(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平に維持した状態で回転させる回転保持手段と、
前記回転保持手段に保持された前記基板の周囲を囲い、その上部が開口する飛散防止カップと、
前記回転保持手段に保持された基板の表面に処理液を供給する処理液供給手段とを備え、
前記基板を回転させて基板を処理する基板処理装置であって、
前記飛散防止カップを導電体で構成し、さらに当該飛散防止カップを接地線と電気的に接続することによって当該飛散防止カップがアースされていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記飛散防止カップは、金属製であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記飛散防止カップは、金属材料上に耐薬品樹脂をコーティングしたものから形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】
基板を水平に維持した状態で回転させる回転保持手段と、
前記回転保持手段に保持された前記基板の周囲を囲い、その上部が開口する飛散防止カップと、
前記回転保持手段に保持された基板の表面に処理液を供給する処理液供給手段とを備え、
前記基板を回転させて基板を処理する基板処理装置であって、
前記飛散防止カップを不導体で構成し、少なくともカップ内面を導電性を有する物質でコーティングし、そのコーティング面を接地線と電気的に接続することによって当該飛散防止カップがアースされていることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、ガラス基板等を回転させるとともにその表面にレジストや現像液等を供給し、基板表面の処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板をチャックで保持しながら回転させて基板表面にレジスト等の処理液による薬液処理を行う装置として、実公平６−２８２２３号公報に開示のものがある。
【０００３】
この装置では、回転する基板の周囲にカップを配置して基板の回転中に飛散する薬液を受けてカップ下部から排出する。さらに、カップ上部より清浄空気をカップ内に送り込むとともにカップ下部から排気を行うことによりカップ内に気流を形成し、飛散して微粒子状になった薬液が基板に再付着する弊害を防ごうとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の装置では、カップ内に発生する気流により飛散して微粒子状になった薬液が基板に再付着してデバイス欠陥を発生させる場合があるという問題があった。
【０００５】
図１は、従来装置のカップ内で基板Ｗの回転中に発生する気流の状態を説明する図である。図示のように、基板Ｗの上方から降下してきた気流Ａは、基板Ｗの表面に沿って旋回しながら移動し、カップ本体５１０と円形整流板５３０との間を通ってカップ本体５１０の下部であって円形整流板５３０の下方に設けられた排気口５１０ｄに流れ込む。この際、基板Ｗの端部から下方に流れる気体の一部Ｂは、カップ本体５１０の内面近傍に周旋回しながら滞留する。また、別の一部Ｃは、基板Ｗの裏面と円形整流板５３０との間にも周旋回しながら滞留する。基板Ｗに供給された薬液は余剰分が基板Ｗの回転に伴って基板Ｗから振り切られカップ本体５１０の内壁に衝突、飛散によりミストとなり、或いは内壁に付着後の乾燥によって粉塵の微粒子となり、前述の気流Ｂ，Ｃによりカップ本体５１０内に滞留することとなる。そして、これらの滞留物質は、基板処理中の気流変化や環境変化によって基板に再付着し、デバイス欠陥を引き起こす原因となっていた。
【０００６】
そこで、この発明は、ミストや微粒子の再付着によって生じる基板の汚染を最小限とすることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の基板処理装置は、基板を水平に維持した状態で回転させる回転保持手段と、前記回転保持手段に保持された前記基板の周囲を囲い、その上部が開口する飛散防止カップと、前記回転保持手段に保持された基板の表面に処理液を供給する処理液供給手段とを備え、前記基板を回転させて基板を処理する基板処理装置であって、前記飛散防止カップを導電体で構成し、さらに当該飛散防止カップを接地線と電気的に接続することによって当該飛散防止カップがアースされていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の基板処理装置は、前記飛散防止カップは、金属製であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の基板処理装置は、前記飛散防止カップは、金属材料上に耐薬品樹脂をコーティングしたものから