JP2015170617A

JP2015170617A - 液処理装置

Info

Publication number: JP2015170617A
Application number: JP2014041984A
Authority: JP
Inventors: 新二佐々木; Shinji Sasaki
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2015-09-28

Abstract

【課題】基板を回転機構により回転自在な基板保持部６に水平に吸着保持させて、基板の表面に処理液の液膜を形成して基板を液処理するにあたり、基板の周縁の近傍まで基板を吸着保持でき、基板保持部６の大重量化を抑えること、また薄ウエハＷの撓みを抑えて均一性の高い液処理を行うこと。
【解決手段】
シャフト２３に接続されたスピンチャックを囲むように、スピンチャック２１よりも密度の小さい環状の支持部材６１を螺合により着脱できるように設け、スピンチャック２１の表面と支持部材６１の表面とに亘って、多孔質体の載置プレート６２を設けて薄ウエハＷを水平に保持する基板保持部６とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板を回転機構により回転自在な基板保持部に水平に吸着保持させて、基板の表面に処理液の液膜を形成して基板を液処理する技術分野に関する。

近年パワーデバイスの分野においては、半導体ウエハであるシリコンウエハを研削して薄くした薄いウエハ（以下「薄ウエハ」とする）が用いられている。このような薄ウエハを用いてレジストパターンを形成するためには通常の半導体ウエハと同様にレジスト液をスピンコーティングにより薄ウエハに塗布し、露光後に薄ウエハに現像液を液盛りして現像が行われる。レジスト液の塗布や現像などの処理液は、表面に吸引孔を備えた回転自在なスピンチャックに薄ウエハを吸着保持させて行われる。スピンチャックは、回転軸の大型化、モーターの過大負荷を避けるためにその直径が小さく抑えられており、このためウエハの中央部だけがスピンチャックに保持される。

しかしながらウエハの中央部だけがスピンチャックに保持される構造では、処理の種別によっては不都合が生じる場合がある。例えばウエハの厚さが１５０μｍ以下にもなると、薄ウエハにおけるスピンチャックの外周縁に対応する部位で撓みが生じ、例えばレジスト液を薄ウエハの回転により広げて塗布すると、前記部位にて液膜が薄くなる現象が発生する。また露光後の薄ウエハの現像液を供給して液膜を形成し、静止現像を行う場合にも薄ウエハの撓みにより現像液が偏り、現像の面内不均一性の要因となる。

例えば特許文献１には、薄ウエハと同じ大きさのスピンチャックにより薄ウエハを保持する技術が記載されている。しかしながら直径の大きな薄ウエハに用いるときにはスピンチャックの直径が大きくなって大重量化するため、スピンチャックを回転させる回転機構が大型化したり、モーターの負担の増加による発熱などの問題がある。

特許第４０６８７８３号

本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、基板を回転機構により回転自在な基板保持部に水平に吸着保持させて、基板の表面に処理液の液膜を形成して基板を液処理するにあたり、基板の周縁の近傍まで基板を吸着保持でき、しかも基板保持部の大重量化を抑えることができる技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、薄い基板に対して上述の液処理を行うにあたり、基板の撓みを抑えて面内均一性の高い液処理を行うことができる技術を提供することにある。

本発明の液処理装置は、基板を回転機構により回転自在な基板保持部に水平に吸着保持させて、基板の表面に処理液の液膜を形成して基板を液処理する液処理装置において、
前記基板保持部は、基板の中央領域に対応する位置に設けられ、表面に吸引孔が開口する吸着部本体と、この吸着部本体を囲むように設けられ、前記吸着部本体よりも密度の小さい環状の支持部材と、前記吸着部本体の表面から支持部材の表面に亘って設けられ、前記吸引孔による吸引作用をその表面全体に分散して基板を吸着するための多孔質体からなる基板載置プレートと、備えることを特徴とする。

本発明は、吸引孔を備えた回転自在な吸着部本体の周囲に吸着部本体よりも密度の小さい環状の支持部材を配置し、これらの上に前記吸引孔による吸引作用をその表面全体に分散して基板を吸着するための多孔質体からなる基板載置プレートを設けて基板保持部を構成している。従って、基板の周縁の近傍まで基板を吸着保持でき、しかも基板保持部の大重量化を抑えることができる。そして、薄い基板に対してこの基板保持部を適用して液処理を行えば、基板の撓みが抑えられるので、面内均一性の高い液処理を行うことができる。

