JPS6378536A - Coating equipment - Google Patents

Coating equipment

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Publication number
JPS6378536A
JPS6378536A JP22186986A JP22186986A JPS6378536A JP S6378536 A JPS6378536 A JP S6378536A JP 22186986 A JP22186986 A JP 22186986A JP 22186986 A JP22186986 A JP 22186986A JP S6378536 A JPS6378536 A JP S6378536A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
gas
photoresist
spin chuck
exhaust
Prior art date
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Pending
Application number
JP22186986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruo Amada
春男 天田
Masato Ishioka
石岡 政人
Koichi Miyamoto
浩一 宮本
Nobuaki Sato
宣明 佐藤
Toshiyoshi Iino
飯野 利喜
Yuzaburo Sakamoto
坂本 雄三郎
Kimio Muramatsu
村松 公夫
Osamu Yamaji
山地 修
Keizo Kuroiwa
慶造 黒岩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Priority to JP22186986A priority Critical patent/JPS6378536A/en
Publication of JPS6378536A publication Critical patent/JPS6378536A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To apply a photo-resist in uniform thickness by disposing an approaching plate at a position where a coating liquid scattered by the centrifugal force of the upper section and lower section of a spin chuck, on which a wafer is placed and which is turned, does not reach and is not reflected directly. CONSTITUTION:An applicator is formed in structure in which a clean gas is sprayed forcibly from the upper section and lower section of a spin chuck 2, on which a wafer 1 to be treated is placed and which is rotated. Approaching plates 5, 6 are mounted at positions where a coating liquid scattered by centrifugal force does not reach and is not reflected directly on the upper surface and lower surface of the spin chuck 2 while the gas does not form stagnation on the surface and rear sides of the wafer 1 and is discharged as a laminar flow. The temperature of the gas 11 supplied is controlled, and an exhaust mechanism exhausts the gas 11 in a treating chamber by ejector action. Accordingly, a photo-resist film, on which no foreign matter adhere and which has uniform thickness, can be acquired.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は塗布装置、特に、半導体デバイス製造における
半導体薄板の洗浄、乾燥に利用して有効な処理技術に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a coating apparatus, and particularly to a processing technique that is effective for use in cleaning and drying semiconductor thin plates in the manufacture of semiconductor devices.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

IC(集積回路)、LSI  (大規模集積回路)を始
めとする半導体デバイスの製造において、ホトリソグラ
フィ技術が多用されている。このホトリソグラフィにお
いて、半導体基板(ウェハ)の主面にホトレジスト等の
被膜が形成される。この被膜形成の方法として、滴下回
転塗布法、スプレィ回転塗布法、ペーパー回転塗布法等
が知られている。また、塗布材料としてはホトレジスト
以外にドーパント材料、スピンオングラス(SOG)材
料、ポリミド樹脂材料等がある。
2. Description of the Related Art Photolithography technology is frequently used in the manufacture of semiconductor devices such as ICs (integrated circuits) and LSIs (large-scale integrated circuits). In this photolithography, a film such as photoresist is formed on the main surface of a semiconductor substrate (wafer). Known methods for forming this film include a drop spin coating method, a spray spin coating method, a paper spin coating method, and the like. In addition to photoresist, coating materials include dopant materials, spin-on glass (SOG) materials, polyimide resin materials, and the like.

半導体基板上にホトレジストを塗布する技術としては、
特開昭59−121839号に記載されているような技
術がある。この文献による技術の概略は下記の通りであ
る。すなわち、チャンバ(チェンバ)は、断面がそれぞ
れ双曲線を構成するチャンバ上方部分とチャンバ下方部
分を互いに空隙をおいてほぼ平行に配置することによっ
て構成されている。また、チャンバ内には溶液がスピン
塗布されるべき試料のためのチャックとそのスピンヘッ
ドとが配設されている。また、排気は前記空隙から排気
されるようになっている。
The technology for coating photoresist on a semiconductor substrate is as follows:
There is a technique as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-121839. The outline of the technology according to this document is as follows. That is, the chamber is constructed by arranging an upper chamber portion and a lower chamber portion, each of which has a hyperbolic cross section, substantially parallel to each other with a gap therebetween. Also disposed within the chamber are a chuck for a sample to which a solution is to be spin-coated and its spin head. Further, exhaust gas is exhausted from the gap.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

メモリLSIのように、集積度が1Mビットから4Mビ
ット、さらに16Mビットと進むと、素子パッケージサ
イズも1ミクロン寸法からサブミクロン寸法へと微細化
する必要が生じる。このサブミクロンルール化に伴い、
ウェハに付着する異物のサイズもより微小のものまでが
問題視される。
As the degree of integration progresses from 1 Mbit to 4 Mbit to 16 Mbit, as in the case of memory LSIs, it becomes necessary to miniaturize the element package size from 1 micron to submicron dimensions. With this submicron rule,
The size of foreign matter that adheres to the wafer is also considered to be a problem, even if it is even microscopic.

すなわち、サブミクロンルール化にあっては、直接不良
に結び付く異物サイズは、0.1μm以下が問題となる
That is, in the submicron rule, the size of foreign particles that directly lead to defects is 0.1 μm or less.

