TWI520196B - 運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統 - Google Patents

Description

運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統

本發明係關於被使用在液晶面板用玻璃基板的各種處理等的基板清洗裝置，更詳言之，係關於在稱為平流式運送式基板處理裝置中，比過去更可抑制在利用蝕刻液、剝離液等進行的化學液處理之後的清洗處理中所使用之清洗水的使用量的節水型清洗系統。

在液晶面板的製造中，在作為材料的大面積的玻璃基板的表面上，反復地進行抗蝕劑塗敷、顯影、蝕刻、抗蝕劑剝離的各種處理，藉此，在基板表面上形成積體電路。各種處理方式的代表性的方式之一是被稱為平流方式的基板運送方式之基板處理裝置，在沿水平方向運送基板的同時，對其表面反覆進行各種處理。

例如，在平流式的蝕刻處理中，在蝕刻區將蝕刻液供給至在以水平姿勢或以朝側方傾斜的姿勢沿水平方向運送的基板表面上，接著，在沖洗區進行利用清洗水的表面清洗。以圖6，對平流式蝕刻處理中的基板清洗裝置的過去典型的裝置結構進行說明。

沿基板的運送方向，依序排列有蝕刻區1、第1沖洗區2A、第2沖洗區2B、最後沖洗區2C以及乾燥區3。各區係由獨立的腔室構成，分別設置有為了進行基板運送而沿運送方向並列的多個運送輥。在蝕刻區1的出口附近，例如上下一組的氣刀4、4係以夾持基板運送線的方式設置，用來去除附著於基板表面上的蝕刻液。在第1沖洗區2A、第2沖洗區2B以及最後沖洗區2C中，以夾持基板運送線的方式分別設置有對基板的兩面吐出供給清洗水的上下一對噴淋系統5A、5B和5C。為了去除附著於基板的兩表面上的清洗水，在乾燥區3以夾持基板運送線的方式設有上下一對的氣刀6、6。

清洗水係與基板運送方向相反，其按最後沖洗區2C、第2沖洗區2B、第1沖洗區2A的順序以串聯(cascade)方式供給。即，首先由未使用的純水形成的清洗水從最後沖洗區2C中的噴淋系統5C、5C吐出，對基板的兩面進行清洗。使用後的清洗水回收到附設於最後沖洗區2C中的槽7C的內。槽7C內的清洗水從第2沖洗區2B中的噴淋系統5B、5B吐出，對基板的兩面進行清洗。使用後的清洗水回收到附設於第2沖洗區2B中的槽7B的內。槽7B內的清洗水從第1清洗區2A中的噴淋系統5A、5A吐出，對基板的兩面進行清洗。將清洗使用完的清洗水廢棄。

藉此，清洗水的清潔度按第1沖洗區2A、第2沖洗區2B、最後沖洗區2C的順序提高，可以少量的清洗水進行有效的清洗。

即，在基板運送線上行進的基板在蝕刻區1接受蝕刻處理，藉出口附近的氣刀4，將蝕刻液從兩面去除至兩面未乾燥的程度，然後，在第1沖洗區2A，藉清潔度低(污染度高的)清洗水，對兩個面預先進行清洗。將使用後的清洗水廢棄。接著，在第2沖洗區2B，藉由清洗度高(污染度低的)清洗水，對兩個面進行正式清洗，最後，利用由最後沖洗區2C中未使用的純水形成的清洗水，對兩個面進行最後清洗。由於是採用越往下游側，清潔度越高的清洗水，故串聯地使用清洗水，雖然謀求該使用量的削減，但也可對基板賦予較高的清潔度。

只要在像日本那樣水豐富的國家、地區使用，即使是以串聯方式使用清洗水之如上述般的基板清洗裝置，仍不會產生特別的問題。但是，會有因國家、地區的不同，而對清洗水的使用量，產生較大限制的情況，在這樣的情況下，即使是上述方式的基板清洗裝置，清洗水的使用量也會變得過大，故需要可進一步節水的基板清洗裝置。

關於基板清洗裝置中的節水，在專利文獻1中揭示有下述的基板清洗裝置，其在化學液處理區和噴淋式水洗區之間組合有液膜式清洗機構及利用液刀的除液機構；液膜式清洗機構係將清洗水呈幕狀供給到基板表面；利用液刀的除液機構係在液膜式清洗機構的下游側，將清洗水作成液膜狀並且相對於基板運送方向沿相反方向傾斜而噴出，以置換殘留於基板兩面上的清洗液。另外，在專利文獻2中，揭示有下述的基板清洗裝置，其組合有第1噴嘴列和第2噴嘴列；該第1噴嘴列係沿與基板運送方向垂直的水平方向並列有多個扁平型噴霧嘴，各噴霧嘴以沿周方向每次以相同角度扭轉的方式配置；該第2噴嘴列係在第1噴嘴列的下游側，將多個扁平型噴霧嘴以使來自各噴霧嘴的液膜重疊的方式沿與基板運送方向垂直的水平方向並列，而形成幕狀液膜。

在任一基板清洗裝置中，對結束化學液處理的基板表面上的運送方向的一部分上，以涵蓋全寬集中供給清洗水之所謂的水坑方式，進行清洗。涵蓋全寬被供給到基板的面上的運送方向的一部分上之清洗水，係呈厚膜狀放置於基板上，並朝側方排出。這樣的水坑清洗，係對基板運送方向較窄的範圍一部分一部分地進行清洗，將化學液置換為清洗水，所以與噴淋清洗相比較，可大幅度地削減清洗水的使用量。但是，當考慮清洗效果時，實際的情況是，其節水量不能說是充分的。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：WO2005/053006A1號文獻

