JP2003145014A - Rotary coating apparatus - Google Patents

Rotary coating apparatus

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JP2003145014A
JP2003145014A JP2001335323A JP2001335323A JP2003145014A JP 2003145014 A JP2003145014 A JP 2003145014A JP 2001335323 A JP2001335323 A JP 2001335323A JP 2001335323 A JP2001335323 A JP 2001335323A JP 2003145014 A JP2003145014 A JP 2003145014A
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annular body
opening
semiconductor wafer
substrate
spin coating
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Japanese (ja)
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Toru Ikeda
亨 池田
Lily Pang
パン リリー
Robert Rick
ロバート リック
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Applied Materials Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary coating apparatus in which a gas flowing along the surface of a semiconductor wafer is stabilized. SOLUTION: The rotary coating apparatus 10 is provided with a chamber 12, a supporting table 16 arranged rotatably in the chamber and for supporting the semiconductor wafer W, a liquid chemical dropping apparatus 20 for dropping a liquid chemical to be applied on the wafer supported by the supporting table 16 and a rotary driven gas flow producing apparatus 40 in which an inside opening part 50 is arranged oppositely to the outer circumferential edge of the wafer supported by the supporting table and which has a flow passage extending to an outside opening part 52 from the inside opening part. In the structure, when the gas flow producing apparatus is rotary driven, the gas on the wafer is sucked by the inside opening of the gas flow producing apparatus and the gas on the substrate to be treated flows in a stable state like a laminar flow.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ等の
被処理基板を回転させながら当該基板上に薬液を滴下
し、その全面に薬液を塗布する回転塗布装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spin coating apparatus for dropping a chemical liquid on a substrate to be processed such as a semiconductor wafer while rotating the substrate and applying the chemical liquid to the entire surface of the substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】回転塗布装置は、半導体製造において洗
浄プロセスやレジスト塗布プロセス、近年では絶縁膜形
成プロセス等に用いられている。従来一般の回転塗布装
置は、図5に概略的に示すように、チャンバ1と、この
チャンバ1内に配置され、被処理基板である半導体ウェ
ハWを支持する回転可能な支持台2と、支持台2を回転
駆動させる駆動装置3と、支持台2上に支持された半導
体ウェハWの表面に薬液を滴下する薬液滴下装置4とを
有している。また、レジスト塗布や絶縁膜形成において
は、半導体ウェハW上に形成される膜を均質で一定の厚
さとするために、半導体ウェハWの表面に沿ってラミナ
ーフロー(層流)が形成されるよう、支持台2の上方か
ら、清浄な空気ないしは適当なガス(以下「ガス」と総
称する)が導入されるようになっている。
2. Description of the Related Art A spin coater is used in a semiconductor manufacturing process such as a cleaning process, a resist coating process, and in recent years an insulating film forming process. As shown schematically in FIG. 5, a conventional general spin coating apparatus includes a chamber 1, a rotatable support base 2 that is disposed in the chamber 1 and supports a semiconductor wafer W that is a substrate to be processed, and a support. It has a drive device 3 for rotationally driving the table 2 and a chemical droplet dropping device 4 for dropping a chemical solution on the surface of the semiconductor wafer W supported on the support table 2. In addition, in resist coating and insulating film formation, a laminar flow (laminar flow) is formed along the surface of the semiconductor wafer W so that the film formed on the semiconductor wafer W has a uniform and constant thickness. Clean air or a suitable gas (hereinafter collectively referred to as “gas”) is introduced from above the support base 2.

【0003】更に、半導体ウェハWを回転させる際に発
生する気流の乱れを防止すると共に、半導体ウェハWの
回転により飛散する薬液がチャンバ1の内壁面や他の構
成部材に付着しないよう、支持台2の周囲には、固定式
の略円筒状部材5が設けられている。そして、半導体ウ
ェハWに沿って流れるガスが支持台2と略円筒状部材5
との間から下方に抜けるよう構成されている。
Further, the turbulence of the air flow generated when the semiconductor wafer W is rotated is prevented, and the chemical solution scattered by the rotation of the semiconductor wafer W is prevented from adhering to the inner wall surface of the chamber 1 and other constituent members. A fixed, substantially cylindrical member 5 is provided around the circumference of 2. Then, the gas flowing along the semiconductor wafer W causes the support base 2 and the substantially cylindrical member 5 to move.
It is configured so that it can be pulled downward from between.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来構成の回転塗布装置においては、薬液の種
類や塗布の厚さ等に応じて半導体ウェハW(支持台2)
の回転速度を変化させるため、略円筒状部材5の内側の
空間の圧力分布が一定せず、乱流が生じる場合がある。
かかる乱流は、薬液を一定の厚さで半導体ウェハW上に
塗布することを妨げるものである。また、ガスの一部が
略円筒状部材5の内側で循環し、略円筒状部材5の内壁
面に付着した薬液やその固化物を巻き上げて、半導体ウ
ェハWの表面を汚染するおそれもある。
However, in the conventional spin coating apparatus having the above-mentioned structure, the semiconductor wafer W (support base 2) is selected depending on the type of the chemical solution and the coating thickness.
Since the rotational speed of is changed, the pressure distribution in the space inside the substantially cylindrical member 5 is not constant, and turbulent flow may occur.
Such turbulent flow hinders application of the chemical solution on the semiconductor wafer W with a constant thickness. Further, there is a possibility that a part of the gas circulates inside the substantially cylindrical member 5 and winds up the chemical liquid or its solidified substance adhering to the inner wall surface of the substantially cylindrical member 5 to contaminate the surface of the semiconductor wafer W.

