TWI443734B - Substrate processing device - Google Patents

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TWI443734B
TWI443734B TW100120645A TW100120645A TWI443734B TW I443734 B TWI443734 B TW I443734B TW 100120645 A TW100120645 A TW 100120645A TW 100120645 A TW100120645 A TW 100120645A TW I443734 B TWI443734 B TW I443734B
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Yukio Tomifuji
Shigeki Minami
Kazuto Ozaki
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Dainippon Screen Mfg
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Description

基板處理裝置
本發明，係關於一種對用於液晶顯示裝置(LCD，Liquid Crystal Display)、電漿顯示器(PDP，Plasma Display Panel)、有機發光二極體(OLED，Organic Light Emitting Diode)、場發射顯示器(FED，Field Emission Display)、真空螢光顯示器(VFD，Vacuum Fluorescent Displays)、太陽電池板等之玻璃基板、用於磁/光碟之玻璃/陶瓷基板、以及半導體晶圓、電子元件基板等各種基板，噴出純水等洗淨液、蝕刻液、顯像液、光阻劑剝離液等藥液等之各種處理液，而對基板進行濕式處理之基板處理裝置。
習知作為此種類之基板處理裝置，已知有藉由沿基板之搬送方向並列設置之搬送輥等，於濕式處理室內一邊以相對於水平面朝與基板搬送方向正交之方向傾斜特定角度之姿勢搬送基板，一邊自噴灑噴嘴對基板之表面以簇射狀噴出處理液，藉此進行特定之基板處理。於如此之基板處理裝置中，對應處理之種類，使純水等洗淨液、蝕刻液、顯影液、光阻劑剝離液等藥液等各種處理液自噴灑噴嘴噴出至基板之表面。
然後，如此之基板處理裝置，係為了將處理液均勻地供給至整個基板表面，而使由在沿著基板搬送方向之方向延伸之噴灑管部、以及以沿著噴灑管部之長度方向於一行上相互接近之形狀設置之複數個噴嘴部所構成之噴灑噴嘴，沿著與複數個基板搬送方向交叉之方向以等間距相互平行地配置，且使處理液自複數個噴嘴部噴出至基板之表面。
而且，使用將噴灑噴嘴之噴灑管部，以其長度方向之中心軸為中心往復轉動，而改變處理液之噴出方向之噴灑管部往復轉動型之基板處理裝置(例如，參照專利文獻1段落編號[0040]至[0041]，圖2至圖4)。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2000-188272號公報
圖5，係表示透過習知之噴灑管部往復轉動型基板處理裝置之藥液供給情況之模式圖。
