JPH0786120A - 被膜形成液の両面塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ほぼ円形の薄片状を有する試料の表裏両面に
同時に被膜形成液を塗布する。 【構成】 試料Ｗの周縁に３点で接し試料を垂直に支持
して回転させる、回転支持盤１０を３組、正立した三角
形の頂点Ａ、Ｂ、Ｃに対応する位置に配置する。上部の
頂点Ａに位置する回転支持盤１０は、下部の頂点Ｂ、Ｃ
へ試料Ｗを挿入しかつ上から押えるために上下可能に設
ける。さらに試料Ｗの表裏両面に被膜形成液を噴射する
液噴射ノズル１１、１２を試料Ｗの両面に対向的に設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はほぼ円形の薄片状を呈す
る試料の表面に被膜形成液を塗布するための装置に関
し、例えば半導体試料の両面に被膜を形成するためのレ
ジスト液や磁性材その他の液状塗布材を同時に塗布する
場合などに使用される装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体試料（ウエハと称する。）
の表面にレジスト被膜を形成する場合、従来は、ウエハ
を垂直軸周りに回転可能な基盤の上端に真空吸着などの
方法で取り付け、回転中のウエハの上面にレジスト液を
滴下して遠心力により膜厚を調整する方法がとられてき
た。一例では毎分２００回転で回転しているウエハにレ
ジスト液を滴下し、その後毎分数千回転まで回転を上げ
る範囲内において適切な膜厚に調整し、次いでプリベイ
クによりレジスト膜を固定し、さらに加熱下に乾燥反転
してレジストを形成するようにしている。

【０００３】しかし従来の方法では、ウエハの両面にレ
ジストを形成するために片面ずつしか作業を進められな
いため、片面に対する作業の２倍の時間を要し、かつま
た２倍の手間を必要とする。さらに同じ工程が両面に繰
り返される結果、加熱変質の可能性が高まり、両面のレ
ジスト品質が不均一になり歩留まりを低下させることと
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の点に鑑
みなされたもので、その課題とするところは、被膜形成
液の塗布条件や後処理などの、試料両面が不均一になる
要素を一切排除し、均一な両面塗布を完成することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め本発明は、試料の周縁に３点で接し試料を垂直に支持
して回転させる、回転支軸盤１０を正立三角形の頂点
Ａ、Ｂ、Ｃに対応する位置に配置し、上部の頂点Ａに位
置する回転支持盤は試料を各回転支持盤間に挿入しかつ
上方から押えるように、下部の頂点Ｂ、Ｃに位置する回
転支持盤に対して接近、離開可能に設置し、さらに前記
試料の両面に被膜形成液を噴射し、塗布するための液噴
射ノズル１１、１２を試料の両面に対向的に設けるとい
う手段を講じたものである。

【０００６】

【実施例】以下図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１に被膜形成液の両面塗布装置として、半導体製
造に使用する被膜形成液の両面塗布装置とそれに関する
機器を組み込んだ装置Ｓの全体図が示されている。図１
において、２２は被膜形成液を貯溜したタンク、２３は
同液を試料前面と後面のノズルに供給するためのディス
ペンサ、２４は排レジスト等の液回収タンク、２５は操
作パネル、２６は制御装置を示す。試料Ｗ即ちウエハは
図１、図２に示すように円形の薄片状を呈し、周縁にオ
リエンテーションフラット部と称する位置決め用の切欠
ＯＦが形成されたほぼ円形のもので、１インチ以上数イ
ンチの直径を有するのが普通である。

【０００７】第１の実施例は図２乃至図７に示されてお
り、前記試料Ｗの周縁に３点で接し、それを垂直に支持
した状態で回転させるために、回転支持盤１０が３個三
角形の頂点Ａ、Ｂ、Ｃに対応する位置に配置されてい
る。例示の三角形は正三角形でかつ正立しており、下部
の２頂点Ｂ、Ｃは装置本体２０に位置し、上部の１頂点
Ａは、装置本体２０に接近、離開可能に取り付けられた
可動部材２１に位置しており、それらの３頂点Ａ、Ｂ、
Ｃに相当する位置に支持軸２７が設けられ、各支持軸２
７にそれぞれ回転支持盤１０が設けられている。可動部
材２１は側方の支軸２８によって装置本体上に接、離可
能であるから、これをはねあげて試料Ｗをセットするこ
とができ、かつセット状態で試料Ｗを上方から押え、そ
れが回転中上方へ移動しようとするときにその揺れを吸
収するように荷重を与えることができる。回転調整には
第３実施例の調整機構を追加することができる。

