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JP4063605B2 - Application processing equipment - Google Patents

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JP4063605B2
JP4063605B2 JP2002208663A JP2002208663A JP4063605B2 JP 4063605 B2 JP4063605 B2 JP 4063605B2 JP 2002208663 A JP2002208663 A JP 2002208663A JP 2002208663 A JP2002208663 A JP 2002208663A JP 4063605 B2 JP4063605 B2 JP 4063605B2
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Tokyo Electron Ltd
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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は,基板の塗布処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程において,例えばSOD(Spin on Dielectric)膜形成システムにより層間絶縁膜を形成している。このSOD膜形成システムでは,半導体ウェハ(以下,ウェハ)上に塗布液をスピンコートし,当該ウェハに加熱処理等の物理的処理や化学的処理を施して層間絶縁膜を形成している。
【0003】
上述のスピンコートは,SOD膜形成システムに搭載された塗布処理装置において行われ,塗布処理装置は,例えばウェハを保持し回転させるスピンチャックや,ウェハの中心部の上方まで移動しウェハに塗布液を吐出するノズル等を備えている。塗布液には,例えば有機溶媒にて稀釈された絶縁膜材料が用いられる。そして,スピンコートでは,例えばノズルからウェハの中心部に所定量の塗布液が吐出される。その後ウェハが回転され,その遠心力によってウェハ中心部の塗布液が外周部側に広げられ,塗布液がウェハ全面に塗布される。この塗布液の広がりによって,ウェハ上に後に層間絶縁膜となる塗布膜が形成されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで,近年,生産効率の向上等を図るため,ウェハの大口径化が図られている。このような大口径のウェハの場合に,従来と同じようなスピンコートを行うと,ウェハの中心部に塗布された塗布液がより広範囲に渡って広げられることになる。この結果,ウェハ上の塗布膜に,ウェハ中心部から外周部に向かう放射状の模様が現れて,ウェハ上に塗布斑が形成される。また,ウェハが大口径の場合,ウェハ中心部と外周部との周速度の差が大きくなるので,例えばウェハW中心部と外周部での溶剤の揮発量が相違し,ウェハの中心部側と外周部側とで形成される塗布膜の膜厚が大きく異なってくる。また,外周部の周速度が高速になり,風きりによる膜斑が生じる。このような塗布斑や膜厚の不均一性は,製品不良を招くものであり,好ましくない。
【0005】
一方,塗布斑ができないように,多量の塗布液をウェハの中心部に吐出すると,ウェハから飛散される塗布液の量も多くなり,高価な塗布液の消費量が増大し,コストが増大する。
【0006】
本発明は,かかる点に鑑みてなされたものであり,口径の大きなウェハ等の基板に対しても,斑なく,均一に塗布液を塗布できる塗布処理装置を提供することその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば,基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,基板を保持する基板保持部材と,前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,を備え,前記基板保持部材に保持された基板を,前記回転駆動部により相対的に低速度で回転させた状態で,前記ノズルを往復揺動させながら前記基板に対して塗布液を吐出して,基板の中心部を中心とする円形領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により相対的に高速度で回転させて,前記円形領域の塗布液を基板全面に広げ,前記ノズルの材質には,磁性を有するものが用いられ,前記ノズルは,ノズル保持部に保持されており,前記ノズル保持部には,前記ノズルの側方に位置する側部が形成され,当該側部は,ソレノイドになっており,前記ノズルは,前記ノズル保持部のソレノイドの電磁力によって揺動できることを特徴とする塗布処理装置が提供される。
【0008】
この塗布処理装置によれば,基板を回転させた状態で,往復揺動しているノズルから基板に対し塗布液を吐出することができる。こうすることにより,例えば基板の中心部周辺の円形領域に塗布液を供給できる。そして塗布液が円形状に塗布された基板を高速回転させて,当該塗布液を基板全面に広げることができる。かかる場合,基板上の幅のある円形領域に塗布液が供給されるので,その後の回転で塗布液が広げられる面積が少なくて済む。それ故塗布液を回転させて広げても,放射状の模様が現れることがなく,塗布斑を抑制できる。また,塗布液の広がる面積が小さく,塗布液が基板全面に広がりやすくなるので,その分,この塗布液を低速回転で広げることができる。この結果,速度差に起因する基板の中心部と外周部との溶剤の揮発量の差が減少し,基板上に均一な膜厚の塗布膜が形成できる。さらに,塗布液が基板中心部を中心とする円形状に吐出されるので,その後の回転により塗布液が基板面内に均一に広げられる。したがって,この発明によれば,基板が大口径であっても,基板上に塗布液が斑なく,均一に塗布できる。
【0009】
本発明によれば,基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,基板を保持する基板保持部材と,前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,前記基板保持部材と前記ノズルとを水平方向に相対的に移動させる駆動部と,を備え,前記ノズルを往復揺動させ,前記基板保持部材に保持された基板に対して塗布液を吐出しながら,前記駆動部により前記ノズルと基板とを相対的に移動させて,基板の中心部付近の領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により回転させて,前記中心部付近の領域の塗布液を基板全面に広げ,前記ノズルの材質には,磁性を有するものが用いられ,前記ノズルは,ノズル保持部に保持されており,前記ノズル保持部には,前記ノズルの側方に位置する側部が形成され,当該側部は,ソレノイドになっており,前記ノズルは,前記ノズル保持部のソレノイドの電磁力によって揺動できることを特徴とする塗布処理装置が提供される。
【0010】
この塗布処理装置によれば,ノズルを往復揺動させ,さらにノズルから塗布液を吐出しながら,当該ノズルと基板とを相対的に移動させて,基板上の所定領域に塗布液を塗布できる。また,回転駆動部によって,基板の中心付近の領域に塗布液の供給された基板を回転させて,当該塗布液を基板全面に広げることができる。かかる場合も,上述したように塗布液が広げられる範囲が狭くなるので,基板上に塗布斑ができるのを抑制できる。
【0011】
本発明によれば,基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,基板を保持する基板保持部材と,前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,を備え,前記基板保持部材に保持された基板を,前記回転駆動部により相対的に低速度で回転させた状態で,前記ノズルを往復揺動させながら前記基板に対して塗布液を吐出して,基板の中心部を中心とする円形領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により相対的に高速度で回転させて,前記円形領域の塗布液を基板全面に広げ,前記ノズルは,ノズル保持部に保持されており,前記ノズル保持部は,前記ノズルの側方に位置する側部と,当該側部と前記ノズルとを連結する弾性体とを備え,前記ノズルは,前記ノズル保持部の弾性体の弾性力によって揺動できることを特徴とする,塗布処理装置が提供される。
【0012】
本発明によれば,基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,基板を保持する基板保持部材と,前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,前記基板保持部材と前記ノズルとを水平方向に相対的に移動させる駆動部と,を備え,前記ノズルを往復揺動させ,前記基板保持部材に保持された基板に対して塗布液を吐出しながら,前記駆動部により前記ノズルと基板とを相対的に移動させて,基板の中心部付近の領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により回転させて,前記中心部付近の領域の塗布液を基板全面に広げ,前記ノズルは,ノズル保持部に保持されており,前記ノズル保持部は,前記ノズルの側方に位置する側部と,当該側部と前記ノズルとを連結する弾性体とを備え,前記ノズルは,前記ノズル保持部の弾性体の弾性力によって揺動できることを特徴とする,塗布処理装置が提供される。
【0013】
本発明によれば,基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,基板を保持する基板保持部材と,前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,を備え,前記基板保持部材に保持された基板を,前記回転駆動部により相対的に低速度で回転させた状態で,前記ノズルを往復揺動させながら前記基板に対して塗布液を吐出して,基板の中心部を中心とする円形領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により相対的に高速度で回転させて,前記円形領域の塗布液を基板全面に広げ,前記ノズルを揺動させるための揺動駆動部を備え,前記揺動駆動部は,カバーに覆われて,かつノズルを保持するノズル保持部に取り付けられていることを特徴とする,塗布処理装置が提供される。この塗布処理装置によれば,揺動駆動部がノズル保持部に取り付けられるので,ノズルと揺動駆動部が近くなり,ノズルと揺動駆動部とを連動させる機構が簡略化できる。さらに,揺動駆動部がカバーで覆われているので,揺動駆動部から発生したパーティクルが装置内に飛散することを防止できる。したがって,基板に不純物が付着することが防止される。
【0014】
本発明によれば,基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,基板を保持する基板保持部材と,前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,前記基板保持部材と前記ノズルとを水平方向に相対的に移動させる駆動部と,を備え,前記ノズルを往復揺動させ,前記基板保持部材に保持された基板に対して塗布液を吐出しながら,前記駆動部により前記ノズルと基板とを相対的に移動させて,基板の中心部付近の領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により回転させて,前記中心部付近の領域の塗布液を基板全面に広げ,前記ノズルを揺動させるための揺動駆動部を備え,前記揺動駆動部は,カバーに覆われて,かつノズルを保持するノズル保持部に取り付けられていることを特徴とする,塗布処理装置が提供される。
【0015】
本発明によれば,基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,基板を保持する基板保持部材と,前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,を備え,前記基板保持部材に保持された基板を,前記回転駆動部により相対的に低速度で回転させた状態で,前記ノズルを往復揺動させながら前記基板に対して塗布液を吐出して,基板の中心部を中心とする円形領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により相対的に高速度で回転させて,前記円形領域の塗布液を基板全面に広げ,前記ノズルの揺動角度を変更可能な制御部を備えたことを特徴とする,塗布処理装置が提供される。この制御部により,例えば塗布液を吐出しながら揺動しているノズルが基板上を相対的に移動しているときに,適宜ノズルの揺動角度を変えていくことにより,基板上の所定形状の領域に塗布液を供給できる。したがって,基板を回転させなくても,基板上の円形領域に塗布液を塗布することもできる。
【0016】
本発明によれば,基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,基板を保持する基板保持部材と,前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,前記基板保持部材と前記ノズルとを水平方向に相対的に移動させる駆動部と,を備え,前記ノズルを往復揺動させ,前記基板保持部材に保持された基板に対して塗布液を吐出しながら,前記駆動部により前記ノズルと基板とを相対的に移動させて,基板の中心部付近の領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により回転させて,前記中心部付近の領域の塗布液を基板全面に広げ,前記ノズルの揺動角度を変更可能な制御部を備えたことを特徴とする,塗布処理装置が提供される。
【0017】
上記塗布処理装置は,前記ノズルの揺動速度を変更可能な制御部を備えていてもよい。この制御部によって,例えば往復揺動しているノズルが基板方向に対して最大角度に近づいたときに,揺動速度を下げ,そのノズルの角度が小さくなったときに,揺動速度を上げるようにする。こうすることにより,基板上に常に一定量の塗布液が滴下され,基板上に均一な塗布液が供給できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は,本実施の形態にかかる塗布処理装置が搭載されたSOD膜形成システム1の構成の概略を示す平面図であり,図2は,SOD膜形成システム1の正面図であり,図3は,SOD膜形成システム1の背面図である。このSOD膜形成システム1は,例えばウェハW上に低誘電率の層間絶縁膜(Low―K膜)を形成するための処理システムである。
【0020】
SOD膜形成システム1は,図1に示すように,例えば25枚のウェハWをカセット単位で外部からSOD膜形成システム1に対して搬入出したり,カセットCに対してウェハWを搬入出したりするカセットステーション2と,SOD膜形成工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション3とを一体に接続した構成を有している。
【0021】
