JP3198377B2 - 処理方法及び処理装置 - Google Patents
処理方法及び処理装置Info
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Description
処理液を供給して被処理体の表面を処理する処理方法及
び処理装置に関するものである。
いて、例えば半導体ウエハ(以下にウエハという)等の
被処理体の表面にフォトリソグラフィー技術を用いて回
路パターンを縮小してフォトレジストに転写し、これを
現像処理している。
持手段であるスピンチャックにて吸着保持して、ウエハ
を水平方向に回転させながら、ウエハの表面に現像液を
供給して現像処理を行う。この場合、ウエハの裏面に現
像液が回り込んでウエハに付着したり、スピンチャック
の回転部に現像液が侵入するのを防止するために、ウエ
ハの裏面に洗浄液を吹き当てる方法が知られている(特
開昭55−11311号公報、特開昭57−14747
8号公報等参照)。
壁の頂面をウエハの裏面周縁部に微小な隙間をもって対
向させ、ウエハの周縁部から裏面側へ回り込む現像液を
上記隙間部に毛管現象によって保持して、現像液がそれ
以上の内方へ侵入することを阻止する方法が知られてい
る(特公平3−34207号公報参照)。
なわち特開昭55−11311号公報、特開昭57−1
47478号公報等に記載の技術は、処理液の裏回りを
防ぐため、ウエハ裏面全面に連続的に洗浄液等を噴射し
続ける必要がある。そのため、ウエハの表面に塗布した
フォトレジストにパターンを露光し、現像処理する場合
等においては、現像温度を所望値に保持しながら、現像
液をウエハに連続して供給しなければならないが、ウエ
ハの下面に連続的に噴射される洗浄液等の温度により、
ウエハの温度が変化し現像液温度が変動して、現像処理
むらが発生するという問題があった。
に記載の技術は、ウエハの裏面と円筒壁の頂面とを近付
ければ近付ける程裏回りを防止できるが、現像液を振り
切る高速回転時にウエハと円筒壁が擦れる場合があり、
パーティクルが発生してウエハに付着してウエハの歩留
まりを低下させたり、更にはウエハが破損をきたすとい
う問題があった。
で、被処理体の裏面内方側への処理液の侵入を阻止し
て、処理能率の向上及び製品歩留りの向上を図れるよう
にした処理方法及び処理装置を提供することを目的とす
るものである。
に、この発明の第1の処理方法は、回転保持手段にて保
持される半導体ウエハ、LCD基板又はCD等の板状の
被処理体の表面に現像液又はレジスト液等の処理液を供
給して被処理体の表面を処理する処理方法を前提とし、
上記被処理体の表面に上記処理液を供給する前に、被処
理体の裏面周縁部と被処理体の裏面に近接する円筒壁の
頂面との間に洗浄液を供給して該洗浄液の液膜を形成
し、上記洗浄液の供給を停止した後に、洗浄液の液膜を
形成した状態で、上記被処理体の表面に上記処理液を供
給することを特徴とするものである(請求項1)。
第1の処理方法と同様に、回転保持手段にて保持される
半導体ウエハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体
の表面に現像液又はレジスト液等の処理液を供給して被
処理体の表面を処理する処理方法を前提とし、上記被処
理体の表面に上記処理液を供給する前に、被処理体の裏
面周縁部と被処理体の裏面に近接する円筒壁の頂面との
間に洗浄液を供給して該洗浄液の液膜を形成する工程
と、上記洗浄液の供給を停止した後に、洗浄液の液膜を
形成した状態で、上記被処理体の表面に上記処理液を供
給する工程と、上記被処理体を回転して上記処理液を被
処理体全面に拡散させる工程と、上記被処理体の表面及
び裏面周縁部に洗浄液を供給する工程とを有することを
特徴とするものである(請求項2)。
第1及び第2の処理方法と同様に、回転保持手段にて保
持される半導体ウエハ、LCD基板又はCD等の板状の
被処理体の表面に現像液又はレジスト液等の処理液を供
給して被処理体の表面を処理する処理方法を前提とし、
上記被処理体の表面に上記処理液を供給する前に、被処
理体の裏面周縁部と被処理体の裏面に近接する円筒壁の
頂面との間に洗浄液を供給して該洗浄液の液膜を形成す
る工程と、上記洗浄液の供給を停止した後に、洗浄液の
液膜を形成した状態で、上記被処理体の表面に上記処理
液を供給する工程と、上記被処理体を静止させると共
に、処理雰囲気を上記処理液の蒸気雰囲気に維持して処
理液を被処理体全面に拡散させる工程と、上記被処理体
の表面及び裏面周縁部に洗浄液を供給する工程とを有す
ることを特徴とするものである(請求項3)。
上記被処理体を回転させながら被処理体の裏面周縁部と
円筒壁の頂面との間に洗浄液を供給して、被処理体の裏
面周縁部と円筒壁の頂面との間に洗浄液の液膜を形成す
る方が好ましい(請求項4)。また、上記被処理体を回
転させながら被処理体の表面に処理液を供給する方が好
ましい(請求項5)。
裏面に近接する円筒壁の頂面との間に、5〜15mmの
幅の洗浄液の液膜を形成し、被処理体の裏面周縁部と被
処理体の裏面に近接する円筒壁の頂面との間隔を0.5
〜1.5mmとする方が好ましい(請求項6)。
第3の処理方法を具現化するもので、回転保持手段にて
