JPH11156278A

JPH11156278A - 処理液吐出ノズル及びそれを備えた基板処理装置

Info

Publication number: JPH11156278A
Application number: JP32604397A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Hashimoto; 光治橋本; Takeshi Mihashi; 毅三橋; Naoyuki Osada; 直之長田; Takuya Wada; 卓也和田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 1999-06-15

Abstract

(57)【要約】【課題】処理液吐出ノズルの処理液溜まり内に発生す
るエアを排除する処理液吐出ノズルおよびそれを備えた
基板処理装置を提供する。【解決手段】処理液吐出ノズル４は、処理液を送液す
る送液管４１に連通接続された筐体４０で構成されてい
る。この筐体４０の内部の空間である処理液溜まり４０
ａの天井面４０ｃは、エア抜き孔４０ｄに向かって上昇
した傾斜面で形成されている。処理液溜まり４０ａ内で
発生・成長したエアは、自分自身の浮力によって天井面
４０ｃに沿って、エア抜き孔４０ｄにまで誘導される。
さらに、送液管４１から供給される処理液は、吐出孔４
０ｂだけでなくエア抜き孔４０ｄからも抜けるので、天
井面４０ｃに付着するエアは、エア抜き孔４０ｄに流れ
込む処理液のよって押し流され、エア抜き孔４０ｄに連
結された廃液管４２から排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、フ
ォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基
板、光ディスク用の基板などの基板に処理を施すため
に、基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出ノズル及
びそれを備える基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の処理液吐出ノズルとし
て、例えば、図８に示すようなものがある。

【０００３】この処理液吐出ノズル６０は、処理液Ｑを
送液する送液管６１に連通接続された筐体６２で構成さ
れている。筐体６２は、筐体６２の内部の空間である、
処理液で満たされる処理液溜まり６２ａと、この処理液
溜まり６２ａに連通する、筐体６２の下面に形成された
複数個の吐出孔６２ｂとを備えている。

【０００４】筐体６２の処理液溜まり６２ａは、常に処
理液Ｑで満たされていて、吐出孔６２ｂからエアが入り
込まないようになっている。図示しない処理液供給機構
から送液管６１を通じて筐体６２の処理液溜まり６２ａ
に処理液Ｑが供給されると、その処理液の供給圧力によ
って処理液溜まり６２ａ内の処理液Ｑは、筐体６２の下
面に形成された複数個の吐出孔６２ｂから吐出される。
また、処理液溜まり６２ａへの処理液Ｑの供給が止まる
と、吐出孔６２ｂからの処理液Ｑの吐出も止まる。

【０００５】この処理液吐出ノズル６０を備える基板処
理装置は、基板Ｗに処理を行う時に、処理液吐出ノズル
６０が基板Ｗの処理面上方の水平面内において、揺動移
動するように構成されている。処理液吐出ノズル６０が
揺動移動している際に、処理液Ｑが処理液溜まり６２ａ
に供給され、筐体６２の吐出孔６２ｂから処理液Ｑが吐
出される。吐出された処理液Ｑは、処理液吐出ノズル６
０の揺動移動によって、例えば回転している基板Ｗの処
理面の全面に供給されることで、基板Ｗに処理を行う。
所定量の処理液Ｑの吐出が終了すると、処理液吐出ノズ
ル６０は、基板Ｗの上方を揺動移動して、待機位置にま
で戻る。このとき、回転している基板Ｗは、更に高速で
回転して、基板Ｗの処理面上の処理液を振り切って所定
の処理を終了する。

【０００６】

【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。処理液溜まり６２ａ内にエアが存在すると、次の
ような種々の問題を引き起こす。図９に示すように、処
理液溜まり６２ａ内の処理液中に発生した複数のエア
は、浮上して天井面に付着する。このエアａ２は、送液
管６１からの処理液Ｑの供給によって、処理液Ｑに混入
されて吐出孔６２ｂから基板Ｗ上に吐出される。このと
き、エアａ２が基板Ｗのパターン形成面に付着し、この
エアａ２の付着した部分だけが処理液Ｑによる処理が施
されないという処理ムラを生じる。また、この複数のエ
アａ２が結合して、ある程度の大きさになったエアａ１
は、吐出孔６２ｂ₁を塞ぎ、吐出孔６２ｂ₁からの処理
液Ｑの吐出を阻害することもある。さらに、処理液Ｑの
吐出終了後には、それまで処理液溜まり６２ａ内にかか
っていた処理液Ｑの供給圧力によって縮小していたエア
ａ２が、供給圧力が無くなることで、膨張して吐出孔６
２ｂから処理液Ｑを押し出し、いわゆるぼた落ちを引き
起こすという問題が生じる。

