JP2012212744A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の表面の検査結果に応じて基板を適正に処理することが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供する。
【解決手段】 基板処理装置における搬入部１１と、第１処理部１２と、第２処理部１３と、搬出部１４とは、昇降用モータ２０の駆動により、それらが水平面に対して平行に向く位置と水平面から傾斜した位置との間を、軸１５を中心に一体となって揺動する。制御部がエッチングすべき膜の膜厚が均一であると判断した場合には、第１処理部１２および第２処理部１３を、搬入部１１および搬出部１４とともに、水平面に対して傾斜させる。制御部がエッチングすべき膜の膜厚が不均一であると判断した場合には、第１処理部１２および第２処理部１３を、搬入部１１および搬出部１４とともに、水平面と平行に向く位置に配置する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＰＤＰ（プラズマディスプレイ）等のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用ガラス基板、有機ＥＬ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、太陽電池パネル用基板、光ディスク用基板等の基板を、エッチング液等の処理液により処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。

例えば、ＬＣＤの製造時には、アモルファスシリコン層をガラス基板上に形成し、このシリコン層表面の自然酸化膜をエッチング液によりエッチング処理している。このようなエッチング処理を行う基板処理装置においては、搬送ローラにより水平方向に搬送される基板の表面に対して、スプレーノズルによりエッチング液を噴出する構成が採用されている。

ところで、このような基板処理の各工程における品質管理の手法として、ＳＰＣ（Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ：統計的プロセス管理）と呼ばれる手法がある。このＳＰＣは、処理液の温度等の各工程でのプロセス条件と、処理後の膜厚等の処理結果のデータをロット単位あるいは基板単位でリンクさせ、管理図による傾向管理によって設備のメンテナンスタイミングを決定することにより、不良品の発生を防止する等の対応を行うものである。

また、このＳＰＣの考え方をさらに進化させたものとして、ＡＰＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ：高度プロセス管理、先進的プロセス管理）と呼ばれる手法も提案されている。このＡＰＣは、例えば成膜工程においては、処理後の膜厚のデータに基づき、成膜時のガスの流量等のプロセスパラメータを微調整し、常に安定した膜厚での成膜を可能とするものである（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

特開２０１０−１９９１２６号公報 特開２０１０−１６１０６号公報 特開２００９−９９９０１号公報

搬送ローラにより水平方向に搬送される基板の表面に対して、スプレーノズルによりエッチング液等の処理液を噴出する構成を有する基板処理装置においては、上述したＳＰＣやＡＰＣの考え方に基づき、基板の処理時間や処理液の温度を制御することは可能である。

しかしながら、スプレーノズルによりエッチング液等の処理液を噴出する構成を有する基板処理装置においては、処理液を供給するときの基板の角度が、その主面が水平面に対して平行に向く場合と、その主面が水平面に対して傾斜する場合とでは、基板の処理結果が大幅に異なることになる。また、従来の基板処理装置においては、例えば、基板上に形成された自然酸化膜等の薄膜の膜厚が不均一であった場合には、これに対応することができないという問題も生じている。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板の表面の検査結果に応じて基板を適正に処理することが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板に対して処理液を供給することにより基板を処理する基板処理装置において、基板を水平方向に搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラにより搬送される基板に処理液を噴出するための複数のスプレーノズルと、を備えた処理部と、前記処理部の水平面に対する角度を変更するための角度変更機構と、基板検査装置による処理を行うべき基板の表面の検査結果に基づいて、前記角度変更機構により前記処理部の角度を変更する制御部とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記処理部は、前記複数のスプレーノズルから噴出される処理液の流量を変更する流量変更機構をさらに備え、前記制御部は、基板検査装置による処理を行うべき基板の表面の検査結果に基づいて、前記流量変更機構により前記各スプレーノズルから噴出される処理液の流量を変更する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記処理液は、基板の表面に形成された膜をエッチングするエッチング液である。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記基板検査装置により検査したエッチングすべき膜の膜厚が均一である場合には、前記制御部は前記角度変更機構により前記処理部の角度を水平面に対して傾斜させるとともに、前記基板検査装置により検査したエッチングすべき膜の膜厚が不均一である場合には、前記制御部は前記角度変更機構により前記処理部の角度を水平面と平行に向けるとともに、前記流量変更機構により膜厚の厚い部分に対応する領域において、前記各スプレーノズルから噴出されるエッチング液の流量を多くする。

