JP2010103383A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撥水面を有する洗浄処理後の基板に対し気体を噴出して液切り乾燥させる場合に、基板表面にウォータマークが発生することを確実に防止できる装置を提供する。
【解決手段】基板搬送方向に対して交差するように、基板Ｗの主面へその幅方向全体にわたって気体を噴出して基板上から液体を除去するエアナイフ３２を配設し、エアナイフより基板搬送方向における後方に、基板搬送方向に対して交差するように、基板の主面へその幅方向全体にわたって液体をカーテン状に吐出する液体ノズル３４、３６を配設する。液体ノズル３４のエアナイフ３２側に、下端が基板Ｗの主面と近接するように基板の幅方向全体にわたって板状カバー３８を取着し、板状カバーにより、液体ノズルからカーテン状に吐出される液体が基板搬送方向における前方へ流動するのをせき止め、エアナイフから噴出する気体による水膜４０の乱れを抑える。
【選択図】図３

Description

この発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）用、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）用、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）用、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）用、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）用等のガラス基板、磁気／光ディスク用のガラス／セラミック基板、半導体ウエハ、電子デバイス基板等の各種の基板に対して、エッチング処理等の湿式処理を行った後に水洗等の洗浄処理を行って乾燥処理する基板処理装置に関する。

例えばＬＣＤ、ＰＤＰ等のデバイスの製造プロセスにおいて、ガラス基板の主面へフッ酸等の薬液を供給してエッチング処理等の湿式処理を行った後に、純水等の洗浄液を使用して基板を洗浄処理し、その後に基板を乾燥処理する場合、基板面に付着した洗浄液を液切りして除去する乾燥装置が使用される。すなわち、ローラコンベアによって搬送される基板の搬送路を挟んでその上・下両側に、スリット状の噴出口を有する一対の気体ノズル（以下、「エアナイフ」という）を基板搬送方向と交差するように配設し、そのエアナイフから基板の幅方向全体にわたって空気、不活性ガス等の気体を噴出して、洗浄処理後の基板面に付着している洗浄液を基板面から除去するようにしている。

ところで、例えば低温ポリシリコンＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の製造工程においては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）などを成膜した基板が用いられるが、この基板をフッ酸で処理した場合、ａ−Ｓｉ（もしくはｐ−Ｓｉ）堆積部の表面上の自然酸化膜がエッチングされることによって撥水面が現れる。この撥水面を有する基板を純水で水洗処理した後に、エアナイフを使用して液切りしたとき、次のような問題を生じる。すなわち、基板面が撥水性であるため、水洗処理後の基板の表面には表面張力によって洗浄水が水滴状に残る。この状態でエアナイフから基板に対し気体を噴出すると、基板上で水滴が転がって、ウォータマーク発生の原因となる。この問題は、ローラコンベアによって基板を水平面に対し傾斜姿勢に支持して搬送するときでも基板を水平姿勢に支持して搬送するときでも起こり得る。

上記した問題点を解消するために、水洗部の下流側に設けられる液切り部内にエア供給ノズル（エアナイフ）を設け、そのエア供給ノズルの上流側に液体供給ノズルを設けて、水洗部での水洗を終えた基板の上面へその全幅にわたって液体供給ノズルから純水を供給し、基板上面の全幅にわたって純水が載せられた状態でエアナイフによる液切りを行うようにする基板処理装置が提案されている。この装置によると、基板の表面が撥水性の場合でも、その上面から純水が均等に除去され、液切り後のむらが防止されることとなる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１２４１８２号公報（第３頁、図１）

