JPH11309403A - 基板処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板を移動しないで薬液処理の直後に純水置
換しても、薬液廃液と純水とを分離可能とする基板処理
装置を提供する。 【解決手段】 モータ12により複数の回転速度の設定が
可能の回転チャック14に対して、回転チャック14にて支
持した基板17上に薬液L1を供給する薬液吐出ノズル18
と、純水L2を供給する純水吐出ノズル19とを配置する。
回転チャック14の周囲にて、回転チャック14の回転速度
に応じた遠心力の違いにより基板17より振切った処理液
を区分回収する薬液廃液の回収部28と、純水廃液の回収
部29とを遠近方向に区画形成する。回転チャック14は、
周縁部に外方へ向って上昇傾斜状に形成した傾斜縁部16
を有し、複数の回収部28，29は、回転チャック14の近く
に位置する回収容器26と、この近くに位置する回収容器
26を覆う形状に設けた遠くに位置する回収容器27とによ
り区画形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶ディス
プレーに用いられるガラス基板などの上に形成された薄
膜を薬液により現像処理したり、例えば半導体ウエハに
用いるケイ素基板を清浄化するためにエッチング処理し
たり、あるいはコーティング材をコーティング処理する
場合に用いられる基板処理方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の基板処理装置の薬液処理部断面図
を図３に示す。

【０００３】薬液吐出ノズル１および純水吐出ノズル２
が基板３上に配置されており、基板３は回転チャック４
上に真空吸着により保持されている。回転チャック４は
モータ５により回転駆動され、基板３は任意の回転速度
で回転する。

【０００４】基板３の回転中に基板３の中心に向けて薬
液および純水が吐出され、基板３上の全面に広げられ
る。

【０００５】基板３の周囲は、固定されたカップ６で覆
われており、基板３上に吐出された薬液あるいは純水を
外部に飛散させないよう回収し、廃液配管７を介し回収
タンク（図示せず）に排出し、処理する。

【０００６】薬液処理シーケンスについて説明する。被
処理体である薄膜が主表面に形成された基板３を回転チ
ャック４に真空吸着により保持した後、１００r.p.m.程
度で回転させる。

【０００７】基板３の回転中に、薬液吐出ノズル１より
薬液が基板３の中央部に吐出され、基板全面に一様に広
げられる。

【０００８】薬液は、基板３に沿って周囲に振切られ、
カップ６の内壁に衝突して落下し、カップ６の下部に溜
まり、廃液配管７に流れ込み、回収タンク（図示せず）
に排出される。

【０００９】基板３の薬液処理が終わった後、基板３を
再度１００r.p.m.で回転させ、純水吐出ノズル２より純
水を吐出し、薬液処理を停止させるため純水置換する。

【００１０】純水は、薬液と同様に振切られて、カップ
６の下部に集められ、同様に回収タンクに排出される。

【００１１】置換終了後、純水の供給を停止し、基板３
を２０００r.p.m.で高速回転し、乾燥させる。この際、
振切られた純水も同様に回収タンクに排出される。

【００１２】薬液廃液は濃度が高いため、酸アルカリ排
水に使用する廃液処理設備で中和処理される。

【００１３】この廃液処理は生産規模に比例して容量が
大きくなり、回収に要する費用も高額になる。それゆ
え、薬液廃液量を極力少なくする必要がある。

【００１４】廃液量の削減対策として、薬液および純水
の使用量の削減、薬液と純水との分離が考えられる。

【００１５】薬液は、置換に必要な純水が混入すると、
処理速度の低下などによる薄膜残りで製品に大きな影響
を与える。故に使用量の削減以上に、薬液廃液中の純水
を分離することが重要である。

【００１６】しかし、薬液処理後すぐに純水置換しなけ
れば、処理むらが発生し、処理後のパターン線幅が面内
で不均一になるため、同一のカップ６内で薬液処理から
純水置換まで行なう必要がある。

【００１７】その場合、カップ６に接続された廃液配管
７を、処理シーケンスに従って２系統に切替える方法も
考えられるが、カップ６の下部で液溜まりが生じるた
め、この部分で純水と薬液とが混ざり、分離不可能であ
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、薬
液処理の直後に純水置換を行う場合は、廃液を薬液廃液
と純水とに分離することが困難であり、多量の廃液を回
収処理することになるなどの問題がある。

【００１９】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、複数の液処理を順次行った場合でも、それらの処
理廃液の区分回収を可能とする基板処理方法および装置
を提供することを目的とするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る基板処理方
法は、回転する基板上に一の処理液を供給するととも
に、基板の外周部に位置する一の回収部にて一の処理液
を回収し、基板の回転速度を切換え、この基板上に他の
処理液を供給するとともに、基板の外周部で一の回収部
とは遠近方向に異なる場所に位置する他の回収部にて他
の処理液を区分回収するものである。

