JP2594473B2 - 処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、例えばレジスタ塗布装置などの処理装置
に関し、特に、被処理体表面近傍の気体の温湿度調節に
関する。

【従来の技術】

例えば、半導体ウェーハにフォトレジスト膜を塗布す
るコーティング工程においては、例えば回転塗布の方法
が用いられる。 すなわち、ダウンフローの状態でクリーンな空気が流
れている処理室内に半導体ウェーハを載置する。すなわ
ち、上記処理室（以下スピンナカップという）内には回
転機構に接続された載置台に上記ウェーハを真空吸着す
る。一方、ウェーハの中央上方に設置され、移動するノ
ズルからフォトレジスト液をウェーハ表面に滴下する。
そして、上記カップ内を排気しながら、上記載置台を高
速回転させることによりウェーハを回転させ、その回転
数及び回転時間を調節することにより所望の厚さのフォ
トレジスト膜をウェーハ表面上に形成している。 ところで、このレジストコーティング工程において、
ウェーハ近傍のエアーの温度と湿度がコーティング塗膜
の性能に影響を与えることが分かっている。そこで、従
来から、高精度の塗膜性能が要求される場合には、ダウ
ンフローのエアーではなく、コーティングユニットに対
して外置きの温湿度調節装置で温度及び湿度を調節した
エアーを、ダクトを介してコーティングユニットのスピ
ンナカップ内に導いて、被処理ウェーハ近傍のエアーの
温度及び湿度を所定の値に保つようにしている。 この場合に用いられる温湿度調節装置は、脱湿装置と
加湿装置と温度コントローラとから構成されている。従
来、この温湿度調節装置の脱湿装置としては、冷凍機が
一般的に用いられている。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、脱湿装置として冷凍機を用いる場合に
は、装置が大型になり、外置きの温湿度調節装置の設置
スペースを大きく必要とするという問題がある。また、
冷凍機は凍結防止対策が不可欠であり、凍結が発生した
場合には本来の機能を成し得ない。また、電気系統を必
要とし、構成が複雑で、効率が悪いという欠点もある。
さらには、冷凍用ガスとして一般に特定フロンガスが用
いられており、地球環境問題の点で冷凍機の使用はでき
るだけ避けることが望ましい。 この発明は、以上の点に鑑みて成されたもので、小型
で、構成が簡単であり、効率のよい脱湿器を備えた温湿
度調節装置を具備する処理装置を提供しようとするもの
である。

【課題を解決するための手段】

この発明による処理装置は、 導入された気体を脱湿する脱湿手段と、 この脱湿手段により脱湿した気体を所定値に加湿する
加湿手段と、 この加湿手段により加湿された気体を送風路に送り出
す送風手段と、 上記送風路からの気体を受けながら被処理体を処理す
る被処理体処理手段と を具備することを特徴とする。

【作用】

この発明においては、被温湿度調節気体は、水分を通
過させない脱湿手段を通ることにより脱湿気体を得る。
この脱湿手段を構成する水分を透過させない素材は、例
えば水分粒子に対して選択性を有し、水分粒子あるいは
水分子は透過しないが水以外の気体分子は透過する性質
のメンブランフィルタにより、その水分が除去され、脱
湿気体になる。あるいは、脱湿手段を構成する気体中の
水分を吸着する水分吸着材により気体中の水分が吸着さ
れ、脱湿気体になる。その後、脱湿気体に対し、加湿及
び温度コントロールが行われて、目的の湿度及び温度の
気体とされる。 上記のように脱湿手段として冷凍機を使用せず、メン
ブランフィルタや水分吸着材を用いるので、装置が簡単
で小型になると共に、コストパフォーマンスに優れ、効
率のよい温湿度調節を行なうことができる。