專利文獻2：日本特開2006-205086號文獻

本發明的目的在於提供一種可在維持高度的清洗性能的同時，大幅度地削減清洗水的使用量之運送式基板處理裝置的節水型清洗系統。

為了達成上述目的，本發明人認為，雖然專利文獻1、2中記載之有效率的噴嘴結構的開發當然有必要，但重要的是，更進一步總體地多角度檢討基板處理裝置的清洗系統整體，從清洗效率、清洗水的水質管理的兩方面來重新評估清洗系統。結果，獲知下述的事實。

為了提高清洗性，利用化學液進行之基板處理後的清洗區須設置多段，為了節約清洗水，必須從下游側向上游側以串聯(cascade)方式將清洗水供給至多個清洗區。在串聯式供水中，在最上游側的清洗區使用完後之清洗水的污染度高，故全部廢棄，然而在將清洗水的污染度抑制為較低的程度上來說是有效的。其結果，供給至最下游側的清洗區的清洗水量、與從最上游側的清洗區排出的清洗水量相等，因此，從最上游側的清洗區排出之清洗水的量支配著清洗水的使用量。所以，節約最上游側的清洗區的清洗水量，減少清洗水的廢棄量是重要的，由此觀點看來，作為最上游側的清洗區的清洗方式而言，水坑處理是不可缺少的。

在最上游側的清洗區採用水坑處理時，針對每片基板間歇地供給清洗水。即，在基板前端到達水坑處理區前的時刻，開始進行清洗水的吐出，在基板後端完全通過水坑處理區之後，停止清洗液的吐出。藉此，涵蓋基板的運送方向全長進行水坑處理。水坑處理中自吐出噴嘴之每單位時間的吐出量係以可進行必要的液體置換的方式設定。因此，認為針對基板全長通過的時間，極力地排除無用的吐出時間係牽涉著清洗水的節約。

但是，如果縮短最上游側之水坑處理的清洗水吐出時間，則水坑處理部的總吐出量會減少，清洗水的廢棄量也會減少，由此，最下游側之清洗區的未使用的清洗水的供給會減少，清洗水的污染度會增加，其結果，清洗水的使用量增加。圖5係表示串聯供水方式清洗系統的最上游側區所採用之清洗水的污染度和使用量之間的關係。所要求的清洗品質相同。根據該圖，得知下述的內容。

有清洗水的污染度越高，其使用量越增加的傾向。關於最上游側的清洗區所使用之清洗水的污染度，如果所要求的清洗品質相同，則在清洗系統中，存在固有的容許限度，系統長度越小，容許限度越低。即，即使污染度高，若增加處理次數，仍可確保清洗品質，按其程度，系統長度會隨之變長。由此，為了減小系統長度，降低最上游側的清洗區的污染度是不可缺少的。

如此，在從下游側向上游側串聯地供給清洗水的串聯方式的情況，在清洗水的污染度最高之最上游側的清洗區所使用之清洗水的水質管理是重要的，其重要度隨著系統長度越小則越增加。所以，在系統長度存有限制的狀況下，在最上游側的清洗區，以將比根據基板長度決定之使用量還多的清洗水進行使用廢棄的方式進行系統設計，為了確保容許限度，有意地大量地增加使用量、廢棄量，結果，這一點牽涉著系統長度的縮短、節水。

本發明的運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統是根據上述觀點而完成，其特徵為，具備：多個清洗區，其沿基板運送方向排列於化學液處理區的下游側；水坑處理用的清洗機構，其設置於最上游側的清洗區；分別設置於第2段以後的清洗區的噴淋處理用清洗機構和回收使用後的清洗水的槽；供水系統，其將由未使用的純水形成的清洗水，供給至最下游側的清洗區中的清洗機構；串聯(cascade)方式送水系統，其將各槽內的清洗水依序輸送到上游側的清洗區中的清洗機構；以及排水系統，其將在最上游側的清洗區中使用完的清洗水吐出；以下述方式設定來自該清洗區中之清洗機構的清洗水的吐出開始時刻和吐出結束時刻，該方式為：在基板前端進入最上游側的清洗區的時刻之前，開始從該清洗區中的清洗機構吐出清洗水，在基板後端從該清洗區脫離的時刻之後，停止從該清洗區中的清洗機構吐出清洗水，並且確保將從最上游側之清洗區中的清洗機構吐出的清洗水的污染度維持在容許限度內且在其限度附近所需之清洗水的吐出時間。

在本發明的運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統中，在化學液處理區結束了化學液處理的基板依序通過多個清洗區。在最上游側的清洗區，沿基板運送方向，每次以既定的長度逐次進行利用水坑處理的清洗，在其後的清洗區進行噴淋處理。關於清洗水方面，在最下游側的清洗區使用未使用過的純水，其使用後的清洗水係被使用在其上游側的清洗區，最後的清洗水係在最上游側的清洗區被使用於水坑處理之後，全部廢棄。藉此，去除被使用於水坑處理後之污染度高的清洗水的影響。另外，藉由採用從上游側到下游側清潔度依序增加的清洗水之階段式處理，可有效率地對基板的表面進行清潔。

此外，在進行水坑處理的最上游側的清洗區，不僅從基板的前端到後端涵蓋全長進行水坑處理，而且以供給至該清洗區的清洗水的污染度維持在容許限度內且在其限度附近的方式，設定清洗水的吐出時間。因此，可始終供給污染度在容許範圍內的清洗水，結合水坑處理的採用，可將清洗水的使用量抑制成最小限度。

即，若減少最上游側的清洗區的清洗水的廢棄量，雖然清洗水的使用量會減少，但清洗水的污染度會提高。反之，如果增加最上游側的清洗區域的清洗水的廢棄量，雖然清洗水的使用量增加，但清洗水的污染度降低。在本發明的運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統中，因為是以供給至最上游側的清洗區之清洗水的污染度維持在容許限度內且在其限度附近的方式，來設定清洗水的吐出時間，因此，可維持清洗品質，同時將清洗水的使用量減小到最小限度。

