JP2906103B2

JP2906103B2 - 処理装置

Info

Publication number: JP2906103B2
Application number: JP9215093A
Authority: JP
Inventors: 義雄木村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1999-06-14
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JPH06283413A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の少なくとも被処
理面を処理液に浸して所定の処理を行う処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイス製造のフォトリソグラフ
ィー工程では、半導体ウエハの表面にフォトレジストを
塗布し（レジスト塗布工程）、レジスト上にマスクパタ
ーンを焼き付けてから（露光工程）、レジストの感光部
もしくは非感光部を選択的に現像液に溶解させて（現像
工程）、ウエハ表面にレジストパターンを形成するよう
にしている。従来より、この種の現像工程には、スピン
ナ機構で半導体ウエハを回転させながらノズルより現像
液をウエハ表面に噴霧するスプレー方式、現像液を貯留
した処理槽の中にウエハを浸すディップ方式、ウエハを
水平状態にしてその上に現像液を表面張力で盛るパドル
方式等が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の現像方法のいずれも、現像液の使用に無駄
があり、現像液の消費量が多いという問題がある。スプ
レー方式およびディップ方式の消費量が多いことはいう
までもないが、パドル方式も表面張力との関係で現像液
を必要以上の厚さ（量）に盛らなければならないこと、
さらには現像液をウエハ上に万遍無く盛ろうとすればど
うしてもウエハの外縁から現像液がこぼれ落ちるのを余
儀なくされることから、現像液の消費量は少なくはな
い。また、これらの従来方法のいずれも、処理中の現像
液つまりウエハ上または処理槽内の現像液と周囲の空気
との接触面積が大きいため、現像液が劣化しやすい上、
温度調整が難しいという問題もある。

【０００４】また、個別的には、スプレー方式は、スピ
ンナ機構にウエハを位置決めするのが面倒であること、
回転中のウエハから現像液が飛散するため周りにカップ
を設けなければならないこと、スピンナ機構とカップと
によって装置が大型化・複雑化し、メンテナンスが面倒
であること等の不具合がある。ディップ方式は、現像後
にウエハを処理槽から引き上げて別の場所へ移してリン
ス処理を行わなくてはならず、一箇所で現像工程とリン
ス工程を連続的に行うことができないという不具合があ
る。パドル方式は、ウエハ表面を万遍無く現像液に接液
させるまでに相当の時間を要するという不具合がある。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のであり、基板の少なくとも被処理面を処理液に浸して
所定の処理を行う処理装置であって、現像液消費量の節
約化をはかる装置を提供することを目的とする。

【０００６】本発明の別の目的は、基板の少なくとも被
処理面を処理液に浸して所定の処理を行う処理装置であ
って、装置の小型化を実現し、操作およびメンテナンス
の容易な装置を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、基板の少なくとも被
処理面を処理液に浸して所定の処理を行う処理装置であ
って、同一の処理室内で一連の処理を迅速に行える装置
を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、基板の少なくとも被
処理面を処理液に浸して所定の処理を行う処理装置であ
って、処理中の処理液および基板に対して簡易で精度の
高い温度制御が行える装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の処理装置は、処理されるべき基板
の外形よりもわずかに大きな空間からなる処理室と、前
記処理室に前記基板を搬入し前記処理室から前記基板を
搬出するための基板搬入搬出口と、前記処理室に処理液
を導入するための処理液導入口と、前記処理室から前記
処理液を排出するための排出口とを有する容器と、前記
処理室の中に前記処理液導入口を介して前記処理液を供
給するための処理液供給手段と、前記処理室内に前記処
理液を負圧吸引力で導入し、前記処理室から前記排出口
を介して前記処理液を負圧吸引力で排出するための負圧
吸引手段とを具備する構成とした。

【００１０】また、本発明の第２の処理装置は、処理さ
れるべき基板の外形よりもわずかに大きな空間からなる
処理室と、前記処理室に前記基板を入れ前記処理室から
前記基板を出すための基板出入り口と、前記処理室に１
種類または２種類以上の処理液を導入するための１つま
たは複数の処理液導入口と、前記処理室に１種類または
２種類以上のガスを導入するための１つまたは複数のガ
ス導入口と、前記処理室から前記処理液または前記洗浄
液もしくは前記ガスを排出するための排出口とを有する
容器と、前記処理室の中に前記処理液導入口を介して前
記処理液を供給するための処理液供給手段と、前記処理
室の中に前記ガス導入口を介して前記ガスを供給するた
めのガス供給手段と、前記処理室内に前記処理液または
前記ガスを負圧吸引力で導入し、前記処理室から前記排
出口を介して前記処理液または前記ガスを負圧吸引力で
排出するための負圧吸引手段とを具備する構成とした。

