JP2002270563A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の下面に近接可能な上下移動部材を配設
する構成によらずに、基板の回転処理中に基板の下面側
空間への雰囲気ガスの巻き込みを無くし、基板の下面側
への処理液の回り込みや基板下面への処理液のミストの
付着を防止できる装置を提供する。 【解決手段】 基板Ｗを水平姿勢で支持する支持ピン１
０を、回転自在に支持された回転ベース部材１２の上面
に対して昇降自在に支持し、支持ピンを回転ベース部材
の上面に対して上下方向へ往復移動させる手段を備え
た。

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、半導体ウエハ、
液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用あるいは光
ディスク用の基板などの各種基板を水平姿勢に保持して
鉛直軸回りに回転させながらエッチング液、現像液、フ
ォトレジスト液等の処理液を基板の上面へ供給して基板
を処理する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】半導体ウエハ等の基板を、鉛直軸回りに
回転自在に支持された回転ベース部材上に支持し、基板
を回転させながら処理液を基板の上面へ供給して基板を
処理する基板処理装置では、回転ベース部材の上面に複
数本、例えば３本の支持ピンを植設し、これらの支持ピ
ンによって基板を位置決めし支持するようにしている。
したがって、基板は、回転ベース部材の上面から少し間
隔をあけた状態で支持されることになる。このような状
態で回転ベース部材上に支持された基板を回転させる
と、基板の下面側空間への雰囲気ガスの巻き込みを生じ
る。この結果、基板の上面に供給された処理液が基板の
周縁から基板の下面側へ回り込んだり、処理中に飛散し
た処理液のミストが基板の下面側空間へ入り込んで基板
下面に付着したりする、といったことが起こる。

【０００３】上記したような問題を解消するものとし
て、例えば特開平７−１３０６９５号公報や特開平９−
１６７７５１号公報等には、基板と同程度の大きさを有
し薄い板材からなる円形状の上下移動部材を基板の下面
側に配設し、その上下移動部材を、基板の下面と回転ベ
ース部材との間で上下方向へ往復移動させることができ
るように支持し、基板の処理中に上下移動部材を基板の
下面に近接させてミストが基板の下面側へ回り込むのを
防止するように構成した基板処理装置が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平７−１３０６９
５号公報等に開示された基板処理装置のように、基板の
下面に上下移動部材を近接させて、基板の下面側空間へ
の雰囲気ガスの巻き込みを無くし、基板の下面側への処
理液の回り込みや基板下面へのミストの付着を防止す
る、といった構成による場合、十分な効果を得るために
は、上下移動部材を基板の下面に対して１ｍｍ程度くら
いまで近接させる必要がある。ところが、基板と同程度
の大きさを有する円形状薄板材からなる上下移動部材
を、要求される加工精度で製作することは難しく、必要
とされる平面度が中々得られ難い。このため、基板の回
転中に上下移動部材の一部が基板下面に接触する恐れが
ある。

【０００５】また、従来の装置構成に上下移動部材を追
加することになるので、その上下移動部材の重量分だ
け、基板の回転始動時における慣性負荷が大きくなる。
このため、回転駆動モータの容量を大きくする必要があ
る。さらに、上下移動部材の下面側や周面に処理液やミ
ストが付着することになるので、上下移動部材の下面等
を純水などで洗浄することが必要になってくる。このた
め、従来から設けられている回転ベース部材などの洗浄
機構の他に、上下移動部材用の洗浄機構を新たに設ける
必要があり、装置構成が複雑化する、といった問題点が
ある。

