JP5420666B2 - ウエットエッチング装置およびウエットエッチング方法 - Google Patents

ウエットエッチング装置およびウエットエッチング方法 Download PDF

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Description

本発明は、ウエットエッチング装置およびウエットエッチング方法に関し、特に、エアーナイフが設けられたウエットエッチング装置、および、エアーナイフが使用されるウエットエッチング方法に関する。
液晶表示装置用のＴＦＴ(Thin Film Transistor)基板上に所望の薄膜を形成する工程において、ウエットエッチングが行なわれる。図４は、従来のウエットエッチング装置の構成を示す模式図である。図４に示すように、ウエットエッチング装置４０は、複数の処理槽から構成されている。
ウエットエッチング装置４０には、ローダ部２、大気プラズマ部３、液除け部４、エッチング処理槽５、水洗処理槽６、乾燥処理槽７およびアンローダ部８が順に接続されている。基板１０は、前工程を終えてカセットなどの搬送容器に収納された状態で、ローダ部２に搬入される。ローダ部２に搬入された基板１０は、カセットから取り出されて、基板搬送ローラ１１の上面に載置される。
基板搬送ローラ１１は、ローダ部２からアンローダ部８まで繋がって設置されている。ウエットエッチング装置４０を構成する上記の各部および槽同士の間には、図示しない回転式の窓などが設けられ、通常は、各部および各槽は閉鎖空間となっている。基板１０が各部および各槽間を移動する際は、窓が回転することにより基板１０を通過可能としている。
大気プラズマ部３においては、基板１０上に付着した異物を大気プラズマ洗浄処理することにより、基板１０の上面が清浄にされる。液除け部４は、エッチング処理槽５で使用されるエッチング薬液が大気プラズマ部３に流入することを防ぐために設けられている。
エッチング処理槽５においては、薬液スプレー１２からエッチング薬液が基板１０の上面に散布される。このエッチング薬液によりレジストに被覆されていない薄膜が除去されて、基板１０上の薄膜がパターニングされる。
水洗処理槽６の入口側には、エッチング薬液からなる液滴を液切りするためのエアーナイフ１４が、基板搬送ローラ１１の上方および下方に配置されている。エアーナイフ１４は、基板搬送方向の前方から後方に向けて、基板１０の主面に対し所定の角度を有した状態で、高圧空気を吹き付ける。水洗処理槽６の中央に、基板１０を洗浄するための純水を散布する純水スプレー１３が配置されている。エッチング薬液がエアーナイフ１４により液切りされた基板１０の上面に、純水スプレー１３から純水が散布される。
乾燥処理槽７には、水洗処理槽６で散布された純水を乾燥させるためのエアーナイフ１５が、基板搬送ローラ１１の上方および下方に配置されている。エアーナイフ１５は、基板１０の主面に対して高圧空気を吹き付けることにより、純水からなる液滴を液切りして基板１０を乾燥させる。アンローダ部８では、基板１０を後工程に搬出するため、カセットなどの搬送容器に基板１０が収納される。カセットに収納された基板１０は、後工程に搬出される。
ウエットエッチング装置４０では、大気プラズマ部３、エッチング処理槽５および水洗処理槽６の各々に、内部が負圧に保たれたダクト９と接続する排気管１８，１６，１９が設けられている。ダクト９は、工場内の排気設備に繋がっており、工場内の様々な設備と接続されている。ダクト９の内部を各設備からの排気２０が流動している。よって、ウエットエッチング装置４０の各部および槽内の圧力は、通常、装置外の圧力よりも低くなるように保たれている。
エッチング処理槽５に接続された排気管１６には、排気管１６の開閉を行なうオートダンパ１７が配置されている。オートダンパ１７は、エッチング処理槽５においてエッチング処理が行なわれている際は、排気管１６を閉状態とし、エッチング処理が行なわれていないときは、排気管１６を開状態とするように制御される。
上記のウエットエッチング装置４０に複数の基板１０が、所定の間隔を置いて連続して搬入されることにより、基板１０上の薄膜のエッチング処理が行なわれる。エアーナイフを備えたウエットエッチング装置について開示した先行文献として、特開２００４−１４８２２４号公報(特許文献１)およびＷＯ２００３／０６６４８６号公報(特許文献２)がある。
特開２００４−１４８２２４号公報 ＷＯ２００３／０６６４８６号公報
