JP5710921B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

この発明は、液晶表示装置(LCD)用、プラズマディスプレイ(PDP)用、有機発光ダイオード(OLED)用、電界放出ディスプレイ(FED)用、真空蛍光ディスプレイ(VFD)用、太陽電池パネル用等のガラス基板、磁気/光ディスク用のガラス/セラミック基板、半導体ウエハ、電子デバイス基板等の各種の基板に対して、純水等の洗浄液、エッチング液、現像液、レジスト剥離液等の薬液、等々の各種処理液を吐出して基板をウェット処理する基板処理装置に関する。
従来この種の基板処理装置としては、基板の搬送方向に並設された搬送ローラ等によってウェット処理室内に基板を水平姿勢または水平面に対し基板搬送方向と直交する方向に傾斜させた姿勢で搬送しつつ、スプレーノズルから基板の表面に対して処理液をシャワー状に吐出することにより所定の基板処理を行うものが知られている。このような基板処理装置においては、処理の種類に応じて、純水等の洗浄液、エッチング液、現像液、レジスト剥離液等の薬液、等々の各種処理液がスプレーノズルから基板の表面に吐出される。
そして、このような基板処理装置では、基板表面の全面に均一に処理液を供給するために、基板搬送方向に沿う方向に延在するスプレーパイプ部と、スプレーパイプ部の長手方向に一列に互いに近接して形設される複数のノズル部とから構成されたスプレーノズルを、複数個基板搬送方向に関して交差する方向に等ピッチにて互いに平行に配置し、複数のノズル部から処理液を基板の表面へ吐出するようにしている。図5は、従来の基板処理装置におけるノズル部100から基板Wの表面102へ処理液を吐出する様子を示す模式図である。
図5に示すように、このような従来の基板処理装置による処理液の吐出では、図面の平面に対して直角方向に搬送される基板Wの表面102上の中央部付近では、基板Wの両側端部付近に比べて処理液の液流れが遅くなって中央部付近において処理液の滞留が発生し、これにより吐出される新旧の処理液の置換作用が劣化し、結果として処理の不均一化を招くことになる。
この問題解決のため、スプレーノズルのスプレーパイプ部をその長手方向の中心軸を中心として往復回動させて処理液の吐出方向を変化させることにより基板表面上の新旧処理液の置換促進を図る装置が使用されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−79368号公報
図6は、従来のスプレーパイプ部往復回動型の基板処理装置におけるノズル部100から基板Wの表面102へ処理液を吐出する様子を示す模式図である。
この基板処理装置では、基板搬送方向(図面の平面に対して直角方向)に沿う方向に延在するスプレーパイプ部(図示せず)と、スプレーパイプ部の長手方向に一列に互いに近接して形設される複数のノズル部100とから構成されたスプレーノズルを、複数個基板搬送方向に関して交差する方向に等ピッチにて互いに平行に配置し、回動機構(図示せず)により各スプレーパイプ部の中心軸を中心として図6(a)中の矢符A方向および図6(b)中の矢符B方向に往復回動させながらノズル部100からの処理液の基板の表面102への吐出方向を変化させるようにしている。しかしながら、このような往復回動を繰り返す限り、基板Wの表面102上へ吐出後一旦基板Wの一側方端方向へ流動している処理液が逆方向(他方側端方向)へ流動してしまい、基板中央部付近と両側端部付近とでは処理液の滞留量が異なるため、処理の進行具合に不均一が生じる。
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、基板表面上に吐出された処理液の滞留を防止し基板全面における処理の均一化を有効に達成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、基板に対してウェット処理を行うウェット処理室と、前記ウェット処理室内に配設されて基板を水平姿勢または水平面に対し基板搬送方向と直交する方向に傾斜させた姿勢で水平方向に往復移動して搬送する基板搬送手段と、前記ウェット処理室内に配設される基板搬送手段によって搬送される基板の主面へ処理液を供給する処理液供給