JP4627681B2 - 基板の処理装置及び処理方法 - Google Patents

Description

この発明は搬送される基板の上面にこの基板の搬送方向と交差する方向に沿って処理液を直線状に供給して処理する基板の処理装置及び処理方法に関する。

たとえば、液晶表示装置の製造工程においては、ガラス製の基板に回路パターンを形成する工程がある。回路パターンを形成する場合、成膜された基板にレジストを塗布してから露光し、露光後に現像液によって現像処理してからエッチング液でエッチング処理することで、基板の表面に回路パターンを精密に形成する。

基板に回路パターンを形成したならば、その基板の表面に付着残留するレジスト膜やレジスト残渣などの有機物を剥離液によって除去する。剥離液によって有機物を除去したならば、その基板の板面を洗浄液で洗浄処理してから次工程に受け渡すということが行われる。

基板を現像液、エッチング液、剥離液及び洗浄液などの処理液で処理する場合、上記基板を搬送手段によって所定方向に搬送しながら、この基板の上面に上記処理液を、基板の搬送方向と交差する方向に直線状に供給して処理するということが行なわれている。下記に示す特許文献１には搬送される基板に処理液を供給するノズル体が示されている。

特許文献１に示されたノズル体は、下面に複数の吐出口が長手方向に沿って所定間隔で形成されている。このノズル体には供給された処理液を滞留させる液溜め室と、一端が上記吐出口に連通し、他端が上記液溜め室に連通して液溜め室に滞留する処理液を吐出口に流通させて吐出させる液吐出流路を備えている。

そして、上記構成のノズル体は、長手方向を上記基板の搬送方向と交差する方向に沿わせて搬送される上記基板の上方に配置される。それによって、上記吐出口から処理液を流出させれば、その処理液を所定方向に搬送される基板の上面に、搬送方向と交差する方向に沿って直線状に供給することができるようになっている。
特開２００３−１７００８６号公報

上記ノズル体の液溜め室には供給管が接続され、この供給管から処理液が液溜め室に供給される。処理液はこの液溜め室に滞留しながら液吐出流路を通ってノズル体の下面に形成された吐出口から流出する。

しかしながら、このような構成によると、処理液が供給管から液溜め室に供給される際、処理液が空気を巻き込むことがある。処理液が空気を巻き込むと、その空気が気泡となって処理液とともに吐出口から基板に供給される。

基板に供給された気泡は破裂せずに残留することがあり、その場合には基板の気泡が残留した部分に処理液が付着しない状態或いは他の部分に比べて付着量が少ない状態となるから、処理液による基板の処理にむらが生じるということがある。

この発明は、基板に処理液を搬送方向と交差する方向に沿って直線状に供給する場合、気泡を含まない処理液を供給することができるようにした基板の処理装置及び処理方法を提供することにある。

この発明は、搬送される基板の上面を処理液供給手段から供給される処理液によって処理する処理装置であって、
上記処理液供給手段は、
容器本体と、
この容器本体内を上記処理液が供給される流入部及びこの流入部に供給された処理液がオーバフローして流入する貯液部に区画した仕切体と、
上記貯液部の底壁に形成されこの貯液部に上記流入部から流入して所定の高さで貯えられた処理液を上記基板の上面に供給する流出部と、
上記流入部の側壁の上端部に形成され上記流入部に供給された処理液の液面が上記仕切体の上端とほぼ同じ高さに上昇したときにその液面に浮遊する気泡を上記貯液部に流入させずに上記容器本体の外部に流出させる排出部を具備し、
上記排出部は、上記流入部の側壁の上端部に形成された山形状の凹凸部であって、その凹部の下端は上記仕切体の上端とほぼ同じ高さに設定されていることを特徴とする基板の処理装置にある。

上記流出部は、上記貯液部の底壁に上記基板の搬送方向と交差する方向に沿って所定間隔で形成され上記貯液部に貯えられた処理液を上記基板の上面に直線状に流出する複数のノズル孔からなることが好ましい。

上記流入部に接続されこの流入部に上記処理液を供給する給液管と、
上記流入部に設けられこの流入部内を２つの部屋に区画するとともに上記給液管から一方の部屋に供給された処理液を衝突させてその勢いを減少させてから他方の部屋にオーバフローさせる上記仕切体よりも低い高さの衝突壁とを備えていることが好ましい。

