JP2907877B2 - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents

塗布装置および塗布方法

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JP2907877B2 JP1196593A JP19659389A JP2907877B2 JP 2907877 B2 JP2907877 B2 JP 2907877B2 JP 1196593 A JP1196593 A JP 1196593A JP 19659389 A JP19659389 A JP 19659389A JP 2907877 B2 JP2907877 B2 JP 2907877B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被処理物の表面に均一な膜厚の塗膜を形成
するための塗布技術に関し、例えば半導体集積回路装置
の製造で使用されるレジストの塗布に適用して有効な技
術に関するものである。
〔従来の技術〕
半導体集積回路装置の製造工程で使用されるレジスト
塗布装置については、例えば株式会社工業調査会、昭和
63年12月13日発行の「超LSI製造・試験装置ガイドブッ
ク」P78〜P83に記載されている。
第4図は、従来のレジスト塗布装置の一部に設けられ
た塗布カップ30を示している。この塗布カップ30は、略
有底円筒形の外壁31と、この外壁31の内側に同心円状に
配置された内壁32とで構成されている。塗布カップ30の
内側には、半導体ウエハ33を支持するためのスピンチャ
ック34が設けられている。このスピンチャック34には、
回転軸35を介してモータ36が連結されている。スピンチ
ャック34および回転軸35の内部には、一端がスピンチャ
ック35の上面に開口する連通管(図示せず)が設けら
れ、この連通管を通じて図示しない真空ポンプによりウ
エハ33をスピンチャック34に真空吸着するようになって
いる。
前記外壁31の底部には、排気口37が設けられ、図示し
ない排気ポンプによりこの排気口37を通じて塗布カップ
30内の排気が行われる。この排気は、レジストミストと
称されるレジストの浮遊塵埃がスピンチャック34上のウ
エハ33に再付着したり、塗布カップ30外に飛散したりす
るのを防止するために行われる。ウエハ33の外方に飛ば
されたレジストやレジストミストは、排気口37を通じて
塗布カップ30外に排気される。また、外壁31の上部に
は、ウエハ33の外方に飛ばされたレジストが跳ね返って
ウエハ33に再付着するのを防止するための跳ね返り防止
板38が設けられている。
スピンチャック34の中央部上方には、レジスト滴下ノ
ズル39が設けられ、その先端からウエハ33の中心部に所
定量のレジスト40が滴下されるようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明者の検討によれば、上記した従来のレジスト塗
布装置には、下記のような問題がある。
前述のように、レジスト塗布時には、ウエハに滴下さ
れたレジストの一部がウエハの高速回転によってその外
方に飛ばれるため、塗布カップ内にレジストミストが発
生するが、このレジストミストは、塗布カップ外に飛散
して他のユニットに収容されたウエハを汚染したり、ス
ピンチャック上のウエハに再付着して露光精度を低下さ
せたりするため、従来のレジスト塗布装置においては、
塗布カップの外壁底部に設けた排気口を通じてこのレジ
ストミストを塗布カップ外に排気している。
ところで、近年のウエハの大口径化などに伴って上記
レジストミストの発生量が次第に増加する傾向にあるた
め、塗布カップの排気量を増加することによって、レジ
ストミストを速やかに塗布カップ外に排出させる必要が
生じている。ところが、塗布カップの排気量を増加する
と、ウエハの周縁部で排気風速が大きくなるため、ウエ
ハの中心部よりも周縁部でレジストの乾燥が促進され、
ウエハの中心部の周縁部とでレジストの膜厚にばらつき
が生じる結果、露光精度が低下してしまうという問題が
ある。
本発明は、上記した問題点に着目してなされたもので
