JP2008060294A - 基板処理装置、基板処理方法、及び基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液供給手段を収納する収納室から処理液のミストや粒子が発生するのを防止して、基板の処理又は乾燥を均一に行う。
【解決手段】液回収チャンバ３０及び上チャンバ４０により形成された処理室内で、回転テーブル１０が、基板１を水平に支持して回転する。ノズル２１を収納する収納室５０が処理室につなげて設けられ、ノズル２１が、収納室５０から処理室内にある基板１の上方へ移動し、基板１の表面へ処理液を供給した後、収納室５０へ戻る。シャッター５３は、ノズル２１が収納室５０内にあるとき、収納室５０を処理室から遮蔽する。収納室５０を処理室から遮蔽するので、処理室内で基板１の回転により生じた空気の流れによって、収納室５０から処理液のミストや粒子が発生するのが防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板の処理又は乾燥を行う基板処理装置、基板処理方法、及びそれらを用いた基板の製造方法に係り、特に基板を回転しながら基板の処理又は乾燥を行う基板処理装置、基板処理方法、及びそれらを用いた基板の製造方法に関する。

表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の基板の製造においては、基板の現像、エッチング、剥離、洗浄等の処理を行う際、基板を回転しながら、基板の表面へ現像液、エッチング液、剥離液、洗浄液等の処理液を供給し、基板の回転による遠心力の作用で処理液を基板の表面全体に拡散させる基板処理装置が使用されている。この様な基板処理装置では、基板を洗浄した後の基板の乾燥も、基板を高速で回転して、遠心力により洗浄液を基板から飛散させることにより行われる。

特許文献１には、処理液を供給するノズル部材を複数備え、複数のノズルから複数の処理液を基板の表面へ別々に供給して分離回収する技術が記載されている。ノズル部材は、スイング動作により、基板の上方の位置と基板の上方から外れた位置との間を移動する。
特開平１１−１６０６６６号公報

ノズルから処理液を基板の表面へ供給した後、処理液の供給を停止しても、しばらくの間は、ノズルの内部に残った処理液がノズルから滴り落ちる。従って、特許文献１に記載の様にノズルを基板の上方の位置と基板の上方から外れた位置との間で移動する場合、ノズルから滴り落ちる処理液を回収するために、基板の上方から外れた位置にあるノズルを収納する収納室を、基板の処理室につなげて設けるのが望ましい。

しかしながら、ノズルの収納室を基板の処理室につなげて設けたとき、処理室内で基板の回転により生じた空気の流れによって、収納室内でノズルから滴り落ちた処理液からミストが発生する。あるいは、収納室内で滴り落ちた処理液が乾燥して粒子状になり、それが空気の流れにより舞い上がって処理室内に広がる。特に基板の乾燥を行う際は、基板を高速で回転するため、処理室内で強い空気の流れが生じ、収納室からの処理液のミストや粒子の発生が顕著である。このため、処理液のミストや粒子が基板の表面に付いて、乾燥むらが発生するという問題があった。

また、複数のノズルから複数の処理液を基板の表面へ別々に供給して複数の処理を行う場合、収納室から別工程で使用した処理液のミストや粒子が発生して処理室内に広がると、現工程で使用している処理液に別工程で使用した処理液のミストや粒子が混じって、基板の処理にむらが生じるという問題があった。

本発明の課題は、処理液供給手段を収納する収納室から処理液のミストや粒子が発生するのを防止して、基板の処理又は乾燥を均一に行うことである。また、本発明の課題は、基板の処理又は乾燥を均一に行い、品質の高い基板を製造することである。

本発明の基板処理装置は、基板を水平に支持して回転する回転手段と、回転手段を収容する処理室と、処理室につなげて設けられた収納室と、収納室から処理室内にある基板の上方へ移動し、基板の表面へ処理液を供給した後、収納室へ戻る処理液供給手段と、処理液供給手段が収納室内にあるとき、収納室を処理室から遮蔽する遮蔽手段とを備えたものである。

また、本発明の基板処理方法は、処理室内で基板を水平に支持して回転しながら、処理液供給手段を、処理室につなげて設けた収納室から、処理室内にある基板の上方へ移動し、処理液供給手段から基板の表面へ処理液を供給した後、処理液供給手段を収納室へ戻し、収納室を処理室から遮蔽するものである。

