JPH1140484A - ノズルキャップ、基板処理装置用カップおよび排液配管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理液が付着し難い表面を有するノズルキャ
ップ、基板処理装置用カップおよび排液配管を提供す
る。 【解決手段】 基板処理装置の処理液が付着しやすい部
材に付着防止面１３を形成する。付着防止面１３は幅お
よび深さが数十〜数百μｍの多数の溝１３ａから構成さ
れている。この溝１３ａにより処理液の付着防止面１３
に対する濡れ性が低下し、溝１３ａの形成方向に沿って
処理液が流動しやすくなる。付着防止面１３がカップの
内面、リンスノズルの先端に取り付けられるノズルキャ
ップの表面およびドレン配管の内面等に形成され、処理
液の付着が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板を回転させな
がら基板に所定の処理を行う基板処理装置を構成するノ
ズルキャップ、基板処理装置用カップおよび排液配管に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基
板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の
基板に対して所定の処理を行うために基板処理装置が用
いられている。例えば回転式基板処理装置は、水平に保
持した基板を回転させながら基板の表面に処理液を供給
して所定の処理を行う装置であり、回転式塗布装置や回
転式現像装置等がある。

【０００３】図４は、従来の回転式塗布装置の概略断面
図である。図４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駆動される回転保持部３を有す
る。回転保持部３はモータ１の回転軸２の先端に取り付
けられている。モータ１の回転軸２には中空通路４が形
成されており、中空通路４の内部にリンスノズル９が挿
入されている。

【０００４】リンスノズル９の先端は回転保持部３の円
板状部材５の上面から突出している。さらに、リンスノ
ズル９の先端にはノズルキャップ１０が挿入されてい
る。ノズルキャップ１０はリンスノズル９から吐出され
るリンス液が円板状部材５の上面から中空通路４内に侵
入することを防止するために設けられている。

【０００５】回転保持部３の周囲には、上部に開口を有
する中空のカップ１１が配置されている。カップ１１は
基板Ｗの表面から飛散される処理液が外部へ拡散するの
を防止するために設けられている。また、カップ１１の
下部には廃液を排出するためのドレン管路１２およびカ
ップ１１から排気するための排気管路（図示せず）が接
続されている。

【０００６】回転塗布時には、回転保持部３上に基板Ｗ
が保持され、基板Ｗの表面にレジスト等の処理液が供給
される。そして、モータ１により回転保持部３が回転さ
れ、基板Ｗの表面に供給された処理液が回転塗布され
る。基板Ｗに供給される処理液の大半は回転保持部３の
回転により基板Ｗの外方へ飛散され、カップ１１の内面
に衝突する。そして、カップ１１の内面を伝ってドレイ
ン配管１２に導かれ、外部に排出される。

【０００７】また、基板Ｗの裏面洗浄時には、リンスノ
ズル９からリンス液が基板Ｗの裏面に吐出される。吐出
されたリンス液は回転保持部３の回転により基板Ｗの裏
面の外周側に広げられ、基板Ｗの裏面の汚染物を伴って
外方へ飛散される。そして、処理液と同様にカップ１１
の内面に衝突し、内面を伝ってドレン配管１２から外部
に排出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の回転式塗布装置
では、レジスト、リンス等の有機溶剤を含む処理液が装
置内の種々の部材に付着する。付着した処理液は、時間
の経過とともに乾燥、固化して部材表面に強固に付着す
る。そして、付着した処理液の固化物が種々の不都合を
生じさせる。

【０００９】例えば、カップ１１の内面に処理液の固化
物が付着すると、固化物が剥離してパーティクルとなっ
て基板Ｗの表面に付着して基板Ｗを汚染する。また、カ
ップ１１の上方から下降する清浄な空気流がカップ１１
の内面の固化物により乱される。乱された空気流は基板
Ｗの外周部に影響を及ぼし、回転塗布される膜の膜厚の
均一性を損なわせるおそれがある。

