JPH1027741A - ウエハの薬液処理装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハが大口径されても、設置面積の小さい
薬液処理装置を実現でき、かつウエハ面内均一性良く薬
液処理できる。 【解決手段】 薬液処理装置としての現像装置１は、薬
液として現像液１１ａが満たされた第１処理槽１１と、
薬液としてリンス液１２ａが満たされた第２処理槽１２
と、第１処理槽１１内の現像液１１ａ、第２処理槽１２
内のリンス液１２ａ中に浸漬させるウエハ２を、その表
面が現像液１１ａ、リンス液１２の液面に対して略垂直
な状態で保持するための保持部１３と、保持部１３を支
持し、かつこの保持部１３を現像液１１ａ、リンス液１
２の液面に対して昇降させる昇降部１５と、保持部１３
に設けられてなり、かつ保持部１３に保持されたウエハ
２の上下が反転するように保持部１３を反転させる反転
部１４と、昇降部１５による昇降と反転部１４による反
転とを制御する制御部１８とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路か
らなる半導体装置の製造に用いられるウエハの薬液処理
装置およびウエハの薬液処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ウエハの薬液処理装置としては、ウエハ
上に塗布され、パターン露光されたレジストを現像する
ためのレジストの現像装置が知られている。この現像装
置には、一度に複数枚のウエハを処理するバッチ式のも
のと、ウエハを１枚ずつ処理する枚葉式のものとがあ
る。前者のバッチ式のものとしては、複数枚のウエハを
ウエハカセットに収め、これらウエハをウエハカセット
ごと現像液中に浸漬させることにより現像を行うディッ
プ方式の装置があり、また後者の枚葉式のものとして
は、例えばウエハ上に現像液を盛り、そのウエハを静止
させた状態で現像を行うパドル方式の装置が知られてい
る。

【０００３】ところで、ウエハに形成される半導体集積
回路のパターンの最小加工寸法は、年々縮小化されてお
り、今や０．２５μｍに達している。よって、半導体集
積回路のパターン加工を担うリソグラフィプロセスで
も、ウエハ面内にて均一性良く上記寸法を達成すること
が必要になっている。また半導体集積回路の製造では、
ウエハ１枚あたりから得られるチップ数が多い方が生産
性などの点で有利であるため、ウエハを、現在主流にな
っている８インチから１２インチへと大口径化すること
が予定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の現像
装置は、ウエハが大口径化されると以下のような不具合
が生じる。例えばディップ方式の現像装置の場合には、
ウエハが大口径化されると、現像液を満たしておく処理
槽が大型化され、パドル方式の現像装置の場合には、現
像処理に際してウエハの周りを囲むカップが大型化され
る。このため、現像装置の設置に必要な面積が増大し
て、現像装置を設置するクリーンルームの拡大が必要に
なり、クリーンルームの清浄度の維持が非常に煩雑にな
る。またこのことに要するコストも増大する。半導体装
置の製造に用いる酸化炉などでは、このような問題を回
避するために横型炉から縦型炉への転換が進みつつあ
る。しかしながら、塗布装置や現像装置では、加熱炉に
関して積層型にするなどの開発が進められているもの
の、処理槽などに関していまだ十分な対策が講じられて
いない。

【０００５】またディップ方式の現像装置では、ウエハ
が大口径化されるとウエハ１枚を露光処理する時間も長
くなるため、複数枚のウエハをウエハカセットに収める
までに長時間を要する。その結果、タクトタイムが非常
に長くなり、かえって生産性が悪いものになる。また、
複数枚のウエハをウエハカセットに収めるまでに長時間
を要すると、ウエハ上に形成されているレジスト膜が化
学増幅型のレジストである場合には、ウエハカセットに
最初の方で収めたウエハと最後の方で収めたウエハとで
反応に差が生じて、ウエハ間でパターン寸法が不均一に
なるおそれがある。

【０００６】パドル方式の現像装置では、枚葉処理のた
め、上記したディップ方式のような問題が発生せず、生
産性などの点で有利である。しかしながら、ウエハが大
口径になると１度に現像処理する面積が大きくなるた
め、現像液がウエハ上に供給されてからその現像液がウ
エハ全面に行き渡るまでに時間差が生じる。この結果、
現像の開始時間がウエハ面内にてばらつく。例えばウエ
ハの中心部でパターン寸法が細くなったり太くなったり
という現象が生じて、ウエハ面内を均一性良く現像する
ことが困難になる。

