JPH0361510B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は回転塗布（スピン・コーテイング）装
置、詳しくは塗布液（以下薬液と記す）のはね返
りを防止する手段を設けたコーテイング装置に関
する。

(2) 技術の背景 スピンコーテイングは、例えば半導体ウエハや
フオトマスク基板にレジストを塗布する場合、当
該ウエハ上にレジスト液を滴下し、次いでウエハ
を高速回転（例えば5000rpm）させて上記薬液を
遠心力によりウエハ全面を拡がらせることにより
塗布を行う技術である。

第１図は従来技術におけるコーテイング装置の
要部断面図で、同図において、１は装置のための
カバーとなる容器すなわちスピンカツプ、２は図
示しない駆動機構に連結された高速回転可能なス
ピンヘツド、３は例えばウエハの如き試料、４は
薬液滴下用の薬液供給パイプで、図示しない駆動
装置により水平面内に首振り運動可能となつてい
て、図示の位置と紙面に垂直な位置とをとりう
る。５はウエハ表面の塵などを取り除くためのパ
ージガス（窒素N₂ガス）の供給パイプで、薬液
パイプ４と同様に首振り運動可能に構成され、先
端にノズル（図示せず）が取りつけられている。
なお符号５ａで示すパイプは固定式のパージガス
供給パイプで、可動式のパイプ５に代つて使用さ
れることがあり、パイプ５ａの前端にはフイルタ
ー５ｂおよびノズル（図示せず）が取り付けられ
ている。このフイルター５ｂはできるだけノズル
の近くに配置され、クリーンな窒素ガスが噴射さ
れるようになつている。

一方、６はスピンカツプ１の内部全体を清浄に
保つため、クリーンベンチに類似の手段によりク
リーンエアを供給するエア供給装置である。当該
供給装置６より供給されたクリーンエアは、スピ
ンカツプ１の底面に設けた排気管８ａ，８ｂを通
して図示しない排気装置により排気される。この
ようにして、半導体ウエハ等の処理においては試
料の表面上のみならずスピンカツプの内部全体を
クリーンに保つよう十分な注意が払われている。

(3) 従来技術と問題点 再び第１図を参照しウエハを例としてコーテイ
ング方法を説明すると、まず薬液供給パイプ４お
よびパージガス供給パイプ５はスピンヘツド２の
上方領域の範囲外の位置に移動装置せしめられた
状態で、図示しないウエハ装着手段によりウエハ
３をスピンヘツド２に装着する。次いでパージガ
ス供給パイプ５を首振り運動によりウエハ上方位
置に移動させた後窒素ガスをウエハ３に吹きつ
け、ウエハ表面を清浄にする。

しかる後、バージガス供給パイプ５をウエハ３
の上方位置から退避させ、次いで薬液供給パイプ
４をウエハ中心上方位置に移動させて薬液７を滴
下した後、供給パイプ４をもとの位置に戻し、ウ
エハ３の高速回転により薬液７をウエハ全面に拡
がらせてコーテイングを行う。コーテイングが終
つた後はウエハ３を前記装着装置によりスピンヘ
ツド２から取りはずし、順次上述の操作を繰り返
す。この間中エア供給装置６はクリーンエアの供
給を継続する。

ところで、上記ウエハ３の回転において、パイ
プ４から滴下された薬液７はウエハ３の表面に拡
がると同時に多くの小さな液粒となつてまわりの
空間に飛び散ることが経験された。そしてこれら
の液粒はスピンカツプ１の内壁に付着する以外に
その一部は、ウエハの回転に伴い発生する乱気液
に乗り、ウエハ表面に付着する（これを以下薬液
のはね返りと記す）。この結果ウエハ表面に塗布
された薬液の厚さが不均一になり、以後の工程に
おける処理に支障をきたす問題がある。そしてこ
の問題は、ウエハ上に形成される集積回路が微細
化するにつれてより重要性を増す。

