JPH1022208A - 回転式現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の裏面を清浄に保つことが可能なディッ
プ方式の回転式現像装置を提供することである。 【解決手段】 回転部材２の上面には現像液保持部材５
が固定されている。現像液保持部材５は、円環状の底面
部６と、その底面部６の外周部上に形成された周壁部７
と、底面部６の内周部上に形成された円環状の基板支持
部８とからなる。基板支持部８は基板１００の裏面を垂
直に支持する。周壁部７および基板支持部８には複数の
微細孔９，１０が形成されている。底面部６には基板１
００の水平位置を規制する複数のピン部材１１が配設さ
れている。周壁部９の内周面、底面部６の上面、基板支
持部８の外周面および基板１００の上面で囲まれる領域
に現像液２００が収容される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板にディップ現
像を行うための回転式現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基
板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用ガラス基
板等の基板に現像処理を行うために種々の方式の現像装
置が用いられている。

【０００３】パドル方式の現像装置では、基板を水平姿
勢で回転させながら基板上の感光性膜に現像液を供給す
る。供給された現像液は、基板の回転によって基板の全
面に塗り広げられ、感光性膜と接触する。表面張力によ
り基板上に現像液を保持した状態で一定時間基板を静止
させること（液盛り）により感光性膜の現像が行われ
る。

【０００４】また、現像液の中に基板を浸すディップ方
式の現像装置も開発されている。図１１は従来のディッ
プ方式の現像装置の主要部の概略断面図である。この現
像装置は、特開昭６３−２７１９３０号公報に開示され
ている。

【０００５】図１１において、インナーカップ３０の上
面には、現像液を収容するための凹部３１が設けられて
いる。この凹部３１の中心部にはスピンチャック４０の
昇降経路を確保するために孔部３０Ａが設けられてい
る。基板１００はスピンチャック４０により水平姿勢で
真空吸着される。

【０００６】インナーカップ３０には、複数の現像液供
給管３３が設けられ、その上方端は凹部３１の内周に複
数に分割して形成された現像液吐出口３４に連通されて
いる。また、このインナーカップ３０には、基板１００
の裏面を洗浄するための洗浄液供給管３５が設けられて
いる。さらに、このインナーカップ３０の中心側には段
部３６が設けられ、この段部３６にＯリング３７が配置
されている。

【０００７】現像処理時には、インナーカップ３０の凹
部３１、スピンチャック４０のテーパー部４１およびＯ
リング３７でチャンバーが形成される。現像液供給管３
３を通して現像液を供給し、インナーカップ３０の内周
面に形成された現像液吐出孔３４からそれぞれ均一に現
像液を吐出する。それにより、チャンバー内に現像液が
充填され、基板１００の全面が現像液に浸される。

【０００８】現像処理の終了後、インナーカップ３０が
下降することにより、インナーカップ３０の孔部３０Ａ
が開口し、スピンチャック４０とインナーカップ３０と
の隙間から現像液が排出される。その後、洗浄液供給管
３５を通して洗浄液を供給することにより、基板１００
の裏面の洗浄が行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のパドルお
よびディップ方式の現像装置では、スピンチャック４０
により基板１００を真空吸着して保持しているので、基
板１００の裏面に吸着跡が残る。また、基板１００の裏
面に付着したパーティクル（粒子）等の異物を洗浄液供
給管３５により供給される洗浄液で洗浄する際に、スピ
ンチャック４０による吸着部分およびその周囲を十分に
洗浄しきれない。

【００１０】基板１００の裏面に吸着跡や異物の付着が
あると、基板１００をキャリア内に多段に配置した場合
に、上の基板の裏面の付着物が下方に落下し、下の基板
の表面を汚染することがある。また、現像処理の後の工
程で基板表面への感光性膜の塗布処理および露光処理を
繰り返す場合、基板裏面に付着物があると、露光処理時
にフォーカス異常を引き起こすおそれがある。

【００１１】本発明の目的は、基板の裏面を清浄に保つ
ことが可能なディップ方式の回転式現像装置を提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る回転式現像装置は、基板を水平姿勢で保持す
る基板保持手段と、基板保持手段を鉛直方向の軸の周り
で回転駆動する回転駆動手段と、基板保持手段に保持さ
れた基板上に現像液を供給する現像液供給手段とを備
え、基板保持手段は、環状の底面部と、基板の周囲を取
り囲むように底面部上に形成された周壁部と、底面部上
の周壁部よりも内側に形成されかつ基板の裏面を支持す
る環状の基板支持部とを含み、基板保持手段の少なくと
も周壁部が複数の微細孔を有するものである。

