JP2816630B2 - 回転塗布処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウエハ等（以
下、基板と称する）を回転し、基板に供給した塗布液を
遠心力の作用で基板表面にて均一に広げることによっ
て、基板表面上に均一な塗布液の被膜を形成する回転塗
布処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置としては従来より、例えば
本出願人の提案に係る特開平４−４５５１４号公報に開
示されたものが知られている。それは、図４で示すよう
に、未処理の基板１を供給する基板供給部１１０と、基
板供給部１１０から供給される各基板１に塗布液の被膜
を形成する回転塗布処理部１２０と、各基板１を回収す
る基板回収部１３０から構成される。

【０００３】なお図４において、基板供給部１１０内の
符号２は複数の基板１を収容するキャリヤ、１１１は基
板１をキャリヤ２から取り出し、あるいはキャリア２に
収納する基板装填ロボット、また回転塗布処理部１２０
内の符号１２１は基板搬送ロボット、１２３は塗布液の
回転塗布機、１２７は塗布液の溶剤成分を揮発させるた
めに基板を熱板に密着ないし近接させて加熱する熱処理
板である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年の半導体ウエハ等
は、ますます回路集積度が高くなり、その被膜形成にお
いても、ますます高品質で均一な処理が要求されるよう
になってきた。しかしながら上記従来例では、例えば、
回転塗布処理部１２０で基板１にシリカ系被膜形成用の
塗布液を塗布した後、それら塗布済みの複数基板１を一
括して熱処理炉に運び入れて熱処理することにより、基
板１表面にシリカ系被膜を形成する場合において、処理
後の基板１に形成された被膜に気泡やピンホールが生じ
るなど欠陥があって品質を低下することがあり、また、
その欠陥の発生も一括して熱処理した基板１のなかで、
回転塗布処理部１２０にて先に回転塗布処理した基板ほ
ど、比較的、欠陥発生頻度が高い傾向がある。

【０００５】そこで、本発明者らがかかる不都合の原因
を鋭意研究した結果、次のことが判明した。即ち、上記
回転塗布処理部１２０で被膜形成を終えた各基板１は、
後続の熱処理炉で一括して熱処理されるまで、上記基板
回収部１３０で待機することになるが、この基板回収部
１３０内で待機する間に、基板１の表面に形成された塗
布液の被膜が空気中の水分を吸収してしまい、その吸湿
が被膜の気泡、ピンホール発生などの品質低下の原因と
なっていることが判明した。

【０００６】しかも、基板回収部１３０内における待機
時間は、回転塗布処理部１２０における被膜の回転塗布
処理による形成が時間的に先に行われた基板と後に行わ
れた基板とで相当異なることになるので、先に形成され
た被膜は後に形成された被膜と比べてより多く吸湿する
ことになり、後続の熱処理炉がそれら複数の基板を同一
熱処理環境で一括して熱処理を行う一括熱処理装置であ
るにもかかわらず、基板間で、泡やピンホールなどの欠
陥発生の程度や形成される被膜の厚さなどの品質にバラ
ツキが生じていたことが判った。

【０００７】特にシリカ系被膜形成用の塗布液を用いて
被膜を形成した場合には、塗布後の被膜の吸湿性が強
く、上記弊害が顕著に表れ易い。本発明はこのような事
情を考慮してなされたもので、基板表面に形成した被膜
の欠陥の発生を抑制し、品質が高く且つ品質のバラツキ
がない均一な処理を可能にすることを技術課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものとして、以下のように構成される。即ち、基板
を供給する基板供給部と、基板供給部から供給される基
板に塗布液の被膜を形成する回転塗布処理部と、回転塗
布処理部で被膜を形成した基板を回収する基板回収部と
よりなる回転塗布処理装置であって、当該回転塗布処理
装置の次に処理を行う装置が、前記基板回収部に回収さ
れている複数の基板を、一括して処理する複数基板一括
処理装置である回転塗布処理装置において、 前記基板
回収部に、基板に形成されている被膜の吸湿を阻止する
吸湿阻止手段を備えたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作 用】基板供給部から供給される基板は、順次、回
転塗布処理部において塗布液の被膜が形成され、基板回
収部にて回収される。基板回収部においては、回収され
た基板は、吸湿阻止手段により、その表面に形成されて
いる塗布液の被膜が吸湿しない膜質に保たれ、基板間で
も品質に差がない良好な被膜を形成することができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明の実施例に係る回転塗布処理装置５０
を模式的に示す平断面図、図２はその回転塗布処理装置
の斜視図、図３はその要部を破断して示す側面図であ
る。

【００１１】この実施例装置は、基板１を供給する基板
供給部１０と、基板供給部１０から供給される各基板１
に塗布液の被膜を形成する回転塗布処理部２０と、回転
塗布処理部２０で被膜を形成した各基板１を回収する基
板回収部３０から構成される回転塗布処理装置５０であ
る。また、この回転塗布処理装置５０には、その横に、
基板回収部３０と隣接するように複数基板一括式熱処理
装置４０が連接配備され、回転塗布処理部２０で被膜形
成を終えた各基板１を一旦基板回収部３０に回収し、回
収された複数枚の基板１を１単位として複数基板一括処
理装置４０で一括して熱処理するように構成されてい
る。

