JP6510830B2 - 基板処理機構及び小型製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、平面形状が非円形の処理基板の表面に薬液を供給して所望の処理を行う基板処理機構及びこれを用いた小型製造装置に関する。例えば、この発明は、四角形の半導体チップにレジスト膜形成処理を行うレジスト塗布装置等に適用して好適である。

従来より、四角形の処理基板に、スピンコート法を用いてレジスト液を塗布する技術が知られている。このような技術は、例えば、半導体集積回路の三次元積層化プロセスや、液晶表示パネルの製造プロセス等で、使用される。

四角形の処理基板を使用する場合、円形の処理基板の場合と比較して、コーターカップ内で雰囲気ガス（通常は空気）の乱流が発生し易いために、レジスト液の厚さムラが生じ易くなる。

また、処理基板が四角形の場合、その四隅の表面張力が高くなるために、レジスト液が盛り上がって、厚さムラが生じる傾向がある。

レジスト液の厚さムラが生じると、基板上のレジスト膜をフォトリソグラフィ工程でパターニングする際に、加工精度が悪化してしまう。

コーターカップ内での乱流を抑制する技術としては、例えば、下記特許文献１及び２が知られている。

特許文献１の技術では、レジスト排出口の形状を、サイクロイド曲線状とすることで、四角形処理基板の回転に伴ってレジスト排出口で発生する乱流の抑制を図っている。

また、特許文献２の技術では、四角形処理基板の回転速度を非常に低くすることで、四角形処理基板の回転に伴って発生する乱流の抑制を図っている。

特開平５−２６７１４５号公報

特開２００３−７５８６８号公報

しかしながら、上述の特許文献１及び２の技術では、雰囲気ガスの乱流を抑制する効果が十分でなく、このため、均一な厚さのレジスト膜を四角形処理基板上に形成することは困難である。

また、これら特許文献１及び２の技術によっては、上述のような、処理基板の四隅の表面張力が高くなることに起因するレジスト液の膜厚ムラを防ぐことはできない。

このようなコーターカップ内での乱流による薬液膜厚のバラツキは、四角形の処理基板を使用する場合に限らず、平面形状が非円形の処理基板を使用する場合には、常に生じ得る。

この発明の課題は、平面形状が非円形の処理基板の表面に、均一な厚さの薬液膜を形成することが可能な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点にある。

かかる課題を解決するために、請求項１の発明に係る基板処理機構は、平面形状が非円形の処理基板を保持する基板載置台と、該基板載置台を回転させる回転軸を有する回転機構と、前記処理基板の表面に薬液を供給する薬液供給機構とを備え、前記基板載置台の表面の前記回転軸の上方位置には、前記処理基板と略同一の平面形状及び平面寸法を有する、凹状の基板収容部が形成され、該基板収容部には、該処理基板の表面高さがその周囲の該基板載置台の表面高さと略一致するように、該処理基板が収容されるようになっており、前記回転軸は、軸方向に沿った内部に中空部を有しており、該中空部の内部には、前記基板収容部の底面に形成された孔部を通過して昇降し、その上端面で前記処理基板を保持する筒状の基板昇降部材を更に備えており、該基板昇降部材の筒状内部は、真空吸引によって前記処理基板を吸着保持する吸着部となっており、該処理基板を吸着保持した前記基板昇降部材が下降することによって該処理基板が該基板収容部内に収容され、且つ、該処理基板を吸着保持した該基板昇降部材が上昇することによって該処理基板が該基板収容部から取り出されるように構成されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記処理基板を前記基板収容部上まで搬送する基板搬送機構を更に備え、該基板搬送機構の基板保持部は、該処理基板の裏面と接する底面部と、該底面部の周縁部から上方に拡がる方向に傾斜する複数の傾斜面とを有し、該処理基板の周縁部が該傾斜面に沿って滑降して該底面部上に載置されることによって、該処理基板が位置決めされることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記基板収容部から取り出された前記処理基板から、少なくともその側面部に付着した前記薬液を除去する薬液除去機構を更に備え、該処理基板が多角形であり、該薬液除去機構は、該処理基板を所定角度ずつ回転させながら、除去液を浸透させた除去部材で該処理基板の対向する側面部を両側から挟み込む動作を複数回繰り返すことによって、該側面部に付着した該薬液を除去することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成に加え、前記処理基板は、平面形状が四角形の半導体チップであることを特徴とする。

請求項５の発明に係る小型製造装置は、請求項１乃至４の何れかに記載の基板処理機構を備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、基板載置台の表面に処理基板と略同一の平面形状及び平面寸法を有する凹状の基板収容部を形成し、その基板収容部に処理基板の表面高さがその周囲の基板載置台の表面高さと略一致するように処理基板を収容する構成としたので、基板処理機構内の気流は、処理基板では無く、基板載置台の回転に支配される。従って、請求項１の発明によれば、処理基板の平面形状が非円形であっても、処理基板の周囲での乱流の発生を十分に抑制して、処理基板上に均一な厚さの薬液膜を形成できる。

