(57)【要約】【課題】基板に対して流体を均一に供給できる流体供給装置を提供することにある。【解決手段】流体が供給される空間部１８を有する中空状で、一側面が平坦な第１の接合面１６ａに形成された第１のナイフ部材１６と、一側面が平坦な第２の接合面１７ａに形成され第２の接合面を第１の接合面に接合させて第１のナイフ部材に連結される第２のナイフ部材１７と、第１のナイフ部材と第２のナイフ部材との接合面間に、これら接合面の下端に開放して形成されたスリット２５と、第１のナイフ部材の空間部に供給された流体をスリットの長手に対して均等な圧力に調整してスリットから流出させるチャンバ２３及び流出孔２４を具備する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に向けて流体を供給する流体供給装置であって、
上記流体が供給される空間部を有する中空状で、一側面が平坦な第１の接合面に形成された第１のナイフ部材と、
一側面が平坦な第２の接合面に形成されこの第２の接合面を上記第１の接合面に接合させて上記第１のナイフ部材に連結される第２のナイフ部材と、
上記第１のナイフ部材と第２のナイフ部材との接合面間に、これら接合面の下端に開放して形成されたスリットと、
上記第１のナイフ部材の上記空間部に供給された流体を上記スリットの長手に対して均等な圧力に調整して上記スリットから流出させる圧力調整手段と
を具備したことを特徴とする流体供給装置。
【請求項２】
上記第１のナイフ部材は中空扁平状であって、上記第２のナイフ部材は上記第１のナイフ部材と同じ長さ寸法を有する帯板状であることを特徴とする請求項１記載の流体供給装置。
【請求項３】
上記圧力調整手段は、上記第１のナイフ部材の長手方向に所定間隔で形成され上記空間部に貯えられた流体を上記第１の接合面側に流出させる複数の流出孔と、上記第２の接合面に上記スリット及び上記流出孔に連通するよう上記第２のナイフ部材の長手方向に沿って形成され上記流出孔を通過した上記流体の圧力を均一化して上記スリットに流すチャンバとによって構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の流体供給装置。
【請求項４】
上記第２のナイフ部材は、上記第１のナイフ部材に比べて高さ寸法が小さく設定されていて、上記第１のナイフ部材の上記第１の接合面の高さ方向の下端部に上記第２の接合面を接合させて設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の流体供給装置。
【請求項５】
基板に向けて流体を供給する流体供給装置であって、    
上記流体が供給される空間部を有する中空状で、一側面が平坦な第１の接合面に形成された第１のナイフ部材と、
一側面が平坦な第２の接合面に形成されこの第２の接合面を上記第１の接合面に接合させて上記第１のナイフ部材に連結される第２のナイフ部材と、
上記第１のナイフ部材と第２のナイフ部材との接合面間に、これら接合面の下端に開放して形成されたスリットと、
上記第１のナイフ部材の上記空間部に供給された流体を上記スリットの長手に対して均等な圧力に調整して上記スリットから流出させる圧力調整手段と
を具備したことを特徴とする流体供給ナイフ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は基板を処理するための流体を供給する流体供給装置及び流体供給ナイフに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、これら装置の処理対象物であるガラス基板や半導体ウエハなどの基板にレジストを塗布し、この基板を現像処理してからエッチング処理することで、表面に回路パターンを精密に形成する。基板に回路パターンを形成したならば、その基板の表面に付着しているレジスト膜やレジスト残渣などの有機物を洗浄液によって除去する洗浄処理が行われる。
【０００３】
洗浄処理された基板に洗浄液が残留するとウォータマークなどの汚れの原因になる。そこで、洗浄液によって洗浄された基板の板面に流体供給装置としてのエアーナイフから流体である気体を噴射し、基板に付着残留した洗浄液を除去する乾燥処理が行われる。
【０００４】
上記乾燥処理は、基板を処理装置のチャンバ内へ水平搬送し、この基板の板面にエアーナイフによって気体を噴射し、その気体によって基板に付着した洗浄液を除去するようにしている。
