JP4755942B2

JP4755942B2 - 基板の処理装置

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Publication number: JP4755942B2
Application number: JP2006155150A
Authority: JP
Inventors: 裕一今岡
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2026-06-02
Also published as: CN101083206A; KR20070115687A; JP2007319824A; TW200802565A; TWI421925B; KR101406048B1; CN101083206B

Description

この発明はたとえば大型サイズの液晶表示パネルなどの基板を搬送しながら処理液で処理する基板の処理装置に関する。

液晶表示パネルに用いられるガラス製の基板には回路パターンが形成される。基板に回路パターンを形成するにはリソグラフィープロセスが採用される。リソグラフィープロセスは周知のように上記基板にレジストを塗布し、このレジストに回路パターンが形成されたマスクを介して光を照射する。

つぎに、レジストの光が照射されない部分或いは光が照射された部分を除去し、レジストが除去された部分をエッチングする。そして、エッチング後に基板からレジストを除去するという一連の工程を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パターンを形成する。

このようなリソグラフィープロセスにおいては、上記基板に現像液、エッチング液或いはエッチング後にレジストを除去する剥離液などの処理液によって基板を処理する工程、さらに処理液による処理後に洗浄液によって洗浄する工程が必要となる。

上記現像液、エッチング液或いは剥離液などの処理液によって基板を処理する場合、その処理を基板の板面全体に対して均一に行なうためには、基板に処理液が供給されたときの濡れ（プリウエット）が均一になることが要求される。

たとえば、処理液を加圧してノズルなどから噴射させると、処理液は粒状になって飛散するため、基板に対して均一に付着しないということがある。つまり、処理液によるプリウエットが均一に行なわれなくなる。その結果、処理液による処理も均一に行なうことができないということがある。

そこで、下端面にスリット状の流出部が形成された処理液供給装置を、搬送される基板の上方に搬送方向と交差する方向である、幅方向に沿って配置し、上記処理液供給装置に供給された処理液を上記流出部から水頭による圧力で流出させることで、基板の幅方向に対して処理液を均一に供給するということが行なわれている。

ところで、最近では液晶表示装置に用いられるガラス製の基板が大型化及び薄型化する傾向にある。そのため、基板を水平搬送すると、基板に供給された処理液の重量によって基板の撓みが大きくなって、基板の搬送が円滑に行なえなくなるということがある。しかも、基板の上面に多量の処理液が残留した状態で、基板が処理部から搬出されることになるから、処理液を回収して再利用する場合、処理液の消費量が多くなり、ランニングコストの上昇を招く一因になっていた。

このような問題を解決するため、最近では基板を所定の角度で傾斜させて搬送することで、基板の板面に供給された処理液を円滑に流出させ、基板のたわみを少なくしたり、基板とともに処理部から持ち出される処理液の量を少なくするということが実用化されている。

特許文献１には基板の幅方向全長にわたって処理液を供給する流出部としてのスリットが形成された処理液用ノズル装置が示されている。しかしながら、特許文献１には基板を傾斜させて搬送することは示されていない。
特開２０００−９４３２５号公報

基板を傾斜させて搬送する場合、この基板の傾斜角度に応じて上記処理液供給装置も傾斜させて配置することになる。処理液供給装置を傾斜させて配置すると、その傾斜方向の一端と他端とに高さの差が生じる。そのため、その高さの差に応じて処理液供給装置の内部に形成された貯液部に供給された処理液に水頭差が生じる。

つまり、処理液の水頭は、傾斜方向の上端に比べて下端の方が傾斜によって生じた高さの差分だけ大きくなる。それによって、上記処理液供給装置の流出部の傾斜方向の下端部から流出する処理液の圧力が上端部から流出する処理液の圧力よりも大きくなるから、基板の搬送方向と交差する傾斜方向（幅方向）における処理液によるプリウエットが処理液の水頭差に応じた圧力差によって不均一になるということがある。

この発明は、基板を傾斜させて搬送する場合、搬送方向と交差する傾斜方向に対して供給される処理液を圧力差のない状態で均一に供給できるようにすることで、処理液による基板の処理を均一に行なえるようにした基板の処理装置を提供することにある。

