JP5876702B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＰＤＰ（プラズマディスプレイ）等のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用ガラス基板、有機ＥＬ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、半導体ウエハ、太陽電池および電子ペーパ用フィルム基板等の基板を処理液により処理する基板処理装置に関する。

例えば、ＬＣＤの製造時には、アモルファスシリコン層をガラス基板上に形成し、このシリコン層表面の自然酸化膜をエッチング処理し、洗浄および乾燥処理をした後に、レーザーを照射してアモルファスシリコン層を溶融再結晶化している。このとき、エッチング工程等においては、従来、基板を水平に支持した状態で垂直軸まわりを回転させながら、その表面に順次エッチング液を供給して、基板の表面をエッチング処理する構成が採用されている。また、エッチング処理後の基板は強い撥水性を有することから、エッチング後の基板を低速回転させながら洗浄液を供給し、基板全面にその表面張力で洗浄液の液膜を形成した状態で洗浄処理を施し、しかる後、基板を高速回転させて洗浄液を除去する構成が採用されている（特許文献１参照）。

しかしながら、近年の被処理基板の大型化により、特許文献１に記載された発明のように、基板を回転させながらエッチング処理を行うことは困難となっている。このため、基板を水平方向に搬送しながら、基板の表面に対してエッチング液等の処理液を供給して、基板を処理することが提案されている。

すなわち、基板を複数の搬送ローラにより水平方向に向けて搬送しながら、基板の表面と対向配置されたスリットノズルやスプレーノズルから基板の表面に処理液を供給することにより、基板を処理液により処理することが考えられる。しかしながら、基板の表面が強い撥液性（撥水性）を有する場合には、処理液が基板の表面ではじかれてしまい、基板の表面全域に処理液を供給できないという問題が発生する。

特に、処理液としてエッチング液を使用したエッチング処理においては、エッチング処理を開始した後に基板の表面が強い撥液性となり、処理液としてのエッチング液が基板の表面ではじかれることになる。このため、極めて多量の処理液を基板の表面に供給することで、基板表面の全域に処理液を行き渡らせることも考えられるが、この場合には、極めて多量の処理液を消費するという問題が生ずる。

このため、本出願人は、基板を水平方向に搬送する搬送ローラと、処理液吐出口が形成され、この処理液吐出口と基板の表面との間が処理液の液膜により液密状態となる位置に配置された処理液吐出ノズルと、処理液保持面を備え、処理液吐出口と処理液保持面との間に処理液の液溜まりを形成可能となる位置に配置された液溜まり保持部材３とを備える基板処理装置を提案している(特許文献２参照)。

この基板処理装置によれば、処理液吐出ノズルと液溜まり保持部材との間に形成された液溜まりの作用により、搬送ローラにより搬送される基板の表面の先端部全域に処理液を供給でき、またその後は、処理液吐出ノズルと基板の表面との間を処理液の液膜により液密状態として基板の表面に処理液を供給することができる。このため、この基板処理装置によれば、基板の表面が撥液性となっても、多量の処理液を消費することなく、基板の表面全域に有効に処理液を供給することが可能となる。

特開２００３−１７４６１号公報 特開２０１０−２１９１８７号公報

上述した特許文献２に記載の基板処理装置は、多量の処理液を消費することなく基板の表面全域に有効に処理液を供給することができる優れたものではあるが、処理液による基板の処理時間は、基板処理装置における処理液吐出ノズル等の配置によって、一義的に決定されるという問題がある。一方、基板の種類や処理の内容により、処理液による基板の処理時間を変更したいという要請も存在する。

このような要請に対応するため、搬送ローラによる基板の搬送速度を変更した場合には、処理液による基板の処理時間を変更することが可能となる。しかしながら、基板の搬送速度を速くした場合には、処理液吐出ノズルと基板の表面との間を処理液の液膜により液密状態とすることができず、処理液不足により、基板に対して均一な処理を行い得ないという問題が生ずる。また、これとは逆に、基板の搬送速度を遅くした場合には、処理液吐出ノズルと基板の表面との間に形成された処理液の液膜が、基板の搬送方向に対して上流側に流出するという現象が生ずる。そして、この処理液の流出の程度は基板の搬送方向と直交する方向においてそれぞれ異なることから、この場合においても、基板に対して均一な処理を行い得ないこととなる。

