JP2001096197A - 基板処理用ノズル体及びスピン処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は処理液を噴射しないときに、ノズ
ル孔から処理液が滴下するのを防止した基板処理用ノズ
ル体を提供することにある。 【解決手段】 基板に処理液を噴射するためのノズル体
において、上記ノズル体３１は、内部に処理液が供給さ
れるパイプ状のノズル本体５１を有し、このノズル本体
には、上記基板に向けて処理液を噴出する複数のノズル
孔５３が軸線方向に沿って所定間隔で設けられていて、
上記ノズル孔は、処理液の噴出を停止したときに処理液
が滴下することがないよう処理液の粘度に応じて孔径と
流路長とが設定されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転される基板
に処理液を噴射するためのノズル体及びそのノズル体を
用いて基板を処理するスピン処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、液晶表示装置や半導体装置の
製造工程においては、ガラス基板や半導体ウエハなどの
基板にフォトマスクを用いて回路パターンを形成するた
めのリソグラフィ工程がある。

【０００３】上記基板にリソグラフィ工程によって回路
パターンを形成するには、その基板にレジストパターン
を形成する工程と、このレジストパターンによって基板
をエッチングする工程と、エッチング後にレジストパタ
ーンを除去する工程と、レジストパターンを除去した基
板に成膜する工程とが複数回にわたって繰り返して行わ
れる。

【０００４】そして、各工程で基板を処理した後には基
板を純水などの洗浄液によって洗浄処理するということ
が行われる。

【０００５】基板をエッチングする工程では処理液とし
てエッチング液が用いられ、レジストパターンを除去す
る工程では処理液として硫酸と過酸化水素水とを混合し
た薬液が用いられる。

【０００６】これらの処理液を用いて基板を処理する場
合、処理の均一化を図るために、処理液を基板の板面全
体にわたって均一に噴射することが要求される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】処理液を基板の板面全
体にわたって均一に噴射する場合、スピン処理装置によ
って基板を回転駆動するとともに、この基板に対して処
理液をパイプ状のノズル体によって供給するようにして
いる。このノズル体には、軸方向に沿って複数のノズル
孔が所定間隔で穿設されている。

【０００８】したがって、基板が回転駆動されているこ
とと、パイプ状のノズル体に複数のノズル孔が形成され
ていることによって、処理液を基板の板面に均一に噴射
することができる。

【０００９】しかしながら、低粘度（１〜７０ｃｐｓ）
の処理液では複数のノズル孔が所定間隔で形成されたノ
ズル体を用いると、このノズル体からの処理液の供給を
停止した状態で、たとえばノズル体を基板の上方から退
避させるために回動させると、その回動時の振動などの
衝撃によって複数のノズル孔のうちのいくつからノズル
体内に空気が入り込むことがある。

【００１０】すると、他のノズル孔からはノズル体内に
残留する処理液が滴下するから、その処理液がエッチン
グ液や薬液などの場合には乾燥して結晶化し、パーティ
クルの発生原因になるということがあったり、スピン処
理装置や周辺部の汚染原因になるということもある。

【００１１】この発明は、複数のノズル孔が形成された
パイプ状のノズル体を用いて処理液を供給する場合、処
理液の供給を停止したときにノズル孔から処理液が滴下
するのを防止できるようにした基板処理用ノズル体及び
そのノズル体を用いたスピン処理装置を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
に処理液を噴射するためのノズル体において、上記ノズ
ル体は、内部に処理液が供給されるパイプ状のノズル本
体を有し、このノズル本体には、上記基板に向けて処理
液を噴出する複数のノズル孔が軸線方向に沿って所定間
隔で設けられていて、上記ノズル孔は、処理液の噴出を
停止したときに処理液が滴下することがないよう処理液
の粘度に応じて孔径と流路長とが設定されていることを
特徴とする基板処理用ノズル体にある。

【００１３】請求項２の発明は、上記ノズル体のノズル
孔は、このノズル本体に取付孔を形成し、この取付孔に
所定長さの細管を嵌入して形成されていることを特徴と
する請求項１記載の基板処理用ノズル体にある。