【００２１】これにより、処理液の種類に応じて基板の
回転速度のみを可変制御し、各処理液に作用する遠心力
の違いを利用して、基板より振切られた処理液の飛散距
離を変更し、相対的に遠近方向に配置された複数の回収
部に各処理液を容易に区分回収できる。

【００２２】また、基板の回転速度を切換えるときか
ら、他の処理液の供給を開始するようにしても良い。

【００２３】これにより、速度切換中での乾燥状態によ
り生ずる薬液むらなどの不都合を防止できる。

【００２４】さらに、回転する基板上に一の処理液とし
ての薬液を供給するとともに、基板の比較的近くに位置
する一の回収部にて薬液を回収し、基板の回転速度を高
速に切換え、この高速で回転する基板上に他の処理液と
しての純水を供給するとともに、基板から比較的遠くに
位置する他の回収部にて純水を区分回収する基板処理方
法としても良い。

【００２５】これにより、薬液と純水とに作用する遠心
力の違いを利用して、薬液よりも純水を遠くへ飛散さ
せ、近くの回収部に回収された薬液に対し、純水を遠く
の回収部に容易に区分回収できる。

【００２６】本発明に係る基板処理装置は、複数の回転
速度の設定が可能の回転部材と、回転部材にて支持され
た基板上に複数種の処理液を供給する処理液供給手段
と、回転部材の周囲にて遠近方向に区画形成され回転部
材の回転速度に応じた遠心力の違いにより基板より振切
られた処理液を区分回収する複数の回収部とを具備した
ものである。

【００２７】これにより、処理液供給手段から供給され
た複数の処理液が、回転部材の回転速度に応じた遠心力
で基板より振切られ、回転部材の周囲にて遠近方向に区
画形成された複数の回収部に区分回収されるから、特別
な可動部材を設けてそれを可動制御する必要がない。

【００２８】また、回転部材を回転駆動するモータと、
モータの回転速度を制御する制御部とを具備した基板処
理装置である。

【００２９】この制御部によりモータの回転速度を制御
して、処理液に応じた回転速度で回転部材を駆動し、各
処理液を遠近方向に位置する複数の回収部により区分回
収する。

【００３０】さらに、回転部材は、周縁部に外方へ向っ
て上昇傾斜状に形成された傾斜縁部を具備したものであ
る。

【００３１】これにより、高速回転時は傾斜縁部より上
向きに飛散した処理液が、近くの回収部を確実に飛越え
て遠くの回収部に分離収容される。

【００３２】また、複数の回収部は、回転部材の近くに
位置する内側の回収容器と、この内側の回収容器を覆う
形状に設けられた回転部材から遠くに位置する外側の回
収容器とにより区画形成されたものである。

【００３３】これにより、高速回転時に基板から振切ら
れて遠くまで飛散した処理液を、内側の回収容器を覆う
外側の回収容器により確実に回収できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板処理方法
および装置の実施の一形態を、図１および図２を参照し
ながら説明する。図１は基板が低速回転した状態を示す
薬液処理部の断面図であり、図２は基板が高速回転した
状態を示す薬液処理部の断面図である。

【００３５】図１および図２において、11はベースであ
り、このベース11の中央部にモータ12の本体部が固定さ
れ、モータ12の回転軸13に回転部材としての回転チャッ
ク14がその中央部で一体的に取付けられている。前記モ
ータ12は、回転チャック14を回転駆動する電動モータま
たは流体圧モータである。

【００３６】このモータ12には、モータ12の回転速度を
制御するための制御部10が接続されており、この制御部
10により、モータ12の回転軸13を、設定された少なくと
も比較的低速の第１の回転速度と、比較的高速の第２の
回転速度とに制御することができる。

【００３７】前記回転チャック14は、平板状に形成され
た基板吸着部15と、この基板吸着部15の周縁部にて外方
へ向って上昇傾斜状に形成された傾斜縁部16とを有して
いる。基板吸着部15は、例えば液晶ディスプレーに用い
られるガラス基板などの基板17を真空吸着して保持する
ものである。

【００３８】この基板17上には、一の処理液としての薬
液（現像液など）L1を吐出する一の処理液供給手段とし
ての薬液吐出ノズル18と、他の処理液としての純水L2を
吐出する他の処理液供給手段としての純水吐出ノズル19
とがそれぞれ配置されており、それぞれのノズル先端開
口は基板17の中心に向けてセットされている。

