JPH07263327A - 回転式基板処理装置の処理液供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化された回転式基板処理装置の処理液供
給装置を提供する。 【構成】 処理液を供給する処理液供給チューブ２の外
壁に一対の仕切り板４０が第１温調配管３ａの内壁に当
接するように突設され、処理液供給チューブ２の外壁と
第１温調配管３ａの内壁とで形成される空間内部を、恒
温流体の供給流路４１と、戻り流路４２とに２分割する
ように構成されている。恒温流体は、温調ユニット４５
から第１，第２温調配管３ａ，３ｂ内の供給流路４１に
供給され、処理液供給チューブ２内の処理液を所定温度
に一定化した後、戻り流路４２を介して温調ユニット４
５に回収されるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、液晶表
示器用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光
ディスク用の基板等の基板に、フォトレジスト液等の処
理液を供給する回転式基板処理装置の処理液供給装置に
係り、特に、処理液配管内の処理液の温度を一定化する
温調配管を備えた処理液供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の処理液供給装置として、例えば、
基板表面にフォトレジスト液を供給し、基板表面に所望
の厚さの薄膜を形成する回転式基板処理装置がある。

【０００３】この装置は、回転可能に支持された基板上
面に処理液を吐出するノズルと、処理液が貯蔵されたボ
トルとが処理液供給配管を介して連通接続されて構成さ
れている。かかる装置においては、均一な厚さの薄膜を
形成するため、処理液の粘度が外気温度に影響されて変
化しないように処理液の温度を一定化する必要がある。
そこで、処理液の温度を一定化するために、処理液供給
配管の外側に恒温流体を流通させることが行われてい
る。かかる装置では、処理液供給配管の先端に設けられ
るノズル近傍まで温度調節をするのが望ましいため、処
理液供給配管の基端側から先端のノズル側へ至るまで恒
温流体を流通させる供給流路と、ノズル側へ達した恒温
流体が基端側へ還流する戻り流路とを設ける必要があ
る。そのための構成として、図８に示すような処理液供
給配管構造を備えた装置が知られている。

【０００４】図８（ａ）は、処理液を供給する処理液配
管１００と、恒温流体の戻り用配管１０１とが外管１０
２に内蔵されたいわゆる２重配管に構成されている。処
理液配管１００，戻り用配管１０１と外管１０２との間
隙に恒温流体を供給することによって、処理液配管１０
０内の処理液の温度が一定化される。供給された恒温流
体はノズル手前で戻り用配管１０１に流通して回収され
る。

【０００５】図８（ｂ）は、処理液を供給する処理液配
管１０３と、処理液配管１０３の外側に設けられた温調
配管１０４と、さらに温調配管１０４の外側に設けられ
た外管１０５とでいわゆる３重配管に構成されている。
処理液配管１０３と温調配管１０４との間隙に恒温流体
を供給することによって、処理液配管１０３内の処理液
の温度が一定化される。供給された恒温流体はノズル手
前で温調配管１０４と外管１０５との間隙に流通して回
収される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た処理液供給装置では、外管内部に処理液配管とは別の
配管を設けて恒温流体の供給流路と戻り流路とがそれぞ
れ形成されているので、外管の外形が大型化してしまう
という問題があった。また、処理液供給装置は、一般的
に複数個のノズルを備え、それに応じた複数個の配管で
構成されているので、外管の大型化に伴って装置全体が
大型化するといった問題がある。

【０００７】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、小型化された回転式基板処理装置の処
理液供給装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために次のような構成をとる。すなわち、回転可
能に支持された基板に処理液を供給する処理液配管と、
前記処理液配管を内蔵する温調配管とを備え、前記処理
液配管と前記温調配管との間隙に恒温流体を流通させる
ことによって、前記処理液配管内の処理液の温度を一定
化する回転式基板処理装置の処理液供給装置において、
前記処理液配管の外壁と前記温調配管の内壁とで形成さ
れる空間内部を、流路に沿って少なくとも２分割する仕
切り板を備え、一方の仕切り流路を恒温流体の供給流路
とし、他方の仕切り流路を恒温流体の戻り流路としたも
のである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、処理液配管の外壁と温調配管
の内壁とで形成される空間内部が、仕切り板によって、
恒温流体の供給流路と戻り流路とに２分割されるので、
処理液配管を内蔵する温調配管の外径を小さくすること
ができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る回転式
基板処理装置の処理液供給装置を示す一部切り欠き側面
図、図２は、図１の平面図である。

