JP2005074370A

JP2005074370A - 液切り装置

Info

Publication number: JP2005074370A
Application number: JP2003310363A
Authority: JP
Inventors: Osamu Fujine; 修藤根; Daisuke Suganaga; 大輔菅長; Takeshi Akasaka; 丈士赤坂; Katsutoshi Nakada; 勝利中田
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】基板の表面に残る処理液を除去する。基板表面の乾燥や温度低下を防止する。大きな打撃力を確保する。液コストを抑制する。
【解決手段】基板搬送面の上に複数のフラットノズル３２を、基板幅方向に沿って配列する。複数のフラットノズル３２を、液体を両側へ三角形状に広げて吐出する山型ノズルとし、且つ、基板表面における吐出パターン３３が所定の重なりをもって基板幅方向に沿って直線状に並ぶように配置する。各ノズルから吐出される液体により、板幅方向に連続するカーテン状の液ナイフ３４が形成される。液ナイフ３４が基板表面に対してカウンター方向に傾斜して衝突するように、複数の山型フラットノズル３２を垂直面に対して傾斜配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板上に供給された液体を、その基板上から除去する液切り装置に関し、特に基板搬送式の基板処理設備に使用される液切り装置に関する。

液晶パネルの製造では、ガラス基板の表面に積層回路を形成するために成膜、レジスト塗布、現像、エッチング、剥離の各処理が繰り返される。各処理に使用される基板処理設備としては例えば基板搬送式がある。基板搬送式の基板処理設備では、水平方向に搬送される基板の表面にエッチング液、剥離液等の薬液が供給されることにより、その基板の表面に対して所定の処理が施される。薬液処理の後は引続き水洗処理が行われる。

剥離処理の場合、薬液処理が同じ薬液で複数段階に分けて実施されるのが一般的である。即ち、１段目の処理槽で基板の表面に剥離液を供給した後、基板上に残る旧液を除去する。２段目の処理槽でも基板の表面に剥離液を供給した後、基板上に残る旧液を除去する。これを繰り返すことにより、基板の表面に付着するレジストが段階的に溶解除去される。

このような複数段の薬液処理で重要な技術の一つは、基板が次段の処理槽へ搬送される前に、前段の処理槽で基板上に残る旧液を十分に取り除いておくという、プロセス間の液切りである。これは、薬液濃度の高い旧液が次段の処理槽へ持ち込まれるのを阻止する点で、非常に重要な技術である。この液切り技術としては、スリットノズルを用いた所謂エアナイフが多用されている。また、スリットノズルから薄膜状に噴出する薬液により基板上の薬液を置換する、所謂液ナイフ技術が特許文献１に記載されている。

特開２００１−１０２２８９号公報

エアナイフによる液切りでは、基板上の薬液を排除する能力は高い。しかし、基板を乾燥させたり基板温度を低下させる問題がある。一方、液ナイフによる液切りでは、基板を乾燥させるおそれがない。また、基板の表面に供給するのと同じ薬液を使用できるために、基板温度を低下させるおそれもない。しかし、基板表面を打撃するような大きな圧力を基板表面に付加することが困難であり、基板上に残る薬液や薬液中の異物を除去する効果が十分と言えない。また、大きな打撃力が得られない割に多量の薬液が吐出され、液コストが嵩む。大きな打撃力を得ようとしても、ノズル製作が困難である。

本発明の目的は、基板表面の乾燥や温度低下を防止できるのは勿論のこと、大きな打撃力を確保するのが容易であり、液コストも安価に抑制できる液切り装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の液切り装置は、搬送される基板の表面に処理液を供給して各種の処理を行う搬送式基板処理設備に使用されて、その基板の表面に残る処理液を除去する液切り装置において、基板表面に対して液体を両側へ広げて膜状に吐出する山型フラットノズルを、基板の表面で複数の吐出パターンが所定の重なりをもって基板幅方向に沿って直線状に並ぶように複数配列し、且つ複数の山型フラットノズルを、隣接する吐出パターンが重なり部で干渉しないように、ノズル配列線に対して同じ方向へ所定角度で傾斜させて配置したものである。

