JP2003280218A

JP2003280218A - 基板処理方法および基板処理装置

Info

Publication number: JP2003280218A
Application number: JP2002087434A
Authority: JP
Inventors: Hideki Adachi; 秀喜足立
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の細部や微細部分にも純水や純水を主体
とする液体を供給して基板に対する所定の表面処理を良
好に行うことができる基板処理方法および基板処理装置
を提供する。【解決手段】分岐配管８０ｂ、８７ｂには磁気処理ユ
ニット８２が連通接続されている。この磁気処理ユニッ
ト８２は純水供給源から送られてくる純水に対して磁気
処理を施す装置であり、こうして磁気処理された純水は
開閉弁８３ｂ、８８ｂを介して液ノズル１６，３３に送
られ、各液ノズル１６からリンス液として基板Ｗに供給
されてリンス処理がなされる。

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、半導体ウエハ、
フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プ
ラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種
基板（以下、単に「基板」という）に純水または純水を
主体とする液体を供給することによって、該基板に対し
て所定の表面処理を施す基板処理方法および基板処理装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスや液晶表示装置などの電
子部品を製造するプロセス工程においては、純水または
純水を主体とする液体が数多くの使用されている。例え
ば、基板上に塗布されたレジストをアルカリ現像してパ
ターニングする場合、まず不要なレジストを除去するた
めにアルカリ性現像液を基板に供給して現像処理を開始
した後、所定時間が経過すると、そのアルカリ性水溶液
を除去して現像を停止するために純水などのリンス液を
基板に供給する。これによって現像液をリンス液に置換
して現像処理を完了させる。そして、リンス洗浄後の基
板を回転させることにより基板上に残っているリンス液
に遠心力を作用させて基板からリンス液を除去し、乾燥
させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、良好な電子
部品を製造するためには、現像処理によってパターニン
グされたレジストの細部にわたってリンス液を行き渡ら
せて現像処理を確実に停止させるとともに、リンス液へ
の置換効率を高めることが重要となっている。また、半
導体デバイスなどの微細化が近年急速に進められてお
り、微細部分にもリンス液を確実に供給させることが重
大な技術課題のひとつとなってきている。

【０００４】なお、このような要望は単に純水または純
水を主体とするリンス液によるリンス洗浄処理にとどま
らず、純水または純水を主体とする液体を用いて基板に
対して所定の表面処理を実行する場合にも及ぶものであ
り、純水または純水を主体とする液体を用いた基板処理
全般において共通する課題となっている。

【０００５】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、基板の細部や微細部分にも純水や純水を主体とす
る液体を供給して基板に対する所定の表面処理を良好に
行うことができる基板処理方法および基板処理装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、磁気処理された純水を含む磁気水を基板
に供給することによって、該基板に対して所定の表面処
理を施している。磁気処理された純水は、種々の文献
（例えばK.J. Kronenberg, Magnetic Water Treatment
Demystified, Raum & Zeit, Vol.1, No.2, June-July 1
989, pg.58-66）に紹介されているように、磁気作用に
より水分子が極めて細かく砕かれてクラスターが小さく
なり、その表面張力は磁気処理されていない純水のそれ
よりも低下することが知られている。そのため、磁気処
理された純水を含む磁気水を基板に供給した際、基板の
細部にまで行渡り表面処理を基板全体にわたって良好に
行うことが可能となる。例えば、磁気水を前記基板に供
給して前記基板を洗浄リンスした場合、磁気水がリンス
液として機能し、基板の細部に残存している洗浄対象物
を確実にリンス除去することができる。このとき、磁気
処理された純水を磁気水としてそのまま使用してもよい
し、また磁気処理された純水に薬液やガスなどを混合さ
せたものを磁気水として使用してもよい。

【０００７】また、磁気水を用いて基板を洗浄リンス処
理した後に該基板を乾燥させる場合にも、純水の表面張
力が低下していることから該乾燥処理を効率良く短時間
で行うことが可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかる基板処理
装置の一実施形態を示す縦断面図である。この基板処理
装置は、液晶表示装置用ガラス基板Ｗ（以下、単に「基
板Ｗ」という）に対して現像液やエッチング液などの薬
液を用いた薬液処理、リンス処理、および乾燥処理をこ
の順序で連続して行う装置である。この装置は、同図に
示すように、基板Ｗを保持する基板支持部１と、その基
板支持部１を回転駆動する駆動部２と、基板支持部１の
上側で処理空間Ｓを形成し遮蔽する上部遮蔽部３と、上
部遮蔽部３を上下動させる昇降部４と、基板Ｗから振り
切られる液体を回収するカップ部５と、それぞれの装置
各部を収納するハウジング６を備えている。

