JP2015170617A - 液処理装置 - Google Patents

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新二 佐々木
Shinji Sasaki
新二 佐々木
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東京エレクトロン株式会社
Tokyo Electron Ltd
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Abstract

【課題】基板を回転機構により回転自在な基板保持部6に水平に吸着保持させて、基板の表面に処理液の液膜を形成して基板を液処理するにあたり、基板の周縁の近傍まで基板を吸着保持でき、基板保持部6の大重量化を抑えること、また薄ウエハWの撓みを抑えて均一性の高い液処理を行うこと。
【解決手段】
シャフト23に接続されたスピンチャックを囲むように、スピンチャック21よりも密度の小さい環状の支持部材61を螺合により着脱できるように設け、スピンチャック21の表面と支持部材61の表面とに亘って、多孔質体の載置プレート62を設けて薄ウエハWを水平に保持する基板保持部6とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、基板を回転機構により回転自在な基板保持部に水平に吸着保持させて、基板の表面に処理液の液膜を形成して基板を液処理する技術分野に関する。
近年パワーデバイスの分野においては、半導体ウエハであるシリコンウエハを研削して薄くした薄いウエハ(以下「薄ウエハ」とする)が用いられている。このような薄ウエハを用いてレジストパターンを形成するためには通常の半導体ウエハと同様にレジスト液をスピンコーティングにより薄ウエハに塗布し、露光後に薄ウエハに現像液を液盛りして現像が行われる。レジスト液の塗布や現像などの処理液は、表面に吸引孔を備えた回転自在なスピンチャックに薄ウエハを吸着保持させて行われる。スピンチャックは、回転軸の大型化、モーターの過大負荷を避けるためにその直径が小さく抑えられており、このためウエハの中央部だけがスピンチャックに保持される。
しかしながらウエハの中央部だけがスピンチャックに保持される構造では、処理の種別によっては不都合が生じる場合がある。例えばウエハの厚さが150μm以下にもなると、薄ウエハにおけるスピンチャックの外周縁に対応する部位で撓みが生じ、例えばレジスト液を薄ウエハの回転により広げて塗布すると、前記部位にて液膜が薄くなる現象が発生する。また露光後の薄ウエハの現像液を供給して液膜を形成し、静止現像を行う場合にも薄ウエハの撓みにより現像液が偏り、現像の面内不均一性の要因となる。
例えば特許文献1には、薄ウエハと同じ大きさのスピンチャックにより薄ウエハを保持する技術が記載されている。しかしながら直径の大きな薄ウエハに用いるときにはスピンチャックの直径が大きくなって大重量化するため、スピンチャックを回転させる回転機構が大型化したり、モーターの負担の増加による発熱などの問題がある。
特許第4068783号
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、基板を回転機構により回転自在な基板保持部に水平に吸着保持させて、基板の表面に処理液の液膜を形成して基板を液処理するにあたり、基板の周縁の近傍まで基板を吸着保持でき、しかも基板保持部の大重量化を抑えることができる技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、薄い基板に対して上述の液処理を行うにあたり、基板の撓みを抑えて面内均一性の高い液処理を行うことができる技術を提供することにある。
本発明の液処理装置は、基板を回転機構により回転自在な基板保持部に水平に吸着保持させて、基板の表面に処理液の液膜を形成して基板を液処理する液処理装置において、
前記基板保持部は、基板の中央領域に対応する位置に設けられ、表面に吸引孔が開口する吸着部本体と、この吸着部本体を囲むように設けられ、前記吸着部本体よりも密度の小さい環状の支持部材と、前記吸着部本体の表面から支持部材の表面に亘って設けられ、前記吸引孔による吸引作用をその表面全体に分散して基板を吸着するための多孔質体からなる基板載置プレートと、備えることを特徴とする。
