JP5479669B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は基板処理装置に関し、より詳細には、基板に対してエッチング、洗浄、乾燥の一連の工程を行う基板処理装置に関する。
表示装置としては、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の平板型が一般的である。それらの表示装置は主に、大型ＴＶ、パソコンのモニタ、及び携帯電話等の電子機器に用いられている。
平板型の表示装置では、画素マトリックスが一枚の基板に形成されている。例えば液晶表示装置は、二枚の透明な絶縁基板（通常はガラス基板）で液晶を挟んだものを基板として含む。画素電極や薄膜トランジスタ等の微細構造は一般に、それら二枚の絶縁基板の各内面に形成されている。
表示装置の製造では一般に、基板に画素マトリックス等の微細構造を形成した後に、その基板の表面全体に対する様々な加工を行う。例えば液晶表示装置の製造では、二枚の絶縁基板を張り合わせて一枚の基板を形成した後、その基板の表面全体に対してエッチング工程を行い、その基板全体の厚さを減らし、かつ均一にする。そのように、基板の表面全体に対する加工を画素マトリックス等の形成後に行うことにより、画素マトリックス等の形成工程では基板の強度や工程性を十分に高く維持している。こうして、製造工程の簡素化、及びその信頼性の向上を図っている。
米国特許出願公開第2006-0027535号明細書
表示装置の更なる大画面化、軽量化、及び薄型化に対する要求は高まる一方である。それに伴い、基板の表面全体に対する加工を更に均一化し、かつ更に効率化することが求められている。特に液晶表示装置では、基板の表面全体を更に均一な厚さにエッチングすると共に、そのエッチング工程を更に効率良く行うことが求められている。
本発明の目的は、基板の表面全体に対する加工を更に均一化し、かつ更に効率的に行うことができる基板処理装置、を提供することにある。
本発明の一つの観点による基板処理装置は、固定フレーム、工程チャンバ、移送部、及び一対の供給部を有する。固定フレームは基板の端部を支持する。工程チャンバは、基板が装着された固定フレームを収容する。移送部は工程チャンバの内部に設けられ、固定フレームの端部を支持してその固定フレームを工程チャンバの内部に移送する。一対の供給部は、移送部により移送される固定フレームに装着された基板の両面と所定の距離を隔てて対向し、その基板の両面に対して流体を同時に供給する。
ここで、流体の種類は、基板の表面に対する加工の内容に応じて様々である。流体は好ましくは、エッチング液、洗浄液、または、基板の乾燥に利用されるガスである。
供給部は好ましくは、供給管と噴射部材とを含む。供給管は流体を外部から工程チャンバの内部に移動させる。噴射部材は供給管に連結され、その供給管から基板の表面に対して流体を噴射する。噴射部材は更に好ましくは、噴射ノズルを含む。噴射部材はその他に、スリットノズルを含んでも良い。
本発明の上記の観点による基板処理装置は、基板を固定フレームに固定した上で工程チャンバの内部に移送し、基板の両面に対して同時に流体を供給する。工程チャンバの内部では好ましくは、基板の表面全体に対する、エッチング、洗浄、乾燥の一連の工程が行われる。
本発明の他の観点による基板処理装置は、基板装着部、工程チャンバ、及び基板分離部を有する。基板装着部は、基板を固定フレームの所定位置に移動させ、その固定フレームにその基板の端部を支持させて固定する。工程チャンバは、基板が装着された固定フレームを内部に移送し、その基板に対する加工を行う。基板分離部は基板を固定フレームから分離する。工程チャンバは特に、移送部と一対の供給部とを含む。移送部は工程チャンバの内部に設けられ、固定フレームの端部を支持してその固定フレームを工程チャンバの内部に移送する。一対の供給部は、移送部により移送される固定フレームに装着された基板の両面と所定の距離を隔てて対向し、その基板の両面に対して流体を同時に供給する。好ましくは工程チャンバが、基板をエッチングする第１工程チャンバ、基板を洗浄する第２工程チャンバ、及び、基板を乾燥させる第３工程チャンバを含む。それにより、基板の表面全体に対する、エッチング、洗浄、乾燥の一連の工程がインライン化され、連続的に行われる。
本発明による基板処理装置は上記の通り、基板を固定フレームに装着した上で、基板に対するエッチング等の工程を自動的に行う。好ましくは、エッチング工程と、その前後で行われる固定フレームに対する基板の着脱工程とをインラインに行う。更に、工程チャンバの内部では、基板の両面全体に対して同時に流体を噴射する。それにより、基板の表面全体を均一に、かつ効率良く加工できる。
こうして、本発明による基板処理装置は、エッチングによる厚さの均一化等、基板全体に対する加工を更に均一に、かつ更に効率良く行うことができるので、基板の歩留まりを向上させ、かつ基板の製造工程を簡単化できる。それ故、その基板を実装する装置（好ましくは表示装置）の製造コストを低減させ、かつその装置の信頼性を向上させることができる。
以下、添付の図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態による基板処理装置の構成を示している。その基板処理装置は、基板装着部100、第１位置変換部200、工程チャンバ300、第２位置変換部400、及び基板分離部500を具備する。基板装着部100は基板を後述の固定フレームに装着し、以降の工程で基板が固定フレームに安定に固定されているようにする。第１位置変換部200は、固定フレームに固定された基板を工程チャンバ300の内部に移動させる。工程チャンバ300は好ましくは、基板に対する工程別に、第１工程チャンバ301、第２工程チャンバ302、及び第３工程チャンバ303に分けられている。第２位置変換部400は基板を工程チャンバ300から基板分離部500に移動させる。基板分離部500は基板を固定フレームから分離する。