あり、その目的は、塗膜の膜厚精度を損なうことなく、
塗布カップ内のミストを速やかに排出することのできる
技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本願の一発明は、スピンチャックと、前記スピンチャ
ックを回転させるための駆動部と、前記スピンチャック
の周囲に設けられた外壁と、前記外壁と前記スピンチャ
ックとの間で、かつ前記スピンチャックよりも低い位置
に設けられた第1の排気口と、前記スピンチャックの上
部に設けられた排気フードと、前記排気フード内部で、
かつ前記スピンチャックよりも高い位置に設けられた第
2の排気口を有することを特徴とする塗布装置、また他
の一発明は、スピンチャックに被処理物を吸着するステ
ップと、前記スピンチャックを回転するステップと、前
記スピンチャック周辺の雰囲気を、前記スピンチャック
の上方周辺および下方から排気するステップと、回転し
ている前記被処理物の表面に塗膜形成材料を滴下するス
テップとを有することを特徴とする塗布方法である。
〔作用〕
上記した手段によれば、外壁の底部に設けた排気口
と、排気フードの一部に設けた第二の排気口のそれぞれ
を通じて排気を行うことによって、塗布カップ内のミス
トを速やかに排出することが可能となり、しかもその
際、外壁の底部の排気口を通じて排出されるミストの排
気量を少なくすることにより、被処理物の周縁部の排気
風速の増大に起因する塗膜の膜厚のばらつきを防止する
ことが可能となる。
以下、本発明を実施例により詳述する。
〔実施例1〕 第1図は、本発明の一実施例であるレジスト塗布装置
の塗布カップ1を示している。
この塗布カップ1は、略有底円筒形の外壁2と、この
外壁2の内側に同心円状に配置された内壁3とで構成さ
れている。内壁3の内側には、ウエハ4を支持するため
のスピンチャック5が設けられている。このスピンチャ
ック5には、回転軸6を介してモータ7が連結され、こ
のモータ7によりスピンチャック5が水平面内で高速回
転するようになっている。スピンチャック5および回転
軸6の内部には、一端がスピンチャック5の上面に開口
する連通管(図示せず)が設けられ、この連通管を通じ
て図示しない真空ポンプによりウエハ4をスピンチャッ
ク5に真空吸着するようになっている。
スピンチャック5の中央部上方には、レジスト滴下ノ
ズル8が設けられ、その先端からウエハ4の中心部に所
定量のレジスト9が滴下されるようになっている。
外壁2の底部には、内壁3の外周に沿って排気口10が
設けられ、図示しない排気ポンプによりこの排気口10を
通じて塗布カップ1内で発生したレジストミストの排気
が行われるようになっている。外壁2の上部には、レジ
スト塗布時にウエハ4の外方に飛ばされたレジストの一
部が跳ね返ってウエハ4に再付着するのを防止するため
の跳ね返り防止板11が設けられている。
塗布カップ1の上方には、この塗布カップ1の上部を
覆うように排気フード12が設けられている。この排気フ
ード12は、塗布カップ1の上縁部に接するように設けら
れている。排気フード12には、外壁2の外周を囲む第二
の排気口13が設けられ、図示しない排気ポンプによりこ
の排気口13を通じて塗布カップ1内で発生したレジスト
ミストの排気が行われるようになっている。第二の排気
口13に接続された排気ポンプは、前記外壁2の底部の排
気口10に接続された排気ポンプとは別体になっており、
排気口10を通じて排出されるミストの排気量と第二の排
気口13を通じて排出されるミストの排気量のそれぞれが
独立に制御されるようになっている。
上記のような塗布カップ1を備えたレジスト塗布装置
を用いてウエハ4にレジスト9を塗布するには、まずス
ピンチャック5の上面にウエハ4を真空吸着させ、次い
でモータ7を駆動してウエハ4を、例えば4000〜5000rp
m程度の高速で回転させながら、レジスト滴下ノズル8
の先端からウエハ4の中心部に所定量のレジスト9を滴
下する。これにより、ウエハ4の上面に滴下されたレジ
スト9は、遠心力によってウエハ4の周縁部方向に放射
状に飛散されるので、ウエハ4の上面に均一な膜厚のレ
ジスト9が塗布される。このときウエハ4の外方に飛ば