【００１３】第１の発明に係る回転式現像装置において
は、基板保持手段により保持された基板上に現像液供給
手段により現像液が供給される。現像液は、基板保持手
段の周壁部の内周面、底面部の上面、基板支持部の外周
面および基板の上面で囲まれた領域に収容され、基板が
現像液中に浸漬される。この状態で一定時間基板を静止
させることにより、ディップ現像が行われる。

【００１４】現像処理の終了後に、回転駆動手段により
基板保持手段が鉛直方向の軸の周りで回転駆動される
と、基板保持手段に収容された現像液が周壁部の複数の
微細孔を通して外部に漏れ出る。

【００１５】この回転式現像装置では、基板保持手段の
環状の基板支持部の上端部が基板の裏面に当接すること
により基板が水平姿勢で支持されるので、基板の裏面に
吸着跡が残らない。また、基板の裏面の中央部に空間が
存在するので、基板の裏面を十分に洗浄することが可能
となる。したがって、基板の裏面を清浄に保つことがで
きる。

【００１６】第２の発明に係る回転式現像装置は、第１
の発明に係る回転式現像装置の構成において、複数の微
細孔が、基板保持手段の静止時また所定の速度以下の回
転時に現像液が透過せず、基板保持手段の所定の速度を
越える回転時に現像液が透過する大きさを有するもので
ある。

【００１７】この場合、基板保持手段の静止時または低
速回転時に基板保持手段に現像液を保持することがで
き、基板保持手段の高速回転時に現像液を微細孔から排
出することができる。

【００１８】第３の発明に係る回転式現像装置は、第１
または第２の発明に係る回転式現像装置の構成におい
て、基板保持手段の基板支持部が複数の微細孔を有する
ものである。

【００１９】この場合、基板の裏面の洗浄時に、基板裏
面の中央部から基板支持部の微細孔を通して洗浄液を基
板裏面の外周部に供給することができる。それにより、
基板裏面の全域を十分に洗浄することができる。

【００２０】第４の発明に係る回転式現像装置は、第
１、第２または第３の発明に係る回転式現像装置の構成
において、基板保持手段の基板支持部の上端面に複数の
溝が形成されたものである。

【００２１】この場合、基板の裏面の洗浄時に、基板裏
面の中央部から基板支持部の溝と基板裏面との間の隙間
を通して洗浄液を基板裏面の外周部に供給することがで
きる。それにより、基板裏面の全域を十分に洗浄するこ
とができる。

【００２２】第５の発明に係る回転式現像装置は、第１
〜第４のいずれかの発明に係る回転式現像装置の構成に
おいて、基板保持手段の底面部のほぼ中心部に配置され
た吐出口を有しかつ基板の裏面に洗浄液を吐出する洗浄
液吐出手段をさらに備えたものである。この場合、洗浄
液吐出手段の吐出口から吐出される洗浄液により基板の
裏面を十分に洗浄することができる。

【００２３】第６の発明に係る回転式現像装置は、第１
〜第５のいずれかの発明に係る回転式現像装置の構成に
おいて、基板保持手段が、底面部または周壁部に設けら
れかつ基板の水平位置を規制する複数の水平位置規制部
をさらに有するものである。この場合、基板保持手段の
回転時に、基板の外周端面が複数の水平位置規制部によ
り掛止され、基板が基板保持手段とともに回転すること
ができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例にお
ける回転式現像装置の断面図である。また、図２は図１
の回転式現像装置の一部分の拡大断面図である。

【００２５】図１において、回転保持部１は円形板状の
回転部材２を備える。回転部材２は、モータ３のシャフ
ト４の先端部に水平に固定され、鉛直方向の軸の周りで
回転駆動される。

【００２６】回転部材２の上面には現像液保持部材５が
固定されている。現像液保持部材５は、円環状の底面部
６と、その底面部６の外周部上に形成された周壁部７
と、底面部６の内周部上に形成された円環状の基板支持
部８とからなる。基板支持部８は基板１００の裏面を垂
直に支持する。現像処理時には、現像液保持部材５の周
壁部９の内周面、底面部６の上面、基板支持部８の外周
面および基板１００の上面で囲まれる領域に現像液２０
０が収容される。

【００２７】底面部６の上面には、基板１００の水平位
置を規制する複数のピン部材１１が配設されている。複
数のピン部材１１のうち少なくとも１つは、円柱状の回
転支持部材１２の上面に固定され、残りのピン部材１１
は底面部６の上面に直接固定されている。回転支持部材
１２は、底面部６および回転部材２に鉛直方向の軸の周
りで回転可能に取り付けられている。なお、すべてのピ
ン部材１１を回転支持部材１２に固定してもよい。回転
支持部材１２の下部には後述するように棒状の永久磁石
１３が取り付けられている。