保持される半導体ウエハ、LCD基板又はCD等の板状
の被処理体の表面に現像液又はレジスト液等の処理液を
供給して被処理体の表面を処理する処理装置において、
上記被処理体の表面に上記処理液を供給する処理液供給
手段と、被処理体の表面及び裏面に洗浄液を供給する洗
浄液供給手段と、被処理体の裏面周縁部側に近接する部
位に配置される円筒壁とを具備し、上記円筒壁の頂面の
幅を5〜15mmに形成し、上記被処理体の裏面と円筒
壁の頂面との間隔を0.5〜1.5mmとし、かつ、上
記円筒壁の頂面に上記洗浄液の液膜を形成するための凹
凸条を形成したことを特徴とするものである(請求項
7)。
第1の処理装置と同様に、上記第1〜第3の処理方法を
具現化するもので、回転保持手段にて保持される半導体
ウエハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体の表面
に現像液又はレジスト液等の処理液を供給して被処理体
の表面を処理する処理装置において、上記被処理体の表
面に上記処理液を供給する処理液供給手段と、被処理体
の表面及び裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
被処理体の裏面周縁部側に近接する部位に配置される円
筒壁とを具備し、上記円筒壁の頂面の幅を5〜15mm
に形成し、上記被処理体の裏面と円筒壁の頂面との間隔
を0.5〜1.5mmとし、かつ、上記円筒壁の頂面に
上記洗浄液の液膜を形成するための凹部を形成したこと
を特徴とするものである(請求項8)。
第1及び第2の処理装置と同様に、上記第1〜第3の処
理方法を具現化するもので、回転保持手段にて保持され
る半導体ウエハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理
体の表面に現像液又はレジスト液等の処理液を供給して
被処理体の表面を処理する処理装置において、上記被処
理体の表面に上記処理液を供給する処理液供給手段と、
被処理体の表面及び裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給
手段と、被処理体の裏面周縁部側に近接する部位に配置
される円筒壁とを具備し、上記円筒壁の頂面に、内周側
壁に対して外周側壁が外周方向へ傾斜する上記洗浄液の
液膜を形成するための複数の略V字形凹条部を形成した
ことを特徴とするものである(請求項9)。
第1〜第3の処理装置と同様に、上記第1〜第3の処理
方法を具現化するもので、回転保持手段にて保持される
半導体ウエハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体
の表面に現像液又はレジスト液等の処理液を供給して被
処理体の表面を処理する処理装置において、上記被処理
体の表面に上記処理液を供給する処理液供給手段と、被
処理体の表面及び裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手
段と、被処理体の裏面周縁部側に近接する部位に配置さ
れる円筒壁とを具備し、上記円筒壁の頂面に、凹溝を形
成すると共に、この凹溝に関して内外周側にそれぞれ上
記洗浄液の液膜を形成するための複数の凹凸条を有する
内壁層及び外壁層を形成したことを特徴とするものであ
る(請求項10)。この場合、内壁層及び外壁層の凹凸
条の形状は任意でよいが、好ましくは凹条部が、内周側
壁に対して外周側壁が外周方向へ傾斜する略V字形溝で
ある方がよい(請求項11)。また、上記凹溝の底部に
排液口を設ける方が好ましい(請求項12)。また、上
記被処理体の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段を
具備し、上記洗浄液供給手段から上記被処理体の裏面周
縁部と被処理体の裏面に近接する円筒壁の頂面との間に
洗浄液を供給して、該洗浄液の液膜を形成可能にする方
が好ましい(請求項13)。
転保持手段にて保持される半導体ウエハ、LCD基板又
はCD等の板状の被処理体の表面に現像液又はレジスト
液等の処理液を供給して被処理体の表面を処理するに当
って、被処理体の表面に処理液を供給する前に、被処理
体の裏面周縁部と被処理体の裏面に近接する円筒壁の頂
面との間に洗浄液の液膜を形成することにより、処理工
程時に処理液が被処理体の表面に供給されて表面に拡散
され、被処理体の裏面に回り込みが生じても洗浄液の液
膜によって阻止することができる。また、液膜は洗浄液
によって形成されるので、処理後の洗浄工程で使用され
る洗浄液と相俟って被処理体の裏面洗浄に供することが
できる。この場合、被処理体を静止させると共に、処理
雰囲気を処理液の蒸気雰囲気に維持して処理液を被処理
体全面に拡散させることにより、排気動作による気流の
発生もなく処理液を供給することができるので、均一な
処理液膜を形成することができる(請求項3)。
壁の頂面に、内周側壁に対して外周側壁が外周方向へ傾
斜する洗浄液の液膜を形成するための複数の略V字形凹
条を形成することにより、処理時に現像液又はレジスト
液等の処理液が半導体ウエハ、LCD基板又はCD等の
板状の被処理体の裏面に回り込み内方へ侵入するのを内