また、処理液吐出ノズルの配置を必要な処理時間に対応させて変更することにより、処理液による基板の処理時間を変更することも考えられるが、装置構成が複雑となり、現実的ではない。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板の搬送速度を変更した場合においても、基板を均一に処理することが可能な基板処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板の表面に処理液を供給することにより基板を処理する基板処理装置において、基板をその主面が略水平方向となる状態で支持するとともに、その基板を略水平方向に搬送する搬送機構と、下方を向く処理液吐出口が前記搬送機構による基板の搬送方向と交差する方向に延設されるとともに、前記処理液吐出口と前記搬送機構により搬送される基板の表面との距離が、それらの間が前記処理液吐出口より吐出された処理液の液膜により液密状態となる位置に配置された処理液吐出ノズルと、前記処理液吐出口と対向する位置に処理液の液溜まりを保持する処理液保持面を備え、前記処理液吐出口と前記処理液保持面との距離が、それらの間に処理液の液溜まりを形成可能となる位置に配置された液溜まり保持部材と、前記搬送機構による基板の搬送速度を変更する搬送速度変更手段と、前記処理液吐出ノズルから吐出される処理液の流量を変更する流量変更手段と、前記処理液吐出口と前記搬送機構により搬送される基板の表面との間に、処理液の適正な液膜を形成することが可能な前記基板の搬送速度と前記処理液の流量との関係を記憶する記憶部と、前記基板の搬送速度を指定するための入力部と、前記入力部により指定された搬送速度と、前記記憶部に記憶した基板の搬送速度と処理液の流量との関係とに基づいて処理液の流量を演算し、当該流量よりわずかに多い流量の処理液が供給されるように前記流量変更手段を制御することにより、前記処理液吐出ノズルから吐出される処理液の流量を調整する制御部と、前記搬送機構による基板の搬送方向に対して前記処理液吐出ノズルの上流側に、前記処理液吐出ノズルから吐出され基板の表面に供給された処理液が、前記基板の表面における前記搬送機構による基板の搬送方向に対して上流側に流出することを防止するための流出防止手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記搬送機構は搬送ローラを含み、前記搬送速度変更手段は、前記制御部の制御により前記搬送ローラの回転速度を変更するモータを備える。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記流量変更手段は、前記制御部の制御により前記処理液吐出ノズルに供給する処理液の流量を変更する流量可変ポンプを備える。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記流出防止手段は、前記搬送機構による基板の搬送方向と交差する方向に延設され、前記搬送機構により搬送される基板の表面における、前記搬送機構による基板の搬送方向に対して前記処理液吐出ノズルの上流側の位置に気体を吹き付ける気体噴出手段である。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記流出防止手段は、前記搬送機構による基板の搬送方向に対して前記処理液吐出ノズルの上流側の位置において基板の搬送方向と交差する方向に延設され、前記搬送機構により搬送される基板の表面との間に処理液の液溜まりを形成する処理液保持面を備えた流出防止部材である。

請求項１から請求項３に記載の発明によれば、基板の搬送速度を変更することにより処理液による処理時間を変更した場合においても、処理液吐出ノズルと基板の表面との間を処理液の液膜により液密状態とすることにより、基板の表面に処理液の液膜を適正に形成して、基板を均一に処理することが可能となる。

また、演算された処理液の流量よりわずかに流量の多い処理液を供給するとともに、流出防止手段により、このわずかに多い流量の処理液が基板の搬送方向に対して上流側に流出することを防止する構成を採用することから、処理液吐出ノズルから吐出され基板の表面に供給された処理液が、基板の表面における基板の搬送方向に対して上流側に流出することを防止することができる。このため、処理液吐出ノズルから吐出される処理液の量を基板の表面に十分な液膜を形成できる量とした場合においても、基板の表面における基板の搬送方向に対して上流側に流出することを防止して、基板をさらに均一に処理することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、気体噴出手段により噴出される気体の作用により、処理液吐出ノズルから吐出され基板の表面に供給された処理液が、基板の表面における基板の搬送方向に対して上流側に流出することを防止することが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、流出防止部材の処理液保持面に対して生ずる表面張力の作用により、処理液吐出ノズルから吐出され基板の表面に供給された処理液が、基板の表面における基板の搬送方向に対して上流側に流出することを防止することが可能となる。

この発明に係る基板処理装置の側面概要図である。 処理・洗浄ユニット１を拡大して示す側面図である。 処理液吐出ノズル２の下面図である。 処理液吐出ノズル２への処理液の供給機構を示す概要図である。 液溜まり保持部材３の概要を示す図である。 液溜まり保持部材３の部分斜視図である。 他の実施形態に係る液溜まり保持部材３の部分斜視図である。 裏面洗浄部４の概要を示す図である。 この発明に係る基板処理装置の主要な制御系を示すブロック図である。 ガラス基板１００の搬送速度と処理液の流量との関係を示すグラフである。 この発明に係る基板処理装置によるガラス基板１００の処理動作を示す説明図である。 この発明に係る基板処理装置によるガラス基板１００の処理動作を示す説明図である。 この発明に係る基板処理装置によるガラス基板１００の処理動作を示す説明図である。 この発明に係る流出防止手段としてのエアナイフ５付近の側面の拡大図である。 この発明に係る基板処理装置によるガラス基板１００の処理動作を示す説明図である。 この発明に係る基板処理装置によるガラス基板１００の処理動作を示す説明図である。 この発明に係る流出防止手段の他の実施形態である流出防止部材６付近の側面の拡大図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る基板処理装置の側面概要図である。また、図２は、処理・洗浄ユニット１を拡大して示す側面図である。

