JP3620016B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理容器内で被処理基板をスピン回転させて所定の処理を行うスピンナ型の処理装置に係わり、特に処理液を用いた液処理を行うスピンナ型の液処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピンナ型の液処理装置は、たとえば、液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ）や半導体デバイス製造のフォトリソグラフィー工程において被処理基板（ＬＣＤ基板、半導体ウエハ等）をスピン回転させて行う洗浄、レジスト塗布、現像等の工程に用いられている。
【０００３】
スピンナ型の液処理装置においては、被処理基板をほぼ水平に回転させながら基板上に処理液（洗浄液、レジスト液、現像液、リンス液等）を供給するので、基板から処理液が不可避的に四方へ飛散してしまう。そこで、基板の周囲を囲むように処理容器の側璧をカップ状に形成し、基板から四方へ飛散した処理液をカップ内壁に当てて、処理容器の底に設けたドレイン口から容器の外へ排出するようにしている。また、処理容器の底に上記ドレイン口とは別個の排気口を設け、容器内の雰囲気を排気口から排気するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなスピンナ型の液処理装置では、基板の回転により発生する異物を含む気流および／または液処理中に基板から飛散する処理液のミスト（液滴）が容器底部の排液口または排気口へ全部引き込まれることはなく、相当量の気流および／またはミストが基板付近に浮遊したり周囲の各部とりわけカップ内壁に付着する。
【０００５】
さらに、洗浄やリンス等の液処理後に基板を回転させて処理液を振り切るスピン乾燥では、回転速度が数段高くなるため、基板はもちろんカップ内壁等からも細かいミスト等が多量に発生しやすく、しかも、発生したミスト等がカップ内壁に沿って上昇する気流に乗って基板上方に舞い（巻き）上がり、それから降りてきて基板表面に付着または再付着するという不具合があった。もちろん、このような基板へのミスト等の付着は、コンタミネーションやパーティクルの原因となり、望ましくない。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、処理中または処理の前後で被処理基板を回転させる際に基板ないし基板周囲の各部から発生したミストおよび／または異物が基板に付着するのを効果的に防止または抑制して、処理品質を向上させる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の基板処理装置は、処理容器内で被処理基板を載置して保持する保持手段を有し、前記基板を前記保持手段と一緒にほぼ水平に回転させる回転手段と、前記基板に処理液を供給する処理液供給手段と、前記処理容器の内壁に沿って上昇する気流および／またはミストを受けて径方向外側へ案内するための内部案内部材とを具備し、前記処理容器がその内壁に、前記基板または前記保持手段に近接した位置にて斜め下方に向いたテーパ部を有し、前記内部案内部材が、前記テーパ部の上端部に対して流体通路のための間隙を形成しつつ径方向の内側から外側まで延在する構成としている。
【０００８】
基板に処理液を供給して液処理を行う基板処理装置においては、スピン回転中、基板およびチャックプレート側から処理容器の内壁に当たった気流の一部は容器内壁に沿って上昇する。基板やその周囲の各部で発生したミスト等がこの上昇気流に乗ると、基板上方に舞い（巻き）上がり、それから下降気流となって基板上に降りてくる。本発明の上記第１の基板処理装置では、容器内壁に沿って上昇するミスト等が途中つまり処理容器のテーパ部付近で内部案内部材に受け止められ、進路を径方向外側へ変えられる。このことにより、基板上方へのミスト等の巻き上がりが防止ないし抑制され、ひいては基板表面へのミスト等の付着が防止ないし抑制される。
【０００９】
上記第１の基板処理装置において、好ましくは、上昇するミスト等を内部案内部材で確実にトラップできるように、内部案内部材の下端が処理容器のテーパ部の上端よりも低い構成であってよい。また、内部案内部材でトラップしたミスト等を処理容器内から除去するために、処理容器の側壁に開口を設け、内部案内部材より案内されてきた気流またはミスト等を該開口を通して容器の外に逃がす構成としてよい。さらに、処理容器の外で上記開口より出たミスト等を下方に案内する外部案内部材を設けることで、容器の外に放出されたミスト等が容器側璧を越えて容器内に戻ってきたり、あるいは基板の搬入出の際に基板や搬送系等に付着するようなことが回避される。また、好ましくは、処理容器が少なくとも底面と側壁とを有する室内に収容され、この室の処理容器外側の底面または側壁の下部に排気口が設けられ、この排気口が排気系統に接続される。
【００１０】
本発明の第２の基板処理装置は、上記第１の基板処理装置の構成に加えて、保持手段側から処理容器の内壁に当たる気流の風圧を強めるための送風手段（たとえばフィン）を保持手段の裏側に設ける。かかる構成においては、送風手段により保持手段上の基板に何ら干渉することなく、保持手段側から処理容器の内壁、特に斜め下方に向いたテーパ部に当たる気流の風圧を強め、これによって容器内壁付近のミスト等の一部を効果的に容器の底部へ落とせるとともに、残りのミスト等を容器内壁に沿って強い衝撃で上昇させ、上昇したミスト等を内部案内部材によりトラップまたは除去することができる。処理容器の内壁に当たる気流の向きは法線方向つまり基板側からみて放射方向に近い方向が好ましく、そのためには送風手段を放射状に延ばす構成とするのが好ましい。
【００１１】
