JPH1133468A - 回転式基板処理装置およびカップの洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板処理のスループットを低下させることな
く洗浄液の使用量を節約してカップ洗浄が可能な回転式
基板処理装置およびカップの洗浄方法を提供する。 【解決手段】 基板Ｗを水平に保持する回転保持部３の
周囲に中空のカップ４を配置する。中空のカップ４は上
カップ４ａと下カップ４ｂとからなり、上カップ４ａは
支持プレート９を介してシリンダ１０により上下動可能
に形成されている。基板Ｗの下方には複数のバックリン
スノズル１２が配置されている。制御部１４は、基板の
裏面洗浄時にバックリンスノズル１２からリンス液を吐
出させ、基板Ｗから飛散したリンス液を用いてカップ４
の内壁を洗浄する。さらに、上カップ４ａを下降させ、
上カップ４ａの内壁上方にリンス液を吐出させ、カップ
４の内面を洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理液の飛散防止
用のカップを備えた回転式基板処理装置およびカップの
洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回転式基板処理装置の１つと
して半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォト
マスク用基板等の基板の表面に処理液を回転塗布するた
めに回転式塗布装置が用いられている。回転式塗布装置
は、基板を水平に保持して高速で回転する回転駆動機構
を備えており、基板表面に供給したレジスト等の処理液
に遠心力を作用させて基板の全面に処理液を塗り広げる
処理を行う。この回転塗布時には、基板上に供給された
処理液の余剰分が基板の外方に飛散される。このため、
回転式塗布装置では、基板の周囲を取り囲む中空のカッ
プを設け、処理液が外方へ飛散することを防止してい
る。

【０００３】カップの内壁には、回転塗布時に飛散した
処理液が付着する。付着した処理液が乾燥して固化する
と、振動や衝撃等によりカップの壁面から剥離し、基板
の表面に付着して処理不良や基板の汚染を引き起こす。
また、カップの内壁に処理液の固化物が積層すると、そ
の表面形状が凹凸となり、回転処理時にカップ内の気流
を乱す。そして、この気流の乱れが基板の外周部の塗布
膜に悪影響を及ぼし、塗布膜の膜厚不均一を生じさせる
おそれがある。

【０００４】そこで、カップの内壁を洗浄するために、
従来より種々の洗浄方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５は、従来の回転式
塗布装置の一例を示す概略断面図である。図５の回転式
塗布装置の洗浄方法は、カップの内壁に沿って洗浄液を
流下させるものであり、例えば特開平５−１６９００４
号公報に開示されている。

【０００６】図５において、回転式塗布装置は、基板の
回転機構として、回転軸２を有するモータ１と、回転軸
２の先端に取り付けられたスピンチャック３とを備え
る。スピンチャック３の周囲には中空のカップ２０が配
置されている。さらに、スピンチャック３の下方側に
は、外方に向かって傾斜した整流板２３が設けられてい
る。また、カップ２０の下部には、廃液を排出するため
のドレン管路２１が接続されている。

【０００７】このような構造を有する回転式塗布装置に
おいて、カップ２０の頂部外周面には、洗浄液を一時的
に貯留する洗浄液貯留部２２が設けられている。また、
洗浄液貯留部２２が設けられたカップ２０の壁面には、
多数の小孔（図示せず）が形成されている。このため、
洗浄液貯留部２２内に洗浄液を供給すると、洗浄液はカ
ップ２０の壁面に形成された小孔を通して内面側に漏出
し、カップ２０の内壁に沿って流れ落ちる。このとき、
カップ２０の内壁に付着した処理液が洗浄液によって洗
い流される。

【０００８】また、整流板２３の裏面には、洗浄液を一
時的に貯留する洗浄液貯留部２４が設けられており、整
流板２３の壁面には、洗浄液を漏出させる多数の小孔
（図示せず）が形成されている。洗浄液はこの小孔を通
して整流板２３の表面に漏出し、整流板２３の表面に付
着した処理液を洗い流しながら流下する。

【０００９】しかしながら、上記のような洗浄液を流下
する方法では、洗浄液の流下速度が緩やかなために洗浄
能力に限界があり、処理液の付着が強固な場合には洗浄
できない部分が残余する。また、洗浄液の使用量が比較
的多くなる。さらには、カップ２０の内壁に設けた多数
の小孔が処理液の付着により目詰まりを生じ、洗浄能力
が低下し易いという不都合も生じる。

【００１０】また、図６は従来の回転式塗布装置の他の
例を示す概略断面図である。図６の回転式塗布装置にお
いては、モータの回転軸２の先端に取り付けられたスピ
ンチャック３に洗浄処理用の円板３１が載置される。ス
ピンチャック３の下方側には、整流板３４が設けられ、
整流板３４の表面上に洗浄液吐出ノズル３２が突出して
設けられている。

