JPH1197398A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の表面全体に対して均一に処理液を供給
することにより、基板に処理ムラを生じさせないこと。 【解決手段】 処理槽２１の内部には、複数のノズル２
２ａ，２２ｂ，２２ｃと、それぞれのノズルに対応して
処理液案内部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃが設けられてい
る。処理液案内部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃの上部に
は、樋状部２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃが設けられて
おり、各ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃから供給される
処理液を水平方向（Ｙ方向）に均一な状態とする。ま
た、処理液案内部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃの下部は、
基板Ｗの表面と略平行かつ一定間隔を有するように近接
した状態に設けられている。各ノズルより供給される処
理液は、処理液案内部材の樋状部に溜まり、そして処理
液案内部材の下部と基板Ｗとの隙間に水平方向について
の均一性を維持しつつ流れ込む。

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，液
晶表示装置またはプラズマ表示装置用ガラス基板などの
薄板状の精密基板（以下、単に「基板」という）を製造
する際に、基板に対して処理液を用いて所定の処理を施
す基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における基板の大型化に伴い、基板
処理装置においては、処理対象の基板を略鉛直または傾
斜して立てた状態（本明細書では「縦姿勢」と総称す
る）で搬送および処理を行うようになっている。

【０００３】このような従来の基板処理装置において、
基板に対して所定の処理液で処理を行う際、処理槽の中
に基板を縦姿勢で保持し、現像液、エッチング液、剥離
液、リンス液等の所定の処理液をスプレーノズル又はス
リットノズルにより基板面に対して吐出することによ
り、所定の処理を行う装置があった。

【０００４】図１１は、このような従来の基板処理装置
を示す概略側面図である。図１１に示すように、吸着プ
レート３１２が基板Ｗを縦姿勢で保持し、吸着プレート
３１２に接続された搬送アーム３１１が鉛直方向である
Ｚ軸方向に沿って上下駆動することにより、基板Ｗを処
理槽３０１の内部に搬入したり搬出したりすることがで
きる。処理槽３０１の内部には、基板Ｗに対して処理液
を供給するための複数のノズル３０２ａ，３０２ｂ，３
０２ｃが設けられている。

【０００５】このような構成において、搬送アーム３１
１が処理対象の基板Ｗを処理槽３０１の内部に搬入し、
図１１に示す位置で停止する。その後、各ノズル３０２
ａ，３０２ｂ，３０２ｃから処理液が基板Ｗの表面に吐
出されて処理が開始される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１１に示
すような従来の基板処理装置で基板Ｗに対する処理を行
うと、基板Ｗの表面全体に対して均一な処理を行うこと
ができない。図１２は、従来の基板処理装置の処理液の
流れを示す説明図であり、斜線領域は基板Ｗに供給され
た処理液を示している。図１２に示すように、基板Ｗに
対して各ノズル３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃから供給
された処理液が基板面に沿って流下する過程において、
処理液が基板Ｗの下方に流れるのに従って次第に流れの
幅が狭くなり、基板Ｗの表面に処理液が十分に流れない
部分が生じる。従って、上記のように基板Ｗの表面全体
に対して均一な処理を施すことができず、基板Ｗに処理
ムラが発生するという問題が生じていた。

【０００７】この発明は、上記課題に鑑みてなされたも
のであって、基板の表面全体に対して均一に処理液を供
給することができ、処理ムラを生じさせない基板処理装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、処理対象の基板を略鉛直
または傾斜して立てた縦姿勢で処理液による所定の処理
を行う装置であって、(a) 前記基板を前記縦姿勢で保持
する基板保持手段と、(b) 前記基板の表面に対して前記
処理液を供給する処理液供給手段と、(c) 前記処理液供
給手段の下方において前記基板の表面と近接した位置に
設けられ、前記基板に対して供給された前記処理液を基
板表面に案内する処理液案内部材とを備えている。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の装置において、前記処理液供給手段は、略水平方向に
沿って基板表面に処理液を供給することを特徴としてい
る。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の装置において、前記処理液案内部材は、前記処
理液供給手段によって供給された処理液を受けるととも
に、前記処理液を基板表面に沿って略水平方向に流動さ
せる樋状部を有することを特徴としている。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれかに記載の装置において、前記処理液供給手段
と前記処理液案内部材との組を前記縦姿勢における上下
方向に沿って複数組備えている。

