JP4494269B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）用ガラス基板、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）用ガラス基板、プリント基板、セラミックス基板、半導体ウエハ、電子デバイス基板等の基板に対しエアナイフの噴出口から空気、不活性ガス等の気体を噴出して、基板に付着した処理液を除去する基板処理装置に関する。

例えば、ＬＣＤ、ＰＤＰ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造工程においては、ガラス基板の表面へ処理液、例えば純水等の洗浄液を供給して基板を湿式処理（洗浄処理）することが行われる。そして、洗浄処理後の基板の表面には洗浄液が付着しているので、基板の洗浄処理を行う洗浄装置には、液切り装置および乾燥装置が併設されており、洗浄処理が終わった基板は、液切り装置へ搬送されて基板表面から洗浄液が除去され、続いて乾燥装置へ搬送されて基板表面が仕上げ乾燥させられる。基板の表面から洗浄液を除去する液切り装置は、基板の搬入口および搬出口を有する閉鎖型の処理チャンバを備えている。処理チャンバの内部には、基板を支持して水平方向へ搬送する複数の搬送ローラで構成されたローラコンベアが配設され、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・下両側に一対（あるいは必要により基板搬送方向に間隔をあけて複数対）のエアナイフが配設されている。エアナイフは、基板搬送方向と交差するように配設され、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するスリット状の噴出口を有している。また、エアナイフは、その噴出口から基板搬送方向における上流側に向けて気体を噴出するように鉛直面に対し傾斜した姿勢に保持されている。そして、洗浄装置で洗浄処理された基板は、液切り装置の処理チャンバ内へ搬入され、ローラコンベアによって処理チャンバ内を水平方向へ搬送される過程で、一対のエアナイフの噴出口から上・下両面へ気体がそれぞれ吹き付けられることにより、基板の両面から洗浄液が吹き飛ばされて除去される（例えば、特許文献１参照。）。

上記した液切り装置においては、基板に向けてエアナイフから大量の気体が噴出されるので、処理チャンバの内部に複雑な気流を生じる。このため、基板の表面から一旦吹き飛ばされて除去された洗浄液のミストが、気流に乗って基板表面に再付着する、といったことが起こる。また、エアナイフから基板の表面へ吹き付けられる気体の流れ自体が気流の影響を受けて、基板表面から洗浄液を効率良く除去することができない、といったことも起こる。これらの問題を解消するために、処理チャンバ内から排気するようにしているが、その他、処理チャンバの高さ方向の寸法、特にチャンバの内底部の深さ寸法を大きくしたり、処理チャンバの形状を複雑にしたりする、といった対策が講じられている。
特開平９−９４５４６号公報（第５−６頁、図１）

しかしながら、処理チャンバの内底部の深さを深くする、といった方法では、装置が必要以上に大型化する、といった問題点がある。また、処理チャンバの形状を複雑にして気流の影響を低減させる、といった方法では、装置の製作が難しくなり、製造コストが高くなる、といった問題点がある。これらの問題点は、基板が大型化する傾向にある情況の下では、より重大なものとなっている。

