JPH10299920A - 多系統開閉装置及びそれを用いた液処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】多系統の処理液通流管路の開閉を制御すること
ができ、しかもコンパクトである多系統開閉装置及びそ
れを用いた液処理装置を提供することを目的とする。 【解決手段】処理液通流管路から処理液を導入する処理
液導入管６１と、処理液を処理液通流管路に導出する少
なくとも２つの処理液導出管６２ａ〜６２ｃを同時に開
閉する開閉部材６３を備えており、被処理体Ｓに処理液
を供給して処理を行う際の処理液供給を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハやＬＣＤ基板等の被処理体に対して行われるレジスト
液の塗布や現像処理等の液処理に好適な多系統開閉装置
及びそれを用いた液処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】例えば、半導体デバイスや
液晶表示装置（ＬＣＤ）基板の製造においては、被処理
体としての半導体ウエハやＬＣＤ基板にフォトレジスト
を塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて回路パター
ンをフォトレジストに転写し、これを現像処理すること
により回路が形成される。

【０００３】このような液処理においては、レジスト
液、現像液、及びシンナー等の処理液がそれを収容する
タンクから送出され、管路を通じて輸送されてノズルを
介して被処理体表面に供給される。この場合、処理液の
管路内における通流の開始・停止は管路の途中に設けら
れた開閉装置であるバルブの開閉で制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】処理液を複数のノズル
から被処理体表面に供給するために、処理液を通流する
管路が複数に分岐している場合には、通常分岐した管路
毎にバルブを設けている。このように、管路毎にバルブ
を設けると、管路間のスペースをある程度とる必要があ
り、必然的に装置のサイズが大きくなる。また、個々の
バルブに開閉を制御するアクチュエータが必要となるの
で、コスト的にも高価になってしまう。

【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、多系統の処理液通流管路の開閉を制御することが
でき、しかもコンパクトである多系統開閉装置及びそれ
を用いた液処理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１発明は、被処理体に処理液を供給する多系統開
閉装置であって、前記処理液を導入する処理液導入管
と、前記処理液を前記被処理体に導出する少なくとも２
つの処理液導出管と、前記処理液導出管の開閉を行う開
閉部材と、を具備し、前記開閉部材により少なくとも２
つの処理液導出管の開閉を同時に行うことを特徴とする
多系統開閉装置を提供する。

【０００７】第２発明は、第１発明において、前記開閉
部材が前記処理液導入管の開閉を行うことを特徴とする
多系統開閉装置を提供する。第３発明は、第１発明また
は第２発明において、前記開閉部材が一つであることを
特徴とする多系統開閉装置を提供する。第４発明は、第
１発明ないし第３発明において、前記開閉部材がエアの
供給により駆動することを特徴とする多系統開閉装置を
提供する。

【０００８】第５発明は、被処理体に処理液を供給して
処理を行う液処理装置であって、被処理体表面に処理液
を供給する処理液供給手段と、処理液供給手段に処理液
を供給する処理液供給系と、前記処理液供給手段と処理
液供給系との間に設けられ、処理液の通流の開始・停止
を行う開閉手段と、を具備し、前記開閉手段は、処理液
供給系から処理液を導入する処理液導入管と、前記処理
液を処理液供給手段に導出する少なくとも２つの処理液
導出管と、少なくとも２つの処理液導出管の開閉を同時
に行う開閉部材とを備えていることを特徴とする液処理
装置を提供する。

【０００９】第６発明は、第５発明において、前記開閉
部材が前記処理液導入管の開閉を行うことを特徴とする
液処理装置を提供する。第７発明は、第５発明または第
６発明において、前記開閉部材が一つであることを特徴
とする液処理装置を提供する。第８発明は、第５発明な
いし第７発明において、前記開閉部材がエアの供給によ
り駆動することを特徴とする液処理装置を提供する。

【００１０】第１発明によれば、開閉部材の数を少なく
して複数の処理液導出管の開閉を同時に行うので、開閉
装置の小型化を図ることができる。第２発明のように、
開閉部材が処理液導入管の開閉をも行うことにより、処
理液導入管用の開閉部材を不要とすることができ、開閉
装置のさらなる小型化を図ることができる。さらに、第
３発明のように、開閉部材を一つにすることにより、処
理液の供給を迅速に停止することができ、ノズルからの
処理液のボタ落ち等を防止することができる。また、本
発明は、第４発明のように、開閉部材がエアの供給によ
り駆動する場合に、特に好適である。

