JPH0786132A

JPH0786132A - 円形基板処理装置

Info

Publication number: JPH0786132A
Application number: JP5226949A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kirie; 敬二桐栄; Takeshi Fukuchi; 毅福地; Izuru Izeki; 出井関
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1993-09-13
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】ウエハ全面に現像液を供給し、かつ現像液の
ウエハ上からのこぼれ落ちを防止する。【構成】基板現像装置は、ウエハ３の表面に現像液を
供給してウエハ３を現像する装置である。この装置は、
基板保持部とノズル部７と駆動モータとを備えている。
基板保持部はウエハ３を水平に保持する。ノズル部７
は、ウエハ３の表面に沿って延びるスリットノズル２０
と、スリットノズル２０の両端においてその延長線上に
配置された１対の平坦面部２４とを有しており、現像液
を基板に対して吐出する。駆動モータは、基板保持部を
ウエハ３とともに回転させる。ここで、円形基板の直径
をＤ、ノズル部の開口長さをｄ、各平坦面部の長さをα
１，α２としたとき、下記条件を満たす。ｄ＜Ｄかつｄ＋α１＋α２≧Ｄ

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板処理装置、特に、
円形基板の表面に処理液を供給して円形基板を処理する
円形基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば半導体の製造工程では、ウエハ
に対するフォトエッチング処理が繰り返して行われる。
フォトエッチング処理では、ウエハにスピンコーター等
によりフォトレジストが塗布され、塗布されたウエハに
所定のパターンが露光される。パターンが露光されたウ
エハは、基板現像装置（円形基板処理装置の一例）によ
りアルカリ現像液で現像され、たとえば露光部分のフォ
トレジストが除去される。

【０００３】従来、この種の基板現像装置として、ウエ
ハを回転保持する基板保持部と、保持されたウエハに現
像液を供給する液体供給ノズルとを備えたものが知られ
ている（特開平５−５５１３３号、特開平５−１３３２
０号）。液体供給ノズルは、矩形容器状の現像液収容部
と、この現像液収容部の底面に設けられ、現像液収容部
内の現像液をウエハに吐出させる多数の細孔とを備えて
いる。

【０００４】この基板処理装置では、液体供給ノズルを
ウエハ上に平行に配置し、ウエハとの間隔が０．１〜
１．５ｍｍ程度となるように設定する。この状態で液体
供給ノズルから現像液を供給し、ウエハを約半回転させ
ることにより、ウエハ上の全面に処理液を塗布する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
処理液をウエハ全面に塗布するためには、液体供給ノズ
ルの多数の細孔の配列長さ（ノズル開口長さ）とウエハ
の直径とをほぼ同じ寸法にする必要がある。しかし、液
体供給ノズルのノズル開口長さがウエハの直径とほぼ同
じである場合には、以下の不都合が生じる。（１）現像液供給時にウエハを半回転させるため、液
体供給ノズルによりウエハ上の外周縁に供給された現像
液が遠心力によりウエハ外周部からこぼれ落ちる。（２）ウエハ中心と基板保持部の回転中心とが微小に
ずれた状態でウエハが基板保持部に保持されると、ウエ
ハが偏心回転するので、液体供給ノズルの外側部がウエ
ハ上からはみ出すこととなり、現像液がウエハ外周部か
らこぼれ落ちる。（３）オリエンテーションフラットが形成されたウエ
ハの場合には、オリエンテーションフラットの中点の軌
跡直径はウエハの直径より小さい。このため、オリエン
テーションフラット上に液体供給ノズルが配置されたと
き、液体供給ノズルの外側部がウエハ上からはみ出すこ
ととなり、現像液がオリエンテーションフラットからこ
ぼれ落ちる。

【０００６】このように現像液がこぼれ落ちると、処理
液を無駄に消費するとともに、基板裏面に処理液が回り
込み、基板裏面が汚染される。本発明の目的は、円形基
板全面に処理液を供給でき、かつ円形基板上からの処理
液のこぼれ落ちを防止できるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る円形基
板処理装置は、円形基板の表面に処理液を供給して円形
基板を処理する装置である。この装置は、基板保持部と
処理液供給部と相対回転手段とを備えている。基板保持
部は円形基板を水平に保持し得る。処理液供給部は、円
形基板の表面に沿って延びるノズル部と、ノズル部の両
端においてその延長線上に配置された１対の平坦面部と
を有しており、処理液を基板に対して吐出する。相対回
転手段は、基板保持部に対し処理液供給部を相対回転さ
せる。ここで、円形基板の直径をＤ、ノズル部の開口長
さをｄ、各平坦面部の長さをα１，α２としたとき、下
記条件を満たす。

