JP3866856B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置用基板等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用基板、フォトマスク用ガラス基板、半導体基板等の各種の被処理基板の主面にスプレイ状に所定の処理液を供給して基板を処理するための基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、液晶表示装置の製造工程においては、ガラス基板の表面に薄膜を形成し、この薄膜をパターニングする処理が繰り返し行われる。薄膜のパターニングには、フォトリソグラフィ工程が従来から適用されている。このフォトリソグラフィ工程においては、エッチング対象の膜上にレジスト膜がパターン形成され、このレジスト膜をマスクとしたエッチングが行われる。このエッチング後にはレジスト膜が剥離されることになる。
【０００３】
レジスト膜の剥離のための基板処理装置は、たとえば、基板を水平に支持しつつその主面（レジスト膜が形成されている処理対象面）に沿う方向に搬送するための複数の搬送ローラと、この搬送ローラの上方に配置された複数のスプレイノズルとを備え、これらを処理室内に収容して構成されている。複数のスプレイノズルは、基板の搬送方向およびこの搬送方向に直交する方向に沿って二次元的に配列されており、各ノズルのスプレイ輪郭の主軸は基板の主面と直交している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、フラットパネルディスプレイの大型化に伴い、製造工程で処理される基板サイズも大型化してきている。このような大型の基板の主面に形成されたレジスト膜を上述のような基板処理装置によって剥離する場合、次のような問題がある。
【０００５】
すなわち、基板の端部付近に供給された剥離液は、すみやかに基板外に流下するが、基板の中央付近に供給された剥離液は基板の中央に滞留する傾向にある。とくに、円錐形状のスプレイ輪郭を有するスプレイノズルを使用した場合には、その主軸付近において剥離液の滞留を生じやすい。そのため、基板の中央部においては、疲労した剥離液を新たな剥離液にすみやかに置換することができない。その結果、剥離処理後において、基板の中央付近にレジスト膜が残留したり、基板の主面の全域からレジスト膜を除去するのに長い処理時間を要したりするという問題があり、処理品質および生産性の点で、必ずしも十分ではなかった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、基板の主面の全域に渡って均一かつ迅速に所定の処理を施すことができる基板処理装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板の主面に所定の処理液を供給する基板処理装置において、基板をほぼ水平に支持しつつその主面に沿う方向に搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される基板の主面に処理液をスプレイ状に供給する処理液供給手段とを含み、上記処理液供給手段が供給する処理液のスプレイ輪郭が、基板接触位置において上記搬送手段による基板の搬送方向に沿って延びる細長い断面を有する扇形形状であり、上記扇形形状のスプレイ輪郭の頂点から発して当該スプレイ輪郭の中央を貫く主軸が上記基板の中央から基板の端縁に向かう方向に傾斜していることを特徴とする基板処理装置である。
【０００８】
上記の構成によれば、処理液供給手段から基板の主面に供給される処理液は、基板に対して斜めに入射する。そのため、処理液は基板の主面に到達すると、すみやかに流れ出すから、処理液の滞留が生じることはない。しかも、処理液供給手段のスプレイ輪郭の主軸が基板の中央から基板の端縁に向かう方向に傾斜しているため、基板の表面における処理液の流れは、基板の中央から基板の端縁に向かう。そのため、基板の主面においては、基板処理のために疲労した処理液がすみやかに新液と置換されることになり、このような処理液の置換が、基板の主面の全域において均一に生じることになる。その結果、基板に対する処理をすみやかにかつ均一に行うことができるので、処理品質および生産性を向上することができる。
【００１２】
また、スプレイの基板接触位置における断面形状が細長いため、円錐状や角錐状のスプレイ形状の場合に比較して、主軸付近における処理液の滞留が生じにくい。これにより、基板の主面における処理液の置換をさらに効果的に行うことができる。
【００１３】