周側壁によって阻止することができ、また、円筒壁の頂
面の表面積を増大させることで、円筒壁と被処理体裏面
との間に容易に液膜を形成することができ、この液膜に
よって処理液の被処理体裏面内方側への侵入を抑制する
ことができる。また、処理後の処理液の振り切り時に
は、凹条の外周側壁の傾斜を利用して液滴を容易に外方
に排出することができる。
置によれば、円筒壁の頂面に、凹溝に関して内外周側に
それぞれ洗浄液の液膜を形成するための複数の凹凸条を
有する内壁層及び外壁層を形成することにより、半導体
ウエハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体裏面へ
回り込む処理液の侵入をまず外壁層にて阻止し、外壁層
を通過する処理液を、凹溝,内壁層にて阻止することが
できるので、処理液の侵入を確実に阻止することができ
る。この場合、処理液を供給する前に、予め内壁層の頂
面と被処理体の裏面周縁部との間に洗浄液の液膜を形成
してもよい。
に基いて詳細に説明する。ここでは、この発明の処理装
置を半導体ウエハの塗布・現像処理システムに組み込ま
れて使用される現像装置に適用した場合について説明す
る。
ム1は、図1に示すように、その一端側に被処理体とし
て例えば多数枚の半導体ウエハW(以下にウエハとい
う)を収容する複数のカセット2を例えば4個載置可能
に構成したキャリアステーション3を有し、このキャリ
アステーション3の中央部にはウエハWの搬入・搬出及
びウエハWの位置決めを行う補助アーム4が設けられて
いる。また、塗布・現像処理システム1の中央部にてそ
の長さ方向に移動可能に設けられると共に、補助アーム
4からウエハWを受け渡されるメインアーム5が設けら
れており、このメインアーム5の移送路の両側には各種
処理機構が配置されている。具体的には、これらの処理
機構としてはキャリアステーション3側の側方には、プ
ロセスステーション6として例えばウエハWをブラシ洗
浄するためのブラシスクラバ7及び高圧ジェット水によ
り洗浄を施すための高圧ジェット洗浄機7Aが並設さ
れ、その隣には、2基の加熱装置9が積み重ねて設けら
れると共に、メインアーム5の移送路の反対側にはこの
発明の処理装置である現像装置8が2基並設されてい
る。
には、接続用ユニット10を介してもう一つのプロセス
ステーション6Aとして例えばウエハWにフォトレジス
トを塗布する前にこれを疎水化処理するアドヒージョン
処理装置11が設けられ、この下方にはクーリング装置
12が配置されている。これら装置11,12の側部に
は加熱装置9が2列で2個ずつ積み重ねられて配置され
ている。
れら加熱装置9やアドヒージョン処理装置11等の反対
側にはウエハWにフォトレジスト液を塗布するレジスト
塗布装置13が2台並設されている。なお、図示されな
いがこれらレジスト塗布装置13の側部には、インター
フェースユニットを介してレジスト膜に所定の微細パタ
ーンを露光するための露光装置等が設けられている。
ステム1に組み込まれるこの発明の現像装置8は、図2
に示すように、ウエハWを収容する筒状の処理容器20
と、ウエハWを水平状態に吸着保持する回転保持手段と
してのスピンチャック21と、スピンチャック21の上
方に位置して、処理液としての現像液の供給源22から
供給される現像液LをウエハWの表面(上面)に供給す
る処理液供給手段としての処理液供給ノズル23とを具
備してなり、処理容器20におけるウエハWの裏面周縁
部の近傍位置に現像液Lのウエハ裏面側への侵入を阻止
するための筒状部分の厚さ(幅)Aが5〜15mm程度の
頂面24aを有する円筒壁24を周設してなる(図3参
照)。この円筒壁24は例えば塩化ビニールあるいはセ
ラミックス等のような耐水性及び耐蝕性を有する部材に
て形成されている。この円筒壁24の外径直径方向の大
きさは、頂面24aの直径が、ウエハWの直径よりも1
0mm程度内側つまりウエハWの例えばオリエンテーシ
ョンフラットよりも内側になるような直径とされてお
り、また、円筒壁24の頂面24aとウエハWの裏面と
の対向間隔Bが0.5〜1.5mm程度となるように配置
されている(図3参照)。
Rの液膜を容易に形成させるために、以下のように形成
されている。すなわち、図4(a)に示すように、円筒
壁24の頂面24aに適宜間隔をおいて複数の凹凸条2
4eを設けるか、図4(b)に示すように、円筒壁24
の頂面24aに例えば円弧状の凹部24fを設けるなど
によって、円筒壁24の頂面24aのリンス液Rとの接
触面積等を大きくすることができ、円筒壁24の頂面2
4aとウエハWの裏面周縁部との間にリンス液Rの液膜
を確実に形成することができる。
及びこのスピンチャック21にて保持されるウエハWの
外周を包囲する有底筒状の外容器25と、ウエハWの下
方側に配置される内容器26とで構成されており、内容
器26の上面に上記円筒壁24が周設されている。この
場合、円筒壁24の下部から外向きに突設するフランジ
部24bの周方向に設けられた4つの取付部24cの取
付孔24dにボルト(図示せず)をもって処理容器20
の内容器26の上面側に固定される(図3参照)。ま
た、処理容器20の底部には排気ポンプ27に接続する