【０００６】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、基板の下面に近接可能な上下移動部
材を配設する、といった構成によらずに、基板の回転処
理中に基板の下面側空間への雰囲気ガスの巻き込みを無
くし、基板の下面側への処理液の回り込みや基板下面へ
の処理液のミストの付着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を目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
上面側に、その上面と間隔を設けて基板を水平姿勢で支
持する支持部材を有し、鉛直軸回りに回転自在に支持さ
れた回転ベース部材と、この回転ベース部材を回転させ
る回転手段と、前記回転ベース部材上に支持された基板
に処理液を供給する処理液供給手段と、を備えた基板処
理装置において、前記支持部材を前記回転ベース部材の
上面に対して相対的に昇降自在に支持し、その支持部材
を回転ベース部材の上面に対して相対的に上下方向へ往
復移動させる上下移動手段を備えたことを特徴とする。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１記載の基
板処理装置において、前記支持部材が、同一高さ位置の
少なくとも３本の支持ピンであり、その各支持ピンが、
前記回転ベース部材に穿設された各小孔をそれぞれ貫通
して上下方向へ往復移動することを特徴とする。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２記載の基板処理装置において、前記回転ベース部
材に、その回転ベース部材上に支持されてその上面から
離間した状態の基板の下面に向かってリンス液を吹き付
けるリンスノズルを設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項４に係る発明は、回転ベース部材上
に基板を水平姿勢で支持して鉛直軸回りに回転させなが
ら処理液を基板の上面へ供給して基板を処理する基板処
理方法において、基板上面への処理液の供給時に、基板
の下面を前記回転ベース部材に近接させて基板の下面側
の空間を狭小にすることを特徴とする。

【００１１】請求項５に係る発明は、請求項４記載の基
板処理方法において、基板を処理液で処理した後に基板
の上・下両面に向かってリンス液を吹き付けて基板をリ
ンス処理し、そのリンス処理時に基板の下面を前記回転
ベース部材から離間させることを特徴とする。

【００１２】請求項６に係る発明は、請求項５記載の基
板処理方法において、基板をリンス処理した後に基板を
高速で回転させて基板を乾燥処理し、その乾燥処理時に
基板の下面を前記回転ベース部材に近接させることを特
徴とする。

【００１３】請求項１に係る発明の基板処理装置におい
ては、上下移動手段によって支持部材を回転ベース部材
の上面に対し相対的に上下方向へ移動させることによ
り、支持部材によって支持された基板の下面に回転ベー
ス部材を近接させることができる。そして、基板の下面
に回転ベース部材が近接した状態で、回転手段により回
転ベース部材および基板を回転させ、処理液供給手段に
より基板に処理液を供給して基板を処理したとき、基板
の下面に回転ベース部材が近接して基板の下面側の空間
が狭小になっているため、基板の下面側空間への雰囲気
ガスの巻き込みが無くなる。したがって、基板に供給さ
れた処理液が基板の周縁から基板の下面側へ回り込んだ
り飛散した処理液のミストが基板の下面側空間へ入り込
んで基板下面に付着したりする、といったことが起こら
ない。

【００１４】請求項２に係る発明の基板処理装置では、
複数本の支持ピンによって基板が支持され、基板を支持
した支持ピンが回転ベース部材の小孔を貫通して上下方
向へ移動することにより、基板の下面に回転ベース部材
が近接したり基板の下面から回転ベース部材が離間した
りする。

【００１５】請求項３に係る発明の基板処理装置では、
回転ベース部材に設けられたリンスノズルから、回転ベ
ース部材から離間した状態で回転する基板の下面に向か
ってリンス液が吹き付けられ、基板の下面がリンス処理
される。そして、基板の下面と回転ベース部材の上面と
が間隔をあけているので、リンス液が回転ベース部材の
上面に撥ね返ってくることがない。

【００１６】請求項４に係る発明の基板処理方法による
と、回転中の基板の上面への処理液の供給時に、基板の
下面に回転ベース部材が近接して基板の下面側の空間が
狭小になっているため、基板の下面側空間への雰囲気ガ
スの巻き込みが無くなる。したがって、基板に供給され
た処理液が基板の周縁から基板の下面側へ回り込んだり
飛散した処理液のミストが基板の下面側空間へ入り込ん
で基板下面に付着したりする、といったことが起こらな
い。