請求項５に記載の発明は、基板に対して処理液を供給することにより基板を処理する基板処理方法において、基板の表面を検査する検査工程と、前記検査工程において検査された基板の表面の状態に基づいて、搬送ローラにより基板を搬送するときの基板の表面の水平面に対する角度と、複数のスプレーノズルから基板に供給する処理液の基板の領域毎の流量とを変更する処理条件変更工程と、前記搬送ローラにより搬送される基板に対して各スプレーノズルから処理液を噴出して基板を処理する処理工程とを備えたことを特徴とする。

請求項１および請求項５に記載の発明によれば、基板の表面の検査結果に応じて処理部の角度を変更することにより、基板を適正に処理することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、基板の表面の検査結果に応じてスプレーノズルから噴出される処理液の流量を変更することにより、基板をさらに適正に処理することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、エッチング液によるエッチング結果を均一なものとすることが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、エッチングすべき膜の膜厚が均一である場合には処理部の角度を水平面に対して傾斜させて迅速にエッチングを行うとともに、エッチングすべき膜の膜厚が不均一である場合には、処理部の角度を水平面と平行に向けた状態で膜厚の厚い部分に対応する領域においてスプレーノズルから噴出されるエッチング液の流量を多くすることにより、エッチング液によるエッチング結果をさらに均一なものとすることが可能となる。

この発明に係る基板処理装置と基板検査装置との関係を示す説明図である。 この発明に係る基板処理装置の斜視図である。 角度変更機構の概要図である。 第１処理部１２の要部を示す斜視図である。 第１処理部１２の要部を示す平面図である。 第１処理部１２におけるガラス基板１００の搬送機構の要部を示す正面図である。 この発明に係る基板処理装置の主要な制御系を示すブロック図である。 この発明の第２実施形態に係る第１処理部１２の要部を示す平面図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る基板処理装置と基板検査装置１０との関係を示す説明図である。また、図２は、この発明に係る基板処理装置の斜視図である。さらに、図３は、角度変更機構の概要図である。

この基板処理装置は、アモルファスシリコン層がその表面に形成されたガラス基板に対してレーザーアニールを行う前に、アモルファスシリコン層表面に形成された酸化膜のエッチング処理を行うためのものである。このエッチング処理に使用される処理液(エッチング液)は、フッ酸（フッ化水素水／ＨＦ）が使用される。

この基板処理装置は、ガラス基板を搬入するための搬入部１１と、ガラス基板を処理する第１処理部１２および第２処理部１３と、ガラス基板１００（図４参照）を搬出するための搬出部１４とを備える。図１に示すように、この基板処理装置には、前工程である基板検査装置１０によりその表面に形成された酸化膜の膜厚が検査されたガラス基板が搬入される。

この基板処理装置における搬入部１１と、第１処理部１２と、第２処理部１３と、搬出部１４とは互いに連結されており、角度変更機構により、図２および図３に示す軸１５を中心として一体的に揺動する構成となっている。

すなわち、図２および図３に示すように、この基板処理装置における搬入部１１の一端には、ピン１６が立設されている。また、この搬入部１１の側方には、長孔１７が形成された係合部材１８と、この係合部材１８に形成されたネジ穴に螺合するボールねじ１９と、このボールねじ１９を回転駆動する昇降用モータ２０とを有する角度変更機構が配設されている。なお、搬出部１４の側方にも、図２および図３に示す角度変更機構と同様の角度変更機構が配設されている。

このため、この基板処理装置における搬入部１１と、第１処理部１２と、第２処理部１３と、搬出部１４とは、昇降用モータ２０の駆動により、図３において実線で示すそれらが水平面と平行に向く位置と、図３において仮想線で示すそれらが水平面に対して傾斜した位置との間を、軸１５を中心に一体となって揺動する。

