JP2007059417A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液の液滴の飛散を抑制するとともに処理液を効率良く回収する。
【解決手段】基板処理装置１は、処理液の液滴をキャリアガスと共に基板９に向けて噴出する液滴噴出ノズル２、基板９の移動方向に関して液滴噴出ノズル２の両側に配置されるとともに液滴噴出ノズル２から基板９に噴射された処理液の液滴を周囲のガスと共に吸引する２つの処理液吸引ノズル３、および、液滴噴出ノズル２の下端部に形成された液滴噴出口２１よりも基板９側において基板９に沿って液滴噴出ノズル２の周囲に広がる平板状の遮蔽板４を備える。基板処理装置１では、液滴噴出ノズル２から噴出された処理液の液滴が、遮蔽板４と基板９との間の処理空間から外側に飛散することが抑制されるとともに処理液吸引ノズル３により、処理空間内の処理液の液滴を効率良く吸引して回収することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、処理液を基板に供給して基板を処理する基板処理装置に関する。

従来より、半導体基板や液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板に対して処理液を供給して様々な処理が行われている。例えば、基板の洗浄処理では、基板に対して純水等の洗浄液を噴射することにより、基板の表面に付着したパーティクル等が除去される。

このような洗浄処理を行う洗浄装置では、基板に向けて噴射されて基板に衝突した後の洗浄液の液滴が周囲に飛散してしまい、パーティクル等を包含する洗浄後の液滴が基板に再付着してしまう恐れがある。

特許文献１の基板洗浄装置では、基板に洗浄液を上方から吹き付ける洗浄ノズルの側方および上方に洗浄ノズルを囲むノズルカバーを設け、ノズルカバーの開口している底部から内部の空間に飛散した洗浄液のミストを、ノズルカバーの側壁下部に設けられた排気口から吸引して排出する技術が開示されている。これにより、洗浄後の液滴の基板への再付着が抑制される。また、特許文献１の基板洗浄装置では、ノズルカバーの内側面から斜め上方に突出するトラップ板を上下方向に複数設け、ノズルカバー内に飛散した液滴をトラップ板に付着させて集めた後、ドレイン口を介して排出する技術も開示されている。

一方、特許文献２では、洗浄後の基板に付着している水を空気により吹き飛ばす乾燥装置において、基板の上下両側に設けられたスリットノズルから基板に向けて高圧空気を吹き付け、吹き飛ばされて飛散した水を、基板の上下両側においてスリットノズルに対向して設けられたバキュームノズルにより吸引することにより、飛散した水が基板の反対側に回り込むことを防止する技術が開示されている。
特開２００１−１９６２９５号公報 特開平７−１２７９７４号公報

ところで、特許文献１の基板洗浄装置では、ノズルカバー上部の内面に付着した処理液の液滴を回収することはできず、凝集した液滴がノズルカバーから基板上に落下して基板に再付着する恐れがある。また、複数のトラップ板をノズルカバー内部に設ける必要があり、装置が大型化するとともに装置構成が複雑なものとなってしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板処理装置において、処理液の液滴の飛散を抑制するとともに処理液を効率良く回収することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、処理液を基板に供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、処理液の液滴をキャリアガスと共に基板に向けて噴出する液滴噴出ノズルと、前記液滴噴出ノズルの液滴噴出口よりも前記基板側において前記基板に沿って前記液滴噴出ノズルの周囲に広がる平板状の遮蔽板と、前記遮蔽板に設けられた開口に取り付けられるとともに前記液滴噴出ノズルから前記基板に噴射された前記処理液の液滴を前記基板に対して非接触の状態にて周囲のガスと共に吸引する処理液吸引ノズルとを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記処理液吸引ノズルが、前記基板上において前記液滴噴出ノズルからの前記処理液の液滴の噴射領域を囲む。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記基板を主面に平行な所定の移動方向に前記液滴噴出ノズルに対して相対的に移動する基板移動機構をさらに備える。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板処理装置であって、前記液滴噴出ノズルの前記液滴噴出口が、前記基板に平行であり、かつ、前記移動方向に垂直な幅方向に伸びるスリット状である。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の基板処理装置であって、前記処理液吸引ノズルが、前記移動方向に関して前記液滴噴出口の両側に配置されるとともに前記液滴噴出口に平行に伸びるスリット状の２つの処理液吸引口を備える。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記液滴噴出ノズルの前記移動方向の一方側において、前記遮蔽板の前記幅方向に平行に伸びるエッジと処理液吸引口の前記一方側のエッジとの間の距離が、前記処理液吸引口の前記移動方向の開口幅の５倍以上３５倍以下である。

請求項７に記載の発明は、請求項３ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記遮蔽板の前記移動方向に垂直な幅方向の両端から前記基板に向かって突出するとともに前記移動方向に伸びる一対の遮蔽側板をさらに備える。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記遮蔽板の前記基板側の表面に撥水処理が施されている。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理液が純水である。