これらのことを前提にして上述の塗布装置を検討してみ
ると、ウェハの回転によって、渦流が発生し、チャンバ
内に供給される空気流と発生した渦流が干渉し、淀み領
域が生じる。この結果、ウェハに作用する空気流が均一
でなくなり、塗布膜厚精度が低下することが本発明者に
よってあきらかにされた。また、撹拌されて跳ね返った
異物が淀み領域に浮遊し、ウェハ上に再付着することも
明らかにされた。
When considering the above-mentioned coating apparatus on the premise of the above, a vortex is generated by the rotation of the wafer, and the generated vortex interferes with the air flow supplied into the chamber, resulting in a stagnation region. The inventors have revealed that as a result, the air flow acting on the wafer is no longer uniform, and the accuracy of the coating film thickness is reduced. It was also revealed that foreign particles that bounced off after being stirred floated in the stagnation area and re-attached to the wafer.

本発明の目的は塗布膜厚を高精度に制御できる塗布装置
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a coating device that can control coating film thickness with high precision.

本発明の他の目的は異物付着が起き難い塗布装置を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a coating device in which foreign matter is less likely to adhere.

本発明の前記ならびにそのほか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あきらかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of the present invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、本発明の塗布装置は、被処理物であるウェハ
をHaして回転するスピンチャックの上部および下部か
ら清浄なガスが強制的に吹き付けられる構造となってい
る。また、スピンチャックの上面および下面には、遠心
力によって飛散した塗布液が直接到達して反射されない
位置に近接板が設けられているとともに、この近接板に
よってウェハの表裏面側ではガスは淀みを作ることなく
、層流となって排気される。また、供給されるガスは温
度調整制御されるようになっている。さらに、前記排気
機構はエジェクタ作用によって処理室内のガスを排気す
るようになっている。
That is, the coating apparatus of the present invention has a structure in which clean gas is forcibly blown from the upper and lower parts of a spin chuck that rotates while heating a wafer as an object to be processed. In addition, proximity plates are provided on the top and bottom surfaces of the spin chuck at positions where the coating liquid scattered by centrifugal force reaches directly and is not reflected, and these proximity plates prevent the gas from stagnation on the front and back sides of the wafer. It is exhausted as a laminar flow without forming. Furthermore, the temperature of the supplied gas is controlled. Further, the exhaust mechanism is configured to exhaust gas within the processing chamber by an ejector action.

〔作用〕[Effect]

上記した手段によれば、ウェハ主面に塗布されたホトレ
ジストは、遠心力によってウェハ主面に沿って拡がり、
ウェハ縁から飛散するが、飛散したホトレジスト液は層
流となって流れるガス流に乗って排気されるため、異物
付着のないホトレジスト塗布が達成できる。また、前記
供給ガスの温度を調整してホトレジストの飽和蒸気圧以
下の温度で塗布を行えば、ウェハ主面のホトレジストの
蒸発はし難くなって蒸発による厚さのバラツキは生じな
くなることから、ウェハ回転によってのみ膜厚が決定さ
れるため、均一な厚さのホトレジスト膜を得ることがで
きる。また、ウェハ縁から飛散したホトレジスト粒が近
接板で反射してウェハ面に付着することがないとともに
、スピンチャックの上面および下面中央に清浄なガスが
供給されること、また、近接板によって均質にガスが流
れること、さらにはエジェクタ作用によって強制排気さ
れること等から、ガス流は層流となり、淀みなく処理室
を半径方向に流れるため、ウェハ面への飛散ホトレジス
ト粒の再付着がなく、異物付着のない塗布が達成できる
According to the above-described means, the photoresist applied to the main surface of the wafer is spread along the main surface of the wafer by centrifugal force.
Although the photoresist liquid is scattered from the edge of the wafer, the scattered photoresist liquid is exhausted along with the laminar gas flow, so that photoresist coating without foreign matter adhesion can be achieved. In addition, if the temperature of the supply gas is adjusted and coating is performed at a temperature below the saturated vapor pressure of the photoresist, the photoresist on the main surface of the wafer will be difficult to evaporate and the thickness will not vary due to evaporation. Since the film thickness is determined only by rotation, a photoresist film of uniform thickness can be obtained. In addition, photoresist particles scattered from the wafer edge are not reflected by the proximal plate and adhere to the wafer surface, and clean gas is supplied to the center of the upper and lower surfaces of the spin chuck. Because the gas flows and is forced out by the ejector action, the gas flow becomes laminar and flows in the radial direction in the processing chamber without stagnation, so scattered photoresist particles do not re-attach to the wafer surface and foreign particles are removed. A stick-free application can be achieved.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図面は本発明の一実施例による塗布装置の要部を示す断
面図である。
The drawing is a sectional view showing essential parts of a coating device according to an embodiment of the present invention.

塗布装置は、図面に示されるように、その主面(上面)
に被処理物であるウェハ1を載面するスピンチャック2
を有している。このスピンチャック2は真空吸着によっ
てウェハ1を保持する。また、スピンチャック2はスピ
ンモータ3によって回転する回転軸4の先端に取り付け
られている。
The coating device has its main surface (top surface) as shown in the drawing.
A spin chuck 2 on which a wafer 1, which is a workpiece to be processed, is placed
have. This spin chuck 2 holds the wafer 1 by vacuum suction. Further, the spin chuck 2 is attached to the tip of a rotating shaft 4 rotated by a spin motor 3.

