JPH0576814A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被塗布材の裏面と洗浄ノズルとの相対位置関
係を変化させずに常時確実な洗浄を実施できる塗布装置
を提供すること。 【構成】 ウエハ１は回転可能なスピンチャック１０に
その裏面が支持され、ウエハ１を回転しながらレジスト
ノズル３０よりレジスト液を滴下してレジスト液をスピ
ンコートする。このウエハ１の裏面と対向する位置には
モータ２０の取り付け用のフランジ２１が配置され、こ
のフランジ２１に、スピンコート後にウエハ１の裏面を
洗浄するための裏面洗浄ノズル５０が支持されてい
る。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被塗布材を処理容器内
に収納し、被塗布材を回転させながらその表面に塗布材
を塗布し、かつ、被塗布材の裏面洗浄が可能な塗布装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の塗布装置として、例えば半導体
製造装置に於いてウエハ上にレジストを塗布する塗布装
置を挙げることができる。ウエハ上にレジストを塗布す
る場合、処理容器の内部に配置した回転可能なスピンヘ
ッド上にウエハを載置固定し、ウエハを回転させながら
レジスト液をウエハ表面に供給してレジスト塗布処理を
行っている（特公昭53-37189) 。

【０００３】また、このレジスト塗布時にウエハの裏面
にレジスト液等が付着するので、この付着物が後段の搬
送系に触れる前にこれを塗布装置内で除去する必要があ
り、このためにウエハの裏面側を洗浄するための洗浄ノ
ズルを配置している。そして、レジスト塗布後に、ウエ
ハを回転しながら前記洗浄ノズルよりウエハの裏面に向
かって洗浄液を吐出し、ウエハの裏面洗浄を行うように
なっている。

【０００４】ここで、従来の塗布装置では、前記洗浄ノ
ズルは前記処理容器を構成するカップに支持されるよう
になっていて、このカップはレジスト液が外部に飛散す
ることを防止するために、ウエハ支持部の周囲に配置さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来装置によ
れば、ウエハの裏面洗浄用ノズルが、カップに支持され
た構成であるので、下記に示すような問題があった。

【０００６】すなわち、このカップはレジスト液に汚染
されるので定期的な洗浄を要し、カップ取り外しの際に
は洗浄ノズルをカップより取り外す必要があり、そのメ
インテナンス作業が煩雑であった。

【０００７】また、この種のカップは、塗布装置にウエ
ハを搬入出する際の支障とならないように、上下動可能
なものもあり、この上下動を伴うカップの場合には、前
記洗浄ノズルも上下動することになるので、洗浄ノズル
とウエハの裏面との相対位置関係が変化する恐れがあ
り、従って裏面洗浄を確実に行えない場合もあり、これ
を防止するには洗浄ノズルの位置を修正する必要があり
信頼性が低かった。

【０００８】そこで、本発明の目的とするところは、上
述した従来の問題点を解決し、処理容器等のメインテナ
ンス作業が容易であって、かつ、処理容器が上下動する
ものであっても、被塗布材の裏面と洗浄ノズルとの相対
位置関係が変化せずに常時確実な洗浄を実行することが
できる塗布装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転可能なチ
ャックに被塗布材の裏面を支持して液飛散防止カップ内
に配置し、この被塗布材の表面に塗布材を滴下し、被塗
布材をモータによって回転することにより塗布材を塗布
する塗布装置において、チャックに支持される被塗布材
の裏面と対向する位置に固定されかつ前記液飛散防止カ
ップに囲まれた位置に配置された固定ベースに、被塗布
材の裏面を洗浄する洗浄ノズルを支持した構成としてい
る。

【００１０】

【作用】本発明では、被塗布材の裏面と対向する位置に
固定された固定ベースに洗浄ノズルを支持しているの
で、塗布装置の液飛散防止カップの取り外しを行う際
に、洗浄ノズルを一旦取り外すという作業を要すること
がなく、液飛散防止カップの洗浄等のメインテナンス作
業が簡易化される。

【００１１】また、液飛散防止カップが上下動するタイ
プの塗布装置にあっては、上記上下動によっても被塗布
材と洗浄ノズルとの相対的位置関係が変化しないので、
常時確実な洗浄効果を確保することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を半導体ウエハのレジスト塗布
装置に適用した一実施例について、図面を参照して具体
的に説明する。

