JP3669601B2

JP3669601B2 - 薬液吐出ノズル

Info

Publication number: JP3669601B2
Application number: JP30949295A
Authority: JP
Inventors: 弘至吉井
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-11-28
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2015-11-28
Also published as: KR970030239A; JPH09148212A; KR100221700B1

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、薬液吐出ノズルに関し、より特定的には、基板（半導体ウェハ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のベースとなるガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板など）の表面に所定の薬液を供給する薬液吐出ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記の薬液吐出ノズルが適用される装置の一例として、現像装置がある。図６は、従来の現像装置の各部の構成および現像液供給時における現像装置と基板との配置関係を説明するための参考図である。図６において、従来の現像装置は、基板Ｗを真空吸着などによって保持するスピンチャック６１と、駆動力発生部（図示せず）からの駆動力をスピンチャック６１へと伝達する回転軸６２と、基板Ｗの上面に現像液Ｑを吐出する現像液吐出ノズル６３とを備える。現像液吐出ノズル６３は、外部から供給された現像液Ｑを現像液吐出ノズル６３の内部において所定位置へと導く現像液流路６３１と、現像液流路６３１によって導かれた現像液Ｑを外部へ吐出する現像液吐出孔６３２とを含む。この現像液吐出ノズル６３は、スピンチャック６１に保持された基板Ｗに対して、直立状に配置された筒体６５により構成されている。その筒体６５の下端面６５１は閉止されており、その筒体６５の側壁６５２の所定位置には複数の現像液吐出孔６３２が設けられている。なお、現像装置は、その他の構成として、現像液を外部に飛散させないための現像液飛散防止部など様々な構成部を有しているが、本発明の趣旨とは関連性がないためその説明を略する。
【０００３】
現像液吐出ノズル６３を基板Ｗに近接させた状態で、現像液Ｑが現像液流路６３１に供給される。現像液Ｑは、現像液流路６３１によって案内された後、下端面６５１に衝突する。そのため、現像液Ｑは、その流速が減速したうえで、現像液吐出孔６３２から基板Ｗの上面に吐出される。このとき、基板Ｗは、スピンチャック６１と回転軸６２とによって水平面内で回転しているため、現像液は、基板Ｗの表面全域にわたって供給されることとなる。なお、この現像液吐出ノズルの詳細については、「特公平０５−６８０９２」号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の現像液吐出ノズル６３の下端面６５１は、図６に示すように平面的な構造を有している。また、下端面６５１と側壁６５２との接合部分は、大抵面取りがなされている。このような構成を有する現像液吐出ノズル６３において、基板Ｗの表面全域に現像液が供給され終わると、現像液吐出ノズル６３への現像液供給が一旦停止される。そのとき、現像液吐出ノズル６３の内部に残留した現像液Ｑが現像液吐出孔６３２から流出し下端面６５１へと伝わり、現像液Ｑが滴状になって付着することが多い。また、現像液吐出中においては、現像液吐出ノズル６３と基板Ｗとは近接することとなるため、一旦基板Ｗへと供給された現像液が跳ね返り、下端面６５１に滴になって付着することもある。
【０００５】
このような状態で、一旦現像液Ｑの吐出を停止した現像液吐出ノズル６３を次の処理に移行するための所定位置に移動させると、下端面６５１に付着した現像液の滴が基板表面上に落下することが多い。このように現像液Ｑの供給が終了した後に、現像液Ｑの滴が基板Ｗに落下すると、この滴が落下した部分において現像ムラが発生し、高品質なパターン形成を阻害するという問題点があった。
【０００６】