本発明の第３の基板処理装置は、処理容器内で被処理基板を載せて保持する保持手段を有し、前記基板を前記保持手段と一緒にほぼ水平に回転させる回転手段と、前記保持手段側から前記処理容器の内壁に当たる気流の風圧を強めるための前記保持手段の裏側に設けられた送風手段と、前記基板に処理液を供給する処理液供給手段とを具備し、前記処理容器を、昇降移動可能な上部側壁部と、この上部側壁部と径方向で部分的に隙間を空けて対向する下部側壁部および容器底部を含む固定設置された容器本体とで構成し、前記処理容器の外に、前記上部側壁部と前記下部側壁部との間の前記隙間から出た前記気流および／またはミストを下方に案内するための外部案内部材を設ける。
【００１２】
本発明の第４の基板処理装置は、処理容器内で被処理基板を載置して保持する保持手段を有し、前記基板を前記保持手段と一緒にほぼ水平に回転させる回転手段と、前記基板に処理液を供給する処理液供給手段と、前記処理容器の内壁に沿って上昇する気流および／またはミストを受けて径方向外側へ案内するための内部案内部材とを具備し、前記処理容器を、昇降移動可能な上部側壁部と、この上部側壁部と径方向で部分的に隙間を空けて対向する下部側壁部および容器底部を含む固定設置された容器本体とで構成し、前記処理容器の外に、前記上部側壁部と前記下部側壁部との間の前記隙間から出た前記気流および／またはミストを下方に案内するための外部案内部材を設ける。
【００１３】
上記第３および第４の基板処理装置では、処理容器の上部側壁部を適当な高さ位置まで上昇させ、処理中に保持手段側からの気流やミストを受けさせることができる。その際、上部側壁部と下部側壁部との間の隙間からミスト等が漏れても、漏れたミスト等を処理容器の外で外部案内部材が下方へ案内するので、ミスト等の上昇拡散を防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１に、本発明の基板処理装置が適用可能な塗布現像処理システムの構成を示す。この塗布現像処理システムは、たとえばＬＣＤ基板を被処理基板とし、ＬＣＤ製造プロセスにおいてフォトリソグラフィー工程の中の洗浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベークの各処理を行うものである。露光処理は、このシステムに隣接して設置される外部の露光装置（図示せず）で行われる。
【００１９】
この塗布現像処理システムは、大きく分けて、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０と、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２と、インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４とで構成される。
【００２０】
システムの一端部に設置されるカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０は、複数の基板Ｇを収容するカセットＣを所定数たとえば４個まで載置可能なカセットステージ１６と、このステージ１２上のカセットＧについて基板Ｇの出し入れを行うサブアーム機構２０とを備えている。このサブアーム機構２０は、基板Ｇを保持できる搬送アームを有し、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの４軸で動作可能であり、後述するプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２側の搬送装置３８と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。
【００２１】
プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２は、上記カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０側から順に洗浄プロセス部２２と、塗布プロセス部２４と、現像プロセス部２６とを基板中継部２３、薬液供給ユニット２５およびスペース２６を介して（挟んで）横一列に設けている。
【００２２】
洗浄プロセス部２２は、２つのスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２８と、上下２段の紫外線照射／冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０と、加熱ユニット（ＨＰ）３２と、冷却ユニット（ＣＯＬ）３４とを含んでいる。
【００２３】
塗布プロセス部２４は、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）４０と、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４２と、エッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４と、上下２段型アドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４６と、上下２段型加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）４８と、加熱ユニット（ＨＰ）５０とを含んでいる。
【００２４】
現像プロセス部２６は、３つの現像ユニット（ＤＥＶ）５２と、２つの上下２段型加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）５４と、加熱ユニット（ＨＰ）５６とを含んでいる。
【００２５】
各プロセス部２２，２４，２６の中央部には長手方向に搬送路３６，５２，５８が設けられ、主搬送装置３８，５４，６０が各搬送路に沿って移動して各プロセス部内の各ユニットにアクセスし、基板Ｇの搬入／搬出または搬送を行うようになっている。なお、このシステムでは、各プロセス部２２，２４，２６において、搬送路３６，５２，５８の一方の側にスピンナ系のユニット（ＳＣＲ，ＣＴ，ＤＥＶ等）が配置され、他方の側に熱処理系のユニット（ＨＰ，ＣＯＬ等）が配置されている。
