JPH11238673A - 基板現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】矩形形状の矩形基板の回転中心部位を吸着保持
するときに、４角の縁部における撓みの影響により、現
像液の均一な塗布ができなくなることを防止する。 【解決手段】 平板かつ矩形形状の基板Ｗの処理面を上
にして所定処理を施した後に、現像液を塗布し、現像後
に不要となる廃棄現像液を高速回転により回収手段に向
けて振り切ることで現像後の基板を得るために、回転中
心部位を吸着保持する吸着面を有するとともに、基板の
搬入を行なう第１位置と現像液の塗布を行なう第２位置
との間で昇降され、かつ前記第２位置において前記高速
回転を行なう吸着回転盤８と、処理面上を移動しつつ現
像液の均一塗布を行なう現像液の吐出ヘッド１１と、支
持ピン２０が吸着面と略面一になるように駆動するエア
シリンダ２２を備え、支持ピン２０を上昇して、吸着保
持できない基板部位を支持することで、全面に渡る均一
塗布を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板現像装置に係
り、例えばプラズマ、液晶ディスプレイ装置等に用いら
れる平板矩形状の基板を洗浄した後に、レジスト液を均
一な薄膜状態で塗布し、乾燥、パターン露光後に、現像
を行なう基板現像装置に適用される技術に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハー及び液晶表示装置などに
用いられるガラス基板の製造設備ラインの一つとして、
フォトリソ工程を行なう設備がある。この設備による
と、基板の塗布前洗浄、洗浄後の乾燥、冷却、レジスト
液の塗布、塗布後のソフト乾燥、冷却、露光、露光後の
現像、現像後の乾燥、冷却の一連の処理を行う工程があ
る。

【０００３】上記の各処理工程において例えば半導体ウ
エハーの現像を行なう現像装置の場合には、円形基板の
処理面を上にして露光を施した後に、現像装置に搬送
し、円形基板の吸着保持を行い、現像液であるアルカリ
液を露光面上に均一に塗布し、高速回転を行ないつつレ
ジスト膜の感光された部分以外を溶かして所望パターン
を形成し、使用済みの廃棄現像液を回収手段であるカッ
プに向けて遠心力により振り切り、水洗、乾燥後に、所
望パターンの現像処理を終了し、エッチング工程におい
てレジスト膜を溶かすことで金属膜パターンを得るよう
にしている。このように現像液の塗布及び高速回転を行
なうために、円形基板を円形基板の直径よりわずかに小
さい直径の吸着面を有する吸着回転盤により吸着保持す
るように構成して、ロボット装置に設けたフォークによ
る円形基板の出し入れ及び円形基板の外周面近くの裏面
側の水洗が可能になるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、液晶表示装置な
どに用いられるガラス基板は、平板かつ矩形形状の矩形
基板であり、しかも厚さが１ミリ以下と薄いために自重
により下方に撓む傾向があり、このような矩形基板を上
記の吸着回転盤を用いて、回転中心部位を吸着保持する
ようにすると、４角の縁部における撓み度合いが無視で
きないほど大きくなる。この状態において、現像液を塗
布すると均一な塗布ができなくなり、現像ムラが４角に
発生することになる。そこで、矩形基板の対角線の寸法
を直径とする吸着回転盤を準備して吸着保持することが
考えられるが、このように構成すると吸着保持盤の直径
がかなり大きくなる。この結果、カップが大きくなり、
カップを設けた現像装置が非常に大きくなる。また、基
板裏面側を水洗または乾燥するためのノズルを配設でき
なくなる等の不具合があるので採用できない。

【０００５】また、基板の現像処理の裏面側に薬液、純
水やエアー窒素ガスなどを吐出する場合において、従来
の現像装置によればノズルが固定式であったので、最適
な吐出位置に必ずしもセットできない場合があったの
で、塗布や洗浄のムラまたは乾燥時の乾燥ムラが発生す
る問題があった。

