JP6857682B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、基板処理装置に関する。

液晶表示装置や半導体装置などの製造工程において、液晶パネル用ガラスやフォトマスク用ガラスなどの基板を搬送し、移動する基板に対して処理液（例えば薬液）を吐出して基板を処理する基板処理装置が用いられている。

このような基板処理装置では、基板を搬送する過程の基板の有無を検出する基板検出装置を有している。基板検出装置は、接触型と非接触型のものがある。接触型の基板検出装置には、例えば振り子型のセンサ（特許文献１）がある。これは、搬送される基板が振り子に接触することで振り子が揺動し、この揺動をセンサが感知するタイプである。非接触型の基板検出装置は、例えば、投受光によって基板の有無をセンサが検出するタイプである。

ところで、接触型の基板検出装置は、検出装置の一部が基板に接触するため、基板の先端部分に割れが生じるなど、基板に損傷を与えてしまうことがあった。また非接触型の基板検出装置は、基板処理装置内で使用される処理液が付着することによって光が乱反射し、誤検出してしまうことがあった。

特開２０１４−２２５７１１号公報

本発明は、基板に損傷を与えることなく、基板を検知することができる基板処理装置を提供することである。

本発明の実施形態に係る基板処理装置は、
基板を搬送路に沿って搬送する搬送部と、
前記搬送部により搬送される前記基板を処理液により処理する処理部と、
前記搬送部により搬送される前記基板を検出する基板検出部と、
を有し、
前記基板検出部は、前記搬送部により搬送される前記基板の下面側から流体を吐出する吐出部と、前記搬送路を挟んで前記吐出部と対向する位置において、前記吐出部からの前記流体の到達を検出する検出部と、
を有し、
前記検出部は、前記吐出部から吐出された流体によって揺動する揺動部と、前記揺動部の前記揺動を検出するセンサ部と、
を有することを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、基板に損傷を与えることなく、基板を検知することができる。

本発明の基板処理装置の第１の実施形態を示す図である。 図１に示す基板処理装置に設けられている基板検出部の構造例と動作例を示す図である。 図２（ａ）に示すＣＲ方向から見た基板検出部の側面図である。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について図１から図３を参照して説明する。

（基本構成）
図１に示すように、第１の実施形態に係る基板処理装置１０は、処理室２０と、搬送部３０と、処理部４０と、基板検出部５０と、制御部６０とを備えている。

処理室２０は、基板Ｗを処理するための処理槽であり、内部に基板Ｗが移動する搬送路Ａ１が形成される筐体である。この処理室２０には、搬入口２１及び搬出口２２が形成されている。搬送路Ａ１は、搬入口２１から搬出口２２まで水平に延びており、処理室２０の上下方向の略中央に位置している。なお、処理対象の基板Ｗとしては、例えば矩形状のガラス基板が用いられる。

搬送部３０は、複数のローラ３１及び複数本（図１では１１本）の回転軸３２を有しており、それらのローラ３１及び回転軸３２により基板Ｗを搬送路Ａ１上を搬送方向Ａ２に沿って搬送する。各ローラ３１は、個々の回転軸３２に所定間隔で固定されており、回転軸３２が回転することによって共に回転する。各回転軸３２は、それぞれ基板Ｗにおける搬送方向Ａ２とは直交する方向での長さ（幅方向長さ）よりも長く形成されており、並列に基板Ｗの搬送方向Ａ２に沿って並べられ、回転可能に設けられている。これらの回転軸３２は、共通の駆動機構（図示せず）により、互いに同期して回転するように構成されており、各ローラ３１と共に基板Ｗの搬送路Ａ１を形成する。この搬送部３０は、各ローラ３１により基板Ｗを支持し、支持した基板Ｗを各ローラ３１の回転によって所定の搬送方向Ａ２に搬送する。