しかしながら、上記した従来の装置では、エアナイフの上流側に設けられた液体供給ノズルから基板の上面へ吐出された純水が上流側（エアナイフが設けられている方向）にも流動して、撥水性を有する基板の上面で水滴が生成される可能性がある。また、液体供給ノズルから基板の上面へ純水が供給されることによって形成された水膜が、エアナイフから噴出される気体により乱されて部分的に途切れる可能性もある。この結果、ウォータマークの発生を完全には防止することができない、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、洗浄処理後の基板に対し気体を噴出して液切りし基板を乾燥させる場合において、基板の表面が撥水面であっても、基板表面にウォータマークが発生することを確実に防止することができる基板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、主面が撥水性である洗浄処理後の基板を一方向へ搬送する基板搬送手段と、基板搬送方向に対して交差するように配設され、前記基板搬送手段によって搬送される基板の主面へその幅方向全体にわたって気体を噴出し基板上から液体を除去する気体ノズルと、を備えた基板処理装置において、前記気体ノズルより基板搬送方向における後方に、基板搬送方向に対して交差するように配設され、基板の主面へその幅方向全体にわたって液体をカーテン状に吐出する液体ノズルと、この液体ノズルの前記気体ノズル側に、下端が基板の主面と近接するように基板の幅方向全体にわたって設けられ、液体ノズルからカーテン状に吐出される液体が基板搬送方向における前方へ流動するのをせき止めるとともに、気体ノズルから噴出する気体による基板上の液面の乱れを抑えるカバーと、をさらに備えたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記液体ノズルより基板搬送方向における後方に、基板の主面へその幅方向全体にわたって液体をカーテン状に吐出する第２の液体ノズルを基板搬送方向に対して交差するように配設し、前記液体ノズルおよび前記第２の液体ノズルからのそれぞれの液体の吐出流量を、両液体ノズル間における基板上の液膜が途切れないように調整することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、前記基板搬送手段が、基板を水平面に対し基板搬送方向と直交する方向に傾斜させた姿勢に支持して水平方向へ搬送するローラコンベアであって、前記気体ノズルを、前記ローラコンベアによって支持された基板の主面に平行となるように水平面に対し傾斜して、かつ、基板搬送方向と直交する方向に対し低部側が基板搬送方向における前方側へ開くように平面視で斜めに配置し、前記液体ノズルを、前記ローラコンベアによって支持された基板の主面に平行となるように水平面に対し傾斜して、かつ、基板搬送方向と直交する方向に対し低部側が基板搬送方向における前方側へ開くように平面視で斜めに配置したことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記気体ノズルと前記液体ノズルとを平行に配置したことを特徴とする。

請求項１に係る発明の基板処理装置においては、洗浄処理後の基板上に表面張力によって洗浄液が水滴状に残っていても、液体ノズルから基板の主面へ液体がカーテン状に吐出されることにより、液滴の付着していた部分にも液膜が形成される。そして、撥水性の基板の主面上に液膜が形成された状態で、気体ノズルから基板の主面へ気体が噴出されて液切りされるので、基板面から液体が均等に除去される。このため、基板表面にウォータマークが発生することが防止される。さらに、液体ノズルの気体ノズル側に、下端が基板の主面と近接するように基板の幅方向全体にわたってカバーが設けられているので、液体ノズルからカーテン状に吐出される液体が前方へ流動するのがせき止められる。このため、ウォータマーク発生の原因となる液滴が基板上で生成される心配が無くなる。また、気体ノズルから噴出される気体の流れがカバーによって遮断されるので、基板上に形成された液膜面の乱れが抑えられる。このため、基板上に形成された液膜が部分的に途切れる心配が無くなる。
したがって、請求項１に係る発明の基板処理装置を使用すると、洗浄処理後の基板を液切りして乾燥させる場合において、基板の表面が撥水面であっても、基板表面にウォータマークが発生することを確実に防止することができる。

請求項２に係る発明の基板処理装置では、液体ノズルと第２の液体ノズルとの間において基板上に形成された液膜が途切れる恐れが全く無いので、請求項１に係る発明の上記効果がより確実に得られる。

請求項３に係る発明の基板処理装置では、基板を水平面に対し傾斜させた姿勢に支持して搬送しながら液切り乾燥を行う場合に、基板の表面が撥水面であっても、基板表面にウォータマークが発生することを確実に防止することができる。

請求項４に係る発明の基板処理装置では、特に基板を水平姿勢に支持して搬送しながら液切り乾燥を行う場合に、基板の表面が撥水面であっても、基板表面にウォータマークが発生することを確実に防止することができる。

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ないし図４は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、基板処理装置における乾燥処理部を水洗処理部と共に模式的に示す側面図であり、図２は、その乾燥処理部を示す概略斜視図であり、図３は、その乾燥処理部の概略側面図であり、図４は、その乾燥処理部の概略平面図である。

この基板処理装置は、図示していない薬液処理部、例えばエッチング処理部の後段側に隣接して、置換水洗部（第１水洗部）、第２水洗部および直水洗部１を順に連設して構成された水洗処理部を設け（図１には直水洗部１のみを図示している）、直水洗部１の後段側に隣接して乾燥処理部２を設けて構成されている。エッチング処理部では、基板、例えばａ−Ｓｉを成膜した基板をローラコンベアによって水平方向へ搬送しながら、スプレーノズルから基板の上面へフッ酸を含むエッチング液が吐出される。この処理により、ａ−Ｓｉ堆積部の表面上の自然酸化膜がエッチングされて基板の上面に撥水面が現れる。

