(57)【要約】【課題】基板をほぼ水平方向へ搬送しながらその基板の表面に処理液を供給する搬送式基板処理装置において、基板の表面への処理液の供給に伴ってその表面上に生じる気泡を効率的に除去する。大型基板で問題となる幅方向での処理レートの不均等を解消する。装置構造の複雑化を回避し、経済性及び信頼性を確保する。【解決手段】基板１００の搬送方向に２種類のシャワーユニット３２Ｌ，３２Ｒを交互に配置する。一方のシャワーユニット３２Ｌは、傾斜して配置された多数個のスプレーノズルから処理液を基板１００の表面に一方の側から斜めに散布する。他方のシャワーユニット３２Ｒは、逆方向に傾斜して配置された多数個のスプレーノズルから処理液を基板１００の表面に他方の側から斜めに散布する。スプレーノズルを固定しているにもかかわらず、あたかもそのスプレーノズルを両側へ揺動させたかのように、基板１００の表面上では、一側部から他側部へ向かう液流と他側部から一側部へ向かう液流とが交互に形成される。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をほぼ水平方向へ搬送しながらその基板の表面に処理液を供給する搬送式基板処理装置であって、基板の搬送方向に縦列配置され、それぞれが基板の搬送方向及びその搬送方向に直角な方向に配列された多数個のスプレーノズルから処理液を基板の表面に散布し、それぞれの処理液の散布方向が板幅方向で交互に異なる方向に傾斜する複数のシャワーユニットを具備することを特徴とすることを特徴とする搬送式基板処理装置。
【請求項２】
最上流側のシャワーユニットの更に上流側に、基板の搬送方向一部に全幅にわたって膜状に処理液を供給するスリットノズルを設けたことを特徴とする請求項１に記載の搬送式基板処理装置。
【請求項３】
前記処理液はＡｌ用エッチング液である請求項１に記載の搬送式基板処理装置。
【請求項４】
各シャワーユニットにおけるスプレーノズルの傾斜角度θは１５〜４５度である請求項１に記載の搬送式基板処理装置。
【請求項５】
複数のシャワーユニットの配列ピッチＰは、基板の全長をＬとして（１／４〜２）Ｌである請求項１に記載の搬送式基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置用ガラス基板の製造等に使用される搬送式基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置に使用されるガラス基板は、素材であるガラス基板の表面にエッチング、剥離等の化学的処理を繰り返し施すことにより製造される。その処理装置はドライ式とウェット式に大別され、ウェット式は更にバッチ式と枚葉式に分けられる。更に、枚葉式は回転式とローラ搬送等による搬送式に細分される。
【０００３】
これらの基板処理装置のうち、搬送式のものは、基板をほぼ水平方向へ搬送しながらその基板の表面に処理液を供給する基本構成になっており、高効率なことから以前よりエッチング処理や剥離処理に使用されている。
【０００４】
エッチング処理に使用される搬送式基板処理装置では、基板搬送ラインの上方にマトリックス状に配置された多数のスプレーノズルからエッチング液を噴射し、そのエッチング液のシャワー中に基板を通過させることにより、基板の表面全体にエッチング液を供給する。このシャワー処理により、基板の表面が、マスキング材の塗布された部分を除いて選択的にエッチングされる。エッチングが終わると、引き続きシャワーによる洗浄処理を行う。剥離処理用のものも、基本的に同じ構成である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示装置用ガラス基板では、基板の大型化と共に回路の高精細化が進んでいる。その基板に使用される配線材料として、以前はＣｒが多用されていたが、最近の高精細化に伴ってより比抵抗値の小さいＡｌ又はＡｌ／Ｍｏへの転換が図られている。このため、エッチング用の搬送式基板処理装置でも、Ａｌ用エッチング液が使用され始めたが、このエッチング液の使用に伴って以下のような問題を生じることが判明した。