最上游側的清洗區中之清洗水的吐出時間調整，可為調整基板前端進入該清洗區的時刻之吐出時間的方法，亦可為調整基板後端脫離該清洗區的時刻之後之吐出時間的方法中的任一者，也可為兩者，但是，在實際操作方面，即使在基板後端脫離該清洗區的時刻之後，仍持續吐出，藉由該吐出延長時間的調整，將從最上游側的清洗區中的清洗機構吐出之清洗水的污染度控制在所期望值，這方式在操作上較容易，是較佳的方式。

另外，最佳為，使最上游側的清洗區所使用之清洗水的污染度的控制目標值與容許限度一致，但實際上有其困難性，故以控制在容許限度附近為佳，具體來說，以在將污染度的容許限度設為X的條件下，控制在X以下0.9X以上的範圍內為佳，以控制在X以下0.95以上的範圍為最佳。若過度降低控制值，則基板會過度清洗，清洗水的使用量會增加。附帶一提，清洗水的污染度(水質)可藉由導電率、電阻係數、pH值等來檢測。沒有污染的純水的導電率低(電阻係數高)，伴隨污染的進行，導電率會上升(電阻係數下降)。

以上為本發明的運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統中的主要節水對策，不過，在本發明的運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統中，也可藉由在該節水對策中進一步添加下述的處理效率提高對策，來使節水型清洗系統進一步小型化。

該對策是指下述的兩段式水坑處理，其係在比第2段清洗區中的噴淋處理用清洗機構更靠下游側，設置另一水坑處理用清洗機構，該另一水坑處理用清洗機構是以比設置於最上游側的清洗區的水坑處理用清洗機構還高的壓力，吐出清洗水。於是，在該兩段水坑處理中，清洗水的吐出壓力的差和基板運送速度的差是重要的。

關於兩段水坑處理的清洗水的吐出壓力，來自最上游側的清洗區之水坑處理用清洗機構的清洗水的吐出壓力係以0.08～0.1MPa左右的低壓為合適，相對地，來自附設於第2段清洗區之水坑處理用清洗機構的清洗水的吐出壓力，則以0.3～0.4MPa左右的中壓為佳。其原因在於：當採用中壓水坑處理時，清洗水會伴隨衝擊力而碰撞基板，藉此，可獲得與噴淋處理用清洗機構相匹敵的高液體置換效率，藉由與噴淋處理用的清洗機構的代替，可將清洗裝置的全長縮短。當此處的吐出壓力過高時，會有在水坑處理中消耗所需以上的清洗水，而在其他的處理中清洗水不足的虞慮，也會產生對基板造成損害的虞慮。

關於水坑兩段處理的基板運送速度，較佳為，從附設於第2段清洗區的水坑處理用的清洗機構之下方通過的基板速度，係小於從附設於最上游側的清洗區之水坑處理用的清洗機構之下方通過的基板速度。即，以將第1段水坑處理設為低壓吐出‧高速運送，將第2段水坑處理設為中壓吐出‧低速運送的兩段水坑處理為佳。其原因在於：在第2段水坑處理中確保較多的清洗水量以獲得與噴淋處理相匹敵的清洗力或比其更佳的清洗力。

關於具體的基板運送速度，最好與設置於清洗區下游側的乾燥區內的氣刀所進行之乾燥處理中的基板運送速度一致，這樣的速度控制可簡化。附帶一提，利用乾燥區內的氣刀進行的處理中之基板運送速度為150mm/s以下。該運送速度為第1段水坑處理中之基板運送速度的0.25～0.5倍，從清洗性的方面來看，情況良好。

伴隨在第2段清洗區進行水坑處理，必須將供給到該區的清洗水分配到水坑處理用清洗機構和噴淋處理用清洗機構，該分配比例為，在將對該清洗區整體之清洗水的供給量設為1的條件下，將分配至水坑處理用清洗機構的比例設為0.5～0.8。即，如果採用低壓高速水坑處理和中壓低速水坑處理的組合，則在第2段的清洗區，中壓水坑處理成為主體，形成於水坑處理用清洗機構的上游側的噴淋處理區域成為基板速度調整區域，噴淋處理用清洗機構用於防止基板乾燥，其等均為與清洗處理沒有直接關係的次要功能。

於是，按照低壓高速水坑處理和中壓低速水坑處理的組合，第2段清洗區的下游側成為最後清洗區，可抑制清洗系統的全長。

作為最上游側的清洗區和第2段清洗區中的水坑處理用的清洗機構，從液置換效率的觀點來看，最好是採用第1噴嘴列和第2噴嘴列的組合；該第1噴嘴列為，以三角形的膜狀吐出清洗水並呈直線狀吹送到基板表面上的扁平型噴霧嘴排列在與基板運送線垂直的線橫寬方向上，而各噴霧嘴的直線狀噴霧圖案相對於線橫寬方向，係朝相同方向以既定角度傾斜；該第2噴嘴列為，在第1噴嘴列的下游側，上述扁平型噴霧嘴排列於線橫寬方向上，使來自各噴霧嘴的液膜伴隨既定的重疊而沿上述橫向寬度方向連續地形成涵蓋橫向寬度方向全部區域的幕狀液膜。

較佳為，對於將第2段清洗區使用完的清洗水加以回收的槽，組合檢測該槽內之清洗水的污染度的水質感測器。水質感測器只要可檢測清洗區的污染度即可，可採用導電率測定器、電阻係數計、pH計等。

在最上游側之清洗區中的水坑處理用清洗機構等發生故障的情況，最上游側的清洗區的清洗不足，從最上游到第2段清洗區使用完的清洗水的污染度提高。藉由以上述水質感測器加以檢測，可立即檢測到最上游側之清洗區中的水坑處理用清洗機構等的故障，所以得以盡可能地抑制清洗不良品的發生。在水坑處理用清洗機構由上述兩個噴嘴列形成的情況，上述水質監視器特別有效。此乃因在由上述兩個噴嘴列形成的情況，是採用多個噴霧嘴，故障的頻率因應其個數而增加之故。