【0005】そこで、本発明の目的は、半導体ウェハの
表面に沿うガスの流れを安定化させることのできる回転
塗布装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a spin coater capable of stabilizing the flow of gas along the surface of a semiconductor wafer.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による回転塗布装置は、チャンバと、このチ
ャンバ内に回転可能に配置され、半導体ウェハのような
被処理基板を支持する支持台と、支持台を回転させる駆
動装置と、支持台に支持された被処理基板上に、塗布す
べき薬液を滴下する薬液滴下装置と、内側の開口部が支
持台に支持された被処理基板の外周縁に対向配置され、
内側の開口部から外側の開口部に向けて延びる流路を有
し、回転駆動される気流発生装置と、を備えることを特
徴としている。
In order to achieve the above object, a spin coating apparatus according to the present invention includes a chamber and a support that is rotatably disposed in the chamber and supports a substrate to be processed such as a semiconductor wafer. Table, a drive device for rotating the support table, a chemical droplet dropping device for dropping a chemical solution to be coated on the substrate to be processed supported by the support table, and a substrate to be processed whose inside opening is supported by the support table Is arranged opposite to the outer peripheral edge of
An airflow generating device that has a flow path extending from the inner opening toward the outer opening and is driven to rotate.

【0007】この構成においては、気流発生装置は、回
転駆動されることにより、遠心力の作用によって内側の
開口部からガスを取り入れて流路を通して外側の開口部
から流出させることができる。従って、被処理基板上の
ガスは、気流発生装置の内側開口部に吸引され、被処理
基板上ではガスがラミナーフローのような安定状態で流
れる。
In this structure, the air flow generator is driven to rotate, so that the gas can be taken in from the inner opening by the action of the centrifugal force and flow out from the outer opening through the flow path. Therefore, the gas on the substrate to be processed is sucked into the inner opening of the airflow generation device, and the gas flows on the substrate to be processed in a stable state such as a laminar flow.

【0008】気流発生装置としては、支持台に対して固
定された内側環状体と、内側環状体の外側に所定の間隔
を置いて取り付けられた外側環状体とから構成されるも
のが考えられる。この構成では、前記内側の開口部は、
内側環状体の内周部分と外側環状体の内周部分との間で
画されたものとなる。また、前記外側の開口部は、内側
環状体の外周部分と外側環状体の外周部分との間で画さ
れたものとなる。そして、内側環状体と外側環状体との
間の環状空間が前記流路となる。
As the air flow generating device, it is conceivable that the device is composed of an inner ring-shaped body fixed to a support and an outer ring-shaped body mounted outside the inner ring-shaped body at a predetermined interval. In this configuration, the inner opening is
It is defined between the inner peripheral portion of the inner annular body and the inner peripheral portion of the outer annular body. The outer opening is defined between the outer peripheral portion of the inner annular body and the outer peripheral portion of the outer annular body. The annular space between the inner annular body and the outer annular body serves as the flow path.

【0009】このような二重の環状体からなる気流発生
装置では、外側環状体の内周壁の一部を、支持台に支持
された被処理基板の外周縁に対向させることが好まし
い。回転する被処理基板から飛散した薬液を受け、チャ
ンバの内壁面やその他の回転塗布装置の構成要素を薬液
で汚染することを回避できるからである。
In such an air flow generating device having a double annular body, it is preferable that a part of the inner peripheral wall of the outer annular body is opposed to the outer peripheral edge of the substrate to be processed supported by the support base. This is because it is possible to avoid the contamination of the inner wall surface of the chamber and other components of the spin coating apparatus with the chemical liquid by receiving the chemical liquid scattered from the rotating substrate to be processed.

【0010】内側環状体と外側環状体とが、両者間に設
けられ周方向に等間隔に配置された複数のリブによって
連結されている場合、このリブを、気流発生装置の回転
によって外向きの気流を形成する羽根として機能させる
ことが有効である。
When the inner ring-shaped member and the outer ring-shaped member are connected by a plurality of ribs which are provided between the inner ring-shaped member and the outer ring-shaped member and are arranged at equal intervals in the circumferential direction, the ribs are directed outward by the rotation of the airflow generator. It is effective to function as a blade that forms an air flow.

