KR101351740B1 - 도포장치, 도포방법 및 기억매체 - Google Patents

Abstract

도포액을 스핀코팅법에 의해서 기판에 도포하는데 있어서, 기판 이면측으로의 파티클의 부착을 줄여, 이 파티클을 세정하기 위한 용제의 사용량을 억제하는 것이다.

컵(10)내의 스핀척(11)에 유지된 웨이퍼(W)의 둘레가장자리부 이면과 대향하도록, 종단면이 산모양인 도포액의 튀어서 되돌아옴 방지용의 가이드부(2)를 설치하고, 이 가이드부(2)의 안쪽에 연속하여 컵(10)의 아래쪽 외부공간과 구획하는 수평면(22)을 형성하는 이 수평면(22)과 웨이퍼(W)와의 사이의 뒤쪽공간(23)은 웨이퍼(W)의 회전에 의해 분위기가 부압이 되는 공간이며, 상기 수평면(22)에 개구부 (25)를 형성한다. 그리고, 웨이퍼(W)의 회전수에 기초하여 셔터(6)에 의해 개구부 (25)의 개구량을 조정하고, 또한 컵(10)의 바닥부에 접속된 배기로중의 댐퍼의 개도를 제어한다.

기판, 도포, 스핀코팅

Description

도포장치, 도포방법 및 기억매체{COATING APPARATUS, COATING METHOD AND STORAGE MEDIUM}

본 발명은, 기판에 도포액을 도포하는 도포장치, 도포방법에 관한 것이다.

반도체 제조공정에 있어서는 도포액을 기판상에 도포하는 공정이 있고, 도포하는 수법으로서는 예를 들면 스핀코팅법을 들 수 있다. 이 스핀 코팅법은 반도체 웨이퍼나 LCD용의 유리기판 등의 기판을 기판 유지부인 스핀척에 흡착하고, 기판의 중심부에 도포액을 공급하는 것과 함께 기판을 고속으로 회전시켜 도포액을 기판의 표면에 전신(展伸)하는 수법이다. 또한, 도포액으로서는 레지스트액이 대표적이고, 그 외에는 산화 실리콘의 전구물질을 포함한 절연막용의 약액 등이 이용되고 있다.

상기 스핀 코팅법으로 이용되는 도포장치는, 도 9에 도시한 바와 같이 하부에 폐수로(15) 및 배기로(16)를 구비한 컵(10)내에 스핀척(11)을 설치함과 함께, 스핀척(11)상의 기판인 웨이퍼(W)의 이면 둘레가장자리에 근접하여 대향하도록 액의 튀어서 되돌아옴 방지부(2)를 고리형상으로 형성하여 구성되고, 스핀척(11)에 의해 웨이퍼(W)를 회전했을 때에 떨어내어지는 미스트를 배기로(16)의 흡인에 의해 컵(10)의 아래쪽으로 끌어들여 폐수로(15)로부터 배출하도록 하고 있다. 튀어서 되 돌아옴 방지부(2)로부터 스핀척(11) 가까이의 공간은 상기 방지부(2)에 연속하는 구획부(22)에 의해 외부와 구획되고 있다. 또한, 이 도포장치의 위쪽측에 설치된 팬 필터 유닛(FFU)(33)으로부터 아래쪽측에 클린 에어가 공급되고 있고, 이 때문에 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력에 의해서 떨어내어진 도포액의 미스트는, 배기로 (16)의 흡인에 의해 컵(10)내에 형성되는 클린 에어의 기류를 타고 아래쪽으로 운반되어, 기액분리되어 폐수로(15)로부터 배출된다.

그런데, 튀어서 되돌아옴 방지부(2)는 컵(10)의 내벽에 충돌한 도포액이 기판의 이면측으로 튀어서 되돌아오지 않도록 설치되어 있는 것이지만, 웨이퍼(W)를 고속으로 회전시킬 때 튀어서 되돌아옴 방지부(2)로부터 안쪽『스핀척(11)측』의 공간(23)이 부압(감압)이 되어, 이 때문에 비산한 도포액의 미립자(미스트)가 이 감압되어 있는 공간(23)으로 끌어들여져서 웨이퍼(W)의 이면에 부착하여 파티클이 된다. 이 파티클을 제거하기 위해 스핀코팅에 계속하여, 웨이퍼(W)의 이면측에 설치된 노즐로부터 웨이퍼(W)의 이면에 용제를 공급하는 처리(백린스)를 실시하고 있지만, 웨이퍼(W)의 1매당의 사용량이 수십ml이기 때문에, 이 백린스는 일련의 도포 처리 혹은 현상도 더한 액처리 중에서는, 용제를 가장 소비하는 공정이다. 이 때문에, 매월의 용제의 총사용량은 상당한 양이 되어, 백린스의 용제의 사용량의 저감이 바람직하다.