処理部４０は、複数のシャワー４１を有しており、それらのシャワー４１により、搬送路Ａ１を移動する基板Ｗに処理液（例えば現像液）を供給して基板Ｗを処理（例えば現像処理）する。各シャワー４１は、搬送路Ａ１を挟むように搬送路Ａ１の上方及び下方に複数個（図１では７個）ずつ設けられている。これらのシャワー４１のうち、搬送路Ａ１の上方に位置する各シャワー４１ａは、搬送路Ａ１に対して上方から処理液を吐出する。また、搬送路Ａ１の下方に位置する各シャワー４１ｂは、搬送路Ａ１に対して下方から処理液を吐出する。各シャワー４１ａ、４１ｂは、基板Ｗの搬送方向Ａ２に水平面内で直交する方向に並ぶ複数のノズル（図示せず）を有しており、搬送路Ａ１を移動する基板Ｗに向けて各ノズルから処理液を高圧で吐出して基板Ｗに処理液を供給する。

各シャワー４１ａは、液供給管４２ａを介してタンク４３に接続されており、各シャワー４１ｂは、液供給管４２ｂを介してタンク４３に接続されている。これらのシャワー４１ａ、４１ｂは、タンク４３からポンプ（図示せず）による圧送により、液供給管４２ａ、４２ｂを介して供給された処理液を吐出する。各シャワー４１ａ、４１ｂから吐出された処理液は、処理室２０の底部に接続された回収管４４を介してタンク４３に回収され、貯留される。タンク４３に回収された処理液は、圧送により再び各液供給管４２ａ、４２ｂを介して各シャワー４１ａ、４１ｂに供給される。

基板検出部５０は、搬送路Ａ１を移動する基板Ｗを検出する。本実施形態では、処理室２０内に２つの基板検出部５０ａ、５０ｂを有している。基板検出部５０ａは、処理室２０の搬入口２１の近傍に設けられる。基板検出部５０ｂは、処理室２０の搬出口２２の近傍に位置付けられる。そして、搬送路Ａ１に沿って搬送される基板Ｗにおける、搬送方向とは直交する幅方向の端部を検出する。

ここで図２、図３を用いて、基板検出部５０（５０ａ、５０ｂ）について説明する。なお、基板検出部５０ａと５０ｂは、同じ構成とされる。

図２（ａ）は、基板検出部５０が基板Ｗを検出していない状態、図２（ｂ）は基板検出部５０が基板Ｗを検出している状態を示しており、図３は、図２（ａ）のＣＲ方向から見た側面図である。

基板検出部５０は、揺動部５１と、センサ部５２と、流体吐出部５３を有する。

揺動部５１は、処理室２０のフレーム２０ａなどに回転自在に支持された回転軸１（図３参照）と、回転軸１に固定支持された揺動板２を有する。この揺動板２は例えば金属板で、回転軸１に支持される本体２ａと、本体２ａの一方端に、本体２ａに対して鈍角を有して支持される受板２ｂを有する。受板２ｂは例えば樹脂製の板であり、先に述べた処理液に対する耐液性を有する部材である。受板２ｂには、錘２ｃが取り付けられている。この錘２ｃによって、揺動板２自体には、図２において、回転軸１を中心とする時計回りの回転モーメントが付与されるようになっている。なお、２ｄ、２ｅはストッパである。揺動板２は、先に述べた時計回りの回転モーメントを受けるが、図２（ｂ）に示すように、揺動板２がストッパ２ｄに当接したところで、その回動（揺動）は制限される。一方、図２（ａ）に示すように、後述する流体吐出部５３から吐出される液体が受板２ｂに当接することで、揺動板２には、回転軸１を中心とする反時計回りの回転モーメントを受けるが、ストッパ２ｅが揺動板２に当接したところで、その回動（揺動）は制限される。

センサ部５２は、揺動板２の揺動の有無を検出する。図３に示すように、揺動板２の他方端には、磁石２ｆを内蔵する検出板２ｇが固定支持される。この検出板２ｇの揺動の有無は、フレーム２０ａに固定された磁気センサ５２ａによって検知される。つまり、磁気センサ５２ａは、図２（ａ）の状態のときにＯＦＦ信号を、図２（ｂ）の状態のときにＯＮ信号を制御部６０に出力する。

