JP2001189266A - 基板処理装置 - Google Patents
基板処理装置Info
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- JP2001189266A JP2001189266A JP2000305233A JP2000305233A JP2001189266A JP 2001189266 A JP2001189266 A JP 2001189266A JP 2000305233 A JP2000305233 A JP 2000305233A JP 2000305233 A JP2000305233 A JP 2000305233A JP 2001189266 A JP2001189266 A JP 2001189266A
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Abstract
を解消でき、これによって膜厚の跳ね上がりを防止でき
る基板処理装置を提供する。 【解決手段】 表面にレジスト液が供給されるウエハW
を保持するためスピンチャック10と、このスピンチャ
ック10を収容し、底部から排気を行うことで、ウエハ
W周辺の雰囲気を強制排気するカップ24と、このカッ
プ24内に設けられ、ウエハWの外周を囲み、ウエハW
付近の気流を制御する気流制御板25とを有する。
Description
被処理基板の表面にレジスト液等の処理液を塗布する基
板処理装置に関するものである。
の製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィー技術
を利用することで、半導体ウエハやガラス基板等の被処
理基板の表面に微細なパターンを高精度かつ高密度に形
成する。
は、半導体ウエハの表面にレジスト液を塗布した後、こ
れを所定のパターンに露光し、さらに現像処理・エッチ
ング処理することにより所定の回路パターンを形成する
ようにしている。
成するべき半導体回路の線幅がますます微細化する傾向
にあり、これに伴いレジスト膜の薄膜化及び膜厚の均一
化が厳しく要求されている。すなわち、形成される回路
の線幅は、このレジスト液の膜厚と、露光波長とに比例
することから、レジスト液の膜厚はできる限り薄くかつ
均一にすることが好ましい。
度を調整することによりレジスト膜厚を制御することが
できる。このため、例えば300mmウエハの場合、2
000〜4000rpmと、かなりの高速でウエハを回
転させることによって薄膜化を図るようにしている。
高速で回転させるため、ウエハの縁部からこのウエハ外
に飛散するレジスト液の量が非常に多い。スピンコーテ
ィング法では、この飛散するレジスト液を受け止めるた
め、ウエハをカップ内で回転させている。
たレジスト液がミスト状となってカップの上方に舞い上
がって他の装置を汚染することがないように、カップの
底部から排気を行なうようにしている。すなわち、これ
にによりクリーンルーム内のダウンフローをカップ上側
から引き込み、カップ内に上側から下側に向かう気流を
形成することによってレジスト液のミストがカップの上
側に飛散する防止するようにしている。
ウエハを高速で回転させるレジスト塗布装置の場合、ウ
エハの周縁部のレジスト膜のみが他の部分と比較して盛
り上がる現象(膜厚跳ね上がり現象)が生じる場合があ
る。
た塗布膜を遠心力で広げて薄膜化を図る工程において、
被処理基板の外縁部の塗布膜の膜厚が跳ね上がることを
有効に防止できる基板処理装置を提供することにある。
れば、表面に処理液が供給される被処理基板を保持する
ための基板保持機構と、前記基板保持機構を収容し、底
部から排気を行うことで、被処理基板周辺の雰囲気を強
制排気する容器と、前記容器内に設けられ、前記被処理
基板の外周を囲み、被処理基板付近の気流を制御する気
流制御板とを有する基板処理装置が提供される。
第2の面を有する基板を処理する基板処理装置におい
て、前記基板の第1の面を保持して回転させる保持・回
転部と、前記基板の第2の面に液を供給する液供給部
と、前記保持されて回転される基板の外周を囲うように
配置され、前記第2の面とほぼ同一の第3の面を有し、
該第3の面には通孔が設けられた気流制御板とを具備す
る基板処理装置が提供される。
第2の面を有する基板を処理する基板処理装置におい
て、前記基板の第1の面を保持して回転させる保持・回
