JPH11345763A - 半導体基板の処理装置 - Google Patents

半導体基板の処理装置

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JPH11345763A
JPH11345763A JP16929498A JP16929498A JPH11345763A JP H11345763 A JPH11345763 A JP H11345763A JP 16929498 A JP16929498 A JP 16929498A JP 16929498 A JP16929498 A JP 16929498A JP H11345763 A JPH11345763 A JP H11345763A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
cup
resist
aperture mechanism
wafer
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Application number
JP16929498A
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English (en)
Inventor
Masuyuki Taki
益志 滝
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UMC Japan Co Ltd
Original Assignee
Nippon Foundry Inc
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Publication date
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板の処理装置において、吸気口を各
処理工程時に適正な開口部に制御することにより、流速
を可変管理する。 【解決手段】 ウエハ3を包含するカップ4には上方に
設けらた複数の羽根により構成される絞り機構10と排
気口5とを備えており、各ステップ毎に絞り機構10の
開口状態を可変することにより、カップ4内を流動する
気体の流速を可変する。これにより、レジスト膜に悪影
響を与えることなくミストを排出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板の処理装
置に関し、特にフォトリソグラフィー工程において用い
られるレジスト塗布装置、ならびに現像処理装置の排気
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体基板上に形成された積層膜をパタ
ーニングするために、レジスト膜からなるパターンを形
成するフォトリソグラフィー技術が用いられている。
【0003】従来の一般的なフォトリソグラフィー工程
の流れを簡単に説明する。まず、被処理基板(以下ウエ
ハと称する)に吸着した水分を除去するために、温度1
00℃以上からなる条件にて高温べーク処理を施した
後、レジスト膜との密着性向上を目的としてHMDS
(ヘキサメチルジシザラン)処理を施す。
【0004】その後、ポジ型、ないしはネガ型レジスト
を任意の膜厚にて塗布した後、べーク処理にて残存する
溶媒の除去処理を施す。その後、逐次移動型露光装置
(通称、ステップアンドリピート型ステッパー、以降ス
テッパーと称する)を用いて所望回路パターンの露光を
行う。
【0005】次に、100℃前後からなる温度にてPE
B(ポストイクスポージャーべ一ク)を行った後、ポジ
型レジストの場合には、一般的にTMAH(テトラメチ
ルアンモニュームハイドロオキサイド)濃度2.38%
前後からなるアルカリ水溶液を用いて現像処理を施すこ
とにより、レジストパターンが完成する。
【0006】続いて、上述した従来方法によるフォトリ
ソグラフィー工程中のレジスト塗布処理工程、ならびに
現像処理工程のうち、レジスト塗布処理工程を例に挙げ
て図5を参照しながら更に詳細に説明する。
【0007】図5に示される従来の装置の構成におい
て、被処理基板であるウエハ103は、センタリングが
成された後にスピンモーター101に連結されたウエハ
チャック102上に載置され、その後に真空吸着にて固
定、保持がなされる。
【0008】次に、ウエハ103を静止させた状態でレ
ジストを滴下するスタティックディスペンス方式、もし
くはウエハ103を微低速回転させつつレジストを滴下
するダイナミックディスペンス方式の何れかによりウエ
ハ103上にレジストを滴下させた後、所望膜厚の得ら
れる回転数にて処理を施す。これにより、ウエハ103
上に均一な膜厚からなるレジスト膜を形成する。
【0009】この際、ウエハ103滑面(ウエハ側面部
を示す)に回り込んだレジストの除去、ならびに各種装
置にてウエハ103を保持する際に用いられるクランプ
とレジストとの接触によるパーティクル(発塵)を抑制
