JP3944296B2 - Organic decontamination apparatus and liquid crystal display manufacturing apparatus using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の基板洗浄工程および写真製版工程等において用いられる有機汚染除去装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、通常、薄膜トランジスタ(TFT)を含むスイッチング素子およびこのスイッチング素子を経てそれぞれ制御される表示素子を有するTFTアレイ基板と、透明電極およびカラーフィルタ等を有し、TFTアレイ基板との間に液晶を挟持する対向電極基板より構成されている。このTFTアレイ基板の一般的な製造方法を図5を用いて説明する。図において、21はガラス基板、22はゲート電極、23はゲート絶縁膜、24はi−a−Si膜、25はn−a−Si膜、26は画素電極、27はソース電極、28はドレイン電極、29はパッシベーション膜をそれぞれ示す。まず、ガラス基板21上にゲート電極22をCr等で形成した後、ゲート絶縁膜23、i−a−Si膜24およびn−a−Si膜25を連続して成膜し、i−a−Si膜24およびn−a−Si膜25をアイランド状にパターニングする。次にITO等の透明導電膜からなる画素電極26を成膜し、パターン形成する。さらに、ソース電極27およびドレイン電極28を形成し、これらをマスクとしてチャネル上の不要なn−a−Si膜25をドライエッチング等で除去した後、パッシベーション膜29を形成して、TFTアレイ基板が完成する。
【0003】
以上のようなTFTアレイ基板の製造工程において、成膜前洗浄装置、写真製版装置等には、UV照射によって基板表面の有機汚染を除去する有機汚染除去装置が備えられている。例えば成膜前洗浄装置では、ウェット処理前の基板にUV照射を行うことにより、基板表面の濡れ性を改善し洗浄処理効果を上げている。また、写真製版装置では、レジスト塗布前の基板にUV照射を行うことにより有機汚染を除去し、デポ膜とレジストの密着力を向上させている。
この有機汚染除去のためのUV照射において、近年、低圧水銀UVランプに変わり、エキシマUVランプが注目されている。エキシマUVは、172nm波長の紫外線を用いるもので、185nm波長の低圧水銀UVに比べエネルギーが大きく、より多くの励起酸素を生成し、有機物の分子結合を容易に切断することができる。このため、エキシマUVは低圧水銀UVに比べ有機汚染除去能力が高く、短時間照射で低圧水銀UVと同等の除去効果が得られる。また、赤外線を発生させず、照射時間が短くても除去効果が得られるため、膜へのダメージが少ないというメリットがある。さらに、エキシマUVランプを用いた有機汚染除去装置は、瞬時点灯、点滅点灯が可能なため、基板の処理をしていない時はランプをオフできるという機能も有している。
【0004】
図6および図7は、エキシマUVランプを用いた従来の有機汚染除去装置を示す側面図である。図において、1はエキシマUVランプ、2は窓面を形成している石英ガラス、4は被処理基板、5は被処理基板4を載置するステージ、6は内部にステージ5およびエキシマUVランプ1等が設置され、紫外線が外部に漏れるのを防ぐ外囲器、15は被処理基板4を搬送するローラーである。図6は、静止した被処理基板4上にエキシマUVランプ1を多数本配置し、被処理基板4全面に一括照射する方法を示している。また、図7は、エキシマUVランプ1を固定し、被処理基板4をローラー15により処理室内で移動させ、被処理基板4全面にUV照射を行う方法を示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、エキシマUVランプ1は優れた有機汚染除去効果を有しているが、低圧水銀ランプに比べ価格が高く、ランプ寿命が短いという問題があった。また、エキシマUVランプ1には、石英ガラス2よりなる窓面が必要であり、この石英ガラス2が高コストの要因の一つとなっていた。例えば、図6に示した被処理基板4全面に一括照射で処理する方法では、近年の基板の大型化に伴い、エキシマUVランプ1が多数必要となり、さらに、エキシマUVランプ1を閉じ込める石英ガラス2も大型化が必要であり、コストが高くなるという問題があった。また、図7に示したローラー15により被処理基板4を処理室内で移動させる方法では、エキシマUVランプ1の本数を少なくできるという利点はあるが、被処理基板4全面にUV照射を行うためには、処理室は処理方向に対して最低でも被処理基板4の2倍の大きさが必要となり、装置面積が大きくなるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、少ないランプ数で被処理基板全面にUV照射が可能で、かつ装置面積の小さい有機汚染除去装置および液晶表示装置の製造装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる有機汚染除去装置は、被処理基板を載置するステージと、このステージに近接して設置され、石英ガラスよりなる窓面を有し、内部にエキシマUVランプが1本以上配置されたエキシマUVユニットと、エキシマUVユニットを被処理基板面に対して平行に走査させる駆動手段と、内部にステージおよびエキシマUVユニットが設置され、エキシマUVユニットから照射される紫外線が外部に漏れるのを防ぐ外囲器を備え、駆動手段は、エキシマUVユニットを、被処理基板端部において被処理基板中央部よりも遅く走査させるものである。
【0008】
