JP4040251B2 - 膜形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,基板の膜形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では,ウェハ表面にレジスト液を塗布し,レジスト膜を形成するレジスト塗布処理,ウェハにパターンを露光する露光処理,露光後のウェハに対して現像を行う現像処理等が行われ,ウェハに所定の回路パターンを形成する。かかるフォトリソグラフィー工程は,塗布現像処理装置で行われる。この塗布現像処理装置は,レジスト塗布処理を行うレジスト塗布装置を備えている。
【0003】
従来のレジスト塗布装置において,レジスト液を塗布する方法としては,スピンコーティング法が主流をなしている。このスピンコーティング法によれば,ウェハの中心にレジスト液を吐出して,このウェハを回転させる。このことにより,ウェハ上に塗布されたレジスト液が遠心力により拡散し,ウェハの全面に渡って均一なレジスト膜を形成することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで,スピンコーティング法は,ウェハを高速で回転させるため,ウェハの周縁部から大量のレジスト液が飛散し,無駄になるレジスト液が多い。また,レジスト液の飛散により当該装置が汚染されるため,頻繁に洗浄しなければならない等の弊害が生じていた。
【0005】
そこで,ウェハを回転させるスピンコーティング法に変えて,レジスト液を吐出する吐出ノズルとウェハを相対的に移動させてレジスト液を塗布する装置が提案されている。かかる新規に提案されたレジスト塗布装置は,ウェハ上方で吐出ノズルを往復移動させるリニアスライド手段を備えている。このリニアスライド手段は,ガイドレールにスライド自在に取り付けられたスライダを備え,このスライダに吐出ノズルを取り付けている。したがって,吐出ノズルは,ガイドレールに沿って移動する際には,直線状にレジスト液をウェハ上に塗布することができる。一方,駆動機構により,ウェハを吐出ノズルのスライド方向と直角の方向に移動させる構成になっている。
【0006】
そして,吐出ノズルは,往復移動しながらレジスト液を吐出する。一方,吐出ノズルのスライド方向と直角の方向にウェハを間欠的に移動させる。これにより,吐出ノズルは,ウェハ全体を走査して満遍なく粘度の低いレジスト液を塗布することができる。この場合,吐出ノズルは,ウェハ上を移動する際に最も高速になり,ウェハの周縁部にくると,減速して折り返し,その後加速して高速になり,再びウェハ上を移動する。
【0007】
ところで,このいわゆる一筆書きの要領でレジスト液を塗布するレジスト塗布装置において,迅速なレジスト塗布を行うには,吐出ノズルをなるべく高速で動かす必要がある。しかしながら,前記スライダを,ボールベアリング等の軸受を介してガイドレールに取り付けると,摺動抵抗が生じる。そうなると,吐出ノズルを高速で移動させた場合,摺動抵抗による振動が発生し,吐出ノズルが微動することにより,正確な直線状のレジスト塗布を行えないおそれがある。さらに,この振動が,塗布現像処理装置に備えられた他の装置に伝達されて,他の装置のプロセスに悪影響を及ぼすおそれもある。また,吐出ノズルの折り返し時の減速及び加速も,摺動抵抗により円滑に行えなくなり,時間を要するおそれが生じる。高精度なレジスト塗布を実現するために,これらの点に関して改善する余地がある。
【0008】
本発明は,かかる点に鑑みてなされたものであり,塗布液供給手段を移動させる際に,摺動抵抗をより少なくして振動を抑えることができる,膜形成装置を提供することをその目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために,請求項1の発明は,塗布液吐出手段から基板に塗布液を供給してこの基板上に膜を形成する装置であって,前記塗布液吐出手段を移動させる移動手段を備え,前記移動手段は,前記塗布液吐出手段を支持する支持部材と,前記支持部材を移動させる移動部材と,前記支持部材に形成された軸受部を通るガイド軸と,前記軸受部と前記ガイド軸の隙間に,流体を供給する流体供給機構とを備え、前記移動部材は,前記支持部材の略重心位置に連結された駆動ベルトであり、前記移動手段は,前記駆動ベルトが巻回された駆動プーリ及び従動プーリと,前記駆動プーリを回転駆動させる回転駆動機構と,前記支持部材の反対側の位置において前記駆動ベルトに連結された他の塗布液吐出手段及び支持部材とを備えていることを特徴とする,膜形成装置を提供する。
【0010】