【００２６】
システムの他端部に設置されるインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４は、プロセスステーション１２と隣接する側にイクステンション（基板受け渡し部）５４およびバッファステージ５６を設け、露光装置と隣接する側に搬送機構５８を設けている。
【００２７】
図２に、この塗布現像処理システムにおける処理の手順を示す。先ず、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０において、サブアーム機構２０が、ステージ１２上の所定のカセットＣの中から１つの基板Ｇを取り出し、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２の洗浄プロセス部２２の搬送装置３８に渡す（ステップＳ１）。
【００２８】
洗浄プロセス部２２において、基板Ｇは、先ず紫外線照射／冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０に順次搬入され、最初の紫外線照射ユニット（ＵＶ）では紫外線照射による乾式洗浄を施され、次の冷却ユニット（ＣＯＬ）では所定温度まで冷却される（ステップＳ２）。この紫外線洗浄では主として基板表面の有機物が除去される。
【００２９】
次に、基板Ｇはスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２８の１つでスクラビング洗浄処理を受け、基板表面から粒子状の汚れが除去される（ステップＳ３）。スクラビンク洗浄の後、基板Ｇは、加熱ユニット（ＨＰ）３２で加熱による脱水処理を受け（ステップＳ４）、次いで冷却ユニット（ＣＯＬ）３４で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ５）。これで洗浄プロセス部２２における前処理が終了し、基板Ｇは、主搬送装置３８により基板受け渡し部２３を介して塗布プロセス部２４へ搬送される。
【００３０】
塗布プロセス部２４において、基板Ｇは、先ずアドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４６に順次搬入され、最初のアドヒージョンユニット（ＡＤ）では疎水化処理（ＨＭＤＳ）を受け（ステップＳ６）、次の冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ７）。
【００３１】
その後、基板Ｇは、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）４０でレジスト液を塗布され、次いで減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４２で減圧による乾燥処理を受け、次いでエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４で基板周縁部の余分（不要）なレジストを除かれる（ステップＳ８）。
【００３２】
次に、基板Ｇは、加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）４８に順次搬入され、最初の加熱ユニット（ＨＰ）では塗布後のベーキング（プリベーク）が行われ（ステップＳ９）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ１０）。なお、この塗布後のベーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５０を用いることもできる。
【００３３】
上記塗布処理の後、基板Ｇは、塗布プロセス部２４の主搬送装置５４と現像プロセス部２６の主搬送装置６０とによってインタフェース部（Ｉ／Ｆ）５４へ搬送され、そこから露光装置に渡される（ステップＳ１１）。露光装置では基板Ｇ上のレジストに所定の回路パターンを露光される。そして、パターン露光を終えた基板Ｇは、露光装置からインタフェース部（Ｉ／Ｆ）５４に戻される。インタフェース部（Ｉ／Ｆ）５４の搬送機構５８は、露光装置から受け取った基板Ｇをイクステンション５４を介してプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）２４の現像プロセス部２６に渡す（ステップＳ１１）。
【００３４】
現像プロセス部２６において、基板Ｇは、現像ユニット（ＤＥＶ）５２のいずれか１つで現像処理を受け（ステップＳ１２）、次いで 加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）５４の１つに順次搬入され、最初の加熱ユニット（ＨＰ）ではポストベーキングが行われ（ステップＳ１３）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ１４）。このポストベーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５６を用いることもできる。
【００３５】
現像プロセス部２６での一連の処理が済んだ基板Ｇは、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）２４内の搬送装置６０，５４，３８によりカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０まで戻され、そこでサブアーム機構２０によりいずれか１つのカセットＧに収容される（ステップＳ１）。
【００３６】
この塗布現像処理システムにおいては、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２８、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）４０および現像ユニット（ＤＥＶ）５２にそれぞれスピンナ型の洗浄処理装置、塗布装置および現像装置を使用することが可能であり、したがってこれらのユニット（ＳＣＲ）、（ＣＴ）、（ＤＥＶ）に本発明を適用することができる。