また、基板サイズが大きくなっても処理タクト時間が変化しないようにするためには、基板の搬送速度を速くする必要がある。基板搬送速度が速くなると、基板に対しエアナイフから気体をより有効に噴出させて基板上の洗浄液をより効率的に吹き飛ばすことが必要となる。しかしながら従来の装置構成では、気流の乱れにより、気体噴出量を単純に増加させるだけでは液滴の除去能力が向上しない、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、装置を大型化する必要が無く、装置の製作が比較的に容易であって、基板の主面から除去された処理液がミストとなって基板の主面に再付着することを防止することができ、エアナイフからの気体噴出量を大きくしなくても、基板の主面に付着した処理液を効率良く除去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、主面に処理液が付着した基板を支持して水平方向へ搬送する基板搬送手段と、この基板搬送手段によって搬送される基板の周囲を閉鎖的に包囲する処理チャンバと、この処理チャンバの内部に、基板搬送方向と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に対しその幅方向全体にわたり基板搬送方向における上流側に向けて気体を噴出する噴出口を有するエアナイフとを備えた基板処理装置において、前記エアナイフを、平面視で基板搬送方向に対し斜め方向に配置し、前記処理チャンバの、基板搬送路に対し前記エアナイフが配設された空間側に、かつ、エアナイフの配設位置より基板搬送方向における上流側に排気口を設けるとともに、前記処理チャンバの内部に、前記エアナイフの噴出口から噴出されて基板の主面に吹き付けられた気体を前記排気口に向かって流動させる複数枚の整流板を、鉛直方向にかつ平面視で前記エアナイフに対しほぼ直交する方向にそれぞれ立設し、前記排気口を通して排気する排気手段を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、前記エアナイフが、基板搬送路を挟んでその上・下両側に一対配設され、前記排気口が、前記処理チャンバの、基板搬送路の上方空間側および下方空間側にそれぞれ設けられるとともに、前記複数枚の整流板が、前記処理チャンバの、基板搬送路の下方側空間に配設されたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板処理装置において、前記処理チャンバの、基板搬送路の上方側空間を、前記エアナイフの配設位置で基板搬送方向における上流側と下流側とに仕切るように内部仕切り壁を配設したことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の基板処理装置において、前記各整流板の上端部に、前記基板搬送手段によって搬送される基板の下面に当接して基板を支持する補助ローラがそれぞれ取着され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、エアナイフの噴出口から基板の主面に対し基板搬送方向における上流側に向けて噴出された気体は、基板の主面に当たってはね返り、処理チャンバの内部に立設された複数枚の整流板に沿って流れ、排気口に向かって流動し、排気口を通って処理チャンバ内から排気される。このとき、複数枚の整流板がエアナイフに対しほぼ直交するように配置されているので、エアナイフの噴出口から噴出して基板の主面ではね返った気体は、整流板間の通路へ抵抗なく流れ込んで、整流板に沿って流れ、処理チャンバの内壁面に対し斜め方向に当たって排気口の方へ流動する。したがって、エアナイフの噴出口から噴出した気体が処理チャンバの内壁面ではね返ってエアナイフの方へ反転してくるようなことがない。そして、基板の主面に付着した処理液は、基板の主面へ吹き付けられた気体により吹き飛ばされて基板主面から除去され、気体と一緒に排気口を通って処理チャンバ内から排出される。このように、エアナイフの噴出口から噴出され基板の主面ではね返った気体は、処理チャンバ内で乱流状態となることなく整流板により速やかに排気口へ導かれて排気され、その気体と一緒に処理液のミストも処理チャンバ内から排出されるので、基板の主面から除去された処理液のミストが基板の主面に再付着することがなくなる。また、整流板によって気流の乱れが抑止されるので、エアナイフの噴出口から噴出した気体によって基板上の処理液が効率的に吹き飛ばされる。
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、基板の主面から除去された処理液がミストとなって基板の主面に再付着することを防止することができ、エアナイフからの気体噴出量を大きくしなくても、基板の主面に付着した処理液を効率良く除去することができる。そして、この基板処理装置は、大型化する必要が無く、製作も比較的に容易である。

請求項２に係る発明の基板処理装置では、基板の上・下両面から処理液が除去され、基板の上・下両面から除去された処理液のミストは、処理チャンバの上方空間側および下方空間側各排気口を通って気体と一緒に処理チャンバ内から排出される。そして、下側のエアナイフの噴出口から基板の下面に対し噴出され基板の下面に当たってはね返った気体は、整流板に沿って流れ、排気口に向かって流動し、下方空間側の排気口を通って処理チャンバ内から排気され、基板の下面から除去された処理液のミストが気体と一緒に下方空間側の排気口を通って処理チャンバ内から排出される。また、基板の上面から除去された処理液のミストの一部は、重力の作用で処理チャンバ内を降下して、下方空間側における気流に乗り、下方空間側の排気口を通って処理チャンバ内から排出される。

請求項３に係る発明の基板処理装置では、エアナイフの噴出口から基板の上面に対し基板搬送方向における上流側に向けて噴出された気体により基板の上面から吹き飛ばされて除去された処理液のミストは、内部仕切り壁により、エアナイフの、基板搬送方向における上流側から下流側へ流れ込むことが阻止される。したがって、エアナイフの配設位置を通過した基板の上面側に処理液のミストが再付着することを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、整流板の上端部に取着された補助ローラによって基板が支持されるので、基板が大型化しても支障なく基板を支持して搬送することができる。