するために、レジスト塗布面側外周部においてレジスト
を任意の数ミリ幅だけ除去する。このため、リンスノズ
ル(図示せず)から有機溶媒としてアルキルピロリド
ン、キシレン、エチルセロソルブアセテート、プロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチ
ル等を吐出することにより局所的にレジストの除去処理
を施す。
【0010】また、ウエハ103の裏面側に関しても、
各種ミストや付着パーティクルを除去するため、バック
サイドリンスノズル107により同じく有機溶媒を吐出
することにより、裏面洗浄処理(以降、バックサイドリ
ンス)を施し、その後、振り切り回転処理を施して一連
の処理が完了する。
【0011】なお、上述した工程中に生じる余剰レジス
ト、有機溶剤からなるリンス液はドレイン口106を経
由してドレインタンクに排出される。
【0012】また、上述した工程中では、余剰レジスト
のカップ内壁からの跳ね返り、ならびにリンス処理にお
ける有機溶剤の跳ね返りや雰囲気からウエハ103表面
を保護する目的も兼ねて、一般的には上述した工程中に
おいて、排気口105を用いて強制排気がなされる。
【0013】しかし、この排気はレジスト塗布膜厚の均
一性を大きく左右する為、塗布膜厚の均一性を第一優先
とし、且つミスト等が生じない適正排気を得る為に排気
ダンパー108を調整することにより、レジスト膜厚の
適正化を図る方法が採られていた。
【0014】上述したようにレジスト塗布装置における
排気は重要な役割を担っており、更に現像装置において
もこの排気はレジストパターンの線幅の均一性、ミスト
抑制等の観点から重点的に管理がなされているのが現状
である。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、レジ
スト塗布装置を例にとれば、レジスト塗布特性を第一優
先とし、且つ極力ミストの生じない適正排気を求めて処
理が成されているが、図6に示すように裏面リンスノズ
ル107、表面リンスノズル109から吐出された有機
溶剤121は、カップ104の内壁に飛散、跳ね返りが
生じ、ミスト122としてウエハ103面上のレジスト
110面に付着することを抑制することができなかっ
た。
【0016】従って、塗布膜厚の均一性に影響を及ぼす
レジストディスペンス工程あるいは回転塗布工程を除く
リンス洗浄処理工程中のみ排気を高める方法が考えられ
るが、この排気を高めるには工場側排気を高めねばなら
ず、ユーティリティー能力増強が必要であり、資金的に
も大きな負担を強いられるという問題を抱えていた。
【0017】また、仮に排気を高めた方法を用いた場合
においても、現有各装置の排気方法は図5中に示すよう
に、ダンパー108を開閉する“1"又は“O"の二者択一
方式であり、各処理工程毎に任意排気調整が不可能であ
るという問題を抱えていた。
【0018】ここで、現像装置に関しては、特開平9−
94515号公報において、レジスト塗布装置に関して
は、特開平9−22558号公報、特開平9−2256
0号公報、特開平9−260276号公報、特開平9−
260277号公報において、現像装置及びレジスト塗
布装置の双方に適用可能な装置に関しては、特開平9−
63941号公報等において上記課題を解決するための
試みがなされている。
【0019】しかしながら、何れの方法に於いてもカッ
プ内の機構、構造等を変更することによる流速方向、流
速向上等を目的としており、任意に流速を可変すること
のできる機構は持たず、多かれ少なかれ従来技術と同様
の問題を抱えていた。
【0020】本発明は上記課題を鑑みてなされたもので
あり、カッブ上方に任意可変可能なる絞り機構を設け、
各処理工程時に適正な開口部に制御することにより、流
速を可変管理することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体基板の処
理装置は、半導体基板にレジストを滴下し回転塗布処理
を行うことによりレジスト膜を形成する処理装置であっ
て、前記半導体基板を包囲するカップと、前記カップに
設けられた排気口と、前記カップの上方に設けられ、開
口状態を可変な絞り機構からなる吸入口とを有する。
【0022】本発明の半導体基板の処理装置は、半導体
基板に現像液を滴下して現像処理を行う処理装置であっ
て、前記半導体基板を包囲するカップと、前記カップに
設けられた排気口と、前記カップの上方に設けられ、開
口状態を可変な絞り機構からなる吸入口とを有する。
【0023】本発明の半導体基板の処理装置の一態様例
において、前記絞り機構は、前記レジスト膜を回転塗布
した後の局所的な前記レジスト膜の除去工程あるいは前
記半導体基板の裏面洗浄工程において、前記レジストの
塗布工程よりも開口径が小さくなるように設定される。
【0024】本発明の半導体基板の処理装置の一態様例
において、前記絞り機構は、前記現像処理における洗浄
工程において、前記現像処理工程よりも開口径が小さく
なるように設定される。