【０００７】また従来のパドル方式の装置では、ウエハ
上に十分な量の現像液が盛られていないことがある。そ
のため、ウエハ上のレジスト膜が現像のローディング効
果を強く受けるタイプのレジスト、例えば化学増幅型レ
ジストである場合には、パターンの疎密差によって、設
計寸法が同一のパターンであっても寸法の均一性が良好
でなくなることがある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るウエハの薬
液処理装置は、薬液が満たされた処理槽と、この処理槽
内の薬液中に浸漬させるウエハを、その表面が処理槽内
の薬液面に対して略垂直な状態で保持するための保持部
と、保持部を支持し、かつこの保持部を処理槽内の薬液
面に対して昇降させる昇降部と、保持部に設けられな
り、かつこの保持部に保持されたウエハの上下が反転す
るように保持部を反転させる反転部と、昇降部による昇
降と反転部による反転とを制御する制御部とを備えてい
ることを特徴とする。

【０００９】本発明に係るウエハの薬液処理方法は、ま
ず処理槽の上方に、表面を処理槽内に満たされた薬液面
に対して略垂直になるようにしてウエハを位置させ、次
いでウエハを薬液面に向けて下降させてウエハを薬液中
に浸漬させ、ウエハの表面を処理し、その後、ウエハの
上下を反転させるとともにウエハを上昇させて薬液中か
ら引き上げることを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係る他のウエハの薬液処理
方法は、まず処理槽の上方に、表面を前記薬液面に対し
て略垂直になるようにしてウエハを位置させ、次いでウ
エハを薬液面に向けて下降させて、このウエハを薬液中
に浸漬させ、ウエハの表面を処理し、その後、薬液中の
ウエハを上昇させて、このウエハを薬液中から引き上げ
る。そのウエハを下降させる際およびウエハを上昇させ
る際には、ウエハが薬液に接する時点とウエハが薬液中
から外部に臨む時点とでウエハの上下が反転するように
ウエハを回転させることを特徴とする。

【００１１】本発明に係る薬液処理装置では、保持部に
保持されたウエハの表面を処理槽内の薬液面に対して略
垂直にした状態で、昇降部が保持部を薬液方向に向けて
下降させる。また昇降部が、その状態で保持部を薬液中
から上昇させる。よって、保持部とともにウエハが下降
して、ウエハの表面全体が速やかに薬液中に浸漬され、
また薬液中から保持部とともにウエハが上昇して、ウエ
ハが速やかに引き上げられる。またウエハを下降させる
際やウエハを上昇させる際に、反転部が、保持部に保持
されたウエハを反転させる。この結果、ウエハが薬液に
接する時点とこのウエハが薬液中から外部に臨む時点と
でウエハの上下が反転される。また制御部を備えている
ため、このような動作が自動的に行われる。さらに、処
理槽内の薬液面に対して表面が略垂直な状態でウエハが
薬液中に浸漬され、引き上げられるため、処理槽の幅が
非常に小さくて済むことになる。

【００１２】本発明に係る薬液処理方法では、ウエハの
表面を薬液面に対して略垂直にした後、ウエハを薬液面
に対して下降させてウエハを薬液中に浸漬させるので、
ウエハの表面全体が速やかに薬液中に漬かる。またウエ
ハの上下を反転させるとともにウエハを上昇させるの
で、ウエハ面内にて薬液に接触する時間がばらつかな
い。また、表面を処理槽内の薬液面に対して略垂直にし
た状態でウエハを薬液中に浸漬させ、引き上げるため、
処理槽の幅が非常に小さくて済むことになる。

【００１３】本発明に係る他の薬液処理方法では、ウエ
ハの表面を薬液面に対して略垂直にした後、ウエハを薬
液面に対して下降させてウエハを薬液中に浸漬させるの
で、ウエハの表面全体が速やかに薬液中に漬かる。また
ウエハを下降させる際およびウエハを上昇させる際に、
ウエハを回転させて、ウエハが薬液に接する時点とウエ
ハが薬液中から外部に臨む時点とでウエハの上下を反転
させるため、ウエハ面内にて薬液に接触する時間がばら
つかない。また、表面を処理槽内の薬液面に対して略垂
直にした状態でウエハを薬液中に浸漬させ、引き上げる
ため、処理槽の幅が非常に小さくて済むことになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るウエハの薬液
処理装置およびウエハの薬液処理方法の実施の形態を図
に基づいて説明する。なお、本実施形態では、レジスト
の現像装置および現像方法に本発明を適用した例につい
て述べる。図１は第１実施形態に係る現像装置を説明す
る図であり、（イ）は概略構成図、（ロ）は（イ）の要
部拡大図である。また図１では、現像処理するウエハを
保持した状態を示してある。この現像装置１は、第１処
理槽１１、第２処理槽１２、第３処理槽（図示略）、ウ
エハ２用の保持部１３、保持部１３を反転させる反転部
１４、保持部１３を回動させる回動部１５、保持部１３
を昇降させる昇降部１６、昇降部１６を水平移動させる
水平移動部１７およびこれら保持部１３、反転部１８、
回動部１５、昇降部１６、水平移動部１７を制御する制
御部１８を備えて構成されている。