上記のウエットエッチング装置４０において、基板１０がエッチング処理槽５に搬入された際には、排気管１６のオートダンパ１７は閉状態になっている。この状態において、先行して処理されている基板１０が、水洗処理槽６に搬入された場合、エアーナイフ１４が作動する。エアーナイフ１４から吐出される空気の吐出流量が排気管１９の排気流量より大きい場合、水洗処理槽６の内部の圧力は、隣接するエッチング処理槽５および乾燥処理槽７より高くなる。
この場合、水洗処理槽６の内部の空気が、槽同士の間の窓の隙間からエッチング処理槽５および乾燥処理槽７に流入する。このとき、エッチング処理槽５では排気が行なわれていないため、エッチング処理槽５に流入した空気は、エッチング薬液を含んだ状態で液除け部４に流入する。液除け部４に流入したエッチング薬液を含んだ空気は、大気プラズマ部３に流入して、一部は排気管１８からダクト９に排気される。その他は、ローダ部２に流入し、ついには、ウエットエッチング装置１の外部に排出される。
同様に、基板１０がエッチング処理槽５に搬入された際に、先行して処理されている基板１０が、乾燥処理槽７に搬入された場合、エアーナイフ１５が作動する。乾燥処理槽７の内部の圧力は、隣接する水洗処理槽６およびアンローダ部８より高くなる。
この場合、乾燥処理槽７の内部の空気が、水洗処理槽６およびアンローダ部８に流入する。水洗処理槽６に流入した空気の一部は、排気管１９からダクト９に排気される。その他は、エッチング処理槽５に流入する。このとき、エッチング処理槽５では排気が行なわれていないため、エッチング処理槽５に流入した空気は、エッチング薬液を含んだ状態で液除け部４に流入する。液除け部４に流入したエッチング薬液を含んだ空気は、大気プラズマ部３に流入して、一部は排気管１８からダクト９に排気される。その他は、ローダ部２に流入し、ついには、ウエットエッチング装置１から外部に排出される。
エッチング処理に用いられるエッチング薬液は腐食性を有するため、エッチング処理槽５の外部に流出した場合、他の設備を腐食してしまう。また、エッチング薬液は臭いを有するため、ウエットエッチング装置４０の外部に流出した場合、人体に影響を及ぼし作業環境上好ましくない。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、エアーナイフが作動した場合にも、ウエットエッチング装置の内部の圧力を外部の圧力より低く保つことができる、ウエットエッチング装置およびウエットエッチング方法を提供することを目的とする。
本発明に基づくウエットエッチング装置は、基板にエッチング薬液を付着させてエッチング処理するエッチング処理槽と、エッチング処理槽に接続され連続して基板を処理し、基板上の液滴を除去するエアーナイフが設けられた基板処理槽とを備えている。また、ウエットエッチング装置は、少なくともエッチング処理槽と接続され、内部が負圧に保たれたダクトと、基板処理槽とダクトとを接続した排気管とを備えている。排気管には、排気管の開閉を行なう開閉部、および、外気を取込む取込口が設けられている。取込口の開閉を上記開閉部により行なう。
このような構成にすることにより、エアーナイフが設けられた基板処理槽を排気管によりダクトと接続して、基板処理槽の内部の排気を行なうことができる。また、この排気管に開閉部を設けることにより、排気流量を調整することができる。排気流量をエアーナイフから吐出される空気の吐出流量より大きくすることにより、基板処理槽の内部の圧力を負圧に保つことができる。よって、ウエットエッチング装置の内部の圧力を外部の圧力より低く保つことができる。さらに、排気管にウエットエッチング装置の外部に通じる開放部を設け、開放部の開閉程度を調節することにより、排気および外気を合わせて一定の流量で排気することができ、ダクトの内部の圧力を調整して一定に保つことができる。
好ましくは、本発明に基づくウエットエッチング装置は、開閉部の動作を調節することにより、基板処理槽内の圧力を調整する制御部を備えている。この場合、基板処理槽内の圧力が所定の圧力になるように、開閉部の動作を調節することができるため、ウエットエッチング装置内の圧力を精度良く調整することができる。
好ましくは、本発明に基づくウエットエッチング装置では、制御部が、エアーナイフの作動と開閉部の作動とを同期させることができる。この場合、エアーナイフから吐出される空気の吐出し流量と排気管から排気される空気の流量とを調節することができるため、基板処理槽内の圧力を所定の圧力になるように調整することができる。よって、ウエットエッチング装置内の圧力を精度良く調整することができる。
本発明に基づくウエットエッチング装置では、基板処理槽が、エッチング処理後の基板を水洗処理する水洗処理槽、および、水洗処理後の基板を乾燥処理する乾燥処理槽の少なくとも一方であるようにしてもよい。
