JP2020150190A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面が処理液により処理された基板を適切に洗浄し処理ムラの発生を抑制することのできる技術を提供する。【解決手段】基板の表面に付着した第１処理液を気体吹き付けおよび第２処理液供給により除去する。洗浄に際しては、基板の幅方向における一端部から他端部までをカバーするスリット状に開口する吐出口から基板表面の方向へ第２処理液を吐出させ、吐出口から吐出された第２処理液を、吐出口の開口部の全体と対向するように吐出口の下方に設けた、搬送方向の上流側から下流側に向かって下るように傾斜する平滑な傾斜面に沿って流下させることで、搬送方向の下流側に向かう方向の成分を有する薄層状の液流を傾斜面上に形成し、傾斜面の下流側端部から基板表面に流下させる。搬送方向における傾斜面の下流側端部と基板表面との距離は、液流により基板表面に形成される液膜の厚さよりも大きい。【選択図】図６

Description

この発明は、表面に処理液が付着した基板を洗浄する基板処理装置および基板処理方法に関するものである。なお、上記基板には、半導体基板、フォトマスク用基板、液晶表示用基板、有機ＥＬ表示用基板、プラズマ表示用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などが含まれる。

半導体装置や表示装置などの電子部品等の製造工程においては、基板表面に例えば加工のための処理液を作用させることで基板を加工し、その後に洗浄液で洗浄するという処理工程が常用されている。この場合の処理液としては、例えば現像液やエッチング液等が挙げられる。この場合、基板表面において均一かつ良好な処理結果を得るためには、処理液による処理において規定の処理時間が厳密に守られる必要がある。この目的のためには、処理液による処理が規定時間継続された後、直ちに、かつ確実に処理液が除去され処理が停止されることが求められる。

例えば特許文献１に記載の技術では、上記した「処理液」に該当する現像液が表面に液盛りされた状態で水平搬送される基板に対し、まずカーテン状のエアを吹き付けることで現像液を除去し、さらにその下流側で基板表面にリンス液を下流方向に向けて吹き付け基板を液膜で覆うことで現像の進行が停止される。この技術においては、リンス液を吐出するノズルの下面と基板表面との間をリンス液により液密状態とすることにより、基板に吹き付けられたエアが下流側へ侵入しリンス液の液膜を乱すことが防止されている。

特開２０１５−１９２９８０号公報

上記技術において基板に形成される液膜中には、特に液膜のうち基板の搬送方向の上流側端部近傍において、処理液に溶け込んだあるいは浮遊していた不純物が不可避的に含まれる。上記従来技術では、ノズル下面と基板表面との間を液密状態としており、このような液中の不純物がノズルに付着または再析出することがあり得る。特にノズルの吐出口が付着物で部分的に塞がれてしまうと、この部分で洗浄液が基板に供給されず、結果として現像等の加工処理にムラが生じるおそれがある。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、表面が処理液により処理された基板を適切に洗浄し処理ムラの発生を抑制することのできる技術を提供することを目的とする。

本発明に係る基板処理装置は、表面に第１処理液が付着した基板を、前記表面を上向きにして水平方向に沿った搬送方向に搬送する搬送機構と、前記搬送方向と直交する幅方向における前記基板の全域に亘り前記表面に気体を吹き付けて、前記第１処理液を前記表面から除去する気体吐出部と、前記気体吐出部からの前記気体が吹き付けられる位置よりも前記搬送方向における下流側の前記表面に対し、第２処理液を供給する液体吐出部とを備えている。

上記目的を達成するため、本発明に係る基板処理装置の一の態様では、前記液体吐出部は、前記基板の前記幅方向における一端部から他端部までをカバーするスリット状に開口し、前記表面の方向へ前記第２処理液を吐出する吐出口と、前記吐出口の開口部の全体と対向するように前記吐出口の下方に設けられ、前記搬送方向の上流側から下流側に向かって下るように傾斜する平滑な傾斜面とを有し、前記吐出口から吐出された前記第２処理液を前記傾斜面に沿って流下させることで、前記搬送方向の下流側に向かう方向の成分を有する薄層状の液流を前記傾斜面上に形成し、該液流を前記傾斜面の前記下流側端部から前記表面に流下させ、前記搬送方向における前記傾斜面の下流側端部と前記表面との距離が、前記液流により前記表面に形成される液膜の厚さよりも大きい。

また、他の一の態様では、前記液体吐出部は、前記基板の前記幅方向における一端部から他端部までをカバーするスリット状に開口し、前記表面の方向へ前記第２処理液を吐出する吐出口と、前記吐出口の開口部の全体と対向するように前記吐出口の下方に設けられ、前記搬送方向の上流側から下流側に向かって下るように傾斜する平滑な傾斜面とを有し、前記搬送方向における前記傾斜面の下流側端部と前記表面との距離が、前記幅方向に直交する方向における前記吐出口の開口サイズよりも大きい。

また、この発明に係る基板処理方法は、上記目的を達成するため、表面に第１処理液が付着した基板を、前記表面を上向きにして水平方向に沿った搬送方向に搬送しながら、前記搬送方向と直交する幅方向における前記基板の全域に亘り前記表面に気体を吹き付けて、前記第１処理液を前記表面から除去する第１処理工程と、前記気体が吹き付けられる位置よりも前記搬送方向における下流側の前記表面に対し、液体吐出部から第２処理液を供給する第２処理工程とを備えている。

前記第２処理工程では、前記基板の前記幅方向における一端部から他端部までをカバーするスリット状に開口する吐出口から前記表面の方向へ前記第２処理液を吐出させ、前記吐出口から吐出された前記第２処理液を、前記吐出口の開口部の全体と対向するように前記吐出口の下方に設けた、前記搬送方向の上流側から下流側に向かって下るように傾斜する平滑な傾斜面に沿って流下させることで、前記搬送方向の下流側に向かう方向の成分を有する薄層状の液流を前記傾斜面上に形成し、該液流を前記傾斜面の前記下流側端部から前記表面に流下させる。さらに、前記搬送方向における前記傾斜面の下流側端部と前記表面との距離を、前記液流により前記表面に形成される液膜の厚さよりも大きくしておく。

