JP2002043266A - 基板の処理装置及び処理方法、液切りミストナイフ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は洗浄処理された基板に付着した処
理液を、基板を乾燥させることなく除去できるようにし
た処理装置を提供することにある。 【解決手段】 基板４を処理液で処理する処理装置にお
いて、上記基板を所定方向に搬送する搬送ローラ３と、
この搬送ローラによって搬送される基板を処理液によっ
て処理する超音波洗浄器５，６と、処理液をミスト状に
噴射する複数のノズル体１８が所定間隔で設けられ、上
記超音波洗浄器で処理されることで基板に付着した処理
液を各ノズル体から噴射されるミスト状の処理液によっ
て除去する液切りミストナイフ７とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は基板に付着した処
理液を除去するための基板の処理装置及び処理方法、液
切りミストナイフに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、液晶表示装置や半導体装置の
製造工程においては、ガラス基板や半導体ウエハなどの
基板に回路パタ−ンを形成するための成膜プロセスやフ
ォトプロセスがある。これらのプロセスにおいては、上
記基板を所定の薬液で処理した後、処理液としての純水
などの洗浄液で洗浄処理するということが行われる。基
板の洗浄処理としては、たとえば超音波振動を与えた洗
浄水によって洗浄するメガソニック洗浄などが行われ
る。

【０００３】上記基板を洗浄液で洗浄処理したならば、
この基板にエアーナイフによって気体を噴射し、基板に
付着した洗浄液を乾燥除去する乾燥処理が行われる。

【０００４】上記基板に対して行うフォトプロセスでの
薬液処理、洗浄液による洗浄処理及びエアーナイフによ
る乾燥処理は上記基板を搬送ローラなどの搬送手段で搬
送しながら順次連続的に行うようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板を超音
波洗浄によって洗浄処理する場合、使用する液量が毎分
６０〜７０リットルと多いため、乾燥工程に送られてく
る基板の上面には洗浄液が多量に付着残留している。そ
のため、基板に向けてエアーナイフから気体を噴射して
も、基板上から洗浄液を確実に除去できず、一部が残留
してしまうことがあるため、乾燥むらの発生を招く原因
になることがある。

【０００６】また、基板を薬液などの高価な処理液で処
理する場合、その薬液を回収して再使用するということ
が行なわれるが、基板に多量に付着した薬液は、その基
板とともに次工程に搬送されてしまうため、回収できず
にランニングコストの上昇を招くことになる。そこで、
基板を所定の処理槽内で薬液によって処理したならば、
基板がその処理槽から搬出される前に、基板に付着した
薬液をエアーナイフで除去してから洗浄処理するという
ことが行なわれている。

【０００７】しかしながら、エアーナイフから気体を噴
射して薬液を除去すると、基板が部分的に乾燥してしま
うことがあるから、次の工程で基板を洗浄処理しても、
乾燥した部分が十分に洗浄されず、洗浄むらが発生する
ということがある。

【０００８】この発明は、処理液によって処理された基
板から、その基板を乾燥させることなく処理液を除去す
ることができるようにした基板の処理装置及び処理方
法、液切りミストナイフを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
を処理液で処理する処理装置において、上記基板を所定
方向に搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送
される基板を処理液によって処理する処理手段と、処理
液をミスト状に噴射する複数のノズル体が所定間隔で設
けられ、上記処理手段で処理されることで基板に付着し
た処理液を各ノズル体から噴射されるミスト状の処理液
によって除去する液切りミストナイフとを具備したこと
を特徴とする基板の処理装置にある。

【００１０】請求項２の発明は、上記基板の搬送方向に
おける上記液切りミストナイフよりも下流側には、基板
に気体を噴射し上記液切りミストナイフによって処理さ
れた基板を乾燥させるエアーナイフが配設されているこ
とを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置にある。

【００１１】請求項３の発明は、基板を処理液で処理す
る処理方法において、上記基板を所定方向に搬送する搬
送工程と、この搬送工程によって搬送される基板に処理
液によって所定の処理を行う処理工程と、この処理工程
で処理された基板の幅方向全長にわたって複数のノズル
体から処理液をミスト状にして噴射し上記処理工程で付
着した処理液を除去する処理液除去工程とを具備したこ
とを特徴とする基板の処理方法にある。

