JP3679904B2 - ノズル洗浄装置および該ノズル洗浄装置を備えた塗布装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル洗浄装置、特に基板の表面に塗布液を吐出するノズル孔を有する塗布液供給ノズルを洗浄するためのノズル洗浄装置および該ノズル洗浄装置を備えた塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板表面に塗布液を塗布する場合には、一方向に長いスリットを有する塗布液供給ノズルを基板表面に沿って走査するコーターや、基板の中央部に塗布液を滴下して、その後基板を回転させて基板表面中央部の塗布液を遠心力によって基板表面全体に拡散させるスピンコーターが知られている。
【０００３】
このような塗布装置においては、塗布液供給ノズルのノズル孔やその周囲に残っているレジスト液や現像液等の塗布液を除去するために、ノズル先端部を洗浄する必要がある。そこで従来の塗布装置においては、基板処理部とは別の洗浄位置に塗布液供給ノズルを退避させ、この洗浄位置にてノズルの先端部を洗浄液によって洗浄するようにしている。
【０００４】
従来の洗浄装置は、洗浄位置に退避した塗布液供給ノズルに対向するように配置された洗浄ブロックと、この洗浄ブロックに設けられた洗浄ノズルとを有している。そして、この洗浄位置にある塗布液供給ノズルのノズル先端部に向けて洗浄用のリンス液を洗浄ノズルから吐出して洗浄するとともに、その洗浄中または洗浄後において、窒素ガスをノズル先端部に吹き付けてリンス液を吹き飛ばして除去している。そしてこの窒素ガスや廃液は排気ラインによって回収されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のノズル洗浄装置においては、洗浄時において窒素ガスをノズル先端部に吹き付け、しかもこれを排気しているので、ノズル先端部は乾燥しやすい。ノズル先端部が乾燥すると、残存する塗布液が固まってしまい、これらがパーティクルとなって処理すべき基板上に付着するという問題がある。また、塗布液としてカラーレジスト液を使用する場合には、乾燥によってカラーレジスト液中の顔料が固まり、ノズルの孔が詰まってしまう場合もある。
【０００６】
また、窒素ガスの吹き付けをやめることも考えられるが、この場合にはノズル先端部に洗浄液等のしずくが残り、このしずくが乾燥してやはりパーティクル発生の原因となる。
【０００７】
本発明の課題は、ノズルの洗浄に際して、ノズル先端部の洗浄液等を良好に排出して、残存する洗浄液等によるパーティクルの発生を抑えることにある。
【０００８】
本発明の別の課題は、構造を複雑にすることなくノズル先端部の洗浄を行うようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るノズル洗浄装置は、基板の表面に塗布液を吐出するノズル孔を有する塗布液供給ノズルを洗浄するための装置であり、洗浄ブロックと、洗浄ノズルと、洗浄液排出ガイドとを備えている。洗浄ブロックは基板表面から退避した待機位置の塗布液供給ノズルに対向して配置可能である。洗浄ノズルは、洗浄ブロックに設けられ、待機位置にある塗布液供給ノズルのノズル孔近傍に向けて洗浄液を吐出する。洗浄液排出ガイドは、洗浄ブロックに設けられるとともに待機位置にある塗布液供給ノズルのノズル孔に近接するように配置されている。そして、洗浄ブロックは洗浄ノズルから吐出された洗浄液を下方に吐出する排出孔を底部に有し、洗浄ブロックの排出孔から排出された洗浄液を受ける容器をさらに備えている。また、洗浄ブロックは待機位置にある塗布液供給ノズルから退避可能である。さらに、洗浄ブロックを退避位置に位置させた状態で、容器を、塗布液供給 ノズルの少なくとも先端部が容器内に位置するように移動させるための移動機構をさらに有している。
【００１０】