図2Aは、基板装着部100の平面図である。基板装着部100は、ステージ110、行方向位置調節器120、列方向位置調節器130、及びガイド部材140を具備する。ステージ110は好ましくは板状であり、更に好ましくは、その表面が水平に維持されている。ステージ110の表面には一対のガイド部材140が水平方向に設けられている。一対のガイド部材140の間には基板1と固定フレーム10とが積載されている。ここで、基板1と固定フレーム10とはそれぞれ長方形であり、各長辺方向がガイド部材140の長手方向に対して平行になるように、基板1と固定フレーム10とは設置されている。行方向位置調節器120は一対のガイド部材140の間に接続され、ガイド部材140の長手方向R1に沿って水平方向に移動する。列方向位置調節器130は行方向位置調節器120の表面に設けられ、行方向位置調節器120の長手方向（すなわち、ガイド部材140の長手方向R1に対して垂直な方向。図2Aに示されている矢印R2参照。）に沿って移動する。ステージ110の表面に面した列方向位置調節器130の表面には好ましくは吸着パッド（図示しない）が具備されている。従って、列方向位置調節器130は基板1を吸着して保持することができる。列方向位置調節器130が基板1を保持している状態で、行方向位置調節器120と列方向位置調節器130とのそれぞれが移動する。それにより、固定フレーム10の外に置かれた基板1が固定フレーム10の表面上の所定位置（図2Aに示されている点線Aの範囲）に運ばれ、更に、その位置に基板1が装着される。ここで、一つの固定フレーム10には基板1が複数枚（図2Aでは4枚）装着される。図2Aでは更に、固定フレーム10に装着される複数の基板1がいずれも同一の大きさである。尚、一つの固定フレームに異なる大きさの基板が装着されるようにしてもよい。
図2Bは、図2Aに示されている固定フレーム10の断面図である。固定フレーム10は第１固定フレーム11と第２固定フレーム12とを有する。第１固定フレーム11は好ましくは、長方形状の底部11Aと、底部11Aから垂直に突き出した側部11Bとを含む。底部11Aには複数の開口領域11Cが形成されている。側部11Bは各開口領域11Cを囲んでいる。それにより、各開口領域11Cの近傍には窪み（収納空間）が形成されている。基板1は第１固定フレーム11の各収納空間の中に一つずつ収納される。第２固定フレーム12は好ましくは長方形状であり、第１固定フレーム11の各収納空間の中に装着された基板1の上に設置され、基板1を安定化させる。好ましくは、行方向位置調節器120と列方向位置調節器130とによって第２固定フレーム12が各収納空間に収納される。こうして、基板1は第１固定フレーム11と第２固定フレーム12との間に挟まれて固定される。第２固定フレーム12には更に、第１固定フレーム11の開口領域11Cに対向する部分に開口領域12Cが形成されている。各固定フレーム11、12の開口領域11C、12Cを通して外部に露出している基板1の表面部分に対し、様々な加工が施される。
好ましくは、第１固定フレーム11の開口領域11Cの内側には第１支持台13が形成され、第２固定フレーム12の開口領域12Cの内側には第２支持台14が形成されている。第１支持台13と第２支持台14との間に基板1が挟まれて支持される。更に好ましくは、第１支持台13及び第２支持台14が微細な突起である。その場合、第１支持台13及び第２支持台14のそれぞれと基板1との間の接触面積が小さいので、第１支持台13及び第２支持台14は、以降の工程で基板1の表面に対して吹き付けられる流体を妨げない。
第１固定フレーム11及び第２固定フレーム12の互いに向き合っている表面上には好ましくは、磁性部材が設けられている。それらの磁性部材間に作用する磁力を利用して第１固定フレーム11と第２固定フレーム12との間に引力を作用させることができるので、それらの間に挟まれている基板1を更に安定化させることができる。
基板装着部100のステージ110の表面が水平に維持されている場合、第１位置変換部200が以下のように作用し、基板1の表面を固定フレーム10ごと、垂直に立てる。図3は第１位置変換部200の作用を示している。第１位置変換部200は図3の(a)に示されているようなカセット20を具備する。カセット20は好ましくは直方体形状の筒である。固定フレーム10は、基板装着部100により複数の基板1が装着された後、カセット20の内部に収められる。一つのカセット20の内部には複数の固定フレーム10が、一定の間隔で、かつ互いに平行に装着可能である。固定フレーム10は好ましくは、第１位置変換部200により基板装着部100からカセット20の内部に移送され、一定の方向（例えば水平方向）に対して平行に装着される（図3の(a)参照）。
カセット20の内部に所定数の固定フレーム10が装着されれば、第１位置変換部200はカセット20の全体をその軸方向の周りに所定の角度だけ回転させる。好ましくは、カセット20を90°回転させ、各固定フレーム10の表面を水平方向に対して垂直に立てる（図3の(b)参照）。それにより、固定フレーム10に装着された各基板1の表面も回転し、水平方向に対して垂直に立つ。このように基板1と固定フレーム10とをカセット20ごと回転させることにより、工程チャンバ300では基板1を立てた状態でその加工を行うことができる。尚、基板1の表面を水平に維持した状態で工程チャンバ300での工程を進行させても良い場合、第１位置変換部200、特に上記のカセット20の回転工程は省略可能である。