【０００６】
Ａｌ用エッチング液としてはリン酸を主成分とするものが使用される。このエッチング液を基板の表面に供給すると、金属との反応による微細な泡が金属膜上に発生する場合が少なくない。この泡は、エッチング液のシャワーによる物理的作用によっても除去されず、基板の金属膜上に滞留することにより、エッチングむらを発生させる原因になる。
【０００７】
一般に、エッチング液によるシャワー処理では、エッチング液のシャワー中を基板が通過することにより、基板の表面上を搬送方向前方から後方へエッチング液が流動し、液置換が行われる。基板が小さい場合は問題ないが、基板が大型化すると、基板の両側部に比べて中央部でエッチング液が滞留する傾向となる。その結果、幅方向中央部と両側部でエッチングレートに差が生じ、これもまた処理ムラの原因となる。
【０００８】
これらの問題を解決するために、シャワーユニットを構成する多数個のスプレーノズルを、基板の板幅方向で両側に同期して揺動させることが考えられている（特願２０００─３７６８３０）。スプレーノズルの揺動によると、基板の表面に供給される処理液をその表面上で両側へ交互に流動させることができる。即ち、通常のスプレーでは、基板の表面上に供給された処理液は、搬送方向後方へ強制排出される他は、オーバーフローにより両側へ自然排出されるだけであるが、スプレーノズルを板幅方向で両側へ同期して揺動させることにより、基板の一側部から他側部へ向かう液流れと他側部から一側部へ向かう液流れとが交互に強制的に形成される。その結果、基板の表面への処理液の供給に伴ってその表面上に生じる気泡が効率的に除去されると共に、板幅方向での処理レートが均等化される。
【０００９】
しかしながら、この技術では、スプレーノズルを揺動させるために、スプレーノズルを可動にし、且つ、駆動機構を設けることが必要になる。その結果、装置構造が著しく複雑化し、これによる装置コストの上昇及び信頼性の低下が問題になる。
【００１０】
本発明の目的は、基板の表面への処理液の供給に伴ってその表面上に生じる気泡を効率的に除去できると共に、大型基板で問題となる幅方向での処理レートの不均等を解消でき、しかも装置構造が簡単で、経済性及び信頼性に優れる搬送式基板処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の搬送式基板処理装置は、基板をほぼ水平方向へ搬送しながらその基板の表面に処理液を供給する搬送式基板処理装置であって、基板の搬送方向に縦列配置され、それぞれが基板の搬送方向及びその搬送方向に直角な方向に配列された多数個のスプレーノズルから処理液を基板の表面に散布し、それぞれの処理液の散布方向が板幅方向で交互に異なる方向に傾斜した複数のシャワーユニットを具備している。
【００１２】
本発明の搬送式基板処理装置においては、最上流のシャワーユニットの更に上流側に、基板の進行方向一部に全幅にわたって膜状に処理液を供給するスリットノズルを設けることができる。
【００１３】
処理液の散布方向を板幅方向で交互に異なる方向へ傾斜させた複数のシャワーユニットを、基板搬送方向に縦列配置することにより、複数のシャワーユニットの下を順に通過する基板の表面では、あたかも、スプレーノズルを板幅方向で両側に揺動させるごとく、基板の一側部から他側部へ向かう液流れと他側部から一側部へ向かう液流れとが交互に強制的に形成される。その結果、固定式のスプレーノズルを使用するにもかかわらず、基板の表面上に生じる気泡が効率的に除去され、合わせて幅方向での処理レートが均等化される。しかも、スプレーノズルが固定式であることによりので、揺動で問題となる設備コストの上昇及び信頼性の低下が回避される。
【００１４】
最上流のシャワーユニットの更に上流側に、基板の進行方向一部に全幅にわたって膜状に処理液を供給するスリットノズルを設け、シャワー処理の前に、基板をその膜中に通過させることにより、その表面がムラなく濡れる。一旦ムラなく濡れると、その後にシャワー処理を受けても液滴による処理ムラは生じない。
