JPH1057876A - スピンコート装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンコート装置１１によるコート液の塗り
むらを生じることなく、コート液飛散防止用カップ１０
から基板１２へのコート液の跳ね返りを防止する。 【解決手段】 スピンコート装置１１のチャック１４を
取り巻いて配置される全体に筒状のカップ１０であっ
て、内壁１９には、チャック１４の回転によりこのチャ
ック１４に保持された基板１２から遠心力によって飛散
したコート液が基板１２へ向けて跳ね返りることを防止
するための跳ね返り防止手段２０、２９が設けられてい
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、半導体ウエハある
いは液晶ディスプレイ用ガラス基板のような基板上にフ
ォトレジストのようなコート液を塗布するのに使用され
るスピンコート装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ＩＣの製造工程では、半導体ウエ
ハにフォトレジストを均一に塗布するために、一般的に
は、レジストコータと呼ばれるスピンコート装置が使用
されている。このスピンコート装置によれば、高速回転
されるチャック上に保持された半導体ウエハの表面に滴
下されたコート液は、半導体ウエハの回転による遠心力
によって、半導体ウエハの表面に押し広げられ、これに
より半導体ウエハの表面がコート液で覆われ、コート液
の乾燥により、レジスト膜が形成される。

【０００３】このスピンコート装置では、半導体ウエハ
の表面に供給された過剰なコート液が回転する半導体ウ
エハから周辺へ飛び散る。このコート液の飛散防止を主
目的として、スピンコート装置には、チャックを取り巻
いて配置される全体に筒状のカップが設けられている。
このカップは、半導体ウエハから飛散した過剰なコート
液を滑らかな内壁で受けることにより、飛散したコート
液がカップの外方に飛散することを防止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来のカップでは、滑らかな内壁に当たったコート液
が半導体ウエハに跳ね返ることがある。この跳ね返った
コート液による半導体ウエハへの付着レジストは、パタ
ーニング時にパターンショートの原因となる。半導体ウ
エハへ向けての跳ね返りを防止するために、カップ内の
下方への排気流によって跳ね返り分を下方へ吸引するこ
とが考えられる。しかしながら、排気圧を高めると、半
導体ウエハ上に供給されたコート液の早期の固化、ある
いはカップ内の排気流の乱れによるレジストミストの半
導体ウエハ上への再付着により、塗りむらが生じる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。 〈構成〉本発明に係るスピンコート装置のカップは、コ
ート液を塗布すべき基板を保持した状態で回転されるチ
ャックを備えるスピンコート装置に設けられ、基板の回
転に伴なう遠心力によって基板上に供給されたコート液
が周囲に飛散することを防止すべく、チャックを取り巻
いて配置される全体に筒状のカップであって、内壁に
は、基板から遠心力によって飛散したコート液の基板へ
向けての跳ね返りを防止するための跳ね返り防止手段が
設けられていることを特徴とする（請求項１に対応）。

【０００６】〈作用〉カップの内壁に設けられた跳ね返
り防止手段は、コート液の跳ね返り方向を変え、あるい
はコート液の衝突力を緩和することにより、基板へ向け
てのコート液の跳ね返りを防止する。従って、コート液
の塗りむらを招く排気圧の増大を必要とすることなく、
コート液の跳ね返りによる基板への再付着を防止するこ
とができることから、均一なコート液の塗布が可能とな
る。

【０００７】跳ね返り防止手段は、カップの内壁に、そ
の上下方向へ伸長するように形成された縦溝で構成する
ことができる（請求項２に対応）。この縦溝により、比
較的容易に跳ね返り防止手段を実現することができる。

【０００８】跳ね返り防止手段である縦溝を、その溝底
部からチャックの回転方向とは逆方向へ緩やかに立ち上
がる傾斜壁部と、溝底部から傾斜壁部を覆うように該傾
斜壁部に鋭角的に立ち上がるオーバハング壁部とにより
規定されるＶ字状横断面形状とすることができる（請求
項３に対応）。この傾斜壁部およびオーバハング壁部か
らなるＶ字溝は、傾斜壁部およびオーバハング壁部に飛
散したコート液の基板へ向けての跳ね返りを、相互作用
により効果的に阻止することにより、コート液の基板へ
向けての跳ね返りを一層効果的に、防止する。