図４は、第１処理部１２の要部を示す斜視図である。また、図５は、第１処理部１２の要部を示す平面図である。さらに、図６は、第１処理部１２におけるガラス基板１００の搬送機構の要部を示す正面図である。なお、第２処理部１３も、この第１処理部１２と同様の構成を有する。ここで、図５においては、説明の便宜上、スプレーノズル３１の下面に形成される噴出口３２を上面に図示している。また、図４においては、図５において７個配設されたスプレーノズル３１等のうち、３個のみを図示している。

この第１処理部１２は、駆動軸５１およびローラ部５２から構成され、ガラス基板１００を水平方向に搬送する搬送ローラと、搬送ローラにより搬送されるガラス基板１００に対して噴出口３２から処理液を噴出するためのスプレーノズル３１とを備える。各スプレーノズル３１には、図５に示す供給管３３から、図示しない処理液貯留部に貯留された処理液が圧送される。そして、各スプレーノズル３１に供給される処理液の流量は、各スプレーノズル３１毎に配設された流量変更機構としてのマスフローコントローラ４１により変更される。ここで、マスフローコントローラ４１は、その内部に流量計や流量制御弁を備え、後述する制御部２３の制御により、そこを流れる処理液の流量を制御するためものである。

駆動軸５１およびローラ部５２から構成される搬送ローラにより搬送されるガラス基板１００の図２および図３に示す軸１５側の端部には、図６に示すように、軸５３を中心として回転する案内ローラ５４が配設されている。この案内ローラ５４は、この基板処理装置における搬入部１１と、第１処理部１２と、第２処理部１３と、搬出部１４とが傾斜したときに、ガラス基板１００の傾斜下端縁と当接して、このガラス基板１００を支持するためのものである。

図７は、この発明に係る基板処理装置の主要な制御系を示すブロック図である。

この基板処理装置は、装置全体を制御する制御部２３を備える。この制御部２３は、上述した複数のマスフローコントローラ４１と接続されている。また、この制御部２３は、ガラス基板１００に供給する処理液の温度を制御するための温度コントローラ２２と、駆動軸５１およびローラ部５２から構成される搬送ローラを回転駆動する搬送用モータ２１とも接続されている。また、この制御部２３は、上述した角度変更機構における昇降用モータ２０とも接続されている。さらに、この制御部２３は、基板検査装置１０と、オフラインで接続されている。

以上のような構成を有する基板処理装置においては、最初に、基板検査装置１０により処理を行うべきガラス基板１００を検査した検査結果を取り込む。この検査結果は、基板検査装置１０による検査データを制御部２３がオフラインで取り込むことにより行われる。なお、この検査データをオンラインで取り込んでもよい。

そして、制御部２３は、この検査データから、エッチングすべき膜の膜厚が均一であるかどうかを判定する。そして、制御部２３が膜厚が均一であると判断した場合には、角度変更機構における昇降用モータ２０に指令を出し、昇降用モータ２０の駆動によりボールねじ１９を回転させ、第１処理部１２および第２処理部１３を、搬入部１１および搬出部１４とともに、水平面に対して傾斜させる。

この状態において、ガラス基板１００を搬入部１１を介して第１処理部１２および第２処理部１３に順次搬送する。そして、駆動軸５１およびローラ部５２から構成される搬送ローラによりガラス基板１００を搬送し、このガラス基板１００に対してスプレーノズル３１から処理液を供給する。これにより、ガラス基板１００の全面が均一にエッチング処理される。

このときには、ガラス基板１００は、その主面が傾斜した状態で搬送されていることから、ガラス基板１００の表面における処理液の置換性が向上し、ガラス基板１００を迅速にエッチング処理することが可能となる。なお、このときには、エッチング処理すべき層の膜厚に応じて、図７に示す温度コントローラ２２により処理液の温度を制御するとともに、搬送用モータ２１の回転数を制御することにより、ガラス基板１００の搬送速度を変更する。

