JPH10163104A - 半導体装置製造用現像装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像工程によって発生した反応副産物を充分
除去できるようにして、次の工程進行時に製品不良が発
生しないようにすることにある。 【解決手段】 本発明の半導体製造用現像装置は、テー
ブル４０と、前記テーブル４０上に備えられ、一定量の
現像液が入れられる容器７０と、前記容器７０上に位置
し、露光を済ませたウェーハの底面を固定するスピンチ
ェック１０と、前記スピンチェック１０を回転させる駆
動モータ１１と、前記スピンチェック１０を垂直方向に
直線移動させてウェーハＷを容器内にローディング及び
アンローディングさせる垂直駆動部６０と、前記スピン
チェック１０及び垂直駆動部を所定角度回転させてウェ
ーハＷのパターン形成面が上向き或いは下向きになるよ
うに選択的に反転させる反転駆動部５０と、前記容器内
に現像液を一定量ずつ供給する現像液供給部８０と、前
記ウェーハのパターン形成面にリンス液を噴射するリン
ス液供給部９０とを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置製造用
現像(Development)装置及びその制御方法に係り、さら
に詳しくは現像過程でウェーハ上に発生する反応副産物
を除去し易い半導体装置製造用現像装置及びその制御方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体装置はフォトリソグラフ
ィ、エッチング、薄膜形成工程などの多くの工程を繰り
返し行って製造し、このような工程のうちフォトリソグ
ラフィ工程はウェーハ上に多様なパターン(pattern)を
形成する工程である。

【０００３】フォトリソグラフィ工程は、ウェーハ上に
フォトレジストを均一に塗布し、紫外線などの光を照射
する露光(exposure)と、フォトレジストの種類によって
露光時に光を受けるか或いは受けていない部分を除去す
る現像(Development)に分けられる。

【０００４】図１３は前記フォトリソグラフィ工程で従
来の現像方法を示す。図１３に示したように、露光を施
したウェーハＷをスピンチェック２上に載せると、スピ
ンチェック２の下端部から供給される真空圧によってウ
ェーハＷがスピンチェック２に吸着して固定される。

【０００５】次に、一定量の現像液をウェーハＷ上に塗
布し、現像液が均等に広がるようにスピンチェック２を
低速で２〜３回左右回転させる。この際、陽性のフォト
レジストは露光された部分が現像液と反応し、陰性のフ
ォトレジストは露光されていない部分が現像液と反応し
て溶解されることにより、所定のパターンが形成され
る。

【０００６】この状態で一定時間経過後、リンス液を噴
射して溶解によって生成された反応副産物を洗い落と
し、リンスが完了すると、スピンチェック２を高速で回
転させてウェーハＷ表面の水分を遠心力で完全に除去し
て乾燥させることにより、現像工程が完了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方式はウェーハＷのパターン形成面が上向きになった状
態で現像工程が行われ、反応副産物を高速回転による遠
心力で除去するものなので、パターン形成によって形成
された谷で遠心力の作用するコーナー部位にある反応副
産物ａは完全に除去されない。

【０００８】従って、除去されていない反応副産物ａに
よって次のエッチング工程において製品不良が誘発され
るという問題点があった。

【０００９】本発明は前記のような従来の問題点を解決
するためのもので、その目的は現像工程によって発生し
た反応副産物を充分除去し得るようにして、次の工程進
行時に製品不良が発生しないようにする半導体装置製造
用現像装置及びその製造方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の第１の発明は、テーブルと、前記テ
ーブル上に備えられ、一定量の現像液が入れられる容器
と、前記容器上に位置し、露光を済ませたウェーハの底
面を固定するスピンチェックと、前記スピンチェックを
回転させる駆動モータと、前記スピンチェックを垂直方
向に直線移動させてウェーハを容器内にローディング及
びアンローディングさせる垂直駆動部と、前記スピンチ
ェック及び垂直駆動部を所定角度回転させてウェーハの
パターン形成面が上向き或いは下向きになるように選択
的に反転させる反転駆動部と、前記容器内に現像液を一
定量ずつ供給する現像液供給部と、前記ウェーハのパタ
ーン形成面にリンス液を噴射するリンス液供給部とを含
むことを要旨とする。従って、現像工程によって発生し
た反応副産物を充分除去し得るようにして、次の工程進
行時に製品不良が発生しないようにできる。

【００１１】請求項２記載の第２の発明は、前記スピン
チェックは、駆動モータによって回転し、内部に真空通
路が形成された回転軸と、前記回転軸に固定されて一緒
に回転し、前記回転軸の真空通路に連結されてウェーハ
を真空吸着させるための複数の吸着孔が設けられた吸着
板と、前記回転軸を回転支持して垂直駆動部に固定され
るボスと、前記ボスに固定され、吸着板の上部を覆って
保護するハウジングとから構成されることを要旨とす
る。従って、ボス及びハウジングとベアリングで回転支
持させて回転を円滑にする。

【００１２】請求項３記載の第３の発明は、前記吸着板
に真空吸着したウェーハの縁部へ不活性ガスを噴出する
ウェーハ汚染防止手段がさらに備えられることを要旨と
する。従って、ボス及びハウジングとベアリングで回転
支持させて回転を円滑にする。

【００１３】請求項４記載の第４の発明は、前記ウェー
ハ汚染防止手段は、前記ハウジングと所定の間隔が保た
れるようにカバーを設置してこれらの間に下端部のみ開
口となるように所定の空間部を形成し、前記空間部内に
不活性ガスを供給するガス供給ラインを設置して下端部
の開口を通じて不活性ガスが噴出されるように構成され
ることを要旨とする。従って、現像作業時に現像液がウ
ェーハの底面に付かないようにできる。

【００１４】請求項５記載の第５の発明は、前記開口は
吸着板の縁部に沿って円周方向に形成され、ウェーハの
底面縁部に均一に噴出されるように形成されることを要
旨とする。従って、不活性ガスがウェーハＷの底面縁部
に均一に噴出される。

【００１５】請求項６記載の第６の発明は、前記垂直駆
動部は、反転駆動部に固定される反転フレームと、前記
反転フレームに垂直方向に移動可能に設けられ、スピン
チェック及び駆動モータが設置されるスライド板と、前
記スライド板を垂直方向に移動させる移送手段とから構
成されることを要旨とする。従って、不活性ガスがウェ
ーハＷの底面縁部に均一に噴出される。