【０００８】各回転支持盤１０は、各位置の支持軸２７
に取り付けられた前後一対の回転盤１３、１４を有し、
両回転盤１３、１４は共に円形で、対向する面と面との
間に試料Ｗの周縁部分が入り込めるように外方へ開いた
ポケット１５が形成されている。ポケット１５の奥は試
料Ｗの周縁を支える部分であり、ポケット１５に挿入さ
れた試料周縁に前後から接してそれを受け支え、中心に
誘導するため支持軸２７に向かってほぼテーパ状に形成
された凹部１６となっている。その凹部１６の底に相当
する、テーパ状の凹部１６内部の回転盤１３、１４の内
面には凹溝が円形に形成され、そこに弾力性の支持材１
７が夫々嵌め込まれていて、試料Ｗの周縁が弾力的に接
触する。この支持材１７は例えば０−リング類が使用可
能である。支持材１７として傾斜面１６′を有するゴム
材をポケット１５の奥の段部１５′に例えば焼き付けて
固着する方法をとっても良い。傾斜面１６′は４５度と
して良好な結果を得た。

【０００９】回転支持盤１０を構成する前後一対の回転
盤１３、１４は、それが取り付けられた支持軸２７の方
向へ僅かに移動可能であり、かつ両回転盤１３、１４が
接近する方向へ常にばね２９によって付勢されている。
このため試料Ｗが両回転盤１３、１４の奥へ僅かに喰い
込むような力が加わったときにその外力を吸収し、安定
な高速回転が持続できるようになっている。３０は回転
支持盤１０の軸受用ベアリング、３１はブッシュであ
り、これらにより毎分１００００回転程度の高速回転に
耐えるように設計される。

【００１０】上記の回転盤１０はエアモータの回転子を
構成しており、それにより支持軸２７によってではな
く、気流を受けて回転するように構成されている（図
５、図６参照）。そのため回転支持盤１０を構成する後
側の回転盤１４の後面にタービン羽根１９が一体に形成
されており、支持軸２７を取り付けた基軸３２の全面に
形成されたノズル１８から噴射されるエアを受けるよう
になっている。ノズル１８は基軸３２の先端に取り付け
られたキャップ３３に形成されており、基軸内エア流路
３４の複数の出口３５から旋回エアを渦流状にタービン
羽根１９に噴射させる。タービン羽根１９及びノズル１
８の具体的な形状、構造は図示に限定されることなく適
宜変更可能であるが、その気流により試料及びそこに塗
布される被膜形成液が影響を受けないように配慮する必
要がある。なお、回転支持盤１０をエアモータでなく、
軸駆動とすることは第３の実施例で説明する。

【００１１】試料Ｗの前面にレジスト液を噴射するため
の液噴射ノズル１１は、図２、図３の例示では、装置本
体２０に取り付けられ、後面に噴射するための液噴射ノ
ズル１２は可動部材２１に取り付けている。両ノズル１
１、１２は試料の回転中心に向けられており、中心部か
ら遠心力でレジスト液を全面に分散、塗布する。前側の
液噴射ノズル１１を可動部材２１に設けたのは、試料Ｗ
のセットをしやすくするためである。

【００１２】故にその必要が少ない場合には図８、図９
の第２実施例に示すように、試料Ｗの前後両面に被膜形
成液を噴射する液噴射ノズル１１、１２を共に装置本体
２０の側に設けるようにしても良い。他の構成は第１の
実施例と同じで良いので符号を援用し詳細な説明は略
す。

