JPH0886992A - 大型基板用スピンドライヤ及びそれを用いた大型基板の乾燥方法 - Google Patents

大型基板用スピンドライヤ及びそれを用いた大型基板の乾燥方法

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JPH0886992A
JPH0886992A JP22498794A JP22498794A JPH0886992A JP H0886992 A JPH0886992 A JP H0886992A JP 22498794 A JP22498794 A JP 22498794A JP 22498794 A JP22498794 A JP 22498794A JP H0886992 A JPH0886992 A JP H0886992A
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JP
Japan
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large substrate
substrate
drying
sized substrate
turntable
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JP22498794A
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Taro Maejima
太郎 前島
Satoru Koto
悟 古藤
Yukio Sonobe
幸夫 園部
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Mitsubishi Electric Corp
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型基板を回転させて乾燥するスピンドライ
ヤーにおいて、遠心力による破損が防止できる1000
〜3000RPMの低速回転で大型基板を単独で回転さ
せた時よりも大きな乾燥効率が得られ、シミあるいは乾
燥ムラの発生がないようにする。 【構成】 大型基板1を固定する回転台10、回転台1
0を回転するモータ、全面が平面状の面を有する円板2
1、この円板21の平面を大型基板1の表面と所定の面
間距離に対向させる駆動機構25を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、TFT(薄膜トランジ
スタ)液晶表示装置の製造装置に関し、詳細にはガラス
等の大型基板の洗浄後における乾燥のためのスピンドラ
イヤ及びそれを用いた大型基板の乾燥方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】TFT液晶表示装置(TFT−LCD)
においては、その低コスト化および高付加価値の要求か
ら、大型基板を用いて、その大型基板にいかに多数のT
FTを形成するか、即ち、高開口率化が大きな課題とな
っている。高開口率を目指して、小さな面積中にいかに
効率よくTFTを形成するかが課題となり、TFTアレ
イ工程において微細化が進展している。
【0003】しかし、TFTアレイ工程で使用する製造
装置の原理は、シリコンウエハを使用した半導体製造装
置の領域を未だ脱しきれておらず、ウエット処理後の乾
燥方法においても、(1)IPA(イソプロピルアルコ
ール)蒸気乾燥、(2)バッチ式スピンドライヤ、
(3)温水引き上げ乾燥、(4)エアーナイフ乾燥、
(5)枚葉式スピンドライヤ等の方法が用いられてい
る。
【0004】上記乾燥方法のなかで比較的清浄度が高
く、かつ安全で安価な乾燥方法は枚葉式スピンドライヤ
であるといえる。しかし、枚葉式スピンドライヤにおい
ても、微細化にともなう乾燥ムラあるいは基板の大型化
にともなう面内の不均一な乾燥が問題となってきている
のが現状である。
【0005】例えば、図4に示すように、基板1上にゲ
ート2、チャネル3およびエッチングストッパー4を順
次形成した後、エッチングストッパー4の開口部5にウ
エット処理時の水分6が取り込まれ、この水分6はスピ
ンドライヤによる乾燥では効果的に除去できない。開口
部5の幅5.5μm、長さ33μm、深さ2000オン
グストロームのような微細なパターンが形成されている
とすると、スピンドライヤの遠心力で水分6を完全に飛
散させるためには、回転半径10mmで9.55×10