本発明は、吸引孔を備えた回転自在な吸着部本体の周囲に吸着部本体よりも密度の小さい環状の支持部材を配置し、これらの上に前記吸引孔による吸引作用をその表面全体に分散して基板を吸着するための多孔質体からなる基板載置プレートを設けて基板保持部を構成している。従って、基板の周縁の近傍まで基板を吸着保持でき、しかも基板保持部の大重量化を抑えることができる。そして、薄い基板に対してこの基板保持部を適用して液処理を行えば、基板の撓みが抑えられるので、面内均一性の高い液処理を行うことができる。
第1の実施の形態に係るレジスト塗布装置を示す構成図である。 第1の実施の形態に係るレジスト塗布装置及び搬送アームを示す平面図である。 基板保持部を示す分解斜視図である。 スピンチャックの構成を示す縦断面図である。 搬送アームの支持部と、支持部材に保持された薄ウエハの周縁部分と、を示す縦断面図である。 周縁洗浄ユニットを示す斜視図である。 周縁洗浄ユニットを示す縦断面図である。 搬送アームから基板保持部への薄ウエハの受け渡し方法を示す説明図である。 薄ウエハのレジスト膜の形成方法を示す説明図である。 薄ウエハの周縁部の洗浄方法を示す作用図である。 第2の実施の形態にかかる現像装置を示す構成図である。 基板保持部の他の例を示す縦断面図である。 基板保持部のさらに他の例を示す縦断面図である。 基板保持部のさらに他の例を示す縦断面図である。 実施例にかかるレジスト塗布装置の特性を示す特性図である。 実施例にかかるレジスト塗布装置の特性を示す特性図である。 実施例にかかるレジスト塗布装置の特性を示す特性図である。 実施例にかかるレジスト塗布装置の特性を示す特性図である。
[第1の実施の形態]
本発明の液処理装置をレジスト塗布装置に適用した第1の実施の形態について説明する。図1、図2に示すようにレジスト塗布装置は、筐体10内に配置され、カップモジュール2と、ノズルアーム3と、周縁洗浄ユニット4と、を備えている。筐体10にはその側壁には、シャッタ1aにより開閉される薄ウエハWの搬入出口1が設けられている。また筐体10の外部には、レジスト塗布装置に薄ウエハWを搬入出するため搬送アーム5が設けられている。
カップモジュール2は、図1に示すように直径200mmの薄ウエハWの裏面中央部を吸着して水平に保持する基板保持部6と、基板保持部6に保持された薄ウエハWを囲むようにして上方側が開口したカップ体30とを備えている。基板保持部6について図1〜図4を参照して説明する。基板保持部6は、吸着部本体であるスピンチャック21と、支持部材61と、基板載置プレートである載置プレート62と、を備えている。スピンチャック21は例えばPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)材により直径100mmの円板状に構成され、側面にはネジ山22が形成されている。スピンチャック21は垂直に伸びる回転軸であるシャフト23を介して昇降機構及び回転機構が組み合わされた駆動機構25に接続され、昇降自在、回転自在に構成される。
スピンチャック21には図3に示すように中心部から放射状に伸びる複数の直線に沿って、表面に開口する吸引孔26が複数設けられている。スピンチャック21の内部には扁平な空洞部27が形成されており、各吸引孔26は空洞部27を介して第1の吸引路28に連通している。スピンチャック21の吸引路を示す図4を参照して説明すると、第1の吸引路28の他端側には第1の吸引路28の接続先を第2の吸引路13の一端側とN(窒素)ガス供給路36の一端側との間で切り替える流路切替機構をなす三方弁29が設けられている。第2の吸引路13の他端側には吸引源をなす吸引ポンプ14が接続され、気体供給源であるNガス供給路36の他端側にはNガス供給源37が接続されており、Nガス供給路36には上流側から流量調整部39とバルブ38とが設けられている。吸引孔26は吸引だけではなくNガスの吐出も行うが、明細書中では説明の便宜上吸引孔26と記載する。気体供給源から供給する気体としてはNガスに限らず空気であってもよい。
