(57)【要約】【課題】ガラス基板の表面を均一に洗浄できるスピン洗浄ユニットを提供する。【解決手段】ガラス基板３の辺Ｅ１,Ｅ２,Ｅ３,Ｅ４と基板収容部24の内周面23との間の間隔をガラス基板３の仮想対角線Ａで分割する。長辺Ｅ１,Ｅ３に対向する水平面積をＳ１,Ｓ３とし、短辺Ｅ２,Ｅ４に対向する水平面積をＳ２,Ｓ４とする。Ｓ１＝Ｓ３およびＳ２＝Ｓ４が成り立つ構成とする。第１の排気ダクト32aの距離ｄの垂直断面積をＦ１とする。第３の排気ダクト32cの距離ｄの垂直断面積をＦ３とする。第２の排気ダクト32bの距離ｄの垂直断面積をＦ２とする。第４の排気ダクト32dの距離ｄの垂直断面積をＦ４とする。Ｆ１＝Ｆ３およびＦ２＝Ｆ４が成り立つ構成とする。【選択図】図１
2007329426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形平板状の基板が収容可能で気体および洗浄液が供給され前記洗浄液にて前記基板の表面を洗浄する収容部と、
この収容部内に設けられ、この収容部内に収容された前記基板が設置されて、この基板を回転させる設置部と、
前記収容部の前記設置部に設置された前記基板の各辺に対向する位置にそれぞれ設けられ、前記収容部内へと供給された前記気体を排出させる排出口と、を具備した
ことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記排出口のそれぞれに取り付けられ、これら各排出口から排出される前記気体を外部へと排出させるダクト部を具備した
ことを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
前記ダクト部は、前記基板の一対の長辺に対向する前記各ダクト部の前記排出口から距離ｄの部分の断面積をＦ１,Ｆ３とし、前記基板の一対の短辺に対向する前記各ダクト部の前記排出口から距離ｄの部分の断面積をＦ２,Ｆ４とした場合に、Ｆ１＝Ｆ３およびＦ２＝Ｆ４である
ことを特徴とする請求項２記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記収容部は、前記基板の各辺と前記収容部の内側面との間の間隔を前記基板の一対の対角線に沿って分割し、この分割した部分のうちの前記基板の長辺に対向した部分の面積をＳ１,Ｓ３とし、前記分割した部分のうちの前記基板の短辺に対向した部分の面積をＳ２,Ｓ４とした場合に、Ｓ１＝Ｓ３およびＳ２＝Ｓ４である
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記ダクト部は、前記基板の一対の長辺に対向する前記各ダクト部の前記排出口から距離ｄの部分の断面積をＦ１,Ｆ３とし、前記基板の一対の短辺に対向する前記各ダクト部の前記排出口から距離ｄの部分の断面積をＦ２,Ｆ４とし、
前記収容部は、前記基板の各辺と前記収容部の内側面との間の間隔を前記基板の一対の対角線に沿って分割し、この分割した部分のうちの前記基板の長辺に対向した部分の面積をＳ１,Ｓ３とし、前記分割した部分のうちの前記基板の短辺に対向した部分の面積をＳ２,Ｓ４とした場合に、
前記ダクト部および前記収容部は、Ｆ１：Ｆ２＝Ｓ１：Ｓ２の関係に形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
洗浄液としてフッ酸を用いて基板上に形成された非晶質シリコンを洗浄する請求項１ないし５いずれか記載の基板洗浄装置と、
この基板洗浄装置にて洗浄された基板上の非晶質シリコンをレーザアニールして結晶化させて多結晶シリコンにするアニール装置と、を具備した
ことを特徴とする膜制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面を洗浄する基板洗浄装置および膜制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の基板洗浄装置としてのスピン洗浄ユニットは、ガラス基板が設置されるステージを有する円筒状の収容チャンバを備えている。このスピン洗浄ユニットは、収容チャンバのステージ上にガラス基板を設置させた状態で、この収容チャンバ内へと空気を送り込みつつ、ガラス基板を水平に回転させながら、このガラス基板の表面に向けて洗浄液を塗布してスピン洗浄して、このガラス基板の表面に形成されている薄膜を洗浄させる構成が知られている(例えば、特許文献１参照。)。
【０００３】
特に、この種のスピン洗浄ユニットは、このスピン洗浄ユニットの収容チャンバ内に空気を送り込んでおり、ガラス基板に塗布されて霧状となった洗浄液を空気で排出させるための排気口が、この収容チャンバの内周面に複数設けられている。そして、これら排気口は、これら排気口に接続されている排気路としてのダクトが途中で合流されて、このダクトの個数を減少させてから、これら排気口から吸い込んだ洗浄液を外部へと排気させるダンパが取り付けられている。
【特許文献１】特開２００１−１１０７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、上記スピン洗浄ユニットでは、排気口に接続されているダクトを途中で合流させて個数を減少させてから、これらダクトにダンパが取り付けられているので、これら排気口からの空気とともに吸い込む霧状の洗浄液の吸込量が異なってしまう。したがって、これら排気口それぞれでの霧状の洗浄液の吸込量が異なることによって、ガラス基板上に形成されている薄膜の表面を均一にスピン洗浄することが容易ではないという問題を有している。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、基板の表面を均一に洗浄できる基板洗浄装置および膜制御装置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】
