JP3992530B2 - 基板処理方法とその装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、光ディスク用の基板等の基板の表面に、現像液、レジスト液、リンス液等の処理液を供給して、基板に対して所要の処理を施す基板処理方法とその装置に係り、特に、基板に処理液を吐出して基板処理する処理精度を向上させるとともに、処理液を有効活用するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の基板処理装置として、例えば、次に説明するスリットスキャン現像方式を採用した基板現像装置がある。スリットスキャン現像方式は、例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいて、近年、半導体ウエハ(以下、適宜に「ウエハ」と呼ぶ)の表面に形成されたフォトレジスト膜を現像処理する方法の1つとして広く用いられているものである。このスリットスキャン現像方式は、下端面にスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルを、ウエハ保持部によって水平姿勢に保持され静止した状態のウエハの一端から他端まで水平方向へ直線状に移動させながら、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口から全体として帯状の現像液をウエハ上へ吐出して、ウエハ上に現像液を盛るようにするものである。このように、現像液が液盛りされたウエハを一定時間静止させることで、現像液による現像処理が行なわれる。その後、ウエハは高速で回転し、液盛りされた現像液を振りきり除去した後、リンス等の現像後処理が行なわれて、基板現像装置での一連の処理が終了する。
【0003】
ところが、現像液吐出ノズルが走査する平面領域は矩形形状であるのに対し、半導体ウエハやその周囲を取り囲む現像カップの外周は円形であることから、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口から吐出される現像液の一部は、ウエハ上に盛られずに、現像液吐出ノズルの走査時にウエハ面外に滴下して廃棄されてしまい、現像液が無駄に消費されていたという問題があった。
【0004】
そこで、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の吐出幅(吐出口のスリット方向の長さ)をウエハの径に応じて変えながら、ウエハ上に現像液を吐出することで、現像液吐出ノズルの走査時におけるウエハ面外への現像液の滴下を低減し、現像液が無駄に消費されることを低減している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の吐出幅(吐出口のスリット方向の長さ)をウエハの径に応じて変えながら、ウエハ上に現像液を吐出することで、現像液吐出ノズルの走査時におけるウエハ面外への現像液の滴下を低減しつつ、ウエハ上に現像液を盛るようにしており、現像液が盛られた状態で一定時間静止させて、ウエハに現像処理を施しているが、このように現像処理されたウエハには現像むらが生じ、現像精度が悪いという問題がある。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板に処理液を吐出して基板処理する処理精度を向上させるとともに、処理液を有効活用できる基板処理方法とその装置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】
上記課題を達成するために、発明者が鋭意研究をした結果、次のような知見を得た。すなわち、処理液吐出ノズルの一例である現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の吐出幅(吐出口のスリット方向の長さ)を変える、つまり、現像液吐出ノズルの吐出面積を変えると、現像液吐出ノズルから基板(例えばウエハ)に吐出される処理液(例えば現像液)の流量が変化するという現象が存在することを解明し、現像液吐出ノズルをウエハに対して走査する1走査内において現像液吐出ノズルからウエハに吐出される現像液の流量が変化してしまい、その流量変化に起因して処理むら(例えば現像むら)が発生し、処理精度(例えば現像精度)が悪くなるという因果関係があることを見出したのである。
【0008】
このような知見に基づく本発明は次のような構成を採る。
すなわち、請求項1に記載の発明は、基板の主面に処理液を吐出して所定の処理を施す基板処理方法において、処理液吐出ノズルの吐出部から水平姿勢の基板に向けて、全体として帯状に処理液を吐出する処理液吐出過程と、基板と前記処理液吐出ノズルとを相対的に移動させる移動過程と、細長の受入口を備えた受容部を、前記処理液吐出ノズルの吐出部の下側でかつ基板の主面よりも下側でこの吐出部に対向させて、前記処理液吐出ノズルから基板の主面外に吐出される処理液を前記受入口で受ける処理液回収過程とを備えていることを特徴とする。
【0009】