【０００７】従来、上述した問題を解消するため、処理
液溜まり６２ａ内を常に処理液Ｑで満たした状態にし
て、吐出孔６２ｂから処理液溜まり６２ａ内へのエアの
進入を防いだり、また、処理液Ｑの送液路の途中に設け
られた脱気膜を介して送液することで、処理液溜まり６
２ａに供給される処理液Ｑ中に含まれる気体成分（エ
ア）を取り除いたりする手段が講じられている。

【０００８】しかし、例えば処理液Ｑの送液路の途中に
設けられた脱気膜は、処理液Ｑ内に溶け込んだ窒素など
の気体成分（エア）を完全に取り除くことができないの
で、処理液溜まり６２ａに供給された処理液Ｑから微量
のエアが発生・成長して、処理液溜まり６２ａの天井面
に付着する場合がある。つまり、処理液溜まり６２ａ内
のエアの発生を、完全に防止することができないという
問題がある。

【０００９】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、処理液溜まり内に存在するエアを排除
することができる処理液吐出ノズル及びそれを備えた基
板処理装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【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、送液管から供給される処
理液で、筐体内の空間である処理液溜まりが満たされ、
この処理液溜まりに連通するように形成された、筐体の
下面の複数個の吐出孔から基板に向けて処理液を吐出す
るように構成された処理液吐出ノズルにおいて、前記筐
体は、その上面に前記処理液溜まりに連通するエア抜き
孔を備えたことを特徴とするものである。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の処理液吐出ノズルにおいて、前記処理液溜まりは、そ
の天井面が前記エア抜き孔に向かって上昇した傾斜面で
形成されたものである。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の処理液吐出ノズルを備えた基板処理装
置において、前記エア抜き孔から前記処理液溜まり内の
エアを排出する際に、前記送液管から送液される処理液
の流量を増やして前記エア抜き孔から処理液を排出する
ように制御する制御手段を設けたことを特徴とするもの
である。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。処理液溜まりは、処理液で常に満たされた状態とな
っているので、送液管から処理液溜まりに新たな処理液
が供給されると、この供給圧力によって、処理液は、筐
体の下面の複数個の吐出孔から吐出されるとともに、エ
ア抜き孔からも排出される。処理液溜まりの天井面に付
着するエアは、このときエア抜き孔へ流れ込む処理液に
よって押し流され、処理液と伴にエア抜き孔から排出さ
れる。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、処理液溜
まりの天井面は、エア抜き孔に向かって、上昇している
ので、天井面にあるエアは自分自身の浮力によって、エ
ア抜き孔に向かって移動する。

【００１５】請求項３に記載の発明によれば、制御手段
は、送液管から供給する処理液の流量を増やしてエア抜
き孔から処理液を排出するので、処理液溜まりの天井面
に付着したエアは、処理液の強い流れによってエア抜き
孔に向けて押し流される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１は本発明の実施例に係る基板処理
装置の概略構成を示す側面図であり、図２は、処理液吐
出ノズルの揺動動作を示す平面図である。この実施例で
は、半導体ウエハ（以下、単に「基板」と呼ぶ）に処理
液である現像液を吐出する処理液吐出ノズルを備えた基
板現像装置を例に採って説明する。なお、この実施例で
は基板現像装置を例に採って説明するが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、基板の処理面に適宜の処理
液を吐出して、基板に処理を行う基板処理装置に広く適
用することができる。

【００１７】この基板現像装置は、基板Ｗを水平姿勢で
保持して回転中心Ｐ１周りに回転するスピンチャック１
と、スピンチャック１を囲うように配備された飛散防止
カップ２と、スピンチャック１に保持された基板Ｗに現
像液を吐出する処理液吐出ノズル４と、この処理液吐出
ノズル４を揺動および昇降駆動にするノズル駆動機構１
５などで構成されている。

【００１８】スピンチャック１は、回転軸３を介して電
動モータ５に連動連結して構成されている。このスピン
チャック１は、図示しない真空ラインに繋がっていて、
基板Ｗを真空吸着して保持するとともに、電動モータ５
の回転駆動によって、基板Ｗを保持しながら回転中心Ｐ
１周りに低速または高速回転する。

