JPS63152123A - 浸漬式の液処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体製造装置に関し、特にフォトレジスト
膜の塗布や現像装置に適用して好適な半導体製造装置に
関する。

（従来の技術） 一般に、半導体製造装置の製造工程において被処理基板
全面が一様に被着される工程、例えばフォトレジスト膜
の現像装置としては、製造工程の無人化、連続処理等の
見地から被処理基板を１枚ずつ処理する枚葉式のスピン
現像装置が使用されている。

この枚葉式のスピン現像装置においては１通常液吐出ノ
ズルあるいはスプレー等により現像液を基板上に滴下し
て液盛りするのであるが、表面張力の作用により基板上
に盛り得る液量には限度があり、またノズルやスプレー
にて液吐出した場合、基板上での液むらや吐出液の基板
への衝撃は防ぎ得ない。

また、近年使用されるようになった現像液として、解像
度を向上させるために界面活性剤を添加したものや表面
張力の低い液が使用される傾向があり、基板上に表面張
力の作用のみにより必要量の現像液を盛ることが困難と
なったため、浸漬式の現像装置が望まれていた。

上記の点を考慮した装置として、例えば第５図に示すよ
うに実開昭６０−５２６２２号公報にて開示された装置
がある。

第５図において、３はウェハホルダ、４はこのウェハホ
ルダの内面に設けられた段部、５はウェハ、６は現像液
であり、ウェハ５の下面周辺部と段部４を液密に接触さ
せウェハ５上に現像液６を盛って、浸漬処理を行なうも
のである。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、前記の開示された装置においては、ウェハホル
ダ３の内側に設けられた段部４に現像液６を盛るため、
現像後ウェハ５を高速回転しウェハ５の上面に図示しな
いリンス液を吹きつけてウェハ５を洗浄する際に、飛び
敗ったリンス液等が段部４に付着し現像液６と混ざり、
現像むらが生じやすい。

また、現像終了後の現像液６の排液手段として、ウェハ
５をウェハホルダ３の段部４から浮かすことにより現像
液６をウェハホルダ３内周部に流し排液孔７から排液す
る構成であるため、現像液６がウェハ５周辺裏面部に付
着残存しやすく、かつウェハチャツク２下部より浸透し
筒状部８を通りモータ９にかかる懸念があるのは避は難
い。

さらに、排液孔７はウェハホルダ３内部に設けられた構
成のため構造上の制約を受け、排液孔７の面積を大きく
とれず排出速度が遅いという問題がある。

本発明は前記のような事情に対処してなされたもので、
被処理基板がクリーンで処理むらが少なく、信頼性およ
びスループットが高い、枚葉処理に適した浸漬式の半導
体製造装置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は、被処理基板の下面周辺部と液密に接
触する第１のカップと、この第１のカップと液密に接触
し、側壁を構成する第２のカップとを備え、前記第１の
カップと前記第２のカップとを相対的に上下動可能に構
成することにより、前記第１のカップおよび第２のカッ
プを液密に接触した状態のカップに処理液を溜めて処理
する手段を有することを特徴とする。

（作　用） 本発明の半導体製造装置では、被処理基板と第１のカッ
プ、第１のカップと第２のカップをそれぞれ液密に接触
させたとき容器の働きをし、被処理基板と第１のカップ
が容器の底部、第２のカップが容器の側壁の働きをする
。そのため被処理基板上にこの基板が浸漬するのに充分
な量の処理液を盛ることができるので、処理むらや吐出
液の被処理基板への衝撃のない浸漬式の処理ができる。

また、第１のカップと第２のカップとを相対的に上下動
することにより、両カップ間に広い面積の空間を確保で
きるため排液の排出処理を迅速に行うことができると共
に、この空間に被処理基板から外に向う排気の流れを形
成することにより被処理基板から外に向う排気の流れを
形成することにより被処理基板にリンス液等のミストが
付着するのを防止でき、クリーンでスループットの高い
処理が可能となる。

（実施例） 以下１本発明の半導体製造装置を現像装置に適用した実
施例を図面を参照して説明する。

収容部鉦は下カップ１４と上カップ１５とからなり、こ
の収容部Ｕ内には例えば真空チャック等によリウエハ５
を吸着保持するウェハチャック１２が設けられており、
このウェハチャック１２は固定部３１に取付固定された
モータ３０によって回転自在しこ取着されている。

また、上記収容部Ｈの外部にはこの収容部Ｕを昇降制御
する昇降駆動部用が設けられている。この昇降駆動部用
は、固定部３１に取付固定され収容部Ｕを昇降するため
の主エアシリンダ３２と、この主エアシリンダ３２の主
ロッド３３の先端に取付けられ、収容部Ｕを昇降する昇
降金具３４と、この昇降金具３４に取付固定され下カッ
プ１４を昇降する副エアシリンダ３５とから構成されて
いる。