在本發明的運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統中，在沿基板運送方向排列的多個清洗區，在與基板運送方向相反的方向，從下游側向上游側以串聯方式供給清洗水，在最上游側的清洗區進行水坑處理，並且將使用於水坑處理後的清洗水全部廢棄，且該清洗區的清洗水的吐出時間係以該清洗水的污染度維持在容許限度內且在其限度附近的方式，設定水坑處理的清洗水的吐出時刻，所以即使在系統長度小的情況下，仍可一面維持必要的清洗能力，一面大幅度地減少清洗水的使用量。另外，在可廣範圍地因應清洗能力之需求值的變更值。

以下，根據附圖，對本發明的運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統的實施形態進行說明。

本實施形態的節水型清洗系統如圖1所示，使用於在液晶面板用玻璃基板的製造中所採用的平流式蝕刻裝置，包括設置於該蝕刻裝置中的化學液處理區10的下游側的多個清洗區20、30和40以及乾燥區50，以及分別與清洗區30、40組合的槽60、70。各區係形成於矩形的腔室內，在各腔室內設置沿基板運送方向排列的多個基板運送輥90，以便以水平姿勢沿水平方向運送應進行蝕刻處理的玻璃基板80。

在化學液處理區10中，為了將化學液供給到在基板運送線上行進的玻璃基板80的表面，在腔室內的基板運送線上方，設置未圖示的化學液供給機構。化學液處理區10的出口附近為除液區11。在除液區11，設置夾持基板運送線之上下的空氣刀用狹縫噴嘴12、13，以便去除附著於玻璃基板80的表面和背面上的化學液。

構成基板清洗裝置的多個清洗區20、30和40，在此係由水坑處理區20、第1噴淋區30和第2噴淋區40構成。位於最上游側的水坑處理區20具備：以在腔室內的入口附近且位於基板運送線上方的方式設置的水刀用狹縫噴嘴21；位於狹縫噴嘴21的下游側，設置於基板運送線上方的水坑處理式清洗機構22；以及夾持基板運送線而設置於清洗機構22下側的液膜方式的清洗機構23。水刀用的狹縫噴嘴21係在入口附近將洗淨液作成液刀狀而涵蓋玻璃基板80的整個寬度範圍進行噴吹，以便使玻璃基板80表面的蝕刻處理停止。

水坑處理式的清洗機構22係如圖2～圖4所示那樣，由在基板運送線上方沿基板運送方向以既定間隙設置的兩個噴嘴列22A、22B構成。

位於上游側的第1噴嘴列22A包括：延伸於與玻璃基板80的運送方向垂直的板寬方向上的集管24A；以及以既定間距朝下安裝於集管24A上的多個噴霧嘴25A、25A...。噴霧嘴25A、25A...係將清洗液作成三角形的薄膜而吐出的人字型扁平噴嘴，玻璃基板80表面的直線狀噴霧圖案26A係以相對於板寬方向以既定角度θ1(最好為40～80度，在此為60度)傾斜的方式沿周方向位移地設置。板寬方向的噴霧嘴25A、25A...的排列間距P1，係設定成在鄰接的噴霧嘴25A、25A之間直線狀噴霧圖案26A沿板寬方向重疊(overlap)，而實現均勻地賦予擊打的佈置。具體來說，噴霧嘴25A、25A...的排列間距P1為直線狀噴霧圖案26A在板寬方向上的長度D1的1.0～0.8倍。

藉此，第1噴嘴列22A涵蓋玻璃基板80上的既定長度供給清洗水，藉以在該玻璃基板80上形成水坑，且促進玻璃基板80上的清洗水朝玻璃基板80的側方排出。

位於下游側的第2噴嘴列22B包括：延伸於與玻璃基板80的運送方向垂直的板寬方向上的集管24B；以既定間距朝下安裝於集管24B上的多個噴霧嘴25B、25B...。噴霧嘴25B、25B...為將清洗液作成三角形薄膜而吐出的人字形扁平噴嘴，為了防止玻璃基板80表面的直線狀噴霧圖案26B在鄰接的噴嘴之間發生干涉的情況，最好是，直線狀噴霧圖案26B係以相對於板寬方向以些微的角度θ2(最好為15度以下，在此為10度)傾斜的方式，沿周方向發生位移地設置。另外，板寬方向的噴霧嘴25B、25B...的排列間距P2係與噴霧嘴25A、25A...的排列間距P1相同，該P2係以在鄰接的噴霧嘴25B、25B之間直線狀噴霧圖案26B沿板寬方向重疊的方式，成為直線狀噴霧圖案26B在板寬方向上的長度D2的0.5倍左右。

藉此，第2噴嘴列22B沿板寬方向連續，並且形成朝向玻璃基板80的表面流下的幕狀清洗液膜，第1噴嘴列22A對供給到玻璃基板80上的清洗水，形成堰堤。

夾持基板運送線而設置於清洗機構22下側的液膜方式清洗機構23，除了其朝向與清洗機構22的第2噴嘴列22B相反的方向以外，為實質上結構相同的背面噴嘴列，藉由從沿板寬方向並列的多個噴霧嘴吐出清洗水，使幕狀的清洗水膜碰撞玻璃基板80的背面。來自清洗機構23中的各噴嘴的清洗水的吐出壓力係與清洗機構22相同。

另外，其後，針對來自作為在本實施形態的節水型清洗系統中重要的結構之水坑處理區20內的清洗機構21、22、23的清洗水的吐出開始時刻，吐出停止時刻進行詳細說明。

設置於水坑處理區20下游側的第1噴淋區30包括：夾持基板運送線而設置的上下一對噴淋系統31、32；設置於其下游側之水坑處理形式的清洗機構33；以及夾持基板運送線而設置於清洗機構33下側之液膜方式的清洗機構34。

