JPH02189917A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、処理装置に関する。

（従来の技術） 一般に、半導体集積回路のパターン形成工程において被
処理体例えば半導体ウェハ全面が一様に被着される工程
、例えばフォトレジスト膜の現像装置としては１、工程
の無人化、連続処理等の見地からウェハを１枚ずつ処理
する枚葉式のスピン現像装置が使用されている。

この枚葉式のスピン現像装置においては、通常、液吐出
ノズル或いはスプレー等により現像液をウェハ表面に滴
下して液盛りするのであるが、表面張力の作用によりウ
ェハ表面に盛り得る液量には限界があり、また、ノズル
やスプレーにて液吐出した場合、ウェハ表面での液むら
や吐出液のウェハの衝撃は防ぎ得ない。

また、近年使用されるようになった現像液として、解像
度を向上させるために界面活性剤を添加したものや表面
張力の低い液が使用される傾向があり、ウェハ表面に表
面張力の作用のみにより必要量の現像液を盛ることが困
難となったため、浸漬式の現像装置が望まれていた。

上記の点を考慮した装置が、例えば実開昭６０−５２６
２２号公報等に開示されている。この装置は、ウェハの
下面周辺部と、ウェハホルダ内面に設けられた段部を液
密に接触させて、上記ウェハ表面に現像液を盛って浸漬
処理を行なうものである。

（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、ウェハホルダの内側
に設けられた段部に現像液を盛るため、現像後ウェハを
高速回転しウェハ表面にリンス液を吹きつけてウェハを
洗浄する際に、飛び散ったリンス液等が段部に付着し現
像液と混ざり、現像むらが生しやすい。この現像むらを
なくす手段としては、現像液量を増やすことが考えられ
るが、現像液の消費量が増大してコス１へが高くなって
しまう問題があった。また、回転乾燥する際に」二層段
部とウェハ間のクリアランスを小さくし、リンス液を同
時に振り切ってしまう手段が考えられるが、この時のリ
ンス液の気化熱により上記段部の温度が低下し、この低
下に伴なって」−記段部と接触しているウェハの周辺部
の温度が低下してウェハ周辺部の現像速度が変化してし
まい、均一性がなくなる問題があった。また更に、現像
処理を行なう以前に、上記段部に細首しているリンス液
を現像液の供給により除去する手段が考えられるが、こ
れも現像液の消費量が増大してコス１〜が高くなってし
まう問題があった。

本発明は−１−配点に対処してなされたもので、被処理
体の処理をむらなく均一・に行なうことができ、且つ、
処理液の消費量を低減させることが可能な処理装置を提
供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を缶′決するための手段） 本発明は、被処理体の裏面周縁部を支持する支持体を有
した第］のカップと、この第１のカップと液密に接触し
側壁を構成する第２のカップにより処理槽を形成し、こ
の処理槽内て上記被処理体を浸漬処理する処理装置にお
いて、上記第１のカップに、このカップを所定温度に温
調する温調機構を設けたことを特徴とする処理装置を得
るものである。

（作用効果） 即ち、本発明は、被処理体の裏面周縁部を支持する支持
体をイＪした第４のカップと、この第１のカップと液密
に接触し側壁を構成する第２のカップにより処理槽を形
成し、この処理槽内て上記被処理体を浸漬処理する処理
装置において、」二層第１のカップに、このカップを所
定温度に温調する温調機構を設けている。このことによ
り、回転乾燥する際に上記支持体と被処理体間のクリア
ランスを小さくし、リンス液を同時に振り切ってしまう
手段で、処理液とリンス液が混合することによる処理む
らの発生を抑止させても、」二層温調機構により被処理
体周縁部を所定温度に設定しておくことで、上記リンス
液の気化熱による被処理体周縁部の温度低下を防止する
ことが可能となる。そのため、低いランニングコス１−
で処理むらの発生を抑止し、均一な処理を行なうことが
できる。

更に、現像液量を増やす手段や、現像処理を行なう以前
に支持体に付着しているリンス液を処理液の供給により
除去する手段を使用せずに処理むらを抑止できるため、
処理液の消費量を低減させることができる。