請求項1に記載の膜形成装置によれば,移動手段は,支持部材を介して塗布液吐出手段を移動させる。塗布液吐出手段は,ガイド軸に沿って移動しながら塗布液を吐出することになる。基板上では,塗布液吐出手段の移動軌跡に沿った塗布液の塗布が行われる。ここで,軸受部とガイド軸の隙間に,流体供給機構により流体が供給されるので,ガイド軸に対して支持部材を中空浮上させた状態にすることができる。この状態では,移動部材により,ガイド軸に沿って支持部材を移動させても,軸受部とガイド軸に機械的な接触がないので,従来のような摺動抵抗が殆ど生じない。したがって,塗布液吐出手段を高速で移動させる場合,摺動抵抗による振動を抑えることができ,塗布液吐出手段をガイド軸に沿って忠実に移動させることができる。その結果,塗布液吐出手段の微動により塗布液吐出が乱れて例えば重ね塗り等の不均一な塗布が行われる事態を防止し,例えば正確な直線状の塗布液塗布が行われて,迅速かつ高精度な膜形成を行うことが可能となる。さらに,振動が,他の装置に伝達されて,該他の装置のプロセスに悪影響を及ぼすような事態を防止することができる。
また前記移動部材が,前記支持部材の略重心位置に連結された駆動ベルトであるので,駆動ベルトによる動力が支持部材の略重心位置に働くようになるので,移動時に,バランスが崩れて支持手段の姿勢が乱れる事態を防止することができる。
【0011】
請求項1に記載の膜形成装置において,請求項2に記載したように,前記塗布液吐出手段を往復移動させると共に,該塗布液吐出手段の移動方向と直角の方向に基板を移動させるように構成されていることが好ましい。かかる構成によれば,塗布液吐出手段は,往復移動しながら塗布液を吐出する。一方,塗布液吐出手段の往復方向と直角の方向に基板を移動させる。これにより,塗布液吐出手段は,基板全体を走査して塗布液を塗布することができる。この場合,塗布液吐出手段は,基板の塗布範囲内を一定速度で移動し,例えば塗布範囲内から外れると,又は基板の周縁部までくると,減速して折り返し,その後加速して一定速度になり,再び塗布範囲内を移動する。塗布液吐出手段は,減速・折り返し・加速中も塗布液を吐出している。この減速・折り返し・加速中に吐出された塗布液は,膜形成に使用されずに排液される。ここで,前述したように摺動抵抗が殆ど生じないので,減速及び加速を円滑を行うことができる。このため,減速時間及び加速時間を短縮でき,排液される塗布液量を低減させることができる。
【0012】
請求項3に記載したように,前記移動手段は,複数のガイド軸を備えていても良い。そうすれば,複数のガイド軸を用いて支持手段を支持してその移動を案内できるようになるので,移動中の塗布液吐出手段の姿勢が安定する。
【0015】
そして本発明においては,前記移動手段は,前記駆動ベルトが巻回された駆動プーリ及び従動プーリと,前記駆動プーリを回転駆動させる回転駆動機構と,前記支持部材の反対側の位置において前記駆動ベルトに連結された他の塗布液吐出手段及び支持部材とを備えているので,巻回された駆動ベルトの両側の荷重を釣り合わせるだけでなく,巻回された駆動ベルトの両側で塗布液吐出を同時に行うことができるようになる。このため,膜形成を迅速に行うことが可能となる。
【0016】
請求項7に記載したように,前記軸受部の内壁に,多孔質膜が被覆されていると良い。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は,本実施の形態にかかるレジスト塗布装置を有する塗布現像処理システム1の平面図であり,図2は,塗布現像処理システム1の正面図であり,図3は,塗布現像処理システム1の背面図である。
【0018】
塗布現像処理システム1は,図1に示すように,例えば25枚のウェハWをカセット単位で外部から塗布現像処理システム1に対して搬入出したり,カセットCに対してウェハWを搬入出したりするカセットステーション2と,塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション3と,この処理ステーション3に隣接して設けられている図示しない露光装置との間でウェハWの受け渡しをするインターフェイス部4とを一体に接続した構成を有している。
【0019】
カセットステーション2では,載置部となるカセット載置台5上の所定の位置に,複数のカセットCをX方向(図1中の上下方向)に一列に載置自在となっている。そして,このカセット配列方向(X方向)とカセットCに収容されたウェハWのウェハ配列方向(Z方向;鉛直方向)に対して移送可能なウェハ搬送体7が搬送路8に沿って移動自在に設けられており,各カセットCに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【0020】
ウェハ搬送体7は,ウェハWの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送体7は後述するように処理ステーション3側の第3の処理装置群G3に属するエクステンション装置32に対してもアクセスできるように構成されている。