この発明は、所定の角度で傾斜しその傾斜方向と交差する方向に搬送される基板の上面を処理液供給手段から供給される処理液によって処理する基板の処理装置であって、
上記処理液供給手段は、
下端面が長手方向に沿って傾斜した傾斜面に形成されその傾斜面が、搬送される上記基板の傾斜した上面と平行になるよう配設された容器本体と、
上記容器本体に設けた分割壁にて上記容器本体内に分割形成される、流入部と貯液部と、
上記傾斜面に開口して形成され上記貯液部に貯留された上記処理液を上記容器本体の貯液部から上記基板の上面の傾斜方向の全長にわたって直線状に流出させる流出部と、
上記容器本体内部を上記基板の傾斜方向に対して複数のチャンバに隔別する仕切り部材と、
上記流出部の各チャンバに対応する部分から流出する処理液の圧力が同じになるよう各チャンバに貯留される処理液の水頭を設定する水頭設定手段とを具備し、
上記水頭設定手段は、各チャンバに設けられそれぞれのチャンバに供給貯留される処理液を上記流入部側よりオーバフローさせて各チャンバの水頭が同じになるよう設定するオーバフロー壁であることを特徴とする基板の処理装置にある。

この発明によれば、搬送方向と交差する方向に対して傾斜した基板に対し、その傾斜方向に対して処理液を水頭差がほとんど生じることなく供給できるから、基板の傾斜方向に対して処理液を圧力差が生じることなく供給し、基板を処理液によって均一に処理することが可能となる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１乃至図４はこの発明の第１の実施の形態を示し、図１は基板の処理装置の概略的構成図、図２は平面図、図３は縦断面図である。図１に示すように上記処理装置はチャンバ１を有する。このチャンバ１の長手方向一端には搬入口２が水平に形成され、他端には図示しない搬出口が上記搬入口２と同じ高さで形成されている。

上記チャンバ１内には搬送機構４が設けられている。この搬送機構４は矩形枠状のフレーム５を有する。このフレーム５は上記チャンバ１内の幅方向一端と他端とに設けられた受け部材６によって支持されている。一方の受け部材６には高さ調整部材７が設けられている。それによって、上記フレーム５はチャンバ１の幅方向に対して所定の角度で傾斜している。

上記フレーム５には軸線をチャンバ１の幅方向に沿わせた複数の搬送軸１１がチャンバ１の長手方向に対して所定間隔で設けられている。各搬送軸１１は両端が上記フレーム５の幅方向両端に設けられた軸受１２によって回転可能に支持され、上記フレーム５と同じ角度でチャンバ１の幅方向に対して傾斜している。なお、搬送軸１１は現像液、剥離液或いはエッチング液などの処理液によって腐食されることのない金属材料によって形成されている。

さらに、各搬送軸１１には軸方向に所定間隔で複数の搬送ローラ１３が設けられている。通常、上記搬送軸１１は処理液に対して耐蝕性を備えたステンレス鋼などの金属材料によって形成され、上記搬送ローラ１３は同じく耐蝕性を備えた塩化ビニールなどの合成樹脂によって形成されている。

上記フレーム５の高さ方向上端の一側外方には伝達軸１４がチャンバ１の長手方向に沿って設けられている。この伝達軸１４の中途部には従動歯車１５が設けられている。この従動歯車１５には駆動歯車１６が噛合している。この駆動歯車１６はチャンバ１の外部に設けられた駆動源１７の出力軸１８に嵌着されている。

詳細は図示しないが、上記搬送軸１１の上記伝達軸１４側に位置する一端部には第１のかさ歯車が設けられている。第１のかさ歯車には上記搬送軸１１に設けられた第２のかさ歯車が噛合している。したがって、上記駆動源１７が作動して上記駆動歯車１６及び従動歯車１５を介して上記伝達軸１４が回転されると、上記第１、第２のかさ歯車を介して上記搬送軸１１が回転駆動される。それによって、上記搬入口２からチャンバ１内に供給されて搬送軸１１の搬送ローラ１３に支持された液晶表示パネルなどの基板Ｗは搬出口に向かって搬送されるようになっている。

なお、搬送ローラ１３によって支持されて搬送される基板Ｗの幅方向両端は、上記フレーム５に設けられたラジアル軸受１９によって支持される。それによって、基板Ｗはチャンバ１の幅方向に対して蛇行することなく搬送されるようになっている。

上記チャンバ１内には、上記搬送軸１１に設けられた搬送ローラ１３よって搬送される基板Ｗの上面に上述した現像液、剥離液或いはエッチング液などの処理液Ｌを基板Ｗの搬送方向と交差する幅方向に沿って直線状に供給する処理液供給手段としての処理液供給装置３１が設けられている。

上記処理液供給装置３１は図２乃至図４に示すように容器本体３２を有する。この容器本体３２は上記基板Ｗの幅方向、つまりチャンバ１の幅方向に沿って細長いとともに、上面が開口し下面が搬送される基板Ｗの傾斜角度と同じ角度で傾斜した傾斜面３２ａに形成された箱型状となっている。