【００１２】

【発明の実施の形態】

＜１．装置の全体構成＞まず、この発明の実施の形態に
おける基板処理装置の全体構成について説明する。図１
は、この発明の実施の形態における基板処理装置１００
の全体構成図である。図１に示すように、カセット載置
台１０１の上に複数枚の基板Ｗが収納されたカセットＣ
が複数個が載置される。そして、インデクサロボットＩ
Ｒが基板Ｗを１枚ずつ取り出し、基板搬送ロボットＴＲ
との受け渡しを行う受渡部１０２に搬送する。基板搬送
ロボットＴＲは、受渡部１０２から基板Ｗを１枚ずつ受
け取り、複数の処理槽で構成される処理部１１０に基板
Ｗを順次に搬送する。複数の処理槽には、現像液や洗浄
液などの種々の処理液が収容されており、各処理槽で基
板Ｗに対する浸漬処理が行われる。そして、処理部１１
０の全ての処理槽で所定の浸漬処理が終了すると、基板
搬送ロボットＴＲは、図示しない後段の処理部等とのイ
ンターフェイス部分となる受渡部１０３に基板Ｗを搬送
する。

【００１３】＜２．基板搬送ロボットの構成＞次に、基
板搬送ロボットＴＲについて説明する。図２は、基板搬
送ロボットＴＲを示す斜視図である。

【００１４】図２の基板搬送ロボットＴＲは、搬送アー
ム１１をＸ軸およびＺ軸に沿って移動させることが可能
なように構成されている。Ｘ軸方向の移動は、ボールネ
ジ１６を回転させることにより行われ、Ｘ軸方向に設け
られたガイドレール１７に沿って基台１９が移動する。
また、Ｚ軸方向の移動は、基台１９上のモータ１８の駆
動によりボールネジ１５が回転し、このボールネジ１５
の回転に伴って搬送アーム１１がＹ軸方向に伸びた状態
で上昇又は下降することが可能なように構成されてい
る。

【００１５】搬送アーム１１には基板Ｗを吸着保持する
ための吸着プレート１２が設けられている。この吸着プ
レート１２には、基板Ｗを吸着するための複数の吸着口
１２１が設けられており、これら複数の吸着口１２１に
よって基板Ｗを真空吸着することにより、基板Ｗを縦姿
勢で保持することが可能となっている。

【００１６】＜３．処理槽の構成および基板の処理＞次
に、処理対象の基板を処理液中に浸漬させる処理槽につ
いて説明する。図３は、処理槽の構成を示す図である。

【００１７】図３に示すように処理槽２１には、基板Ｗ
に処理液を供給するための処理液供給手段として機能す
るノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。ノ
ズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃとしては、図４（ｂ）にそ
の一部を拡大して示すように水平方向にスリット状の孔
が設けられたスリットノズル、同じく図４（ｃ）に示す
ように水平方向に配列した複数の噴出口から処理液を霧
状又はシャワー状に噴出するスプレーノズル、又は一般
的な吐出口より処理液を供給する直水ノズル等が適用で
きる。

【００１８】また、処理槽２１の下部には、処理液を回
収するための管２４が設けられている。さらに、処理槽
２１の内部には、ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれ
ぞれから供給される処理液を基板Ｗの表面に対して略均
一に接触させるための処理液案内部材２３ａ，２３ｂ，
２３ｃが設けられている。なお、各ノズルや各処理液案
内部材は、図示しない支持部材によって処理槽２１の内
部に固定されている。

【００１９】処理対象の基板Ｗは、上記の基板搬送ロボ
ットＴＲの搬送アーム１１に固着された吸着プレート１
２によって縦姿勢で吸着された状態で処理槽２１内に搬
入され、所定の処理位置で停止する。吸着プレート１２
は、所定の処理液による基板Ｗに対する処理が終了する
まで基板Ｗを所定位置で保持することにより、基板保持
手段として機能する。

