JP2003092284A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッチング液や剥離液等の薬液によって浸食
を受ける基板を使用した場合に、その基板の裏面に局部
浸食によってシミが発生するのを防止する。 【解決手段】 薬液処理部の入口部分にディップ槽３７
を設ける。ディップ槽３７は、基板１００の搬送ライン
より下方に配置され、薬液をオーバーフローさせて基板
１００の裏面全幅に接触させる。この薬液との接触によ
って一旦、基板１００の裏面が均一に濡れると、その裏
面が乾燥しない限り、薬液の回り込みや搬送ローラの接
触によって薬液が基板１００の裏面に局部的に付着して
も、シミは発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置用ガ
ラス基板の製造等に使用される水平搬送式の基板処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に使用されるガラス基板
は、素材であるガラス基板の表面にエッチング、剥離等
の化学的処理を繰り返し施すことにより製造される。そ
の処理装置はドライ式とウェット式に大別され、ウェッ
ト式は更にバッチ式と枚葉式に分けられる。更に、枚葉
式は回転式とローラ搬送等による搬送式に細分される。

【０００３】これらの基板処理装置のうち、搬送式のも
のは、基板をほぼ水平方向へ搬送しながらその基板の表
面に処理液を供給する基本構成になっており、高効率な
ことから以前よりエッチング処理や剥離処理に使用され
ている。

【０００４】エッチング処理に使用される搬送式基板処
理装置では、基板搬送ラインの上方にマトリックス状に
配置された多数のスプレーノズルからエッチング液を噴
出し、そのエッチング液中に基板を通過させることによ
り、基板の表面全体にエッチング液を供給する。このシ
ャワー処理により、基板の表面が、マスキング材の塗布
された部分を除いて選択的にエッチングされる。エッチ
ングが終わると、引き続きシャワーによる洗浄処理を行
う。剥離処理用のものも、基本的に同じ構成である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶表示装
置用ガラス基板では、基板の大型化と共に回路の高精細
化が進んでおり、その特に高精細化に伴って、ガラス基
板として低温ポリシリコンが使用され始めた。また、絶
縁膜であるＳｉＯ₂ 膜にコンタクトホールを形成する操
作が、基板の主に大型化に伴って、ドライエッチングか
らバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングへ切
り換えられている。

【０００６】ところが、低温ポリシリコンからなるガラ
ス基板に、フッ酸系薬液によるエッチングを行うと、ポ
リシリコンにフッ酸が反応して、ガラス基板の裏面に、
ガラスの浸食によるシミができるという問題がある。

【０００７】即ち、基板の表面にエッチング液がシャワ
ーされると、一部のエッチング液が裏面側へ回り込む。
また、裏面の幅方向複数箇所に搬送ローラが接触し、こ
の接触に伴ってエッチング液が付着する現象もある。基
板の乾いた裏面にエッチング液が局部的に付着すると、
その部分が浸食され、シミができる。このシミは液晶製
品がバックライトによって背後から照明されたときに、
ムラを発生させる。このため、表面のエッチング処理に
伴う裏面の局部浸食によるシミを極力回避する必要があ
り、この必要のために、裏面にもエッチング液をシャワ
ーすることが行なわれている。

【０００８】しかしながら、このような裏面シャワーを
行なっても、裏面の局部浸食によるシミを完全に回避す
ることはできない。それは、裏面シャワーでは、搬送ロ
ーラ等が障害となってエッチング液を均一に付着させる
ことができないからである。加えて、シャワー処理の開
始時にエッチング液の細かな液滴が衝突した部分が処理
ムラになり、その後のシャワー処理でも消滅せずにエッ
チング後も細かなシミとして残る。