【００３７】
以下、図３〜図１０につき本発明をスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２８に適用した一実施形態を説明する。
【００３８】
図３、図６および図７に、本発明によるスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２８の要部の構成を示す。このユニット（ＳＣＲ）２８は、有底のハウジングまたはケーシング６０を有し、このケーシング６０の中にスピンナ型のスクラバ洗浄装置６２を設けている。
【００３９】
スクラバ洗浄装置６２は、基本的には、処理容器として機能するカップ６４と、このカップ６４の内側に設けられたスピンチャック機構６６と、カップ６４に出入り可能に設けられた洗浄機構１２０とで構成されている。
【００４０】
スピンチャック機構６６は、矩形の基板Ｇをほぼ水平に載せて保持できる円板型の保持手段、たとえばチャックプレート６８を有している。このチャックプレート６８の上面には、図３に示すように基板Ｇを担持するための手段、たとえば多数の支持ピン７０が適当な配置パターンで離散的に固定取付されるとともに、図４に示すように基板Ｇの四隅を両側縁で保持するための手段、たとえば保持ピン７２が固定取付されている。また、基板昇降手段、たとえばリフトピン７４を昇降可能に通すための複数個たとえば４個の貫通孔７６がチャックプレート６８に形成されている。チャックプレート６８は、剛体たとえばステンレス鋼で構成されてよく、支持ピン７０および保持ピン７２の少なくとも基板Ｇと接触する部分には基板を傷つけないような部材たとえば樹脂、ゴム等を用いて良い。
【００４１】
さらに、この実施例におけるチャックプレート６８の裏面には、図５に明示するように、送風手段として、たとえばプレートの中心部付近から周縁部付近まで放射状に延びる複数個たとえば６個の突条型フィン７８がプレートと一体に、またはプレートに固着して設けられている。このフィン７８のサイズおよび個数は任意に選定できる。
【００４２】
チャックプレート６８の裏面中心部には回転支持軸８０の上端部が固着されており、この回転支持軸８０の下端部はスピンチャック機構６６の駆動部８２内に設けられている回転駆動モータ（図示せず）に作動結合されている。該回転駆動モータの回転駆動により回転支持軸８０を介してチャックプレート６８と、このチャックプレート６８上に機械的に保持される基板Ｇとが一体に設定速度で回転するようになっている。駆動部８２は、ケーシング６０の底に固定されている。
【００４３】
駆動部８２内には、リフトピン７４を昇降させるための駆動手段たとえばエアシリンダ（図示せず）も設けられている。基板Ｇの搬入／搬出時には、該エアシリンダのピストンロッドが前進（上昇）することで、図３に示すように各リフトピン７４がチャックプレート６８の上方に設定された所定の高さ位置まで上昇し、主搬送装置３８（図１）との間で基板Ｇの受け渡しを行うようになっている。定常時は、該エアシリンダのピストンロッドが原点位置に後退し、各リフトピン７４はチャックプレート６８よりも下の位置に退避している。リフトピン７４の先端部も基板Ｇを傷つけないような部材で形成してよい。
【００４４】
カップ６４は、チャックプレート６８および基板Ｇの周囲を取り囲む昇降移動可能な上部側壁部８４と、この上部側壁部８４と径方向で部分的に隙間Ｆを空けて対向する下部側壁部８６と、この下部側壁部８６と一体的に構成され、かつケーシング６０の底に直接またはスピンチャック機構６６の駆動部８２を介して固定された底板部８８とを有している。
【００４５】
カップ６４の外または内部（カップ駆動部８２内）には、カップ６４の上部側壁部８４を支持し、かつ設定された昇降範囲内で任意の高さに昇降駆動できる公知のカップ支持・昇降機構（図示せず）が設けられている。図３に示すように、基板Ｇの受け渡し時には、主搬送装置３８の搬送アーム（図示せず）をカップ内側に通すため、上部側壁部８４が最も低い設定位置に下降している。しかし、処理中は、図６および図７に示すように、上部側壁部８４がチャックプレート６８側からの液滴や気流を受けるのに適した高さに上昇（位置）している。
【００４６】
この実施例において、カップ６４の上部側壁部８４の内壁面には、処理中のカップ高さ位置（図６、図７）で基板Ｇおよびチャックプレート６８の側面に近接し、基板Ｇおよびチャックプレート６８側から四方（周囲）に飛散する液滴を受け止めて下方に落とすための斜め下方に向いたテーパ部９０が設けられている。このテーパ部９０は、平板状のものを図示しているが、断面が楔状のものでもよく、あるいは湾曲面に形成されたものでもよい。
【００４７】
さらに、カップ上部側壁部８４の内壁面には、周回方向に沿ってテーパ部９０の上端部に被さるように、断面Ｌ形の内部案内板９２が設けられている。より詳細には、内部案内板９２は、テーパ部９０の上端部よりも高い位置で上部側壁部８４の内壁面よりカップ中心側にほぼ水平に延びて、テーパ部９０の上端部よりも径方向内側の位置でほぼ直角に折曲して垂直下方に延び（垂れ）、テーパ部９０の上端部より幾らか低い位置で終端する。つまり、内部案内板９２は、テーパ部９０の上端部に対して流体通路のための間隙を形成しつつ径方向の内側から外側まで延在している。内部案内板９２の形状も種々の変形が可能であり、たとえば直角に折曲していなくてもよく、湾曲面になっていてもよい。
【００４８】
図４に示すように、テーパ部９０および内部案内板９２には、それぞれ周回方向に適当な間隔を置いてカップ内璧寄りの部位に液滴を壁伝いにカップ底部の排液回収室９３へ導く（落とす）ための複数個たとえば４個の通孔９０ａおよび９２ａが穿孔されている。
【００４９】
カップ上部側壁部８４の側壁において、テーパ部９０の背後の部位には、より詳細にはテーパ部９０の基端部と内部案内板９２の基端部との間の部位には、カップ周回方向に沿って所定の間隔またはピッチで多数の通孔または開口９４が形成されている。この通孔９４の大きさ、形状、配列パターンは任意に選択できる。