【0025】本発明の半導体基板の処理装置の一態様例
において、前記絞り機構は複数枚の羽根から構成され、
開口部先端が前記絞り機構の周辺部よりも前記半導体基
板に近接している。
【0026】
【作用】本発明によれば、ユーティリティー側排気圧を
高めることなく同一排気圧の基においても通気口を任意
可変させることにより流速を任意可変することが可能と
なり、流速を高めた状況下にてリンス関係処理を施すこ
とで、この流速がミストに対するエアーカーテンの役割
を担うと共にミストを強制的に排出することが可能とな
る。
【0027】また、絞り機構の断面形状を逆三角形ない
しは凹状形状とし、開口部先端部をよりウエハに近接し
た構造としたことにより、気流の収束と共に、カップ内
に流れ込む気流の流速を高めるができ、ウエハ中心部か
ら外周部への流速を向上させて、ミストの抑制を図るこ
とが可能となる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態にかか
る半導体基板の処理装置を図面に基づいて説明する。図
1は、本発明の一実施形態に係る半導体基板の処理装置
の構成を示す概略断面図であり、図2は半導体基板の処
理装置の平面構成を示す、ウエハ上面部から見た平面図
である。
【0029】図1、図2に示す処理装置の構造上での従
来の装置に対する最大の相違点は、カップ4の上方に自
在可変式なる絞り機構10を設けた点にある。
【0030】この自在可変式なる絞り機構10は、写真
撮影機等に用いられる絞り機構と同様に複数枚の羽根か
らなる構成とされている。そして、この自在可変式なる
絞り機構10は、レジスト塗布装置ないしは現像装置に
設定されているプログラム上の処理プロセスの各ステッ
プ毎に、指示することにより任意に開閉可能とされ、且
つ開放度合い(絞り口径)に関しても任意開度に設定可
能な機構として設置されている。
【0031】また、図1に示すように、絞り機構10は
開口部中心が最もウエハと近接する様な逆三角形形状、
ないしは凹状形状とされた断面形状を有している。すな
わち、図1及び図2に示すように絞り機構10の口径が
小さくなるように、開放度合いを小さくした場合には、
絞り機構10の開口部における羽根の先端は、周辺部よ
りも下側に位置する。これにより、上述した逆三角形形
状、ないしは凹状形状が形成される。
【0032】次に、この処理装置を用いた場合のレジス
ト塗布処理あるいは現像処理を、図3及び図4を参照し
ながら共に説明する。
【0033】先ず、図3に示すように、定常状態として
は自在可変式なる絞り機構10を全開状態とし、この定
常状態においてセンタリングの施されたウエハ3がウエ
ハチャク2上に載置され、真空吸着にて保持される。
【0034】その後、レジスト塗布装置として使用する
場合には、レジストノズルよりレジストを滴下し、所望
膜厚が得られるような回転数にて回転塗布形成を行う。
現像装置として使用する場合であれば、現像液注入ノズ
ルより現像液を滴下して、静止ないしは微低速回転から
なるパドリング現像を、所望する規定現像時間に渡って
施す。
【0035】前述した処理中の排気は自在可変式なる絞
り機構10を全開とし、排気ダンパー8を調整すること
により適正排気圧を採るか、もしくは排気ダンパー8を
全開し、塗布膜厚均一性に影響の生じない範囲にて自在
可変式なる絞り機構10を任意絞り込んで設定するかの
何れかの方法を採る。
【0036】次に、レジスト塗布に使用する場合であれ
ば、次工程である有機溶剤によるリンス洗浄に入る前
に、図4に示すように、自在可変式な絞り機構10を所
望開口部11が得られる様に閉じる。
【0037】同様に、現像に使用する場合であれば、純
水によるリンス洗浄工程に入る前に、図4に示すよう
に、自在可変式なる絞り機構10を所望開口部11が得
られる様に閉じ、続いて前記リンス処理を施す。
【0038】この際、裏面リンス洗浄は裏面洗浄ノズル
7より、現像装置として使用する場合の純水吐出は、自
在可変式なる絞り機構10の開口部11から吐出を行っ
て処理を施すことにより行う。
【0039】なお、レジスト塗布装置に適用する際、ト
ップサイドリンスを行う場合には、カップ4の内部にリ
ンスノズルを設けるか、もしくは自在可変式なる絞り機
構10の一部に開口部を設け、この開口部を通してリン
スノズルを降下し、トップサイドリンス処理を行う。
【0040】このような方法を採ることにより、図3に
示す絞り機構10が開いた状態に比較して、図4に示す
絞り機構10の開口部11の口径が絞られた状態では、
ウエハ3の中心部から排気口5に向かう流速は高められ
ることになる。これにより、リンス洗浄時に生じるミス
トを高められた流速にて排除することが可能となる。
【0041】上記した方法は絞り機構10を全開あるい
は全閉(但し、中央部を一部開放)した場合を例に挙げ
て説明したが、絞り機構10の開口部11の口径は任意
に設定可能であるため、各処理工程毎に最も適した流速
が得られるよう、自在可変式なる絞り機構10の開口部
11を任意に可変し、設定した状態で用いることが可能
