JP4954795B2 - 基板の保持装置及び基板の処理方法 - Google Patents

Description

この発明は基板の上面を処理液によって処理するときに裏面側に処理液が回り込まないよう基板を保持する保持装置及びこの保持装置を用いた基板の処理方法に関する。

液晶表示パネルに用いられるガラス製の基板には回路パターンが形成される。基板に回路パターンを形成するにはリソグラフィープロセスが採用される。リソグラフィープロセスは周知のように上記基板にレジストを塗布し、このレジストに回路パターンが形成されたマスクを介して光を照射する。

つぎに、レジストの光が照射されない部分或いは光が照射された部分を除去し、レジストが除去された部分をエッチングする。そして、エッチング後に基板からレジストを除去するという一連の工程を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パターンを形成する。

このようなリソグラフィープロセスにおいては、上記基板に現像液、エッチング液或いはエッチング後にレジストを除去する剥離液などの処理液によって基板を処理する工程、さらに処理液による処理後に洗浄液によって洗浄する工程が必要となる。

基板を処理液によって処理したり、洗浄液によって洗浄する場合、従来はスピンテーブルが用いられていた。しかしながら、最近では基板が大型化及び薄型化してきているで、基板をスピン処理装置で処理するようにしたのでは基板に欠けが生じたり、破損するということがあるばかりか、大型の基板を回転させるための回転機構によって装置全体が大型化するということもある。

そこで、最近では基板を保持装置によって保持し、この基板の上面の所定方向に沿って処理液や洗浄液を噴射するノズルを有するシャワーパイプを往復駆動させることで、上記基板の上面を処理したり、洗浄するということが行なわれている。その場合、保持装置の上面と、この上面に保持された基板の下面との間に処理液が回り込むと、その処理液によって基板の下面が処理されてしまうので、処理液の回り込みを防止しなければならないということがある。

基板を保持装置によって保持して処理する際、基板の下面側に処理液が回り込むのを防止する従来技術は特許文献１に示されている。すなわち、特許文献１に示された吸着ステージ（保持装置）はステージ本体を有する。このステージ本体には真空吸着溝が格子状に形成されていて、この真空吸着溝よりも外側の上記ステージ本体の周辺部にはエア吹き出し口が形成されている。

上記吸着ステージに載置された基板は上記真空吸着溝に生じる吸引力によって吸着ステージの上面に吸着保持される。このとき、上記エア吹き出し口は基板の周縁部に対向するようになっている。

上記吸着ステージの上面に基板を載置したならば、上記真空吸着溝に吸引力を発生させ、基板を吸着ステージの上面に真空吸着する。ついで、エア吹き出し口にエア供給すると、そのエアは吸着ステージの上面と基板の縁部下面との隙間から外方に向かって吐出される。それによって、基板の上面を処理液によって処理しているときに、その処理液が吸着ステージの上面と基板との間に入り込むのを防止できるというものである。
特開２００４−１５３０８５号公報

しかしながら、特許文献１に示されているように、基板の下面を吸着ステージの上面に形成された真空吸着溝によって真空吸着すると、エア吹き出し口から噴出されるエアに真空吸着溝に生じる吸引力が作用することがある。

その場合、エア吹き出し口に供給されたエアが基板の外周縁全体から外方に向かって均等に噴出せず、部分的に径方向内方である真空吸着溝側に吸引されて流れるということがある。

エアが真空吸着溝側に流れると、そのエアの流れに伴って処理液が吸着ステージの上面と基板の下面との間に入り込むことなるから、基板の下面が処理液によって処理されるということになるばかりか、エアとともに雰囲気中の塵埃も流入し、基板の下面に付着して汚れの原因になるということもある。

しかも、吸着ステージの上面に基板を真空吸着すると、基板の処理液による処理及び洗浄液による洗浄を行なった後、基板を吸着ステージから取り出す際には基板と吸着ステージの上面との間の真空状態を破壊しなければならないから、その破壊に手間が掛かるということがあったり、真空破壊時に基板に衝撃を与えて損傷させるという虞もある。

