JP2913363B2 - 回転処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば、半導体ウエハに半導
体デバイスを形成する工程、あるいは、ＬＣＤの製造工
程等においては、半導体ウエハあるいはＬＣＤ用ガラス
基板等を回転させて所定の処理、例えば、フォトレジス
トの塗布処理、現像処理等を施す回転処理装置、いわゆ
るスピナーが用いられている。

【０００３】このような従来の回転処理装置では、例え
ば真空チャック等の吸着保持機構を具備した支持機構上
に半導体ウエハ等を載置してその裏面側を吸着保持し、
支持機構の下部に回転軸部を介して接続された駆動機
構、すなわち駆動モータによって、支持機構とともに半
導体ウエハ等を回転させるよう構成されている。そし
て、処理機構から、半導体ウエハ等の上面（表面）に例
えばフォトレジストを供給し、半導体ウエハ等を高速回
転させることによって、遠心力により、フォトレジスト
を半導体ウエハ等の全面に均一に塗布するよう構成され
ている。

【０００４】なお、フォトレジストの塗布を行う回転処
理装置、あるいは、現像処理を行う回転処理装置等で
は、フォトレジストや現像液等の周囲への飛散を防止す
るため、半導体ウエハ及び支持機構の周囲を囲むよう
に、いわゆるカップが設けられている。また、カップ内
に飛散したフォトレジスト等の跳ね返りによる半導体ウ
エハ等への再付着を防止するため、通常カップ下部等か
ら排気を行うよう構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等が鋭意研究を進めたところ、上述した従来の回転処
理装置では、以下のような問題があることが判明した。

【０００６】すなわち、カップ下部等から排気及び半導
体ウエハ等の回転に伴って、カップ内には気流が生じ、
支持機構の下部、すなわち、支持機構と駆動モータとを
接続する回転軸部の周囲では、下方からカップ内に流入
する上昇気流が発生する。そして、この上昇気流によっ
て、駆動モータ等から発生した塵埃がカップ内に流入
し、半導体ウエハ等の裏面に付着する。このように、半
導体ウエハ等の裏面側に付着した塵埃は、回転処理装置
による回転処理工程においてはほとんど悪影響を及ぼさ
ないものの、後工程であるエッチング工程等において、
半導体ウエハ等が真空雰囲気及び常圧雰囲気に出し入れ
する際等に飛散して半導体ウエハの表面側に付着するこ
とがあり、歩留まりを低下させる一因となる。

【０００７】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、従来に比べて回転処理に伴う基板への塵
埃の付着を低減することができ、歩留まりの向上を図る
ことのできる回転処理装置を提供しようとするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち請求項１記載の
発明は、被処理体を載置して回転させる回転機構と、前
記被処理体に液を供給する供給機構と、前記被処理体の
周囲を囲むカップであって、上面と、前記回転機構の回
転軸との間とに、外気を取り入れるための開口部が形成
されたカップと、前記カップの前記被処理体よりも下方
位置に設けられた排気口から排気を行う排気手段と、前
記回転機構の回転軸との間に形成された前記カップの開
口部と、前記排気口との間に、前記被処理体の周縁部よ
り僅かに内側の裏面に上端部が近接する如く設けられ、
上端部外側にテーパ部が形成された円筒状部材と、前記
円筒状部材上端部と、前記被処理体裏面との間隔を、近
接および離間可能とする駆動手段とを具備したことを特
徴とする回転処理装置。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、前記円筒状
部材の内側に、前記被処理体の裏面に洗浄用のリンス液
を供給する複数のノズルを具備したことを特徴とする請
求項１記載の回転処理装置。

【００１０】また、請求項３記載の発明は、前記回転機
構の回転軸部の回りに空気流路となる間隙を設けて当該
回転機構の駆動機構の周囲を覆うカバーと、前記カバー
内から排気し、前記間隙から前記カバー内に流入する気
流を形成する排気機構とを具備したことを特徴とする請
求項１または請求項２記載の回転処理装置。

【００１１】また、請求項４記載の発明は、前記被処理
体の裏面側に清浄化した気体を供給する供給機構を具備
したことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか１
項記載の回転処理装置。

