JP2001237178A

JP2001237178A - 膜形成装置

Info

Publication number: JP2001237178A
Application number: JP2000380532A
Authority: JP
Inventors: Yukihiko Ezaki; 幸彦江崎; Takahiro Kitano; 高広北野; Kazuhiro Takeshita; 和宏竹下; Masami Akumoto; 正己飽本; Sukeaki Morikawa; 祐晃森川; Norihisa Koga; 法久古閑; Nobukazu Ishizaka; 信和石坂; Hirobumi Okuma; 博文大隈
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2001-08-31
Anticipated expiration: 2020-12-14
Also published as: JP4040251B2

Abstract

(57)【要約】【課題】塗布液供給手段を移動させる際に，摺動抵抗
をより少なくして振動を抑えることができる，膜形成装
置を提供する。【解決手段】レジスト塗布装置１７において，吐出ノ
ズル８５を往復移動させる移動手段８６は，吐出ノズル
８５を支持するスライダ９１を軸受部９７ａ，９７ｂを
介してガイド軸９８ａ，９８ｂにスライド自在に取り付
けている。軸受部９７ａ，９７ｂ内に，エア供給チュー
ブ１０１によりエアを供給し，ガイド軸９８ａ，９８ｂ
に対してスライダ９１を中立浮上させた状態にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板の膜形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おけるフォトリソグラフィー工程では，ウェハ表面にレ
ジスト液を塗布し，レジスト膜を形成するレジスト塗布
処理，ウェハにパターンを露光する露光処理，露光後の
ウェハに対して現像を行う現像処理等が行われ，ウェハ
に所定の回路パターンを形成する。かかるフォトリソグ
ラフィー工程は，塗布現像処理装置で行われる。この塗
布現像処理装置は，レジスト塗布処理を行うレジスト塗
布装置を備えている。

【０００３】従来のレジスト塗布装置において，レジス
ト液を塗布する方法としては，スピンコーティング法が
主流をなしている。このスピンコーティング法によれ
ば，ウェハの中心にレジスト液を吐出して，このウェハ
を回転させる。このことにより，ウェハ上に塗布された
レジスト液が遠心力により拡散し，ウェハの全面に渡っ
て均一なレジスト膜を形成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで，スピンコー
ティング法は，ウェハを高速で回転させるため，ウェハ
の周縁部から大量のレジスト液が飛散し，無駄になるレ
ジスト液が多い。また，レジスト液の飛散により当該装
置が汚染されるため，頻繁に洗浄しなければならない等
の弊害が生じていた。

【０００５】そこで，ウェハを回転させるスピンコーテ
ィング法に変えて，レジスト液を吐出する吐出ノズルと
ウェハを相対的に移動させてレジスト液を塗布する装置
が提案されている。かかる新規に提案されたレジスト塗
布装置は，ウェハ上方で吐出ノズルを往復移動させるリ
ニアスライド手段を備えている。このリニアスライド手
段は，ガイドレールにスライド自在に取り付けられたス
ライダを備え，このスライダに吐出ノズルを取り付けて
いる。したがって，吐出ノズルは，ガイドレールに沿っ
て移動する際には，直線状にレジスト液をウェハ上に塗
布することができる。一方，駆動機構により，ウェハを
吐出ノズルのスライド方向と直角の方向に移動させる構
成になっている。

【０００６】そして，吐出ノズルは，往復移動しながら
レジスト液を吐出する。一方，吐出ノズルのスライド方
向と直角の方向にウェハを間欠的に移動させる。これに
より，吐出ノズルは，ウェハ全体を走査して満遍なく粘
度の低いレジスト液を塗布することができる。この場
合，吐出ノズルは，ウェハ上を移動する際に最も高速に
なり，ウェハの周縁部にくると，減速して折り返し，そ
の後加速して高速になり，再びウェハ上を移動する。

【０００７】ところで，このいわゆる一筆書きの要領で
レジスト液を塗布するレジスト塗布装置において，迅速
なレジスト塗布を行うには，吐出ノズルをなるべく高速
で動かす必要がある。しかしながら，前記スライダを，
ボールベアリング等の軸受を介してガイドレールに取り
付けると，摺動抵抗が生じる。そうなると，吐出ノズル
を高速で移動させた場合，摺動抵抗による振動が発生
し，吐出ノズルが微動することにより，正確な直線状の
レジスト塗布を行えないおそれがある。さらに，この振
動が，塗布現像処理装置に備えられた他の装置に伝達さ
れて，他の装置のプロセスに悪影響を及ぼすおそれもあ
る。また，吐出ノズルの折り返し時の減速及び加速も，
摺動抵抗により円滑に行えなくなり，時間を要するおそ
れが生じる。高精度なレジスト塗布を実現するために，
これらの点に関して改善する余地がある。

【０００８】本発明は，かかる点に鑑みてなされたもの
であり，塗布液供給手段を移動させる際に，摺動抵抗を
より少なくして振動を抑えることができる，膜形成装置
を提供することをその目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１の発明は，塗布液吐出手段から基板に塗布
液を供給してこの基板上に膜を形成する装置であって，
前記塗布液吐出手段を移動させる移動手段を備え，前記
移動手段は，前記塗布液吐出手段を支持する支持部材
と，前記支持部材を移動させる移動部材と，前記支持部
材に形成された軸受部を通るガイド軸と，前記軸受部と
前記ガイド軸の隙間に，流体を供給する流体供給機構と
を備えていることを特徴とする，膜形成装置を提供す
る。