流体吐出部５３は、ノズル５３ａを有する。このノズル５３ａと、揺動板２の受板２ｂとは、搬送路Ａ１を挟んで対向配置される。本実施形態において、ノズル５３ａは、基板Ｗの搬送路Ａ１の下方で、かつ搬送路Ａ１に沿って搬送される基板Ｗの幅方向の一方の端部の下面に対向して配置される。これに対し、先に述べた受板２ｂは、搬送路Ａ１の上方に、ノズル５３ａと対向して設けられる。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズル５３ａからは、搬送路Ａ１の下方から搬送路Ａ１に向けて、つまり図２においては上方に向けて、流体ｍが吐出される。例えば、ノズル５３ａからの流体ｍの吐出は、基板処理装置１０による基板Ｗの処理中だけでなく、処理待機中も継続される。本実施形態では、ノズル５３ａは液供給管４２ｂに接続され、ノズル５３ａから吐出される流体ｍは、基板の処理に用いられる処理液（例えば現像液）と同じである。ノズル５３ａの吐出口径は、例えば１−５ｍｍである。ノズル５３ａから吐出される流体ｍが揺動板２の受板２ｂに当接したとき、図２（ａ）に示すように、揺動板２には、回転軸１を中心とする反時計回りの回転モーメントが発生する。そしてこの反時計回りの回転モーメントが、錘２ｃを有する揺動板２自体に生じる時計方向の回転モーメント以上となるように、ノズル５３ａから吐出される流体ｍの液圧が設定される。この液圧の設定は、実験等により求めた液圧に基づいて行うことができる。なお、反時計回りの回転モーメントを受ける揺動板２は、ストッパ２ｅが揺動板２に当接したところで、その回動が制限されることはすでに述べたとおりである。

前述したとおり、図２（ａ）は、基板検出部５０が基板Ｗを検出していない状態を示し、図２（ｂ）は、基板検出部５０が基板Ｗを検出している状態を示している。なお図２において基板の搬送方向は、紙面の直交方向である。

図２（ａ）では、ノズル５３ａから吐出された流体ｍは、基板Ｗに遮られることなく受板２ｂに到達する。これにより、揺動板２は、回転軸１を中心に反時計方向に回動し、その回動は揺動板２がストッパ２ｅに当接したところで停止し、この状態が維持される。このとき、磁気センサ５２ａは、磁石２ｆを検出しないので、ＯＦＦ信号を制御部６０に出力する。一方図２（ｂ）では、ノズル５３ａから吐出された流体ｍは、基板Ｗに遮られるので受板２ｂに届かなくなる。これにより、揺動板２は、回転軸１を中心に時計方向に回動し、その回動は揺動板２がストッパ２ｄに当接したところで停止し、この状態が維持される。このとき、磁気センサ５２ａは、磁石２ｆを検出して、ＯＮ信号を制御部６０に出力する。

なお、基板検出部５０ａ、５０ｂは、搬送部３０を構成する回転軸３２を避けて配置される。

図１に戻り、制御部６０は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部（いずれも図示せず）を備えている。この制御部６０は、各種情報や各種プログラムに基づいて、搬送部３０、処理部４０、基板検出部５０を制御する。

（基板処理）
次に、前述の基板処理装置１０が行う基板処理（基板処理工程）について説明する。

基板処理では、搬送部３０の各ローラ３１が回転し、それらのローラ３１上の基板Ｗは所定の搬送方向Ａ２に搬送され、搬送路Ａ１に沿って移動する。この搬送路Ａ１における液供給範囲には、基板Ｗの搬送前から予め、搬送路Ａ１の上方に位置する各シャワー４１ａから処理液が吐出されており、さらに、搬送路Ａ１の下方に位置する各シャワー４１ｂから処理液が吐出されている。また、ノズル５３ａからも各シャワー４１ａ、４１ｂから供給される処理液と同一の処理液が吐出されている。処理液が搬送路Ａ１における液供給範囲に吐出されている状態で、基板Ｗがその液供給範囲を通過すると、基板Ｗの上下面（表裏面）に処理液が供給され、基板Ｗの上下面が処理液により処理される。