この基板処理装置は、アモルファスシリコン層がその表面に形成されたガラス基板１００に対してレーザーアニールを行う前に、シリコン層表面に形成された酸化膜のエッチングを行うためのものである。この基板処理装置は、ガラス基板１００をその主面が水平方向となる状態で支持するとともに、このガラス基板１００を水平方向に搬送する複数の搬送ローラ９と、４個の処理・洗浄ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ（これらを総称するときには「処理・洗浄ユニット１」という）を備える。

各処理・洗浄ユニット１は、複数の搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の表面に処理液を供給するための処理液吐出ノズル２と、この処理液吐出ノズル２との間に処理液の液溜まりを形成するための液溜まり保持部材３と、ガラス基板１００に対して高圧の空気を噴出するためのエアナイフ５と、ガラス基板１００の裏面を洗浄するための一対の裏面洗浄部４とを備える。搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００に対し、４個の処理・洗浄ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの作用により、順次、その表面への処理液の供給と、その裏面の洗浄とが実行される。

ここで、エアナイフ５は、搬送機構を構成する複数の搬送ローラ９によるガラス基板１００の搬送方向に対して処理液吐出ノズル２の上流側に、処理液吐出ノズル２から吐出されガラス基板１００の表面に供給された処理液が、ガラス基板１００の表面におけるその基板１００の搬送方向に対して上流側に流出することを防止するための流出防止手段として機能するものである。このエアナイフ５は、ガラス基板１００の搬送方向と直交する方向に延設され、ガラス基板１００の搬送方向に対して処理液吐出ノズル２の上流側の位置において、ガラス基板１００の表面に高圧の空気を吹き付けるためのスリットを備えている。

洗浄・処理ユニット１における処理液吐出ノズル２の構成について説明する。図３は、処理液吐出ノズル２の下面図である。

この処理液吐出ノズル２は、搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００と対向する下面に、多数の処理液吐出口２１が形成された構成を有する。これらの処理液吐出口２１は、搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の搬送方向と直交する方向に列設されている。この処理液吐出口２１は、例えば、０．５ｍｍ程度の直径を有し、処理液吐出ノズル２の長手方向（搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の搬送方向と直交する方向）に、５ｍｍ乃至１０ｍｍ程度のピッチで形成されている。この処理液吐出口２１は、ガラス基板１００の幅方向（搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の搬送方向と直交する方向）全域にわたって設けられている。

ガラス基板１００の処理時には、この処理液吐出口２１から処理液が吐出され、ガラス基板１００の表面に供給される。このとき、後述するように、処理液吐出口２１と搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の表面との距離は、それらの間が処理液吐出口２１より吐出された処理液の液膜により液密状態となるようにする必要があることから、できるだけ小さいことが好ましい。一方、処理液吐出口２１と搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の表面との距離を過度に小さくすると、ガラス基板１００と処理液吐出ノズル２とが衝突するおそれがある。ガラス基板１００と処理液吐出ノズル２との衝突を回避しながら、処理液吐出ノズル２とガラス基板１００の表面との間を処理液の液膜により液密状態とするためには、処理液吐出ノズル２における処理液吐出口２１（すなわち、処理液吐出ノズル２の下面）と搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の表面との距離Ｄ１（図２参照）は、１ｍｍ乃至２ｍｍとすることが好ましい。

また、処理液吐出ノズル２と搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の表面との間が、処理液吐出口２１より吐出された処理液の液膜により液密状態となるようにするためには、処理液吐出ノズル２の下面の形状を、平面状とするか、あるいは、ガラス基板１００の搬送方向と鉛直方向とを含む平面による断面形状が下方が凸となる円弧状とすることが好ましい。このような形状を採用することにより、処理液吐出ノズル２とガラス基板１００の表面との間に処理液の液膜を形成することができ、液密状態を容易に達成することが可能となる。なお、処理液吐出ノズル２の下面を上述したような下方が凸となる円弧状とするためには、処理液吐出ノズル２を、例えば、複数の処理液吐出口がその下端部に形成されたパイプから構成すればよい。そして、この処理液吐出ノズル２の材質は、金属イオン等が溶出することがなく、処理の清浄性を確保できる、例えば、フッ素樹脂製のものを採用することが好ましい。

図４は、処理液吐出ノズル２への処理液の供給機構を示す概要図である。

図４に示すように、処理液吐出ノズル２は、処理液を貯留する貯留槽２２と、管路２３を介して接続されており、管路２３には流量可変ポンプ２５が配設されている。貯留槽２２内の処理液は、流量可変ポンプ２５の駆動により、処理液吐出ノズル２の処理液吐出口２１から吐出される。この流量可変ポンプ２５としては、例えば、マグネットポンプやダイアフラムポンプが使用される。そして、この流量可変ポンプ２５により供給される処理液の流量は、後述する制御部７１の制御を受けるポンプ駆動部７７の作用により、変更される。

なお、処理液吐出ノズル２における処理液吐出口２１としては、ガラス基板１００を処理しないときの処理液の流下を防止するため、そこに供給された処理液に圧力が付与されない状態においては、処理液の表面張力の作用により処理液吐出口２１より処理液が流下しない大きさとすることが好ましい。すなわち、流量可変ポンプ２５が駆動していない状態においては、処理液の表面張力の作用により処理液吐出口２１より処理液が流下しない大きさである。この処理液吐出口２１の大きさとしては、処理液の粘度にも左右されるが、上述したように０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。

