JP2004281597A

JP2004281597A - 基板処理方法および基板処理装置

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Publication number: JP2004281597A
Application number: JP2003069177A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Yanagisawa; 暢生柳沢; Mitsuaki Yoshitani; 光明芳谷; Koji Toyoda; 浩司豊田; Yuka Moriguchi; 由香森口
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】吐出ノズルの内部から気泡を効果的に排出し、現像不良を防止することができる方法を提供する。
【手段】基板Ｗと吐出ノズル１２とを水平方向へ相対的に移動させつつ、吐出ノズルから基板の表面へ現像液を吐出し、基板の表面全体に現像液を盛って基板を処理する方法において、基板に液盛りしていない期間に、基板に液盛りするときに吐出ノズルから吐出される現像液の流量より大流量の現像液を吐出ノズルから吐出して、吐出ノズルの内部から気泡を追い出す。この際に吐出ノズル１２から吐出された現像液を現液回収用カップ１０内に集め、液回収用カップ内から回収用配管３０を通って現像液槽１８に現像液１６を回収して再使用可能とする。
【選択図】図１

Description

【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、プラズマディスプレイ用ガラス基板、プリント基板等の基板の表面に現像液、エッチング液、レジスト剥離液等の処理液を盛って基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板等の基板の表面に形成されたフォトレジスト膜を所定パターンで露光した後、現像処理する場合には、静止型パドル現像、パドル・スプレイ現像、ローラ搬送式パドル現像などの各方法が使用される。
【０００３】
静止型パドル現像では、スピンデベロッパ（基板回転式現像装置）を使用し、図１１に模式的正面図を示すように、基板Ｗをスピンチャック（図示せず）上に水平姿勢で保持し、基板Ｗの直径寸法と同等程度の長さを有するスリット状吐出口が下端面に形設された吐出ノズル１ａを、基板Ｗの表面に近接させて基板Ｗの一端（実線で示す位置）から他端（二点差線で示す位置）まで、基板Ｗの表面に沿って水平方向へ移動させながら、吐出ノズル１ａのスリット状吐出口から現像液を吐出し、基板Ｗの表面全体に現像液を盛るようにする。このとき、吐出ノズル１ａに連通接続された現像液供給用配管２ａに介挿された開閉制御弁３ａを、吐出ノズル１ａが基板Ｗの一端に位置した時点で開き、吐出ノズル１ａが基板Ｗの他端に到達した時点で閉じるように制御する。基板Ｗ上に液盛りした後は、それから所定時間が経過した時点で基板Ｗの表面へ純水を供給して現像反応を停止させ、その後に、基板Ｗを鉛直軸回りに回転させることにより、基板Ｗの表面から現像液や水、溶解物等を振り切って除去する。なお、図１１中の４ａ、ならびに、後述する図１２中の４ｂ、および、図１３中の４ｃは、それぞれフィルタである。
【０００４】
また、パドル・スプレイ現像では、図１２に模式的正面図を示すように、搬送ローラ５ａによって基板Ｗを水平方向へ搬送し、スリット状吐出口が下端面に形設された吐出ノズル１ｂの直下を基板Ｗが通過するときに、吐出ノズル１ｂのスリット状吐出口から現像液を吐出し、基板Ｗの表面全体に現像液を盛るようにした後、さらに、吐出ノズル１ｂの前方側に配設されたスプレイノズル６から基板Ｗの表面へ現像液を吐出して、基板Ｗを現像処理するようにしている。この方法では、吐出ノズル１ｂに連通接続された現像液供給用配管２ｂに介挿された開閉制御弁３ｂは、開いたままの状態とされ、続いて搬送されてくる基板Ｗに液盛りするようにする。
【０００５】
ローラ搬送式パドル現像では、図１３に模式的正面図を示すように、搬送ローラ５ｂによって基板Ｗを水平方向へ搬送し、スリット状吐出口が下端面に形設された吐出ノズル１ｃの直下を基板Ｗが通過するときに、吐出ノズル１ｃのスリット状吐出口から現像液を吐出し、基板Ｗの表面全体に現像液を盛るようにして、基板Ｗが搬送される過程で現像反応が進行するようにしている。この方法でも、吐出ノズル１ｃに連通接続された現像液供給用配管２ｃに介挿された開閉制御弁３ｃは、開いたままの状態とされ、続いて搬送されてくる基板Ｗに液盛りするようにする。
【０００６】
上記した静止型パドル現像では、開閉制御弁３ａをオン・オフ制御して、吐出ノズル１ａからの現像液の吐出・停止の各動作が繰り返される。この開閉制御弁３ａの開閉動作に伴って、吐出ノズル１ａのスリット状吐出口からノズル内部に空気が引き込まれる恐れがある。また、上記したいずれの現像方法においても、現像処理を行わないときには、吐出ノズル１ａ、１ｂ、１ｃからの現像液の吐出が停止される。このため、吐出ノズル１ａ、１ｂ、１ｃの内部に現像液が滞留することになる。そして、吐出ノズル１ａ、１ｂ、１ｃの内部に現像液が滞留する間に、吐出ノズル１ａ、１ｂ、１ｃのスリット状吐出口からノズル内部に空気が侵入する恐れがある。また、現像液の供給源から送られてきた現像液中に溶け込んでいたガスが、吐出ノズル１ａ、１ｂ、１ｃの内部で微細な気泡となって内壁面に付着する、といったことが起こる可能性もある。この結果、吐出ノズル１ａ、１ｂ、１ｃからの現像液の吐出を開始したときに、気泡が含まれた現像液が基板Ｗの表面へ供給されて液盛りされることになり、その気泡が基板Ｗ上に付着して、パターン不良を生じる原因となる、といった問題がある。
