JP2907387B2 - 回転処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、回転処理装置に関する。

（従来の技術） 一般に、半導体ウエハの微細パターン形成工程では、
レジスト塗布・露光・現像等の複数の処理が繰り返され
る。このような処理の内、レジスト塗布や現像には回転
処理する回転処理装置が使用されている。

この回転処理方法及び回転処理装置としては、モータ
ーに連設したスピンチャックで上記半導体ウエハを保持
し、このウエハを所望回転数で回転させ、このウエハ上
にレジストまたは現像液を供給して所望の処理を行なう
ものである。このウエハ上にレジストや現像液等の液体
を供給すると、上記ウエハの回転による遠心力で上記液
体がウエハ周囲に飛散するため、このウエハの周囲には
上記液体を回収するカップが配設されており、このカッ
プで回収した液体をこのカップ底部に設けられた排液管
から排出可能となっている。このようなレジスト処理装
置は、例えば特開昭61−136535号公報、またレジスト塗
布装置は例えば実開昭59−95629号公報等により開示さ
れている。

これらウエハ即ち被処理体を回転させながら、被処理
体の表面にレジストの塗布または現像を行なう回転式表
面処理装置が、特公昭62−31817号公報に開示されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の技術では、特公昭62−3181
7号公報に開示される如く、処理後のレジストや現像液
等処理液の排出のため、椀状容器即ちカップの環状底部
に処理後の処理液即ち廃液を集め、カップの環状底部を
傾斜させ、この傾斜に沿って最も低い所に集まった廃液
を環状底部に設けたドレイン管で排出する。このような
環状底部の傾斜を設ける即ちカップの形状を回転中心に
対して非対称にすると被処理体を回転させた時に生じる
旋回気流は、被処理体周辺空間の上記非対称による旋回
方向の流路断面積の変化に伴い、特にこの流路断面積が
最も小さくなる断面付近において、その一部がカップの
側壁に沿ってはい上がるような気流上昇成分即ち上昇気
流を形成する結果、上記被処理体周辺からの排気は著し
く不均一となる傾向がある。また、上記被処理体下方の
回転中心に対して非対称即ち偏心する如く円周上に設け
られた整流板により、やはり被処理体の回転時に、被処
理体周辺空間の容積の変化で旋回気流が一部上昇成分と
なり上昇気流が発生する。しかも、カップ内を排気ダク
ト等で排気する時にこの排気が均等に行なわれないと、
上記被処理体の回転による旋回気流が乱れ、この旋回気
流の一部に上昇成分が発生し、上昇気流を生じる。これ
らの原因で発生した上昇気流により、処理後のレジスト
や現像液等がカップ内ではね返ること等により発生した
微細なミストが、被処理体の被処理面に運ばれてこの被
処理面に付着し、処理むらや欠陥を発生させ、歩留まり
及び生産性が低下するという問題があった。

本発明は上記点に対処してなされたもので、処理むら
や欠陥の発生を防止し、歩留まり及び生産性を向上した
回転処理装置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、被処理体を保持する回転体と、 この回転体の周囲を囲繞するように設けられた処理室
と、 前記被処理体の処理面にレジスト液又は現像液を供給
する手段と、 前記被処理体の処理面からその下方に飛散したレジス
ト液又は現像液を排液し回収する回収手段と、 レジスト液又は現像液から発生した気体を前記処理室
から排気する手段と、 前記処理室において前記回転体の被処理体保持面の下
方位置で前記被処理体の外側に前記回転体と同心的に設
けられた環状の多孔部材と、 を具備し、 前記排気手段は前記処理室の底部に接続された排気管
を有し、前記回収手段は前記処理室の底部に接続された
排液管を有し、前記環状の多孔部材を通過した気体が前
記排気管を介して排出され、前記環状の多孔部材を通過
したレジスト液又は現像液が前記排液管を介して排出さ
れることを特徴とする回転処理装置を提供する。

この場合に、前記多孔部材は、多孔質材料からなる部
材、メッシュ状部材、および多数の小孔が形成された部
材のいずれかが例示される。

（作 用） 本発明においては、処理に使われたレジスト液又は現
像液、及び処理室内でそれらから発した気体を、回転体
の被処理体保持面の下方位置で被処理体の外側に回転体
と同心的に環状の多孔部材を設け、その部材を介して処
理室の底部に設けられた排液管及び排気管を介して排液
及び排気するので、急激に排液及び排気されること、お
よび一方向のみから排液及び排気されることが防止さ
れ、均一な排液及び排気が可能となるとともに、被処理
体の回転により生じる旋回気流の上昇成分の発生を抑制
することができ、極めて安定した排液及び排気を実現す
ることができる。従って、レジスト液又は現像液のミス
トの飛散や、前記旋回気流の上昇成分によりミストが被
処理体の被処理面に運ばれることが防止され、被処理体
の処理むらや欠陥の発生を防止することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明装置を半導体ウエハのレジスト塗布工程
に適用した一実施例につき、図面を参照して説明する。

