JP2736769B2 - 塗布装置 - Google Patents

塗布装置

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JP2736769B2
JP2736769B2 JP2000197A JP2000197A JP2736769B2 JP 2736769 B2 JP2736769 B2 JP 2736769B2 JP 2000197 A JP2000197 A JP 2000197A JP 2000197 A JP2000197 A JP 2000197A JP 2736769 B2 JP2736769 B2 JP 2736769B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,塗布装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】被処理基板,例えば半導体ウエハ(以
下,「ウエハ」という)のフォトリソグラフィー工程で
は,レジスト塗布,露光,現像等によりウエハ表面にレ
ジストパターンが形成される。このレジスト塗布におい
ては,上記ウエハを回転塗布するレジスト塗布装置が使
用されている。
【0003】このレジスト塗布装置は,上記ウエハを裏
面から設置台,例えばスピンチャックにより吸着保持
し,このスピンチャックに連設したモータにより回転制
御してウエハ表面に塗布液供給管,例えばレジスト供給
管から所定量の塗布液,例えばレジストを供給すること
により回転処理するものである。このようなレジスト塗
布技術は,例えば特開昭60−175569号,特開昭
61−15773号,特開昭61−194829号公報
等に開示されている。
【0004】このようなレジスト塗布処理を複数回繰返
して行なっていると,上記レジスト供給管先端に乾燥し
て固まったレジストが付着する。この付着したレジスト
量が多くなると,上記レジスト供給管先端の孔径が小さ
くなってしまい,予め定められたレジスト量がウエハ表
面に供給されなかったり,所定速度で供給されず,上記
ウエハ表面に形成するレジスト膜がむらになったり,所
定の膜厚が得られない等の問題があった。
【0005】この問題をなくすために上記レジスト供給
管下面に蓋をして密閉構造とするためのキャップを,キ
ャップ底に溶剤蒸気により上記レジスト供給管先端の乾
燥を防止する溶剤が貯留されるようにして,必要に応じ
て上記レジスト供給管下面に蓋をする技術が,例えば実
公昭62−23581号公報に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術では,レジスト供給管先端にレジストが乾燥して
付着することは防止できるが,この乾燥を防止する溶剤
をキャップ内に貯留させているため,この溶剤が貯留し
ている液量を検出することが困難であった。
【0007】この溶剤がなくなってしまうと,上記レジ
スト供給管先端のレジストの乾燥を防止することができ
なくなり,また上記溶剤が多いと,上記レジスト供給管
に付着し,この付着した溶剤がウエハ表面に液だれやレ
ジスト塗布時に付着し,形成するレジスト膜がむらにな
ってしまったり,所定の膜厚が得られない等の問題があ
った。
【0008】また,上記溶剤の液量を検出するセンサー
を設けるとしても,密閉構造とするために上記センサー
の取付けが困難である他,コストが高くなってしまう問
題もあった。
【0009】本発明は上記点に対処してなされたもの
で,被処理基板に悪影響を与えることなく,かつ簡単な
構造で供給管先端の乾燥を防止する乾燥防止機構を備え
た塗布装置を提供することをその目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め,請求項1の塗布装置は,支持台に支持された被処理
基板表面に供給管から塗布液を供給して塗布する装置に
おいて,上記供給管先端が挿入可能な開孔が設けられた
容器内に,上記供給管先端部の乾燥を防止する溶剤を溜
めるように形成された溶剤槽と,この溶剤槽からオーバ
