JP2001104860A5

JP2001104860A5 -

Info

Publication number: JP2001104860A5
Application number: JP1999290784A
Authority: JP
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2019-10-13

Description

【発明の名称】基板処理方法及び基板処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】基板の表面を処理液によって処理する基板処理方法であって、
前記基板を水平に配置すると共に、該基板の上方に回転羽根を対向して配置し、
前記基板の面上に処理液を供給し、
前記回転羽根を該処理液に非接触状態を維持して回転させて該処理液上に気流を発生させ、該気流により該基板面上に内部循環流を有する処理液集団を該処理液から形成することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】請求項１に記載の基板処理方法において、
前記回転羽根を前記基板に対して平行に移動させ、これにより前記基板面上の処理液集団を該回転羽根の移動に伴って移動させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】基板の表面を処理液によって処理する基板処理装置であって、
前記基板を水平に配置すると共に、該基板の上方に回転羽根を対向して配置し、該基板の面上に処理液を供給する供給手段と、
前記回転羽根を前記処理液に非接触状態を維持して回転させる回転手段を有し、
前記回転羽根を該基板の表面とは離して配置し、前記回転手段により回転させ、前記処理液上に気流を発生させ、該気流により該基板面上に内部循環流を有する処理液集団を該処理液から形成することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】請求項３に記載の基板処理装置において、
前記回転羽根の回転軸を回転させる回転手段はモータであり、該モータのロータと、該回転羽根の回転軸は磁気軸受で支持されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】請求項３又は４に記載の基板処理装置において、
前記回転羽根を前記基板に対して平行に移動させる移動手段を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】請求項３乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記回転羽根は平面円板であることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板の処理面を処理液で処理する基板処理装置に関し、特に半導体製造工程で基板に薄膜を形成するためのコーティングや基板表面を薄く削るエッチングに好適な基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程においては基板の処理面に種々の処理が行なわれる。例えば、レジストを均一に塗布し、露光後の現像を均一に処理するためには、それぞれの処理液を基板面上に均一に供給することが必要となる。特に現像処理においては、露光パターンによって、基板単位面積当りの現像処理面積が、場所によって大きく異なるため（現像面積の大きいところは、現像液の濃度が薄まりやすく、現像面積の小さいところと濃度差が広まる）、均等に処理することが難しいという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、現像処理等の基板処理において、処理液の物性に影響を与えることなく、且つ基板を傷めることなく、基板面上に均一に処理液を供給できる基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、基板の表面を処理液によって処理する基板処理方法であって、基板を水平に配置すると共に、該基板の上方に回転羽根を対向して配置し、基板の面上に処理液を供給し、回転羽根を該処理液に非接触状態を維持して回転させて該処理液上に気流を発生させ、該気流により該基板面上に内部循環流を有する処理液集団を該処理液から形成することを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、回転羽根を基板に対して平行に移動させ、これにより基板面上の処理液集団を該回転羽根の移動に伴って移動させることを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、基板の表面を処理液によって処理する基板処理装置であって、基板を水平に配置すると共に、該基板の上方に回転羽根を対向して配置し、該基板の面上に処理液を供給する供給手段と、回転羽根を処理液に非接触状態を維持して回転させる回転手段を有し、回転羽根を該基板の表面とは離して配置し、回転手段により回転させ、処理液上に気流を発生させ、該気流により該基板面上に内部循環流を有する処理液集団を該処理液から形成することを特徴とする。