カセットステーション2では,載置部となるカセット載置台10上の所定の位置に,複数のカセットCをX方向(図1中の上下方向)に一列に載置自在となっている。そして,このカセット配列方向(X方向)とカセットCに収容されたウェハWのウェハ配列方向(Z方向;鉛直方向)に対して移送可能なウェハ搬送体11が搬送路12に沿って移動自在に設けられており,各カセットCに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【0022】
ウェハ搬送体11は,ウェハWの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送体11は,後述するように処理ステーション3側の第3の処理装置群G3に属するトランジッションステージ31に対してもアクセスできるように構成されている。
【0023】
処理ステーション3では,その中心部に主搬送装置13が設けられており,この主搬送装置13の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。このSOD膜形成システム1においては,4つの処理装置群G1,G2,G3,G4が配置されており,第1及び第2の処理装置群G1,G2は,SOD膜形成システム1の正面側に配置され,第3の処理装置群G3は,カセットステーション2に隣接して配置され,第4の処理装置群G4は,主搬送装置13は挟んで,第3の処理装置群G3の反対側に配置されている。主搬送装置13は,これらの処理装置群G1,G2,G3及びG4内に配置されている後述する各種処理装置に対して,ウェハWを搬入出可能である。なお,処理装置群の数や配置は,ウェハWに施される処理の種類によって異なり,任意に選択可能である。
【0024】
第1の処理装置群G1では,例えば図2に示すように本実施の形態にかかる塗布処理装置17,18が下から順に2段に配置されている。第2の処理装置群G2には,例えば塗布処理装置17等で用いられる塗布液等が貯蔵され,当該塗布液等の供給源となる処理液キャビネット19と,塗布処理装置20とが下から順に2段に配置されている。
【0025】
第3の処理装置群G3では,例えば図3に示すように,ウェハWを冷却処理するクーリング装置30,ウェハWの受け渡しを行うためのトランジッションステージ31,ウェハWを低温で加熱処理する低温加熱処理装置32,ウェハWを硬化処理するDLC(Dielectric Low Oxygen Concentration Hotplate Cure)装置33,34が下から順に例えば5段に積み重ねられている。
【0026】
第4の処理装置群G4では,例えばクーリング装置40,41,低温加熱処理装置42,ウェハWを低酸素雰囲気に維持して加熱処理する低酸素加熱処理装置43,44が下から順に例えば5段に積み重ねられている。
【0027】
次に,上述した塗布処理装置17の構成について詳しく説明する。図4は,塗布処理装置17の構成の概略を示す縦断面の説明図であり,図5は,塗布処理装置17の横断面の説明図である。
【0028】
塗布処理装置17は,例えば図4に示すようにケーシング17aを有し,このケーシング17a内には,ウェハWを保持し,回転させるための基板保持部材としてのスピンチャック50が設けられている。スピンチャック50は,例えばウェハWが保持される保持部50aと,この保持部50aを下方から支持する垂直シャフト50bによって主に構成されている。
【0029】
保持部50aの上面は,水平に形成されており,当該上面には,例えばウェハWを吸着するための図示しない吸引口が設けられている。これにより,スピンチャック50は,ウェハWを水平に吸着保持することができる。垂直シャフト50bは,例えばスピンチャック50の下方に設けられたモータ等を備えた回転駆動部51に連動しており,この回転駆動部51によって所定の回転速度で回転できる。したがって,スピンチャック50に保持されたウェハWは,回転駆動部51によって所定の速度で回転できる。また,回転駆動部51は,例えば垂直シャフト50bを上下動させるシリンダを備えており,スピンチャック50全体を上下動させることができる。なお,回転駆動部51の動作は,制御部Kにより制御されている。
【0030】
スピンチャック50の外方には,ウェハWから飛散した塗布液等を受け止め,回収するためのカップ52が設けられている。カップ52は,上面が開口した略円筒形状を有し,スピンチャック50上のウェハWの外方と下方とを囲むように形成されている。カップ52の下面52aには,回収した塗布液等を排液する排液管53とカップ52内の雰囲気を排気する排気管54とが接続されている。
【0031】
図5に示すようにカップ52の外方,例えばY方向負方向側(図5の下方向側)の外方には,ノズル待機部T1が設置されている。ノズル待機部T1には,例えば第1のノズルバス55が設置されている。この第1のノズルバス55には,例えば図示しない溶剤蒸気噴出口が設けられており,第1のノズルバス55内を溶剤雰囲気にできる。したがって,待機中の後述する塗布液吐出ノズル60や溶剤吐出ノズル66を溶剤雰囲気に維持することができる。また,ノズル待機部T1には,溶剤により塗布液吐出ノズル60の先端を洗浄する機構や,塗布液吐出ノズル60から少量の液体を定期的に吐出し,塗布液吐出ノズル60の先端の付着物を洗い落とす機構を設けてもよい。
【0032】
塗布液を吐出するノズルとしての塗布液吐出ノズル60は,例えば図4,5に示すようにノズル保持部としてのノズルホルダ61に保持されている。塗布液吐出ノズル60は,ノズルホルダ61のY方向負方向側に,吐出口60aが下方向に向くように保持されている。この吐出口60aは,例えば直径50μm〜2000μmの口径を有し,吐出口60aからの吐出量は,吐出流量を変えることによって制御されている。例えば図6に示すように塗布液吐出ノズル60は,揺動軸である水平シャフト62に支持されている。水平シャフト62は,Y方向に沿って水平に設けられており,ノズルホルダ61を貫通して,ノズルホルダ61のY方向正方向側にある揺動駆動部63に接続されている。水平シャフト62は,ノズルホルダ61に対して回転自在に貫通している。つまり,水平シャフト62に支持された塗布液吐出ノズル60は,ノズルホルダ61に対して揺動自在に取り付けられている。そして,塗布液吐出ノズル60の揺動は,X−Z面内で行われる。
【0033】
揺動駆動部63は,カバー64で覆われており,例えばこのカバー64はノズルホルダ61のY方向正方向側の側面に固着されている。揺動駆動部63は,例えば油圧式揺動モータを備えている。この油圧式揺動モータは,油圧によって従動節を所定の揺動速度,揺動角度で往復揺動できるものである。すなわち,揺動駆動部63は,水平シャフト62を介して塗布液吐出ノズル60を所定の角度,所定の速度で往復揺動させることができる。揺動駆動部63の動作は,例えば図4,5に示すように制御部Kに制御されている。したがって,制御部Kの設定に従って,塗布液吐出ノズル60は揺動できる。
【0034】
塗布液吐出ノズル60は,塗布液供給管65によって図示しない塗布液供給装置に連通しており,塗布液吐出ノズル60からは,所定のタイミングで所定の流量の塗布液を吐出させることができる。この塗布液吐出ノズル60から吐出される塗布液は,例えば絶縁膜材料であるシロキサン系ポリマーとその溶剤とが混合されたものである。
【0035】
ノズルホルダ61には,図4に示すように塗布液の溶剤を吐出する溶剤吐出ノズル66が取り付けられている。溶剤吐出ノズル66は,例えば溶剤供給管67によって図示しない溶剤供給装置に接続されている。
【0036】
ノズルホルダ61は,搬送手段であるノズルアーム70に支持されている。図5に示すようにケーシング17a内には,Y方向に沿ってノズル待機部T1からカップ52付近まで延びるレール71が敷設されている。ノズルアーム70は,駆動部としてのアーム駆動部72によりレール71上をY方向に移動できる。したがって,ノズルアーム70は,ノズルホルダ61に保持された塗布液吐出ノズル60や溶剤吐出ノズル66をノズル待機部T1からウェハWの中心部上方まで搬送できる。アーム駆動部72の動作は,例えば制御部Kにより制御されている。したがって,ノズルアーム70は,制御部Kの設定に従って所定のタイミングで所定位置まで塗布液吐出ノズル60や溶剤吐出ノズル66を搬送する。
【0037】
ノズルアーム70は,図示しないシリンダ等によりX方向に伸縮自在である。これにより,溶剤吐出ノズル66や塗布液吐出ノズル60の位置をウェハWの中心部上方に合わせることができる。また,ノズルアーム70は,Z方向にも上下動できる。これにより,塗布液吐出ノズル60や溶剤吐出ノズル66と,スピンチャック50上のウェハWとの距離を調整できる。このようにノズルアーム70は,X,Y,Z方向に三次元に移動できる。なお,ノズルアーム70のY方向,Z方向の移動も制御部Kで制御している。
【0038】
図5に示すように例えばケーシング17a内のカップ52のY方向正方向側には,サブノズル80の待機部T2が設置されている。サブノズル80は,ウェハWの外縁部に塗布液の溶剤を吐出するものである。待機部T2には,例えば溶剤雰囲気に維持できる第2のノズルバス81が設けられている。サブノズル80は,例えば回動アーム82に保持されている。回動アーム82は,例えば回転軸である支柱83に取り付けられており,支柱83は,図示しないモータにより回転できる。そして,支柱83を回転させることによって回動アーム81を回動させて,サブノズル80を,待機部T2とカップ52内のウェハ外縁部との間で往復させることができる。
【0039】
また,ケーシング17aの上部には,温度及び湿度が調節され,清浄化された窒素ガス,不活性気体,エア等の気体をカップ52内に供給するダクト90が接続されており,ウェハWの塗布処理時に当該気体を供給し,カップ52内を所定の雰囲気に維持することができる。
【0040】
次に,以上のように構成されている塗布処理装置17の作用について,SOD膜形成システム1で行われるSOD膜形成工程のプロセスと共に説明する。
【0041】
先ず,ウェハ搬送体11によりカセットCから未処理のウェハWが1枚取り出され,第3の処理装置群G3に属するトランジッションステージ31に搬送される。次いで,ウェハWは主搬送装置13によってクーリング装置30に搬送され,所定の温度に冷却される。所定温度に冷却されたウェハWは,主搬送装置13によって,塗布処理装置17に搬送される。
【0042】
この塗布処理装置17において塗布膜が形成されたウェハWは,主搬送装置13によって低温加熱処理装置32又は42,低酸素加熱処理装置43又は44に順次搬送され,塗布膜内の溶剤を揮発した後に,DLC装置33に搬送される。
【0043】
DLC装置33でキュア処理が施されたウェハWは,トランジッションステージ31に戻され,その後ウェハWは,ウェハ搬送体11によってカセットCに搬送されて,一連のSOD膜形成工程が終了する。
【0044】
次に,上述の塗布処理装置17で行われる塗布処理プロセスについて説明する。先ず,ウェハWが塗布処理装置17に搬入される前に,ダクト90から例えば温度23℃,湿度45%に調節された清浄なエアが供給され始め,その一方でカップ52の排気管54から排気が開始される。これによって,カップ52内が所定の雰囲気に維持されると共に,塗布処理中に発生するパーティクルを除去できる。
【0045】
そして,前処理であるクーリング装置30における冷却処理が終了すると,ウェハWは,主搬送装置13によってケーシング17a内に搬送され,予めカップ52の上方で待機していたスピンチャック50に受け渡される。続いてスピンチャック50が下降し,ウェハWがカップ52内に収容される。ウェハWがカップ52内に収容されると,ノズル待機部T1で待機していた溶剤吐出ノズル66が,ノズルアーム70によってウェハWの中心部の上方まで移動する。そして,溶剤吐出ノズル66からウェハWの中心部に所定量の溶剤が吐出される。
【0046】
ウェハW上に所定量の溶剤が吐出されると,回転駆動部51によってウェハWが回転され,ウェハW上の溶剤がウェハ全面に広げられる。その後,さらにウェハWを回転し続けることにより,ウェハW上の溶剤が乾燥又は振り切られる。この溶剤の供給,乾燥により,ウェハW上に付着していた塵埃等の不純物が除去され,ウェハWの塗布液に対する濡れ性が向上する。
【0047】
次に,ノズルアーム70によりノズルホルダ61がX方向に移動され,図4,5に示すように塗布液吐出ノズル60がウェハWの中心部の上方に移動する。塗布液吐出ノズル60がウェハWの中心部上方に位置すると,塗布液吐出ノズル60が,図7に示すように揺動駆動部63によりX方向に往復揺動する。この時の揺動角度は,例えば塗布液吐出ノズル60から吐出される塗布液がウェハWの直径の半分程度の領域に滴下されるように設定する。例えばウェハWの直径が30cmの場合,15cmの直径上に塗布液が滴下される。また,塗布液吐出ノズル60の揺動周波数は,例えば3〜30Hz程度に設定する。
【0048】
塗布液吐出ノズル60の揺動が開始されると,例えばウェハWが低速度,例えば5〜50rpm程度で回転され始める。そして,回転されたウェハW上に,揺動している塗布液吐出ノズル60から線状の塗布液が吐出される。所定時間塗布液を吐出し続けると,図8に示すようにウェハWの中心部を中心とする円形領域Rに塗布液が塗布される。なお,例えばウェハWの直径が30cmの場合,円形領域Rの直径は15cm程度になる。
【0049】
所定時間塗布液が吐出され,ウェハWの円形領域Rに塗布液が供給されると,塗布液の吐出が停止され,塗布液吐出ノズル60の揺動が停止される。その後塗布液吐出ノズル60はノズル待機部T1に戻される。一方,ウェハWは,高速度,例えば500〜2000rpm程度で回転され,ウェハW上の塗布液がウェハW全面に広げられる。その後,所定時間ウェハWを回転し続けることにより,ウェハW上に所定膜厚の塗布膜が形成される。
【0050】
ウェハW上に所定膜厚の塗布膜が形成されると,ウェハWが再び低速度で回転され,待機部T2で待機していたサブノズル80がウェハWの外縁部上に移動する。そして,ウェハWの外縁部に対して溶剤を吐出し,ウェハWの外縁部の塗布膜が除去される。このウェハW外縁部の塗布膜の除去が終了すると,サブノズル80が待機部T2に退避し,ウェハWの回転が停止される。その後,スピンチャック50上のウェハWが主搬送装置13に受け渡され,主搬送装置13によって次工程の行われる低温加熱処理装置32に搬送される。
【0051】
以上の実施の形態によれば,ウェハWを回転させた状態で,塗布液吐出ノズル60を往復揺動させ,塗布液を吐出できるので,ウェハWの中心部を中心とする円形領域Rに塗布液を供給できる。こうすることによって,その後に塗布液を広げる面積が減少し,ウェハW上に塗布液の斑ができるのを抑制できる。また,予め円形領域Rに塗布液が供給されるので,ウェハWの回転によって塗布液をウェハ全面に広げやすくなるので,低回転の塗布が実現できる。この結果,速度の差に起因するウェハWの中心部と外周部との溶剤の揮発量の差を抑えることができ,ウェハWの中心部と外周部に斑のない同じ膜厚の塗布膜が形成できる。さらに,塗布斑を防止するために多量の塗布液をウェハW中心部に吐出する必要がなく,その分塗布液の消費量を低減することができる。
【0052】
また,ノズルホルダ61に取り付けられた揺動駆動部63がカバー64で覆われているので,ウェハW上の揺動駆動部63から発生した塵埃等の不純物が処理中のウェハWに付着することがなく,ウェハWの汚染を防止できる。
【0053】