5RPM、回転半径100mmで3.02×105RPM
程度以上必要で、大型基板をこのような高速の回転速度
で回転させることは極めて困難である。
【0006】特開昭59ー6545号に記載のウエハ乾
燥装置は、従来のバッチ式スピンドライヤを枚葉式スピ
ンドライヤに改良し、水が飛散してウエハ上に再付着す
るのを防止するもので、ローダからウエハを1枚ずつ乾
燥部の回転台に払い出し、ウエハを回転中心より偏心さ
せて回転することによって水分の遠心分離効果を向上さ
せるとともに、純水およびN2ガスを回転乾燥中にウエ
ハ上に切替弁を経て供給するノズルを中央に有する蓋を
備えたものであり、蓋をすることによって排気可能な乾
燥室が形成される。
【0007】上記特開昭59ー6545号に記載の枚葉
式スピンドライヤを、例えば、300mm×300mm
程度以上の大型基板に適用した場合、偏心回転する大型
基板は遠心力に耐えきれず回転台から飛び出したり、破
損する可能性がある。
【0008】また、N2ガスを吹き付けた場合、中心部
分だけ乾燥が進行し、シミや乾燥ムラなどの状態が発生
することは容易に想像できる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決し、微細なパターンが形成された大型
基板において、ウエット処理後の水分乾燥を偏心あるい
は高速で回転することなく高効率に行うことができ、シ
ミおよび乾燥ムラの発生を抑制するスピンドライヤを提
供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
大型基板を固定する手段を有する回転台、この回転台を
回転する手段、全面が平面状で上記大型基板の回転半径
よりも大きな半径の円板、この円板の平面を上記大型基
板の表面と所定の面間距離で対向させる手段を備えた大
型基板用スピンドライヤである。
【0011】請求項2に係る発明は、請求項1記載の大
型基板用スピンドライヤにおいて、面間距離をS(単
位:m)、大型基板の回転半径をr0(単位:m)とし
て、S<8×10-2×r0であるものである。
【0012】請求項3に係る発明は、大型基板を固定す
る手段を有する回転台、この回転台を回転する手段、中
央に窒素または乾燥空気を噴射するガスノズルを有する
とともに、上記ガスノズルを除く全面が平面状で、上記
大型基板の回転半径よりも大きな半径の円板、この円板
の平面を上記大型基板の表面と所定の面間距離で対向さ
せる手段を備えた大型基板用スピンドライヤである。
【0013】請求項4に係る発明は、請求項3記載の大
型基板用スピンドライヤにおいて、面間距離をS(単
位:m)、大型基板の回転半径をr0(単位:m)、回
転台の回転角速度を (単位:rad/s)、窒素また
は乾燥空気の流量をQ(単位:m3/s)としたとき
に、S>0.115×r0 0.6× -0.2でかつS<500
×Qであるものである。
【0014】請求項5に係る発明は、請求項1ないし4
記載の大型基板用スピンドライヤにおいて、円板を回転
台の回転方向と反対方向に回転させるものである。
【0015】請求項6に係る発明は、請求項1ないし5
記載の大型基板用スピンドライヤにおいて、回転台を1
000〜3000RPM、好ましくは1000〜200
0RPMで回転させるものである。
【0016】請求項7に係る発明は、大型基板を回転台
に固定し、上記回転台を回転して上記大型基板を乾燥さ
せる乾燥方法において、全面が平面状で上記大型基板の
回転半径よりも大きな半径の円板の平面を上記大型基板
の表面と所定の面間距離で対向させる大型基板の乾燥方
法である。
【0017】請求項8に係る発明は、請求項7記載の大
型基板の乾燥方法において、面間距離をS(単位:
m)、大型基板の回転半径をr0(単位:m)として、
S<8×10-2×r0とするものである。
【0018】請求項9に係る発明は、大型基板を回転台
に固定し、上記回転台を回転して上記大型基板を乾燥さ
せる乾燥方法において、中央に窒素または乾燥空気を噴
射するガスノズルを有するとともに、上記ガスノズルを
除く全面が平面状で、上記大型基板の回転半径よりも大
きな半径の円板の平面を上記大型基板の表面と所定の面
間距離で対向させる大型基板の乾燥方法である。
【0019】請求項10に係る発明は、請求項9記載の
大型基板の乾燥方法において、面間距離をS(単位:
m)、大型基板の回転半径をr0(単位:m)、回転台
の回転角速度を (単位:rad/s)、窒素または乾