本発明の液切り装置においては、一列に配列された複数の山型フラットノズルから膜状に吐出される液体が合体することにより、基板幅方向に連続する液ナイフが形成される。この液ナイフが基板の表面に衝突することにより、基板の表面に残る液体（旧液）が排除される。このため、液ナイフを強力に衝突させても基板の表面は乾燥しない。液ナイフを強力に衝突させることにより、旧液が効果的に排除され、新液の残留量も僅かとなる。基板の表面に供給する液体と同じ加熱された液体の使用が可能であるため、基板の冷却も防止される。

そして、複数のフラットノズルにより形成される液ナイフは、スリットノズルにより形成される液ナイフより、少ない流量で大きな打撃力を得ることができる。その理由は次のとおりである。スリットノズルで少液量・大打撃力（打圧）を得るためには、僅かで均一な隙間で吐出口を製作し、吐出口の面積を小さくする必要があり、現実的に製作が難しく高価になる。これに対し、フラットノズルの場合は、ノズルの特性上、少流量で高打力を得ることができる。

また、フラットノズルとしては、液体を山形分布に吐出する山型フラットノズルと、均一分布に吐出する均一分布フラットノズルの２種類があるが、本発明の液切り装置では特に山型フラットノズルを使用する。山型フラットノズルが優れる理由は次のとおりである。山型フラットノズルを均一な間隔で複数配列すれば均一な流量分布になるが、均一分布フラットノズルを複数配列した場合は部分的に流量が不均一な部分が生じる。

山型フラットノズルの配置形態については、搬送される基板の表面に液ナイフが基板搬送方向に対してカウンター方向に傾斜して衝突するように、複数の山型フラットノズルを垂直面に対して傾斜配置するのが好ましい。この構成により、基板上の旧液を除去する効果が高まり、新液の残留量もより少なくなる。なぜなら、液ナイフに基板搬送方向と逆方向の運動が与えられることで、効果が向上するからである。

本発明の液切り装置は、複数の山型フラットノズルを基板幅方向に沿って配列して液ナイフを形成することにより、基板表面の乾燥や温度低下を防止できる。また、大きな打撃力を簡単に確保できるため、液置換効率に優れ、液コストも安価に抑制できる。

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は本発明の一実施形態を示す液切り装置の側面図、図２は同液切り装置の正面図、図３は同液切り装置の平面図である。

本実施形態の液切り装置は、液晶パネル用ガラス基板の製造に使用されるレジスト剥離設備に用いられている。このレジスト剥離装置は、ローラ方式の基板搬送機構２０によりガラス基板１０を水平に支持して水平方向に搬送することにより、該基板を複数種類の剥離処理ゾーンに通過させる。複数種類の剥離処理ゾーンは、シャワーユニット、バブルジェットなどの異種の剥離液供給機構を装備している。剥離処理ゾーンの下流側には、置換ゾーン、水洗ゾーンなどが設けられている。

レジスト剥離設備に使用された本実施形態の液切り装置３０は、前段の処理ゾーンで使用された剥離液が後段の処理ゾーンに持ち込まれるのを阻止するために、処理ゾーンの間に配置されている。この液切り装置３０は、基板搬送面上に平行に配置されたヘッダー管３１と、ヘッダー管３１に所定間隔で下向きに取付けられた複数のフラットノズル３２とを有している。

液切り装置３０のヘッダー管３１は、基板搬送方向に直角な基板幅方向に延びており、図示されない配管を介して剥離液を供給される。各フラットノズル３２は、剥離液を両側へ広げて膜状に且つ山形分布に吐出する山型ノズルである。これにより、各フラットノズル３２はガラス基板１０の表面に剥離液を直線状に吹き付ける。

ヘッダー管３１に所定間隔で取付けられた複数のフラットノズル３２は、基板表面において直線状の吐出パターン３３が所定の重なりをもって直線状に並ぶように一列に配列されており、より詳しくは、各重なりにおいて隣接する吐出パターン３３が干渉し合わないようにノズル配列線に対して同じ方向へ同じ角度θ１で傾斜している。

この構成により、複数のフラットノズル３２では、各液膜により基板幅方向にカーテン状の液ナイフ３４が形成される。そして、この液ナイフ３４がガラス基板１０の表面にカウンター方向に傾斜して衝突するように、複数のフラットノズル３２は基板表面に対して同じ角度θ２で傾斜している。