エッチング処理後の基板は、置換水洗部、第２水洗部および直水洗部１へと順次搬送されて、洗浄水により水洗される。各水洗部は、それぞれ同様の構成を備えているが、乾燥処理部２の前段側に隣接して設けられた直水洗部１について簡単に説明すると、直水洗部１は、基板搬入口１２および基板搬出口１４を有する直水洗槽１０、この直水洗槽１０内へ搬入されてきた基板Ｗを、水平面に対し基板搬送方向と直交する方向に傾斜させた姿勢に支持して直水洗槽１０内を水平方向へ搬送するローラコンベア（図示せず）、ならびに、直水洗槽１０内を水平方向へ搬送される基板Ｗの上・下両面へそれぞれ洗浄水を吐出する上部スプレーノズル１８および下部スプレーノズル２０などを備えている。上部スプレーノズル１８および下部スプレーノズル２０は、基板搬送方向に沿ってかつ互いに平行にそれぞれ複数本設けられ、各スプレーノズル１８、２０には、基板搬送方向に複数個の吐出口が一列に形設されている。上部スプレーノズル１８および下部スプレーノズル２０には、純水の供給源に流路接続された純水供給管（図示せず）が連通接続されている。直水洗槽１０の底部には、直水洗槽１０の内底部に流下した使用済みの洗浄水を排出するための排水管２２が設けられており、直水洗槽１０内から排水管２２を通して排出された使用済みの洗浄水は、第２水洗部へ送られて再使用される。

乾燥処理部２は、基板搬入口２６および基板搬出口２８を有する乾燥処理槽２４、この乾燥処理槽２４内へ搬入されてきた基板Ｗを、水平面に対し基板搬送方向と直交する方向に傾斜、例えば０〜４５°に傾斜させた姿勢に支持して乾燥処理槽２４内を水平方向へ搬送する複数本の搬送ローラ３０から構成されたローラコンベア、ローラコンベアによって搬送される基板Ｗの搬送路を挟んでその上・下両側に配設された一対の気体ノズル（以下、「エアナイフ」という）３２、３２などを備えている。なお、図１、図３および図４ではローラコンベアの図示を省略している。また、図１および図３では、便宜上、基板Ｗを水平姿勢に支持した状態で図示している。さらに、図２および図３では、上側のエアナイフのみを図示して下側のエアナイフの図示を省略しており、以下の説明においても上側のエアナイフ３２に関して主に説明する。

エアナイフ３２は、その長手方向に沿ってスリット状の噴出口が形設されており、そのスリット状噴出口から基板Ｗの幅方向全体にわたって気体、例えば空気を、例えば０．１０ＭＰａ程度の圧力で噴出する。このエアナイフ３２は、図２に示すように、ローラコンベアによって支持された基板Ｗの上面に平行となるように水平面に対し基板搬送方向と直交する方向に傾斜して配設されている。また、エアナイフ３２は、図４に示すように、基板搬送方向に対して交差するように、この実施形態では、基板搬送方向と直交する方向に対し低部側が基板搬送方向における前方側へ開くように斜めに、例えば基板搬送方向と直交する方向に対し０〜４５°の角度をなすように斜めに配置されている。さらに、エアナイフ３２は、そのスリット状吐出口から基板搬送方向における上流側に向かって空気を噴出するように、基板Ｗの上面と垂直な面に対し、例えば２０°〜３０°程度傾けて保持されている。そして、基板Ｗの搬送路の上側であって、エアナイフ３２より基板搬送方向における後方に、液体、例えば純水をカーテン状に吐出する液体ノズル３４（以下、「下流側液体ノズル３４」という）が配設され、その下流側液体ノズル３４よりさらに基板搬送方向における後方に、同じく純水をカーテン状に吐出する第２の液体ノズル３６（以下、「上流側液体ノズル３６」という）が配設されている。なお、図１および図３では、解りやすくするために、エアナイフ３２および両液体ノズル３４、３６の手前側端面だけを図示して奥行き方向の図示をしていない。

