TW200830387A - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents

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200830387 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種基板處理裝置及基板處理方法，將處 理液供給至液晶顯示裝置用玻璃基板、PDp用玻璃基板、 半導體晶圓、磁/光碟用之玻璃/陶瓷基板等各種基板，以 ' 對基板進行處理。 - 【先前技術】 於先前之基板製造步驟中，已知向基板之表面供給處理 φ 液來處理基板之基板處理裝置。尤其近年來，嘗試著將含 有微氣泡之處理液供給至基板之表面，以提高對基板之處 理效果。使用含有微氣泡之處理液，可有效地去除例如附 著於基板表面之微粒。 於先前之基板處理裝置中，使用例如具有氣液混合泵、 旋轉加速器以及分散器之微氣泡產生裝置，或者使用具有 氣體溶解單元之微氣泡產生裝置，使處理液中產生微氣 泡。關於利用微氣泡之先前之基板處理裝置，例如於專利 籲 文獻1〜3中有所揭示。 [專利文獻1]日本專利特開20〇4_121962號公報 . [專利文獻2]曰本專利特開2005-93873號公報 . [專利文獻3]曰本專利特開2006-179764號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題j 然而’由先前之微氣泡產生裝置所產生之微氣泡之大 小，具有以特定直徑為中心之大致正規分佈狀之不均，故 124048.doc 200830387 難以控制其大小。因此，無法根據處理對象之基板而大量 地供給尺寸最合適之微氣泡。例如，於基板之洗淨步驟中 利用微氣泡時，無法根據作為去除對象之微粒之大小而大 量地供給尺寸最合適之微氣泡。因此，先前之基板處理裝 置未必使微氣泡有效地作用於基板。 本發明係鑒於上述情形所完成成者，其係使用含有微氣 泡或奈米氣泡之處理液之基板處理裝置及基板處理方法， 其目的在於提供一種使微氣泡或奈米氣泡有效地作用於基 板之技術。 [解決問題之技術手段] 為解決上述問題，請求項1之發明之基板處理裝置係利 用含有微氣泡或奈米氣泡之處理液處理基板者，其特徵在 於包括：氣泡產生機構，其使處理液中產生微氣泡或奈米 氣泡；大小調節機構，其調節處理液中之微氣泡或奈米氣 泡之大小；及處理液供給機構，其將含有微氣泡或奈米氣 泡之處理液供給至基板。 请求項2之發明如請求項1之基板處理裝置，其中上述處 理液供給機構具有向基板喷出處理液之噴嘴及用以將處理 液壓运至上述噴嘴之配管，上述氣泡產生機構具有向上述 配官内之處理液中注入氣體之氣體注入機構。 請求項3之發明如請求項2之基板處理裝置，其中上述噴 嘴係以處理液為平面狀飛沫，向基板噴出。 請求項4之發明如請求項3之基板處理裝置，其中上述大 小調節機構具有冑節由〗述氣體注入機構所注入之氣體流 124048.doc 200830387 置的流量調節機構。 請求項5之發明如請求項4之基板處理裝置，其中進而具 備氣泡數調節機構，其調節供給至基板之處理液中之微氣 泡或奈米氣泡之數量。 請求項6之發明如請求項5之基板處理裝置，其中上述氣 泡數調節機構具有調節於上述配管内被壓送之處理液壓力 的壓力調節機構。 請求項7之發明如請求項6之基板處理裝置，其中上述處 理液供給機構具有介插於上述配管之比上述氣體注入機構 更上游侧位置的過濾器。 