【００１９】飛散防止カップ２は、基板Ｗの回転に伴っ
て、基板Ｗに吐出された現像液が周囲に飛散するのを防
止するために、スピンチャック１に保持される基板Ｗの
周囲を取り囲むように配設されている。基板Ｗ上から飛
び出した現像液は、飛散防止カップ２の図示しない廃液
回収構造によって回収される。また、飛散防止カップ２
は、図示しない昇降機構によって、基板Ｗの搬入・搬出
の際に昇降するように構成されている。

【００２０】処理液吐出ノズル４は、支持アーム６によ
って片持ち支持されていて、その下面に形成された複数
個の吐出孔４０ｂから現像液を吐出するものである。支
持アーム６は、その基端部から先端部にまで連通する管
状の構造となっていて、基端部に接続された送液ライン
１０ａを通じて現像液タンク１０から送液されてきた現
像液を、その先端部に支持する処理液吐出ノズル４にま
で送液することができる。さらに、支持アーム６の基端
部には、ノズル駆動機構１５が取り付けられている。こ
のノズル駆動機構１５によって、処理液吐出ノズル４
は、揺動および昇降移動される。具体的には図２に示す
ように、ノズル駆動機構１５は、後述する処理液吐出ノ
ズル４の下面に形成された４個の吐出孔４０ｂのうちの
最も外側の吐出孔４０ｂ₁が基板Ｗの回転中心Ｐ１を通
るように、揺動中心Ｐ２周りに支持アーム６を揺動し
て、処理液吐出ノズル４を基板Ｗの半径方向に移動させ
る。

【００２１】支持アーム６の基端部に接続された送液ラ
イン１０ａの他端は、現像液タンク１０に接続されてい
る。現像液タンク１０には、現像液が貯液されていて、
窒素ガスによる加圧ライン１０ｂによって現像液タンク
１０内が加圧されると、現像液が送液ライン１０ａを通
じて送液される構造になっている。この送液ライン１０
ａの途中には、現像液の流量を調整する流量調整器８が
設けられている。

【００２２】なお、上述した電動モータ５、処理液吐出
ノズル４、ノズル駆動機構１５、流量調整器８、後述す
る廃液管開閉バルブ９は、制御部１７に接続されてい
て、基板Ｗの回転数やノズル７の揺動速度や現像液の吐
出量および吐出タイミングなどが統括的に制御される。
制御部１７で行われる廃液管開閉バルブ９の開閉および
流量調整器８の操作を行う制御部１７は、制御は、この
発明における制御手段に相当する。

【００２３】上述した構成による基板現像装置の現像処
理時の動作を説明する。図示しない基板搬送機構によっ
て、スピンチャック１上に基板Ｗが載置されると、飛散
防止カップ２が上昇する。このとき、スピンチャック１
は、基板Ｗを吸着保持するとともに、基板Ｗを低速回転
し始める。処理液吐出ノズル４は、ノズル駆動機構１５
によって、待機位置の待機ポット１１（図２参照）から
引き上げられるとともに、基板Ｗの側方の吐出開始位置
にまで揺動移動される。この吐出開始位置において、処
理液吐出ノズル４は、その下面に備える各吐出孔４０ｂ
から現像液を吐出する。この現像液が吐出された状態の
まま、処理液吐出ノズル４は、基板Ｗの周囲から回転中
心Ｐ１に向かって所定の速度で移動する。これによっ
て、基板Ｗの処理面全体に現像液を行き渡らせ、基板Ｗ
に現像処理が施される。処理液吐出ノズル４は、基板Ｗ
の回転中心Ｐ１まで移動すると、現像液の吐出を終了す
るとともに、基板Ｗの上方を移動して、待機ポット１１
にまで戻る。スピンチャック１は、現像液の吐出が終了
すると、さらに高速で回転して、基板Ｗ上の現像液を振
り切る。スピンチャック１の高速回転が終了すると、飛
散防止カップ２が下降し、基板搬送機構によって基板Ｗ
が搬出されて一連の現像処理が終了する。

【００２４】以下、本発明の要部である処理液吐出ノズ
ル４について、図３に示す平面図と、図４に示すＡ−Ａ
断面図と、図５に示すＢ−Ｂ断面図とを参照して説明す
る。

【００２５】図３〜図５に示すように、処理液吐出ノズ
ル４は、現像液を送液する送液管４１に連結接続された
筐体４０で構成されている。送液管４１は、支持アーム
６と一体に構成され、支持アーム６の基端部に接続され
た送液ラインを通じて現像液タンク１０から送られる現
像液を、筐体４０内に供給する。