【００１６】請求項７記載の第７の発明は、前記移送手
段は、反転フレームに垂直方向に設けられ、両端が回転
支持されたボールスクリューと、前記スライド板の一側
に固定され、前記ボールスクリューに案内されるボール
ベアリングと、前記ボールスクリューを正、逆方向に回
転させる駆動モータと、前記駆動モータの動力をボール
スクリューに伝達する一対のプーリー及びベルトとから
構成されることを要旨とする。従って、不活性ガスがウ
ェーハＷの底面縁部に均一に噴出される。

【００１７】請求項８記載の第８の発明は、前記駆動モ
ータはステップモータであることを要旨とする。従っ
て、回転速度制御を容易にできる。

【００１８】請求項９記載の第９の発明は、前記反転フ
レームの両端部にボールスクリューに並んだ方向にガイ
ドレールが設けられ、このガイドレールにはスライド板
の両端部に形成されたガイド突起が結合して案内される
ように構成することを要旨とする。従って、不活性ガス
がウェーハＷの底面縁部に均一に噴出される。

【００１９】請求項１０記載の第１０の発明は、前記ガ
イドレール及びガイド突起の結合部位は相互符合する形
状に形成され、結合部位の断面形状が逆三角形状に形成
されることを要旨とする。従って、垂直フレームの移動
時に離脱及び揺れが防止できる。

【００２０】請求項１１記載の第１１の発明は、前記反
転駆動部は、テーブル上に設置された固定フレームと、
前記固定フレームに設けられ、空気圧で作動して出力軸
を所定角度正、逆回転させる駆動手段と、前記駆動手段
の出力軸に固定されて前記固定フレームに回転支持さ
れ、垂直駆動部が固定されるハブとから構成されること
を要旨とする。

【００２１】請求項１２記載の第１２の発明は、前記駆
動手段は空気圧で作動するロータリーシリンダであるこ
とを要旨とする。

【００２２】請求項１３記載の第１３の発明は、前記駆
動手段による出力軸の正、逆回転角度は１８０°である
ことを要旨とする。

【００２３】請求項１４記載の第１４の発明は、前記容
器は、上側にウェーハの出入可能な大きさの開口が形成
され、スピンチェックの移動軸線に容器の中心がくるよ
うに位置することを要旨とする。

【００２４】請求項１５記載の第１５の発明は、前記容
器は、現像液及びリンス液を外部へ排出するための排出
ラインと連結された複数個の排出口を備えることを要旨
とする。従って、一つのウェーハＷに対する現像作業を
行える程度に設定され、常時一定量を供給できる。

【００２５】請求項１６記載の第１６の発明は、前記容
器は、前記現像液供給部と連結される複数個の現像液流
入口を底面に備えることを要旨とする。従って、一つの
ウェーハＷに対する現像作業を行える程度に設定され、
常時一定量を供給できる。

【００２６】請求項１７記載の第１７の発明は、前記容
器は、前記リンス液供給部と連結される複数個の噴射ノ
ズルが底面に設けられることを要旨とする。従って、一
つのウェーハＷに対する現像作業を行える程度に設定さ
れ、常時一定量を供給できる。

【００２７】請求項１８記載の第１８の発明は、前記噴
射ノズルのリンス液噴射角は９０°〜１６０°であるこ
とを要旨とする。従って、ウェーハＷのパターン形成面
にリンス液を噴射できる。

【００２８】請求項１９記載の第１９の発明は、前記現
像液供給部は、容器の現像液流入口と現像液供給ライン
に連結された現像液貯蔵タンクと、前記現像液貯蔵タン
ク内の現像液をポンピングして容器内に一定量ずつ供給
するポンプとから構成されることを要旨とする。従っ
て、一つのウェーハＷに対する現像作業を行える程度に
設定され、常時一定量を供給できる。

【００２９】請求項２０記載の第２０の発明は、前記リ
ンス液供給部は、外部のリンス液供給源からリンスの供
給を受けるマニホールドと、前記マニホールドから分岐
して複数個の噴射ノズルに連結されたリンス液供給ライ
ンとから構成されることを要旨とする。従って、一つの
ウェーハＷに対する現像作業を行える程度に設定され、
常時一定量を供給できる。

【００３０】請求項２１記載の第２１の発明は、前記リ
ンス液は超純水であることを要旨とする。従って、一つ
のウェーハＷに対する現像作業を行える程度に設定さ
れ、常時一定量を供給できる。

【００３１】請求項２２記載の第２２の発明は、前記ス
ピンチェックの回転中心とウェーハの回転中心が一致す
るようにウェーハの回転中心を整列してスピンチェック
に供給するウェーハ整列駆動部をさらに含んでなる要旨
とする。従って、ウェーハＷの回転中心が自動的に整列
され、流動無しに堅く把持される。

【００３２】請求項２３記載の第２３の発明は、前記ウ
ェーハ整列駆動部は、テーブル上に設置された垂直フレ
ームと、前記垂直フレームの上部にガイド棒に従って移
動可能に設けられ、ウェーハの回転中心を整列する一対
のフィンガーと、前記垂直フレームに設けられ、フィン
ガーを空気圧で動作させる両方向ロードシリンダと、前
記フィンガーで整列されたウェーハの回転中心がスピン
チェックの回転中心と正確に一致するようにウェーハを
移送させるウェーハ移送手段とから構成されることを要
旨とする。従って、ウェーハＷの回転中心が自動的に整
列され、流動無しに堅く把持される。

【００３３】請求項２４記載の第２４の発明は、前記フ
ィンガーは、ウェーハが載せられる支え顎を備え、ウェ
ーハの回転中心を整列させるガイド面が形成され、前記
ガイド面はウェーハの安着時にウェーハの縁部が支え顎
側に案内されるように傾いて形成されることを要旨とす
る。従って、ウェーハＷの回転中心が自動的に整列さ
れ、流動無しに堅く把持される。