請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記基板が、平面表示装置用のガラス基板である。

本発明では、処理液の液滴の飛散を抑制するとともに処理液を効率良く回収することができる。請求項３ないし７の発明では、基板全体に対する処理を容易に行うことができる。請求項４の発明では、幅方向において基板に対する均一な処理を実現することができる。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１を備える基板処理システム７０の構成を示す正面図である。図１に示すように、基板処理システム７０は、基板９に対して現像液を供給して現像処理を行う現像装置７１、現像処理された基板９に処理液である純水を供給して基板９を洗浄処理する基板処理装置１、洗浄処理された基板９の表面に圧縮空気（または、窒素ガス）を吹き付けて乾燥させる乾燥装置７２、並びに、現像装置７１、基板処理装置１および乾燥装置７２から回収された現像液を現像装置７１へと循環させる循環装置７３を備える。本実施の形態では、基板９は平面表示装置の１つである液晶表示装置用のガラス基板である。

現像装置７１は、処理チャンバ７１１、処理チャンバ７１１の内部に設けられるとともに基板９に向けて現像液を噴出する現像液噴出ノズル７１２、現像液噴出ノズル７１２の下方（すなわち、図１中の（−Ｚ）側）において基板９を（＋Ｘ）方向に搬送する基板移動機構７１３、および、基板移動機構７１３の下方において基板９に供給された現像液を回収する回収部７１４を備える。現像液としては、例えば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）水溶液が用いられる。

乾燥装置７２は、処理チャンバ７２１、処理チャンバ７２１の内部に設けられるとともに基板９に向けて圧縮空気を吹き付けて基板９上に残留している洗浄後の処理液（純水）を液切りするエアナイフヘッド７２２、エアナイフヘッド７２２の下方において基板９を（＋Ｘ）方向に搬送する基板移動機構７２３、並びに、基板移動機構７２３および基板処理装置１の基板移動機構５（図２参照）の下方において基板９上から落下する現像液を回収する回収部７２４を備える。現像装置７１の回収部７１４、乾燥装置７２の回収部７２４、および、基板処理装置１の処理液吸引ノズル３（図２参照）は、循環装置７３の回収液貯溜槽７３１と接続されている。なお、基板処理装置１の構成は後述する。

循環装置７３は、現像装置７１、基板処理装置１および乾燥装置７２から回収された回収液（すなわち、現像液および基板処理装置１における処理液である純水）を貯溜する回収液貯溜槽７３１、回収液貯溜槽７３１から送られてくる回収液から気体（気泡）を除去する減圧脱泡機構７３２、脱泡された回収液を貯溜する脱泡液貯溜槽７３３、並びに、現像液を貯溜する現像液貯溜槽７３４を備える。

基板処理システム７０では、循環装置７３の脱泡液貯溜槽７３３から現像装置７１の現像液噴出ノズル７１２へと回収液が送られ、現像液噴出ノズル７１２から基板９に向けて噴出されることにより基板９上に形成されたレジスト膜が現像される。ところで、回収液貯溜槽７３１では、基板処理装置１からの純水の混入により、回収液中におけるＴＭＡＨの濃度が低下している。循環装置７３では、脱泡液貯溜槽７３３において、回収液中におけるＴＭＡＨの濃度が濃度センサにより管理されており、濃度センサからの出力に基づいて現像液貯溜槽７３４から現像液が脱泡液貯溜槽７３３に適宜供給され、回収液の濃度が所定の濃度範囲に維持される。

次に、基板処理装置１について説明する。図２は、基板処理装置１を示す正面図であり、図３は、基板処理装置１を示す側面図である。図２および図３では、図示の都合上、遮蔽板４を断面にて描いている（図１０においても同様）。

図２に示すように、基板処理装置１は、処理液（すなわち、洗浄液）の液滴をキャリアガスと共に基板９に向けて噴出する液滴噴出ノズル２、液滴噴出ノズル２の図２中の（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側に配置される２つの処理液吸引ノズル３、並びに、液滴噴出ノズル２の下端部（すなわち、基板９側の端部であり、図２中の（−Ｚ）側の端部）に形成された液滴噴出口２１よりも基板９側において基板９に沿って液滴噴出ノズル２の周囲に広がる平板状の遮蔽板４を備える。

基板処理装置１は、また、遮蔽板４の下方において基板９を保持するとともに基板９を基板９の主面に平行な所定の移動方向（すなわち、図２中の（＋Ｘ）方向）に移動する基板移動機構５を備える。基板９は略矩形状であり、基板９の移動方向の長さ（すなわち、Ｘ方向の長さ）、および、移動方向に垂直な幅方向の長さ（すなわち、Ｙ方向の長さ）は約２ｍである。基板移動機構５では、基板９の下面（すなわち、（−Ｚ）側の主面）に当接する複数のローラ５１が、図２中において時計回りに回転することにより、基板９が（＋Ｘ）方向に移動する。