【００１７】請求項５に係る発明の基板処理方法では、
リンス処理時に基板の下面が回転ベース部材から離間し
て両者に間隔があいているので、回転中の基板の下面に
吹き付けられたリンス液が回転ベース部材の上面に跳ね
返ってくることがない。

【００１８】請求項６に係る発明の基板処理方法では、
基板を高速で回転させて基板を乾燥処理するときに、基
板の下面に回転ベース部材が近接している。乾燥処理時
には（処理液による処理時やリンス処理時にも）、通
常、基板の下面側に（上面側にも）窒素ガス等の不活性
ガスが供給されて基板の下面と回転保持ベース部材との
間の空間がパージされるが、その空間が狭小であるた
め、基板の下面側の空間に存在する酸素量が少なくなっ
てウォーターマークの形成が抑制され、また、乾燥速度
が大きくなって乾燥時間が短縮される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図面を参照しながら説明する。

【００２０】図１および図２は、この発明の実施形態の
１例である基板処理装置の一部を示す断面図であって、
図１は、基板を支持する支持ピンが上昇した状態を示
し、図２は、支持ピンが下降した状態を示す。また、図
３は、図１および図２に示した基板処理装置の主要部の
構成を概略的に表した部分断面図であり、図４は、回転
ベース部材を模式的に表した図である。図１および図２
と図３および図４とは表現方法が異なっているが、これ
らの図においては、同一機能を有し同一作用をなす部材
に同一の符号を付している。

【００２１】この基板処理装置は、基板板Ｗを水平姿勢
で支持する同一高さ位置の複数本、例えば３本の支持ピ
ン１０を有し鉛直軸回りに回転する回転ベース部材１２
を備えている。回転ベース部材１２は、図１および図２
では図示を省略しているが、図３に示すように、中心部
に回転支軸１４の上端部が一体的に固着され、回転支軸
１４によって水平姿勢で回転自在に支持されている。回
転支軸１４は、モータ１６の回転軸に連結されており、
モータ１６を駆動させることにより、回転ベース部材１
２が回転して基板板Ｗが回転させられる。また、回転ベ
ース部材１２には、３個所に小孔１８が穿設されてお
り、各支持ピン１０は、その各小孔１８をそれぞれ貫通
して上下方向へ往復移動することができるようになって
いる。

【００２２】３本の支持ピン１０は、図１および図２に
示すように、それぞれＬ字形の連接アーム２０を介して
回転内リング部材２２に連接されている。回転内リング
部材２２は、回転支軸１４と同心的に配置され、この回
転内リング部材２２には、ベアリング２４を介在させて
昇降外リング部材２６が外嵌されている。昇降外リング
部材２６には、複数個、例えば２個のナット２８が一体
的に固着されている。各ナット２８には、ボールねじ３
０がそれぞれ螺合しており、各ボールねじ３０の下端部
に小ギア３２がそれぞれ固着されている。２つの小ギア
３２は、１つの大ギア３４にそれぞれ噛合している。大
ギア３４は、回転支軸１４と同心的に配置され、この大
ギア３４には、２つの小ギア３２の他に駆動ギア３６が
噛合している。そして、駆動ギア３６は、上下移動用モ
ータ３８の回転軸に連結されている。上下移動用モータ
３８は、基板の一連の処理における各工程に応じて正転
および逆転するように、図示しない制御装置によって制
御される。また、大ギア３４の内周面側にはベアリング
４０が装着され、そのベアリング４０を介在させてその
内周側に、図１および図２には図示していないが回転支
軸１４が配設されている。さらに、回転内リング部材２
２は、図３に示すように、回転支軸１４と一体的に回転
可能にかつ回転支軸１４に対して軸線方向へ摺動可能
に、滑動形スプライン構造などにより回転支軸１４と係
合している。