【００１２】また、請求項５記載の発明は、前記清浄化
した気体を供給する供給機構が、空気を供給する空気供
給機構と、この空気供給機構から供給された空気を清浄
化するフィルタ機構とを具備したことを特徴とする請求
項４記載の回転処理装置。請求項６記載の発明は、前記
液を供給する供給機構が、フォトレジストを供給するレ
ジスト供給機構であることを特徴とする請求項１乃至５
いずれか１項記載の回転処理装置。請求項７記載の発明
は、前記液を供給する供給機構が、現像液及びリンス液
を供給する現像機構であることを特徴とする請求項１乃
至５いずれか１項記載の回転処理装置。

【００１３】

【作用】本発明の回転処理装置では、基板を回転させる
ための駆動機構から発生した塵埃が外部に飛散すること
を防止することができるので、従来に比べて回転処理に
伴う基板への塵埃の付着を低減することができ、歩留ま
りの向上を図ることができる。

【００１４】また、請求項４記載の回転処理装置では、
さらに、供給機構から清浄化した気体を供給することに
より、排気機構による排気に伴って、カバー内に、例え
ばフォトレジストのミスト等が侵入することを防止で
き、排気機構が、フォトレジストのミスト等によって汚
染されることを防止することができる。

【００１５】本発明は、処理機構として、フォトレジス
トを塗布する塗布機構、あるいは、基板の現像を行う現
像機構を具備した回転処理装置に好適であり、また、清
浄化した気体を供給する供給機構は、空気を供給する空
気供給機構及びこの空気供給機構から供給された空気を
清浄化するフィルタ機構等によって構成することができ
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１７】図１は、本発明を、半導体ウエハにフォト
レジストを塗布するレジスト塗布装置に適用した一実施
例の構成を示すものである。

【００１８】同図に示すように、レジスト塗布装置１に
は、半導体ウエハＷの裏面中央部を支持するウエハ支持
機構２が設けられている。このウエハ支持機構２には、
図示しない真空チャック機構が設けられており、半導体
ウエハＷを真空チャックによって吸着保持するよう構成
されている。

【００１９】上記ウエハ支持機構２の下部には、回転軸
部３を介して駆動モータ４が接続されており、ウエハ支
持機構２とともに、半導体ウエハＷを高速回転可能に構
成されている。

【００２０】また、ウエハ支持機構２及び半導体ウエハ
Ｗの周囲を囲む如く、カップ５が設けられている。この
カップ５は、ウエハ支持機構２の周囲を囲むように同心
状に配置された環状の内カップ６と、ウエハ支持機構２
及び内カップ６を収容し処理空間を形成する外カップ７
とから構成されており、さらに、外カップ７は、上カッ
プ７ａと、下カップ７ｂとから構成されている。

【００２１】上記上カップ７ａの上面には、半導体ウエ
ハＷよりも若干大径の開口部８が形成されている。ま
た、下カップ７ｂの内側は、環状壁９によって内側と外
側に区画されており、内側底部には排気口１０、外側底
部には排液口１１がそれぞれ設けられている。排気口１
０は、図示しない排気装置に接続されており、一方、排
液口１１は、図示しない排液収容タンクに接続されてい
る。

【００２２】また、カップ５の上方には、処理機構とし
てのレジスト供給機構を構成するレジスト供給ノズル１
２が配設されている。このレジスト供給ノズル１２は、
図示しないフォトレジスト収容部から所定タイミング
で、所定量のフォトレジストを、半導体ウエハＷ表面の
略中央に供給するよう構成されている。

【００２３】さらに、本実施例においては、駆動モータ
４の周囲には、この駆動モータ４の周囲を囲み、回転軸
部３の周囲に空気流路となる間隙１３を形成する如く形
成されたカバー１４が配設されており、カバー１４の周
囲には、清浄化空気供給機構１５が配設されている。

【００２４】上記カバー１４の底部には、排気口１６が
設けられており、この排気口１６から、図示しない排気
装置によってこのカバー１４内を排気するよう構成され
ている。