第１の実施の形態に係るレジスト塗布装置を示す構成図である。第１の実施の形態に係るレジスト塗布装置及び搬送アームを示す平面図である。基板保持部を示す分解斜視図である。スピンチャックの構成を示す縦断面図である。搬送アームの支持部と、支持部材に保持された薄ウエハの周縁部分と、を示す縦断面図である。周縁洗浄ユニットを示す斜視図である。周縁洗浄ユニットを示す縦断面図である。搬送アームから基板保持部への薄ウエハの受け渡し方法を示す説明図である。薄ウエハのレジスト膜の形成方法を示す説明図である。薄ウエハの周縁部の洗浄方法を示す作用図である。第２の実施の形態にかかる現像装置を示す構成図である。基板保持部の他の例を示す縦断面図である。基板保持部のさらに他の例を示す縦断面図である。基板保持部のさらに他の例を示す縦断面図である。実施例にかかるレジスト塗布装置の特性を示す特性図である。実施例にかかるレジスト塗布装置の特性を示す特性図である。実施例にかかるレジスト塗布装置の特性を示す特性図である。実施例にかかるレジスト塗布装置の特性を示す特性図である。

[第１の実施の形態]
本発明の液処理装置をレジスト塗布装置に適用した第１の実施の形態について説明する。図１、図２に示すようにレジスト塗布装置は、筐体１０内に配置され、カップモジュール２と、ノズルアーム３と、周縁洗浄ユニット４と、を備えている。筐体１０にはその側壁には、シャッタ１ａにより開閉される薄ウエハＷの搬入出口１が設けられている。また筐体１０の外部には、レジスト塗布装置に薄ウエハＷを搬入出するため搬送アーム５が設けられている。

カップモジュール２は、図１に示すように直径２００ｍｍの薄ウエハＷの裏面中央部を吸着して水平に保持する基板保持部６と、基板保持部６に保持された薄ウエハＷを囲むようにして上方側が開口したカップ体３０とを備えている。基板保持部６について図１〜図４を参照して説明する。基板保持部６は、吸着部本体であるスピンチャック２１と、支持部材６１と、基板載置プレートである載置プレート６２と、を備えている。スピンチャック２１は例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）材により直径１００ｍｍの円板状に構成され、側面にはネジ山２２が形成されている。スピンチャック２１は垂直に伸びる回転軸であるシャフト２３を介して昇降機構及び回転機構が組み合わされた駆動機構２５に接続され、昇降自在、回転自在に構成される。

スピンチャック２１には図３に示すように中心部から放射状に伸びる複数の直線に沿って、表面に開口する吸引孔２６が複数設けられている。スピンチャック２１の内部には扁平な空洞部２７が形成されており、各吸引孔２６は空洞部２７を介して第１の吸引路２８に連通している。スピンチャック２１の吸引路を示す図４を参照して説明すると、第１の吸引路２８の他端側には第１の吸引路２８の接続先を第２の吸引路１３の一端側とＮ_２（窒素）ガス供給路３６の一端側との間で切り替える流路切替機構をなす三方弁２９が設けられている。第２の吸引路１３の他端側には吸引源をなす吸引ポンプ１４が接続され、気体供給源であるＮ_２ガス供給路３６の他端側にはＮ_２ガス供給源３７が接続されており、Ｎ_２ガス供給路３６には上流側から流量調整部３９とバルブ３８とが設けられている。吸引孔２６は吸引だけではなくＮ_２ガスの吐出も行うが、明細書中では説明の便宜上吸引孔２６と記載する。気体供給源から供給する気体としてはＮ_２ガスに限らず空気であってもよい。

支持部材６１はスピンチャック２１の材質よりも軽い材料（スピンチャック２１の密度（体積密度）よりも小さい密度）、例えばポリエチレンやナイロンなどの樹脂により、周縁部に全周に亘って上方に向けて突壁６５が形成された円板状に形成されている。突壁６５は、スピンチャック２１の吸引孔２６の吸引作用が載置プレート６２の側周面に働くことを阻止するために設けられている。支持部材６１の寸法については、円形部分の厚さが２ｍｍ、突壁６５の内周により形成される円の直径が１８６ｍｍ、突壁６５の幅寸法ｄが２ｍｍ、突壁６５の高さが１ｍｍ、である。