したがって、スピンチャック2は、前記スピンモータ3
の駆動によって所望の回転数で回転する。
Therefore, the spin chuck 2 is connected to the spin motor 3.
It rotates at the desired rotational speed by driving.

前記スピンチャック2の上方および下方には、それぞれ
近接板5.6が配設されている。これら近接板5.6は
、ウェハ1の回転に基づく遠心力および回転気流によっ
てウェハ1の表面から飛散するホトレジスト液、評言す
るならば、ホトレジスト液粒が直接飛散する領域から外
れた位置であって、かつウェハ1に最も近接した位置に
配設される。また、上方の近接板5は、周縁に向かうに
つれて徐々に低くなる構造となり、処理室7内を流れる
気流が層流となるように配慮されている。
Proximity plates 5.6 are provided above and below the spin chuck 2, respectively. These proximal plates 5.6 are located outside the area where the photoresist liquid, or photoresist droplets, are directly scattered from the surface of the wafer 1 due to the centrifugal force and rotating airflow caused by the rotation of the wafer 1. , and located closest to the wafer 1. Further, the upper proximity plate 5 has a structure that gradually becomes lower toward the periphery, so that the airflow flowing inside the processing chamber 7 becomes a laminar flow.

また、近接板5の外周縁はウェハ1の外周縁よりも長く
延在し、ウェハlの外縁から飛散したホトレジスト液粒
がウェハ1の上面に再付着しないようになっている。
Further, the outer circumferential edge of the proximal plate 5 extends longer than the outer circumferential edge of the wafer 1 to prevent photoresist droplets scattered from the outer edge of the wafer l from re-adhering to the upper surface of the wafer 1.

一方、前記近接vi、5の中央にはガス供給口8を介し
てガス供給パイプ9が接続されている。また、前記ガス
供給パイプ9には供給ガス温度調整機構付のガス供給部
10が取り付けられている。前記ガス供給部10.ガス
供給パイプ9.ガス供給口8によって構成されるガス供
給機構にあっては、ガス供給部10から送り出された所
望温度のガス11を、ガス供給パイプ9を通してガス供
給口8から均等に分散して処理室7内に供給する。この
ガス11の供給によって処理室7は陽圧となり、飛散し
たホトレジスト液粒が再び処理室7内に逆流しないよう
になっている。
On the other hand, a gas supply pipe 9 is connected to the center of the vicinity vi, 5 via a gas supply port 8. Furthermore, a gas supply section 10 with a supply gas temperature adjustment mechanism is attached to the gas supply pipe 9. The gas supply section 10. Gas supply pipe9. In the gas supply mechanism constituted by the gas supply port 8 , the gas 11 at a desired temperature sent from the gas supply section 10 is evenly distributed from the gas supply port 8 through the gas supply pipe 9 and delivered into the processing chamber 7 . supply to. By supplying this gas 11, the processing chamber 7 becomes under positive pressure, and the scattered photoresist droplets are prevented from flowing back into the processing chamber 7 again.

他方、前記近接板5の中央にはホトレジスト滴下ノズル
12が配設されている。このホトレジスト滴下ノズル1
2は、ホトレジスト供給部13から延在するホトレジス
ト供給パイプ14の先端に取り付けられている。また、
前記ホトレジスト供給パイプ14はガス供給パイプ9内
を延在していることから、ホトレジスト供給パイプ14
の外側を流れるガス11の影客を受けてガス11と略同
−の温度になる。したがって、ガス供給部10でガス1
1の温度を調整することによって、ホトレジスト供給パ
イプ14内のホトレジスト液15の温度を制御できるこ
とになる。前記ホトレジスト供給部13.ホトレジスト
供給パイプ14.ホトレジスト滴下ノズル12からなる
塗布液供給機構によって、ウェハ1の主面中央にクロス
ハンチングで示されるように、ホトレジスト液15が供
給されるようになっている。
On the other hand, a photoresist dripping nozzle 12 is arranged at the center of the proximity plate 5. This photoresist dripping nozzle 1
2 is attached to the tip of a photoresist supply pipe 14 extending from the photoresist supply section 13 . Also,
Since the photoresist supply pipe 14 extends inside the gas supply pipe 9, the photoresist supply pipe 14
The temperature of the gas 11 becomes approximately the same as that of the gas 11 as a result of the influence of the gas 11 flowing outside. Therefore, the gas supply unit 10
1, the temperature of the photoresist liquid 15 in the photoresist supply pipe 14 can be controlled. The photoresist supply section 13. Photoresist supply pipe 14. A coating liquid supply mechanism consisting of a photoresist dropping nozzle 12 supplies a photoresist liquid 15 to the center of the main surface of the wafer 1 as shown by cross-hunting.