【００１１】

【作用】本発明の処理装置では、処理容器がジャケット
型に構成され、この処理容器内に設けられた溝状の処理
室に基板と処理液が一緒に収容される。処理液は、処理
室内に負圧で導入されるため、基板の少なくとも被処理
面の回りに薄膜状に処理液が速やかに行き渡る。こうし
て、処理室内で基板の少なくとも被処理面が処理液に接
液することで、所定の処理が行われる。処理後に、処理
室から処理液が排出されるときは、負圧吸引力で処理液
が排出口から速やかに排出される。

【００１２】

【実施例】以下、添付図を参照して本発明の一実施例に
よる半導体ウエハ現像装置について説明する。

【００１３】図１は、この実施例における半導体ウエハ
現像装置の外観構成を示す斜視図である。図示のよう
に、この半導体ウエハ現像装置は、上面の開口した比較
的扁平な箱型の漏水受けタンク１０の中にジャケット型
の容器本体１２を収容したものである。容器本体１２
は、その上面側部のフランジ１２ａがタンク１０の上面
側部のフランジ１０ａの上に載るようにしてタンク１０
内に装填され、両フランジ１２ａ，１０ａ間に螺着され
るボルト１４によってタンク１０に脱着可能に取付され
る。タンク１０の下面には、容器本体１２の各種流体ポ
ートに各種流体供給または排出用の配管を接続するため
の配管接続部１６と、タンク１０の底に溜った漏水を排
出するためのドレイン管１８とが取付されている。ボル
ト１４を緩めて、容器本体１２を上方（矢印Ｂ方向）へ
引き上げると、一点鎖線１２’で示すように容器本体１
２をタンク１０から取り出せる。なお、容器本体１２の
形状、寸法はタンク１０の内側形状より少し小さく形成
され、漏水が流通可能な間隔を有するように構成されて
いる。

【００１４】図２は、容器本体１２の外観形状を示す斜
視図である。図示のように、容器本体１２は、処理液で
ある現像液に対して耐性を有する材質たとえばステンレ
ス、樹脂製で、一対の矩形の板体２０，２２を互いに面
合わせしてボルト２４で一体に結合してなるもので、板
体２０，２２の内側面の間に処理されるべき半導体ウエ
ハＷが入るほどの溝状の処理室２６を有している。容器
本体１２の上端部は開放され、半導体ウエハＷを処理室
２６に出し入れするための基板出入り口２６ａとなって
いる。半導体ウエハＷは、本半導体ウエハ現像装置に設
置されているウエハ搬送装置（図示せず）のピンセット
２８によって処理室２６に出し入れされる。ピンセット
２８は、半導体ウエハＷの裏面の外周縁部を吸着保持し
ながら、半導体ウエハＷを処理室２６に挿入したり処理
室２６から抜いたりする。容器板体２２の内側面の上部
には、ピンセット２８を処理室２６内に案内するための
凹部３０が設けられている。容器板体２０の外側面に
は、容器本体１２に内蔵されている温調機構の蓋３２が
ボルト３４によって着脱可能に取付されている。

【００１５】図３は容器本体１２の内部の構造を詳細に
示す分解斜視図であり、図４は容器本体１２内の流体路
を示す分解斜視図である。

【００１６】図３に示すように、容器板体２２の内側面
には、半導体ウエハＷの径よりもわずかに大きな幅を有
し下端部が半円形になっている溝または凹部３６が形成
されており、この凹部３６の外側にＵ字形のＯリング３
８を嵌入するためのＵ字形の溝４０が形成され、このＵ
字形溝４０の外側に容器板体２０側からのボルト２４を
ナット３９側に通すための貫通孔４１が一定間隔で形成
されている。

【００１７】凹部３６の壁面の上部には、上記ピンセッ
ト２８を処理室２６内に案内するための凹部３０が中心
部に設けられるとともに、凹部３０内およびその両側に
かけて、つまり壁面の左端部から右端部にかけて、３列
に多数の小孔４２，４４，４６がそれぞれ一定ピッチで
設けられている。

【００１８】最上段の列の小孔４２は、処理室２６内に
Ｎ2 ガスを導入するためのガス導入口であり、図４に示
すように容器板体２２内に設けられたガス通路４８およ
び容器板体２０内に設けられガス通路４８に連通するガ
ス通路５０を介して容器板体２０の下面のガス導入ポー
ト５２に通じている。なお、容器板体２０の内側面の上
記小孔４２と対向する位置にも、一列に多数の小孔５４
が設けられており、これらの小孔５４は容器板体２０内
のガス通路５６および上記ガス通路５０を介して容器板
体２０の下面のガス導入ポート５２に通じている。

【００１９】凹部３６の壁面における中段の列の小孔４
４は、処理室２６内にリンス液たとえば純水を導入する
ためのリンス液導入口であり、図４に示すように容器板
体２２内に設けられたリンス液通路６０を介して容器板
体２２の下面のリンス液導入ポート６２に通じている。