【０００８】ｄ＜Ｄかつｄ＋α１＋α２≧Ｄ第２の発明に係る円形基板処理装置は、第１の発明と同
様な構成を備えている。ここで、円形基板の直径をＤ、
ノズル部の開口長さをｄ、各平坦面部の長さをα１，α
２、円形基板の回転時の偏心量をｅとしたとき、下記条
件を満たす。ｄ＜Ｄ−２ｅかつｄ＋α１＋α２≧Ｄ＋２ｅ第３の発明に係る円形基板処理装置は、オリエンテーシ
ョンフラットを有する円形基板の表面に処理液を供給し
て円形基板を処理する装置であって、第１の発明と同様
の構成を備えている。ここで、円形基板の直径をＤ、ノ
ズル部の開口長さをｄ、各平坦面部の長さをα１，α
２、オリエンテーションフラットの中点の軌道半径をｒ
Ａとしたとき、下記条件を満たす。

【０００９】ｄ＜２ｒＡかつｄ＋α１＋α２≧（Ｄ／２）＋ｒＡ

【００１０】

【作用】第１の発明に係る円形基板処理装置では、基板
保持部が円形基板を水平に保持する。そして保持された
円形基板に対して、処理液供給部が処理液をノズル部か
ら吐出する。ノズル部から吐出された処理液は、平坦面
部で生じる毛細管現象によりノズル部の外方に広がる。

【００１１】ここでは、ノズル部の開口長さｄが円形基
板の直径Ｄより小さいのでノズル部が円形基板からはみ
出して配置されない。このため、吐出された処理液が円
形基板からこぼれ落ちにくい。また、ノズル部の両端に
１対の平坦面部が設けられ、ノズル部の開口長さと両端
の平坦面部の長さとを足した値が基板の直径より大きい
ので、吐出された処理液が基板全面にわたり供給され
る。このため、円形基板全面に処理液を塗布でき、かつ
円形基板上からの処理液のこぼれ落ちを防止できる。

【００１２】第２の発明に係る円形基板処理装置では、
ノズル部の開口長さが基板の直径から偏心量の２倍の値
を引いた値より小さいので、円形基板が回転時に偏心回
転してもノズル部が円形基板から外れて配置されない。
このため、吐出された現像液が基板からこぼれ落ちにく
い。また、開口長さと両端の平坦面部の長さとを足した
値は、基板の直径と２倍の偏心量を足した値より大きい
ので、処理液が基板全面にわたり供給され得る。このた
め、基板全面に処理液を供給でき、かつ、円形基板上か
らの処理液のこぼれ落ちを防止できる。

【００１３】第３の発明に係る基板現像装置では、オリ
エンテーションフラットを有する円形基板であっても、
ノズル部の開口長さがオリエンテーションフラットの中
点の軌道半径の２倍、つまり軌道直径より短いので、ノ
ズル部がオリエンテーションフラットより外方に位置し
ない。このため、吐出された処理液が円形基板からこぼ
れ落ちにくい。また、ノズル部の開口長さと各平坦面部
の長さとを足した値が円形基板の半径と軌道半径とを足
した値より長いので、処理液が基板全面にわたり供給さ
れ得る。このため、円形基板全面に処理液を供給でき、
かつ、円形基板上からの処理液のこぼれ落ちを防止でき
る。

【００１４】

【実施例】図１において、本発明の一実施例としての基
板現像装置は、現像処理部１と現像液圧送部２とを備え
ている。現像処理部１は、円形のウエハ３を真空チャッ
クにより吸着保持し得る基板保持部４と、基板保持部４
に保持されたウエハ３に対して現像液を液盛りする現像
液供給部５とを備えている。基板保持部４は、駆動モー
タ８により高低速２段階に回転可能である。基板保持部
４の周囲には、回転時の現像液やリンス液（純水）の飛
散を防止するためのカップ６が配置されている。