支持部材６１は、中心部に、スピンチャック２１の直径の大きさで支持部材６１を貫通する開口部６３が形成された環状の部材で構成されている。開口部６３の内周面には、スピンチャック２１の側周面に設けたネジ山２２と螺合するネジ溝６４が設けられている。このネジ山２２とネジ溝６４とは、支持部材６１を、レジスト液を展伸する時のスピンチャック２１の回転方向と反対の方向に回すと螺合するように形成されている。支持部材６１は、開口部６３に設けられたネジ溝６４とスピンチャック２１のネジ山２２とが螺合されて固定される。

載置プレート６２は、例えばポーラス材により構成され、突壁６５の内周側の大きさを直径とする円板で、厚さ１ｍｍに構成される。ここで支持部材６１は多孔質体により構成してもよいが、その場合には、スピンチャック２１の吸引孔２６の吸引作用が主に載置プレート６２に働くように、当該多孔質体の空隙率は、載置プレート６２を構成する多孔質体の空隙率よりも小さいことが好ましい。載置プレート６２は、支持部材６１の上面における突壁６５の内側及びスピンチャック２１の上面に例えば接着剤により貼付される。従って載置プレート６２は、支持部材６１の上面における突壁６５の内側及びスピンチャック２１に対して着脱できるようになっている。

図１に戻ってカップ体３０の側周面上端側は内側に傾斜した傾斜部３１が形成されている。カップ体３０の底部側には例えば凹部をなす液受け部３２が設けられている。液受け部３２は隔壁３３によりウエハＷの周縁下方側に全周に亘って外側領域と内側領域とに区画されている。外側領域の底部にはドレインを排出するための排液口３４が設けられ、内側領域の底部には処理雰囲気を排気するための排気口３５が設けられている。

続いてレジスト塗布装置に薄ウエハＷを搬入するための搬送アーム５について説明するが、まず薄ウエハＷの一例について説明する。薄ウエハＷは、直径が２００ｍｍ、厚さ７５０μｍのシリコンウエハを図５に示すように周縁部に３ｍｍ幅の環状のリブ１９を形成するように、内側の部分を例えば１２０μｍの厚さに研削して構成される。薄ウエハＷはその中心が基板保持部６の回転中心に位置するように基板保持部６に載置される。従って薄ウエハＷは、図５に示すように、基板保持部６に載置されたときに基板保持部６の周縁から外側に５ｍｍはみ出す。
図２に戻って搬送アーム５は、搬送基体５１に進退自在に設けられ、薄ウエハＷを保持する部分が、概ねＣ字型に形成されると共にＣ字型部分５２の内周側には、支持爪５４が薄ウエハＷの周縁下面を周方向に等間隔に３箇所保持する位置に設けられている。

支持爪５４は図５に示すように先端部がＬ字状に屈曲し、支持爪５４の基端部は、皿ネジ５６をＣ字型部分５２の下面側に螺合させることにより固定されている。支持爪５４側のネジ孔５５は、皿ネジ５６のネジ軸が遊嵌するように形成され、このため、皿ネジ５６を緩めて支持爪５４の位置を調整できるようになっている。

基板保持部６は薄ウエハＷの直径２００ｍｍに対して１９０ｍｍの直径に形成しており、薄ウエハＷを基板保持部６に載置するには、薄ウエハＷは周縁から５ｍｍ以内の範囲を支持する必要がある。薄ウエハＷを吸引して支持することで薄ウエハＷが支持爪５４からずれて落下する虞が少なくなる。そのため支持爪５４を小型にして、薄ウエハＷの周縁部の狭い範囲を支持することができる。
支持爪５４の屈曲端の上面には、窪み５７が形成されており、窪み５７には支持爪５４の内部を伸びる吸引路５８の一端側が開口している。吸引路５８の他端側は、支持爪５４の基端側にて、支持爪５４の外部に伸び出しており、各支持爪５４の外部へと引き回された吸引路５８は、例えばＣ字型部分５２の基部へと引き回され、吸引管５９を介して吸引ポンプ６０に接続されている。

図１及び図２に戻って、ノズルアーム３は、移動体１６に図示しない昇降機構を介して設けられたアーム１５と、移動体１６を水平方向に移動させるガイドレール１７ａを含む移動機構とを備えている。即ち、ノズルアーム３は、薄ウエハＷの中央部上方の吐出位置とカップ体３０の外の待機バス１８との間で移動するように構成されている。
ノズルアーム３の先端部には、例えばレジスト吐出ノズル２０が設けられている。レジスト吐出ノズル２０は、供給管１１を介してレジスト液供給部１２に接続されている。供給管１１には、流量調整部７とバルブ８とが介設されており、レジスト吐出ノズル２０の先端からレジスト液を所定量吐出するように構成されている。