噴淋系統31、32具有沿基板運送方向和與其相垂直的橫寬方向呈矩陣狀設置的多個錐型噴霧嘴，將清洗水遍涵蓋範圍散佈於玻璃基板80的表面及背面。水坑處理形式的清洗機構33的結構與設置於水坑處理區20中的清洗機構22實質上為相同的構成，清洗機構33係由沿基板運送方向隔著既定間隙設置的兩個噴嘴列33A、33B構成。與清洗機構22的區別在於噴嘴列33A、33B中來自各噴嘴之清洗水的吐出壓力高於清洗機構22，具體來說為0.3～0.4MPa左右。此為清洗機構22的噴嘴列22A、22B中各噴嘴之清洗水的吐出壓力(為0.08～0.1MPa左右)的約4倍，為所謂的中壓。同樣地，液膜方式的清洗機構34與設置於水坑處理區20中之清洗機構23實質上為相同結構的背面噴嘴列。清洗機構34中來自各噴嘴之清洗水的吐出壓力係與清洗機構33相同。

組合於第1噴淋區30的槽60係將容納第1噴淋區30的噴淋系統31、32和清洗機構33、34之腔室內的清洗水加以回收。槽60內的清洗水利用泵61加壓而供給至水坑處理區20內的狹縫噴嘴21和清洗機構22、23。為了將清洗水朝向狹縫噴嘴21和清洗機構22、23的供給設成間歇性供給，在各供給管上分別介設有控制閥63、64，並且介設有控制閥65的返回管66係以從泵61的下游側至槽60內的方式設置。

另外，在該槽60中，附加設置有作為檢測該槽內之清洗水的水質(污染度)的水質感測器62的導電率測定器。從狹縫噴嘴21和清洗機構22、23吐出的清洗水係從排水管27全部吐出。

設置於第1噴淋區30下游側的第2噴淋區40為所謂的最後沖洗區，其與第1噴淋區30相同，包括夾持基板運送線而設置的上下一對的噴淋系統41、42。

組合於第2噴淋區40的槽70係將容納噴淋系統41、42之腔室內的清洗水加以回收。槽70內的清洗水係藉由泵71加壓而供給到第1噴淋區30內的噴淋系統31、32。此外，藉由另一個泵72加壓，而供給到第1噴淋區30內的清洗機構33、34。如前面所述，泵72所形成的供給壓力高於泵71所形成的供給壓力。在後者的供給管上，介設有控制閥73，以便將清洗水朝向清洗機構33、34的供給設成間歇性供給，並且介設有控制閥74的返回管係以從泵72的下游側至槽70的內部的方式設置。

另一方面，在第2噴淋區40的噴淋系統41、42中，由未使用的純水形成的清洗水係藉由未圖示的泵加壓而經由供水管43供給。

設置於第2噴淋區40下游側的乾燥區50係包括夾持基板運送線的上下一對氣刀用狹縫噴嘴51、52，從通過作為最後清洗區的第2噴淋區40之玻璃基板80的表面和背面，去除清洗水。

其次，對本實施形態之節水型清洗系統的運作進行說明。

在採用該節水型清洗系統的平流式蝕刻裝置中，在處理運作中，應按照既定的時間間隔處理的玻璃基板80被送入化學液處理區10中。送入化學液處理區10的玻璃基板80在化學液處理區10中行進，在此期間，接受以既定蝕刻液進行的處理。結束利用蝕刻液的處理的玻璃基板80，係在設置於化學液處理區10之出口附近的除液區11，藉由從上下的狹縫噴嘴12、13吐出的氣刀，將附著於表面和背面上的化學液去除到各面未乾燥的程度後，進入該節水型清洗系統，接受清洗處理。

以下，對該節水型清洗系統的清洗運作進行說明。該清洗運作係由清洗水的供給操作和基板運送操作組合而成。

關於清洗水，在處理運作中，當基板80通過第2噴淋區40內的噴淋系統41、42間時，未使用的純水從噴淋系統41、42被吐出作為清洗水。吐出而使用於基板80之清洗處理的清洗水全部被回收於槽70中。在第1噴淋區域30中，在處理運作中，泵71、72運作，清洗水從噴淋系統31、32連續地被吐出。另一方面，在清洗機構33、34中，當基板80通過清洗機構33、34之間時，控制閥73會打開，控制閥74會關閉，而在其餘的時間，控制閥73會關閉，控制閥74會打開，藉此，僅僅在基板80通過清洗機構33、34之間時，從這些機構吐出清洗水。

在此，重要的是泵72的吐出壓力大於泵71的吐出壓力，從槽70供給至第2噴淋區30之清洗水的約80%被送至清洗機構33、34，剩餘的些微的清洗水從噴淋系統31、32被吐出。且，送到清洗機構33、34之清洗水中的2/3從清洗機構33被吐出，1/3從清洗機構34被吐出。結果，被供給至第2噴淋區30的清洗水中略多於50%的清洗水從水坑處理用清洗機構33被吐出。

從噴淋系統31、32和清洗機構33、34吐出的清洗水被回收於槽60的內部。槽60內的清洗水係藉由因應玻璃基板80的通過時刻的控制閥63、64、65的操作，從水坑處理區20的狹縫噴嘴21和清洗機構22、23間歇地吐出。控制閥63、64、65的操作的詳細內容將於後敘述。

另一方面，關於玻璃基板80的運送，進入化學液處理區10的玻璃基板80係以250～300mm/s的高速通過水坑處理區20，並在第1噴淋區30內的噴淋系統31、32之間減速。另外，例如，以100mm/s的低速通過清洗機構33、34之間，保持此速度進入第2噴淋區40，通過噴淋系統41、42之間。

這些組合的結果，玻璃基板80接受如下的清洗處理。

在玻璃基板80的前端進入設置於化學液處理區10出口附近之除液區11的時刻，控制閥65從打開切換到關閉，控制閥63、64從關閉切換到打開。藉此，從水坑處理區20中的狹縫噴嘴21和清洗機構22、23開始吐出清洗水。在該狀態下，玻璃基板80進入並通過水坑處理區20。藉此，來自狹縫噴嘴21的薄膜狀清洗水碰撞到玻璃基板80的表面，玻璃基板80的表面的蝕刻反應完全地停止。接著，藉由利用清洗機構22進行的水坑處理，可有效率地對玻璃基板80的表面進行清洗。