【００１５】第１処理槽１１は、例えば箱型の現像槽か
らなるもので、現像処理するウエハ２とこれを保持する
保持部１３とを内部に収めることができる大きさに形成
されている。例えば第１処理槽１１は、その高さＨおよ
び長さＬが、ウエハ２の直径より大きい寸法に形成さ
れ、幅Ｗが保持部２の厚みより大きい寸法に形成されて
いる。この第１処理槽１１には、薬液である現像液１１
ａを第１処理槽１１内部に供給する供給部（図示略）が
接続されているとともに、第１処理槽１１内の現像液１
１ａを排出する排出部（図示略）が設けられている。ま
た第２処理槽１２は、例えば第１処理槽１１と同じ大き
さの箱型のリンス槽からなるもので、第１処理槽１１と
同様、薬液であるリンス液１２ａの供給部（図示略）が
接続されているとともに、リンス液１２ａの排出部（図
示略）が設けられている。

【００１６】そして供給部によって、第１処理槽１１に
は現像液１１ａが、第２処理槽１２にはリンス液１２ａ
がそれぞれ満たされた状態となっている。また第１処理
槽１１内の現像液１１ａは、現像処理が行われた後、次
の現像処理が行われる間に、供給部および排出部によっ
て全部または一部が交換されるようになっており、第２
処理槽１２ａ内のリンス液１２ａは、リンス処理中また
はリンス処理が行われた後、次の現像処理が行われる間
に、全部または一部が交換されるようになっている。

【００１７】また通常、現像液１１ａはアルカリ性であ
り、空気中の炭酸ガスなどの酸化性のガスによって濃度
変化を起こす場合がある。よって、第１処理槽１１は、
その内部の現像液１１ａの濃度変化を防止するために、
現像処理が行われない時に第１処理槽１１の上部に蓋を
する開閉機構（図示略）と、蓋をした状態で第１処理槽
１１の内部を酸化性ガスを含有しない気体で置換するパ
ージ機構（図示略）とを備えている。第３処理槽は、平
面視略円形のスピンカップからなるもので、リンス処理
後のウエハ２をスピン乾燥させるためのスピン部が設け
られている。これら第１処理槽１１、第２処理槽１２、
第３処理槽は、昇降部１６の移動方向に沿って略直線状
に並んで設けられているとともに、互いに近接して配置
されている。

【００１８】保持部１３は、現像処理するウエハ２を第
１処理槽１１内の現像液１１ａや第２処理槽１２内のリ
ンス液１２ａの液面に対して略垂直に保持するためのも
ので、アーム１３ａ、ハンド１３ｂおよび駆動源（図示
略）とから構成される。アーム１３ａは例えば逆Ｌ字状
をなし、その先端にハンド１３ｂが設けられている。ハ
ンド１３ｂは、ウエハ２の周縁を両側から挟み込む状態
で保持するものであり、駆動源の駆動によってウエハ２
を保持し、またこの保持を解消するようになっている。
この保持部１３は、現像液１１ａやリンス液１２ａなど
に対して耐薬品性を有し、しかもウエハ２との接触によ
りパーティクルなどが発生しにくい材料、例えばフッ素
系の材料で形成されている。上記保持部１３には、反転
部１４と回動部１５とが設けられている。

【００１９】反転部１４は、ウエハ２の表面が現像液１
１ａやリンス液１２ａの液面に対して略垂直に保持され
た状態において、そのウエハ２の上下が反転するように
保持部１３を反転させるためのものである。例えば図１
（ロ）に示すように、連結棒１４ａと、ピン１４ｂと、
駆動源（図示略）とから構成されている。連結棒１４ａ
は、保持部１３のアーム１３ａとハンド１３ｂとの間に
介装されて、これらを連結するもので、一端がハンド１
３ｂに固定されている。また他端が、ハンド１３ｂに保
持されたウエハ２の略中心位置にて、ピン１４ｂにより
アーム１３ａと接続されている。なお連結棒３１ｂの他
端は、ピン１４ｂに固定された状態になっている。駆動
源は例えば回転モータからなり、この回転軸に上記ピン
３１固定されている。もしくは、上記回転軸がピン３１
を兼ねたものであってもよい。またこの場合、アーム１
３ａが例えば筒状をなしており、駆動源は外部に露出し
ないようアーム１３ａの内部に収容されている。