【００２０】最下段の列の小孔４６は、処理室２６内に
現像液を導入するための現像液導入口であり、図４に示
すように容器板体２２内に設けられた現像液通路６４を
介して容器板体２２の下面の現像液導入ポート６６に通
じている。

【００２１】容器板体２２の凹部３６の壁面において、
最下段の列の小孔４６よりは下で、かつ処理室２６内に
おける半導体ウエハＷの上端よりは幾らか高い位置に、
比較的大きな径を有する一対の孔６８が左右に設けられ
ている。これらの孔６８は、処理室２６からあふれた液
体を排出するためのオーバーフロー排出口であり、図４
に示すように容器板体２２内に設けられた排液通路７０
を介して容器板体２２の下面のオーバーフロー排出ポー
ト７２に通じている。

【００２２】容器板体２２の凹部３６の下端には、処理
室２６内の各種液体またはガスを減圧または負圧で吸引
排出するための大きな径を有する主排出口７４が設けら
れている。この主排出口７４は、図４に示すように容器
板体２２内に設けられた主排出通路７６を介して容器板
体２２の下面の主排出ポート７８に通じている。

【００２３】図３において、容器板体２０の外側面に
は、蓋３２に対応した円形の凹部８０が形成され、この
円形凹部８０内にさらに一段と深い凹部８２が上下方向
に蛇行して延在している。この凹部８２の下端に温調水
入口８２ａが設けられ、凹部８２の上端は外側の円弧状
溝部８２ｂを介して温調水出口８２ｃに通じている。こ
れらの温調水入口８２ａおよび温調水出口８２ｃは、図
４に示すように容器板体２０内に設けられた温調水通路
８４，８６を介してそれぞれ温調水導入ポート８８およ
び温調水排出ポート９０に通じている。

【００２４】容器板体２０の凹部８０の外周縁部には周
回方向にネジ穴９２が一定間隔で設けられており、これ
らのネジ穴９２に蓋３２の貫通孔９４を介してボルト３
４が螺合することで、蓋３４が閉じられるようになって
いる。蓋３２の内側面には、凹部８０内を密閉するため
の環状のＯリング９６が設けられる。蓋３２が閉じる
と、内側には蛇行凹部８２に沿って温調水通路８３が形
成される。凹部８０の外側にはボルト２４を容器板体２
２側に通すための貫通孔９８がＵ字状に一定間隔で設け
られている。両容器板体２０，２２の両側面の上端部に
はネジ穴１００，１０２が設けられており、これらのネ
ジ穴１００，１０２にボルト１０４がフランジ１２ａの
貫通孔１０６，１０８を介して螺合することで、フラン
ジ１２ａが両容器板体２０，２２に一体に固着されるよ
うになっている。

【００２５】図５は図１のＡ−Ａ’線についての縦断面
図であり、図６は容器本体１２内のウエハ保持部の構造
を示す部分拡大断面図である。

【００２６】図５に示すように、両容器板体２０，２２
の内側面の上端部はテーパ状に切り落とされ、ウエハ出
入り口２６ａは半導体ウエハＷを通りやすくしている。
容器板体２２において、ガス導入口４２はガス通路４８
よりも下方の位置に配置されており、ガス通路４８から
のＮ2 ガスが所定の傾斜角θたとえば３０゜で下向きに
ガス導入口４２から処理室２６内に吐出されるようにな
っている。リンス液導入口４４とリンス液通路６０との
間、現像液導入口４６と現像液通路６４との間も同様の
位置関係にあり、リンス液通路６０からのリンス液およ
び現像液通路６４からの現像液も傾斜角３０゜で下向き
にリンス液導入口４４および現像液導入口４６からそれ
ぞれ処理室２６内に吐出されるようになっている。ま
た、容器板体２０においても、ガス通路５６からのＮ2
ガスが傾斜角３０゜で下向きにガス導入口５４から処理
室２６内に吐出されるようになっている。

【００２７】半導体ウエハＷは、その表面つまり被処理
面を容器板体２０側に向け、裏面を容器板体２２側に向
けて処理室２６内に収容される。図６に示すように、容
器板体２２の内壁の凹部３６の外周縁部には段部３６ａ
が形成されている。また、容器板体２０の内壁にも容器
板体２２側の凹部３６とほぼ同じ寸法の凹部１１０が設
けられている。ただし、この凹部１１０の外周縁部はテ
ーパ面１１０ａに形成されている。半導体ウエハＷは、
凹部３６側の段部３６ａと凹部１１０側のテーパ面１１
０ａとの間で挟まれるようにして保持される。なお、図
６において、半導体ウエハＷがたとえば８インチウエハ
で、その厚みＤw が０．８ｍｍの場合、半導体ウエハＷ
の表面（被処理面）と対向する容器板体２０側の凹部１
１０の深さＤa は約１．０ｍｍに選ばれ、半導体ウエハ
Ｗの裏面と対向する容器板体２２側の凹部３６の深さＤ
b は約０．５ｍｍに選ばれてよい。