한편, 특허문헌 1에는 스핀척축의 둘레의 구획부에 빈틈을 형성하는 것과 함께 이 빈틈을 개폐하는 셔터를 설치하고, 이 셔터의 개폐에 의해 기판 이면의 부압공간에 기체가 유입함으로써 부압상태를 해소하여, 기판에의 파티클의 부착을 저감 하는 장치가 기재되어 있다. 그러나, 기판의 회전수에 의해서 부압의 정도가 변화하기 때문에, 예를 들면 회전수가 낮을 때는 부압의 정도는 작기 때문에 셔터를 크게 열면, 필요 이상의 기체가 상기 틈새를 통하여 컵의 밖으로부터 컵내로 흘러들어, 하강기류에 영향을 주어 기판의 표면의 기류가 흐트러져, 이 결과 기판에 형성되는 액막의 면내 균일성이 손상될 우려가 있다. 또한 반대로, 회전수가 높을 때는 부압의 정도는 크기 때문에 셔터의 열림이 작으면, 기체의 유입이 적고, 이 때문에 부압상태가 해소되지 않아 파티클의 저감이 유효하게 된다고는 하기 어렵다.

[특허문헌 1] 일본특허공개공보 평성 5-6855

본 발명의 목적은, 스핀 코팅법에 의해 기판에 도포액을 도포하는데 있어서 기판 이면에의 파티클의 부착을 저감할 수 있어, 이것에 의해 용제의 사용량을 감소할 수 있는 도포장치 및 도포방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 도포장치는, 하강기류가 형성되는 분위기에 놓여진 컵과, 이 컵의 하부에 접속되어, 상기 컵내 분위기를 흡인 배기하기 위한 배기로를 구비하고, 상기 컵에 둘러싸인 기판 유지부에 기판을 수평으로 유지하고, 이 기판의 중심부에 도포액을 공급하는 것과 함께 상기 기판 유지부를 사이에 두고 기판을 연직축 둘레에 회전시켜 도포액을 기판의 표면에 넓히는 도포장치에 있어서,

상기 기판의 이면측으로 액의 튀어서 되돌아옴을 억제하기 위해서 상기 기판 의 이면의 둘레가장자리부에 근접하여 대향해서 설치되고, 기판의 이면측으로 돌출하도록 또한 기판의 둘레방향에 고리형상으로 형성된 튀어서 되돌아옴 방지부와,

이 튀어서 되돌아옴 방지부로부터 기판의 중앙 가까이에 연속하고, 상기 기판의 이면측에 컵의 아래쪽 외부공간에 대해서 구획된 공간을 형성하는 구획부와,

이 구획부에 형성되어, 구획부로 둘러싸인 기판의 이면측의 공간과 컵의 아래쪽 외부공간을 연이어 통하는 개구부와,

이 개구부의 개구량을 조정하기 위한 개구량 조정수단과,

상기 배기로에 설치되어, 상기 배기로의 배기량을 조정하기 위한 배기량 조정수단과,

기판의 회전수에 따라서 상기 개구량 조정수단 및 배기량 조정수단을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 기판의 회전수마다 상기 개구부의 개구량에 대응하는 데이터와 배기량에 대응하는 데이터가 기억된 기억부와, 이 기억부로부터 기판의 회전수에 따른 데이터를 읽어내어 개구량 조정수단 및 배기량 조정수단의 각 제어신호를 출력하는 수단을 구비한 구성으로 할 수 있다.

또한, 제어부는, 도포 레시피마다 상기 개구부의 개구량에 대응하는 데이터와 배기량에 대응하는 데이터와의 각 시계열 데이터를 기억한 기억부와, 이 기억부로부터 읽어낸 데이터에 기초하여 개구량 조정수단 및 배기량 조정수단의 각 제어신호를 출력하는 수단을 구비한 구성으로 해도 좋다.

본 발명의 도포방법은, 컵에 둘러싸인 기판 유지부와, 이 기판 유지부에 유 지된 기판의 이면측으로 액의 튀어서 되돌아옴을 억제하기 위해서 상기 기판의 이면 둘레가장자리부에 근접하여 대향하도록 설치되고, 기판의 이면측으로 돌출하도록 또한 기판의 둘레방향에 고리형상으로 형성된 튀어서 되돌아옴 방지부와, 이 튀어서 되돌아옴 방지부로부터 기판의 중앙 가까이에 연속하고, 상기 기판의 이면측에 컵의 아래쪽 외부공간에 대해서 구획된 공간을 형성하는 구획부와, 이 구획부에 형성되고, 구획부로 둘러싸인 기판의 이면측의 공간과 컵의 아래쪽 외부공간을 연이어 통하는 개구부와, 컵의 하부에 접속되어, 상기 컵내 분위기를 흡인하기 위한 배기로를 구비한 도포장치를 이용하고,

상기 컵이 놓여지는 분위기에 하강기류를 형성하는 공정과,

상기 기판 유지부에 기판을 수평으로 유지하는 공정과,

이 기판의 중심부에 도포액을 공급하는 것과 함께 상기 기판 유지부를 사이에 두고 기판을 연직축 둘레에 회전시켜 도포액을 기판의 표면에 넓히는 공정과,

상기 기판의 회전수에 따라서 상기 개구부의 개구량과, 상기 배기로에 설치된 배기량 조정수단에 의한 배기량을 제어하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도포방법은, 기판의 회전수마다 상기 개구부의 개구량에 대응하는 데이터와 상기 배기량에 대응하는 데이터가 기억된 기억부를 참조하여, 기판의 회전수에 따른 상기 개구량에 대응하는 데이터와 상기 배기량에 대응하는 데이터를, 컴퓨터에 의해 기억부로부터 읽어내는 공정과,

읽어낸 데이터에 기초하여 개구량 및 배기량을 제어하는 공정을 포함한 구성 으로 해도 좋다.

