4是表示液晶显示装置的TFT基板的制造工序的一例的流程图。在薄膜形成工序(步骤101)中，通过反应溅射法(sputtering)或等离子体化学气相沉积法(CVD，Chemical-Vapor-Deposition)等，在玻璃基板上形成作为液晶驱动用的透明电极的导电体膜或绝缘体膜等薄膜。在抗蚀剂涂布工序(步骤102)中，通过滚筒涂布法等涂布感光树脂材料(光致抗蚀剂)后，在薄膜形成工序(步骤101)中形成的薄膜上形成光致抗蚀剂膜。在曝光工序(步骤103)中，使用接近式曝光装置或投影曝光装置等，将掩膜的图案转印到光致抗蚀剂膜上。在显影工序(步骤104)中，通过喷淋显影法等，将显影液供给到光致抗蚀剂膜上，其后去除光致抗蚀剂膜的多余部分。在蚀刻工序(步骤105)中，通过湿式蚀刻去除在薄膜形成工序(步骤101)中形成的薄膜中，未被光致抗蚀剂膜遮住的部分。在剥离工序(步骤106)中，通过剥离液剥离在蚀刻工序(步骤105)中作为掩膜起作用的光致抗蚀剂膜。可根据需要，在这些工序之前或者之后实施基板的清洗工序以及干燥工序。数次重复这些工序后，在玻璃基板上形成TFT阵列。

而且，图5是表示液晶显示装置的彩色滤光片基板的制造工序的一例的流程图。在黑色矩阵(black matrix)形成工序(步骤201)中，通过涂布抗蚀剂(resist)、曝光、显影(development)、蚀刻、剥离等处理，在玻璃基板上形成黑色矩阵。在着色(tinting)图案形成工序(步骤202)中，通过染色法(Dyeing Method)、颜料分散法(Pigment Dispersed Method)、印刷法(Printering Method)、电着法(Electrodeposition Method)等，在玻璃基板上形成着色图案。反复进行所述着色图案形成工序，以形成R、G、B的着色图案。在保护膜形成工序(步骤203)中，在着色图案上形成保护膜，在透明电极膜形成工序(步骤204)中，在保护膜上形成透明电极膜。可根据需要，在这些工序之前、中途或者之后实施基板的清洗工序/干燥工序。

使用本发明的基板干燥装置或者基板干燥方法来干燥基板，由此可以一边高速地移动基板，一边均匀地干燥基板。因此，可以以较短的生产时间制造品质高的基板。

Claims (10)

1.一种基板干燥装置，其特征在于包括：

移动基板的基板移动装置；

液膜形成装置，具有清洗液供给装置以及气刀，其中所述清洗液供给装置向由所述基板移动装置移动的基板的表面供给清洗液，所述气刀喷射空气，通过由该气刀喷射出的空气，使由所述清洗液供给装置供给的清洗液，在基板的表面上，以慢于基板移动速度的速度向基板移动方向的相反侧移动，其后在基板的整个表面上形成连续的液膜；以及

液膜去除装置，从基板的一端开始依次连续去除由所述液膜形成装置所形成的液膜。

2.如权利要求1所述的基板干燥装置，其特征在于：由所述液膜形成装置形成的液膜的厚度为7～20μm。

3.如权利要求1或2所述的基板干燥装置，其特征在于：所述液膜去除装置具有卤素灯加热器。

4.一种基板干燥方法，其特征在于：

一边移动基板，

一边向基板的表面供给清洗液并喷射空气，利用所喷射出的空气，使所供给的清洗液在基板的表面上，以慢于基板移动速度的速度，向基板移动方向的相反侧移动，其后在基板的整个表面上形成连续的液膜，

然后从基板的一端开始依次连续去除所形成的液膜。

5.如权利要求4所述的基板干燥方法，其特征在于：形成厚度为7～20μm的液膜。

6.如权利要求4或5所述的基板干燥方法，其特征在于：从卤素灯加热器向基板的表面照射红外线，对液膜进行加热后，使所述液膜蒸发。

7.一种基板制造方法，其特征在于：使用如权利要求1至2中任一项所述的基板干燥装置来干燥基板。

8.一种基板制造方法，其特征在于：使用如权利要求3所述的基板干燥装置来干燥基板。

9.一种基板制造方法，其特征在于：使用如权利要求4至5中任一项所述的基板干燥方法来干燥基板。

10.一种基板制造方法，其特征在于：使用如权利要求6所述的基板干燥方法来干燥基板。

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