JP2018156962A - 塗布処理装置及びカップ - Google Patents
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Abstract
Description
レジスト塗布装置32は、図4、図5に示すように内部を密閉可能な処理容器120を有している。処理容器120の側面には、ウェハWの搬入出口(図示せず)が形成されている。
前記したミドルカップ150の上部には、スピンチャック121に保持されたウェハWの外周を囲み得るように形成された気流制御部151が設けられている。
ミドルカップ150の外周部には、図6に示すように、円筒状の周壁152が設けられている。さらに、ミドルカップ150には、気流制御部151を支持する支持部153が設けられている。支持部153の一方の端部は、周壁152の内周面におけるウェハWより底部側、具体的には、周壁152の内周面の中央部に接続されている。また、支持部153の他方の端部は、上記一方の端部より頂部側に位置する気流制御部151の外周端に接続されている。支持部153は、周壁152の内周面と気流制御部151とを連結する。
複数の第1の孔153aは、図7に示すように、上面視において気流制御部151の外側に位置するように、気流制御部151の周方向に沿って所定の間隔で設けられている。
複数の第2の孔153bは、上面視において第1の孔153aの外側に位置するように、気流制御部151の周方向に沿って所定の間隔で設けられている。
第1の孔153aは第2の孔153bより大きく形成されている。具体的には、第1の孔153aは、周方向(長手方向)の長さが第2の孔153bより大きくなるよう形成されており、また、後述の図8に示すように、支持部153に沿う方向であって周方向と直交する方向(短手方向)の長さも、第2の孔153bより大きくなるよう形成されている。
また、第1の孔153aは、その総面積が第2の孔153bの総面積より大きくなるよう形成されている。具体的には、第1の孔153aは、そのミドルカップ150に沿った面積の和が、第2の孔153bの上記面積の和より大きくなるよう形成されている。
また、ミドルカップ150には、周壁152の上側部152cが上側アウターカップ130b内に挿入される形態で該カップ130bが装着される。周壁152の上側部152cは上側アウターカップ130bが装着されるときのガイドとして機能する。
また、周壁152の内周面はカップ125の内周面を構成する。
なお、第1の孔153a同士の間に位置する第1のアーチ部153cの面積は、ミドルカップ150の強度や気流制御部151の上面151aの平坦性が確保できる範囲で小さいことが好ましい。また、第2の孔153b同士の間に位置する第2のアーチ部153dの面積についても同様である。
気流制御部151の上面151aは、その平坦面の径方向の幅d1が例えば10mmである。また、気流制御部151は、ウェハWとの隙間が小さくなるよう設けられており、具体的には、気流制御部151の先端151cからウェハW1の外周端までの水平方向の距離d2が例えば0.2mmとなるよう設けられている。気流制御部151の先端151cの下端面からウェハWの表面W1までの鉛直方向の距離H1すなわち高さH1は例えば2mmである。
さらに、第1の孔153aの下端153a2がウェハWの表面W1より2mm下の位置より上側にある場合、ウェハWから飛散したレジスト液が支持部153等に当たって跳ね返りウェハWの表面W1に飛散する虞がある。また、第1の孔153aの下端153a2がウェハWの表面W1より5mm下の位置より下側にある場合、ミドルカップ150の寸法を全体的に大きくする必要があるため、レジスト塗布装置32が大型化しコストも増加してしまう。
そこで、レジスト塗布装置32では、前述のように、第1の孔153aは、その上端153a1がウェハWの表面W1より0.8mm〜4mm上に位置し、その下端153a2がウェハWの表面W1より2mm〜5mm下に位置するよう形成されている。
図9のミドルカップ150は、ミドルカップ150における第2の孔153bの形成部分が、ウェハW側からカップ125の内周壁側に向けて徐々に下がる形状からなる。ただし、第2の孔153bの形成部分は図9の例に限られない。例えば、図10に示すように、第2の孔153bの形成部分が、ウェハW側からカップ125の内周壁側にかけてその高さが一定な形状からなってもよい。
図11は、第1の参考実施形態にかかるレジスト塗布装置の説明図であり、カップの断面を示している。
図4のレジスト塗布装置32は、気流制御部151を支持する支持部153の気流制御部151とは反対側の端部が、アウターカップ130の内周面中央付近と連結されている。そして、支持部153におけるウェハWの外周端に対向する位置に第1の孔153aを設けることにより、ウェハWの近傍であってウェハWの略同一の高さの位置に構造体が存在しないようにしている。