続いて周縁洗浄ユニット４について説明する。図２に示すように周縁洗浄ユニット４は支持部であるアーム４１により支持されており、このアーム４１は移動体４２に図示しない昇降機構により昇降されるように設けられている。移動体４２はガイドレール１７ｂにガイドされ、ボールネジ機構などにより水平方向に移動するように構成されている。周縁洗浄ユニット４は、ノズルアーム３とは、異なる領域において、待機位置とカップ体３０から上昇した位置にある薄ウエハＷの周縁部との間を移動する。図６、図７に示すように周縁洗浄ユニット４は角筒の一面が開放され開口部４３が形成された、縦断面が概略コの字状のユニット本体４０で構成される。周縁洗浄ユニット４はスピンチャック２１に保持された薄ウエハＷ側に開口部４３が向くように設置される。

ユニット本体４０には、溶剤ノズル４４が、その先端が周縁洗浄ユニット４の天板４５を上面側から貫通するように設けられている。溶剤ノズル４４は基端側に溶剤供給路４８の一端側が接続されている。溶剤供給路４８の他端側には溶剤貯留部、ポンプ、バルブなどで構成される溶剤供給部４９が接続されており、溶剤ノズル４４の先端から洗浄液を薄ウエハＷの周縁に向けて薄ウエハＷの回転方向に吐出する。周縁洗浄ユニット４の底部４６は開口部４３側が上方へ屈曲されており、その先端には、上方に向けて開口した複数のＮ_２ガス吐出口４７がユニット本体４０の長さ方向に並べて設けられている。各Ｎ_２ガス吐出口４７は底部４６の内部に設けられたＮ_２ガス供給路７１の一端に連通しており、Ｎ_２ガス供給路７１の他端はＮ_２ガス供給源、バルブ、流量調整部などで構成されるＮ_２ガス供給部７２に接続されている。

ユニット本体４０の底部４６には薄ウエハＷの裏面側周縁に向けて洗浄液を吐出する洗浄液吐出口７３が設けられている。洗浄液吐出口７３は、底部４６の内部に設けられた洗浄液供給路７４を介して、洗浄液供給部７５に接続されており、洗浄液供給部７５は、洗浄液貯留部、ポンプ、バルブ及び流量調整部で構成されている。また底部４６にはドレイン管７７の一端に連通するドレイン口７６が設けられている。ドレイン管７７の下流側は、排液管７８と、屈曲路７９と、を組み合わせた気液分離部が配置され、屈曲路７９の下流は排気管８０を介して吸引ポンプ８１が接続されている。

レジスト塗布装置には、例えばコンピュータからなる制御部９が設けられている。制御部９は、プログラム格納部を有しており、プログラム格納部には、搬送アーム５と、スピンチャック２１と、の間の薄ウエハＷの受け渡しや、スピンチャック２１の回転、レジスト液の供給シーケンスが実施されるように命令が組まれた、プログラムが格納される。このプログラムは、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、メモリーカードなどの記憶媒体により格納されて制御部９にインストールされる。

続いて本発明の実施の形態にかかるレジスト塗布装置の作用について述べる。薄ウエハＷはその周縁から５ｍｍの範囲が搬送アーム５の支持爪５４の先端に吸引されて保持され、筐体１０内に搬入されて基板保持部６の上方に静止する。図８に示すように基板保持部６を上面が薄ウエハＷの下面の高さ位置となるまで上昇させた後、搬送アーム５の吸引を停止する。その後図４に示す三方弁２９を第１の吸引路２８と第２の吸引路１３とを接続するように切り替え、吸引ポンプ１４を駆動してスピンチャック２１の吸引を開始する。これにより載置プレート６２の下面側がスピンチャック２１に吸引される。

載置プレート６２は多孔質体であるため、スピンチャック２１の吸引孔２６から吸引されて載置プレート６２の内部の空隙が連鎖的に陰圧になって、吸引力が載置プレート６２の内部の空隙全体に広がり、載置プレート６２の表面全体に吸引力が分散する。載置プレート６２の上面には薄ウエハＷが載置されており、薄ウエハＷは載置プレート６２の上面全体に吸引される。
基板保持部６で薄ウエハＷを吸着した後、基板保持部６を更に上昇させ、薄ウエハＷを突き上げる。これにより薄ウエハＷが搬送アーム５から基板保持部６に受け渡される。その後搬送アーム５を筐体１０の外に移動させ、薄ウエハＷにレジスト液を塗布する高さまで基板保持部６を下降させる。
その後ノズルアーム３を薄ウエハＷの中心部の上方に位置させると共に、基板保持部６の回転を開始する。薄ウエハＷは、載置プレート６２に吸着されているため、基板保持部６と共に回転する。次いで図９に示すようにノズルアーム３から薄ウエハＷの中心部に向けて塗布液を吐出する。

