JP2000147788A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体装置の基板等の現像装置において、現像
処理の際の現像廃液が基板の裏面に回り込むのを防ぎ、
使用済の現像廃液をスムーズに排出させるようにする。 【解決手段】現像処理される基板１０を載置して回転さ
せるターンテーブル２０と、ターンテーブルに載置され
る基板１０の下方に配置されたカップ基台３０と、基板
の下面１０ｂの外周領域と所定間隔をおいて対向するよ
うにカップ基台３０の上面３０ａに配置された環状のカ
ップナイフエッジ部材４０とを備え、このカップナイフ
エッジ部材４０の上面に、基板の回転に伴う気流を整流
するように周方向に所定間隔をおいて配置された流線形
状をなす複数のフィン４０ｂを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置を製造
する際に用いる現像装置に関し、特に、フォトリソグラ
フィ工程において半導体用基板の表面を現像処理する際
に用いる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、特に、
フォトリソグラフィ工程の際の現像処理で用いる従来の
現像装置は、図６（ａ），（ｂ）の平面図及び縦断面図
に示すように、回転軸１の上端に固着されて現像処理を
行なう半導体用基板２（以下、単に基板と称す）を載置
して固定するターンテーブル３と、このターンテーブル
３の下方に位置付けられ、純水等の洗浄液を吐出する吐
出口４を備えた円形状のカップ基台５と、このカップ基
台５の上面の外周近傍に固定されると共に基板２との間
に所定の間隙を形成するように配置された環状のカップ
ナイフエッジ６と、これら基板２及びカップ基台５等の
外周領域を覆うように形成されて、用いられる現像液
（洗浄液）の飛散を防止しつつ使用済の現像廃液を所定
の廃棄場所に導く排出管７ａを備えたカバーケース７等
により構成されている。

【０００３】上記カップナイフエッジ６は、その上面に
おいて、径方向外側下がりに傾斜するような環状の傾斜
面６ａと、この傾斜面６ａの内側端から上方に伸長する
円筒状のエッジ部６ｂとを有し、又、その下方領域にお
いて、環状の溝（排水溝）６ｃを有するように形成され
ており、現像処理に用いた使用済の現像廃液が基板２の
裏面２ｂ側に回り込むのを防止するために設けられてい
るものである。

【０００４】そして、この現像装置を用いて基板２を現
像処理する場合は、ターンテーブル３を所定の速度で回
転させつつ、吐出口４から基板２の裏面２ｂに向けて純
水等の洗浄液を供給し、さらに、供給パイプ（不図示）
から基板２の表面２ａに現像液を供給して行なうもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なカップナイフエッジ６を備えた現像装置で基板２の現
像処理を行なう場合、以下の如き問題があった。すなわ
ち、基板２が高速で回転させられると、図７及び図８に
示すように、気流Ｗ１が発生し、特に、基板２とカップ
ナイフエッジ６との近接領域Ｆ１において乱流が発生し
て現像廃液が飛散し、又、カップナイフエッジ６の内側
に向かう巻き込み気流Ｗ２が発生して現像廃液の一部が
エッジ部６ｂを乗り越えてカップナイフエッジ６の内側
空間に侵入し、この侵入した現像廃液Ａが基板２の裏面
２ｂに付着する場合があった。

【０００６】また、複数枚の基板２を連続的に現像処理
した場合、図７に示すように、カップナイフエッジ６の
内側下方の排水溝６ｃの領域いおいて、廃液溜まりＢを
引き起こす場合があった。さらに、これらカップナイフ
エッジ６、カップ基台５等を形成する材料として、表面
濡れ性の悪い材料が用いられていたため、現像廃液が球
状の塊となって容易に飛散するという問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
成されたものであり、その目的とするところは、現像処
理の際の現像廃液が基板の裏面に回り込むのを防ぎ、使
用済の現像廃液をスムーズに排出させるようにして、基
板の現像及び洗浄処理を効率良く行なうことのできる現
像装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するべく鋭意検討を重ねた結果、以下の如き構成
をなす発明を見出すに至った。すなわち、本発明の現像
装置は、現像処理される基板を載置して回転させるター
ンテーブルと、このターンテーブルに載置された基板の
下方に配置された基台と、この基板の下面の外周領域と
所定間隔をおいて対向するように基台の上面に配置され
た環状の遮断部材とを備えて、基板の上面に現像液を供
給しかつターンテーブルを回転させて基板の現像処理を
行なう現像装置であって、上記遮断部材は、基板の下面
と対向する上面において、基板の回転に伴う気流を整流
するように周方向に所定間隔をおいて配置された流線形
状をなす複数のフィンを有する、ことを特徴としてい
る。

