JPS63271930A - 現像装置 - 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、ディップ現像するための現像装置に関する。

（従来の技術） 半導体を製造する場合の工程の一つに、ウェハ現像工程
がある。

この種のウェハ現像装置としては、複数枚のウェハをバ
ッチ処理的に現像する方式と、いわゆる枚葉処理方式と
称され、一枚づつ順次ウェハを現像装置に搬送して現像
する方式とがある。ウェハ現像の自動化を図る上では枚
葉処理方式が優れている。

従来の枚葉処理方式の現像装置は、ウェハに対して現像
液をスプレーするスプレ一方式と、ウェハ上に表面張力
によって現像液のパドルを形成して現像するパドル方式
とが主流であった。

ところで、近年の半導体デバイスの集積度の向上に伴い
、レジストの加工精度の向上、ドライエツチングに対応
するためのアスペクト比の向上が必要になってきた。

この要求に応えるため、レジストメーカは活性剤（浸透
剤１表面保護剤）入り現像液をリコメンドしている。

これは、アスペクト比向上に対しては大きな効果がある
が、現像方式によっては、均一性を損なうという欠点が
ある。

例えば、上記スプレ一方式の現像装置によれば、ウェハ
への現像液の吐出圧のバラツキにより、圧力の高い部分
に保護剤が析出し、レージストの溶解が遅れ、時にはま
ったく現像が行われない場合も生ずる。

一方、前記パドル方式によれば、活性剤入り現像液の表
面張力の低下により、十分なパドルの形成ができないと
いう欠点があった。

従って、特に活性剤入りの現像液を用いたウェハ現像で
は、現像液の中にウェハを浸すディップ方式の現像が有
用となる。

枚葉処理方式のウェハ現像装置にディップ方式を採用す
るとずれば、第３図のように構成することが考えられる
。

同図において、アッパーカップ１及びローア−カップ２
は、共に現像液の飛散防止のためのカップである。イン
ナーカップ３は、その上面が現像液のディップ槽を形成
するように凹部３Ａとなっていて、その中心部にはスピ
ンチャック７（詳細は後述する）の昇降経路を確保する
ために切り欠かれている。このインナーカップ３には前
記凹部３Ａに連通ずる残液ドレイン管４．ウェハシール
用バキューム管５とが設けられている。また、前記バキ
ューム管５の一端側であって、前記インナーカップ３の
凹部３Ａに臨む位置には、この凹部３Ａの底面より突出
してウェハシール用パツキン６が設けられている。

そして、この稲のウェハ現像装置では、前記ウェハシー
ル用バキューム管５の作用によりウェハ１０を前記ウェ
ハシール用パツキン６上に吸着し、この吸着によって現
像液１１をシールし、ウェハ１０をディップ現像するよ
うになっている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した枚葉処理方式のディップ現像装置によれば、現
像液１１のシールをウェハ１０とパツキン６とで行って
いるが、ウェハ１０の平面精度の影響により、十分なシ
ールを確保するにはウェハ１０の吸着が不可欠であり、
構造が複雑となる欠点があった。また、万一上記シー／
１＜が十分でないと現像液１１がバキューム管５に吸引
されてしまう恐れもあった。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来の
問題点を解決し、簡単な構造でありながらディップ現像
に十分な現像液シールを容易に確保することができ、し
かも現像液の排液処理が容易な現像装置を提供すること
にある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、被処理体をディップ現像するためのディップ
槽を形成する凹部の中心に穴部を設けてなるカップ部材
と、前記穴部に挿通される軸部によって支持されて前記
凹部内に配置され、前記穴部よりも大径のチャック部で
上記被処理体をチャックする被処理体チャックとを有し
、前記カップ部材゛、被処理体チャックを相対的に昇降
可能とすると共に、前記被処理体チャックによって前記
穴部を閉鎖して前記ディップ槽をシールするように構成
している。

（作用） 本発明では、被処理体チャックによってカッ−１部材の
穴部を閉鎖することにより、前記カップ部材の凹部によ
って形成されるディップ槽をシールしている。従って、
現像液のシールを被処理体で・行った場合のように、被
処理体の平面精度の影響により十分なシールが確保でき
ないという問題もなく、また、十分なシールを確保する
のに必要であった被処理体の吸着機構も要することもな
い。

また、現像液の排液は、被処理体チャックによるディッ
プ槽の閉鎖を解除することで容易に実行することができ
、排液を確実に実行するには凹部の底面を穴部に向かっ
て下降するように傾斜したテーバ状にすることで対処す
ることができる。

（実施例） 以ｒ、本発明の一実施例を図示の実施例を参照して具体
的に説明する。

現像処理工程での現像液の周囲への飛散を防止する如く
円筒状アッパーカップ２０が設けられ、このカップ２０
の下側端と係合して円筒状ローア−カップ２１が設けら
れ、共に独立して昇降移動自在に配置されることで、外
囲器を構成している。