【００３４】請求項２５記載の第２５の発明は、前記ウ
ェーハ移送手段は、テーブル上の両側固定部によって回
転支持されたボールスクリューと、前記垂直フレームに
固定され、ボールスクリューに案内されてボールスクリ
ューの回転方向に従って垂直フレームが移動できるよう
にするボールベアリングと、前記ボールスクリューを
正、逆方向に回転させる駆動モータと、前記駆動モータ
の動力をボールスクリューに伝達する一対のプーリー及
びベルトとから構成されることを要旨とする。従って、
ウェーハＷの回転中心が自動的に整列され、流動無しに
堅く把持される。請求項２６記載の第２６の発明は、前
記テーブル上のボールスクリューの両側にガイドレール
を並んで設置し、このガイドレールに結合して案内され
るガイド部材を垂直フレームの底面に固定してなること
を要旨とする。従って、ウェーハＷの回転中心が自動的
に整列され、流動無しに堅く把持される。

【００３５】請求項２７記載の第２７の発明は、前記ガ
イドレール及びガイド部材の結合部位は相互符合する形
状に形成され、結合部位の断面を逆三角形状に形成する
ことを要旨とする。従って、垂直フレームの移動時に離
脱及び揺れが防止できる。

【００３６】請求項２８記載の第２８の発明は、露光を
済ませたウェーハをパターン形成面が上向きになるよう
にして真空吸着するスピンチェックに固定する段階と、
前記スピンチェックに固定されたウェーハのパターン形
成面が下向きになるように反転駆動部を駆動させて１８
０°回転させる段階と、前記スピンチェックを直線移動
させて容器内のウェーハのパターン形成面が浸るように
し、スピンチェックを予め設定された時間の間低速に回
転させながら現像液を反応させることにより、フォトレ
ジストを部分的に溶解させる現像作用を行う段階と、前
記スピンチェックを予め設定された時間の間低速に回転
させながらウェーハのパターン形成面にリンス液を噴射
して反応副産物を除去する段階と、前記スピンチェック
を高速で回転させてウェーハの湿気を除去する段階とを
含んでなることを要旨とする。従って、現像工程によっ
て発生した反応副産物を充分除去し得るようにして、次
の工程進行時に製品不良が発生しないようにできる。

【００３７】請求項２９記載の第２９の発明は、前記現
像作業を行う段階で、ウェーハの底面縁部に不活性ガス
を噴出して現像液がウェーハの底面に溢れないようにす
ることを要旨とする。従って、現像作業時に現像液がウ
ェーハの底面に付かないようにできる。

【００３８】請求項３０記載の第３０の発明は、前記現
像作業を行う段階は、スピンチェックを１０〜３００ｒ
ｐｍの低速で回転させながら５〜３０秒間施すことを要
旨とする。従って、スピンチェック１０の回転によって
現像液がウェーハＷの底面に溢れて汚染させるのを防止
できる。

【００３９】請求項３１記載の第３１の発明は、前記反
応副産物を除去する段階は、スピンチェックを１０〜３
００ｒｐｍの低速で回転させながら５〜３０秒間実施す
ることを要旨とする。従って、パターンによって形成さ
れたグルーブ内の反応副産物ａが下部に流れて除去され
る。

【００４０】請求項３２記載の第３２の発明は、前記ウ
ェーハの湿気を除去する段階は、スピンチェックを６０
００〜７０００ｒｐｍの高速で回転させながら３０〜９
０秒間実施することを要旨とする。従って、パターンが
微細な場合に極めて効果的に適用される。

【００４１】請求項３３記載の第３３の発明は、前記容
器内の現像液は、一つのウェーハを現像し得る量が貯蔵
され、前記現像液は現像液供給部によって一定量ずつ供
給されることを要旨とする。従って、ウェーハＷのパタ
ーン形成面にリンス液を噴射できる。

【００４２】請求項３４記載の第３４の発明は、前記ス
ピンチェックにウェーハを固定させる段階以前にウェー
ハの回転中心を整列させてスピンチェックへ移送させる
段階をさらに含むことを要旨とする。従って、ウェーハ
Ｗの回転中心がスピンチェックの回転中心に一致するよ
うに正確な移動距離を予め設定して制御できる。

【００４３】請求項３５記載の第３５の発明は、前記段
階はコントロール部によって自動に制御されて繰り返し
行われることを要旨とする。従って、ウェーハＷが把持
されると同時にウェーハＷの回転中心位置が自動的に整
列される。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の具体的な実施の形態を詳細に説明する。

【００４５】図１ないし図３は本発明による半導体装置
製造用現像装置を示す。図によれば、本発明の現像装置
は、ウェーハＷを固定するスピンチェック１０と、前記
ウェーハＷをスピンチェック１０に固定する前にウェー
ハＷの回転中心をスピンチェック１０の回転中心と一致
するように整列するウェーハ整列駆動部２０とを備えて
いる。

【００４６】前記スピンチェック１０は駆動モータ１１
によって低速または高速で回転可能に設けられ、駆動モ
ータ１１は回転速度制御の容易なステップモータ(Step
Motor)を使用するのが望ましい。

【００４７】図４は前記スピンチェック１０の構造を詳
細に示す。図４に示したように、スピンチェック１０
は、駆動モータ１１によって回転する回転軸１２と、こ
の回転軸12に固定されて一緒に回転する円形の吸着板１
３とを備えている。

【００４８】前記回転軸１２には外部の真空ライン（図
示せず）に連結される真空通路１２ａが形成され、吸着
板１３には吸着面１３ａから回転軸１２の真空通路１２
ａと連結される複数個の吸着孔１３ｂが設けられ、前記
吸着孔１３ｂを通してウェーハＷが真空吸着して吸着面
１３ａに固定される。また、回転軸１２の外側にはスピ
ンチェック１０を後述の垂直駆動部６０に固定するため
のボス(boss)１４が設置され、ボス１４には吸着板１３
を上部から覆って保護するハウジング１５が固定され
る。

【００４９】この際、前記スピンチェック１０はボス１
４及びハウジング１５とベアリング１４ａ，１５ａで回
転支持させて回転を円滑にする。

【００５０】そして、スピンチェック１０にはウェーハ
汚染防止手段が備えられており、この汚染防止手段は吸
着板１３に真空吸着したウェーハＷの底面縁部へ不活性
ガスを噴出することにより、現像作業時に現像液がウェ
ーハの底面に付かないようにする。

