JPH0729873A - 表面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成により基板表面に処理液を均一な
厚さに盛ることができる表面処理装置を提供する。 【構成】 複数の処理液供給管２を列状に配列してアー
ム３で保持し、このアーム３を基板Ｗに平行な平面内で
前記処理液供給管２の配列方向にほぼ直交する方向に移
動させながら、基板Ｗ表面に現像液を供給する。 【効果】 複数の処理液供給管から供給された現像液が
基板表面上で互いに広がって液はじきの部分を無くすよ
うに作用するため、現像液の供給ムラがなくなり精度の
よい表面処理が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板や液晶用又
はフォトマスク用ガラス基板等の薄板状基板（以下、単
に「基板」という。）の表面に所定の処理液を供給して
処理する表面処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板の表面処理、例えば、ガラス基板表
面に塗布されたレジスト膜を所定のパターンに露光した
後、現像液により現像処理する場合において当該レジス
ト膜に現像液を接触させる方法として、図７に示すよう
に基板ＷにノズルＮから現像液Ｌを散布し、基板Ｗの表
面に当該現像液Ｌの表面張力を利用して液盛り（パド
ル）を形成する方式がある（以下、「パドル方式」とい
う。）。このパドル方式による現像においては、多量の
現像液を基板表面にシャワー状に供給しながら現像を行
なうシャワー方式のものや、また、現像液を液槽に貯溜
して、当該液槽内に基板を浸漬させるディップ方式のも
のに比較して、１回の現像に要する現像液の量を大幅に
節約することができ、メンテナンスコストを低く押える
ことができるという利点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記パ
ドル方式の現像方法にあっては、現像液がその表面張力
のみによって基板Ｗ表面上に保持されているだけなの
で、液が基板Ｗの表面ではじかれて（液はじき現象）、
当該現像液を基板表面に均一に供給するのが困難である
という問題があった。

【０００４】このような問題を解決するものとして、特
開平５−１３３２０号公報に開示された処理液塗布方法
が公知である。この塗布方法は、基板の幅とほぼ同じ長
さを有する横長の液体供給ノズルの内部に矩形容器状の
液体収納部を設けるとともに、その下方に当該液体収納
部に連通する多数の細管を配列して設け、処理液が当該
多数の細管から基板表面上に均一に滲み出すように形成
されており、当該ノズルの先端部を基板表面に近接させ
て処理液を塗布するようになっている。

【０００５】しかし、このような特殊なノズルによって
処理液を供給すると、次のような問題が生じる。 （１）多数の細管の形成において高い加工精度が要求さ
れ、コストが高くなる。 （２）処理液の中に塵埃などの異物が混入した場合に
は、当該細管が閉塞して、もはや基板表面への均一な塗
布は困難となる。 （３）ノズル先端部と基板表面との間隔を微小な範囲で
精度よく維持する必要がある。 （４）処理液を介してノズルと基板が接しているため当
該ノズルにより基板表面が間接的に汚染されるおそれが
ある。

【０００６】本発明は、以上のような問題を解消し、簡
易な構成により基板表面に現像液をムラなく均一に盛る
ことができるパドル方式の表面処理装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る表面処理装置は、基板の表面に所定
の処理液を供給して当該基板の表面処理を行なう表面処
理装置において、前記基板を水平に保持する基板保持手
段と、前記基板上に処理液を吐出する複数の処理液供給
管と、前記複数の処理液供給管に所定量の処理液を供給
する処理液供給手段と、前記複数の処理液供給管を所定
の間隔で列状に配列して保持する供給管保持手段と、前
記供給管保持手段を、前記基板に対して前記処理液供給
管の配列方向とほぼ直交する方向に相対的に移動させる
駆動手段と、を備えている。

【０００８】また、請求項２に係る表面処理装置では、
請求項１における処理液供給管の先端部は、一旦下方に
下がってから上方に曲がる屈曲部を少なくとも１箇所備
えている。