【００１４】請求項３の発明は、上記ノズル体は、処理
液の粘度が１〜７０ｃｐｓのときに、孔径を０．３〜３
ｍｍ、流路長を５〜２０ｍｍに設定したことを特徴とす
る請求項１記載の基板処理用ノズル体にある。

【００１５】請求項４の発明は、回転駆動される基板に
処理液を供給して処理するスピン処理装置において、上
記基板を保持するとともに回転駆動される回転体と、上
記回転体に保持される基板に処理液を供給するノズル体
と、このノズル体を上記基板の上方で水平方向に回動す
る駆動機構とを具備し、上記ノズル体は、請求項１に記
載された構成であることを特徴とするスピン処理装置に
ある。

【００１６】請求項１と請求項４の発明によれば、ノズ
ル体のノズル孔を、処理液の噴射を停止したときに、ノ
ズル孔から処理液が滴下しないよう、処理液の粘度に応
じて孔径と流路長とを設定したから、ノズル孔からの処
理液の滴下を確実に防止することができる。

【００１７】請求項２の発明によれば、ノズル本体に形
成された取付孔に所定長さの細管を嵌入するようにした
から、ノズル孔の流路長の設定をノズル本体の肉厚に係
わりなく設定することができる。

【００１８】請求項３の発明によれば、処理液の粘度に
応じてノズル孔の孔径と流路長を設定するようにしたか
ら、ノズル孔からの処理液の滴下を確実の防止すること
ができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面を参照して説明する。

【００２０】図１は基板の処理装置を示し、この処理装
置はカップ体１を備えている。このカップ体１は、上面
が開放した有底状の下カップ１ａと、この下カップ１ａ
の上端に着脱自在に保持された上カップ１ｂと、この上
カップ１ｂの内面側にねじ２によって着脱自在に取付け
られた中カップ１ｃとからなる。

【００２１】上記下カップ１ａの底部中心部には通孔３
が形成されている。この通孔３には回転軸４が挿通され
ている。この回転軸４の上記カップ体１内に突出した上
端は回転体５の下面に取付けられている。この回転体５
の上面には液晶表示装置用のガラス基板などの基板６の
下面を支持する複数の支持ピン７と、上記基板６の外周
面に係合する複数の係合ピン８とが設けられている。

【００２２】上記通孔３から下カップ１ａの外部に突出
した上記回転軸４の下端部は第１のモ−タ９の回転軸９
ａに連結されている。したがって、上記第１のモ−タ９
が作動すれば、上記回転体５が上記基板６とともに回転
駆動されるようになっている。

【００２３】上記第１のモ−タ９は第１の取付板１１に
取付けられている。この第１の取付板１１は第１のシリ
ンダ１２によって上下駆動されるようになっている。上
記第１の取付板１１が上昇方向に駆動されれば、上記回
転体５が図１に鎖線で示すように一体的に上昇する。そ
れによって、上記回転体５に対して基板６を図示せぬロ
ボットなどによって着脱できる。

【００２４】上記第１の取付板１１の上面には、上記回
転軸４を軸受１２によって回転自在に支持した支持体１
３が設けられている。この支持体１３には支持脚１４が
立設されている。この支持脚１４は上記通孔３から上記
下カップ１ａ内に突出し、その上端には上記通孔３を覆
うカバ−１５が取付けられている。このカバ−１５は上
記回転体５の上下動に連動する。したがって、上記回転
体５が上昇したときでも、上記カバ−１５は上記通孔３
を覆っている。

【００２５】上記カバ−１５は径方向中心から周辺部に
向かって低く傾斜した傾斜面に形成されている。したが
って、上記カバ−１５の上面に滴下した洗浄液はその傾
斜面に沿って流れて下カップ１ａに滴下する。下カップ
１ａの底部周辺部には複数の排出管１６が接続されてい
て、下カップ１ａに滴下した洗浄液を排出するようにな
っている。