まず、レジスト塗布装置の構成を説明する。

被処理体例えば半導体ウエハ（１）を保持例えば吸着
保持可能にウエハチャック（２）が設けられている。こ
のウエハチャック（２）は出力軸（３）を介してスピン
モーター（４）に連設しており、このスピンモーター
（４）により回転可能に設けられている。このウエハチ
ャック（２）により保持した上記ウエハ（１）を囲繞す
る如くこのウエハ（１）の処理室を形成するカップ
（５）が設けられており、このカップ（５）は上記ウエ
ハ（１）表面の延長面と交わる近辺の部分を角度Ａ（Ａ
≠90゜）として傾斜させて設けられている。また、この
カップ（５）底部には上記ウエハ（１）より小口径に形
成された環状壁（６）が設けられており、この環状壁
（６）は上記ウエハ（１）裏面付近まで延びて上端に整
流板（７）が設けられている。この整流板（７）は上記
ウエハ（１）の裏面に近接対向し、周縁部がやや下方に
傾斜した形状となっており、この整流板（７）外周部と
上記カップ（５）の内壁との間には、ウエハチャック
（２）のウエハ保持面の下方位置になるように上面が水
平面となっている環状ポーラス材（８）が設けられてい
る。このポーラス材（８）は第２図に示すように、例え
ば複数の開孔が形成されたセラミック製で、通気液性を
有する構造となっている。このポーラス材（８）の内径
より小口径の気液分離壁（９）が上記カップ（５）底部
の上記整流板（７）下方に設けられており、この気流分
離壁（９）の上端及び上記整流板（７）との間の隙間か
ら、この気流分離壁（９）及び上記環状壁（６）間に形
成する空間（10）に気体を流通可能となっている。この
空間（10）には排気管（11）が接続しており、この排気
管（11）から上記空間（10）内に流入した気体を排気可
能としている。また、上記気液分離壁（９）の上記空間
（10）と反対側に形成された空間（12）底部には排液管
（13）が接続しており、この排液管（13）の下端には排
液を回収するドレインボックス（14）が設けられてい
る。

また、上記ウエハ（１）の中心部に処理液例えばレジ
ストを滴下可能な如く、レジスト滴下ノズル（15）が設
けられており、このノズル（15）には内部のレジストを
所望する温度に温調可能なレジスト温調器（16）が配設
されている。このようにしてレジスト塗布装置が構成さ
れている。

次に、上述したレジスト塗布装置による半導体ウエハ
のレジスト塗布方法を説明する。

まず、ウエハ（１）を図示しない搬送機構によりウエ
ハチャック（２）上に搬送し、このウエハ（１）の中心
と上記ウエハチャック（２）の中心を合わせてウエハチ
ャック（２）上に載置して、保持例えば真空機構（図示
せず）により吸着保持する。この時、上記ウエハ（１）
の搬送を容易とするために、予めカップ（５）を下降し
ておき、上記ウエハ（１）をウエハチャック（２）上に
保持した後に上昇させる構造、或いは上記ウエハチャッ
ク（２）を予め上昇させておき、このウエハチャック
（２）上にウエハ（１）を保持させた後に下降させる構
造としてもよい。そして、このウエハチャック（２）上
に載置したウエハ（１）の中心部にレジスト滴下ノズル
（15）からレジスト温調器（16）により所望温度に温調
されたレジストを滴下し、スピンモーター（４）を回転
制御することにより上記ウエハチャック（２）で保持し
たウエハ（１）を所望する回転数で回転させる。この回
転によりウエハ（１）表面上に滴下したレジストを拡散
し、このレジストの塗布処理を行なう。この時、上記ウ
エハ（１）の回転遠心力により飛散したレジスト廃液
は、カップ（５）のウエハ（１）表面の延長面と交わる
近辺の部分に形成した傾斜に当って下方へ落下する。こ
の傾斜によりレジスト廃液が上記ウエハ（１）表面には
ね返ることを抑止でき。このはね返りによる塗布むら等
の発生を防止することができる。そして、この下方へ落
下したレジスト廃液は、カップ（５）の内縁に設けられ
た環状ポーラス材（８）に形成されている複数の開孔を
介して上記カップ（５）底部即ち空間（12）の底部に落
下する。この時、このカップ（５）底部に溜まったレジ
スト廃液の回収を容易とするために、上記カップ（５）
の環状底部を傾斜させ、この傾斜に沿って最も低い所に
集まった上記レジスト廃液を環状底部に設けた排液管
（13）を介してドレインボックス（14）内に回収され
る。