処理液供給手段が収納室内にあるとき、基板の処理室につなげて設けた収納室を処理室から遮蔽するので、基板の乾燥を行う際、処理室内で基板の回転により生じた空気の流れによって、収納室から処理液のミストや粒子が発生するのが防止される。従って、処理液のミストや粒子が基板の表面に付いて乾燥むらが発生するのが防止される。

さらに、本発明の基板処理装置は、収納室及び処理液供給手段を複数備えたものである。また、本発明の基板処理方法は、収納室及び処理液供給手段を複数設けたものである。複数の処理液供給手段から複数の処理液を基板の表面へ別々に供給して複数の処理を行う際、処理室内で基板の回転により生じた空気の流れによって、収納室から別工程で使用した処理液のミストや粒子が発生するのが防止される。従って、現工程で使用している処理液に別工程で使用した処理液のミストや粒子が混じって基板の処理にむらが生じるのが防止される。

本発明の基板の製造方法は、上記のいずれかの基板処理装置又は基板処理方法を用いて、基板の処理又は乾燥を行うものである。基板の処理又は乾燥が均一に行われるので、品質の高い基板が製造される。

本発明の基板処理装置及び基板処理方法によれば、処理液供給手段が収納室内にあるとき、基板の処理室につなげて設けた収納室を処理室から遮蔽することにより、基板の乾燥を行う際、収納室から処理液のミストや粒子が発生するのを防止して、基板の乾燥を均一に行うことができる。

さらに、本発明の基板処理装置及び基板処理方法によれば、収納室及び処理液供給手段を複数設けることにより、複数の処理液供給手段から複数の処理液を基板の表面へ別々に供給して複数の処理を行う際、収納室から別工程で使用した処理液のミストや粒子が発生するのを防止して、基板の処理を均一に行うことができる。

本発明の基板の製造方法によれば、基板の処理又は乾燥を均一に行うことができるので、品質の高い基板を製造することができる。

図１は、本発明の一実施の形態による基板処理装置の概略構成を示す図である。基板処理装置は、回転テーブル１０、回転軸１３、プーリ１４ ，１６、ベル ト１５、モータ１７、ノズル２１，２２、液回収チャンバ３０、上チャンバ４０、収納室５０，６０、シャッター５３、支軸５４、及びモータ５５を含んで構成されている。なお、図１（ａ）は、上チャンバ４０及び収納室５０，６０の内部を上から見た状態を示し、図１（ｂ）は、液回収チャンバ３０、上チャンバ４０及び収納室５０，６０の内部を横から見た状態を示す。

図１（ｂ）に示す様に、基板１が、回転テーブル１０の上面に搭載されている。回転テーブル１０の上面には、複数の支持ピン１１と複数の案内ピン１２とが取り付けられている。支持ピン１１は、その先端部が基板１の裏面と接触し、基板１を複数の点によって水平に支持する。案内ピン１２は、その側面が基板１の側面と接触することにより、基板１の位置決めを行う。

回転テーブル１０の下面には、回転軸１３が取り付けられている。回転軸１３は、プーリ１４、ベルト１５及びプーリ１６によって、モータ１７に連結されている。モータ１７を用いて回転軸１３を回転することにより、回転テーブル１０に搭載された基板１が回転する。

回転テーブル１０の周囲には、液回収チャンバ３０及び上チャンバ４０によって、処理室が形成されている。液回収チャンバ３０は、上部が少し狭くなった円筒形であり、上方に向かって開口が設けられている。上チャンバ４０は、同様に上部が少し狭くなった円筒形であり、下方に向かって開口が設けられている。液回収チャンバ３０の底には、液回収通路３１が設けられている。

上チャンバ４０の円筒形の側面には、収納室５０，６０が取り付けられている。収納室５０，６０は、上チャンバ４０の円筒形の側面の一部を切り取ることによって、処理室につなげて設けられている。収納室５０，６０の底部は傾斜しており、傾斜した底部の底には液回収通路５１，６１が設けられている。

ノズル２１が、収納室５０の外から、収納室５０に設けた窓５２を通って、収納室５０内に挿入されている。ノズル２２も同様にして、収納室６０内に挿入されている。ノズル２１，２２は、後述する様に、スイング動作によって収納室５０，６０から処理室内にある基板１の上方へ移動し、基板１の表面へ処理液を供給する。基板１の表面へ処理液を供給した後、ノズル２１，２２は、スイング動作によって再び収納室５０，６０へ戻る。