또한, 도포방법은, 도포 레시피마다 상기 개구부의 개구량에 대응하는 데이터와 상기 배기량에 대응하는 데이터와의 각 시계열 데이터를 기억한 기억부로부터 컴퓨터에 의해 상기 시계열 데이터를 읽어내는 공정과,

읽어낸 시계열 데이터에 기초하여 개구량 및 배기량을 제어하는 공정을 포함한 구성으로 해도 좋다.

또 다른 발명은, 회전하는 기판에 도포액을 도포하는 도포장치에 이용되는 컴퓨터프로그램을 기억하는 기억매체로서,

상기 컴퓨터프로그램은, 본 발명의 상기의 도포방법을 실시하기 위한 스텝군이 짜 넣어져 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 기판의 이면측의 공간을 구획하는 구획부의 개구부의 개구량을 기판의 회전수에 기초하여 조정함으로써, 컵의 밖으로부터 기판 이면의 부압공간으로 흡인되는 기체의 양을 컨트롤하고 있기 때문에, 도포액의 미스트가 기판의 이면측에 끌어들여져 생기는 파티클을 저감할 수 있다. 이 결과, 기판 이면에 부착하는 파티클의 양을 감소시키는 것이 가능해져, 백 린스의 사용량을 줄일 수 있다. 또한, 배기로에 있어서의 배기량의 조정도 상기 개구량의 조정과 더불어 행하도록 하고 있기 때문에, 기판의 이면측의 부압공간으로의 외부로부터의 기체의 혼잡에 기초하는 기판 주변의 기류의 혼란이 억제되어, 기판에 형성되는 막의 막두께 프로파일에의 영향도 적고, 기판간의 막두께 프로파일의 격차가 작기 때문에 안 정된 처리를 행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 도포장치의 실시형태를 도시한 종단면도이다. 이 도포장치는 기판인 웨이퍼(W)를 수평으로 유지하여 진공 흡착하는 기판 유지부인 스핀척(11)을 구비하고 있고, 축부(11a)를 사이에 두고 회전 구동부(12)에 의해 승강 가능하고, 또한 연직축 둘레에 회전 가능하다. 이 스핀척상의 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 컵(10)이 설치되고, 이 컵(10)의 상부에는 개구부(18)가 웨이퍼(W)의 주고받음을 할 수 있도록 웨이퍼(W)보다 한 둘레 크게 원형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이 개구부(18)의 둘레가장자리에는, 그 안둘레면으로부터 수평으로 바깥쪽측으로 잘라 떼어내져 형성된 고리형상의 오목부(19)가 형성되어 있고, 이 오목부(19)의 바닥면(13)은 스핀척(11)에 유지된 웨이퍼(W)와 대략 같은 높이로 설정되어 있다. 상기 바닥면(13)은 회전하는 웨이퍼(W)에 의해 생긴 기류를 제어하여 웨이퍼 (W)의 둘레가장자리부의 레지스트 막두께를 균일하게 하는 역할을 가지고 있다. 또한, 상기 바닥면(13)으로부터 수직 또한 아래쪽방향으로 연통로(13a)가 형성되어 후술의 액받이부(14)와 연결되어 있다.

또한, 컵(10)의 바닥부는 액받이부(14)로서 구성되고, 이 액받이부(14)에는 폐수를 배출하기 위한 폐수로(15)가 접속되어 있다. 또한, 상기 액받이부(14)로부터 컵(10)의 중심측에는 2개의 배기로를 이루는 배기관(16a,16b)이 돌입하여 설치되고, 이 돌입부분에 의해 기액분리가 행하여진다. 이 2개의 배기관(16a,16b)은 하류에서 각각 합류하여, 댐퍼(17)를 사이에 두고 도시하지 않은 공장내의 배기 덕트 에 접속되어 있다. 따라서, 이 댐퍼(17)를 여는 것에 의해 컵(10)내의 기체가 흡인되어, 그 개도를 조정함으로써 배기량을 제어할 수 있게 된다.

상기 컵(10)의 안쪽에는 스핀척(11)에 유지된 웨이퍼(W)의 이면 둘레가장자리부에 근접하여 가이드부(2)가 설치되어 있다. 이 가이드부(2)는 안쪽의 경사면 (21)과 바깥쪽의 경사면(26)에 의해 산모양으로 형성되고 또한 웨이퍼(W)의 둘레방향을 따라서 고리형상으로 형성되어 있고, 튀어서 되돌아옴 방지부를 구성하고 있다. 또한, 가이드부(2)의 외단에는, 수직이고 아래쪽방향으로 늘어나는 수직벽 (24)이 상기 액받이부(14)에 돌입하도록 설치되어 있다. 상기 가이드부(2)는 웨이퍼(W)로부터 떨어내어진 도포액을 그 표면을 사이에 두고 액받이부(14)에 가이드하고, 또한 웨이퍼(W)의 이면으로 도포액의 튀어서 되돌아옴을 막기 위한 것이다. 상기 가이드부(2)의 경사면(21)의 안쪽에는 수평면(22)이 설치되어 있고, 상기 경사면(21) 및 수평면(22)은 구획부를 구성하고 있다. 이 구획부에 의해 웨이퍼(W)의 이면측에, 컵(10)의 아래쪽 외부공간과 구획된 공간이 형성된다. 즉, 경사면(21), 수평면(22)과 웨이퍼(W) 및 스핀척(11)으로 둘러싸인 고리형상의 공간이 웨이퍼(W)의 뒤쪽공간(23)이 된다. 스핀척(11)의 축부(11a)가 관통하고 있으므로, 스핀척 (11)의 바깥둘레와 수평면(22)과의 사이에는 조그마한 틈새가 형성되어 있다. 상기 뒤쪽공간(23)은 웨이퍼(W)의 회전 및 배기관(16a 및16b)의 흡인 효과에 의해 분위기가 감압되는 공간이다. 한편, 가이드부(2)가 튀어 되돌아옴 방지부에 상당하므로, 웨이퍼(W)의 이면측에 구획된 공『뒤쪽공간(23)』을 형성하는 부분은 튀어 되돌아옴 방지부도 포함되어 있다고 파악할 수도 있지만, 기술적인 설명에는 지장이 없기 때문에, 가이드부(2)의 상단부에 연속하는 경사면(21)과 이것에 계속되는 수평면(22)이 구획부에 상당하는 것으로 한다. 또한, 수평면(22)의 바깥가장자리 부근에는 백린스 노즐(40)이 설치되고, 그 선단 부위는 웨이퍼(W)의 바깥둘레 가장자리를 향하여 구성되어 있다. 이 백린스 노즐(40)은 도시하지 않은 공급로를 통하여 백린스 공급원과 접속되어 있다.

