JP3881425B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示器用ガラス角型基板、プラズマディスプレイ用ガラス角形基板、半導体ウエハ等の基板に所定の処理液を塗布する基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示器用ガラス基板やプラズマディスプレイ用ガラス基板等の角型基板にフォトレジスト液等の処理液を塗布する基板処理装置として、例えば、特開平７−３２８５１０号公報に開示されるような装置が知られている。
【０００３】
この装置は、基板を吸着保持する回転可能なチャックと、このチャックを包囲するスピンカップと、スピンカップ内外にわたって移動可能な液供給用のスリットノズルとを有しており、チャックに保持された基板上にスリットノズルを介して処理液を供給した後、チャックと基板を一体に回転させることにより、その遠心力によって基板全体に均一な処理液の薄膜を形成するように構成されている。
【０００４】
そして、塗布後は、例えば、チャックを上昇させることにより基板をスピンカップ上方に持ち上げ、搬送装置により基板を支持した後、チャックを下降させることにより基板をチャックから剥離させながら搬送装置に受渡して次工程へと搬送するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の装置では、通常、基板のほぼ全面を吸着するようにチャックが構成されており、こうすることで基板全体を平坦に保持して全体に均一な厚みを有する薄膜を形成するようにしてある。
【０００６】
ところが、基板全体を吸着保持するため、基板には、その全体にわたって接触帯電による比較的高い電圧の静電気が発生しており、基板をチャックから剥離させる際に基板の角部で放電が生じて、処理液がミスト状に飛散するという現象が生じる場合がある。
【０００７】
この際、飛散する処理液は基板角部近傍に塗布されているもの、すなわち、後工程で洗浄除去されるものであるため当該基板の品質に影響を及ぼすことは少ないが、チャックからの基板の剥離は、上述のように基板が上方に持ち上げられた状態で行われるため、飛散した処理液が周辺機器に付着して乾燥し、これによってパーティクルが発生するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、基板に処理液を塗布する基板処理装置において、静電気の放電に起因する処理液の飛散を効果的に防止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している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、チャックに設けられた保持手段により保持したガラス製で角形の基板の表面に、液供給手段により処理液を供給して基板処理を行う基板処理装置において、上記保持手段は、基板の裏面中央部を吸着保持する吸着保持手段と、前記吸着保持手段の周辺領域に設けられ、上記基板の裏面のうち上記吸着保持手段で保持されていない周囲の領域において基板を複数箇所で支持する支持手段とを備え、上記支持手段は、上記チャックの中心から放射状に延びる放射状支持部と、平面視で上記放射状支持部の間に設けられる中間支持部と、上記チャックの端縁に沿って断続的に配設される端縁支持部とからなると共に、上記放射状支持部は、基板を吸着支持するものである（請求項１）。
【００１０】
通常、接触帯電により生じる静電気の電圧は、基板を吸着して保持する部分で高くなる。そのため、基板中央部のみを吸着保持し、その周囲を支持手段で支持するようにすれば、基板全体を平坦に保持しながらも、基板の上記周囲の領域では、静電気の電圧が高くなることが抑えられ、これにより放電が抑えられる。
【００１１】
また、放射状支持部と中間支持部とを設けることで、基板との接触面積を少なくして基板の上記周囲の領域での接触帯電による静電気の発生を抑えることができ、さらに、基板全体を良好に平坦に保持することができる。
【００１２】
また、チャックの端縁に沿って断続的に配設される端縁支持部を設けるようにすれば、基板の端縁部分を支持しながらも、その部分で静電気の電圧が高くなるのを抑えることができる。