このように構成された発明では、吐出口から吐出される第２処理液は、気体により第１処理液を除去された後の基板に対し直接供給されるのではなく、いったん傾斜面に吐出され傾斜面を流下した上で基板に供給される。こうして供給される第２処理液による液膜が基板表面に形成されて基板が洗浄される。幅広いスリット状の吐出口から吐出された第２処理液が吐出口と対向する幅広の傾斜面を流下することで、幅方向において均一な薄層状の液流を基板表面に供給することができる。

なお、以下の説明においては、説明が煩雑になるのを回避するため、「基板の搬送方向における上流、上流側、上流方向」をそれぞれ単に「上流、上流側、上流方向」と略称し、また「基板の搬送方向における下流、下流側、下流方向」をそれぞれ単に「下流、下流側、下流方向」と略称することがある。

本発明では、傾斜面のうち第２処理液が基板に供給される直前に通過する最下流側の端部が、基板表面に供給される液流によって基板表面に形成される液膜の上面よりも上方となるように、傾斜面の下流側端部と基板表面との距離が設定されている。このように傾斜面の下流側端部が基板表面から離されていること、および、傾斜面から基板表面に流下する液流に基板の搬送方向の下流側に向かう方向の成分が与えられていることから、供給される第２処理液による液膜は、傾斜面の下流側端部よりも下流側、かつそれよりも下方で基板表面に形成されることになる。

そのため、第１処理液による基板処理後の残滓が液体吐出部の周辺に付着することが回避される。また仮に第１処理液（または第１処理液と第２処理液との混合物）の飛沫が傾斜面に飛来したとしても、流下する液流に取り込まれて排出される。さらに、仮に吐出口への付着物によって吐出口から吐出される第２処理液の幅方向における均一性が低下したとしても、傾斜面を流下する間に解消される。したがって、付着物に起因する基板表面への第２処理液の供給をムラなく均一なものとすることができ、基板の処理ムラを抑制することができる。

また、基板表面に供給される際の液流の方向は傾斜面の傾斜によって規定されるため、吐出口に至るまでの第２処理液の流路については比較的自由に設定することができる。したがって流路自体を上流側から下流側へ向かうものとする必要はなく、流路を含む液体吐出部を小型に構成することができる。これにより、気体吐出部による気体の吹き付け位置と第２処理液の供給位置との距離を小さくすることが可能であり、気体吹き付けによる第１処理液除去後の基板表面に対し速やかに第２処理液を供給することが可能となる。このことも処理ムラの発生を抑制する効果に資する。

以上のように、本発明によれば、表面が第１処理液により処理された基板に対し、気体の吹き付けによって第１処理液を除去し、さらに均一に供給される第２処理液により洗浄を行うので、基板を適切に洗浄し、処理ムラの発生を抑制することが可能である。

本実施形態の基板処理装置の概略構成を示す側面断面図である。 基板処理装置の動作を示すフローチャートである。 現像部とリンス部との境界部分を拡大して示す概略側面図である。 リンス液ノズルの外形および内部構造を示す分解斜視図である。 リンス液ノズルと基板との寸法関係を示す図である。 リンス液ノズルの内部構造を示す部分断面図である。 リンス液ノズル下面の位置および形状の他の例を示す図である。 リンス液ノズルの変形例を示す図である。 リンス液ノズルの変形例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る基板処理装置について説明する。ここで説明する基板処理装置１は、例えば液晶表示装置等の表示装置における表示用画面パネルを製造する基板処理システムの一部として機能するものである。このような基板処理システムの全体構成は、前述の特許文献１（特開２０１５−１９２９８０号公報）に開示されている。基板処理システムは、画面パネルとなる例えば角型のガラス基板にレジスト膜を形成し、それを露光し現像することにより、基板に所定の回路パターンを形成するという一連の製造プロセスを実行するものである。本実施形態の基板処理装置１は、露光後の基板を現像し洗浄する処理に適用可能である。

また、本実施形態の基板処理装置１は、後述するリンス液ノズルの構造および動作に主たる特徴を有するが、それ以外の基本的な構成および動作は、特許文献１（例えば図２）に記載の基板処理装置と共通している。このような共通する構成については特許文献１の記載を参照することができるため、ここでは簡単な説明に留めることとする。

図１は本実施形態の基板処理装置の概略構成を示す側面断面図である。なお、図１および以降の各図にはそれらの方向関係を明確にするため、Ｚ方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を適宜付している。また、理解を容易にする目的で、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。

この基板処理装置１は、表面にレジスト膜が形成され、それが所定のパターン形状に応じて露光されたガラス基板（以下、単に「基板」という）Ｓを受け入れて現像、洗浄および乾燥を行うための装置である。この目的のために、基板処理装置１には、現像部２０、リンス部３０および乾燥部３００が設けられている。現像部２０は、露光された基板Ｓを現像液Ｌ１に浸漬し、不要なレジスト膜を除去する。リンス部３０は、現像処理された基板Ｓをリンス液Ｌ２でリンス処理することで現像を停止させ基板Ｓを洗浄する。乾燥部３００は、基板Ｓ上のリンス液を除去し基板Ｓを乾燥させる。