상기 컵(10)은 상자체(30)에 넣어져 있고, 이 상자체(30)에는 웨이퍼(W)의 반송구(31)가 설치되어 있고, 도시하지 않은 반송기구에 의해 이 반송구(31)를 통하여 웨이퍼(W)의 주고받음을 행할 수 있는 구성이 되어 있다. 도면 중 31a는 반송구(31)를 개폐하는 셔터이다. 이 셔터(31a)는 웨이퍼(W)가 상기 반송기구에 의해 상자체(30)의 내부에 반출입되는 경우를 제외하고 닫혀져 있다. 또한, 상자체(30)의 상부에는 팬 필터 유닛(FFU)(33)이 설치되고, 이 FFU(33)는 기체 공급로(32)를 통하여 유입하는 청정기체 예를 들면 클린 에어를 하강류로서 상자체(30)에 공급하는 역할을 갖는다. 한편, 도면에서는 FFU(33)에 설치되어 있는 팬을 생략하여 기재되어 있다. 상기 상자체(30)의 바닥부에는 이 상자체(30)내의 기체를 배기하기 위한 흡인 배기로(35)가 설치되어 있다. 상기 FFU(33)로부터의 하강류와 상술의 배기관(16a 및16b)에 의한 흡인이 더불어 컵(10)의 개구부(18)에는 하강기류가 형성된다.

상기 상자체(30)내에는, 컵(10)의 위쪽에 용제를 토출하는 용제 노즐(41), 도포액을 토출하는 도포 노즐(42) 및 린스액을 토출하는 린스 노즐(43)이 설치되고, 이들 노즐(41,42,43)은 각각 공급관(41a,42a,43a)을 통하여 용제 공급원(51), 도포액 공급원(52) 및 린스액 공급원(53)에 접속됨과 함께, 웨이퍼(W)위쪽의 소정 위치와 컵(10)의 옆쪽의 대기 위치와의 사이에 도시하지 않은 반송암에 의해 이동되도록 구성되어 있다.

상기 가이드부(2)의 수평면(22)에는 아래쪽방향으로 관통한 개구부(25)가 형성되어 있다. 이 개구부(25)는 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같이 스핀척(11)의 회전 중심을 중심으로 하는 원을 따라서 원호형상으로 형성된 슬릿으로 구성되고, 스핀척(11)의 축부(11a)의 주위에 상기 원을 따라서 등간격으로 4개소 설치되어 있다. 상기 개구부(25)는 상술의 뒤쪽공간(23)이 부압상태가 되는 것에 의해, 컵(10)의 아래쪽 공간으로부터 기체가 이 개구부(25)를 통하여 상기 공간(23)에 유입하여, 부압의 정도를 완화하는 역할을 갖는 것이다. 또한, 유입하는 기체가 쓰레기 등을 포함하지 않는 것이 되도록 교환 가능한 필터(26)가 자유롭게 탈착 가능하게 설치되어 있다. 또한, 상기 4개의 개구부(25)의 아래쪽에는 각각 4개의 셔터유지 받침대(63)가 설치되고, 이들 유지 받침대(63) 위에 각각 셔터(6)가 유지되고, 상기 셔터(6)에 의해 개구부(25)의 개구량이 조정되도록 구성되어 있다. 또한, 61은 지지막대, 62는 구동부(62)이다. 이 셔터(6)는, 원호형상이고 띠형상의 형태를 하고 있고, 상기 개구부(25)를 아래쪽으로부터 가릴 수 있도록 상기 개구부(25)보다 한 둘레 큰 구성을 취하고 있다. 상기 구동부(62)는, 지지막대(61)를 사이에 두고 셔터(6)를 웨이퍼(W)의 지름방향으로 수평 이동시키는 것이 가능하고, 이 동작에 의해 셔터(6)는 개구부(25)의 개구량을 조정할 수 있다.

