JPH02227162A - 塗布装置 - 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、レジスト液および現像液等の塗布装置に関す
る。

（従来の技術） 半導体ウェハ等の被処理体に対してのレジストの塗布お
よび現像液の塗布等の処理は、垂直層流を絶えず供給し
て微細な埃等の発生を防止したクリーンルーム内におい
て行われている。

第２図は、このようなりリーンルーム内で用いられる装
置の一例として、半導体ウェハの表面へレジストを塗布
する際に用いられるレジスト塗布装置を示すものである
。

同図に示すように、レジスト塗布装置には、上部に開口
部１を有し内側に傾斜した形状のカップ２が備えられて
いる。このカップ２の下面の縁部には、端部が図示しな
い排気機構に連設された円筒状排気、管３および端部が
使用後のレジストを収容する塩化ビニル製等からなるド
レインボックス４に連設された円筒状排出管５が設けら
れている。

またカップ２の中央には、スピンドル挿入孔６が形成さ
れている。

スピンドル挿入孔６には、半導体ウェハ７を吸着可能に
保持する樹脂製等からなるウェハチャック８が挿入され
ており、このウェハチャック８の下部には出力軸９を介
して例えば０〜８０００ｒｐｍの範囲内で動作するスピ
ンドルモータ１０が取付けられている。

カップ２の開口部１の上方には、四弗化エチレン樹脂製
またはＳＯ８製等からなるレジスト供給バイブ１１が配
されており、このレジスト供給バイブ１１の一端部にレ
ジストの温度を調節するレジスト温度調節器１２が取付
けられ、その他端部には開口部１から半導体ウェハ７の
中心に向けてその表面にレジストを滴下するレジスト滴
下ノズル１３が設けられている。

さらにカップ２の開口部１の上方には、図示を省略した
。天井から供給される垂直層流１４を強制的に取込んだ
後、その温度および湿度等をコントロールする温湿度コ
ントロール部１５が配されている。

そしてこのような構成のレジスト塗布装置により半導体
ウェハ７にレジストを塗布する場合、まず温湿度コント
ロール部１５内に垂直層流１４を強制的に取込み、この
取込んだ垂直層流１４の温湿度をコントロールして排出
し、カップ２内に送込む。

次いで、半導体ウェハ７をベルト等によってウェハチャ
ック８上まで搬送した後、ウェハチャック８上の所定の
位置に載置し、しかる後、図示しない真空機構により吸
着力を得て吸着保持する。

このとき、半導体ウェハ７の搬送を容易にするために、
予めカップ２が下降しており、半導体ウェハ７を吸着保
持した後には、そのカップ２が上昇する。

この後、この吸着保持された半導体ウェハ７の中心部に
レジスト滴下ノズル１３からレジストを滴下する。

ここでこのレジストは、図示しないレジスト倶給源から
レジスト温度調節器１２に送られ、このレジスト温度調
節器１２内部での恒温水の循環等により、例えば２４℃
程度に調節される。このとき、約１０ｃｃ程度のレジス
トが一度に温度調節されるが、そのレジストを蛇管状ま
たは螺旋状に循環させることにより温調容量が増えるの
で、よりその温度調節を効率的に行うこともできる。

そして、レジスト温度調節器１２により設定温度に調節
したレジストをレジスト滴下ノズル１３から半導体ウェ
ハ７の表面に約３ｃｃ程度滴下する。

この後、スピンドルモータ１０を例えば４００Ｏｒｐｍ
程度で駆動させて出力軸９を介し半導体ウェハ７を高速
回転させ、滴下したレジストを遠心力により拡散する。

このような処理中においてのカップ２内の換気は、設定
されたプログラムにより排気管３を介し図示しない排気
機構によって行う。

また半導体ウェハ７の回転により飛散したレジストは、
内側に傾斜したカップ２の内面によって下方へ跳返える
ので、これを排出管５を介してドレインボックス４に収
容する。

これをさらに続けて、半導体ウェハ７上に拡散したレジ
ストを乾燥させる。

続いて、表面にレジストを塗布乾燥させた半導体ウェハ
７を図示しない露光装置側へベルト等によって搬送し、
ここでその表面にパターン露光を施す。

さらにパターン露光を施した半導体ウェハ７を図示しな
い現像処理装置側へベルト等によって搬送し、ここでそ
の半導体ウェハ７の被現像面を上側に向けた状態でウェ
ハチャックにより吸着保持する。そしてウェハチャック
に接続されたモータを停止または低速回転させつつ、そ
の被現像面に現像液をスプレーノズル等で供給し、しか
る後、半導体ウェハ７をモータの駆動力に・より高速で
回転させる。これにより、その被現像面に供給された現
像液は遠心力によって排除され、厚さが約数μｍのパタ
ーンが形成される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の塗布装置では、半導体ウ
ェハ７がスピンドルモータ１０の駆動力により例えば４
０００ｒｐｍといったように高速で回転すめため、カッ
プ２内に乱気流が発生する。このため、その乱気流によ
り、半導体ウェハ７の回転によって飛散しカップ２の内
面によって下方へ跳返えったレジストが舞い上り、半導
体ウェハ７の表面に付着してしまう。

