JP2811248B2 - 処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体ウエハ
等の被処理体の表面に現像液等の処理液を供給して処理
する処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の処理装置として、例えば
半導体ウエハ等の被処理体を回転可能なスピンチャック
上に保持し、スピンチャックの上部に、半導体ウエハと
対向するように処理液供給ノズルを配設し、そして、処
理液供給ノズルに多数設けられたノズル孔から半導体ウ
エハ表面に処理液例えば現像液を滴下供給すると共に、
スピンチャックと処理液供給ノズルとを相対的に回転さ
せて現像液を半導体ウエハに膜状に被着する装置が知ら
れている。

【０００３】このように構成される処理装置において、
一般に、現像液を短時間で半導体ウエハ表面に供給する
ために、例えば現像液の圧送供給圧を上げて現像液の吐
出量を増加させる必要がある。しかし、現像液の圧送供
給圧をむやみに上げると、半導体ウエハに物理的衝撃を
与えて損傷を与えると共に、現像液中に気泡が生じて現
像むらが生じるなどの問題があった。

【０００４】そこで、この問題を解決するために、出願
人は、被処理体に大きな衝撃を与えたり、気泡を発生さ
せることが少なく、短時間で迅速に所定の処理液を被処
理体に供給できる処理液供給ノズルを開発した。この処
理液供給ノズルは、被処理体の表面に処理液を滴下する
多数のノズル孔を直線状に配列するもので、図９
（ａ），（ｂ）に示すように、処理液供給ノズルａによ
って現像液Ｌを滲み出させつつスピンチャックｂにより
半導体ウエハＷを低速例えば３０ｒｐｍで約１／２回転
させ、半導体ウエハＷ上に供給した現像液Ｌを押し広げ
ることによって半導体ウエハＷ表面に均一に薄く現像液
Ｌを被着（液盛り）することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の処理液供給ノズルａにおいては、図１０に示すよう
に、ノズル孔ｃの先端突出部ｄ（突出長さ数mm）を半導
体ウエハＷとの間に微小の隙間をおいて現像液Ｌを押し
広げるため、ノズル孔先端突出部ｄの側面に現像液Ｌが
付着して劣化、固化したり、また、処理液供給ノズルａ
をスピンチャックｂの側方の待機手段に待機させたと
き、待機手段に付着するパーティクルが処理液供給ノズ
ルａに付着する可能性がある。このように、劣化した現
像液やパーティクルが処理液供給ノズルａに付着してウ
エハ表面に供給されると、半導体ウエハ表面への現像液
の被着の不均一による現像不良を招くと共に、半導体ウ
エハを汚染して、被処理体の品質の低下をきたすという
問題が生じる。

【０００６】この問題を解決する手段として、例えば待
機手段に洗浄機構を設けて処理液供給ノズルの待機中に
ノズル孔先端部を洗浄することも考えられるが、待機手
段に洗浄機構を設けることにより、構造が複雑となると
共に、装置全体が大型となり、しかも操作が複雑となる
という問題がある。

【０００７】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、別途に洗浄機構を設けることなく、処理液供給ノズ
ルへの劣化した現像液及びパーティクルの付着を洗浄に
より防止して、被処理体への処理液の均一被着と被処理
体の汚染防止を図ることを目的とする処理装置を提供す
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の処理装置は、被処理体の表面に処理液を
滴下するノズル孔を有する処理液供給ノズルを具備する
処理装置を前提とし、上記処理液供給ノズルのノズル孔
内に、このノズル孔から外方へ突出する処理液誘導体を
設けてなるものである。

【０００９】この発明において、上記処理液誘導体の側
面及びこの側面と対向する側壁面の少なくとも一方に、
適宜間隔をおいてノズル孔用溝を形成する方が好まし
い。

【００１０】また、上記処理液誘導体は処理液供給ノズ
ルの先端側に突出する板状のものであれば、全体が同じ
厚さの板体であってもよいが、好ましくは処理液誘導体
の先端両側面に、先端に向って狭小となるテーパー状の
処理液誘導用傾斜面を形成する方がよい。

【００１１】

【作用】上記のように構成されるこの発明の処理装置に
よれば、処理液供給ノズルのノズル孔内に、このノズル
孔から外方へ突出する処理液誘導体を設けることによ
り、処理液供給ノズル中の処理液がノズル孔を通って処
理液誘導体の側面に流れるので、処理液誘導体の側面に
付着する処理液及びパーティクルを洗浄により除去する
ことができる。

【００１２】また、処理液誘導体の先端側に、先端に向
って狭小となるテーパー状の処理液誘導用傾斜面を形成
することにより、処理液の被処理体表面への引き込み言
わば液切れを容易にし、処理液誘導体側面への処理液の
残存を少なくすることができると共に、パーティクルの
付着を少なくすることができる。