下方の近接板6の中央部分はスピンモータ3の回転軸4
が延在しているが、この回転軸4は、内部が中空のハウ
ジング16の外側部分にシール17を介して気密的にか
つ回転可能に取り付けられている。また、前記ハウジン
グ16の上部の回転軸4の回りには、ハウジング16の
中空部と連通ずるガス供給口18が設けられている。ま
た、スピンモータ3の下方には、前記ガス供給部lOと
連動して作用する供給ガス温度調整機構付のガス供給部
19が配設されている。また、このガス供給部19から
送り出されたガス11は、ガス供給パイプ20を介して
ハウジング16内に供給され、ガス供給口18からウェ
ハ1の下面側の処理室7内に供給される。ガス供給部1
0およびガス供給部19から送り出されるガス11は同
じ温度に制御される。また、ガス11の温度は、ホトレ
ジスト液15の飽和蒸気圧温度以下に設定される。この
結果、スピンモータ3によってスピンチャック2を所定
回転数で回転させ、ウェハ1の主面に滴下したホトレジ
スト液15を、遠心力を利用してウェハ1の主面全域に
拡げた場合、ガス11がホトレジスト液15の飽和蒸気
圧以下の温度に調整されていると、ホトレジスト液15
が拡がる際、ホトレジスト液15が藩発することがない
ため、ホトレジスト液15はウェハ1の主面全域に均一
な厚さとなって拡がる。
The center portion of the lower proximity plate 6 is the rotation shaft 4 of the spin motor 3.
The rotary shaft 4 is rotatably and airtightly attached to the outer part of a hollow housing 16 via a seal 17. Furthermore, a gas supply port 18 is provided around the rotating shaft 4 at the upper part of the housing 16 and communicates with the hollow portion of the housing 16. Further, below the spin motor 3, a gas supply section 19 is provided with a supply gas temperature adjustment mechanism that operates in conjunction with the gas supply section IO. Further, the gas 11 sent out from the gas supply section 19 is supplied into the housing 16 via the gas supply pipe 20, and is supplied into the processing chamber 7 on the lower surface side of the wafer 1 from the gas supply port 18. Gas supply part 1
0 and the gas 11 sent out from the gas supply section 19 are controlled to the same temperature. Further, the temperature of the gas 11 is set to be lower than the saturated vapor pressure temperature of the photoresist liquid 15. As a result, when the spin chuck 2 is rotated by the spin motor 3 at a predetermined rotation speed and the photoresist liquid 15 dropped onto the main surface of the wafer 1 is spread over the entire main surface of the wafer 1 using centrifugal force, the gas 11 is adjusted to a temperature below the saturated vapor pressure of the photoresist liquid 15, the photoresist liquid 15
Since the photoresist liquid 15 does not leak out when it spreads, the photoresist liquid 15 spreads over the entire main surface of the wafer 1 with a uniform thickness.

また、前記処理室7の周縁、すなわち、一対の近接板5
.6の周縁には、その周縁に沿って延在するリング状の
跳ね返り防止筒21が設けられている。そして、この跳
ね返り防止筒21には、排気部22に馨がる排気パイプ
23が連通状態で接続されている。また、前記跳ね返り
防止筒21の排気パイプ23との連通部分と反対側とな
る個所には、それぞれ吸気孔24が設けられている。排
気機構は、前記排気部22.跳ね返り防止筒21゜排気
パイプ23.吸気孔24.からなり、吸気孔24から空
気25を吸い込みつつ排気する。この結果、排気部22
の排気動作によって、吸気孔24から吸い込まれた空気
25は、排気パイプ23内を通って排気され、排気機構
自身が排気流を構成するため、エジェクト作用によって
処理室7内のホトレジスト液粒を含むガスを吸い出し、
強制排気を行うようになっている。
Further, the periphery of the processing chamber 7, that is, the pair of proximity plates 5
.. A ring-shaped anti-rebound tube 21 is provided on the periphery of the holder 6 and extends along the periphery. An exhaust pipe 23 extending to an exhaust section 22 is connected to this anti-rebound cylinder 21 in a communicating state. Further, air intake holes 24 are provided at the opposite side of the part of the anti-rebound cylinder 21 that communicates with the exhaust pipe 23 . The exhaust mechanism includes the exhaust section 22. Anti-rebound cylinder 21° Exhaust pipe 23. Intake hole 24. It takes in air 25 from the intake hole 24 and exhausts it. As a result, the exhaust section 22
Due to the exhaust operation, the air 25 sucked in from the intake hole 24 is exhausted through the exhaust pipe 23, and since the exhaust mechanism itself constitutes an exhaust flow, the ejecting action causes the air 25 to contain the photoresist droplets in the processing chamber 7. suck out the gas,
It is designed to perform forced exhaust.

なお、前記処理室7の周縁の開口間隔、すなわち、一対
の近接板5,6によって構成されかつ跳ね返り防止筒2
1に連なる隙間間隔(ギャップ)に対して、跳ね返り防
止筒21の排気バイブ23との連通部間隔は大幅に広く
構成され、一度跳ね返り防止筒21内に入り込んだホト
レジスト液粒等が処理室7内に逆戻りしないようになっ
ている。
It should be noted that the opening interval at the periphery of the processing chamber 7, that is, the spacing between the openings at the periphery of the processing chamber 7, which is constituted by a pair of proximity plates 5 and 6, and the rebound prevention cylinder 2
1, the communication part between the anti-rebound tube 21 and the exhaust vibrator 23 is configured to have a much wider gap, so that the photoresist droplets, etc. that have once entered the anti-recoil tube 21 are trapped inside the processing chamber 7. It is designed not to revert to.

