JPS63294966A - 塗布装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塗布技術、特に、被塗布物を処理容器内に収
容した状態で塗布材を塗布する技術に関し、例えば、電
子装置の製造において、ウェハ上にレジストを塗布する
のに利用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

電子装置の製造において、ウェハ上にレジストを塗布す
る塗布装置として、処理容器の内部に設けた回転回部な
スピンヘッド上にウェハを載せて保持せしめ、ウェハを
回転させながらレジスト液をウェハの表面上に供給して
レジストを塗布するように構成されているものがある（
特公昭５３−３７１８９号公報参照）。

このレジスト塗布装置においては、高速回転時にレジス
ト液がウェハの周方に飛散した後、処理容器の内周面に
衝突して、はね返ることによりウェハに再付着する危険
がある。

そこで、特開昭５８−１７１８１９号公報に記載されて
いる装置のように、ウェハの周辺空間に下向きの排気流
を形成せしめるとともに、この排気流の流速を制御する
ことにより、はね返った飛沫がウェハに再付着しないよ
うに排出させる技術が、提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように排気流によって飛沫を排出させるように構成
されているレジスト塗布装置においては、レジスト膜の
形成と、レジストの飛沫発生が同時に起こる事実につい
て配慮されていないため、膜厚精度と飛沫再付着との両
方を完全に対策することは不可能であるという問題点が
あることが、本発明者によって明らかにされた。

本発明の目的は、塗布材のはね返りによる再付着を確実
に防止することができるとともに、塗布模情度を高める
ことができる塗布技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、被塗布物を収容して塗布材を塗布する処理容
器に排気ダクトを被塗布物外周に対向するように配設す
るとともに、排気ダクトの被塗布物側に設定した吸込口
が狭くなるように構成したものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、排気ダクトの吸込口が狭くなる
ように構成されていることにより、被塗布物外周におけ
る排気流速が高められるため、飛散してきた飛沫は強制
集中排出されるごとになる。

そして、排気ダクト内の排気流速は入口側より吐出口側
に向かって遅くなるため、吸込口側へ逆流することはな
い。したがって、飛沫が被塗布物へ再付着することは確
実に防止されることになる。

他方、被塗布物上の流速はその外周方において早くなる
だけで、その真上では一定であるため、塗布膜の蒸発速
度についての均一性には影響しない、したがって、塗布
膜厚は全体にわたって均一になるため、その膜厚精度は
良好になる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるレジスト塗布装置を示
す縦断面図、第２図はその作用を説明するための拡大部
分断面図である。

本実施例において、このレジスト塗布装置は処理容器１
を備えており、この容器ｌは上下面がそれぞれ開口され
た略円筒形状に形成されている。

処理容器ｌ内の中央部には略円板形状の底板２が同心円
に配設されており、底板２にはサーボモータ等のような
適当な駆動装置ｆ４によって回転される回転軸３が、中
心線上に配されて挿入されている。処理容器１内におけ
る回転軸３の上端にはスピンヘッド５が水平回転し得る
ように配されて固着されており、スピンヘッド５は被塗
布物としてのウェハ６を真空吸着によって保持し得るよ
うに構成されている。スピンヘッド５の真上には、塗布
材としてのレジスト液７を滴下するための滴下管８が同
心的に配されて、垂直下向きに挿入されている。

底板２の回転軸周りには排気ダク１−１０が、底板２の
円板外間と処理容器ｌとの間に略ドーナツ形の中空形状
に形成されて介設されており、排気ダクト１０はその内
周面において円形環帯形状に開設された吸込口１１がウ
ェハ６の外周辺に近接するように、スピンへラド５に同
心円に配設されている。排気ダクトＩＯは吸込口ＩＩか
ら外側に開設された吐出口１２に行くにしたがって次第
に拡大するように、かつ、ウェハ１を含む平面を中心と
して路上下対称になるように形成されている。

排気ダクト１０の外方には略円筒形状に形成された排気
管１３が複数本、周方向に略等間隔に配されて垂直下方
向に延びるようにそれぞれ接続されている。また、排気
ダクトＩＯの上面中央部には給気口９がウェハ１と略等
しい口径をもって開口されている。