【００１３】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基いて詳
細に説明する。この実施例はレジスト塗布現像装置に適
用したものである。

【００１４】図１に示すように、このレジスト塗布現像
装置は、被処理体例えば半導体ウエハＷ（以下、単にウ
エハという）に種々の処理を施す処理機構が配設された
処理機構ユニット１０と、処理機構ユニット１０にウエ
ハＷを自動的に搬入・搬出するための搬入・搬出機構１
とで主要部が構成されている。

【００１５】搬入・搬出機構１は、処理前のウエハＷを
収納するウエハキャリア２と、処理後のウエハＷを収納
するウエハキャリア３と、ウエハＷを吸着保持するアー
ム４と、このアーム４をＸ，Ｙ（水平）、Ｚ（垂直）及
びθ（回転）方向に移動させる移動機構５と、ウエハＷ
がアライメントされかつ処理機構ユニット１０との間で
ウエハＷの受け渡しがなされるアライメントステージ６
とを備えている。

【００１６】処理機構ユニット１０には、アライメント
ステージ６よりＸ方向に形成された搬送路１１に沿って
移動自在に搬送機構１２が設けられている。搬送機構１
２にはＹ，Ｚ及びθ方向に移動自在にメインアーム１３
が設けられている。搬送路１１の一方の側には、ウエハ
Ｗとレジスト液膜との密着性を向上させるためのアドヒ
ージョン処理を行うアドヒージョン処理機構１４と、ウ
エハＷに塗布されたレジスト中に残存する溶剤を加熱蒸
発させるためのプリベーク機構１５と、加熱処理された
ウエハＷを冷却する冷却機構１６とが配設されている。
また、搬送路１１の他方の側には、ウエハＷの表面に処
理液例えば現像液を塗布する現像機構１７（処理装置）
と、ウエハＷ上にレジスト膜を塗布形成する塗布機構１
８とが配設されている。

【００１７】上記のように構成されるレジスト塗布現像
装置において、まず、処理前のウエハＷは、搬入・搬出
機構１のアーム４によってウエハキャリア２から搬出さ
れてアライメントステージ６上に載置され位置決めされ
る。次いで、アライメントステージ６上のウエハＷは、
搬送機構１２のメインアーム１３に保持されて、各処理
機構１４〜１８へと搬送され、レジスト塗布及び現像処
理される。そして、処理後のウエハＷはメインアーム１
３によってアライメントステージ６に戻され、更にアー
ム４により搬送されてウエハキャリア３に収納されるこ
とになる。

【００１８】次に、この発明の処理装置１７について説
明する。この発明の処理装置１７は、図１に示すよう
に、ウエハＷを吸着保持すると共に垂直移動及び水平回
転可能に保持するスピンチャック２０と、このスピンチ
ャック２０の上方に移動されてウエハＷの表面に処理液
である現像液を供給する処理液供給ノズル２１と、スピ
ンチャック２０の一方側に配置されて不使用時の処理液
供給ノズル２１を保持する待機手段２２と、スピンチャ
ック２０の他方側に配置されて現像処理後、ウエハ表面
をリンスするためのリンス液供給ノズル２３と、処理液
供給ノズル２１をスピンチャック２０上及び待機手段２
２上に選択移動するノズル移動機構２４とで主要部が構
成されている。

【００１９】上記処理液供給ノズル２１は、図２に示す
ように、ウエハＷの直径とほぼ同じ長さに形成され、現
像液Ｌを収容する収容空間を有する矩形容器２５と、こ
の矩形容器２５の底部から下方に向って突設される突条
部２６とを具備してなり、突条部２６に設けられた矩形
容器２５との連通口２７にノズル孔２９を有する現像液
供給部２８が設けられている。この場合、現像液供給部
２８は、ノズル孔２９内から外方へ突出する板状の処理
液誘導体３０（以下に誘導体という）と、この誘導体３
０の両側面側に配設される誘導体３０より短い２枚の板
状の側壁体３１との３つの部材から形成されている。な
お、誘導体３０と側壁体３１は突条部２６に液密に、接
着剤等により貼合わせ、又はねじ止めされている。ま
た、側壁体３１の誘導体３０と対向する面すなわち側壁
体３１側に適宜間隔をおいて多数の断面角孔状のノズル
孔用溝２９ａが穿設されている（図２ないし図４参
照）。なおこの場合、誘導体３０と側壁体３１は、例え
ばＣＰＶＣ等の硬質塩化ビニル製の耐蝕性を有する板部
材にて形成されており、誘導体３０の側壁体３１より突
出する長さは、例えば約４〜５mmとなっている。なおこ
の場合、ノズル孔用溝２９ａの断面形状が角孔となって
いるが、必ずしもノズル孔用溝２９ａの断面は角孔であ
る必要はなく、例えば円弧状断面等任意の形状であっも
よい。