【００１３】
また、請求項２によれば、処理液の供給に際し、基板を平坦に支持した状態で液供給手段に対して基板を接近させ、あるいは離間させる必要がある場合に都合のよいものとなる。
【００１４】
さらに、請求項３によれば、基板を回転させながら処理液を基板表面で拡げることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の基板処理装置を概略的に示している。この図に示す基板処理装置は、ガラス製、かつ角形の基板Ｗ（以下、単に基板Ｗという）を回転させながらその表面にフォトレジスト液（処理液）の薄膜を形成するスピンコータ１０で、基板Ｗを保持するチャック１２と、処理中の基板Ｗを包囲するカップ１４及び蓋体１６と、フォトレジスト液を基板Ｗの表面に供給する液供給装置１８とを備えている。
【００１７】
上記チャック１２は、平面視で基板Ｗよりも若干小さな相似形を有しており、スピンコータ１０の基台（図示せず）に上下動及び回転可能に支持されている。
【００１８】
すなわち、スピンコータ１０の基台には鉛直方向のガイド２３と、モータ２６の作動により回転するボールねじ軸２４とが設けられ、チャック１２の中央部裏面に接続された支持軸２０が、その下端部に取付けられたブラケットを介して上記ガイド２３沿って上下動可能に支持されているとともに、このブラケットに連結されたナット部分２２が上記ボールねじ軸２４に螺合している。そして、上記モータ２６の作動によるボールねじ軸２４の回転に応じてチャック１２がカップ１４内に介在する処理位置と、カップ上方に突出する位置とにわたって昇降するようになっている。
【００１９】
また、図示を省略しているが、カップ１４の下方には、例えば、モータを駆動源として上記支持軸２０を回転させるベルト伝動機構等からなる回転駆動機構が配設されており、これによりチャック１２が回転させられるようになっている。
【００２０】
チャック１２には、図２に示すように、その表面に基板Ｗの中央を吸着した状態で支持する吸着保持部４０（吸着保持手段）と、その周囲を支持する複数の支持部（支持手段）とが設けられている。これらの吸着保持部４０及び支持部は、いずれもチャック１２の表面に形成される突部からなり、これらの突部により基板Ｗを支持するようになっている。
【００２１】
吸着保持部４０は、チャック１２の中心部に形成された円形の突部に平面視で十字状の溝４０ａ及び同心円状の複数の環状溝４０ｂが形成されたもので、その中心には、図３に示すように、チャック内部に形成される負圧供給通路４２への連絡口４３が開口している。すなわち、チャック１２は供給管等を介して図外の負圧供給源に接続されており、負圧供給源から供給される負圧が供給通路４２及び連絡口４３を介して上記各溝４０ａ，４０ｂ内に導入されることによって基板Ｗが吸引保持されるようになっている。
【００２２】
上記支持部としては、チャック１２の中心から放射状に延びる放射状支持部４４と、平面視でこれら放射状支持部４４の間に設けられる中間支持部４６と、チャック１２の端縁に沿って断続的に配設される端縁支持部４８とが設けられている。
【００２３】
放射状支持部４４には、スリット状の溝４４ａが形成されており、図４に示すように、この溝４４ａ内に上記負圧供給通路４２への連絡口４５が開口している。これにより、放射状支持部４４においても基板Ｗを吸着保持し得るようになっている。一方、中間支持部４６及び端縁支持部４８は、単に、基板Ｗを支えるだけの構成となっており、特に、端縁支持部４８は、図５に示すように、先細りの形状とされ、これにより基板Ｗへの接触部分が線状となって接触面積が小さくなるようにされている。
【００２４】
つまり、このチャック１２では、吸着部分を基板Ｗの中心部及びその周辺部分にとどめ、基板Ｗの端縁部分については、基板Ｗとチャック１２の接触面積を極力少なくし、しかも、基板Ｗを吸着することなく単に支えるだけの構成となっている。こうすることで、基板Ｗを水平な状態で適切に吸着保持しながらも、基板Ｗとチャック１２との接触帯電による静電気の電圧が基板端縁部分で高くなることがないようになっている。
【００２５】
一方、上記液供給装置１８には、フォトレジスト液を基板Ｗの表面に向けて吐出するための一軸方向に延びるスリット状の吐出口を有するノズル３０が設けられ、このノズル３０がカップ１４の上方においてノズル３０の長手方向と直交する方向に移動可能に支持されている。