前記実施の形態では,塗布液吐出ノズル60の揺動は,揺動モータを備えた揺動駆動部63を用いて行っていたが,他の機構を用いて行ってもよい。図9は,かかる一例を示すものであり,ノズルアーム70に保持されるノズルホルダ100は,例えば側方から見て開口部が下方に位置する略コ字形状に形成されており,水平の上部100aと,当該上部100aの両端からそれぞれ下方に向かって形成された側部100b,100cとで主に構成されている。ノズルホルダ100は,磁性のある材質,例えばステンレス鋼で形成されている。塗布液吐出ノズル101は,吐出口101aを下方に向けた状態で,水平軸102を介して上部100aに回動自在に取り付けられている。また,塗布液吐出ノズル101は,側部100b,100cに挟まれている。塗布液吐出ノズル101は,細長形状を有し,磁性のある材質,例えば鉄で形成されている。また,塗布液吐出ノズル101内には,吐出口101aから図示しない塗布液供給装置に連通する塗布液供給管103が貫通している。
【0054】
ノズルホルダ100の一の側部100bには,弾性体であるバネ104の一端が接続されており,このバネ104の他の一端は,塗布液吐出ノズル101の側面に接続されている。したがって,塗布液吐出ノズル101が一方向に揺動すると,バネ104の復元力により塗布液吐出ノズル101が逆方向に付勢されるようになっている。ノズルホルダ100の他の側部100cには,電源105に接続されたコイル106が巻かれている。つまり,塗布液吐出ノズル101の側方に位置する側部100cは,ソレノイドになっている。側部100cの下端部には,塗布液吐出ノズル101側である内側に突出した凸部100dが形成されている。したがって,凸部100dと塗布液吐出ノズル101とは近接している。
【0055】
そして,電源105によってコイル106に,例えばON・OFFを繰り返す矩形波状の電流を流すと,先ずコイル106に電流が流れ,側部100cに電磁力が生じ,塗布液吐出ノズル101が凸部100dに引きつけられる。コイル106に電流が流れなくなると,凸部100dの引力がなくなり,バネ104の弾性力と慣性力により塗布液吐出ノズル101が側部100b側に移動する。そして,再びコイル106に電流が流れると,塗布液吐出ノズル101が再び側部100c側に移動する。かかる動作を繰り返すことにより,塗布液吐出ノズル101は往復揺動する。そして,上述した実施の形態と同様に塗布液と吐出しながら,塗布液吐出ノズル101が揺動し,ウェハWが回転することにより,ウェハW上の中心付近の円形領域に塗布液を供給できる。なお,塗布液吐出ノズル101の揺動角度や揺動角速度は,例えばコイル106に流れる電流の大きさを変えることにより制御できる。なお,塗布液吐出ノズル101に一定の極の磁性を持たせ,ソレノイドである側部100bに異なる極の磁性を交互に生じさせて,その反引力によって塗布液吐出ノズル101を揺動させてもよい。この場合,バネ104がなくてもよい。また,揺動方法として,パルスモータ(ステップ回転式)を用いてもよい。
【0056】
上述の実施の形態では,塗布液吐出ノズル60をウェハWの中心部上方で揺動させ,ウェハWを回転させることにより,ウェハW上の円形領域Rに塗布液を供給していたが,ウェハWの回転を停止した状態で,塗布液を吐出した塗布液吐出ノズル60を揺動させ,当該塗布液吐出ノズル60の位置を一定の水平方向にずらしていくことにより,ウェハW上の所定領域に塗布液を供給するようにしてもよい。かかる場合,例えば塗布液吐出ノズル60の揺動に合わせて,塗布液吐出ノズル60をY方向に移動させる。例えば塗布液吐出ノズル60が最大角度になる度に,ノズルアーム70がY方向正方向に所定距離ずつ移動する。こうすることにより,塗布液の軌跡が略矩形波形状になり,図10に示すようにウェハW上の中心部付近に長方形状の塗布領域R1が形成される。この場合においても,その後塗布液を広げる範囲が狭くなるので,塗布斑の発生を抑制できる。
【0057】
なお,前記例において,塗布液吐出ノズル60の位置がY方向にずらされる度に,逐次塗布液吐出ノズル60の揺動角度を変えていき,図11に示すように最終的に塗布液がウェハWの中心部を中心とする円形領域R2に供給されるようにしてもよい。例えば塗布液吐出ノズル60の揺動角度の変更は,制御部Kによって行われる。塗布液吐出ノズル60がウェハW上をY方向に移動していく間に,初め塗布液吐出ノズル60の揺動角度を徐々に増大させ,その後減少させる。こうすることにより,ウェハW上の円形領域R2に塗布液を供給できる。
【0058】
また,上記例では,塗布液吐出ノズル60側をY方向に徐々に移動させていたが,ウェハW側を移動させてもよい。図12,13は,かかる一例を示すものであり,スピンチャック50は,Y方向に向けて敷設されたレール110上に移動自在に置かれている。スピンチャック50には,レール110上を移動するためのモータ等を備えた水平駆動部111が設けられている。そして,ウェハW上に塗布液を塗布する際には,塗布液吐出ノズル60が同じ位置で往復揺動しながら,塗布液を吐出し,その揺動に合わせてスピンチャック50をY方向に所定距離ずつずらしていく。こうすることにより,前記実施の形態と同様にウェハW上の所定領域に塗布液を供給できる。その後,ウェハWが高速度で回転され,ウェハW上の塗布液が拡散されて,ウェハW上に斑のない塗布膜が形成される。かかる例では,塗布液吐出ノズル60が移動しないので,塗布液吐出ノズル60に接続された塗布液供給管66が塗布時に動かされず,塗布液吐出ノズル60から安定した塗布液が吐出できる。
【0059】
なお,以上の実施の形態では,揺動する塗布液吐出ノズル60によってウェハ上の一部の領域に塗布液を吐出していたが,ウェハWの全面に吐出するようにしてもよい。かかる場合,ウェハWを回転させて塗布液を広げる工程が必要ないので,回転塗布によって生じる塗布斑が完全に防止できる。また,この際,塗布液吐出ノズル60の一往復中に,制御部Kによって塗布液吐出ノズル60の揺動速度を変動させてもよい。例えば塗布液吐出ノズル60の下方向となす角度が大きくなるにつれて,揺動速度を遅くする。逆に,塗布液吐出ノズル60の下方向となす角度が小さくなるにつれ,揺動速度を速くする。こうすることにより,ウェハW表面上には,常に同じ量の塗布液が滴下されるので,ウェハW面内に均一な膜厚の塗布膜を形成できる。
【0060】
また,塗布液吐出ノズル60を用いて,ウェハW上の所定箇所に部分的に塗布液を吐出するようにしてもよい。例えばウェハW上に塗布液が供給された後に,塗布液吐出ノズル60が下地パターンの低い部分に移動し,当該下地パターンの低い部分に塗布液を供給する。こうすることによって,下地パターンの低い部分に塗布液が追加され,最終的にウェハW上に平坦な塗布膜が形成される。この結果,例えばウェハW全面に対して施される処理がウェハW面内において均等に行われ,ウェハW面内に均質なデバイスを形成できる。なお,SOD膜形成システム1内に,膜厚測定器を設け,その膜厚の測定結果をフィードバックし,ウェハW上の所定箇所に部分的に塗布液を吐出するようにしてもよい。また,本実施の形態では,中心に円形の吐出口がある一般的なノズルを用いたが,例えば長方形の吐出口や複数の吐出口のあるノズルであってもよい。
【0061】
以上の実施の形態は,本発明を層間絶縁膜を形成するための塗布液の塗布処理装置17に適用したものであったが,本発明は,他の種の膜,例えば絶縁膜であるSOG膜,保護膜であるポリイミド膜,フォトレジスト膜等を形成するための塗布液の塗布処理装置にも適用できる。また,本発明は,ウェハW以外の基板例えばFPD(フラットパネルディスプレイ)基板,マスク基板,レクチル基板等の塗布処理装置にも適用できる。
【0062】
【発明の効果】
本発明によれば,塗布液を基板上に斑なく均一に塗布できるので,基板全面に所定膜厚の塗布膜が形成され,歩留まりの向上が図られる。また,少量の塗布液で基板上に塗布膜を形成できるので,コストの削減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態にかかる塗布処理装置が搭載されたSOD膜形成システムの構成の概略を示す平面図である。
【図2】図1のSOD膜形成システムの正面図である。
【図3】図1のSOD膜形成システムの背面図である。
【図4】塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図5】図4の塗布処理装置の横断面の説明図である。
【図6】塗布液吐出ノズルが揺動する機構を説明するための説明図である。
【図7】塗布液吐出ノズルから塗布液を吐出している様子を示す説明図である。
【図8】塗布液が円形状の領域に塗布された様子を示すウェハの平面図である。
【図9】塗布液吐出ノズルを揺動させるための機構の一例を示す説明図である。
【図10】塗布液が長方形状の領域に塗布された様子を示すウェハの平面図である。
【図11】塗布液が円形状の領域に塗布された様子を示すウェハの平面図である。
【図12】スピンチャックを移動させるレールを設けた場合の塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図13】図12の塗布処理装置の横断面の説明図である。
【符号の説明】
1 SOD膜形成システム
17 塗布処理装置
50 スピンチャック
60 塗布液吐出ノズル
61 ノズルホルダ
63 揺動駆動部
70 ノズルアーム
W ウェハ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention provides a substrate coating treatment apparatus.In placeRelated.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor device manufacturing process, an interlayer insulating film is formed by, for example, an SOD (Spin on Dielectric) film forming system. In this SOD film forming system, a coating liquid is spin-coated on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), and the interlayer insulating film is formed by subjecting the wafer to physical processing or chemical processing such as heat treatment.
[0003]
The above-described spin coating is performed in a coating processing apparatus mounted on the SOD film forming system. The coating processing apparatus is, for example, a spin chuck that holds and rotates the wafer, or moves above the center of the wafer to apply a coating liquid onto the wafer. A nozzle for discharging the liquid. As the coating solution, for example, an insulating film material diluted with an organic solvent is used. In spin coating, for example, a predetermined amount of coating solution is discharged from the nozzle to the center of the wafer. Thereafter, the wafer is rotated, and the coating solution at the center of the wafer is spread to the outer peripheral side by the centrifugal force, and the coating solution is applied to the entire surface of the wafer. Due to the spread of the coating solution, a coating film that later becomes an interlayer insulating film was formed on the wafer.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, in recent years, in order to improve production efficiency and the like, the diameter of wafers has been increased. In the case of such a large-diameter wafer, if spin coating similar to the conventional one is performed, the coating solution applied to the central portion of the wafer is spread over a wider range. As a result, a radial pattern from the wafer center to the outer periphery appears in the coating film on the wafer, and coating spots are formed on the wafer. In addition, when the wafer has a large diameter, the difference in peripheral speed between the wafer central portion and the outer peripheral portion becomes large. For example, the volatilization amount of the solvent at the central portion of the wafer W and the outer peripheral portion is different. The film thickness of the coating film formed on the outer peripheral side is greatly different. In addition, the peripheral speed of the outer peripheral portion becomes high, and film spots are generated due to wind. Such unevenness in coating spots and film thickness causes product defects and is not preferable.
[0005]