手段と、を備えた基板処理装置において、前記処理液供給手段は、基板搬送方向に関して交差する方向に等ピッチに互いに平行に配置され処理液を基板の主面へ吐出する複数のスプレーノズルを備え、各前記複数のスプレーノズルは、前記基板搬送方向に沿う方向に静止して延在するスプレーパイプ部と、当該スプレーパイプ部の長手方向に一列に互いに近接して形設され処理液をその吐出口から基板の主面へ吐出する複数のノズル部から構成され、前記複数のノズル部の前記吐出口からは等しい吐出量の処理液が吐出され、基板の主面に対する前記複数のノズル部の前記吐出口の固定した対向角度を、水平姿勢で搬送される基板の主面の前記基板搬送方向に関して交差する方向における中央部付近から両端部付近にかけて、鉛直線に対して漸次大きくなるように、または傾斜させた姿勢で搬送される基板の主面の傾斜上端部付近から傾斜下端部付近にかけて、基板の主面の法線に対して漸次大きくなるように、前記複数のノズル部を前記複数のスプレーパイプ部に形設し、かつ、前記複数のノズル部を前記基板搬送方向に関して交差する方向において千鳥状に配置することにより、基板の主面上において吐出後の処理液の積極的な液流れを発生させることを特徴とする。
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、前記複数のノズル部の前記吐出口の前記固定した対向角度は、水平姿勢で搬送される基板の主面の前記基板搬送方向に関して交差する方向における中央部付近では、鉛直線に対して0°、両端部付近では鉛直線に対して30°乃至60°に設定されることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の基板処理装置において、前記複数のノズル部の前記吐出口の前記固定した対向角度は、傾斜させた姿勢で搬送される基板の主面の傾斜上端部付近では、基板の主面の法線に対して0°乃至20°、傾斜下端部付近では、基板の主面の法線に対して30°乃至60°に設定されることを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置において、
前記複数のノズル部の前記吐出口から吐出される処理液は、エッチング液であることを特徴とする。
請求項1ないし3に係る発明の基板処理装置においては、基板の主面に対する複数のノズル部の吐出口の固定した対向角度を、水平姿勢で搬送される基板の主面の基板搬送方向に関して交差する方向における中央部付近から両端部付近にかけて、もしくは基板の主面の基板搬送方向に沿う方向における中央部付近から両端部付近にかけて、鉛直線に対して漸次大きくなるように、または傾斜させた姿勢で搬送される基板の主面の傾斜上端部付近から傾斜下端部付近にかけて、基板の主面の法線に対して漸次大きくなるように、複数のノズル部を複数の基板搬送方向に沿う方向に静止して延在するスプレーパイプ部に形設する。このため、基板の主面上において吐出後の処理液の積極的な液流れが発生して処理液の滞留の発生が防止され、基板の主面全面に亙って均一なウェット処理が達成できる。
請求項に係る発明の基板処理装置においては、基板搬送方向に関して交差する方向に等ピッチに置される複数のスプレーノズルの複数のノズル部は、当該交差方向に関して千鳥状に配置される。このため、各ノズル部からの処理液吐出流の相互干渉が低減され、これによって基板表面上の吐出処理液の滞留発生がさらに効果的に防止されて処理液の積極的な液流れの発生が促進される。
請求項に係る発明の基板処理装置においては、各ノズル部からの吐出量を、吐出後に処理液の滞留が発生しないように調整するための煩瑣な機構等を必要とせず、これにより設計コストの低廉化を図ることができる。
請求項に係る発明の基板処理装置においては、吐出されたエッチング液の滞留に起因して滞留発生箇所と非発生箇所とのエッチング進行度の違いが引き起こされてエッチング処理の不均一化を招き、これによりパターンショート(配線残り)やパターン形状のムラが発生する、といった問題を有効に阻止できる。