（実施例） 以下、本発明装置を半導体ウェハの現像処理に適用した
一実施例につき、図面を参照して説明する。

まず、現像装置の構成を説明する。

被処理体例えは半導体ウェハ（１）を搬送する場合及び
回転処理する場合に、適宜使用する保持体例えばスピン
チャック■が設けられている。このスピンチャック■は
、上端が上記ウェハωの口径より小さい面積の平板状で
断面が７字型に構成されており、この平板状の］二端部
において上記ウェハ（１）を裏面から保持する如く保持
機構例えば吸着保持機構（図示せず）が備えられている
。また、このスピンチャック■は、下端部に回転駆動機
構例えばスピンモータ■が連設し、これにより所定の回
転数及び加速度で回転が可能とされている。このスピン
チャック■及びスピンモータ（３）は、図示しない昇降
機構例えばエアシリンダーにより昇降が可能とさ汎てい
る。この昇降により、」二層ウェハ（１）を外部装置と
受は渡しするための搬送位置、及び」二層ウェハ（１）
を保持して回転処理する際の回転処理位置、及びに記つ
ェハ（１）を後述する支持体に受は渡してウェハ（］）
と非接触状態とする待機位置に、上記スピンチャック■
を夫々設置可能としている。

また、上記スピンチャック（２）をほぼ中央部に貫通さ
せた状態の円筒形の第１のカップ例えば内カップ（４）
及びこの内カップ（４）の下部に接続した下カップ０に
より処理容器が構成されている。上記内カップ（イ）の
上端には、上記ウェハ（１）の裏面周縁部を保持し設置
する設置台例えば円環状のチャックリング０が設けられ
ている。このチャックリング０は、熱伝導率の良い例え
ば金属に疎水性表面処理例えば四弗化樹脂コートされて
おり、外周部はテーパー状に形成されている。このチャ
ックリング（０の上面には上記ウェハ（υを吸着保持す
るための溝■が形成されており、この溝■に図示しない
真空機構が連設し、上記ウェハ■の保持を可能としてい
る。このチャックリング（へ）の内側には裏面洗浄ノズ
ル０が配置され、ウェハ■の裏面へ洗浄液例えば純水を
供給することで洗浄を可能としている。上記内カップ（
イ）内例えば上記チャックリング■直下には、温調機構
例えば所定温度に温調された温調水を流導する流路０が
形成されている。

このような内カップ０）の下部に、上記した下カップ（
ハ）が固定接続されている。この下カップ０の側壁近辺
は下方に突出した形状で、この突出した内部に廃液を回
収する廃液溝（１１）が形成されている。

更に、上記下カップ０の内側には、均一に排気を行なう
ための複数の整流孔（図示せず）が形成された円環状の
仕切りリング（１２）が設けられている。

この仕切りリング（１２）の内側の上記内カップ（イ）
底部には、図示しない排気口が設けられ、排気が可能と
されている。このような下カップ（ハ）は上記内カップ
０）に接続しているが、上記スピンチャック■と内カッ
プ（へ）の空間から上記排気が外部にリークしないよう
に、上記空間には排気リーク防止プレーｈ（１３）が設
けられている。この排気リーク防止プレート（１３）の
下端部には昇降板（１４）がねじ（１５）止め等により
固定されており、この昇降板（１４）は図示しない昇降
機構例えばエアシリンダーに連設しているシャフト（１
６）と接続し、上記内カップ（４）及び下カップ０を一
体的に昇降可能とじている。ここで、上記排気リーク防
止プレーｈ（１３）は高さ調整ねじ（１７）により高さ
が調整可能であり、これにより上記内カップ（イ）の高
さ及びウェハ■との平行度を調整できるようになってい
る。このように構成された内カップに）は、上方に固定
されている第２のカップ例えば外カップ（１８）と当接
可能となっている。