於此基板處理裝置中，藉由沿著基板W之搬送方向(相對於圖式之平面直角方向)並列設置之複數個搬送輥(未圖示)，而以相對於水平面200沿著與基板搬送方向正交之方向傾斜特定角度之姿勢搬送基板W。然後，使由在沿著基板搬送方向之方向延伸之噴灑管部(未圖示)、以及以沿著噴灑管部之長度方向於一行上相互接近之形狀設置之複數個噴嘴部100所構成之噴灑噴嘴，沿著與複數個基板搬送方向交叉之方向以等間距相互平行地進行配置，且藉由連結於各噴灑管部之轉動機構(未圖示)，而以各噴灑管部之中心軸為中心，使各噴灑管部一面於如圖5(a)所示將各噴嘴部100各自之噴出口104朝向基板W之傾斜下端方向相對於基板W之表面102之法線300以特定角度例如40°對向於表面102之狀態、與如圖5(b)所示將各噴灑管部100之噴出口104相對於基板W之表面102之法線300以例如0°對向於表面102之狀態之間反覆地進行往復轉動，一面改變藥液自各噴嘴部100之噴出口104朝向基板W之表面102之噴出方向。
圖6，係表示藉由圖5所圖示之基板處理裝置而噴出之藥液之於傾斜姿勢之基板W之表面102上的位置與流速之關係的圖表，縱軸係表示所噴出之藥液於基板W之表面102上之流速，橫軸係表示以傾斜姿勢之基板W之傾斜上端為原點至傾斜下端為止的位置。於圖6中，描繪方形點之線106，係表示各噴出口104分別於圖5(a)之狀態下所噴出之藥液於基板W之表面102上的位置與流速之關係，圓形點108係表示在圖5(b)之狀態下所噴出之藥液於基板W之表面102上的位置與流速之關係。
由圖5及圖6可明確得知，各噴嘴部100各自之噴出口104，朝向基板W之傾斜下端方向相對於基板W之表面102之法線300無論在以40°對向於表面102之狀態下，抑或在以0°對向於表面102之狀態下，塗佈液之流速於基板W之傾斜上端部附近皆如箭頭A及A'所示相對地變小，而越靠近傾斜下端部附近皆如箭頭B及B'所示相對地變得越大，故可自傾斜姿勢之基板表面102上之位置確認所產生之塗佈液之流速差。再者，箭頭之大小係表示流速之大小。如此，若塗佈液之流速產生差距，則於例如使用如蝕刻處理之蝕刻液的藥液處理時，蝕刻速度將產生差距，而招致處理後之圖案線寬不均，將導致良率低下或品質劣化之結果。
本發明，係鑒於以上之情況研製而成者，其目的在於提供一種當將處理液噴出至以傾斜姿勢所支持之基板之主面上時，減小所噴出之處理液於基板主面上流速之差距，藉由促進基板主面之整個面的流速之均勻化，可實現涵蓋基板主面之整個面之濕式處理之均勻化，藉此達成處理之良率提昇及品質改善之基板處理裝置。
第1發明之基板處理裝置，其係包含：濕式處理室，其對基板進行濕式處理；基板搬送手段，其配設於上述濕式處理室內，以使基板相對於水平面朝與基板搬送方向正交之方向傾斜特定角度之姿勢，於水平方向搬送基板；以及處理液供給手段，其將處理液供給至藉由配設於上述濕式處理室內之基板搬送手段所搬送之基板之主面；上述處理液供給手段，係具備沿著與基板搬送方向交叉之方向以等間距相互平行地配置且將處理液噴出至基板主面之複數個噴灑噴嘴，各上述複數個噴灑噴嘴，係由沿著上述基板搬送方向之方向延伸之噴灑管部、以及以沿該噴灑管部之長度方向於一行上相互接近之形狀設置並將處理液自其噴出口噴出至基板主面的複數個噴嘴部所構成，上述基板處理裝置之特徵在於，將對於基板之主面之上述複數個噴嘴部之噴出口之對向角度，朝向以傾斜之姿勢所搬送之基板主面的傾斜下端方向，自基板主面之傾斜上端部附近直至傾斜下端部附近，以相對於基板主面之法線逐漸遞減之方式，將上述複數個噴嘴部設置於上述複數個噴灑管部，藉此於基板之主面上使噴出後之處理液於上述傾斜上端部附近及上述傾斜下端部附近之流速差減小。
第2發明，係如第1發明之基板處理裝置，其中，沿著與基板搬送方向交叉之方向以等間距所配置之上述複數個噴灑噴嘴之上述複數個噴嘴部，係於該交叉方向以交錯狀進行配置。
第3發明，係如第1發明之基板處理裝置，其中，進一步包含連結於各上述噴灑管部之轉動手段，且藉由該轉動手段而以各上述噴灑管部之中心軸為中心，使各上述噴灑管部朝向基板主面之傾斜上端方向一致地以特定角度進行轉動後再進行復原轉動，並一面反覆進行該轉動之往復動作，一面改變來自各上述噴嘴部之各上述噴出口處理液朝基板主面的噴出方向。
