JPH0745514A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理体の裏面側への処理液の侵入を阻止す
るとともに、高速回転しても被処理体を傷つけることの
ない処理装置を提供しようとするものである。 【構成】 被処理体を回転させる機構と、被処理体の表
面に処理液を供給する機構と、被処理体の回転軸と略同
心で裏面側にもうけられた被処理体より小径の筒体と、
この筒体と被処理体の近接位置と離間位置とを相対的に
上下移動する昇降機構を設けたことにより、被処理体の
裏面側への処理液の侵入を阻止するとともに、高速回転
しても被処理体を傷つけることのない処理をすることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転する被処理体の表面に現像液等の処
理液を供給して、表面処理を行う際に被処理体の裏面に
処理液が付着すること、いわゆる裏回りを防ぐために、
被処理体の裏面に洗浄液を吹きあてる手段は、たとえ
ば、特開昭５５−１１３１１号公報、特開昭５７−１４
７４７８号公報等に記載されている。

【０００３】また、被処理体の回転中心とほぼ同心の筒
体の端部を、被処理体の裏面周縁部に微小な隙間をもっ
て対向させ、被処理体の周縁部から裏面側へ回り込む現
像液を上記隙間部に毛管現象により保持して、現像液が
それ以上の内方へ侵入することを制限する技術につい
て、特公平３−３４２０７号公報に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者文
献の技術は、処理液の裏回りを防ぐため、ウエハ裏面全
面同時に連続的に洗浄液等を裏面に噴射し続ける必要が
ある。そのため、被処理体の表面に塗布したフォトレジ
ストにパタ−ンを露光し、現像処理をする場合等におい
ては、現像温度を所要値に保持しながら、現像液を被処
理体に連続して供給しなければならないが、被処理体の
下面に連続的に噴射される洗浄液等の温度により、被処
理体の温度が変化し現像液温度が変動して、現像処理ム
ラが発生する改善点を有していた。

【０００５】また、後者の文献の技術では、被処理体の
裏面と筒体の端部とを近ずければ近ずけるほど裏回りを
防止出来るが、処理液を振り切る高速回転時に被処理体
と筒体が擦れる場合が有り、パ−ティクルが発生して被
処理体に付着して被処理体の歩留りを低下させたり、さ
らには被処理体を破損する場合があると言う改善点を有
していた。

【０００６】本発明の目的は上記問題点を改善するため
になされたもので、被処理体の裏面側への処理液の侵入
を阻止するとともに、高速回転しても被処理体を傷つけ
ることのない処理装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第一の発明の処理装置
は、被処理体を回転させて、その表面に処理液を供給す
る処理装置において、前期被処理体の裏面側に設けら
れ、被処理体より小径の筒体と、この筒体と被処理体と
を相対的に移動可能とする昇降機構とを備えたことを特
徴とするものである。

【０００８】また、第二の発明の処理装置は、前記筒体
の先端部の少なくとも外周側に傾斜面を設けたことを特
徴とするものである。

【０００９】また、第三の発明の処理装置は、前記筒体
の先端部はナイフエッジ状に形成されていることを特徴
とするものである。

【００１０】また、第四の発明の処理方法は、被処理体
を停止あるいは低速にて回転させる期間は、前記被処理
体の裏面と前記被処理体の裏面側に設けられた被処理体
より小径の筒体の先端部を近接させる工程と、被処理体
を高速にて回転させる期間は、前記被処理体の裏面と前
記筒体の先端部を離間させる工程とからなることを特徴
とするものである。

【００１１】

【作用】本発明によれば、低速にて回転している間や、
現像液を液盛りした状態で停止している間は、被処理体
と筒体を接近させれば、筒体の上端縁によって裏回りを
減少する事が出来、また、筒体の上端縁を離間位置へ移
動しているので、高速回転しても被処理体は筒体と接触
せず、傷つけられることがない。

【００１２】

【実施例】以下本発明装置を現像装置に適用した一実施
例につき図面を参照して具体的に説明する。図２に示す
如く、本発明に係わる処理装置が配置される処理装置１
について説明する。

【００１３】この処理装置１は、その一端側に被処理体
として例えば多数枚の半導体ウエハＷを収容する複数の
カセット２をたとえば４個載置可能に構成したキャリア
ステ−ション３を有し、このキャリアステ−ション３の
中央部には半導体ウエハＷの搬入・搬出及び半導体ウエ
ハＷの位置決めをおこなう補助ア−ム４が設けられてい
る。また、前記処理装置１の中央部にてその長さ方向に
移動可能に設けられるとともに、前記補助ア−ム４から
半導体ウエハＷを受渡されるメインア−ム５が設けられ
ており、このメインア−ム５の移送路の両側には各種処
理機構が配置されている。具体的には、これらの処理機
構としてはキャリアステ−ション３側の側方には、プロ
セスステ−ションとして例えば半導体ウエハＷをブラシ
洗浄するためのブラシスクラバ６及び高圧ジェット水に
より洗浄を施すための高圧ジェット洗浄機７等が並設さ
れるとともに、メインア−ムの移送路の反対側には現像
装置８が２基並設され、その隣には、２基の加熱装置９
が積み重ねて設けられている。