【０００９】本発明の目的は、処理液による浸食を受け
る基板を使用した場合にも、その基板裏面の局部浸食に
よるシミの発生を防止できる基板処理装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の基板処理装置は、基板をほぼ水平方向へ搬
送して複数の処理部に通過させ、各処理部で基板の表面
に処理液を供給する搬送式の基板処理装置において、複
数の処理部のうちの少なくとも１の処理部の入口部分
に、基板の搬送ラインより下方に配置され、処理液をオ
ーバーフローさせて基板の裏面全幅に接触させるディッ
プ槽を設けたものである。

【００１１】本発明の基板処理装置においては、処理部
に進入した基板がディップ槽上を通過することにより、
その基板の裏面が先端部から後端部へ順次、全幅にわた
って均一に処理液で濡れる。一旦、裏面が均一に濡れる
と、その裏面が乾燥しない限り、処理液の回り込みや搬
送ローラの接触によって処理液が局部的に付着しても、
シミは生じない。

【００１２】ディップ槽の出側に、基板の進行方向及び
その進行方向に直角な方向に配列された多数個のスプレ
ーノズルから基板の裏面全体に処理液を供給するシャワ
ーユニットを設けるならば、ディップ槽上の通過により
濡れた裏面の乾燥を効果的に防止することができる。

【００１３】本発明の基板処理装置はエッチング装置に
適用可能であるが、剥離装置にも適用可能である。エッ
チング装置では、前記ディップ槽はエッチング部及び水
洗部に有効である。剥離装置は、基板の表面に剥離液を
供給した後、その表面を水洗する構成であるが、剥離液
を供給する剥離部と水洗部との間に、置換部を挟む場合
と挟まない場合がある。置換部とは、剥離液が水と混じ
ると問題を生じる場合に、基板表面上の剥離液を一旦問
題を生じない薬液に置換する部分である。剥離装置での
ディップ槽は、剥離部及び水洗部に有効であるが、これ
らの間に置換部を挟む場合は、この置換部にも有効であ
る。

【００１４】水と混じって問題を生じる剥離液として
は、例えばＭＥＡ（モノエタノールアミン）、若しくは
ＭＥＡとＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）との混合液
などがある。ＭＥＡは水と混じると強アルカリになり、
設備等にダメージを与える。これらに対し、水系剥離液
は問題を生じず、置換を必要としない。置換液として
は、上述した2 種類の剥離液に対しては通常ＤＭＳＯが
使用される。他の剥離液に対してはＩＰＡ（イソプレン
アルコール）などが使用されることもある。

【００１５】剥離装置における剥離部や置換部の入口部
分にディップ槽を設けることにより、エッチング部の入
口部分にディップ槽を設け場合と同様に裏面シミの発生
を防止することができる。むしろ、剥離処理では、剥離
液や置換液の薬液温度が８０〜９０℃とエッチング液よ
り高温であり、基板の裏面が乾燥しやすい点から、裏面
シミが発生しやすい傾向がある。この点において、ディ
ップ槽は剥離装置の方が効果的であるということもでき
る。ちなみにエッチング液の温度は４０℃程度である。

【００１６】一方、エッチング処理や剥離処理、置換処
理に続く水洗処理では、ディップ槽を設けることによ
り、裏面での迅速な液置換が行なわれる。

【００１７】これらに加えて、ディップ槽上の通過・液
接触による液供給は、処理液の飛散を伴わない。このた
め、エッチング液や剥離液、置換液といった処理液（薬
液）が上流側の処理部に侵入しない。これらの薬液が上
流側の処理部に侵入すると、腐食等の問題が発生すると
共に、薬液の損失が増え、液コストが増大する。また、
洗浄水が上流側の薬液処理部、即ちエッチング部や剥離
部、置換部等に侵入しないことにより、薬液処理部での
薬液コストが節減される。洗浄水がこれらの薬液処理部
に侵入すると、薬液が希釈され、その循環使用が不可能
になるため、この場合も液コストが増大するのである。

【００１８】

【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１実施形態を示す基
板処理装置の平面図、図２は同基板処理装置の主要部の
側面図、図３は同主要部に配置されたディップ槽及びそ
の近傍の縦断側面図、図４は図３中のＡ−Ａ線矢示図で
ある。