図２および図３に示すように、遮蔽板４は基板９の上面（すなわち、（＋Ｚ）側の主面）に平行であり、遮蔽板４のＹ方向の長さは基板９のＹ方向の長さよりも長い。基板処理装置１は、遮蔽板４のＹ方向（すなわち、基板９の幅方向）の両端から基板９に向かって突出するとともに基板９の移動方向に伸びる一対の遮蔽側板６をさらに備える。

図４は、遮蔽板４および遮蔽側板６を示す斜視図である。図４に示すように、遮蔽板４には、液滴噴出ノズル２（図２参照）が取り付けられる側壁部１０４が周囲に設けられた開口１０２、および、２つの処理液吸引ノズル３（図２参照）が取り付けられる２つの開口１０３が形成されている。開口１０２および開口１０３は、Ｙ方向に伸びるスリット状とされる。

図２に示すように、液滴噴出ノズル２の下端部は、遮蔽板４の開口１０２および処理液吸引ノズル３の下端部よりも上側（すなわち、基板９から離れる（＋Ｚ）側）に位置する。液滴噴出ノズル２は、液滴噴出口２１から噴出される処理液の液滴の噴射範囲と側壁部１０４とが干渉しない位置にて遮蔽板４の側壁部１０４に取り付けられている。

遮蔽板４の基板９側の表面（すなわち、（−Ｚ）側の表面であり、以下、「下面」という。）には、テフロン（登録商標）による撥水処理が施されており、接触角は約１１０°とされる。また、図３に示す一対の遮蔽側板６の基板９側の表面（すなわち、（＋Ｙ）側の遮蔽側板６の（−Ｙ）側の表面、および、（−Ｙ）側の遮蔽側板６の（＋Ｙ）側の表面）も同様の撥水処理が施されており、接触角が約１１０°とされる。

液滴噴出ノズル２は、処理液とキャリアガスとを内部において混合して処理液の液滴を生成し、生成された液滴を噴出する内部混合型の二流体ノズルである。液滴噴出ノズル２の内部構造については後述する。図２および図３に示すように、液滴噴出ノズル２は、Ｙ方向の長さがＸ方向の長さよりも長い略直方体であり、下端部に形成された液滴噴出口２１（図２参照）は、基板９に平行であり、かつ、Ｙ方向（すなわち、幅方向）に伸びるスリット状である。液滴噴出口２１のＹ方向の長さは基板９のＹ方向の長さとほぼ等しくされ、液滴噴出口２１のＹ方向の両端は基板９のＹ方向の両側のエッジとおよそ重なる。また、本実施の形態では、液滴噴出口２１のＸ方向（すなわち、基板９の移動方向）の開口幅は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍとされる。

図２に示すように、液滴噴出ノズル２は、基板９に対して垂直となるように遮蔽板４に取り付けられており、遮蔽板４の開口１０２を介して処理液の液滴を基板９に向けて噴出する。液滴噴出ノズル２から基板９に向けて噴出される液滴の噴流の中心の面は、基板９に対して垂直とされる。図５は基板９を示す平面図であり、図５では、基板９上における液滴噴出ノズル２からの処理液の液滴の噴射領域（以下、「液滴噴射領域」という。）９０１に平行斜線を付して示す。また、図５では、液滴噴出ノズル２の液滴噴出口２１を二点鎖線にて描いている（後述の処理液吸引口３１についても同様）。図５では、図示の都合上、液滴噴出口２１の開口幅を実際よりも大きく描いている。

図２に示す２つの処理液吸引ノズル３は、遮蔽板４に設けられた開口１０３に取り付けられるとともに装置外の吸引装置（図示省略）に接続されており、液滴噴出ノズル２から基板９に噴射された処理液の液滴を、基板９に対して非接触の状態にて開口１０３を介して周囲のガスと共に吸引する。既述のように、処理液吸引ノズル３は回収液貯溜槽７３１（図１参照）に接続されており、吸引された処理液は回収液貯溜槽７３１へと送られる。

処理液吸引ノズル３の下端部と基板９の上面との間の距離は、好ましくは、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下（本実施の形態では、５ｍｍ）とされる。処理液吸引ノズル３と基板９との間の距離が５ｍｍ以上とされることにより、基板９が撓んでいる場合や基板９が搬送中に万一上下に振動した場合であっても、処理液吸引ノズル３と基板９とが接触することを確実に防止することができる。また、処理液吸引ノズル３と基板９との間の距離が２０ｍｍ以下とされることにより、処理液吸引ノズル３に接続される吸引装置の出力を現実的な範囲としつつ処理液の液滴を確実に吸引することができる。