【0021】
処理ステーション3では,その中心部に主搬送装置13が設けられており,この主搬送装置13の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。該塗布現像処理システム1においては,4つの処理装置群G1,G2,G3,G4が配置されており,第1及び第2の処理装置群G1,G2は現像処理システム1の正面側に配置され,第3の処理装置群G3は,カセットステーション2に隣接して配置され,第4の処理装置群G4は,インターフェイス部4に隣接して配置されている。さらにオプションとして破線で示した第5の処理装置群G5を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬送装置13は,これらの処理装置群G1〜G5に配置されている後述する各種処理装置に対して,ウェハWを搬入出可能である。
【0022】
第1の処理装置群G1では,例えば図2に示すように,本実施の形態にかかるレジスト塗布装置17と,ウェハWに現像液を供給して処理する現像処理装置18とが下から順に2段に配置されている。第2の処理装置群G2の場合も同様に,レジスト塗布装置19と,現像処理装置20とが下から順に2段に積み重ねられている
【0023】
第3の処理装置群G3では,例えば図3に示すように,ウェハWを冷却処理するクーリング装置30,レジスト液とウェハWとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置31,ウェハWを待機させるエクステンション装置32,レジスト液中の溶剤を減圧乾燥させるバキュームドライング装置33,プリベーキング装置34及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキング装置35,36等が下から順に例えば7段に重ねられている。
【0024】
第4の処理装置群G4では,例えばクーリング装置40,載置したウェハWを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置41,エクステンション装置42,クーリング装置43,露光処理後の加熱処理を行うポストエクスポージャーベーキング装置44,45,ポストベーキング装置46,47等が下から順に例えば8段に積み重ねられている。
【0025】
インターフェイス部4の中央部にはウェハ搬送体50が設けられている。このウェハ搬送体50はX方向(図1中の上下方向),Z方向(垂直方向)の移動とθ方向(Z軸を中心とする回転方向)の回転が自在にできるように構成されており,第4の処理装置群G4に属するエクステンション・クーリング装置41,エクステンション装置42,周辺露光装置51及び図示しない露光装置に対してアクセスできるように構成されている。
【0026】
次に上述したレジスト塗布装置17の構成について説明するが,ここでは,レジスト液を吐出するレジスト液吐出手段がウェハWに対して,相対的に移動しながらレジスト液を塗布する,いわゆる一筆書きの要領の塗布方式を実施可能なレジスト塗布装置を採用する。
【0027】
レジスト塗布装置17のケーシング60内には,図4,図5に示すように,Y方向(図5中の上下方向)に長い略箱形の外容器61が設けられており,この外容器61は,上面が開口している。この外容器61内には,その中でウェハWを処理する内容器62が設けられている。この内容器62は,上面が開口しており,また,外容器61の底面上に設けられたY方向に伸びる2本のレール63上を内容器駆動機構64により移動自在に構成されている。したがって,ウェハWを内容器62に搬入,搬出する場合には,内容器62が外容器61のY方向正方向側(図5中の上方)の搬送部Lに移動し,ウェハWを塗布処理する場合には,Y方向負方向側(図5中の下方)の処理部Rに移動することができる。また,ウェハWに対してレジスト液を塗布中においても内容器62を所定のタイミングで所定の距離だけY方向に移動させることが可能となる。
【0028】
さらに,この内容器62内には,ウェハWを吸着して保持する載置台65が設けられており,その下方には,この載置台65を回転自在とする回転駆動66が設けられている。また,この載置台65には,例えば超音波振動子67が取り付けられており,載置台65を高周波数で振動させることができる。内容器62の底面には,内容器62内を所定濃度の溶剤雰囲気に維持するための溶剤を貯留する溶剤タンク68が設けられている。
【0029】
また,内容器62の底面には,排気口73が設けられており,ここからの排気により内容器62内に気流を発生させてウェハW周辺を所定の溶剤濃度に維持することができるようになっている。