【０００５】
上記エアーナイフを用いて基板を乾燥処理する場合、基板の板面をむらなく均一に、しかも効率よく確実に乾燥処理することが要求される。そのため、上記エアーナイフに形成されたスリットの全長にわたって気体を均一な圧力で噴射させることが要求される。
【０００６】
最近では基板が大型化する傾向にある。その場合、エアーナイフは基板の幅寸法よりも長尺にする必要があるから、その長さはたとえば２ｍ、或いはそれ以上となることがある。
【０００７】
図５に従来の流体供給装置であるエアーナイフ１を示す。このエアーナイフ１は第１のナイフ部材２と第２のナイフ部材３を備えている。第１、第２のナイフ部材２，３は基板の幅寸法と同等以上の長さ寸法を有する帯板状の部材によって形成されている。
【０００８】
上記第１のナイフ部材２と第２のナイフ部材３は、それぞれの一側面が平坦な第１の接合面２ａと第２の接合面３aに精密加工されていて、これらの接合面２ａ，３aを接合させて複数のねじ４によって連結固定されている。
【０００９】
上記第１のナイフ部材２には厚さ方向に貫通する複数の供給孔２ｂ（１つのみ図示）が長手方向に所定間隔で形成されている。上記第１のナイフ部材２の他側面には角筒状のマニホールド５が一側面を接合させて複数のねじ６により取付け固定されている。
【００１０】
上記マニホールド５の一側面には上記供給孔２ｂに連通する通孔５ａが穿設され、さらにマニホールド５の長手方向の一端面にはこのマニホールド５内に流体としての圧縮空気を供給する供給口体５ｂが接続されている。そして、上記供給口体５ｂは図示しない圧縮空気の供給源に配管接続される。それによって、圧縮空気が上記マニホールド５内に供給されるようになっている。
【００１１】
上記第２のナイフ部材３の第２の接合面３ａには、上記第１のナイフ部材２に形成された供給孔２ｂと対応する高さ位置に、凹状のチャンバ７が長手方向の全長にわたって形成されている。上記第２の接合面３ａの上記チャンバ７の下端にはチャンバ７よりも浅い連通溝８が長手方向の全長にわたって形成されている。
【００１２】
図６に示すように、上記連通溝８には長手方向に所定間隔で、複数の整流用突起８ａが上記第２のナイフ部材３の接合面３ａと同じ高さで形成されている。上記整流用突起８ａは、後述するように上記連通溝８を上方から下方へ流れる圧縮空気を整流する形状、たとえば上下方向に沿って細長い長円形状に形成されている。
【００１３】
上記連通溝８の下端には、この連通溝８よりもさらに浅いスリット９が上端を連通させて上記第２のナイフ部材３の長手方向全長にわたって形成されている。上記スリット９の下端は上記第１のナイフ部材２と第２のナイフ部材３の接合した第１、第２の接合面２ａ，３ａの下端に開口している。
【００１４】
なお、上記第１のナイフ部材２と第２のナイフ部材３の下端部は三角形状をなすよう傾斜し、しかも第１のナイフ部材２の下端よりも第２のナイフ部材３の下端が下方に突出している。
【００１５】
上記構成のエアーナイフ１によれば、図示せぬ供給源からマニホールド５に圧縮空気が供給される。マニホールド５に供給された圧縮空気は第１のナイフ部材２の供給孔２ｂから第２のナイフ部材３のチャンバ７に流入する。このチャンバ７に流入した圧縮空気は連通溝８の整流用突起８ａによって、スリット９の長手方向に対して均等の圧力になるよう整流され、このスリット９の先端から基板に向けて噴射されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１０−２５８０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、上記構成のエアーナイフ１は、第１のナイフ部材２の長手方向に複数の供給孔２ｂを所定間隔で形成し、これら供給孔２ｂから第２のナイフ部材３のチャンバ７に圧縮空気を供給し、チャンバ７から連通溝８を通じてスリット９から噴射させる構造となっている。
【００１８】
このような構造において、スリット９の長手方向の全長から圧縮空気を均等な圧力で噴出させるためには、圧縮空気を第１のナイフ部材２に形成された複数の供給孔２ｂからチャンバ７内に同じ圧力で供給することが要求される。
【００１９】