【００２３】以上のような構成により、支持ピン１０を
回転ベース部材１２の上面に対して上下方向へ移動させ
ることができるようにするとともに、回転支軸１４、回
転ベース部材１２および支持ピン１０が一体となって回
転するようにする。すなわち、支持ピン１０を回転ベー
ス部材１２の上面に対して上下方向へ移動させるとき
は、上下移動用モータ３８を正方向または逆方向に回転
駆動させて駆動ギア３６を回転させる。この駆動ギア３
６の回転力を大ギア３４から小ギア３２へ伝達して、小
ギア３２に固着されたボールねじ３０を回転させる。ボ
ールねじ３０がその位置で回転すると、ボールねじ３０
に螺合したナット２８が上下方向へ移動する。ナット２
８が上下方向へ移動することにより、ナット２８が固着
された昇降外リング部材２６、および、昇降外リング部
材２６にベアリング２４を介在させて連接された回転内
リング部材２２が上下方向へ移動する。そして、回転内
リング部材２２が上下方向へ移動することにより、回転
内リング部材２２に連接アーム２０を介して連接された
３本の支持ピン１０が、回転ベース部材１２の小孔１８
を貫通して回転ベース部材１２に対し上下方向へ移動す
る。

【００２４】また、上下移動用モータ３８、駆動ギア３
６、大ギア３４、小ギア３２、ボールねじ３０、ナット
２８および昇降外リング部材２６と、回転支軸１４、回
転ベース部材１２、支持ピン１０、連接アーム２０およ
び回転内リング部材２２とは、ベアリング２４を介在さ
せて連接しており、また、回転支軸１４は、大ギア３４
の内周側にベアリング４０を介在させて支持されている
ので、回転支軸１４、回転ベース部材１２および支持ピ
ン１０は、一体となって自由に回転することができる。

【００２５】回転支軸１４は、軸心部が中空になってい
て、基板Ｗの下面中央部と対向する先端部に、純水等の
リンス液を基板Ｗの下面に向かって吹き付けるリンスノ
ズル４２が設けられている。リンスノズル４２には、回
転支軸１４の中空部に軸心線に沿って内設された管路４
４が接続されており、管路４４は、リンス液の供給源に
接続され開閉制御弁４８が介挿されたリンス液供給管４
６に接続されている。また、回転支軸１４の先端部に
は、ガス吹出し口５０が設けられており、ガス吹出し口
５０は、回転支軸１４の中空部により形成された通路５
２を経て、不活性ガス、例えば窒素ガスの供給源に接続
され開閉制御弁５６が介挿された窒素ガス供給管５４に
接続されている。この回転支軸１４の先端部のガス吹出
し口５０からは、基板の一連の処理が行われている期間
中、基板Ｗの下面に向かって窒素ガスが吹き出される。

【００２６】また、図示していないが、従来からの基板
処理装置と同様に、回転ベース部材１２の上方には、処
理の内容に応じてエッチング液、現像液、フォトレジス
ト液等の処理液を基板Ｗの上面へ供給するための処理液
ノズル、純水等のリンス液を基板Ｗの上面に向かって吹
き付けるリンスノズル、不活性ガス、例えば窒素ガスを
基板Ｗの上面に向かって吹き付けるガス吹出し口などが
配設されている。また、回転ベース部材１２の周囲に
は、処理液やリンス液の飛散を防止するためのカップが
昇降可能に配設されており、カップの底部には、カップ
内に回収された処理液やリンス液を装置外へ排出すると
ともにカップ内の排気を行うための排液・排気管が設け
られている。

【００２７】上記したような構成の基板処理装置を使用
して基板の一連の処理を行う場合において、図示しない
搬送アームにより基板Ｗを搬入して支持ピン１０上に支
持させる時は、図１に示し図４に実線で示すように、支
持ピン１０を上昇させる。