【０００９】縦溝を、カップの上端からその下端へ向け
て見て、チャックの回転方向へ捻れを与えることができ
る（請求項４に対応）。縦溝を、捻れが与えられた傾斜
溝とすることにより、カップ内壁に付着したコート液を
このコート液に作用するチャックの回転方向の分力を利
用して、早期にカップの下端に導き、この下端からカッ
プの下方へ排出することができる。従って、比較的多量
のコート液がカップ内壁に付着しても、これらコート液
が固化して内壁に付着する前に、カップから排出させる
ことができ、縦溝にコート液が固化して付着することを
確実に防止することができる。

【００１０】カップの内壁に設けられる跳ね返り防止手
段を、飛散したコート液の跳ね返り方向を分散させて飛
散したコート液の衝撃力を緩和する多数の凹所から構成
することができる（請求項５に対応）。凹所は、これに
飛散したコート液の跳ね返り力を多方向に分散させるこ
とにより、コート液の衝撃力を緩和することにより、基
板へ向けての跳ね返りを確実に防止する。

【００１１】この跳ね返り手段を構成する凹所を半球面
により規定される半球状凹所とすることができる（請求
項６に対応）。この半球状凹所からなる跳ね返り手段
は、飛散したコート液の衝撃を効果的に緩和して、基板
へのコート液の跳ね返りを有効に防止する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例１〉図１は、本発明に係る第１具体例のカップ
が組み込まれたスピンコート装置を概略的に一部を破断
して示す断面図である。本発明に係るカップ１０が組み
込まれたスピンコート装置１１は、図示の例では、基板
である半導体ウエハ１２にフォトレジスト膜を形成する
ためのレジスト液を半導体ウエハ１２に塗布するための
レジストコータとして、示されている。

【００１３】スピンコート装置１１は、回転可能に支承
された被駆動回転軸１３を有するチャック１４を備え、
このチャック１４に設けられた例えば真空吸着機構のよ
うな従来よく知られた保持手段（図示せず）によってレ
ジスト液を塗布すべき半導体ウエハ１２をチャック１４
に保持する。従って、被駆動回転軸１３が図示しない駆
動源により回転されると、被駆動回転軸１３と一体的に
チャック１４が回転し、このチャック１４に保持された
半導体ウエハ１２が、一方向へ例えば１０００ｒｐｍ〜
２０００ｒｐｍの回転速度で回転される。

【００１４】また、スピンコート装置１１は、半導体ウ
エハ１２上にレジスト液のようなコート液を供給するた
めのコート液供給機構１５を備える。コート液供給機構
１５は、半導体ウエハ１２の回転による遠心力を利用し
て半導体ウエハ１２上にコート液を均等に塗布するため
に、半導体ウエハ１２の中央部にコート液を滴下する。

【００１５】半導体ウエハ１２の中央部に滴下されたコ
ート液は、半導体ウエハ１２上で、この半導体ウエハ１
２の回転による遠心力を受けることから、半導体ウエハ
１２の外縁へ向けてほぼ均一に拡がる。このとき、過剰
に供給されるコート液は、半導体ウエハ１２の外縁から
その外方周辺へ飛散しようとする。

【００１６】この過剰なコート液の周辺への飛散を防止
するために、本発明に係るカップ１０が、半導体ウエハ
１２を保持するチャック１４を取り巻いて、配置されて
いる。カップ１０は、従来におけると同様に、フレーム
（図示せず）を介して固定的に支持されている。カップ
１０は、全体に筒状を呈する。カップ１０の上半部は、
上端開口１６へ向けてその口径が絞り込まれている。カ
ップ１０の下端開口１７からは、従来におけると同様
に、コート液の有機溶媒が拡散することを防止するため
に、図中符号１８で示される矢印方向への強制排気が行
われている。