一方、上記下カップ１４は上記ウェハチャック１２の周
囲を取り囲むドーナツ状に構成されており、この下カッ
プ１４の内側上部にはウェハ５の裏面を洗浄するための
裏面洗浄ノズル２６が設けられ、洗浄液がウェハ５の外
周方向に流出するように構成之れ、洗浄液流入口２５に
内通している。

さらに、下カップ１４の上面にはウェハ５の下面周辺部
を真空吸着することにより液密にシールする下シール部
１３例えばシリコンゴムが、下バツクアツプリング１６
によって固定されている。そして。

この下シール部１３と下バツクアツプリング１６には真
空吸引のための吸引口が設けられており、真空吸引孔２
０と共に真空吸引接続口１７に連通し、真空吸引可能に
構成されている。

下カップ１４の下面内部には、現像液６の排液が下カッ
プ１４の下面内側に流入するのを防ぐため仕切板２９が
環状に設けられ、下カップ１４の下面外側には現像液６
を排液するための排液管２８が設けられている。また、
仕切板２９の内側には、気体を排出する排気管２４が設
けられ図示しない排気装置に接続されている。

下カップ１４の上方には、この下カップ１４を取り囲む
ように上カップ１５が配置されており、この上カップ１
５の内側には浸漬用現像液６を供給するための多数の液
吐出口２１と、浸漬処理後、現像液を強制的に排液する
ための多数の吸引排液口２７と。

現像液６を一定の温度に保つための温水等を循環する環
状の温潤水流路２２とが設けられている。

また、上カップ１５の内側下部には、下カップ１４と真
空吸引孔２０により液密にシールする上シール部１８が
環状に設けられ、この上シール部１８は上バツクアップ
リング１９により上カップ１５に固定されている。

さらに、ウェハチャック１２の下には、洗浄液等の付着
した下カップ１４を迅速に乾燥するために多数の乾燥ノ
ズル３８が設けられており、この乾燥ノズル３８から吹
出した気体が下ガップ１４の上面に吹きつけられるよう
構成されている。

そして上記構成の現像装置では次のようにして浸漬現像
処理を行う。

先ず、第３図に示すように図示しない搬送装置によりウ
ェハチャック１２にウェハ５を載置し吸着保持する。こ
のとき、下カップ１４と上カップ１５は最下位の位置に
あり、通常この状態に位置している。

次に第４図に示すように、主エアシリンダ３２が作動し
て主ロッド３３が伸び、この主ロッド３３に取付けられ
た昇降金具３４が上昇し上カップ１５を最上位に上昇さ
せると同時に、下カップ１４を昇降金具３４に取付固定
された作動していない副エアシリンダ３５により、下カ
ップ１４の下シール部１３がウェハ５の裏面より僅かに
低い位置になるまで上昇させる。

そして、第１図に示すように副エアシリンダ３５が作動
して副ロッド３６が伸張し下カップ１４が上昇する。次
に第２図に示すように、下カップ１４が上昇すると下シ
ール部１３がウェハ５の裏面に当接しウェハ５を真空吸
引してウェハ５と下シール部１３を液密にシールすると
共に、ウェハ５をウェハチャック１２から持ち上げる。

さらに下カップ１４が上昇すると、真空吸引孔２０の周
辺部と上シール部１８が当接し真空吸引により上シール
部１８と下カップ１４とを液密にシールする。

上記のようにウェハ５と下カップ１４．下カップ１４と
上カップ１５を液密にシールした状態に保ち、液吐出口
２１から温調水等により保温された現像液６を、上カッ
プ１５の内側全周より均一に大量に吐出させ、第１図に
示すようにウェハ６を浸漬現像する。

所定時間浸漬現像後、副エアシリンダ３５の作動を停止
し副ロッド３６が縮少すると下カップ１４が下降し、上
シール部１８で液密にシールされていた上カップ１５と
下カップ１４を切り離し、現像液６を自然落下により下
カップ１４の内側外周部に向って流し排液管２８により
排液する。

この場合、上カップ１５と下カツプ１４間には排液に際
し充分な開口面積が得られるので排液速度を著しく速く
でき、また排液の落下する方向が下カップ１４の外周部
に向うものであるためモータ３０側に流れてしまう可能
性はない。

さらに副ロッド３６が縮少し下カップ１４が下降すると
、第４図に示すように、ウェハ５はウェハチャック１２
に載置され、また下シール部■３により液密にシールさ
れていたウェハ５と下カップ１４は切り離される。

この状態で、モータ３０を作動させウェハ５を高速回転
することによりウェハ５上に残存する現像液６を振り切
ると同時に、図示しないリンスノズルよりリンス液をウ
ェハ５上に滴下し、現像停止およびウェハ５表面のリン
スを行う。

