JP3414916B2

JP3414916B2 - 基板処理装置および方法

Info

Publication number: JP3414916B2
Application number: JP03999496A
Authority: JP
Inventors: 靖中村; 学矢部
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-02-27
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 2003-06-09
Anticipated expiration: 2016-02-27
Also published as: JPH09232276A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、液晶
ガラス基板、フォトマスク用基板および光ディスク用基
板などの薄板状の基板（以下、「基板」と称する）を回
転台上に設けられた基板支持部材によって支持し、所定
の処理液を付与して回転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】従来より、基板に所定の処理液を付与し
て基板の回転処理を行うものとしては、回転塗布処理、
回転現像処理、回転洗浄処理などが存在する。そして、
これらの処理のうち、回転塗布処理や回転現像処理など
については、基板の裏面を真空吸着する基板保持部材
（以下、「バキュームチャック」と称する）が適用され
ることが多いが、吸着痕を防ぎたい場合や基板の裏面を
洗浄したい場合は、基板の周端部を支持することにより
当該基板を回転台から離間させて支持する基板保持部材
（以下、「メカチャック」と称する）が適用される場合
もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メカチ
ャックは、バキュームチャックに比較して、基板を保持
する回転台が大きく、その周縁部は基板の外周よりも大
きいため、回転処理中に回転台の周縁部に処理液が付着
しやすい。また、バキュームチャックは、基板の裏面に
密着しているのに対して、メカチャックは、基板と回転
台との間に隙間があるため、回転処理中に処理液のミス
トなどがその隙間に回り込んで、当該回転台に付着する
こともある。

【０００４】一方、回転処理中の基板から飛散した処理
液は、処理装置外部に処理液が飛散するのを防止する目
的で当該基板の周囲を取り囲むように配置された処理液
回収カップ（以下、単に「カップ」と称する）によって
回収される。

【０００５】上記のような回転台の周縁部やカップに付
着した処理液をそのまま放置すると、やがて処理液が乾
燥して固化する。そして、カップの内壁に処理液の固体
物が固着すると、その固体物によって回転処理中の気流
の流れが変化し、処理性能に影響を及ぼすことがある。
また、回転処理時の振動などによって、回転台やカップ
に固着した処理液の固体物が、微小な粉塵（以下、「パ
ーティクル」と称する）として浮遊する。浮遊したパー
ティクルは、処理中の基板に付着して、当該基板を汚染
するため、被処理基板の品質を劣化させることがある。
したがって、回転台やカップに対する洗浄が必要とな
る。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑み、基板を載置す
る回転台や飛散防止のための処理液回収カップを洗浄す
ることが可能な基板処理装置および方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【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、基板に所定の処理液を付与する
ことによって回転処理を行う基板処理装置において、
(a) 前記基板を載置して回転させる回転台と、(b) 前記
回転台上に設けられ、前記基板を前記回転台から離間し
て水平に支持する基板支持部材と、(c) 前記所定の処理
液を前記基板に付与する第１のノズルと、(d) 前記第１
のノズルからの所定の処理液の付与によって前記基板の
周縁部に付着した液膜を洗浄するための洗浄液を吐出す
る第２のノズルとを備え、前記回転台から前記基板を外
した状態で前記回転台を回転させつつ、前記第２のノズ
ルからの洗浄液の吐出によって前記回転台の周縁部を洗
浄させている。

【０００８】請求項２の発明は、基板に所定の処理液を
付与することによって回転処理を行う基板処理装置にお
いて、(a)前記基板を載置して回転させる回転台と、(b)
前記回転台上に設けられ、前記基板を前記回転台から離
間して水平に支持する基板支持部材と、(c)前記所定の
処理液を前記基板に付与する第１のノズルと、(d)前記
第１のノズルからの所定の処理液の付与によって前記基
板の周縁部に付着した液膜を洗浄するための洗浄液を吐
出する第２のノズルと、(e)前記回転台の周囲に配置さ
れ、前記回転処理中に前記基板から飛散した前記処理液
を回収するカップとを備え、前記回転台の周縁部に前記
回転台の中心側から前記カップ側に向けて前記洗浄液を
案内する洗浄液案内部を設け、前記第２のノズルから前
記回転台における前記洗浄液案内部の入口よりも前記回
転台の中心側に前記洗浄液を吐出することによって前記
カップを洗浄させている。