【０００９】この基板支持部１は、基板Ｗと同程度の平
面サイズを有する基板支持板１１と、この基板支持板１
１の上面に固着されて基板Ｗの周縁部を支持する周縁支
持ピン１２と、基板支持板１１の上面に固着されて基板
Ｗの下面中央部を支持する中央支持ピン１３とを備えて
いる。また、基板支持部１は、薬液処理を実行すること
を考慮して耐薬品性樹脂で構成されている。

【００１０】周縁支持ピン１２は基板Ｗの４角部に対応
して配置される。各周縁支持ピン１２は、基板Ｗの外周
端縁を下方から支持する支持台１２１と、支持台１２１
に支持された基板Ｗの外周端面に当接して基板Ｗの移動
を規制する案内立ち上がり面１２２とを備えており、基
板Ｗの周縁部を４箇所で支持している。なお、図１で
は、図面が煩雑になることを避けるために、２個の周縁
支持ピン１２のみを示している。また、中央支持ピン１
３は基板Ｗの中央部に対応して基板支持板１１に４個配
置されている。このように、この実施形態では、支持ピ
ン１２，１３によって基板Ｗが基板支持板１１から上方
側に離間された状態で支持されており、基板支持板１１
と周縁支持ピン１２と中央支持ピン１３とで本発明の
「基板支持手段」が構成されている。

【００１１】また、筒軸２１は中空筒状の部材で構成さ
れ、その中心に沿って液ノズル１６が配設されている。
そして、液ノズル１６には、液供給管１６１が貫通さ
れ、この液供給管１６１の上端が基板Ｗの下面中央部に
臨んでおり、上端部に設けられたノズル孔１６２から基
板Ｗの下面の回転中心付近に処理液（薬液やリンス液）
を供給できるように構成されている。

【００１２】さらに、筒軸２１は基板支持板１１の開口
に臨んで延在し、基板支持板１１に対して上側に位置す
ることにより排出口１７が開口されている。また、筒軸
２１と液ノズル１６との間隙は流量調整弁８６ａを介し
て配管８６が大気圧雰囲気に開放されるように構成され
ている。そして、排出口１７において、この液ノズル１
６の側面と筒軸２１内周面との間隙から大気圧雰囲気か
らのエアーが吐出される。液ノズル１６の先端部には断
面Ｔ字状に形成され、平坦な上面の中央部に処理液のノ
ズル孔１６２が開口される。

【００１３】液ノズル１６は配管８０に連通接続されて
いる。この配管８０の基端部は２つに分岐されており、
第１の分岐配管８０ａには薬液供給源８１が連通接続さ
れ、第２の分岐配管８０ｂには磁気処理ユニット８２が
連通接続されている。この磁気処理ユニット８２は図示
を省略する純水供給源、例えば基板処理装置を設置する
工場に設けられた用力から送られてくる純水に対して磁
気処理を施す装置であり、例えば図２に示すにように構
成されているが、純水を磁気処理することができる構成
であれば任意であることはいうまでもない。

【００１４】図２は磁気処理ユニットの一例を示す断面
図である。この磁気処理ユニット８２は、ユニット本体
８２１の内部に２つの配管８２２，８２３が略Ｔ字状に
接続された状態で配置されている。そして、配管８２２
の一方端が純水供給源に接続されており、純水供給源か
ら送られてきた純水が配管８２２を介してユニット内部
に引き入れられ、配管８２３の中央部で２つに分流され
た後、配管８２３の各端部から分岐配管８０ｂ、８７ｂ
にそれぞれ流入するように構成されている。