(作用・効果)請求項1に記載の発明によれば、処理液吐出ノズルの吐出部の吐出面積を変化させないので、吐出面積変化に起因する処理液の流量変化が防止され、処理液吐出ノズルから基板に吐出される処理液の流量を一定とすることができ、一定流量で基板に吐出される処理液でもって基板が処理される。その結果、基板に吐出される処理液の流量変化に起因する基板の処理むらを防止できる。さらに、処理液吐出ノズルから基板外に吐出された処理液がこの処理液吐出ノズルの吐出部の下側でかつ基板の主面よりも下側にて対向配置された受容部の細長の受入口で回収されるので、処理液は吐出部から吐出されて細長の受入口に到達する間のみ空気に対して暴露されることから、処理液の空気に対する暴露が低減され、処理液が空気に暴露されることに起因するその特性変化を低減でき、処理液を再使用することができ有効活用することができる。
【0010】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の基板処理方法において、前記処理液回収過程は、前記受容部が基板の周縁に対して間隙を空けながらこの基板の周縁に沿うように、前記受容部を前記吐出部の長手方向に移動させることを特徴とする。
【0011】
(作用・効果)請求項2に記載の発明によれば、受容部は、基板の周縁に対して間隙を空けながらこの基板の周縁に沿うように吐出部の長手方向に移動されるので、基板の主面上に吐出された処理液、つまり、基板処理に供された処理液が受容部の受入口に流入するのを防止でき、受入口には未使用の処理液、つまり、基板の主面外に吐出されて基板処理に供されなかった処理液のみが回収されるので、回収される処理液の質を高めることができ、処理液を効率良く再使用することができ有効活用することができる。
【0012】
また、請求項3に記載の発明は、基板の主面に処理液を吐出して所定の処理を施す基板処理装置において、基板を水平姿勢に保持する基板保持手段と、基板に向けて、全体として帯状に処理液を吐出する吐出部を備えた処理液吐出ノズルと、前記処理液吐出ノズルからの処理液が基板の主面に吐出されるように、前記基板保持手段と前記処理液吐出ノズルとを相対的に移動させる移動手段と、前記処理液吐出ノズルから吐出される処理液を受けるための細長の受入口を備え、前記受入口を前記処理液吐出ノズルの吐出部の下側でかつ基板の主面よりも下側でこの吐出部に対向させて、前記処理液吐出ノズルから基板の主面外に吐出される処理液を前記受入口で受ける受容部とを備えていることを特徴とする。
【0013】
(作用・効果)請求項3に記載の発明によれば、前述の請求項1の作用・効果を有し、前述の請求項1に記載の方法発明を好適に実施できる。
【0014】
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の基板処理装置において、基板の主面上における前記処理液吐出ノズルの位置を検出するノズル位置検出手段と、前記ノズル位置検出手段で検出した前記処理液吐出ノズルの位置に応じて、前記受容部を前記吐出部の長手方向に移動させる受容部移動手段とを備え、前記受容部は、前記受容部移動手段からの指示に応じて、基板の周縁に対して間隙を空けながらこの基板の周縁に沿うように前記吐出部の長手方向に移動されることを特徴とする。
【0015】
(作用・効果)請求項4に記載の発明によれば、前述の請求項2の作用・効果を有し、前述の請求項2に記載の方法発明を好適に実施できる。
【0016】
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の基板処理装置において、前記受容部は、前記吐出部の長手方向に2個並設され、一方の前記受容部は、前記吐出部の長手方向の長さを2分割することで形成される第1,第2範囲のうちの第1範囲を移動し、他方の前記受容部は、前記第2範囲を移動することを特徴とする。
【0017】
(作用・効果)請求項5に記載の発明によれば、2個の受容部が基板の周縁に沿うように吐出部の長手方向にそれぞれ移動するので、処理液吐出ノズルの両端側において基板外に吐出される未使用の処理液を2個の受容部でそれぞれ回収することができる。
【0018】
また、請求項6に記載の発明は、請求項3から請求項5のいずれかに記載の基板処理装置において、前記受入口は、その縦断面が漏斗状に形成されていることを特徴とする。
【0019】
(作用・効果)請求項6に記載の発明によれば、受入口は、その縦断面が漏斗状に形成されているので、処理液吐出ノズルから吐出される処理液を受入口内に好適に注ぎ入れることができる。
【0020】
また、請求項7に記載の発明は、請求項3から請求項6のいずれかに記載の基板処理装置において、前記受容部は、前記処理液吐出ノズルに配設されていることを特徴とする。
【0021】
(作用・効果)請求項7に記載の発明によれば、受容部は処理液吐出ノズルに配設されており、処理液吐出ノズルを基板保持手段に対して移動させる場合であっても、受容部は、処理液吐出ノズルに対して相対移動方向に位置関係が変わることがなく、処理液吐出ノズルに常時追従された状態にあるので、処理液吐出ノズルを基板保持手段に対して移動させる場合に、受容部を処理液吐出ノズルに追従するように移動させるための、処理液吐出ノズルの移動手段とは別の移動手段を設ける必要が無い。
【0022】