【００１１】図中、符号１は回転可能に支持された基板
Ｗに処理液の一例であるフォトレジスト液等を供給する
複数個のノズルである。これらのノズル１は、後述する
本発明の処理液配管に相当する処理液供給チューブ２を
介して処理液貯留部Ｔと連通接続されている。複数のノ
ズル１のうち、所望のノズル１を択一的に取り出して基
板Ｗの回転中心付近の上方に設定した吐出位置と、基板
Ｗの上方から外れた待機位置とにわたって移動するノズ
ル移動機構が備えられ、処理液供給装置が構成されてい
る。

【００１２】ノズル１の各々は、金属製で剛性の高い第
１温調配管３ａの先端に取り付けられている。第１温調
配管３ａの基部には、支持ブロック６が一体的に取り付
けられている。第１温調配管３ａは支持ブロック６の一
端から水平方向へのび、その先端が鉛直下向きに屈曲し
ており、ノズル１はその先端に下向きに取り付けられて
いる。支持ブロック６の他端側に、金属製の筒軸７が一
体的に連設され、これら第１温調配管３ａ、支持ブロッ
ク６、筒軸７により、ノズル１等が支持する剛性の支持
アーム４が構成されている。

【００１３】各支持アーム４の筒軸７は、それぞれアー
ム回転支持体９に筒軸７の軸芯を中心として回転可能に
支持されている。また、各アーム回転支持体９は、共通
の可動フレーム１０にそれぞれのガイドレール１１を介
してそれぞれ垂直方向に昇降可能な状態で支持され、そ
れらは図１の紙面に垂直な方向に一直線状に並列に支持
されている。

【００１４】可動フレーム１０は、回転式基板処理装置
に固定されている装置フレーム１２にガイドレール１３
を介して水平方向に移動可能に支持されている。この可
動フレーム１０に設けられたラック１４は、正逆転可能
なモータ１５で駆動されるピニオン１６と咬合されてい
る。したがって、モータ１５を正逆方向に駆動回転する
ことによりアーム回転支持体９はその並列方向に移動す
る。

【００１５】アーム回転支持体９の側部には、直列に連
結した一対のエアシリンダ１７ａ，１７ｂによって垂直
方向に移動される昇降枠１８が設けられている。昇降枠
１８には、エアーシリンダ１９によって垂直方向に移動
される可動ブラケット２０が設けられている。可動ブラ
ケット２０の上部には、所定位置の回転中心Ｐ周りで回
転可能な支軸２１ａが設けられ、支軸２１ａの下部に
は、回転中心Ｐ周りで回転可能に駆動アーム２１が設け
られている。

【００１６】各支持アーム４における支持ブロック６の
上面には、筒軸７の軸心上に位置して円錐状の係合凹部
２２が形成されるとともに、それからノズル１側に離れ
た位置に係合ピン２３が突設されている。

【００１７】駆動アーム２１の下面には、回転中心Ｐと
同軸に位置して円錐状の係合突起２４が突設されるとと
もに、その回転中心Ｐから離れて係合ピン２３に対応す
る係合孔２５が形成されている。そして、支持アーム４
に対して駆動アーム２１を下降させることで、この支持
アーム４の係合凹部２２と係合ピン２３とに駆動アーム
２１の係合突起２４と係合孔２５をそれぞれ係合させ
て、駆動アーム２１と支持アーム４とを一体に係合連結
する。

【００１８】また、駆動アーム２１の支軸２１ａは、可
動ブラケット２０に設置した正逆転可能なモータ２６に
タイミングベルト２７を介して連動連結されている。し
たがって、モータ２６を正逆方向へ駆動回転して駆動ア
ーム２１を連動駆動させることにより、係合保持した支
持アーム４を回転中心Ｐ周りに回転させ、当該支持アー
ム４のノズル１を基板Ｗの側方に外れた待機位置と基板
中心近くの吐出位置とにわたって移動させることができ
る。

