JPH03252124A - 液処理装置 - 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、サイドリンス装置に関する。

（従来の技術） 半導体製造工程の１つであるフォトリソグラフィ工程で
は、半導体ウェハの表面にレジストを形成した後に、こ
のレジストが形成された半導体ウェハの周辺部に、前記
レジストを溶かす溶剤を吐出し、半導体ウェハ周辺部の
レジストを除去するサイドリンス工程か不可欠である。

上記技術は特開昭５５−１２７５０号、　５８−５８７
３１号、　５ｇ−１９１４３４号６１−１２１３３３号
、　６１−１８４８２４号等多数公報に記載されている
。

ウェハ周辺部のレジストを除去する理由としては下記の
通りである。

■　半導体ウェハの搬送時にあっては、ウェハ周辺部に
搬送系の爪か当接し、また、処理時にあっては半導体ウ
ェハの周辺部かクランプされるので、この部分にもレジ
ストがあると、爪またはクランプとの接触によりレジス
トが飛散し、処理雰囲気を汚染してしまう。

■　半導体ウェハの周辺部までレジストか形成されてい
ると、何等かの原因によりこのレジストが剥離してしま
い、歩留りが悪化する。

■　半導体ウェハの処理時にあっては、ウェハへの帯電
を防止する必要かあり、ウェハ周辺部のレジストを除去
することによって、ここの部分の設置が可能である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のサイドリンス装置は、サイドリン
スする溶剤、サイドリンスする面積等の仕様により、オ
ペレータがその都度吐出管先端に設けられたノズルチッ
プを交換して、所望の溶剤を吐出させている。

このために、特に多品種少量生産の場合、品種か変る度
上記ノズルチップの交換操作をマニュアルで実行するた
め、行うべき交換操作を怠り、適正なサイドリンスか実
行できない。

また、ノズルチップを使用している途中でノズルチップ
に穿設された吐出口径が目詰りをおこし、溶剤の吐出不
良をおこす。その結果、サイドリンスの信頼性に欠けて
いた。

本発明の目的は、上記点に鑑みてなされたものであり、
ノズルチップの交換操作を容易にして、生産および信頼
性を向上させたサイドリンス装置を提供することにある
。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、レジストか形成された被処理体の周辺部に、
吐出管先端に設けられたノズルチップから溶剤を吐出さ
せてサイドリンスする装置において、 複数のノズルチップが収納された収納カセットから自動
的に所望のノズルチップを取比し、上記吐出管先端のノ
ズルチップと交換するように構成したものである。

（作　用） すなわち、被処理体の品種に基づいてノズルチップを自
動的に交換するので、吐出される溶剤は予め定められた
流量、流速で被処理体に吐出し、設定されたサイドリン
ス領域を除去する。その結果、サイドリンス領域を正確
に除去することができ、サイドリンス工程の信頼性を向
上させることができる。

しかも、サイドリンス工程中において、溶剤がノズルチ
ップの内径に目詰りをおこして、吐出不能になった場合
には、予め収納カセットに収納されているノズルチップ
と交換して、直ちにサイドリンス作業を続行することか
できる。その結果、生産性を向上させることができる。

（実施例） 以下、本発明をレジストコータ装置に適用した一実施例
について、図面を参照して具体的に説明する。

半導体ウェハを製造する工程に用いられるレジストのコ
ータ装置は既に周知なので全体の概要のみを説明する。

第１図に示すようにウェハチャック１０は前記ウェハ２
を載置固定すると共に、スピンモータ１２の駆動により
前記ウェハ２を一方向に回転駆動可能である。このウェ
ハチャック１０およびウェハ２をカップ１４が囲繞する
如く設けられている。このカップ１４の底面側には排出
口１４ｇが吐出された溶剤を廃液するように形成されて
いる。ウェハチャック１０に載置固定された前記ウェハ
２のほぼ中心部上方にはレジストノズル１６が吐出孔を
ウェハチャック１０面に向けて設けられている。そして
、このレジストノズル１６を介して所定量のレジストを
ウェハ２の中心部に滴下し、かつ、前記スピンモータ１
２の駆動によりウェハ２を回転駆動することにより、ウ
ェハ２の表面にて所定厚さのレジスト塗布か行われるこ
とになる。前記ウェハ２の周辺部上方にはノズルチップ
を備えたサイドリンスノズル１８か設けられている。

このサイドリンスノスル１８について、第２図を参照し
て説明する。

上記サイドリンスノスル１８は、同図に示すように溶剤
吐出管例えば外径３鮎のテフロンの溶剤吐出管２０の先
端側に着脱自在なノズルチップ例えば直径５關、厚さ１
０ｍｍのステンレス製の円錐ノズル２２を有して構成さ
れる。この円錐ノズル２２の内部に形成された穴として
、円錐ノズル２２の基端側より先端側に向う方向に、同
径で筒状に口径例えば直径０．２關の吐出開口孔２４が
穿設されている。この穿設された円錐ノズルの外周は、
第２図に示すように円錐部分の角度を３０’に傾斜して
設けられている。また、前記円錐ノズル２２の基端側に
はフランジ２８が形成されている。そして、溶剤吐出管
２０の先端フランジ２０ａと前記フランジ２８との間に
バッキング３０を設け、このバッキング３０を介して両
フランジ２０ａ、２８を挾み込むことによって、溶剤吐
出管２０の先端に円錐状ノズル２２を固定可能としてい
る。