다음에, 도 3은 제어부(7)를 모식적으로 설명한 것이다. 이 제어부(7)는 컴 퓨터로 구성되어, 데이터 버스(70)를 구비하고 있다. 이 컴퓨터에는, 본 발명의 실시형태에 관한 도포장치의 동작을 행하기 위한 컴퓨터프로그램이 플렉시블 디스크, 하드디스크, MD, 메모리카드, 콤팩트 디스크 등의 기억매체를 통하여 인스톨되고 있다. 상기 데이터 버스(70)에는 CPU(71), 격납부(72a)에 격납된 프로그램(72), 기억부(73), 스핀척용 모터(12), 셔터용 구동부(62), 댐퍼용 구동부(76), 레지스트 공급계(77), 사이드 린스 공급계(78) 등이 접속되어 있다. 한편, 레지스트 공급계 (77) 및 사이드 린스 공급계(78)는, 액량을 조정하기 위한 밸브나 펌프로 구성되어 있다. 상기 기억부(73)에는 웨이퍼(W)의 회전수 또는 도포 레시피마다, 개구부 (25)의 개구량 및 기체의 배기량의 데이터가 기억되어 있다. 예를 들면, 프로그램 (72)이 웨이퍼(W)의 회전수의 데이터를 취득하면, 그것에 수반하여 개구부(25)의 개구량 및 기체의 배기량의 데이터도 취득할 수 있고, 데이터 버스(70)를 통하여 각 데이터를 셔터용 구동부(62) 및 댐퍼용 구동부(76)에 각각 출력할 수 있는 구성을 취하고 있다.

다음에 상술의 실시형태의 작용을 설명한다. 도시하지 않은 반송기구를 이용하여 웨이퍼(W)를 상기 상자체(30)내에 반입하고, 예를 들면 회전 구동부(12)에 의해 스핀척(11)을 상승시키고, 상기 스핀척(11)에 웨이퍼(W)를 얹어놓고 진공 흡착시킨다. 그 후, 스핀척(11)은 하강하여 웨이퍼(W)가 컵(10)내에 넣어진다. 한편, 예를 들면 3개의 승강 핀을 수평면(22)을 관통시키도록 설치하고, 이 3개의 승강 핀에 의해 웨이퍼(W)의 주고받음을 행하더라도 좋다. 한편, 상자체(30)내에는 이미 서술한 바와 같이 하강기류가 형성되어 있고, 도 4(a)에 도시한 바와 같이 시각 t1 에 있어서, 스핀척(11)에 의해 웨이퍼(W)를 예를 들면 2000(rpm)의 속도로 회전시킨다. 그러면 상술의 하강기류는 이 회전하는 웨이퍼(W)의 원심력에 의해 둘레가장자리부를 향하여 소용돌이형상으로 퍼져 간다. 그리고, 용제 노즐(41)을 도시하지 않은 이동기구를 이용하여 대기위치로부터 웨이퍼(W)의 중앙 상부로 이동시켜, 이 용제 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)에 시너를 공급하여 웨이퍼(W)의 표면을 시너로 적셔 레지스트액이 신전(伸展)하기 쉬운 환경으로 정돈한다(프리웨트). 그 후, 시각 t2에서 웨이퍼(W)의 회전을 일시 정지하고, 용제 노즐(41)을 대기위치로 퇴피시킴과 함께 도포 노즐(42)을 웨이퍼(W)의 중앙 상부로 이동시킨다.

시각 t3에 있어서 회전수를 1500(rpm)까지 상승시켜 이 상태를 예를 들면 1, 5초간 유지하고, 이 동안에 도포 노즐(42)로부터 레지스트액을 웨이퍼(W)에의 중앙부에 공급한다. 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 레지스트액(R)은 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 바깥쪽방향으로 신전되어 감과 함께 여분의 레지스트액(R)은 웨이퍼(W)의 표면으로부터 떨어내어진다. 이 떨어내어진 레지스트액(R)은, 상술의 하강기류를 타고 연통로(13a)나 컵(10)과 가이드부(2)의 사이를 흘러가, 상술의 액받이부(14)에 일시적으로 저류되어, 폐수로(15)로부터 컵(10)의 외부로 배출된다. 그리고, 레지스트액(R)의 도포를 끝낸 도포 노즐(42)은 대기위치로 퇴피되어진다. 회전수 1500(rpm)을 유지한 후, 시각 t4에서 웨이퍼(W)의 회전수를 1190(rpm)까지 떨어뜨려, 20초간 웨이퍼(W)의 표면의 레지스트액(R)을 건조시켜 레지스트막을 형성한다.

그러한 후, 시각 t5에 있어서 웨이퍼(W)의 회전수를 1000(rpm)까지 떨어뜨리 고, 사이드 린스 노즐(43)을 웨이퍼(W)의 둘레가장자리부상으로 이동시키고, 도 5(b)에 도시한 바와 같이 상기 노즐(43)로부터 웨이퍼(W) 표면의 둘레가장자리부로 향하여 린스액인 용제를 토출하고, 레지스트액의 액막의 둘레가장자리부를 소정의 폭으로 컷하는 것과 함께, 백린스 노즐(40)로부터 린스액인 용제를 웨이퍼(W) 이면의 둘레가장자리부에 공급하고, 웨이퍼(W)의 이면측에 돌아 들어간 레지스트액을 제거한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 계속 회전하여, 20초간 레지스트액의 건조를 행한 후, 시각 t6에서 회전을 정지하여, 이미 서술한 웨이퍼(W)의 반입시와는 반대의 순서로 웨이퍼(W)가 반송기구에 주고받아져서 상자체(30)로부터 반출된다.