【０００７】
このような問題を解決するために、現像液吐出ノズルの現像液収容部の上部中央に泡抜き口を形成し、その泡抜き口に気泡排出管を接続して、現像液吐出ノズル内に発生する気泡を気泡排出管から排出する、といった装置構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、レジスト液の塗布装置において、スリットノズルを水平軸回りに回転させて、そのスリットを上向き状態とし、スリットノズルの内部に溜まっている空気やレジスト液中に気泡状で混入している空気を、レジスト液中の上部（スリット側）に集め、レジスト液をスリットから押し出すようにすることにより、空気をレジスト液と共にスリットノズル外に排出する、といった方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−２４９５６６号公報（第６頁、図７）
【００１０】
【特許文献２】
特開平７−３２８５１０号公報（第４頁、図４）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１、２に開示されているような構成によると、現像液中に存在する比較的大きな気泡は、それを吐出ノズルの内部から排出することができるが、吐出ノズルの液収容部の内壁面などに付着した微細な気泡は、吐出ノズルの内部から完全に排出することが困難である。このため、吐出ノズルから気泡が含まれた現像液が基板の表面へ吐出されることになり、吐出状態の均一性が損なわれ、また、気泡が含まれた現像液により基板上に液盛りされることとなる。この結果、断線、ショート等の現像不良を引き起こす原因になる、といった問題点がある。
【００１２】
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、吐出ノズルの内部から気泡を効果的に排出することができ、現像不良等の処理不良を防止することができる基板処理方法を提供すること、および、その方法を好適に実施することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、基板と吐出ノズルとを水平方向へ相対的に移動させながら、吐出ノズルから基板の表面へ処理液を吐出して、基板の表面全体に処理液を盛り、処理液によって基板を処理する基板処理方法において、基板の表面に液盛りしていない期間に、基板の表面に液盛りするときに前記吐出ノズルから吐出される処理液の流量より大流量の処理液を前記吐出ノズルから吐出して、吐出ノズルの内部から気泡を追い出し、その際に吐出ノズルから吐出された処理液を回収して再使用可能とすることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の基板処理方法において、前記吐出ノズルから吐出される処理液の流量を定期的に大流量に切り替えて、吐出ノズルの内部から気泡を追い出すことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、基板の表面へ処理液を吐出して、基板の表面全体に処理液を盛る吐出ノズルと、この吐出ノズルと基板とを水平方向へ相対的に移動させる移動手段と、前記吐出ノズルに連通接続され吐出ノズルへ処理液を供給するための処理液供給用配管と、処理液が貯留された処理液供給部と、この処理液供給部から前記処理液供給用配管を通して前記吐出ノズルへ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、基板の表面に液盛りしていない期間に前記吐出ノズルの内部から気泡を追い出すように、吐出ノズルから吐出される処理液の流量を、基板の表面に液盛りするときより大流量に切り替える流量切替え手段と、前記吐出ノズルから大流量の処理液が吐出される際に、吐出ノズルから吐出された処理液を回収して再使用可能とする回収手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の基板処理装置において、前記処理液供給用配管に流量調整弁が介挿され、前記流量切替え手段を、前記流量調整弁の上流側で前記処理液供給用配管から分岐して再び前記吐出ノズルに連通するバイパス配管と、このバイパス配管に介挿された開閉制御弁と、前記吐出ノズルの内部から気泡を追い出すときに前記開閉制御弁を開くように制御する制御手段と、から構成したことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項４記載の基板処理装置において、前記バイパス配管を前記吐出ノズルに直接に連通接続し、そのバイパス配管の流路径を、前記処理液供給用配管の、分岐位置より下流側における流路径より大きくしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の基板処理装置において、前記バイパス配管を、前記吐出ノズルの長手方向における中心部に連通接続したことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項３記載の基板処理装置において、前記処理液供給手段がインバータ機能付きのポンプであり、前記流量切替え手段を、前記ポンプのインバータ機能と、前記ポンプの吐出流量を変化させる制御手段と、から構成したことを特徴とする。