具體來說，首先，當通過第1噴嘴列22A的下方時，從多個扁平型噴霧嘴25A、25A...吐出的清洗液被供給到玻璃基板80的表面的運送方向一部分。此時，在下游側，藉由從第2噴嘴列22B中的多個扁平型噴霧嘴25B、25B...吐出的清洗液，形成沿板寬方向連續的幕狀液膜。因此，從扁平型噴霧嘴25A、25A...供給到玻璃基板80表面上的清洗液被擋住，清洗液留在玻璃基板80的表面上，藉此形成水坑。並且，從扁平型噴霧嘴25A、25A...吐出的清洗液相對於玻璃基板80的板寬方向，以40～80度的角度(在此為60度的角度)傾斜。基於這些原因，從扁平型噴霧嘴25A、25A...吐出的清洗液使基板上的水坑，產生強力的攪拌。同時，該清洗液順利地從玻璃基板80的表面上朝側方排出。

基於這些原因，在水坑處理形式的清洗機構22中，玻璃基板80的表面藉由少量的清洗液高效率地進行水置換，亦進行利用清洗液的機械式清洗。另外，對於玻璃基板80的背面，藉由從作為背面噴嘴列的清洗機構23吐出的清洗水，沿運送方向一部分一部分地進行清洗。在此的玻璃基板80的運送係如前面所述，為例如250～300mm/s的高速運送。

在玻璃基板80的後端脫離水坑處理區20之後，在經過既定時間之後，控制閥65從關閉切換到打開，控制閥63、64從打開切換到關閉。藉此，水坑處理區20的清洗結束，並且停止從狹縫噴嘴21和清洗機構22、23吐出清洗水。從狹縫噴嘴21和清洗機構22、23吐出的清洗水全部從排水管27被排出。即便在玻璃基板80的後端脫離水坑處理區20之後，也繼續進行清洗水的吐出，這點將於後詳細說明，惟其目的在於增加清洗水從水坑處理區20排出的量，增加對第2噴淋區40之未使用的純水所形成之清洗水的供給量。

通過水坑處理區20的玻璃基板80連續地通過第1噴淋區30。在此，從上下一對的噴淋系統31、32向玻璃基板80的表面和背面吐出清洗水。此時，玻璃基板80的運送速度係在設置於噴淋系統31、32下游側的水坑處理形式的清洗機構33所進行的清洗中設定，減小到100mm/s程度的低速。另外，在水坑處理形式的清洗機構33中，與水坑處理區20中的水坑處理形式的清洗機構22相同效率的水坑處理，係在玻璃基板80的表面進行，並且對於玻璃基板80的背面，係利用夾持基板運送線而設置於清洗機構33下側之液膜方式清洗機構34(即背面噴嘴列)來進行清洗。

特別是，在利用水坑處理形式的清洗機構33的表面清洗中，清洗水係以比水坑處理區20中利用水坑處理形式的清洗機構22時還高的中等程度壓力，低速地碰撞到運送之玻璃基板80的表面。該中壓、低速水坑處理呈現相當於噴淋清洗1段量的清洗能力，由此，可省略1段量的噴淋清洗，可縮短清洗系統長度。第1噴淋區30的噴淋系統31、32係如前述般，清洗水的吐出量也減少，以發揮作為玻璃基板80的運送速度的調整區和玻璃基板80之乾燥防止區的功能的程度，由水坑處理區20的水坑處理用清洗機構22和第1清洗區的水坑處理用清洗機構33進行實質的清洗。

通過第1噴淋區30的玻璃基板80繼續通過作為最後沖洗區的第2噴淋區40。在此，藉由使用由供給自供水管43之未使用的純水所形成的清洗水，玻璃基板80的清洗度到達既定程度，清洗完成。結束清洗的玻璃基板80通過第2噴淋區40之後的乾燥區50，在此期間，藉由來自狹縫噴嘴51、52的氣刀，去除附著於表面和背面上的清洗水。

在此種清洗系統中，在最上游的水坑處理區域20，清洗水的清潔度最低，所以該清潔度的維持管理是重要的。即，不管在最下游的第2噴淋區40使用之清洗水的清潔度多高，若最上游的水坑處理區域20所使用的清洗水的清潔度未滿容許限度的範圍的話，清洗處理後的玻璃基板80的清潔度仍會低於容許限度。因此，不僅根據玻璃基板80的尺寸，來決定最上游的水坑處理區域20之清洗水的使用量，而且還必須考量確保該清洗水的清潔度來作決定。

即，在水坑處理區20的水坑清洗處理用的清洗機構22中控制吐出量(吐出壓力、吐出個數)，這一點從技術上是困難的。另外，假定在控制吐出量的情況，其影響擴及到清洗裝置整體的條件設定。由此，在本實施形態的節水型清洗系統中，係以水坑處理區20之清洗水的吐出時間，來管理清洗水的清潔度。即，如圖5所示，若延長水坑處理區20的清洗水的吐出時間，則在此的清洗水的使用量會增加，清洗水供給至第2噴淋區40的量會增加。結果，水坑處理區20之清洗水的清潔度會提高。因此，在水坑處理區20，特別是從玻璃基板80的前端到後端通過水坑清洗處理用清洗機構22之下方的期間，是以不僅在水坑處理區20使清洗水吐出，而且水坑處理區20所使用之清洗水的污染度收斂在容許限度範圍內的方式，來設定水坑處理區20之清洗水的吐出時間。