【００１５】現像液供給部５は、ウエハ３上面に沿って
配置され得るノズル部７を有している。ノズル部７は、
図示しない支持アームにより上下動可能かつウエハ３上
から退避する退避位置とウエハ３上に対向して配置され
る現像位置とに進退可能に支持されている。ノズル部７
は、図２に示すように、下部が先細形状の部材である。
ノズル部７は、支持アームに垂直に取り付けられてい
る。ノズル部７内には、下方に開口するスリットノズル
２０が形成されている。スリットノズル２０の途中に
は、上下に配置された１対の液溜め２１，２２が配置さ
れている。この液溜め２１，２２は、現像液供給配管１
６（後述）から供給された現像液をノズル部７の長手方
向（図２の奥行き方向）に均一に拡散させるためのもの
である。

【００１６】ノズル部７の長手方向長さは、図３及び図
４に示すように、ウエハ３の直径Ｄより長い。また、ウ
エハ３と基板保持部４との装着時の偏心量を無視できる
場合には、スリットノズル２０の開口長さｄは、ウエハ
３の直径Ｄより小さい（ｄ＜Ｄ）。スリットノズル２０
の両端において、その両外側延長線上には、１対の平坦
面部２４が配置されている。各平坦面部２４の長さα
１，α２は、たとえば２ｍｍ程度であり、開口長さｄと
両平坦面部２４の長さα１，α２との和（ｄ＋α１＋α
２）は、基板の直径Ｄ以上である（ｄ＋α１＋α２≧
Ｄ）。ノズル部７の平坦面部２４と側面２６との間には
円弧部２５が配置されており、これらは滑らかに繋がっ
ている。円弧部２５の半径Ｒはたとえば５〜１０ｍｍで
ある。

【００１７】なお、図５に示すように、ウエハ３の中心
Ｏ１と基板保持部４の回転中心Ｏ２とが大きくずれてお
り、ウエハ３と基板保持部４との偏心量ｅを無視できな
い場合には、スリットノズル２０は、点Ａ，Ｂを結ぶ線
分上に配置され、その開口長さｄは、直径Ｄから偏心量
ｅの２倍の値を引いた値（Ｄ−２ｅ）より小さい（ｄ＜
Ｄ−２ｅ）。また、開口長さｄと両平坦面部２４の長さ
α１，α２との和（ｄ＋α１＋α２）は、直径Ｄと偏心
量の２倍の値（２ｅ）との和（Ｄ＋２ｅ）以上である
（ｄ＋α１＋α２≧Ｄ＋２ｅ）。

【００１８】さらに、図６に示すように、ウエハ３がオ
リエンテーションフラットＯＦを有している場合には、
開口長さｄは、オリエンテーションフラットＯＦの中点
Ｃの軌道半径ｒＡの２倍の値（２ｒＡ）より小さい（ｄ
＜２ｒＡ）。また、開口長さｄと両平坦面部２４の長さ
α１，α２との和（ｄ＋α１＋α２）は、ウエハ３の半
径（Ｄ／２）と軌道半径ｒＡとの和（（Ｄ／２）＋ｒ
Ａ）以上である（ｄ＋α１＋α２≧（Ｄ／２）＋ｒ
Ａ）。

【００１９】さらにまた、図７に示すように、ウエハ３
と基板保持部４との偏心量を無視できずかつウエハ３が
オリエンテーションフラットＯＦを有している場合に
は、開口長さｄは、軌道半径ｒＡの２倍の値から偏心量
の２倍の値を引いた値（２ｒＡ−２ｅ）より小さい（ｄ
＜２ｒＡ−２ｅ）。また、開口長さｄと両平坦面部２４
の長さα１，α２との和の値（ｄ＋α１＋α２）は、ウ
エハ３の直径Ｄと偏心量の２倍の値（２ｅ）との和（Ｄ
＋２ｅ）以上である（ｄ＋α１＋α２≧Ｄ＋２ｅ）。

【００２０】ここで、平坦面部２４を設けたのは、スリ
ットノズル２０から流出した現像液をウエハ３と平坦面
部２４との間の間隙で毛細管現象により径方向外方に広
げるためである。したがって、スリットノズル２０の開
口長さｄが前記条件を満たしウエハ３の直径Ｄより短く
ても、ウエハ３の全面に現像液が均一に塗布され得る。
また、平坦面部２４に連なり円弧部２５を設けているの
で、図３に示すように、現像液がノズル部７の両側に回
り込まず、垂れ落ちの原因となる雫がノズル部７の両端
部分に形成されにくい。

