JP6382110B2 - 基板処理機構及びこれを用いた小型製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、処理基板の裏面を洗浄する機構を有する基板処理機構と、この機構を備えた小型製造装置とに関する。本発明は、例えば小径の半導体ウェハを用いた半導体製造プロセスで使用されるレジスト塗布装置や現像装置等に適用することができる。

従来の基板処理機構について、半導体製造プロセス用のレジスト塗布装置を例に採って説明する。

従来のレジスト塗布装置として、スピンコート法を用いたものが知られている（例えば下記特許文献１参照）。特許文献１のレジスト塗布装置（例えば図１参照）では、半導体ウェハを回転テーブル１８に真空チャック等で固定して、この回転テーブル１８を回転させながらレジストノズル１２からレジスト液を滴下する。これにより、遠心力によってレジスト液が拡がり、この半導体ウェハ上に略均一な厚さのレジスト膜が形成される。

この際、半導体ウェハの周縁部から裏側にレジスト膜が回り込んで付着すると、パーティクルが発生して、半導体デバイスの歩留まり低下や性能不良を招く原因となる。このため、特許文献１のレジスト塗布装置では、針状の洗浄用溶剤ノズル２４から洗浄液を所定圧で吹き付けて裏面上で拡げることにより、半導体ウェハの裏面を洗浄している（特許文献１の段落［００１４］等参照）。

特開平８−３１７２２号公報

近年、半導体デバイスの多品種少量生産に対する要望が高まっている。また、研究開発等において半導体デバイスを試作する場合には、半導体デバイスを１個或いは数個単位で製造することが望まれる。

更に、大規模な工場で同一品種の製品を大量に製造する場合、市場の需要変動に合わせて生産量を調整することが非常に困難となる。少量の生産では、工場の運営コストに見合う利益を確保できないからである。

加えて、半導体製造工場は、高額の建設投資や運営費用が必要であるため、中小企業が参入し難いという欠点もある。

以上のような理由から、小規模な製造工場等で、小径の半導体ウェハや小型の製造装置を用いて、半導体デバイスの多品種少量生産を安価に行う技術が望まれる。

しかしながら、上述のような従来のレジスト塗布装置を小口径ウェハに使用する場合、回転テーブルの周縁部と半導体ウェハの周縁部との距離が非常に短くなる。このため、小口径ウェハの裏面洗浄工程では、以下のような問題が生じることがわかった。

洗浄用溶剤ノズルを用いて半導体ウェハの裏面に洗浄液を吹き付けて拡げる場合、この洗浄液が半導体ウェハの裏面で内側に流動して、半導体ウェハと回転テーブルとの間に浸入してしまうおそれがある。このような洗浄液の浸入は、半導体ウェハの口径が小さくなるほど（従って、回転テーブルの周縁部と半導体ウェハの周縁部との距離が短くなるほど）、顕著となる。そして、半導体ウェハと回転テーブルとの間に洗浄液が浸入すると、洗浄工程後に半導体ウェハの裏面に洗浄液が残ってしまい、デバイスの歩留まり低下や性能不良の原因となる。また、半導体ウェハが洗浄液で回転テーブルに吸着されてしまい、レジスト塗布工程後に半導体ウェハの搬送不良を引き起こすおそれがある。更には、回転テーブルに洗浄液が付着するために、レジスト塗布装置が故障しやすくなる。

このような欠点を解消する方法としては、回転テーブルを小さくして該回転テーブルの周縁部と半導体ウェハの周縁部との距離を長くする方法や、洗浄用溶剤ノズルの径を小さくして、洗浄液の噴射径を小さくする方法も考えられる。しかしながら、回転テーブルや洗浄用溶剤ノズルを小型化しても、上記課題を解決することは困難である。

また、デバイスの歩留まり低下や性能不良等の上記課題を解決するためには、洗浄工程後に、半導体ウェハの裏面に残留した洗浄液を完全に除去する必要がある。

このような問題は、半導体製造装置だけで無く、例えばサファイア基板やアルミニウム基板等に処理を施して電子デバイスを製造する装置や、光学デバイスを製造する装置等にも生じる。