この装置では、基板表面から退避し、待機位置で待機している塗布液供給ノズルは洗浄ブロックに対向している。そして、この待機位置にある塗布液供給ノズルのノズル孔近傍に向けて洗浄ノズルから洗浄液を吐出する。この洗浄液によってノズル先端部のノズル孔付近が洗浄される。そして、ノズル先端部を洗浄した洗浄液は、ノズル孔に近接して配置された洗浄液排出ガイドに導かれて排出される。
【００１１】
ここでは、塗布液供給ノズルのノズル孔に近接するように洗浄液排出ガイドが配置されているので、ノズル先端部を洗浄した洗浄液は、洗浄液排出ガイドを伝って良好に排出され、ノズル先端部に洗浄液等のしずくが作られることはない。したがって、この洗浄液のしずくが乾燥してパーティクルの発生の原因になるのを抑えることができる。また、同様の理由により、窒素ガスを吹き付けなくてもノズル先端部に洗浄液等のしずくができないので、窒素ガスの吹き付け及びそれを排気するための排気ラインが不要となり、構造が簡単になる。
【００１２】
また、この装置では、洗浄ノズルから吐出された洗浄液やこれにより洗浄された塗布液は、ノズル先端部から洗浄ブロックの底部に形成された排出孔を介して下方に排出され、この排出された洗浄液等は容器に受けられる。
【００１３】
ここでは、洗浄ブロックに洗浄液を受けるための部分を形成するのではなく、洗浄ブロックは単に洗浄液を通過させるだけであるので、洗浄ブロック自体は小型化が可能である。したがって、この洗浄ブロックを移動させるような構成を採用する場合に有効である。
【００１４】
さらに、この装置では、洗浄ブロックは、待機位置にある塗布液供給ノズルを洗浄した後は退避位置に移動する。そして洗浄ブロックが退避した後に、容器が移動機構によって塗布液供給ノズル側に移動される。これにより、塗布液供給ノズルの先端部は容器内に位置する。
【００１５】
ここでは、待機位置にある塗布液供給ノズルのための従来からあるノズルポットを、洗浄液を受ける容器として利用することができる。すなわち、従来の塗布装置においては、塗布液供給ノズルを洗浄する位置と、塗布液供給ノズルが待機している位置とが別々の位置となっているが、ここでは洗浄位置と待機位置とを同じ位置とすることができる。このため、装置全体を小型化できるとともに、塗布液供給ノズルの移動制御が簡単になる。
【００１６】
請求項２に係るノズル洗浄装置は、請求項１の装置において、容器は、塗布液供給ノズルの先端部が容器内に位置した状態で塗布液供給ノズルのノズル孔に近接するように配置された塗布液排出ガイドを有している。
【００１７】
この装置では、塗布液供給ノズルが容器内に位置した状態で塗布液排出ガイドがノズル孔に近接している。このため、塗布液供給ノズル先端部に残存する塗布液を塗布液排出ガイドによって良好に排出できる。このため、ノズル孔付近の塗布液を良好に除去でき、パーティクルの発生をより抑えることができる。
【００１８】
請求項３に係るノズル洗浄装置は、基板の表面に塗布液を吐出するノズル孔を有する塗布液供給ノズルを洗浄するための装置であり、洗浄ブロックと、洗浄ノズルと、洗浄液排出ガイドとを備えている。洗浄ブロックは基板表面から退避した待機位置の塗布液供給ノズルに対向して配置可能である。洗浄ノズルは、洗浄ブロックに設けられ、待機位置にある塗布液供給ノズルのノズル孔近傍に向けて洗浄液を吐出する。洗浄液排出ガイドは、洗 浄ブロックに設けられるとともに待機位置にある塗布液供給ノズルのノズル孔に近接するように配置されている。そして、塗布液供給ノズルは一方向に長く延びており、洗浄ブロックは塗布液供給ノズルの長手方向の長さよりも短い。また、洗浄ブロックを塗布液供給ノズルの長手方向に沿って移動させるための洗浄ブロック移動機構をさらに備えている。
【００１９】
この装置では、前記同様に、基板表面から退避し、待機位置で待機している塗布液供給ノズルは洗浄ブロックに対向している。そして、この待機位置にある塗布液供給ノズルのノズル孔近傍に向けて洗浄ノズルから洗浄液を吐出する。この洗浄液によってノズル先端部のノズル孔付近が洗浄される。そして、ノズル先端部を洗浄した洗浄液は、ノズル孔に近接して配置された洗浄液排出ガイドに導かれて排出される。ここで、洗浄ブロックは塗布液供給ノズルの長手方向に移動しながらノズル先端部の全体を洗浄する。このため、洗浄ブロックは小さくてよく、また洗浄ノズルも１個設ければ塗布液供給ノズルの全体を洗浄することができ、構造が簡単になる。
