JP2005186028A - 角形基板の端縁部処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 角形基板の端縁部を洗浄処理する場合に、角形基板が大型化しても、端縁部の処理品質の低下を招くことなく処理タクトが長くなるのを抑えることができる方法を提供する。
【解決手段】 表面に薄膜が形成された角形基板１に対しその端縁に沿った方向へ液体吐出ノズル１８を往復移動させつつ、液体吐出ノズルから角形基板の端縁部に向かってアルカリ液を吐出し、角形基板の端縁部から薄膜を溶解させて除去する場合において、液体供給管２２に介設されたヒータ２６によりアルカリ液を加熱して所定温度に調節し、加熱されたアルカリ液を液体吐出ノズルから角形基板の端縁部に向かって吐出する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、サーマルヘッド製造用セラミック基板等の角形基板の表面に形成されたフォトレジスト、感光性ポリイミド樹脂、カラーフィルタ用染色剤等の薄膜を、角形基板の端縁から所定の幅分だけ溶解させて除去する角形基板の端縁部処理方法および角形基板の端縁部処理装置に関する。

例えば、角形基板の端縁部を溶剤等の処理液で洗浄して、角形基板の表面に形成された薄膜を角形基板の端縁から所定の幅分だけ溶解させて除去するには、角形基板の端縁部洗浄装置が使用される。この端縁部洗浄装置は、表面に薄膜が形成された角形基板を載置保持する基板保持ユニット、この基板保持ユニットによって保持された角形基板の端縁部の表面にメチルイソブチルケトン等の溶剤を吐出して薄膜の不要部を溶解させる溶剤吐出ユニット、この溶剤吐出ユニットから吐出される溶剤によって溶解させられた薄膜不要部の溶解物をガスの噴出によって角形基板の端縁よりも外方へ吹き飛ばすガスノズル、溶剤吐出ユニットから吐出される溶剤やガスノズルから噴出されるガスによって吹き飛ばされた薄膜不要部の溶解物を吸引排出する吸引部材、溶剤吐出ユニット、ガスノズルおよび吸引部材を有する洗浄具本体を角形基板の端縁に沿って相対的に移動させる移動機構などを備えて構成されている。溶剤吐出ユニットには、角形基板の端縁に沿った複数の吐出口が備えられており、基板保持ユニットに載置保持された角形基板の端縁に沿わせて溶剤吐出ユニットを相対移動させながら、溶剤吐出ユニットの複数の吐出口からそれぞれ角形基板の表面へ溶剤を吐出して角形基板の端縁部の薄膜不要部を溶解させるようにする。そして、溶剤吐出ユニット、ガスノズルおよび吸引部材を備えた洗浄具本体は、角形基板の１つの端縁部ごとに１個ずつ設置されており、洗浄具本体を角形基板の各端縁に沿ってそれぞれ当該端縁部の一端と他端との間で往復移動させつつ、角形基板の端縁部の表面に溶剤吐出ユニットから溶剤を吐出するとともにガスノズルからガスを噴出させて、角形基板の端縁部を洗浄するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平６−２０４１３１号公報（第２−４頁、図１−図５）

ところで、上記した端縁部洗浄装置によって洗浄しようとする角形基板は、年々大型化する傾向があるが、処理タクトはほとんど変わらない。そして、角形基板の１つの端縁部の洗浄処理についてみた場合には、角形基板のサイズが大きくなるのに伴って洗浄具本体の移動距離が大きくなっても、処理に与えられる時間が変わらないことになるので、これに対応するためには、洗浄具本体の移動速度を速くするしかない。しかしながら、洗浄具本体の移動速度を速くすると、角形基板の端縁部の単位面積当りの溶剤吐出流量が少なくなり、この結果、端縁部の洗浄度が低下することになる。