図２および図３に示すように、２つの処理液吸引ノズル３はそれぞれ、Ｙ方向の長さがＸ方向の長さよりも長い略直方体である。各処理液吸引ノズル３は、図２に示すように、基板９に平行であり、かつ、Ｙ方向に伸びるスリット状の処理液吸引口３１を下端部に備える。換言すれば、２つの処理液吸引ノズル３は、基板９の移動方向に関して液滴噴出口２１の両側に配置されるとともに液滴噴出口２１に平行に伸びる２つの処理液吸引口３１を備える。

図５に示すように、２つの処理液吸引口３１のＹ方向の長さは基板９のＹ方向の長さとほぼ等しくされ、処理液吸引口３１のＹ方向の両端は、基板９のＹ方向の両側のエッジとおよそ重なる。このため、平面視において、基板９上の液滴噴射領域９０１は、２つの処理液吸引口３１と基板９の幅方向の両側のエッジとによりほぼ囲まれる。換言すれば、基板処理装置１では、２つの処理液吸引ノズル３が、（基板９の外部を除く）基板９上において液滴噴出ノズル２からの処理液の液滴噴射領域９０１の周囲を囲む。本実施の形態では、各処理液吸引口３１のＸ方向（すなわち、基板９の移動方向）の開口幅は３ｍｍとされる。図２および図５では、図示の都合上、処理液吸引口３１の開口幅、および、遮蔽板４のＸ方向の長さ（図２のみ）を実際よりも大きく描いている。

遮蔽板４では、液滴噴出ノズル２の（＋Ｘ）側（すなわち、基板９の移動方向の一方側）において、遮蔽板４のＹ方向（すなわち、幅方向）に平行に伸びるエッジと処理液吸引口３１の（＋Ｘ）側のエッジとの間の距離Ｄ１が、１５ｍｍ以上１０５ｍｍ以下とされる。換言すれば、液滴噴出ノズル２の（＋Ｘ）側において、遮蔽板４のＹ方向に平行に伸びる（＋Ｘ）側のエッジと処理液吸引口３１の（＋Ｘ）側のエッジとの間の距離Ｄ１が、処理液吸引口３１のＸ方向の開口幅の５倍以上３５倍以下とされる。液滴噴出ノズル２の（−Ｘ）側においても同様に、遮蔽板４のＹ方向に伸びる（−Ｘ）側のエッジと処理液吸引口３１の（−Ｘ）側のエッジとの間の距離Ｄ１が、処理液吸引口３１のＸ方向の開口幅の５倍以上３５倍以下とされる。

遮蔽板４では、また、液滴噴出ノズル２の（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側において、各処理液吸引口３１の液滴噴出口２１側のエッジと液滴噴出口２１の各処理液吸引口３１側のエッジとの間の距離Ｄ２が、１５ｍｍ（すなわち、処理液吸引口３１の開口幅の５倍）とされる。各処理液吸引口３１の（＋Ｙ）側のエッジと遮蔽板４の（＋Ｙ）側のエッジとの間の距離Ｄ３も、１５ｍｍ（すなわち、処理液吸引口３１の開口幅の５倍）とされ、各処理液吸引口３１の（−Ｙ）側のエッジと遮蔽板４の（−Ｙ）側のエッジとの間の距離Ｄ３も、１５ｍｍ（すなわち、処理液吸引口３１の開口幅の５倍）とされる。

次に、液滴噴出ノズル２の内部構造について説明する。図６は液滴噴出ノズル２の縦断面図であり、図７は液滴噴出ノズル２の（＋Ｘ）側を示す図である。液滴噴出ノズル２は、図６に示すように、オリフィス板２４２を第１スリット板２４１と第２スリット板２４３とで挟み込んだ構造となっており、Ｙ方向に関して液滴噴出ノズル２の両側には、図７に示すように、端面板２４４が図示省略のシール部材を介して取り付けられる。

第２スリット板２４３には、Ｙ方向に一定のピッチで複数のガス供給ポート２４５が設けられ、第１スリット板２４１には、ガス供給ポート２４５と同様の位置に処理液供給ポート２４６（図６参照）が設けられる。処理液供給ポート２４６およびガス供給ポート２４５は、図示省略の処理液供給部およびキャリアガス供給部にそれぞれ接続されており、処理液供給部およびキャリアガス供給部が制御されることにより、液滴噴出ノズル２からの処理液の液滴の噴出が制御される。

液滴噴出ノズル２の内部には、図６および図７に示すように、処理液とキャリアガスとを混合する気液混合室２４１１、処理液に与えられる圧を均一にするための分配室２４２１、および、気液混合室２４１１と分配室２４２１とを連通させる複数の連通管２４２２が設けられる。また、オリフィス板２４２と第２スリット板２４３との間にもスリット状の微小な隙間が設けられ、この隙間が、ガス供給ポート２４５からのキャリアガスが供給されるガス路２４３１とされる。第１スリット板２４１と第２スリット板２４３との間のスリット状の隙間は、処理液の液滴の流路とされ、流路の下端の開口が１つの液滴噴出口２１となる。