【0011】また、内側環状体の外壁面若しくは外側環
状体の内壁面、又は外壁面及び内壁面の両者に、気流発
生装置の回転によって外向きの気流を形成する羽根を取
り付けてもよい。
Further, vanes may be attached to the outer wall surface of the inner annular body, the inner wall surface of the outer annular body, or both the outer wall surface and the inner wall surface to form an outward airflow by the rotation of the airflow generator.

【0012】気流発生装置としては、上記の構成以外に
も、両端に開口部を有し内部が流路となる導管を複数
本、一方の端部の開口部が前記内側の開口部となるよう
放射状に配置して構成したものが考えられる。
In addition to the above-mentioned structure, the air flow generating device has a plurality of conduits each having an opening at both ends and having a flow path inside, and the opening at one end becomes the inside opening. It can be considered that they are arranged radially.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明による回転塗布装置の一実
施形態を示している。この実施形態における回転塗布装
置10は、SiO2膜を被処理基板である半導体ウェハ
Wの表面に形成するものであり、薬液として、Si、O
及びCXYをイソプロピルアルコールに溶解したものを
使用することとしている。
FIG. 1 shows an embodiment of the spin coating apparatus according to the present invention. The spin coating apparatus 10 in this embodiment forms a SiO 2 film on the surface of a semiconductor wafer W, which is a substrate to be processed, and uses Si, O 2 as a chemical solution.
And C X H Y is set to be used after dissolved in isopropyl alcohol.

【0015】図1に示す回転塗布装置10は略直方体形
状のチャンバ12を備えている。チャンバ12の内部に
は、ベースプレート14が配置されており、このベース
プレート14上には、半導体ウェハWを水平に支持する
支持台16が設けられている。この支持台16は、好ま
しくは吸着式により、半導体ウェハWを固定することが
できるようになっている。また、支持台16は回転可能
にベースプレート14に取り付けられており、ベースプ
レート14の下面側に配置された駆動モータ18によっ
て回転駆動されるようになっている。
The spin coating apparatus 10 shown in FIG. 1 includes a chamber 12 having a substantially rectangular parallelepiped shape. A base plate 14 is arranged inside the chamber 12, and a support 16 for horizontally supporting the semiconductor wafer W is provided on the base plate 14. The support 16 is preferably of a suction type so that the semiconductor wafer W can be fixed. Further, the support base 16 is rotatably attached to the base plate 14, and is rotationally driven by a drive motor 18 arranged on the lower surface side of the base plate 14.

【0016】また、回転塗布装置10は、支持台16に
支持された半導体ウェハW上に薬液を滴下ないしは流下
する薬液滴下装置20が設けられている。薬液滴下装置
20は、チャンバ12の外部に配置された薬液貯留用の
薬液槽22と、チャンバ12の内部に設けられ、配管2
4により薬液槽22と連通された管状のアーム26とを
備えている。アーム26は、水平方向に揺動することが
できようベースプレート14に取り付けられている。ベ
ースプレート14の下面側には、このアーム26を揺動
させるための駆動モータ28が設けられている。更に、
アーム26の自由端部の下面には、薬液滴下用のノズル
30が下向きに設けられている。
Further, the spin coating apparatus 10 is provided with a chemical droplet dropping device 20 for dropping or dropping the chemical liquid on the semiconductor wafer W supported by the support 16. The chemical liquid drop device 20 is provided inside the chamber 12 and a chemical liquid tank 22 for storing a chemical liquid that is arranged outside the chamber 12, and the pipe 2
4 has a tubular arm 26 that communicates with the chemical liquid tank 22. The arm 26 is attached to the base plate 14 so that it can swing horizontally. A drive motor 28 for swinging the arm 26 is provided on the lower surface side of the base plate 14. Furthermore,
On the lower surface of the free end of the arm 26, a nozzle 30 for dropping the drug droplet is provided downward.

【0017】このような構成では、アーム26を揺動さ
せると、支持台16に支持された半導体ウェハW上の中
心部の直上に薬液滴下用のノズル30を配置することが
できる。そして、支持台16と一体的に半導体ウェハW
を回転させて、薬液槽22内を窒素ガス等で加圧する
と、薬液槽22内の薬液が配管24及び管状アーム26
を経てノズル30から滴下ないしは流下される。この薬
液は回転中の半導体ウェハWの中心から外周部に広が
り、半導体ウェハWの表面全体に薄膜を形成する。
In such a structure, when the arm 26 is swung, the nozzle 30 for dropping the drug droplets can be arranged immediately above the central portion on the semiconductor wafer W supported by the support 16. The semiconductor wafer W is integrated with the support 16.
When the inside of the chemical liquid tank 22 is pressurized with nitrogen gas or the like by rotating the chemical liquid, the chemical liquid in the chemical liquid tank 22 is discharged from the pipe 24 and the tubular arm 26.
Then, it is dropped or flowed down from the nozzle 30. This chemical spreads from the center of the rotating semiconductor wafer W to the outer peripheral portion and forms a thin film on the entire surface of the semiconductor wafer W.

