JPH057806A - ウエツト処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液の滞留をなくすと共に装置異物の残留を防
止して基板全面の均一かつ効率的なウエット処理を行
う。 【構成】 リフター機構により基板４を搬送ローラから
持ち上げ、該基板を矢印Ｄ，Ｅ方向に傾斜あるいはシー
ソー動作させながら、揺動中心１３をもつ揺動可能なス
プレーノズルで薬液，純水を散布する。 【効果】 基板面にスプレー液の滞留がないため、処理
効果が高くなり、装置異物の残留が解消する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平坦な形状を有する部
品に、現像，エッチング，フォトレジスト除去，洗浄，
染色等の所謂ウェット処理を施すためのプロセス装置に
係り、特に液晶表示素子を構成するパネル用のガラス基
板の表面に電極パターンを形成するための処理や上記電
極パターン等を形成するためのホトレジストマスクパタ
ーンの製造におけるウエット処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置のガラス基板などのよう
に、ある程度大きな表面積をもつ基板の面に各種のパタ
ーンなどを形成する製造プロセスには、所謂ウェット処
理が多用されている。特に、液晶表示装置用の基板に電
極パターンなどをパターニングするためのウェット処理
としては、ホトレジストマスクパターン形成のためのの
ホトレジストの現像、電極パターンのエッチング、フォ
トレジストの除去，洗浄、およびカラー化対応のための
染色等がある。

【０００３】一般に、これらのウェット処理に対応する
ための装置は、未処理基板を処理装置に装入するロー
ダ，パターニングのための処理，処理済み基板の水洗，
水切り乾燥，装置から処理済みの基板を取り出すアンロ
ーダの各ステーションから構成される。ウェット処理方
式における基板等の被加工物に処理液（薬液や純水）を
適用する手段としては、スプレー散布方式が広く採用さ
れている。

【０００４】また、基板の搬送は、水平状態の基板を複
数の搬送ローラで水平方向に移動させる枚葉ローラ搬送
方式が一般的であり、この搬送ローラの回転駆動を制御
することによって連続送りあるいはタクト送りを行って
連鎖的に設置された各処理ステーションに順次搬送さ
れ、それぞれの処理を施す方式が採られている。そし
て、スプレーによるウェット処理終了後は、エアナイフ
方式，スピン方式等により水切り乾燥を行う方式が一般
的となっている。

【０００５】図４は従来技術によるウエット処理ステー
ションの概略構成を説明する断面図であって、１は処理
チャンバー、３は搬送ローラ、４は基板、１０ａは上面
スプレーノズル、１０ｂは下面スプレーノズル、１２
ａ，１２ｂは仕切り板である。ここでは、このウエット
処理装置をホトレジストの露光パターンを現像してホト
レジストマスクパターンを得る現像装置として説明す
る。

【０００６】処理対象である基板４は、その前処理ステ
ーションにおいてホトレジストの塗布，乾燥，パターン
露光等の処理が行われて、図示しないローダにより矢印
Ａ方向から処理チャンバー１に搬入される。搬入された
基板は複数の搬送ローラ３によりスプレーノズル１０ａ
の下方の所定の位置に水平搬送されて停止される。搬送
ローラ上に水平に支持された基板４のホトレジストに対
して、スプレーノズル１０ａから現像液を散布し、該ホ
トレジストの露光パターンを現像する。

【０００７】所定の現像処理時間経過後、再び搬送ロー
ラ３を駆動して基板４を矢印Ｂ方向に送り、水洗あるい
はエッチング処理などを行うための次の処理ステーショ
ンに渡す。なお、水洗処理ステーションの場合は、上方
スプレーノズル１０ａと下方スプレーノズル１０ｂから
純水をスプレーすることにより、洗浄を効率的に行う。