本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置を模式的に示す概略構成図である。 本発明の第1の実施形態において、基板の表面に対する、スプレーノズルのスプレーパイプ部に形設されたノズル部の吐出口の対向角度を説明するための模式図である。 本発明の第2の実施形態において、基板の表面に対する、スプレーノズルのスプレーパイプ部に形設されたノズル部の吐出口の対向角度を説明するための模式図である。 本発明の第3の実施形態において基板の表面に対する、スプレーノズルのスプレーパイプ部に形設されたノズル部の吐出口の対向角度を説明するための模式図である。 従来の基板処理装置におけるノズル部から基板の表面へ処理液を吐出する様子を示す模式図である。 従来のスプレーパイプ部往復回動型の基板処理装置におけるノズル部から基板の表面へ処理液を吐出する様子を示す模式図である。
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置1を模式的に示したものである。
この基板処理装置1は、エッチング液、現像液、レジスト剥離液等の薬液を吐出して基板Wに薬液処理を行う薬液処理室10と、薬液処理室10内において基板Wを水平姿勢で支持しつつ水平方向Xへ往復移動する複数の搬送ローラ(図示せず)と、薬液を貯留する薬液タンク12と、基板Wの表面102に薬液を吐出するための複数のスプレーノズル14と、送液ポンプ16と、薬液タンク12に貯留された薬液をスプレーノズル14に送液する薬液供給路18とを備える。
スプレーノズル14は、薬液処理室10内において基板搬送方向に関して交差する方向に等ピッチに複数個互いに平行して配設され、各スプレーノズル14は、基板搬送方向に沿う方向に延在するスプレーパイプ部22(図2参照)と、このスプレーパイプ部22の長手方向に一列に互いに近接して形設され薬液をその吐出口26(図2(b)参照)から基板Wの表面102へ吐出する複数のノズル部24から構成される。また、薬液処理室10の底部には、薬液処理室10の内底部に流下した使用済みの薬液を排出するための循環排水路20が設けられており、循環排水路20は、薬液タンク12に連通接続されている。
上述した構成を備えた基板処理装置1においては、まず、薬液処理室10の基板搬入口(図示せず)から薬液処理室10内へ搬入されてきた基板Wを搬送ローラにより水平姿勢で支持しつつ水平方向へ往復移動させながら、送液ポンプ16の駆動により薬液タンク12に貯留された薬液を薬液供給路18を介してスプレーノズル14に送液し、プレーノズル14の各ノズル部24のそれぞれから等量の薬液を基板Wの表面102へ吐出することにより、薬液処理が行なわれる。
薬液処理を終えた基板Wは、搬送ローラにより薬液処理室10の基板搬出口(図示せず)から搬出される。基板Wの表面102から流下しさらに薬液処理室10の内底部に流下した薬液は、循環排水路20を介して薬液タンク12に回収される。
図2は、基板Wの表面102に対する、スプレーノズル14を構成するスプレーパイプ部22に形設されたノズル部24の吐出口26の対向角度を説明するための模式図であり、図2(a)はその上面図、図2(b)はその断面図である。
図2(a)および図2(b)に示すように、複数個、本実施の形態では6個の、スプレーノズル14a乃至14fが基板搬送方向Xに関して交差する方向に等ピッチに互いに平行に配設される。スプレーノズル14a乃至14fはそれぞれ、基板搬送方向に沿う方向に延在するスプレーパイプ部22a乃至22fと、各スプレーパイプ部22a乃至22fの長手方向に一列に互いに近接して形設される複数のノズル部24から構成される。
そして、基板Wの表面102に対する複数のノズル部24の吐出口26の対向角度を、水平姿勢で搬送される基板Wの表面102の基板搬送方向Xに関して交差する方向における中央部付近から両端部付近にかけて、鉛直線に対して漸次大きくなるように、ノズル部24を各スプレーパイプ部22a乃至22fに形設し、さらにこれらのノズル部24は、図2(a)に示すように基板搬送方向Xに交差する方向において千鳥状に配置される。