現像部２０、リンス部３０および乾燥部３００は、Ｘ方向に沿ってこの順番に配列されている。基板Ｓは、（＋Ｘ）方向に搬送されることにより現像部２０、リンス部３０および乾燥部３００をこの順番に通過し処理を受ける。以下の説明では、特に断りのない限り、基板Ｓの搬送方向の上流側、すなわち（−Ｘ）方向側を単に「上流側」と称し、基板Ｓの搬送方向の下流側、すなわち（＋Ｘ）方向側を単に「下流側」と称する。また、搬送方向であるＸ方向に直交する、つまり図１において紙面に垂直な方向であるＹ方向を、基板Ｓの「幅方向」と称する。

現像部２０、リンス部３０および乾燥部３００は筐体４０に収容されている。筐体４０は、現像部２０とリンス部３０とを区画する仕切板４１、および、リンス部３０と乾燥部３００とを区画する仕切板４２を備えている。仕切板４１には基板Ｓを通過させるための通路口４１１が、また仕切板４２には基板Ｓを通過させるための通路口４２１が、それぞれ設けられている。また、筐体４０の上流側側面には前工程（例えば露光工程）を実行する装置からの基板Ｓを受け入れるための搬入口４０１が設けられる一方、下流側側面には後工程（例えばポストベーク工程）を実行する装置に基板Ｓを払い出すための搬出口４０２が設けられている。

基板処理装置１では、基板Ｓは、Ｘ方向に沿って配列され、図示しない駆動機構により回転駆動される複数の搬送ローラ５０により搬送される。より具体的には、前工程から払い出される基板Ｓは搬入口４０１を介して基板処理装置１の現像部２０に搬入される。そして、搬送ローラ５０の作動により、基板Ｓは現像部２０からリンス部３０および乾燥部３００に順次送り込まれ、最終的に搬出口４０２から後工程へ払い出される。

現像部２０には、基板Ｓの上面に現像液Ｌ１を供給する現像液ノズル２２と、基板Ｓの上面にエアを吹き付けるエアノズル２４とが設けられている。現像液ノズル２２は、現像部２０の上流側端部近く、つまり筐体４０の内側であって搬入口４０１の近傍に設けられている。一方、エアノズル２４は、現像部２０の下流側端部近く、具体的には仕切板４１１の上流側の側面に取り付けられている。

現像液ノズル２２の下面には現像液Ｌ１を吐出する吐出口が、またエアノズル２４の下面にはエアを吐出する吐出口がそれぞれ設けられている。これらの吐出口は、それぞれ幅方向に細長いスリット状の開口を有しており、該開口は基板Ｓの幅方向における両端部間の全体をカバーするように設けられる。

したがって、現像液ノズル２２から吐出される現像液Ｌ１は、基板Ｓの幅方向（Ｙ方向）の全体に亘り略均一に吐出される。基板Ｓが搬送方向（Ｘ方向）に搬送されることで基板Ｓへの現像液供給位置がＸ方向に順次変化し、最終的には基板Ｓの全体が、現像液Ｌ１により液盛りされてパドル状の液膜で覆われた状態となる。

エアノズル２４は、下方を搬送される基板Ｓに対して、基板Ｓの幅よりも十分長いカーテン状（薄膜状または帯状）のエアを上方から吹き付ける。これによって、基板Ｓの上面に盛られた現像液Ｌ１がより下流へ搬送されることが防止される。すなわち、エアノズル２４は、基板Ｓに沿った現像液Ｌ１の広がりをカーテン状エアによって遮断するエアナイフ装置としての機能を有している。現像部２０の下部には現像液回収部２６が設けられており、基板Ｓの縁から溢れて下方へ落下する現像液Ｌ１は現像液回収部２６により回収される。回収された現像液については、現像処理により溶解されて基板から除去されたレジスト膜の溶解生成物や異物を除去したり濃度調整をしたりする等の再生処理を必要に応じ施して現像処理に再利用することが可能である。あるいは、廃液として処理されてもよい。

リンス部３０には、搬送される基板Ｓの上面にリンス液Ｌ２を供給するリンス液ノズル３２が設けられている。リンス液ノズル３２は、筐体４０における仕切板４１の下流側近傍に設けられている。したがって、エアナイフにより現像液Ｌ１が除去された直後の基板Ｓに対しリンス液が供給されることになる。リンス液ノズル３２の構造については後に詳しく説明する。また、リンス液ノズル３２よりも下流側には、基板Ｓの上方からリンス液を供給する複数のシャワーノズル３４が設けられている。これにより基板Ｓの上面はリンス液Ｌ２の液膜により覆われ洗浄される。

乾燥部３００には、基板Ｓの上面および下面にカーテン状のエアを供給することによって基板Ｓに盛られたリンス液Ｌ２を除去し、基板Ｓを乾燥させる一対のエアノズル３５ａ，３５ｂが設けられている。一対のエアノズル３５ａ，３５ｂは、乾燥部３００において搬出口４０２の近傍に設けられている。リンス部３０および乾燥部３００の下部にはリンス液回収部３６が設けられており、基板Ｓから下方へ落下するリンス液Ｌ２はリンス液回収部３６により回収される。

このように、現像液Ｌ１が扱われる現像部２０と、リンス液Ｌ２が扱われるリンス部３０および乾燥部３００とが仕切板４１１，４２１によってそれぞれ区画され、またそれぞれで排出される現像液Ｌ１とリンス液Ｌ２とが個別に回収されることにより、現像液の再利用など、回収された液体の有効活用や廃液処理のコスト抑制が可能となる。

図２は基板処理装置の動作を示すフローチャートである。上記したように、基板処理装置１は、前工程で露光処理されて搬入される基板Ｓを水平方向に搬送し（ステップＳ１０１）、該基板Ｓに対し現像液Ｌ１の供給による現像処理（ステップＳ１０２）、エアナイフによる現像液の除去（ステップＳ１０３）、リンス液Ｌ２の液膜によるリンス処理（ステップＳ１０４）、およびリンス液による液膜の除去・乾燥（ステップＳ１０５）という一連の処理を実行する。