本発明の目的は、小型の処理基板であっても回転テーブルとの間に洗浄液が浸入し難く、且つ、洗浄後に処理基板の裏面を確実に乾燥させることができる基板処理機構及びこれを用いた小型製造装置を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る基板処理機構は、載置台に載置されて処理中に表面に処理液が供給される処理基板の裏側露出面に洗浄液を供給する洗浄液ノズルを有する基板処理機構であって、前記洗浄液ノズルは、前記載置台の載置面を囲むように環状に形成されるとともに、上端部の内側縁及び外側縁が前記裏側露出面に対向するノズル口を有し、前記洗浄液の液面を表面張力により前記ノズル口から前記上端部の内側縁及び外側縁より上方に隆起させて、前記処理基板の裏側露出面に接触させ、該洗浄液の表面張力によって該裏側露出面に略環状に付着させることを特徴とする。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構においては、前記載置台に前記処理基板を保持させて回転させることにより、該回転の遠心力で、前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を、該処理基板の外周縁方向に流動させることが望ましい。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構において、前記洗浄液ノズルは、前記載置台の外周を囲むように設けられた外筒部材と、該外筒部材の上端部付近に設けられた環状液路と、該環状液路の上側に設けられて、該環状液路から供給された前記洗浄液を隆起させる前記ノズル口とを備えることが望ましい。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構において、前記ノズル口の前記開口は、断面が上方向に拡幅した逆テーパ状に形成されることが望ましい。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構において、前記ノズル口の前記開口は、前記処理基板の中心側で高く且つ外縁側で低くなるように形成されていることが望ましい。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構において、前記洗浄液ノズルによる洗浄の後で、前記ノズル口と前記処理基板との距離を遠ざけることにより、該処理基板の前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を前記ノズル口から引き離し、前記裏側露出面に付着した前記洗浄液が前記ノズル口から引き離された後で、前記載置台を回転させることにより、該回転の遠心力で、前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を飛散させることが望ましい。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構において、前記載置台を上昇させることにより、前記ノズル口と前記処理基板との距離を遠ざけることが望ましい。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構においては、前記処理基板が、径が２０ｍｍ以下であることが望ましい。

本発明の第１の観点に係る小型製造装置は、上記本発明の第１の観点の基板処理機構を備えることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る基板処理機構は、載置台の載置面に処理基板を保持させた状態で、処理中に処理液ノズルから該処理基板の表面に処理液を供給する処理液供給部と、ノズル口から洗浄液の液面を表面張力により隆起させて、前記処理基板における前記表面とは反対側の裏側露出面に接触させ、該洗浄液の表面張力によって該裏側露出面に付着させる洗浄液ノズルを有する裏面洗浄部と、を備える基板処理機構であって、 該裏面洗浄部による洗浄の後で、前記ノズル口と前記処理基板との距離を遠ざけることにより、該処理基板の前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を前記ノズル口から引き離す昇降部と、前記裏側露出面に付着した前記洗浄液が前記ノズル口から引き離された後で、前記載置台を回転させることにより、該回転の遠心力で、前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を飛散させる載置台回転部と、を更に備えることを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る基板処理機構においては、前記載置台の外周を囲むように外筒部材が設けられ、該外筒部材の上側に前記洗浄液ノズルが設けられ、前記載置台を上昇させることにより、前記ノズル口と前記処理基板との距離を遠ざけることが望ましい。

本発明の第２の観点に係る基板処理機構においては、前記処理基板が、径が２０ｍｍ以下であることが望ましい。

本発明の第２の観点に係る小型製造装置は、上記本発明の第２の観点の基板処理機構を備えることを特徴とする。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構では、環状のノズル口から洗浄液を隆起させて、処理基板の裏側露出面に、表面張力で付着させることができる。従って、従来のように針状の洗浄液ノズルから処理基板に洗浄液を吹き付けて裏面上で拡げる場合と異なり、洗浄液が内側に流動して該処理基板と載置台との間に浸入することが無い。従って、本発明の第１の観点によれば、洗浄液の残留に起因する歩留まり低下、デバイス性能の低下、搬送不良、装置の故障等を防止することができる。