なお、ガラス基板１００の搬送方向と直交する方向に列設された多数の処理液吐出口２１に替えて、ガラス基板１００の搬送方向と直交する方向に延びるスリット状の吐出口を採用してもよい。

上述した４個の処理・洗浄ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄからは、処理液としてのエッチング液が供給される。このようなエッチング液としては、例えば、フッ酸（フッ化水素酸／ＨＦ）が使用される。なお、意図的にガラス基板１００の表面に均一な酸化膜を形成するため、処理・洗浄ユニット１ａから、または、処理・洗浄ユニット１ｄから、あるいは、処理・洗浄ユニット１ａと１ｄから、エッチング液に代えてオゾン水を供給してもよい。

なお、好適な実施形態としては、例えば、上述した４個の処理・洗浄ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの全てからガラス基板１００に対してフッ酸を供給する実施形態と、４個の処理・洗浄ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのうちガラス基板１００の搬送方向の上流側の３個の処理・洗浄ユニット１ａ、１ｂ、１ｃからはフッ酸を供給し、最も下流側の処理・洗浄ユニット１ｄからはオゾン水を供給するという実施形態がある。但し、フッ酸やオゾン水以外のエッチング液を使用してもよい。

次に、洗浄・処理ユニット１における液溜まり保持部材３の構成について説明する。図５は、液溜まり保持部材３の概要を示す図であり、図５（ａ）は液溜まり保持部材３の縦断面図、また、図５（ｂ）は液溜まり保持部材３の部分平面図である。さらに、図６は、液溜まり保持部材３の部分斜視図である。

この液溜まり保持部材３は、処理液吐出ノズル２との間に処理液の液溜まりを形成するためのものである。この液溜まり保持部材３は、処理液吐出ノズル２の処理液吐出口２１と対向する位置に、処理液の液溜まりを保持する処理液保持面３１を備える。そして、その処理液保持面３１には、処理液の液溜まり保持用の凹部３２が凹設されている。

この凹部３２は、処理液保持面３１に好適に処理液の液溜まりを保持するために使用される。すなわち、液溜まり保持部材３の材質としては、金属イオン等が溶出することがなく、処理の清浄性を確保できる、処理液吐出ノズル２と同様の、例えば、フッ素樹脂製のものを採用することが好ましい。ここで、フッ素樹脂は処理液をはじく強い撥液性を有する。このため、処理液が液溜まり保持部材３における処理液保持面３１から流下しやすくなる。このような流下を防止するために、処理液保持面３１には凹部３２が形成されている。なお、液溜まり保持部材３の材質として塩化ビニール等の樹脂を使用する場合には、この凹部３２を省略してもよい。

図５および図６に示すように、この凹部３２は、液溜まり保持部材３の長手方向（搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の搬送方向と直交する方向）に延びる形状を有する。この凹部３２は、ガラス基板１００の幅方向（搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の搬送方向と直交する方向）全域にわたって形成されている。但し、この凹部３２はこのような形状に限定されるものではない。

図７は、他の実施形態に係る液溜まり保持部材３の部分斜視図である。

図７に示すように、搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の搬送方向と直交する方向に列設された複数の凹部３３を使用してもよい。この場合には、処理液吐出ノズル２における処理液吐出口２１と液溜まり保持部材３の凹部３３とは、必ずしも対向していなくてもよい。処理液吐出ノズル２における処理液吐出口２１と液溜まり保持部材３の凹部３３とが、搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の搬送方向に対して同一の位置にあればよい。

ガラス基板１００に処理液を供給する前の段階で、後述するように、処理液吐出ノズル２の処理液吐出口２１から処理液が吐出され、処理液吐出ノズル２と液溜まり保持部材３の処理液保持面３１との間に、処理液の液溜まりを形成する必要がある。このためには、処理液吐出ノズル２と液溜まり保持部材３の処理液保持面３１との距離は、ガラス基板１００が通過できる範囲で、できるだけ小さいことが好ましい。一方、液溜まり保持部材３と搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の裏面との距離を過度に小さくすると、ガラス基板１００と液溜まり保持部材３とが衝突するおそれがある。ガラス基板１００と液溜まり保持部材３との衝突を回避しながら、処理液吐出ノズル２と液溜まり保持部材３との間に処理液の液溜まりを形成するためには、液溜まり保持部材３における処理液保持面３１と搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の裏面との距離Ｄ２（図２参照）は、１ｍｍ乃至２ｍｍとすることが好ましい。

なお、処理液吐出ノズル２と液溜まり保持部材３の処理液保持面３１との間に形成される処理液の液溜まりは、処理液吐出ノズル２と液溜まり保持部材３の処理液保持面３１との間の全域に形成される必要はない。例えば、処理液吐出ノズル２の長手方向におけるところどころの領域で、部分的に液溜まりが形成されない領域が存在してもよい。処理液吐出ノズル２と液溜まり保持部材３の処理液保持面３１との間の一定の領域に液溜まりが形成されれば、搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の先端部が液溜まりに進入するときに、処理液吐出ノズル２と液溜まり保持部材３の処理液保持面３１との間の一定の領域に形成された液溜まりを、処理液吐出ノズル２と液溜まり保持部材３の処理液保持面３１との間の全領域に広げることができる。