上記容器本体３２の幅寸法は上記基板Ｗの幅寸法よりも長く設定されていて、内部は容器本体３２の長手方向に所定間隔で設けられた仕切り部材４１によって複数、この実施の形態では５つのチャンバ４２ａ〜４２ｅに分割されている。

各チャンバ４２ａ〜４２ｅは容器本体３２の長手方向に沿って設けられた分割壁３３によってこの長手方向と直交する方向に流入部３４と貯液部３５とに分けられている。この実施の形態では、上記流入部３４は図３に矢印で示す基板Ｗの搬送方向の上流側に位置し、貯液部３５は下流側に位置している。この貯液部３５の内底面３５ａは上記傾斜面３２ａと平行に形成されている。

なお、図３に示すように上記流入部３４の下面は上記貯液部３５の下面よりも高くなっているが、これら上記流入部３４と貯液部３５との両方の下面は同じ角度で傾斜した上記傾斜面３２ａに形成されている。

図２に示すように、各チャンバ４２ａ〜４２ｅの流入部３４側に位置する後壁３２ｂの下部には、この後壁３２ｂの幅方向に沿ってそれぞれ給液口体３６が設けられている。各給液口体３６には処理液の給液管３７の一端が接続されている。給液管３７の他端は図示しない処理液の供給部に連通している。それによって、各チャンバ４２ａ〜４２ｅの流入部３４には上記後壁３２ｂの下部から処理液が所定の圧力で供給されるようになっている。

各チャンバ４２ａ〜４２ｅの流入部３４には、この流入部３４内を上記供給口体３６側に位置する第１の部分３８ａと、上記貯液部３５側に位置する第２の部分３８ｂとに区画した衝突壁３９が容器本体３２の長手方向に沿って設けられている。

上記衝突壁３９の高さは上記分割壁３３の高さよりも低く設定されている。それによって、上記供給口体３６から第１の部分３８ａに供給された処理液Ｌは衝突壁３９に衝突して勢いが弱められながら第１の部分３８ａに溜まって液面が上昇する。そして、液面が衝突壁３９とほぼ同じ高さに上昇すると、その衝突壁３９を図３に矢印で示すようにオーバフローして第２の部分３８ｂに流入する。

処理液Ｌは供給口体３６から第１の部分３８ａに勢いよく流入することで、空気を巻き込み、それが気泡の発生の原因となる。しかしながら、供給口体３６から第１の部分３８ａに流入した処理液Ｌは衝突壁３９で衝突して勢いが弱められてから衝突壁３９をオーバフローして第２の部分３８ｂに流入する。

つまり、処理液Ｌは第１の部分３８ａに流入するときの勢いで乱流が生じて気泡の発生を招くが、第２の部分３８ｂには乱流を生じることなく静かに流入するため、そのときに気泡の発生を招くということがほとんどない。

処理液Ｌが第２の部分３８ｂにオーバフローし、流入部３４の液面が分割壁３３の上端とほぼ同じ高さになると、処理液Ｌは図３に矢印で示すように分割壁３３をオーバフローして貯液部３５に流入する。そのときも、処理液Ｌはオーバフローによって貯液部３５に乱流とならずに静かに流入するため、乱流の発生を招くことがない。

上記貯液部３５の底壁には、その内底面３５ａと傾斜面３２ａとを連通する流出部としての複数のノズル孔４０が容器本体３２の幅方向に沿って所定の間隔で一列に形成されている。この実施の形態では、上記ノズル孔４０は孔径が０．５ｍｍで、ピッチが０．７ｍｍに設定されている。

各チャンバ４２ａ〜４２ｅの後壁３２ｂの高さは上記分割壁３３よりも高く、容器本体３２の貯液部３４側の前壁３２ｄよりも低く設定されている。それによって、流入部３４と貯液部３５とに貯えられた処理液Ｌの高さが後壁３２ｂとほぼ同じ高さになると、処理液Ｌは上記後壁３２ｂをオーバフローし、この後壁３２ｂの外面側に壁部材４４によって形成された排液部４３に流入する。排液部４３に流入した処理液Ｌは図示しない排液管を通じて回収される。

なお、上記容器本体３２の前壁３２ｄ及び長手方向両端に位置する一対の側壁３２ｃの高さは上記仕切り部材４１と同じ高さ、すなわち後壁３２ｂよりも高く設定されている。それによって、容器本体３２の長手方向両端に位置する一対のチャンバ４２ａ，４２ｅに供給された処理液Ｌもそれぞれのチャンバの後壁３２ｂから排液部４３にオーバフローするようになっている。

