JPH04200673A

JPH04200673A - 塗布装置

Info

Publication number: JPH04200673A
Application number: JP2334212A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kimura; 義雄木村; Koichi Murakami; 浩一村上; Kenji Kiyota; 健司清田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Kyushu Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Kyushu Ltd
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-07-21

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、塗布装置に関し、特にスピンプロセス、スピ
ンコード等に用いる塗布装置に関する。

（従来の技術）半導体装置やフォトマスクの製造工程において、被処理
半導体基板や被処理マスク基板にフォトレジストを塗布
する際やフォトレジスト塗布板の現像を行う際、あるい
は被処理半導体基板面のエツチングを行う際などに、ス
ピンコータ、スピノアヘロツパ、スビンエ・ンチャ等の
塗布装置力（用いられる。

そして、これら塗布装置においては、被処理半導体基板
を保持して高速で回転させるスピンチャックの周囲を、
カップにて取り囲み、塗布材が外部に飛散しないように
していた。

しかし、このようにカップにて塗布材の外部への飛散を
防止すると、塗布材がカップの内面に付着して汚れてし
まい、そのまま放置すると被処理半導体基板に種々の悪
影響を及はす虞がある。

そこで、従来てはカップを使い捨てにし、あるいは人手
により洗浄したりして定期的にカップを交換するように
していた。

また、特開昭５７−４５２３７号公報に示すような塗布
装置も知られている。この塗布装置は、第７図に示すよ
うに、スピンチャック１ｏの周囲を取り囲むカップ１２
の側壁上部に注水容器１４を形成して、その下部より垂
直な側壁内面に沿って水を流下させると共に、底面を中
高にして中央部側から斜面に沿って水を流下させること
により、カップ１２内を洗浄するようにしている。

（発明が解決しようとする課題）上記従来例にあっては、カップを使い捨てにし、あるい
は人手により洗浄したりして定期的に交換する場合、コ
スト的に高くなってしまい、しかもカップの交換に手間
かかかって作業性が悪く、メインテナンス上も好ましく
ないという問題があった。

また、特開昭５７−４５２３７号公報の塗布装置による
場合には、カップ１２の垂直な側壁内面の洗浄はなしつ
るものの、側壁上部に形成された注水容器１４を形成す
る傾斜側壁１６に付着した塗布材の洗浄はなしえないと
いう問題があった。

従って、この塗布装置にあっては、注水容器１４を形成
する傾斜側壁１６に塗布材が付着しないように、傾斜側
壁１６の位置を高くしなければならず、その結果カップ
１２の高さが高くなってしまい、大型になるという問題
かあった。

そこで本発明は、コストを低く抑えると共に、カップの
交換に要する手間をなくして、作業性を向上させ、メイ
ンテナンスも容易になしえ、しかもカップ内壁全面を均
一に洗浄可能にして、カップの高さを低くし、小型化が
なし得る塗布装置を堤供することを、その解決課題とし
ている。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、上記課題を解決するためになしたもので、そ
の解決手段として本発明の塗布装置は、被処理体を水平
に保持して高速回転をするスピンチャックと、前記スピンチャックによって回転される被処理体上に塗
布材を滴下して、被処理体上に塗布膜を形成する塗布ノ
ズルと、前記スピンチャックの周辺を取り囲んで、塗布液の外部
への飛散を防止するカップとを備える塗布装置において
、前記カップを、半径方向外方に向けて下降傾斜する外壁
上面を有するインナカップと、前記インナカップと対向
して半径方向外方に向けて下降傾斜する内壁面を有する
アウタカップとて形成し、前記インナカップおよびアウ
タカップの頂部付近に洗浄液流出口を有し、インナカッ
プの外壁上面およびアウタカップの内壁に沿って洗浄液
を全周に均一に流下させて付着した塗布材を洗浄する洗
浄装置を設けた構成としている。

（作　用）上記構成の塗布装置は、被処理材を所定枚数処理した後
、手動または自動で洗浄装置を作動させる。

すると、インナカップおよびアウタカップの頂部付近に
設けた洗浄液流出口より一定時間連続しであるいは断続
的に洗浄液か流出し、インナカップの外壁上面およびア
ウタカップの内壁下面に沿ってその全周にわたりかつ均
一に洗浄液が流下する。

従って、下降傾斜するインナカップの外壁上面のみなら
ず、下降傾斜するアウタカップの内壁下面をも確実に洗
浄することができ、たとえアウタカップの内壁下面に塗
布材か付着してもこの洗浄作業で確実に除去できるので
、アウタカップの内壁下面を十分にスピンチャックに近
接させることが可能となる。