また、現像液の種類によっては、下端面６５１に付着した現像液の滴が乾燥し粉末状になるものがある。下端面６５１に粉末が付着した状態で、現像液吐出ノズル６３を使用して現像液を基板Ｗに供給すると、現像液吐出孔６３２から下端面６５１へと伝わった現像液と同時にこの粉末が基板Ｗ上に落下することがある。この粉末はゴミとなるため高品質なパターン形成を阻害するという問題点があった。
【０００７】
それゆえに、本発明の目的は、高品質なパターン形成を実行することができる現像液吐出ノズルを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
また、本発明の第１の局面は、基板の上方から当該基板の表面に向けて薬液を吐出するための薬液吐出ノズルであって、外部から供給された薬液を所定の位置へと導く薬液流路と、薬液流路によって導かれた薬液を基板表面上に吐出する薬液吐出孔と、基板に近接する下端部に形成され、その最下部の形状が、点状または線状によって構成された薬液除去手段と、薬液流路によって導かれた薬液を薬液吐出孔まで導く薬液導出管とを備える。ここで、薬液導出管は、薬液流路を構成する筒体の側面から外方に向けて突出しており、薬液吐出孔に向かうに従って下方向に傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
上記のように、第１の局面では、薬液吐出ノズルの下端部には、薬液除去手段が設けられる。そして、この薬液除去手段の最下部は、点状または線状に構成されている。そのため、薬液除去手段に付着した液滴は、その傾斜面を自重によって滑り落ち、薬液除去手段の最下部、すなわち点状又は線状の部分において、薬液との接触面積が小さくなり、薬液は落下しやすくなる。したがって、薬液吐出ノズルの外面に薬液が付着しても短時間にこれを除去することが可能となる。
【００１０】
第１の局面では、また、薬液吐出孔から出た薬液は、筒体の側面を伝うことなく、即座に落下する。また、薬液導出管の外面に薬液が付着したとしても、下方向に傾斜しているため、付着した薬液は薬液吐出孔に向かっていき、薬液吐出管の最下端に到達し、落下する。
【００１１】
また、本発明の第２の局面は、基板の上方から当該基板の表面に向けて薬液を吐出するための薬液吐出ノズルであって、外部から供給された薬液を所定の位置へと導く薬液流路と、薬液流路によって導かれた薬液を基板表面上に吐出する薬液吐出孔と、基板に近接する下端部に形成され、その最下部の形状が、線状に構成された薬液除去手段とを備える。ここで、薬液吐出孔の最下端は、薬液除去手段の最下部を構成する線状部分と接していることを特徴とする。
【００１２】
上記のように、第２の局面では、薬液吐出ノズルの下端部には、薬液除去手段が設けられる。そして、この薬液除去手段の最下部は線状に構成されている。そのため、薬液除去手段に付着した液滴は、薬液除去手段の最下部において、薬液との接触面積が小さくなり、薬液は落下しやすくなる。したがって、薬液吐出ノズルの外面に薬液が付着しても短時間にこれを除去することが可能となる。
【００１３】
さらに、第２の局面では、薬液吐出孔の最下端が、薬液除去手段の最下端を構成する線状部分と接しているため、薬液吐出孔に残留していた薬液は、ノズルの側面を伝うことなく、即座に薬液除去手段によって除去される。従って、薬液吐出孔に残留している薬液を、短時間で除去することが可能となる。また、ノズルの側面に薬液が付着することがないため、薬液の滴が乾燥して粉末状になることがなくなる。
【００１４】
また、例示的には、薬液除去手段は、その最下部の形状が多角形であり、当該多角形の各辺から中心に向けて同一傾斜角度をもって傾斜する傾斜面を有していることを特徴とする。代替的には、薬液除去手段は、その最下部の形状が点であり、当該点から周囲に向けて円弧状に傾斜する傾斜面を有していることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の第３の局面は、基板の上方から当該基板の表面に向けて薬液を吐出するための薬液吐出ノズルであって、基板に対して近接し直立するように配置されており、底の部分が閉止されている筒体と、筒体の内部に形成されており、外部から供給された薬液を当該筒体の底まで導く薬液流路と、筒体に形成されており、薬液流路によって導かれた薬液を基板に吐出する薬液吐出孔と、筒体の下端部に形成されており、当該下端部に付着した薬液の滴を除去する薬液除去手段とを備える。