JPH10256127A - 基板処理装置 - Google Patents
基板処理装置Info
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- JPH10256127A JPH10256127A JP5783897A JP5783897A JPH10256127A JP H10256127 A JPH10256127 A JP H10256127A JP 5783897 A JP5783897 A JP 5783897A JP 5783897 A JP5783897 A JP 5783897A JP H10256127 A JPH10256127 A JP H10256127A
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- nozzle
- processing liquid
- substrate
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
の温度調整が可能な基板処理装置を提供する。 【解決手段】 異なる種類の処理液配管が接続された複
数のノズル10を待機部50に収納するとともに、垂直
および水平方向に移動可能なノズル把持部20がノズル
10を選択して把持し、回転処理部1の基板W上の所定
位置に搬送して処理液を基板Wに供給する。ノズル把持
部20は、ペルチェ素子が取り付けられた一対の挟持ア
ームを有する。ノズル10内の処理液配管は挟持アーム
に把持される把持部を有する伝熱部材の周囲に巻き付け
られており、ノズル把持部20のペルチェ素子からの吸
熱作用を処理液配管に及ぼし、処理液配管内の処理液を
所定の温度に調整する。
Description
給して所定の処理を行う基板処理装置に関する。
板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用ガラス基
板等の基板に種々の処理を行うために基板処理装置が用
いられている。基板処理装置の一例として、基板の表面
に処理液を供給して薄膜を形成する回転式塗布装置があ
る。
を示す断面図である。回転式塗布装置は、基板Wを水平
に保持して回転する回転保持部78および基板Wに処理
液を供給する処理液供給アーム70を備える。
ブロック77に保持され、鉛直軸Z0の周りに回動可能
に形成されている。処理液供給アーム70のアーム部
は、処理液配管72、温調配管73および金属配管74
からなる3重管構造を有している。また、処理液供給ア
ーム70の先端には、基板Wに処理液を吐出するノズル
71が接続されている。処理液配管72は、その先端が
ノズル71に接続され、他端が処理液を貯留する処理液
貯留部(図示せず)に接続されている。
の温度によっては、基板W上に形成されるレジスト膜の
膜厚が基板Wの平面方向でばらつきを生じることが知ら
れている。そこで、図示の回転式塗布装置では、処理液
配管72の周囲に温調配管73を配設して処理液配管7
2内の処理液の温度を調整している。
との間に温調配管73を挿入させることにより、処理液
配管72と温調配管73との間に温調水の往路75を形
成し、さらに温調配管73と金属配管74との間に温調
水の復路76を形成している。そして、外部の恒温水槽
(図示せず)から供給された温調水(一定温度に調整さ
れた水)を往路75を通り処理液配管72に沿ってノズ
ル71側へ流動させて処理液配管72内の処理液を所定
の温度に調整する。また、ノズル71側に達した温調水
を復路76に導き、ノズル71側から恒温水槽側へ回収
している。このような構造により、ノズル71から吐出
される処理液の温度を所定の温度に調整し、基板W表面
上に形成される薄膜の膜厚の均一化を図っている。
ように、処理液配管72の周囲を温調配管73で取り囲
み温調水を流動させる構造を用いた場合、温調配管73
が大口径となり、それに伴って温調配管73の剛性が増
大する。そのため、温調配管73の剛性が処理液供給ア
ーム70の回転時の抵抗となって処理液供給アーム70
の基板W上での停止位置に誤差が生じるといった問題が
ある。
細化あるいは基板の大口径化に伴い、新たな種類の処理
液が開発され、それによって基板Wに供給される処理液
の種類が増加している。このため、処理液の種類ごとに
温調配管を設ける必要が生じ、配管経路が複雑化すると
ともに、各温調配管内の温調水の温度調整を行うサーキ
ュレータも増加し、装置が大型化および複雑化するとい
う問題がある。
に供給される処理液の温度調整が可能な基板処理装置を
提供することである。
発明に係る基板処理装置は、基板を水平姿勢で保持する