【００１４】さらに、前記処理機構の側方には、接続用
ユニット１０を介して、半導体ウエハＷにフォトレジス
トを塗布する前にこれを疎水化処理するアドヒ−ジョン
処理装置１１が設けられ、この下方にはク−リング装置
１２が配置されている。これらの装置１１、１２の側部
には加熱装置９が２列で２個ずつ積み重ねるように配置
されている。また、前記メインア−ム５の移送路を挟ん
でこれら加熱装置９やアドヒ−ジョン処理装置１１等の
反対側には半導体ウエハＷにフォトレジスト液を塗布す
るレジスト塗布装置１３が２台並設されている。尚、図
示されていないがこれらレジスト塗布装置１３の側部に
は、レジスト膜に所定の微細パタ−ンを露光するための
露光装置等が設けられている。

【００１５】このように構成された処理装置１に組み込
まれる本発明の現像装置８は、図１に示すようにその中
心部には駆動モ−タ１６により回転可能に且つ、昇降機
構１７により上下動可能になされた半導体ウエハＷ保持
手段としてのスピンチャック１８が設けられており、こ
の上面に、真空吸着等により半導体ウエハＷを吸着保持
することが出来るように構成されている。

【００１６】このスピンチャック１８の周辺部には、こ
れを囲んで現像液や洗浄水などのリンス液の飛散を防止
するための樹脂または金属製のカップ機構２０が設けら
れている。このカップ機構２０は、その底部が傾斜され
て周縁部が上方へ起立された有底円筒状の外カップ２１
と、この外カップ２１の底部により支持されて上記スピ
ンチャック１８に保持される半導体ウエハＷの下部周縁
部よりその外側へ下向き傾斜して設けられるド−ナツ形
状の内カップ２２と、この内カップ２２と上記半導体ウ
エハＷの間には、前記スピンチャック１８の回転軸とほ
ぼ同心の筒体２５が設けられており、この筒体２５は上
下動たとえば半導体ウエハＷの裏面と筒体２５の上部先
端部分との間隔が１ｍｍの近接位置と半導体ウエハＷと
十分離れたたとえば２０ｍｍの離間位置との間を昇降機
構２４により上下動（近接、離間）可能に構成されてい
る。また、前記半導体ウエハＷの裏面周縁部と対向する
前記筒体２５の先端部２６は、図３に示すように、少な
くとも外側に傾斜面２７が設けられ、その先端部２６の
上端縁２８はナイフエッジ状に形成されている。また、
上記筒体２５の直径方向の大きさは、先端部２６の直径
が、前記半導体ウエハＷの直径よりも１０ｍｍ程度内側
つまり半導体ウエハの例えばオリエンテ−ションフラッ
トよりも内側になるような直径とされており、また、上
記筒体２５は、厚さが１から２ｍｍ程度で、材料たとえ
ばナイロンあるいはセラミックス等のような耐水性、耐
食性及び吸水性を有する部材にて形成されている。

【００１７】また、外カップ２１の底部には図示しない
排気ポンプに接続された排気口３１が設けられていると
ともに、図示しない吸引ポンプに接続された排液口３２
が設けられている。なお、筒体２５の内側には半導体ウ
エハＷの裏面周縁部に向かって洗浄用のリンス液を噴射
するための複数のリンス液噴射ノズル３３が設けられて
いる。このリンス液噴射ノズル３３の噴射方向は、上記
半導体ウエハＷの裏面の外周側にリンス液が供給される
ように構成されている。

【００１８】また、前記スピンチャック１８の上方に
は、処理液供給機構３５から処理液供給配管３６を介し
て、処理液Ｌを半導体ウエハＷの表面に供給する処理液
供給ノズル３７が設けられている。また、前記スピンチ
ャック１８の上方には、図示しないリンス液供給ノズル
が設けられており、現像処理が終了した半導体ウエハＷ
の表面にリンス液を供給することができるように構成さ
れている。

【００１９】また、前記駆動モ−タ１６、前記昇降機構
１７、前記昇降機構２４、前記処理液供給機構３５およ
び前記リンス液供給ノズルはそれぞれの回転数、昇降位
置、処理液供給量およびリンス液供給量を制御するため
の制御部３８に接続されており、相対的な制御が可能な
構成となっている。