第4發明，係如第1發明之基板處理裝置，其中，自上述複數個噴嘴部之噴出口所噴出之處理液之噴出量係為相等。
第5發明，係如第1至第4發明之基板處理裝置，其中，自上述複數個噴嘴部之噴出口所噴出之處理液係為蝕刻液。
於第1發明之基板處理裝置中，使對於基板之主面的複數個噴嘴部之噴出口對向角度，朝向以傾斜之姿勢所搬送之基板主面的傾斜下端方向，自基板主面之傾斜上端部附近直至傾斜下端部附近，以相對於基板主面之法線逐漸遞減之形狀之方式，將複數個噴嘴部設置於複數個噴灑管部。因此，於基板W之主面上噴出後進行流動之處理液，係於傾斜上端部附近及傾斜下端部附近藉由流速差之減小而於基板主面上之整個面促進流速之均勻化，而可涵蓋基板主面之整個面實現處理之均勻化。
於第2發明之基板處理裝置中，沿與基板搬送方向交叉之方向以等間距所配置之複數個噴灑噴嘴之複數個噴嘴部，係沿該交叉方向以交錯狀配置。因此，來自各噴嘴部之處理液噴出流之相互干擾減少，藉此於基板主面上之整個面進一步促進流速之均勻化，而可涵蓋基板主面之整個面實現更有效之處理之均勻化。
於第3發明之基板處理裝置中，藉由轉動手段而以各噴灑管部之中心軸為中心使各噴灑管部朝向基板主面之傾斜上端方向一致地以特定角度轉動後進行復原轉動，且一面反覆該轉動之往復動作，一面改變來自各噴嘴部之各噴出口之處理液朝基板主面的噴出方向。因此，可一面於基板W之主面上以固定水準維持噴出處理液流速之均勻化，一面實現濕式處理之迅速化。
於第4發明之基板處理裝置中，無須用以將來自各噴嘴部之噴出量以於噴出後促進處理液流速之均勻化之方式進行調整之繁瑣之機構等，藉此可實現設計成本之低廉化。
於第5發明之基板處理裝置中，可減小於基板主面上之傾斜上端部附近與傾斜下端部附近之蝕刻率之差距，而可有效地提升主面上之整個面的蝕刻率之均勻化。藉此，可達成蝕刻處理後之圖案的線寬等之均勻化之提昇。
以下，一面參照圖式一面針對本發明之實施形態進行說明。
圖1，係以圖解表示本發明實施形態之基板處理裝置1。
此基板處理裝置1，係具備藥液處理室10，其噴出蝕刻液、顯影液、光阻劑剝離液等藥液，並對基板W進行藥液處理；複數個搬送輥(未圖示)，其於藥液處理室10內一面以水平姿勢支持基板W一面朝水平方向X進行往復移動；藥液貯槽12，其儲存藥液；複數個噴灑噴嘴14，其用以將藥液噴出至基板W之表面102；送液泵16；以及藥液供給道18，其將儲存於藥液貯槽12之藥液輸送至噴灑噴嘴14。
噴灑噴嘴14，係於藥液處理室10內沿著與基板搬送方向X(參照圖2)交叉之方向以等間距相互平行地配設，各噴灑噴嘴14，係由在沿著基板搬送方向X之方向延伸之噴灑管部22(參照圖2)、以及以沿著此噴灑管部22之長度方向於一行上相互接近之形狀設置且將藥液自其噴出口26(參照圖2(b))噴出至基板W之表面102之複數個噴嘴部24所構成。又，於藥液處理室10之底部，設置有用以將向下流至藥液處理室10之內底部之使用完畢之藥液排出的循環排水道20，且循環排水道20，係連接於藥液貯槽12。
於具有上述構成之基板處理裝置1中，首先，一面利用搬送輥，以相對於水平面200朝與基板搬送方向X正交之方向傾斜特定角度之姿勢支持自藥液處理室10之基板搬入口(未圖示)搬入至藥液處理室10內之基板W並朝水平方向往復移動，一面藉由送液泵16之驅動而經由藥液供給道18將儲存於藥液貯槽12之藥液輸送至噴灑噴嘴14，且分別自噴灑噴嘴14之各噴嘴部24將等量之藥液噴出至基板W之表面102，藉此進行藥液處理。
