(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して処理液を供給する処理液供給ノズルと、
前記処理液供給ノズルの外周を囲んで設けられ、その下端が当該処理液供給ノズルの下端よりも下方に位置し、下端に開口部を設けたノズルカバーと、
基板外に設けられ、前記処理液供給ノズルから基板に対する前記処理液の非供給時に前記処理液供給ノズルが待機するノズル待機部と、
前記基板の上方の処理液供給位置と前記ノズル待機部との間で前記処理液供給ノズルを移動させるノズル移動手段と、
前記ノズル待機部において前記ノズルカバーの内部にリンス液を貯留するようリンス液を供給するリンス液供給手段と、
前記ノズルカバーの内部に貯留された前記リンス液を除去するリンス液除去手段と、
前記リンス液供給手段と前記リンス液除去手段を操作することで、ノズルカバーの内部に対するリンス液の供給およびノズルカバーの下端から前記開口部によるリンス液の流出を開始する過程、その過程の後にノズルカバーの内部にリンス液を充填させてノズルカバーの内部にリンス液を貯留する過程、その過程の後に貯留されたリンス液を除去する過程の３つの過程の制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記処理液供給ノズル内の処理液を所定量吸い戻して、処理液供給ノズル内において処理液とリンス液との間にエアーの介在する空間を形成するサックバック機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記リンス液除去手段は、前記ノズルカバーの内部に不活性ガスを供給するガス供給手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記ノズルカバーは前記処理液供給ノズルに付設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板等の基板上にレジスト、ＳＯＧ（スピンオングラス）等の処理液を処理液供給ノズルによって基板上に供給する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
処理液供給ノズル（以下ノズルと称す）を有する基板処理装置としては、例えばシリコンウエハ等の基板上にレジスト等の塗布液を塗布する塗布装置が知られている。このようなレジスト塗布装置は、レジスト液収容部に貯留されているレジスト液をノズルから基板表面上に所定量吐出させ、この後、スピンチャックにより基板を高速回転させてレジスト液を基板表面全面に拡散させ、均一な塗布膜を得るようになっている。このノズルは、処理液の非吐出作業時にはスピンチャックの側部に設けられたノズル待機ポットにて待機している。この待機ポット内においては、ノズル先端部にてレジストの有機溶剤成分が揮発して固形化してしまうのを防止するために、ノズル先端を溶媒中あるいは溶媒蒸気中に浸漬させたり、ノズル先端部にリンス液を供給したりしている。そして塗布処理時には、ノズル中に残留している乾燥気味のレジストを廃棄するいわゆるダミーディスペンスを直前に行って、引き続き塗布処理を行っている。
【０００３】
ところで、ノズル待機ポットにおけるノズルの待機中にノズルが大気中に放置されると、ノズルの先端部に付着していたレジストの残りが乾燥して固化してパーティクルとなり、基板に対するレジスト吐出作業の再開時にこのパーティクルを吐出してしまうおそれがある。また、ノズルの待機中にはノズル内において待機中の塗布液が残留するため、この残留した塗布液は乾燥により濃縮されて粘性が高くなったり、塗布液の成分が析出して固まったりする。この状態で塗布作業を再開すると、粘性が高くなった塗布液又は析出物が基板の塗布膜上に落下し、この塗布膜の粘性にむらができたり、塗布膜欠陥になることがある。
【０００４】
このような問題を解消するために、従来は次のような対策を施していた。ここでは、２つの従来例を挙げて説明する。
【０００５】
まず、第１の従来例の基板処理装置のノズルを図５に基づいて説明する。この装置はノズルの先端部を、塗布液の溶媒による飽和蒸気の雰囲気に置くことでノズル先端部の乾燥を防止する。この基板処理装置のノズル待機部での構成を概説すると、８１はノズルで、このノズル８１は塗布液貯留部と接続され、このノズル８１の内部には塗布液Ｒが充填されている。８２はノズル８１の先端部を覆う待機ポットで、配管８３によって溶媒貯留部８４に接続されている。塗布液貯留部８４には供給配管８５によって窒素ガスが供給され、溶媒の飽和蒸気を作り、この飽和蒸気を配管８３を介して待機ポット８２に供給する。これにより、ノズル８１の先端部を溶媒の飽和蒸気雰囲気に置いて乾燥を防止する。この例としては特開昭６２−１２１６６９号公報記載のものがある。