上述の実施の形態では、直径２００ｍｍの薄ウエハＷを直径１９０ｍｍの基板保持部６により保持しており、薄ウエハＷは、基板保持部６の外側に５ｍｍはみ出している。はみ出した領域は自重により撓むが、はみ出した領域が５ｍｍと小さいことからその撓みの程度が小さく、しかも薄ウエハＷの周縁部には幅３ｍｍのリブ１９が形成されていて、はみ出し領域に含まれる被処理領域（レジストパターン形成領域）が狭い。このため当該被処理領域のレジスト膜の膜厚の低下はほとんどなく、また薄ウエハＷは載置プレート６２の表面全体にわたって吸着保持されていることから吸引ムラによる薄ウエハＷの窪みの発生も抑えられており、この結果レジスト膜の膜厚分布について高い面内均一性が得られる。

続いて薄ウエハＷの周縁部を洗浄する。図１０（ａ）に示すように、まず薄ウエハＷをカップ体３０の上方まで上昇させる。続いて図１０（ｂ）に示すように周縁洗浄ユニット４が移動して、溶剤ノズル４４が薄ウエハＷのリブ１９に向けて洗浄液を吐出できる位置に停止する。次いで薄ウエハＷの裏面に向けてＮ_２ガス吐出口４７からＮ_２ガスを吐出し、薄ウエハＷを回転させながら薄ウエハＷのリブ１９に向けて溶剤ノズル４４から洗浄液である溶剤を吐出する。洗浄液は遠心力によりリブ１９から薄ウエハＷの外周方向へと流れ、薄ウエハＷの周縁から下面側に回り込む。また薄ウエハＷの周縁部の裏面に向けて洗浄液吐出口７３から洗浄液である溶剤を吐出すると共に吸引ポンプ８１を駆動して、ドレイン口７６から吸引を開始する。

溶剤ノズル４４から吐出された溶剤と洗浄液吐出口７３から吐出された溶剤とは、薄ウエハＷの周縁部の表面側及び裏面側に付着していたパーティクルやレジスト液を洗い流す。薄ウエハＷの下面には、Ｎ_２ガス吐出口４７からＮ_２ガスを吐出しているため、薄ウエハＷの下面側に回り込んだ溶剤はＮ_２ガスの吐出位置よりも内側には進入できず底部４６へと流れ落ちる。底部４６へと流れ落ちた溶剤はドレイン口７６に吸引され、ドレイン口７６に吸引された排液のうち、液成分は図７に示す排液管７８に排液され、気体成分は屈曲路７９側に流れ込み排気管８０から排気される。

薄ウエハＷの周縁部の洗浄が終了した後、薄ウエハＷを受け渡しを行う高さ位置に昇降させ、搬送アーム５を薄ウエハＷの下方に進入させる。その後スピンチャック２１に設けた三方弁２９を切り替え、第１の吸引路２８とＮ_２ガス供給路３６とを接続するように切り替え、バルブ３８を開いてＮ_２ガスを供給する。これによりスピンチャック２１の吸引孔２６においては、吸引が停止し、Ｎ_２ガスが吐出されて載置プレート６２の内部の圧力が陰圧から陽圧に切り替わる。このため載置プレート６２の表面全体の吸引作用が確実に停止し、薄ウエハＷが当該載置プレート６２から離脱可能な状態となる。そして薄ウエハＷをその下面が支持爪５４に接する高さまで下降させた後、搬送アーム５側の吸引ポンプ６０を駆動して、支持爪５４により薄ウエハＷの周縁部を吸引保持する。その後基板保持部６を降下させることにより薄ウエハＷが搬送アーム５に受け渡される。