請求項8之發明之基板處理方法係利用含有微氣泡或奈 米氣泡之處理液處理基板者，其特徵在於包括〖氣泡產生 步驟，其使處理液中產生微氣泡或奈米氣泡；大小調節步 驟’其調節處理液中之微氣泡或奈米氣泡之大小；及處理 液供給步驟，其將含有微氣泡或奈米氣泡之處理液供給至 基板。 [發明之效果] 根據請求項1〜7之發明，基板處理裝置包括：使處理液 中產生微氣泡或奈米氣泡之氣泡產生機構；調節處理液中 之从氣泡或奈米氣泡之大小的大小調節機構；及將含有微 氣泡或奈米氣泡之處理液供給至基板之處理液供給機構。 因此，可對於處理對象之基板使微氣泡或奈米氣泡有效地 起作用。 尤其根據請求項2之發明，處理液供給機構具有向基板 124048.doc 200830387 =處理液之噴嘴及用以將處理液壓送至嗔嘴之配管，氣 /包產生機構具有向配管内之處理液中 * m L 疋入軋體之氣體注入 :構：口此’注入處理液中之氣體一部分溶解於處理液 :平精由從噴嘴噴出時之壓力下降’成為微小之微氣泡或 二二:ΐί…注人處理液中之殘餘氣體以氣泡狀 二^ 壓送之處理液中被剪斷而成為微氣 泡或不朱軋泡。因此，可不使用大型微氡泡產生裝置，而 以簡易之構成產生微氣泡或奈米氣泡。 尤其根據請求項3之發明，喷嘴係作為平面狀㈣，向 ，板喷出處理液。因此’可對基板之表面無間隙地供給洗 淨液並且了給予基板之上表面特定之物理衝擊。 尤其根據請求項4之發明，大小調節機構具有調節由氣 體注入機構所注入之氣體流量的流量調節機構。因此，可 藉由調節配管内所結合之微氣泡或奈米氣泡之量，而易於 控制供給至基板上之微氣泡或奈米氣泡之大小。 尤2根據請求項5之發明，基板處理裝置進而具備氣泡 數调即機構’其調節供給至基板之處理液中之微氣泡或奈 米氣泡之數置。因此，可根據作為處理對象之基板而使微 氣泡或奈米氣泡充分起作用。 尤其根據請求項6之發明，氣泡數調節機構具有調節於 配&内被壓送之處理液壓力的壓力調節機構。因此，可易 於調即供給至基板之處理液中之微氣泡或奈米氣泡之數 量Λ 尤其根據晴求項7之發明，處理液供給機構具有介插於 124048.doc 200830387 配管之比氣體注入機構更上游側位置的過濾器因此叮 過濾處理液中之異物而供給清潔之處理液。 〜 人，由於微氣 泡或奈米氣泡產生於比過濾器更下游側，故微氣泡或奈米 氣泡不會被過濾器堵住’而可將微氣泡或奈米氣泡有效地 供給至基板。 又，根據請求項8之發明，基板處理方法包括：使處理 液中產生微氣泡或奈米氣泡之氣泡產生步驟節處理液 中之微氣泡或奈米氣泡之大小的大小調節步驟；及將含有 微氣泡或奈米氣泡之處理液供給至基板之處理液供給步 驟。因此，可對於處理對象之基板使微氣泡或奈米氣泡有 效地起作用。 【貫施方式】 以下，將一邊參照圖式，一邊說明本發明之較佳實施形 <1 ·基板處理系統全體之構成> 圖1係表示本發明之基板處理裝置i之全體構成之概略 圖。基板處理裝置1係用以洗淨液晶顯示裝置用之四方形 玻璃基板（以下，僅稱為「基板」）9之表面，以去除附著 於基板9上之有機物及微粒等之異物之裝置。如圖1所示， 基板處理裝置1主要具備UV處理部1 〇、電刷處理部20、置 換水洗部30、微氣泡洗淨處理部40以及洗液處理部5〇。 又，基板處理裝置1具備用以搬送基板9之複數個搬送滾輪 60 ’並且藉由使複數個搬送滾輪60旋轉而將基板9於圖中 箭頭AR所示之方向上搬送。 124048.doc -10- 200830387 UV處理部10係用以對基板9之上表面照射紫外線，以使 附著於基板9之上表面之有機物分解的處理部。uv處理部 1 〇朝向搬送滾輪6 0上之基板9之上表面，照射例如波長為 180 nm〜240 nm左右之紫外線。附著於基板9之上表面之有 機物經紫外線之照射而分解，成為易自基板9之上表面釋 放之狀態。 