JPH03145715A - 回転塗布膜形成装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は回転塗布膜形成装置に関する。

［発明の概要］ 本発明は、チャックに支持した半導体基板を回転しつつ
、当該半導体基板上にレジストやポリイミドあるいは５
ＯＧ（Ｓｐｉｎ　　ｏｎ　　ＧｌａｓＳ）等の薄膜を形
成する回転塗布膜形成装置において、 上記チャックの半導体基板との密着部の範囲を可能な限
り小さくすることにより、 半導体基板の回転支持に支障を招くことなく、半導体基
板の汚れを低減できるとともに、薄膜形成後の洗浄効果
も十分に発揮でき、もって次工程で用いられる熱処理装
置の汚損をも防止し得るようにしたものである。

［従来の技術］ スピンコーティング法に使用される回転塗布膜形成装置
の真空チャックとしては、実公昭５６４２５６号公報に
示されたものがある。これを第８．９図に示して説明す
る。真空チャックｌはポリフッ化エチレン系樹脂からな
る円板に形成されたチャックベース２を備えている。こ
のチャックベース２の表面には、その中央部に四部３が
形成され、凹部３の外側に半径を異にする複数の溝４が
同心円状に形成され、隣接する溝４間、溝４と四部３と
の間それぞれに位置する凸部５に溝４と凹部３とを結ぶ
連通溝６が形成され、さらに最も外側に位置する溝４の
外側に閉環状の凸部７が形成されている。またチャック
ベース２の裏面中央部には軸部８が突出形成されている
。この軸部８とチャックベース２とには排気孔９が軸部
８の下端面と凹部３の底面とに貫通形成されている。

ここで第９図に示すように、上記真空チャックＩを使用
する回転塗布膜形成装置により半導体基板＋０１に薄膜
１１を形成するには、先ず、真空チャック１の軸部８を
図外の回転駆動系と図外の真空系とに接続した状態にお
いて、半導体基板ＩＯをチャックベース２１−に同心状
に載置する。次いで、半導体基板１０で覆われた凹部３
内、複数の溝４内、連通溝６内、排気孔９内の空気を真
空系により排気して、半導体基板１０の裏面中央部を凸
部５．７に密着して真空チャック１に吸着する。この後
、真空チャック１で半導体基板１０を吸着したまの状態
において、半導体基板１０の表面にレジストやポリイミ
ドあるいはＳＯＧ等の液体状の塗布剤を供給するととも
に、回転駆動系により真空チャック１を回転駆動して半
導体基板！０を例えば６０００ｒｐｍ程度迄の速度で回
転する。これにより、半導体基板１０」二に所望する膜
厚の薄ｔ１１１が形成される。また、」−記薄膜１１の
形成中に塗布剤が半導体基板１０の周縁部から裏面に回
り込むために、薄膜１１を形成した後に、半導体基板１
０を真空チャック１で吸着したまま、半導体基板１０の
裏面に塗布剤に対する溶剤をノズルＩ２で吹き付けるこ
とにより、半導体基板１０の裏面に回り込んだ塗布剤を
洗浄する。

一方、図示は省略するが、」二記洗浄後において、半導
体基板１０をホットプレー１・や電気炉等の熱処理装置
に搬送し、薄膜ｌｌ中に存在している溶剤を十分に揮発
させるとともに、薄膜１１を焼成する。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の真空チャック１においては、半導体基板１０との
密着部、つまり凸部５．７がポリフッ化一 エチレン系樹脂で構成されているので、凸部５゜７には
その周囲雰囲気中に浮遊している塵埃が付着し易い。こ
のため、薄膜１１を形成する過程において、半導体基板
１０の裏面には塵埃が凸部５゜７から転移付着する。

また、洗浄においては、最も外側の閉環状に形成された
凸部７と半導体基板１０との密着面間が真空を維持する
密着性を発揮しているので、溶剤が凸部７よりも内側に
入ることはできない。しかも密着部の範囲、つまり凸部
７の外径は例えば半導体基板１０の直径が６インチの場
合は７５ｍｍ５インチの場合は５０ｍｍというように、
半導体基板１０の直径の約１／２程度になっている。こ
のようなことから、半導体基板１０の裏面における凸部
７から内側に位置する広範囲な中央部が洗浄されない。

そして、半導体基板１０は裏面の広範囲な中央部に塵埃
が付着したまま熱処理装置に搬送されるので、図外の搬
送装置と熱処理装置とにおける半導体基板１０の裏１Ｔ
ｔｉ中央部との接触部分に塵埃の一部が転移付着する。

