(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液を流通させる給液流路と、この給液流路の水平方向に延在させた部位に、下方に向けて処理液を噴射する噴射通路を備えた１または複数のノズルと、前記給液流路内に処理液を流通させる送液手段とを備え、前記ノズルの下方に配置した平板状のワークに対して処理液を噴射させる液噴射装置において、
前記給液流路は、その両端が処理液タンクに接続されて、処理液を前記給液流路と処理液タンクとの間で循環させるようになし、
前記送液手段は、前記給液流路内の処理液に対して、前記各ノズルの噴射通路に負圧吸引力を発生させて、この噴射通路から処理液を流出させない速度となる流れを生じさせるものであり、
前記給液流路の前記各ノズルより下流側の位置に、この液流路内の処理液の流速を前記各ノズルから処理液の噴射が可能な程度に低下させるか、または前記給液流路を遮断させることによって、前記各ノズルの噴射通路から処理液を噴射させる制御弁を設ける 
構成としたことを特徴とする液噴射装置。
【請求項２】
前記送液手段は、前記各ノズルの噴射通路に対して、この噴射通路から処理液が流出せず、しかも処理液がこの噴射通路内に充満した状態に保持される負圧が発生するように、前記給液流路内の処理液の流速が設定されていることを特徴とする請求項１記載の液噴射装置。
【請求項３】
前記給液流路の両端を処理液タンクに接続し、前記送液手段をポンプで構成し、前記下流側の位置に配置される前記制御弁は、流路を開閉する開閉弁で構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の液噴射装置。
【請求項４】
前記給液流路の両端を処理液タンクに接続し、前記送液手段をポンプで構成し、前記下流側の位置に配置される前記制御弁は、流路断面積を全開状態と絞り状態とに変化させる流量制御弁で構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の液噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶基板，ウエハ，磁気ディスク，光ディスク等各種の平板状のワークに対して、現像液、剥離液や、洗浄水等の処理液を噴射させて、このワークに対して所定の処理を行うための液噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＴＦＴ型の液晶ディスプレイは、ＴＦＴ基板とカラーフィルタなり、内部に液晶が封入された液晶セルに電子回路を接続したものから構成されるが、液晶セルを構成するＴＦＴ基板及びカラーフィルタは様々な工程を経て製造される。ＴＦＴ基板にＴＦＴのマトリックス状パターンを形成する工程においては、ガラス基板の表面に金属薄膜を成膜し、次いでこの金属膜の表面に紫外線硬化樹脂からなるフォトレジストを塗布し、このフォトレジストを露光した後に、現像液を供給して現像し、さらにエッチング及びレジスト剥離を行うという処理が行われる。また、成膜工程の前、及びレジスト剥離工程の後には純水を用いて洗浄される。実際に基板の表面にＴＦＴパターンが形成されるには、以上の工程を複数回繰り返すことが必要になる。
【０００３】
前述した工程のうち、フォトレジストの塗布、現像液の供給、レジスト剥離等は、それぞれ処理液を基板の表面に供給することにより行われる。また、洗浄工程における洗浄液も処理液の一種である。処理液の供給方式は、搬送コンベア等で基板を搬送する間に、この基板の上部からシャワリングさせる方式や、基板を高速スピンさせる間に処理液を基板に滴下させて、このスピンによる遠心力で塗り広める方式等がある。
【０００４】
いずれの処理方式を採用するにしろ、処理液の供給装置は１または複数のノズルを配置して、基板の上部位置から処理液を噴射させるようにしている。ノズルには、それを貫通するように噴射通路が形成されており、この噴射通路は給液流路に開口させるようにしている。そして、ポンプ等の送液手段により処理液を給液流路内に供給することによって、ノズルの噴射通路から基板の表面に処理液が噴射させるようにする。ノズルから処理液を噴射させたり、噴射を停止したりするために、ノズルには開閉弁が設けられる。従って、基板がノズルに対面する位置に配置された時に、開閉弁を開いてノズルから処理液を基板に供給し、所定量の処理液が基板に供給されると、開閉弁を閉じて処理液の供給を停止するように制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