基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板に処理
液を供給するノズルと、処理液をノズルに導く処理液配
管と、ノズルを把持して移動可能なノズル把持部と、ノ
ズル把持部を基板保持手段に保持された基板の上方位置
と基板の外方の待機位置とに移動させる移動手段と、ノ
ズル把持部の温度を調整する第1の温度調整手段とを備
えたものである。
発明に係る基板処理装置の構成において、ノズルが、処
理液配管の先端に接続され、処理液を吐出するノズルチ
ップと、処理液配管の先端部近傍の表面に接触して処理
液配管内の処理液とノズル把持部との間で熱を伝達する
伝熱部材とを備え、ノズル把持部が伝熱部材を把持する
ものである。
たは第2の発明に係る基板処理装置の構成において、待
機位置に配置され、待機時にノズルを収納する待機容器
と、待機容器の温度を調整する第2の温度調整手段とを
さらに備えたものである。
第3のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成におい
て、第1の温度調整手段が、ノズル把持部に設けられた
熱電冷却素子を含むものである。
第4の発明のいずれかに係る基板処理装置の構成におい
て、待機容器はノズルを複数個収納し、ノズル把持部
が、複数のノズルのいずれかを選択的に把持するもので
ある。
第5のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成におい
て、第1の温度調整手段の温度調整動作を制御する制御
手段をさらに備えたものである。
いては、ノズルと、ノズルを所定位置に移動させるノズ
ル把持部および移動手段とを分離し、第1の温度調整手
段によりノズル把持部の温度を調整している。このた
め、ノズル把持部がノズルを把持すると、所定温度に調
整されたノズル把持部とノズルとの間で伝熱作用が生
じ、ノズルに導かれる処理液配管内の処理液が所望の温
度に調整される。これにより、所望の温度に設定された
処理液をノズルから基板表面に供給することができる。
それゆえ、従来のように処理液配管に沿って温調配管を
設ける必要がなくなり、簡単な構成によって処理液の温
度調整を行うことができる。
いては、ノズルに設けられた伝熱部材を介してノズル把
持部から処理液配管の先端部近傍に伝熱作用が及ぼされ
る。これにより、処理液配管の先端部近傍内の処理液を
所望の温度に調整してノズルチップから基板上に処理液
を吐出することができる。
いては、待機時にノズルが保持される待機容器に対して
も第2の温度調整手段により温度調整が行われる。この
ため、所定の温度に保持された待機容器に収納されてい
る間、ノズル内の処理液が所定の温度に保持されること
になり、それによってノズル把持部からの伝熱作用によ
ってノズル内の処理液を所望の温度に調整する動作を短
時間で行うことができる。
いては、熱電冷却素子を用いてノズル把持部の温度調整
が行われる。熱電冷却素子は熱電効果を利用するため、
従来のような温調水の循環配管や恒温水槽等の設備が不
要となり、かつ短時間での温度制御性に優れることによ
り、簡単な構成でかつ短時間での温度調整が可能とな
る。
いては、待機容器に複数のノズルを収納し、ノズル把持
部が複数のノズルの中から1または複数のノズルを選択
して移動し、かつ温度調整を行うことができる。この場
合、第1の温度調整手段がノズル把持部に対して設けら
れているため、ノズルが増加しても新たな温度調整手段
を設ける必要がない。それゆえ、ノズルの増加に対する
適応性に優れた基板処理装置を得ることができる。
いては、第1の温度制御手段の温度調整動作は制御手段
により制御される。例えば、制御手段はノズル把持部が
ノズルを把持するとともにノズル把持部の温度調整動作
を開始し、処理液の吐出動作が終了と同時に温度調整動
作を終了するように制御することができる。このため、
温度調整のための消費電力を低減することができる。
実施例による回転式塗布装置の平面図である。以下で
は、基板処理装置として回転式塗布装置を例に説明す
る。
処理液を供給して回転塗布する回転処理部1、処理液を
吐出するノズル10を把持するノズル把持部20、ノズ
ル保持部20を鉛直方向(Z軸方向)に移動させる垂直
移動部31、ノズル把持部20をX軸方向に移動させる
X軸水平移動部34、ノズル把持部20をY軸方向に移
動させるY軸水平移動部37および複数のノズル10を
収納する待機部50を備えている。
して回転駆動する回転保持部3および回転保持部3の周
囲を取り囲み、基板Wから飛散される処理液が外方へ拡
散するのを防止する中空のカップ2を備えている。
ル10は、金属製のハウジング11を備える。ハウジン