【００１０】請求項１に記載の膜形成装置によれば，移
動手段は，支持部材を介して塗布液吐出手段を移動させ
る。塗布液吐出手段は，ガイド軸に沿って移動しながら
塗布液を吐出することになる。基板上では，塗布液吐出
手段の移動軌跡に沿った塗布液の塗布が行われる。ここ
で，軸受部とガイド軸の隙間に，流体供給機構により流
体が供給されるので，ガイド軸に対して支持部材を中空
浮上させた状態にすることができる。この状態では，移
動部材により，ガイド軸に沿って支持部材を移動させて
も，軸受部とガイド軸に機械的な接触がないので，従来
のような摺動抵抗が殆ど生じない。したがって，塗布液
吐出手段を高速で移動させる場合，摺動抵抗による振動
を抑えることができ，塗布液吐出手段をガイド軸に沿っ
て忠実に移動させることができる。その結果，塗布液吐
出手段の微動により塗布液吐出が乱れて例えば重ね塗り
等の不均一な塗布が行われる事態を防止し，例えば正確
な直線状の塗布液塗布が行われて，迅速かつ高精度な膜
形成を行うことが可能となる。さらに，振動が，他の装
置に伝達されて，該他の装置のプロセスに悪影響を及ぼ
すような事態を防止することができる。

【００１１】請求項１に記載の膜形成装置において，請
求項２に記載したように，前記塗布液吐出手段を往復移
動させると共に，該塗布液吐出手段の移動方向と直角の
方向に基板を移動させるように構成されていることが好
ましい。かかる構成によれば，塗布液吐出手段は，往復
移動しながら塗布液を吐出する。一方，塗布液吐出手段
の往復方向と直角の方向に基板を移動させる。これによ
り，塗布液吐出手段は，基板全体を走査して塗布液を塗
布することができる。この場合，塗布液吐出手段は，基
板の塗布範囲内を一定速度で移動し，例えば塗布範囲内
から外れると，又は基板の周縁部までくると，減速して
折り返し，その後加速して一定速度になり，再び塗布範
囲内を移動する。塗布液吐出手段は，減速・折り返し・
加速中も塗布液を吐出している。この減速・折り返し・
加速中に吐出された塗布液は，膜形成に使用されずに排
液される。ここで，前述したように摺動抵抗が殆ど生じ
ないので，減速及び加速を円滑を行うことができる。こ
のため，減速時間及び加速時間を短縮でき，排液される
塗布液量を低減させることができる。

【００１２】請求項３に記載したように，前記移動手段
は，複数のガイド軸を備えていても良い。そうすれば，
複数のガイド軸を用いて支持手段を支持してその移動を
案内できるようになるので，移動中の塗布液吐出手段の
姿勢が安定する。

【００１３】請求項４に記載したように，前記移動部材
が，前記支持部材の略重心位置に連結された駆動ベルト
であることが好ましい。かかる構成によれば，移動部材
に駆動ベルトを用い，駆動ベルトによる動力が支持部材
の略重心位置に働くようになるので，移動時に，バラン
スが崩れて支持手段の姿勢が乱れる事態を防止すること
ができる。

【００１４】請求項５に記載したように，前記移動手段
は，前記駆動ベルトが巻回された駆動プーリ及び従動プ
ーリと，前記駆動プーリを回転駆動させる回転駆動機構
と，前記支持部材の反対側の位置において前記駆動ベル
トに連結された平衡付与手段である，例えばバランスウ
ェイトとを備えていることが好ましい。かかる構成によ
れば，回転駆動機構により駆動プーリを回転駆動させる
ことにより，駆動プーリ及び従動プーリに巻回された駆
動ベルトを周動させる。この場合，回転駆動機構により
駆動プーリを正逆回転させれば，駆動ベルトの周動方向
を適宜切り換えて，塗布液吐出手段の往復移動を実施す
ることができる。ここで，バランスウェイトが，支持部
材の反対側の位置において駆動ベルトに連結されている
ので，巻回された駆動ベルトの一方側にかかる荷重と他
方側にかかる荷重とを釣り合わせることができる。そし
て，駆動ベルトを周動させる場合，バランスウェイト
は，支持部材の動きとは対称の動きをなし，これによ
り，塗布液吐出手段及び支持部材が移動することによる
駆動ベルトへの影響（振動等）が相殺される。このた
め，より安定した状態で塗布液吐出手段を移動させるこ
とができる。また，振動が他の装置に伝達されることも
ない。

【００１５】請求項６に記載したように，前記移動手段
は，前記駆動ベルトが巻回された駆動プーリ及び従動プ
ーリと，前記駆動プーリを回転駆動させる回転駆動機構
と，前記支持部材の反対側の位置において前記駆動ベル
トに連結された他の塗布液吐出手段及び支持部材とを備
えていることが好ましい。そうなると，巻回された駆動
ベルトの両側の荷重を釣り合わせるだけでなく，巻回さ
れた駆動ベルトの両側で塗布液吐出を同時に行うことが
できるようになる。このため，膜形成を迅速に行うこと
が可能となる。

【００１６】請求項７に記載したように，前記軸受部の
内壁に，多孔質膜が被覆されていると良い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態について説明する。図１は，本実施の形態にかかるレ
ジスト塗布装置を有する塗布現像処理システム１の平面
図であり，図２は，塗布現像処理システム１の正面図で
あり，図３は，塗布現像処理システム１の背面図であ
る。