また、本発明に係わる液晶表示装置の製造装置は、ガラス基板上に薄膜トランジスタを含むスイッチング素子およびこのスイッチング素子を経てそれぞれ制御される表示素子を有するTFTアレイ基板と対向電極基板の間に液晶を挟持してなる液晶表示装置の製造装置であって、上記記載の有機汚染除去装置と、ガラス基板に洗浄および写真製版の処理を行う複数の処理室と、有機汚染除去装置および各処理室間でガラス基板を移動させる基板搬送ロボットを備えたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下に、本発明の実施の形態を図について説明する。図1(a)、(b)は、本発明の実施の形態1である有機汚染除去装置を示す平面図および側面図である。図において、1は172nm波長の紫外線を照射するエキシマUVランプ、2は石英ガラス、3は内部にエキシマUVランプ1が1本以上配置され、石英ガラス2よりなる窓面を有するエキシマUVユニット、4は被処理基板で、本実施の形態では長方形のガラス基板、5は被処理基板4を水平に載置するステージであり、このステージ5に近接してエキシマUVユニット3が設置されている。また、6は内部にステージ5およびエキシマUVユニット3が設置され、エキシマUVユニット3から照射される紫外線が外部に漏れるのを防ぐ外囲器、7は本実施の形態による有機汚染除去装置を示す。本実施の形態による有機汚染除去装置7は、エキシマUVユニット3をステージ5に載置された被処理基板4面に対して平行に走査させる駆動手段(図示せず)を備えている。なお、図1(a)の矢印は、エキシマUVユニット3の走査方向を示している。
【0010】
本実施の形態による有機汚染除去装置7は、内部に被処理基板4の長辺よりも若干長く設定されたエキシマUVランプ1が1本配置されたエキシマUVユニット3を、静止している被処理基板4上で基板面と平行に矢印の方向に走査させ、少ないランプ数で、被処理基板4全面に均一なUV照射を行うものである。エキシマUVユニット3内に配置されるエキシマUVランプ1の本数は1本に限るものではなく、複数本配置しても良いが、被処理基板4全面一括照射に必要な本数よりも少ない本数を配置することにより、従来の有機汚染除去装置(図6)に比べ、低コスト化を図ることが可能となる。
また、図2は、被処理基板4の短辺よりも若干長く設定されたエキシマUVランプ1が内部に1本配置されたエキシマUVユニット3を、被処理基板4の短辺と平行に配置し、図2(a)に示す矢印の方向に走査させた例である。この場合には、エキシマUVランプ1の長さは短くできるが、エキシマUVユニット3を走査させる距離が長くなる。本実施の形態による有機汚染除去装置は、図1および図2のどちらの配置方法でも良く、同様の効果が得られる。
【0011】
以下に、本発明の実施の形態における有機汚染除去装置の走査方法を図4を用いて説明する。図4 (a) は、本実施の形態における有機汚染除去装置のエキシマUVユニット3の走査方向を示す平面図、図4 (b) は、図4 (a) に示した被処理基板4内の接触角分布をAB方向で見た図、図4 (c) は、エキシマUVユニット3の走査速度の切換を示す図である。
【0012】
被処理基板4は、通常、カセットに収納された状態で保管および搬送されており、被処理基板4の外周部は、中央部に比べて外部からの有機汚染の影響を受けやすい。このことは、図4 (b) に示すように、被処理基板4内の接触角分布をA、B方向で見た場合、基板外周部AおよびBの接触角が基板中央部Cの接触角より高いことからも明らかである。そこで、本実施の形態では、図4 (c) に示すように、エキシマUVユニット3の走査速度を被処理基板4の端部A、B付近では遅く、中央部C付近では速く切換え、基板端部でのUV照射時間を長くすることで、全体として均一な有機汚染除去効果を得ることを可能とした。
【0013】
なお、本実施の形態では、被処理基板4をステージ5に水平に載置したが、被処理基板4を垂直に立てて保持するようにしても良く、さらに装置の小型化が図られる。
【0014】
本実施の形態による有機汚染除去装置7を液晶表示装置の製造装置に用いた例を以下に説明する。液晶表示装置は、通常、ガラス基板上に薄膜トランジスタを含むスイッチング素子およびこのスイッチング素子を経てそれぞれ制御される表示素子を有するTFTアレイ基板と、透明電極およびカラーフィルタ等を有し、TFTアレイ基板との間に液晶を挟持する対向電極基板より構成されている。図3は、本実施の形態による有機汚染除去装置7を用いた液晶表示装置の製造装置である写真製版装置の配置例を示す図である。図において、8はスクラブ洗浄室、9は塗布室、10は現像室、11は露光室、12は加熱冷却室、13は被処理基板4の受け渡しを行うカセットローダ/アンローダ部、14は有機汚染除去装置7および各処理室間で被処理基板4を移動させる基板搬送ロボットである。
本実施の形態による有機汚染除去装置7を備え、基板搬送ロボット14により各処理室への基板の搬入および処理後の搬出を行うようにすることで、ローラー15により被処理基板4を搬送する従来の有機汚染除去装置(図7)を用いた場合に比べ、液晶表示装置の製造装置の小型化が可能となる。なお、本実施の形態による有機汚染除去装置7は、液晶表示装置の製造装置として、上述の写真製版装置の他に、成膜前洗浄装置にも用いることができる。
【0015】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内部にエキシマUVランプが1本以上配置されたエキシマUVユニットを、被処理基板面に対して平行に走査させるようにしたので、少ないランプ数で被処理基板全面にUV照射が可能となり、有機汚染除去装置の低コスト化および装置面積の縮小化が図られる。
【0016】
また、エキシマUVユニットを、被処理基板端部において基板中央部よりも遅く走査させるようにしたので、外部からの有機汚染の影響を受けやすい基板端部でのUV照射時間が長くなり、全体として均一な有機汚染除去効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1における有機汚染除去装置を示す平面図および側面図である。
【図2】 本発明の実施の形態1における有機汚染除去装置を示す平面図および側面図である。
【図3】 本発明の実施の形態1における有機汚染除去装置を用いた写真製版装置の配置例を示す図である。
【図4】 本発明の実施の形態1における有機汚染除去装置の走査方法を示す図である。
【図5】 液晶表示装置を構成する一般的なTFTアレイ基板の構造を示す断面図である。
【図6】 従来の有機汚染除去装置を示す側面図である。
【図7】 従来の有機汚染除去装置を示す側面図である。
【符号の説明】
1 エキシマUVランプ、2 石英ガラス、3 エキシマUVユニット、
4 被処理基板、5 ステージ、6 外囲器、7 有機汚染除去装置、
8 スクラブ洗浄室、9 塗布室、10 現像室、11 露光室、