この発明は、基板を真空吸着することなく保持しても、基板の下面側に処理液が回り込むことがないようした基板の保持装置及びこの保持装置を用いた基板の処理方法を提供することにある。

この発明は、基板の上面を処理液によって処理してから洗浄液によって洗浄するときに、上記基板の下面を保持する保持装置であって、
ベースプレートと、
このベースプレートの上面に設けられた側壁体とを具備し、
上記側壁体は、
この側壁体の上面に形成され上記基板の下面の外周縁よりも内側の部分を支持する支持面及びこの支持面の外側に支持面よりも低く形成され上記基板の上記支持面によって支持された部分よりも外側の部分の下面に所定の隙間を介して非接触で対向する非接触面と、
この非接触面に開口して形成され上記基板の上面を処理液によって処理するときに上記隙間に気体を供給する気体供給路と、
上記非接触面の上記気体供給路よりも外側に形成され上記基板の上面を洗浄液によって洗浄処理するときに上記隙間に上記洗浄液と同様の洗浄液を供給する液体供給路と
を具備したことを特徴とする基板の保持装置にある。

この発明は、ベースプレート及びこのベースプレートの上面に設けられた側壁体を有する保持装置によって基板の下面を保持し、この基板の上面を処理液で処理してから洗浄液で洗浄する基板の処理方法であって、
上記側壁体の上面には上記基板の下面周辺部を支持する支持面及びこの支持面よりも径方向外方に支持面よりも低い位置となる非接触面が形成されていて、上記側壁体の上面に上記基板を供給し、この基板の下面の周辺部を上記支持面によって支持する工程と、
上記基板の上面を処理液によって処理するときに、上記非接触面とこの非接触面に非接触状態で対向する上記基板の周辺部との間の隙間に気体を供給する工程と、
上記処理液によって処理された基板の上面を洗浄液によって洗浄するときに上記隙間に上記洗浄液と同様の洗浄液を供給する工程と
を具備した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、基板の上面を処理液によって処理するときには、基板の下面周辺部と側壁体の上面の非接触面との間に形成された隙間に気体を供給することで、処理液が基板の下面に入り込むのが防止される。基板の上面を洗浄液で洗浄するときには、基板の上面を洗浄する洗浄液と同様の洗浄液を上記隙間に供給することで、基板の周縁部に残留する処理液を確実に除去することが可能となる。

上記隙間は基板の外周縁から外部に開放しているから、その隙間に供給される気体や洗浄液は外部に流出する。そのため、上記隙間に供給された気体や洗浄液は圧力が上昇して基板を側壁体の上面から押し上げる力として作用することがないから、基板を真空吸着せずに保持することが可能となる。

以下、この発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の液晶表示パネルに用いられるガラス製の基板Ｗの保持装置１を示し、この保持装置１は上記基板Ｗとほぼ同じ大きさの矩形状に形成されたベースプレート２を有する。このベースプレート２の上面の周辺部には環状の側壁体３が設けられている。

上記側壁体３は下面を上記ベースプレート２の上面に接触させて設けられた下部側壁部４と、この下部側壁部４の上面に下面を接触させて重合された上部側壁部５とに分割されている。下部側壁部４と上部側壁部５は上記ベースプレート２に図示しないねじによって一体的に連結固定されている。

上記ベースプレート２と下部側壁部４は耐薬品性を備えた塩化ビニルなどの合成樹脂によって形成され、上記上部側壁部５は耐薬品性と撥水性を備えたフッ素樹脂などの合成樹脂によって形成されている。さらに、上部側壁部５は上記下部側壁部４よりも幅寸法が大きく形成されていて、その内周部分と外周部分を上記下部側壁部４の上面の内周縁及び外周縁からそれぞれ突出させている。

なお、上記上部側壁部５の外形寸法は基板Ｗの外形寸法よりも大きくなるよう設定されている。それによって、側壁体３の上面である、上記上部側壁部５の上面に載置される上記基板Ｗの周縁部は上記上部側壁部５の外周縁よりも径方向内方に位置するようになっている。

