JPH04130431U - 回転塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レジスト等の薬液をウエハに回転塗布する装
置において、ウエハ外周近傍の給気量を制御することに
より塗布膜の膜厚均一性及び膜質を改善する。 【構成】 カップ１０の中央部には被処理ウエハ１２に
レジスト等の薬液を回転塗布する手段を設ける一方、カ
ップ１０の底部には排気ホース２６を接続して排気を行
なう。そして、カップ１０内には流速計ＷＳ等の気流状
態検知手段を設け、この検知手段の出力に応じてダンパ
ＤＰを制御するなどしてカップ１０からの排気量を制御
することによりウエハ１２の外周近傍で矢印Ａ方向の給
気量を制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、レジスト等の薬液をウエハに回転塗布する装置の改良に関し、処 理容器内で気流の速度等を検知して処理容器からの排気量を制御することにより 塗布膜の膜厚均一性及び膜質の向上を図ったものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、半導体装置製造プロセス等にあっては、レジスト、ＳＯＧ（スピンオン ガラス）、ポリイミド等の薬液を半導体ウエハの表面に塗布するために回転塗布 装置が広く用いられている。そして、この種の回転塗布装置としては、カップ状 の処理容器内において半導体ウエハを平面的に保持した状態でウエハ上面に薬液 を滴下した後該ウエハを高速で回転させることにより滴下薬液を遠心力によりウ エハ外周側へ広げて塗布膜を形成するようにしたものが知られている。

【０００３】 このような回転塗布装置では、回転塗布時に薬液の微細な粒子からなるミスト がウエハの周囲（ウエハの上方を含む）に発生する。薬液ミストの一部は、処理 容器内の気流によりウエハ上に舞い上げられて再び塗布膜に付着して膜厚分布を 不均一にしたり、膜質を劣化させたりするので、有害なものである。そこで、従 来は、処理容器の底部に排気ホースを接続し、このホースを介して薬液ミストを 排出していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来の回転塗布装置にあっては、ウエハ外周近傍の給気量が低下する のに伴って塗布膜の膜質が劣化する不都合があった。すなわち、塗布処理を何回 か繰返しているうちに排気ホースの内壁において薬液ミストの付着量が増大する ため排気量が低下し、これに伴ってウエハ外周近傍の給気量が低下する。このた め、ウエハ近傍からの薬液ミストの排除が不十分となり、ウエハ上面に付着する 薬液ミストの量が増大して膜質劣化を招く。

【０００５】 このような事態に対処するには、排気量を増大させることによりウエハ外周近 傍の給気量を増大させればよいが、排気量を適正にマニアル調整するのが容易で なく、排気量が大きいために塗布膜の膜厚分布が不均一になる不都合もあった。 すなわち、排気量が大きいと、ウエハ外周近傍の給気量も大きくなり、ウエハ外 周部でレジスト溶剤の蒸発量が増加する。このため、ウエハ面内では、中央部よ りも外周部で膜厚が大きくなり、膜厚分布が不均一となる。

【０００６】 この考案の目的は、塗布膜の膜厚均一性及び膜質を向上させることができる新 規な回転塗布装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案による回転塗布装置は、 （ａ）カップ状の処理容器と、 （ｂ）この処理容器内に設けられ、被処理ウエハに薬液を回転塗布する塗布手 段と、 （ｃ）前記薬液のミストを排出すべく前記処理容器に接続された排気系と、 （ｄ）前記処理容器内に気流の状態を検知すべく設けられた検知手段と、 （ｅ）この検知手段の検知出力に応じて前記排気系の排気量を制御することに より前記被処理ウエハの外周近傍の給気量を制御する制御手段と をそなえている。

【０００８】

【作用】

この考案の構成によれば、処理容器内に気流の状態（流速、流量等）を検知す べく検知手段を設け、この検知手段の検知出力に応じて排気系の排気量を制御す ることによりウエハ外周近傍の給気量を制御するようにしたので、例えば検知出 力が一定になるように排気量を制御することでウエハ外周近傍の給気量を一定に 制御することができ、塗布膜の膜厚均一性及び膜質の改善が可能となる。

【０００９】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例による回転塗布装置を示すもので、この装置は、 処理容器としてのカップ１０内に流速計ＷＳを設け、この流速計の出力に応じて カップ１０からの排気量を制御することによりウエハ外周近傍の矢印Ａ方向の給 気量を制御するようにしたことを特徴とするものである。

【００１０】 図１において、カップ１０の中央部には半導体ウエハ等の被処理ウエハ１２を 吸引保持するチャック１４が設けられており、チャック１４はウエハ１２を平面 的に保持した状態で回転すべくモータ１６によって駆動させるようになっている 。滴下ノズル１８は、ウエハ１２の上面にレジスト２０等の薬液を滴下するため のもので、図１に示す滴下位置とカップ１０の外方の待機位置との間で移動自在 に設けられている。