それに対し、第1の参考実施形態にかかるレジスト塗布装置は、図11に示すように、気流制御部151を支持する支持部300の気流制御部151とは反対側の端部が、アウターカップ130の内周面上部と連結されている。このような構造とすることにより、本参考実施形態では、ウェハWの近傍であってウェハWの略同一の高さの位置に構造体が存在しないようにし、ウェハWから飛散したレジスト液が、気流制御部151を支持する部材等で跳ね返ってウェハWの表面W1に飛散するのを防止している。なお、支持部300には、気流制御部151の上面を流れた気流が外側に流れるように肉抜き部301が設けられている。
図11の例では、気流制御部151は、上面151aが水平且つウェハWの表面と平行とされ、基部151bと先端151cの高さは略同じであった。
しかし、気流制御部151の基部151bからのレジスト液の跳ね返りが考えられる場合、図12に示すように、気流制御部151の基部151bを先端151cより高くしてもよい。
図13は、第2の参考実施形態にかかるレジスト塗布装置の説明図であり、カップの断面を示している。
図4のレジスト塗布装置32では、気流制御部151を支持する支持部153がアウターカップ130に対して固定されていた。それに対し、第2の参考実施形態にかかるレジスト塗布装置では、図13に示すように、気流制御部151を支持する支持部400が、鉛直方向に延伸する棒状に形成されており、アウターカップ410の外側であって気流制御部151の上方に設けられた駆動部420に固定されている。また、支持部400は、アウターカップ410の鉛直方向に抜かれた貫通孔411を貫通するように設けられ、駆動部420によって昇降自在であり、気流制御部151の高さを調節できる。
レジスト液の供給量が所定の量に達した時点で、ウェハWの回転数を高回転数(例えば3000rpm)とする。その後、さらなるレジスト液の供給量が所定の量に達した時点で、レジスト液の供給を停止すると共に、上方に退避されていた気流制御部151をウェハWの近傍に移動させる。その後、中回転数(例えば1500rpm)でウェハWを回転させ、ウェハWの中心部に供給されたレジスト液をウェハWの全面に拡散させながら乾燥させ、レジスト膜が所定の膜厚に調整される。
また、本参考実施形態にかかるレジスト塗布装置では、レジスト液を供給しながらレジスト液を拡げる工程において、気流制御部151及び該気流制御部151を支持する支持部400をウェハWの近傍から上方に退避させることができる。そのため、当該工程において、ウェハWから飛散したレジスト液が気流制御部310や支持部400で跳ね返ってウェハWの表面W1に飛散するのを防止することができる。
図14のレジスト塗布装置は、図13のレジスト塗布装置と異なり、気流制御部151を支持する支持部450が、水平方向に延伸する棒状に形成されており、アウターカップ460の外側であって気流制御部151の側方に設けられた駆動部470に固定されている。また、支持部450は、アウターカップ460の水平方向に抜かれた貫通孔411を貫通するように設けられ、駆動部470によって昇降自在であり、気流制御部151の高さを調節できる。
図15は、第3の参考実施形態にかかるレジスト塗布装置の説明図であり、カップの断面を示している。
第3の参考実施形態にかかるレジスト塗布装置は、図15に示すように、気流制御部151を支持する支持部500が、鉛直方向に延伸する棒状に形成されており、インナーカップ510の内側であって気流制御部151の下方に設けられた駆動部520に固定されている。支持部500は、インナーカップ510及び円環状の水平部材530の鉛直方向に抜かれた貫通孔を貫通するように設けられ、駆動部520によって昇降自在であり、気流制御部151の高さを調節できる。
また、本参考実施形態にかかるレジスト塗布装置では、レジスト液を供給しながらレジスト液を拡げる工程において、気流制御部151及び支持部500を駆動部520によりウェハWの近傍から下方に退避させることができる。そのため、当該工程において、ウェハWから飛散したレジスト液が気流制御部151や支持部500で跳ね返ってウェハWの表面W1に飛散するのを防止することができる。
図16は、第4の参考実施形態にかかるレジスト塗布装置の説明図であり、カップの断面を示している。
第4の参考実施形態にかかるレジスト塗布装置は、図16に示すように、アウターカップ600が上下に分割されており、上側アウターカップ601が下側アウターカップ602に対して移動可能に構成されている。上側アウターカップ601は、駆動部610によって昇降自在に構成されている。また、上側アウターカップ601には、気流制御部151を支持する支持部620が固定されている。したがって、駆動部610によって上側アウターカップ601を昇降することにより、気流制御部151の高さを調節できる。
なお、支持部620には、気流制御部151の上面を流れた気流が外側に流れるように肉抜き部621が設けられている。
また、本参考実施形態にかかるレジスト塗布装置では、レジスト液を供給しながらレジスト液を拡げる工程において、上側アウターカップ601を上昇させることで気流制御部151及び支持部620をウェハWの近傍から上方に退避させることができる。そのため、当該工程において、ウェハWから飛散したレジスト液が気流制御部151や支持部620で跳ね返ってウェハWの表面W1に飛散するのを防止することができる。