また、本発明の第１の観点に係る基板処理機構において、載置台の回転による遠心力で処理基板の外縁部方向に洗浄剤を流動させることにより、処理中に裏側露出面に付着した処理液等を、十分に洗浄することができる。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構において、回転台の外周を囲む外筒部材に環状液路を形成して、この環状液路の上面のノズル口によって洗浄液ノズルを構成することにより、処理基板の寸法が非常に小さい場合でも、非常に簡単な構成で、処理基板の裏側露出面に洗浄液を略環状に付着させることができる。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構において、ノズル口の開口を逆テーパ状に形成することにより、このノズル口に溜まる洗浄液の液面の面積が大きくなり、これにより該開口における洗浄液の隆起高さを高くすることができるので、裏側露出面に洗浄液を付着させ易くなる。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構において、ノズル口の開口を、処理基板の中心側で高く且つ外縁側で低くなるように形成することで、洗浄液が内側に流動することを、更に確実に防止できる。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構において、裏側露出面に付着した洗浄液をノズル口から引き離された後で、前記載置台を回転させることにより、該回転の遠心力で、前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を飛散させるので、上述のように洗浄液をノズル口から隆起させて処理基板に付着させるにも拘わらず、裏側露出面の洗浄液を簡単に除去することができる。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構において、載置台を上昇させてノズル口と処理基板との距離を遠ざけることにより、簡単な構成で、裏側露出面の洗浄液を除去することができる。

本発明の第１の観点に係る基板処理機構によれば、処理基板の径が２０ｍｍ以下の場合であっても、洗浄液が内側に流動して該処理基板と載置台との間に浸入することを防止して、歩留まり低下、デバイス性能の低下、搬送不良、装置の故障等を防止することができる。

本発明の第１の観点に係る小型製造装置によれば、上記本発明の第１の観点の基板処理機構を備えているので、上記効果を有する小型製造装置を提供することができる。

本発明の第２の観点に係る基板処理機構では、ノズル口から洗浄液を隆起させて、処理基板の裏側露出面に、表面張力で付着させることができる。従って、従来のように針状の洗浄液ノズルから処理基板に洗浄液を吹き付けて裏面上で拡げる場合と異なり、洗浄液が内側に流動して該処理基板と載置台との間に浸入することが無い。従って、本発明の第２の観点によれば、洗浄液の残留に起因する歩留まり低下、デバイス性能の低下、搬送不良、装置の故障等を防止することができる。

加えて、本発明の第２の観点に係る基板処理機構では、裏側露出面に付着した洗浄液をノズル口から引き離された後で、前記載置台を回転させることにより、該回転の遠心力で、前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を飛散させるので、上述のように洗浄液をノズル口から隆起させて処理基板に付着させるにも拘わらず、裏側露出面の洗浄液を簡単に除去することができる。

本発明の第２の観点に係る基板処理機構において、回転台の外周を囲む外筒部材に環状液路を形成して、この環状液路の上面のノズル口によって洗浄液ノズルを構成することにより、処理基板の寸法が非常に小さい場合でも、非常に簡単な構成で、処理基板の裏側露出面に洗浄液を略環状に付着させることができる。更には、単に載置台を上昇させるだけで、ノズル口と処理基板との距離を遠ざけることができるので、簡単な構成で、裏側露出面の洗浄液を除去することができる。

本発明の第２の観点に係る基板処理機構によれば、処理基板の径が２０ｍｍ以下の場合であっても、洗浄液が内側に流動して該処理基板と載置台との間に浸入することを防止できるとともに、裏側露出面の洗浄液を簡単に除去することができる。

本発明の第２の観点に係る小型製造装置によれば、上記本発明の第２の観点の基盤処理機構を備えているので、上記効果を有する小型製造装置を提供することができる。

実施の形態１に係る小型製造装置の全体構成を示す概念的斜視図である。 実施の形態１に係るレジスト塗布装置の構成を示す概念的平面図である。 実施の形態１に係るスピンコーター機構のコーターカップ部の構成を示す概略的断面図である。 実施の形態１に係るスピンコーター機構に設けられた駆動部の構成を示す概略的断面図である。 実施の形態１に係るスピンコーター機構に設けられた洗浄液ノズルの、ノズル口形状の例を示す概念的平面図である。 実施の形態１に係るスピンコーター機構に設けられた洗浄液ノズルの、ノズル口形状の例を示す概念的平面図である。 実施の形態１に係るスピンコーター機構に設けられた洗浄液ノズルの、ノズル口形状の例を示す概念的平面図である。 実施の形態１に係るスピンコーター機構の動作説明図である。 実施の形態１に係るスピンコーター機構の動作説明図である。

［発明の実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１について、本発明を小型半導体ウェハ用のレジスト塗布装置に適用した場合を例に採って説明する。

図１は、この実施の形態１に係る小型半導体製造装置の全体構成を概念的に示す斜視図である。

図１から解るように、この実施の形態１に係る小型半導体製造装置１００は、処理室としてのレジスト塗布装置１１０と、装置前室１２０とを収容する。レジスト塗布装置１１０と装置前室１２０とは、分離可能に構成されている。

