(57)【要約】【課題】処理を行う基板に対して歩留りが低下するのを防止できる基板処理装置、基板処理方法、及び表示装置の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明にかかる基板処理装置１００は、基板１０１に処理液を供給してスピン処理を行う基板処理装置１００であって、基板１０１を保持して回転させる吸着ステージ１０２と、吸着ステージ１０２上に載置された基板１０１を支持する支持ピン１０３と、支持ピン１０３が複数設けられたリング１０４と、リング１０４を上下に移動させるベローズバルブ１０５と、を備えるものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に処理液を供給してスピン処理を行う基板処理装置であって、
基板を保持して回転させるステージと、
前記ステージ上に載置された基板を支持する支持ピンと、
前記支持ピンが複数設けられたリングと、
前記リングを上下に移動させる上下駆動機構と、を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記上下駆動機構は、
内部が密閉されたベローズと、
前記ベローズ内部に設けられ、前記ベローズの伸縮をガイドするガイド機構と、を備え、
圧縮空気を用いて前記ベローズを伸縮させて、前記リングの上下動作を行う請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記上下駆動機構が前記リングに複数取り付けられている請求項１又は２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記支持ピンが、前記ステージ上に載置された矩形状の基板の角部を支持する位置に配置されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記リングは、
基板側の表面が、外周端と内周端の間の位置から前記外周端及び前記内周端に向かって厚みが薄くなる方向に滑らかに傾斜し、
前記外周端及び前記内周端が円弧状にＲ面取りされている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記リングの表面は、コーティング処理されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板に処理液を供給するときは、前記支持ピンが基板を支持するように前記支持ピンを上昇させ、
スピン処理を行うときは、前記支持ピンが基板から離れるように前記支持ピンを下降させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板処理装置は、基板に対して現像処理を行う現像処理装置であり、
基板に現像液を供給して保持する間は、前記支持ピンが基板を支持するように前記支持ピンを上昇させ、
基板に純水を供給してスピン処理を行う間は、前記支持ピンが基板から離れるように前記支持ピンを下降させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の基板処理装置を用いて基板の処理を行う基板処理方法。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の基板処理装置を用いて基板の処理を行う工程を備える表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、基板処理方法、及び表示装置の製造方法に関し、特に詳しくは基板に処理液を供給してスピン処理を行う基板処理装置、基板処理方法、及び表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ)等の製造においては、フォトリソグラフィー技術が広く用いられている。フォトリソグラフィー工程においては、例えばガラス基板等の矩形の基板に対して、レジストを塗布してレジスト膜を形成し、所定のパターンを露光する。そして、この基板に対して現像液を供給して現像処理を行っている。
【０００３】
レジストの塗布された基板に対して現像処理を行うにあたっては、従来から現像処理装置が使用されている。例えば、特許文献１に、一般的な現像処理装置の構成が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示された従来の現像処理装置２００の縦断面図を図５に示す。従来の現像処理装置２００は、図５に示すように、外カップ体１、回転テーブル１１、基部１２、アーム１３、支持ピン１４、係合ピン１５等を備えている。