【００２０】この反転部１４では、駆動源の駆動により
回転軸が回転すると、これに伴って連結棒１４ａがピン
１４ｂを中心にして回転する。そして、このことによっ
てンド１３ｂがピン１４ｂを中心にして回転する。よっ
て、ハンド１３ｂにウエハ２が、例えば第１処理槽１１
内の現像液１１ａの液面に対して表面が略垂直となるよ
うに保持されている場合には、駆動源が駆動すると、ウ
エハ２の上下が反転されるようになっている。

【００２１】回動部１５は、保持部１３に保持されたウ
エハ２の表面が、第１処理槽１１内の現像液１１ａの液
面や、第２処理槽１２内のリンス液１２ａの液面に対し
て略垂直になるように保持部１３を回動させるものであ
る。例えば回転モータからなり、保持部１３のアーム１
３ａの後端側に、回転モータの回転軸とアーム１３ａの
後端とを連結した状態で設けられている。そして、回転
軸の回転により、アーム１３ａの長さ方向を軸にして保
持部１３を回動させることによって、保持部１３に保持
されたウエハ２が回転するようになっている。なお、例
えば回転モータの回転軸自身でアーム１３ａ自体を構成
することも可能である。

【００２２】昇降部１６は、保持部１３のアーム１３ａ
を支持するとともに、保持部１３を第１処理槽１１内の
現像液１１ａの液面や、第２処理槽１２内のリンス液１
２ａの液面に対して昇降させるものである。ここでは、
昇降部１６は回動部１５を介してアーム１３ａを支持し
ており、回動部１５と保持部１３とを昇降させるように
なっている。また例えば昇降部１６は、水平方向に対し
て略垂直に立設されかつ回動部１５を固定したシリンダ
１６ａと、シリンダ１６ａを昇降させる駆動源（図示
略）とから構成されている。なお、例えば上記シリンダ
１６ａの長さ方向に沿ってラックアンドピニオン機構の
ラック（図示略）を設けて、このラックに回転部１４を
固定し、ラックと噛み合うピニオンおよびこれを回動さ
せる駆動源（いずれも図示略）を設けることにより、昇
降部１６を構成することも可能である。

【００２３】水平移動部１７は、上記した昇降部１６を
支持しかつ水平方向に移動させるもので、例えば第１処
理槽１１、第２処理槽１２、第３処理槽の配列方向に沿
って設けられたレール１７ａと、レール１７ａ上を走行
する車輪および車輪を駆動する駆動源を備えた本体１７
ｂとからなっている。なお、ここでは例えばレール１７
ａは、現像処理の前の工程、すなわちレジストのパター
ン露光後の熱処理（post-exposure bake; ＰＥＢ）工程
が行われる位置から、現像処理の次の熱処理工程が行わ
れる位置まで設けられている。

【００２４】制御部１８は、保持部１３の駆動源、反転
部１４の駆動源、回動部１５の回転モータ、昇降部１６
の駆動源、水平移動部１７の駆動源に接続されてそれぞ
れを制御するものである。この制御部１８による制御に
よって、ハンド１３ｂによるウエハ２の保持、保持部１
３の回動および反転、保持部１３の昇降、昇降部１６の
水平移動が自動的に行われるようになっている。

【００２５】次に、上記現像装置１を用いたウエハ２表
面のレジストの現像方法に基づき、本発明の薬液処理方
法の第１実施形態を図２を用いて説明する。まず表面に
レジストが塗布され、パターン露光、熱処理が行われた
ウエハ２を現像処理するにあたり、図２のステップ１
（以下、ステップをＳＴと記す）に示すように、昇降部
１６を熱処理工程位置まで移動させて現像処理するウエ
ハ２を保持部１３に保持させる。なお、ウエハ２を保持
させる際には、保持部１３のアーム１３ａおよび反転部
１４がウエハ２の裏面側に位置するようにする。通常、
この状態では、ウエハ２の表面が第１処理槽１１内の現
像液１１ａの液面と反対の側、つまり上方向に向いてい
る。

【００２６】次いで、第１処理槽１１の位置まで昇降部
１６を移動させて、保持部１３に保持されたウエハ２を
第１処理槽１１の上方に位置させる。そして、保持部１
３の回動によってウエハ２を回動させて、ウエハ２の表
面を現像液１１ａの液面に対して略垂直な状態にする。
またはウエハ２を回動させつつ、ウエハ２を第１処理槽
１１の上方に位置させる。（ＳＴ２）。続いて、保持部
１３を下降させることにより、ウエハ２を現像液１１ａ
の液面に向けて下降させ、その液面に対して表面を略垂
直にした状態でウエハ２を速やかに現像液１１ａに浸漬
させて、ウエハ２の表面を処理する（ＳＴ３）。