【0030】
さらに,ウェハW上を覆いウェハWの塗布範囲Waを限定するマスク部材70がウェハW上方に設けられており,このマスク部材70は,内容器62の内側壁に設けられているマスク支持部材71で支持される。また,マスク部材70は,図示しない搬送機構によりX方向に搬送可能になっている。したがって,マスク部材70を外容器61のX方向負方向側(図5中の左方向)の洗浄部に待機させておき,ウェハWを有する内容器62が処理部Rに移動した後に,前記搬送機構により,マスク部材70を内容器62内のマスク支持部材71上に搬入することが可能となる。
【0031】
上述した外容器61には,外容器61の処理部R側に蓋をする蓋体80が固定して取り付けられており,内容器62が処理部R側に移動したときに,その上方が蓋体80で覆われると,所定の雰囲気を維持しやすくなる。この蓋体80には,温度調節可能なヒータ81が内蔵されており,前記溶剤タンク68内の溶剤が蓋体80下面に結露することを防止している。また,この蓋体80には,X方向に伸びるスリット80aが設けられており,このスリット80a内を後述する塗布液吐出手段としての吐出ノズル85がX方向に往復移動する。
【0032】
上述したように外容器61の処理部R側に設けられた蓋体80のスリット80aには,レジスト液を吐出する前述した吐出ノズル85が下方のウェハWに吐出可能に設けられている。吐出ノズル85を往復移動させる本発明にかかる移動手段86が備えられている。
【0033】
図6〜8に示すように,移動手段86には,エアスライダ方式が採用されている。即ち,移動手段86は,基台90と,吐出ノズル85を支持する支持部材としてのスライダ91と,スライダ91をスライド移動させる移動部材としての例えば駆動ベルト92とを備えている。この駆動ベルト92は,基台90上に設置された駆動プーリ93及び従動プーリ94の間で巻回されている。駆動プーリ93を回転駆動させるモータ95が設けられている。駆動ベルト92には,スライダ91の反対側の位置においてバランスウェイト96が取り付けられている。スライダ91には,軸受部97a,97bが形成され,これら軸受部97a,97bを介してスライダ91がガイド軸98a,98bにスライド自在に取り付けられている。バランスウェイト96には,軸受部99a,99bが形成され,これら軸受部99a,99bを介してバランスウェイト96がガイド軸100a,100bにスライド自在に取り付けられている。軸受部97aとガイド軸98aの隙間に,軸受部97bとガイド軸98bの隙間にそれぞれエアを供給するエア供給チューブ101と,軸受部99aとガイド軸100aの隙間に,軸受部99bとガイド軸100bの隙間にそれぞれエアを供給するエア供給チューブ102とが設けられている。
【0034】
吐出ノズル85は,ノズルブラケット110に取り付けられ,このノズルブラケット110は,スライダ91に固定されている。スライダ90の略重心位置に,駆動ベルト92がベルトクランプ111aにより連結されている。バランスウェイト96の略重心位置にも,駆動ベルト92がベルトクランプ111bにより連結されている。
【0035】
駆動プーリ93は,基台90の一方側(図6中の左側)に設けられたブラケット112a内に収納されている。モータ95は,ブラケット112aの上方に設置されている。モータ95の回転軸113は,ブラケット112aの上面を貫通した後に,駆動プーリ93に接続されている。従動プーリ94は,基台90の他方側(図6中の右側)に設けられたブラケット112b内に収納されている。モータ95により駆動プーリ93を回転させて駆動ベルト92を周動させる。駆動プーリ93を正転・反転させれば,駆動ベルト92の周動方向が切り換えられ,吐出ノズル85を往復移動させることができる。したがって,図5に示すように,吐出ノズル85が下方のウェハWに対して往復移動しながら,レジスト液を吐出し,さらに内容器62が吐出ノズル85の往復方向(図5中のX方向)と直角の方向(図5中のY方向)に間欠的に移動することにより,いわゆる一筆書きの要領で,吐出ノズル85の移動軌跡に沿ったレジスト液の塗布が行われる。
【0036】
バランスウェイト96の重量は,スライダ91と吐出ノズル85(ノズルブラケット110を含む)とを合わせた重量と同じである。図7に示すように,駆動プーリ93が正転して吐出ノズル85がX方向正方向側(図7中の右側方向)に移動する際には,バランスウェイト96は,X方向負方向側(図7中の左側方向)に移動し,駆動プーリ93が反転して吐出ノズル85がX方向負方向側に移動する際には,バランスウェイト96は,X方向正方向側に移動するようになっている。そして,バランスウェイト96とスライダ91は,巻回された駆動ベルト92の重心を中心に対称の動きをなす。