また、円錐状や角錐状のスプレイの場合には、処理液が粒状に吐出され、処理液のミストが発生しやすいのに対して、扇形形状のスプレイではミストが発生しにくい。そのため、基板が処理される基板処理室の雰囲気が排気されている場合において、ミストとなって排気される処理液の量が少なくなる。これにより、基板に供給された後の処理液を回収して再利用する場合に、処理液の回収効率を高めることができ、結果として、処理液の消費量を少なくすることができる。
【００１４】
さらにまた、スプレイの基板接触位置における断面形状は、基板搬送方向に沿って延びている。これにより、基板にスプレイされる処理液のほぼ全てが、基板搬送方向と直交する方向に向かって傾斜した状態で基板に達することになるから、基板の主面において良好な処理液の流れを形成することができ、処理液の置換を良好に行わせることができる。
請求項２記載の発明は、上記処理液供給手段のスプレイ輪郭の主軸が、上記搬送手段による基板の搬送方向とほぼ直交する方向に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によれば、処理液供給手段のスプレイ輪郭の主軸が、基板の搬送方向とほぼ直交する方向に向かって傾斜しているので、処理液の滞留を一層良好に防止できる。すなわち、基板の搬送方向については、処理液供給手段による処理液の供給位置と基板との相対位置が刻々と変化するので、基板の主面においては、処理液の流れが自然に形成される。そこで、処理液供給手段からの処理液の供給角度を、基板の主面において基板の搬送方向と直交する方向の処理液の流れが形成されるようにしておくことにより、基板の主面における処理液の置換を効率的に行うことができる。
請求項３記載の発明は、基板の主面に所定の処理液を供給する基板処理装置において、基板をほぼ水平に支持しつつその主面に沿う方向に搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される基板の主面に処理液を所定のスプレイ輪郭を形成するようにスプレイ状に供給する複数のスプレイノズルとを含み、上記複数のスプレイノズルは、上記搬送手段による基板の搬送方向と直交する幅方向中央に対応する位置に配置され、スプレイ輪郭の頂点から発して当該スプレイ輪郭の中央を貫く主軸方向が基板に対して垂直になっている第１スプレイノズルと、上記幅方向中央よりも一方側に対応する位置に配置され、スプレイ輪郭の主軸方向が上記基板の幅方向中央から上記幅方向の一側縁部に向かう方向に傾斜している第２スプレイノズルと、上記幅方向中央よりも他方側に対応する位置に配置され、スプレイ輪郭の主軸方向が上記基板の幅方向中央から上記幅方向の他側縁部に向かう方向に傾斜している第３スプレイノズルとを含むことを特徴とする基板処理装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置としてのレジスト膜剥離装置の内部構成を説明するための正面図であり、図２は、その側面図である。この基板処理装置は、液晶表示装置用ガラス基板のような角形の基板Ｓを水平方向に搬送しながら、この基板Ｓの主面（図１および図２の上面）に形成された不要なレジスト膜を除去するための装置である。図１の構成の手前側は、各種の計器類および操作部が配置されている「操作側」であり、図１の構成の奥側には、各種配管類が配置されている。以下の説明では、必要に応じて、図１の構成の奥側を「非操作側」という。
【００１７】
この基板処理装置は、複数本の搬送ローラ１０を水平面に沿って互いに平行に配列して構成された搬送機構１と、この搬送機構１の上方に二次元的に配列された複数のスプレイノズル２と、スプレイノズル２にレジスト剥離液を処理液として供給する複数本の処理液供給パイプ３と、上記搬送機構１、スプレイノズル２および処理液供給パイプ３などを収容した処理室４とを備えている。
【００１８】
処理室４の底面には、処理液回収配管４１が接続されており、スプレイノズル２から基板Ｓに供給された後の処理液を処理液タンク３０に回収して、再利用することができる構成になっている。また、処理室４内の雰囲気は、排気口４２を介して、常時、排気されている。この処理室４には、一側壁に形成された入口４５から未処理の基板Ｓが導入され、この側壁に対向する他の側壁に形成された出口４６から、処理済みの基板Ｓが払い出される。
【００１９】
搬送機構１は、搬送ローラ１０によって基板Ｓをほぼ水平に支持しつつ、水平方向に沿う搬送方向ＴＤに沿って双方向に搬送するものである。個々の搬送ローラ１０は、一対の端縁保持ローラ１２と中央保持ローラ１３とを、間隔を開けて回転軸１１に固定して構成されている。一対の端縁保持ローラ１２は、基板Ｓの搬送方向ＴＤに沿う両側縁の下面を支持する小径部１２ａと、この小径部１２ａとの段差面によって基板Ｓの両側面をガイドする大径部１２ｂとを有している。また、中央保持ローラ１３は、基板Ｓの幅方向（搬送方向ＴＤに直交する水平方向）中央部の下面を支持しつつ転動する。
【００２０】