更に、請求項１の発明によれば、上述のような構成の基板収容部を設けたことにより、処理基板の周縁部の表面張力が高いために薬液が盛り上がることを防止でき、この点でも、処理基板上に均一な厚さの薬液膜を形成できる。

また更に、請求項１の発明によれば、基板収容部の底部に設けられた基板昇降部材を用いて、処理基板を昇降させる構成としたので、簡単な構成で、この処理基板の収容や取り出しが容易となる。

請求項２の発明によれば、基板搬送機構の基板保持部に形成された傾斜面を用いて、処理基板をそのまま下降させることで基板収容部に収容されるように位置決めする構成としたので、簡単な構成で、この処理基板の収容や取り出しが容易となる。

請求項３の発明によれば、処理基板を所定角度ずつ回転させながら、除去液を浸透させた除去部材で処理基板の対向する側面部を両側から挟み込む動作を複数回繰り返すことによって、それらの側面部に付着した該薬液を除去する構成としたので、処理基板の平面形状が非円形であっても、それらの側面部に付着した該薬液を十分に除去することが可能となる。

請求項４の発明によれば、平面形状が四角形の処理基板に対して、均一な厚さの薬液膜を形成できる。

請求項５の発明のよれば、上記請求項１乃至４の何れかに記載の基板処理機構を備えているので、該基板処理機構の効果を備える小型製造装置を提供できる。

この発明の実施の形態１に係るレジスト塗布装置の全体構造を概略的に示す平面図である。 同実施の形態１に係る搬送ユニットの構成を概略的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図である。 同実施の形態１に係るチップ保持部の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。 同実施の形態１に係るレジストカップ・ユニットの要部構成を概略的に示す断面図である。 同実施の形態１に係るレジストノズル・ユニットの要部構成を説明するための概念的側面図であり、（ａ）はレジストノズル、（ｂ）は洗浄ノズルを示している。 同実施の形態１に係るリンスカップ・ユニットの要部構成を概略的に示す断面図である。 同実施の形態１に係るＥＢＲユニットの要部構成を概略的に示す平面図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、同実施の形態１に係るレジスト塗布工程を説明するための概念図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、同実施の形態１に係るレジスト除去工程を説明するための概念図である。

［発明の実施の形態１］
以下、この発明の実施の形態１について、この発明を、四角形の半導体チップ（例えば１０ｍｍ×１０ｍｍ）上にレジスト膜を形成する小型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に係るレジスト塗布装置の全体構造を概略的に示す平面図である。

図１に示したように、この実施の形態１では、レジスト塗布装置１００の内部に、搬送ユニット１１０、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）処理ユニット１２０、レジストカップ・ユニット１３０、レジストノズル・ユニット１４０、リンスカップ・ユニット１５０、ＥＢＲ（Ｅｄｇｅ Ｂｅａｄ Ｒｅｍｏｖａｌ）ユニット１６０、ベーク処理ユニット１７０等が収容されている。後述するように、この実施の形態１に係るレジスト塗布装置１００では、搬送ユニット１１０が、半導体チップ１０１を、外部から受け取って、ＨＭＤＳ処理ユニット１２０、レジストカップ・ユニット１３０、リンスカップ・ユニット１５０、ベーク処理ユニット１７０に順次搬送してそれぞれの処理（後述）を施した後、外部へ搬出する。なお、この実施の形態１では、リンスカップ・ユニット１５０を用いた処理（すなわちレジスト除去処理）の後でベーク処理ユニット１７０を用いた処理（すなわちベーク処理）を行う場合を例に採って説明するが、この処理順序を逆に設定する場合もある。

図２は、搬送ユニット１１０の構成を概略的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図である。

図１及び図２に示したように、搬送ユニット１１０（この発明の「基板搬送機構」に相当する）は、本体部１１１と、一対のハンド部１１２ａ，１１２ｂとを備えている。ハンド部１１２ａ，１１２ｂの先端部分には、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂが、互いに対向するように形成されている。半導体チップ１０１は、これらチップ保持部１１３ａ，１１３ｂに跨がって載置される。ハンド部１１２ａ，１１２ｂ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１及び図２は、ハンド部１１２ａ，１１２ｂが閉じた状態である。搬送ユニット１１０は、図示しない機構により、本体部１１１を回転させることができると共に、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを前進・後退させることができる。

図３は、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂの構成を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

図３に示したように、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂは、底面部３１１，３２１と、傾斜面３１２，３１３，３１４，３２２，３２３，３２４とを備えている。

底面部３１１，３２１は、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂの、互いに対向する側面の側に設けられる。最終的には、これらの底面部３１１，３２１に跨がる形で、半導体チップ１０１が載置される。