本発明に基づくウエットエッチング方法は、基板にエッチング薬液を付着させてエッチング処理する第１工程と、基板上の液滴をエアーナイフにより除去する第２工程とを備えている。本ウエットエッチング方法では、エアーナイフの作動時に、第２工程を行なう基板処理槽から、エアーナイフの吐出流量より大きな流量の排気を行なう。
このようにすることにより、エアーナイフから吐出される空気より多くの量の空気を排気して、エッチング薬液が外部に流出することを抑制することができる。
好ましくは、本発明に基づくウエットエッチング方法では、基板処理槽からの排気および外部から取込んだ空気を合わせて、一定の流量で排気する。この場合、基板処理槽の内部の圧力を所定の圧力に保ちつつ、排気流量を所定の流量に維持することができる。
本発明に係るウエットエッチング装置では、第２工程は、エッチング処理後の基板を水洗処理する工程、および、水洗処理後の基板を乾燥処理する工程の少なくとも一方であるようにしてもよい。
本発明によれば、エアーナイフが設けられた基板処理槽に、内部が負圧に保たれたダクトと接続された排気管を接続することにより、エアーナイフから吐出される空気の吐出流量より大きな排気を行なうことができる。また、排気管の開閉を行なう開閉部を設けることにより、排気流量を調節して基板処理槽の内部の圧力を調整し、ウエットエッチング装置の内部の圧力が外部の圧力より低くなるように調整することができる。さらに、排気管に外気を取込む取込口を設け、取込口の開閉程度を調節することにより、排気および外気を合わせて一定の流量で排気することができ、ダクトの内部の圧力を調整して一定に保つことができる。
本発明の一実施の形態に係るウエットエッチング装置の構成を示す模式図である。 オートダンパにより排気管が閉状態となり、取込口が開状態となっている状態を示す模式図である。 オートダンパにより排気管が開状態となり、取込口が略閉状態となっている状態を示す模式図である。 従来のウエットエッチング装置の構成を示す模式図である。
以下、この発明に基づいた一実施の形態におけるウエットエッチング装置およびウエットエッチング方法について、図を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るウエットエッチング装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るウエットエッチング装置１は、複数の処理槽から構成されている。
ウエットエッチング装置１には、ローダ部２、大気プラズマ部３、液除け部４、エッチング処理槽５、水洗処理槽６、乾燥処理槽７およびアンローダ部８が順に接続されて設けられている。基板１０は、前工程を終えてカセットなどの搬送容器に収納された状態で、ローダ部２に搬入される。ローダ部２に搬入された基板１０は、カセットから取り出されて、基板搬送ローラ１１の上面に載置される。
基板搬送ローラ１１は、ローダ部２からアンローダ部８まで繋がって設置されている。ウエットエッチング装置１を構成する上記の各部および各槽同士の間には、図示しない回転式の窓などが設けられ、通常は、各部および各槽は閉鎖空間となっている。基板１０が各部および槽間を移動する際は、窓が回転することにより基板１０が通過可能とされている。
大気プラズマ部３においては、基板１０上に付着した異物を大気プラズマ洗浄処理することにより、基板１０の上面が清浄にされる。液除け部４は、エッチング処理槽５で使用されるエッチング薬液が大気プラズマ部３に流入することを防ぐために設けられている。
エッチング処理槽５においては、薬液スプレー１２からエッチング薬液が基板１０の上面に散布される。このエッチング薬液によりレジストに被覆されていない薄膜が除去されて、基板１０上の薄膜がパターニングされる。なお、本実施形態では、スプレー方式でエッチング薬液を基板１０に付着させたが、基板１０をエッチング処理できる方法であれば、エッチング薬液の付着方法はスプレー方式に限られない。
基板処理槽である水洗処理槽６の入口側には、基板１０上のエッチング薬液からなる液滴を液切りするためのエアーナイフ１４が、基板搬送ローラ１１の上方および下方に配置されている。エアーナイフ１４は、基板搬送方向の前方から後方に向けて、基板１０の主面に対し所定の角度を有した状態で、高圧空気を吹き付ける。基板１０の搬送方向における水洗処理槽６の中央に、基板１０を洗浄するための純水を散布する純水スプレー１３が配置されている。エッチング薬液からなる液滴がエアーナイフ１４により液切りされた基板１０の上面に、純水スプレー１３から純水が散布される。