【００２８】図２に示すように、周壁部７には複数の円
形の微細孔９が形成され、基板支持部８にも複数の円形
の微細孔１０が形成されている。微細孔９の直径は、現
像液が漏れ出ないように、界面活性剤の有無などの現像
液の種類によらず３〜４ｍｍ以下であることが好まし
い。同様に、微細孔１０の直径も３〜４ｍｍ以下である
ことが好ましい。また、回転支持部材１２と底面部６お
よび回転部材２との間に形成される円環状の隙間２２の
幅ｗは０．３〜０．４ｍｍ以下とする。

【００２９】図１に示すように、回転部材２の下方に
は、円環状磁石１４が配設されている。この円環状磁石
１４は、上下動自在に設けられた円形の磁石支持部材１
５上に固定されている。

【００３０】磁石支持部材１５には複数の貫通孔１７が
形成されている。同様に、回転部材２にも複数の貫通孔
１８が形成されている。これらの貫通孔１７，１８の下
方には複数の昇降ピン１６がエアシリンダ（図示せず）
により昇降自在に配設されている。これらの昇降ピン１
６は、基板搬送装置との基板１００の受渡し時に、磁石
支持部材１５の貫通孔１７および回転部材２の貫通孔１
８を貫通して上昇し、基板１００の裏面に当接し、一点
鎖線で示すように、さらに基板１００を上方に押し上げ
る。

【００３１】モータ３のシャフト４は中空体により構成
され、その内部に裏面洗浄用のバックリンスノズル１９
が挿入されている。回転保持部１の周囲には、カップ２
０が上下動自在に配設されている。また、回転保持部１
の上方には、現像液を吐出する現像ノズル２１が矢印Ｚ
１で示すように上下方向に移動可能かつ矢印Ｚ２で示す
ように水平方向に移動可能に設けられている。

【００３２】本実施例では、回転保持部１が基板保持手
段を構成し、モータ３が回転駆動手段を構成し、現像ノ
ズル２１が現像液供給手段を構成する。また、バックリ
ンスノズル１９が洗浄液吐出手段を構成し、ピン部材１
１が水平位置規制部を構成する。

【００３３】図３は回転支持部材１２の斜視図である。
図３に示すように、ピン部材１１は回転支持部材１２の
中心部に対して偏心した位置に設けられている。回転支
持部材１２の上端部にはフランジ２３が設けられてい
る。棒状の永久磁石１３は回転支持部材１２の下端部に
取り付けられている。

【００３４】図４および図５は回転支持部材１２の動作
を説明するための図であり、（ａ）は回転支持部材１２
およびその周辺部の部分断面図、（ｂ）は回転支持部材
１２の平面図である。

【００３５】基板１００の処理前および処理後には、図
４（ａ）に示すように、円環状磁石１４が回転部材２の
下方に離れて位置する。このとき、円環状磁石１４が形
成する磁力線Ｂは、永久磁石１３が設置される高さにお
いて、回転部材２の外側から中心部に向かう方向に向い
ている。したがって、永久磁石１３のＮ極が回転部材２
の中心部に向かう方向に吸引される。それにより、図４
（ｂ）に示すように、回転支持部材１２が矢印Ｘの方向
に回動し、ピン部材１１の外周面が基板１００の外周端
面から離れる。

【００３６】基板１００を処理する際には、図５（ａ）
に示すように、円環状磁石１４が上昇して回転部材２に
接近する。したがって、永久磁石１３のＳ極が円環状磁
石１４のＮ極に吸引される。それにより、図５（ｂ）に
示すように、回転支持部材１２が矢印Ｙの方向に回動
し、ピン部材１１の外周面が基板１００の外周端面に当
接し、基板１００が水平方向に保持される。

【００３７】図１の回転式現像装置において、現像処理
時には、カップ２０の外部の待機位置にある現像ノズル
２１が、基板１００の中心部の上方位置まで移動した
後、下降する。そして、現像ノズル２１から基板１００
上に現像液２００が供給される。

【００３８】その現像液２００は、周壁部７の内周面、
底面部６の上面、基板支持部８の外周面および基板１０
０の上面で囲まれる領域に収容される。この状態で現像
液２００を一定時間静止させることによりディップ現像
が行われる。

【００３９】このとき、微細孔９，１０の直径が３〜４
ｍｍ以下であるので、基板１００の静止時または低速回
転時には現像液の表面張力によって現像液が微細孔９，
１０から外部には漏れ出ない。また、回転支持部材１２
と底面部６および回転部材２との間の隙間２２の幅ｗが
０．３〜０．４ｍｍ以下であるので、この隙間２２から
も現像液は漏れ出ない。

