JP2004275989A

JP2004275989A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2004275989A
Application number: JP2003074919A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Koizumi; 晴彦小泉; Takeshi Akasaka; 丈士赤坂; Tatsumi Hamano; 辰美濱野
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】基板の大型化に対してノズル個数を増加させずに、板幅方向でのスプレー均一性を確保できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板搬送ラインの上方に設けられ基板の搬送方向及びこれに直角な板幅方向に配列された多数個のスプレーノズル３２から、搬送基板の表面に処理液を供給する。多数個のスプレーノズル３２として、処理液を角錐形状にスプレーする角吹ノズルを使用する。板幅方向に並列する複数のノズル列のうち、奇数番目のノズル列では、板幅方向で隣接するノズル間でスプレーゾーンの側端部同士を重ね、偶数番目のノズル列では、板幅方向で隣接するノズル間でスプレーゾーンの側端部同士を重ね、全体としてスプレーゾーンが３重に重なる領域を板幅方向で間欠的に形成する。各ノズル列では、基板搬送方向で隣接するノズル間でスプレーゾーンが重ならないようにし、奇数番目のノズル列と偶数番目のノズル列とで基板搬送方向のノズル位置を約１／２ピッチずらせる。各スプレーノズル３２を板幅方向で揺動させる。
【選択図】図３

Description

【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に好適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、剥離等の化学処理を繰り返し施すことにより製造される。その基板処理装置はドライ式とウェット式に大別され、ウェット式はバッチ式と枚葉式に分けられる。更に、枚葉式は定置回転式とローラ搬送等による水平搬送式に細分される。
【０００３】
これらの基板処理装置のうち、水平搬送式のものは、基板を水平方向に搬送しながら基板の表面に処理液を供給する基本構造になっており、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水平搬送式の基板処理装置では、一般に基板が受け入れ部、液避け部、エッチング部、水洗部及び水切り部を順番に通過する。エッチング部では、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がシャワー状に噴出され、そのシャワー中を基板が通過することにより、基板の表面全体にエッチング液が供給される。このシャワー処理により、基板の表面が、マスキング材が塗布された部分を除いて選択的にエッチングされる。
【０００５】
エッチング処理を終えた基板は、水洗部で純水シャワーによる両面洗浄処理を受け、水切り部へ送られる。水切り部では、例えばエアナイフにより、基板の両面に付着する水分が除去される。
【０００６】
このような基板処理装置で重要な事項の一つは、エッチング部において基板の表面にエッチング液を均一な分布でスプレーすることであり、特に、基板の移動がない板幅方向において、その均一性を高めることである。この要求のために、スプレーノズルとしてはエッチング液を角錘形状にスプレーする角吹ノズルが使用され、その角吹ノズルは、四角形のスプレーゾーンが板幅方向で均等に重なるように配置される。
【０００７】
従来のノズル配置パターン及びスプレーパターンを図４に示す。個々の正方形は基板表面におけるスプレーゾーン、スプレーゾーンの中心に付された丸は角吹ノズル位置である。角吹ノズルは、基板搬送方向に直角な板幅方向の複数位置において基板搬送方向に配列されている。各列おいては、隣接するスプレーゾーン間に所定の隙間Ｇができるように、スプレーノズルが基板搬送方向にピッチＰで配列されており、隣接するスプレーゾーンの間の隙間Ｇを埋めるべく、奇数列と偶数列とではノズル位置が基板搬送方向で１／２ピッチずれている。これにより、基板搬送方向においては、スプレーゾーンが３重に重なる領域、２重に重なる領域、１重領域が交互に形成されることになる。
【０００８】
ちなみに、スプレー抜けを防止するために３重領域の形成は不可避である。
【０００９】