【００１１】第５発明によれば、開閉部材の数を少なく
して複数の処理液導出管の開閉を同時に行うので、開閉
装置の小型化を図ることができ、それにより液処理装置
を小さくすることができる。したがって、液処理装置に
おける開閉装置の設置場所の自由度が高くなる。第６発
明のように、開閉部材が処理液導入管の開閉をも行うこ
とにより、処理液導入管用の開閉部材を不要とすること
ができ、開閉装置のさらなる小型化を図ることができ
る。その結果、さらなる液処理装置の小型化を図ること
ができる。

【００１２】さらに、第７発明のように、開閉部材を一
つにすることにより、処理液の供給を迅速に停止するこ
とができ、ノズルからの処理液のボタ落ち等を防止する
ことができる。さらに、開閉部材を一つにすることによ
り、多系統で処理液を被処理体に供給する際に同時に供
給することができ、均一に被処理体への液処理を行うこ
とができる。また、本発明は、第８発明のように、開閉
部材がエアの供給により駆動する場合に、特に好適であ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発
明が適用されるＬＣＤ基板の塗布・現像処理システムを
示す斜視図である。

【００１４】この塗布・現像処理システムは、複数の基
板Ｓを収容するカセットＣを載置するカセットステーシ
ョン１と、基板Ｓにレジスト塗布及び現像を含む一連の
処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理部２
と、カセットステーション１上のカセットＣと処理部２
との間でＬＣＤ基板の搬送を行うための搬送機構３とを
備えている。そして、カセットステーション１において
システムへのカセットＣの搬入及びシステムからのカセ
ットＣの搬出が行われる。また、搬送機構３はカセット
の配列方向に沿って設けられた搬送路１２上を移動可能
な搬送アーム１１を備え、この搬送アーム１１によりカ
セットＣと処理部２との間で基板Ｓの搬送が行われる。

【００１５】処理部２は、前段部分２ａと後段部分２ｂ
とに分かれており、それぞれ中央に通路１５、１６を有
しており、これら通路の両側に各処理ユニットが配設さ
れている。そして、これらの間には中継部１７が設けら
れている。

【００１６】前段部２ａは、通路１５に沿って移動可能
なメインアーム１８を備えており、通路１５の一方側に
は、ブラシ洗浄ユニット２１、水洗ユニット２２、アド
ヒージョン処理ユニット２３、及び冷却ユニット２４
が、他方側には２つのレジスト塗布ユニット２５が配置
されている。一方、後段部２ｂは、通路１６に沿って移
動可能なメインアーム１９を備えており、通路１９の一
方側には複数の加熱処理ユニット２６及び冷却ユニット
２７からなる熱系ユニット群２８が、他方側には２つの
現像処理ユニット２９が配置されている。熱系ユニット
群２８は、ユニットが２段積層されてなる組が通路１９
に沿って３つ並んでおり、上段が加熱処理ユニット２６
であり、下段が冷却ユニット２７である。加熱処理ユニ
ット２６は、レジストの安定化のためのプリベーク、露
光後のポストエクスポージャーベーク、及び現像後のポ
ストベーク処理を行うものである。なお、後段部２ｂの
後端には露光装置（図示せず）との間で基板Ｓの受け渡
しを行うためのインターフェース部３０が設けられてい
る。

【００１７】上記メインアーム１８は、搬送機構３のア
ーム１１との間で基板Ｓの受け渡しを行うとともに、前
段部２ａの各処理ユニットに対する基板Ｓの搬入・搬
出、さらには中継部１７との間で基板Ｓの受け渡しを行
う機能を有している。また、メインアーム１９は中継部
１７との間で基板Ｓの受け渡しを行うとともに、後段部
２ｂの各処理ユニットに対する基板Ｓの搬入・搬出、さ
らにはインターフェース部３０との間の基板Ｓの受け渡
しを行う機能を有している。このように各処理ユニット
を集約して一体化することにより、省スペース化および
処理の効率化を図ることができる。