図4は、図1に示されている工程チャンバ300の内部を示している。工程チャンバ300は移送部320と供給部340とを有する。
移送部320は一対の駆動軸321とローラ322とを含む。一対の駆動軸321は互いに平行であり、第２方向D2に延びている。好ましくは、一対の駆動軸321の両方を含む平面に対して垂直な第１方向D1では、同様な駆動軸321の対が一定の間隔で複数設けられている。各駆動軸321は外部から動力を受けて軸回転する（図4に示されている矢印R3参照）。ローラ322は各駆動軸321に複数個ずつ設けられ、各駆動軸321に沿って一定の間隔で固定されている。各ローラ322は好ましくは円筒形であり、更に好ましくはダンベル形状である。すなわち、各ローラ322の外周面の中心部には溝323が形成されている。各ローラ322はその中心軸を駆動軸321によって貫かれた状態でその駆動軸321に固定されている。それにより、各ローラ322は駆動軸321と共に回転する。一対の駆動軸321の間では、共通の長手方向（第２方向）D2に対して垂直な第３方向D3で各ローラ322が対向している。固定フレーム10は、第３方向D3で対向する一対のローラ322（特にそれらの溝323）の間に挿入され、それらのローラ322の回転により第１方向D1に移送される。
移送部320には好ましくは支持部材330が設けられている。支持部材330は回転可能な構造を有することが望ましい。支持部材330は好ましくは、第３方向D3で対向する一対のローラ322の間に設置され、それらのローラ322の間に挟まれた固定フレーム10の両面を支持してその固定フレーム10の傾倒を防ぐ。支持部材330は好ましくはローラであり、特にその軸が固定フレームの10の移送方向（第１方向）D1に対して平行である。それにより、特に第３方向D3では支持部材330と固定フレーム10との間の接触部分が滑りやすいので、支持部材330との接触に起因する固定フレーム10の表面の摩耗を最小化できる。
一対の供給部340は、第３方向D3で対向する一対のローラ322の間の空間を隔てて対向している。それにより、それらのローラ322の間を固定フレーム10が移送されるとき、その固定フレーム10が一対の供給部340の間に配置される。各供給部340は供給管341と噴射部材342とを含む。各供給管341は外部から工程チャンバ300の内部に、基板1に吹き付けられるべき流体（エッチング液、洗浄水、またはガス）を運ぶ。各供給管341は好ましくは第３方向D3に延びている。更に、第１方向D1では複数の供給管341が所定の間隔で配置されている。その他に、第１方向D1に延びている供給管341が複数、第３方向D3に沿って配置されていてもよい。噴射部材342は好ましくは噴射ノズルである。ここで、固定フレーム10が工程チャンバ300の内部を移送されるとき、その固定フレーム10の開口領域11C、12C（図2A、2B参照）から露出している基板1の表面に各供給管341の表面の一部が対向する。その表面の一部に複数の噴射ノズル342が、各供給管341の長手方向に沿って所定の間隔で形成されている。外部から供給管341に流体が供給されると、各噴射ノズル342を通じてその流体Lが、固定フレーム10の開口領域11C、12Cから露出している基板1の両面にスポット状に吹き付けられる。
第１〜第３方向D1、D2、D3は、工程チャンバ300での工程の種類に応じて多様な方向に設定可能である。例えば第３方向D3は工程チャンバ300の底面に対して平行であっても垂直であってもよい。
第３方向D3が工程チャンバ300の底面に対して平行に設定可能な場合、基板1は、その表面が水平に維持された状態で、工程チャンバ300の内部を移送される。ここで、基板装着部100が基板1の表面を水平に維持した状態で基板1を固定フレーム10に装着する場合、基板1の傾きを変更することなく基板1を工程チャンバ300の内部に移送できる。従って、第１位置変換部200（特に固定フレーム10を回転させる工程）は省略可能である。
第３方向D3が工程チャンバ300の底面に対して垂直に設定可能な場合、基板1は、その表面が垂直に立てられた状態で、工程チャンバ300の内部を移送される。ここで、基板装着部100が基板1の表面を水平に維持した状態で基板1を固定フレーム10に装着する場合、第１位置変換部200により基板1を回転させ、基板1の表面を垂直に立てる工程が必要である。基板1の表面が垂直に立っている場合、噴射ノズル342から基板1の表面に吹き付けられた流体の受ける重力が、基板1の両面で同一である。その結果、その液体が基板1の表面全体に均一に噴射される。また、基板1の両面に吹き付けられた流体が重力により、基板1の表面に沿って速やかに流れ落ちるので、余剰な流体の回収、及びその再使用が容易である。
工程チャンバ300の内部で基板1に対するエッチング工程が行われる場合、各供給管341にはエッチング液が流れる。エッチング液は噴射ノズル342から基板1の表面に吹き付けられ、その表面の材質と化学反応を起こすことにより基板1を薄くする。例えば、基板1が透明な硝子基板であれば、エッチング液は、硝子に含まれる珪素と反応するフッ素酸液を含む。硝子基板は特に液晶表示装置の基板として利用される。
工程チャンバ300の内部で基板1に対する洗浄工程が行われる場合、各供給管341には洗浄液が流れる。洗浄液は好ましくは超純水である。超純水を基板1の表面に噴射することにより、基板1の表面から異物が洗い流される。
