JP3090126B2 - ガラス基板用スピン処理装置およびガラス基板のスピン処理方法 - Google Patents

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、ガラス基板用ス
ピン処理装置およびガラス基板のスピン処理方法に関
し、特に、基板を回転させつつ薬液を吐出するようにし
た装置に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイをはじめ、プラズマデ
ィスプレイなどのいわゆるフラットパネルディスプレイ
の分野において、これらのパネルを製造するためのガラ
ス基板の寸法は、応用商品の一つであるＯＡ用ディスプ
レイの大型化への要求の高まりと歩調を合わせて大型化
の一途をたどり、いまや、１ｍ角級に達しようとしてい
る。

【０００３】このような基板の大型化に伴い、必然的に
製造装置の大型化も進んでいる。特に湿式処理装置にお
いては、その装置の大型化とともに、薬液や水といっ
た、いわゆる間接材料の使用量は増加の一途をたどり、
それらの薬液や水の使用量の削減が求められている。ま
た、大型化する一方の設備の占有スペースの省スペース
化も求められている。

【０００４】さて、枚葉式に基板を回転させつつ処理を
行ういわゆるスピン処理装置は、上述の要求に応えるも
のである。このようなスピン処理装置は、半導体装置の
製造プロセスにおいて、シリコン（Ｓｉ）ウェーハへの
レジストの塗布、レジストの現像、あるいは乾燥などに
用いられてきている。さらに、液晶ディスプレイの製造
プロセスにおいて、レジストの塗布、あるいは乾燥など
に用いられるようになってきている。

【０００５】これらのうち、湿式処理に用いられるスピ
ン処理装置は、従来の湿式処理装置のように、基板を薬
液に浸漬しつつ、第１の処理槽から第２の処理槽に順次
搬送するといった、いわゆるインライン型で平流し式の
湿式処理装置における問題点を解決するものである。す
なわち、スピン処理装置においては、薬液吐出ノズルが
少ないことにより基板１枚当たりの薬液などの使用量を
削減することができるとともに、薬液を貯蔵する薬液タ
ンクの容量の低減が可能になるため、装置の省スペース
化を図ることができる。また、スピン処理を行うカップ
を複数用いる、いわゆるマルチカップ化することによ
り、スピン処理装置におけるタクトの短縮を図ることが
できるとともに、メンテナンスなどの理由により、複数
のカップのうち１つのカップの稼働が停止した状態にな
ったとしても、その他のカップを稼働させておくことが
できるので、装置の稼働率を向上させることができる。

【０００６】また、スピン処理装置を乾燥処理に用いる
場合には、従来のエアーナイフ乾燥に比べ、エアーの使
用量の大幅な削減を図ることができるといった利点もあ
る。

【０００７】しかしながら、上述のような利点を有する
スピン処理装置を大型のガラス基板の湿式処理に適用し
ようとすると、次のような問題が発生する。

【０００８】すなわち、図６に示すように、従来のスピ
ン処理装置を用いて湿式処理を行う場合、上方が解放さ
れたカップ１０１内の中心に設けられたカップ内回転テ
ーブル１０２上に、真空チャックやメカニカルチャック
などにより基板１０３を保持しつつ回転させるととも
に、液吐出ノズル（図示せず）から基板１０３に液を吐
出して湿式処理を行う。なお、図６において、符号１０
４は、カップ１０１内の気体の排気を行うとともに基板
１０３上から除去された薬液や純水を排出する排液／排
気ラインであり、この排液／排気ラインは、途中で排液
を行う排液ライン１０４ａと排気を行う排気ライン１０
４ｂとに分岐している。

【０００９】ところが、このような湿式処理の際の基板
１０３の回転により、カップ１０１内に気流が発生し円
周方向に吹き出てしまう。基板１０３の回転数が同じで
あれば、基板１０３の外周が大きくなるに従ってその周
速が大きくなってしまうため、この気流の速さは増加し
てしまう。

【００１０】そして、このようなカップ１０１内の気流
によって、薬液や水分がカップ１０１の内外に飛散して
しまうとともに、薬液などの微細な液滴、いわゆるミス
トがカップ１０１外に漏れてしまうといった問題があっ
た。

【００１１】カップ１０１の内側に飛散した薬液や水分
は、カップ１０１の側面に当たって跳ね返り、基板１０
３に再付着してその表面のしみや異物の原因となってし
まう。また、カップ１０１の外側に飛散した薬液は、そ
のままでは人体に影響を及ぼしてしまう場合がある。

【００１２】このような問題に対して、カップ１０１上
にカバーを設けて密封する方法や、カップ１０１内の気
体を強く排気する方法などが考えられている。しかしな
がら、前者の、カップ１０１を密封する方法では、薬液
などの跳ね返りを防止することができないといった欠点
があり、また、水洗、乾燥を同一のカップで行うことが
できないといった欠点もある。また、後者の、気体を強
く排気する方法では、薬液などがカップ１０１の外側に
飛散するのを防止する効果が弱いといった欠点がある。

【００１３】これらの欠点を解決するものとして、カッ
プ１０１上に、天井部に吸気口を有するドーム状の風防
カバーを設けるようにしたスピン処理装置が考案されて
いる。

【００１４】このようなスピン処理装置を用いて湿式処
理を行えば、カップ１０１内において、風防カバーの天
井部の吸気口から下方に向かう気流を発生させることが
できるので、カップ１０１での薬液や水分の跳ね返りを
抑制することができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示すように、天井部に吸気口１０５を有する風防カバー
１０６に、さらに、薬液吐出用のアーム（図示せず）を
出し入れするためのアーム用開口部１０７や隙間（図示
せず）などが存在すると、基板１０３を回転させる際の
回転数が高い場合には、アーム用開口部１０７の部分で
乱流が生じ、そこから気流が吹き出してしまうといった
問題があった。また、アーム用開口部１０７の部分に生
じる乱流は基板１０３への異物の付着の原因ともなって
しまう。