【００１０】また、処理液の廃液が流れ込むドレン配管
１２の内面に処理液の固化物が付着すると、廃液の流れ
が悪くなり、最悪の場合には流路が閉塞される。

【００１１】さらに、リンスノズル９のノズルキャップ
１０には、リンス液の吐出開始時や吐出終了時、あるい
はリンス液の吐出量が不良の場合にリンス液がノズルキ
ャップ１０上に落下して付着する。付着したリンス液が
放置されると、周囲から気化熱を奪って揮発する。この
ため、ノズルキャップ１０周辺の雰囲気温度が局部的に
変化する。これにより、基板Ｗに温度不均一が生じて塗
布膜の形成に悪影響を及ぼす。

【００１２】上記のような処理液の付着による種々の不
都合は、回転式塗布装置のみならず、回転式現像装置や
回転式洗浄装置等、あるいは回転式以外の他の基板処理
装置においても生じるものである。

【００１３】そこで、処理液の付着を防止するために、
処理液が付着する部材をフッ素樹脂系の材料で形成した
り、部材の表面にフッ素樹脂層を形成する方法も提案さ
れている。フッ素樹脂は撥水性を有し、液体の濡れ性を
低下させる作用を有している。

【００１４】しかしながら、フッ素樹脂は高価であるた
め、基板処理装置の製造コストが高くなる。また、フッ
素樹脂であっても処理液に含まれる有機溶剤に対しては
完全に付着を阻止することができない。このため、フッ
素樹脂を用いる方法では、上記の処理液の付着による不
都合を十分に解消することができなかった。

【００１５】本発明の目的は、処理液が付着し難い表面
を有するノズルキャップ、基板処理装置用カップおよび
排液配管を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係るノズルキャップは、水平姿勢に保持された基
板の裏面に処理液を吐出するノズルの先端に取り付けら
れるノズルキャップであって、ノズルの先端を受け入れ
る孔部と、孔部側から外方下側へ傾斜した傾斜面とを有
し、傾斜面に、処理液の濡れ性を低下させる凹凸部が形
成されたものである。

【００１７】第１の発明に係るノズルキャップにおいて
は、処理液を吐出するノズルの吐出口に隣接する傾斜面
に凹凸部が形成されている。凹凸部は傾斜面に対する処
理液の濡れ性を低下させる作用を奏する。このため、ノ
ズルから吐出され傾斜面に落下した処理液は、傾斜面に
付着せず、重力の作用により傾斜面から下方に流れ落ち
る。これにより、ノズルキャップの傾斜面に処理液が付
着し、その揮発時に周囲から気化熱を奪うことによって
周囲の雰囲気および基板の温度が局所的に乱されること
が防止され、基板の処理特性が悪化することを防止する
ことができる。

【００１８】第２の発明に係るノズルキャップは、第１
の発明に係るノズルキャップの構成において、凹凸部が
傾斜面の傾斜方向に延びる複数の溝からなるものであ
る。

【００１９】複数の溝は、処理液が付着した際に、溝の
底部に空気層を介在させることによって処理液の濡れ性
を低下させるとともに、溝の延びる方向に処理液を案内
する作用を奏する。これにより、処理液を溝の延びる方
向に速やかに流し去り、処理液がノズルキャップの傾斜
面に付着することが防止される。

【００２０】第３の発明に係る基板処理装置用カップ
は、処理液が供給される基板を水平姿勢に保持する基板
保持部の周囲を取り囲む周壁を有し、周壁の内面に、基
板から飛散する処理液の濡れ性を低下させる凹凸部が形
成されたものである。

【００２１】第３の発明に係る基板処理装置用カップに
おいては、基板側から飛散される処理液が衝突する周壁
の内面に凹凸部が形成されている。凹凸部は内面に対す
る処理液の濡れ性を低下させる。したがって、カップの
周壁の内面に衝突した処理液は付着することなく内面に
沿って流下する。これにより、周壁の内面に付着した処
理液の固化物によるカップ内の気流の乱れが防止され、
気流の乱れにより基板の処理に悪影響が及ぶことが防止
される。

【００２２】第４の発明に係る基板処理装置用カップ
は、第３の発明に係る基板処理装置用カップの構成にお
いて、凹凸部が周壁の内面に鉛直方向に延びる複数の溝
からなるものである。

