JP2006019750A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板処理が均一に行われる基板処理装置を提供する。
【解決手段】 基板処理装置は、基板を移送する移送手段と、基板の移送方向に対して直交する方向に形成されている第１ノズル部を有する第１高圧スプレーと、第１ノズル部と平行した第２ノズル部を有する第２高圧スプレーが形成されている高圧スプレーユニットを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は基板処理装置に関し、より詳細には、基板の洗浄または乾燥のために基板に処理流体を供給する基板処理装置に関する。

液晶表示装置は、薄膜トランジスターが形成される薄膜トランジスター基板とカラーフィルター層が形成されるカラーフィルター基板、そしてこれらの間に液晶層が形成される液晶パネルを含む。液晶パネルは非発光であるため、薄膜トランジスター基板の後面に光を照射するバックライトユニットを配置する場合がある。バックライトユニットから照射された光は液晶層の配列状態により透過量が調節される。

また、液晶表示装置は、液晶パネルの各画素を駆動するための駆動回路と、駆動回路から駆動信号を受けて、表示領域内のデータ線とゲート線に電圧を印加するデータドライバーとゲートドライバーとを備えている。
カラーフィルター基板と薄膜トランジスター基板の製造時に、基板表面上にパターン形成のために食刻（ｅｔｃｈｉｎｇ）及び現像の工程が遂行される。また食刻、現像前・後には洗浄と乾燥が行われる。

食刻または現像工程では、基板の表面に各々食刻液と現像液を供給して、基板表面を処理する。このような食刻と現像工程を経た基板表面には食刻液または現像液などが残存するが、それらを洗浄工程を通して除去しなければならない。洗浄工程では基板表面に洗浄流体、たとえば、ＤＩ（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ）ウォーターを噴射して、食刻液または現像液をＤＩウォーターに置き換える。

洗浄を終えた基板の表面には洗浄流体が残存するが、これは乾燥工程を通して除去する。乾燥工程では通常の空気を基板に流すが、乾燥を促進するために加熱された空気を加えることもできる。
しかし、基板の大きさが大きくなりつつ、洗浄と乾燥が均一に行われない問題が発生する。

本発明の目的は、基板処理が均一に行われる基板処理装置を提供することである。

本発明による基板処理装置は、基板を移送する移送手段と、前記基板の移送方向に対して直交する方向に形成される第１ノズル部を有する第１高圧スプレーと、前記第１ノズル部と平行する第２ノズル部を有する第２高圧スプレーが形成される高圧スプレーユニットを含む。
一実施形態により、前記第１ノズル部と前記第２ノズル部の中で、少なくとも１つは吐出方向が前記基板板面の垂直方向と所定の角度をなすように形成される。

一実施形態により、前記第１高圧スプレーで供給される処理流体は、前記第２高圧スプレーで供給される処理流体より先に前記基板に供給される。前記第１高圧スプレーから供給される処理流体は空気であり、前記第２高圧スプレーから供給される処理流体は洗浄水である。
一実施形態により、前記第１高圧スプレーから供給される処理流体は、前記第２高圧スプレーから供給される処理流体より先に前記基板に供給される。前記第１高圧スプレーから供給される処理流体は、常温の空気であり、前記第２高圧スプレーから供給される処理流体は加熱された空気である。

一実施形態により、基板処理装置は、前記基板の移送方向に実質的に交差方向に形成された横ノズル部を有する横高圧スプレーをさらに含む。
本発明による基板処理装置は、基板を移送する移送手段と、前記基板の移送方向に沿って形成された横ノズル部を有する横高圧スプレーを含む。
一実施形態により、基板処理装置は、基板の移送方向に対して直交する方向に形成された縦ノズル部を有する縦高圧スプレーをさらに含む。

一実施形態により、前記横高圧スプレーと前記縦高圧スプレーから供給する処理流体は洗浄水である。
一実施形態により、前記横高圧スプレーは、前記基板の一側辺に沿って配置されて、前記移送手段は前記基板の一側辺が上部に位置するように前記基板を傾けて移送する。

本発明によると、洗浄と乾燥のような基板処理が均一に行われる基板処理装置が提供される。

以下、添付図を参照して本発明をより一層詳細に説明する。
多様な実施形態で繰り返される構成要素については、同じ番号を与え、代表として第１実施形態で説明して他の実施形態では省略する。
第１実施形態による基板処理装置１を図１と図２を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による基板処理装置１の断面図で、図２は本発明の第１実施形態による洗浄部３００の斜視図である。

基板処理装置１は、食刻部２００、洗浄部３００、乾燥部４００そして処理される基板１００を移送する移送手段５００を含む。
食刻部２００に供給される基板１００は、食刻される部分を露出している。即ち、食刻される金属層、電極層、絶縁層などが露出しており、食刻されない部分は感光膜で覆われている。

