JPH01287940A - 回転処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、回転処理装置に関する。

（従来の技術） 半導体製造装置例えばスピン方式のレジスト塗布・現像
装置では、一般に、第５図（ａ）に示すように真空吸引
口■を有する回転保持体例えばスピンチャック■により
半導体ウェハ■を吸着保持し、上記スピンチャック■を
モータに）等により回転することが行われている。

この回転は１例えば回転数が最大８．００Ｏｒｐｍ程度
。

回転加速度が１０．０００〜５０．ＯＯＯｒｐｍ／ｓｅ
ｃ程度と高速回転が用いられる。

また、上記スピンチャック■は、半導体ウェハ■を吸着
したまま上記のように高速・高加速度回転させるので、
その吸着の信頼性を高くするために、上記スピンチャッ
ク■の吸着面の構造は非常に重要である。従来、例えば
第５図（ｂ）及び（ｃ）に示すように、スピンチャック
■０の中央部分に真空吸引口■を設け、周縁部に環状の
台部■、半導体ウェハ■を支える環状の台部■（１０）
を同心円状に設ける。また、上記台部（９）（１０）の
それぞれの中間には、環状の溝（１１）、放射状の溝（
１２）が形成されており、真空吸引口■に連通されて真
空吸引通路を形成する。なお、第５図（Ｑ）の環状の台
部（１０）は、第５図（ｂ）の環状の台部■を変形した
もので、半導体ウェハ■とスピンチャック０の接触面積
を下げるために肉厚を薄く形成したものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の従来装置には次のような問題があ
る。

スピンチャック■は半導体ウェハ■を吸着した状態で高
速・高加速度で回転するので、上記スピンチャック■と
半導体ウェハ■裏面間で接触圧が高い状態の摩擦を生じ
る。この摩擦によりダストが発生し、このダストが連続
する処理工程において半導体ウェハ■のパターン形成面
に付着してパターン欠陥を発生したり、また半導体ウェ
ハ■の裏面に異物として付着し例えば露光工程での焦点
ずれを発生したりして、半導体素子の製造工程において
歩留りを下げる原因の一つとなっていた。

上記点を解決する方法として、ダスト発生の原因である
半導体ウェハ■とスピンチャック■との接触面圧を低減
させる方法、スピンチャック■の回転数・加速度を下げ
る方法、スピンチャック■を洗浄する方法、スピンチャ
ック■の静電気を除去して発生したダストの付着を防止
する方法等が試みられているが、何れも十分な効果は得
られていない。

すなわち、半導体製造工程における例えばレジスト処理
プロセスには、上述したような回転数・加速度が必要不
可決であり、この条件を満たさないと所望する均一なレ
ジスト膜厚が得られない。

一方、上記高速回転数・高加速度を得るには。

半導体ウェハ■とスピンチャック■との接触面積・面圧
共に大きくすればよいが、半導体ウェハ■は一般に厚さ
が０．５画程度と薄く、面圧が大きいと機械的歪を受け
て変形したりする不都合がある。

又、スピンチャック■に付着するダストを減少させるた
めに、スピンチャック■の洗浄を行う場合は、洗浄の頻
度を上げないと効果が薄い。

本発明は上述の従来事情に対処してなされたもので、ダ
ストの発生が少なく半導体の歩留りが高い半導体製造装
置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、回転支持面に被処理体を吸着して回
転処理する装置において、上記回転支持面と上記被処理
体の接触部に回転方向に対して弾性変形する支持材を設
けたことを特徴とする回転処理装置。

（作　用） 本発明回転処理装置では、回転支持面と被処理体の接触
部に回転方向に対して弾性変形する支持材を設けたので
、上記接触部における上記回転支持面と上記被処理体間
の滑り発生を防止することができる。