ーフローした溶剤を排出する排出孔とを有する乾燥防止
機構を備え,前記開孔の位置は,前記溶剤槽の上方から
外れた位置に設定されていることを特徴としている。
【0011】かかる構成の塗布装置によれば,一定量以
上に上記溶剤が溜まることはなく,しかも容器内の溶剤
が所定液位,即ち供給管に接触しない程度の液位に保つ
ことができるので,この溶剤が上記供給管に付着するこ
とのない状態で,上記溶剤が蒸発する。したがって溶剤
の蒸気,即ち溶剤雰囲気により上記供給管先端の塗布液
の乾燥付着を防止することができる。そのため,上記被
処理基板上に塗布する膜に悪影響を与えず,所定の膜厚
を再現性よく得ることができる。そのうえ供給管先端が
挿入される開孔は,溶剤槽の上方から外れた位置に形成
されているので,供給管先端から落下した塗布液が溶剤
槽に入ることはない。
【0012】ところで長時間塗布処理を行なわないとき
に,上記供給管内の塗布液が変質してしまう場合があ
る。そこでそのような変質したおそれのある塗布液を被
処理基板上に塗布することを防止するため,請求項2に
記載したように,予め定めた時間以上に被処理基板表面
への塗布処理を実施しなかった時は,容器内で自動的に
供給管から塗布液が吐出されるように構成してもよい。
この場合においても,供給管先端が挿入される開孔が,
溶剤槽の上方から外れた位置に形成されているので,供
給管先端から吐出された塗布液が溶剤槽に入って,溶剤
槽内の溶剤と混入することはない。
【0013】
【発明の実施の形態】以下,本発明にかかる塗布装置
を,半導体製造工程におけるレジスト塗布処理を行うレ
ジスト塗布装置に適用した実施の形態について,図面を
参照して説明する。
【0014】まずレジスト塗布装置の構成を説明する。
被処理基板,例えばウエハ1を保持,例えば吸着保持可
能な設置台,例えばチャック2が設けられている。この
チャック2には回転駆動機構,例えばモータ3が連設し
ており,このモータ3の駆動により,チャック2を介し
て上記ウエハ1は回転可能である。
【0015】このチャック2により保持したウエハ1を
囲繞する如く有底円筒形のカップ4が上下動可能に設け
られている。このカップ4は,上記ウエハ1表面の延長
面と交わる近辺の部分を角度A(A≠90゜)として傾
斜させた状態で設けられており,上記ウエハ1に塗布,
例えばレジストを塗布する際にレジストが飛散しても上
記傾斜させたカップ4内壁により,レジストが上記ウエ
ハ1表面へはね返らない構造となっている。
【0016】上記カップ4の底部には,レジストの排出
管5及び排気管6が接続されている。上記排出管5は,
使用後のレジストを収容するドレインボックス7に連設
し,上記排気管6は,上記カップ4内の排気を行なうた
めの図示しない排気機構に連設している。
【0017】また,上記ウエハ1の中心軸上からレジス
トをウエハ1表面に供給可能な如く供給管8が設けられ
ている。この供給管8は,移動可能な支持体9に支持さ
れており,この支持体9の例えばロータリーアクチュエ
ーター及びエアシリンダからなる移動機構10の移動,
即ちX・Y・Z・θ移動により,一体的に移動可能とさ
れている。この移動により,上記供給管8を上記ウエハ
1上方と上記供給管8の先端部の乾燥を防止する乾燥防
止機構11との間で移動が可能とされ,この移動時に上
記供給管8がカップ4に接触しないように,上昇し,上
記乾燥防止機構11上で下降してこの乾燥防止機構11
内に上記供給管8が挿入可能な如く構成されている。
【0018】この乾燥防止機構11は,図2に示すよう
に,この乾燥防止機構11を構成するほぼ密閉された容
器12が上記カップ11に連設されている。この容器1
2の上壁には,上記供給管8とほぼ同口径あるいはやや
大きめの開孔13が設けられており,この開孔13から
容器12内に供給管8先端が挿入可能とされている。こ
の開孔13の位置は,図2,図3に示したように,後述
の溶剤槽14の上方から外れた位置に形成されている。
【0019】この容器12の内部には,この容器12下