転部と、前記基板の第2の面に液を供給する液供給部
と、前記保持されて回転される基板の外周を囲うように
配置され、前記基板の外周から外側に流れる気体を表面
上を通過させ、前記基板の外周から外側に流れる液体を
裏面上を通過させる気液分離板とを具備する基板処理装
置が提供される。
参照して説明する。
「ウエハW」という)の表面にレジスト液を塗布するレ
ジスト液塗布装置に適用した例を示す概略構成図であ
る。また、図2は、この装置を上方から見た平面図であ
る。
にウエハWを吸着保持し、かつこのウエハWを回転駆動
及び昇降駆動するスピンチャック10を有する。このス
ピンチャック10の上方には、このウエハWに対向位置
決め可能に保持され、ウエハW上にレジスト膜を滴下す
るための供給ノズル11が配置されている。このノズル
11は、供給管12及び制御弁13を介してレジスト液
タンク14に接続されている。
状に構成されたZ駆動機構15の先端にホルダ17を介
して保持されている。Z駆動機構15の基端部は、Y方
向移動機構16によって保持されている。図2に示すよ
うに、このY駆動機構16は、Y方向に沿って前記カッ
プ1の外側にまで延出されたYレール20を有し、前記
ノズル11を前記ウエハWとノズル待機部21との間で
移動できるようになっている。このノズル待機部21
は、ノズル11を収納できるように構成されていると共
に、このノズル11の先端部を洗浄できるように構成さ
れている。
は、ウエハWが回転駆動されている最中に飛散する余分
なレジスト液を受けるカップ24が設けられており、飛
散したレジスト液は図示しないドレイン管から強制排出
されるようになっている。
ック10に保持されたウエハWと前記カップ24の内周
面との隙間には、この発明の要部である気流制御板25
が配置されている。この気流制御板25は、ウエハWと
対向する側を前記ウエハWと略同じ高さに配置され、外
周部に向かって次第に増加する傾斜率で下方向に落ち込
むように曲成されている。そして、この気流制御板25
は、外周部を前記カップ24の内周面に固定させること
でこのカップ1内で保持されている。
ように、前記ウエハWの周囲を囲むようにドーナツ状に
形成され、かつ、周方向に沿って所定の間隔で複数の排
気孔27が形成されている。なお、この図は、便宜上、
前記カップ24の上部を切断した状態で示している。
流制御板25の関係を拡大して示す縦断面図である。こ
の気流制御板25とウエハWとの隙間t1は気流を乱さ
ないように近接して設けられ、例えば1mm〜2mmに
保持されている。また、ウエハWの外縁部と前記排気孔
27までの距離t2はウエハ外縁部の気流が他の表面部
と比較して特殊な形状とならないように、例えば10m
m以上と前記隙間t1と比較して大きく離されて設けら
れている。このことで、ウエハWの表面に沿って流れる
気流は、前記気流制御板25の表面に連続的に流通し、
前記ウエハWの外縁部から離れた位置に設けられた排気
孔27から下方向に流通する。
の底部には、カップ内雰囲気の排気を行うための排気管
30が設けられている。この排気管30は、制御弁31
を介してポンプ32に接続され、このポンプ32を作動
させることで強制排気を行うようにしている。このこと
で、カップ24内が負圧となるから、クリーンルーム内
のダウンフローDが前記カップ24の上方からこのカッ
プ24内に引き込まれるようになっている。そして、こ
のダウンフローDは、上述したように、前記気流制御板
25の排気孔27を通ってカップ24の底部に導入さ
れ、前記排気管30を通して外部に排気されるようにな
っている。
外縁部で生じていた特殊な気流状態を解消することが可
能である。即ち、本発明の発明者らは、被処理基板の外
縁部で膜厚が跳ね上がるのは、処理基板の外縁部では特
有な気流が生じることに一因があると考えた。
と、ウエハW付近の気流の状態を示した従来装置の平面
図である。ウエハWをスピンチャック2上に保持し、図
に矢印αで示す方向に回転させると、カップ1の上方
(紙面手前)から導入されたダウンフローは、ウエハW
の上面に衝突することで、紙面に対して略平行な方向β
の気流に変換される。そして、ウエハWの回転に伴う回
転遠心力によって渦巻き状に拡散してウエハWの外縁部
4に案内される。そして、このウエハWの外縁部4とカ
ップ1の内周面との間の隙間3からカップ1の底部に導
かれる。