【００５１】すなわち、ハウジング１５と所定の間隔が
保たれるようにカバー１６を設置してこれらの間の下端
部にのみ開口１８が形成されるように所定の空間部１７
を形成し、カバー１６の上部には窒素などの不活性ガス
を供給するためのガス供給ライン１９を設置することに
より、汚染防止手段が出来る。前記ガス供給ライン１９
は空間部１７を貫通して下端部の開口１８を通して不活
性ガスを噴出するように設置されている。前記開口１８
は吸着板１３の縁部に沿って円周方向に形成することに
より、不活性ガスがウェーハＷの底面縁部に均一に噴出
されるようにする。

【００５２】ウェーハ整列駆動部２０は図１及び図５に
示したように、垂直フレーム２１と、前記垂直フレーム
２１の上部にガイド棒２３に従って移動可能に設けら
れ、ウェーハＷの回転中心を整列して把持する一対のフ
ィンガー２２と、前記垂直フレーム２１に設けられ、フ
ィンガー２２を空気圧で動作させる両方向ロードシリン
ダ(Lod Cylinder)２４と、前記フィンガー２２で整列さ
れたウェーハＷの回転中心がスピンチェック１０の回転
中心と正確に一致するようにウェーハＷを移送させるウ
ェーハ移送手段とから構成される。

【００５３】前記フィンガー２２にはウェーハＷが載せ
られる支え顎２２ａが形成され、ウェーハＷの回転中心
を整列するガイド面２２ｂが形成され、前記ガイド面２
２ｂはウェーハＷの安着時にウェーハＷの縁部が支え顎
２２ａ側に案内されるように傾けて形成するのが望まし
い。

【００５４】このようなフィンガー２２は垂直フレーム
２１に固定されたガイド棒２３に従って移動可能に設け
られたものであり、フインガー２２が図５の仮想線のよ
うに開いた状態でウェーハＷが支え顎２２ａ上に位置す
ると、空気圧で動作する両方向ロードシリンダ２４がフ
ィンガー２２を作動させて実線状態に移動させることに
より、ウェーハＷの回転中心が自動的に整列され、流動
無しに堅く把持されるようにする構成である。

【００５５】ウェーハ移送手段は、フィンガー２２が設
置された垂直フレーム２１を水平方向に移動させてフィ
ンガー２２に固定されたウェーハＷをスピンチェック１
０で移動させるためのものであって、両側の固定部２５
ａ，２５ｂによって回転支持されたボールスクリュー２
６を備えている。このボールスクリュー２６には垂直フ
レーム２１に固定されたボールベアリング２７が案内さ
れ、ボールベアリング２７はボールスクリュー２６の回
転に従ってボールスクリュー２６の長手方向に直線移動
可能になっている。

【００５６】また、前記ボールスクリュー２６は一対の
プーリー２８ａ，２８ｂ及びベルト２９へ動力が伝達さ
れるように連結された駆動モータ３０によって正、逆方
向に回転する構成であり、駆動モータ３０はフィンガー
２２によって整列されたウェーハＷの回転中心がスピン
チェック１０の回転中心に一致するように正確な移動距
離を予め設定して制御する。

【００５７】この際、図５及び図６に示したように、前
記垂直フレーム２１は一対のガイドレール３１ａ，３１
ｂによってボールスクリュー２６に従って直線移動する
ことができるように設けられたものである。このガイド
レール３１ａ，３１ｂはテーブル４０上に固定されてボ
ールスクリュー２６の両側に並んで設けられ、これに案
内されるガイド部材３２ａ，３２ｂは垂直フレーム２１
の底面に固定される。

【００５８】また、ガイドレール３１ａ，３１ｂ及びガ
イド部材３２ａ，３２ｂの結合部位は相互符合する形状
に形成するが、結合部位の断面形状が逆三角形状に形成
されるようにして垂直フレーム２１の移動時に離脱及び
揺れが防止されるようにするのが望ましい。

【００５９】更に、本発明の現像装置は図１、図７及び
図８に示したように、ウェーハ整列駆動部２０から移動
されてスピンチェック１０に固定されたウェーハＷをパ
ターン形成面が上向き或いは下向きになるように回転さ
せる反転駆動部５０と、ウェーハＷが固定されたスピン
チェック１０を垂直方向に移動させる垂直駆動部６０と
を備えている。

【００６０】前記反転駆動部５０は、テーブル４０上に
設けられた固定フレーム５１と、この固定フレーム５１
に設けられ、出力軸５２を所定角度正、逆回転させる駆
動手段とを備えている。前記駆動手段は空気圧で作動す
るロータリーシリンダ(Rotary Cylinder)５３を使用す
るのが望ましく、ロータリーシリンダ５３による出力軸
５２の正、逆方向回転角度は１８０°に設定する。

【００６１】また、前記出力軸５２にはハブ(Hub)５４
が固定されている。前記ハブ５４は固定フレーム５１に
ベアリング５５で回転支持され、このハブ５４には垂直
駆動部６０が固定されている。

【００６２】垂直駆動部６０は、前記反転駆動部５０の
ハブ５４に固定される反転フレーム６１と、前記反転フ
レーム６１の長手方向に移動可能に設けられたスライド
板６２と、前記スライド板６２を垂直方向に移動させる
移送手段とからなる。前記スライド板６２にはスピンチ
ェック１０のボス１４及び駆動モータ１１が固定ブラケ
ット６２ａ，６２ｂによって固定され支持される。

【００６３】前記スライド板６２の移送手段は、反転フ
レーム６１内の長手方向に設けられ、両端がベアリング
で回転支持されたボールスクリュー６３を備えている。
このボールスクリュー６３にはスライド板６２の一側に
固定されたボールベアリング６４が案内され、ボールベ
アリング６４はボールスクリュー６３の回転に従ってボ
ールスクリュー６３の長手方向に直線移動可能になって
いる。