【００１７】カップ１０の内壁１９には、上端開口１６
から下端開口１７へ向けて縦方向に伸長する多数の縦溝
２０が設けられている。図２は、スピンコート装置１１
の平面図であり、図３は、図２に符号Ａで示された円形
部分を拡大して示す図面である。図２に明確に示されて
いるように、縦溝２０は、筒状の内壁１９に沿って、そ
の周方向へ連続して形成されている。

【００１８】また、図３に示されているように、各縦溝
２０は、その底部２１から半導体ウエハ１２の符号２２
で示される回転方向とは逆方向へ向けて緩やかに立ち上
がる傾斜壁部２３と、底部２１から傾斜壁部２３を覆う
方向へ伸びるオーバハング壁部２４とにより規定された
Ｖ字状横断面形状を有する。傾斜壁部２３とオーバハン
グ壁部２４との交差角θは、鋭角である。

【００１９】符号２２で示される方向へ回転する半導体
ウエハ１２から、例えば図３に符号２５で示されるよう
に、コート液が縦溝２０のオーバハング壁部２４へ向け
て飛び跳ねると、オーバハング壁部２４に衝突したコー
ト液は矢印２６で示されるように、傾斜壁部２３へ向け
て跳ね返され、この傾斜壁部２３で縦溝２０に沿ってカ
ップ１０の下端開口１７に案内される。また、符号２７
の矢印で示されているように、傾斜壁部２３へ向けて飛
び跳ねたコート液は、傾斜壁部２３で符号２８の矢印で
示されているように、オーバハング壁部２４へ向けら
れ、このオーバハング壁部２４に衝突することにより、
半導体ウエハ１２へ向けての跳ね返りが防止される。オ
ーバハング壁部２４により半導体ウエハ１２へ向けての
跳ね返りが防止されたコート液は、オーバハング壁部２
４で縦溝２０に沿ってカップ１０の下端開口１７に案内
される。縦溝２０により、半導体ウエハ１２への跳ね返
りが阻止されたコート液は、下端開口１７から回収され
る。

【００２０】このように、縦溝２０は、カップ１０の内
壁１９へ向けて飛び跳ねた過剰なコート液が半導体ウエ
ハ１２へ向けて跳ね返されることを防止する跳ね返し防
止手段として機能する。従って、カップの内壁に向けて
飛散する過剰なコート液が半導体ウエハ１２へ向けての
跳ね返りによって半導体ウエハ１２に再付着することを
防止することができ、この再付着によるコート液の塗り
むらを防止して、均一なレジスト膜すなわちコート膜を
形成することができる。

【００２１】〈具体例２〉図４は、本発明に係る第２具
体例のカップを示す図１と同様な図面である。図４に示
されているように、図１〜図３に示した縦溝２０をカッ
プ１０の上端開口１６から下端開口１７へ向けて見て、
チャック１４の回転方向へ捻れを与えることにより、傾
斜縦溝とすることができる。

【００２２】図４に示された傾斜縦溝２０では、この溝
２０に衝突するコート液は、コート液に作用するチャッ
クの回転方向の分力により、早期にカップの下端に導か
れ、この下端からカップの下方へ迅速に排出される。従
って、比較的多量のコート液がカップ１０の内壁１９に
付着しても、これらコート液が固化して内壁１９に付着
する前に、カップ１０から排出させることができ、縦溝
２０にコート液が固化して付着することを確実に防止す
ることができる。

【００２３】跳ね返り防止手段として機能する溝とし
て、半導体ウエハ１２へ向けてのコート液の跳ね返り方
向を変えることのできる、例えば滑らかな波状あるいは
矩形波形状のような種々の横断面形状を有する縦溝を適
用することができる。

【００２４】〈具体例３〉図５は、本発明に係る第３具
体例のカップを示す図１と同様な図面であり、図６は、
図５に符号Ｂで示された円形部分を拡大して示す図面で
ある。図５に示すカップ１０の内壁１９には、多数の凹
所２９が形成されている。各凹所２９は、図６に明確に
示されているように、それぞれ半球面により規定される
半球状凹所２９である。

