JPH1012540A

JPH1012540A - 処理装置

Info

Publication number: JPH1012540A
Application number: JP17841696A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Sakai; 光広坂井
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1998-01-16
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: JP3583552B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の表面に均一に現像液の如き処理液を供
給することによって欠陥のない処理が可能な基板の処理
装置を提供する。【解決手段】基板Ｓを載置させる載置台２１と、この
載置台２１に載置された基板Ｓの周囲を取り囲むように
装着されるケーシング５０と、ケーシング５０が装着さ
れた基板Ｓの表面に処理液を供給する処理液供給手段５
７を備えていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＬＣＤ基板
や半導体ウェハのような基板の現像処理などを行う装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレー（ＬＣＤ）や半導体な
どの製造においては、基板であるＬＣＤ基板や半導体ウ
ェハの上面にレジスト膜パターンを形成させるために、
いわゆるリソグラフィ処理が行われる。このリソグラフ
ィ処理は、基板の洗浄、基板の表面へのレジスト膜の塗
布、そのレジスト膜の露光、現像など、種々の処理工程
を含んでいる。

【０００３】これらの処理工程において、レジスト膜の
現像処理を行う工程はリソグラフィ処理の中でも最も厳
密な制御を必要とする工程の一つである。レジスト膜の
現像を行うに際しては基板上にむらなく現像液が供給さ
れ、基板の全面にわたってレジストが均一に現像される
ことが重要である。基板上に現像液を供給する方法とし
ては、従来よりスキャニング方式、スピン方式、ディッ
プ方式、スプレー方式等が知られている。スキャニング
方式は、載置台に載置された基板上に多数のノズルを備
えたノズルユニットをスキャンさせて基板表面全体に現
像液を供給する方式である。スピン方式は、カップ内に
おいてスピンチャック上に吸着した基板を回転させるこ
とによって現像液を遠心力で拡散させる方式である。デ
ィップ方式は、現像液中に基板を浸漬させる方式であ
る。スプレー方式は、ポンプ等で加圧した現像液を噴霧
状にして基板上に吹き付ける方式である。そして、これ
ら各方式により現像液を供給して現像処理を終了した
後、リンス液を用いて基板をリンス洗浄している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特にＬＣＤ
基板などにあっては薄いガラスの板で構成されているた
めに、載置台に載置した際にたわみを生じやすく、周縁
部が自重で垂れ下がって基板の中央よりも低くなってし
まう。このため、表面に塗布した現像液が基板端部では
傾斜によって下方に流れ落ちてしまうことが多い。ま
た、基板の表面に塗布されているレジスト膜はノボラッ
ク樹脂が一般で揮発性であり、他方、現像液は水にテト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイト（ＴＭＡＨ）
を２.３８％溶解させた水溶性のＴＭＡＨ水溶液が一般
であるため、両者のなじみが良くなく、基板の端部まで
均等に現像液を広げにくい。

【０００５】このように基板の表面全体に現像液を広げ
なければ、現像が不十分になり、いわゆる現像の欠陥が
発生する。また、レジスト膜上に現像液の多い部分と少
ない部分ができると、現像の均一性が乱されるといった
問題も生ずる。

【０００６】従って、本発明の目的とするところは、基
板の表面に均一に現像液の如き処理液を供給することに
よって欠陥のない処理が可能な基板の処理装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
を載置させる載置台と、この載置台に載置された基板の
周囲を取り囲むように装着されるケーシングと、該ケー
シングが装着された基板の表面に処理液を供給する処理
液供給手段を備えていることを特徴とする処理装置であ
る。この処理装置において基板とは、例えばＬＣＤ基板
や半導体ウェハなどである。そのような基板を載置台に
載置して基板の周囲を取り囲むようにケーシングを装着
する。そして、このケーシングが装着された基板の表面
に処理液を供給する。すると、周囲がケーシングで取り
囲まれているため、基板の表面に供給された処理液が基
板の周縁部から流れ落ちることなく、これにより、基板
の表面に処理液をむらなく供給することが可能となる。

【０００８】この請求項１の処理装置においては、請求
項２に記載したように、前記ケーシングが載置台に載置
された基板に装着される下降位置と、前記ケーシングが
載置台に載置された基板の上方に退避した上昇位置と
に、前記ケーシングを昇降移動させる昇降手段を備えて
いることが好ましい。そうすれば、基板を載置台上に載
置させる際にはケーシングを上昇退避させ、基板を載置
台上に載置させた後にケーシングを下降させることによ
って基板にケーシングを装着することができる。