【００２０】
請求項４に係る塗布装置は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板の表面に塗布液を吐出するノズル孔を有する塗布液供給ノズルと、前記塗布液供給ノズルを待機位置に移動させる機構と、請求項１〜３のいずれかに記載のノズル洗浄装置と、を備えている。
【００２１】
【実施の形態】
図１において、本発明の一実施形態が採用された塗布装置は、処理部１と、レジスト液圧送部２と、モータ機構２６とを主に備えている。この塗布装置では、図２に示すような矩形のガラス基板Ｐに対してフォトレジスト（以下、単にレジスト液と記す）が塗布され、コーティング処理が行われる。
【００２２】
処理部１は、基板Ｐを真空吸着し水平に保持し得る基板保持部４と、基板保持部４に保持された基板Ｐに対してレジスト液を供給するレジスト液供給部５とを備えている。基板保持部４は、回転自在であり、モータ機構２６によって水平回転させられるようになっている。基板保持部４の周囲には、回転時のレジスト液の飛散を防止するためのカップ６が配置されている。
【００２３】
レジスト液供給部５は、図２、図３及び図４に示すように、基板Ｐの上面に沿って基板Ｐの短辺方向（図１の奥行き方向；第１の方向）に延びるノズル７を有している。ノズル７は、断面が倒立家型の部材であり、その底面の両側壁は逆三角形状に傾斜している。また、ノズル７は基板Ｐの短辺長さよりも短い長さのスリット（ノズル孔）２０を有しており、ノズル支持アーム８の下端に固定されている。ノズル支持アーム８の上端部は、移動フレーム９に上下移動可能に支持されている。移動フレーム９は、移動ガイド１０に移動可能に支持されている。移動ガイド１０は、基板Ｐの長手方向（図１の左右方向；第２の方向）に沿って延びている。
【００２４】
図３に示すように、ノズル７内部において、スリット２０の途中にはスリット２０よりも幅の広い液溜め２１が形成されている。この液溜め２１は、レジスト液供給配管１６（後述）から供給されたレジスト液をノズル７の長手方向に均一に拡散させるためのものである。
【００２５】
レジスト液圧送部２は、図１に示すように、レジスト液を貯溜したガラス瓶１２を収納し、かつ内部が気密に封止された加圧タンク１１を有している。加圧タンク１１の上部には、図示しない窒素ガス源から加圧された窒素ガスが供給される加圧配管１３が開口している。加圧配管１３の途中には、給排用三方弁１４及びレギュレータ１５が加圧タンク１１側からこの順に配置されている。なお、三方弁１４は、窒素ガスを加圧タンク１１に供給するかまたは他に排気するかを選択できる。レジスト液供給配管１６は、その一端がガラス瓶１２の底面近傍に達しており、他端がノズル７に接続されている。レジスト液供給配管１６の途中には、レジスト液供給弁１８及びサックバックバルブ１７がガラス瓶１２側からこの順で配置されている。
【００２６】
次にノズル洗浄装置３０について説明する。ノズル洗浄装置３０は、図１，図３及び図４（ノズル洗浄装置の側面図）に示すように、ノズル７が待機位置にあるときにこのノズル７と対向可能な位置に配置された洗浄ブロック３１と、洗浄ブロック３１の下方に配置されたノズルポット３２とを有している。洗浄ブロック３１は、図４から明らかなように、第１方向においてノズル７よりも短く、洗浄ブロック移動機構３３によってノズル７の長手方向に移動可能となっている。したがって、この洗浄ブロック３１は、ノズル７をその長手方向（第１方向）の全域にわたって走査が可能であり、さらに図４の二点鎖線で示すように、ノズル７から退避した位置に移動可能である。なお、洗浄ブロック３１がノズル７から退避した位置には、ノズルポット３２とは異なる別の洗浄ブロック専用のポット５５が配置されている。ノズルポット３２は、従来装置において待機位置のノズル７用に設けられていたポットと同様のものであり、レジスト液の溶剤が適当なレベルまで貯留されている。このノズルポット３２は、洗浄ブロック３１を挟んでノズル７と対向するように配置されており、エアあるいは油圧シリンダ等のアクチュエータ３４（移動機構：図１参照）により昇降が可能となっている。なお、洗浄ブロック３１を移動させるための洗浄ブロック移動機構３３は、ノズル７の長手方向に沿って設けられた移動ガイド３５と、この移動ガイド３５に沿って洗浄ブロック３１を移動させるためのモータ３６（図１参照）とを含んでいる。