本実施の形態では、一例として、ノズル２１が基板１の表面へ現像液、エッチング液又は剥離液を供給し、ノズル２２が基板１の表面へ純水からなる洗浄液を供給する。ノズル２１を収納する収納室５０には、シャッター５３が設けられている。シャッター５３は支軸５４を中心に回転し、支軸５４には図１（ａ）に示す様にモータ５５が接続されている。ノズル２１が収納室５０に収納されているとき、シャッター５３は閉じた状態にある。

図２及び図３は、本発明の一実施の形態による基板処理装置の動作を説明する図である。なお、図１と同様に、図２（ａ）及び図３（ａ）は、上チャンバ４０及び収納室５０，６０の内部を上から見た状態を示し、図２（ｂ）及び図３（ｂ）は、液回収チャンバ３０、上チャンバ４０及び収納室５０，６０の内部を横から見た状態を示す。

まず、基板１の現像、エッチング又は剥離を行う。モータ５５により支軸５４を回転して、図２（ａ），（ｂ）に示す様に、シャッター５３を開く。続いて、ノズル２１をスイング動作させて、ノズル２１を収納室５０から処理室内にある基板１の上方へ移動する。そして、モータ１７により基板１を回転しながら、ノズル２１から基板１の表面へ現像液、エッチング液又は剥離液を供給する。

基板１の表面へ供給された現像液、エッチング液又は剥離液が、基板１の回転による遠心力の作用で基板１の表面全体に拡散し、基板１の現像、エッチング又は剥離が行われる。基板１の表面から流れ落ちた現像液、エッチング液又は剥離液は、液回収チャンバ３０の底から液回収通路３１を通って回収される。

基板１の現像、エッチング又は剥離が終了すると、ノズル２１からの現像液、エッチング液又は剥離液の供給を停止し、ノズル２１をスイング動作させて、ノズル２１を再び収納室５０へ戻す。そして、モータ５５により支軸５４を回転して、シャッター５３を再び閉じる。基板処理装置は、図１に示した状態となる。

ノズル２１からの現像液、エッチング液又は剥離液の供給を停止しても、しばらくの間は、ノズル２１の内部に残った現像液、エッチング液又は剥離液がノズル２１から滴り落ちる。収納室５０内で、ノズル２１から滴り落ちた現像液、エッチング液又は剥離液は、収納室５０の傾斜した底部を流れ、傾斜した底部の底から液回収通路５１を通って回収される。

次に、基板１の洗浄を行う。ノズル２２をスイング動作させて、図３（ａ），（ｂ）に示す様に、ノズル２２を収納室６０から処理室内にある基板１の上方へ移動する。そして、モータ１７により基板１を回転しながら、ノズル２２から基板１の表面へ洗浄液を供給する。

基板１の表面へ供給された洗浄液が、基板１の回転による遠心力の作用で基板１の表面全体に拡散し、基板１の表面に残っていた現像液、エッチング液又は剥離液が洗い流されて基板１の洗浄が行われる。基板１の表面から流れ落ちた洗浄液は、液回収チャンバ３０の底から液回収通路３１を通って回収される。

なお、特許文献１に記載の様に、液回収チャンバを複数設けて、現像液、エッチング液又は剥離液と洗浄液とを分離回収してもよい。

基板１の洗浄を行う際、シャッター５３により収納室５０を処理室から遮蔽するので、処理室内で基板１の回転により生じた空気の流れによって、収納室５０から現像液、エッチング液又は剥離液のミストや粒子が発生するのが防止される。従って、洗浄液に現像液、エッチング液又は剥離液のミストや粒子が混じって洗浄むらが発生するのが防止される。

基板１の洗浄が終了すると、ノズル２２からの洗浄液の供給を停止し、ノズル２２をスイング動作させて、ノズル２２を再び収納室６０へ戻す。基板処理装置は、図１に示した状態となる。

ノズル２２からの洗浄液の供給を停止しても、しばらくの間は、ノズル２２の内部に残った洗浄液がノズル２２から滴り落ちる。収納室６０内で、ノズル２２から滴り落ちた洗浄液は、収納室６０の傾斜した底を流れ、傾斜した底部の底から液回収通路６１を通って回収される。

