JPH10335197A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理液が無駄に消費されるのを抑制し、処理
液の有効利用を行うことができる基板処理装置を提供す
る。 【解決手段】 スリットノズル３０の現像液吐出孔は複
数の吐出孔に分割されているとともに、それら複数の吐
出孔には相互に独立に現像液を供給することができる。
そして、現像液を供給する吐出孔を変化させることによ
ってスリットノズル３０の吐出幅を幅Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３
に変化させることができる。現像液吐出処理を行うとき
には、区間Ａではスリットノズル３０の吐出幅を幅Ｄ１
とし、区間Ｂでは吐出幅を幅Ｄ２とし、区間Ｃでは吐出
幅を幅Ｄ３とする。基板Ｗに供給されることなく落下す
る処理液が減少し、処理液が無駄に消費されるのを抑制
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体基板など
の実質的に円形の薄板状基板（以下、単に「基板」と称
する）に対して処理液を吐出して所定の処理を行う基板
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、上記のような基板に対しては、
レジスト塗布処理、露光処理、現像処理およびそれらに
付随する熱処理などを経て一連の基板処理が行われてい
る。

【０００３】これらの諸処理のうち、現像処理において
は、図５に概略図を示すように、基板Ｗの直径と同等以
上の長さを有する棒状の吐出ノズル１０１を基板Ｗの主
面の上方に設置し、当該吐出ノズル１０１から現像液を
静止させた基板Ｗ上に滴下させつつ、吐出ノズル１０１
を基板Ｗと平行に移動させ、基板Ｗの主面全面に現像液
を盛るようにする現像方法が提案されている。

【０００４】この方法によれば、基板面内において均一
な量の現像液を液盛りすることができ均一な現像処理結
果が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示すように、吐出ノズル１０１が現像液を吐出しつつ移
動する範囲から基板Ｗの領域を減じた領域Ｌ１（図５中
で斜線を付した領域）においては、吐出された現像液が
基板Ｗに供給されることなく、そのまま落下するため、
領域Ｌ１の面積に相当する分の現像液が無駄に消費され
る。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、処理液が無駄に消費されるのを抑制し、処理液
の有効利用を行うことができる基板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】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、実質的に円形の基板の主面に処
理液を吐出して所定の処理を行う基板処理装置におい
て、(a) 前記基板の直径以上の幅を最大吐出幅として前
記最大吐出幅以下の範囲内で吐出幅が変化する可変吐出
幅を有し、前記可変吐出幅と同等の幅の処理液流を前記
基板の主面に吐出する処理液吐出ノズルと、(b) 前記処
理液吐出ノズルを前記基板の主面と平行に直線的に移動
させるノズル移動手段と、(c) 前記基板の主面上におけ
る前記処理液吐出ノズルの位置を検出するノズル位置検
出手段と、(d) 前記処理液流を吐出させつつ前記処理液
吐出ノズルを移動させる移動行程において、検出した前
記処理液吐出ノズルの前記位置に応じて前記可変吐出幅
の幅を変化させる吐出幅制御手段と、を備えている。

【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
に係る基板処理装置において、前記可変吐出幅の幅が不
連続に段階的に変化するようにしている。

【０００９】また、請求項３の発明は、請求項１の発明
に係る基板処理装置において、前記可変吐出幅の幅が連
続的に変化するようにしている。

【００１０】また、請求項４の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、前
記処理液吐出ノズルに、前記移動行程における前記処理
液流の供給を開始する処理液供給開始位置を前記基板の
一端よりも前方とさせ、前記処理液流の供給を停止する
処理液供給停止位置を前記基板の一端と反対側の他端よ
りも後方とさせている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００１２】Ａ．基板処理装置の概略構成：まず、本発
明に係る基板処理装置の全体構成について説明する。図
１は、本発明に係る基板処理装置１００の全体構成を示
す要部概略図である。この基板処理装置１００は、露光
後の基板Ｗに対して現像液を供給して現像処理を行う装
置であり、後述する構成によって現像液吐出処理、リン
ス液吐出処理、スピンドライ処理などを行うことが可能
である。

