JP2000317361A - 回転式基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転式基板処理装置のスループット性を高め
る。基板の処理品質を面内で均一化する。 【解決手段】 複数の噴射ノズル４１，４１・・から基
板１０の上面に処理用の薬液を噴射する前に噴射ノズル
６１，６１から基板１０の下面全体に、所定温度に加熱
された処理用の薬液を均一に噴射し、基板１０を予熱す
る。基板１０上に薬液を保持した状態で、基板１０が低
速回転するパドル処理時に、噴射ノズル６１，６１から
基板１０の下面全体に、所定温度に加熱された純水を均
一に噴射し、基板１０の温度低下を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶用ガラ
ス基板のエッチング処理、剥離処理、現像処理等に使用
される回転式基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶製造プロセスでは、ガラス基板にエ
ッチング、剥離、現像といった各種の化学処理が順番に
施される。この化学処理に使用される基板処理装置とし
ては、ガラス基板の大型化に伴い枚葉式装置が主流を占
めるようになり、そのなかでも処理能率の高い回転式基
板処理装置が有望視されている。

【０００３】回転式基板処理装置は、処理すべき基板を
槽内でロータにより水平に支持し、ロータを駆動して基
板を回転させがら、基板上方のノズルから上面にエッチ
ング液等の薬液をスプレーすることにより、その上面を
薬液処理する。薬液処理の後は、別のノズルから基板上
面に純水をスプレーして、その上面をリンスする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような回転式基板
処理装置では、処理用の薬液は、所定温度に加熱されて
基板の上面にスプレーされるのが通例である。例えばエ
ッチング液のスプレー時の温度は４０℃程度に調整され
る。この調整温度より低い場合、薬液は所期の性能を発
揮することができない。

【０００５】ところが、従来の回転式基板処理装置の場
合、基板は常温で処理開始される。このため、処理用の
薬液をスプレー始めてから基板が所定の目標処理温度に
達するまでの間は所期の反応が進まず、この間を基板加
熱時間として余分に確保することが必要になる。その結
果、スループット性が低下する。また、後述する基板温
度の不均一により、薬液のスプレー当初に反応がばらつ
く問題がある。

【０００６】槽内で回転する基板は、周速度の大きい回
転円の外周側ほど温度が低下する傾向がある。基板が液
晶用の角形ガラス基板の場合は、角部が特によく冷え
る。基板の上面に薬液が多量にスプレーされ続けている
場合は、この温度不均一は顕著にならないが、液晶用ガ
ラス基板の剥離処理等では、基板の上に少量の薬液を保
持した状態で、基板を低速で回転させるパドルという処
理が行われることがあり、このパドル処理では、処理中
に基板の面内温度分布の不均一が進み、これにより、基
板の処理品質が面内で不均一になるという問題が発生す
る。

【０００７】本発明の目的は、これらの基板温度と必要
処理温度とのズレに起因する種々の問題を解決できる回
転式基板処理装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の回転式基板処理
装置は、上記目的を達成するために、基板をロータによ
り支持して回転させる回転機構と、ロータにより支持さ
れた基板の上方から上面に向けて処理用の液体を噴射す
る第１の噴射手段と、ロータにより支持された基板の下
方から下面に向けて所定温度に加熱された基板温度制御
用の流体を噴射する第２の噴射手段とを具備している。

【０００９】本発明の回転式基板処理装置では、ロータ
により支持された基板の下方から下面に向けて所定温度
に加熱された基板温度制御用の流体が噴射されることに
より、基板の温度が意図的に且つ迅速に制御される。

【００１０】具体的には、処理用の液体を基板の上面に
噴射する前（処理前）、噴射中（処理中）、或いは噴射
後（処理後）の少なくとも一時期に、所定温度に加熱さ
れた基板温度制御用の流体が基板の下面に噴射される。
処理前に基板温度制御用の流体の噴射を行うことによ
り、処理開始までに基板が必要処理温度に加熱される。
処理中に噴射を行うことにより、基板の面内温度分布が
必要処理温度に均一化される。処理後に噴射を行うこと
により、リンス工程が開始されるまでの待ち時間中に基
板の面内温度分布が均一保持される。

