JPH11168051A - スピンコータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コート剤の塗布工程で被処理ワークの裏面側に
コート剤のミストが回り込んで付着するのを効果的に防
止できるようにスピンコータを改良する。 【解決手段】底面に排気口５が開口したスピンカップ１
にスピンチャック２を組み、スピンチャックに保持した
被処理ワーク８を高速回転しつつ表面に液状コート剤１
０を滴下，ないし噴霧して塗膜を形成させるスピンコー
タにおいて、ワークの裏面にコート剤が付着するのを防
止するために、逆円錐状の裏回り防止リング１１と傘形
の整流リング１２を上下に連ねた遮蔽体１３をスピンカ
ップ内に組み込み、ここで裏回り防止リングは、ワーク
の外径に対応する径寸法に定めたリング上端周縁がワー
クの裏面周縁に細隙ｇを隔てて対向し、整流リングは、
排気口を上方から覆い、かつカップ底面との間に排気プ
レナム１４を画成するようにカップ内周壁面との間にミ
スト吸込間隙Ｇを隔てて対向配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば半導体基
板（ウエハ）の処理工程で、該基板の表面にコート剤
（レジストなど）を均一に塗布するためのスピンコータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、頭記したスピンコータの従来にお
ける一般的な構成を図３に示す。図において、１はスピ
ンカップ、２はスピンカップ１の軸中心位置に組み込ん
だスピンチャック（真空吸着式チャック）、３はスピン
チャック２に連結した回転軸、４はスピンモータ、５は
スピンカップ１の底面に開口した排気口、６は排気管、
７は排気ブロアである。

【０００３】かかるスピンコータの動作は周知であり、
半導体基板（ウエハ）などを対象とした円板状の被処理
ワーク８の表面にコート剤（レジスト）を塗布する際に
は、先ずスピンチャック２の上に塗布面を上面に向けて
ワーク８を吸着保持し、次いでスピンモータ４によりス
ピンチャック２を高速回転させ、かつ排気ブロア７を運
転してスピンカップ１内の空気を排気口５を通じて系外
に排気しつつ、ワーク８の上面に向けノズル９よりコー
ト剤１０を滴下，もしくは噴霧する。これにより、ワー
ク８の表面全域に均一なコート剤の塗膜が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記構成の
スピンコータでは、コート剤の塗布工程で次記のような
不具合が生じる。すなわち、ワーク８を高速回転させな
がらその上面にコート剤１０を滴下すると、図示矢印で
表すようにコート剤の一部が遠心力により跳ね飛ばされ
て周囲に飛散したり、余剰のコート剤がワーク８の表面
を伝わってその周縁から外方に飛散し、これによりスピ
ンカップ１の内部空間にコート剤のミストが発生するよ
うになる。この場合にミストの大半はスピンカップ１の
底面に開口している排気口５を通じて系外に排出される
が、一部はスピンチャック２から外周に張り出した露呈
しているワーク８の裏面側に回り込み、図４で表すよう
にワーク８の裏面側にもコート剤１０が付着する。

【０００５】このようにコート剤の塗布工程でスピンカ
ップ内に発生したミストがワーク８の裏面側に回り込ん
で付着する現象の発生原因は次のように推定される。す
なわち、スピンカップ１の内部を排気口５を通じて排気
しつつ、スピンチャック２に保持したワーク８を高速回
転させると、スピンカップ１の上面から流入し、ワーク
８の回転に伴う遠心力作用によりカップの内周壁面に沿
って排気口５に向かうように流れる図示矢印Ａの気流の
ほかに、ワーク８の裏面側周域には、遠心力作用で内周
から外周に向かう図示矢印Ｂの渦状気流が発生する。一
方、排気口５はスピンカップ１の底面上周域の１ないし
数カ所に開口しているのみであり、その開口部周辺には
排気ブロア７の吸引による負圧が作用するが、排気口５
から離れた箇所には負圧が十分に作用しない。このため
に、コート剤の塗布工程でスピンカップ１の内方上方域
に発生したミストの一部は、前記気流Ａに乗って排気口
５に到達する以前に前記の渦状気流Ｂに随伴してワーク
８の裏面側に回り込んで露呈の状態にあるワーク８の裏
面にコート剤１０が付着する。