チップ保持部１１３ａには、傾斜面３１２〜３１４が設けられている。図３に示したように、傾斜面３１２〜３１４は、それぞれ、底面部３１１の三辺（チップ保持部１１３ｂと対向する辺を除く三辺）から上方に、拡がる方向に傾斜している。同様に、チップ保持部１１３ｂには傾斜面３２２〜３２４が設けられており、これらの傾斜面３２２〜３２４は、それぞれ底面部３２１の三辺（チップ保持部１１３ａと対向する辺を除く三辺）から上方に拡がる方向に傾斜している。

このような傾斜面３１２〜３１４，３２２〜３２４を底面部３１１，３２１の周囲に設けたことにより、半導体チップ１０１が底面部３１１，３２１からずれた状態で載置された場合でも、半導体チップ１０１の自重で、その周縁部が傾斜面３１２〜３１４，３２２〜３２４に沿って滑降して、正しい位置（すなわち、底面部３１１，３２１上の位置）に移動する。

図１において、ＨＭＤＳ処理ユニット１２０は、ＨＭＤＳ処理（すなわち、レジストと半導体チップ１０１との密着性を向上させるために、半導体チップ１０１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１２０は、ホットプレート１２１と、例えば４本の載置ピン１２２ａ〜１２２ｄとを備えている。載置ピン１２２ａ〜１２２ｄは、このホットプレート１２１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１２２ａ〜１２２ｄ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１２１内に収容される。載置ピン１２２ａ〜１２２ｄを設けたことで、搬送ユニット１１０が保持した半導体チップ１０１をホットプレート１２１上に載置することや、ホットプレート１２１上の半導体チップ１０１を搬送ユニット１１０に保持させることが、可能になる（後述）。

また、図１において、レジストカップ・ユニット１３０は、半導体チップ１０１の表面にレジスト膜を塗布するための機構である。

図４は、レジストカップ・ユニット１３０の要部構成を概略的に示す断面図である。

図４に示したように、レジストカップ・ユニット１３０は、回転部４１０（この発明の「回転機構」に相当する）と、外筒部材４２０と、カップ部４３０とを備えている。

回転部４１０は、中空の回転軸４１１を備えている。回転軸４１１は、図示しない駆動機構によって回転される。回転軸４１１の上端には、半導体チップ１０１を載置するチップ載置台４１２（この発明の「基板載置台」に対応する）が設けられている。

チップ載置台４１２の表面には、凹状のチップ収容部４１３（この発明の「基板収容部」に相当する）が形成されている。このチップ収容部４１３は、半導体チップ１０１と略同一の平面形状（ここでは四角形）及び平面寸法を有する。加えて、チップ収容部４１３の深さは、半導体チップ１０１の厚さと略同一である。このため、この実施の形態１では、半導体チップ１０１を、チップ収容部４１３に、略隙間無く収容できると共に、この半導体チップ１０１の表面の高さを、チップ収容部４１３の周囲のチップ載置台４１２の表面高さと略一致させることができる。これにより、半導体チップ１０１の周辺での雰囲気ガス（この実施の形態１では空気）の乱流の発生や、半導体チップ１０１の四隅でのレジスト液の盛り上がりの発生を抑えることができる。

なお、半導体チップ１０１及びチップ収容部４１３における平面形状・平面寸法の一致の程度や、半導体チップ１０１及びチップ載置台４１２における表面高さの一致の程度は、上述のような乱流やレジスト液の盛り上がりを従来よりも低減できる程度であれば、この発明に含まれる。

また、この実施の形態１では、チップ載置台４１２の平面形状を円形としたが、この平面形状は必須では無い。すなわち、半導体チップ１０１の周辺での上記乱流や、半導体チップ１０１の四隅でのレジスト液の盛り上がりを低減できれば、チップ載置台４１２が他の平面形状であってもよい。

回転軸４１１の内部には、筒状のチップ昇降部材４１４（この発明の「基板昇降部材」に相当する）が設けられている。このチップ昇降部材４１４は、チップ収容部４１３の孔部４１３ａを通過して、昇降する。また、このチップ昇降部材４１４は、例えば真空チャック等の技術を用いて、その上端面で半導体チップ１０１を吸着保持できる。後述するように、このチップ昇降部材４１４を下降させることによって半導体チップ１０１をチップ収容部４１３に収容でき、また、このチップ昇降部材４１４を上昇させることによって半導体チップ１０１をチップ収容部４１３から取り出すことができる。

外筒部材４２０は、回転軸４１１の外周を囲むように設けられている。この外筒部材４２０は、半導体チップ１０１から飛散したレジスト液や洗浄液等が廃液溝４１５に流入するように、傘状に形成されている。

カップ部４３０は、カップ筐体４３１及びカップカバー４３２を備えている。このカップ部４３０は、半導体チップ１０１から飛散したレジスト液や洗浄液等がレジストカップ・ユニット１３０の外部に飛散することを防ぐために、回転部４１０及び外筒部材４２０の外周を覆っている。

