JPS6320115Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、半導体基板上に塗布されたフオト
レジストの密着の維持ないし強化を図りながら乾
燥処理を行う装置に関する。

表面に酸化皮膜を形成した半導体基板（以下ウ
エハという）にフオトレジストを塗布して、所定
のパターンを焼付けた後、酸化皮膜をエツチング
して電子部材を作成するには、ウエハを十分に洗
浄して完全に乾燥してから、フオトレジストを塗
布する必要がある。

もし、ウエハの乾燥が不十分であると、フオト
レジストの付着力が弱く、第１図に示すように、
ウエハ１の酸化皮膜２上にフオトレジストパター
ン３を形成した時に、フオトレジストパターン３
の周縁部が酸化皮膜２より浮き上がるので、第２
図に示すように、エツチングを施した時に、エツ
チング液が、浮き上がつたフオトレジストパター
ン３の周縁部裏面に浸入して、酸化皮膜２のサイ
ドエツチング量が多くなり、好ましくない。

従つて、サイドエツチングを防止するには、ウ
エハを完全に乾燥させ、該ウエハ表面にフオトレ
ジストを密着させる必要がある。

また、ウエハの処理工程においては、全処理の
迅速化という近時の要請の中で、ウエハの乾燥処
理工程は、ウエハの加熱、及びウエハの熱分布の
均一化のための冷却に、かなりの時間を要するた
め、ウエハ処理時間短縮のひとつのネツクとなつ
ていた。

例えばホツトプレート上にウエハを載置してベ
ーキング処理する方法では、ホツトプレートの加
熱に時間を要し、更に加熱温度にも自ずと限界が
ある。

殊に、洗浄を終つたウエハを迅速に乾燥させる
には、乾燥装置の容量を大きくすればよいが、ウ
エハ表面の脱水の迅速化、及びウエハとフオトレ
ジストとの密着促進のために、ヘキサメチルジシ
ラザン、有機クロルシラン、ジシリルアミド等の
表面処理剤を、乾燥処理中に供給する場合には、
これら表面処理剤は、概して発火点が低いため
（例えば前記ヘキサメチルジシラザンの発火点は
325℃）、自ずとその処理時間の短縮にも限界があ
る。

この考案は、上述の事情に鑑み、ウエハの乾燥
及び冷却処理に要する時間を短縮することによ
り、全製造工程を迅速に処理できる表面処理装置
を提供することを第１の目的とする。殊にフオト
レジストパターンを形成したウエハをエツチング
処理するに際して、サイドエツチングの発生を防
止して、正確なエツチングパターンを得ることが
できるようにすることが第２の目的である。

次に、この考案に係る表面処理装置の実施例
を、添付図面に基づいて説明する。

第３図は、本考案の装置を使用して、ウエハ１
の乾燥とフオトレジスト塗布を連続的に行う装置
を略示するもので、４はウエハ供給装置、Ａは以
下に詳述する本考案に係る乾燥処理装置、５はウ
エハ着脱装置、６はフオトレジスト回転塗布装
置、７はウエハ収納装置、８−１〜８−３は、各
装置間を連絡するウエハ１のコンベヤである。

洗浄済みのウエハ１は、ウエハ供給装置４から
順次取り出され、コンベア８−１により乾燥処理
装置Ａへ送られる。該乾燥処理装置Ａにおいて、
ウエハ１は完全に乾燥されるとともに冷却され、
その後、コンベア８−２によりウエハ着脱装置５
に送られ、更にフオトレジスト回転塗布装置６に
送られる。塗布装置６において、ウエハ１の表面
上にフオトレジストのコーテイング処理が行わ
れ、その後、コンベア８−３を介して、ウエハ収
納装置７に収納される。

第４図は、本考案に係る乾燥処理装置の構成の
概略を示す模式正面図である。

本考案に係る乾燥処理装置に連結された前後の
コンベア８−１，８−２と同一平面に張設された
無端ベルト９は、駆動ローラ１０と従動ローラ１
１とテンシヨンローラ１２に掛け回され、該無端
ベルト９は、テンシヨンローラ１２に係止した引
張りばね１３により、常時緊張された状態で駆動
される。

ローラ１０，１１，１２及び引張りばね１３
は、昇降枠１４に支持されており、この昇降枠１
４は、昇降手段１５により、若干昇降し得るよう
になつている。

昇降手段１５は、適宜の固定体１６に、水平方
向に摺動自在に支持されたスライダリンク１７
と、このスライダリンク１７の両端部に下端部が
軸１８着され、かつ上端部が昇降枠１４の適所に
軸１９着されて、互いに平行をなす１対の立上り
リンク２０と、各立上りリンク２０の中央に一端
部が軸２１着され、かつ他端部が、スライダリン
ク１７の中心軸線（その延長線を含む）Ｌ上にお
ける各軸１９の直下の位置において、固定体１６
に軸２２着された互いに平行な１対のつつぱりリ
ンク２３とを備え、固定体１６に固設したエアシ
リンダ２４により、スライダリンク１７を水平方
向に移動させることにより、昇降枠１４を昇降さ
せることができる。