工程チャンバ300の内部で基板1に対する乾燥工程が行われる場合、各供給管341にはガスが流れる。ガスは好ましくは空気や不活性の窒素である。ガスを基板1の表面に噴射することにより、基板1の表面から水分が除去される。
工程チャンバ300の内部で基板1に対するエッチング工程が行われる場合、好ましくはそのエッチング工程に続いて、洗浄工程及び乾燥工程が順次行われる。その場合、更に好ましくは、各工程が異なるチャンバで行われる。すなわち、工程チャンバ300が３つのチャンバ301、302、303に分けられ、第１工程チャンバ301ではエッチング工程が行われ、第２工程チャンバ302では洗浄工程が行われ、第３工程チャンバ303では乾燥工程が行われる。
各噴射ノズル342は所定の角度範囲（噴射角）内に流体を噴射する。従って、流体の噴射範囲を更に拡げるには、好ましくは、供給管341を第３方向D3を軸として一定の角度範囲で回転振動させながら（図4に示されている矢印R4参照）、各噴射ノズル342から流体を噴射する。
図5は、図4に示されている供給管341の断面図である。中心軸Cの周りでの供給管341の回転振動は好ましくは、一定の基準方向RDに対して対称的な角度範囲で行われる。例えば図5に一点鎖線で示されているように、供給管341の回転振動により、噴射ノズル342の位置が、基板1に面した方向RDを基準方向として、左側に45゜、右側に45゜の角度範囲で周期的に変化する。その結果、噴射ノズル342一個あたりの流体Lの噴射範囲が、各噴射ノズル342の本来の噴射角より拡大する。
供給管341から基板1の表面にエッチング液が吹き付けられる場合、エッチング液と基板1の表面との間での化学反応の結果生じたスラッジ等の副産物が基板1の表面から跳ね返され、噴射ノズル342の噴射口（特に下側のもの）に付着しやすい。その副産物の量が過大であれば、噴射口を塞いでエッチング液の噴射を遮断するおそれがある。従って、工程チャンバ300の内部で基板1の表面が垂直に立てられた状態でエッチング工程が行われる場合、好ましくは、図6Aに示されているように、供給管341の長手方向が固定フレーム10の辺の方向（すなわち、工程チャンバ300内での固定フレーム10の移送方向）に対して所定の角度、斜めに傾いている。それにより、基板1の表面から跳ね返された上記の副産物が噴射ノズル342の噴射口には溜まりにくく、供給管341に沿って外部に排出されやすい。図4に示されているように、供給管341の長手方向が工程チャンバ300内での固定フレーム10の移送方向（第１方向）D1に対してほぼ垂直である場合、供給管341の長手方向が第３方向D3から好ましくは3°〜10°程度傾いている。
図6B及び図6Cは、図6Aに示されている傾いた供給管341から基板1の表面上に噴射された流体Lが到達する領域を示している。図6B及び図6Cでは特に、各噴射ノズル342が基準方向RD（図5参照）に向いているときに各噴射ノズル342から噴射された流体の到達する円形領域S1、S2が点線で示されている。図6B及び図6Cに示されているように、円形領域S1、S2は固定フレーム10の辺に対して斜めに傾いた方向に配列されている。各噴射ノズル342から噴射される流体の領域の大きさ、すなわち各円S1、S2の半径は、各噴射ノズル342の噴射角によって変わる。特に噴射角が大きいほど噴射領域S1、S2が広い。図6Bは各噴射ノズル342の噴射角が50°である場合を示し、図6Cはその噴射角が75°である場合を示す。好ましくは、その噴射角が30°〜75°程度に設定される。
上記の供給部340では噴射ノズル342を用いて流体が基板1の表面に噴射される。その他に、流体が次のような方式で基板1に供給されても良い。
図7には、図4に示されている供給部340とは別の供給部350が示されている。ここで、移送部320及び支持部材330は、図4に示されている上述の実施形態によるものと同様な構造を有する。従って、それらの詳細については上述の説明を援用する。
一対の供給部350は、第３方向D3で対向する一対のローラ322の間の空間を隔てて対向している。それにより、それらのローラ322の間を固定フレーム10が移送されるとき、その固定フレーム10が一対の供給部350の間に配置される。各供給部350は供給管351と噴射部材352とを含む。各供給管351は外部から工程チャンバ300の内部に、基板1に吹き付けられるべき流体（エッチング液、洗浄水、またはガス）を運ぶ。各供給管351は好ましくは第３方向D3に延びている。更に、第１方向D1では複数の供給管351が所定の間隔で配置されている。その他に、第１方向D1に延びている供給管351が複数、第３方向D3に沿って配置されていてもよい。噴射部材352は好ましくはナイフ方式のスリットノズルである。ここで、固定フレーム10が工程チャンバ300の内部を移送されるとき、その固定フレーム10の開口領域11C、12C（図2A、2B参照）から露出している基板1の表面に各供給管351の表面の一部が対向する。その表面の一部でスリットノズル352が各供給管351の長手方向に沿って延びている。外部から供給管351に流体が供給されると、各スリットノズル352を通じてその流体Lが、固定フレーム10の開口領域11C、12Cから露出している基板1の両面にライン状に吹き付けられる。