【００１２】上記基板供給部１０は、基板１を回転塗布
処理部２０に供給する基板供給部としてのみならず、後
述のように一時的に基板１を回収する基板回収部として
の機能をも有し、図１及び図２で示すように、多数の基
板１を水平位置にした状態で鉛直方向に間隔を保って収
容する複数のキャリア２が、キャリヤ載置台３上に整列
配置されている。このキャリヤ載置台３の前面には、主
操作パネル４が組み込まれ、あらかじめ設定した一連の
処理を連続的に行うことができるように構成されてい
る。

【００１３】この基板供給部１０は、図２で示すように
カバー１１で覆われており、その内部には、図１で示す
ように、吸湿阻止手段３２を備えている。なお、上記吸
湿阻止手段３２は、後述する基板回収部３０内に設けら
れたものと同様の構成であり、その内容については後述
する説明に譲り、省略する。

【００１４】基板供給部１０は、基板装填ロボット５に
て、キャリア２から１枚づつ基板１を取り出して基板搬
送ロボット２１に渡し、また、回転塗布部２０による被
膜の形成、あるいは複数基板一括処理装置４０による熱
処理を終えた基板１を空のキャリア２内に戻すことがで
きるようになっている。

【００１５】上記回転塗布処理部２０は、その中央部に
上記基板搬送ロボット２１の通路２２を設け、この通路
２２の一側に２台の回転塗布機２３を、その他側に３台
の熱処理板２７を配設して成り、上記基板搬送ロボット
２１により１枚づつ基板１を搬送して各基板１の表面に
塗布液を被膜形成するとともに、その塗布液の溶剤成分
を揮発させるように構成されている。

【００１６】上記回転塗布機２３は、基板１を保持して
回転するチャック２４と、チャック２４を囲うように設
けられた飛散防止カップ２５と、チャック２４で保持し
た基板１の表面にシリカ系被膜形成用塗布液を供給する
塗布液供給ノズル２６とを備えて成り、基板１の表面に
塗布液の被膜を形成するように構成されている。なお、
上記シリカ系被膜形成用塗布液としては、例えば、ハロ
ゲン化シランやアルコキシシラン等のシリコン化合物
を、アルコール類やエステル類等の有機溶剤に溶解させ
た液や、シリカ系の微粒子を有機溶剤に分散混入した液
が使用される。

【００１７】また、上記熱処理板２７は、その上段にホ
ットプレート２８を、下段にクールプレート２９を備え
て成り、基板１をこれらのホットプレート２８及びクー
ルプレート２９に順次接触あるいは近接させて、当該基
板１に被膜形成した塗布液の溶剤成分を揮発させるよう
に構成されている。

【００１８】上記基板回収部３０は、図２で示すよう
に、前記基板供給部１０と同様のカバー３１で覆われて
おり、図１で示すように、その内部に後述する吸湿阻止
手段３２と、多数の基板１を収容することができる基板
収容ボート３５を複数個と、基板収容ボート３５に対し
て基板１を出し入れする第２基板装填ロボット３８とを
備えている。上記基板収容ボート３５は、後述する複数
基板一括処理装置４０の本体部である縦型熱処理炉４６
内に、例えば５０枚の基板１を一単位として装填するた
めのもので、耐熱性部材である石英ガラス材で形成され
ている。

【００１９】上記吸湿阻止手段３２は、基板回収部３０
内の温度を上昇させる昇温手段として上記カバー３１に
付設された透明なフィルムヒータ３３と、基板回収部３
０内の湿度を低減させる湿度低減手段として上記カバー
３１の内面に沿って配設された多数のガス噴孔を有する
ガス吐出管３４とから成り、このフィルムヒータ３３・
ガス吐出管３４により基板回収部３０内を一定の高温温
度にしてその温度を保ちつつ、基板回収部３０の内部に
乾燥したＮ_２ガスを供給することにより、基板１に形成
された被膜の吸湿を防止するように構成されている。

【００２０】上記ガス吐出管３４より吐出されるＮ_２ガ
スは、上記複数基板一括処理装置４０の縦型熱処理炉４
６を有する炉室４５内において、その炉室４５の高温に
なる外壁４７の内面に沿って設けられた受熱管３７内で
暖められ、配管３６を介して送られてくる。このように
乾燥Ｎ₂ガスを加熱する構成としたことにより、上記ガ
ス吐出管３４は湿度低減手段としての機能だけでなく、
基板回収部３０内の温度を上昇させる昇温手段としての
機能とを兼備することになり、またＮ_２ガスを加熱する
ための特別の熱源は不要になる。

