JP2000061377A

JP2000061377A - 基板処理装置および基板処理方法

Info

Publication number: JP2000061377A
Application number: JP23758098A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Mimasaka; 昌宏美作; Koji Uchitani; 耕二内谷
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 2000-02-29
Anticipated expiration: 2018-08-24
Also published as: JP3970432B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スループットを低下させることなく、処理液
吐出ノズルの吐出口からの処理液の落下による処理の不
均一および処理不良の発生を防止することができる基板
処理装置および基板処理方法を提供することである。【解決手段】一方の待機ポット６内に洗浄吸引ユニッ
ト１６を設け、他方の待機ポット７内に吸引ユニット１
７を設ける。待機ポット６内の洗浄吸引ユニット１６に
より現像液吐出ノズル１１の先端部を洗浄した後、基板
保持部１に静止状態で保持された基板１００外の一方側
の位置から基板１００上を通過して基板１００外の他方
側の位置まで現像液吐出ノズル１１を移動させつつ基板
１００上に現像液を供給する。待機ポット７内の吸引ユ
ニット１７により現像液吐出ノズル１１のスリット状吐
出口１５の現像液を吸引により除去した後、現像液吐出
ノズル１１を待機ポット７から待機ポット６に戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理液を吐出する
処理液吐出ノズルを備えた基板処理装置および基板処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基
板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の
基板上に形成された感光性膜に現像処理を行うために現
像装置が用いられる。

【０００３】例えば、回転式の現像装置は、基板を水平
に保持して鉛直軸の周りで回転させる回転保持部と、基
板の表面に現像液を供給する現像液吐出ノズルとを備え
る。現像液吐出ノズルは、水平面内で回動自在に設けら
れたノズルアームの先端に取り付けられており、基板の
上方位置と基板外の待機位置との間を移動することがで
きる。

【０００４】現像処理時には、現像液吐出ノズルが待機
位置から基板の上方位置に移動した後、基板上のフォト
レジスト等の感光性膜に現像液を供給する。供給された
現像液は、基板の回転によって基板の全面に塗り広げら
れ、感光性膜と接触する。表面張力により基板上に現像
液を保持した状態（液盛り）で一定時間基板を静止させ
ることにより感光性膜の現像が行われる。現像液の供給
が終了すると、現像液吐出ノズルはノズルアームの回動
により基板の上方から外れた待機位置に移動する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の回転式の
現像装置では、回転する基板に吐出開始時の現像液が当
たることにより基板上の感光性膜が大きな衝撃を受け
る。その衝撃で現像液中に気泡が生じ、感光性膜の表面
に残留する微小な気泡が現像欠陥となる場合がある。ま
た、吐出開始時の現像液による衝撃で感光性膜が損傷す
るおそれもある。

【０００６】そこで、本発明者は、スリット状吐出口を
有する現像液吐出ノズルから現像液を吐出しながら基板
上の一端から他端へ現像液吐出ノズルを直線状に移動さ
せることにより、現像液の供給の初期段階における基板
上の現像液の流動を抑えつつ基板上に均一な衝撃力で現
像液を供給する現像方法を提案している。

【０００７】この現像方法においては、スリット状吐出
口を有する現像液吐出ノズルから現像液を吐出しながら
現像液吐出ノズルを基板外の一方側の位置から基板上を
通過して基板外の他方側の位置まで移動させることによ
り基板上に現像液を供給し、基板上に現像液を液盛りす
る。その後、現像液吐出ノズルは、基板外の他方側の位
置から現像液が液盛りされた基板の上方を通って上記と
逆方向に移動し、基板外の一方側の位置に戻る。この動
作を繰り返すことにより、順次搬入される基板に対して
現像処理を順次行うことができる。