電刷處理部20係用以使於UV處理部10所分解之分解物 自基板9之上表面釋放的處理部。電刷處理部2〇向基板9之 上表面供給洗淨液並且使電刷滑接’以使上述分解物自基 板9之上表面充分釋放。再者，供給至基板9上之洗淨液可 為洗淨力較高之藥液或者純水。 置換水洗部30係用以沖洗殘存於基板9上之洗淨液及分 解物等之處理部。置換水洗部3〇具有連接於純水供給源之 未圖示之喷嘴，自該噴嘴向基板9之上表面喷出純水，以 沖洗基板9上之洗淨液及分解物等。藉此，基板9之表面從 由洗淨液包覆之狀態置換為由純水包覆之狀態。 微氣泡洗淨處理部40係用以藉由含有微氣泡之洗淨液而 去除附著於基板9之上表面之微細微粒（例如，〇1 μιη〜數 μηι左右之微粒）的處理部。微氣泡洗淨處理部4〇使含有作 為70 μπι以下之微小氣泡的微氣泡之洗淨液自特定之喷嘴 喷出，以沖洗並去除附著於基板9上之微小微粒。關於微 氣泡洗淨處理部40之詳細構成，將於以下描述。 洗液處理部50係用以沖洗殘存於基板9之上表面之洗淨 液的處理部。洗液處理部5〇具有連接於純水供給源之未圖 124048.doc -11 - 200830387 示之噴嘴，自該喷嘴向基板9之上表面噴出純水，以沖洗 基板9上之洗淨液。藉此，基板9之表面成為由純水包覆之 狀態。 在對上述基板處理裝置1中之基板9進行處理時，使搬送 滾輪60動作，來搬送基板9，並且對基板9依次進行上述 ’ UV處理部10、電刷處理部20、置換水洗部3〇、微氣泡洗 * 淨處理部40以及洗液處理部50之各項處理。 <2.微氣泡洗淨處理部> • 圖2係上述微氣泡洗淨處理部40之詳細構成圖。如圖2所 示，微氣泡洗淨處理部40具備配置於搬送滾輪6〇之上方之 喷霧喷嘴4丨，以及對喷霧噴嘴41供給洗淨液之洗淨液供給 部42。

喷霧喷嘴41具有與基板9之搬送方向正交且向水平方向 延伸之柱狀外形。於噴霧噴嘴41之内部，形成有用以儲留 洗淨液之空洞，又，於噴霧喷嘴41之下部，形成有用以噴 出洗淨液之複數個噴出孔41a。因此，自洗淨液供給部C 所供給之洗淨液通過噴霧噴嘴41内之空洞而自複數個噴出 孔41a向基板9之上表面噴出。 圖3係局部表示喷霧喷嘴41噴出之情形之立體圖。如圖3 所不，喷霧噴嘴41之各噴出孔41a使洗淨液朝向與基板9之 行進方向（箭頭AR之方向）正交之方向擴散，以使洗淨液以 平面狀飛沫噴出。因此，可對基板9之上表面無間隙地供 "°先淨液又，因供給洗淨液，故給予基板9之上表面特 定之物理衝擊。 124048.doc -12- 200830387 返回至圖2，洗淨液供給部42具有配管42a〜42c、洗淨液 供給源42d、泵42e、過濾器42f、閥門42g、三方分岐管 42h、氮氣供給源42i、增壓閥42j、增壓氣體箱42k、閥門 421、流量計42m以及噴射部42η。泵42e、閥門42g、增壓 閥42j及閥門421電性連接於以電腦構成之控制部，並根 據來自控制部43之指令而動作。又，流量計42m與控制部 • 43之間亦電性連接，流量計42m之量測結果被傳送至控制 部43 〇 配管42a將洗淨液供給源42d與三方分岐管42ji之第1蜂之 間連結，配管42a之路徑途中介入有泵42e、過濾器42f以 及閥門42g。因此，若開放閥門42g且使泵42e動作，則自 洗淨液供給源42d向配管42a内供給洗淨液，並將洗淨液經 由過濾器42f而導入至三方分岐管42h之第1埠。再者，、先 淨液可為氨水、SCL液、中性洗滌劑、鹼性洗滌劑等洗淨 力較兩之藥液或者純水。 上述泵426使用高壓泵。因此，自洗淨液供給源42d所供 給之洗淨液以高壓被壓送至下游侧。