【００２１】また、前記各条件を満たすことにより、ス
リットノズル２０は常にウエハ３上に配置され、ウエハ
３上からはみ出すことはなくなる。この結果、スリット
ノズル２０から吐出された現像液がウエハ３の外周部か
らこぼれ落ちにくい。また、開口長さと平坦面部２４の
長さとを足した値が前記条件を満たしているので、偏心
が生じたりオリエンテーションフラットを有するウエハ
を処理する場合であっても、両平坦面部２４の間に必ず
ウエハ３が配置され得るので、ウエハ３の全面に現像液
が均一に塗布され得る。

【００２２】現像液圧送部２は、図１に示すように、現
像液を貯溜したポリタンク１２を収納し、かつ内部が気
密に封止された加圧タンク１１を有している。加圧タン
ク１１の上部には、加圧配管１３が開口している。加圧
配管１３の途中には、給排用３方弁１４及びレギュレー
タ１５がこの順に配置されている。加圧配管１３には、
図示しない窒素ガス源から加圧された窒素ガスが供給さ
れる。なお、３方弁１４は、窒素ガスを供給・排気する
ものである。また、ポリタンク１２の底面近傍には、現
像液供給配管１６が達している。現像液供給配管１６に
は、流量計１７及び現像液供給弁１８が配置されてい
る。現像液供給配管１６は、ノズル部７に接続されてい
る。

【００２３】次に、上述の実施例の動作について説明す
る。ウエハ３が基板保持部４に載置されると、アームに
よりノズル部７の先端をウエハ３の中心点を含む現像位
置に配置する。次に、予め３方弁１４を供給側に切り換
えた状態で、現像液供給弁１８を開いてポリタンク１２
からノズル部７に現像液を供給する。そして、基板保持
部４を低速で半回転させ、基板３に現像液を液盛りす
る。

【００２４】この液盛り時において、図４に示すよう
に、スリットノズル２０から流れ出した現像液は、平坦
面部２４によりウエハ３の径方向外方に広がり、ウエハ
３の全面に塗布される。ここでは、スリットノズル２０
の開口長さｄがウエハ３の直径Ｄより短いので、遠心力
が作用しても現像液がウエハ３の外周端部からこぼれ落
ちにくい。また、平坦面部２４が設けられているで、ス
リットノズル２０の開口長さｄがウエハ３の直径Ｄより
短くても確実にウエハ３の外周端部まで現像液が行き渡
り、ウエハ３の全面に現像液を塗布できる。

【００２５】また、図５に示すように、ウエハ３の中心
Ｏ１と基板保持部４の回転中心Ｏ２とが偏心していて
も、前記条件を満たすように開口長さｄ及び平坦面部の
長さα１，α２が定められているので、ウエハ３の周囲
から現像液がこぼれ落ちることなく、かつ現像液がウエ
ハ３の全面にわたり塗布される。さらにオリエンテーシ
ョンフラットＯＦを有している場合であっても、図６に
示すように、前記条件を満たしているので、ウエハ３の
周囲から現像液がこぼれす落ちることなく、かつウエハ
３の全面にわたり現像液が塗布される。

【００２６】さらにまた、ここでは、円弧部２５を設け
ているので、平坦面部２４に沿った現像液がノズル部７
の端部で雫が形成されにくい。このため、雫の形成によ
るノズル部７の端部での現像液の垂れ落ちを防止でき
る。基板保持部４が半回転すると、３方弁１４を排気側
に切り換えるとともに、現像液供給弁１８を閉じて現像
液の供給を停止する。そして、ノズル部７を上昇させか
つ退避位置に退避させる。これにより現像が終了する。

【００２７】現像が終了すると、基板保持部４によりウ
エハ３を高速回転させ、ウエハ３に盛られた現像液を振
り落とす。このときウエハ３から振り落とされた現像液
は、カップ６内で飛散する。なおこのとき、ノズル部７
をカップ６の外方に配置しておけば、ノズル部７が現像
液により汚染されない。現像液の振り落としが終了する
と、図示しない純水供給ノズルにより基板をリンス（洗
浄）する。このリンス時には、基板３を基板保持部４に
より低速回転させる。リンスが終了すると、基板保持部
４によりウエハ３を高速回転させて液切り乾燥する。液
切り乾燥が終了すると、基板保持部４による保持を解除
し、ウエハ３を図示しない搬送機構により次の工程に搬
送する。