図８は、図７に示す液滴噴出ノズル２のＡ−Ａ断面の一部を（＋Ｚ）側から見た図である。液滴噴出ノズル２の分配室２４２１および複数の連通管２４２２は、第１スリット板２４１とオリフィス板２４２とを重ね合わせることにより形成される。分配室２４２１は、図６ないし図８に示すように、断面形状が矩形でＹ方向に連続的に伸びており、分配室２４２１により処理液の圧がＹ方向に均一に分散されて複数の連通管２４２２に均等に処理液が分配される。複数の連通管２４２２は、Ｙ方向に一定のピッチで配列され、各連通管２４２２は上下方向に伸び、水平面による断面形状は矩形とされる。

図９は、図６に示す気液混合室２４１１を拡大して示す図である。気液混合室２４１１は図９に示すように、第１スリット板２４１、オリフィス板２４２および第２スリット板２４３の間に形成され、連通管２４２２の開口の下方にて他の領域よりも少し高くなった衝突面２４１２を有し、図７に示すようにＹ方向に連続的に伸びている。複数の連通管２４２２から気液混合室２４１１へ供給された処理液は、衝突面２４１２に勢いよく衝突して粉砕され気液混合室２４１１の第２スリット板２４３側へと導かれ、ガス路２４３１から供給される高速のキャリアガスと衝突することにより処理液の液滴が生成される。すなわち、液滴噴出ノズル２はいわゆる内部混合型の二流体ノズルとなっている。生成された処理液の液滴はスリット状の液滴噴出口２１から基板９に向けて噴出される。

液滴噴出ノズル２では、処理液とキャリアガスとを衝突させることにより処理液の微小な液滴を生成することができ、さらに、微小な液滴をキャリアガスと共に噴出することにより液滴を高速に噴出することができ、処理効率を向上することができる。また、衝突面２４１２の大きさを処理液やキャリアガスの供給圧力などに合わせて変更することにより、液滴の粒径を変化させることができ、基板９に対する最適な処理を行うことができる。

図２に示すように、基板処理装置１では、処理液の液滴を連続的に噴出する液滴噴出ノズル２の下方を基板９が（＋Ｘ）方向に搬送されることにより、処理液の液滴が基板９の上面の液滴噴射領域９０１（図５参照）に衝突し、当該主面に付着したパーティクル等の異物が除去される（すなわち、液滴噴射領域９０１が洗浄される）。そして、液滴噴出ノズル２のＸ方向の両側において遮蔽板４に取り付けられた処理液吸引ノズル３により、基板９の洗浄に利用された使用済みの処理液の液滴（すなわち、基板９に衝突して跳ね返った後の液滴であり、パーティクル等の異物を包含している可能性がある液滴）が周囲のガスと共に直接吸引され、あるいは、遮蔽板４の下面に一旦付着した後に当該下面に沿って周囲のガスと共に吸引されて回収される。

基板処理装置１では、液滴噴出ノズル２として二流体ノズルを利用し、液滴の粒径や分布密度、噴出速度等を適切なものとすることにより、基板９に対する適切な洗浄圧を実現することができる。これにより、基板９の表面に設けられた微細なパターン等が損傷することを防止しつつ基板９に対する適切な洗浄処理を行うことができる。

基板処理装置１では、液滴噴出ノズル２の液滴噴出口２１よりも基板９側において、基板９に沿って液滴噴出ノズル２の周囲に広がる遮蔽板４が設けられることにより、液滴噴出ノズル２から噴出された処理液の液滴が、基板９に近接する遮蔽板４と基板９との間の空間（以下、「処理空間」という。）から上方に飛散することが防止され、遮蔽板４の下面や基板９の上面に沿って整流されつつ（すなわち、遮蔽板４の下面および基板９の上面により気流の乱れが抑制されつつ）基板９の上面に略平行な方向にのみ飛散する。そして、遮蔽板４に取り付けられた処理液吸引ノズル３により、処理空間内において整流されつつ飛散する処理液の液滴を効率良く吸引することができるため、処理液の液滴が処理空間から外側に飛散することを抑制することができるとともに使用済みの処理液（の液滴）を効率良く回収することができる。その結果、使用済みの処理液の液滴が、基板９の処理空間外の領域に再付着して基板９が再汚染されることを防止することができる。

特に、遮蔽板４と基板９との間の距離が２０ｍｍ以下とされ、処理空間が基板９の上面に沿って広がるとともにＺ方向に薄い平坦な空間となっているため、液滴噴出ノズル２から噴出されたキャリアガスや周囲のガスが、より一層整流されつつ処理液吸引ノズル３により吸引される。これにより、処理空間から飛散することが抑制されている使用済みの処理液をより効率良く回収することができる。