完成藥液處理之基板W，係藉由搬送輥自藥液處理室10之基板搬出口(未圖示)搬出。自基板W之表面102向下流而且流至藥液處理室10之內底部之藥液，係經由循環排水道20回收至藥液貯槽12。
圖2，係用以說明於本發明實施形態的基板處理裝置中，相對於基板W之表面102以形狀設置於構成噴灑噴嘴14之噴灑管部22之噴嘴部24的噴出口26之對向角度的示意圖，圖2(a)為其俯視圖，而圖2(b)為其剖面圖。
噴灑噴嘴14，係於藥液處理室10內沿著與基板搬送方向X交叉之方向以等間距相互平行地配設，各噴灑噴嘴14，係由在沿著基板搬送方向X之方向延伸之噴灑管部22、以及以沿著此噴灑管部22之長度方向於一行上相互接近之形狀設置且將藥液自其噴出口26噴出至基板W之表面102之複數個噴嘴部24所構成。
如圖2(a)及圖2(b)所示，複數個、於本實施形態則為8個噴灑噴嘴14a至14h係沿著與基板搬送方向X交叉之方向以等間距相互平行地配設。噴灑噴嘴14a至14h，係分別由在沿著基板搬送方向X之方向延伸之噴灑管部22a至22h、以及以沿著各噴灑管部22a至22h之長度方向於一行上相互接近之形狀設置之複數個噴嘴部24所構成。
然後，將相對於以傾斜姿勢所搬送之基板W之表面102的複數個噴嘴部24之噴出口26之對向角度朝向基板W之表面102的傾斜下端方向，自傾斜上端部附近至傾斜下端部附近以相對於基板W之表面102之法線300逐漸遞減之方式，將噴嘴部24設置於各噴灑管部22a至22h，而且此等噴嘴部24，係如圖2(a)所示沿與基板搬送方向X交叉之方向以交錯狀配置。
圖2(b)，係例示於噴嘴部24中藉由以形狀設置於沿著噴灑管部22a至22h之基板搬送方向X之方向的大致中央部之噴嘴部24a至24h所形成之噴嘴部群之1組，且於基板W之表面102之傾斜上端部附近對向之噴嘴部24a之噴出口26a，係相對於基板W之表面102之法線300設定為特定角度例如40°，於傾斜下端部附近對向之噴嘴部24h之噴出口26h則設定為例如0°之角度。藉由其他噴嘴部群所形成之群組的噴出口之對向角度亦同樣地設定為朝向傾斜下端方向，自傾斜上端部附近至下端部附近相對於基板W之表面102之法線300逐漸遞減。
由上述方式所構成之噴灑噴嘴14a至14h，係自固定成以形狀設置於靜止狀態之(未往復轉動)噴灑管部22a至22h之噴嘴部24各自之對向角度的噴出口26而將同等噴出量之藥液噴出至基板W之表面102。然後，藥液係於基板W之表面102上朝向傾斜下端方向如箭頭Y所示進行流動，而此流動之藥液，係於傾斜上端部附近與傾斜下端部附近如箭頭Y'及Y"所示，藉由兩者之流速差減小可於基板W之表面102上之整個面實現流速之均勻化。再者，箭頭之大小係表示流速之大小。如此，因為可使等量之藥液於自各噴嘴部24噴出之狀態下，促進噴出後藥液流速之均勻化，因此無須以實現如此之均勻化為目的，而設置用以調整來自各噴嘴部24之噴出量之繁瑣的機構等，藉此便可實現設計成本之低廉化。再者，如圖2(a)所示之噴嘴部24f與24g，亦可存在噴嘴部24之配置之一部分未成為交錯狀之區域。
又，因為噴嘴部24，係沿著與基板搬送方向X交叉之方向以交錯狀配置，故來自各噴嘴部24之藥液噴出流之相互干擾減少，藉此更有效地減小基板表面102上之流動藥液之流速差，而促進基板W之表面102上之整個面的流速之均勻化。
圖3，係表示由圖5所圖示之習知之基板處理裝置及圖2所圖示之本實施形態之基板處理裝置1分別噴出之藥液，於傾斜姿勢之基板W之表面102上的位置與流速之關係之圖表且與圖6相同地，縱軸係表示所噴出之藥液於基板W之表面102上之流速，而橫軸係表示以傾斜姿勢之基板W之傾斜上端為原點至傾斜下端為止之位置。於圖3中，描繪方形點之線106及圓點108係與圖6所圖示之線106及108相同，而描繪其他三角形點之線110，係表示將相對於以傾斜姿勢搬送之基板W之表面102之複數個噴嘴部24之噴出口26之對向角度朝向基板W之表面102之傾斜下端方向，自傾斜上端部附近至傾斜下端部附近，以相對於基板W之表面102之法線300逐漸變小之形狀設置於各噴灑管部22之複數個噴嘴部24的各噴出口26所噴出之藥液於基板W之表面102上的位置與流速之關係。
