JPS60189936A - 半導体製造装置 - 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】 （発明の技術分野） 本発明は半導体製造装置の一種である処理液（例えば現
像液）によるウェハの処理装置に関するものである。

（５ｒ３明の背景） 従来のこの種の装置は、（イ）スピンナーヘッドの上に
ウェハを載せてウェハを回転させておきながら処理液を
上方から噴霧するスプレー方式、（ロ）ウェハ１〜２５
枚をキャリヤーにセットし、これを処理液槽内に浸漬し
、場合により処理液を攪拌させる浸漬方式、（ハ）スピ
ンナーヘッドの上にウェハを載せ、ウェハの上に少量の
処理液を流して盛り上げ、一定時間経過後、スピンナー
ヘッドを回転させて処理液を遠心力で飛ばすパドル処理
方式との３種に大別される。

しかしながら、（イ）スプレー方式は、ウェハの処理面
が上に向いており、そのため、はこりが落下付着し易い
こと；処理液の精緻な温度コントロールが難しく、その
ため処理が一定になされないこと；スプレーむらが生じ
、そのため処理が一様になされないこと；噴霧のために
Ｎ２ガスを使用するが、Ｎ２ガス中の塵埃の除去が困難
なこと；エレクトロンビーム露光（Ｋ１３Ｍ　）用の一
ホトレジストに対しては混合溶媒を用いた処理液が使用
されるが、噴霧中に溶媒の蒸気圧差により一方が蒸発し
てしまい、処理液が変化する恐れがあるので、使用でき
ない゛こと；ウェハ周辺部の処理が早く進み、処理が一
様になされないこと；噴霧された処理液がミストとして
空中に残り、処理後の乾燥工程でそれらのミストが濃縮
されウェハ上に落下しレジスト上に付着すると、ピンホ
ールを発生させること；などの欠点がある。

また、ｃ口〕浸漬方式は、処理液が大量に必要なこと；
ウェハのロット内及びロット間で処理が一定しないこと
；処理後のウェハの乾燥が面倒で自動化が難しいこと；
混合溶剤を用いた処理液で処理することは難しいこと；
などの欠点を有している。

また（ハ）パドル処理方式は、ウェハの処理面が上に向
いており、そのため、はこりが落下付着し易いこと；処
理液の精緻な温度コントロールが難しいこと；ウェハ周
辺部の処理が早く進み、処理が一様になされないこと；
混合溶媒を使用する処理には向かないこと；などの欠点
がある。

（発明の目的） 本発明の目的は上記諸欠点のない新しい方式による半導
体製造装置を提供するにある。

（発明の概要） そのため、本発明は、処理液を入れるカップ（１）及び
処理されるべきウェハの非処理面である上面を吸着する
真空チャック装置（２）とからなり。

該カップ（１）と該チャック装置（２）とは相対的に接
近−離隔自在となしたことを特徴とする半導体製造装置
を提供する。

以下、図面を引用して実施例により、本発明を具体的に
説明する。

（実施例） 第１図は本実推測の半導体に造装置の主要部を示す断面
図である。

引用数字（２）はカップ、（２）は真空チャック装置で
あり、真空チャック装Ｍ（２）は矢印（ト）方向に真空
に引くことによって想像線で示すウニウェハ（Ｗ）を離
脱できる。

カップ（１〕とチャック装置（２〕とは、図示していな
い駆動系によって相対的に接近ＪＩ１１隔可能になって
おり、ウェハ（Ｗ）の処理の際はウェハ（Ｗ）ｔ−カッ
プ（１）内の処理液に接触させるため、チャック装置（
２）とカップ（１）とは相対的に接近し、処理が終了し
たならば、ウェハ（５）を次のウェハ（Ｗ）と取り替え
るため、又は別のチャ、り装置（２′）と交換するため
、チャック装置（２）とカップ〔１〕とは相対的にｍ＠
する。

カップ（１）の中には処理液例えば現像液、工、チンダ
液、リンス液などｔ一層厚が０．５〜２．５１１１１１
１好ましくは０．５〜１０Ｍ特に０．５〜５隨となる位
の量大れる。この場合、カップ（１）内に予め処理液を
入れておき、それからウェハ（、Ｗ）の下面に当る処理
面と処理液表面とを接近させて、両者を接触させてもよ
いし、ウェハ（Ｗ）の処理面とカップ（１）の底面とを
予め接近させておき、それから処理液をカップ（１）内
に注ぎ込んでもよい。この場合、ウェハ（Ｗ）の処理面
とカップの底面との間を毛管現象が生じるほどに狭くし
ておき、処理液を毛管現象を利用して、その間に送り込
んでもよい。毛管現象を利用Ｔると、ヅエハ（ロ）処理
面への泡の付着がなくなるので好ましい。