このホトレジスト液粒の処理室7への逆戻り防止として
、前記吸気孔24から吸い込まれる空気25も作用する
。すなわち、吸気孔24は跳ね返り防止筒21に等間隔
に配列されていて、排気部22の強制排気によって処理
室7からの排気と同期して空気25を装置内に案内する
結果、排気量バランスが一定に保たれる。また、この吸
気孔24の存在によって、吸気孔24から流入した空気
25は排気部22へ向かって流れるため、この流によっ
て処理室7内のガスは、気体による吸い出し効果、すな
わち、エジェクト効果によって跳ね返り防止筒21内に
吸い出される。したがって、跳ね返り防止筒2I内のホ
トレジスト液粒の処理室7への逆流人現象は生じ難くな
り、ウェハ1への飛散したホトレジスト液粒の再付着は
起きな(なる。
To prevent the photoresist droplets from returning to the processing chamber 7, the air 25 sucked in from the air intake hole 24 also acts. That is, the intake holes 24 are arranged at regular intervals in the anti-rebound tube 21, and as a result of forced exhaust from the exhaust section 22, the air 25 is guided into the apparatus in synchronization with the exhaust from the processing chamber 7, and as a result, the exhaust volume is balanced. remains constant. Furthermore, due to the existence of the intake hole 24, the air 25 flowing in from the intake hole 24 flows toward the exhaust part 22, so that the gas in the processing chamber 7 is bounced back due to the suction effect of the gas, that is, the ejection effect. It is sucked out into the prevention cylinder 21. Therefore, the phenomenon of backflow of photoresist droplets in the anti-rebound cylinder 2I into the processing chamber 7 is less likely to occur, and the scattered photoresist droplets do not re-adhere to the wafer 1.

ここで、前記近接板5.6および跳ね返り防止筒21の
構成について説明すると、近接板5の位置は、ウェハ1
上にホトレジスト液15を滴下し、ウェハ1をスピンモ
ータ3によって回転させ、ホトレジスト膜を形成する際
、ウェハ1から飛散したホトレジスト液粒が付着しない
領域で、かつウェハ1の回転によって発生する渦流に基
く淀み領域が生じない位置である。また、近接板5の内
面形状はウェハ1上に供給されるガス11の温度条件、
ホトレジスト液等の溶剤蒸気圧条件等により決定される
Now, to explain the structure of the proximity plate 5.6 and the anti-rebound tube 21, the position of the proximity plate 5 is
When the photoresist liquid 15 is dropped onto the wafer 1 and the wafer 1 is rotated by the spin motor 3 to form a photoresist film, the photoresist liquid droplets scattered from the wafer 1 are not attached, and the vortex generated by the rotation of the wafer 1 is This is a position where no stagnation area occurs. Further, the inner surface shape of the proximity plate 5 is determined by the temperature conditions of the gas 11 supplied onto the wafer 1.
It is determined by the vapor pressure conditions of the solvent such as photoresist liquid, etc.

本発明者による実験例では、ウェハlと近接板50半径
方向の端面寸法を略等しくし、かつその端部でのウェハ
1と近接板5とのギャップを約5mmに保ち、近接板5
の中心での拡がり角度を約140°に構成するqとによ
って、ホトレジスト膜厚精度向上と、ウェハ1に付着す
る跳ね返りホトレジスト異物数の低減が図れる結果を得
ている。
In an experimental example by the present inventor, the radial end face dimensions of the wafer 1 and the proximal plate 50 were made approximately equal, and the gap between the wafer 1 and the proximal plate 5 at the end was maintained at approximately 5 mm.
By configuring q to have a spread angle of about 140° at the center, results have been obtained in which the accuracy of the photoresist film thickness can be improved and the number of rebound photoresist particles adhering to the wafer 1 can be reduced.

なお、この実験では、供給するガス11の温度を約10
°とホトレジスト液の飽和窯気圧以下の低温下で行ない
均一な膜厚を得ている。
In this experiment, the temperature of the gas 11 to be supplied was set to about 10
The process was carried out at a low temperature below the saturated oven pressure of the photoresist solution to obtain a uniform film thickness.

近接板6に関しては、前記同様に、ウェハ1を回転させ
た時に、近接板6とウェハ1内の空間に淀み領域を生じ
させないために、ガス供給部19から所定量のガス11
を供給している。
Regarding the proximal plate 6, as described above, in order to prevent a stagnation area from occurring in the space between the proximal plate 6 and the wafer 1 when the wafer 1 is rotated, a predetermined amount of gas 11 is supplied from the gas supply section 19.
is supplied.

また、図示はしないが、この装置は、制御系によって全
体が制御される。すなわち、制御系にインプットされた
溶剤の蒸気圧値、供給量、ホトレジスト膜厚等の処理条
件設定情報に基づいて、スピンチャック2の回転数、処
理時間、ガス11の温度および供給量、排気部22の排
気量等が自動的に制御される。また、一連のシーケンス
動作も同様にこの制御系で自動的に制御される。
Although not shown, this device is entirely controlled by a control system. In other words, the rotation speed of the spin chuck 2, the processing time, the temperature and supply amount of the gas 11, the exhaust section, etc. 22 displacement etc. are automatically controlled. Further, a series of sequential operations are similarly automatically controlled by this control system.

つぎに、ウェハ主面に均一な厚さにホトレジスト膜を形
成する方法について説明する。
Next, a method for forming a photoresist film with a uniform thickness on the main surface of the wafer will be described.

最初に、下記に示す情報が制御系に入力される。First, the information shown below is input to the control system.

(1)ガス供給部10から供給されるガス11の温度値
、溶剤蒸気圧値(溶剤濃度)、溶剤供給量の設定。
(1) Setting the temperature value of the gas 11 supplied from the gas supply section 10, the solvent vapor pressure value (solvent concentration), and the solvent supply amount.