燥空気の流量をQ(単位:m3/s)としたときに、S
>0.115×r0 0.6× -0.2でかつS<500×Qと
するものである。
【0020】請求項11に係る発明は、請求項7ないし
10のいずれかに記載の大型基板の乾燥方法において、
円板を回転台の回転方向と反対方向に回転させるもので
ある。
【0021】請求項12に係る発明は、請求項7ないし
11のいずれかに記載の大型基板の乾燥方法において、
回転台を1000〜3000RPM、好ましくは100
0〜2000RPMで回転させるものである。
【0022】
【作用】請求項1ないし5及び請求項7ないし11に係
る発明によれば、大型基板に、これと対向する面が平面
状の円板を対向させ配設することによって、大型基板を
単独で回転させた時より大きく乾燥効率を向上させるこ
とができ、微細なパターンが形成された大型基板をシミ
あるいは乾燥ムラがない状態に乾燥することができる。
【0023】また、請求項6及び12に係る発明によれ
ば、比較的低速の1000〜3000RPMで大型基板
が飛び出したり破損することが防止できるとともに、微
細なパターンが形成された大型基板をシミあるいは乾燥
ムラがない状態に乾燥することができる。
【0024】
【実施例】図1および図2は本発明に係る一実施例を示
す構成図であり、図2は図1のA部拡大図である。図に
おいて、1は大型基板、7はウエット処理後の大型基板
1を収納したカセットを置くローダ、8は乾燥部、9は
乾燥部8へ大型基板1を搬送するための搬送コンベア、
10は大型基板1を固定するメカニカルチャック18を
備えた回転台、11は回転台10を回転軸12を介して
回転させるモータ、13は大型基板1を搬送コンベア9
から回転台10に転送し載置するための搬入アーム、1
4は搬出コンベア、15は回転乾燥後の大型基板1を回
転台10から搬出コンベア14に転送し載置するための
搬出アーム、16は、搬送コンベア14で搬出された大
型基板1をカセットに収納するアンローダである。
【0025】ローダ7は、待機している大型基板1が乾
燥しないようにシャワーをかけて乾燥を防止するための
シャワリング機構17、払い出す大型基板1を整列する
基板整列機構19およびカセットを上下する上下駆動ア
ーム20を有し、乾燥部8は、回転台10に固定された
大型基板1と対向し、中央に窒素あるいは乾燥空気を噴
出するガスノズル22と純水を噴出する純水ノズル23
とを有し、中央部を除く対向面が平面の円板21、この
円板21を一端で支持する支持棒24、この支持棒24
の他端に連接され支持棒24を介して円板21を大型基
板1と面間距離Sに接近させるエアシリンダー25およ
び回転台10のメカニカルチャック18に大型基板1が
正確に固定されたかを検出する光検出機構30を備え、
回転台21は水分を排水するドレイン管27と排気管2
8を有する乾燥室26内に納められ、乾燥室26のカバ
ー29にエアーシリンダー25および光検出機構30が
固定される。
【0026】以下に、上記構成のスピンドライヤの動作
について説明する。搬送コンベア9上の大型基板1は搬
入アーム13によって回転台10に転送、載置され、正
確にメカニカルチャック18に固定されたことを光検出
機構30によってチェックされる。
【0027】搬入アーム13は乾燥部8から退避し、次
の大型基板1を取りに行くべくローダ7へ戻る。この
後、カバー29が下降し乾燥室26を覆うとともに、エ
アシリンダー25が作動し円板21が大型基板1との面
間距離Sまで下降する。
【0028】次に、円板21の中央の純水ノズル23か
ら純水をストリーム状に出し、乾燥前の最終のリンスを
行う。この時、純水が大型基板1の全面に行き渡るよう
に数十〜数百RPMで大型基板1を回転する。
【0029】リンスを所定の時間行った後、純水ノズル
22からガスノズル22に切り換え、窒素あるいは乾燥
空気を1〜3Kg/cm2の圧力で吹き付け、大型基板
1を1000〜3000RPM、好ましくは大型基板の
飛び出しあるいは破損の防止を考慮して1000〜20
00RPMで回転し乾燥させる。回転乾燥中の乾燥室2
6内は下部に設けられた排気管28によってダウンフロ
ー状態になっており、清浄度が確保される。なお、ガス
ノズル22および純粋ノズル23を有しない全面平面状
の円板21としてもよい。
【0030】回転乾燥が終了した後、カバー29を所定
の位置まで上昇させ、搬出アーム15で回転台10から
搬出コンベア14に大型基板1を転送し、搬出コンベア
