JPH1176918A

JPH1176918A - 基板処理装置および方法

Info

Publication number: JPH1176918A
Application number: JP24821797A
Authority: JP
Inventors: Joichi Nishimura; 讓一西村; Masami Otani; 正美大谷
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-03-23
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: JP3683390B2

Abstract

(57)【要約】【課題】処理液供給手段の高さ調整を効率よく行うこ
とができる基板処理装置および方法を提供する。【解決手段】ノズル支持部材４５に支持されたスリッ
トノズルは、水平方向移動機構２０によってＸ軸方向に
移動しつつ基板Ｗに現像液を供給するとともに、昇降機
構４０によって鉛直方向に昇降動作を行うことも可能で
ある。装置の作業者は、被処理基板Ｗに塗布されたレジ
スト膜の膜種に応じ、スリットノズルと基板Ｗとの間隔
が最適となるようなスリットノズルの高さを記憶部９０
に記憶させる。制御部８０は、記憶部９０に記憶された
当該高さに基づいて、昇降機構４０のサーボモータ４１
を制御し、スリットノズルを上記高さに位置させる。

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および
方法に関する。

【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、基板の直径と同等以上の長さの処理液供給口を有す
る棒状の吐出ノズルを基板の主面の上方に設置し、当該
吐出ノズルから現像液を静止させた基板上に滴下させつ
つ、吐出ノズルを基板と平行に移動させ、基板の主面全
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】ところで、現像処理
は、レジスト塗布済みの基板に露光処理が施された後に
行われる処理であるが、塗布したレジストの膜種に応じ
て現像処理の条件を変化させる必要がある。具体的に
は、上記のように静止させた基板上に現像液を滴下する
場合には、吐出ノズルと基板との間隔をレジスト膜種に
応じて調整する必要がある。

【０００６】しかしながら、従来の現像処理装置におい
ては、吐出ノズルの昇降動作をシリンダによって行わせ
ているが、これは主として基板移載時などにおける待機
位置と現像処理時における処理位置との間を移動させる
ためのものである。そして、現像処理時においては、吐
出ノズルの高さ、すなわち吐出ノズルと被処理基板との
間隔が常に一定になるように調整されていた。従って、
基板のレジスト膜種に応じて吐出ノズルの高さを調整す
ることは不可能であるか、または可能であったとしても
手動で行う必要があった。

【０００７】現像処理時における吐出ノズルの高さ調整
を手動で行う場合、被処理基板のレジスト膜種が変化す
るごとに、処理を停止して長時間の調整作業を行わなけ
ればならない。また、吐出ノズルと被処理基板との間隔
は０．１ｍｍ単位の微調整が必要であるが、この程度の
微調整を手動で行うことは非常に困難であり、作業者に
よっても当該間隔が異なることとなっていた。

【０００８】このように、従来の現像処理装置では、複
数の基板を順次処理しているときにレジスト膜種が変更
しても、それに応じて吐出ノズルと被処理基板との間隔
調整が行えないか、または行えたとしても長時間を要
し、さらには調整の精度も十分ではなかった。すなわ
ち、従来の現像処理装置では、レジスト膜種の変更に十
分に対応できず、処理効率が低下したり処理結果が不良
となる懸念があった。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、処理液供給手段の高さ調整を効率よく行うこと
ができる基板処理装置および方法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】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、基板に処理液を付与して所定の
処理を行う基板処理装置であって、(a) 基板を略水平姿
勢に保持する保持手段と、(b) 前記基板の直径と同等以
上の長さの処理液供給口を有し、前記基板に前記処理液
を供給する処理液供給手段と、(c) 前記処理液供給手段
を鉛直方向に昇降させる昇降手段と、(d) 前記処理液を
前記基板に供給するときに、前記処理液供給手段が位置
すべき高さを記憶する記憶手段と、(e) 前記処理液を前
記基板に供給するときに、前記昇降手段が前記高さに位
置するように前記昇降手段を制御する制御手段と、を備
えている。

【００１１】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、前記昇降手段を、モータ
駆動としている。

【００１２】また、請求項３の発明は、基板に処理液を
付与して所定の処理を行う基板処理方法であって、(a)
基板を略水平姿勢に保持する保持工程と、(b) 前記基板
の直径と同等以上の長さの処理液供給口を有し、前記基
板に前記処理液を供給する処理液供給手段の鉛直方向に
おける基準高さを設定する基準高さ設定工程と、(c)前
記処理液を前記基板に供給するときに、前記処理液供給
手段が位置すべき高さと前記基準高さとの変位を記憶す
る記憶工程と、(d) 前記変位に応じて、前記処理液供給
手段の高さを調整する調整工程と、を備えている。

【００１３】

【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。本実施形態では、
処理液として現像液を使用する基板現像装置について説
明する。