上記外カップ（１８）は、処理液の付着による溶出。

腐食を防ぐために樹脂例えば弗素樹脂或はＰＶｃにより
円環状に形成布れている。この円環状の外と対応する逆
テーパー形状と成っており、上記内カップ（へ）と液密
に接触することで、上記ウェハ■の処理を行なう処理部
例えば処理槽（１９）の側壁を構成するように成ってい
る。この処理槽（１９）の液密を保持するために、上記
外カップ（１８）の上記内カップ（イ）当接部には弾性
体例えば二１〜リルゴム或は弗素樹脂から成るシール部
材（２１）が設けられている。このシール部材（２１）
より上方の外カップ（１８）内壁即ち上記処理槽（１９
）側壁には処理液例えば現像液供給孔（２２）が、上記
外カップ（１８）内壁に沿ってほぼ等間隔で複数個形成
されている。この現像液供給孔（２２）は、外部の図示
しない現像液供給源に連設し、上記処理槽（１９）内に
所定量の現像液を供給可能としている。この現像液供給
孔（２２）から上記処理槽（１９）内へ供給する現像液
を所定温度に保つために、上記外カップ（１８）内には
温調機構例えば上記外カップ（１８）内に形成された流
路（２３）内を外部の温調器により所定温度に温調され
た温調水が循環する如く構成された温調機構が設けられ
ている。また、上記外カップ（１８）の下面外周部には
、この外カップ（１８）を構成する円環状のメカ−１〜
リング（２４）が下方に突設されている。このスカート
リング（２４）は、二重リング構造で、内側リング（２
４ａ）及び外側リング（２４ｂ）を有している。

この内側リング（２４ａ）の上端は上記外カップ（１８
）に接続され、また、外側リング（２４ｂ）は上記内側
リング（２４ａ）と多少の隙間を開けて並設され、この
外側リング（２４ｂ）と内側リング（２４ａ）の夫々下
端部が封止されている。そして、上記外側リング（２４
ｂ）の上端部が、例えばベースプレーｈ（２５）に取付
けられ、固定されている。これにより」１記外カップ（
１８）が固定されている。このような構造のスカー１−
リンク（２４）内、即ち、　内側リング（２４ａ）と外
側リング（２４ｂ）との間に挿入可能とさ才した壁体例
えば上カップ（２６）が設けられている。この」二カッ
プ（２６）は、上記処理容器から処理液等が周囲へ飛散
することを防止するために筒状構造で、図示しない昇降
機構により昇降が可能とされている。

また、」二層スカー１へリング（２４）の外面と、−１
−、記処理容器の側壁即ち下カップ（ハ）側壁の内面と
は、接触或いは非接触状態で常に１−分に重なり合った
状態で相対的に昇降が可能とされている。これにより内
部の処理液等が外部に流出することを防止している。上
記型なり合った部分は、図示はしないが摺動可能なシー
ル部材を介在させてもよい。このようにして現像装置が
構成されている。

次に、」二連した現像装置の動作作用及びウェハ（１）
の現像方法を説明する。

まず、スピンチャック■及びスピンモータ■を図示しな
い昇降機構により」−昇させ、旧つ−１−カップ（２６
）を下降させ、」−記スピンチャツク（２）の−１１面
を搬送位置に設定する。この搬送位置とは、このスピン
チャック（２）と外部装置との間てウェハ（１）を受け
＆しする位置で、この受は渡しに障害とならないように
、外カップ（１，８）１面より高い位置となっている。

この時、内カップＣ）及びこの内カップ０）に固定され
ている下カップ０及び上カップ（２６）は、下降させた
状態としておく。そして、図示しない搬送機構例えばハ
ンドアー１１により、ウェハ（１）を」１記スピンチャ
ック（２）上に搬送し、このスピンチャック（２）の回
転中心とウェハ（１）の回転中心が合わせられた状態で
、上記スピンチャック■上面にウェハ（１）を設置し、
このウェハ０）を保持例えば吸着保持する（第２図）。

