JP2013149642A - Substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
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、光ディスク用基板、太陽電池および電子ペーパ用フィルム基板等の基板を処理液により処理する基板処理装置に関する。 The present invention relates to a glass substrate for FPD (flat panel display) such as LCD (liquid crystal display) and PDP (plasma display), a glass substrate for organic EL, a glass substrate for photomask, a substrate for optical disk, a solar cell, and electronic paper. The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate such as a film substrate with a processing liquid.
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処理し、洗浄および乾燥処理をした後に、レーザーを照射してアモルファスシリコン層を溶融再結晶化している。このとき、エッチング工程等においては、従来、基板を水平に支持した状態で垂直軸まわりを回転させながら、その表面に順次エッチング液を供給して、基板の表面をエッチング処理する構成が採用されている。また、エッチング処理後の基板は強い撥水性を有することから、エッチング後の基板を低速回転させながら洗浄液を供給し、基板全面にその表面張力で洗浄液の液膜を形成した状態で洗浄処理を施し、しかる後、基板を高速回転させて洗浄液を除去する構成が採用されている(特許文献1参照)。 For example, when manufacturing an LCD, an amorphous silicon layer is formed on a glass substrate, a natural oxide film on the surface of the silicon layer is etched, washed and dried, and then irradiated with a laser to melt and regenerate the amorphous silicon layer. Crystallized. At this time, in the etching process or the like, conventionally, a configuration in which the surface of the substrate is etched by sequentially supplying an etching solution to the surface while rotating around the vertical axis while the substrate is horizontally supported is employed. Yes. In addition, since the substrate after the etching process has strong water repellency, the cleaning liquid is supplied while rotating the etched substrate at a low speed, and the cleaning process is performed in a state where a liquid film of the cleaning liquid is formed on the entire surface by the surface tension. Then, the structure which rotates a board | substrate at high speed and removes a washing | cleaning liquid is employ | adopted (refer patent document 1).
しかしながら、近年の被処理基板の大型化により、特許文献1に記載された発明のように、基板を回転させながらエッチング処理を行うことは困難となっている。このため、基板を水平方向に搬送しながら、基板の表面に対してエッチング液等の処理液を供給して、基板を処理することが提案されている。
However, due to the recent increase in the size of the substrate to be processed, it is difficult to perform the etching process while rotating the substrate as in the invention described in
すなわち、基板を複数の搬送ローラにより水平方向に向けて搬送しながら、基板の表面と対向配置されたスリットノズルやスプレーノズルから基板の表面に処理液を供給することにより、基板を処理液により処理することが考えられる。しかしながら、基板の表面が強い撥液性(撥水性)を有する場合には、処理液が基板の表面ではじかれてしまい、基板の表面全域に処理液を供給できないという問題が発生する。 That is, the substrate is processed with the processing liquid by supplying the processing liquid to the surface of the substrate from the slit nozzle or the spray nozzle arranged opposite to the surface of the substrate while conveying the substrate in the horizontal direction by a plurality of conveying rollers. It is possible to do. However, when the surface of the substrate has strong liquid repellency (water repellency), the processing liquid is repelled on the surface of the substrate, which causes a problem that the processing liquid cannot be supplied to the entire surface of the substrate.
特に、処理液としてエッチング液を使用したエッチング処理においては、エッチング処理を開始した後に基板の表面が強い撥液性となり、処理液としてのエッチング液が基板の表面ではじかれることになる。このため、極めて多量の処理液を基板の表面に供給することで、基板表面の全域に処理液を行き渡らせることも考えられるが、この場合には、極めて多量の処理液を消費するという問題が生ずる。 In particular, in an etching process using an etching solution as a processing solution, the surface of the substrate becomes strongly liquid-repellent after the etching process is started, and the etching solution as the processing solution is repelled on the surface of the substrate. For this reason, it is conceivable that the processing liquid is spread over the entire surface of the substrate by supplying a very large amount of the processing liquid to the surface of the substrate. However, in this case, there is a problem that an extremely large amount of the processing liquid is consumed. Arise.
このため、本出願人は、基板を水平方向に搬送する搬送ローラと、処理液吐出口が形成され、この処理液吐出口と基板の表面との間が処理液の液膜により液密状態となる位置に配置された処理液吐出ノズルと、処理液保持面を備え、処理液吐出口と処理液保持面との間に処理液の液溜まりを形成可能となる位置に配置された液溜まり保持部材とを備える基板処理装置を提案している(特許文献2参照)。 For this reason, the present applicant forms a transport roller for transporting the substrate in the horizontal direction and a processing liquid discharge port, and a liquid film of the processing liquid forms a liquid-tight state between the processing liquid discharge port and the substrate surface. A treatment liquid discharge nozzle arranged at a position and a treatment liquid holding surface, and a liquid pool holding arranged at a position where a treatment liquid pool can be formed between the treatment liquid discharge port and the treatment liquid holding surface. The substrate processing apparatus provided with a member is proposed (refer to patent documents 2).
この基板処理装置によれば、処理液吐出ノズルと液溜まり保持部材との間に形成された液溜まりの作用により、搬送ローラにより搬送される基板の表面の先端部全域に処理液を供給でき、またその後は、処理液吐出ノズルと基板の表面との間を処理液の液膜により液密状態として基板の表面に処理液を供給することができる。このため、この基板処理装置によれば、基板の表面が撥液性となっても、多量の処理液を消費することなく、基板の表面全域に有効に処理液を供給することが可能となる。 According to this substrate processing apparatus, the processing liquid can be supplied to the entire front end portion of the surface of the substrate transported by the transport roller by the action of the liquid pool formed between the processing liquid discharge nozzle and the liquid pool holding member, Thereafter, the processing liquid can be supplied to the surface of the substrate by making the liquid-tight state between the processing liquid discharge nozzle and the surface of the substrate with a liquid film of the processing liquid. For this reason, according to this substrate processing apparatus, even if the surface of the substrate becomes liquid repellent, it is possible to effectively supply the processing solution over the entire surface of the substrate without consuming a large amount of the processing solution. .