この基板処理中に、搬送路Ａ１を移動する基板Ｗは、搬入口２１側の基板検出部５０ａによって検出され、その検出信号が制御部６０に入力される。つまり、搬入口２１から基板Ｗが搬入された基板Ｗが基板検出部５０ａを構成するノズル５３ａの上方に到達すると、ノズル５３ａから吐出された流体ｍは、受板２ｂに到達しなくなり、図２（ａ）に示す状態から図２（ｂ）に示す状態に変化する。これによって磁気センサ５２ａからＯＮ信号が制御部６０に入力される。その後、基板Ｗは移動し、前述のように各シャワー４１ａ、４１ｂにより供給される処理液によって処理される。そして、基板Ｗが搬出口２２側の基板検出部５０ｂに到達すると、同様にして基板Ｗが検出され、その検出信号が制御部６０に入力される。その後、次の処理対象の基板Ｗが搬送路Ａ１を移動してくると、前述と同様に、搬入口２１側の基板検出部５０ａにより検出され、その後、搬出口２２側の基板検出部５０ｂにより検出される。これらの検出信号も制御部６０に入力される。以降の処理対象の基板Ｗも同様である。

制御部６０は、各基板検出部５０ａ、５０ｂからの検出信号を受信し、これに基づいて搬送路Ａ１上の基板Ｗの有無を検知する。

さらに制御部６０は、基板Ｗの有無に応じて、基板Ｗが安定して搬送されているか否かを判断する。例えば、制御部６０は、搬入口２１側の基板検出部５０ａの検出信号に基づき基板Ｗが有ることを把握してから、基板検出部５０ａの検出信号に基づき基板Ｗが無いことを把握するまでの時間が所定の許容範囲内であるか否かを判断することで、基板Ｗの搬送速度を確認する。さらに、制御部６０は、基板検出部５０ａの検出信号に基づき基板Ｗが無いことを把握してから、基板検出部５０ａの検出信号に基づき次の基板Ｗが有ることを把握するまでの時間が所定の許容範囲内であるか否かを判断することで、基板Ｗの搬送間隔を確認する。このような確認は、搬出口２２側の基板検出部５０ｂの検出信号に基づいても同様に実行される。制御部６０は、これらの時間が所定の許容範囲内でないと判断した場合には、搬送中の基板Ｗの搬送速度や搬送間隔が正常でなく、搬送異常が発生したと判定し、例えば音や表示などにより搬送異常を報知し、基板Ｗの搬送を停止する。一方、前述の各時間が所定の許容範囲内であると判断した場合には、搬送は正常であると判定し、搬送を継続する。なお、前述の各所定の許容範囲はそれぞれ制御部６０の記憶部に予め設定されている。

以上説明したように、第１の実施形態によれば、基板検出部５０は、ノズル５３ａからの吐出される流体ｍが受板２ｂに到達したか否かを検出しているため、基板検出部５０を構成する揺動板２などが基板Ｗに直接接触することなく基板Ｗの到来を検知することができる。したがって、基板Ｗに損傷を与えることなく基板Ｗの到来を検知することができる。

また、基板検出部５０は、ノズル５３ａから吐出された流体ｍが、受板２ｂに到達したか否かによって、基板Ｗの到達を検知するものであるから、例えば、搬送路を挟んで投光器と受光器を配置した場合に比較すると、受光器などに処理液が付着することに起因する誤検出が抑えられ、基板の検出精度を向上させることができる。

また、基板検出部５０のノズル５３ａから吐出される流体ｍは、処理部４０が使用する処理液と同じものとした。これにより、シャワー４１ａ、４１ｂから吐出される処理液と、ノズル５３ａから吐出された流体ｍとを同一のタンク４３に回収しても、処理液の濃度が変化したり、異なる処理液が混在したりすることがない。これにより、タンク４３に回収した処理液を、再度処理部４０での処理に使用することができる。