【００１１】カップ洗浄時には、円板３１を回転させな
がら洗浄液吐出ノズル３２から洗浄液３３を円板３１の
裏面に向けて吐出する。吐出された洗浄液３３は円板３
１の回転の遠心力によってカップ３０の内壁に向けて飛
散される。そして、カップ３０の内壁に付着した処理液
を洗い流す。これにより、カップ３０の内壁を洗浄する
ことができる。

【００１２】しかしながら、この回転式塗布装置におけ
るカップ洗浄方法では、基板に対する塗布処理工程以外
に、カップ３０の洗浄工程を必要とする。このため、基
板処理のスループットが低下する。また、洗浄液３３を
カップ３０の内壁に向けて飛散させるための円板３１が
必要となり、加えて、カップ洗浄時に円板３１の搬入搬
出作業を行う必要が生じ、カップ洗浄処理が煩雑化す
る。

【００１３】本発明の目的は、基板処理のスループット
を低下させることなく洗浄液の使用量を節約してカップ
洗浄が可能な回転式基板処理装置およびカップの洗浄方
法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る回転式基板処理装置は、基板を水平姿勢で保
持して回転駆動される回転保持部と、回転保持部に保持
された基板の周囲を取り囲むカップと、カップを上昇ま
たは下降させる昇降手段と、回転保持部に保持された基
板の裏面にリンス液を吐出する裏面リンス処理を行うリ
ンス液吐出手段と、リンス液吐出手段による前記裏面リ
ンス処理の際にカップが上下移動するように昇降手段を
制御する制御手段とを備えたものである。

【００１５】第１の発明に係る回転式基板処理装置にお
いては、基板の裏面リンス処理（裏面洗浄）時に、リン
ス液吐出手段から基板の裏面に向けてリンス液が吐出さ
れる。吐出されたリンス液は基板の回転に伴って基板の
裏面に広げられ、基板の裏面を洗浄する。さらにリンス
液は基板の外周端縁から外方に飛散し、カップの内壁に
到達する。リンス液がカップの内壁に付着すると、カッ
プの内壁に既に付着していた処理液を溶解し、カップの
内壁から洗い流す。また、このリンス液の吐出の際に、
カップが上昇または下降する。これにより、リンス液が
到達するカップの内壁位置が移動し、カップの内壁を広
範囲に洗浄することができる。このように、基板の裏面
洗浄時のリンス液を利用してカップの内壁を同時に洗浄
することによりカップの洗浄のための洗浄液を節約する
ことができる。しかも、基板の裏面洗浄工程と同時にカ
ップの洗浄処理が行われることにより、基板処理のスル
ープットが低下することが防止される。

【００１６】第２の発明に係る回転式基板処理装置は、
第１の発明に係る回転式基板処理装置の構成において、
カップは、回転保持部に保持された基板の周囲を取り囲
む周壁をそれぞれ有する上カップ部材および下カップ部
材が上下に配置されてなり、昇降手段が、上カップ部材
を上昇または下降させるものである。

【００１７】この場合、上下に分離されたカップに対し
て上カップ部材を昇降可能に構成したことにより、リン
ス液が到達し難い上カップ部材の内壁上方にまでリンス
液を到達させて上カップ部材の洗浄を容易にかつ広範囲
に行うことができる。

【００１８】第３の発明に係る回転式基板処理装置は、
第２の発明に係る回転式基板処理装置の構成において、
制御手段が、リンス液の吐出中に、上カップ部材が下降
するように昇降手段を制御するものである。

【００１９】この場合、上カップ部材の下降前は基板の
表面と略同一の位置から下方側の上カップ部材および下
カップ部材の内壁部分が洗浄される。さらに、リンス液
の吐出中に上カップ部材が下降すると、上カップ部材の
内壁の上方部分が容易にかつ完全に洗浄される。これに
よってカップ内壁を広範囲に洗浄することができる。

【００２０】第４の発明に係るカップ洗浄方法は、回転
保持部に保持された基板の周囲を取り囲むカップの洗浄
方法であって、回転保持部に保持された基板の裏面にリ
ンス液を吐出する裏面リンス処理の際に、カップを上昇
または下降させるものである。