【００２８】図５において、タンク１０の底部に取付さ
れている配管接続部１６は、容器板体２２の底面の主排
出ポート７８を外部配管（図示せず）に接続するための
もので、上半部がタンク１０の内側で主排出ポート７８
に挿入され、下半部がタンク１０の外（下方）へ突出し
ている。主排出ポート７８に挿入される上半部の外周面
には主排出ポート７８をシーリングするためのＯリング
１１２が外嵌され、タンク１０の底面と接する上半部の
下面にはタンク１０内をシーリングするためのＯリング
１１４が配設され、タンク１０の外側に突出する下半部
の基端部にはジョイント用のナット１１６が螺合する。
他のポート、つまり図４におけるガス導入ポート５２、
リンス液導入ポート６２、現像液導入ポート６６、オー
バーフロート排出ポート７２、温調水導入ポート８８お
よび温調水排出ポート９０をそれぞれ外部配管（図示せ
ず）に接続するための配管接続部１６も上記と同様に構
成されていてよい。

【００２９】図７は、容器本体１２の各種ポートとタン
ク１０の外側の各部との接続関係を示す配管図である。
この図において、ガス導入口５２には、ガス供給バルブ
（開閉弁）１２０を挿設した配管１２２および配管接続
部１６を介してＮ2 ガス供給源１２４が接続される。リ
ンス液導入口６２には、リンス液供給バルブ（開閉弁）
１２６を挿設した配管１２８および配管接続部１６を介
してリンス液供給源１３０が接続される。現像液導入口
６６には、現像液供給バルブ（開閉弁）１３２を挿設し
た配管１３４および配管接続部１６を介して現像液供給
源１３６が接続される。オーバーフロー排出ポート７２
は、配管接続部１６および配管１３８を介して排液処理
部（図示せず）に接続される。主排出ポート７８は、配
管接続部１６およびメインバルブ（開閉弁）１４０を挿
設した配管１４２を介してトラップタンク１４４内の密
閉空間に接続される。トラップタンク１４４内の密閉空
間は、切換バルブ（３方弁）１４６を挿設した配管１４
８を介して負圧源１５０と大気圧空間１５２に接続され
る。トラップタンク１４４の底には排液排出口１４４ａ
が設けられ、この排液排出口１４４ａは排液バルブ（開
閉弁）１５４を挿設した配管１５６を介して図示しない
排液処理部に接続される。温調水導入ポート８８および
温調水排出ポート９０は、配管接続部１６および配管１
５８を介して温調器１６０に接続されている。温調器１
６０は、容器本体１２内の温調水通路８３に温調水たと
えば恒温水を循環させるようにポンプ、熱交換器等を有
している。タンク１０の底面のドレイン管１８は、配管
１３８を介して図示しない排液処理部に接続されてい
る。なお、容器本体１２は、保持された半導体ウエハＷ
が垂直になるように垂直に立てた状態に設置される。

【００３０】次に、図８〜図１０も参照して本実施例の
半導体ウエハ現像装置の動作について説明する。先ず、
図８の(A) に示すように、ウエハ搬送装置のピンセット
２８が、現像処理を受けるべき半導体ウエハＷを容器本
体１２の処理室２６の中に挿入する。この挿入の際、ピ
ンセット２８は、容器板体２２側の凹部３０に案内され
て処理室２６内に入る。図６につき上述したように、半
導体ウエハＷは、表面つまり被処理面を容器板体２０側
に向け、裏面を容器板体２２側に向けて処理室２６内に
挿入され、ウエハ外周縁部を容器板体２２の凹部３６側
の段部３６ａと容器板体２０の凹部１１０側のテーパ面
１１０ａとの間で挟まれるようにして、処理室２６内の
定位置で保持される。

【００３１】ピンセット２８が処理室２６から退出する
と、次にトラップタンク１４４回りで、排液バルブ１５
４が閉じられ、切換バルブ１４６が負圧源１５０に切り
換えられ、主排出バルブ１４０が開けられる。これによ
り、処理室２６内は、主排出口７４、主排出通路７６、
主排出ポート７８、配管接続部１６、配管１４２、トラ
ップタンク１４４および配管１４８を介して負圧源１５
０に接続され、減圧状態になる。この状態で、現像液供
給バルブ１３２が開けられる。そうすると、現像液供給
源１３６からの現像液Ｄが、配管１３４、配管接続部１
６、現像液通路６４を通って現像液導入口４６から処理
室２６内に供給される。図８の(B) に、この様子を示
す。