【００２６】
すなわち、上記カップ１４の側部には互いに水平かつ平行に延びる一対のレール（図示せず）とモータ３２の作動により回転するボールねじ軸３４とが配設され、上記レールに支持部材３６がスライド自在に装着され、この支持部材３６に上記ノズル３０が取付けられるとともに、この支持部材３６のナット部分３６ａが上記ボールねじ軸３４に螺合している。そして、モータ３２の作動によるボールねじ軸３４の回転に応じてノズル３０が支持部材３６と一体にカップ１４上方を移動するとともに、この移動中にノズル３０のスリット状の吐出口からフォトレジスト液を吐出することにより基板表面にフォトレジスト液を供給するようになっている。
【００２７】
上記カップ１４及び蓋体１６は、基板Ｗを収納する閉空間を形成するもので、処理中は、基板Ｗをこの空間内に配置することによって、基板Ｗの回転に伴う周囲へのフォトレジスト液の飛散を防止すようになっている。蓋体１６は、図外の昇降駆動機構により昇降可能に支持され、下降端位置でカップ１４に装着されることにより、カップ１４と共働して上記閉空間を形成するようになってる。
【００２８】
以上のように構成されたスピンコータ１０では、蓋体１６が上昇端の待機位置に、ノズル３０がカップ１４側方の待機位置にそれぞれ保持された状態で、図外の搬送装置により基板Ｗが搬入されてチャック１２に受け渡される。
【００２９】
具体的に説明すると、例えば、搬送装置の一対のアームにより相対向する端縁部分が支持された状態で基板Ｗがカップ上方に配置され、チャック１２の上昇に伴い基板Ｗが持ち上げられる。そして、アームが互いに基板幅よりもの広い間隔に変位させられた後、チャック１２が下降することにより搬送装置からチャック１２へと基板Ｗが受け渡される。この際、例えば、基板Ｗがチャック１２によって持ち上げれられるタイミングで上記負圧供給通路４２に負圧が供給され、これにより基板Ｗが吸着保持部４０及び放射状支持部４４等によって水平に支持された状態で吸着保持される。
【００３０】
基板Ｗを吸着保持したチャック１２は、その後、液供給装置１８による所定の供給位置、すなわち、カップ１４の上方であって、ノズル３０と基板表面との間隔が所定の間隔となる高さ位置に保持される。そして、この状態で、液供給装置１８の作動によりノズル３０が往復移動させられつつ、この間に、ノズル３０からフォトレジスト液が吐出されることにより基板表面にフォトレジスト液が供給される。
【００３１】
フォトレジスト液の供給が完了すると、ノズル３０が待機位置にリセットされるとともに、チャック１２がカップ１４内の処理位置にセットされ、その後、蓋体１６が下降位置まで移動させられてカップ１４に装着される。これによりカップ１４及び蓋体１６により形成される閉空間内に基板Ｗが配置される。
【００３２】
次いで、チャック１２が回転駆動させられることにより、その遠心力でフォトレジスト液が基板表面全体に拡げられる。こうして基板Ｗの表面に均一なフォトレジスト液の薄膜が形成されることとなる。
【００３３】
このようなフォトレジスト液の塗布動作が完了すると、蓋体１６がカップ１４上方の退避位置にリセットされ、その後、チャック１２から搬送装置へと基板が受け渡されて例えば次工程へと基板Ｗが搬出される。
【００３４】
この際、チャック１２から搬送装置への基板Ｗの受渡しは、搬送装置からチャック１２への基板Ｗの受渡し動作と逆の動作に基づいて行われる。
【００３５】
すなわち、上記両アームが離間位置にセットされた状態でカップ１４の上方に搬送装置がセットされ、この状態でチャック１２が上昇することにより、両アームの間を介してこれらの上方に基板Ｗが持ち上げられる。そして、両アームが接近させられた後、チャック１２が下降するとともに所定のタイミングでチャック１２への負圧の供給が停止され、これにより基板Ｗが搬送装置に受け渡される。
【００３６】
ところで、このような基板Ｗの受渡し時には、吸着保持されていた基板Ｗがチャック１２から引き剥がされるときに、基板Ｗとチャック１２との接触帯電によって生じた静電気が基板角部から放電され、基板角部のフォトレジスト液がスピンコータ１０の周囲に飛散することが懸念されるところである。