【０００６】
次に、第２の従来例を図６に基づいて説明する。この装置はノズルの先端開口部に溶媒を流すことでこのノズル先端の乾燥を防止する。具体的には、塗布液Ｒ１を供給するノズル８１の周囲に、溶媒Ｒ２をノズル８１の先端開口部に流すための複数の配管８７を設けて構成されている。そして、配管８７に溶媒Ｒ２を供給することでノズル８１の先端開口部に溶媒Ｒ２が流され、ノズル８１先端部の乾燥を防止する。この例としては、特開昭５９−３９３６３号公報記載のものが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第１の従来例では、待機ポット８２内のすべての空間を溶媒の完全な飽和蒸気雰囲気にすることは極めて困難である。そのため、待機時間が長くなるとノズル８１の先端部の塗布液が乾燥することもある。そして、ノズル８１の先端部の塗布液が乾燥してしまうと、前述した問題が生じてしまう。
【０００８】
また、第２の従来例では、配管８７から供給される溶媒Ｒ２でノズル８１先端部の濃縮した塗布液Ｒ１が洗い流されるが、配管８７内には溶媒Ｒ２が残留し、この溶媒Ｒ２が基板上に滴下されることがある。また、この配管８７はノズル８１の先端部に一体的に固定されているため、ノズル８１の移動に伴って配管８７も移動する。即ち、ノズル８１による塗布作業の最中においては配管８７も回転する基板上に位置し、ノズル８１の移動による振動等によって配管８７に残留した溶媒Ｒ２が滴下し、基板上の塗布膜にむらが生じたり、塗布液Ｒ１が部分的に溶解したりするおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ノズル待機部における処理液供給ノズルの先端部の乾燥を防ぎ、この乾燥に伴う不具合の発生を防止するべく処理液供給ノズルを清浄な雰囲気に維持する機構を備えた基板処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記目的を達成するために、本発明は、基板に対して処理液を供給する処理液供給ノズルと、前記処理液供給ノズルの外周を囲んで設けられ、その下端が当該処理液供給ノズルの下端よりも下方に位置し、下端に開口部を設けたノズルカバーと、基板外に設けられ、前記処理液供給ノズルから基板に対する前記処理液の非供給時に前記処理液供給ノズルが待機するノズル待機部と、前記基板の上方の処理液供給位置と前記ノズル待機部との間で前記処理液供給ノズルを移動させるノズル移動手段と、前記ノズル待機部において前記ノズルカバーの内部にリンス液を貯留するようリンス液を供給するリンス液供給手段と、前記ノズルカバーの内部に貯留された前記リンス液を除去するリンス液除去手段と、前記リンス液供給手段と前記リンス液除去手段を操作することで、ノズルカバーの内部に対するリンス液の供給およびノズルカバーの下端から前記開口部によるリンス液の流出を開始する過程、その過程の後にノズルカバーの内部にリンス液を充填させてノズルカバーの内部にリンス液を貯留する過程、その過程の後に貯留されたリンス液を除去する過程の３つの過程の制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする基板処理装置である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記処理液供給ノズル内の処理液を所定量吸い戻して、処理液供給ノズル内において処理液とリンス液との間にエアーの介在する空間を形成するサックバック機構を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記リンス液除去手段は、前記ノズルカバーの内部に不活性ガスを供給するガス供給手段であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３に記載の基板処理装置であって、前記ノズルカバーは前記処理液供給ノズルに付設されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の作用は次のとおりである。ここで、請求項１に係る発明の基板処理装置によると、ノズル待機部における処理液供給ノズルの待機時に、ノズルカバーの内部にリンス液が貯留される。このため、処理液供給ノズルが液雰囲気中に維持される。