上述した特許文献2に記載の基板処理装置は、多量の処理液を消費することなく基板の表面全域に有効に処理液を供給することができる優れたものであり、成膜処理後の基板の表面における薄膜の膜厚が均一である場合には、基板全体を均一に処理することが可能となる。しかしながら、処理を行うべき基板の表面に不均一な(バラツキのある)膜厚の薄膜が形成されている場合には、必ずしも基板を均一に処理することができないという問題がある。
The substrate processing apparatus described in
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、成膜後の基板に不均一な膜厚の薄膜が形成されていても、基板を均一に処理することが可能な基板処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a substrate processing apparatus capable of uniformly processing a substrate even when a thin film having a non-uniform film thickness is formed on the substrate after film formation. The purpose is to provide.
請求項1に記載の発明は、成膜処理後の基板の表面に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、基板をその主面が略水平方向となる状態で支持するとともに、その基板を略水平方向に搬送する搬送機構と、下方を向く処理液吐出口が前記搬送機構による基板の搬送方向と交差する方向に延設されるとともに、前記処理液吐出口と前記搬送機構により搬送される基板の表面との距離が、それらの間が前記処理液吐出口より吐出された処理液の液膜により液密状態となる位置に配置された処理液吐出ノズルと、前記処理液吐出口と対向する位置に処理液の液溜まりを保持する処理液保持面を備え、前記処理液吐出口と前記処理液保持面との距離が、それらの間に処理液の液溜まりを形成可能となる位置に配置された液溜まり保持部材と、前記搬送機構による基板の搬送速度を変更する搬送速度変更手段と、処理を行うべき基板の表面を、当該基板の搬送方向に対して複数の単位領域に分割したときに、処理を行うべき基板の表面に成膜された薄膜の前記各単位領域毎の厚さのデータを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された処理を行うべき基板の表面に成膜された薄膜の前記各単位領域毎の厚さのデータに基づいて前記搬送速度変更手段を制御することにより、前記搬送機構による基板の搬送速度を基板の搬送中に変更する制御部とを備えたことを特徴とする。
The invention according to
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、前記搬送機構は、搬送ローラを含み、前記搬送速度変更手段は、前記制御部の制御により前記搬送ローラの回転速度を変更するモータを備える。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the transport mechanism includes a transport roller, and the transport speed changing unit changes the rotation speed of the transport roller under the control of the control unit. A motor is provided.
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、前記基板は矩形状であり、前記単位領域は当該矩形状の基板を、その搬送方向に対して複数の領域に分割した矩形状を有するものであり、前記制御部は、前記矩形状の各単位領域の基板の搬送方向に対する先端部が前記処理液吐出ノズルと対向する位置まで搬送された時点で、その矩形状の単位領域における薄膜の膜厚のデータに対応させて前記搬送機構による基板の搬送速度を基板の搬送中に変更する。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the substrate has a rectangular shape, and the unit region is a rectangular shape obtained by dividing the rectangular substrate into a plurality of regions in the transport direction. The control unit has a rectangular unit region at the time when the tip of each rectangular unit region in the substrate transport direction is transported to a position facing the processing liquid discharge nozzle. The substrate transport speed by the transport mechanism is changed during substrate transport in accordance with the film thickness data of the substrate.
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、基板の表面に成膜されるべき基準膜厚をT1、基準膜厚に対する基準搬送送度をS1、処理を行うべき基板の表面における前記単位領域に実際に成膜された薄膜の膜厚の平均値をTとしたときに、前記制御部は前記搬送機構により搬送されるべき基板の搬送速度Sを下記の式により決定する。
S=S1×(T1/T)
The invention according to
S = S1 × (T1 / T)
請求項5に記載の発明は、請求項3または請求項4に記載の発明において、前記基板搬送機構は、矩形状の基板を、その長辺方向が当該基板の搬送方向と一致する方向に搬送する。
The invention according to claim 5 is the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、処理すべき基板の表面における各単位領域毎の薄膜の膜厚に対応させて基板の搬送速度を搬送中に変更することにより、各単位領域毎に適正に対応した処理時間を実現し、これによって、成膜後の基板に形成された薄膜の膜厚にかかわらず、基板を均一に処理することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the substrate transport speed is changed during transport in accordance with the film thickness of the thin film for each unit region on the surface of the substrate to be processed. Thus, the substrate can be processed uniformly regardless of the film thickness of the thin film formed on the substrate after film formation.
請求項2に記載の発明によれば、モータを制御して搬送ローラの回転速度を変更することにより、基板の搬送速度を正確に変更することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to accurately change the substrate conveyance speed by changing the rotation speed of the conveyance roller by controlling the motor.
請求項3に記載の発明によれば、処理すべき基板の表面における矩形状の各単位領域の平均膜厚に応じて、単位領域毎の処理時間を変更することにより、基板全域を均一に処理することが可能となる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、処理すべき基板の搬送速度を式に基づいて、正確かつ容易に決定することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to accurately and easily determine the transport speed of the substrate to be processed based on the equation.