ここで、薬液除去手段は、基板に対して傾斜する傾斜面を有しており、下端部に付着した薬液を筒体の最下端へと導き、付着した薬液を離脱させる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る薬液吐出ノズルを備える現像装置の構成を示すブロック図である。図１において、現像装置は、基板Ｗを真空吸着などによって保持するスピンチャック１と、モータ２から発生した駆動力をスピンチャック１へと伝達し基板Ｗの回転中心となる回転軸３と、基板Ｗの表面に薬液の一例である現像液を吐出する現像液吐出ノズル４と、現像液吐出ノズル４を回動可能に支持するノズルアーム５と、図示しない現像液収容部から現像液を現像液吐出ノズル４へと導入する現像液導入管６と、現像液導入管６内を流れる現像液の温度を使用適温にする現像液温調部７とを備える。本実施例においては、現像液導入管６は、ノズルアーム５の内部を通されている（点線部参照）。なお、現像液温調部７の詳細な構成については、「実公平０５−２０４６９」号公報などに記載されているのでその説明を略する。
【００１７】
図２は、図１に示す現像液吐出ノズル４の第１の構成例を示す図である。この図２は、現像液吐出ノズル４における一部を縦断面図とし、説明の明瞭化を図っている（斜線部参照）。図２において、現像液吐出ノズル４は、現像液導入管６から導入された現像液（矢印参照）が流れる流路４１と、基板Ｗへ現像液を吐出する複数の現像液吐出孔４２と、現像液吐出孔４２の下部に形成される現像液除去部４３とを含む。第１の構成例において現像液吐出ノズル４の外形は円筒形状を有しており、その内部に流路４１が形成されている。現像液吐出孔４２は、現像液が流路４１から放射状に吐出可能なよう形成される。このような構成を有する現像液吐出ノズル４は、その少なくとも１つの現像液吐出孔４２が基板Ｗの回転中心近傍に位置するようにノズルアーム５に設置される。
【００１８】
現像液除去部４３は、凹状の円弧面からなる。ここで、円弧面とは、円弧の２つの端点を含む線分の垂直２等分線を中心軸として３６０度回転させてできる曲面である。この円弧面は、円弧の２つの端点間距離と現像液吐出ノズル４の下端面（円形）の直径とを一致させ、さらに円弧面の中心軸と現像液吐出ノズル４の中心軸とを一致させたうえで現像液吐出ノズル４の下端部分に形成される。このような構成により、現像液吐出ノズル４の最下端部は線状に形成されることになる。
【００１９】
以下、図１および図２を参照して、現像装置における現像液の流れについて説明する。基板Ｗがスピンチャック１に保持された状態において、現像液吐出ノズル４はノズルアーム５により基板Ｗの所定位置の真上に配置される。さらに、現像液吐出ノズル４は、基板Ｗから所定距離をおいて近接させられる。現像液温調部７によって使用適温にされた現像液は、現像液導入管６を介して、現像液吐出ノズル４に導入される。現像液吐出ノズル４に導入された現像液は、流路４１内を流れ現像液吐出孔４２から吐出される。このとき、少なくとも１つの現像液吐出孔４２から吐出された現像液は、基板Ｗの回転中心に落下する。しかも、スピンチャック１はモータ２によって水平面内で回転するため、現像液は遠心力によって基板Ｗの回転中心から放射状に広がっていき、基板Ｗの表面全域にわたって供給されることとなる。なお、図２における、２点鎖線は、現像液の流路を示すものである。
【００２０】
ここで、一旦基板Ｗへと供給された現像液が跳ね返り、現像液吐出ノズル４に付着した滴の動きについて説明する。跳ね返った現像液で現像液吐出ノズル４に付着するものの大部分は、現像液除去部４３の円弧面に付着する。円弧面に付着した現像液は、自重によって円弧面を伝い現像液除去部４３の最下端に到達する。現像液除去部４３の最下端は上述したように線状に構成されているため、円弧面と現像液との接触面積が小さくなり、現像液は基板Ｗに落下する。このとき、基板Ｗは水平回転しているため、現像液除去部４３から落下した現像液の滴は、現像液吐出孔４２から吐出された現像液と一緒に基板Ｗの表面全域にわたって均一に供給される。そのため、液滴の落下は、現像ムラの原因とはならない。
【００２１】
次に、現像液の導入が停止される。このとき、現像液吐出ノズル４内に残留する現像液の態様は以下のとおりである。すなわち、現像液導入停止によって現像液吐出孔４２から吐出されなかった現像液は、現像液吐出孔４２から現像液吐出ノズル４の外面を伝い現像液除去部４３の最下端に到達する。現像液除去部４３の最下端は上述したように線状に構成されているため、円弧面と現像液との接触面積が小さくなり、現像液は基板Ｗに落下する。なお、現像液吐出ノズル４内に残留した現像液が基板Ｗに落下するまでの時間はごく短時間となるため、現像ムラの原因とはならない。