レジスト塗布装置１１０は、図示しないウェハ搬送口を介して装置前室１２０から半導体ウェハ（図示せず）を受け取る。そして、この半導体ウェハに対して、公知のレジスト膜形成処理（後述）を行う。レジスト塗布装置１１０についての詳細な説明は、省略する。この実施の形態１では、半導体ウェハとして、径が２０ｍｍ以下（例えば１２．５±０．２ｍｍ）の小径のものを使用する。

一方、装置前室１２０は、ウェハ搬送容器（図示せず）に収容された半導体ウェハを取り出して、レジスト塗布装置１１０に搬送するための部屋である。装置前室１２０の天板１２０ａには、ウェハ搬送容器を載置するための容器載置台１２１と、載置されたウェハ搬送容器を上方から押圧固定する押さえレバー１２２と、小型半導体製造装置１００の操作を行うための操作釦等を備えた操作パネル１２４が設けられている。また、装置前室１２０は、ウェハ搬送容器から下方に取り出した半導体ウェハをレジスト塗布装置１１０に搬入するための搬送ロボット（図示せず）を備えている。

図２は、レジスト塗布装置１１０の構成を概念的に示す平面図である。図２に示したように、この実施の形態１では、１台のレジスト塗布装置１１０（例えば縦３０ｃｍ、横３０ｃｍ）の内部に、搬送ユニット２１０、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）処理ユニット２２０、コーターカップ部２３０、レジストノズル２４０、ＥＢＲ（Ｅｄｇｅ Ｂｅａｄ Ｒｅｍｏｖａｌ）ノズル２５０、ベーク処理ユニット２６０等が収容されている。

搬送ユニット２１０は、半導体ウェハを上述の搬送ロボット（図示せず）から受け取って、ＨＭＤＳ処理ユニット２２０、コーターカップ部２３０、ベーク処理ユニット２６０に順次搬送する。搬送ユニット２１０の本体部２１１は、一対のハンド部２１２ａ，２１２ｂを備えている。ハンド部２１２ａ，２１２ｂの先端部分には、円弧状のウェハ載置部２１３ａ，２１３ｂが、互いに対向するように形成されている。半導体ウェハは、これらウェハ載置部２１２ａ，２１２ｂに外縁部が当接するように、載置される。ハンド部２１２ａ，２１２ｂは、互いに遠ざかる方向に開いたり、互いに近づく方向に閉じたりすることができる。図２は、ハンド部２１２ａ，２１２ｂが閉じた状態である。搬送ユニット２１０は、図示しない機構により、本体部２１１を回転させることができると共に、ハンド部２１２ａ，２１２ｂを伸縮させることができる。

ＨＭＤＳ処理ユニット２２０は、ＨＭＤＳ処理（すなわち、フォトレジストと半導体ウェハとの密着性を向上させるために、半導体ウェハ表面のＯ−Ｈ基をＨＭＤＳで置換する処理）を行うための機構である。ＨＭＤＳ処理ユニット２２０は、ホットプレート２２１と、例えば４本の載置ピン２２２ａ〜２２２ｄとを備えている。載置ピン２２２ａ〜２２２ｄは、このホットプレート２２１の外縁部の内側に略均等に配置されている。これら載置ピン２２２ａ〜２２２ｄは、図示しない昇降機構によって昇降させることができ、最下降したときにはホットプレート２２１内に収容される。半導体ウェハをホットプレート２２１上に載置する為には、まず、ハンド部２１２ａ，２１２ｂが閉じた状態で、ウェハ載置部２１３ａ，２１３ｂ上に半導体ウェハを載置し、搬送ユニット２１０の本体部２１１を、ホットプレート２２１に対向する位置まで回転させ、更に、ハンド部２１２ａ，２１２ｂをホットプレート２２１上まで前進させる。そして、載置ピン２２２ａ〜２２２ｄを上昇させて半導体ウェハを下方から持ち上げることで、ハンド部２１２ａ，２１２ｂから離間させる。続いて、このハンド部２１２ａ，２１２ｂを開いて、後退させる。その後、ホットプレート２２１内に収容される位置まで、載置ピン２２２ａ〜２２２ｄを下降させることにより、ホットプレート２２１上に半導体ウェハが載置される。