【００２７】所定時間が経過した後、現像液１１ａ中
で、その液面に対して略垂直に保持されているウエハ２
の上下を反転部１４により速やかに反転させる。そして
保持部１３の上昇により現像液１１ａ中のウエハ２を上
昇させ、現像液１１ａ中から速やかに引き上げる。また
はウエハ２の上下を反転させつつ、ウエハ２を現像液１
１ａ中から速やかに引き上げる（ＳＴ４）。

【００２８】そして、第２処理槽１２の位置まで昇降部
１６を移動させて、第２処理槽１２の上方にウエハ２を
位置させる。このとき、ウエハ２の表面は、第２処理槽
１２内のリンス液１２ａの液面に対して略垂直な状態に
保持される（ＳＴ５）。次いで、ＳＴ３と同様にしてウ
エハ２をリンス液１２ａの液面に向けて下降させ、その
液面に対して略垂直にした状態でウエハ２を速やかにリ
ンス液１２ａ中に浸漬させて現像を停止させ、ウエハ２
の表面をリンスする（ＳＴ６）。このリンス処理では、
大量のリンス液１２ａでウエハ２をリンスした方が、ウ
エハ２に付着している現像液１１ａを確実に除去できる
ため、リンス液１２ａを高速で交換することが望まし
い。

【００２９】リンスを行った後は、現像の際と同様にし
て、リンス液１２ａ中で、その液面に対して略垂直に保
持されているウエハ２の上下を反転部１４により速やか
に反転させた後、回動部１５および保持部１３の上昇に
よってウエハ２を上昇させ、リンス液１２ａ中から速や
かに引き上げる。またはウエハ２の上下を反転させつ
つ、ウエハ２をリンス液１２ａ中から速やかに引き上げ
る（ＳＴ７）。

【００３０】次に、第３処理槽の位置まで昇降部１６を
移動させるとともに保持部１３の回動によってウエハ２
を回動させて表面を上方向に向け、スピン部上にウエハ
２を載置する。そして、スピン乾燥によりウエハ２に付
着しているリンス液を除去し、乾燥させる（ＳＴ８）。
以上の工程によって、ウエハ２表面のレジストの現像処
理を終了する。

【００３１】このように第１実施形態の現像方法によれ
ば、表面を現像液１１ａ、リンス液１２ａの液面に対し
て略垂直にしてウエハ２を現像液１１ａ、リンス液１２
ａに漬けるので、現像処理に際して用いる第１処理槽１
１、第２処理槽１２の幅を非常に小さく設定することが
できる。この結果、従来のものに比べて設置面積の非常
に小さい現像装置１を実現することができる。また、ウ
エハ２が大口径化されても、第１処理槽１１、第２処理
槽１２の高さおよび長さの寸法が若干大きくなるだけで
済むため、設置面積がほとんど増えない。したがって、
ウエハ２の大口径化に伴う現像装置１の設置面積の増大
を防止でき、このことによりクリーンルームの拡大を抑
制できるので、クリーンルームの清浄度を容易に維持す
ることができる。またそれに要するコストも削減するこ
とができる。

【００３２】また上記現像方法によれば、ウエハ２の表
面を現像液１１ａ、リンス液１２ａの液面に対して略垂
直にした状態で、速やかに現像液１１ａ、リンス液１２
ａに漬けるので、ウエハ２が大口径のものであっても、
ウエハ２の面内にて均一に現像を開始させ、停止させる
ことができる。また、現像液１１ａ中にウエハ２を浸漬
させて現像することから、ウエハ２の表面全体に十分な
量の薬液が行き渡る。このため、現像処理するレジスト
が、表面難溶化が強く、したがって現像のローディング
効果を受けやすいタイプのものであっても、パターンの
疎密差の影響を受けることなく、設計寸法が同一のパタ
ーンをウエハ２の面内にて均一な寸法に現像することが
できる。

【００３３】さらにウエハ２が、現像液１１ａ、リンス
液１２ａに浸漬された時点に対して上下が反転されてこ
れらの液中から引き上げられるので、ウエハ２面内にお
いて現像液１１ａ、リンス液１２ａに接する時間をほぼ
一定にすることができる。したがって、この現像方法に
よれば、ウエハ２が大口径のものであっても、現像のウ
エハ２面内均一性に優れたリソグラフィプロセスを実現
することができる。

【００３４】また第１実施形態の現像装置１にあって
は、回動部１５および昇降部１６を備えていることか
ら、ウエハ２の表面を現像液１１ａ、リンス液１２ａの
液面に対して略垂直にし、この状態でウエハ２を現像液
１１ａ、リンス液１２ａに速やかに浸漬させることがで
きるとともに、反転部１４を備えていることから、ウエ
ハ２の上下を反転させて現像液１１ａ、リンス液１２ａ
中から引き上げることができる。よって、上記した現像
方法を実現することができ、しかも大口径ウエハ２であ
っても、第１処理槽１１、第２処理槽１２を従来のもの
に比べて設置面積の非常に小さいものとすることができ
るので、この現像装置１によれば、上記した現像方法と
同様の効果を得ることができる。