【００２７】
洗浄ブロック３１は、図３に示すように、上部に開口する溝４０を有している。溝４０は、ノズル７の長手方向に沿って形成されており、その上部はノズル７の先端部の形状に合わせてＶ字状の傾斜面を有している。また、溝４０の底部には、下方に貫通する排出溝４１が形成されている。溝４０の第２方向において対向する側壁には、１対の洗浄ノズル４２が突出して設けられている。この１対の洗浄ノズル４２は、ノズル７が洗浄ブロック３１に対向する位置に待機している状態で、ノズル７の先端部近傍に対向するように配置されており、バルブ４８を介してリンス液供給源４９に接続されている。なお、このリンス液供給源４９から洗浄ノズル４２へ供給されるリンス液としては、ノズル７へ供給されているレジスト液の溶剤と同種のものが用いられ、例えば、アセトン，プロピレングリコール等が用いられる。また、洗浄ブロック３１の両端にはカバー４３が固定されており、このカバー４３に取付部材４４を介して洗浄液排出ガイド４５が設けられている。洗浄液排出ガイド４５は、待機位置にあるノズル７のスリット２０に近接するように配置されており、洗浄ブロック３１の長手方向のほぼ全域にわたって延び、かつ下方に所定の長さを有している。また、この洗浄液排出ガイド４５は溝４０の中央部に位置している。
【００２８】
ノズルポット３２は、少なくともノズル７の長手方向の長さよりも長く形成されており、その上部には開口部５０が形成されている。開口部５０は、洗浄ブロック３１の排出溝４１に対向している。またこのノズルポット３２の中央部には、長手方向のほぼ全域にわたって延び、かつ下方に所定の長さを有する塗布液排出ガイド５１が設けられている。この塗布液排出ガイド５１は、洗浄ブロック３１が退避位置（図４の二点鎖線で示す位置）に退避し、ノズルポット３２が上昇してノズル７の先端がノズルポット３２内に位置する状態において、ノズル７先端のスリット２０に近接するように設けられている。なお、この塗布液排出ガイド５１とノズル７先端との距離は概ね５ｍｍ程度以下の値、例えば約３ｍｍ程度に設定される。
【００２９】
次に動作について説明する。
【００３０】
まず基板表面のコーティング処理について簡単に説明する。コーティング処理では、ノズル７をスタート位置に移動させ、ノズル７の先端が基板Ｐから所定の隙間があくように配置する。そしてノズル７を基板Ｐの長手方向（第２方向）に水平移動させながらスリット２０からレジスト液を吐出する。レジスト液の吐出動作は、三方弁１４を供給側に切り換え、さらにレジスト液供給弁１８を開いてガラスビン１２からレジスト液をノズル７に供給することで行う。ノズル７が基板Ｐの塗布領域の終端に到達すると、三方弁１４を排気側に切り換えるとともにレジスト液供給弁１８を閉じてレジスト液の供給を停止する。このようにして基板Ｐの所定領域へのレジスト液の塗布が終了すれば、ノズル７を待機位置に移動して次の処理のために待機させる。
【００３１】
次にモータ機構２６を駆動して基板保持部４を回転させる。これにより、基板Ｐの上面に塗布されたレジスト液は遠心力によって外周方向に移動し、基板Ｐの表面全域にレジスト液が拡散されて所定の厚みに塗布されるとともに、余剰のレジスト液は基板Ｐ外方へ飛散し除去される。
【００３２】
