JP2957035B2

JP2957035B2 - 液処理装置

Info

Publication number: JP2957035B2
Application number: JP28924991A
Authority: JP
Inventors: 伝大森
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1999-10-04
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: JPH05158055A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）装置の製造工程においては、ＬＣＤ基板上にＩＴＯ
（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｃｉｄｅ）の薄膜や電極
パターン等を形成するために、半導体製造工程において
用いられるものと同様なリソグラフィ技術が用いられて
いる。例えば、被処理体である４角形状乃至矩形状のＬ
ＣＤ基板を、高速回転可能に構成されたスピンチャック
上に配置して、これを高速回転させながらフォトレジス
トを塗布し、露光装置にてパターンを露光していた。そ
の後、露光されたＬＣＤ基板に現像装置にて現像液を供
給して、現像液が表面張力によりＬＣＤ基板上に膜状に
液盛りされた状態とし、現像を所定時間実施した後、脱
イオン水または純水でリンスして現像液を流し、現像を
ストップする。

【０００３】このような現像装置では、ＬＣＤ基板面内
で現像液の供給時間の差が大き過ぎると現像進行状況が
不均一となり現像ムラの原因となるため、短時間でＬＣ
Ｄ基板全面に現像液を供給必要がある。このため、従来
の現像装置にあっては、現像液をシャワー状に断続的に
流してその下にＬＣＤ基板を通過させることにより、現
像液を液盛りするシャワー方式や、現像液に圧力をかけ
てこれを扇状に噴霧スプレーしてＬＣＤ基板上に液盛り
するスプレー方式等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した現
像処理に使用される現像液は比較的高価であり、その消
費量を極力抑制することが要請されている。しかしなが
ら、上記した現像装置のうちシャワー方式にあっては、
現像液を循環使用しているとはいえ、現像液を常時シャ
ワー状に放出しているので使用量が全体的に多くなり、
不経済であった。また、この種の現像液は化学的に比較
的不安定であり、空気と反応して劣化しやすく、従っ
て、現像液の循環初期時から時間が経過するに従って現
像スピードが徐々に変わってしまい、均一な品質を保障
できない場合もあった。また、スプレー方式にあって
は、半導体ウエハと異なり、比較的面積が大きく、且つ
矩形状のＬＣＤ基板の全面に均一に基板領域にのみスプ
レーするのは困難であり、必要以上に大きな領域にスプ
レーを拡散させなければならない。このために、全体で
約３００ｃｃの現像液スプレーを行ってもＬＣＤ基板上
に盛られるのは約１５０ｃｃ程度と非常に使用効率が悪
かった。

【０００５】更に、現像液に大きな圧力を加えてスプレ
ーを行うことから、ＬＣＤ基板に対する液粒子のインパ
クトが大きく、このために現像液粒子が付着することな
く基板から跳ね返ってしまい、この点からも現像液の消
費量の増大を招いていた。特に、ＬＣＤ基板の大型化傾
向の著しい状況下において、現像液の使用量も増加し、
上記した問題点の改善が強く望まれている。本発明は、
以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく
創案されたものである。本発明の目的は、処理液を無駄
なく効率的に矩形状の比較的大型の被処理体の表面に塗
布することができる液処理装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
点を解決するために、被処理基板に所定の液を供給して
処理する液処理装置において、前記所定の液を供給する
液供給手段は、前記所定の液を収容する収容部と、この
収容部の底部に前記被処理基板側に突出させて直線状に
設けられた突出部と、この突出部の厚み方向に形成さ
れ、且つその長手方向に沿って前記被処理基板の幅より
も長い形成エリアで並設され、前記収容部の液を前記液
処理基板に導くための複数の細孔と、を具備し、前記突
出部と前記被処理基板とを水平状態に維持し、且つ前記
所定の液を前記細孔内に流下させて前記細孔から吐出さ
せながら前記被処理基板の処理面に沿って前記液供給手
段を相対的に移動するようにしたものである。