【００２６】筐体４０は、この内部の空間である処理液
溜まり４０ａを備え、筐体４０の下面には、この処理液
溜まり４０ａに連通した複数個の吐出孔４０ｂ（図で
は、７個の吐出孔４０ｂ）が形成されている。また、処
理液溜まり４０ａの天井面４０ｃには、エア抜き孔４０
ｄが形成されており、このエア抜き孔４０ｄに廃液管４
２が接続されている。さらに、処理液溜まり４０ａの天
井面４０ｃは、図４、図５に示すように、エア抜き孔４
０ｄに向かって上昇した滑らかな傾斜面で形成されてい
る。なお、処理液溜まり４０ａは、気泡の進入による現
像液のぼた落ちを防止するために、常に現像液で満たさ
れた状態になっている。

【００２７】エア抜き孔４０ｄに連結接続された廃液管
４２は、ていて、処理液溜まり４０ａ内のエアを含む現
像液を図示しない廃液タンクに排出する。また、制御部
１７は、この廃液管４２の途中に設けられた廃液管開閉
バルブ９（図１参照）の開閉によって、処理液溜まり４
０ａから現像液を排出するか否かを制御し、通常は閉め
られた状態になっている。

【００２８】以下、待機ポット１１において行われる、
処理液溜まり４０ａ内のエアを排除する過程を図６、図
７を参照して説明する。なお、処理液溜まり４０ａ内の
エアは、基板Ｗに現像液を吐出する前に排除する必要が
あるので、所定の期間毎に待機位置にある待機ポット１
１（図２参照）で行われるものである。

【００２９】処理液吐出ノズル４が待機ポット１１で待
機している状態のとき、図６に示すように、処理液溜ま
り４０ａ内に発生したエアは、天井面４０ｃまで浮上す
る。さらに、ある程度の大きさにまで成長したエアＢ
は、天井面４０ｃの傾斜に沿って、自分自身の浮力によ
ってエア抜き孔４０ｄに向かって移動し、エア抜き孔４
０ｄ付近に集まる。なお、天井面４０ｃには、自らの浮
力によって、エア抜き孔４０ａに向かって移動しないよ
うな細かなエアＢが付着している場合がある。

【００３０】処理液溜まり４０ａ内のエア抜きをする場
合、制御部１７は、流量調整器８を通常の流量よりも多
め流量に設定し、バルブ８ａを開ける（図１参照）。現
像液は、送液ライン１０ａを介して処理液吐出ノズル４
に送られる。処理液吐出ノズル４の処理液溜まり４０ａ
には、通常よりも流量の多い現像液が供給されるので、
その吐出孔４０ｂから現像液が勢いよく吐出される。吐
出された現像液は、待機ポット１１で受け止められ、図
示しない廃液ラインに廃液される。このとき、吐出孔４
０ｂから吐出される現像液の量は、その吐出孔４０ｂの
大きさによって限界があるので、処理液溜まり４０ａ内
は、通常よりも高い圧力がかかっていることになる。

【００３１】次に、制御部１７は、廃液管開閉バルブ９
を開ける。廃液管開閉バルブ９が開けられると、処理液
溜まり４０ａと廃液タンクまでが通じて、処理液溜まり
４０ａ内の現像液は、エア抜き孔４０ｄに連結されてい
る廃液管４２に向かって、勢いよく流れ込む。このと
き、処理液溜まり４０ａの天井面４０ｃ付近には、図７
中の矢印６０に示すように現像液の流れが形成されて、
現像液は、天井面４０ｃに付着しているエアＥをエア抜
き孔４０ｄにまで押し流す。このエアＥを含む現像液
は、廃液管４２を通じて廃液タンクに排出される。

【００３２】所定量の現像液が処理液吐出ノズル４に供
給されると、制御部１７は、流量調整器８のバルブ８ａ
および廃液管開閉バルブ９を閉めて、処理液溜まり４０
ａ内のエアの排除を終了する。なお、上記制御部１７
は、流量調整器８を開けた後に廃液管開閉バルブ９を開
けたが、この発明はこれに限定されるものではなく、例
えば廃液管開閉バルブ９を開けた後、流量調整器８を開
けることもできる。また、上述した実施例では、エア抜
き孔４０ｄを２個設けた場合について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、エア抜き孔を１個
以上設けたものについて適用することができる。

【００３３】上述したような処理液吐出ノズル４を備え
た基板処理装置は、基板Ｗに処理を行っていないとき
に、処理液吐出ノズル４内に発生するエアを排除するこ
とができるので、基板Ｗに処理ムラを発生させることが
なく、さらに、現像液のぼた落ちを防止し、その結果、
処理効率および処理品質を向上することができる。