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３は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、基板処理装置である液切り装置の概略構成を示す側面断面図であり、図２は、図１に示した液切り装置の処理チャンバの内部を、基板搬送面から下向きに見た概略平面図であり、図３は、図１に示した液切り装置の処理チャンバの内部を示す概略側面図である。

この液切り装置は、基板Ｗの搬入口１２および搬出口１４を有する閉鎖型の処理チャンバ１０を備えている。処理チャンバ１０の、基板Ｗの搬入口１２側には、底面および天井面にそれぞれ排気口１６ａ、１６ｂが設けられている。処理チャンバ１０の底面に設けられた排気口１６ａは、図２に示すように処理チャンバ１０の一隅部分に配置されている。各排気口１６ａ、１６ｂには、図示していないがそれぞれ排気管が連通して接続されており、各排気管は排気ポンプにそれぞれ流路接続されている。

処理チャンバの１０の内部には、基板Ｗを支持して水平方向へ搬送する複数の搬送ローラ１８で構成されたローラコンベアが配設されている。搬送ローラ１８は、処理チャンバ１０の両側にそれぞれ片持ち式に支持され軸着されている。また、処理チャンバ１０の内部には、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・下両側に一対のエアナイフ２０ａ、２０ｂが配設されている。なお、基板Ｗの搬送方向に間隔をあけて二対あるいはそれ以上のエアナイフを設置するようにしてもよい。エアナイフ２０ａ、２０ｂは、図２に示すように平面視で基板搬送方向に対し斜め方向に配置されている。なお、図示の便宜上、図１にはエアナイフ１８を基板搬送方向と直交するように描いている。エアナイフ２０ａ、２０ｂには、基板Ｗと対向するように、基板Ｗ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するスリット状の噴出口がそれぞれ形設されている。そして、エアナイフ２０ａ、２０ｂは、その噴出口から基板搬送方向における上流側に向けて気体を噴出するように鉛直面に対し傾斜した姿勢に保持されている。

また、処理チャンバ１０の内部には、基板搬送路の下方側空間であってエアナイフ２０ａの配設位置より基板搬送方向における上流側に複数枚の整流板２２が鉛直方向に立設されている。各整流板２２は、それぞれ互いに平行に間隔を設けて配置されており、整流板２２間に気体の通路が形成されている。また、各整流板２２は、平面視でエアナイフ２０ａの長手方向に対しほぼ直交する方向にそれぞれ配置されており、整流板２２間に形成された各通路が、処理チャンバ１０の搬入口側壁面に対し平面視で排気口１６ａ側へそれぞれ傾斜している。整流板２２の上端部には、ローラコンベアによって搬送される基板Ｗ、特には大型の基板Ｗの下面に当接して基板Ｗを支持する補助ローラ（フリーローラ）２４（図１には図示を省略）が取着されている。補助ローラ２４は、例えば図４に示すように、処理チャンバ１０の底壁面上に支柱桿２６を介して保持された整流板２２の上端板片部２８を折曲し、その折曲部３０に軸着される。

また、基板搬送路の下方側空間には、エアナイフ２０ａの配設位置より基板搬送方向における下流側に複数の補助ローラ３２が配設されている。補助ローラ３２は、図示を省略しているが、処理チャンバ１０の底壁面上に垂設された支柱桿の上端部に支持されている。なお、エアナイフ２０ａの配設位置より基板搬送方向における下流側にも複数枚の整流板を立設して、それらの整流板の上端部に補助ローラ３２を取着するようにしてもよい。さらに、処理チャンバ１０の内部には、基板搬送路の上方側空間を、エアナイフ２０ｂの配設位置で基板搬送方向における上流側と下流側とに仕切るように内部仕切り壁３４が配設されている。