壁より小さい面積の下壁を有する溶剤槽14が形成され
ている。この溶剤槽14は,上記供給管8に接触しない
高さの仕切り板を上記容器12内底部に設けることによ
り構成され,この溶剤槽14内に溶剤を供給する溶剤供
給管15が,上記溶剤槽14よりやや高い位置の上記容
器12の側壁,あるいは上壁に接続されている。さらに
この溶剤供給管15より低い位置の容器12の側壁ある
いは容器12の下壁に上記溶剤を排出するための排出
孔,即ち溶剤排出管16が接続されている。このように
してレジスト塗布装置が構成されている。
【0020】次に,上述したレジスト塗布装置の動作作
用を説明する。まず,カップ4を下降させておき,図示
しない搬送機構,例えばベルト搬送やハンドリングアー
ム等によりウエハ1を上記カップ4内のチャック2上に
搬送し,上記ウエハ1の中心とチャック2の中心を合わ
せてチャック2上に載置する。そして,この載置したウ
エハ1をチャック2に連設した図示しない真空機構によ
り吸着保持する。その後,上記カップ4を上昇させ,上
記ウエハ1周囲にカップ4が位置する如く停止させる。
上記チャック2上に保持されたウエハ1の中心部に,供
給管8を介して先端部から所定量のレジストを供給す
る。
【0021】この時,上記供給管8は,通常状態で乾燥
防止機構11内に挿入されているため,レジストをウエ
ハ1表面に供給する際には,移動機構10により上記供
給管8を上昇させてこの供給管8を上記乾燥防止機構1
1の開孔13から挿出し,上記供給管8がウエハ1中心
部に位置するようにX・Yあるいはθ駆動し,さらに,
上記供給管8の先端部からウエハ1表面までの距離が,
5〜20mmとなるように下降される。
【0022】そして,所定量のレジストが供給されたウ
エハ1をモータ3によりチャック2を介して回転制御す
る。この回転は,オペレーターにより予め設定された加
速度及び回転数に基づいて自動的に制御される。この回
転により,上記ウエハ1表面のレジストは遠心力により
中心部から周縁部に拡散される。そして,上記ウエハ1
をさらに高速回転させて上記供給したレジストを乾燥さ
せ,これによりウエハ1表面に均一な所定の膜厚を形成
する。
【0023】このような回転により飛散されたレジスト
は,上記カップ4底部に設けられた排出管5から排出さ
れ,ドレインボックス7内に回収される。また上記レジ
スト塗布処理中,上記カップ4内の雰囲気によりウエハ
1表面に形成するレジストの膜厚及び均一性が左右され
るため,必要に応じて上記カップ4の底部に設けられた
排気管6より排気制御される。
【0024】このようなレジスト塗布を行なうと,上記
供給管8先端部に残留しているレジストが乾燥して固化
してしまう。このレジストが固化した状態で次のウエハ
のレジスト塗布処理を行なうと,所望するレジストの膜
厚及び均一性等が得られずに歩留まりが低下してしまう
問題がある。したがって,上記供給管8からウエハ1表
面にレジストを供給しない場合は,上記供給管8を乾燥
防止機構11内に開孔13から内部に挿入させて上記レ
ジストの変質や乾燥を防止させておく。
【0025】これは容器12内部に形成された溶剤槽1
4内に溶剤例えばアセトンあるいはECA(エチル・セ
ロソルブ・アセテート)を溶剤供給管15から供給し,
この溶剤の蒸発した雰囲気により上記容器12内を満た
すことで,上記レジストの変質や乾燥を防止できる。
【0026】この時,上記溶剤供給管15から溶剤槽1
4内に供給される溶剤の量が多い場合は,上記溶剤槽1
4からオーバーフローして上記容器12内に流出し,溶
剤排出管16から排出され,上記容器12内の溶剤が所
定液位,即ち上記供給管8に接触しない程度の液位に保
つことができ,この溶剤が上記供給管8へ付着すること
によるウエハ1表面への液だれ等によるウエハ1への悪
影響を抑止することができる。この溶剤は,定期的に溶
剤供給管15から供給し,溶剤排出管16から溶剤が多
少排出された時点で溶剤の供給を停止するようにしても
よいし,溶剤の蒸発速度を考慮して,定期的に所定量の