処理容器１にははね返り防止部１４が排気ダクトｌＯの
吐出口１２の外周方に対向するように配設されており、
このはね返り防止部１４は後述するようにウェハ６から
のレジスト液飛沫がウェハ６に再付着するのを防止し得
るように構成されている。すなわち、処理容器ｌのウェ
ハ６に対向する部分には無数の凸部１５と凹部１６とか
らなる凹凸面が刻設されている。これら凸部１５および
凹部１６は比較的細く、かつ先が尖鋭になるように形成
されており、ローレフト加工やエツチング加工、または
無数の針の植え込み加工等により作成することができる
。

次に作用を説明する。

被塗布物としてのウェハ６はスピンヘッド５上に載せら
れて真空吸着等のような適当な手段により保持された後
、駆動装置４により回転軸３を介して回転される。この
回転が安定したところで、滴下管８からレジスト液７が
ウェハ６の中心上に滴下されると、レジスト液７は遠心
力によって放射方向に拡散するため、ウェハ６の表面に
は塗布Ｍｆｆ１７が形成されることになる。

このとき、第１図に破線矢印で示されているように、排
気ダクト１０の外周方においては吐出口１２から排気管
１３の方向に垂直下向きに流れ色気流Ａ１が、排気ダク
ト１０内においては吸込口１１から吐出口１２の方向に
径方向外向きに次第に拡散するように流れる気流Ａ２が
、また、ウェハ６の表面においては処理容器ｌの給気口
９から垂直下向きにウェハ表面に緩やかに吹きつけられ
た後、排気ダクト１０の吸込口１１に吸い込まれる気流
Ａ３がそれぞれ形成されている。

給気口９から流下した気流が排気ダクト１０の吸込口１
１に吸い込まれる際、吸込口１１が狭くなっているため
、流速が早くなるが、その流速度変化は急に起きるため
、ウェハ６の上面全体における流速、流圧および流量は
全体的に均等化されているとともに、きわめて緩やかに
吹き付けられることになる。その結果、塗布されたレジ
スト液の乾燥等が全体にわたって均等化されるため、ウ
ェハ６上に形成される塗布膜１７の膜厚分布は全体にわ
たって均一化されることになる。

レジスト液７が滴下されて遠心力によって放射方向に拡
散されると、飛沫１８がウェハ６の外周縁から外方向に
放射状に飛散する。

ところで、処理容器のウェハ外周辺に対向する面が平坦
面に形成されていた場合、レジスト液の飛沫はその平坦
面ではね返って、その平坦面に対する入射角および気流
の方向によっては飛んで来た元の方向へ戻るため、ウェ
ハ上に再付着することになる。このようにして飛沫がウ
ェハに再付着すると、レジスト塗布面が実質的に損傷さ
れることになるため、リソグラフィー処理が不適正にな
る。

しかし、本実施例においては、処理容器１に排気ダクト
１０がウェハ６の外周辺において吸込口１１が狭くなる
ように配設されているとともに、その内周面にはね返り
防止部１４が形成されていることにより、ウェハ６から
飛んで来た飛沫１８がウェハ６に戻るようにはね返るこ
とは防止されるため、飛沫１８のウェハ６への再付着は
未然に回避されることになる。

すなわち、排気ダクト１０の吸込口１１はウェハ６の外
周辺に近接するように配されているとともに、その開口
面積を小さく設定されることによっでそこを通過する流
速が早くなるように設定されているため、ウェハ６の外
周辺から飛び出したレジスト飛沫１８は吸込口１１に確
実に吸い込まれることになる。そして、排気ダクト１０
は吸込口１１側から吐出口１２側へ行くに従って次第に
拡大して行くように構成されることにより、流速が次第
に遅くなって行くように設定されているため、吸い込ま
れた飛沫１８が吸込口１１からウェハ６側に戻ることは
ない。

さらに、排気ダクト１０の吐出口１２に達した飛沫１日
はそこに配設されたはね返り防止部１４に衝突するため
、ウェハ６側に戻ることは確実に防止されることになる
。すなわち、第２図に示されているようにレジスト液の
飛沫１８が凸部１５の尖端に衝突すると、飛沫１８は破
砕されて運動エネルギを殆ど消失するため、飛んで来た
元の方向へ戻ることはない、また、飛沫１８が破砕され
ると、微粒子化されるため、吐出口１２と排気管１３と
によってはね返り部１４付近に形成されている垂直下向
きの気流Ａ１にきわめて乗り易くなリ、排気管１３側へ
確実に排出されて行く、万一、ウェハ６方向に向かって
も吸込口ｌｌ側の気流の流速が早いため、容易に押し戻
されることになる。