【００６４】また、前記ボールスクリュー６３は図９に
示したように、一対のプーリー６５ａ，６５ｂ及びベル
ト６６へ動力が伝達されるように連結された駆動モータ
６７によって正、逆方向に回転される構成である。前記
駆動モータ６７は回転速度制御の容易なステップモータ
を使用するのが望ましく、スピンチェック１０に固定さ
れたウェーハＷのパターン形成面が後述の容器７０内の
現像液と相接するように正確な移動距離を予め設定して
制御する。

【００６５】この際、スライド板６２はボールスクリュ
ー６３に従って正確な直線移動ができるように反転フレ
ーム６１に結合して案内されるもので、図１０に示した
ように、反転フレーム６１の両端部にボールスクリュー
６３に並んだ方向にガイドレール溝６８が形成され、こ
のガイドレール溝６８にはスライド板６２の対向側両端
部に形成されたガイド突起６９が結合して案内される構
成である。

【００６６】前記ガイドレール溝６８及びガイド突起６
９の結合部位は相互符合する形状に形成されるが、結合
部位の断面形状が逆三角形状に形成されるようにしてス
ライド板６２の移動時に離脱及び揺れが防止されるよう
にするのが望ましい。

【００６７】また、本発明の現像装置は図１、図１１及
び図１２に示したように、テーブル４０上に所定量の現
像液が蓄えられる容器７０を備え、テーブル４０内には
前記容器７０内に現像液を一定量ずつ供給する現像供給
部８０と、ウェーハＷのパターン形成面にリンス液を噴
射するためのリンス液を供給するリンス液供給部９０と
を備えている。

【００６８】前記容器７０は上側にウェーハＷの出入可
能な大きさの開口が形成され、スピンチェック１０の移
動軸線に容器７０の中心が来るように位置する。このよ
うな容器７０の底面には複数個の現像液流入口７１、排
出口７２及び噴射ノズル７３が備えられている。

【００６９】排出口７２には図３に示したように、現像
作業に用いられた容器７０内の現像液及びリンス液を外
部へ排出させる排出ライン７４が連結され、それぞれの
排出口７２にはバルブ７５が設けられて排出口７２を選
択的に開閉する。

【００７０】現像液流入口７１は図１及び図１１に示し
たように、現像液供給部８０の現像液供給ライン８１に
よって現像液貯蔵タンク８２と連結され、現像液貯蔵タ
ンク８２には現像液を一定量ずつ容器７０に供給するポ
ンプ８３が設置されている。

【００７１】噴射ノズル７３は容器７０の底面に設置さ
れ、ウェーハＷのパターン形成面にリンス液を噴射でき
るようになっており、噴射ノズル７３のリンス液噴射角
は９０°〜１６０°の範囲に設定するのが望ましい。ま
た、噴射ノズル７３はリンス液供給部９０のリンス液供
給ライン９１によってリンス液マニホールド(Manifold)
９２と連結される。前記リンス液マニホールド９２は外
部のリンス液供給源（図示せず）に連結されて外部から
リンス液の供給を受けるように構成されている。この
時、リンス液としては主に超純水(De Ionized Water）
が用いられる。更に、テーブル４０の一側には上述した
各駆動部を制御するコントロール部４１が備えられてい
る。

【００７２】次に、このような構成を有する半導体装置
製造用現像装置の作動及び制御方法を説明する。

【００７３】まず、露光済みのウェーハＷの回転中心を
整列させてスピンチェック１０に供給する段階は、図
１、図５及び図６に示したように、ウェーハ整列駆動部
２０のフィンガー２２が仮想線のように開いている状態
でウェーハＷを支え顎２２ａ上に位置させると、空気圧
で作動する両方向エアロードシリンダ２４がフィンガー
２２を動作させ、これによりフィンガー２２はガイド棒
２３に従って実線状態に移動されるので、ウェーハＷが
把持されると同時にウェーハＷの回転中心位置が自動的
に整列される。

【００７４】次に、ウェーハ整列駆動部２０の駆動モー
タ３０が駆動して一対のプーリー２８ａ，２８ｂ及びベ
ルト２９を通してボールスクリュー２６を回転させる
と、ボールスクリュー２６にボールベアリング２７が案
内され、両側のガイドレール３１ａ，３１ｂに垂直フレ
ーム２１のガイド部材３２ａ，３２ｂが案内されるの
で、垂直フレーム２１は仮想線状態のように水平方向に
直線移動してスピンチェック１０上に位置する。

【００７５】この時、ウェーハＷの移動距離は予め設定
されたプログラムによって駆動モータ３０の駆動が制御
されるので、ウェーハＷの回転中心がスピンチェック１
０の回転中心と正確に一致する。

【００７６】このようにウェーハＷがスピンチェック１
０上に位置すると、両方向ロードシリンダ２４の作動で
フィンガー２２が再び開くと同時にスピンチェック１０
がウェーハＷの底面を吸着させて固定する。

【００７７】次に、前記スピンチェック１０に固定され
たウェーハＷのパターン形成面が下向きになるように反
転駆動部５０を駆動させる段階は、図７に示したよう
に、ウェーハＷのパターン形成面が上向きになっている
状態で反転駆動部５０のロータリーシリンダ５３が作動
して出力軸５２を１８０°回転させると、垂直駆動部６
０の反転フレーム６１及びスライド板６２が共に１８０
°回転するので、図８に示したようにスライド板６２に
固定されたスピンチェック１０及び駆動モータ１１が全
て１８０°回転し、これによりウェーハＷのパターン形
成面が下向きになって容器７０の上部に位置する。

【００７８】次に、ウェーハＷ上に塗布されて露光され
たフォトレジストを部分的に溶解させてパターンを形成
する段階は、ウェーハＷが容器７０上に位置すると、図
１及び図１１に示したように、現像液供給部８０のポン
プ８３が動作して現像液貯蔵タンク８２に貯蔵された現
像液をポンピングし、ポンピングされた一定量の現像液
は現像液供給ライン８１及びこの現像液供給ライン８１
に連結された現像液流入口７１を通して容器７０内に供
給される。この時、ポンプ８３によってポンピングされ
て供給される現像液の量は、一つのウェーハＷに対する
現像作業を行える程度に設定され、常時一定量が供給さ
れるようにする。