【０００６】
本発明は、矩形平板状の基板が収容可能で気体および洗浄液が供給され前記洗浄液にて前記基板の表面を洗浄する収容部と、この収容部内に設けられ、この収容部内に収容された前記基板が設置されて、この基板を回転させる設置部と、前記収容部の前記設置部に設置された前記基板の各辺に対向する位置にそれぞれ設けられ、前記収容部内へと供給された前記気体を排出させる排出口と、を具備したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、収容部の設置部に設置された矩形平板状の基板の各辺に対向する位置に、この収容部内へと供給される気体を排出させる排出口をそれぞれ設けたことにより、これら排出口から気体を排出させる際における基板の表面全体での気体の通過量をほぼ等しくすることが可能となり、これによって、洗浄液から発生したミストの基板表面への付着を防止できるため、洗浄された基板表面を汚染から守ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の基板洗浄装置を備えた膜制御装置の一実施の形態の構成を図１ないし図３を参照して説明する。
【０００９】
図３において、１は膜制御装置としての複合型エキシマレーザアニール装置で、この複合型エキシマレーザアニール装置１は、基板移載機としてのカセットステーション11を備えている。このカセットステーション11には、図示しないプラズマＣＶＤ装置にて表面に非晶質シリコンとしてのアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)膜２が成膜されて積層された長方形状である矩形平板状の洗浄の対象となるガラス基板３が複数枚セットされる。そして、このカセットステーション11は、複数枚、例えば２５枚のガラス基板３が収納されたカセット12が複数設置される細長矩形状のカセット設置部13を有している。
【００１０】
そして、このカセット設置部13には、このカセット設置部13の一側に隣接して、このカセット設置部13に設置されたカセット12内からガラス基板３を取り出して搬送する細長矩形状の基板搬送部14が設けられている。この基板搬送部14には、カセット12内からガラス基板３を一枚ずつ取り出して搬送したり、このカセット12内へとガラス基板３を搬送して収容させたりする搬送ロボット15が取り付けられている。
【００１１】
この基板搬送部14の長手方向の一端部には、この基板搬送部14の搬送ロボット15にて搬送されたガラス基板３をスピン洗浄する基板洗浄装置としての洗浄手段であるスピン洗浄ユニット21が取り付けられている。このスピン洗浄ユニット21は、カセットステーション11の周囲に設置されたスピン洗浄機である。そして、このスピン洗浄ユニット21は、ガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２の表面が酸化して形成された図示しない表面酸化層や、このアモルファスシリコン膜２の表面に付着したごみなどを洗浄して除去する。
【００１２】
さらに、このスピン洗浄ユニット21は、フッ素化合物であるフッ酸(ＨＦ)を純水(Ｈ２Ｏ)に混合させたフッ酸水溶液Ｆを薬液としての洗浄液として用い、ガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２の表面に形成された表面酸化層やごみを除去した後、純水ですすいでリンスしてから、このガラス基板３を水平にスピンさせて回転させて乾燥させる。
【００１３】
具体的に、このスピン洗浄ユニット21は、図１および図２に示すように、平面視矩形状の収容チャンバ22を備えている。この収容チャンバ22は、カセットステーション11の基板搬送部14の長手方向の一端部に連結されている。さらに、この収容チャンバ22内には、上下方向に沿った軸方向を有する円筒状の内周面23を有する収容部としてのカップ部である中空な基板収容部24が設けられている。この基板収容部24は、平面視円形に形成されており、この基板収容部24の内周面23内の内部空間にガラス基板３が収容され、この内周面23内に収容されたガラス基板３の表面のアモルファスシリコン膜２に向けてフッ酸水溶液Ｆが吹き付けられて、このアモルファスシリコン膜２を洗浄する。
【００１４】
さらに、この基板収容部24の内周面23内の中央部には、ガラス基板３が設置される設置部としての矩形平板状のステージ25が水平に回転可能に取り付けられている。このステージ25は、このステージ25の中心が基板収容部24の内周面23の中心と一致するように設置されている。すなわち、このステージ25は、このステージ25の表面である基板設置面26にガラス基板３が設置され、このステージ25の水平方向への回転によってガラス基板３を水平、例えば平面視左周りにスピン回転させる。
【００１５】
また、図２に示すように、このステージ25の基板設置面26上に設置されるガラス基板３の中心位置の上方には、このガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２の表面に向けてフッ酸水溶液Ｆを噴出させて吹き付ける洗浄液噴出部としての薬液ノズル27が取り付けられている。この薬液ノズル27は、収容チャンバ22の基板収容部24内に設けられており、この基板収容部24内のステージ25の基板設置面26の中心位置に、この薬液ノズル27の中心位置を対向させた状態で取り付けられている。すなわち、この薬液ノズル27は、この薬液ノズル27からフッ酸水溶液Ｆを噴出させて、このフッ酸水溶液Ｆをガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２に吹き付けて塗布させる。
