JPH09155266A

JPH09155266A - 塗布装置

Info

Publication number: JPH09155266A
Application number: JP7316170A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Furukawa; 亮一古川; Toshio Saito; 敏男斎藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1995-12-05
Publication date: 1997-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】吐出時の溶剤の指向性を向上させ、所定の領
域のみに的確に安定して溶剤を噴射する。【解決手段】リンスノズル１０の内部は螺旋状の溝Ｒ
Ｍが形成されており、エッジリンス液である溶剤の供給
時に溶剤はスパイラル状にリンスノズル１０の先端部か
ら流出するので直進性がよく、溶剤の飛散も防止でき、
半導体ウエハ表面周辺部の不要なレジストのみを的確に
取り除くことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗布装置に関し、
特に、溶剤を吐出して供給を行う吐出管の溶剤供給制御
に適用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明者が検討したところによれば、半
導体ウエハにレジストやＳＯＧ（ＳｐｉｎＯｎＧｌ
ａｓｓ）塗布を行う塗布装置の一種であるスピン式塗布
装置には、半導体ウエハ表面の周辺部に塗布されたＳＯ
Ｇ膜やレジスト膜を溶剤により取り除くエッジリンスを
行うエッジノズルが設けられている。

【０００３】このエッジノズルは、たとえば、直径数ｍ
ｍ程度の筒状の管により一般的に構成されている。

【０００４】なお、この種の塗布装置について詳しく述
べてある例としては、株式会社工業調査会、１９９４年
１１月２５日発行、大島雅志（編）「電子材料１１月号
別冊超ＬＳＩ製造・試験装置ガイドブック＜１９９５年
版＞」Ｐ７７〜Ｐ７８があり、この文献には、コータユ
ニットの構成や動作などの説明が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なエッジノズルの形状では、次のような問題点があるこ
とが本発明者により見い出された。

【０００６】すなわち、エッジノズル端部が直径数ｍｍ
程度の筒状であるので、エッジリンス液である溶剤の噴
射方向が不安定となり、半導体ウエハ表面の周辺で溶剤
の跳ね返りが生じてしまい、それらの跳ね返った溶剤が
半導体ウエハ表面の中心部周辺に付着し、配線ショート
などの不良発生の原因となってしまうという問題があ
る。

【０００７】また、溶剤の跳ね返りを少なくするための
溶剤の供給制御は、人手によりエッジノズルの向きや角
度を調整しなければならず、作業それ自体が熟練を要す
るものであり、作業時間が長時間となり、作業工数も多
く掛かってしまうという問題もある。

【０００８】本発明の目的は、吐出時の溶剤の指向性を
向上させ、所定の領域のみに的確に安定して溶剤を塗布
することのできる塗布装置を提供することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、吐出後の不要
な溶剤の垂れ落ちを確実に防止することのできる塗布装
置を提供することにある。

【００１０】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１２】すなわち、本発明の塗布装置は、所定の溶
剤を吐出するノズルの内部に、螺旋状の溝を設けたもの
である。

【００１３】それにより、溶剤をスパイラル状に吐出す
ることができるので、溶剤の指向性を向上させることが
でき、吐出時の溶剤の飛散などを防止することができ
る。

【００１４】また、本発明の塗布装置は、前記ノズル
が、エッジリンス液を吐出するリンスノズルであるもの
である。

【００１５】それにより、所定の領域に的確に安定して
エッジリンス液を噴射することができ、エッジリンス液
が不要な箇所に飛散してしまうことを防止することがで
きる。

【００１６】さらに、本発明の塗布装置は、所定の溶剤
を吐出するノズルの先端部に、溶剤の垂れ落ちを防止す
る滴下防止手段を設けたものである。

【００１７】それにより、溶剤の供給後の不要なノズル
先端部からの溶剤の垂れ落ちを防止することができ、溶
剤の供給後に溶剤を吸引するサックバック機構が不要と
なり、装置構成を簡単にでき、コストも抑えることがで
きる。

【００１８】また、本発明の塗布装置は、前記滴下防止
手段が、ノズルの先端部に複数の仕切り板を設けた構造
よりなるものである。

【００１９】それにより、ノズル先端部の吐出口の面積
を小さくすることによって、表面張力を小さくすること
ができるので、簡単な機構により確実にノズル先端部か
らの不要な溶剤の垂れ落ちを防止することができる。

【００２０】さらに、本発明の塗布装置は、前記仕切り
板が、ノズルの中心から外周部に放射状に等間隔に形成
された形状よりなるものである。

【００２１】それにより、ノズル先端部の吐出口の面積
を小さくすることによって、表面張力を小さくすること
ができるので、簡単な機構により確実にノズル先端部か
らの不要な溶剤の垂れ落ちを防止することができる。