基板処理装置１では、処理液吸引ノズル３により吸引される気流の乱れが抑制されているため、ほぼ一定の速度で処理液の液滴を吸引することができ、単位時間当たりの処理液の回収量の変動を抑制することができる。換言すれば、処理液吸引ノズル３による処理液の液滴の捕捉速度をほぼ一定とすることができる。また、遮蔽板４の下面に付着した処理液の液滴も吸引して回収することができるため、遮蔽板４の下面に固着した異物（すなわち、遮蔽板４に付着した処理液が乾燥した後に遮蔽板４上に残る残留物）を除去するためのメンテナンス作業（すなわち、遮蔽板４の洗浄作業）の頻度を低減（あるいは、省略）して基板９の洗浄処理を効率良く行うことができる。

基板処理装置１では、２つの処理液吸引ノズル３が、基板９上において液滴噴出ノズル２からの処理液の液滴噴射領域９０１を囲むように配置されているため、使用済みの処理液の液滴をより効率良く吸引して回収することができる。また、処理液吸引ノズル３が基板９に非接触の状態にて処理液の液滴を吸引するため、基板９を傷つける恐れなく処理液を回収することができる。

基板処理装置１では、遮蔽板４のＹ方向の両側に遮蔽側板６を設けることにより、処理空間の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側を閉塞し、処理液の液滴の飛散をより一層抑制することができる。その結果、処理液の回収率を向上することができる。

遮蔽板４では、既述のように、液滴噴出ノズル２の（＋Ｘ）側において、遮蔽板４の（＋Ｘ）側のエッジと処理液吸引口３１の（＋Ｘ）側のエッジとの間の距離Ｄ１が、処理液吸引口３１の開口幅の５倍以上３５倍以下とされる。基板処理装置１では、距離Ｄ１が処理液吸引口３１の開口幅の５倍以上とされることにより、処理液の液滴の飛散をより確実に抑制することができる。一方、距離Ｄ１が処理液吸引口３１の開口幅の３５倍以下とされることにより、処理空間の（＋Ｘ）側の端部近傍まで飛散した液滴を吸引する際に、吸引距離が過剰に大きくなって吸引抵抗が過大となることを防止し、現実的な吸引力により処理空間内の液滴を効率良く吸引して回収することができる。また、遮蔽板４の製造コストを低減するとともに基板処理装置１を小型化することもできる。遮蔽板４の形状は、液滴噴出ノズル２の（−Ｘ）側においても上記形状と同様とされるため、処理液の液滴の飛散をより一層抑制することができるとともに処理液の回収率をより向上することができる。

遮蔽板４の下面には撥水処理が施されているため、当該下面に付着した処理液の液滴と遮蔽板４との間の摩擦が低減される。その結果、処理液吸引ノズル３により、遮蔽板４の下面に付着した処理液を容易に（すなわち、撥水処理が施されていない場合に比べて小さい吸引力にて）吸引することができ、使用済みの処理液をさらに効率良く回収することができる。

基板処理装置１では、基板移動機構５により基板９を液滴噴出ノズル２に対して相対的に移動することにより、上述のように処理液の液滴が基板９上において処理空間よりも外側に飛散することを抑制しつつ、基板９全体に対する洗浄処理を容易に行うことができる。また、液滴噴出ノズル２の液滴噴出口２１が、基板９の移動方向（Ｘ方向）に垂直な幅方向（Ｙ方向）に伸びるスリット状とされることにより、処理液の液滴の粒径や分布密度、噴出速度等の幅方向における均一性を向上することができる。これにより、幅方向において基板９に処理ムラが生じることを防止して基板９に対する均一な洗浄処理を実現することができる。

また、処理液吸引ノズル３では、処理液吸引口３１が、基板９の移動方向に関して液滴噴出口２１の両側に配置されるとともに液滴噴出口２１に平行に伸びるスリット状とされることにより、処理空間内において飛散する処理液の液滴や遮蔽板４の下面に付着した処理液を基板９の幅方向のほぼ全幅において吸引することができるため、使用済みの処理液をより効率良く回収することができる。

液滴噴出ノズル２は、処理液の液滴を高速のキャリアガスと共に噴出する二流体ノズルであるため、処理液のみを吐出する通常の一流体ノズルに比べて処理液（の液滴）の噴出速度が大きく、基板９に衝突後の処理液の放射流速（すなわち、使用済みの処理液の液滴が基板９の上面に沿って飛散する速度）も大きい。さらに、液滴噴出ノズル２は内部混合型の二流体ノズルであるため、ノズルの外部において処理液をキャリアガスと衝突させることにより処理液の液滴が生成される通常の外部混合型の二流体ノズルよりも、処理液の液滴の噴出速度が大きい。したがって、効率良く基板９の洗浄処理を行うことができる反面、処理液の液滴の放射流速が大きくなり、飛散も激しくなる。

これに対し、基板処理装置１では、使用済みの処理液の液滴が基板９上において処理空間よりも外側に飛散することを抑制することができ、さらに、飛散が防止された処理液の液滴を効率良く吸引して回収することができる。したがって、基板処理装置１の構成は、処理液の液滴の放射流速が大きく飛散も激しい二流体ノズル（特に、内部混合型の二流体ノズル）が基板９への処理液の供給機構として利用される場合に特に適している。