【００２０】図４（ａ）は、処理槽２１の内部のノズル
２２ａ，２２ｂ，２２ｃと処理液案内部材２３ａ，２３
ｂ，２３ｃと基板Ｗを示す図である。図４（ａ）に示す
ように、処理液案内部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃの幅
（Ｙ方向の長さ）は、基板Ｗの幅よりも大きく構成され
ている。ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃの幅についても
基板Ｗの幅よりも大きく構成されている。従って、スリ
ットノズルなどを使用すると水平方向に沿って基板表面
に処理液を供給することができ、処理液の供給ムラが生
じない。また、各ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃには、
それぞれ処理液が供給されるための管２２１ａ，２２１
ｂ，２２１ｃが設けられている。

【００２１】なお、ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、
スリットノズルやスプレーノズルである場合は、図４
（ａ）に示すように基板Ｗの表面に略平行に、かつ、水
平方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられる。

【００２２】処理液案内部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃ
は、断面が「く」の字状の形状をしており、折曲部より
上部は、ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれぞれから
供給される処理液を受けるとともに処理液を基板表面に
沿って略水平方向に流動させる樋状部２３１ａ，２３１
ｂ，２３１ｃを形成する。従って、ノズル２２ａ，２２
ｂ，２２ｃのそれぞれから供給される処理液の供給ムラ
が水平方向について生じていても、樋状部２３１ａ，２
３１ｂ，２３１ｃを有することにより水平方向に均一な
処理液の分布を得ることができる。また、折曲部より下
部は、基板Ｗと近接した状態で基板面に略平行となるよ
うに設けられ、処理液を基板表面の全域に亘って均一に
接触するように機能する。

【００２３】このような構成で、基板Ｗに対して処理液
を供給する場合について説明する。図５および図６は、
この発明の実施の形態における基板の処理状況を示す説
明図である。図５に示すように、ノズル２２ａ，２２
ｂ，２２ｃから処理液が処理液案内部材２３ａ，２３
ｂ，２３ｃの上部の樋状部２３１ａ，２３１ｂ，２３１
ｃに供給される。そして樋状部２３１ａにおいては、図
６に示すように、処理液が水平方向（Ｙ方向）に沿って
流動する。そして、水平方向において均一に処理液が処
理液案内部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃと基板Ｗとの間に
流れ込む。そして、処理液案内部材２３と基板Ｗとは近
接した位置において略一定の間隔であるため、処理液は
処理液案内部材２３と基板Ｗとの間を表面張力で処理液
がムラ無く広がった状態で流下する。

【００２４】処理液案内部材２３と基板Ｗとの間隔は、
使用する処理液に応じて適切となる間隔とすれば良い。
例えば、フォトレジストの現像液の場合では、現像液の
消費量を極端に多くしないようにするためには３ｍｍ程
度以下が適当である。また、処理液案内部材２３と基板
Ｗとが接近しすぎると、搬送アーム１１による基板Ｗの
搬送動作の際などに両者が接触する懸念が生じるため、
両者の間隔は通常０．５ｍｍ程度が適当ある。しかし、
両者が接触せず、かつ、両者の間隔における処理液の流
動が不均一とならない場合であれば、０．１ｍｍ程度ま
で接近させても良い。

【００２５】また、図７は、ノズル２２ａ，２２ｂ，２
２ｃを一般的な吐出口より処理液を供給する直水ノズル
で構成した場合を示している。この場合も、処理液は、
ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃより水平方向について１
箇所から供給されているが、それぞれの処理液案内部材
２３ａ，２３ｂ，２３ｃの上部の樋状部２３１ａ，２３
１ｂ，２３１ｃにより、処理液は水平方向に流動して均
一な状態となっている。従って、この場合も処理液がム
ラ無く広がった状態で流下する。

【００２６】このように、この実施の形態に示す基板処
理装置を使用すると、基板Ｗの表面全体に均一に処理液
を流すことができ、処理ムラを生じさせることがなく基
板Ｗを処理することが可能となる。