上記のように構成された基板処理装置１およびその動作においては、基板Ｓの全体で均一かつ良好な現像結果を得るためには、現像液に触れる時間（以下、「現像時間」という）が基板Ｓの全体で等しくなる必要がある。基板Ｓの各部が最初に現像液Ｌ１に触れ現像が開始されるのは現像液ノズル２２の直下位置を通過する時である。一方、現像液が除去され現像が停止されるのは、原則的にはエアナイフとして機能するエアノズル２４の直下位置を通過する時である。したがって、現像液ノズル２２とエアノズル２４との距離が固定され、基板Ｓの搬送速度が一定であれば、基板Ｓの現像時間は位置によらず一定となるはずである。

ただし、エアナイフによる現像液の除去位置を通過した後にも基板Ｓの上面に現像液が残留付着していることがある。このような局所的な現像液の残存により現像が進行するため、現像時間に位置による差が生じ、現像ムラ、つまり現像結果のばらつきが生じるおそれがある。現像液除去後の基板Ｓにリンス液Ｌ２が供給されることで現像は確実に停止されるが、リンス液供給のタイミングが幅方向においてばらつくと、現像停止のタイミングが不均一となり、やはり現像ムラの原因となる。この問題を解消するための本実施形態のリンス液ノズル３２の構造およびその機能について、以下に詳しく説明する。

図３は現像部とリンス部との境界部分を拡大して示す概略側面図である。また、図４ないし図６はリンス液ノズルの構造をより詳細に示す図である。より具体的には、図４はリンス液ノズル３２の外形および内部構造を示す分解斜視図であり、図５はリンス液ノズル３２と基板Ｓとの寸法関係を示す図である。また、図６（ａ）はリンス液ノズル３２の内部構造を示す部分断面図であり、図６（ｂ）はリンス液ノズル３２から吐出されるリンス液の状態を示す図である。

図３に示すように、エアノズル２４とリンス液ノズル３２とは仕切板４１１を挟んで近接配置されている。エアノズル２４は仕切板４１１の上流側側面に取り付けられている。エアノズル２４には圧縮エア供給部２９から圧縮エアが供給され、また下端には吐出口２４１が設けられている。したがって、エアノズル２４は、上面に現像液Ｌ１の液膜が形成され搬送ローラ５０の回転により（＋Ｘ）方向に搬送される基板Ｓの上面に向けて、その上方からカーテン状のエアＡを噴出する。これにより現像液Ｌ１の液膜がさらに下流側へ搬送されることは阻止され、エア吹き付け位置より下流側の基板Ｓの上面は現像液が除去された状態となっている。基板Ｓから下方へ落下する現像液Ｌ１は、現像液回収部２６により回収される。

一方、リンス液ノズル３２は、図示しない支持部材により、仕切板４１１の下流側側面から所定の距離を隔てて支持されている。このため、仕切板４１１の下流側側面とリンス液ノズル３２の上流側側面との間には空隙Ｇが設けられている。リンス液ノズル３２にはリンス液供給部３９からリンス液Ｌ２として例えば純水、脱イオン水（ＤＩＷ）等の液体が供給される。次に詳しく説明する構造により、リンス液ノズル３２は、リンス液Ｌ２を下流方向かつ下向きの方向成分を有する液流として基板Ｓに供給する機能を有する。これにより基板Ｓの上面にリンス液Ｌ２の液膜が形成される。基板Ｓから下方へ落下するリンス液Ｌ２は、リンス液回収部３６により回収される。

エアノズル２４から吹き出されるエアによってリンス液Ｌ２の液流が乱されるのを防止するために、仕切板４１１とリンス液ノズル３２との間に空隙Ｇが設けられている。すなわち、この空隙Ｇがなければ吹き出されたエアはリンス液ノズル３２と基板Ｓとの隙間に流れ込み、リンス液ノズル３２から基板Ｓに供給されるリンス液Ｌ２の流れを乱す。空隙Ｇを設けることにより、エアはこの空隙Ｇを通って上方へ抜けるため、リンス液Ｌ２の流れが乱されることはない。つまり、空隙Ｇはエアノズル２４から吹き出されるエアをリンス液ノズル３２の周辺から排出する機能を有する。

図４および図６（ａ）に示すように、リンス液ノズル３２は、第１部材３２１および第２部材３２２がスペーサ３２３を介してＸ方向に積層された構造を有している。第１部材３２１および第２部材３２２は、リンス液供給部３９から供給されるリンス液の圧力に耐える材料、例えば適度な硬度を有する樹脂または金属製とすることができる。

第１部材３２１は、Ｘ方向から見たときにＹ方向を長手方向とする略長方形の外形を有する平板状の平坦部３２１ａと、平坦部３２１ａの下端に接続されて（＋Ｘ）方向および（−Ｚ）方向に斜め下向きに延びる傾斜部３２１ｂとを有する。傾斜部３２１ｂの断面形状は楔型であり、その厚みは先端に近いほど薄くなっている。傾斜部３２１ｂの上面は滑らかな平面状の傾斜面３２１ｃとなっており、該傾斜面の法線は（＋Ｘ）方向および（＋Ｚ）方向の成分を有している。

また、第２部材３２２は、Ｘ方向から見た平面サイズが第１部材３２１の平坦部３２１ａと略同じである略直方体のブロックである。その（−Ｘ）側側面と（＋Ｘ）側側面との間を貫通して、リンス液供給部３９から供給されるリンス液を受け入れるための貫通孔３２２ａが設けられている。図５に破線で示すように、貫通孔３２２ａはＹ方向に位置を異ならせて複数設けられてもよい。