【００２１】第４の発明に係るカップの洗浄方法におい
ては、裏面リンス処理の際に、基板の裏面にリンス液が
吐出されると、リンス液は基板の裏面を洗浄するととも
に、基板から外方に飛散し、カップの内壁に到達する。
そして、カップの内壁に付着していた処理液を洗い流
す。この際、カップを上昇または下降させることによ
り、基板の内壁を広範囲にわたって洗浄することができ
る。また、基板の裏面を洗浄するリンス液を利用してカ
ップの内壁を洗浄することにより、洗浄液を節約すると
ともに、カップの洗浄のための工程を新たに設ける必要
がなくなり、基板処理のスループットが低下することが
防止される。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例による回転
式基板処理装置の概略断面図である。以下では、回転式
基板処理装置として回転式塗布装置を例に説明する。

【００２３】図１において、回転式塗布装置は、基板Ｗ
を水平姿勢で保持して回転する回転保持部３を備える。
回転保持部３はモータ１の回転軸２の先端に取り付けら
れ、鉛直軸の周りで回転駆動される。

【００２４】回転保持部３に保持された基板Ｗの周囲を
取り囲むように飛散防止用カップ４が設けられている。
このカップ４は、上カップ４ａと下カップ４ｂとから構
成される。上カップ４ａには開口部５が設けられてい
る。また、上カップ４ａには支持フレーム９を介してシ
リンダ１０が接続されている。このシリンダ１０の動作
により上カップ４ａが上下方向に移動する。下カップ４
ｂの下部には、廃液を排出するための廃液口７およびカ
ップ４内の排気を行うための複数の排気口８が設けられ
ている。

【００２５】回転保持部３の下方には、整流板１１が配
置されている。この整流板１１は、外周部に向かって斜
め下方に傾斜する傾斜面を有している。

【００２６】また、基板Ｗの下方には、基板Ｗの裏面を
洗浄するための溶剤等のリンス液を吐出する複数のバッ
クリンスノズル１２が配置されている。バックリンスノ
ズル１２はリンス液を供給するリンス液供給部１３に接
続されている。バックリンスノズル１２には、後述する
カップ洗浄時に、上カップ４ａおよび下カップ４ｂの内
壁全周にわたってリンス液を到達させて洗浄するため
に、複数個、例えば円周上に等間隔で２〜４個またはそ
れ以上配置することが好ましい。

【００２７】回転保持部３の上方には、基板Ｗ上にレジ
スト液を吐出するレジストノズル１５および基板Ｗの周
縁部のレジスト膜を除去するためのリンス液を吐出する
エッジリンスノズル１６が設けられている。レジストノ
ズル１５およびエッジリンスノズル１６は上下動可能に
かつ基板Ｗの上方位置とカップ４の外部の待機位置との
間で移動可能に設けられている。

【００２８】制御部１４は、モータ１の回転数、レジス
トノズル１５によるレジスト液の吐出タイミング、エッ
ジリンスノズル１６によるリンス液の吐出タイミング、
バックリンスノズル１２によるリンス液の吐出タイミン
グおよび上カップ４ａの昇降動作を制御する。

【００２９】ここで、バックリンスノズル１２が本発明
のリンス液吐出手段に相当し、制御部１４が制御手段に
相当し、支持フレーム９およびシリンダ１０が昇降手段
に相当する。また、上カップ４ａが本発明の上カップ部
材に相当し、下カップ４ｂが下カップ部材に相当する。

【００３０】次に、図１の回転式塗布装置の動作につい
て説明する。図２は図１の回転式塗布装置における処理
工程と基板の回転数との関係を示す図である。また、図
３および図４は図１の回転式塗布装置の動作を説明する
ための要部断面図であり、図３は基板の裏面洗浄の初期
状態を示し、図４は基板の裏面洗浄の終期状態を示す。

【００３１】レジスト液の塗布処理時には、回転保持部
３上に基板Ｗが保持される。そして、基板Ｗの上方に移
動したレジストノズル１５からレジスト液が基板Ｗの表
面に供給される。また、モータ１が回転を開始し、所定
の回転数Ｒ２で基板Ｗを回転させ、基板Ｗ上に供給され
たレジスト液を基板Ｗの表面全体に塗り広げる。

【００３２】このとき、余剰のレジスト液は基板Ｗの回
転による遠心力を受けて基板Ｗの外方へ飛散する。飛散
したレジスト液はカップ４の内壁に付着する。

【００３３】レジスト液が基板Ｗの表面に塗り広げられ
た後、モータ１の回転数がさらに高められ、回転数Ｒ３
で基板Ｗが高速回転され、基板Ｗの表面上のレジスト膜
の膜厚が均一化される。

【００３４】次に、基板Ｗの裏面洗浄時には、バックリ
ンスノズル１２から基板Ｗの裏面に向けてリンス液１７
が吐出され、基板の裏面が洗浄される。また、基板Ｗの
上面の外周部にはエッジリンスノズル１６からリンス液
が吐出され、基板Ｗの外周部のレジスト膜が除去され
る。