【００２５】また、上記清浄化空気供給機構１５は、カ
バー１４の周囲を囲むように、環状に形成されており、
その上部には、環状に配設された例えばＵＬＰＡフィル
タ等からなる空気清浄化のためのフィルタ１７が設けら
れている。そして、空気供給配管１８から供給された空
気を、フィルタ１７によって清浄化し、半導体ウエハＷ
の下方に供給するよう構成されている。

【００２６】なお、駆動モータ４、ウエハ支持機構２、
カバー１４、清浄化空気供給機構１５等は、図示しない
昇降機構により、昇降自在に構成されており、ウエハ支
持機構２を、開口部８から上方に突出させた状態で、ウ
エハ支持機構２に半導体ウエハＷをロード・アンロード
するようになっている。

【００２７】上述したレジスト塗布装置は、例えば、図
２に示すようなレジスト処理システムに配置される。

【００２８】同図に示すレジスト処理システムには、そ
の長手方向の端部にキャリアステーション２０が設けら
れている。このキャリアステーション２０には、複数、
例えば４個のウエハキャリア２１を載置可能とするキャ
リア載置部２２が設けられており、このキャリア載置部
２２の側方には、各ウエハキャリア２１に対する半導体
ウエハＷの搬入・搬出及び半導体ウエハＷの位置決めを
行うための補助アーム２３が設けられている。

【００２９】上記キャリアステーション２０の側方に
は、第１処理ステーション２４、接続ユニット２５、第
２処理ステーション２６が、この順で配設されている。

【００３０】第１処理ステーション２４及び第２処理ス
テーション２６の中央部には、本システムの長手方向に
沿って設けられた搬送路上を移動可能とされ、半導体ウ
エハＷを搬送するためのメインアーム２７が設けられて
おり、このメインアーム２７の搬送路を挟んで、半導体
ウエハＷに各種の処理を施すための装置が配列されてい
る。

【００３１】図２に示す例では、第１処理ステーション
２４には、ブラシ洗浄のためのブラシスクラバ２８、高
圧ジェット水により洗浄を行うための高圧ジェット洗浄
機２９、２台の現像装置３０、及び、積み重ねるように
設けられた２台の加熱装置３１が配設されている。ま
た、第２処理ステーション２６には、フォトレジストを
塗布する前に半導体ウエハＷに疎水化処理を施すアドヒ
ージョン処理装置３２及びこのアドヒージョン処理装置
３２の下部に配置されたクーリング装置３３、２台ずつ
積み重ねるように設けられた合計４台の加熱装置３１、
そして、２台のレジスト塗布装置１が配設されている。

【００３２】なお、上記レジスト処理システムの側方に
は、図示しない露光装置等が配設される。

【００３３】上記構成のレジスト処理システムでは、キ
ャリアステーション２０のキャリア載置部２２に載置さ
れた各ウエハキャリア２１から、補助アーム２３によっ
て１枚ずつ半導体ウエハＷを搬出し、位置決めして、メ
インアーム２７に受け渡す。そして、メインアーム２７
によって、各装置１、２８、２９、３０、３１、３２、
３３に所定の順で搬送し、各処理を施す。そして、処理
の終了した半導体ウエハＷは、メインアーム２７から補
助アーム２３に受け渡され、キャリア載置部２２に載置
された所定のウエハキャリア２１に収容される。

【００３４】この時、レジスト塗布装置１によるレジス
ト塗布処理においては、前述したように、まず、ウエハ
支持機構２を、開口部８から上方に突出させ、メインア
ーム２７から半導体ウエハＷを受け取り、半導体ウエハ
Ｗを吸着保持する。

【００３５】そして、ウエハ支持機構２等を下降させて
半導体ウエハＷをカップ５内に位置させ、この状態で、
レジスト供給ノズル１２から、フォトレジストを半導体
ウエハＷ表面の略中央に供給し、この後、駆動モータ４
によって、ウエハ支持機構２とともに半導体ウエハＷを
高速回転させ、遠心力によってフォトレジストを半導体
ウエハＷ全面に均一に拡げる。

【００３６】この時、排気口１０からカップ５内の排気
を行うとともに、排気口１６からカバー１４内の排気を
行いつつ、清浄化空気供給機構１５から清浄化空気の供
給を行う。これによって、上記排気口１６からのカバー
１４内の排気により、カバー１４上部の回転軸部３の周
囲に形成された間隙１３においては、図１に矢印で示す
ように、カバー１４内に向かう気流が生じるが、清浄化
空気供給機構１５から清浄化空気の供給が行われるた
め、カップ５内からカバー１４内へ向かう方向の気流は
生じることがない。