【０００７】

【作用】本発明は、以上のように構成したので、被処理
基板の一辺をカバーするように配置された収容部内の所
定の液は、この底面の突出部に設けた多数の細孔から被
処理基板の表面に吐出される。これと同時に、例えば移
動手段は上記収容部を上記被処理基板の長さ方向に沿っ
て所定の速度で移動させるので、被処理基板の表面全体
に渡って均一に所定の液を液盛りさせることができる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明に係る液処理装置の一実施例
を添付図面に基づいて詳述する。図１に示すように本実
施例においては液処理装置としては現像装置２が示され
ており、この現像装置２は、被処理基板（被処理体）で
ある、矩形状に成形された比較的大面積の、例えば縦横
３００ｍｍ×４００ｍｍのＬＣＤ基板４上に所定の液
（処理液）として現像液を塗布するものであり、このＬ
ＣＤ基板４は、例えば真空チャック機構を有して高速回
転可能になされたスピンチャック６により吸引保持され
ている。

【０００９】上記現像装置２は、上記ＬＣＤ基板４の短
辺をカバーするように、この短辺よりも僅かに長く例え
ば３５０ｍｍ程度に形成された矩形容器状の収容部とし
ての液体収容部８を有しており、この内部には所定の液
として現像液１０が収容されている。図２にも示すよう
に、この液体収容部８の底部には、上記基板４に向けて
突出するように突出部１２がその長手方向に沿って設け
られている。そして、この突出部１２には、直径が例え
ば０．１〜１．０ｍｍ程度（本実施例では０．２ｍ
ｍ）、長さが１〜１０ｍｍ程度（本実施例では５ｍｍ）
の細孔１４が、所定ピッチ例えば０．１〜１．０ｍｍ程
度（本実施例では０．６ｍｍ）で、多数例えば数１００
個（本実施例では約２００個）直線状に上下方向へ貫通
させて設けられている。この細孔１４の長さは、現像液
の粘性にもよるが短すぎて１ｍｍ以下の場合には、液体
収容部８内の現像液１０が溜まらないうちにムラ状に漏
洩し、長すぎて１０ｍｍ以上になると、抵抗が大きくな
り過ぎて現像液の汲み出し速度が遅くなるため、本実施
例のように５ｍｍ程度が最良である。本実施例において
は、図示するように上記細孔１４の形成エリアは、上記
基板４の短辺の長さよりも僅かに長く形成されている。

【００１０】また、上記液体収容部８の上部には、この
内部を気密に閉塞可能とする蓋体１６が設けられてお
り、この蓋体１６の当接部には、気密シール部材例えば
Ｏリング２０が設けられており、気密性を担保してい
る。また、この蓋体１６の一側には、現像液供給配管１
８が接続されると共に、この現像液供給配管１８は図示
しない現像液供給源に接続されており、この現像液供給
源から不活性ガスのガス圧等により所定圧力で現像液を
圧送し、上記液体収容部８内に所定の現像液１０を供給
し得るように構成されている。

【００１１】更に、図３にも示すように上記液体収容部
８の両端部には、これを上記ＬＣＤ基板４の長さ方向に
相対移動させるための移動手段２２、２２が設けられて
いる。具体的には、この移動手段２２は、上記基板４の
両長辺に沿って配置された一対のボールネジ内蔵の案内
レール２４、２４を有し、この案内レール２４、２４に
上記液体収容部８の両端部から突出させて設けた係合凹
部２６、２６を螺合させて取付けており、これら一対の
案内レール２４、２４を所定の回転数で回転することに
より、上記液体収容部８を上記基板４の長さ方向に沿っ
て所定の速度でもって移動し得るように構成されてい
る。そして、上記案内レール２４、２４を回転駆動する
ために、これらの端部には、例えばステップモータ２
８、２８が取付けられており、図示しない制御部により
これら両モータ２８、２８を同期させて回転し得るよう
に構成されている。

【００１２】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、現像処理工程に入るに先
立って、ＬＣＤ基板４には塗布工程にてフォトレジスト
が塗布され、これに続く露光工程にて所定のマスクパタ
ーンを介して露光処理が行われる。このような処理が行
われたＬＣＤ基板４は、図示しない自動搬送装置等によ
り、現像装置２のスピンチャック６上に載置される。こ
の時、液体収容部８内には、現像処理を開始する前に現
像液供給配管１８を介して予め現像液１０を供給し、貯
めておく。この時、突出部１２の細孔１４が直径０．２
ｍｍと微細であるため、この状態では現像液１０が細孔
１４から漏れ出ることはない。