【００２３】複数の溝は、処理液が付着した際に、溝の
底部に空気層を介在させることによって処理液の濡れ性
を低下させるとともに、溝の延びる方向に処理液を案内
する。これにより、カップの周壁の内面に処理液を付着
させることなく鉛直下方に速やかに流下させることがで
きる。

【００２４】第５の発明に係る排液配管は、処理液を用
いて基板に所定の処理が行われる処理空間に連通しかつ
基板に供給された処理液を排出する管路を有し、管路の
内面に、処理液の濡れ性を低下させる凹凸部が形成され
たものである。

【００２５】第５の発明に係る排液配管においては、処
理液が流下する管路の内面に凹凸部が形成されている。
凹凸部は処理液の濡れ性を低下させる。これにより、処
理液が管路の内面に付着し、乾燥固化して管路の流下能
力を低下させたり、管路を閉塞したりすることを防止す
ることができる。

【００２６】第６の発明に係る排液配管は、第５の発明
に係る排液配管の構成において、凹凸部が、管路内を処
理液が流下する方向に沿って延びる複数の溝からなるも
のである。

【００２７】複数の溝は、処理液が付着した際、溝の底
部に空気層を介在させることによって管路の内面に対す
る処理液の濡れ性を低下させるとともに、溝が延びる方
向に処理液を案内する。これにより、管路の内面に処理
液が付着することが防止され、管路の排液能力が低下す
ることが防止される。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用される回転
式塗布装置の概略断面図である。本発明は回転式塗布装
置のみならず、回転式現像装置や回転式洗浄装置等の回
転式基板処理装置に適用可能であり、以下では、回転式
塗布装置を例に説明する。

【００２９】図１において、回転式塗布装置は基板Ｗを
水平に保持する回転保持部３を有する。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ている。モー
タ１の回転軸２は中空構造に形成されており、その内部
に基板Ｗの裏面を洗浄するリンス液を吐出するリンスノ
ズル９が挿入されている。

【００３０】回転保持部３は円板状部材５と、円板状部
材５の外周面上に形成されたピン保持部６とから構成さ
れる。ピン保持部６の上面には、基板Ｗの外周端縁を支
持する複数の端縁支持ピン７と基板Ｗの下面を支持する
複数の下面支持ピン８とが形成されている。これによ
り、基板Ｗが水平姿勢に保持される。

【００３１】回転保持部３の周囲には、中空のカップ１
１が配置されている。中空のカップ１１は、上方に開口
部が形成された周壁を有し、下部に廃液を排出するため
のドレン配管１２およびカップ１１内の排気を行う排気
管路（図示せず）が接続されている。カップ１１の開口
部からは清浄な空気流が下降され、カップ１１内のパー
ティクルやミストが空気流とともに排気管路から排出さ
れる。基板Ｗに供給されるレジストやリンス液等の処理
液の廃液はドレン配管１２に導かれ、外部に排出され
る。なお、カップ１１は、鉛直方向に分離可能な上カッ
プと下カップとから構成されてもよい。

【００３２】ここで、カップ１１の内部空間が本発明の
処理空間に相当し、ドレン配管１２が排液配管に相当す
る。

【００３３】リンスノズル９の先端は円板状部材５の上
面から突出しており、この突出した先端部にノズルキャ
ップ１０が取り付けられている。ノズルキャップ１０は
リンスノズル９から吐出したリンス液が落下して回転軸
２の中空通路４内に侵入したりするのを防止するために
設けられている。リンスノズル９は、供給管路１９を介
して外部のリンス液供給源２０に接続されている。

【００３４】カップ１１の下方には、基板Ｗの搬入搬出
時に基板Ｗを昇降移動させるための３本の昇降ピン１
６、昇降ピン１６を支持する支持フレーム１７および昇
降ピン１６と支持フレーム１７とを昇降移動させるシリ
ンダ１８が配置されている。昇降ピン１６はカップ１１
の下面に形成された孔１１ａおよび円板状部材５に形成
された孔５ａを貫通して昇降移動する。