また、カップ洗浄が確実になしつるので、従来のように
カップを人手により洗浄したり使い捨てにする必要かな
く、コスト的に有利で、作業上、メインテナンス上も有
利となる。

（実施例）以下、本発明の塗布装置を半導体ウェハのしシスト液塗
布装置に適用した実施例について、図面を参照して説明
する。

第１図〜第６図は、本発明の一実施例を示す図である。

まず、本実施例のレジスト液塗布装置は、スピンチャッ
ク２０と、塗布ノズルとしてのレジストノズル２２（第
６図）と、カップ２４と、洗浄装置２６（第４図）とを
備えている。

スピンチャック２０は、真空吸着などによって半導体ウ
ェハ２８を水平に載置固定し、これを回転させるよう、
モータ３０の出力軸に固定されて回転駆動されるように
なっている。

モータ３０は、第６図に示すように加速性に優れた高性
能モータで構成され、その上側にフランジ３２を有し、
このフランジ３２によって塗布装置内の適宜位置に固定
されている。なお、このフランジ３２は、図示しない温
調器によって温度調整が可能であって、モータ３０の発
熱を上側に伝達しないように構成することもてきる。

レジストノズル２２は、スピンチャック２０に支持され
る半導体ウェハ２８上方近傍で、半導体ウェハ２８のほ
ぼ中心位置よりレジスト液を滴下するようになっている
。

また、このレジストノズル２２は、例えば移動機構とし
てのスキャナ３４によって移動自在になっている。例え
ば、ロットの切れ目等でレジストノズル２２におけるデ
ィスペンスが所定時間実行されない場合には、レジスト
ノズル２２先端で塗布材としてのレジスト液が長時間空
気と接触することにより固まってしまうことがあるので
、ダミーディスペンスを実行する必要があり、この場合
にはレジストノズル２２をスピンチャック２０より外し
た位置まで退避させる必要があるので、この種の移動を
スキャナ３４によって実行するようになっている。

また、レジストノズル２２へのレジスト液の供給系とし
て、レジスト液収容部３６．Ｎ２加圧部３８およびレジ
スト液収容部３６からレジストノズル２２に至る配管４
０からなっている。なお、配管４０には、開閉用のバル
ブＶ３、サックバックバルブｖ２などが設けられている
。サックバックバルブＶ２は、レジストノズル２２から
のレジスト液吐出後、レジストノズル２２先端部て表面
張力によって露出しているレジスト液をレジストノズル
２２内に引き戻すためのバルブであり、レジスト液の固
化を防止するためのものである。

カップ２４は、レジスト液塗布時にレジスト液が装置外
部へ飛散することを防止するために、半導体ウェハ２８
の周囲に形成されている。なお、上記モータ３０はこの
カップ２４に対して、上下動可能に構成されており、レ
ジスト液塗布時には図示する位置までモータ３０が下降
されて停止し、半導体ウェハ２８の搬入小時には上記位
置よりも上昇するようになっている。さらに、カップ２
４の下面には、図示しない排気管が接続されている。

また、上記カップ２４は、インナカップ４２と、アウタ
カップ４４とから構成されている。

インナカップ４２は、スピンチャック２０の半導体ウェ
ハ２８載置面よりも若干低い位置で、上記載置面の周囲
に配置されるようになっている。

また、インナカップ４２は半径方向外方に向けて下降傾
斜して半導体ウェアＸ２８上から飛散ったレジスト液を
外側に導く外壁上面４６を有している。

アウタカップ４４は、上記インナカップ４２を包み込む
ように配設されるもので、インナカップ４２の下側に位
置する下部部材４８と、インナカップ４２の上側に位置
する上部部材５０とからなる。下部部材４８は、その外
周側にレジスト液等を排出するドレイン溝５２を有し、
このドレイン溝５２に図示せぬドレイン管が接続される
ようになっている。上部部材５０は、インナカップ４２
の上方で、これと対向して配設されると共に、上記イン
ナカップ４２の外壁上面４６と対向して半径方向外方に
向けて下降傾斜し、半導体ウェア１２８から上方に飛散
ったレジスト液を上記ドレイン溝５２に導く内壁下面５
４を有している。この上部部材５０の高さは、半導体ウ
ェハ２８から上方に飛散ったレジスト液を確実に捕えら
れる程度に低く設定されている。