請求項5に記載の発明によれば、基板処理装置の占有スペースを小さくすることができ、また、基板をより均一に処理することが可能となる。 According to the fifth aspect of the invention, the space occupied by the substrate processing apparatus can be reduced, and the substrate can be processed more uniformly.
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の側面概要図である。また、図2は、処理・洗浄ユニット1を拡大して示す側面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic side view of a substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged side view showing the processing /
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矩形状のガラス基板100に対してレーザーアニールを行う前に、シリコン層表面に形成された酸化膜のエッチングを行うためのものである。この基板処理装置は、矩形状のガラス基板100をその主面が水平方向となる状態で支持するとともに、このガラス基板100を、その長辺方向を搬送方向と一致させて水平方向に搬送する複数の搬送ローラ9と、4個の処理・洗浄ユニット1a、1b、1c、1d(これらを総称するときには「処理・洗浄ユニット1」という)と、液切り用のエアナイフ5とを備える。この基板処理装置の後段には、搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の表面に純水を吐出する純水吐出ノズル6を備えた洗浄装置が接続されている。
This substrate processing apparatus is for etching an oxide film formed on the surface of a silicon layer before performing laser annealing on a
各処理・洗浄ユニット1は、複数の搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の表面に処理液を供給するための処理液吐出ノズル2と、この処理液吐出ノズル2との間に処理液の液溜まりを形成するための液溜まり保持部材3と、ガラス基板100の裏面を洗浄するための一対の裏面洗浄部4とを備える。搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100に対し、4個の処理・洗浄ユニット1a、1b、1c、1dの作用により、順次、その表面への処理液の供給と、その裏面の洗浄とが実行される。
Each processing /
洗浄・処理ユニット1における処理液吐出ノズル2の構成について説明する。図3は、処理液吐出ノズル2の下面図である。
The configuration of the processing
この処理液吐出ノズル2は、搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100と対向する下面に、多数の処理液吐出口21が形成された構成を有する。これらの処理液吐出口21は、搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の搬送方向と直交する方向に列設されている。この処理液吐出口21は、例えば、0.5mm程度の直径を有し、処理液吐出ノズル2の長手方向(搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の搬送方向と直交する方向)に、5mm乃至10mm程度のピッチで形成されている。この処理液吐出口21は、ガラス基板100の幅方向(搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の搬送方向と直交する方向)全域にわたって設けられている。
The treatment
ガラス基板100の処理時には、この処理液吐出口21から処理液が吐出され、ガラス基板100の表面に供給される。このとき、後述するように、処理液吐出口21と搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の表面との距離は、それらの間が処理液吐出口21より吐出された処理液の液膜により液密状態となるようにする必要があることから、できるだけ小さいことが好ましい。一方、処理液吐出口21と搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の表面との距離を過度に小さくすると、ガラス基板100と処理液吐出ノズル2とが衝突するおそれがある。ガラス基板100と処理液吐出ノズル2との衝突を回避しながら、処理液吐出ノズル2とガラス基板100の表面との間を処理液の液膜により液密状態とするためには、処理液吐出ノズル2における処理液吐出口21(すなわち、処理液吐出ノズル2の下面)と搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の表面との距離D1(図2参照)は、1mm乃至2mmとすることが好ましい。
When processing the
また、処理液吐出ノズル2と搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の表面との間が、処理液吐出口21より吐出された処理液の液膜により液密状態となるようにするためには、処理液吐出ノズル2の下面の形状を、平面状とするか、あるいは、ガラス基板100の搬送方向と鉛直方向とを含む平面による断面形状が下方が凸となる円弧状とすることが好ましい。このような形状を採用することにより、処理液吐出ノズル2とガラス基板100の表面との間に処理液の液膜を形成することができ、液密状態を容易に達成することが可能となる。なお、処理液吐出ノズル2の下面を上述したような下方が凸となる円弧状とするためには、処理液吐出ノズル2を、例えば、複数の処理液吐出口がその下端部に形成されたパイプから構成すればよい。そして、この処理液吐出ノズル2の材質は、金属イオン等が溶出することがなく、処理の清浄性を確保できる、例えば、フッ素樹脂製のものを採用することが好ましい。
In addition, in order to make a liquid-tight state between the processing
図4は、処理液吐出ノズル2への処理液の供給機構を示す概要図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a mechanism for supplying the processing liquid to the processing
図4に示すように、処理液吐出ノズル2は、処理液を貯留する貯留槽22と、管路23を介して接続されており、管路23にはポンプ25が配設されている。貯留槽22内の処理液は、ポンプ25の駆動により、処理液吐出ノズル2の処理液吐出口21から吐出される。このポンプ25としては、例えば、マグネットポンプやダイアフラムポンプが使用される。
As shown in FIG. 4, the processing
なお、処理液吐出ノズル2における処理液吐出口21としては、ガラス基板100を処理しないときの処理液の流下を防止するため、そこに供給された処理液に圧力が付与されない状態においては、処理液の表面張力の作用により処理液吐出口21より処理液が流下しない大きさとすることが好ましい。すなわち、ポンプ25が駆動していない状態においては、処理液の表面張力の作用により処理液吐出口21より処理液が流下しない大きさである。この処理液吐出口21の大きさとしては、処理液の粘度にも左右されるが、上述したように0.5mm程度とすることが好ましい。