2(b)は、ノズル部24のうちスプレーパイプ部22a乃至22fの基板搬送方向Xにおける略中央部に形設されたノズル部24a乃至24fによって形成されるノズル部群の1組を例示しており、 基板搬送方向Xに交差する方向における中央部付近で対向するノズル部24cおよび24dの吐出口26cおよび26dでは、鉛直線に対する角度を0°に、両端部付近で対向するノズル部24a、24fの吐出口26a、26fでは、30°〜60°に設定される。その他のノズル部群によって形成される組の吐出口の基板Wの表面102に対する対向角度も同様に基板搬送方向Xに関して交差する方向における中央部付近から両端部付近にかけて、鉛直線に対して漸次大きくなるように設定されている。
上述のように構成されたスプレーノズル14a乃至14fでは、静止状態の(往復回動しない)スプレーパイプ部22a乃至22fに形設されたノズル部24のそれぞれの対向角度に固定された吐出口26から、基板Wの表面102へ等しい吐出量の薬液が吐出されることにより、基板Wの表面102上において基板搬送方向Xに交差する方向における基板の中央部から両端部に向けて矢符Yで示すような吐出後の薬液の積極的な液流れが発生し、薬液の滞留の発生が防止され、各ノズル部24からの吐出量を調整することなく基板Wの表面102全面に亙って均一な薬液処理が達成できる。このように、等量の薬液が各ノズル部24から吐出されるようにしたままで吐出後に薬液処理液の滞留が発生することが防止できるため、そのような滞留発生防止目的で各ノズル部24からの薬液吐出量を調整するための煩瑣な機構等を必要とせず、これにより設計コストの低廉化を図ることができる。また、例えば薬液としてエッチング液を用いるアルミエッチング処理の場合、吐出されたエッチング液の滞留に起因して滞留発生箇所と非発生箇所とのエッチング進行度の違いが生じてエッチング処理の不均一化を招き、これによりパターンショート(配線残り)やパターン形状のムラが発生する、といった問題を有効に阻止できる。
また、ノズル部24が、基板搬送方向Xに交差する方向において千鳥状に配置されるので、各ノズル部24からの薬液吐出流の相互干渉が低減され、これによって基板表面102上の吐出薬液の滞留発生がさらに効果的に防止されて薬液の積極的な液流れの発生が促進される。
次に、本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置について説明する。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置おいて基板Wの表面102に対する、スプレーノズル14’のスプレーパイプ部22’に形設されたノズル部24’の吐出口26’の対向角度を説明するための模式図であり、図3(a)はその上面図、図3(b)はその断面図である。
第2の実施形態では、スプレーノズル14’は、薬液処理室10内において基板搬送方向に沿う方向に等ピッチに複数個互いに平行して配設され、各スプレーノズル14’は、基板搬送方向に関して交差する方向に延在するスプレーパイプ部22’と、このスプレーパイプ部22’の長手方向に一列に互いに近接して形設され薬液をその吐出口26’から基板Wの表面102へ吐出する複数のノズル部24’から構成される。
図3(a)および図3(b)に示すように、第1の実施形態と同じく6個のスプレーノズル14a’乃至14f’が基板搬送方向Xに沿う方向に等ピッチに互いに平行に配設される。スプレーノズル14’a乃至14f’はそれぞれ、基板搬送方向と交差する方向に延在するスプレーパイプ部22a’乃至22f’と、各スプレーパイプ部22a’乃至22f’の長手方向に一列に互いに近接して形設される複数のノズル部24’から構成される。
そして、基板Wの表面102に対する複数のノズル部24’の吐出口26’の対向角度を、水平姿勢で搬送される基板Wの表面102の基板搬送方向Xに沿う方向における中央部付近から両端部付近にかけて、鉛直線に対して漸次大きくなるように、ノズル部24’を各スプレーノズル14a’乃至14f’に形設し、さらにこれらのノズル部24’は、図3(a)に示すように基板搬送方向Xに沿う方向において千鳥状に配置される。
図3(b)は、ノズル部24’のうちスプレーパイプ部22a’乃至22f’の基板搬送方向Xに交差する方向における略中央部に形設されたノズル部24a’乃至24f’によって形成されるノズル部群の1組を例示しており、 基板搬送方向Xに沿う方向における中央部付近で対向するノズル部24c’および24d’の吐出口26c’および26d
