JP3982882B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平姿勢に保持された半導体ウエハや液晶表示器用のガラス基板、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基板の上面に、処理液供給手段から処理液を供給して基板に所定の処理を施す基板処理装置に係り、特には、処理液供給手段の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置に備えられた処理液供給手段として、例えば、特公平５−６８０９２号公報に示すようなものがある。
これを図６に示し、以下に説明する。
【０００３】
この処理液供給手段は、処理液Ｑを送液する送液管１００と、送液管１００の先端部に連結されたノズル筒体１０１とを備えている。ノズル筒体１０１の先端は閉止されていて処理液Ｑの反転部１０２が形成され、この反転部１０２近傍の側壁１０３に複数の吐出孔１０４が穿設されている。
【０００４】
この処理液供給手段によれば、ノズル筒体１０１の先端と基板Ｗの上面とを近接させた状態で、送液管１００からノズル筒体１０１内に処理液Ｑが供給されると、その処理液Ｑは反転部１０２に当たってその流速が減ぜられ、側壁１０３に穿設された複数の吐出孔１０４から吐出され、基板Ｗの中心方向及び周辺方向に流出して、処理液Ｑを基板Ｗの全面にわたり、ソフトに、均一に、かつ十分に供給することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の処理液供給手段は、その構造上、ノズル筒体１０１内の上部に空気１１０が溜まってしまう。送液管１００からノズル筒体１０１内に処理液Ｑを供給しているときは、その流圧により、ノズル筒体１０１内の上部の空気１１０は圧縮されたり、また、その反動で空気１１０が膨張したりして、吐出孔１０４からの処理液Ｑの吐出が安定しないという問題があった。
【０００６】
また、ノズル筒体１０１内の上部に空気１１０が溜まると、ノズル筒体１０１内で処理液Ｑに空気が混ざり、吐出孔１０４から気泡を含んだ処理液Ｑを基板Ｗの上面に供給することがある。例えば、基板Ｗの上面に現像液Ｑを供給して現像処理を行う場合、気泡を含んだ現像液Ｑを基板Ｗの上面に供給すると、図７に示すように、気泡１２０と基板Ｗの上面とが接触する部分で基板Ｗの上面と現像液Ｑとが接触しなくなり、部分的な現像不良を引き起こしてしまうという問題もあった。
【０００７】
さらに、処理液Ｑの供給を停止するとき、従来は、図８に示すように、ノズル筒体１０１内に処理液Ｑを満たして基板Ｗへの処理液Ｑの供給を停止するように、送液管１００からノズル筒体１０１内への処理液Ｑの供給を停止している。上述したように、送液管１００からノズル筒体１０１内に処理液Ｑを供給しているときは、その流圧により、ノズル筒体１０１内の上部の空気１１０は圧縮されているが、送液管１００からノズル筒体１０１内への処理液Ｑの供給を停止すると、空気１１０を圧迫する処理液Ｑの流圧が解除されるので、図の二点鎖線に示すように空気１１０が膨張し、処理液供給停止後にノズル筒体１０１内の処理液Ｑが基板Ｗに滴下され、均一な処理が行えないことがあるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板への処理液の供給を安定して行え、気泡が混ざった処理液を基板に供給するのを防止し、処理液供給停止後の基板への処理液の滴下などを防止することができる処理液供給手段を備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、水平姿勢に保持された基板の上面に、処理液供給手段から処理液を供給して基板に所定の処理を施す基板処理装置において、前記処理液供給手段は、処理液を送液する送液管と、前記送液管の先端部に連結されたノズル本体部と、を備えており、前記ノズル本体部は、前記送液管の先端部から前記ノズル本体部内に下方向に供給された処理液の流れを上方向に変更する反転部と、前記反転部を含む第１流路部と、前記第１流路部の上部に一端側が連通接続され、処理液を前記ノズル本体部から吐出するための吐出口が他端側に形成され、処理液の流れを上方向から下方向に変更して前記第１流路部内の処理液を前記吐出口に導く第２流路部と、を備え、前記第２流路部が前記第１流路部より細く形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
（削除）
【００１２】
【作用】