次にノズル７の洗浄動作について説明する。ノズル７が待機位置に位置している状態を図３に示している。洗浄を行う場合は、ノズル７が洗浄ブロック３１の上方で待機している状態において、洗浄ノズル４２からリンス液を吐出する。またこれと同時に、洗浄ブロック移動機構３３により洗浄ブロック３１をノズル７の長手方向に移動させる。これにより、ノズル７の先端部はその長手方向の全域にわたって洗浄ノズル４２から吐出されたリンス液によって洗浄される。ここで、ノズル７の先端に吐出されたリンス液及びそれによって洗浄されたレジスト液は、図５に示すように、洗浄液排出ガイド４５を伝って下方に流れる。そして洗浄ブロック３１の底部に形成された排出溝４１を通ってノズルポット３２内に排出される。
【００３３】
このとき、ノズル７の先端部には、壁面に付着したリンス液やレジスト液が集まってくる。従来装置において窒素ガスを吹き付ける場合は、これらの液はガス圧によって吹き飛ばされるが、残余の液が乾燥し、パーティクル発生の原因となっていた。また窒素ガスを止めた場合は、この先端部に集まってきた液がしずくとなって乾燥し、やはりパーティクルの原因となっていた。しかしここでは、窒素ガスによる吹き飛ばしは行わない。したがってノズル７の先端部に液が集まってくるが、この集まってきた液は洗浄液排出ガイド４５を伝って下方に流れる。このため、ノズル７の先端にリンス液等のしずくが付着したまま乾燥するのを抑えることができる。
【００３４】
ノズル７先端部の洗浄が終了すれば、リンス液の吐出は停止され、洗浄ブロック３１は、図４の二点鎖線で示すポット５５上方の退避位置に退避する。この状態でノズルポット３２が上昇する。この場合は、ノズル７の先端部は図６に示すようにノズルポット３２内に位置し、その先端は塗布液排出ガイド５１に近接する。
【００３５】
続いて、プリディスペンス処理を行う。すなわち、ノズル７におけるスリット２０の先端部のレジスト液はリンス液のために濃度が薄くなっている。この濃度の薄くなったレジスト液を捨てるために、ノズル７からレジスト液を少量吐出する。このようなプリディスペンス処理に際しても、塗布液排出ガイド５１がノズル７の先端部に近接しているため、吐出されたレジスト液は塗布液排出ガイド５１を伝って良好に下方に排出される。したがってレジスト液がノズル先端部にしずくとなって残ることはない。このため、残存するレジスト液の乾燥固化によるパーティクルの発生が抑えられる。なお、ノズルポット３２内には、プリディスペンス処理により吐出されたレジスト液やノズル洗浄に使われたリンス液等の溶剤が溜まっているため、この溶剤が気化して溶剤雰囲気を形成している。ノズル７の先端はこのような溶剤雰囲気下におかれるので、スリット２０内のレジスト液の乾燥固化を防ぐことができる。
【００３６】
なお、塗布液排出ガイド５１をスポンジ等の多孔質で吸湿性の材料で形成することにより、スリット２０内の濃度の薄いレジスト液を毛細管現象により積極的に引き出すことも可能である。
【００３７】
〔他の実施形態〕
（ａ）図７及び図８に他の実施形態を示す。この実施形態では、洗浄液排出ガイド６０がスポンジ等の多孔質で吸湿性のある材料で構成されており、水平方向に所定の幅を有する帯状となっている。そして、この帯状の洗浄液排出ガイド６０は、図８（図７に示す洗浄ブロックの側面図）に示すように巻取りリール６１と送り出しリール６２との間にかけ渡されている。送り出しリール６２には新しい未使用の洗浄液排出ガイド６０が収納されている。
【００３８】
ここでは、ノズルを洗浄することにより洗浄液排出ガイド６０が汚れた場合には、図示しないモータにより巻取りリール６１を回転させて使用部分の洗浄液排出ガイド６０を巻き取り、かつ送り出しリール６２から未使用の新しい洗浄液排出ガイド６０を送り出す。これにより、洗浄液排出ガイドの交換のためのメンテナンスが容易になる。
【００３９】
（ｂ）前記各実施形態では、洗浄ブロック３１をノズル７の長手方向の幅に比較して短く形成したが、ノズル７よりも長く形成してもよい。この場合には、前記実施形態における移動機構３３は不要となる。また、前記実施形態では洗浄ノズル４２をノズル７の両側に各１本設けたが、かかる洗浄ノズル４２の形状，数量は適宜変更でき、例えばノズル７の両側それぞれに複数本の洗浄ノズル４２を設けてもよい。
【００４０】