また、洗浄液流入口２５から洗浄液を流入し、ＩＡ面洗
浄ノズル２６からウェハ５の外周部に向けて洗浄液を流
出させ、ウェハ５の裏面に付着した現像液等を洗浄する
と共に、排気管２４から排気を行う。

なお、ウェハ５の回転により振り切られる現像液６やリ
ンス液、裏面洗浄液等は、上カップ１５の内側に設けら
れた傾斜部２３に当り下方へと落ち、また排気管２４に
より排気しているので上カップ１５と下カップ１４との
開口部分には、上方から下方へ向うＪト気流２４ａが形
成されるため、リンス液等の飛散ミストがウェハ５方面
へ向うことを防止することができる。

上記のリンスおよび裏面洗浄が終了後も一定時間つエバ
５を回転しウェハ５を乾燥させる。

乾燥終了後、主エアシリンダ３２の作動を停止し主ロッ
ド３３を縮少させ収容部双を下降させ第３図に示すよう
に最初の位置にする。

そして排気流２４ａを利用して、下カップ１４の上面等
に付着したリンス液等を自然乾燥させる。

この実施例では、下カップ１４と上カップ１５を液密に
シールする上シール部１８を上カップＩ５に設けたが、
この上シール部１８は下カップ１４に設は上カップ１５
面を平面で構成してもよい。ただし、下カップ１４の排
液が流れる部分に上シール部１８を設けるので排液性が
低下するのは避は難く、この実施例のように上カップ１
５に設けるのが望ましい。

収容部Ｕを昇降する手段についても、この実施例のエア
シリンダ使用に限定されるものではなく。

昇降できる機構のものであれば、他のどのような手段を
用いても構わない。

また、現像液６の排液方法としては、前記の自然落下に
よるものだけではなく、例えば上カップ１５の吸引排液
口２７より現像終了後に強制的に排液してもよい。この
方法によれば、現像液６をほぼ全て回収することが可能
であり、リンス液の混入かない純粋な現像液６を回収再
利用することもできる。

さらに、下カップ１４を排気流２４ａを利用して自然乾
燥させるに際し、乾燥ノズル３８を併用し例えば窒素（
Ｎ２）等の気体を矢印３８ａで示すように下カップ１４
上面方向へ強制的に流出させることにより、より速やか
に下カップ１４を乾燥させることができる。

なお、現像速度は温度依存性が高く、現像中での温度変
化を防ぐのに、この実施例のように熱容量が大きく現像
液６に対する熱伝導を支配する上カップ１５を利用すれ
ば、温調の効果は向上する。

また、上カップ１５と下カップ１４とを上シール部１８
を吸引することにより液密に接触させているが、上カッ
プ１５の重量が充分な場合には、上シール部１８を例え
ばＯリングとし吸引せずに液密に接触させることも可能
である。

上記実施例では現像装置に適用した例について説明した
が、被処理基板の一方全面が一様に被着される手段であ
れば何れにも適用でき１例えばコーターすなわち、レジ
スト塗布装置に適用してもよい。

〔発明の効果〕

上述のように本発明の製造装置によれば、被処理基板が
クリーンで、処理むらがなく、信頼性およびスループッ
トの優れた処理を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造装置の一実施例を示す構成図、第
２図は第１図のＡの部分拡大説明図、第３図は第１図の
原位置状態の説明図、第４図は第１図の動作途中を示す
説明図、第５図は従来の半導体装置を示す構成図。 ５・・・ウェハ　　　　　　　　６・・・現像液１２・
・・ウェハチャック　　　　１３・・・下シール部１４
・・・下カップ　　　　　　　１５・・・上カップ１６
・・・下バツクアツプリング　１７・・・真空吸引接続
口１８・・・上シール部　　　　　　１９・・上バツク
アップリング２０・・・真空吸引孔　　　　　　２１・
・・液吐出口２２・・・温調水流路　　　　　　２３・
・・傾斜部２４・・・排気管　　　　　　　　２５・・
・洗浄液流入口２６・・・裏面洗浄ノズル　　　　２７
・・・吸引排液口２８・・・排液管　　　　　　　　２
９・・・仕切板３０・・・モータ　　　　　　　　３１
・・・固定部３２・・主エアシリンダ　　　　３３・・
・主ロッド３４・・・昇降金具　　　　　　　３５・・
・副エアシリンダ３６・・・副ロッド　　　　　　　昇
・・・収容部３８・・・乾燥ノズル　　　　　　洩・・
・昇降駆動部特許出願人　　東京エレクトロン株式会社
↓ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理基板の下面周辺部と液密に接触する第１のカップ
   と、この第１のカップと液密に接触し、側壁を構成する
   第２のカップとを備え、前記第１のカップと前記第２の
   カップとを相対的に上下動可能に構成することにより、
   前記第１のカップおよび第２のカップを液密に接触した
   状態のカップに処理液を溜めて処理する手段を有するこ
   とを特徴とする半導体製造装置。