【００２０】次に上記実施例の作用について説明する。
まず、筒体２５と半導体ウエハＷはたとえば２０ｍｍの
離間位置に配置されている。メインアーム５によって半
導体ウエハＷをスピンチャック１８に自動的に搬送位置
決め保持した後、半導体ウエハＷを例えば２０００ｒｐ
ｍにて高速回転させながら、半導体ウエハＷの上面（表
面）に処理液供給ノズルからスプレ−状に現像液をたと
えば０．５秒間供給し、半導体ウエハＷのプリウェット
処理を行う。この後、徐々に回転数を低下させて行くと
同時に、昇降機構２４により筒体２５を上方向すなわち
半導体ウエハＷの裏面に向かって移動させ間隔が１ｍｍ
の近接位置に配置して、例えば３０ｒｐｍの低速回転と
なった状態で、処理液供給ノズルからスプレ−状の現像
液をたとえば２秒間供給して表面張力により液盛りし半
導体ウエハＷに現像液膜を形成した後、回転を停止して
たとえば５０秒間現像処理を行う。また、この処理雰囲
気の温度、湿度は、予め定めた設定値に自動制御されて
いる。

【００２１】このとき、図３に示すように、半導体ウエ
ハＷと筒体２５との間に、半導体ウエハＷの周縁から裏
回りにより、現像液Ｌが半導体ウエハＷの裏面に回り込
んでくるが、半導体ウエハＷの下面（裏面）と筒体２５
の上端縁２８との隙間が１ｍｍ程度と狭いために、筒体
２５の内側へは現像液Ｌが侵入することを制限できると
ともに、筒体２５の先端部２６は、外周側に傾斜面２７
を設けてナイフエッジ状に形成されているので、回り込
んだ現像液Ｌが、半導体ウエハＷと筒体２５の上端縁２
８との隙間に留まる量が少なく、ほとんどの現像液Ｌは
外周側の傾斜面を流れ落ちる。すなわち、現像液Ｌの裏
回りを筒体２５の上端縁２８との対向位置を限度として
制限することが出来る。

【００２２】この後、半導体ウエハＷの回転数を少しず
つ上げて現像液の振り切りを行うと同時（ほぼ同時また
は多少遅くても良い）に、昇降機構２４により筒体２５
を下方に移動させ離間位置に配置する。半導体ウエハＷ
と筒体２５の上端縁２８との対向位置までは、現像液Ｌ
の裏回りが生じるが、この後、半導体ウエハＷを１００
０ｒｐｍの回転にした状態で、図示しないリンス液供給
ノズルから半導体ウエハＷの表面にリンス液を供給する
と同時に、リンス液噴射ノズル３３から半導体ウエハＷ
の裏面に向かって、洗浄液をたとえば１０秒間噴射する
ことによって、現像液を洗い流す。この後、徐々に回転
数を上げて行き、４０００ｒｐｍの回転で、たとえば１
０秒間振り切り乾燥を行う。

【００２３】半導体ウエハＷを低速回転している間や、
現像液を液盛りした状態で停止している間は、半導体ウ
エハＷに筒体２５を接近させているので、裏回りを防ぐ
ことが出来、高速回転している時は高速回転による遠心
力の作用により裏回りは起こらず、また、筒体２５の上
端縁２８を約２０ｍｍ離れた離間位置へ移動しているの
で、高速回転により半導体ウエハＷが上下方向に面振れ
したとしても、半導体ウエハＷの裏面と筒体２５の上端
縁２８は接触することがなく、安全性を確保することが
出来る。また、半導体ウエハＷの裏面にリンス液を供給
する際は、既に現像処理を終了しているため、洗浄液の
温度が変化しても、現像ムラを生じることはない。

【００２４】また、筒体２５の先端部２６と半導体ウエ
ハＷの裏面との距離が接近した状態においては、回り込
んで来た現像液は筒体２５の先端部２６に触れた瞬間に
筒体２５の壁面を伝わって下に落ち、この流路の流体抵
抗が他の経路（チャック方向への回り込み経路）よりも
小さいため、この経路が安定する。したがって、筒体２
５の内側に流れ込むことがない。尚、筒体２５の形状を
ナイフエッジ状にした場合には、半導体ウエハＷの裏面
に付着する現像液の残留量が少なく、処理終了後にあら
ためて裏面を洗浄する時に、洗浄液の分量も少なくてす
むとともに、洗浄時間も少なくてすむという効果があ
る。

【００２５】なお、筒体としては、上述実施例の筒体２
５に限定されるものではなく、たとえば、円錐形の筒体
でもよい。要するに、半導体ウエハＷの回転中心とほぼ
同心で、半導体ウエハＷ裏面の周辺部との間に、微小な
隙間を形成できるような端部を備える筒体であればよ
い。

【００２６】次に、その他の実施例について述べるが、
第一の実施例と同一部分には同符号を付し、説明は省略
する。第二の実施例においては、図４に示す如く、筒体
２５の先端部２６の形状は、内側と外側両方に傾斜面が
形成されている。第一の実施例では、外周側に傾斜面を
設けたものを使用したが、これに限られるものではない
ことは言うまでもないことである。