【００１６】
さらに、収容チャンバ22の基板収容部24の上側面には、吸気口28が設けられている。この吸気口28は、基板収容部24内に設置された薬液ノズル27上に対向して取り付けられている。さらに、この吸気口28には、収容チャンバ22の基板収容部24の上側部から、この基板収容部24内へと強制的に送り込んで注入させる気体としての空気ａをフィルタリングなどしてろ過するクリーンユニット29が取り付けられている。
【００１７】
ここで、このクリーンユニット29は、このクリーンユニット29にてろ過した空気ａを収容チャンバ22の基板収容部24の上側部の吸気口28から注入させて、この空気ａを基板収容部24内全体に亘って循環させ、この基板収容部24内で発生する霧状のフッ酸水溶液Ｍがガラス基板３の表面に付着しないように、この霧状のフッ酸水溶液Ｍを強制的に排気させるための空気ａを、この基板収容部24内へと大量に送り込んで注入させる。ここで、この霧状のフッ酸水溶液Ｍは、薬液ノズル27からガラス基板３上にフッ酸水溶液Ｆを吹き付けることによって、このフッ酸水溶液Ｆがミスト状となったものである。
【００１８】
さらに、基板収容部24の内周面23には、この基板収容部24内のステージ25上に設置されたガラス基板３の表面に向けて噴出されてミスト状となった霧状のフッ酸水溶液Ｍを、この基板収容部24内へと注入された空気ａとともに、この基板収容部24内から外部へと強制的に排出させるエア排出口としての複数、例えば４つの第１の排出口31a、第２の排出口31b、第３の排出口31cおよび第４の排出口31dが設けられている。
【００１９】
そして、これら第１の排出口31a、第２の排出口31b、第３の排出口31cおよび第４の排出口31dは、基板収容部24の内周面23の周方向に沿って、これら第１の排出口31a、第２の排出口31b、第３の排出口31cおよび第４の排出口31dの幅方向の中心が等間隔に離間した位置となるように設けられている。すなわち、これら第１の排出口31a、第２の排出口31b、第３の排出口31cおよび第４の排出口31dは、基板収容部24内のステージ25の基板設置面26上に設置させたガラス基板３の回転を停止させた状態で、このガラス基板３の各辺Ｅ１,Ｅ２,Ｅ３,Ｅ４の中心部に中心軸方向に沿って中心部を対峙して、これら各辺Ｅ１,Ｅ２,Ｅ３,Ｅ４の中心部に対向する位置に設けられている。
【００２０】
具体的に、第１の排出口31aは、基板収容部24の中心部を介して第３の排出口31cに対向する位置に設けられている。さらに、これら第１の排出口31aおよび第３の排出口31cは、基板収容部24内のステージ25上に設置させたガラス基板３の回転を停止させた状態で、このガラス基板３の長手方向に沿って対峙した端辺である長辺Ｅ１,Ｅ３に対向し、これら長辺Ｅ１,Ｅ３の中央部に第１の排出口31aおよび第３の排出口31cの幅方向の中央部がガラス基板３の長手方向に沿って一致した位置となるように設けられている。
【００２１】
また、第２の排出口31bは、基板収容部24の内周面23に沿った平面視右回りで第１の排出口31aと第３の排出口31cとの間に設けられている。さらに、第４の排出口31dは、基板収容部24の内周面23に沿った平面視右回りで第３の排出口31cと第１の排出口31aとの間に設けられている。また、第２の排出口31bは、基板収容部24の中心部を介して第４の排出口31dに対向する位置に設けられている。さらに、これら第２の排出口31bおよび第４の排出口31dは、基板収容部24内のステージ25上に設置させたガラス基板３の回転を停止させた状態で、このガラス基板３の幅方向に沿って対峙した端辺である短辺Ｅ２,Ｅ４に対向し、これら短辺Ｅ２,Ｅ４の中央部に第１の排出口31aおよび第３の排出口31cの幅方向の中央部がガラス基板３の幅方向に沿って一致した位置となるように設けられている。
【００２２】
ここで、これら第２の排出口31bおよび第４の排出口31dは、第１の排出口31aおよび第３の排出口31cの開口面積より小さい開口面積の開口部に構成されている。具体的に、これら第２の排出口31bおよび第４の排出口31dの開口面積は、第１の排出口31aおよび第３の排出口31cの開口面積に対して、ガラス基板３の短辺Ｅ２,Ｅ４と長辺Ｅ１,Ｅ３との長さの比と同様の面積比となるように設定されている。
【００２３】
さらに、基板収容部24は、この基板収容部24内のステージ25上にガラス基板３を設置させ、このガラス基板３の長辺Ｅ１,Ｅ３を第１の排出口31aおよび第３の排出口31cに水平に対向させ、このガラス基板３の回転を停止させた状態で、このガラス基板３の各辺Ｅ１,Ｅ２,Ｅ３,Ｅ４と基板収容部24の内周面23との間の間隔を、このガラス基板３の一対の対角線を延長させた仮想対角線Ａに沿って分割し、この仮想対角線Ａに沿って分割した部分のうちのガラス基板３の長辺Ｅ１,Ｅ３に対向する部分の水平面積をＳ１,Ｓ３とし、この仮想対角線Ａに沿って分割した部分のうちのガラス基板３の短辺Ｅ２,Ｅ４に対向する部分の水平面積をＳ２,Ｓ４とした場合に、Ｓ１＝Ｓ３およびＳ２＝Ｓ４それぞれの関係が成り立つように形成されている。
【００２４】
このとき、これら水平面積Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３,Ｓ４それぞれは、停止状態のガラス基板３の四隅から対角線を引き、これら対角線の延長線である仮想対角線Ａと基板収容部24の内周面23との交点を起点として、この基板収容部24の内周面23とガラス基板３の周端の各辺Ｅ１,Ｅ２,Ｅ３,Ｅ４とで囲まれたガラス基板３と同一平面上の空隙面である。
【００２５】