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項３ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置において、前記吐出ノズルに、大気に解放され開閉制御弁が介挿されたエアー抜き用配管を連通接続し、前記吐出ノズルの内部から気泡を追い出すときに、前記エアー抜き用配管に介挿された開閉制御弁を開くように制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項９に係る発明は、請求項３ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置において、前記吐出ノズルは、その吐出口が上向きとなるように回動可能に支持され、前記吐出ノズルの内部から気泡を追い出すときに、前記吐出ノズルを、その吐出口が上向きとなるように回動させる機構を備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に係る発明は、請求項３ないし請求項９のいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理液供給用配管から前記吐出ノズルの直前位置で分岐し開閉制御弁が介挿され先端が前記処理液供給部に配置された液戻し用配管を設け、前記処理液供給手段を駆動させてから所定時間が経過するまで、前記液戻し用配管に介挿された開閉制御弁を開くように制御して、前記処理液供給用配管から前記液戻し用配管を通して前記処理液供給部へ処理液を戻し、処理液供給用配管の内部から気泡を追い出すようにすることを特徴とする。
【００２３】
請求項１１に係る発明は、請求項３ないし請求項１０のいずれかに記載の基板処理装置において、前記流量切替え手段により、前記吐出ノズルから吐出される処理液の流量を定期的に大流量に切り替えて、吐出ノズルの内部から気泡を追い出すようにすることを特徴とする。
【００２４】
請求項１に係る発明の基板処理方法によると、また、請求項３に係る発明の基板処理装置を使用すると、基板の表面に液盛りしていない期間に、基板の表面に液盛りするときに吐出ノズルから吐出される処理液の流量より大流量の処理液が吐出ノズルから吐出されることにより、吐出ノズル内部の内壁面などに付着した気泡が大流量の処理液によって押し流され、気泡が処理液と共に吐出ノズルの内部から排出される。また、この際に吐出ノズルから吐出された処理液は、回収されて再使用可能とされるので、処理液が無駄になることがない。
【００２５】
請求項２に係る発明の基板処理方法では、また、請求項１１に係る発明の基板処理装置では、吐出ノズルから吐出される処理液の流量が定期的に大流量に切り替えられることにより、吐出ノズルの内部から気泡が定期的に追い出される。
【００２６】
請求項４に係る発明の基板処理装置では、バイパス配管に介挿された開閉制御弁を開くことにより、吐出ノズルから吐出される処理液の流量を瞬時に大流量に切り替えることが可能になる。また、バイパス配管に介挿された開閉制御弁を閉じることにより、吐出ノズルから吐出される処理液の流量を瞬時に所定の小流量に切り替えることが可能である。
【００２７】
請求項５に係る発明の基板処理装置では、処理液供給用配管およびバイパス配管がそれぞれ別々に吐出ノズルに連通接続されるとともに、処理液供給用配管およびバイパス配管の各流路径をそれぞれ流量に見合った大きさとすることにより、管内を流れる処理液の圧力変動に伴って処理液供給用配管の内部で気泡が発生する、といったことを防止しつつ、バイパス配管内を流れる処理液の流量を大流量とすることが可能になる。
【００２８】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、バイパス配管が吐出ノズルの長手方向における中心部に連通接続されることにより、吐出ノズルの内部に気泡が残存するといったことを防止することができる。すなわち、バイパス配管を複数本に分岐させて、各バイパス配管を吐出ノズルの長手方向における異なる複数位置に連通接続した場合には、各バイパス配管の出口（吐出ノズルの液収容部への流入口）から吐出ノズル内へ流入した処理液の流れと、その隣りの出口から吐出ノズル内へ流入した処理液の流れとがぶつかり合う部分を生じることにより、各バイパス配管の出口とその隣りの出口との間の区画で気泡が発生してそのまま残存する、といったことが起こる可能性があるが、バイパス配管が吐出ノズルの長手方向における中心部だけに連通接続されることにより、吐出ノズルの内部に気泡が残存する可能性を無くすことができる。
【００２９】
請求項７に係る発明の基板処理装置では、インバータ機能付きのポンプの吐出流量を変化させることにより、吐出ノズルから吐出される処理液の流量が切り替えられるので、配管中に弁を介挿した場合のように、弁内部で流路径が変化して差圧を生じることにより気泡が発生する、といったことがなくなる。
【００３０】
請求項８に係る発明の基板処理装置では、吐出ノズルの内部から気泡を追い出すときに、エアー抜き用配管に介挿された開閉制御弁が開かれることにより、吐出ノズルの内部からエアー抜き用配管を通って処理液と共に気泡が排出されるので、吐出ノズル内部の内壁面などに付着した気泡を、より確実に吐出ノズルの内部から追い出すことが可能になる。
【００３１】
請求項９に係る発明の基板処理装置では、吐出ノズルの内部から気泡を追い出すときに、吐出ノズルを、その吐出口が上向きとなるように回動させることにより、上向きになった吐出口を通して処理液と共に気泡が排出されるので、吐出ノズル内部の内壁面などに付着した気泡を、より確実に吐出ノズルの内部から追い出すことが可能になる。