【００３７】
しかし、上記チャック１２では、上述のように基板Ｗの中心部及びその周辺の一部のみを吸着保持するだけで、基板Ｗの端縁部分については、基板Ｗを吸着することなく、先細りに形成した端縁支持部４８によって断続的に基板Ｗを支えているだけなので、接触帯電により生じる基板端縁部分での静電気の電圧レベルは極めて低い。そのため、基板端縁部分での静電気の電圧レベルが、例えば、放電を誘発する程度の高い電圧、すなわち、基板Ｗの吸着保持部分等で生じるレベルまで高まることがない。従って、上記のような放電現象は極めて発生し難く、放電によりフォトレジスト液が周囲に飛散することは殆どない。
【００３８】
このように上記スピンコータ１０によれば、静電気の放電に伴い装置周辺に処理液を飛散させるようなことが殆どないので、従来のこの種の装置のように、放電により飛散した処理液が乾燥してパーティクルが発生し、これにより基板の品質を低下させてしまうという事態の発生を効果的に回避することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態のスピンコータ１０は、本発明に係る基板処理装置の一例であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４０】
例えば、基板Ｗを吸着保持するチャックとしては、上記チャック１２以外に、例えば、図６に示すように、上記吸着保持部４０と同一構造の吸着保持部５０を中央部に有し、支持部として、吸着保持部の周囲に格子状の突部からなる支持部５２（格子状支持部５２という）を設けたチャック１２′を採用するようにしてもよい。この場合、格子状突起５２は、先に説明したチャック１２の端縁支持部４８と同様に先細りに形成して基板Ｗへの接触面積を小さくし、また、同図に示すように基板Ｗをその端縁に沿って断続的に支持するように格子を形成するのが好ましい。このようなチャック１２′の場合にも、基板Ｗの中心部分のみを吸着し、基板Ｗの端縁部分については、基板Ｗを吸着することなく、端縁に沿って断続的に基板Ｗを支えるだけなので、静電気の電圧が基板端縁部分で高くなることがない。従って、放電現象の発生を効果的に抑えることができる。
【００４１】
なお、チャックの具体的な構成は、これらチャック１２，１２′以外にも種々考えられるが、接触帯電により生じる静電気の電圧は、基板Ｗとチャック１２との接触面積が広いほど高く、特に、基板を吸着する部分で高くなる傾向にあるので、要は、基板端縁部分における基板Ｗの支持箇所を少なく設定するとともに、基板端縁部分では基板Ｗの吸着を行うことなく単に基板Ｗを支えるようにチャック１２を構成するようにすればよい。
【００４２】
また、上記のスピンコータ１０では、チャック１２全体が昇降するように構成されているが、例えば、チャック１２のうち吸着保持部４０の部分のみを昇降させるように構成してもよい。
【００４３】
すなわち、上記スピンコータ１０では、液供給装置１８によるフォトレジスト液の供給の際に、カップ１４上方に配置されたノズル３０と基板Ｗとの間隔を所定の間隔に保つため、チャック１２をカップ１４内の処理位置よりも上方の位置（中段位置）にセットして基板Ｗを水平に支持する必要がある。そのためチャック全体を昇降させるようにしている。しかし、例えば、基板Ｗをカップ１４内の処理位置にセットした状態のままでフォトレジスト液を供給できるように液供給装置１８が構成されている場合には、必ずしも、中段位置で基板Ｗを水平に保持する必要がなく、従って、このような場合には、チャック１２のうち吸着保持部４０の部分のみを昇降させるように構成してもよい。
【００４４】
さらに、上記実施形態では、処理液としてフォトレジスト液を基板Ｗに塗布するスピンコータを例に説明しているが、本発明の適用対象はスピンコータに限定されるものではなく、いわゆるスリットコータや、処理液として現像液を供給して現像を行う基板処理装置にも適用することができる。
【００４５】