【００１６】さらに、薬液の吐出を十分な勢いをつけて
行った場合、すなわち、薬液の吐出速度を上げた場合、
大量のしぶきが上がり、装置外部へのミストの漏れが考
えられる。また、ミストの基板１０３への再付着によ
り、基板１０３の水洗処理を薬液による処理後に連続し
て行ったとしても、その水洗処理を行った意味がなくな
ってしまうなどといった問題が残ってしまう。

【００１７】したがって、この発明の目的は、基板を高
品質な状態に保ちつつスピン処理を行うことができると
ともに、高い安全性を確保することができ、基板への異
物の付着を抑制することができるスピン処理装置を提供
することにある。

【００１８】

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の発明は、上方が解放された処理室
と、処理室上に設けられた吸気口を有するカバーと、処
理室内に設けられた、ガラス基板を回転させる基板回転
手段とを有し、カバーに少なくとも１つの開口が設けら
れ、開口の開口端に、カバーの内部の気体による気流を
カバーの内部に向ける気流ガイド部を有するガラス基板
用スピン処理装置であって、処理室から排気される気体
の排気量が、吸気口および開口から吸気される気体の吸
気量以上になるように構成されていることを特徴とする
ものである。この発明の第２の発明は、上方が開放さ
れ、上部に少なくとも１つの開口を有するカバーが設け
られた処理室内において、基板を回転させつつ湿式処理
を行うようにしたガラス基板のスピン処理方法におい
て、開口の開口端に、カバーの内部の気体による気流を
カバーの内部に向ける気流ガイド部を設け、処理室から
排気される気体の排気量を、吸気口および開口から吸気
される気体の吸気量以上になるようにすることを特徴と
するものである。

【００２０】この発明において、典型的には、排気量を
制御する排気量制御手段が設けられており、この排気量
制御手段は、カバーに設けられた全ての開口から吸気さ
れる気体の吸気量に応じて、排気量を制御可能に構成さ
れている。また、この発明において、開口とは、例えば
カバーと処理室との間の隙間なども含むものである。

【００２１】この発明において、典型的には、カバーに
設けられた開口の開口端やカバーの隙間などに、カバー
の内部の気体による気流をカバーの内部に向ける気流ガ
イド部が設けられており、この気流ガイド部は、好適に
は、カバーの内側に向いたつば状の部分を有する。ま
た、気流ガイド部は、好適には、カバーの外側に向けて
せり出した部分とカバーの内側に向けてせり出した部分
とを有する。

【００２２】この発明において、典型的には、カバーに
第１の開口および第２の開口が設けられており、処理室
から排気される気体の排気量が、第１の開口から吸気さ
れる気体の吸気量と第２の開口から吸気される気体の吸
気量との合計の吸気量以上になるように構成されてい
る。また、この発明において、好適には、基板に液を吐
出する液吐出手段を複数有し、複数の液吐出手段がそれ
ぞれ開口を通じて出し入れ可能に構成されている。

【００２３】この発明において、典型的には、基板に液
を吐出する液吐出手段を有し、液吐出手段は開口の内の
１つの開口を通じて出し入れ可能に構成されている。ま
た、この発明において、薬液を吐出する第１の液吐出手
段と純水を吐出する第２の液吐出手段とを有する場合、
典型的には、カバーには、第１の液吐出手段を出し入れ
するための開口と、第２の液吐出手段を出し入れするた
めの開口とが設けられている。

【００２４】この発明において、スピン処理装置におけ
る排気量Ｅ（ｍ³ ／ｍｉｎ）は、局所排気の基準風速が
約０．５（ｍ／ｓ）であることから、好適には、開口か
ら吸気される気体の吸気量Ａ（ｍ³ ／ｍｉｎ）との差
（Ｅ−Ａ）が隙間を含む開口の総面積Ｓ（ｍ ² ）に対し
て、 Ｅ−Ａ≧３０Ｓ となるように設定される。

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】この発明において、ガラス基板用スピン処
理装置を、装置の稼働率の向上を図るために、好適に
は、処理室を複数搭載して構成する。

【００３１】上述のように構成されたこの発明の第１の
発明によるガラス基板用スピン処理装置および第２の発
明によるガラス基板のスピン処理方法によれば、処理室
から排気される気体の排気量が、処理室上のカバーに設
けられた少なくとも１つの開口から吸気される気体の吸
気量以上になるようにしていることにより、処理室内に
おいて、下方に向かう強い気流を発生させることができ
る。

【００３２】

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態
の全図においては、同一または対応する部分には同一の
符号を付す。

【００３４】まず、この発明の第１の実施形態によるス
ピン処理装置について説明する。図１はこの第１の実施
形態によるスピン処理装置を示す。

【００３５】この第１の実施形態によるスピン処理装置
においては、図１に示すように、スピンカップ１、カッ
プ内回転テーブル２、アーム３および風防カバー４から
構成されている。

【００３６】スピンカップ１は、基板５に吐出され基板
５から除去された薬液や純水を回収し廃棄するためのも
のである。スピンカップ１の側壁面は、円筒状の部分
と、その上部に内側に向けてせり出した部分とから構成
されており、上方は解放されている。ここで、このせり
出した部分の上端によって構成される開口の半径は例え
ば４５ｃｍである。また、スピンカップ１の深さは例え
ば４０ｃｍである。また、スピンカップ１の底面の周辺
部には排気口６が設けられている。この排気口６の半径
は例えば４ｃｍである。この排気口６は薬液や純水の排
液も兼ねており、排気口６において、排液／排気ライン
７が接続されて設けられている。この排液／排気ライン
７は途中で排液ライン７ａと排気ライン７ｂとに分岐し
ている。排液ライン７ａは、スピンカップ１内で基板５
上から除去された薬液や純水を廃棄するためのものであ
り、排気ライン７ｂは、スピンカップ１内の気体を外部
に排気するためのものである。また、排気ライン７ｂに
は、排気量調節機（図示せず）が設けられており、この
排気ライン７ｂを通じて排気される気体の排気量を調節
することができるようになっている。