【００１１】 カップ１０の底面には、チャック１４の下方でチャック１４を取囲むように排 液阻止板２２Ａが設けられている。カップ１０の底面は、一方側より他方側が低 くなるように傾斜しており、低い方の底部には排液ＬＱを導出するための排液ホ ース２４が設けられ、高い方の底部には排気ＧＳを導出するための排気ホース２ ６が設けられている。カップ１０の底面において、ホース２４の取付部近傍には 排液がチャック１４側に入るのを阻止すべく排液阻止板２２Ｂが設けられると共 に、ホース２６の取付部近傍には排液がホース２６及びチャック１４側に入るの を阻止すべく排液阻止板２２Ｃが設けられている。

【００１２】 カップ１０内において排液阻止板２２Ａの下方の排気流路には流速計ＷＳが設 けられている。流速計ＷＳは、排気流の流速を検知するためのもので、検知した 流速に応じた出力信号をダンパ制御回路２８に供給するようになっている。

【００１３】 ダンパ制御回路２８は、排気ホース２６の途中に設けたダンパＤＰの開き角を 流速計ＷＳからの出力信号に応じて制御するもので、例えば流速計ＷＳからの出 力信号に基づいてカップ１０からの排気量を求め、この排気量が低下したらその 低下分を回復すべくダンパＤＰの開き角を増大するようになっている。

【００１４】 ここで、流速計ＷＳに代えて流量計を用いることも可能である。また、ダンパ ＤＰ及びダンパ制御回路２８は、排気量を制御可能な他の手段に置換してもよい 。さらに、流速計、流量計等の検知手段は矢印Ａの近傍個所に設けてもよい。

【００１５】 一例として、レジストを回転塗布する場合、図１に示すように滴下ノズル１８ によりウエハ１２上に所要量のレジスト２０を滴下する。そして、滴下ノズル１ ８をカップ１０外の待機位置に戻してからモータ１６を始動させてウエハ１２を 所定方向に高速回転させる。この結果、レジスト２０はウエハ１２の外周側まで 遠心力により広がり、ウエハ１２上にはレジスト塗布膜が形成される。この後は 、ウエハ１２をチャック１４から取外し、次のベーキング処理等に移ることがで きる。

【００１６】 塗布処理を何回か繰返しているうちに排気ホース２６の内壁に薬液ミストが付 着して排気量が低下すると、ダンパＤＰの開き角が増大して排気量を増大させる 。このため、ウエハ外周近傍で矢印Ａ方向の給気量はほぼ一定に制御され、塗布 膜の膜厚均一性及び膜質が改善される。

【００１７】 なお、流速計、流量計等の気流状態検知手段は、排気ホース２６内に設けるこ とも可能であるが、この考案のようにカップ１０内に設ける方が有益である。す なわち、排気ホース２６内に設けると、薬液ミストの付着によりホース２６の内 径が実質的に減少したような場合にウエハ外周近傍の給気量を忠実に反映した検 知出力を得るのが困難である。例えばホース２６内に流量計を設けると、内径が 減少することで同一流量でも流速が増加し、流速から換算した流量は見かけ上増 加する。また、ホース２６内では薬液ミストによる汚染度が高く、検知感度が大 幅に低下することもある。

【００１８】 これに対し、カップ１０内に流速計等を設けると、ウエハ外周近傍の給気量を 忠実に反映した検知出力を容易に得ることができる。また、カップ１０内は、薬 液ミストによる汚染度が低く、検知感度の低下も少ない。

【００１９】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、処理容器内に気流状態検知手段を設け、こ の検知手段の検知出力に応じて処理容器からの排気量を制御することによりウエ ハ外周近傍の給気量を制御するようにしたので、ウエハ外周近傍の給気量が変動 するのを防止することができ、塗布膜の膜厚均一性及び膜質が向上する効果が得 られるものである。

【００２０】 また、気流状態検知手段を処理容器内に設けたので、これを排気管内に設けた 場合に比べてウエハ外周近傍の給気量をより正確にモニタすることができ、制御 精度が向上する利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案の一実施例による回転塗布装置を示
す断面図である。

【符号の説明】

１０…カップ、１２…被処理ウエハ、１４…チャック、
１６…モータ、１８…滴下ノズル、２０…レジスト、２
２Ａ〜２２Ｃ…排液阻止板、２６…排気ホース、２８…
ダンパ制御装置、ＷＳ…流速計、ＤＰ…ダンパ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）カップ状の処理容器と、（ｂ）この
   処理容器内に設けられ、被処理ウエハに薬液を回転塗布
   する塗布手段と、（ｃ）前記薬液のミストを排出すべく
   前記処理容器に接続された排気系と、（ｄ）前記処理容
   器内に気流の状態を検知すべく設けられた検知手段と、
   （ｅ）この検知手段の検知出力に応じて前記排気系の排
   気量を制御することにより前記被処理ウエハの外周近傍
   の給気量を制御する制御手段とをそなえた回転塗布装
   置。