【００１２】請求項４の発明によれば、基板に付着した
処理液を除去するための液切りミストナイフにおいて、
液体供給路と気体供給路とが長手方向に沿って設けられ
たナイフ本体と、このナイフ本体の長手方向に沿って所
定間隔で設けられた複数の取付け部と、各取付け部に取
付けられ上記液体供給路と気体供給路とから供給された
液体と気体とをミスト状にして噴射するノズル体とを具
備したことを特徴とする液切りミストナイフにある。

【００１３】この発明によれば、処理液によって処理さ
れることで基板に付着した多量の処理液を、ミスト状の
処理液によって除去するため、このミスト状の処理液に
より基板を乾燥させずに、その基板に多量に付着した処
理液を除去することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面を参照して説明する。

【００１５】図１と図２に示すこの発明の処理装置は、
隣接して設けられた洗浄処理槽１と乾燥処理槽２を備え
ている。洗浄処理槽１、乾燥処理槽２の内部及びこれら
処理槽１，２の前後には搬送手段を構成する複数の搬送
ローラ３が所定間隔で回転可能に配設されている。

【００１６】各搬送ローラ３は図示しない駆動手段によ
って回転駆動されるようになっており、それによって半
導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板などの基板４
を矢印方向に搬送するようになっている。

【００１７】上記洗浄処理槽１内には、搬送ローラ３に
よって搬送される基板４の上方に第１の超音波洗浄器５
と第２の超音波洗浄器６とが基板４の搬送方向に沿って
所定の間隔で配設され、さらに各超音波洗浄器５，６の
下流側には液切りミストナイフ７が配設されている。

【００１８】各超音波洗浄器５，６の長さ寸法は基板４
の幅寸法の半分よりも長く設定され、長さ方向一端部を
基板４の幅方向に対して重合させており、それによって
これら一対の超音波洗浄器５，６は基板４の上面の幅方
向全長にわたって超音波振動が与えられた純水などの処
理液を供給できるようになっている。

【００１９】なお、洗浄処理槽１内には、一対の超音波
洗浄器５，６を設ける代わりに、基板４の幅寸法と同等
若しくはそれ以上の長さの１つの超音波洗浄器を設ける
ようにしてもよい。

【００２０】洗浄処理槽１内で超音波洗浄器５，６によ
って洗浄処理された基板４は、上記液切りミストナイフ
７によって基板４の上面に多量に付着した処理液が除去
される。この液切りミストナイフ７は、搬送される基板
４の上方に、長手方向を基板４の搬送方向とほぼ直交す
る方向に沿わせて配置されたナイフ本体９を有する。こ
のナイフ本体９は、図３と図４（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに基板４の幅寸法よりも長尺な断面矩形状の部材から
なり、内部には断面円形状の液体供給路１１と、この液
体供給路１１よりも小径な気体供給路１２とが長手方向
全長にわたって形成されている。液体供給路１１と気体
供給路１２はナイフ本体９の長手方向両端面に開口して
おり、その開口端にはそれぞれ純水などの処理液の給液
管Ａと、清浄空気や窒素などの気体の給気管Ｂとが接続
されている。

【００２１】さらに、上記ナイフ本体９には、その下端
面に開放した複数の取付け部１３（１つのみ図示）がナ
イフ本体９の長手方向に対して所定間隔で形成されてい
る。上記取付け部１３と上記液体供給路１１は、上記ナ
イフ本体９に形成された液体連通路１４によって連通
し、上記取付け部１３と上記気体供給路１２は同じくナ
イフ本体９に形成された気体連通路１５によって連通し
ている。

【００２２】上記取付け部１３には、混合室１６が形成
された中間部材１７と、この中間部材１７の下端面に接
合されたノズル孔１９を有するノズル体１８とが設けら
れ、このノズル体１８と上記中間部材１７とは、上記取
付け部１３に螺着された押え部材２０によって上記取付
け部１３に保持固定されている。つまり、ナイフ本体９
には、その長手方向に沿って所定間隔で複数のノズル体
１８が設けられている。

【００２３】上記中間部材１７に形成された混合室１６
には、上記液体供給路１１と気体供給路１２に供給され
た液体と気体とが液体連通路１４と気体連通路１５を通
って流入する。上記中間部材１７には混合室１６と、ノ
ズル体１８に形成されたノズル孔１９とを連通する連通
孔２１が形成されている。