【００３２】
請求項１０に係る発明の基板処理装置では、処理液供給手段を駆動させてから所定時間が経過するまで、液戻し用配管に介挿された開閉制御弁が開かれることにより、処理液供給用配管から液戻し用配管を通って処理液供給部へ処理液が戻される。これにより、処理液供給用配管の内部から気泡が追い出されることになる。したがって、処理液供給手段を駆動させてから所定時間が経過した後に、液戻し用配管に介挿された開閉制御弁を閉じるようにすれば、処理液供給用配管から吐出ノズル内へ気泡が流入することを無くすことができる。
【００３３】
【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１ないし図１０を参照しながら説明する。
【００３４】
図１は、この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置であるスピンデベロッパ（基板回転式現像装置）の概略構成を示す模式的正面図であり、この装置では、静止型パドル現像が行われる。
【００３５】
基板Ｗは、スピンチャック（図示せず）上に水平姿勢で保持され、基板Ｗの周囲には、現像液を回収するための液回収カップ１０が配設されている。スピンチャック上に保持された基板Ｗの上方には、基板Ｗの直径寸法と同等程度の長さを有するスリット状吐出口が下端面に形設された吐出ノズル１２が、そのスリット状吐出口を基板Ｗの表面に近接させて配設されている。この吐出ノズル１２は、水平方向へ往復移動可能に支持されており、基板Ｗの一端から他端まで基板Ｗの表面に沿って移動しながら、下端面のスリット状吐出口から現像液を基板Ｗの表面へ吐出して、基板Ｗの表面全体に現像液を盛る。
【００３６】
吐出ノズル１２には、現像液供給用配管１４が連通接続されており、現像液供給用配管１４は、現像液１６が貯留された現像液槽１８に流路接続されている。現像液供給用配管１４には、ポンプ２０が介挿設置されており、また、フィルタ２２および開閉制御弁２４がそれぞれ介挿されている。現像液供給用配管１４は、フィルタ２２と開閉制御弁２４との間で分岐しており、その分岐したバイパス配管２６が吐出ノズル１２に直接に連通接続されている。バイパス配管２６の流路径は、現像液供給用配管１４の、分岐位置より下流側におけるより流路径より大きくされる。このバイパス配管２６には、開閉制御弁２８が介挿されている。なお、バイパス配管２６は、現像液供給用配管１４から分岐した後、再び現像液供給用配管１４に合流接続して、吐出ノズル１２に連通させるようにしてもよいが、現像液供給用配管１４とは別々に吐出ノズル１２にバイパス配管２６を連通接続させる方が、管内を流れる現像液の圧力変動に伴って現像液供給用配管１４の内部で気泡が発生する、といったことを防止しつつ、バイパス配管２６内を流れる現像液の流量を大流量とすることが可能になるので好ましい。また、液回収カップ１０の底部には、回収用配管３０が連通接続されており、回収用配管３０の先端出口は、現像液槽１８内に配置されている。
【００３７】
図１に示した装置では、基板Ｗの表面に液盛りするときは、バイパス配管２６に介挿された開閉制御弁２８を閉じた状態で、現像液供給用配管１４に介挿された開閉制御弁２４を、吐出ノズル１２が基板Ｗの一端に位置した時点で開く。これにより、現像液槽１８からポンプ２０により現像液供給用配管１４を通って吐出ノズル１２へ現像液が供給され、吐出ノズル１２から比較的小流量の現像液が基板Ｗの表面へ吐出される。そして、吐出ノズル１２が基板Ｗの表面に沿って移動して基板Ｗの他端に到達した時点で開閉制御弁２４を閉じるようにする。
【００３８】
一方、基板Ｗの表面に液盛りしていない期間に、吐出ノズル１２の内部から気泡を追い出すときは、現像液供給用配管１４およびバイパス配管２６に介挿された両方の開閉制御弁２４、２８を開くようにする。これにより、現像液槽１８からポンプ２０により現像液供給用配管１４およびバイパス配管２６を通って吐出ノズル１２へ現像液が供給され、流路抵抗が小さくなることによって吐出ノズル１２から比較的大流量、例えば液盛りするときの流量の倍程度の流量の現像液が吐出される。このように、吐出ノズル１２から大流量の現像液が吐出されることにより、吐出ノズル１２内部の内壁面などに付着した気泡が大流量の現像液によって押し流され、気泡が現像液と共に吐出ノズル１２の内部から排出される。そして、この際に吐出ノズル１２から吐出された現像液は、液回収用カップ１０内に流下し、液回収用カップ１０の底部に集められて、液回収用カップ１０の底部から回収用配管３０を通って現像液槽１８へ送られ、現像液槽１８内へ流入して回収され、再使用に供される。吐出ノズル１２からの気泡の追い出しが終わると、バイパス配管２６に介挿された開閉制御弁２８を閉じて、次の基板Ｗの現像処理に備える。
【００３９】