【００３７】カップ内回転テーブル２は、その軸がスピ
ンカップ１のほぼ中央に位置して設けられており、軸の
まわりに回転可能に構成されている。また、カップ内回
転テーブル２の上部には例えば真空チャックやメカニカ
ルチャックなどのチャック部が設けられており、このチ
ャック部によって、例えばガラス基板や半導体ウェーハ
などの基板５を保持することができるようになってい
る。これらによって、カップ内回転テーブル２は、基板
５を保持しつつその面の中心の法線方向を軸として回転
させることができるようになっている。

【００３８】アーム３には、基板５上に薬液を吐出する
ための薬液吐出ノズル３ａ、３ｂ、３ｃが設けられてい
るとともに、純水を吐出するための純水吐出ノズル（図
示せず）が設けられている。また、アーム３は、後述す
る風防カバー４に設けられたアーム用開口部を通じて、
風防カバー４に対して出し入れ可能に構成されている。
そして、アーム３を風防カバー４内に挿入したときに、
カップ内回転テーブル２および基板５の上方に位置する
ことができるようになっている。このとき、例えば、ア
ーム３の先端の薬液吐出ノズル３ａは基板５のほぼ中心
の上方に位置し、薬液吐出ノズル３ｃは基板５の外周部
の内側の上方に位置するようになっており、薬液吐出ノ
ズル３ｂは、アーム３における薬液吐出ノズル３ａおよ
び薬液吐出ノズル３ｃのほぼ中間に設けられている。

【００３９】風防カバー４は、ドーム状に構成されてお
り、スピンカップ１上に覆うようにして設けられてい
る。この風防カバー４はミストなどの外部への飛散を防
止するためのものである。ここで、風防カバー４の曲率
半径は例えば約５０ｃｍである。また、風防カバー４の
天井部には吸気口８が設けられており、外部の気体を吸
気することができるようになっている。この吸気口８の
半径は例えば約２ｃｍである。また、風防カバー４の傾
斜球面の部分には、上述したアーム３の出し入れを行う
ためのアーム用開口部９が設けられている。ここで、こ
のアーム用開口部９について、図２を参照して具体的に
説明する。

【００４０】すなわち、アーム用開口部９は、風防カバ
ー４の傾斜球面の部分に図２Ａに示すように設けられて
いる。このアーム用開口部９の開口面積は例えば５００
ｃｍ² である。また、アーム用開口部９の開口端には、
気流ガイド部が設けられている。すなわち、図２Ｂに示
すように、アーム用開口部９の気流ガイド部の垂直面
（Ｂ−Ｂ線）に沿った断面形状は、その開口上端および
開口下端がそれぞれ風防カバー４の内側に向けて例えば
つば状にせり出している。また、図２Ｃに示すように、
アーム用開口部９の気流ガイド部の水平面（Ｃ−Ｃ線）
に沿った断面形状は、一方の開口端が風防カバー４の内
側に向けてせり出しているとともに、他方の開口端が風
防カバー４の外側に向けてせり出して構成されている。
また、スピンカップ１と風防カバー４との接続部分に図
２Ｄに示すような隙間４ａがある場合、この隙間４ａの
部分にも気流ガイド部を設ける。

【００４１】ところで、アーム用開口部９に気流ガイド
部が設けられていない場合、アーム用開口部９の周辺の
気流は、アーム用開口部９から少し膨らんだようにして
流れ、再び風防カバー４の内部に戻るが、強制的に戻さ
れることがないため、気流の吹き出しが生じる可能性が
残る。これに対し、アーム用開口部９の開口端に、図２
Ｂおよび図２Ｃに示すような断面形状の気流ガイド部が
設けられていることにより、風防カバー４内で気流が発
生した際に、アーム用開口部９の周辺の気流を強制的に
風防カバー４の内部に向けることができる（図２Ｂ、図
２Ｃ中、矢印方向）。また、隙間４ａの部分にも気流ガ
イド部を設けることにより、気流をスピンカップ１の下
方に向けることができる（図２Ｄ中、矢印方向）。ま
た、このような気流ガイド部は、必要に応じて、吸気口
８の開口端に設けることも可能である。

【００４２】次に、上述のように構成されたスピン処理
装置を用いたライトエッチングの工程について説明す
る。

【００４３】まず、縦横の寸法が例えば５５０ｍｍ×６
５０ｍｍ、厚さが例えば０．７ｍｍの角型のガラス基板
からなる基板５上に、例えばプラズマ化学気相成長法に
より非晶質シリコン（アモルファスＳｉ、ａ−Ｓｉ）膜
（図示せず）を成膜する。このａ−Ｓｉ膜の膜厚は例え
ば５０ｎｍである。その後、この基板５を２日間放置す
る。これによって、ａ−Ｓｉ膜表面に自然酸化膜（図示
せず）が形成される。

【００４４】次に、排気ライン７ｂを通じて排気される
排気量Ｅ_out の設定を行う。すなわち、図１に示すよう
に、基板５をスピン処理装置のカップ内回転テーブル２
上に載置する。次に、カップ内回転テーブル２をその軸
のまわりに、例えば１２００ｒｐｍの回転数で回転さ
せ、基板５を同様の回転数で回転させる。この基板５の
回転により、スピンカップ１内で気流が発生するととも
に基板５内が負圧になり、吸気口８およびアーム用開口
部９を通じて外部の気体が吸気される。このとき、吸気
口８を通じての吸気量Ａ₁ およびアーム用開口部９を通
じての吸気量Ａ₂の合計（Ａ₁ ＋Ａ₂ ）が、２０ｍ³ ／
ｍｉｎに達することが確認された。そこで、この吸気量
Ａ₁ ＋Ａ₂ の値をもとに、この第１の実施形態において
は、排気ライン７ｂを通じて排気される気体の排気量Ｅ
_out を、排気量調節機（図示せず）によって吸気量Ａ₁
＋Ａ₂ 以上の値、例えば２５ｍ³ ／ｍｉｎに設定する。
その後、カップ内回転テーブル２および基板５の回転を
停止させる。なお、これらの吸気量Ａ₁ 、Ａ₂ の計測お
よび排気量Ｅ_out の設定は、例えばダミー基板を用いて
行うようにしてもよい。