【００１９】本実施形態の基板処理装置は、低温ポリシ
リコンからなる液晶表示装置用ガラス基板（以下単に基
板１００と言う）にコンタクトホールを形成するため
の、フッ酸系エッチング液を用いたウェット処理に使用
される。この基板処理装置は、図１に示すように、直線
状の第１ラインＡ、第１ラインＡに直角に接続された第
２ラインＢ、第２ラインＢに直角に接続されて第１ライ
ンＡに並列する第３ラインＣとを組み合わせたＵターン
形式のレイアウトを採用している。

【００２０】第１ラインＡは、受け入れ部１０、液よけ
部２０及びエッチング部３０を直線状に連結して構成さ
れている。第２ラインＢは水洗部４０である。第３ライ
ンＣは、移載装置５０、スピンドライヤ６０、移載装置
７０及び取り出し部８０を直線状に連結して構成されて
いる。

【００２１】第１ラインＡ及び第２ラインＢは、基板１
００をライン長手方向に搬送するために、搬送方向に所
定間隔で並列された多数の搬送ローラを備えている。各
搬送ローラは、搬送方向に直角な水平ロールである。第
２ラインＢ、即ち水洗部４０の入口部には、基板１００
の進行方向を９０度変更する転向機構４１が設けられて
いる。

【００２２】Ａｌエッチング処理を受ける基板１００
は、搬送装置９０により受け入れ部１０に搬入される。
その基板１００は、ローラ搬送により、液よけ部２０か
らエッチング３０部に進入し、ここを通過する間にエッ
チング処理を受ける。エッチング部３０を通過した基板
１００は、引き続きローラ搬送により、水洗部４０に進
入し、進行方向を９０度変更して水洗部４０を移動し、
その移動の間に水洗処理を受ける。

【００２３】水洗部４０の出口部まで移動した基板１０
０は、移載装置５０により水洗部４０からスピンドライ
ヤ６０へ搬送される。スピンドライヤ６０で乾燥を終え
た基板１００は、移載装置７０によりスピンドライヤ６
０から取り出し部８０へ搬送され、更に搬送装置９０に
より装置外へ搬出される。

【００２４】本実施形態の基板処理装置では、エッチン
グ部３０及び水洗部４０に特に大きな特徴点がある。

【００２５】エッチング部３０は、図２に示すように、
基板１００を水平方向に搬送する多数の搬送ローラ３１
を備えており、基板１００の搬送ラインの上方には、基
板１００の表面にエッチング液を供給するために、スリ
ットノズル３３が入口部に位置して設けられ、その下流
側にはシャワーユニット３４が設けられている。また、
基板１００の表面からエッチング液を除去するために、
スリット形式のエアノズル３６が、シャワーユニット３
４の後方に位置して設けられている。

【００２６】一方、基板１００の搬送ラインの下方に
は、基板１００の裏面にエッチング液を接触させるディ
ップ槽３７が、エッチング部３０の入口部分に位置して
設けられ、その下流側にはシャワーユニット３８が設け
られている。

【００２７】搬送ローラ３１は、図３及び図４に示すよ
うに、水平な駆動軸３１ａと、その軸方向複数箇所に設
けられた大径の支持ローラ３１ｂとを有している。支持
ローラ３１ｂは、ここでは基板１００の両側縁部、中央
部の３箇所に配置され、その３箇所で基板１００を水平
に支持して縦方向に駆動する。

【００２８】スリットノズル３３は、基板１００の進行
方向に直角な横向きの水平ノズルであり、エッチング部
３０の入口部分に、シャワーユニット３４の直前に位置
して配置されている。このスリットノズル３３は、供給
管３３ａから供給されるエッチング液をスリット３３ｂ
から基板１００の表面の進行方向一部に全幅にわたって
直線状に供給する。