【００３９】モータ12の本体部の上部周面からベース11
の外周縁部にわたって円錐形の傾斜板21が設けられ、こ
の傾斜板21の中間部から回転チャック14のネック部とな
る回転軸13の外周部にわたって整流板22が設けられてい
る。

【００４０】この整流板22には、斜面部23と水平面部24
と内筒部25とが連続的に形成され、低速回転の回転チャ
ック14の傾斜縁部16から落下された薬液廃液を、斜面部
23などにより傾斜板21上に案内する。特に、回転チャッ
ク14が図示されたものより小径の場合は、内筒部25によ
りモータ12側への薬液廃液の落下を防止するとともに、
水平面部24および斜面部23により傾斜板21上に落下する
廃液流れを円滑に案内する。

【００４１】さらに、ベース11の周縁部に、回収容器と
しての円筒形の内カップ26および外カップ27が回転軸13
を中心に同心状に固定されている。これらの内カップ26
および外カップ27は、回転チャック14の近くに位置する
内カップ26を、回転チャック14から遠くに位置する外カ
ップ27が覆う形状に設けられている。

【００４２】そして、これらの内カップ26および外カッ
プ27により、内側に位置する一の回収部28と、外側に位
置する他の回収部29とが、それぞれ回転チャック14の周
囲にて遠近方向に区画形成され、これらの回収部28，29
により、回転チャック14の回転速度に応じた遠心力の違
いにより基板17より振切られた薬液廃液と水洗廃液とを
区分回収する。

【００４３】内カップ26の下部内側には、内側の回収部
28にて傾斜板21の最も低い位置に連通された廃液配管31
が接続され、また、内カップ26の上端縁部32は、内側に
向って傾斜状に折曲形成されている。

【００４４】外カップ27の下部内側には、外側の回収部
29にて傾斜板21の最も低い位置に連通された廃水配管33
が接続されている。

【００４５】また、外カップ27の上部には、内カップ26
の上端縁部32と等しい勾配の外側斜板部34と、高位水平
板部35と、前記回転チャック14の傾斜縁部16と等しい勾
配の内側斜板部36とが山形に連続形成され、さらに、そ
の内側斜板部36の内側に回転チャック14の基板吸着部15
と平行の底位水平板部37が形成され、この底位水平板部
37に、前記薬液吐出ノズル18および純水吐出ノズル19と
対向する開口部38が形成されている。

【００４６】内カップ26の上端縁部32と、外カップ27の
外側斜板部34、高位水平板部35および内側斜板部36の山
形は、高速回転時の回転チャック14の傾斜縁部16から勢
い良く放射された水洗廃水を円滑に回収するのに適した
形状となっている。

【００４７】次に、図１および図２に示された実施形態
の作用を説明する。

【００４８】基板17を回転チャック14の基板吸着部15に
よる真空吸着作用で保持し、この回転チャック14をモー
タ12により回転駆動しながら、図１に示されるように基
板17上に薬液吐出ノズル18より薬液L1を吐出し、その
後、モータ12の回転速度を変更して、図２に示されるよ
うに純水吐出ノズル19より純水L2を吐出する。

【００４９】図１に示される薬液処理時は、基板17を例
えば１００r.p.m.程度の低速で回転させながら行う。こ
の基板17の低速回転時に、基板17上の薬液L1に作用する
遠心力は小さく、基板17および回転チャック14の傾斜縁
部16から振切られた薬液廃液は、基板17および回転チャ
ック14の近くに落下するから、内カップ26の側壁に飛散
衝突するか、あるいは整流板22に沿って流れ、内側の回
収部28の下部に溜まり、廃液配管31により薬液回収タン
ク（図示せず）に回収される。

【００５０】一方、図２に示される水洗時は、基板17を
例えば５００〜１０００r.p.m.程度の高速で回転させな
がら処理する。この基板17の高速回転時に、基板17上の
純水L2に作用する遠心力は大きく、その水洗廃液は遠く
に落下するから、基板17および回転チャック14の傾斜縁
部16から振切られた水洗廃液は、内カップ26の上端縁部
32を越えて外カップ27の側壁まで飛散して衝突し、外側
の回収部29の下部に溜まり、水回収タンク（図示せず）
に回収される。

【００５１】このように、処理時の回転速度を異なるも
のとすることにより、回収初期において廃液分離が可能
である。

【００５２】この回転速度の切替えを、薬液廃液の振切
り処理と純水置換処理との間に行うことにより、薬液廃
液と水洗廃液（置換廃液）とを分離できる。

【００５３】回転速度の変更に要する時間は、回転速度
差にもよるが、０．５〜１秒程と短時間で済むため、カ
ップ外で純水置換する場合の基板の移載に要する時間に
比ベ、２０分の１に短縮できる。これにより、薬液むら
の発生を防止でき、また、薬液廃液と水洗廃液とを各々
別のカップに溜めるため、薬液廃液と水洗廃液とを混合
することなく確実に分離できる。