【００３４】本発明は、以下のように変形実施すること
も可能である。

【００３５】（１）上記実施例では、図４に示したよう
に、処理液溜まり４０ａの天井面４０ｃをエア抜き孔４
０ｄに向けて上昇した傾斜面で形成したが、例えば、傾
斜を付けずに水平な平面で形成してもよい。

【００３６】（２）上記実施例では、待機ポット１１に
おいてエア抜きを行ったが、例えば、基板に処理液を吐
出するしながら、エア抜き孔４０ｄから処理液を抜くよ
うにしてもよい。

【００３７】（３）上記実施例では、処理液溜まり４０
ａに供給された処理液の流量を増やすことによって、廃
液管４２から処理液を排出したが、例えば、廃液管４２
に吸液ポンプを付けて、積極的に処理液溜まり４０ａ内
の処理液を吸い上げるようにしてもよい。この場合に
は、吐出孔４０ｂからエアを吸い込まないように、処理
液溜まり４０ａ内に供給する処理液の量を調整すればよ
い。

【００３８】

【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、送液管から供給された処理液
は、筐体の下面に設けられた複数個の吐出孔から吐出さ
れるとともに、筐体の上面に設けられたエア抜き孔から
も排出されるので、処理液溜まりの天井面に付着したエ
アを、エア抜き孔に向かって流れ込む処理液によって、
処理液溜まり内から排除することができる。その結果、
基板に吐出される処理液Ｑにエアが混入することがな
く、また、処理液吐出ノズルからの処理液のぼた落ちを
防止することもできる。

【００３９】請求項２に記載の発明によれば、処理液溜
まりの天井面は、エア抜き孔に向かって上昇しているの
で、天井面にあるエアは、自分自身の浮力によってエア
抜き孔の方向に移動する。また、この天井面に付着した
エアは、処理液の流れによって容易にエア抜き孔まで運
ばれる。したがって、処理液溜まり内のエアをより確実
にエア抜き孔から排出することができる。

【００４０】請求項３に記載の発明によれば、処理液吐
出ノズルに供給する処理液の流量を増やして、エア抜き
孔から処理液溜まり内の処理液を排出するので、エア抜
き孔に向かう処理液の流れを強くすることができる。そ
の結果、より確実に処理液溜まり内のエアを取り除くこ
とができるとともに、エアを短時間で排除することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す側
面図である。

【図２】実施例に係る処理液吐出ノズルの移動動作を説
明する平面図である。

【図３】処理液吐出ノズルの平面図である。

【図４】図３に示した処理液吐出ノズルのＡ−Ａ矢視断
面図である。

【図５】図３に示した処理液吐出ノズルのＢ−Ｂ矢視断
面図である。

【図６】処理液吐出ノズルの処理液溜まり内のエアの動
きを示す図である。

【図７】処理液溜まり内に処理液を供給した場合の処理
液の流れを示す図である。

【図８】従来例に係る処理液吐出ノズルの断面図であ
る。

【図９】従来の処理液吐出ノズルに処理液を供給した場
合の処理液の流れを示す図である。

【符号の説明】

１ …スピンチャック４ …処理液吐出ノズル６ …支持アーム８ …流量調整器９ …廃液管開閉バルブ４０ …筐体４０ａ…処理液溜まり４０ｂ…吐出孔４０ｃ…天井面４０ｄ…エア抜き孔４１ …送液管４２ …廃液管Ｂ …エアＷ …基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長田直之京都府京都市伏見区羽束師古川町322 大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内 (72)発明者和田卓也京都府京都市伏見区羽束師古川町322 大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送液管から供給される処理液で、筐体内
の空間である処理液溜まりが満たされ、この処理液溜ま
りに連通するように形成された、筐体の下面の複数個の
吐出孔から基板に向けて処理液を吐出するように構成さ
れた処理液吐出ノズルにおいて、前記筐体は、その上面に前記処理液溜まりに連通するエ
ア抜き孔を備えていることを特徴とする処理液吐出ノズ
ル。
【請求項２】請求項１に記載の処理液吐出ノズルにお
いて、前記処理液溜まりは、その天井面が前記エア抜き孔に向
かって上昇した傾斜面で形成されている処理液吐出ノズ
ル。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の処理液
吐出ノズルを備えた基板処理装置において、前記エア抜き孔から前記処理液溜まり内のエアを排出す
る際に、前記送液管から送液される処理液の流量を増や
して前記エア抜き孔から処理液を排出するように制御す
る制御手段を設けたことを特徴とする基板処理装置。