支持部材61はスピンチャック21の材質よりも軽い材料(スピンチャック21の密度(体積密度)よりも小さい密度)、例えばポリエチレンやナイロンなどの樹脂により、周縁部に全周に亘って上方に向けて突壁65が形成された円板状に形成されている。突壁65は、スピンチャック21の吸引孔26の吸引作用が載置プレート62の側周面に働くことを阻止するために設けられている。支持部材61の寸法については、円形部分の厚さが2mm、突壁65の内周により形成される円の直径が186mm、突壁65の幅寸法dが2mm、突壁65の高さが1mm、である。
支持部材61は、中心部に、スピンチャック21の直径の大きさで支持部材61を貫通する開口部63が形成された環状の部材で構成されている。開口部63の内周面には、スピンチャック21の側周面に設けたネジ山22と螺合するネジ溝64が設けられている。このネジ山22とネジ溝64とは、支持部材61を、レジスト液を展伸する時のスピンチャック21の回転方向と反対の方向に回すと螺合するように形成されている。支持部材61は、開口部63に設けられたネジ溝64とスピンチャック21のネジ山22とが螺合されて固定される。
載置プレート62は、例えばポーラス材により構成され、突壁65の内周側の大きさを直径とする円板で、厚さ1mmに構成される。ここで支持部材61は多孔質体により構成してもよいが、その場合には、スピンチャック21の吸引孔26の吸引作用が主に載置プレート62に働くように、当該多孔質体の空隙率は、載置プレート62を構成する多孔質体の空隙率よりも小さいことが好ましい。載置プレート62は、支持部材61の上面における突壁65の内側及びスピンチャック21の上面に例えば接着剤により貼付される。従って載置プレート62は、支持部材61の上面における突壁65の内側及びスピンチャック21に対して着脱できるようになっている。
図1に戻ってカップ体30の側周面上端側は内側に傾斜した傾斜部31が形成されている。カップ体30の底部側には例えば凹部をなす液受け部32が設けられている。液受け部32は隔壁33によりウエハWの周縁下方側に全周に亘って外側領域と内側領域とに区画されている。外側領域の底部にはドレインを排出するための排液口34が設けられ、内側領域の底部には処理雰囲気を排気するための排気口35が設けられている。
続いてレジスト塗布装置に薄ウエハWを搬入するための搬送アーム5について説明するが、まず薄ウエハWの一例について説明する。薄ウエハWは、直径が200mm、厚さ750μmのシリコンウエハを図5に示すように周縁部に3mm幅の環状のリブ19を形成するように、内側の部分を例えば120μmの厚さに研削して構成される。薄ウエハWはその中心が基板保持部6の回転中心に位置するように基板保持部6に載置される。従って薄ウエハWは、図5に示すように、基板保持部6に載置されたときに基板保持部6の周縁から外側に5mmはみ出す。
図2に戻って搬送アーム5は、搬送基体51に進退自在に設けられ、薄ウエハWを保持する部分が、概ねC字型に形成されると共にC字型部分52の内周側には、支持爪54が薄ウエハWの周縁下面を周方向に等間隔に3箇所保持する位置に設けられている。
支持爪54は図5に示すように先端部がL字状に屈曲し、支持爪54の基端部は、皿ネジ56をC字型部分52の下面側に螺合させることにより固定されている。支持爪54側のネジ孔55は、皿ネジ56のネジ軸が遊嵌するように形成され、このため、皿ネジ56を緩めて支持爪54の位置を調整できるようになっている。
基板保持部6は薄ウエハWの直径200mmに対して190mmの直径に形成しており、薄ウエハWを基板保持部6に載置するには、薄ウエハWは周縁から5mm以内の範囲を支持する必要がある。薄ウエハWを吸引して支持することで薄ウエハWが支持爪54からずれて落下する虞が少なくなる。そのため支持爪54を小型にして、薄ウエハWの周縁部の狭い範囲を支持することができる。
支持爪54の屈曲端の上面には、窪み57が形成されており、窪み57には支持爪54の内部を伸びる吸引路58の一端側が開口している。吸引路58の他端側は、支持爪54の基端側にて、支持爪54の外部に伸び出しており、各支持爪54の外部へと引き回された吸引路58は、例えばC字型部分52の基部へと引き回され、吸引管59を介して吸引ポンプ60に接続されている。