【０００５】
外カップ体１内には、回転テーブル１１が設けられている。回転テーブル１１は円盤状の基部１２を有し、この基部１２には周方向に９０度間隔で４本のアーム１３が基端を連結固定して設けられている。なお、隣り合う一対のアーム１３間には、アーム１３よりも短い補助アームが設けられている。
【０００６】
基部１２、アーム１３、及び補助アームには、液晶表示装置に用いられる矩形状のガラス製の基板Ｗの下面を支持する支持ピン１４が設けられている。さらに、各アーム１３の先端部には基板Ｗの各角部の一対の側面に係合する係合ピン１５が設けられている。
【０００７】
このような構成の現像処理装置２００を用いて基板の現像処理を行うときの動作について説明する。
【０００８】
まず、回転テーブル１１に基板Ｗを供給し、この基板Ｗの下面を支持ピン１４で支持し、四隅部を係合ピン１５で保持する。次に、回転テーブル１１を低速回転させるとともに、基板Ｗの上面のほぼ中心部分に現像液を供給する。現像液による基板Ｗの処理を所定時間行ったのちに、現像液の供給を停止する。その後、回転テーブル１１の回転速度を上昇させて、基板Ｗの中央部分に純水を供給する。そして基板Ｗを回転させながら純水により現像液を洗い流し、基板Ｗ表面から現像液を除去して現像が終了する。
【特許文献１】特開２００７−４４６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の現像処理装置２００では、回転テーブル１１のアーム１３の先端部に設けられた係合ピン１５と、この係合ピン１５にその側面が支持される基板Ｗとが接触する。この接触により、基板Ｗの供給、回転、排出などの処理の際に係合ピン１５が削れ、この削れカスが異物の原因となりうる。また、回転テーブル１１の回転動作（回転開始、回転速度変更、回転停止など）を行う際などは、係合ピン１５と接触したときの衝撃で、ガラス等からなる基板Ｗが割れたり欠けたりすることがある。基板Ｗの割れや欠けは、処理される基板Ｗの板厚が薄くなればなるほど顕著に発生する。特に、回転テーブル１１上に基板Ｗを載置した状態で基板Ｗと係合ピン１５との間にクリアランス（隙間）が生じている場合などは、基板Ｗと係合ピン１５とが接触したときの衝撃がより大きくなる。
【００１０】
また、従来の現像処理装置２００では、基板Ｗを回転させて現像液を除去する際に、基板Ｗから飛散した処理液が係合ピン１５に当たって跳ね返り、基板Ｗに再付着することがある。これにより、基板Ｗが汚染されてしまう。
【００１１】
このように、従来の現像処理装置２００では、処理を行う基板に対して異物混入、汚染、割れ、欠けなどが発生しやすく、処理基板の歩留りに与える影響が大きい。そのため、この現像処理装置２００で処理された基板を用いて製造された製品の歩留りが低下するという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、処理を行う基板に対して歩留りが低下するのを防止できる基板処理装置、基板処理方法、及び表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明にかかる基板処理装置は、基板に処理液を供給してスピン処理を行う基板処理装置であって、基板を保持して回転させるステージと、前記ステージ上に載置された基板を支持する支持ピンと、前記支持ピンが複数設けられたリングと、前記リングを上下に移動させる上下駆動機構と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、処理を行う基板に対して歩留りが低下するのを防止できる基板処理装置、基板処理方法、及び表示装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。以下の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。尚、各図において同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略されている。
【００１６】
本実施の形態に係る基板処理装置について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る基板処理装置１００の概略構造を示した部分断面図である。また、図２は、本実施の形態に係る基板処理装置１００の概略平面図である。なお、図１では、本発明に関わりのある主要部分を含む基板処理装置の一部を記している。以下では、本発明に係る基板処理装置は、その一例として、基板に対して現像液を供給して現像処理を行う現像処理装置であるとして説明する。