【００２１】なお、上記実施例では、吸湿阻止手段３２
を昇温手段であるフィルムヒータ３３と、湿度低減手段
であるガス吐出管３４とにより構成したが、これらのう
ち少なくとも一方のみで吸湿阻止手段３２を構成しても
よく、その他の昇温手段や湿度低減手段で代替させても
よく、例えば薬剤等により水分を除去する構成でもよ
く、要するに基板に形成された被膜の吸湿が阻止できる
ものであれば如何なる構成であってもよい。

【００２２】上記複数基板一括処理装置４０は、ボート
搬送ロボット４２を設置したボート搬送室４１と、上記
縦型熱処理炉４６を設置した炉室４５とから成り、上記
基板回収部３０において基板１を回収・収容した基板収
容ボート３５を、ボート搬送ロボット４２で搬送して縦
型熱処理炉４６内に装填し、基板収容ボート３５に収容
した多数の基板１を一括して熱処理するように構成され
ている。なお、図１中の符号４３はボート搬送ロボット
４２の通路である。

【００２３】上記縦型熱処理炉４６内で熱処理を終えた
基板１は、基板収容ボート３５ごと、ボート搬送ロボッ
ト４２で基板回収部３０に返送され、第２基板装填ロボ
ット３８により基板搬送ロボット２１に移載され、基板
搬送ロボット２１により前記基板供給部１０に返送され
てキャリア２内に収納される。

【００２４】なお、塗布液の被膜を厚く形成した状態に
して複数基板一括処理装置４０で熱処理を行いたい場合
には、回転塗布処理部２０で塗布液被膜を形成した基板
１を、一旦基板供給部１０のキャリア２に収納する動作
をキャリア２内の全ての基板１について順次行う。この
ようにして全ての基板１について１回目の被膜形成が済
むと、続いて同様に２回目以後の被膜形成を所定回数繰
り返して行う。この場合には、各基板１は１回目の被膜
形成から２回目の被膜形成までの間、一時的に基板供給
部１０に回収されて待機することになる。即ち、この場
合には、基板供給部１０は基板回収部としても作用し、
供給部と回収部とを兼ねることになる。従って本実施例
では、基板供給部１０にも前述のように吸湿阻止手段３
２を設けて、基板１に形成された塗布液被膜の基板供給
部１０における吸湿を防止している。

【００２５】上記実施例では、回転塗布処理部２０が回
転塗布機２３と熱処理板２７を配設したものとして、ま
た、複数基板一括処理装置４０がボート搬送ロボット４
２を設置したボート搬送室４１と、縦型熱処理炉４６を
設置した炉室４５とを有するものとして説明したが、本
発明は上記実施例に限るものではない。さらに、上記回
転塗布処理部や熱処理板等についても、適宜変更を加え
て実施し得ることは多言を要しない。

【００２６】また、回転塗布処理装置５０と複数基板一
括処理装置４０との関わりは、回転塗布処理装置５０で
枚葉式に基板を回転塗布処理した後、それら基板を複数
枚一括式に複数基板一括処理装置４０で処理する関係に
あり、本発明にかかる回転塗布装置は、複数基板一括処
理装置とこのような関係にある回転塗布処理装置である
ことを必須とするのであるが、ただし、前記実施例の回
転塗布処理装置５０と複数基板一括処理装置４０のよう
に必ずしも隣接して設置されていることに、限定される
ものではない。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明で
は、基板回収部に吸湿阻止手段を配備したので、基板に
形成されている被膜の基板回収部内における吸湿を防止
することができる。このため、本発明に係る回転塗布装
置は、基板を枚葉式に処理する装置であって、かつ、当
該回転塗布処理装置の次に処理を行う処理装置が、複数
の基板を一括して処理する複数基板一括処理装置である
にも関わらず、当該回転式基板処理装置の基板回収部に
回転塗布処理後で複数基板一括処理前の間に、基板に形
成されている被膜を吸湿させないので、基板表面に形成
した被膜の欠陥の発生が抑制され、品質が高く且つ品質
のバラツキがないものが得られ、基板の歩留まりの向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る基板処理装置を模式的に
示す平断面図である。

【図２】その基板処理装置の斜視図である。

【図３】その基板処理装置の要部を破断して示す側面図
である。

【図４】従来例に係る基板処理装置を模式的に示す平面
図である。

【符号の説明】

１…基板、 １０…基板供給部、２０…回
転塗布処理部、 ３０…基板回収部、３２…吸湿阻止
手段、 ４０…複数基板一括処理装置。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−198122（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−148372（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−53421（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−326509（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027 H01L 21/31 H01L 21/68

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を供給する基板供給部と、 基板供給部から供給される基板に塗布液の被膜を形成す
   る回転塗布処理部と、 回転塗布処理部で被膜を形成した基板を回収する基板回
   収部と、 よりなる回転塗布処理装置であって、 当該回転塗布処理装置の次に処理を行う装置が、前記基
   板回収部に回収されている複数の基板を、一括して処理
   する複数基板一括処理装置である回転塗布処理装置にお
   いて、 前記基板回収部に、基板に形成されている被膜の吸湿を
   阻止する吸湿阻止手段を備えたことを特徴とする回転塗
   布処理装置。