また、請求項8に記載の発明は、請求項3から請求項7のいずれかに記載の基板処理装置において、前記受入口で回収された処理液を前記処理液吐出ノズルに供給して前記処理液吐出ノズルから吐出させるための循環手段を備えていることを特徴とする。
【0023】
(作用・効果)請求項8に記載の発明によれば、基板の主面外に吐出された未使用の処理液が受容部の受入口で回収されて処理液吐出ノズルから吐出されるので、未使用の処理液を再使用することができ、有効活用することができる。
【0024】
また、請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の基板処理装置において、前記循環手段は、前記処理液吐出ノズルに接続され、前記処理液吐出ノズルに供給される処理液を貯留する処理液貯留手段と、前記受容部に接続され、前記受容部で回収された処理液を前記処理液貯留手段に供給する供給手段とを備えていることを特徴とする。
【0025】
(作用・効果)請求項9に記載の発明によれば、基板の主面外に吐出された未使用の処理液が受容部で回収されて処理液吐出ノズルから吐出されるので、未使用の処理液を再使用することができ、有効活用することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図であり、図2は、その側面図である。
【0027】
なお、この実施例では、半導体ウエハ(以下、単に「基板」と呼ぶ)に処理液である現像液を吐出する処理液吐出ノズルを備えた基板現像装置を例に採って説明する。また、本発明はこれに限定されるものではなく、基板の処理面に適宜の処理液(例えば、レジスト液、リンス液等)を吐出して、基板に処理を行う種々の基板処理装置およびその装置に用いられる処理液吐出ノズルに広く適用することができる。
【0028】
図2に示すように、この基板現像装置は、基板Wを水平姿勢で保持するスピンチャック1を備える。スピンチャック1は、回転軸3を介して電動モータ5に連動連結して構成されるとともに、図示しない真空ラインに繋がっていて、基板Wを真空吸着して保持する。このスピンチャック1は、電動モータ5の回転駆動によって、基板Wを保持しながら回転中心P1周りに回転する。なお、上述したスピンチャック1が本発明における基板保持手段に相当する。
【0029】
スピンチャック1の周囲には、スピンチャック1に保持された基板Wの周囲を取り囲むように、内側カップ2が配備されている。この内側カップ2は、図示しない昇降機構によって昇降可能に構成されていて、基板Wが回転駆動される際に上昇して、基板W上に液盛りされた現像液が周囲に飛散するのを防止する。このとき、内側カップ2内に飛び散った現像液は、内側カップ2に設けられている図示しない廃液回収構造によって回収される。基板Wの回転駆動が終了すると、スピンチャック1からの基板Wの搬出を許容するように、内側カップ2は下降する。内側カップ2の周囲には、ほぼ正方形の外側カップ4が配備されている。
【0030】
図1に示すように、外側カップ4の両側には、後述する処理液吐出ノズル7が待機するための待機ポット6a,6bが、それぞれ配備されている。さらに、この外側カップ4の側方には、ガイドレール10が配備されている。このガイドレール10に沿ってスライド移動自在に取り付けられたノズル駆動機構9は、処理液吐出ノズル7を片持ち支持する支持アーム8を昇降可能に支持している。ノズル駆動機構9のスライド移動によって、後述する処理液吐出ノズル7をX方向に進退移動させることができる。上述したノズル駆動機構9とガイドレール10とが本発明における移動手段に相当する。
【0031】
図2に示すように、支持アーム8の内部に一体に構成された送液管8aは、支持アーム8に片持ち支持された処理液吐出ノズル7に連通接続されている。さらに、この送液管8aは、支持アーム8の基端部で、現像液タンク11に繋がれた現像液供給ライン11aに連通接続されている。現像液供給ライン11aの途中には、制御部12の指示によって、現像液供給ライン11aの開閉を行う開閉バルブ13が設けられている。現像液供給ライン11aが繋がれている現像液タンク11には、その内部に貯留された現像液Qを加圧する窒素加圧ライン11bが接続されている。なお、上述した現像液タンク11が本発明における処理液貯留手段に相当する。
【0032】
また、上述の基板現像装置は、図2に示すように、基板Wに対するノズル7の位置を検出するためのノズル位置検出部14を備えている。基板Wを支持するスピンチャック1、ノズル7を支持するノズル駆動機構9および待機ポット6a,6bなどの位置関係は既知であり、ノズル駆動機構9をガイドレール10に沿ってスライド移動させた距離についても、ノズル駆動機構9をスライド移動させるためのモータ(図示省略)の回転駆動をエンコーダ(図示省略)などで検出して算出できるので、基板Wの主面(上面)上におけるノズル7の位置が検出できる。また、ノズル位置検出部14に位置検出センサや光学センサなどを採用し、基板Wの主面上におけるノズル7の位置を検出するようにしても良い。ノズル位置検出部14で検出された、基板Wの主面上におけるノズル7の位置は制御部12に出力される。なお、上述したノズル位置検出部14が本発明におけるノズル位置検出手段に相当する。