【００２２】また、本発明の塗布装置は、前記滴下防止
手段が、ノズルの先端部に該ノズルの吐出口を分割する
複数の分割孔を一定間隔に設けた構造よりなるものであ
る。

【００２３】それによっても、ノズル先端部の吐出口の
面積を小さくすることにより、表面張力を小さくするこ
とができるので、簡単な機構により確実にノズル先端部
からの不要な溶剤の垂れ落ちを防止することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２５】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１によるスピンコータの構造説明図、図２は、本発
明の実施の形態１によるスピンコータに設けられたリン
スノズルの一部破断した外観図である。

【００２６】本実施の形態１において、水平にした試料
上にＳＯＧやレジストを滴下し、試料を回転させること
により試料上に均一なＳＯＧ膜やレジスト膜を形成させ
るスピンコータ（塗布装置）１は、ＳＯＧやレジストの
跳ね返りを防止する円筒状の容器であるスピンカップ２
が、塗布される試料を囲い込むように据え付けられてい
る。

【００２７】また、スピンコータ１の中央部には、真空
吸着などにより試料を吸着し、試料の回転を行うスピン
チャック３が設けられ、スピンチャック３はモータなど
の駆動手段（図示せず）と接続された回転軸４と固定さ
れている。

【００２８】そして、スピンチャック３の上面には試料
である、たとえば、半導体ウエハ（被処理物）Ｗが吸着
固定され、駆動手段により回転軸４を回転させることに
よってスピンチャック３を回転させる。

【００２９】さらに、スピンチャック３の上方には、吸
着固定された半導体ウエハＷの中心にＳＯＧもしくはレ
ジストを滴下する、たとえば、ステンレスやテフロン樹
脂製の薬液ノズル５が位置しており、この薬液ノズル５
は、滴下されるＳＯＧやレジストの量を調整する調整用
バルブ６および配管７を介してＳＯＧやレジストが貯め
られた薬液ボトル８に接続されている。

【００３０】また、スピンコータ１には、たとえば、窒
素ガスやヘリウムガスなどの不活性ガスが供給される圧
送用ガス供給チューブ９が設けられている。

【００３１】そして、圧送用ガス供給チューブ９は薬液
ボトル８に接続され、圧送用ガス供給チューブ９から供
給された不活性ガスの圧力で薬液ボトル８内のＳＯＧや
レジストが配管７に圧送され、調整用バルブ６によって
滴下量が調整されて薬液ノズル５から所定量のレジスト
が滴下される。

【００３２】また、スピンチャック３に吸着固定された
半導体ウエハＷ上面の外周部近傍の上方には、半導体ウ
エハＷ上面に外周部にエッジリンス液である溶剤を供給
する、たとえば、ステンレスやテフロン樹脂などからな
るリンスノズル（吐出管）１０が設けられている。

【００３３】さらに、リンスノズル１０は、供給される
溶剤の量を調整する溶剤調整用バルブ１１に接続され、
溶剤調整用バルブ１１は配管１２により溶剤が貯められ
たリンスボトル１３に接続されている。

【００３４】また、スピンコータ１には、同じく、窒素
ガスやヘリウムガスなどの不活性ガスが供給させる圧送
用ガス供給チューブ１４が設けられており、圧送用ガス
供給チューブ１４はリンスボトル１３に接続されてい
る。

【００３５】そして、圧送用ガス供給チューブ９から供
給された不活性ガスの圧力でリンスボトル１３内の溶剤
が配管１２に圧送され、溶剤調整用バルブ１１によって
供給量が調整されてリンスノズル１０から所定量の溶剤
が供給される。

【００３６】また、前述したリンスノズル１０には、図
２に示すように、リンスノズル１０の内部に螺旋状の溝
ＲＭが形成されている。

【００３７】さらに、リンスノズル１０の形成は、リン
スノズル１０を縦方向に半分ずつ形成し、溝ＲＭがずれ
ないように位置精度を確保した上で溶接を行い、仕上げ
に化学研磨あるいは電解研磨を施すことによって形状を
整える。

【００３８】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。

【００３９】まず、圧送用ガス供給チューブ９から不活
性ガスを供給し、薬液ボトル８内に貯められたＳＯＧや
レジストを吐出させる。そして、ＳＯＧやレジストは配
管７を介して調整用バルブ６により流量制限が行われ、
所定量のＳＯＧやレジストが薬液ノズル５よりスピンチ
ャック３に吸着固定されている半導体ウエハＷの中心部
に滴下される。

【００４０】次に、駆動手段を駆動させて回転軸４を回
転させ、半導体ウエハＷを所定の回転数で回転させるこ
とにより、半導体ウエハＷ上に均一なＳＯＧ膜やレジス
ト膜を形成させる。