【００１５】また、配管８２２の外周面に極性を交互に
異ならせて永久磁石８２４〜８２７が配設されており、
配管８２２内を流れる純水に対してほぼ直交する方向か
ら交番磁界（図２中の破線矢印）が印加されている。そ
の結果、配管８２２内を流れる純水に対して磁気処理が
なされ、低表面張力の純水が生成されている。なお、こ
うして磁気処理された純水は配管８２３を介して分岐配
管８０ｂ、８７ｂに送られる。

【００１６】図１に戻って装置構成について説明を続け
る。各分岐配管８０ａ、８０ｂには開閉弁８３ａ、８３
ｂがそれぞれ設けられている。そのため、開閉弁８３ａ
を閉じた状態で開閉弁８３ｂを開くことで、分岐配管８
０ｂおよび配管８０を介して磁気処理された純水（磁気
水）がリンス液として液ノズル１６に圧送されて液ノズ
ル１６のノズル孔１６２から基板Ｗの下面に向けて供給
される。このように、この実施形態では、分岐配管８０
ｂ、開閉弁８３ｂ、配管８０および液ノズル１６によっ
て、基板Ｗの下面に向けて磁気水をリンス液として供給
するための磁気水供給手段が構成されている。

【００１７】また、逆に開閉弁８３ｂを閉じた状態で開
閉弁８３ａを開くことで、液ノズル１６のノズル孔１６
２から基板Ｗの下面に向けて薬液を供給できるようにな
っている。

【００１８】また、気体供給路１６３は、液ノズル１６
内に設けられるとともに、その下端部は、開閉弁８４ａ
が設けられた配管８４を介して気体供給源８５に連通接
続されており、気体供給路１６３の上端部の吐出口から
基板支持板１１と基板Ｗの下面との間の空間に、清浄な
空気や清浄な不活性ガス（窒素ガスなど）などの清浄な
気体を供給できるように構成されている。

【００１９】モータ２３やベルト機構２２などは、この
基板処理装置の底板としてのベース部材６１上に設けら
れた円筒状のケーシング６２内に収容されている。この
ケーシング６２が、筒軸２１の外周面に軸受け６３を介
して接続され、筒軸２１を覆う状態となる。すなわち、
モータ２３から基板支持板１１に接続する直前までの筒
軸２１の周囲をケーシング６２で覆い、これに伴い筒軸
２１に下方に取り付けられたモータ２３もカバーで覆っ
た状態とする。

【００２０】上部遮蔽部３は、基板Ｗを挟んで基板支持
板１１に対向するように上部回転板３１が配設されてお
り、昇降部４の回転板昇降機構４１によって上下動され
る。この上部回転板３１は基板Ｗの周縁領域を覆うリン
グ状を呈しており、中央部に大きな開口３１ａが開けら
れている。そして、開口３１ａの周囲は仕切壁３１ｂが
円筒状に立設されており、この仕切壁３１ｂ内に、開口
３１ａを塞ぐように補助遮蔽機構３２と、基板Ｗの上面
に薬液とリンス液を供給する液ノズル３３が、上下移動
自在に設けられている。そして、これら補助遮蔽機構３
２および液ノズル３３がそれぞれ独立して昇降部４の補
助遮蔽昇降機構４２によって上下動される。このため、
回転板昇降機構４１によって上部回転板３１を基板支持
板１１側に下降させて上部回転板３１を周縁支持ピン１
２により支持させるとともに、補助遮蔽昇降機構４２に
よって補助遮蔽機構３２および液ノズル３３を基板支持
板１１側に下降させて開口３１ａを塞ぐと、基板支持板
１１とで挟まれた処理空間Ｓが形成される。また必要に
応じて液ノズル３３のみを基板Ｗの直上位置まで移動さ
せて至近距離から基板Ｗに処理液を供給可能としてい
る。