【００１１】基板温度制御用の流体の噴射を行う第２の
噴射手段は、基板下面の回転円の半径方向複数位置に向
けて基板温度制御用の流体をそれぞれ噴射する複数の噴
射ノズルを有する構成が好ましい。複数のノズルからの
噴射量、噴射範囲をノズル単位で設定することにより、
回転円の半径方向で高精度の基板温度制御を行うことが
できる。

【００１２】複数の噴射ノズルは、回転円の円周方向に
広がった扇形に流体を噴射し、且つ、回転円の中心から
遠い位置ほど多量かつ広範囲に噴射を行う構成が好まし
い。これにより、基板の下面全体に均一的に基板温度制
御用の流体が供給され、基板温度分布の均一化が促進さ
れる。

【００１３】第２の噴射手段は、回転機構の中心部を貫
通して設けられ、ロータの中心部近傍から流体を噴射す
る構成が、構造簡略化等の点から好ましい。

【００１４】温度調整用の流体としては、液体、特に処
理用の薬液又は純水を使用するのが好ましい。処理用の
薬液を使用した場合は、基板の上面に供給される薬液の
希釈が防止される。パドル処理のように希釈の心配がな
い場合は、純水の使用が可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す回
転式基板処理装置の縦断面図、図２は第２の噴射手段の
詳細構成を示す装置主要部の横断面図である。

【００１６】本実施形態の回転式基板処理装置は、液晶
用ガラス基板１０（以下、単に基板１０という）の例え
ばエッチング処理、剥離処理等に使用される。

【００１７】この回転式基板処理装置は、図１に示すよ
うに、基板１０の支持・回転のために処理槽２０内の中
心部に設けられた回転機構３０と、基板１０の上面に処
理用の液体をスプレーするために回転機構３０の上方に
設けられた第１の噴射手段４０と、使用済の液体を回収
するために回転機構３０の外周側に設けられたカップ５
０と、基板１０の下面に基板温度制御用の液体をスプレ
ーするために回転機構３０の中心部を貫通して設けられ
た第２の噴射手段６０とを備えている。

【００１８】基板温度制御用の液体としては、所定温度
に加熱された処理用の薬液又は純水（温純水）が使用さ
れる。

【００１９】処理槽２０は、槽内にダウンフローを形成
するためのクリーンファン２１を天井部に装備してい
る。回転機構３０は、処理槽２０内の中心部に垂直に設
置された円筒状の支持部材３１と、支持部材３１を貫通
して設けられた円筒状の回転軸３２と、回転軸３２の上
端部に水平に取り付けられたロータ３３とを備えてい
る。回転軸３２は、支持部材３１の内側に軸受により回
転自在に支持されている。回転軸３２を駆動するめに、
回転軸３２の下端部に取り付けられたプーリ３４が、モ
ータ３５の出力軸に取り付けられたプーリ３６とベルト
３７にて連結されている。

【００２０】ロータ３３は、図２に示すように、中心部
に開口部を有する鍔形である。このロータ３３は、リン
グ状をした回転軸３２の上端ヘッド部に同心状に取り付
けられ、その上面に突設された複数のピン３８，３８・
・により基板１０を水平に支持する。そして、回転軸３
２の駆動に伴う回転により基板１０を回転させる。

【００２１】基板１０の上面に処理用の液体をスプレー
する第１の噴射手段４０は、水平方向に配列された複数
の噴射ノズル４１，４１・・を備えている。各噴射ノズ
ル４１はエッチング液等の薬液を下方に向けて噴射す
る。また、基板１０の上面にリンス用の純水を散布する
ために、回転機構３０の上方には図示されない別の噴射
ノズルが設けられている。

【００２２】カップ５０は、ロータ３３上へ基板１０を
セットするときの障害とならなように、上部が下部から
独立して昇降する構造になっている。カップ５０内に回
収さた液体は、排液管５１を通って処理槽２０の外に導
出される。

【００２３】基板１０の下面に基板温度制御用の液体を
スプレーする第２の噴射手段６０は、ロータ３３の中心
開口部内に設けられた複数の噴射ノズル６１，６１・・
を備えている。複数の噴射ノズル６１，６１・・は、ロ
ータ３３の回転中心回りに対称的に配置され、円筒状の
回転軸３２の内側に固定された給液用の縦管６２の上端
部に接続されている。縦管６２の下端部は、給液用の横
管６３を介して槽外の温液体供給装置７０と接続され
る。