【００１８】塗布現像処理システム１は，図１に示すよ
うに，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部か
ら塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセ
ットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットス
テーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定
の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステ
ーション３と，この処理ステーション３に隣接して設け
られている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け
渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構
成を有している。

【００１９】カセットステーション２では，載置部とな
るカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセット
ＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在とな
っている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）と
カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ
方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が
搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセッ
トＣに対して選択的にアクセスできるようになってい
る。

【００２０】ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせ
を行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送
体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処
理装置群Ｇ３に属するエクステンション装置３２に対し
てもアクセスできるように構成されている。

【００２１】処理ステーション３では，その中心部に主
搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の
周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を
構成している。該塗布現像処理システム１においては，
４つの処理装置群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が配置されて
おり，第１及び第２の処理装置群Ｇ１，Ｇ２は現像処理
システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群Ｇ３
は，カセットステーション２に隣接して配置され，第４
の処理装置群Ｇ４は，インターフェイス部４に隣接して
配置されている。さらにオプションとして破線で示した
第５の処理装置群Ｇ５を背面側に別途配置可能となって
いる。前記主搬送装置１３は，これらの処理装置群Ｇ１
〜Ｇ５に配置されている後述する各種処理装置に対し
て，ウェハＷを搬入出可能である。

【００２２】第１の処理装置群Ｇ１では，例えば図２に
示すように，本実施の形態にかかるレジスト塗布装置１
７と，ウェハＷに現像液を供給して処理する現像処理装
置１８とが下から順に２段に配置されている。第２の処
理装置群Ｇ２の場合も同様に，レジスト塗布装置１９
と，現像処理装置２０とが下から順に２段に積み重ねら
れている

【００２３】第３の処理装置群Ｇ３では，例えば図３に
示すように，ウェハＷを冷却処理するクーリング装置３
０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのア
ドヒージョン装置３１，ウェハＷを待機させるエクステ
ンション装置３２，レジスト液中の溶剤を減圧乾燥させ
るバキュームドライング装置３３，プリベーキング装置
３４及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキング
装置３５，３６等が下から順に例えば７段に重ねられて
いる。

【００２４】第４の処理装置群Ｇ４では，例えばクーリ
ング装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエク
ステンション・クーリング装置４１，エクステンション
装置４２，クーリング装置４３，露光処理後の加熱処理
を行うポストエクスポージャーベーキング装置４４，４
５，ポストベーキング装置４６，４７等が下から順に例
えば８段に積み重ねられている。

【００２５】インターフェイス部４の中央部にはウェハ
搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０は
Ｘ方向（図１中の上下方向），Ｚ方向（垂直方向）の移
動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在
にできるように構成されており，第４の処理装置群Ｇ４
に属するエクステンション・クーリング装置４１，エク
ステンション装置４２，周辺露光装置５１及び図示しな
い露光装置に対してアクセスできるように構成されてい
る。

【００２６】次に上述したレジスト塗布装置１７の構成
について説明するが，ここでは，レジスト液を吐出する
レジスト液吐出手段がウェハＷに対して，相対的に移動
しながらレジスト液を塗布する，いわゆる一筆書きの要
領の塗布方式を実施可能なレジスト塗布装置を採用す
る。

【００２７】レジスト塗布装置１７のケーシング６０内
には，図４，図５に示すように，Ｙ方向（図５中の上下
方向）に長い略箱形の外容器６１が設けられており，こ
の外容器６１は，上面が開口している。この外容器６１
内には，その中でウェハＷを処理する内容器６２が設け
られている。この内容器６２は，上面が開口しており，
また，外容器６１の底面上に設けられたＹ方向に伸びる
２本のレール６３上を内容器駆動機構６４により移動自
在に構成されている。したがって，ウェハＷを内容器６
２に搬入，搬出する場合には，内容器６２が外容器６１
のＹ方向正方向側（図５中の上方）の搬送部Ｌに移動
し，ウェハＷを塗布処理する場合には，Ｙ方向負方向側
（図５中の下方）の処理部Ｒに移動することができる。
また，ウェハＷに対してレジスト液を塗布中においても
内容器６２を所定のタイミングで所定の距離だけＹ方向
に移動させることが可能となる。

【００２８】さらに，この内容器６２内には，ウェハＷ
を吸着して保持する載置台６５が設けられており，その
下方には，この載置台６５を回転自在とする回転駆動６
６が設けられている。また，この載置台６５には，例え
ば超音波振動子６７が取り付けられており，載置台６５
を高周波数で振動させることができる。内容器６２の底
面には，内容器６２内を所定濃度の溶剤雰囲気に維持す
るための溶剤を貯留する溶剤タンク６８が設けられてい
る。

【００２９】また，内容器６２の底面には，排気口７３
が設けられており，ここからの排気により内容器６２内
に気流を発生させてウェハＷ周辺を所定の溶剤濃度に維
持することができるようになっている。

【００３０】さらに，ウェハＷ上を覆いウェハＷの塗布
範囲Ｗａを限定するマスク部材７０がウェハＷ上方に設
けられており，このマスク部材７０は，内容器６２の内
側壁に設けられているマスク支持部材７１で支持され
る。また，マスク部材７０は，図示しない搬送機構によ
りＸ方向に搬送可能になっている。したがって，マスク
部材７０を外容器６１のＸ方向負方向側（図５中の左方
向）の洗浄部に待機させておき，ウェハＷを有する内容
器６２が処理部Ｒに移動した後に，前記搬送機構によ
り，マスク部材７０を内容器６２内のマスク支持部材７
１上に搬入することが可能となる。