On the other hand, if a large amount of coating solution is discharged to the center of the wafer so that coating spots do not occur, the amount of coating solution scattered from the wafer also increases, increasing the consumption of expensive coating solution and increasing costs. .
[0006]
  The present invention has been made in view of the above points, and is a coating processing apparatus that can uniformly apply a coating solution to a substrate such as a wafer having a large diameter without spots.PlaceIts purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  According to the present invention, there is provided a coating processing apparatus that coats a substrate with a coating liquid, a substrate holding member that holds the substrate, a rotation driving unit that rotates the substrate holding member, and a substrate that is held by the substrate holding member. In contrast, a nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging is provided, and the substrate held by the substrate holding member is rotated at a relatively low speed by the rotation driving unit, and the nozzle is moved. The coating liquid is discharged to the substrate while being reciprocally swung, the coating liquid is supplied to a circular area centered on the center of the substrate, and the substrate to which the coating liquid is supplied is relatively moved by the rotation driving unit. The coating solution in the circular area is spread over the entire surface of the substrate by rotating at a high speed.The nozzle is made of a magnetic material, the nozzle is held by a nozzle holding portion, and the nozzle holding portion is formed with a side portion located on the side of the nozzle, The side part is a solenoid, and the nozzle can be swung by the electromagnetic force of the solenoid of the nozzle holding part.An application processing apparatus is provided.
[0008]
According to this coating processing apparatus, the coating liquid can be discharged to the substrate from the reciprocatingly swung nozzle while the substrate is rotated. In this way, for example, the coating liquid can be supplied to a circular area around the center of the substrate. And the board | substrate with which the coating liquid was apply | coated circularly can be rotated at high speed, and the said coating liquid can be spread over the whole substrate surface. In such a case, since the coating liquid is supplied to a wide circular area on the substrate, the area where the coating liquid is spread by subsequent rotation can be reduced. Therefore, even if the coating solution is rotated and spread, a radial pattern does not appear and coating spots can be suppressed. Further, since the area where the coating solution spreads is small and the coating solution spreads easily over the entire surface of the substrate, the coating solution can be spread at a low speed. As a result, the difference in the amount of solvent volatilization between the central portion and the outer peripheral portion of the substrate due to the speed difference is reduced, and a coating film having a uniform thickness can be formed on the substrate. Further, since the coating liquid is discharged in a circular shape centering on the center of the substrate, the coating liquid is spread uniformly on the substrate surface by the subsequent rotation. Therefore, according to the present invention, even if the substrate has a large diameter, the coating liquid can be uniformly applied on the substrate without any spots.
[0009]
  According to the present invention, there is provided a coating processing apparatus for applying a coating liquid onto a substrate, and a coating processing apparatus for applying a coating liquid onto a substrate, wherein the substrate holding member that holds the substrate and the substrate holding member are rotated. A rotation drive unit, a nozzle that discharges a coating liquid while reciprocally swinging with respect to the substrate held by the substrate holding member, and a drive unit that relatively moves the substrate holding member and the nozzle in a horizontal direction; The nozzle is moved relative to the substrate by the drive unit while discharging the coating liquid to the substrate held by the substrate holding member. A coating solution is supplied to a region near the center, and the substrate to which the coating solution is supplied is rotated by the rotation driving unit to spread the coating solution in the region near the center on the entire surface of the substrate.The nozzle is made of a magnetic material, the nozzle is held by a nozzle holding portion, and the nozzle holding portion is formed with a side portion located on the side of the nozzle, The side part is a solenoid, and the nozzle can be swung by the electromagnetic force of the solenoid of the nozzle holding part.An application processing apparatus is provided.
[0010]
  According to this coating processing apparatus, it is possible to apply the coating liquid to a predetermined region on the substrate by reciprocally swinging the nozzle and further moving the nozzle and the substrate while discharging the coating liquid from the nozzle. Also, by the rotation drive part,Near the center of the boardBy rotating the substrate supplied with the coating liquid in the region, the coating liquid can be spread over the entire surface of the substrate. Even in such a case, as described above, the range in which the coating solution can be spread becomes narrow, so that it is possible to suppress the formation of coating spots on the substrate.
[0011]
  According to the present invention, there is provided a coating processing apparatus that coats a substrate with a coating liquid, a substrate holding member that holds the substrate, a rotation driving unit that rotates the substrate holding member, and a substrate that is held by the substrate holding member. In contrast, a nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging is provided, and the substrate held by the substrate holding member is rotated at a relatively low speed by the rotation driving unit, and the nozzle is moved. The coating liquid is discharged to the substrate while being reciprocally swung, the coating liquid is supplied to a circular area centered on the center of the substrate, and the substrate to which the coating liquid is supplied is relatively moved by the rotation driving unit. And the nozzle is held by a nozzle holding part, and the nozzle holding part includes a side part located on the side of the nozzle and the nozzle holding part. , Connect the side and the nozzle And an elastic member that, the nozzle is characterized in that it can be swung by the elastic force of the elastic body of the nozzle holder, a coating apparatus is provided.