【００４５】次に、基板５上のａ−Ｓｉ膜表面の自然酸
化膜のライトエッチングを行う。すなわち、基板５をカ
ップ内回転テーブル２上に載置した状態で、カップ内回
転テーブル２および基板５を例えば８０ｒｐｍの回転数
で回転させる。一方、アーム３を、その方向がスピンカ
ップ１の中心方向を向くように、アーム用開口部９を通
じて挿入する。基板５の回転が安定した後、２％濃度の
希フッ酸（ＨＦ）をアーム３の内部を通じて薬液吐出ノ
ズル３ａ、３ｂ、３ｃから基板５上に吐出する。この希
フッ酸の吐出は例えば４０秒間行う。この希フッ酸の吐
出によって、希フッ酸とａ−Ｓｉ膜表面の自然酸化膜と
が反応し、さらに基板５の回転によって基板５上から希
フッ酸が除去され、自然酸化膜が除去される。

【００４６】続けて、アーム３に設けられた純水吐出ノ
ズル（図示せず）から純水を吐出することにより、基板
５の純水リンスを行う。この純水リンスは例えば約６０
秒間行う。

【００４７】純水リンスが終了した後、カップ内回転テ
ーブル２および基板５の回転数を例えば１０００ｒｐｍ
に上昇させ、この状態を例えば３０秒間維持する。これ
によって、基板５上から純水を除去し、乾燥させる。

【００４８】次に、カップ内回転テーブル２および基板
５を停止させた後、所定の搬出装置（図示せず）により
基板５をスピン処理装置の外部に搬出し、ａ−Ｓｉ膜表
面の自然酸化膜の除去の工程を終了する。

【００４９】上述のような自然酸化膜の除去を行う前
に、アーム用開口部９周辺の風防カバー４にｐＨ試験紙
を貼りつけておき、工程中にスピンカップ１および風防
カバー４の内部からアーム用開口部９を通じて気流の吹
き出しがあった場合に、反応して、気流の吹き出しがあ
ったことを認識することができるようにしておいた。そ
して、自然酸化膜の除去の工程が終了した後、このｐＨ
試験紙を検査したところ、変化が全く見られず、気流の
吹き出しがなかったことが確認された。なお、人間が感
知することのできる程度の吹き出しが一切なかったのは
言うまでもない。

【００５０】また、上述の自然酸化膜の除去の工程の前
後に、異物検査機により、基板５上のパーティクルの数
を測定したところ、工程前のパーティクルの数が約２５
０個、工程後のパーティクルの数が約２６０個であっ
た。すなわち、パーティクルの増加はほとんど見られな
かった。したがって、この第１の実施形態によるスピン
処理装置を用いてライトエッチングを行った場合、異物
の付着はほとんどないと判断することができる。

【００５１】また、比較のために、排気量Ｅ_out をこの
第１の実施形態における吸気量（基板５を１２００ｒｐ
ｍで回転させたときに２０ｍ³ ／ｍｉｎ）以下の１０ｍ
³ ／ｍｉｎとして、上述と同様にして純水リンスを行い
乾燥させた基板５表面の異物の検査およびパーティクル
の数の測定を行ったところ、基板５のコーナーに異物の
付着が見られ、パーティクルの数は１６０個増加してい
ることが確認された。

【００５２】以上説明したように、この第１の実施形態
によれば、スピン処理装置のスピンカップ１内から排気
する気体の排気量Ｅ_out を、風防カバー４に設けられた
吸気口８およびアーム用開口部９を通じて吸気される吸
気量Ａ₁ ＋Ａ₂ 以上にしていることにより、基板５の回
転によって生じる気流による薬液の飛散を防止すること
ができるとともに、スピンカップ１の外部への薬液臭や
ミストの漏れを防止することができる。また、基板５の
回転によって発生する気流を、よどみなく、すべて排気
口６に向けることができるため、気流がスピンカップ１
にぶつかり、跳ね返るのを防止することができる。これ
により、基板５への異物の再付着を抑制することがで
き、基板５を高品質な状態に維持しつつ湿式処理や乾燥
処理などを行うことができる。

【００５３】次に、この発明の第２の実施形態によるレ
ジストパターンの剥離の工程について説明する。この第
２の実施形態によるレジストパターンの剥離の工程にお
いては、第１の実施形態におけると同様のスピン処理装
置を用いる。

【００５４】まず、基板５上にレジストパターンを形成
する。その後、第１の実施形態と同様にして、スピン処
理装置におけるスピンカップ１からの排気量Ｅ_out を、
吸気口８およびアーム用開口部９を通じて吸気される気
体の吸気量Ａ₁ ＋Ａ₂ 以上に設定する。その後、アーム
用開口部９を通じてアーム３を挿入し、薬液吐出ノズル
３ａ、３ｂ、３ｃから基板５上に例えばシンナーを吐出
する。これによりレジストパターンの剥離を行う。次
に、第１の実施形態と同様にして、基板５の純水リンス
を行い、乾燥させた後、基板５をスピン処理装置の外部
に搬出してレジストパターンの剥離の工程を終了する。

【００５５】この第２の実施形態によるレジストパター
ンの剥離の工程の最中において、スピン処理装置の外部
でシンナー臭は全く感知されず、漏れは一切確認されな
かった。