基板等からなるワークを液処理するためのノズルに開閉弁を設けた場合には、ワークに供給される処理液は、この開閉弁を通ることになる。ここで、開閉弁は処理液の流路に設けた弁座に離着座する弁体を備える構成としたものであり、常時には弁体を弁座に着座させて流路を閉じた状態に保持するために、弁体に付勢手段としてばねを作用させるようにしている。また、弁体を開く時には、このばねの付勢力に抗して弁体を弁座から離座させることになる。従って、弁体が作動する際に、弁体のガイド部材等と摺動することになり、また弁体が弁座に衝当する等に起因して摩耗粉等が発生する可能性がある。さらに、付勢手段としてのばねが流路内に配置されることから、このばねは処理液と接触することになる。このために、ノズルから噴射される処理液に異物が混入したり、汚損されたりすることがある。さらに、ノズルを複数送液流路に接続する場合には、各々のノズルに開閉弁を装着しなければならないことから、ノズルが複雑かつ大型化する等の問題点もある。
【０００６】
また、基板その他の平板状のワークの表面を液処理する場合には、このワークの処理対象面を上に向けて水平搬送するのが一般的であり、従ってノズルはその噴射口を下方に向けて基板の上部位置に配置され、処理液を下方に向けて噴射させることになる。このために、開閉弁を閉じた時に、ノズルの噴射通路内の処理液が流出し、かつ次に処理液を噴射させるために開閉弁を開いても、噴射通路内に処理液が充満されるまではワークに処理液の供給が行われない。このために、処理液の供給制御における応答性が悪いという問題点もある。さらにまた、開閉弁を閉じた後に、噴射通路の内面にはなお処理液が付着しており、この付着した処理液は時間の経過により下方に流下して、やがては噴射口から垂れ落ちて、液処理が終了した後のワークに再付着して、このワークを汚損するおそれもある。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、基板等のワークに向けて処理液を供給する際における処理液の汚損を防止でき、かつ処理液の供給及び停止を迅速かつ確実に行うことができるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、処理液を流通させる給液流路と、この給液流路の水平方向に延在させた部位に、下方に向けて処理液を噴射する噴射通路を備えた１または複数のノズルと、前記給液流路内に処理液を流通させる送液手段とを備え、前記ノズルの下方に配置した平板状のワークに対して処理液を噴射させる液噴射装置であって、前記給液流路は、その両端が処理液タンクに接続されて、処理液を前記給液流路と処理液タンクとの間で循環させるようになし、前記送液手段は、前記給液流路内の処理液に対して、前記各ノズルの噴射通路に負圧吸引力を発生させて、この噴射通路から処理液を流出させない速度となる流れを生じさせるものであり、前記給液流路の前記各ノズルより下流側の位置に、この液流路内の処理液の流速を前記各ノズルから処理液の噴射が可能な程度に低下させるか、または前記給液流路を遮断させることによって、前記各ノズルの噴射通路から処理液を噴射させる制御弁を設ける構成としたことをその特徴とするものである。
【０００９】
ノズルの処理液の噴射通路には開閉弁を設けない。これにより、給液流路から噴射通路内に処理液を供給する際に処理液が汚損されるのを防止できる。送液手段により給液流路を流れる処理液に流速が与えられる。この処理液の流速を速くすれば、この給液流路内の圧力が低下して、ノズルの噴射通路の接続部が負圧状態になり、所謂サイフォン現象により給液流路側に引き込まれる。一方、送液手段により給液流路内で処理液を圧送させながら、ノズルの下流側で流速を遅くするか、あるいは流れを遮断すると、ノズルの噴射通路内に処理液を送り込むことができ、ノズルから処理液を噴射させることができるようになる。そこで、給液流路におけるノズルの接続位置より下流側の位置に制御弁を配置する。従って、送液手段では、給液流路を開放した状態では、ノズルの噴射通路に対してサイフォン現象による吸引力が作用する流速で処理液を流すようになし、制御弁により給液流路の流れを制御することによって、ノズルから処理液を噴射させたり、噴射を停止させたりすることができる。
【００１０】
