JP3552187B2 - 基板処理装置及び方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネル用あるいはプラズマ表示パネル用ガラス基板、半導体ウェハ等の基板に現像等の処理を行うための基板処理装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来存在する連続枚葉式のウエット処理装置のうち、コロやコンベア等を用いて基板を一定速度で搬送しつつこれに現像等の諸処理を施す装置では、最終的仕上げのため、エアナイフ等で水切りして基板を乾燥させる必要があるが、基板の搬送速度があまり速いと、十分な水切りが達成できない。したがって、基板の搬送速度の上限は、エアナイフ等による水切りが十分に達成できる範囲に制限され、これ以上搬送速度を速くすることはできなかった。また、このような装置では、搬送される前後の基板を相互に干渉させないため、処理すべき基板のサイズと許容されるスループットとから、基板の搬送速度の下限が定まる。したがって、このような装置における基板の搬送速度は、上記の下限及び上限の間で必要に応じて適宜設定されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の装置では、基板の搬送速度が上述のように制限されるので、処理時間の設定も非常に限られた範囲でしか変更することができなかった。つまり、ウエット処理における処理時間は、処理槽の大きさと基板の搬送速度とによって決定されるので、搬送速度の設定に自由度がない場合、これに対応して、処理時間の設定範囲の変更も大きく制限されている。
【0004】
特に、近年この処理時間を広範囲に亘って任意に変更することが望まれているが、当初予定されている上記のような範囲を超えて処理時間の設定を変更しようとすると、処理槽の大きさを変更するなど、非常な困難を伴っていた。
【0005】
また、現像やエッチングなどのウエット処理を行う場合、従来の装置では、搬送されてくる基板に対してスプレー状或いはカーテン状に処理液を供給して処理を開始するとともに、処理中の基板に対してリンス液を供給するかエアナイフを作用させることで処理液を除去する液切りを行って処理の進行を終了していた。ところが、これら処理液の供給や処理液の除去は、基板全面に対して同時に作用するものではなく、また処理時間や処理特性が基板の面内において完全に均一になることも期待できないため、処理ムラができる原因となっていた。
【0006】
そこで、この発明は、処理時間を広い範囲で任意かつ簡単に変更することができる基板処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【0007】
また、この発明は、さらに基板面内での処理ムラの発生を低減することができる基板処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の基板処理装置は、基板を第1の速度で搬送する第1搬送手段を有するとともに、この第1搬送手段によって搬送される基板に処理液による処理を施す処理部と、処理部よりも基板の搬送に関し下流側に設けられ、この基板を第2の速度で搬送する第2搬送手段を有するとともに、この第2搬送手段によって搬送される基板に付着した処理液を除去して基板の仕上げ処理を行う仕上げ部と、第1搬送手段の搬送速度である第1の速度を、第2搬送手段の搬送速度である第2の速度と異なる速度を含む所定範囲で可変設定する速度制御手段と、処理部から仕上げ部にかけての境界領域に、基板を第1の速度以上である第4の速度で搬送する第4搬送手段と、仕上げ部における仕上げ処理の前処理のため、第4搬送手段によって搬送される基板に付着している処理液の液切りを行う液切り手段とを備え、処理部が、第1搬送手段に基板を受け渡す前に当該基板を第1の速度以上である第3の速度で搬送する第3搬送手段と、当該第3搬送手段によって搬送されている基板に処理液を供給する供給手段とを備え、第3の速度と第4の速度をほぼ一致するようにする。
【0009】
また、請求項2の基板処理装置は、速度制御手段が、第1の速度を第2の速度以上の所定範囲で設定することを特徴とする。
【0011】