【００１５】
請求項２に係る発明の基板処理装置によると、サックバック機構によって、処理液供給ノズル内の処理液が所定量吸い戻されて、処理液供給ノズル内において処理液とリンス液との間にエアーの介在する空間が形成されるので、その空間によって処理液供給ノズル内の処理液とノズルカバー内に貯留されたリンス液との接触が防止される。
【００１６】
請求項３に係る発明の基板処理装置によると、リンス液除去手段をノズルカバーの内部に不活性ガスを供給するガス供給手段であるとしたことによって、ノズルカバー内のリンス液を不活性ガスによって除去することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明の基板処理装置によると、ノズルカバーは処理液供給ノズルに付設されているため、処理液供給位置とノズル待機部との間で移動する処理液供給ノズルに常に付随して移動する。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の基板処理装置によると、ノズルカバーの内部に貯留されたリンス液によって処理液供給ノズルが液雰囲気中に維持されるので、処理液供給ノズルの先端部の乾燥およびノズル内の処理液が乾燥によって粘性が高くなったり、析出して固まったりするのを防止できる。したがって基板に対する均一な処理液の供給処理が可能になるという効果を奏することができる。
【００１９】
請求項２に係る発明の基板処理装置によると、処理液供給ノズル内の処理液を所定量吸い戻して、処理液供給ノズル内において処理液とリンス液との間にエアーの介在する空間を形成するサックバック機構を備えているので、その空間によって処理液供給ノズル内の処理液がノズルカバー内に貯留されたリンス液に接触することなく、リンス液による処理液の濃度変化を防止できるという効果を奏することができる。
【００２０】
請求項３に係る発明の基板処理装置によると、ノズルカバー内に貯留されているリンス液を不活性ガスによって除去するため、ノズルカバー内及び処理液供給ノズルを迅速に乾燥させることができ、全体の処理時間を短縮できるという効果を奏することができる。また、不活性ガスによって処理液供給ノズルを乾燥させることができるので、処理液供給時に基板に供給される処理液にノズル先端部に残留して付着するリンス液が混入するのを防止できるという効果を奏することができる。
【００２１】
請求項４に係る発明の基板処理装置によると、ノズルカバーは処理液供給位置とノズル待機部との間で移動する処理液供給ノズルに常に付随して移動するため、ノズルカバー内における液貯留時と液非貯留時に取り外しおよび取り付け作業を行う必要がないため迅速に処理を行うことができるという効果を奏することができる。さらに、ノズル待機部にノズルカバーを常設しておく必要がないため、装置内のスペース効率を向上できるという効果を奏することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、上述の技術的課題を解決するための本発明の一実施形態に係る基板処理装置を、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施例では処理液としてフォトレジストを用いた場合を例に説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置７０の概略構成を示す平面図であり、図２は供給ノズル１およびその周辺部の構成を示す概略断面図である。供給ノズル１が本発明の処理液供給ノズルに相当する。
【００２３】
図１において基板Ｗは図示を省略するスピンチャック上に回転可能に保持される。また、基板Ｗの側方にはノズル待機部２１が配置され、先端部に供給ノズル１を有する液供給機構１０が備えられている。液供給機構１０は、供給ノズル１がノズル待機部２１と基板Ｗ上のレジスト供給位置との間で移動可能なようにノズルアーム１７及びモータ１８とを有している。このノズルアーム１７およびモータ１８が本発明におけるノズル移動手段に相当する。
【００２４】