【００５０】
カップ上部側壁部８４は、内部案内板９２よりも高い位置に内部案内板９２と同様に上方に向かって径方向内側にテーパ状に延在する遮蔽板９６を有している。
【００５１】
カップ上部側壁部８４の外壁には、周回方向に沿って通孔９４に上から掛かるように断面Ｌ形の第１の外部案内板９８が設けられている。より詳細には、第１の外部案内板９８は、通孔９４よりも高い位置でカップ上部側壁部８４の外壁からほぼ水平に径方向外側に延びて、一定の位置でほぼ直角に下方に折曲して通孔９４の前で延び（垂れ）ている。通孔９４よりカップ６４の外に出た気流やミストは、この第１の外部案内板９８により下方つまりケーシング６０の底部側へ案内されるようになっている。
【００５２】
さらに、カップ上部側壁部８４の外壁には、周回方向に沿って下部側壁部８６の外側で隙間Ｆに上から掛かるように断面Ｌ形の第２の外部案内板１００も設けられている。隙間Ｆよりカップ６４の外に出た気流および／またはミストは、この第２の外部案内板１００により下方つまりケーシング６０の底部側へ案内されるようになっている。第１の外部案内板９８と第２の外部案内板１００との関係では、前者（９８）からの気流の流れが後者（１００）によって妨害されないように、前者（９８）の垂直案内部よりも後者（１００）の垂直案内部を半径方向の内側に位置させるのがよい。
【００５３】
ケーシング６０の底面６０ｂには、１箇所または複数箇所に排気口１０２が設けられている。各排気口１０４は、排気管１０６を介して外部排気系統たとえば排気ダクト（図示せず）に連通している。
【００５４】
カップ下部側壁部８６の内側には、周回方向に沿って上記排液回収室９３が形成されている。この排液回収室９３の底面は、周回方向において高低差があり、最も低い部位に排液口１０６が設けられている。この排液口１０６は、排液管１０８を介して排液タンク（図示せず）に通じている。
【００５５】
上記排液回収室９３の上方の空間は排液流路だけでなく排気流路も兼ねており、カップ底板部８８において排液回収室９３よりも内側の部位に排気口１１０が設けられている。この排気口１１０は、排気管１１２を介して外部排気系統たとえば排気ダクトに連通している。チャックプレート６８の下には、排液および排気流路を構成する傘状の隔壁板１１４が設けられている。
【００５６】
このスクラバ洗浄装置６２における洗浄機構１２０は、たとえば図６に示すようなブラシスクラバ機構１２２と洗浄ノズル機構１２４とを有する。図６には説明の便宜上両機構１２２，１２４を同時に示しているが、通常はブラシスクラバ機構１２２によるブラッシング洗浄が先に行われ、その後に洗浄ノズル機構１２４によるスプレー洗浄が行われるようになっており、一方の機構が作動している間、他方の機構はカップ６４の外でケーシング６０の隅部に設けられた所定の待機位置（図示せず）で待機している。
【００５７】
ブラシスクラバ機構１２２は、たとえば、複数のディスクブラシ１２６を基板Ｇの表面に一定の圧力で接触させながら回転駆動するブラシ回転駆動部１２８と、この駆動部１２８をガイド１３０に沿って基板Ｇの長辺方向に送るブラシ送り機構（図示せず）とを有している。
【００５８】
洗浄ノズル機構１２４は、たとえば、基板Ｇの表面に向けて真上から洗浄液を吐出する複数本のノズル１３２と、これらのノズル１３２に洗浄液を供給する洗浄液供給部（図示せず）と、ノズル１３２をガイド１３４に沿って基板Ｇの長辺方向に送るノズル送り機構（図示せず）とを有している。なお、洗浄ノズル機構１２４によるブロー洗浄に際しては、スピンチャック機構６６も作動し、基板Ｇが回転するようになっている。
【００５９】
次に、この実施例におけるスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２８の作用を説明する。
【００６０】
洗浄プロセス部２２の主搬送装置３８が基板Ｇをユニット（ＳＣＲ）２８に搬送してくると、このタイミングに合わせて図３に示すようにリフトピン７４が所定の高さ位置まで上昇し、主搬送装置３８より基板Ｇを受け取る。この時、カップ６４の上部側壁部８４は図３に示す最下位の高さ位置に下降しており、主搬送装置３８の搬送アームはカップ６４の中に入ることができる。
【００６１】
次いで、リフトピン７４は基板Ｇを水平に担持したまま下降し、チャックプレート６８に基板Ｇを載せる。チャックプレート６８上で基板Ｇは支持ピン７０に担持され、保持ピン７２によって保持される。主搬送装置３８の搬送アームがカップ６４の外あるいはケーシング６０の外に出た後で、カップ上部側壁部８４は図６または図７の高さ位置まで上昇する。
【００６２】
上記のようにして基盤Ｇの搬入が完了した後、ブラシスクラバ機構１２２によるブラッシング洗浄が開始される（図６）。このブラッシング洗浄では、ディスクブラシ１２６が基板Ｇの表面に一定の圧力で接触しながら回転し、かつ基板上を端から端まで移動する。これにより、基板表面の全体にわたって汚れが除去される。
【００６３】
このブラッシング洗浄に際してディスクブラシ１２６に洗浄液を供給してよい。その場合、ブラシ１２６ないし基板Ｇから四方に洗浄液が飛散する。飛散した洗浄液は、カップ６４の上部側壁部８４の内壁に当たってから、カップ底部の排液回収室９３に集められ、排液口１０６よりカップ６４の外へ排出される。ここで、カップ上部側壁部８４の最上部の遮蔽板９６まで飛散した処理液は、内部案内板９２およびテーパ部９０の通孔９２ａ，９０ａを通って内壁伝いに排液回収室９３まで落ちる。
【００６４】
ブラッシング洗浄が終了した後、今度は洗浄ノズル機構１２４によるブロー洗浄が行われる。このブロー洗浄では、ノズル１３２が超音波振動の高圧洗浄液を基板Ｇに向けて噴射しながら、基板上を水平方向に往復移動する。一方、スピンチャック機構６６も作動して、基板Ｇをチャックプレート６８と一体に所定の回転速度で回転させる。これにより、基板Ｇの表面全体が漏れなくブロー洗浄され、先のブラッシング洗浄によっても除去しきれなかった汚れが洗い落とされる。