また、請求項3の基板処理方法は、基板を第1の搬送手段によって第1の速度で搬送しつつこの基板に処理液による処理を施す工程と、この処理液による処理を終了した基板を第2搬送手段によって第2の搬送速度で搬送しつつ基板に付着した処理液を除去して基板の仕上げ処理を行う工程と、第1搬送手段に基板を受け渡す前に、当該基板を第1の速度以上である第3の速度で第3搬送手段によって搬送しつつ、当該第3搬送手段によって搬送されている基板に処理液を供給する工程と、処理液による処理を終了した基板を第1の速度以上である第4の速度で搬送しつつ、仕上げ部における仕上げ処理の前処理として、基板に付着している処理液の液切りを行う工程とを備え、処理液を用いて基板を処理する工程において、第1搬送手段の搬送速度である第1の速度を、第2搬送手段の搬送速度である第2の速度と異なる速度を含む所定範囲で可変設定するとともに、液切りを行う工程において、第4の速度を第3の速度とほぼ一致するようにすることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態である基板洗浄装置を説明する図である。この装置は、洗浄前の基板が投入される投入部10と、投入された基板に現像処理を施す処理部である現像部30と、現像後の基板に付着した現像液を純水で置換して洗浄する水洗部50と、純水による洗浄後の基板の表面から純水を除去して乾燥させる仕上げ乾燥部70とを備える。なお、投入部10側からこの装置内に投入された基板は、直線状の搬送経路PAに沿ってローラR上を搬送され、仕上げ乾燥部70側まで移動し、ここから装置外に取り出される。
【0014】
現像部30は、投入部10から搬送されてきた基板WFの表面に前処理として現像液を供給するプリウエット部31と、前処理後の基板WFを現像液に浸漬してディップ現像するディップ部33と、浸漬後の基板WFの表面から現像液の簡易な液切りを行う液切り部35とを備える。
【0015】
水洗部50には、現像後の基板WFを段階的に水洗するため、第1段階の循環水洗を行う第1水洗部51と、第2段階の循環水洗を行う第2水洗部53と、最終の直液水洗を行う第3水洗部55とを備える。
【0016】
プリウエット部31には、基板の上側表面側に位置して後述するノズル42から吐出される現像液を基板表面へ分散させるローラ41と、このローラ41に現像液を吐出するノズル42とが設けられている。ノズル42には、下部タンク43からの現像液がポンプP1を介して供給されている。
【0017】
ディップ部33には、基板を浸漬させつつこれに現像処理を施すディップ槽45が設けられている。なお、ディップ現像に代えてシャワー現像を行うこともできる。この場合、ディップ槽45に代えて、搬送経路PAの上方に、下部タンク43からの現像液をポンプP2を介して基板に噴射するシャワーノズル46を配置する。
【0018】
液切り部35には、搬送経路PAの上下に一対の液切りローラ47が配置されている。これらの液切りローラ47に挟まれて搬送経路PAを通過した基板の上下表面からは、現像液が概ね除去される。
【0019】
第1及び第2水洗部51、53には、それぞれ水洗水噴射ノズル63が設けられている。各水洗水噴射ノズル63には、循環水タンク61とポンプP3とがそれぞれ付設されており、ポンプP3を介して循環水タンク61の洗浄水が供給される。
【0020】
第3水洗部55には、基板に対し仕上げの洗浄を行うため純水源からの直純水を噴射する直液ノズル64が設けられている。この直液ノズル64は、流量計65とエアー弁67とを介して純水源に接続されている。
【0021】
仕上げ乾燥部70には、高圧の窒素ガスを基板の上下表面に噴射して基板の上下表面の純水を吹き飛ばすことによって基板の水切りを行うための、エアナイフ71が設けられている。
【0022】
図2は、図1の基板洗浄装置の要部を説明するための図である。投入部10は、搬送経路PAの直下に複数の搬送ローラ(図示省略)を備えており、これらの搬送ローラは、モータM1によって同期して回転駆動され、搬送手段として、投入部10にある基板を所定の速度で搬送する。なお、投入部10の入り口には、基板の有無を検出するため、機械的機構である振り子型素子の変位を電磁的に検出する第1振り子センサS1が配置されている。
【0023】