【0037】
図8及び図9に示すように,スライダ91の重心を中心にして,軸受部97aはスライダ91の上部に,軸受部97bはスライダ91の下部にそれぞれ形成されている。軸受部97a,97bは,略筒状の形態をなす。図10に示すように,軸受部97aの縦断面形状は,Oリング状をなし,内壁に多孔質膜115aが被覆されている。軸受部97bの縦断面形状もOリング状をなし,内壁に多孔質膜115bが被覆されている。多孔質膜115a,115bには,微細な孔が多数形成されている。多孔質膜115a,115bの材質には,カーボン等を用いると良い。
【0038】
図6に示すように,ガイド軸98a,98bは,ブラケット112a側に立設された架設台116aと,ブラケット112b側に立設された架設台116bの間で水平に架設されている。また,ガイド軸98a,98bの表面は,摩擦が生じないように研磨されている。
【0039】
エア供給チューブ101の入口側は,図示しないエア供給源に接続されている。エア供給チューブ101の出口側は,スライダ91に接続され,スライダ91内に形成された流路117a,117bに通じている。流路117aは,多孔質膜115aに通じ,流路117bは,多孔質膜115bに通じている。したがって,エア供給チューブ101から供給されたエアは,流路117a,117bを経由した後,多孔質膜115a,115bの微細の孔を通じて軸受部97a,97b内に吐出される。軸受部97a,97bの周りに,エアが均等に供給されることになるので,ガイド軸98aは軸受部97a内で,ガイド軸98bは軸受部97b内でそれぞれ浮いている。このため,スライダ91は,ガイド軸98a,98bに非接触の状態で支持されている。図9に示すように,軸受部97a(多孔質膜115aの外周面)とガイド軸98aの距離M1,軸受部97b(多孔質膜115bの外周面)とガイド軸98bの距離M2は,それぞれ例えば10μm程度であると良い。ガイド軸98aはエアを介在させて軸受部97a内を,ガイド軸98bはエアを介在させて軸受部98b内をそれぞれ通る構成になっている。
【0040】
バランスウェイト96において,軸受部99a,99bは,前記軸受部97a,97bと同様の構成を有している。表面が研磨されたガイド軸100a,100bは,架設台120a,120bの間で水平に架設されている。エア供給チューブ102から供給されたエアは,バランスウェイト96内に形成された流路121a,121bを経由した後,多孔質膜の微細の孔を通じて軸受部99a,99b内に吐出される。したがって,バランスウェイト96は,ガイド軸100a,100bに非接触の状態で支持されている。
【0041】
次に,以上のように構成されているレジスト塗布装置17の作用について,塗布現像処理システム1で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共に説明する。
【0042】
先ず,ウェハ搬送体7がカセットCから未処理のウェハWを1枚取りだし,第3の処理装置群G3に属するアドヒージョン装置31に搬入する。そして,レジスト液の密着性を向上させる例えばHMDSを塗布されたウェハWは,主搬送装置13によって,クーリング装置30に搬送され,所定の温度に冷却される。その後,ウェハWは,レジスト塗布装置17又は19に搬送される。
【0043】
このレジスト塗布装置17又は19で,後述するいわゆる一筆書きの要領でレジスト液が塗布されたウェハWは,その後,主搬送装置13により,バキュームドライング装置33,プリベーキング装置34,クーリング装置40に順次搬送される。その後ウェハWは,各処理装置において露光処理,現像処理等の一連の所定の処理が行われ,塗布現像処理が終了する。
【0044】
上述したレジスト塗布装置17の作用について詳しく説明すると,先ず,クーリング装置30において所定の温度に冷却されたウェハWが主搬装置13により,レジスト塗布装置17のケーシング60内に搬入される。このとき外容器61内の内容器62は予め搬送部Lで待機しており,ウェハWは,主搬送装置13により直接載置台65に載置され,吸着保持される。ここで,図示しないアライメント機構によりウェハWのノッチ又はオリフラは検出され,回転機構66により,ウェハWは所定の位置に位置決めされる。次に,内容器駆動機構64により内容器62を処理部Rに移動させる。その後洗浄部に待機されていたマスク部材70が,図示しない搬送機構により,外容器61外から内容器62内に搬送され,マスク支持部材71上に載置される。
【0045】
次に,排気口73から内容器62内の気体を所定速度で排気し,内容器62内を所定の雰囲気に維持する。そして,この内容器62内において,吐出ノズル85がウェハWに対して相対的に移動しながら,レジスト液を塗布し,ウェハW上にレジスト膜を形成する。