【０００６】しかも、ワーク８の裏面に付着したコート
剤１０は汚れ，欠陥の原因となることから、スピンコー
タから取り出した後に除去しなければならないが、拡散
ソースの塗布等のプロセスによっては付着したコート剤
の除去が極めて困難であり、このために製品の良品率，
生産性を低下させる原因となる。この発明は上記の点に
鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決
し、コート剤の塗布工程でスピンカップ内に発生したコ
ート剤のミストが被処理ワークの裏面側に回り込んで付
着するのを効果的に防止できるように構造を改良したス
ピンコータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、被処理ワークの裏面にコート剤
が回り込んで付着するのを防止する手段として、逆円錐
形の裏回り防止リングと傘形の整流リングを上下に連ね
た筒状の遮蔽体を前記スピンチャック，回転軸を取り囲
んでスピンカップの内方に設けるものとし、ここで前記
遮蔽体の裏回り防止リングは、被処理ワークの外径に対
応する径寸法に定めたリング上端周縁がワークの裏面周
縁に細隙を隔てて対向し、整流リングは、スピンカップ
の底面に開口した排気口を上方から覆い、かつカップ底
面との間に排気プレナムを画成するようにカップ内周壁
面との間に吸込間隙を隔てて対向配置するように構成す
る（請求項１）。

【０００８】また、具体的には前記裏回り防止リングの
上端周縁と被処理ワークとの間の細隙を１〜３mm，傘形
整流リングの傾斜角を５〜１０°，整流リングの外周と
スピンカップの内周壁面との間のミスト吸込間隙を４〜
８mmに設定するのがよい（請求項２）。すなわち、前記
構造の遮蔽体をスピンカップの内方に付設した構成によ
れば、スピンチャックに保持した被処理ワークは、その
裏面が裏回り防止リングにより覆われてガートされ、さ
らに該リングの下端に連なる整流リングが排気口の上方
を覆ってスピンカップの底面側に延在している。これに
より、スピンカップ内に発生したコート剤のミストは遮
蔽体により隔離されてワークの裏面に回り込むことが効
果的に防げる。また、整流リングとスピンカップの底面
との間に画成された空間が排気口に通じる排気プレナム
として機能し、この排気プレナム内部の全域には排気に
伴う負圧が均一に作用するようになる。したがって、ス
ピンカップ内に充満しているコート剤のミストはカップ
内周壁面との間の吸込間隙を通じて整流リングの外周全
域から満遍なく排気プレナムに吸い込まれ、ここから排
気口を通じて系外に排出される。さらに、逆円錐形の裏
回り防止リングと傘形の整流リングを上下に組合せた鼓
形の筒状遮蔽体は、その外周面に沿って流れる渦状気流
を裏回り防止リングの先端からワークの外側へ逸らせる
ような気流ガイドとして働き、ワーク裏面へのコート剤
ミストの付着防止に有効に機能する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１，および図２に示す図示実施例に基づいて説明する。
なお、実施例の図中で図３に対応する同一部材には同じ
符号が付してある。すなわち、図示実施例において、ス
ピンコータは基本的に図３と同様であるが、スピンチャ
ック２，回転軸３を取り囲んでスピンカップ１の内方に
裏回り防止リング１１と整流リング１２を上下に組合せ
た鼓形の筒状遮蔽体１３が新たに追加装備されている。
ここで、裏回り防止リング１１は、逆裁頭円錐形になる
ラッパ状の筒体で、その上端部の外径寸法が被処理ワー
ク８の外径に対応して設定されており、かつその上部外
周縁がワーク８の裏面周縁との間に１〜３mmの細隙ｇを
隔てて対向するように設置されている。一方、整流リン
グ１２は、傾斜角θを５〜１０°に設定した傘形リング
としてなり、スピンカップ１に組み込んだ状態では図示
のようにスピンカップ１の底面に開口した排気口５を上
方から覆い、かつカップ底面との間に排気プレナム１４
を画成するようにカップ内周壁面との間に４〜８mm程度
の吸込間隙Ｇを隔てて対向配置している。また、上部の
裏回り防止リング１１はその下端を下部の整流リング１
２の上端に形成したフランジ部１２ａに嵌め込んで結合
するようにしている。