スペーサ３２３は、第１部材３２１の平坦部３２１ａをＸ方向から見たときの長方形のうち下辺を除く３辺に沿った逆Ｕ字型の部材である。第１部材３２１と第２部材３２２とがスペーサ３２３を介して積層されることにより、第１部材３２１の（＋Ｘ）側側面と第２部材３２２の（−Ｘ）側側面とは第２部材３２２とはスペーサ３２３の厚みに相当する間隔を隔てて対向することになる。これにより、両者の間に一定幅のギャップ空間ＧＳが形成される。スペーサ３２３には、第１部材３２１と第２部材３２２との間隔を微小かつ一定に保ちつつ隙間からの液漏れを防止することのできる材料、例えば適度な弾性を有する樹脂材料を用いることができる。以下の通り、ギャップ空間ＧＳはリンス液の流路の一部として機能する。

ギャップ空間ＧＳの下端はスペーサ３２３により塞がれず外部空間に連通しており、また貫通孔３２２ａはギャップ空間ＧＳに連通する位置に設けられている。したがって、リンス液供給部３９から貫通孔３２２ａに供給されるリンス液はギャップ空間ＧＳを満たし、最終的にギャップ空間ＧＳの下端から外部空間へ吐出される。この意味において、ギャップ空間ＧＳの下端において第１部材３２１、第２部材３２２およびスペーサ３２３により形成される開口部が、リンス液ノズル３２におけるリンス液の吐出口３２４を構成する。したがって、幅方向と直交する方向（Ｘ方向）における吐出口３２４の開口サイズは、ギャップ空間ＧＳのギャップ間隔（図６（ｂ）に符号Ｄｇで示す）と同じである。そして、吐出口３２４の直下には傾斜部３２１ｂの上面である傾斜面３２１ｃが位置しており、該傾斜面３２１ｃは吐出口３２４と対向する位置に設けられているといえる。

吐出口３２４から下向きに吐出される液体は、傾斜部３２１ｂの傾斜面３２１ｃに当たり、傾斜面に沿って流下する薄層状の液流を形成する。該液流は、最終的に傾斜面３２１ｃの下端から下方へ流れ落ちる。図５に示すように、Ｘ方向に見たとき、吐出口３２４の開口幅Ｙｄは基板Ｓの幅Ｙｓよりも大きく、かつ、吐出口３２４はＹ方向における基板Ｓの両端部を含む全体をカバーする開口を有している。また、傾斜面３２１ｃの幅Ｙｃは吐出口３２４の開口幅Ｙｄよりも大きく、かつ、傾斜面３２１ｃはＹ方向における吐出口３２４の両端部を含む全体をカバーするように設けられている。したがって、吐出口３２４から吐出され傾斜面３２１ｃを流れ落ちる液体は、基板Ｓの幅方向（Ｙ方向）における全域に亘って一様に供給される。

このように構成されたリンス液ノズル３２に対し、リンス液供給部３９からリンス液Ｌ２が圧送される。これにより、図６（ｂ）に示すように、吐出口３２４から吐出されるリンス液Ｌ２は、傾斜面３２１ｃに沿って流下しその下端部から基板Ｓの上面Ｓａに供給される。液の供給量、加圧力、ギャップ間隔Ｄｇ等を適宜に設定すれば、傾斜面３２１ｃから落下するリンス液Ｌ２の液流は、下流側へ向けて勢いよく噴射される、つまり（＋Ｘ）方向の速度成分を比較的多く含むものとすることができる。例えば、傾斜面３２１ｃから流れ落ちるリンス液Ｌ２の流速が、基板Ｓの搬送速度よりも大きくなるようにすることができる。

このようにすると、傾斜面３２１ｃの下流側端部よりも下流側でリンス液Ｌ２を基板Ｓの上面Ｓａに着液させることができる。つまり、Ｘ方向における着液位置Ｐ２を、傾斜面３２１ｃの下流側端部の位置Ｐ１よりも（＋Ｘ）側の位置とすることができる。これにより、リンス液ノズル３２の下面３２０にリンス液Ｌ２が付着することが防止される。ノズル下面３２０にリンス液が付着すると、ノズル下面３２０から基板Ｓへのリンス液Ｌ２の落下や、ノズル下面３２０と基板上面Ｓａとの間が局所的にリンス液Ｌ２で液密状態となること等により、基板Ｓが最初にリンス液Ｌ２に触れる位置が、本来の着液位置Ｐ２よりも上流側にずれることになる。このようなずれが局所的に生じることで現像ムラが発生してしまう。リンス液Ｌ２がノズルの最下流側端部（すなわち傾斜面３２１ｃの先端３２１ｄ）よりも下流側で基板Ｓに着液するようにすることで、リンス液がノズル下面３２０に回り込んで付着するのを抑制することが可能である。

また、基板Ｓに供給されるリンス液Ｌ２は下流側へ向かう速度成分を有した状態で基板Ｓに着液するため、着液位置から上流側に向けて逆流するおそれは極めて低くなっている。したがって、基板Ｓが最初にリンス液Ｌ２に接触する位置を、幅方向（Ｙ方向）の全域において一定とすることが容易である。また、エアノズル２４から吹き出されてリンス液ノズル３２と基板Ｓとの隙間に流れ込むエアの影響も抑えることができる。

リンス液供給部３９から一定量のリンス液Ｌ２が継続的に供給されているとき、その流路であるギャップ空間ＧＳの間隔Ｄｇ（吐出口３２４の開口サイズもこれと等しい）と、傾斜面３２１ｃを流下する液流の厚さＴｃと、基板Ｓへの着液直後に基板Ｓに形成される液膜の厚さＴｐとは略同一である。これらの寸法に対し、傾斜面３２１ｃの下端と基板上面Ｓａとの間隔Ｄｓの方が大きくなるように、つまり傾斜面３２１ｃの下端が基板上の液膜の上面よりも上方に位置するように、リンス液ノズル３２のＺ方向における配設位置が設定されている。したがって吐出口３２４の鉛直方向位置も液膜上面の高さより上方にある。また、リンス液ノズル３２の下面のうち基板Ｓの上面Ｓａに最も近い位置にあるのは、ノズル下面３２０と傾斜面３２１ｃとの接続部分である傾斜部３２１ｂの最下流側端部３２１ｄである。これらの目的も、ノズル下面３２０へのリンス液Ｌ２の付着を防止することである。すなわち、ノズル下面３２０のうち最も下流側の端部３２１ｄが最も低い位置にあり、この位置からリンス液が放出されることで、ノズル下面３２０の他の位置への液の回り込みを抑制することができる。