好ましくは、図8に示されているように、供給管351の長手方向が固定フレーム10のいずれかの辺の方向に対して平行に（更に好ましくは、工程チャンバ300内での固定フレーム10の移送方向（第１方向）D1に対して垂直に）配置される。その場合、もしスリットノズル352の一部がスラッジによって塞がれ、その一部から基板1の表面への流体Lの供給が途絶えても、その塞がれた一部から流体Lが供給されるべき基板1の表面部分には、その塞がれた一部に隣接する他の部分から十分な量の流体Lが供給される。従って、供給管351は、上記の噴射ノズル342を含む供給管341（図6A参照）とは異なり、斜めに傾いていなくても良い。
流体Lはスリットノズル352から基板1の表面にライン状に均一に吹き付けられるので、基板1の表面全体で、吹き付けられた流体の量が更に均一化される。特にエッチング工程では、エッチング液が基板1の表面全体に均一に吹き付けられるので、基板1の表面全体が均一の厚さにエッチングされる。
各スリットノズル352は所定の範囲内に流体Lを噴射する。従って、流体Lの噴射範囲を更に拡げるには、各供給管351を移動させながら、各スリットノズル352から流体Lを噴射する。更に好ましくは、図8の矢印R5に示されているように、各供給管351をその長手方向に対して垂直な方向で並進運動させる。その他に、固定フレーム10を供給管351に対して並進運動させながら、又は両方を同時に並進運動させながら、各スリットノズル352から流体を噴射しても良い。
図9Aは、更に他の実施形態による工程チャンバ300の内部の構造を示している。図9Aでは、供給部360が、上記の実施形態による供給部340、350とは異なる。尚、移送部320及び支持部材330は、図4に示されている上述の実施形態によるものと同様な構造を有する。従って、それらの詳細については上述の説明を援用する。
一対の供給部360は、第３方向D3で対向する一対のローラ322の間の空間を隔てて対向している。それにより、それらのローラ322の間を固定フレーム10が移送されるとき、その固定フレーム10が一対の供給部360の間に配置される。各供給部360は供給管361と噴射部材362とを含む。各供給管361は外部から工程チャンバ300の内部に、基板1に吹き付けられるべき流体（エッチング液、洗浄水、またはガス）を運ぶ。各供給管361は好ましくは第３方向D3に延びている。更に、第１方向D1では複数の供給管361が所定の間隔で配置されている。その他に、第１方向D1に延びている供給管361が複数、第３方向D3に沿って配置されていてもよい。噴射部材362は好ましくは一対のスリットノズルを含む。ここで、固定フレーム10が工程チャンバ300の内部を移送されるとき、その固定フレーム10の開口領域11C、12C（図2A、2B参照）から露出している基板1の表面に各供給管361の表面の一部が対向する。その表面の一部に複数の噴射部材362が、各供給管361の長手方向に沿って所定の間隔で設置されている。更に、第１方向D1で隣接する二つの供給管361の間では、各長手方向（すなわち第３方向D3）での噴射部材362の位置がずれている。外部から供給管361に流体が供給されると、各噴射部材362を通じてその流体が、固定フレーム10の開口領域11C、12Cから露出している基板1の両面に吹き付けられる。
図9Bは、図9Aに示されている噴射部材362の詳細な構造を示している。図9Bに示されているように、供給管361からは複数のライン362aが分岐し、基板1に向かって（すなわち第２方向D2で）延びている。各ライン362aの先端部には一対のスリットノズル362bが、そのライン362aに対して対称的に、かつそのライン362aの中心軸の周りに回転可能に連結されている。各スリットノズル362bは板状であり、一つの側面に噴射口362cが形成されている。更に、同じライン362aに連結されている一対のスリットノズル362bの間では、各噴射口362cが反対側の側面に形成されている。従って、各スリットノズル362bから流体Lが反対方向に噴射されるので、その反作用でスリットノズル362bの対がライン362aの中心軸の周りを、流体Lの噴射方向と反対方向に回転する（図9Bに示されている矢印R6参照）。それにより、基板1の広い範囲に流体Lが供給される。また、図9Aに示されているように、隣接する二つの供給管361の間では各噴射部材362の長手方向での位置がずれているので、流体Lが基板1の表面全体に均一に供給される。
供給部では、図4に示されている噴射ノズル342、図7に示されているナイフ方式のスリットノズル352、及び図9Bに示されているスリットノズル362bの対のいずれか２種類が混用されても良い。
第１工程チャンバ301でエッチング工程を行い、第２工程チャンバ302で洗浄工程を行い、第３工程チャンバ303で乾燥工程を行う場合、好ましくは、全ての工程でスリットノズルが用いられる。その他に、エッチング工程では噴射ノズルが用いられ、洗浄工程と乾燥工程ではスリットノズルが用いられてもよい。
図7または図9Aに示されているスリットノズルの端部は好ましくは、図10A〜図10Cのいずれかの構造を持つ。
図10Aに示されている構造では、スリットノズル372が、所定の距離を隔てて互いに向き合っている第１ボディー372aと第２ボディー372bとを含む。第１ボディー372a及び第２ボディー372bは互いに対称的な形状である。第１ボディー372a及び第２ボディー372bの間の空間372cは流体Lの経路であり、その空間372cの先端部には開口部372dが形成されている。その開口部372dを通じて流体Lが外部に噴射される。好ましくは、図10Aに示されているように、スリットノズル372は基板1の表面の法線方向に対して一定の角度だけ斜めに傾いている。