【００１３】基板処理装置１００は、基板Ｗを回転させ
るためのスピンモータ１５と、基板Ｗに現像液を吐出す
るスリットノズル３０と、スリットノズル３０に現像液
を供給する現像液供給手段４０と、現像処理終了時に基
板Ｗにリンス液（本実施形態では純水）を吐出するリン
ス液吐出ノズル６５と、リンス液吐出ノズル６５にリン
ス液を供給するリンス液供給手段５０と、装置に備えら
れた各機構の動作を制御する制御部８０とを備えてい
る。

【００１４】基板Ｗは回転台１１によって水平姿勢に吸
着保持される。回転台１１は、その下面側中央に回転軸
１２を垂設しており、当該回転軸１２はスピンモータ１
５に接続されている。そして、スピンモータ１５の回転
は回転軸１２を介して回転台１１に伝達され、回転台１
１に保持された基板Ｗが鉛直方向を軸として回転するこ
ととなる。なお、回転台１１は基板Ｗを吸着保持する形
態に限定されるものではなく、基板Ｗの周縁部を把持す
る形態の回転台であってもよい。

【００１５】また、基板Ｗの周辺を覆うようにしてカッ
プ１０が配置されており、基板Ｗの回転によって飛散し
た現像液やリンス液は当該カップ１０によって回収され
る。

【００１６】スリットノズル３０は、基板Ｗの直径と同
等以上の現像液吐出幅を有するノズルであり、水平アー
ム２６に移動自在に保持されるとともに、当該水平アー
ム２６内部に設けられたタイミングベルト２５に連結さ
れている。タイミングベルト２５はプーリ２３、プーリ
２４によって回走可能に保持されている。プーリ２３は
スリットノズル駆動部２１内部に設けられたモータ２２
に連結されており、当該モータ２２の正または逆回転に
よってタイミングベルト２５は、循環回走される。すな
わち、モータ２２、プーリ２３、プーリ２４およびタイ
ミングベルト２５はいわゆるベルト送り機構を構成して
おり、該ベルト送り機構によってスリットノズル３０は
基板Ｗと平行に直線的に水平移動される。なお、スリッ
トノズル３０を移動させる機構としては、ベルト送り機
構に限定されず、例えばボールネジを利用したネジ送り
機構などの公知の直線移動機構が適用可能である。

【００１７】また、プーリ２４はエンコーダ２７に接続
されており、エンコーダ２７がパルス数を測定すること
により、プーリ２４の回転数が検出される。すなわち、
基板Ｗ上方におけるスリットノズル３０の位置は、エン
コーダ２７によって検出することができる。なお、スリ
ットノズル３０の位置検出手段もエンコーダ２７に限定
されるものではなく、例えば水平アーム２６にノズル通
過検出センサを設けるようにしてもよく、その他基板Ｗ
上方におけるスリットノズル３０の位置を検出できる手
段であれば適用可能である。

【００１８】また、スリットノズル３０には現像液供給
手段４０から現像液が供給されるように構成されてい
る。そして、スリットノズル３０は供給された現像液を
基板Ｗに吐出する。このときに現像液供給手段４０は、
スリットノズル３０の基板Ｗ上方における位置に応じて
現像液吐出幅を変化させるように構成されているが、こ
れについては後に詳述する。

【００１９】さらに、スリットノズル３０は、水平アー
ム２６およびスリットノズル駆動部２１とともにスリッ
トノズル昇降部２０によって昇降される。スリットノズ
ル昇降部２０は、その内部にエアシリンダを備えてお
り、当該エアシリンダの動作によってスリットノズル３
０を昇降させている。これにより、スリットノズル３０
は、現像液を吐出するとき以外は上方に待避することが
できる。なお、スリットノズル３０の昇降は、エアシリ
ンダに限らず、アクチェータなどにより行ってもよい。