請求項１に記載の発明に係る処理液供給手段によれば、送液管の先端部からノズル本体部内に下方向に供給された処理液は、反転部でその流れが上方向に変更され、第１流路部内を上方向に流れ、その上部において、第２流路部の一端側から第２流路部内に流れ込み、流れが上方向から下方向へ変更された後、第２流路部の他端側の吐出口に導かれ、吐出口から処理液が吐出される。
【００１３】
ノズル本体部内において、空気は、第１流路部の上部に溜まろうとするが、第１流路部の上部で処理液が、吐出口につながる第２流路部内に流れ込み、流れが上方向から下方向へ変更されて吐出口から吐出されるので、第１流路部の上部の空気は処理液とともに、吐出口から吐出（排出）されることになる。従って、内部に空気が溜まらない構造の処理液供給手段を実現することができる。
【００１４】
さらに、ノズル本体部内において、空気は第１流路部の上部に溜まろうとするが第２流路部が第１流路部より細く形成されているので、処理液の排出に伴って、空気もスムーズに吐出される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る基板処理装置の一つである現像処理装置の概略構成を示す縦断面図である。
【００１７】
この現像処理装置は、基板Ｗを水平姿勢で保持して鉛直方向の軸芯Ｊ周りで回転させるスピンチャック１と、水平姿勢に保持された基板Ｗの上面（表面）に現像液Ｑを供給するための処理液供給手段としての現像液供給機構２と、現像液Ｑなどの処理液の飛散を防止する飛散防止カップ３と、飛散防止カップ３の外側方に設けられ、現像液供給機構２のノズル本体部２２を待機させておく待機ポット４と、ノズル本体部２２を昇降させるとともに水平移動させるノズル昇降移動機構（図示せず）などを備えている。
【００１８】
スピンチャック１は、回転軸１１を介して回転可能かつ昇降可能に構成されている。このスピンチャック１は、図示しない搬送ロボットとの間で基板Ｗを受渡しする際に所定の上昇位置まで上昇し、搬送ロボットから基板Ｗを受け取ると、所定の下降位置まで下降する。現像処理は上記下降位置で停止または低速回転しながら行われ、現像処理後のリンス処理は高速回転しながら行われるように構成されている。
【００１９】
飛散防止カップ３は、上下に分離可能な上カップ３１と下カップ３２とからなり、両カップ３１、３２は、個別の昇降機構（図示せず）によってそれぞれ独立して昇降できるように構成されている。
【００２０】
待機ポット４は箱状の部材内に現像液供給機構２のノズル本体部２２を収容して待機しておく空間が形成され、その底部に排液口４１が形成されている。排液口４１には、排液ドレイン４２が連通接続されていて、待機ポット４に待機されているノズル本体部２２の吐出口２６から吐出あるいは滴下された現像液Ｑを排液ドレイン４２を介して廃棄できるように構成されている。
【００２１】
ノズル昇降移動機構は、待機ポット４に待機されているノズル本体部２２を上昇させた後、水平移動させて基板Ｗの上方の供給位置に移動させるとともに、供給位置にあるノズル本体部２２を待機ポット４の上方へ水平移動させた後、下降させて待機ポット４内に待機させるために設けられている。このノズル昇降移動機構は、ノズル本体部２２を支持する支持アーム２３を昇降自在に構成することでノズル本体部２２を昇降させ、支持アーム２３を水平１軸方向に移動自在に構成したり支持アーム２３を水平１軸方向に伸縮自在に構成したり、あるいは、支持アーム２３の基端部を回動中心としてを鉛直方向の軸芯周りに旋回自在に構成したりすることで、ノズル本体部２２を水平１軸方向に水平移動、あるいは、円弧状に水平移動させるように構成されている。
【００２２】
次に、本発明の要部である現像液供給機構２の詳細構成を図１及び図２の要部拡大断面図を参照して説明する。
【００２３】
この現像液供給機構２は、現像液Ｑを送液する送液管２１と、この送液管２１の先端部に連結されたノズル本体部２２とを備えている。送液管２１は支持アーム２３の先端部に垂下支持され、その基端部は図示しない現像液供給源に連通接続されている。現像液供給源から送液管２１を介してノズル本体部２２内に現像液Ｑが供給できるように構成されている。
【００２４】
ノズル本体部２２は、送液管２１の先端部からノズル本体部２２内に下方向に供給された現像液Ｑの流れを上方向に変更する反転部２４と、反転部２４を含む第１流路部２５と、第１流路部２５の上部に一端側が連通接続され、現像液Ｑをノズル本体部２２から吐出するための吐出口２６が他端側に形成され、現像液Ｑの流れを上方向から下方向に変更して第１流路部２５内の現像液Ｑを吐出口２６に導く第２流路部２７とを備えて構成されている。
【００２５】