【0033】
次に、本発明の1つの特徴部分である処理液吐出ノズル7について、図3〜図5も用いて説明する。図3は処理液吐出ノズル7の概略斜視図であり、図4は処理液吐出ノズル7の下面を示す図であり、図5は図1に示した処理液吐出ノズル7のA−A線断面を示す断面図である。
【0034】
図1,図4に示すように、この処理液吐出ノズル(以下、単に「ノズル」と適宜に呼ぶ)7は、その下面に、基板Wに向けて現像液Qを吐出する吐出部7aを備えている。図4に示すように、吐出部7aは、複数個(この実施例では7個)の長円形状の長孔である吐出口7a1 〜7a7 の長径が一直線状に並ぶように配置して構成されている。各長円形状の長孔は、例えば、短径が「0.1〜1.0mm」、長径が「42mm」の寸法で形成されている。
【0035】
図5に示すように、ノズル7の内部には、送液管8aから送液された現像液Qが溜まる処理液溜まり7bと、この現像液Qを吐出部7aにまで案内する液案内路7cとが設けられている。
【0036】
このノズル7によれば、送液管8aから処理液溜まり7b内に下方向に供給された現像液Qは、処理液溜まり7bの床面でその流れが上方向に変更され、液案内路7cに流れ込み、吐出口7a1 〜7a7 にまで導かれて、吐出口7a1 〜7a7 から吐出される。
【0037】
ノズル7の吐出部7aから基板Wに向けて吐出される現像液Qについて、図6,図7を用いて説明する。図6は、処理液吐出ノズル7から現像液Qを吐出した様子を示した図であり、図7は、各吐出口から現像液Qを吐出した様子を拡大して示した図である。ノズル7の吐出部7aから基板Wに向けて吐出される現像液Qは、図6に示すように、基板Wに向けて全体として帯状に吐出される。なお、各吐出口7a1 〜7a7 から吐出される現像液は、図7に示すように吐出口7an から離れるにしたがって、先細りの形状となっている。しかし、その先細りはそれぞれの吐出口7a1 〜7a7 で発生するものであり、基板Wから見た場合、吐出部7aからは、上述したように全体としては、帯状に均一に現像液Qが吐出されている。
【0038】
図3に示すように、さらに、このノズル7の下面側でその近傍には、ノズル7から基板Wの主面外に吐出される現像液Qを受けるための回収部15がY方向に2個並設されている。これらの回収部15は、次に説明するようにY方向に移動自在となっている。この回収部15について図8,図9も用いて説明する。図8は回収部15の概略平面図であり、図9は、その側面図である。
【0039】
ノズル7の側面7d側には、Y方向に位置させた送りネジ16と、この送りネジ16の一端を回転可能に支持する軸受17と、送りネジ16の他端に接続されこの送りネジ16を回転させるためのモータ18とを備えた回収部駆動機構19が、Y方向に2組並設されている。図3に示す左側の回収部15の支持部20のネジ孔21には、図3で左側に位置する回収部駆動機構19の送りネジ16が螺入されており、図3に示す右側の回収部15の支持部20のネジ孔21には、図3で右側に位置する回収部駆動機構19の送りネジ16が螺入されている。モータ18が回転すると送りネジ16が回転し、この送りネジ16の回転により回収部15の支持部20がY方向に移動、つまり、回収部15がY方向に移動することになる。モータ18の回転方向を正転,逆転させることで回収部15の移動方向が変えられる。
【0040】
制御部12は、ノズル位置検出部14で検出されたノズル7の基板Wに対する位置に応じてモータ18を駆動制御しており、回収部15が基板Wの周縁に対して間隙を空けながら基板Wの周縁に沿うようにこの回収部15を吐出部7aの長手方向(Y方向)に移動させている。ここで言うこの「間隙」とは、基板Wの主面上に吐出された現像液Q、つまり、基板処理に供された現像液Qが回収部15の回収口22に流入することを防止するとともに、回収口22には未使用の処理液、つまり、基板の主面外に吐出されて基板処理に供されなかった処理液のみが回収されるように適宜に設定された間隔を意味する。なお、上述した制御部12と回収部駆動機構19とが本発明における受容部移動手段に相当する。
【0041】
続いて、この回収部15に形成された、ノズル7からの現像液Qを受けるための回収口22について説明する。図3,図5に示すように、回収部15の上面15aには、細長の回収口22、例えば細長い矩形状の回収口22がその長手方向をY方向にして形成されている。図8に示すように、この回収部15は、その上面15aに設けられた回収口22がノズル7の吐出部7aの下方位置(この実施例では真下)に位置するように、ノズル7に配設されている。具体的には、回収口22の短辺(X方向長さ)は、例えば、ノズル7の吐出部7aの短径よりも少し大きい寸法(例えば「1〜3mm」)に形成されており、回収口22の長辺(Y方向長さ)は、例えば、ノズル7の吐出部7aのY方向長さの半分である寸法(例えば「150mm」)に形成されている。この回収口22は、図5に示すように、その縦断面が漏斗状に形成されている。漏斗状にすることで、ノズル7から吐出される現像液Qが回収口22内に好適に注ぎ入れられる。この実施例では、回収口22を細長い矩形状としているが、長円状など種々の細長形状としてもよい。
【0042】