いずれかの搬送ローラ１０の回転軸１１には、回転駆動機構１５からの回転力が伝達されるようになっており、この回転力が、ギア機構やベルト機構などの伝達機構（図示せず）を介して、全ての搬送ローラ１０に共通に伝達されるようになっている。
【００２１】
複数本の処理液供給パイプ３は、搬送方向ＴＤに沿って互いにほぼ平行に設けられており、各処理液供給パイプ３の下部に、その長手方向に沿って、複数（この実施形態では７個）のスプレイノズル２が直列に配列されている。各処理液供給パイプ３には、処理液タンク３０に貯留されている処理液が、ポンプ３１、バルブ３２および処理液供給路３３を介して供給されるようになっている。よって、バルブ３２を開閉することにより、搬送機構１によって搬送されている基板Ｓの主面（上面）に対してスプレイノズル２から処理液を供給したり、この処理液の供給を停止したりすることができる。
【００２２】
バルブ３２の開閉は、マイクロコンピュータなどを含む制御装置５によって制御されるようになっている。この制御装置５は、回転駆動機構１５の動作をも制御し、基板Ｓを搬送方向ＴＤに沿う一方向に搬送させたり、また、その逆方向に搬送させたり、搬送を停止させたりする。スプレイノズル２から処理液を供給しつつ基板Ｓに対する処理を行うときには、制御装置５は、回転駆動機構１５の動作を制御することにより、基板Ｓを搬送方向ＴＤに沿って一定距離範囲で往復変位させて揺動させる。これにより、長い搬送経路長を要することなく、基板Ｓに対する処理液による処理を所要時間だけ継続して行える。
【００２３】
複数のスプレイノズル２は、それぞれ、図３に示すような扇形形状のスプレイ輪郭Ｐで処理液をスプレイするように構成されている。このスプレイ輪郭Ｐの頂点から発してスプレイ輪郭Ｐの中央を貫く軸を主軸と定義し、この主軸に沿って、スプレイ輪郭Ｐの頂点から基板Ｓの主面に向かう方向を主軸方向と定義する。そうすると、複数のスプレイノズル２の主軸方向は、いずれも、基板Ｓの搬送方向ＴＤに垂直な鉛直面に沿っており、１本の処理液供給パイプ３に共通に固定されている複数のスプレイノズル２の主軸方向は、共通の平面に沿っている。
【００２４】
また、図２に示されているように、基板Ｓの幅方向中央よりも操作側寄りに配置された３本の処理液供給パイプ３に配列された各スプレイノズル２（第２スプレイノズル）の主軸方向が、基板Ｓの幅方向に関して、中央から基板Ｓの操作側側縁部ａに向かう方向に傾斜しており、基板Ｓの幅方向中央よりも非操作側寄りに配置された３本の処理液供給パイプ３に配列された各スプレイノズル２（第３スプレイノズル）の主軸方向が、基板Ｓの幅方向に関して、中央から基板Ｓの非操作側側縁部ｂに向かう方向に傾斜しており、基板Ｓの幅方向中央に対応する位置に配置された１本の処理液供給パイプ３に配列された各スプレイノズル２（第１スプレイノズル）の主軸方向は、基板Ｓの主面に対して垂直になっている。すなわち、基板Ｓの幅方向中央部に向けて処理液を供給するもの以外は、スプレイノズル２の主軸は、搬送方向ＴＲに沿う側縁部ａ，ｂに向かって傾斜している。
【００２５】
一方、基板Ｓの主面におけるスプレイ輪郭Ｐの断面形状に注目すると、各スプレイ輪郭Ｐは扇形形状を有しているので、図４に示すように、各スプレイ輪郭Ｐの断面（図４において斜線を付して示す。）は、搬送方向ＴＤに沿って細長くなっている。そのため、基板Ｓの幅方向に関して、中央から側縁部ａ，ｂに向かう方向に傾斜した主軸を有するスプレイノズル２から吐出された処理液の基板Ｓの主面に対する入射方向のベクトルを想定すると、全ての処理液の入射方向ベクトルが、基板Ｓの側縁部ａ，ｂに向かう成分を持つことができる。
【００２６】
以上のように、この実施形態の基板処理装置においては、基板Ｓの幅方向中央から搬送方向ＴＤに沿う側縁部ａ，ｂに向かって傾斜した主軸を有するスプレイノズル２から、基板Ｓの主面に処理液を供給するようにしているので、基板Ｓの主面に達した処理液は、すみやかに側縁部ａ，ｂに向かって流れる。そのため、基板Ｓの主面における処理液の置換をすみやかに進行させることができる。
【００２７】
しかも、各スプレイノズル２のスプレイ輪郭の基板Ｓの主面における断面形状が搬送方向ＴＤに沿って細長くなっているため、基板Ｓの主面に対して主軸が傾斜しているスプレイノズル２から吐出された処理液は、ほぼ全てが、基板Ｓの側縁部ａ，ｂに向かうベクトル成分を有しており、基板Ｓの主面に達するとすみやかにその側縁部ａ，ｂに向かって流れることになる。これにより、基板Ｓの主面における処理液の迅速な置換を確実に行える。さらに、その結果として、基板Ｓの主面に疲労した処理液が滞留することがないので、基板Ｓの各部に対する処理を均一かつ迅速に行うことができるようになる。
【００２８】