（実施例） 以下１本発明回転処理装置をレジスト塗布装置に適用し
た一実施例を第１図を参照して説明する。

基台（１３）にはモータ（１４）が立設されている。こ
のモータ（１４）の回転軸部分には被処理体例えば半導
体ウェハ（１５）を真空（負圧）により回転支持面に吸
着保持して回転する回転支持体例えばスピンチャック（
１６）が取着されている。そして、上記モータ（１４）
を回転制御することにより、上記半導体ウェハ（１５）
を回転例えば最大回転数８００Ｏｒｐｍ程度、回転加速
度５０００〜５０．ＯＯＯｒｐｍ／ｓｅｃ程度で回転可
能に構成されている。

一方、上記スピンチャック（１６）の回転中心付近の上
方には、半導体ウェハ（１５）に向ってレジスト（１７
）を滴下するノズル（１８）が配置され、また上記半導
体ウェハ（１５）の周辺部を取囲む如くカバー（１９）
が設けられている。

そして、半導体ウェハ（１５）上にレジスト（１７）を
滴下した後、上記半導体ウェハ（１５）を回転して遠心
力により上記レジスト（１７）を広げて半導体ウェハ（
１５）表面にレジスト膜（２０）を形成し、また上記半
導体ウェハ（１５）の外周より外方向に飛散した余分の
レジストの飛散を防止するように構成されている。

次に、上記スピンチャック（１６）の吸着面側には、第
２図第３図に示すように、中央上部付近に真空吸引口（
２１）を設け、周縁部に環状をなす台部（２２）が設け
られている。また、上記スピンチャック（１６）の半導
体ウェハ（１５）支持面には弾性変形する支持材（２３
）が設けられている。この支持材（２３）は半導体ウェ
ハ（１５）を回転させる際、半導体ウェハ（１５）裏面
と支持面との摩擦の発生を吸収する作用を呈する弾性材
が用いられる。

例えば、半導体ウェハ（１５）との接触部が巾Ｔの帯状
弾性片を支持材（２３）として第２図に示す如く配置す
る。すなわち、上記半導体ウェハ（１５）を支える台部
の役目をする複数の回転方向に弾性変形する支持材例え
ばポリアセタール樹脂製の支持材（２３）が、スピンチ
ャック（１６）の中心を通る直線に沿う如く接着剤その
他の手段を用いて配置固着されている。上記支持材（２
３）は支持面から突出してもよいし１機能を失なわない
程度に埋め込まれてもよいし、また、−様な面を形成し
てもよい。

そして、上記支持材（２３）間には、スピンチャック（
１６）の中心から放射状に溝（２４）が複数形成され、
また同心円状に溝（２５）が複数形成されており、上記
溝（２４）　（２５）は真空吸引口（２１）に連通し、
半導体ウェハ（１５）を吸着保持可能に構成されている
。なお、真空吸引口（２１）の周囲に設けた４個の突起
（２６）も半導体ウェハ（１５）の支持材である。

上記スピンチャック（１６）を例えばポリアセタール樹
脂で製作する場合には、上記支持材（２３）とスピンチ
ャック（１６）は一体物として製作される。

次に、動作作用について説明する。

先ず、搬送アーム欅構等からなる搬送機構（図示せず）
によりレジスト塗布前の半導体ウェハ（１５）をスピン
チャック（１６）に載置し吸着保持する。

次に、ノズル（１８）から上記半導体ウェハ（１５）に
向けてレジスト（１７）を所定量滴下した後、モータ（
１４）を回転制御して半導体ウェハ（１５）を低速回転
して、上記レジスト（１７）を広げる。一定時間上記低
速回転を行った後、モータ（１４）を回転制御して半導
体ウェハ（１５）を高速回転させて塗布処理する。

このとき、スピンチャック（１６）は急激に回転加速さ
れ高速回転するので、このスピンチャック（１６）に吸
着されている半導体ウェハ（１５）との接触部において
滑りが発生するのは避は難く、摩擦によるダストのよう
なパーティクルが発生し易い。