次に、洗浄・処理ユニット１における裏面洗浄部４の構成について説明する。図８は、裏面洗浄部４の概要を示す図であり、図８（ａ）は裏面洗浄部４の部分斜視図、また、図８（ｂ）は裏面洗浄部４の縦断面図である。

この裏面洗浄部４はガラス基板１００の裏面を洗浄するためのものである。この裏面洗浄部１００は、図１および図２に示すように、４個の処理・洗浄ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの各々において、搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の搬送方向に沿って一対配設されている。この裏面洗浄部４は、その上面が洗浄液の液溜まりを保持する洗浄液保持面４２となっている。そして、この洗浄液保持面４２には、洗浄液の液溜まり保持用の凹部４３が凹設されており、この凹部４３内には洗浄液吐出口４１が形成されている。

凹部４３は、洗浄液保持面４２に好適に洗浄液の液溜まりを保持するために使用される。すなわち、裏面洗浄部４の材質としては、金属イオン等が溶出することがなく、処理の清浄性を確保できる、処理液吐出ノズル２や液溜まり保持部材３と同様の、例えば、フッ素樹脂製のものを採用することが好ましい。ここで、フッ素樹脂は洗浄液をはじく強い撥液性を有する。このため、洗浄液が裏面洗浄部４における洗浄液保持面４２から流下しやすくなる。このような流下を防止するために、洗浄液保持面４２には凹部４３が形成されている。なお、裏面洗浄部４の材質として塩化ビニール等の樹脂を使用する場合には、この凹部４３を省略してもよい。

図８（ａ）に示すように、この凹部４３は、裏面洗浄部４の長手方向（搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の搬送方向と直交する方向）に延びる形状を有する。この凹部４３は、ガラス基板１００の幅方向（搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の搬送方向と直交する方向）全域にわたって形成されている。そして、洗浄液吐出口４１は、凹部４３に沿って複数個列設されている。

ガラス基板１００の処理時には、後述するように、この洗浄液吐出口４１から洗浄液が吐出され、ガラス基板１００の裏面に供給される。このとき、後述するように、洗浄液保持面４２と搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の裏面との距離は、それらの間が洗浄液吐出口４１より吐出された洗浄液の液膜により液密状態となるようにする必要があることから、できるだけ小さいことが好ましい。一方、裏面洗浄部４と搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の裏面との距離を過度に小さくすると、ガラス基板１００と裏面処理部４とが衝突するおそれがある。ガラス基板１００と裏面洗浄部４との衝突を回避しながら、裏面洗浄部４の洗浄液保持面４２とガラス基板１００の裏面との間を洗浄の液膜により液密状態とするためには、裏面洗浄部４における洗浄液保持面４２と搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の裏面との距離Ｄ２（図２参照）は、１ｍｍ乃至２ｍｍとすることが好ましい。

図９は、この発明に係る基板処理装置の主要な制御系を示すブロック図である。

この基板処理装置は、装置全体を制御する制御部７１を備える。この制御部７１は、インターフェース７４を介して、モータ駆動部７６と連結されている。このモータ駆動部７６は、複数の搬送ローラ９を回転駆動するためのモータ７５と接続されており、制御部７１からの指令を受けて、複数の搬送ローラ９の回転速度を変更する。また、この制御部７１は、インターフェース７４を介して、ポンプ駆動部７７と接続されている。このポンプ駆動部７７は、上述した流量可変ポンプ２５と接続されており、制御部７１からの指令を受けて、流量可変ポンプ２５により処理液吐出ノズル２に供給する処理液の流量を変更する。

また、この制御部７１は、キーボード等の入力部７８と、液晶表示パネルやＣＲＴ等の表示部７９とに接続されている。ここで、入力部７８は、後述するように、ガラス基板１００の搬送速度を指定するために使用される。さらに、この制御部７１は、記憶部７２と接続されている。この記憶部７２には、処理液吐出ノズル２における処理液吐出口２１と搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の表面との間に、処理液の適正な液膜を形成することが可能な、ガラス基板１００の搬送速度と、流量可変ポンプ２５により処理液吐出ノズル２に供給されるべき処理液の流量との関係を示すテーブル７３が記憶されている。

図１０は、ガラス基板１００の搬送速度と処理液の流量との関係を示すグラフである。なお、このグラフは、処理液としてフッ酸を使用するとともに、Ｇ４サイズ（７３０ｍｍ×９２０ｍｍ）のガラス基板１００を、その短辺側を先頭として搬送する場合の一例である。