【０００８】しかしながら、基板上への現像液の供給後
に現像液吐出ノズルを基板外の他方側の位置から基板外
の一方側の位置に戻す際に、現像液吐出ノズルのスリッ
ト状吐出口に残存した現像液が液盛り中の基板上に落下
し、現像均一性が損なわれたり、現像不良が発生するこ
とがある。これを防止するためには、基板上に液盛りさ
れた現像液による現像処理が終了した後に、現像液吐出
ノズルを基板外の他方側の位置から基板外の一方側の位
置に戻すことが考えられる。しかしながら、その場合、
１枚の基板の現像工程に要する時間が長くなり、スルー
プットが低下する。

【０００９】本発明の目的は、スループットを低下させ
ることなく、処理液吐出ノズルの吐出口からの処理液の
落下による処理の不均一および処理不良の発生を防止す
ることができる基板処理装置および基板処理方法を提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る基板処理装置は、基板を保持する基板保持手
段と、処理液を吐出する吐出口を有する処理液吐出ノズ
ルと、基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一
方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置
まで処理液吐出ノズルを移動させる移動手段と、基板保
持手段に保持された基板外の他方側の位置に配設され、
処理液吐出ノズルの吐出口の処理液を除去する除去手段
とを備えたものである。

【００１１】本発明に係る基板処理装置においては、基
板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の位
置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで処理
液吐出ノズルを移動させつつ処理液吐出ノズルから処理
液を吐出することにより、静止した基板上に処理液が供
給される。その後、基板外の他方側の位置に配設された
除去手段により処理液吐出ノズルの吐出口の処理液が除
去される。

【００１２】それにより、処理液吐出ノズルが基板外の
他方側の位置から基板外の一方側の位置へ戻る際に処理
液吐出ノズルの吐出口の処理液が基板上に落下すること
が防止される。したがって、基板上に処理液が供給され
た状態で、処理液吐出ノズルを基板外の他方側の位置か
ら基板の上方を経由して基板外の一方側の位置に戻すこ
とができる。その結果、スループットを低下させること
なく、処理液吐出ノズルの吐出口からの処理液の落下に
よる処理の不均一および処理不良の発生を防止すること
ができる。

【００１３】第２の発明に係る基板処理装置は、第１の
発明に係る基板処理装置の構成において、除去手段は、
処理液吐出ノズルの吐出口の処理液を吸引する吸引部を
備えたものである。

【００１４】この場合、基板外の他方側の位置で処理液
吐出ノズルの吐出口の処理液が吸引部により吸引され
る。それにより、処理液吐出ノズルの吐出口の処理液が
除去される。

【００１５】第３の発明に係る基板処理装置は、第１ま
たは第２の発明に係る基板処理装置の構成において、基
板保持手段に保持された基板外の一方側の位置に配設さ
れ、処理液吐出ノズルに洗浄液を吐出するとともに処理
液吐出ノズルに吐出された洗浄液を吸引する洗浄手段を
さらに備えたものである。

【００１６】この場合、基板外の一方側の位置で洗浄手
段により処理液吐出ノズルに洗浄液が吐出されることに
より処理液吐出ノズルが洗浄されるとともに、処理液吐
出ノズルに吐出された洗浄液が吸引される。それによ
り、処理液吐出ノズルの吐出口およびその周辺に付着し
た処理液を除去することができる。したがって、基板保
持手段により静止状態で保持された基板上に処理液吐出
ノズルの吐出口から新鮮な処理液を均一に供給すること
ができる。

【００１７】第４の発明に係る基板処理方法は、基板保
持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の位置か
ら基板上を通過して基板外の他方側の位置まで処理液吐
出ノズルを移動させつつ基板上に処理液を供給する工程
と、基板保持手段に保持された基板外の他方側の位置で
処理液吐出ノズルの吐出口の処理液を除去する工程とを
備えたものである。

【００１８】本発明に係る基板処理方法においては、基
板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の位
置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで処理
液吐出ノズルを移動させつつ処理液吐出ノズルから処理
液を吐出することにより、静止した基板上に処理液が供
給される。その後、基板外の他方側の位置で処理液吐出
ノズルの吐出口の処理液が除去される。