【０００９】

【作用】請求項１の発明によれば、複数の処理液供給管
を列状に配列して供給管保持手段で保持し、これを駆動
手段により基板に対して相対的に移動させながら処理液
を供給するので、処理液が当該基板の表面に均一に供給
される。

【００１０】請求項２の発明によれば、前記処理液供給
管の先端部は、一旦下方に下がってから上方に曲がる屈
曲部を少なくとも１箇所備えているので、当該屈曲部に
おいて処理液が貯溜し、ボタ漏れが生じない。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を現像装置に適
用した実施例について説明するが、これにより本発明の
技術的範囲が当該装置に限定されるものではない。

【００１２】図１は、この発明に係る現像装置の実施例
の一部断面図であり、図２は、図１の現像装置を上方か
ら見たときの平面図である。なお、図２においては処理
液供給管は省略されている。

【００１３】図１に示すようにスピンチャック１により
水平に保持された角型の基板Ｗの上方には現像液Ｌを供
給するための８本の処理液供給管２が、所定の間隔で列
状に配列され、供給管保持手段であるアーム３の保持穴
３ａによって垂直方向に保持される。処理液供給管２
は、図６に拡大して示すようにアーム３の保持穴３ａに
付設されたシールコネクター４によって上下方向に移動
可能なようになっており、処理液供給管２の供給口２ａ
と基板Ｗの表面との距離をおよそ５ｍｍ〜５０ｍｍの範
囲内で調節できるようになっている。

【００１４】アーム３は、基板Ｗの表面に平行な状態
で、ボールネジのネジ送り機構による一軸ローダ５によ
って保持され、処理液供給管２の配列と直交する方向に
（図２の矢印方向に）駆動される。また、アーム３の高
さおよび水平度は、一軸ローダ５の上部に取り付けられ
た２本の調節ネジ５ａ，５ｂにより調整される。

【００１５】図３は、上記現像装置の全体の流路構成を
示す図である。加圧容器６の内部には現像液Ｌを貯溜し
たポリタンク７が収納され、この加圧容器６に、三方弁
８を介してコンプレッサー９から不活性の気体、例えば
窒素ガスを圧送することにより、ポリタンク７内の現像
液Ｌを間接的に加圧して、処理液供給管２方向に送液す
る。

【００１６】送液された現像液Ｌは、フィルター１０を
通過して浄化され後、ニードルバルブ付きのフローメー
タ１１により流量を調整され、エア弁１２に至る。

【００１７】エア弁１２は、スピードコントローラ弁１
３、１４およびバルブ１５を介してコンプレッサー１６
に接続されており、バルブ１５を開放すると、圧縮空気
がエア弁１２に作用して下方に移動して「開」の状態に
なり、現像液Ｌが次段に送られる。この際、スピードコ
ントローラ弁１３により、圧縮空気の通過量が制御され
て徐々にエア弁１２が作動するようになっており、処理
液供給管２から現像液Ｌが急激に吐出されるのを防止す
る。

【００１８】バルブ１５を閉じると、バネ１２ａの付勢
力によりエア弁１２が元に復帰しようとし、スピードコ
ントローラ弁１４より徐々に空気が放出されて、エア弁
１２が「閉」の状態になる。

【００１９】上記エア弁１２を通過した現像液Ｌは、マ
ニホールド１７に送液され、ここで８つに分流されて各
処理液供給管２へ供給される。各処理液供給管２の途中
にはニードルバルブ付きのフローメータ１８が付設さ
れ、それぞれの処理液供給管２から吐出される現像液Ｌ
の量を調整できるようになっている。

【００２０】なお、各処理液供給管２の長さは同一であ
って、マニホールド１７で分流された現像液Ｌが各処理
液供給管２の供給口２ａから同時に吐出されるように配
慮されている。また、三方弁８はリリース弁付きであっ
て、コンプレサー９により所定圧以上の加圧がなされる
と８ａ方向に気体を放出して安全を維持する。