具体的に、水平面積Ｓ１は、第１の排気口31aに対向しているガラス基板３の一方の長辺Ｅ１と、この長辺Ｅ１に対向する基板収容部24の内周面23と、この長辺Ｅ１の両端部に交差する仮想対角線Ａとによって囲まれた基板収容部24の内部空間の一部の水平断面積である。よって、この水平面積Ｓ１は、基板収容部24の内周面23のガラス基板３の長辺Ｅ１に接する部分の面積である。また、水平面積Ｓ２は、第２の排気口31bに対向しているガラス基板３の一方の短辺Ｅ２と、この短辺Ｅ２に対向する基板収容部24の内周面23と、この短辺Ｅ２の両端部に交差する仮想対角線Ａとによって囲まれた基板収容部24の内部空間の一部の水平断面積である。
【００２６】
同様に、水平面積Ｓ３は、第３の排気口31cに対向しているガラス基板３の他方の長辺Ｅ３と、この長辺Ｅ３に対向する基板収容部24の内周面23と、この長辺Ｅ３の両端部に交差する仮想対角線Ａとによって囲まれた基板収容部24の内部空間の一部の水平断面積である。また、水平面積Ｓ４は、第４の排気口31dに対向しているガラス基板３の他方の短辺Ｅ４と、この短辺Ｅ４に対向する基板収容部24の内周面23と、この短辺Ｅ４の両端部に交差する仮想対角線Ａとにて囲まれた基板収容部24の内部空間の一部の水平断面積である。
【００２７】
一方、この基板収容部24の第１の排出口31aには、基板収容部24内の空気ａを第１の排出口31aから外部へと排出させることにより、この空気ａとともに基板収容部24内でミスト状となった霧状のフッ酸水溶液Ｍを強制的に排出させる円筒状の排出部としてのダクト部である第１の排気ダクト32aの一端である上流端が接続されている。この第１の排気ダクト32aの上流端部には、上流側に向けてテーパ状に拡開した第１の拡開部33aが設けられている。そして、この第１の拡開部33aの上流端が第１の排出口31aの下流側の端部に連通した状態で接続されている。さらに、この第１の拡開部33aの下流端部には、細長円筒状の配管部である第１のパイプ部34aの上流端が連通した状態で接続されている。
【００２８】
同様に、第２の排出口31b、第３の排出口31cおよび第４の排出口31dにもまた、基板収容部24内の空気ａを第２の排出口31b、第３の排出口31cまたは第４の排出口31dから外部へと排出させることにより、この空気ａとともに基板収容部24内でミスト状となった霧状のフッ酸水溶液Ｍを排出させるダクト部である第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32dの上流端が接続されている。そして、これら第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32dの上流端部に上流側に向けてテーパ状に拡開した第２の拡開部33b、第３の拡開部33cおよび第４の拡開部33dが設けられ、これら第２の拡開部33b、第３の拡開部33cおよび第４の拡開部33dの上流端が第２の排出口31b、第３の排出口31cおよび第４の排出口31dの下流側の端部に連通接続されている。さらに、これら第２の拡開部33b、第３の拡開部33cおよび第４の拡開部33dの下流端部には、細長円筒状の配管部である第２のパイプ部34b、第３のパイプ部34cおよび第４のパイプ部34dの上流端が連通接続されている。
【００２９】
ここで、これら第１のパイプ部34a、第２のパイプ部34b、第３のパイプ部34cおよび第４のパイプ部34dの上流側には、これら第１のパイプ部34a、第２のパイプ部34b、第３のパイプ部34cおよび第４のパイプ部34d内へと空気ａとともに吸い込まれた霧状のフッ酸水溶液Ｍを、この空気ａから気液分離させる気液分離機構35a,35b,35c,35dがそれぞれ取り付けられている。これら気液分離機構35a,35b,35c,35dは、第１のパイプ部34a、第２のパイプ部34b、第３のパイプ部34cおよび第４のパイプ部34dの上流側の下側面に取り付けられたメッシュ状の網状体36a,36b,36c,36dを備えている。
【００３０】
これら気液分離機構35a,35b,35c,35dは、各第１のパイプ部34a、第２のパイプ部34b、第３のパイプ部34cおよび第４のパイプ部34d内へと空気ａとともに吸い込まれたフッ酸水溶液Ｆを、このフッ酸水溶液Ｆの自重にて各網状体36a,36b,36c,36dより下方へ落ちて排出させて、このフッ酸水溶液Ｆを空気ａから気液分離させる。さらに、これら網状体36a,36b,36c,36dそれぞれの下方には、排液管としての図示しないドレインが接続されており、これらドレインは、網状体36a,36b,36c,36dにて気液分離されたフッ酸水溶液Ｆを外部へ排出させるように構成されている。
【００３１】
さらに、第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32dは、第１の排気ダクト32aの第１の排出口31aから下流側に向けて所定距離ｄほど離れた部分の垂直断面積をＦ１とし、第３の排気ダクト32cの第３の排出口31cから下流側に距離ｄほど離れた部分の垂直断面積をＦ３とし、第２の排気ダクト32bの第２の排出口31bから下流側に距離ｄほど離れた部分の垂直断面積をＦ２とし、第４の排気ダクト32dの第４の排出口31dから下流側に距離ｄほど離れた部分の垂直断面積をＦ４とした場合に、Ｆ１＝Ｆ３およびＦ２＝Ｆ４の関係が成り立つように構成されている。
【００３２】
ここで、距離ｄは、第１の排出口31a、第２の排出口31b、第３の排出口31cおよび第４の排出口31dの基板収容部24の内周面23に沿った高さ方向および幅方向それぞれの中心位置から、第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32dそれぞれの軸芯である中心位置に沿って下流側に向かった中心距離である。さらに、これら第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32dおよび基板収容部24のそれぞれは、Ｆ１：Ｆ２＝Ｓ１：Ｓ２の比の関係が成り立つように構成されている。