一方、基板搬送方向に直角な板幅方向においては、スプレーゾーンが３重に重なる領域がベルト状に連続形成され、その３重ベルト領域は基板搬送方向においては間欠的に形成される。具体的に説明すると、奇数列間では、隣接するスプレーゾーンが約半分ずつ重なり合うように角吹ノズルが配列される。偶数列間でも、隣接するスプレーゾーンが約半分ずつ重なり合うように角吹ノズルが配列される。そして、奇数列における２重領域が偶数列における１重領域と重なり、偶数列における２重領域が奇数列における１重領域と重なる。このようにして、スプレーゾーンが３重に重なる３重領域が、基板の板幅方向全域にわたってベルト状に連続形成される。その結果、基板の移動がない板幅方向においても、エッチング液が均一な分布で供給されることになる。
【００１０】
なお、基板搬送方向においては、３重領域、２重領域、１重領域が交互に形成されるが、基板の移動があるため、エッチング液の均一な供給が可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
近年、液晶製造プロセスでは、歩留りを高めるために、ガラス基板の大型化が進められている。ガラス基板が大型化しても、基板の移動がない板幅方向では、エッチング液を均一にスプレーする必要がある。即ち、スプレーゾーンが３重に重なるベルト状の領域を基板搬送方向に間欠的に形成する必要がある。
【００１２】
その結果、ガラス基板が大型化に応じて角吹ノズルの個数が膨大に増加し、設備構造が複雑化し、設備コストが高騰する。角吹ノズルを基板から離せば、基板表面におけるスプレーゾーンの面積が増大し、ノズル個数の増大が回避されるが、スプレーノズルの特性として対象物までの適正な離間距離が存在し、安易にその距離を増大させることはできない。ちなみに、対象物までの距離を適正値より大きくしても、スプレーゾーンの縁部で噴射液が失速するため、有効なスプレーゾーンはある程度までしか広がらず、均一性を失う。
【００１３】
本発明の目的は、基板の大型化に対してノズル個数を増加させずに、板幅方向でのスプレー均一性を確保できる基板処理装置を提供することにある。
【００１４】
【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、基板を水平方向に搬送して複数の処理部に通過させ、少なくとも１の処理部では、搬送される基板の表面に、基板搬送ラインの上方に設けられ基板の搬送方向及びこれに直角な板幅方向に配列された多数個のスプレーノズルから処理液を供給する水平搬送式の基板処理装置において、多数個のスプレーノズルとして処理液を角錐形状にスプレーする角吹ノズルが使用され、四角形のスプレーゾーンが３重に重なる領域が板幅方向で所定の隙間をあけて間欠的に形成されるように多数個の角吹ノズルが分散配置され、且つ各角吹ノズルが板幅方向で揺動することを技術的特徴点としている。
【００１５】
本発明の基板処理装置では、基板搬送方向に直角な板幅方向において、四角形のスプレーゾーンが３重に重なる領域が板幅方向で所定の隙間をあけて間欠的に形成される。これにより、スプレーノズルの配設間隔を大きくできる。このままでは、基板の移動のない板幅方向でスプレーむらが生じるが、各角吹ノズルが板幅方向で揺動することとにより、このむらが解消される。かくして、基板の大型化に対してノズル個数を増加させずに、板幅方向でのスプレーの均一性を確保できる。
【００１６】
スプレーゾーンが３重に重なる領域を板幅方向で所定の隙間をあけて間欠的に形成するには、所定数の角吹ノズルが基板搬送方向に所定ピッチで配列されたノズル列を板幅方向に並列させ、奇数番目のノズル列では板幅方向で隣接するノズル間でスプレーゾーンの側端部同士を局部的に重ね、偶数番目のノズル列では板幅方向で隣接するノズル間でスプレーゾーンの側端部同士を局部的に重ねる。奇数番目のノズル列で２重に重なる領域が偶数番目のノズル列での１重領域と重なり、偶数番目のノズル列で２重に重なる領域が奇数番目のノズル列での１重領域と重なることにより、全体として３重領域が板幅方向で所定の隙間をあけて間欠的に形成される。
【００１７】
所定数の角吹ノズルが基板搬送方向に所定ピッチで配列されたノズル列を板幅方向に並列させ、各ノズル列では基板搬送方向で隣接するノズル間でスプレーゾーンが重ならないようにし、奇数番目のノズル列と偶数番目のノズル列とで基板搬送方向のノズル位置を約１／２ピッチずらすことにより、基板搬送方向でスプレーノズルの配設間隔を大きくでき、且つ、基板搬送方向において隣接するスプレーゾーン間に形成される隙間が埋められ、スプレーの均一性が向上する。
【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詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態を示す基板処理装置の主要部の平面図、図２は図１中のＡ−Ａ線矢示図、図３は同主要部におけるノズル配置パターン及びスプレーパターンを示す平面図である。