[0012]
  According to the present invention, there is provided a coating processing apparatus that coats a substrate with a coating liquid, a substrate holding member that holds the substrate, a rotation driving unit that rotates the substrate holding member, and a substrate that is held by the substrate holding member. A nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging, and a drive unit that relatively moves the substrate holding member and the nozzle in the horizontal direction. While discharging the coating liquid onto the substrate held by the holding member, the drive unit moves the nozzle and the substrate relative to each other to supply the coating liquid to an area near the center of the substrate. The substrate to which the liquid is supplied is rotated by the rotation driving unit to spread the coating liquid in the region near the center on the entire surface of the substrate, the nozzle is held by the nozzle holding unit, and the nozzle holding unit is The side of the nozzle There is provided a coating processing apparatus, comprising: a side portion to be connected; and an elastic body for connecting the side portion and the nozzle, wherein the nozzle can be swung by an elastic force of an elastic body of the nozzle holding portion. The
[0013]
  According to the present invention, there is provided a coating processing apparatus that coats a substrate with a coating liquid, a substrate holding member that holds the substrate, a rotation driving unit that rotates the substrate holding member, and a substrate that is held by the substrate holding member. In contrast, a nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging is provided, and the substrate held by the substrate holding member is rotated at a relatively low speed by the rotation driving unit, and the nozzle is moved. The coating liquid is discharged to the substrate while being reciprocally swung, the coating liquid is supplied to a circular area centered on the center of the substrate, and the substrate to which the coating liquid is supplied is relatively moved by the rotation driving unit. And a swing drive unit for spreading the coating solution in the circular area over the entire surface of the substrate and swinging the nozzle, the swing drive unit being covered by a cover and having a nozzle Attached to the nozzle holder to hold Wherein the are, the coating processing apparatus is provided. According to this coating processing apparatus, since the swing drive unit is attached to the nozzle holding unit, the nozzle and the swing drive unit are close to each other, and the mechanism for interlocking the nozzle and the swing drive unit can be simplified. Furthermore, since the swing drive unit is covered with the cover, particles generated from the swing drive unit can be prevented from scattering into the apparatus. Therefore, impurities are prevented from adhering to the substrate.
[0014]
  According to the present invention, there is provided a coating processing apparatus that coats a substrate with a coating liquid, a substrate holding member that holds the substrate, a rotation driving unit that rotates the substrate holding member, and a substrate that is held by the substrate holding member. A nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging, and a drive unit that relatively moves the substrate holding member and the nozzle in the horizontal direction. While discharging the coating liquid onto the substrate held by the holding member, the drive unit moves the nozzle and the substrate relative to each other to supply the coating liquid to an area near the center of the substrate. The substrate to which the liquid is supplied is rotated by the rotation driving unit to spread the coating liquid in the region near the center part over the entire surface of the substrate, and includes a swing driving unit for swinging the nozzle. The part is covered with a cover, Characterized in that attached to the nozzle holding portion for holding the nozzle, coating treatment apparatus is provided.
[0015]
  According to the present invention, there is provided a coating processing apparatus that coats a substrate with a coating liquid, a substrate holding member that holds the substrate, a rotation driving unit that rotates the substrate holding member, and a substrate that is held by the substrate holding member. In contrast, a nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging is provided, and the substrate held by the substrate holding member is rotated at a relatively low speed by the rotation driving unit, and the nozzle is moved. The coating liquid is discharged to the substrate while being reciprocally swung, the coating liquid is supplied to a circular area centered on the center of the substrate, and the substrate to which the coating liquid is supplied is relatively moved by the rotation driving unit. The coating apparatus is provided with a controller capable of rotating at a high speed to spread the coating solution in the circular area over the entire surface of the substrate and changing the swing angle of the nozzle. By this control unit, for example, when a nozzle that is oscillating while discharging a coating liquid is relatively moving on the substrate, the oscillating angle of the nozzle is appropriately changed to thereby change the predetermined shape on the substrate. The coating liquid can be supplied to the region. Therefore, the coating liquid can be applied to a circular area on the substrate without rotating the substrate.
[0016]
  According to the present invention, there is provided a coating processing apparatus that coats a substrate with a coating liquid, a substrate holding member that holds the substrate, a rotation driving unit that rotates the substrate holding member, and a substrate that is held by the substrate holding member. A nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging, and a drive unit that relatively moves the substrate holding member and the nozzle in the horizontal direction. While discharging the coating liquid onto the substrate held by the holding member, the drive unit moves the nozzle and the substrate relative to each other to supply the coating liquid to an area near the center of the substrate. A control unit capable of changing the oscillation angle of the nozzle by rotating the substrate supplied with the liquid by the rotation driving unit to spread the coating liquid in the region near the central part over the entire surface of the substrate; A coating treatment device is provided That.
[0017]
  The coating treatment apparatus may include a control unit that can change a rocking speed of the nozzle. With this control unit, for example, when a reciprocating nozzle approaches a maximum angle with respect to the substrate direction, the swing speed is decreased, and when the nozzle angle is decreased, the swing speed is increased. To. By doing so, a constant amount of coating solution is always dropped onto the substrate, and a uniform coating solution can be supplied onto the substrate.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of the SOD film forming system 1 on which the coating apparatus according to this embodiment is mounted, and FIG. 2 is a front view of the SOD film forming system 1. FIG. 2 is a rear view of the SOD film forming system 1. The SOD film forming system 1 is a processing system for forming a low dielectric constant interlayer insulating film (Low-K film) on a wafer W, for example.
[0020]
As shown in FIG. 1, the SOD film forming system 1 carries, for example, 25 wafers W in and out of the SOD film forming system 1 from the outside in units of cassettes, and carries wafers W in and out of cassettes C. The cassette station 2 and the processing station 3 in which various processing devices for performing predetermined processing in a single wafer type in the SOD film forming process are arranged in multiple stages are integrally connected.
[0021]
In the cassette station 2, a plurality of cassettes C can be placed in a single line in the X direction (vertical direction in FIG. 1) at a predetermined position on the cassette placement table 10 serving as a placement portion. The wafer transfer body 11 that can be transferred in the cassette arrangement direction (X direction) and the wafer arrangement direction (Z direction; vertical direction) of the wafer W accommodated in the cassette C is movable along the transfer path 12. It is provided so that each cassette C can be selectively accessed.
[0022]
The wafer carrier 11 has an alignment function for aligning the wafer W. As will be described later, the wafer carrier 11 is configured to be accessible also to the transition stage 31 belonging to the third processing unit group G3 on the processing station 3 side.
[0023]
In the processing station 3, a main transfer device 13 is provided at the center thereof, and various processing devices are arranged in multiple stages around the main transfer device 13 to form a processing device group. In this SOD film forming system 1, four processing device groups G 1, G 2, G 3, G 4 are arranged, and the first and second processing device groups G 1, G 2 are arranged on the front side of the SOD film forming system 1. The third processing unit group G3 is disposed adjacent to the cassette station 2, and the fourth processing unit group G4 is disposed on the opposite side of the third processing unit group G3 with the main transfer unit 13 interposed therebetween. Has been placed. The main transfer device 13 can carry in / out the wafer W to / from various processing devices (described later) arranged in these processing device groups G1, G2, G3, and G4. The number and arrangement of processing apparatus groups vary depending on the type of processing performed on the wafer W, and can be arbitrarily selected.
[0024]
In the first processing device group G1, for example, as shown in FIG. 2, coating processing devices 17 and 18 according to the present embodiment are arranged in two stages in order from the bottom. In the second processing unit group G2, for example, a coating solution used in the coating processing unit 17 or the like is stored, and a processing solution cabinet 19 serving as a supply source of the coating solution and the coating processing unit 20 are sequentially arranged from the bottom. Arranged in two stages.
[0025]
In the third processing unit group G3, for example, as shown in FIG. 3, a cooling device 30 for cooling the wafer W, a transition stage 31 for transferring the wafer W, and a low temperature heating process for heating the wafer W at a low temperature. An apparatus 32 and DLC (Dielectric Low Oxygen Concentration Hotplate Cure) apparatuses 33 and 34 for curing the wafer W are stacked in, for example, five stages in order from the bottom.
[0026]
In the fourth processing unit group G4, for example, cooling devices 40 and 41, a low-temperature heat processing unit 42, and low-oxygen heat processing units 43 and 44 that perform heat processing while maintaining the wafer W in a low-oxygen atmosphere are sequentially arranged in, for example, five stages. Are stacked.
[0027]
Next, the configuration of the coating processing apparatus 17 described above will be described in detail. FIG. 4 is an explanatory view of a longitudinal section showing an outline of the configuration of the coating treatment apparatus 17, and FIG. 5 is an explanatory view of a transverse section of the coating treatment apparatus 17.
[0028]
For example, as shown in FIG. 4, the coating processing apparatus 17 has a casing 17a, and a spin chuck 50 as a substrate holding member for holding and rotating the wafer W is provided in the casing 17a. The spin chuck 50 is mainly configured by, for example, a holding unit 50a that holds the wafer W and a vertical shaft 50b that supports the holding unit 50a from below.
[0029]
The upper surface of the holding unit 50a is formed horizontally, and a suction port (not shown) for adsorbing the wafer W, for example, is provided on the upper surface. Accordingly, the spin chuck 50 can hold the wafer W by suction. The vertical shaft 50b is interlocked with, for example, a rotation drive unit 51 provided with a motor or the like provided below the spin chuck 50, and can be rotated at a predetermined rotation speed by the rotation drive unit 51. Therefore, the wafer W held on the spin chuck 50 can be rotated at a predetermined speed by the rotation driving unit 51. The rotation drive unit 51 includes a cylinder that moves the vertical shaft 50b up and down, for example, and can move the entire spin chuck 50 up and down. The operation of the rotation drive unit 51 is controlled by the control unit K.
[0030]
A cup 52 is provided outside the spin chuck 50 for receiving and collecting the coating liquid scattered from the wafer W. The cup 52 has a substantially cylindrical shape with an upper surface opened, and is formed so as to surround the outer side and the lower side of the wafer W on the spin chuck 50. Connected to the lower surface 52 a of the cup 52 are a drain pipe 53 for draining the collected coating liquid and an exhaust pipe 54 for exhausting the atmosphere in the cup 52.
[0031]
As shown in FIG. 5, a nozzle standby portion T1 is installed outside the cup 52, for example, outside the Y direction negative direction side (downward side in FIG. 5). For example, a first nozzle bath 55 is installed in the nozzle standby portion T1. The first nozzle bath 55 is provided with, for example, a solvent vapor ejection port (not shown) so that the inside of the first nozzle bath 55 can be in a solvent atmosphere. Accordingly, the coating liquid discharge nozzle 60 and the solvent discharge nozzle 66, which will be described later, in standby can be maintained in a solvent atmosphere. Further, the nozzle standby portion T1 has a mechanism for cleaning the tip of the coating liquid discharge nozzle 60 with a solvent, and periodically discharges a small amount of liquid from the coating liquid discharge nozzle 60, and deposits on the tip of the coating liquid discharge nozzle 60. There may be provided a mechanism for washing off.
[0032]
The coating liquid discharge nozzle 60 as a nozzle for discharging the coating liquid is held by a nozzle holder 61 as a nozzle holding portion as shown in FIGS. The coating liquid discharge nozzle 60 is held on the Y direction negative direction side of the nozzle holder 61 so that the discharge port 60a faces downward. The discharge port 60a has a diameter of, for example, 50 μm to 2000 μm, and the discharge amount from the discharge port 60a is controlled by changing the discharge flow rate. For example, as shown in FIG. 6, the coating liquid discharge nozzle 60 is supported by a horizontal shaft 62 that is a swing shaft. The horizontal shaft 62 is provided horizontally along the Y direction, passes through the nozzle holder 61, and is connected to a swing driving unit 63 on the Y direction positive direction side of the nozzle holder 61. The horizontal shaft 62 passes through the nozzle holder 61 so as to be rotatable. That is, the coating liquid discharge nozzle 60 supported by the horizontal shaft 62 is swingably attached to the nozzle holder 61. Then, the swing of the coating liquid discharge nozzle 60 is performed in the XZ plane.