この外囲器内には円筒状カップ部材としてのインナーカ
ップ３０が設けられ、このカップ３０の上面は現像液の
ディップ槽を形成する゛ように凹部３１が設けられてい
る。この凹部３１の中心部にはスピンチャック４０（詳
細は後述する）の昇降経路を確保するために穴部３０Ａ
が設けられている。

上記インナーカップ３０の外端部３２には、前記インナ
ーカップ３０の底面より上面に向けて配管された例えば
４本（図示では２本示している）の現像液供給管３３が
設けられ、その上方端は前記インナーカップ３０の凹部
３１の内周に例えば４分割して穿設された現像液吐ｕ１
０３４に連通されている。３５はウェハ１０の裏面洗浄
用の洗浄液供給管である。また、このインナーカップ３
０の中心側には段部３６が設けられ、この段部３６には
シール材としての０リング３７が配置されている。さら
に、前記凹部３１は、インナーカップ３０の中心側に向
けて下方に傾斜するテーパ状となっている。尚、このイ
ンナーカップ３０も昇降移動可能である。

前記スピンチャック４０は、ウェハチャックの一例であ
り、前記穴部３０Ａに挿通された軸４０Ａと、このｌ１
１１４０Ａの上方端に支持されて前記凹部３１内に配置
されるチャック部４０Ｂとから構成され、前記チャック
部４０Ｉ３は回転可能であると共に、図示しないコンプ
レッサ等により被処理体である半専体ウェハ１０を真空
吸着可能である。

また、この円盤状のスピンチャック４０の下側の外端部
はデーパ部４１となっていて、このテーパ部４１と前記
Ｏリング３７とが当接して密閉することにより、前記凹
部３１によるディップ槽を密。

閉形酸するようになっている。

以上のように構成された装置の作用について、第２図（
Ａ）〜（Ｅ）を参照して説明する。

く第１工程〉 第２図（Ａ）は、ホームポジションを示すもので、アッ
パーカップ２０．ローア−カップ２１及びインナーカッ
プ３０は共に最下端に位置している。従って、スピンチ
ャック４０はアッパーカップ２０の上方に配置され、こ
の状態で図示しないトランスファーユニットでウェハ１
０を搬送してスピンチャック４０上に配置し、ウェハ１
ｏをスピンチャック４０で真空吸着する。

〈第２工程〉 次に、第２図（Ｂ）に示すように、アッパーカップ２０
．ローア−カップ２１を上昇移動し、必要に応じてウェ
ハ１０のプリウェット処理を実行する。これは、ウェハ
１０の現像作用を促進するための処理でる。

く第３工程〉 次に、インナーカップ３０を上昇させて第２図（Ｃ）図
示の位置は設定し、インナーカップ３０内にウェハ１０
が配置されるようにする。この際、スピンチャック４０
の前記デーパ部４１がインナーカップの中心部に設けら
れている０リング３７に当接することになる。従って、
インナーカップ３０の凹部３１．スピンチャック４０の
テーパ部４１及び０リング３７でチャンバーが形成され
ることになる。尚、この際スピンチャック４０のテーパ
部４１とＯリング３７とでこのチャンバーをシールする
ようにしているので、フラット面で位置合わぜする場合
に比べて、インナーカップ３０の移動精度にバラツキが
あっても機器の破損を生ずること無く確実にシールする
ことができる。

く第４工程〉 次に、４本の現像液供給管３３より現像液を供給して、
前記インナーカップ３０の内周面側壁に４分割して穿設
した現像液吐出口３４より、それぞれ均一に現像液を吐
出する。そして、第２図（Ｄ）に示すように、ウェハ１
０の全面が現像液１１に浸されるように前記チャンバー
内に現像液を充填して現像処理を実行することになる。

ここで、上記のようにして現像液を供給すれば、現像液
はウェハ１０の外周より均一にディスペンスされるため
、ウェハ１０に直接吐出圧が作用することはない。従っ
て、活性剤（浸透剤１表面保護剤）入り現像液を使用し
たとしても、従来のようにウェハ１０に対する現像液の
吐出圧のバラツキにより、圧力の高い部分に保護剤が析
出してレジストの溶解が遅れ、時にはまったく現像が行
われない場合が生ずるような欠点を解消することができ
る。