【００３５】上記の回転式塗布装置では、基板Ｗへの回
転塗布処理、基板Ｗの表面洗浄処理および裏面洗浄処理
が行われる。回転塗布処理時には、基板Ｗ上方の処理液
供給ノズル（図示せず）から処理液としてレジスト液が
供給される。レジスト液は回転保持部３の回転により基
板Ｗの全面に塗り広げるられるとともに、余剰分が基板
Ｗの外方に飛散され、カップ１１の内面に衝突する。そ
して、カップ１１の内面を伝ってドレン配管１２に導か
れる。

【００３６】また、基板Ｗの表面洗浄時には、基板Ｗの
表面に洗浄液吐出ノズル（図示せず）から処理液として
リンス液が供給される。リンス液は回転保持部３の回転
により基板Ｗの全面に広げられ、基板Ｗの表面を洗浄す
る。洗浄済のリンス液は基板Ｗの外方に飛散され、カッ
プ１１の内面に衝突する。さらに、リンス液はカップ１
１の内面を伝ってドレン配管１２に導かれる。

【００３７】基板Ｗの裏面洗浄時には、リンスノズル９
からリンス液が基板Ｗの裏面中央部に向けて吐出され
る。吐出されたリンス液は回転保持部３の回転により基
板Ｗの裏面に沿って外方に広がり、基板Ｗの裏面を洗浄
する。さらに、洗浄後のリンス液は基板Ｗの外方に飛散
され、カップ１１の内面に衝突する。そして、カップ１
１の内面を伝ってドレン配管１２に導かれ、外部に排出
される。

【００３８】リンスノズル９からのリンス液の吐出開始
時および吐出終了時には、リンス液がノズルキャップ１
１の表面に落下する。あるいは、リンス液の吐出量が調
整不良の場合にもノズルキャップ１０の表面にリンス液
が落下する。

【００３９】このように、回転式塗布装置では、リンス
ノズル９のノズルキャップ１０の表面、カップ１１の内
面およびドレン配管１２の内面に処理液が接触する。そ
こで、本発明の実施例では、これらの部材の表面に処理
液の付着防止面を形成している。

【００４０】図２は処理液の付着防止面の構造を示す斜
視図である。付着防止面１３には所定方向に延びる複数
の溝１３ａが形成されている。溝１３ａの深さｄおよび
幅ｂはそれぞれ数十〜数百μｍに形成されている。ま
た、各溝１３ａの間隔は数十〜数百μｍに形成されてい
る。

【００４１】このような微細な溝１３ａにおいては、そ
の表面に処理液が供給されると、溝１３ａの底部に空気
層が介在し、処理液と付着防止面１３との接触角が減少
し、見かけ上の濡れ性が低下する。また、溝１３ａは、
その長手方向に処理液を案内するように作用する。これ
により、処理液は付着防止面１３に対して濡れにくくな
り、付着防止面１３を僅かに傾斜させることにより処理
液が付着防止面１３上を溝１３ａに沿って容易に流動す
る。

【００４２】図３は、リンスノズルのノズルキャップの
斜視図である。ノズルキャップ１０は略円錐台状に形成
されており、その中心にリンスノズル９の先端が挿入さ
れる孔部１０ａが形成されている。ノズルキャップ１０
の傾斜面には図２に示す処理液の付着防止面１３が形成
されている。付着防止面１３の溝１３ａは孔部１０ａを
中心に放射状に形成されている。

【００４３】上述したように、リンス液の吐出開始時、
あるいは吐出終了時にはリンスノズル９から吐出された
リンス液がノズルキャップ１０の傾斜面に落下する。傾
斜面に放射状に溝１３ａを形成すると、溝１３ａに沿う
方向に比べ、溝１３ａに直交する方向のリンス液の見か
け上の濡れ性が低くなる。このため、リンス液は溝１３
ａに沿って縦長に延び、傾斜面に沿って落下しやすくな
る。このような作用により、ノズルキャップ１０の傾斜
面から処理液が落下する。これにより、リンス液がノズ
ルキャップ１０の傾斜面に付着することが防止される。

【００４４】その結果、ノズルキャップ１０上に付着し
たリンス液がパーティクルを捕獲して汚染源となった
り、あるいはリンス液の揮発時の気化熱により基板１０
の裏面近傍の雰囲気温度を乱したりすることが防止され
る。