【００３３】
さらに、これら垂直断面積Ｆ１,Ｆ３は、停止状態でガラス基板３の長辺Ｅ１,Ｅ３に対峙する第１の排気口31aおよび第３の排気口31cに繋がる第１の排気ダクト32aおよび第３の排気ダクト32cから距離ｄの部分での断面積である。また、垂直断面積Ｆ２,Ｆ４は、停止状態でガラス基板３の短辺Ｅ２,Ｅ４に対峙する第２の排気口31bおよび第４の排気口31dに繋がる第２の排気ダクト32bおよび第４の排気ダクト32dから距離ｄの部分での断面積である。
【００３４】
そして、これら第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32dそれぞれの下流側の端部には、それぞれ独立した断面積調整手段としての排気量調整手段である排気ダンパ37が取り付けられている。これら排気ダンパ37は、第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32d内での空気ａの排気風速を独立して調整して制御可能に構成されている。
【００３５】
あるいは、これら排気ダンパ37に、第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32d内の差圧が均等になるように、自動あるいは手動にてダンパ角度を調整させる図示しない調整機構を設けることも可能である。
【００３６】
具体的に、これら調整機構は、外気圧と排気ダクト内の気圧との差圧を計測する差圧計と、排気ダンパ37の開度を調整するアクチュエータと、圧力制御回路とを備えている。この圧力制御回路は、この圧力制御回路で設定した差圧となるように、この圧力制御回路からアクチュエータに電気信号が出力され、この電気信号に応じてアクチュエータが作動してダンパ開度を調整させて、すべての排気ダクト33内の圧力を正確に一致させる。
【００３７】
一方、図３に示すように、カセットステーション11の基板搬送部14の一側部には、膜制御手段としてのレーザアニール装置41が取り付けられている。このレーザアニール装置41は、カセットステーション11を介してスピン洗浄ユニット21に連結されており、このスピン洗浄ユニット21にて洗浄されてから搬送されたガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２に向けてエキシマレーザビームを照射してエキシマレーザアニールして再結晶させて多結晶シリコンとしてのポリシリコン(Ｐ−Ｓｉ)膜４にさせる。
【００３８】
そして、このレーザアニール装置41は、スピン洗浄ユニット21にて洗浄されて乾燥されたガラス基板３が搬送ロボット15にて搬送されて収容されるアニールチャンバとしてのアニール室42と、エキシマレーザビームを発振させるレーザ発振手段としてのレーザ発振装置43とを備えており、このレーザ発振装置43とアニール室42との間に設けられた第１の光学系44および第２の光学系45を通じて、アニール室42内のガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２全面にエキシマレーザビームを照射させる。
【００３９】
次に、上記複合型エキシマレーザアニール装置１にてエキシマレーザアニールされたポリシリコン膜４を備えた液晶表示装置について説明する。
【００４０】
図４において、51は液晶表示装置としての液晶表示素子で、この液晶表示素子51は低温ポリシリコン薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)液晶ディスプレイである。そして、この液晶表示素子51は、略矩形平板状のアレイ基板52を備えている。このアレイ基板52は、略透明な絶縁性を有するガラス基板３を備えている。このガラス基板は、例えば４００ｍｍ×５００ｍｍほどの大きさの矩形平板状に形成されている。
【００４１】
また、このガラス基板３の表面には、このガラス基板３からの不純物の拡散を防止する絶縁性のアンダーコート層53が成膜されている。このアンダーコート層53は、例えば２０ｎｍほどの膜厚寸法のシリコン窒化膜(ＳｉＮｘ)と、例えば１００ｎｍほどの膜厚寸法のシリコン酸化膜(ＳｉＯｘ)とを有し、プラズマＣＶＤ法にて成膜されて形成されている。
【００４２】
そして、このアンダーコート層53上には、例えば５０ｎｍほどの膜厚寸法を有する島状の活性層としての半導体層54と、島状の容量部55とが設けられている。これら半導体層54および容量部55のそれぞれは、ポリシリコン膜４にて構成されている。ここで、この半導体層54の中央部にチャネル領域56が設けられており、このチャネル領域56の両側にソース領域57およびドレイン領域58が設けられている。
【００４３】
さらに、半導体層54および容量部55を含むアンダーコート層53上には、絶縁性を有するシリコン酸化膜などでゲート絶縁膜としてのゲート酸化膜61が成膜されている。そして、半導体層54のチャネル領域56に対向するゲート酸化膜61上には、ゲート電極62が積層されて形成されている。このゲート電極62は、モリブデン−タングステン合金(ＭｏＷ)などにて構成されている。そして、このゲート電極62、ゲート酸化膜61および半導体層54によって、スイッチング素子としてのｐ型の薄膜トランジスタ63が形成されている。
【００４４】
また、容量部55に対向するゲート酸化膜61上には、容量配線部64が積層されて形成されている。この容量配線部64は、モリブデン−タングステン合金(ＭｏＷ)などにて構成されており、ゲート電極62と同じ工程で同一材料にて形成されている。そして、この容量配線部64、ゲート酸化膜61および容量部55によって、補助容量65が形成されている。