排気口28が設けられると共に、図示しない排液装置に
接続する排液口29が設けられている。
浄液としてのリンス液Rの供給源30に接続する洗浄液
供給手段としての第1の洗浄液噴射ノズル31が配設さ
れており、また、円筒壁24の内方側にはウエハWの裏
面周縁部に向ってリンス液を噴射する複数例えば4個の
第2の洗浄液噴射ノズル32が配設されている。この第
2の洗浄液噴射ノズル32の噴口(図示せず)は円筒壁
24の頂面24aとウエハWの裏面周縁部との間に向っ
てリンス液を噴射するように設けられており、この第2
の洗浄液噴射ノズル32からリンス液Rを噴射すると共
に、スピンチャック21を駆動してウエハWを回転する
ことにより、ウエハWの裏面周縁部と円筒壁24の頂面
24aとの間に、毛管現象によってリンス液Rの液膜
(液溜り)が形成されるようになっている。
タ33、昇降機構34、現像液供給源22、処理液供給
ノズル23、リンス液供給源30及び第1,第2の洗浄
液噴射ノズル31,32は、それぞれ回転数、昇降位
置、現像液供給量及びリンス液供給量を制御するための
制御部35に接続されており、相対的な制御が可能に構
成されている。
20、スピンチャック21、処理液供給ノズル23及び
第1,第2の洗浄液噴射ノズル31,32は処理室36
内に収容されている。また、処理容器20の上方位置に
は、温度、湿度を予め定めた設定値に調整された気流を
処理容器20内に向って供給可能に構成された図示しな
い温度湿度調整機構が配置されている。
及び図6を参照して説明する。
ク21に自動的に搬送し位置決め保持する。そして、ウ
エハWが8インチの場合、例えば10〜100rpm好
ましくは30〜60rpmにて低速回転させながら第2
の洗浄液噴射ノズル32からリンス液Rを円筒壁24の
頂面24aとウエハWの裏面周縁部との間に供給して、
現像液Lの供給に先立って予め、円筒壁24の頂面24
aとウエハWの裏面周縁部との間に毛管現象によってリ
ンス液Rの液膜を形成する(図5(a)参照)。
エハWを例えば2000rpmにて高速回転させなが
ら、ウエハWの上面(表面)に処理液供給ノズル23か
らスプレー状に現像液Lを例えば0.5秒間供給した
後、30rpm程度にて低速回転させながら例えば2秒
間現像液Lを供給してウエハW表面に現像液Lを液盛り
すると共に(図5(b)参照)、ウエハW表面上の現像
液Lを遠心力により周辺に向って拡散させてウエハWの
表面に現像液膜を形成する(図5(c)参照)。この
際、排気ポンプ及び排液ポンプを駆動して処理容器20
内の排気及び排液を外部に排出する。このようにして、
ウエハW表面に現像液を液盛りした後、ウエハWの回転
を停止して例えば50秒間現像処理を行う。また、この
処理雰囲気の温度、湿度は、予め定めた設定値に自動制
御されている。
と円筒壁24の頂面24aとの間に、ウエハWの周縁か
ら裏回りにより、現像液LがウエハWの裏面に回り込ん
でくるが、ウエハWの裏面周縁部と円筒壁24の頂面2
4aとの間にリンス液Rの液膜が形成されているため、
この液膜の自己保持力の作用により、円筒壁24の内方
へは現像液Lが侵入することを阻止することができると
共に、回り込んだ現像液Lは円筒壁24の外周面を流れ
落ち、処理容器20の底部に溜り、排液口29を介して
外部に排出される。
えば2000rpmにて回転させながら第1の洗浄液噴
射ノズル31からリンス液RをウエハWの表面に供給
(噴射)すると共に、第2の洗浄液噴射ノズル32から
リンス液RをウエハWの裏面周縁部に向けて供給(噴
射)して、ウエハWの表面及び裏面を洗浄する(図5
(d)参照)。
ってウエハWをスピンチャック21に自動的に搬送し位
置決め保持する。そして、ウエハWを例えば10〜10
0rpm好ましくは30〜60rpmにて低速回転させ
ながら第2の洗浄液噴射ノズル32からリンス液Rを円
筒壁24の頂面24aとウエハWの裏面周縁部との間に
供給して、現像液Lの供給に先立って予め、円筒壁24
の頂面24aとウエハWの裏面周縁部との間に毛管現象
によってリンス液Rの液膜を形成する(図6(a)参
照)。
エハWを停止させた状態で、ウエハWの上面(表面)に
処理液供給ノズル23からスプレー状に現像液Lを例え
ば0.5秒間供給してウエハW表面に現像液Lを供給す
る(図6(b)参照)。この際、排気ポンプ及び排液ポ
ンプをの駆動を停止して、例えば1分間処理室36内の
処理雰囲気を現像液Lの蒸気雰囲気に維持して、表面張
力によって現像液LをウエハWの表面に保持させて現像
液膜を形成し現像処理する(図6(c)参照)。このよ
うにウエハWを停止し、排気等を停止して現像液の蒸気
雰囲気の下で現像処理を行うことにより、排気動作によ
る気流の発生もなく均一なスプレー状態で現像液Lを供
給できるため、均一な現像液膜を形成することができ
る。なお、この処理雰囲気の温度、湿度は、予め定めた
設定値に自動制御されている。
と同様、ウエハWの裏面周縁部と円筒壁24の頂面24
aとの間に、ウエハWの周縁から裏回りにより、現像液
LがウエハWの裏面に回り込んでくるが、ウエハWの裏
面周縁部と円筒壁24の頂面24aとの間に既にリンス
液Rの液膜が形成されているため、この液膜の自己保持
力の作用により、円筒壁24の内方へは現像液Lが侵入