【００２９】上側のシャワーユニット３４は、基板１０
０の進行方向に平行な水平方向及びその進行方向に直角
な水平方向に所定間隔でマトリックス状（千鳥状を含
む）に配列された多数のスプレーノズル３４ａを備えて
おり、基板１０の表面より広い範囲にフッ酸系のエッチ
ング液をスプレーする。

【００３０】多数のスプレーノズル３４ａは、基板１０
０の進行方向に直角な方向に並列しそれぞれが基板１０
０の進行方向に延びる複数本のヘッダ管３４ｂに下方を
向けて取付けられている。各スプレーノズル３４ａは、
エッチング液を細かな液滴にして円錐形状に噴射し、隣
接するノズル間では、各ノズルの噴射範囲がオーバーラ
ップするようになっている。ここにおけるエッチング液
の供給量は、基板１００の表面上で十分な液置換が行わ
れるように設定される。

【００３１】スリット形式のエアノズル３６は、エッチ
ング部３０の出口部分に配置されており、基板１０の表
面の進行方向一部に全幅にわたって直線状にエアを吹き
付けることにより、その表面からエッチング液を除去す
る。

【００３２】ディップ槽３７は、基板１００の横幅より
広い横長の液槽であり、スリットノズル３３より更に入
側に、基板１００の搬送ラインより下方に位置して設置
されている。このディップ槽３７は、供給管３７ａより
供給されるフッ酸系のエッチング液を上面開口部からオ
ーバーフローさせるオーバーフロー槽であり、その上面
開口部が基板１００の搬送ラインより僅か下方に位置す
ることにより、オーバーフローするエッチング液を、基
板１００の裏面の進行方向一部に全幅にわたって接触さ
せる構成になっている。

【００３３】ディップ槽３７の内部には、エッチング部
３０における１段目の搬送ローラ３１が配置されてい
る。従って、エッチング部３０においては、ディップ槽
３７より入側に搬送ローラ３１は存在しない。ディップ
槽３７を１段目の搬送ローラ３１の出側に配置せず、１
段目の搬送ローラ３１の入側乃至は同一箇所に配置した
のは、シャワーユニット３４からの吐出により発生した
ミストが１段目の搬送ローラ３１に付着し、それが最初
に基板１００に接触することによるエッチングムラ及び
シミを防ぐためである。

【００３４】下側のシャワーユニット３８も上側のシャ
ワーユニット３４と同様、マトリックス状に配列された
多数のスプレーノズル３８ａから上方へフッ酸系のエッ
チングを噴出して、上方を通過する基板１００の裏面に
エッチング液を散布する。多数のスプレーノズル３８ａ
は、基板１００の進行方向に直角な方向に並列しそれぞ
れが基板１００の進行方向に延びる複数本のヘッダ管３
８ｂに上方を向けて取付けられ、フッ酸系のエッチング
液を細かな液滴にして円錐形状に噴射する。ここにおけ
るエッチング液の供給量は、基板１００の裏面の乾燥が
防止される程度に設定される。

【００３５】水洗部４０は、基板１００の進行方向を９
０度変更する転向機構４１と、これに続く多数の搬送ロ
ーラとを備えており、それらの上方には、基板１００の
表面洗浄水を吹き付けるために、スリットノズル４２及
びシャワーユニット４３が設けられている。また、下方
にはディップ槽４４及びシャワーユニットが設けられて
いる。

【００３６】スリットノズル４２は、水洗部４０の入口
部分、特にエッチング部３０との接続部近傍に配置され
ている。このスリットノズル４２は、エッチング３０の
入口部分に配置されたスリットノズル３３と同様、洗浄
水を膜状にして噴出するノズル本体に液ガイドを取り付
けた構造になっている。

