JP2004281635A - 基板処理装置の液切りユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ガスの噴射量を少量にしつつ効率的に基板表面の液切りが行える基板処理装置の液切りユニットを提供する。
【解決手段】搬送手段１８と薬液塗布手段１４と液槽２０とを有する基板処理装置２２の液切りユニットである。前記液切りユニットは、搬送されてくる基板１６の進行方向に直行配置され、前記薬液塗布手段１４により基板１６の表面に塗布された薬液を吸引除去する吸引手段１２を備える。また、前記吸引手段１２の後方に平行配置され、薬液除去後に基板１６の表面にガスを噴出して、前記吸引手段１２に吸引されずに、基板１６の表面に残った薬液を前記吸引手段１２側へ押し戻し、吸引させる送風手段１０を備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体又は液晶等の基板の表面処理を行う基板処理装置の液切りユニットであり、特に、基板の表面に塗布された薬液を当該基板表面から除去する基板処理装置の液切りユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板の表面に薬液処理を行う際の液切りは従来、薬液処理された基板の表面に向かってノズル等からガス（エア等）を噴出して、エアダム（エアナイフ）を形成して薬液を塞き止め、基板後方へ薬液を流し、薬液除去が行われていた。しかし、上記のような液切りでは、処理薬液中に含まれる僅かな汚染物が、基板後方に薬液を流すに従い凝縮されてしまい、乾燥後の基板表面にシミとして残ってしまうことがある。そして、この僅かなシミが原因となり、パターン欠陥を起こしてしまうという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために特許文献１に挙げるような液切り装置が発明された。特許文献１は、基板の搬送手段と、薬液塗布手段とを備える基板処理装置の洗浄エリアに備えられる基板の液切り装置である。前記液切り装置は、基板表面にリンス液（洗浄液）を噴出させるスリットと、ガスを噴出させるスリットを備え、それらを一つのケーシング内に収めたものである。
【０００４】
前記液切り装置は、洗浄エリアでリンス液により薬液を大方洗浄されて搬送されてくる基板に対し、基板表面に向けてリンス液噴出スリットからリンス液を噴出する。当該リンス液の噴出により、残留していた汚染物を洗い流す。この直後に、リンス液噴出スリットの後部に位置するガス噴出スリットから、ガスを噴出させ、基板上のリンス液を吹き飛ばしつつ乾燥させる。これにより、基板表面に残留するリンス液中に汚染物が付着する前にリンス液を、吹き飛ばし、乾燥させることとなるため、汚染物が凝縮し、乾燥後にシミが残ることがなくなる。よって、パターン欠陥を起こす恐れがなくなる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１２０９５１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、どちらの液切り装置においても、ガスの噴出によりエアダムを形成し、液を吹き飛ばす又は塞き止めるという行為を行うため、ガスの噴出に際して、基板表面の噴出目的箇所に対し、鋭角な噴出角度を保つ必要がある。このため、液切り装置を設置するのに基板表面に対して鋭角な角度を保持して、ガスを噴射するための広いスペースが必要となり、基板処理装置が大型化してしまう問題がある。また、噴出されるガスは、リンス液を吹き飛ばし、基板表面を乾燥させるために、高圧かつ大量に噴出されるため、消費量が多いという問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するために、ガス噴出口を比較的狭いスペースにでも設置可能で、基板処理装置を小型化可能とし、噴出ガス量を比較的少量に抑えることが可能な基板処理装置の液切りユニットを提供することを目的とする。
【０００８】
【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に係る基板処理装置の液切りユニットは、相対的に接近する基板の幅に合わせて配置され前記基板表面の薬液を吸引除去する吸引手段と、前記吸引手段の後方に平行配置され前記吸引手段の吸引口に向けてガスを吹付ける送風手段とを有することを特徴とする。薬液の除去を吸引手段で行い、吸引手段で吸引されずに基板表面に残った薬液は、送風手段から噴出されるガスにより、吸引手段の吸引口に押し戻して吸引させる。
【０００９】
また、前記吸引手段は、基板表面から吸引除去した薬液を回収する回収経路を有するようにすることができる。基板表面から吸引される薬液は、洗浄液等の他の液と混合されていないので、回収経路を用い回収することで、循環利用が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る発明の実施の形態を図面を参照して説明していく。図１は本発明に係る第１の実施形態の図である。また、図２は、本実施形態に係る液切りユニット２１の具体的構成を示す図である。