【0018】また、チャンバ12の天井部であって、支
持台16の直上の位置には、開口部32が形成されてい
る。この開口部32には、適当なガス(好ましくは清浄
な空気)が導入され、支持台16に支持された半導体ウ
ェハWに向かって流れるように図られている。これは、
塗布中の半導体ウェハWの表面に沿ってガスのラミナー
フロー(層流)を可能な限り形成しようとするものであ
る。すなわち、イソプロピルアルコールのように溶媒が
揮発性の高いものである場合、ラミナーフローを形成し
ないと、半導体ウェハW上の位置によって溶媒の揮発の
状態が異なり、ウェハ表面に滴下された薬液の成分が塗
布中に著しく変化して膜質に影響を与えるおそれがある
ため、半導体ウェハWの表面に沿ってラミナーフローを
形成して溶媒の揮発状態を一定化すると共に、ウェハ中
心から外周への安定した気流によって薬液塗布の均一化
を図っている。
An opening 32 is formed in the ceiling of the chamber 12 at a position directly above the support base 16. An appropriate gas (preferably clean air) is introduced into the opening 32 so that the gas flows toward the semiconductor wafer W supported by the support 16. this is,
A laminar flow of gas (laminar flow) is to be formed as much as possible along the surface of the semiconductor wafer W during coating. That is, when the solvent is highly volatile like isopropyl alcohol, if the laminar flow is not formed, the state of volatilization of the solvent varies depending on the position on the semiconductor wafer W, and the component of the chemical solution dropped on the wafer surface is Since it may change significantly during coating and affect the film quality, a laminar flow is formed along the surface of the semiconductor wafer W to make the solvent volatilization state constant, and a stable air flow from the wafer center to the outer periphery. The uniform application of the chemical solution is aimed at.

【0019】なお、チャンバ12内に導入されたガス
は、チャンバ12の下部に形成された排出口34から、
そこに接続された真空ポンプ(図示しない)によって外
部に排出される。また、チャンバ12の開口部32には
ULPA等のフィルタ36が配設され、これによってガ
ス中に含まれる不純物が除去されるようになっている。
The gas introduced into the chamber 12 is discharged from the exhaust port 34 formed in the lower portion of the chamber 12.
It is discharged to the outside by a vacuum pump (not shown) connected thereto. Further, a filter 36 such as ULPA is provided in the opening 32 of the chamber 12 so that impurities contained in the gas are removed.

【0020】更に、図示実施形態の回転塗布装置10
は、支持台16を囲むよう配設された気流発生装置40
を備えている。この気流発生装置40は、支持台16と
アーム26の揺動軸38との間に配置され且つ支持台1
6と同軸に配置された内側と外側の2重の環状体42,
44から構成されている。
Furthermore, the spin coater 10 of the illustrated embodiment
Is an airflow generator 40 arranged so as to surround the support 16.
Is equipped with. The airflow generation device 40 is arranged between the support base 16 and the swing shaft 38 of the arm 26, and supports the support base 1
An inner and outer double annular body 42 arranged coaxially with 6,
It is composed of 44.

【0021】内側環状体42は、支持台16の下面又は
支持台16の回転軸46等に固定され、放射方向外方に
行くほど下方になだらかに湾曲ないしは傾斜している。
また、その外周部分は概ね水平に延びている。
The inner annular body 42 is fixed to the lower surface of the support base 16 or the rotation shaft 46 of the support base 16 or the like, and is gradually curved or inclined downward as it goes outward in the radial direction.
Moreover, the outer peripheral portion thereof extends substantially horizontally.