洗浄袋［２６は、第４図に示すようにインナカツブ４２
およびアウタカップ４４の頂部付近に各々シンナーその
他の洗浄液を流出する洗浄液流出口５６．５８を有して
いる。これら洗浄液流出口５６．５８は第３図に示すよ
うにインナカップ４２およびアウタカップ４４の頂部に
形成した全周にわたる環状の洗浄液案内溝６０．６２に
連通ずると共に、全周にわたって連続した状態でカップ
２４内に望む隙間状のものとなっている。

そして、上記洗浄液案内溝６０．６２に、シンナー等の
洗浄液を供給して、インナカップ４２およびアウタカッ
プ４４の頂部全周にわたって洗浄液を供給し、この洗浄
液案内溝６０．６２から洗浄液流出口５６．５８に洗浄
液を供給することで、これら洗浄液流玉出５６．５８か
らインナカップ４２の外壁上面４６およびアウタカップ
４４の内壁下面５４に沿って、洗浄液を全周に均一に流
出させてインナカップ４２およびアウタカップ４４に付
着したレジスト液を洗浄するようにしている。

また、上記洗浄装置２６は、洗浄液流出口５６゜５８側
と接続されたエアバルブ６４が、スピンチャック２０制
御用のスピンユニットコントロール部６６およびＣＰＵ
６ｇに接続されて、ロフト処理単位毎に洗浄するロット
モード、設定処理枚数単位毎に洗浄するカウントモード
、並びにマニュアルによって洗浄するマニュアルモード
の各モードで動作可能にしている。流出口５８からの洗
浄液の流量流速は所望値に設定しないと、途中からカッ
プ４４内壁面に沿わず落下するので調整が必要である。

次に、上記各モードにおける動作状態について、第５図
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）により説明する。

まず、ロットモードにおいては、第５図（Ａ）に示され
るように、１０ツト毎にスピンユニットコントロール部
６６から出力されるロット信号をＣＰＵ６８が受は取る
と、ＣＰＵ６８からスピンユニットコントロール部６６
に信号検出の信号を出し、洗浄動作に入るようになって
いる。

洗浄動作においては、所定時間１＋　　（例えば最大１
００秒間程度）洗浄液を継続して流し、その後所定時間
ｔ２　（例えば最大１００秒間程度）の待ち時間を設け
て乾燥させるようにしている。

次に、カウントモートにおいては、第５図（Ｂ）に示さ
れるように、半導体ウェハ２８の処理毎に、スピンユニ
ットコントロール部６６からＣＰＵ６８にウェハ信号を
送り、ＣＰＵ６８がこの信号を受は取るとスピンユニッ
トコントロール部６６に信号検出の信号を出し、洗浄動
作に入るようになっている。洗浄動作は、上記ロットモ
ードの場合と同様である。

そして、マニュアルモードにおいては、第５図（Ｃ）に
示すように、オペレータのマニュアル操作によって洗浄
動作に入るようになっている。この場合の洗浄動作は、
ロットモードの場合と同様になっている。

次に、レジスト液塗布および洗浄の動作について説明す
る。

まず、モータ３０を上昇させて、スビンチャッ郊２０に
半導体ウェハ２８が載置可能な位置に設定し、図示しな
い搬送機構によりレジスト塗布前の半導体ウェハ２８を
搬入してスピンチャック２０上に載置し吸引保持する。

次に、モータ３０を動作させて例えば４０００　ｒｐｍ
程度で半導体ウェハ２８を回転させ、スキャナ３４によ
り半導体ウェハ２８中心上方に移動したレジストノズル
２２から、Ｎ２圧送されたレジスト液を半導体ウェハ２
８に供給して塗布する。このとき、図示しない排気管を
通してカップ２４内の排気を行う。

上記塗布が終了すると、モータ３０を停止、上昇させ、
塗布済みの半導体ウェハ２８を図示しない搬送機構によ
りスピンチャック２０から搬出し、例えば次工程へ搬送
する。そして、再びレジスト液塗布前の半導体ウェハ２
８をスピンチャック２０に載置し、以後上記説明した動
作を繰返す。

上記レジスト液塗布時、半導体ウェハ２８の回転によっ
て振り切られカップ２４内に飛散したレジスト液の図示
しない飛翔粒子は、アウタカップ４４の内壁面５４やイ
ンナカップ４２の外壁上面４６に衝突、付着したり、ま
た、カップ２４外に排出される。

上記付着したレジストは、塗布処理を繰返すことにより
次第に積層されていくが、付着が高層になるとレジスト
は衝撃により剥離しやすく、これが剥離すると上記半導
体ウェハ２８雰囲気に飛散し、半導体ウェハ２８に再付
着してしまい、歩留りか低下する位置原因となる。