このグラフにおける縦軸は、流量可変ポンプ２５により処理液吐出ノズル２に供給される処理液の流量（Ｌ／ｍｉｍ）を示している。また、このグラフにおける横軸は、モータ７５の駆動により回転する搬送ローラ９によるガラス基板１００の搬送速度（ｍ／ｍｉｎ）を示している。このグラフを参照すると、処理液吐出ノズル２における処理液吐出口２１と搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の表面との間に処理液の適正な液膜を形成するための、ガラス基板１００の搬送速度と流量可変ポンプ２５により処理液吐出ノズル２に供給されるべき処理液の流量との関係は、所定の領域においては、比例関係にあることが理解できる。

なお、このグラフは、基板処理装置によりガラス基板１００の搬送速度と処理液の供給量とを変化させ、処理液の適正な液膜が形成される状態を実験的に見つけ出すことにより作成される。このガラス基板１００の搬送速度と処理液の流量との関係は、テーブル７３として、記憶部７２に記憶される。

次に、上述した基板処理装置によりガラス基板１００を処理する処理動作について説明する。図１１乃至図１６は、この発明に係る基板処理装置によるガラス基板１００の処理動作を示す説明図である。なお、図１１、図１２、図１３、図１５、図１６においては、処理・洗浄ユニット１における一対の裏面洗浄部４のうち、上流側の裏面洗浄部４のみを示している。これらの図において図示を省略した他方の裏面洗浄部４も上流側の裏面洗浄部４と同様の動作を実行する。

この基板処理装置によるガラス基板１００を処理するときには、最初に、ガラス基板１００に必要とされる処理時間に対応させて、搬送ローラ９によるガラス基板１００の搬送速度を指定する。すなわち、ガラス基板１００の種類や、処理液の種類、あるいは、必要とされる処理の内容によってガラス基板１００の搬送速度を決定する。この時には、処理時間として長い時間が必要である場合には、搬送ローラ９によるガラス基板１００の搬送速度を遅くする。また、これとは逆に、処理時間として短い時間でよい場合には、搬送ローラ９によるガラス基板１００の搬送速度を速くする。

この搬送速度の指定は、オペレータが入力部７８を操作することにより実行される。なお、ガラス基板１００の搬送速度を直接入力するかわりに、ガラス基板１００の処理時間を入力し、制御部７１においてこの処理時間に対応する搬送速度を演算するようにしてもよい。また、ガラス基板１００の種類や、処理液の種類、あるいは、必要とされる処理の内容を入力することにより、制御部７１においてガラス基板１００の搬送速度を指定するようにしてもよい。この明細書で述べる「搬送速度を指定」とは、搬送速度そのものを入力する場合や、他の条件を指定することにより間接的に搬送速度を指定する場合をも含む概念である。

搬送速度が指定されれば、制御部７１は、指定された搬送速度とテーブル７３に記憶したガラス基板１００の搬送速度と処理液の流量との関係とに基づいて、処理液吐出ノズル２から吐出されるべき処理液の流量を演算する。そして、制御部７１は、モータ駆動部７６に対して、ガラス基板１００を指定された搬送速度で搬送するためのモータ７５の回転速度の指令信号を送信する。また、制御部７１は、ポンプ駆動部７７に対して、処理液吐出ノズル２から吐出される処理液の流量が演算した流量となるように、流量可変ポンプ２５の吐出量の指令信号を送信する。

ここで、上述した処理液吐出口２１とガラス基板１００の表面との間に処理液の適正な液膜を形成するための、ガラス基板１００の搬送速度と流量可変ポンプ２５により処理液吐出ノズル２に供給されるべき処理液の流量との関係が正確に把握されていれば、処理液吐出ノズル２から吐出されるべき処理液の流量は一義的に定まることになる。しかしながら、実際にガラス基板１００に処理液を供給するときの各種の条件から、処理液の供給量がわずかに不足し、ガラス基板１００に対して完全に均一に処理を行うことができなくなる場合も生ずる。このため、この実施形態においては、制御部７１において演算した処理液吐出ノズル２から吐出される処理液の流量よりもわずかに多い処理液が供給されるように制御部７１がポンプ駆動部７７に対して指令を出すとともに、エアナイフ５の作用により、このわずかに多い処理液がガラス基板１００の搬送方向の上流側に流出することを防止する構成となっている。

ガラス基板１００の搬送速度と処理液と吐出量の設定が完了すると、処理を開始する。最初に、複数の搬送ローラ９により予め設定された速度で水平方向に搬送されるガラス基板１００の先端が処理・洗浄ユニット１に到達する前に、図１１に示すように、処理液吐出ノズル２の処理液吐出口２１から少量の処理液を吐出し、予め、処理液吐出ノズル２における処理液吐出口２１と液溜まり保持部材３における処理液保持面３１との間に、処理液の液溜まり５１を形成しておく。また、裏面洗浄部４における洗浄液保持面４２上に、洗浄液の液溜まり６１を形成しておく。また、この時に、エアナイフ５から高圧の空気の噴出を開始する。