基板処理槽である乾燥処理槽７には、水洗処理槽６で散布された純水を乾燥させるためのエアーナイフ１５が、基板搬送ローラ１１の上方および下方に配置されている。エアーナイフ１５は、基板１０の主面に対して高圧空気を吹き付けることにより、純水からなる液滴を液切りして基板１０を乾燥させる。アンローダ部８では、基板１０を後工程に搬出するため、カセットなどの搬送容器に基板１０が収納される。カセットに収納された基板１０は、後工程に搬出される。
ウエットエッチング装置１では、大気プラズマ部３、エッチング処理槽５および水洗処理槽６の各々に、内部が負圧に保たれたダクト９と接続する排気管１８，１６，１９が設けられている。ダクト９は、工場内の排気設備に繋がっており、工場内の様々な設備と接続されている。ダクト９の内部を各設備からの排気２０が流動している。よって、ウエットエッチング装置１の各部および各槽内の圧力は、通常、装置外の圧力よりも低くなるように保たれている。
エッチング処理槽５に接続された排気管１６には、排気管１６の開閉を行なう開閉部であるオートダンパ１７が配置されている。オートダンパ１７は、エッチング処理槽５においてエッチング処理が行なわれている際は、排気管１６を閉状態とし、エッチング処理が行なわれていないときは、排気管１６を開状態とするように制御される。
水洗処理槽６には、排気管２１が設けられている。排気管２１は、内部が負圧に保たれたダクト２７に接続されている。ダクト２７は、ダクト９と合流して工場内の排気設備に繋がっている。排気管２１には、外気を取込む取込口２２が設けられている。また、排気管２１には、排気管２１の開閉および取込口２２の開閉を行なう開閉部であるオートダンパ２３が設けられている。本実施形態では、排気管２１は、ダクト２７に接続されているが、ダクト９に接続されていてもよい。
乾燥処理槽７には、排気管２４が設けられている。排気管２４は、ダクト２７に接続されている。排気管２４には、外気を取込む取込口２５が設けられている。また、排気管２４には、排気管２４の開閉および取込口２５の開閉を行なう開閉部であるオートダンパ２６が設けられている。本実施形態では、排気管２４は、ダクト２７に接続されているが、ダクト９に接続されていてもよい。
水洗処理槽６および乾燥処理槽７には、槽の内部の圧力を計測する図示しない圧力計が配置されている。この圧力計は、オートダンパ２３およびオートダンパ２６の動作を調節する制御部５０に接続されている。エアーナイフ１４，１５が作動して、水洗処理槽６および乾燥処理槽７の内部の圧力上昇が制御部５０で検知された場合、オートダンパ２３，２６を作動させて、排気管２１，２４が開状態となるようにする。排気管２１，２４が開状態となると、ダクト２７の背圧により水洗処理槽６および乾燥処理槽７の内部の空気が排気される。
また、エアーナイフ１４，１５の作動が終了して、水洗処理槽６および乾燥処理槽７の内部の圧力が所定の圧力まで低下したことを制御部５０で検知された場合、オートダンパ２３，２６を作動させて、排気管２１，２４が閉状態となるようにする。排気管２１，２４が閉状態となると、水洗処理槽６および乾燥処理槽７の内部の空気の排気が行なわれなくなる。このように、オートダンパ２３およびオートダンパ２６の動作を調節することにより、水洗処理槽６および乾燥処理槽７の内部の圧力が所定の圧力になるように調整される。
オートダンパ２３およびオートダンパ２６の動作を調節する制御部５０は、エアーナイフ１４の作動とオートダンパ２３の作動とを同期し、エアーナイフ１５とオートダンパ２６の作動とを同期するようにしてもよい。このようにした場合にも、水洗処理槽６および乾燥処理槽７の内部の圧力を調整することができる。
排気管２１，２４により水洗処理槽６および乾燥処理槽７は、ダクト２７に接続されているが、ダクト２７はダクト９に合流している。ダクト９の内部の圧力とダクト２７の内部の圧力とは、略同等であることが好ましい。また、ダクト２７内の排気２８が、一定の背圧で排気されていることが好ましい。
図２は、オートダンパにより排気管が閉状態となり、取込口が開状態となっている状態を示す模式図である。図３は、オートダンパにより排気管が開状態となり、取込口が略閉状態となっている状態を示す模式図である。
水洗処理槽６および乾燥処理槽７において、エアーナイフが作動していない状態では、排気管２１，２４から排気を行なう必要がない。よって、図２に示すように、オートダンパ２３，２６により、排気管２１，２４は閉状態にされる。このとき、ダクト２７の内部の圧力を一定に保つためには、排気２８の流量を一定に保つ必要がある。よって、取込口２２，２５を開状態にして、外気２９を取り入れることにより、排気２８の流量を一定に保つことができる。
