JP2004039975A - 基板の処理装置及び処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は基板を処理するっ処理液を、基板の全面にわたって迅速かつ均一に供給することができるようにした処理装置を提供することにある。
【解決手段】基板を処理液によって処理する処理装置において、
カップ体１と、このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブル１５と、この回転テーブルの上方に配置され上記基板の中心部から径方向外方に向けて上記処理液を所定の幅寸法の帯状で供給するスリット状のノズル孔を有するノズル体３１とを具備する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は処理液をノズル体から基板の板面に供給してこの基板を処理する処理装置及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置や液晶表示装置などを製造する場合、半導体ウエハやガラス基板などの基板に回路パタ−ンを形成するリソグラフィプロセスがある。このリソグラフィプロセスは、周知のように上記基板にレジストを塗布し、このレジストに回路パタ−ンが形成されたマスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照射されない部分（あるいは光が照射された部分）を除去し、除去された部分をエッチングするなどの一連の工程を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パタ−ンを形成するものである。
【０００３】
たとえば、基板を処理液としてのエッチング液でエッチングする場合、エッチングを均一に行うためには、基板の全面にエッチングを均一に、しかも迅速に供給することが要求される。
【０００４】
基板にエッチング液を供給して所定時間が経過したならば、エッチング液によるエッチング作用を迅速に止めるとともに基板を清浄にするために、処理液としての洗浄液をやはり基板の全面に迅速かつ均一に供給することが要求される。
【０００５】
従来、エッチング液や洗浄液、或いはその他の薬液などの処理液を基板の板面に供給するにはスピン処理装置が用いられている。スピン処理装置はカップ体を有し、このカップ体内には回転テーブルが設けられている。この回転テーブルには基板が着脱可能に保持される。
【０００６】
上記回転テーブルに保持された基板には、ノズル体によって処理液が供給される。上記ノズル体は、ノズル孔の先端を上記基板の中心部に向けて上記回転テーブルの上方に配置されている。そのため、基板を回転させるとともに、上記ノズル体から処理液を噴射すれば、基板に処理液を供給することができる。
【０００７】
基板に処理液を基板の板面全体にわたって均一かつ迅速に供給するためには、処理液を上記ノズル体から基板の中心部に供給するとともに、基板を高速度で回転させることによって生じる遠心力で基板中心部に供給された処理液を迅速かつ均一に分散させるということが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
処理液を基板の板面全体に迅速かつ均一に供給するため、基板を高速度で回転させると、処理液が基板の周縁部から勢いよく飛散する。そのため、基板から飛散した処理液はカップ体の内周面で反射し、基板に跳ね返ることがあるため、基板を汚染するなどの悪影響が生じることがある。
【０００９】
処理液が基板の周縁部から勢いよく飛散するのを防止するため、基板の回転数を低くして処理液を供給するということが考えられる。基板の回転数を低くすると、基板に供給された処理液に作用する遠心力が低下するから、処理液が基板の全面に迅速かつ均一に分散し難くなる。そのため、基板の回転数を低くした場合には、処理液の供給量を増大して迅速かつ均一な分散を図らなければならないから、処理液の使用量が多くなり、ランニングコストの増大を招くということがある。
【００１０】
この発明は、基板の回転数を高くしたり、処理液の供給量を増大することなく、処理液を基板の板面全体に迅速かつ均一に供給することができるようにした基板の処理装置及び処理方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板を処理液によって処理する処理装置において、
カップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