グ11の下端には突出部12が形成されており、突出部
12の先端には、ノズルチップ13がナット14により
固定されている。また、ハウジング11の内部には伝熱
部材15が配置されている。伝熱部材15はハウジング
11の内部に収納される胴部15bと、ハウジング11
の上面から突出した把持部15aとから構成されてい
る。伝熱部材15の胴部15bはハウジング11の内面
との間にドーナツ状の円筒空間11cを構成している。
り、ハウジング11の側面上方に形成された貫通孔11
aを通りハウジング11内に挿入され、さらに伝熱部材
15の胴部15bの外表面に巻き付けられ、先端が突出
部12に形成された貫通孔11bに挿入されている。ま
た、伝熱部材15の胴部15bに巻き付けられた処理液
配管16の外表面がハウジング11の内表面に接触する
ように、伝熱部材15の胴部15bの外径とハウジング
11の内径とが調整されている。
11の上面から突出し、その側面が後述するノズル把持
部20の保持アーム21(図3参照)により挟持され
る。そして、ノズル把持部20が伝熱部材15の把持部
15aを挟持して移動することによりノズル10が移動
される。
導性に優れ、かつ耐薬性に優れた材料、例えばステンレ
ス等の金属材料からなる。また、伝熱部材15の把持部
15aがハウジング11の上面を貫通する部分あるいは
伝熱部材15の胴部15bとハウジング11との接合部
分は伝熱性が低下しないように十分に接合されている。
なお、伝熱部材15とハウジング11は一体に形成され
てもよい。
り、図3(b)は図3(a)中のB−B線断面図であ
る。ノズル把持部20は、ノズル10の把持部15aを
挟持する一対の挟持アーム21,21を有する。各挟持
アーム21は熱伝導性に優れた金属材料、例えばステン
レスからなり、先端部は、ノズル10の把持部15aに
接触する挟持面21aおよびノズル10のハウジング1
1上面に接触する接触面21bを有する断面L字形状に
形成されている。各挟持アーム21はベース部材22の
上面に形成されたレール23,23に沿ってY軸方向の
互いに反対の向きにスライド移動可能に取り付けられて
いる。
一対の挟持アーム21を互いに反対方向に水平移動させ
るリンク機構24およびリンク機構24を駆動する駆動
シリンダ26が接続されている。リンク機構24は4節
リンク構造を有し、リンク24aとリンク24bの連結
部25がベース部材22に固定され、リンク24cとリ
ンク24dの連結部が駆動シリンダ25のロッドに連結
されている。さらに、リンク24bとリンク24dの連
結部およびリンク24aとリンク24cの連結部がそれ
ぞれ挟持アーム21,21に取り付けられている。そし
て、駆動シリンダ26のロッドを伸張させると、一対の
挟持アーム21,21が互いに離反してノズル10を開
放し、駆動シリンダ26のロッドを後退させると、一対
の挟持アーム21,21が互いに接近してノズル10の
把持部15aを挟持する。
面21aと反対側の表面にはペルチェ素子27が取り付
けられている。また、回転式塗布装置内の所定の位置に
は、ペルチェ素子27を駆動する駆動装置64(図1参
照)が設けられている。駆動装置64の動作は制御部6
5(図1参照)により制御される。
持アーム21を短時間で所定の温度に設定することがで
きる。また、ペルチェ素子27の表面にはペルチェ素子
27からの発熱分を除去する冷却水を供給する冷却水循
環部材28が配設されている。冷却水循環部材28の一
端には内部に冷却水を送り込むための冷却水供給管29
および冷却水を外方へ取り出すための冷却水排出管30
が接続されている。この冷却水供給管29および冷却水
排出管30は外部に設けられた冷却水供給装置(図示せ
ず)に接続されている。
断面図である。待機部50は、本体部51と本体部51
の上面を覆う上蓋52とから構成され、待機中の複数の
ノズル10を溶剤雰囲気に収納する。本体部51の中央
下部には溶剤を保持する溶剤貯留部56が形成され、そ
の上方には溶剤空間53が形成されている。溶剤空間5
3には溶剤を供給するための溶剤供給管路59が接続さ
れている。また、本体部51におけるノズルチップ13
の下方位置には、ノズルチップ13から滴下する処理液
を外方へ排出するための排出管路55が接続されてい
る。
るノズル収納部51aが形成されている。ペルチェ素子
57は回転式塗布装置内の所定の位置に配置された駆動
装置(図示せず)により駆動される。また、本体部51
にはノズル収納部51aと溶剤空間53とを連通する連
通空間54が形成されている。ノズル10がノズル収納
部51に収納された状態で、ノズル10のノズルチップ
13は連通空間54および溶剤空間53内に保持され