【００１３】そして、この状態でスピンチャック６を上
昇させ、或いは現像装置２の全体を降下させることによ
り、液体収容部８の突出部１２の下端部と、ＬＣＤ基板
４の表面との間が、微小間隔例えば０．１〜０．２ｍｍ
となるように設定する。この場合、図３にも示すように
液体収容部８をＬＣＤ基板４の端辺に沿うように位置さ
せておく。そして、現像液供給配管１８から、所定圧力
例えば０．２〜０．３ｋｇ／ｃｍ^２の低圧で液体収容部
８内に所定の現像液を供給することにより、各細孔１４
からにじみ出るようにして現像液をＬＣＤ基板４の表面
に供給する。この供給と同時に、移動手段２２のステッ
プモータ２８を駆動して案内レール２４を回転すること
により、液体収容部８をＬＣＤ基板４の長さ方向へ矢印
３２に示すように所定の速度、例えば１５ｃｍ／ｓｅｃ
の速度で他の端辺まで移動させ、そして、液体収容部８
を基板４から遠ざける。これにより、ＬＣＤ基板４の全
表面に薄く例えば０．５ｍｍ程度で均一に現像液を液盛
りすることができる。この現像液供給過程においては、
現像液１０は、現像液供給配管１８から一旦流路面積が
大面積で大容量の液体収容部８内に供給された後、微細
断面の細孔１４に向うので、数１００個の細孔１４から
均一ににじみ出るように吐出される。また、低圧で圧送
するために、圧送用の不活性ガスが現像液中に混入する
ことも少なくなり、現像液が勢いよく噴出することもな
い。

【００１４】このようにして、基板４の表面に現像液を
液盛りして所定時間現像処理をした後、現像液を振り切
るためにスピンチャック６により基板４を高速回転さ
せ、或いは回転させることなく、次に、図示しないリン
ス液供給ノズルから所定のリンス液、例えば純水やイオ
ン水などを基板表面に供給してリンスを行い、最後にリ
ンス液の振り切りを行って処理を終了する。このよう
に、本実施例では、従来例えば０．８〜１．０ｋｇ／ｃ
ｍ^２で現像液を供給していた場合に比較して、低圧例え
ば０．２〜０．３ｋｇ／ｃｍ^２で液体収容部８内に現像
液を供給すると共に、この液体収容部８を移動手段２２
により基板４の長さ方向へ移動乃至スキャンさせるよう
にしたので、現像液のシャワーやスプレー等を行った従
来方法と比較して、現像液を無駄にすることなく効率的
にＬＣＤ基板４上に液盛りすることができる。

【００１５】また、液体収容部８を設けるようにしたの
で、現像液中に気泡が存在してもこれが液層の上方に浮
き上がり、また、気泡が細孔１４の近傍の現像液中に位
置していても径が１ｍｍ以下の細孔１４を通過すること
はないので基板４上の現像液に気泡が混入することがな
く比較的大面積の基板であるにもかかわらず短時間で迅
速に現像液を基板４上に均一に塗布することができ、良
好な現像処理を行うことができる。また、基板４外にこ
ぼれる量を少なくして薄く液盛りすることができるので
現像液がほとんど無駄にならず、例えば１回の現像処理
に約３００ｃｃ程度の現像液を必要とした従来のスプレ
ー方式に対して約１５０ｃｃ程度で現像処理を行うこと
ができ、現像液を効率的に使用することができる。

【００１６】更に、細孔１４から現像液を供給するので
現像液が不必要に基板４上に落ちる、いわゆるボタ落ち
も防止することができる。また、現像液は噴出しないの
で、吐出後、空気を巻き込むこともない。また、上記液
体収容部８内は密閉構造になされているので、これに溜
まる現像液が空気と触れることがないので、現像液の劣
化を抑制でき、品質良好な現像処理を行うことができ
る。

