JPS63248471A - 塗布装置及びそれを用いた塗布方法 - 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】 ［発明の目的］ （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
回転させながら塗布材を塗布する塗布装置、例えば、半
導体製造装置に於いてウェハ上にレジストを塗布する塗
布装置に関する。

（従来の技術） 半導体製造装置に於いては、ウェ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
ヘッド上にウェハを載置固定し、ウェハを回転させなが
らレジスト液をウェ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）。

一方、近年一枚のウェハに形成できるチップ数を増大さ
せるなめに、従来主流であった６インチウェハに代えて
、より大口径の例えば８インチウェハを使用する要望が
高まっている。あるいは、液晶画面に対応すべく、効率
良くチップを確保できる角型ウェハの使用等も要望され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） −ｉに、大口径のウェハにレジストを薄く均一に塗布す
るためには、塗布材の粘度を変えるが、あるいは被塗布
材の回転数を上げるかのいずれかが考えられていた。

塗布装置側で上記要望に答えるためには、被塗布材の回
転数を上げるしか方法が無かったが、回転数を上げた場
合には、ウェハの中心と周縁とで回転速度（接線方向の
速度）が大きく異なってしまう。そして、特に周囲空間
との速度差が著しいウェハの周縁部の速度が所定値を越
えると、塗布材である溶剤の蒸発が促進され、周縁部で
のレジスト塗布均一性がかえって損なわれてしまうこと
が本発明者等によって確認された。

このように、大口径のウェハにレジストを塗布するにあ
たり、ウェハの回転数で対処するのみでは、レジスト塗
布範囲に自ずと制限があり、８インチウェハ等の大口径
ウェハのレジストを確実に行うことができなかった。

ところで、特開所６１−１９４８２９号公報によれば、
塗布膜の品質を安定化させるため、処理容器内部に溶剤
の蒸気流を強制導入する技術が提案されているが、この
技術でも大口径ウェハのレジストを確実に行い得ないこ
とが本発明者等によって確認された。

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、大口径の被塗布材に対しても所望範囲
に確実に塗布材を塗布することができる塗布装置を提供
することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、処理容器内に配置される被塗布材に塗布材を
滴下し、被塗布材を回転することにより塗布材を塗布す
る塗布装置に於いて、前記被塗布材の回転方向と同一方
向に前記処理容器を回転させる回転駆動機構を設けてい
る。

（作用） 従来装置によれば、大口径の被塗布材に塗布材を塗布し
ようとすると、被塗布材の回転数を上げなければならな
かったが、この際処理容器内の被塗布材と周囲空間との
相対的速度差が大きくなり、特に速度差の著しい大口径
の被塗布材の周縁部の塗布がかえって損なわれていた。

本発明では、被塗布材と共に処理容器も同一方向に回転
しているので、上記相対速度差が小さくなり（同一回転
数とすれば相対的速度差は零である）、大口径の被塗布
材であっても周縁部での蒸発が抑制され、所望領域内に
確実に塗布材の塗布を実行することができる。

また、蒸発量を低減できるので、被塗布材に滴下すべき
塗布材の量を反射的に減少することができる効果もある
。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例を参照して具体的に説明す
る。

図面は、実施例装置の断面図である。

同図において、この実施例装置はその基本的枠組みとし
て、下側ベース１．上側ベース２及び両ベース１，２を
離間して平行に固定する支柱３゜３を有している。

被塗布材の一例であるウェハ４を載置固定する処理容器
１０は、塗布時は密閉され、かつ、塗布時以外は離間可
能な第１．第２の容器１１．１２から構成されている。

上側に配置される第１の容器１１は、取り付はベースＩ
ＯＡ、１３Ａを介して可動板１３に支持され、同図の２
点鎖線で示す位置まで上昇できるようになっている。前
記可動板１３は、前記上側ベース２に固定された昇降駆
動部１４の軸１５に連結され、かつ、ガイド軸１６の一
端を固着すると共にその他端側を前記上側ベース２に設
けた案内材１７に摺動自在に支持することで、前述した
昇降移動が可能となっている。尚、前記取り付はベース
ＩＯＡ、１３Ａは、ベアリング１８を介して互いに回転
自在となっている。また、第１の容器１１の周縁部には
パツキン１９が設けられ、前記処理容器１０の密閉性を
確保できるようになっている。