【００６５】
洗浄ノズル機構１２４によるブロー洗浄では、基板Ｇに多量の高圧洗浄液が供給されるうえ、基板Ｇがスピン回転するため、基板Ｇから四方へ飛散する洗浄液は多量でかつ勢いがある。しかし、飛散した洗浄液は、上記と同様にカップ上部側壁部８４の内壁に当たってからカップ底部の排液回収室９３に集められ、排液口１０６よりカップ６４の外へ排出される。
【００６６】
また、ブロー洗浄中は、基板Ｇおよびチャックプレート６８のスピン回転により、それらの周囲に気流およびミストが発生する。この実施例では、チャックプレート６８の裏面に放射状に延在するフィン７８が設けられているため、フィン７８の整流作用によりチャックプレート６８側からカップ上部側壁部８４の内壁に当たる気流の風圧が、特に放射方向または法線方向の風圧が強められる。
【００６７】
これにより、図８に示すように、カップ上部側壁部８４の内壁、特にテーパ部９０の内側面に大きな風圧で気流が当たり、壁面に付着しているミスト等ｍの多くが下方の排液または排気流路へ押し流されると同時に、テーパ部９０に沿って上昇気流が発生し、この上昇気流に乗ってミスト等ｍも上昇する。
【００６８】
しかし、この上昇気流および上昇ミスト等ｍは、テーパ部９０の上端を越えた直後に内部案内板９２の内側に入り込み、そこから通孔９４を通ってカップ上部側壁部８４の外へ出る。外へ出たミスト等ｍは、第１の外部案内板９８によりケーシング６０の底部へ向けて排出される。
【００６９】
また、カップ底部の排液回収室９３に落下したミスト等ｍのうちの一部はカップ上部側壁部８４とカップ下部側壁部８６との間の隙間Ｆからカップ６４の外へ漏れる。しかし、漏れたミスト等ｍは、第２の外部案内板１００に当たり、ケーシング６０の底部へ向けて排出される。ケーシング６０の底部に集められたミスト等は、気流と一緒に排気口１０２からユニットの外へ排出される。
【００７０】
このように、基板Ｇをスピン回転させながら基板上に処理液（洗浄液）を供給する液処理においては、チャックプレート６８側からの放射方向の風圧が大きい気流により、基板付近で発生したミスト等の一部はカップ底部に効率よく落とされるとともに、残りのミスト等はカップ内壁に沿って勢い良く上昇し、かつその矢先に内部案内板９２によりトラップされ、通孔９４からカップの外へ放出される。このため、基板Ｇの真上へのミスト等の舞い（巻き）上がりがなくなる。
【００７１】
そして、カップ６４の外へ出たミスト等は、第１の外部案内板９８によりケーシング６０の底部へ案内され、排気口１０２よりユニットの外へ排出されるため、カップ遮蔽板９６を越えてカップ６４の内側へ舞い戻ったりすることはなく、ケーシング６０の内壁６０ａに付着して残ることもない。さらに、カップ上部側壁部８４とカップ下部側壁部８６との間の隙間Ｆから漏れたミスト等も、第２の外部案内板１００によりケーシング６０の底部へ案内され、排気口１０２よりユニットの外へ排出されるため、上方へ浮遊することはなく、内壁６０ａに付着して残ることもない。
【００７２】
上記のような洗浄ノズル機構１２４によるブロー洗浄が終了すると、図７に示すように乾燥機構１２０をカップ６４の外へ退避させた状態でスピン乾燥が行われる。このスピン乾燥では、スピンチャック機構６６が基板Ｇをブロー洗浄時よりも大きな回転速度で一定時間回転させる。この高速回転により、基板Ｇの表面ないし裏面に付着していた洗浄液が遠心力によって周囲に振り切られ、短時間で基板Ｇは乾燥した状態になる。
【００７３】
このスピン乾燥において、カップ上部側壁部８４の内壁（特にテーパ部９０の内壁）には、基板Ｇおよびチャックプレート６８側からのミストおよび気流がブロー洗浄時よりも大きな圧力および風圧で当たる。ここで、基板Ｇより周囲に飛散するミスト等はブロー洗浄時よりも格段に細かい。このような気流およびミスト等が大きな風圧および圧力でカップ内壁（特にテーパ部９０の内壁）に当たることにより、図８に示すようなカップ内壁に沿ってミスト等ｍおよび気流をカップ底部へ押しやる作用、およびカップ内壁に沿って気流およびミスト等ｍを上昇させる作用が一層顕著に奏される。
【００７４】
そして、カップ底部の排液回収室９３に集められたミスト等ｍは、排液となって排液口１０６よりユニットの外へ排出される。また、カップ底部に流れた気流は排気口１１０からユニットの外へ排出される。この実施例では、風圧の大きい下降気流に対応して、排気口１１０に通じる排気流路を大きくしている。また、カップ上部側壁部８４とカップ下部側壁部８６との間の隙間Ｆからミスト等ｍが漏れても、ブロー洗浄時と同様第２の外部案内板１００によりケーシング６０の底部へ案内され、排気口１０２よりユニットの外へ排出される。
【００７５】
一方、カップ内壁（特にテーパ部９０の内壁）に沿って上昇したミスト等ｍは上昇気流と一緒に内部案内板９２にキャッチされて、通孔９４からカップの外へ放出され、第１の外部案内板９８によりケーシング６０の底部へ送られ、排気口１０２よりユニットの外へ排出される。
【００７６】
このように、内部案内板９２が気流およびミスト等の上昇を絶ち切るので、カップ６４の内側で気流ないしミスト等の巻き上がりが効果的に防止ないし抑制される。さらに、カップ６４の外では第１および第２の外部案内板９８，１００とケーシング底部の排気口１０２とが協働してミスト等の拡散を防止する。
【００７７】
上記のようにして、基板Ｇやその周囲の各部（特にカップ内壁）から発生したミスト等の殆どがカップの底部および側壁の２つのルートで速やかにユニットの外へ排出される。これにより、ミスト等が基板Ｇに付着または再付着しないようになっている。
【００７８】