プリウエット部31も、搬送経路PAの直下に複数の搬送ローラ(図示省略)を備えており、これらの搬送ローラは、モータM2によって同期して回転駆動され、搬送手段として、プリウエット部31にある基板を所定の速度で搬送する。なお、プリウエット部31の出口には、基板の有無を検出するため、第1振り子センサS1と同一構造の第2振り子センサS2が配置されている。
【0024】
ディップ部33も、搬送経路PAの直下に複数の搬送ローラ(図示省略)を備えており、これらの搬送ローラは、モータM3、M4によって同期して回転駆動され、搬送手段として、ディップ部33にある基板を所定の速度で搬送する。
【0025】
液切り部35も、搬送経路PAの直下に複数の搬送ローラ(図示省略)を備えており、これらの搬送ローラは、モータM5によって同期して回転駆動され、搬送手段として、液切り部35にある基板を所定の速度で搬送する。なお、液切り部35の入り口には、基板の有無を検出するため、第3振り子センサS3が配置されている。
【0026】
第1水洗部51は、搬送経路PAの直下に複数の搬送ローラ(図示省略)を備えており、これらの搬送ローラは、モータM6によって同期して回転駆動され、搬送手段として、第1水洗部51にある基板を所定の速度で搬送する。なお、第1水洗部51の出口には、基板の有無を検出するため、第4振り子センサS4が配置されている。
【0027】
第1〜第4振り子センサS1〜S4は、それぞれの設置位置に基板があるときON,ないときOFFの信号を出力する。そしてその検出信号は、速度制御部90でモニタされている。また、モータM1〜M6の回転速度は、速度制御部90によって制御されている。これにより、基板の位置に応じて搬送手段であるモータM1〜M6すなわち搬送ローラの動作を制御することができ、結果的に、基板の位置に応じて基板の移動速度を制御することができる。
【0028】
なお、第2水洗部53,第3水洗部55,仕上げ乾燥部70にも同様の搬送ローラ(図示省略)がモータM7〜M9によって回転駆動される(図3参照)。
【0029】
図3は、図1及び図2に示す装置の内部における基板の速度移動を説明する図であり、横軸は基板洗浄装置内の位置を示し、縦軸は時間の経過を示す。なお、実線L1は、最初に投入される基板の先端の移動を示し、実線L2は、次に投入される基板の先端の移動を示す。
【0030】
投入部10に先端が入った基板は、モータM1の速度に対応して当初搬送速度V1で移動する。
【0031】
次に、第1振り子センサS1の検出出力がOFFに切り替わって基板全体が投入部10中に取り込まれたと判断した段階で、モータM1を加速し、モータM1、M2を同時に高速回転させる。これにより、基板は比較的高速の搬送速度V2で移動し、これにプリウェット現像が施されることになる。
【0032】
次に、第2振り子センサS2の検出出力がONに切り替わって基板の先端部がプリウエット部31を出てディップ部33に入ったと判断した段階で、モータM2〜M5を低速回転させる。これにより、基板は上記の搬送速度V2に比較して低速の搬送速度V3(処理速度)で移動し、これにディップ現像が施されることになる。なお搬送速度V3は、図示の実線L1に示す場合、当初の搬送速度V1と等しくなっている。
【0033】
次に、第3振り子センサS3の検出出力がOFFに切り替わって基板の後端部がディップ部33を出たと判断した段階で、モータM5、M6を同時に高速回転させる。これにより、基板は比較的高速の搬送速度V4で移動し、これに対し現像液の液切りと純水置換が行われることになる。なお搬送速度V4は、この場合、プリウエット現像時の搬送速度V2と等しくなっている。
【0034】
次に、第4振り子センサS4の検出出力がONに切り替わって基板全体が第1水洗部51に取り込まれたと判断した段階で、モータM6を減速し、モータM6〜M9を同時に低速回転させる。これにより、基板は比較的低速の搬送速度V5で移動し、第2水洗部53,第3水洗部55を通って仕上げ乾燥部70まで運ばれて水洗及び乾燥が行われることになる。なお搬送速度V5は、当初の搬送速度V1と等しくなっている。
【0035】