【００１８】このように構成される塗布・現像処理シス
テムにおいては、カセットＣ内の基板Ｓが、処理部２に
搬送され、まず、洗浄ユニット２１及び水洗ユニット２
２により洗浄処理され、レジストの定着性を高めるため
にアドヒージョン処理ユニット２３にて疎水化処理さ
れ、冷却ユニット２４で冷却後、レジスト塗布ユニット
２５でレジストが塗布される。その後、基板Ｓは、加熱
処理ユニット２６の一つでプリベーク処理され、冷却ユ
ニット２７で冷却された後、インターフェース部３０を
介して露光装置に搬送されてそこで所定のパターンが露
光される。そして、再びインターフェース部３０を介し
て搬入され、加熱処理ユニット２６の一つでポストエク
スポージャーベーク処理が施される。その後、冷却ユニ
ット２７で冷却された基板Ｓは、現像処理ユニット２９
で現像処理され、所定の回路パターンが形成される。現
像処理された基板Ｓは、メインアーム１９，１８および
搬送機構３によってカセットステーション１上の所定の
カセットに収容される。

【００１９】本発明の対象である多系統開閉装置は、上
述のシステムのうち、レジスト塗布ユニット２５及び現
像ユニット２９に適用される。ここでは、本発明の多系
統開閉装置を現像ユニット２９に適用する場合について
説明する。

【００２０】図２は現像ユニット２９における現像液供
給系を示す図である。現像ユニット２９は、基板Ｓを吸
着保持するチャック５３を有し、その上方に、基板Ｓと
略同一の幅を有し、その底部にその長手方向に沿って複
数の液吐出孔を有するノズル５２が設けられている。そ
して、このノズル５２に現像液供給系４０が接続されて
いる。なお、チャック５３に保持された基板Ｓはカップ
（図示せず）に囲繞されている。

【００２１】現像液供給系（処理液供給系）４０は、現
像液容器４１を有しており、容器４１には現像液が貯留
されている。容器４１には圧送ガスとして例えば窒素ガ
スを貯蔵したガスボンベ４３が配管４４を介して接続さ
れている。また、容器４１内の現像液には配管４２の端
部が浸漬されおり、配管４２の途中には中間容器４６及
び脱気機構４７が順に設けられている。そして、容器４
１内の現像液は、ガスボンベ４３内の圧送ガス、例えば
窒素ガスが配管４４を介して容器４１に供給されること
により、配管４２を通ってノズル５２に向けて圧送され
る。なお、中間容器４６の外側には、例えば静電容量セ
ンサからなるリミットセンサ４６ａおよびエンプティセ
ンサ４６ｂが設けられており、これらからの信号が図示
しないコントローラに出力され、現像液の液面の位置が
制御される。

【００２２】脱気機構４７の下流側で配管４２には、ノ
ズル５２に至るまでに、フローメーター４８、フィルタ
ー４９、温調水が循環されるウォータージャケット５
０、後述する開閉装置であるエアオペレーションバルブ
５１が順に設けられており、ノズル５２にはエアオペレ
ーションバルブ５１から配管を介して３ヶ所から現像液
が導入される。そして、現像に際しては、ノズル５２の
底部に設けられた液吐出孔から吐出した現像液が基板Ｓ
に供給される。

【００２３】本発明の多系統開閉装置であるエアオペレ
ーションバルブ５１は、図３に示すように、本体５１ａ
と、その上方に設けられたシリンダ６０と、本体５１ａ
に設けられ処理液通流管路から処理液を導入する処理液
導入管６１と、やはり本体５１ａに設けられ処理液導入
管から導入された処理液を多系統（ここでは３系統）で
処理液通流管路に導出する処理液導出管６２ａ，６２
ｂ，６２ｃと、処理液導入管６１の端部及びすべての処
理液導出管６２ａ，６２ｂ，６２ｃの端部の開閉を同時
に行う一つの開閉部材であるピストン６３とから主に構
成されている。

【００２４】ピストン６３の下部側面には、図４に示す
ように、バルブ５１の本体５１ａとの間に、全周に亘っ
て膜部材６４が設けられている。また、ピストン６３に
はシリンダ内を上下２つの領域に区画するフランジ部６
７が設けられており、シリンダ６０の側壁には前記２つ
の領域にそれぞれエアを供給するエア供給口６５ａ，６
５ｂが形成されている。また、ピストン６３は、通常バ
ネ６８の付勢力により下方に押圧されており、定常状態
においては、処理液導入管６１及びすべての処理液導出
管６２ａ，６２ｂ，６２ｃを一体的に閉じた状態となっ
ている（ノーマリークローズ）。