與圖3所圖示之線106、108及110相比可清楚地確認到，利用本實施態樣之基板處理裝置1之藥液噴出係與利用習知技術之基板處理裝置之藥液噴出相比，於基板W之傾斜上端部附近之藥液流速與於傾斜下端部附近之藥液流速之差距減小。
因此，於本實施態樣之基板處理裝置1中，在使用例如蝕刻液作為藥液之蝕刻處理時，可減小於基板W之表面102上之傾斜上端部附近與於傾斜下端部附近之蝕刻率之差距，而可有效地改善於表面102上之整個面之蝕刻率之均勻化。藉此，可達成蝕刻處理後之圖案之線寬等的均勻化之提昇。
於上述實施形態，雖然將相對於以傾斜姿勢所搬送之基板W之表面102之複數個噴嘴部24之噴出口26之對向角度朝向基板W之表面102之傾斜下端方向，自傾斜上端部附近至傾斜下端部附近，以相對於基板W之表面102之法線300逐漸遞減之方式，將噴嘴部24設置於各噴灑管部22，且使藥液自固定成以形狀設置於靜止狀態之(未往復轉動)噴灑管部22之噴嘴部24各自之對向角度的噴出口26噴出至基板W之表面102，但本發明並不限定於此。
圖4，係表示於上述實施形態之變形例之基板處理裝置中，將藥液自噴嘴部24噴出至基板W之表面102的情況之示意圖。
於圖4所圖示之變形例，係將相對於以傾斜姿勢所搬送之基板W之表面102之複數個噴嘴部24之噴出口26之對向角度朝向基板W之表面102之傾斜下端方向，自傾斜上端部附近至傾斜下端部附近，以相對於基板W之表面102之法線300逐漸遞減之方式，將噴嘴部24設置於各噴灑管部22，且藉由連結於各噴灑管部22之先前所公知，於例如上述專利文獻1所記載之(段落編號[0040]至[0041]，圖2至圖4)之轉動機構(未圖示)而以各噴灑管部22之中心軸為中心，使各噴灑管部22一致地自圖4(a)所圖示之狀態，轉動至如圖4(b)所圖示朝向傾斜上端方向而成為特定角度、例如使對向於傾斜最下端部附近之噴嘴部24h之噴出口26h相對於基板W之表面102之法線300朝向基板上端方向成為40°之角度之狀態為止後，再復原轉動至圖4(a)所圖示之狀態，且一面反覆進行如此之轉動之往復動作一面改變來自各噴嘴部24之噴出口26之藥液噴出至基板W之表面102之噴出方向。再者，利用此轉動機構之各噴灑管部22之往復轉動角度、即各噴嘴部24之各噴出口26相對於基板W之表面102之對向角度之擺動幅度係為相同。
由此變形例之基板處理裝置之藥液噴出，係於基板W之表面102上可一面以固定水準維持所噴出之藥液流速之均勻化一面實現藥液處理之迅速化。
再者，於上述各實施形態及變形例，雖然已針對本發明應用於使用蝕刻液、顯影液、光阻劑剝離液等藥液作為處理液之藥液處理之情形進行說明，但本發明並不限定於此，亦可應用於使用純水等洗淨液作為處理液之洗淨處理。
又，於上述實施形態及變形例，雖然已針對使用噴嘴之個數為8個之構成進行說明，但本發明並不限定於此，只要根據基板W之尺寸或處理之種類等選擇適當數量之噴灑噴嘴即可。
1．．．基板處理裝置
10．．．藥液處理室
12．．．藥液貯槽
14．．．噴灑噴嘴
14a～14h．．．噴灑噴嘴
16．．．送液泵
18．．．藥液供給道
20．．．循環排水道
22．．．噴灑管部
22a～22h．．．噴灑管部
24．．．噴灑噴嘴部
24a～24h．．．噴嘴部
26．．．噴出口
26a～26h．．．噴出口
100．．．噴嘴部