以上のような動作により、先端がプリウエット部31に達してモータM1、M2によって高速で移動する状態の基板に対し、現像液の供給を実行することができるとともに、後端がディップ部33を脱してモータM5、M6によって高速で移動する状態の基板に対し、現像液の液切りと純水置換を実行することができる。したがって、基板全体に対する現像液の供給と基板全体からの現像液の液切り、純水置換とが迅速なものとなり、基板先端部に現像液が供給されてから基板後端部に現像液が供給されるまでの時間差、基板先端部に液切りと純水置換がなされてから基板後端部に液切りと純水置換がなされるまでの時間差がともに短くできて、現像処理の開始と終了のタイミングを基板の各部でほぼ一致させることができ、基板の表面に発生する現像ムラを低減できる。さらに、搬送速度V2とV4とをほぼ一致させることにより、基板先端部に現像液が供給されてから液切りと純水置換がなされるまでの時間と基板後端部に現像液が供給されてから液切りと純水置換がなされるまでの時間とをほぼ一致させることができ、基板先端部に現像液が作用する時間と基板後端部に現像液が作用する時間とをほぼ一致させることができ、より効果的に現像ムラを低減できる。また、仕上げ乾燥部70ではエアナイフ71による乾燥処理がなされるが、このときの基板の移動速度はV5であり、十分に遅くでき、確実に乾燥処理がなされる。
【0036】
しかも、基板がディップ部33にかかっている際、基板の搬送速度V3は、V1〜V2の広範囲に亘って変更できる。よって、現像処理の時間も比較的広範囲に亘って変更できる。
【0037】
以下、具体的な数値例を用いて搬送速度を説明する。処理しようとする基板の搬送方向の長さを700mmとすると、約100mm程度の間隔をあけないと、前後の基板が重なる搬送不良を起こしやすい。したがって、32s/枚の能力で基板を処理するとすると、基板の搬送速度は、800/32=25mm/s以上としなければならない。一方、仕上げ乾燥部70でエアナイフ71によって基板の十分な水切りを行うためには、基板の搬送速度は、33.3mm/s以下とする必要があるものとする。以上の条件を満たすため、搬送速度の範囲は、25mm/s〜33.3mm/sとする必要がある。
【0038】
この実施例では、投入時は搬送速度V1=25mm/sとなるようにモータM1を制御し、搬送経路PAのうち現像に関係する領域で搬送速度V2、V3、V4を上記V1=25mm/s以上になるようにモータM1〜M6を制御し、搬送経路PAのうち洗浄に関係する搬送速度V5を上記V1=25mm/sに等しくなるようにモータM7〜M9を制御する。
【0039】
搬送経路PAのうち現像に関係する領域での搬送速度について具体的に説明すると、現像液の供給及び液切り時の搬送速度をV2=V4=167mm/sとし、水洗時の洗浄速度をV5=25mm/sとする。そして、ディップ現像時の搬送速度を可変として、V3=25mm/s〜167mm/sとする。基板処理装置の寸法を図3に示すものとすると、最長の現像処理時間T1は、図3の寸法を参考にして、T1=1000(mm)/167(mm/s)+2500(mm)/25(mm/s)=106sであり、最短の現像処理時間T2は、T2=1000(mm)/167(mm/s)+2500(mm)/167(mm/s)=21sである。よって、現像処理時間は、21s〜106sの範囲で調節可能である。なお、図中の点線L3は、ディップ現像時の搬送速度V3=33mm/sの場合を示し、点線L4は、ディップ現像時の搬送速度V3=167mm/sの場合を示す。
【0040】
なお、上記説明では現像液の供給及び液切り時の搬送速度V2、V4を一定値167mm/sとしたが、これらをディップ現像時の搬送速度と同様に可変として、V2=V3=V4=25mm/s〜167mm/sの範囲で調節することも可能である。この場合、最長の現像処理時間T1は、T1=3500(mm)/25(mm/s)=140sであり、最短の現像処理時間T2は、T2=3500(mm)/167(mm/s)=21sである。よって、現像処理時間は、21s〜140sの範囲で調節可能である。ただし、この場合、プリウエット部31における現像液の供給及び液切り部35、第1水洗部51における液切り、純水置換時の搬送速度が比較的遅くなる場合があり、基板の表面に発生する現像ムラを低減するという観点で幾分不利である。
【0041】
なお、装置内での搬送速度を一定とする従来の基板洗浄装置の場合、上記と同じ条件では、搬送速度の変更範囲を25mm/s〜33.3mm/sとせざるを得ないので、現像中の基板の搬送経路PAが3500mmとすると、処理時間は105s〜140sの範囲でのみ調節可能である。