図１０は、他の好ましい基板処理装置１ａを示す正面図である。図１０に示すように、液滴噴出ノズル２は、必ずしも基板９に対して垂直とされる必要はなく、基板９に対して傾斜した状態で遮蔽板４に取り付けられてもよい。図１０に示す基板処理装置１ａでは、液滴噴出ノズル２の上側の部位が、液滴噴出口２１よりも（＋Ｘ）側（すなわち、基板９の移動方向の下流側）に傾斜した状態とされる。基板処理装置１ａでは、液滴噴出ノズル２の中心の面２２と基板９の上面とのなす角度は３０°とされる。この場合、液滴噴出ノズル２からの処理液の液滴は、遮蔽板４の開口１０２よりも（−Ｘ）側（基板９の移動方向の上流側）に噴射され、開口１０２よりも（−Ｘ）側の遮蔽板４と基板９との間の空間に飛散し、さらに、飛散した液滴の一部が開口１０２よりも（−Ｘ）側において遮蔽板４の下面に付着する。基板処理装置１ａでは、開口１０２よりも（＋Ｘ）側には処理液の液滴はほとんど飛散せず、処理液の液滴の大部分は液滴噴出ノズル２の（−Ｘ）側の処理液吸引ノズル３により吸引されることとなる。したがって、液滴噴出ノズル２の（＋Ｘ）側の処理液吸引ノズル３は省略されてもよい。

なお、基板処理装置１ａでは、液滴噴出ノズル２は、（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側のいずれに傾斜した状態とされてもよいが、基板９に処理液の液滴を衝突させて洗浄処理を効率良く行うという観点からは、液滴噴出ノズル２の中心の面２２と基板９の上面とのなす角度は、３０°以上９０°以下（ただし、９０°の場合は液滴噴出ノズル２は基板９に対して垂直である。）とされることが好ましい。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

液滴噴出ノズル２の内部の構造は、上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、分配室２４２１は、断面形状が矩形である必要はなく、半月形であってもよく、連通管２４２２の断面形状も矩形である必要はなく、円形であってもよい。また、衝突面２４１２も、ガス路２４３１に向かって広がっていくような扇状かつ凹状の傾斜した面とされてもよい。

液滴噴出ノズル２は、必ずしも内部混合型の二流体ノズルである必要はなく、例えば、外部混合型の二流体ノズルであってもよく、また、他の液滴生成装置により生成された処理液の液滴を受け取って、キャリアガスと共に基板９に向けて噴出する構造とされてもよい。

遮蔽板４は、基板９の上面に対して僅かに傾斜して設けられてもよい。例えば、遮蔽板４は、処理液吸引ノズル３が取り付けられる開口１０３近傍を基板９に最も近接させ、開口１０３から離れるに従って基板９からの距離が漸増する形状とされてもよい。この場合、遮蔽板４の下面に付着した処理液の液滴が、重力により処理液吸引ノズル３の処理液吸引口３１に向かって移動し易くなるため、使用済みの処理液の液滴をより効率良く回収することができる。

処理液吸引ノズル３の処理液吸引口３１も、必ずしも液滴噴出口２１に平行に伸びるスリット状とされる必要はなく、例えば、基板９の移動方向に関する液滴噴出口２１の両側のそれぞれに、複数の処理液吸引口が液滴噴出口２１に沿って配列されてもよい。複数の処理液吸引口は、密に配列されてもよく、基板９の幅方向に関して互いに隙間を空けて配列されてもよい。複数の処理液吸引口が隙間を空けて配列される場合であっても、複数の処理液吸引口が基板９の幅方向の全長に亘って配列されることにより、液滴噴出ノズル２が処理液吸引ノズルにより基板９上において囲まれることとなり、液滴噴出ノズル２からの処理液を効率良く回収することができる。複数の処理液吸引口の形状は、例えば、円形や矩形状とされる。また、複数の処理液吸引口は、液滴噴出口２１に平行に配列されてもよく、液滴噴出口２１に沿って千鳥状に配列されてもよい。

基板処理装置１では、例えば、円形の液滴噴出口を有する液滴噴出ノズルを中心として、当該液滴噴出口の全周を囲む円環状の処理液吸引口を有する処理液吸引ノズル、並びに、液滴噴出ノズルおよび処理液吸引ノズルが取り付けられる略円板状の遮蔽板が設けられてもよい。また、円環状の処理液吸引口に代えて、液滴噴出口を中心とする周方向に配列されて液滴噴出口の周囲を囲む複数の処理液吸引口が設けられてもよい。なお、処理液の液滴が処理空間よりも外側に飛散することを抑制して処理液を効率良く回収するという観点のみからは、処理液吸引ノズルは、遮蔽板に設けられた開口に取り付けられていればよく、必ずしも液滴噴出ノズルからの処理液の液滴噴射領域の周囲を囲むように設けられる必要はない。