することを阻止することができると共に、回り込んだ現
像液Lは円筒壁24の外周面を流れ落ちる。
えば2000rpmにて回転させながら第1の洗浄液噴
射ノズル31からリンス液RをウエハWの表面に供給
(噴射)すると共に、第2の洗浄液噴射ノズル32から
リンス液RをウエハWの裏面周縁部に向けて供給(噴
射)して、ウエハWの表面及び裏面を洗浄する(図6
(d)参照)。
と現像液Lの裏面回り込みとの関係、ウエハWの裏面周
縁部と円筒壁24の頂面との隙間Bと現像液Lの裏面回
り込みとの関係について、実験に基いて説明する。
20mm内の適宜寸法にかえて、以下の条件の下で、ウ
エハWの裏面周縁部の回り込み発生数を求める実験を行
った。
に示すような結果が得られ、円筒壁24の頂面24aの
幅Aが5〜15mmの範囲内のとき、現像液Lの回り込
みを阻止することができ、6〜14mmの範囲内のとき
の回り込み発生数を10枚以下にすることができた。ま
た、円筒壁24の頂面24aの幅Aが8〜12mmの範
囲内では回り込み発生数を6枚以下にすることができ、
回り込みの阻止を有効に行えることが判った。また、幅
Aが10mmのときには回り込み発生数が5枚であり、
最も回り込み発生数が少なかった。なお、幅Aが20m
mの場合には回り込み発生数が9枚と少ないが、この場
合には幅Aが広いため、現像処理後の洗浄処理後に現像
液Lがウエハ裏面に残こるという別の問題があった。
筒壁24の頂面24aとの隙間Bが1mmの場合につい
ての実験であるが、この間隙Bを0.5〜1.5mmの
範囲で適宜かえて同様な実験を行ったところ、幅Aが1
4〜6mm(間隙Bが0.5mmに対して幅Aが14m
m〜間隙がB1.5mmに対して幅Aが6mm)の場合
には上記実験結果とほぼ同様の結果が得られ、間隙Bを
0.67〜1.3mmと狭く設定した場合には幅Aが1
5〜5mm(間隙Bが0.67mmに対して幅Aが15
mm〜間隙Bが1.3mmに対して幅Aが5mm)の場
合には上記実験結果とほぼ同様の結果が得られた。
図8を参照して説明する。図8に示す実施形態は、円筒
壁24の頂面とウエハWの裏面周縁部との間の液膜を更
に確実に形成することができるようにすると共に、現像
液LのウエハW裏面内方への侵入抑制及び処理後の現像
液Lの振り切り時の現像液Lの排出促進を図れるように
した場合である。
eに代えて、円筒壁24の頂面に、略垂直状の内周側壁
40aとこの内周側壁40aの下端から外方に向って上
り傾斜する外周側壁40bとからなる複数(図面では2
つの場合を示す)の略断面V字形の凹条40を形成した
場合である。この凹条40を有する円筒壁24の頂面の
幅Aは上記実施形態と同様に5〜15mm程度に設定さ
れ、頂面とウエハWの裏面との対向間隔Bは0.5〜
1.5mm程度となるように配置される。また凹条40
の深さCは1.0〜2.0mm程度に設定される。この
ように、円筒壁24の頂面に、複数の略断面V字形の凹
条40を形成することにより、円筒壁24の頂面の表面
積を増大させて液膜の形成を容易にすることができ、か
つ、現像液Lのウエハ裏面内方への侵入抑制及び円筒壁
24の頂面とウエハ裏面周縁部との間の液膜の現像処理
後の排出促進を図ることができる。つまり、内周側壁4
0aを略垂直状に形成することにより、液の流れに対す
る抵抗力が大きくなるので、ウエハ裏面に回り込む現像
液Lの内方への侵入を抑制することができ(図8(b)
参照)、また、処理後に現像液Lの振り切りを行う際に
は、外周側壁40bの上り傾斜面の、液の流れに対する
抵抗力は小さいので、液は流れ易くなり、この傾斜面を
利用して液膜の液滴Mの排出を促進することができる
(図8(c)参照)。
24を使用する場合、上記実施形態と同様に現像液Lを
供給する前に、図8(a)に想像線で示すように、第2
の洗浄液噴射ノズル32から予め円筒壁24の頂面とウ
エハWの裏面周縁部との間にリンス液Rを噴射して液膜
を形成するようにしてもよい。なお、図8に示す実施形
態において、その他の部分は上記実施形態と同じである
ので、その説明は省略する。
いた処理装置について図9及び図10を参照して説明す
る。この実施形態は、円筒壁24の頂面とウエハWの裏
面周縁部との間の液膜を更に確実に形成することができ
るようにすると共に、現像液LのウエハW裏面内方への
侵入抑制及び処理後の現像液Lの振り切り時の現像液L
の排出促進を図れるようにし、かつ現像液L及びリンス
液Rの排液を確実に行えるようにした場合である。
態と同様に、処理容器20の内容器26の上面に周設さ
れる円筒壁24の頂面に、凹溝41と、この凹溝41に
関して内外周側にそれぞれ複数の凹凸条を有する内壁層
42及び外壁層43を形成した場合である。この場合、
内壁層42及び外壁層43の凹凸条の凹条部は、上記図
8に示した実施形態と同様に内周側壁40aに対して外
周側壁40bが外周方向へ傾斜する略V字形溝にて形成
されている。また、凹溝41の底部には適宜間隔をおい
て複数例えば6個の排液口44が形成されている(図1
0参照)。この内壁層42,外壁層43及び凹溝41を
有する円筒壁24の頂面の幅A′は15〜17mm程度
に設定され凹溝41の幅A1は3〜5mm程度,内壁層