【０００８】このように、従来のウェット処理装置は、
水平状態に支持された基板に対してスプレーにより現像
液やエッチング液等の薬液，洗浄液としての純水を散布
し、現像，エッチング，水洗等の所定の処理を行ってい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によるウ
ェット処理装置（ウエットステーション）においては、
基板を水平に支持した状態でスプレーの散布処理をする
ために、種々の問題が生じる。例えば、ホトレジスト露
光パターンの現像や現像したホトレジストパターン（ホ
トレジストマスクパターン）をエッチングする電極形成
処理等において、基板を水平に支持した状態で現像液や
エッチング液を基板上方からスプレーしてマスクパター
ンや電極パターン形成の状況を観察すると、これらのパ
ターンが見え始めるのが基板全面同時ではない。これ
は、薬液が基板面に滞留し、局部的に液組成や反応速度
が変化していることが原因と考えられる。

【００１０】その結果、形成したパターンに寸法のバラ
ツキが生じ、均一な製品を得ることが困難にある。ま
た、清浄な基板を用いて所定の処理を行った場合でも、
処理中に装置環境から発生して基板に残存する異物が多
く、製品歩留まりを低下させて信頼性に与える影響が大
きいという問題がある。

【００１１】さらに、現像、あるいはエッチング等の処
理工程の後に、現像液あるいはエッチング液等の薬液除
去を目的とする水洗工程では、当該基板面を均一かつ完
全に洗浄しようとすると、やはり上記と同様の液滞留が
原因となって、使用する純水によるリンス時間が長くな
り、純水使用量が多いという問題がある。本発明の目的
は、上記従来技術の諸問題を解消して、短時間で均一な
パターンの形成や洗浄効果を得ることのできるウエット
処理装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ローダから搬送ローラ等で搬送された基
板を処理ステーションで停止させ、これをリフトアップ
し、その後、傾斜あるいはシーソー動作をさせながら、
かつ必要に応じてスプレーノズル揺動機構によりノズル
に揺動（首振り）を与え、所定時間スプレーによる薬液
処理を行う構成としたことを特徴とする。

【００１３】各ウエット処理ステーションにおいても同
様な構成を備え、上記薬液処理を終了後、次の水洗ステ
ーションへ送って同様の操作を行い、最後に水切り乾燥
ステーションで水切り乾燥してアンローダに収納する。
すなわち、本発明は、処理チャンバー内に搬送された基
板を保持すると共に、基板の面を水平位置から傾斜さ
せ、傾斜させた前記基板の面に対して処理液をスプレー
散布することにより、基板全面を均一に処理することを
特徴とする。

【００１４】また、スプレー散布の際に、基板をシーソ
ー動作させ、シーソー動作する基板の面に対して処理液
をスプレー散布することにより、基板全面を均一に処理
することを特徴とする。さらに、スプレー散布を基板に
対して揺動させることを特徴とする。そして、上記処理
方法を適用するウエット処理装置が、搬送ローラによっ
て該ウエット処理装置を構成するチャンバー内の所定の
位置に到来した基板を停止支持し、搬送ローラからリフ
トアップすると共に基板の面を傾斜させるためのエアシ
リンダー等を備えたリフター機構と、基板の停止支持位
置の近傍に位置しリフター機構に支持された基板の傾斜
面に対して処理液を散布するスプレーノズルと、このス
プレーノズルを首振り動作で揺動させ、前記基板の全面
に前記薬液を均一に散布するためのノズル揺動機構とを
備えたことを特徴とする。

【００１５】そして、このスプレーノズルを基板の上方
と下方との少なくとも一方に配置すると共に、リフター
機構に基板の到来を検知する基板検知センサを備え、ま
た基板を静止保持する基板保持爪を備えたことを特徴と
する。なお、基板の傾斜角度、およびシーソー周期は、
基板の大きさ、スプレー液の散布量、散布圧力あるいは
処理内容に応じて決める。

【００１６】基板の搬送はタクト送りとし、また基板の
表面側と裏面側とに備えたスプレーノズルを同時に使用
することで、特に水洗等の洗浄処理工程を効果的に実行
できる。基板の持ち上げ、傾斜、シーソー動作を行うた
めの機構としては、上記のエアシリンダアクチュエータ
利用のリフターが適しているが、他の機構でも差し支え
ない。

【００１７】

【作用】基板を傾斜あるいはシーソー動作させることに
より、スプレー散布する薬液や純水が基板面で淀むこと
がなく、基板全面が均一に処理される。そのため、例え
ばホトレジストマスクパターンを形成する現像処理やエ
ッチング処理で電極パターンを形成する場合には、ほぼ
基板全面において同時にパターンが見え始める。

