JPH01226150A

JPH01226150A - スピンチャック

Info

Publication number: JPH01226150A
Application number: JP5327988A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Toshima; 孝之戸島
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-03-07
Filing date: 1988-03-07
Publication date: 1989-09-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、スピンチャックに関する。

（従来の技術）一般に被回転体例えば半導体ウェハを保持し、回転する
スピンチャックはレジスト塗布装置、現像装置、洗浄装
置等で使用されている。これは、処理室内に配置したス
ピンチャック上に半導体ウェハを載置し、真空機構等で
保持する。そして、上記スピンチャックに連設したモー
ターの駆動により上記ウェハを回転させ、上記レジスト
塗布装置、現像装置洗浄装置における各々の処理を行な
う。上記レジスト塗布装置で処理する場合、上記ウェハ
上に塗布するレジストの温度変化に対してウェハ上に形
成されるレジスト膜厚が不均一となる。そのため、この
レジスト温度を制御する技術が例えば特開昭６１−１２
５０１７号公報に開示されている。また、上記現像装置
で処理する場合、上記ウェハ上に噴射する現像液の温度
変化に対して現像むらが発生する等の現像効果が低下す
る。そのため、この現像液の温度を制御する技術として
例えば特開昭６０−１３８５５０号公報に開示されてい
る。また更に、スピンチャックを温調してウェハ上の塗
布むらを防止する技術が特開昭６１−２１４５２０号公
報に開示されている。

（発明が解決しようとする課Ｍ）しかしながら上記従来の技術では、スピンチャックを温
調してウェハ上の塗布むらを防止するために上記チャ、
ツクにペルチェ効果素子を設けて温調を行なう技術が開
示されているが、このペルチェ効果素子で上記ウェハを
例えば冷却する場合、このペルチェ効果素子のウェハ側
の面を冷却する。

すると、ペルチェ効果作用により、ペルチェ効果素子の
上記冷却した面と逆の面は発熱する。この状態で上記ウ
ェハの冷却を行なっても、この熱により上記ウェハ周囲
の雰囲気が加熱され、この雰囲気の熱により上記ウェハ
上の塗布むらを完全に防止することは困難となっていた
。

本発明は上記点に対処してなされたもので、被回転体周
囲の雰囲気の加熱を抑止し、この被回転体表面の塗布む
らの防止等を可能としたスピンチャックを提供しようと
するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、被回転体を保持して回転させるスピンチャッ
クにおいて、上記被回転体を温調するペルチェ効果素子
と、このペルチェ効果素子を温調する温調機構を具備し
たことを特徴とするスピンチャックを得るものである。

（作　用）本発明は、被回転体を保持して回転させるスピンチャッ
クにペルチェ効果素子を設け、更にこのペルチェ効果素
子を温調する温調機構を具備したことにより、上記ペル
チェ効果素子の被回転体対向面を高温若しくは低温と設
定することで、上記被回転体の温調を可能とし、更にこ
のペルチェ効果素子の上記被回転体対向面と逆の面が、
ペルチェ効果作用により高温若しくは低温となることを
上記温調機構で一定温度にするため、このペルチェ効果
素子周囲の雰囲気温度を変化させることはなく、上記被
回転体に温度変化を与えることを抑止し１例えば塗布む
ら等の膜厚の不均一化や現像効果の低下を防止すること
ができ、更に上記被回転体の歩留まりの低下も防止する
ことが可能となる。