【００２５】上記構成を有するエアオペレーションバル
ブ５１を動作させる場合、エア供給口６５ｂからエアを
導入すると、フランジ部６７で分割された下の領域の体
積が増加してピストン６３が上方に押し上げられる。こ
れにより、処理液導入管６１及びすべての処理液導出管
６２ａ，６２ｂ，６２ｃが同時に開いた状態となって処
理液の通流が行われ、ノズル５２を介して基板Ｓの表面
に処理液が供給される。これにより、３つのノズルから
同じタイミングで基板Ｓに処理液を供給することがで
き、基板Ｓに対する均一な液処理を行うことができる。

【００２６】一方、処理液の供給を停止する場合には、
エア供給口６５ｂからのエアの供給を停止し、エア供給
口６５ａからエア導入する。このとき、フランジ部６７
で分割された上の領域の体積が増加するとともに、バネ
６８の付勢力も作用してピストン６３が下方に押し下げ
られる。これにより、処理液導入管６１及びすべての処
理液導出管６２ａ，６２ｂ，６２ｃが同時に閉じられ
る。ピストン６３と処理液導入管６１及びすべての処理
液導出管６２ａ，６２ｂ，６２ｃとの間は、両者が接触
したときに処理液の漏れを防止できるようにシール構造
が採用されているので、これにより処理液の漏れなく通
流が停止される。

【００２７】上記構成を有する本発明にかかるエアオペ
レーションバルブ５１は、処理液導入管６１及びすべて
の処理液導出管６２ａ，６２ｂ，６２ｃを一つのピスト
ン（開閉部材）で開閉する。すなわち、開閉部材及びそ
れを駆動する手段、例えばアクチュエータを一つとして
いる。したがって、開閉装置であるエアオペレーション
バルブ５１を小型化することができる。これにより、液
処理装置全体を小型化することができる。また、エアオ
ペレーションバルブ５１が小さいので、液処理装置にお
けるユニットのレイアウトの自由度が高くなる。

【００２８】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態
では、エアオペレーションバルブについて説明している
が、開閉部材を有する多系統の開閉バルブであれば本発
明を同様に適用することができる。

【００２９】上記実施の形態では、処理液導出管が３つ
で開閉部材が一つである場合について説明しているが、
本発明は処理液導出管の数よりも開閉部材の数が少ない
場合すべてに適用することができる。また、上記実施の
形態では、開閉部材が処理液導入管の開閉も同時に行う
場合について説明しているが、複数の処理液導出管を同
時に開閉することができれば、処理液導入管の開閉は他
の開閉部材を用いてもよい。

【００３０】上記実施の形態では、開閉装置を現像液供
給系に適用した場合について説明しているが、本発明を
レジスト液供給系等に適用しても上記と同様の効果を得
ることができる。また、上記実施の形態では、開閉装置
をレジスト塗布・現像ユニットに適用した例を示した
が、これに限らず他の処理に適用しても良い。すなわ
ち、本発明は、処理液通流管路が分岐している多系統の
処理液通流管路すべてに適用することが可能である。

【００３１】また、上記実施の形態では、処理液吐出手
段が処理液供給系（タンク）に接続されているが、これ
に限らず、例えば開閉部材（バルブ）と処理液供給手段
（ノズル）との間にポンプやＮ₂加圧による吐出手段を
設けても本発明の効果を奏することができる。

【００３２】さらに、上記実施の形態では、被処理体と
してＬＣＤ基板を用いた場合について示したが、これに
限らず半導体ウエハ等他の被処理体の処理の場合にも適
用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１発明
によれば、開閉部材の数を少なくすることができ、それ
に伴い開閉部材の駆動手段の数を少なくすることができ
るので、開閉装置の小型化を図ることができる。さら
に、開閉部材の開閉により複数の処理液導出管に処理液
を供給することができるので、例えばシャワー状やスリ
ット状のノズルにより被処理体に処理液をほぼ同時に供
給することができる。このため、基板が大型化した場合
であっても基板表面に均一な処理（例えば現像）が可能
となる。また、処理液がレジスト液の場合には、複数の
処理液導出管からほぼ同時に同一量のレジストを供給す
ることができるので、レジストの膜厚をより均一にする
ことができる。

