JP4160651B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置用ガラス基板のようなFPD(Flat Panel Display:フラットパネルディスプレイ)用基板、フォトマスク用ガラス基板および半導体基板などの各種の被処理基板に対して、処理液を用いた処理を施すための基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置などのようなフラットパネルディスプレイの製造工程には、基板の主面に形成されたレジスト膜を剥離するレジスト剥離工程が含まれる。このレジスト剥離工程を実施するための基板処理装置の概念的な構成を図4に示す。
【0003】
この基板処理装置には、処理すべき基板Sをほぼ水平に延びた基板搬送路91に沿って搬送するための搬送機構と、基板搬送路91の途中に設けられて、レジスト膜を溶かすための薬液(以下、「剥離液」という。)が貯留された剥離槽92とが備えられている。
【0004】
剥離槽92には、搬送機構によって搬送されてくる基板Sを剥離槽92内に搬入するための搬入口93と、レジスト剥離後の基板Sを剥離槽92内から搬出するための搬出口94とが形成されている。この搬入口93および搬出口94に関連して、搬入口93および搬出口94をそれぞれ開閉するためのシャッタ95,96が備えられている。また、剥離槽92内の液位は、図外の剥離液タンクから剥離液を常に供給しつつ、剥離槽92に形成されたオーバフロー開口から剥離液をオーバフローさせることによって、基板搬送路91を搬送される基板Sの上面よりも高く設定された規定液位に保たれるようになっている。オーバフローした剥離液は、上記の剥離液タンクに戻されて再利用される。
【0005】
基板Sが剥離槽92に向けて搬送されてくると、搬入口93に関連して設けられたシャッタ95が開成される。その後、搬入口93から剥離槽92内に基板Sが搬入されて、シャッタ95によって搬入口93が閉塞されると、剥離槽92内の液位が上記の規定液位まで回復し、剥離槽92内の基板Sは、剥離槽92に溜められた剥離液中に完全に浸漬された状態となる。そして、基板Sが剥離槽92内に搬入されてから所定時間が経過すると、搬出口94を閉塞しているシャッタ96が開成されて、開放された搬出口94から基板Sが搬出される。搬出された基板Sは、たとえば、剥離槽92を収容する剥離室97に隣接して設けられたリンス室98に搬入されて、表面に付着している剥離液が純水で洗い流される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来装置においては、剥離槽92から基板Sを搬出する際に、剥離槽92内の剥離液がリンス室98に流入するという問題が発生する。具体的には、搬出口94から基板Sが搬出される過程で、基板Sが剥離槽92とリンス室98とに跨った状態となり、このときに、多量の剥離液が基板Sの上面を伝ってリンス室98に流れ込む。これにより、多量の剥離液が失われるので、従来の装置では、剥離液タンクに新たな剥離液を頻繁に追加供給する必要があり、装置のランニングコストが増大する。
【0007】
また、リンス室98で基板Sの洗浄に使用した純水を、リンス室98や他の処理室で再利用することができれば、装置のランニングコストを低減させることができてよい。しかしながら、多量の剥離液が混入した純水を再利用して、次の他の基板Sの洗浄などを行うと、その基板Sに悪影響を及ぼすおそれがある。したがって、上記の従来装置の構成では、リンス室98で一度使用した純水を再利用することはできない。
【0008】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、処理槽内の処理液が、その処理槽に隣接して設けられた他の処理部に流れ込むことを防止できる基板処理装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、処理すべき基板をほぼ水平に支持しつつ、当該基板の上面に沿った方向に搬送するための搬送機構と、この搬送機構によって搬送される基板に対して順次に処理を施すために、上記基板の上面に沿った方向に配列された複数の処理部と、上記複数の処理部のうちの少なくとも1つの処理部に設けられており、内外で基板を移動させる際に基板が通過する開閉可能な基板通過口を有し、この基板通過口が閉塞された状態で上記搬送機構によって搬送される基板の上面よりも高く設定された第1レベルまで処理液を貯留することのできる処理槽と、この処理槽内の処理液の液位を上記第1レベルから上記搬送機構によって搬送される基板の上面よりも低く設定された第2レベルまで降下させる液面降下手段と、この液面降下手段によって上記処理槽内の処理液の液位が上記第2レベルまで下げられた後に、上記基板通過口を基板が通過するように上記搬送機構の動作を制御する搬送制御手段とを含むことを特徴とする基板処理装置である。