【００７９】次に、図８及び図１０に示したように、垂
直駆動部６０の駆動モータ６７が作動して一対のプーリ
ー６５ａ，６５ｂ及びベルト６６を通してボールスクリ
ュー６３を回転させると、ボールスクリュー６３にボー
ルベアリング６４が案内され、両側のガイドレール６８
にスライド板６２のガイド突起６９が案内されるので、
スライド板６２は図１１に示したように下方に直線移動
してウェーハＷのパターン形成面が容器７０内の現像液
と相接することになる。

【００８０】この時、ウェーハＷの移動距離はウェーハ
Ｗが完全に浸らずにウェーハＷのパターン形成面のみ現
像液に浸る状態に制御されるが、これは予め設定された
プログラムによって駆動モータ６７の駆動が制御される
ことにより可能であり、ウェーハＷの底面が現像液の上
面と同一の水平線上に位置しても現像液の表面張力によ
ってウェーハＷの底面へ溢れない。

【００８１】このようにウェーハＷのパターン形成面が
現像液に浸る状態で駆動モータ１１を駆動させてスピン
チェック１０を低速、約１０〜３００ｒｐｍで回転させ
ながら約５〜３０秒間現像作業を行う。現像作業中には
図４に示したようにスピンチェック１０の内部へ不活性
ガスが供給され、不活性ガスはスピンチェック１０のハ
ウジング１５とカバー１６の下端部との間の開口１８を
通してウェーハＷの底面縁部へ噴出されるので、スピン
チェック１０の回転によって現像液がウェーハＷの底面
に溢れて汚染させるのを防止する。

【００８２】このような現像作業によってフォトレジス
トと現像液が反応してフォトレジストの一部が溶解され
ることにより所定のパターンが形成されるが、現像に用
いられた現像液は排出口７２を通して排出させる。

【００８３】次に、リンス液を噴射して反応副産物を除
去する段階は、図１及び図１２に示したように、外部の
リンス液供給源からリンス液供給部９０のマニホールド
９２に供給されたリンス液をリンス液供給ライン９１を
通して噴射ノズル７３へ供給し、噴射ノズル７３がリン
ス液をウェーハＷのパターン形成面に噴射することによ
り行われる。この時、スピンチェック１０を低速、約１
０〜３００ｒｐｍで回転させながら約５〜３０秒間リン
ス作業を行う。

【００８４】このようなリンス作業によってウェーハＷ
のパターン形成面に生成された反応副産物ａが除去され
ると、リンス液と共に排出口７２を通って排出される
が、特にウェーハＷのパターン形成面が下向きになって
位置したものなので、パターンによって形成されたグル
ーブ内の反応副産物ａが下部に流れて除去される。

【００８５】次に、ウェーハＷに付いた湿気を除去して
乾燥させる段階は、リンス液の噴射を中断し、スピンチ
ェック１０を高速、約６０００〜７０００ｒｐｍの速い
速度で約３０〜９０秒間回転させることにより行われ
る。このような乾燥作業は高速回転による遠心力でウェ
ーハＷに付いた湿気が除去されるものであり、特にウェ
ーハＷのパターン形成面が下向きになったものなので、
グルーブの角に残存する反応副産物ａが下方に容易に流
れ出され除去される。このような反応副産物の除去方式
はパターンが微細な場合に極めて効果的に適用される。

【００８６】このように現像、リンス及び乾燥作業が完
了すると、今までの動作の逆順に動作してウェーハが排
出され、即ち、垂直駆動部６０の駆動モータ６７が逆駆
動すると、図８に示したようにスピンチェック１０及び
ウェーハＷが上方に移動することによりウェーハが容器
７０から抜け出され、次に反転駆動部５０のロータリー
シリンダ５３の作動で反転フレーム６１が再び１８０°
回転すると、図７に示したように、ウェーハＷはウェー
ハ整列駆動部２０のフィンガー２２上に位置すると同時
にウェーハＷのパターン形成面が上向きになる。

【００８７】このような状態で両方向ロードシリンダ２
４の作動でフィンガー２２が再び窄めてウェーハＷを把
持すると、スピンチェック１０に作用した真空が除去さ
れてウェーハＷを固定解除し、次にウェーハ移送手段の
駆動モータ３０が駆動して垂直フレーム２１を元の状態
に移動させることにより、現像工程が完了される。

【００８８】本発明の現像装置は、テーブル４０に備え
られたコントロール部４１によって前述のような動作を
繰り返し行い、各駆動部の動作状態を予め設定して自動
制御することができる。

【００８９】上述した本発明は記載された具体例につい
てのみ詳細に説明されたが、本発明の技術思想範囲内で
多様な変形及び修正が可能なのは当業者において明らか
なことであり、このような変形及び修正が特許請求の範
囲に属するのは当然なことである。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体装置製造用現像装置及びその製造方法によれば、現像
工程が容易に行われ、特にパターン形成面が下向きにな
った状態で現像工程が行われることにより、パターン形
成によって形成されたグルーブ内の反応副産物が充分除
去されて次のエッチング工程時に反応副産物による工程
不良が防止され、これにより生産性が向上し製品収率が
増大する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像装置を示す縦断面図である。