上記ベースプレート２には側壁体３の上面に支持された上記基板Ｗの周辺部を除く部分を支持する複数の支持ピン６が行列状に設けられている。この支持ピン６は高さ調整可能な構造となっていて、その高さを調整することで、上記基板Ｗを下方へ撓むことなく支持できるようになっている。

図３と図４に示すように、上記下部側壁部４には、下部気体供給溝１１と、この下部気体供給溝１１の径方向外方に位置する下部液体供給溝１２がそれぞれ上記下部側壁部４の周方向全長にわたり、しかも下部側壁部４の上面に開口して形成されている。

上記下部気体供給溝１１には、一端を下部側壁部４の外周面に開口させた給気孔１３の他端が連通している。この給気孔１３の他端には、気体供給路としての給気管１４の一端がエルボ状の接続口体１４ａを介して接続されている。この給気管１４の他端にはエアーポンプ１５が接続されている。

上記下部液体供給溝１２には、一端を下部側壁部４の外周面に開口させた給液孔１７の他端が連通している。この給液孔１７の他端には、液体供給路としての給液管１８の一端がエルボ状の接続口体１８ａを介して接続されている。この給液管１８の他端には純水供給ポンプ１９の吐出側が接続されている。この純水供給ポンプ１９の吸引側は図示しない洗浄液としての純水の供給タンクに接続されている。

上記給液管１８の中途部には切換え手段としての三方切換え弁２１が接続されている。この三方切換え弁２１の３つの接続ポートのうちの残りの１つには一端を上記給気管１４の中途部に接続したバイパス管２２の他端が接続されている。

上記三方切換え弁２１は、その切換え操作によって純水供給ポンプ１９から吐出される純水を上記下部液体供給溝１２だけに供給したり、純水の供給を停止して上記エアーポンプ１５から吐出される加圧空気を上記下部気体供給溝１１だけに供給したり、下部気体供給溝１１と下部液体供給溝１２の両方に供給する状態を選択できるようになっている。

上記上部側壁部５の上面には、上記基板Ｗの下面周辺部を支持する支持面２４及びこの支持面２４よりも外方に支持面２４よりも低く形成され、上記基板Ｗの下面周辺部と非接触状態で対向する非接触面２５が形成されている。それによって、非接触面２５と上記基板Ｗの下面周辺部との間にはたとえば高さ寸法が１ｍｍの隙間Ｇが周方向全長にわたって形成される。

上記非接触面２５には、上部気体供給溝２６と、この上部気体供給溝２６よりも外側に位置する上部液体供給溝２７とがそれぞれ周方向全長にわたって環状に形成されている。

上記上部気体供給溝２６と上記下部気体供給溝１１は上記上部側壁部５に厚さ方向に貫通して穿設された複数の第１の連通孔２８によって連通し、上記上部液体供給溝２７と上記下部液体供給溝１２は上記上部側壁部５に厚さ方向に貫通して穿設された複数の第２の連通孔２９によって連通している。

それによって、上記エアーポンプ１５から吐出された気体を上記上部気体供給溝２６に供給することができるようになっており、上記純水供給ポンプ１９から吐出された純水を上記上部液体供給溝２７に供給することができる。また、上記三方切換え弁２１を切換え操作すれば、上記エアーポンプ１５から吐出された気体を上記下部液体供給溝１２から上記上部液体供給溝２７に供給することも可能となっている。

図１と図２に示すように、上記上部側壁部５の支持面２４には周方向に所定間隔で複数の逃げ溝３１が形成されている。すなわち、この逃げ溝３１は一端を上記隙間Ｇ（図４に示す）に連通させ、他端を上記側壁体３の内周部に連通させている。

それによって、上記隙間Ｇに上記エアーポンプ１５によって後述するように供給される加圧気体は、上記隙間Ｇの流路抵抗に応じてその一部が側壁体３の内方へ流れるようになっている。側壁体３の内方へ流れた加圧気体はベースプレート２に形成された図示しない排出口から側壁体３の外部に排出されるようになっており、それによって側壁体３の内部の圧力が上昇することがないようになっている。