この状態において、さらに搬送ローラ９によりガラス基板１００の搬送を継続すると、図１２に示すように、ガラス基板１００の先端が、処理液吐出ノズル２と液溜まり保持部材３との間に形成された処理液の液溜まり５１中に進入する。ガラス基板１００の先端が処理液の液溜まり５１まで到達すれば、処理液吐出ノズル２から、予め設定された流量で処理液を吐出する。なお、処理液吐出ノズル２からの処理液の吐出は、ガラス基板１００の先端が処理液の液溜まり５１に到達する前に開始してもよいし、ガラス基板１００の処理のために装置が稼働している間は、処理液を継続して吐出し続けてもよい。

この状態でさらにガラス基板１００が水平方向に搬送されると、図１３に示すように、処理液吐出ノズル２とガラス基板１００の表面との間に処理液の液膜５２が形成され、処理液吐出ノズル２とガラス基板１００の表面との間は、処理液の液膜５２により液密状態となる。すなわち、ガラス基板１００の先端が処理液吐出ノズル２と液溜まり保持部材３との間に形成された処理液の液溜まり５１中に進入した後、処理液の表面張力により処理液吐出ノズル２から吐出された処理液が引っ張られるようにして、ガラス基板１００の表面全域にそこではじかれることなく塗り広げられる。このときには、処理液吐出ノズル２の長手方向におけるところどころの領域で部分的に液溜まりが形成されない領域が存在していたとしても、ガラス基板１００が移動を継続することに伴って、これらの領域は処理液で満たされ、処理液吐出ノズル２とガラス基板１００の表面との間は、処理液の液膜５２により液密状態となる。ここで、液密状態とは、それらの間が全て処理液で満たされた状態を指す。

この時、図１４において拡大して示すように、水平方向に搬送されるガラス基板１００の表面に対して、エアナイフ５から高圧の空気が吹き付けられる。このため、この空気の圧力により、処理液の液膜５２が、ガラス基板１００の表面において、搬送ローラ９によるガラス基板１００の搬送方向の上流側に流出することが防止される。

そして、処理液吐出ノズル２とガラス基板１００との間を処理液の液膜５２により液密としたままの状態でガラス基板１００が水平方向に搬送されることにより、図１５に示すように、処理液吐出ノズル２とガラス基板１００の表面との間が処理液の液膜５２により液密状態となったまま、ガラス基板１００の表面全域に処理液が供給される。この時にも、エアナイフ５から吹き付けられる空気の圧力により、処理液の液膜５２が、ガラス基板１００の表面において、搬送ローラ９によるガラス基板１００の搬送方向の上流側に流出することが防止される。

なお、ガラス基板１００の先端が処理液吐出ノズル２と液溜まり保持部材３との間に形成された処理液の液溜まり５１中に進入したときには、図１２に示すように、ガラス基板１００の裏面側にも処理液が到達する。この処理液は、裏面洗浄部４により洗浄される。

すなわち、図１５に示すように、水平方向に搬送されるガラス基板１００の先端が裏面洗浄部４に到達する前には、裏面洗浄部４における洗浄液保持面４２（図８参照）には洗浄液吐出口４１から吐出された洗浄液の液膜６１が形成されている。この状態において、ガラス基板１００がさらに搬送されて裏面洗浄部４を通過すると、図１６に示すように、ガラス基板１００の裏面と裏面洗浄部４の洗浄液保持面４２との間に洗浄液の液膜６２が形成され、ガラス基板１００の裏面と裏面洗浄部４との間は、洗浄液の液膜６２により液密状態となる。

このような状態で、ガラス基板１００の搬送を継続することにより、ガラス基板１００の表面には処理液の液膜５２が形成されてその全面に処理液が供給され、ガラス基板１００の裏面には洗浄液の液膜６２が形成されてその全面が洗浄される。

以上のように、この発明に係る基板処理装置においては、処理液吐出ノズル２とガラス基板１００の表面との間に処理液の液膜５２を形成した状態で処理液を供給することから、使用する処理液の量が極めて少ない場合においても、ガラス基板１００の全面に処理液を供給することが可能となる。この場合に、ガラス基板１００の処理時間、すなわち、搬送ローラ９によるガラス基板１００の搬送速度に応じて処理液吐出ノズル２から吐出される処理液の流量が調整されることから、ガラス基板１００の搬送速度にかかわらず、処理液をガラス基板の表面に均一に供給することが可能となる。さらに、制御部７１において演算した処理液吐出ノズル２から吐出される処理液の流量よりもわずかに多い処理液を供給するとともに、エアナイフ５の作用により、このわずかに多い処理液がガラス基板１００の搬送方向の上流側に流出することを防止する構成であることから、ガラス基板１００の表面に確実に処理液の液膜５２を形成することが可能となる。

次に、流出防止手段の他の実施形態について説明する。図１７は、この発明に係る流出防止手段の他の実施形態である流出防止部材６付近の側面の拡大図である。

上述した実施形態においては、図１４において拡大して示すように、水平方向に搬送されるガラス基板１００の表面に対して、エアナイフ５から高圧の空気を吹き付けることにより、処理液の液膜５２が、ガラス基板１００の表面において、搬送ローラ９によるガラス基板１００の搬送方向の上流側に流出することを防止している。これに対して、この図１７に示す第２実施形態においては、流出防止部材６の作用により、処理液の液膜５２が、搬送ローラ９によるガラス基板１００の搬送方向の上流側に流出することを防止している。