【００１７】
図１及び図２において、基板処理装置１００は、吸着ステージ１０２、支持ピン１０３、リング１０４、ベローズバルブ１０５、モータ１０６、及びカップ１０７等を備えている。
【００１８】
基板処理装置１００の上部には、カップ１０７が備えられている。このカップ１０７内には、基板１０１を保持する吸着ステージ１０２が設けられている。ここでは円形状の吸着ステージ１０２が設けられている。吸着ステージ１０２の基板保持面上に載置された基板１０１は、吸着されて保持される。吸着ステージ１０２の基板保持面とは反対側の面には、モータ１０６と連結する回転軸１０８が設けられている。吸着ステージ１０２は、モータ１０６によって回転駆動される。このように、吸着ステージ１０２は、基板１０１を保持して回転させることができる。なお、基板１０１を保持して回転させることができるステージであれば、吸着ステージ１０２以外のものを用いてもよい。
【００１９】
また、カップ１０７内には、吸着ステージ１０２上に載置された基板１０１を支持する支持ピン１０３が設けられている。この支持ピン１０３は、リング状部材であるリング１０４に固設されている。支持ピン１０３は、矩形状の基板１０１の角部（コーナー）付近を支持する位置に配置されている。すなわち、基板１０１の四隅に対応するリング１０４上の４ヶ所に、支持ピン１０３が取り付けられている。矩形状の基板１０１は、液晶表示装置などの表示装置でよく用いられるガラス等からなる基板とする。このように、リング１０４には複数の支持ピン１０３が設けられている。なお、リング１０４は、その内側に回転軸１０８が配置されるように、カップ１０７内に設けられている。
【００２０】
図３は、リング１０４の詳細を示す拡大断面図である。図３に示すように、リング１０４の基板１０１側の表面、すなわち図３の上側の面には、傾斜面１１１、１１２が形成されている。傾斜面１１１は、図３の点線で示すリング１０４の外周端と内周端の間の位置から、外周端に向かって、リング１０４の厚みが薄くなる方向に滑らかに傾斜するように設けられている。同様に、傾斜面１１２は、図３の点線で示すリング１０４の外周端と内周端の間の位置から、内周端に向かって、リング１０４の厚みが薄くなる方向に滑らかに傾斜するように設けられている。
【００２１】
また、リング１０４の外周端と内周端は、円弧状にＲ面取りされている。すなわち、外周端の上側エッジ１１５と下側エッジ１１６、内周端の上側エッジ１１３と下側エッジ１１４にＲ加工が施されている。さらに、リング１０４の表面は、テフロン（登録商標）コーティング等のコーティング処理がされている。リング１０４をこのようにすることで、リング１０４表面から処理液が容易に流れ落ちるようになる。そのため、リング１０４上に飛散した処理液を、効果的にリング１０４下に落とすことができる。
【００２２】
リング１０４の下側の面には、ベローズバルブ１０５が固設されている。ベローズバルブ１０５は、リング１０４に複数取り付けられている。ここでは、図２に示すように、例えば４つのベローズバルブ１０５がリング１０４の円周方向にほぼ等間隔で配置されている。また、リング１０４の円周方向において、それぞれのベローズバルブ１０５が支持ピン１０３間の略中央に配置されている。
【００２３】
図４は、ベローズバルブ１０５の詳細を示す拡大断面図である。図４に示すように、ベローズバルブ１０５は、ボールブッシュ１２０、ベローズ１２１、空気導入孔１２２、上フランジ１２３、及び下フランジ１２４を備えている。
【００２４】
ベローズ１２１の端部には、一対のフランジ（上フランジ１２３及び下フランジ１２４）が設けられている。一対のフランジは、ベローズ１２１に溶接され、シールされている。従って、ベローズ１２１の内部は、一対のフランジによって密閉される。このベローズ１２１内には、ボールブッシュ１２０が設けられている。ボールブッシュ１２０には、一対のフランジが取り付けられている。また、上フランジ１２３がリング１０４に対して固定され、下フランジ１２４がカップ１０７に対して固定される。
【００２５】
下フランジ１２４には、圧縮空気を用いてベローズ１２１を伸縮させるための空気導入孔１２２が設けられている。空気導入孔１２２からベローズバルブ１０５に圧縮空気を導入すると、ベローズ１２１内が加圧され、上フランジ１２３が下フランジ１２４に対して上昇する。すると、上フランジ１２３の上昇に伴って、リング１０４が上方向に持ち上げられる。一方、空気導入孔１２２からベローズバルブ１０５内の空気を排気状態にすると、ベローズ１２１内が減圧され、上フランジ１２３が下フランジ１２４に対して下降する。すると、上フランジ１２３の下降に伴って、リング１０４が下方向に引き下げられる。なお、ベローズバルブ１０５への空気の制御は三法弁等を使用することができる。
