JP2002204992A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ノズル待機部における処理液供給ノズルの先端
部の乾燥を防ぎ、この乾燥に伴う不具合の発生を防止す
るべく処理液供給ノズルを清浄な雰囲気に維持する機構
を備えた基板処理装置を提供することにある。 【解決手段】基板に対する処理液の非供給時にノズル待
機部２１においてノズル１の外周を囲んで設けられたノ
ズルカバー２の内部にリンス液導入管２１からリンス液
を供給し、ノズルカバー２の内部にリンスＬ液を貯留す
る。基板に対する処理液の供給時にはガス導入管３１か
らノズルカバー２内のリンス液Ｌを排出してノズルカバ
ー２内を窒素ガスによってパージして基板に対するレジ
スト供給動作に移行する。これによって処理液非供給時
に供給ノズル１に付着した処理液の乾燥を防止でき、且
つ、供給ノズル１を清浄な雰囲気に維持したまま待機す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、液
晶表示装置用ガラス基板等の基板上にレジスト、ＳＯＧ
（スピンオングラス）等の処理液を処理液供給ノズルに
よって基板上に供給する基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】処理液供給ノズル（以下ノズルと称す）
を有する基板処理装置としては、例えばシリコンウエハ
等の基板上にレジスト等の塗布液を塗布する塗布装置が
知られている。このようなレジスト塗布装置は、レジス
ト液収容部に貯留されているレジスト液をノズルから基
板表面上に所定量吐出させ、この後、スピンチャックに
より基板を高速回転させてレジスト液を基板表面全面に
拡散させ、均一な塗布膜を得るようになっている。この
ノズルは、処理液の非吐出作業時にはスピンチャックの
側部に設けられたノズル待機ポットにて待機している。
この待機ポット内においては、ノズル先端部にてレジス
トの有機溶剤成分が揮発して固形化してしまうのを防止
するために、ノズル先端を溶媒中あるいは溶媒蒸気中に
浸漬させたり、ノズル先端部にリンス液を供給したりし
ている。そして塗布処理時には、ノズル中に残留してい
る乾燥気味のレジストを廃棄するいわゆるダミーディス
ペンスを直前に行って、引き続き塗布処理を行ってい
る。

【０００３】ところで、ノズル待機ポットにおけるノズ
ルの待機中にノズルが大気中に放置されると、ノズルの
先端部に付着していたレジストの残りが乾燥して固化し
てパーティクルとなり、基板に対するレジスト吐出作業
の再開時にこのパーティクルを吐出してしまうおそれが
ある。また、ノズルの待機中にはノズル内において待機
中の塗布液が残留するため、この残留した塗布液は乾燥
により濃縮されて粘性が高くなったり、塗布液の成分が
析出して固まったりする。この状態で塗布作業を再開す
ると、粘性が高くなった塗布液又は析出物が基板の塗布
膜上に落下し、この塗布膜の粘性にむらができたり、塗
布膜欠陥になることがある。

【０００４】このような問題を解消するために、従来は
次のような対策を施していた。ここでは、２つの従来例
を挙げて説明する。

【０００５】まず、第１の従来例の基板処理装置のノズ
ルを図５に基づいて説明する。この装置はノズルの先端
部を、塗布液の溶媒による飽和蒸気の雰囲気に置くこと
でノズル先端部の乾燥を防止する。この基板処理装置の
ノズル待機部での構成を概説すると、８１はノズルで、
このノズル８１は塗布液貯留部と接続され、このノズル
８１の内部には塗布液Ｒが充填されている。８２はノズ
ル８１の先端部を覆う待機ポットで、配管８３によって
溶媒貯留部８４に接続されている。塗布液貯留部８４に
は供給配管８５によって窒素ガスが供給され、溶媒の飽
和蒸気を作り、この飽和蒸気を配管８３を介して待機ポ
ット８２に供給する。これにより、ノズル８１の先端部
を溶媒の飽和蒸気雰囲気に置いて乾燥を防止する。この
例としては特開昭６２−１２１６６９号公報記載のもの
がある。