【００３７】上側のシャワーユニット４３は、基板１０
０の進行方向に沿って複数配置されている。各シャワー
ユニット４３は、エッチング部３０に設けられたシャワ
ーユニット３４と同様、基板１００の進行方向に平行な
水平方向及びその進行方向に直角な水平方向に所定間隔
でマトリックス状（千鳥状を含む）に配列された多数の
スプレーノズルから洗浄水を噴出し、下方を通過する基
板１００の表面に上方から洗浄水を散布する。

【００３８】下側のシャワーユニットも上側のシャワー
ユニット４３と同様、マトリックス状に配列された多数
のスプレーノズルから上方へ洗浄水を噴出して、上方を
通過する基板１００の裏面に洗浄水を散布する。

【００３９】ディップ槽４４は、スリットノズル４２よ
り更に入側の１段目の搬送ローラのところに配置されて
おり、エッチング部３０に設けられたディップ槽３７と
同様、洗浄水をオーバーフローさせて基板１００の裏面
の進行方向一部に全幅にわたって接触させる。

【００４０】このような構成になる本実施形態の基板処
理装置では、液よけ部２０からエッチング部３０に進入
した基板１００は、まず、ディップ槽３７の上を通過
し、その裏面が全幅にわたってフッ酸系のエッチング液
と接触する。その直後、スリットノズル３３のノズル本
体３３ａから噴出されるフッ酸系のエッチング液の膜中
を通過し、その表面上に先端部から順次エッチング液が
供給される。次いで、シャワーユニット３４から噴出さ
れるフッ酸系のエッチング液の中を通過し、基板１００
の表面全体にエッチング液が供給され、所定のエッチン
グが行われる。

【００４１】基板１００の表面にいきなりフッ酸系のエ
ッチング液をシャワーすると、最初に液滴を受けた部分
が処理ムラとなって残るが、事前にエッチング液の膜中
を通過することにより、その表面上にエッチング液がム
ラなく供給されるので、エッチング液のシャワー処理に
伴う処理ムラが防止される。

【００４２】また、基板１００の裏面についても、フッ
酸系のエッチング液の回り込みや、搬送ローラ３１との
接触によるエッチング液の部分的な付着があり、乾燥し
た裏面に対してこの部分的な付着が生じると、その付着
部分がシミとなって残るが、基板１００がエッチング部
３０に進入すると、直ちにディップ槽３７の上を通過
し、裏面が全幅にわたってエッチング液と接触して濡
れ、引き続きシャワーユニット３８によるエッチング液
の散布により、その裏面の乾燥が防止される。このた
め、エッチング部３０の通過中にエッチング液の吹き付
けに伴う回り込みや、搬送ローラ３１との接触によるエ
ッチング液の部分的な付着があっても、シミは生じな
い。

【００４３】シャワーユニット３４の下方を通過した基
板１００は、エアノズル３６の下方を通過し、その表面
からエッチング液を除去された後、水洗部４０に進入す
る。水洗部４０に進入するとき、基板１００はディップ
槽４４の上方を通過し、引き続きスリットノズル４２の
下方を通過する。ディップ槽４４の上方を通過すること
により、裏面が薬液から洗浄水へ瞬時に置換され、エッ
チングが停止する。スリットノズル４２の下方を通過す
ることにより、表面が薬液から洗浄水へ瞬時に置換さ
れ、エッチングが停止する。

【００４４】ディップ槽４４の上方及びスリットノズル
４２の下方を通過して水洗部４０内に進入した基板１０
０は、方向転換後、上側のシャワーユニット４３及び下
側のシャワーノズルから噴出される洗浄水の中を通過し
所定の洗浄処理を受ける。

【００４５】上記実施形態の基板処理装置はフッ酸系エ
ッチング液を用いたコンタクトホール形成用エッチング
装置であるが、他のエッチング装置に適用することが可
能であり、更にはエッチング装置に限らず剥離装置等へ
の適用も可能である。剥離装置に適用する場合、剥離部
及び水洗部にディップ槽を設けるのが有効であり、両者
間に置換部を挟む場合はこの置換部にもディップ槽を設
けるのが有効である。剥離装置でも裏面シミは発生す
る。むしろ、剥離処理ではエッチング処理より薬液温度
が高く、基板の裏面が乾燥しやくシミができやすい。