又，閥門42g使用開 度調節閥門。閥門42g藉由調節其開度而調節洗淨液之流 - 量，並調節洗淨液之壓力，且將洗淨液送至下游側。 、 配管4几將氮氣供給源42i與三方分岐管42h之第2埠之間 連結，於配管42b之路徑途中介入有增壓閥42j、增壓氣體 箱42k、閥門421以及流量計42m。自氮氣供給源“丨所供給 之氮氣利用增壓閥42j加壓，以填充於増壓氣體箱42k中。 因此，在開放閥門421時，填充於增壓氣體箱42k中之高壓 124048.doc -13- 200830387 氮氣經由流量計42m而導入至三方分岐管42h之第2埠。 配管42b經由喷射部42η而連接於三方分岐管42h之第2 埠。圖4係表示三方分岐管42h與喷射部42η之連接構成 圖。如圖4所示，噴射部42η插入至三方分岐管42h之内 部，於喷射部42η之前端附近，形成有用以喷出氮氣之小 孔42〇。因此，自配管42b供給至喷射部42η之氮氣經由喷 射邛42η之小孔42〇而向三方分岐管42h内之洗淨液中喷 出。 馨 噴射部42n藉由例如sus等不鏽鋼而構成，小孔42〇具有 例如〇·5 mm左右之開口直徑。又，於三方分岐管42h之管 路之中央附近配置小孔42〇而安裝噴射部42η。因此，氮氣 之氣泡會直接注入至三方分岐管42h之管路中央附近而供 給，不會於管路内產生不均現象。 閥門421使用開度調節閥門。控制部43根據流量計42m之 量測值來調節閥門421之開度，並且一方面調節氮氣之壓 力及流量，一方面將氮氣送至喷射部42η。於三方分岐管 42h内，氮氣之壓力被調整為稍高於洗淨液之壓力。因 此’三方分岐管4仏内之洗淨液不會進入噴射部42n内，氮 ， 氣可向三方分岐管42h内較好地噴出。噴出至洗淨液中之 、 t氣之—部分於洗淨液中加壓溶解，其他氮氣則以氣泡之 狀態被送至下游側。 配管42c將三方分岐管42h之第3琿與噴霧喷嘴41之間連 接。因此，導入至三方分岐管42h内之洗淨液及氮氣通過 配管42c而供給至喷霧喷嘴41，並自噴霧噴嘴狀喷出孔 124048.doc -14· 200830387 41a中噴出。溶解於洗淨液中之氮氣自喷出孔4^喷出時釋 放壓力而成為過飽和狀態，故於洗淨液中產生微小之微氣 泡。 另一方面，未溶解於洗淨液中之氮氣之氣泡在配管42c 内流動之途中，於被壓送之洗淨液中較細地斷開，成為許 多微氣泡。繼而，斷開而產生之微氣泡亦自喷霧喷嘴4〗之 喷出孔41 a隨洗淨液一併噴出。藉此，供給至基板9之上表 面之洗淨液中，含有配管42c之流路途中因斷開而產生之 微氣泡’以及自喷霧喷嘴41喷出時因過飽和而產生之微氣 泡0 圖5係表示供給至基板9上之洗淨液中之微氣泡大小之分 佈圖表。如圖5所示，微氣泡之大小具有以某直徑為中心 的大致正規分佈狀之不均。並且，在調節閥門42g之開度 以使洗淨液之流量增加時，如圖5之箭頭71所示，微氣泡 之供給數量亦增加。 淨液之流量減少時， 相反，在調節閥門42g之開度以使洗 如圖5之箭頭72所示，微氣泡之供給 數量減少。即，微氣泡洗淨處理部4〇可藉由調節洗淨液之 流里而调卽微氣泡之供給數量。 又，在調節閥門421之開度以使氮氣之流量增加時，洗