【0010】
上記搬送機構は、その回転軸が上記搬送方向とほぼ直交方向に延在した状態で上記搬送方向に並べて設けられ、処理すべき基板の下面に当接して基板をほぼ水平に支持しつつ搬送する複数の搬送ローラを含むのが好ましい。
【0011】
また、上記搬送制御手段は、上記液面降下手段による処理液の流出が開始されてから予め定める時間が経過した後に、基板が上記基板通過口を通過するように上記搬送機構の動作を制御するものであってもよい。
【0012】
この構成によれば、処理槽の内外で基板を移動させる際には、基板が基板通過口を通過するのに先立って、処理槽内に溜められている処理液の液位が第2レベルまで下げられる。これにより、処理槽の内外で基板を移動させる過程で、基板が処理槽を収容した処理部とこの処理部に隣接した処理部とに跨った状態となっても、処理槽内の処理液が、基板の上面を伝って、隣接した処理部に流れ込むことはない。したがって、処理槽が設けられた処理部の保有する処理液の量が急激に減少することがなく、処理液を頻繁に追加供給する必要をなくすことができる。
【0013】
また、処理槽内の処理液が隣接する処理部に多量に流入することがないから、その隣接する処理部が一度使用した処理液を再利用するように構成されても、再利用した処理液が基板などに悪影響を与えるおそれはない。
【0014】
なお、上記基板通過口は、処理槽の内部に基板を搬入するための開閉可能な搬入口であってもよいし、処理槽の内部から基板を搬出するための開閉可能な搬出口であってもよい。
【0015】
また、本発明を搬出口にのみ適用する場合には、搬入口を開放した直後に、その搬入口を基板が通過するように搬送機構の動作が制御されるのが好ましい。これにより、処理槽内の処理液の液位が基板の下面の高さよりも低くなる前に搬入口を閉じることが可能となり、こうすることによって、基板の下方にエアが滞留するのを防止することができる。その結果、処理後の基板の下面に、基板の下方にエアが滞留することに起因した処理むらが生じるおそれをなくすことができる。
【0016】
請求項2記載の発明は、上記液面降下手段は、上記基板通過口を開放して、その開放された基板通過口から処理槽内の処理液を流出させる手段を含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理装置である。
【0017】
この構成によれば、基板通過口を開放して、その開放された基板通過口から処理槽内の処理液を流出させることにより、処理槽内の処理液の液位を下げることができる。
【0018】
請求項3記載の発明は、上記液面降下手段は、上記処理槽に接続された排液配管と、この排液配管に介装されて、処理液の流通を許可する開成状態および処理液の流通を阻止する閉成状態とに切り換え可能な排液弁と、この排液弁を閉成状態から開成状態に切り換えて、上記排液配管から処理槽内の処理液を流出させる手段とを含むことを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置である。
【0019】
この構成によれば、排液弁を開成して、処理槽内の処理液を排液配管を通して流出させることにより、処理槽内の処理液の液位を下げることができる。
【0020】
また、請求項2記載の構成と請求項3記載の構成との両方が採用された場合には、処理槽内の処理液が基板通過口から流出するのと同時に排液配管を通って流出するから、処理槽内の処理液の液位をより急速に降下させることができる。したがって、処理対象の基板を、基板通過口が開放された直後に基板通過口を通過させることができるので、1枚の基板を処理するのに要する時間を短くできる。
【0021】