[0033]
The swing drive unit 63 is covered with a cover 64, and for example, the cover 64 is fixed to the side surface of the nozzle holder 61 on the Y direction positive direction side. The swing drive unit 63 includes, for example, a hydraulic swing motor. This hydraulic oscillating motor is capable of reciprocally oscillating a driven node at a predetermined oscillating speed and oscillating angle by hydraulic pressure. That is, the swing drive unit 63 can swing the coating liquid discharge nozzle 60 back and forth at a predetermined angle and a predetermined speed via the horizontal shaft 62. The operation of the swing drive unit 63 is controlled by the control unit K as shown in FIGS. Therefore, the coating liquid discharge nozzle 60 can swing according to the setting of the control unit K.
[0034]
The coating liquid discharge nozzle 60 communicates with a coating liquid supply device (not shown) through a coating liquid supply pipe 65, and the coating liquid discharge nozzle 60 can discharge a coating liquid at a predetermined flow rate at a predetermined timing. The coating liquid discharged from the coating liquid discharge nozzle 60 is, for example, a mixture of a siloxane polymer that is an insulating film material and its solvent.
[0035]
As shown in FIG. 4, a solvent discharge nozzle 66 that discharges the solvent of the coating solution is attached to the nozzle holder 61. The solvent discharge nozzle 66 is connected to a solvent supply device (not shown) by, for example, a solvent supply pipe 67.
[0036]
The nozzle holder 61 is supported by a nozzle arm 70 that is a conveying means. As shown in FIG. 5, a rail 71 extending from the nozzle standby portion T1 to the vicinity of the cup 52 along the Y direction is laid in the casing 17a. The nozzle arm 70 can be moved in the Y direction on the rail 71 by an arm driving unit 72 as a driving unit. Accordingly, the nozzle arm 70 can transport the coating liquid discharge nozzle 60 and the solvent discharge nozzle 66 held by the nozzle holder 61 from the nozzle standby portion T1 to above the center portion of the wafer W. The operation of the arm driving unit 72 is controlled by the control unit K, for example. Accordingly, the nozzle arm 70 conveys the coating liquid discharge nozzle 60 and the solvent discharge nozzle 66 to a predetermined position at a predetermined timing according to the setting of the control unit K.
[0037]
The nozzle arm 70 can be expanded and contracted in the X direction by a cylinder or the like (not shown). As a result, the positions of the solvent discharge nozzle 66 and the coating liquid discharge nozzle 60 can be aligned above the center of the wafer W. The nozzle arm 70 can also move up and down in the Z direction. Thereby, the distance between the coating liquid discharge nozzle 60 and the solvent discharge nozzle 66 and the wafer W on the spin chuck 50 can be adjusted. In this way, the nozzle arm 70 can move three-dimensionally in the X, Y, and Z directions. The movement of the nozzle arm 70 in the Y and Z directions is also controlled by the control unit K.
[0038]
As shown in FIG. 5, for example, a standby portion T2 of the sub nozzle 80 is installed on the positive side in the Y direction of the cup 52 in the casing 17a. The sub nozzle 80 discharges the solvent of the coating solution to the outer edge portion of the wafer W. In the standby part T2, for example, a second nozzle bath 81 that can be maintained in a solvent atmosphere is provided. The sub nozzle 80 is held by, for example, a rotating arm 82. The rotating arm 82 is attached to a support column 83 that is a rotating shaft, for example, and the support column 83 can be rotated by a motor (not shown). Then, by rotating the support 83, the rotation arm 81 is rotated, and the sub nozzle 80 can be reciprocated between the standby portion T2 and the wafer outer edge portion in the cup 52.
[0039]
In addition, a duct 90 is connected to the upper portion of the casing 17a to supply a gas such as nitrogen gas, inert gas, air, etc., which has been adjusted in temperature and humidity, into the cup 52. The gas can be supplied at the time of processing, and the inside of the cup 52 can be maintained in a predetermined atmosphere.
[0040]
Next, the operation of the coating processing apparatus 17 configured as described above will be described together with the process of the SOD film forming process performed in the SOD film forming system 1.
[0041]
First, one unprocessed wafer W is taken out from the cassette C by the wafer transfer body 11 and transferred to the transition stage 31 belonging to the third processing unit group G3. Next, the wafer W is transferred to the cooling device 30 by the main transfer device 13 and cooled to a predetermined temperature. The wafer W cooled to a predetermined temperature is transferred to the coating processing apparatus 17 by the main transfer apparatus 13.
[0042]
The wafer W on which the coating film is formed in the coating processing apparatus 17 is sequentially transported to the low-temperature heat processing apparatus 32 or 42 and the low oxygen heat processing apparatus 43 or 44 by the main transport apparatus 13, and the solvent in the coating film is volatilized. Later, it is transported to the DLC device 33.
[0043]
The wafer W that has been cured by the DLC apparatus 33 is returned to the transition stage 31, and then the wafer W is transferred to the cassette C by the wafer transfer body 11 to complete a series of SOD film forming steps.
[0044]
Next, the coating process performed by the above-described coating processing apparatus 17 will be described. First, before the wafer W is carried into the coating processing apparatus 17, clean air adjusted to a temperature of 23 ° C. and a humidity of 45%, for example, starts to be supplied from the duct 90, while exhausting from the exhaust pipe 54 of the cup 52. Is started. As a result, the inside of the cup 52 is maintained in a predetermined atmosphere, and particles generated during the coating process can be removed.
[0045]
When the cooling process in the cooling apparatus 30 as the pre-process is completed, the wafer W is transferred into the casing 17a by the main transfer apparatus 13 and transferred to the spin chuck 50 that has been waiting in advance above the cup 52. Subsequently, the spin chuck 50 is lowered and the wafer W is accommodated in the cup 52. When the wafer W is accommodated in the cup 52, the solvent discharge nozzle 66 that has been waiting at the nozzle standby portion T <b> 1 is moved above the center portion of the wafer W by the nozzle arm 70. A predetermined amount of solvent is discharged from the solvent discharge nozzle 66 to the center of the wafer W.
[0046]
When a predetermined amount of solvent is discharged onto the wafer W, the rotation drive unit 51 rotates the wafer W, and the solvent on the wafer W is spread over the entire surface of the wafer. Thereafter, by further rotating the wafer W, the solvent on the wafer W is dried or shaken off. By supplying and drying the solvent, impurities such as dust adhering to the wafer W are removed, and the wettability of the wafer W to the coating liquid is improved.
[0047]
Next, the nozzle holder 61 is moved in the X direction by the nozzle arm 70, and the coating liquid discharge nozzle 60 is moved above the center of the wafer W as shown in FIGS. When the coating liquid discharge nozzle 60 is positioned above the central portion of the wafer W, the coating liquid discharge nozzle 60 is reciprocally swung in the X direction by the rocking drive unit 63 as shown in FIG. The swing angle at this time is set so that, for example, the coating liquid discharged from the coating liquid discharge nozzle 60 is dropped onto an area about half the diameter of the wafer W. For example, when the diameter of the wafer W is 30 cm, the coating liquid is dropped on the diameter of 15 cm. The oscillation frequency of the coating liquid discharge nozzle 60 is set to about 3 to 30 Hz, for example.
[0048]
When the swing of the coating liquid discharge nozzle 60 is started, for example, the wafer W starts to rotate at a low speed, for example, about 5 to 50 rpm. Then, a linear coating solution is discharged from the swinging coating solution discharge nozzle 60 onto the rotated wafer W. When the coating liquid is continuously discharged for a predetermined time, the coating liquid is applied to the circular region R centering on the center portion of the wafer W as shown in FIG. For example, when the diameter of the wafer W is 30 cm, the diameter of the circular region R is about 15 cm.
[0049]
When the coating liquid is discharged for a predetermined time and the coating liquid is supplied to the circular region R of the wafer W, the discharge of the coating liquid is stopped and the swing of the coating liquid discharge nozzle 60 is stopped. Thereafter, the coating liquid discharge nozzle 60 is returned to the nozzle standby portion T1. On the other hand, the wafer W is rotated at a high speed, for example, about 500 to 2000 rpm, and the coating liquid on the wafer W is spread over the entire surface of the wafer W. Thereafter, by continuing to rotate the wafer W for a predetermined time, a coating film having a predetermined thickness is formed on the wafer W.
[0050]
When a coating film having a predetermined film thickness is formed on the wafer W, the wafer W is rotated again at a low speed, and the sub nozzle 80 that has been waiting in the standby portion T2 moves onto the outer edge portion of the wafer W. And a solvent is discharged with respect to the outer edge part of the wafer W, and the coating film of the outer edge part of the wafer W is removed. When the removal of the coating film on the outer edge portion of the wafer W is completed, the sub-nozzle 80 is retracted to the standby portion T2, and the rotation of the wafer W is stopped. Thereafter, the wafer W on the spin chuck 50 is transferred to the main transfer device 13 and is transferred by the main transfer device 13 to the low-temperature heat treatment device 32 where the next process is performed.
[0051]
According to the above embodiment, since the coating liquid discharge nozzle 60 is reciprocally swung while the wafer W is rotated, and the coating liquid can be discharged, the coating is applied to the circular region R centering on the central portion of the wafer W. Liquid can be supplied. By doing so, the area where the coating liquid is spread afterwards is reduced, and it is possible to prevent the coating liquid from being spotted on the wafer W. In addition, since the coating liquid is supplied to the circular region R in advance, the coating liquid can be easily spread over the entire surface of the wafer by the rotation of the wafer W, so that low-speed coating can be realized. As a result, the difference in the amount of solvent volatilization between the central portion and the outer peripheral portion of the wafer W due to the difference in speed can be suppressed. Can be formed. Furthermore, it is not necessary to discharge a large amount of coating liquid to the center of the wafer W in order to prevent coating spots, and the consumption of the coating liquid can be reduced accordingly.
[0052]
Further, since the swing drive unit 63 attached to the nozzle holder 61 is covered with the cover 64, impurities such as dust generated from the swing drive unit 63 on the wafer W adhere to the wafer W being processed. Therefore, contamination of the wafer W can be prevented.