’では、鉛直線に対する角度を0°に、両端部付近で対向するノズル部24a’、24f’の吐出口26a’、26f’では、30°〜60°に設定される。その他のノズル部群によって形成される組の吐出口の対向角度も同様に基板搬送方向Xに沿う方向における中央部付近から両端部付近にかけて、鉛直線に対して漸次大きくなるように設定されている。
上述のように構成されたスプレーノズル14a’乃至14f’では、静止状態の(往復回動しない)スプレーパイプ部22a’乃至22f’に形設されたノズル部24’のそれぞれの対向角度に固定された吐出口26’から基板Wの表面102へ等しい吐出量の薬液が吐出されることにより、基板Wの表面102上において基板搬送方向Xに沿う方向における基板の中央部から両端部に向けて矢符X’で示すような吐出後の薬液の積極的な液流れが発生し、薬液の滞留の発生が有効に防止され、各ノズル部24’からの吐出量を調整することなく基板Wの表面102全面に亙って均一な薬液処理が達成できる。
また、ノズル部24’が、基板搬送方向Xに沿う方向において千鳥状に配置されるので、各ノズル部24’からの薬液吐出流の相互干渉が低減され、これによって基板表面102上の吐出薬液の滞留発生がさらに効果的に防止されて薬液の積極的な液流れの発生が促進される。
次に、本発明の第3の実施形態に係る基板処理装置について説明する。
図4は、本発明の第3の実施の形態に係る基板処理装置おいて基板Wの表面102に対する、スプレーノズル14”のスプレーパイプ部22”に形設されたノズル部24”の吐出口26”の対向角度を説明するための模式図であり、図4(a)はその上面図、図4(b)はその断面図である。
第3の実施形態では、複数の搬送ローラにより薬液処理室10内において基板Wを水平面200に対し基板搬送方向と直交する方向に所定角度傾斜させた姿勢で支持しつつ水平方向Xへ往復動される。
スプレーノズル14”は、薬液処理室10内において基板搬送方向に交差する方向に等ピッチに複数個互いに平行して配設され、各スプレーノズル14”は、基板搬送方向に沿う方向に延在するスプレーパイプ部22”と、このスプレーパイプ部22”の長手方向に一列に互いに近接して形設され薬液をその吐出口26”から基板Wの表面102へ吐出する複数のノズル部24”から構成される。
図4(a)および図4(b)に示すように、第1および第2の実施形態と同じく6個のスプレーノズル14a”乃至14f”が基板搬送方向Xに交差する方向に等ピッチに互いに平行に配設される。スプレーノズル14a”乃至14f”はそれぞれ、基板搬送方向に沿う方向に延在するスプレーパイプ部22a”乃至22f”と、各スプレーパイプ部22a”乃至22f”の長手方向に一列に互いに近接して形設される複数のノズル部24”から構成される。
そして、基板Wの表面102に対する複数のノズル部24”の吐出口26”の対向角度を、傾斜させた姿勢で搬送される基板Wの表面102の傾斜上端部付近から傾斜下端部付近にかけて、基板Wの表面102の法線300に対して漸次大きくなるように、ノズル部24”を各スプレーパイプ部22a”乃至22f”に形設し、さらにこれらのノズル部24”は、図4(a)に示すように基板搬送方向に交差する方向において千鳥状に配置される。
図4(b)は、ノズル部24”のうちスプレーパイプ部22a”乃至22f”の基板搬送方向Xに沿う方向における略中央部に形設されたノズル部24a”乃至24f”によって形成されるノズル部群の1組を例示しており、基板Wの表面102の傾斜上端部付近で対向するノズル部24a”の吐出口26a”では、基板Wの表面102の法線300に対して0°乃至20°の角度に、傾斜下端部付近に対向するノズル部24f”の吐出口26f”では30°乃至60°の角度に設定される。その他のノズル部群によって形成される組の吐出口の対向角度も同様に傾斜上端部付近から下端部付近にかけて、基板Wの表面102の法線に対して漸次大きくなるように設定されている。
上述のように構成されたスプレーノズル14a”乃至14f”では、静止状態の(往復回動しない)スプレーパイプ部22a”乃至22f”に形設されたノズル部24”のそれぞれの対向角度に固定された吐出口26”から基板Wの表面102へ等しい吐出量の薬液が吐出されることにより、基板Wの表面102上において吐出後の薬液の液流れが遅い傾斜上端部付近から薬液が流動する傾斜下端部付近に向けて矢符Y’で示すような吐出後の薬液の積極的な液流れが発生し、薬液の滞留の発生が有効に防止され、各ノズル部24”からの吐出量を調整することなく基板Wの表面102全面に亙って均一な薬液処理が達成できる。