【００３５】さらに現像装置１は、水平移動部１７を備
えていることから、現像、リンス、乾燥の一連の現像処
理を連続して行うことができ、しかも制御部を備えてい
るため、自動化された現像処理を実施することができ
る。また現像装置１はデッィプ方式の装置であることか
ら、現像液１１ａ、リンス液１２ａの攪拌、温度調節、
超音波発生装置などの取り付けもパドル方式のものに比
べて簡単に実現することができる。またデッィプ方式は
パドル方式に比較して、現像液１１ａ、リンス液１２ａ
の液量が多いことから、現像装置１では現像液１１ａ、
リンス液１２ａの温度も容易に一定に保ことができる。
さらに現像装置１はデッィプ方式であることから、現像
中は常にレジストと現像液１１ａとの反応により溶出し
た溶出物が第１処理槽１１内に残っている。このため、
現像を効率良く進めることができるとともに、現像のロ
ーディング効果の低減を図ることができる。

【００３６】図３は、第１実施形態に係る現像装置１お
よび現像方法を用いて現像処理を行った場合と、従来の
パドル方式の現像装置を用いて現像処理を行った場合と
のそれぞれについて、ウエハ面内均一性を調べた結果を
示した図である。ここでは、１２インチのウエハ上に約
０．７μｍの厚みのレジスト、例えば化学増幅型レジス
ト膜を形成した後、１２インチのウエハに対応するよう
改造した縮小投影露光装置（開口数ＮＡ＝０．５５ レ
チクル照明系のＮＡと投影系のＮＡとの比σ＝０．５
５）を利用して露光を行った。

【００３７】またパターン露光には、ロジック試作用の
ＴＥＧマスクを用い、ゲートアレイ部（以下、ゲートア
レイをＧ／Ａと記す）と単体トランジスタ部（０．２５
μｍ）（以下、トランジスタをＴｒと記す）との寸法
を、測長ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）（加速電圧１Ｋ
Ｖ）を用いて測定した。ただし、ＳＥＭにおいては１２
インチのウエハに対応するように改造できなかったた
め、ウエハを劈開して測定を行った。なお、２５枚のウ
エハを同様に処理し、各ウエハの面内９ヵ所を測定した
が、図３においてはＮｏ．３のウエハの面内均一性と、
２５枚のウエハをトータルした面内均一性とを示す。

【００３８】図３から、実施形態に係る現像装置１およ
び現像方法を用いて現像処理を行った場合には、従来の
パドル方式による現像に比較して、ウエハ面内均一性良
く現像を行うことができることが明らかである。また実
施形態の現像処理では、従来のパドル方式による現像に
比較して、パターンの疎密差の影響を受けていないこと
が確認される。したがって、この結果からも明らかなよ
うに、上記実施形態に係る現像装置１および現像方法よ
れば、ウエハが大口径であっても、ウエハ面内にて均一
性良く現像を行うことができる。

【００３９】なお、上記実施形態の現像方法において、
第１処理槽１１内の現像液１１ａ、第２処理槽１２内の
リンス液１２ａの交換の際には、現像液１１ａ、リンス
液１２ａをオーバーフローさせることによって、その一
部を交換することも可能である。特に現像液１１の場合
には、オーバーフローによる交換を行うと、液の濃度を
一定に保ち易いという利点がある。

【００４０】また上記した現像装置１では、現像を行う
第１処理槽１１と、リンスを行う第２処理槽１２とを１
つずつ設けているが、複数の第１処理槽１１、複数の第
２処理槽１２を直線状に近接して配置することも可能で
ある。この場合には、直前の処理に用いた処理槽以外の
処理槽で次の処理を行うようにすることができるので、
現像、リンスの処理と、現像液、リンス液の交換とを効
率良く行うことができ、常に現像液、リンス液を清浄に
保持することができる。また、第１処理槽１１、第２処
理槽自体の設置面積が非常に小さくて済むため、これら
を複数設けても、現像装置１の設置面積にほとんど影響
がない。

【００４１】次に、この発明の第２実施形態に係る現像
装置および現像方法を図４を用いて説明する。この現像
装置３において上記した現像装置１とは、保持部１３の
構成と反転部１９の構成とが相違している。すなわち、
この反転部１９を備えた現像装置３では、保持部１３の
アーム４３が、回動部１５（図１参照）を介して昇降部
１６に支持された第１アーム４３ａと、この先端に設け
られた第２アーム４３ｂとからなり、第２アーム４３ａ
の先端に現像装置１と同様のハンド１３ｂが設けられて
いる。そして反転部１９は、第１アーム４３ａと第２ア
ーム４３ｂとを連結する回動軸１９ａと、回動軸１９ａ
を回動させる駆動源（図示略）とから構成されている。