124048.doc 。因此，配管42c之流 ，微氣泡彼此結合而產 。故如圖5之箭頭73所 $。相反，在調節閥門 ，洗淨液中以氣泡狀態 -15- 200830387 殘存之氮氣減少。因此，配管42c之流路途中因斷開而產 生之微氣泡減少，微氣泡彼此結合而產生之尺寸稍大之微 氣泡之數量減少。因此，如圖5之箭頭74所示，微氣泡之 大小向小直徑侧偏移。即，微氣泡洗淨處理部4〇可藉由調 節氮氣之流量而調節微氣泡之大小。 自噴霧喷嘴41噴出之洗淨液與基板9產生碰撞而給予基 板9之上表面物理衝擊。又，供給至基板9之上表面之洗淨 液中之微氣泡於基板9之上表面逐漸縮小，其一部分消失 (所謂「壓壞」）。在壓壞微氣泡時，微氣泡之内部受到絕 熱壓縮，故微氣泡形成高溫（例如數千。C)高壓（例如數千氣 壓）之微小區域（所謂「熱點」）而消失。因此，自熱點散發 之能量作用於基板9之上表面，使附著於基板9之上表面之 微粒自基板9釋放。 如上所述，於基板9之上表面作用有因洗淨液之碰撞而 形成之物理衝擊，以及因微氣泡之壓壞而散發之能量，藉 由該等作用而使微粒自基板9之上表面釋放。尤其是洗淨 液之碰撞而產生之物理衝擊主要作用於尺寸較大之微粒， 相對於此，微氣泡之壓壞而散發之能量主要作用於尺寸較 小之微粒，並且分別自基板9之上表面釋放出各微粒。 又，微氣泡具有吸附微粒之性質。因此，自基板9釋放 之微粒會吸附於微氣泡上而不被壓壞。由於微氣泡中各氣 泡之尺寸微小，故全體微氣泡具有較廣之表面積（氣液界 面之面積）。因此，可高效地吸附浮游於洗淨液中之微 粒。又，由於微氣泡具有帶電性，故亦可利用靜電作用而 124048.doc -16 - 200830387 吸引微粒，並高效地吸附微粒。以此方式吸附有微粒之微 氣泡將隨洗淨液一併向基板9之外部排出。 如上所述，該微氣泡洗淨處理部40將含有微氣泡之洗淨 液供給至基板9之上表面，以此自基板9之上表面釋放微 粒，並且所釋放之微粒隨微氣泡一併向基板9之外部排 出。因而，可高效地去除附著於基板9上之微粒。又，利 • 用微氣泡之洗淨效果可使洗淨液中之藥液濃度降低，故可 減輕對廢水之處理及環境之負擔。 ♦ 又，如上所述，該微氣泡洗淨處理部40可調節洗淨液中 含有之微氣泡之大小。因此，可根據作為去除對象之微粒 之大小而大量地供給尺寸最合適之微氣泡。例如，可於較 多步驟中，對於尺寸較大之微粒，將微氣泡之大小設定為 較大，並且可於應去除尺寸較小之微粒之步驟中，將微氣 泡之大小設定為較小，以此方式來對應複數個步驟。 又，本實施形態之微氣泡洗淨處理部40使用喷射部42n 鲁 向被壓送之洗淨液中注入氮氣，藉此於配管42c内及喷出 時產生微氣泡。因此，可不使用先前所使用之大型微氣泡 產生裝置，而以簡易之構成產生微氣泡。 - 又，本實施形態之微氣泡洗淨處理部40與先前所使用之 — 作為將含有氣體與液體之流體供給至基板之機構的「二流 體噴嘴」相比，亦可以簡易之構成供給洗淨力較高之流 體。即，二流體噴嘴形成使液體與氣體混合以便喷出之複 雜之高價構成，而本實施形態之喷霧噴嘴41可形成自喷出 孔41a僅噴出洗淨液之簡易構成。又，本實施形態之微氣 124048.doc -17· 200830387 泡洗淨處理部40若使用先前之二流體喷嘴之1/2〇⑽左右之 乳體（上述實施形態中氮氣），則可產生足量之微氣泡，故 可減少氣體之消耗量。 又，上述微氣泡洗淨處理部向過濾器42f之下游側之洗 淨液中注入氮氣。因此，產生於配管42c内之微氣泡不會 堵塞過濾器42f，而是到達喷嘴41。故可將產生於配管42c 内之微氣泡高效地供給至基板9。 <3·變形例>