なお、この実施の形態１では、チップ収容部４１３の深さを適当に設定することで、半導体チップ１０１の表面高さとチップ載置台４１２の表面高さとを略一致させたが、例えば、チップ昇降部材４１４を用いて半導体チップ１０１を適当な高さまで上昇させることで、チップ載置台４１２の表面高さと略一致させても良い。

図５は、レジストノズル・ユニット１４０の要部構成を説明するための概念的側面図であり、（ａ）はレジストノズル、（ｂ）は洗浄ノズルを示している。

図１及び図５に示したように、レジストノズル・ユニット１４０（この発明の「薬液供給機構」に相当する）は、レジストノズル１４１と、洗浄ノズル１４２とを備えている。

レジストノズル１４１は、レジストカップ・ユニット１３０内の半導体チップ１０１に、レジスト液を供給するためのノズルである。レジスト液を供給する際、レジストノズル・ユニット１４０は、チップ載置台４１２のチップ収容部４１３に収容された半導体チップ１０１の中心部上方までレジストノズル１４１を回転移動させて、この半導体チップ１０１上に、レジスト液を滴下させる（図５（ａ）参照）。半導体チップ１０１として１０ｍｍ×１０ｍｍを使用する場合、レジスト液の滴下量が非常に少なくて良いので、レジストノズル１４１として、例えばシリンジ型のものを使用できる。

一方、洗浄ノズル１４２は、チップ載置台４１２に洗浄液を供給するためのノズルである。レジスト液塗布後の半導体チップ１０１がレジストカップ・ユニット１３０から取り出された後、レジストノズル・ユニット１４０は、チップ載置台４１２の上方まで洗浄ノズル１４２を回転移動させて、洗浄液を噴射することにより、このチップ載置台４１２（特にチップ収容部４１３）からレジスト液を除去する（図５（ｂ）参照）。

図６は、リンスカップ・ユニット１５０の要部構成を概略的に示す断面図である。

図１及び図６に示したように、リンスカップ・ユニット１５０は、回転部１５１と、外筒部材１５２と、カップ部１５３とを備えている。

回転部１５１は、図６に示したように、中空の回転軸１５１ａを備えている。回転軸１５１ａは、図示しない駆動機構によって回転及び昇降される。回転軸１５１ａの上端部は、半導体チップ１０１を載置して中空部を真空引きすることにより、この半導体チップ１０１を保持する。

外筒部材１５２は、図６に示したように、回転部１５１の外周を囲むように設けられている。外筒部材１５２は、半導体チップ１０１から飛散したレジスト液や洗浄液等が廃液溝１５２ａに流入するように、傘状に形成されている。

この外筒部材１５２の上端部には、図６に示したように、環状洗浄ノズル１５２ｂが形成される。この環状洗浄ノズル１５２ｂには、洗浄液供給路１５２ｃから、洗浄液が供給される。この洗浄液は、環状洗浄ノズル１５２ｂのノズル口１５２ｄ上に隆起する。そして、隆起した洗浄液を半導体チップ１０１の裏面に付着させた後、この半導体チップ１０１を僅かに上昇させて、回転部１５１を回転させると、この裏面に付着した洗浄液が遠心力で外方向に広がる。これにより、半導体チップ１０１の裏面を洗浄できる。

カップ部１５３は、回転部１５１及び外筒部材１５２の外周を覆っており、半導体チップ１０１から飛散したレジスト液や洗浄液等がリンスカップ・ユニット１５０の外部に飛散することを防ぐ。

図７は、ＥＢＲユニット１６０の要部構成を概略的に示す平面図である。

図１及び図７に示したように、ＥＢＲユニット１６０（この発明の「薬液除去機構」に相当する）は、ユニット本体１６１と、ＥＢＲ開閉アーム１６２とを備えている。このＥＢＲ開閉アーム１６２は、一対のアーム本体１６２ａ，１６２ｂを備えている。アーム本体１６２ａ，１６２ｂの先端には、それぞれ、除去液を浸透させた、平板状の除去部材（ここでは、ラバーシート部材）１６３ａ，１６３ｂが取り付けられている。なお、除去液は、図示しない浸透用装置を用いて、これら除去部材１６３ａ，１６３ｂに自動で浸透させることができるが、手動で浸透させることにしてもよい。これらの除去部材１６３ａ，１６３ｂは、その側面を覆うように枠材１６４ａ，１６４ｂが取り付けられ、取り付けネジ１６５ａ，１６５ｂによってアーム本体１６２ａ，１６２ｂに固定されている。

このＥＢＲ開閉アーム１６２は、ユニット本体１６１内の駆動機構（図示せず）により、その開閉動作（一対の除去部材１６３ａ，１６３ｂを近づける動作と遠ざける動作）と、昇降動作（ＥＢＲ開閉アーム１６２の垂直方向の位置を変更する動作）とを行うことができる。このような構成によれば、後述のようにして、半導体チップ１０１の各側面に除去部材１６３ａ，１６３ｂを当接させることで、これらの除去部材１６３ａ，１６３ｂに浸透させた除去液を用いて、これら各側面や表裏面周縁部に付着したレジスト液を除去できる。