12 加熱冷却室、13 カセットローダ/アンローダ部、
14 基板搬送ロボット、15 ローラー、21 ガラス基板、
22 ゲート電極、23 ゲート絶縁膜、24 i−a−Si膜、
25 n−a−Si膜、26 画素電極、27 ソース電極、
28 ドレイン電極、29 パッシベーション膜。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic contamination removal apparatus used in a substrate cleaning process, a photoengraving process and the like of a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device usually includes a TFT array substrate having a switching element including a thin film transistor (TFT) and a display element controlled through the switching element, a transparent electrode, a color filter, and the like, and is provided between the TFT array substrate. The counter electrode substrate sandwiches the liquid crystal. A general manufacturing method of the TFT array substrate will be described with reference to FIG. In the figure, 21 is a glass substrate, 22 is a gate electrode, 23 is a gate insulating film, 24 is an ia-Si film, 25 is an na-Si film, 26 is a pixel electrode, 27 is a source electrode, and 28 is a drain. An
[0003]
In the manufacturing process of the TFT array substrate as described above, the pre-deposition cleaning apparatus, the photoengraving apparatus, and the like are provided with an organic contamination removing apparatus that removes organic contamination on the substrate surface by UV irradiation. For example, in the pre-deposition cleaning apparatus, the substrate before wet processing is irradiated with UV to improve the wettability of the substrate surface and improve the cleaning processing effect. Also, in the photoengraving apparatus, organic contamination is removed by irradiating the substrate before resist application with UV, thereby improving the adhesion between the deposition film and the resist.
In this UV irradiation for removing organic contamination, in recent years, excimer UV lamps have attracted attention instead of low-pressure mercury UV lamps. Excimer UV uses ultraviolet light having a wavelength of 172 nm, and has higher energy than low-pressure mercury UV having a wavelength of 185 nm, can generate more excited oxygen, and can easily break molecular bonds of organic substances. For this reason, excimer UV has higher organic contamination removal capability than low-pressure mercury UV, and a removal effect equivalent to that of low-pressure mercury UV can be obtained by short-time irradiation. Further, since the removal effect can be obtained even when the irradiation time is short without generating infrared rays, there is an advantage that the film is less damaged. Furthermore, since the organic contamination removal apparatus using the excimer UV lamp can be turned on instantaneously and blinked, the lamp can be turned off when the substrate is not processed.