【００１３】スピンチャック１０は、たとえば真空吸着
によって半導体ウエハ１を載置固定し、これを回転でき
るものであり、このスピンチャック１０は、モータ２０
の出力軸に固定され、回転駆動されるようになってい
る。モータ２０は、加速性に優れた高性能モータで構成
され、その上側にフランジ２１を有し、このフランジ２
１によって塗布装置内の適宜位置に固定されている。な
お、このフランジ２１は、図示しない温調機によって温
度調整が可能であって、モータ２０の発熱を上側に伝達
しないように構成することもできる。

【００１４】前記チャック１０に支持されるウエハ１の
上方には、ウエハ１のほぼ中心位置よりレジスト液を滴
下するレジストノズル３０が設けられ、このレジストノ
ズル３０はスキャナー３１によって移動自在となってい
る。たとえばロットの切れ目等でノズル３０からのディ
スペンスが所定時間実行されない場合には、ノズル３０
先端でレジスト液が長時間空気と接触されることにより
固まってしまうことがあるので、ダミーディスペンスを
実行する必要があり、この場合にはノズル３０をチャッ
ク１０より外した位置まで退避させる必要があるので、
この種の移動を前記スキャナー３１によって実行するよ
うになっている。

【００１５】また、このレジストノズル３０へのレジス
ト液の供給系として、レジスト液収容部３２，ベローズ
ポンプ３３及びこのベローズポンプ３３と連動して開閉
されるバルブＶ１，サックバックバルブＶ２等が設けら
れている。なお、前記サックバックバルブＶ２は、レジ
ストノズル３０からのレジスト液吐出後、レジストノズ
ル３０先端部で表面張力によって露出しているレジスト
液をレジストノズル３０内に引き戻すためのバルブであ
り、レジスト液の固化を防止するためのものである。

【００１６】また、レジスト液塗布時にレジスト液が装
置外部へ飛散することを防止するために、液飛散防止カ
ップ４０がウエハ１の周囲に形成されている。なお、こ
のカップ４０は、上下動可能であって、レジスト液塗布
時には図１の位置まで上昇されて停止し、ウエハ１の搬
入出時には上記位置よりも下降するように構成されてい
る。なお、このカップ４０の下面には、図示しないドレ
イン管及び排気管が接続されている。

【００１７】ここで、本実施例の特徴的構成として、ウ
エハ１の裏面を洗浄するための洗浄ノズル５０は、ウエ
ハ１の裏面と対向する位置に固定された固定ベースの一
例として、前記モータ２０の取り付け用のフランジ２１
に固定されている。この洗浄ノズル５０は、少なくとも
チャック１０を外れた位置に固定される必要がある。そ
して、この洗浄ノズル５０に洗浄液たとえば溶剤を供給
するための溶剤収容部５１が設けられ、洗浄ノズル５０
を介してウエハ１の裏面に溶剤を吐出可能となってい
る。また、この洗浄ノズル５０先端側は、図２に示すよ
うにその切り口がウエハ１の端側を向くように傾斜さ
れ、ウエハ１の裏面はもちろんのことその端面をも洗浄
可能としている。また、本実施例のスピンチャック１０
は、図１に示すように、ウエハ１を吸着する吸着面側の
外径よりも、フランジ２１に近い基端側の外径が小さ
く、逆テーパ状となっている。これは、洗浄ノズル５０
からの洗浄液がテーパ面に沿って半径方向外方に拡散し
易くするためのもので、円筒形状等とした場合のように
液だまりが生ずることを防止している。

【００１８】また、液飛散防止カップ４０の底形状は下
記の通りである。すなわち、図１に示すように、カップ
４０は、その底部中心側の前記フランジ２１を囲むよう
に起立した第１の壁４２と、この第１の壁４２の上端を
外方向に折り曲げた第２の壁４４とを有する。

【００１９】また、この洗浄ノズル５０の周囲には、図
２に示すように中空の管が同心で配置され、この中空管
を洗浄液のドレイン管５２としている。

【００２０】なお、この塗布装置へのウエハ１の搬送系
として、図２に示すように塗布装置の上方にはベルト方
式等によって対向距離間を可変でき、かつ、上下動可能
なウエハチャック６０，６０が設けられている。