【００２６】上記回転体１１に保持される基板６の上面
側には、この基板６の上面に処理液を噴射するノズル体
３１が配置されている。このノズル体３１は駆動機構３
２によって上記基板６の径方向に沿って水平に回動させ
ることができるようになっている。この駆動機構３２は
円筒状の水平ア−ム３３を有し、この水平ア−ム３３の
先端部に上記ノズル体３１が設けられている。

【００２７】上記水平ア−ム３３の基端部には軸線を垂
直にした中空状のスプライン軸３４の上端が連結部材３
５を介して連結されている。上記スプライン軸３４の下
端部は第２の支持板３６に形成された通孔３７を通さ
れ、取付板３８の一端部に軸受３９によって回転自在に
支持されている。

【００２８】上記取付板３８はクランク状に形成されて
いて、その他端部には上記第２の支持板３６に取付けら
れた第２のシリンダ４１のロッド４１ａが連結されてい
る。したがって、上記第２のシリンダ４１のロッド４１
ａが後退方向に駆動されれば、上記取付板３８を介して
上記スプライン軸３４が上昇駆動されることになる。

【００２９】上記スプライン軸３４の中途部には従動プ
−リ４２が上下動自在かつスプライン軸３４と一体的に
回転するように設けられている。上記第２の支持板３６
には第２のモ−タ４３が設けられ、その回転軸４３ａに
は駆動プ−リ４４が嵌着されている。この駆動プ−リ４
４と上記従動プ−リ４２との間にはタイミングベルト４
５が張設されている。したがって、上記第２のモ−タ４
３が作動すれば、上記スプライン軸３４が回転されるよ
うになっている。

【００３０】スプライン軸３４が回転されると、その回
転に水平ア−ム３３が連動するから、この水平ア−ム３
３の先端部に設けられたノズル体３１が回転体５に保持
された基板６の径方向に沿って移動するようになってい
る。つまり、ノズル体３１は水平アーム３３によって水
平方向に回動駆動されるようになっている。

【００３１】上記ノズル体３１は、図２（ａ），（ｂ）
に示すようにパイプ状のノズル本体５１を有する。この
ノズル本体５１は軸方向一端部が上記水平アーム３３の
先端部に取付けられていて、その一端部に形成された供
給部５１ａから内部にエッチング液や薬液などの処理液
が供給されるようになっている。

【００３２】つまり、上記供給部５１ａには中途部に電
磁式の開閉弁を有するチューブ（ともに図示せず）が接
続され、このチューブによって処理液がノズル体３１に
供給されるようになっており、上記開閉弁を閉じれば処
理液の供給を停止することができる。

【００３３】ノズル本体５１は矩形状の上記基板６の対
角線の長さ寸法よりも長く設定されていて、その周壁に
は、軸方向に所定間隔で複数の取付孔５２が穿設されて
いる。各取付孔５２にはノズル孔５３を形成する細管５
４が一端部を液密に嵌合させて設けられている。つま
り、ノズル孔５３は各細管５３の内径寸法と長さによっ
て孔径Ｄと流路長Ｌとが設定されている。

【００３４】このように形成されたノズル体３１は、図
３に実線で示すように基板６の上方に位置する状態と、
同図に鎖線で示すように水平アーム３３とともに回動し
て基板６の上方から退避する状態との間で回動できるよ
うになっている。さらに、ノズル体３１は基板６の上方
に位置する状態で、同図に角度θで示す範囲で往復回動
（揺動）させることもできるようになっている。

【００３５】上記ノズル孔５３の孔径Ｄと流路長Ｌは処
理液の粘度（ｃｐｓ）に応じて設定される。それによっ
て、ノズル孔５３から基板６へ処理液の噴射を停止した
ときに、ノズル体３１を揺動させるなどして振動を与え
ても、ノズル孔５３から処理液が滴下するのを防止する
ことが可能となる。

【００３６】実験によると、処理液の粘度が１ｃｐｓの
場合、ノズル孔５３の孔径Ｄを０．３ｍｍ、流路長を３
ｍｍにすると、処理液の噴射を停止した状態でノズル体
３１を回動させると、ノズル孔５３から処理液が滴下す
ることが確認された。