In addition, in order to prevent the processing liquid from flowing down when the
なお、ガラス基板100の搬送方向と直交する方向に列設された多数の処理液吐出口21に替えて、ガラス基板100の搬送方向と直交する方向に延びるスリット状の吐出口を採用してもよい。
Note that, instead of the large number of treatment
上述した4個の処理・洗浄ユニット1a、1b、1c、1dからは、処理液としてのエッチング液が供給される。このようなエッチング液としては、例えば、フッ酸(フッ化水素酸/HF)が使用される。なお、意図的にガラス基板100の表面に均一な酸化膜を形成するため、処理・洗浄ユニット1aから、または、処理・洗浄ユニット1dから、あるいは、処理・洗浄ユニット1aと1dから、エッチング液に代えてオゾン水を供給してもよい。
An etching solution as a processing solution is supplied from the four processing /
なお、好適な実施形態としては、例えば、上述した4個の処理・洗浄ユニット1a、1b、1c、1dの全てからガラス基板100に対してフッ酸を供給する実施形態と、4個の処理・洗浄ユニット1a、1b、1c、1dのうちガラス基板100の搬送方向の上流側の3個の処理・洗浄ユニット1a、1b、1cからはフッ酸を供給し、最も下流側の処理・洗浄ユニット1dからはオゾン水を供給するという実施形態がある。但し、フッ酸やオゾン水以外のエッチング液を使用してもよい。
As a preferred embodiment, for example, an embodiment in which hydrofluoric acid is supplied to the
次に、洗浄・処理ユニット1における液溜まり保持部材3の構成について説明する。図5は、液溜まり保持部材3の概要を示す図であり、図5(a)は液溜まり保持部材3の縦断面図、また、図5(b)は液溜まり保持部材3の部分平面図である。さらに、図6は、液溜まり保持部材3の部分斜視図である。
Next, the configuration of the liquid
この液溜まり保持部材3は、処理液吐出ノズル2との間に処理液の液溜まりを形成するためのものである。この液溜まり保持部材3は、処理液吐出ノズル2の処理液吐出口21と対向する位置に、処理液の液溜まりを保持する処理液保持面31を備える。そして、その処理液保持面31には、処理液の液溜まり保持用の凹部32が凹設されている。
The liquid
この凹部32は、処理液保持面31に好適に処理液の液溜まりを保持するために使用される。すなわち、液溜まり保持部材3の材質としては、金属イオン等が溶出することがなく、処理の清浄性を確保できる、処理液吐出ノズル2と同様の、例えば、フッ素樹脂製のものを採用することが好ましい。ここで、フッ素樹脂は処理液をはじく強い撥液性を有する。このため、処理液が液溜まり保持部材3における処理液保持面31から流下しやすくなる。このような流下を防止するために、処理液保持面31には凹部32が形成されている。なお、液溜まり保持部材3の材質として塩化ビニール等の樹脂を使用する場合には、この凹部32を省略してもよい。
The
図5および図6に示すように、この凹部32は、液溜まり保持部材3の長手方向(搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の搬送方向と直交する方向)に延びる形状を有する。この凹部32は、ガラス基板100の幅方向(搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の搬送方向と直交する方向)全域にわたって形成されている。但し、この凹部32はこのような形状に限定されるものではない。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
図7は、他の実施形態に係る液溜まり保持部材3の部分斜視図である。
FIG. 7 is a partial perspective view of a liquid
図7に示すように、搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の搬送方向と直交する方向に列設された複数の凹部33を使用してもよい。この場合には、処理液吐出ノズル2における処理液吐出口21と液溜まり保持部材3の凹部33とは、必ずしも対向していなくてもよい。処理液吐出ノズル2における処理液吐出口21と液溜まり保持部材3の凹部33とが、搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の搬送方向に対して同一の位置にあればよい。
As shown in FIG. 7, a plurality of
ガラス基板100に処理液を供給する前の段階で、後述するように、処理液吐出ノズル2の処理液吐出口21から処理液が吐出され、処理液吐出ノズル2と液溜まり保持部材3の処理液保持面31との間に、処理液の液溜まりを形成する必要がある。このためには、処理液吐出ノズル2と液溜まり保持部材3の処理液保持面31との距離は、ガラス基板100が通過できる範囲で、できるだけ小さいことが好ましい。一方、液溜まり保持部材3と搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の裏面との距離を過度に小さくすると、ガラス基板100と液溜まり保持部材3とが衝突するおそれがある。ガラス基板100と液溜まり保持部材3との衝突を回避しながら、処理液吐出ノズル2と液溜まり保持部材3との間に処理液の液溜まりを形成するためには、液溜まり保持部材3における処理液保持面31と搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の裏面との距離D2(図2参照)は、1mm乃至2mmとすることが好ましい。
In a stage before supplying the processing liquid to the
なお、処理液吐出ノズル2と液溜まり保持部材3の処理液保持面31との間に形成される処理液の液溜まりは、処理液吐出ノズル2と液溜まり保持部材3の処理液保持面31との間の全域に形成される必要はない。例えば、処理液吐出ノズル2の長手方向におけるところどころの領域で、部分的に液溜まりが形成されない領域が存在してもよい。処理液吐出ノズル2と液溜まり保持部材3の処理液保持面31との間の一定の領域に液溜まりが形成されれば、搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の先端部が液溜まりに進入するときに、処理液吐出ノズル2と液溜まり保持部材3の処理液保持面31との間の一定の領域に形成された液溜まりを、処理液吐出ノズル2と液溜まり保持部材3の処理液保持面31との間の全領域に広げることができる。
The liquid reservoir of the processing liquid formed between the processing
次に、洗浄・処理ユニット1における裏面洗浄部4の構成について説明する。図8は、裏面洗浄部4の概要を示す図であり、図8(a)は裏面洗浄部4の部分斜視図、また、図8(b)は裏面洗浄部4の縦断面図である。
Next, the configuration of the back