る。さらに、上蓋52にはノズル10を通過させるノズ
ル収納口52aが形成されている。
チェ素子57が取り付けられている。ペルチェ素子57
は回転式塗布装置内の所定の位置に配置された駆動装置
(図示せず)により駆動される。また、ペルチェ素子5
7の表面にはペルチェ素子57からの発熱分を除去する
冷却水を供給する冷却水循環部材58が接続されてい
る。冷却水循環部材58には、内部に冷却水を供給する
ための冷却水供給管60および冷却水を排出するための
冷却水排出管61が接続されている。さらに、冷却水供
給管60および冷却水排出管61は外部の冷却水供給装
置に接続されている。
体部51および上蓋52の温度を所定の温度に調整する
ことで、待機部50に接している各ノズル10を熱伝達
で温調し、これによって待機状態にあるノズル10内の
処理液配管16に滞留している処理液を所定の温度に保
持する。
0は、ノズル把持部20を鉛直方向(Z軸方向)に移動
させる垂直移動部31に取り付けられている。垂直移動
部31はノズル把持部20を支持する支持部材32と、
支持部材32を昇降移動させる昇降駆動部(図示せず)
を有している。
の水平移動部材33に接続されている。水平移動部材3
3の一端は、Y軸方向に延びる回動ねじ35に係合して
いる。回動ねじ35は駆動モータ(図示せず)により回
動される。これにより、回動ねじ35に係合した水平移
動部材33がY軸方向に往復移動し、それによって垂直
移動部31およびノズル把持部20がY軸方向に往復移
動する。
36の一端はX軸方向に延びるX軸水平移動部37の回
動ねじ38に係合している。回動ねじ38は駆動モータ
(図示せず)により回動される。回動ねじ38の回動に
よりスライド板36がガイド39に沿ってX軸方向に水
平移動する。これによりノズル把持部20がX軸方向に
往復移動する。
保持部3に相当し、昇降移動部31、Y軸水平移動部3
4およびX軸水平移動部37が移動手段に相当し、ノズ
ル把持部20に設けられたペルチェ素子27および駆動
装置64が第1の温度調整手段に相当し、待機部50に
設けられたペルチェ素子57およびその駆動装置が第2
の温度調整手段に相当する。さらに、制御部65が制御
手段に相当する。
動作について説明する。図1において、待機部50には
異なる種類の処理液を貯留した処理液貯留部(図示せ
ず)に接続された複数のノズル10が収納され、各ノズ
ル10が待機状態にある。回転式塗布装置の制御部65
は、予め定められた処理条件に従って基板Wに供給する
処理液を選択し、これに対応したノズル10を選択す
る。
1、Y軸水平移動部34およびX軸水平移動部37が駆
動され、ノズル把持部20が一対の挟持アーム21,2
1を開いた状態でノズル10の把持部15aに接近す
る。
取り付けられたペルチェ素子27を駆動し、挟持アーム
21,22を急冷する。同時に、挟持アーム21,21
を駆動してノズル10の把持部15aを挟持する。さら
に、挟持したノズル10を上方に持ち上げ、X軸水平移
動部37およびY軸水平移動部34を駆動させてノズル
10を基板Wの中央上方の所定の位置に移動する。
16内の処理液の温度調整は以下のように行われる。す
なわち、図2を参照して、ノズル10の把持部15aが
一対の挟持アーム21,21に挟持され、ペルチェ素子
27が駆動されると、挟持アーム21が所定温度、本例
では雰囲気よりも低い温度に急冷され、伝熱部材15お
よびハウジング11の熱が挟持アーム21と伝熱部材1
5の把持部15aとの接触面および挟持アーム21とハ
ウジング11の上面との接触面を通りペルチェ素子27
側へ伝導される。このため、伝熱部材15の胴部15b
およびハウジング11の内面に接触した処理液配管16
からも吸熱され、処理液配管16内に滞留した処理液が
低温度に設定される。また、ノズルチップ13内の処理
液もハウジング11を通じて吸熱され、所定の温度に調
整される。所定時間温度調整を行なうと、ペルチェ素子
27を停止する。
は、所定の温度に調整された処理液を基板Wの表面に吐
出する。その後、基板Wが回転され、これによって基板
Wの表面に処理液が回転塗布される。処理液の温度は所
定の値に調整されているため、不適当な処理液の温度に
よる薄膜の膜厚のばらつきを抑制することができる。
置においては、ノズル10のハウジング11内に収納さ
れた処理液配管16の先端部がノズル把持部20に設け
られたペルチェ素子27により所定の温度に調整され
る。このため、図5に示す従来の基板処理装置のよう
に、処理液配管72の周囲に沿って温調配管73を配設
する必要がなくなり、温調配管を省略することができ
る。それゆえ、各ノズル10は、処理液配管16のみが
接続された簡単な構成とすることができる。加えて、ノ