【０００９】上記構成の現像装置においては、上記遮断
部材の上面を、径方向外側が内側に比べて高くなるよう
に形成された傾斜面とする、構成を採用することができ
る。上記構成の現像装置においては、上記遮断部材の外
周面に、径方向外側に向けて開口しかつ断面が湾曲した
凹形状をなす環状溝を形成した、構成を採用することが
できる。

【００１０】また、上記構成の現像装置においては、上
記遮断部材の上面を、径方向外側が内側に比べて高くな
るように形成された傾斜面とし、かつ、上記遮断部材の
外周面に、径方向外側に向けて開口しかつ断面が湾曲し
た凹形状をなす環状溝を形成した、構成を採用すること
ができる。

【００１１】上記構成の現像装置においては、上記基台
に、その上面でかつ上記遮断部材の内壁面近傍の領域に
おいて開口する内側排出通路を形成した、構成を採用す
ることができる。上記構成の現像装置においては、上記
内側排出通路の内壁面に、逆流を阻止する螺旋形状の逆
流阻止板を設けた、構成を採用することができる。

【００１２】上記構成の現像装置においては、上記基台
を支持すると共に基台及びターンテーブルに載置された
基板の外側領域を覆うように形成されかつ使用した処理
液を排出する主排出通路が形成されたカバーケースを設
け、上記内側排出通路を、この主排出通路に連通した、
構成を採用することができる。さらに、上記構成の現像
装置においては、上記内側排出通路を、上記主排出通路
に対して着脱自在に連通した、構成を採用することがで
きる。

【００１３】本発明の現像装置においては、現像処理さ
れる基板をターンテーブルに載置して固定し、基板の上
面に現像液を供給しつつターンテーブルを回転させて基
板の現像処理を行なうと、遮断部材の上面に設けられた
複数のフィンが、基板の回転に伴う気流を整流する。従
って、基板と遮断部材との近接領域において乱流等を生
じないため、現像廃液の飛散が防止され、又、基板の下
面（裏面）への現像廃液の付着が防止され、これによ
り、効率よく現像処理が行なわれる。

【００１４】上記構成の現像装置において、上記遮断部
材の上面を径方向外側が内側に比べて高くなるような傾
斜面とした場合は、外部から遮断部材の内側の領域に入
り込む現像廃液等が効率よく遮断される。また、上記構
成の現像装置において、上記遮断部材の外周面に、径方
向外側に向けて開口しかつ断面が湾曲した凹形状をなす
環状溝を形成した場合は、外部から遮断部材の内側に向
かって流れる気流及び現像廃液が、この湾曲した環状溝
に沿って流れ、再び外側に向けて流れるように方向付け
られる。

【００１５】上記構成の現像装置において、上記基台に
内側排出通路を形成した場合は、遮断部材の内側領域に
侵入した現像廃液等が、この内側排出通路を通して、所
定の廃棄場所に導かれる。

【００１６】上記構成の現像装置において、上記内側排
出通路の内壁面に逆流阻止板を設けた場合は、この逆流
阻止板により、内側排出通路から排出される現像廃液等
の逆流が阻止される。

