JP2002176024A - 板状基板の処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶基板や半導体基板の流体処理後の乾燥処理
で発生する水しみやウォータマークは、配線の断線やシ
ョート等のデバイス不良を引き起こし、生産歩留りを低
下させる要因の一つであった。 【解決手段】流体と処理板との表面張力の差を利用し、
かつ流体の供給および吸引位置を工夫することによっ
て、外部と遮断された空間に基板を通過させることが可
能となり基板上の水しみを低減し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶や半導体等の板
状基板を流体処理した後の処理工程において、基板表面
の雰囲気を外部から遮断することにより乾燥むらのない
処理方法および処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶基板または半導体基板の乾燥
処理工程では、被処理基板を回転させることにより被処
理基板の上に残留した処理液を遠心力によって被処理基
板の外部に飛散させる方法が良く使用されていた。

【０００３】そして、最近では、特開平１０−３２１５
８３号公報や特開平８−１７９７００号公報に示されて
いるように、被処理基板の大型化に伴ってこの基板を回
転させることが困難であるため、板状の被処理基板を平
流で搬送し、エアナイフを用いて被処理基板の表面に残
留した処理液を被処理基板の外部に飛散させる方法が開
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いては、処理すべき基板の形態はガラス基板そのもので
あって、被処理基板の上に例えば配線材料である金属膜
またはシリコンやシリコン化合物の膜が形成された基板
を対象とするものではない。

【０００５】即ち、被処理基板の上に金属膜、シリコン
またはシリコン化合物等の膜が形成されている場合、特
にこれらの膜がパターン化されている場合には、基板上
パターンの隅などに残留した残留水分と基板が晒される
外部雰囲気に含まれる酸素との反応によって、水しみま
たはウォータマークと呼ばれる異物が上記した膜上に残
留する。これらは配線の導通不良や断線等を招き、製品
の致命的欠陥の原因となる。

【０００６】また、前述の特開平１０−３２１５８３号
公報には、残留処理液を乾燥除去するための加熱処理方
法が開示されているが、被処理基板の上に形成した配線
等が微細パターン化されるに伴って、加熱処理を行なう
までの極めて短かい時間内に水しみやウォータマークが
発生し、このような場合にも製品の不良原因となるた
め、その解決が急務とされている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題点を解決するた
めに本発明では、（１）板状基板の処理装置を、被処理
基板と親水性処理板と第１の撥水性処理板と第２の撥水
性処理板と処理液供給口と処理液吸引口と不活性気体の
供給手段と搬送手段とを備え、該親水性処理板と第１の
撥水性処理板と第２の撥水性処理板とが該被処理基板に
対向して配置され、該親水性処理板の該第１の撥水性処
理板の側に該処理液供給口が、かつ該第２の撥水性処理
板の側にも該処理液供給口とが設けられ、さらに該親水
性処理板の２つの該処理液供給口の間に該処理液吸引口
が設けられ、処理液が該供給口から供給されるととも
に、該不活性気体が該第２の撥水性処理板の側から該親
水性処理板の方向に向けて供給され、該搬送手段が、該
被処理基板を該親水性処理板から該第２の撥水性処理板
の方向に移動させるようにする。

【０００８】（２）板状基板の処理装置を、被処理基板
と親水性処理板と第１の撥水性処理板と第２の撥水性処
理板と処理液供給口と処理液吸引口と不活性気体の供給
手段と搬送手段とを備え、該親水性処理板と第１の撥水
性処理板と第２の撥水性処理板とが該被処理基板に対向
して配置され、第１の撥水性処理板と第２の撥水性処理
板の間に位置する該親水性処理板に該処理液吸引口が設
けられ、さらに該親水性処理板に該処理液吸引口取り囲
む形状で該処理液供給口が設けられ、さらに該親水性処
理板に処理液が該供給口から供給されるとともに、該不
活性気体が該第２の撥水性処理板の側から該親水性処理
板の方向に向けて供給され、該搬送手段が、該被処理基
板を該親水性処理板から該第２の撥水性処理板の方向に
移動させるようにする。

【０００９】（３）上記（１）または（２）において、
板状基板の処理装置を、上記不活性気体の供給手段とし
て該不活性気体を加熱する手段を備えているようにす
る。

【００１０】（４）上記（１）または（２）において、
板状基板の処理装置を、上記親水性基板と上記撥水性基
板とが、少なくとも上記処理基板の上方または下方の位
置に対抗して配置されるようにする。