この流出防止部材６は、搬送ローラ９によるガラス基板１００の搬送方向に対して処理液吐出ノズル２の上流側の位置において、ガラス基板１００の搬送方向と直交する方向に延設されている。そして、この流出防止部材６の下面は、搬送ローラ９により搬送されるガラス基板１００の表面との間に、処理液の液溜まりを形成する処理液保持面となっている。この第２実施形態においては、処理液吐出ノズル２とガラス基板１００の表面との間に形成された処理液の液膜５２は、表面張力の作用により、この流出防止部材６の下面とガラス基板１００の表面との間の位置にとどまり、処理液がガラス基板１００の搬送方向の上流側に流出することが防止される。

なお、上述した実施形態においては、ガラス基板１００を、その主面が水平方向となる状態で支持して、水平方向に搬送しているが、ガラス基板１００がわずかに傾斜していてもよい。例えば、ガラス基板１００がその搬送方向と直交する方向に対して１度程度傾斜していても、この発明を適用することは可能である。すなわち、この発明は、ガラス基板１００を正確に水平方向に支持する場合に限らず、略水平方向に支持する場合においても適用が可能である。

また、上述した実施形態においては、ガラス基板１００の表面にエッチング液としてのフッ酸等を供給しているが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、ガラス基板１００に対して現像液を供給することにより現像処理を行う基板処理装置にこの発明を適用してもよい。さらに、その他の処理液を使用する基板処理装置にこの発明を適用することも可能である。

１ 処理・洗浄ユニット
２ 処理液吐出ノズル
３ 液溜まり保持部材
４ 裏面洗浄部
５ エアナイフ
６ 流出防止部材
９ 搬送ローラ
２１ 処理液吐出口
２２ 貯留槽
２３ 管路
２５ 流量可変ポンプ
３１ 処理液保持面
３２ 凹部
３３ 凹部
４１ 洗浄液吐出口
４２ 洗浄液保持面
４３ 凹部
７１ 制御部
７２ 記憶部
７３ テーブル
７５ モータ
７６ モータ駆動部
７７ ポンプ駆動部
１００ ガラス基板

Claims (5)

1. 基板の表面に処理液を供給することにより基板を処理する基板処理装置において、
   基板をその主面が略水平方向となる状態で支持するとともに、その基板を略水平方向に搬送する搬送機構と、
   下方を向く処理液吐出口が前記搬送機構による基板の搬送方向と交差する方向に延設されるとともに、前記処理液吐出口と前記搬送機構により搬送される基板の表面との距離が、それらの間が前記処理液吐出口より吐出された処理液の液膜により液密状態となる位置に配置された処理液吐出ノズルと、
   前記処理液吐出口と対向する位置に処理液の液溜まりを保持する処理液保持面を備え、前記処理液吐出口と前記処理液保持面との距離が、それらの間に処理液の液溜まりを形成可能となる位置に配置された液溜まり保持部材と、
   前記搬送機構による基板の搬送速度を変更する搬送速度変更手段と、
   前記処理液吐出ノズルから吐出される処理液の流量を変更する流量変更手段と、
   前記処理液吐出口と前記搬送機構により搬送される基板の表面との間に、処理液の適正な液膜を形成することが可能な前記基板の搬送速度と前記処理液の流量との関係を記憶する記憶部と、
   前記基板の搬送速度を指定するための入力部と、
   前記入力部により指定された搬送速度と、前記記憶部に記憶した基板の搬送速度と処理液の流量との関係とに基づいて処理液の流量を演算し、当該流量よりわずかに多い流量の処理液が供給されるように前記流量変更手段を制御することにより、前記処理液吐出ノズルから吐出される処理液の流量を調整する制御部と、
   前記搬送機構による基板の搬送方向に対して前記処理液吐出ノズルの上流側に、前記処理液吐出ノズルから吐出され基板の表面に供給された処理液が、前記基板の表面における前記搬送機構による基板の搬送方向に対して上流側に流出することを防止するための流出防止手段と、
   を備えた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、
   前記搬送機構は搬送ローラを含み、
   前記搬送速度変更手段は、前記制御部の制御により前記搬送ローラの回転速度を変更するモータを備える基板処理装置。
3. 請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記流量変更手段は、前記制御部の制御により前記処理液吐出ノズルに供給する処理液の流量を変更する流量可変ポンプを備える基板処理装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記流出防止手段は、前記搬送機構による基板の搬送方向と交差する方向に延設され、前記搬送機構により搬送される基板の表面における、前記搬送機構による基板の搬送方向に対して前記処理液吐出ノズルの上流側の位置に気体を吹き付ける気体噴出手段である基板処理装置。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記流出防止手段は、前記搬送機構による基板の搬送方向に対して前記処理液吐出ノズルの上流側の位置において基板の搬送方向と交差する方向に延設され、前記搬送機構により搬送される基板の表面との間に処理液の液溜まりを形成する処理液保持面を備えた流出防止部材である基板処理装置。

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