一方、制御部２３がエッチングすべき膜の膜厚が不均一であると判断した場合には、角度変更機構における昇降用モータ２０に指令を出し、昇降用モータ２０の駆動によりボールねじ１９を回転させ、第１処理部１２および第２処理部１３を、搬入部１１および搬出部１４とともに、水平面と平行に向く位置に配置する。しかる後、駆動軸５１およびローラ部５２から構成される搬送ローラによりガラス基板１００を搬送し、このガラス基板１００に対してスプレーノズル３１から処理液を供給する。

このときには、複数のスプレーノズル３１に対応するマスフローコントローラ４１を制御することにより、エッチングすべき膜の膜厚が厚い部分に対応する領域と対向配置されるスプレーノズル３１から噴出される処理液の流量を多くする。また、これとは逆に、エッチングすべき膜の膜厚が薄い部分に対応する領域と対向配置されるスプレーノズル３１から噴出される処理液の流量を少なくする。これにより、ガラス基板１００の全域に対して、均一にエッチング処理を実行することが可能となる。

このときにも、エッチング処理すべき層の膜厚に応じて、図７に示す温度コントローラ２２により処理液の温度を制御するとともに、搬送用モータ２１の回転数を制御することにより、ガラス基板１００の搬送速度を変更する。

そして、処理が終了したガラス基板１００は、搬出部１４を介して搬出される。

以上のように、この発明に係る基板処理装置においては、エッチングすべき膜の膜厚が均一であった場合には、ガラス基板１００の主面を傾斜させた状態で処理液を供給してエッチング処理を実行することから、処理液を効率的に置換して迅速にエッチングを実行することが可能となる。また、エッチングすべき膜の膜厚が不均一であった場合には、その膜厚に応じてスプレーノズル３１から噴出されるエッチング液の流量を変更することにより、エッチング液によるエッチング結果をガラス基板１００の全域においてより均一なものとすることが可能となる。

なお、上述した実施形態において、処理を行うべきガラス基板１００を搬入部１１を介して第１処理部１２および第２処理部１３に搬入するときには、傾斜状態となっている第１搬送部１１に対して、基板検査装置１０からそのままガラス基板１００を搬入可能な搬送機構がない場合には、水平面と平行に向く位置に配置した搬入部１１にガラス基板１００が搬入された後に、搬入部１１、第１処理部１２、第２処理部１３および搬出部１４を傾斜させればよい。同様に、傾斜状態にある搬出部１４からそのままガラス基板１００を排出する搬送機構がない場合には、ガラス基板１００の処理を完了した搬入部１１、第１処理部１２、第２処理部１３および搬出部１４を傾斜状態から水平状態に移動させた後に、搬出部１４からガラス基板１００を搬出するようにすればよい。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図８は、この発明の第２実施形態に係る第１処理部１２の要部を示す平面図である。なお、上述した第１実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

ここで、この第２実施形態においても、第２処理部１３も、この第１処理部１２と同様の構成を有する。また、図８においても、説明の便宜上、スプレーノズル３１の下面に形成される噴出口３２を上面に図示している。なお、図８においては、図５に示す供給管３３の図示を省略している。

上述した第１実施形態においては、エッチングすべき膜の膜厚が不均一であった場合に、その膜厚に応じてスプレーノズル３１から噴出されるエッチング液の流量を変更する構成を採用している。このとき、上述した第１実施形態においては、ガラス基板１００の搬送方向と直交する方向の膜厚の不均一さに対しては、スプレーノズル３１から噴出されるエッチング液の流量を変更することで対応することが可能であるが、ガラス基板１００の搬送方向の膜厚の不均一さに対しては対応することができない。この第２実施形態においては、スプレーノズル３１とマスフローコントローラ４１とを、ガラス基板１００の搬送方向に沿って複数個配設することにより、ガラス基板１００の搬送方向の膜厚の不均一さにも対応するためのものである。

すなわち、この第２実施形態に係る第１処理部１２は、２１個のスプレーノズル３１および２１個のマスフローコントローラ３１を、ガラス基板１００の搬送方向と直交する方向に７列、また、ガラス基板１００の搬送方向に３列、配置したものである。各マスフローコントローラ４１には、第１実施形態に係る供給管３３と同様の供給管から処理液が供給される。