【００１１】（５）上記（１）または（２）において、
板状基板の処理装置を、上記処理液供給口から上記被処
理基板に供給された処理液の表面に少なくとも接するよ
うに上記親水性処理板が配置されているようにする。

【００１２】（６）上記（１）または（２）において、
上記被処理基板と、少なくとも上記親水性処理板または
上記第１の撥水性処理板または上記第２の撥水性処理板
の何れかとの間隔が６ｍｍ以下であるようにする。

【００１３】（７）上記（１）または（２）において、
板状基板の処理方法を、上記処理装置を用いるようにす
る。

【００１４】（８）上記（７）において、板状基板の処
理方法を、該処理基板が液晶表示用ガラス基板であるよ
うにする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面を
用いて説明する。

【００１６】図１に本発明における処理部の一構成例の
断面図を示す。ここで被処理基板９は本図の矢印８の方
向へ搬送される。処理板は被処理基板９の上部及び下部
の位置に対向して配置され、その配列の仕方は、被処理
基板９の上方部分について説明すると、被処理基板９の
搬送方向の上流側から、上部撥水性処理板１、上部親水
性処理板４、上部撥水性処理板６の順に配置され、そし
て上部親水性処理板４には上流側から上部処理液供給口
５、上部処理液吸引口２、上部処理液供給口５が配置さ
れ、また撥水性処理板６には乾燥用不活性気体の上部供
給口７が配置されている。

【００１７】被処理基板９の下方に設けた処理板等の配
列、即ち下部撥水性処理板１１、下部処理液吸引口１
２、下部親水性処理板１４、下部撥水性処理板１６、下
部親水性処理板１４、下部処理液供給口１５、乾燥用不
活性気体の下部供給１７の配列は上記した場合と同様で
ある。以下、断りのない限り被処理基板の上方部分につ
いて説明する。

【００１８】上部撥水性処理板１、上部撥水性処理板
６、下部撥水性処理板１１、下部撥水性処理板１６に用
いた撥水性材料として、例えばポリテトラフルオロエチ
レン等であって、被処理基板９の汚染原因となるような
不純物の含有が少ない材料が望ましい。

【００１９】また、上部親水性処理板４や下部親水性処
理板１４に用いた親水性材料として、例えばポリエーテ
ルエーテルケトン等に代表される材料であって、被処理
基板９の汚染原因となるような不純物の含有量が少ない
材料が望ましい。

【００２０】処理液は、洗浄工程や剥離工程で用いられ
る薬液を除去するためのものであって、本実施例では純
水を用いた。

【００２１】また、被処理基板９と各処理板との距離１
０は、上部処理液供給口５から被処理基板９に供給され
た処理液の表面に少なくとも接するように上部親水性処
理板４が設けられており、望ましくは６ｍｍ以下にする
ことが良い。

【００２２】次に、上記した処理装置を用いて、被処理
基板の処理方法を説明する。

【００２３】処理液は上部処理液供給口５から被処理基
板９に供給され、被処理基板９と上部親水性基板４との
間に充填され、過剰の処理液は上部処理液吸引口２から
外部に排出される。このとき、第１の上部撥水性処理板
１と上部親水性処理板４との境界において、処理液の表
面張力の差、即ち、第１の上部撥水性処理板１と上部親
水性処理板４との表面張力の差によって処理液は第１の
上部撥水性処理板１の方向へ進行することはなく、上記
の境界部分で停止する。

【００２４】同様に、上部親水性処理板４と第２の上部
撥水性処理板６との境界部分においても、上部親水性処
理板４と第２の上部撥水性処理板６との表面張力の差に
よって処理液は第２の上部撥水性処理液６の方向へ進行
することなく、上記の境界付近に留まることになる。

【００２５】また、上部処理液吸引口２に対して被処理
基板９の搬送方向の下流側だけでなく上流側にも上部処
理液供給口５が設置されているため、被処理基板９が搬
送される際に、粘性により処理液が下流側に引きずられ
ても、吸引に支障をきたしたり、空気が入り込んで上部
処理液充填領域３の液体膜が切れることを防ぐことがで
きる。

【００２６】さらに、図２に上部処理液吸引口２と上部
処理液供給口５の被処理基板９表面に対向する面での平
面配置図の一例を示す。上部処理液供給口５は図２
（ａ）のように上部処理液吸引口２に対して被処理基板
９の搬送方向の上下流のみに配しても良いし、図２
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のように上部処理液供給口５が
上部処理液吸引口２を取り囲むように配してもよい。た
だし上部処理液吸引口２および上部処理液供給口５の形
状は本図の例に限らない。