【００５４】このように、処理時の基板17の回転速度を
変えて遠心力の違いにより基板17より振切られた液を区
分回収するために、薬液廃液および水洗廃液を回収する
複数の相互に分離された回収部28，29を多重に設け、基
板17の低速回転時に基板17より振切られた液を、比較的
近くの回収部28により回収し、基板17の高速回転時に基
板17より振切られた液を、比較的遠くの回収部29により
回収するから、特別な可動部材を設けたりその制御を行
うことなく、異種の回収廃液の混合を防止できる。

【００５５】その際、低速回転時の基板17から振切られ
た処理液は、回転チャック14の傾斜縁部16から抵抗を受
けて近くの回収部28に落下しやすいとともに、高速回転
時の基板17から振切られた処理液は、回転チャック14の
傾斜縁部16に案内されて上向きに飛散し、内カップ26の
上端縁部32を確実に飛越えて、遠くの回収部29に区分収
容されるため、回転速度の相違により液が分離されやす
くなっている。

【００５６】これにより、薬液廃液として回収する量が
大幅に低減され、設備のランニングコストを大幅に低減
できる。

【００５７】

【実施例】次に、具体的な数値に基づき、薬液処理シー
ケンスの一例を説明する。

【００５８】例えば主表面にレジストが塗布された液晶
表示装置用の５００mm×６００mmの矩形のガラス基板17
を回転チャック14の中央部上に保持した後、モータ12の
回転速度を制御して基板17を１００r.p.m.で回転させな
がら、この基板17の中央部上に薬液吐出ノズル18より薬
液L1を吐出し、例えば感光剤を現像処理するなどの薬液
処理を行う。

【００５９】一定時間、薬液処理した後、モータ12の回
転速度を制御して、基板17を３００r.p.m.で２秒間回転
させ、基板17上に乗った薬液を振切る。

【００６０】これらの薬液処理時および薬液を振切る時
は、全ての薬液を内カップ26内の回収部28に回収し、回
収された薬液廃液を廃液配管31を介して薬液回収タンク
に排出する。

【００６１】次に基板17の回転速度をモータ12により５
００r.p.m.に加速させる。基板17の回転速度がこの回転
速度まで上昇した後、純水吐出ノズル19より純水L2の吐
出を開始し、基板17上に残った薬液を純水で置換する水
洗工程を実施する。

【００６２】この純水置換の後、純水L2の吐出を停止
し、モータ12の回転速度制御により基板17を２０００r.
p.m.で高速回転し、乾燥させる。

【００６３】これらの純水置換時および乾燥時の水洗廃
水は、大きな遠心力により内カップ26の上端縁部32を飛
越して外カップ27の側壁まで飛散し、外カップ27内の回
収部29に回収され、廃水配管33より水洗廃液として建屋
処理施設に排出される。

【００６４】このように、処理時の基板回転速度を変え
て、内カップ26内の回収部28と外カップ27内の回収部29
とを切替えることにより、薬液廃液と水洗廃液とを回収
初期に分離できる。しかも、モータ12の回転速度のみを
短時間で可変制御すれば良く、可動部材を変位制御する
必要がない。

【００６５】基板回転速度の変更は、制御プロセスに組
み込まれている時間であり、要する時間は１秒程度であ
る。その間、基板17は半乾燥状態で放置されるが、薬液
むらが生じる場合は、加速回転中に純水L2を吐出するこ
とによって回避できる。

【００６６】これにより、薬液廃液が純水に混ざり、水
洗廃液中の薬液濃度が増えるおそれもあるが、薬液濃度
の増加は、純水置換に使用する純水使用量全体の１０分
の１以下の増加であるため、従来技術の廃液および水洗
廃液を回収する方法と比較し、改善効果は十分ある。

【００６７】上述した実施形態および実施例（以下、こ
れらを「本説明」という）では、現像液と純水との組合
せを例にとり説明したが、この他にもエッチング液と組
合せる場合などにおいても、好適に用いることができ
る。

【００６８】本説明では、回転チャック14は基板17より
大きく、また回転チャック14の周辺部に上向きの傾斜が
付けてあり、液が分離されやすくなっているが、回転チ
ャック14は、図３に示された従来例のように基板17より
小さくても良い。