【００２２】
上述したように、現像液は現像液除去部４３に長時間付着していることがないので、現像液の乾燥によるゴミも発生することがない。そのため、本実施形態に係る現像液吐出ノズル４は高品質なパターンを形成することに寄与する。
【００２３】
図３は、図１に示す現像液吐出ノズル４の第２の構成例を示す図である。この図３は、現像液吐出ノズル４においてその一部を縦断面図とし、説明の明瞭化を図っている（斜線部参照）。また、図３に示す現像液吐出ノズルは、以下の点を除いて、図２に示す現像液吐出ノズルと同一の構成を有し、相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を略することとする。図３に示す現像液吐出ノズル４は、流路４１から流入した現像液を基板Ｗへ吐出する複数の現像液吐出孔４４の形成位置が異なっている。すなわち、現像液吐出孔４４は、流路４１に対して放射状に形成されており、かつその最下端が現像液吐出ノズル４の最下端（すなわち、現像液除去部４３の最下端）に接するように形成されている。
【００２４】
上記のような構成において、ノズルに対する現像液の供給停止後に、現像液吐出ノズル４内に残留する現像液は、現像液吐出ノズル４の側面を伝うことなく、現像液吐出孔４４から現像液除去部４３の最下端に即座に到達する。したがって、図２に示す現像液吐出ノズルに比べて、現像液の供給停止から現像液が落下するまでの時間が短縮化でき、より一層現像ムラが生じにくくなる。さらに、図３に示す第２の構成例では、現像液吐出ノズル４の側面に現像液が付着することがないので、現像液が現像液吐出孔４４近傍で乾燥してゴミになることがない。なお、図３に示す第２の構成例のその他の動作は、図２に示す第１の構成例と同様であるので、その説明を省略する。
【００２５】
上述した第１および第２の構成例に係る現像液吐出ノズル４の現像液除去部４３は凹状の円弧面で構成されていたが、円筒形状の現像液吐出ノズル４の下端面を底面とする凹状の円錐形状でもよい。また、現像液吐出ノズル４の形状は円筒形状としたが、三角柱などの多角柱でもよい。そのとき、現像液除去部４３は、凹状の多角錐形状とする。
【００２６】
図４は、図１に示す現像液吐出ノズル４の第３の構成例を示す図である。この図４は、現像液吐出ノズル４においてその一部を縦断面図とし、説明の明瞭化を図っている（斜線部参照）。また、図４に示す現像液吐出ノズルは、以下の点を除いて、図３に示す第２の構成例に係る現像液吐出ノズルと同一の構成を有し、相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を略することとする。図４に示す現像液吐出ノズル４は、現像液吐出孔４２の下部に形成される現像液除去部４５の形状が、図３の第２の構成例と異なっている。すなわち、現像液除去部４５は、凸状の円弧面からなる。このような構成により、現像液吐出ノズル４の最下端部は点状に形成される。流路４１に対して放射状に形成された現像液吐出孔４４の最下端は、円弧面の最外周部で形成される円形の円周に接するように形成される。
【００２７】
上記のような構成において、基板Ｗから跳ね返った現像液は、現像液除去部４５に付着する。この現像液は、自重によって円弧面を伝い現像液除去部４５の最下端に到達する。現像液除去部４５の最下端は上述したように点状に構成されているため、円弧面と現像液との接触面積が小さくなり、現像液は基板Ｗに落下する。
【００２８】
ノズルに対する現像液の供給停止後に、現像液吐出ノズル４内に残留する現像液は、現像液吐出孔４６から現像液除去部４５の円弧面を伝い最下端に到達し落下する。なお、図４に示す第３の構成例の現像液供給における動作は、図３に示す第２の構成例と同様であるので、その説明を省略する。
【００２９】
なお、上述した第３の構成例の現像液除去部４５の形状は、凸状の円錐形状でも三角柱などの多角錐でもよい。
【００３０】
図５は、図１に示す現像液吐出ノズル４の第４の構成例を示す図である。この図５は、現像液吐出ノズル４においてその一部を縦断面図とし、説明の明瞭化を図っている（斜線部参照）。また、図５に示す現像液吐出ノズルは、以下の点を除いて、図２に示す第１の構成例に係る現像液吐出ノズルと同一の構成を有し、相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を略することとする。図５に示す現像液吐出ノズル４は、流路４１を構成する筒体の側面から外方に向けて突出し、流路４１から流入した現像液を先端に設けられた現像液吐出孔４２まで導く現像液導出管４６を有している。この現像液導出管４６の外壁は、下方向へ傾斜をつけられて形成されている。なお、本構成例は、凹状の円弧面を有する現像液除去部４３が設けられているが、これに限らず図４に示されているような凸状の円弧面を有する現像液除去部４５を設けても良い。