なお、この実施の形態１では除去部材１６３ａ，１６３ｂとして平板状のラバーシート部材を使用するが、対象となる半導体チップ１０１の側面等に順次当接させて、これら側面全域および表裏面周縁部のレジスト液を除去できれば、その材質や形状は任意である。但し、除去部材１６３ａ，１６３ｂとして、ラバーシート部材等の弾性体を使用する場合には、半導体チップ１０１が当接された部分を凹ませて、その半導体チップ１０１の表裏面外周縁部のレジスト液をも除去することができる。

図１において、ベーク処理ユニット１７０は、半導体チップ１０１を加熱することによって、レジスト膜を固化するための機構である。ベーク処理ユニット１７０は、ホットプレート１７１と、例えば４本の載置ピン１７２ａ〜１７２ｄとを備えている。載置ピン１７２ａ〜１７２ｄは、このホットプレート１７１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。

次に、レジスト塗布装置１００の動作を説明する。

まず、搬送ユニット１１０のチップ保持部１１３ａ，１１３ｂが閉じた状態で、半導体チップ１０１が、図示しない搬送手段によってレジスト塗布装置１００の外部から搬入され、このチップ保持部１１３ａ，１１３ｂ上に載置される（図２参照）。上述のように、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂには傾斜面３１２〜３１４，３２２〜３２４が設けられているので、半導体チップ１０１は、その周縁部が傾斜面３１２〜３１４，３２２〜３２４に沿って滑降し、底面部３１１，３２１に跨がる位置に、正確に位置合わせされる（図３参照）。

次に、この搬送ユニット１１０は、本体部１１１を回転させ、更に、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを前進させることにより、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂを、ＨＭＤＳ処理ユニット１２０のホットプレート１２１上まで移動させる。そして、載置ピン１２２ａ〜１２２ｄを上昇させ、底面部３１１，３２１の間の隙間から半導体チップ１０１に当接させて持ち上げることで、この半導体チップ１０１をハンド部１１２ａ，１１２ｂから離間させる。続いて、このハンド部１１２ａ，１１２ｂを開いて、後退させる。その後、載置ピン１２２ａ〜１２２ｄを下降させてホットプレート１２１内に収容することにより、このホットプレート１２１上に半導体チップ１０１が載置される。そして、ＨＭＤＳ処理ユニット１２０が、半導体チップ１０１に、ＨＭＤＳ処理を施す。

ＨＭＤＳ処理が終了すると、載置ピン１２２ａ〜１２２ｄを上昇させて半導体チップ１０１を下方から持ち上げることで、ホットプレート１２１から離間させる。そして、搬送ユニット１１０が、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを開いた状態で、半導体チップ１０１の直下まで前進させる。そして、このハンド部１１２ａ，１１２ｂを閉じて、載置ピン１２２ａ〜１２２ｄを下降させることにより、半導体チップ１０１をチップ保持部１１３ａ，１１３ｂで受け取り、載置ピン１２２ａ〜１２２ｄから離間させる。載置ピン１２２ａ〜１２２ｄは、その後、所定位置まで下降する。このとき、半導体チップ１０１は、傾斜面３１２〜３１４，３２２〜３２４によって、底面部３１１，３２１に跨がる位置に正確に位置合わせされる（図３参照）。

続いて、レジスト塗布工程を行うために、半導体チップ１０１が、レジストカップ・ユニット１３０に搬送される。図８（ａ）〜（ｄ）は、この実施の形態１に係るレジスト塗布工程を説明するための概念図である。

搬送ユニット１１０は、本体部１１１を回転させ、更に、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを前進させることにより、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂを、レジストカップ・ユニット１３０の回転部４１０上まで移動させる。レジストカップ・ユニット１３０は、この回転部４１０のチップ昇降部材４１４を上昇させ、底面部３１１，３２１の間の隙間から半導体チップ１０１に当接させて、この半導体チップ１０１を吸着保持させる（図８（ａ）参照）。そして、この半導体チップ１０１を更に持ち上げることで、この半導体チップ１０１をハンド部１１２ａ，１１２ｂから離間させる。続いて、搬送ユニット１１０が、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを開いて、後退させる。その後、チップ昇降部材４１４が下降することにより、半導体チップ１０１がチップ載置台４１２のチップ収容部４１３に収容される（図８（ｂ）参照）。この実施の形態では、搬送ユニット１１０のチップ保持部１１３ａ，１１３ｂに設けられた傾斜面３１２〜３１４，３２２〜３２４によって、半導体チップ１０１が正確に位置合わせされているので（図３参照、この半導体チップ１０１をチップ収容部４１３に確実に収容できる。