この回転テーブルの上方に配置され上記基板の中心部から径方向外方に向けて上記処理液を所定の幅寸法の帯状で供給するスリット状のノズル孔を有するノズル体と、
を具備したことを特徴とする基板の処理装置にある。
【００１２】
請求項２の発明は、上記ノズル体は、上記処理液の噴射角度を上記基板の板面に対して垂直な状態から１０〜８０度の範囲で傾斜させて配設されていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置にある。
【００１３】
請求項３の発明は、上記ノズル体のノズル孔の幅寸法は、上記基板の内径寸法よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置にある。
【００１４】
請求項４の発明は、基板を処理液によって処理する処理方法において、
基板をほぼ水平に保持して回転させる工程と、
回転する基板の板面に向けて上記処理液を所定の幅寸法の帯状で、上記基板の中心部から径方向外方に向けて供給する工程と、
を具備することを特徴とする基板の処理方法にある。
【００１５】
この発明によれば、処理液を基板の中心部から径方向外方に向けて供給することで、基板の回転数を高くしなくても、処理液を基板の中心部から周辺部に向けて迅速に流すことができ、しかも処理液は所定の幅寸法の帯状で供給されるため、供給面積が拡大され、均一な供給が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１はこの発明の一実施の形態のスピンタイプの処理装置を示し、この処理装置はカップ体１を有する。このカップ体１は処理槽の底板２（処理槽は底板のみ図示）上に設けられた下カップ３と、この下カップ３の上側に設けられた上カップ４とからなる。上記底板２と下カップ３の中心部にはそれぞれ周壁２ａ，３ａによって周辺部が覆われた開口５，６が形成されている。
【００１８】
上記底板２の周壁２ａは上記下カップ３の周壁３ａよりも径方向内方に位置し、この周壁３ａによって囲まれた開口５内には駆動モータ７が配置されている。この駆動モータ７は、環状の固定子８内に中空状の回転子９が回転可能に設けられてなる。
【００１９】
上記固定子８の上端には固定板１１が設けられ、この固定板１１上には筒状の支持体１２が設けられている。この支持体１２には中空状の回転体１３が軸方向の中途部を軸受１４によって回転可能に支持されて設けられている。
【００２０】
上記回転体１３の上部は上記カップ体１内に突出し、その上端には回転テーブル１５が取着されている。この回転テーブル１５は、図２に示すように基部１６を有する。この基部１６の外周部には周方向に９０度間隔で４つの取付け部１７が設けられ、各取付け部１７には先端部がＬ字状に屈曲したアーム１８の基端部が取付け固定されている。
【００２１】
各アーム１８の先端部には支持ピン１９と、この支持ピン１９よりも背の高い一対の係合ピン２０が突設されている。そして、上記回転テーブル１５には、矩形状の基板Ｗが角部下面を支持ピン１９に支持され、角部の直交する一対の側面を一対の係合ピン２０に係合させてほぼ水平に保持される。基板Ｗは、たとえば液晶表示パネルに用いられるガラス基板である。したがって、上記回転テーブル１５が上記駆動モータ７によって回転駆動されれば、上記基板Ｗはこの回転テーブル１５と一体的に回転する。
【００２２】
図１に鎖線で示すように、上記回転子９及び回転体１３には固定軸２１が挿通されている。この固定軸２１の上端には、上記回転テーブル１５の基部１６の上面側に位置するノズルヘッド２２が設けられている。このノズルヘッド２２には、回転テーブル１５に保持された基板Ｗの下面に向けて純水や薬液などの処理液を供給する複数の第１のノズル２３及び加圧気体を噴射する第２のノズル２４が設けられている。なお、上記ノズルヘッド２２は上記基部１６に対して非接触となっている。
【００２３】
上記支持体１２の上端にはカバー２５が設けられている。このカバー２５は底板２と下カップ３との開口５，６を覆うとともに、周縁部には下カップ３の周壁３ａの外周面に対向する第１の環状壁２６が設けられ、径方向中途部には底板２の周壁２ａの内周面に対向する第２の環状壁２７が設けられている。それによって、カップ体１内の雰囲気が下カップ３の開口５から外部へ漏れ出るのを防止している。
【００２４】
上記下カップ３の底部には複数の排出管２９が接続されている。これらの排出管２９は図示しない排気ポンプに連通している。したがって、カップ体１内の雰囲気は上記排出管２９を通じて排出されるようになっている。