【００３１】
上記のような構成により、基板Ｗから跳ね返った現像液は、現像液導出管４６の外面に付着することがある。この現像液は、自重によって外面を伝い、現像液導出管４６の最下端に到達する。最下端においては、現像液との接触面積が小さくなり、現像液は基板Ｗに落下する。
【００３２】
また、ノズルに対する現像液の供給停止後に、現像液吐出ノズル４内に残留する現像液は、自重によって現像液導出管４６の内部を伝い、現像液導出管４６の最下端に到達し落下する。なお、図５に示す第４の構成例におけるその他の動作は、図２に示す第１の構成例と同様であるので、その説明を省略する。
【００３３】
上述では、薬液吐出ノズルの実施形態として、現像液を吐出するものについて説明したが、レジスト液などを吐出するノズルについても本薬液吐出ノズルを適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る現像液吐出ノズルを備える現像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す現像液吐出ノズル４の第１の構成例を示す図である。
【図３】図１に示す現像液吐出ノズル４の第２の構成例を示す図である。
【図４】図１に示す現像液吐出ノズル４の第３の構成例を示す図である。
【図５】図１に示す現像液吐出ノズル４の第４の構成例を示す図である。
【図６】従来の現像装置の各部の構成および現像液供給時における現像装置と基板との配置関係を説明するための参考図である。
【符号の説明】
Ｗ…基板
１…スピンチャック
２…モータ
３…回転軸
４…現像液吐出ノズル
４１…流路
４２，４４…現像液吐出孔
４３，４５…現像液除去部
４６…現像液導出管
５…ノズルアーム
６…現像液導入管
７…現像液温調部

Claims

基板の上方から当該基板の表面に向けて薬液を吐出するための薬液吐出ノズルであって、
外部から供給された薬液を所定の位置へと導く薬液流路と、
前記薬液流路によって導かれた薬液を前記基板表面上に吐出する薬液吐出孔と、
前記基板に近接する下端部に形成され、その最下部の形状が、点状または線状によって構成された薬液除去手段と、
前記薬液流路によって導かれた薬液を前記薬液吐出孔まで導く薬液導出管とを備え、
前記薬液導出管は、前記薬液流路を構成する筒体の側面から外方に向けて突出しており、前記薬液吐出孔に向かうに従って下方向に傾斜していることを特徴とする薬液吐出ノズル。
基板の上方から当該基板の表面に向けて薬液を吐出するための薬液吐出ノズルであって、
外部から供給された薬液を所定の位置へと導く薬液流路と、
前記薬液流路によって導かれた薬液を前記基板表面上に吐出する薬液吐出孔と、
前記基板に近接する下端部に形成され、その最下部の形状が、線状に構成された薬液除去手段とを備え、
前記薬液吐出孔の最下端は、前記薬液除去手段の最下部を構成する線状部分と接していることを特徴とする、薬液吐出ノズル。
前記薬液除去手段は、その最下部の形状が多角形であり、当該多角形の各辺から中心に向けて同一傾斜角度をもって傾斜する傾斜面を有していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の薬液吐出ノズル。
前記薬液除去手段は、その最下部の形状が点であり、当該点から周囲
に向けて円弧状に傾斜する傾斜面を有していることを特徴とする、請求項１に記載の薬液吐出ノズル。
基板の上方から当該基板の表面に向けて薬液を吐出するための薬液吐出ノズルであって、
前記基板に対して近接し直立するように配置されており、底の部分が閉止されている筒体と、
前記筒体の内部に形成されており、外部から供給された薬液を当該筒体の底まで導く薬液流路と、
前記筒体に形成されており、前記薬液流路によって導かれた薬液を前記基板に吐出する薬液吐出孔と、
前記筒体の下端部に形成されており、当該下端部に付着した薬液の滴を除去する薬液除去手段とを備え、
前記薬液除去手段は、前記基板に対して傾斜する傾斜面を有しており、前記下端部に付着した前記薬液を前記筒体の最下端へと導き、付着した前記薬液を離脱させる、薬液吐出ノズル。