上記流入部の側壁の外側には、上記排出部から気泡とともに排出される処理液を受ける排液部が設けられていることが好ましい。

この発明は、搬送される基板の上面に処理液を供給して処理する処理方法であって、
上記基板を搬送する工程と、
内部が仕切体によって上記処理液が供給される流入部及びこの流入部に供給された処理液がオーバフローして流入する貯液部に区画された容器本体を有し、所定の位置に搬送された基板の上面に、上記貯液部に流入した処理液をこの貯液部の底壁に形成された流出部から上記基板の搬送方向と交差する方向に沿って直線状に供給する工程と、
上記基板に処理液を供給する前に、その処理液に含まれる気泡を除去する工程を具備し、
上記気泡を除去する工程は、上記流入部の側壁の上端部に凹部の下端が上記仕切体の上端とほぼ同じ高さに設定されて形成された山形状の凹凸部の、上記凹部によって上記気泡を上記貯液部に流入させずに上記容器本体から外部に排出することを特徴とする基板の処理方法にある。

この発明によれば、処理液が気泡を巻き込んでも、その処理液が基板に供給される前に気泡が除去されるから、基板上に気泡が残留して処理液による処理が均一に行なえなくなるのを防止できる。

以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は処理装置の幅方向に沿う縦断面図である。この処理装置はチャンバ１を備えている。このチャンバ１は、上面が開口した本体部２と、この本体部２の上面開口を開閉する蓋体部３とによって構成されている。蓋体部３は幅方向の一側が上記本体部２にヒンジ４によって回動可能に連結され、幅方向他側には図示しないハンドルが設けられている。

上記チャンバ１の本体部２の底部の幅方向両端部には支持部材１１が設けられている。一対の支持部材１１にはユニット化された搬送装置１２が着脱可能に設置される。この搬送装置１２は上記支持部材１１の上面に載置される一対のベース部材１３を有する。一対のベース部材１３は複数、たとえば３本の連結部材１４（図１に１本だけ示す）によって連結されている。

各ベース部材１３には支持板１５が長手方向に沿って設けられている。一対の支持板１５の対応する位置には軸受１６が所定間隔で設けられている。対応する一対の軸受１６には搬送軸１７が両端部を回転自在に支持されている。つまり、一対のベース部材１３には複数の搬送軸１７がチャンバ１の幅方向と直交する長手方向に対して所定間隔で設けられている。

なお、図示しないがチャンバ１の長手方向一側壁には搬入口が形成され、他側には搬出口が形成されていて、上記搬入口からチャンバ１内に液晶表示装置に用いられるガラス製の基板Ｗが供給されるようになっている。

各搬送軸１７には複数の搬送ローラ１８が所定間隔で設けられている。上記連結部材１４の両端部には上記搬入口から供給されて上記搬送ローラ１８によって後述するように搬送される基板Ｗの幅方向両端部をガイドするガイドローラ１９が設けられている。ガイドローラ１９は搬送ローラ１８により搬送される基板Ｗが蛇行するのを防止している。

上記搬送軸１７は駆動機構２１によって回転駆動されるようになっている。この駆動機構２１は駆動源２２を有し、この駆動源２２の出力軸２３には駆動歯車２４が嵌着されている。この駆動歯車２４には取付け軸２５に嵌着された従動歯車２６が噛合している。上記取付け軸２５と上記搬送軸１７の端部には互いに噛合する歯車（図示せず）が設けられている。

それによって、上記駆動源２２が作動すれば、上記搬送軸１７が回転駆動されるから、上記チャンバ１内に供給された基板Ｗが上記搬送軸１７に設けられた搬送ローラ１８に支持されて搬送されるようになっている。

上記チャンバ１内には、上記搬送軸１７に設けられた搬送ローラ１８よって水平な状態で搬送される基板Ｗの上面に現像液、エッチング液、剥離液或いは洗浄液などの処理液Ｌを基板Ｗの搬送方向と直交する幅方向に沿って直線状に供給する処理液供給手段としての処理液供給装置３１が設けられている。