【００４１】そして、駆動手段により半導体ウエハＷの
回転数を落とした後、圧送用ガス供給チューブ１４から
不活性ガスを供給し、リンスボトル１３内に貯められた
溶剤をリンスボトル１３から吐出させる。

【００４２】吐出された溶剤は、配管１２を介して溶剤
調整用バルブ１１により流量制限が行われ、所定量の溶
剤がスピンチャック３に吸着固定されている半導体ウエ
ハＷ表面の周辺部に位置するリンスノズル１０から供給
され、半導体ウエハＷ表面の周辺部レジストの取り除き
を行う。

【００４３】この時、リンスノズル１０の内部は、前述
したように螺旋状の溝ＲＭが形成されており、溶剤の供
給時に溶剤はスパイラル状にリンスノズル１０の先端部
から流出するので、直進性がよく、溶剤の飛散も防止す
ることができる。

【００４４】ここで、リンスノズル１０における溝ＲＭ
の螺旋形状について説明する。

【００４５】まず、図２に示す螺旋状の溝ＲＭにおい
て、溝ＲＭの任意の位置ａ１とその任意の位置に対向す
る位置ａ２とにおける直線の距離Ｌは、（２√３／３）ｒ≦Ｌ≦（√２）ｒ（式１）となるのが望ましい。但し、ｒは、リンスノズル１０の
内半径とする。

【００４６】たとえば、式１において、Ｌの値が（２√
３／３）ｒよりも小さい場合、螺旋状の溝の間隔が小さ
くなってしまい、溶剤の流出時の抵抗となるばかりでな
く、溶剤がスパイラル状とならずに流出するので溶剤の
直進性が悪化し、飛散も多くなってしまう。

【００４７】また、同様に、式１において、Ｌの値が
（√２）ｒよりも大きくなる場合、螺旋状の溝の間隔が
広すぎてしまい、溶剤がスパイラル状とならずに流出す
るのでこの場合も同じく溶剤の直進性が悪化し、飛散も
多くなってしまう。

【００４８】それにより、本実施の形態１によれば、螺
旋状の溝ＲＭが形成されたリンスノズル１０を用いるこ
とにより、溶剤の指向性を向上させることができるの
で、狭い領域に的確に安定して溶剤を噴射することがで
きるので溶剤の飛散や跳ね返りなどに起因する配線ショ
ートなどの半導体装置の製造不良を防止できる。

【００４９】（実施の形態２）図３（ａ）は、本発明の
実施の形態２によるスピンコータに設けられたリンスノ
ズルの一部破断した外観図、（ｂ）は、リンスノズルを
Ａ−Ａ方向から見た矢視図である。

【００５０】本実施の形態２においては、エッジリンス
液である溶剤の吐出口となる先端部に液だれ防止手段
（滴下防止手段）１５を設けたリンスノズル１０が設け
られている。

【００５１】この液だれ防止手段１５は、リンスノズル
１０の中心から外周部に放射状に延びる、たとえば、ス
テンレスやテフロン樹脂からなる複数のフィン（仕切り
板）１５ａが等間隔で形成されている。

【００５２】また、この液だれ防止手段１５の形成は、
たとえば、リンスノズル１０の中心から外周部に放射状
に延びる複数のフィン１５ａをあらかじめ形成し、円筒
状のリンスノズル１０の管内に挿入することによって装
着するようにする。

【００５３】よって、複数のフィン１５ａによってリン
スノズル１０の先端部である溶剤の流出口の面積を小さ
くできるので、表面張力を小さくすることができる。

【００５４】それによって、本実施の形態２によれば、
液だれ防止手段１５により溶剤の供給の停止時にリンス
ノズル１０の先端部からの液だれを防止することができ
るので、リンスノズル１０から溶剤のたれ落ちを防ぐた
めに溶剤の供給後に溶剤を吸引するサックバック機構が
不要となり、装置構成を簡単にでき、コストも抑えるこ
とができる。

【００５５】また、溶剤にたれ落ちがなくなるので、そ
れに起因する半導体装置の製造不良を防止することがで
きる。

【００５６】さらに、本実施の形態２では、液だれ防止
手段１５は、リンスノズル１０の中心から外周部に放射
状に延びる複数のフィン１５ａが等間隔で形成された形
状としたが、たとえば、図４（ａ),（ｂ）に示すよう
に、液だれ防止手段１６（滴下防止手段）が、所定の直
径の孔（分割孔）１６ａが所定の間隔で複数個形成され
た形状や図５（ａ),（ｂ）に示すように、液だれ防止手
段（滴下防止手段）１７が、フィン（仕切り板）１７ａ
をメッシュ状に等間隔で設けた形状などリンスノズル１
０の管内の面積を小さくして、表面張力を小さくするこ
とのできる形状であれば吐出後の溶剤の垂れ落ちを良好
に防止することができる。