【００３２】現像液導入口４６から処理室２６内に導入
された現像液Ｄは、負圧で引かれて下方に流れ、図８の
(C) に示すように、導入開始直後に処理室２６内に発生
する気泡Ｂを主排出口７４から押し出すようにして処理
室２６内に充填される。そして、図８の(D) に示すよう
に、処理室２６から気泡Ｂがほぼ完全に抜けるほどに現
像液Ｄが十分に供給されたなら、主排出バルブ１４０が
閉じられるとともに、切換バルブ１４６が大気１５２側
に切り換えられ、排液バルブ１５４が開けられる。これ
により、トラップタンク１４４に回収されている現像液
Ｄは、配管１５６を通って図示しない排液処理部に送ら
れる。また、主排出バルブ１４０が閉じられた直後に現
像液供給バルブ１３２も閉じられ、現像液Ｄの供給が終
了する。この終了間際に処理室２６からあふれた現像液
Ｄは、オーバーフロー排出口６８から排液通路７０、オ
ーバーフロー排出ポート７２、配管接続部１６および配
管１３８を通って図示しない排液処理部に送られる。し
たがって、処理室２６内では現像液Ｄが一定の液面に保
たれる。

【００３３】上記のように、処理室２６内に現像液Ｄが
一定の液面まで満たされ、半導体ウエハＷがその現像液
Ｄの中に浸かることによって、現像が行われる。この場
合、半導体ウエハＷは、その表面（被処理面）が万遍無
く現像液Ｄに接液するだけでなく、裏面も万遍無く現像
液Ｄに接液する。図６につき上記した処理室２６内の凹
部３６，１１０の寸法から、処理室２６内において、半
導体ウエハＷの表面側の現像液Ｄの厚さは約１．０ｍｍ
で、半導体ウエハＷの裏面側の現像液Ｄの厚さは約０．
５ｍｍであり、半導体ウエハＷ全体が現像液Ｄの液膜で
包まれるようにして、現像処理が行われる。液体静止現
像が行われる場合は、処理室２６への現像液Ｄの供給ま
たは処理室２６からの現像液Ｄの排出は行われず、処理
室２６内で静止したままの現像液Ｄに半導体ウエハＷが
所定時間たとえば６０秒間浸けられる。処理室２６内の
現像液Ｄは、周囲の空気と触れる面積つまり液面の面積
は基板出入口２６ａ側の部分だけで非常に小さいため、
現像中の劣化は少ない。

【００３４】また、現像処理中は、図９の(A) に示すよ
うに、半導体ウエハＷの表面と対向する容器板体２０内
の温調水通路８３に温調器１６０からの温調水Ｆが循環
供給されることにより、処理室２６内における現像液Ｄ
の温度変化が抑えられ、現像処理温度が正確に設定温度
たとえば２３゜Ｃに維持される。

【００３５】現像工程が終了すると、処理室２６から現
像液Ｄを排出するため、排液バルブ１５４が閉められ、
切換バルブ１４６が負圧源１５０側に切り換えられ、主
排出バルブ１４０が開けられる。同時に、図９の(B) に
示すように、リンス液供給バルブ１２６が開けられ、リ
ンス液供給源１３０からのリンス液（純水）Ｒが配管１
２８、配管接続部１６、リンス液導入ポート６２、リン
ス液通路６０を通ってリンス液導入口４４から処理室２
６内に供給される。主排出口７４より下流側の主排出ラ
インが負圧になっているため、処理室２６内に供給され
たリンス液Ｒは図９の(C) に示すように現像液Ｄを押し
出すようにして下方の主排出口７４側に流れる。これに
より、リンス液Ｒの供給が開始されてから短時間たとえ
ば１〜２秒で、処理室２６内の現像液Ｄの大部分がリン
ス液Ｒに置換される。さらに、図９の(C) に示すよう
に、１０数秒ほどリンス液Ｒの供給および排出が続けら
れると、現像液Ｄが完全にリンス液Ｒで置換される。こ
のリンス工程において、リンスＲは半導体ウエハＷの表
面（被処理面）側を万遍無く流れるのはもちろん半導体
ウエハＷの裏面側をも万遍無く流れるので、半導体ウエ
ハＷの両面が良好に洗浄される。また、処理室２６の壁
面もリンス液Ｒによって洗浄される。

【００３６】なお、処理室２６においてリンス液導入口
４４からのリンス液供給流量が主排出口７４からの排出
流量を越えるときは、処理室２６であふれたリンス液Ｒ
はオーバーフロー排出口６８から排液通路７０、オーバ
ーフロー排出ポート７２、配管接続部１６および配管１
３８を通って図示しない排液処理部に送られる。したが
って、リンス液Ｒが容器本体１２の上部開口（ウエハ出
入り口）１２ａから外へあふれ出ることはない。