【００２０】次に、リンス液吐出ノズル６５は、リンス
液供給手段５０からリンス液の供給を受けて、現像処理
後の基板Ｗにリンス液を吐出し、現像処理を停止させる
機能を有する。また、リンス液吐出ノズル６５はノズル
回動モータ６０によって回動動作が可能に構成されると
ともに、上記スリットノズル昇降部２０と同様の構成を
有するリンス液吐出ノズル昇降部６１による昇降動作も
可能である。これにより、リンス液吐出ノズル６５は、
リンス液吐出時以外は、基板Ｗの上方より待避してスリ
ットノズル３０と干渉するのを回避している。

【００２１】また、図１に示すように、上記の各動作機
構、すなわち現像液供給手段４０、スリットノズル昇降
部２０、スリットノズル駆動部２１、リンス液供給手段
５０、リンス液吐出ノズル昇降部６１、ノズル回動モー
タ６０およびスピンモータ１５は、制御部８０に電気的
に接続されてその動作が制御され、現像液吐出処理、リ
ンス液吐出処理、スピンドライ処理などの一連の処理を
順次行わせるようにしている。さらに、制御部８０はエ
ンコーダ２７にも電気的に接続されており、当該エンコ
ーダ２７が検出したスリットノズル３０の位置情報は制
御部８０に伝達される。

【００２２】Ｂ．現像液吐出ノズルの構成：次に、本発
明に係る基板処理装置の現像液吐出ノズルであるスリッ
トノズル３０の構成について説明する。図２は、スリッ
トノズル３０の構成を示す概略図である。

【００２３】上述の如く、スリットノズル３０は基板Ｗ
の直径と同等以上の現像液吐出幅を有している。そし
て、スリットノズル３０の現像液吐出孔は、中央部に設
けられた吐出孔３１ａ、その両外側に設けられた吐出孔
３１ｂ、そのさらに両外側に設けられた３１ｃから構成
されている。

【００２４】また、現像液供給手段４０は、現像液タン
ク４１および供給ポンプ４２、４３、４４から構成され
ている。スリットノズル３０の吐出孔３１ａ、３１ｂ、
３１ｃには、それぞれ独立に供給ポンプ４４、４３、４
２から現像液が供給される。

【００２５】供給ポンプ４２、４３、４４は、制御部８
０によってその動作が制御されており、いずれの供給ポ
ンプを動作させるかによってスリットノズル３０の吐出
幅を不連続に段階的に変化させることが可能である。す
なわち、供給ポンプ４４のみを動作させた場合には、吐
出孔３１ａのみから現像液が吐出され、上記吐出幅は幅
Ｄ１となる。また、供給ポンプ４３および供給ポンプ４
４を動作させた場合には吐出孔３１ａおよび吐出孔３１
ｂから現像液が吐出され、吐出幅は幅Ｄ２となる。同様
に、供給ポンプ４２、４３、４４の全てを動作させた場
合には、吐出孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃのすべてから現
像液が吐出され、吐出幅は基板Ｗの直径と同じ幅Ｄ３と
なる。なお、吐出孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃの全てを使
用したときは、吐出幅が基板Ｗの直径以上となる構成で
もよい。

【００２６】このようなスリットノズル３０の吐出幅の
調整は、エンコーダ２７が検出した基板Ｗの主面上にお
けるスリットノズル３０の位置に応じて制御部８０が制
御する。図３は、スリットノズル３０による現像液吐出
処理を説明する概念図である。

【００２７】スリットノズル３０が基板Ｗと平行に直線
的に水平移動（図中の矢印の向きに移動）されて、区間
Ａに位置するときは供給ポンプ４４のみが作動され、幅
Ｄ１の現像液流が吐出される。また、スリットノズル３
０が区間Ｂに位置するときは供給ポンプ４３および供給
ポンプ４４が作動されて、幅Ｄ２の現像液流が吐出され
る。同様に、スリットノズル３０が区間Ｃに位置すると
きは供給ポンプ４２、４３、４４の全てが作動され、幅
Ｄ３の現像液流が吐出される。