気流状態を示す縦断拡大図である。上記のような気流の
流れが生じる場合、ウエハWの外縁部4では、ウエハW
の表面全域に供給されたダウンフローの全てが合流し、
かつ絞られて通過する。この図から分かるように、ウエ
ハWの外縁部4の気流は、ウエハWの他の表面部と異な
る特有な流れとなる。
有な気流状態がレジスト膜厚の跳ね上がりを引き起こす
と考え、この特有の気流の流れを解消することで、膜厚
の均一化が図れると考えるに至り、上記のように装置を
構成した。
ウエハWに対してレジスト液の塗布を行った場合の膜厚
分布の測定結果を示すチャートである。同じチャートに
重ねて記入した従来構成による膜厚分布と比較すると、
ウエハWの外縁部(チャートの両端部)における膜厚の
跳ね上がりを、従来の20オングストロームから5オン
グストロームに低減できることが理解される。
び高精細化の要求に十分に応えることができる処理装置
を得ることができる効果がある。
塗布現像処理システムに適用されることが好ましい。
テムは、ウエハWが収容されたカセットCRからウエハ
Wを順次取り出すカセット部60と、カセット部60に
よって取り出されたウエハWに対しレジスト液塗布及び
現像のプロセス処理を行なうプロセス処理部61と、レ
ジスト液が塗布されたウエハWを図示しない露光装置に
受け渡すインタフェース部62とを備えている。
位置決め保持するための4つの突起部70aと、この突
起部70aによって保持されたカセット内からウエハW
を取り出す第1のサブアーム機構71とが設けられてい
る。このサブアーム機構71は、ウエハWを取り出した
ならば、θ方向に回転して向きを変え、このウエハWを
前記プロセス処理部61に設けられたメインアーム機構
72に受け渡すことができるようになっている。
のウエハWの受け渡しは第3の処理ユニット群G3を介
して行われる。この第3の処理ユニット群G3は、図7
に示すように複数のプロセス処理ユニットを縦形に積み
上げて構成したものである。すなわち、この処理ユニッ
ト群G3は、ウエハWを冷却処理するクーリングユニッ
ト(COL)、ウエハWに対するレジスト液の定着性を
高める疎水化処理を行なうアドヒージョンユニット(A
D)、ウエハWの位置合わせをするアライメントユニッ
ト(ALIM)、ウエハWを待機させておくためのエク
ステンションユニット(EXT)、レジスト塗布後のシ
ンナー溶剤を乾燥させる2つのプリベーキングユニット
(PREBAKE)、及び露光処理後の加熱処理を行な
うポストベーキングユニット(POBAKE)及びポス
トエキスポージャーベークユニット(PEB)を順次下
から上へと積み上げて構成されている。
72への受け渡しは、前記エクステンションユニット
(EXT)及びアライメントユニット(ALIM)を介
して行われる。
ム機構72の周囲には、前記第3の処理ユニット群G3
を含む第1〜第5の処理ユニット群G1〜G5がこのメ
インアーム機構72を囲むように設けられている。前述
した第3の処理ユニット群G3と同様に、他の処理ユニ
ット群G1,G2,G4,G5も各種の処理ユニットを
上下方向に積み上げ的に構成されている。
2には、現像処理装置(DEV)及びこの実施形態のレ
ジスト液塗布装置(COT)が設けられている。図6に
示すように、この第1、第2の処理ユニット群G1,G
2は、レジスト塗布装置(COT)と現像処理装置(D
EV)とを上下方向に積み上げ構成したものである。
に示すように、上下方向に延接された筒状のガイド79
と、ガイド79に沿って上下駆動されるメインアーム7
8を備えている。また、このメインアーム78は平面方
向に回転し、かつ進退駆動されるように構成されてい
る。したがって、このメインアーム78を、上下方向に
駆動することで、ウエハWを前記各処理ユニット群G1
〜G5の各処理ユニットに対して任意にアクセスさせる
ことができるようになっている。
ト群G3のエクステンションユニット(EXT)を介し
てウエハWを受け取ったメインアーム機構72は、先
ず、このウエハWを第3の処理ユニット群G3のアドヒ
ージョンユニット(AD)に搬入し、疎水化処理を行な
う。ついで、アドヒージョンユニット(AD)からウエ
ハWを搬出し、クーリングユニット(COL)で冷却処
理する。
ーム機構72によって前記第1の処理ユニット群G1
(若しくは第2の処理ユニット群G2)のレジスト液塗
布装置(COT)に対向位置決めされ、搬入される。こ