【００３１】上述した外容器６１には，外容器６１の処
理部Ｒ側に蓋をする蓋体８０が固定して取り付けられて
おり，内容器６２が処理部Ｒ側に移動したときに，その
上方が蓋体８０で覆われると，所定の雰囲気を維持しや
すくなる。この蓋体８０には，温度調節可能なヒータ８
１が内蔵されており，前記溶剤タンク６８内の溶剤が蓋
体８０下面に結露することを防止している。また，この
蓋体８０には，Ｘ方向に伸びるスリット８０ａが設けら
れており，このスリット８０ａ内を後述する塗布液吐出
手段としての吐出ノズル８５がＸ方向に往復移動する。

【００３２】上述したように外容器６１の処理部Ｒ側に
設けられた蓋体８０のスリット８０ａには，レジスト液
を吐出する前述した吐出ノズル８５が下方のウェハＷに
吐出可能に設けられている。吐出ノズル８５を往復移動
させる本発明にかかる移動手段８６が備えられている。

【００３３】図６〜８に示すように，移動手段８６に
は，エアスライダ方式が採用されている。即ち，移動手
段８６は，基台９０と，吐出ノズル８５を支持する支持
部材としてのスライダ９１と，スライダ９１をスライド
移動させる移動部材としての例えば駆動ベルト９２とを
備えている。この駆動ベルト９２は，基台９０上に設置
された駆動プーリ９３及び従動プーリ９４の間で巻回さ
れている。駆動プーリ９３を回転駆動させるモータ９５
が設けられている。駆動ベルト９２には，スライダ９１
の反対側の位置においてバランスウェイト９６が取り付
けられている。スライダ９１には，軸受部９７ａ，９７
ｂが形成され，これら軸受部９７ａ，９７ｂを介してス
ライダ９１がガイド軸９８ａ，９８ｂにスライド自在に
取り付けられている。バランスウェイト９６には，軸受
部９９ａ，９９ｂが形成され，これら軸受部９９ａ，９
９ｂを介してバランスウェイト９６がガイド軸１００
ａ，１００ｂにスライド自在に取り付けられている。軸
受部９７ａとガイド軸９８ａの隙間に，軸受部９７ｂと
ガイド軸９８ｂの隙間にそれぞれエアを供給するエア供
給チューブ１０１と，軸受部９９ａとガイド軸１００a
の隙間に，軸受部９９ｂとガイド軸１００ｂの隙間にそ
れぞれエアを供給するエア供給チューブ１０２とが設け
られている。

【００３４】吐出ノズル８５は，ノズルブラケット１１
０に取り付けられ，このノズルブラケット１１０は，ス
ライダ９１に固定されている。スライダ９０の略重心位
置に，駆動ベルト９２がベルトクランプ１１１ａにより
連結されている。バランスウェイト９６の略重心位置に
も，駆動ベルト９２がベルトクランプ１１１ｂにより連
結されている。

【００３５】駆動プーリ９３は，基台９０の一方側（図
６中の左側）に設けられたブラケット１１２ａ内に収納
されている。モータ９５は，ブラケット１１２ａの上方
に設置されている。モータ９５の回転軸１１３は，ブラ
ケット１１２ａの上面を貫通した後に，駆動プーリ９３
に接続されている。従動プーリ９４は，基台９０の他方
側（図６中の右側）に設けられたブラケット１１２ｂ内
に収納されている。モータ９５により駆動プーリ９３を
回転させて駆動ベルト９２を周動させる。駆動プーリ９
３を正転・反転させれば，駆動ベルト９２の周動方向が
切り換えられ，吐出ノズル８５を往復移動させることが
できる。したがって，図５に示すように，吐出ノズル８
５が下方のウェハＷに対して往復移動しながら，レジス
ト液を吐出し，さらに内容器６２が吐出ノズル８５の往
復方向（図５中のＸ方向）と直角の方向（図５中のＹ方
向）に間欠的に移動することにより，いわゆる一筆書き
の要領で，吐出ノズル８５の移動軌跡に沿ったレジスト
液の塗布が行われる。

【００３６】バランスウェイト９６の重量は，スライダ
９１と吐出ノズル８５（ノズルブラケット１１０を含
む）とを合わせた重量と同じである。図７に示すよう
に，駆動プーリ９３が正転して吐出ノズル８５がＸ方向
正方向側（図７中の右側方向）に移動する際には，バラ
ンスウェイト９６は，Ｘ方向負方向側（図７中の左側方
向）に移動し，駆動プーリ９３が反転して吐出ノズル８
５がＸ方向負方向側に移動する際には，バランスウェイ
ト９６は，Ｘ方向正方向側に移動するようになってい
る。そして，バランスウェイト９６とスライダ９１は，
巻回された駆動ベルト９２の重心を中心に対称の動きを
なす。

【００３７】図８及び図９に示すように，スライダ９１
の重心を中心にして，軸受部９７ａはスライダ９１の上
部に，軸受部９７ｂはスライダ９１の下部にそれぞれ形
成されている。軸受部９７ａ，９７ｂは，略筒状の形態
をなす。図１０に示すように，軸受部９７ａの縦断面形
状は，Ｏリング状をなし，内壁に多孔質膜１１５ａが被
覆されている。軸受部９７ｂの縦断面形状もＯリング状
をなし，内壁に多孔質膜１１５ｂが被覆されている。多
孔質膜１１５ａ，１１５ｂには，微細な孔が多数形成さ
れている。多孔質膜１１５ａ，１１５ｂの材質には，カ
ーボン等を用いると良い。