なお、逃げ溝３１の内底面の高さは、上記非接触面２５よりも高く、上記支持面２４よりも低い位置となっている。この実施の形態では、上記逃げ溝３１は０．５ｍｍの深さで形成されている。

図３と図４に示すように、上記下部側壁部４の上面の上記下部気体供給溝１１の一側と上記下部液体供給溝１２の一側及びこれら溝１１，１２の間の部分には、それぞれ周方向全長にわたってＯリング３２が設けられている。これらＯリング３２によって下部側壁部４の上面と上部側壁部５の下面との対向面間における下部気体供給溝１１と上記下部液体供給溝１２の密閉性が維持されている。

なお、図示しないが、上記保持装置１の上方には、この保持装置１に保持された基板Ｗの上面にエッチング液、剥離液あるいは現像液などの処理液を供給する処理液供給用シャワーパイプと、純水を供給する純水供給用シャワーパイプが基板Ｗの幅方向に沿って配置されている。これらシャワーパイプは図示せぬ駆動源によって上記基板Ｗの長手方向に沿って往復駆動されるようになっている。

つぎに上記構成の保持装置１に保持された基板Ｗを処理液によって処理してから、洗浄液によって洗浄する手順について説明する。
未処理の基板Ｗを保持装置１の上部側壁部５の上面に載置する。つまり、基板Ｗの下面周辺部を上記上部側壁部５の支持面２４上に載置して支持するとともに、その周辺部よりも外方の周縁部を非接触面２５に非接触状態で対向させる。それによって、基板Ｗの下面の周縁部と上記非接触面２５との間にたとえば高さ寸法が１ｍｍの隙間Ｇが形成される。

このとき、基板Ｗの周辺部よりも内側の部分は複数の支持ピン６によって支持される。支持ピン６の高さは上記支持面２４と同じ高さに設定されている。それによって、
基板Ｗは下方へ撓むことなく水平な状態で支持される。

基板Ｗを保持装置１に支持したならば、エアーポンプ１５を作動させて加圧気体を給気管１４へ供給する。給気管１４へ供給された加圧気体は、下部気体供給溝１１及び第１の連通孔２８を通じて上部気体供給溝２６へ流れ、この上部気体供給溝２６の上面開口から非接触面２５と基板Ｗの周辺部下面との隙間Ｇへ流れ、基板Ｗの外周縁全長から外方へ流出する。

エアーポンプ１５を作動させたならば、処理液供給用シャワーパイプから処理液を噴射させながら、このシャワーパイプを基板Ｗの長手方向に沿って駆動する。それによって、処理液が基板Ｗの上面全体に供給されるから、この基板Ｗの上面が処理液によって処理されることになる。

処理液供給用シャワーパイプから供給された処理液は基板Ｗの外周面に沿って流れ、この外周面の下端縁から基板Ｗの下面に回り込もうとする。しかしながら、基板Ｗの下面周辺部と上部側壁部５の非接触面２５との間に形成された隙間Ｇには加圧気体が供給され、この加圧気体は上記隙間Ｇが開放した外周縁から外部に向けて流出するから、その加圧気体の流れによって基板Ｗの外周面に沿って流れてきた処理液が基板Ｗの下面側に回り込むのが阻止される。

つまり、基板Ｗを保持装置１上に載置するだけであっても、処理液が基板Ｗの下面側に回り込むのを確実に防止することができる。しかも、上部側壁部５は耐薬品性だけでなく、撥水性を備えた材料によって形成されている。そのため、基板Ｗの上面から上部側壁部５の上面である非接触面２５に流れた処理液は、隙間Ｇから流出する加圧気体によって容易に押し流されるため、基板Ｗの外周面に付着残留し難いということもある。

さらに、基板Ｗに供給された処理液がこの基板Ｗの下面周辺部に回り込むのを、隙間Ｇに加圧気体を供給して防止するようにした。そのため、処理液に他の液体が混合して劣化することがないから、処理液を回収して繰り返して使用することができる。