【００２１】この処理空間Ｓに向けて液ノズル３３にノ
ズル孔３３４が配設されている。そして、液ノズル１６
側と同様にして薬液とリンス液とを選択的に切り換えて
基板Ｗの上面中央部に供給できるようになっている。す
なわち、液ノズル３３の中空部には、液供給管３３２が
貫通され、その下端部から基板支持板１１に保持された
基板Ｗの上面の回転中心付近に処理液（薬液やリンス
液）を供給できるように構成されている。この液供給管
３３２は配管８７に連通接続されている。そして、この
配管８７の基端部は２つに分岐されており、第１の分岐
配管８７ａには薬液供給源８１が連通接続され、第２の
分岐配管８７ｂには磁気処理ユニット８２が連通接続さ
れている。分岐配管８７ａ、８７ｂには開閉弁８８ａ、
８８ｂがそれぞれ設けられており、開閉弁８８ａを閉じ
た状態で開閉弁８８ｂを開くことで磁気処理された純水
がリンス液として液ノズル３３のノズル孔３３４から基
板Ｗの上面に向けて供給される。このように、この実施
形態では、分岐配管８７ｂ、開閉弁８８ｂ、配管８７お
よび液ノズル３３によって、基板Ｗの上面に向けて磁気
水をリンス液として供給するための磁気水供給手段が構
成されている。

【００２２】また逆に、開閉弁８８ｂを閉じた状態で開
閉弁８８ａを開くことで、液ノズル３３のノズル孔３３
４から基板Ｗの上面に向けて薬液を供給できるようにな
っている。

【００２３】また、液ノズル３３の内周面と液供給管３
３２の外周面との間の隙間は、気体供給路３３３となっ
ている。この気体供給路３３３は、開閉弁８９ａが設け
られた配管８９を介して気体供給源８５に連通接続され
ており、気体供給路３３３の下端部から上部回転板３１
と基板Ｗの上面との間の空間に清浄な気体を供給できる
ように構成されている。

【００２４】次に上記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。この基板処理装置では、図示
を省略する基板搬送装置によりハウジング６内に基板Ｗ
が搬入され、基板支持部１に載置される。このとき、上
部回転板３１、補助遮蔽機構３２および液ノズル３３は
上方へ退避している。

【００２５】こうして基板Ｗの搬入が完了すると、装置
全体を制御手段（図示省略）から与えられる制御信号に
基づき装置各部が所定の動作プログラムにしたがって以
下のように動作して薬液処理、リンス処理および乾燥処
理を実行する。

【００２６】まず、液ノズル３３を基板Ｗの上面近傍ま
で降下させた後、薬液処理を開始する。すなわち、閉成
されている全開閉弁のうち開閉弁８８ａ、８３ａのみを
開き、液ノズル１６、３３から基板Ｗの上面及び下面の
中央部にそれぞれ薬液を供給する。なお、このとき、上
部回転板３１と補助遮蔽機構３２とを上方へ退避させて
おくことで、薬液が上部回転板３１と補助遮蔽機構３２
に付着するのを防止している。また、モータ２３を始動
させて、基板支持板１１を回転させて該基板支持板１１
に保持されている基板Ｗを水平状態で回転させる。これ
により、上記のようにして基板Ｗに供給された薬液が基
板Ｗの回転に伴う遠心力によって径方向に導かれ、基板
Ｗの上下面全域に薬液が行き渡って薬液処理が行われ
る。

【００２７】そして、薬液処理が完了すると、上方に退
避していた上部回転板３１および補助遮蔽機構３２を下
方へ移動させる。これにより、上部回転板３１の抑えピ
ンが、基板支持板１１の上面に固着されている周縁支持
ピン１２と連結され、密閉された処理空間Ｓが形成され
る。この状態で開閉弁８３ａ，８８ａを閉成して液ノズ
ル１６，３３からの薬液供給を停止する。また、開閉弁
８３ｂを開くことでリンス液を液ノズル１６を介して基
板Ｗの下面中央部に供給するとともに、開閉弁８８ｂを
開くことでリンス液を液ノズル３３を介して基板Ｗの上
面中央部に供給して基板Ｗに対するリンス処理を行う。

【００２８】また、リンス処理が完了すると、開閉弁８
３ｂ、８８ｂを閉成して液ノズル１６、３３から基板Ｗ
へのリンス液の供給を停止して乾燥処理へと移る。この
乾燥処理では、モータ２３の回転数をさらに上げて基板
Ｗを高速回転させて、基板Ｗ上に残されたリンス液を遠
心力により振り切っている。

【００２９】それに続いて、開閉弁８４ａ、８９ａを開
き、気体供給路１６３，３３３から基板Ｗの上下面に窒
素ガスなどの不活性ガスを供給させることによって処理
空間Ｓを不活性ガスに置換する。これによって、リンス
処理後の基板Ｗの上下面に酸化膜を形成されるのを効果
的に防止することができる。