【００１９】それにより、処理液吐出ノズルが基板外の
他方側の位置から基板外の一方側の位置へ戻る際に処理
液吐出ノズルの吐出口の処理液が基板上に落下すること
が防止される。したがって、基板上に処理液が供給され
た状態で、処理液吐出ノズルを基板外の他方側の位置か
ら基板の上方を経由して基板外の一方側の位置に戻すこ
とができる。その結果、スループットを低下させること
なく、処理液吐出ノズルの吐出口からの処理液の落下に
よる処理の不均一および処理不良の発生を防止すること
ができる。

【００２０】第５の発明に係る基板処理方法は、第４の
発明に係る基板処理方法において、処理液吐出ノズルの
吐出口の処理液を除去する工程は、処理液吐出ノズルの
吐出口の処理液を吸引する工程を含むものである。

【００２１】この場合、基板外の他方側の位置で処理液
吐出ノズルの吐出口の処理液が吸引される。それによ
り、処理液吐出ノズルの吐出口の処理液が除去される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板処理装置
および基板処理方法の一例として現像装置および現像方
法について説明する。

【００２３】図１は本発明の一実施例における現像装置
の平面図、図２は図１の現像装置の主要部のＸ−Ｘ線断
面図、図３は図１の現像装置の主要部のＹ−Ｙ線断面図
である。

【００２４】図２および図３に示すように、現像装置
は、基板１００を水平姿勢で吸引保持する基板保持部１
を備える。基板保持部１は、モータ２の回転軸３の先端
部に固定され、鉛直方向の軸の周りで回転可能に構成さ
れている。基板保持部１の周囲には、基板１００を取り
囲むように円形の内側カップ４が上下動自在に設けられ
ている。また、内側カップ４の周囲には、正方形の外側
カップ５が設けられている。

【００２５】図１に示すように、外側カップ５の両側に
はそれぞれ待機ポット６，７が配置され、外側カップ５
の一方の側部側にはガイドレール８が配設されている。
また、ノズルアーム９がアーム駆動部１０によりガイド
レール８に沿って走査方向Ａおよびその逆方向に移動可
能に設けられている。外側カップ５の他方の側部側に
は、純水を吐出する純水吐出ノズル１２が矢印Ｒの方向
に回動可能に設けられている。

【００２６】ノズルアーム９には、下端部にスリット状
吐出口１５を有する現像液吐出ノズル１１がガイドレー
ル８と垂直に取り付けられている。これにより、現像液
吐出ノズル１１は、待機ポット６の位置から基板１００
上を通過して待機ポット７の位置まで走査方向Ａに沿っ
て直線状に平行移動可能となっている。

【００２７】待機ポット６内には洗浄吸引ユニット１６
が設けられ、待機ポット７内には吸引ユニット１７が設
けられている。図３に示すように、洗浄吸引ユニット１
６は、アスピレータ等の吸引源２０および洗浄液として
純水を供給する純水供給源２１に接続されている、ま
た、吸引ユニット１７は、アスピレータ等の吸引源２２
に接続されている。

【００２８】図２に示すように、現像液吐出ノズル１１
には、現像液供給系１４により現像液が供給される。制
御部１３は、モータ２の回転動作、アーム駆動部１０に
よる現像液吐出ノズル１１の走査、現像液吐出ノズル１
１からの現像液の吐出、および洗浄吸引ユニット１６お
よび吸引ユニット１７の動作を制御する。

【００２９】本実施例では、基板保持部１が基板保持手
段に相当し、アーム駆動部１０が移動手段に相当し、モ
ータ２が駆動手段に相当し、制御部１３が制御手段に相
当する。また、洗浄吸引ユニット１６が洗浄手段に相当
し、吸引ユニット１７が吸引手段に相当する。