また、特に現像液を均一にディスペンスするようにすれ
ば、ウェハ１０の全面にカニに現像液が供給されるので
、より均一な現像を図ることができる。

く第５工程〉 上記の現像処理の終了後、第２図（Ｅ）に示すように、
ローア−カップ２１及びインナーカップ３０を下降移動
する。そうすると、前記スピンチャック４０のデーパ面
４１より、インナーカップ３０のＯリング３７がはなさ
れるため、インナーカップ３０の穴部３０Ａが開１」シ
、同図に示すようにスピンチャック４０とインナーカッ
プ３０との隙間から現像液が排出されることになる。こ
の際、インナーカップ３０の凹部３１の内面は、中心に
向けて斜め下方に傾斜するテーパ状となっているので、
現像液はインナーカップ３０の内面に滞留することなく
その自重によって確実に排出されるので、別個の吸引装
置を使用して現像液を排出するような特別の措置を錨す
る必要がない。

尚、第２図（Ｅ）の状態で、現像液の排出終了後にウェ
ハ１０のリンス及び裏面洗浄を実行し、この後ウェハ１
０を乾煤さぜた後にアッパーカップ２０を下降移動し、
第２図＜Ａ）のホームポジションに再設定する。そして
、この状態で現像処理の終了したウェハ１０を搬出し、
次の新たなウェハ１０を搬入し、以降同様な動作を繰り
返し実行することになる。

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の変形実施が可能である。本
発明は、カップ部材３０の穴部３０Ａをウェハチャック
４０で閉鎖してディップ槽をシールするものであればよ
く、その構成としては上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば」前記ウェハチャック４０によるシールが
完全でなくても、少なくとも現像処理中にウェハ１０を
十分にディップすることができれば、多少の液洩れは許
容される。この際、本発明では液洩れした現像液が真空
吸着部に吸引されることもないので、液洩れにより多大
な障害が発生することもない。

このように、多少の液洩れも許容できるので、上記実施
例のように必ずしもシール材３７を要することもない。

また、ウェハチャック４０とカップ部材３０の穴部３０
Ａの上部開口端との当接部の形状も、上記実施例に限定
されるものではなく、例えばフラット面同志で当接して
穴部３０Ａを音用しても良い。

また、上記実施例ではウェハチャック４０とカップ部材
３０との相対的移動を、前記カップ部材３０の移動によ
り実現したが、これに限定されるものでないことはいう
までもない。

さらに、本発明ではカップ部材３０に現像液をどのよう
にして供給するかは問わず、従来のようにウェハ１０の
上方より吐出するものでも良い。

但し、ウェハ１０に吐出圧を作用させずに、現像不良の
発生を低減するには、カップ部材３０自体に現像液供給
路を配置することが好ましい。ここで、カップ部材とし
てのインナーカップ３０に現像液供給管を配置する構成
として、ウェハ１０の外端部より現像液を吐出可能とし
たが、この構成に限定されるものではない。例えば、ウ
ェハ１０の底面側より現像液を吐出するように構成して
も良い。このようにすれば、現像液の供給によってその
液面は均一に上昇するので、前記実施例と同様にウェハ
１０に吐出圧を直接作用することなく、しかも結果的に
均一に吐出したことになるので、より均一な現像を図る
ことができる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば被処理体チャック
によってカップ部材の穴部を閉鎖することにより、前記
カップ部材の凹部によって形成されるディップ槽をシー
ルしているので、被処理体の平面精度に影響されずにデ
ィップ槽のシールを確実に実行でき、しかも、確実なシ
ールを得るにあたって真空吸着装置等を要することがな
いので、装置の構造を簡易化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の概略断面図、第２図（
Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ実施例装置の現像工程を説明す
る動作説明図、第３図は従来の現像装置の概略説明図で
ある９ １０・・・被処理体、３０・・・カップ部材、３０Ａ・
・・穴部、３１・・・凹部、３７・・・シール部材、４
０・・・被処理体チャック、４１・・・テーパ部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理体をディップ現像するためのディップ槽を
   形成する凹部の中心に穴部を設けてなるカップ部材と、
   前記穴部に挿通される軸部によって支持されて前記凹部
   内に配置され、前記穴部よりも大径のチャック部で上記
   被処理体をチャックする被処理体チャックとを有し、前
   記カップ部材、被処理体チャックを相対的に昇降可能と
   すると共に、前記被処理体チャックによって前記穴部を
   閉鎖して前記ディップ槽をシールするように構成したこ
   とを特徴とする現像装置。
2. （２）被処理体チャックと前記穴部上方端との当接面間
   に、柔軟性のシール材を介在配置した特許請求の範囲第
   １項記載の現像装置。
3. （３）被処理体チャックの前記穴部上方端に対する当接
   面を、下端に向かって小径となるようなテーパ状に形成
   した特許請求の範囲第１項又は第２項記載の現像装置。
4. （４）ディップ槽を形成する前記凹部の底面を、中心に
   向けて下方に傾斜するテーパ状に形成した特許請求の範
   囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載の現像装置。