形成されたものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の基板処理装置は、基板を水平に維持した状態で回転させる回転保持手段と、前記回転保持手段に保持された前記基板の周囲を囲い、その上部が開口する飛散防止カップと、前記回転保持手段に保持された基板の表面に処理液を供給する処理液供給手段とを備え、前記基板を回転させて基板を処理する基板処理装置であって、前記飛散防止カップを不導体で構成し、少なくともカップ内面を導電性を有する物質でコーティングし、そのコーティング面を接地線と電気的に接続することによって当該飛散防止カップがアースされていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明に係る基板処理装置の一実施形態であるスピンコータの側面構造を示す部分断面図である。
【００１２】
図示のように、スピンコータ１０は、基板Ｗを水平に支持して基板Ｗとともに回転する回転保持手段であるチャック３と、このチャック３の周囲に配置された飛散防止カップ５と、チャック３に保持された基板Ｗの表面にレジスト液を滴下する処理液供給手段であるノズル７とを備える。
【００１３】
チャック３は、基板Ｗとの接触部が樹脂材で形成されており、下部に設けたシャフト３１を介して図示を省略するモータに接続されており、所望の回転数で基板Ｗとともに鉛直軸の回りに回転するようになっている。
【００１４】
飛散防止カップ５は、チャック３に支持されて回転する基板Ｗからその水平方向に振り切られたレジスト液を受けるカップ本体５１と、基板Ｗ直下に配置されて基板Ｗの周囲の気流を整える円形整流板５３とを有する。
【００１５】
カップ本体５１の上部には、カップ本体５１内部に清浄空気のダウンフローＤＦを送り込むための開口５１ａが形成されている。カップ本体５１の底面には環状溝５１ｂが形成されている。この環状溝５１ｂの一部には、廃液口５１ｃが形成されており、カップ本体５１の内壁に飛着して流下したレジスト液を回収することができるようになっている。また、この環状溝５１ｂの内側であって、円形整流板５３の下方には、排気口５１ｄが形成されており、上部の開口５１ａから供給されたダウンフローＤＦは、基板Ｗ表面に沿って流れた後、カップ本体５１と円形整流板５３との間を通過して、円形整流板５３下方に回り込み、排気口５１ｄに吸引される。
【００１６】
ここで、カップ本体５１及び円形整流板５３は、ともに耐食性を有する導電材料であるステンレス鋼で形成されている。さらに、カップ本体５１及び円形整流板５３は、適当な接続線５５を介してアースされている。このため、カップ本体５１及び円形整流板５３と基板Ｗとの間には、静電場がほとんど形成されない。つまり、スピン塗布の際に基板Ｗの回転によって基板Ｗから振り切られたレジスト液がカップ本体５１内壁に衝突してレジストのミスト等を滞留させることになるが、カップ本体５１または円形整流板５３と基板Ｗとの間に静電場がほとんど形成されていないので、静電気力によって基板Ｗに再付着するパーティクル数は、粒子サイズ０．３μｍ以下で数個のレベルになり、デバイス欠陥の発生を効果的に抑制することができる。
【００１７】
図３は、カップ本体５１の電位と基板Ｗ表面の電位との関係を示す図である。カップ本体５１及び円形整流板５３をアースしない場合、例えばカップ本体５１が−４０００Ｖに帯電している場合、基板Ｗ表面の電位は、レジスト塗布前で約−２０００Ｖ、レジスト塗布後で約−３２００Ｖになっている。一方、カップ本体５１及び円形整流板５３をアースした場合、基板Ｗ表面の電位は、レジスト塗布前後とも、数十ボルト程度と極めて低い。
【００１８】
帯電した微粒子は、静電気力Ｆ＝ｑＥにより基板Ｗに吸引されるので、微粒子の電荷量が同じであれば、電位差が大きいほど電界強度Ｅが大きくなって、周辺空間に存在する微粒子が基板Ｗに引き寄せられる範囲が拡大し、電位差が小さいほど電界強度Ｅが小さくなって、基板Ｗに引き寄せられる範囲が縮少する。ここで、カップ本体５１内壁等の近傍に滞留する微粒子、つまり１μｍに満たない微粒子が基板Ｗに付着するメカニズムは、この微粒子と基板Ｗ表面との間の静電気力が支配的であることを考慮すると、カップ本体５１及び円形整流板５３をアースして基板Ｗ周囲の電界を弱めることで、基板Ｗに付着する微粒子の総量を効果的に減少させることができるものと考えられる。
【００１９】
一方、従来のようなポリプリピレン製の飛散防止カップを用いてレジストの回転塗布を行った場合、カップ自体が不導体であるため帯電しやすく、また、１度帯電すると容易に減衰しない。従って、処理中のカップ内基板周辺は電界が存在しているので、飛散防止カップの排気が少ないと、基板Ｗに再付着するパーティクル数はサイズ０．３μｍ以下で１０個以上或いは数十個のレベルになる。
【００２０】