しかも熱処理では、半導体基板ｌＯが約４００〜５００
℃程度に加熱されるので、第１Ｏ図に示すように半導体
基板１０の裏面に塵埃が焼き付いてしまう。この第１０
図において、黒く表示した部分が塵埃であり、この塵埃
が半導体基板１０の広範囲な中央部に集中していること
は明らかであろう。なお第１０図中で半導体基板１０の
周縁部に直線状を描く部分は搬送装置によるものである
。一方、熱処理装置がホットプレートのように直熱形で
ある場合は、ホットプレートと半導体基板ＩＯとの接触
面間に存在する塵埃が原因となって均一な熱伝導が損な
われる。

［課題を解決するだめの手段］ そこで、第１の発明では、真空チャックの半導体基板と
の密着部を、最小数と最小面積とに構成しである。

また、第２の発明では、半導体基板との密着部を最小数
と最小面積とに構成したチャックと、このチャーＪりに
支持した半導体基板の裏ｔ（Ｎに洗浄液を吹き付けるノ
ズルと、を備えている。

［作用］ 第１の発明では、真空チャックを回転薄膜形成装置の図
外の回転駆動系と図外の真空系とに接続した状態におい
て、半導体基板を真空チャック上に同心状となるように
載置する。そして、真空系により半導体基板の裏面を吸
着しつつ例えば３点以上で支持し、この真空チャックで
半導体基板を吸容したままの状態において、Ｉへ導体基
板の表面にレジストやポリイミドあるいはＳＯＧ等の液
体状の塗布剤を供給するとともに、回転駆動系により真
空チャックを回転駆動して半導体基板を例えば６０００
ｒｐｍ程度迄の速度で回転する。これにより、半導体基
板上に所望する膜厚の薄膜が形成される。

この薄膜を形成した後に、半導体基板を真空チャックで
吸着し、かつ回転駆動系で回転したたまま、半導体基板
の裏面に塗布剤に対する溶剤を吹き付けることにより、
半導体基板の裏面に回り込んだ塗布剤を洗浄する。特に
、真空チャックの半導体基板との密着部が最小数と最小
面積とになっているので、半導体基板裏面の汚れが減少
する。

第２の発明では、チャックの支持と回転とにより半導体
基板上に所望の膜厚の薄膜を形成した後、ノズルから塗
布剤に対する溶剤を含む洗浄液を半導体基板の裏面に吹
き付けることにより、半導体基板の裏面に回り込んだ塗
布剤を除去するとともに、半導体基板の裏面に付着して
いる塵埃を除去する。特に、チャックの最小数と最小面
積とに構成した密着部で半導体基板を支持し、この半導
体基板の裏面にノズルで洗浄液を吹き付けるので、半導
体基板の洗浄効果が十分に発揮される。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を図面とともに前記従来の構造と
同一部分に同一符号を付して詳述する。

第１実施例（第１．２図参照） この第１実施例の真空チャックＩＡは円板形のチャック
ベース２Ａを備えている。このチャックベース２Ａは半
導体基板ｌＯと路間じ直径になっている。チャックベー
ス２Ａの表面には少なくとも３個以上、この第１実施例
では４個の支持部２０が路間−の高さに立設されている
。これら支持部２０は、ポリフッ化エチレン系樹脂で外
径が５〜１０ｍｍに構成されているとともに、チャック
ベース２Ａの周縁部でチャ・ツクベース２Ａの中心を中
心とする同一円周−ヒに等分装置されている。

チャックベース２Ａの裏面中央部には軸部８が突出形成
されている。この軸部８とチャックベース２Ａと支持部
２０とには排気孔９Δが形成されている。この排気孔９
Ａは軸部８の下端面と支持部２０の上端面に貫通形成さ
れている。排気孔９Ａの支持部２０の上端面２０ａに開
いている孔径は、支持部２０の外径が５ｍｍの場合には
２〜３　ｍ　ｍ　。

支持部２０の外径が１０ｍｍの場合には７〜８ｍｍとい
う、１；うに、支持部２ｏの外径寸法に応じて設定され
、この支持部２０の排気孔９Ａの開いている１一端面２
０ａが半導体基板１ｏとの密着部になる。また」二足チ
ャックベース２Δと支持部２０と軸部８とは真空を維持
できるように結合されている。

この第１実施例の構造によれば、第２図に示すように、
半導体基板ＩＯの表面に薄膜１１を形成するには、先ず
、軸部８を回転薄膜形成装置の図外の回転駆動系と図外
の真空系とに接続した状態において、半導体基板Ｉｎを
チャックベース２Ａと同心状となるようにして４個の支
持部２０上に載置する。

