JPH09213610A - 基板処理装置及び処理方法 - Google Patents

基板処理装置及び処理方法

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JPH09213610A
JPH09213610A JP8018511A JP1851196A JPH09213610A JP H09213610 A JPH09213610 A JP H09213610A JP 8018511 A JP8018511 A JP 8018511A JP 1851196 A JP1851196 A JP 1851196A JP H09213610 A JPH09213610 A JP H09213610A
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JP
Japan
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substrate
lid
liquid
processing apparatus
blade
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JP8018511A
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Inventor
Yoshihide Tazaki
義英 田崎
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Oki Electric Industry Co Ltd
Miyazaki Oki Electric Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
Miyazaki Oki Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板を現像または洗浄する液を効果的に使用
して、少量で有効的に現像または洗浄をすることが可能
な基板処理装置および処理方法を提供する。 【解決手段】 基板1と対向して配置される蓋13に現
像液2に浸される羽根15を設け、基板1に一方向の回
転を与えるとともに羽根15に往復回転を与え、現像液
2を羽根15で攪拌しながら現像処理を行うようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
工程でのウエハあるいは液晶用ディスプレイで用いる基
板の現像または洗浄処理をするのに好適な基板処理装置
及び方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体製造工程での基板や液晶ディスプ
レイ用の基板等を製造する基本プロセスでは色々な処理
工程が繰り返し行われる。その中には、基板の表面に現
像液を吐出させて処理する現像工程や、洗浄液を吐出さ
せて基板の表面を洗い落とす洗浄工程等がある。
【0003】図6は半導体製造工程における従来の現像
処理装置の一例を示す模式図である。図6において、符
号1は基板であり、ここではウエハである。52は基板
1を真空吸着保持するためのチャックであり、また図示
せぬモータにより回転可能になっている。53は基板1
の基板表面(レジスト表面)上に現像液2を吐出するた
めの液吐出用ノズルである。
【0004】この装置では、チャック52により保持さ
れている基板1上に液吐出用ノズル53から現像液2を
吐出させるとともに、チャック52と一体に基板1を回
転させて現像液2を拡散し、この現像液2で現像を行う
構造になっている。また、拡散された後の現像液2は、
この現像液2と基板表面との間に働く表面張力で液盛り
された、すなわち現像液2のパドルを形成した状態に保
たれ、この間に現像処理がなされる。ここで、通常のパ
ドルは、図6に示すように、1μm前後のレジスト薄膜
上に厚みdが3〜4ミリ(3〜4×103 μm)程度に
なるようにして形成される。そして、露光されたレジス
ト薄膜の現像は、液盛りされた現像液2によって行われ
るが、レジストと現像液2との反応は、その界面で起こ
っているため、主に現像液の界面への拡散が律速となる
ことから現像に60〜90秒もの時間を要し、さらには
その界面から離れた部分にある現像液2の大部分はリン
ス処理時に未反応のまま排出されているのが現状であ
る。したがって、リンス処理するときに使用する洗浄液
の量や処理時間及び未反応のまま処理される現像液2の
量を考慮すると、現像液2の液盛り量を少なくすること
は、それなりの効果が期待できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板表
面での現像液2の表面張力は非常に大きい。このため、
従来の現像処理方法において現像液2の量をただ単に少
なくすると、例えば図7に示すように現像液2の液盛り
が基板1の周辺まで達しないと言う現象が起きる。
【0006】そこで、例えば図8に示すように、蓋54
を用いた構造の基板処理装置も提案されている。なお、
図8において図6及び図7と同一符号を付したものは図