こうして薄ウエハＷの処理が順次行われるが、例えば基板保持部６に洗浄液や塗布液が付着して、汚れたり、載置プレート６２が目詰まりを起す場合もあることから、例えば一定枚数処理した後は、載置プレート６２及び支持部材６１の洗浄あるいは交換を行う。まず載置プレート６２を支持部材６１及びスピンチャック２１の上面から剥がし、支持部材６１を装着時の逆に回転させて取り外す。そして洗浄された支持部材６１あるいは新たな支持部材６１をスピンチャック２１に装着し、洗浄された載置プレート６２あるいは新たな載置プレート６２を支持部材６１及びスピンチャック２１の上面に貼付する。また、支持部材６１及び載置プレート６２の交換は、薄ウエハＷが破損して基板保持部６の隙間に破片が入り込んだ場合などに行ってもよい。

また直径のサイズの異なる薄ウエハＷを使用する場合にも、載置プレート６２と支持部材６１を交換する。例えば直径８０ｍｍの薄ウエハＷを用いる場合には、例えば直径７０ｍｍの支持部材６１と、支持部材６１に対応した直径の載置プレート６２を用意しスピンチャック２１に装着する。また搬送アーム５のＣ字型部分５２の交換を行い、直径８０ｍｍの薄ウエハＷの周縁から５ｍｍ幅の領域を支持するように設定する。

上述の実施の形態によれば、吸引孔２６を備えた回転自在なスピンチャック２１の周囲に、スピンチャック２１よりも密度の小さい環状の支持部材６１を設け、これらの上に吸引作用をその表面全体に分散して薄ウエハＷを吸着するための多孔質体の載置プレート６２を設けて基板保持部６を構成している。従って薄ウエハＷを周縁の近傍まで吸着保持でき、しかも基板保持部６の大重量化を抑えることができる。そして、例えば１５０μｍよりも厚さの小さい薄ウエハＷに対してこの基板保持部６を適用してレジストの塗布を行えば薄ウエハＷの撓みが抑えられるので、面内均一性の高い塗布膜を形成できる。

また支持部材６１及び載置プレート６２をスピンチャック２１に対して、着脱自在に設けているため、基板保持部６に汚れや目詰まりが生じたときに容易に基板保持部６の洗浄や交換ができる。

上述の実施の形態では、スピンチャック２１の吸引孔２６の吸引作用が載置プレート６２の表面全体に分散することにより薄ウエハＷを吸引しているが、吸引孔２６の配置領域に比べて載置プレート６２が大きすぎると、良好な吸引作用が得られなくなる。一方、載置プレート６２に合わせてスピンチャック２１の直径を大きくすると回転機構に大きな負担がかかって発熱するなどの問題が起こる。この観点からすれば、吸引孔２６は、基板保持部６の回転中心から載置プレート６２の周縁までの寸法をＲとすると、回転中心から０．５０Ｒ以内の領域に収まって配置されていることが好ましい。

上述の例では、支持部材６１の周縁は、基板保持部６に正常に載置された薄ウエハＷの周縁よりも５ｍｍだけ回転中心寄りに位置しているが、これに限らず薄ウエハＷの周縁に一致していてもよいし、薄ウエハＷの周縁より若干外側に位置していてもよい。支持部材６１の周縁は、薄ウエハＷの搬送を容易にするためには、薄ウエハＷの周縁よりも回転中心側に寄っていることが好ましいが、その場合には、支持部材６１の周縁と薄ウエハＷの周縁との間は、薄ウエハＷの撓みを抑えるために、５ｍｍ以内であることが好ましい。

また例えば薄ウエハＷに塗布液を塗布した後、加熱装置に搬入して熱処理を行う。その後周縁洗浄ユニット４を備えたモジュールに搬入して薄ウエハＷの周縁部を洗浄するようにしてもよい。
また搬送アーム５の支持爪５４は薄ウエハＷを載置する構成でもよい。例えば各支持爪５４を薄ウエハＷの周縁から１０ｍｍの領域を支持する大きさに設ける。基板保持部６には、各支持爪５４に対応する位置に切欠きを設ける。薄ウエハＷを基板保持部６に受け渡すときに基板保持部６を回転させて、支持爪５４と各切欠きとの位置合わせを行い、支持爪５４と、基板保持部６とが互いに干渉しないように構成する。そして基板保持部６と搬送アーム５とを相対的に昇降させて支持爪５４が基板保持部側の切欠きを潜り抜けて、搬送アーム５から載置プレート６２へ薄ウエハＷの受け渡しを行うようにしてもよい。