【０００９】また、請求項３に記載したように、前記基
板の表面に供給された処理液を吸引除去する吸引ノズル
を備えていても良い。そうすれば、処理の終了した処理
液をこの吸引ノズルから吸引除去することができるよう
になる。

【００１０】また、請求項４に記載したように、前記ケ
ーシングが載置台に載置された基板の周囲を取り囲むよ
うに配置された側壁部と基板の上方を覆うように配置さ
れた天板部を備えており、該天板部には多数の通気孔が
形成されている構成としても良い。請求項５に記載した
ように、この通気孔を介してケーシングの内部に外部の
空気を送り込むことによって処理液を攪拌し、処理効率
を向上させることができるようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の好ましい実施の形態について説明する。

【００１２】図１に示すレジスト処理システム１は、そ
の一端側にカセットステーション３を備えている。この
カセットステーション３にはＬＣＤ用基板Ｓ（以下、
「基板Ｓ」という）を収容した複数のカセット２が載置
されている。カセットステーション３のカセット２の正
面側には基板Ｓの搬送及び位置決めを行うと共に、基板
Ｓを保持してメインアーム４との間で受け渡しを行うた
めの補助アーム５が設けられている。メインアーム４
は、処理システム１の中央部を長手方向に移動可能に、
二基直列に配置されており、その移送路の両側には、現
像装置６その他の各種処理装置が配置されている。

【００１３】図示の処理システム１にあっては、カセッ
トステーション３側の側方には、基板Ｓをブラシ洗浄す
るためのブラシスクラバ７及び高圧ジェット水により洗
浄を施すための高圧ジェット洗浄機８等が並設されてい
る。また、メインアーム４の移送路を挟んで反対側に現
像装置６が二基並設され、その隣りに二基の加熱装置９
が積み重ねて設けられている。

【００１４】これら各機器の側方には、接続用インター
フェースユニット１０を介して、基板Ｓにレジスト膜を
塗布する前に基板Ｓを疎水処理するアドヒージョン装置
１１が設けられ、このアドヒージョン装置１１の下方に
は冷却用クーリング装置１２が配置されている。また、
これらアドヒージョン装置１１及びクーリング装置１２
の側方に加熱装置１３が二列に二個づつ積み重ねて配置
される。メインアーム４の移送路を挟んで反対側には基
板Ｓにレジスト液を塗布することによって基板Ｓの表面
にレジスト膜（感光膜）を形成するレジスト膜塗布装置
１４が二台並設されている。図示はしないが、これらレ
ジスト膜塗布装置１４の側部には、基板Ｓ上に形成され
たレジスト膜に所定の微細パターンを露光するための露
光装置等が設けられる。

【００１５】メインアーム４はＸ軸駆動機構、Ｙ軸駆動
機構、およびＺ軸駆動機構を備えており（Ｘ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸の各方向は図１に示す）、更に、Ｚ軸を中心に回転
するθ回転駆動機構をそれぞれ備えている。このメイン
アーム４がレジスト処理システム１の中央通路に沿って
適宜走行して、各処理装置６、９、１１〜１３の間で基
板Ｓを搬送する。そして、メインアーム４は、各処理装
置６、９、１１〜１３内に処理前の基板Ｓを搬入し、ま
た、各処理装置６、９、１１〜１３内から処理後の基板
Ｓを搬出する。

【００１６】図２に示すように、現像装置６のほぼ中央
にはカップ２０が設けられ、カップ２０の中には載置台
２１が設けられている。この載置台２１の上面には真空
吸着機構の吸引孔（図示せず）が開口しており、基板Ｓ
が載置台２１の上面に吸着保持されるようになってい
る。載置台２１の下面中央にはロッド２２が取り付けら
れており、該ロッド２２は、軸受２３によって回転自在
かつ昇降自在に支持されている。また、このロッド２２
の下端にエアシリンダ等で構成される昇降機構２４を装
着すると共に、ロッド２２に取り付けたプーリ２５にモ
ータ２６の回転動力をプーリ２７およびベルト２８を伝
達している。これにより、載置台２１は昇降自在かつ回
転自在に構成されている。