続いて、基板１の乾燥を行う。図１において、モータ１７の回転を速くして、基板１を洗浄時よりも高速で回転する。基板１の表面に残っていた洗浄液が、基板１の回転による遠心力の作用で基板１から飛散し、基板１の乾燥が行われる。基板１の表面から飛散した洗浄液は、液回収チャンバ３０の底から液回収通路３１を通って回収される。

基板１の乾燥を行う際、シャッター５３により収納室５０を処理室から遮蔽するので、処理室内で基板１の回転により生じた空気の流れによって、収納室５０から現像液、エッチング液又は剥離液のミストや粒子が発生するのが防止される。従って、現像液、エッチング液又は剥離液のミストや粒子が基板の表面に付いて乾燥むらが発生するのが防止される。

なお、本実施の形態では、ノズル２２から供給する洗浄液が純水であり、そのミストが発生しても問題とならないため、処理室６０にはシャッターを設けなかったが、ノズル２２から他の処理液を供給する場合は、処理室６０にもシャッターを設ける。

また、本実施の形態では、処理液を供給するノズル及びノズルを収納する収納室を２つずつ設けているが、ノズル及び収納室を１つ又は３つ以上設けてもよい。

以上説明した実施の形態によれば、現像液、エッチング液又は剥離液を供給するノズル２１が収納室５０内にあるとき、基板１の処理室につなげて設けた収納室５０を処理室から遮蔽することにより、基板１の乾燥を行う際、収納室５０から現像液、エッチング液又は剥離液のミストや粒子が発生するのを防止して、基板１の乾燥を均一に行うことができる。

さらに、基板１の洗浄を行う際、収納室５０から現像液、エッチング液又は剥離液のミストや粒子が発生するのを防止して、基板１の洗浄を均一に行うことができる。

本発明の基板処理装置又は基板処理方法を用いて基板の処理又は乾燥を行うことにより、基板の処理又は乾燥を均一に行うことができるので、品質の高い基板を製造することができる。

例えば、図４は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、ガラス基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄工程及び乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、ガラス基板上にＴＦＴアレイが形成される。

また、図５は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、ガラス基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、ガラス基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄工程及び乾燥工程が実施される。

図４に示したＴＦＴ基板の製造工程では、現像工程（ステップ１０４）、エッチング工程（ステップ１０５）、剥離工程（ステップ１０６）、並びに基板の洗浄工程及び乾燥工程において、図５に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の現像、エッチング及び剥離の処理、並びに基板の洗浄工程及び乾燥工程において、本発明の基板処理装置又は基板処理方法を適用することができる。

本発明の一実施の形態による基板処理装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態による基板処理装置の動作を説明する図である。 本発明の一実施の形態による基板処理装置の動作を説明する図である。 液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。 液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 基板
１０ 回転テーブル
１１ 支持ピン
１２ 案内ピン
１３ 回転軸
１４ ，１６ プーリ
１５ ベルト
１７ モータ
２１，２２ ノズル
３０ 液回収チャンバ
３１，５１，６１ 液回収通路
４０ 上チャンバ
５０，６０ 収納室
５２ 窓
５３ シャッター
５４ 支軸
５５ モータ

Claims (6)

1. 基板を水平に支持して回転する回転手段と、
   前記回転手段を収容する処理室と、
   前記処理室につなげて設けられた収納室と、
   前記収納室から前記処理室内にある基板の上方へ移動し、基板の表面へ処理液を供給した後、前記収納室へ戻る処理液供給手段と、
   前記処理液供給手段が前記収納室内にあるとき、前記収納室を前記処理室から遮蔽する遮蔽手段とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記収納室及び前記処理液供給手段を複数備えたことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 処理室内で基板を水平に支持して回転しながら、
   処理液供給手段を、処理室につなげて設けた収納室から、処理室内にある基板の上方へ移動し、
   処理液供給手段から基板の表面へ処理液を供給した後、
   処理液供給手段を収納室へ戻し、
   収納室を処理室から遮蔽することを特徴とする基板処理方法。
4. 収納室及び処理液供給手段を複数設けたことを特徴とする請求項３に記載の基板処理方法。
5. 請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置を用いて、基板の処理又は乾燥を行うことを特徴とする基板の製造方法。
6. 請求項３又は請求項４に記載の基板処理方法を用いて、基板の処理又は乾燥を行うことを特徴とする基板の製造方法。

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