次に、レジストノズル・ユニット１４０のレジストノズル１４１が、半導体チップ１０１の中央真上付近に移動する。そして、レジストカップ・ユニット１３０の回転部４１０に設けられた回転軸４１１を用いて、半導体チップ１０１の回転が開始されると共に、レジストノズル１４１から半導体チップ１０１の表面にレジスト液が滴下される（図５（ａ）、図８（ｂ）参照）。これにより、半導体チップ１０１の表面に、レジスト膜１０１ａが形成される。上述のように、この実施の形態１では、半導体チップ１０１をチップ収容部４１３に略隙間無く収容すると共に、この半導体チップ１０１とチップ載置台４１２との表面高さが略一致しており、このため、半導体チップ１０１の表面とチップ載置台４１２の表面との境界部での雰囲気ガスの乱流や、半導体チップ１０１の四隅でのレジスト液の盛り上がりがほとんど発生しない。このため、この実施の形態１によれば、このような乱流やレジスト液の盛り上がりに起因したレジスト膜１０１ａの厚さムラが、ほとんど発生しない。

レジスト塗布工程が終了すると、レジストノズル・ユニット１４０のレジストノズル１４１が、レジストカップ・ユニット１３０の上方から退避する。そして、回転部４１０のチップ昇降部材４１４が上昇して、半導体チップ１０１をチップ収容部４１３から取り出し、カップ部４３０の上方まで上昇させる（図８（ｃ）参照）。続いて、搬送ユニット１１０が、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを、開いた状態のままで半導体チップ１０１の直下まで前進させる。そして、搬送ユニット１１０は、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを閉じて、チップ昇降部材４１４を下降させる。これにより、半導体チップ１０１をハンド部１１２ａ，１１２ｂで受け取ることができる。チップ昇降部材４１４は、その後、チップ収容部４１３の孔部４１３ａ内まで下降する。

その後、レジスト液除去工程（ＥＢＲ処理）に移行する。

なお、レジストカップ・ユニット１３０内では、後述のリンスカップ・ユニット１５０での半導体チップ１０１のレジスト液除去処理（ＥＢＲ処理）と並行して、チップ載置台４１２内のチップ収容部４１３に付着したレジスト液の除去処理が行われる（図８（ｄ）参照）。このレジスト液除去処理では、まず、レジストノズル・ユニット１４０の洗浄ノズル１４２が、チップ載置台４１２に設けられたチップ収容部４１３の上方に移動する。そして、レジストカップ・ユニット１３０の回転部４１０に設けられた回転軸４１１を用いてチップ載置台４１２を回転させながら、洗浄ノズル１４２に洗浄液を噴射させることで、チップ収容部４１３を洗浄する。レジスト液の除去が終了すると、レジストノズル・ユニット１４０の洗浄ノズル１４２は、レジストカップ・ユニット１３０の上方から退避する。

レジスト液除去工程では、まず、半導体チップ１０１が、リンスカップ・ユニット１５０に搬送される。図９（ａ）〜（ｄ）は、この実施の形態１に係るレジスト除去工程を説明するための概念図である。

搬送ユニット１１０は、本体部１１１を回転させることにより、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂを、リンスカップ・ユニット１５０の回転軸１５１ａ上まで移動させる。リンスカップ・ユニット１５０は、回転軸１５１ａを上昇させ、この回転軸１５１ａの上端部を半導体チップ１０１に、底面部３１１，３２１の間の隙間から当接させて、吸着保持させる。そして、この半導体チップ１０１を更に持ち上げることで、この半導体チップ１０１をハンド部１１２ａ，１１２ｂから離間させる。続いて、搬送ユニット１１０が、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを開いて、後退させる。その後、回転軸１５１ａを下降させることにより、半導体チップ１０１がカップ部１５３内に収容される。

続いて、ＥＢＲユニット１６０のＥＢＲ開閉アーム１６２が、リンスカップ・ユニット１５０のカップ部１５３上まで移動する。このとき、ＥＢＲ開閉アーム１６２のアーム本体１６２ａ，１６２ｂは、開いた状態である。次に、回転軸１５１ａが上昇することにより、半導体チップ１０１が、除去液を自動浸透させた（図示せず）除去部材１６３ａ，１６３ｂと対向する高さまで上昇する。このとき、除去部材１６３ａ，１６３ｂと、それらに対向する半導体チップ１０１の側面とが略平行になるように、その半導体チップ１０１の回転角が調整される（図９（ａ）参照）。その後、ＥＢＲ開閉アーム１６２が閉じることにより、これら除去部材１６３ａ，１６３ｂが、半導体チップ１０１を両側から挟み込む（図９（ｂ）参照）。これにより、この半導体チップ１０１の、対向する二側面および表裏面周縁部のレジスト液が除去される。その後、ＥＢＲ開閉アーム１６２が開くことにより、除去部材１６３ａ，１６３ｂが、半導体チップ１０１から離間する。