【００１７】上記構成の現像装置において、上記カバー
ケースを設けかつ上記内側排出通路をカバーケースの主
排出通路に連通させた場合は、遮断部材の内側領域に溜
まった現像廃液及び洗浄液等が、内側排出通路を通って
カバーケースの主排出通路に導かれ、その後、遮断部材
の外側を流れる現像廃液等と一緒になって所定の廃棄場
所に導かれる。さらに、上記構成の現像装置において、
上記内側排出通路を上記主排出通路に対して着脱自在に
連通した場合は、カバーケースから基台を外すことがで
き、基台等の手入れ、交換作業等が容易に行なわれる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に基づいて詳細に説明する。図１ないし図５は、
本発明に係る現像装置の一実施形態を示すものであり、
図１は縦断面図、図２は平面図、図３は後述する遮断部
材の一部をなすフィンの平面図、図４及び図５は現像処
理の際の気流等の状態を示す図である。

【００１９】この現像装置は、図１ないし図３に示すよ
うに、現像処理される円板状の基板１０を載置して回転
させるターンテーブル２０と、このターンテーブル２０
に載置された基板１０の下方に配置された基台すなわち
カップ基台３０と、基板１０の下面（裏面）１０ｂの外
周領域と所定間隔をおいて対向するように、カップ基台
３０の上面３０ａに配置された環状の遮断部材としての
カップナイフエッジ部材４０等を、その基本構成として
備えている。また、カップ基台３０を支持すると共に、
カップ基台３０及びターンテーブル２０に載置された基
板１０の外側領域を覆うように形成されたカバーケース
５０を備えている。

【００２０】ターンテーブル２０は、回転軸２０ａの上
端に固着されており、駆動源（不図示）により回転軸２
０ａが回転させられることで、所望の速度でターンテー
ブル２０が回転させられるようになっている。

【００２１】カップ基台３０は、図１及び図２に示すよ
うに、略円板形状に形成されており、その中央部には、
回転軸２０ａを挿通させる貫通孔３０ｂと、この貫通孔
３０ｂの上方を画定すると共に外輪郭が円錐台状をなす
円筒状部３０ｃが形成されている。また、この円筒状部
３０ｃの外周面には、周方向に所定間隔をおいて３個の
吐出口３０ｄが設けられており、供給通路（不図示）を
経由して導かれた純水等の洗浄液が、これらの吐出口３
０ｄから噴出させられて、基板２０の裏面２０ｂを洗浄
するようになっている。

【００２２】また、カップ基台３０の上面３０ａの外周
近傍、すなわち、基板２０の裏面２０ｂの外周近傍と対
向する領域には、図１及び図２に示すように、環状のカ
ップナイフエッジ部材４０が固定されており、このカッ
プナイフエッジ部材４０の内壁面近傍の領域には、上面
３０ａに開口する内側排出通路３０ｅが形成されてい
る。そして、この内側排出通路３０ｅの下端は、カップ
基台３０の下面に形成された凹部３０ｇに開口してお
り、後述するカバーケース５０の主排出通路５０ｄに連
通されている。また、この内側排出通路３０ｅの内壁面
には、この通路を通って下方に流れ落ちる洗浄液、現像
廃液等の処理液が再び上方に向かって逆流するのを阻止
する螺旋形状の逆流阻止板３０ｆが設けられている。

【００２３】遮断部材としてのカップナイフエッジ部材
４０は、図２に示すように略環状に形成されており、基
板１０の下面１０ｂと対向するその上面４０ａは、径方
向外側が内側に比べて高くなるようにすなわち（回転軸
２０ａの軸心と一致する）中心に向けて下向きに傾斜す
るような傾斜面に形成されている。これにより、現像廃
液等が、外部から基板１０の下面１０ｂと傾斜面（上
面）４０ａとの間隙を通り抜けて、カップナイフエッジ
部材４０の内側空間に侵入するのを抑制することができ
る。