【００４０】これにより、現像液を多量に盛り上げた状
態で保持することができるので、現像の進行中における
現像液の劣化の影響が少なくなり、基板１００上に形成
されるパターンの線幅の均一性（現像均一性）が向上す
る。

【００４１】現像処理の終了後、回転保持部１が高速
（例えば１０００回転／分）で回転する。それにより、
遠心力により現像液が周壁部７の微細孔９を通して外部
へ流れ出る。

【００４２】基板１００のリンス時には、純水供給ノズ
ル（図示せず）から回転する基板１００上に純水リンス
液が供給される。周壁部７と基板支持部８とで囲まれる
円環状の領域に流れ落ちた純水リンス液は、回転保持部
１が高速回転することにより遠心力で周壁部７の微細孔
９を通して外部に排出される。

【００４３】また、裏面洗浄時には、バックリンスノズ
ル１９からバックリンス液が吐出され、基板１００の裏
面が洗浄される。このバックリンス液は、基板支持部８
の微細孔１０を通して周壁部７と基板支持部８とで囲ま
れる円環状の領域内にも侵入し、基板１００の裏面の全
域が洗浄される。周壁部７と基板支持部８とで囲まれる
円環状の領域内のバックリンス液は、回転保持部１が高
速回転することにより遠心力で周壁部７の微細孔９を通
して外部に排出される。

【００４４】このようにして、基板１００の裏面および
回転保持部１自体が洗浄され、清浄に保たれる。このと
き、基板１００の裏面および外周端面が点接触状態また
は線接触状態で保持されているので、基板１００の全面
を十分に洗浄することが可能となる。その結果、基板１
００の裏面のパーティクルが格段に減少する。

【００４５】基板１００の処理の終了後、昇降ピン６が
回転保持部１の回転部材２の貫通孔１８を貫通して上昇
し、基板１００の裏面に当接し、さらに基板１００を上
方に押し上げる。その状態で、基板搬送装置に対して基
板１００の受渡しが行われる。

【００４６】図６は本発明の第２の実施例における回転
式現像装置の主要部の断面図である。図６の回転式現像
装置が図１の回転式現像装置と異なるのは、ピン部材１
１およびそれに関連する部分が設けられていない代わり
に、現像液保持部材５の周壁部７の内周面に基板１００
の水平位置を規制する複数の突状部２４が形成されてい
る点である。

【００４７】図７は現像液保持部材５の周壁部７の斜視
図である。図７に示すように、周壁部７の内周面に横断
面三角形状の複数の突状部２４が一体形成されている。
本実施例では、これらの突状部２４が水平位置規制部を
構成する。

【００４８】図６に示すように、回転保持部１の回転時
には、基板１００が回転保持部１の回転中心に対して偏
心した状態で回転する。本実施例の回転式現像装置にお
いても、現像処理時に、現像液が周壁部７の内周面、底
面部６の上面、基板支持部８の外周面および基板１００
の上面で囲まれる領域に収容される。この状態で現像液
を一定時間静止させることによりディップ現像が行われ
る。

【００４９】このとき、微細孔９，１０の直径が３〜４
ｍｍ以下であるので、基板１００の静止時または低速回
転時には現像液の表面張力によって現像液が微細孔９，
１０から外部には漏れ出ない。現像処理の終了後、回転
保持部１が高速で回転すると、遠心力により現像液が周
壁部７の微細孔９を通して外部へ流れ出る。

【００５０】図８は本発明の第３の実施例における回転
式現像装置の主要部の断面図である。図８の回転式現像
装置が図１の回転式現像装置と異なるのは、すべてのピ
ン部材１１が現像液保持部材５の底面部６に直接固定さ
れており、回転支持部材１２およびそれに関連する部分
が設けられていない点である。

【００５１】図９は図８の回転式現像装置におけるピン
部材１１と基板１００との関係を示す平面図である。図
９の例では、２本のピン部材１１が基板１００の直線状
切欠き（オリエンテーションフラット）１０１に沿って
配置され、残りの６本のピン部材１１が基板１００の外
周部に沿って配置されている。各ピン部材１１の外周面
と基板１００の外周端面との間には、基板１００の搬入
および搬出を容易にするために僅かな遊びが設けられて
いる。

【００５２】本実施例の回転式現像装置においては、回
転保持部１が鉛直方向の軸の周りで回転駆動されると、
回転方向に応じて基板１００の直線状切欠き１０１がピ
ン部材１１の１つにより掛止され、かつピン部材１１の
いくつかが基板１００の外周端面に当接し、基板１００
の中心が回転保持部１の回転中心からやや偏心した状態
で基板１００が回転保持部１とともに回転する。