【００１８】また、スプレーノズルに首振り動作を与え
ることで、基板全面に対して均一なスプレー散布を施す
ことができる。各種薬液あるいは純水はフィルタ処理し
ているとはいえ液中異物が多く、また装置構成部材から
塵埃等が発生し、これがウェット処理過程で残存すれば
装置異物となるが、これも基板面上での液の滞留がない
ことで改善できる。また、薬液除去を目的とする純水の
スプレーによる水洗工程においても、薬液と純水との液
置換が能率よく行われるため、純水リンス効果が向上す
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は本発明によるウエット処理装置（ウ
ェットステーション）の一実施例を説明する断面図であ
って、液晶表示装置のパネルとなるガラス基板に電極パ
ターンを形成するためのホトレジスト露光パターンの現
像処理装置を示す。

【００２０】同図において、１はチャンバー、２は搬送
モータ、３ａ，３ｂは搬送ローラ、４はガラス基板、９
ａ，９ｂはバルブ、１１はスプレーノズルに首振り動作
を与えるノズル揺動機構である。なお、同図では、煩雑
を避けるためにガラス基板の持ち上げ、傾斜あるいはシ
ーソー動作させるリフター機構は図示を省略し、この部
分の構成は図２に示している。

【００２１】すなわち、図２は図１に示した現像処理装
置に搬入されたガラス基板を持ち上げ、傾斜あるいはシ
ーソー動作させるリフター機構を説明する図１の矢印Ｃ
方向からみた断面図であって、５は基板検知センサ、６
はストッパ、７ａ，７ｂ，７ｃはエアシリンダ、８ａ，
８ｂは基板保持爪である。なお、図１と同一符号は同一
部分に対応する。

【００２２】図１，図２において、チャンバー１でユニ
ット化されている現像処理装置に、ホトレジストパター
ンの露光等の処理工程を施す前処理ステーションからの
ガラス基板４を図示しないローダによって装入し、モー
タ２により駆動される搬送ローラ３ａ，３ｂによりガラ
ス基板４を所定の位置に搬送する。現像処理装置のチャ
ンバー１内の所定の位置すなわちスプレー散布位置に搬
送されてきたガラス基板４は、基板検知センサ５によっ
てその到来が検出され、基板検知センサ５の検知信号に
よりストッパ６がガラス基板４の先端を抑えて該基板の
前進を阻止すると共に、搬送モータ２を停止させてガラ
ス基板４を所定の位置に静止支持する。

【００２３】搬送モータ２の停止に応じて、基板保持ツ
メ８ａ，８ｂがガラス基板４を搬送方向と交叉する横方
向から保持し、エアシリンダ７ａが作動して該ガラス基
板４を該基板保持ツメ８ａ，８ｂごと持ち上げ、ローラ
３ａ，３ｂとの接触を解除する。続いて、エアシリンダ
７ｂ，７ｃの一方を動作させて基板４を一方側に傾斜さ
せるか、エアシリンダ７ｂ，７ｃを交互に作動させるこ
とにより、ガラス基板４の傾斜を方向を一方から他方に
切り換えるシーソー動作制御を行う。これと同時に、上
方スプレーノズル１０ａまたは上方スプレーノズル１０
ａからガラス基板４に対して現像液のスプレー散布を行
う。

【００２４】この現像液のスプレー散布は、バルブ９ａ
を開制御することによって行う。なお、この実施例とは
別に、基板の両面を処理する必要がある場合には、両バ
ルブ９ａ，９ｂの開閉を制御することにより現像液、エ
ッチング液等の各種薬液および純水を上方スプレーノズ
ル１０ａ，下方スプレーノズル１０ｂに供給することに
よって基板両面の薬液処理、あるいは純水による洗浄処
理を行うことができる。