【０００９】また、請求項３の発明は、請求項１の発明
に係る基板処理装置において、(e)前記回転台の周囲に
配置され、前記回転処理中に前記基板から飛散した前記
処理液を回収するカップをさらに備え、前記回転台の周
縁部に前記回転台の中心側から前記カップ側に向けて前
記洗浄液を案内する洗浄液案内部を設け、前記第２のノ
ズルから前記回転台における前記洗浄液案内部の入口よ
りも前記回転台の中心側に前記洗浄液を吐出させること
によって前記カップを洗浄し、前記第２のノズルから前
記回転台における前記洗浄液案内部の入口より前記カッ
プ側に前記洗浄液を吐出させることによって前記回転台
の周縁部を洗浄させている。

【００１０】また、請求項４の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかの発明に係る基板処理装置におい
て、前記回転台に前記回転処理中に前記基板の裏面を洗
浄するための洗浄液を供給する第３のノズルを含ませて
いる。

【００１１】また、請求項５の発明は、請求項１ないし
請求項４のいずれかの発明に係る基板処理装置におい
て、(f) 前記第２のノズルからの洗浄液を前記回転台の
周縁部において走査させる走査手段をさらに備えてい
る。

【００１２】また、請求項６の発明は、回転台上に設け
られた基板支持部材によって、基板を前記回転台から離
間して水平に支持し、前記基板に所定の処理液を付与す
ることによって回転処理を行う基板処理方法において、
(a) 第１のノズルから前記基板に前記所定の処理液を付
与する処理液付与工程と、(b) 第２のノズルから洗浄液
を供給し、前記第１のノズルからの所定の処理液を付与
した前記回転処理により前記基板の周縁部に付着した液
膜を洗浄する基板周縁部洗浄工程と、(c) 前記回転台か
ら前記基板を外し、前記回転台を回転させつつ、前記第
２のノズルから洗浄液を吐出することによって前記回転
台の周縁部を洗浄する回転台洗浄工程とを備えている。

【００１３】また、請求項７の発明は、請求項６の発明
に係る基板処理方法において、前記回転台の中心側から
前記回転台の周囲に配置されたカップ側に向けて前記洗
浄液を案内する洗浄液案内部を前記回転台の周縁部に設
けており、前記方法に、(d)前記洗浄液案内部の入口よ
りも前記中心側に前記第２のノズルから洗浄液を供給し
て前記カップを洗浄するカップ洗浄工程をさらに含ませ
ている。

【００１４】

【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。

【００１５】Ａ．基板処理装置の構成：図１は、本発明
にかかる基板処理技術を適用した回転式塗布装置（スピ
ンコータ）ＳＣの正面断面図である。また、図２は、回
転式塗布装置ＳＣの要部上面視図である。この回転式塗
布装置ＳＣは、基板を回転させつつレジスト塗布を行う
装置である。

【００１６】回転式塗布装置ＳＣは、基板Ｗを載置して
回転させる回転台１と、基板Ｗにレジスト液を吐出する
処理液ノズル（第１のノズル）３０と、基板Ｗの周縁部
を洗浄する洗浄ノズル（第２のノズル）１０と、回転処
理中に基板Ｗから飛散したレジスト液を回収するカップ
２０と、基板Ｗの裏面を洗浄するためのバックリンスノ
ズル（第３のノズル）５０とを備えている。

【００１７】回転台１は、円板状の部材であり、その周
縁部１ａは、内部１ｂよりも厚みが厚く形成されてい
る。回転台１の周縁部１ａの上面には、６個の基板支持
部材５が立設されており、これら基板支持部材５が基板
Ｗの周端部に当接、保持することによって、当該基板Ｗ
が回転台１から離間して、水平に支持される。

【００１８】また、図２に示すように、回転台１の周縁
部１ａの内部には、案内部２、３、４がそれぞれ２ヶ所
ずつ設けられている。図３は、案内部２、３、４の形状
を示す図である。なお、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
は、それぞれ案内部２、３、４についての図である。

【００１９】図示の如く、案内部２は、回転台１の中心
側からテーパ部２ａと、誘導部２ｂと、回転台１から見
て斜め上方に向いた吐出孔２ｃとが、回転台１の径方向
に沿って周縁部１ａに配列形成されてなる。また、案内
部３は、テーパ部３ａと、誘導部３ｂと、水平方向の吐
出孔３ｃとを有している。同様に、案内部４は、テーパ
部４ａと、誘導部４ｂと、回転台１から見て斜め下方に
向いた吐出孔４ｃとを有している。

【００２０】図１に戻って、以上のような構成の回転台
１は、図示を省略するモータによって回転軸４０を中心
として回転可能に設けられている。そして、回転軸４０
の中心部には、バックリンスノズル５０が鉛直方向に挿
通されている。バックリンスノズル５０の上端は回転台
１より突出して、基板Ｗの裏面が洗浄可能なように構成
されている。