【００２４】上記傾斜面（上面）４０ａには、図２及び
図３に示すように、基板１０の回転に伴う気流を整流す
るように周方向に所定間隔をおいて配置されたナイフエ
ッジとしての複数のフィン４０ｂが形成されている。こ
の複数のフィン４０ｂは、図３（ｂ）に示すように、平
面視にてその断面が流線形状となるように形成されてお
り、カップナイフエッジ部材４０の周方向においてお互
いが所定長さだけ重なり合うように、又、周方向に対し
て所定の角度θをなすように配置されている。尚、この
フィン４０ｂの上端と基板１０の下面１０ｂとの隙間
は、約０．５ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲に設定するのが
好ましい。また、複数のフィン４０ｂを周方向に配置す
る場合、お互いの間隔は約５ｍｍ〜約２０ｍｍの範囲に
設定するのが好ましい。

【００２５】また、カップナイフエッジ部材４０の外周
面４０ｃには、図３（ａ）に示すように、径方向外側に
向けて開口しかつ断面が湾曲した凹形状をなす環状溝４
０ｄが形成されている。これにより、外部からカップナ
イフエッジ部材４０の内側空間に向かって流れる気流及
び現像廃液が、この湾曲した環状溝４０ｄに沿って流れ
ることで、再び外側に向けて流れるように方向付けられ
ることになる。さらに、カップナイフエッジ部材４０の
下方領域には、環状の凹形状をなす排水溝４０ｈが形成
されている。この排水溝４０ｈの上下方向の間隔は、約
２．０ｍｍ〜約５．０ｍｍの範囲に設定するのが好まし
い。

【００２６】カバーケース５０は、図１に示すように、
カップ基台３０を載置して支持する円形状のベース部５
０ａと、このベース部５０ａの外周端から上方に伸びて
上端側が中心に向けて上向きに傾斜した円筒状のカバー
部５０ｂと、ベース部５０ａに載置されたカップ基台３
０の外側の位置にてベース部５０ａに開口する主排出通
路５０ｃ等により構成されている。

【００２７】このカバーケース５０は、現像処理の際に
用いられる現像液等が装置の外側に向けて飛散するのを
防止して、使用した現像廃液等を所定の廃棄場所に排出
する役割をなすものである。従って、上記カバー部５０
ｂは、カップ基台３０及びターンテーブル２０に載置さ
れた基板１０の外側領域を少なくとも覆うように形成さ
れており、又、このカバー部５０ｂの内壁を伝わって下
方のベース部５０ａに導かれた現像廃液等は、洩れを生
じることなく確実に主排出通路５０ｃから排出されるよ
うになっている。

【００２８】また、上記主排出通路５０ｃには、分岐通
路５０ｄが形成されており、この分岐通路５０ｄの上端
部５０ｄ’は、ベース部５０ａから上方に突出して設け
られて、カップ基台３０の凹部３０ｇの領域に入り込ん
で、内側排出通路３０ｅの下端部に着脱自在に連結され
るようになっている。

【００２９】このように、内側排出通路３０ｅと分岐通
路５０ｄとを着脱自在とすることで、カップ基台３０を
カバーケース５０から容易に取り外すことができ、カッ
プ基台３０の交換あるいは清掃、又、カバーケース５０
の内部の清掃等を容易に行なうことができる。

【００３０】ここで、上記カップナイフエッジ部材４
０、内側排出通路３０ｅ，逆流阻止板３０ｆ等を含むカ
ップ基台３０、分岐通路５０ｄ，主排出通路５０ｃ等を
含むカバーケース５０等を形成する材料としては、現像
廃液との表面接触角を小さく保つ濡れ性のよい材料を用
いれば、現像廃液等の飛散を効率良く防止できる。この
ような材料として、例えば、ポリアクリロニトリル、ポ
リカーボネイト等を用いることができ、ポリ塩化ビニー
ルにより上記の部品が形成されている場合は、現像廃液
が接するところの表面部分に少なくとも上記濡れ性のよ
い材料を用いればよい。

【００３１】次に、上記現像装置の動作について、図４
及び図５に基づき説明する。基板１０の現像処理を行な
うにあたり、基板１０をターンテーブル２０に載置して
固定し、駆動源によりこのターンテーブル２０を所定の
回転速度で回転させると、基板１０も同時に回転する。