されたレジストやレジストミストの一部は、外壁2の底
部の排気口10を通じて外部に排出され、残りは排気フー
ド12に設けられた第二の排気口13を通じて外部に排出さ
れる。この排気を行う際には、外壁2の底部の排気口10
から排気されるレジストやレジストミストの排気量を少
なくするとよい。これにより、ウエハ4の周縁部の排気
風速の増大に起因すれるレジスト9の膜厚のばらつきが
防止されるので、ウエハ4上のレジスト9の膜厚精度が
最良となる。この場合には、排気口10の排気量を多くし
た場合に比べて多量のレジストミストが発生するが、こ
のレジストミストは第二の排気口13を通じて速やかに外
部に排出される。すなわち、排気口10の排気量を少なく
した分、第二の排気口13の排気量を多くすることによ
り、レジストミストのウエハ4への再付着を確実に防止
することができる。
このように、本実施例1のレジスト塗布装置によれ
ば、外壁2の底部に設けた排気口10と、排気フード12に
設けた第二の排気口13のそれぞれを通じてレジストミス
トの排気を行うので、塗布カップ1内のレジストミスト
を速やかに排出することができ、しかもその際、外壁2
の底部に設けた排気口10の排気量を少なくすることによ
り、ウエハ4上に膜厚精度の高いレジスト9を塗布する
ことができるので、半導体集積回路装置の製造歩留りを
向上させることができる。
〔実施例2〕 第2図は、本発明の他の実施例であるレジスト塗布装
置の塗布カップ1を示している。
このレジスト塗布装置と前記実施例1のそれとの相違
点は、塗布カップ1の上部を覆う排気フード12外径を塗
布カップ1の上縁部の外径と一致させた点にある。従っ
て、この排気フード12に設けられた第二の排気口13は、
塗布カップ1の上方に向かって延在され、例えばフレキ
シブルな排気ホースなどを通じて図示しない排気ポンプ
と接続されている。
すなわち、前記実施例1のレジスト塗布装置において
は、排気フード12の外径が塗布カップ1の上縁部の外径
よりも大きいため、その分塗布カップ1の外径が大きく
なり、レジスト塗布装置が大形化してしまうが、本実施
例2のレジスト塗布装置によれば、排気フード12の外径
が塗布カップ1の上縁部の外径と等しいため、レジスト
塗布装置を大形化することなく、前記実施例1と同様の
効果を得ることができる。
〔実施例3〕 第3図は、本発明の他の実施例であるレジスト塗布装
置の塗布カップ1を示している。
このレジスト塗布装置と前記実施例1、2のそれとの
相違点は、塗布カップ1と排気フード12とを通底させる
とともに、外壁2の底部に設けた排気口10と第二の排気
口13とを一体化した点にある。そして、跳ね返り防止板
11の外側を通じて排気口10(13)から排出されるレジス
トミストの排気量と跳ね返り防止板11の内側を通じて排
気口10(13)に排出されるレジストミストの排気量のそ
れぞれを制御することができるようにするため、外壁2
の内周に沿って開閉自在な排気調整シャッタ14を設けて
いる。
すなわち、前記実施例1、2のレジスト塗布装置にお
いては、排気フード12に第二の排気口13を設けたことに
よって、排気口の数が従来技術よりも増加するために、
レジスト塗布装置が大形化、かつ複雑化してしまうが、
本実施例3のレジスト塗布装置によれば、排気口の数を
増加させることなく、前記実施例1、2と同様の効果を
得ることができ、かつ従来のレジスト塗布装置の改造に
要する費用も僅かで済む。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づ
き具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。
前記実施例1〜3では、塗布カップの上部を覆う排気
フードを一重に設けたが、この排気フードは、二重また
はそれ以上に設けてもよい。排気フードの形状も前記実
施例1〜3の形状に限定されるものではなく、種々変更
可能である。
また、本発明では、塗布カップの外壁の底部に設けた
排気口の排気量と、排気フードに設けた第二の排気口の
排気量のそれぞれを独立して制御できることが重要であ
るため、例えばそれぞれの排気口に排気調整ダンパなど
の排気量調整機構を設けてもよい。