また、溶剤に代えてアルカリ液を使用して角形基板の端縁部の洗浄を行うと、端縁部における洗浄領域と非洗浄領域との境界部分での膜の盛り上がりが無くなるので、アルカリ液を用いた洗浄処理は、溶剤を用いた洗浄処理よりこの点では有利である。しかしながら、アルカリ液を使用したときは、アルカリ液による洗浄後に、角形基板の端縁部に付着したアルカリ液を純水により完全に置換しないと、次の工程であるプリベーク処理においてアルカリが結晶化してパーティクル発生の原因になってしまう、といった問題を生じる。したがって、アルカリ液を使用した洗浄処理では、純水による洗浄を十分に行う必要があるので、溶剤で洗浄処理する場合に比べて処理時間が長くかかり、処理タクトが長くなってしまう。このため、アルカリ液を使用した洗浄方法が優れた点を有していても、処理タクトを短くしたい場合には、アルカリ液を使用した洗浄処理は採用し難い。

この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、角形基板の端縁部を洗浄処理する場合において、角形基板が大型化しても、端縁部の処理品質の低下を招くことなく処理タクトが長くなるのを抑えることができ、また、処理液としてアルカリ液を使用することを可能にする角形基板の端縁部処理方法を提供すること、ならびに、その方法を好適に実施することができる角形基板の端縁部処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、表面に薄膜が形成された角形基板に対しその端縁に沿った方向へ処理液吐出手段を相対的に移動させつつ、処理液吐出手段から角形基板の端縁部に向かって処理液を吐出し、角形基板の端縁部から薄膜を溶解させて除去する角形基板の端縁部処理方法において、処理液を加熱して所定温度に調節し、その処理液を処理液吐出手段から角形基板の端縁部に向かって吐出することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の端縁部処理方法において、前記処理液がアルカリ液であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、表面に薄膜が形成された角形基板を保持する基板保持手段と、この基板保持手段によって保持された角形基板の端縁部に対向する吐出口から処理液を吐出して角形基板の端縁部から薄膜を溶解させて除去する処理液吐出手段と、この処理液吐出手段へ処理液を供給する処理液供給手段と、前記処理液吐出手段を角形基板に対しその端縁に沿った方向へ相対的に往復移動させる移動手段と、を備えた角形基板の端縁部処理装置において、前記処理液供給手段から前記処理液吐出手段へ処理液を供給するための処理液供給路に、処理液を加熱して所定温度に調節する処理液加熱手段を設けたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３記載の端縁部処理装置において、前記処理液がアルカリ液であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４記載の端縁部処理装置において、前記処理液供給路から前記処理液吐出手段の直前位置で分岐して前記処理液加熱手段より上流側へ処理液を戻す処理液還流路を付設し、処理液吐出手段の吐出口から処理液が吐出されないときに処理液還流路を通して処理液を処理液加熱手段より上流側へ戻すように流路を切り換える流路切替手段を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る発明の角形基板の端縁部処理方法によると、処理液が所定温度に加熱されて処理液吐出手段から角形基板の端縁部に向かって吐出されるので、処理効率が向上する。このため、角形基板が大型化しても、端縁部の処理品質の低下を招くことなく処理タクトが長くなるのを抑えることができる。また、処理効率が上がることにより、角形基板の大きさが同じであれば従来に比べて処理時間を短くすることができるので、溶剤で洗浄処理する場合に比べて処理時間が長くかかるアルカリ液を使用した洗浄処理も、処理タクトが長くなるのを抑えて実施することが可能となる。

請求項２に係る発明の方法では、処理液としてアルカリ液を使用して角形基板の端縁部の洗浄が行われるので、端縁部における洗浄領域と非洗浄領域との境界部分での膜の盛り上がりが無くなり、溶剤を用いた洗浄処理に比べて有利である。

請求項３に係る発明の角形基板の端縁部処理装置においては、処理液供給手段から処理液吐出手段へ供給される処理液が処理液加熱手段によって所定温度に加熱され、処理液吐出手段の吐出口から加熱された処理液が、基板保持手段によって保持された角形基板の端縁部に向かって吐出されるので、処理効率が向上する。このため、請求項１に係る発明の上記効果が得られる。