【００２８】上記の現像液吐出処理内容を換言すると、
スリットノズル３０からの現像液流が着液する基板Ｗの
弦（スリットノズル３０と同方向の弦）の長さ以上、基
板Ｗの直径以下の範囲で当該スリットノズル３０の吐出
幅を変化させつつ、その吐出幅と同じ幅の現像液流を吐
出している。従って、基板Ｗの全面に現像液を液盛りす
ることが可能であり、さらに図５の従来の現像液吐出処
理と比較すると明らかなように、スリットノズル３０が
現像液を吐出しつつ移動する範囲から基板Ｗの領域を減
じた領域Ｌ２（図中の斜線を付した領域）の面積が減少
している。すなわち、基板Ｗに供給されることなくその
まま落下する現像液を減少させており、その結果、現像
液が無駄に消費されるのを抑制し、現像液の有効利用を
行うことができる。

【００２９】また、図３に示すように、スリットノズル
３０の移動行程において、現像液の吐出開始位置（図中
における区間Ａの左端の位置）を基板Ｗの端部Ｅ１より
も前方とし、また、現像液の吐出停止位置（図中におけ
る区間Ａの右端の位置）を基板Ｗの端部Ｅ１と反対側の
端部Ｅ２よりも後方としている。すなわち、予め現像液
流が形成されてからスリットノズル３０が基板Ｗの上方
に位置するとともに、当該スリットノズル３０が基板Ｗ
を通り過ぎてから現像液の吐出が停止される。従って、
スリットノズル３０が基板Ｗの端部Ｅ１において現像液
の吐出を開始し、端部Ｅ２において現像液の吐出を停止
する場合に比較して、基板Ｗに与える衝撃が減少され、
露光済みの基板Ｗに形成されたパターンを保護すること
ができる。

【００３０】Ｃ．変形例：以上、本発明の実施の形態に
ついて説明したが、この発明は上記の例に限定されるも
のではない。例えば、上記のスリットノズル３０は、吐
出幅を不連続に段階的に変化させる形態であったが、こ
れを図４に示すような形態のノズルにしてもよい。な
お、図４（ａ）はスリットノズル９０の概略構成を示
し、図４（ｂ）はスリットノズル９０の断面を示し、図
４（ｃ）は円筒９１を示している。

【００３１】図４のスリットノズル９０は、その内部に
中空の円筒９１を有しており、当該円筒９１はモータ９
５によって回転される。また、円筒９１は図４（ｃ）に
示すような開口９２を有しており、現像液供給手段４０
の供給ポンプ４５によって供給された現像液は開口９２
から放出される。ここで、円筒９１の長手方向における
開口９２の最大幅は基板Ｗの直径と同等の長さである。

【００３２】一方、スリットノズル９０は基板Ｗの直径
と同等の長さを有するスリット９３を備えている。従っ
て、スリットノズル９０の吐出幅は、上記開口９２とス
リット９３とが重なる部分の長さとなる。そして、開口
９２を有する円筒９１はモータ９５によって回転される
ため、スリットノズル９０の吐出幅は連続的に変化する
ことになる。

【００３３】なお、スリットノズル９０以外の基板処理
装置全体の構成は上記実施形態の基板処理装置１００と
同様である。

【００３４】このスリットノズル９０を使用して現像液
吐出処理を行うときは、エンコーダ２７が検出した基板
Ｗの主面上におけるスリットノズル９０の位置に応じて
制御部８０がモータ９５を制御し、スリットノズル９０
からの現像液流が着液する基板Ｗの弦（スリットノズル
９０と同方向の弦）の長さ以上、基板Ｗの直径以下の範
囲で当該スリットノズル９０の吐出幅を変化させつつ、
その吐出幅と同じ幅の現像液流を吐出する。このように
しても、基板Ｗの全面に現像液を液盛りすることが可能
であるとともに、現像液が無駄に消費されるのを抑制
し、現像液の有効利用を行うことができる。

