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JP2829450B2 - 処理装置 - Google Patents
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JP2829450B2 - 処理装置 - Google Patents

処理装置

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JP2829450B2
JP2829450B2 JP3287322A JP28732291A JP2829450B2 JP 2829450 B2 JP2829450 B2 JP 2829450B2 JP 3287322 A JP3287322 A JP 3287322A JP 28732291 A JP28732291 A JP 28732291A JP 2829450 B2 JP2829450 B2 JP 2829450B2
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wafer
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  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は処理装置に関するもの
で、更に詳細には、例えば半導体ウエハ等の被処理体の
処理室に処理液ガスを供給し、半導体ウエハの表面を処
理する処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、被処理体例えば半導体ウエハ等
の表面にフォトレジスト層等を形成する場合、その固着
を良好にするため、半導体ウエハ表面は、ヘキサメチル
ジシラザン(以下HMDSという)により前処理が行わ
れることがある。この前処理の際、処理液は、処理液気
化装置によって気化され、気相として半導体ウエハを収
容する処理室に供給され、ここで半導体ウエハの表面に
付着する。
【0003】従来のこの種の処理装置は、図3に示すよ
うに、例えばキャリアガスである窒素(N2 )ガスを供
給するN2 ガス供給管cと処理室eへ処理液ガスを供給
する供給管dとを接続する処理液収容部a内にバブラー
bを配設した構造となっている。このように構成される
処理装置において、バブラーbにより発生されたN2の
泡によってHMDSのガスが生成され、このHMDSガ
スが供給管dを通って処理室eへ供給される。そして、
処理室e内の案内通路fに案内されて拡散板gの拡散孔
hから加熱載置台i上のウエハWに噴射される。この場
合、処理室eは排気管jを介してエゼクタkに接続さ
れ、駆動用の圧力空気を駆動空気供給管mからエゼクタ
kに供給することによって、処理室e内は負圧に維持さ
れるようになっている。なお、図3において、n,oは
開閉バルブである。
【0004】ところで、従来のこの種の処理装置におい
ては、処理液収容部a内においてN2 の泡が液面ではじ
けると、液滴が生じ、処理液収容部aから処理室eへ通
じる供給管d内で結露してしまうという問題があった。
【0005】そこで、このことを防止するため、従来で
はこの処理液収容部aと処理室eとを接続する供給管d
に別のN2 供給用配管pを接続して、それにより供給管
d内におけるHMDSガスを希釈して、供給管d内の結
露を防止している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の処理装置においては、供給管dに別途N2 ガス
供給用配管pを接続しなければならず、しかもN2 ガス
の供給量やHMDSガスの量等を制御する必要があるた
め、配管構造及び制御機器等が複雑かつ多く必要とな
り、しかも十分な結露防止ができないという問題があっ
た。また、結露した液滴が処理室e内に侵入すると、ウ
エハWに付着してしまい、そのためウエハWの品質の低
下をきたすという問題もあった。
【0007】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、配管構造を簡略化し、被処理体処理室に処理のため
必要かつ十分な濃度の処理液ガスを確実に供給できるよ
うにした処理装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の処理装置は、被処理体処理部と、処理液
収容部と、処理液気化部とを別体に具備する処理装置を
前提とし、上記処理液気化部に、上記処理液の微細液滴
生成手段を設け、この微細液滴生成手段上記処理液収
容部から所定量の処理液を供給する処理液供給手段を設
、上記処理液気化部に、微細化された液滴を気化すべ
くガスを供給するガス供給手段を設けることを特徴とす
るものである。
【0009】この発明において、上記微細液滴生成手段
は、処理液を微細液滴化するものであれば任意のもので
よく、例えば電気エネルギを機械エネルギに変換する超
音波振動子を使用することができる。この場合、超音波
振動子は、電気信号による駆動により振動を生じるもの
であって、例えば圧電素子によって形成することができ
る。また、特に大きな出力を必要とする場合には、磁歪