【００３５】この裏面洗浄時には、基板Ｗが回転数Ｒ１
で低速回転される。そして、基板Ｗの裏面洗浄と同時に
カップ４の洗浄が行われる。裏面洗浄の初期Ｔ１では、
図３に示すように、上カップ４ａはレジスト塗布処理時
の上昇した位置に設定されている。バックリンスノズル
１２から吐出されたリンス液１７は基板Ｗの裏面を洗浄
し、基板Ｗの外周端縁から外方へ飛散する。飛散したリ
ンス液１７は上カップ４ａおよび下カップ４ｂの内壁に
到達する。そして、レジスト塗布時に上カップ４ａおよ
び下カップ４ｂの内壁に付着していたレジスト液を洗い
流す。

【００３６】次に、裏面洗浄の終期Ｔ２では、図４に示
すように、制御部１４がシリンダ１０を駆動し、上カッ
プ４ａを下降した位置に移動させる。これにより、基板
Ｗから飛散されるリンス液１７が上カップ４ａの内壁上
方に到達する。これによって上カップ４ａの内壁の上方
に付着したレジスト液を洗い流すことができる。

【００３７】基板Ｗの乾燥時には、再びモータ３の回転
数が高められ、基板Ｗが回転数Ｒ３で高速回転する。こ
れにより、基板Ｗ表面の液体分が遠心力により振り切ら
れ、基板Ｗの表面が乾燥される。

【００３８】このように、本実施例による回転式塗布装
置は、基板Ｗの裏面洗浄用のバックリンスノズル１２か
ら吐出されるリンス液１７を利用してカップ４の内壁洗
浄を行うように構成されている。したがって、基板Ｗの
裏面洗浄時に、同時にカップ洗浄を行うことが可能とな
り、カップ４の洗浄のための工程を新たに設ける必要が
ない。それによって、基板Ｗの回転塗布処理のスループ
ットを低下させることなくカップ４の内壁を清浄な状態
に洗浄することができる。

【００３９】また、カップの内壁の洗浄液として基板裏
面洗浄のためのリンス液を利用しているため、カップ内
壁洗浄用の洗浄液を節約することができる。

【００４０】さらに、上カップ４ａを上下動させてバッ
クリンスノズル１２からのリンス液１７が到達する位置
を移動させることにより、上カップ４ａの内壁上方まで
洗浄することができる。

【００４１】なお、本実施例によるカップ構造およびカ
ップの洗浄方法は回転式塗布装置のみならず、カップを
備えた他の回転式基板処理装置にも適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による回転式塗布装置の概略断
面図である。

【図２】図１の回転式塗布装置における処理工程と基板
の回転数との関係を示す図である。

【図３】回転式塗布装置の裏面洗浄時の動作を示す要部
断面図である。

【図４】回転式塗布装置の裏面洗浄時の動作を示す要部
断面図である。

【図５】従来の回転式塗布装置の一例を示す概略断面図
である。

【図６】従来の回転式塗布装置の他の例を示す概略断面
図である。

【符号の説明】

１ モータ ２ 回転軸 ３ 回転保持部 ４ カップ ４ａ 上カップ ４ｂ 下カップ ９ 支持プレート １０ シリンダ １２ バックリンスノズル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を水平姿勢で保持して回転駆動され
   る回転保持部と、 前記回転保持部に保持された基板の周囲を取り囲むカッ
   プと、 前記カップを上昇または下降させる昇降手段と、 前記回転保持部に保持された基板の裏面にリンス液を吐
   出する裏面リンス処理を行うリンス液吐出手段と、 前記リンス液吐出手段による前記裏面リンス処理の際に
   前記カップが上昇または下降するように前記昇降手段を
   制御する制御手段とを備えたことを特徴とする回転式基
   板処理装置。
2. 【請求項２】 前記カップは、前記回転保持部に保持さ
   れた基板の周囲を取り囲む周壁をそれぞれ有する上カッ
   プ部材および下カップ部材が上下に配置されてなり、 前記昇降手段は、前記上カップ部材を上昇または下降さ
   せることを特徴とする請求項１記載の回転式基板処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記リンス液の吐出中
   に、前記上カップ部材が下降するように前記昇降手段を
   制御することを特徴とする請求項２記載の回転式基板処
   理装置。
4. 【請求項４】 回転保持部に保持された基板の周囲を取
   り囲むカップの洗浄方法であって、 前記回転保持部に保持された基板の裏面にリンス液を吐
   出する裏面リンス処理の際に、前記カップを上昇または
   下降させることを特徴とするカップの洗浄方法。