【0046】
レジスト液の塗布経路の例を図11(a)に示し,吐出ノズル85の速度変化を図11(b)のグラフに示す。図11(a)に示すように,吐出ノズル85は,図11に示すSTART位置から往復移動を開始し,レジスト液を吐出する。一方,吐出ノズル85の往復方向(X方向)と直角の方向に(Y方向)にウェハWを間欠的に所定距離だけ移動させる。これにより,吐出ノズル85は,ウェハW全体を走査していわゆる一筆書きの要領でレジスト液を塗布することができる。そして,図11(a)に示すEND位置に来たところで吐出を停止し,塗布が終了する。
【0047】
吐出ノズル85の速度変化を,ウェハWの略中央の塗布範囲Waにおけるレジスト液の塗布経路a,b,c,dを例にとって説明する。塗布経路aでは,吐出ノズル85が減速する。その後,吐出ノズル85が折り返し,図11(b)に示すように,塗布経路bでは加速する。ちょうど塗布範囲Wa内に入る直前に最も高速になり,塗布経路cでは一定の速度で塗布範囲Wa内を移動する。その後,塗布範囲Wa内から外れ,塗布経路dでは減速する。以後,折り返し,加速して高速になり,再び塗布範囲Wa内を移動する。このように,塗布範囲Wa内にレジスト液を吐出する場合,吐出ノズル85は,最も高速になり,折り返す場合,減速及び加速する。また,図示の例では,吐出ノズル85が減速を開始した時点から,ウェハWを所定距離Y方向に動かす。また,吐出ノズル85は,減速・折り返し・加速中もレジスト液を吐出している。この減速・折り返し・加速中に吐出されたレジスト液は,レジスト膜形成に使用されずにマスク部材70により受け止められて排液される。
【0048】
ここで,吐出ノズル85の往復移動は,移動手段86により行われる。即ち,図7に示したように,モータ95により駆動プーリ93を回転駆動させることにより,駆動ベルト92を周動させる。この場合,モータ95により駆動プーリ93を正逆回転させれば,駆動ベルト92の周動方向を適宜切り換えて,吐出ノズル85の往復移動を実施することができる。
【0049】
レジスト液の塗布経路は,吐出ノズル85の移動軌跡によって決まる。即ち,図6に示したように,移動手段86は,スライダ91を介して吐出ノズル85を往復移動させる。吐出ノズル85は,ガイド軸98a,98bに沿って移動しながらレジスト液を吐出することになる。ここで,図8,9に示したように,スライダ91の軸受部97aとガイド軸98aの隙間に,軸受部97bとガイド軸98bの隙間に,エア供給チューブ101によりエアがそれぞれ供給されるので,ガイド軸98a,98bに対してスライダ91を中空浮上させた状態にすることができる。この状態では,駆動ベルト92により,ガイド軸98a,98bに沿ってスライダ91をスライド移動させても,軸受部97aとガイド軸98aに,軸受部97bとガイド軸98bにそれぞれ機械的な接触がないので,従来のような摺動抵抗が殆ど生じない。
【0050】
したがって,本発明にかかるレジスト塗布装置17によれば,吐出ノズル85を高速で移動させる場合,摺動抵抗による振動を抑えることができ,吐出ノズ85をガイド軸98a,98bに沿って忠実に移動させることができる。その結果,吐出ノズル85の微動によりレジスト吐出が乱れて例えば重ね塗り等の不均一な塗布が行われる事態を防止し,正確な直線状の軌跡でレジスト塗布が行われて,迅速かつ高精度な膜形成を行うことが可能となる。さらに,振動が,他の装置に伝達されて,該他の装置のプロセスに悪影響を及ぼすような事態を防止することができる。例えば,露光装置での,パターンの重ね合わせ精度等が振動により悪影響を受けるようなことがない。
【0051】
さらに,摺動抵抗が殆ど生じないので,減速及び加速を円滑を行うことができる。このため,減速時間及び加速時間を短縮でき,排液されるレジスト液量を低減させることができる。その結果,ランニングコストに優れている。
【0052】
また,上下2本のガイド軸98a,98bを用いてスライダ91を支持してそのスライド移動を案内すると共に,駆動ベルト92による動力がスライダ91の略重心位置に働くようになるので,減速・折り返し・加速中に,モータ95の回転力が急激に変化することがあっても,バランスが崩れてスライダ91の姿勢が乱れる事態を防止することができ,往復移動中の吐出ノズル85の姿勢を安定させることができる。
【0053】
また,図7に示したように,バランスウェイト96が,スライダ91の反対側で駆動ベルト92に連結されているので,巻回された駆動ベルト92の一方側にかかる荷重と他方側にかかる荷重とを釣り合わせることができる。そして,駆動ベルト92を周動させる場合,バランスウェイト96は,巻回された駆動ベルト92の重心を中心にスライダ91の動きとは対称の動きをなす。これにより,例えば吐出ノズル85及びスライダ91が移動することによる駆動ベルト92への影響(振動等)が相殺される。このため,より安定した状態で吐出ノズル85を往復移動させることができる。もちろん,バランスウェイト96にも,軸受部99a,99bが形成されているので,その往復移動は好適に行われる。