素子を使用することもできる。
【0010】上記処理液供給手段は、処理液収容部と処
理液気化部との間に設けられて、所定量の処理液を処理
液気化部に供給するものであれば、その構造は任意のも
のでよいが、例えば、処理液収容部と処理液気化部を接
続する配管に介設される絞りによって処理液の供給量を
制御できるようにする方が好ましい。それにより処理液
ガスの濃度が制御できる。しかし、処理液ガスの濃度
は、超音波振動子の駆動電力の制御によっても制御でき
る。
【0011】
【作用】上記のように構成されるこの発明の処理装置に
よれば、処理液気化部に処理液の微細液滴生成手段を設
け、この微細液滴生成手段処理液収容部から所定量の
処理液を供給する処理液供給手段を設け、かつ処理液気
化部に、微細化された液滴を気化すべくガスを供給する
ガス供給手段を設けるることにより、処理液収容部内の
処理液は、処理液供給手段を介して一定の供給量で微細
液滴生成手段に供給され、供給された処理液は微細な液
滴となり、ガス供給手段から供給されるガスと接触して
気化する。この際、液滴が微細である程、その表面積比
(液量あたりの表面積の大きさ)は大きくなるので、処
理液は蒸発(気化)し易くなる。また、微細な液滴は供
給管内で結露し難い。蒸発した処理液は、所定の濃度で
供給管を介して被処理体処理部に供給され、ここで被処
理体表面の処理に供される。
【0012】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基いて詳
細に説明する。この実施例ではこの発明の処理装置を半
導体ウエハ前処理装置に適用した場合について説明す
る。
【0013】図1にはこの発明の処理装置を適用した半
導体ウエハ前処理装置の概略構成図が示されている。
【0014】半導体ウエハ前処理装置は、被処理体であ
る半導体ウエハW(以下にウエハという)を収容する被
処理体処理部1と、処理液気化部である処理液気化装置
2とを供給管3を介して接続してなり、処理液気化装置
2で気化された処理液ガスすなわちHMDSガスを供給
管3により処理部1内に供給して、他の処理の前段階と
してウエハWの表面の前処理を行うように構成されてい
る。
【0015】この場合、処理部1のチャンバ1a内に
は、ウエハWが加熱機構(図示せず)を内蔵した載置台
4に載置されて収容されており、載置台4の上方には、
一端が供給管3に接続され、他端に多数の拡散孔5を設
けた拡散板6とHMDSガスの例えばコーン形状をした
案内通路7が設けられている。なお、チャンバ1aの上
部には開閉可能な蓋1bが装着されており、この蓋1b
の開閉によってウエハWのチャンバ1a内への出入れが
可能となっている。また、処理部1の底部には、チャン
バ1a内を排気し、また処理後のガスを排気するための
排気管20が接続されている。排気管20にはチャンバ
1a内を負圧に吸引するためのエゼクタ21(空気圧式
真空装置)が設けられており、エゼクタ21には駆動用
の圧力空気を供給する駆動空気供給管22が接続されて
いる。なお、排気管20及び駆動空気供給管22にはそ
れぞれ開閉バルブ23,24が設けられている。また、
HMDSガス供給管3には、供給管3を吸気系に切換接
続するための切換バルブ25が設けられている。
【0016】一方、処理液気化装置2は、上記供給管3
及びN2 ガス供給用配管8が接続された気化室9内に配
置される微細液滴生成手段10と、この微細液滴生成手
段10に処理液(HMDS液)供給用配管11を介して
接続するHMDS液12を収容する処理液収容部13と
を具備している。この場合、微細液滴生成手段10は超
音波振動子にて形成されており、気化室9の外部に配置
されるドライバ15(超音波発振器)の駆動によって振
動するようになっている。なおこの場合、超音波振動子
10は例えば圧電素子又は磁歪素子にて形成され、ドラ
イバ15からの電気信号によって駆動でき、かつ電気信
号の制御によってその振動出力が制御できるようになっ
ている。また、処理液供給用配管11の途中には、配管
11と共働して処理液供給手段を構成する絞り14が
され、この絞り14には、HMDS液の流量を制御す
る指令信号を伝達する制御部16が接続されている。な
お、N2 ガス供給用配管8には流量計8aが配設されて
N2 ガスの供給量を管理できるようになっている。ま
た、気化室9の外周には温度調整手段17が配設され
て、気化室9内の温度が例えば22℃に保持されてい
る。なお、HMDS液の気化濃度は、HMDS液の流量
あるいは超音波振動子10の振動出力を制御することに
より調整できる。
【0017】上記のように構成されるこの発明の処理装
置において、処理液収容部13から処理液供給用配管1
1の絞り14によって所定量例えば5〜10mcc のHM
DS液12が気化室9内の超音波振動子10上に供給さ
れると、HMDS液は超音波振動子10の例えば20K
Hz程度の周波数の振動によって微細な液滴となり、N2
ガス供給用配管8から気化室9内に供給されるN2 ガス
と接触して気化する。この時、上記液滴は微細なため蒸
発速度は早く、例えば半径10μmの場合60msec程度
である。そして、気化されたHMDSガスは供給管3を
流れて被処理体処理部1の案内通路7中の拡散板6の拡