【実施例】

以下、この発明による処理装置の一実施例を、レジス
ト塗布装置に使用した場合を例にとって図を参照しなが
ら説明しよう。 この例のレジスト塗布装置においては、第１図に示す
ように、コータデベロッパ１の一部にコータユニット２
として設けられる。このユニット２は次のように構成さ
れている。すなわち、スピンナカップ３内には、回転機
構４により回転されるウェーハ載置台５が設けられてい
る。そして、このウェーハ載置台５に半導体ウェーハ６
が載置され、載置台５に真空吸着される。 また、ウェーハ６の上方には、ノズル７が配置され、
このノズル７より所定量のフォトレジスト液がウェーハ
６表面上に滴下されるように構成されている。 そして、コータユニット２内には、ダクト８を通じ
て、温湿度調節装置20からの温度及び湿度が所定の値、
温度が例えば20〜25℃、湿度（相対湿度）が20〜50％好
ましくは30〜40％に調節されたエアーが、送り込まれる
ことが要求されている。また、カップ３の底面部の隅に
は環状に排気口９が設けられ、この排気口９より排気管
10が導出され、ブロワー（排風機）11によりカップ３上
方から取り入れられた上記エアーがクリーンルーム外に
強制排気されるように構成されている。この場合、排気
量は図示しない排気量検出手段により検出し、例えばブ
ロワーポンプにより排気量調節が可能である。 温湿度調節装置20は、大気中の空気から、所定の湿度
及び温度のエアーを得るもので、取り込んだ上記空気を
パーティクル除去用フィルタ21を通して、パーティクル
を除去した後、脱湿器22に供給する。この脱湿器22は、
この例では、第２図に示すように、メンブランフィルタ
31がカートリッジ32内に収納されたものが用いられる。
この場合、メンブランフィルタ31は、例えばゴアテック
ス（登録商標）のように、水分に対して選択性を有し、
水分粒子は通さないが、エアーは通す性質を有する膜状
フィルタで、できるだけ表面積が大きくなるように、第
２図に示すように、エアーの通路方向に複数枚並べら
れ、あるいは１枚のメンブランフィルタ31が第３図に示
すように折り畳まれたような状態で、カートリッジ32内
に収納されている。この脱湿器22のメンブランフィルタ
31のフィルタ性能が低下したときは、カートリッジ32全
体を取り替えるようにすることにより、簡単に交換がで
きる。脱湿器22の性能の低下は、脱湿エアーの湿度を監
視することにより確認できる。 この脱湿器22を通過したエアーは、水分がメンブラン
フィルタ31によって除去された、湿度が０〜５％の脱湿
エアーである。 この脱湿エアーは、脱湿器22から温度調節器23に供給
され、所定の温度、例えば20〜25℃に温度調節される。
温度調節された脱湿エアーは、加湿器24に供給されて、
相対湿度が20〜50％、好ましくは30〜40％となるように
加湿される。 こうして、所定の温度及び湿度に調節されたエアー
は、送風機25により、パーティクル除去用のフィルタ26
を介してダクト８に送り出される。 次に、このレジスト塗布装置によるレジスト塗布動作
について説明する。 この場合、ウェーハの回転数及び排気流量は、図示し
ないシステムコントローラにおいて、予め、プログラム
されている。このプログラムに従って、システムコント
ローラにより回転機構４が制御されてウェーハ回転数が
制御されるとともに、例えばブロワーポンプが制御され
て、回転数に応じて排気量が例えば0.1〜1m³/分となる
ように制御される。 そして、レジストのウェーハへの滴下後、回転機構４
により載置台５の回転数が例えば1000rpmになるように
制御する。そして、これを２〜４秒間、保持し、レジス
トをウェーハ表面の全面に広げる。この期間は、ウェー
ハを比較的低速で回転する。そして、排気流量もこれに
応じて小さくする。これが多すぎると、拡げられたレジ
ストにすじが生じたりして面内均一性が悪化してしまう
のである。 この区間の後、ウェーハ回転数は2000〜5000rpmの高
回転数に上げられ、この高回転数を10〜30秒間保持す
る。これに伴い、排気流量は１〜5m³/minに上げられ、
同様に、この流量で10〜30秒間保持される。 この区間において、レジストは所望の膜厚となるよう
にされる。 この区間は、排気流量が少ないとウェーハ表面から出
たレジストミストがウェーハ表面に再付着してしまうの
で、ウェーハ回転数に応じて排気流量が多くされるもの
である。 この区間後は、ウェーハ回転数は2000〜3000rpmに落
とされて５〜10秒間保持されるとともに排気流量もこれ
に応じて少なくされる。この区間においては、ウェーハ
周縁に溶剤を滴下し、ウェーハ表面の周縁の余分のレジ
ストを除去する。これは、このウェーハ周縁のレジスト
が搬送中にはがれたりして、ゴミ付着の原因になるのを
防ぐためである。 この後、ウェーハ回転数は3000〜4000rpmに上げられ
るとともに排気流量も、それに応じて多くして、５〜10
秒間保ち、周縁に滴下した溶剤を遠心力によりウェーハ
より除去する。 以上のプロセスは、予め上記プログラムをメモリに記
憶し、CPUの制御により上記回転数、排気流量の制御を