6及び図7と同一のものを示している。図8に示す装置
では、蓋54は、基板1と略同じ平面形状に作られ、ま
た中心には現像液2が吐出されて供給できる穴55を有
している。この構造では、基板1との距離βを上記現像
液2の液盛り高さd(図6参照)よりも小さく、すなわ
ち(β<d)に設定して基板1上に蓋54を対向させて
配置し、次いで現像液2を供給穴55から供給すると蓋
54と基板1との間にパドルを形成することができ、こ
の方法では少量での現像が可能になる。また、この構造
では、距離βを小さくすると、これに比例して現像液2
の使用量も少なくなる。しかし、図8に示す構造におい
て、その蓋54と基板1との距離βを小さくして、距離
β間に存在する現像液2を効率的に使用するにも限界が
ある。
【0007】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は基板を現像または洗浄する液を効
果的に使用して、少量で有効的に現像または洗浄をする
ことが可能な基板処理装置および処理方法を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の装置にあっては、基板上に吐出された現像
用または洗浄用の液で前記基板表面の現像または洗浄を
行う基板処理装置において、前記液に浸される羽根を有
して前記基板と対向して配置される蓋と、前記液に前記
羽根を浸して少なくとも前記基板または前記羽根の一方
を回転させる手段とを備えてなる構成としたものであ
る。
【0009】また、上記目的を達成するため、本発明の
方法にあっては、基板上に吐出された現像用または洗浄
用の液で前記基板表面の現像または洗浄を行う基板処理
方法において、前記基板と対向して配置される蓋に前記
液に浸される羽根を設け、少なくとも前記基板または前
記羽根の一方に回転を与えて前記液を前記羽根で攪拌し
ながら現像または洗浄を行うようにしたものである。
【0010】これによれば、基板上と蓋との間に液が流
し込まれると羽根が液に浸され、さらに基板または羽根
の一方を回転させると液が羽根で攪拌されて、この液を
基板表面との界面に次々と供給される状態にして現像ま
たは洗浄を行うことができる。これにより、現像または
洗浄効果を向上させることができ、短時間でより精度の
高い基板処理を行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係る基板処
理装置の一形態例を示すもので、本例では半導体製造工
程でウエハを現像処理する場合を一例としている。な
お、図1において図6乃至図8と同一符号を付したもの
は図6乃至図8と同一のものを示している。そして、図
1において符号1は基板であり、ここではウエハであ
る。11は基板1を真空吸着するためのチャックであ
り、また図示せぬモータにより回転可能になっている。
13は蓋であり、この蓋13は基板1と略同じ平面形状
に作られ、中心には現像液2が吐出されて供給できる穴
14を有している。さらに、蓋13の基板1と対向して
配置される下面には、攪拌用の羽根15が下面より真っ
直ぐ垂れ下げられた状態にして設けられている。その羽
根15は、この形態例では図2に示すように、供給穴1
4を中心として放射状に8枚等間隔で設けられている
が、少なくとも1枚以上設けてあれば良いものである。
なお、この蓋13は図示せぬモータにより供給穴14を
中心として左右に往復回転できる構造になっている。ま
た、羽根15が下面より吐出されている寸法γ(図1参
照)は、蓋13と基板1とが対向配置されるときの寸法
β(図1参照)よりも小さく、約半分の大きさ[γ=
(1/2)・β]で形成されている。
【0012】次に、この基板処理装置の動作を説明す
る。まず、センタリングされた基板1がチャック11上
に搬送され、このチャック11で真空チャックされる。
このとき、基板1の搬送がスムースに行えるように、チ
ャック11と蓋13との間は十分に離された状態にあ
る。基板1のチャック11への吸着が完了されると、チ
ャック11の上昇または蓋13の下降によって基板1と
蓋13との間の距離が狭められ、現像の前準備が整う。
次いで、図示せぬポンプあるいはガス加圧によって現像
液2が圧送され、供給穴14より蓋13と基板1との間
に供給される。その際、それぞれ図示せぬモータによっ
て蓋13は左右方向に往復回転されるとともに、チャッ
ク11は基板1と共に一方向に回転され、これらの各回
転によって基板1のレジスト表面に現像液2が均一に流
し込まれる。また、現像液2の供給は、その先端が基板
1の端(ウエハ周端)に達した時点で止める。すると、
現像液2の表面張力によって蓋13と基板との間に現像
液2が保持される形でパドル状態が形成さる。図1はこ
の状態を示している。
【0013】続いて、基板1の表面におけるレジスト薄
膜の現像に入る。このときも羽根15の付いた蓋13あ
るいは基板1を回転させ、蓋13と基板1との間の現像
液2を攪拌し、常に未反応の現像液がレジスト表面と現
像液との界面に供給される状態にして現像を行う。
【0014】現像処理が終わったら、次にリンス処理に