42及び外壁層43の幅A2は5〜7mm程度に設定さ
れ、頂面とウエハWの裏面との対向間隔Bは0.5〜
1.5mm程度となるように配置される。また凹条40
の深さCは1.0〜2.0mm程度に設定される。
W裏面へ回り込む現像液Lの侵入をまず外壁層43にて
抑制(阻止)し、次に外壁層43を通過する現像液Lが
あった場合には、この現像液Lを内壁層42にて抑制
(阻止)することができるので、処理時にウエハWの裏
面に回り込む現像液Lのウエハ裏面内方への侵入を更に
確実に阻止することができる。また、凹溝41において
現像液Lや洗浄に供されるリンス液Rの一部を受け止め
て内壁層42側への侵入を抑制することができると共
に、排液口44を介して外部へ排出することができる。
ズル32が組込まれており、このノズル32から内壁層
42の頂面とウエハWの裏面周縁部との間にリンス液R
が噴射されてリンス液Rの液膜が形成されるように構成
されている。また、処理容器20の上部開口部は図示し
ない昇降機構によって処理容器20に対して進退可能な
蓋体50が設けられており、現像処理時にこの蓋体50
がウエハWの上方の所定距離位置まで下降し、処理容器
20と共働して処理雰囲気空間を形成し得るように構成
されている。
いて、図11を参照して説明する。
インアーム5によってウエハWをスピンチャック21に
自動的に搬送し位置決め保持する。そして、ウエハWが
8インチの場合、例えば10〜100rpm好ましくは
30〜60rpmにて低速回転させながら第2の洗浄液
噴射ノズル32からリンス液Rを内壁層42の頂面とウ
エハWの裏面周縁部との間に供給して、現像液Lの供給
に先立って予め、円筒壁24の内壁層42の頂面とウエ
ハWの裏面周縁部との間に毛管現象によってリンス液R
の液膜を形成する(図11(a)参照)。
エハWを例えば2000rpmにて高速回転させなが
ら、ウエハWの上面(表面)に処理液供給ノズル23か
らスプレー状に現像液Lを例えば0.5秒間供給した
後、30rpm程度にて低速回転させながら例えば2秒
間現像液Lを供給してウエハW表面に現像液Lを液盛り
すると共に(図11(b)参照)、ウエハW表面上の現
像液Lを遠心力により周辺に向って拡散させてウエハW
の表面に現像液膜を形成する(図11(c)参照)。こ
の際、排気ポンプ及び排液ポンプを駆動して処理容器2
0内の排気及び排液を外部に排出する。このようにし
て、ウエハW表面に現像液を液盛りした後、ウエハWの
回転を停止して例えば50秒間現像処理を行う。この処
理雰囲気の温度、湿度は、上記実施形態と同様予め定め
た設定値に自動制御されている。
と円筒壁24の頂面との間に、ウエハWの周縁から裏回
りにより、現像液LがウエハWの裏面に回り込んできた
場合には、ウエハWの裏面周縁部に近接する円筒壁24
の外壁層43によって受け止め、毛管現象によって現像
液Lの液膜を形成し、この液膜の自己保持力の作用によ
ってそれ以上内方への侵入を抑制する。また、この液膜
を通過して更に内方へ侵入する現像液Lは凹溝41に受
け止められ、更に内方へ侵入する現像液LはウエハWの
裏面周縁部と内壁層42との間に形成されたリンス液R
の液膜の自己保持力の作用により、円筒壁24の内方へ
の侵入が阻止される。また、ウエハWの裏面側へ回り込
んだ現像液Lは円筒壁24の外周面を流れ落ち、また凹
溝41に設けられた排液口44から流れて処理容器20
の底部に溜り、排液口29を介して外部に排出される。
えば2000rpmにて回転させながら第1の洗浄液噴
射ノズル31からリンス液RをウエハWの表面に供給
(噴射)すると共に、第2の洗浄液噴射ノズル32から
リンス液RをウエハWの裏面周縁部に向けて供給(噴
射)して、ウエハWの表面及び裏面を洗浄する(図11
(d)参照)。
ウエハWを例えば5000〜6000rpmにて回転さ
せてウエハWに付着するリンス液Rを遠心力によって振
り切る。この際、ウエハWの裏面周縁部と円筒壁24の
頂面すなわち内壁層42及び外壁層43との間に形成さ
れた液膜は内壁層42及び外壁層43外周側壁40bの
傾斜面を利用して液滴Mとして外方へ飛散される(図8
(c)参照)。
予めウエハWの裏面周縁部と円筒壁24の内壁層42の
頂面との間にリンス液Rの液膜を形成する場合について
説明したが、必ずしも現像液の供給前にこのような液膜
を形成しなくても、現像処理時にウエハWの裏面に回り
込む現像液Lを外壁層43,凹溝41及び内壁層42に
よって阻止することができる。
装置を半導体ウエハの現像装置に適用した場合について
説明したが、スピンコーティングによるレジスト塗布で
も、その他処理液の塗布であればいずれにも適用でき
る。また、半導体ウエハ以外のLCD基板やCD等の板
状の被処理体の処理にも適用できることは勿論である。
例えば、方形状のLCD基板の場合には、上記円筒壁2
4の形状をLCD基板より小さい角筒壁に形成する。
8記載の発明によれば、半導体ウエハ、LCD基板又は
CD等の板状の被処理体の裏面周縁部と被処理体の裏面
に近接する円筒壁の頂面との間に洗浄液の液膜を有効に
形成することができるので、処理工程時に現像液又はレ
ジスト液等の処理液が被処理体の表面に供給されて表面
に拡散され、被処理体の裏面に回り込みが生じても洗浄