(2)ガス供給部19から供給されるガス11の温度値
、溶剤蒸気圧値(溶剤濃度)、溶剤供給量の設定。
(2) Setting the temperature value of the gas 11 supplied from the gas supply section 19, the solvent vapor pressure value (solvent concentration), and the solvent supply amount.

(3)排気部22から排気される排気量の設定。(3) Setting the amount of exhaust gas exhausted from the exhaust section 22.

(4)ホトレジスト供給部13から滴下されるホトレジ
スト液15の液温1滴下量の設定。
(4) Setting the temperature and amount of the photoresist liquid 15 dropped per drop from the photoresist supply unit 13.

(5)スピンモータ3の回転数の設定。(5) Setting the rotation speed of the spin motor 3.

(6)一連シーケンス動作の設定。(6) Setting a series of sequence operations.

以上のような処理条件を設定した後、装置を始動させる
と、図示しないハンドラによってスピンチャック2上に
、ウェハ1がローディングされる。
After setting the processing conditions as described above, when the apparatus is started, the wafer 1 is loaded onto the spin chuck 2 by a handler (not shown).

ウェハ1は真空吸着によってスピンチャック2に保持さ
れる。
The wafer 1 is held on the spin chuck 2 by vacuum suction.

つぎに、処理室7内に所定条件下に制御されたガス11
が供給される。
Next, a gas 11 controlled under predetermined conditions is introduced into the processing chamber 7.
is supplied.

一方、排気部22によって、跳ね返り防止筒21から均
一にかつ所定量の排気がなされる。この状態下で、スピ
ンモータ3が駆動し、ウェハlが所定の速度で回転する
。また、回転するウェハ1の主面中央にホトレジスト供
給部13の作動によってホトレジスト液15が所定量滴
下される。このホトレジスト液15は、ウェハ1が高速
で回転していることから、ウェハlの主面全域に瞬時に
拡がる。また、このホトレジスト液15の塗布時、塗布
は、10’程度の低い温度下で行われる。この結果、ホ
トレジスト液15の薫発もないことと、ウェハIの高速
回転のため、ホトレジスト液]5はウェハ1の主面全域
に亘って均一の厚さに拡がることになる。また、ウェハ
1の表裏面側の処理室7部分には、常時ガス11が供給
され、かっこのガス11は、層流となってウェハ1表裏
面に沿って流れ、強制的に跳ね返り防止筒21を通って
排気されるため、ウェハ1から飛散したホトレジスト液
粒が再度ウェハ1の表面に付着するようなことはな(、
異物付着のない清浄なホトレジスト塗布が達成できる。
On the other hand, the exhaust section 22 uniformly exhausts a predetermined amount of air from the rebound prevention cylinder 21. Under this condition, the spin motor 3 is driven and the wafer 1 is rotated at a predetermined speed. Furthermore, a predetermined amount of photoresist liquid 15 is dropped onto the center of the main surface of the rotating wafer 1 by the operation of the photoresist supply section 13. Since the wafer 1 is rotating at high speed, this photoresist liquid 15 instantly spreads over the entire main surface of the wafer 1. Further, when applying the photoresist liquid 15, the application is performed at a low temperature of about 10'. As a result, since the photoresist liquid 15 does not smoke and the wafer I rotates at high speed, the photoresist liquid 5 spreads to a uniform thickness over the entire main surface of the wafer 1. Gas 11 is constantly supplied to the processing chamber 7 on the front and back sides of the wafer 1, and the gas 11 in the parentheses flows along the front and back surfaces of the wafer 1 in a laminar flow and is forced into the anti-rebound cylinder 22. Since the photoresist droplets scattered from the wafer 1 are exhausted through the wafer 1, the photoresist droplets do not adhere to the surface of the wafer 1 again (
Clean photoresist coating without foreign matter adhesion can be achieved.

なお、前記跳ね返り防止筒21内に入ったホトレジスト
液粒等の排気ガス26は、排気系の強制排気や、エジェ
クタ効果によって再び処理室7内に戻ることもなく、ウ
ェハ1への異物付着が防止効果も確実である。
Note that the exhaust gas 26 such as photoresist droplets that has entered the anti-rebound cylinder 21 does not return to the processing chamber 7 due to the forced exhaust of the exhaust system or the ejector effect, thereby preventing foreign matter from adhering to the wafer 1. The effect is also certain.

ホトレジスト塗布動作後、スピンチャック2は回転を停
止し、ハンドラによってスピンチャック2上のウェハ1
は所定部分にアンローディングされる。
After the photoresist application operation, the spin chuck 2 stops rotating, and the wafer 1 on the spin chuck 2 is moved by the handler.
is unloaded into a predetermined portion.

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。
According to such an embodiment, the following effects can be obtained.

(1)本発明によれば、塗布材料と形成される塗布膜厚
に応じて被処理物の表面に作用する気流速度を任意の最
適値で一定に制御できることがら、再現性よ(均一の厚
さの被膜を形成できるという効果が得られる。
(1) According to the present invention, the airflow velocity acting on the surface of the workpiece can be controlled to a constant, arbitrary optimum value depending on the coating material and the coating film thickness to be formed, which improves reproducibility (uniform thickness). The effect is that a thin film can be formed.