図1及び図2に戻って、ノズルアーム3は、移動体16に図示しない昇降機構を介して設けられたアーム15と、移動体16を水平方向に移動させるガイドレール17aを含む移動機構とを備えている。即ち、ノズルアーム3は、薄ウエハWの中央部上方の吐出位置とカップ体30の外の待機バス18との間で移動するように構成されている。
ノズルアーム3の先端部には、例えばレジスト吐出ノズル20が設けられている。レジスト吐出ノズル20は、供給管11を介してレジスト液供給部12に接続されている。供給管11には、流量調整部7とバルブ8とが介設されており、レジスト吐出ノズル20の先端からレジスト液を所定量吐出するように構成されている。
続いて周縁洗浄ユニット4について説明する。図2に示すように周縁洗浄ユニット4は支持部であるアーム41により支持されており、このアーム41は移動体42に図示しない昇降機構により昇降されるように設けられている。移動体42はガイドレール17bにガイドされ、ボールネジ機構などにより水平方向に移動するように構成されている。周縁洗浄ユニット4は、ノズルアーム3とは、異なる領域において、待機位置とカップ体30から上昇した位置にある薄ウエハWの周縁部との間を移動する。図6、図7に示すように周縁洗浄ユニット4は角筒の一面が開放され開口部43が形成された、縦断面が概略コの字状のユニット本体40で構成される。周縁洗浄ユニット4はスピンチャック21に保持された薄ウエハW側に開口部43が向くように設置される。
ユニット本体40には、溶剤ノズル44が、その先端が周縁洗浄ユニット4の天板45を上面側から貫通するように設けられている。溶剤ノズル44は基端側に溶剤供給路48の一端側が接続されている。溶剤供給路48の他端側には溶剤貯留部、ポンプ、バルブなどで構成される溶剤供給部49が接続されており、溶剤ノズル44の先端から洗浄液を薄ウエハWの周縁に向けて薄ウエハWの回転方向に吐出する。周縁洗浄ユニット4の底部46は開口部43側が上方へ屈曲されており、その先端には、上方に向けて開口した複数のNガス吐出口47がユニット本体40の長さ方向に並べて設けられている。各Nガス吐出口47は底部46の内部に設けられたNガス供給路71の一端に連通しており、Nガス供給路71の他端はNガス供給源、バルブ、流量調整部などで構成されるNガス供給部72に接続されている。
ユニット本体40の底部46には薄ウエハWの裏面側周縁に向けて洗浄液を吐出する洗浄液吐出口73が設けられている。洗浄液吐出口73は、底部46の内部に設けられた洗浄液供給路74を介して、洗浄液供給部75に接続されており、洗浄液供給部75は、洗浄液貯留部、ポンプ、バルブ及び流量調整部で構成されている。また底部46にはドレイン管77の一端に連通するドレイン口76が設けられている。ドレイン管77の下流側は、排液管78と、屈曲路79と、を組み合わせた気液分離部が配置され、屈曲路79の下流は排気管80を介して吸引ポンプ81が接続されている。
レジスト塗布装置には、例えばコンピュータからなる制御部9が設けられている。制御部9は、プログラム格納部を有しており、プログラム格納部には、搬送アーム5と、スピンチャック21と、の間の薄ウエハWの受け渡しや、スピンチャック21の回転、レジスト液の供給シーケンスが実施されるように命令が組まれた、プログラムが格納される。このプログラムは、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、MO(光磁気ディスク)、メモリーカードなどの記憶媒体により格納されて制御部9にインストールされる。
続いて本発明の実施の形態にかかるレジスト塗布装置の作用について述べる。薄ウエハWはその周縁から5mmの範囲が搬送アーム5の支持爪54の先端に吸引されて保持され、筐体10内に搬入されて基板保持部6の上方に静止する。図8に示すように基板保持部6を上面が薄ウエハWの下面の高さ位置となるまで上昇させた後、搬送アーム5の吸引を停止する。その後図4に示す三方弁29を第1の吸引路28と第2の吸引路13とを接続するように切り替え、吸引ポンプ14を駆動してスピンチャック21の吸引を開始する。これにより載置プレート62の下面側がスピンチャック21に吸引される。