吐出ノズル１２からの気泡の追い出し動作は、定期的に行うようにすればよい。具体的には例えば、洗浄処理部→第１ベーク処理部→塗布処理部→第２ベーク処理部→露光処理部→現像処理部（スピンデベロッパ）→第３ベーク処理部といった順序で各処理部へ順番に基板を搬送していき、各処理部で基板に対してそれぞれ処理を施す基板処理システムを考えると、▲１▼システムを稼働して１枚目の基板がシステム内へ投入された時点から何秒間か、吐出ノズル１２からの現像液の大量吐出を行う、▲２▼システムを稼働してから１枚目の基板が現像処理部に到達するまでの間、所定時間が経過するごとに吐出ノズル１２からの現像液の大量吐出を行う、▲３▼システムの稼働中において、何分間かごとに吐出ノズル１２からの現像液の大量吐出を行う、▲４▼システムの稼働中において、現像処理部で１ロット分（例えば２０枚）の基板の処理が終わるごとに吐出ノズル１２からの現像液の大量吐出を行う、▲５▼システムの稼働中において、現像処理部で基板１枚の処理が終わるごとに吐出ノズル１２からの現像液の大量吐出を行う、▲６▼システムの稼働中において、現像処理部で複数ロット分の基板の処理が終わるごとに吐出ノズル１２からの現像液の大量吐出を行う、といったようにすればよい。また、▲７▼システムを稼働させる前の準備完了状態において、何分間かごとに吐出ノズル１２からの現像液の大量吐出を行う、▲８▼システムを稼働させる前の準備完了状態において、システムを稼働させる直前の何秒間か、吐出ノズル１２からの現像液の大量吐出を行う、といったようにしてもよい。
【００４０】
次に、図２は、この発明の別の実施形態である現像装置の概略構成を示す模式的正面図であり、この装置では、パドル・スプレイ現像が行われる。
【００４１】
この現像装置では、図１２に関して上述したように、基板は、搬送ローラ（図２では図示を省略）によって水平方向へ搬送される。基板搬送方向における始端側には、下端面にスリット状吐出口が形設された吐出ノズル３２が配設されており、その搬送方向における前方にはスプレイノズル３３が配設されている。基板の搬送路（吐出ノズル３２およびスプレイノズル３３の配設区画内）の下方には、現像液を回収するための液回収槽３６が配設されている。
【００４２】
吐出ノズル３２には、現像液供給用配管３４が連通接続されており、現像液供給用配管３４は、現像液１６が貯留された現像液槽３８に流路接続されている。現像液供給用配管３４には、ポンプ４０が介挿設置されており、また、フィルタ４２および開閉制御弁４４がそれぞれ介挿されている。現像液供給用配管３４は、フィルタ４２と開閉制御弁４４との間で分岐しており、その分岐したバイパス配管４６が吐出ノズル３２に連通接続されている。バイパス配管４６の流路径は、現像液供給用配管３４の、分岐位置より下流側におけるより流路径より大きくされる。このバイパス配管４６には、開閉制御弁４８が介挿されている。また、液回収槽３６の底部には、回収用配管５０が連通接続されており、回収用配管５０の先端出口は、現像液槽３８内に配置されている。
【００４３】
図２に示した現像装置では、基板の現像処理を行うときは、バイパス配管４６に介挿された開閉制御弁４８を閉じた状態で、現像液供給用配管３４に介挿された開閉制御弁４４を開く。これにより、現像液槽３８からポンプ４０により現像液供給用配管３４を通って吐出ノズル３２へ現像液が供給され、吐出ノズル３２から比較的小流量の現像液が吐出される。そして、吐出ノズル３２の直下を基板が通過するときに、基板の表面全体に現像液が盛られ、さらに、スプレイノズル３３の下方を基板が通過するときに、スプレイノズル３３から噴出される現像液が基板の表面へ供給されて、基板の現像反応が進行する。
【００４４】
一方、吐出ノズル３２の内部から気泡を追い出すときは、吐出ノズル３２の直下を基板が通過していない期間に、現像液供給用配管３４およびバイパス配管４６に介挿された両方の開閉制御弁４４、４６を開くようにする。これにより、現像液槽３８からポンプ４０により現像液供給用配管３４およびバイパス配管４６を通って吐出ノズル３２へ現像液が供給され、吐出ノズル３２から比較的大流量の現像液が吐出される。このように、吐出ノズル３２から大流量の現像液が吐出されることにより、吐出ノズル３２内部の内壁面などに付着した気泡が大流量の現像液によって押し流され、気泡が現像液と共に吐出ノズル３２の内部から排出される。そして、この際に吐出ノズル３２から吐出された現像液は、液回収槽３６内に流下し、液回収槽３６の底部から回収用配管５０を通って現像液槽３８へ送られ、現像液槽３８内へ流入して回収され、再使用に供される。吐出ノズル３２からの気泡の追い出しが終わると、バイパス配管４６に介挿された開閉制御弁４８を閉じて、次の基板への液盛りに備える。
【００４５】
次に、図３は、この発明のさらに別の実施形態である現像装置の概略構成を示す模式的正面図であり、この装置では、ローラ搬送式パドル現像が行われる。
【００４６】
この現像装置では、図１３に関して上述したように、基板は、搬送ローラ（図３では図示を省略）によって水平方向へ搬送される。基板搬送路の直上位置には、下端面にスリット状吐出口が形設された吐出ノズル５２が配設されている。また、基板搬送路の下方には、現像液を回収するための液回収槽５４が配設されている。
【００４７】
吐出ノズル５２には、現像液供給用配管５６が連通接続されており、現像液供給用配管５６は、現像液１６が貯留された現像液槽５８に流路接続されている。現像液供給用配管５６には、ポンプ６０が介挿設置されており、また、フィルタ６２および開閉制御弁６４がそれぞれ介挿されている。現像液供給用配管５６は、フィルタ６２と開閉制御弁６４との間で分岐しており、その分岐したバイパス配管６６が吐出ノズル５２に連通接続されている。バイパス配管６６の流路径は、現像液供給用配管５６の、分岐位置より下流側におけるより流路径より大きくされる。このバイパス配管６６には、開閉制御弁６８が介挿されている。また、液回収槽５４の底部には、回収用配管７０が連通接続されており、回収用配管７０の先端出口は、現像液槽５８内に配置されている。
【００４８】