このように、半導体ウェハ７の表面にレジストが付着し
た場合には、レジストの膜厚が不均一となったり露光装
置での露光のピンボケが生じたりしてしまい、半導体ウ
ェハ７の品質、歩留りおよび生産性が低下してしまうと
いう問題があった。

本発明は、このような事情に対処して成されたもので、
被処理体の品質、歩留りおよび生産性を向上させること
ができる塗布装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の塗布装置は、カップ内で高速回転する被処理体
の被処理面に液状塗布剤を塗布拡散させ、過剰な前記液
状塗布剤を外部に排出するとともに、カップ内の換気を
排気するようにした塗布装置において、塗布剤排出系の
排気をするものである。

（作　用） 本発明の塗布装置では、過剰な塗布剤排出系の排気を行
うことにより、排出系の内部を負圧にすることができる
ため、カップの内側の側壁によって下方へ跳返った液状
塗布剤を確実に取込むことができ、これにより飛散した
液状塗布剤の被処理体への付着を防止することができる
。

（実施例） 以下、本発明の塗布装置をレジスト処理装置に適用した
場合の一実施例の詳細を図面に基づいて説明する。

上部に開口部１６を有し内側に傾斜した形状のカップ１
７の下面の縁部には、端部が図示しない排気機構に連設
された円筒状排気管１８が設けられている。またその下
面の縁部には、端部が使用後のレジストを収容する塩化
ビニル製等からなるドレインボックス１９に連設された
円筒状排出管２０が設けられている。円筒状排出管２０
には、内部にレジストの舞い戻りを阻止する傾斜片２１
を有したトラップ２２が取付けられており、このトラッ
プ２２およびバイブ２３を介して円筒状排出管２０およ
び円筒状排気管１８が連通している。

またカップ１７の中央には、スピンドル挿入孔２４が形
成されている。

スピンドル挿入孔２４には、半導体ウェハ２５を吸着可
能に保持する樹脂製等からなるウェハチャック２６が挿
入されており、このウェハチャック２６の下部には出力
軸２７を介して例えば０〜８０００ｒｐ麿の範囲内で動
作するスピンドルモータ２８が取付けられている。

カップ１７の開口部１６の上方には、四弗化エチレン樹
脂製またはＳＵＳ製等からなるレジスト供給バイブ２９
が配されており、このレジスト供給パイプ２９の一端部
にレジストの温度を調節するレジスト温度調節器３０が
取付けられ、その他端部には開口部１６から半導体ウェ
ハ２５の中心に向けてその表面にレジストを滴下するレ
ジスト滴下ノズル３１が設けられている。

さらにカップ１７の開口部１６の上方には、図示を省略
した天井から供給される垂直層流３２を強制的に取込ん
だ後、その温度および湿度等をコントロールする温湿度
コントロール部３３が配されている。

次に、このような構成のレジスト塗布装置の動作につい
て説明する。

半導体ウェハ２５にレジストを塗布する場合、まず温湿
度コントロール部３３内に垂直層流３２を強制的に取込
み、この取込んだ垂直層流３２の温湿度をコントロール
して排出し、カップ１７内に送込む。

次いで、半導体ウェハ２５をベルト等によってウェハチ
ャック２６上まで搬送した後、ウェハチャック２６上の
所定の位置に載置し、しかる後、図示しない真空機構に
より吸着力を得て半導体ウェハ２５を吸着保持する。こ
のとき、半導体ウェハ２５の搬送を容易にするために、
予めカップ１７が下降しており、半導体ウェハ２５を吸
着保持した後には、そのカップ１７が上昇する。

この後、この保持された半導体ウェハ２５の中心部にレ
ジスト滴下ノズル３１からレジストを滴下する。

ここでこのレジストは、図示しないレジスト供給源から
レジスト温度調節器３０に送られ、このレジスト温度調
節器３０内部での恒温水の循環等により、例えば２４℃
程度に調節される。このとき、約１０ｃｃ程度のレジス
トが一度に温度調節されるが、そのレジストを蛇管状ま
たは螺旋状に循環させることにより温調容量が増えるの
で、よりその温度調節を効率的に行うこともできる。