【００２５】
上記回転テーブル１５に保持された基板Ｗの上面には上部ノズル体３１によって薬液や洗浄液などの処理液が供給される。この上部ノズル体３０は、図３に示すように第１の板状部材３２と第２の板状部材３３とが互いの一側面を接触させ、ねじ３４によって固定されたノズル本体３１を有する。
【００２６】
第１の板状部材３２の第２の板状部材３３に接する一側面には凹部３５が形成されている。この凹部３５には、第１の板状部材３２の他側面に接続された供給管３６によって処理液が供給される。凹部３５に供給された処理液は、ノズル本体３１の先端部（下端部）に形成されたノズル孔３７から流出するようになっている。
【００２７】
上記ノズル孔３７は、ノズル本体３１の幅方向に沿って細長いスリット状をなしているとともに、ノズル本体３１の側面に対して図２にθで示す所定の角度、たとえば１０〜８０度の角度、この実施の形態では６０度の角度で傾斜して形成されている。
【００２８】
上記ノズル孔３７の幅寸法は、基板Ｗの内径寸法よりも小さく設定されている。基板Ｗが矩形状の場合、ノズル孔３７の幅寸法は、基板Ｗの短辺の長さ寸法よりも小さく設定されており、たとえば基板Ｗの対角の長さ寸法の３分の１〜１０分の１の幅寸法に設定されている。それによって、基板Ｗの上面には、処理液がノズル孔３７の幅寸法に応じた帯状に供給される。
【００２９】
なお、ノズル本体３１の下端部には、上記ノズル孔３７の間隔を調整する一対の調整ねじ３８が第１の板状部材３２と第２の板状部材３３の他側面からそれぞれねじ込まれている。一対の調整ねじ３８の先端は当接している。したがって、これら調整ねじ３８の捩じ込み量によって上記ノズル孔３７の間隔を調整できるようになっている。上記ノズル本体３１には複数対の調整ねじ３８が長手方向に所定間隔で設けられている。それによって、ノズル孔３７の間隔を全長にわたって調整することが可能となっている。
【００３０】
上記上部ノズル体３１はアーム体４１に取り付けられている。このアーム体４１は、垂直部４２と、この垂直部４２の上端に基端部が連結された水平部４３とを有する。この水平部４３の先端には板面を垂直にして取付け板４４が設けられている。そして、この取付け板４４には上記上部ノズル体３１が第１の板状部材３２の他側面を接合させて取付け固定されている。したがって、上部ノズル体３１のノズル孔３７は、回転テーブル１５に保持された基板Ｗの板面に対し、垂直な状態からほぼ６０度の角度で傾斜している。
【００３１】
上記アーム体４１の垂直部４２は、図示しない駆動機構によって上下方向及び回転方向に駆動されるようになっている。それによって、上記上部ノズル体３１はノズル孔３７の先端から基板Ｗの上面に対する距離を設定することができ、また回転テーブル１５から基板Ｗを着脱する際には上部ノズル体３１をアーム体４１とともにカップ体１の上方から退避させることができるようになっている。
【００３２】
つぎに、上記構成の処理装置によって基板Ｗを処理する場合について説明する。上部ノズル体３１をカップ体１の上方から退避させた状態で、回転テーブル１５に未処理の基板Ｗを供給したならば、アーム体４１を駆動して上部ノズル体３１の基板Ｗの上面の中心部に、この上面に対して先端を所定間隔で離間させた状態で位置決めする。
【００３３】
その状態で回転テーブル１５を回転させるとともに、上部ノズル体３０から基板Ｗに向けて処理液を供給する。上部ノズル体３０の処理液が流出するノズル孔３７は所定の幅寸法を有するスリット状であって、基板Ｗの板面に対して所定の角度で傾斜している。
【００３４】
そのため、処理液は上記ノズル孔３７から所定の幅寸法の帯状で、しかも図３に矢印Ｘで示すように基板Ｗの中心部から径方向外方に向かって流出するから、基板Ｗの上面全体にわたって処理液を迅速かつ均一に供給することができる。
【００３５】
上記ノズル孔３７から帯状に供給される処理液の幅寸法、つまりノズル孔３７の幅寸法を、基板Ｗの対角の長さ寸法の３分の１〜１０分の１に設定し、処理液の噴射角度を垂直線に対して１０〜８０度の範囲で傾斜させた。
【００３６】
ノズル孔３７の幅寸法を上述したごとく設定することで、処理液の単位時間当たりの供給量を増大させることなく、処理液が基板Ｗの板面全体に供給される時間を短縮することができ、また処理液の供給角度を上述したごとく設定することで、基板Ｗの中心部に供給された処理液を周辺部に向かって円滑かつ迅速に流すことができる。
【００３７】