水洗処理槽６および乾燥処理槽７において、エアーナイフが作動している状態では、排気管２１，２４から排気を行なう必要がある。よって、図３に示すように、オートダンパ２３，２６により、排気管２１，２４は開状態にされる。このとき、ダクト２７の内部の圧力を一定に保つためには、排気２８の流量を一定に保つ必要がある。よって、取込口２２，２５を略閉状態にして、外気２９の取り入れ量を減少させることにより、水洗処理槽６および乾燥処理槽７からの排気３０と外気２９とを合わせた、排気２８の流量を一定に保つことができる。
上記のように、ダクト２７の内部の背圧を一定に保つために、ダクト２７の内部の圧力を計測する圧力計を設けてもよい。この圧力計をオートダンパ２３，２６の動作を制御する制御部５０に接続して、オートダンパ２３，２６の開閉状態を調節することにより、ダクト２７の内部の背圧を一定に保つことができる。
ダクト２７の内部の背圧を一定に保つことにより、ダクト２７が合流するダクト９の内部の背圧の変動を抑制することができる。背圧の変動を抑制することができれば、工場内の排気設備への負荷を低減することができる。
本実施形態では、水洗処理槽６および乾燥処理槽７にエアーナイフ１４，１５が配置されているが、たとえば、乾燥処理をヒータなどで行なう場合には、エアーナイフは水洗処理槽６のみに配置されてもよい。
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
１，４０ ウエットエッチング装置、２ ローダ部、３ 大気プラズマ部、４ 液除け部、５ エッチング処理槽、６ 水洗処理槽、７ 乾燥処理槽、８ アンローダ部、９，２７ ダクト、１０ 基板、１１ 基板搬送ローラ、１２ 薬液スプレー、１３ 純水スプレー、１４，１５ エアーナイフ、１６，１８，１９ 排気管、１７，２３，２６ オートダンパ、２０，２８，３０ 排気、２１，２４ 排気管、２２，２５ 取込口、２９ 外気、５０ 制御部。

Claims (6)

  1. 基板(１０)にエッチング薬液を付着させてエッチング処理するエッチング処理槽(５)と、
    前記エッチング処理槽(５)に接続され連続して前記基板(１０)を処理し、前記基板(１０)上の液滴を除去するエアーナイフ(１４，１５)が設けられた基板処理槽と、
    少なくとも前記エッチング処理槽(５)と接続され、内部が負圧に保たれたダクト(９)と、
    前記基板処理槽と前記ダクト(９)とを接続した排気管(２１，２４)と
    を備え、
    前記排気管(２１，２４)には、前記排気管(２１，２４)の開閉を行なう開閉部(２３，２６)、および、外気を取込む取込口(２２，２５)が設けられ、
    前記取込口(２２，２５)の開閉を前記開閉部(２３，２６)により行ない、
    前記基板処理槽の内部の圧力を所定の圧力に保つように前記開閉部(２３，２６)を動作させる、ウエットエッチング装置(１)。
  2. 前記開閉部(２３，２６)の動作を調節することにより、前記基板処理槽内の圧力を調整する制御部(５０)を備えた、請求項１に記載のウエットエッチング装置。
  3. 前記制御部が、前記エアーナイフ(１４，１５)の作動と前記開閉部(２３，２６)の作動とを同期させる、請求項２に記載のウエットエッチング装置。
  4. 前記基板処理槽が、エッチング処理後の前記基板(１０)を水洗処理する水洗処理槽(６)、および、水洗処理後の前記基板(１０)を乾燥処理する乾燥処理槽(７)の少なくとも一方である、請求項１から請求項３のいずれかに記載のウエットエッチング装置。
  5. 基板(１０)にエッチング薬液を付着させてエッチング処理する第１工程と、
    前記基板(１０)上の液滴をエアーナイフ(１４，１５)により除去する第２工程と
    を備え、
    前記エアーナイフ(１４，１５)の作動時に、前記第２工程を行なう基板処理槽から、前記エアーナイフ(１４，１５)の吐出流量より大きな流量の排気を行ない、
    前記基板処理槽からの前記排気および外部から取込んだ空気を合わせて、一定の流量で排気する、ウエットエッチング方法。
  6. 前記第２工程は、エッチング処理後の前記基板(１０)を水洗処理する工程、および、水洗処理後の前記基板(１０)を乾燥処理する工程の少なくとも一方である、請求項５に記載のウエットエッチング方法。
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