また、基板Ｓの幅方向中央部に向けて処理液を供給するスプレイノズル２のスプレイ輪郭Ｐも扇形形状であり、基板Ｓの主面における断面形状が基板搬送方向ＴＤに関して細長くなっている。そのため、基板搬送方向ＴＤと直交する方向については、処理液の滞留が生じにくく、したがって、処理液の置換に支障が生じることはない。
【００２９】
なお、基板Ｓの搬送方向ＴＤに関しては、基板Ｓとスプレイノズル２との相対的な位置関係が刻々と変化するので、処理液の流れが自然に形成されることになる。したがって、スプレイ輪郭Ｐの断面形状が基板Ｓの搬送方向ＴＤに沿って長く延びていても、処理液が滞留したりするおそれはない。
【００３０】
また、扇形形状のスプレイ輪郭Ｐを有するスプレイノズル２においては、円錐状や角錐状のスプレイ輪郭のスプレイノズルを用いる場合に比較して、粒状に吐出される処理液が少ないので、ミストの発生量を低く抑えることができる。これにより、ミスト状になって排気口４２から排気される処理液の量を低減できるので、回収配管４１を介する処理液の回収効率を向上できる。
【００３１】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態でも実施することができる。たとえば、上述の実施形態では、扇形のスプレイ輪郭を有するスプレイノズルが用いられているが、円錐形や角錐状のスプレイ輪郭を有するスプレイノズルを用い、その主軸を基板の主面に対して中央から端縁に向かう方向に傾斜させて用いてもよい。この場合であっても、基板の主面上における処理液の流れを良好に形成することができ、処理液の置換を迅速に行える。
【００３２】
また、上述の実施形態では、レジスト膜剥離処理を行う基板処理装置を例にとったが、この発明は、たとえば、エッチング液を基板の主面に供給して基板の洗浄を行う装置など、他の種類の処理を行う基板処理装置にも適用可能である。
【００３３】
さらに、上述の実施形態では、液晶表示装置用ガラス基板を処理する装置を例に挙げたが、この発明は、半導体ウエハやプラズマディプレイパネル用ガラス基板などの他の種類の基板を処理する装置にも適用することができる。
【００３４】
その他、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の内部構成を示す簡略化した正面図である。
【図２】上記基板処理装置の内部構成を示す簡略化した側面図である。
【図３】スプレイノズルのスプレイ形状を示す斜視図である。
【図４】スプレイノズルのスプレイ輪郭の断面形状を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１ 搬送機構（搬送手段）
１０ 搬送ローラ
１５ 回転駆動機構
２ スプレイノズル（処理液供給手段）
３ 処理液供給パイプ
３０ 処理タンク
４ 処理室
４１ 回収配管
４２ 排気口
５ 制御装置

Claims (3)

1. 基板の主面に所定の処理液を供給する基板処理装置において、
   基板をほぼ水平に支持しつつその主面に沿う方向に搬送する搬送手段と、
   この搬送手段によって搬送される基板の主面に処理液をスプレイ状に供給する処理液供給手段とを含み、
   上記処理液供給手段が供給する処理液のスプレイ輪郭が、基板接触位置において上記搬送手段による基板の搬送方向に沿って延びる細長い断面を有する扇形形状であり、
   上記扇形形状のスプレイ輪郭の頂点から発して当該スプレイ輪郭の中央を貫く主軸が上記基板の中央から基板の端縁に向かう方向に傾斜していることを特徴とする基板処理装置。
2. 上記処理液供給手段のスプレイ輪郭の主軸が、上記搬送手段による基板の搬送方向とほぼ直交する方向に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 基板の主面に所定の処理液を供給する基板処理装置において、
   基板をほぼ水平に支持しつつその主面に沿う方向に搬送する搬送手段と、
   この搬送手段によって搬送される基板の主面に処理液を所定のスプレイ輪郭を形成するようにスプレイ状に供給する複数のスプレイノズルとを含み、
   上記複数のスプレイノズルは、
   上記搬送手段による基板の搬送方向と直交する幅方向中央に対応する位置に配置され、スプレイ輪郭の頂点から発して当該スプレイ輪郭の中央を貫く主軸方向が基板に対して垂直になっている第１スプレイノズルと、
   上記幅方向中央よりも一方側に対応する位置に配置され、スプレイ輪郭の主軸方向が上記基板の幅方向中央から上記幅方向の一側縁部に向かう方向に傾斜している第２スプレイノズルと、
   上記幅方向中央よりも他方側に対応する位置に配置され、スプレイ輪郭の主軸方向が上記基板の幅方向中央から上記幅方向の他側縁部に向かう方向に傾斜している第３スプレイノズルとを含むことを特徴とする基板処理装置。

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