上記のようなスピン乾燥が終了すると、図３に示すように、リフトピン７４が上昇して基板Ｇをスピンプレート６８から所定の高さ位置まで持ち上げ、カップ上部側壁部８４が最も低い設定位置まで下降する。そこに、主搬送装置３８の搬送アームが入ってきて、リフトピン７４から基板Ｇを受け取って、ユニット（ＳＣＲ）２８の外へ搬出する。搬出された基板Ｇの表面は、上記のようなスクラビング洗浄を施されており、かつミスト等が殆ど付着していないので、清浄度の高い面になっている。したがって、次工程のレジスト塗布処理や現像処理においてもコンタミネーションやパーティクルの少ない処理結果を得ることができ、ひいては歩留まりの高いＬＣＤを得ることができる。
【００７９】
上記した実施例では、カップ上部側壁部８４に第１および第２の外部案内板９８，１００を別個に設けた。しかし、たとえば図９に示すように、上方に取り付けられる第１の外部案内板９８の垂直案内部を隙間Ｆの出口より低い位置まで下方に延長させ、この延長部分９８ａで第２の外部案内板１００を代用させることができる。
【００８０】
また、第１または第２の外部案内板９８，１００をたとえば断面コ状に形成してその底面または側面に１つまたは複数個の排気口を設け、それらの排気口を排気管を介してケーシング底部の排気口１０２に接続する構成も可能である。ケーシング６０の排気口は側璧６０ａに設けてもよい。
【００８１】
上記の実施例では、カップ上部側壁部８４が内部案内板９２よりも上方に延びる遮蔽部９６を有しているため、内部案内板９２の案内でカップ６４の外に出たミストは遮蔽部９６の遮蔽作用によりカップ６４の内側には入りにくくなっている。したがって、たとえば図１０に示すように、第１および／または第２の外部案内板９８，１００を省いた構成とすることも可能である。
【００８２】
また、上記の実施例では、チャックプレート６８の裏面に設けられたフィン７８による気流ないしミストの整流・風圧（圧力）増強作用が、カップ内壁のテーパ部９０によって高められている。しかし、カップ内壁からテーパ部９０を省いた構成であっても、効果の度合いは減少するものの上記と同様のミスト等除去効果が得られる。
【００８３】
上記の実施例では、カップ６４の上部側壁部８４を下部側壁部８６から分割し、昇降移動可能としている。このカップ構成においては、スピン乾燥中（洗浄中でもよい）に上部側壁部８４を上下動させて、気流が当たるカップ内壁の面積または領域を増やすようにしてもよい。もっとも、カップ６４を一体型や完全固定型とすることも可能である。
【００８４】
また、上記の実施例におけるスクラバ洗浄装置６２はフィン７８および内部案内板９２の双方を有する構成であったが、それらの片方を有する構成も可能である。スピンプレート６８上で基板Ｇを保持する手段は、上記実施例のようにメカニカルなもの（保持ピン７２）に限らず、たとえばバキューム吸着式の保持手段を用いることも可能である。スピンプレート６８の形状は、フィン７８の作用を高めるうえでは円形が好ましいが、他の形状たとえば矩形でも可能である。フィン７８の形状も、放射方向の風圧を高めるうえでは上記実施例のような放射状に延びる形体が好ましい。
【００８５】
しかし、図１１に示すように、湾曲形状その他の種々のフィン形状が可能であり、フィンの幅方向の形状だけでなく高さ方向の形状も種々の変形・選択が可能である。
【００８６】
また、図１２に示すように、フィン７８を、スピンプレート６８の裏面に一体にではなく、下方に離して設置することもできる。図１２において、フィン７８を取付または支持する回転板１４０は、回転支持軸８０に固着されている。この構成においては、フィン７８を回転板１４０の裏面または上面あるいは両面に設けることが可能である。
【００８７】
上記実施例の塗布現像処理システムにおいて、本発明を塗布ユニット（ＣＴ）４０または現像ユニット（ＤＥＶ）５６に適用した場合には、基本的には処理液の供給機構が置き換わるだけで、処理容器とスピンチャック機構は上記スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２８のものと共通しており、上記と同様の作用効果が得られる。
【００８８】
本発明の基板処理装置は、塗布現像処理用の処理装置に限定されるものではなく、処理容器とスピンチャック機構を用いる任意の処理装置に適用可能である。したがって、処理の内容に応じてミスト以外の異物も上記と同様の作用で除去することができる。本発明における被処理基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。
【００８９】
【発明の効果】
上記したように、本発明の基板処理装置によれば、処理中または処理の前後で被処理基板を回転させる際に基板ないし基板周囲の各部から発生したミストおよび／または異物が基板に付着するのを効果的に防止または抑制して、処理品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板処理装置が適用可能な塗布現像処理システムの構成を示す平面図である。
【図２】実施例の塗布現像処理システムにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】実施例のスクラバ洗浄ユニット内の構成（基板の搬入出時）を示す略断面図である。
【図４】実施例のスクラバ洗浄装置におけるチャックプレートの上面の構成を示す平面図である。
【図５】実施例のスクラバ洗浄装置におけるチャックプレートの裏面の構成を示す底面図である。
【図６】実施例のスクラバ洗浄ユニット内の構成（洗浄時）を示す略断面図である。
【図７】実施例のスクラバ洗浄ユニット内の構成（スピン乾燥時）を示す略断面図である。
【図８】実施例のスクラバ洗浄ユニットにおける主な作用を示す図である。
【図９】実施例のスクラバ洗浄ユニットの一変形例を示す部分略断面図である。
【図１０】実施例のスクラバ洗浄ユニットの別の変形例を示す部分略断面図である。
【図１１】実施例におけるフィン構造の一変形例を示す略平面図である。
【図１２】実施例におけるフィン取付構造の別の変形例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
２８ スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）