【００３７】したがって、駆動モータ４等から発生した
塵埃が、カップ５内に侵入して半導体ウエハＷの裏面等
に付着することを防止することができるとともに、カッ
プ５内で発生したフォトレジストのミスト等が、カバー
１４内へ侵入して駆動モータ４等が汚染されることも防
止することができる。

【００３８】次に、本発明を上記したレジスト処理シス
テムの現像装置３０に適用した実施例について図３を参
照して説明する。

【００３９】図３に示すように、現像装置３０には、半
導体ウエハＷの裏面中央部を支持するウエハ支持機構５
１が設けられている。このウエハ支持機構５１には、図
示しない真空チャック機構が設けられており、半導体ウ
エハＷを真空チャックによって吸着保持するよう構成さ
れている。

【００４０】上記ウエハ支持機構５１の下部には、回転
軸部５２を介して駆動モータ５３が接続されており、ウ
エハ支持機構５１とともに、半導体ウエハＷを高速回転
可能に構成されている。

【００４１】また、ウエハ支持機構５１及び半導体ウエ
ハＷの周囲を囲む如く、カップ５４が設けられている。
このカップ５４は、ウエハ支持機構５１の周囲を囲むよ
うに同心状に配置された環状の内カップ５５と、ウエハ
支持機構５１及び内カップ５５を収容し処理空間を形成
する外カップ５６とから構成されている。

【００４２】上記外カップ５６には、上面に半導体ウエ
ハＷよりも若干大径の開口部５７が形成されており、底
部に排気口５８、排液口５９がそれぞれ設けられてい
る。排気口５８は、図示しない排気装置に接続されてお
り、一方、排液口５９は、図示しない排液収容タンクに
接続されている。

【００４３】また、内カップ５５と半導体ウエハＷとの
間には、ウエハ支持機構５１と同心状に筒体６０が設け
られている。この筒体６０は、昇降機構６１によって上
下動自在とされており、筒体６０の上端部６２と、半導
体ウエハＷ裏面との間隔が、例えば１ｍｍ程度に近接し
た位置と、例えば２０ｍｍ程度に離間した位置とに設定
することができるよう構成されている。

【００４４】上記筒体６０の上端部６２は、ナイフエッ
ジ状に形成されており、筒体６０の直径は、半導体ウエ
ハＷの直径よりも１０ｍｍ程度小径で、半導体ウエハＷ
のオリエンテーションフラットより内側に位置するよう
構成されている。この筒体６０の内側の外カップ５６底
部には、半導体ウエハＷの裏面周縁部に向かって洗浄用
のリンス液を噴射する複数のリンス液噴射ノズル６３が
設けられている。

【００４５】なお、筒体６０は、半導体ウエハＷに現像
液を液盛りする際に、半導体ウエハＷ裏面と近接した位
置に設定され、これによって、半導体ウエハＷ裏面への
現像液の回り込みを防止するものである。また、リンス
液噴射ノズル６３は、現像後のリンスの際に、半導体ウ
エハＷ裏面にリンス液を供給して、回り込んだ現像液を
洗浄するためのものである。

【００４６】また、カップ５４の上方には、処理機構と
しての現像液及びリンス液供給機構を構成する図示しな
い現像液供給ノズル及び図示しないリンス液供給ノズル
が配設されている。

【００４７】さらに、本実施例においても、駆動モータ
５３の周囲には、この駆動モータ５３の周囲を囲み、回
転軸部５２の周囲に空気流路となる間隙６５を形成する
如く形成されたカバー６６が配設されており、カバー６
６の周囲には、清浄化空気供給機構６７が配設されてい
る。

【００４８】そして、上記カバー６６の底部には、排気
口６８が設けられており、また、上記清浄化空気供給機
構６７には、環状に配設された例えばＵＬＰＡフィルタ
等からなる空気清浄化のためのフィルタ６９、空気供給
配管７０が配設されている。