次いで、真空系により半導体基板１０で覆われた排気孔
９Ａ内の空気を排気する。すると、半導体基板１０の裏
面が支持部２０の上端面２０ａに密着し、半導体基板Ｉ
Ｏがチャックベース２Ａとの間に間隙を形成した状態で
真空チャックＩＡに吸着されて４点支持される。この真
空チャックｌＡの４点で半導体基板１０を吸着したまま
の状態において、半導体基板ｌＯの表面にレジストやポ
リイミドあるいはＳＯＧ等の液体状の塗布剤を供給する
とともに、回転駆動系により真空チャックＩＡを回転駆
動して半導体基板ＩＯを例えば６００ □７０□ ００　ｒ　ｐｍ程度迄の速度で回転する。これにより、
半導体基板ＩＯ上に所望する膜厚の薄膜ＩＩが形成され
る。

この薄膜ＩＩを形成した後に、半導体基板１０を真空チ
ャックＩＡで吸着し、かつ回転駆動系で回転したたまま
、半導体基板１０の裏面に塗布剤に対する溶剤を図外の
ノズルで吹き付けることにより、半導体基板１０の裏面
に回り込んだ塗布剤を洗浄する。

ここで真空チャック１△の半導体基板ｌＯとの密着部、
つまり支持部２０の−に端面２０ａがに記数値を有する
外径と内径との関係からして、半導体基板１０の大きさ
に比べて小さく、しかも、支持部２０が半導体基板１０
の裏面周縁部を点支持しているので、半導体装置の構成
に使用される中央部が十分に洗浄できる。

第２実施例（第３図参照） この第２実施例の真空チャックＩＢは、チャックベース
２Ｂと少なくとも３個以」二の支持部２０と軸部８と排
気孔９Δとで構成されている構造は前記第１実施例の構
造と基本的には同じであるが、チャックベース２Ｂの直
径が半導体基板１０の直径の例えば１／２というように
小さくなっている点に特徴がある。

この第２実施例の構造によれば、真空チャックＩＢで半
導体基板１０の裏面中央部をチャックベース２Ａとの間
に間隙を形成した状態で吸着しつつ点支持しているので
、前記第１実施例と同様に薄膜１１の形成後に、半導体
基板１０の裏面に塗布剤に対する溶剤を図外のノズルで
吹き付けることにより、半導体基板１０の裏面に回り込
んだ塗布剤と半導体基板ＩＯの裏面とを洗浄することが
できる。

第３実施例（第４図参照） この第３実施例では、第１実施例に類似の真空チャック
ＩＣとノズル＋２Ａとを備えている。真空チャックＩＣ
は半導体基板１ｏと路間−の直径なるチャックベース２
Ｃと、このチャックベース２Ｃの周縁部に等分装置して
立設した少なくとも３測具−１−の支持部２０と、軸部
８と排気孔９Δとを備えている。チャックベース２Ｃと
軸部８との中央部にはｒｔ通孔２Ｉが排気孔９Δと隔離
して形成されている。この貫通孔２１には洗浄液供給源
に接続したノズル＋２Ａが嵌挿されている。このノズル
＋２Ａの先端の噴射口はチャックベース２Ｃの１−而か
ら少し突出されている。

この第３実施例の構造によれば、真空チャックＩＣの真
空吸着と回転とにより半導体基板ｔｏ−」二に所望する
膜厚の薄膜１１を形成した後、」−記真空チャック１０
で真空吸着して゛１′導体基板１０を回転したまま、ノ
ズル＋２Ａから塗布剤に対する溶剤を含む洗浄液を半導
体基板１０の裏面に吹き付ける。すると、洗浄液が半導
体基板１０の回転により半導体基板１０の中央部から周
縁部に流れ、半導体基板ＩＯの裏面に回り込んだ塗布剤
が除去されるとともに、半導体基板１０の裏面に付着し
ている塵埃が除去される。

第４実施例（第５図参照） この第４実施例では、第２実施例と同一の真空チャック
ＩＢとノズル＋２ｒ（とを備えている。ノズル１２Ｂは
、洗浄液供給源に接続されているとともに、真空チャッ
クＩＢの外側に離間配置されている。ノズル１２Ｂの先
端の噴射口は半導体基板ＩＯの裏面周縁部の下方に向け
て離間配置されている。

この第４実施例の構造によれば、真空チャックＩＢの真
空吸着と回転とにより半導体基板ＩＯ」―に所望する膜
厚の薄膜Ｉ■を形成した後、上記真空チャックＩＢで真
空吸着して半導体基板１０を回転したまま、ノズル１２
Ｒから塗布剤に対する溶剤を含む洗浄液を半導体基板１
０の裏面に吹き付けることにより、半導体基板１０の裏
面に回り込んだ塗布剤が除去されるとともに、半導体基
板１０の裏面に付着している塵埃が除去される。