【００２６】
このように、圧縮空気を用いてベローズ１２１を伸縮させることにより、リング１０４を上下に移動させることができる。従って、ベローズバルブ１０５は、リング１０４を上下に移動させる上下駆動機構として機能する。なお、ベローズ１２１内に設けたボールブッシュ１２０により、リング１０４の上下移動に直線性を持たせることが可能である。そのため、ボールブッシュ１２０は、下フランジ１２４に対する上フランジ１２３の上下移動、すなわちベローズ１２１の伸縮をガイドするガイド機構となる。
【００２７】
そして、ベローズバルブ１０５でリング１０４を上下移動させることによって、支持ピン１０３の上昇、下降の制御を行う。すなわち、支持ピン１０３を上昇させて基板１０１を支持する状態と、支持ピン１０３を下降させて基板１０１を支持しない状態とを切り換えることができる。本実施の形態では、複数の支持ピン１０３を１つのリング１０４に取り付けたことにより、支持ピン１０３の同期をとることができる。そのため、複数の支持ピン１０３の上昇、下降の制御を同じタイミングで行うことが可能である。
【００２８】
なお、複数のベローズバルブ１０５は、空気導入孔１２２を同じ長さの配管を介して同じ圧縮空気源に接続すると、同期を得ることができる。従って、複数のベローズバルブ１０５が、リング１０４の上下動作を同じタイミングで行うようになる。これにより、支持ピン１０３に支持された基板１０１の相対的な高さが、支持ピン１０３間でばらつくことを防止できる。
【００２９】
次に、本実施の形態に係る基板処理装置１００の動作について説明をする。外部から供給された基板１０１は、吸着ステージ１０２上に載置される。ここで、支持ピン１０３を上昇させて、基板の四隅を支持ピン１０３で支持する。そして、支持ピン１０３で基板１０１の撓みを補った状態で、第１の処理液である現像液を基板１０１上に供給する。一定時間保持したのち、支持ピン１０３を下降させる。その後、第２の処理液である純水を基板１０１上に供給して現像液を洗い流す。そして、支持ピン１０３を基板１０１から離した状態で、吸着ステージ１０２を高速回転させて、基板１０１のスピン処理を行う。基板１０１表面から処理液が除去されると基板１０１は乾燥し、現像処理が終了する。現像処理終了後、基板１０１を排出する。
【００３０】
このように、本実施の形態では、基板１０１に対する処理の内容によって、支持ピン１０３が基板１０１を支持するか支持しないかの制御を行っている。具体的には、現像液を塗布、保持する間は、ベローズバルブ１０５に圧縮空気を加えて支持ピン１０３を上昇させ、それ以外はベローズバルブ１０５を排気状態にして支持ピン１０３を下降させておく。
【００３１】
現像液を基板１０１に塗布する際に基板が撓んでいると、現像液が基板１０１から垂れ落ちてしまうので、現像不良を発生させる原因となる。この現像不良は、特に、基板１０１の板厚が薄くなるほど顕著に発生する。そのため、本実施の形態では、基板１０１に現像液を供給して保持する間は、支持ピン１０３が基板１０１を支持するように支持ピン１０３を上昇させている。支持ピン１０３が基板１０１の四隅を支持するので、基板１０１が撓むのを効果的に防ぐことができる。これにより、供給した現像液が基板１０１から垂れ落ちるのを防止でき、現像不良が発生するのを防止することができる。従って、処理を行う基板１０１が板厚の薄いものであったとしても、現像不良を発生させることがない。
【００３２】
また、基板１０１と支持ピン１０３とが接触すると、支持ピン１０３が削れて異物が発生する原因となる。また、接触時の衝撃により、基板１０１の割れや欠けが生じることがある。そのため、本実施の形態では、基板１０１に純水を供給してスピン処理を行う間は、支持ピン１０３が基板１０１から離れるように支持ピン１０３を下降させている。支持ピン１０３を下降させることによって、支持ピン１０３と基板１０１との隙間が保たれる。これにより、支持ピン１０３と基板１０１とが干渉し合うことを防止でき、基板１０１の割れ欠け及び異物の発生を抑制することができる。たとえ、基板１０１から飛散した処理液が支持ピン１０３に当たったとしても、跳ね返って基板１０１に再付着する可能性は従来の現像処理装置２００と比べて大幅に減少し、基板１０１の汚染を抑制することができる。
【００３３】