この裏面洗浄部4はガラス基板100の裏面を洗浄するためのものである。この裏面洗浄部100は、図1および図2に示すように、4個の処理・洗浄ユニット1a、1b、1c、1dの各々において、搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の搬送方向に沿って一対配設されている。この裏面洗浄部4は、その上面が洗浄液の液溜まりを保持する洗浄液保持面42となっている。そして、この洗浄液保持面42には、洗浄液の液溜まり保持用の凹部43が凹設されており、この凹部43内には洗浄液吐出口41が形成されている。
The back
凹部43は、洗浄液保持面42に好適に洗浄液の液溜まりを保持するために使用される。すなわち、裏面洗浄部4の材質としては、金属イオン等が溶出することがなく、処理の清浄性を確保できる、処理液吐出ノズル2や液溜まり保持部材3と同様の、例えば、フッ素樹脂製のものを採用することが好ましい。ここで、フッ素樹脂は洗浄液をはじく強い撥液性を有する。このため、洗浄液が裏面洗浄部4における洗浄液保持面42から流下しやすくなる。このような流下を防止するために、洗浄液保持面42には凹部43が形成されている。なお、裏面洗浄部4の材質として塩化ビニール等の樹脂を使用する場合には、この凹部43を省略してもよい。
The
図8(a)に示すように、この凹部43は、裏面洗浄部4の長手方向(搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の搬送方向と直交する方向)に延びる形状を有する。この凹部43は、ガラス基板100の幅方向(搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の搬送方向と直交する方向)全域にわたって形成されている。そして、洗浄液吐出口41は、凹部43に沿って複数個列設されている。
As shown in FIG. 8A, the
ガラス基板100の処理時には、後述するように、この洗浄液吐出口41から洗浄液が吐出され、ガラス基板100の裏面に供給される。このとき、後述するように、洗浄液保持面42と搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の裏面との距離は、それらの間が洗浄液吐出口41より吐出された洗浄液の液膜により液密状態となるようにする必要があることから、できるだけ小さいことが好ましい。一方、裏面洗浄部4と搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の裏面との距離を過度に小さくすると、ガラス基板100と裏面処理部4とが衝突するおそれがある。ガラス基板100と裏面洗浄部4との衝突を回避しながら、裏面洗浄部4の洗浄液保持面42とガラス基板100の裏面との間を洗浄の液膜により液密状態とするためには、裏面洗浄部4における洗浄液保持面42と搬送ローラ9により搬送されるガラス基板100の裏面との距離D2(図2参照)は、1mm乃至2mmとすることが好ましい。
During the processing of the
図9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。 FIG. 9 is a block diagram showing a main control system of the substrate processing apparatus according to the present invention.
この基板処理装置は、装置全体を制御する制御部71を備える。この制御部71は、インターフェース74を介して、モータ駆動部75と連結されている。このモータ駆動部75は、複数の搬送ローラ9を回転駆動するためのモータ76と接続されており、制御部71からの指令を受けて、複数の搬送ローラ9の回転速度を変更する。
The substrate processing apparatus includes a
この制御部71は、キーボード等の入力部78と、液晶表示パネルやCRT等の表示部79とに接続されている。また、この制御部71は、処理を行うべきガラス基板100に成膜された薄膜の膜厚を測定するための膜厚計80と、オンラインまたはオフラインで接続されている。さらに、この制御部71は、記憶部72と接続されている。この記憶部72には、処理を行うべきガラス基板100の表面を、このガラス基板100の搬送方向に対して複数の単位領域に分割したときに、このガラス基板100の表面に成膜された薄膜の各単位領域毎の厚さのデータが記憶されている。この薄膜の厚さのデータは、膜厚計80により、制御部71を介して、オンラインまたはオフラインで記憶部72に送信される。そして、制御部71は、この薄膜の膜厚のデータに基づいて、ガラス基板100の搬送速度を制御する。
The
以下、この点について詳細に説明する。図10および図11は、ガラス基板100に成膜された薄膜の厚みとガラス基板100の搬送速度との関係を示す説明図である。なお、これらの図においては、搬送ローラ9によるガラス基板100の搬送方向を矢印で示している。また、以下の説明においては、ガラス基板100に対して成膜された薄膜の基準膜厚T1を150nm(150ナノメートル)とし、ガラス基板100の基準搬送速度S1を1m/min(毎分1メートル)とした場合を示している。
Hereinafter, this point will be described in detail. 10 and 11 are explanatory diagrams showing the relationship between the thickness of the thin film formed on the
図10(a)は、ガラス基板100の表面を15の領域に分割し、各領域毎の薄膜の膜厚の平均値を示したものである。この薄膜の膜厚のデータは、図9に示す膜厚計80により測定され、制御部71を介して記憶部72に記憶される。
FIG. 10A shows the average value of the thickness of the thin film in each region by dividing the surface of the
図10(b)は、図10(a)に示す15の領域を、ガラス基板100の搬送方向と直交する方向に隣接するものをまとめることにより、ガラス基板100の表面を5個の矩形状の単位領域E1、E2、E3、E4、E5に分割し、これらの5個の単位領域E1、E2、E3、E4、E5の薄膜の膜厚の平均値Tを示したものである。この演算は、制御部71により実行される。そして、制御部71は、この単位領域E1、E2、E3、E4、E5毎の薄膜の膜厚の平均値Tに基づいて、搬送ローラ9によるガラス基板100の搬送速度Sを演算する。
FIG. 10B is a diagram illustrating the arrangement of the 15 regions shown in FIG. 10A that are adjacent to each other in the direction orthogonal to the transport direction of the
詳しくは、制御部71は、図11(a)に示すように、基準膜厚T1を各単位領域E1、E2、E3、E4、E5の膜厚の平均値Tで除算することにより、各単位領域E1、E2、E3、E4、E5毎の係数(T1/T)を得る。そして、この係数と基準搬送速度S1とを乗算することにより、図11(b)に示すように、各単位領域E1、E2、E3、E4、E5毎に適切に対応したエッチング時間を実現するための搬送速度Sを得ることができる。
Specifically, as shown in FIG. 11A, the