請求項４に係る発明の装置では、請求項２に係る発明の上記効果が得られる。

請求項５に係る発明の装置では、処理液吐出手段の吐出口から処理液が吐出されないときには処理液還流路を通して処理液が処理液加熱手段より上流側へ戻されるので、処理を行っていないときに処理液還流路を通して処理液を循環させながら処理液加熱手段によって処理液を加熱した状態としておくことにより、処理液吐出手段からの処理液の吐出を開始する際に、加熱された処理液を直ぐに吐出することができる。

図１ないし図３を参照しながら、この発明を実施するための形態について説明する。

図１ないし図３は、この発明の実施形態を示し、図１は、角形基板の端縁部処理装置の１つである端縁部洗浄装置の概略構成を示す要部正面図であり、図２は、その端縁部洗浄装置を構成する端縁部洗浄ユニットの部分拡大断面図であり、図３は、端縁部洗浄装置の概略平面図である。

この端縁部洗浄装置は、図１に示すように、表面に薄膜、例えばフォトレジスト、感光性ポリイミド樹脂、カラーフィルタ用染色剤等の薄膜が形成された矩形状の角形基板１（以下、「基板１」という）の下面を吸着して基板１を水平姿勢に保持する基板載置プレート１０を備え、基板載置プレート１０は、図示しない昇降機構によって上下方向へ移動可能に支持されている。端縁部洗浄ユニット１２は、図３に示すように、基板１の４つの端縁部ごとにそれぞれ設置されている。なお、図示例では、端縁部洗浄ユニット１２が基板１の１つの端縁部に対し１個ずつ配設されているが、基板１の１つの端縁部に対し複数個の端縁部洗浄ユニット１２を基板１の端縁に沿った方向に連設するようにしてもよい。

端縁部洗浄ユニット１２は、図１および図２に示すように、取付ブロック１４にノズルヘッド１６を固着し、ノズルヘッド１６に、基板載置プレート１０に保持された基板１の上下両面の各端縁部にそれぞれ吐出口が対向するように液体吐出ノズル１８とガス噴出ノズル２０とを取着して構成されている。液体吐出ノズル１８およびガス噴出ノズル２０は、それぞれ複数個、紙面と垂直な方向（基板１の端縁に沿った方向）に一列に設けられている。

液体吐出ノズル１８は、基板１の端縁部から除去しようとする薄膜の不要部と基板１上に残そうとする薄膜被着部分との境界部に対応する位置に配置されている。この液体吐出ノズル１８には、液体供給管２２が連通して接続されており、液体供給管２２に空圧操作弁２４が介挿されている。また、液体供給管２２には、ヒータ２６が介設されている。そして、温度調節器（図示せず）によりヒータ２６が制御されて、液体供給管２２内を流れる液体が所定温度、例えば４０℃程度に加熱されるようになっている。液体供給管２２には、基板１上の薄膜を溶解させる処理液、例えば水酸化カリウムを主溶質とする水溶液等のアルカリ液を送給するためのアルカリ液供給管２８、および、純水を送給するための純水供給管３０がそれぞれ連通して接続されており、アルカリ液供給管２８および純水供給管３０に空圧操作弁３２、３４がそれぞれ介挿されている。アルカリ液供給管２８の先端部は、アルカリ液３６が貯留されたタンク３８内に挿入されており、アルカリ液供給管２８には、ポンプ４０および流量調整弁４２がそれぞれ介挿されている。また、純水供給管３０は、純水供給源に流路接続されており、純水供給管３０には流量調整弁４４が介挿されている。さらに、液体供給管２２は、空圧操作弁２４の介挿位置とヒータ２６の介設位置との間で分岐して、アルカリ液還流管４６が付設されている。アルカリ液還流管４６には空圧操作弁２４が介挿されており、アルカリ液還流管４６の先端部はタンク３８内に配置されている。