【００２１】次に、洗浄ノズル１０は、回転台１の上方
に移動可能に設けられている。図４は、洗浄ノズル１０
を駆動するためのノズル駆動手段１００を説明する要部
正面図である。ノズル駆動手段１００は、パルスモータ
８０とエアシリンダ７０とにより構成されている。

【００２２】ベース部材８５に固設されたパルスモータ
８０のモータ軸８１には平行に溝が切られており、支持
ブロック９０が鉛直方向に摺動自在となるようにモータ
軸８１にスプライン嵌合されている。そして、支持ブロ
ック９０の上部には支柱６０が固設され、さらに、その
支柱６０の上端には支持アーム１１が取り付けられてい
る。

【００２３】支持ブロック９０に相対回転可能に連結さ
れたプレート部材９１には、ベース部材８５に固設され
たエアシリンダ７０と、ベース部材８５に鉛直方向に摺
動可能に設けられたガイドロッド９５とが連結されてい
る。そして、当該プレート部材９１は、エアシリンダ７
０を作動させることにより、ガイドロッド９５に案内さ
れて鉛直方向に昇降し、それにともなって支持ブロック
９０も昇降する。

【００２４】以上のような構成により、支持アーム１１
は、パルスモータ８０によりモータ軸８１を軸として揺
動可能となるとともに、エアシリンダ７０によって上下
移動が可能である。なお、支持アーム１１を上下移動さ
せる手段としては、エアシリンダ７０に限らず、例え
ば、電磁アクチュエータなどを使用してもかまわない。

【００２５】支持アーム１１は、支柱６０側の第１のア
ーム１１ａと先端側の第２のアーム１１ｂとで構成さ
れ、第２のアーム１１ｂは第１のアーム１１ａに摺動自
在に外挿され、所望の位置にて一対のボルト１２により
固定されている。また、第２のアーム１１ｂの先端に
は、アングル形状の支持ブラケット１３が取り付けられ
ており、当該支持ブラケット１３には、洗浄ノズル１０
が固設されている。そして、支持ブラケット１３は支持
アーム１１の長手方向を軸として回動可能であり、所望
の角度において一対のボルト１４によって固定される。
これらの構成により、洗浄ノズル１０からの洗浄液の着
液位置を調整することが可能となる。

【００２６】以上説明したように、洗浄ノズル１０は、
洗浄液の着液位置が調整可能であるとともに、パルスモ
ータ８０による支持アーム１１の揺動動作にともなっ
て、移動および走査が可能となるように構成されてい
る。

【００２７】Ｂ．基板処理装置の動作：上記構成の回転
式塗布装置ＳＣにおいては、回転台１の基板支持部材５
によって基板Ｗを水平に支持し、基板Ｗを回転させつ
つ、処理液ノズル３０からレジスト液を付与し、塗布処
理を行う。そして、塗布処理後、洗浄ノズル１０から洗
浄液を吐出させて、基板Ｗの周縁部を洗浄し、当該周縁
部に付着した不要のレジスト膜を除去する。

【００２８】次に、基板Ｗが図示を省略する基板搬送装
置によって搬出され、回転台１およびカップ２０に付着
したレジスト液の洗浄処理が行われる。なお、基板Ｗが
搬出される際には、基板搬送装置と洗浄ノズル１０とが
干渉しないように、ノズル駆動手段１００によって洗浄
ノズル１０が図２の二点鎖線の位置まで待避する。

【００２９】図５は、回転台１およびカップ２０に対す
る洗浄処理を説明する図である。当該洗浄処理を行う際
には、ノズル駆動手段１００によって洗浄ノズル１０が
図中のラインＬ１からラインＬ３の間に配置される。な
お、ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、洗浄ノズル１０からの
洗浄液の着液地点によって決まるものである。すなわ
ち、洗浄ノズル１０がラインＬ１からラインＬ２の間に
位置するときは、洗浄液が回転台１の周縁部１ａの上面
に着液し、ラインＬ２からラインＬ３の間に位置すると
きは、洗浄液が周縁部１ａの側面あるいは内部１ｂの上
面に着液する。換言すれば、ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３
は、ノズル１０からの処理液吐出方向と回転台１との角
度によって決定され、洗浄ノズル１０の設置角度を変更
すると、それにともなってラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３の位
置も変化する。