【００４５】
そして、ゲート電極62および容量配線部64を含むゲート酸化膜61上には、シリコン酸化膜などで形成された層間絶縁膜66が成膜されている。この層間絶縁膜66およびゲート酸化膜61には、これら層間絶縁膜66およびゲート酸化膜61を貫通し、半導体層54のソース領域48、ドレイン領域47および容量部55に連通した第１のコンタクトホール67,68,69が設けられている。そして、半導体層54のソース領域57に貫通した第１のコンタクトホール67を含む層間絶縁膜66上には、ソース電極71が積層されている。したがって、このソース電極71は、半導体層54のソース領域57に電気的に接続されている。
【００４６】
また、この半導体層54のドレイン領域58に貫通した第１のコンタクトホール68と、容量部55に貫通した第１のコンタクトホール69とを含む層間絶縁膜66上には、ドレイン電極72が積層されている。このドレイン電極72は、半導体層54のドレイン領域58と容量部55とを電気的に接続させている。ここで、これらソース電極71およびドレイン電極72は、アルミニウム(Ａｌ)などの低抵抗金属などで成膜形成されている。
【００４７】
そして、これらソース電極71およびドレイン電極72を含む層間絶縁膜66上には、保護膜であるパッシベーション膜73が積層されている。このパッシベーション膜73上には、少なくとも光の三原色以上の色、例えば赤青緑の３色に順次着色されたカラーフィルタ層74が積層されて成膜されている。そして、このカラーフィルタ層74およびパッシベーション膜73には、これらカラーフィルタ層74およびパッシベーション膜73を貫通し、ドレイン電極72に貫通した第２のコンタクトホール75が設けられている。
【００４８】
さらに、この第２のコンタクトホール75を含むカラーフィルタ層74上には、画素電極76が積層されて成膜されている。この画素電極76は、第２のコンタクトホール75を介してドレイン電極72に電気的に接続されている。さらに、この画素電極76上には、配向膜77が積層されて成膜されている。
【００４９】
そして、この配向膜77に対向して対向基板81が配設されている。この対向基板81は、略透明な絶縁性を有するガラス基板82を備えており、このガラス基板82の配向膜77に対向した側に位置する表面に、対向電極83が積層されて設けられている。さらに、この対向電極83の表面には、配向膜84が積層されて成膜されている。そして、この配向膜84とアレイ基板52の配向膜77との間には、液晶組成物85が注入されて封止されて光変調層としての液晶層86が形成されている。
【００５０】
次に、上記複合型エキシマレーザアニール装置の動作について説明する。
【００５１】
まず、ガラス基板３の一主面に、プラズマＣＶＤ法などでアンダーコート層53を形成してから、このアンダーコート層53上に、アモルファスシリコン膜２を成膜する。
【００５２】
次いで、このアモルファスシリコン膜２を窒素雰囲気中で熱処理して、このアモルファスシリコン膜２中の水素濃度を低下させる。
【００５３】
この後、このアモルファスシリコン膜２が成膜されたガラス基板３をカセット12に収容させ、このカセット12をカセットステーション11のカセット設置部13に設置させる。
【００５４】
この状態で、このカセットステーション11の基板搬送部14内の搬送ロボット15にて、カセット設置部13に設置されているカセット12からガラス基板３が取り出されてスピン洗浄ユニット21内へと搬送される。
【００５５】
そして、このスピン洗浄ユニット21内へと搬送したガラス基板３を、このスピン洗浄ユニット21の基板収容部24内のステージ25上に設置させる。
【００５６】
この状態で、このステージ25を水平に回転させてガラス基板３を水平にスピン回転させつつ、スピン洗浄ユニット21の薬液ノズル27からステージ25上のガラス基板３の表面に向けてフッ酸水溶液Ｆを吹き付けるとともに、クリーンユニット29にてろ過した大量の空気ａを吸気口28から基板収容部24内へと送り込む。
【００５７】
さらに、基板収容部24内に設置されているガラス基板３上でのフッ酸水溶液Ｆや空気ａの流れが均一になるように、第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32dのそれぞれに取り付けられている排気ダンパ37のダンパ角度を調整機構にて調整させる。
【００５８】
この結果、このガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２の表面に形成された表面酸化層や、このアモルファスシリコン膜２の表面に付着しているごみなどが均一に除去されてスピン洗浄される。
【００５９】
ここで、スピン洗浄ユニット21の基板収容部24の内周面23に接続されている第１の排出口31a、第２の排出口31b、第３の排出口31cおよび第４の排出口31dのそれぞれから、この基板収容部24内に設置されているガラス基板３の表面に吹き付けられて跳ね返るなどしてミスト状となった霧状のフッ酸水溶液Ｍが空気ａとともに外部へと均一に排出される。
【００６０】
この後、このスピン洗浄ユニット21内へと搬送されたガラス基板３を、ステージ25にて水平回転させながら純水ですすいでリンスした後に、このステージ25によるガラス基板３の水平回転にて乾燥させる。
【００６１】
そして、このスピン洗浄ユニット21にて洗浄されて乾燥されたガラス基板３を、搬送ロボット15にてスピン洗浄ユニット21内から取り出して基板搬送部14を介してレーザアニール装置41のアニール室42内へと搬送して設置させる。
【００６２】