【０００６】次に、第２の従来例を図６に基づいて説明
する。この装置はノズルの先端開口部に溶媒を流すこと
でこのノズル先端の乾燥を防止する。具体的には、塗布
液Ｒ１を供給するノズル８１の周囲に、溶媒Ｒ２をノズ
ル８１の先端開口部に流すための複数の配管８７を設け
て構成されている。そして、配管８７に溶媒Ｒ２を供給
することでノズル８１の先端開口部に溶媒Ｒ２が流さ
れ、ノズル８１先端部の乾燥を防止する。この例として
は、特開昭５９−３９３６３号公報記載のものが知られ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第１の従来例では、待機ポット８２内のすべての空間
を溶媒の完全な飽和蒸気雰囲気にすることは極めて困難
である。そのため、待機時間が長くなるとノズル８１の
先端部の塗布液が乾燥することもある。そして、ノズル
８１の先端部の塗布液が乾燥してしまうと、前述した問
題が生じてしまう。

【０００８】また、第２の従来例では、配管８７から供
給される溶媒Ｒ２でノズル８１先端部の濃縮した塗布液
Ｒ１が洗い流されるが、配管８７内には溶媒Ｒ２が残留
し、この溶媒Ｒ２が基板上に滴下されることがある。ま
た、この配管８７はノズル８１の先端部に一体的に固定
されているため、ノズル８１の移動に伴って配管８７も
移動する。即ち、ノズル８１による塗布作業の最中にお
いては配管８７も回転する基板上に位置し、ノズル８１
の移動による振動等によって配管８７に残留した溶媒Ｒ
２が滴下し、基板上の塗布膜にむらが生じたり、塗布液
Ｒ１が部分的に溶解したりするおそれがある。

【０００９】そこで、本発明の目的は、ノズル待機部に
おける処理液供給ノズルの先端部の乾燥を防ぎ、この乾
燥に伴う不具合の発生を防止するべく処理液供給ノズル
を清浄な雰囲気に維持する機構を備えた基板処理装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記目的
を達成するために、本発明は、基板に対して処理液を供
給する処理液供給ノズルと、前記処理液供給ノズルの外
周を囲んで設けられ、その下端が当該処理液供給ノズル
の下端よりも下方に位置するノズルカバーと、基板外に
設けられ、前記処理液供給ノズルから基板に対する前記
処理液の非供給時に前記処理液供給ノズルが待機するノ
ズル待機部と、前記基板の上方の処理液供給位置と前記
ノズル待機部との間で前記処理液供給ノズルを移動させ
るノズル移動手段と、前記ノズル待機部において前記ノ
ズルカバーの内部にリンス液を貯留するようリンス液を
供給するリンス液供給手段と、前記ノズルカバーの内部
に貯留された前記リンス液を除去するリンス液除去手段
とを備えたことを特徴とする基板処理装置である。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
基板処理装置であって、前記ノズルカバーは、その下端
において前記処理液供給ノズルと基板とを結ぶ処理液の
流路を含む部分が開放された形状で、且つ、その上端が
気密に閉じた形状であることを特徴とする。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２に記載の基板処理装置であって、前記リンス液除
去手段は、前記ノズルカバーの内部に不活性ガスを供給
するガス供給手段であることを特徴とする。

【００１３】請求項４に係る発明は、請求項１ないし請
求項３に記載の基板処理装置であって、前記ノズルカバ
ーは前記処理液供給ノズルに付設されていることを特徴
とする。

【００１４】本発明の作用は次のとおりである。ここ
で、請求項１に係る発明の基板処理装置によると、ノズ
ル待機部における処理液供給ノズルの待機時に、ノズル
カバーの内部にリンス液が貯留される。このため、処理
液供給ノズルが液雰囲気中に維持される。

【００１５】請求項２に係る発明の基板処理装置による
と、ノズルカバーはその下端において処理液供給ノズル
と基板とを結ぶ処理液の流路を含む部分が開放された形
状で、且つ、その上端が気密に閉じた形状となってい
る。そのため、リンス液貯留時には表面張力によってノ
ズルカバー内にリンス液を維持でき、更にリンス液除去
時にはノズルカバーの下端が開放されているのでノズル
カバー内に貯留されたリンス液を重力の作用により除去
することができる。

【００１６】請求項３に係る発明の基板処理装置による
と、リンス液除去手段をノズルカバーの内部に不活性ガ
スを供給するガス供給手段であるとしたことによって、
ノズルカバー内のリンス液を不活性ガスによって除去す
ることができる。

【００１７】請求項４に係る発明の基板処理装置による
と、ノズルカバーは処理液供給ノズルに付設されている
ため、処理液供給位置とノズル待機部との間で移動する
処理液供給ノズルに常に付随して移動する。