なお、この実施例においては、昇降手段１５
は、上述のように、機構学におけるスコツトラツ
セルの真正直線運動機構を２個並設した構成のも
のとしたが、例えば、パンタグラフや直動カム等
を用いた他の構成としてもよいことはもちろんで
ある。

２５は、昇降枠１４内において、昇降枠１４と
ともには昇降しないように、適宜の固定体１６に
支持された処理プレート（以下単にプレートとい
う）である。

かくして、ウエハ１を搬送する際には、第４図
に実線で示したように、ベルト９の上面が、プレ
ート２５の若干上方で接触することなく、昇降枠
１４は上昇位置に保持される。またプレート２５
の上面には、ベルト９厚と同一深さの溝２６が刻
設されており、プレート２５上でウエハ１を乾燥
処理する際には、第４図に想像線で示したよう
に、ベルト９は前記溝２６に嵌合して、ベルト９
の上面とプレート２５の上面とは同一水平面をな
す。

この実施例においては、溝２６の深さをベルト
９の厚みと同一としているが、該溝２６は、ベル
ト９の厚みよりも深く刻設してあればよく、必ず
しも同一深さであることを要しないことは云うま
でもない。

前記プレート２５には、プレート冷却装置（図
示せず）が内蔵されるとともに、該プレート２５
を貫通するウエハ吸着孔２７が配設され、該吸着
孔２７は更に真空吸引装置（図示せず）に連通し
ている。

また、上下に移動自在の一対の位置決めピン２
８及び同じく上下に移動自在の少なくとも３本の
ウエハ支持ピン２９が配設されている。位置決め
ピン２８は、ベルト９により搬送されてきたウエ
ハ１を、プレート２５上の所定位置に位置決めす
るものであり、該位置決めピン２８は、ウエハ１
を搬送してプレート２５上に位置決めする際に
は、ベルト９の上方に突出し、またプレート２５
上でウエハ１を処理する際、及び処理済みのウエ
ハ１を次工程へ送り出す際には、該プレート２５
内に嵌入される。

ウエハ支持ピン２９は、前記位置決めピン２８
により、プレート２５上の所定位置に位置決めさ
れたウエハ１を乾燥処理する際に、想像線で示し
たようにベルト９の上方に突出することにより、
該ウエハ１を持ち上げて、プレート２５と非接触
の状態に保持し、また乾燥処理の完了後は、該ウ
エハ支持ピン２９はプレート２５内に嵌入して、
ウエハ１裏面とプレート２５とを接触させること
により、乾燥処理済のウエハ１を冷却する。

プレート２５の上方には、上面３０を石英ガラ
スとした蓋体３１が、昇降手段（図示せず）によ
り支持されている。この蓋体３１は、ウエハ１を
搬送する際には、図示の位置に持ち上げられて、
ウエハ１を、プレート２５上の所定位置まで、及
び所定位置から次工程へ搬送できるようにしてい
る。また、ウエハ１を乾燥及び冷却処理する際に
は、蓋体３１をプレート２５上に密着するように
している。

蓋体３１の周縁部には、シール部材３２が配設
されており、蓋体３１をプレート２５上に密着さ
せた際、このシール部材３２により、蓋体３１内
の気密性を確保するようにしている。

また蓋体３１の側部には、孔３４，３５が各々
対向位置に配置されており、孔３４は、密着強化
剤、例えばヘキサメチルジシラザン（以下、
HMDSという）３３を収容した表面処理液槽３
６に連通し、また孔３５は、排気管（図示せず）
に連通している。

蓋体３１の上面３０の上方には、光源３７及び
球面反射鏡３８が、ウエハ処理位置に対向して配
置されている。光源としては、ハロゲンランプの
他赤外線ランプでもよく、好ましくは、処理すべ
きウエハ１の最大吸収波長と同一又は近似する照
射波長のものを使用する。光源３７からの光照射
により、ウエハ１を加熱して、迅速に乾燥するこ
とができる。

本考案に係る乾燥処理装置は、概略上述の構造
を有しており、その動作は、次のように行われ
る。

洗浄済みのウエハ１は、ウエハ供給装置４から
１枚ずつ順次取り出されて、コンベア８−１によ
り、乾燥処理装置Ａの無端ベルト９上に送られ
る。ベルト９上に支持されたウエハは、ローラ１
０の回転駆動により、なお搬送されて位置決めピ
ン２８に当接する。