【００２８】次に、支持ピン１０によって水平姿勢に支
持された基板Ｗを回転させながら基板Ｗ上へ処理液を供
給して基板Ｗを処理する時は、図２に示し図４に二点鎖
線で示すように、支持ピン１０を下降させて基板Ｗの下
面を回転ベース部材１２に近接させ、基板Ｗの下面側の
空間を狭小にする。このように基板Ｗの下面側空間が狭
小になっているため、基板Ｗの下面側空間への雰囲気ガ
スの巻き込みが無くなる。したがって、基板Ｗに供給さ
れた処理液が基板Ｗの周縁から基板Ｗの下面側へ回り込
んだり、飛散した処理液のミストが基板Ｗの下面側空間
へ入り込んで基板Ｗ下面に付着したりする、といったこ
とを防止することができる。

【００２９】処理液による基板Ｗの処理が終了した後、
基板Ｗを回転させながら基板Ｗの上・下両面に向かって
リンス液を吹き付けて基板Ｗをリンス処理する時は、図
１および図３に示し図４に実線で示すように、支持ピン
１０を上昇させて基板Ｗの下面を回転ベース部材１２か
ら離間させる。このように基板Ｗの下面と回転ベース部
材１２の上面とが間隔をあけた状態で、基板Ｗに対して
リンス液が供給されるので、基板Ｗの下面側に吹き付け
られたリンス液が回転ベース部材１２の上面に撥ね返っ
てくることがない。

【００３０】リンス処理が終了した後、基板Ｗを高速で
回転させて基板Ｗを乾燥処理する時は、図２に示し図４
に二点鎖線で示すように、支持ピン１０を再び下降させ
て基板Ｗの下面を回転ベース部材１２に近接させ、基板
Ｗの下面側の空間を狭小にする。このように基板Ｗの下
面側空間が狭小になっていて、その狭小な空間が窒素ガ
スによりパージされるので、基板Ｗの下面側空間に存在
する酸素量が少なくなってウォーターマークの形成が抑
制され、また、乾燥速度が大きくなって乾燥時間が短縮
されることとなる。

【００３１】以上の一連の処理が終了して搬送アームに
より基板Ｗを搬出する時は、図１に示し図４に実線で示
すように、元の通りに支持ピン１０を上昇させる。

【００３２】この発明に係る基板処理装置は、以上説明
したように構成されているが、この発明の範囲は、上記
説明および図面の内容によって限定されない。すなわ
ち、支持ピン１０を昇降させる機構は、図示例のものに
限らず種々の機構を採用し得る。また、上記実施形態で
は、支持ピン１０を上下方向へ往復移動させるようにし
ているが、支持ピンの高さ位置を固定し、回転ベース部
材を上下方向へ往復移動させるような構成としてもよ
い。

【００３３】

【発明の効果】請求項１に係る発明の基板処理装置を使
用すると、基板の回転処理中に基板の下面側空間への雰
囲気ガスの巻き込みを無くし、基板の下面側への処理液
の回り込みや基板下面への処理液のミストの付着を防止
することができる。そして、基板の下面に近接可能な上
下移動部材を配設する場合のように、上下移動部材の製
作上の問題や、基板の回転始動時における慣性負荷の増
大、装置構成の複雑化などといった問題が無い。

【００３４】請求項２に係る発明の基板処理装置では、
支持ピンの上下方向への移動により、基板の下面と回転
ベース部材との間の間隔を変更することができ、構成が
比較的簡単になる。

【００３５】請求項３に係る発明の基板処理装置では、
回転中の基板の下面に吹き付けられたリンス液が回転ベ
ース部材の上面に撥ね返ってくることをなくすことが可
能である。

【００３６】請求項４に係る発明の基板処理方法による
と、基板の回転処理中に基板の下面側空間への雰囲気ガ
スの巻き込みを無くし、基板の下面側への処理液の回り
込みや基板下面への処理液のミストの付着を防止するこ
とができる。