上記したように構成された液体供給系において、液体吐出ノズル１８からアルカリ液を吐出させるときは、液体供給管２２に介挿された空圧操作弁２４およびアルカリ液供給管２８に介挿された空圧操作弁３２を開成し、純水供給管３０に介挿された空圧操作弁３４およびアルカリ液還流管４６に介挿された空圧操作弁４８を閉成するように切替え制御する。これにより、タンク３８内からアルカリ液がアルカリ液供給管２８および液体供給管２４を通って液体吐出ノズル１８へ供給され、液体供給管２４内をアルカリ液が流れる際にヒータ２６で所定温度に加熱されて、加熱されたアルカリ液が基板１の端縁部に向かってほぼ垂直に吐出される。そして、液体吐出ノズル１８から吐出されるアルカリ液によって基板１上の薄膜が基板１の端縁から所定の幅分だけ溶解させられる。また、アルカリ液による洗浄後に液体吐出ノズル１８から純水を吐出させるときは、空圧操作弁２４、３4を開成し、空圧操作弁３２、４８を閉成するように切替え制御する。これにより、純水供給源から純水が純水供給管３０および液体供給管２４を通って液体吐出ノズル１８へ供給され、液体供給管２４内を純水が流れる際にヒータ２６で所定温度に加熱されて、加熱された純水が基板１の端縁部に向かって吐出され、基板１の端縁部に付着したアルカリ液が温純水によって洗い流される。また、液体吐出ノズル１８からアルカリ液を吐出させないとき（処理を行わないとき）は、空圧操作弁２４、３4を閉成し、空圧操作弁３２、４８を開成するように切替え制御する。これにより、アルカリ液は、タンク３８→アルカリ液供給管２８→液体供給管２２→アルカリ液還流管４６→タンク３８といったように循環しながら、アルカリ液が液体供給管２４内を流れる際にヒータ２６で所定温度に加熱される。このように、所定温度に加熱されたアルカリ液を循環させておくことにより、液体吐出ノズル１８からのアルカリ液の吐出を開始する際に、加熱されたアルカリ液を直ぐに吐出することができるようになる。なお、液体供給系の構成は、図１に示したものに限定されない。

ガス噴出ノズル２０は、液体吐出ノズル１８ごとに設置されており、それぞれの噴出口が、液体吐出ノズル１８から吐出されたアルカリ液が基板１に当たる位置付近に向くように傾斜して取着されている。このガス噴出ノズル２０からは、窒素ガスやクリーンエアーなどが噴出され、そのガスの噴出圧力により、液体吐出ノズル１８から吐出されたアルカリ液で溶解した薄膜の溶解物がその液体吐出ノズル１８の位置よりも基板１の内側へ進入するのを防ぎ、後述する吸気口５０による吸引と相まって、それら溶解物を基板１の端縁部から除去する。

また、取付ブロック１４には、基板１の端面に対向して開口するように吸気口５０が形設されており、取付ブロック１４の内部に吸気口５０に連通した排気室５２が形成されている。排気室５２には、排気管５４が連通しており、排気管５４は、図示しない真空吸引源に流路接続されている。そして、排気管５４を通して排気室５２内を真空吸引することにより、液体吐出ノズル１８からの吐出液によって溶解させられ、ガス噴出ノズル２０からの噴出ガスによって基板１の端縁部から外方へ押し出された薄膜の溶解物が、吸気口５０を通って排気室５２内へ吸引され、排気室５２内から排気管５４を通って排出されるようになっている。

端縁部洗浄ユニット１２は、図示しない水平移動機構により、基板１の端縁に沿って、図３中に矢印で示す方向へ往復移動可能に支持されている。また、端縁部洗浄ユニット１２は、基板１の端縁と直交する方向にも移動可能に支持されており、基板１の搬入・搬出に際し、洗浄しようとする基板１を保持して基板載置プレート１０が下降し、または洗浄済みの基板１を保持して基板載置プレート１０が上昇するときに端縁部洗浄ユニット１２と基板１とが接触しないように、基板１から離れた退避位置へ移動させることができるようになっている。