すなわち、制御部71は、ガラス基板100の表面に成膜されるべき基準膜厚をT1、基準膜厚に対する基準搬送送度をS1、ガラス基板100の表面における各単位領域E1、E2、E3、E4、E5に実際に成膜された薄膜の膜厚の平均値をTとしたときに、搬送ローラ9により搬送されるべきガラス基板100の搬送速度を下記の式により決定している。
S=S1×(T1/T)
That is, the
S = S1 × (T1 / T)
次に、上述した基板処理装置によりガラス基板100を処理する処理動作について説明する。図12乃至図16は、この発明に係る基板処理装置によるガラス基板100の処理動作を示す説明図である。なお、これらの図においては、いずれも、処理・洗浄ユニット1における一対の裏面洗浄部4のうち、上流側の裏面洗浄部4のみを示している。これらの図において図示を省略した他方の裏面洗浄部4も上流側の裏面洗浄部4と同様の動作を実行する。
Next, a processing operation for processing the
この基板処理装置によるガラス基板100を処理するときには、制御部71は、ガラス基板100の搬送速度が、事前に制御部71において演算した搬送速度となるように、モータ76による搬送ローラ9の回転速度を制御する。図11(b)に示す実施形態の場合においては、ガラス基板100の搬送方向に対して先頭となる単位領域E1については、図11(b)に示すように、0.88m/minでガラス基板100を搬送する。この搬送速度制御は、制御部71がモータ駆動部75を介して搬送ローラ9の回転速度を調整することにより実行される。
When processing the
この状態で、処理を開始する。最初に、複数の搬送ローラ9により予め設定された速度で水平方向に搬送されるガラス基板100の先端が処理・洗浄ユニット1に到達する前に、図12に示すように、処理液吐出ノズル2の処理液吐出口21から少量の処理液を吐出し、予め、処理液吐出ノズル2における処理液吐出口21と液溜まり保持部材3における処理液保持面31との間に、処理液の液溜まり51を形成しておく。また、裏面洗浄部4における洗浄液保持面42上に、洗浄液の液溜まり61を形成しておく。
In this state, the process is started. First, before the tip of the
この状態において、さらに搬送ローラ9によりガラス基板100の搬送を継続すると、図13に示すように、ガラス基板100の先端が、処理液吐出ノズル2と液溜まり保持部材3との間に形成された処理液の液溜まり51中に進入する。このときのガラス基板100の搬送速度は、上述したように、0.88m/minとなっている。ガラス基板100の先端が処理液の液溜まり51まで到達すれば、処理液吐出ノズル2から、予め設定された流量で処理液を吐出する。なお、処理液吐出ノズル2からの処理液の吐出は、ガラス基板100の先端が処理液の液溜まり51に到達する前に開始してもよいし、ガラス基板100の処理のために基板処理装置が稼働している間は、処理液を継続して吐出し続けてもよい。
In this state, when the conveyance of the
この状態でさらにガラス基板100が水平方向に搬送されると、図14に示すように、処理液吐出ノズル2とガラス基板100の表面との間に処理液の液膜52が形成され、処理液吐出ノズル2とガラス基板100の表面との間は、処理液の液膜52により液密状態となる。すなわち、ガラス基板100の先端が処理液吐出ノズル2と液溜まり保持部材3との間に形成された処理液の液溜まり51中に進入した後、処理液の表面張力により処理液吐出ノズル2から吐出された処理液が引っ張られるようにして、ガラス基板100の表面全域にそこではじかれることなく塗り広げられる。このときには、処理液吐出ノズル2の長手方向におけるところどころの領域で部分的に液溜まりが形成されない領域が存在していたとしても、ガラス基板100が移動を継続することに伴って、これらの領域は処理液で満たされ、処理液吐出ノズル2とガラス基板100の表面との間は、処理液の液膜52により液密状態となる。ここで、液密状態とは、それらの間が全て処理液で満たされた状態を指す。
When the
そして、処理液吐出ノズル2とガラス基板100との間を処理液の液膜52により液密としたままの状態でガラス基板100が水平方向に搬送されることにより、図15に示すように、処理液吐出ノズル2とガラス基板100の表面との間が処理液の液膜52により液密状態となったまま、ガラス基板100の表面全域に処理液が供給される。
Then, as shown in FIG. 15, the
なお、ガラス基板100の先端が処理液吐出ノズル2と液溜まり保持部材3との間に形成された処理液の液溜まり51中に進入したときには、図13に示すように、ガラス基板100の裏面側にも処理液が到達する。しかしながら、この処理液は、裏面洗浄部4により洗浄される。
When the front end of the
すなわち、図14に示すように、水平方向に搬送されるガラス基板100の先端が裏面洗浄部4に到達する前には、裏面洗浄部4における洗浄液保持面42(図8参照)には洗浄液吐出口41から吐出された洗浄液の液膜61が形成されている。この状態において、ガラス基板100がさらに搬送されて裏面洗浄部4を通過すると、図16に示すように、ガラス基板100の裏面と裏面洗浄部4の洗浄液保持面42との間に洗浄液の液膜62が形成され、ガラス基板100の裏面と裏面洗浄部4との間は、洗浄液の液膜62により液密状態となる。
That is, as shown in FIG. 14, before the front end of the
このような状態で、ガラス基板100の搬送を継続することにより、ガラス基板100の表面には処理液の液膜52が形成されてその全面に処理液が供給され、ガラス基板100の裏面には洗浄液の液膜62が形成されてその全面が洗浄される。
In such a state, by continuing the conveyance of the
この状態でガラス基板100が継続して搬送され、図11に示す最初の単位領域E1と次の単位領域E2との間の領域が処理液吐出ノズル2と対向する位置まで搬送されたときには、制御部71の指令によりモータ駆動部75を介してモータ76の回転速度が変更され、搬送ローラ9によるガラス基板100の搬送速度が、図11(b)に示すように、0.98m/minとなる。
When the
このため、単位領域E1に対応する搬送速度0.88m/minが、単位領域E2については、その単位領域E2の膜厚に対応して、0.98m/minに切り替わることになる。同様に、単位領域E3についてはガラス基板100の搬送速度が1.02m/minに切り替わり、単位領域E4についてはガラス基板100の搬送速度が1.05m/minに切り替わり、単位領域E5についてはガラス基板100の搬送速度が0.98m/minに切り替わる。
For this reason, the conveyance speed 0.88 m / min corresponding to the unit area E1 is switched to 0.98 m / min corresponding to the film thickness of the unit area E2 for the unit area E2. Similarly, for the unit region E3, the transport speed of the
これにより、図10(b)に示す各単位領域E1、E2、E3、E4、E5における薄膜の膜厚に応じた搬送速度でガラス基板100を処理することができる。すなわち、このような構成を採用することにより、処理液塗布ノズル2により処理液を塗布されることで処理が開始されてから、液切り用のエアナイフ5により処理液が除去され、純水吐出ノズル6によりガラス基板100の表面に純水が吐出されて処理が終了するまでの処理時間を、各単位領域E1、E2、E3、E4、E5における薄膜の膜厚に応じた時間とすることができる。これにより、成膜後のガラス基板100に不均一な膜厚の薄膜が形成されていても、ガラス基板100の全域を均一に処理することが可能となる。