制御弁は給液流路におけるノズルを設けた位置より下流側に配置されるが、この制御弁の構成としては、流路を開閉する開閉弁で構成することができ、また流路の流路断面積を全開状態と、絞り状態との２段階に変化させる流量制御弁で構成することもできる。いずれにしろ、ノズルは噴射通路を備えておれば良いことから、その構成をコンパクトにすることができ、給液流路に短いピッチ間隔で多数のノズルを装着することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の一形態を示す。まず、図１にワークの液処理装置全体の概略構成を示す。ここで、液処理されるワークとしては、平板状のものであれば、四角形、円形、円環状等任意の形状とすることができる。また、液処理はワークを回転させることによって、その表面に噴射させた処理液を遠心力の作用で広めるように構成したものとするが、例えばワークを水平搬送する間に、その上部からシャワリングするようにしても良い。
【００１２】
而して、図１において、１は液処理がなされるワークであり、ワーク１は回転駆動装置２に載置されて、高速スピンさせる間にその表面に処理液が塗布されるようになっている。回転駆動装置２は、図示しないモータにより高速回転させられる回転軸３を有し、この回転軸３の先端には回転テーブル４が取り付けられている。そして、回転テーブル４には、所定数の支持突起５と、ワーク１の各角隅部に相当する位置に位置決め突起６とが立設されている。従って、ワーク１は支持突起５により回転テーブル４から浮いた状態にして装着され、かつ回転時にみだりに移動しないように位置決めされる。
【００１３】
ワーク１の上部位置には、このワーク１に処理液を噴射させる液噴射装置７が設けられている。液噴射装置７は、処理液タンク８と、この処理液タンク８に両端が接続された給液パイプ９とから構成される。給液パイプ９には送液手段としてのポンプ１０が設けられており、このポンプ１０の下流側の位置には複数のノズル１１が接続されている。ここで、給液パイプ９は、少なくともノズル１１が接続されている部分では、水平方向に延在させるようにする。さらに、ノズル１１の接続部より下流側の位置には制御弁としての開閉弁１２が設けられる。給液パイプ９におけるこの開閉弁１２の配設位置より下流側の端部は処理液タンク８に接続されている。さらに、処理液タンク８内には、給液パイプ９の吸い込み口の接続位置にはフィルタ１３が設けられている。
【００１４】
図２にノズル１１の断面構造を示す。内部に処理液が流通する給液流路１４を形成した給液パイプ９には、所定の位置にノズル装着部１５が装着されており、このノズル装着部１５の内面はねじが形成されている。ノズル１１は、このノズル装着部１５に着脱可能に取り付けられるようになっている。ノズル１１は、内部に噴射通路１６を穿設したノズル本体１７と、このノズル本体１７の先端に嵌着されて、噴射口１８を設けた噴射ケーシング１９と、ノズル本体１７と噴射ケーシング１９とを連結すると共に、ノズル１１を給液パイプ９に設けたノズル装着部１５に螺挿されるナット部材２０とから構成される。そして、ノズル本体１７に設けた噴射通路１６は給液パイプ９の給液流路１４に対して直交する方向で下向きとなっている。また、この噴射通路１６と噴射ケーシング１９に設けた噴射口１８との間には処理液チャンバ２１が形成されている。
【００１５】
次に、給液パイプ９において、ノズル１１の下流側に配置した開閉弁１２は図３に示したように構成される。即ち、同図から明らかなように、給液パイプ９には開閉弁１２のバルブケーシング２２が接続されており、このバルブケーシング２２には、給液パイプ９における給液流路１４を上流側流路１４Ａと下流側流路１４Ｂとに区画形成する区画壁２３が設けられており、またこの区画壁２３には連通孔２４が形成されている。そして、連通孔２４の下流側流路１４Ｂに臨む側が弁座２５となるものであり、この弁座２５にはポペット弁２６が離着座するようになっている。さらに、ポペット弁２６の弁軸２７は、バルブケーシング２２に接続して設けたプランジャ２８に連結されており、このプランジャ２８はソレノイド２９と、復帰ばね３０との作用により、上下方向に往復移動するようになっている。
【００１６】
常時においては、図３に示したように、ポペット弁２６は復帰ばね３０の作用によって弁座２５に離座しており、この状態では給液流路１４における上流側流路１４Ａと下流側流路１４Ｂとが連通している。そこで、ソレノイド２９を励磁すると、プランジャ２８は復帰ばね３０に抗して下降することになり、その結果ポペット弁２６が弁座２５に着座して、上流側流路１４Ａと下流側流路１４Ｂとの連通が遮断されることになる。