【００２５】図６に矢印３０で示されているように、カ
ップ１０の内壁１９へ向けて飛び跳ねたコート液３１が
凹所２９に衝突すると、半球状凹所２９は、その衝撃力
を図中矢印ａで示されているように、多方向へ分散させ
る。その結果、凹所２９に衝突したコート液３１の衝撃
が緩和され、このコート液３１の半導体ウエハ１２へ向
けての跳ね返りが効果的に防止される。この跳ね返りが
防止されたコート液３１は、第１および第２具体例にお
けると同様に、カップ１０の下端開口１７から排出され
る。

【００２６】跳ね返り防止手段として機能する凹所２９
は、前記した半球状凹所に代えて、例えば円錐状凹所
等、コート液の衝突による衝撃を緩和し得る種々の形状
の凹所を適用することができる。

【００２７】前記したところでは、本発明に係るカップ
をレジストコータ用カップに適用した例について説明し
たが、本発明に係るカップは、これに限らず種々のスピ
ンコート装置に組み合わせて使用することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、前記したように、スピ
ンコート装置のチャックを取り巻いて配置される筒状の
カップの内壁に設けられた跳ね返り防止手段が、基板か
ら飛散したコート液の基板へ向けての跳ね返りを防止す
る。このことから、カップ内の排気圧を増大させること
なく、コート液の基板へ向けての跳ね返りを確実に防止
することができる。従って、このコート液の跳ね返りに
よる基板への再付着を確実に防止することができ、この
再付着による塗りむらを生じることなく、コート液の均
一な塗布が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１具体例のカップが組み込まれ
たスピンコート装置を概略的に一部を破断して示す断面
図である。

【図２】図１に示したスピンコート装置の平面図であ
る。

【図３】図２の一部を拡大して示す図面である。

【図４】本発明に係る第２具体例のカップを示す図１と
同様な図面である。

【図５】本発明に係る第３具体例のカップを示す図１と
同様な図面である。

【図６】図５の一部を拡大して示す図面である。

【符号の説明】

１０ カップ １１ スピンコート装置 １２ （半導体ウエハ）基板 １４ チャック １９ 内壁 ２０、２９ （縦溝、凹所）跳ね返り防止手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コート液を塗布すべき基板を保持した状
   態で回転されるチャックと、前記基板の回転に伴なう遠
   心力によって該基板上に供給されたコート液が周囲に飛
   散することを防止すべく、前記チャックを取り巻いて配
   置される全体に筒状のカップとを含むスピンコート装置
   であって、前記カップの内壁には、前記基板から遠心力
   によって飛散したコート液の前記基板へ向けての跳ね返
   りを防止するための跳ね返り防止手段が設けられている
   ことを特徴とするスピンコート装置。
2. 【請求項２】 前記跳ね返り防止手段は、前記内壁に、
   その上下方向へ伸長するように形成された縦溝からなる
   ことを特徴とする請求項１記載のスピンコート装置。
3. 【請求項３】 前記縦溝は、その溝底部から前記チャッ
   クの回転方向とは逆方向へ緩やかに立ち上がる傾斜壁部
   と、前記溝底部から前記傾斜壁部を覆うように該傾斜壁
   部に鋭角的に立ち上がるオーバハング壁部とにより規定
   されるＶ字状横断面形状を有する請求項２記載のスピン
   コート装置。
4. 【請求項４】 前記縦溝は、前記カップの上端からその
   下端へ向けて見て、前記チャックの回転方向へ捻れを与
   えられていることを特徴とする請求項２記載のスピンコ
   ート装置。
5. 【請求項５】 前記跳ね返り防止手段は、前記内壁に形
   成され、飛散したコート液の跳ね返り方向を分散させて
   飛散したコート液の衝撃力を緩和する多数の凹所からな
   る請求項１記載スピンコート装置。
6. 【請求項６】 前記凹所は、半球面により規定される半
   球状凹所である請求項５記載のスピンコート装置。