また、上記ウエハ（１）の回転により、回転数に比例
する数m/sec程度の旋回気流が発生するが、上記カップ
（５）の内縁に環状ポーラス材（８）を設けたため、上
記カップ（５）形状を回転中心に対して非対称即ち上記
カップ（５）の環状底部を傾斜させて形成している場合
による容積の変化に伴い、上記旋回気流の一部が上昇成
分となって、上記ウエハ（１）表面から飛散したレジス
ト廃液の微細なミストを再び上記ウエハ（１）表面に運
んで付着し、このウエハ（１）の処理むらや欠陥を発生
させるという現象を抑止し、上記旋回気流を安定化して
いる。そして、この旋回気流を上記環状ポーラス材
（８）に形成されている複数の開孔から排気管（11）に
連設している真空機構（図示せず）により例えば排気ス
ピードが数10cm/sec,排気圧が10mmAq程度で排気を行な
う。この排気は、上記環状ポーラス材（８）の複数の開
孔から上記ウエハ（１）周囲の雰囲気を吸引するため、
均一な排気流及び排気圧で排気することができ、上記旋
回気流の乱れ及び旋回気流の上昇成分の発生を抑止する
ことができ、この上昇成分による上記処理むらや欠陥の
発生を防止することが可能となる。

上記実施例ではウエハ（１）の回転により生じる気流
の上昇成分を環状で均等に抑制する手段として、複数の
開孔を有する環状ポーラス部材（８）を例に上げて説明
したが、これに限定するものではなく、例えば第３図に
示すメッシュを使用しても、或いは第４図に示すパンチ
ングメタル等環状で複数の開孔を有するものであれば同
様な効果を得ることができる。また、この時の上記開孔
径は、この開孔を流通する廃液が容易に流通する程度即
ち上記廃液が表面張力により残存しない程度の大きさで
極力小さくすることが好ましい。また、排気流及び排気
圧を更に一定とするために、第５図に示す中空管状の排
気リングを上記空間（10）に設けて排気を行なう構造と
してもより効果がある。

また、上記実施例では被処理体として半導体ウエハを
例に上げて説明したが、これに限定するものではなく、
例えばLCD基板についても同様な効果が得られる。ま
た、レジスト処理装置としてレジスト塗布装置について
説明したが、これに限定するものではなく、例えば現像
装置でも同様な効果を得ることができる。

以上述べたようにこの実施例によれば、環状ポーラス
材（８）をウエハチャック（２）のウエハ保持面の下方
位置に設け、このポーラス材（８）を介してカップ
（５）の底部に設けられた排気管から排気するので、一
方向から急激に排気されることが防止されるとともに、
ウエハ（８）の回転により生じる旋回気流の上昇成分の
発生を抑制することができ、極めて安定した排気を実現
することができる。従って、急激な排気流によるレジス
ト液のミストの飛散や、前記旋回気流の上昇成分により
ミストがウエハ（１）の被処理面に運ばれることが防止
され、ウエハ（１）の処理むらや欠陥の発生を防止する
ことが可能となる。そのため、歩留まり及び生産性を向
上することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、処理に使われた
レジスト液又は現像液、及び処理室内でそれらから発し
た気体を、回転体の被処理体保持面の下方位置で被処理
体の外側に回転体と同心的に環状の多孔部材を設け、そ
の部材を介して処理室の底部に設けられた排液管及び排
気管を介して排液及び排気するので、急激に排液及び排
気されること、および一方向のみから排液及び排気され
ることが防止され、均一な排液及び排気が可能となると
ともに、被処理体の回転により生じる旋回気流の上昇成
分の発生を抑制することができ、極めて安定した排液及
び排気を実現することができる。従って、レジスト液又
は現像液のミストの飛散や、前記旋回気流の上昇成分に
よりミストが被処理体の被処理面に運ばれることが防止
され、被処理体の処理むらや欠陥の発生を防止すること
が可能となり、歩留まり及び生産性を向上することがで
きるといった大きな効果を奏することができる。また、
不均一な排液がなされることにより局部的に廃液が固ま
ってしまうことを防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するためのレジス
ト塗布装置の構成図、第２図は第１図の旋回気流の上昇
気流の発生を抑止する手段説明図、第３図，第４図は第
２図の他の実施例説明図、第５図は第１図の装置に排気
リングを取りつける説明図である。 １……ウエハ、５……カップ ８……環状ポーラス材、11……排気管 13……排液管

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｃ (72)発明者 木村 満之 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 テ ル九州株式会社内 (72)発明者 白川 英一 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 テ ル九州株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−51638（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−214621（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−156231（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理体を保持する回転体と、 この回転体の周囲を囲繞するように設けられた処理室
   と、 前記被処理体の処理面にレジスト液又は現像液を供給す
   る手段と、 前記被処理体の処理面からその下方に飛散したレジスト
   液又は現像液を排液し回収する回収手段と、 レジスト液又は現像液から発生した気体を前記処理室か
   ら排気する手段と、 前記処理室において前記回転体の被処理体保持面の下方
   位置で前記被処理体の外側に前記回転体と同心的に設け
   られた環状の多孔部材と、 を具備し、 前記排気手段は前記処理室の底部に接続された排気管を
   有し、前記回収手段は前記処理室の底部に接続された排
   液管を有し、前記環状の多孔部材を通過した気体が前記
   排気管を介して排出され、前記環状の多孔部材を通過し
   たレジスト液又は現像液が前記排液管を介して排出され
   ることを特徴とする回転処理装置。
2. 【請求項２】前記多孔部材は、多孔質材料からなる部
   材、メッシュ状部材、および多数の小孔が形成された部
   材のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の
   回転処理装置。