上記サイドリンスノズル１８を溶剤吐出管２０に装着す
る装置について、第３図を参照して説明する。

レジストコータ装置の側面、例えば左側面にセンダー側
の搬送装置４０を配置し、対向側にはレシーバ−側の搬
送装置４２が配置されている。

上記センダー側の搬送装置４０には、ウェハ４４が収納
されたカセット４６が設けられている。

このカセット４６内のウェハ４４を取出すハンドリング
アーム４８が、上記カセット４４の出入口と対向して設
けられている。

すなわち、上記搬送装置４０は、カセット４６からウェ
ハ４４を１枚ずつ取出し、処理室５０に収容し、処理が
終了したウェハ４４をレシーバ側の搬送装置４２で、ハ
ンドリングアーム４８により空力セット４６に処理済み
ウエノ＼４４を収納する構成になっている。

上記処理室５０の後方には、品種に対応して溶剤量を吐
出させる種々の円錐状ノズル２２を収納したノズル専用
のカセット５２が載置されるようにカセット載置台５４
が設けられけている。

上記ノズル専用のカセット５２に円錐状ノズル２２が収
納される出入口が各円錐状ノズル２２毎に各設けられて
いる。

上記ハンドリングアーム５６はＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動自
在に構成されている。上記ハンドリングアーム５６の先
端には、ノズル専用カセット５２に収納された円錐状ノ
ズル２２の側周面を挟持する如く装着するように例えば
Ｕ字形の溝が設けられている。

このＵ字形の溝に円錐状ノズル２２を挾持して、装着ポ
ジションＡまて移動、例えば回転移動して停止するよう
に構成されている。装着ポジションＡに到達した円錐状
ノズル２２は、溶剤吐出管２０の先端フランジ２０ａま
で上昇し、バッキング３０を介して密着するように駆動
するようになっている。

上記吐出先端には、第２図、第４図に示すように、上記
円錐状ノズル２２のフランジ２８を挟持するように保持
部材、例えばラッチ３２が均等配、例えば４分配されて
、上記円錐状ノズル２２を吐出管２０の先端に固定する
ようになってる。

上記ラッチ３２を外す時は、ラッチ３２の他端側にリン
グ３４が設けられ、このリング３４に設けたカム３６が
上記リング３４の回転によってラッチ３２を内側に押圧
し、スプリング３８の付勢力に抗してラッチ３２が円錐
状ノズル２２を開放するように構成している。

次に、作用について説明する。

サイドリンス工程は、前記レジストノズル１６を用いた
レジスト塗布工程に続いて実施される。

すなわち、ウェハチャック１０に載置仮固定されたウェ
ハ２をスピンモータ１２の回転により一定方向例えば左
側方向でかつ所定速度例えば２０００「ｐｌＷにて回転
駆動しながら、サイドリンスノズル１８に溶剤を供給し
、その先端部に設けられた円錐ノズル２２の吐出開口孔
２４より溶剤をウェハの周辺に吐出することで行われる
。この際、吐出開口孔２４に導かれる溶剤は、円錐状ノ
ズル２２の中空部に形成された同径の筒状の内径に沿っ
て導かれるので発生した乱流が上記内径内に流れ、かつ
、０．２ｍ＋ｓの吐出開口孔２４の全長が例えば１０Ｉ
Ｉ１１あるので、この部分に流れた溶剤を整流し、この
整流された断面か０．２關径の溶剤が被処理体のレジス
トに吐出される。しかも、上記吐出流速をシリンダの駆
動により制御させることにより、レジストが溶ける速さ
に合せて、溶剤を供給できるので、従来のようにレジス
トを溶すのに必要な溶剤量より多く吐出させることがな
くなり、サイドリンスしたレジスト外周の立上り側面を
略垂直方向に形成させることができる。

上記実施例は、溶剤の小流量、小口径の吐出に最適なも
のを示したが、この小流量にてより安定した一溶剤吐出
を行うことができる溶剤吐出駆動手段について、第５図
を参照して説明する。

第５図では、溶剤吐出駆動手段として定量ポンプの一例
であるベローズポンプ７０を用いている。

このベローズポンプ７０は、ピストン７２の１ストロー
クの定速移動により、溶剤を所定量押出し駆動するもの
であり、ベローズとしている理由は、半導体の処理雰囲
気をクリーンに保つためである。

このベローズポンプ７０のＩＮには、溶剤タンク７８か
らの配管か接続され、一方、ベローズポンプ７０のＯＵ
Ｔには前記溶剤吐出管２０が接続されている。また、前
記ピストン７２はエアー圧力によって往復動することに
なるが、ピストン７２の押出し作動側のエアー配管、引
戻し作動側のエアー配管には、それぞれ第１．第２のス
ピードコントローラ７４．７６が設けられている。