続いて、除去液を自動浸透させた（図示せず）除去部材１６３ａ，１６３ｂに、前回の処理（すなわち、図９（ａ）の処理）でレジスト液が除去されなかった二辺が略平行になるように、回転軸１５１ａが半導体チップ１０１を９０度回転させる。また、ＥＢＲユニット１６０は、除去部材１６３ａ，１６３ｂの内側面のうち、前回の処理で使用されなかった部分が、半導体チップ１０１の二辺と対向するように、回転軸１５１ａの高さを変更する（図９（ｃ）参照）。そして、ＥＢＲ開閉アーム１６２が閉じることにより、これら除去部材１６３ａ，１６３ｂの未使用部分で、半導体チップ１０１を両側から挟み込む。これにより、この半導体チップ１０１の、新たな二側面および表裏面周縁部のレジスト液が除去される。その後、ＥＢＲ開閉アーム１６２が開くことにより、除去部材１６３ａ，１６３ｂが、半導体チップ１０１から離間する。なお、二枚目以降の半導体チップ１０１においては、１回目の処理から、その都度、ＥＢＲ開閉アーム１６２の高さを変更して、常に、除去部材１６３ａ，１６３ｂの内側面の未使用部分を半導体チップ１０１のレジスト液除去に使用することが望ましい。

次に、回転軸１５１ａが下降することにより、半導体チップ１０１が、環状洗浄ノズル１５２ｂのノズル口１５２ｄに近接する位置まで下降する。その際、ＥＢＲ開閉アーム１６２が、このリンスカップ・ユニット１５０の上方から退避する。そして、上述した方法で、半導体チップ１０１の裏面洗浄を行う（図９（ｄ）参照）。

上述したように、これらの一連のレジスト液除去処理（ＥＢＲ処理、図９（ａ）〜（ｄ）参照）と並行して、レジストカップ・ユニット１３０内で、チップ載置台４１２のチップ収容部４１３に付着したレジスト液を除去するための洗浄処理が行われる（図８（ｄ）参照）。

一方、リンスカップ・ユニット１５０でのレジスト液除去処理が終了すると、回転軸１５１ａが上昇して、半導体チップ１０１をカップ部１５３の上方まで上昇させる。続いて、搬送ユニット１１０が、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂを開いた状態のまま、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを、半導体チップ１０１の直下まで前進させて、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂを閉じ、更に、回転軸１５１ａを下降させる。これにより、半導体チップ１０１チップ保持部１１３ａ，１１３ｂで受け取ることができる。回転軸１５１ａは、その後、カップ部１５３内まで下降する。

続いて、搬送ユニット１１０は、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを後退させ、更に、本体部１１１を回転させることにより、ベーク処理ユニット１７０へ向き、更に、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを前進させ、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂを、ベーク処理ユニット１７０のホットプレート１７１上まで移動させる。そして、ベーク処理ユニット１７０が、載置ピン１７２ａ〜１７２ｄを用い、ＨＭＤＳ処理ユニット１２０の場合と同様にして、このホットプレート１７１上に半導体チップ１０１を載置する。その後、ベーク処理ユニット１７０により、半導体チップ１０１に、ベーク処理が施される。

ベーク処理が終了すると、ＨＭＤＳ処理ユニット１２０の場合と同様にして、ホットプレート１７１上の半導体チップ１０１を、搬送ユニット１１０のチップ保持部１１３ａ，１１３ｂが受け取る。

続いて、搬送ユニット１１０は、ハンド部１１２ａ，１１２ｂを後退させ、更に、本体部１１１を回転させることにより、チップ保持部１１３ａ，１１３ｂを、初期位置まで移動させる。その後、半導体チップ１０１が、図示しない搬送手段によってレジスト塗布装置１００の外部に搬出される。

以上により、レジスト塗布装置１００のレジスト塗布処理が終了する。

このように、この実施の形態１によれば、チップ載置台４１２の表面に半導体チップ１０１と略同一の平面形状及び平面寸法を有する凹状のチップ収容部４１３を形成し、そのチップ収容部４１３に半導体チップ１０１の表面高さがその周囲のチップ載置台４１２の表面高さと略一致するように半導体チップ１０１を収容する構成とした。このため、レジストカップ・ユニット１３０内での気流は、半導体チップ１０１では無く、チップ載置台４１２の回転に支配され、従って、この半導体チップ１０１の平面形状が非円形であるにも拘わらず、乱流の発生を十分に抑制して、半導体チップ１０１上に均一な厚さのレジスト膜を形成できる。

更に、この実施の形態１によれば、チップ収容部４１３を設けたことにより、半導体チップ１０１の四隅の表面張力が高くなってレジスト液が盛り上がることを防止でき、この点でも、半導体チップ１０１上に均一な厚さのレジスト膜を形成できる。

この実施の形態１によれば、チップ収容部４１３の底部に設けられたチップ昇降部材４１４を用いて半導体チップ１０１を昇降させる構成としたので、この半導体チップ１０１の収容や取り出しが容易となる。