【００３０】図４に示すように、スリット状吐出口１５
は現像液吐出ノズル１１の走査方向Ａと垂直に配置され
る。スリット状吐出口１５のスリット幅ｔは０．０５〜
１．０ｍｍであり、本実施例では０．２ｍｍである。ま
た、スリット状吐出口１５の吐出幅Ｌは、処理対象とな
る基板１００の直径と同じかまたはそれよりも大きく設
定され、直径８インチの基板１００を処理する場合に
は、本実施例では２１０ｍｍに設定される。

【００３１】現像液吐出ノズル１１は、底面が基板１０
０の表面に対して平行な状態を保つように走査方向Ａに
走査される。スリット状吐出口１５と基板１００の表面
との間隔は、０．２〜５ｍｍ、より好ましくは０．５〜
２ｍｍであり、本実施例では１．５ｍｍである。

【００３２】図５は洗浄吸引ユニット１６の一部の斜視
図である。図５に示すように、洗浄吸引ユニット１６
は、断面ほぼＶ字形のノズル収納部１６ａを有し、ノズ
ル収納部１６ａの底面に複数の吸引口１８および複数の
純水吐出口１９が設けられている。複数の吸引口１８は
図３の吸引源２０に接続され、複数の純水吐出口１９は
図３の純水供給源２１に接続されている。

【００３３】現像液吐出ノズル１１の先端部が洗浄吸引
ユニット１６のノズル収納部１６ａ内に位置すると、図
３の純水供給源２１から供給される純水が純水吐出口１
９から吐出されるとともに、図３の吸引源２０により吸
引口１８を通して現像液吐出ノズル１１に吐出された純
水が吸引される。それにより、現像液吐出ノズル１１の
スリット状吐出口１５およびその周囲に付着した現像液
が除去される。

【００３４】図６は吸引ユニット１７の一部の斜視図、
図７は現像液吐出ノズル１１および吸引ユニット１７の
断面図である。

【００３５】図６に示すように、吸引ユニット１７は、
断面ほぼＶ字形のノズル収納部１７ａを有し、ノズル収
納部１７ａの底面に複数の吸引口２３が設けられてい
る。複数の吸引口２３は、図３の吸引源２２に接続され
ている。

【００３６】図７に示すように、現像液吐出ノズル１１
の先端部が吸引ユニット１７のノズル収納部１７ａ内に
位置すると、図３の吸引源２２により吸引口２３を通し
て現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５の現像
液が吸引される。それにより、現像液吐出ノズル１１の
スリット状吐出口１５の現像液が除去される。

【００３７】次に、図８および図９を参照しながら図１
の現像装置の動作を説明する。図８（ａ）に示すよう
に、基板１００は基板保持部１により静止状態で保持さ
れている。待機時には、現像液吐出ノズル１１は、待機
ポット６内の位置Ｐ０に待機している。このとき、現像
液吐出ノズル１１の先端部は洗浄吸引ユニット１６のノ
ズル収納部１６ａ内に位置している。それにより、洗浄
吸引ユニット１６により現像液吐出ノズル１１の先端部
が純水により洗浄される。

【００３８】現像処理時には、現像液吐出ノズル１１が
上昇した後、走査方向Ａに移動し、外側カップ５内の走
査開始位置Ｐ１で下降する。

【００３９】その後、現像液吐出ノズル１１は、走査開
始位置Ｐ１から所定の走査速度で走査を開始する。この
時点では、現像液吐出ノズル１１からまだ現像液の吐出
は行わない。本実施例では、走査速度は１０〜５００ｍ
ｍ／秒とする。

【００４０】現像液吐出ノズル１１の走査開始後、現像
液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５が基板１００
上に到達する前に、吐出開始位置Ｐ２にて所定の流量で
現像液吐出ノズル１１による現像液の吐出を開始する。
本実施例では、現像液の流量は１．２Ｌ／分とする。

【００４１】現像液吐出ノズル１１は、現像液を吐出し
ながら吐出開始位置Ｐ２から基板１００上を走査方向Ａ
に直線状に移動する（図９参照）。これにより、基板１
００の全面に現像液が連続的に供給される。供給された
現像液は、表面張力により基板１００上に保持（液盛
り）される。