【００２７】しかしながら、被処理基板９が第１の上部
撥水性処理板１の側から上部処理液充填領域３を通過し
て第２の上部撥水性処理板６の方向へ搬送されるとき、
上部親水性基板４と第２の上部撥水性基板６との境界部
分を通過した被処理基板９の表面には微量の水分が残留
していることになる。この残留水分が水しみやウォータ
マークの発生原因となるため、これらを極力除去するこ
とが必要である。

【００２８】そこで本実施例においては、上部気体供給
口７から乾燥用の不活性気体を上部親水性基板４の方向
に供給する。供給された不活性気体は、被処理基板９と
第２上部撥水性処理板６との間に滞留することになる。
このようにして、不活性気体の満たされた空間に被処理
基板９を通過させることによって、その時間内に被処理
基板９の表面に残留した微量水分を気化させることが可
能となって、被処理基板９の表面が外部雰囲気に晒され
る時には充分に乾燥された状態にすることができる。

【００２９】以上の方法によって、従来被処理基板上に
設けられた配線等の不良原因であった水しみやウォータ
マークの発生を防止することができる。不活性気体は乾
燥していればよいが、望ましくは４０℃程度に加熱した
窒素を用いることが効果的である。

【００３０】被処理基板９の裏側についても、基板の下
部に配置した上記の処理板等によって同様に処理がなさ
れることは言うまでもない。

【００３１】次に、図３に本実施例で用いた処理装置の
斜視図を示す。この処理装置は上記した本願発明の原理
を用いた構成を示しており、第１の上部撥水性処理板１
０１、第２の上部撥水性処理板１０６、第１の下部撥水
性処理板１１１、第２の下部撥水性処理板１１６はポリ
テトラフルオロエチレンで作製し、上部親水性処理板１
０４及び下部親水性処理板１１４はポリエーテルエーテ
ルケトンを用いて作製した。

【００３２】処理液には純水を用い、また、乾燥用の不
活性気体には４０℃に加熱した窒素ガスを用いた。

【００３３】処理効果を検討するため、本願実施例では
被処理基板９として、基板の表面全面に例えばＣｒの薄
膜を良く知られたスパッタリング方を用いて形成したガ
ラス基板、ガラス基板上に良く知られたホトリソ法を用
いてＣｒ薄膜のパターンを形成した基板、基板の表面全
面に例えばＳｉ薄膜等を良く知られたＣＶＤ法を用いて
形成したガラス基板、及びこのガラス基板上にＳｉ薄膜
のパターンを形成した基板を用いた。

【００３４】比較例として、上記した基板を用いて良く
知られたスピン回転法を用いて処理をした場合、更には
その後加熱乾燥を行った場合、およびエアナイフ乾燥を
行なった後、加熱乾燥を実施した場合を用いた。

【００３５】図２に示した処理装置を平流方式のアルカ
リ洗浄液による洗浄工程の直後に設置し、洗浄後の乾燥
処理効果を従来方法と比較した。

【００３６】本実施例の評価方法を以下に示す。

【００３７】上部処理液供給管１０９及び下部処理液供
給管１１９より純水を注入供給し、上部処理液吸引管１
０８及び下部処理液吸引管１１８から過剰の純水を吸引
する機構を接続した。上部処理液充填領域１０３及び下
部処理液充填領域１１３に純水が充填されるように注入
供給量と吸引量とを調整した。同時に、上部不活性気体
供給管１１０及び下部不活性気体供給管１２０から、４
０℃に加熱した窒素ガスを乾燥用気体として供給した。

【００３８】基板表面の状態は、基板を上記の洗浄処理
した後にその表面を光学顕微鏡または透過型電子顕微鏡
を用いて観察し、処理効果を比較する方法で行なった。

【００３９】表１に、光学顕微鏡または透過型電子顕微
鏡を用いて観察した結果を示すが、表１中の数値は、基
板表面に残留した水しみの発生数である。

【００４０】

【表１】

【００４１】この結果から明らかなように、従来の方法
に比較して本実施例で用いた方法では、基板表面に残留
した水しみの数が著しく減少していることが確認され
た。また、この結果は、基板上にＣｒ膜またはＳｉ膜の
パターンが形成されていても、同様に水しみの数が著し
く減少していることが確認された。

【００４２】

【発明の効果】以上で説明したように、板状の基板の乾
燥処理時に発生する水しみやウォータマークと呼ばれる
現象を低減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例である板状基板の処理原理を説明する
ための装置断面図である。