【０００６】さらに、カップで回収された排液などを排
水溝に均等に流すようにするために、排水溝上部のリン
グに直径１ミリ前後の貫通孔を約６０個所穿設してお
り、これらの貫通孔を介して回収するようにしていた
が、このように構成すると、レジストが貫通孔に固着す
るので孔を清掃が必要となる。この清掃はかなり困難と
なるので時間がかかる問題と、カップの分解作業が意外
と面倒となる問題があった。また、排水流量の調整がで
きないものであった。

【０００７】したがって、本発明は上記の問題点に鑑み
てなされたものであり、矩形形状の矩形基板の回転中心
部位を吸着保持するときに、４角の縁部における撓みの
影響により、現像液の均一な塗布ができなくなることを
防止することで、現像ムラの発生を防止し、かつ小型に
構成することができる基板現像装置の提供を目的として
いる。特に、比較的に厚さが薄く撓みやすい基板に対し
て有効である。

【０００８】また、基板裏面への液体、気体を噴射する
角度を任意に調整可能にすることで、最適な部位への噴
射が容易に行なえる基板現像装置の提供を目的としてい
る。

【０００９】そして、回収カップの清掃が容易となり、
かつまた排水の調整を可能にすることができる基板現像
装置の提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために本発明によれば、平板かつ矩形形
状の基板の処理面を上にして所定処理を施した後に、現
像液を塗布し、現像後に不要となる廃棄現像液を高速回
転により回収手段に向けて振り切ることで現像後の基板
を得る基板現像装置であって、基板の回転中心部位を吸
着保持する吸着面を有するとともに、基板の搬入を行な
う第１位置と現像液の塗布を行なう第２位置との間で昇
降され、かつ前記第２位置において前記高速回転を行な
う吸着回転手段と、前記吸着回転手段が前記第２位置に
位置し、停止状態のときに、前記処理面上を移動しつつ
現像液の均一塗布を行なう現像液塗布手段と、支持ピン
が前記吸着面と略面一になる上昇位置と下方の降下位置
との間で昇降されるとともに、前記吸着面から離間して
複数分が配設される支持手段とを備え、前記支持ピンを
前記上昇位置に上昇して、前記吸着面により吸着保持で
きない基板部位を支持することで、前記処理面の全面に
渡る前記均一塗布を可能にしたことを特徴としている。

【００１１】また、平板かつ矩形形状の基板の処理面を
上にして所定処理を施した後に、現像液を塗布し、現像
後に不要となる廃棄現像液を高速回転により回収手段に
向けて振り切ることで現像後の基板を得る基板現像装置
であって、基板の回転中心部位を吸着保持する吸着面を
有するとともに、基板の搬入を行なう第１位置と現像液
の塗布を行なう第２位置との間で昇降され、かつ前記第
２位置において前記高速回転を行なう吸着回転手段と、
前記吸着回転手段が前記第２位置に位置し、停止状態の
ときに、前記処理面上を移動しつつ現像液の均一塗布を
行なう現像液塗布手段と、前記基板裏面側の水洗を行な
う角度調整可能な水洗ノズルとを具備することを特徴と
している。

【００１２】そして、平板かつ矩形形状の基板の処理面
を上にして所定処理を施した後に、現像液を塗布し、現
像後に不要となる廃棄現像液を高速回転により回収手段
に向けて振り切ることで現像後の基板を得る基板現像装
置であって、基板の回転中心部位を吸着保持する吸着面
を有するとともに、基板の搬入を行なう第１位置と現像
液の塗布を行なう第２位置との間で昇降され、かつ前記
第２位置において前記高速回転を行なう吸着回転手段
と、前記吸着回転手段が前記第２位置に位置し、停止状
態のときに、前記処理面上を移動しつつ現像液の均一塗
布を行なう現像液塗布手段と、前記水洗手段による水洗
後の水または、現像液を回収するドレンに配設される流
量調整用の排水板とを具備することを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態につい
て、添付の図面を参照して述べる。