なお、この回収口22のZ方向の高さは、図5に示すように、基板Wの主面よりも低い位置となっている。ノズル7の吐出部7aから基板W面外に吐出される現像液Qを、基板Wの主面よりも低い位置にある回収部15の回収口22で回収するとともに、回収口22への現像液Qの流入速度と回収口22での現像液Qの回収速度とが略等しくなっている、つまり、回収口22への現像液Qが回収口22内に好適に回収されずに溢れるようなことがないので、ノズル7の下面に回収部15が位置することに起因して、ノズル7の吐出部7aから吐出される現像液Qの流量が基板Wの主面からそれより上側で変化するようなことはない。
【0043】
また、回収口22の短辺および長辺の長さは、上述の寸法に限定されるものではなく、ノズル7の吐出部7aから吐出される現像液Qの回収口22での大きさ以上に設定すれば良い。
【0044】
ノズル7の吐出部7aと回収部15の回収口22との距離は、ノズル7の吐出部7aから吐出される現像液Qの空気に対する暴露を極力抑える点から出来るだけ短くする方が好ましく、次の条件を満たすようにすることで、ノズル7の下面と回収部15の上面15aとを限りなく近づけるようにしたり、あるいは、ノズル7の下面と回収部15の上面15aとを接触、つまり、ノズル7の吐出部7aと回収部15の回収口22とを同一平面内に位置させることができる。上述の条件とは、ノズル7の下面に回収部15が位置することによって、ノズル7の吐出部7aから吐出される現像液Qの流量が基板Wの主面からそれより上側で変化しないようにしなければならないというものである。この条件を具備する手段としては、図11に示すように、回収部15の両端のうちで他の回収部15と隣接する側の端部をZ方向に基板Wの主面の高さよりも低くなるように切り欠いた切り欠き部25を形成することが挙げられる。なお、Y方向に並設された2個の回収部15同士を当接させた状態にすると、回収部15の上面15aには、2個の回収口22の連結によって単一の回収口が形成される。このようにすることで、ノズル7の下面に回収部15が接触するように位置させたとしても、ノズル7の吐出部7aから吐出される現像液Qの流量が基板Wの主面からそれより上側で変化するようなことはない。
【0045】
なお、上述した回収部15が本発明における受容部に相当し、上述した回収口22が本発明における受入口に相当する。
【0046】
図3,図5に示すように、回収部15の下部には回収管23の一端が接続されており、図2に示すように、この回収管23の他端は現像液タンク11に接続されている。回収口22から回収部15の内部に回収された現像液Qは、回収管23を介して現像液タンク11に供給される。図2に示すように、この回収管23の途中には、現像液Qを現像液タンク11に逆戻りすることなく供給するための現像液再供給部24が設けられている。現像液再供給部24は、制御部12の指示によって動作し、回収管23からの現像液Qを内部の貯留タンク(図示省略)に貯留し、この貯留タンクに貯留された現像液Qを逆止弁を介して送り出すポンプなどを備えており、回収部15で回収された現像液Qを現像液タンク11に逆戻りすることなく供給するようにしている。
【0047】
なお、上述した電動モータ5やノズル駆動機構9や開閉バルブ13やノズル位置検出部14や回収部駆動機構19や現像液再供給部24などは、制御部12に接続されている。制御部12は、ノズル7の移動量、基板Wの回転数、現像液Qの吐出のタイミング、回収部15の移動量、回収した現像液Qの現像液タンク11への供給などを統括的に制御している。
【0048】
なお、上述した現像液再供給部24が本発明における供給手段に相当し、上述した現像液タンク11と現像液再供給部24とが本発明における循環手段に相当する。
【0049】
次に、基板現像装置の動作について、図1,図2のみならず、図10も用いて説明する。図10は、ノズル7から基板Wに現像液Qを吐出する際の回収部15の移動軌跡を示す説明図である。
【0050】
図示しない基板搬送機構によって搬入されてきた基板Wが、スピンチャック1上に載置されると、スピンチャック1は、この基板Wを吸着保持する。これとほぼ同時に、ノズル駆動機構9は、支持アーム8を上昇させて、支持アーム8に支持されたノズル7を待機ポット6aから引き上げる。さらに、ノズル駆動機構9は、ガイドレール10に沿って移動して、ノズル7を外側カップ4内の現像処理開始位置にまで移動させると、支持アーム8を下降させてノズル7を処理開始高さにまで持ってくる。このとき、2個の回収部15は、図8,図9に実線で示すように、ノズル7の吐出部7aの下方位置で互いに近接させた状態となっている。
【0051】
ここで、制御部12は、開閉バルブ13を開けて、現像液タンク11内の現像液Qを処理液供給ライン11a及び送液管8aを介して、ノズル7に供給する。ノズル7は、現像液Qが供給されると同時に、吐出部7aから現像液Qを吐出する。吐出部7aから吐出された現像液Qは、2個の回収部15の回収口22で回収される。
【0052】