【００１４】まず、基板現像装置の全体的な概略構成に
ついて説明する。図１は、本発明に係る基板処理装置の
一実施形態である基板現像装置の概略構成を示す正面図
である。また、図２は、図１の基板現像装置を説明する
平面図である。

【００１５】なお、図１および図２においては、それら
の関係を明確にするため、床面に平行な水平面をＸ−Ｙ
面とし鉛直方向をＺ方向とする三次元直角座標系を付し
ている。（＋Ｘ）の向きと（−Ｘ）の向きとを区別しな
い場合には単に「Ｘ軸方向」と呼ぶ（ＹおよびＺについ
ても同様とする）。

【００１６】この基板現像装置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、リンス液洗
浄処理、スピンドライ処理などを行うことが可能であ
る。

【００１７】基板現像装置１００は、基板Ｗを保持する
回転台１１と、基板Ｗに現像液を吐出するスリットノズ
ル３０（図２参照）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、スリットノズル３０を昇降させるためのサ
ーボモータ４１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、処理プログラムや処理パターンに
関するデータを記憶する記憶部９０とを備えている。

【００１８】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に吸着保持された基板Ｗが鉛直方向（Ｚ軸方向）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。

【００１９】この基板現像装置１００において、基板Ｗ
がスピンモータ１５によって回転されるのは、主として
リンス液洗浄処理およびその後の乾燥工程であるいわゆ
るスピンドライ処理のときである。

【００２０】スリットノズル３０は、図示を省略する現
像液供給源から現像液の供給を受けて基板の主面に現像
液を拡がらせて現像液層を形成する（以下、「現像液を
盛る」という）機能を有している。すなわち、スリット
ノズル３０は基板Ｗの直径と同等の長さを有する現像液
供給口３５を有しており、その現像液供給口３５から現
像液を静止させた基板Ｗ上に滴下させつつ、水平方向移
動機構２０を使用してスリットノズル３０を基板Ｗと平
行に（＋Ｘ）の向きに移動させ、基板の主面全面に現像
液を盛るようにしている。なお、現像液供給口３５の長
さは基板Ｗの直径と同等に限定されず、それ以上の長さ
を有していてもよい。また、現像液を盛る際には基板Ｗ
に与える現像液の衝撃を考慮し、スリットノズル３０が
基板Ｗの上方に位置する手前から現像液の滴下を開始
し、スリットノズル３０を（＋Ｘ）の向きに移動させて
いる。

【００２１】リンス液吐出ノズル６５は、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によって鉛直方向を軸とする回動動作が可能
に構成されるとともに、内部にエアシリンダを備えたリ
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。なお、リンス液吐
出ノズル昇降部６１の昇降機構はエアシリンダに限定さ
れるものではなく、アクチュエータなどの公知の昇降機
構が適用可能である。

【００２２】制御部８０は基板現像装置１００の各処理
部の動作を管理する。この制御部８０は、水平方向移動
機構２０のモータ２３および昇降機構４０のサーボモー
タ４１に電気的に接続されており、水平方向移動機構２
０および昇降機構４０を制御する。

【００２３】記憶部９０は、制御部８０と電気的に接続
され、基板現像装置１００を動作させるためのプログラ
ムや予め定められた処理パターン（以下、「レシピ」と
称する）を格納している。レシピには種々の処理条件、
例えば、スピンモータ１５の回転数やスリットノズル３
０からの現像液吐出のタイミングなどを設定するととも
に、本実施形態においては基準高さからの高さ変位を設
定する。そして、制御部８０は記憶部９０に格納された
レシピに従って、各処理部の動作を制御する。なお、レ
シピに基づいたスリットノズル３０の高さ調整について
はさらに後述する。

【００２４】また、記憶部９０は、図示を省略するパネ
ルと接続されており、作業者が当該パネルからレシピの
設定を行うと、そのレシピが記憶部９０に記憶されるこ
ととなる。なお、記憶部９０に記憶されるレシピは上記
パネルから入力されるものに限定されず、例えば、装置
外部においてメモりにレシピを記憶させ、そのメモリを
記憶部９０に装着するようにしてもよい。

【００２５】次に、スリットノズル３０の水平方向移動
機構２０および昇降機構４０について説明する。水平方
向移動機構２０は、モータ２３、プーリ２２ａ、２２ｂ
およびベルト２１で構成されている。モータ２３のモー
タ軸にはプーリ２２ｂが連結されており、プーリ２２
ａ、２２ｂにはベルト２１が掛けられている。すなわ
ち、モータ２３の回転にともなってベルト２１が循環回
走するように構成されている。また、ベルト２１と昇降
機構４０のサーボモータ４１とは係止部材２４によって
接続されている。したがって、モータ２３の正または逆
回転にともなって、サーボモータ４１がＸ軸方向に前進
または後退し、その結果昇降機構４０の上部に設けられ
ているスリットノズル３０が（＋Ｘ）または（−Ｘ）の
向きに移動することとなる。