【００１４】先ず、図１は、基板現像装置１の外観斜視
図である。本図において、基板現像装置１は中央に配設
される共通搬送レール５０を挟み、基板の洗浄処理と、
レジスト液、スラリー等の各種液状塗布液を均一な薄膜
状態で塗布する塗布処理と、乾燥処理と、パターン露光
装置における所望パターンの露光後に、現像を行うため
の各処理装置を一列（インライン状）に配置すること
で、主に省スペース化及びメンテナンスの容易化を実現
する装置として配設されるものである。さらに詳しく述
べると、基板の洗浄後の洗浄後加熱・乾燥と塗布流体塗
布前に基板濡れを高めるための密着増強剤の付与のため
の噴霧と、基板塗布面全体にわたる一定温度化とを行う
ために不図示の第１多段式ベーク炉による処理後に、レ
ジスト液を含む所定塗布流体の塗布後の塗布後乾燥・冷
却を不図示の第２多段式ベーク炉でおこない、その後、
露光装置と周辺露光装置で露光された後に、現像を行な
うための現像装置として使用されるものである。この現
像により、露光パターンが基板上に形成された後の現像
後乾燥・冷却を不図示の第３多段式ベーク炉で行ない次
のエッチング工程に搬送するようにして所望パターンを
得るようにしている。

【００１５】図１において、共通搬送レール５０には、
基板の１枚毎の取り出しと処理後の基板を戻すための自
走式の不図示のロボット装置が往復駆動されるように設
けられており、現像装置１の手前で停止し、ロボット装
置のフォーク上に載置されている基板Ｗを矢印イ方向に
高速度で移載するようにして、吸着回転盤８上に供給す
るようにしている。

【００１６】また、現像装置１はフレーム２上に図示の
ように固定される基部３を設ける一方で、基部３の下方
空間において後述する各種液供給手段に設けられる弁類
の開閉制御を行なう制御装置５と、装置運転状態をモニ
ターするためのメータパネル４と、ミスト状になった廃
棄現像液を気体と液体に分離する気水分離装置１５等が
基部３の下方に夫々配設されている。

【００１７】基部３の上には上記の吸着回転盤８を取り
囲むようにしたカップ６と、下方の防水カバー７とから
なる廃液の回収手段が配設されている。また、カップ６
の上方にはカップ６の周囲を取り囲む状態と、図示のよ
うに基板を移載可能な状態にする昇降機構１０を備えた
カバー９が設けられている。この基部３の手前側には、
移動体１３を矢印ハ方向の水平方向に案内するガイドレ
ール１４が固定されており、移動体１３を不図示のモー
タで往復駆動可能にしている。また、移動体１３には現
像液の吐出ヘッド１１を延設部１２ａに固定したヘッド
支持部材１２を矢印ハ方向の垂直方向に案内するガイド
レールが固定されており、ヘッド支持部材１２を不図示
のモータで上下方向に往復駆動可能にするようにして、
吸着回転盤８上において吸着保持された状態の基板Ｗの
処理面上に対して吐出ヘッド１１が移動するようにして
パドル現象による現像を促進できるようにしている。ま
た、基部３の左側縁部には、水洗ノズル１６を吸着回転
盤８の略回転中心部位に移動する状態と、図示のように
待避した状態に回動駆動する駆動機構１７が固定されて
いる。

【００１８】次に、図２は基板現像装置１の要部破断図
である。本図において、図１で既に説明済みの構成部品
については同様の符号を附して説明を割愛すると、カッ
プ６は基部３から起立状態で設けられる複数の支柱部材
３ａ上に固定されるとともに、吸着回転盤８が下方に位
置するときに吸着保持された基板Ｗのレベルと略同一レ
ベルになるように内面に傾斜面を設けている。この傾斜
面に対して高速回転にともない飛散される廃棄される現
像液または水洗用水を衝突させることで、下方のドレイ
ン２３に向けて円滑に流出できるようにしている。さら
に、このカップ６には、上記の気水分離装置１５に連通
する脱気ダクト２５が図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である
図３に示すように、所定間隔で多数配設されており、こ
のダクト２５を介してミスト化した現像液または水を負
圧により積極的に吸引回収することで、上方に舞い上が
る現象を抑え、再付着を防止するように配慮している。