本発明に係る液切りユニット２１は以下の基板処理装置２２に備えられる。基板処理装置２２は、ローラやベルトコンベア等で構成される搬送手段１８と、前記搬送手段１８の上方に位置する薬液塗布手段１４と、前記搬送手段１８の下方に位置する液槽２０とを備える。前記搬送手段１８は、表面処理を行う基板１６を各液処理工程へ搬送するため、全ての工程に亙り配置されている。前記薬液塗布手段１４は、搬送される基板１６の表面に平行に配置され、かつ進行方向に複数設けられる。前記液槽２０は、仕切り板１９によって区切られた各処理エリアの下部に位置し、薬液をドレンまたは貯留する。また、前記基板１６はその使用用途により様々だが、本実施形態においては矩形板とする。
【００１１】
上記のような基板処理装置２２において本実施形態に係る液切りユニット２１は円筒形状で、その側面に複数の小さな穿孔１３を直線上に備えた吸引手段１２と同じく円筒形状で、その側面に複数の小さな穿孔１１を直線上に備えた送風手段１０とからなる。
【００１２】
前記吸引手段１２は、各処理エリアの薬液塗布手段１４の後の工程となる位置で、前記搬送手段１８により搬送される基板１６の進行方向に対して直行させて、かつ基板１６の幅に合わせて、当該基板１６に平行になるように備えられる。
前記吸引手段１２の具体的設置位置は、吸引効率を考慮すると、薬液の種類や粘性により異なるが、基板１６の表面から１〜３ｍｍ程度上方に配置することが好ましい。また、前記穿孔１３の位置は、吸引効率を考慮すると、鉛直下方向から時計回りに１０°程度回転した位置に施すのが良く、孔径は１ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００１３】
前記送風手段１０は、前記吸引手段１２が吸引除去しきれずに、基板１６の表面に残った薬液を、噴出ガスにより吸引手段１２の吸引口である穿孔１３の位置まで押し戻す役割をするため、吸引手段１２の後方に平行配置される。当該送風手段１０は、吸引口である穿孔１３の直下にガスを吹付ける際、斜め上方から吹付けるのが好ましいため、吸引手段１２よりも若干上方に配置されると良い。前記穿孔１１は、前記穿孔１３の直下にガスを吹付けられる位置に施せば良い。このため、送風手段１０の設置位置を、ガス吹付け位置から３０°上方とした場合には、穿孔１１の位置は鉛直下方向から時計回りに６０°程度回転した位置に配して、前記穿孔１１の延長線上が、ガス吹付け位置に重なるようにすれば良い。
【００１４】
図２に示すように、前記吸引手段１２と液槽２０とは、薬液回収経路３２により接続されており、中間に吸引した薬液を一時貯留するための真空タンク２８と、当該一時貯留した薬液を前記液槽２０に送る時に開放する弁３０とを介装する。前記真空タンク２８には、当該真空タンク２８の内部を負圧にするための真空ポンプ２４と、当該タンク内の圧力を表示するための圧力計３４とが備えられる。なお、前記真空ポンプ２４には、駆動用モータのモータ２６が接続される。
【００１５】
前記送風手段１０は、ガス供給手段であるポンプ４４とガス供給経路３５で接続されている。前記ポンプ４４と前記送風手段１０との間には、噴出させるガスの圧力が、基板表面に残る薬液を押し戻せる程度となるように減圧させるレギュレータ４２と、噴出させるガスの流量を調整する流量調整弁３８とを備える。また、前記ポンプ４４には、ポンプ４４を駆動させるモータ４６が備えられる。さらに、前記レギュレータ４２には、噴出させるガスの圧力を表示する圧力計４０が備えられる。さらにまた、前記流量調整弁３８の出力側には、噴出させるガスの流量を表示する流量計３６が備えられる。
なお、上記のような吸引手段１２及び送風手段１０は、前記基板１６の幅よりも長く、基板１６の全面を処理可能にしている。
【００１６】
上記構成の液切りユニット２１は、薬液塗布手段１４により表面に薬液を塗布された基板１６が、搬送手段１８により搬送されてくると、真空ポンプ２４の作動により、円筒内部が負圧状態となっている吸引手段１２は、穿孔１３から外部空気及び薬液の吸引を行う。吸引された薬液は、前記真空タンク２８に貯留され、同時に吸込まれた空気は、真空ポンプ２４により真空タンク２８の外部へ排出される。真空タンク２８に貯留された薬液が、一定量に達すると、弁３０を開放し、貯留された薬液を液槽２０に流し入れる。この時、真空ポンプ２４は一時停止させることが好ましいが、真空タンク２８内に図示しない逆止弁等を備え、弁３０の開放時に外部空気が真空タンク２８の内部に流入しないようにすれば、その必要は無い。
上記のように吸引手段１２により薬液を吸引するのと略同時に、送風手段１０の穿孔１１から、前記穿孔１３の直下に向けてガスを噴出させる。
【００１７】
ポンプ４４から吐出されるガスは、吹付け時に、基板表面に残る薬液を前記吸引手段１２の吸引口である穿孔１３に押し戻す程度の吹付け圧となるように、減圧弁であるレギュレータ４２を介して減圧される。さらに、当該ガスは、流量調整弁３８を通過させて噴出させる流量を調整する。
上記の作用により、前記吸引手段１２が吸引できずに基板１６の表面に残る又は、基板１６と吸引手段１２との隙間から漏れ出る薬液を、吸引口である穿孔１３へ押し戻し、吸引除去させる。
【００１８】
上記のような液切りユニット２１において、吸引手段１２から吸引される薬液の量Ｑ１は、以下の式によって求めることができる。
【数１】