上記実施の形態に係る基板処理装置では、液滴噴出ノズル２の両側に２つの処理液吸引ノズル３が設けられるが、１つの処理液吸引ノズルに２つの処理液吸引口３１が設けられて液滴噴出口２１の両側に配置されてもよい。このように、処理液吸引ノズルの個数は１つであっても複数であってもよく、装置の設計上、適宜定められてよい。

基板処理装置では、基板移動機構５により、基板９が液滴噴出ノズル２に対して相対的に移動すればよく、例えば、基板９の上方において、液滴噴出ノズル２および処理液吸引ノズル３が取り付けられた遮蔽板４が、基板９の（＋Ｘ）側から（−Ｘ）方向に移動してもよい。また、液滴噴出ノズルからの処理液の液滴噴射領域が円形や矩形であって、基板９上の洗浄処理すべき領域が基板９の相対移動なしで当該液滴噴射領域に含まれている場合等、洗浄時に基板９の液滴噴出ノズル２に対する相対移動が不要とされる場合には、基板移動機構５は省略されてもよい。

上記実施の形態に係る基板処理装置では、液晶表示装置用のガラス基板以外に、例えば、プラズマ表示装置等の他の平面表示装置用のガラス基板の洗浄処理が行われてもよく、半導体基板やプリント配線基板、磁気ディスク用のガラス基板等、様々な基板の洗浄処理が行われてもよい。また、基板処理装置では、洗浄する基板９の種類や洗浄目的等に合わせて、純水以外の様々な液体が洗浄液として用いられてもよい。

基板処理装置は、基板９の洗浄処理以外の処理に利用されてもよい。例えば、基板処理装置により、基板表面の露光済みのレジスト膜を現像する現像液の塗布が行われる場合、現像液の液滴がキャリアガスと共に基板９に噴射されて基板９の現像が行われる。現像後の基板に対してエッチング液の液滴を噴射することにより、基板９のエッチングが行われてもよい。また、レジスト除去用の薬液が基板９に供給されることにより、レジストの剥膜処理が行われてもよい。

基板処理装置を備える装置の構成を示す正面図である。 基板処理装置を示す正面図である。 基板処理装置を示す側面図である。 遮蔽板および遮蔽側板を示す斜視図である。 基板を示す平面図である。 液滴噴出ノズルの縦断面図である。 液滴噴出ノズルの側面図である。 分配室の一部を示す横断面図である。 気液混合室を示す縦断面図である。 他の好ましい基板処理装置を示す正面図である。

符号の説明

１，１ａ 基板処理装置
２ 液滴噴出ノズル
３ 処理液吸引ノズル
４ 遮蔽板
５ 基板移動機構
６ 遮蔽側板
９ 基板
２１ 液滴噴出口
３１ 処理液吸引口
１０３ 開口
９０１ 液滴噴射領域

Claims (10)

1. 処理液を基板に供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
   処理液の液滴をキャリアガスと共に基板に向けて噴出する液滴噴出ノズルと、
   前記液滴噴出ノズルの液滴噴出口よりも前記基板側において前記基板に沿って前記液滴噴出ノズルの周囲に広がる平板状の遮蔽板と、
   前記遮蔽板に設けられた開口に取り付けられるとともに前記液滴噴出ノズルから前記基板に噴射された前記処理液の液滴を前記基板に対して非接触の状態にて周囲のガスと共に吸引する処理液吸引ノズルと、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   前記処理液吸引ノズルが、前記基板上において前記液滴噴出ノズルからの前記処理液の液滴の噴射領域を囲むことを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
   前記基板を主面に平行な所定の移動方向に前記液滴噴出ノズルに対して相対的に移動する基板移動機構をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項３に記載の基板処理装置であって、
   前記液滴噴出ノズルの前記液滴噴出口が、前記基板に平行であり、かつ、前記移動方向に垂直な幅方向に伸びるスリット状であることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項４に記載の基板処理装置であって、
   前記処理液吸引ノズルが、前記移動方向に関して前記液滴噴出口の両側に配置されるとともに前記液滴噴出口に平行に伸びるスリット状の２つの処理液吸引口を備えることを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
   前記液滴噴出ノズルの前記移動方向の一方側において、前記遮蔽板の前記幅方向に平行に伸びるエッジと処理液吸引口の前記一方側のエッジとの間の距離が、前記処理液吸引口の前記移動方向の開口幅の５倍以上３５倍以下であることを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項３ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記遮蔽板の前記移動方向に垂直な幅方向の両端から前記基板に向かって突出するとともに前記移動方向に伸びる一対の遮蔽側板をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記遮蔽板の前記基板側の表面に撥水処理が施されていることを特徴とする基板処理装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記処理液が純水であることを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記基板が、平面表示装置用のガラス基板であることを特徴とする基板処理装置。

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