図７はリンス液ノズル下面の位置および形状の他の例を示す図である。図７（ａ）に示す比較例では、リンス液ノズル３２の下面３２０と基板上面Ｓａとの距離が、基板Ｓ上の液膜の厚さよりも小さい。このような場合、傾斜部３２１ｂの先端部分が実質的に液膜中に含まれてしまうことになるまた、図７（ｂ）に示す比較例のリンス液ノズルＮ１では、下面が基板Ｓの上面と平行である。また、図７（ｃ）に示す比較例のリンス液ノズルＮ２では、ノズル底面に、傾斜部の最下流側端部よりも基板Ｓに近い部分がある。これらの構成では、それぞれ点線で囲んだ部分でリンス液の滞留が生じやすくなり、これにより現像ムラが発生しやすい。図７（ｂ）および（ｃ）に示す例では、特にノズル下面と基板上面Ｓａとの距離が小さいときに問題が生じやすい。

図６（ｂ）に示すように、本実施形態のリンス液ノズル３２では、ノズル下面３２０が下流側に向かって低くなっており、そのうち傾斜部３２１ｂの最下流側端部３２１ｄが最も低い、つまり基板上面Ｓａに近い位置にある。しかも、該最下流側端部と基板上面Ｓａとの間隔Ｄｓは基板Ｓ上の液膜の厚さＴｐよりも大きい。さらに、リンス液ノズル３２から基板Ｓに供給されるリンス液Ｌ２の液流は、（＋Ｘ）方向への比較的大きい速度成分を有している。これらの構成により、ノズル下面３２０と基板上面Ｓａとの間にリンス液が滞留することは効果的に抑制されている。そのため、リンス液の滞留に起因する現像ムラの発生が抑制される。

また、基板Ｓに供給されたリンス液には、基板Ｓに残留する現像液に含まれていた、基板Ｓから剥落したまたは液中に溶解したレジスト膜の成分が混入している。吐出口の周囲やノズル下面を液密状態にする構成では、このような成分が再析出して吐出口やノズル下面に付着し、液の流れを妨げることで現像ムラが生じることがあり得る。

本実施形態では、ノズル下面３２０をリンス液に触れさせていないので、ノズル下面３２０にこのような付着物が生じることはなく、また仮に付着したとしてもリンス処理への影響はない。また、傾斜面３２１ｃには新しいリンス液Ｌ２が常時供給されている。このため、レジスト膜の成分を含む液の飛沫が飛来したとしても液流に取り込まれて下流側へ流されるので、傾斜面３２１ｃやさらに上流の吐出口３２４に付着することは防止される。また、仮に吐出口３２４に付着物が生じ吐出量が不均一になったとしても、傾斜面３２１ｃを流れ下る間に液流が均一化されるため、このような原因による現像ムラの発生は防止される。

また、この実施形態のリンス液ノズル３２では、下向きに開口する吐出口３２４の下方に傾斜面３２１ｃを対向させている。吐出口３２４から下向きに吐出されたリンス液Ｌ２は、傾斜面３２１ｃに沿って流下することで下流側へ向かう速度成分を付与される。このため、吐出口３２４よりも上流側にリンス液の流路を設ける必要はない。このことは、吐出口３２４よりも上流側におけるリンス液ノズル３２の形状が流路に制約されず、高い自由度を有することを意味する。例えば、基板Ｓにおけるエアの供給位置とリンス液の供給位置との間隔を適宜に設定して、現像液が除去されてからリンス液が供給されるまでの時間を調整することが可能である。

以上説明したように、上記実施形態においては、現像液Ｌ１およびリンス液Ｌ２がそれぞれ本発明の「第１処理液」および「第２処理液」に相当している。また、上記実施形態では、搬送ローラ５０、エアノズル２４およびリンス液ノズル３２がそれぞれ本発明の「搬送機構」、「気体吐出部」および「液体吐出部」として機能している。また、上記実施形態では、リンス液ノズル３２のギャップ空間ＧＳが本発明の「流路」に相当し、リンス液ノズル３２と仕切板４１１との空隙Ｇが本発明の「排気経路」に相当している。また、図２のステップＳ１０３、Ｓ１０４が、それぞれ本発明の「第１処理工程」、「第２の処理工程」に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態のリンス液ノズル３２に代えて、以下のような構造のノズルを適用することも可能である。

図８および図９はリンス液ノズルのいくつかの変形例を示す図である。図８（ａ）に示す変形例のリンス液ノズル６１では、第１部材６１１は平板状部材の下端を下流側へ折り曲げることにより、平坦部６１１ａと傾斜部６１１ｂとを設けたものである。第２部材６１２およびスペーサ６１３については、上記実施形態のものと同一とすることができる。このような構造のリンス液ノズル６１については、上記実施形態のリンス液ノズル３２に代えて基板処理装置に搭載することができる。

また、図８（ｂ）〜図８（ｄ）に示す変形例は、リンス液ノズルにエアノズルの機能も兼備させた複合ノズルとしたものである。すなわち、図８（ｂ）に示す変形例の複合ノズル６２では、第１部材６２１と第２部材６２２とがスペーサ６２４を介して対向配置されている点は上記実施形態と同じである。一方で、第２部材６２２とは反対側の第１部材６２１の側面（基板搬送方向においては上流側）に、スペーサ６２５を介して第３部材６２３が取り付けられている。