【００１９】次に、各支持アーム４の構造について図３
乃至図６を参照して説明する。ノズル１は、フッ化樹脂
製の処理液供給チューブ２を介して処理液貯留部Ｔに連
通接続されている。処理液供給チューブ２はステンレス
鋼製の第１温調配管３ａの内部に挿通され、処理液供給
チューブ２と第１温調配管３ａとの間隙に恒温流体が流
通されることによって、処理液供給チューブ２内の処理
液の温度が一定化されるように構成されている。なお、
本実施例では、恒温流体として２３°Ｃに温度調整され
た温水が使用され、好ましくは、不凍液等の比熱の大き
な溶液が使用される。また、第１温調配管３ａは、ステ
ンレス鋼製に限らず酸化しにくい金属であればよく、ま
たフッ化樹脂等の樹脂製でもよい。あるいは又、伸縮性
のあるチューブを用いて外部で支持したものでもよい。

【００２０】図４に示すように、処理液供給チューブ２
の周面に管軸に沿った細長い一対の仕切り板４０が第１
温調配管３ａの内壁３ｃに当接するように突設され、処
理液供給チューブ２の外壁２ａと第１温調配管３ａの内
壁３ｃとで形成される空間内部を、流路に沿って２分割
するように構成されている。その２分割された、一方の
仕切り流路が恒温流体の供給流路４１とされ、他方の仕
切り流路が恒温流体の戻り流路４２とされている。各仕
切り板４０は、支持アーム４の断面（図４）においてそ
れぞれ略水平方向へ突設されており、第１温調配管３ａ
内で処理液供給チューブ２が鉛直方向（図４の上下方
向）へ曲げやすくなるように構成されている。従って、
第１温調配管３ａが鉛直下向きに屈曲されるその先端部
分においても、処理液供給チューブ２も容易に鉛直下向
きに屈曲させることができる。なお、恒温流体と処理液
供給チューブ２内の処理液との熱交換が効率よく行われ
るためには、供給流路４１と戻り流路４２とは完全に隔
絶されていることが望ましい。しかし、通常、このよう
な回転式基板処理装置における処理液供給装置において
は、恒温流体と処理液との温度差はごくわずかであり、
従って、供給流路４１と戻り流路４２とに流通するそれ
ぞれの恒温流体の温度差も小さいので、仕切り板４０の
先端部４０ａと第１温調配管３ａの内壁３ｃとの密着が
若干不完全な部分があったとしても、実用上、問題はな
い。

【００２１】筒軸７の下端には、上記した第１温調配管
３ａと同様の第２温調配管３ｂが接続されている。第２
温調配管３ｂの基端部は継手部材８に連通接続され、そ
の第２温調配管３ｂと継手部材８に処理液供給チューブ
２が挿通されている。図３，図５に示すように、継手部
材８の相対する側部内壁には、平行な凸条８ａ，８ｂが
２組、その内壁と一体に形成されている。凸条８ａ，８
ｂは、処理液供給チューブ２の挿通方向に沿って、継手
部材８の内側上面から下面にわたって形成されている。
そして、処理液供給チューブ２の各仕切り板４０は、凸
条８ａ，８ｂの各組の間にはめ込まれて、各仕切り板４
０の先端４０ａは凸条８ａ，８ｂの間の内壁に当接して
いる。また、各仕切り板４０の端部４０ｂは、それぞれ
継手部材８の下部内壁に当接するように構成されてい
る。従って、継手部材８の内部空間は２分割され、第２
温調配管３ｂ内の供給流路４１と戻り流路４２とにそれ
ぞれ連通するように構成されている。継手部材８の下端
に、供給流路４１と連通する恒温水供給配管４３と、戻
り流路４２と連通する恒温水回収配管４４とがそれぞれ
連通接続されている。恒温水供給配管４３と恒温水回収
配管４４は、それぞれ送液ポンプを備えた温調ユニット
４５に接続され、恒温流体が循環するように構成されて
いる。