【００２６】昇降機構４０は、サーボモータ４１とカッ
プリング４３とボールネジ４４とで構成されている。サ
ーボモータ４１の回転は、カップリング４３を介してボ
ールネジ４４に伝達される。ボールネジ４４にはノズル
支持部材４５が螺合されている。したがって、サーボモ
ータ４１の正または逆回転によってノズル支持部材４５
およびスリットノズル３０が鉛直方向に昇降されること
になる。なお、カップリング４３はサーボモータ４１の
モータ軸４２とボールネジ４４との軸ずれを吸収してサ
ーボモータ４１を保護するための部材である。

【００２７】次に、上記構成を有する基板現像装置１０
０におけるスリットノズル３０の高さ調整について説明
する。図３は、スリットノズル３０の高さ調整手順の一
例を示すフローチャートである。

【００２８】まず、ステップＳ１において、基準高さの
設定を行う。これは、作業者が基準となる高さにスリッ
トノズル３０の高さを合わせることによって行われ、い
わゆる「ゼロ点調整」である。なお、基準高さとして
は、スリットノズル３０が位置しうる任意の高さが設定
できる。

【００２９】次に、ステップＳ２に進み、高さの変位設
定を行う。既述したように、基板Ｗのレジスト膜種に応
じて、スリットノズル３０と基板Ｗとの間隔を調整する
必要がある。本実施形態では、基板Ｗのレジスト膜種に
応じて作業者が高さの変位設定を行い、スリットノズル
３０と基板Ｗとの間隔（ギャップ量）を調整する。

【００３０】図４は、高さの変位設定について説明する
ための図である。スリットノズル３０と基板Ｗとのギャ
ップ量には、レジスト膜種に応じた最適な値が存在す
る。ここで、回転台１１に保持される基板Ｗの高さは一
定であるため、現像液供給時におけるスリットノズル３
０の高さにも、レジスト膜種に応じた最適な値が存在す
る。そして、レジスト膜種に応じた最適なスリットノズ
ル３０の高さと基準高さとの差が高さ変位である。な
お、同図から明らかなように、基準高さとしては、基板
Ｗと同じ高さを設定するのが望ましい。そのようにすれ
ば、高さ変位がスリットノズル３０と基板Ｗとのギャッ
プ量と一致し、高さの変位設定が容易となる。

【００３１】本実施形態では、作業者がレジスト膜種に
応じた上記高さ変位をレシピに設定する。そしてそのレ
シピは記憶部９０（図１参照）に記憶され、制御部８０
は当該レシピに従って昇降機構４０のサーボモータ４１
を制御し、スリットノズル３０を基準高さからの高さ変
位に応じた高さに位置させる。

【００３２】スリットノズル３０がレジスト膜種に応じ
た最適な高さに位置した後、当該スリットノズル３０を
水平方向に移動させつつ基板Ｗへの現像液供給を行う
（ステップＳ３）。

【００３３】現像液供給が終了すると、現像処理、リン
ス液による洗浄処理、乾燥処理が順次行われ、すべての
基板について処理が終了したか否かが制御部８０によっ
て判断される（ステップＳ４）。そして、新たな基板に
ついて処理を行わない場合は処理終了と判断され、一方
新たな基板について現像処理を行う場合はステップＳ５
に進む。

【００３４】ステップＳ５では、新たに処理対象となる
基板のレジスト膜種が上記処理済みの基板Ｗのレジスト
膜種と異なるか否かが作業者によって確認される。レジ
スト膜種が同じである場合は、既にスリットノズル３０
が最適な高さに位置しているため、ステップＳ３に進
み、現像液の供給が行われる。

【００３５】一方、レジスト膜種が異なる場合は、新た
な被処理基板のレジスト膜種に適したスリットノズル３
０の高さに調整すべく、ステップＳ２に進んで作業者が
再度高さの変位をレシピに設定し、それに応じて制御部
８０がサーボモータ４１を制御する。

【００３６】以上のようにすれば、処理すべき基板のレ
ジスト膜種に応じてスリットノズル３０の高さ変位を設
定し、それに基づいて制御部８０がサーボモータ４１を
制御してスリットノズル３０を最適な高さに位置させて
いるため、作業者が高さ変位を設定するだけで自動的に
スリットノズル３０の最適な高さ調整が行われることと
なり、短時間で調整が行え、処理効率が低下するのを防
ぐことができる。

【００３７】また、スリットノズル３０の高さ調整は、
サーボモータ４１によって行われるため、微妙な高さ調
整を正確に行うことが可能である。

【００３８】そして、これらの結果、基板現像装置１０
０では、複数の基板を順次処理しているときにレジスト
膜種が変更しても、その変更に短時間で正確に対応で
き、処理効率が低下したり処理結果が不良となる懸念は
ない。