（実施例）以下、本発明スピンチャックを半導体ウェハのレジスト
塗布装置に適用した実施例につき１図面を参照して説明
する。

まず、レジスト塗布装置の構成を説明する。

被回転体例えば半導体ウェハ■を保持し、回転可能とす
るスピンチャック■がスピンモーター■に連設した状態
で設けられている。このスピンチャック■は、中空軸の
上端に上記ウェハ■と当接する円板状部材が接続したも
ので断面がＴ字状に構成されている。このスピンチャッ
ク■の中空部を介した上記円板状部材のウェハ当接面は
、図示しない真空装置により負圧可能となっており、こ
の負圧により上記ウェハ■を吸着保持する如く構成され
ている。このようなスピンチャック■の上記円板状部材
には、ペルチェ効果素子に）であるサーモモジュールが
内蔵しており、配線（５ａ）　（５ｂ）を介して夫々接
触板（６ａ）　（６ｂ）に電気的に接続している。上記
ペルチェ効果素子に）は第２図に示すように、Ｎ型半導
体■とＰ型半導体（ハ）とからなり、このＮ型半導体■
の一端とＰ型半導体（ハ）の一端の間を電気伝導体例え
ば銅板（９ａ）で接続され、この銅板（９ａ）が上記ス
ピンチャック■のウェハω対向面側に位置している。ま
た、上記Ｎ型半導体■の他端には電気伝導体例えば銅板
（９ｂ）が設けられており、端子（１０ａ）により図示
しない直流電源に接続されている。上記Ｐ型半導体（へ
）の他端には電気伝導体例えば銅板（９ｃ）が設けられ
ており、端子（１０ｂ）により上記直流電源に接続され
ている。このようなペルチェ効果素子（イ）の上記端子
（１０ａ）　（１０ｂ）が夫々上記配線（５ａ）　（５
ｂ）に接続しており、この配線（５ａ）（５ｂ）を介し
て接続している上記接触板（６ａ）（６ｂ）に直流電力
が供給可能となっている。この直流電力の供給は上記接
触板（６ａ）（６ｂ）に、上記直流電源に接続している
接触子（ｌｌａ）　（ｌｌｂ）から供給可能となってい
る。上記接触板（６ａ）　（６ｂ）は上記スピンチャッ
ク■の回転に連動して回転するが、この接触板（６ａ）
（６ｂ）をスピンチャック■を囲むリング形状としてお
くことで、常時上記接触子（ｌｌａ）（ｌｌｂ）と接触
させることができ、上記ペルチェ効果素子に）への直流
電力の供給を可能としている。

このような接触板（６ａ）　（６ｂ）　、接触子（ｌｌ
ａ）　（ｌｌｂ）　。

スピンモーター（３）は、外部からの流体の飛散等によ
る漏電や短絡事故を防止するために、容器（１２）によ
り隔離されている。

このように構成されたスピンチャック■の上方には、こ
のスピンチャック■上に保持したウェハ０表面にレジス
トを供給するためのレジスト供給管（１３）が設けられ
ているこのレジスト供給管（１３）から上記ウェハ０表
面にレジストを滴下した際に、このウェハ■の遠心力に
よりウェハ■周囲に飛散したレジストを回収する有底円
筒状のカップ（１４）が、上記ウェハ（υ周囲に設けら
れている。

このカップ（１４）の底部には、このカップ（１４）に
より回収したレジストを排出するための排出管（１５）
が設けられている。また、このカップ（１４）の底部に
は、上記ペルチェ効果素子（イ）を温調するための温調
機構を備えている。これは、上記カップ（１４）の底部
を貫通し、上端が上記ペルチェ効果素子に）のウェハ■
対向面と逆の面即ちペルチェ効果素子に）の裏面に例え
ば気体を供給するために開口し、他端が図示しない温調
器に接続している供給管（１６）により所望温度に温調
された気体を上記ペルチェ効果素子（至）の裏面に供給
することでこのペルチェ効果素子を温調可能としている
。このようにしてレジスト塗布装置が構成されている。

次に、上述したレジスト塗布装置の動作を説明する。

まず、ウェハ■を図示しない搬送機構によりスピンチャ
ック■上に搬送し、ウェハα）の中心とスピンチャック
■の中、心とが位置合わせされた状態でこのウェハ■を
スピンチャック■上に載置する。

このウェハ（ト）を上記スピンチャック■により吸着保
持する。この時、上記スピンチャック■に内設している
ペルチェ効果素子に）により、上記ウェハ■を温調する
。この温度は予め所望する温度例えば１５℃〜３０℃に
設定しておき、この温度に上記ペルチェ効果素子に）を
温調することにより間接的に上記ウェハωを温調する。

このペルチェ効果素子Ω）を温調する場合、例えばスピ
ンチャック■のウェハ■当接部に温度センサー（図示せ
ず）を設け、この温度センサーにより検出した温度と上
記設定温度とを比較し、検出した温度より設定温度が高
い場合、図示しない直流電源から接触子（ｌｌｂ）、接
触板（６ｂ）　、配線（５ｂ）を介して端子（１０ｂ）
に正電流を流し、Ｐ型半導体（ハ）から銅板（９ａ）を
介してＮ型半導体■に電流が流れる回路を形成する。こ
の回路を形成することにより上記銅板（９ａ）部で発熱
し、この発熱により上記ウェハＵ）が設定温度となるま
で加熱する。この加熱により上記ウェハ■が設定温度と
なった時、この加熱を停止してもよいし、設定温度で保
温させてもよい。また、上記検出した温度より設定温度
が高い場合、上記直流電源から接触子（ｌｌａ）、接触
板（６ａ）　、配線（５ａ）を介して端子（１０ａ）に
正電流を流し、Ｎ型半導体■から銅板（９ａ）を介して
Ｐ型半導体（８）に電流が流れる回路を形成する。この
回路を形成することにより上記銅板（９ａ）部で吸熱し
、この吸熱により上記ウェハ■が設定温度となるまで吸
熱する。この吸熱により上記ウェハ■が設定温度となっ
た時、この吸熱を停止してもよいし、設定温度で保温し
てもよい。

