JP2009014637A - スプレーノズルからの吐出液の打力検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理槽内で実際に基板が処理される位置において、スプレーノズルからの吐出液の打力を目視で確認し簡易に評価することができる方法を提供する。
【解決手段】上部が開放され液位指標１４を備えた容器１２を準備し、水２４の入った容器１２を、処理槽内で基板が配置される高さ位置にかつスプレーノズル２６から処理液２８が吐出される範囲内に設置する。この状態で、スプレーノズル２６から処理液２８を吐出させ、スプレーノズル２６から吐出される処理液２８の打力により押し下げられた液面３０の高さ位置を液位指標１４によって読み取る。液位指標１４によって読み取られた液面３０の高さ位置の変化により吐出液の打力の大きさを判定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置（ＬＣＤ）用ガラス基板、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）用ガラス基板、プリント基板、電子デバイス基板等の基板や帯状金属薄板材などの表面へスプレーノズルから洗浄水、エッチング液、レジスト膜剥離液、現像液等の処理液を吐出して基板の洗浄、エッチング等の処理を行う場合などにおいて、スプレーノズルから吐出される処理液が基板や金属薄板材などの表面に当たるときの力（打力）を評価するために、スプレーノズルからの吐出液の打力を検査する方法に関する。

半導体デバイスやＬＣＤ、ＰＤＰ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、ブラウン管用シャドウマスク、リードフレームなどは、フォトエッチング加工技術を利用して製造される。そして、これらの製造プロセスにおいては、各種の処理工程でスプレーノズルが使用され、スプレーノズルから基板や帯状金属薄板材の表面へ洗浄水、エッチング液、レジスト膜剥離液、現像液などの処理液を吐出して基板や金属薄板材の洗浄、エッチング、剥離、現像等の処理が行われる。

図６は、基板処理装置の概略構成の１例を示す模式図である。この処理装置は、洗浄、エッチング等の処理が行われる処理槽１、この処理槽１内へ搬入された基板Ｗを水平姿勢に支持して水平方向へ搬送する複数本の搬送ローラ２、および、搬送ローラ２によって搬送される基板Ｗの表面へ洗浄水、エッチング液等の処理液を供給する多数のスプレーノズルを有するスプレーパイプ３を備えている。処理槽１の底部には、処理液の回収用配管４が連通して接続されており、回収用配管４は回収タンク５に接続されている。回収タンク５の底部には、処理液６の供給用配管７が連通して接続されている。供給用配管７には供給ポンプ８が介挿されており、供給用配管７はスプレーパイプ３に流路接続されている。そして、供給ポンプ８により回収タンク５内から処理液６をスプレーパイプ３へ供給して、スプレーノズルから基板Ｗの表面へ処理液を噴霧状態で吐出する。スプレー形態としては大きく分けて、二次元的に広い範囲へ吐出されるフルコーンタイプと、一次元的に狭い範囲へ吐出されるフラットタイプとがあるが、いずれにしても、スプレーノズルの性能は、洗浄、エッチング等の処理品質に少なからず影響を与えることになる。

スプレーノズルの特性としては、吐出流量、スプレーパターン、吐出量の分布、打力などが挙げられるが、吐出流量、スプレーパターンおよび吐出量の分布については、測定方法や評価方法が確立されており、スプレーノズルの性能を判定する際に利用されている。一方、スプレーノズルからの吐出液の打力については、未だ確立した検査方法が無いが、観察用器具を用いて目視により吐出液の打力の大きさを判定する方法が提案されている。すなわち、スプレーノズルの下方に、上端が開口した有底の細管状貯液部を複数配列した観察用器具を、細管状貯液部の上端開口面がスプレーノズルの吐出口に対向するように直立させて設置し、観察用器具の各細管状貯液部内に液体を満たした状態でスプレーノズルから液体を吐出させ、その際に各細管状貯液部内の液体の液面がそれぞれ泡立つ状態を観察し、液面が泡立つ深さにより吐出液の打力の大きさを判定する、といった方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−２２６７３８号公報（第５頁、図１、図３）