ここで、αは穿孔１３（オリフィス）を抜ける流体の流量係数であり、Ａは孔の断面積を示す。ｇは流体の加速度であり、γは流体の比重量を示す。また、上式でｐ_１は円筒状の吸引手段１２の内圧を示し、ｐ_２は前記円筒の外圧を示す。
【００１９】
同様にして送風手段１０から噴出されるガスの流量Ｑ２は以下の式により求めることができる。
【数２】

ここで、ｐ_３は円筒状の送風手段１０の内圧である。
【００２０】
上記のような基板処理装置の液切りユニット２１において、薬液の液切りを吸引手段１２による吸引としたので、汚染物が基板表面で凝縮することが無くなり、乾燥後の基板表面に汚染物質によるシミが発生することがなく、パターン欠陥を起こす恐れが無い。
前記吸引手段１２の吸引口及び送風手段１０の噴出口に夫々穿孔１１、１３を備えるようにしたことにより、薬液の吸引又はガスの噴出の際に、僅かな吸引圧力又は噴出圧力で比較的強い力を得ることができる。
【００２１】
吸引手段１２に薬液回収経路３２を設けるようにしたことにより、薬液塗布手段１４により基板１６の表面に塗布された薬液を吸引回収し、液槽２０に戻すことができ、薬液の再利用が可能となる。また、薬液のランニングコストが抑えられ、経済的である。さらに、薬液の廃棄による環境への影響も無い。
【００２２】
上記実施例では、送風手段１０及び吸引手段１２を、円筒形としたが、これに限らず、断面形状を矩形や三角形等他の形状としても良い。また、送風手段１０及び吸引手段１２には、夫々穿孔１１、１３を直線状に設け、当該穿孔を介して送風又は薬液の吸引を行うようにしたが、前記穿孔１１、１３は、スリット等の絞りの役割をなす形状のものであれば良い。さらに、上記実施例では、送風手段１０と吸引手段１２は、夫々別体の円筒としたが、図３に示すように、夫々の効果をなす位置にスリット等を設けたブロック等としても良い。
【００２３】
また、基板１６の形状を矩形板としたが、円板等他の形状としても使用上問題は無い。さらに、上記実施形態では、基板１６は搬送手段１８により搬送されることとしたが、基板１６を固定にして、液切りユニット２１等を移動させて基板１６に処理を施すようにしても良い。
【００２４】
さらに、実施例では薬液を吸引する際、真空ポンプ２４を用いたため、液槽２０には、真空タンク２８を介して薬液を戻す構造としていた。しかし、これに限らず、図４に示すように、真空ポンプ２４の替わりにダイヤフラムポンプ５０等を用いるようにしても良い。ダイヤフラムポンプ５０等を用いる場合には、薬液を液槽２０に直接圧送することが可能となる。このため、真空タンク２８は不要となり、当該真空タンク２８に相当するスペースを縮減することが可能となる。
【００２５】
さらにまた、実施形態では、基板１６の進行方向に対して送風手段１０及び吸引手段１２を直行して配置するようにしているが、基板１６の幅に合わせ、当該基板に残留する薬液を除去できる範囲に配置してあれば、進行方向に対して斜め等に配置するようにしても良い。この場合、薬液を除去する区間を広くとることができる。
【００２６】
【発明の効果】
相対的に接近する基板の幅に合わせて配置され前記基板表面の薬液を吸引除去する吸引手段と、前記吸引手段の後方に平行配置され前記吸引手段の吸引口に向けてガスを吹付ける送風手段とを有すようにしたことにより、ガスを吹き付けることで薬液を吹き飛ばして乾燥させることに比べ、必要とする噴出ガスの量が僅かで良く、ガスの噴出は、エアダムを形成するほど鋭角にする必要は無く、吸引手段と密接させることができるため、ユニットを小型化することができる。また、ユニットの小型化に伴い、基板処理装置も小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の液切りユニットの基板処理装置への適用を示す図である。
【図２】本発明に係る基板処理装置の液切りユニットの具体的実施形態を示す図である。
【図３】本発明に係る基板処理装置の液切りユニットの他の実施形態での適用を示す図である。
【図４】本発明に係る基板処理装置の液切りユニットの具体的実施形態の応用例を示す図である。
【符号の説明】
１０………送風手段、１１………穿孔、１２………吸引手段、１３………穿孔、１４………薬液塗布手段、１６………基板、１８………搬送手段、２０………液槽、２１………液切りユニット、２２………基板処理装置、２４………真空ポンプ、２６………モータ、２８………真空タンク、３０………弁、３２………薬液回収経路、３４………圧力計、３５………ガス供給経路、３６………流量計、３８………流量調整弁、４０………圧力計、４２………レギュレータ、４４………ポンプ、４６………モータ、５０………ダイヤフラムポンプ。

Claims (2)

1. 相対的に接近する基板の幅に合わせて配置され前記基板表面の薬液を吸引除去する吸引手段と、前記吸引手段の後方に平行配置され前記吸引手段の吸引口に向けてガスを吹付ける送風手段とを有することを特徴とする基板処理装置の液切りユニット。
2. 前記吸引手段は、基板表面から吸引除去した薬液を回収する回収経路を有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置の液切りユニット。

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