処理すべきウエハが所定位置に位置決めされる
と、図中想像線で示したように、ローラ１０，１
１は駆動を停止し、ベルト９の上面がプレート２
５の上面と同一面となる位置まで下降するととも
に、位置決めピン２８はプレート２５内に嵌入す
る。同時に、ウエハ支持ピン２９が想像線の位置
まで上昇して、プレート２５と非接触の位置でウ
エハ１を支持するとともに、蓋体３１が図示位置
から下降して、プレート２５上に密着される。

従つて、ウエハ１は、蓋体３１とプレート２５
とで形成される処理チヤンバー３９内で、ウエハ
支持ピン２９により、プレート２５に非接触に保
持されることとなる。

かかる状態で光源３７を点灯して、ウエハ１を
加熱する。このとき、シリコンウエハの場合、
600℃以上の表面温度のとき、１〜5μｍの波長域
で光吸収が最も良好であり、かつ蓋体上面３０の
石英ガラスの透過率も高いことから、この波長域
の光照射をすることが望ましい。

光源３７からの光照射は、２〜10秒程度で充分
であり、ウエハ１は、所望の温度まで加熱され、
充分な乾燥を行うことができる。

殊に、水分の最大吸収波長域は3μｍであるか
ら、上述の照射波長をする場合には、ウエハ表面
に残存している水分を迅速に蒸発させて乾燥する
ことができる。

光照射による乾燥処理後、HMDSを収容した
表面処理液槽３６内へ窒素ガスを供給し、曝気す
ることにより、霧状のHMDSを、孔３４から処
理チヤンバー３９内に供給する。

処理チヤンバー３９内に供給されたHMDSは、
ウエハ１表面になお水分が残存している場合に
は、該水分と化学結合することにより、ウエハ１
を脱水化するとともに、使用済みのHMDSは孔
３５から排出される。

また、かかるHMDSの供給により、ウエハ表
面の酸化皮膜のＯ−Ｈ基と反応することにより、
ウエハ１表面を疎水性とし、後工程で塗布される
フオトレジストとの密着性を大幅に向上させるこ
とができる。

処理チヤンバー３９内へのHMDSの供給は、
10秒程度で充分であり、バルブ４０，４１を閉じ
ることにより、HMDSによる表面処理を完了す
る。

次に、ウエハ支持ピン２９をプレート２５内に
嵌入すると同時に、真空吸引装置（図示せず）を
作動することにより、ウエハ１をプレート２５表
面上に密着せしめる。該プレート２５は前述のよ
うに冷却装置（図示せず）を内蔵しており、しか
も、該冷却装置は、ウエハの処理中（光源２９に
よる加熱中においても）作動しているので、ウエ
ハ１をプレート２５上に密着させると、直ちにウ
エハは冷却される。

次に、蓋体３１を図示の位置まで復帰せしめる
とともに、ローラ１０，１１を実線位置まで復帰
せしめることにより、ウエハ１をベルト９上に載
置し、モータ（図示せず）を起動することにより
ウエハ１を次工程へ搬出する。

尚、上記実施例において、HMDSを処理チヤ
ンバー３９へ供給するタイミングを、光源３７に
よる加熱処理完了後としたが、該加熱処理を、
HMDSの発火点（325℃）より低温に制御すれ
ば、光源３７による加熱処理中に、HMDSの供
給を行うことも可能である。

本考案に係る乾燥処理装置の構造及び動作は、
上述の通りであるが、上述の実施例において、ウ
エハ１の搬送系をベルト搬送のものを示したが、
本考案はかかるベルト搬送形式のものに限定され
るものではなく、アームの回動によるもの、挾持
手段によりウエハを挾持するもの等、公知のいか
なる形式の搬送手段を用いてもよいことは云うま
でもない。

また、上述の実施例においては、ウエハの表面
処理剤として、HMDSを示したが、前述の如く、
その他有機クロルシラン、ジシリルアミド等ウエ
ハとフオトレジストとの密着促進剤を用いてもよ
い。

更にまた、上述の実施例においては、光源３７
を蓋体３１の上方に配設した例を示したが、光源
を蓋体内のウエハ対向位置に配設するようにして
もよいことは云うまでもない。

本考案に係る乾燥処理装置は、上述の如き構成
とすることにより、次のような実用上極めて有利
な諸効果を奏するものである。

従来ウエハの乾燥及び冷却処理に、少なくと
も３分程度を要していたものが、本考案におい
ては、同様の処理を、30秒足らずで処理するこ
とができ、ウエハの処理を迅速化して、生産性
を大幅に向上せしめることが可能となる。