【図２】本実施例における上部処理液供給口と上部処理
液吸引口の配置を示すための図である。

【図３】本実施例である処理装置の斜形図である。

【符号の説明】

１…第１の上部撥水性処理板、２…上部処理液吸引口、
３…上部処理液充填領域、４…上部親水性処理板、５…
上部処理液供給口、６…第２の上部撥水性処理板、７…
上部不活性気体供給口、８…被処理基板の搬送方向、９
…被処理基板、１０…被処理基板と処理板の間隔、１１
…第１の下部撥水性処理板、１２…下部処理液吸引口、
１３…下部処理液充填領域、１４…下部親水性処理板、
１５…下部処理液供給口、１６…第２の下部撥水性処理
板、１７…下部不活性気体供給口、１０１…第１の上部
撥水性処理板、１０２…上部処理液吸引口、１０３…上
部処理液充填領域、１０４…上部親水性処理板、１０５
…上部処理液供給口、１０６…第２の上部撥水性処理
板、１０７…上部不活性気体供給口、１０８…上部処理
液吸引管、１０９…上部処理液供給管、１１０…上部不
活性気体供給管、１１１…第１の下部撥水性処理板Ｂ、
１１２…下部処理液吸引口、１１３…下部処理液充填領
域、１１４…下部親水性処理板、１１５…下部処理液供
給口、１１６…第２の下部撥水性処理板、１１７…下部
不活性気体供給口、１１８…下部処理液吸引管、１１９
…下部処理液供給管、１２０…下部不活性気体供給管、
１２１…被処理基板、１２２…被処理基板の搬送方向。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 廣 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 佐野 靖 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 原 浩二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H088 FA17 FA21 MA20 2H090 JC19

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理基板と親水性処理板と第１の撥水
   性処理板と第２の撥水性処理板と処理液供給口と処理液
   吸引口と不活性気体の供給手段と搬送手段とを備え、該
   親水性処理板と第１の撥水性処理板と第２の撥水性処理
   板とが該被処理基板に対向して配置され、該親水性処理
   板の該第１の撥水性処理板の側に該処理液供給口が、か
   つ該第２の撥水性処理板の側にも該処理液供給口とが設
   けられ、さらに該親水性処理板の２つの該処理液供給口
   の間に該処理液吸引口が設けられ、処理液が該供給口か
   ら供給されるとともに、該不活性気体が該第２の撥水性
   処理板の側から該親水性処理板の方向に向けて供給さ
   れ、該搬送手段が、該被処理基板を該親水性処理板から
   該第２の撥水性処理板の方向に移動させることを特徴と
   する板状基板の処理装置。
2. 【請求項２】 被処理基板と親水性処理板と第１の撥水
   性処理板と第２の撥水性処理板と処理液供給口と処理液
   吸引口と不活性気体の供給手段と搬送手段とを備え、該
   親水性処理板と第１の撥水性処理板と第２の撥水性処理
   板とが該被処理基板に対向して配置され、第１の撥水性
   処理板と第２の撥水性処理板の間に位置する該親水性処
   理板に該処理液吸引口が設けられ、さらに該親水性処理
   板に該処理液吸引口取り囲む形状で該処理液供給口が設
   けられ、さらに該親水性処理板に処理液が該供給口から
   供給されるとともに、該不活性気体が該第２の撥水性処
   理板の側から該親水性処理板の方向に向けて供給され、
   該搬送手段が、該被処理基板を該親水性処理板から該第
   ２の撥水性処理板の方向に移動させることを特徴とする
   板状基板の処理装置。
3. 【請求項３】 上記不活性気体の供給手段は、該不活性
   気体を加熱する手段を備えていることを特徴とする請求
   項１または２に記載の板状基板の処理装置。
4. 【請求項４】 上記親水性基板と上記撥水性基板とが、
   少なくとも上記処理基板の上方または下方の位置に対抗
   して配置されることを特徴とする請求項１または２記載
   の板状基板の処理装置。
5. 【請求項５】 上記処理液供給口から上記被処理基板に
   供給された処理液の表面に少なくとも接するように上記
   親水性処理板が配置されていることを特徴とする請求項
   １または２記載の板状基板の処理装置。
6. 【請求項６】 上記被処理基板と、少なくとも上記親水
   性処理板または上記第１の撥水性処理板または上記第２
   の撥水性処理板の何れかとの間隔が６ｍｍ以下であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の板状基板の処理
   装置。
7. 【請求項７】 請求項１または２記載の処理装置を用い
   ることを特徴とする板状基板の処理方法。
8. 【請求項８】 該処理基板が液晶表示用ガラス基板であ
   ることを特徴とする請求項７記載の板状基板の処理方
   法。