図６に示したような基板処理装置では、実際に基板が搬送されつつ処理される場所には多数のスプレーノズルが配置されていて、その処理空間はスプレー液で充満しており、また、処理槽は壁面で囲まれている。このため、処理部は人の目では見えにくく、上記したような観察用器具を用いて、その各細管状貯液部内の液体の液面がそれぞれ泡立つ状態を観察して吐出液の打力の大きさを判定する、といった方法では、実際の基板処理位置におけるスプレー打力を簡易に評価することは中々難しい。

なお、ロードセル等の測定器を用いた荷重の測定により吐出液の打力を数値的に求める、といった一般的な方法を採用することも考えられる。しかしながら、基板が搬送されつつ処理される部分は、処理液で満たされた状態にあり、その処理部に測定器を挿入して設置することは困難である。また、処理部には外乱因子も多いため、厳密な測定を行うことは困難である、といった問題点がある。

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、処理槽内で実際に基板や帯状金属薄板材などが処理される位置において、スプレーノズルからの吐出液の打力を目視で確認し簡易に評価することができる、スプレーノズルからの吐出液の打力検査方法を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、処理槽内に配置される被処理板材の上方に設置されたスプレーノズルから被処理板材に向けて下向きに吐出される処理液の打力を検査する方法であって、上部が開放され、内部に貯留される液体の液面位置の変化を目視で観察するための液位指標を備えた容器を準備する工程と、内部に液体が貯留された前記容器を、処理槽内で被処理板材が配置される高さ位置にかつ前記スプレーノズルから処理液が吐出される範囲内に設置する工程と、前記スプレーノズルから前記容器の上部開放面に向けて処理液を吐出させる工程と、前記スプレーノズルから吐出される処理液の打力により前記容器内に貯留された液体の液面が押し下げられた高さ位置を、前記液位指標によって読み取る工程と、前記液位指標によって読み取られた液面の高さ位置の変化により吐出液の打力の大きさを判定する工程と、を含むことを特徴とする。

請求項１に係る発明の検査方法においては、上部が開放され液位指標を備えた容器に液体、例えば水を入れ、その容器を、処理槽内で被処理板材が配置される高さ位置にかつスプレーノズルから処理液が吐出される範囲内に設置する。この状態で、スプレーノズルから処理液を吐出させると、吐出液が容器内の液体の液面上へ降り注いで、吐出液が液面を叩く力すなわち打力により液体の液面が押し下げられる。このとき、スプレーノズルからの吐出液が容器内の液体の液面に当たるときのエネルギーが大きいと、すなわち吐出液の打力が大きいと、液面が大きく押し下げられて、その部分の液面が大きく低下し、吐出液の打力が小さいと、液面の押し下げ量が小さくなって液面低下の程度が小さくなる。この液面の高さ位置を液位指標によって目視で読み取り、その読み取られた液面の高さ位置の変化から吐出液の打力の大きさの違いが分かる。

したがって、請求項１に係る発明の検査方法に用いると、処理槽内で実際に基板や帯状金属薄板材などが処理される位置において、スプレーノズルからの吐出液の打力を目視で確認し簡易に評価することができる。そして、この検査方法では、液位指標により液位の変化を読み取るだけであるので、液面が泡立つ状態を観察して吐出液の打力の大きさを判定する方法に比べて、容易に吐出液の打力の評価を行うことができる。この評価に基づいて、スプレーノズルの位置や数、吐出流量などを適宜調節することにより、基板の洗浄、エッチング等の処理を最適に行うことが可能となる。

以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１および図２は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、スプレーノズルからの吐出液の打力検査用具を使用して吐出液の打力の検査を行う様子を模式的に示す断面図であり、図２は、この検査用具の斜視図である。

この検査用具１０は、上部が開放された容器１２の内部に液位指標１４を取着して構成されている。液位指標１４は、容器１２の内部に貯留される液体、例えば水の液面位置の変化を目視で観察することができる形状や形態、構造等を備えている。液位指標１４は、例えば図３に示すように、上辺部がテーパー状に形成され、そのテーパー面１６（および側面１８）を長手方向に沿って複数の区画に仕切り、各区画ごとに色分けしたり、各区画にそれぞれ順番に異なる数字を付したりして構成される。あるいは、図４に示すように、長さ（高さ）が少しずつ相違し異なる着色を施された複数本の棒状物２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、……を、それぞれの一端（底部）が一直線状に揃うように連接して、液位指標２０を作製することもできる。このような液位指標１４、２０を容器１２の内底面に固定する。