102．．．基板表面
104．．．噴出口
106、108、110．．．線
200．．．水平面
300．．．於基板表面之法線
A、A'、B、B'、Y、Y'、Y"．．．箭頭
W．．．基板
X．．．水平方向
圖1係以圖解表示本發明實施形態之基板處理裝置之概略構成圖。
圖2(a)及(b)係用以說明於本發明實施形態之基板處理裝置中，相對於基板表面而以形狀設置於構成噴灑噴嘴之噴灑管部之噴嘴部的噴出口之對向角度的示意圖。
圖3係表示藉由習知之基板處理裝置及本發明實施形態之基板處理裝置所分別噴出之藥液，於傾斜姿勢之基板之表面上的位置與流速之關係的圖表。
圖4(a)及(b)係表示於本發明實施形態之變形例之基板處理裝置中自噴嘴部將藥液噴出至基板表面之情況的示意圖。
圖5(a)及(b)係表示於習知之噴灑管部往復轉動型之基板處理裝置中自噴嘴部將處理液噴出至基板表面之情況的示意圖。
圖6係表示藉由習知之噴灑管部往復轉動型之基板處理裝置所噴出之藥液，於傾斜姿勢之基板之表面上的位置與流速之關係之圖表。
14a～14h．．．噴灑噴嘴
22a～22h．．．噴灑管部
24a～24h．．．噴嘴部
26a～26h．．．噴出口
102．．．基板表面
200．．．水平面
300．．．於基板表面之法線
W．．．基板
X．．．水平方向
Y、Y'、Y"．．．箭頭

Claims (5)

  1. 一種基板處理裝置，其係包含：濕式處理室，其對基板進行濕式處理；基板搬送手段，其配設於上述濕式處理室內，以使基板相對於水平面朝與基板搬送方向正交之方向傾斜特定角度之姿勢，於水平方向搬送基板；以及處理液供給手段，其將處理液供給至藉由配設於上述濕式處理室內之基板搬送手段所搬送之基板之主面；上述處理液供給手段，係具備沿著與基板搬送方向交叉之方向以等間距相互平行地配置且將處理液噴出至基板主面之複數個噴灑噴嘴；各上述複數個噴灑噴嘴，係由沿著上述基板搬送方向之方向延伸之噴灑管部、以及以沿該噴灑管部之長度方向於一行上相互接近之形狀設置並將處理液自其噴出口噴出至基板主面的複數個噴嘴部所構成；其特徵在於，將對於基板之主面之上述複數個噴嘴部之噴出口之對向角度，朝向以傾斜之姿勢所搬送之基板主面的傾斜下端方向，自基板主面之傾斜上端部附近直至傾斜下端部附近，以相對於基板主面之法線逐漸遞減之方式，將上述複數個噴嘴部設置於上述複數個噴灑管部，藉此於基板之主面上使噴出後之處理液於上述傾斜上端部附近及上述傾斜下端部附近 之流速差減小。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，沿著與基板搬送方向交叉之方向以等間距所配置之上述複數個噴灑噴嘴之上述複數個噴嘴部，係於該交叉方向以交錯狀進行配置。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，進一步包含連結於各上述噴灑管部之轉動手段，藉由上述轉動手段而以各上述噴灑管部之中心軸為中心，使各上述噴灑管部朝向基板主面之傾斜上端方向一致地以特定角度進行轉動後再進行復原轉動，一面反覆進行該轉動之往復動作，一面改變來自各上述噴嘴部之各上述噴出口之處理液朝基板主面的噴出方向。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，自上述複數個噴嘴部之噴出口所噴出之處理液之噴出量係為相等。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之基板處理裝置，其中，自上述複數個噴嘴部之噴出口所噴出之處理液係為蝕刻液。
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