한편, 제어부(7)는 웨이퍼(W)의 회전수에 대응하는 셔터(6) 및 댐퍼(17)의 개도에 대응하는 데이터를 기억부(73)로부터 읽어내어, 이 데이터에 기초하여 셔터 (6) 및 댐퍼(17)의 구동부(62,76)에 각각 제어신호를 출력한다. 이것에 의해 셔터 (6) 및 댐퍼(17)는 웨이퍼(W)의 회전수에 따라서, 그 개도가 제어되게 된다. 한편, 제어부(7)는 웨이퍼(W)의 회전수를 제어할 때에는 레시피에 따라 기억부(73)로부터 회전수의 타임차트를 읽어내기 때문에, 이 읽어낸 회전수에 기초하여 기억부(73)로부터 셔터(6) 및 댐퍼(17)의 개도에 대응하는 데이터를 읽어내어도 좋지만, 스핀척 (11)의 회전수를 검출하는 검출부를 설치하여, 이 검출부로부터의 회전수의 검출치에 기초하여 상기 개도에 대응하는 데이터의 읽어내기를 행하여도 좋다.

셔터(6) 및 댐퍼(17)의 동작의 일례를 각각 도 4(b),(c)에 도시해 둔다. 시각 t1로부터 t2까지는 회전수가 2000(rpm)으로 높기 때문에 웨이퍼(W)부근의 기체는 회전에 의한 원심력에 의해 바깥쪽으로 떨어내어지고, 뒤쪽공간(23)의 부압의 정도는 크다. 따라서, 이것에 대응하여 셔터(6)를 크게 열어 예를 들면 개구부(25)의 슬릿폭을 4mm로 하여, 감압된 뒤쪽공간(23)으로 흡인되는 기체의 양이 많아지도록 제어한다. 이 때문에, 뒤쪽공간(23)의 분위기는, 유입해 온 기체에 의해 부압의 정도가 완화되게 된다. 또한, 댐퍼(17)는 웨이퍼(W)의 회전에 의해 바깥쪽으로 떨어내어진 기류와 상술의 하강기류를 흡인할 수 있도록 크게 열어, 예를 들면 개도 90%로 조정된다.

시각 t2부터 t3까지는 웨이퍼(W)의 회전은 정지하고 있기 때문에, 뒤쪽공간 (23)의 분위기는 대기압이고, 셔터(6)는 닫힌 상태가 되고, 댐퍼(17)는 예를 들면 개도 50%로 열려져 있다. 다음에, 시각 t3으로부터 t4까지는 웨이퍼(W)의 회전수가 1500(rpm)이기 때문에 뒤쪽공간(23)의 분위기는 부압이 되고, 예를 들면 상기 슬릿폭이 3mm, 댐퍼(17)의 개도가 75%로 조정되고, 마찬가지로 하여 시각 t4부터 t5까지는 웨이퍼(W)의 회전수는 1190(rpm)이기 때문에, 예를 들면 상기 슬릿폭이 2.4mm, 댐퍼(17)의 개도가 67%로 조정된다. 또한, 시각 t5부터 t6까지는 웨이퍼(W)의 회전수는 1000(rpm)이기 때문에, 예를 들면 상기 슬릿폭이 2.0mm, 댐퍼(17)의 개도가 58%로 조정되어고, 계속하여 시각 t6 이후에서는 컵(10)으로부터 웨이퍼(W)는 반출되어 버리기 때문에, 셔터(6)를 닫음과 함께 댐퍼(17)의 개도를 50%로 제어하고, 컵(10) 내부의 하강기류를 흡인시킨다.

다음에 컵(10)의 내부의 기체의 흐름을 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6(a)은 셔터(6)가 반 열린 상태를 도시한 도면이다. 이 경우, 도 4의 타임차트로부터 웨이퍼(W)의 회전수는 1000(rpm)이며, 슬릿폭은 2mm, 댐퍼(17)의 개도는 58%이다. 상기 컵(10)내에 하강한 기체(공기)(D)는 웨이퍼(W)의 회전에 의해 소용돌이를 치면서 바깥쪽으로 확대되어 간다. 또한, 뒤쪽공간(23)에 존재하는 기체(공기)(G)는 웨이퍼(W)의 회전에 의해 바깥쪽에 밀려 나와 하강기류를 구성하는 기체(D)와 함께 컵(10)의 아래쪽으로 흘러 배기관(16a)으로부터 배출된다. 이 때문에, 뒤쪽공간(23)의 분위기는 부압이 되려고 하지만, 기체(G)가 뒤쪽공간(23)으로부터 배출되는 양에 알맞은 양의 기체(U)가 컵(10)의 아래쪽 외부공간으로부터 개구부(25)를 통하여 상기 공간(23)에 유입하여, 부압상태가 완화된다.