なお、基板処理装置は、基板が上記基板通過口を通過した後に、上記基板通過口を閉塞して、上記処理槽内の処理液の液位を上記第2レベルから上記第1レベルまで回復させる液位回復手段をさらに含むのが好ましい。
【0022】
また、液位回復手段は、上記処理槽内から流出した処理液を処理槽に戻すように構成されているのが好ましい。この構成が採用された場合、処理槽から流出した処理液が無駄にならず、また、処理部の保有する処理液がほとんど失われることがない。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0024】
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の要部構成を簡略化して示す断面図である。この基板処理装置は、たとえばフラットパネルディスプレイに適用される基板Sを処理するための装置であり、基板Sの主面に形成されたレジスト膜を剥離するためのレジスト剥離処理を施す剥離処理部1やレジスト剥離処理が施された後の基板Sを純水で洗浄するリンス処理部2を含む複数の処理部が直列に結合されて構成されている。
【0025】
この基板処理装置は、基板Sをほぼ水平に支持しつつ、複数の処理部の配列方向に沿う基板搬送方向Xに基板Sを搬送するための複数の搬送ローラ3を備えている。また、剥離処理部1内には、剥離液中における基板Sの浮き上がりを防止するための押さえローラ18が、各搬送ローラ3の上方に対向して配置されている。複数の搬送ローラ3は、その回転軸が基板搬送方向Xと直交する方向に延在されており、基板処理時には図1における時計回りに回転駆動される。処理されるべき基板Sは、複数の搬送ローラ3の回転に伴って基板搬送方向Xに搬送され、その過程で複数の処理部によって順次に処理が施される。
【0026】
剥離処理部1には、搬送ローラ3によって搬送される基板Sの上面よりも高く設定された第1レベルL1まで剥離液を貯留することのできる剥離槽11が備えられている。この実施形態では、第1レベルL1は、基板Sの上面よりも約10mm高い位置に設定されている。なお、図1において、第1レベルL1は、図示を明確にするために、押さえローラ18の上方に示されているが、実際は、押さえローラ18の中間程度の位置である。剥離槽11の底部には、剥離槽11に貯留された剥離液に超音波振動を付与するための超音波発振器12が配置されている。剥離処理部1に搬入された基板Sは、剥離槽11内の剥離液中に浸漬されることにより、超音波振動が付与された剥離液によるレジスト剥離処理が施される。
【0027】
剥離槽11は、略直方体形状に形成されており、基板搬送方向Xに関して上流側の側壁には、剥離槽11内に基板Sを搬入するためのスリット状の搬入口13が形成されている。また、基板搬送方向Xに関して下流側の側壁には、搬入口13に対向する位置に、剥離槽11から基板Sを搬出するためのスリット状の搬出口14が形成されている。この実施形態において、搬入口13および搬出口14は、各下端縁が搬送ローラ3によって搬送される基板Sの上面よりも約5mm低くなる位置に形成されている。なお、図1においては、搬入口13およぼ搬出口14の下端縁は、図示を明確にするために、搬送ローラ3の下端付近に示されているが、実際は、搬送ローラ3の上端付近に位置している。
【0028】
搬入口13および搬出口14に関連して、搬入口13および搬出口14をそれぞれ開閉するためのシャッタ15,16が備えられている。シャッタ15は、搬送ローラ3によって基板Sを剥離槽11に対して搬入および搬出するときに開成され、基板Sの搬入および搬出が完了すると閉成される。また、シャッタ16は、基板Sを剥離槽11から搬出するときにのみ開成され、基板Sの搬出が完了すると閉成される。
【0029】
剥離槽11の側壁にはさらに、上記第1レベルL1に対応する位置に、剥離槽11内の剥離液をオーバフローさせるための開口17が形成されている。また、剥離槽11には、剥離液供給路4を介して剥離液タンク5が接続されており、ポンプPによって剥離液タンク5から汲み出された剥離液が常時供給されている。したがって、シャッタ15,16が閉成された状態では、剥離液タンク5から剥離槽11に剥離液が供給されつつ、第1レベルL1以上に溜められた剥離液が開口17からオーバフローし、これにより、剥離槽11内の剥離液の液位は第1レベルL1に保たれている。なお、剥離槽11からオーバフローした剥離液は、剥離液回収路6を通って剥離液タンク5に戻されるようになっている。