【００２１】次に、作用について説明する。

【００２２】先ず、ウエハ１のトランスファーメカニズ
ムを駆動する前に、チャック１０へのバキュームをＯ
Ｎ，ＯＦＦし、チャック１０上にウエハ１が存在してい
ないことをバキュームセンサの出力によって検知する。
ウエハ１の不存在が確認されたら、ウエハ１を塗布装置
に搬入するためのベルト（図示せず）を駆動して搬送
し、前記ウエハチャック６０，６０を内側に移動するこ
とでウエハ１をセンタリングして挟持し、その後、ウエ
ハチャック６０，６０を下降させてスピンチャック１０
上にウエハ１を載置する。なお、この状態では、ウエハ
１の搬入に支障とならないように、カップ４０は図１の
位置よりも下降して待機している。

【００２３】次に、スピンチャック１０のバキューム系
を駆動して、スピンチャック１０上でウエハ１を真空吸
着することで固定する。

【００２４】その後、前記カップ４０を上昇させて図１
に示す位置で停止する。

【００２５】以上のような搬送駆動は、レジスト塗布装
置のＣＰＵの指令に基づき、予め組み込まれた搬送プロ
グラムに従って実行される。この搬送駆動の終了後に、
ユーザによって組み込まれた独自プログラムをレシピ
（Ｒｅｃｉｐｅ）コントローラによって実行すること
で、レジスト塗布動作が開始される。すなわち、モータ
２０の駆動によってスピンチャック１０上のウエハ１を
１０００ｒｐｍ程度に回転させた状態で、バルブＶ１，
Ｖ２をオープンとし、ベローズポンプ３３を駆動するこ
とにより、ウエハ１のほぼ中心に位置する上方位置に設
定されているレジストノズル３０より所定量のレジスト
液をウエハ１の表面に滴下する。その後、ウエハ１の回
転数を４０００ｒｐｍ程度まで上げて回転し、遠心力に
よってウエハ１の表面に均一にレジスト液を塗布するこ
とになる。この際、予めウエハ１はウエハチャック６
０，６０によりセンタリングしてスピンチャック１０上
に支持されているので、ウエハ１の中心に正確にレジス
ト液を滴下することができ、均一な成膜を実現できる。

【００２６】この際、ウエハ１の端部より飛散したレジ
スト液は、カップ４０によって底部に導かれ、図示しな
いドレイン管より排出されることになる。

【００２７】上記のレジスト塗布動作の終了後、上記動
作によって汚染されたウエハ１の裏面洗浄を開始する。
この裏面洗浄は、洗浄ノズル５０より洗浄剤たとえば溶
剤を吐出し、かつ、ウエハ１をモータ２０によってスピ
ンコート時よりも低い回転数たとえば２０００ｒｐｍ程
度の回転数で回転しつつ実行する。一般に、洗浄液の粘
性はレジスト液よりも低いので、この程度の回転速度で
十分に洗浄液を拡散できる。このとき、スピンチャック
１０の形状が逆テーパ状であるので、洗浄ノズル５０よ
り吐出された洗浄液がスピンチャック１０の表面に飛散
したとしても、このテーパ面に沿って洗浄液を半径方向
外方に拡散できる。

【００２８】ここで、洗浄ノズル５０は、モータ２０の
取り付け用のフランジ２１に固定されているので、一度
ウエハ１との相対的位置関係を調整すれば、以降はこの
位置関係が不変であるので、常時確実な洗浄効果を確保
することができる。また、この洗浄ノズル５０より溶剤
を吐出する際にあっては、重力方向と逆らった方向に吐
出することになるので、吐出開始時及び吐出終了時のよ
うに吐出圧が所定値以下となった場合には、ノズル５０
の先端側より即座にその下方に落下する恐れがある。こ
れを放置するとすれば、モータ２０内に浸透してリーク
させる恐れがあるので、本実施例ではノズル５０周囲に
ドレイン管５２を配置し、この落下した洗浄剤を排出可
能としている。

【００２９】なお、本実施例では、洗浄ノズル５０の先
端部がウエハ１の端部に向くようにその切り口が傾斜さ
れているので、所定の回転数でウエハ１を回転すること
で、ウエハ１の裏面ばかりか、その端面をも洗浄するこ
とができる。