散孔5を通ってウエハWの表面に均一に拡散されて塗布
される。このとき、HMDSガスを処理部1に供給する
ときには、開閉バルブ23,24を開いて、エゼクタ2
1に駆動空気供給管22から駆動用の圧力空気を送り、
エゼクタ21により処理部1のチャンバ1a等の雰囲気
を吸引排気して減圧する。そして、HMDSが混入した
N2 ガスが処理部1に供給された後、開閉バルブ24を
閉じてエゼクタ21の動作を止め、N2 ガスの陽圧によ
り気相化したHMDSを圧送し、通常のHMDS処理状
態とする。
【0018】処理部1のチャンバ1a内に供給された気
相状態のHMDSは加熱されたウエハWに吹き付けら
れ、ウエハWの表面が疎水化処理される。これにより、
後述のフォトレジスト液塗布工程におけるフォトレジス
トとウエハWとの密着性・固着性が向上する。
【0019】上記のように構成される半導体ウエハ前処
理装置は具体的には、図2に示す半導体ウエハ処理装置
の一部に組込まれて使用される。すなわち、装置は、ウ
エハWに種々の処理を施す処理機構が配設された処理機
構ユニット30と、処理機構ユニット30にウエハWを
搬入・搬出するための搬入・搬出機構31とから主に構
成されている。
【0020】搬入・搬出機構31は、処理前のウエハW
を収納するウエハキャリア32と、処理後のウエハWを
収納するウエハキャリア33と、ウエハWを吸着保持す
るアーム34と、このアーム34をX方向、Y方向及び
θ方向にそれぞれ移動させるためのX方向移動機構3
5、Y方向移動機構36及びθ方向移動機構37と、処
理機構ユニット30との間でウエハWの受け渡しがなさ
れる載置台38とを備えている。また、処理機構ユニッ
ト30には、ウエハWとレジスト膜との密着性を向上さ
せるための前処理を行うこの発明の処理装置である前処
理機構1(具体的には被処理体処理部)と、ウエハWの
上面にレジスト液を塗布する塗布機構39a,39b
と、塗布機構39a,39bでレジスト液を塗布する前
のウエハWを冷却して、所定温度に調整するための冷却
機構40と、ウエハWに塗布されたレジスト膜中に残存
する溶剤を蒸発させるための加熱処理を行うベーク機構
41とからなる処理機構が設けられている。また、処理
機構ユニット30には、上記の各処理機構1,39a〜
41にウエハWの搬入及び搬出を行うためのアーム42
aを有する搬送機構42が搬送路43に沿って移動可能
に配設されている。
【0021】上記のように構成される処理ユニットにお
いて、搬入・搬出機構31から搬入されたウエハWは、
前処理機構1で前処理された後、冷却処理、塗布処理さ
れた後にベーク機構41で加熱処理され、その後、搬入
・搬出機構31へ搬送され、そしてウエハキャリア33
に収納されるのである。
【0022】なお、上記実施例では、この発明の処理装
置がウエハ前処理装置に適用される場合について説明し
たが、前処理装置以外に、例えば塗布装置、現像装置、
CVD装置、洗浄装置等の処理装置にも適用できること
は勿論である。
【0023】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明の処理
装置によれば、上記のように構成されているので、微細
液滴生成手段の制御又は処理液の供給量の制御により処
理液ガスの濃度を簡単かつ確実に制御することができ
る。しかも、微細液滴生成手段により形成される液滴は
微細となり、ガス供給手段から供給されるガスと接触し
て気化するので、配管内の結露が生じ難く、被処理体表
面に処理液の液滴が付着することがなく、被処理体の品
質の低下を防止することができる等の優れた効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の処理装置を適用した半導体ウエハ前
処理装置を示す概略構成図である。
【図2】図1の半導体ウエハ前処理装置を有する半導体
ウエハ処理装置を示す概略平面図である。
【図3】従来の処理装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 被処理体処理部 2 処理液気化装置 3 供給管 8 N2 ガス供給用配管(ガス供給手段) 9 気化室 10 微細液滴生成手段(超音波振動子) 11 処理液供給用配管(処理液供給手段) 12 HMDS液(処理液) 13 処理液収容部 14 絞り(処理液供給手段) W 半導体ウエハ(被処理体)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 G03F 7/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理体処理部と、処理液収容部と、処
    理液気化部とを別体に具備する処理装置において、 上記処理液気化部に、上記処理液の微細液滴生成手段を
    設け、この微細液滴生成手段上記処理液収容部から
    定量の処理液を供給する処理液供給手段を設け、上記処
    理液気化部に、微細化された液滴を気化すべくガスを供
    給するガス供給手段を設けることを特徴とする処理装
    置。
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