【0022】外側環状体44は内側環状体42と同軸に
配置され、両者間に環状空間が形成されている。外側環
状体44も内側環状体42と同様に、放射方向外方ほど
下方に湾曲ないしは傾斜している。また、外側環状体4
4は、その内周縁48が、支持台16に支持された半導
体ウェハWの表面(上面)よりも上方に位置している。
この内周縁48により画されている開口は、半導体ウェ
ハWを支持台16に対して搬入、搬出することができる
よう、少なくとも半導体ウェハWよりも大きくされてい
る。外側環状体44の外周部分は、内側環状体42の外
周部分の上方にて比較的狭い間隙をもって、略水平方向
に延びている。かかる構成においては、外側環状体44
の内周部分と内側環状体42の内周部分との間に、気流
の入口となる開口部(内側の開口部)50が形成され
る。この開口部50は、半導体ウェハWの外周縁に対向
配置される位置となる。また、外側環状体44の外周部
分と内側環状体42の外周部分との間には、気流の出口
となる開口部(外側の開口部)52とが形成され、更
に、両開口部50,52間には流路が形成される。
The outer annular body 44 is arranged coaxially with the inner annular body 42, and an annular space is formed therebetween. Similarly to the inner annular body 42, the outer annular body 44 is also curved or inclined downward in the radial direction. Also, the outer annular body 4
4, the inner peripheral edge 48 is located above the surface (upper surface) of the semiconductor wafer W supported by the support 16.
The opening defined by the inner peripheral edge 48 is at least larger than the semiconductor wafer W so that the semiconductor wafer W can be loaded into and unloaded from the support base 16. The outer peripheral portion of the outer annular body 44 extends in a substantially horizontal direction above the outer peripheral portion of the inner annular body 42 with a relatively narrow gap. In such a configuration, the outer annular body 44
An opening portion (inner opening portion) 50 serving as an inlet of the air flow is formed between the inner peripheral portion of the inner peripheral portion of the inner annular body 42 and the inner peripheral portion of the inner annular body 42. The opening 50 is located opposite to the outer peripheral edge of the semiconductor wafer W. Further, an opening (outer opening) 52 serving as an outlet of the airflow is formed between the outer peripheral portion of the outer annular body 44 and the outer peripheral portion of the inner annular body 42, and further, both opening portions 50, 52. A flow path is formed between them.

【0023】これらの環状体42,44は、外周部分間
で周方向に等間隔に配置された複数のリブ54によって
連結され一体化されている。
These annular bodies 42, 44 are connected and integrated by a plurality of ribs 54 arranged at equal intervals in the circumferential direction between the outer peripheral portions.

【0024】なお、図1において、符号56は、気流発
生装置40の開口部52に対向して配置され、開口部5
2から流出するガス及び薬液等を受けてベースプレート
14の孔58からチャンバ12の下部に導くための環状
の受け部材である。
In FIG. 1, reference numeral 56 is arranged so as to face the opening 52 of the airflow generator 40, and the opening 5
It is an annular receiving member for receiving the gas and the chemical solution flowing out from the chamber 2 and guiding it to the lower part of the chamber 12 from the hole 58 of the base plate 14.

【0025】このような構成の気流発生装置40は、薬
液の塗布プロセスにおいては、駆動モータ18の作動に
より支持台16及び半導体ウェハWと共に一体的に回転
する。その結果、遠心力の作用により、気流発生装置4
0の内側環状体42と外側環状体44との間の空間(流
路)では、支持台16の近傍の開口部50ら外側の開口
部52に向かう気流が発生する。従って、チャンバ12
の上部開口部32からガスが導入され、回転中の半導体
ウェハW上に吹き付けられると、そのガスは開口部50
に吸引され、半導体ウェハWの表面上では実質的にラミ
ナーフローが形成される。前述したように、塗布プロセ
スにある半導体ウェハW上でガスのラミナーフローが形
成されると、薬液中の溶媒(イソプロピルアルコール)
の揮発が一定となり、薬液中の成分の変質が防止され
る。また、安定したラミナーフローが半導体ウェハWの
表面を流れることから、薬剤滴下装置20により半導体
ウェハW上に滴下された薬液の拡散も滑らかに行われ、
塗膜は薄く均一の厚さとなる。
In the chemical solution coating process, the airflow generating device 40 having such a structure rotates integrally with the support 16 and the semiconductor wafer W by the operation of the drive motor 18. As a result, due to the action of centrifugal force, the air flow generation device 4
In the space (flow path) between the inner ring-shaped body 42 and the outer ring-shaped body 44 of 0, an airflow is generated from the opening 50 near the support base 16 to the opening 52 on the outer side. Therefore, the chamber 12
When the gas is introduced from the upper opening 32 of the nozzle and sprayed onto the rotating semiconductor wafer W, the gas is released from the opening 50.
The laminar flow is substantially formed on the surface of the semiconductor wafer W. As described above, when the gas laminar flow is formed on the semiconductor wafer W in the coating process, the solvent (isopropyl alcohol) in the chemical solution is formed.
Volatilization is constant, and the deterioration of the components in the chemical solution is prevented. Further, since the stable laminar flow flows on the surface of the semiconductor wafer W, the chemical liquid dropped on the semiconductor wafer W by the chemical dropping device 20 is smoothly diffused,
The coating film is thin and has a uniform thickness.