【００３４】また、第２発明のように、開閉部材が処理
液導入管の開閉をも行うことにより、開閉部材の数や開
閉部材の駆動手段の数をさらに少なくすることができ、
開閉装置のさらなる小型化を図ることができる。さら
に、第３発明のように、開閉部材を一つにすることによ
り、処理液の供給を迅速に停止することができる。ま
た、本発明は、第４発明のように、開閉部材がエアの供
給により駆動する場合に、特に好適である。

【００３５】本発明の第５発明によれば、開閉装置にお
ける開閉部材の数が少なく、それに伴い開閉部材の駆動
手段の数が少ないので、開閉装置の小型化を図ることが
でき、それにより液処理装置を小さくすることができ
る。したがって、液処理装置における開閉装置の設置場
所の自由度が高くなる。また、第６発明のように、開閉
部材が処理液導入管の開閉をも行うことにより、開閉部
材の数や開閉部材の駆動手段の数をさらに少なくするこ
とができ、開閉装置のさらなる小型化を図ることができ
る。その結果、さらなる液処理装置の小型化を図ること
ができる。

【００３６】また、第７発明のように、開閉部材を一つ
にすることにより、処理液の供給を迅速に停止すること
ができる。さらに、開閉部材を一つにすることにより、
多系統で処理液を被処理体に供給する際に同時に供給す
ることができ、均一に被処理体への液処理を行うことが
できる。また、本発明は、第８発明のように、開閉部材
がエアの供給により駆動する場合に、特に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対象となる気泡発生防止機構が適用さ
れるレジスト塗布・現像システムを示す斜視図。

【図２】本発明の多系統開閉装置が組み込まれた現像ユ
ニットにおける現像液の供給系を示す図。

【図３】本発明の多系統開閉装置の一実施形態を示す概
略図。

【図４】本発明の多系統開閉装置の一実施形態を示す断
面図。

【符号の説明】

４０……現像液供給系 ４１……現像液容器 ４２……配管 ５１……エアオペレーションバルブ ５１ａ……本体 ５２……ノズル ６０……シリンダ ６１……処理液導入管 ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ……処理液導出管 ６３……ピストン ６５ａ，６５ｂ……エア供給口 ６７……フランジ部 Ｓ……基板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体に処理液を供給する多系統開閉
   装置であって、 前記処理液を導入する処理液導入管と、 前記処理液を前記被処理体に導出する少なくとも２つの
   処理液導出管と、 前記処理液導出管の開閉を行う開閉部材と、を具備し、 前記開閉部材により少なくとも２つの処理液導出管の開
   閉を同時に行うことを特徴とする多系統開閉装置。
2. 【請求項２】 前記開閉部材が前記処理液導入管の開閉
   を行うことを特徴とする請求項１に記載の多系統開閉装
   置。
3. 【請求項３】 前記開閉部材が一つであることを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の多系統開閉装置。
4. 【請求項４】 前記開閉部材がエアの供給により駆動す
   ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１
   項に記載の多系統開閉装置。
5. 【請求項５】 被処理体に処理液を供給して処理を行う
   液処理装置であって、 被処理体表面に処理液を供給する処理液供給手段と、 処理液供給手段に処理液を供給する処理液供給系と、 前記処理液供給手段と処理液供給系との間に設けられ、
   処理液の通流の開始・停止を行う開閉手段と、を具備
   し、 前記開閉手段は、処理液供給系から処理液を導入する処
   理液導入管と、前記処理液を処理液供給手段に導出する
   少なくとも２つの処理液導出管と、少なくとも２つの処
   理液導出管の開閉を同時に行う開閉部材とを備えている
   ことを特徴とする液処理装置。
6. 【請求項６】 前記開閉部材が前記処理液導入管の開閉
   を行うことを特徴とする請求項５に記載の液処理装置。
7. 【請求項７】 前記開閉部材が一つであることを特徴と
   する請求項５または請求項６に記載の液処理装置。
8. 【請求項８】 前記開閉部材がエアの供給により駆動す
   ることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１
   項に記載の液処理装置。