上記した構成を有する端縁部洗浄装置においては、基板載置プレート１０によって保持された基板１に対し、図３に示したように基板１の端縁と平行な方向へ端縁部洗浄ユニット１２が往復移動しながら、端縁部洗浄ユニット１２の複数の液体吐出ノズル１８の吐出口から所定温度に加熱されたアルカリ液が吐出され、そのアルカリ液によって基板１の端縁部の薄膜が溶解させられるとともに、その薄膜の溶解物は、吸気口５０からの吸引によって吸い込まれ、かつ、ガス噴出ノズル２０の噴出口から噴出されるガスにより基板１の端縁部より外方へ押し出されて基板１の端縁部から除去される。そして、基板１の端縁部から除去された薄膜の溶解物は、アルカリ液およびガスと共に取付ブロック１４の吸気口５０を通って排気室５２内に吸い込まれ、排気室５２内から排気管５４を通って排出される。アルカリ液による洗浄が終了すると、基板１の端縁と平行な方向へ端縁部洗浄ユニット１２が往復移動しながら、端縁部洗浄ユニット１２の複数の液体吐出ノズル１８の吐出口から所定温度に加熱された純水が吐出され、その温純水により基板１の端縁部に付着したアルカリ液が洗い流されるとともに、純水とアルカリ液とが混合した排液が吸気口５０からの吸引によって吸い込まれ、かつ、ガス噴出ノズル２０の噴出口から噴出されるガスにより基板１の端縁部より外方へ押し流されて基板１の端縁部から除去される。そして、排液は、ガスと共に取付ブロック１４の吸気口５０を通って排気室５２内に吸い込まれ、排気室５２内から排気管５４を通って排出される。純水による洗浄が終了すると、引き続き吸気口５０、排気室５２および排気管５４を通して排気を行うことにより、基板１を乾燥処理する。

上記したように、この端縁部処理装置では、アルカリ液が所定温度に加熱されて液体吐出ノズル１８から基板１の端縁部に向かって吐出されるので、処理効率が向上することとなる。このため、基板１が大型化した場合でも、端縁部の洗浄度の低下を招くことなく処理タクトが長くなるのを抑えることができる。また、処理効率が上がることにより、基板１の大きさが同じであれば従来に比べて端縁部洗浄ユニット１２のスキャン回数を減らすことができるので、処理タクトを短縮することができる。さらに、端縁部洗浄ユニット１２のスキャン回数が減少することにより、アルカリ液や純水の使用量も低減させることができる。そして、溶剤で洗浄処理する場合に比べて処理時間が長くかかるアルカリ液を使用する洗浄処理も、処理タクトが長くなるのを抑えて実施することが可能となる。また、温純水が使用されることにより、基板１の端縁部の温度が上昇することになるので、純水洗浄後の真空排気による基板１の乾燥処理が促進される。

上記実施形態では、液体吐出ノズル１８から、流路を切り替えてアルカリ液と純水の両方を択一的に吐出していたが、それぞれの液体を専用ノズルから吐出するようにしてもよい。例えば、上記実施形態においてガスを吐出するために用いていたガス噴出ノズル２０に純水を供給して、純水吐出ノズル２０として用いることができる。この場合には、角形基板１にガスを吹き付けることはできなくなるが、吸気口５０を通して吸引排気を十分に行うことにより、角形基板１の内側領域への汚染を防止することが可能である。またこの場合において、純水吐出ノズル２０は純水供給源に、液体吐出ノズル１８はアルカリ液３６のタンク３８に、それぞれ流路接続すればよいが、上記した実施形態と同様に、液体吐出ノズル１８をタンク３８と純水供給源の両方に流路接続しておいて、液体吐出ノズル１８に対しても純水を供給可能としておくことが以下の点で望ましい。すなわち、液体吐出ノズル１８からのアルカリ液の吐出後に、液体吐出ノズル１８や液体供給管２２内に純水を供給して洗浄することができ、アルカリ液の溶質成分が析出して液体吐出ノズル１８の周辺等に付着して汚染源となる、といったことを防止することができるからである。さらにまた、上記実施形態では、アルカリ液と純水の両方を加温していたが、どちらか一方のみを加温する構成でもよい。加温する温度は、例えば２３℃〜６０℃程度、さらに好ましくは４０℃〜５０℃程度である。