ズル10の増設も容易となる。
としないため、温調配管のみならず温調水の循環機構お
よび温度調整装置を省略することができ、回転式塗布装
置の構成を簡素化することができる。
て所定の温度下に収納されている。したがって、待機中
のノズル10内の処理液もほぼ所望の温度に近づいてお
り、このため、ノズル把持部20による処理液の温度調
整を短時間で行うことができる。
ル10とノズル10を移動させる移動機構とを分離し、
移動機構の一部、すなわちノズル把持部20に温度調整
手段を設けたことである。このため、本発明では、上記
の実施例に限定されることなく、以下のような変形例を
適用することができる。
1,21およびノズル10の把持部15aの断面形状
は、上記実施例に限定されるものではなく、挟持アーム
21がノズル10の把持部15aを把持しうるものであ
れば任意の形状に形成することができる。例えば、把持
アーム21の把持面21aに凸部または凹部を設け、ノ
ズル10の把持部15aの表面にこれに噛み合う凹部ま
たは凸部を設けてもよい。あるいは、ノズル把持部20
がノズル10を吸引して保持する構造であってもよい。
この場合には、吸着面が伝熱面となる。
させる機構として、図3に示すリンク機構以外の他の機
構を用いることができる。
垂直方向および水平2方向(X軸方向,Y軸方向)に移
動可能な機構であれば上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、基板W上の所定位置と待機部50近傍と
の間を回動可能な回動アームを用いてもよい。
6と、伝熱部材15およびハウジング11との接触構造
は、図2に示す螺旋構造に限定されるものではなく、任
意の形状に処理液配管16を引き回してもよく、あるい
は伝熱部材15の表面やハウジング11の内面に処理液
配管16の外表面に沿う凹部を形成して両者を接触させ
てもよい。さらには、上記実施例のようなハウジング1
1や伝熱部材15を用いることなく、ノズルチップ13
近傍の処理液配管16の表面を直接あるいは伝熱性に優
れた材料を介在してノズル把持部20で挟持するように
してもよい。
が、もちろんそれに限らず、加熱、冷却と加熱両方を行
ってもよい、つまり温度調整手段をペルチェ素子で説明
したが、ペルチェ素子に代えて、ヒーター、さらにペル
チェ素子とヒーター両方を備える構成でもよく、また、
恒温水による温調でもよい。
に説明したが、本発明によるノズル10およびノズル把
持部20の構造は洗浄装置や現像装置等の他の基板処理
装置に対しても適用することができる。
である。
る。
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 基板を水平姿勢で保持する基板保持手段
と、 前記基板保持手段に保持された前記基板に処理液を供給
するノズルと、 処理液を前記ノズルに導く処理液配管と、 前記ノズルを把持して移動可能なノズル把持部と、 前記ノズル把持部を前記基板保持手段に保持された前記
基板の上方位置と前記基板の外方の待機位置とに移動さ
せる移動手段と、 前記ノズル把持部の温度を調整する第1の温度調整手段
とを備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項2】 前記ノズルは、 前記処理液配管の先端に接続され、処理液を吐出するノ
ズルチップと、 前記処理液配管の先端部近傍の表面に接触して前記処理
液配管内の処理液と前記ノズル把持部との間で熱を伝達
する伝熱部材とを備え、 前記ノズル把持部は前記伝熱部材を把持することを特徴
とする請求項1記載の基板処理装置。 - 【請求項3】 前記待機位置に配置され、待機時に前記
ノズルを収納する待機容器と、 前記待機容器の温度を調整する第2の温度調整手段とを
さらに備えたことを特徴とする請求項1または2記載の
基板処理装置。 - 【請求項4】 前記第1の温度調整手段は、前記ノズル
把持部に設けられた熱電冷却素子を含むことを特徴とす
る請求項1〜3のいずれかに記載の基板処理装置。 - 【請求項5】 前記待機容器は前記ノズルを複数個収納
し、 前記ノズル把持部は、前記複数のノズルのいずれかを選
択的に把持することを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の基板処理装置。 - 【請求項6】 前記第1の温度調整手段の温度調整動作
を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請
求項1〜5のいずれかに記載の基板処理装置。
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