【００３７】ノズル孔５３の孔径Ｄは０．３ｍｍで、流
路長を１０ｍｍに変化させると、ノズル体５３を回動さ
せたときの処理液の滴下が流路長が３ｍｍの場合に比べ
て減少することが確認できた。

【００３８】ノズル孔５３の孔径Ｄは０．３ｍｍで、流
路長を１５ｍｍに変化させると、ノズル体５３を回動さ
せたときに、ノズル孔５３から処理液が滴下しなくなる
ことが確認された。

【００３９】このように、ノズル孔５３の孔径Ｄを一定
にした場合、流路長Ｌを変化させることで、ノズル孔５
３から処理液の噴射を停止したときに処理液が滴下する
のを防止することができる。

【００４０】なお、流路長Ｌを一定にし、孔径Ｄを変え
ることで、ノズル孔５３からの処理液の滴下を防止する
ことが可能であり、さらに流路長Ｌと孔径Ｄとの両方を
変えることによっても処理液の滴下を防止することが可
能となる。

【００４１】つまり、処理液の粘度に応じてノズル孔５
３の孔径Ｄと流路長Ｌとを設定することで、処理液の噴
射を停止したときに、ノズル孔５３からの液だれを防止
することができる。

【００４２】たとえば、処理液の粘度が１〜７０ｃｐｓ
の範囲のときに、孔径Ｄは０．３〜３ｍｍの範囲、流路
長Ｌは５〜５０ｍｍの範囲に設定することで、処理液の
噴射を停止したときに、ノズル孔５３からの液だれを防
止することができる。

【００４３】このような構成のスピン処理装置におい
て、基板６を処理液によって処理する場合、基板６を保
持した回転体５を回転させるとともに、ノズル体３１に
処理液を供給し、ノズル孔５３から基板６に向けて噴射
する。

【００４４】また、水平アーム３３を駆動してノズル体
３１を基板６の上方に位置させ、その状態で図３にθで
示す角度の範囲で揺動させる。それによって、基板６の
上面には、ノズル体３１の複数のノズル孔５３から径方
向全長にわたって処理液を均一に噴射することができる
から、この基板６の上面の処理液による処理も均一に行
うことができる。

【００４５】このようにして基板６の処理が終了したな
らば、ノズル体３１への処理液の供給を停止し、水平ア
ーム３３を駆動してノズル体３１を、図３に鎖線で示す
ようにスプライン軸３４の軸心Ｏを中心にして基板６の
上方から退避する位置まで回動させる。そして、回転体
５から処理済みの基板６を排出し、新たな基板６を供給
したならば、ノズル体３１を基板６の上方へ回動させて
上述した基板６の処理を繰り返す。

【００４６】基板６の処理終了時や処理開始時などに処
理液が供給されていない状態でノズル体３１を揺動させ
ると、ノズル体３１に加わる振動などによってノズル体
３１内に残留する処理液がノズル孔５３から滴下する虞
がある。

【００４７】しかしながら、上記ノズル孔５３は処理液
の粘度に応じてノズル体３１内に残留する処理液が滴下
しないよう、孔径Ｄと流路長Ｌとが設定されている。そ
のため、ノズル体３１を基板６の上方から退避させるた
めに回動させても、そのノズル孔５３から処理液が滴下
することがないから、処理液の滴下によるパーティクル
の発生やスピン処理装置の周囲の汚染を招くことがな
い。

【００４８】また、ノズル体３１のノズル孔５３は、ノ
ズル本体５１の取付孔５２に細管５４を嵌合させて形成
している。そのため、この細管５４の長さを変えること
で、ノズル孔５３の流路長を容易に変更することができ
るばかりか、細管５４の内径寸法をかえれば、ノズル孔
５３の孔径Ｄを変更することができる。つまり、使用さ
れる処理液の粘度に応じてノズル孔５３の流路長Ｌや孔
径Ｄの設定あるいは変更を容易に行うことができる。