さらにスピンチャック２１は吸引孔２６から吸引のみを行ってもよい。この場合には薄ウエハＷを基板保持部６から搬送アーム５に受け渡すときに、搬送アーム５を薄ウエハＷの下方に位置させた後、搬送アーム５をゆっくり上昇させると共にスピンチャック２１の吸引を停止して受け渡す。
さらに薄ウエハＷの周縁部の裏面側の洗浄は溶剤ノズル４４から吐出される溶剤により洗浄するようにしてもよい。上述の例では、溶剤ノズル４４により裏面が洗浄され、さらに洗浄液吐出口７３により裏面が洗浄される。洗浄液吐出口７３を設けずに溶剤ノズル４４だけで薄ウエハＷの裏面洗浄を行うようにしてもよい。

［第２の実施の形態］
また本発明は、現像装置に適用し、液処理としての現像処理を行ってもよい。現像装置は、図１１に示すように、前述のレジスト塗布装置と同様にスピンチャック２１と、支持部材６１と、載置プレート６２とを備えた基板保持部６により薄ウエハＷを水平に保持し、シャフト２３を介して昇降自在、鉛直軸周りに回転自在に構成される。なお基板保持部６の周囲には、第１の実施の形態と同様のカップ体３０が設けられている。薄ウエハＷの上方には、基板保持部６に保持された薄ウエハＷに現像液を供給する現像液ノズル９１が設けられる。

現像液ノズル９１には現像液供給管９０の下流端が接続され、現像液供給管９０には、上流側から現像液供給源９２、流量調整部９３、バルブ９４がこの順に設けられている。また現像装置は、基板保持部６で保持された薄ウエハＷの上方側に現像液を洗い流すためのリンス液である例えば純水を供給するためのリンス液ノズル９５が設けられる。リンス液ノズル９５は、にはリンス液供給管１００の下流端が接続され、リンス液供給管１００には、上流側からリンス液供給源９６、流量調整部９７、バルブ９８がこの順に設けられている。現像液ノズル９１とリンス液ノズル９５とは例えば図示しない移動機構を備えたアームにより支持されており、カップ体３０の外部に設けた待機位置と、薄ウエハＷの上方とを移動する。

現像装置における工程を説明すると、露光処理終了後の薄ウエハＷが第１の実施の形態と同様にして、基板保持部６に吸着保持された後、薄ウエハＷの表面に現像液の液盛りが行われる。液盛りの手法としては、例えば現像液ノズル９１により薄ウエハＷの中心部に供給した現像液を薄ウエハＷを緩やかに回転させることにより、薄ウエハＷの表面全体に広げる手法が挙げられるが、薄ウエハＷの直径に相当するノズルにより薄ウエハＷの上方をスキャンすることにより行ってもよい。次いで現像液の供給が停止された、かつ薄ウエハＷの回転が停止された状態で２５秒間静止現像を行う。これによりレジスト膜の溶解、即ち現像処理が行われる。

現像処理工程が終了した後は、リンス液ノズル９５が薄ウエハＷの上方に移動し、薄ウエハＷの中心部に向けてリンス液を吐出すると共に薄ウエハＷを１５００ｒｐｍ回転させて、現像液及び薄ウエハＷ上の残存溶解物を洗い出す。その後薄ウエハＷの回転を継続して薄ウエハＷをスピン乾燥した後、外部の搬送アームにより搬出される。

本発明の実施の形態にかかる現像装置では、薄ウエハＷは、基板保持部６により広い範囲で保持されており、さらには薄ウエハＷは、載置プレート６２の上面全体に均一に吸引されている。薄ウエハＷの撓みや窪みが抑制できるため、現像液の偏りを抑制することができ、現像均一性の悪化を抑制することができる。

さらに基板保持部６の構成は、上述の実施例の構成に限らない。例えば図１２に示すようにスピンチャック２１の下面側の周縁部に突壁８３を設け、突壁８３の内周側にネジ山８５を設ける。一方、支持部材６１の中央の開口部の口縁の形状を、突壁８３が噛みこまれるように形成する。即ち当該口縁の下部を内側に張り出してこの張り出し部分に溝８４を形成し、溝８４に突壁８３が螺合するように構成してもよい。

また図１３、図１４に示すようにスピンチャック２１の下面側周縁に水平方向に伸び出す水平突片６７を設け、水平突片６７の周方向の複数個所、例えば３箇所に上下に貫通する貫通孔６８を設ける。ネジ６９を貫通孔６８の下方から挿入し、支持部材６１に設けたネジ穴６６に螺合して、支持部材６１をスピンチャック２１に固定するようにしてもよい。