【００２２】恒温流体は、温調ユニット４５内の温調手
段（図示せず）によって一定温度に温調され、温調ユニ
ット４５から第１，第２温調配管３ａ，３ｂ内の供給流
路４１に供給される。そして、処理液供給チューブ２内
の処理液を所定温度に一定化した後、戻り流路４２を介
して温調ユニット４５に回収されるように構成されてい
る。

【００２３】第１温調配管３ａの先端に取り付けられて
いるノズル１は、図６に示すように、温調ノズル１ａ
と、袋ナット１ｂと、ノズル先端部材１ｃとから構成さ
れている。温調ノズル１ａは、その内部孔が下方に向か
って先細り状に形成されており、その先細り状の先端部
分において処理液供給チューブ２の先端と係合してい
る。この温調ノズル１ａの先細り状に形成されている部
分にまで恒温流体が循環し、処理液供給チューブ２内の
処理液はノズル１から吐出される直前まで温調が行なわ
れ、所定温度に保たれている。温調ノズル１ａの下端
に、ノズル先端部材１ｃが袋ナット１ｂを介して接続さ
れている。ノズル先端部材１ｃは、その軸芯にフォトレ
ジスト液を流通させる貫通孔を有し、その貫通孔の上部
開口径は、処理液供給チューブ２の内径に略等しく形成
されている。

【００２４】各仕切り板４０の端部４０ｃは、それぞれ
温調ノズル１ａの上端部分で終端しており、上記した温
調ノズル１ａの先細り状の内部孔と処理液供給チューブ
２との間隙で、恒温流体が流通するように、すなわち、
供給流路４１に供給された恒温流体が戻り流路４２へ流
れ込むように構成されている。

【００２５】次に、上記のように構成された処理液供給
装置の動作について説明する。基板Ｗの上面に処理液を
吐出する前に、処理液供給チューブ２内の処理液の温度
を一定化するために恒温流体が第１温調配管３ａ内に供
給される。まず、温調ユニット４５の送液ポンプを作動
させる。温調ユニット４５で温度調整された恒温流体
が、恒温水供給配管４３を介して継手部材８を経て第２
温調配管３ｂの供給流路４１に送られ、さらに支持ブロ
ック６内を経て第１温調配管３ａの供給流路４１に送ら
れる。供給流路４１に供給されてきた恒温流体は、上記
した温調ノズル１ａの内部孔と処理液供給チューブ２と
の間隙を通って戻り流路４２へ流れ込み、上記した逆の
経路を経て恒温水回収配管４４を介して温調ユニット４
５に回収される。すなわち、恒温流体は第１，第２温調
配管３ａ，３ｂ内を通って温調ユニット４５と支持アー
ム４との間で循環され、処理液供給チューブ２内の処理
液が常に一定な温度に保たれている。

【００２６】而して、基板への処理液の吐出前には、図
１および図２に実線で示すように、すべてのノズル１は
基板Ｗの側方に外れた待機位置にあり、すべての支持ア
ーム４は下降位置Ｌに待機している。この状態から、処
理液を基板Ｗへ供給するときには、まず、モータ１５に
より可動フレーム１０を駆動し、複数のノズル１のう
ち、所望するノズル１の支持アーム４が回転中心Ｐに水
平移動される。次に、エアシリンダ１９の伸長作動によ
り駆動アーム２１が下降して支持アーム４の支持ブロッ
ク６と係合する。続いて、エアシリンダ１７ａ，１７ｂ
が伸長作動して昇降枠１８が上昇し、昇降枠１８の当接
部３１がアーム回転支持体９の上端突起３２を下方から
押圧し、駆動アーム２１と昇降枠１８との間で、支持ア
ーム４はクランプ固定され、さらに昇降枠１８の上昇に
より上限（Ｈ）まで上昇される。そして、モータ２６を
駆動してノズル１を基板Ｗの上方の所定の吐出位置まで
回転移動させ、エアシリンダ１７ａ，１７ｂの片方のみ
を収縮作動して、支持アーム４を所定の吐出高さ（Ｆ）
にまで下降させる。