[0053]
In the above embodiment, the swing of the coating liquid discharge nozzle 60 is performed using the swing drive unit 63 provided with the swing motor, but may be performed using another mechanism. FIG. 9 shows such an example. The nozzle holder 100 held by the nozzle arm 70 is formed in, for example, a substantially U shape with an opening located below when viewed from the side, and a horizontal upper portion. 100a and side parts 100b and 100c formed downward from both ends of the upper part 100a, respectively. The nozzle holder 100 is made of a magnetic material such as stainless steel. The coating liquid discharge nozzle 101 is rotatably attached to the upper part 100a via the horizontal shaft 102 with the discharge port 101a facing downward. The coating liquid discharge nozzle 101 is sandwiched between the side portions 100b and 100c. The coating liquid discharge nozzle 101 has an elongated shape and is made of a magnetic material such as iron. Further, in the coating liquid discharge nozzle 101, a coating liquid supply pipe 103 communicating from the discharge port 101a to a coating liquid supply apparatus (not shown) passes through.
[0054]
One end 100b of the nozzle holder 100 is connected to one end of a spring 104, which is an elastic body, and the other end of the spring 104 is connected to the side surface of the coating liquid discharge nozzle 101. Therefore, when the coating liquid discharge nozzle 101 swings in one direction, the coating liquid discharge nozzle 101 is urged in the reverse direction by the restoring force of the spring 104. A coil 106 connected to a power source 105 is wound around the other side portion 100 c of the nozzle holder 100. That is, the side part 100c located to the side of the coating liquid discharge nozzle 101 is a solenoid. At the lower end of the side portion 100c, a convex portion 100d protruding inward which is the coating liquid discharge nozzle 101 side is formed. Therefore, the convex part 100d and the coating liquid discharge nozzle 101 are close to each other.
[0055]
Then, when a rectangular wave current that repeats ON / OFF, for example, is caused to flow through the coil 106 by the power source 105, the current first flows through the coil 106, an electromagnetic force is generated at the side portion 100c, and the coating liquid discharge nozzle 101 is applied to the convex portion 100d. Be attracted. When no current flows through the coil 106, the attractive force of the convex portion 100d disappears, and the coating liquid discharge nozzle 101 moves to the side portion 100b side by the elastic force and inertial force of the spring 104. When a current again flows through the coil 106, the coating liquid discharge nozzle 101 moves again to the side portion 100c. By repeating this operation, the coating liquid discharge nozzle 101 reciprocally swings. As in the above-described embodiment, the coating liquid is ejected while the coating liquid ejection nozzle 101 is swung and the wafer W rotates, so that the coating liquid can be supplied to a circular region near the center on the wafer W. . The swing angle and swing angular velocity of the coating liquid discharge nozzle 101 can be controlled by changing the magnitude of the current flowing through the coil 106, for example. It should be noted that even if the coating liquid discharge nozzle 101 has a certain polarity of magnetism and magnets of different poles are alternately generated on the side portion 100b, which is a solenoid, the coating liquid discharge nozzle 101 is swung by its counter-attraction force. Good. In this case, the spring 104 may not be provided. Further, a pulse motor (step rotation type) may be used as the swinging method.
[0056]
In the embodiment described above, the coating liquid is supplied to the circular region R on the wafer W by swinging the coating liquid discharge nozzle 60 above the center of the wafer W and rotating the wafer W. In a state where the rotation of W is stopped, the coating liquid discharge nozzle 60 that discharges the coating liquid is swung, and the position of the coating liquid discharge nozzle 60 is shifted in a certain horizontal direction, so that a predetermined region on the wafer W is obtained. You may make it supply a coating liquid to. In such a case, for example, the coating liquid discharge nozzle 60 is moved in the Y direction in accordance with the swing of the coating liquid discharge nozzle 60. For example, every time the coating liquid discharge nozzle 60 reaches the maximum angle, the nozzle arm 70 moves by a predetermined distance in the positive direction of the Y direction. By doing so, the locus of the coating solution has a substantially rectangular wave shape, and a rectangular coating region R1 is formed near the center on the wafer W as shown in FIG. Even in this case, since the range in which the coating liquid is spread thereafter becomes narrow, the occurrence of coating spots can be suppressed.
[0057]
In the above example, every time the position of the coating liquid discharge nozzle 60 is shifted in the Y direction, the swing angle of the coating liquid discharge nozzle 60 is sequentially changed. As shown in FIG. You may make it supply to circular area | region R2 centering on the center part of W. For example, the control unit K changes the swing angle of the coating liquid discharge nozzle 60. While the coating liquid discharge nozzle 60 moves on the wafer W in the Y direction, the swing angle of the coating liquid discharge nozzle 60 is first gradually increased and then decreased. In this way, the coating liquid can be supplied to the circular region R2 on the wafer W.
[0058]
In the above example, the coating liquid discharge nozzle 60 side is gradually moved in the Y direction, but the wafer W side may be moved. FIGS. 12 and 13 show such an example, and the spin chuck 50 is movably placed on a rail 110 laid in the Y direction. The spin chuck 50 is provided with a horizontal drive unit 111 having a motor and the like for moving on the rail 110. When applying the coating liquid onto the wafer W, the coating liquid discharge nozzle 60 reciprocally swings at the same position while discharging the coating liquid, and the spin chuck 50 is moved in the Y direction in accordance with the swing. Shift the distance. By doing so, the coating liquid can be supplied to a predetermined region on the wafer W as in the above embodiment. Thereafter, the wafer W is rotated at a high speed, the coating liquid on the wafer W is diffused, and a coating film having no spots is formed on the wafer W. In such an example, since the coating liquid discharge nozzle 60 does not move, the coating liquid supply pipe 66 connected to the coating liquid discharge nozzle 60 is not moved during coating, and a stable coating liquid can be discharged from the coating liquid discharge nozzle 60.
[0059]
In the above embodiment, the coating liquid is discharged to a partial area on the wafer by the oscillating coating liquid discharge nozzle 60, but it may be discharged to the entire surface of the wafer W. In such a case, there is no need for a step of rotating the wafer W to spread the coating liquid, so that coating spots caused by spin coating can be completely prevented. At this time, the swing speed of the coating liquid discharge nozzle 60 may be changed by the control unit K during one reciprocation of the coating liquid discharge nozzle 60. For example, as the angle formed with the downward direction of the coating liquid discharge nozzle 60 increases, the swing speed is decreased. Conversely, as the angle formed with the downward direction of the coating liquid discharge nozzle 60 becomes smaller, the oscillation speed is increased. By doing so, since the same amount of coating solution is always dripped onto the surface of the wafer W, a coating film having a uniform thickness can be formed in the wafer W surface.
[0060]
Further, the coating liquid may be partially ejected to a predetermined location on the wafer W by using the coating liquid ejection nozzle 60. For example, after the coating liquid is supplied onto the wafer W, the coating liquid discharge nozzle 60 moves to a lower part of the base pattern, and supplies the coating liquid to the low part of the base pattern. By doing so, the coating liquid is added to the lower portion of the base pattern, and finally a flat coating film is formed on the wafer W. As a result, for example, processing performed on the entire surface of the wafer W is performed uniformly in the wafer W surface, and a homogeneous device can be formed in the wafer W surface. Note that a film thickness measuring device may be provided in the SOD film forming system 1, the measurement result of the film thickness may be fed back, and the coating solution may be partially discharged to a predetermined location on the wafer W. In this embodiment, a general nozzle having a circular discharge port at the center is used. However, for example, a rectangular discharge port or a nozzle having a plurality of discharge ports may be used.
[0061]
In the above embodiment, the present invention is applied to the coating solution coating apparatus 17 for forming an interlayer insulating film. However, the present invention is applicable to other types of films, for example, SOG which is an insulating film. The present invention can also be applied to a coating solution coating apparatus for forming a film, a polyimide film as a protective film, a photoresist film, and the like. The present invention can also be applied to coating processing apparatuses such as a substrate other than the wafer W, such as an FPD (flat panel display) substrate, a mask substrate, and a reticle substrate.
[0062]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the coating liquid can be uniformly applied on the substrate without any unevenness, a coating film having a predetermined thickness is formed on the entire surface of the substrate, thereby improving the yield. Further, since a coating film can be formed on the substrate with a small amount of coating solution, the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an outline of a configuration of an SOD film forming system in which a coating processing apparatus according to an embodiment is mounted.
FIG. 2 is a front view of the SOD film forming system of FIG.
FIG. 3 is a rear view of the SOD film forming system of FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory view of a longitudinal section showing an outline of a configuration of a coating treatment apparatus.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a cross section of the coating treatment apparatus of FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a mechanism in which a coating liquid discharge nozzle swings.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which a coating liquid is discharged from a coating liquid discharge nozzle.
FIG. 8 is a plan view of a wafer showing a state in which a coating liquid is applied to a circular region.
FIG. 9 is an explanatory view showing an example of a mechanism for swinging a coating liquid discharge nozzle.
FIG. 10 is a plan view of a wafer showing a state in which a coating liquid is applied to a rectangular region.
FIG. 11 is a plan view of a wafer showing a state where a coating liquid is applied to a circular region.
FIG. 12 is an explanatory view of a longitudinal section showing an outline of a configuration of a coating processing apparatus when a rail for moving a spin chuck is provided.
13 is an explanatory view of a cross section of the coating treatment apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
1 SOD film formation system
17 Coating processing equipment
50 Spin chuck
60 Coating liquid discharge nozzle
61 Nozzle holder
63 Swing drive
70 Nozzle arm
W wafer

Claims (9)

基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,
基板を保持する基板保持部材と,
前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,
前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,を備え,
前記基板保持部材に保持された基板を,前記回転駆動部により相対的に低速度で回転させた状態で,前記ノズルを往復揺動させながら前記基板に対して塗布液を吐出して,基板の中心部を中心とする円形領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により相対的に高速度で回転させて,前記円形領域の塗布液を基板全面に広げ
前記ノズルの材質には,磁性を有するものが用いられ,
前記ノズルは,ノズル保持部に保持されており,
前記ノズル保持部には,前記ノズルの側方に位置する側部が形成され,当該側部は,ソレノイドになっており,
前記ノズルは,前記ノズル保持部のソレノイドの電磁力によって揺動できることを特徴とする,塗布処理装置。
A coating processing apparatus for applying a coating solution to a substrate,
A substrate holding member for holding the substrate;
A rotation drive unit for rotating the substrate holding member;
A nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging with respect to the substrate held by the substrate holding member;
In a state where the substrate held by the substrate holding member is rotated at a relatively low speed by the rotation driving unit, the coating liquid is discharged to the substrate while reciprocally swinging the nozzle, The coating liquid is supplied to a circular area centering on the center, and the substrate to which the coating liquid is supplied is rotated at a relatively high speed by the rotation drive unit, so that the coating liquid in the circular area is spread over the entire surface of the substrate. ,
The material of the nozzle is a magnetic material,
The nozzle is held by a nozzle holding part,
The nozzle holding portion is formed with a side portion located on the side of the nozzle, and the side portion is a solenoid,
The coating apparatus according to claim 1, wherein the nozzle can be swung by an electromagnetic force of a solenoid of the nozzle holding portion .