【００１５】
本発明の搬送式基板処理装置は、Ａｌエッチングに特に好適であるが、効果上の程度の差はあるもののＭｏエッチングなどの他のエッチング処理にも有効であり、更には剥離処理、洗浄処理にも適用可能である。
【００１６】
シャワーユニットにおけるスプレーノズルの傾斜角度は１５〜４５度が好ましい。この傾斜角度が小さすぎると、板幅方向の液流が十分に形成されない。大きすぎると、処理液の拡散が顕著になり、やはり板幅方向の液流が十分に形成されない。定性的には、板幅方向で隣接するスプレーノズルの真下部分に存在する処理液を払い除けることができる程度に傾斜しているのが適切であり、板幅方向でのノズル間隔にもよるが、３０度前後が最適である。
【００１７】
複数のシャワーユニットの配列ピッチＰは、基板の全長をＬとして（１／４〜２）Ｌが好ましい。このピッチが小さすぎると、処理液の散布方向が頻繁に切り替わり、基板の表面上では逆向きの液流の干渉が顕在化して、円滑な交互流の形成が困難になる。逆に大きすぎる場合は、液流の切り替わりが緩慢になり、気泡の除去効果及び処理レートの均等化効果が低下する。特に好ましい配列ピッチＰは、１／２Ｌ前後である。また、散布方向の切り替え頻度を時間で表現すると３〜１５秒に１回が適当である。
【００１８】
スプレーノズルからの処理液の散布量については、スプレーノズルを真下に向ける場合と基本的に同じでよく、処理の種類、ユーザーが希望する仕様等に基づいて適宜選択される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の１実施形態を示す搬送式基板処理装置の平面図、図２は図１中のＡ─Ａ線矢示図、図３は図１中のＢ─Ｂ線矢示図である。
【００２０】
本実施形態の搬送式基板処理装置は、液晶表示装置用ガラス基板にＡｌエッチング処理を行う装置である。このエッチング用の基板処理装置は、図１に示すように、直線状の第１ラインＡと、第１ラインＡに直角に接続された第２ラインＢと、第２ラインＢに直角に接続されて第１ラインＡに並列する第３ラインＣとを組み合わせたＵターン形式のレイアウトを採用している。
【００２１】
第１ラインＡは、基板受け入れ部１０、液避け部２０及びエッチング部３０を直線状に連結して構成されている。エッチング部３０は、入口部にエッチング液を膜状に供給する液カーテン用の第１スリットノズル３１、その下流側にエッチング液をシャワー状に供給する複数のシャワーユニット３２Ｌ，３２Ｒ・・・、その更に下流側の出口部に液切り用の第２スリットノズル３３をそれぞれ装備している。
【００２２】
第２ラインＢは水洗部４０であり、基板１００の表面に洗浄水を散布する複数のシャワーユニット４１を装備している。第２ラインＢの入口部及び出口部には、基板１００の搬送方向を９０度変更する直角移載装置４２，４３が設けられている。第３ラインＣは、水洗部５０、ファイナルリンス部６０、乾燥部７０及び基板取り出し部８０を直線状に連結して構成されている。水洗部５０及びファイナルリンス部６０は、基板１００の表面に洗浄水を散布するシャワーユニット５１及び６１をそれぞれを装備している。乾燥部７０は液切り用の傾斜したスリットノズル７１を装備している。
【００２３】
第１ラインＡ、第２ラインＢ及び第３ラインＣには、基板搬送機構として、直角移載装置４２，４３の部分を除き、後述する多数の搬送ローラが設けられている。
【００２４】
エッチング処理を受ける基板１００は、ロボットハンド９０Ａにより基板受け入れ部１０に搬入される。その基板１００は、ローラ搬送により、基板受け入れ部１０から液よけ部２０を経てエッチング部３０に搬送され、エッチング部３０を通過する間にエッチング処理を受ける。
【００２５】
エッチング部３０を通過した基板１００は、引き続きローラ搬送により、水洗部４０に進入し、進行方向を９０度変更して水洗部４０を移動し、更に進行方向を９０度変更して別の水洗部５０に進入し、その間に水洗処理を受ける。水洗部５０を出た基板１００は、ローラ搬送により、ファイナルリンス部６０を経て乾燥部７０へ搬送される。