ノズル7からの現像液Qの吐出が始まると、再びノズル駆動機構9は、ガイドレール10に沿ってX方向に一定速度で移動する。この移動とともに、図10に示すように、吐出部7aの下方位置に位置する2個の回収部15は基板Wの周縁に対して間隙を空けて基板Wの周縁に沿うように吐出部7aの長手方向(Y方向)に移動していくことになり、なおかつ、ノズル7は、基板Wの上方を一定速度でX方向に移動しながら、基板W上に現像液Qを吐出する。基板Wの主面上に吐出された現像液Qは、表面張力によって基板W上に保持(液盛り)されるし、基板Wの主面外に吐出された未使用の現像液Qは、ノズル7の下方位置に位置しながら基板Wの周縁に対して間隙を空けて基板Wの周縁に沿って移動する回収部15の回収口22で回収される。なお、ノズル7から基板Wに向けて吐出される現像液Qは、上述したように全体として帯状に吐出される(図6,図7参照)。
【0053】
ノズル7が、基板W上を通過して、基板Wから外れた位置にまで来ると、制御部12は開閉バルブ13を閉めて、ノズル7からの現像液Qの吐出を終了する。そして、ノズル7が外側カップ4内の移動停止位置にまでくると、ノズル駆動機構9は一旦止まり、ノズル7を上昇させた後、他方の待機ポット6bにまで移動して、ノズル7を待機ポット6b内に待機させる。
【0054】
なお、ノズル7の吐出部7aから水平姿勢の基板Wに向けて、全体として帯状に現像液Qを吐出する過程が本発明の処理液吐出過程に相当し、ノズル7を基板W上でこの基板Wに対して移動させる過程が本発明の移動過程に相当し、細長の回収口22を備えた回収部15を、ノズル7の吐出部7aの下側でこの吐出部7aに対向させて、ノズル7から基板Wの主面外に吐出される現像液Qを回収口22で受ける過程が本発明の処理液回収過程に相当する。
【0055】
スピンチャック1は、基板W上に液盛りされた現像液Qを、この状態のまま一定時間維持する。このとき、基板W上では現像液Qによって現像処理が行われる。一定時間経過後、現像液Qが周囲に飛散するのを防止するための内側カップ2が上昇した後、スピンチャック1は、高速で回転して基板W上の現像液Qを振り切る。その後、リンスなどの現像後処理が行われた後、内側カップ2が下降して、基板搬送機構によって基板Wが搬出されて、一連の現像処理が終了する。
【0056】
上述したように本実施例の基板現像装置によれば、ノズル7の吐出部7aの吐出面積を変化させないので、吐出面積変化に起因する現像液Qの流量変化が防止され、ノズル7から基板Wに吐出される現像液Qの流量を一定とすることができ、基板Wに吐出される現像液Qの流量変化に起因する基板Wの現像むらを防止でき、ノズル7の吐出面積を変化させてもノズル7から吐出される現像液Qの流量が一定となるように制御するための複雑な構成の流量制御機構を不要にできる。さらに、ノズル7から基板W外に吐出された現像液Qがノズル7の吐出部7aに対向配置された回収部15の細長の回収口22で回収されるので、現像液Qは吐出部7aから吐出されて回収口22に到達する間のみ空気に対して暴露されることから、現像液Qの空気に対する暴露が低減され、現像液Qが空気に暴露されることに起因するその特性変化を低減でき、現像液Qを再使用することができ有効活用することができる。
【0057】
回収部15は、基板Wの周縁に対して間隙を空けながらこの基板Wの周縁に沿うように吐出部7aの長手方向(Y方向)に移動されるので、基板Wの主面上に吐出された現像液Q、つまり、基板処理に供された現像液Qが回収部15の回収口22に流入するのを防止でき、回収口22には未使用の現像液Q、つまり、基板Wの主面外に吐出されて基板処理に供されなかった現像液Qのみが回収されるので、回収される現像液Qの質を高めることができ、現像液Qを効率良く再使用することができ有効活用することができる。
【0058】
また、2個の回収部15が基板Wの周縁に対して間隙を空けてこの基板Wの周縁に沿うように吐出部7aの長手方向(Y方向)にそれぞれ移動するので、ノズル7の両端側において基板W外に吐出される未使用の現像液Qを2個の回収部15でそれぞれ回収することができる。
【0059】
また、回収口22は、その縦断面が漏斗状に形成されているので、ノズル7から吐出される現像液Qを回収口22内に好適に注ぎ入れることができる。
【0060】
また、回収部15は、ノズル7に配設されているので、ノズル7を基板保持手段としてのスピンチャック1に対して移動させる場合に、回収部15をノズル7に追従するように移動させるための、ノズル駆動機構9とは別の移動手段を設ける必要が無い。
【0061】
また、基板Wの主面外に吐出された未使用の現像液Qが回収部15の回収口22で回収されてノズル7から吐出されるので、未使用の現像液Qを再使用することができ、有効活用することができる。
【0062】
また、基板Wの主面外に吐出された未使用の現像液Qが回収部15で回収されてノズル7から吐出されるので、未使用の現像液Qを再使用することができ、有効活用することができる。
【0063】
また、上述したようなノズル7を備えた基板現像装置は、基板Wに向けて全体として帯状に現像液Qを吐出するので、基板Wの処理面全体に常に現像性能の劣化していない現像液Qを、流速を速めることなくほぼ均一に吐出できる。その結果、基板Wの処理面全体に均一な現像処理を行うことができる。また、基板W上に現像液が静かに供給されるのでレジスト膜を傷めることもない。
【0064】