【００１９】
本実施形態の基板処理装置は、液晶表示装置用ガラス基板の製造に使用されるエッチング装置である。この基板処理装置は、基板１０の搬送方向へ順番に配列された受け入れ部、液避け部、エッチング部、水洗部及び水切り部を備えている。各部は、基板１０を水平に支持するか、又は側方に傾斜した状態に支持して水平方向へ搬送する多数の搬送ローラをそれぞれ装備している。
【００２０】
受け入れ部とエッチング部の間に設けられた液避け部は、エッチング部から受け入れ部へエッチング液が侵入するのを防止するバッファ（緩衝部）である。
【００２１】
薬液処理部であるエッチング部は、図１及び図２に示すように、複数の搬送ローラ２０により形成される基板搬送ラインと、該基板搬送ラインの上方に配置され、基板１０の上面に上方から薬液であるエッチング液を散布する２つのシャワーユニット３０，３０とを備えている。
【００２２】
搬送ローラ２０は、基板１０の搬送方向に直角な板幅方向に延びる水平な駆動軸と、駆動軸の軸方向２位置に取り付けられた主ローラ２１，２１と、主ローラ２１，２１の間に位置して駆動軸に取り付けられた複数の副ローラ２２，２２・・とを備えている。駆動軸は、基板１０の搬送方向に所定間隔で配設されて基板搬送ラインを構成し、各駆動軸の一端側に設けられた駆動機構２３により同期駆動される。主ローラ２１，２１は、基板１０の両側のエッジ部を位置決め支持する鍔付きローラである。複数の副ローラ２２，２２・・は、基板１０を板幅方向複数位置で支持してその撓みを防止する。
【００２３】
２つのシャワーユニット３０，３０は、基板搬送方向に配列されている。各シャワーユニット３０は、基板搬送方向に直角な板幅方向に所定間隔で配設された複数のヘッダ管３１，３１・・を有している。各ヘッダ管３１は、基板搬送方向に沿って水平に配置されており、その基板搬送方向に所定間隔で取り付けられた複数のスプレーノズル３２，３２・を装備している。各ヘッダ管３１には共通の母管３３よりエッチング液が供給される。これにより、複数のスプレーノズル３２，３２・から下方に向けてエッチング液がスプレーされる。
【００２４】
各スプレーノズルノズル３２は、エッチング液を角錘形状にスプレーして基板１０の上面に略正方形のスプレーゾーンを形成する角吹ノズルである。また、後で詳しく説明するが、奇数列目のヘッダ管３１に取り付けられたスプレーノズル３２，３２・と、偶数列目のヘッダ管３１に取り付けられたスプレーノズル３２，３２・とは、取り付け位置が基板搬送方向で約１／２ピッチずれている。
【００２５】
各シャワーユニット３０における複数のヘッダ管３１，３１・・は、いずれも中心回りに回動自在に支持されており、２つのシャワーユニット３０，３０の間に設置された共通の揺動機構４０により、それぞれのスプレーノズル３２，３２・が板幅方向に所定角度で揺動するよう同期回転駆動される。
【００２６】
揺動機構４０は、板幅方向に延設された駆動部材４１を備えている。駆動部材４１は長手方向（板幅方向）に移動可能に支持されており、その一端側に配設されたクランク式の駆動源４２により所定ストロークで往復駆動される。駆動部材４１にはヘッダ管３１，３１・・の配列ピッチと同じ間隔で複数の凹部４３，４３・・が形成されている。各凹部４３には、対応するヘッダ管３１に偏心して取り付けられたカムローラ４４が嵌合している。これにより、駆動部材４１の往復動に伴って複数のヘッダ管３１，３１・・が所定角度で両方向へ同期的に回動し、各ヘッダ管３１に取り付けられたスプレーノズル３２，３２・が板幅方向に所定角度で揺動する。
【００２７】
次に、シャワーユニット３０によって基板搬送ラインに形成されるスプレーゾーンついて、図３により説明する。
【００２８】
奇数列目のヘッダ管３１・に取り付けられたスプレーノズル３２，３２・・により、基板搬送方向に所定の隙間Ｇをあけて所定のピッチＰ１で並ぶ複数のスプレーゾーンが形成されると共に、そのゾーン列が板幅方向に所定間隔で並ぶ。板幅方向で隣接するスプレーゾーンは、所定の重なり代Ｌをもって所定のピッチＰ２で並ぶ。
【００２９】
同様に、偶数列目のヘッダ管３１・に取り付けられたスプレーノズル３２，３２・・により、基板搬送方向に所定の隙間Ｇ′をあけて所定のピッチＰ１′で並ぶ複数のスプレーゾーンが形成されると共に、そのゾーン列が板幅方向に所定間隔で並び、板幅方向で隣接するスプレーゾーンは、所定の重なり代Ｌ′をもって所定のピッチＰ２′で並ぶ。但し、奇数列目と偶数列目では、ノズル位置が基板搬送方向で約１／２ピッチずれている。
【００３０】