従って、本実施の形態の基板処理装置１００は、処理を行う基板１０１に対して、異物混入、汚染、割れ、欠けなどが発生することを抑制でき、処理基板の歩留りが低下するのを防止できる。従って、この基板処理装置１００で処理された基板を用いて、液晶表示装置等の表示装置を製造すると、製造された製品の歩留りを向上することができる。
【００３４】
なお、上記動作説明では、支持ピン１０３を下降させてから第２の処理液である純水を供給し、供給が終わった後にスピン処理を行ったが、スピン処理の前に支持ピン１０３を下降させていれば純水の供給のタイミングはこれに限定されるものではない。例えば、純水の供給が終わる前にスピン処理を開始してもよい。あるいは、支持ピン１０３を上昇させた状態で純水を供給し、供給が終わったら支持ピン１０３を下降させて、スピン処理を行ってもよい。
【００３５】
また、吸着ステージ１０２上に載置された基板１０１を吸着によって保持するタイミングは、少なくともスピン処理を行っている間が基板１０１を吸着保持していれば、任意に決定することが可能である。従って、基板１０１が吸着ステージ１０２上に供給されたら吸着を開始し、スピン処理が終わったら吸着を終了して基板１０１を排出してもよい。
【００３６】
さらに、本実施の形態では、現像処理装置を例として本発明の好適な実施形態を説明したが、現像処理装置に限らず、その他の基板処理装置への適用が可能である。すなわち、基板に処理液を供給してスピン処理を行う基板処理装置一般に適用することが可能である。基板に供給する処理液の種類は１種類でもそれ以上でもよい。例えば、基板１０１に処理液としてレジストを供給してスピン処理を行う塗布装置に本発明を適用した場合、レジストが基板１０１から垂れ落ちるのを防止できるため、使用するレジスト量を削減できるという効果を奏する。
【００３７】
特に、本発明の基板処理装置１００は基板の撓みを補うことができるという効果があることから、板厚が薄い基板を処理するときの基板処理装置として好適に適用できる。ただし、処理を行う基板１０１の板厚によっては、基板１０１の撓みが小さく上記の不具合が発生しない場合もある。この場合は、支持ピン１０３を上昇させて基板１０１を支持する必要はなく、基板１０１の厚さによって支持ピン１０３を上昇させるか否かを制御すればよい。
【００３８】
以上のように、本実施の形態の基板処理装置１００では、基板１０１を支持する支持ピン１０３と、支持ピン１０３が設けられたリング１０４を上下に移動させるベローズバルブ１０５とを備えている。そして、支持ピン１０３の下降及び上昇動作の制御を行っている。これにより、処理を行う基板１０１に対して、異物混入、汚染、割れ、欠けなどが発生することを抑制でき、処理基板の歩留りが低下するのを防止できる。従って、処理を行う基板１０１に対して歩留りが低下するのを防止できる基板処理装置、基板処理方法、及び表示装置の製造方法を提供することができる。
【００３９】
以上の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以上の実施の形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、以上の実施の形態の各要素を、本発明の範囲において、容易に変更、追加、変換することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態に係る基板処理装置１００の概略構造を示した部分断面図である。
【図２】本実施の形態に係る基板処理装置１００の概略平面図である。
【図３】リング１０４の詳細を示す拡大断面図である。
【図４】ベローズバルブ１０５の詳細を示す拡大断面図である。
【図５】従来の現像処理装置２００の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００  基板処理装置、１０１  基板、
１０２  吸着ステージ、１０３  支持ピン、
１０４  リング、１０５  ベローズバルブ、
１０６  モータ、１０７  カップ、
１０８  回転軸、１１１、１１２  傾斜面、
１１３  上側エッジ、１１４  下側エッジ、
１１５  上側エッジ、１１６  下側エッジ、
１２０  ボールブッシュ、１２１  ベローズ、
１２２  空気導入孔、
１２３  上フランジ、１２４  下フランジ
【図１】
2010135385.tif 000003
【図２】
2010135385.tif 000004
【図３】
2010135385.tif 000005
【図４】
2010135385.tif 000006
【図５】
2010135385.tif 000007