更具體地說，如果使清洗水的污染度下降至必要程度以上，清洗水的廢棄量會增加過多，故以污染度在容許限度內且維持在該容許限度附近的方式，變更清洗水的吐出停止時刻。由於清洗水的吐出開始時刻會影響到水坑處理區20之清洗水的穩定吐出，並不容易變更，所以最好是藉由變更吐出停止時刻來調整吐出時間。

結果，與圖6所示之習知的基板清洗裝置相比較，可使清洗水的廢棄量減半。若顯示具體例，則如下所述。

在玻璃基板為G8尺寸(2200mm×2500mm×0.7mm)之鋁蝕刻的情況，清洗水的使用量從140L/片減少到90L/片。節拍時間(takt time)為45s/片。水坑處理區20中之玻璃基板的運送速度為250mm/s，來自狹縫噴嘴21的吐出量為100L/min，來自水坑處理形式的清洗機構22的吐出量為100L/min，來自液膜方式的清洗機構23的吐出量為25L/min。

水坑處理區20中之清洗水的吐出停止時刻，為從玻璃基板80的後端脫離水坑處理區20的時點起算經過6s之後。藉此，供給至水坑處理區20之清洗水的污染度(導電率)，被控制在作為容許限度之3000～2850μS(Siemens(西門子))的範圍內。

另一方面，來自第1噴淋區30中的噴淋系統31、32的吐出量為33L/min，來自水坑處理形式的清洗機構33的吐出量為87L/min，來自液膜方式的清洗機構34的吐出量為43.5L/min。來自清洗機構33的吐出量的比例為53%。來自第2噴淋區40中的噴淋系統41、42的吐出量與廢棄量相同，為90L/片。從第1噴淋區30內的清洗機構33、34間至其下游側之玻璃基板的運送速度為80mm/s。

圖6所示之習知基板清洗裝置中的3個沖洗區的總長度為9m，相對地，水坑處理區20、第1噴淋區30和第2噴淋處理區40的總長度為6m。

在使水坑處理區20中的清洗水的吐出停止時刻進一步延遲情況，具體來說，從玻璃基板80的後端通過水坑處理區20的時刻起算經過10s後的情況，清洗水的使用量從90L/片增加到105L/片。

相反地，在將水坑處理區20中清洗水的吐出停止時刻設為玻璃基板80的後端脫離該區域的時刻的情況，供向水坑處理區20的清洗水的污染度(導電率)超過容許限度。為了使供向水坑處理區20的清洗水的污染度(導電率)收斂在容許限度內，噴淋方式的清洗區必須再多1段，系統長度從6m增加到9m。

在玻璃基板為G5尺寸(1100mm×1300mm×0.7mm)的ITO蝕刻的情況，清洗水的使用量從120L/片減少到70L/片。節拍時間為45s/片。水坑處理區20中玻璃基板的運送速度為250mm/s，來自狹縫噴嘴21的吐出量為60L/min，來自水坑處理形式的清洗機構22的吐出量為80L/min，來自液膜方式的清洗機構23的吐出量為20L/min。

水坑處理區20中的清洗水的吐出停止時刻為從玻璃基板80的後端脫離水坑處理區20起算經過6s之後。由此，供向水坑處理區20的清洗水的污染度(導電率)控制在作為容許限度的1μS～0.95μS之間。

另一方面，來自第1噴淋區30中的噴淋系統31、32的吐出量為15L/min，來自水坑處理形式的清洗機構33的吐出量為51L/min，來自液膜方式的清洗機構34的吐出量為26L/min。來自清洗機構33的吐出量的比例為55%。來自第2噴淋區40中的噴淋系統41、42的吐出量與廢棄量相同，為70L/片。從第1噴淋區30內的清洗機構33、34之間到其下游側的玻璃基板的運送速度為50mm/s。

圖6所示的過去的基板清洗裝置中3個沖洗區的總長度為5m，相對地，水坑處理區20、第1噴淋區30和第2噴淋處理區40的總長度為3.3m。

在進一步使水坑處理區20中的清洗水的吐出停止時刻延遲的情況，具體來說，在玻璃基板80的後端脫離水坑處理區20的時刻起算經過10s後的情況，清洗水的使用量從70L/片增加到80L/片。

相反地，在將水坑處理區20中清洗水的吐出停止時刻設為玻璃基板80的後端脫離該區的時刻的情況，供向水坑處理區20的清洗水的污染度(導電率)超過容許限度。為了使供向水坑處理區20的清洗水的污染度(導電率)收斂在容許限度內，噴淋方式的清洗區必須再多1段，系統長度從3.3m增加到5m。

在本實施形態的節水型清洗系統中，進一步藉由附設於槽60的水質感測器62，始終監視供向水坑處理區20的清洗水的導電率。槽60內的清洗水為使用於第1噴淋區30的噴淋清洗後的清洗水，而該清洗水的導電率急劇地上升，清洗水的污染度急劇地上升的情況意味上游側的水坑處理區20的處理不充分。具體來說，為沿基板運送線的橫寬方向排列的多個噴霧嘴的一部分發生故障的情況等。如果在該狀態下進行清洗，則清洗後的玻璃基板80的清潔度不足。於是，當藉水質感測器62檢測到水質惡化時，馬上停止將玻璃基板80供給至清洗裝置，停止清洗裝置的運轉。藉此，可將不良品的發生抑制在最小限度。

1．．．蝕刻區

2A．．．第1沖洗區

2B．．．第2沖洗區

2C．．．最後沖洗區

3．．．乾燥區

4、6、6．．．氣刀

5A、5B、5C．．．噴淋系統

7B、7C．．．槽

10．．．化學液處理區

11．．．除液區

12、13．．．空氣刀用狹縫噴嘴

21．．．水刀用狹縫噴嘴

51、52．．．狹縫噴嘴

20．．．水坑處理區

22．．．水坑處理形式的清洗機構

23、34．．．液膜方式的清洗機構(背面清洗噴嘴列)

