JPH0669019B2 - 半導体製造装置 - Google Patents

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。

（発明の背景） 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撹拌させる浸漬方式、（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、ほ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（ＥＢＭ）用のホトレジ
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、処理液が変化してしまう恐れがあるので、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、（ロ）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、ほ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。

そこで、これらの不都合を解消した従来技術として、第
２図に示されたような装置も提案されている。第２図に
おいて、引用数字（１）はカップ、（２）は真空チャッ
ク装置であり、真空チャック装置（２）は矢印（Ｖ）方
向に真空に引くことによって想像線で示すウェハ（Ｗ）
を吸着し、また真空を止めて常圧に戻すか又は逆に矢印
方向とは逆方向に過圧することによりウェハ（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−離隔可能になってお
り、ウェハ（Ｗ）の処理の際はウェハ（Ｗ）をカップ
（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（Ｗ）を次のウェハ（Ｗ）と取り替
えるため、または別のチャック装置（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
離隔する。

このような従来装置では、処理液にウェハ（Ｗ）の処理
面を対向させるので、ほこりの落下付着は防止される
が、依然として処理液の使用量が多く、処理程度の一様
性（１枚のウェハについての処理ムラの度合）にも問題
があった。

（発明の目的） 本発明の目的は上記諸欠点及び問題のない新しい方式に
よる半導体製造装置を提供することにある。

（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被処理面の裏面となる上面を
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）とを相対的に接近−離隔
自在とする構成にし、さらにカップ（１）の底面を水平
から所定量傾けた状態で、ウェハの被処理面がカップ
（１）の底面と微小間隔で対向するようにチャック装置
（２）を位置決めした後で、傾いたカップ（１）の底面
のもっとも低い部分に処理液を入れることで、微小間隔
の毛管現象を利用して微小間隔内に処理液を送り込み、
ウェハの被処理面全体を処理液に接触させるように構成
した。

（実施例） 第１図は本発明の実施例による半導体製造装置の構成を
示し、ここでは、カップ（１）及びチャック装置（２）
が水平に対して６０°、好ましくは３０°程度の範囲で
傾斜している装置について説明する。

カップ（１）の低いほうの部分に矢印（Ｄ′）方向から
少量ずつ処理液（Ｄ）を入れると、カップ（１）の底部
面とウェハ（Ｗ）の処理面との間が十分に狭い場合、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小限の量で
もよく、さらにウェハ（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）を運動させれば結局処理面全体に処理液が接触す
ることになり、心配はない。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りこ
むことがないので、それだけ処理液は少量で済むことに
なる。

ところで、カップ（１）とチャック装置（２）とは、ウ
ェハ（Ｗ）が処理液に接触している状態で、カップ
（１）の底部面に沿った方向に相対運動させることがで
きる。

そこでカップ（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、それぞれ単独でまたは連動させて、
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）とは相対的に上下方向に微小振動させてもよ
い。これにより処理液は均一化され、処理時間の短縮、
処理程度の一様性（一枚のウェハについて処理ムラがな
いこと）、及び安定性（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、前記上下方向の微小振動は超音波振動領域まで任意
の振動数をとることができる。微小振動は、カップ
（１）とチャック装置（２）との水平方向に行なっても
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℃の精度でコントロールし、それにより処理液の
温度コントロールを行なってもよい。

（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、毛管現象を利用するので、
ウェハ処理面への泡の付着がなくなるとともに、従来よ
りも格段に処理液を節約することができる。さらにウェ
ハの処理面が下向きのため、ほこりの付着も少なく、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図は本発明の実施例にかかる半導体装置の構成を説
明する概念図である。 第２図は従来の装置を説明する装置である。 （主要部分の符号の説明） １……カップ ２……真空チャック装置 Ｗ……ウェハ Ｄ……処理液

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理すべきウェハの被処理面を下に向ける
   ように該ウェハの上面を真空吸着により保持するととも
   に、真空の供給を停止することによって該ウェハを離脱
   可能としたチャック手段と； 前記ウェハの被処理面と平行な底部を有し、前記チャッ
   ク手段で保持されたウェハを収容するとともに、底部面
   が水平から傾くように配置されたカップと； 前記ウェハの被処理面の全面と前記カップ内の底部面と
   が一定の微小間隔で対向するように、前記チャック手段
   と前記カップ手段とを相対的に位置付けるための駆動系
   とを備え、 前記ウェハの被処理面の全面と前記カップ内の底部面と
   を一定の微小間隔で対向させた状態で、前記カップの傾
   いた底部面のもっとも低い部分から処理液を入れ、前記
   微小間隔での毛管現象を利用して前記ウェハの被処理面
   の全面に前記処理液を接触させることによって、前記ウ
   ェハへの埃の付着を少なくして処理することを特徴とす
   る半導体露光装置。
2. 【請求項２】前記カップは周囲に温度制御部材を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。