各チャンバ４２ａ〜４２ｅの流入部３４と貯液部３５に貯えられた処理液Ｌは図３にＨで示す水頭に応じた圧力で上記ノズル孔４０から流出する。ノズル孔４０は０．７ｍｍの狭いピッチで形成されているため、隣り合うノズル孔４０から流出する処理液Ｌは連なって基板Ｗの上面に一直線となって供給される。つまり、流出部を複数のノズル孔４０によって形成しても、処理液Ｌは各ノズル孔４０ごとに分かれることなく、基板Ｗの傾斜した幅方向に沿って直線状に供給される。

上記実施の形態では処理液の流出部を複数のノズル孔４０によって形成したが、貯液部３５の底壁にスリット（図示せず）を形成し、このスリットから処理液Ｌを直線状に流出させるようにしてもよい。

各チャンバ４２ａ〜４２ｅの後壁３２ｂは、各チャンバに貯えられる処理液Ｌの水頭Ｈが同じになるよう設定されている。すなわち、各チャンバ４２ａ〜４２ｅの後壁３２ｂの上端面は各チャンバの貯液部３５に貯えられる処理液Ｌの水頭Ｈ（図４に示す）と同じ高さに設定されている。

上記容器本体３２は基板Ｗと同じ角度で傾斜して配置されている。したがって、５つのチャンバ４２ａ〜４２ｅの後壁３２ｂを水頭Ｈと同じ高さにすると、これら後壁３２ｂの上端面は図４に示すように容器本体３２の傾斜方向上側から下側にゆくにつれて順次低くなる階段状となる。

各チャンバ４２ａ〜４２ｅの後壁３２ｂの高さをチャンバに貯えられる処理液Ｌの水頭Ｈと同じにすれば、各チャンバ４２ａ〜４２ｅのノズル孔４０から流出する処理液Ｌの圧力も同じになる。

すなわち、容器本体３２内を複数のチャンバ４２ａ〜４２ｅに隔別し、各チャンバ４２ａ〜４２ｅの後壁３２ｂから処理液Ｌがオーバフローするときのそれぞれのチャンバ４２ａ〜４２ｅに貯えられる処理液Ｌの水頭が同じになるよう、各チャンバ４２の後壁３２ｂの高さが設定されている。それによって、各チャンバ４２ａ〜４２ｅのノズル孔４０からは処理液Ｌを同じ圧力で流出させることができる。

このような構成の処理装置によれば、給液管３７から供給される処理液Ｌが各チャンバ４２ａ〜４２ｅの流入部３４に溜まると、処理液Ｌは分割壁３３をオーバフローして貯液部３５に流入する。さらに処理液Ｌが供給されて貯液部３５にも十分に溜まり、その液面が後壁３２ｂの上端面と同じになると、その上端面から排液部４３にオーバフローする。

それによって、各チャンバ４２ａ〜４２ｅの処理液Ｌの水頭Ｈは後壁３２ｂの高さと同じに維持される。つまり、各チャンバ４２ａ〜４２ｅの後壁３２ｂは、それぞれのチャンバに貯えられる処理液Ｌの水頭Ｈが同じになるよう、同じ高さに設定されている。

したがって、処理液Ｌは各チャンバ４２ａ〜４２ｅのノズル孔４０から基板Ｗの傾斜した上面の幅方向に沿って同じ圧力で流出するから、傾斜方向と交差する方向に搬送される基板Ｗは処理液Ｌによって前面が均一に処理（プリウエット）されることになる。

しかも、各チャンバ４２に供給された処理液Ｌを後壁３２ｂからオーバフローさせるようにしたから、処理液Ｌが給液管３７から流入部３４に供給されるときに気泡を巻き込んでも、その気泡は流入部３４及び貯液部３５の液面に浮遊して後壁３２ｂからオーバフローする処理液Ｌとともに排液部４３に排出される。そのため、基板Ｗに供給される処理液Ｌに気泡が含まれることがないから、基板Ｗ上に気泡が付着して処理液Ｌによる処理にむらが生じるのを防止することができる。

上記一実施の形態では容器本体内に仕切体によって流入部と貯液部とを形成したが、流入部がなく、貯液部だけであっても差し支えなく、その場合には各チャンバの貯液部を形成する後壁の上記貯液部の内底面からの高さが同じになるよう設定すればよい。