【００２５】すなわち、ガラス基板４の下方に位置する
下方スプレーノズル１０ｂに連絡するバルブ９ｂの開制
御は薬液処理工程では処理内容により異なる。例えば、
現像処理，エッチング処理，染色処理等の基板上面のみ
の処理では、下方スプレーノズル１０ｂは閉制御、フォ
トレジスト除去処理，洗浄処理等では開制御とする。特
にこのウエットチャンバーを水洗工程に適用する場合に
は両バルブを開制御して効果的な洗浄処理を行う、。

【００２６】スプレー散布処理開始と同時にノズル揺動
機構１１によりスプレーノズル１０ａ，または１０ａと
１０ｂを首振りさせ、ガラス基板４の全面を均一にスプ
レー処理する。この実施例では、一つのノズルを揺動さ
せて均一なスプレー散布を得ているが、スプレーノズル
１０ａ，１０ｂの設置数を増やす等により均一なスプレ
ー散布処理を施す構成としてもよいものである。

【００２７】所定時間のスプレー処理終了後はガラス基
板４を傾斜状態で短時間保持して「液切り」を行い次工
程への液持ち出しの軽減を図る。次にリフター機構７を
リフトダウン動作させてガラス基板４を搬送ローラ３
ａ，３ｂ上に載置し、該搬送ローラを駆動してガラス基
板を次工程に搬送する。なお、仕切板１２ａ，１２ｂは
チャンバー１の外への液飛散防止を行うためのものであ
る。また、バルブ９ｃ，９ｄはチャンバー１の雰囲気が
リフター機構部に漏洩するのを防止するためのエアパー
ジ開閉弁である。

【００２８】図３は基板シーソー機構による基板の傾斜
駆動とノズル揺動機構による基板支持面上でのスプレー
パターンの説明図であって、１３はスプレーノズルの揺
動中心、１４はスプレーノズルの軌跡、１５ａ，１５
ｂ，１５ｃはスプレーノズルが１４ａ，１４ｂ，１４ｃ
にあるときの基板支持面１６でのスプレーパターンであ
る。

【００２９】スプレーノズルは円錐状のスプレーパター
ンを放射するが、このスプレーパターンは基板支持面１
６上で必ずしも均一な液分布を持つものではない。しか
し、スプレーノズルを図示のように軌跡１４を描くよう
に揺動させることによってスプレーパターンの液分布の
不均一を解消できる。また、リフター機構を構成するシ
ーソー機構による図示矢印Ｄ，Ｅで示したように基板に
シーソー動作を与えることにより、基板面上に液が滞留
することがないので、基板の全面にわたって、常に新鮮
な液が供給されることになる。

【００３０】そのため、現像あるいはエッチング処理で
は、形成されたレジストパターンや電極パターンにバラ
ツキが発生することがない。なお、スプレーパターンは
上記のような円錐状に限るものではなく、スプレーノズ
ルの揺動方向と直角な線状パターンとして基板の全面を
掃くようにスプレーノズルを揺動させるようにしてもよ
い。この揺動動作によってスプレーパターンが基板４の
全面を均等にカバーする。

【００３１】また、スプレーノズルの揺動方向と基板の
シーソー方向とは、図３に示したように同方向に限ら
ず、互いに交叉する方向とすることも可能であり、スプ
レーノズルの揺動も一方向に限らず、２方向に揺動させ
てもよい。以上の実施例に説明した処理ステーション
に、水洗ステーション、エアナイフ方式の水切り乾燥ス
テーションを付加させてウェット処理システムを製作
し、性能評価を行ったところ、次に示したように、従来
技術に比較して格段の高性能化が図れることを確認し
た。

【００３２】この性能比較項目は、清浄なガラス基板を
処理した時の３μｍ以上の異物増加量尺度による装置異
物，クロム膜付ガラス基板にパターン形成処理を行い、
そのパターン寸法バラツキ尺度による処理均一性、薬液
処理後の水洗工程における水洗時間と純水流量から求め
た純水使用量を用いた。 本発明の実施例 従来技術 装置異物（個／ｃｍ²） 0.009 〜0.018 0.028 〜0.055 処理均一性（％） ２．５ ４．２ 純水使用量（リットル／ｃｍ²） ０．０３３ ０．０４８