のレジスト液塗布装置(COT)によりレジスト液が塗
布されたウエハWは、メインアーム機構72によってア
ンロードされ、第4の処理ユニット群G4を介して前記
インタフェース部62に受け渡される。
示すように、クーリングユニット(COL)、イクステ
ンション・クーリングユニット(EXT・COL)、イ
クステンションユニット(EXT)、クーリングユニッ
ト(COL)、2つのプリベーキングユニット(PRE
BAKE)、及び2つのポストベーキングユニット(P
OBAKE)を下から上へと順次積み上げて構成したも
のである。
り出されたウエハWは、先ず、プリベーキングユニット
(PREBAKE)に挿入され、レジスト液から溶剤
(シンナー)を飛ばして乾燥される。
ジスト液塗布装置(COT)と別に設置しても良いし、
レジスト液塗布装置内に設置されていても良い。
(COL)で冷却された後、エクステンションユニット
(EXT)を介して前記インタフェース部62に設けら
れた第2のサブアーム機構64に受け渡される。
構64は、受け取ったウエハWを順次カセットCR内に
収納する。このインターフェース部は、前記ウエハWを
カセットCRに収納した状態で図示しない露光装置に受
け渡し、露光処理後のウエハWが収納されたカセットC
Rを受け取る。
逆に第4の処理ユニット群G4を介してメインアーム機
構72に受け渡され、このメインアーム機構72は、こ
の露光後のウエハWを必要であればポストベーキングユ
ニット(POBAKE)に挿入した後、この実施形態の
現像装置(DEV)に挿入し現像処理を行なわせる。現
像処理後のウエハWは、いずれかのベーキングユニット
に搬送され、加熱乾燥した後、この第3の処理ユニット
群G3のエクステンションユニット(EXT)を介して
カセット部60に排出される。
選択的に設けられるもので、この例では前記第4の処理
ユニット群G4と同様に構成されている。また、この第
5の処理ユニット群G5はレール65によって移動可能
に保持され、前記メインアーム機構72及び前記第1〜
第4の処理ユニット群G1〜G4に対するメンテナンス
処理を容易に行ない得るようになっている。
に示した塗布現像ユニットに適用した場合、複数のウエ
ハの並行処理が容易に行なえるから、ウエハWの塗布現
像処理工程を非常に効率的に行なうことができる。ま
た、各処理ユニットが上下に積上げ式に構成されている
から装置の設置面積を著しく減少させることができる。
10に示すような構成としたものである。
周方向126の断面形状がウエハWの外周127から離
れるに従って下方128に向けて厚みt3が増加するよ
うになっている。例えば、気流制御板125の断面形状
は、3角形とされ、3角形の気流制御板125のウエハ
W近傍の頂部129の内角θは、ほぼ18°〜ほぼ35
°、より好ましくは20°とされている。
の表面とは、ほぼ同一の高さとされているが、気流制御
板125の表面130をウエハWの表面より若干t4、
例えばほぼ0.5mm〜ほぼ1.0mm程度高くした方
が好ましい。これにより、ウエハWの外周127と気流
制御板125との間には所定の隙間が設けられている。
また、ウエハWの外周127から外側に流れる気体13
1を気流制御板125の表面130上を通過させ、ウエ
ハWの外周127から外側に流れる液体132を気流制
御板125の裏面133上を通過させることができる。
即ち、本発明に係る気流制御板125は気液分離板とし
て機能させることができる。
は、図11に示すように、ウエハWの外周127から所
定寸法離間して設けられ、所定の間隔で設けられ、それ
ぞれが気流制御板125の裏面133(下部)まで貫通
している。なお、図12に示すように、通孔126a
を、ウエハWの外周127から所定寸法離間して設けた
リング状のスリットとしてもよい。図12中126b
は、スリット状の通孔126aにより内外に2分割され
た気流制御板125a、125bとを連通させる連通部
材である。
通孔126を通過する気流140が気流制御板125の
裏面133側を通過する気流141を巻き込み、気流1
41が下方に向けて流れるようになり、排気管30(図
1参照)から排気されることになる。これにより、気流
制御板125の裏面133側の空間を舞うミストを効果
的に除去することができる。
に示すように、気流制御板25を回転駆動する回転駆動
部201を更に設け、制御部202の制御のもとで、図