【００４９】上記構成の現像装置３０では、ウエハ支持
機構５３を、開口部５７から上方に突出させ、メインア
ーム２７から半導体ウエハＷを受け取り、半導体ウエハ
Ｗを吸着保持する。

【００５０】そして、ウエハ支持機構５３等を下降させ
て半導体ウエハＷをカップ５４内に位置させ、この状態
で、現像液供給ノズル及びリンス液供給ノズルから順次
半導体ウエハＷ表面に現像液及びリンス液を供給し、こ
れとともに、駆動モータ５３を低速及び高速回転させて
現像液及びリンス液の振り切り、乾燥を行う。

【００５１】この時、前述した実施例と同様に、排気口
５８からカップ５４内の排気を行うとともに、排気口６
８からカバー６６内の排気を行いつつ、清浄化空気供給
機構６７から清浄化空気の供給を行う。これによって、
間隙６５近傍には、図中に矢印で示すような気流が生
じ、前述した実施例と同様な効果、すなわち、駆動モー
タ５３等から発生した塵埃が、半導体ウエハＷの裏面等
に付着することを防止することができるとともに、現像
液のミスト等によって駆動モータ５３等が汚染されるこ
とも防止することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転処理
装置によれば、従来に比べて回転処理に伴う基板への塵
埃の付着を低減することができ、歩留まりの向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をレジスト塗布装置に適用した一実施例
の構成を示す図。

【図２】図１のレジスト塗布装置が配置されたレジスト
処理システムの構成を示す図。

【図３】本発明を現像装置に適用した一実施例の構成を
示す図。

【符号の説明】

１ レジスト塗布装置 ２ ウエハ支持機構 ３ 回転軸部 ４ 駆動モータ ５ カップ １０ 排気口 １２ レジスト供給ノズル １３ 間隙 １４ カバー １５ 清浄化空気供給機構 １６ 排気口 １７ フィルタ １８ 空気供給配管 Ｗ 半導体ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−219614（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−226240（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−6855（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−39531（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027 B05C 11/08

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体を載置して回転させる回転機構
   と、 前記被処理体に液を供給する供給機構と、 前記被処理体の周囲を囲むカップであって、上面と、前
   記回転機構の回転軸との間とに、外気を取り入れるため
   の開口部が形成されたカップと、 前記カップの前記被処理体よりも下方位置に設けられた
   排気口から排気を行う排気手段と、 前記回転機構の回転軸との間に形成された前記カップの
   開口部と、前記排気口との間に、前記被処理体の周縁部
   より僅かに内側の裏面に上端部が近接する如く設けら
   れ、上端部外側にテーパ部が形成された円筒状部材と、 前記円筒状部材上端部と、前記被処理体裏面との間隔
   を、近接および離間可能とする駆動手段とを具備したこ
   とを特徴とする回転処理装置。
2. 【請求項２】 前記円筒状部材の内側に、前記被処理体
   の裏面に洗浄用のリンス液を供給する複数のノズルを具
   備したことを特徴とする請求項１記載の回転処理装置。
3. 【請求項３】 前記回転機構の回転軸部の回りに空気流
   路となる間隙を設けて当該回転機構の駆動機構の周囲を
   覆うカバーと、前記カバー内から排気し、前記間隙から
   前記カバー内に流入する気流を形成する排気機構とを具
   備したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   回転処理装置。
4. 【請求項４】 前記被処理体の裏面側に清浄化した気体
   を供給する供給機構を具備したことを特徴とする請求項
   １乃至請求項３いずれか１項記載の回転処理装置。
5. 【請求項５】 前記清浄化した気体を供給する供給機構
   が、空気を供給する空気供給機構と、この空気供給機構
   から供給された空気を清浄化するフィルタ機構とを具備
   したことを特徴とする請求項４記載の回転処理装置。
6. 【請求項６】 前記液を供給する供給機構が、フォトレ
   ジストを供給するレジスト供給機構であることを特徴と
   する請求項１乃至５いずれか１項記載の回転処理装置。
7. 【請求項７】 前記液を供給する供給機構が、現像液及
   びリンス液を供給する現像機構であることを特徴とする
   請求項１乃至５いずれか１項記載の回転処理装置。