これらは排気速度を抑制しても充分な効果を得ることが
できる。

一方、レジスト液７の飛沫１８が凹部１６の内壁面（凸
部１５の外壁面に相当する。）間に侵入すると、第２図
に示されているように、壁面間で反射を繰り返して運動
エネルギを消失しなから凹部１６の底部に導かれて吸収
される。

ウェハ６に対するレジスト液の塗布作業が終了すると、
処理容器１の上面開口９から塗布膜形成済みのウェハ６
が取り出される。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１）処理容器に吸込口が狭くなった排気ダクトを被塗
布物の外周辺に近接するように設けることにより、被塗
布物から飛来した塗布液の飛沫を効果的に吸い込むこと
ができるため、被塗布物の方向へはね返ることを防止す
ることができ、飛沫が被塗布物に再付着するのを防止す
ることができる。

（２）排気ダクトの吸込口を狭くすることにより、被塗
布物の外周辺における排気流速だけを早めて、被塗布物
表面に形成される気流の流速は全体にわたって均等化さ
せることができるため、塗布材の乾燥等を全体にわたっ
て均等化させることにより、被塗布物上に形成される塗
布膜の膜厚分布を全体にわたって均一化させることがで
きる。

（３）飛沫が被塗布物に再付着するのを防止することに
より、塗布Ｍ’Ａの品質を高めることができるため、塗
布作業の信頼性を高めることができる。

（４）塗布膜の品質および作業の信頼性を高めることに
より、塗布膜がレジスト液膜である場合、リソグラフィ
ー処理の品質および信頼性を高めることができるため、
製品の製造歩留りを高めることができる。

（５）排気ダクト内にはね返り防止部を配設することに
より、はね返り防止部で破砕された塗布材の微粒子を排
気ダクト内の排気流に乗せて他所へ排出させることがで
きるため、被塗布物への再付着を確実に防止することが
できる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、排気ダクトにおいて吸込口の狭くなる程度は、
それに依存するウェハ外周辺の吸込力と、ウェハ全表面
に形成される均等気流に対する影響との相関関係を、排
気ダクトの排気速度、処理容器の容量、ウェハ径、ウェ
ハの回転数、レジスト液の粘度、所望の塗布膜厚等々の
諸条件に対応して経験的手法により分析し、最適値を求
めることが望ましいが、通例、吸込口と吐出口との比は
、ｌ：３〜１０程度に設定される。

はね返り防止部の凹凸面はローレット加工、エツチング
加工、針の植え込み加工により形成するに限らず、細径
の線材からなる網を排気ダクト内に敷設する手段等によ
って、形成してもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるウェハ上にレジスト
を塗布する装置に通用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではな（、マスクにレジストを塗布
する場合等にも適用することができる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

吸込口が狭くなった排気ダクトを処理容器に被塗布物の
外周辺に近接するように設けることにより、被塗布物か
ら飛来した塗布材の飛沫を吸い込むことによって被塗布
物の方向へはね返ることを防止することができるため、
飛沫が被塗布物に再付着するのを確実に防止することが
でき、また、被塗布物表面においては全体にわたって均
等な気流を形成させることができるため、被塗布物上に
形成される塗布膜の膜厚分布を全体にわたって均一化さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるレジスト塗布装置を示
す縮断面図、 第２図はその作用を説明するための拡大部分断面図であ
る。 ■・・・処理容器、２・・・底板、３・・・回転軸、４
・・・駆動装置、５・・・スピンヘッド、６・・・ウェ
ハ（被塗布物）、７・・・レジスト液（塗布液）、８・
・・滴下管、９・・・給気口、１０・・・排気ダクト、
１１・・・吸込口、１２・・・吐出口、１３・・・排気
管、１４・・・はね返り防＋ｈ部、１５・・・凸部、１
６・・・凹部、１７・・・塗布膜、１８・・・飛沫。 ・？−＼、 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被塗布物を収容して塗布材を塗布する処理容器に排
   気ダクトが被塗布物外周に対向するように配設されてお
   り、この排気ダクトは被塗布物側に設定された吸込口が
   狭くなるように構成されていることを特徴とする塗布装
   置。 ２、排気ダクトが、その吐出口側に凹凸面を有するはね
   返り防止部を被塗布物外周に対向するように配設されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の塗布
   装置。 ３、はね返り防止部が、先が尖った凸部および凹部群に
   より構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の塗布装置。 ４、はね返り防止部が、網により構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の塗布装置。