コーターカップ部２３０は、半導体ウェハに対するレジスト膜の形成や、ＥＢＲ処理、裏面洗浄処理等を行うための機構である。コーターカップ部２３０は、半導体ウェハを保持して回転させるための、載置部２３１を備えている。コーターカップ部２３０の詳細については、後述する。

レジストノズル２４０は、本発明の「処理液供給部」に相当し、レジスト膜形成工程において、回転する半導体ウェハに、フォトレジスト液を供給するためのノズルである。フォトレジストを供給する際、レジストノズル２４０は、載置部２３１に載置された半導体ウェハの中心部上方までノズル口２４１を回転移動させて、この半導体ウェハ上に、フォトレジスト液を滴下する。

ＥＢＲノズル２５０は、ＥＢＲ工程（すなわち、半導体ウェハの周縁部に形成されたレジスト膜を除去する工程）において、半導体ウェハの周縁部にレジスト溶解液を供給するためのノズルである。ＥＢＲ工程に際して、ＥＢＲノズル２５０は、載置部２３１に載置された半導体ウェハの周縁部上方までノズル口２５１を回転移動させて、レジスト溶液を滴下する。

ベーク処理ユニット２６０は、フォトレジスト膜を固化するために半導体ウェハを加熱する機構である。ベーク処理ユニット２６０は、ホットプレート２６１と、例えば４本の載置ピン２６２ａ〜２６２ｄとを備えている。載置ピン２６２ａ〜２６２ｄは、このホットプレート２６１の外縁部の内側に略均等に配置されており、図示しない昇降機構によって昇降させることができる。半導体ウェハをホットプレート２６１上に載置する際の手順は、ＨＭＤＳ処理ユニット２２０の場合と同様であるので説明を省略する。

図３及び図４は、この実施の形態１に係るスピンコーター機構の構成を示す概略図であり、図３はコーターカップ部２３０、図４は駆動部４００を示している。

図３に示すように、コーターカップ部２３０は、回転部３１０と、外筒部材３２０と、カップ筐体３３０と、カップカバー３４０とを備えている。

回転部３１０は、中空の回転軸３１１を備えている。回転軸３１１は、駆動部４００（図４参照）によって回転及び昇降される。回転軸３１１の上端部は、半導体ウェハＷを載置する載置部２３１（図２参照）となっており、半導体ウェハＷを載置して中空部３１１ａを真空引きすることにより（後述）、この半導体ウェハＷを保持することができる。

外筒部材３２０は、回転軸３１１の外周を囲むように設けられている。外筒部材３２０は、半導体ウェハＷから飛散したフォトレジスト液や洗浄液等が廃液溝３３２に流入するように、傘状に形成されている。

この実施の形態１では、外筒部材３２０の上端部に、環状の洗浄液ノズル（本発明の「裏面洗浄部」に相当）が形成される。このために、外筒部材３２０の上端部付近には、環状溝３２１が設けられている。環状溝３２１の上方は、開口している。そして、この開口から、環状溝３２１内に、環状嵌合部材３２２が嵌め込まれている。

環状溝３２１の内側面と環状嵌合部材３２２との間には、隙間が設けられている。この隙間は、環状溝３２１の下側部分では幅広に形成されて環状液路３２３を形成しており、上側部分では幅狭に形成されてノズル口３２４を形成している。但し、ノズル口３２４の上端部３２５は、断面が上方向に拡幅した逆テーパ状となるように形成されている。

また、ノズル口３２４は、環状溝３２１のノズル内側面が、環状嵌合部材３２２のノズル内側面よりも高くなるように、形成されている。

環状溝３２１は、洗浄液供給路３２６と繋がっている。洗浄液供給路３２６は、外筒部材３２０の底面から、この環状溝３２１まで貫通している。洗浄液供給路３２６には、洗浄液を所定圧力で供給するためのポンプ機構（図示せず）が連結されている。

このような構成によれば、洗浄液供給路３２６から所定圧力で供給された洗浄液を環状液路３２３内に貯留させ、ノズル口３２４上に隆起させることができる。また、ノズル口３２４の上端部３２５が逆テーパ状に形成されているので、この先端に貯留する洗浄液量を増やして、洗浄液の隆起高さを高くし、半導体ウェハＷの裏側露出面に付着し易くすることができる。更には、環状溝３２１側（すなわち、半導体ウェハＷの中心側）が環状嵌合部材３２２側（すなわち、半導体ウェハＷの外縁側）よりも高いので、洗浄液が回転軸３１１側に流入し難い。