以上の説明では、主として本発明者によってなされた
発明をその背景となったレジスト塗布装置に適用した場
合について説明したが、本発明はそれに限定されるもの
ではなく、例えばポリイミド樹脂やSOG(Spin On Glas
s)のような絶縁膜塗布装置などに適用することも可能
である。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおり
である。
すなわち、底部に排気口を設けた略有底円筒形の外壁
と前記外壁の内側に同心円状に配置された内壁とからな
る塗布カップで周囲を囲まれたスピンチャック上に被処
理物を載置し、前記スピンチャックを水平面内で高速回
転させつつ、前記被処理物の上面に塗膜形成材料を滴下
することによって、前記被処理物の上面に均一な膜厚の
塗膜を形成するとともに、前記塗布カップ内で発生した
前記塗膜形成材料のミストを前記排気口を通じて塗布カ
ップ外に排出する塗布装置の前記塗布カップの上部を覆
う排気フードを前記塗布カップに接するように設けると
ともに、前記排気フードの一部に第二の排気口を設け、
前記外壁の底部に設けた排気口を通じて排出される前記
ミストの排気量と前記第二の排気口を通じて排出される
前記ミストの排気量のそれぞれを独立して制御可能にし
た塗布装置構造とすることにより、被処理物の上面に形
成される塗膜の膜厚精度を損なうことなく、塗布カップ
内のミストを速やかに排出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例である塗布装置の要部拡大
断面図、 第2図は、本発明の他の実施例である塗布装置の要部拡
大断面図、 第3図は、本発明のさらに他の実施例である塗布装置の
要部拡大断面図、 第4図は、従来の塗布装置の要部拡大断面図である。 1,30……塗布カップ、2,31……外壁、3,32……内壁、4,
33……半導体ウエハ、5,34……スピンチャック、6,35…
…回転軸、7,36……モータ、8,39……レジスト滴下ノズ
ル、9,40……レジスト、10,13,37……排気口、11,38…
…跳ね返り防止板、12……排気フード、14……排気調整
シャッタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B05C 11/08 B05D 1/40 H01L 21/30 564

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スピンチャックと、 前記スピンチャックを回転させるための駆動部と、 前記スピンチャックの周囲に設けられた外壁と、 前記外壁と前記スピンチャックとの間で、かつ前記スピ
    ンチャックよりも低い位置に設けられた第1の排気口
    と、 前記スピンチャックの上部に設けられた排気フードと、 前記排気フード内部で、前記スピンチャックよりも高く
    かつ前記スピンチャックの外周部に設けられ、前記排気
    フード側壁全体から排気する第2の排気口とを有するこ
    とを特徴とする塗布装置。
  2. 【請求項2】前記第1の排気口に接続された第1のポン
    プと、前記第2の排気口に接続され、前記第1のポンプ
    とは独立に設けられた第2のポンプとを有することを特
    徴とする請求項1記載の塗布装置。
  3. 【請求項3】前記第1の排気口に排出されるミストと前
    記第2の排気口に排出されるミストとを分離するため
    の、前記スピンチャックの外周に設けられた跳ね返り防
    止板とを有することを特徴とする請求項1記載の塗布装
    置。
  4. 【請求項4】スピンチャックに被処理物を吸着するステ
    ップと、 前記スピンチャックを回転するステップと、 前記スピンチャック周辺の雰囲気を、前記スピンチャッ
    クの外周部上部全体の空間から排気すると共に、下方に
    も分流して排気するステップと、 回転している前記被処理物の表面に塗膜形成材料を滴下
    するステップとを有することを特徴とする塗布方法。
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