【００５６】この第２の実施形態によれば、第１の実施
形態と同様の効果を得ることができる。

【００５７】次に、この発明の第３の実施形態による湿
式処理装置について説明する。図３は、この第３の実施
形態による湿式処理装置を示す。

【００５８】この第３の実施形態による湿式処理装置に
おいては、図３に示すように、新液タンク１１、循環液
タンク１２および湿式処理部１３から構成されている。
新液タンク１１は、湿式処理に一度も用いられていない
薬液、いわゆる未使用薬液を貯蔵するためのものであ
る。循環液タンク１２は、この湿式処理装置において少
なくとも一度湿式処理に用いられた薬液、いわゆる循環
薬液を貯蔵するためのものである。湿式処理部１３は、
基板１４に対して、例えばレジストパターンの剥離など
の湿式処理を行うためのものである。

【００５９】新液タンク１１には、新液ライン１５の一
端が接続されており、この新液ライン１５の途中にはポ
ンプ１６が設けられている。新液ライン１５の他端は薬
液ライン１７における新液用のライン（図示せず）に接
続されており、これによって、新液タンク１１は、新液
ライン１５および薬液ライン１７を通じて湿式処理部１
３における後述する薬液吐出部に接続されている。ポン
プ１６は、新液タンク１１に貯蔵されている未使用薬液
を、新液ライン１５および薬液ライン１７を順次通じ
て、湿式処理部１３における薬液吐出部に供給するため
のものである。

【００６０】循環液タンク１２には、循環液ライン１８
の一端が接続されており、この循環液ライン１８の途中
にはポンプ１９が設けられている。循環液ライン１８の
他端は薬液ライン１７における循環薬液用のライン（図
示せず）に接続されており、これによって、循環液タン
ク１２は、循環液ライン１８および薬液ライン１７を順
次通じて湿式処理部１３における薬液吐出部に接続され
ている。ポンプ１９は循環液タンク１２内の循環薬液を
循環液ライン１８および薬液ライン１７を順次通じて、
薬液吐出部２３に供給するためのものである。また、循
環液タンク１２には回収ライン２０が接続されており、
湿式処理部１３において回収された薬液は、この回収ラ
イン２０を通じて循環液タンク１２に供給され、そこに
貯蔵される。

【００６１】湿式処理部１３は、スピンカップ２１、風
防カバー２２、薬液吐出部２３、カップ内回転テーブル
２４、および図示省略した純水吐出部から構成されてい
る。

【００６２】スピンカップ２１は、基板１４に吐出さ
れ、基板１４から除去された薬液を回収または廃棄する
ためのものである。スピンカップ２１の底面は中央部が
高く周辺部が中央部と比較して低くなっている。これに
よって、スピンカップ２１の底面に落下した薬液が中央
部から周辺部に向けて放射状に流れるようになってい
る。

【００６３】また、スピンカップ２１の側壁面は、円筒
状の部分とその上部の内側に向けてせり出した部分とか
ら構成されており、その上方は解放されている。ここ
で、このせり出した部分の上端によって構成される開口
の半径は例えば５０ｃｍである。また、スピンカップ２
１の側壁面の内周部には、さらに、円筒状の側壁２５が
設けられており、この側壁２５の外周面とスピンカップ
１の側壁面の内周面とにより、薬液回収部２６が構成さ
れている。

【００６４】薬液回収部２６においては、スピンカップ
２１の側壁面の上端と側壁２５の上端とにより、分離孔
２７が構成されている。また、薬液回収部２６の底面に
は回収ライン２０が接続されており、分離孔２７を通じ
て薬液回収部２６内に入った薬液を循環液タンク１２に
供給することができるように構成されている。

【００６５】また、スピンカップ２１の周辺部で側壁２
５の内側の底面には、排液／排気ライン２８が接続され
ている。ここで、スピンカップ２１の底面と排液／排気
ライン２８との接続部の開口の半径は例えば３ｃｍであ
る。排液／排気ライン２８は、薬液回収部２６に入らず
側壁２５の内側に落下した薬液を廃棄するためのもので
あるとともに、スピンカップ２１内の気体を排気するた
めのものであり、途中で、排液ラインと排気ラインと
（いずれも図示せず）に分岐している。これらのうち排
気ラインには、排気量調節機（図示せず）が設けられて
おり、排気ラインを通じての排気量を調節することがで
きるようになっている。なお、この排気量は、風防カバ
ー２２に設けられたすべての開口から吸気される気体の
吸気量以上に設定するのが望ましく、この第３の実施形
態においては例えば２５ｍ³ ／ｍｉｎに設定される。

【００６６】風防カバー２２は、ドーム状に構成されて
おり、スピンカップ１上に覆うようにして設けられてい
る。この風防カバー２２は、装置外部へのミストの飛散
を防止するためのものである。ここで、風防カバー２２
の曲率半径は例えば６０ｃｍである。また、風防カバー
２２の天井部には吸気口２９が設けられており、外部の
気体を吸気することができるようになっている。ここ
で、この吸気口２９の半径は例えば２ｃｍである。ま
た、風防カバー４の傾斜球面の部分には、薬液吐出部２
３における後述するアームの出し入れを行うための薬液
アーム用開口部３０が設けられているとともに、純水吐
出部におけるアームの出し入れを行うための純水アーム
用開口部（図示せず）が設けられている。

【００６７】薬液吐出部２３は、基板１４上に薬液を吐
出するためのものである。この薬液吐出部２３には、屋
根状のかさ３１が設けられている。ここで、かさ３１が
設けられた薬液吐出部２３について、図４を参照して説
明する。