【００１８】

【発明の効果】請求項１に係る発明の基板処理装置によ
ると、ノズルカバーの内部に貯留されたリンス液によっ
て処理液供給ノズルが液雰囲気中に維持されるので、処
理液供給ノズルの先端部の乾燥およびノズル内の処理液
が乾燥よって粘性が高くなったり、析出して固まったり
するのを防止できる。したがって基板に対する均一な処
理液の供給処理が可能になるという効果を奏することが
できる。

【００１９】請求項２に係る発明の基板処理装置による
と、リンス液除去時にはノズルカバーの下端が開放され
ているのでノズルカバー内に貯留されたリンス液を重力
の作用により除去することができるため、ノズルカバー
内に貯留されたリンス液を迅速に除去することが可能と
なる。そのため、処理液供給ノズルがノズル待機部にお
ける待機状態から基板に対する処理液供給動作に迅速に
移行することができるという効果を奏することができ
る。

【００２０】請求項３に係る発明の基板処理装置による
と、ノズルカバー内に貯留されているリンス液を不活性
ガスによって除去するため、ノズルカバー内及び処理液
供給ノズルを迅速に乾燥させることができ、全体の処理
時間を短縮できるという効果を奏することができる。ま
た、不活性ガスによって処理液供給ノズルを乾燥させる
ことができるので、処理液供給時に基板に供給される処
理液にノズル先端部に残留して付着するリンス液が混入
するのを防止できるという効果を奏することができる。

【００２１】請求項４に係る発明の基板処理装置による
と、ノズルカバーは処理液供給位置とノズル待機部との
間で移動する処理液供給ノズルに常に付随して移動する
ため、ノズルカバー内における液貯留時と液非貯留時に
取り外しおよび取り付け作業を行う必要がないため迅速
に処理を行うことができるという効果を奏することがで
きる。さらに、ノズル待機部にノズルカバーを常設して
おく必要がないため、装置内のスペース効率を向上でき
るという効果を奏することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、上述の技術的課題を解決
するための本発明の一実施形態に係る基板処理装置を、
添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施例で
は処理液としてフォトレジストを用いた場合を例に説明
する。図１は、実施例に係る基板処理装置７０の概略構
成を示す平面図であり、図２は供給ノズル１およびその
周辺部の構成を示す概略断面図である。供給ノズル１が
本発明の処理液供給ノズルに相当する。

【００２３】図１において基板Ｗは図示を省略するスピ
ンチャック上に回転可能に保持される。また、基板Ｗの
側方にはノズル待機部２１が配置され、先端部に供給ノ
ズル１を有する液供給機構１０が備えられている。液供
給機構１０は、供給ノズル１がノズル待機部２１と基板
Ｗ上のレジスト供給位置との間で移動可能なようにノズ
ルアーム１７及びモータ１８とを有している。このノズ
ルアーム１７およびモータ１８が本発明におけるノズル
移動手段に相当する。

【００２４】次に、図２に基づいて本発明に係る基板処
理装置７０の供給ノズル１およびその周辺部分の構成に
ついて説明する。供給ノズル１はレジスト配管１４を介
してレジスト供給源１２に連通接続されている。レジス
ト配管１４の経路中には、開閉弁１３が介装されてお
り、レジスト液Ｒが供給ノズル１の先端部から吐出可能
となっている。また、供給ノズル１には、下方に開口し
た筒型のノズルカバー２が空洞部２５を有しつつ供給ノ
ズル１の外周を囲んでノズルカバー２の上端が気密に閉
じた形状となるように付設されている。ノズルカバー２
の下端は供給ノズル１の下端よりも下方に位置するよう
配置されている。また、ノズルカバー２の下方の開口
は、レジスト供給時において供給ノズル１と基板Ｗとを
結ぶレジストの流路を含む形状となっている。そして、
ノズルカバー２の上端部にはノズルカバー２の内部にリ
ンス液を貯留するようにリンス液を供給するためのリン
ス液導入管２１と、ノズルカバーの内部に不活性ガスを
供給するガス導入管３１とがそれぞれ接続されている。
リンス液導入管２１はリンス液供給源２２と連通接続さ
れ、その途中には開閉弁２３が介装されている。また、
ガス導入管３１はガス供給源３２と連通接続されてお
り、その途中には開閉弁３３が介装されている。そして
各開閉弁１３、２３、３３は制御部４０と電気的に接続
されており、制御部４０の指示によって開閉動作が行わ
れる。また、供給ノズル１は、ノズル待機部２１におけ
る待機時には、ノズルカバー２の開口部が図２に示すよ
うに基板処理装置の基台５１に形成された廃液管５２と
対向するように配置されている。