【００５７】また、これら液だれ防止手段１６，１７
も、同様に、たとえば、ステンレスやテフロン樹脂から
構成されている。

【００５８】さらに、この場合も、たとえば、レーザ光
加工や放電加工などによってあらかじめ複数の孔１６ａ
を形成した液だれ防止手段１６をリンスノズル１０の管
内に挿入して装着することによって形成する。

【００５９】また、メッシュ状に形成されたフィン１７
ａによる防止手段１７の形成も、前述したように、たと
えば、フィン１７ａをリンスノズル１０の内部の形状に
あったメッシュにあらかじめ形成した後、円筒状のリン
スノズル１０の管内に挿入することによって装着するよ
うにする。

【００６０】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。

【００６１】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００６２】（１）本発明によれば、所定の溶剤を吐出
するノズルの内部に設けた螺旋状の溝により、溶剤をス
パイラル状に吐出するので、溶剤の指向性を向上させる
ことができるので、吐出時の溶剤の飛散などを防止する
ことができる。

【００６３】（２）また、本発明では、ノズルの先端部
に溶剤の垂れ落ちを防止する滴下防止手段により、溶剤
の供給後の不要なノズル先端部からの溶剤の垂れ落ちを
確実に防止できるので、溶剤の供給後に溶剤を吸引する
サックバック機構が不要となり、装置構成を簡単にする
ことができる。

【００６４】（３）さらに、本発明においては、上記
（１),（２）により、溶剤の飛散や跳ね返りなどに起因
する配線ショートなどの製造不良を防止できるので、半
導体装置の信頼性を向上ならびに半導体装置の不良率を
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１によるスピンコータの構
造説明図である。

【図２】本発明の実施の形態１によるスピンコータに設
けられたリンスノズルの一部破断した外観図である。

【図３】（ａ）は、本発明の実施の形態２によるスピン
コータに設けられたリンスノズルの一部破断した外観
図、（ｂ）は、リンスノズルをＡ−Ａ方向から見た矢視
図である。

【図４】（ａ）は、本発明の他の実施の形態によるスピ
ンコータに設けられたリンスノズルの一部破断した外観
図、（ｂ）は、リンスノズルに取り付けられる液だれ防
止手段の外観斜視図である。

【図５】（ａ）は、本発明の他の実施の形態によるスピ
ンコータに設けられたリンスノズルの一部破断した外観
図、（ｂ）は、リンスノズルをＡ−Ａ方向から見た矢視
図である。

【符号の説明】

１スピンコータ（塗布装置）２スピンカップ３スピンチャック４回転軸５薬液ノズル６調整用バルブ７配管８薬液ボトル９圧送用ガス供給チューブ１０リンスノズル（吐出管）１１溶剤調整用バルブ１２配管１３リンスボトル１４圧送用ガス供給チューブ１５液だれ防止手段（滴下防止手段）１５ａフィン（仕切り板）１６液だれ防止手段（滴下防止手段）１６ａ孔（分割孔）１７液だれ防止手段（滴下防止手段）１７ａフィン（仕切り板）Ｗ半導体ウエハ（被処理物）ＲＭ溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の溶剤を吐出管から吐出し、被処理
物の表面に所定の前記溶剤を塗布する塗布装置であっ
て、前記吐出管の内部に、螺旋状の溝を設けたことを特
徴とする塗布装置。
【請求項２】請求項１記載の塗布装置において、前記
吐出管が、エッジリンス液を吐出するリンスノズルであ
ることを特徴とする塗布装置。
【請求項３】所定の溶剤を吐出管から吐出し、被処理
物の表面に所定の前記溶剤を塗布する塗布装置であっ
て、前記吐出管の先端部に、所定の前記溶剤の垂れ落ち
を防止する滴下防止手段を設けたことを特徴とする塗布
装置。
【請求項４】請求項３記載の塗布装置において、前記
滴下防止手段が、前記吐出管の先端部に前記吐出管の吐
出口を分割する複数の仕切り板を設けた構造よりなるこ
とを特徴とする塗布装置。
【請求項５】請求項４記載の塗布装置において、前記
仕切り板が、前記吐出管の中心から外周部に放射状に等
間隔に形成された形状であることを特徴とする塗布装
置。
【請求項６】請求項３記載の塗布装置において、前記
滴下防止手段が、前記吐出管の先端部に前記吐出管の吐
出口を分割する複数の分割孔を一定間隔に設けた構造よ
りなることを特徴とする塗布装置。