【００６８】すなわち、図４に示すように、薬液吐出部
２３は、アーム３２、薬液吐出ノズル３３ａ、３３ｂ、
３３ｃ、３３ｄから構成されている。

【００６９】屋根状のかさ３１は、少なくとも薬液吐出
ノズル３３ａ〜３３ｄの上方を覆い、アーム３２上にか
ぶせるようにして設けられている。かさ３１は、アーム
３２を境としてその両側に傾斜して構成されている。ま
た、かさ３１の表面は、少なくとも薬液をはじく性質を
有する樹脂で被覆されている。ここで、かさ３１の寸法
の一例を挙げると、ノズル配置長Ｌを５０ｃｍ、傾斜長
さｌ₁ を１０ｃｍ、傾斜角θ₁ を４５°とする。

【００７０】アーム３２は、駆動部３４に固定されてお
り、少なくとも前後上下に移動可能に構成されている。
また、アーム３２および駆動部３４の内部には薬液ライ
ン１７が設けられている。

【００７１】薬液吐出ノズル３３ａ〜３３ｄは、駆動部
３４およびアーム３２の内部を通じて供給された例えば
循環薬液を基板１４に向けて吐出するためのものであ
り、アーム３２の長手方向に沿って順次設けられてい
る。なお、アーム３２には、さらに、未使用薬液を吐出
するための薬液吐出ノズル（図示せず）が上述の薬液吐
出ノズル３３ａ〜３３ｄと同様に構成されて設けられて
いる。

【００７２】また、図示省略した純水吐出部において
も、上述の薬液吐出部２３と同様の構造を有している。

【００７３】また、図３に示すように、カップ内回転テ
ーブル２４は、第１の実施形態におけると同様であるの
で説明を省略する。

【００７４】次に、上述のようにして構成された湿式処
理装置を用いたレジストパターンの剥離の工程について
説明する。

【００７５】まず、縦横の寸法が例えば５５０ｍｍ×６
５０ｍｍ、厚さが例えば０．７ｍｍの基板１４上に、所
定形状のレジストパターン（図示せず）を形成する。こ
のレジストパターンの膜厚は例えば１．４μｍである。
その後、剥離能力の試験のために、基板１４にホスフィ
ン（ＰＨ₃ ）ガスを用いたイオンドーピングを行うこと
によって、基板１４上に表面硬化層を形成する。なお、
この第３の実施形態においてレジストパターンの剥離に
使用する薬液は、使用温度が例えば４０℃、粘度が例え
ば６ｃｐの剥離液である。

【００７６】次に、図３に示すように、この基板１４を
カップ内回転テーブル２４上に載置する。その後、カッ
プ内回転テーブル２４をその軸のまわりに例えば８０ｒ
ｐｍの回転数で回転させ、基板１４を同様の回転数で回
転させる。一方、アーム３２を、アーム用開口部３０を
通じて、その先端が基板１４のほぼ中心の上方に位置す
るように挿入した後、アーム３２を屋根状のかさ３１の
下端が基板１４表面から例えば２ｃｍの高さになるまで
下降させる。

【００７７】次に、カップ内回転テーブル２４の回転が
安定した後、ポンプ１９を作動させることにより、循環
液タンク１２に貯蔵されている、レジストパターンの剥
離の工程に少なくとも一度用いられた剥離液（以下、循
環剥離液）を、循環液ライン１８および薬液ライン１７
を順次通じて薬液吐出部２３に供給し、基板１４に向け
て吐出する。ここで、循環剥離液の吐出の際の圧力を例
えば約７．８×１０⁴Ｐａ（０．８ｋｇｗ／ｃｍ² ）と
し、吐出時間を例えば８０秒間とする。

【００７８】続けて、ポンプ１６を作動させることによ
り、新液タンク１１に貯蔵されているレジストパターン
の剥離の工程に一度も用いられていない剥離液（以下、
未使用剥離液）を、新液ライン１５および薬液ライン１
７を順次通じて薬液吐出部２３に供給し、基板１４に向
けて吐出する。ここで、未使用剥離液の吐出の際の圧力
を例えば約２．９×１０⁴ Ｐａ（０．３ｋｇｗ／ｃ
ｍ² ）とし、吐出時間を例えば２０秒間とする。

【００７９】未使用剥離液の吐出が終了した後、アーム
３２をアーム用開口部３０を通じて風防カバー２２内か
ら抜き出すとともに、純水吐出用のアーム（図示せず）
を、その先端がほぼ基板１４の中心の上方に位置するよ
うに挿入する。次に、純水吐出部に純水を供給して基板
１４に向けて吐出することにより、基板１４の純水リン
スを行う。この純水リンスは例えば約６０秒間行う。

【００８０】純水リンスが終了した後、カップ内回転テ
ーブル２４および基板１４の回転数を例えば１０００ｒ
ｐｍに上昇させ、この状態を例えば約３０秒間維持す
る。これにより、基板１４上から純水を除去し、乾燥さ
せる。その後、カップ内回転テーブル２４および基板１
４を停止させる。

【００８１】その後、所定の搬出装置（図示せず）によ
り基板１４を湿式処理装置の外部に搬出し、レジストパ
ターンの剥離の工程を終了する。

【００８２】ここで、比較のために、循環剥離液の吐出
圧力を、上述の７．８×１０⁴ Ｐａ（０．８ｋｇｗ／ｃ
ｍ² ）の高圧から、２．９×１０⁴ Ｐａ（０．３ｋｇｗ
／ｃｍ² ）の低圧に変え、その他の条件を上述のレジス
トパターンの剥離の処理におけると同様にして、基板１
４上のレジストパターンの剥離を行った。そして、循環
剥離液の吐出圧力を低圧にして剥離を行った基板１４と
高圧にして剥離を行った基板１４とをそれぞれ顕微鏡で
検査したところ、吐出圧力を低圧にして剥離を行った基
板１４上にはパターンエッジにレジスト残りが見られた
のに対し、吐出圧力を高圧にして剥離を行った基板１４
上にはレジスト残りが見られなかった。