【0026】また、支持台16の回転速度によっては、
遠心力が弱く、薬液が半導体ウェハWの外縁部でダマ状
となる可能性があるが、半導体ウェハWの表面上のラミ
ナーフローは、半導体ウェハWの上方の空間で循環せず
に、確実に内側環状体42と外側環状体44との間の流
路に流入するため、半導体ウェハWの外周縁から薬液を
外方に飛散させ、ダマの形成を防止することができる。
Further, depending on the rotation speed of the support base 16,
Although the centrifugal force is weak and the chemical solution may become lumpy at the outer edge portion of the semiconductor wafer W, the laminar flow on the surface of the semiconductor wafer W does not circulate in the space above the semiconductor wafer W, and is sure to occur. Since it flows into the flow path between the inner ring-shaped body 42 and the outer ring-shaped body 44, the chemical liquid can be scattered outward from the outer peripheral edge of the semiconductor wafer W to prevent the formation of lumps.

【0027】外側環状体44の内壁面の一部はウェハW
の外周縁に対向しているので、半導体ウェハWの外周縁
から外方に飛散した薬液の飛沫は外側環状体44の内壁
面にて捕らえられ、ガス流と共に外側の開口部52から
排出される。これは、チャンバ12の内壁面や薬液滴下
装置等の回転塗布装置構成要素を、薬剤の飛沫から保護
するものである。また、外側環状体44の内壁面に付着
した薬液の一部は粉粒状に固化するが、この固化物は、
内側環状体42と外側環状体44との間の流路での気流
が外方に流れているため、半導体ウェハWの方に戻るこ
とはなく、外部に確実に排出される。従って、半導体ウ
ェハWのパーティクル汚染の問題も格段に低減されるこ
とになる。
A portion of the inner wall surface of the outer annular body 44 is the wafer W.
Since it is opposed to the outer peripheral edge of the semiconductor wafer W, the splash of the chemical liquid scattered outward from the outer peripheral edge of the semiconductor wafer W is caught by the inner wall surface of the outer annular body 44 and discharged from the outer opening 52 together with the gas flow. . This protects the inner wall surface of the chamber 12 and the components of the spin coater such as the drug drop lowering device from the splash of the drug. Further, a part of the chemical liquid adhered to the inner wall surface of the outer annular body 44 is solidified into powder and granules.
Since the air flow in the flow path between the inner ring-shaped body 42 and the outer ring-shaped body 44 is flowing outward, it does not return to the semiconductor wafer W and is reliably discharged to the outside. Therefore, the problem of particle contamination of the semiconductor wafer W is significantly reduced.

【0028】以上、本発明の好適な実施形態について詳
細に説明したが、本発明は上記実施懈怠に限定されない
ことは云うまでもない。
The preferred embodiments of the present invention have been described above in detail, but it goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned failure to carry out.

【0029】例えば、上記実施形態では、リブ54が環
状体42,44間の外周部分のみに配置されているが、
このリブ54は、気流発生装置40を平面図で表した図
2に示すように、支持台16の近傍にまで延ばすことが
可能である。この場合、リブ54は遠心送風機における
羽根車の羽根のように機能し、環状体42,44間での
外方への気流をより強制的に形成させることが可能とな
る。勿論、羽根車の羽根の如く湾曲させてもよい。
For example, in the above embodiment, the rib 54 is arranged only on the outer peripheral portion between the annular members 42 and 44.
The ribs 54 can be extended to the vicinity of the support base 16 as shown in FIG. 2, which is a plan view of the airflow generation device 40. In this case, the ribs 54 function like the blades of the impeller of the centrifugal blower, so that the outward airflow between the annular bodies 42 and 44 can be more forcedly formed. Of course, it may be curved like the blade of an impeller.

【0030】なお、図2に示す構成は、環状体42,4
4間の内部空間をリブ54にて仕切り、複数の管状の流
路を形成したものである。従って、図3に示す気流発生
装置140ように、複数の導管100を放射状に配置し
て構成したものも、図2の構成と同様な効果が得られ
る。すなわち、気流発生装置140を支持台16及び半
導体ウェハWと共に回転駆動させると、各導管100の
内側の開口部102から内部の流路104を通って外側
の開口部106から流出するガス流が形成される。
The structure shown in FIG. 2 has an annular body 42, 4
The internal space between the four is divided by ribs 54 to form a plurality of tubular flow paths. Therefore, as in the airflow generation device 140 shown in FIG. 3, a configuration in which a plurality of conduits 100 are radially arranged can also achieve the same effect as the configuration in FIG. That is, when the airflow generation device 140 is rotationally driven together with the support 16 and the semiconductor wafer W, a gas flow that flows from the inner opening 102 of each conduit 100 through the inner flow passage 104 and out the outer opening 106 is formed. To be done.