또한, 도 6(b)은 셔터(6)가 전개한 상태를 도시한 도면이다. 이 때는 도 4의 타임차트로부터 웨이퍼(W)의 회전수는 2000(rpm)이며, 슬릿폭은 4mm, 댐퍼(17)의 개도는 90%이다. 상기 기체(D)는 웨이퍼(W)의 회전수가 높기 때문에, 먼저 서술한 경우보다 강한 소용돌이를 치면서 바깥쪽으로 확대되고, 뒤쪽공간(23)에 존재하는 기체(G)는 앞의 경우보다 많이 바깥쪽으로 밀려 나와, 기체(D)와 함께 컵(10)의 아래쪽으로 흘러가, 배기관(16a)으로부터 배출된다. 그리고, 회전수 1000(rpm)시에 비해 뒤쪽공간(23)의 기체(G)의 배출량이 많아져, 상기 공간(23)의 분위기가 크고 부압이 되려고 하지만, 상기 슬릿폭이 4mm로 크게 열려 있으므로, 뒤쪽공간(23)으로부터 배출되는 기체(G)의 양에 알맞은 양의 기체(U)가 개구부(25)로부터 상기 공간(23)에 기체(U)가 유입하여, 부압상태가 완화된다. 이 때, 컵(10)에 유입하는 기체(U)의 총량은 앞의 경우보다 많아지지만, 배기로(16a,b)중의 댐퍼(17)의 개도를, 웨이퍼(W)의 회전수가 1000(rpm)일 때보다 크게 하고 있으므로, 웨이퍼(W)의 주위로부터 배기로(16a,b)내로 끌어들여지는 기체의 양은 대체로 같고, 이 때문에 웨이 퍼(W)의 표면의 기류의 상태가 같게 된다. 한편, 댐퍼(17)의 개도의 수치는 편의상의 수치이며, 웨이퍼(W)의 회전수에 상관없이『개구부(25)의 슬릿폭의 크기에 상관없이』 배기로(16a,b)내로 끌어들여지는 기체의 양이 구비되도록 설정된다.

한편, 도 7은 셔터(6)와 댐퍼(17)의 개폐를 연동시키지 않고 댐퍼(17)의 개도를 90%로 고정한 경우에 있어서의, 컵(10)의 내부의 기류를 도시한 도면이다. 이 경우, 예를 들면 웨이퍼(W)의 회전수가 높은 상태이고 셔터(6)의 개도가 클 때는, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 바깥쪽으로 떨어내어지는 뒤쪽공간(23)의 기체(G)의 양이 많아, 이 기체(G)와 기체(D)가 배기관(16a)으로부터 흡인되게 된다. 이것은 도 6(b)의 경우와 같은 케이스이다. 그러나, 웨이퍼(W)의 회전수가 낮은 상태이고 셔터(6)의 개도가 작을 때는, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 바깥쪽으로 떨어내어지는 뒤쪽공간(23)의 기체(G)의 양은 웨이퍼(W)의 회전수가 높은 경우보다 적고, 이 적은 기체(G)와 기체(D)가 배기관(16a)으로부터 흡인된다. 따라서, 이 경우에는 흡인의 효과가 기체(D)에 대해서 과잉으로 작용해 버리게 된다. 이 결과, 웨이퍼(W)의 표면 부근의 기류가 흐트러져, 레지스트막의 막두께의 면내의 프로파일에 영향을 주어 버릴 우려가 있다.

이상 설명한 본 발명의 실시형태에 의하면, 웨이퍼(W)의 회전수에 기초하여 셔터(6)의 개폐를 제어하고, 상기 웨이퍼(W)의 뒤쪽공간(23)이 감압되는 정도에 의해, 이 공간(23)으로 유입하는 기체의 양을 조정할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 둘레가장자리로부터 상기 공간(23)을 향하는 기류가 억제되거나 혹은 그 기류가 발생하지 않게 되므로, 웨이퍼(W)에 부착하는 파티클의 양을 저감할 수 있어, 이 결 과 백린스의 사용량을 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 셔터(6)와 댐퍼(17)의 개폐를 연동하여 제어하는 것에 의해, 셔터(6)의 개도의 대소에 따른 웨이퍼(W)의 표면의 기류의 변화가 억제되므로, 프로세스중에 있어서의 기류가 안정화되어, 결과적으로 셔터(6)에 의해 개구부(25)의 개도를 바꾸는 것에 의한, 레지스트막의 막두께의 프로파일에의 영향이 적고, 안정된 처리를 행할 수 있다. 한편, 막두께 프로파일에 관계된 공정만 댐퍼(17)를 조정하면 충분하므로, 웨이퍼(W)에의 프리웨트시에는 조정하지 않아도 좋다.

또한, 셔터(6)는 상하로 움직이는 것에 의해서, 개구부(25)의 개구량을 조정하는 구성을 취할 수도 있다. 이 경우는 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 셔터(6)는 구동부(62) 대신에 승강부(64)를 갖고, 이 승강부(64)에 지지막대(61)가 끼워 삽입되는 구성을 취하고 있다. 상기 승강부(64)는, 이 끼워 꽂아진 지지막대(61)를 승강시키는 것에 의해, 셔터(6)를 상하로 움직일 수 있다. 이 움직이고 있는 모습을 도 8(b)에 모식적으로 도시하였다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 도포장치를 도시한 종단면도이다.

도 2는 수평면에 형성된 개구부와 그 개구량을 조정하는 셔터를 모식적으로 도시한 사시도이다.

도 3은 제어부를 도시한 구성도이다.

도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서, 웨이퍼의 회전수와 개구량 및 배기량의 타임차트의 일례를 도시한 도면이다.

도 5는 웨이퍼에의 레지스트액의 도포 및 사이드 린스의 공급의 모양을 모식적으로 도시한 설명도이다.

도 6은 컵 내부의 기류의 흐름을 모식적으로 도시한 설명도이다.