そのためには、上述したように第１のナイフ部材２にマニホールド５を取付け、図示しない供給源からの圧縮空気を上記マニホールド５に貯え、このマニホールド５内における圧縮空気の圧力分布を均一化してから、連通溝８の整流用突起８ａで整流し、複数の供給孔２ｂに均等な圧力で分配するという構造が採用されている。
【００２０】
しかしながら、上記構成のエアーナイフ１によると、第１、第２のナイフ部材２，３の他に、マニホールド５が必要となる。そのため、マニホールド５を必要とする分だけ、部品点数が増大するから、それによって構造の複雑化、さらには、エアーナイフ１の大型化を招くということがあった。
【００２１】
この発明は、マニホールドを用いなくても、流体を均等な圧力でスリットから流出させることができるようにした流体供給装置及び流体供給ナイフを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明は、基板に向けて流体を供給する流体供給装置であって、
上記流体が供給される空間部を有する中空状で、一側面が平坦な第１の接合面に形成された第１のナイフ部材と、
一側面が平坦な第２の接合面に形成されこの第２の接合面を上記第１の接合面に接合させて上記第１のナイフ部材に連結される第２のナイフ部材と、
上記第１のナイフ部材と第２のナイフ部材との接合面間に、これら接合面の下端に開放して形成されたスリットと、
上記第１のナイフ部材の上記空間部に供給された流体を上記スリットの長手に対して均等な圧力に調整して上記スリットから流出させる圧力調整手段と
を具備したことを特徴とする流体供給装置にある。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、第１のナイフ部材に形成された空間部がマニホールドと同様の機能を呈することになるから、従来用いられていたマニホールドを用いなくても、流体をスリットの長手に対して均等な圧力に調整して供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の第１の実施の形態のエアーナイフの一部を示す分解斜視図。
【図２】上記エアーナイフの縦断面図。
【図３】第１の実施の形態のエアーナイフと従来のエアーナイフのスリットから噴射される圧縮空気の速度を比較したグラフ。
【図４】この発明の第２の実施の形態を示すエアーナイフの縦断面図。
【図５】従来のエアーナイフの構造を示す縦断面図。
【図６】同じく従来のエアーナイフの第２のナイフ部材の内面を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。  
図１と図２はこの発明の第１の実施の形態を示し、図１は流体供給装置としてのエアーナイフ１５を示す断面図である。このエアーナイフ１５は第１のナイフ部材１６と第２のナイフ部材１７とによって構成されている。
【００２６】
上記第１のナイフ部材１６は空間部１８を有する扁平中空状であって、高さ寸法に比べて長さ寸法が十分に長く設定されている。上記第１のナイフ部材１６の長さ寸法は、たとえば乾燥処理するための基板の幅寸法が２〜３ｍであれば、その長さよりも長尺に形成されている。
【００２７】
上記第１のナイフ部材１６の一側面、つまり一方の外側面は平面精度の高い第１の接合面１６ａに加工され、他側面の下端部は上記第１の接合面１６ａに向かって傾斜した第１の傾斜面１６ｂに形成されている。なお、第１の傾斜面１６ｂの下端は水平面１６ｃとなっている。
【００２８】
扁平中空状に成形された上記第１のナイフ部材１６は、長手方向の両端開口が端板１９（図１に一方のみ示す）によって閉塞され、上記第１の接合面１６ａと反対側の上記他側面には上記空間部１８に連通する供給孔２１が設けられている。
【００２９】
上記供給孔２１にはフランジ２１ａが取り付けられ、このフランジ２１ａには流体としての圧縮空気を供給する供給源に一端が接続された供給管（ともに図示せず）の他端が接続される。それによって、上記第１のナイフ部材１６の上記空間部１８には圧縮空気が供給されるようになっている。  
なお、上記第１のナイフ部材１６の他側面に形成される上記供給孔２１の数は１つでもよいが、長手方向に所定間隔で複数形成してもよい。
【００３０】
上記第１のナイフ部材１６は、引き抜き加工、円筒パイプの変形加工或いは板材の折り曲げ加工などによって形成される。使用材質はステンレス鋼が好ましいが、ステンレス鋼に代わり、比較的硬質な合成樹脂、たとえば塩化ビニールやフッ素系樹脂などによって成形加工するようにしてもよい。