【0031】また、外向きの気流を形成する手段とし
て、リブ54とは別個に、図4に示すような羽根60
を、外側環状体44の内壁面、若しくは図示しないが、
内側環状体42の外壁面、又はその両者間に設けてもよ
い。なお、図4において図1と同一又は相当部分には同
一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
Further, as a means for forming an outward airflow, a blade 60 as shown in FIG. 4 is provided separately from the rib 54.
Is the inner wall surface of the outer annular body 44, or although not shown,
It may be provided on the outer wall surface of the inner annular body 42, or between both. In FIG. 4, the same or corresponding parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0032】リブ54を延ばす構成(図2)、複数の導
管100による構成(図3)、及び羽根60を設ける構
成(図4)はいずれもガスを積極的に外方に導くもので
あるので、支持台16の回転が低速である場合にも、ラ
ミナーフローを半導体ウェハW上で形成する一助となる
という点で極めて有効である。
The configuration in which the ribs 54 are extended (FIG. 2), the configuration in which a plurality of conduits 100 are provided (FIG. 3), and the configuration in which the blades 60 are provided (FIG. 4) all positively guide the gas to the outside. Even when the support base 16 rotates at a low speed, it is extremely effective in helping to form a laminar flow on the semiconductor wafer W.

【0033】更に、上記実施形態は、半導体ウェハW上
に絶縁膜であるSiO2膜を形成する塗布プロセスにつ
いて説明したが、洗浄プロセスやレジスト塗布プセスで
も本発明による回転塗布装置を用いることができる。か
かる場合、薬液の成分が異なるため、ガス供給手段によ
りチャンバ12内に導入されるガスは空気と異なる場合
もあり、また、ガス供給手段自体が不要となることもあ
る。
Further, in the above embodiment, the coating process for forming the SiO 2 film which is the insulating film on the semiconductor wafer W has been described, but the spin coating apparatus according to the present invention can be used for the cleaning process and the resist coating process. . In such a case, since the components of the chemical liquid are different, the gas introduced into the chamber 12 by the gas supply means may be different from air, and the gas supply means itself may be unnecessary.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、半
導体ウェハのような被処理基板上に沿ってガスが安定し
て中心から外方に流れていくので、基板上の塗布を一定
の厚さで行うことができる。また、ガスが被処理基板の
上方で循環することもなくなるので、循環流に乗ってパ
ーティクルが被処理基板を汚染するという事態も防止す
ることができる。従って、半導体製造の絶縁膜形成プロ
セスにて本発明による回転塗布装置を用いた場合、製品
である半導体デバイスの性能や歩留まりの向上に寄与す
る。
As described above, according to the present invention, the gas flows stably from the center to the outside along the substrate to be processed such as a semiconductor wafer, so that the coating on the substrate is kept constant. Can be done in different thicknesses. In addition, since the gas does not circulate above the substrate to be processed, it is possible to prevent a situation in which particles contaminate the substrate to be processed due to the circulation flow. Therefore, when the spin coater according to the present invention is used in the insulating film forming process of semiconductor manufacturing, it contributes to the improvement of the performance and yield of the semiconductor device as a product.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による回転塗布装置の一実施形態を示す
概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a spin coating apparatus according to the present invention.

【図2】図1における気流発生装置の変形例を示す平面
図である。
FIG. 2 is a plan view showing a modified example of the airflow generation device in FIG.

【図3】気流発生装置の他の実施形態を示す図2と同様
な平面図である。
FIG. 3 is a plan view similar to FIG. 2, showing another embodiment of the airflow generation device.

【図4】図1の回転塗布装置の変形例を示す概略断面図
である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a modified example of the spin coater of FIG.

【図5】従来の回転塗布装置を示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view showing a conventional spin coating apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…回転塗布装置、12…チャンバ、16…支持台、
16…駆動モータ(駆動装置)、20…薬液滴下装置、
32…開口部(ガス供給手段)、40,140…気流発
生装置、42…内側環状体、44…外側環状体、48…
内周縁、50,102…内側の開口部、52,106…
外側の開口部、54…リブ、60…羽根、100…導
管,104…ガス流路。
10 ... Spin coating device, 12 ... Chamber, 16 ... Support base,
16 ... Drive motor (drive device), 20 ... Drug drop lowering device,
32 ... Openings (gas supply means), 40, 140 ... Airflow generators, 42 ... Inner annular body, 44 ... Outer annular body, 48 ...
Inner peripheral edge, 50, 102 ... Inner opening, 52, 106 ...
Outer openings, 54 ... Ribs, 60 ... Vane, 100 ... Conduit, 104 ... Gas flow path.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 亨 千葉県成田市新泉14ー3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン株 式会社内 (72)発明者 リリー パン アメリカ合衆国, カリフォルニア州, フリーモント, カブリロ ドライヴ 35694 (72)発明者 リック ロバート 千葉県成田市新泉14ー3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン株 式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA18 AB16 EA05 4F042 AA07 AB00 BA05 EB05 EB09 EB13 EB17 EB24 EB29 5F045 AB32 BB14 EB20 EF13 5F046 JA02 JA05 JA06 JA07 JA08   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Toru Ikeda             14-3 Shinizumi, Narita City, Chiba Prefecture Nogedaira Industrial Park               Applied Materials Japan Co., Ltd.             Inside the company (72) Inventor Lily Pan             United States of America, California,             Fremont, Cabrillo Drive             35694 (72) Inventor Rick Robert             14-3 Shinizumi, Narita City, Chiba Prefecture Nogedaira Industrial Park               Applied Materials Japan Co., Ltd.             Inside the company F term (reference) 2H025 AA18 AB16 EA05                 4F042 AA07 AB00 BA05 EB05 EB09                       EB13 EB17 EB24 EB29                 5F045 AB32 BB14 EB20 EF13                 5F046 JA02 JA05 JA06 JA07 JA08