14に示すように、回転駆動部201がウエハWの回転
と同期して(同一方向且つ同一速度)気流制御板25を
回転させるようにしている。これにより、ウエハWの外
周の塗布ムラが更に少なくなり、レジスト液を塗布する
際のウエハWの回転速度を遅くできるようになり、例え
ばレジスト液の種類(特にレジスト液の粘度)の選択の
幅が広がることになる。
像ユニット以外の装置にも適用可能であることはもちろ
んである。また、上記一実施形態は、その他発明の要旨
を変更しない範囲で種々変形可能である。
にレジスト液を塗布するレジスト液塗布装置を例にとっ
て説明したが、半導体ウエハに限定されるものではな
く、LCD製造に用いる矩形状のガラス基板にレジスト
液を塗布する装置であってもよい。また、レジスト液ば
かりでなく、例えば現像液を基板に供給する基板処理装
置にも本発明を適用できる。これにより、特にミストを
効果的に低減させることができる。
させるものであったが、基板を回転させるものでなくて
も良い。
に、この発明によれば、被処理基板の外縁部に生じてい
た塗布膜の跳ね上がりを有効に防止することができる。
を示す概略構成図である。
る。
板とを拡大して示す縦断面図である。
厚の跳ね上がりを検証した結果を示すチャートである。
布現像処理装置の平面図である。
る。
説明するための正面図である。
る。
部における気流の状態示す模式図である。
装置の拡大断面図である。
である。
置の変形例を示す平面図である。
塗布装置の側面図である。
である。
Claims (20)
- 【請求項1】 表面に処理液が供給される被処理基板を
保持するための基板保持機構と、 前記基板保持機構を収容し、底部から排気を行うこと
で、被処理基板周辺の雰囲気を強制排気する容器と、 前記容器内に設けられ、前記被処理基板の外周を囲み、
被処理基板付近の気流を制御する気流制御板とを具備す
ることを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の基板処理装置におい
て、 前記基板保持機構は、前記被処理基板を回転駆動し、こ
の被処理基板上に供給された処理液を遠心力によって拡
散させるスピンチャックを有することを特徴とする基板
処理装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の基板処理装置におい
て、 前記気流制御板は、 少なくとも前記被処理基板と対向する側をこの被処理基
板と略同じ高さに位置させてい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、 前記気流制御板は、基板から離れるに従って次第に傾斜
度が増すようにカップの底部側に曲成されていることを
特徴とする基板処理装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載の基板処理装置におい
て、 前記気流制御板は、被処理基板付近の気流を前記容器の
底部に案内させるための気流流通部を有し、 この気流流通部は、前記被処理基板の外周から所定寸法
離間して設けられていることを特徴とする基板処理装
置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の基板処理装置におい
て、 前記気流流通部は、前記気流制御板に所定の間隔で設け
られた通孔であることを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項7】 第1の面と第2の面を有する基板を処理
する基板処理装置において、 前記基板の第1の面を保持して回転させる保持・回転部
と、 前記基板の第2の面に液を供給する液供給部と、 前記保持されて回転される基板の外周を囲うように配置
され、前記第2の面とほぼ同一の高さの第3の面を有
し、該第3の面には通孔が設けられた気流制御板とを具
備することを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項8】 請求項7に記載の基板処理装置におい
て、 前記第3の面は、前記第2の面よりも高い位置にあるこ
とを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項9】 請求項8に記載の基板処理装置におい
て、 前記第3の面と前記第2の面との高さの差が、ほぼ0.