【００３８】図６に示すように，ガイド軸９８ａ，９８
ｂは，ブラケット１１２ａ側に立設された架設台１１６
ａと，ブラケット１１２ｂ側に立設された架設台１１６
ｂの間で水平に架設されている。また，ガイド軸９８
ａ，９８ｂの表面は，摩擦が生じないように研磨されて
いる。

【００３９】エア供給チューブ１０１の入口側は，図示
しないエア供給源に接続されている。エア供給チューブ
１０１の出口側は，スライダ９１に接続され，スライダ
９１内に形成された流路１１７ａ，１１７ｂに通じてい
る。流路１１７ａは，多孔質膜１１５ａに通じ，流路１
１７ｂは，多孔質膜１１５ｂに通じている。したがっ
て，エア供給チューブ１０１から供給されたエアは，流
路１１７ａ，１１７ｂを経由した後，多孔質膜１１５
ａ，１１５ｂの微細の孔を通じて軸受部９７ａ，９７ｂ
内に吐出される。軸受部９７ａ，９７ｂの周りに，エア
が均等に供給されることになるので，ガイド軸９８ａは
軸受部９７ａ内で，ガイド軸９８ｂは軸受部９７ｂ内で
それぞれ浮いている。このため，スライダ９１は，ガイ
ド軸９８ａ，９８ｂに非接触の状態で支持されている。
図９に示すように，軸受部９７ａ（多孔質膜１１５ａの
外周面）とガイド軸９８ａの距離Ｍ１，軸受部９７ｂ
（多孔質膜１１５ｂの外周面）とガイド軸９８ｂの距離
Ｍ２は，それぞれ例えば１０μｍ程度であると良い。ガ
イド軸９８ａはエアを介在させて軸受部９７ａ内を，ガ
イド軸９８ｂはエアを介在させて軸受部９８ｂ内をそれ
ぞれ通る構成になっている。

【００４０】バランスウェイト９６において，軸受部９
９ａ，９９ｂは，前記軸受部９７ａ，９７ｂと同様の構
成を有している。表面が研磨されたガイド軸１００ａ，
１００ｂは，架設台１２０ａ，１２０ｂの間で水平に架
設されている。エア供給チューブ１０２から供給された
エアは，バランスウェイト９６内に形成された流路１２
１ａ，１２１ｂを経由した後，多孔質膜の微細の孔を通
じて軸受部９９ａ，９９ｂ内に吐出される。したがっ
て，バランスウェイト９６は，ガイド軸１００ａ，１０
０ｂに非接触の状態で支持されている。

【００４１】次に，以上のように構成されているレジス
ト塗布装置１７の作用について，塗布現像処理システム
１で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共
に説明する。

【００４２】先ず，ウェハ搬送体７がカセットＣから未
処理のウェハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群Ｇ３
に属するアドヒージョン装置３１に搬入する。そして，
レジスト液の密着性を向上させる例えばHMDSを塗布され
たウェハＷは，主搬送装置１３によって，クーリング装
置３０に搬送され，所定の温度に冷却される。その後，
ウェハＷは，レジスト塗布装置１７又は１９に搬送され
る。

【００４３】このレジスト塗布装置１７又は１９で，後
述するいわゆる一筆書きの要領でレジスト液が塗布され
たウェハＷは，その後，主搬送装置１３により，バキュ
ームドライング装置３３，プリベーキング装置３４，ク
ーリング装置４０に順次搬送される。その後ウェハＷ
は，各処理装置において露光処理，現像処理等の一連の
所定の処理が行われ，塗布現像処理が終了する。

【００４４】上述したレジスト塗布装置１７の作用につ
いて詳しく説明すると，先ず，クーリング装置３０にお
いて所定の温度に冷却されたウェハＷが主搬装置１３に
より，レジスト塗布装置１７のケーシング６０内に搬入
される。このとき外容器６１内の内容器６２は予め搬送
部Ｌで待機しており，ウェハＷは，主搬送装置１３によ
り直接載置台６５に載置され，吸着保持される。ここ
で，図示しないアライメント機構によりウェハＷのノッ
チ又はオリフラは検出され，回転機構６６により，ウェ
ハＷは所定の位置に位置決めされる。次に，内容器駆動
機構６４により内容器６２を処理部Ｒに移動させる。そ
の後洗浄部に待機されていたマスク部材７０が，図示し
ない搬送機構により，外容器６１外から内容器６２内に
搬送され，マスク支持部材７１上に載置される。

【００４５】次に，排気口７３から内容器６２内の気体
を所定速度で排気し，内容器６２内を所定の雰囲気に維
持する。そして，この内容器６２内において，吐出ノズ
ル８５がウェハＷに対して相対的に移動しながら，レジ
スト液を塗布し，ウェハＷ上にレジスト膜を形成する。