【００４９】この発明は上記一実施の形態に限定され
ず、種々変形可能である。たとえば、上記一実施の形態
ではノズル体３１のノズル孔５３を形成するのに、ノズ
ル本体５１に取付孔５２を形成し、この取付孔５２に細
管５４を嵌入するようにしたが、図４（ａ）、（ｂ）に
示すノズル体３１Ａのように、ノズル本体５１Ａを、そ
の一側壁６１が所定の厚さ、つまりノズル孔５３の流路
長Ｌに応じた厚さに設定された角型パイプとし、その一
側壁６１に所定の孔径Ｄのノズル孔５３を形成するよう
にしてもよい。

【００５０】

【発明の効果】請求項１、請求項３及び請求項４の発明
によれば、ノズル体のノズル孔を、処理液の噴射を停止
したときに、ノズル孔から処理液が滴下しないよう、処
理液の粘度に応じて孔径と流路長とを設定した。

【００５１】そのため、処理液を噴射しないときに、ノ
ズル体に振動などの衝撃が加わっても、ノズル体内に残
留する処理液がノズル孔から滴下するのを確実に防止す
ることができるから、処理液がパーティクルの発生原因
となったり、周囲を汚染するなどのことが防止できる。

【００５２】請求項２の発明によれば、ノズル本体に形
成された取付孔に所定長さの細管を嵌入してノズル孔を
形成するようにした。

【００５３】そのため、細管の長さ寸法によってノズル
孔の流路長の設定をノズル本体の肉厚に係わりなく設定
することができるばかりか、上記細管の内径寸法によっ
てノズル孔の孔径も設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示すスピン処理装置
の概略的構成図。

【図２】（ａ）は同じくノズル体の軸方向に沿う断面
図、（ｂ）は同じく軸方向と交差する方向に沿う断面
図。

【図３】同じくノズル体の基板処理時と退避時との動き
を示す説明図。

【図４】（ａ）はこの発明の他の実施の形態を示すノズ
ル体の軸方向に沿う断面図、（ｂ）は同じく軸方向と交
差する方向の断面図。

【符号の説明】

５…回転体 ６…基板 ３１…ノズル体 ５１…ノズル本体 ５２…取付孔 ５３…ノズル孔 ５４…細管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３ Ｂ０５Ｄ 1/40 Ａ ５Ｆ０４６ // Ｂ０５Ｄ 1/40 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｃ Ｆターム(参考） 2H096 AA00 AA25 AA27 CA14 GA17 GA18 GA29 HA18 HA19 HA20 HA21 LA02 LA03 4D075 AC64 AC84 DA08 DB13 DC21 4F033 AA14 BA03 CA01 DA05 EA01 NA01 4F041 AA06 AB02 BA05 BA13 4F042 AA07 EB18 5F046 LA03 LA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に処理液を噴射するための基板処理
   用ノズル体において、 上記ノズル体は、内部に処理液が供給されるパイプ状の
   ノズル本体を有し、このノズル本体には、上記基板に向
   けて処理液を噴出する複数のノズル孔が軸線方向に沿っ
   て所定間隔で設けられていて、 上記ノズル孔は、処理液の噴出を停止したときに処理液
   が滴下することがないよう処理液の粘度に応じて孔径と
   流路長とが設定されていることを特徴とする基板処理用
   ノズル体。
2. 【請求項２】 上記ノズル体のノズル孔は、このノズル
   本体に取付孔を形成し、この取付孔に所定長さの細管を
   嵌入して形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の基板処理用ノズル体。
3. 【請求項３】 上記ノズル体は、処理液の粘度が１〜７
   ０ｃｐｓのときに、孔径を０．３〜３ｍｍ、流路長を５
   〜２０ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１記載の
   基板処理用ノズル体。
4. 【請求項４】 回転駆動される基板に処理液を供給して
   処理するスピン処理装置において、 上記基板を保持するとともに回転駆動される回転体と、 上記回転体に保持される基板に処理液を供給するノズル
   体と、 このノズル体を上記基板の上方で水平方向に駆動する駆
   動機構とを具備し、 上記ノズル体は、請求項１に記載された構成であること
   を特徴とするスピン処理装置。