カップ筐体３３０及びカップカバー３４０は、回転部３１０及び外筒部材３２０の外周を覆っており、半導体ウェハＷから飛散したフォトレジスト液や洗浄液等がコーターカップ部２３０の外部に達することを防ぐ。

図４に示すように、回転軸３１１の下端部は、支持体４０１に、回転自在に支持されている。支持体４０１は、雌ねじ部４０１ａ，４０１ｂを備えている。支持体４０１は、これらの雌ねじ部４０１ａ，４０１ｂで、ねじ軸４０２に、上下動自在に支持されている。そして、支持体４０１は、このねじ軸４０２を昇降モータ４０３で回転させることにより、ガイドレール４０４に案内されて昇降し、その結果、回転軸３１１が昇降する。これら雌ねじ部４０１ａ，４０１ｂ、ねじ軸４０２及び昇降モータ４０３が、本発明の「昇降部」に相当する。

または、雌ねじ部４０１ａ，４０１ｂ及びねじ軸４０２に代えて、転造ボールねじ内蔵アクチュエータを使用することも可能である。かかる構造によっても、本体部４０１を、ガイドレール４０４に案内させつつ昇降モータ４０３で昇降させることができ、従って、回転軸３１１を昇降させることができる。この場合は、かかる転造ボールねじ内蔵アクチュエータと昇降モータ４０３とが、本発明の「昇降部」に相当する。
また、支持体４０１には、回転モータ４０５が支持されている。回転モータ４０５のモータ軸４０５ａは、回転軸３１１と略平行となるように配置されていると共に、プーリ４０６が取り付けられている。一方、回転軸３１１には、プーリ４０７が設けられている。そして、これらプーリ４０６，４０７には、ベルト４０８が巻回されている。これにより、回転モータ４０５を用いて、回転軸３１１を回転させることができる。これらプーリ４０６，４０７、ベルト４０８及び回転モータ４０５が、本発明の「載置台回転部」に相当する。

更に、支持体４０１には、真空バルブ４０９が取り付けられている。この真空バルブ４０９を介して、回転軸３１１の中空部３１１ａが、図示しない真空ポンプに連結されている。そして、この真空ポンプで回転軸３１１の中空部３１１ａを真空引きすることにより、ウェハＷ（図３参照）が回転軸３１１の上端に吸着される。

図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、ノズル口３２４の形状例を示す概念的平面図である。

この実施の形態１では、ノズル口３２４に設けられた開口５０１の形状を、完全な環状とした（図５Ａ参照）。しかし、ノズル口３２４の開口形状は、例えば、円弧状の開口５０２を略環状に配列したものであっても良いし（図５Ｂ参照）、円形や多角形等の開口５０３を略環状に配列したものであっても良い（図５Ｃ参照）。本願では、開口５０１のみならず、開口５０２，５０３のような形状を備えたノズル口も、「環状に形成されたノズル口」と称する。すなわち、ノズル口３２４から半導体ウェハＷの裏面に付着された洗浄液が、回転による遠心力で拡がった際に、この半導体ウェハＷの外縁部全体に行き渡るような形状であれば、どのような形状であっても、本発明の効果を得ることができる。

次に、この実施の形態１に係るスピンコーター機構の動作について説明する。

まず、昇降モータ４０３（図４参照）により、回転軸３１１を、所定高さまで上昇させる。そして、ＨＭＤＳ処理後の半導体ウェハＷが、搬送ユニット２１０（図２参照）によって回転軸３１１の上端に載置されるとともに、真空ポンプによって真空吸着される。

そして、回転軸３１１が下降し、更に、レジストノズル２４０が半導体ウェハＷの中心上方まで回転移動する。続いて、半導体ウェハＷを所定回転速度で回転させながら、レジストノズル２４０からフォトレジスト液を滴下する。その結果、このフォトレジスト液Ｒが、遠心力によって半導体ウェハＷ上で拡がり、液状のフォトレジスト膜を形成する。このとき、フォトレジスト液Ｒの一部は、半導体ウェハＷの周縁部から裏面側に回り込む（後述の図６Ａ参照）。

次に、レジストノズル２４０を半導体ウェハＷ上から退避させた後、ＥＢＲノズル２５０を半導体ウェハＷの外周縁上方まで移動させる。そして、この半導体ウェハＷを回転させながらレジスト溶解液を供給することにより、上述のようなＥＢＲ処理を行う。この結果、半導体ウェハＷの外周縁や表面側の外周縁近傍に形成されたフォトレジスト膜が除去される。