この現像液供給機構２によれば、送液管２１の先端部からノズル本体部２２内に下方向に供給された現像液Ｑは、反転部２４でその流れが上方向に変更され、第１流路部２５内を上方向に流れ、その上部において、第２流路部２７の一端側から第２流路部２７内に流れ込み、流れが上方向から下方向へ変更された後、第２流路部２７の他端側の吐出口２６に導かれ、吐出口２６から現像液Ｑが吐出される。
【００２６】
ノズル本体部２２内において、空気１１０は、第１流路部２５の上部に溜まろうとするが、第１流路部２５の上部で現像液Ｑが、吐出口２６につながる第２流路部２７内に流れ込み、流れが上方向から下方向へ変更されて吐出口２６から吐出されるので、第１流路部２５の上部の空気１１０は現像液Ｑとともに、吐出口２６から吐出（排出）されることになる。従って、内部に空気が溜まらない構造の現像液供給機構２を実現することができる。また、このノズル本体部２２の構造によれば、万一空気が吐出口２６から入ったとしても、第２流路部２７より先に行けず、空気は次回の処理液の排出で処理液とともに排出することができる。
【００２７】
なお、上述した送液管２１の先端部からノズル本体部２２内に現像液Ｑを供給して吐出口２６から現像液Ｑを吐出させてノズル本体部２２内の空気１１０を現像液Ｑとともに排出する動作は、ノズル本体部２２が待機ポット４に待機された状態、すなわち、ノズル本体部２２の吐出口２６が基板Ｗの上方から外れた位置にある状態で行う。これにより、空気１１０（気泡）が混ざった現像液Ｑを基板Ｗに供給することなく、ノズル本体部２２内の空気１１０を現像液Ｑとともに排出することができる。
【００２８】
そして、現像処理は、ノズル本体部２２内の空気１１０の排出を終えた後、図３に示すようにノズル本体部２２内に現像液Ｑが満たされた状態で、ノズル本体部２２が待機ポット４内に待機された位置から基板Ｗの上方の供給位置に移動され、送液管２１の先端部からノズル本体部２２内に現像液Ｑを供給して吐出口２６から現像液Ｑを基板Ｗの上面に吐出させて行われる。このとき、ノズル本体部２２内に空気が溜まっていないので、吐出口２６から基板Ｗの上面へ現像液Ｑを安定させて吐出させることができるとともに、基板Ｗの上面に吐出する現像液Ｑに気泡が混ざることもない。基板Ｗの上面に所定量の現像液Ｑを供給すると、図３に示すようにノズル本体部２２内に現像液Ｑを満たした状態で基板Ｗへの現像液Ｑの供給を停止するように、送液管２１からノズル本体部２２内への現像液Ｑの供給を停止するが、ノズル本体部２２内には空気が溜まってないので、現像液供給停止後にノズル本体部２２内の現像液Ｑが基板Ｗに滴下することはない。基板Ｗに対する現像液Ｑの供給を終えると、ノズル本体部２２は供給位置から待機ポット４内へ移動される。
【００２９】
なお、第１流路部２５の内径を６mmとし、それに対して第２流路部２７の内径を１〜３mm、好ましくは１．５〜２．５mmとするのが好ましい。このように、第２流路部２７を第１流路部２５より細く形成することで、処理液の排出に伴う空気の排出をよりスムーズに行うことができる。また、第２流路部２７を細く形成すれば、第２流路部２７内における現像液Ｑの表面張力が強く働き、ノズル本体部２２を待機ポット４から供給位置へ移動する移動中やノズル本体部２２を供給位置から待機ポット４へ移動する移動中などに、ノズル本体部２２内の現像液Ｑが吐出口２６から基板Ｗに滴下することを確実に防止することもできる。
【００３０】
次に、上記現像処理装置の動作について図４を参照しながら説明する。
図４（ａ）は、スピンチャック１を上昇位置まで上昇させ、搬送ロボットとの間で基板Ｗを受渡しする状態を示している。このとき、ノズル本体部２２は待機ポット４に待機されている。搬送ロボットから基板Ｗを受け取ったスピンチャック１は二点鎖線で示す下降位置まで下降する。
【００３１】
同図（ｂ）は、上カップ３１が所定高さまで上昇され、ノズル本体部２２が待機ポット４から供給位置に移動され、現像液Ｑが基板Ｗの上面に供給されている状態を示している。このとき、スピンチャック１は停止または低速回転される。なお、先にも述べたように、基板Ｗへの現像液Ｑの供給に先立ち、ノズル本体部２２が待機ポット４に待機されている状態で、ノズル本体部２２内の空気の排出動作が行われる。また、基板Ｗへの現像液Ｑの供給に先立って、適宜Ｎ₂ガスの吹き付けによるダストパージ、現像液の希釈液によるプリウエットなどの処理を行ってもよい。基板Ｗへの現像液Ｑの供給を終えると、ノズル本体部２２は待機ポット４へ移動されそこで待機される。
【００３２】