なお、処理液によって基板Ｗの上面を処理するとき、三方切換え弁２１を切換え操作してエアーポンプ１５からの加圧気体をバイパス管２２を通じて給液管１８に流し、この給液管１８から下部液体供給溝１２及び上部液体供給溝２７を通じて上記隙間Ｇに流出させるようにしてもよい。

このようにすれば、隙間Ｇの流路抵抗が大きな場合であっても、上記隙間Ｇに供給された加圧気体を上記上部液体供給溝２７から流出させるようにすることで、上記上部気体供給溝２６から流出させるようにした場合に比べて抵抗が小さくなる。そのため、隙間Ｇに供給された加圧気体は基板Ｗの周縁から確実に流出して処理液の回り込みを防止する。

処理液による基板Ｗの上面の処理が終了したならば、純水供給ポンプ１９を作動させるとともに三方切換え弁２１を切換え操作し、純水を下部液体供給溝１２を通じて上部液体供給溝２７から隙間Ｇに供給し、上部気体供給溝２６から上記隙間Ｇに加圧気体を供給する。

それと同時に純水供給用シャワーパイプから純水を基板Ｗの上面に向けて噴射し、この純水供給用シャワーパイプを基板Ｗの長手方向に沿って駆動する。それによって、基板Ｗの上面全体に純水が供給されるから、基板Ｗの上面や上部側壁部５の非接触面２５などの残留する処理液を洗浄除去することができる。

基板Ｗの上面を純水によって洗浄するとき、基板Ｗの外周面に付着残留する処理液や隙間Ｇの開放端に残留する処理液が基板Ｗの下面側に入り込む虞がある。しかしながら、上記隙間Ｇには上部液体供給溝２７から純水が供給されるため、その純水が隙間Ｇに充満することになる。

しかも、上記隙間Ｇには、上記上部液体供給溝２７よりも径方向内方に位置する上記気体供給溝２６から気体を供給するようにしている。そのため、隙間Ｇに純水が充満することで、洗浄工程の前の処理工程で処理液が基板Ｗの外周面や隙間Ｇの開放端などに残留していても、それら処理液が上記隙間Ｇから基板Ｗの下面側に回り込むのを防止することができる。

しかも、隙間Ｇに供給された純水は、上記気体供給溝２６から隙間Ｇに供給された気体によって加圧される。そのため、隙間Ｇに供給された純水が隙間Ｇを内方に向かって流れることがないから、そのことによっても基板Ｗの下面側に残留する処理液が上記隙間Ｇに入り込むのが防止される。

上記隙間Ｇよりも内側に設けられた基板Ｗを支持する支持面２４には逃げ溝３１が形成されている。そのため、隙間Ｇに供給されて純水を加圧する加圧気体の一部は上記逃げ溝３１を通って側壁体３の径方向内方へ流出するから、上記隙間Ｇに供給された純水を加圧する上記加圧気体の圧力が所定以上になるのが防止される。
隙間Ｇに供給された加圧気体の圧力が高くなり過ぎると、隙間Ｇに供給された加圧気体が隙間Ｇに充満した純水の一部を押し退けて外部に流出することになる。気体が外部に流出すると、流出した部分の基板Ｗの外周面から純水が除去されるから、その部分が純水によって被覆されなくなる。それによって、基板Ｗの外周面の純水が除去された部分に処理液が回り込む虞がある。

しかしながら、支持面２４には上述したように逃げ溝３１が形成され、隙間Ｇに供給された加圧気体の一部を上記逃げ溝３１から側壁体３の内周側に逃がすようにしている。そのため、隙間Ｇに供給された純水が加圧気体によって加圧されすぎるのが防止されるから、加圧気体が隙間Ｇの純水を部分的に押し退けて隙間Ｇから外部へ流出するのを防止することができる。

なお、逃げ溝３１の深さや幅寸法或いは数を変えることで、隙間Ｇに供給される加圧気体が逃げ溝３１から逃げる量を設定できる。それによって、隙間Ｇに供給された純水を加圧する加圧気体の圧力を変えることができる。