【００４２】現像液吐出ノズル１１が基板１００上を通
過した後、基板１００上から外れた吐出停止位置Ｐ３で
現像液吐出ノズル１１による現像液の吐出を停止させ
る。そして、現像液吐出ノズル１１が外側カップ５内の
走査停止位置Ｐ４に到達した時点で現像液吐出ノズル１
１の走査を停止させる。

【００４３】その後、現像液吐出ノズル１１は、走査停
止位置Ｐ４で上昇した後、他方の待機ポット７の位置Ｐ
５まで移動し、待機ポット７内に下降する。このとき、
現像液吐出ノズル１１の先端部は吸引ユニット１７のノ
ズル収納部１７ａ内に位置する。それにより、吸引ユニ
ット１７により現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出
口１５の現像液が吸引により除去される。

【００４４】図８（ｂ）に示すように、液盛り終了後、
静止状態の基板１００上に現像液が供給された状態を所
定時間維持する。それにより、基板１００上の感光性膜
の現像が進行する。この間に、現像液吐出ノズル１１
は、待機ポット７から基板１００の上方を通過して待機
ポット６に戻る。

【００４５】その後、例えば回転数１０００ｒｐｍ程度
で基板１００を回転させ、洗浄用の純水吐出ノズル１２
から純水を基板１００に供給し、現像の進行を停止させ
るとともに純水でリンス処理を行う。

【００４６】最後に、純水吐出ノズル１２による純水の
供給を停止し、基板１００を例えば４０００ｒｐｍで回
転させ、基板１００から純水を振り切り、基板１００を
乾燥させる。その後、基板１００の回転を停止し、現像
処理を終了する。

【００４７】本実施例の現像装置では、基板１００上に
現像液が供給された後、待機ポット７内の吸引ユニット
１７により現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１
５の現像液が吸引により除去される。そのため、基板１
００上への現像液の液盛り中に現像液吐出ノズル１１を
待機ポット７から基板１００の上方を経由して待機ポッ
ト６に戻しても、現像液吐出ノズル１１のスリット状吐
出口１５から現像液が基板１００上に落下することがな
い。したがって、基板１００への現像液の液盛り中に現
像液吐出ノズル１１を待機ポット７から基板１００の上
方を経由して待機ポット６に戻すことができる。その結
果、スループットを低下させることなく、現像液の落下
による現像不均一および現像不良の発生を防止すること
ができる。

【００４８】また、現像液吐出ノズル１１による現像液
の供給前に待機ポット６内の洗浄吸引ユニット１６によ
り現像液吐出ノズル１１の先端部が洗浄されるので、静
止状態の基板１００上に新鮮な現像液を均一に供給する
ことができる。

【００４９】さらに、本実施例の現像装置では、現像液
吐出ノズル１１が静止した基板１００上に到達する前に
現像液の吐出が開始されるので、吐出開始時の現像液が
基板１００に衝撃を与えることが回避される。それによ
り、現像液中の気泡の発生が抑制され、現像欠陥の発生
が防止される。

【００５０】また、現像液吐出ノズル１１の移動中に空
気に接触するスリット状吐出口１５付近の現像液が基板
１００外に廃棄され、現像液吐出ノズル１１が基板１０
０上に到達した時点で現像液吐出ノズル１１から新しい
現像液が静止した基板１００上に供給される。それによ
り、変質した現像液により現像欠陥が発生することが防
止されるとともに、現像液が乾燥することで発生するパ
ーティクルが基板１００上の感光性膜の表面に付着する
ことが防止される。

【００５１】さらに、現像液吐出ノズル１１が静止した
基板１００上をスリット状吐出口１５と基板１００の上
面とが近接した状態で水平方向に直線状に平行移動し、
スリット状吐出口１５に形成された帯状の現像液が基板
１００の表面に連続的に接触するので、基板１００の表
面に衝撃が加わることなく基板１００の全面に現像液が
均一に供給される。