【００１３】各回転支持盤１０を軸駆動する第３の実施
例は図１０、図１１に示されている。この例の場合、回
転支持盤１０を構成する前後一対の回転盤１３′、１
４′を取り付けた支持軸２７′はモータ４１の回転軸４
１′に接続されている。モータ４１は電動モータで良い
が、それに代えてエアモータを使用することも可能であ
る。タービンの代用をしない点を除けば、回転盤１
３′、１４′の役割は第１実施例のものと同じであり、
試料をより良く支持するために必要な全ての構成を備え
ていて良い。例えばテーパ状凹部１６の奥の弾性支持材
１７、１７′軸方向移動性及び接近方向へのばね付勢な
どである。

【００１４】図示では各支持軸２７′、２７′、２７′
には夫々各１個のモータ４１が設けられているが、その
ようにせずモータを１個のみ用い、他の支持軸２７′の
後端にプーリ類を設け、それらを調帯により連繋するこ
とにより駆動する方式でも良い。図１０において、４２
は軸状部材であり、これは装置本体２０の端部に立設可
能にし、その上位にある可動部材２１に形成された上下
方向の通口４３を貫通して上に突出し、頭部４４と可動
部材２１の上面との間に介装したばね４５によって振動
を吸収するもので、試料の回転中心に狂いが生じたとき
にそれを調整する調整機構を構成する。

【００１５】このように構成された本発明装置では、３
個の回転支持盤１０の間に試料Ｗをセットし、各回転支
持盤１０にエアを送って回転させると、その回転支持盤
１０に３点支持されている試料Ｗをその円形の中心点を
中心として回転させることができ、ウエハのように周縁
に切欠ＯＦが形成されていても殆どその影響があらわれ
ない。切欠ＯＦなど周縁部の凹凸は勿論３個の回転支持
盤１０に作用するが、上部の回転支持盤１０が常に試料
を押え気味に回転しているため、試料の変動を増幅させ
ることがない。実験によれば、各回転支持盤１０の回転
は毎分１００００回転程度まで上げられるが、試料Ｗの
回転数は数千回転程度であれば、被膜厚の調整には充分
である。

【００１６】なお、余分な被膜形成液は試料Ｗから遠心
力により飛散するが、円形の処理槽３７で受けられると
ともに、その円周に形成された多孔壁３８の外部へ真空
吸引されるようにすることにより、処理槽３７内に滞留
するのを防止することができる。これにより被膜形成液
が試料に再付着するのを効果的に防止することができ
る。３９は、真空吸引のための吸引ダクト、４０は液の
はね返り防止縁を示す。かくして、試料両面に同時に被
膜形成液塗布、プリベイク、加熱乾燥が行なえるので、
両面の被膜の均一性は充分に保証される。

【００１７】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成され、かつ作用
するものであるから、試料の表裏両面に同時に被膜形成
液を塗布することができ、しかもその作業は従来、試料
の片面について行なってきたのと同じ時間及び手間で済
むので、作業性を著しく向上することができ、かつまた
両面に形成された被膜は均質となり、変質のおそれもな
く分留まりを一段と高めることができるという顕著な効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施例に係る被膜形成液の両面
塗布装置を組み込んだ装置全体の正面図。 （ｂ）同上の側面図。