【００１７】図４及び図５は、他の実施例の構成を示す
もので、この実施例のあっては、液体収容部８は、その
壁部が透明な材料、例えば透明な樹脂によって構成さ
れ、内部を目視可能に構成されており、この液体収容部
８内には泡抜き機構と、温調機構とが設けられている。
具体的には、液体収容部８の蓋体１６の内側面が、中央
部に向けて上方に傾斜する傾斜面３４とされており、こ
の頂部に途中に排気流量調節器３６を介設した気泡排気
管３８が接続されている。そして、液体収容部８内に気
泡４０が溜まった場合には、現像液供給管１８から現像
液を供給して、気泡排気管３８から排気を実施すること
により泡抜きを行い得るように構成されている。この際
排気流量調節器３６によって排気流量を調節し、細孔１
４から液体収容部８内に空気が入り込まないように制御
する。この制御を行う理由は、気泡排気管３８からの気
泡の排出が過度にスムーズに行われている場合、液体収
容部８内を流動する現像液に細孔部分の現像液が吸引さ
れるような現象（アスピレート効果）が発生することが
あるためである。この現象の発生を防止するために、上
述のように排出容量を適正に調節して必要がある。

【００１８】また、上記液体収容部８内には、現像液の
温度調節を行うための温調配管４２が設けられており、
温度調節媒体循環機構４４により、温調配管４２内に温
度調節媒体、例えば温水を循環させることにより、液体
収容部８内の現像液の温度を所定の温度に設定し得るよ
うに構成されている。そして、このように構成された液
体収容部８の両端部には、図１に示す場合と同様に係合
凹部２６を介して螺合された案内レール２４及びステッ
プモータ２８等を有する移動手段２２が設けられてお
り、矩形状のＬＣＤ基板４の長さ方向へ上記液体収容部
８を移動し得るように構成されている。

【００１９】この実施例においては、前述したよう実施
例と同様な効果を得ることができると共に、液体収容部
８内の現像液の温調を行うことができ、所定の温度の現
像液で所定の現像処理を行うことができる。また、液体
収容部８内に気泡が溜まると、この気泡を目視により容
易に発見することができるのみならず、この気泡を容易
に抜き取ることができる。尚、上記実施例にあっては、
液体収容部８を移動させる移動手段２２として案内レー
ル２４とステップモータ２８とを組み合わせた機構を使
用したが、液体収容部８をＬＣＤ基板４の長さ方向へ移
動し得るものであればどのような機構でも良いし、ま
た、逆に基板側を液体収容部８に対して移動させるよう
に構成してもよい。

【００２０】また、上記実施例にあっては、本発明をＬ
ＣＤ基板用の現像装置に適用した場合について説明した
が、これに限定されず、矩形状の被処理基板に所定の液
を供給する装置であれば、どのような装置にも適用する
ことができる。更に、本実施例では矩形状のＬＣＤ基板
４の短辺に沿って液体収容部８を設置し、これを長辺方
向に沿って移動させることにより現像液の液盛りを形成
したが、これに限定されず、例えばＬＣＤ基板の長辺に
沿って液体収容部８を設置し、これを短辺方向に沿って
移動させるようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような優れた作用効果を発揮することができる。収容
部を相対移動させつつ収容部に収容した所定の液を多数
の細孔から被処理基板の表面に吐出させるようにしたの
で、所定の液を無駄にすることなく、これを短時間で且
つ迅速に均一に被処理基板に塗布することができ、所定
の液を効率よく使用することができる。また、細孔の長
さを０．１〜１０ｍｍの範囲内に設定することにより、
所定の液の汲み出し速度を最適にすることができる。更
に、所定の液を０．２から２ｋｇ／ｃｍ² の範囲内で任
意の圧力で圧送するので、所定の液中に不活性ガスが混
入することもない。また、収容部を透明な樹脂により形
成することによりこの内部の状態を視認することができ
る。更に、収容部に泡抜き機構と温調機構を設けること
により、この中に溜った気泡を排除でき、また、所定の
液を最適な温度に維持することができる。また、収容部
の上部の内側面を傾斜面とすることにより、内部に溜っ
た気泡の排除を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液処理装置を示す部分破断側面図
である。