【００３０】さらに、乾操工程が完了すると、モータ２
３の回転を停止させるとともに、上部回転板３１、補助
遮蔽機構３２および液ノズル３３を退避位置に戻す。そ
して、基板搬送装置によって処理済みの基板Ｗが装置外
に搬出される。その後については、次の基板Ｗが基板搬
送装置により搬送されてくるのを待って上記一連の処理
を繰り返して実行する。

【００３１】以上のように、この実施形態によれば、リ
ンス液として単なる純水ではなく磁気処理した純水が使
用されているので、リンス液の表面張力が低くなり、基
板Ｗに供給されたリンス液が基板Ｗの細部まで行渡りリ
ンス処理が基板全体にわたって良好に行われる。また、
磁気水によりリンス処理を行っているため、リンス処理
後に基板Ｗに残存する液体も磁気水、つまり低表面張力
の純水のみとなるため、乾燥処理を効率良く短時間で行
うことが可能となる。

【００３２】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、上記実施形態では磁気処理された純水をそ
のままリンス液として使用しているが、磁気処理された
純水そのままではなく、純水を主体としてリンス処理に
適した薬液やガスなどを混合させたものを磁気水とし、
これをリンス液として基板Ｗに供給してリンス処理を実
行するようにしてもよい。例えば、磁気処理された純水
に炭酸ガスを混合させたものを磁気水として基板Ｗに供
給してリンス処理してもよく、上記した作用効果に加え
て炭酸ガスの混合により磁気水の比抵抗値が低下し、基
板Ｗ上の電荷を磁気水を通して吸収して消滅させること
ができ、基板Ｗの帯電を防止することが可能となる。

【００３３】また、上記実施形態では磁気水をリンス液
として用いた場合について説明したが、磁気水の適用範
囲はこれに限定されるものではなく、純水または純水を
主体とする処理液を基板に供給することによって該基板
に対して所定の表面処理を施す基板処理装置全般に本発
明を適用することができる。

【００３４】また、磁気水と純水を交互に基板に供給す
ることによってリンス処理工程を構成するようにしても
よい。

【００３５】さらに、基板に対する表面処理は基板を１
枚ずつ処理する枚葉処理に限らず複数枚を同時に処理す
るバッチ処理に本発明を適用してもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、磁気
処理された純水を含む磁気水を基板に供給することによ
って、該基板に対して所定の表面処理を施すように構成
しているので、該表面処理を行う処理液（純水または純
水を主体とする液体）の表面張力を低減させて処理液を
基板の細部にまで行渡らせることができ、その結果、表
面処理を基板全体にわたって良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示
す縦断面図である。

【図２】図１の基板処理装置に用いられる磁気処理ユニ
ットの一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…基板支持部（基板支持手段）１６，３３…液ノズル（磁気水供給手段）８０，８７…配管（磁気水供給手段）８０ｂ，８７ｂ…分岐配管（磁気水供給手段）８２…磁気処理ユニット（磁気処理手段）８３ｂ，８８ｂ…開閉弁（磁気水供給手段）Ｗ…基板

───────────────────────────────────────────────────── 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 ６４７Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９ＥＦターム(参考） 2H088 FA21 FA30 HA01 MA20 2H090 JA01 JB02 JC19 2H096 AA25 AA27 CA20 3B201 AA01 AB33 AB47 BB22 BB95 BB98 CC01 CC13 5F046 LA03 LA12 LA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気処理された純水を含む磁気水を基板
に供給することによって、該基板に対して所定の表面処
理を施すことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】前記磁気水を前記基板に供給して前記基
板を洗浄リンスする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】磁気処理された純水を前記磁気水として
そのまま前記基板に供給して前記基板を洗浄リンスする
請求項２記載の基板処理方法。
【請求項４】前記磁気水により基板を洗浄リンスする
のに続いて、該基板を乾燥させる請求項２または３記載
の基板処理方法。
【請求項５】基板を支持する基板支持手段と、純水供
給源から送られてくる純水に対して磁気処理を施す磁気
処理手段と、前記磁気処理手段によって磁気処理された純水を含む磁
気水を、前記基板支持手段に保持された基板に向けて供
給する磁気水供給手段とを備えたことを特徴とする基板
処理装置。