【００２５】次に、以上のように構成された基板処理装
置の動作について説明する。

【００２６】まず、基板Ｗに対するレジストの塗布作業
は次のようにして行われる。ノズルカバー２を付設した
供給ノズル１がモータ１８の駆動によりノズルアーム１
７を介して矢印Ｂの軌道に沿って基板Ｗの上方のレジス
ト供給位置に移動され、レジストＲが供給される。基板
Ｗは図示しないスピンチャック上に吸着保持されてお
り、このスピンチャックによって矢印Ａ方向に向かって
回転される。

【００２７】この塗布作業が終了すると、再びモータ１
８の駆動によって供給ノズル１が基板Ｗの側方に設けら
れたノズル待機部２１に移動されて待機状態となる。

【００２８】供給ノズル１が待機状態となると制御部４
０の指示により開閉弁２３が開放されてリンス液導入管
２１からノズルカバー２の内部に対するリンス液Ｌの供
給が開始される。この時、ノズルカバー２の下端は開放
されているのでノズルカバー２の下端から廃液管５２に
流出するリンス液Ｌの流量よりも多い流量でリンス液導
入管からノズルカバー２の内部に対してリンス液Ｌを供
給する。そしてノズルカバー２内が図２に示すようにリ
ンス液で充填されると制御部４０からの指示により開閉
弁２３が閉止される。これによりノズルカバー２の上端
は気密に閉じた状態となるため、ノズルカバー２の下端
は開口しているが、ノズルカバー２内のリンス液Ｌは表
面張力の作用によって外部に流出することなくノズルカ
バー２内に貯留されることになる。

【００２９】尚、このとき供給ノズル１内のレジストＲ
がノズルカバー２内に貯留されたリンス液Ｌに接触する
とレジストＲに濃度変化が生じるおそれがある。そのた
め、開閉弁１３の図示しないサックバック機構のはたら
きによってレジストＲを所定量吸い戻して供給ノズル１
内においてレジストＲとリンス液Ｌとの間にエアーの介
在する空間Ａが形成される。

【００３０】このようにレジストの非供給時にノズル待
機部２１においてノズルカバー２の内部にリンス液Ｌを
貯留することにより、供給ノズル１の先端部の乾燥を防
止することができ、またノズル先端部に残留して付着し
たレジストを洗い流すことができる。このため、レジス
トの非供給時に続くレジスト処理時に基板に対して悪影
響を及ぼすことなく均一な塗布膜を形成することが可能
になる。

【００３１】続いて基板に対するレジスト供給作業時に
は、制御部４０の指示により開閉弁３３が開放される。
これによりノズルカバー２内の気密状態が解除されるた
め、ノズルカバー２内に貯留されているリンス液Ｌが重
力の作用によって下方に落下して廃液管５２に向けて排
出されて図示しない廃液源に回収される。これによって
ノズルカバー２内に貯留されたリンス液Ｌが除去され
る。

【００３２】また、開閉弁３３が開放されたことによっ
て図４に示すようにガス導入管３１からノズルカバー２
内に窒素ガスが供給されてノズルカバー２内のリンス液
Ｌが完全にパージされる。窒素ガスが所定時間供給され
ると、ノズルカバー２内に貯留されていたリンス液Ｌに
接触していた供給ノズル１が乾燥される。

【００３３】そして制御部４０の指示により開閉弁３３
が閉止されて供給ノズル１の待機時間が終了する。この
ようにノズルカバー２内に貯留されたリンス液Ｌを除去
した後、ノズルカバー２内を窒素ガスによってパージす
ることによって、基板に対するレジストの供給時に、供
給ノズル１に残留して付着したリンス液がレジストに混
入して基板に対する処理に悪影響を与えることを確実に
防止することができる。

【００３４】また、ノズル待機時に上述の構成によって
供給ノズル１を待機させる構成としたことによって、ノ
ズル待機部２１にノズル待機ポットと呼ばれるノズル待
機用の囲い部材を常設しておく必要がないため、装置内
のスペース効率を向上できる。