上記した構成を備えた液切り装置においては、前段の洗浄装置による洗浄処理を終えた基板Ｗが処理チャンバ１０内へ搬入口１２を通って搬入され、ローラコンベアによって基板Ｗが処理チャンバ１０内を搬送される過程で、エアナイフ２０ａ、２０ｂの噴出口から基板Ｗの上・下両面に向かって気体が噴出される。エアナイフ２０ａ、２０ｂの噴出口から噴出した気体は、基板Ｗの上・下両面に当たって基板搬送方向における上流側へはね返る。この際に、基板Ｗに付着した純水等の洗浄液が気体によって吹き飛ばされ、基板Ｗの上・下両面から洗浄液が除去される。そして、洗浄液が除去された基板Ｗは、搬出口１４を通って処理チャンバ１０内から搬出されて、後段の乾燥装置へ搬送される。

エアナイフ２０ａ、２０ｂの噴出口から噴出し基板Ｗから除去された洗浄液のミストを含んだ気体は、排気口１６ａ、１６ｂに向かって流動する。このとき、下側のエアナイフ２０ａの噴出口から基板Ｗの下面に対し噴出され基板Ｗの下面に当たってはね返った気体は、エアナイフ２０ａに対しほぼ直交するように配置された整流板２２間の通路へ抵抗なく流れ込み、整流板２２に沿って流れる。そして、洗浄液のミストを含んだ気体は、処理チャンバ１０の内壁面に対し斜め方向に当たって排気口１６ａの方へ流動し、排気口１６ａを通って処理チャンバ１０内から排出される。このように、エアナイフ２０ａの噴出口から噴出され基板Ｗの下面ではね返った気体は、処理チャンバ１０内で乱流状態となることなく整流板２２により速やかに排気口１６ａへ導かれて排気され、その気体と一緒に洗浄液のミストも処理チャンバ１０内から排出される。このため、基板Ｗの下面から除去された洗浄液のミストが、エアナイフ２０ａの配設位置より基板搬送方向における下流側まで飛散して基板Ｗの下面に再付着する、といったことが防止される。また、整流板２２によって気流の乱れが抑止され、さらに、整流板２２間の通路から流れ出た気体は、処理チャンバ１０の内壁面に対し斜め方向に当たって排気口１６ａの方へ流動するので、処理チャンバ１０の内壁面で気体がはね返ってエアナイフ２０ａの方へ反転しその反転気流によってエアナイフ２０ａからの噴出気流が乱される、といったことが起こらない。このため、基板Ｗに付着した洗浄液が効率良く除去されることとなる。

一方、上側のエアナイフ２０ｂの噴出口から基板Ｗの上面に対し噴出され基板Ｗの上面に当たってはね返った気体は、場合によっては乱流状態となりながら排気口１６ｂに向かって流動するが、基板Ｗの上面から除去された洗浄液のミストの一部は、重力の作用で処理チャンバ１０内を降下し、下側のエアナイフ２０ａの噴出口から噴出された気体と一緒になって、排気口１６ａを通って処理チャンバ１０内から排出される。また、基板Ｗの上面から吹き飛ばされて除去された洗浄液のミストは、内部仕切り壁３４により、エアナイフ２０ｂの、基板搬送方向における上流側から下流側へ流れ込むことが阻止される。このため、エアナイフ２０ｂの配設位置を通過した基板Ｗの上面側に洗浄液のミストが再付着することが防止される。

図５は、この発明の別の実施形態を示し、液切り装置の処理チャンバの内部を、基板搬送面から下向きに見た概略平面図である。図５において、図１ないし図３に示した装置の各部材と同一作用をなす同一部材については、図１ないし図３で用いた符号と同一符号を付して説明を省略する。

図５に示した装置では、各整流板３６を、それぞれ互いに平行に配設するのではなく、整流板３６間に形成される各通路がそれぞれ排気口１６を指向するように配設している。整流板３６の上端部には、図１ないし図３に示した装置と同様に補助ローラ３８が取着されている。このような構成とすることにより、下側のエアナイフ２０ａの噴出口から噴出され基板Ｗの下面に当たってはね返った気体が、洗浄液のミストと共により速やかに排気口１６ａへ導かれて排出され、基板Ｗに付着した洗浄液を効率良く除去することができる。

また、図６は、この発明のさらに別の実施形態を示し、液切り装置の処理チャンバの内部を、基板搬送面から下向きに見た概略平面図である。図６においても、図１ないし図３に示した装置の各部材と同一作用をなす同一部材については、図１ないし図３で用いた符号と同一符号を付して説明を省略する。