ここで、板幅方向で隣接するスプレーゾーンの重なり代Ｌ，Ｌ′は、奇数列目の重なりと偶数列目の重なりが重なり合わないよう、スプレーノズルの板幅方向の大きさ（スプレーゾーン横幅Ｗ）の１／２未満に設定されており、好ましくはＷ／３〜Ｗ／６に設定される。これにより、スプレーゾーンが３重に重なる領域が板幅方向の複数位置に間欠的に形成されることになる。ちなみに、隣接する３重領域の間は、スプレーゾーンが２重に重なる領域である。また、この３重領域は、基板搬送方向では所定の隙間Ｇ，Ｇ′をあけて所定のピッチＰ１，Ｐ１′で並ぶことになる。
【００３１】
シャワーユニット３０によってこのようなゾーンパターンが形成されることにより、シャワーユニット３０から噴出されるエッチング液は、板幅方向で濃淡（密度の大小）を生じる。しかし、各列でスプレーノズル３２，３２・・が板幅方向に揺動する。このため、基板１０の表面上ではエッチング液の供給量が板幅方向で均一化される。このため、エッチングむらは生じない。３重領域を板幅方向で間欠的に形成することにより、スプレーノズル３２，３２・・の板幅方向における配設ピッチが広がり、大型基板を処理する場合もノズル個数が抑制され、設備コストが低減する。
【００３２】
板幅方向で隣接するスプレーゾーンの重なり代Ｌが、スプレーゾーン横幅をＷとしてＷ／６未満の場合は全体の流量不足が問題になり、Ｗ／３を超える場合は従前の配置とあまり変わらずノズル数、流量の抑制が不十分となる。基板搬送方向におけるスプレーゾーンの隙間ＧはＷ／４〜Ｗ／８が好ましい。
【００３３】
スプレーゾーンの広さはスプレーノズル３２から基板表面までの距離によって変わるが、この距離はノズルに固有の適正値が存在し、例えば１００〜２００ｍｍである。これが適正値に比して小さすぎると打力が強くなってムラが生じる。大きすぎる場合はスプレー密度が不均一になりやはりムラが生じやすくなる。
【００３４】
スプレーノズル３２の揺動角度θについては片側（半角）で２５〜３５度、両側（全角）で５０〜７０度が好ましい。これが小さいと液の流れが不完全となり、大きい場合は機械構成部分の負担が増大する。
【００３５】
エッチング部を通過した基板１０は、水洗部で洗浄処理を受け、水切り部で乾燥処理を受ける。
【００３６】
【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、多数個のスプレーノズルとして処理液を角錐形状にスプレーする角吹ノズルを使用し、四角形のスプレーゾーンが３重に重なる領域が板幅方向で所定の隙間をあけて間欠的に形成されるように多数個の角吹ノズルを分散配置し、且つ各角吹ノズルを板幅方向へ揺動させることにより、基板の大型化に対してノズル個数を増加させずに、板幅方向でのスプレー均一性を確保でき、これにより設備コストを大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す基板処理装置の主要部の平面図である。
【図２】図２は図１中のＡ−Ａ線矢示図である。
【図３】同主要部におけるノズル配置パターン及びスプレーパターンを示す平面図である。
【図４】従来のノズル配置パターン及びスプレーパターンを示す平面図である。
【符号の説明】
１０基板
２０搬送ローラ
３０シャワーユニット
３１ヘッダ管
３２スプレーノズル
４０揺動機構

Claims

基板を水平方向に搬送して複数の処理部に通過させ、少なくとも１の処理部では、搬送される基板の表面に、基板搬送ラインの上方に設けられ基板の搬送方向及びこれに直角な板幅方向に配列された多数個のスプレーノズルから処理液を供給する水平搬送式の基板処理装置において、多数個のスプレーノズルとして処理液を角錐形状にスプレーする角吹ノズルが使用され、四角形のスプレーゾーンが３重に重なる領域が板幅方向で所定の隙間をあけて間欠的に形成されるように多数個の角吹ノズルが分散配置され、且つ各角吹ノズルが板幅方向で揺動することを特徴とする基板処理装置。
所定数の角吹ノズルが基板搬送方向に所定ピッチで配列されたノズル列を板幅方向に並列させ、奇数番目のノズル列では板幅方向で隣接するノズル間でスプレーゾーンの側端部同士を重ね、偶数番目のノズル列では板幅方向で隣接するノズル間でスプレーゾーンの側端部同士を重ね、全体としてスプレーゾーンが３重に重なる領域を板幅方向で所定の隙間をあけて間欠的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
所定数の角吹ノズルが基板搬送方向に所定ピッチで配列されたノズル列を板幅方向に並列させ、各ノズル列では基板搬送方向で隣接するノズル間でスプレーゾーンが重ならないようにし、奇数番目のノズル列と偶数番目のノズル列とで基板搬送方向のノズル位置を約１／２ピッチずらせたことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。