この実施の形態１によれば、搬送ユニット１１０のチップ保持部１１３ａ，１１３ｂに形成された傾斜面３１２〜３１４，３２２〜３２４を用いて、半導体チップ１０１をそのまま下降させることでチップ収容部４１３に収容されるように位置決めする構成としたので、半導体チップ１０１の収容や取り出しが容易となる。

この実施の形態１によれば、半導体チップ１０１を９０度回転させつつ、除去部材１６３ａ，１６３ｂで半導体チップ１０１の対向側面部を両側から挟み込む動作を複数回（この実施の形態では２回）繰り返すことで、それらの側面部や表裏面周縁部に付着したレジスト液を除去する構成としたので、半導体チップ１０１の平面形状が四角形であるにも拘わらず、それら４個の側面部や表裏面周縁部に付着したレジスト液を十分に除去できる。

なお、この実施の形態１では、半導体チップを扱う小型のレジスト塗布装置を例に採って説明したが、この発明は、他の種類の基板（例えばガラス基板や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）を用いる製造装置にも適用でき、更には、大型の製造装置にも適用できる。

また、この実施の形態１では、この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工程で使用する現像装置等、他の基板処理を行う装置にも適用できる。

加えて、この実施の形態１では、この発明を、平面形状が四角形の処理基板に使用する場合を例に採って説明したが、平面形状が他の形状（例えば、他の多角形や楕円形等）の処理基板を扱う装置にも適用できる。

１００ レジスト塗布装置
１０１ 半導体チップ
１１０ 搬送ユニット
１１１ 本体部
１１２ａ，１１２ｂ ハンド部
１１３ａ，１１３ｂ チップ保持部
１２０ ＨＭＤＳ処理ユニット
１２２ａ〜１２２ｄ，１７２ａ〜１７２ｄ 載置ピン
１３０ レジストカップ・ユニット
１４０ レジストノズル・ユニット
１４１ レジストノズル
１４２ 洗浄ノズル
１５０ リンスカップ・ユニット
１５１ 回転部
１５１ａ 回転軸
１５２ 外筒部材
１５２ｂ 環状洗浄ノズル
１５２ｃ 洗浄液供給路
１５２ｄ ノズル口
１５３ カップ部
１６０ ＥＢＲユニット
１６１ ユニット本体
１６２ ＥＢＲ開閉アーム
１６２ａ，１６２ｂ アーム本体
１６３ａ，１６３ｂ 除去部材
１７０ ベーク処理ユニット
３１１，３２１ 底面部
３１２〜３１４，３２２，３２４ 傾斜面
４１０ 回転部
４１１ 回転軸
４１２ チップ載置台
４１３ チップ収容部
４１３ａ 孔部
４１４ チップ昇降部材
４２０ 外筒部材
４３０ カップ部

Claims (5)

1. 平面形状が非円形の処理基板を保持する基板載置台と、該基板載置台を回転させる回転軸を有する回転機構と、前記処理基板の表面に薬液を供給する薬液供給機構とを備え、
   前記基板載置台の表面の前記回転軸の上方位置には、前記処理基板と略同一の平面形状及び平面寸法を有する、凹状の基板収容部が形成され、
   該基板収容部には、該処理基板の表面高さがその周囲の該基板載置台の表面高さと略一致するように、該処理基板が収容されるようになっており、
   前記回転軸は、軸方向に沿った内部に中空部を有しており、
   該中空部の内部には、前記基板収容部の底面に形成された孔部を通過して昇降し、その上端面で前記処理基板を保持する筒状の基板昇降部材を更に備えており、
   該基板昇降部材の筒状内部は、真空吸引によって前記処理基板を吸着保持する吸着部となっており、
   該処理基板を吸着保持した前記基板昇降部材が下降することによって該処理基板が該基板収容部内に収容され、且つ、該処理基板を吸着保持した該基板昇降部材が上昇することによって該処理基板が該基板収容部から取り出されるように構成されたことを特徴とする基板処理機構。
2. 前記処理基板を前記基板収容部上まで搬送する基板搬送機構を更に備え、
   該基板搬送機構の基板保持部は、該処理基板の裏面と接する底面部と、該底面部の周縁部から上方に拡がる方向に傾斜した複数の傾斜面とを有し、
   該処理基板の周縁部が該傾斜面に沿って滑降して該底面部上に載置されることによって、該処理基板が位置決めされる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理機構。
3. 前記基板収容部から取り出された前記処理基板から、少なくともその側面に付着した前記薬液を除去する薬液除去機構を更に備え、
   該処理基板が多角形であり、
   該薬液除去機構は、該処理基板を所定角度ずつ回転させながら、除去液を自動浸透させた除去部材で該処理基板の対向する側面部を両側から挟み込む動作を複数回繰り返すことによって、該側面部に付着した該薬液を除去する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理機構。
4. 前記処理基板は、平面形状が四角形の半導体チップであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の基板処理機構。
5. 請求項１乃至４の何れか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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