食刻部２００には、食刻液２１１を基板１００にかけるスプレー部２１０が形成されている。スプレー部２１０は、基板１００に食刻液２１１を均一に供給するように複数個が形成されている。
食刻液２１１は、食刻対象によってその成分が変わる。ゲート配線またはデータ配線で使われるアルミ（Ａｌ）やモリブデン（Ｍｏ）を食刻する場合、食刻液２１１は燐酸、硝酸、酢酸を含む。タンタルを食刻する場合、食刻液２１１はフッ酸と硝酸を含む。クロム（Ｃｒ）を食刻する場合、食刻液２１１は硝酸アンモニウムセシウムと硝酸を含む。また画素電極で使われるＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）を食刻する場合、食刻液２１１は塩酸、硝酸、塩化鉄を含む。

図で示されていないが、食刻部２００は食刻液貯蔵タンクと、食刻液２１１をスプレー部２１０に供給する食刻液供給部をさらに含む。
移送手段５００は、コンベアベルトタイプになっており、食刻部２００から洗浄部３００を経て、乾燥部４００に基板１００を移送する。基板１００は通常直方体形状になっているため、移送手段５００は基板１００の長辺と平行方向に基板１００を移送する。

移送部５００は、基板１００が移送方向に平行な一測辺が上部に位置するように基板１００を移送方向に対して直交する方向に傾けて移送する。これは食刻液２１１が基板１００表面を食刻して迅速に排出することが好ましいからである。
洗浄部３００には高圧スプレーユニット３１０（ｆｌｕｉｄ ｋｎｉｆｅ ｕｎｉｔ）とスプレー部３２０が形成されている。

高圧スプレーユニット３１０は、基板１００の移送方向に対して直交する方向（移送される基板１００の面に平行であって、かつ基板１００の移送方向に対して直交する方向）に配列されている第１ノズル部３１２を有する第１高圧スプレー３１１と、第１ノズル部３１２と平行に配置されている第２ノズル部３１６を有する第２高圧スプレー３１５を含む。第１高圧スプレー３１１と第２高圧スプレー３１５は一体に形成されている。第１高圧スプレー３１１から供給する処理流体は空気３１３であり、第２高圧スプレー３１５から供給する処理流体は洗浄水３１７である。

第１ノズル部３１２は、基板１００の板面に対して垂直方向に空気３１３を供給し、第２ノズル部３１６は、基板１００の板面の垂直方向と所定の角度を形成して洗浄水３１７が供給されるように構成されている。
処理流体をスプレーして基板１００に供給するスプレー部３２０は、複数個形成されており、処理流体は洗浄水３２１である。

食刻部２００と同じように、移送手段５００は洗浄部３００でも基板１００を移送方向に対して直交する方向に傾けて移送することが好ましい。図示されていないが、洗浄部３００は洗浄水貯蔵タンクと洗浄水３１７、３２１を高圧スプレーユニット３１０とスプレー部３２０に供給する洗浄水供給部、圧縮空気を高圧スプレーユニット３１０に供給するコンプレッサーをさらに含む構成とすることができる。

乾燥部４００には高圧スプレーユニット４１０が形成されている。高圧スプレーユニット４１０は基板１００の移送方向に対して直交する方向（移送される基板１００の面に平行であって、かつ基板１００の移送方向に対して直交する方向）に配列されている第１ノズル部４１２を有する第１高圧スプレー４１１と、第１ノズル部４１２と平行に配置されている第２ノズル部４１６を有する第２高圧スプレー４１５を含む。第１高圧スプレー４１１と第２高圧スプレー４１５は一体に形成されている。第１高圧スプレー４１１から供給する処理流体は常温の空気４１３であり、第２高圧スプレー３１５から供給する処理流体は加熱空気４１７である。

第１ノズル部４１２は常温の空気４１３を基板１００板面の垂直方向に供給して、第２ノズル部４１６は加熱空気４１７が基板１００の板面の垂直方向と所定の角度を形成して供給するように形成されている。
第１実施形態による基板処理装置１を利用して、基板１００を処理する過程を説明すると、次の通りである。基板１００上にゲート配線を形成する過程を例として説明する。

絶縁基板上にゲート金属層を蒸着し、感光液を塗布する。その後ソフトベイク過程を経て、感光液内のソルベントを除去して、感光膜を形成する。ソルベントが除去された感光膜に一定のパターンが形成されたマスクを利用して、露光を実施した後、現像すると、ゲート金属層上に感光膜パターンが完成される。その後、下記のような工程を通して、感光膜パターンで覆われていないゲート金属層を除去する。