この実施の形態１では、このＥＢＲ処理と同時に、半導体ウェハＷの裏面洗浄を行う。このために、洗浄液供給路３２６に、所定圧力で、洗浄液Ｌが供給される。これにより、環状液路３２３が、洗浄液Ｌで充填させる。そして、この洗浄液Ｌは、ノズル口３２４から上昇して、上端部３２５に達する。その結果、洗浄液Ｌは、表面張力によって上端部３２５から隆起した状態になって、半導体ウェハＷの裏面に付着する（図６Ａ参照）。付着した洗浄液Ｌは、この半導体ウェハＷの回転が与える遠心力によって、この半導体ウェハＷの外周縁に向かって移動し、この外周縁のフォトレジスト液を洗い流す。その後、洗浄液やフォトレジスト液は廃液溝３３２（図３参照）を介して排出される。

ＥＢＲ処理及び裏面洗浄処理が終了すると、次に、ＥＢＲ処理のレジスト溶解液や洗浄液を半導体ウェハＷから除去するための乾燥処理を行う。この乾燥処理では、昇降モータ４０３により、半導体ウェハＷを所定量だけ上昇させる（図６Ｂ参照）。この結果、ノズル口３２４の上端部３２５で隆起した洗浄液Ｌと、半導体ウェハＷの裏面とが、分離する。そして、半導体ウェハＷの回転による遠心力で、レジスト溶解液や洗浄液を飛散させる。これにより、この半導体ウェハＷを乾燥させることができる。

その後、昇降モータ４０３により、回転軸３１１を、所定高さまで上昇させる。続いて、搬送ユニット２１０が、半導体ウェハＷを受け取って、ベーク処理ユニット２６０まで移送する。

以上説明したように、この実施の形態１では、洗浄液を半導体ウェハＷの裏面に吹き付けるのでは無く、表面張力で隆起した洗浄液を付着させて遠心力で外周縁方向に移動させることによって、洗浄を行う。このため、洗浄液が内側に流動することが無いので、半導体ウェハＷの裏面と載置面（回転軸３１１の上端）との間に流入することも無い。

また、この実施の形態１では、ノズル口３２４が、環状溝３２１側（すなわち、半導体ウェハＷの中心側）で高く且つ環状嵌合部材３２２側（すなわち、半導体ウェハＷの外縁側）で低くなるように形成されているので、洗浄液の回転軸３１１側への流入を、更に確実に防止できる。

加えて、この実施の形態１では、ノズル口３２４の上端部が逆テーパ状に形成されているので、洗浄液Ｌの隆起高さを十分に高くすることができる。

なお、この実施の形態１では、半導体ウェハを用いる半導体製造装置を例に採って説明したが、本発明は、他の種類の基板（例えばサファイア基板等の絶縁性基板や、アルミニウム基板等の導電性基板）や、非円盤形状（例えば矩形）の処理基板からデバイスを製造する製造装置にも適用することができる。

また、この実施の形態１では「デバイス」として半導体デバイスを例に採ったが、本発明は他の種類のデバイス（例えば、光学素子や光集積回路等の光デバイス）を製造する製造装置にも適用することができる。

更には、この実施の形態１では、本発明をレジスト塗布装置に適用した場合を例に採って説明したが、例えばフォトリソグラフィー工程で使用する現像装置等、他の基板処理機構にも使用することができる。

加えて、この実施の形態１では、本発明を小型の半導体ウェハＷに使用した場合を例に採って説明したが、８インチや１２インチ等の大径半導体ウェハ等にも使用できる。

この実施の形態１では、ノズル口３２４から隆起した洗浄液を半導体ウェハＷの裏面に付着させると共に、遠心力で半導体ウェハＷの外縁部に移動させて洗浄する場合を例に採って説明したが、例えば半導体ウェハＷを回転させずに表面処理を行うような場合に、ノズル口３２４から隆起した洗浄液を半導体ウェハＷの裏面に付着させることで、この半導体ウェハＷと載置部２３１との間への処理液の浸入を防止することも可能である。