도 7은 셔터와 댐퍼의 움직임을 연동시키지 않는 경우의 컵 내부의 기류의 흐름을 모식적으로 도시한 설명도이다.

도 8은 셔터의 다른 실시형태를 모식적으로 도시한 설명도이다.

도 9는 종래의 도포장치의 개략 단면도를 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

W : 웨이퍼

10 : 컵

11 : 스핀척

12 : 회전 구동부

16a, b : 배기관

17 : 댐퍼

2 : 가이드부

23 : 뒤쪽공간

25 : 개구부

34 : 기체 공급부

42 : 도포 노즐

6 : 셔터

7 : 제어부

R : 레지스트액

Claims (7)

1. 하강기류가 형성되는 분위기에 놓여진 컵과, 이 컵의 하부에 접속되어, 상기 컵내 분위기를 흡인 배기하기 위한 배기로를 구비하고, 상기 컵에 둘러싸인 기판 유지부에 기판을 수평으로 유지하고, 이 기판의 중심부에 도포액을 공급하는 것과 함께 상기 기판 유지부를 사이에 두고 기판을 연직축 둘레에 회전시켜 도포액을 기판의 표면에 넓히는 도포장치에 있어서,

   상기 기판의 이면측으로 액의 튀어서 되돌아옴을 억제하기 위해서 상기 기판의 이면의 둘레가장자리부에 근접하여 대향해서 설치되고, 기판의 이면측으로 돌출하도록 또한 기판의 둘레방향에 고리형상으로 형성된 튀어서 되돌아옴 방지부와,

   이 튀어서 되돌아옴 방지부로부터 기판의 중앙 가까이에 연속하여 기판 유지부의 회전축을 둘러싸도록 설치되고, 상기 기판의 이면측에 컵의 아래쪽 외부공간에 대해서 구획된 공간을 형성하는 구획판과,

   이 구획판에 컵의 둘레방향을 따라서 복수 형성되고, 구획판으로 둘러싸인 기판의 이면측의 공간과 컵의 아래쪽 외부공간을 연이어 통하는 개구부와,

   상기 복수의 개구부의 각 개구량을 조정하기 위해서 상기 구획판의 하면측에 설치된 셔터로 이루어지는 개구량 조정수단과,

   상기 배기로에 설치되어, 상기 배기로의 배기량을 조정하기 위한 배기량 조정수단과,

   기판의 회전수에 따라서 상기 개구량 조정수단 및 배기량 조정수단을 제어하는 제어부를 구비하고,

   상기 제어부는, 기판의 회전수마다 상기 개구부의 개구량에 대응하는 데이터와 배기량에 대응하는 데이터가 기억된 기억부와, 이 기억부로부터 기판의 회전수에 따른 데이터를 읽어내어 개구량 조정수단 및 배기량 조정수단의 각 제어신호를 출력하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 도포장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 개구부의 각각에는, 파티클을 제거하기 위한 필터가 탈착가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 도포장치.
3. 컵에 둘러싸인 기판 유지부와, 이 기판 유지부에 유지된 기판의 이면측으로 액의 튀어서 되돌아옴을 억제하기 위해서 상기 기판의 이면 둘레가장자리부에 근접하여 대향하도록 설치되고, 기판의 이면측으로 돌출하도록 또한 기판의 둘레방향에 고리형상으로 형성된 튀어서 되돌아옴 방지부와, 이 튀어서 되돌아옴 방지부로부터 기판의 중앙 가까이에 연속하여 기판 유지부의 회전축을 둘러싸도록 설치되고, 상기 기판의 이면측에 컵의 아래쪽 외부공간에 대해서 구획된 공간을 형성하는 구획판과, 이 구획판에 컵의 둘레방향을 따라서 복수 형성되고, 구획판으로 둘러싸인 기판의 이면측의 공간과 컵의 아래쪽 외부공간을 연이어 통하는 개구부와, 상기 복수의 개구부의 각 개구량을 조정하기 위해서 상기 구획판의 하면측에 설치된 셔터로 이루어지는 개구량 조정수단과, 컵의 하부에 접속되어, 상기 컵내 분위기를 흡인하기 위한 배기로를 구비한 도포장치를 이용하고,

   상기 컵이 놓여지는 분위기에 하강기류를 형성하는 공정과,

   상기 기판 유지부에 기판을 수평으로 유지하는 공정과,

   이 기판의 중심부에 도포액을 공급하는 것과 함께 상기 기판 유지부를 사이에 두고 기판을 연직축 둘레에 회전시켜 도포액을 기판의 표면에 넓히는 공정과,

   기판의 회전수마다 상기 개구부의 개구량에 대응하는 데이터와 상기 배기량에 대응하는 데이터가 기억된 기억부를 참조하여, 기판의 회전수에 따른 상기 개구량에 대응하는 데이터와 상기 배기량에 대응하는 데이터를, 컴퓨터에 의해 기억부로부터 읽어내는 공정과,

   읽어낸 데이터에 기초하여 개구량 및 배기량을 제어하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
4. 회전하는 기판에 도포액을 도포하는 도포장치에 이용되는 컴퓨터프로그램을 기억하는 기억매체로서,

   상기 컴퓨터프로그램은, 제 3 항에 기재된 도포방법을 실시하기 위한 스텝군이 짜 넣어져 있는 것을 특징으로 하는 기억매체.
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