【００３７】リンス工程が終了すると、リンス液供給バ
ルブ１２６が閉じられる。そうすると、主排出ラインは
負圧のままなので、図１０の(A) ，(B) に示すように、
処理室２６内のリンス液Ｒは負圧吸引力で強制的に主排
出口７４よりトラップタンク１４４側に排出される。リ
ンス液Ｒの排出終了時または排出開始時点で、ガス供給
バルブ１２０が開けられる。これにより、Ｎ2 ガス供給
源１２４からのＮ2 ガスが配管１２２、配管接続部１６
およびガス通路４８，５６を通ってガス導入口４２，５
２より処理室２６内に供給される。図１０の(C) に示す
ように、処理室２６内に供給されたＮ2 ガスは、下方の
主排出ライン側からの負圧吸引力によって半導体ウエハ
Ｗの表面および裏面に沿って勢い良く下方へ流れ、処理
室２６内に残留しているリンス液Ｒを押し出すようにし
て、さらには半導体ウエハＷまたは処理室２６の壁面に
付着しているパーティクルを巻き込むようにして、主排
出口７４より排出される。このように、処理室２６の上
部から供給されたＮ2 ガスは処理室２６の下端の主排出
口７４側に負圧で排気されるため、処理室２６内のパー
ティクルが容器外部へ飛散するおそれはない。

【００３８】上記のようなＮ2 ガスの送風によって、半
導体ウエハＷの液切りおよび乾燥が行われ、同時に処理
室２６の壁面の液切りおよび乾燥も行われる。そして、
所定のタイミングで、図１０の(D) に示すように、ウエ
ハ搬送装置のピンセット２８が処理室２６内に入ってき
て半導体ウエハＷを吸着保持して持ち上げる。このウエ
ハ搬出時、半導体ウエハＷの表面（被処理面）および裏
面はそれぞれガス導入口５４，４２の前を通過する際
に、強い風圧のＮ2 ガスを吹き付けられる。このエアー
ナイフ効果によって、半導体ウエハＷに未だ残留または
付着していたリンス液またはパーティクルも除去され
る。なお、この場合、イオン化したＮ2 ガスを使用する
と、半導体ウエハＷの帯電をも防止することができる。

【００３９】半導体ウエハＷが容器本体１２から搬出さ
れた後、ガス供給バルブ１２０が閉じられる。また、ト
ラップタンク１４４に溜っているリンス処理液を排液処
理部へ送るため、切換バルブ１４６が大気側に切り換え
られるとともに、排液バルブ１５４が開けられる。トラ
ップタンク１４４内の排液は、次の現像処理が開始され
るまでのインターバル中に全て排出される。その間、ト
ラップタンク１４４側のミストが処理室２６側に入り込
まないように、主排出バルブ１４０は閉じられている。

【００４０】次の現像処理までの待ち時間が長い場合、
あるいは長期にわたって現像処理が行われない場合は、
配管または容器本体１２内の流体通路等に残留している
現像液、リンス液の変質あるいはパーティクルの発生を
防止するために、たとえば次のような手順でダミーディ
スペンスが行われてよい。すなわち、容器本体１２の処
理室２６内に半導体ウエハＷを収容しない状態で、上記
と同様の操作で処理室２６に、最初に現像液Ｄを所定時
間だけ流し込み、次にリンス液Ｒを所定時間だけ流し込
み、最後にＮ2 ガスを所定時間だけ噴出させる。このよ
うなダミーディスペンスによって、配管または流体通路
内に残留していた古い現像液およびリンス液が棄てられ
るとともに、処理室２６の内壁もクリーニングされる。
したがって、現像処理の歩留まり低下を防ぐことができ
る。

【００４１】上記したように、本実施例の半導体ウエハ
現像装置では、ジャケット型の容器本体１２の内部に設
けられた溝状の処理室２６の中で半導体ウエハＷが現像
液に浸かって現像処理を施される。現像液は処理室２６
内に負圧吸引力で導入されるため、半導体ウエハＷの回
りに現像液が速やかに行き渡る。半導体ウエハＷの被処
理面と接液する現像液の厚み（量）は、処理室２６の寸
法によって任意に決めることが可能であり、表面張力の
制限を受けない。したがって、現像液の使用量を可及的
に少なくすることができる。また、溝状の処理室２６の
中に現像液が満たされるため、現像液が空気に触れる面
積が小さく、現像液の劣化は少ない。

【００４２】また、本実施例の半導体ウエハ現像装置で
は、処理室２６の中に半導体ウエハＷを収容するだけで
よく、スピンナ機構等のウエハ保持回転機構が不要であ
り、現像液・リンス液飛散防止用のカップも要らない。
また、半導体ウエハＷを回転させなくて済むので、特別
なセンタリング機構も要らない。このため、小型・簡易
・低コストで、取扱いおよびメンテナンスの容易なウエ
ハ現像装置を実現することができる。