【0030】
剥離槽11の底面からは、先端が剥離液タンク5に接続された排液配管7が延びている。排液配管7は、その管径が比較的大きく形成されており、その途中部には、剥離槽11から流出する剥離液の流通を許可/阻止するための排液弁8が介装されている。これにより、排液弁8を開成して剥離槽11から剥離液を流出させることによって、剥離槽11内に溜められている剥離液の液位を急速に降下させることができる。
【0031】
また、この基板処理装置には、CPUやメモリなどを含む制御部41が備えられている。この制御部41は、内蔵されたメモリに記憶されているプログラムに従って、搬送ローラ3を駆動するためのローラ駆動機構42や、シャッタ15,16を開閉するためのシャッタ駆動機構43,44の動作を制御する。また、排液配管7に介装された排液弁8の開閉を制御する。
【0032】
図2は、この基板処理装置の動作について説明するための図である。剥離処理部1に基板Sが搬入される前は、シャッタ15,16は両方とも閉成されており、剥離槽11内には、搬送ローラ3によって搬送される基板Sの上面よりも高く設定された第1レベルL1まで剥離液が溜められている(図2(a) 参照)。
【0033】
基板搬送方向Xに関して上流側の処理部における処理が終了した基板Sが、剥離槽11に搬送されてくると、搬入口13に関連して設けられたシャッタ15が開成される(図2(b) 参照)。これにより、剥離槽11内に溜められた剥離液が、搬入口13から外部へと流出する。基板Sは、搬入口13から流出する剥離液の流れに逆らって、剥離液中を基板搬送方向Xに進み、搬入口13から剥離槽11内に搬入される。
【0034】
剥離槽11内への基板Sの搬入が完了すると、シャッタ15が閉成されて、シャッタ15によって搬入口13が閉塞される。剥離槽11には、図1に示す剥離液タンク5から汲み出された剥離液が常時供給されているので、シャッタ15が閉成されると、剥離槽11内の剥離液の液位が第1レベルL1に回復する。また、シャッタ15が閉塞されると、搬送ローラ3は、基板Sを基板搬送方向Xに移動させるために正転されたり、基板Sを基板搬送方向Xとは逆方向に戻すために逆転されたりする。これにより、剥離槽11内の基板Sは、剥離槽11内に溜められた剥離液中に完全に浸漬された状態で揺動されて、剥離液によるレジスト剥離処理を受ける(図2(c) 参照)。
【0035】
シャッタ15が閉成されてから予め定める処理時間が経過すると、搬送ローラ3による基板Sの揺動が中止されて、搬入口13および搬出口14をそれぞれ閉塞しているシャッタ15,16が開成される。また、シャッタ15,16が開成されると同時に、排液配管7に介装された排液弁8が開成される(図2(d) 参照)。これにより、剥離槽11内に溜められている剥離液が、開放された搬入口13および搬出口14から流出するとともに、排液配管7を通って流出する。その結果、剥離槽11内の剥離液の液位は、第1レベルL1から搬入口13および搬出口14の下端縁の高さと等しい第2レベルL2まで急速に降下する。
【0036】
そして、シャッタ15,16および排液弁8が開成されてから予め定める待機時間が経過すると、搬送ローラ3による基板Sの搬出動作が開始される。その後、基板Sの先端が搬出口14に到達するまでには、剥離槽11内の剥離液の液位が第2レベルL2まで下がっており、基板Sは、液位が第2レベルL2まで下がった状態で搬出口14を通過して、リンス処理部2に搬入される(図2(e) 参照)。リンス処理部2に搬入された基板Sは、その表面に純水が吹き付けられることにより、表面に付着している剥離液が洗い流される。なお、排液弁8は、所定時間経過後に閉成される。
【0037】
以上のようにこの実施形態によれば、基板Sを剥離槽11から搬出するためにシャッタ15,16を開成してから予め定める待機時間が経過した後に、搬送ローラ3による基板Sの搬出動作を開始するようにしている。これにより、基板Sが搬出口14を通過する時点では、剥離槽11内の剥離液の液位が基板Sの上面よりも低く設定された第2レベルL2まで下がっているから、剥離槽11から基板Sが搬出される過程で、剥離槽11内の剥離液が基板Sの上面を伝ってリンス処理部2へ流れ込むことはない。したがって、剥離処理部1が保有する剥離液の液量が急激に減少することがなく、剥離液タンク5へ新たな剥離液を追加供給する頻度を少なくすることができる。