【００３５】そして上述の処理が終わって供給ノズル１
の待機時間が終了すると、ノズル待機部２１において供
給ノズル１から図示しない廃液源に連通接続された廃液
管５２に向けてダミーディスペンスと呼ばれるレジスト
の空出しが行われる。この時、レジストは廃液管５２に
向けて排出されるので、例えばノズル待機部２１にノズ
ル待機ポットを設けて当該ノズル待機ポットの底部に向
けてダミーディスペンスを行う場合に比べて、供給ノズ
ル１から吐出されたレジストが壁部で撥ね返って供給ノ
ズル１に付着するのを確実に防止することができる。そ
してその後、モータ１８の駆動により再び基板Ｗ上のレ
ジスト供給位置へと移動してレジストの供給作業を行
う。

【００３６】なお、本実施の形態においては処理液供給
ノズル１としてレジストの供給に用いる供給ノズル１を
例に説明したが、処理液としてはレジストに限らず、例
えばＳＯＧや他の用途に用いられる処理液を供給する場
合でも、上述した実施例同様の作用、効果を奏すること
ができる。

【００３７】また、本実施の形態においてはノズルカバ
ー２の上端部にそれぞれ単一のリンス液導入管２１、ガ
ス導入管３１を備える構成としたが、本発明の実施の形
態としてはこれに限定されるものではなく、各導入管の
取付位置、取付個数はそれぞれ任意に変更することがで
きる。

【００３８】また、本実施の形態においてはノズル待機
部２１においてノズルカバー２内から排出されるリンス
液Ｌをノズルカバー２の開口部に対向配置された廃液管
５２によって回収する構成としたが、本発明の実施の形
態としてはこれに限定されるものではなく、例えばノズ
ル待機部２１に待機ポットを設けてノズルカバー２内か
ら排出されたリンス液Ｌを待機ポットによって回収する
構成としてもよい。

【００３９】また、本実施の形態においては、基板に対
するノズル１から基板に対するレジストの供給動作時も
常にノズルカバー２はノズル１に付設された構成として
いるが本発明の実施の形態としてはこれに限定されるも
のではなく、例えば、供給ノズル１が待機部において待
機している間のみノズルカバー２を供給ノズル１に付設
する構成としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る基板処理装置を示す平面
図である。

【図２】本発明の実施例に係る基板処理装置の供給ノズ
ル１およびその周辺部を示す概略断面図である。

【図３】本発明の実施例に係る基板処理装置の供給ノズ
ル１およびその周辺部を示す概略断面図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る基板処理装置の供給
ノズル１およびその周辺部を示す概略断面図である。

【図５】第１の従来例に係る基板処理装置のノズルを示
す説明図である。

【図６】第２の従来例に係る基板処理装置のノズルを示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 供給ノズル ２ ノズルカバー １３、２３、３３ 開閉弁 ２１ リンス液導入管 ３１ ガス導入管 ５２ 廃液管 ７０ 基板処理装置 Ｗ 基板 Ｒ レジスト液 Ｌ リンス液

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ０５Ｃ 11/08 // Ｂ０５Ｃ 11/08 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｃ Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AB16 AB17 EA05 4D073 AA01 BB03 CA16 CA18 CC03 CC05 CC07 CC14 4F041 AA02 AA06 AB02 BA05 BA12 BA54 BA60 4F042 AA02 AA07 AA10 EB18 EB19 EB26 5F046 JA02 JA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に対して処理液を供給する処理液供
   給ノズルと、 前記処理液供給ノズルの外周を囲んで設けられ、その下
   端が当該処理液供給ノズルの下端よりも下方に位置する
   ノズルカバーと、 基板外に設けられ、前記処理液供給ノズルから基板に対
   する前記処理液の非供給時に前記処理液供給ノズルが待
   機するノズル待機部と、 前記基板の上方の処理液供給位置と前記ノズル待機部と
   の間で前記処理液供給ノズルを移動させるノズル移動手
   段と、 前記ノズル待機部において前記ノズルカバーの内部にリ
   ンス液を貯留するようリンス液を供給するリンス液供給
   手段と、 前記ノズルカバーの内部に貯留された前記リンス液を除
   去するリンス液除去手段と、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 前記ノズルカバーは、その下端において
   前記処理液供給ノズルと基板とを結ぶ処理液の流路を含
   む部分が開放された形状で、且つ、その上端が気密に閉
   じた形状であることを特徴とする請求項１に記載の基板
   処理装置。
3. 【請求項３】 前記リンス液除去手段は、前記ノズルカ
   バーの内部に不活性ガスを供給するガス供給手段である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板
   処理装置。
4. 【請求項４】 前記ノズルカバーは前記処理液供給ノズ
   ルに付設されていることを特徴とする請求項１ないし請
   求項３に記載の基板処理装置。