【００１９】また、排水ベース４４には基板裏面の水洗
と乾燥を行なうノズル１８が所定間隔で複数分配設され
ており、基板の裏面に回り込む現像液を水洗するととも
に乾燥時に空気を噴射するようにしている。換言すれ
ば、基板裏面の水洗と乾燥のために吸着回転盤８の直径
を図示のように小さくしており、ラビリンス２６で仕切
るように構成されている。

【００２０】防水カップ７は耐アルカリ液の所定樹脂材
料またはステンレスなどの耐蝕性金属材料から形成され
ている。さらに、図３に図示のように吸着回転盤８には
吸引管８ｂに連通する吸着溝８ａが放射状に形成されて
おり、図中の一点鎖線で示された基板Ｗがロボット装置
のフォーク３５により載置されて矢印方向に搬入すると
きに、機械的に干渉しないようにするとともに、基板裏
面の吸着を吸着回転盤８で可能にしている。

【００２１】このために、基板の４辺の縁部からかなり
の距離を隔てて吸着保持してから、矢印ニ方向に回転保
持するように構成されている。このように保持するの
で、４角部位では自重による撓みが発生する。そこで、
４個所の支持ピン２０により図３に示す位置を当接して
裏面側から保持するようにしているが、このために防水
カバー７には支持ピンを貫通させるための貫通孔７ａが
穿設されている。

【００２２】再度、図２において、支持ピン２０はシー
ル状態を確保して上下方向に摺動可能に支持するための
軸受２１により夫々支持されるとともに、支持ピン２０
の下端部がエアシリンダ２２に固定されており、エアシ
リンダの所定タイミング駆動により、図２の上方位置と
図４に示す下方位置に昇降できるように構成されてい
る。

【００２３】そして、図２の位置において基板Ｗの裏面
側に当接することで、基板処理面をフラットに維持する
一方で、下方位置にあるときに吸着回転盤８の高速回転
に障害とならないようにしている。尚、高速回転してい
るときは、遠心力により平板状になるので支持ピン２０
により支持する必要がなくなる。また、上記のエアシリ
ンダ２２の４個分は共通の配管がされており、不図示の
エア供給装置からエアが一斉に供給されることで同時に
上下運動するようにしている。

【００２４】さらに、基板Ｗを不動状態に吸着保持する
吸着面を有する吸着回転盤８の回転中心部位にはスプラ
イン主軸３０が固定されており、このスプライン主軸３
０を基部に固定される軸受部材２４により回転かつ上下
方向に移動自在に支持する一方、基部に固定されるモー
タ２７からプーリ２８、ベルト及びプーリ２９を介して
回転駆動するとともに、スプライン主軸３０の下端を回
転自在に支持し、基部に固定されるモータの駆動により
ボールネジ機構３２が駆動されて、スプライン主軸３０
を部材３１により上下方向（図４の矢印ホ方向）に駆動
するように構成されている。

【００２５】以上説明の構成の動作説明を、図５の動作
説明図を参照して行なう。図５（ａ）において、モータ
の起動により吸着回転盤８が矢印ホ方向に上昇されて、
基板の搬入を行なう第１位置Ｐ１に上昇される。この後
に、ロボット装置のフォーク３５上に載置された一点鎖
線図示の基板Ｗが吸着回転盤８上に位置され負圧の供給
により吸着保持される。このとき、現像液吐出用のヘッ
ド１１は上方に待機している。

【００２６】その後に、図５（ｂ）に示すようにモータ
３２の逆方向の駆動により矢印ホ方向に降下されて、基
板上への現像液Ｋの塗布を行なう第２位置Ｐ２に降下さ
れる。これに続くかまたは前後して、エアシリンダ２２
の起動により４個の支持ピン２０が矢印ヘ方向の上方に
移動されて、先端部が吸着面と面一の状態にされる。以
上で現像液Ｋの均一塗布が可能な状態になり、ヘッド１
１が矢印方向に移動しつつ現像液を均一に塗布すること
でバドル現象による現像促進を図る。このとき、基板の
４角が支持ピン２０で下方に撓まないように支持される
ので全面にわたる塗布が可能となる。