【００２０】一方、矩形容器２５の上端開口部にはＯリ
ング３２を介して矩形容器２５を気密に閉塞する蓋体３
３が開閉可能に装着され、この蓋体３３には、処理液供
給管３４が接続され、図示しない処理液供給源から不活
性ガスの気体等により、所定圧で矩形容器２５内に所定
の現像液Ｌを圧送により供給可能としている（図２参
照）。

【００２１】上記のように構成することにより、矩形容
器２５内に収容された現像液Ｌはノズル孔２９（具体的
にはノズル孔用溝２９ａ）を通って誘導体３０の両側面
を流れて半導体ウエハ表面に滴下供給される。また、処
理液供給ノズル２１が不使用時に待機手段２２にて保持
されて待機している間において、清浄な現像液Ｌをノズ
ル孔用溝２９ａを介して誘導体３０の側面に流すことに
より、この側面部の現像液Ｌの劣化による固化を防止す
ることができると共に、処理液供給ノズル２１への劣
化、固化した現像液Ｌの付着残存及び待機手段２２から
のパーティクルの付着を自己洗浄によって除去すること
ができる。

【００２２】上記のように構成されるこの発明の処理装
置において、ウエハＷの表面に現像液を被着するには、
予め処理液供給ノズル２１の矩形容器２５内に現像液を
供給して矩形容器２５内を現像液で満たした状態として
おき、待機手段２２に待機させておく。そして、メイン
アーム１３によって上昇したスピンチャック２０上にウ
エハＷを載置し、スピンチャック２０を下降させる。

【００２３】次に、ノズル移動機構２４によって処理液
供給ノズル２１をウエハＷの中心位置付近まで水平移動
させた後、スピンチャック２０と処理液供給ノズル２１
とを相対的に上下移動させ、処理液供給ノズル２１のノ
ズル孔先端部とウエハＷとの間が微小間隔例えば０．５
mm〜２．０mmの範囲となるように設定する。そして、処
理液供給管３４から所定圧力で矩形容器２５内に所定の
現像液を供給することにより、各ノズル孔用溝２９ａか
ら滲み出させるようにして現像液をウエハＷ表面に供給
する。これに伴ってスピンチャック２０によりウエハＷ
を低速回転で約１／２回転させると、ウエハＷ表面に供
給された現像液は処理液供給ノズル２１によって滲み出
されつつ押し広げられる。これにより、ウエハＷ表面を
均一に薄く現像液を被着することができる。

【００２４】その後、処理液供給ノズル２１はノズル移
動機構２４によってウエハＷ表面から退避された後、待
機手段２２の上方まで水平移動され、そして、下降され
て待機手段２２上に載置保持される。この待機中に、矩
形容器２５中の清浄な現像液Ｌをノズル孔用溝２９ａを
介して誘導体３０の側面に流すと、誘導体３０の側面に
付着していた現像液Ｌが洗い流され待機手段２２の図示
しない洗浄液受けに落とされて誘導体３０及び側壁体３
１のノズル孔用溝２９ａ及びその付近部分などが洗浄さ
れる。また同時に、待機手段２２側に付着するパーティ
クルの処理液供給ノズル２１への再付着を防止すること
ができる。

【００２５】したがって、常に清浄な現像液Ｌを供給す
ることが可能で、処理液供給ノズル２１にはノズル保持
体３１側からのパーティクルの付着がなく、次の処理液
被着工程において、ウエハＷの表面に均一に清浄な処理
液を被着することができると共に、ウエハＷの汚染を防
止することができる。また、処理液供給ノズル２１の待
機中にノズル孔先端部の洗浄がなされるので、別途、洗
浄用時間を設定する必要はなく、ウエハＷの処理を効率
良く行うことができる。更には、液吐出動作と同時に洗
浄動作もできるため、別途に洗浄機構を設ける必要がな
いので、構造を簡単にすることができると共に、装置の
小型化が図れ、かつ洗浄作業の効率の向上を図ることが
できる。

【００２６】なお、処理液供給ノズル２１が待機手段２
２にて保持されて待機している間、現像液が被着された
ウエハＷは現像処理され、現像終了時、リンス液供給ノ
ズル２３から供給されるリンス液（例えば純水）によっ
てリンスが行われた後、リンス液の振り切りを行って処
理は終了する。