上記処理液供給装置３１は図２乃至図４に示すように容器本体３２を有する。この容器本体３２は上記基板Ｗの幅方向、つまりチャンバ１の幅方向に沿って細長い、上面が開口した箱型状に形成されている。この容器本体３２の幅寸法は上記基板Ｗの幅寸法よりも長く設定されていて、内部は容器本体３２の長手方向に沿って設けられた仕切体３３によってこの長手方向と直交する方向に流入部３４と貯液部３５とに区画されている。この実施の形態では、上記流入部３４は図４に矢印で示す基板Ｗの搬送方向の上流側に位置し、貯液部３５は下流側に位置している。

上記流入部３４の側壁３４ａの下部には、この側壁３４ａの幅方向に沿って複数の給液口体３６が長手方向に等間隔で設けられている。各給液口体３６には処理液の給液管３７の一端が接続されている。給液管３７の他端は図示しない処理液の供給部に連通している。それによって、上記容器本体３２の流入部３４には上記側壁３４ａの下部から処理液が所定の圧力で供給されるようになっている。

上記流入部３４には、この流入部３４内を上記給液口体３６側に位置する第１の部屋３８ａと、上記貯液部３５側に位置する第２の部屋３８ｂとに区画した衝突壁３９が容器本体３２の長手方向全長にわたって設けられている。

上記衝突壁３９の高さは上記仕切体３３の高さよりも低く設定されている。それによって、上記給液口体３６から第１の部屋３８ａに供給された処理液Ｌは衝突壁３９に衝突して勢いが弱められながら第１の部屋３８ａに溜まって液面が上昇する。そして、液面が衝突壁３９とほぼ同じ高さに上昇すると、その衝突壁３９を図４に矢印で示すようにオーバフローして第２の部屋３８ｂに流入する。

処理液Ｌは給液口体３６から第１の部屋３８ａに勢いよく流入することで、空気を巻き込み、それが気泡の発生の原因となる。しかしながら、給液口体３６から第１の部屋３８ａに流入した処理液Ｌは衝突壁３９で衝突して勢いが弱められて衝突壁３９をオーバフローして第２の部屋３８ｂに流入する。

つまり、処理液Ｌは第１の部屋３８ａに流入するときの勢いで乱流が生じて気泡の発生を招くが、第２の部屋３８ｂには乱流を生じることなく静かに流入するため、そのときに気泡の発生を招くということがほとんどない。

処理液Ｌが第２の部屋３８ｂにオーバフローし、流入部３４の液面が仕切体３３の上端とほぼ同じ高さになると、処理液Ｌは図４に矢印で示すように仕切体３３をオーバフローして貯液部３５に流入する。そのときも、処理液Ｌはオーバフローによって貯液部３５に乱流とならずに静かに流入するため、乱流の発生を招くことがない。

上記貯液部３５の底壁３５ａには、図３に示すように流出部を形成する複数のノズル孔４０が容器本体３２の幅方向に沿って所定の間隔で一列に形成されている。この実施の形態では、上記ノズル孔４０は孔径が０．５ｍｍで、ピッチが０．７ｍｍに設定されている。

それによって、貯液部３５内に処理液Ｌが仕切体３３の上端の高さで貯えられていると、その高さによる圧力で０．７ｍｍのピッチで形成された隣り合うノズル孔４０から流出する処理液Ｌは連なり、一直線となって基板Ｗの上面に供給される。つまり、流出部を複数のノズル孔４０によって形成しても、処理液Ｌは各ノズル孔４０ごとに分かれることなく、基板Ｗの幅方向に沿って直線状に連なって基板Ｗの上面に供給される。

上記実施の形態では複数のノズル孔４０から流出する処理液Ｌが直線状となるよう、隣り合うノズル孔４０のピッチを０．７ｍｍとしたが、ピッチが０．７ｍｍよりも小さければ、複数のノズル孔４０から流出する処理液Ｌを直線状となるように連なった状態で基板Ｗに供給することができる。

なお、隣り合うノズル孔４０から流出する処理液が連なるノズル孔４０のピッチは、ノズル孔４０から流出する処理液Ｌに加わる貯液部３５の液面の高さや処理液Ｌの粘度などによって異なる。実験によれば、純水の場合にはノズル孔４０のピッチを１．０ｍｍとすると、隣り合うノズル孔４０から流出する処理液Ｌは連なることなく分離し、０．７ｍｍとしたときに直線状に連なることが確認された。