【００２７】この状態で、処理液貯留部Ｔ内を不活性ガ
スで加圧し、処理液を処理液供給チューブ２内へ供給す
る。この際、予め供給流路４１内に恒温流体が供給され
ているので、処理液供給チューブ２内の処理液が所定の
温度に一定化される。そして、回転前ないし低速回転し
始めた基板Ｗの上面に所定量の処理液が滴下供給され、
処理液の供給後、基板Ｗは高速回転されてその上面の処
理液は均一に塗布される。

【００２８】なお、継手部材８の内壁に形成した凸条８
ａ，８ｂは、処理液供給チューブ２の各仕切り板４０と
相まって、供給流路４１と戻り流路４２との区画をより
十分に行うためのものであり、継手部材８の内壁のみな
らず、第１温調配管３ａの内壁にもかかる凸条８ａ，８
ｂと同様のものを形成することもできる。また、本実施
例では、処理液供給チューブ２に一対の仕切り板４０を
設けたが本発明は、これに限定されることなく種々の変
形実施が可能である。例えば、図７（ａ）に示すよう
に、処理液供給チューブ２の下部外壁を温調配管３の内
壁に当接し、処理液供給チューブ２の上部外壁から温調
配管３の内壁に接する１つの仕切り板５０を設けてもよ
い。また、図７（ｂ）に示すように、処理液供給チュー
ブ２は円筒状のままで、温調配管３の内壁から内側に向
けて仕切り板４０を設けてもよい。さらに、図７（ｃ）
に示すように、処理液供給チューブ２に仕切り板４０と
は別の突起部材５１を流路方向に沿って複数個設け、温
調配管３が折り曲げられた場合に温調配管３内の供給流
路４１や戻り流路４２がつぶれにくくなるようにしても
よい。

【００２９】また、本実施例では、処理液貯溜部Ｔ内を
不活性ガスで加圧して処理液を供給していたが、これに
限らず、たとえばポンプによって圧送して供給するもの
であってもよい。さらに、処理液としてはフォトレジス
ト液の他に、現像液やリンス液などの種々の処理液があ
り、本発明はこれらを供給する処理液供給装置にも適用
することができる。

【００３０】

【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、処理液配管と温調配管との間隙内が、仕切り
板によって１つの配管内で恒温流体の供給流路と戻り流
路との２分割されるので、処理液配管を内蔵する温調配
管を小径化することができる。その結果、装置全体を小
型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る回転式基板処理装置の処理液供給
装置を示す一部切欠側面図である。

【図２】図１に示す処理液供給装置の平面図である。

【図３】支持アームの要部の一部切欠側面図である。

【図４】図３におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

【図５】図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図６】支持アームの先端部の縦断面図である。

【図７】その他の実施例の要部を示す図である。

【図８】従来装置の要部を示す図である。

【符号の説明】

１ … ノズル ２ … 処理液供給チューブ（処理液配管） ３ａ … 第１温調配管 ３ｂ … 第２温調配管 ４ … 支持アーム ８ … 継手部材 ４０ … 仕切り板 ４１ … 供給流路 ４２ … 戻り流路 ４３ … 恒温水供給配管 ４４ … 恒温水回収配管 ４５ … 温調ユニット Ｔ … 処理液貯留部 Ｗ … 基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能に支持された基板に処理液を供
   給する処理液配管と、前記処理液配管を内蔵する温調配
   管とを備え、前記処理液配管と前記温調配管との間隙に
   恒温流体を流通させることによって、前記処理液配管内
   の処理液の温度を一定化する回転式基板処理装置の処理
   液供給装置において、 前記処理液配管の外壁と前記温調配管の内壁とで形成さ
   れる空間内部を、流路に沿って少なくとも２分割する仕
   切り板を備え、 一方の仕切り流路を恒温流体の供給流路とし、 他方の仕切り流路を恒温流体の戻り流路としたこと、 を特徴とする回転式基板処理装置の処理液供給装置。