【００２７】次に、図５（ｃ）に図示のようにヘッド１
１が回転中心に移動され、また、支持ピン２０が下方に
移動されることで高速回転に備える。同時にカバー９が
降下されて開口部の周囲を取り囲む状態にする。次に現
像液Ｋの吐出を行ないつつ、吸着回転盤８が矢印ニ方向
に高速回転されることで現像を行なうとともに、使用済
み現像液をカップで回収してドレイン２３に出す。この
とき、バドル現象が十分であれば、ヘッド１１が中心に
移動しなくとも良い。

【００２８】続いて、図５（ｄ）に図示のように水洗ヘ
ッド１６が回転中心に移動されて水洗のために大量の水
が放出されて、洗浄をおこない、洗浄済み水をアウター
カップで回収してドレインに出す。同時にノズル１８か
らも水を噴射して裏面の水洗を行なう。この後に、洗浄
が終了すると、さらに高速回転を行ない乾燥を行なう。
その後、図５（ｅ）に示すように停止して、乾燥ノズル
４１から乾燥空気を送り乾燥する。その後、カバーを待
機状態にしてから、再度図５（ａ）に示す位置に上昇し
て基板の交換を行なう。以降、同様の動作を繰り返す。

【００２９】図６は、ドレイン２３に沿う断面で破断し
て示した回収手段の詳細図である。本図において、環状
部材３４の外周面とカップ６の内周面との間には、環状
に連続する環状溝部が形成される。この環状溝部に連通
するようにドレイン２３が設けられる。また、環状部材
３４には排水板３９がネジ４３により矢印方向に移動可
能に固定されており、カップ６との間の間隙ｇを調整で
きるようにして、流量を調整可能にしている。また、定
期清掃などのときにカップ６を上方に移動して取り外す
ときに、排水板３９のネジ４３を緩めて内側に移動する
ことでそのまま上方に移動できるようにして、作業を簡
単にできるように配慮されている。

【００３０】また、図７はノズル１８の中心断面図であ
る。本図において、ノズル１８は約６０度の傾斜角度範
囲において作業者が手で全ての方向に移動可能になるよ
うに設けられている。このためにノズル１８は図示のよ
うな球面体を一体形成しており、この球面体をナット部
材４６と、ネジ部材４７の間で保持するとともに、Ｏー
リング４５を図示のように介在させ組み立てることで気
密及び水密性を確保している。このように構成されるノ
ズル１８を図２に図示のように所定部位に配設すること
で水洗及び乾燥のための気体を噴射できるようにしてい
る。

【００３１】尚、以上説明したように構成される装置に
よれば、比較的に厚さが薄く撓みやすい基板に対して有
効となるが、撓みの少ない厚手の基板への現像も行なえ
ることはいうまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
矩形形状の矩形基板の回転中心部位を吸着保持するとき
に、４角の縁部における撓みの影響をなくすことによ
り、現像液の均一な塗布を可能にすることで、現像ムラ
の発生を防止し、かつ小型に構成することができる基板
現像装置の提供を目的としている。特に、比較的に厚さ
が薄く撓みやすい基板に対して有効となる基板現像装置
を提供できる。

【００３３】また、基板の裏面への液体または気体を噴
射するノズルの角度を任意に調整可能にすることで、最
適な部位への噴射が容易に行なえる基板現像装置を提供
できる。

【００３４】そして、清掃が容易となり、かつまた排水
量の調整が可能となる基板現像装置を提供できる。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】基板現像装置１の外観斜視図である。