以上の通り、処理液を少量で済むようにすれば、処理液
の節約になるばかりでなく、処理液の温度コントロール
が容易になり、それだけ処理の程度が一様、一定になる
。

次にカップ（１）とチャック装置（２）との運動につい
て説明する。この運動は処理の程度が一様、一定になる
ようにするためのものであり、カップ（１）とチャック
装置（２）とは、それぞれ単独で又は連動させて、相対
的に、ウェハ（Ｗ）処理面に直角な方向の中心軸の回り
を回転又は遊星運動させる。これらの運動は連続的でも
間欠ｅ的でもよい。また、経時的に交互反転運動を繰り
返してもよい。

これらの運動と共に又は単独でカップ（１）とチャック
装置（２）とは相対的に上下振動させてもよい。これに
より処理液はより攪拌されてより均一化し、処理時間の
短縮、処理程度の一様（一枚のウェハについて処理ムラ
がないこと）、一定（ウェハと別のウェハとの間に処理
のバラツキがないこと）が達せられる。

尚、前記上下振動はＯＨｚから超音波振動領域まで任意
の振動数をとることができる。

上下振動ばかりでなく、カップ（１）とチャック装置（
２）とは水平方向に微振動させてもよい。

一方、処理液の温度コントロールのためにカップ（１）
は、本体自身が中空構造になっていてもよい。この中空
構造の部分に熱媒例えば水を流し。

この熱媒の温度を±０．１℃の精度でフントロールし、
それにより処理液の温度フントロールを行なってもよい
。

この場合、カップ（１〕の中空部分に第２図に示すよう
に超音波振動子（３）を配設して熱媒０を振動させ、そ
れにより間接的に処理液を攪拌してもよい。

また、処理液の温度及び濃度の均一化のために、第３図
に示すようにカップ（１）の処理液（Ｄ）内に超音波振
動子又はマグネットスターラーの攪拌翼（４）を配設し
、これにより処理液を直接攪拌してもよい。後者の場合
、スターラ二本体みカップ（１）の中空部分又はカップ
下部に配設する。

超音波振動を利用するときは、ウェハ（Ｗ）を処理液表
面上に浮かせるか又は表面より例えば３鰭以下の高さに
浮かしておいてもよく、浮かしておいても超音波振動に
より処理液表面が波型つので、処理液がウェハ（Ｗ）に
触れる。こうすれば処理液（Ｄ）はより少量で済む。

場合によっては、第４図に示すようにカップ（１）の底
面から不活性ガス例えばＮ２ガスを放出させ。

これにより処理液を攪拌してもよい。

更に処理液の節減と十分な攪拌効果を目的として、第５
図に示すように、カップ（１）に処理液の循環系（５）
を配設し、ポンプ（５ａ）で処理液を矢印方向に循環さ
せると共に処理液をカップ（１）の底面より噴出又はス
プレーさせ、使用済みの処理液をフィルター（５ｂ）を
通して浄化し、再使用してもよい。

処理液でウェハ（Ｗ）を処理中、ウェハ（Ｗ）に泡とな
って処理液が付着すると処理ムラが生じる恐れがあるの
で泡がウェハ（Ｗ）に付着するのを防ぐために処理液上
の雰囲気を減圧又は真空状態にしてもよい。

他方、ウェハ（Ｗ）の温度コントロールのために真空チ
ャック装置（２）も、本体自身を中空構造とし、その中
を熱媒を流してもよい。

（実施例２） ここでは、第６図に示すようにカップ（１）及びチャッ
ク装置（２）が水平に対して０〜６０°好ましくけ０〜
３０°傾斜している装置について説明する。

カップ（１）の低い方の部分に矢印（Ｄ′）方向から少
量ずつ処理液（Ｄ）を入れると、カップ（１）とウェハ
（Ｗ）の処理面との間が十分狭い場合。

毛管現象によってその間を処理液が登っていくので、泡
の生成及び付着防止がはかれる。この場合。

処理液はウェハ（Ｗ）の処理面全体に処理液が行き渡る
最少限の量でもよく、更にウェハ（Ｗ）の処理面全体に
処理液が行き渡らない更に少量でもよい。後者の場合で
もウェハ（Ｗ）を運動させるので結局処理面全体に処理
液が接触することになり、心配慣ない。この場合、処理
液が水性であれば、ウェハ（Ｗ）の非処理面（上面）を
予め撥水性にしておくと、処理液がはじかれて非処理面
にまわることがないので、それだけ処理液は少量で済む
ことになる。