この状態で、このレーザアニール装置41のレーザ発振装置43から発振させたエキシマレーザビームを、第１の光学系44および第２の光学系45にて光学的に処理してアニール室42内のガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２に照射させて、このアモルファスシリコン膜２をポリシリコン膜４にする。
【００６３】
この後、このポリシリコン膜４をアニール室42内でパターニングしてから、このポリシリコン膜４を含むアンダーコート層53上にゲート酸化膜61を形成する。
【００６４】
さらに、このゲート酸化膜61上にゲート電極62および容量配線部64を形成してから、半導体層54となるポリシリコン膜４の両側にソース領域57およびドレイン領域58を形成して薄膜トランジスタ63とする。
【００６５】
次いで、ゲート電極62および容量配線部64を含むゲート酸化膜61上に層間絶縁膜66を形成してから第１のコンタクトホール67,68,69を形成する。さらに、これら第１のコンタクトホール67,68,69を含む層間絶縁膜66上にソース電極71およびドレイン電極72を形成した後に画素電極76を形成する。そして、この画素電極76を含むカラーフィルタ層74上に配向膜77を形成する。
【００６６】
この後、この配向膜77に対向基板81の対向電極83を対向させて貼り合わせてから、これら対向基板81の対向電極83とアレイ基板52の配向膜77との間に液晶組成物を注入して封止して液晶層86を形成させて液晶表示素子51とする。
【００６７】
ここで、スピン洗浄ユニット21の基板収容部24内のステージ25上に設置したガラス基板３の表面に形成されているアモルファスシリコン膜２をフッ酸水溶液Ｆにて洗浄する場合には、この洗浄に用いるフッ酸水溶液Ｆ中のフッ酸の成分である活性水素が、アモルファスシリコン膜２上に残ってしまった状態でレーザアニール装置41にてレーザアニールしてしまうと、このアモルファスシリコン膜２から形成されたポリシリコン膜４中に電荷が残ってしまう。このため、この電荷が残ったポリシリコン膜４から形成された薄膜トランジスタ63の閾値電圧(Ｖｔｈ)が、液晶表示素子51の回路設計値とずれてしまい、所望するＴＦＴ特性が得られなくなってしまう。
【００６８】
特に、基板収容部24の内周面23内に設置されているガラス基板３の４隅に対向する位置に排気口がそれぞれ設けられ、これら排気口に接続されたダクト部が途中で合流されてダクト数が４から２に減少させた後に排気ダンパ37が設置された一比較例のスピン洗浄ユニット21では、ガラス基板３の四隅でのＶｔｈのずれが大きく、このガラス基板３の四隅から良好なＴＦＴ特性を有する薄膜トランジスタ63を得ることができない。すなわち、このスピン洗浄ユニット21内に設置されたガラス基板３の四隅での排気風の風速が高くなり、この風速が高くなることによって空気とガラス基板３との間での摩擦による帯電が発生して、この部分が活性フッ素を吸着しやすい状態となってしまう。また、この一比較例のスピン洗浄ユニット21では、排気口が互いに連結され、これら連結された排気口の下流側に排気ダンパ37が設置されていることから、これら排気口に接続されているダクト部内の排気風量を独立して制御できず、これらダクト部内の排気風量が常にアンバランスな状態となっている。
【００６９】
そこで、上述した第１の実施の形態のように、基板収容部24内のステージ25上に設置させたガラス基板３の回転を停止させた状態で、このガラス基板３の各辺Ｅ１,Ｅ２,Ｅ３,Ｅ４と基板収容部24の内周面23との間の間隔を、このガラス基板３の一対の対角線を延長させた仮想対角線Ａに沿って分割し、この仮想対角線Ａに沿って分割した部分のうちのガラス基板３の長辺Ｅ１,Ｅ３に対向する部分の水平面積をＳ１,Ｓ３とし、この仮想対向線Ａに沿って分割した部分のうちのガラス基板３の短辺Ｅ２,Ｅ４に対向する部分の水平面積をＳ２,Ｓ４とした場合に、Ｓ１＝Ｓ３およびＳ２＝Ｓ４それぞれの関係が成り立つように構成した。
【００７０】
また、第１の排気ダクト32aの第１の排出口31aから下流側に向けて所定距離ｄほど離れた部分の垂直断面積をＦ１とし、第３の排気ダクト32cの第３の排出口31cから下流側に距離ｄほど離れた部分の垂直断面積をＦ３とし、第２の排気ダクト32bの第２の排出口31bから下流側に距離ｄほど離れた部分の垂直断面積をＦ２とし、第４の排気ダクト32dの第４の排出口31dから下流側に距離ｄほど離れた部分の垂直断面積をＦ４とした場合に、Ｆ１＝Ｆ３およびＦ２＝Ｆ４それぞれの関係が成り立つように構成した。
【００７１】
さらに、Ｆ１：Ｆ２＝Ｓ１：Ｓ２の比の関係が成り立つように、第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32dおよび基板収容部24のそれぞれを構成した。この結果、基板収容部24内のステージ25を水平に回転させてガラス基板３を水平にスピン回転させつつ、スピン洗浄ユニット21の薬液ノズル27から液状のフッ酸水溶液Ｆをガラス基板３の表面に吹き付けるとともに吸気口28から基板収容部24内へと大量の空気ａを送り込むことによって、この基板収容部24内に設置されているガラス基板３上でのフッ酸水溶液Ｆの通過量および空気ａの流れ量を等しくでき均等化できる。
【００７２】
したがって、このガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２の表面に形成された表面酸化層や、このアモルファスシリコン膜２の表面に付着しているごみなどが均一に除去されてスピン洗浄される。また同時に、この基板収容部24内に設置されたガラス基板３の四隅での排気風速が高くなることが防止されるので、この風速が高くなることによって生じる空気ａとガラス基板３との間での摩擦によるガラス基板３の四隅での帯電を低減でき、このガラス基板３の四隅での活性フッ素の吸着を防止できる。