この実施の形態１では、半導体ウェハＷを上昇させることによって該半導体ウェハＷとノズル口３２４とを遠ざけたが、ノズル口３２４を下降させても良い。

１００ 小型半導体製造装置
１１０ 処理室
１２０ 装置前室
１２１ 容器載置台
１２２ 押さえレバー
１２４ 操作釦
２１０ レジスト塗布装置
２２０ ＨＭＤＳ処理ユニット
２３０ コーターカップ部
２４０ レジストノズル
２５０ ＥＢＲノズル
２６０ ベール処理ユニット
３１０ 回転部
３１１ 回転軸
３２０ 外筒部材
３２１ 環状溝
３２２ 嵌合部材
３２３ 環状液路
３２４ ノズル口
３２５ 上端部
３２６ 洗浄液供給路
３３０ カップ筐体
３４０ カップカバー
４００ 駆動部
４０１ 支持体
４０１ａ，４０１ｂ 雌ねじ部
４０２ ねじ軸
４０３ 昇降モータ
４０４ ガイドレール
４０５ 回転モータ
４０６，４０７ プーリ
４０８ ベルト
４０９ 真空バルブ

Claims (13)

1. 載置台に載置されて処理中に表面に処理液が供給される処理基板の裏側露出面に洗浄液を供給する洗浄液ノズルを有する基板処理機構であって、
   前記洗浄液ノズルは、前記載置台の載置面を囲むように環状に形成されるとともに、上端部の内側縁及び外側縁が前記裏側露出面に対向するノズル口を有し、
   前記洗浄液の液面を表面張力により前記ノズル口から前記上端部の内側縁及び外側縁より上方に隆起させて、前記処理基板の裏側露出面に接触させ、該洗浄液の表面張力によって該裏側露出面に略環状に付着させる、
   ことを特徴とする基板処理機構。
2. 前記載置台に前記処理基板を保持させて回転させることにより、前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を該回転の遠心力で該処理基板の外周縁方向に流動させることで、前記処理基板の前記裏側露出面を洗浄することを特徴とする請求項１に記載の基板処理機構。
3. 前記洗浄液ノズルは、
   前記載置台の外周を囲むように設けられた外筒部材と、
   該外筒部材の上端部付近に設けられた環状液路と、
   該環状液路に前記洗浄液を所定圧力で供給する洗浄液供給路と、
   を備え、
   前記ノズル口は、前記環状液路の上側に設けられて、該環状液路から供給された前記洗浄液を隆起させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理機構。
4. 前記ノズル口は、断面が上方向に拡幅した逆テーパ状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の基板処理機構。
5. 前記ノズル口は、前記処理基板の中心側で高く且つ外縁側で低くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理機構。
6. 前記洗浄液ノズルによる洗浄の後で、前記ノズル口と前記処理基板との距離を遠ざけることにより、該処理基板の前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を前記ノズル口から引き離し、
   前記裏側露出面に付着した前記洗浄液が前記ノズル口から引き離された後で、前記載置台を回転させることにより、該回転の遠心力で、前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を飛散させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理機構。
7. 前記載置台を上昇させることにより、前記ノズル口と前記処理基板との距離を遠ざけることを特徴とする請求項６に記載の基板処理機構。
8. 前記処理基板が、径が２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理機構。
9. 請求項１に記載の基板処理機構を備えることを特徴とする小型製造装置。
10. 載置台の載置面に処理基板を保持させた状態で、処理中に処理液ノズルから該処理基板の表面に処理液を供給する処理液供給部と、
    ノズル口から洗浄液の液面を表面張力により隆起させて、前記処理基板における前記表面とは反対側の裏側露出面に接触させ、該洗浄液の表面張力によって該裏側露出面に付着させる洗浄液ノズルを有する裏面洗浄部と、
    を備える基板処理機構であって、 該裏面洗浄部による洗浄の後で、前記ノズル口と前記処理基板との距離を遠ざけることにより、該処理基板の前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を前記ノズル口から引き離す昇降部と、
    前記裏側露出面に付着した前記洗浄液が前記ノズル口から引き離された後で、前記載置台を回転させることにより、該回転の遠心力で、前記裏側露出面に付着した前記洗浄液を飛散させる載置台回転部と、
    を更に備えることを特徴とする基板処理機構。
11. 前記載置台の外周を囲むように外筒部材が設けられ、
    該外筒部材の上側に前記洗浄液ノズルが設けられ、
    前記載置台を上昇させることにより、前記ノズル口と前記処理基板との距離を遠ざける、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の基板処理機構。
12. 前記処理基板が、径が２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０に記載の基板処理機構。
13. 請求項１０に記載の基板処理機構を備えることを特徴とする小型製造装置。

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