【0054】
塗布後,高周波振動子67の振動により,ウェハW上のレジスト液が平坦化される。そして最終的に,ウェハW上の塗布範囲Waには,レジスト液が斑なく塗布され,所定の膜厚のレジスト膜が形成される。マスク部材70が外容器61内から退出した後,ウェハWは,搬送部Lに搬送される。そして,主搬送装置13により,ケーシング60内から搬出され,次工程が行われるバキュームドライング装置33に搬送されて減圧乾燥処理される。
【0055】
なお,本発明の参考例について説明したが,本発明においては,バランスウェイト96の代わりに,他のスライダ130及び吐出ノズル131を駆動ベルト92に連結させている。そうなると,駆動ベルト92の両側の荷重を釣り合わせるだけでなく,駆動ベルト92の両側でレジスト吐出を同時に行うことができるようになる。このため,レジスト膜形成を迅速に行うことが可能となる。もちろん,駆動ベルト92への影響も相殺される。
【0056】
また,吐出ノズル85の減速及び加速のタイミング,ウェハWのY方向に移動するタイミング等は,プロセスに応じて自由に変えることができる。例えば,吐出ノズル85の減速は,例えばウェハWの周縁部に移動してから開始しても良いし,吐出ノズル85の減速が止まった時点から,ウェハWを所定距離Y方向に動かすようにしても良い。
【0057】
また,多孔質膜115a,115bを通じて軸受部97a,97b内にエアを吐出していたが,ガイド軸を通じて軸受部97a,97b内にエアを吐出するようにしても良い。即ち,図13に示すように,多孔質体のガイド軸140aの内部に,通路141が形成されている。そして,ガイド軸140aにエア供給チューブ101が接続されている。これにより,軸受部97aとガイド軸140aとの隙間に,エアを供給することができる。軸受部97b内を通るガイド軸も同様の構成とする。したがって,スライダ91を中立浮上させた状態にすることが可能となる。
【0058】
前記実施の形態では,スライダ91,バランスウェイト96側とも,各々2つのガイド軸98a,98b,100a,100bを有していたが,これに代えて図14に示したように,バランスウェイト96の構成を変えて1本のガイド軸100cに沿ってバランスウェイト96を移動させるようにしてもよい。したがって図14の例では,ガイド軸は合計3本となり,装置全体の簡素化が図れる。
【0059】
また前記実施の形態では,ブラケット112a側に立設された架設台116aと,ブラケット112b側に立設された架設台116bの間で,ガイド軸98a,98bが直接水平に架設されていたが,組立作業の容易さに鑑み,図15に示したようにしてガイド軸98a,98bをも架設台116aと架設台116b間に架設してもよい。
【0060】
図15に示した例では,上側のガイド軸98aを支持する支持部材98cと,下側のガイド軸98bを支持する支持部材98dとを独立させ,両支持部材98c,98dとが,板バネ98eで接続されている。そして支持部材98cを架設台116aに固定し,一方支持部材98dについては,スライダ91のスライド状態をチェックしながら,その後に架設台116aに固定する。このような取付過程を経ることで,面倒なガイド軸98a,98bの平行度の調整を容易に実施することが可能である。
【0061】
前記例では,吐出ノズル85は,前面側,すなわちガイド軸98a,98b側に設けられたスライダ91のみに装備され,背面側,すなわちガイド軸100a,100b側にはバランスウェイト96が装備されていた。図16の例では,バランスウェイトの代わりに,吐出ノズル85a(吐出ノズル85と同一構成を有している)を有する別のスライダ91を装備している。その結果,図16の例は,前面側,背面側に2つの吐出ノズル85を有している。
【0062】
図16に示した移動手段によれば,同時に2つの吐出ノズル85,85aからレジスト液を吐出させられるので,図17に示した塗布方法が実現できる。すなわち図17に示したように,Y方向に沿って前後に2つの吐出ノズル85,85aが配置されることになるので,ウエハWのY方向の送りピッチ(1ステップあたりの移動距離)を,図11の例よりも2倍にして,ウエハW上にレジスト液を塗布することができる。したがって,塗布に必要な時間が図11の例の半分で済み,スループットが向上する。
【0063】