以上說明了本發明之—實施形態，但本發明並非限定於 上述例。例如，上述微氣泡洗淨處理部4〇係向基板9之上 表面供給洗淨液者，亦可係向基板9之下表面側供給洗淨 液或者向基板9之兩面供給洗淨液者。 又上述例中產生了氮氣之微氣泡，但構成微氣泡之氣 體亦可為除氮氣以外之氣體^但若使用氮氣或氬氣等惰性 氣體，則可排除對基板9之例如表面氧化等化學影響。 又，上述例中，關於引起壓壞現象之程度之大小，以上 對產生70 μΐη以下之微氣泡之情形進行了說明，本發明中 產生之微小氣泡並非限定於所謂微氣泡，亦可為更微小之 奈米氣泡。奈米氣泡產生時鼻亩你 生王吋局罝徑不足！ μιη之超微小氣 泡，故因壓壞而可獲得更离夕铢旦 ^ J獲行更同之靶里，又，可更高效地吸附 並去除洗淨液中之微粒。 又上述例巾㉟明了於有機物去除後之微粒去除處理 中使用微氣泡之情形’但亦可於電刷處理部2〇及置換水洗 部30中使用與上述㈣之洗淨液供給部42，形成供給含有 124048.doc -18 - 200830387 微氣泡之洗淨液之結構。又，亦可於進行除洗淨以外之處 理的處理裝置中應用與上述洗淨液供給部42相同之處理液 供給部，形成供給含有微氣泡之處理液之結構。 又，上述例中，說明了以液晶顯示袭置用之四方形玻璃 基板9為處理對象之情形，本發明亦可以pDp用玻璃基 板、半導體晶圓、磁/光碟用之玻璃/陶瓷基板等其他基板 為處理對象。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之基板處理裝置之全體構成之概略 圖。 圖2係表示微氣泡洗淨處理部之詳細構成圖。 圖3係局部表示喷霧噴嘴噴出情形之立體圖。 圖4係表示三方分岐管與喷射部之連接構成之圖。 圖5係表示供給至基板上之微氣泡之尺寸分佈之圖表。 【主要元件符號說明】 1 基板處理裝置 10 UV處理部 20 電刷處理部 30 置換水洗部 40 微氣泡洗淨處理部 41 噴霧噴嘴 41a 噴出口 42 洗淨液供給部 42a〜42c 配管 124048.doc -19- 200830387 42d 42e 42f 42g 42h 42i * 42j 42k φ 421 42m 42n 43 50 60 9 洗淨液供給源 泵 過濾器 閥門 三方分岐管 氮氣供給源 增壓閥 增壓氣體箱 閥門 流量計 喷射部 控制部 洗液處理部 搬送滾輪 基板 124048.doc •20-

Claims (1)

1. 200830387 十、申請專利範圍： 1. 一種基板處理裝置，其係利用含有微氣泡或奈米氣泡之 處理液處理基板者，其特徵在於包括： 氣泡產生機構，其使處理液中產生微氣泡或奈米氣 泡； $ 大小調節機構，其調節處理液中之微氣泡或奈米氣泡 ' 之大小；及 處理液供給機構，其將含有微氣泡或奈米氣 • 液供給至基板。 處 2. 如請求項1之基板處理裝置，其中 上述處理液供給機構具有向基板噴出處理液之噴嘴及 用以將處理液壓送至上述喷嘴之配管·， 上述氣泡產生機構具有向上述配管内之處理液中注入 氣體之氣體注入機構。 3·如請求項2之基板處理裝置，其中 上述噴嘴係以處理液為平面狀飛沫，向基板噴出。 ⑩ 4·如請求項3之基板處理裝置，其中 上述大小調節機構具有調節由上述氣體注入機構所注 . 入之氣體流量的流量調節機構。 5 ·如請求項4之基板處理裝置，其中 進而具備氣泡數調節機構，其調節供給至基板之處理 液中之微氣泡或奈米氣泡之數量。 6·如請求項5之基板處理裝置，其中 上述氣泡數調節機構具有調節於上述配管内被壓送之 124048.doc 200830387 處理液壓力的壓力調節機構。 7·如請求項6之基板處理裝置，其中 上述處理液供給機構具有介插於上述配管之比上述氣 體注入機構更上游侧位置的過濾器。 8. -種基板處理方法，其係利用含有微氣泡或奈米 處理液處理基板者，其特徵在於包括： 氣泡產生步驟，苴佶盧搜士 泡； -使處理液中產生微氣泡或奈米氣 大小調節步驟，其調節處理液中 之大小；及 i锨虱泡或奈米氣泡 處理液供給步驟，其將含有微氣泡或奈米氣 液供給至基板。 處理 124048.doc