【００２１】図４は、８本の処理液供給管２から供給さ
れる現像液Ｌの広がりの様子を模式的に示すものであ
る。

【００２２】各処理液供給管２の間隔は等しく、ただ、
両側の処理液供給管２のみが少し中よりに設置される。
このような状態で基板Ｗの長手方向に走査するようにア
ーム３を移動させながら現像液Ｌを吐出させていくと、
それぞれの処理液供給管２から供給された現像液Ｌは基
板Ｗ表面で円状に広がり（図４（ｂ））、もし、基板Ｗ
表面上に液はじきの部分があっても、現像液Ｌの円状の
広がりが互いに押し合うようにして当該液はじき部を埋
め、均一に現像液Ｌが供給される。

【００２３】それぞれの処理液供給管２から吐出される
現像液Ｌの量は、フローメータ１８（図３）により等量
になるように設定されるが、特に基板Ｗ上に液をはじき
やすい部分がある場合には、より多くの現像液Ｌが供給
されるように当該箇所を通過する処理液供給管２のフロ
ーメータ１８を調整しておけば、さらに十分な供給効果
を得ることができるものである。

【００２４】なお、本実施例では処理液供給管２の本数
を８本にしているが、必ずしもそうである必要はない。
本願発明者の実験によると、現像液Ｌの広がりの円Ｅの
径をｂ，各円Ｅの重なる部分の長さをａとした場合に
（図４（ａ），（ｂ）参照）、ａのｂに対する割合が、
０％から３０％までの範囲において良好な結果が得ら
れ、基板Ｗ表面に均一に液盛りすることができた。した
がって、基板Ｗの大きさに応じ、上記重複範囲（０％か
ら３０％）が得られるように処理液供給管２の本数が決
定される。

【００２５】また、両端部の処理液供給管２から供給さ
れた現像液の広がりの円がｃ（図４（ａ））だけ若干基
板Ｗの端からはみ出すようにすると、基板端部において
現像液Ｌの流下による損失を押えながらも、供給された
現像液Ｌのほとんどを表面張力によって基板Ｗ上に留ま
らせつつ均一供給を可能にすることができる。

【００２６】また、両端部の処理液供給管２の先端の位
置を他の処理液供給管２より下方になるようにしておけ
ば、基板Ｗの端部に、より早く現像液Ｌが供給されて液
盛りが形成され、その後に基板中央部に液盛りが形成さ
れるので、端部の液盛りがいわば堤防の役割を果たし
て、中央部に供給された現像液Ｌの流下を阻止する効果
がある。

【００２７】なお、図１に示すようにアーム３の保持穴
３ａの数は余分に設けられおり（３ｂ）、基板Ｗの幅や
その他の条件に応じて最適な位置に処理液供給管２を差
し替えて間隔を変えることができるようになっている。

【００２８】図５に処理液供給管２の先端部の形状を示
す。図１の実施例における処理液供給管２の先端部は、
図５（ａ）に示すように垂直になって下方を向いている
ため、エア弁１２が「閉」の状態であっても振動などが
加えられると、処理液供給管２内に空気Ａが侵入して、
内部の現像液Ｌが下方にボタ漏れするおそれがある。

【００２９】図５（ｂ）、（ｃ）は、このボタ漏れを防
止するための処理液供給管の変形例を示すものである。
図５（ｂ）に示す処理液供給管１９はその先端部が上方
に折れまがって、屈曲部１９ａを形成しており、空気Ａ
が内部に侵入して現像液Ｌが下方にボタ漏れするような
ことはない。ただ、現像液Ｌの供給時にある程度の勢い
をつけて吐出しないと現像液Ｌが処理液供給管１９の下
部をつたって滴下されるため、現像液Ｌが汚染されるお
それがあり、また、基板Ｗへの現像液Ｌの滴下位置が処
理液供給管１９ごとに異なって十分な拡張効果を得られ
ない可能性もある。