従来のスピンチャックにおいては、半導体ウェハ（１５
）と接触する台部は回転方向に長い、すなわち滑り方向
に長く弾性の全んどない構成の台部であり、半導体ウェ
ハ（１５）と上記台部とが著しく高い加速度を受けた場
合に微少の滑りを生じ摩擦によりダスト発生の原因とな
っていた。

これに比べて本発明の場合には、上記台部の役目をする
支持材（２３）は、半導体ウェハ（１５）との接触部が
巾の狭い帯状であり、且つスピンチャック（１６）の中
心を通る直線に沿う如く上記支持材（２３）を設けてい
るので、半導体ウェハ（１５）とスピンチャック（１６
）間に滑りが発生しても上記支持材（２３）が回転方向
に微少変形可能である。したがって、上記滑りが支持材
（２３）に吸収される如く機能するのでこの支持材（２
３）と半導体ウェハ（１５）間の摩擦によるダストの発
生を防止することができる。

例えば、第４図に示すように、パーティクル数は、半導
体ウェハ（１５）の支持材（２３）又は台部の巾Ｔが１
．０閣程度以下の領域において、従来の場合よりも減少
している。

なお、支持材（２３）の巾Ｔが薄くなるほど半導体ウェ
ハ（１５）との接触面積が減少するため、パーティクル
数は減少している。

しかし、半導体ウェハ（１５）を吸着する吸着力を一定
とすれば、接触面積を小さくした場合接触面圧が上るた
め接触部での摩擦が大きくなり、逆に接触面積を大きく
した場合には接触面圧は下るが摩擦面が大きくなり且つ
支持材（２３）の弾性機能は低下するので、接触部分で
のダストの発生がありパーティクル数が減少せず、どう
しても有効範囲が制限される。

半導体ウェハ（１５）を高速回転させて所望の厚さの膜
厚になるとモータ（１４）の回転を停止し、半導体ウェ
ハ（１５）を搬送機構（図示せず）によりスピンチャッ
ク（１６）から取出してレジスト塗布装置外に搬出する
。

なお、上記実施例では、スピンチャック、半導体ウェハ
の支持材として、上記半導体ウェハとの断熱性を高くし
且つ一般に上記半導体ウェハの材質がシリコンであり硬
さのバランスを考慮して。

ポリアセタール樹脂を使用したが、同一硬度を有する例
えば三弗化エチレン樹脂系およびこれに炭素を淡化した
導電性樹脂等を使用しても、ポリアセタール樹脂の場合
とほぼ同等の効果を上げることができる。

また、上記実施例のスピンチャックは、上記のようにダ
ストの発生が少ないので、吸着保持して回転処理する他
の装置、例えば半導体製造におけるスピン式現像装置、
洗浄装置、イオン注入装置、レーザ熱処理装置等に使用
しても有効である。

さらに、被処理体は半導体ウェハに限らず１回転処理す
る装置であれば何れでもよく例えば液晶駆動回路、プリ
ント基板等信れでもよい。

さらに、上記実施例ではレジスト塗布について説明した
が、処理であれば何れでもよく、例えば現像液の塗布に
適用してもよい。

〔発明の効果〕 上述したように、本発明装置によれば、ダストの発生が
少く半導体など被処理体の歩留りを高くすることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明半導体製造装置をレジスト塗布装置に適
用した一実施例を示す構成図、第２図は第１図の主要部
の説明図、第３図は第２図縦断面図、第４図は第１図の
一特性例図、第５図は従来例の説明図である。 １４・・・モータ、１５・・・半導体ウェハ。 １６・・・スピンチャック、　２１・・・真空吸引口、
２２・・・台　部、　　　　　２３・・・支持材、２４
、２５・・・溝。 特許出願人　東京エレクトロン株式会社チル九州株式会
社 第１図 第２図 第３図 フ８ 第４図 支涛丹　（台告帥幅丁（ｍｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回転支持面に被処理体を吸着して回転処理する装置に
   おいて、上記回転支持面と上記被処理体の接触部に回転
   方向に対して弾性変形する支持材を設けたことを特徴と
   する回転処理装置。