実施例で用いたミドルカップ150は、気流制御部151の先端151cからウェハW1の外周端までの水平方向の距離d2が0.2mm、気流制御部151の先端151cの下端面からウェハWの表面W1までの高さH1は2mmであった。
比較例と実施例では、レジスト液の塗布量やウェハの回転時間等の塗布条件は共通である。
それに対し、比較例では、2000rpmのみならず、3000rpmや4000rpmなどの高回転数の場合も、液跳ねは観察されなかった。
図18(B)には、本発明の実施形態に係るレジスト塗布装置32を模した構造、すなわち、気流制御部151とアウターカップ130の内周中央との間に構造体が存在しない構造について行ったシミュレーションの結果が示されている。
なお、図18(A)及び図18(B)に結果が示されている両シミュレーションでは、ウェハWのサイズを300mm、ウェハWの回転数を1000rpm、排気量を1.4m3/分、気流制御部151の先端151cの下端面からウェハWの表面W1までの鉛直方向の距離H1が2.8mmとした。また、両シミュレーションにおいて、気流制御部151の先端において、気流制御部151の上側を流れる気体の流量の時間平均と下側を流れる気体の流量の時間平均とを算出した。
それに対し、図18(B)に示すように、アウターカップ130の内周中央と気流制御部151との間に構造体が存在しない場合、すなわち、第1の孔153aが設けられている場合、気流制御部151の下側を流れる気流F1の向きは、横方向である。
つまり、図4等のレジスト塗布装置32のように支持部153に第1の孔153aを設けることにより、ウェハWの外周端に沿って下方向に流れ込む気流の量を減らすことができる。したがって、レジスト塗布装置32によれば、ウェハWの外周部のレジスト膜の厚さが大きくなるのをより確実に防止することができる。
一方、図18(B)のようにアウターカップ130の内周中央と気流制御部151との間に構造体が存在しない場合、気流制御部151の下側を流れる気流F1の流量は0.85m3/分、上側を流れる気流F2の流量は0.54m3/分であった。
つまり、アウターカップ130の内周中央と気流制御部151との間の構造体をなくすことにより、すなわち、図4等のレジスト塗布装置32のように支持部153に第1の孔153aを設けることにより、気流制御部151の下側を流れる気流F1と上側を流れる気流F2のうち上側を流れる気流F2の割合を増加させることできる。したがって、レジスト塗布装置32によれば、ウェハWの外周部のレジスト膜の厚さが大きくなるのをより確実に防止することができる。
32…レジスト塗布装置
121…スピンチャック
125…カップ
130…アウターカップ
140…インナーカップ
150…ミドルカップ
151…気流制御部
153…支持部
153a…第1の孔
153b…第2の孔
Claims (5)
- 基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、
基板を保持して回転させる基板保持部と、
該基板保持部に保持された基板に対して塗布液を供給する塗布液供給部材と、
前記基板保持部を収容し、底部から排気されるカップと、を備え、
該カップは、
前記基板保持部に保持された基板より頂部側に位置し、該基板の外周を囲う気流制御部と、
前記気流制御部を支持する支持部と、を有し、
該支持部は、
一方の端部が、当該カップの内周面に接続され、他方の端部が、前記一方の端部より頂部側に位置する前記気流制御部に接続され、且つ、
前記基板の回転軸とは垂直な方向に抜かれた形状の第1の孔が設けられ、前記基板の回転軸方向に抜かれた形状の第2の孔が該第1の孔より外側下方に設けられていることを特徴とする塗布処理装置。 - 前記第1の孔の総面積は、前記第2の孔の総面積より大きいことを特徴とする請求項1に記載の塗布処理装置。
- 前記第1の孔は、前記支持部における、前記基板保持部に保持された基板の外周端に対向する位置に設けられていることを特徴とすること特徴とする請求項1または2に記載の塗布処理装置。
- 前記基板保持部に保持された基板の外周端に対向する位置とは、前記基板の表面より上側0.8mm〜4mmから前記基板の表面より下側2mm〜5mmまでの部分であることを特徴とする請求項3に記載の塗布処理装置。
- 頂部が開口した有底筒状に形成され、底部から排気されるカップであって、
所定の軸を中心とした環状の気流制御部と、
前記気流制御部を支持する支持部と、を有し、
該支持部は、一方の端部が当該カップの内周面に接続され、前記一方の端部より頂部側に位置する他方の端部が前記気流制御部に接続され、且つ、
前記所定の軸とは垂直な方向に抜かれた形状の第1の孔が設けられ、前記所定の軸方向に抜かれた形状の第2の孔が該第1の孔より外側に設けられていることを特徴とするカップ。
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