本実施形態の液切り装置３０によると、前段の剥離処理ゾーンで剥離液を表面に噴射されたガラス基板１０が後段の剥離処理ゾーンに進入する際に、板幅方向に並列する複数のフラットノズル３２から、前後ゾーンで使用されているのと同じ所定温度に加熱された剥離液が三角形の膜状に吐出される。各液膜は板幅方向に連続する液ナイフ３４を形成する。

形成された液ナイフ３４は、搬送されるガラス基板１０の表面にエアナイフのようにカウンター方向に傾斜して衝突する。これにより、ガラス基板１０の上に残る剥離液がエアナイフと同様の原理により効率的に除去されるが、液ナイフ３４の強さに関係なくガラス基板１０の表面に僅かの量の剥離液が均一に分布して残り、エアナイフのようにガラス基板１０の表面を乾燥させるおそれがない。また、前後のゾーンで使用されているのと同じ所定温度に加熱された剥離液を使用するため、ガラス基板１０の表面を冷却するおそれもない。

加えて、スリットノズルを用いた液ナイフと比べ、少ない流量で大きな打撃力が得られる。このため、ガラス基板１０の上に残る剥離液やこの剥離液中の異物を除去する効果が特に高く、しかも液量が少なく、経済性に優れる。

複数のフラットノズル３２の配列間隔Ｄは、基板表面における吐出幅ｄ１の０．２５〜０．７５倍の重なり代ｄ２が得られるように、吐出液の拡がり角度及びフラットノズル３２から基板表面までの距離に応じて選択するのがよい。重なり代ｄ２が小さすぎると、重なり部での流量、打圧が減少し、その部分で液切り性が低下する。逆に大きすぎると液切り後に基板上に残る液量が多くなり、液量が多くなることから、液コストが上がる。

吐出パターン３３のノズル配列線に対する傾斜角度θ１については０．１〜５度が好ましい。この傾斜角度θ１が小さすぎると隣接する液膜同士が干渉し、干渉部で打撃力がそがれることにより、機能的な液ナイフが形成されない。反対に、この傾斜角度θ１が大きすぎる場合は液切り性が低下し、旧液が下流側へ流れ込むおそれがある。

また、液ナイフ３４の基板表面に対する傾斜角度θ２は３０〜５０度が好ましい。この傾斜角度θ２が小さすぎる場合はノズルの吐出方向にミストが大量飛散し、再付着、均一性の低下が問題になる。大きすぎる場合は液切り性が悪くなり、液切り後の残液が多くなる。更に、吐出液の逆流が問題になる。

フラットノズル３２からの吐出流量については、これが少ないと液切り性が悪化し、新液への置換性が悪くなる。多い場合は液切り後の残液が多くなり、液コストが上がる。この流量は、基板表面の単位面積あたりの大きさで評価しなければならず、基板搬送速度に対応させる必要がある。このような観点から、この流量は基板幅１００ｍｍ当たり１．５〜３Ｌ／ｍｉｎが好ましい。

なお、上記実施形態では、液切り装置をレジスト剥離設備に用いたが、水洗を含む他の処理に用いることができる。上記実施形態では又、基板を水平に支持したが、基板を側方に傾けて搬送する傾斜搬送方式とすることもできる。

本発明の一実施形態を示す液切り装置の側面図である。同液切り装置の正面図である。同液切り装置の平面図である。

符号の説明

１０ガラス基板
２０基板搬送機構
３０液切り装置
３１ヘッダー管
３２フラットノズル
３３吐出パターン
３４液ナイフ

Claims

搬送される基板の表面に処理液を供給して各種の処理を行う搬送式基板処理設備に使用されて、その基板の表面に残る処理液を除去する液切り装置において、前記基板の表面に対して液体を両側へ広げて膜状に吐出する山型フラットノズルを、基板の表面で複数の吐出パターンが所定の重なりをもって基板幅方向に沿って一列に並ぶように複数配列し、且つ複数の山型フラットノズルを、隣接する吐出パターンが重なり部で干渉しないように、ノズル配列線に対して同じ方向へ所定角度で傾斜させて配置したことを特徴とする液切り装置。
複数の山型フラットノズルから吐出される液体により形成された液ナイフが、搬送される基板の表面に基板搬送方向に対してカウンター方向に傾斜して衝突するように、複数の山型フラットノズルを垂直面に対して傾斜配置した請求項１に記載の液切り装置。