図３に示した現像装置では、基板の現像処理を行うときは、バイパス配管６６に介挿された開閉制御弁６８を閉じた状態で、現像液供給用配管５６に介挿された開閉制御弁６４を開く。これにより、現像液槽５８からポンプ６０により現像液供給用配管５６を通って吐出ノズル５２へ現像液が供給され、吐出ノズル５２から比較的小流量の現像液が吐出される。そして、吐出ノズル５２の直下を基板が通過するときに、基板の表面全体に現像液が盛られ、基板が搬送されていく過程で基板の現像反応が進行する。
【００４９】
一方、吐出ノズル５２の内部から気泡を追い出すときは、吐出ノズル５２の直下を基板が通過していない期間に、現像液供給用配管５６およびバイパス配管６６に介挿された両方の開閉制御弁６４、６８を開くようにする。これにより、現像液槽５８からポンプ６０により現像液供給用配管５６およびバイパス配管６６を通って吐出ノズル５２へ現像液が供給され、吐出ノズル５２から比較的大流量の現像液が吐出される。このように、吐出ノズル５２から大流量の現像液が吐出されることにより、吐出ノズル５２内部の内壁面などに付着した気泡が大流量の現像液によって押し流され、気泡が現像液と共に吐出ノズル５２の内部から排出される。そして、この際に吐出ノズル５２から吐出された現像液は、液回収槽５４内に流下し、液回収槽５４の底部から回収用配管７０を通って現像液槽５８へ送られ、現像液槽５８内へ流入して回収され、再使用に供される。吐出ノズル５２からの気泡の追い出しが終わると、バイパス配管６６に介挿された開閉制御弁６８を閉じて、次の基板への液盛りに備える。
【００５０】
図３に示した現像液供給用配管５６に介挿される開閉制御弁６４（図１に示した現像液供給用配管１４に介挿される開閉制御弁２４、図２に示した現像液供給用配管３４に介挿される開閉制御弁４４）に代えて、図４に示すように、現像液供給用配管５６に流量調整弁７２を介挿するようにしてもよい。このような構成としたときは、バイパス配管６６に介挿された開閉制御弁６８を開くことにより、吐出ノズル５２から吐出される現像液の流量を瞬時に大流量に切り替えることができるとともに、バイパス配管６６に介挿された開閉制御弁６８を閉じることにより、吐出ノズル５２から吐出される現像液の流量を瞬時に所定の小流量に切り替えることが可能になる。
【００５１】
また、現像液供給用配管５６（現像液供給用配管１４、３４）の流路径より大きいバイパス配管６６（バイパス配管２６、４６）を吐出ノズル５２（吐出ノズル１２、３２）に直接に連通接続するときは、図５に部分斜視図を示すように、バイパス配管６６を、吐出ノズル５２の長手方向における中心部に連通接続することが好ましい。このような構造とすることにより、吐出ノズル５２の内部に気泡が残存するといったことを防止することができる。
【００５２】
すなわち、バイパス配管を複数本に分岐させて、各バイパス配管を吐出ノズル５２の長手方向における異なる複数位置に連通接続した場合には、各バイパス配管の出口から吐出ノズル５２内へ流入した現像液の流れと、その隣りの出口から吐出ノズル内５２へ流入した現像液の流れとがぶつかり合う部分を生じる。この結果、各バイパス配管の出口とその隣りの出口との間の区画で気泡が発生してそのまま残存する、といったことが起こる可能性がある。これに対し、図５に示したように、バイパス配管６６を吐出ノズル５２の長手方向における中心部だけに連通接続したときは、バイパス配管６６の出口から吐出ノズル５２内へ流入した現像液は、左右に分かれて吐出ノズル５２の両端方向にそれぞれ向かう流れを生じることになるので、吐出ノズル５２の内部で気泡が発生して残存する、といったことが起こる心配が無くなる。
【００５３】
上記した実施形態では、現像液供給用配管１４、３４、５６を分岐させてバイパス配管２６、４６、６６を設け、現像液供給用配管１４、３４、５６およびバイパス配管２６、４６、６６に開閉制御弁２４、４４、６４；２８、４８、６８をそれぞれ介挿し、バイパス配管２６、４６、６６に介挿された開閉制御弁２８、４８、６８を開閉させることにより、吐出ノズル１２、３２、５２から吐出される現像液の流量を切り替えるようにしているが、バイパス配管や開閉制御弁を設けずに、ポンプ２０をインバータ機能付きのポンプとして、ポンプの吐出流量を変化させるように制御することにより、吐出ノズル１２、３２、５２から吐出される現像液の流量を切り替えるようにしてもよい。このような構成としたときは、配管中に弁を介挿した場合のように、弁内部で流路径が変化して差圧を生じることにより気泡が発生する、といったことがなくなる。
【００５４】
また、図６に示すように、吐出ノズル５２（吐出ノズル１２、３２）に、先端が大気に解放されたエアー抜き用配管７４を連通接続し、そのエアー抜き用配管７４に開閉制御弁７６を介挿するような構成としてもよい。そして、吐出ノズル５２の内部から気泡を追い出すときに、開閉制御弁７６を開くように制御することにより、吐出ノズル５２の内部からエアー抜き用配管７４を通って現像液と共に気泡が排出されるようにする。このようにすると、吐出ノズル５２内部の内壁面などに付着した気泡を、より確実に吐出ノズル５２の内部から追い出すことができる。
【００５５】
さらに、図７に示すように、吐出ノズル５２（吐出ノズル１２、３２）を、そのスリット状吐出口が上向きとなるように回動可能に支持し、吐出ノズル５２を回動させる機構を備えた構成とすることもできる。そして、吐出ノズル５２の内部から気泡を追い出すときには、吐出ノズル５２を、二点鎖線で示した定常姿勢から、実線で示したようにスリット状吐出口が上向きとなる姿勢へ移行するように回動させる。この回動動作により、吐出ノズル５２から上向きになった吐出口を通して現像液と共に気泡が排出されることとなり、吐出ノズル５２内部の内壁面などに付着した気泡を、より確実に吐出ノズル５２の内部から追い出すことができる。