図10Bに示されている構造では、スリットノズル382が、所定の距離を隔てて互いに向き合っている第１ボディー382aと第２ボディー382bとを含む。第１ボディー382a及び第２ボディー382bは、各先端部を除き、互いに対称的な形状である。第１ボディー382a及び第２ボディー382bの間の空間382cは流体Lの経路であり、その空間382cの先端部には開口部382dが形成されている。その開口部382dを通じて流体Lが外部に噴射される。図10Bに示されている構造では特に図10Aに示されている構造とは異なり、第１ボディー382aの先端部から開口部382dの内側に向かって突起383が突出している。突起383によって流体Lの噴射方向が調節される。特に、図10Bに示されているように、流体Lの噴射方向を、基板1の表面上の特定の領域に集中させることができる。
尚、流体Lの噴射方向の調節は、図10Bに示されている構造の他にも、第１ボディー382a及び第２ボディー382bの各先端部を非対称な構造にすることによって実現可能である。
図10Cに示されている構造では、スリットノズル392が、所定の距離を隔てて互いに向き合っている第１ボディー392aと第２ボディー392bとを含む。第１ボディー392a及び第２ボディー392bは、各内面を除き、互いに対称的な形状である。第１ボディー392a及び第２ボディー392bの間の空間392cは流体Lの経路であり、その空間392cの先端部には開口部392dが形成されている。その開口部392dを通じて流体Lが外部に噴射される。図10Cに示されている構造では特に図10Aや図10Bに示されている構造とは異なり、第１ボディー392a及び第２ボディー392bの内面に凸部393が少なくとも一つ形成されている。第１ボディー392aと第２ボディー392bとの間では各凸部393の位置がずれ、好ましくは流体Lの噴射方向に沿って交互に配置されている。流体Lの経路392cでは凸部393によって流体Lの速度が制限される。それにより、流体Lが基板1の表面に与える圧力が抑えられるので、その圧力に起因する基板1の表面の損傷が防止される。
尚、凸部393の形状は図10Cに示されているものには限定されない。更に、第１ボディー392a及び第２ボディー392bの内面には、凸部393に代え、凹部が形成されても良い。凸部393は、第１ボディー392a及び第２ボディー392bのいずれか一つにだけ形成されていてもよい。その他に、凸部393が、第１ボディー392a及び第２ボディー392bの両方で、互いに対称的な位置に形成されていても良い。それらのように、第１ボディー392a及び第２ボディー392bの各内面に形成される凹凸の配置や形状、及び個数を調節することにより、流体Lの噴射圧を多様に調節することができる。更に、図10Bに示されている突起383と図10Cに示されている凸部393とを併用し、流体Lの噴射圧と、流体Lが供給される基板1の表面上の領域とを同時に調節しても良い。
工程チャンバ300の内部で基板1の表面が水平方向に対して垂直に維持されている場合、第２位置変換部400が以下のように作用し、基板1の表面を固定フレーム10ごと、水平にする。図11は第２位置変換部400の作用を示している。
第２位置変換部400は、図11の(a)に示されているようなカセット21を具備する。カセット21は好ましくは直方体形状の筒である。固定フレーム10は、工程チャンバ300の内部で各工程を経た後、カセット21の内部に収められる。一つのカセット21の内部には複数の固定フレーム10が、一定の間隔で、かつ互いに平行に装着可能である。固定フレーム10は好ましくは、第２位置変換部400により工程チャンバ300からカセット21の内部に移送され、一定の方向（例えば水平方向）に対して垂直に装着される（図11の(a)参照）。
カセット21の内部に所定数の固定フレーム10が装着されれば、第２位置変換部400はカセット21の全体をその軸方向の周りに所定の角度だけ回転させる。好ましくは、カセット21を90°回転させ、各固定フレーム10の表面を水平にする（図11の(b)参照）。それにより、固定フレーム10に装着された各基板1の表面も回転し、水平になる。このように基板1と固定フレーム10とをカセット21ごと回転させることにより、基板分離部500では基板1が固定フレーム10から分離されやすい。尚、基板1の表面を水平に維持した状態で工程チャンバ300での工程を行っても良い場合、第２位置変換部400、特に上記のカセット21の回転工程は省略可能である。
図12は、基板分離部500の平面図である。基板分離部500は、ステージ510、行方向位置調節器520、列方向位置調節器530、及びガイド部材540を具備する。ステージ510は好ましくは板状であり、更に好ましくは、その表面が水平に維持されている。ステージ510の表面には一対のガイド部材540が水平方向に設けられている。一対のガイド部材540の間には固定フレーム10とそれから分離された基板1とが積載されている。ここで、基板1と固定フレーム10との各長辺方向がガイド部材540の長手方向に対して平行になるように、基板1と固定フレーム10とは設置されている。行方向位置調節器520は一対のガイド部材540の間に接続され、ガイド部材540の長手方向R7に沿って水平方向に移動する。列方向位置調節器530は行方向位置調節器520の表面に設けられ、行方向位置調節器520の長手方向（すなわち、ガイド部材540の長手方向R7に対して垂直な方向。図12に示されている矢印R8参照。）に沿って移動する。ステージ510の表面に面した列方向位置調節器530の表面には好ましくは吸着パッド（図示しない）が具備されている。従って、列方向位置調節器530は基板1を吸着して保持することができる。列方向位置調節器530は更に、図2Bに示されている第２固定フレーム12を第１固定フレーム11から分離できる。行方向位置調節器520と列方向位置調節器530とがそれぞれ移動することにより、固定フレーム10からまず第２固定フレーム12が分離される。更に、基板1が固定フレーム10の表面上の所定位置（図12に示されている点線Aの範囲）から分離され、固定フレーム10の外に運ばれる。こうして、固定フレーム10から全ての基板1が分離される。その後、固定フレーム10は基板装着部100に移送される。