検査用具１０を使用してスプレーノズルからの吐出液の打力の検査を行うときは、容器１２内に水を入れ、図１に示すように、水２４の入った容器１２を、処理槽内に配設されたスプレーパイプの下方であって基板や帯状金属薄板材が搬送されつつ処理される高さ位置に（図６参照）、かつ、スプレーパイプに設けられたスプレーノズル２６から吐出される処理液、例えば洗浄用の純水２８が液位指標１４付近に降り注ぐように設置する。この状態で、スプレーノズル２６から下向きに純水２８を吐出させると、吐出された純水２８が容器１２内の水２４の液面上へ降り注ぐ。この際に純水２８が水２４の液面を叩く力、すなわちスプレーノズル２６からの吐出水の打力により液面が押し下げられる。このとき、スプレーノズル２６からの吐出水が容器１２内の水２４の液面に当たるときのエネルギーが大きいと、すなわち吐出水の打力が大きいと、液面が大きく押し下げられて、その部分の液面が大きく低下する。一方、吐出水の打力が小さいと、液面の押し下げ量が小さくなって液面低下の程度が小さくなる。そこで、押し下げられた液面３０の高さ位置を目視で液位指標１４によって読み取り、元の液面位置からの液面３０の押し下げ量ｈを求める。

図５は、扇形（フラットタイプ）のスプレーノズルを使用して行った実験の結果を示すものであって、スプレー圧力と液面の押し下げ量との関係を表した図である。この実験では、スプレーノズルの先端（下端）から容器内の水の液面までの距離を約１００ｍｍとした。図５に示した結果から分かるように、スプレー圧力が高くなるほど、従ってスプレーノズルからの吐出水の打力が大きくなるほど、液面の押し下げ量が大きくなる。したがって、液面３０の押し下げ量ｈを求めることにより、スプレーノズル２６からの吐出水の打力の大きさを知ることができ、液面３０の押し下げ量ｈに基づいて打力の数値化も可能となる。

上記したように目視により直接的に、スプレーノズル２６からの吐出水の打力の大きさを確認し評価する。そして、この評価に基づいて、スプレーノズル２６の高さおよび水平方向の位置や数、吐出流量などを適宜調節する。これにより、基板等の洗浄処理を最適に行うことが可能となる。

スプレーノズルからの吐出液の打力検査用具を使用して吐出液の打力の検査を行う様子を模式的に示す断面図である。 図１に示した検査用具の斜視図である。 図１に示した検査用具の構成要素である液位指標の構成の１例を示す斜視図である。 図１に示した検査用具の構成要素である液位指標の別の構成例を示す正面図である。 図１に示した検査用具を使用して行った実験の結果を示すものであって、スプレー圧力と液面の押し下げ量との関係を表した図である。 基板処理装置の概略構成の１例を示す模式図である。

符号の説明

１０ スプレーノズルからの吐出液の打力検査用具
１２ 容器
１４、２０ 液位指標
２４ 水
２６ スプレーノズル
２８ スプレーノズルから吐出される純水
３０ スプレーノズルからの吐出水の打力によって押し下げられた液面
ｈ 液面の押し下げ量

Claims (1)

1. 処理槽内に配置される被処理板材の上方に設置されたスプレーノズルから被処理板材に向けて下向きに吐出される処理液の打力を検査する方法であって、
   上部が開放され、内部に貯留される液体の液面位置の変化を目視で観察するための液位指標を備えた容器を準備する工程と、
   内部に液体が貯留された前記容器を、処理槽内で被処理板材が配置される高さ位置にかつ前記スプレーノズルから処理液が吐出される範囲内に設置する工程と、
   前記スプレーノズルから前記容器の上部開放面に向けて処理液を吐出させる工程と、
   前記スプレーノズルから吐出される処理液の打力により前記容器内に貯留された液体の液面が押し下げられた高さ位置を、前記液位指標によって読み取る工程と、
   前記液位指標によって読み取られた液面の高さ位置の変化により吐出液の打力の大きさを判定する工程と、
   を含むことを特徴とする、スプレーノズルからの吐出液の打力検査方法。

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