【００２７】また、第三の実施例においては、図５に示
す如く、前記筒体２５の先端部２６は、少なくとも外側
が低くなるように段差部４０を周設されており、この段
差部４０で被処理体の裏面周縁部側に回り込む現像液の
液溜め部を構成してもよい。段差部４０を設けたことに
より、液膜が段差部４０に沿って横方向に広がりやすく
液膜が途切れ途切れになることを防止する事が出来ると
言う効果がある。

【００２８】また、第四の実施例においては、図６に示
す如く、前記筒体２５の先端部２６に例えば溝状の液溜
め部４２を周回するごとく設け、この液溜め部４２と連
通する液体供給管４１を介して図示しない液体供給源か
ら洗浄液あるいは純水を供給し、半導体ウエハＷを低速
にて回転している間や、現像液を液盛りした状態で停止
している期間は、筒体２５の先端部２６が半導体ウエハ
Ｗの裏面の予め定められた位置に有るように自動的に設
定し、半導体ウエハＷの裏面側に回り込む現像液と洗浄
液を毛管現象によって保持して周方向に連続する液膜を
形成することができるように構成されている。第四の実
施例にあっては、筒体の被処理体と対抗する面に形成さ
れた液溜め部の周方向に、洗浄液あるいは純水によって
連続する液膜を形成することが出来るので、この洗浄液
の液膜によって被処理体の裏面側に回り込む現像液を強
制的に保持誘引して、それ以上内側への侵入を防止出来
ると言う効果がある。

【００２９】また、前記駆動モ−タ１６、前記昇降機構
１７、前記昇降機構２４、前記処理液供給機構３５およ
び前記リンス供給ノズルは制御部３８に接続されている
ので、それぞれの回転数、昇降位置および処理液供給量
を適宜プロセスに合わせて同時に、もしくは別々に制御
することができるので、自動的に精度の高い処理を行う
ことが出来る。

【００３０】上記実施例では、現像液を供給する工程に
ついて説明したが、レジスト液の塗布でも、その他処理
液の塗布であればいずれにも適用できる。さらにまた、
半導体ウエハのレジスト液、現像液の塗布について説明
したが処理液の回転塗布であれば、プリント基板、ＬＣ
Ｄ基板などへの処理液の回転塗布工程に適用してもよ
い。この場合上記筒体は被処理体の形状に応じて、被処
理体と近接部の形状を被処理体形状と略同一形状にした
管状（筒状）部材を設け、被処理体が回転停止状態のと
き、被処理体と略同一形状の管状部材を被処理体下面に
近接させて裏回りを防止し、被処理体を高速回転させる
場合は、管状部材を被処理体から離間させればよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように第一の発明によれば、高速
回転時の安全性を保つことが出来るとともに、処理液の
被処理体の裏面への裏回りを防ぐことが出来る。また、
第二の発明および第三の発明によれば、処理後の裏面洗
浄における洗浄液の量と洗浄時間をすくなくできる。ま
た、第四の発明によれば、高速回転時の安全性を保こと
が出来るとともに、処理液の裏回りを防ぐことが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の処理装置の概略断面図
である。

【図２】本発明の実施例の処理装置の使用状態を示す斜
視図である。

【図３】図１の要部断面図である。

【図４】本発明の第二の実施例の要部断面図である。

【図５】本発明の第三の実施例の要部断面図である。

【図６】本発明の第四の実施例の要部断面図である。

【符号の説明】

Ｗ 半導体ウエハ １６ 駆動モ−タ ３７ 処理液供給ノズル ２５ 筒体 ２４ 昇降機構 ２７ 傾斜面 ２８ 先端部

フロントページの続き (72)発明者 森岡 則光 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東京 エレクトロン九州株式会社熊本事業所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理体を回転させる機構と、前記被処理
   体の表面に処理液を供給する機構を備えた処理装置にお
   いて、前記被処理体の裏面側に設けられた被処理体より
   小径の筒体と、この筒体と被処理体とを相対的に移動可
   能とする昇降機構とを備えたことを特徴とする処理装
   置。
2. 【請求項２】前記筒体の先端部の少なくとも外周側に傾
   斜面を設けたことを特徴とする請求項１記載の処理装
   置。
3. 【請求項３】前記筒体の先端部はナイフエッジ状に形成
   されていることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
4. 【請求項４】被処理体を停止あるいは低速にて回転させ
   る期間は、前記被処理体の裏面と前記被処理体の裏面側
   に設けられた被処理体より小径の筒体の先端部を近接さ
   せる工程と、被処理体を高速にて回転させる期間は、前
   記被処理体の裏面と前記筒体の先端部を離間させる工程
   とからなることを特徴とする被処理体の処理方法。