載置プレート62は多孔質体であるため、スピンチャック21の吸引孔26から吸引されて載置プレート62の内部の空隙が連鎖的に陰圧になって、吸引力が載置プレート62の内部の空隙全体に広がり、載置プレート62の表面全体に吸引力が分散する。載置プレート62の上面には薄ウエハWが載置されており、薄ウエハWは載置プレート62の上面全体に吸引される。
基板保持部6で薄ウエハWを吸着した後、基板保持部6を更に上昇させ、薄ウエハWを突き上げる。これにより薄ウエハWが搬送アーム5から基板保持部6に受け渡される。その後搬送アーム5を筐体10の外に移動させ、薄ウエハWにレジスト液を塗布する高さまで基板保持部6を下降させる。
その後ノズルアーム3を薄ウエハWの中心部の上方に位置させると共に、基板保持部6の回転を開始する。薄ウエハWは、載置プレート62に吸着されているため、基板保持部6と共に回転する。次いで図9に示すようにノズルアーム3から薄ウエハWの中心部に向けて塗布液を吐出する。
上述の実施の形態では、直径200mmの薄ウエハWを直径190mmの基板保持部6により保持しており、薄ウエハWは、基板保持部6の外側に5mmはみ出している。はみ出した領域は自重により撓むが、はみ出した領域が5mmと小さいことからその撓みの程度が小さく、しかも薄ウエハWの周縁部には幅3mmのリブ19が形成されていて、はみ出し領域に含まれる被処理領域(レジストパターン形成領域)が狭い。このため当該被処理領域のレジスト膜の膜厚の低下はほとんどなく、また薄ウエハWは載置プレート62の表面全体にわたって吸着保持されていることから吸引ムラによる薄ウエハWの窪みの発生も抑えられており、この結果レジスト膜の膜厚分布について高い面内均一性が得られる。
続いて薄ウエハWの周縁部を洗浄する。図10(a)に示すように、まず薄ウエハWをカップ体30の上方まで上昇させる。続いて図10(b)に示すように周縁洗浄ユニット4が移動して、溶剤ノズル44が薄ウエハWのリブ19に向けて洗浄液を吐出できる位置に停止する。次いで薄ウエハWの裏面に向けてNガス吐出口47からNガスを吐出し、薄ウエハWを回転させながら薄ウエハWのリブ19に向けて溶剤ノズル44から洗浄液である溶剤を吐出する。洗浄液は遠心力によりリブ19から薄ウエハWの外周方向へと流れ、薄ウエハWの周縁から下面側に回り込む。また薄ウエハWの周縁部の裏面に向けて洗浄液吐出口73から洗浄液である溶剤を吐出すると共に吸引ポンプ81を駆動して、ドレイン口76から吸引を開始する。
溶剤ノズル44から吐出された溶剤と洗浄液吐出口73から吐出された溶剤とは、薄ウエハWの周縁部の表面側及び裏面側に付着していたパーティクルやレジスト液を洗い流す。薄ウエハWの下面には、Nガス吐出口47からNガスを吐出しているため、薄ウエハWの下面側に回り込んだ溶剤はNガスの吐出位置よりも内側には進入できず底部46へと流れ落ちる。底部46へと流れ落ちた溶剤はドレイン口76に吸引され、ドレイン口76に吸引された排液のうち、液成分は図7に示す排液管78に排液され、気体成分は屈曲路79側に流れ込み排気管80から排気される。
薄ウエハWの周縁部の洗浄が終了した後、薄ウエハWを受け渡しを行う高さ位置に昇降させ、搬送アーム5を薄ウエハWの下方に進入させる。その後スピンチャック21に設けた三方弁29を切り替え、第1の吸引路28とNガス供給路36とを接続するように切り替え、バルブ38を開いてNガスを供給する。これによりスピンチャック21の吸引孔26においては、吸引が停止し、Nガスが吐出されて載置プレート62の内部の圧力が陰圧から陽圧に切り替わる。このため載置プレート62の表面全体の吸引作用が確実に停止し、薄ウエハWが当該載置プレート62から離脱可能な状態となる。そして薄ウエハWをその下面が支持爪54に接する高さまで下降させた後、搬送アーム5側の吸引ポンプ60を駆動して、支持爪54により薄ウエハWの周縁部を吸引保持する。その後基板保持部6を降下させることにより薄ウエハWが搬送アーム5に受け渡される。