【００４６】剥離部の入口部分にディップ槽を設けるこ
とにより、裏面シミが防止されるだけでなく、上流側へ
の剥離液の飛散が防止され、上流側の設備での剥離液に
よる腐食等が防止されると共に、剥離液の損失が回避さ
れる。また、置換部の入口部分にディップ槽を設けるこ
とにより、裏面シミが防止されるだけでなく、上流側の
剥離部への置換液の飛散が防止され、剥離部では剥離液
への置換水の混入が防止され、置換部では置換液の無駄
な消費が防止される。更に、水洗部の入口部分にディッ
プ槽を設けることにより、基板裏面での迅速な液置換が
行われると同時に、剥離部或いは置換部へ洗浄水の混入
が防止され、剥離液或いは置換液の希釈による損失が回
避される。

【００４７】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明の基板処
理装置は、処理部の入口部分に、基板の搬送ラインより
下方に配置され、処理液をオーバーフローさせて基板の
裏面全幅に接触させるディップ槽を設けたことにより、
薬液による浸食を受ける基板を使用した場合にも、その
薬液の回り込みや搬送ローラの接触に伴う局部的な付着
による裏面のシミを防止できる。薬液処理に続く水洗処
理では、裏面での迅速な液置換を可能にする。また、薬
液処理でも水洗処理でも、処理液の飛散を伴わないた
め、上流側への液飛散を防止でき、薬液による設備腐食
の問題や薬液に洗浄水が混入することによる液コスト増
大の問題を解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示す搬送式基板処理装置
の平面図である。

【図２】同基板処理装置の主要部の側面図である。

【図３】同主要部に設けられたディップ槽及びその近傍
の縦断側面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線矢示図である。

【符号の説明】

１０ 受け入れ部 ２０ 液よけ部 ３０ エッチング部 ３１ 搬送ローラ ３３ スリットノズル ３４，３８ シャワーユニット ３６ エアノズル ３７ ディップ槽 ４０ 水洗部 ４１ 転向機構 ４２ スリットノズル ４３ シャワーユニット ４４ ディップ槽 ５０，７０ 移載装置 ６０ スピンドライヤ ８０ 取り出し部 ９０ 搬送装置 １００ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 辰也 兵庫県尼崎市扶桑町１番10号 住友精密工 業株式会社内 (72)発明者 近藤 友喜 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） 5F043 DD13 DD30 EE07 EE36 5F046 MA02 MA03 MA10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板をほぼ水平方向へ搬送して複数の処
   理部に通過させ、各処理部で基板の表面に処理液を供給
   する搬送式の基板処理装置において、複数の処理部のう
   ちの少なくとも１の処理部の入口部分に、基板の搬送ラ
   インより下方に配置され、処理液をオーバーフローさせ
   て基板の裏面全幅に接触させるディップ槽を設けたこと
   を特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 前記ディップ槽の出側に、基板の進行方
   向及びその進行方向に直角な方向に配列された多数個の
   スプレーノズルから基板の裏面全体に処理液を供給する
   シャワーユニットを設けたことを特徴とする請求項１に
   記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】 複数の処理部はエッチング部及び水洗部
   を含み、エッチング部及び水洗部は、入口部分に前記デ
   ィップ槽を装備することを特徴とする請求項１又は２に
   記載の基板処理装置。
4. 【請求項４】 複数の処理部は剥離部及び水洗部を含
   み、剥離部及び水洗部は、入口部分に前記ディップ槽を
   装備することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板
   処理装置。
5. 【請求項５】 複数の処理部は剥離部、置換部及び水洗
   部を含み、剥離部、置換部及び水洗部は、入口部分に前
   記ディップ槽を装備することを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の基板処理装置。