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チャンバと、 前記チャンバ内に回転可能に配置され、被処理基板を支
持する支持台と、 前記支持台を回転させる駆動装置と、 前記支持台に支持された被処理基板上に、塗布すべき薬
液を滴下する薬液滴下装置と、 内側の開口部が前記支持台に支持された被処理基板の外
周縁に対向配置され、前記内側の開口部から外側の開口
部に向けて延びる流路を有し、回転駆動される気流発生
装置と、を備える回転塗布装置。
1. A chamber, a support base rotatably arranged in the chamber for supporting a substrate to be processed, a drive device for rotating the support base, and a substrate to be processed supported by the support base. A liquid drop lowering device for dropping a liquid chemical to be applied, and an inner opening is arranged to face an outer peripheral edge of a substrate to be processed supported by the support table, and extends from the inner opening toward an outer opening. An air flow generating device having a flow path and being driven to rotate, a spin coating device.
【請求項2】 前記気流発生装置が、前記支持台に対し
て固定された内側環状体と、前記内側環状体の外側に所
定の間隔を置いて取り付けられた外側環状体とを備え、 前記内側の開口部が前記内側環状体の内周部分と前記外
側環状体の内周部分との間で形成され、 前記外側の開口部が前記内側環状体の外周部分と前記外
側環状体の外周部分との間で形成され、 前記流路が前記内側環状体と前記外側環状体との間の環
状空間である、請求項1に記載の回転塗布装置。
2. The airflow generation device includes an inner annular body fixed to the support base, and an outer annular body attached to the outer side of the inner annular body at a predetermined interval. Is formed between the inner peripheral portion of the inner annular body and the inner peripheral portion of the outer annular body, the outer opening is an outer peripheral portion of the inner annular body and an outer peripheral portion of the outer annular body. The spin coating device according to claim 1, wherein the flow path is an annular space formed between the inner annular body and the outer annular body.
【請求項3】 前記外側環状体の内周壁の一部が、前記
支持台に支持された被処理基板の外周縁に対向してい
る、請求項2に記載の回転塗布装置。
3. The spin coating apparatus according to claim 2, wherein a part of an inner peripheral wall of the outer annular body faces an outer peripheral edge of the substrate to be processed supported by the support base.
【請求項4】 前記内側環状体と前記外側環状体とが、
両者間に設けられ周方向に等間隔に配置された複数のリ
ブによって連結されており、 前記リブが、前記気流発生装置の回転によって外向きの
気流を形成する羽根として機能する、請求項2又は3に
記載の回転塗布装置。
4. The inner annular body and the outer annular body,
3. A plurality of ribs, which are provided between the two and are arranged at equal intervals in the circumferential direction, are connected to each other, and the ribs function as blades that form an outward airflow by the rotation of the airflow generation device. The spin coating apparatus according to item 3.
【請求項5】 前記内側環状体の外壁面若しくは前記外
側環状体の内壁面、又は前記外壁面及び内壁面の両者
に、前記気流発生装置の回転によって外向きの気流を形
成する羽根が取り付けられている、請求項2又は3に記
載の回転塗布装置。
5. A blade for forming an outward airflow by rotation of the airflow generator is attached to an outer wall surface of the inner annular body, an inner wall surface of the outer annular body, or both of the outer wall surface and the inner wall surface. The spin coating device according to claim 2 or 3.
【請求項6】 前記気流発生装置が、両端に開口部を有
し内部が流路となる導管を複数本、一方の端部の前記開
口部が前記内側の開口部となるよう放射状に配置して構
成されている、請求項1に記載の回転塗布装置。
6. The airflow generator has a plurality of conduits each having an opening at both ends and having a flow path inside, and the conduits are radially arranged so that the opening at one end becomes the inside opening. The spin coater according to claim 1, which is configured as follows.
【請求項7】 ガスを前記支持台の上方から、前記支持
台に支持された被処理基板に向かって流下させるガス供
給手段を備える、請求項1〜6に記載の回転塗布装置。
7. The spin coating apparatus according to claim 1, further comprising a gas supply unit that causes a gas to flow down from above the support table toward the substrate to be processed supported by the support table.
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