上記一実施の形態では基板の上面を純水によって洗浄するとき、基板の周辺部の下面の隙間に純水を供給するとともに、その純水を加圧する加圧気体を供給するようにしたが、加圧気体を供給せずに、純水だけを供給するようにしてもよい。

この発明の一時視の形態を示す支持装置の概略的構成を示す斜視図。 支持装置の側壁体の一部分を拡大した斜視図。 支持装置の縦断面図。 支持装置の一部分を拡大した断面図。

符号の説明

２…ベースプレート、３…側壁体、４…下部側壁部、５…上部側壁部、６…支持ピン、１１…下部気体供給溝、１２…下部液体供給溝、１４…給気管（気体供給路）、１５…給気ポンプ、１８…給液管（液体供給路）、１９…給液ポンプ、２１…三方切換え弁（切換え手段）、２４…支持面、２５…非接触面、２６…上記気体供給溝、２７…上部液体供給溝。

Claims (7)

1. 基板の上面を処理液によって処理してから洗浄液によって洗浄するときに、上記基板の下面を保持する保持装置であって、
   ベースプレートと、
   このベースプレートの上面に設けられた側壁体とを具備し、
   上記側壁体は、
   この側壁体の上面に形成され上記基板の下面の外周縁よりも内側の部分を支持する支持面及びこの支持面の外側に支持面よりも低く形成され上記基板の上記支持面によって支持された部分よりも外側の部分の下面に所定の隙間を介して非接触で対向する非接触面と、
   この非接触面に開口して形成され上記基板の上面を処理液によって処理するときに上記隙間に気体を供給する気体供給路と、
   上記非接触面の上記気体供給路よりも外側に形成され上記基板の上面を洗浄液によって洗浄処理するときに上記隙間に上記洗浄液と同様の洗浄液を供給する液体供給路と
   を具備したことを特徴とする基板の保持装置。
2. 上記気体供給路と上記液体供給路は切換え手段によって切換え可能に接続されていて、
   上記基板の上面を洗浄液によって洗浄処理するとき、上記切換え手段の切換え操作によって上記液体供給路から上記隙間に上記洗浄液を供給すると同時に、上記隙間に供給された上記洗浄液を加圧する気体を供給することができる構成であることを特徴とする請求項１記載の基板の保持装置。
3. 上記側壁体は環状であって、上記支持面には上記隙間に供給された気体の一部を上記側壁体の内周側に逃がす逃がし溝が形成されていることを特徴とする請求項２記載の基板の保持装置。
4. 上記気体供給路と上記液体供給路は、上記側壁体の上面の上記非接触面の周方向全長にわたって形成された気体供給溝と液体供給溝にそれぞれ連通していることを特徴とする請求項１記載の基板の保持装置。
5. 上記側壁体は上記ベースプレートに取付けられた下部側壁部と、この下部側壁部に積層され上面に上記支持面と上記非接触面が形成された上部側壁部からなり、この上部側壁部は耐薬品性と撥水性を備えた合成樹脂によって上記下部側壁部よりも幅寸法が大きく形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板の保持装置。
6. ベースプレート及びこのベースプレートの上面に設けられた側壁体を有する保持装置によって基板の下面を保持し、この基板の上面を処理液で処理してから洗浄液で洗浄する基板の処理方法であって、
   上記側壁体の上面には上記基板の下面周辺部を支持する支持面及びこの支持面よりも径方向外方に支持面よりも低い位置となる非接触面が形成されていて、上記側壁体の上面に上記基板を供給し、この基板の下面の周辺部を上記支持面によって支持する工程と、
   上記基板の上面を処理液によって処理するときに、上記非接触面とこの非接触面に非接触状態で対向する上記基板の周辺部との間の隙間に気体を供給する工程と、
   上記処理液によって処理された基板の上面を洗浄液によって洗浄するときに上記隙間に上記洗浄液と同様の洗浄液を供給する工程と
   を具備したことを特徴とする基板の処理方法。
7. 上記隙間に上記洗浄液を供給するときに、上記隙間に上記洗浄液を加圧する気体を供給する工程を有することを特徴とする請求項６記載の基板の処理方法。

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