カップ（１）及びチャック装置（２）の運動は笑推測１
と同様に回転、遊星が可能で、それも間けつ連動、交互
反転連動でもよい。

（発明の効果） 以上の通り、本発明によれば、ウェハの処理面が下向き
のため、はこりの付着が少なく、処理液が少量で済むた
め温度コントロールが±０．１℃まで可能であり、再現
性が良好で処理の程度が一様でムラがなく、一定でバラ
ツキがなく、サブミクロンのパターンに対応でき、ウェ
ハの大口径化にも対応でき、更に処理液の管理が容易に
なるなどの利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の実施例にかかる半導体装置の主要
部又は一部の断面を説明する概念図である。 （主要部分の符号の説明〕 １・・・カップ ２・・・真空チャック装量 Ｗ…ウェハ Ｄ・・・処理液 出　願　人　日本光学工業株式会社 代理人渡辺　隆　男

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、処理液を入れるカップ（１）及び処理されるべきウ
   ェハの非処理面である上面を吸着する真空チャック装置
   （２）とからなり、該カップ（１）と該チャック装置（
   ２）とは相対的に接近−離隔自在となしたことを特徴と
   する半導体製造装置。 ２、　前記カップ（１）に入れる処＠ｉ液の層淳が０．
   ５〜２５闘であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の半導体製造装置。 ３、　前記カップ（１）またはチャック装置（２）がウ
   ェハ処理面に直角な方向の中心軸の回りを回転連動又は
   遊星連動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の半導体製造装置。 ４、前記回転運動又は遊Ｍ−ｊ！！動が間けっ的である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の半導体製
   造装置。 ５、前記回転運動又は遊星運動が経時的に交互反転運動
   であることを特徴とする特許請求の範囲第３項又は第４
   項記載の半導体製造装置。 ６、　前記カップ（１）又はチャック装置（２）が上下
   に振動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の半導体製造装置。 ７、　前記振動が超音波振動であることを特徴とする特
   許請求の範囲第６項記載の半導体製造装置。 ８　前記カップ（１）又はチャック装置〔２〕が水平に
   微振動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の半導体製造装置。 ９、前記カップ（１）の本体自身が中空構造を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   半導体製造装置。 １０、Ｉｒ１ｌ記中空部分に熱媒を流すことを特徴とす
   る特許請求の範囲第９項記載の半導体！ｉ！！造装置。 １１、前記熱媒が水であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１０項記載の半導体製造装置。 １２．　前記中空部分に超音波振動子を取付け、前記熱
   媒を振動させることにより間接的にカップ（１）内の処
   理液を攪拌すること全特徴とする特許請求の範囲第１０
   項紀載の半導体製造装置。 １３、前記カップ（１）の内側に処理液攪拌のための攪
   拌装置を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の半導体製造装置。 １４、前記攪拌装置が超音波振動子であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１３項記載の半導体製造装置。 １５、前記攪拌装置がマグネットスターラーの攪拌翼で
   あって、マグネ、トスターラ一本体は前記カップ（１）
   の中空部分に配設したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１３項記載の半導体製造装置。 １６、前記超音波振動子によってウェハを処理液上に浮
   かし、処理中はウェハを前記チャック装置（２）から離
   脱させることを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載
   の半導体製造装置。 １７、前記カップ（１）に不活性ガスバブル発生器を設
   け、処理液を泡によって攪拌することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の半導体製造装置。 １８、前記カップ（１）に処理液の外部循環系を設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体製
   造装置。 １９、前記カップ（１）の底面に処理液の噴出口を多数
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１８項記載の
   半導体製造装置。 ２０　前記カップ（１）の底面に処理液のスプレー噴射
   口を多数設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１８
   項記載の半導体製造装置。 ２１、前記チャック装置（２）の本体自身が中空構造を
   有し、その中空部分に熱媒を流Ｔことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の半導体製造装置。 ２２、前記カップ（１）及び前記チャック装置（２）が
   水平に対してＯ〜６０ｃ′傾斜しており、カップ（１）
   の底面とウェハ処理面との間が接近しており、カップ（
   １）の低い方の部分に処理液を入れ、処理液の表面張力
   によって処理液をウェハの処理面全体に行き渡らせるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体製造
   装置。 ２３、前記チャック装置（２〕がウェハ処理面に直角な
   方向の中心軸のまわりを回転し、これによりウェハ処理
   面全体に処理液が接触するようになしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２２項記載の半導体製造装置。