４０ レジスト塗布ユニット（ＣＴ）
５２ 現像ユニット（ＤＥＶ）
６０ ケーシング
６２ スクラバ洗浄装置
６４ カップ（処理容器）
６６ スピンチャック機構
６８ チャックプレート
７０ 支持ピン
７２ 保持ピン
７８ フィン
８２ 駆動部
８４ カップ上部側璧部
８６ カップ下部側璧部
９０ テーパ部
９２ 内部案内板
９３ 排液回収室
９４ 通孔
９６ 遮蔽板
９８ 第１の外部案内板
１００ 第２の外部案内板
１０２ 排気口
１０６ 排液口
１１０ 排気口
１２０ 洗浄機構

Claims (14)

1. 処理容器内で被処理基板を載置して保持する保持手段を有し、前記基板を前記保持手段と一緒にほぼ水平に回転させる回転手段と、
   前記基板に処理液を供給する処理液供給手段と、
   前記処理容器の内壁に沿って上昇する気流および／またはミストを受けて径方向外側へ案内するための内部案内部材と
   を具備し、
   前記処理容器がその内壁に、前記基板または前記保持手段に近接した位置にて斜め下方に向いたテーパ部を有し、
   前記内部案内部材が、前記テーパ部の上端部に対して流体通路のための間隙を形成しつつ径方向の内側から外側まで延在することを特徴とする基板処理装置。
2. 処理容器内で被処理基板を載置して保持する保持手段を有し、前記基板を前記保持手段と一緒にほぼ水平に回転させる回転手段と、
   前記保持手段側から前記処理容器の内壁に当たる気流の風圧を強めるための前記保持手段の裏側に設けられた送風手段と、
   前記基板に処理液を供給する処理液供給手段と、
   前記処理容器の内壁に沿って上昇する気流および／またはミストを受けて径方向外側へ案内するための内部案内部材と
   を具備し、
   前記処理容器がその内壁に、前記基板または前記保持手段に近接した位置にて斜め下方に向いたテーパ部を有し、
   前記内部案内部材が、前記テーパ部の上端部に対して流体通路のための間隙を形成しつつ径方向の内側から外側まで延在することを特徴とする基板処理装置。
3. 前記送風手段が、前記保持手段の裏側に放射状に延在して設けられる請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記内部案内部材の下端が前記テーパ部の上端よりも低い請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記処理容器がその側壁に、前記内部案内部材により案内されてきた前記気流および／またはミストを容器の外に逃がすための開口を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記処理容器が、前記内部案内部材よりも高い位置に延在する側壁部を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記処理容器の外で前記開口より出た前記気流および／またはミストを下方に案内するための第１の外部案内部材を具備する請求項５または請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記処理容器が、昇降移動可能な上部側壁部と、この上部側壁部と径方向で部分的に隙間を空けて対向する下部側壁部と容器底部とを含む固定設置された容器本体とを有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記処理容器の外で前記上部側壁部と前記下部側壁部との間の前記隙間から出た前記気流および／またはミストを下方に案内するための第２の外部案内部材を具備する請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記第２の外部案内部材が前記第１の案内部材の延長部分によって形成されている請求項９に記載の基板処理装置。
11. 前記処理容器がその底部に、外部排液系統に接続される排液口と外部排気系統に接続される第１の排気口とを有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
12. 前記処理容器が少なくとも底面と側壁とを有する室内に収容され、前記室が前記処理容器の外側の前記底面または前記側壁の下部に外部排気系統に接続される第２の排気口を有する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
13. 処理容器内で被処理基板を載せて保持する保持手段を有し、前記基板 を前記保持手段と一緒にほぼ水平に回転させる回転手段と、
    前記保持手段側から前記処理容器の内壁に当たる気流の風圧を強めるための前記保持手段の裏側に設けられた送風手段と、
    前記基板に処理液を供給する処理液供給手段と
    を具備し、
    前記処理容器を、昇降移動可能な上部側壁部と、この上部側壁部と径方向で部分的に隙間を空けて対向する下部側壁部および容器底部を含む固定設置された容器本体とで構成し、
    前記処理容器の外に、前記上部側壁部と前記下部側壁部との間の前記隙間から出た前記気流および／またはミストを下方に案内するための外部案内部材を設けることを特徴とする基板処理装置。
14. 処理容器内で被処理基板を載置して保持する保持手段を有し、前記基板を前記保持手段と一緒にほぼ水平に回転させる回転手段と、
    前記基板に処理液を供給する処理液供給手段と、
    前記処理容器の内壁に沿って上昇する気流および／またはミストを受けて径方向外側へ案内するための内部案内部材と
    を具備し、
    前記処理容器を、昇降移動可能な上部側壁部と、この上部側壁部と径方向で部分的に隙間を空けて対向する下部側壁部および容器底部を含む固定設置された容器本体とで構成し、
    前記処理容器の外に、前記上部側壁部と前記下部側壁部との間の前記隙間から出た前記気流および／またはミストを下方に案内するための外部案内部材を設けることを特徴とする基板処理装置。

Images