【００５３】本実施例の回転式現像装置においても、微
細孔９，１０の直径が３〜４ｍｍ以下であるので、基板
１００の静止時または低速回転時には現像液の表面張力
によって現像液が微細孔９，１０から外部には漏れ出な
い。現像処理の終了後、回転保持部１が高速で回転する
と、遠心力により現像液が周壁部７の微細孔９を通して
外部へ流れ出る。

【００５４】なお、上記第１〜第３の実施例では、現像
液保持部材５の周壁部７および基板支持部８にそれぞれ
複数の円形の微細孔９，１０を設けているが、四角形等
の他の形状の微細孔を設けてもよい。その場合にも、微
細孔の最大幅を３〜４ｍｍ以下に形成する。なお、長い
スリット状の微細孔を形成する場合には、その幅を０．
３〜０．４ｍｍ以下に形成する必要がある。

【００５５】また、現像液保持部材５の周壁部７および
基板支持部８に複数の微細孔９，１０を設ける代わり
に、現像液保持部材５を多孔質樹脂等の多孔質材料によ
り形成してもよい。

【００５６】さらに、現像液保持部材５の基板支持部８
に複数の微細孔１０を形成する代わりに、あるいは、複
数の微細孔１０に加えて、基板支持部８の上端部に図１
０に示すように複数の溝２５を形成してもよい。この場
合、各溝２５の深さｔおよび幅ｄは３〜４ｍｍ以下に設
定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における回転式現像装置
の断面図である。

【図２】図１の回転式現像装置の一部分の拡大断面図で
ある。

【図３】図１の回転式現像装置における回転支持部材の
斜視図である。

【図４】ピン部材が基板の外周端面から離れた状態を示
す部分断面図および平面図である。

【図５】ピン部材が基板の外周端面に当接した状態を示
す部分断面図および平面図である。

【図６】本発明の第２の実施例における回転式現像装置
の主要部の断面図である。

【図７】図６の回転式現像装置における現像液保持部材
の周壁部の斜視図である。

【図８】本発明の第３の実施例における回転式現像装置
の主要部の断面図である。

【図９】図８の回転式現像装置におけるピン部材と基板
との関係を示す平面図である。

【図１０】現像液保持部材の基板支持部の他の例を示す
斜視図である。

【図１１】従来のディップ方式の現像装置の主要部の概
略断面図である。

【符号の説明】

１ 回転保持部 ２ 回転部材 ３ モータ ４ シャフト ５ 現像液保持部材 ６ 底面部 ７ 周壁部 ８ 基板支持部 ９，１０ 微細孔 １１ ピン部材 １９ バックリンスノズル ２２ 隙間 ２４ 突状部 ２５ 溝 １００ 基板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を水平姿勢で保持する基板保持手段
   と、 前記基板保持手段を鉛直方向の軸の周りで回転駆動する
   回転駆動手段と、 前記基板保持手段に保持された基板上に現像液を供給す
   る現像液供給手段とを備え、 前記基板保持手段は、 環状の底面部と、 前記基板の周囲を取り囲むように前記底面部上に形成さ
   れた周壁部と、 前記底面部の前記周壁部よりも内側に形成されかつ前記
   基板の裏面を支持する環状の基板支持部とからなり、 前記基板保持手段の少なくとも前記周壁部が複数の微細
   孔を有することを特徴とする回転式現像装置。
2. 【請求項２】 前記複数の微細孔は、前記基板保持手段
   の静止時または所定の速度以下の回転時に現像液が透過
   せず、かつ前記基板保持手段の前記所定の速度を越える
   回転時に現像液が透過する大きさを有することを特徴と
   する請求項１記載の回転式現像装置。
3. 【請求項３】 前記基板保持手段の前記基板支持部が複
   数の微細孔を有することを特徴とする請求項１または２
   記載の回転式現像装置。
4. 【請求項４】 前記基板保持手段の前記基板支持部の上
   端面に複数の溝が形成されたことを特徴とする請求項
   １、２または３記載の回転式現像装置。
5. 【請求項５】 前記基板保持手段の前記底面部のほぼ中
   心部に配置された吐出口を有しかつ前記基板の裏面に洗
   浄液を吐出する洗浄液吐出手段をさらに備えたことを特
   徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転式現像装
   置。
6. 【請求項６】 前記基板保持手段は、前記底面部または
   前記周壁部に設けられかつ前記基板の水平位置を規制す
   る複数の水平位置規制部をさらに有することを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれかに記載の回転式現像装置。