以下、具体的実施例について説明する。以下の表１は、カップ本体５１及び円形整流板５３に適当な電位を与えた状態で、基板Ｗ上に実際にレジストを塗布処理し、この基板Ｗ上に結果的に付着しているパーティクル数を測定した結果を示す。
【００２１】
【表１】
0003589550.tif 000002
【００２２】
上記表１において、カップ電位とは、カップ本体５１及び円形整流板５３の電位を意味し、ダイナミック塗布とは、基板Ｗの回転中にレジスト液を滴下することによってレジスト塗布処理を行うことを意味し、スタティック塗布とは、静止した基板Ｗ上にレジスト液を滴下し、その完了後にこの基板Ｗを回転させてレジスト塗布処理を行うことを意味する。なお、この際、カップ本体５１の排気口５１ｄからは、１００ｌｉｔｔｅｒ／ｍｉｎの排気を行った。
【００２３】
図４は、上記表１をグラフ化したものである。このグラフからも明らかなように、カップ本体５１及び円形整流板５３をアースしてカップ電位をゼロとした場合には、帯電した場合に比較してパーティクル数が１桁程度減少することがわかる。
【００２４】
以上実施形態に即してこの発明を説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、基板処理装置がスピンコータ１０である場合を説明したが、本発明の基板処理装置はスピンコータに限られるものではなく、スピンスクラバ、スピンデベロッパ等基板を回転させつつ各種処理液を供給して処理する装置において処理液の微粒子の再付着を防止し、処理の不均一を防止することができる。
【００２５】
また、飛散防止カップ５は、これを金属製とする必要はなく、表面に金属メッキしたプラスティック成形品とし、金属メッキ部分を接地線５５に接続することもできる。さらに、飛散防止カップ５は、これを金属材料上の必要部分に耐薬品樹脂（例えばテフロン）をコーティングしたものから形成することもできる。これにより、飛散防止カップ５と基板Ｗとの間に形成される静電場の発生をある程度抑制することができるのみならず、レジスト液その他の薬液の付着によって飛散防止カップ５が腐食し装置内が汚染されることを防止できる。
【００２６】
また、飛散防止カップ５は、導電性材料、または導電性材料を母材またはコーティング材としたもので構成する必要はなく、飛散防止カップ５のうちカップ本体５１のみを導電性材料等とする構成も可能である。さらに、カップ本体５１全体に導電性を持たせる必要はなく、カップ本体５１のうち、基板Ｗの上方及び側方、すなわち所定半径以上の部分１５１のみに導電性を持たせることも可能である。
【００２７】
また、飛散防止カップ５の接地は、常時である必要はない。例えば、基板Ｗ上にレジスト液を滴下するまで飛散防止カップ５を接地し、その後はフロート電位とすることもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の装置によれば、飛散防止カップと基板との間には、静電場がほとんど形成されない。よって、基板の回転によって飛散し、カップ本体内壁に衝突した処理液によって生じた滞留物質が静電気力によって基板に再付着することを抑制し、デバイス欠陥の発生を抑制することができる。
【００２９】
請求項２の基板処理装置によれば、飛散防止カップ全体の帯電を簡易に防止して、飛散防止カップと基板との間に形成される静電場を効果的に消滅させることができる。
【００３０】
請求項３の基板処理装置によれば、処理液の付着によって飛散防止カップが腐食し装置内が汚染されることを防止しつつ、飛散防止カップと基板との間に形成される静電場の発生を抑制することができる。
【００３１】
請求項４の基板処理装置によれば、飛散防止カップと基板との間には、静電場がほとんど形成されない。よって基板の回転によって飛散し、カップ本体内壁に衝突した処理液によって生じた滞留物質が静電気力によって基板に再付着することを抑制し、デバイス欠陥の発生を抑制出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板処理装置であるスピンコータの飛散防止カップ内の気流の状態を説明する図である。
【図２】実施形態のスピンコータの構造を説明する部分断面図である。
【図３】飛散防止カップの電位とウェハ表面の電位との関係を説明する図である。
【図４】飛散防止カップの電位とウェハ表面に付着したパーティクル数との関係を説明する図である。
【符号の説明】
３  チャック
５  飛散防止カップ
７  ノズル
１０  スピンコータ
３１  シャフト
５１  カップ本体
５１ａ  開口
５１ｃ  廃液口
５１ｄ  排気口
５３  円形整流板
５５  接続線
Ｗ  基板
【図１】
0003589550.tif 000003
【図２】
0003589550.tif 000004
【図３】
0003589550.tif 000005
【図４】
0003589550.tif 000006