また、ノズル５３ａからは、揺動板２を揺動させるに足りる量、そして流速の流体ｍを吐出すればよく、しかもノズル５３ａから吐出した流体ｍは、受板２ｂの全体に当たる必要はなく、受板２ｂの一部にさえ当たれば良い。このため、流体ｍの使用量は少なくすることができる。

また、図２（ｂ）に示す、ノズル５３ａからの流体ｍが受板２ｂに届かない状態で、受板２ｂは、本体２ａとの接続部に対して搬送路Ａ１側に傾斜する状態とされる。このため、基板Ｗが基板検出部５０を通り過ぎて、ノズル５３ａから吐出した流体ｍが受板２ｂに到達するようになった少なくとも当初、流体ｍは、主に本体２ａと受板２ｂとの接続部側に流動する。このため、受板２ｂに到達した流体ｍは、揺動板２に対する反時計方向のモーメントの生成に有効に活用させることができる。

ところで、一般的には、基板処理装置において、基板の上面側中央部分が最終的な製品として使用される面となることが多い。つまり、基板の下面（裏面）、特に基板の幅方向の端部における下面は、基板上面の中央部分と比べて精密な処理が要求されないことが多い。本実施の形態において、ノズル５３ａから吐出される流体ｍは、基板Ｗの上面ではなく、基板Ｗの下面に当接するから、ノズル５３ａから供給される流体ｍが、基板Ｗの上面側に供給される処理液の供給量を変動させることが防止される。このことから、基板Ｗの上面側の処理を均一に行うことができる。

また、基板検出部５０を構成する、揺動部５１と流体吐出部５３とは、可能な限り、搬送路Ａ１に近づけることが好ましい。例えば、ノズル５３ａを搬送路Ａ１の直下（例えばローラ３１と同じ高さ位置）に設け、図２（ｂ）に示す状態の受板２ｂが搬送路Ａ１の直上（例えば搬送ローラ３１により搬送される基板Ｗの厚み分よりもわずかに高い位置）に設ける。これにより、ノズル５３ａから吐出する流体ｍの量を抑えることができる。

ノズル５３ａから吐出する流体ｍの量を抑えることは、次の点でも有利である。上述の実施形態において例示した基板処理装置１０においては、通常、シャワー４１のような、処理液を吐出するツールを処理室２０の搬入口２１や搬出口２２の近傍には設けないことが多い。これは、処理室２０に隣接する他の処理室にシャワー４１から吐出した処理液が侵入することを防ぐためである。ノズル５３ａから吐出する流体ｍの量を抑えることができれば、ノズル５３ａから吐出した流体ｍが他の処理室に侵入することも防止できる。

＜他の実施形態＞
前述の実施形態に対して、次のように変更を加えても構わない。

ノズル５３ａは、液供給管４２ｂに接続されるように構成したが、これに限るものではなく、ノズル５３ａ専用の液供給管を備えていても良い。

また、基板検出部５０のためのノズル５３ａを特別に設けるのでなく、ノズル５３ａの代わりに、基板Ｗの下面（裏面）の処理に用いるシャワー４１ｂが有するノズルを利用するものであっても良い。

また、必ずしも、ノズル５３ａから吐出される流体ｍが処理液と同じものである必要はなく、処理液とは別の種類の液体でもよい。

また、流体吐出部５３を構成するノズル５３ａから、流体ｍ（例えば現像液）を吐出させるようにしたが、これに限るものではなく、気体を吐出させても良い。

また、揺動板２に錘２ｃを取り付けることで回転モーメントを得るようにしたが、これに限られるものではなく、回転軸１とフレーム２０ａとの間に捩じりばねを介在させても良い。

また、複数個のローラ３１を回転軸３２に設け、１本の搬送ローラを構成することを例示したが、これに限るものではなく、例えば、１つの回転軸３２に対し、１本の円筒状の搬送ローラを用いることも可能である。