したがって、処理液Ｌが純水の場合、ノズル孔４０のピッチは０．７ｍｍよりも小さければ、隣り合うノズル孔４０から流出する処理液Ｌを、各ノズル孔４０ごとに分離させずに、直線状に連なった状態で供給することができる。

上記流入部３４の側壁３４ａの上部には、図５に示すように凹部４１ａと凸部４１ｂが交互に形成された山形状の排出部としての凹凸部４１が設けられている。つまり、凹凸部４１の凹部４１ａと凸部４１ｂはそれぞれ上下逆向きの三角形状になっていて、凹部４１ａの谷の下端の高さＨは上記仕切体３３の上端の高さとほぼ同じに設定されている。

それによって、上記給液口体３６から流入部３４に供給された処理液Ｌの液面が仕切体３３及び凹部４１ａの下端とほぼ同じ高さになると、流入部３４の液面に浮遊する気泡が処理液Ｌとともに上記貯液部３５に流れずに、上記凹部４１ａを通って上記流入部３４の側壁３４ａの外側に形成された排液部４２に流出する。

つまり、上記凹凸部４１の凹部４１ａは逆三角形状となっているため、その谷の部分を流れる処理液Ｌの流速は仕切体３３の上端をオーバフローする処理液Ｌの流速よりも速くなる。そのため、流入部３４の処理液Ｌの液面には、貯液部３５側よりも排液部４２側に向かう流れが生じ易くなるため、その液面に気泡が浮遊していれば、その気泡は排液部４２に流れ、貯液部３５に流れるのが阻止される。

上記排液部４２には図示しない排液管が接続されている。それによって、排液部４２に気泡とともに流入した処理液Ｌは上記排液管を通じて適所に排出されるようになっている。
なお、容器本体３２の上面開口は、メッシュなどによって形成された図示しない蓋部材によって覆うようにしてもよい。

このような構成の処理装置によれば、流入部３４の側壁３４ａの下部に設けられた給液口体３６から第１の部屋３８ａに所定の圧力で供給された処理液Ｌは、衝突壁３９に衝突することで勢いが弱められる。処理液Ｌが第１の部屋３８ａに勢いよく流入することで、乱流が生じて空気を巻き込むから、その空気が気泡となった処理液Ｌに含まれることになる。

第１の部屋３８ａに流入した処理液Ｌの液面が上昇すると、処理液Ｌは衝突壁３９をオーバフローして第２の部屋３８ｂに流入し、流入部３４の液面が上昇する。流入部３４に供給される処理液Ｌは、衝突壁３９によって勢いが弱められるため、流入部３４の液面が上昇するときに乱流が生じて空気を巻き込むということがない。

つまり、処理液Ｌが流入部３４の第１の部屋３８ａに流入するときには所定の圧力で流入するため、気泡の発生を招く。しかしながら、その後は気泡の発生を招くことがないから、流入部３４における気泡の発生を抑制することができる。

このようにして流入部３４に供給された処理液Ｌの液面が仕切体３３の上端及び凹凸部４１の凹部４１ａの下端とほぼ同じ高さまで上昇すると、流入部３４の処理液Ｌの液面には、上記凹部４１ａを通って排液部４２に流れと、仕切体３３をオーバフローして貯液部３５に流れる流れとが生じる。

上記凹部４１ａは逆山形状に形成されているため、凹部４１ａを流れる処理液Ｌの流速は仕切体３３をオーバフローする処理液Ｌの流速よりも速くなる。したがって、流入部３４の処理液Ｌの液面に気泡が浮遊していると、その気泡は流速が速い凹凸部４１の凹部４１ａに流れ、仕切体３３をオーバフローすることがないから、貯液部３５に気泡が流入することがない。

仕切体３３をオーバフローした処理液Ｌは上記貯液部３５内に所定の高さで貯えられ、その高さによって生じる圧力で貯液部３５の底壁３５ａに形成された複数のノズル孔４０から流出する。基板Ｗに供給される処理液Ｌには気泡が含まれていないため、基板Ｗ上に気泡が付着して処理むらが生じるのを防止することができる。

隣り合うノズル孔４０のピッチを、隣り合うノズル孔４０から流出する処理液が連なる間隔に形成したため、処理液Ｌは基板Ｗの搬送方向と直交する幅方向に沿って一直線となって流出する。