【００３５】また、上記実施形態においては、スリット
ノズル３０の吐出幅を３段階に変化させていたが、これ
は３段階に限定されるものではなく、２段階以上であれ
ばよい。このときに、吐出幅の段階数を多くすればする
ほど、図３中の領域Ｌ２の面積を減少することが可能で
あるが、スリットノズル３０および現像液供給手段４０
の構成も複雑になるため、両者のバランスを考慮して吐
出幅の段階数を決定するのが望ましい。

【００３６】また、上記実施形態において、スリットノ
ズル３０による現像液の吐出開始位置を基板Ｗの端部Ｅ
１とし、吐出停止位置を基板Ｗの端部Ｅ２としてもよ
い。この場合、基板Ｗに与える衝撃は上記実施形態に比
較して大きくなるが、図３中の領域Ｌ２の面積をさらに
減少することができるため、現像液が無駄に消費される
のをより効果的に抑制することができる。これらは、現
像液や基板の種類に応じてどちらの処理方法を選択する
かを決定すればよい。

【００３７】さらに、上記基板処理装置１００は現像液
を供給して現像処理を行う装置であったが、本発明に係
る基板処理技術は処理液を吐出して所定の処理を行う基
板処理装置であれば適用可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、請求項
２および請求項３の発明によれば、処理液流を吐出させ
つつ処理液吐出ノズルを移動させる移動行程において、
検出した処理液吐出ノズルの基板の主面上における位置
に応じて可変吐出幅の幅を変化させているため、基板に
供給されることなく落下する処理液が減少でき、その結
果、処理液が無駄に消費されるのを抑制し、処理液の有
効利用を行うことができる。

【００３９】また、請求項４の発明によれば、処理液流
の供給を開始する処理液供給開始位置を基板の一端より
も前方とし、処理液流の供給を停止する処理液供給停止
位置を基板の一端と反対側の他端よりも後方としている
ため、基板に与える衝撃が減少され、基板に形成された
パターンを保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板処理装置の全体構成を示す要
部概略図である。

【図２】図１の基板処理装置のスリットノズルを示す概
略図である。

【図３】図１の基板処理装置のスリットノズルによる現
像液吐出処理を説明する概念図である。

【図４】他の形態のスリットノズルを説明する図であ
る。

【図５】従来のスリットノズルによる現像液吐出処理を
説明する概念図である。

【符号の説明】

２１ スリットノズル駆動部 ２７ エンコーダ ３０ スリットノズル ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ 吐出孔 ４０ 現像液供給手段 ４２、４３、４４ 供給ポンプ ８０ 制御部 １００ 基板処理装置 Ｗ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｃ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に円形の基板の主面に処理液を吐
   出して所定の処理を行う基板処理装置であって、 (a) 前記基板の直径以上の幅を最大吐出幅として前記最
   大吐出幅以下の範囲内で吐出幅が変化する可変吐出幅を
   有し、前記可変吐出幅と同等の幅の処理液流を前記基板
   の主面に吐出する処理液吐出ノズルと、 (b) 前記処理液吐出ノズルを前記基板の主面と平行に直
   線的に移動させるノズル移動手段と、 (c) 前記基板の主面上における前記処理液吐出ノズルの
   位置を検出するノズル位置検出手段と、 (d) 前記処理液流を吐出させつつ前記処理液吐出ノズル
   を移動させる移動行程において、検出した前記処理液吐
   出ノズルの前記位置に応じて前記可変吐出幅の幅を変化
   させる吐出幅制御手段と、を備えることを特徴とする基
   板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の基板処理装置において、 前記可変吐出幅はその幅が不連続に段階的に変化するこ
   とを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の基板処理装置において、 前記可変吐出幅はその幅が連続的に変化することを特徴
   とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載の基板処理装置において、 前記処理液吐出ノズルは、前記移動行程において、前記
   処理液流の供給を開始する処理液供給開始位置を前記基
   板の一端よりも前方とし、前記処理液流の供給を停止す
   る処理液供給停止位置を前記基板の一端と反対側の他端
   よりも後方とすることを特徴とする基板処理装置。