【００６９】また、回転チャック14の一部に導液用の溝
や堤防を付けたり、遠心力により液飛散方向を変更する
構造物を付けても良い。

【００７０】さらに、本説明では、モータ12の２段階の
回転速度の設定や、回収部28，29の２重構造は、薬液お
よび純水の２種類の処理液に対応する構造であるが、２
種類を超える処理液による基板処理にあっては、回転速
度をより多段階に設定し、より多重構造の回収部として
も良い。

【００７１】その上、本説明では、処理液供給手段とし
て先端が開口した管状のノズル18，19の先端開口より薬
液などを吐出しているが、処理液供給手段は、この形態
のノズルに限定されるものではなく、基板に対向して配
されるシャワー吐出面に多数のシャワー吐出孔が穿設さ
れた面状ノズルや、管の側面に多数のシャワー吐出孔が
穿設された直線状ノズルを基板面に沿って移動させる可
動ノズルでも良い。

【００７２】加えて、本説明では、低速で回転する基板
17上に薬液L1を供給して近くの回収部28で回収し、基板
17の回転速度を高速に切換え、高速で回転する基板17上
に純水L2を供給して遠くの回収部29で回収するようにし
たが、場合によっては、逆に、先ず高速で回転する基板
17上に一の処理液を供給して遠くの回収部29で回収し、
基板17の回転速度を低速に切換え、次に低速で回転する
基板17上に他の処理液を供給して近くの回収部28で回収
するようにしても良く、このようにしても良好な区分回
収を容易に行える。

【００７３】最後に、モータ12の複数の回転速度の設定
は、可変抵抗器などにより無段階に行っても良いし、ス
イッチ切換などにより段階的に行っても良い。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、処理時の基板の回転速
度を変えて遠心力の違いにより基板より振切られた液
を、比較的近くの回収部と比較的遠くの回収部とにより
容易に区分回収でき、回収した異種の処理廃液の混合を
防止でき、処理廃液の回収効率を大幅に向上でき、廃液
処理設備のランニングコストを大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板処理装置の実施の一形態を示
す基板低速回転時の薬液処理部の断面図である。

【図２】同上基板処理装置の基板高速回転時の薬液処理
部の断面図である。

【図３】従来の基板処理装置の薬液処理部の断面図であ
る。

【符号の説明】

L1 一の処理液としての薬液 L2 他の処理液としての純水 10 制御部 12 モータ 14 回転部材としての回転チャック 16 傾斜縁部 17 基板 18，19 処理液供給手段としてのノズル 26 回収容器としての内カップ 27 回収容器としての外カップ 28 一の回収部 29 他の回収部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３ Ｇ０３Ｆ 7/30 ５０１ 21/306 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｃ // Ｇ０３Ｆ 7/30 ５０１ 21/306 Ｒ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する基板上に一の処理液を供給する
   とともに、基板の外周部に位置する一の回収部にて一の
   処理液を回収し、 基板の回転速度を切換え、 この基板上に他の処理液を供給するとともに、基板の外
   周部で一の回収部とは遠近方向に異なる場所に位置する
   他の回収部にて他の処理液を区分回収することを特徴と
   する基板処理方法。
2. 【請求項２】 基板の回転速度を切換えるときから、他
   の処理液の供給を開始することを特徴とする請求項１記
   載の基板処理方法。
3. 【請求項３】 回転する基板上に一の処理液としての薬
   液を供給するとともに、基板の比較的近くに位置する一
   の回収部にて薬液を回収し、 基板の回転速度を高速に切換え、 この高速で回転する基板上に他の処理液としての純水を
   供給するとともに、基板から比較的遠くに位置する他の
   回収部にて純水を区分回収することを特徴とする請求項
   １または２記載の基板処理方法。
4. 【請求項４】 複数の回転速度の設定が可能の回転部材
   と、 回転部材にて支持された基板上に複数種の処理液を供給
   する処理液供給手段と、 回転部材の周囲にて遠近方向に区画形成され回転部材の
   回転速度に応じた遠心力の違いにより基板より振切られ
   た処理液を区分回収する複数の回収部とを具備したこと
   を特徴とする基板処理装置。
5. 【請求項５】 回転部材を回転駆動するモータと、 モータの回転速度を制御する制御部とを具備したことを
   特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
6. 【請求項６】 回転部材は、 周縁部に外方へ向って上昇傾斜状に形成された傾斜縁部
   を具備したことを特徴とする請求項４または５記載の基
   板処理装置。
7. 【請求項７】 複数の回収部は、 回転部材の近くに位置する内側の回収容器と、この内側
   の回収容器を覆う形状に設けられた回転部材から遠くに
   位置する外側の回収容器とにより区画形成されたことを
   特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の基板処理
   装置。