この第２実施形態に係る第１処理部１２においては、制御部２３がエッチングすべき膜の膜厚が不均一であると判断した場合には、第１実施形態の場合と同様、第１処理部１２および第２処理部１３を、搬入部１１および搬出部１４とともに、水平面と平行に向く位置に配置する。そして、複数のスプレーノズル３１に対応するマスフローコントローラ４１を制御することにより、エッチングすべき膜の膜厚が厚い部分に対応する領域と対向配置されるスプレーノズル３１から噴出される処理液の流量を多くする。この場合に、ガラス基板１００の現在の位置とガラス基板１００の各領域における膜厚との関係から、スプレーノズル３１から噴出する処理液の量を、ガラス基板１００の搬送方向と直交する方向のみならず、ガラス基板１００の搬送方向に対しても異ならせる。これにより、ガラス基板１００の搬送方向と直交する方向のみではなく、ガラス基板１００の搬送方向の膜厚の不均一さにも対応することが可能となる。

なお、上述した実施形態においては、ガラス基板１００をエッチング液でエッチング処理する場合について説明したが、例えば、ガラス基板１００を洗浄処理する場合にこの発明を適用してもよい。この場合においては、汚染の程度に応じて、第１処理部１２および第２処理部１３の傾斜角度を変更するようにすればよい。

１０ 基板検査装置
１１ 搬入部
１２ 第１処理部
１３ 第２処理部
１４ 搬出部
１５ 軸
１６ ピン
１７ 長孔
１８ 係合部材
１９ ボールねじ
２０ 昇降用モータ
２１ 搬送用モータ
２２ 温度コントローラ
２３ 制御部
３１ スプレーノズル
３２ 噴出口
３３ 供給管
４１ マスフローコントローラ
５１ 駆動軸
５２ ローラ部材
５３ 軸
５４ 案内ローラ
１００ ガラス基板

Claims (5)

1. 基板に対して処理液を供給することにより基板を処理する基板処理装置において、
   基板を水平方向に搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラにより搬送される基板に処理液を噴出するための複数のスプレーノズルと、を備えた処理部と、
   前記処理部の水平面に対する角度を変更するための角度変更機構と、
   基板検査装置による処理を行うべき基板の表面の検査結果に基づいて、前記角度変更機構により前記処理部の角度を変更する制御部と、
   を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、
   前記処理部は、前記複数のスプレーノズルから噴出される処理液の流量を変更する流量変更機構をさらに備え、
   前記制御部は、基板検査装置による処理を行うべき基板の表面の検査結果に基づいて、前記流量変更機構により前記各スプレーノズルから噴出される処理液の流量を変更する基板処理装置。
3. 請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記処理液は、基板の表面に形成された膜をエッチングするエッチング液である基板処理装置。
4. 請求項３に記載の基板処理装置において、
   前記基板検査装置により検査したエッチングすべき膜の膜厚が均一である場合には、前記制御部は前記角度変更機構により前記処理部の角度を水平面に対して傾斜させるとともに、
   前記基板検査装置により検査したエッチングすべき膜の膜厚が不均一である場合には、前記制御部は前記角度変更機構により前記処理部の角度を水平面と平行に向けるとともに、前記流量変更機構により膜厚の厚い部分に対応する領域において、前記各スプレーノズルから噴出されるエッチング液の流量を多くする基板処理装置。
5. 基板に対して処理液を供給することにより基板を処理する基板処理方法において、
   基板の表面を検査する検査工程と、
   前記検査工程において検査された基板の表面の状態に基づいて、搬送ローラにより基板を搬送するときの基板の表面の水平面に対する角度と、複数のスプレーノズルから基板に供給する処理液の基板の領域毎の流量とを変更する処理条件変更工程と、
   前記搬送ローラにより搬送される基板に対して各スプレーノズルから処理液を噴出して基板を処理する処理工程と、
   を備えたことを特徴とする基板処理方法。
   

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