また、上記実施形態では、アルカリ液を使用しない際にはアルカリ液還流管４６を通してアルカリ液を循環させ、適温に保つことができるようにしているが、このようなアルカリ液還流管４６を設けない構成とすることも可能である。その場合、アルカリ液を使用する直前にアルカリ液を少量吐出（いわゆるプリディスペンス）して、ヒータ２６よりも下流側の配管内に溜まっているアルカリ液を液体吐出ノズル１８から排出し、ヒータ２６で加温された直後における適温のアルカリ液を液体吐出ノズル１８から吐出できる状態とすればよい。その他の配管系の構成についても、例えば、流量計を用いて液の流量を監視するようにすれば流量調整弁４２、４４は必ずしも必要ではなく、また、ポンプ４０で送液する代わりに窒素ガスを用いてアルカリ液を加圧送液してもよく、さらに、２つの空圧操作弁３２、３４を用いる代わりに、アルカリ液供給管２８と純水供給管３０との合流部に三方弁を介挿するようにしてもよい。

この発明の実施形態を示し、角形基板の端縁部処理装置の１つである端縁部洗浄装置の概略構成を示す要部正面図である。 図１に示した端縁部洗浄装置を構成する端縁部洗浄ユニットの部分拡大断面図である。 図１に示した端縁部洗浄装置の概略平面図である。

符号の説明

１ 角形基板
１０ 基板載置プレート
１２ 端縁部洗浄ユニット
１６ ノズルヘッド
１８ 液体吐出ノズル
２０ ガス噴出ノズル
２２ 液体供給管
２４、３２、３４、４８ 空圧操作弁
２６ ヒータ
２８ アルカリ液供給管
３０ 純水供給管
３６ アルカリ液
３８ タンク
４０ ポンプ
４２、４４ 流量調整弁
４６ アルカリ液還流管
５０ 吸気口
５２ 排気室
５４ 排気管

Claims (5)

1. 表面に薄膜が形成された角形基板に対しその端縁に沿った方向へ処理液吐出手段を相対的に移動させつつ、処理液吐出手段から角形基板の端縁部に向かって処理液を吐出し、角形基板の端縁部から薄膜を溶解させて除去する角形基板の端縁部処理方法において、
   処理液を加熱して所定温度に調節し、その処理液を処理液吐出手段から角形基板の端縁部に向かって吐出することを特徴とする角形基板の端縁部処理方法。
2. 前記処理液がアルカリ液である請求項１記載の角形基板の端縁部処理方法。
3. 表面に薄膜が形成された角形基板を保持する基板保持手段と、
   この基板保持手段によって保持された角形基板の端縁部に対向する吐出口から処理液を吐出して角形基板の端縁部から薄膜を溶解させて除去する処理液吐出手段と、
   この処理液吐出手段へ処理液を供給する処理液供給手段と、
   前記処理液吐出手段を角形基板に対しその端縁に沿った方向へ相対的に往復移動させる移動手段と、
   を備えた角形基板の端縁部処理装置において、
   前記処理液供給手段から前記処理液吐出手段へ処理液を供給するための処理液供給路に、処理液を加熱して所定温度に調節する処理液加熱手段を設けたことを特徴とする角形基板の端縁部処理装置。
4. 前記処理液がアルカリ液である請求項３記載の角形基板の端縁部処理装置。
5. 前記処理液供給路から前記処理液吐出手段の直前位置で分岐して前記処理液加熱手段より上流側へ処理液を戻す処理液還流路を付設し、処理液吐出手段の吐出口から処理液が吐出されないときに処理液還流路を通して処理液を処理液加熱手段より上流側へ戻すように流路を切り換える流路切替手段を備えた請求項３または請求項４記載の角形基板の端縁部処理装置。

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