【００３０】図５（ｃ）に示す処理液供給管２０は、図
５（ｂ）のものを改良したものであって、屈曲部２０ａ
を設けるとともに、２０ｂでさらに折り曲げて供給口２
０ｃが下方に向くようにしている。下方に向いている分
だけ多少の漏れる可能性があるが、その量は図５（ａ）
のような場合に比べて極めて少量であり問題はない。

【００３１】以上の実施例では、角型基板の現像装置に
ついて述べてきたが、基板Ｗの形状は角型でなくてもよ
い。この場合には、当該被処理基板Ｗの形状を予め制御
装置に記憶させておいて、アームを移動させながら当該
被処理基板Ｗの形状に応じて各処理液供給管２から吐出
される現像液Ｌの流量を制御したり、または、両側の処
理液供給管２を駆動手段によってアーム３の長手方向に
移動可能に構成し、処理液供給管２の間隔を自動調整す
る機構を付加することにより、どのような外形の基板Ｗ
に対しても、現像液Ｌを無駄にすることなく均一な液盛
りを形成することができる。

【００３２】また、アーム３を固定しておき、基板Ｗの
方を移動させるようにしてもよい。ただし、この場合に
は、移動時に振動などが生じ、折角基板Ｗ表面に形成さ
れたパドルが壊れて現像液Ｌが流下するおそれがあるの
で、十分な注意を要する。

【００３３】また、上記実施例では、処理液供給管２は
直線上に配列されているが（図２参照）、配置位置に多
少の前後があっても、全体として列状に配列されておれ
ば、本発明の効果を享受できる。

【００３４】また、本発明は現像装置に限らず、エッチ
ング装置など、およそ基板Ｗ表面に処理液をパドル方式
で供給して処理する全ての表面処理装置に適用されるも
のである。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、複数の処理液供給管を列状に配列して、これらを
当該配列方向とほぼ直交する方向に基板に対して相対的
に移動させながら処理液を供給するので、当該基板の表
面にまんべんなく処理液が供給され、基板上に均一な液
盛りが確実に形成される。また、処理液供給管の先端
は、基板表面と離れた位置にあり、処理液を介して接す
ることがないので、基板が汚染されるおそれもない。こ
れらにより、使用する処理液を節約しながらも精度の高
い基板処理が可能になる。

【００３６】請求項２の発明によれば、前記処理液供給
管の先端部は、一旦下方に下がってから上方に曲がる屈
曲部を少なくとも１箇所備えているので、当該屈曲部に
おいて処理液が貯溜し、ボタ漏れが生じない。したがっ
て、処理液の無駄を防ぐとともに、基板に供給される処
理液の量を的確に制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の構成を示す一部断面図
である。

【図２】図１の現像装置を上方から見た平面図である。

【図３】本発明に係る現像装置の流路構成を示す図であ
る。

【図４】複数の処理液供給管により、基板上に均一に現
像液が供給される様子を示す図である。

【図５】処理液供給管の先端部の形状を説明する図であ
る。

【図６】処理液供給管がアームに上下移動可能に保持さ
れている様子を示す図である。

【図７】基板上に現像液が液盛りされている様子を示す
図である。

【符号の説明】

１ スピンチャック ２ 処理液供給管 ３ アーム ４ シールコネクター ５ 一軸ローダ Ｌ 現像液 Ｗ 基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の表面に所定の処理液を供給して当
   該基板の表面処理を行なう表面処理装置において、 前記基板を水平に保持する基板保持手段と、 前記基板上に処理液を吐出する複数の処理液供給管と、 前記複数の処理液供給管に所定量の処理液を供給する処
   理液供給手段と、 前記複数の処理液供給管を所定の間隔で列状に配列して
   保持する供給管保持手段と、 前記供給管保持手段を、前記基板に対して前記処理液供
   給管の配列方向とほぼ直交する方向に相対的に移動させ
   る駆動手段と、を備えることを特徴とする表面処理装
   置。
2. 【請求項２】 前記処理液供給管の先端部は、一旦下方
   に下がってから上方に曲がる屈曲部を少なくとも１箇所
   備えることを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。