【００２４】それによって、上記混合室１６に液体と気
体とが所定の圧力で流入すると、気体によって液体が霧
化された、ミスト状の液体が上記連通孔２１を通ってノ
ズル孔１９から噴射されるようになっている。

【００２５】なお、図４（ｂ）に示すようにノズル体１
８の先端面には、ノズル孔１９に連通するスリット１９
ａが形成されている。ノズル体１８は、そのスリット１
９ａをナイフ本体９の長手方向に沿わせて取付けらてい
る。したがって、ノズル孔１９から噴射されるミスト状
の液体は、ナイフ本体９の長手方向、つまり搬送される
基板４の幅方向に沿って所定の角度で拡がり、基板４の
幅方向と交差する搬送方向にはほとんど拡がらないよう
になっている。

【００２６】上記液切りミストナイフ７よりも基板４の
搬送方向下流側、つまり上記乾燥処理槽２には、図２に
示すように、搬送される基板４の上面と下面とに対向し
て一対の上記エアーナイフ８が配設されている。各エア
ーナイフ８の上記基板４の上面及び下面に対向するそれ
ぞれの端面にはスリット２５が開口形成され、これらス
リット２５は基板４の搬送方向と逆方向に所定の角度で
傾斜している。

【００２７】各エアーナイフ８のスリット２５からは、
上記基板４の上面と下面とに、所定の圧力に加圧された
空気や不活性ガスなどの気体が基板４の搬送方向と逆方
向に向けて噴射されるようになっている。

【００２８】上記洗浄処理槽２には、図２に示すように
減圧装置２６が接続されている。この減圧装置２６は上
記洗浄処理槽１を、この洗浄処理槽１に隣接する乾燥処
理槽２よりも低圧に維持するようになっている。

【００２９】なお、図示しないが、洗浄処理槽１には搬
入口、乾燥処理槽２には搬出口、これらの槽１，２を区
画する仕切り壁には通口が形成されていて、これら搬入
口、搬出口及び通口はそれぞれ図示しないゲート弁によ
って開閉されるようになっている。

【００３０】つぎに、上記構成の処理装置によって基板
４を処理する際の作用について説明する。

【００３１】洗浄処理槽１の上流側で薬液などによって
所定の処理が行われた基板４は、搬送ローラ３によって
洗浄処理槽１に搬入される。洗浄処理槽１内では、第
１、第２の超音波洗浄器５，６から基板４の上面に向け
て超音波振動が与えられた処理液としての洗浄液が噴射
される。それによって、基板４の上面は洗浄液によって
超音波洗浄されることになる。

【００３２】基板４を洗浄処理する際、多量の洗浄液が
使用される。そのため、洗浄処理槽１で洗浄処理された
基板４の上面には図５（ａ）に示すように多量の洗浄液
Ｌが付着残留することになる。

【００３３】超音波洗浄器５、６で洗浄処理された基板
４には、液切りミストナイフ７からミスト状の洗浄液Ｌ
ａが噴射される。それによって、図５（ｂ）に示すよう
に洗浄処理槽１で洗浄処理されることで、基板４の上面
に多量に付着残留した洗浄液Ｌは、液切りミストナイフ
７からの洗浄液Ｌａによって搬送方向後方に押し流され
る。

【００３４】その結果、基板４の上面には、図５（ｃ）
に示すように液切りミストナイフ７から噴射された洗浄
液Ｌ_ａ が超音波洗浄処理された時に比べて十分に少な
い量で薄い層状となってほぼ均一に付着残留することに
なる。つまり、基板４の上面は、洗浄液Ｌが多量に付着
した状態からミスト状の洗浄液Ｌ_ａ によって濡れた状
態になる。

【００３５】液切りミストナイフ７の各ノズル体１８か
らは、ミスト状の洗浄液Ｌａが基板４の幅方向に沿って
所定の噴射角度で噴射される。図６に示すように、ノズ
ル体１８と基板４の上面との間隔Ｄは、隣り合うノズル
体１８から噴射されるミスト状の洗浄液Ｌａの噴射領域
が離れることのない距離に設定されている。この実施の
形態では、隣り合うノズル体１８から噴射されるミスト
状の洗浄液Ｌａの噴射領域がわずかに重なり合うよう、
上記間隔Ｄが設定されている。それによって、基板４の
上面には、液切りミストナイフ７からミスト状の洗浄液
Ｌａが基板４の幅方向全長にわたって隙間なく、しかも
ほぼ均一に噴射されることになる。