液の液膜によって阻止することができる。また、上記液
膜は洗浄液によって形成されるので、処理後の洗浄工程
で使用される洗浄液と相俟って被処理体の裏面洗浄に供
することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
この場合、被処理体を静止させると共に、処理雰囲気を
処理液の蒸気雰囲気に維持して処理液を被処理体全面に
拡散させることにより、排気動作による気流の発生もな
く処理液を供給することができるので、均一な処理液膜
を形成することができる(請求項3)。
時に現像液又はレジスト液等の処理液が半導体ウエハ、
LCD基板又はCD等の板状の被処理体の裏面に回り込
み内方へ侵入するのを内周側壁によって阻止することが
でき、また、円筒壁の頂面の表面積を増大させること
で、円筒壁と被処理体裏面との間に容易に液膜を形成す
ることができ、この液膜によって処理液の被処理体裏面
内方側への侵入を抑制することができる。また、処理後
の処理液の振り切り時には、凹条の外周側壁の傾斜を利
用して液滴を容易に外方に排出することができるので、
処理能率の向上及び歩留まりの向上を図ることができ
る。
よれば、円筒壁の頂面に、凹溝に関して内外周側にそれ
ぞれ洗浄液の液膜を形成するための複数の凹凸条を有す
る内壁層及び外壁層を形成することにより、半導体ウエ
ハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体裏面へ回り
込む現像液又はレジスト液等の処理液の侵入をまず外壁
層にて阻止し、外壁層を通過する処理液を内壁層にて阻
止することができるので、処理液の侵入を確実に阻止す
ることができ、更に歩留まりの向上を図ることができ
る。
塗布・現像処理システムの斜視図である。
図である。
斜視図である。
の関係を示すグラフである。
断面図(a)、処理液の侵入抑制状態を示す概略断面図
(b)及び処理液の排出状態を示す概略断面図(c)で
ある。
用いた処理装置の概略断面図である。
に沿う拡大断面図(b)である。
法の一例を示す説明図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 回転保持手段にて保持される半導体ウエ
ハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体の表面に現
像液又はレジスト液等の処理液を供給して被処理体の表
面を処理する処理方法において、 上記被処理体の表面に上記処理液を供給する前に、被処
理体の裏面周縁部と被処理体の裏面に近接する円筒壁の
頂面との間に洗浄液を供給して該洗浄液の液膜を形成
し、 上記洗浄液の供給を停止した後に、洗浄液の液膜を形成
した状態で、上記被処理体の表面に上記処理液を供給す
ることを特徴とする処理方法。 - 【請求項2】 回転保持手段にて保持される半導体ウエ
ハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体の表面に現
像液又はレジスト液等の処理液を供給して被処理体の表
面を処理する処理方法において、 上記被処理体の表面に上記処理液を供給する前に、被処
理体の裏面周縁部と被処理体の裏面に近接する円筒壁の
頂面との間に洗浄液を供給して該洗浄液の液膜を形成す
る工程と、 上記洗浄液の供給を停止した後に、洗浄液の液膜を形成
した状態で、上記被処理体の表面に上記処理液を供給す
る工程と、 上記被処理体を回転して上記処理液を被処理体全面に拡
散させる工程と、 上記被処理体の表面及び裏面周縁部に洗浄液を供給する
工程とを有することを特徴とする処理方法。 - 【請求項3】 回転保持手段にて保持される半導体ウエ
ハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体の表面に現
像液又はレジスト液等の処理液を供給して被処理体の表
面を処理する処理方法において、 上記被処理体の表面に上記処理液を供給する前に、被処
理体の裏面周縁部と被処理体の裏面に近接する円筒壁の
頂面との間に洗浄液を供給して該洗浄液の液膜を形成す
る工程と、 上記洗浄液の供給を停止した後に、洗浄液の液膜を形成
した状態で、上記被処理体の表面に上記処理液を供給す
る工程と、 上記被処理体を静止させると共に、処理雰囲気を上記処
理液の蒸気雰囲気に維持して処理液を被処理体全面に拡
散させる工程と、 上記被処理体の表面及び裏面周縁部に洗浄液を供給する
工程とを有することを特徴とする処理方法。 - 【請求項4】 上記被処理体を回転させながら被処理体
の裏面周縁部と被処理体の裏面に近接する円筒壁の頂面
との間に洗浄液を供給して、該洗浄液の液膜を形成する
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の
処理方法。 - 【請求項5】 上記被処理体を回転させながら被処理体
の表面に処理液を供給することを特徴とする請求項1な
いし3のいずれかに記載の処理方法。 - 【請求項6】 被処理体の裏面周縁部と被処理体の裏面
に近接する円筒壁の頂面との間に、5〜15mmの幅の
洗浄液の液膜を形成し、上記被処理体の裏面周縁部と被
処理体の裏面に近接する円筒壁の頂面との間隔を、0.