【００１７】
本実施の形態は以上のように構成されるものであって、ワーク１は真空吸着手段を備えたロボット等、適宜のハンドリング手段によって、回転テーブル４の所定の位置に載置される。そこで、回転軸３を回転駆動することによって、回転テーブル４に支持させたワーク１を回転駆動する。そして、このワーク１が予め設定した回転速度となった時にノズル１１から処理液を噴射させて、ワーク１に処理液を噴射させる。このようにして噴射された処理液は、ワーク１の表面において、回転方向であって、しかも放射方向に向けて塗り広められるようになり、ワーク１の全面に対して均一に塗布することができる。そして、所定量の処理液がワーク１の表面に塗布されると、ノズル１１からの処理液の噴射を停止し、然る後に回転軸３の回転を停止させて、ワーク１は次の工程に搬入される。
【００１８】
前述したように、ワーク１に処理液を噴射させる時にのみ、ノズル１１から処理液を噴射させ、それ以外の時にはノズル１１からの処理液の噴射を停止する。このために、ポンプ１０は常時作動させておく。従って、処理液タンク８から処理液を吸い込んで、給液パイプ９における給液流路１４の内部では上流側から下流側に向けて流れることになる。ここで、給液パイプ９は水平に配置され、ノズル１１はこの給液パイプ９から垂下状態にして装着されている。従って、ノズル１１における噴射通路１６は、給液流路１４に対して直交し、かつ下方に向いている。給液流路１４内を流れる処理液の流速が遅い場合または流れが停止している場合には、ノズル１１から処理液が噴射される。一方、給液流路１４内を流れる処理液の流速を速くすると、この給液流路１４の内部の圧力が低下し、所定の速度を超えると、大気圧より低い状態になる。そうなると、ノズル１１における噴射通路１６の内部から給液流路１４側への逆流が生じることになる。つまり、サイフォン現象によって、噴射通路１６内の処理液が流出しない状態に保持できる。
【００１９】
給液流路１４内を流れる処理液の流速はポンプ１０の吐出流量及び吐出圧に依存する。そこで、開閉弁１２が開いている状態では、給液流路１４内における処理液に、前述したサイフォン現象を生じさせる流速を持たせるようにポンプ１０の吐出流量及び吐出圧を設定する。その結果、開閉弁１２が開いている限り、供給流路１４内を流れる処理液はノズル１１の噴射通路１６には供給されず、ノズル１１は処理液の噴射停止状態に保持される。
【００２０】
ポンプ１０を作動状態に維持し、開閉弁１２を閉じると、給液流路１４内での処理液の流れが停止し、上流側流路１４Ａ内では圧力が上昇する。その結果、処理液は給液流路１４からノズル１１の噴射通路１６内に供給され、その下端部に設けた噴射口１８からワーク１に向けて噴射される。そして、ポンプ１０の吐出圧に基づいた噴射圧でノズル１１からワーク１に向けて処理液が噴射されることになる。この状態から、開閉弁１２を開くと、ワーク１に対する処理液の噴射を停止させることができる。
【００２１】
開閉弁１２を開いた時において、給液流路１４内を流れる処理液の流速をあまり速くすると、処理液の噴射停止中に噴射通路１６及び処理液チャンバ２１内の処理液が全て給液流路１４側に吸引されてしまう。そうなると、次の処理液噴射時に噴射通路１６から処理液チャンバ２１内に処理液が満たされた後でなければ、ワーク１に対して噴射できなくなる。要は、処理液の噴射停止時には、噴射口１８から処理液が流出しなければ良いことから、開閉弁１２を開いた時における給液流路１４内を流れる処理液の流速をその内部圧力が僅かに負圧状態となる程度に設定しておく。これによって、噴射口１８からは処理液は流出せず、しかも処理液チャンバ２１及び噴射通路１６の内部には処理液が充満した状態に保持できる。これによって、噴射停止状態から噴射を開始する際に、処理液チャンバ２１内の処理液に対する負圧吸引力が解除される結果、開閉弁１２の切り換えに迅速に応答して、ワーク１への処理液の供給が開始される。つまり、処理液の噴射停止状態から噴射状態への移行時における応答性を高くすることができる。
【００２２】