図５は水頭設定手段の変形例を示すこの発明の第２の実施の形態である。この実施の形態は、容器本体３２に設けられる後壁３２ｂを仕切り部材４１とほぼ同じ高さにし、各チャンバ４２ａ〜４２ｅの後壁３２ｂの幅方向中央に対応する部分に、貯液部３５と流入部３４に溜まった処理液Ｌを排液部４３に流出させる流出孔５１を、各チャンバ４２ａ〜４２ｅの貯液部３５の内底面３５ａから同じ高さに穿設するようにしている。

それによって、各チャンバ４２ａ〜４２ｅに貯えられる処理液Ｌの水頭を同じにすることができるから、処理液Ｌを各チャンバ４２ａ〜４２ｅに対応するノズル孔４０から傾斜した基板Ｗの傾斜方向に沿って同じ圧力で供給することができる。

なお、水頭設定手段は上記各実施の形態に示された例に限定されるものではなく、たとえば容器本体にチャンバを区画形成する仕切り部材に、傾斜方向上側のチャンバに貯えられた処理液を下側のチャンバに逃がす流出孔を、各チャンバの貯液部の内底面から同じ高さ位置に形成するようにしてもよい。

そして、最下段のチャンバに流入した処理液を、そのチャンバの後壁若しくは側壁から流出させてそのチャンバの水頭を他のチャンバの水頭と同じになるようにすれば、処理液を各チャンバのノズル孔から同じ圧力で流出させることができる。

すなわち、水頭設定手段は容器本体に区画形成された複数のチャンバに貯えられる処理液の水頭を同じできる構成であればよい。

図６はこの発明の第３の実施の形態を示す。この実施の形態は、容器本体３２の傾斜面３２ａに、ノズル孔４０から流出する処理液Ｌを、基板Ｗの搬送方向前方に向かってガイドするガイド面４５ａを有するガイド部材４５を設けるようにした。ガイド面４５ａの傾斜角度は３０〜６０度の範囲が好ましい。

このように、ノズル孔４０から流出する処理液Ｌを基板Ｗの搬送方向前方へガイドすれば、処理液Ｌが基板Ｗの幅方向において部分的に基板Ｗの搬送方向と逆方向、つまり搬送方向上流側へ流れるのが防止される。それによって、基板Ｗの幅方向全長に対して処理液Ｌが均一に供給されるから、基板Ｗをむらなく均一に処理することが可能となる。

この発明の一実施の形態を示す処理装置を基板の搬送方向と交差する方向に沿って断面した図。搬送される基板に処理液を供給する処理液供給装置の平面図。容器本体の長手方向と交差する方向に沿う断面図。図２のＹ−Ｙ線に沿う断面図。この発明の第２の実施の形態を示す処理液供給装置の長手方向に沿う断面図。この発明の第３の実施の形態を示す容器本体の断面図。

符号の説明

４…搬送機構、１１…搬送軸、１３…搬送ローラ、３１…処理液供給装置（処理液供給手段）、３２…容器本体、３２ａ…傾斜面、３２ｂ…内底面、３４…流入部、３５…貯液部、３７…給液管、４０…ノズル孔（流出部）、４１…仕切り部材、４２…チャンバ。

Claims

所定の角度で傾斜しその傾斜方向と交差する方向に搬送される基板の上面を処理液供給手段から供給される処理液によって処理する基板の処理装置であって、
上記処理液供給手段は、
下端面が長手方向に沿って傾斜した傾斜面に形成されその傾斜面が、搬送される上記基板の傾斜した上面と平行になるよう配設された容器本体と、
上記容器本体に設けた分割壁にて上記容器本体内に分割形成される、流入部と貯液部と、
上記傾斜面に開口して形成され上記貯液部に貯留された上記処理液を上記容器本体の貯液部から上記基板の上面の傾斜方向の全長にわたって直線状に流出させる流出部と、
上記容器本体内部を上記基板の傾斜方向に対して複数のチャンバに隔別する仕切り部材と、
上記流出部の各チャンバに対応する部分から流出する処理液の圧力が同じになるよう各チャンバに貯留される処理液の水頭を設定する水頭設定手段とを具備し、
上記水頭設定手段は、各チャンバに設けられそれぞれのチャンバに供給貯留される処理液を上記流入部側よりオーバフローさせて各チャンバの水頭が同じになるよう設定するオーバフロー壁であることを特徴とする基板の処理装置。
上記流入部には、この流入部に供給される上記処理液が衝突する衝突壁が設けられることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
上記流出部には、この流出部から流出する上記処理液を上記基板の搬送方向前方に向かってガイドするガイド部材が設けられることを特徴とする請求項１または２記載の基板の処理装置。