【００４６】レジスト液の塗布経路の例を図１１（ａ）
に示し，吐出ノズル８５の速度変化を図１１（ｂ）のグ
ラフに示す。図１１（ａ）に示すように，吐出ノズル８
５は，図１１に示すＳＴＡＲＴ位置から往復移動を開始
し，レジスト液を吐出する。一方，吐出ノズル８５の往
復方向（Ｘ方向）と直角の方向に（Ｙ方向）にウェハＷ
を間欠的に所定距離だけ移動させる。これにより，吐出
ノズル８５は，ウェハＷ全体を走査していわゆる一筆書
きの要領でレジスト液を塗布することができる。そし
て，図１１（ａ）に示すＥＮＤ位置に来たところで吐出
を停止し，塗布が終了する。

【００４７】吐出ノズル８５の速度変化を，ウェハＷの
略中央の塗布範囲Ｗａにおけるレジスト液の塗布経路
ａ，ｂ，ｃ，ｄを例にとって説明する。塗布経路ａで
は，吐出ノズル８５が減速する。その後，吐出ノズル８
５が折り返し，図１１（ｂ）に示すように，塗布経路ｂ
では加速する。ちょうど塗布範囲Ｗａ内に入る直前に最
も高速になり，塗布経路ｃでは一定の速度で塗布範囲Ｗ
ａ内を移動する。その後，塗布範囲Ｗａ内から外れ，塗
布経路ｄでは減速する。以後，折り返し，加速して高速
になり，再び塗布範囲Ｗａ内を移動する。このように，
塗布範囲Ｗａ内にレジスト液を吐出する場合，吐出ノズ
ル８５は，最も高速になり，折り返す場合，減速及び加
速する。また，図示の例では，吐出ノズル８５が減速を
開始した時点から，ウェハＷを所定距離Ｙ方向に動か
す。また，吐出ノズル８５は，減速・折り返し・加速中
もレジスト液を吐出している。この減速・折り返し・加
速中に吐出されたレジスト液は，レジスト膜形成に使用
されずにマスク部材７０により受け止められて排液され
る。

【００４８】ここで，吐出ノズル８５の往復移動は，移
動手段８６により行われる。即ち，図７に示したよう
に，モータ９５により駆動プーリ９３を回転駆動させる
ことにより，駆動ベルト９２を周動させる。この場合，
モータ９５により駆動プーリ９３を正逆回転させれば，
駆動ベルト９２の周動方向を適宜切り換えて，吐出ノズ
ル８５の往復移動を実施することができる。

【００４９】レジスト液の塗布経路は，吐出ノズル８５
の移動軌跡によって決まる。即ち，図６に示したよう
に，移動手段８６は，スライダ９１を介して吐出ノズル
８５を往復移動させる。吐出ノズル８５は，ガイド軸９
８ａ，９８ｂに沿って移動しながらレジスト液を吐出す
ることになる。ここで，図８，９に示したように，スラ
イダ９１の軸受部９７ａとガイド軸９８ａの隙間に，軸
受部９７ｂとガイド軸９８ｂの隙間に，エア供給チュー
ブ１０１によりエアがそれぞれ供給されるので，ガイド
軸９８ａ，９８ｂに対してスライダ９１を中空浮上させ
た状態にすることができる。この状態では，駆動ベルト
９２により，ガイド軸９８ａ，９８ｂに沿ってスライダ
９１をスライド移動させても，軸受部９７ａとガイド軸
９８ａに，軸受部９７ｂとガイド軸９８ｂにそれぞれ機
械的な接触がないので，従来のような摺動抵抗が殆ど生
じない。

【００５０】したがって，本発明にかかるレジスト塗布
装置１７によれば，吐出ノズル８５を高速で移動させる
場合，摺動抵抗による振動を抑えることができ，吐出ノ
ズ８５をガイド軸９８ａ，９８ｂに沿って忠実に移動さ
せることができる。その結果，吐出ノズル８５の微動に
よりレジスト吐出が乱れて例えば重ね塗り等の不均一な
塗布が行われる事態を防止し，正確な直線状の軌跡でレ
ジスト塗布が行われて，迅速かつ高精度な膜形成を行う
ことが可能となる。さらに，振動が，他の装置に伝達さ
れて，該他の装置のプロセスに悪影響を及ぼすような事
態を防止することができる。例えば，露光装置での，パ
ターンの重ね合わせ精度等が振動により悪影響を受ける
ようなことがない。

【００５１】さらに，摺動抵抗が殆ど生じないので，減
速及び加速を円滑を行うことができる。このため，減速
時間及び加速時間を短縮でき，排液されるレジスト液量
を低減させることができる。その結果，ランニングコス
トに優れている。

【００５２】また，上下２本のガイド軸９８ａ，９８ｂ
を用いてスライダ９１を支持してそのスライド移動を案
内すると共に，駆動ベルト９２による動力がスライダ９
１の略重心位置に働くようになるので，減速・折り返し
・加速中に，モータ９５の回転力が急激に変化すること
があっても，バランスが崩れてスライダ９１の姿勢が乱
れる事態を防止することができ，往復移動中の吐出ノズ
ル８５の姿勢を安定させることができる。

【００５３】また，図７に示したように，バランスウェ
イト９６が，スライダ９１の反対側で駆動ベルト９２に
連結されているので，巻回された駆動ベルト９２の一方
側にかかる荷重と他方側にかかる荷重とを釣り合わせる
ことができる。そして，駆動ベルト９２を周動させる場
合，バランスウェイト９６は，巻回された駆動ベルト９
２の重心を中心にスライダ９１の動きとは対称の動きを
なす。これにより，例えば吐出ノズル８５及びスライダ
９１が移動することによる駆動ベルト９２への影響（振
動等）が相殺される。このため，より安定した状態で吐
出ノズル８５を往復移動させることができる。もちろ
ん，バランスウェイト９６にも，軸受部９９ａ，９９ｂ
が形成されているので，その往復移動は好適に行われ
る。