本発明の実施形態による基板処理装置は上記の通り、基板1を固定フレーム10に装着した上で、基板1に対するエッチング等の工程を自動的に行う。特に工程チャンバ300の内部では、基板1の両面全体に対して同時に、噴射ノズルまたはスリットノズルから均一に、エッチング液、洗浄液、またはガスが噴射される。それにより、特に基板1の全体を均一な厚さにエッチングできる。
以上、本発明の好適な実施形態を例示した。しかし、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術的範囲から逸脱することなく、本発明の上記の実施形態を多様に修正し、または変更可能であろう。従って、それらの修正や変更も当然に、本発明の技術的範囲に属すると解されるべきである。
本発明の実施形態による基板処理装置の構成を示すブロック図 図1に示されている基板装着部の平面図 図2Aに示されている直線IIB−IIBに沿った固定フレームの断面図 図1に示されている第１位置変換部の作用を示す斜視図 図1に示されている工程チャンバの内部を示す正面図 図4に示されている供給管の断面図 図4に示されている供給管と固定フレームとの間の位置関係を示す斜視図 図6Aに示されている固定フレーム上での流体の噴射範囲の一例を模式的に示す平面図 図6Aに示されている固定フレーム上での流体の噴射範囲の別の例を模式的に示す平面図 本発明の他の実施形態による工程チャンバの内部を示す正面図 図7に示されている供給管と固定フレームとの間の位置関係を示す斜視図 本発明の更に他の実施形態による工程チャンバの内部を示す側面図 図9Aに示されている噴射部材の詳細を示す斜視図 図7または図9Aに示されているスリットノズルの端部の一例を示す断面図 図7または図9Aに示されているスリットノズルの端部の別例を示す断面図 図7または図9Aに示されているスリットノズルの端部の更に別の例を示す断面図 図1に示されている第２位置変換部の作用を示す斜視図 図1に示されている基板分離部の平面図
符号の説明
1 基板
10 固定フレーム
100 基板装着部
200 第１位置変換部
300 工程チャンバ
400 第２位置変換部
500 基板分離部

Claims (17)

  1. 基板の端部を支持する固定フレーム、
    前記基板が装着された前記固定フレームを収容する工程チャンバ、
    前記工程チャンバの内部に設けられ、前記固定フレームの端部を支持して前記固定フレームを前記工程チャンバの内部に移送する移送部、及び、
    前記移送部により移送される前記固定フレームに装着された前記基板の両面と所定の距離を隔てて対向し、前記基板の両面に対して流体を同時に供給する一対の供給部、
    を有し、
    前記供給部が、
    前記流体を外部から前記工程チャンバの内部に移動させる供給管、及び、
    前記供給管に連結され、前記供給管から前記基板の表面に対して前記流体を噴射する噴射部材、
    を含み、
    前記噴射部材はスリットノズルであって、
    前記スリットノズルが、所定の距離を隔てて互いに向き合っている第１ボディーと第２ボディーとを含み、前記第１ボディーと前記第２ボディーとの互いに向き合っている内面の少なくともいずれかに凹凸が形成されている、基板処理装置。
  2. 基板の端部を支持する固定フレーム、
    前記基板が装着された前記固定フレームを収容する工程チャンバ、
    前記工程チャンバの内部に設けられ、前記固定フレームの端部を支持して前記固定フレームを前記工程チャンバの内部に移送する移送部、及び、
    前記移送部により移送される前記固定フレームに装着された前記基板の両面と所定の距離を隔てて対向し、前記基板の両面に対して流体を同時に供給する一対の供給部、
    を有し、
    前記供給部が、
    前記流体を外部から前記工程チャンバの内部に移動させる供給管、及び、
    前記供給管に連結され、前記供給管から前記基板の表面に対して前記流体を噴射する噴射部材、
    を含み、
    前記噴射部材はスリットノズルであって、
    前記スリットノズルが、所定の距離を隔てて互いに向き合っている第１ボディーと第２ボディーとを含み、前記第１ボディーと前記第２ボディーとの互いに向き合っている先端部の少なくとも一方に、他方に向かって突出している突起が形成されている、基板処理装置。
  3. 前記工程チャンバの内部に設けられ、前記固定フレームの両面を支持する支持部材、をさらに有する、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記固定フレームが、
    前記基板を露出させる開口領域が形成されている底部と、前記底部の端部から前記底部に対して垂直に突き出して前記開口領域を囲んでいる側部と、を含む第１固定フレーム、及び、
    前記基板を露出させる開口領域が形成され、前記側部で囲まれた空間に収納されている第２固定フレーム、