また、カップ２４内の排気流を見出し、塗布の均一性に
悪影響を与えるおそれがあるそのため、適宜カップ２４
内を洗浄して上記付着レジストを除去しておく必要があ
る。

上記レジストの付着量は、半導体ウェハ２８の大きさ、
レジスト塗布膜厚、供給するレジスト液量、カップ形状
、排気量などの諸条件によって異なる。そこで、実際の
塗布プロセスに対応して上記説明した３種類の洗浄モー
タ、ロットモード。

カウントモード、マニュアルモードの内最適のモードを
選択して洗浄を実行する。

このように、洗浄装置２６によって定期的にカップ２４
を洗浄することにより、従来の使い捨てカップの様なカ
ップの無駄をなくし、またカップ交換の手間も省け、か
つメインテナンスフリーとすることが可能となる。しか
も、カップ２４上部の傾斜した内壁面をも確実に洗浄す
ることが可能となり、そのためカップ２４の高さを低く
して小型化に寄与することが可能となるものである。

なお、上記実施例においては、洗浄液の流下を所定時間
継続させることとしているが、この例に限らず、所定の
間隔をおいて断続的（間欠的）に流下させること（間欠
洗浄）も可能である。

し発明の効果］以上説明したように、本発明の塗布装置にあっては、ス
ピンチャックの周辺を取囲むカップを、半径方向外方に
向けて下降傾斜する外壁上面を有するインナカップと、
前記インナカップと対向して半径方向外方に向けて下降
傾斜する内壁下面を有するアウタカップとで形成し、前
記インナカップおよびアウタカップの頂部付近に洗浄液
流下口を有し、インナカップの外壁上面およびアウタカ
ップの内壁下面に沿って洗浄液を全周に均一に流下させ
て付着した塗布材を洗浄する洗浄装置を設けることとし
たため、被処理材を所定枚数処理した後、手動又は自動
で洗浄装置を作動させることにより、インナカップおよ
びアウタカップの頂部付近に設けた洗浄液流下口より一
定時間連続しであるいは断続的に洗浄液か流出させ、イ
ンナカップの外壁上面およびアウタカップの内壁下面に
沿ってその全周にわたりかつ均一に洗浄液をか流下させ
ることができ、従って、下降傾斜するインナカップの外
壁上面のみならず、下降傾斜するアウタカップの内壁下
面をも確実に洗浄することができる。

その結果、たとえアウタカップの内壁下面に塗布材が付
着しても、この洗浄作業で確実に除去できるので、アウ
タカップの内壁下面を十分にスピンチャックに近接させ
ることができる。

また、洗浄装置によってカップ洗浄が確実になしうるの
で、従来のようにカップを定期的に人手により洗浄した
り、使い捨てにする必要がなく、コストを低く抑えるこ
とができ、しかもカップ交換の手間がいらず作業が簡単
にてき、メインテナンスも容易にてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る塗布装置の要部を示す
断面図、第２図は第１図の平面図、第３図は第１図の部分拡大図、第４図は洗浄装置の制御状態を示す説明図、第５図（Ａ
）、（Ｂ）、（Ｃ）は洗浄装置のカウントモード、ロッ
トモード、マニュアルモードの各タイミングチャート、第６図は第１図の塗布装置の全体概略説明図、第７図は
従来の塗布装置を示す断面図である。２０・・・スピンチャック、２２・・レジストノズル、２４・・・カップ、２６・・
・洗浄装置、２８・・・半導体ウエノ＼、４６・・・外
壁上面、５４・・・内壁下面、５６．５８・・・洗浄液
流出口代理人　弁理士　井　　上　　　−（他１名）第１図第２図第３図第４図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】被処理体を水平に保持して高速回転をするスピンチャッ
クと、前記スピンチャックによって回転される被処理体上に塗
布材を滴下して、被処理体上に塗布膜を形成する塗布ノ
ズルと、前記スピンチャックの周辺を取り囲んで、塗布液の外部
への飛散を防止するカップとを備える塗布装置において
、前記カップを、半径方向外方に向けて下降傾斜する外壁
上面を有するインナカップと、前記インナカップと対向
して半径方向外方に向けて下降傾斜する内壁面を有する
アウタカップとで形成し、前記インナカップおよびアウ
タカップの頂部付近に洗浄液流出口を有し、インナカッ
プの外壁上面およびアウタカップの内壁下面に沿って洗
浄液を全周に均一に流下させて付着した塗布材を洗浄す
る洗浄装置を設けたことを特徴とする塗布装置。