このように上記ペルチェ効果素子（イ）により上記ウェ
ハωの温調を行なうが、このペルチェ効果素子（２）の
ウェハ（υ対向面を加熱若しくは冷却（吸熱）を行なう
と、これに相対してペルチェ効果素子に）の裏面は冷却
若しくは加熱される。このペルチェ効果素子に）の裏面
の温度変化により、カップ（１４）内の雰囲気の温度が
変化してしまい、この雰囲気の温度により上記ウェハ■
の温度を変化させて、このウェハ■の温度変化により、
ウェハ０表面の膜厚の不均一化や現像・塗布むら等の問
題が発生する。そのため、上記ペルチェ効果素子（へ）
の裏面に供給管（１６）から温調器（図示せず）により
所望温度に温調された気体を供給し、上記ウェハωの温
度変化を抑止する。この時の気体温度は、所望する一定
の温度若しくは常温としてもよいし、例えば直流電流の
大きさ及び流れ方向をモニターし、これにより上記ペル
チェ効果素子０）の裏面の温度を算出して上記気体の温
度を設定してもよいし、また更に、上記ペルチェ効果素
子に）の裏面に温度センサーを設け、この温度センサー
で検出した温度により上記気体の温度を設定してもよい
。

そして、上記ウェハ■を所望温度に温調した状態で、上
記スピンチャック■に連設したスピンモーター■の駆動
によりこのウェハ■を所望回転数で回転させ、このウェ
ハ０表面にレジスト供給管（１３）から所定量のレジス
トを供給して、このレジストをウェハα）表面に塗布す
る。この時、このウェハ（υの回転により飛散したレジ
ストは、上記カップ（１４）の内壁に付着し、このカッ
プ（１４）の底部に設けられた排出管（１５）から排出
される。

上記実施例ではベルチェ効果素子の裏面を温調する手段
として温調した気体を供給した構成と説明したが、これ
に限定するものではない。また、上記温調した気体を供
給せずに、温調した液体を供給しても同様な効果が得ら
れる。

また、上記実施例ではスピンチャックをレジスト塗布装
置に使用した例について説明したが、これに限定するも
のではなく、例えば現像装置に使用しても同様な効果を
得ることができる。

以上述べたようにこの実施例によれば、被回転体を保持
して回転させるスピンチャックにベルチェ効果素子を設
け、更にこのベルチェ効果素子を温調する温調機構を具
備したことにより、上記ベルチェ効果素子の被回転体対
向面を高温若しくは低温と設定することで、上記被回転
体の温調を可能とし、更にこのベルチェ効果素子の上記
被回転体対向面と逆の面が、ベルチェ効果作用により高
温若しくは低温となることを上記温調機構で一定温度に
するため、このペルチェ効果素子周囲の雰囲気温度を変
化させることはなく、上記被回転体に温度変化を与える
ことを抑止し、塗布むら等の膜厚の不均一化を防止する
ことができ、更に上記被回転体の歩留まりの低下を防止
することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、被回転体を保持し
て回転させるスピンチャックにベルチェ効果素子を設け
、更にこのベルチェ効果素子を温調する温調機構を具備
したことにより、上記被回転体を所望温度に温調可能と
し、また、このベルチェ効果素子の裏面の温度変化を上
記温調機構により温調するため、このペルチェ効果素子
裏面の温度変化により周囲の雰囲気温度を変化させるこ
とはなく、上記被回転体を安定した所望温度で温調する
ことができ、この被回転体表面に均一な膜を形成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明スピンチャックの一実施例を説明するた
めのレジスト塗布装置の構成図、第２図は第１図のペル
チェ効果素子説明図である。２・・−スピンチャック　　４・・・ベルチェ効果素子
６・・・接触板　　　　　　７・・・Ｎ型半導体８・・
・Ｐ型半導体　　　　１１・・・接触子特許出願人　東
京エレクトロン株式会社第１図１，３第２図

Claims

【特許請求の範囲】

　被回転体を保持して回転させるスピンチャックにおい
て、上記被回転体を温調するペルチェ効果素子と、この
ペルチェ効果素子を温調する温調機構を具備したことを
特徴とするスピンチャック。