(2)本発明によれば、被処理物に作用する気流の温度
値を任意の値に精度よく制御できることから、塗布材料
に含まれる溶剤の蒸発量を少なくする低温状態、すなわ
ち、溶剤蒸気圧を小さくできる状態で塗布処理が行える
ため、ストライエーション(脈理)の少ない均一の厚さ
の被膜形成が達成できるという効果が得られる。
(2) According to the present invention, since the temperature value of the airflow acting on the object to be treated can be precisely controlled to any value, a low temperature state that reduces the amount of evaporation of the solvent contained in the coating material, that is, the solvent vapor pressure Since the coating process can be carried out in a state in which the thickness of the coating can be reduced, it is possible to achieve the effect of forming a film with a uniform thickness with less striae.

(釦上記(1)および(2)により、本発明によれば、
被膜形成精度の高い塗布装置を提供することができる羨
いう効果が得られる。
(Button) According to (1) and (2) above, according to the present invention,
The enviable effect of being able to provide a coating device with high film formation accuracy can be obtained.

(4)上記(1)により、本発明によれば、処理室内で
の気流速度分布状態を変化させず、かつ被処理物の上下
空間領域に一定量のガス流が構成され、かつ被処理物が
回転した時に発生する回転気流および飛散塗布材料が近
接板管の処理空間に作用することが遮断され、近接板間
の気流状態が一定に保たれることから、上記(1)記載
の効果が得られるとともに、回転塗布時に発生する飛散
ホトレジスト液が被処理物に再付着することもなく、高
純度かつ均質な被膜が形成できるという効果が得られる
(4) According to the above (1), according to the present invention, the air velocity distribution state in the processing chamber is not changed, a constant amount of gas flow is formed in the upper and lower spatial regions of the object to be processed, and the object to be processed is The effect described in (1) above is achieved because the rotating airflow and the scattered coating material generated when the pipe rotates are blocked from acting on the processing space of the adjacent plate pipes, and the airflow condition between the adjacent plates is maintained constant. In addition, it is possible to form a highly pure and homogeneous film without causing the scattered photoresist solution generated during spin coating to re-adhere to the object to be processed.

(5)本発明によれば、処理室と跳ね返り防止筒との連
通ギャップよりも、跳ね返り防止筒と排気パイプとの連
通ギャップが広くなっていることから処理室から跳ね返
り防止筒内に排気されたホトレジスト液粒が処理室内に
戻り難くなっているため、ウェハへの異物付着を生じさ
せることなく塗布が達成できるという効果が得られる。
(5) According to the present invention, since the communication gap between the anti-rebound tube and the exhaust pipe is wider than the communication gap between the processing chamber and the anti-rebound tube, exhaust gas from the processing chamber into the anti-rebound tube is Since it is difficult for the photoresist droplets to return into the processing chamber, the effect that coating can be achieved without causing foreign matter to adhere to the wafer can be obtained.

(6)本発明によれば、跳ね返り防止筒側の排気系にあ
っては、跳ね返り防止筒に設けた吸気孔から装置外の空
気を吸い込み、この空気をも排気する構造となっている
ため、この空気流によって処理室内のガスを吸い出す効
果も発生し、効率良く排気が行え、かつ跳ね返り防止筒
から処理室への排気ガスの逆戻りを抑止する構造となっ
ているため、処理室内が再汚染されることもな(、ウェ
ハへの異物付着を生じさせることなく塗布が達成できる
という効果が得られる。
(6) According to the present invention, the exhaust system on the side of the anti-rebound tube has a structure in which air from outside the device is sucked in through the intake hole provided in the anti-rebound tube, and this air is also exhausted. This air flow also has the effect of sucking out the gas in the processing chamber, allowing efficient exhaust, and the structure prevents the exhaust gas from returning to the processing chamber from the rebound prevention cylinder, so the processing chamber is not recontaminated. The effect is that coating can be accomplished without causing foreign matter to adhere to the wafer.

(7)上記(1)〜(6)により、本発明によれば、塗
布精度の向上から、半導体デバイスの微細パターン化が
達成できるという効果が得られる。
(7) According to the above (1) to (6), according to the present invention, it is possible to achieve the effect that fine patterning of semiconductor devices can be achieved by improving coating accuracy.

(8)上記(1)〜(6)により、本発明によれば、異
物付着の低減から、半導体デバイスの微細パターン化の
歩留り向上が達成できるという効果が得られる。
(8) According to the above (1) to (6), according to the present invention, it is possible to achieve the effect that the yield of fine patterning of semiconductor devices can be improved by reducing the adhesion of foreign substances.

(9)上記(1)〜(8)により、本発明によれば、品
質の優れた半導体デバイスを安価に提供できるという相
乗効果が得られる。
(9) According to the above (1) to (8), according to the present invention, a synergistic effect can be obtained in that semiconductor devices of excellent quality can be provided at low cost.