【図２】図１に示す液処理装置の断面を示す断面図であ
る。

【図３】図１に示す液処理装置の平面を示す平面図であ
る。

【図４】本発明の他の実施例の構成を示す構成図であ
る。

【図５】図４に示す実施例の断面を示す断面図である。

【符号の説明】

２現像装置（液処理装置）４ＬＣＤ基板（被処理基板）６スピンチャック８収容部１０現像液（所定の液）１２突出部１４細孔１８現像液供給配管２２移動手段２４案内レール２６係合凸部２８ステップモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/13 101 B05C 5/00 B05D 1/00 H01L 21/027

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板に所定の液を供給して処理す
る液処理装置において、前記所定の液を供給する液供給
手段は、前記所定の液を収容する収容部と、この収容部
の底部に前記被処理基板側に突出させて直線状に設けら
れた突出部と、この突出部の厚み方向に形成され、且つ
その長手方向に沿って前記被処理基板の幅よりも長い形
成エリアで並設され、前記収容部の液を前記液処理基板
に導くための複数の細孔と、を具備し、前記突出部と前
記被処理基板とを水平状態に維持し、且つ前記所定の液
を前記細孔内に流下させて前記細孔から吐出させながら
前記被処理基板の処理面に沿って前記液供給手段を相対
的に移動することを特徴とする液処理装置。
【請求項２】前記細孔の径は０．１〜１．０ｍｍの範
囲内に設定されると共にその配列ピッチは、０．１〜
１．０ｍｍの範囲内に設定されることを特徴とする請求
項１記載の液処理装置。
【請求項３】前記細孔の長さは、０．１〜１０ｍｍの
範囲内に設定されることを特徴とする請求項１または２
記載の液処理装置。
【請求項４】前記収容部には供給配管が接続されてお
り、この配管内を前記所定の液は不活性ガスのガス圧に
より圧送されることを特徴とする請求項１乃至３記載の
液処理装置。
【請求項５】前記収容部の上部は、蓋体が設けられ
て、内部が密閉されていることを特徴とする請求項１乃
至４記載の液処理装置。
【請求項６】前記不活性ガスのガス圧は、０．２〜
０．３ｋｇ／ｃｍ² の範囲内で任意に設定されることを
特徴とする請求項４記載の液処理装置。
【請求項７】前記収容部は、この収容部に所定の液を
供給すると共に前記収容部よりも流路面積の小さい供給
配管に接続され、前記収容部には前記被処理基板に所定
の液を吐出すると共に前記収容部よりも流路面積が微細
な細孔が多数形成されていることを特徴とする請求項１
乃至６記載の液処理装置。
【請求項８】前記収容部は、内部を目視可能に透明な
樹脂により形成されることを特徴とする請求項１乃至７
記載の液処理装置。
【請求項９】前記収容部は、この収容部内の気泡を排
出する泡抜き機構と、前記収容部内の所定の液の温度調
節を行なう温調機構を有していることを特徴とする請求
項１乃至８記載の液処理装置。
【請求項１０】前記泡抜き機構は、前記収容部の上部
に接続した気泡排気管と、この排気管に接続された排気
流量調節器とよりなることを特徴とする請求項９記載の
液処理装置。
【請求項１１】前記収容部の上部の内側面は、気泡の
排出を円滑にするために中央部に向けて上方に傾斜する
傾斜面となっていることを特徴とする請求項９または１
０記載の液処理装置。
【請求項１２】前記温調機構は、温度調節媒体を循環
させる温調配管よりなることを特徴とする請求項９乃至
１１記載の液処理装置。
【請求項１３】前記収容部は、前記被処理基板の長辺
方向に沿って設置されて、被処理基板の短辺方向に沿っ
て相対移動可能になされていことを特徴とする請求項１
乃至１２記載の液処理装置。
【請求項１４】前記所定の液の塗布時には、前記被処
理基板を前記収容部に対して移動させるように構成した
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の
液処理装置。