ここで、溶剤の流量としては、一般に０．５〜１０　ｃ
ｃ／ｓｉｎ程度に設定されるが、レジスト、溶剤の組合
せにより特に溶解速度の遅いものにあっては、０．５〜
２　ｃｃ／ｓｉｎ程度の小流量が要求される。

そして、第５図のような溶剤吐出駆動手段を採用した場
合には、このような小流量領域においても流量変化のな
い安定した溶剤吐出を実現できる。

すなわち、前記ベローズポンプ７０による溶剤吐出駆動
原理は、ピストン７２をエアー圧力にて引き戻すことに
より、ベローズポンプフ０内に溶剤を吸引し、その後前
記ピストン７２をエアー圧力にて定速で押出し駆動する
ことにより、ベローズポンプ７０内の溶剤を溶剤吐出管
２０側に押出し、円錐ノズル２２を介してウニ／Ｘ２表
面に吐出するものである。この際、特にピストン７２の
押出し駆動時にあっては、このピストン７２を押出し駆
動するエアーの流速は、その配管途中に設けられた第１
のスピードコントローラ７４によって精度よく制御され
ているので、ピストン７２の精度のよい定速移動を実現
でき、この結果小流量領域においても脈動等の流量変化
のない安定した溶剤吐出を実現できる。

このように、スピードコントローラ７４．７６のエアー
供給スピードを変化させることで、レジスト、溶剤の組
合せに最適な流量設定が実現でき、また、ピストン７２
の１ストローク長をエアーによって可変させることで、
１回当りの溶剤の全吐出量をも可変できる。

第５図に示す定量ポンプによる溶剤吐出性能について、
第６図に示す従来のＮ２加圧方式のものと比較して説明
する。

第６図に示すＮ２加圧方式では、溶剤タンク７８内にＮ
２加圧装置８０からのＮ２ガスを圧送し、溶剤吐出管２
０に向けて溶剤を吐出するものである。この溶剤吐出管
２０途中には溶剤タンク７８に近い側から順に、フロー
メータ８２．エアーオペレーションバルブ８４．サック
バックバルブ８６がそれぞれ挿入接続されている。この
Ｎ２加圧方式の原理は、溶剤タンク７８内に常時Ｎ２ガ
スを圧送し、エアーオペレーションバルブ８４を開放し
た状態にて円錐ノズル２２からの溶剤吐出を可能とする
ものである。尚、フローメータ８２は溶剤流量を監視す
るものであり、サックバックバルブ８６は、溶剤吐出終
了後に、円錐ノズル２２からの液ダレを防止するために
、配管途中の溶剤を引戻すためのものである。

このようなＮ２加圧方式によれば、エアーオペレーショ
ンバルブ８４を開放した直後の脈動により、円錐ノズル
２２からの溶剤の流量か変化し、レジストのカッチイン
ク状態か極めて悪化していた。この点、第５図に示す定
量ポンプ方式によれば、ピストン７２の定速移動により
溶剤の脈動がなくなるため、良好なレジスト除去状態を
実現できる。さらに、Ｎ２加圧方式では、加圧された溶
剤をエアーオペレーションバルブ８４にてンヤットして
いるため、エアーオペレーションバルブ８４、サックバ
ックバルブ８６が開放された時に、まずサックバックバ
ルブ８６内の溶剤が吐出され、このときエアーオペレー
ションバルブ８４１こよってシャットされていた溶剤か
、サックバックバルブ８６内の溶剤を押出す形となり、
溶剤がウェハ２上へ２度押した形となり、極めて不安定
な溶剤吐出状態であった。この点、第５図に示す定量ポ
ンプ方式によれば、上記のような弊害は一切生じず、溶
剤の小流量吐出の場合にも安定した吐出状態を常時実現
できる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々変形実施か可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば溶剤吐出用のノズ
ルチップに形成されるノズル穴として、レジスト、溶剤
の組合せによって要求される小口径、小流量の溶剤吐出
が実現でき、周囲のレジストの除去のたれ角を大幅に向
上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用したコータ装置の概略断面図、 第２図は、本発明の要部としてのノズルチップの一実施
例を示す概略断面図、 第３図は、コータ装置の全体概要を示す概略説明図、 第４図は、ノズルチップの着脱部を示す概略説明図、 第５図は、溶剤吐出駆動手段として定量ポンプを採用し
た実施例を示す概略説明図、 第６図は、溶剤吐出駆動手段としてＮ２加圧方式を採用
した実施例を示す概略説明図である。 ２・・・被処理体、 １８・・・サイドリンスノスル、 ２０・・・溶剤吐出管、 ２２・・・ノズルチップ（円錐ノズル）、５４・・・収
納カセット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レジストが形成された被処理体の周辺部に、吐出
   管先端に設けられたノズルチップから溶剤を吐出させて
   サイドリンスする装置において、複数のノズルチップが
   収納された収納カセットから自動的に所望のノズルチッ
   プを取出し、上記吐出管先端のノズルチップと交換する
   ように構成したことを特徴とするサイドリンス装置。