【００３２】続いて、供給パイプ（不図示）から、基板
１０の上面１０ａに向けて現像液を供給すると共に、吐
出口３０ｄから基板１０の下面（裏面）１０ｂに向けて
純水（洗浄液）を噴出させる。

【００３３】上記基板１０の回転により、基板１０の上
面１０ａに供給された現像液は遠心力により径方向外側
に向けて飛ばされ、カバー部５０ｂの内壁面に衝突する
と共に、カバー部５０ｂの内壁面に沿った下向きの気流
Ｗ３が生じる。また、カップナイフエッジ部材４０の外
側の領域では、径方向内側に向かう気流及び現像廃液
は、湾曲した環状溝４０ｄに沿って流れることで、再び
径方向外側に向かう流れに変えられて、カップナイフエ
ッジ部材４０の内側への侵入が抑制される。

【００３４】一方、カップナイフエッジ部材４０の内
側、すなわち、カップ基台３０の上面３０ａと基板１０
の下面１０ｂとに挟まれた空間領域では、旋回流、上昇
流等の気流Ｗ４が生じ、又、基板１０の下面１０ｂとカ
ップナイフエッジ部材４０とで挟まれた領域では、フィ
ン４０ｂにより整流されて径方向外側に向かう気流Ｗ５
が生じる。これにより、外部の現像廃液等が基板１０の
下面１０ｂに挟まれる空間に入り込むのを抑制すること
ができる。

【００３５】また、仮に、カップナイフエッジ部材４０
と基板１０との間から、カップナイフエッジ部材４０の
内側の空間に現像廃液等が侵入したとしても、この侵入
した現像廃液Ｃ等は、カップ基台３０の上面３０ａに開
口する内側排出通路３０ｅから分岐通路５０ｄを経由し
て主排出通路５０ｃに導かれることになる。従って、侵
入した現像廃液等が基板１０の下面（裏面）１０ｂに付
着するのを防止することができる。

【００３６】以上のように、基板１０及びカップナイフ
エッジ部材４０の外側（外部）にある現像廃液等が、基
板１０の下面（裏面）１０ｂに回り込むのを遮断ないし
は抑制することができるため、基板１０の裏面１０ｂへ
の現像廃液等の付着を招くことなく、効率よく現像処理
を行なうことができる。

【００３７】以上の実施形態においては、現像装置に関
してのみ示したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、例
えば、回転塗布法により基板に薬液等を塗布する半導体
装置の製造に係る装置全般において、適用することがで
きる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の現像装置に
よれば、ターンテーブルに載置された基板とその下方に
配置された基台との間に設ける環状の遮断部材に、基板
の回転に伴う気流を整流するように周方向に所定間隔を
おいて配置された流線形状をなす複数のフィンを設けた
ことから、基板と遮断部材との近接領域において乱流等
を生じないため、現像廃液の飛散が防止され、又、基板
の下面（裏面）への現像廃液の付着が防止され、これに
より、効率よく現像処理を行なうことができる。

【００３９】また、上記遮断部材の上面を、径方向外側
が内側に比べて高くなるように形成された傾斜面とする
ことにより、外部から遮断部材の内側の領域に入り込む
現像廃液等を効率よく遮断することができる。さらに、
上記遮断部材の外周面に、径方向外側に向けて開口しか
つ断面が湾曲した凹形状をなす環状溝を設けることによ
り、外部から遮断部材の内側に向かって流れる気流及び
現像廃液を、この湾曲した環状溝に沿って流れさせるこ
とで、再び外側に向けて流れるように方向付けることが
でき、外部から遮断部材の内側の領域に入り込む現像廃
液等をより一層効率よく遮断することができる。

【００４０】上記基台に、その上面でかつ遮断部材の内
壁面近傍の領域において開口する内側排出通路を設ける
ことにより、仮に、遮断部材の内側領域に現像廃液等が
侵入した（回り込んだ）としても、この内側排出通路を
通して、効率よく確実に所定の廃棄場所に排出すること
ができ、又、上記内側排出通路の内壁面に螺旋形状の逆
流阻止板を設けることにより、一度内側排出通路に流れ
込んだ現像廃液等が逆流するのを阻止することができ
る。