【００４３】さらに、処理室２６の中に現像液やリンス
液およびＮ2 ガスを導入するためのポート、流体通路お
よび吐出口が容器本体１２に設けられており、タンク１
０の配管接続部１６に外部の配管が接続されることで、
処理室２６が現像液供給源１３６、リンス液供給源１３
０等の各種流体供給源およびトラップタンク１４４等の
排液回収部に接続される。これにより、各配管に挿設さ
れたバルブが作動することによって、任意のタイミング
で任意の液体またはガスを処理室２６内に供給したり処
理室２６から排出することができ、処理室２６内で現像
・リンス・乾燥の一連の工程処理を迅速に行うことがで
きる。

【００４４】また、上記のように、処理室２６内におい
て現像液が空気に触れる面積は小さいため、現像液の温
度変化が小さい。さらに、本実施例の半導体ウエハ現像
装置では、処理室２６内の半導体ウエハＷの被処理面と
対向する容器板体２０の内部に温調水を循環供給し、現
像処理中の現像液および半導体ウエハＷの温度を設定値
に維持するようにしている。処理室２６は半導体ウエハ
Ｗの外形よりもわずかに大きなサイズであるから、容器
本体１２に内蔵される温調機構はコンパクトに構成され
る。温調すべき容積は、容器本体１２と比較して十分に
小さいので、温調は効果的に行われる。

【００４５】また、本実施例の半導体ウエハ現像装置で
は、ジャケット型の容器本体１２を立てて配置するの
で、横方向の占有面積が少なくて済む。この省スペース
の利点は、複数の容器本体１２が並べて設置され、その
設置個数が増大するほどますます顕著になる。したがっ
て、容器本体１２の増設やレイアウトの変更等が容易で
ある。

【００４６】以上、本発明の好適な一実施例を説明した
が、本発明はそれに限定されるものではなく、その技術
的思想の範囲内で種々の変形・変更が可能である。たと
えば上記実施例では、現像液、リンス液およびＮ2 ガス
の各液またはガス毎に容器本体１２に異なる通路（４
８，５６），６０，６４および導入口４２，４４，４６
を設けたが、それらの液またはガスの全部または一部
（たとえばリンス液とＮ2ガス）を同一（共通）の導入
口から処理室２６内に供給するようにしてもよい。ま
た、それらの導入口４２，４４，４６を構成する小孔の
個数、口径、設置位置等を任意に変更することが可能で
ある。また、主排出口７４を２つ以上に設けることも可
能である。また、容器本体１２から現像液、リンス液ま
たはＮ2 ガスの供給または導入手段を省いて、外部から
ノズル等によって容器本体の上部開口（ウエハ出入り
口）１２ａを介して現像液、リンス液またはＮ2 ガスを
処理室２６内に供給することも可能であり、処理室２６
内で現像工程だけを行い、リンス工程および乾燥処理を
他の場所で行うようにしてもよい。また、Ｎ2 ガスに代
えて清浄な空気あるいはヘリウム、アルゴン等の他の不
活性ガスを用いてもよい。

【００４７】また、上記実施例では、配管接続部１６を
タンク１０の底面に設けたが、タンク１０の側面に設け
ることも可能であり、タンク１０を省いて容器本体１２
の底面または側面に設けることも可能である。したがっ
て、たとえば現像液が処理室２６の下部から導入され上
部から排出されるように構成することも可能である。ま
た、容器本体１２の上面に密閉可能な開閉蓋を取付し
て、容器本体１２を斜めにまたは水平に配置して１つま
たは多段配置することも可能である。また、上記実施例
では、容器本体１２の内部に温調水通路を設けて処理室
２６内の温調を行うようにしたが、そのような温調水通
路を設けずに、容器本体１２を丸ごと温調水の中に入れ
て温調を行うようにしてもよい。

【００４８】また、上記実施例では、容器本体１２を垂
直方向に立てて配置した例について説明したが、容器本
体１２内に段部３６ａとテーパ面１１０ａとの間に挟ま
れるようにして保持された半導体ウエハＷが隙間によっ
てがたつきやすい場合には、図１１に示すように、半導
体ウエハＷの被処理面が上面側となるように容器本体１
２を垂直線Ｖに対して５〜４５゜程度の範囲内で傾斜さ
せて設置してもよい。こうすることにより、半導体ウエ
ハＷが段部３６ａ側に片寄った状態で保持されるため、
処理中にがたつくことがなく、現像液を被処理面に対し
て一定にすることができる。

【００４９】また、半導体ウエハＷを容器本体１２内に
保持した際に、半導体ウエハＷの外周縁部が容器本体１
２の段部３６ａやテーパ面１１０ａに接触するのを避
け、外周縁（エッジ）部分のレジストが現像されずに残
ってしまうのをなくしたい場合には、図１２に示すよう
に真空吸着によって保持するようにしてもよい。この場
合、半導体ウエハＷの被処理面でない側の中心部分や外
周縁部より内側の部分に１箇所または複数箇所、真空吸
着部１６１を処理室２６内に突出させて設け、半導体ウ
エハＷの外周部を処理室２６内壁よりも少なくとも１〜
２ｍｍ程度離した状態で保持する。なお、真空吸引口１
６２に連通する配管１６３等については、詳細な説明は
省略する。