【００１７】図３に示すように、基板Ｓはメインアーム
４によって現像装置６内に搬入され、こうして搬入され
た基板Ｓを、昇降機構２４の稼働で上昇した載置台２１
で突き上げることにより、基板Ｓを載置台２１上に載置
させることができる。図２において一点鎖線で示した基
板Ｓは、このように昇降機構２４の稼働で上昇した載置
台２１（一点鎖線で示す）で突き上げられたものを示し
ている。

【００１８】そして、このようにメインアーム４から基
板Ｓを受け取った後、メインアーム４は現像装置６外に
退出する。更にその後、昇降機構２４の稼働で載置台２
１が下降することにより、基板Ｓをカップ２０内に収納
することができる。図２において実線で示した基板Ｓ
は、このように昇降機構２４の稼働で載置台２１が下降
し、カップ２０内に収納された状態を示している。

【００１９】カップ２０は、図示の例では載置台２１に
吸着保持された基板Ｓのまわりを取り囲むように環状に
設けられ、基板Ｓの表面に供給される現像液や洗浄水
（リンス液）の飛散を防止するようになっている。この
カップ２２は耐食性の樹脂または金属で構成される。

【００２０】カップ２０は、外カップ３０と内カップ３
１を備えている。外カップ３０は上カバー３２と下カバ
ー３３を有しており、これら上カバー３２と下カバー３
３は、何れも上に行くに従って内側に絞られた形状にな
っている。下カバー３３の上端開口部の直径は、基板Ｓ
を上方からカップ２０内に挿入するのに十分な大きさを
有している。上カバー３２の上端開口部の直径は、下カ
バー３３の上端開口部の直径よりも更に大きく形成され
ている。

【００２１】また、外カップ３０の外周面に取り付けら
れたブラケット３５にはシリンダ３６のピストンロッド
３７が接続されており、このシリンダ３６の稼働によっ
て外カップ３０は昇降する構成になっている。図２にお
いて実線で示される外カップ３０は、シリンダ３６の短
縮稼働によって下降した状態を示している。このように
外カップ３０が下降しているときは、外カップ３０の下
カバー３３がカップ２０内に収納された基板Ｓよりも下
側に位置し、上カバー３２はカップ２０内に収納された
基板Ｓよりも上側に位置するようになっている。一方、
図２において一点鎖線で示した上カバー３２と下カバー
３３は、シリンダ３６の伸張稼働によって上昇した状態
を示している。図示のように、外カップ３０が上昇した
ときは、外カップ３０の下カバー３３と上カバー３２の
両方がカップ２０内に収納された基板Ｓよりも上側に位
置するようになっている。

【００２２】内カップ３１は、載置台２１下方の所定の
高さに固定されている。内カップ３１には、カップ２０
内に収納された基板Ｓの周縁部下方において外側に行く
に従って低くなるように傾斜したスロープ部４０が形成
されており、このスロープ部４０の周縁は環状の樋部４
１に接続されている。この樋部４１の底面は水平面に対
して若干傾斜しており、その最も低い箇所に廃液管４２
が接続されている。

【００２３】載置台２１によって載置された基板Ｓの上
方にはケーシング５０が設けられている。このケーシン
グ５０は現像装置６の上部に配置されたエアシリンダ５
１のピストンロッド５２下端に支持されており、ケーシ
ング５０はエアシリンダ５１の稼働によって昇降するよ
うになっている。

【００２４】図４に示すように、ケーシング５０は基板
Ｓの周囲を丁度取り囲むことができる大きさに形成され
た側壁部５５と、この側壁部５５の上方に配置された天
板部５６を備えている。天板部５６には、外部の空気を
取り込むための多数の通気孔５９が全体に渡って形成さ
れている。これら通気孔５９によって現像液の乱流を防
止でき、現像液を均一に供給することができる。また、
天板部５６のほぼ中央には現像液の供給ノズル５７が設
けられている。ケーシング５０の側壁部５５の適当な箇
所には、後述するように、現像処理の終了後において基
板Ｓの表面に残っている現像液を吸引除去する吸引ノズ
ル５８が設けられている。また、これら通気孔５９と吸
引ノズル５８とによってケーシング５０内の空気を一方
向に流すことができ、現像液の乱流をより良く防止で
き、現像液を均一に流すことができる。

【００２５】図２において実線で示したケーシング５０
は、エアシリンダ５１の短縮稼働によって上昇した状態
である。この状態では、ケーシング５０は載置台２１に
載置されている基板Ｓの上方に退避している。このよう
にエアシリンダ５１が短縮稼働したときは、ケーシング
５０は、昇降機構２４の稼働で上昇した載置台２１によ
って突き上げられた基板Ｓ（図２において一点鎖線で示
される）よりも更に上方に位置している。