【００２７】上記実施例では、現像液供給部２８の側壁
体３１の誘導体３０との対向面にノズル孔用溝２９ａを
形成した場合について説明したが、必ずしもこのような
構造である必要はなく、図５ないし図７に示すように、
誘導体３０の側壁体３１との対向面すなわち誘導体３０
側に、上記実施例と同様に、適宜間隔をおいてノズル孔
用溝２９ａを形成してもよい。このように、誘導体３０
の側壁体３１との対向面にノズル孔用溝２９ａを形成す
ることにより、より平均して確実に誘導体３０の側面全
域に亘って現像液Ｌを流すことができ、劣化した現像液
Ｌ及びパーティクルの洗浄をより一層確実に行うことが
できる。また、ノズル孔用溝２９ａは、必ずしも側壁体
３１あるいは誘導体３０のいずれか一方に設ける必要は
なく、双方に設けてもよい。

【００２８】なお、図５ないし図７において、その他の
部分は上記第一実施例と同じであるので、同一部分には
同一符号を付して、その説明は省略する。

【００２９】また、上記実施例では、誘導体３０が同一
の板厚の板状体にて形成される場合について説明した
が、図８に示すように、誘導体３０の先端両側に、誘導
体３０の断面形状が先端に向って狭小となるテーパー状
の処理液誘導用傾斜面３５を形成することも可能であ
る。このように、誘導体３０の先端側に先端に向って狭
小の処理液誘導用傾斜面３５を形成することにより、現
像液Ｌの被着処理時において、現像液ＬのウエハＷ表面
への引き込み言わば液切れを容易にし、誘導体３０の側
面への現像液Ｌの残存を少なくすることができると共
に、パーティクルの付着を少なくすることができるとい
う効果が得られる。なお、図８では、側壁体３１にノズ
ル孔用溝２９ａを形成した場合について説明したが、勿
論誘導体３０の側壁体３１と対向する面にノズル孔用溝
２９ａを形成した場合についても同様の効果が得られる
ことはいうまでもない。

【００３０】なお、上記実施例では被処理体が半導体ウ
エハの場合について説明したが必ずしも被処理体は半導
体ウエハに限られるものではなく、例えばＬＣＤ基板、
ガラス基板あるいはプリント基板等について同様に処理
液を被着するものにも適用できるものである。また、上
記実施例では処理装置をレジスト塗布現像装置に適用し
た場合について説明したが、レジスト塗布現像装置以外
にも、例えばエッチング液塗布処理や磁性液塗布処理、
洗浄処理等を行う装置にも適用できることは勿論であ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の処理
装置は上記のように構成されているので、以下のような
効果が得られる。

【００３２】１）処理液供給ノズルのノズル孔内に、こ
のノズル孔から外方へ突出する処理液誘導体を設けるの
で、処理液供給ノズル中の処理液をノズル孔を介して処
理液誘導体の側面に均一に流すことができ、処理液供給
ノズルに付着する処理液及びパーティクルを自己洗浄す
ることができる。したがって、以後の処理工程における
処理液供給の均一化が図れると共に、被処理体の汚染を
防止することができる。

【００３３】２）処理液誘導体部の先端側に、先端に向
って狭小となる処理液誘導用傾斜面を形成するので、処
理液の被処理体表面への引き込みが容易となり、処理液
供給ノズルへの処理液及びパーティクルの付着を少なく
して洗浄効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の処理装置をレジスト塗布現像装置に
適用した一実施例を示す概略平面図である。

【図２】この発明の処理装置の第一実施例の要部断面図
である。

【図３】図２の要部底面図である。

【図４】第一実施例の要部を分解して示す斜視図であ
る。

【図５】この発明の処理装置の第二実施例の要部断面図
である。

【図６】図５の要部底面図である。

【図７】第二実施例の要部を分解して示す斜視図であ
る。

【図８】この発明の処理装置の第三実施例の要部拡大断
面図である。

【図９】処理装置の処理状態を示す説明図である。

【図１０】図９の処理装置の処理状態を示す要部拡大断
面図である。

【符号の説明】

２１ 処理液供給ノズル ２９ ノズル孔２９ａ ノズル孔用溝 ３０ 処理液誘導体 ３１ 側壁体 ３５ 処理液誘導用傾斜面 Ｌ 現像液（処理液）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体の表面に処理液を滴下するノズ
   ル孔を有する処理液供給ノズルを具備する処理装置にお
   いて、上記処理液供給ノズルのノズル孔内に、このノズル孔か
   ら外方へ突出する処理液誘導体を設けたことを特徴とす
   る処理装置。
2. 【請求項２】 処理液誘導体の側面及びこの側面と対向
   する側壁面の少なくとも一方に、適宜間隔をおいてノズ
   ル孔用溝を形成してなることを特徴とする請求項１記載
   の処理装置。
3. 【請求項３】 処理液誘導体の先端側に、先端に向って
   狭小となる処理液誘導用傾斜面を形成してなることを特
   徴とする請求項１又は２記載の処理装置。