【００４１】また、上記主排出通路を有するカバーケー
スを設け、上記内側排出通路をこの主排出通路に連通さ
せることにより、この内側排出通路に導かれた現像廃液
等を、遮断部材の外側を流れる現像廃液等と一緒になっ
て所定の廃棄場所に効率よく排出することができる。さ
らに、上記内側排出通路を上記主排出通路に対して着脱
自在に連通させることにより、カバーケースから基台を
容易に取り外すことができ、基台の交換あるいは清掃、
カバーケースの清掃等を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の一実施形態を示す縦断
面図である。

【図２】本発明に係る現像装置の一実施形態を示す平面
図である。

【図３】図１に示す現像装置の一部を拡大したものであ
り、（ａ）はカップナイフエッジ部材の縦断面図、
（ｂ）はフィンの平面図である。

【図４】図１に示す現像装置の一部を拡大した縦断面図
である。

【図５】図１に示す現像装置のカップナイフエッジ部材
の一部を示す平面図である。

【図６】従来の現像装置を示すものであり、（ａ）は平
面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図７】従来の現像装置の一部を拡大した縦断面図であ
る。

【図８】従来の現像装置のカップナイフエッジ部材の一
部を示す平面図である。

【符号の説明】

１０・・・基板、１０ａ・・・上面、１０ｂ・・・下面
（裏面）、２０・・・ターンテーブル、３０・・・カッ
プ基台（基台）、３０ａ・・・上面、３０ｄ・・・吐出
口、３０ｅ・・・内側排出通路、３０ｆ・・・逆流阻止
板、４０・・・カップナイフエッジ部材（遮断部材）、
４０ａ・・・上面、４０ｂ・・・フィン、４０ｄ・・・
環状溝、５０・・・カバーケース、５０ｃ・・・主排出
通路、５０ｄ・・・分岐通路。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像処理される基板を載置して回転させ
   るターンテーブルと、前記ターンテーブルに載置される
   基板の下方に配置された基台と、前記基板の下面の外周
   領域と所定間隔をおいて対向するように前記基台の上面
   に配置された環状の遮断部材とを備えて、前記基板の上
   面に現像液を供給しかつ前記ターンテーブルを回転させ
   て前記基板の現像処理を行なう現像装置であって、 前記遮断部材は、前記基板の下面と対向する上面におい
   て、前記基板の回転に伴う気流を整流するように周方向
   に所定間隔をおいて配置された流線形状をなす複数のフ
   ィンを有する、ことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記遮断部材の上面は、径方向外側が内
   側に比べて高くなるように形成された傾斜面である、こ
   とを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記遮断部材の外周面には、径方向外側
   に向けて開口しかつ断面が湾曲した凹形状をなす環状溝
   が形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の現
   像装置。
4. 【請求項４】 前記遮断部材の上面は、径方向外側が内
   側に比べて高くなるように形成された傾斜面であり、前
   記遮断部材の外周面には、径方向外側に向けて開口しか
   つ断面が湾曲した凹形状をなす環状溝が形成されてい
   る、ことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
5. 【請求項５】 前記基台には、前記基台の上面でかつ前
   記遮断部材の内壁面近傍の領域において開口する内側排
   出通路が形成されている、ことを特徴とする請求項１記
   載の現像装置。
6. 【請求項６】 前記内側排出通路の内壁面には、逆流を
   阻止する螺旋形状の逆流阻止板が設けられている、こと
   を特徴とする請求項５記載の現像装置。
7. 【請求項７】 前記基台を支持すると共に前記基台及び
   ターンテーブルに載置された基板の外側領域を覆うよう
   に形成されかつ使用した処理液を排出する主排出通路が
   形成されたカバーケースを有し、 前記内側排出通路は、前記主排出通路に連通されてい
   る、ことを特徴とする請求項５記載の現像装置。
8. 【請求項８】 前記内側排出通路は、前記主排出通路に
   対して着脱自在に連通されている、ことを特徴とする請
   求項７記載の現像装置。