そして、」１記スピンチャック（２）及びスピンモータ
（３）を下降させ、ウェハ（１）を回転処理位置に設定
する（第３図）。　この回転処理位置とは、上記ウェハ
（１）を保持して回転処理する位置で、このウェハ（１
）表面の延長部が外カップ（Ｉ８）の逆テーパー形状の
内壁面と交わる位置となっている。この時、上記内カッ
プ（イ）及びこの内カップ（４）に固定されている下カ
ップ（１０）は、ｌ”　Ｉ降したままの状態としておき
、また、」二記」二カップ（２６）は」二Ｍさせる。そ
して、」二記スピンモータ（３）によりスピンチャック
■を介してウェハ（１）を所定の回転速度で回転させ。

このウェハ（１）の上方に配置されたスプレー（図示せ
ず）より現像液を噴出して」二記ウェハ０）をプリウエ
ッ１〜する。

そして、」−記内力ノブ（４）及びこれに固定されてい
る下カップ０を図示しない昇降機構により」１昇させる
ことにより、上記スピンチャック（２）に設置されてい
るウェハ（１）をチャックリング（６）上に受は渡す。

また、」二層内カップ０）はチャックリング０のテーパ
ー形状の周縁部と、上記外カップ（１８）内周に設けら
れているシール部材（２１）を当接させ、液密な処理槽
（１９）を形成する。この処理槽（１９）を液密とする
如く内カップＯ）を外カップ（１８）に当接させるため
に、ベースプレー１〜（２５）に設しプた図示しない高
さ調整ねじにより予め上記外カップ（１８）の高さを調
整しておく。また、上記チャックリング０に設置したウ
ェハ（１）を、溝ωに連設した真空機構により吸着保持
する。この時、上記上カップ（２６）は、」１昇させた
ままとしておく。

そして、」１記外カップ（１８）内周に複数個設けられ
ている現像液供給孔（２２）から所定量の現像液（３０
）を例えば３〜６　Ｑ　／ｍｊｎの速度で上記処理槽（
１９）内に供給し、貯留する（第４図）。　これによリ
ウエハ（１）表面に現像液（３０）が貯留され、ウェハ
（１）の浸漬式現像処理が行なわれる。この時、」−記
現像液供給孔（２２）から供給される現像液は、−Ｊ二
記外カップ（１８）内部に形成されている流路（２３）
に所定温度例えば常温に温調制御された温調水が循環し
ていることにより、」二記常温にされてウェハ（１）表
面に供給される。このことにより、ウェハ（１）の現像
むらの発生を防止し、均一な現像処理を行なうことを可
能としている。

所定時間経過後、」二層内カップ（４）を下降させるこ
とにより、上記ウェハ（１）の保持をチャックリング（
へ）からスピンチャツタ（２）に切り換え、このウエハ
■を回転処理位置に設定する（第３図）。　この場合も
、上記上カップ（２６）は上昇した状態としておく。こ
の時、上記ウェハ（１）表面、即ち、処理槽（１９）に
貯留されて現像処理に使用された現像廃液は、上記内カ
ップ（イ）が下降し、上記処理槽（１９）の液密を解除
した時点で、テーパー形状の内カップ（へ）外周部に沿
って下カップ（ハ）の廃液溝（１１）に、速やかに除去
される。ここで、上記スピンモータ（３）によりスピン
チャック■を介してウェハ■を所定の回転速度で回転さ
せ、この回転状態で上記ウェハ■上方に配置された図示
しないリンスノズルから、リンス液例えば純水を供給し
てウェハ（１表面を洗浄する。同時に、上記内カップ（
イ）の内周に設けられている裏面洗浄ノズル（８）から
、上記ウェハ■裏面周縁部に洗浄液を供給してウェハ■
裏面を洗浄する。ここで、この裏面洗浄ノズル（８）か
ら供給された洗浄液は、上記ウェハ（１）の裏面とチャ
ックリング（０表面との間を通過して、上記ウェハ■の
裏面を洗浄した後、上記内カップ（へ）のテーパー形状
の外周に沿って廃液溝（１１）に流れ、外部に排出され
る。この場合、上記チャックリング０表面に付着した洗
浄液を同時に除去するため、上記回転させるウェハ■と
チャックリング０の隙間を例えば０．５〜２　＋ｎ＋ｎ
と設定し、　上記ウェハ（υの回転により発生する気流
により上記洗浄液を除去する。