【００５２】また、現像液吐出ノズル１１が基板１００
上を通過するまで現像液の供給が続けられるので、吐出
停止時の衝撃による液盛り中の現像液への悪影響が防止
される。その結果、現像欠陥の発生が抑制されるととも
に、現像後の感光性膜パターンの線幅均一性が向上す
る。

【００５３】また、現像液吐出ノズル１１が基板１００
上を通り過ぎた後に現像液の吐出が停止されるので、吐
出停止時の現像液の液だれにより基板１００上の感光性
膜に衝撃が加わることが防止される。したがって、現像
欠陥の発生や感光性膜パターンの線幅均一性の劣化が防
止される。

【００５４】なお、上記実施例では、本発明をスリット
状吐出口を有する現像液吐出ノズルを用いた現像装置お
よび現像方法に適用した場合を説明したが、本発明は、
他の現像液吐出ノズルを用いた現像装置および現像方法
にも適用することができる。

【００５５】また、上記実施例では、本発明を現像装置
および現像方法に適用した場合を説明したが、本発明
は、レジスト液等の塗布液を吐出する塗布液吐出ノズル
を備えた塗布装置および塗布方法など、他の基板処理装
置および基板処理方法にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における現像装置の平面図で
ある。

【図２】図１の現像装置の主要部のＸ−Ｘ線断面図であ
る。

【図３】図１の現像装置の主要部のＹ−Ｙ線断面図であ
る。

【図４】現像液吐出ノズルのスリット状吐出口を示す図
である。

【図５】洗浄吸引ユニットの一部の斜視図である。

【図６】吸引ユニットの一部の斜視図である。

【図７】現像液吐出ノズルおよび吸引ユニットの断面図
である。

【図８】図１の現像装置の動作を説明するための図であ
る。

【図９】基板上での現像液吐出ノズルの走査を示す平面
図である。

【符号の説明】

１基板保持部８ガイドレール９ノズルアーム１０ノズル駆動部１１現像液吐出ノズル１３制御部１４現像液供給系１５スリット状吐出口１６洗浄吸引ユニット１６ａ，１７ａノズル収納部１７吸引ユニット１８，２３吸引口１９純水吐出口２０，２２吸引源２１純水供給源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H096 AA25 GA31 4F041 AA06 AB01 BA05 BA57 BA60 CA02 CA22 CA28 4F042 CC03 CC08 EB24 EB29 5F046 LA03 LA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を保持する基板保持手段と、処理液を吐出する吐出口を有する処理液吐出ノズルと、前記基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方
側の位置から前記基板上を通過して基板外の他方側の位
置まで前記処理液吐出ノズルを移動させる移動手段と、前記基板保持手段に保持された基板外の前記他方側の位
置に配設され、前記処理液吐出ノズルの前記吐出口の処
理液を除去する除去手段とを備えたことを特徴とする基
板処理装置。
【請求項２】前記除去手段は、前記処理液吐出ノズル
の前記吐出口の処理液を吸引する吸引部を備えたことを
特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】前記基板保持手段に保持された基板外の
前記一方側の位置に配設され、前記処理液吐出ノズルに
洗浄液を吐出するとともに前記処理液吐出ノズルに吐出
された洗浄液を吸引する洗浄手段をさらに備えたことを
特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】基板保持手段に静止状態で保持された基
板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方
側の位置まで処理液吐出ノズルを移動させつつ基板上に
処理液を供給する工程と、前記基板保持手段に保持された基板外の前記他方側の位
置で前記処理液吐出ノズルの前記吐出口の処理液を除去
する工程とを備えたことを特徴する基板処理方法。
【請求項５】前記処理液吐出ノズルの前記吐出口の処
理液を除去する工程は、前記処理液吐出ノズルの前記吐
出口の処理液を吸引する工程を含むことを特徴とする請
求項４記載の基板処理方法。