【００２６】
乾燥部７０で乾燥を終えた基板１００は、引き続きローラ搬送により、基板取り出し部８０へ搬出され、ロボットハンド９０Ｂにより装置外へ搬出される。
【００２７】
本実施形態の搬送式基板処理装置では、エッチング部３０に特に大きな特徴点がある。このエッチング部３０は、図２及び図３に示すように、基板１００を水平方向に搬送する搬送ローラ３４を備えると共に、基板１００の搬送ラインの上方に、２種類のシャワーユニット３２Ｌ，３２Ｒを備えている。
【００２８】
多数の搬送ローラ３４は、基板搬送方向に所定間隔で配列されており、駆動機構３６により同期駆動される。各搬送ローラ３４は、駆動軸３４ａと、駆動軸３４ａに所定間隔で取付けられて基板１００を板幅方向の複数箇所で支持する複数のローラ本体３４ｂとを備えており、両端のローラ本体３４ｂは、基板１００の両エッジ部の位置決め機能を兼備する鍔付きローラである。そして、所定数に１個の割合で搬送ローラ３４に押さえローラ３５が組み合わされてダブルローラが構成されている。
【００２９】
ダブルローラを構成する押さえローラ３５は、下側の搬送ローラ３４と同期して駆動される駆動軸３５ａと、両側の鍔付きローラに対応するように駆動軸３５ａに取付けられた１対のローラ本体３５ｂを備えている。そしてダブルローラは、基板１００のスリップを防止するために、基板１００の長さＬより小さいピッチで配置されている。
【００３０】
２種類のシャワーユニット３２Ｌ，３２Ｒは、基板１００の搬送方向に交互に縦列配置されている。シャワーユニット３２Ｌ，３２Ｒは、いずれも複数本のヘッダ管３２ａと、各ヘッダ管３２ａに取付けられた複数個のスプレーノズル３２ｂとを備えている。複数本のヘッダ管３２ａは、基板１００の搬送方向に延びる水平管であり、基板１００の搬送方向に直角な方向に所定の間隔で配置されている。複数個のスプレーノズル３２ｂは、ヘッダ管３２の長手方向に所定の間隔で取付けられており、これにより、基板１００の搬送方向に平行な水平方向及びその搬送方向に直角な水平方向に所定間隔でマトリックス状（千鳥状を含む）に配置されたノズル群を、基板１００の搬送ラインの上方に構成している。
【００３１】
複数本のヘッダ管３２ａには、図示されない母管からエッチング液が供給される。これにより、多数個のスプレーノズル３２ｂからエッチング液がスプレーされ、シャワーユニット３２Ｌ，３２Ｒの下方を通過する基板１００の表面全体に、そのエッチング液が供給される。多数個のスプレーノズル３２ｂは、エッチング液を細かな液滴にして円錐形状に噴射し、隣接するノズル間で各ノズルの噴射範囲がオーバーラップするように配置されている。
【００３２】
エッチング部３０で特に重要な構成は、シャワーユニット３２Ｌとシャワーユニット３２Ｒとで、スプレーノズル３２ｂの向きが異なることでる。具体的に説明すると、シャワーユニット３２Ｌでは、図２に示すように、多数個のスプレーノズル３２ｂは、真下の方向に対し、基板１００の搬送方向に直角な水平方向（板幅方向）の一方の側（図では搬送方向に向かって左側）に所定角度θで傾斜している。これに対し、シャワーユニット３２Ｒでは、図３に示すように、多数個のスプレーノズル３２ｂは、真下の方向に対し、基板１００の搬送方向に直角な水平方向（板幅方向）の他方の側（図では搬送方向に向かって右側）に所定角度θで傾斜している。各スプレーノズル３２ｂの鉛直線に対する傾斜角度θは、ここでは両ユニットとも約３０度とされている。
【００３３】
エッチング部３０の入口部及び出口部には、液カーテン用の第１スリットノズル３１及び液切り用の第２スリットノズル３３がそれぞれ設けられている。第１スリットノズル３１は、基板１００の進行方向に直角な水平ノズルであり、Ａｌ用エッチング液を膜状にして流下させることにより、そのエッチング液を、基板１０の表面の進行方向一部に全幅にわたって直線状に供給する。第２スリットノズル３３は、スリット形式のエアノズルであり、基板１０の表面の進行方向一部に全幅にわたって直線状にエアを吹き付けることにより、その表面からエッチング液を除去する。