そして、処理液の噴射状態から、噴射を停止するに当っては、ソレノイド２９を励磁して、ポペット弁２６を弁座２５から離座させて、給液流路１４における上流側流路１４Ａと下流側流路１４Ｂとを連通させる。そうすると、上流側流路１４Ａ内の処理液が高速で下流側流路１４Ｂに向けて流れることになるので、ノズル１１の噴射通路１６が負圧になり、この噴射通路１６内の処理液は給液流路１４側に吸引される方向の力が作用することになる。その結果、ノズル１１の噴射口１８からの処理液の噴射が停止する。しかも、負圧による吸引力は開閉弁１２が開いている限り続くので、噴射口１８からの液垂れも生じることはない。従って、処理液の噴射を停止させる動作に対する応答性が高くなり、しかもワーク１の回転を停止させて、処理済みのワーク１を搬出し、新たなワーク１が搬出されるまでの間に、液垂れによるワーク１への処理液の再付着等を確実に防止できる。
【００２３】
処理液の噴射及び噴射停止の制御は、給液流路１４に１箇所設けた開閉弁１２により行われ、ノズル１１の装着数に応じた開閉弁を設ける必要がないことから、全体としての液噴射装置の構成が簡略化されるだけでなく、ノズル１１の構造も簡単になり、かつコンパクトに形成できる。従って、給液パイプ９へのノズル１１の装着ピッチ間隔を狭くできるようになり、ワーク１に対する処理液の供給を分散させることによって、より均一な液処理が可能となる。しかも、給液流路１４において、開閉弁１２はノズル１１の装着位置より下流側に配置されているので、ノズル１１から供給される処理液が開閉弁１２を構成する各部により汚損されることはない。また、ポンプ１０の吸い込み口にはフィルタ１３が設けられているので、処理液を循環使用する場合でも、ワーク１に供給される際の処理液には殆ど汚損されることはない。
【００２４】
ところで、開閉弁１２は上流側流路１４Ａと下流側流路１４Ｂとの間を連通・遮断するためのものであるが、必ずしも流路を完全に遮断する必要はない。開閉弁１２を閉じるのは、上流側流路１４Ａ内に圧力を発生させるためである。そして、ポンプ１０の吐出圧及び吐出流量は、開閉弁１２が開いた時に、ノズル１１における噴射通路１６内の処理液に対してどの程度の吸引力を発揮させるかにより決定される。従って、ノズルから処理液を噴射させるために、開閉弁１２を閉じた時に、上流側流路１４Ａがあまり高い圧力状態となると、ノズル１１から過剰な処理液が噴射される場合もある。この場合には、開閉弁１２により上流側流路１４Ａと下流側流路１４Ｂとの間を完全に遮断するのではなく、例えば図３における区画壁２３に上流側流路１４Ａと下流側流路１４Ｂとの間を常時連通させる連通孔を形成しておき、この連通孔の流路断面積を適宜設定することにより、ノズル１１から処理液を噴射させる際に、その噴射流量を適正な状態となるように調整することができる。従って、この場合には上流側流路１４Ａと下流側流路１４Ｂとの間に設けられるのは開閉弁ではなく、流路全開状態と、絞り状態とに切り換える流量調整弁としての機能を発揮する。
【００２５】
前述したように、開閉弁１２を閉じた時であっても、必ずしも上流側流路１４Ａと下流側流路１４Ｂとを完全に遮断させる必要がないことから、この開閉弁１２の弁座２４の密閉性を高くする必要はない。従って、ゴム等の弾性部材を用いる必要がないことから、耐薬品性に優れた材質のものとすることができる。その結果、液噴射装置で使用される処理液の液種に関係なく使用できる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上のように、処理液が循環する給液流路に、ノズルから処理液を噴射させないように負圧を発生させる速度で給液流路内に処理液を流す送液手段と、ノズルの下流側で処理液の流速を低下させるかまたは停止させることによって、ノズルから処理液の噴射を行わせる制御弁とを設ける構成としたので、基板等のワークに向けて処理液を供給する際における処理液の汚損を防止でき、かつ処理液の供給及び停止を迅速かつ確実に行える等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示すワークの液処理装置の概略構成図である。
【図２】ワークに処理液を噴射させるノズルの断面図である。
【図３】ノズルの下流側に設けられる開閉弁の断面図である。
【符号の説明】
１  ワーク
４  回転テーブル
７  液噴射装置
９  給液パイプ
１０  ポンプ
１１  ノズル
１２  開閉弁
１４  給液流路
１４Ａ  上流側流路
１４Ｂ  下流側流路
１６  噴射通路
２１  処理液チャンバ
【図１】
0003991662.tif 000002
【図２】
0003991662.tif 000003
【図３】
0003991662.tif 000004