【００３０】洗浄ノズル１０がラインＬ１からラインＬ
２の間に位置するときに、回転台１を回転させつつ、当
該洗浄ノズル１０から洗浄液を吐出すると、その吐出さ
れた洗浄液は回転台１の周縁部１ａの上面に到達するた
め、当該周縁部１ａを洗浄することができる。このとき
に、パルスモータ８０によって支持アーム１１を揺動さ
せて洗浄ノズル１０を走査させることにより、回転台１
の周縁部１ａに対する洗浄効果が高くなる。

【００３１】次に、洗浄ノズル１０がラインＬ２からラ
インＬ３の間に位置するときに、回転台１を回転させつ
つ、当該洗浄ノズル１０から洗浄液を吐出すると、その
吐出された洗浄液は、回転台１の内部１ｂに到達する。
そして、内部１ｂに到達した洗浄液は、遠心力によって
案内部３のテーパ部３ａ、誘導部３ｂに誘導された後、
吐出孔３ｃからカップ２０に向けて吐出される。図５に
は、水平方向に向けられた吐出孔３ｃを有する案内部３
を示しているが、案内部２および案内部４（図３参照）
についても同様に、それぞれ上向きの吐出孔２ｃおよび
下向きの吐出孔４ｃから洗浄液が吐出されるため、カッ
プ２０の内壁が均一に洗浄される。

【００３２】また、図５に示すように、上記洗浄処理中
においては、バックリンスノズル５０の上端からも洗浄
液が噴出され、噴出された洗浄液は回転台１の内部１ｂ
の上面に着液した後、遠心力によって回転台１の周縁部
１ａの方へ流れ、洗浄ノズル１０から吐出された洗浄液
と合流し、案内部３のテーパ部３ａ、誘導部３ｂを経
て、吐出孔３ｃからカップ２０の内壁に向けて吐出され
る。

【００３３】このようにして、洗浄処理中に、バックリ
ンスノズル５０を併用することにより、洗浄液の液量が
増加し、カップ２０の洗浄時間が短縮される。

【００３４】以上、この発明の実施形態について説明し
たが、この発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、例えば、上記実施形態においては、回転台１に設け
られた案内部２、３、４の数はそれぞれ２ヶ所ずつであ
ったが、これらの数の組み合わせは任意であり、また、
同一形状の案内部のみを設けてもよい。さらに、案内部
の総数も６ヶ所に限定されるものではなく、１ヶ所以上
設けてあればよい。

【００３５】また、回転台１に設けられた基板支持部材
５の個数も６個に限定されるものではなく、基板Ｗを安
定して支持できる個数であればよい。

【００３６】また、上記実施形態においては、本発明に
かかる基板処理技術を、回転式塗布装置ＳＣに適用して
いたが、これを回転式現像装置や回転式洗浄装置に適用
してもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１および
請求項６の発明によれば、回転台を回転させつつ、基板
の周縁部を洗浄する第２のノズルを使用して、前記回転
台の周縁部に洗浄液を吐出しているため、回転台の周縁
部の洗浄が可能である。

【００３８】また、請求項２および請求項３の発明によ
れば、回転台の周縁部に当該回転台の中心側からカップ
側に向けて洗浄液を案内する洗浄液案内部を有している
ので、基板の周縁部を洗浄する第２のノズルからの洗浄
液をそのまま利用してカップの洗浄を行うことができ、
基板の周縁部洗浄用ノズルの他にカップ洗浄用のノズル
を別途設ける必要がなく、装置構成を簡略化することが
できる。

【００３９】また、請求項３および請求項７の発明によ
れば、回転台の周縁部に当該回転台の中心側からカップ
側に向けて洗浄液を案内する洗浄液案内部を有している
ため、請求項１および請求項６の発明の効果に加えて、
カップを洗浄することが可能である。

【００４０】また、請求項４の発明によれば、基板の裏
面を洗浄するための洗浄液を供給する第３のノズルを有
しているため、回転台の洗浄処理中に当該第３のノズル
から洗浄液を供給することにより、洗浄液の液量が増加
し、カップの洗浄時間が短縮される。

【００４１】また、請求項５の発明によれば、第２のノ
ズルからの洗浄液を回転台の周縁部において走査させる
走査手段を備えているため、当該周縁部に対する洗浄効
果が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる基板処理技術を適用した回転式
塗布装置の正面断面図である。