下流側液体ノズル３４および上流側液体ノズル３６はそれぞれ、その長手方向に沿ってスリット状の吐出口（あるいは一列に並んだ多数の微小吐出口）が形設されており、そのスリット状吐出口から基板Ｗの幅方向全体にわたって純水をカーテン状に吐出する。１例として、エアナイフ３２から噴出する空気流量を７００Ｌ／ｍｉｎに設定したときに、各液体ノズル３４、３６から吐出される純水流量をそれぞれ２０Ｌ／ｍｉｎに設定する。下流側液体ノズル３４は、図２に示すように、ローラコンベアによって支持された基板Ｗの上面に平行となるように水平面に対し基板搬送方向と直交する方向に傾斜して配設されている。また、下流側液体ノズル３４は、図４に示すように、基板搬送方向と直交する方向に対し低部側が基板搬送方向における前方側へ開くように斜めに、例えば基板搬送方向と直交する方向に対し０〜４５°の角度をなすように斜めに配置されている。なお、図示例では、基板搬送方向と直交する方向に対する下流側液体ノズル３４の傾斜角度は、エアナイフ３２より小さくなるように設定されているが、下流側液体ノズル３４の傾斜角度をエアナイフ３２の傾斜角度と同じに、すなわち下流側液体ノズル３４をエアナイフ３２と平行にするのが好ましい。そして、この下流側液体ノズル３４には、エアナイフ３２側の側面に、下端が基板Ｗの上面と近接するように基板Ｗの幅方向全体にわたって板状カバー３８が取着されている。また、上流側液体ノズル３６も、図２に示すように、ローラコンベアによって支持された基板Ｗの上面に平行となるように水平面に対し基板搬送方向と直交する方向に傾斜して配設されており、また、図４に示すように、基板搬送方向と直交する方向に対し低部側が基板搬送方向における前方側へ開くように斜めに、例えば基板搬送方向と直交する方向に対し０〜４５°の角度をなすように斜めに配置されている。図示例では、基板搬送方向と直交する方向に対する上流側液体ノズル３６の傾斜角度は、下流側液体ノズル３４より小さくなるように設定されている。

上記した構成を有する乾燥処理部２においては、直水洗槽１０での仕上げ水洗を終えた基板Ｗが乾燥処理槽２４内へ搬入されてくると、上流側液体ノズル３６から基板Ｗの上面へその幅方向全体にわたって純水がカーテン状に吐出され、さらに、下流側液体ノズル３４から基板Ｗの上面へその幅方向全体にわたって純水がカーテン状に吐出される。これにより、図３および図４に示すように、基板Ｗの上面にその幅方向全体にわたって純水の水膜４０が形成される。このため、直水洗槽１０から搬送されてきた基板Ｗ上の撥水性表面に表面張力によって純水が水滴状に残っていても、その水滴は液体ノズル３４、３６から吐出される純水と一緒になって一様の水膜４０となる。このとき、下流側液体ノズル３４および上流側液体ノズル３６からのそれぞれの純水の吐出流量を、両液体ノズル３４、３６間における基板Ｗ上の水膜４０が途切れないように予め適切に調整しておくようにする必要がある。

続いて、上記したように水膜４０が形成された基板Ｗの上面上へその幅方向全体にわたってエアナイフ３２から空気が噴出される。これにより、基板Ｗの上面が均等に液切りされて基板Ｗの上面から純水が完全に除去される。なお、この際、基板Ｗの下面にも下側のエアナイフ３２から空気が噴出されるので、同時に基板Ｗの下面も液切りされて基板Ｗの下面からも純水が完全に除去される。この場合、基板Ｗの上面に水滴が付着した状態で液切りが行われる、といったことがないので、基板Ｗの表面にウォータマークが発生することが防止される。

さらにこの装置では、下流側液体ノズル３４のエアナイフ３２側の側面に板状カバー３８が取着されており、その板状カバー３８の下端が基板Ｗの幅方向全体にわたって基板Ｗの上面と近接しているので、下流側液体ノズル３４からカーテン状に吐出される純水が前方（エアナイフ３２が設置された方向）へ流動するのが板状カバー３８によってせき止められる。このため、ウォータマーク発生の原因となる水滴が基板Ｗ上で生成される恐れが無い。また、エアナイフ３２から噴出される空気の流れが板状カバー３８によって遮断されるので、基板Ｗの上面に形成された水膜４０の膜面の乱れが抑えられる。このため、基板Ｗの上面に形成された水膜４０が部分的に途切れる心配が無い。したがって、基板Ｗの表面でのウォータマークの発生がより確実に防止される。