このような構成では、第１部材６２１と第３部材６２３との間の空隙にエアを送り込み、空隙の下端の開口部６２６からエアを吹き出させることにより、リンス液ノズルがエアノズルとしての機能も有することになる。したがって、上記実施形態において設けられていたエアノズル２４およびリンス液ノズル３２の代替品として複合ノズル６２を適用可能である。この場合、複合ノズル６２を仕切板４１１に取り付ければよいが、基板から落下する現像液とリンス液とを分別して回収することができるようにするための配慮がなされることが望ましい。以下の各変形例においても同様である。

図８（ｃ）に示す変形例の複合ノズル６３は、上記した複合ノズル６２を一部変更したものである。すなわち、スペーサ６３４を介して対向配置された第１部材６３１と第２部材６３２とがリンス液の流路を形成する点は上記変形例の複合ノズル６２と同じである。一方、スペーサ６３５を介して対向する第１部材６３１と第３部材６３３とで構成されるエアの流路は、その下端において上流側（図において左側）に曲げられている。

このような構成では、吹き出されるエアが上流方向への速度成分を有することとなる。そのため、基板に付着する現像液を上流側へ押し戻すことにより、現像液とリンス液との混合をより確実に防止することが可能となる。

図８（ｄ）に示す変形例の複合ノズル６４は、スペーサ６４５を介して対向する第１部材６４１および第２部材６４２を含んで構成されるリンス液ノズル６４ａと、スペーサ６４６を介して対向する第３部材６４３および第４部材６４４を含んで構成されるエアノズル６４ｂとが、排気経路６４７となる一定の空隙を隔てて対向するように、図示しない適宜の支持部材で支持された構造を有する。排気経路６４７の上端部分については、筐体４０内の空間に開放されていてもよく、また適宜の排気機構に接続されてもよい。

このような構成によれば、エアノズル６４ａから吹き出されるエアが排気経路６４７を通って排気されるため、エアがリンス液ノズル６４ａの下面と基板との間に回り込んでリンス液の液流を乱すことが防止される。また、エアによる液流の乱れを生じさせることなくエアノズルとリンス液ノズルとを近接して配置することができるので、現像液が除去されてからリンス液が供給されるまでの基板表面が露出した時間を短くすることができる。

また、図９に示す変形例のリンス液ノズル６５は、第１部材６５１、第２部材６５２および第３部材６５３の３つのブロックを組み合わせた構造を有している。第１部材６５１と第２部材６５２とはギャップ空間ＧＳを挟んで対向しており、第１部材６５１の下部に第３部材６５３が取り付けられている。第１部材６５１および第３部材６５３は、これらが一体として上記実施形態の第１部材３２１に相当するものであり、主に製作のしやすさの観点から２ピースに分割されている。

第３部材６５３は、その上面６５５が「傾斜面」として機能するものである。上面６５５の下流側先端部は、上記実施形態では鋭い断面形状となっていた先端部を少し切り落とした形状となっている。したがって、上面６５５の下流側端部６５５ａと、下面６５０の下流側端部６５０ａとが一致していない。すなわち、下面６５０の下流側端部６５０ａは、下流側端部６５５ａよりも下方かつ上流側に位置している。このような形状は、上記と同様の製作しやすさと、鋭い先端部よりも他の部材との接触等による変形、欠損のおそれが少ないという実用上の理由とに基づくものである。

この場合においても、上面６５５の下流側端部６５５ａの高さを基板上面Ｓａに形成される液膜の厚さよりも大きくしておくことで、ノズル下部への液体の回り込みを防止することができる。この効果をより高めるには、下面６５０の下流側端部６５０ａが液膜の厚さより大きいこと、またノズル下面６５０において最も低い位置にあるのが下面６５０の下流側端部６５０ａであること等の要件が満たされていることがより好ましい。

また、上記実施形態は、本発明の「第１処理液」としての現像液および「第２処理液」としてのリンス液を用いて基板を処理する基板処理装置であるが、第１処理液および第２処理液の種類についてはこれに限定されるものではなく、種々の液体を用いる基板処理に、本発明を適用することが可能である。

以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明に係る基板処理装置において、吐出口は、例えば傾斜面の下流側端部よりも上方位置で開口するように構成されてよい。このような構成によれば、第２処理液に含まれる不要な成分が吐出口の周辺に付着して詰まらせたり、第２処理液の流れを乱したりするという問題が解消される。

また例えば、傾斜面の下流側端部と接続し表面に対向する液体吐出部の下面と基板表面との距離が、搬送方向の上流側ほど大きくなるように構成されてよい。言い換えれば、基板表面に対向する液体吐出部の下面と基板表面との距離は、液体吐出部の下面のうち傾斜面の下流側端部との接続部分において最小であるように構成されてよい。このような構成によれば、液体吐出部の下面と基板表面との間に第２処理液が滞留することに起因する処理ムラを抑制することができる。

また例えば、液流が基板表面に着液する着液位置のうち搬送方向における最上流側端部が、傾斜面の下流側端部よりも搬送方向において下流側であるように構成されてよい。このような構成によれば、基板に付着することで汚染源を含み得る第２処理液が液体吐出部に付着することが回避される。

また例えば、基板表面に対向する液体吐出部の下面が、基板表面に形成される液膜とは接触しないように構成されてよい。このような構成によっても、基板に付着することで汚染源を含み得る第２処理液が液体吐出部に付着することが回避される。

また例えば、液体吐出部は、断面形状が吐出口の開口形状と同一で吐出口に連通し、吐出口に向けて第２処理液を流通させる流路を有し、流路における第２処理液の流通方向が鉛直下向きである構成とされてよい。このような構成によれば、吐出口よりも上流側における液体吐出部の形状についての自由度が高く、例えば気体吐出部と液体吐出部との間隔を適宜に調整することが可能となる。