【００５６】
また、図８に示すように、現像液供給用配管５６を吐出ノズル５２の直前位置で分岐させ、その分岐した液戻し用配管７８の先端出口を現像液槽５８内に配置し、液戻し用配管７８に開閉制御弁８０を介挿するように構成してもよい。このような装置構成において、ポンプ６０を駆動させてから所定時間が経過するまで、液戻し用配管７８に介挿された開閉制御弁８０を開くように制御することにより、現像液供給用配管５６から液戻し用配管７８を通して現像液槽５８へ現像液を戻し、現像液供給用配管５６の内部に存在する気泡を追い出すようにする。そして、ポンプ６０を駆動させてから所定時間が経過した後に、液戻し用配管７８に介挿された開閉制御弁８０を閉じるようにすれば、現像液供給用配管５６から吐出ノズル５２内へ気泡が流入することを無くすことができる。
【００５７】
図９に示した装置は、図６に示した構成と図８に示した構成とを併有した例である。このような構成の装置では、吐出ノズル５２の内部から気泡を追い出すために、バイパス配管６６に介挿された開閉制御弁６８を開いて、吐出ノズル５２から大流量の現像液を吐出させるが、この際に、ポンプ６０を駆動させてから所定時間が経過するまでは、液戻し用配管７８に介挿された開閉制御弁８０を開いて、現像液供給用配管５６から液戻し用配管７８を通して現像液槽５８へ現像液を戻し、現像液供給用配管５６の内部に存在する気泡を追い出すようにする。そして、現像液供給用配管５６の内部から気泡が抜け切った後に、液戻し用配管７８に介挿された開閉制御弁８０を閉じて、現像液供給用配管５６から吐出ノズル５２内へ現像液が流入するようにする。この状態で、エアー抜き用配管７４に介挿された開閉制御弁７６を開き、吐出ノズル５２の内部からエアー抜き用配管７４を通って現像液と共に気泡が排出されるようにする。
【００５８】
また、図１０に示した装置は、図７に示した構成と図８に示した構成とを併有した例である。このような構成の装置では、吐出ノズル５２の内部から気泡を追い出すために、バイパス配管６６に介挿された開閉制御弁６８を開いて、吐出ノズル５２から大流量の現像液を吐出させるが、この際に、ポンプ６０を駆動させてから所定時間が経過するまでは、液戻し用配管７８に介挿された開閉制御弁８０を開いて、現像液供給用配管５６から液戻し用配管７８を通して現像液槽５８へ現像液を戻し、現像液供給用配管５６の内部に存在する気泡を追い出すようにする。そして、現像液供給用配管５６の内部から気泡が抜け切った後に、液戻し用配管７８に介挿された開閉制御弁８０を閉じて、現像液供給用配管５６から吐出ノズル５２内へ現像液が流入するようにする。この状態で、吐出ノズル５２を、二点鎖線で示した定常姿勢から、実線で示したようにスリット状吐出口が上向きとなる姿勢へ移行するように回動させて、吐出ノズル５２から上向きになった吐出口を通して現像液と共に気泡が排出されるようにする。
【００５９】
なお、上記した実施形態では、この発明を現像処理に適用した例を示したが、この発明は、エッチング処理、レジスト剥離処理、洗浄処理などについても適用することが可能である。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の基板処理方法によると、また、請求項３に係る発明の基板処理装置を使用すると、吐出ノズルの内部から気泡が効果的に排出されるので、吐出ノズルから吐出される現像液の吐出状態の均一性が向上し、また、気泡が含まれた現像液により基板上に液盛りされることがなくなり、このため、現像不良等の処理不良を防止することができる。また、気泡の追い出しにために用いられた現像液は、回収されて再使用可能とされるので、現像液が無駄になることがない。
【００６１】
請求項２に係る発明の基板処理方法では、また、請求項１１に係る発明の基板処理装置では、吐出ノズルの内部から気泡が定期的に追い出されるので、吐出ノズルの内部に気泡が存在しない状態に保持することができる。
【００６２】
請求項４に係る発明の基板処理装置では、吐出ノズルの内部からの気泡の排出を速やかに行うことができ、また、吐出ノズルから吐出される現像液の流量を所定の小流量に速やかに戻すことができる。
【００６３】
請求項５に係る発明の基板処理装置では、管内を流れる現像液の圧力変動に伴って現像液供給用配管の内部で気泡が発生する、といったことを防止しつつ、バイパス配管内を流れる現像液の流量を大流量とすることができる。
【００６４】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、吐出ノズル内における現像液の流れの状態によって吐出ノズルの内部で気泡が発生してそのまま残存する、といったことを防止することができる。
【００６５】
請求項７に係る発明の基板処理装置では、配管中に弁を介挿した場合のように、弁内部で流路径が変化して差圧を生じることにより気泡が発生する、といったことを無くすことができる。
【００６６】
請求項８および請求項９に係る各発明の基板処理装置では、吐出ノズル内部の内壁面などに付着した気泡を、より確実に吐出ノズルの内部から追い出すことができる。
【００６７】
請求項１０に係る発明の基板処理装置では、現像液供給用配管から吐出ノズル内へ気泡が流入することを無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置であるスピンデベロッパ（基板回転式現像装置）の概略構成を示す模式的正面図である。
【図２】この発明の別の実施形態である基板現像装置の概略構成を示す模式的正面図である。