こうして薄ウエハWの処理が順次行われるが、例えば基板保持部6に洗浄液や塗布液が付着して、汚れたり、載置プレート62が目詰まりを起す場合もあることから、例えば一定枚数処理した後は、載置プレート62及び支持部材61の洗浄あるいは交換を行う。まず載置プレート62を支持部材61及びスピンチャック21の上面から剥がし、支持部材61を装着時の逆に回転させて取り外す。そして洗浄された支持部材61あるいは新たな支持部材61をスピンチャック21に装着し、洗浄された載置プレート62あるいは新たな載置プレート62を支持部材61及びスピンチャック21の上面に貼付する。また、支持部材61及び載置プレート62の交換は、薄ウエハWが破損して基板保持部6の隙間に破片が入り込んだ場合などに行ってもよい。
また直径のサイズの異なる薄ウエハWを使用する場合にも、載置プレート62と支持部材61を交換する。例えば直径80mmの薄ウエハWを用いる場合には、例えば直径70mmの支持部材61と、支持部材61に対応した直径の載置プレート62を用意しスピンチャック21に装着する。また搬送アーム5のC字型部分52の交換を行い、直径80mmの薄ウエハWの周縁から5mm幅の領域を支持するように設定する。
上述の実施の形態によれば、吸引孔26を備えた回転自在なスピンチャック21の周囲に、スピンチャック21よりも密度の小さい環状の支持部材61を設け、これらの上に吸引作用をその表面全体に分散して薄ウエハWを吸着するための多孔質体の載置プレート62を設けて基板保持部6を構成している。従って薄ウエハWを周縁の近傍まで吸着保持でき、しかも基板保持部6の大重量化を抑えることができる。そして、例えば150μmよりも厚さの小さい薄ウエハWに対してこの基板保持部6を適用してレジストの塗布を行えば薄ウエハWの撓みが抑えられるので、面内均一性の高い塗布膜を形成できる。
また支持部材61及び載置プレート62をスピンチャック21に対して、着脱自在に設けているため、基板保持部6に汚れや目詰まりが生じたときに容易に基板保持部6の洗浄や交換ができる。
上述の実施の形態では、スピンチャック21の吸引孔26の吸引作用が載置プレート62の表面全体に分散することにより薄ウエハWを吸引しているが、吸引孔26の配置領域に比べて載置プレート62が大きすぎると、良好な吸引作用が得られなくなる。一方、載置プレート62に合わせてスピンチャック21の直径を大きくすると回転機構に大きな負担がかかって発熱するなどの問題が起こる。この観点からすれば、吸引孔26は、基板保持部6の回転中心から載置プレート62の周縁までの寸法をRとすると、回転中心から0.50R以内の領域に収まって配置されていることが好ましい。
上述の例では、支持部材61の周縁は、基板保持部6に正常に載置された薄ウエハWの周縁よりも5mmだけ回転中心寄りに位置しているが、これに限らず薄ウエハWの周縁に一致していてもよいし、薄ウエハWの周縁より若干外側に位置していてもよい。支持部材61の周縁は、薄ウエハWの搬送を容易にするためには、薄ウエハWの周縁よりも回転中心側に寄っていることが好ましいが、その場合には、支持部材61の周縁と薄ウエハWの周縁との間は、薄ウエハWの撓みを抑えるために、5mm以内であることが好ましい。
また例えば薄ウエハWに塗布液を塗布した後、加熱装置に搬入して熱処理を行う。その後周縁洗浄ユニット4を備えたモジュールに搬入して薄ウエハWの周縁部を洗浄するようにしてもよい。
また搬送アーム5の支持爪54は薄ウエハWを載置する構成でもよい。例えば各支持爪54を薄ウエハWの周縁から10mmの領域を支持する大きさに設ける。基板保持部6には、各支持爪54に対応する位置に切欠きを設ける。薄ウエハWを基板保持部6に受け渡すときに基板保持部6を回転させて、支持爪54と各切欠きとの位置合わせを行い、支持爪54と、基板保持部6とが互いに干渉しないように構成する。そして基板保持部6と搬送アーム5とを相対的に昇降させて支持爪54が基板保持部側の切欠きを潜り抜けて、搬送アーム5から載置プレート62へ薄ウエハWの受け渡しを行うようにしてもよい。
さらにスピンチャック21は吸引孔26から吸引のみを行ってもよい。この場合には薄ウエハWを基板保持部6から搬送アーム5に受け渡すときに、搬送アーム5を薄ウエハWの下方に位置させた後、搬送アーム5をゆっくり上昇させると共にスピンチャック21の吸引を停止して受け渡す。