したがって、これらのことにより、基板Ｗへの処理液の供給量を増大させることなく、基板Ｗに供給された処理液を、この基板Ｗの全面にわたって迅速かつ均一に供給することができる。その結果、基板Ｗの処理を、この基板Ｗの板面に対する処理液の供給状態に応じて迅速かつ均一に行うことが可能となる。
【００３８】
このように、処理液を帯状で、しかも所定の角度で傾斜させて供給することで、処理液を基板Ｗの全面にわたって迅速かつ均一に供給することができる。そのため、従来のように基板Ｗの回転数を上げて処理液に作用する遠心力を増大させなくとも、処理液を基板Ｗの板面全体に迅速かつ均一に供給することができる。
【００３９】
つまり、基板Ｗの回転数が毎分数十回転程度の低速回転であっても、処理液を基板Ｗの全面に迅速かつ均一に供給することができる。そのため、処理液が基板Ｗの周縁部から勢いよく飛散して基板Ｗに跳ね返るということがなくなるから、基板Ｗの汚染を招くことなく、処理液によって処理することができる。
【００４０】
なお、上部ノズル体３１のノズル孔３７の幅寸法を、基板Ｗの対角の長さ寸法の３分の１〜１０分の１の範囲に設定したところ、処理液の単位時間当たりの使用量を、シャワ−ノズルを用いる従来に比べて少なくし、しかも従来とほぼ同じ処理均一性を得ることができた。
【００４１】
また、基板Ｗに対する処理液の供給角度を垂直線に対して１０〜８０度の角度で傾斜させたところ、基板Ｗの中心部に供給された処理液が周辺部に向かって円滑に流れることが確認された。
【００４２】
処理液の噴射角度が１０度以下であると、ノズル孔３７から噴射された処理液が基板Ｗの板面に強く当たりすぎて周辺部に向かって円滑に流れ難くなることが確認された。処理液の噴射角度が８０度以上になると、基板Ｗの板面に対する圧力が低くなるため、基板Ｗに対する処理作用が低下することが分かった。
【００４３】
以上のことから、処理液の噴射角度は垂直線に対して１０〜８０度の範囲が好ましく、基板Ｗ上における処理液の円滑な流れと、処理液の基板Ｗに対する処理作用との両者を満足するためには約６０度の角度にすることが好ましい。
【００４４】
この発明は上記一実施の形態に限定されるものでなく、たとえばこの処理装置で処理される基板は液晶パネル用のガラス基板に限られず、半導体ウエハであっても、同様の作用効果を期待することができる。
【００４５】
また、処理液を基板の板面に対して傾斜させて供給するために、上部ノズル体のノズル本体に対してノズル孔を傾斜させて形成したが、アーム体に対する上部ノズル体の取付け角度を調整して、ノズル孔の傾斜角度を設定するようにしても差し支えない。
【００４６】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、処理液を基板の中心部から径方向外方に向けて傾斜させ、しかも所定の幅寸法の帯状で供給するようにした。
【００４７】
そのため、処理液の供給量を増大したり、基板の回転数を高くしなくても、処理液を基板の中心部から周辺部に向けて迅速に、しかも均一に供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るスピン方式の処理装置の縦断面図。
【図２】回転テーブルの平面図。
【図３】上部ノズル体の縦断面図。
【符号の説明】
１…カップ体
１５…回転テーブル
３１…上部ノズル体
３７…ノズル孔

Claims (4)

1. 基板を処理液によって処理する処理装置において、
   カップ体と、
   このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
   この回転テーブルの上方に配置され上記基板の中心部から径方向外方に向けて上記処理液を所定の幅寸法の帯状で供給するスリット状のノズル孔を有するノズル体と、
   を具備したことを特徴とする基板の処理装置。
2. 上記ノズル体は、上記処理液の噴射角度を上記基板の板面に対して垂直な状態から１０〜８０度の範囲で傾斜させて配設されていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
3. 上記ノズル体のノズル孔の幅寸法は、上記基板の内径寸法よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
4. 基板を処理液によって処理する処理方法において、
   基板をほぼ水平に保持して回転させる工程と、
   回転する基板の板面に向けて上記処理液を所定の幅寸法の帯状で、上記基板の中心部から径方向外方に向けて供給する工程と、
   を具備することを特徴とする基板の処理方法。

Images