【００４２】ここで、回動軸１９ａには第２アーム４３
ｂが固定されており、駆動源の駆動によって第２アーム
４３ｂが回動軸１９ａを軸にして回動するようになって
いる。したがって、ハンド１３ｂにウエハ２が保持され
ており、このウエハ２の表面が、例えば第１処理槽１１
内の現像液１１ａの液面に対して略垂直に保持されてい
る場合には、第２アーム４３ｂが回動軸１９ａを軸にし
て１８０度回転すると、ウエハ２の上下が反転されるよ
うになっている。なお、回動軸１９ａは、ウエハ２を現
像液１１ａ、リンス液１２ａに浸漬させている際に、こ
れらの液に漬からない位置に設けられていると、パーテ
ィクルの発生などの点で有利である。

【００４３】このような現像装置３を用いたウエハ２表
面のレジストの現像方法では、第１実施形態の方法と同
様に、ウエハ２の表面を現像液１１ａ、リンス液１２ａ
の液面に対して略垂直にした状態でウエハ２を現像液１
１ａ、リンス液１２ａ向けて下降させて速やかに浸漬さ
せ、その後、ウエハ２を上昇させて引き上げる。ただ
し、ウエハ２を上昇させる際にウエハ２を反転させる第
１実施形態の方法とは異なり、ウエハ２を下降させる際
およびウエハ２を上昇させる際に、ウエハ２が現像液１
１ａやリンス液１２ａに接する時点と、ウエハ２が現像
液１１ａやリンス液１２ａから外部に臨む時点とでウエ
ハ２の上下が反転するように、ウエハ２を回転させる。

【００４４】例えば、第２アーム４３ｂを略９０度回転
させながらウエハ２を現像液１１ａ、リンス液１２ａに
浸漬させ、さらに同じ方向に第２アーム４３ｂを略９０
度回転させながら現像液１１ａ中、リンス液１２ａ中か
らウエハ２を引き上げる。このような現像方法およびこ
の現像方法を実現できる現像装置３によっても、ウエハ
２面内において現像液１１ａ、リンス液１２ａに接する
時間をほぼ一定にすることができるので、ウエハ２面内
均一性に優れた現像を行うことができる。また、ウエハ
２の表面を現像液１１ａ、リンス液１２ａの液面に対し
て略垂直にした状態でウエハ２の現像、リンスを行うの
で、大口径ウエハ２であっても、現像装置３の設置面積
の増大を防止できるなど、第１実施形態と同様の効果を
得ることができる。

【００４５】なお、本実施形態では、本発明を現像装置
および現像方法に適用した例を述べたが、本発明はこの
他、洗浄処理装置および洗浄処理方法、ウエットエッチ
ング装置およびウエットエッチング方法など、様々な薬
液処理装置および薬液処理方法に適用できるのはもちろ
んである。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る薬液処
理装置によれば、ウエハの表面を処理槽内の薬液面に対
して略垂直にした状態でウエハを薬液中に浸漬させるこ
とができ、このことにより処理槽の幅が非常に小さて済
むので、ウエハが大口径化されても設置面積の小さい現
像装置を実現することができる。したがって、本発明を
用いれば、クリーンルームの拡大を防止でき、クリーン
ルームの清浄性を容易に維持することができる。またそ
れに要するコストの削減を図ることができる。またウエ
ハの表面全体を速やかに薬液中に浸漬させ、引き上げる
ことができるとともに、その際にウエハの上下を反転さ
せることができるので、大口径ウエハであっても、ウエ
ハ面内均一性に優れた現像を行うことができる。さらに
制御部を備えているため、このような薬液処理を自動的
に行わせることができる。

【００４７】本発明に係る薬液処理方法によれば、ウエ
ハの表面を処理槽内の薬液面に対して略垂直にした状態
でウエハを薬液中に浸漬させることができるので、幅の
小さな処理槽で薬液処理を行うことができる。また、ウ
エハの表面全体を速やかに薬液中に浸漬させ、引き上げ
るとともに、引き上げの際にウエハの上下を反転させる
ので、薬液処理時間をウエハ面内にて均一とすることが
できる。したがって本発明を用いれば、上記発明装置と
同様、ウエハが大口径化さてれても、設置面積の小さい
薬液処理装置を実現でき、かつウエハ面内にて均一性良
く薬液処理を行うことができるといった効果が得られ
る。