また、シャワー４１を搬送路Ａ１の上方及び下方に設けることを例示したが、これに限るものではなく、例えば、基板Ｗの上面だけを処理する場合、搬送路Ａ１の上方だけに設けることも可能である。

また、各基板検出部５０として、揺動部５１を設け、この揺動部５１の揺動をセンサ部５２が検知するように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、揺動部５１の代わりに、流体吐出部５３から供給される流体で回転する回転体を設け、この回転体の回転の有無、あるいは回転体の回転速度の差を検出することで、基板Ｗを検知するようにしても良い。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 回転軸
２ 揺動板
２ａ 本体
２ｂ 受板
２ｃ 錘
２ｄ、２ｅ ストッパ
２ｅ 磁石
２ｆ 検出板
１０ 基板処理装置
２０ 処理室
３０ 搬送部
４０ 処理部
４１（４１ａ、４１ｂ） シャワー
４３ タンク
４４ 回収管
５０（５０ａ、５０ｂ） 基板検出部
５１ 揺動部
５２ センサ部
５２ａ 磁気センサ
５３ 流体吐出部
５３ａ ノズル
６０ 制御部
Ｗ 基板
ｍ 流体

Claims (10)

1. 基板を搬送路に沿って搬送する搬送部と、
   前記搬送部により搬送される前記基板を処理液により処理する処理部と、
   前記搬送部により搬送される前記基板を検出する基板検出部と、
   を有し、
   前記基板検出部は、前記搬送部により搬送される前記基板の下面側から流体を吐出する吐出部と、前記搬送路を挟んで前記吐出部と対向する位置において、前記吐出部からの前記流体の到達を検出する検出部と、
   を有し、
   前記検出部は、前記吐出部から吐出された流体によって揺動する揺動部と、前記揺動部の前記揺動を検出するセンサ部と、
   を有することを特徴とする基板処理装置。
2. 前記揺動部は、前記基板の搬送方向と平行な軸を中心に揺動する揺動板を有することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記揺動板は、本体と、前記本体の一端に鈍角を有して支持される受板と、を有することを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記受板には錘が取り付けられ、この錘により、前記揺動板には、前記軸を中心に前記基板側の回転モーメントが付加されることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記受板は、前記吐出部から吐出される前記流体が前記基板に遮られて前記受板に届かない状態で、前記本体との接続部に対して前記搬送路側に傾斜する状態とされることを特徴とする請求項３または４記載の基板処理装置。
6. 基板を搬送路に沿って搬送する搬送部と、
   前記搬送部により搬送される前記基板を処理液により処理する処理部と、
   前記搬送部により搬送される前記基板を検出する基板検出部と、
   を有し、
   前記基板検出部は、前記搬送部により搬送される前記基板の下面側から流体を吐出する吐出部と、前記搬送路を挟んで前記吐出部と対向する位置において、前記吐出部からの前記流体の到達を検出する検出部と、
   を有し、
   前記検出部は、前記吐出部から供給される流体で回転する回転体を有し、
   前記基板検出部は、前記回転体の回転状態から前記流体の到達を検出することを特徴とする基板処理装置。
7. 前記流体は、前記処理液と同一の処理液であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の基板処理装置。
8. 前記処理部で使用された処理液を回収するための回収管と、
   前記回収管によって回収された前記処理液を貯留するタンクと、
   を備え、
   前記処理部は、前記タンクに回収されて貯留された前記処理液を再度、前記処理部による処理に使用することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板処理装置。
9. 前記吐出部からは、前記基板が前記吐出部の上方に到来する前から前記流体が吐出されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の基板処理装置。
10. 前記処理部は、
    前記基板の搬送方向に沿って設けられた複数のシャワーと、
    前記シャワーに供給される前記処理液が流れる液供給管と、を有し、
    前記吐出部は、ノズルを有し、前記ノズルは、前記液供給管に接続されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の基板処理装置。

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