【００２４】温液体供給装置７０は、基板１０の上面に
散布される薬液の温度とほぼ同じ温度かこれよりやや高
い温度に純水を加熱し、その温純水を加圧して複数の噴
射ノズル６１，６１・・に供給する。或いは所定温度に
加熱された薬液を複数の噴射ノズル６１，６１・・に供
給する。これら温液体の加熱温度及び加圧力は任意に調
節することができる。

【００２５】噴射ノズル６１，６１・・の個数はここで
は４個とされ、そのうちの３個が使用され、１個は予備
である。各噴射ノズル６１は、温液体供給装置７０から
給液管を介して供給される液体を、外周側、即ち基板回
転円の半径方向外側へ噴射する。より具体的には、両側
に所定の拡がり角θ１をもつ扇形に、且つ水平方向に対
して所定の傾斜角θ２をもつ斜め上向きに噴射する。

【００２６】ここで、拡がり角θ１は各ノズルで同じで
あるが、傾斜角θ２は使用される３個のノズル間で相違
している。具体的には、基板下面への噴射位置が基板回
転円の半径方向で相違するように、傾斜角θ２は段階的
に変更されている。これにより、傾斜角θ２が最大のノ
ズルは、基板回転円の中心からの距離が最小の位置に流
体をスプレーする。傾斜角θ２が中間のノズルは、基板
回転円の中心からの距離が中間の位置に液体をスプレー
する。傾斜角θ２が最小のノズルは、基板回転円の中心
からの距離が最大の位置に液体をスプレーする。その結
果、基板下面でのスプレー幅Ｗは、基板回転円の中心か
らの距離が最小の位置では最小となり、基板回転円の中
心からの距離が最大の位置では最大となる。

【００２７】また、各ノズルのスプレー量は、スプレー
幅Ｗの単位長当たりのスプレー量が各ノズルで同じとな
るように、スプレー位置が基板回転円の中心から遠いノ
ズルほど増量されている。

【００２８】このような、回転円の中心から遠い位置ほ
ど多量かつ広範囲に噴射を行う設計により、回転する基
板１０の下面全体に、基板温度制御用の液体を均等な密
度でスプレーすることが可能となる。また、各ノズルの
スプレー量を均等密度点を中心にシフトさせることによ
り、回転円の半径方向でスプレー密度を積極的に任意制
御することが可能になる。

【００２９】次に、本実施形態の回転式基板処理装置を
使用した基板処理方法について説明する。

【００３０】回転式基板処理装置がエッチング装置の場
合は、まず基板１０を処理槽２０内に装入し、回転機構
３０のロータ３３上にセットする。直ちにロータ３０を
所定速度で駆動し、第２の噴射手段６０の複数の噴射ノ
ズル６１，６１・・から、所定温度に加熱されたエッチ
ング用の薬液を、ロータ３３上に支持された基板１０の
下面全体に均等にスプレーする。これにより、基板１０
はエッチング用の薬液と同程度の温度に短時間で予熱さ
れる。

【００３１】予熱が終わると、第１の噴射手段４０の複
数の噴射ノズル４１，４１・・から基板１０の上面に向
けて、所定温度に加熱されたエッチング用の薬液を噴射
する。このとき、基板１０の全体がエッチング用の薬液
と同程度の温度に予熱されている。このため、基板１０
の上面では、薬液の噴射開始と同時に所期のエッチング
反応が各所で均等に始まる。

【００３２】基板１０の上面に薬液を噴射するとき、下
面への薬液の噴射を続けることにより、下面のエッチン
グむらを防止する。下面のエッチングむらを防止する必
要がないときは、下面への薬液の噴射を停止する。

【００３３】エッチング処理が終わると、ロータ３３を
高速で駆動し、基板１０の上面及び下面に残る薬液を遠
心力により除去する。

【００３４】基板１０の液切りが終わると、ロータ３３
を定常速度に戻し、基板１０の上面に別の噴射ノズルか
らリンス用の純水をスプレーする。このとき、第２の噴
射手段６０の複数の噴射ノズル６１，６１・・からは、
常温の純水を噴射して、下面のリンスを行う。