なお、本発明は以下のように変形実施することも可能である。
【0065】
(1)上述した実施例では、基板Wが位置固定でノズル7が移動する構成であったが、逆に基板Wが移動する構成であっても本発明を適用可能である。
【0066】
(2)上述した実施例装置では、基板Wに処理液(例えば現像液Q)を吐出する際に、回収部15を基板Wの周縁に対して間隙を空けながらこの基板Wの周縁に沿うように吐出部7aの長手方向(Y方向)に移動させているが、回収部15をスピンチャック1や基板Wなどに干渉しないようにY方向に移動させずに位置固定とした状態でこの回収部15の一部を基板Wの下側に位置させるようにしてもよい。この場合には、基板Wの主面上に吐出された現像液Q、つまり、基板処理に供された現像液Qが回収部15の回収口22に流入することがあるが、ノズル7の吐出部7aの吐出面積を変化させないので、吐出面積変化に起因する現像液Qの流量変化が防止され、ノズル7から基板Wに吐出される現像液Qの流量を一定とすることができ、基板Wに吐出される現像液Qの流量変化に起因する基板Wの現像むらを防止できることに変わりはない。
【0067】
(3)上述した実施例装置では、基板Wの主面外に吐出される処理液(例えば現像液Q)を2個の回収部15で回収しているが、単数個の回収部15で回収するようにしてもよい。この場合には、基板Wの主面外に吐出される処理液(例えば現像液Q)の回収効率が低下するが、回収した処理液を再利用することができる。
【0068】
(4)上述した実施例装置では、2個の回収部15をそれぞれ個別に独立して駆動できるように2個の回収部駆動機構19を備えているが、単一の回収部駆動機構で2個の回収部15を駆動するようにしてもよい。この単一の回収部駆動機構は、例えば、ノズル7の側面7dにY方向に位置させたガイドレールと、このガイドレールに摺動自在に取り付けられた2個の摺動部材と、この2個の摺動部材の間に配置されて両端がそれぞれ摺動部材に当接された伸縮自在の伸縮機構とを備え、摺動部材ごとに対応する回収部15が接続されたものとし、伸縮機構を伸縮させることで2個の回収部15を互いに離れていくように移動させたり互いに近づくように移動させたりするように連動させるようにしてもよい。
【0069】
(5)上述した実施例装置では、回収部15で回収された処理液(例えば現像液Q)を現像液タンク11に供給してノズル7から吐出されるようにしているが、回収部15で回収された処理液(例えば現像液Q)をノズル7に直接に供給するようにしてもよい。
【0070】
(6)上述した実施例装置では、図4に示すように、ノズル7の吐出部7aを、Y方向に一列配置された複数個(例えば7個)の長円形状の長孔である吐出口7a1 〜7a7 で形成しているが、図12(a)に示すように、ノズル7の吐出部7aをY方向に長いスリット形状の単一の長孔である吐出口70で形成してもよい。この単一の長孔は、例えば、その短手方向の幅が「0.1〜1.0mm」、その長手方向の幅が「8インチや300mm」の寸法で形成されている。また、図12(b)に示すように、この吐出口70をX方向に複数個(例えば2個)並設させてノズル7の吐出部7aを形成させてもよい。また、図12(c)に示すように、ノズル7の吐出部7aをn個の長円形状の長孔である吐出口71a1 〜71an の長径が互いに平行になるように一列に配置して構成してもよい。ノズル7の吐出部7aにいずれの吐出口を採用したとしても、その吐出部7aの大きさに応じて回収部15の回収口22の大きさを設定すればよい。
【0071】
(7)上述した実施例では基板現像装置を例に採って説明したが、本発明はこのような装置に限定されるものではなく、基板の処理面に適宜の処理液(例えば、レジスト液、リンス液等)を吐出して、基板に処理を行う種々の基板処理装置およびその装置に用いられる処理液吐出ノズルに広く適用することができる。
【0072】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、処理液吐出ノズルの吐出部の吐出面積を変化させないので、吐出面積変化に起因する処理液の流量変化が防止され、処理液吐出ノズルから基板に吐出される処理液の流量を一定とすることができ、基板に吐出される処理液の流量変化に起因する基板の処理むらを防止できる。さらに、処理液吐出ノズルから基板外に吐出された処理液がこの処理液吐出ノズルの吐出部の下側でかつ基板の主面よりも下側にて対向配置された受容部の細長の受入口で回収されるので、処理液は吐出部から吐出されて細長の受入口に到達する間のみ空気に対して暴露されることから、処理液の空気に対する暴露が低減され、処理液が空気に暴露されることに起因するその特性変化を低減でき、処理液を再使用することができ有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図2】図1に示した基板処理装置の側面図である。
【図3】処理液吐出ノズルの概略斜視図である。
【図4】処理液吐出ノズルの下面を示す図である。
【図5】図1に示した処理液吐出ノズルのA−A線断面を示す断面図である。
【図6】処理液吐出ノズルから現像液を吐出した様子を示した図である。
【図7】各吐出口から現像液をした様子を拡大して示した図である。