また,以上の実施の形態では,成膜に要する塗布液としてレジスト液を挙げたが,これに限定されるものではない。他の塗布液として,層間絶縁膜用の塗布液,高導電性膜用の塗布液,強誘電体用の塗布液等が挙げられる。また,ウェハW以外の基板例えばLCD基板の膜形成装置にも応用される。
【0064】
【発明の効果】
請求項1〜4によれば,塗布液供給手段を移動させる際に,摺動抵抗をより少なくして振動を抑えることができる。その結果,不均一な塗布が行われる事態を防止し,迅速かつ高精度な膜形成を行うことが可能となり,歩留まりの向上を図ることができる。さらに,振動が,他の装置に伝達されて,該他の装置のプロセスに悪影響を及ぼすような事態を防止することができる。しかも移動中に,バランスが崩れて支持手段の姿勢が乱れる事態を防止することができ,塗布液吐出手段の姿勢を安定させることができる。また巻回された駆動ベルトの両側の荷重を釣り合わせることができ,駆動ベルトへの影響が相殺される。そのうえ巻回された駆動ベルトの両側で塗布液吐出を同時に行うことができ,スループットの向上を図ることができる。
【0065】
特に請求項2によれば,塗布液吐出手段を往復移動させる際に,減速・折り返し・加速に要する時間を短縮することができ,膜形成に使用されずに排液される塗布液量を低減させることができる。その結果,ランニングコストに優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置を備えた塗布現像処理システムの外観を示す平面図である。
【図2】図1の塗布現像処理システムの正面図である。
【図3】図1の塗布現像処理システムの背面図である。
【図4】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の縦断面の説明図である。
【図5】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の横断面の説明図である。
【図6】移動手段及び吐出ノズルの斜視図である。
【図7】駆動ベルトの周動により,吐出ノズル及びスライダとバランスウェイトとが往復移動する際の様子を示す平面図である。
【図8】移動手段の縦断面の説明図である。
【図9】図7とは異なる方向からみたスライダの縦断面の説明図である。
【図10】軸受部及びガイド軸の縦断面の拡大図である。
【図11】レジスト液の塗布経路と,吐出ノズルの速度変化を示すグラフとを合わせ示した説明図である。
【図12】駆動ベルトの周動により,吐出ノズル及びスライダと他の吐出ノズル及びスライダとが往復移動する際の様子を示す平面図である。
【図13】軸受部及びガイド軸の他の例を示す縦断面の拡大図である。
【図14】バランスウェイト側のガイド軸が1本の場合の,移動手段の縦断面図である。
【図15】板バネを介して2本のガイド軸を架設した際の縦断面図である。
【図16】バランスウェイトに代えて他の吐出ノズルを装備した場合の移動手段の縦断面図である。
【図17】吐出ノズルを進行方向の前後に有した場合の,レジスト液の塗布経路を示す平面からの説明図である。
【符号の説明】
1 塗布現像処理システム
17 レジスト塗布装置
85 吐出ノズル
86 移動手段
91 スライダ
92 駆動ベルト
93 駆動プーリ
94 従動プーリ
95 モータ
96 バランスウェイト
97a,97b,99a,99b 軸受部
98a,98b,100a,100b ガイド軸
101,102 エア供給チューブ
115a,115b 多孔質膜
W ウェハ
Claims (4)
- 塗布液吐出手段から基板に塗布液を供給してこの基板上に膜を形成する装置であって,
前記塗布液吐出手段を移動させる移動手段を備え,
前記移動手段は,前記塗布液吐出手段を支持する支持部材と,前記支持部材を移動させる移動部材と,前記支持部材に形成された軸受部を通るガイド軸と,前記軸受部と前記ガイド軸の隙間に,流体を供給する流体供給機構とを備え、
前記移動部材は,前記支持部材の略重心位置に連結された駆動ベルトであり、
前記移動手段は,前記駆動ベルトが巻回された駆動プーリ及び従動プーリと,前記駆動プーリを回転駆動させる回転駆動機構と,前記支持部材の反対側の位置において前記駆動ベルトに連結された他の塗布液吐出手段及び支持部材とを備えていることを特徴とする,膜形成装置。 - 前記塗布液吐出手段を往復移動させると共に,該塗布液吐出手段の往復方向と直角の方向に基板を移動させるように構成されていることを特徴とする,請求項1に記載の膜形成装置。
- 前記移動手段は,複数のガイド軸を備えていることを特徴とする,請求項1又は2に記載の膜形成装置。
- 前記軸受部の内壁に,多孔質膜が被覆されていることを特徴とする,請求項1,2又は3に記載の膜形成装置。
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