5〜1.5mmとしたことを特徴とする請求項1ないし
4のいずれかに記載の処理方法。 - 【請求項7】 回転保持手段にて保持される半導体ウエ
ハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体の表面に現
像液又はレジスト液等の処理液を供給して被処理体の表
面を処理する処理装置において、 上記 被処理体の表面に上記処理液を供給する処理液供給
手段と、被処理体の表面及び裏面に洗浄液を供給する洗
浄液供給手段と、被処理体の裏面周縁部側に近接する部
位に配置される円筒壁とを具備し、 上記円筒壁の頂面の幅を5〜15mmに形成し、 上記被処理体の裏面と円筒壁の頂面との間隔を0.5〜
1.5mmとし、 かつ、上記円筒壁の頂面に上記洗浄液の液膜を形成する
ための凹凸条を形成したことを特徴とする処理装置。 - 【請求項8】 回転保持手段にて保持される半導体ウエ
ハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体の表面に現
像液又はレジスト液等の処理液を供給して被処理体の表
面を処理する処理装置において、 上記 被処理体の表面に上記処理液を供給する処理液供給
手段と、被処理体の表面及び裏面に洗浄液を供給する洗
浄液供給手段と、被処理体の裏面周縁部側に近接する部
位に配置される円筒壁とを具備し、 上記円筒壁の頂面の幅を5〜15mmに形成し、 上記被処理体の裏面と円筒壁の頂面との間隔を0.5〜
1.5mmとし、 かつ、上記円筒壁の頂面に上記洗浄液の液膜を形成する
ための凹部を形成したことを特徴とする処理装置。 - 【請求項9】 回転保持手段にて保持される半導体ウエ
ハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体の表面に現
像液又はレジスト液等の処理液を供給して被処理体の表
面を処理する処理装置において、 上記 被処理体の表面に上記処理液を供給する処理液供給
手段と、被処理体の表面及び裏面に洗浄液を供給する洗
浄液供給手段と、被処理体の裏面周縁部側に近接する部
位に配置される円筒壁とを具備し、 上記円筒壁の頂面に、内周側壁に対して外周側壁が外周
方向へ傾斜する上記洗浄液の液膜を形成するための複数
の略V字形凹条を形成したことを特徴とする処理装置。 - 【請求項10】 回転保持手段にて保持される半導体ウ
エハ、LCD基板又はCD等の板状の被処理体の表面に
現像液又はレジスト液等の処理液を供給して被処理体の
表面を処理する処理装置において、 上記 被処理体の表面に上記処理液を供給する処理液供給
手段と、被処理体の表面及び裏面に洗浄液を供給する洗
浄液供給手段と、被処理体の裏面周縁部側に近接する部
位に配置される円筒壁とを具備し、 上記円筒壁の頂面に、凹溝を形成すると共に、この凹溝
に関して内外周側にそれぞれ上記洗浄液の液膜を形成す
るための複数の凹凸条を有する内壁層及び外壁層を形成
したことを特徴とする処理装置。 - 【請求項11】 内壁層及び外壁層の凹凸条の凹条部
が、内周側壁に対して外周側壁が外周方向へ傾斜する略
V字形溝であることを特徴とする請求項10記載の処理
装置。 - 【請求項12】 凹溝の底部に排液口を設けたことを特
徴とする請求項10又は11記載の処理装置。 - 【請求項13】 上記被処理体の裏面に洗浄液を供給す
る洗浄液供給手段を具備し、上記洗浄液供給手段から上
記被処理体の裏面周縁部と被処理体の裏面に近接する内
壁層の頂面との間に洗浄液を供給して、該洗浄液の液膜
を形成可能にしたことを特徴とする請求項9ないし12
のいずれかに記載の処理装置。
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