    を有する、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  5. 前記移送部が、外周面に溝が形成されたローラを含み、前記固定フレームの端部が前記溝に嵌められた状態で前記固定フレームが移送される、請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記流体が、エッチング液、洗浄液、及びガスのいずれかである、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  7. 前記基板の表面が前記工程チャンバの内部で水平方向に対して垂直に維持される、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  8. 前記基板の表面が前記工程チャンバの内部で水平に維持される、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  9. 前記供給管の長手方向が、前記固定フレームの移送方向に対して斜めに傾いている、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  10. 前記供給管を所定の角度範囲で回転振動させる、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  11. 前記供給管を前記基板の表面に対して平行に並進運動させる、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  12. 噴射ノズルをさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  13. 前記供給管から分岐したラインをさらに含み、
    前記スリットノズルは複数であって、
    一対の前記スリットノズルが、前記ラインの先端部に前記ラインに対して対称的に、かつ前記ラインの周りに回転可能に連結される、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  14. 基板を固定フレームの所定位置に移動させ、前記固定フレームに前記基板の端部を支持させて固定する基板装着部、
    前記固定フレームを内部に移送し、前記固定フレームに装着された前記基板に対する加工を行う工程チャンバ、及び、
    前記基板を前記固定フレームから分離する基板分離部、
    を有する基板処理装置であり、
    前記工程チャンバが、
    前記工程チャンバの内部に設けられ、前記固定フレームの端部を支持して前記固定フレームを前記工程チャンバの内部に移送する移送部、及び、
    前記移送部により移送される前記固定フレームに装着された前記基板の両面と所定の距離を隔てて対向し、前記基板の両面に対して流体を同時に供給する一対の供給部、
    を含み、
    前記供給部が、
    前記流体を外部から前記工程チャンバの内部に移動させる供給管、及び、
    前記供給管に連結され、前記供給管から前記基板の表面に対して前記流体を噴射する噴射部材、
    を含み、
    前記噴射部材はスリットノズルであって、
    前記スリットノズルが、所定の距離を隔てて互いに向き合っている第１ボディーと第２ボディーとを含み、前記第１ボディーと前記第２ボディーとの互いに向き合っている内面の少なくともいずれかに凹凸が形成されている、基板処理装置。
  15. 基板を固定フレームの所定位置に移動させ、前記固定フレームに前記基板の端部を支持させて固定する基板装着部、
    前記固定フレームを内部に移送し、前記固定フレームに装着された前記基板に対する加工を行う工程チャンバ、及び、
    前記基板を前記固定フレームから分離する基板分離部、
    を有する基板処理装置であり、
    前記工程チャンバが、
    前記工程チャンバの内部に設けられ、前記固定フレームの端部を支持して前記固定フレームを前記工程チャンバの内部に移送する移送部、及び、
    前記移送部により移送される前記固定フレームに装着された前記基板の両面と所定の距離を隔てて対向し、前記基板の両面に対して流体を同時に供給する一対の供給部、
    を含み、
    前記供給部が、
    前記流体を外部から前記工程チャンバの内部に移動させる供給管、及び、
    前記供給管に連結され、前記供給管から前記基板の表面に対して前記流体を噴射する噴射部材、
    を含み、
    前記噴射部材はスリットノズルであって、
    前記スリットノズルが、所定の距離を隔てて互いに向き合っている第１ボディーと第２ボディーとを含み、前記第１ボディーと前記第２ボディーとの互いに向き合っている先端部の少なくとも一方に、他方に向かって突出している突起が形成されている、基板処理装置。
  16. 前記基板が固定された前記固定フレームを回転させることにより、前記基板の表面の法線方向を90°回転させて前記工程チャンバの内部に移動させる第１位置変換部、及び、
    前記基板が固定された前記固定フレームを回転させることにより、前記基板の表面の法線方向を90°回転させて前記基板分離部に移動させる第２位置変換部、
    をさらに有する、請求項１４または１５に記載の基板処理装置。
  17. 前記工程チャンバが、
    前記基板をエッチングする第１工程チャンバ、
    前記基板を洗浄する第２工程チャンバ、及び、
    前記基板を乾燥させる第３工程チャンバ、
    を含む、請求項１４または１５に記載の基板処理装置。
JP2007006976A 2006-07-20 2007-01-16 基板処理装置 Active JP5479669B2 (ja)

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