また例えば、搬送方向において、気体吐出部と液体吐出部との間に気体を排出するための排気経路が設けられてよい。このような構成によれば、気体吐出部から吹き出された気体が液体吐出部と基板表面との間に吹き込むことにより液流が乱されるのを防止することができる。

本発明は、処理液による処理後の基板から処理液を除去する各種の基板処理に適用可能である。例えばレジスト膜の現像処理、エッチング処理、剥離処理などに、本発明を好適に適用可能である。

１ 基板処理装置
２０ 現像部
２４ エアノズル（気体吐出部）
３０ リンス部
３２ リンス液ノズル（液体吐出部）
５０ 搬送ローラ（搬送機構）
３２１ 第１部材
３２１ｃ 傾斜面
３２２ 第２部材
ＧＳ ギャップ空間（流路）
Ｓ 基板
Ｓａ 基板上面

Claims (10)

1. 表面に第１処理液が付着した基板を、前記表面を上向きにして水平方向に沿った搬送方向に搬送する搬送機構と、
   前記搬送方向と直交する幅方向における前記基板の全域に亘り前記表面に気体を吹き付けて、前記第１処理液を前記表面から除去する気体吐出部と、
   前記気体吐出部からの前記気体が吹き付けられる位置よりも前記搬送方向における下流側の前記表面に対し、第２処理液を供給する液体吐出部と
   を備え、
   前記液体吐出部は、
   前記基板の前記幅方向における一端部から他端部までをカバーするスリット状に開口し、前記表面の方向へ前記第２処理液を吐出する吐出口と、
   前記吐出口の開口部の全体と対向するように前記吐出口の下方に設けられ、前記搬送方向の上流側から下流側に向かって下るように傾斜する平滑な傾斜面と
   を有し、前記吐出口から吐出された前記第２処理液を前記傾斜面に沿って流下させることで、前記搬送方向の下流側に向かう方向の成分を有する薄層状の液流を前記傾斜面上に形成し、該液流を前記傾斜面の前記下流側端部から前記表面に流下させ、
   前記搬送方向における前記傾斜面の下流側端部と前記表面との距離が、前記液流により前記表面に形成される液膜の厚さよりも大きい、基板処理装置。
2. 表面に第１処理液が付着した基板を、前記表面を上向きにして水平方向に沿った搬送方向に搬送する搬送機構と、
   前記搬送方向と直交する幅方向における前記基板の全域に亘り前記表面に気体を吹き付けて、前記第１処理液を前記表面から除去する気体吐出部と、
   前記気体吐出部からの前記気体が吹き付けられる位置よりも前記搬送方向における下流側の前記表面に対し、第２処理液を供給する液体吐出部と
   を備え、
   前記液体吐出部は、
   前記基板の前記幅方向における一端部から他端部までをカバーするスリット状に開口し、前記表面の方向へ前記第２処理液を吐出する吐出口と、
   前記吐出口の開口部の全体と対向するように前記吐出口の下方に設けられ、前記搬送方向の上流側から下流側に向かって下るように傾斜する平滑な傾斜面と
   を有し、
   前記搬送方向における前記傾斜面の下流側端部と前記表面との距離が、前記幅方向に直交する方向における前記吐出口の開口サイズよりも大きい、基板処理装置。
3. 前記吐出口は、前記傾斜面の前記下流側端部よりも上方位置で開口する請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記傾斜面の前記下流側端部と接続し前記表面に対向する前記液体吐出部の下面と、前記表面との距離が、前記搬送方向の上流側ほど大きくなる請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記表面に対向する前記液体吐出部の下面と前記表面との距離は、前記下面のうち前記傾斜面の前記下流側端部との接続部分において最小である請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記液流が前記表面に着液する着液位置のうち前記搬送方向における最上流側端部が、前記傾斜面の前記下流側端部よりも前記搬送方向において下流側である請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。
7. 前記表面に対向する前記液体吐出部の下面が、前記表面に形成される液膜とは接触しない請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。
8. 前記液体吐出部は、断面形状が前記吐出口の開口形状と同一で前記吐出口に連通し、前記吐出口に向けて前記第２処理液を流通させる流路を有し、前記流路における前記第２処理液の流通方向が鉛直下向きである請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置。
9. 前記搬送方向において、前記気体吐出部と前記液体吐出部との間に前記気体を排出するための排気経路が設けられる請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置。
10. 表面に第１処理液が付着した基板を、前記表面を上向きにして水平方向に沿った搬送方向に搬送しながら、前記搬送方向と直交する幅方向における前記基板の全域に亘り前記表面に気体を吹き付けて、前記第１処理液を前記表面から除去する第１処理工程と、
    前記気体が吹き付けられる位置よりも前記搬送方向における下流側の前記表面に対し、液体吐出部から第２処理液を供給する第２処理工程と
    を備え、
    前記第２処理工程では、前記基板の前記幅方向における一端部から他端部までをカバーするスリット状に開口する吐出口から前記表面の方向へ前記第２処理液を吐出させ、
    前記吐出口から吐出された前記第２処理液を、前記吐出口の開口部の全体と対向するように前記吐出口の下方に設けた、前記搬送方向の上流側から下流側に向かって下るように傾斜する平滑な傾斜面に沿って流下させることで、前記搬送方向の下流側に向かう方向の成分を有する薄層状の液流を前記傾斜面上に形成し、該液流を前記傾斜面の前記下流側端部から前記表面に流下させ、
    前記搬送方向における前記傾斜面の下流側端部と前記表面との距離を、前記液流により前記表面に形成される液膜の厚さよりも大きくする、基板処理方法。

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