【００３４】
このような構成になる本実施形態の搬送式基板処理装置では、液よけ部２０からエッチング部３０に進入した基板１００は、まず、第１スリットノズル３１の下方に形成されたＡｌ用エッチング液の液カーテン中を通過し、その表面上に先端部から順次エッチング液が供給される。
【００３５】
基板１００の表面にいきなりＡｌ用エッチング液をシャワーすると、最初に液滴を受けた部分が処理ムラとなって残るが、事前にエッチング液の膜中を通過することにより、その表面上にエッチング液がムラなく供給されるので、エッチング液のシャワー処理に伴う処理ムラが防止される。
【００３６】
次いで、基板１００は２種類のシャワーユニット３２Ｌ，３２Ｒの下方を交互に通過し、シャワーユニット３２Ｌの下方を通過するときは、エッチング液が基板１００の表面に一方の側から斜めに散布され、ユニット３２Ｒの下方を通過するときは、そのエッチング液が基板１００の表面に他方の側から斜めに散布される。これにより、基板１００の表面上では、あたかもスプレーノズル３２ｂを揺動させたかのように、一側部から他側部へ向かう液流れと他側部から一側部へ向かう液流れとが交互に強制的に形成される。
【００３７】
Ａｌ用エッチング液を用いたシャワー処理により、基板１００の表面に形成されたＡｌ層又はＡｌ／Ｍｏ層が選択的にエッチングされる。このシャワー処理では、基板１００の金属膜上に多数の微細な気泡を生じる場合があるが、上述したように、基板１００の表面上で、一側部から他側部へ向かう液流れと他側部から一側部へ向かう液流れとを交互に強制的に形成されることにより、基板１００の表面上に生じる気泡がエッチング液と共に基板１００の両側へ効率的に排除される。従って、気泡による処理ムラが防止される。更に、基板１００の幅方向での処理レートが均等化され、この点からも処理ムラの解消が図られる。
【００３８】
なお、上記実施形態はＡｌエッチング装置であるが、Ｍｏエッチングなどの他のエッチング装置にも適用可能であり、更には剥離装置、洗浄装置にも適用可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明の搬送式基板処理装置は、スプレーノズルからの処理液の散布方向を板幅方向で交互に異なる方向へ傾斜させた複数のシャワーユニットを、基板搬送方向に縦列配置することにより、スプレーノズルを板幅方向で揺動させる場合と同様に、基板の表面への処理液の供給に伴ってその表面上に生じる気泡を効率的に除去でき、且つ、大型基板で問題となる幅方向での処理レートの不均等を解消でき、これらにより処理ムラを効果的に防止することができる。しかも、スプレーノズルを固定でき、これを揺動させる場合に問題となる装置構造の複雑化、及びこれによる装置コストの上昇及び信頼性の低下を回避できる。
【００４０】
また、最上流のシャワーユニットの更に上流側に、基板表面の幅方向全域に膜状に処理液を供給するスリットノズルを設け、シャワー処理の前に、基板をその膜中に通過させることにより、処理ムラをより効果的に効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を示す搬送式基板処理装置の平面図である。
【図２】図１中のＡ─Ａ線矢示図である。
【図３】図１中のＢ─Ｂ線矢示図である。
【符号の説明】
１０　受け入れ部
２０　液よけ部
３０　エッチング部
３１　第１スリットノズル
３２Ｌ，３２Ｒ　シャワーユニット
３２ａ　ヘッダ管
３２ｂ　スプレーノズル
３３　第２スリットノズル
３４　搬送ローラ
３５　押さえローラ
４０，５０　水洗部
６０　ファイナルリンス部
７０　乾燥部
８０　取り出し部
９０Ａ，９０Ｂ　ロボットハンド
１００　基板
【図１】
2004111706.tif 000003
【図２】
2004111706.tif 000004
【図３】
2004111706.tif 000005