Thereby, the
なお、上述したガラス基板100の搬送速度の切替は、各単位領域E1、E2、E3、E4、E5の境界となる領域が処理液吐出ノズル2と対向する位置まで搬送されたときに実行される。但し、ガラス基板100の搬送速度をスムースに切り換えるために、加速期間または減速期間を設けるようにしてもよい。
In addition, the switching of the conveyance speed of the
以上のように、この発明に係る基板処理装置においては、処理液吐出ノズル2とガラス基板100の表面との間に処理液の液膜52を形成した状態で処理液を供給することから、使用する処理液の量が極めて少ない場合においても、ガラス基板100の全面に処理液を供給することが可能となる。そして、ガラス基板100の表面における各単位領域E1、E2、E3、E4、E5毎の薄膜の膜厚に対応させてガラス基板100の搬送速度を搬送中に変更することにより、成膜後のガラス基板100に形成された膜厚にかかわらず、ガラス基板100を均一に処理することが可能となる。
As described above, in the substrate processing apparatus according to the present invention, since the processing liquid is supplied in a state in which the
なお、上述した実施形態においては、ガラス基板100を複数の搬送ローラ9により、その長辺と搬送方向とが一致する状態で搬送している。このような構成を採用することにより、一般的には、基板処理装置の占有スペースを小さくすることができる。また、一般的なガラス基板100においては、その製造プロセスの都合上、その長辺方向の薄膜の膜厚のバラツキは、その短辺方向の薄膜のバラツキよりも大きくなっていることが多い。このため、ガラス基板100を複数の搬送ローラ9により、その長辺と搬送方向とが一致する状態で搬送する場合に、上述した構成を採用することにより、ガラス基板100をより均一に処理することが可能となる。しかしながら、ガラス基板100を、その短辺方向が搬送方向と一致する姿勢で搬送するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態においては、ガラス基板100を、その主面が水平方向となる状態で支持して、水平方向に搬送しているが、ガラス基板100がわずかに傾斜していてもよい。例えば、ガラス基板100がその搬送方向と直交する方向に対して1度程度傾斜していても、この発明を適用することは可能である。すなわち、この発明は、ガラス基板100を正確に水平方向に支持する場合に限らず、略水平方向に支持する場合においても適用が可能である。
In the above-described embodiment, the
さらに、上述した実施形態においては、ガラス基板100の表面にエッチング液としてのフッ酸等を供給しているが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、ガラス基板100に対して現像液を供給することにより現像処理を行う基板処理装置にこの発明を適用してもよい。また、ガラス基板100に対して洗浄液を供給することにより、洗浄処理やライトエッチング処理を行う基板処理装置にこの発明を適用してもよい。さらに、その他の処理液を使用する基板処理装置にこの発明を適用することも可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, hydrofluoric acid or the like as an etchant is supplied to the surface of the
1 処理・洗浄ユニット
2 処理液吐出ノズル
3 液溜まり保持部材
4 裏面洗浄部
5 エアナイフ
6 洗浄液吐出ノズル
9 搬送ローラ
21 処理液吐出口
22 貯留槽
23 管路
25 ポンプ
31 処理液保持面
32 凹部
33 凹部
41 洗浄液吐出口
42 洗浄液保持面
43 凹部
71 制御部
72 記憶部
75 モータ駆動部
76 モータ
80 膜厚計
100 ガラス基板
E1 単位領域
E2 単位領域
E3 単位領域
E4 単位領域
E5 単位領域
DESCRIPTION OF
Claims (5)
基板をその主面が略水平方向となる状態で支持するとともに、その基板を略水平方向に搬送する搬送機構と、
下方を向く処理液吐出口が前記搬送機構による基板の搬送方向と交差する方向に延設されるとともに、前記処理液吐出口と前記搬送機構により搬送される基板の表面との距離が、それらの間が前記処理液吐出口より吐出された処理液の液膜により液密状態となる位置に配置された処理液吐出ノズルと、
前記処理液吐出口と対向する位置に処理液の液溜まりを保持する処理液保持面を備え、前記処理液吐出口と前記処理液保持面との距離が、それらの間に処理液の液溜まりを形成可能となる位置に配置された液溜まり保持部材と、
前記搬送機構による基板の搬送速度を変更する搬送速度変更手段と、
処理を行うべき基板の表面を、当該基板の搬送方向に対して複数の単位領域に分割したときに、処理を行うべき基板の表面に成膜された薄膜の前記各単位領域毎の厚さのデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された処理を行うべき基板の表面に成膜された薄膜の前記各単位領域毎の厚さのデータに基づいて前記搬送速度変更手段を制御することにより、前記搬送機構による基板の搬送速度を基板の搬送中に変更する制御部と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。 In a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing liquid to the surface of the substrate after the film formation process,
A transport mechanism for supporting the substrate in a state where its main surface is substantially horizontal, and transporting the substrate in a substantially horizontal direction;
The processing liquid discharge port facing downward extends in a direction intersecting the substrate transfer direction by the transfer mechanism, and the distance between the process liquid discharge port and the surface of the substrate transferred by the transfer mechanism is determined by the distance between them. A treatment liquid discharge nozzle disposed at a position where the space becomes liquid-tight by a liquid film of the treatment liquid discharged from the treatment liquid discharge port;