【0042】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1の基板処理装置によれば、第1搬送手段によって第1の速度で搬送される基板に処理液による処理を施す処理部と、処理部よりも基板の搬送に関し下流側に設けられ、この第2搬送手段によって第2の速度で搬送される基板に付着した処理液を除去して基板の仕上げ処理を行う仕上げ部と、第1搬送手段の搬送速度である第1の速度を第2搬送手段の搬送速度である第2の速度と異なる速度を含む所定範囲で可変設定する速度制御手段とを備え、前記処理部から前記仕上げ部にかけての境界領域に、前記基板を前記第1の速度以上である第4の速度で搬送する第4搬送手段と、前記仕上げ部における仕上げ処理の前処理のため、前記第4搬送手段によって搬送される前記基板に付着している前記処理液の液切りを行う液切り手段とを備え、前記処理部が、前記第1搬送手段に前記基板を受け渡す前に当該基板を前記第1の速度以上である第3の速度で搬送する第3搬送手段と、当該第3搬送手段によって搬送されている前記基板に前記処理液を供給する供給手段とを備え、前記第3の速度と前記第4の速度をほぼ一致するようにするので、仕上げ処理における基板の搬送速度、すなわち第2の速度に一定の制限がある場合であっても、この制限を超えて第1の速度を設定することができる。よって、基板の搬送行程の長さ等を変更することなく、処理液による処理時間を比較的広い範囲に亘って簡易かつ任意に設定することができる。
【0043】
また、この第3搬送手段によって比較的高速で搬送されている際に基板に処理液を供給することができ、この第4搬送手段によって比較的高速で搬送されている際に基板に付着している処理液を液切りすることができる。したがって、基板全体に対する処理液の供給と基板全体からの処理液の液切りとが比較的迅速なものとなり、第1の速度が小さくなった場合に基板の各部で発生しやすい処理ムラの発生を防止することができる。
また、基板先端部に処理液が供給されてから液切りと純水置換がなされるまでの時間と、基板後端部に処理液が供給されてから液切りと純水置換がなされる時間とをほぼ一致させることができ、基板先端部に処理液が作用する時間と、基板後端部に処理液が作用する時間とをほぼ一致させることができる。したがって、より効果的に処理ムラを低減できる。
【0044】
また、請求項2の基板処理装置によれば、速度制御手段が、第1の速度を第2の速度以上の所定範囲で設定するので、仕上げ処理における基板の搬送速度である第2の速度に上限がある場合であっても、仕上げ処理における基板の搬送速度をその上限以下としたままで処理部における基板の搬送速度としてこの上限を超えて第1の速度を設定することができ、処理液による処理時間を短い側で比較的広い範囲に亘って簡易かつ任意に設定することができる。
【0045】
また、請求項3の基板処理方法によれば、基板を第1の搬送手段によって第1の速度で搬送しつつこの基板に処理液による処理を施す工程と、この処理液による処理を終了した基板を第2搬送手段によって第2の搬送速度で搬送しつつ基板に付着した処理液を除去して基板の仕上げ処理を行う工程と、第1搬送手段に基板を受け渡す前に、当該基板を第1の速度以上である第3の速度で第3搬送手段によって搬送しつつ、当該第3搬送手段によって搬送されている基板に処理液を供給する工程と、処理液による処理を終了した基板を前記第1の速度以上である第4の速度で搬送しつつ、仕上げ部における仕上げ処理の前処理として、基板に付着している処理液の液切りを行う工程とを備え、処理液を用いて基板を処理する工程において、第1搬送手段の搬送速度である第1の速度を、第2搬送手段の搬送速度である第2の速度と異なる速度を含む所定範囲で可変設定するとともに、液切りを行う工程において、第4の速度を第3の速度とほぼ一致するようにするので、仕上げ処理における第2の速度に一定の制限がある場合であっても、この制限を超えて第1の速度を設定することができ、基板の搬送行程の長さ等を変更することなく、処理液による処理時間を比較的広い範囲に亘って簡易かつ任意に設定することができる。
【0046】