【図２】本発明に係る被膜形成液の両面塗布装置の第１
実施例を示す正面図。

【図３】同上の側面断面図。

【図４】（ａ）回転支持盤部分の拡大断面図。 （ｂ）同上要部変形例の拡大断面図。

【図５】（ａ）基軸の縦断面図。 （ｂ）同上の正面図。 （ｃ）キャップの縦断面図。 （ｃ）同上の正面図。

【図６】（ａ）一方の回転盤の背面図。 （ｂ）同上の断面図。 （ｃ）同上の正面図。

【図７】（ａ）他の一方の回転盤の背面図。 （ｂ）同上の断面図。 （ｃ）同上の正面図。

【図８】本発明に係る被膜形成液の両面塗布装置の第２
の実施例を示す正面図。

【図９】同上のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図。

【図１０】本発明に係る被膜形成液の両面塗布装置の第
３の実施例を示す正面図。

【図１１】同上の断面図。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ円形の薄片状を呈する試料の表面に
   被膜形成液を塗布するための装置であって、試料の周縁
   に３点で接し試料を垂直に支持して回転させる、回転支
   軸盤１０を正立三角形の頂点Ａ、Ｂ、Ｃに対応する位置
   に配置し、上部の頂点Ａに位置する回転支持盤は試料を
   各回転支持盤間に挿入しかつ上方から押えるように、下
   部の頂点Ｂ、Ｃに位置する回転支持盤に対して接近、離
   開可能に設け、さらに前記試料の両面に被膜形成液を噴
   射し、塗布するための液噴射ノズル１１、１２を試料の
   両面に対向的に設けたことを特徴とする被膜形成液の両
   面塗布装置。
2. 【請求項２】 回転支持盤１０は、それを設置した支持
   軸の軸上に取り付けられた前後一対の回転盤１３、１４
   を有し、両回転盤１３、１４はそれらの間に試料の周縁
   部分が入り込むポケット１５を有しており、試料の周縁
   に前後から接して試料を受け支えるために回転盤の中心
   に向かってほぼテーパ状に形成された凹部１６をポケッ
   ト１５の奥部に具えている請求項第１項記載の被膜形成
   液の両面塗布装置。
3. 【請求項３】 回転支持盤１０を構成する前後一対の回
   転盤１３、１４の中心部に向かってほぼテーパ状に形成
   された凹部１６の底に相当する部分に、試料の周縁に弾
   力的に接触可能な弾力性の支持材１７を前後一対リング
   状に設けた請求項第２項記載の被膜形成液の両面塗布装
   置。
4. 【請求項４】 回転支持盤１０を構成する前後一対の回
   転盤１３、１４は、回転支持盤１０を設置した回転軸の
   軸上で僅かに離開可能でありかつ接近方向に常時付勢さ
   れている請求項第２項記載の被膜形成液の両面塗布装
   置。
5. 【請求項５】 回転支持盤１０はエアモータの回転子を
   構成しており、回転支持盤１０が設置された支持軸の周
   囲のノズル１８から噴射されるエアを受けて回転支持盤
   １０を回転させるためのタービン羽根１９を一体に具え
   ている請求項第１項記載の被膜形成液の両面塗布装置。
6. 【請求項６】 ３個の回転支持盤１０の内の下部２個は
   装置本体２０に設けられ、上部の１個は、装置本体２０
   に接近、離開可能に取り付けられた可動部材２１に設け
   られている請求項第１項記載の被膜形成液の両面塗布装
   置。
7. 【請求項７】 試料の前面に被膜形成液を噴射、塗布す
   る前側の液噴射ノズル１１が可動部材２１に取り付けら
   れ、試料の後面に被膜形成液を噴射、塗布する後側の液
   噴射ノズル１２は装置本体２０に取り付けられている請
   求項第６項記載の被膜形成液の両面塗布装置。
8. 【請求項８】 試料の前後両面に被膜形成液を噴射、塗
   布する液噴射ノズル１１、１２はどちらも装置本体２０
   に取り付けられている請求項第６項記載の被膜形成液の
   両面塗布装置。
9. 【請求項９】 可動部材２１を軸支した装置本体２０の
   他端に可動部材２１上に突出する軸状部材４２を設け、
   それと可動部材２１との間に介装したばね４５により試
   料の回転中心が狂った場合の調整機構を構成している請
   求項第６項記載の被膜形成液の両面塗布装置。
10. 【請求項１０】 ３個の回転支持盤１０を囲む円形の処
    理槽３７が設けられており、その周辺から処理槽３７内
    の流体を外部へ排出する真空吸引機構が設けられている
    請求項第１項記載の被膜形成液の両面塗布装置。
11. 【請求項１１】 回転支持盤１０はモータ４１の回転軸
    によって駆動される支持軸２７′の先端部に設けられて
    おり、３個の回転支持盤１０に各個にモータ４１が用意
    されている請求項第１項記載の被膜形成液の両面塗布装
    置。