【００５０】また、上記実施例は半導体ウエハ現像装置
に係るものであったが、本発明は基板の少なくとも被処
理面を処理液に浸して所定の処理を行う任意の処理装置
に適用可能であり、たとえば洗浄処理装置やウェットエ
ッチング装置等にも適用可能である。したがって、本発
明における基板には、半導体ウエハに限らず、ＬＣＤ基
板、ガラス基板、プリント基板、ＣＤ基板その他の基板
も含まれる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理装置
によれば、基板の外形よりもわずかに大きな空間からな
る処理室の中に基板を収容し、負圧吸引力で処理室へ処
理液を導入し処理室から処理液を排出するようにしたの
で、狭い処理室空間であっても所望の処理を行うことが
できる。これにより、現像液消費量の節約化、装置の小
型化、操作およびメンテナンスの簡易化が可能であり、
同一容器で異なる処理を連続的に実行することも可能で
あり、基板および処理液に対して簡易で効率的かつ精度
の高い温度制御を行うことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における半導体ウエハ現像装
置の外観構成を示す斜視図である。

【図２】実施例の半導体ウエハ現像装置の容器本体の外
観構成を示す斜視図である。

【図３】実施例における容器本体の内部の構成を示す分
解斜視図である。

【図４】実施例における容器本体内の流体路の構成を示
す分解斜視図である。

【図５】図１のＡ−Ａ線についての縦断面図である。

【図６】実施例の容器本体内のウエハ保持手段の構成を
示す部分断面図である。

【図７】実施例における容器本体の各種ポートと外部の
各部との接続関係を示す配管図である。

【図８】実施例の半導体ウエハ現像装置における現像処
理の動作を説明するための略断面図である。

【図９】実施例の半導体ウエハ現像装置におけるリンス
処理の動作を説明するための略断面図である。

【図１０】実施例の半導体ウエハ現像装置における乾燥
処理の動作を説明するための略断面図である。

【図１１】実施例の半導体ウエハ現像装置における容器
本体の設置例を説明するための略断面図である。

【図１２】実施例の半導体ウエハ現像装置における容器
本体内のウエハ保持手段の他の例の構成を示す略断面図
である。

【符号の説明】

１０タンク１２容器本体１６配管接続部２０，２２容器板体３０ピンセット案内用凹部３６容器板体２２の凹部４２Ｎ2 ガス導入口４４リンス液導入口４６現像液導入口４８Ｎ2 ガス通路５２Ｎ2 ガス導入ポート５４Ｎ2 ガス導入口５６Ｎ2 ガス通路６０リンス液通路６２リンス液導入ポート６４現像液通路６６現像液導入ポート６８オーバーフロー排出口７０オーバーフロー排出通路７２オーバーフロー排出ポート７４主排出口７８主排出ポート８３温調水通路１２４Ｎ2 ガス供給源１３０リンス液供給源１３６現像液供給源１４４トラップタンク１６０温調器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】処理されるべき基板の外形よりもわずか
に大きな空間からなる処理室と、前記処理室に前記基板
を入れ前記処理室から前記基板を出すための基板出入り
口と、前記処理室に処理液を導入するための処理液導入
口と、前記処理室から前記処理液を排出するための排出
口とを有する容器と、前記処理室の中に前記処理液導入口を介して前記処理液
を供給するための処理液供給手段と、前記処理室内に前記処理液を負圧吸引力で導入し、前記
処理室から前記排出口を介して前記処理液を負圧吸引力
で排出するための負圧吸引手段と、を具備したことを特徴とする処理装置。
【請求項２】処理されるべき基板の外形よりもわずか
に大きな空間からなる処理室と、前記処理室に前記基板
を入れ前記処理室から前記基板を出すための基板出入り
口と、前記処理室に１種類または２種類以上の処理液を
導入するための１つまたは複数の処理液導入口と、前記
処理室に１種類または２種類以上のガスを導入するため
の１つまたは複数のガス導入口と、前記処理室から前記
処理液または前記洗浄液もしくは前記ガスを排出するた
めの排出口とを有する容器と、前記処理室の中に前記処理液導入口を介して前記処理液
を供給するための処理液供給手段と、前記処理室の中に前記ガス導入口を介して前記ガスを供
給するためのガス供給手段と、前記処理室内に前記処理液または前記ガスを負圧吸引力
で導入し、前記処理室から前記排出口を介して前記処理
液または前記ガスを負圧吸引力で排出するための負圧吸
引手段と、を具備したことを特徴とする処理装置。