食刻部２００において、感光膜パターンで覆われていないゲート金属層にスプレー部２１０を通して食刻液２１１を供給する。ゲート金属層で広く使われるアルミやモリブデンを食刻する場合、食刻液２１１は燐酸、硝酸、酢酸を含む。食刻液２１１により、ゲート金属層は食刻され、ゲート配線が形成される。
その後、移送手段５００は、ゲート金属層が食刻された基板１００を洗浄部３００に移送する。移送手段５００は基板１００を移送方向に対して直交する方向に傾けて移送することが好ましい。

食刻部２００から洗浄部３００に移送された基板１００の表面には、食刻液２１１と食刻液２１１により食刻され分離したゲート金属層が残留している。これを迅速に除去するためにスプレー部３２０を利用した洗浄水３２１の供給より先に、第２高圧スプレー３１５を通して洗浄水３１７を多量に供給する。ここで空気３１３を供給する第１高圧スプレー３１１は、洗浄水３１７が食刻部２００に逆流することを防止する役割を果たす。洗浄水３１７が食刻部２００に逆流すると、食刻部２００内の食刻液２１１の濃度が変わり、食刻工程が不安定になる。

洗浄部３００で、基板１００は第１高圧スプレー３１１を通して空気３１３が供給されてから直ちに第２高圧スプレー３１５を通して洗浄水３１７が供給される。第１高圧スプレー３１１と第２高圧スプレー３１５が一体になっているため、空気３１３の供給と洗浄水３１７の供給の時間間隔が非常に短い。これにより、基板１００の洗浄が迅速かつ均一に形成されて、基板１００にしみが発生することは少ない。また空気３１３と洗浄水３１７を供給するための高圧スプレーユニット３１０の設置空間も節約できる。

ここで第２高圧スプレー３１５から供給される洗浄水３１７は、基板１００の垂直方向に所定角度を形成して供給されるため、洗浄水３１７が供給される領域と空気３１３が供給される領域に一定の間隔が形成されて、洗浄水３１７が食刻部２００に逆流することを防止できる。
高圧スプレーユニット３１０を通りながら、食刻液２１１と食刻されたゲート金属層が迅速に除去される。その後、基板１００はスプレー部３２０から洗浄水３２１が供給され完全に洗浄される。

洗浄部３００を経た基板１００は続いて乾燥部４００に移送される。
乾燥部４００で基板１００は、第１高圧スプレー４１１を通して、常温の空気４１３が供給され、直ちに第２高圧スプレー４１５を通して加熱空気４１７の供給を受ける。第１高圧スプレー４１１と第２高圧スプレー４１５が一体になっているため、常温の空気４１３の供給と加熱空気４１７の供給の時間間隔が非常に短い。これにより、基板１００の乾燥が迅速かつ均一に形成されて、基板１００にしみの発生が減少する。また常温の空気４１３と加熱空気４１７を供給するための高圧スプレーユニット４１０の設置空間も節約できる。

第１実施形態による高圧スプレーユニット３１０、４１０は多様に変形される。例えば高圧スプレーユニット３１０、４１０は３個以上の高圧スプレーを含むように構成できる。また、場合によっては、高圧スプレーユニット３１０、４１０は洗浄水だけを供給したり、常温の空気だけを供給することもできる。
第２実施形態による基板処理装置１を図３と図４を参照して説明する。

図３は本発明の第２実施形態による基板処理装置１の断面図であり、図４は本発明の第２実施形態による洗浄部３００の斜視図である。
洗浄部３００はスプレー部３２０、横高圧スプレー３３０、縦高圧スプレー３４０を含む。横高圧スプレー３３０と縦高圧スプレー３４０は互いに直角を成す。
横高圧スプレー３３０には基板１００の移送方向にノズル部３３１が形成されている。横高圧スプレー３３０から供給する処理流体は洗浄水３３２である。基板１００は傾けて移送されるため、横高圧スプレー３３０は上部に位置する基板１００の一側辺に沿って配置される。横ノズル部３３１の長さ（Ｌ１）は基板１００の長側辺の長さ（Ｌ２）の５０％前後が好ましい。

縦高圧スプレー３４０には、基板１００の移送方向の横方向に形成された縦ノズル部３４１が形成されている。縦高圧スプレー３４０から供給する処理流体は洗浄水３４２である。縦ノズル部３４１の長さ（Ｌ３）は基板１００の短側面の長さ（Ｌ４）より多少長い方が好ましい。
第２実施形態とは異なって、横ノズル部３３１は複数の噴射孔が一列に配列されている形態でありうる。洗浄効果を高めるために、横高圧スプレー３３０と縦高圧スプレー３４０の中で、少なくとも１つを複数で形成することも可能である。また横高圧スプレー３３０と縦高圧スプレー３４０を一体に形成することもできる。