【００１０】かかる構成により、スピンチャックに保持
した被処理ワーク８は、その裏面が裏回り防止リング１
１により覆われてガードされ、さらに該リングの下端に
連なる整流リング１２が排気口５の上方を覆ってスピン
カップ１の底面側に延在している。これにより、コート
剤１０の塗布工程でスピンカップ１内に発生したコート
剤のミストは、遮蔽体１３に隔離されてワーク８の裏面
側に直接回り込むことがない。また、整流リング１２と
スピンカップ１の底面との間に画成された空間が排気口
に通じる排気プレナム１４として機能し、この排気プレ
ナム１４の内部全域には排気ブロア７の運転に伴う負圧
が均一に作用するようになる。したがって、ワーク８の
上面から遠心力作用により外周側に飛散してスピンカッ
プ内に生じたコート剤１０のミストは、図示矢印Ａのよ
うにスピンカップ１の上面側からカップ内周壁面に沿っ
て下方に流れる気流に随伴して整流リング１２の外周全
域から満遍なくカップ内周壁面との間の吸込間隙Ｇを通
じて排気プレナム１４に吸い込まれ、ここから排気口５
を通じて系外に排出される。さらに、逆円錐形の裏回り
防止リング１１と傘形の整流リング１２を上下に組合せ
た遮蔽体の形状は、その中央部分が径小で上下端に向け
てラッパ状に拡大した鼓形になり、その外面に沿って流
れる図示矢印Ｂの渦状気流を裏回り防止リング１１の先
端からワークの外側へ逸らせるような気流ガイドとして
働く。この結果、ワーク８の周縁から余剰のコート剤１
０が裏面側に回り込んで付着するのを効果的に防止でき
る。なお、前記した各部の具体的な寸法は、発明者等が
実機モデルを使って行ったテスト結果の評価を基に定め
たものである。

【００１１】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
被処理ワークの裏面にコート剤が回り込んで付着するの
を防止する手段として、逆円錐形の裏回り防止リングと
傘形の整流リングを上下に連ねた筒状の遮蔽体を前記ス
ピンチャック，回転軸を取り囲んでスピンカップの内方
に設けるものとし、ここで前記遮蔽体の裏回り防止リン
グは、被処理ワークの外径に対応する径寸法に定めたリ
ング上端周縁がワークの裏面周縁に細隙を隔てて対向
し、整流リングは、スピンカップの底面に開口した排気
口を上方から覆い、かつカップ底面との間に排気プレナ
ムを画成するようにカップ内周壁面との間にミスト吸込
間隙を隔てて対向配置したことにより、被処理ワークに
コート剤を塗布する工程で、コート剤がワークの裏面に
付着するのを効果的に防止することができ、これにより
良品率，並びに生産性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例によるスピンコータの構成断
面図

【図２】図１における遮蔽体の分解斜視図

【図３】従来におけるスピンコータの構成断面図

【図４】図３のスピンコータでコート剤を塗布した被処
理ワークの外周部分の断面図

【符号の説明】

１ スピンカップ ２ スピンチャック ３ 回転軸 ４ スピンモータ ５ 排気口 ８ 被処理ワーク １０ コート剤 １１ 裏回り防止リング １２ 整流リング １３ 遮蔽体 ｇ ワークと裏回り防止リングとの対向細隙 Ｇ 吸込間隙 θ 整流リングの傾斜角

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底面に排気口を開口したスピンカップの中
   央にスピンモータの回転軸に連結したスピンチャックを
   組み込み、前記スピンチャックの上に保持した円板状の
   被処理ワークを高速回転しつつその表面に液状コート剤
   を滴下，ないし噴霧して塗膜を形成させるスピンコータ
   において、被処理ワークの裏面にコート剤が回り込んで
   付着するのを防止する手段として、逆円錐形の裏回り防
   止リングと傘形の整流リングを上下に連ねた筒状の遮蔽
   体を前記スピンチャック，回転軸を取り囲んでスピンカ
   ップの内方に設けるものとし、前記遮蔽体の裏回り防止
   リングは、被処理ワークの外径に対応する径寸法に定め
   たリング上端周縁がワークの裏面周縁に細隙を隔てて対
   向し、整流リングは、スピンカップの底面に開口した排
   気口を上方から覆い、かつカップ底面との間に排気プレ
   ナムを画成するようにカップ内周壁面との間に吸込間隙
   を隔てて対向配置したことを特徴とするスピンコータ。
2. 【請求項２】請求項１記載のスピンコータにおいて、裏
   回り防止リングの上端周縁と被処理ワークとの間の細隙
   を１〜３mm，傘形整流リングの傾斜角を５〜１０°，整
   流リングの外周とスピンカップの内周壁面との間のミス
   ト吸込間隙を４〜８mmに設定したことを特徴とするスピ
   ンコータ。