【００４５】この付着防止面１３は、リンス液が有機溶
剤の場合よりも水系の場合の方がリンス液の付着を防止
する効果が高い。また、ノズルキャップ１０はフッ素樹
脂で形成されることが好ましい。この場合には、付着防
止面１３の付着防止作用に対して、フッ素樹脂の撥水性
の作用がさらに加えられ、処理液の付着を十分に防止す
ることができる。

【００４６】また、カップ１１においては、内面Ａに図
２の処理液の付着防止面１３が形成されている。付着防
止面１３の溝１３ａは鉛直方向となるように形成されて
いる。これにより、基板Ｗから飛散したレジストあるい
はリンス液等の処理液が付着防止面１３に衝突した後、
溝１３ａに沿って速やかに流下してドレン配管１２に流
れ込む。このために、カップ１１の内面Ａに処理液が付
着し、固化してパーティクルの発生源となったり、カッ
プ１１内の空気流を乱し、基板外周部のの回転塗布膜に
悪影響を及ぼすことを防止することができる。

【００４７】さらに、ドレン配管１２では、その内面に
付着防止面１３が形成されている。付着防止面１３の溝
１３ａは廃液が流下する方向に沿って形成されている。
これにより、ドレン配管１２内に流れ込んだ処理液の廃
液が内面に付着することなく速やかに流下する。このた
め、ドレン配管１２の傾斜角を緩やかにすることができ
る。それゆえ、ドレン配管１２の配管経路の自由度が増
大する。また、ドレン配管１２の内面に廃液が付着して
固化し、排液能力が低下することが防止される。

【００４８】なお、上記処理液の付着防止面１３は回転
式塗布装置のみならず、回転式現像装置等の他の回転式
基板処理装置に対しても適用することができる。また、
回転式以外の処理液を用いる基板処理装置にも適用する
ことができる。これにより、処理液が付着し、その後の
処理液の揮発によって周囲温度を乱すことや、固化する
ことによる気流の乱れや流路の閉塞といった問題が生じ
ることを防止することができる。

【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】処理液の付着防止面の斜視図である。

【図３】リンスノズルのノズルキャップの斜視図であ
る。

【図４】従来の回転式塗布装置の概略断面図である。

【符号の説明】

２ 回転軸 ３ 回転保持部 ４ 中空通路 ５ 円板状部材 ９ リンスノズル １０ ノズルキャップ １１ カップ １２ ドレン配管 １３ 付着防止面 １３ａ 溝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平姿勢に保持された基板の裏面に処理
   液を吐出するノズルの先端に取り付けられるノズルキャ
   ップであって、 前記ノズルの先端を受け入れる孔部と、 前記孔部側から外方下側に傾斜した傾斜面とを有し、 前記傾斜面に、処理液の濡れ性を低下させる凹凸部が形
   成されたことを特徴とするノズルキャップ。
2. 【請求項２】 前記凹凸部は、前記傾斜面の傾斜方向に
   延びる複数の溝からなることを特徴とする請求項１記載
   のノズルキャップ。
3. 【請求項３】 処理液が供給される基板を水平姿勢に保
   持する基板保持部の周囲を取り囲む周壁を有し、前記周
   壁の内面に、前記基板から飛散する処理液の濡れ性を低
   下させる凹凸部が形成されたことを特徴とする基板処理
   装置用カップ。
4. 【請求項４】 前記凹凸部は、前記周壁の内面に鉛直方
   向に延びる複数の溝からなることを特徴とする請求項３
   記載の基板処理装置用カップ。
5. 【請求項５】 処理液を用いて基板に所定の処理が行わ
   れる処理空間に連通しかつ前記基板に供給された処理液
   を排出する管路を有し、前記管路の内面に、処理液の濡
   れ性を低下させる凹凸部が形成されたことを特徴とする
   排液配管。
6. 【請求項６】 前記凹凸部は、前記管路内を処理液が流
   下する方向に沿って延びる複数の溝からなることを特徴
   とする請求項５記載の排液配管。