自動的に行なう。そして、以上のような排気流量制御の
ため、図示しない排気量検出手段により常に排気量が検
出され、上記のような流量になるように制御されるもの
である。 以上のように、温度及び湿度を温湿度調節装置により
それぞれ所定の値に調節したエアーをスピンナカップに
供給することにより、ウェーハ近傍雰囲気のエアーの温
度及び湿度は常に所望の値に制御されるので、高性能の
レジストコーティング膜を生成することができる。しか
も、上記の例の場合、ウェーハの回転数に応じて流量を
制御したことにより、回転数に応じて最も高い塗布性能
が得られ、良好なレジスト膜塗布を行なうことができ
る。なお、排気流量の制御の方法としては、ポンプによ
る排気吸引量を制御する方法に限らず、例えば排気ダク
ト中に、排気エアーの流路の断面積を変えることができ
る例えば可変絞り機構を設ける等するようにしてもよ
い。 以上の例に温湿度調節装置の脱湿器の場合には、水分
を通さないメンブランフィルタを用いたが、膜状のフィ
ルタに限らないことはもちろんである。 また、フィルタ手段ではなく、水分を吸着する水吸着
材を用いた脱湿器を用いることもできる。 第４図は、水吸着材を用いた脱湿器の一実施例で、エ
アーをバルブ41を介して、水吸着材をカートリッジ内部
に収納した２個の脱湿器カートリッジ42,43に供給す
る。 そして、最初は、バルブ41を例えば脱湿器カートリッ
ジ42に対してエアーを送り込むように切り替えておき、
この脱湿器カートリッジ42の水吸着材が、水分吸着能力
を失ったら、バルブ41を切り替えて、エアーを他方の脱
湿器カートリッジ43に送り込むようにする。そして、脱
湿器カートリッジ42の方は、その間に水吸着材を加熱乾
燥処理等して再生しておく。 次に、脱湿器43カートリッジの水吸着材が、水分吸着
能力を失ったら、バルブ41を切り替えて、エアーを再生
した水吸着材の脱湿器カートリッジ42に送り込むように
する。以下、同様に、水吸着材の再生処理を行ない、脱
湿器カートリッジ42,43を交互に使用するようにする。
そして、水吸着材の吸着能力が再生不能になったら、脱
湿器カートリッジを交換するものである。 この場合に、バルブ41の切り替えは、脱湿器カートリ
ッジ42,43の出力エアー側に湿度計を設け、この湿度計
によって、出力エアーが所定の湿度以上になったらバル
ブ41を切り替え、他方は再生処理をするようにする。 以上は、この発明をレジスト塗布装置に適用した場合
であるが、この発明は、これに限られるものではなく、
エアーの温度及び湿度を所定の値にする場合のすべてに
適用可能である。例えば現像処理液やその他の処理液を
被処理体である半導体ウェーハやLCD基板、ガラス基板
な度の近傍の雰囲気のエアーを所定の温度及び湿度にし
て高性能のコーティング膜を塗布する場合等に適用可能
である。 また、温度及び湿度の調節対象となるのは、空気に限
らず、種々の処理ガス等の気体であってももちろんよ
い。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明によれば、温湿度調節
装置の脱湿器として、水分を通さないフィルタあるいは
水分を吸着する吸着材を用いるものを使用するので、従
来の冷凍機を用いる脱湿器に比べて構成が非常に簡単で
あると共に、小型に構成できるので、温湿度調整装置を
外置きにした場合にも、広いスペースを取らず、しか
も、安価に構成できる。したがって、コストパフォーマ
ンスに優れ、効率のよい温湿度調節を行なうことができ
る。 また、冷凍器を用いないので、環境破壊の問題となる
フロンを必要とせず、その上、保守が簡単であるという
利益もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による処理装置の一実施例を示す
図、第２図は、この発明による装置の要部の一実施例を
示す図、第３図及び第４図は、この発明による装置の要
部の他の実施例を示す図である。 20;温湿度調節装置 22;脱湿器 23;温調器 24;加湿器

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導入された気体を脱湿する脱湿手段と、 この脱湿手段により脱湿した気体を所定値に加湿する加
   湿手段と、 この加湿手段により加湿された気体を送風路に送り出す
   送風手段と、 上記送風路からの気体を受けながら被処理体を処理する
   被処理体処理手段と を具備することを特徴とする処理装置。
2. 【請求項２】上記脱湿手段はメンブランフィルタで構成
   されることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
3. 【請求項３】上記脱湿手段により脱湿された気体を温度
   調節する温度調節手段を設けたことを特徴とする請求項
   １に記載の処理装置。
4. 【請求項４】上記温度調節手段により、上記気体は20〜
   25℃に温度調節されることを特徴とする請求項３に記載
   の処理装置。
5. 【請求項５】上記加湿手段により加湿された気体の相対
   湿度は、20〜50％であることを特徴とする請求項１に記
   載の処理装置。