下側の第２の容器１２は、下記の構成により成る回転駆
動機構部４０によって支持されている。

即ち、前記下側ベース１には支持台２０が固定され、こ
の支持台２０の周りでベアリング２１を介して回転可能
な回転ブロック２２が設けられている。そして、前記第
２の容器１２はこの回転ブロック２２に固定されて一体
的に回転できるようになっている。また、前記回転ブロ
ック２２の周囲には、第１のプーリ２３が固着されてい
る。

一方、前記下側ベース１には、第２のモータ２４が配置
され、この出力軸２５の周囲には第２のプーリ２６が固
着されている。そして、前記第１゜第２のプーリ２３，
２６にベルト２７を懸架することで、第２のモータ２４
の回転力を前記回転ブロック２２に伝達するようになっ
ている。

前記第２の容器１２の中心領域には、この第２の容器１
２の内面より突出した中空円盤状の真空吸着部３０が設
けられ、処理容器１０内に配置されるウェハ４を真空吸
着できるようになっている。

尚、この真空吸着部３０は第２の容器１２にネジ等によ
って固着されているので、第２の容器１２と共に一体的
に回転させることができる。また、前記真空吸着部３０
の内側には、スピンチャック３１が配置されている。こ
のスピンチャック３１は、前記支持台２０の中心に穿設
された孔２ＯＡに挿通され、前記下側ベース１に昇降自
在に支持された第１のモータ３２に連結されている。尚
、前記下側ベース１には、昇降駆動部３３．ガイド軸３
４が第１のモータ３２の両側に固定され、第１のモータ
３２を支持する支持枠３５の一方を前記昇降駆動部３３
の昇降軸３３Ａに固着し、その他方をベアリング３６を
介して前記ガイド軸３４に沿って摺動自在に支持してい
る。この結果、前記スピンチャック３１は昇降可能であ
ると共に回転可能となっている。また、このスピンチャ
ック３１には、図示しないコンプレッサが連結され、ウ
ェハ４を真空吸着可能であり、さらに、前記真空吸着部
３０での吸着を可能とするために、真空吸着部３０に連
通する負圧経路を兼用している。

尚、本実施例装置では塗布材の滴下部を図示していない
が、この滴下部は前記第１の容器１１が同図の２点鎖線
に示す位置に上昇した際に、ウェハ４の上方に移動し、
ここで所定量の塗布剤（本実施例ではレジスト材）をウ
ェハ４の中心部に滴下し、その後初期位置に復帰移動す
るようになっている。

以上のように構成された実施例装置の作用について説明
する。

先ず、昇降駆動部１４を駆動して第１の容器１１を図示
の２点鎖線に示す位置まで上昇させ、処理容器１０を解
放した状態で、ウェハ４の設定及び前記滴下部によるレ
ジスト材の滴下を順次行う。

その後、昇降駆動部１４の駆動によって第１の容器１１
を下降させて、第１．第２の容器１１，１２によって処
理容器１０を密閉する。

次に、図示しないコンプレッサを駆動し、スピンチャッ
ク３１を介して真空吸着部３０を吸着可能とし、図示の
ようにこの真空吸着部３０によってウェハ４を吸着する
（尚、この状態ではスピンチャック３１は同図に示すよ
うに真空吸着部３０の吸着面より下がった位置に待機さ
れている）。

この後、設定されたウェハ４の口径、レジスト材の粘度
、塗布すべき膜厚等の特性によって定められる回転数で
前記第２のモータ２４を駆動する。

そうすると、この第２のモータ２４の回転力は出力軸２
５．第２のプーリ２６．ベルト２７．第１のプーリ２３
を介して回転ブロック２２に伝達され、この回転ブロッ
ク２２が回転することになる。

回転ブロック２２が回転されると、この回転ブロック２
２に固着されている第２の容器１２及び真空吸着部３０
が共に一体的に回転することになる。また、第１の容器
１１は、前記昇降駆動部１４によって第２の容器１２に
押圧され、かつ、ベアリング１８を介して回転自在とな
っているので、第２の容器１２と共に一体的に回転する
ことになる。

この結果、前記真空吸着部３０に真空吸着されているウ
ェハ４及び処理容器１０が一体的に回転し、ウェハ４と
共に処理容器１０内の周囲空間をも同速度で同一方向に
回転することになる。