【図8】回収部の概略平面図である。
【図9】図8に示した回収部の側面図である。
【図10】ノズルから基板に現像液を吐出する際の回収部の移動軌跡を示す説明図である。
【図11】本実施例とは別の実施例の回収部の概略構成を示す斜視図である。
【図12】本実施例とは別の実施例のノズルの吐出部の吐出口を示す平面図である。
【符号の説明】
1 … スピンチャック(基板保持手段)
7 … 処理液吐出ノズル
7a … 吐出部
9 … ノズル駆動機構(移動手段)
10 … ガイドレール(移動手段)
11 … 現像液タンク(処理液貯留手段)
12 … 制御部(受容部移動手段)
14 … ノズル位置検出部(ノズル位置検出手段)
15 … 回収部(受容部)
19 … 回収部駆動機構(受容部移動手段)
22 … 回収口(受入口)
24 … 現像液再供給部(供給手段)
Q … 現像液(処理液)
W … 基板
Claims (9)
- 基板の主面に処理液を吐出して所定の処理を施す基板処理方法において、
処理液吐出ノズルの吐出部から水平姿勢の基板に向けて、全体として帯状に処理液を吐出する処理液吐出過程と、
基板と前記処理液吐出ノズルとを相対的に移動させる移動過程と、
細長の受入口を備えた受容部を、前記処理液吐出ノズルの吐出部の下側でかつ基板の主面よりも下側でこの吐出部に対向させて、前記処理液吐出ノズルから基板の主面外に吐出される処理液を前記受入口で受ける処理液回収過程と
を備えていることを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1に記載の基板処理方法において、
前記処理液回収過程は、前記受容部が基板の周縁に対して間隙を空けながらこの基板の周縁に沿うように、前記受容部を前記吐出部の長手方向に移動させることを特徴とする基板処理方法。 - 基板の主面に処理液を吐出して所定の処理を施す基板処理装置において、
基板を水平姿勢に保持する基板保持手段と、
基板に向けて、全体として帯状に処理液を吐出する吐出部を備えた処理液吐出ノズルと、
前記処理液吐出ノズルからの処理液が基板の主面に吐出されるように、前記基板保持手段と前記処理液吐出ノズルとを相対的に移動させる移動手段と、
前記処理液吐出ノズルから吐出される処理液を受けるための細長の受入口を備え、前記受入口を前記処理液吐出ノズルの吐出部の下側でかつ基板の主面よりも下側でこの吐出部に対向させて、前記処理液吐出ノズルから基板の主面外に吐出される処理液を前記受入口で受ける受容部と
を備えていることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項3に記載の基板処理装置において、
基板の主面上における前記処理液吐出ノズルの位置を検出するノズル位置検出手段と、
前記ノズル位置検出手段で検出した前記処理液吐出ノズルの位置に応じて、前記受容部を前記吐出部の長手方向に移動させる受容部移動手段と
を備え、
前記受容部は、前記受容部移動手段からの指示に応じて、基板の周縁に対して間隙を空けながらこの基板の周縁に沿うように前記吐出部の長手方向に移動されることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項4に記載の基板処理装置において、
前記受容部は、前記吐出部の長手方向に2個並設され、
一方の前記受容部は、前記吐出部の長手方向の長さを2分割することで形成される第1,第2範囲のうちの第1範囲を移動し、他方の前記受容部は、前記第2範囲を移動することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項3から請求項5のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記受入口は、その縦断面が漏斗状に形成されていることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項3から請求項6のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記受容部は、前記処理液吐出ノズルに配設されていることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項3から請求項7のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記受入口で回収された処理液を前記処理液吐出ノズルに供給して前記処理液吐出ノズルから吐出させるための循環手段を備えていることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項8に記載の基板処理装置において、
前記循環手段は、
前記処理液吐出ノズルに接続され、前記処理液吐出ノズルに供給される処理液を貯留する処理液貯留手段と、
前記受容部に接続され、前記受容部で回収された処理液を前記処理液貯留手段に供給する供給手段と
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
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