(4) 発明の目的 本発明は上記従来の問題に鑑み、スピン・コー
テイング法による試料上への薬液の回転塗布にお
いて、その薬液のはね返りを防止して均一な薬液
のコーテイングが得られるコーテイング装置の提
供を目的とする。

(5) 発明の構成 そしてこの目的は本発明によれば、回転可能な
試料載置用のスピンヘツドと試料表面を覆い試料
に対向して配置されるはね返り防止板を具備し、
該はね返り防止板はスピンヘツドの位置と該位置
に重なり合わない位置との間を首ふり運動をなす
ための駆動手段と支持手段とを含み、該はね返り
防止板はほぼその中央部の近くに薬液供給パイプ
の連結された薬液滴下口のパージガス供給パイプ
に連結されたパージガス供給口とが一体的に形成
されてなるとともにガス供給パイプに連結されて
コーテイング中試料に不活性ガスを吹き出す連通
多孔質材のフイルター構造とを有することを特徴
とするコーテイング装置を提供することによつて
達成される。

(6) 発明の実施例 以下本発明実施例を図面により詳述する。

第２図は本発明実施例を説明するためのコーテ
イング装置要部の断面図で、同図において、２１
はスピンカツプ、２２はスピンヘツド、２３は試
料、２４は薬液供給パイプ、２５はパージガス
（N₂ガス）供給パイプ、２６は清浄用窒素ガス供
給パイプ、２７は焼結フイルター（はね返り防止
板）、２８ａおよび２８ｂは排気管を示す。

同図を参照すると、試料２３の真上の位置に試
料に近接して配置された孔のそれぞれが「不活性
ガス供給源であるガス供給パイプ２６に連通する
多孔質材のはね返り防止板、例えば焼結フイルタ
ー２７は、試料２３を完全に覆う大きさのステン
レス製で特殊加工が施され、供給パイプ２６によ
り供給された窒素ガスがその下方の全表面から試
料２３へ向かつてクリーンな状態でゆるやかに吹
き出される構成となつている。かかる焼結フイル
ターは市販されているものであるが、本発明の焼
結フイルター２７においては、その（図に見て）
上面と側面は例えば通常のステンレスでカバーさ
れ、クリーンエアはその下表面からのみ吹き出さ
れる構成とする。供給パイプ２６から吹き出され
る窒素ガスは、従来技術において供給装置６によ
り吹き出されるクリーンエアに代るものである。

なお供給パイプ２６と焼結フイルター２７との
連結（同図Ａで示す部分）は、第３図に示す断面
構造のスワジロツク（swage lock）によつて行
い、窒素ガスの洩れを防止する。なお同図におい
て第２図と同じ部分は同じ符号を付して示す。

再び第２図に参照すると、当該焼結フイルター
２７には薬液滴下口２４ａと、パージガス吹出口
２５ａが形成され、それぞれに供給パイプ２４お
よび２５が連結されている。当該吹出口２５ａお
よび滴下口２４ａは、焼結フイルター２７の中心
部すなわち試料２３の中心部の上方に位置するよ
うに配設する。また吹き出したパージガスおよび
窒素ガスは、第１図に示した従来の装置の場合と
同様に、排気管２８ａ，２８ｂに連なる排気装置
（図示せず）により排気される。

第４図は本発明装置における塗布方法を説明す
るためのコーテイング装置要部の平面図で、同図
を参照すると、焼結フイルター２７は例えばエア
ピストン３８の如き駆動手段により支持手段であ
る供給パイプ２５を軸とし支点３９を中心とした
首振り運動をなす機構を具備し、試料をスピンヘ
ツド２２に装着する前は、実線２７で示す如く試
料２３（実線で示す。）と交叉または重なり合う
ことのない所に位置させ試料の装着を可能にす
る。