[0004]
6 and 7 are side views showing a conventional organic contamination removal apparatus using an excimer UV lamp. In the figure, 1 is an excimer UV lamp, 2 is quartz glass forming a window surface, 4 is a substrate to be processed, 5 is a stage on which the substrate to be processed 4 is placed, 6 is a
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the
[0006]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is capable of irradiating the entire surface of a substrate to be processed with a small number of lamps, and manufacturing an organic contamination removing apparatus and a liquid crystal display apparatus having a small apparatus area. A device is provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An organic contamination removal apparatus according to the present invention has a stage on which a substrate to be processed is placed, a window surface made of quartz glass, which is installed in the vicinity of the stage, and one or more excimer UV lamps are arranged inside. Excimer UV unit, driving means for scanning the excimer UV unit parallel to the surface of the substrate to be processed, a stage and an excimer UV unit are installed inside, and ultraviolet rays emitted from the excimer UV unit leak outside. An enclosure for preventing is provided, and the driving means scans the excimer UV unit at the end of the substrate to be processed later than the central portion of the substrate to be processed .
[0008]
The apparatus for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, a liquid crystal between the TFT array substrate and the counter counter electrode substrate having a display element are controlled through the switching element and the switching element including a thin film transistor on a glass substrate a manufacturing apparatus of a liquid crystal display device sandwiched comprising an organic decontamination apparatus above Kiki mounting, a plurality of processing chambers for cleaning and processing of camera-ready the glass substrate, the organic decontamination apparatus and each processing A substrate transfer robot that moves the glass substrate between the rooms is provided.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 (a) and 1 (b) are a plan view and a side view showing an organic contamination removing apparatus according to
[0010]
The organic
Further, FIG. 2 shows an
[ 0011 ]
Below, the scanning method of the organic contamination removal apparatus in embodiment of this invention is demonstrated using FIG. 4 (a) is a plan view showing the scanning direction of the
[0012]
The
[0013]
In the present embodiment, the
[ 0014 ]
An example in which the organic
Conventionally, the organic
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the excimer UV unit in which one or more excimer UV lamps are arranged is scanned in parallel to the surface of the substrate to be processed. UV irradiation can be performed on the entire surface of the substrate, so that the cost of the organic contamination removing apparatus can be reduced and the area of the apparatus can be reduced.
[0016]
In addition, since the excimer UV unit is scanned slower than the center of the substrate at the end of the substrate to be processed, the UV irradiation time at the end of the substrate that is susceptible to organic contamination from the outside becomes longer. A uniform organic contamination removal effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view and a side view showing an organic contamination removing apparatus according to
FIGS. 2A and 2B are a plan view and a side view showing an organic contamination removal apparatus according to
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement example of a photoengraving apparatus using the organic contamination removing apparatus according to
FIG. 4 is a diagram showing a scanning method of the organic contamination removal apparatus in
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a general TFT array substrate constituting a liquid crystal display device.
FIG. 6 is a side view showing a conventional organic contamination removing apparatus.
FIG. 7 is a side view showing a conventional organic contamination removing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 excimer UV lamp, 2 quartz glass, 3 excimer UV unit,
4 substrate to be processed, 5 stage, 6 envelope, 7 organic contamination removal device,
8 scrub cleaning chamber, 9 coating chamber, 10 developing chamber, 11 exposure chamber,
12 heating / cooling chamber, 13 cassette loader / unloader section,
14 substrate transfer robot, 15 rollers, 21 glass substrate,
22 gate electrode, 23 gate insulating film, 24 ia-Si film,
25 na-Si film, 26 pixel electrode, 27 source electrode,
28 Drain electrode, 29 Passivation film.
Claims (2)
上記ステージに近接して設置され、石英ガラスよりなる窓面を有し、内部にエキシマUVランプが1本以上配置されたエキシマUVユニット、
上記エキシマUVユニットを、上記被処理基板面に対して平行に走査させる駆動手段、
内部に上記ステージおよび上記エキシマUVユニットが設置され、上記エキシマUVユニットから照射される紫外線が外部に漏れるのを防ぐ外囲器を備え、上記駆動手段は、上記エキシマUVユニットを、上記被処理基板端部において上記被処理基板中央部よりも遅く走査させることを特徴とする有機汚染除去装置。A stage on which a substrate to be processed is placed;
An excimer UV unit installed in the vicinity of the stage, having a window surface made of quartz glass, and having one or more excimer UV lamps disposed therein;
Driving means for scanning the excimer UV unit parallel to the surface of the substrate to be processed;
The stage and the excimer UV unit are installed therein, and an envelope is provided to prevent ultraviolet rays radiated from the excimer UV unit from leaking to the outside . The driving means includes the excimer UV unit and the substrate to be processed. An organic contamination removing apparatus, wherein an end portion is scanned later than the central portion of the substrate to be processed .
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