（ｃ）前記実施形態では、ノズル７からレジスト液を吐出する場合について説明したが、これに限らず、例えば現像液を吐出するノズルについても本発明は適用し得る。その場合、リンス液としては例えば純水が用いられる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明では、ノズル先端部を洗浄した洗浄液等を洗浄液排出ガイドによって良好に排出でき、ノズル先端部に洗浄液のしずく等がたまって残るの抑えることができる。このため、ノズル先端部に乾燥固形物が形成されにくくなり、パーティクルの発生を抑えることができる。
【００４２】
また、従来装置のような窒素ガスの吹き付けのための構成や排気ラインが不要となるので、構造が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が採用されたレジスト液塗布装置の全体構成図。
【図２】前記塗布装置のノズルの斜視図。
【図３】ノズル洗浄装置の一部断面構成図。
【図４】ノズル洗浄装置の側面図。
【図５】ノズル洗浄時の作用を説明するための図。
【図６】ノズル洗浄装置の一形態を示す図。
【図７】他の実施形態によるノズル洗浄装置の断面部分図。
【図８】前記図７に示したノズル洗浄装置の部分側面図。
【符号の説明】
７ ノズル
３０ ノズル洗浄装置
３１ 洗浄ブロック
３２ ノズルポット
３３ 移動機構
４２ 洗浄ノズル
４５ 洗浄液排出ガイド
５１ 塗布液排出ガイド

Claims (4)

1. 基板の表面に塗布液を吐出するノズル孔を有する塗布液供給ノズルを洗浄するためのノズル洗浄装置であって、
   基板表面から退避した待機位置の前記塗布液供給ノズルに対向して配置可能な洗浄ブロックと、
   前記洗浄ブロックに設けられ、待機位置にある前記塗布液供給ノズルのノズル孔近傍に向けて洗浄液を吐出する洗浄ノズルと、
   前記洗浄ブロックに設けられるとともに待機位置にある前記塗布液供給ノズルのノズル孔に近接するように配置された洗浄液排出ガイドと、
   を備え、
   前記洗浄ブロックは前記洗浄ノズルから吐出された洗浄液を下方に排出する排出孔を底部に有し、
   前記洗浄ブロックの排出孔から排出された洗浄液を受ける容器をさらに備え、
   前記洗浄ブロックは待機位置にある前記塗布液供給ノズルから退避可能であり、
   前記洗浄ブロックを退避位置に位置させた状態で、前記容器を、前記塗布液供給ノズルの少なくとも先端部が前記容器内に位置するように移動させるための移動機構をさらに有している、
   ノズル洗浄装置。
2. 前記容器は、前記塗布液供給ノズルが前記容器内に位置した状態で前記塗布液供給ノズルのノズル孔に近接するように配置された塗布液排出ガイドを有している、請求項１に記載のノズル洗浄装置。
3. 基板の表面に塗布液を吐出するノズル孔を有する塗布液供給ノズルを洗浄するためのノズル洗浄装置であって、
   基板表面から退避した待機位置の前記塗布液供給ノズルに対向して配置可能な洗浄ブロックと、
   前記洗浄ブロックに設けられ、待機位置にある前記塗布液供給ノズルのノズル孔近傍に向けて洗浄液を吐出する洗浄ノズルと、
   前記洗浄ブロックに設けられるとともに待機位置にある前記塗布液供給ノズルのノズル孔に近接するように配置された洗浄液排出ガイドと、
   を備え、
   前記塗布液供給ノズルは一方向に長く延びており、
   前記洗浄ブロックは前記塗布液供給ノズルの長手方向の長さよりも短く、
   前記洗浄ブロックを前記塗布液供給ノズルの長手方向に沿って移動させるための洗浄ブロック移動機構をさらに備えている、
   ノズル洗浄装置。
4. 基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板の表面に塗布液を吐出するノズル孔を有する塗布液供給ノズルと、
   前記塗布液供給ノズルを待機位置に移動させる機構と、
   請求項１〜３のいずれかに記載のノズル洗浄装置と、
   を備えた塗布装置。

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