次に、図２に基づいて本発明に係る基板処理装置７０の供給ノズル１およびその周辺部分の構成について説明する。供給ノズル１はレジスト配管１４を介してレジスト供給源１２に連通接続されている。レジスト配管１４の経路中には、開閉弁１３が介装されており、レジスト液Ｒが供給ノズル１の先端部から吐出可能となっている。また、供給ノズル１には、下方に開口した筒型のノズルカバー２が空洞部２５を有しつつ供給ノズル１の外周を囲んでノズルカバー２の上端が気密に閉じた形状となるように付設されている。ノズルカバー２の下端は供給ノズル１の下端よりも下方に位置するよう配置されている。また、ノズルカバー２の下方の開口は、レジスト供給時において供給ノズル１と基板Ｗとを結ぶレジストの流路を含む形状となっている。そして、ノズルカバー２の上端部にはノズルカバー２の内部にリンス液を貯留するようにリンス液を供給するためのリンス液導入管２１と、ノズルカバーの内部に不活性ガスを供給するガス導入管３１とがそれぞれ接続されている。リンス液導入管２１はリンス液供給源２２と連通接続され、その途中には開閉弁２３が介装されている。また、ガス導入管３１はガス供給源３２と連通接続されており、その途中には開閉弁３３が介装されている。そして各開閉弁１３、２３、３３は制御部４０と電気的に接続されており、制御部４０の指示によって開閉動作が行われる。また、供給ノズル１は、ノズル待機部２１における待機時には、ノズルカバー２の開口部が図２に示すように基板処理装置の基台５１に形成された廃液管５２と対向するように配置されている。
【００２５】
次に、以上のように構成された基板処理装置の動作について説明する。
【００２６】
まず、基板Ｗに対するレジストの塗布作業は次のようにして行われる。ノズルカバー２を付設した供給ノズル１がモータ１８の駆動によりノズルアーム１７を介して矢印Ｂの軌道に沿って基板Ｗの上方のレジスト供給位置に移動され、レジストＲが供給される。基板Ｗは図示しないスピンチャック上に吸着保持されており、このスピンチャックによって矢印Ａ方向に向かって回転される。
【００２７】
この塗布作業が終了すると、再びモータ１８の駆動によって供給ノズル１が基板Ｗの側方に設けられたノズル待機部２１に移動されて待機状態となる。
【００２８】
供給ノズル１が待機状態となると制御部４０の指示により開閉弁２３が開放されてリンス液導入管２１からノズルカバー２の内部に対するリンス液Ｌの供給が開始される。この時、ノズルカバー２の下端は開放されているのでノズルカバー２の下端から廃液管５２に流出するリンス液Ｌの流量よりも多い流量でリンス液導入管からノズルカバー２の内部に対してリンス液Ｌを供給する。そしてノズルカバー２内が図２に示すようにリンス液で充填されると制御部４０からの指示により開閉弁２３が閉止される。これによりノズルカバー２の上端は気密に閉じた状態となるため、ノズルカバー２の下端は開口しているが、ノズルカバー２内のリンス液Ｌは表面張力の作用によって外部に流出することなくノズルカバー２内に貯留されることになる。
【００２９】
尚、このとき供給ノズル１内のレジストＲがノズルカバー２内に貯留されたリンス液Ｌに接触するとレジストＲに濃度変化が生じるおそれがある。そのため、開閉弁１３の図示しないサックバック機構のはたらきによってレジストＲを所定量吸い戻して供給ノズル１内においてレジストＲとリンス液Ｌとの間にエアーの介在する空間Ａが形成される。
【００３０】
このようにレジストの非供給時にノズル待機部２１においてノズルカバー２の内部にリンス液Ｌを貯留することにより、供給ノズル１の先端部の乾燥を防止することができ、またノズル先端部に残留して付着したレジストを洗い流すことができる。このため、レジストの非供給時に続くレジスト処理時に基板に対して悪影響を及ぼすことなく均一な塗布膜を形成することが可能になる。
【００３１】
続いて基板に対するレジスト供給作業時には、制御部４０の指示により開閉弁３３が開放される。これによりノズルカバー２内の気密状態が解除されるため、ノズルカバー２内に貯留されているリンス液Ｌが重力の作用によって下方に落下して廃液管５２に向けて排出されて図示しない廃液源に回収される。これによってノズルカバー２内に貯留されたリンス液Ｌが除去される。
【００３２】
また、開閉弁３３が開放されたことによって図４に示すようにガス導入管３１からノズルカバー２内に窒素ガスが供給されてノズルカバー２内のリンス液Ｌが完全にパージされる。窒素ガスが所定時間供給されると、ノズルカバー２内に貯留されていたリンス液Ｌに接触していた供給ノズル１が乾燥される。