【００３５】リンスが終わると、再び液切りを行う。こ
の液切りにより処理槽２０内での処理が全て終わる。処
理の終わった基板１０は処理槽２０の外に速やかに搬出
される。

【００３６】基板１０の上面及び下面にスプレーされた
薬液や純水は、カップ５０内に回収される。

【００３７】回転式基板処理装置が剥離装置の場合は、
基板１０を所定速度で回転させながら、第１の噴射手段
４０の複数の噴射ノズル４１，４１・・から基板１０の
上面に向けて、所定温度に加熱された剥離用の薬液を噴
射する。その後、噴射を停止し、基板１０の上に少量の
薬液を保持した状態で、基板１０を低速で回転させる。
このパドル処理のとき、第２の噴射手段６０の複数の噴
射ノズル６１，６１・・から、薬液と同じかこれよりや
や高い温度に加熱された温純水を、基板１０の下面全体
に均等にスプレーする。

【００３８】パドル処理中は、基板１０の上面への薬液
の供給がなく、あっても少量であるため、基板１０はそ
の回転により回転円の外側ほど冷えやすい傾向がある
が、下面への温純水の噴射を行うことにより、基板１０
の全体が薬液と同程度の温度に維持される。その結果、
パドル処理中も基板１０の上面全体が均等に剥離処理さ
れる。

【００３９】このように、本実施形態の回転式基板処理
装置では、基板１０の下面への温度制御用液体のスプレ
ーにより、基板１０の上面に薬液がスプレーされるまで
に基板１０の全体が処理温度に短時間で予熱されるの
で、スループット性が向上する。薬液のスプレー開始と
同時に反応が各所で均等に始まるので、スプレー当初の
反応のばらつきが無くなる。反応の全期間を通じて基板
１０の全体が処理温度に維持されるので、反応のばらつ
きが解消される。これらにより、高品質な枚葉処理が能
率的に行われる。

【００４０】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の回転式基
板処理装置は、ロータにより支持された基板の下方から
下面に向けて所定温度に加熱された基板温度制御用の流
体を噴射することにより、基板の温度を意図的に且つ迅
速に制御することができる。このため、基板を迅速に予
熱でき、スループット性を改善できる。また、基板が大
型の場合も、処理品質を面内で均一化でき、その処理品
質を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す回転式基板処理装置
の縦断面図である。

【図２】第２の噴射手段の詳細構成を示す装置主要部の
横断面図である。

【符号の説明】

１０ 基板 ２０ 処理槽 ３０ 回転機構 ３３ ロータ ４０ 第１の噴射手段 ４１ 薬液の噴射ノズル ５０ カップ ６０ 第２の噴射手段 ６１ 温度制御用液体の噴射ノズル ７０ 温液体供給装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水川 茂 兵庫県尼崎市扶桑町１番10号 住友精密工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 FA18 FA30 MA20 4F035 AA04 CB03 CB04 CB05 CC01 4G059 AA08 AB02 AB09 AB19 AC30 5G435 AA00 AA17 BB12 EE33 KK05 KK10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板をロータにより支持して回転させる
   回転機構と、ロータにより支持された基板の上方から上
   面に向けて処理用の液体を噴射する第１の噴射手段と、
   ロータにより支持された基板の下方から下面に向けて所
   定温度に加熱された基板温度制御用の流体を噴射する第
   ２の噴射手段とを具備することを特徴とする回転式基板
   処理装置。
2. 【請求項２】 第２の噴射手段は、基板下面の回転円の
   半径方向複数位置に向けて基板温度制御用の流体をそれ
   ぞれ噴射する複数の噴射ノズルを有することを特徴とす
   る請求項１に記載の回転式基板処理装置。
3. 【請求項３】 複数の噴射ノズルは、回転円の円周方向
   に広がった扇形に流体を噴射し、且つ、回転円の中心か
   ら遠い位置ほど多量かつ広範囲に噴射を行う構成である
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転式基板処理装
   置。
4. 【請求項４】 第２の噴射手段は、前記回転機構の中心
   部を貫通して設けられ、ロータの中心部近傍から流体を
   噴射する構成であることを特徴とする請求項１、２又は
   ３に記載の回転式基板処理装置。
5. 【請求項５】 基板温度制御用の流体は処理用の液体又
   は純水であることを特徴とする請求項１、２、３又は４
   に記載の回転式基板処理装置。