さらに薄ウエハWの周縁部の裏面側の洗浄は溶剤ノズル44から吐出される溶剤により洗浄するようにしてもよい。上述の例では、溶剤ノズル44により裏面が洗浄され、さらに洗浄液吐出口73により裏面が洗浄される。洗浄液吐出口73を設けずに溶剤ノズル44だけで薄ウエハWの裏面洗浄を行うようにしてもよい。
[第2の実施の形態]
また本発明は、現像装置に適用し、液処理としての現像処理を行ってもよい。現像装置は、図11に示すように、前述のレジスト塗布装置と同様にスピンチャック21と、支持部材61と、載置プレート62とを備えた基板保持部6により薄ウエハWを水平に保持し、シャフト23を介して昇降自在、鉛直軸周りに回転自在に構成される。なお基板保持部6の周囲には、第1の実施の形態と同様のカップ体30が設けられている。薄ウエハWの上方には、基板保持部6に保持された薄ウエハWに現像液を供給する現像液ノズル91が設けられる。
現像液ノズル91には現像液供給管90の下流端が接続され、現像液供給管90には、上流側から現像液供給源92、流量調整部93、バルブ94がこの順に設けられている。また現像装置は、基板保持部6で保持された薄ウエハWの上方側に現像液を洗い流すためのリンス液である例えば純水を供給するためのリンス液ノズル95が設けられる。リンス液ノズル95は、にはリンス液供給管100の下流端が接続され、リンス液供給管100には、上流側からリンス液供給源96、流量調整部97、バルブ98がこの順に設けられている。現像液ノズル91とリンス液ノズル95とは例えば図示しない移動機構を備えたアームにより支持されており、カップ体30の外部に設けた待機位置と、薄ウエハWの上方とを移動する。
現像装置における工程を説明すると、露光処理終了後の薄ウエハWが第1の実施の形態と同様にして、基板保持部6に吸着保持された後、薄ウエハWの表面に現像液の液盛りが行われる。液盛りの手法としては、例えば現像液ノズル91により薄ウエハWの中心部に供給した現像液を薄ウエハWを緩やかに回転させることにより、薄ウエハWの表面全体に広げる手法が挙げられるが、薄ウエハWの直径に相当するノズルにより薄ウエハWの上方をスキャンすることにより行ってもよい。次いで現像液の供給が停止された、かつ薄ウエハWの回転が停止された状態で25秒間静止現像を行う。これによりレジスト膜の溶解、即ち現像処理が行われる。
現像処理工程が終了した後は、リンス液ノズル95が薄ウエハWの上方に移動し、薄ウエハWの中心部に向けてリンス液を吐出すると共に薄ウエハWを1500rpm回転させて、現像液及び薄ウエハW上の残存溶解物を洗い出す。その後薄ウエハWの回転を継続して薄ウエハWをスピン乾燥した後、外部の搬送アームにより搬出される。
本発明の実施の形態にかかる現像装置では、薄ウエハWは、基板保持部6により広い範囲で保持されており、さらには薄ウエハWは、載置プレート62の上面全体に均一に吸引されている。薄ウエハWの撓みや窪みが抑制できるため、現像液の偏りを抑制することができ、現像均一性の悪化を抑制することができる。
さらに基板保持部6の構成は、上述の実施例の構成に限らない。例えば図12に示すようにスピンチャック21の下面側の周縁部に突壁83を設け、突壁83の内周側にネジ山85を設ける。一方、支持部材61の中央の開口部の口縁の形状を、突壁83が噛みこまれるように形成する。即ち当該口縁の下部を内側に張り出してこの張り出し部分に溝84を形成し、溝84に突壁83が螺合するように構成してもよい。
また図13、図14に示すようにスピンチャック21の下面側周縁に水平方向に伸び出す水平突片67を設け、水平突片67の周方向の複数個所、例えば3箇所に上下に貫通する貫通孔68を設ける。ネジ69を貫通孔68の下方から挿入し、支持部材61に設けたネジ穴66に螺合して、支持部材61をスピンチャック21に固定するようにしてもよい。
本発明の液処理装置で用いられる処理液としては、スピンコーティングによりシリコン酸化膜を形成するために、シリコン酸化膜の前駆体である有機原料の溶液であってもよい。
また本発明の液処理装置に用いられる基板としては、薄ウエハWでなくとも、例えば厚さが750μmのシリコンウエハであってもよいし、あるいは円形基板に限らず、例えば円形でなくともLCD用の角型のガラス基板であってもよい。