そのため、所定方向に搬送される基板Ｗの幅方向全長に処理液Ｌをむらなく均一に供給することができるから、そのことによっても基板Ｗの上面全体をむらが生じることなく均一に処理することができる。

そのため、処理液Ｌに圧力を加える場合に比べて処理液Ｌの使用量を減少させることができるから、ランニングコストを低くすることが可能となる。貯液部３５の液面の高さは、処理液Ｌの供給量と、ノズル孔４０の孔径と数とによって設定することができ、通常は供給量をノズル孔４０からの流出量よりもわずかに多くなるよう設定しておく。それによって、貯液部３５の液面を仕切体３３の上端とほぼ同じに設定することができるから、その高さに応じた圧力で処理液Ｌをノズル孔４０から流出させることができる。

なお、上記一実施の形態では供給部として貯液部の底壁に複数のノズル孔を所定間隔で形成したが、ノズル孔に代わり上記底壁にスリットを形成するようにしてもよい。

この発明の一実施の形態を示す処理装置の幅方向に沿う縦断面図。 上記処理装置内に設けられる処理液供給装置の平面図。 上記処理液供給装置の下面図。 処理液供給装置の縦断面図。 流入部の側壁の上部に形成された凹凸部の正面図。

符号の説明

１…チャンバ、３１…処理液供給装置（処理液供給手段）、３２…容器本体、３３…仕切体、３４…流入部、３５…貯液部、３７…給液管、３８ａ…第１の部屋、３８ｂ…第２の部屋、３９…衝突壁、４１…凹凸部（排出部）、４１ａ…凹部、４１ｂ…凸部。

Claims (5)

1. 搬送される基板の上面を処理液供給手段から供給される処理液によって処理する処理装置であって、
   上記処理液供給手段は、
   容器本体と、
   この容器本体内を上記処理液が供給される流入部及びこの流入部に供給された処理液がオーバフローして流入する貯液部に区画した仕切体と、
   上記貯液部の底壁に形成されこの貯液部に上記流入部から流入して所定の高さで貯えられた処理液を上記基板の上面に供給する流出部と、
   上記流入部の側壁の上端部に形成され上記流入部に供給された処理液の液面が上記仕切体の上端とほぼ同じ高さに上昇したときにその液面に浮遊する気泡を上記貯液部に流入させずに上記容器本体の外部に流出させる排出部を具備し、
   上記排出部は、上記流入部の側壁の上端部に形成された山形状の凹凸部であって、その凹部の下端は上記仕切体の上端とほぼ同じ高さに設定されていることを特徴とする基板の処理装置。
2. 上記流出部は、上記貯液部の底壁に上記基板の搬送方向と交差する方向に沿って所定間隔で形成され上記貯液部に貯えられた処理液を上記基板の上面に直線状に流出する複数のノズル孔からなることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
3. 上記流入部に接続されこの流入部に上記処理液を供給する給液管と、
   上記流入部に設けられこの流入部内を２つの部屋に区画するとともに上記給液管から一方の部屋に供給された処理液を衝突させてその勢いを減少させてから他方の部屋にオーバフローさせる上記仕切体よりも低い高さの衝突壁とを備えていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
4. 上記流入部の側壁の外側には、上記排出部から気泡とともに排出される処理液を受ける排液部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
5. 搬送される基板の上面に処理液を供給して処理する処理方法であって、
   上記基板を搬送する工程と、
   内部が仕切体によって上記処理液が供給される流入部及びこの流入部に供給された処理液がオーバフローして流入する貯液部に区画された容器本体を有し、所定の位置に搬送された基板の上面に、上記貯液部に流入した処理液をこの貯液部の底壁に形成された流出部から上記基板の搬送方向と交差する方向に沿って直線状に供給する工程と、
   上記基板に処理液を供給する前に、その処理液に含まれる気泡を除去する工程を具備し、
   上記気泡を除去する工程は、上記流入部の側壁の上端部に凹部の下端が上記仕切体の上端とほぼ同じ高さに設定されて形成された山形状の凹凸部の、上記凹部によって上記気泡を上記貯液部に流入させずに上記容器本体から外部に排出することを特徴とする基板の処理方法。

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