【図３】この発明のさらに別の実施形態を示し、基板現像装置の概略構成を示す模式的正面図である。
【図４】図３に示した装置の変形例を示し、概略構成の一部を示す模式図である。
【図５】図３に示した装置の変形例を示し、吐出ノズルを示す部分斜視図である。
【図６】図３に示した装置の変形例を示し、概略構成の一部を示す模式図である。
【図７】図３に示した装置の変形例を示し、概略構成の一部を示す模式図である。
【図８】図３に示した装置の変形例を示し、概略構成の要部を示す模式図である。
【図９】図３に示した装置の変形例を示し、概略構成の要部を示す模式図である。
【図１０】図３に示した装置の変形例を示し、概略構成の要部を示す模式図である。
【図１１】静止型パドル現像を実行する従来のスピンデベロッパ（基板回転式現像装置）の概略構成の１例を示す模式的正面図である。
【図１２】パドル・スプレイ現像を実行する従来の基板現像装置の概略構成の１例を示す模式的正面図である。
【図１３】ローラ搬送式パドル現像を実行する従来の基板現像装置の概略構成の１例を示す模式的正面図である。
【符号の説明】
Ｗ基板
１０液回収カップ
１２、３２、５２吐出ノズル
１４、３４、５６現像液供給用配管
１６現像液
１８、３８、５８現像液槽
２０、４０、６０ポンプ
２２、４２、６２フィルタ
２４、２８、４４、４８、６４、６８、７６、８０開閉制御弁
２６、４６、６６バイパス配管
３０、５０、７０回収用配管
３３スプレイノズル
３６、５４液回収槽
７２流量調整弁
７４エアー抜き用配管
７８液戻し用配管

Claims

基板と吐出ノズルとを水平方向へ相対的に移動させながら、吐出ノズルから基板の表面へ処理液を吐出して、基板の表面全体に処理液を盛り、処理液によって基板を処理する基板処理方法において、
基板の表面に液盛りしていない期間に、基板の表面に液盛りするときに前記吐出ノズルから吐出される処理液の流量より大流量の処理液を前記吐出ノズルから吐出して、吐出ノズルの内部から気泡を追い出し、その際に吐出ノズルから吐出された処理液を回収して再使用可能とすることを特徴とする基板処理方法。
前記吐出ノズルから吐出される処理液の流量を定期的に大流量に切り替えて、吐出ノズルの内部から気泡を追い出す請求項１記載の基板処理方法。
基板の表面へ処理液を吐出して、基板の表面全体に処理液を盛る吐出ノズルと、
この吐出ノズルと基板とを水平方向へ相対的に移動させる移動手段と、
前記吐出ノズルに連通接続され吐出ノズルへ処理液を供給するための処理液供給用配管と、
処理液が貯留された処理液供給部と、
この処理液供給部から前記処理液供給用配管を通して前記吐出ノズルへ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、
基板の表面に液盛りしていない期間に前記吐出ノズルの内部から気泡を追い出すように、吐出ノズルから吐出される処理液の流量を、基板の表面に液盛りするときより大流量に切り替える流量切替え手段と、
前記吐出ノズルから大流量の処理液が吐出される際に、吐出ノズルから吐出された処理液を回収して再使用可能とする回収手段と、
をさらに備えたことを特徴とする基板処理装置。
前記処理液供給用配管に流量調整弁が介挿され、
前記流量切替え手段が、
前記流量調整弁の上流側で前記処理液供給用配管から分岐して再び前記吐出ノズルに連通するバイパス配管と、
このバイパス配管に介挿された開閉制御弁と、
前記吐出ノズルの内部から気泡を追い出すときに前記開閉制御弁を開くように制御する制御手段と、
から構成された請求項３記載の基板処理装置。
前記バイパス配管が前記吐出ノズルに直接に連通接続され、そのバイパス配管の流路径が、前記処理液供給用配管の、分岐位置より下流側における流路径より大きくされた請求項４記載の基板処理装置。
前記バイパス配管が、前記吐出ノズルの長手方向における中心部に連通接続された請求項５記載の基板処理装置。
前記処理液供給手段がインバータ機能付きのポンプであり、
前記流量切替え手段が、
前記ポンプのインバータ機能と、
前記ポンプの吐出流量を変化させる制御手段と、
から構成された請求項３記載の基板処理装置。
前記吐出ノズルに、大気に解放され開閉制御弁が介挿されたエアー抜き用配管が連通接続され、
前記吐出ノズルの内部から気泡を追い出すときに、前記エアー抜き用配管に介挿された開閉制御弁を開くように制御する請求項３ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置。
前記吐出ノズルは、その吐出口が上向きとなるように回動可能に支持され、
前記吐出ノズルの内部から気泡を追い出すときに、前記吐出ノズルを、その吐出口が上向きとなるように回動させる機構を備えた請求項３ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置。
前記処理液供給用配管から前記吐出ノズルの直前位置で分岐し開閉制御弁が介挿され先端が前記処理液供給部に配置された液戻し用配管を設け、
前記処理液供給手段を駆動させてから所定時間が経過するまで、前記液戻し用配管に介挿された開閉制御弁を開くように制御して、前記処理液供給用配管から前記液戻し用配管を通して前記処理液供給部へ処理液を戻し、処理液供給用配管の内部から気泡を追い出すようにする請求項３ないし請求項９のいずれかに記載の基板処理装置。
前記流量切替え手段により、前記吐出ノズルから吐出される処理液の流量を定期的に大流量に切り替えて、吐出ノズルの内部から気泡を追い出すようにする請求項３ないし請求項１０のいずれかに記載の基板処理装置。