【００３６】ノズル体１８のノズル孔１９から噴射され
るミスト状の処理液Ｌａは、基板４の幅方向に拡がり、
基板４の幅方向と交差する搬送方向にはほとんど拡がる
ことがない。そのため、基板４の上面の洗浄液Ｌを効率
よく、確実に基板４の搬送方向後方へ押し流すことがで
きる。

【００３７】なお、ノズル体１８と基板４の上面との間
隔Ｄを設定する代わりに、ノズル体１８の噴射角度を代
えることで、基板４の幅方向にわたって隙間なくミスト
状の洗浄液Ｌａを噴射することもできる。

【００３８】つぎに、実験結果を示す。図６における寸
法Ｄを３０〜１００ｍｍ、隣り合うノズル体１８から噴
射されるミスト状の洗浄液Ｌａの噴射領域が重なり合
う、ラップ代を１〜５０ｍｍとし、各ノズル体１８には
気体（空気）を０．３〜０．６ＭＰａの圧力で供給し、
洗浄液を１００〜５００ｍｌ／ｍｉｎで供給した。な
お、ノズル体１８の噴射角度は９０度で、スリット１９
ａの幅は０．８ｍｍとした。

【００３９】それによって、基板４の上面に付着残留し
た洗浄液Ｌをエアー圧によって除去しながら、その基板
４の上面全体にミスト状の処理液Ｌ_ａ をほぼ均一に付
着させることができることを確認できた。

【００４０】なお、ノズル体１８と基板４の上面との間
隔Ｄと、隣り合うノズル体１８から噴射されるミスト状
の洗浄液Ｌａの噴射領域が重なり合うラップ代とを上述
した範囲内で変動させれば、その変動に応じてノズル体
１８からの噴射角度は９０度±３０度の範囲となる。

【００４１】液切りミストナイフ７の下方を通過した基
板４は、一対のエアーナイフ８間を通過する。エアーナ
イフ８からは基板４の上面と下面とに所定の圧力に加圧
された気体が基板４の搬送方向と逆方向に向けて噴射さ
れる。

【００４２】それによって、基板４の上面に薄い層状と
なって付着残留した液切りミストナイフ７からの洗浄液
Ｌ_ａ は、エアーナイフ８からの気体によって基板４の
搬送方向と逆方向へ押し流されるから、基板４が乾燥処
理されることになる。

【００４３】基板４を乾燥処理する際、基板４の上面に
は、液切りミストナイフ７からミスト状で噴射された洗
浄液Ｌ_ａ が全体にわたって薄い層状でほぼ均一に付着
した状態にある。そのため、基板４は、エアーナイフ８
からの気体によって均一に乾燥処理されることになる。

【００４４】つまり、洗浄処理槽１で基板４に多量に付
着した洗浄液Ｌを、液切りミストナイフ７からの洗浄液
Ｌ_ａ によって押し流すようにした。その結果、基板４
からは超音波洗浄時に付着した洗浄液Ｌが液切りミスト
ナイフ７からの洗浄液Ｌａによって基板４の部分的な乾
燥を招くことなく押し流され、その洗浄液Ｌに代わって
液切りミストナイフ７からの洗浄液Ｌ_ａ が薄い層状で
均一に付着する。

【００４５】したがって、洗浄処理によって基板４に多
量に付着残留した洗浄時の洗浄液Ｌを大幅に減少し、液
切りミストナイフ７からの洗浄液Ｌａが前面にほぼ均一
に付着した状態でエアーナイフ８によって乾燥処理する
ことができるから、その乾燥処理を、乾燥むらの発生を
招くようなことなく均一に行うことができる。

【００４６】上記液切りミストナイフ７は、ナイフ本体
９に複数のノズル体１８を所定間隔で設けて構成されて
いる。そのため、各ノズル体１８のノズル孔１９の径を
一致させれば、これらノズル体１８からはミスト状の処
理液Ｌａをほぼ均一に噴射させることができる。つま
り、基板４の幅方向全長にわたってミスト状の処理液Ｌ
ａをほぼ同じ強さで噴射することができるから、洗浄処
理時に基板４に付着した洗浄液Ｌをミスト状の処理液Ｌ
ａによってほぼ均一に除去し、除去後の濡れ状態もほぼ
均一にできる。