【００３１】
上記第２のナイフ部材１７は、第１のナイフ部材１６と同じ長さ寸法と高さ寸法を有する帯板状の部材によって形成されている。すなわち、上記第２のナイフ部材１７は一側面が平面精度の高い第２の接合面１７ａに加工され、他側面の下端部は上記第２の接合面１７ａに向かって傾斜した第２の傾斜面１７ｂに形成されている。  
なお、第２の傾斜面１７ｂの下端は上記第１のナイフ部材１６の水平面１６ｃよりもわずかに下方に突出している。
【００３２】
上記第２のナイフ部材１７は上記第２の接合面１７ａを上記第１のナイフ部材１６の第１の接合面１６ａに接合させている。そして、接合された第１、第２のナイフ部材１６，１７は上記第２のナイフ部材１７の他側面側から上記第１のナイフ部材１６にねじ込まれた複数のねじ２２によって連結固定されている。それによって、上記第１の接合面１６ａと第２に接合面１７ａは密着している。
【００３３】
上記第２のナイフ部材１７の第２の接合面１７ａの下端部には、深さが数ｍｍ程度の凹溝からなるチャンバ２３が上記第２のナイフ部材１７の長手方向ほぼ全長にわたって形成されている。上記チャンバ２３は上記第１のナイフ部材１６の上記空間部１８に後述する流出孔２４を介して連通している。
【００３４】
すなわち、上記第１のナイフ部材１６の上記第１の接合面１６ａ側の側壁には長手方向に沿って所定間隔で複数の上記流出孔２４（１つだけ図示）が穿設されていて、この流出孔２４によって上記空間部１８が上記チャンバ２３に連通している。上記流出孔２４は、上記空間部１８に貯えられた圧縮空気の圧力を変動させることなく上記チャンバ２３に供給することのできる大きさに設定されている。
【００３５】
つまり、上記流出孔２４を流れる圧縮空気量は、上記空間部１８に貯えられる圧縮空気量に比べて十分に小さくなるよう、上記流出孔２４の開口面積が設定されている。それによって、上記チャンバ２３には複数の流出孔２４から均等な圧力で圧縮空気が供給されるようになっている。
【００３６】
上記第１の接合面１６ａと上記第２の接合面１７ａとの間、この実施の形態では上記第２の接合面１７ａに、上端を上記チャンバ２３の下端に連通させ、下端を第２の接合面１７ａの下端に開放させたスリット２５が設けられている。この実施の形態において、上記スリット２５は上記第２のナイフ部材１７の第２の接合面１７ａに０．１〜０．２ｍｍの深さで形成されている。
【００３７】
上記チャンバ２３に貯えられる圧縮空気量に比べ、上記スリット２５を流れる空気量は少なくなっている。そのため、圧縮空気は上記チャンバ２３内で圧力分布が均等になってから、上記スリット２５に流れるようになっている。  
なお、上記スリット２５は第１のナイフ部材１６の第１の接合面１６ａに形成してもよい。
【００３８】
上記第２のナイフ部材１７に形成された上記チャンバ２３と、上記第１のナイフ部材１６に形成された上記流出孔２４は、上記第１のナイフ部材１６の上記空間部１８に供給された圧縮空気を整流して上記スリット２５から流出させる整流手段を構成している。
【００３９】
上記構成のエアーナイフ１５によれば、図示せぬ供給源から第１のナイフ部材１６の空間部１８に圧縮空気が供給されると、その圧縮空気は上記空間部１８内で均等な圧力分布となる。
【００４０】
ついで、上記第１のナイフ部材１６の第１の接合面１６ａ側の側壁の下端部に、長手方向に沿って所定間隔で設けられた複数の流出孔２４から第２のナイフ部材１７のチャンバ２３に流入する。
【００４１】
上記チャンバ２３に流入した圧縮空気は、このチャンバ２３内で均等な圧力分布となるよう圧力が調整されてから、流れ方向を水平方向から垂直方向に変換して上記第２の接合面１７との間に形成されたスリット２５に流入し、このスリット２５の下端開口から図示しない基板に向かって噴射される。
【００４２】
このように、上記第１のナイフ部材１６の空間部１８に供給された圧縮空気が上記流出孔２４からチャンバ２３を経てスリット２５に流れ込む際、圧力調整手段を構成する上記流出孔２４やチャンバ２３によって圧力が調整されて上記スリット２５から流出する。
【００４３】
つまり、上記空間部１８に供給された圧縮空気は、上記流出孔２４と上記チャンバ２３とによって上記スリット２５の長手方向に対して均等な圧力となるよう圧力調整されて流出することになる。
【００４４】