【図２】基板現像装置の要部破断図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線矢視図である。

【図４】基板現像装置の動作説明のための要部破断図で
ある。

【図５】基板現像装置の動作説明図である。

【図６】ドレイン部の拡大断面図である。

【図７】ノズルの拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 基板現像装置 ３ 基部 ６ カップ（回収手段） ７ 防水カバー ８ 吸着回転盤 １１現像液吐出ヘッド １６水洗ノズル １８ノズル ２０支持ピン ２２エアシリンダ ３０スプライン主軸 ３４環状部材 ３５フォーク Ｗ 基板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板かつ矩形形状の基板の処理面を上に
   して所定処理を施した後に、現像液を塗布し、現像後に
   不要となる廃棄現像液を高速回転により回収手段に向け
   て振り切ることで現像後の基板を得る基板現像装置であ
   って、 基板の回転中心部位を吸着保持する吸着面を有するとと
   もに、基板の搬入を行なう第１位置と現像液の塗布を行
   なう第２位置との間で昇降され、かつ前記第２位置にお
   いて前記高速回転を行なう吸着回転手段と、 前記吸着回転手段が前記第２位置に位置し、停止状態の
   ときに、前記処理面上を移動しつつ現像液の均一塗布を
   行なう現像液塗布手段と、 前記吸着面から延設される面と略同一面になる上昇位置
   と下方の降下位置との間で昇降されるとともに、前記吸
   着面から離間して複数分が配設される支持ピンからなる
   支持手段とを備え、 前記支持ピンを前記上昇位置に上昇して、前記吸着面で
   吸着保持できない基板部位を支持することで、前記処理
   面の全面に渡る前記均一塗布を可能にしたことを特徴と
   する基板現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像液塗布手段は、前記吸着回転手
   段が前記高速回転状態にあるときに回転中心部位に移動
   して現像液のさらなる塗布を行なう一方で、 水洗を行なう水洗ノズルを前記回転中心部位に移動し、
   前記処理面の水洗を行なうととともに、基板裏面側の水
   洗を行なう水洗手段をさらに備えることを特徴とする請
   求項１に記載の基板現像装置。
3. 【請求項３】 前記回収手段は、ミスト状になった前記
   廃棄現像液を負圧により回収または排水するために前記
   高速回転方向に沿うように配設される複数の回収ダクト
   と、前記高速回転時において周囲を覆うための移動式の
   蓋体とを具備することを特徴とする請求項１、２のいず
   れかに記載の基板現像装置。
4. 【請求項４】 平板かつ矩形形状の基板の処理面を上に
   して所定処理を施した後に、現像液を塗布し、現像後に
   不要となる廃棄現像液を高速回転により回収手段に向け
   て振り切ることで現像後の基板を得る基板現像装置であ
   って、 基板の回転中心部位を吸着保持する吸着面を有するとと
   もに、基板の搬入を行なう第１位置と現像液の塗布を行
   なう第２位置との間で昇降され、かつ前記第２位置にお
   いて前記高速回転を行なう吸着回転手段と、 前記吸着回転手段が前記第２位置に位置し、停止状態の
   ときに、前記処理面上を移動しつつ現像液の均一塗布を
   行なう現像液塗布手段と、 前記基板裏面側の水洗を行なう角度調整可能な水洗ノズ
   ルとを具備することを特徴とする基板現像装置。
5. 【請求項５】 平板かつ矩形形状の基板の処理面を上に
   して所定処理を施した後に、現像液を塗布し、現像後に
   不要となる廃棄現像液を高速回転により回収手段に向け
   て振り切ることで現像後の基板を得る基板現像装置であ
   って、 基板の回転中心部位を吸着保持する吸着面を有するとと
   もに、基板の搬入を行なう第１位置と現像液の塗布を行
   なう第２位置との間で昇降され、かつ前記第２位置にお
   いて前記高速回転を行なう吸着回転手段と、 前記吸着回転手段が前記第２位置に位置し、停止状態の
   ときに、前記処理面上を移動しつつ現像液の均一塗布を
   行なう現像液塗布手段と、 前記水洗手段による水洗後の水または、前記現像液を回
   収するドレンに配設される流量調整用の排水板とを具備
   することを特徴とする基板現像装置。
6. 【請求項６】 前記所定処理は、基板の洗浄、洗浄後の
   洗浄後加熱乾燥、密着増強剤の付与、一定温度化、レジ
   スト液を含む所定塗布流体の塗布、所定塗布流体塗布後
   の塗布後乾燥・冷却、所定パターンの露光とが含まれ、
   前記現像後において現像後乾燥・冷却を行なうことを特
   徴とする請求項１、４、５のいずれかに記載の基板現像
   装置。