【図２】本発明による現像装置を示す平面図である。

【図３】図１のIII−III線の拡大断面図である。

【図４】本発明による現像装置でスピンチェックを詳細
に示す断面構造図である。

【図５】本発明による現像装置でウェーハ整列部を詳細
に示す平面図である。

【図６】図５のVI−VI線の拡大断面図である。

【図７】本発明による現像装置でウェーハ反転駆動部及
び垂直駆動部の構成及び動作状態を詳細に示す断面図で
ある。

【図８】本発明による現像装置でウェーハ反転駆動部及
び垂直駆動部の構成及び動作状態を詳細に示す断面図で
ある。

【図９】図７のIX−IX線の拡大断面図である。

【図１０】図７のX−X線の拡大断面図である。

【図１１】本発明による現像装置で現像液供給部及びリ
ンス供給部による現像過程を詳細に示す容器の拡大断面
構造図である。

【図１２】本発明による現像装置で現像液供給部及びリ
ンス供給部による現像過程を詳細に示す容器の拡大断面
構造図である。

【図１３】従来の現像方法を概略的に示す構成図であ
る。

【符号の説明】 ２，１０ スピンチェック １１，３０，６７ 駆動モータ １２ 回転軸 １３ 吸着板 １６ カバー １８ 開口 １９ ガス供給ライン ２０ ウェーハ整列駆動部 ２１ 垂直フレーム ２２ フィンガー ２４ ロードシリンダ ２６，６３ ボールスクリュー ２７，６４ ボールベアリング ４０ テーブル ４１ コントロール部 ５０ 反転駆動部 ５１ 固定フレーム ５２ 出力軸 ５３ ロータリーシリンダ ５４ ハブ ６０ 垂直駆動部 ６１ 反転フレーム ６２ スライド板 ７０ 容器 ７１ 現像液流入口 ７２ 排出口 ７３ 噴射ノズル ８０ 現像液供給部 ８２ 貯蔵タンク ８３ ポンプ ９０ リンス液供給部 ９２ リンス液マニホールド Ｗ ウェーハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 炳 官 大韓民国仁川市富平区富平１洞70−５番地 東亜アパート２−1406