光照射によつてウエハの加熱を行うようにし
ているため、加熱温度を、従来に比べて極めて
高温とすることができ、しかも、短時間で可能
である。従つて、ウエハの乾燥を完全に行うこ
とができる。

ウエハとフオトレジストとの密着性を促進す
る表面処理剤の供給を、乾燥工程中で行うこと
ができるため、表面処理剤の脱水化作用と疎水
化作用とにより、ウエハの乾燥処理に完全を期
することが可能となるとともに、次のフオトレ
ジスト塗布工程でウエハとフオトレジストとの
密着を強化しているため、エツチング工程にお
けるサイドエツチングを防止することが可能で
ある。従つて、極めて正確なレジストパターン
を作成することが可能である。

従来、ウエハの乾燥及び冷却処理において
は、加熱用プレートと冷却用プレートにより、
別々に処理する必要があつたが、本考案におい
ては、単一のプレートを使用して前記処理を行
うことができるため、装置自体の省スペース化
が可能である。

本考案は、ウエハの乾燥は光照射で行うよう
にしているため、従来のホツトプレートを使用
した場合に生じた如き熱歪によるクラツク発生
の問題を解消できる。

本考案においては、ウエハの乾燥処理と表面
処理剤の供給とを、同一の密閉チヤンバー内で
行うことができ、該チヤンバー内の空気を、表
面処理剤の供給と同時に供給される窒素ガスで
パージしているため、表面処理剤の発火の危険
を防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、従来装置において、ウエ
ハのフオトレジストパターンを焼付け及びエツチ
ングした際のウエハの状態を示す模式断面図、第
３図は、本考案をウエハ処理装置に適用した際の
概要を示す模式説明図、第４図は、本考案に係る
乾燥処理装置の構造を示す縦断面図である。 Ａ……乾燥処理装置、１……ウエハ、２……酸
化皮膜、３……フオトレジストパターン、４……
ウエハ供給装置、５……ウエハ着脱装置、６……
フオトレジスト回転塗布装置、７……ウエハ収納
装置、８−１〜８−３……コンベヤ、９……無端
ベルト、１０……駆動ローラ、１１……従動ロー
ラ、１２……テンシヨンローラ、１４……昇降
枠、１５……昇降手段、２５……処理プレート、
２６……溝、２７……ウエハ吸着孔、２８……位
置決めピン、２９……ウエハ支持ピン、３０……
上面、３１……蓋体、３２……シール部材、３３
……ヘキサメチルジシラザン（HMDS）、３４，
３５……孔、３６……表面処理液槽、３７……光
源、３８……球面反射鏡、３９……処理チヤンバ
ー、４０，４１……バルブ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被処理体を位置決め載置するプレートと、前
   記プレート上へ被処理体を搬送し、及び／又は
   前記プレート上から被処理体を搬出する搬送手
   段と、前記プレートの被処理体載置位置に対し
   て光照射する光源と、前記プレートに内蔵され
   た冷却器と、前記プレートの被処理体載置位置
   に挿嵌された、該プレート上面に突出し及びプ
   レート内に嵌入する被処理体支持手段と、前記
   プレートと密着することにより、該プレート上
   に載置される被処理体の周域に処理チヤンバー
   を形成する蓋体とからなり、前記処理チヤンバ
   ー内で前記支持手段により被処理体をプレート
   から離隔した状態で、前記光源からの光照射に
   よつて被処理体を加熱し、加熱処理終了後、前
   記支持手段を前記プレート内に嵌入することに
   より、被処理体とプレートとを接触させて冷却
   するようにしたことを特徴とする乾燥処理装
   置。 (2) 光源の照射波長が、被処理体の最適吸収波長
   域である実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の
   乾燥処理装置。 (3) 蓋体が、表面処理剤を処理チヤンバー内に導
   入する導入孔及び前記チヤンバー内から使用済
   表面処理剤を排出する排出孔を備えてなる実用
   新案登録請求の範囲第(1)項記載の乾燥処理装
   置。 (4) プレートと光源との間に蓋体を配置するとと
   もに、前記蓋体の光源対向部分を透明体として
   なる実用新案登録請求の範囲第(1)項ないし第(3)
   項のいずれかに記載の乾燥処理装置。 (5) 蓋体内のプレート対向位置に光源を配置して
   なる実用新案登録請求の範囲第(1)項ないし第(3)
   項のいずれかに記載の乾燥処理装置。 (6) プレートの両面に貫通する孔を設けるととも
   に、該孔を真空吸着装置に連通せしめ、被処理
   体を冷却処理する際、被処理体をプレートに密
   着するようにしてなる実用新案登録請求の範囲
   第(1)項記載の乾燥処理装置。