上記した実施形態では、下流側液体ノズル３４および上流側液体ノズル３６の２つ液体ノズルを設けるようにしたが、図５に概略平面図を示すように、板状カバー４４が取着された１つの液体ノズル４２だけを設けるようにしてもよい。この場合でも、液体ノズル４２からカーテン状に吐出される純水の流量を、基板Ｗの上面に形成される水膜４６が途切れないように適切に調整しておくことにより、上記した装置と同等の効果が得られる。また、３つ以上の液体ノズルを設けるようにしても差し支えない。

また、上記した実施形態では、液体ノズル３４、３６を基板搬送方向と直交する方向に対し平面視で斜めに配置したが、基板Ｗを傾斜姿勢で搬送するときの、水平面に対する基板Ｗの傾斜角度が大きくなるほど、図６に概略平面図を示すように、基板搬送方向と直交する方向に対して液体ノズル４８がなす角度を０°に近付ける、すなわち、基板搬送方向と直交する方向に液体ノズル４８を配設するようにするとよい。この場合にも、液体ノズル４８のエアナイフ３２側の側面に板状カバー５０を取着する。

さらに、上記実施形態では、ローラコンベアによって基板Ｗを傾斜姿勢に支持して水平方向へ搬送するようにしたが、基板Ｗを水平姿勢に支持して水平方向へ搬送するようにしてもよい。この場合には、図７に概略平面図を示すように、板状カバー５４が取着された液体ノズル５２を平面視でエアナイフ３２と平行に配設することが好ましい。

この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置における乾燥処理部を水洗処理部と共に模式的に示す側面図である。 図１に示した乾燥処理部の概略斜視図である。 図１に示した乾燥処理部の概略側面図である。 図１に示した乾燥処理部の概略平面図である。 この発明の別の実施形態を示す乾燥処理部の概略平面図である。 この発明のさらに別の実施形態を示す乾燥処理部の概略平面図である。 この発明のさらに別の実施形態を示す乾燥処理部の概略平面図である。

符号の説明

１ 直水洗部
２ 乾燥処理部
１０ 直水洗槽
２４ 乾燥処理槽
３０ 搬送ローラ
３２ 気体ノズル（エアナイフ）
３４、３６、４２、４８、５２ 液体ノズル
３８、４４、５０、５４ 板状カバー
４０、４６ 水膜
Ｗ 基板

Claims (4)

1. 主面が撥水性である洗浄処理後の基板を一方向へ搬送する基板搬送手段と、
   基板搬送方向に対して交差するように配設され、前記基板搬送手段によって搬送される基板の主面へその幅方向全体にわたって気体を噴出し基板上から液体を除去する気体ノズルと、
   を備えた基板処理装置において、
   前記気体ノズルより基板搬送方向における後方に、基板搬送方向に対して交差するように配設され、基板の主面へ基板の幅方向全体にわたって液体をカーテン状に吐出する液体ノズルと、
   この液体ノズルの前記気体ノズル側に、下端が基板の主面と近接するように基板の幅方向全体にわたって設けられ、液体ノズルからカーテン状に吐出される液体が基板搬送方向における前方へ流動するのをせき止めるとともに、気体ノズルから噴出する気体による基板上の液面の乱れを抑えるカバーと、
   をさらに備えた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において、
   前記液体ノズルより基板搬送方向における後方に、基板の主面へその幅方向全体にわたって液体をカーテン状に吐出する第２の液体ノズルが基板搬送方向に対して交差するように配設され、
   前記液体ノズルおよび前記第２の液体ノズルからのそれぞれの液体の吐出流量が、両液体ノズル間における基板上の液膜が途切れないように調整されることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記基板搬送手段は、基板を水平面に対し基板搬送方向と直交する方向に傾斜させた姿勢に支持して水平方向へ搬送するローラコンベアであり、
   前記気体ノズルは、前記ローラコンベアによって支持された基板の主面に平行となるように水平面に対し傾斜して、かつ、基板搬送方向と直交する方向に対し低部側が基板搬送方向における前方側へ開くように平面視で斜めに配置され、
   前記液体ノズルは、前記ローラコンベアによって支持された基板の主面に平行となるように水平面に対し傾斜して、かつ、基板搬送方向と直交する方向に対し低部側が基板搬送方向における前方側へ開くように平面視で斜めに配置されたことを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記気体ノズルと前記液体ノズルとが平行に配置されたことを特徴とする基板処理装置。

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