5mm〜ほぼ1.0mmであることを特徴とする基板処
理装置。 - 【請求項10】 請求項7に記載の基板処理装置におい
て、 前記保持されて回転される基板の外周と前記気流制御板
との間には所定の隙間が設けられていることを特徴とす
る基板処理装置。 - 【請求項11】 請求項7に記載の基板処理装置におい
て、 前記気流制御板の、前記保持されて回転される基板の外
周方向の断面形状は、基板の外周から離れるに従って下
方に向けて厚みが増加するようになっていることを特徴
とする基板処理装置。 - 【請求項12】 請求項11に記載の基板処理装置にお
いて、 前記断面形状は、3角形であることを特徴とする基板処
理装置。 - 【請求項13】 請求項12に記載の基板処理装置にお
いて、 前記前記断面形状が3角形の前記気流制御板の基板近傍
の頂部の内角は、ほぼ18°〜ほぼ35°であることを
特徴とする基板処理装置。 - 【請求項14】 請求項7に記載の基板処理装置におい
て、 前記通孔は、前記基板の外周から所定寸法離間して設け
られ、前記気流制御板に所定の間隔で設けられ、前記気
流制御板の下部まで貫通する複数の孔であることを特徴
とする基板処理装置。 - 【請求項15】 請求項7に記載の基板処理装置におい
て、 前記通孔は、前記基板の外周から所定寸法離間して設け
られたリング状のスリットであることを特徴とする基板
処理装置。 - 【請求項16】 請求項7に記載の基板処理装置におい
て、 前記気流制御板を回転駆動する回転駆動部を更に有する
ことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項17】 請求項16に記載の基板処理装置にお
いて、 前記回転駆動部は、前記基板の回転と同期して前記気流
制御板を回転させることを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項18】 請求項7に記載の基板処理装置におい
て、 前記保持・回転部を収容し、底部から排気を行うこと
で、基板周辺の雰囲気を強制排気する容器を更に具備す
ることを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項19】 第1の面と第2の面を有する基板を処
理する基板処理装置において、 前記基板の第1の面を保持して回転させる保持・回転部
と、 前記基板の第2の面に液を供給する液供給部と、 前記保持されて回転される基板の外周を囲うように配置
され、前記基板の外周から外側に流れる気体を表面上を
通過させ、前記基板の外周から外側に流れる液体を裏面
上を通過させる気液分離板とを具備することを特徴とす
る基板処理装置。 - 【請求項20】 請求項19に記載の基板処理装置にお
いて、 前記気液分離板には、表面から裏面に向かう気流を形成
するための通孔が設けられていることを特徴とする基板
処理装置。
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---|---|---|---|
JP2000305233A JP3599323B2 (ja) | 1999-10-19 | 2000-10-04 | 基板処理装置 |
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JP29679299 | 1999-10-19 | ||
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