【００２７】次に、上記とは異なる構成として、図８に
示す形態の処理槽３１も適用することができる。

【００２８】図８に示す処理槽３１の内部には、空気圧
等の変化によって膨張収縮する膨張収縮膜３７が設けら
れており、その膨張収縮膜３７には膨張又は収縮する動
作に伴ってＸ軸に沿って移動するプレート３６が取り付
けられている。なお、プレート３６は基板Ｗの表面と略
平行となる。また、膨張収縮膜３７が膨張した際に、プ
レート３６と基板Ｗとが接触しないようにリミッタ３８
がプレート３６に接続されている。そして、膨張収縮膜
３７を膨張又は収縮させるために管４１が圧力調整装置
４２に導かれている。

【００２９】また、処理槽３１内部の膨張収縮膜３７の
上方には現像液等を供給するノズル３２とリンス液等を
供給するノズル３３が設けられている。従って、この処
理槽３１では、２種類の異なる処理液を基板Ｗに対して
供給することが可能である。

【００３０】さらに、処理槽３１の下部には処理液を排
出するための管３４が設けられており、処理槽３１の上
部には処理液による処理が終了した基板Ｗを処理槽３１
から搬出する際にエアを吹き付けて基板Ｗを乾燥させる
ためのエアナイフ３５と、排気を行うための排気管４３
が設けられている。

【００３１】このような構成において、まず、基板搬送
ロボットの搬送アーム１１に取り付けられている吸着プ
レート１２が基板Ｗを保持した状態で処理槽３１の内部
に搬送し、所定の位置で停止する。そして、圧力調整装
置４２が作動し、収縮状態の膨張収縮膜３７を膨張させ
る。その結果、プレート３６と基板Ｗとは略一定の間隔
で近接した状態となる。そして、例えば現像液をノズル
３２より供給する。このとき、膨張収縮膜３７は、上記
の処理液案内部材の樋状部と同様の作用をし、現像液を
Ｙ軸に沿った方向に流動させて均一にすることができ
る。また、プレート３６と基板Ｗとの間は、近接した位
置において略一定の間隔であるため、現像液はプレート
３６と基板Ｗとの間を表面張力で現像液がムラ無く広が
った状態で流下する。従って、基板Ｗの表面全体に均一
に現像液を流すことができ、現像ムラを生じさせること
がなく基板Ｗを現像することが可能となる。

【００３２】そして、現像液による処理を終了すると、
次に、基板Ｗに付着した現像液を洗浄するためにリンス
液をノズル３３から供給する。リンス液も上記の現像液
と同様にプレート３６と基板Ｗとの間をムラ無く広がっ
た状態で流下するため、基板Ｗの表面全体に均一にリン
ス液を流すことができ、処理ムラを生じさせることがな
く基板Ｗをリンスすることが可能となる。

【００３３】そして、現像液やリンス液等の処理液によ
る処理を終了すると、膨張収縮膜３７は収縮し、基板Ｗ
を処理槽３１から搬出するために搬送アーム１１がＺ方
向に駆動される。このとき、エアナイフ３５が動作し、
Ｚ方向に移動する基板Ｗに対してエアを吹き付ける。

【００３４】以上のようにして基板処理を行うが、図８
に示す構成である場合は、基板Ｗの表面全体に均一に処
理液を流すことができ、処理ムラを生じさせることがな
く基板Ｗを処理することが可能となるとともに、処理液
案内部材として機能するプレート３６や膨張収縮膜３７
が膨張又は収縮することが可能であるので、さらに基板
Ｗの搬送を容易に行うことが可能となる。

【００３５】なお、図８に示す構成において、基板Ｗの
両面に対して処理液を供給したい場合は、基板Ｗの両面
に膨張収縮膜３７とプレート３６とを設け、基板Ｗの保
持する保持手段は、基板Ｗの上端のみを吸着又は把持す
るように構成すれば良い。

【００３６】＜４．変形例＞図３に示した処理槽２１の
構成を、図９に示すように処理液案内部材２３ａ，２３
ｂ，２３ｃのそれぞれに複数のノズル（２２１ａと２２
２ａ，２２１ｂと２２２ｂ，２２１ｃと２２２ｃ）を設
けるように構成しても良い。これにより、図８に示した
場合と同様に、複数種類の処理液を基板Ｗに供給するこ
とができる。