本発明を評価するために本発明の実施の形態に係るレジスト塗布装置を用いて、レジスト膜の形成を行い乾燥後の膜厚の測定を行った。直径200mm、中心厚さ90μmで外周3mmのリブ19を形成した薄ウエハWに対して粘度100cpのレジスト液を吐出した。基板保持部6の直径は夫々80mm、105mm、150mm及び190mmに設定した。
図15〜図18はこの結果を示す。図15〜図17は、夫々基板保持部の直径を80mm、105mm及び150mmに設定した時の薄ウエハWに形成されたレジスト膜の膜厚分布を示し、図18は基板保持部6の直径を190mmに設定した時の薄ウエハW及びシリコンウエハ(厚さ750μm)に形成されたレジスト膜の膜厚分布を示す。ウエハの中心からの距離はウエハの中心を通る直線上においてウエハの中心から一方の方向を正の値で示し、他方の方向を負の値で示している。また図中の台形は基板保持部6に載置される範囲を示す。
図15〜図17に示すように基板保持部6の直径を80mm、105mm及び150mmに設定した時には、薄ウエハWに形成されたレジスト膜は、基板保持部6の外周の位置の膜厚が薄くなっており、基板保持部6の直径を大きくするにつれて膜厚の落ち込み部位が薄ウエハWの外縁に近くなっていることがわかる。そして図18に示すように基板保持部6の直径を190mmに設定した場合には、薄ウエハWに形成されたレジスト膜の落ち込み部位がなくなり、厚さ750μmのシリコンウエハと同等の膜厚均一性が得られていた。これらの結果によれば、基板保持部6が150mmと190mmとの間である170mmつまり基板保持部6の外縁が薄ウエハWの外縁から15mmに位置しているときにはレジスト膜の膜厚の落ち込みがかなり低減されていると推測できる。
2 カップモジュール
3 ノズルアーム
4 周縁洗浄ユニット
5 搬送アーム
6 基板保持部
21 スピンチャック
23 シャフト
25 駆動機構
26 吸引孔
44 溶剤ノズル
52 C字型部分
54 支持爪
61 支持部材
62 載置プレート
W 薄ウエハ

Claims (7)

  1. 基板を回転機構により回転自在な基板保持部に水平に吸着保持させて、基板の表面に処理液の液膜を形成して基板を液処理する液処理装置において、
    前記基板保持部は、基板の中央領域に対応する位置に設けられ、表面に吸引孔が開口する吸着部本体と、この吸着部本体を囲むように設けられ、前記吸着部本体よりも密度の小さい環状の支持部材と、前記吸着部本体の表面から支持部材の表面に亘って設けられ、前記吸引孔による吸引作用をその表面全体に分散して基板を吸着するための多孔質体からなる基板載置プレートと、を備えることを特徴とする液処理装置。
  2. 前記支持部材は、前記吸着部本体に対して着脱自在に設けられ、
    前記基板載置プレートは少なくとも前記吸着部本体に対して着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項1記載の液処理装置。
  3. 前記支持部材と前記吸着部本体とは、互に螺合していることを特徴とする請求項2記載の液処理装置。
  4. 前記支持部材は前記吸着部本体にネジ部材により着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項2記載の液処理装置。
  5. 前記吸引孔に連通する吸引路と、前記吸引路を吸引するための吸引源と、前記吸引路に気体を供給するための気体供給源と、前記吸引路を前記吸引源と前記気体供給源との間で切替え接続する切り替え部と、を備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の液処理装置。
  6. 前記支持部材及び基板載置プレートは、樹脂により構成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の液処理装置。
  7. 前記吸引孔は、前記基板保持部の回転中心から前記基板載置プレートの周縁までの寸法をRとすると、前記回転中心から0.50R以内の領域に収まって配置されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の液処理装置。
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