14からアンローダ16のカセットに1枚ずつ収納す
る。
【0031】大型基板1に、これと対向する面が平面状
の円板21を対向させ配設することによって、大型基板
1を単独で回転させた時より大きく乾燥効率を向上させ
ることができ、大型基板が飛び出したり破損するのを防
止できる比較的低速の1000〜3000RPMで微細
なパターンが形成された大型基板をシミあるいは乾燥ム
ラがない状態に乾燥することができる。
【0032】円板21による乾燥効率の向上は、円板2
1と大型基板1との面間距離をSとし、大型基板1の回
転半径r0としたときに、G=S/r0によって定まるG
と熱伝達効率Nul(平均ヌセルト数)との関係を示す
図4によって理解することができる。
【0033】図4は窒素あるいは乾燥空気を大型基板1
に吹き付けない場合を示す。図に示されているように、
回転数を一定にした時、すなわちRewl(レイノルズ
数)一定の時、G>6×10-2の場合に大型基板単独で
回転した時と同等の乾燥効率となり、G<8×10-3
場合に円板21の効果によって大型基板を単独で回転し
たときよりも乾燥効率が向上する。例えば、300mm
×300mmの大型基板1(r0=150mm)の場
合、大型基板1と円板21との面間距離SをS<1.2
mmとすることによって、大型基板を単独で回転したと
きよりも乾燥効率が向上する。
【0034】また、窒素あるいは乾燥空気を円板21の
中央から流量Q(m3/s)で大型基板1に吹き付けた
ときは、G>1.05×Rewl -0.2…(1)であれ
ば、いかなる流量Qの値に対してもNulの値は大型基
板を単独で回転した場合よりも大きくなる。Rewl
(r0 2×ω×sinθ)/ν(但し、νは動粘性係数で
25℃の空気ではν=1.58×10-52/s、θは
回転円錐の半頂角で円板ではθ=π/2、ωは回転角速
度(rad/s))を上記式(1)に代入すると、S>
0.115×r0× -0.2となる。また、Sは流量Qによ
って制約され、S<500×Qで乾燥効率の向上を図る
ことができる。
【0035】さらに、円板21を大型基板1の回転方向
と反対方向に回転させることによって、乾燥効率をより
一層向上することができる。
【0036】
【発明の効果】請求項1ないし5及び請求項7ないし1
1に係る発明によれば、大型基板に、これと対向する面
が平面状の円板を対向させ配設することによって、大型
基板を単独で回転させた時より大きく乾燥効率を向上さ
せることができ、微細なパターンが形成された大型基板
をシミあるいは乾燥ムラがない状態に乾燥することがで
きる。
【0037】また、請求項6及び12に係る発明によれ
ば、比較的低速の1000〜3000RPMで大型基板
が飛び出したり破損することが防止できるとともに、微
細なパターンが形成された大型基板をシミあるいは乾燥
ムラがない状態に乾燥することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】 図1A部の拡大図である。
【図3】 ヌセルト数(Nul)に及ぼす面間距離/大
型基板の回転半径(G)の影響を示す図である。
【図4】 大型基板上に形成された微細パターンを示す
断面図である。
【符号の説明】
1 大型基板、2 ゲート、3 チャネル、4 エッチ
ングストッパー、5 開口部、6 水分、7 ローダ、
8 乾燥部、9 搬送コンベア、10 回転台、11
モータ、12 回転軸、13 搬入アーム、14搬出コ
ンベア、15 搬出アーム、16 アンローダ、17
シャワリング機構、18 メカニカルチャック、19
整列機構、20 上下駆動アーム、21円板、22 純
水ノズル、23 ガスノズル、24 支持棒、25 エ
アシリンダー、26 乾燥室、27 ドレイン管、28
排気管、29 カバー、30光検出機構。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/304 S (72)発明者 園部 幸夫 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】大型基板を固定する手段を有する回転台、
    この回転台を回転する手段、全面が平面状で上記大型基
    板の回転半径よりも大きな半径の円板、この円板の平面
    を上記大型基板の表面と所定の面間距離で対向させる手
    段を備えたことを特徴とする大型基板用スピンドライ
    ヤ。
  2. 【請求項2】面間距離をS(単位:m)、大型基板の回