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板を傾斜、あるいはシーソー動作させることにより、
スプレーする薬液や純水が基板の面上で滞留することが
なく、該薬液や純水の淀みがなくなり、基板全面が均一
に処理される。そのため、例えばホトレジストの露光パ
ターンの現像やエッチング処理で電極パターンを形成す
る場合には、ほぼ基板全面において略々同時にパターン
が見え始める。

【００３４】また、スプレーノズルに首振り動作を与え
ることで、ガラス基板全面に対して均一なスプレー散布
を施すことができる。そして基板にシーソー動作を与え
ることによって基板面上に液が滞留することがないので
淀みがなく液中異物も残留することがない。薬液除去を
目的とする純水のスプレーによる水洗工程においても、
薬液と純水との液置換が能率よく行われるため、純水リ
ンス効果が向上する等、前記従来技術の問題点を解消し
優れたウエット処理を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるウエット処理装置の一実施例を説
明する断面図である。

【図２】本発明による図１に示した実施例における基板
の持ち上げ、傾斜あるいはシーソー動作をするリフター
機構の断面図である。

【図３】本発明における基板シーソー機構による基板の
傾斜駆動とノズル揺動機構による基板支持面上でのスプ
レーパターンの説明図である。

【図４】従来技術によるウエット処理装置の概略構成を
説明する断面図である。

【符号の説明】

１・・・チャンバ、２・・・搬送モータ、３ａ，３ｂ・
・・搬送ローラ、４・・・ガラス基板、５・・・基板検
知センサ、６・・・ストッパ、７・・・リフター機構、
７ａ，７ｂ，７ｃ・・・エアシリンダ、８ａ，８ｂ・・
・‥‥基板保持爪、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ・・・バル
ブ、１０ａ，１０ｂ・・・スプレーノズル、１１・・・
揺動機構、１２ａ，１２ｂ・・・仕切板、１３・・・ノ
ズル揺動中心、１４・・・ノズル揺動軌跡、１５・・・
スプレーパターン、１６・・・基板面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 晃 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内 (72)発明者 松山 茂 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理チャンバー内に搬送された基板を保
   持すると共に、前記基板の面を水平位置から傾斜させ、
   傾斜させた前記基板の面に対して処理液をスプレー散布
   することにより、基板全面を均一に処理することを特徴
   とするウエット処理方法。
2. 【請求項２】 処理チャンバー内に搬送された基板を保
   持すると共に、前記基板をシーソー動作させ、シーソー
   動作する前記基板の面に対して処理液をスプレー散布す
   ることにより、基板全面を均一に処理することを特徴と
   するウエット処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記スプレ
   ー散布を前記基板に対して揺動させることを特徴とする
   ウエット処理方法。
4. 【請求項４】 処理チャンバー内に搬送された基板に処
   理液を作用させて該基板の面を処理するウエット処理装
   置において、 前記チャンバー内の所定の位置に到来した前記基板を停
   止支持し、前記搬送ローラからリフトアップすると共に
   前記基板の面を傾斜させるリフター機構と、 前記基板の停止支持位置の近傍に位置し、前記リフター
   機構に支持された基板の傾斜面に対して処理液を散布す
   るスプレーノズルと、 前記スプレーノズルを揺動させ、前記基板の全面に前記
   薬液を均一に散布するためのノズル揺動機構とを備えた
   ことを特徴とするウエット処理装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記スプレーノズル
   が前記基板の上方と下方との少なくとも一方に配置した
   ことを特徴とするウエット処理装置。
6. 【請求項６】 請求項４または５において、前記リフタ
   ー機構に前記基板の到来を検知する基板検知センサを備
   えたことを特徴とするウエット処理装置。
7. 【請求項７】 請求項４または５において、前記リフタ
   ー機構に前記基板を静止保持する基板保持爪を備えたこ
   とを特徴とするウエット処理装置。
8. 【請求項８】 請求項４において、前記リフター機構に
   前記基板の到来を検知する基板検知センサとこの基板検
   知センサの検知信号に応じて前記基板を静止保持する基
   板保持爪とを備えたことを特徴とするウエット処理装
   置。
9. 【請求項９】 請求項３において、前記リフター機構が
   エアシリンダーを備えたことを特徴とするウエット処理
   装置。