【００２６】一方、図２において一点鎖線で示したケー
シング５０は、エアシリンダ５１の伸張稼働によって下
降した状態である。このように下降した際には、図４に
示すようにケーシング５０の側壁部５５の内側が、載置
台２１上の基板Ｓの周囲を取り囲むように装着された状
態となる。

【００２７】図２に示すように、現像装置６の上部には
現像装置６内部に清浄な空気のダウンフローを形成する
ファンフィルタユニット６０が配置されている。このフ
ァンフィルタユニット６０によって作り出されたダウン
フローが、先に図４で説明したケーシング５０の天板部
５６に形成された通気孔５９を通過して、ケーシング５
０の下方に流れ出ることができるように構成されてい
る。

【００２８】その他図示はしないが、この現像装置６は
載置台２１上の基板Ｓにリンス液を供給するリンスノズ
ルや基板Ｓの乾燥用のドライガスを供給するドライガス
供給ノズル等を備えている。また、載置台２１の下方に
も複数のリンスノズル（図示せず）が設けられており、
載置台２１上の基板Ｓの裏面に対してリンス液を噴射し
て基板Ｓの裏面を洗浄するようになっている。

【００２９】さて、この現像装置６を用いて基板Ｓを現
像処理する場合について説明すると、先ず、図１に示す
ようにカセットステーション３に載置されたカセット２
内から補助アーム５によって基板Ｓを取り出し、これを
メインアーム４に受け渡す。メインアーム４は基板Ｓを
ブラシスクラバ７に搬入し、ブラシスクラバ７はその基
板Ｓをブラシ洗浄処理する。この洗浄した基板Ｓをメイ
ンアーム４で加熱ユニット９内に搬入し、乾燥する。な
お、プロセスに応じて高圧ジェット洗浄機８内にて高圧
ジェット水により基板Ｓを洗浄するようにしてもよい。

【００３０】次いで、アドヒージョンユニット１１にて
基板Ｓをアドヒージョン処理する。さらに、クーリング
ユニット１２で基板Ｓを冷却した後に、コーティングユ
ニット１４にてレジストを基板Ｓの表面に塗布する。そ
して、基板Ｓを加熱ユニット１３でベーキング処理した
後に、露光装置（図示せず）でレジスト膜を露光処理す
る。そして、露光後の基板Ｓを現像装置６内へ搬入す
る。なお、この搬入の際にはエアシリンダ５１の短縮稼
働により、ケーシング５０は上方に退避した状態になっ
ている。

【００３１】現像装置６内においては、先ず載置台２１
が上昇してメインアーム４から基板Ｓを受け取り、載置
台２１上面に基板Ｓを吸着保持する。そして、載置台２
１の下降により基板Ｓはカップ２０内に収納される。次
に、エアシリンダ５１の伸張稼働により、ケーシング５
０が下降する。この下降により、図４に示すようにケー
シング５０の側壁部５５の内側が、載置台２１上の基板
Ｓの周囲を取り囲むように装着された状態となる。な
お、このケーシング５０の下降の際にはシリンダ３６の
短縮稼働によって外カップ３０は下降した状態になって
いるので、外カップ３０の下カバー３３がケーシング５
０の下降を妨げる心配はない。

【００３２】そしてケーシング５０の装着完了後に、供
給ノズル５７から現像液を供給し、ケーシング５０内部
において基板Ｓの表面の現像処理を開始する。この場
合、ケーシング５０の側壁部５５が基板Ｓの周囲を丁度
取り囲むように配置されているので、基板Ｓの表面に供
給された現像液が基板Ｓの周縁部から流れ落ちることな
く、これにより、図４に示すように基板Ｓの表面に現像
液の層６１を形成することにより、むらなく現像処理す
ることが可能となる。

【００３３】また一方、現像装置６の上部に配置したフ
ァンフィルタユニット６０によるダウンフローが、ケー
シング５０の天板部５６に形成した通気孔５９を通過し
てケーシング５０の内部に送り込まれることになる。こ
れにより、基板Ｓ表面の現像液層６１内において現像液
が攪拌され、現像処理の効率が向上される。また、少量
の現像液で均等な現像処理ができ、現像時間も短縮でき
る。