第２実施形態による基板処理装置１を利用して、基板１００を処理する過程を、洗浄部３００を中心に説明すると次の通りである。
食刻部２００で食刻された基板１００が、洗浄部３００に入ると、横高圧スプレー３３０の横ノズル部３３１と縦高圧スプレー３４０の縦ノズル部３４１から洗浄水３３２、３４２が供給される。洗浄水３３２、３４２は食刻液２１１と食刻液２１１によって食刻分離されたゲート金属層を基板１００から除去する。

移送手段５００は、基板１００を移送方向に対して直交する方向に所定角度だけ傾けて移送する。横高圧スプレー３３０は上部に位置した基板１００の一側辺に沿って位置している。従って、横ノズル部３３１を通して供給された洗浄水３３２は、傾斜に沿って基板１００から流される。
縦高圧スプレー３４０と一緒に横高圧スプレー３３０からも洗浄水３３２、３４２が噴射されるため、基板１００上の食刻液２１１が速い速度で除去されて、基板１００上の位置による食刻液２１１の残留時間差も大幅に減少する。

横高圧スプレー３３０と縦高圧スプレー３４０を経て食刻液２１１と食刻されたゲート金属層が迅速に除去される。その後、基板１００はスプレー部３２０から洗浄水３２１が供給されて完全に洗浄される。
図５は本発明の第３実施形態による基板処理装置１の断面図である。
基板１００の移送方向に沿って高圧スプレーユニット３１０、横高圧スプレー３３０、そしてスプレー部３２０が順次配置されている。第３実施形態によると、洗浄部３００の洗浄水が食刻部２００に逆流することを防止しながら、横高圧スプレー３３０を通して、基板１００上の食刻液２１１を速い速度で除去する。

以上、食刻された基板１００を洗浄して乾燥する装置を例示したが、本発明はこれらに限定されず、現像された基板１００を洗浄して乾燥する装置にも適用される。
また、前述の実施形態では液晶表示装置用基板に対して説明したが、本発明の基板は有機電気発光装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）のような平板表示装置に使われる基板と半導体ウェハーを全て含む。

本発明の第１実施形態による基板処理装置の断面図である。 本発明の第１実施形態による洗浄部の斜視図である 本発明の第２実施形態による基板処理装置の断面図である。 本発明の第２実施形態による洗浄部の斜視図である。 本発明の第３実施形態による基板処理装置の断面図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
１００ 基板
２００ 食刻部
２１０ スプレー部
２１１ 食刻液
３００ 洗浄部
３１０ 高圧スプレーユニット
３１１ 第１高圧スプレー
３１２ 第１ノズル部
３１３ 空気
３１５ 第２高圧スプレー
３１６ 第２ノズル部
３１７ 洗浄水
３２０ スプレー部
３２１ 洗浄水
４００ 乾燥部
４１０ 高圧スプレーユニット
４１１ 第１高圧スプレー
４１２ 第１ノズル部
４１５ 第２高圧スプレー
４１６ 第２ノズル部
４１７ 加熱空気
５００ 移送手段

Claims (9)

1. 基板を移送する移送手段と；
   前記基板の移送方向に対して直交する方向に形成される第１ノズル部を有する第１高圧スプレーと、前記第１ノズル部と平行する第２ノズル部を有する第２高圧スプレーが形成された高圧スプレーユニットと、
   を含むことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記第１ノズル部と前記第２ノズル部の中で、少なくとも１つは吐出方向が前記基板板面の垂直方向と所定の角度をなすように形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記第１高圧スプレーから供給される処理流体は、前記第２高圧スプレーから供給される処理流体より先に前記基板に供給され、
   前記第１高圧スプレーから供給される処理流体は空気であり、前記第２高圧スプレーから供給される処理流体は洗浄水であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記第１高圧スプレーから供給される処理流体は、前記第２高圧スプレーから供給される処理流体より先に前記基板に供給され、
   前記第１高圧スプレーから供給される処理流体は常温の空気であり、前記第２高圧スプレーから供給される処理流体は加熱された空気であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
5. 前記基板の移送方向に沿って形成された横ノズル部を有する横高圧スプレーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
6. 基板を移送する移送手段と；
   前記基板の移送方向に沿って形成される横ノズル部を有する横高圧スプレーと、
   を含むことを特徴とする基板処理装置。
7. 前記基板の移送方向に対して直交する方向に形成される縦ノズル部を有する縦高圧スプレーをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記横高圧スプレーと前記縦高圧スプレーから供給される処理流体は洗浄水であることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記横高圧スプレーは前記基板の一側辺に沿って配置され、
   前記移送手段は前記基板の一側辺が上部に位置するように前記基板を傾けて移送することを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。

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