ところで、本発明は、上記の実施の形態に示されるような、ガラス製かつ角形の基板の表面にスリット状の吐出口を有するノズルから処理液を供給するという構成の場合に特に効果を発揮するものである。すなわち、上記チャックにより基板の中央部を吸着保持したときに接触帯電により、吸着保持された基板の中央部に静電気が発生する。基板が絶縁物であるガラス製である場合、静電気により基板の中央部に発生した電荷が、基板の中央部から端縁部分まで移動する速度が遅いので、基板の端縁部分には静電気による電荷が殆ど移動せず、放電現象が生じない。また、放電現象の発生し易い基板の角部においても静電気による電荷が殆ど移動しないので、角部において放電現象が生じない。
【００４６】
また、スリット状の吐出口を有するノズルによって基板の表面全体にわたって均一に処理液を塗布するためには、ノズルが基板の表面に沿って移動しつつ、スリット状の吐出口から処理液を基板の表面に供給するときに、ノズルの吐出口とチャックに保持された基板の表面との間隔を常に一定に保持する必要がある。本発明によれば、基板の中央部が吸着保持部によって吸着保持されているとともに、吸着保持されていない基板の周囲の領域における複数個所が支持部によって支持されているので、基板の表面全体を平坦にすることができ、ノズルの吐出口から基板の表面に処理液を供給するときに、吐出口と基板の表面との間隔を常に一定に保持することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板を水平に保持しながらも、静電気に起因した放電現象の発生を効果的に抑えることができる。従って、放電現象に伴う処理液の飛散を効果的に防止することができる。
【００４８】
さらに、吸着保持手段および支持手段を液供給手段に対して相対的に移動させる移動手段を設けたり、さらに、吸着保持手段および支持手段を一体に回転駆動する駆動手段を設けるようにすれば、いわゆるスリットコート、スピンコートといった処理液の塗布動作形態に適切に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る基板処理装置の一の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】 チャックの構成を示す平面図である。
【図３】 チャックの構成を示す図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】 チャックの構成を示す図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】 チャックの構成を示す図２におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図６】 本発明に係る基板処理装置の他の実施の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ スピンコータ
１２ チャック
１４ カップ
１６ 蓋体
１８ 液供給装置
３０ ノズル
４０ 吸着保持部
４０ａ 溝
４０ｂ 環状溝
４２ 負圧供給通路
４４ 放射状支持部
４４ 溝
４６ 中間支持部
４８ 端縁支持部
Ｗ 基板

Claims (3)

1. チャックに設けられた保持手段により保持したガラス製で角形の基板の表面に、液供給手段により処理液を供給して基板処理を行う基板処理装置において、上記保持手段は、基板の裏面中央部を吸着保持する吸着保持手段と、前記吸着保持手段の周辺領域に設けられ、上記基板の裏面のうち上記吸着保持手段で保持されていない周囲の領域において基板を複数箇所で支持する支持手段とを備え、上記支持手段は、上記チャックの中心から放射状に延びる放射状支持部と、平面視で上記放射状支持部の間に設けられる中間支持部と、上記チャックの端縁に沿って断続的に配設される端縁支持部とからなると共に、上記放射状支持部は、基板を吸着支持するものであることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記吸着保持手段および支持手段を液供給手段に対して相対的に移動させる移動手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記吸着保持手段および支持手段を一体に回転駆動する駆動手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理装置。

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