この時、上記ウェハ（Ｄの裏面とチャックリング０表面
との隙間を通過する洗浄液の一部が気化する。

この時の洗浄液の気化熱により上記チャックリング０が
吸熱され、温度が低下しやすくなる。しかし、上記チャ
ックリング０の下部、即ち、内カップ０）内部には、こ
の内カップ（４）及びチャックリング（０を所定温度例
えば常温に温調するための温調水を流感する流路（９）
が形成され、上記温度に温調しているため、上記チャッ
クリング０が冷却されることはない。このことにより、
上記チャックリング０にウェハ■を設置する際に、この
ウェハ■を冷却させることはなく、現像むらの発生や、
現像均一性及び現像速度の低下等を防止することができ
、歩留まり及びスループッ１−の向上が可能となる。

そして、上記ウェハ（ト）を更に高速回転させて、この
ウェハ■の表裏に付着しているリンス液及び洗浄液をウ
ェハ■の遠心力により飛散させ、乾燥させる。また、各
動作中に、必要に応じて仕切りリング（１２）を介して
図示しない排気し１から排気制御する。

上記一連の動作が終了した後、上記スピンチャック■及
びスピンモータ■を上昇させ、また、上カップ（２６）
を下降させて上記ウェハ（ト）を搬送位置に設定し、外
部装置へ搬送する。

上記実施例では、内カップ＠）及び外カップ（１８）を
温調する媒体を液体である温調水で説明したが、これに
限定するものではなく、例えばヘリウム等の気体でもよ
く、また、温調機構は流路に限定せず、電気的な温調例
えばヒーターや、ペルチェ効果素子を使用しても同様な
効果が得られる。

また、上記実施例では、外カップ（１８）を固定し、内
カップ（イ）を昇降可能としたが、夫々相対的に昇降が
可能であれば、何れでもよい。

以上述べたようにこの実施例によれば、被処理体の裏面
周縁部を支持する支持体を有した第１のカップと、この
第１のカップに液密に接触し側壁を構成する第２のカッ
プにより処理槽を形成し、この処理槽内で上記被処理体
を浸漬処理する処理装置において、上記第１のカップに
、このカップを所定温度に温調する温調機構を設けてい
る。このことにより、回転乾燥する際に上記支持体と被
処理体間のクリアランスを小さくし、リンス液。

裏面洗浄液を同時に振り切ってしまう手段で、処理液と
リンス液が混合することによる処理むらの発生を抑止さ
せても、上記温調機構により被処理体周縁部を所定温度
に設定しておくことで、上記リンス液の気化熱による被
処理体周縁部の温度低下を防止することが可能となる。

そのため低いランニングコス１〜で処理むらの発生を抑
止し、均一な処理を行なうことができる。

更に、現像液量を増やす手段や、現像処理を行なう以前
に支持体に付着しているリンス液を処理液の供給により
除去する手段を使用せずに処理むらを抑止できるため、
現像液の消費量を低減させることかできる。

【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現像
装置の構成図、第２図、第３図、第４図は第１図現像装
置の動作説明図である。。 １　ウェハ　　　　　２　スピンチャック４・内カップ
　　　　５　下カップ ６・チャックリング　１８　　外カップ１９　　処理槽
　　　　　２１　　シール部材２６・・−にカップ 特許出願人　　東京エレクＩ−ロン株式会社同　　チル
九州株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理体の裏面周縁部を支持する支持体を有した第１の
   カップと、この第１のカップと液密に接触し側壁を構成
   する第２のカップにより処理槽を形成し、この処理槽内
   で上記被処理体を浸漬処理する処理装置において、上記
   第１のカップに、このカップを所定温度に温調する温調
   機構を設けたことを特徴とする処理装置。