33．．．水坑形式的清洗機構

22A．．．第1噴嘴列

22B．．．第2噴嘴列

33A、33B．．．噴嘴列

24A、24B．．．集管

25A、25B．．．噴霧嘴(人字型扁平噴霧嘴)

26A、26B．．．直線狀噴霧圖案

27．．．排水管

30．．．第1噴淋區

31、32．．．噴淋系統

40．．．第2噴淋區

41、42．．．噴淋系統

43．．．供水管(新液供給配管)

50．．．乾燥區

60、70．．．槽

61、71、72．．．泵

62．．．水質感測器

63、64、65、73、74．．．控制閥

66．．．返回管

80．．．玻璃基板

90．．．基板運送輥

圖1為表示本發明的一實施形態的節水型清洗系統的結構圖。

圖2為該節水型清洗系統中的水坑處理用清洗機構的側視圖。

圖3為該水坑處理用清洗機構的前視圖。

圖4為表示該水坑處理用清洗機構的噴霧區的俯視圖。

圖5為表示清洗水的污染度和使用量的關係的曲線圖。

圖6為過去典型的基板清洗系統的結構圖。

10．．．化學液處理區

11．．．除液區

12、13．．．空氣刀用狹縫噴嘴

21．．．水刀用狹縫噴嘴

51、52．．．狹縫噴嘴

20．．．水坑處理區

22．．．水坑處理形式的清洗機構

23、34．．．液膜方式的清洗機構(背面清洗噴嘴列)

33．．．水坑形式的清洗機構

22A．．．第1噴嘴列

23A．．．第2噴嘴列

33A、33B．．．噴嘴列

27．．．排水管

30．．．第1噴淋區

31、32．．．噴淋系統

40．．．第2噴淋區

41、42．．．噴淋系統

50．．．乾燥區

60、70．．．槽

61、71、72．．．泵

62．．．水質感測器

63、64、65、73、74．．．控制閥

66．．．返回管

Claims (10)

1. 一種運送式基板裝置中的節水型清洗系統，係設置於運送式基板裝置，藉由清洗水將化學液處理後的基板進行清洗處理之洗淨系統，其特徵在於：具備：多個清洗區，其沿基板運送方向排列於化學液處理區的下游側；水坑處理用的清洗機構，其設置於最上游側的清洗區；分別設置於第2段以後的清洗區的噴淋處理用清洗機構和回收使用後的清洗水的槽；供水系統，其將由未使用的純水形成的清洗水，供給至最下游側的清洗區中的清洗機構；串聯(cascade)方式送水系統，其將各槽內的清洗水依序輸送到上游側的清洗區中的清洗機構；以及排水系統，其將在最上游側的清洗區中已使用過的清洗水排出；以下述方式設定來自該清洗區中之清洗機構的清洗水的吐出開始時刻和吐出結束時刻，該方式為：在基板前端進入最上游側的清洗區的時刻之前，開始從該清洗區中的清洗機構吐出清洗水，在基板後端從該清洗區脫離的時刻之後，停止從該清洗區中的清洗機構吐出清洗水，並且確保將從最上游側之清洗區中的清洗機構吐出的清洗水的污染度維持在容許限度內且維持在其限度附近所需之清洗水的吐出時間；在基板後端從最上游側的清洗區脫離的時刻之後，仍繼續吐出，藉由調整在此最上游側的清洗區之延長吐 所致增減朝向最下游側的清洗區之清洗水供給量，使從最上游側之清洗區中的清洗機構吐出之清洗水的污染度被控制在所期望值。
2. 如申請專利範圍第1項之運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統，其中在第2段清洗區內，附設位在比該清洗區中之噴淋處理用清洗機構還下游側之水坑處理用的清洗機構，其以高於設置於最上游側之清洗區的水坑處理用的清洗機構的壓力，吐出清洗水。
3. 如申請專利範圍第2項之運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統，其中來自最上游側的清洗區中的水坑處理用的清洗機構之清洗水的吐出壓力為0.08~0.1MPa，來自設置於第2段清洗區中的水坑處理用的清洗機構之清洗水的吐出壓力為0.3~0.4MPa。
4. 如申請專利範圍第2項之運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統，其中基板通過附設於第2段清洗區的水坑處理用的清洗機構之下方的速度，小於基板通過設置於最上游側的清洗區的水坑處理用的清洗機構之下方的速度。
5. 如請求項4之運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統，其中基板通過附設於第2段清洗區的水坑處理用的清洗機構之下方的速度，係與基板在設置於多個清洗區之下游側的乾燥區內的氣刀所進行的乾燥處理中之運送速度相同。
6. 如請求項4之運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統，其中第2段清洗區中的噴淋處理區域係兼為基板速度調整區域。
7. 如請求項2之運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統，其中對附設於第2段清洗區中的水坑處理用的清洗機構之清洗水的供給比例，在將對該清洗區整體之清洗水的供給量設為1的條件下，為0.5~0.8。
8. 如請求項2之運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統，其中第3段清洗區為最後清洗區。
9. 如請求項1之運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統，其中水坑處理用的清洗機構係由第1噴嘴列和第2噴嘴列組合形成；該第1噴嘴列為，以三角形的膜狀吐出清洗水並呈直線狀吹送到基板表面上的扁平型噴霧嘴排列在與基板運送線垂直的線橫寬方向上，而各噴霧嘴所致之基板表面上的直線狀噴霧圖案相對於線橫寬方向，係朝相同方向以既定角度傾斜；該第2噴嘴列為，在第1噴嘴列的下游側，上述扁平型噴霧嘴排列於線橫寬方向上，使來自各噴霧嘴的液膜伴隨既定的重疊而沿上述橫向寬度方向連續地形成涵蓋橫向寬度方向全部區域的幕狀液膜。
10. 如請求項1之運送式基板處理裝置中的節水型清洗系統，其中在將從最上游到第2段清洗區使用後的清洗水予以回收的槽內，組合有檢測該槽內的清洗水的污染度之水質感測器。