    転半径をr0(単位:m)として、S<8×10-2×r0
    であることを特徴とする請求項1記載の大型基板用スピ
    ンドライヤ。
  3. 【請求項3】大型基板を固定する手段を有する回転台、
    この回転台を回転する手段、中央に窒素または乾燥空気
    を噴射するガスノズルを有するとともに、上記ガスノズ
    ルを除く全面が平面状で、上記大型基板の回転半径より
    も大きな半径の円板、この円板の平面を上記大型基板の
    表面と所定の面間距離で対向させる手段を備えたことを
    特徴とする大型基板用スピンドライヤ。
  4. 【請求項4】面間距離をS(単位:m)、大型基板の回
    転半径をr0(単位:m)、回転台の回転角速度を (単
    位:rad/s)、窒素または乾燥空気の流量をQ(単
    位:m3/s)としたときに、S>0.115×r0 0.6
    × -0.2でかつS<500×Qであることを特徴とする
    請求項3記載の大型基板用スピンドライヤ。
  5. 【請求項5】円板を回転台の回転方向と反対方向に回転
    させることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに
    記載の大型基板用スピンドライヤ。
  6. 【請求項6】回転台を1000〜3000RPM、好ま
    しくは1000〜2000RPMで回転させることを特
    徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の大型基板
    用スピンドライヤ。
  7. 【請求項7】大型基板を回転台に固定し、上記回転台を
    回転して上記大型基板を乾燥させる乾燥方法において、
    全面が平面状で上記大型基板の回転半径よりも大きな半
    径の円板の平面を上記大型基板の表面と所定の面間距離
    で対向させることを特徴とする大型基板の乾燥方法。
  8. 【請求項8】面間距離をS(単位:m)、大型基板の回
    転半径をr0(単位:m)として、S<8×10-2×r0
    とすることを特徴とする請求項7記載の大型基板の乾燥
    方法。
  9. 【請求項9】大型基板を回転台に固定し、上記回転台を
    回転して上記大型基板を乾燥させる乾燥方法において、
    中央に窒素または乾燥空気を噴射するガスノズルを有す
    るとともに、上記ガスノズルを除く全面が平面状で、上
    記大型基板の回転半径よりも大きな半径の円板の平面を
    上記大型基板の表面と所定の面間距離で対向させること
    を特徴とする大型基板の乾燥方法。
  10. 【請求項10】面間距離をS(単位:m)、大型基板の
    回転半径をr0(単位:m)、回転台の回転角速度を
    (単位:rad/s)、窒素または乾燥空気の流量をQ
    (単位:m3/s)としたときに、S>0.115×r0
    0.6× -0.2でかつS<500×Qとする個とを特徴とす
    る請求項9記載の大型基板の乾燥方法。
  11. 【請求項11】円板を回転台の回転方向と反対方向に回
    転させることを特徴とする請求項7ないし10のいずれ
    かに記載の大型基板の乾燥方法。
  12. 【請求項12】回転台を1000〜3000RPM、好
    ましくは1000〜2000RPMで回転させることを
    特徴とする請求項7ないし11のいずれかに記載の大型
    基板の乾燥方法。
JP22498794A 1994-09-20 1994-09-20 大型基板用スピンドライヤ及びそれを用いた大型基板の乾燥方法 Pending JPH0886992A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006098636A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Seiko Epson Corp 電気光学装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006098636A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Seiko Epson Corp 電気光学装置の製造方法

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