また、ノズル部24”が、基板搬送方向Xに交差する方向において千鳥状に配置されるので、各ノズル部24”からの薬液吐出流の相互干渉が低減され、これによって基板表面102上の吐出薬液の滞留発生がさらに効果的に防止されて薬液の積極的な液流れの発生が促進される。
なお、上述の各実施形態では処理液としてエッチング液、現像液、レジスト剥離液等の薬液を用いた薬液処理に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、処理液として純水等の洗浄液を用いる洗浄処理に適用してもよい。
また、上述の各実施形態では、スプレーノズルの個数として6個用いた構成について説明したが、本発明はこれに限定されず、基板Wのサイズや処理の種類等に応じて適宜の数のスプレーノズルを選択すればよい。
1 基板処理装置
10 薬液処理室
12 薬液タンク
14、14’、14” スプレーノズル
16 送液ポンプ
18 薬液供給路
20 循環排水路
22、22’、22” スプレーパイプ部
24、24’、24”、100 ノズル部
26、26’、26” 吐出口
102 基板の表面
W 基板

Claims (4)

  1. 基板に対してウェット処理を行うウェット処理室と、
    前記ウェット処理室内に配設されて基板を水平姿勢または水平面に対し基板搬送方向と直交する方向に傾斜させた姿勢で水平方向に往復移動して搬送する基板搬送手段と、
    前記ウェット処理室内に配設される基板搬送手段によって搬送される基板の主面へ処理液を供給する処理液供給手段と、
    を備えた基板処理装置において、
    前記処理液供給手段は、
    基板搬送方向に関して交差する方向に等ピッチに互いに平行に配置され処理液を基板の主面へ吐出する複数のスプレーノズルを備え、
    各前記複数のスプレーノズルは、
    前記基板搬送方向に沿う方向に静止して延在するスプレーパイプ部と、当該スプレーパイプ部の長手方向に一列に互いに近接して形設され処理液をその吐出口から基板の主面へ吐出する複数のノズル部から構成され、
    前記複数のノズル部の前記吐出口からは等しい吐出量の処理液が吐出され、
    基板の主面に対する前記複数のノズル部の前記吐出口の固定した対向角度を、水平姿勢で搬送される基板の主面の前記基板搬送方向に関して交差する方向における中央部付近から両端部付近にかけて、鉛直線に対して漸次大きくなるように、または傾斜させた姿勢で搬送される基板の主面の傾斜上端部付近から傾斜下端部付近にかけて、基板の主面の法線に対して漸次大きくなるように、前記複数のノズル部を前記複数のスプレーパイプ部に形設し、かつ、前記複数のノズル部を前記基板搬送方向に関して交差する方向において千鳥状に配置することにより、基板の主面上において吐出後の処理液の積極的な液流れを発生させる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、
    前記複数のノズル部の前記吐出口の前記固定した対向角度は、水平姿勢で搬送される基板の主面の前記基板搬送方向に関して交差する方向における中央部付近では、鉛直線に対して0°、両端部付近では鉛直線に対して30°乃至60°に設定されることを特徴とする基板処理装置。
  3. 請求項1または2に記載の基板処理装置において、
    前記複数のノズル部の前記吐出口の前記固定した対向角度は、傾斜させた姿勢で搬送される基板の主面の傾斜上端部付近では、基板の主面の法線に対して0°乃至20°、傾斜下端部付近では、基板の主面の法線に対して30°乃至60°に設定されることを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置において、
    前記複数のノズル部の前記吐出口から吐出される処理液は、エッチング液であることを特徴とする基板処理装置。
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