【００２８】〔他の実施例〕（ａ）図８に示すように、矩形容器状の液体収容部３
０と、この液体収容部３０の底部に設けられた多数の細
孔３１とを備えたノズル部７で本発明を実施してもよ
い。この場合にもノズル部７は、同様に開口長さｄや開
口長さｄと平坦面部２４の長さとの和（ｄ＋α１＋α
２）は前述した各条件を満たすものとする。（ｂ）基板現像装置に代えて、フォトレジスト塗布装
置で本発明を実施してもよい。（ｃ）ウエハを回転させる代わりにノズル部を回転さ
せてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係る円形基板処理装置では、ノ
ズル部の開口長さ及び両平坦面部の長さが前述した条件
で定められているで、ノズル部は必ず円形基板上に配置
され、吐出された処理液が円形基板からこぼれ落ちにく
い。また、ノズル部の両端に設けられた平坦面部が必ず
基板上に配置されるので、処理液が円形基板全面にわた
り供給される。したがって、円形基板全面に処理液を供
給でき、かつ処理液の円形基板上からのこぼれ落ちを防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての基板現像装置のブロ
ック模式図。

【図２】ノズル部の縦断面図。

【図３】ノズル部の正面図。

【図４】ノズル部の平面図。

【図５】偏心がある場合のウエハの回転軌跡を示す図。

【図６】オリエンテーションフラットを有するウエハの
回転軌跡を示す図。

【図７】偏心がありかつオリエンテーションフラットを
有するウエハの回転軌跡を示す図。

【図８】他の実施例の図３に相当する図。

【符号の説明】

１基板現像装置３ウエハ４基板保持部７ノズル部８駆動モータ２０スリットノズル２４平坦面部Ｄ直径ｄ開口長さ α１，α２平坦面部の長さｒＡ軌道半径ｅ偏心量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井関出京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円形基板の表面に処理液を供給して前記円
形基板を処理する円形基板処理装置であって、前記円形基板を水平に保持し得る基板保持部と、前記円形基板の表面に沿って延びるノズル部と、前記ノ
ズル部の両端においてその延長線上に配置された１対の
平坦面部とを有し、前記処理液を前記円形基板に対して
吐出する処理液供給部と、前記基板保持部に対し前記処理液供給部を相対回転させ
る相対回転手段とを備え、前記円形基板の直径をＤ、前記ノズル部の開口長さを
ｄ、前記各平坦面部の長さをα１，α２としたとき、下
記条件を満たす、ｄ＜Ｄかつｄ＋α１＋α２≧Ｄ円形基板処理装置。
【請求項２】円形基板の表面に処理液を供給して前記円
形基板を処理する円形基板処理装置であって、前記円形基板を水平に保持し得る基板保持部と、前記円形基板の表面に沿って延びるノズル部と、前記ノ
ズル部の両端においてその延長線上に配置された１対の
平坦面部とを有し、前記処理液を前記円形基板に対して
吐出する処理液供給部と、前記基板保持部に対し前記処理液供給部を相対回転させ
る相対回転手段とを備え、前記円形基板の直径をＤ、前記ノズル部の開口長さを
ｄ、前記各平坦面部の長さをα１，α２、前記円形基板
の回転時の偏心量をｅとしたとき、下記条件を満たす、ｄ＜Ｄ−２ｅかつｄ＋α１＋α２≧Ｄ＋２ｅ円形基板処理装置。
【請求項３】オリエンテーションフラットを有する円形
基板の表面に処理液を供給して前記円形基板を処理する
円形基板処理装置であって、前記円形基板を水平に保持し得る基板保持部と、前記円形基板の表面に沿って延びるノズル部と、前記ノ
ズル部の両端においてその延長線上に配置された１対の
平坦面部とを有し、前記処理液を前記円形基板に対して
吐出する処理液供給部と、前記基板保持部に対し前記処理液供給部を相対回転させ
る相対回転手段とを備え、前記円形基板の直径をＤ、前記ノズル部の開口長さを
ｄ、前記各平坦面部の長さをα１，α２、前記オリエン
テーションフラットの中点の軌道半径をｒＡとしたと
き、下記条件を満たす、ｄ＜２ｒＡかつｄ＋α１＋α２≧（Ｄ／２）＋ｒＡ円形基板処理装置。