【0038】
また、リンス処理部2が基板Sの洗浄に使用した純水を再利用するように構成されている場合には、剥離槽11から基板Sが搬出される際に多量の剥離液がリンス処理部2に流れ込むおそれがないから、洗浄に使用した純水を再利用しても、その再利用水が基板などに悪影響を与えるおそれはない。
【0039】
さらに、この実施形態では、シャッタ15,16の開成と同時に排液弁8を開成させることにより、剥離槽11内の剥離液の液位が急速に降下するようにされている。これにより、シャッタ15,16および排液弁8を開成してから搬送ローラ3による基板Sの搬出動作を開始するまでの待機時間を、ごく短い時間に設定することができる。よって、シャッタ16を開成すると同時に基板Sの搬出動作を開始する従来構成と比較して、1枚の基板Sを処理するのに要する時間が長くなるといったことはない。
【0040】
また、基板が搬出を開始する時には、剥離槽11の入口側シャッタ15と排液弁8とを閉じてしまえば、次の基板Sのための液面上昇を早くから行うことができる。
【0041】
また、この実施形態では、基板Sが搬入口13から流出する剥離液中を搬送されて、剥離槽11内に搬入されるようになっている。これにより、剥離槽11内の剥離液の液位が基板Sの下面の高さよりも低くなる前にシャッタ15を閉じることが可能となり、こうすることによって、基板Sの下方にエアが滞留するのを防止することができる。これにより、レジスト剥離処理後の基板Sの下面に、基板Sの下方にエアが滞留することに起因した処理むらが生じるおそれをなくすことができる。
【0042】
さらに、剥離液が基板Sの上面を伝ってリンス処理部2へ流れ込むのを防止するために、剥離槽11から搬出される基板Sの上面にエアを吹き付ける構成を採用することが考えられるが、この構成では、エアによって基板Sの表面が乾燥し、パーティクルが付着するおそれがある。これに対し、上述の実施形態に係る構成では、エアによって基板Sの表面が乾燥するといったことがないので、より良質な基板Sを提供することができる。また、このようなエア供給部品が不要になる。
【0043】
この発明の一実施形態の説明は以上の通りであるが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述の実施形態においては、剥離槽11内の剥離液を排出するための排液配管7を設け、基板Sを剥離槽11から搬出するのに先立って、排液配管7に介装された排液弁8を開成させることにより、剥離槽11内の剥離液の液位が急速に下がるようにしている。しかしながら、排液配管7および排液弁8を設ける代わりに、たとえば、図3に示すような構成が採用されてもよい。すなわち、剥離槽11の側面11Aに大きな開口が形成され、この開口の周縁に接続されたベローズ51がシリンダ52によって伸縮されるような構成が採用されてもよい。
【0044】
この構成が採用された場合には、剥離槽11から基板Sを搬出するのに先立って、ベローズ51が収縮された図3(a) に示す状態から、図3(b) に示すようにベローズ51を伸長させて、ベローズ51内に剥離液を流入させることにより、剥離槽11内の剥離液の液位を急速に下げることができる。また、基板Sが剥離槽11に対して搬出された後にベローズ51を収縮させることにより、剥離槽11内の剥離液の液位を急速に上げることができるから、1枚の基板Sを剥離槽11内において処理するのに要する時間を短縮することができる。
【0045】
さらに、上述の実施形態においては、シャッタ15,16の開成と同時に排液弁8を開成するとしているが、たとえば、排液弁8が先に開成されて、剥離槽11内の剥離液の液位が第2レベルL2まで下がった後に、シャッタ15,16が開成されてもよい。
【0046】