また、この第3搬送手段によって比較的高速で搬送されている際に基板に処理液を供給することができ、この第4搬送手段によって比較的高速で搬送されている際に基板に付着している処理液を液切りすることができる。したがって、基板全体に対する処理液の供給と基板全体からの処理液の液切りとが迅速なものとなり、第1の速度が小さくなった場合に基板の各部で発生しやすい処理ムラの発生を防止することができる。
また、基板先端部に処理液が供給されてから液切りと純水置換がなされるまでの時間と、基板後端部に処理液が供給されてから液切りと純水置換がなされる時間とをほぼ一致させることができ、基板先端部に処理液が作用する時間と、基板後端部に処理液が作用する時間とをほぼ一致させることができる。したがって、より効果的に処理ムラを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態の基板洗浄装置を説明する図である。
【図2】図1の装置の要部を説明する図である。
【図3】図1の装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
10 投入部
30 現像部
31 プリウエット部
33 ディップ部
35 液切り部
41 ローラ
42 ノズル
45 ディップ槽
47 ローラ
50 水洗部
51 第1水洗部
53 第2水洗部
61 循環水タンク
63 水洗水噴射ノズル
64 直液ノズル
70 仕上げ乾燥部
71 エアーナイフ
Claims (3)
- 基板を第1の速度で搬送する第1搬送手段を有するとともに、当該第1搬送手段によって搬送される前記基板に処理液による処理を施す処理部と、
前記処理部よりも前記基板の搬送に関し下流側に設けられ、当該基板を第2の速度で搬送する第2搬送手段を有するとともに、当該第2搬送手段によって搬送される前記基板に付着した前記処理液を除去して前記基板の仕上げ処理を行う仕上げ部と、
前記第1搬送手段の搬送速度である前記第1の速度を、前記第2搬送手段の搬送速度である前記第2の速度と異なる速度を含む所定範囲で可変設定する速度制御手段と、
前記処理部から前記仕上げ部にかけての境界領域に、前記基板を前記第1の速度以上である第4の速度で搬送する第4搬送手段と、
前記仕上げ部における仕上げ処理の前処理のため、前記第4搬送手段によって搬送される前記基板に付着している前記処理液の液切りを行う液切り手段と、
を備え、
前記処理部が、
前記第1搬送手段に前記基板を受け渡す前に当該基板を前記第1の速度以上である第3の速度で搬送する第3搬送手段と、
当該第3搬送手段によって搬送されている前記基板に前記処理液を供給する供給手段と、
を備え、
前記第3の速度と前記第4の速度をほぼ一致するようにすることを特徴とする基板処理装置。 - 前記速度制御手段は、前記第1の速度を前記第2の速度以上の所定範囲で設定することを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
- 基板を第1の搬送手段によって第1の速度で搬送しつつ当該基板に処理液による処理を施す工程と、当該処理液による処理を終了した前記基板を第2搬送手段によって第2の搬送速度で搬送しつつ前記基板に付着した前記処理液を除去して前記基板の仕上げ処理を行う工程と、
前記第1搬送手段に前記基板を受け渡す前に、当該基板を前記第1の速度以上である第3の速度で第3搬送手段によって搬送しつつ、当該第3搬送手段によって搬送されている前記基板に前記処理液を供給する工程と、
前記処理液による処理を終了した前記基板を前記第1の速度以上である第4の速度で搬送しつつ、前記仕上げ部における仕上げ処理の前処理として、前記基板に付着している前記処理液の液切りを行う工程と、
を備え、
前記処理液を用いて前記基板を処理する工程において、前記第1搬送手段の搬送速度である前記第1の速度を、前記第2搬送手段の搬送速度である前記第2の速度と異なる速度を含む所定範囲で可変設定するとともに、
前記液切りを行う工程において、前記第4の速度を前記第3の速度とほぼ一致するようにすることを特徴とする基板処理方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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