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、本発明は上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、たとえば、近接板で構成
される処理室から排気される排気量バランスを均等に保
つ手段として、排気パイプ23の配置に応して排気抵抗
を順次変化させるようにしてもよい。すなわち、排気バ
イブ23位置に近い側の処理室部分のギャップを小さく
し、排気バイ123位置に遠い側のギャップを大きくし
、排気抵抗を調整し、排気量バランスを均等に維持する
。また、塗布材料は、ホトレジスト以外のもの、たとえ
ば、スピンオングラス。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, the exhaust resistance may be sequentially changed according to the arrangement of the exhaust pipes 23 as a means for maintaining an equal balance of the amount of exhaust gas exhausted from the processing chamber constituted by the adjacent plates. That is, the gap on the side of the processing chamber near the exhaust vibrator 23 position is made smaller, the gap on the side farther from the exhaust vibrator 123 position is made larger, the exhaust resistance is adjusted, and the exhaust volume balance is maintained evenly. Further, the coating material may be something other than photoresist, such as spin-on glass.

ポリミド樹脂、不純物拡散材料等であっても前記実施例
同様な効果が得られる。
Even with polymide resin, impurity diffusion materials, etc., the same effects as in the above embodiments can be obtained.

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ホトレジスト塗布技
術に適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、たとえば、フォトマスク等のガラス板
、金属板等への塗布材料の塗布技術にも適用できる。ま
た、本発明は、半導体工業以外に、写真工業、印刷工業
、精密機械工業、化学薬品工業等における塗布技術に適
用できる。
The above explanation has mainly been about the application of the invention made by the present inventor to photoresist coating technology, which is the background field of application, but the invention is not limited thereto. It can also be applied to techniques for applying coating materials to metal plates and the like. Furthermore, the present invention can be applied to coating techniques in the photographic industry, printing industry, precision machinery industry, chemical industry, etc. in addition to the semiconductor industry.

本発明は少なくとも塗布技術には適用できる。The present invention is applicable at least to coating technology.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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、下記のとおりであ
る。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、本発明の塗布装置は、被処理物であろウェハ
を′R置して回転するスピンチャックの上部および下部
の遠心力によって飛散した塗布液が直接到達して反射さ
れない位置に近接板が配設されているとともに、この近
接板の中央部分から清浄なガスが強制的に供給される構
造となっている。
That is, in the coating apparatus of the present invention, a wafer, which is an object to be processed, is placed on the rotating spin chuck, and the proximity plate is arranged at a position where the coating liquid scattered by the centrifugal force at the upper and lower parts of the rotating spin chuck directly reaches and is not reflected. The structure is such that clean gas is forcibly supplied from the center of the proximal plate.

さらに、この一対の近接板によって構成される処理室の
周縁には、エジェクタ作用によって処理室内のガスを強
制通に排気する排気機構が設けられていることから、ウ
ェハの表裏面側ではガスは淀みを作ることなく、層流と
なって排気されるため、均一な厚さにホトレジストを塗
布することができる。また、ウェハ縁から飛散したホト
レジスト液は層流となって流れるガス流に乗って強制排
気されるため、ホトレジスト粒が再度処理室に逆戻りす
ることもなく、ウェハへの異物付着のないホトレジスト
塗布が達成できる。また、前記供給ガスの温度を調整し
てホトレジストの飽和蒸気圧以下の温度で塗布を行えば
、ウェハ主面のホトレジストの蒸発はし難くなって蒸発
による厚さのバラツキは生じな(なることから、ウェハ
回転によってのみH’J厚が決定されるため、均一な厚
さのホトレジスト膜を得ることができる。
Furthermore, an exhaust mechanism is installed around the periphery of the processing chamber formed by the pair of proximal plates, which uses an ejector action to forcefully exhaust the gas within the processing chamber. The photoresist can be applied to a uniform thickness because it is evacuated in a laminar flow without creating a layer of heat. In addition, since the photoresist liquid splashed from the wafer edge is forcibly exhausted by the laminar gas flow, the photoresist particles do not return to the processing chamber again, and the photoresist can be applied without foreign matter adhering to the wafer. It can be achieved. Furthermore, if the temperature of the supply gas is adjusted and coating is performed at a temperature below the saturated vapor pressure of the photoresist, the photoresist on the main surface of the wafer will be difficult to evaporate and the thickness will not vary due to evaporation. Since the H'J thickness is determined only by wafer rotation, a photoresist film with a uniform thickness can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の一実施例による塗布装置の要部を示す断
面図である。
The drawing is a sectional view showing essential parts of a coating device according to an embodiment of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、被処理物を上面に載置して回転するスピンチャック
と、このスピンチャック上の被処理物に塗布液を供給す
る塗布液供給機構と、前記スピンチャックの上部および
下部を被う近接板と、前記スピンチャックの中央の上部
および下部に清浄ガスを供給するガス供給機構と、前記
一対の近接板によって構成された処理室の周縁に沿って
設けられた排気機構と、を有することを特徴とする塗布
装置。 2、前記ガス供給機構は供給ガスの温度が調整自在とな
っ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。
[Scope of Claims] 1. A spin chuck that rotates with a workpiece placed on the top surface, a coating liquid supply mechanism that supplies a coating liquid to the workpiece on the spin chuck, and an upper part of the spin chuck and a gas supply mechanism that supplies clean gas to the central upper and lower parts of the spin chuck; and an exhaust mechanism provided along the periphery of the processing chamber configured by the pair of proximity plates. A coating device comprising: 2. The coating apparatus according to claim 1, wherein the gas supply mechanism is capable of adjusting the temperature of the supplied gas.
JP22186986A 1986-09-22 1986-09-22 Coating equipment Pending JPS6378536A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01172048U (en) * 1988-05-26 1989-12-06

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