そして、レジスト温度調節器３０により設定温度に調節
したレジストをレジスト滴下ノズル３１から半導体ウェ
ハ２５の表面に約３ｃｃ程度滴下する。この後、スピン
ドルモータ２８を例えば４０００ｒｐ−程度で駆動させ
て出力軸２７を介し半導体ウェハ２５を高速回転させ、
滴下したレジストを遠心力により拡散する。

このような処理中においてのカップ１７内の換気は、設
定されたプログラムにより排気管１８を介し図示しない
排気機構によって行う。また半導体ウェハ２５の高速回
転によって飛散したレジストはカップ１７の内面によっ
て下方へ跳返えった後、円筒状排出管２０を介してドレ
インボックス１９に収容される。

このとき、円筒状排出管２０は、パイプ２３を介して排
気管１８に連通されているので、排気管１８に取付けら
れた図示しない排気機構による吸引・力により円筒状排
出管２０の内部が負圧状態となる。これにより、カップ
１７の内面によって下方へ跳返えった後、円筒状排出管
２０の内部に入込んだレジストは、半導体ウェハ２５の
高速回転によって生じる乱気流により舞い戻されること
なくドレインボックス１９に収容される。また円筒状排
出管２０に取付けたトラップ２２の傾斜片２１により、
円筒状排出管２０の内部に一旦入込んだレジストの舞い
戻りをさらに確実に阻止することができる。

これをさらに続けて、半導体ウェハ２５上に拡散された
レジストを乾燥させる。

続いて、表面にレジストを塗布乾燥させた半導体ウェハ
２５を図示しない露光装置側へベルト等によって搬送し
、ここでその表面にパターン露光を施す。

さらにパターン露光を施した半導体ウェハ２５を図示し
ない現像処理装置側へベルト等によって搬送し、ここで
その半導体ウェハ２５の被現像面を上側に向けた状態で
ウェハチャックにより吸着保持する。そしてウェハチャ
ックに接続されたモータを停止または低速回転させつつ
、その被現像面に現像液をスプレーノズル等で供給し、
しかる後、半導体ウェハ２５をモータの駆動力により高
速で回転させる。これにより、その被現像面に供給され
た現像液は遠心力によって排除され、厚さが約数μｍの
パターンが形成される。

このように、本実施例では、パイプ２３を介して円筒状
排出管２０および円筒状排気管１８を連通させたので、
円筒状排出管２０の内部が排気管１８に取付けられた図
示しない排気機構による吸引力により負圧状態となるた
め、カップ１７の内面によって下方へ跳返えったレジス
トを確実に取込むことができ、これにより半導体ウェハ
２５のレジストの付着を防止することができる。

この結果、レジストの膜厚を均一にすることができるた
め、次工程で用いられる露光装置での露光のピンボケを
防止することもでき、さらに次工程で用いられる現像装
置での現像の均一性を向上させることもでき、これによ
り半導体ウェハ２５の品質、歩留りおよび生産性を向上
させることができる。またそのトラップ２２の傾斜片２
１により、円筒状排出管２０の内部に一旦入込んだレジ
ストの舞い戻りをさらに確実に阻止することもできる。

また本実施例のレジスト塗布装置は、この装置に具備し
た温湿度コントロール部３３により、クリーンルーム内
の温度や湿度が変動した場合であっても、カップ１７内
の雰囲気を一定に保つこともできる。

なお、本実施例では、本発明をレジスト塗布装置に適用
した場合について説明したが、この例に限らず現像装置
等の他の塗布装置に適用してもよく、この場合には現像
の均一性を向上させることもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の塗布装置によれば、飛散
したレジストの被処理体への付着を防止することができ
るので、被処理体の品質、歩留りおよび生産性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の塗布装置をレジスト塗布装置に適用し
た場合の一実施例を示す図、第２図は従来のレジスト塗
布装置を示す図である。 １６・・・開口部、１７・・・カップ、１８・・・円筒
状排気管、１９・・・ドレインボックス、２０・・・円
筒状排出管、２１・・・傾斜片、２２・・・トラップ、
２３・・・パイプ、２４・・・スピンドル挿入孔、２５
・・・半導体ウェハ、２６・・・ウェハチャック、２７
・・・出力軸、２８・・・スピンドルモータ、２９・・
・レジスト供給パイプ、３０・・・レジスト温度調節器
、３２・・・垂直層流、３３・・・温湿度コントロール
部 出願人　東京エレクトロン株式会社 同　　　　　　チル九州株式会社 代理人　弁理士　須　山　佐　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カップ内で高速回転する被処理体の被処理面に液状塗布
   剤を塗布拡散させ、過剰な前記液状塗布剤を外部に排出
   するとともに、前記カップ内の換気を排気するようにし
   た塗布装置において、前記塗布剤排出系の排気をするこ
   とを特徴とする塗布装置。