【００３７】また、図１０に示すように、基板Ｗを傾斜
させた状態で処理液による処理を行うようにしても良
い。このように傾斜を設けることにより、処理液が基板
Ｗの表面に沿って流れやすくなり、基板Ｗの処理の均一
性がさらに向上する。

【００３８】また、図３の構成では、ノズルと処理液案
内部材とを縦姿勢における上下方向に沿ってそれぞれ３
個が設けられていたが、これに限定するものではなく、
それぞれ少なくとも１個であれば良い。但し、基板Ｗに
対する処理の均一性ということを考慮すると、複数個設
けられることが好ましい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、基板の表面と近接した位置に処理液案内
部材が設けられ、処理液供給手段より供給される処理液
が処理液案内部材によって基板表面に案内されるため、
基板保持手段によって保持された基板の表面全体に均一
に処理液を供給することができ、処理ムラを生じさせる
ことがなく基板を処理することが可能となる。

【００４０】請求項２に記載の発明によれば、処理液供
給手段は、水平方向に沿って基板表面に処理液を供給す
るため、水平方向に均一に処理液を供給することがで
き、処理ムラを生じさせることがなく基板を処理するこ
とが可能となる。

【００４１】請求項３に記載の発明によれば、処理液案
内部材は、処理液供給手段によって供給された処理液を
受けるとともに、処理液を基板表面に沿って略水平方向
に流動させる樋状部を有するため、処理液供給手段から
供給される処理液に水平方向についての供給ムラが生じ
ていても、水平方向に均一な処理液の分布を得ることが
できる。

【００４２】請求項４に記載の発明によれば、処理液供
給手段と処理液案内部材との組を縦姿勢における上下方
向に沿って複数組備えるため、基板の表面全体に均一に
処理液を供給することができ、処理ムラを生じさせるこ
とがなく基板を処理することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態における基板処理装置の
全体構成を示す概略図である。

【図２】この発明の実施の形態における基板搬送ロボッ
トを示す斜視図である。

【図３】この発明の実施の形態における処理槽の構成を
示す図である。

【図４】この発明の実施の形態における処理槽の内部の
ノズルと処理液案内部材と基板を示す図である。

【図５】この発明の実施の形態における基板の処理状況
を示す説明図である。

【図６】この発明の実施の形態における基板の処理状況
を示す説明図である。

【図７】この発明の実施の形態における基板の処理状況
を示す説明図である。

【図８】この発明の実施の形態における図３とは異なる
処理槽の構成を示す図である。

【図９】この発明の実施の形態における処理槽の構成を
示す図である。

【図１０】この発明の実施の形態における処理槽の構成
を示す図である。

【図１１】従来の基板処理装置を示す概略側面図であ
る。

【図１２】従来の基板処理装置の処理液の流れを示す説
明図である。

【符号の説明】

１１ 搬送アーム １２ 吸着プレート ２１，３１ 処理槽 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，３２，３３ ノズル ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 処理液案内部材 ２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ 樋状部 ３６ プレート ３７ 膨張収縮膜 Ｗ 基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理対象の基板を略鉛直または傾斜して
   立てた縦姿勢で処理液による所定の処理を行う装置であ
   って、 (a) 前記基板を前記縦姿勢で保持する基板保持手段と、 (b) 前記基板の表面に対して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の下方において前記基板の表面
   と近接した位置に設けられ、前記基板に対して供給され
   た前記処理液を基板表面に案内する処理液案内部材と、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 前記処理液供給手段は、略水平方向に沿って基板表面に
   処理液を供給することを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の装置において、 前記処理液案内部材は、前記処理液供給手段によって供
   給された処理液を受けるとともに、前記処理液を基板表
   面に沿って略水平方向に流動させる樋状部を有すること
   を特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の装置
   において、 前記処理液供給手段と前記処理液案内部材との組を前記
   縦姿勢における上下方向に沿って複数組備えることを特
   徴とする基板処理装置。