【００８３】また、吐出圧力を高圧にして剥離を行った
基板１４に対して異物検査を行ったところ、１μｍ以上
の異物は約１５０個であり、ミストの再付着による異物
の増加は見られなかった。また、アーム３２に設けられ
た屋根状のかさ３１の内部を観察したところ、剥離液の
残りはほとんどなかった。また、湿式処理装置の外部へ
のミストの漏れもなく、湿式処理が安全に行われたこと
が確認された。

【００８４】したがって、この第３の実施形態による湿
式処理装置を用いてレジストパターンの剥離を行った場
合、剥離液の吐出圧力を高くしても、基板１４表面にミ
ストの再付着による異物を増加させることなく、レジス
トパターンの剥離を有効に行うことができることが確認
された。

【００８５】以上説明したように、この第３の実施形態
によれば、薬液吐出部２３におけるアーム３２に屋根状
のかさ３１を設けていることにより、レジストが溶解さ
れている循環剥離液を、その吐出圧力を高くして基板１
４に吐出したとしても、屋根状のかさ３１が基板１４か
ら跳ね返った循環剥離液を受け、吸収するので、基板１
４上にミストが再付着し、異物が付着するのを抑制する
ことができる。このように、剥離液の吐出圧力を上げ、
それらの吐出速度を増加させたとしても、ミストの発生
を抑制することができるので、湿式処理装置の外部に剥
離液のミストが漏れることがなく、装置の稼働の際の安
全性を向上させることができる。また、屋根状のかさ３
１の少なくとも表面を、剥離液をはじく材料で被覆して
いることにより、アーム３２の移動や振動によって、剥
離液が好ましくないときに液滴として落下することがな
いため、基板１４表面にしみなどが発生するのを防止す
ることができるので、基板１４を高品質な状態に保つこ
とができる。また、循環剥離液を高圧で吐出した後、続
けて未使用剥離液を吐出し、さらに純水リンスを行って
いることにより、基板１４上の剥離液の切れた部分で溶
解したレジストが固化するのを防止することができ、基
板１４表面にしみが発生するのを防止することができる
ので、基板１４をより高品質な状態に保つことができ
る。

【００８６】次に、この発明の第４の実施形態について
説明する。この第４の実施形態による湿式処理装置にお
いては、第３の実施形態と異なり、図５に示すように、
アーム３２の薬液吐出ノズル３３ａ〜３３ｄにそれぞれ
個別に円錐形状のかさ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ
を設ける。これらの円錐形状のかさ３５ａ〜３５ｄはそ
れぞれ例えばテフロン（ポリテトラフルオロエチレン）
からなる。ここで、かさ３５ａ〜３５ｄの寸法の一例を
挙げると、傾斜角度θ₂ を４５°、傾斜長ｌ₂を１０ｃ
ｍ、厚さを１ｍｍとする。その他のことについては第３
の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

【００８７】この第４の実施形態による湿式処理装置を
用いて、第３の実施形態と同様にして基板１４上のレジ
ストパターンの剥離を行ったところ、基板１４上でのレ
ジスト残りは確認されず、ミストの再付着による異物の
増加も認められなかった。

【００８８】この第４の実施形態によれば、第３の実施
形態と同様の効果を得ることができる。

【００８９】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。

【００９０】例えば、上述の実施形態において挙げた数
値、材料はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと
異なる数値、材料を用いてもよい。

【００９１】また、例えば、上述の第１の実施形態にお
いては、アーム用開口部９の気流ガイド部の垂直方向の
断面形状を風防カバー４の内側に向いたつば状とした
が、風防カバー４内の気流を内部に向けるような形状で
あれば、必ずしも上述の形状に限るものではなく、例え
ば、気流ガイド部の垂直方向の断面形状を、角のない曲
線状とすることも可能である。

【００９２】また、例えば、上述の第３の実施形態にお
いて、剥離液の吐出を高圧力のエアーを利用したいわゆ
るバブルジェット噴射としてもよい。また、例えば、第
３の実施形態においては、この発明による湿式処理装置
をレジストパターンの剥離に適用したが、この湿式処理
装置をカラーレジストなどの現像処理に適用することも
可能である。

【００９３】また、例えば、上述の第１〜第４の実施形
態においては、さらに、カップ内回転テーブル２、２４
の軸内に薬液ラインを設け、薬液ラインの基板５、１４
側に薬液吐出ノズルを設け、この薬液吐出ノズルから剥
離液などの薬液を基板５、１４の裏面に吐出するように
してもよい。また、さらに、カップ内回転テーブル２、
２４の軸の内部に純水ラインを設け、純水ラインの基板
５、１４側に純水吐出ノズルを設け、この純水吐出ノズ
ルから基板５、１４の裏面に純水を吐出して、裏面の純
水リンスを行うようにしてもよい。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によるガ
ラス基板用スピン処理装置およびガラス基板のスピン処
理方法によれば、処理室からの排気量を、カバーに少な
くとも１つ設けられた開口からの吸気量以上にしている
ことにより、基板のスピン処理を行う際に、高い安全性
を確保することができるとともに、基板を高品質な状態
に保ちつつスピン処理を行うことができ、基板への異物
の付着を抑制することができる。

【００９５】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態によるスピン処理装
置を示す略線図である。

【図２】この発明の第１の実施形態による風防カバーを
示す斜視図および断面図である。

【図３】この発明の第３の実施形態による湿式処理装置
を示す略線図である。

【図４】この発明の第３の実施形態による、かさが設け
られた薬液吐出部を示す斜視図である。

【図５】この発明の第４の実施形態による、かさが設け
られた薬液吐出部を示す斜視図である。

【図６】従来のスピン処理装置の問題点を説明するため
の略線図である。

【図７】従来のスピン処理装置の問題点を説明するため
の略線図である。

【符号の説明】

１、２１・・・スピンカップ、２、２４・・・カップ内
回転テーブル、４、２２・・・風防カバー、４ａ・・・
隙間、５、１４・・・基板、７、２８・・・排液／排気
ライン、７ａ・・・排液ライン、７ｂ・・・排気ライ
ン、８、２９・・・吸気口、３１、３５ａ、３５ｂ、３
５ｃ、３５ｄ・・・かさ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−151973（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−249973（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−141314（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−146736（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−71484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−72373（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−39023（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−156231（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−130429（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 B05C 11/08 G02F 1/13 101 G02F 1/1333 500