図６に示した装置には、処理チャンバ１０の内部に、一方の側壁面および搬入口側の壁面に沿って内部ダクト４０、４４がそれぞれ配設されている。内部ダクト４０、４４はそれぞれ、先端が排気口１６ａに接続され末端が閉塞されて、軸線方向にスリット状の吸い込み口４２、４６が形成されている。内部ダクト４０、４４のスリット状吸い込み口４２、４６は、その開口幅が排気口１６ａから遠ざかるのにつれて大きくなるように形成されている。また、内部ダクト４０、４４の吸い込み口４２、４６は、整流板２２の終端付近に配置することが好ましい。このような構成とすることにより、下側のエアナイフ２０ａの噴出口から噴出され基板Ｗの下面に当たってはね返った気体が、整流板２２に沿って流動し整流板２２間の通路から流れ出て、そのまま吸い込み口４２、４６を通って内部ダクト４０、４４内へ吸入される。したがって、処理チャンバ１０内における気流の乱れがより少なくなる。内部ダクト４０、４４内へ吸入された洗浄液のミストを含んだ気体は、内部ダクト４０、４４内から排気口１６ａを通って排出される。

なお、上記した実施形態では、基板を洗浄した後に基板に付着した洗浄液を除去する装置について説明したが、この発明は、洗浄以外の基板の湿式処理後の液切り処理についても適用し得るものである。

この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置である液切り装置の概略構成を示す側面断面図である。 図１に示した液切り装置の処理チャンバの内部を、基板搬送面から下向きに見た概略平面図である。 図１に示した液切り装置の処理チャンバの内部を示す概略側面図である。 図１に示した液切り装置の構成要素の１つである整流板の構成例を示す正面図である。 この発明の別の実施形態を示し、液切り装置の処理チャンバの内部を、基板搬送面から下向きに見た概略平面図である。 この発明のさらに別の実施形態を示し、液切り装置の処理チャンバの内部を、基板搬送面から下向きに見た概略平面図である。

符号の説明

１０ 処理チャンバ
１６ａ、１６ｂ 排気口
１８ 搬送ローラ
２０ａ、２０ｂ エアナイフ
２２、３６ 整流板
２４、３２、３８ 補助ローラ
３４ 内部仕切り壁
４０、４４ 内部ダクト
４２、４６ 吸い込み口
Ｗ 基板

Claims (4)

1. 主面に処理液が付着した基板を支持して水平方向へ搬送する基板搬送手段と、
   この基板搬送手段によって搬送される基板の周囲を閉鎖的に包囲する処理チャンバと、
   この処理チャンバの内部に、基板搬送方向と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に対しその幅方向全体にわたり基板搬送方向における上流側に向けて気体を噴出する噴出口を有するエアナイフと、
   を備えた基板処理装置において、
   前記エアナイフを、平面視で基板搬送方向に対し斜め方向に配置し、
   前記処理チャンバの、基板搬送路に対し前記エアナイフが配設された空間側に、かつ、エアナイフの配設位置より基板搬送方向における上流側に排気口を設けるとともに、前記処理チャンバの内部に、前記エアナイフの噴出口から噴出されて基板の主面に吹き付けられた気体を前記排気口に向かって流動させる複数枚の整流板を、鉛直方向にかつ平面視で前記エアナイフに対しほぼ直交する方向にそれぞれ立設し、前記排気口を通して排気する排気手段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、
   前記エアナイフが、基板搬送路を挟んでその上・下両側に一対配設され、前記排気口が、前記処理チャンバの、基板搬送路の上方空間側および下方空間側にそれぞれ設けられるとともに、前記複数枚の整流板が、前記処理チャンバの、基板搬送路の下方側空間に配設されたことを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記処理チャンバの、基板搬送路の上方側空間を、前記エアナイフの配設位置で基板搬送方向における上流側と下流側とに仕切るように内部仕切り壁を配設したことを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の基板処理装置において、
   前記各整流板の上端部に、前記基板搬送手段によって搬送される基板の下面に当接して基板を支持する補助ローラがそれぞれ取着されたことを特徴とする基板処理装置。

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