入る。この現像後のリンス処理は図示せぬ三方弁により
配管を切り換え、リンス液を供給穴14より吐出して行
う。また、このときも蓋13及び基板1を回転させる。
そして、こうして現像処理が終わったら基板1をスピン
乾燥させ、現像を終了し、蓋13を上昇あるいはチャッ
ク11を降下させた状態で基板1を次工程に搬送する。
【0015】したがって、本形態例の基板処理装置で
は、現像液2のパドルを基板1と蓋13との間に形成
し、現像中に基板1あるいは蓋13を回転させることに
よりパドル状態の現像液2を羽根15により攪拌するこ
とができるため、常に反応界面に未反応の現像液を供給
でき、現像液の少量化とともに、現像時間の短縮化が図
れる。
【0016】ここで、現像液濃度と解像限界寸法との関
係を図4に示すとともに、現像液濃度と現像時間の関係
を図5に示すように、この図4及び図5からは、一般
に、現像液濃度が低くなると解像限界寸法は小さくなっ
てレジストパターンの解像度は向上する傾向にあるが、
その反面、現像液濃度を低くすると現像に要する時間が
長くなると言うことが分かる。しかしながら、本発明の
処理方法を用いると、上述したように現像時間を短くす
ることができるため、低濃度の現像液を用いた場合には
通常のパドル法と同じ現像時間でより解像度の高いレジ
ストパターンを形成することができることになる。
【0017】なお、上記実施の形態例では、蓋13に設
けた羽根15を、この蓋13の中心より放射状に延びる
構造のものを開示したが、図3に示すように角度θだけ
同一方向にずらして設けてなる構造にすると、現像液供
給時に現像液2をより均一に広げることができるととも
に、現像時においてもパドル中の現像液2をより効率良
く攪拌させることができ、現像液2とレジストとの反応
界面に効率良く未反応の現像液が供給できるようにな
り、現像時間の短縮化がより一層図れる。また、上記実
施の形態例では、半導体製造工程でのウエハの現像処理
を行う場合について説明したが、液晶ディスプレイ用の
基板の現像処理装置に適用したり、あるいは半導体製造
工程でのウエハの洗浄処理を行う場合や液晶ディスプレ
イ用の基板の洗浄処理を行う場合についても同様にして
適用できるものである。さらに、洗浄処理装置として使
用する場合では、一枚のウエハを回転させ、この回転中
にウエハ表面に洗浄液をスプレーで吐出させるようにし
た枚葉式の洗浄装置にも適用することができるものであ
る。
【0018】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
基板上と蓋との間に液が流し込まれたら、基板または羽
根の一方を回転させると液が羽根で攪拌され、この液を
基板表面との界面に次々と供給される状態にして現像ま
たは洗浄を行うことができ、現像または洗浄効果を向上
させて短時間でより精度の高い基板処理を行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基板処理装置の一形態例を示す模
式図である。
【図2】図1に示した同上装置における蓋単体の底面図
である。
【図3】蓋単体の一変形例を示す底面図である。
【図4】現像液濃度と解像限界寸法との関係を示す図で
ある。
【図5】現像液濃度と現像時間との関係を示す図であ
る。
【図6】従来の現像処理装置の一例を示す模式図であ
る。
【図7】従来装置の問題点を説明するための図である。
【図8】従来の現像処理装置の他の例を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
1 基板(ウエハ) 2 現像液 13 蓋 14 供給穴 15 羽根

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に吐出された現像用または洗浄用
    の液で前記基板表面の現像または洗浄を行う基板処理装
    置において、 前記液に浸される羽根を有して前記基板と対向して配置
    される蓋と、 前記液に前記羽根を浸して少なくとも前記基板または前
    記羽根の一方を回転させる手段、 とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
  2. 【請求項2】 前記基板と前記蓋との間で前記基板の中
    央に前記液を吐出させる手段を設けた請求項1に記載の
    基板処理装置。
  3. 【請求項3】 前記羽根を前記蓋の中心から放射状にし
    て複数設けてなる請求項2に記載の基板処理装置。
  4. 【請求項4】 前記羽根を前記蓋の中心からの放射線に
    対して角度θだけ同一方向にずらして設けてなる請求項
    3に記載の基板処理装置。
  5. 【請求項5】 前記基板を一方向に回転させるとともに
    前記羽根を往復回転させるようにしてなる請求項1に記
    載の基板処理装置。
  6. 【請求項6】 前記基板として半導体装置用のウエハを
    使用する請求項1に記載の基板処理装置。
  7. 【請求項7】 前記基板として液晶ディスプレイ用の基
    板を使用する請求項1に記載の基板処理装置。