基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,
基板を保持する基板保持部材と,
前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,
前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,
前記基板保持部材と前記ノズルとを水平方向に相対的に移動させる駆動部と,を備え,
前記ノズルを往復揺動させ,前記基板保持部材に保持された基板に対して塗布液を吐出しながら,前記駆動部により前記ノズルと基板とを相対的に移動させて,基板の中心部付近の領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により回転させて,前記中心部付近の領域の塗布液を基板全面に広げ
前記ノズルの材質には,磁性を有するものが用いられ,
前記ノズルは,ノズル保持部に保持されており,
前記ノズル保持部には,前記ノズルの側方に位置する側部が形成され,当該側部は,ソレノイドになっており,
前記ノズルは,前記ノズル保持部のソレノイドの電磁力によって揺動できることを特徴とする,塗布処理装置。
A coating processing apparatus for applying a coating solution to a substrate,
A substrate holding member for holding the substrate;
A rotation drive unit for rotating the substrate holding member;
A nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging with respect to the substrate held by the substrate holding member;
A drive unit that relatively moves the substrate holding member and the nozzle in a horizontal direction,
While the nozzle is reciprocally swung and the coating liquid is discharged onto the substrate held by the substrate holding member, the nozzle and the substrate are moved relative to each other by the drive unit, and the vicinity of the center portion of the substrate is moved. Supplying a coating solution to the region, rotating the substrate to which the coating solution is supplied by the rotation drive unit, spreading the coating solution in the region near the center to the entire surface of the substrate ;
The material of the nozzle is a magnetic material,
The nozzle is held by a nozzle holding part,
The nozzle holding portion is formed with a side portion located on the side of the nozzle, and the side portion is a solenoid,
The coating apparatus according to claim 1, wherein the nozzle can be swung by an electromagnetic force of a solenoid of the nozzle holding portion .
基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,A coating processing apparatus for applying a coating solution to a substrate,
基板を保持する基板保持部材と,  A substrate holding member for holding the substrate;
前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,  A rotation drive unit for rotating the substrate holding member;
前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,を備え,  A nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging with respect to the substrate held by the substrate holding member;
前記基板保持部材に保持された基板を,前記回転駆動部により相対的に低速度で回転させた状態で,前記ノズルを往復揺動させながら前記基板に対して塗布液を吐出して,基板の中心部を中心とする円形領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により相対的に高速度で回転させて,前記円形領域の塗布液を基板全面に広げ,  In a state where the substrate held by the substrate holding member is rotated at a relatively low speed by the rotation driving unit, the coating liquid is discharged onto the substrate while reciprocally swinging the nozzle, The coating liquid is supplied to a circular area centering on the center, and the substrate to which the coating liquid is supplied is rotated at a relatively high speed by the rotation drive unit, so that the coating liquid in the circular area is spread over the entire surface of the substrate. ,
前記ノズルは,ノズル保持部に保持されており,  The nozzle is held by a nozzle holding part,
前記ノズル保持部は,前記ノズルの側方に位置する側部と,当該側部と前記ノズルとを連結する弾性体とを備え,  The nozzle holding part includes a side part located on the side of the nozzle, and an elastic body that connects the side part and the nozzle,
前記ノズルは,前記ノズル保持部の弾性体の弾性力によって揺動できることを特徴とする,塗布処理装置。  The coating apparatus according to claim 1, wherein the nozzle can be swung by an elastic force of an elastic body of the nozzle holding portion.
基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,A coating processing apparatus for applying a coating solution to a substrate,
基板を保持する基板保持部材と,  A substrate holding member for holding the substrate;
前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,  A rotation drive unit for rotating the substrate holding member;
前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズル  Nozzle that discharges coating liquid while reciprocally swinging with respect to the substrate held by the substrate holding member と,When,
前記基板保持部材と前記ノズルとを水平方向に相対的に移動させる駆動部と,を備え,  A drive unit that relatively moves the substrate holding member and the nozzle in a horizontal direction,
前記ノズルを往復揺動させ,前記基板保持部材に保持された基板に対して塗布液を吐出しながら,前記駆動部により前記ノズルと基板とを相対的に移動させて,基板の中心部付近の領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により回転させて,前記中心部付近の領域の塗布液を基板全面に広げ,  While the nozzle is reciprocally swung and the coating liquid is discharged onto the substrate held by the substrate holding member, the nozzle and the substrate are moved relative to each other by the drive unit, and the vicinity of the center portion of the substrate is moved. Supplying a coating solution to the region, rotating the substrate to which the coating solution is supplied by the rotation drive unit, spreading the coating solution in the region near the center to the entire surface of the substrate;
前記ノズルは,ノズル保持部に保持されており,  The nozzle is held by a nozzle holding part,
前記ノズル保持部は,前記ノズルの側方に位置する側部と,当該側部と前記ノズルとを連結する弾性体とを備え,  The nozzle holding part includes a side part located on the side of the nozzle, and an elastic body that connects the side part and the nozzle,
前記ノズルは,前記ノズル保持部の弾性体の弾性力によって揺動できることを特徴とする,塗布処理装置。  The coating apparatus according to claim 1, wherein the nozzle can be swung by an elastic force of an elastic body of the nozzle holding portion.
基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,A coating processing apparatus for applying a coating solution to a substrate,
基板を保持する基板保持部材と,  A substrate holding member for holding the substrate;
前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,  A rotation drive unit for rotating the substrate holding member;
前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,を備え,  A nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging with respect to the substrate held by the substrate holding member;
前記基板保持部材に保持された基板を,前記回転駆動部により相対的に低速度で回転させた状態で,前記ノズルを往復揺動させながら前記基板に対して塗布液を吐出して,基板の中心部を中心とする円形領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により相対的に高速度で回転させて,前記円形領域の塗布液を基板全面に広げ,  In a state where the substrate held by the substrate holding member is rotated at a relatively low speed by the rotation driving unit, the coating liquid is discharged onto the substrate while reciprocally swinging the nozzle, The coating liquid is supplied to a circular area centering on the center, and the substrate to which the coating liquid is supplied is rotated at a relatively high speed by the rotation drive unit, so that the coating liquid in the circular area is spread over the entire surface of the substrate. ,
前記ノズルを揺動させるための揺動駆動部を備え,  A swing drive unit for swinging the nozzle;
前記揺動駆動部は,カバーに覆われて,かつノズルを保持するノズル保持部に取り付けられていることを特徴とする,塗布処理装置。  The coating processing apparatus, wherein the swing driving unit is covered with a cover and attached to a nozzle holding unit that holds a nozzle.
基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,A coating processing apparatus for applying a coating solution to a substrate,
基板を保持する基板保持部材と,  A substrate holding member for holding the substrate;
前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,  A rotation drive unit for rotating the substrate holding member;
前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,  A nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging with respect to the substrate held by the substrate holding member;
前記基板保持部材と前記ノズルとを水平方向に相対的に移動させる駆動部と,を備え,  A drive unit that relatively moves the substrate holding member and the nozzle in a horizontal direction,
前記ノズルを往復揺動させ,前記基板保持部材に保持された基板に対して塗布液を吐出しながら,前記駆動部により前記ノズルと基板とを相対的に移動させて,基板の中心部付近の領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により回転させて,前記中心部付近の領域の塗布液を基板全面に広げ,  While the nozzle is reciprocally swung and the coating liquid is discharged onto the substrate held by the substrate holding member, the nozzle and the substrate are moved relative to each other by the drive unit, and the vicinity of the center portion of the substrate is moved. Supplying a coating solution to the region, rotating the substrate to which the coating solution is supplied by the rotation drive unit, spreading the coating solution in the region near the center to the entire surface of the substrate;
前記ノズルを揺動させるための揺動駆動部を備え,  A swing drive unit for swinging the nozzle;
前記揺動駆動部は,カバーに覆われて,かつノズルを保持するノズル保持部に取り付けられていることを特徴とする,塗布処理装置。  The coating processing apparatus, wherein the swing driving unit is covered with a cover and attached to a nozzle holding unit that holds a nozzle.
基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,A coating processing apparatus for applying a coating solution to a substrate,
基板を保持する基板保持部材と,  A substrate holding member for holding the substrate;
前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,  A rotation drive unit for rotating the substrate holding member;
前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズルと,を備え,  A nozzle that discharges the coating liquid while reciprocally swinging with respect to the substrate held by the substrate holding member;
前記基板保持部材に保持された基板を,前記回転駆動部により相対的に低速度で回転させた状態で,前記ノズルを往復揺動させながら前記基板に対して塗布液を吐出して,基板の中心部を中心とする円形領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により相対的に高速度で回転させて,前記円形領域の塗布液を基板全面に広げ,  In a state where the substrate held by the substrate holding member is rotated at a relatively low speed by the rotation driving unit, the coating liquid is discharged onto the substrate while reciprocally swinging the nozzle, The coating liquid is supplied to a circular area centering on the center, and the substrate to which the coating liquid is supplied is rotated at a relatively high speed by the rotation drive unit, so that the coating liquid in the circular area is spread over the entire surface of the substrate. ,
前記ノズルの揺動角度を変更可能な制御部を備えたことを特徴とする,塗布処理装置。  A coating processing apparatus comprising a control unit capable of changing a swing angle of the nozzle.
基板に塗布液を塗布する塗布処理装置であって,A coating processing apparatus for applying a coating solution to a substrate,
基板を保持する基板保持部材と,  A substrate holding member for holding the substrate;
前記基板保持部材を回転させる回転駆動部と,  A rotation drive unit for rotating the substrate holding member;
前記基板保持部材に保持された基板に対し,往復揺動しながら塗布液を吐出するノズル  Nozzle that discharges coating liquid while reciprocally swinging with respect to the substrate held by the substrate holding member と,When,
前記基板保持部材と前記ノズルとを水平方向に相対的に移動させる駆動部と,を備え,  A drive unit that relatively moves the substrate holding member and the nozzle in a horizontal direction,
前記ノズルを往復揺動させ,前記基板保持部材に保持された基板に対して塗布液を吐出しながら,前記駆動部により前記ノズルと基板とを相対的に移動させて,基板の中心部付近の領域に塗布液を供給し,当該塗布液の供給された基板を前記回転駆動部により回転させて,前記中心部付近の領域の塗布液を基板全面に広げ,  While the nozzle is reciprocally swung and the coating liquid is discharged onto the substrate held by the substrate holding member, the nozzle and the substrate are moved relative to each other by the drive unit, and the vicinity of the center portion of the substrate is moved. Supplying a coating solution to the region, rotating the substrate to which the coating solution is supplied by the rotation drive unit, spreading the coating solution in the region near the center to the entire surface of the substrate;
前記ノズルの揺動角度を変更可能な制御部を備えたことを特徴とする,塗布処理装置。  A coating processing apparatus comprising a control unit capable of changing a swing angle of the nozzle.
前記ノズルの揺動速度を変更可能な制御部を備えたことを特徴とする,請求項1〜8のいずれかに記載の塗布処理装置。The coating processing apparatus according to claim 1, further comprising a control unit capable of changing a rocking speed of the nozzle.
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