【００３４】そして現像処理の終了後、吸引ノズル５８
にて基板Ｓの表面に残っている現像液を吸引除去する。
なお、この吸引除去した使用済みの現像液を再生して再
び使用すれば、無駄がなく経済的である。

【００３５】現像液を吸引除去した後、エアシリンダ５
１の短縮稼働によりケーシング５０を再び上方に退避さ
せる。また、シリンダ３６を伸張稼働させて外カップ３
０を上昇させ、外カップ３０の下カバー３３と上カバー
３２が載置台２１上の基板Ｓよりも上側に位置する状態
にする。

【００３６】そして、図示しないリンスノズルから基板
Ｓの表面にリンス液を供給し、リンス洗浄を開始する。
これにより基板Ｓ上に残留する現像液が洗い流される。
この際、超音波振動子などを用いてリンス液に超音波を
印加すると、基板Ｓの表面からパーティクルが離脱し易
くなるので、洗浄の処理効率が大幅に向上する。また、
このリンス液の供給と同時に、下方に配置されたノズル
（図示せず）から基板Ｓの裏面に向かって洗浄水を噴き
付け、基板Ｓの裏面を洗浄する。

【００３７】リンス処理が終了すると、モータ２６の稼
働によって載置台２１が回転を開始し、基板Ｓも回転す
る。これにより、基板Ｓに付着していたリンス液が遠心
力で周囲に吹き飛ばされ、基板Ｓが乾燥した状態とな
る。また、吹き飛ばされた排液は外カップ３０の下カバ
ー３３下面と内カップ３１のスロープ部４０上面との間
で捕捉され、その傾斜に従って流れ落ちて樋部４１に溜
められる。そして、この樋部４１に溜められた排液は廃
液管４２を経て適宜廃棄されることになる。

【００３８】基板Ｓの乾燥を終了した後、再び載置台２
１の上昇で持ち上げた基板Ｓをメインアーム４で現像装
置６から搬出し、その基板Ｓは加熱ユニット９で加熱さ
れ、さらにカセットステーション３のカセット２内に収
納される。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ケーシングを
装着した基板の上面に現像液などの処理液を層状に供給
することによって均一な処理を行うことができ、欠陥の
ない性状の優れた製品を提供できるようになる。また、
本発明によれば、現像液などの処理液を周囲に飛散させ
ずに基板の上面に供給することができるので、周辺領域
を汚染しないクリーンな基板の処理を実施できる。

【００４０】なお、ケーシングの装着を容易に行うため
に、請求項２に記載したような昇降手段を設けると良
い。また、請求項３に記載したように、処理の終了した
処理液を吸引ノズルから吸引除去することも可能であ
る。この場合、その吸引除去した処理液を再生して再利
用すれば無駄を省くことができ、経済的である。更に、
請求項４に記載したように、ケーシングの天板部に形成
した通気孔を介して空気流を送ることにより処理液を攪
拌すれば、処理効率を向上させることができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】レジスト処理システムの全体概要を示す斜視図
である。

【図２】本発明の実施の形態に係る現像装置の断面図で
ある。

【図３】メインアームによる載置台上への基板の受け渡
しを示す斜視図である。

【図４】ケーシングの断面図である。

【符号の説明】

Ｓ基板２１載置台５０ケーシング５１エアシリンダ５７現像液の供給ノズル５８吸引ノズル６０ファンフィルタユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を載置させる載置台と、この載置台
に載置された基板の周囲を取り囲むように装着されるケ
ーシングと、該ケーシングが装着された基板の表面に処
理液を供給する処理液供給手段を備えていることを特徴
とする処理装置。
【請求項２】前記ケーシングが載置台に載置された基
板に装着される下降位置と、前記ケーシングが載置台に
載置された基板の上方に退避した上昇位置とに、前記ケ
ーシングを昇降移動させる昇降手段を備えている請求項
１に記載の処理装置。
【請求項３】前記基板の表面に供給された処理液を吸
引除去する吸引ノズルを備えている請求項１または２に
記載の処理装置。
【請求項４】前記ケーシングが載置台に載置された基
板の周囲を取り囲むように配置された側壁部と基板の上
方を覆うように配置された天板部を備えており、該天板
部には多数の通気孔が形成されている請求項１、２また
は３に記載の処理装置。
【請求項５】前記天板部に形成された通気孔は、外部
の空気をケーシング内に取り込むものである請求項４に
記載の処理装置。