【００４８】本発明に係る他の薬液処理方法によれば、
ウエハの表面を処理槽内の薬液面に対して略垂直にした
状態でウエハを薬液中に浸漬させることができるので、
上記発明方法と同様、設置面積の小さい薬液処理装置を
実現できる。また、ウエハの表面全体を速やかに薬液中
に浸漬させ、引き上げるとともに、浸漬の際および引き
上げの際にウエハの上下を反転させるので、薬液処理時
間をウエハ面内にて均一とすることができる。したがっ
て、上記発明装置と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る薬液処理装置の第１実施形態を説
明する図であり、（イ）は概略構成図、（ロ）は（イ）
の要部拡大図である。

【図２】本発明に係る薬液処理方法の第１実施形態の工
程図である。

【図３】実施形態の処理と従来処理とによるウエハ面内
均一性を調べた結果を示す図である。

【図４】本発明に係る薬液処理装置および薬液処理方法
の第２実施形態の説明図である。

【符号の説明】

１、３ 現像装置 ２ ウエハ １１ 第１処理槽
１１ａ 現像液 １２ 第２処理槽 １２ａ リンス液 １３ 保持
部 １４、１９ 反転部 １５ 回動部 １６ 昇降部
１７ 水平移動部 １８ 制御部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薬液が満たされた処理槽と、 該処理槽内の薬液中に浸漬させるウエハを、その表面が
   前記処理槽内の薬液面に対して略垂直な状態で保持する
   ための保持部と、 該保持部を支持し、かつこの保持部を前記処理槽内の薬
   液面に対して昇降させる昇降部と、 前記保持部に設けられてなり、かつ該保持部に保持され
   たウエハの上下が反転するように前記保持部を反転させ
   る反転部と、 前記昇降部による昇降と前記反転部による反転とを制御
   する制御部とを備えていることを特徴とするウエハの薬
   液処理装置。
2. 【請求項２】 前記昇降部を支持しかつ該昇降部を水平
   方向に移動させる水平移動部を備えていることを特徴と
   する請求項１記載のウエハの薬液処理装置。
3. 【請求項３】 前記保持部には、該保持部に保持された
   ウエハの表面が前記処理槽内の薬液面に対して略垂直に
   なるように前記保持部を回動させる回動部が設けられて
   いることを特徴とする請求項１記載のウエハの薬液処理
   装置。
4. 【請求項４】 前記保持部には、該保持部に保持された
   ウエハの表面が前記処理槽内の薬液面に対して略垂直に
   なるように前記保持部を回動させる回動部が設けられて
   いることを特徴とする請求項２記載のウエハの薬液処理
   装置。
5. 【請求項５】 前記処理槽を複数備えており、該複数の
   処理槽が前記昇降部の移動方向に沿って互いに近接して
   配置されていることを特徴とする請求項２記載のウエハ
   の薬液処理装置。
6. 【請求項６】 前記処理槽を複数備えており、該複数の
   処理槽が前記昇降部の移動方向に沿って互いに近接して
   配置されていることを特徴とする請求項３記載のウエハ
   の薬液処理装置。
7. 【請求項７】 前記処理槽を複数備えており、該複数の
   処理槽が前記昇降部の移動方向に沿って互いに近接して
   配置されていることを特徴とする請求項４記載のウエハ
   の薬液処理装置。
8. 【請求項８】 処理槽内に満たされた薬液にウエハを浸
   漬させて該ウエハの表面を薬液処理する方法であって、 前記処理槽の上方に、表面を前記薬液面に対して略垂直
   になるようにしてウエハを位置させる第１工程と、 ウエハを前記薬液面に向けて下降させて、このウエハを
   薬液中に浸漬させる第２工程と、 前記薬液中のウエハの上下を反転させるとともにウエハ
   を上昇させて、このウエハを薬液中から引き上げる第３
   工程とを有することを特徴とするウエハの薬液処理方
   法。
9. 【請求項９】 処理槽内に満たされた薬液にウエハを浸
   漬させて該ウエハの表面を薬液処理する方法であって、 前記処理槽の上方に、表面を前記薬液面に対して略垂直
   になるようにしてウエハを位置させる第１工程と、 ウエハを前記薬液面に向けて下降させて、このウエハを
   薬液中に浸漬させる第２工程と、 前記薬液中のウエハを上昇させて、このウエハを薬液中
   から引き上げる第３工程とを有し、 前記第２工程でウエハを下降させる際および前記第３工
   程でウエハを上昇させる際には、ウエハが前記薬液に接
   する時点と該ウエハが薬液中から外部に臨む時点とでウ
   エハの上下が反転するように該ウエハを回転させること
   を特徴とするウエハの薬液処理方法。