【００５４】塗布後，高周波振動子６７の振動により，
ウェハＷ上のレジスト液が平坦化される。そして最終的
に，ウェハＷ上の塗布範囲Ｗａには，レジスト液が斑な
く塗布され，所定の膜厚のレジスト膜が形成される。マ
スク部材７０が外容器６１内から退出した後，ウェハＷ
は，搬送部Ｌに搬送される。そして，主搬送装置１３に
より，ケーシング６０内から搬出され，次工程が行われ
るバキュームドライング装置３３に搬送されて減圧乾燥
処理される。

【００５５】なお，本発明の実施の形態の一例について
説明したが，本発明はこの例に限らす種々の態様を採り
うるものである。例えば，バランスウェイト９６の代わ
りに，他のスライダ１３０及び吐出ノズル１３１を駆動
ベルト９２に連結させても良い。そうなると，駆動ベル
ト９２の両側の荷重を釣り合わせるだけでなく，駆動ベ
ルト９２の両側でレジスト吐出を同時に行うことができ
るようになる。このため，レジスト膜形成を迅速に行う
ことが可能となる。もちろん，駆動ベルト９２への影響
も相殺される。

【００５６】また，吐出ノズル８５の減速及び加速のタ
イミング，ウェハＷのＹ方向に移動するタイミング等
は，プロセスに応じて自由に変えることができる。例え
ば，吐出ノズル８５の減速は，例えばウェハＷの周縁部
に移動してから開始しても良いし，吐出ノズル８５の減
速が止まった時点から，ウェハＷを所定距離Ｙ方向に動
かすようにしても良い。

【００５７】また，多孔質膜１１５ａ，１１５ｂを通じ
て軸受部９７ａ，９７ｂ内にエアを吐出していたが，ガ
イド軸を通じて軸受部９７ａ，９７ｂ内にエアを吐出す
るようにしても良い。即ち，図１３に示すように，多孔
質体のガイド軸１４０ａの内部に，通路１４１が形成さ
れている。そして，ガイド軸１４０ａにエア供給チュー
ブ１０１が接続されている。これにより，軸受部９７ａ
とガイド軸１４０ａとの隙間に，エアを供給することが
できる。軸受部９７ｂ内を通るガイド軸も同様の構成と
する。したがって，スライダ９１を中立浮上させた状態
にすることが可能となる。

【００５８】前記実施の形態では，スライダ９１，バラ
ンスウェイト９６側とも，各々２つのガイド軸９８ａ，
９８ｂ，１００ａ，１００ｂを有していたが，これに代
えて図１４に示したように，バランスウェイト９６の構
成を変えて１本のガイド軸１００ｃに沿ってバランスウ
ェイト９６を移動させるようにしてもよい。したがって
図１４の例では，ガイド軸は合計３本となり，装置全体
の簡素化が図れる。

【００５９】また前記実施の形態では，ブラケット１１
２ａ側に立設された架設台１１６ａと，ブラケット１１
２ｂ側に立設された架設台１１６ｂの間で，ガイド軸９
８ａ，９８ｂが直接水平に架設されていたが，組立作業
の容易さに鑑み，図１５に示したようにしてガイド軸９
８ａ，９８ｂをも架設台１１６ａと架設台１１６ｂ間に
架設してもよい。

【００６０】図１５に示した例では，上側のガイド軸９
８ａを支持する支持部材９８ｃと，下側のガイド軸９８
ｂを支持する支持部材９８ｄとを独立させ，両支持部材
９８ｃ，９８ｄとが，板バネ９８ｅで接続されている。
そして支持部材９８ｃを架設台１１６ａに固定し，一方
支持部材９８ｄについては，スライダ９１のスライド状
態をチェックしながら，その後に架設台１１６ａに固定
する。このような取付過程を経ることで，面倒なガイド
軸９８ａ，９８ｂの平行度の調整を容易に実施すること
が可能である。

【００６１】前記実施の形態では，吐出ノズル８５は，
前面側，すなわちガイド軸９８ａ，９８ｂ側に設けられ
たスライダ９１のみに装備され，背面側，すなわちガイ
ド軸１００ａ，１００ｂ側にはバランスウェイト９６が
装備されていた。図１６の例では，バランスウェイトの
代わりに，吐出ノズル８５ａ（吐出ノズル８５と同一構
成を有している）を有する別のスライダ９１を装備して
いる。その結果，図１６の例は，前面側，背面側に２つ
の吐出ノズル８５を有している。

【００６２】図１６に示した移動手段によれば，同時に
２つの吐出ノズル８５，８５ａからレジスト液を吐出さ
せられるので，図１７に示した塗布方法が実現できる。
すなわち図１７に示したように，Ｙ方向に沿って前後に
２つの吐出ノズル８５，８５ａが配置されることになる
ので，ウエハＷのＹ方向の送りピッチ（１ステップあた
りの移動距離）を，図１１の例よりも２倍にして，ウエ
ハＷ上にレジスト液を塗布することができる。したがっ
て，塗布に必要な時間が図１１の例の半分で済み，スル
ープットが向上する。