また、上述の実施形態においては、剥離槽11内に基板Sが搬入されると、搬送ローラ3によって基板Sが揺動され、その後に予め定める処理時間および待機時間が経過した時点で、搬送ローラ3による基板Sの搬出動作が開始されるとしている。しかしながら、基板Sは必ずしも揺動される必要はなく、基板Sが剥離槽11へ搬入された後も、基板Sの基板搬送方向Xへの搬送が続けられてもよい。この場合には、シャッタ15を閉成してから上記処理時間および待機時間が経過した時点で、基板Sの先端が搬出口14に到達するように、搬送ローラ3の回転速度を制御すればよい。
【0047】
さらには、処理すべき基板Sが剥離槽11内に搬入される際において、搬入口13から流出する剥離液中を基板Sが搬送されるとしているが、たとえば、シャッタ15が開成されて、開放された搬入口13から剥離液が流出し、剥離槽11内の剥離液の液位が第2レベルL2まで下がった後で、基板Sが剥離槽11内に搬入されてもよい。この構成を採用した場合、基板Sを剥離槽11に搬入する際に、剥離槽11内の剥離液が基板Sの上面を伝って剥離処理部1の上流側に設けられた処理部へ流れ込むのを防止することができる。
【0048】
また、基板Sに施される処理は、上述のレジスト剥離処理の他に、処理液としてエッチング液を用いたエッチング処理や薬液や純水などを用いた洗浄処理であってもよい。
【0049】
さらに、上述の実施形態においては、フラットパネルディスプレイに適用される基板を処理するための装置を例にとったが、この発明は、フォトマスク用ガラス基板や半導体基板など他の種類の基板を処理するための装置に適用することができる。
【0050】
その他、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内で、種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の要部構成を簡略化して示す断面図である。
【図2】図1に示す基板処理装置の動作について説明するための図である。
【図3】剥離槽内の剥離液の液位を降下させるための他の構成例を簡略化して示す図である。
【図4】従来の装置における基板の搬出動作について説明するための図である。
【符号の説明】
1 剥離処理部
2 リンス処理部
3 搬送ローラ(搬送機構)
11 剥離槽(処理槽)
13 搬入口(基板通過口)
14 搬出口(基板通過口)
15,16 シャッタ
41 制御部(搬送制御手段,液面降下手段)
42 ローラ駆動機構(搬送機構)
43,44 シャッタ駆動機構(液面降下手段)
7 排液配管(液面降下手段)
8 排液弁(液面降下手段)
L1 第1レベル
L2 第2レベル
S 基板
X 基板搬送方向
Claims (3)
- 処理すべき基板をほぼ水平に支持しつつ、当該基板の上面に沿った方向に搬送するための搬送機構と、
この搬送機構によって搬送される基板に対して順次に処理を施すために、上記基板の上面に沿った方向に配列された複数の処理部と、
上記複数の処理部のうちの少なくとも1つの処理部に設けられており、内外で基板を移動させる際に基板が通過する開閉可能な基板通過口を有し、この基板通過口が閉塞された状態で上記搬送機構によって搬送される基板の上面よりも高く設定された第1レベルまで処理液を貯留することのできる処理槽と、
この処理槽内の処理液の液位を上記第1レベルから上記搬送機構によって搬送される基板の上面よりも低く設定された第2レベルまで降下させる液面降下手段と、
この液面降下手段によって上記処理槽内の処理液の液位が上記第2レベルまで下げられた後に、上記基板通過口を基板が通過するように上記搬送機構の動作を制御する搬送制御手段と、
を含むことを特徴とする基板処理装置。 - 上記液面降下手段は、上記基板通過口を開放して、その開放された基板通過口から処理槽内の処理液を流出させる手段を含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
- 上記液面降下手段は、
上記処理槽に接続された排液配管と、
この排液配管に介装されて、処理液の流通を許可する開成状態および処理液の流通を阻止する閉成状態とに切り換え可能な排液弁と、
この排液弁を閉成状態から開成状態に切り換えて、上記排液配管から処理槽内の処理液を流出させる手段と、
を含むことを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置。
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