本発明の液処理装置で用いられる処理液としては、スピンコーティングによりシリコン酸化膜を形成するために、シリコン酸化膜の前駆体である有機原料の溶液であってもよい。
また本発明の液処理装置に用いられる基板としては、薄ウエハＷでなくとも、例えば厚さが７５０μｍのシリコンウエハであってもよいし、あるいは円形基板に限らず、例えば円形でなくともＬＣＤ用の角型のガラス基板であってもよい。

本発明を評価するために本発明の実施の形態に係るレジスト塗布装置を用いて、レジスト膜の形成を行い乾燥後の膜厚の測定を行った。直径２００ｍｍ、中心厚さ９０μｍで外周３ｍｍのリブ１９を形成した薄ウエハＷに対して粘度１００ｃｐのレジスト液を吐出した。基板保持部６の直径は夫々８０ｍｍ、１０５ｍｍ、１５０ｍｍ及び１９０ｍｍに設定した。

図１５〜図１８はこの結果を示す。図１５〜図１７は、夫々基板保持部の直径を８０ｍｍ、１０５ｍｍ及び１５０ｍｍに設定した時の薄ウエハＷに形成されたレジスト膜の膜厚分布を示し、図１８は基板保持部６の直径を１９０ｍｍに設定した時の薄ウエハＷ及びシリコンウエハ（厚さ７５０μｍ）に形成されたレジスト膜の膜厚分布を示す。ウエハの中心からの距離はウエハの中心を通る直線上においてウエハの中心から一方の方向を正の値で示し、他方の方向を負の値で示している。また図中の台形は基板保持部６に載置される範囲を示す。

図１５〜図１７に示すように基板保持部６の直径を８０ｍｍ、１０５ｍｍ及び１５０ｍｍに設定した時には、薄ウエハＷに形成されたレジスト膜は、基板保持部６の外周の位置の膜厚が薄くなっており、基板保持部６の直径を大きくするにつれて膜厚の落ち込み部位が薄ウエハＷの外縁に近くなっていることがわかる。そして図１８に示すように基板保持部６の直径を１９０ｍｍに設定した場合には、薄ウエハＷに形成されたレジスト膜の落ち込み部位がなくなり、厚さ７５０μｍのシリコンウエハと同等の膜厚均一性が得られていた。これらの結果によれば、基板保持部６が１５０ｍｍと１９０ｍｍとの間である１７０ｍｍつまり基板保持部６の外縁が薄ウエハＷの外縁から１５ｍｍに位置しているときにはレジスト膜の膜厚の落ち込みがかなり低減されていると推測できる。

２カップモジュール
３ノズルアーム
４周縁洗浄ユニット
５搬送アーム
６基板保持部
２１スピンチャック
２３シャフト
２５駆動機構
２６吸引孔
４４溶剤ノズル
５２Ｃ字型部分
５４支持爪
６１支持部材
６２載置プレート
Ｗ薄ウエハ

Claims

基板を回転機構により回転自在な基板保持部に水平に吸着保持させて、基板の表面に処理液の液膜を形成して基板を液処理する液処理装置において、
前記基板保持部は、基板の中央領域に対応する位置に設けられ、表面に吸引孔が開口する吸着部本体と、この吸着部本体を囲むように設けられ、前記吸着部本体よりも密度の小さい環状の支持部材と、前記吸着部本体の表面から支持部材の表面に亘って設けられ、前記吸引孔による吸引作用をその表面全体に分散して基板を吸着するための多孔質体からなる基板載置プレートと、を備えることを特徴とする液処理装置。
前記支持部材は、前記吸着部本体に対して着脱自在に設けられ、
前記基板載置プレートは少なくとも前記吸着部本体に対して着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
前記支持部材と前記吸着部本体とは、互に螺合していることを特徴とする請求項２記載の液処理装置。
前記支持部材は前記吸着部本体にネジ部材により着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項２記載の液処理装置。
前記吸引孔に連通する吸引路と、前記吸引路を吸引するための吸引源と、前記吸引路に気体を供給するための気体供給源と、前記吸引路を前記吸引源と前記気体供給源との間で切替え接続する切り替え部と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液処理装置。
前記支持部材及び基板載置プレートは、樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の液処理装置。
前記吸引孔は、前記基板保持部の回転中心から前記基板載置プレートの周縁までの寸法をＲとすると、前記回転中心から０．５０Ｒ以内の領域に収まって配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の液処理装置。