である。
【0042】
【発明の効果】本発明に依れば、レジスト塗布工程にお
ける有機溶剤を用いたリンス処理時、振り切り処理時、
ならびに現像処理工程における純水洗浄処理時、振り切
り処理時のカップ内を流動する気体の流速を高めること
ができる。これにより、不要となるミストを強制的にカ
ップ外周部、ならびにドレイン部に排出することが可能
となり、カップ内壁からのミスト付着の抑制、ならびに
ミストに起因するパターン欠陥の発生を抑止することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体基板の処理装置を示す概略
断面図である。
【図2】本発明に係る半導体基板の処理装置を示す概略
平面図である。
【図3】本発明に係る半導体基板の処理装置における、
絞り機構を全開した際の気流の状態を説明する概略断面
図である。
【図4】本発明に係る半導体基板の処理装置における、
絞り機構を閉じた際の気流の状態を説明する概略断面図
である。
【図5】従来の半導体基板の処理装置を示す概略断面図
である。
【図6】従来の半導体基板の処理装置の要部を示す概略
断面図である。
【符号の説明】
1 スピンモーター 2 ウエハチャック 3 ウエハ 4 カップ 5 排気口 6 ドレイン口 7 裏面リンスノズル 8 排気ダンパー 10 絞り機構 101 スピンモーター 102 ウエハチャック 103 ウエハ 104 カップ 105 排気口 106 ドレイン口 107 裏面リンスノズル 108 排気ダンパー 109 表面リンスノズル 110 レジスト 121 リンス液 122 ミスト

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板にレジストを滴下し回転塗布
    処理を行うことによりレジスト膜を形成する処理装置で
    あって、 前記半導体基板を包囲するカップと、 前記カップに設けられた排気口と、 前記カップの上方に設けられ、開口状態を可変な絞り機
    構からなる吸入口とを有することを特徴とする半導体基
    板の処理装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板に現像液を滴下して現像処理
    を行う処理装置であって、 前記半導体基板を包囲するカップと、 前記カップに設けられた排気口と、 前記カップの上方に設けられ、開口状態を可変な絞り機
    構からなる吸入口とを有することを特徴とする半導体基
    板の処理装置。
  3. 【請求項3】 前記絞り機構は、前記レジスト膜を回転
    塗布した後の局所的な前記レジスト膜の除去工程あるい
    は前記半導体基板の裏面洗浄工程において、前記レジス
    トの塗布工程よりも開口径が小さくなるように設定され
    ることを特徴とする請求項1に記載の半導体基板の処理
    装置。
  4. 【請求項4】 前記絞り機構は、前記現像処理における
    洗浄工程において、前記現像処理工程よりも開口径が小
    さくなるように設定されることを特徴とする請求項2に
    記載の半導体基板の処理装置。
  5. 【請求項5】 前記絞り機構は複数枚の羽根から構成さ
    れ、開口部先端が前記絞り機構の周辺部よりも前記半導
    体基板に近接していることを特徴とする請求項1〜4の
    いずれか1項に記載の半導体基板の処理装置。
JP16929498A 1998-06-02 1998-06-02 半導体基板の処理装置 Pending JPH11345763A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009158767A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Tokyo Electron Ltd 回転塗布装置
JP2011040770A (ja) * 2003-09-29 2011-02-24 Hoya Corp マスクブランク及びその製造方法、並びに転写マスクの製造方法
US8075731B2 (en) 2007-10-31 2011-12-13 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate processing apparatus and a substrate processing method
JP2017508616A (ja) * 2014-02-24 2017-03-30 東京エレクトロン株式会社 スピンコーティングにおける欠陥制御のためのカバープレート
US10262880B2 (en) 2013-02-19 2019-04-16 Tokyo Electron Limited Cover plate for wind mark control in spin coating process

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