同図（ｃ）は、同図（ｂ）の状態から下カップ３２を上昇させることにより、下カップ３２の傾斜面がスピンチャック１の基板保持面の高さになるように位置させた状態を示している。この状態において適切な現像時間（例えば３０〜８０秒）だけスピンチャック１は静止される。次いで、この状態において、スピンチャック１を高速回転させながら、図示しないノズルからリンス液（純水）を基板Ｗの上面に供給して現像液を洗い流す。
【００３３】
同図（ｄ）は、上カップ３１と下カップ３２とが合体したまま、運転終了位置まで下降した状態を示している。この状態から同図（ａ）に示すように、スピンチャック１を上昇位置まで上昇させて、現像処理を終えた基板Ｗを搬送ロボットに引き渡し、次の基板Ｗを搬送ロボットから受け取る。この図４（ａ）〜図４（ｄ）の一連の動作を繰り返すことにより、次々と基板Ｗの現像処理が行われる。
【００３４】
なお、ノズル本体部２２内の空気の排出動作は、各基板Ｗに対する現像処理前ごとに毎回々々行うようにしてもよいが、ノズル本体部２２内の空気の排出動作を１回行うと、以後、ノズル本体部２２内には空気を含まずに現像液で満たされた状態に維持されるので、例えば、所定枚数の基板Ｗに現像処理を行うごとに１回、ノズル本体部２２内の空気の排出動作を行うようにしてもよい。
【００３５】
図５は、現像液供給機構２の変形例の構成を示す要部断面図である。
図５（ａ）、（ｃ）は、第１流路部２５の上部の角部や第２流路部２７の角部をテーパー状に形成したもので、このように構成することにより、ノズル本体部２２内の空気の排出をより確実に行うことができる。また、図５（ｂ）、（ｃ）は、第１流路部２５、第２流路部２７、吐出孔２６を送液管２１の一方側（図では右側）のみに設けたものである。
【００３６】
なお、上記実施形態では現像処理装置を例に採り説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、水平姿勢に保持された基板の上面に、適宜の処理液を供給して所定の処理を行う基板処理装置の処理液供給手段に広く適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、ノズル本体部を、送液管の先端部からノズル本体部内に下方向に供給された処理液の流れを上方向に変更する反転部と、反転部を含む第１流路部と、第１流路部の上部に一端側が連通接続され、処理液をノズル本体部から吐出するための吐出口に他端側が連通接続され、処理液の流れを上方向から下方向に変更して第１流路部内の処理液を吐出口に導く第２流路部とを備えて構成したので、内部の空気を処理液とともに排出することができ、内部に空気が溜まらない構造の処理液供給手段を実現することができる。
さらに、第２流路部を第１流路部より細く形成したので、処理液の排出に伴って、空気をスムーズに排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る基板処理装置の一つである現像処理装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】 現像液供給機構の要部断面図である。
【図３】 ノズル本体部内の空気を排出し終えた状態を示す断面図である。
【図４】 現像処理装置の動作を示す図である。
【図５】 現像液供給機構のいくつかの変形例の要部断面図である。
【図６】 従来例の構成を示す断面図である。
【図７】 従来例の問題点を説明するための図である。
【図８】 従来例の別の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１：スピンチャック
２：現像液供給機構
４：待機ポット
２１：送液管
２２：ノズル本体部
２４：反転部
２５：第１流路部
２６：吐出口
２７：第２流路部
１１０：空気
Ｗ：基板
Ｑ：現像液（処理液）

Claims (1)

1. 水平姿勢に保持された基板の上面に、処理液供給手段から処理液を供給して基板に所定の処理を施す基板処理装置において、
   前記処理液供給手段は、
   処理液を送液する送液管と、
   前記送液管の先端部に連結されたノズル本体部と、
   を備えており、
   前記ノズル本体部は、
   前記送液管の先端部から前記ノズル本体部内に下方向に供給された処理液の流れを上方向に変更する反転部と、
   前記反転部を含む第１流路部と、
   前記第１流路部の上部に一端側が連通接続され、処理液を前記ノズル本体部から吐出するための吐出口が他端側に形成され、処理液の流れを上方向から下方向に変更して前記第１流路部内の処理液を前記吐出口に導く第２流路部と、
   を備え、
   前記第２流路部が前記第１流路部より細く形成されていることを特徴とする基板処理装置。

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