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テーブルと、 前記テーブル上に備えられ、一定量の現像液が入れられ
   る容器と、 前記容器上に位置し、露光を済ませたウェーハの底面を
   固定するスピンチェックと、 前記スピンチェックを回転させる駆動モータと、 前記スピンチェックを垂直方向に直線移動させてウェー
   ハを容器内にローディング及びアンローディングさせる
   垂直駆動部と、 前記スピンチェック及び垂直駆動部を所定角度回転させ
   てウェーハのパターン形成面が上向き或いは下向きにな
   るように選択的に反転させる反転駆動部と、 前記容器内に現像液を一定量ずつ供給する現像液供給部
   と、 前記ウェーハのパターン形成面にリンス液を噴射するリ
   ンス液供給部とを含むことを特徴とする半導体装置製造
   用現像装置。
2. 【請求項２】 前記スピンチェックは、駆動モータによ
   って回転し、内部に真空通路が形成された回転軸と、前
   記回転軸に固定されて一緒に回転し、前記回転軸の真空
   通路に連結されてウェーハを真空吸着させるための複数
   の吸着孔が設けられた吸着板と、前記回転軸を回転支持
   して垂直駆動部に固定されるボスと、前記ボスに固定さ
   れ、吸着板の上部を覆って保護するハウジングとから構
   成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置製
   造用現像装置。
3. 【請求項３】 前記吸着板に真空吸着したウェーハの縁
   部へ不活性ガスを噴出するウェーハ汚染防止手段がさら
   に備えられることを特徴とする請求項２記載の半導体製
   造用現像装置。
4. 【請求項４】 前記ウェーハ汚染防止手段は、前記ハウ
   ジングと所定の間隔が保たれるようにカバーを設置して
   これらの間に下端部のみ開口となるように所定の空間部
   を形成し、前記空間部内に不活性ガスを供給するガス供
   給ラインを設置して下端部の開口を通じて不活性ガスが
   噴出されるように構成されることを特徴とする請求項３
   記載の半導体装置製造用現像装置。
5. 【請求項５】 前記開口は吸着板の縁部に沿って円周方
   向に形成され、ウェーハの底面縁部に均一に噴出される
   ように形成されることを特徴とする請求項４記載の半導
   体装置製造用現像装置。
6. 【請求項６】 前記垂直駆動部は、反転駆動部に固定さ
   れる反転フレームと、前記反転フレームに垂直方向に移
   動可能に設けられ、スピンチェック及び駆動モータが設
   置されるスライド板と、前記スライド板を垂直方向に移
   動させる移送手段とから構成されることを特徴とする請
   求項１記載の半導体装置製造用現像装置。
7. 【請求項７】 前記移送手段は、反転フレームに垂直方
   向に設けられ、両端が回転支持されたボールスクリュー
   と、前記スライド板の一側に固定され、前記ボールスク
   リューに案内されるボールベアリングと、前記ボールス
   クリューを正、逆方向に回転させる駆動モータと、前記
   駆動モータの動力をボールスクリューに伝達する一対の
   プーリー及びベルトとから構成されることを特徴とする
   請求項６記載の半導体装置製造用現像装置。
8. 【請求項８】 前記駆動モータはステップモータである
   ことを特徴とする請求項７記載の半導体装置製造用現像
   装置。
9. 【請求項９】 前記反転フレームの両端部にボールスク
   リューに並んだ方向にガイドレールが設けられ、このガ
   イドレールにはスライド板の両端部に形成されたガイド
   突起が結合して案内されるように構成することを特徴と
   する請求項７記載の半導体装置製造用現像装置。
10. 【請求項１０】 前記ガイドレール及びガイド突起の結
    合部位は相互符合する形状に形成され、結合部位の断面
    形状が逆三角形状に形成されることを特徴とする請求項
    ９記載の半導体装置製造用現像装置。
11. 【請求項１１】 前記反転駆動部は、テーブル上に設置
    された固定フレームと、前記固定フレームに設けられ、
    空気圧で作動して出力軸を所定角度正、逆回転させる駆
    動手段と、前記駆動手段の出力軸に固定されて前記固定
    フレームに回転支持され、垂直駆動部が固定されるハブ
    とから構成されることを特徴とする請求項１記載の半導
    体装置製造用現像装置。
12. 【請求項１２】 前記駆動手段は空気圧で作動するロー
    タリーシリンダであることを特徴とする請求項１１記載
    の半導体装置製造用現像装置。
13. 【請求項１３】 前記駆動手段による出力軸の正、逆回
    転角度は１８０°であることを特徴とする請求項１１記
    載の半導体装置製造用現像装置。
14. 【請求項１４】 前記容器は、上側にウェーハの出入可
    能な大きさの開口が形成され、スピンチェックの移動軸
    線に容器の中心がくるように位置することを特徴とする
    請求項１記載の半導体装置製造用現像装置。
15. 【請求項１５】 前記容器は、現像液及びリンス液を外
    部へ排出するための排出ラインと連結された複数個の排
    出口を備えることを特徴とする請求項１４記載の半導体
    装置製造用現像装置。
16. 【請求項１６】 前記容器は、前記現像液供給部と連結
    される複数個の現像液流入口を底面に備えることを特徴
    とする請求項１５記載の半導体装置製造用現像装置。
17. 【請求項１７】 前記容器は、前記リンス液供給部と連
    結される複数個の噴射ノズルが底面に設けられることを
    特徴とする請求項１４または請求項１５記載の半導体装
    置製造用現像装置。
18. 【請求項１８】 前記噴射ノズルのリンス液噴射角は９
    ０°〜１６０°であることを特徴とする請求項１７記載
    の半導体装置製造用現像装置。
19. 【請求項１９】 前記現像液供給部は、前記容器の現像
    液流入口と現像液供給ラインに連結された現像液貯蔵タ
    ンクと、前記現像液貯蔵タンク内の現像液をポンピング
    して容器内に一定量ずつ供給するポンプとから構成され
    ることを特徴とする請求項１６記載の半導体装置製造用
    現像装置。
20. 【請求項２０】 前記リンス液供給部は、外部のリンス
    液供給源からリンスの供給を受けるマニホールドと、前
    記マニホールドから分岐して複数個の噴射ノズルに連結
    されたリンス液供給ラインとから構成されることを特徴
    とする請求項１７記載の半導体装置製造用現像装置。
21. 【請求項２１】 前記リンス液は超純水であることを特
    徴とする請求項２０記載の半導体製造用現像装置。
22. 【請求項２２】 前記スピンチェックの回転中心とウェ
    ーハの回転中心が一致するようにウェーハの回転中心を
    整列してスピンチェックに供給するウェーハ整列駆動部
    をさらに含んでなることを特徴とする請求項１記載の半
    導体装置製造用現像装置。
23. 【請求項２３】 前記ウェーハ整列駆動部は、テーブル
    上に設置された垂直フレームと、前記垂直フレームの上
    部にガイド棒に従って移動可能に設けられ、ウェーハの
    回転中心を整列する一対のフィンガーと、前記垂直フレ
    ームに設けられ、前記フィンガーを空気圧で動作させる
    両方向ロードシリンダと、前記フィンガーで整列された
    ウェーハの回転中心がスピンチェックの回転中心と正確
    に一致するようにウェーハを移送させるウェーハ移送手
    段とから構成されることを特徴とする請求項２２記載の
    半導体装置製造用現像装置。
24. 【請求項２４】 前記フィンガーは、ウェーハが載せら
    れる支え顎を備え、ウェーハの回転中心を整列させるガ
    イド面が形成され、前記ガイド面はウェーハの安着時に
    ウェーハの縁部が支え顎側に案内されるように傾いて形
    成されることを特徴とする請求項２３記載の半導体装置
    製造用現像装置。
25. 【請求項２５】 前記ウェーハ移送手段は、テーブル上
    の両側固定部によって回転支持されたボールスクリュー
    と、前記垂直フレームに固定され、ボールスクリューに
    案内されてボールスクリューの回転方向に従って垂直フ
    レームが移動できるようにするボールベアリングと、前
    記ボールスクリューを正、逆方向に回転させる駆動モー
    タと、前記駆動モータの動力をボールスクリューに伝達
    する一対のプーリー及びベルトとから構成されることを
    特徴とする請求項２３記載の半導体装置製造用現像装
    置。
26. 【請求項２６】 前記テーブル上のボールスクリューの
    両側にガイドレールを並んで設置し、このガイドレール
    に結合して案内されるガイド部材を垂直フレームの底面
    に固定してなることを特徴とする請求項２５記載の半導
    体装置製造用現像装置。
27. 【請求項２７】 前記ガイドレール及びガイド部材の結
    合部位は相互符合する形状に形成され、結合部位の断面
    を逆三角形状に形成することを特徴とする請求項２６記
    載の半導体装置製造用現像装置。
28. 【請求項２８】 露光を済ませたウェーハをパターン形
    成面が上向きになるようにして真空吸着するスピンチェ
    ックに固定する段階と、前記スピンチェックに固定され
    たウェーハのパターン形成面が下向きになるように反転
    駆動部を駆動させて１８０°回転させる段階と、前記ス
    ピンチェックを直線移動させて容器内のウェーハのパタ
    ーン形成面が浸るようにし、スピンチェックを予め設定
    された時間の間低速に回転させながら現像液を反応させ
    ることにより、フォトレジストを部分的に溶解させる現
    像作用を行う段階と、前記スピンチェックを予め設定さ
    れた時間の間低速に回転させながらウェーハのパターン
    形成面にリンス液を噴射して反応副産物を除去する段階
    と、前記スピンチェックを高速で回転させてウェーハの
    湿気を除去する段階とを含んでなることを特徴とする半
    導体装置製造用現像装置の制御方法。
29. 【請求項２９】 前記現像作業を行う段階で、ウェーハ
    の底面縁部に不活性ガスを噴出して現像液がウェーハの
    底面に溢れないようにすることを特徴とする請求項２８
    記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
30. 【請求項３０】 前記現像作業を行う段階は、スピンチ
    ェックを１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させながら５
    〜３０秒間施すことを特徴とする請求項２８記載の半導
    体装置製造用現像装置の制御方法。
31. 【請求項３１】 前記反応副産物を除去する段階は、ス
    ピンチェックを１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させな
    がら５〜３０秒間実施することを特徴とする請求項２８
    記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
32. 【請求項３２】 前記ウェーハの湿気を除去する段階
    は、スピンチェックを６０００〜７０００ｒｐｍの高速
    で回転させながら３０〜９０秒間実施することを特徴と
    する請求項２８記載の半導体装置製造用現像装置の制御
    方法。
33. 【請求項３３】 前記容器内の現像液は、一つのウェー
    ハを現像し得る量が貯蔵され、前記現像液は現像液供給
    部によって一定量ずつ供給されることを特徴とする請求
    項２８記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
34. 【請求項３４】 前記スピンチェックにウェーハを固定
    させる段階以前にウェーハの回転中心を整列させてスピ
    ンチェックへ移送させる段階をさらに含むことを特徴と
    する請求項２８記載の半導体装置製造用現像装置の制御
    方法。
35. 【請求項３５】 前記段階はコントロール部によって自
    動に制御されて繰り返し行われることを特徴とする請求
    項２８記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。