そのため、図５に示す従来のエアーナイフ１のようにマニホールド５を用いることなく、圧縮空気をスリット２５から均一な圧力分布で噴出させることができるから、エアーナイフ１５による基板の処理性能の向上を図ることができる。
【００４５】
しかも、従来のようにマニホールド５を用いることなく、エアーナイフ１５を第１のナイフ部材１６と第２のナイフ部材１７によって構成できるため、部品点数の減少による小型化やコストの低減を図ることができる。
【００４６】
図３はマニホールド５を用いた従来のエアーナイフ１と、この実施の形態のエアーナイフ１５とのスリット９，２５から圧縮空気を噴射させたとき、各スリット９，２５から噴射される圧縮空気の速度（圧力）変化を各スリット９，２５の長手方向全長にわたって測定した実験結果を示すグラフである。
【００４７】
同図において矢印Ａは従来のエアーナイフ１のスリット９から噴射される圧縮空気の速度変化線を示し、矢印Ｂはこの実施の形態のエアーナイフ１５のスリット２５から噴射される圧縮空気の速度変化線である。なお、グラフの縦軸方向は圧縮空気の速度を示し、横軸方向はエアーナイフ１，１５の長手方向の位置を示している。
【００４８】
上記グラフから明らかなように、この実施の形態のエアーナイフ１５の速度変化線Ｂは、従来のエアーナイフ１の速度変化線Ａに比べて速度変化が小さいことが確認された。すなわち、従来のエアーナイフ１においても、連通溝８に整流用突起８ａを設け、スリット９から噴射する圧縮空気を圧力が均一になるよう圧力が調整されるようにしている。
【００４９】
しかしながら、この実施の形態のエアーナイフ１５のように、空間部１８に供給された圧縮空気を流出孔２４からチャンバ２３を通してスリット２５から噴射させることで、従来のエアーナイフ１に比べ、スリット２５から供給される圧縮空気の圧力が均一化されることが確認された。
【００５０】
上記スリット２５から噴射される圧縮空気の圧力を均一化させる圧力調整効果を高くすることができれば、基板の表面に付着した処理液を、その基板の幅方向全長にわたって均一に除去することができる。それによって、基板上に上記処理液が部分的に残留するのを防止することができる。つまり、エアーナイフ１５による基板の乾燥処理を高い精度で行うことが可能となる。
【００５１】
図４はこの発明の第２の実施の形態のエアーナイフ１５Ａを示す。なお、第１の実施の形態と同一部分には同一記号を付して説明を省略する。  
すなわち、第２のナイフ部材１７Ａは第１のナイフ部材１６に比べて高さ寸法が小さく設定されている。たとえば、この実施の形態では第２のナイフ部材１７Ａの高さ寸法を、第１のナイフ部材２の高さ寸法の約５分の２に設定している。
【００５２】
つまり、第２のナイフ部材１７Ａは、その第２の接合面１７ａと、第１のナイフ部材１６の第１の接合面１６ａとの間に、チャンバ２３とスリット２５を形成することができる高さ寸法であればよい。
【００５３】
このように、第２のナイフ部材１７Ａの高さ寸法を、第１のナイフ部材２の高さ寸法に比べて小さくすれば、エアーナイフ１５の軽量化や材料の節約、取付けねじなどの削減を図ることができる。とくに、エアーナイフ１５は基板の大型化に応じて長尺化することで、高重量化する傾向にあるから、上述したように軽量化を図ることができることにより、エアーナイフ１５の取扱いの容易化やメンテナンスの低減を図ることができる。
【００５４】
この発明は上述した各実施の形態に限定されず、たとえば流体供給装置として圧縮空気をスリットから供給するエアーナイフを例に挙げて説明したが、エアーナイフに代わり、基板に向けて処理液をスリットから供給する液体供給ナイフにも適用することが可能である。なお、処理液としては、基板の板面を化学処理する液体であってもよく、基板が加熱された鋼板などの場合にはその鋼板を冷却する冷却液であってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１５…エアーナイフ、１６…第１のナイフ部材、１６ａ…第１の接合面、１７…第２のナイフ部材、１７ａ…第２の接合面、１８…空間部、２１…供給孔、２３…チャンバ（圧力調整手段）、２４…流出孔（圧力調整手段）、２５…スリット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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