上記試料２３の装着は図示しない他の装着手段
によつて行い、しかる後はエアピストン３８の動
作により、焼結フイルター２７を破線２７ａで示
す位置、すなわち第２図に示す如く試料２３の上
方位置に移動させ、次いでパージガスとして例え
ば窒素ガスを吹出口２５ａより試料２３に吹きつ
け、表面に付着している塵などを除去（パージ）
した後パージガスの吹出しを止め、滴下口２４ａ
から薬液を必要量滴下し、しかる後試料２３を高
速回転させコーテイングする。

クリーンエア供給パイプ２６からの窒素ガスの
供給は、上述した処理の間絶え間なく行う。焼結
フイルター２７から出た窒素ガスは第２図に示す
如く試料２３との狭い領域を満たし、すみやかに
排気される。従つて、試料回転によつて飛び散る
薬液の液粒の大部分は、排気流に乗つて試料に付
着することなく除去される。従来例の如く排気流
の外に液粒があつたとしても、それは焼結フイル
ターの上面または側面に付着するだけであり、こ
れら上面と側面はステンレスでカバーされている
ので焼結フイルター内に入り込むことはなく、従
つて試料上に付着することはない。なお同図にお
いて２１はスピンカツプを示す。

焼結フイルターの形状は本実施例の如く円板形
に限るものではなく、また当該焼結フイルターと
試料との距離は、試料の寸法および回転数、なら
びに薬液の種類および量などを考慮して適宜選定
し、さらにこの距離および前記した諸要素と関連
してパージガスの吹出し圧力および清浄ガスの圧
力などを調節する。当該圧力の調節は、通常のレ
ギユレータによつて容易に行うことができ、例え
ばパージガスの圧力を約１〜10Kg／cm²と範囲で選
定し、清浄ガスの圧力はこの圧力の10分の１程度
の値にし満足すべき結果が得られた。また本発明
のコーテイング装置は、パージガス吹出しと薬液
滴下および清浄ガス供給手段が焼結フイルターと
ともに一体化されているため、従来技術のよう
に、繁雑な多くの供給パイプの移動操作が不必要
となり、コーテイング処理が簡単となるだけでな
く自動化が可能となる利点をもつ。

(7) 発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明によれば、
スピン・コーテイングにおいて薬液のはね返りを
防止でき、かつ、コーテイング領域を清浄に保つ
て薬液を均一なコーテイングをなすことができる
コーテイング装置が提供され、その結果精度良く
均一な薬液塗布が簡単な操作手順で行われ、更に
当該装置は自動化が可能であるため、半導体装置
の生産性および信頼性向上に効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコーテイング装置要部の断面
図、第２図は本発明におけるコーテイング装置要
部の断面図、第３図は第２図の焼結フイルターに
ガス供給パイプを連結するスワジロツクの構造を
示す断面図、第４図は本発明のコーテイング装置
の諸要部の配置を示す平面図である。 １，２１……スビンカツプ、２，２２……スピ
ンヘツド、３，２３……試料、４，２４……薬液
供給パイプ、２４ａ……薬液滴下口、５，５ａ，
２５……パージガス供給パイプ、２５ａ……パー
ジガス供給口、６……エア供給装置、２６……ガ
ス供給パイプ、７……薬液、８ａ，８ｂ，２８
ａ，２８ｂ……排気管、２７，２７ａ……焼結フ
イルター（はね返り防止板）、３８……エアピス
トン、３９……支点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転可能な試料２３載置用のスピンヘツド２
   ２と試料２３表面を覆い試料２３に対向して配置
   されるはね返り防止板２７を具備し、該はね返り
   防止板２７はスピンヘツド２２の位置と該位置に
   重なり合わない位置との間を首ふり運動をなすた
   めの駆動手段（38）と支持手段（25、39）とを含
   み、該はね返り防止板２７はほぼその中央部の近
   くに薬液供給パイプに連結された薬液滴下口２４
   ａとパージガス供給パイプ２５に連結されたパー
   ジガス供給口２５ａとが一体的に形成されてなる
   とともにガス供給パイプ２６に連結されてコーテ
   イング中試料２３に不活性ガスを吹き出す連通多
   孔質材のフイルター構造とを有することを特徴と
   するコーテイング装置。