【００７３】
この結果、この基板収容部24内のステージ25上に設置したガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２をフッ酸水溶液Ｆにて洗浄する場合に、このフッ酸水溶液Ｆ中のフッ酸の成分である活性水素が、アモルファスシリコン膜２上に残ってしまうことを防止できる。したがって、このアモルファスシリコン膜２をレーザアニール装置41にてレーザアニールした場合に、このアモルファスシリコン膜２から形成されたポリシリコン膜４中に電荷が残るという不具合を防止できるから、洗浄されたガラス基板３の表面を汚染から守ることができる。
【００７４】
このため、このポリシリコン膜４から形成された薄膜トランジスタ63のＶｔｈが、液晶表示素子51の回路設計値とずれてしまうことを防止できるので、所望するＴＦＴ特性を有する薄膜トランジスタ63をガラス基板３の全面で得ることができる。よって、この薄膜トランジスタ63を備えた液晶表示素子51の出画不良や消費電力の増大などといった不具合の発生を防止でき、高品質のポリシリコン膜４を有する液晶表示素子51を非常に高い歩留で量産できる。
【００７５】
さらに、基板収容部24の第１の排出口31a、第２の排出口31b、第３の排出口31cおよび第４の排出口31dに接続されている第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32dそれぞれの下流側の端部に、それぞれ独立した排気ダンパ37を取り付けた構成とした。この結果、これら排気ダンパ37にて第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32d内での排気風速を独立して調整して制御できるので、これら排気ダンパ37によって、第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32d内の差圧が均等になるように調整できる。したがって、これら第１の排気ダクト32a、第２の排気ダクト32b、第３の排気ダクト32cおよび第４の排気ダクト32d内での排気風量を同一にできる。
【００７６】
なお、上記一実施の形態によれば、スピン洗浄ユニット21の基板収容部24の内周面23を円筒状にしたが、この基板収容部24の内周面23を断面正方形の角型にすることもできる。また、このレーザアニール装置41にてエキシマレーザビームをガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２に照射させる構成としたが、このレーザアニール装置41のレーザ発振装置43からＹＡＧ(Yttrium・Aluminium・Garnet：イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザを発振させて、このＹＡＧレーザにてガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２をレーザアニールしてもよい。
【００７７】
そして、スピン洗浄ユニット21にてガラス基板３上のアモルファスシリコン膜２を洗浄してからレーザアニール装置41に搬送してレーザアニールする構成について説明したが、このスピン洗浄ユニット21にて洗浄したガラス基板３を、このガラス基板３のアモルファスシリコン膜２上に種々の薄膜を成膜するプラスマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition:化学気相生長)装置や、ＰＶＤ(Physical Vapor Deposition:物理気相成長)装置、スパッタ装置などの膜制御装置へと搬送させて膜制御させても対応させて用いることができる。
【００７８】
また、ポリシリコン膜４を用いた薄膜トランジスタ63について説明したが、このポリシリコン膜４を用いたその他の薄膜ダイオード(ＴＦＤ)などのスイッチング素子であっても対応させて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の基板洗浄装置の一実施の形態を示す説明構成図である。
【図２】同上基板洗浄装置の一部を示す説明正面図である。
【図３】同上基板洗浄装置を備えた膜制御装置を示す説明構成図である。
【図４】同上膜制御装置にて製造された液晶表示装置を示す説明断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１    膜制御装置としての複合型エキシマレーザアニール装置
２    非晶質シリコンとしてのアモルファスシリコン膜
３    基板としてのガラス基板
４    多結晶シリコンとしてのポリシリコン膜
21    基板洗浄装置としてのスピン洗浄ユニット
24    収容部としての基板収容部
25    設置部としてのステージ
31a   排出口としての第１の排出口
31b   排出口としての第２の排出口
31c   排出口としての第３の排出口
31d   排出口としての第４の排出口
32a   ダクト部としての第１の排気ダクト
32b   ダクト部としての第２の排気ダクト
32c   ダクト部としての第３の排気ダクト
32d   ダクト部としての第４の排気ダクト
41    アニール装置としてのレーザアニール装置
ａ    気体としての空気
Ｆ    洗浄液としてのフッ酸水溶液
【図１】
2007329426.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007329426.tif 000005
【図４】
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