溶剤を供給してもよい。
【0027】また,長時間レジスト塗布処理を行なわな
いと,上記供給管8内のレジストが変質してしまう場合
があるため,本実施形態にかかるレジスト塗布装置にお
いては,予め定めた時間以上レジスト塗布処理を行なわ
なかった時に自動的に,上記供給管8からレジストを吐
出する(いわゆるダミーディスペンスする)ように構成
されている。この場合のレジストの吐出も,上記容器1
2内で行なうことができ,これによって吐出したレジス
トは,溶剤と共に溶剤排出管16から排出される。
【0028】この時,既述したように,供給管8が挿入
される開孔13の位置は,上記溶剤槽14上方から外れ
た位置に形成されているので,上記吐出したレジストや
自然落下したレジストが,上記溶剤槽14内に混入する
ことはない。従って溶剤槽14内には,常にレジストが
混入していない所定の溶剤が溜められている。
【0029】上記実施の形態では,半導体ウエハのレジ
スト塗布処理について説明したが,本発明はこれに限定
されるものではなく,例えばポリイミド塗布,SOG
(Spinon glass)塗布,あるいは液晶TVなどの画面表
示装置等に用いられるLCD基板や,プリント基板への
塗布処理の際も同様な効果が得られる。
【0030】
【発明の効果】請求項1,2の発明にかかる塗布装置に
よれば,一定量以上に溶剤が溶剤槽に溜まることはな
く,この溶剤が上記供給管に付着することのない状態
で,上記溶剤が蒸発した蒸気,即ち溶剤雰囲気により上
記供給管先端の塗布液の乾燥付着を防止することができ
る。そのため,上記被処理基板上に塗布する膜に悪影響
を与えず,所定の膜厚を再現性よく得ることができる。
しかも供給管先端が挿入される開孔は,溶剤槽の上方か
ら外れた位置に形成されているので,供給管先端から落
下した塗布液が溶剤槽に入ることはなく,溶剤槽内に
は,常に塗布液が混入していない所定の溶剤が溜められ
ている。したがって,溶剤槽からは常に所期の溶剤の蒸
気を得ることができ,供給管先端の塗布液の乾燥付着を
効果的に防止できる。
【0031】特に請求項2の場合には,予め定めた時間
以上に被処理基板表面への塗布処理を実施しなかった時
は,容器内で自動的に供給管から塗布液が吐出されるよ
うに構成されているので,長時間塗布処理を行なわず供
給管内で変質したおそれのある塗布液が被処理基板上に
塗布されることが防止される。この場合にも,供給管先
端から吐出された塗布液が溶剤槽に入って,溶剤槽内の
溶剤に混入することはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかるレジスト塗布装置
の構成の概略を示す説明図である。
【図2】図1のレジスト塗布装置における乾燥防止機構
の側面からみた説明図である。
【図3】図1のレジスト塗布装置における乾燥防止機構
の平面からみた説明図である。
【符号の説明】
1 ウエハ 2 チャック 8 供給管 11 乾燥防止機構 12 容器 13 開孔 14 溶剤槽 15 溶剤供給管 16 溶剤排出管

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】支持台に支持された被処理基板表面に供給
    管から塗布液を供給して塗布する装置において,上記供
    給管先端が挿入可能な開孔が設けられた容器内に,上記
    供給管先端部の乾燥を防止する溶剤を溜めるように形成
    された溶剤槽と,この溶剤槽からオーバーフローした溶
    剤を排出する排出孔とを有する乾燥防止機構を備え,前
    記開孔の位置は,前記溶剤槽の上方から外れた位置に形
    成されていることを特徴とする,塗布装置。
  2. 【請求項2】予め定めた時間以上に被処理基板表面への
    塗布処理を実施しなかった時は,容器内で自動的に供給
    管から塗布液が吐出されるように構成されたことを特徴
    とする,請求項1に記載の塗布装置。
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