【００３９】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、上記実施形態では、基準高さと高さ変位を用い
てスリットノズル３０の高さを調整していたが、これは
スリットノズル３０と基板Ｗとの間隔がレジスト膜種に
応じて最適となるようなスリットノズル３０の高さを規
定するための手法の一例である。したがって、これに限
定されるものではなく、作業者が他の手法によってスリ
ットノズル３０と基板Ｗとの間隔が最適となるようなス
リットノズル３０の高さを規定し、それに従って制御部
８０がスリットノズル３０の高さを調整する形態であれ
ばよい。

【００４０】また、基準高さの設定は作業者が行うこと
に限定されず、スリットノズル３０にセンサを取り付
け、そのセンサからのフィードバックによって行っても
よい。

【００４１】また、上記実施形態では、スリットノズル
３０の昇降にサーボモータ４１とボールネジ４４とを組
み合わせて使用していたが、サーボモータ４１の代わり
にステッピングモータなどを使用してもよいし、ボール
ネジ４４の代わりにベルトを使用してもよい。すなわ
ち、昇降機構４０には応答性が良く微妙な動作が可能な
昇降機構を適用すれば良く、それら条件を満たす限りエ
アシリンダなどを使用しても良い。

【００４２】さらに、上記実施形態では処理液として現
像液を使用する基板現像装置について説明したが、本発
明に係る基板処理装置は基板現像装置に限定されるもの
ではなく、処理液を付与して基板に表面処理を行う基板
処理装置であれば適用可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、基板を略水平姿勢に保持する保持手段と、基板
の直径と同等以上の長さの処理液供給口を有し基板に処
理液を供給する処理液供給手段と、処理液供給手段を鉛
直方向に昇降させる昇降手段と、処理液を前記基板に供
給するときに処理液供給手段が位置すべき高さを記憶す
る記憶手段と、処理液を基板に供給するときに昇降手段
が前記高さに位置するように昇降手段を制御する制御手
段と、を備えているため、作業者が高さ位置を設定する
だけで自動的に効率よく処理液供給手段を最適な高さに
調整することができる。

【００４４】また、請求項２の発明によれば、昇降手段
をモータにしているため、請求項１の発明に加えて、処
理液供給手段の高さを正確に調整することができる。

【００４５】また、請求項３の発明によれば、基板を略
水平姿勢に保持する保持工程と、基板の直径と同等以上
の長さの処理液供給口を有し基板に処理液を供給する処
理液供給手段の鉛直方向における基準高さを設定する基
準高さ設定工程と、処理液を基板に供給するときに処理
液供給手段が位置すべき高さと前記基準高さとの変位を
記憶する記憶工程と、前記変位に応じて処理液供給手段
の高さを調整する調整工程と、を備えているため、請求
項１の発明と同様、作業者が前記変位を設定するだけで
自動的に効率よく処理液供給手段を最適な高さに調整す
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一実施形態である
基板現像装置の概略構成を示す正面図である。

【図２】図１の基板現像装置を説明する平面図である。

【図３】図１の基板現像装置におけるスリットノズルの
高さ調整手順の一例を示すフローチャートである。

【図４】高さの変位設定について説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１１回転台３０スリットノズル３５現像液供給口４０昇降機構４１サーボモータ８０制御部９０記憶部Ｗ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｆ５６９Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に処理液を付与して所定の処理を行
う基板処理装置であって、 (a) 基板を略水平姿勢に保持する保持手段と、 (b) 前記基板の直径と同等以上の長さの処理液供給口を
有し、前記基板に前記処理液を供給する処理液供給手段
と、 (c) 前記処理液供給手段を鉛直方向に昇降させる昇降手
段と、 (d) 前記処理液を前記基板に供給するときに、前記処理
液供給手段が位置すべき高さを記憶する記憶手段と、 (e) 前記処理液を前記基板に供給するときに、前記昇降
手段が前記高さに位置するように前記昇降手段を制御す
る制御手段と、を備えることを特徴とする基板処理装
置。
【請求項２】請求項１記載の基板処理装置において、前記昇降手段は、モータ駆動であることを特徴とする基
板処理装置。
【請求項３】基板に処理液を付与して所定の処理を行
う基板処理方法であって、 (a) 基板を略水平姿勢に保持する保持工程と、 (b) 前記基板の直径と同等以上の長さの処理液供給口を
有し、前記基板に前記処理液を供給する処理液供給手段
の鉛直方向における基準高さを設定する基準高さ設定工
程と、 (c) 前記処理液を前記基板に供給するときに、前記処理
液供給手段が位置すべき高さと前記基準高さとの変位を
記憶する記憶工程と、 (d) 前記変位に応じて、前記処理液供給手段の高さを調
整する調整工程と、を備えることを特徴とする基板処理
方法。