【００６３】また，以上の実施の形態では，成膜に要す
る塗布液としてレジスト液を挙げたが，これに限定され
るものではない。他の塗布液として，層間絶縁膜用の塗
布液，高導電性膜用の塗布液，強誘電体用の塗布液等が
挙げられる。また，ウェハＷ以外の基板例えばＬＣＤ基
板の膜形成装置にも応用される。

【００６４】

【発明の効果】請求項１〜７によれば，塗布液供給手段
を移動させる際に，摺動抵抗をより少なくして振動を抑
えることができる。その結果，不均一な塗布が行われる
事態を防止し，迅速かつ高精度な膜形成を行うことが可
能となり，歩留まりの向上を図ることができる。さら
に，振動が，他の装置に伝達されて，該他の装置のプロ
セスに悪影響を及ぼすような事態を防止することができ
る。

【００６５】特に請求項２によれば，塗布液吐出手段を
往復移動させる際に，減速・折り返し・加速に要する時
間を短縮することができ，膜形成に使用されずに排液さ
れる塗布液量を低減させることができる。その結果，ラ
ンニングコストに優れている。

【００６６】請求項３，４によれば，移動中に，バラン
スが崩れて支持手段の姿勢が乱れる事態を防止すること
ができ，塗布液吐出手段の姿勢を安定させることができ
る。

【００６７】請求項５，６によれば，巻回された駆動ベ
ルトの両側の荷重を釣り合わせることができ，駆動ベル
トへの影響が相殺される。特に請求項６によれば，巻回
された駆動ベルトの両側で塗布液吐出を同時に行うこと
ができ，スループットの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置を備え
た塗布現像処理システムの外観を示す平面図である。

【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。

【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。

【図４】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の縦断
面の説明図である。

【図５】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の横断
面の説明図である。

【図６】移動手段及び吐出ノズルの斜視図である。

【図７】駆動ベルトの周動により，吐出ノズル及びスラ
イダとバランスウェイトとが往復移動する際の様子を示
す平面図である。

【図８】移動手段の縦断面の説明図である。

【図９】図７とは異なる方向からみたスライダの縦断面
の説明図である。

【図１０】軸受部及びガイド軸の縦断面の拡大図であ
る。

【図１１】レジスト液の塗布経路と，吐出ノズルの速度
変化を示すグラフとを合わせ示した説明図である。

【図１２】駆動ベルトの周動により，吐出ノズル及びス
ライダと他の吐出ノズル及びスライダとが往復移動する
際の様子を示す平面図である。

【図１３】軸受部及びガイド軸の他の例を示す縦断面の
拡大図である。

【図１４】バランスウェイト側のガイド軸が１本の場合
の，移動手段の縦断面図である。

【図１５】板バネを介して２本のガイド軸を架設した際
の縦断面図である。

【図１６】バランスウェイトに代えて他の吐出ノズルを
装備した場合の移動手段の縦断面図である。

【図１７】吐出ノズルを進行方向の前後に有した場合
の，レジスト液の塗布経路を示す平面からの説明図であ
る。

【符号の説明】

１塗布現像処理システム１７レジスト塗布装置８５吐出ノズル８６移動手段９１スライダ９２駆動ベルト９３駆動プーリ９４従動プーリ９５モータ９６バランスウェイト９７ａ，９７ｂ，９９ａ，９９ｂ軸受部９８ａ，９８ｂ，１００ａ，１００ｂガイド軸１０１，１０２エア供給チューブ１１５ａ，１１５ｂ多孔質膜Ｗウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹下和宏熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者飽本正己熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者森川祐晃熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者古閑法久熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者石坂信和熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者大隈博文熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布液吐出手段から基板に塗布液を供給
してこの基板上に膜を形成する装置であって，前記塗布
液吐出手段を移動させる移動手段を備え，前記移動手段
は，前記塗布液吐出手段を支持する支持部材と，前記支
持部材を移動させる移動部材と，前記支持部材に形成さ
れた軸受部を通るガイド軸と，前記軸受部と前記ガイド
軸の隙間に，流体を供給する流体供給機構とを備えてい
ることを特徴とする，膜形成装置。
【請求項２】前記塗布液吐出手段を往復移動させると
共に，該塗布液吐出手段の往復方向と直角の方向に基板
を移動させるように構成されていることを特徴とする，
請求項１に記載の膜形成装置。
【請求項３】前記移動手段は，複数のガイド軸を備え
ていることを特徴とする，請求項１又は２に記載の膜形
成装置。
【請求項４】前記移動部材が，前記支持部材の略重心
位置に連結された駆動ベルトであることを特徴とする，
請求項１，２又は３に記載の膜形成装置。
【請求項５】前記移動手段は，前記駆動ベルトが巻回
された駆動プーリ及び従動プーリと，前記駆動プーリを
回転駆動させる回転駆動機構と，前記支持部材の反対側
の位置において前記駆動ベルトに連結された平衡付与手
段とを備えている，請求項４に記載の膜形成装置。
【請求項６】前記移動手段は，前記駆動ベルトが巻回
された駆動プーリ及び従動プーリと，前記駆動プーリを
回転駆動させる回転駆動機構と，前記支持部材の反対側
の位置において前記駆動ベルトに連結された他の塗布液
吐出手段及び支持部材とを備えていることを特徴とす
る，請求項４に記載の膜形成装置。
【請求項７】前記軸受部の内壁に，多孔質膜が被覆さ
れていることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５
又は６に記載の膜形成装置。