【０００７】
上記のように基板に対向して配置された回転羽根を処理液に非接触状態を維持して回転させることにより、気流が発生し、該気流により回転羽根下方の基板面上に表面流れを有する処理液集団が形成され、この表面流れにより該処理液集団内に循環流が起き、その結果基板面上に処理液を均一に供給できる。更にこの循環流で処理液は攪拌されるから、処理の進行に伴う処理液内部の濃度差も解消でき濃度を均一化することができる。また、基板は静止状態で回転羽根は処理液に非接触で回転するから、基板に何ら衝撃やストレスを与えることがなく、基板を損傷させる恐れはない。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板処理装置において、回転羽根の回転軸を回転させる回転手段はモータであり、該モータのロータと、該回転羽根の回転軸は磁気軸受で支持されることを特徴とする。
【０００９】
上記のようにモータのロータと、回転羽根の回転軸は磁気軸受で磁気浮上支持されるから、摩擦による粉塵等により基板や処理空間を汚染することがない。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の基板処理装置において、回転羽根を基板に対して平行に移動させる移動手段を具備することを特徴とする。
【００１１】
上記のように回転羽根を基板に対して平行に移動させる移動手段を具備するので、回転羽根を該移動手段で移動させることにより、回転羽根の下方で基板面上に形成される処理液集団も該回転羽根の移動に伴って基板面上を移動するから、大きなサイズの基板でも全面を均一に処理することができる。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置において、回転羽根は平面円板であることを特徴とする
【００１３】
上記のように回転羽根を平面円板とすることにより、回転羽根の下方で基板面上に内部に循環流を有する処理液集団が形成され易い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る基板処理装置の概略構成例を示す図である。図１において、１は半導体ウエハ等の基板であり、該基板１は水平に配置されている。該基板１に対向して回転羽根２が配置され、該回転羽根２はモータ４の回転軸３に取り付けられ回転されるようになっている。
【００１５】
上記構成の基板処理装置において、回転羽根２を回転すると、図示するように、基板１の外周から中心に向かい、中心部で上昇し、更に回転羽根２の外周に向かって流れる気流６が発生する。この状態で基板１の上面に処理液を供給すると、該処理液は気流６に誘導され略円錐状の処理液集団５を形成する。
【００１６】
この円錐状の処理液集団５には図２に示すように、気流６に誘引されて中心部に向かう渦状の表面流れ７ができる。この表面流れ７により図３に示すように、処理液集団５の内部に外周方向から中心部に向かい、該中心部で下降し、更に基板１の上面で中心部から外周に向かって流れる循環流８が発生する。この循環流８により基板１の上面に均一に処理液が供給されると共に、その攪拌作用により処理液は攪拌され処理の進行に伴う処理液内部の濃度差も解消される。
【００１７】
上記円錐状の処理液集団５の直径は、回転羽根２と回転数、回転羽根２と基板１の距離によって任意に制御が可能であり、処理液集団５を図４に示すように、基板１の直径と同じ直径に形成することができる。これにより、基板１の全面に均一に処理液を供給でき、基板１の全面を均一に処理することができる。
【００１８】
回転羽根２は、下面に翼状のブレードが並んだ一般的な構造としても良いが、平面円板形状とすることにより、処理液集団５を図１乃至図３に示すように誘導し易くなる。
【００１９】
図５は回転羽根２を駆動するモータの構成例を示す図である。図示するように、モータ４の回転軸３と回転羽根２の回転軸は一体的に構成され、該回転軸３にはロータ４−１が固定され、該ロータ４−１の外周にステータ４−２が対向して配置されケーシング１１に固定されている。また、回転軸３にはラジアル磁気軸受１２、１３のロータ１２−１、１３−１が固定され、その外周にステータ１２−２、１３−２が配置されケーシング１１に固定されている。また、ケーシング１１にはラジアル方向の間隙センサ１４、１５が取り付けられ、そのターゲット１４−１、１５−１が回転軸３に固定されている。
【００２０】