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方が解放された処理室と、 上記処理室上に設けられた吸気口を有するカバーと、 上記処理室内に設けられた、ガラス基板を回転させる基
   板回転手段とを有し、 上記カバーに少なくとも１つの開口が設けられ、上記開
   口の開口端に、上記カバーの内部の気体による気流を上
   記カバーの内部に向ける気流ガイド部を有するガラス基
   板用スピン処理装置であって、 上記処理室から排気される気体の排気量が、上記吸気口
   および上記開口から吸気される気体の吸気量以上になる
   ように構成されていることを特徴とするガラス基板用ス
   ピン処理装置。
2. 【請求項２】 上記排気量を制御する排気量制御手段を
   有し、上記排気量制御手段が、上記吸気量に応じて上記
   排気量を制御可能に構成されていることを特徴とする請
   求項１記載のガラス基板用スピン処理装置。
3. 【請求項３】 上記気流ガイド部が、上記カバーの内側
   に向いたつば状の部分を有することを特徴とする請求項
   １記載のガラス基板用スピン処理装置。
4. 【請求項４】 上記気流ガイド部が、上記カバーの外側
   に向けてせり出した部分と上記カバーの内側に向けてせ
   り出した部分とを有することを特徴とする請求項１記載
   のガラス基板用スピン処理装置。
5. 【請求項５】 上記基板に液を吐出する液吐出手段を有
   し、上記液吐出手段が、上記開口のうちの１つの開口を
   通じて出し入れ可能に構成されていることを特徴とする
   請求項１記載のガラス基板用スピン処理装置。
6. 【請求項６】 上記カバーに第１の開口および第２の開
   口が設けられており、上記処理室から排気される気体の
   排気量が、上記第１の開口から吸気される気体の吸気量
   と上記第２の開口から吸気される気体の吸気量との合計
   の吸気量以上になるように構成されていることを特徴と
   する請求項１記載のガラス基板用スピン処理装置。
7. 【請求項７】 上記基板に液を吐出する液吐出手段を複
   数有し、上記複数の液吐出手段がそれぞれ上記開口を通
   じて出し入れ可能に構成されていることを特徴とする請
   求項１記載のガラス基板用スピン処理装置。
8. 【請求項８】 上記ガラス基板が大型ガラス基板である
   ことを特徴とする請求項１記載のガラス基板用スピン処
   理装置。
9. 【請求項９】 上方が開放され、上部に少なくとも１つ
   の開口を有するカバーが設けられた処理室内において、
   基板を回転させつつ湿式処理を行うようにしたガラス基
   板のスピン処理方法において、上記開口の開口端に、上記カバーの内部の気体による気
   流を上記カバーの内部に向ける気流ガイド部を設け、 上記処理室から排気される気体の排気量を、上記吸気口
   および上記開口から吸気される気体の吸気量以上になる
   ようにすることを特徴とするガラス基板のスピン処理方
   法。
10. 【請求項１０】 上記吸気量に応じて上記排気量を制御
    するようにしたことを特徴とする請求項９記載のガラス
    基板のスピン処理方法。
11. 【請求項１１】 上記気流ガイド部が上記カバーの内側
    に向いたつば状の部分を有し、上記つば状の部分によっ
    て上記気流を上記カバーの内部に向けるようにしたこと
    を特徴とする請求項９記載のガラス基板のスピン処理方
    法。
12. 【請求項１２】 上記気流ガイド部が上記カバーの外側
    に向けてせり出した部分と上記カバーの内側に向けてせ
    り出した部分とを有し、上記気流ガイド部によって上記
    気流を上記カバーの内部に向けるようにしたことを特徴
    とする請求項９記載のガラス基板のスピン処理方法。
13. 【請求項１３】 上記開口のうちの１つの開口を通じて
    出し入れ可能に構成されているとともに、上記基板に液
    を吐出可能に構成された液吐出手段を用いて、上記基板
    に上記液を吐出することにより上記湿式処理を行うよう
    にしたことを特徴とする請求項９記載のガラス基板のス
    ピン処理方法。
14. 【請求項１４】 少なくとも最初に、上記液吐出手段を
    用いて上記湿式処理に少なくとも一度用いられた第１の
    薬液を上記基板に吐出して上記湿式処理を行い、少なく
    とも最後に、上記液吐出手段を用いて上記湿式処理に一
    度も用いられていない第２の薬液を上記基板に吐出して
    上記湿式処理を行うようにしたことを特徴とする請求項
    １３記載のガラス基板のスピン処理方法。
15. 【請求項１５】 上記カバーに第１の開口および第２の
    開口が設けられており、上記処理室から排気される気体
    の排気量を、上記第１の開口から吸気される気体の吸気
    量と上記第２の開口から吸気される気体の吸気量との合
    計の吸気量以上になるようにすることを特徴とする請求
    項９記載のガラス基板のスピン処理方法。
16. 【請求項１６】 それぞれが上記開口を通じて出し入れ
    可能に構成され、上記基板に液を吐出可能に構成された
    複数の液吐出手段を用いて、上記基板に上記液を吐出す
    ることにより上記湿式処理を行うようにしたことを特徴
    とする請求項９記載のガラス基板のスピン処理方法。
17. 【請求項１７】 上記ガラス基板が大型ガラス基板であ
    ることを特徴とする請求項９記載のガラス基板のスピン
    処理方法。