【図２】回転式塗布装置の要部上面視図である。

【図３】回転台の案内部の形状を示す図である。

【図４】洗浄ノズルを駆動するためのノズル駆動手段を
説明する要部正面図である。

【図５】回転台およびカップに対する洗浄処理を説明す
る図である。

【符号の説明】

１回転台１ａ周縁部１ｂ内部２、３、４案内部１０洗浄ノズル２０カップ３０処理液ノズル５０バックリンスノズル１００ノズル駆動手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−338447（ＪＰ，Ａ) 特開平７−66116（ＪＰ，Ａ) 特開平７−321002（ＪＰ，Ａ) 特開平９−1035（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/304 B08B 3/02 H01L 21/68

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に所定の処理液を付与することによ
って回転処理を行う基板処理装置において、 (a) 前記基板を載置して回転させる回転台と、 (b) 前記回転台上に設けられ、前記基板を前記回転台か
ら離間して水平に支持する基板支持部材と、 (c) 前記所定の処理液を前記基板に付与する第１のノズ
ルと、 (d) 前記第１のノズルからの所定の処理液の付与によっ
て前記基板の周縁部に付着した液膜を洗浄するための洗
浄液を吐出する第２のノズルと、を備え、前記回転台から前記基板を外した状態で前記回
転台を回転させつつ、前記第２のノズルからの洗浄液の
吐出によって前記回転台の周縁部を洗浄することを特徴
とする基板処理装置。
【請求項２】基板に所定の処理液を付与することによ
って回転処理を行う基板処理装置において、 (a) 前記基板を載置して回転させる回転台と、 (b) 前記回転台上に設けられ、前記基板を前記回転台か
ら離間して水平に支持する基板支持部材と、 (c) 前記所定の処理液を前記基板に付与する第１のノズ
ルと、 (d) 前記第１のノズルからの所定の処理液の付与によっ
て前記基板の周縁部に付着した液膜を洗浄するための洗
浄液を吐出する第２のノズルと、 (e) 前記回転台の周囲に配置され、前記回転処理中に前
記基板から飛散した前記処理液を回収するカップとを備
え、前記回転台は、前記回転台の周縁部に前記回転台の中心
側から前記カップ側に向けて前記洗浄液を案内する洗浄
液案内部を有し、前記第２のノズルから前記回転台における前記洗浄液案
内部の入口よりも前記回転台の中心側に前記洗浄液を吐
出することによって前記カップを洗浄することを特徴と
する基板処理装置。
【請求項３】請求項１記載の基板処理装置において、 (e) 前記回転台の周囲に配置され、前記回転処理中に前
記基板から飛散した前記処理液を回収するカップ、をさらに備え、前記回転台は、前記回転台の周縁部に前記回転台の中心
側から前記カップ側に向けて前記洗浄液を案内する洗浄
液案内部を有し、前記第２のノズルから前記回転台における前記洗浄液案
内部の入口よりも前記回転台の中心側に前記洗浄液を吐
出することによって前記カップを洗浄し、前記第２のノ
ズルから前記回転台における前記洗浄液案内部の入口よ
り前記カップ側に前記洗浄液を吐出することによって前
記回転台の周縁部を洗浄することを特徴とする基板処理
装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の基板処理装置において、前記回転台が、前記回転処理中に前記基板の裏面を洗浄
するための洗浄液を供給する第３のノズルを有すること
を特徴とする基板処理装置。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載の基板処理装置において、 (f) 前記第２のノズルからの洗浄液を前記回転台の周縁
部において走査させる走査手段をさらに備えたことを特
徴とする基板処理装置。
【請求項６】回転台上に設けられた基板支持部材によ
って、基板を前記回転台から離間して水平に支持し、前
記基板に所定の処理液を付与することによって回転処理
を行う基板処理方法において、 (a) 第１のノズルから前記基板に前記所定の処理液を付
与する処理液付与工程と、 (b) 第２のノズルから洗浄液を供給し、前記第１のノズ
ルからの所定の処理液を付与した前記回転処理により前
記基板の周縁部に付着した液膜を洗浄する基板周縁部洗
浄工程と、 (c) 前記回転台から前記基板を外し、前記回転台を回転
させつつ、前記第２のノズルから洗浄液を吐出すること
によって前記回転台の周縁部を洗浄する回転台洗浄工程
と、を備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】請求項６記載の基板処理方法において、前記回転台の中心側から前記回転台の周囲に配置された
カップ側に向けて前記洗浄液を案内する洗浄液案内部が
前記回転台の周縁部に設けられており、前記方法は、 (d) 前記洗浄液案内部の入口よりも前記中心側に前記第
２のノズルから洗浄液を供給して前記カップを洗浄する
カップ洗浄工程、をさらに備えたことを特徴とする基板処理方法。