【００３７】請求項５に係る発明の基板処理方法では、
回転中の基板の下面に吹き付けられたリンス液が回転ベ
ース部材の上面に跳ね返ってくることをなくすことがで
きる。

【００３８】請求項６に係る発明の基板処理方法では、
ウォーターマークの形成を抑制し、乾燥速度を大きくし
て乾燥時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態の１例である基板処理装置
の一部を示す断面図であって、基板を支持する支持ピン
が上昇した状態を示す図である。

【図２】同じく断面図であって、支持ピンが下降した状
態を示す図である。

【図３】図１および図２に示した基板処理装置の主要部
の構成を概略的に表した部分断面図である。

【図４】図１および図２に示した基板処理装置の構成要
素である回転ベース部材を模式的に表した図である。

【符号の説明】

１０ 支持ピン １２ 回転ベース部材 １４ 回転支軸 １６ モータ １８ 回転ベース部材の小孔 ２０ 連接アーム ２２ 回転内リング部材 ２４、４０ ベアリング ２６ 昇降外リング部材 ２８ ナット ３０ ボールねじ ３２ 小ギア ３４ 大ギア ３６ 駆動ギア ３８ 上下移動用モータ ４２ リンスノズル ４４ 管路 ４６ リンス液供給管 ５０ ガス吹出し口 ５２ 通路 ５４ 窒素ガス供給管

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０５Ｄ 1/40 Ｂ０５Ｄ 1/40 Ａ Ｇ０３Ｆ 7/30 ５０２ Ｇ０３Ｆ 7/30 ５０２ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｃ ５６９Ｃ (72)発明者 泉 昭 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 上山 勉 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H096 AA25 AA30 GA29 GA31 4D075 AC06 AC64 AC73 AC79 AC84 AC88 AE24 BB65Z CA47 DA08 DB13 DB14 DC22 DC24 DC27 EA06 EA07 EA45 4F042 AA07 AA10 CC04 CC09 EB01 EB09 EB17 EB25 EB28 5F046 JA07 JA09 JA10 JA15 LA02 LA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面側に、その上面と間隔を設けて基板
   を水平姿勢で支持する支持部材を有し、鉛直軸回りに回
   転自在に支持された回転ベース部材と、 この回転ベース部材を回転させる回転手段と、 前記回転ベース部材上に支持された基板に処理液を供給
   する処理液供給手段と、を備えた基板処理装置におい
   て、 前記支持部材を前記回転ベース部材の上面に対して相対
   的に昇降自在に支持し、その支持部材を回転ベース部材
   の上面に対して相対的に上下方向へ往復移動させる上下
   移動手段を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 前記支持部材が、同一高さ位置の少なく
   とも３本の支持ピンであり、その各支持ピンが、前記回
   転ベース部材に穿設された各小孔をそれぞれ貫通して上
   下方向へ往復移動する請求項１記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】 前記回転ベース部材に、その回転ベース
   部材上に支持されてその上面から離間した状態の基板の
   下面に向かってリンス液を吹き付けるリンスノズルが設
   けられた請求項１または請求項２記載の基板処理装置。
4. 【請求項４】 回転ベース部材上に基板を水平姿勢で支
   持して鉛直軸回りに回転させながら処理液を基板の上面
   へ供給して基板を処理する基板処理方法において、 基板上面への処理液の供給時に、基板の下面を前記回転
   ベース部材に近接させて基板の下面側の空間を狭小にす
   ることを特徴とする基板処理方法。
5. 【請求項５】 基板を処理液で処理した後に基板の上・
   下両面に向かってリンス液を吹き付けて基板をリンス処
   理し、そのリンス処理時に基板の下面を前記回転ベース
   部材から離間させる請求項４記載の基板処理方法。
6. 【請求項６】 基板をリンス処理した後に基板を高速で
   回転させて基板を乾燥処理し、その乾燥処理時に基板の
   下面を前記回転ベース部材に近接させる請求項５記載の
   基板処理方法。