【００４７】洗浄処理１は、減圧装置２６によって乾燥
処理槽２よりも低圧に維持される。そのため、液切りミ
ストナイフ７から噴射されるミスト状の処理液Ｌａが洗
浄処理槽１から乾燥処理槽２に流入し、乾燥処理された
基板４に付着するのを防止することができる。つまり、
乾燥処理された基板４を汚染するのを防止することがで
きる。

【００４８】この発明は上記一実施の形態に限定される
ものでなく、たとえば液切りミストナイフを乾燥処理槽
に設けるようにしたが、洗浄処理槽だけでなく、洗浄処
理槽の上流側に配置される薬液処理槽にも設け、この薬
液処理槽で処理された基板に対して薬液と同じ液体をミ
スト状にして噴射するようにすれば、薬液処理によって
基板に付着した薬液の大半を回収して再使用することが
可能となる。

【００４９】薬液処理槽に液切りミストナイフを設けれ
ば、この薬液処理槽からの薬液の持ち出しを防止できる
だけでなく、薬液処理された基板を乾燥させずに洗浄処
理槽に搬入させることができる。したがって、洗浄処理
槽での薬液の洗浄処理を迅速かつ確実に行なうことが可
能となる。

【００５０】

【発明の効果】この発明によれば、基板を処理液によっ
て処理することで、その基板に付着した多量の処理液
を、ミスト状の処理液によって除去するようにした。

【００５１】そのため、ミスト状の処理液により基板を
乾燥させずに、その基板に多量に付着した処理液を除去
することができる。

【００５２】処理液が洗浄液で、洗浄液の除去後に基板
を乾燥処理する場合、基板はミスト状の洗浄液によって
わずかに濡れた状態にあるから、この基板の乾燥処理を
均一に行なうことができ、また処理液が薬液で、薬液の
除去後に基板を洗浄処理する場合、薬液が部分的に乾燥
するのを防止できるから、洗浄処理を均一に、しかも確
実に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る処理装置の平面
図。

【図２】処理装置の側面図。

【図３】液切りミストナイフの全体構成の正面図。

【図４】（ａ）は図３のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図、
（ｂ）は液切りミストナイフの下面を示す図。

【図５】基板に付着した処理液の状態の説明図。

【図６】ミスト状の処理液がノズル体から噴射される状
態の説明図。

【符号の説明】

３…搬送ローラ（搬送手段） ４…基板 ５，６…超音波洗浄器（処理手段） ７…液切りミストナイフ ８…エアーナイフ ９…ナイフ本体 １８…ノズル体 １９…ノズル孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を処理液で処理する処理装置におい
   て、 上記基板を所定方向に搬送する搬送手段と、 この搬送手段によって搬送される基板を処理液によって
   処理する処理手段と、 処理液をミスト状に噴射する複数のノズル体が所定間隔
   で設けられ、上記処理手段で処理されることで基板に付
   着した処理液を各ノズル体から噴射されるミスト状の処
   理液によって除去する液切りミストナイフとを具備した
   ことを特徴とする基板の処理装置。
2. 【請求項２】 上記基板の搬送方向における上記液切り
   ミストナイフよりも下流側には、上記液切りミストナイ
   フによって処理された基板に気体を噴射して乾燥させる
   エアーナイフが配設されていることを特徴とする請求項
   １記載の基板の処理装置。
3. 【請求項３】 基板を処理液で処理する処理方法におい
   て、 上記基板を所定方向に搬送する搬送工程と、 この搬送工程によって搬送される基板に処理液によって
   所定の処理を行う処理工程と、 この処理工程で処理された基板の幅方向全長にわたって
   複数のノズル体から処理液をミスト状にして噴射し上記
   処理工程で付着した処理液を除去する処理液除去工程と
   を具備したことを特徴とする基板の処理方法。
4. 【請求項４】 基板に付着した処理液を除去するための
   液切りミストナイフにおいて、 液体供給路と気体供給路とが長手方向に沿って設けられ
   たナイフ本体と、 このナイフ本体の長手方向に沿って所定間隔で設けられ
   た複数の取付け部と、 各取付け部に取付けられ上記液体供給路と気体供給路と
   から供給された液体と気体とをミスト状にして噴射する
   ノズル体とを具備したことを特徴とする液切りミストナ
   イフ。