  8. 【請求項8】 基板上に吐出された現像用の液で前記基
    板表面の現像を行う基板処理装置において、 前記基板と対向して配置される蓋と、 前記蓋に固定されて前記蓋の中心から放射状にして複数
    設けられているとともに、前記蓋が前記基板と対向され
    たときに前記液に浸される羽根と、 前記基板を一方向に回転させるとともに前記蓋を前記羽
    根と一体に往復回転させる手段と、 前記蓋の略中心より前記基板と蓋との間に前記液を吐出
    させるための手段、 とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
  9. 【請求項9】 前記基板として半導体装置用のウエハを
    使用する請求項8に記載の基板処理装置。
  10. 【請求項10】 前記羽根を前記蓋の中心からの放射線
    に対して角度θだけ同一方向にずらして設けてなる請求
    項9に記載の基板処理装置。
  11. 【請求項11】 前記基板として液晶ディスプレイ用の
    基板を使用する請求項8に記載の基板処理装置。
  12. 【請求項12】 前記羽根を前記蓋の中心からの放射線
    に対して角度θだけ同一方向にずらして設けてなる請求
    項11に記載の基板処理装置。
  13. 【請求項13】 基板上に吐出された洗浄用の液で前記
    基板表面の洗浄を行う基板処理装置において、 前記基板と対向して配置される蓋と、 前記蓋に固定されて前記蓋の中心から放射状にして複数
    設けられているとともに、前記蓋が前記基板と対向され
    たときに前記液に浸される羽根と、 前記基板を一方向に回転させるとともに前記蓋を前記羽
    根と一体に往復回転させる手段と、 前記蓋の略中心より前記基板と蓋との間に前記液を吐出
    させるための手段、 とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
  14. 【請求項14】 前記基板として半導体装置用のウエハ
    を使用する請求項13に記載の基板処理装置。
  15. 【請求項15】 前記羽根を前記蓋の中心からの放射線
    に対して角度θだけ同一方向にずらして設けてなる請求
    項14に記載の基板処理装置。
  16. 【請求項16】 前記基板として液晶ディスプレイ用の
    基板を使用する請求項13に記載の基板処理装置。
  17. 【請求項17】 前記羽根を前記蓋の中心からの放射線
    に対して角度θだけ同一方向にずらして設けてなる請求
    項16に記載の基板処理装置。
  18. 【請求項18】 基板上に吐出された現像用または洗浄
    用の液で前記基板表面の現像または洗浄を行う基板処理
    方法において、 前記液に浸される羽根を前記基板と対向して配置される
    蓋に設け、 少なくとも前記基板または前記羽根の一方に回転を与え
    て前記液を前記羽根で攪拌しながら現像または洗浄を行
    うことを特徴とする基板処理方法。
  19. 【請求項19】 前記基板と前記蓋との間で前記基板の
    中央より前記液を吐出させるようにした請求項18記載
    の基板処理方法。
  20. 【請求項20】 前記羽根を前記蓋の中心から放射状に
    して複数設けてなる請求項19に記載の基板処理方法。
  21. 【請求項21】 前記羽根を前記蓋の中心からの放射線
    に対して角度θだけ同一方向にずらして設けてなる請求
    項20に記載の基板処理方法。
  22. 【請求項22】 前記基板を一方向に回転させるととも
    に前記羽根を往復回転させるようにしてなる請求項18
    に記載の基板処理方法。
  23. 【請求項23】 前記基板として半導体装置用のウエハ
    を使用する請求項18に記載の基板処理方法。
  24. 【請求項24】 前記基板として液晶ディスプレイ用の
    基板を使用する請求項18に記載の基板処理方法。
  25. 【請求項25】 基板上に吐出された現像用の液で前記
    基板表面の現像を行う基板処理方法において、 前記基板と対向して配置される蓋に前記液に浸される羽
    根を設けるとともに、 前記蓋の略中心より前記基板と蓋との間に前記液を吐出
    させ、 かつ前記基板を一方向に回転させるとともに前記蓋を前
    記羽根と一体に往復回転させて前記液を前記羽根で攪拌
    しながら現像を行うことを特徴とする基板処理方法。
  26. 【請求項26】 基板上に吐出された洗浄用の液で前記
    基板表面の洗浄を行う基板処理方法において、 前記基板と対向して配置される蓋に前記液に浸される羽
    根を設けるとともに、 前記蓋の略中心より前記基板と蓋との間に前記液を吐出
    させ、 かつ前記基板を一方向に回転させるとともに前記蓋を前
    記羽根と一体に往復回転させて前記液を前記羽根で攪拌
    しながら洗浄を行うことを特徴とする基板処理方法。
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