回転軸３の上端にはアキシャル磁気軸受１６の円板状のロータ１６−１が固定され、該ロータ１６−１に対向してステータ１６−２、１６−２がケーシングに固定されている。また、ケーシング１１にはアキシャル方向の間隙センサ１７が取り付けられロータ１６−１の中心部にそのターゲット１７−１が固定されている。
【００２１】
回転軸３は上下２個のラジアル磁気軸受１２、１３と１個のアキシャル磁気軸受１６により非接触で磁気浮上支持されている。ラジアル方向の間隙センサ１４、１５、アキシャル方向の間隙センサ１７の出力により、図示しない制御部はラジアル磁気軸受１２、１３のステータ１２−２、１３−２及びアキシャル磁気軸受１６のステータ１６−２に供給する励磁電流を制御して、回転軸３が所定の適正な位置になるように制御する。
【００２２】
上記のように回転軸３をラジアル磁気軸受１２、１３及びアキシャル磁気軸受１６で磁気浮上支持するから、摩擦による粉塵等により基板１や処理空間を汚染することがない。なお、図５に示す回転羽根２を駆動するモータ４の構成例は一例であり、これに限定されるものではなく、要は回転羽根の回転軸及びモータのロータを磁気軸受により非接触で支持する構成であればよい。
【００２３】
図６は本発明に係る基板処理装置の概略構成例を示す図である。本基板処理装置は基板１のサイズが大きい場合に適用されるもので、回転羽根２を基板１に対して平行に移動させる移動手段（図示せず）、即ち、該移動手段で回転羽根２を矢印Ａ方向に基板１対して平行に移動できるようになっている。回転羽根２を矢印Ａ方向に移動させることにより、それに伴って回転羽根２の下方で基板１上面に形成される円錐状の処理液集団５も矢印Ｂ方向に移動する。これにより、基板１のサイズが大きくても基板１の全面に処理液を均一に供給することができる。従って、基板全面の均一処理が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が期待できる。
【００２５】
請求項１に記載の発明によれば、基板に対向して配置された回転羽根を処理液に非接触状態を維持し回転させることにより、気流が発生し、該気流により回転羽根下方の基板面上に表面流れを有する処理液集団が形成され、この表面流れにより該処理液集団内に循環流が起き、その結果基板面上に処理液を均一に供給できる。更にこの循環流で処理液は攪拌されるから、処理の進行に伴う処理液内部の濃度差も解消でき濃度を均一化することができる。また、基板は静止状態で回転羽根は処理液に非接触で回転するから、基板に何ら衝撃やストレスを与えることがなく、基板を損傷させる恐れはない。
【００２６】
また、請求項２に記載の発明によれば、回転羽根を基板に対して平行に移動させることにより、回転羽根の下方で基板面上に形成される処理液集団も該回転羽根の移動に伴って基板面上を移動するから、大きなサイズの基板でも全面を均一に処理することができる。
【００２７】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様、基板面上に処理液を均一に供給でき、処理の進行に伴う処理液内部の濃度差も解消でき濃度を均一化することができ、基板に何ら衝撃やストレスを与えることがなく、基板を損傷させる恐れはない。
【００２８】
また、請求項４に記載の発明によれば、回転羽根の回転軸及び該回転羽根を駆動するモータのロータは磁気軸受で磁気浮上支持するから、摩擦による粉塵等により基板や処理空間を汚染することがない。
【００２９】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項２と同様、大きなサイズの基板でも全面を均一に処理することができる。
【００３０】
また、請求項６に記載の発明によれば、回転羽根は平面円板とすることにより、回転羽根の下方で基板面上に内部に循環流を有する処理液集団が形成され易い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の概略構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る基板処理装置で形成される処理液集団の表面流れを説明するための図である。
【図３】本発明に係る基板処理装置で形成される処理液集団の内部循環流を説明するための図である。
【図４】本発明に係る基板処理装置で基板サイズと同じサイズの処理液集団を形成した場合を示す図である。
【図５】本発明に係る基板処理装置のモータの構成例を示す図である。
【図６】本発明に係る基板処理装置の概略構成例を示す図である。
【符号の説明】
１基板
２回転羽根
３回転軸
４モータ
５処理液集団
６気流
７表面流れ
８循環流
１１ケーシング
１２ラジアル磁気軸受
１３ラジアル磁気軸受
１４間隙センサ
１５間隙センサ
１６アキシャル磁気軸受
１７間隙センサ