ここで、従来より大口径のウェハ４の周縁部まで確実に
レジスト材を塗布できなかった主たる原因は、ウェハ４
を高速回転させた際に、ウェハ４の周縁部とその周囲空
間との速度差が著しく大きくなるからである。本実施例
装置によれば、上述したようにしてウェハ４と共にその
周囲空間をも一体的に回転しているので、上記速度差は
零となり、ウェハ４の周縁部でのレジスト材の蒸発が抑
制されるので、大口径のウェハ４であってもその周縁部
まで確実にレジスト材を塗布することが可能となる。

所定時間の上記塗布動作を実行した後、第２のモータ２
４の駆動を停止し、昇降駆動部１４を駆動して第１の容
器１１を図示の２点鎖線の位置まで上昇させ、処理容器
１０を解放する。この後、下側ベース１に取り付けられ
た昇降駆動部３３を駆動し、第１のモータ３６を上昇さ
せることで、ウェハ４を吸着しながらスピンチャック３
１を上昇させ、ウェハ４を処理容器１０より取り出して
図示の２点鎖線の位置に設定する。この状悪で、ウェハ
４の裏面を洗浄する洗浄器（図示せず）をウェハ４の裏
面側に移動設定し、第１のモータ３６を駆動することで
ウェハ４を回転しつつ裏面洗浄を実行し、以後の処理工
程に移行することになる。

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。

前記実施例では塗布材の滴下部としてウェハ４の上方領
域内外に移動走査できるいわゆるノズルスキャン方式を
採用している。これは、第１の容器１１の中心部に滴下
部を固定した固定方式では、第１の容器１１の内面中央
部に滴下口を具備する構成とせざるを得ないので、この
滴下口の存在によりウェハ４の中心部のレジスト塗布が
損なわれることか確認されたことによる。従って、ノズ
ルスキャン方式の方が本発明を好適に実施可能であるが
、固定方式を採用した場合にあってもレジスト材の滴下
後は前記滴下口を塞ぐようにすれば、適正な塗布を確保
することが可能である。

また、前記実施例では従来よりあるスピンチャック３１
に加えて、真空吸着部３０を第２の容器１２と共に回転
自在に設け、処理容器１０とウェハ４との回転駆動機構
を兼用しているので、周囲空間とウェハ４との回転速度
は同一となる点で優れているが、必ずしもこの構成には
限定されない。

例えば、真空吸着部３０を設けずに、処理容器１０内で
のウェハ４の吸着及び回転をスピンチャック３１によっ
て行うこともできる。この場合、周囲空間との回転速度
を物理的に同一にすることは駆動源を異にするので困難
であろうが、少なくとも前記相対速度差は従来よりも大
幅に低減されるので、同様に本発明の効果を奏すること
ができる。

また、処理容器１０の回転駆動機構４０として、前記実
施例ではプーリ、ベルト方式によったが、他の種々の回
転駆動手段に置換できることはいうまでもない。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
体ウェ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り、特に被塗布
材の隅々まで塗布が可能となるので、液晶画面等の角型
ウェハへの塗布にも優れた効果を発揮することができる
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば大口径の被塗布材
に対しても所望範囲に確実に塗布材を塗布することがで
きる塗布装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例装置の概略断面図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）処理容器内に配置される被塗布材に塗布材を滴下
   し、被塗布材を回転することにより塗布材を塗布する塗
   布装置に於いて、前記被塗布材の回転方向と同一方向に
   前記処理容器を回転させる回転駆動機構を設けたことを
   特徴とする塗布装置。
2. （２）回転駆動機構は、被塗布材を吸着する真空吸着部
   を固定した処理容器を駆動するものであり、被塗布材と
   処理容器とを一体的に駆動するものである特許請求の範
   囲第１項記載の塗布装置。
3. （３）処理容器は、密閉及び上下に離間が可能な第１、
   第２の容器で構成され、下側の第２の容器に前記真空吸
   着部を固定した特許請求の範囲第２項記載の塗布装置。
4. （４）真空吸着部は中空円盤状に形成され、該中空部を
   介して前記処理容器の内外に昇降自在であり、かつ、回
   転自在なスピンチャックを設けた特許請求の範囲第３項
   記載の塗布装置。
5. （５）塗布材の滴下部は、前記第１、第２の容器の離間
   時に前記被塗布材上に移動配置されて塗布材を滴下し、
   塗布工程中は退避移動するものである特許請求の範囲第
   ３項又は第４項記載の塗布装置。