【００３０】ここで、本実施例ではレジスト液の塗布あ
るいは洗浄液による洗浄時に、一旦カップ４０の内面に
向けて飛散したレジスト液又は洗浄液が、ウエハ１の裏
面に再付着することを防止できる。すなわち、カップ４
０は、その底部と共に第１，第２の壁４２，４４とでコ
字型に形成され、底側からの液の跳ね返りを第２の壁４
４により阻止し、ウエハ１の裏面への再付着を防止でき
る。

【００３１】上述したウエハ１の裏面洗浄の終了後は、
カップ４０を図１の位置よりも下方に下降させ、次にス
ピンチャック１０のバキュームをＯＦＦした後に、前記
ウエハチャック６０，６０によってウエハ１を挟持して
ウエハ１の搬出を実行する。

【００３２】以上の動作により、一枚のウエハ１に対す
るレジスト塗布動作の一サイクルが終了し、以降これを
繰り返して実行することになる。

【００３３】ここで、この種のレジスト塗布装置では、
カップ４０等が汚染されるため、これを装置より取り外
して定期的に洗浄等するメインテナンスが不可欠であ
り、この場合従来はカップ４０に洗浄ノズルが支持され
ている構成であったので、カップ４０の取り外しの際に
は洗浄ノズルをも取り外す必要があり、この作業が煩雑
であり、作業時間もかかって作業者の負担が大きかっ
た。

【００３４】本実施例では、固定ベースであるモータ２
０のフランジ２１に洗浄ノズル５０を支持しているの
で、カップ４０の取り外しに際して何等の支障がなく、
上記メインテナンス作業が簡易化される効果もある。

【００３５】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

【００３６】たとえば、裏面洗浄用のノズル５０を、ウ
エハ１の裏面と対向する位置に固定された固定ベース上
に支持する構成としては、上記実施例のようにモータ２
０のフランジ２１に支持するものに限らず、固定ベース
であってチャックに支持された被塗布材との相対的位置
関係が不変となる部材であれば、上記実施例と同様な効
果を得ることができる。

【００３７】また、上述した洗浄ノズルは、固定ベース
上に１本のみ支持するものに限らず、複数本取り付ける
ものであっても良い。

【００３８】また、洗浄ノズル５０と同心で構成したド
レイン管５２は必ずしも設ける必要はなく、モータ２０
に洗浄液が浸透しない他の構成を採用することもでき
る。

【００３９】また、塗布装置を構成する各種部材につい
ては、上記実施例に掲げたもののに限らず、スピンチャ
ックがモータと共に上下動するタイプなど、種々の方式
を採用することができる。

【００４０】さらに、本発明が適用される塗布装置とし
ては、必ずしも半導体ウエハへのレジスト塗布に限ら
ず、マスクへのレジスト塗布等種々の塗布装置に適用可
能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば被
塗布材の裏面と対向する位置に固定された固定ベースに
洗浄ノズルを支持しているので、カップ等の取り外しを
行う際に、洗浄ノズルを一旦取り外すという作業を要す
ることがなく、処理容器の洗浄等のメインテナンス作業
が簡易化される。

【００４２】また、カップが上下動するタイプの塗布装
置にあっては、この上下動によっても被塗布材と洗浄ノ
ズルとの相対的位置関係が変化しないので、常時確実な
洗浄効果を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を半導体ウエハのレジスト塗布装置に適
用した一実施例を説明するための概略説明図

【図２】図１の塗布装置を上方より見た概略斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 被塗布材 １０ チャック ２０ モータ ２１ 固定ベース ３０ レジストノズル ４０ 処理容器 ５０ 洗浄ノズル ５１ ドレイン管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能なチャックに被塗布材の裏面を
   支持して液飛散防止カップ内に配置し、この被塗布材の
   表面に塗布材を滴下し、被塗布材を回転することにより
   塗布材を塗布する塗布装置において、 チャックに支持される被塗布材の裏面と対向する位置に
   配置されかつ前記液飛散防止カップに囲まれた位置に配
   置された固定ベースに、被塗布材の裏面を洗浄する洗浄
   ノズルを支持したことを特徴とする塗布装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記液飛散防止カップは、その底部中心側に前記固定ベ
   ースを囲む起立した第１の壁と、この第１の壁から半径
   方向外方に伸びる第２の壁とを有することを特徴とする
   塗布装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記チャックは、前記被塗布材の載置面側の外径よりも
   基端側の外径が小さい逆テーパ状に形成されていること
   を特徴とする塗布装置。