第５実施例（第６図参照） この第５実施例は、真空チャックＩＤの構造に特徴があ
る。つまりチャックベース２Ｄと軸部８との結合部から
少なくとも３測具−ト、この第５実施例では４個のアー
ム２２を外側に延設し、このアーム２２の延設端」二面
それぞれに支持部２０が３ ４ 立設され、この支持部２０とアーム２２を含むチャック
ベースＩＤと軸部８とに排気孔９Ａが貫通形成されてい
る。

この第５実施例の構造によれば、真空チャックＩＤの真
空吸着と回転とにより半導体基板１０上に所望する膜厚
の薄膜１１を形成した後、上記真空チャックＩＲで真空
吸着して半導体基板ＩＯを回転したまま、塗布剤に対す
る溶剤を含む洗浄液を半導体基板１０の裏面に吹き付け
る際に、ノズル１２Ｇの先端開口をチャックベース２Ｄ
のアーム２２の下方に離間配置し、このノズル１２Ｃか
ら洗浄液をアーム２２間から半導体基板ＩＯの裏面に向
けて吹き付けることができる。

第６実施例（第７図参照） この第６実施例は薄膜１１を形成した半導体基板１０の
周縁部をチャックＩＥの複数の把持アーム２３で支持し
、この半導体基板１０の裏面中央部にノズル＋２Ｄで洗
浄液を吹き付けることにより、半導体基板ｌＯの裏面に
付着した塵埃を除去するようにしたものである。

この第６実施例の構造によれば、薄膜１１を形成した半
導体基板ｌＯの裏面を洗浄する場合において、半導体基
板ｌＯの周縁部を把持しているので、半導体基板ｌＯか
ら作られる半導体装置に悪影響を与えることなく、半導
体基板１０の裏面を洗浄できる。

なお、本発明は萌記実施例に限定されるものではなく、
図示は省略するが、例えば、３個以上の支持部のうちで
２個の支持部に排気孔を形成し、残る支持部には排気孔
を形成せずに、単に半導体基板を支えるようにしたり、
あるいは支持部の上端面の排気孔を編み目や多孔に構成
することもできる。

［発明の効果コ 以上のように本発明によれば、半導体基板の回転に支障
を招くことなく、チャックの半導体基板との密着部の範
囲を可能な限り小さくしたので、半導体基板を回転支持
しながら半導体基板上に所望する膜厚の薄膜を形成でき
るとともに、半導体基板の汚れを低減でき、しかも、薄
膜形成後の洗浄効果も十分に発揮できる。この結果、薄
膜が形成されたきれいな半導体基板を次工程の熱処理に
供給することができるので、搬送装置や熱処理装置の汚
れも低減でき、しかも半導体基板に焼き付く塵埃量も極
端に少なくなり、もって均一な熱伝達に基づく良好な熱
処理を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の真空チャックと半導体基
板とを示す斜視図、第２図は同第１実施例の真空チャッ
クで半導体基板を支持した状態を示す断面図、第３図は
本発明の第２実施例の真空チャックで半導体基板を支持
した状態を示す断面図、第４図は本発明の第３実施例の
真空チャックで半導体基板を支持しかつノズルで洗浄液
を吹き付ける状態を示す断面図、第５図は本発明の第４
実施例の真空チャックで半導体基板を支持しかつノズル
で洗浄液を吹き付ける状態を示す断面図、第６図は本発
明の第５実施例の真空チャックとノズルとを示す斜視図
、第７図は本発明の第６実施例のチャックで半導体基板
を支持しかつノズルで洗浄液を吹き付ける状態を示す断
面図、第８図は従来の真空チャックの平面図、第９図は
同従来の真空チャックに半導体基板を載置した状態を第
８図のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図、第１０図は同従来の
真空チャックで支持した半導体基板裏面の汚れを示す背
面図である。 １、ＩＡ、ｌＲ，Ｉｃ、ＩＤ・・・真空チャック、ＩＥ
・・・チャック、９，９Ａ・・・排気孔、ｌＯ・・・半
導体基板、１１・・・薄膜、２０・・・支持部、２１．
＋２Δ、１２Ｒ１１２Ｇ、＋２Ｄ・・・ノズル。 ７ ８ 輪

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空チャックの半導体基板との密着部を、最小数
   と最小面積とに構成したことを特徴とする回転塗布膜形
   成装置。
2. （２）半導体基板との密着部を最小数と最小面積とに構
   成したチャックと、 このチャックに支持した半導体基板の裏面に洗浄液を吹
   き付けるノズルと、 を備えたことを特徴とする回転塗布膜形成装置。