A treatment liquid holding surface that holds a treatment liquid pool is provided at a position facing the treatment liquid discharge port, and the distance between the treatment liquid discharge port and the treatment liquid holding surface is a treatment liquid pool between them. A liquid reservoir holding member disposed at a position where the liquid can be formed;
A transport speed changing means for changing the transport speed of the substrate by the transport mechanism;
When the surface of the substrate to be processed is divided into a plurality of unit regions in the substrate transport direction, the thickness of each unit region of the thin film formed on the surface of the substrate to be processed A storage unit for storing data;
The substrate by the transport mechanism by controlling the transport speed changing means based on the thickness data for each unit region of the thin film formed on the surface of the substrate to be processed stored in the storage unit A control unit for changing the conveyance speed of the substrate during the conveyance of the substrate,
A substrate processing apparatus comprising:
前記搬送機構は、搬送ローラを含み、
前記搬送速度変更手段は、前記制御部の制御により前記搬送ローラの回転速度を変更するモータを備える基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The transport mechanism includes a transport roller,
The conveyance speed changing means includes a motor that changes a rotation speed of the conveyance roller under the control of the control unit.
前記基板は矩形状であり、前記単位領域は当該矩形状の基板を、その搬送方向に対して複数の領域に分割した矩形状を有するものであり、
前記制御部は、前記矩形状の各単位領域の基板の搬送方向に対する先端部が前記処理液吐出ノズルと対向する位置まで搬送された時点で、その矩形状の単位領域における薄膜の膜厚のデータに対応させて前記搬送機構による基板の搬送速度を基板の搬送中に変更する基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 2,
The substrate has a rectangular shape, and the unit region has a rectangular shape obtained by dividing the rectangular substrate into a plurality of regions in the transport direction,
The controller is configured to obtain data on the film thickness of the thin film in the rectangular unit region when the tip of the rectangular unit region in the substrate transport direction is transferred to a position facing the processing liquid discharge nozzle. The substrate processing apparatus which changes the conveyance speed of the board | substrate by the said conveyance mechanism during conveyance of a board | substrate corresponding to this.
基板の表面に成膜されるべき基準膜厚をT1、基準膜厚に対する基準搬送送度をS1、処理を行うべき基板の表面における前記単位領域に実際に成膜された薄膜の膜厚の平均値をTとしたときに、前記制御部は前記搬送機構により搬送されるべき基板の搬送速度Sを下記の式により決定する基板処理装置。
S=S1×(T1/T) The substrate processing apparatus according to claim 3,
The reference film thickness to be formed on the surface of the substrate is T1, the reference transport rate with respect to the reference film thickness is S1, and the average film thickness of the thin films actually formed in the unit area on the surface of the substrate to be processed When the value is T, the control unit determines a substrate transport speed S to be transported by the transport mechanism by the following formula.
S = S1 × (T1 / T)
前記基板搬送機構は、矩形状の基板を、その長辺方向が当該基板の搬送方向と一致する方向に搬送する基板処理装置。
In the substrate processing apparatus of Claim 3 or Claim 4,
The substrate transport mechanism is a substrate processing apparatus for transporting a rectangular substrate in a direction in which a long side direction coincides with a transport direction of the substrate.
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