【００３３】
そして制御部４０の指示により開閉弁３３が閉止されて供給ノズル１の待機時間が終了する。このようにノズルカバー２内に貯留されたリンス液Ｌを除去した後、ノズルカバー２内を窒素ガスによってパージすることによって、基板に対するレジストの供給時に、供給ノズル１に残留して付着したリンス液がレジストに混入して基板に対する処理に悪影響を与えることを確実に防止することができる。
【００３４】
また、ノズル待機時に上述の構成によって供給ノズル１を待機させる構成としたことによって、ノズル待機部２１にノズル待機ポットと呼ばれるノズル待機用の囲い部材を常設しておく必要がないため、装置内のスペース効率を向上できる。
【００３５】
そして上述の処理が終わって供給ノズル１の待機時間が終了すると、ノズル待機部２１において供給ノズル１から図示しない廃液源に連通接続された廃液管５２に向けてダミーディスペンスと呼ばれるレジストの空出しが行われる。この時、レジストは廃液管５２に向けて排出されるので、例えばノズル待機部２１にノズル待機ポットを設けて当該ノズル待機ポットの底部に向けてダミーディスペンスを行う場合に比べて、供給ノズル１から吐出されたレジストが壁部で撥ね返って供給ノズル１に付着するのを確実に防止することができる。そしてその後、モータ１８の駆動により再び基板Ｗ上のレジスト供給位置へと移動してレジストの供給作業を行う。
【００３６】
なお、本実施の形態においては処理液供給ノズル１としてレジストの供給に用いる供給ノズル１を例に説明したが、処理液としてはレジストに限らず、例えばＳＯＧや他の用途に用いられる処理液を供給する場合でも、上述した実施例同様の作用、効果を奏することができる。
【００３７】
また、本実施の形態においてはノズルカバー２の上端部にそれぞれ単一のリンス液導入管２１、ガス導入管３１を備える構成としたが、本発明の実施の形態としてはこれに限定されるものではなく、各導入管の取付位置、取付個数はそれぞれ任意に変更することができる。
【００３８】
また、本実施の形態においてはノズル待機部２１においてノズルカバー２内から排出されるリンス液Ｌをノズルカバー２の開口部に対向配置された廃液管５２によって回収する構成としたが、本発明の実施の形態としてはこれに限定されるものではなく、例えばノズル待機部２１に待機ポットを設けてノズルカバー２内から排出されたリンス液Ｌを待機ポットによって回収する構成としてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態においては、基板に対するノズル１から基板に対するレジストの供給動作時も常にノズルカバー２はノズル１に付設された構成としているが本発明の実施の形態としてはこれに限定されるものではなく、例えば、供給ノズル１が待機部において待機している間のみノズルカバー２を供給ノズル１に付設する構成としてもよい。
【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を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例に係る基板処理装置の供給ノズル１およびその周辺部を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る基板処理装置の供給ノズル１およびその周辺部を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る基板処理装置の供給ノズル１およびその周辺部を示す概略断面図である。
【図５】第１の従来例に係る基板処理装置のノズルを示す説明図である。
【図６】第２の従来例に係る基板処理装置のノズルを示す説明図である。
【符号の説明】
１  供給ノズル
２  ノズルカバー
１３、２３、３３  開閉弁
２１  リンス液導入管
３１  ガス導入管
５２  廃液管
７０  基板処理装置
Ｗ  基板
Ｒ  レジスト液
Ｌ  リンス液
【図１】
0003667233.tif 000002
【図２】
0003667233.tif 000003
【図３】
0003667233.tif 000004
【図４】
0003667233.tif 000005
【図５】
0003667233.tif 000006
【図６】
0003667233.tif 000007