JP2003077829A - フォトレジスト塗布方法及びフォトレジスト塗布装置 - Google Patents

フォトレジスト塗布方法及びフォトレジスト塗布装置

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成一 金
Seigen Boku
盛鉉 朴
Jae-Kwan Song
在寛 宋
Dong-Ho Cha
東鎬 車
Yoon-Keun Lee
侖根 李
Young-Ho Park
英晧 朴
Kyung-Suk An
京錫 安
Young-Su Oh
榮洙 呉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトレジスト塗布方法を提供する。 【解決手段】 このフォトレジスト塗布方法は、次のよ
うな順序により進行される。ソルベントをウェーハＷ上
に噴射する段階、前記ウェーハＷ上にフォトレジストを
噴射する段階、そして、一定のスピードにウェーハＷを
回転させる段階を含む。フォトレジストを噴射する前に
ウェーハＷの表面上にソルベントを噴射するので、表面
張力及びレジストの粘性を低めて、有機溶剤であるフォ
トレジストが前記ウェーハＷの表面上に均等に塗布され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程用
スピンに関するものであり、特に、フォトレジスト又は
現像液などを塗布するためのスピンオンガラス型スピナ
（ｓｐｉｎ ｏｎｇｌａｓｓ ｔｙｐｅ ｓｐｉｎｎｅ
ｒ）を用いた時、フォトレジスト又は現像液などの膜の
厚さが不均一になるという短所を改善することができる
フォトレジスト塗布方法及びフォトレジスト塗布装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常半導体装置の製造において、所望の
パターンを形成するために、感光液をウェーハに塗布し
て露光させ、現像液を塗布して現像する工程は必須的に
遂行される。ここで、ウェーハに感光液及び現像液を塗
布する工程には様々な装置を用いることができるが、ウ
ェーハを回転させるチャックにウェーハを置いて感光液
又は現像液を回転塗布方式により塗布する装置が一般的
に用いられている。
【０００３】即ち、ウェーハの上面に感光液又は現像液
をドロップ又は噴射しながらチャックを回転させれば、
チャックの回転による遠心力により、ウェーハの上面に
供給される感光液又は現像液がウェーハのエッジ部分に
も均等に供給される方式で塗布が進行される。
【０００４】しかし、ウェーハを回転させて現像液をウ
ェーハの表面上に塗布する方式は、通常的に次のような
短所を有している。通常のスピナはウェーハをスピンチ
ャックに吸着させた後、ウェーハ上にフォトレジストを
滴下して回転させる。この過程で、前記スピンチャック
から伝達された遠心力の作用により、フォトレジストが
ウェーハのエッジの方に偏在する現象が発生して境界値
数の偏差が大きく発生し、結果的には、ウェーハのコー
ティング膜が不均一な状態に形成されるという問題点が
発生した。
【０００５】即ち、スピンチャックの回転時、発生する
気流、即ち乱流現象（ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）により不
均一性が大きくなり、このようなフォトレジストの偏在
現象は大型ウェーハであるほど、その遠心力が増加する
ので、さらに深化してしまう。特に、一定回転スピード
以上では乱流の発生が深化して、ウェーハのコーティン
グ膜の状態の不均一度をさらに高める問題点が発生す
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上述の
問題点を解決し、フォトレジスト又は現像液などの膜の
厚さを均一にすることができるフォトレジスト塗布方法
及びフォトレジスト塗布装置を提供することにある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の目的を達成する
ための本発明の特徴によると、本発明のフォトレジスト
塗布方法は次のような順序により進行される。ソルベン
トをウェーハ上に噴射する段階と、前記ウェーハ上にフ
ォトレジストを噴射する段階と、エアを噴射する段階
と、一定のスピードでウェーハを回転させる段階とを含
む。
【０００８】本発明のまた他の特徴によると、本発明の
フォトレジスト塗布装置は次のような構成を有する。ウ
ェーハを装着及び固定できるテーブルと、前記テーブル
を高速に回転させることができる手段と、前記テーブル
を囲むフォトレジストキャッチベイスンと、ウェーハ上
に塗布されるフォトレジストが乱流の影響を受けないよ
うにウェーハの表面に気流を形成させる気流形成部材と
を備える。ここで、前記気流形成部材はエアが噴射され
るマニホールドと、マニホールドから噴射されるエアを
フィルタリングするＵＬＰＡフィルタと、前記ＵＬＰＡ
フィルタを通過したエアがウェーハの表面まで一定の層
流を形成しながらフローされるように、前記エアがフロ
ーされる周辺を囲むチャンバタイプの透明の円筒とを有
する。この円筒は、上下移動が可能になるように前記キ
ャッチベイスンに設けられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】例えば、本発明の実施例は様々な
形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説
明される実施例により限定されない。本実施例は当業界
で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明す
るために提供されるものである。従って、図面での要素
の形状などはより明確な説明を強調するために誇張され
たものである。
【００１０】以下、本発明の実施例を添付した図１及び
図２に基づいて詳細に説明する。又、図面において、同
一の機能を遂行する構成要素に対しては同一の参照番号
を明記する。図１は、フォトレジスト塗布に用いられる
本発明の望ましい一実施例による装置構成を示す図面、
そして図２はフォトレジスト塗布に用いられる本発明の
望ましい一実施例による方法の工程順序を説明するため
の図面である。
【００１１】図１及び図２を参照する。上述したよう
に、フォトレジスト塗布方法は、ウェーハ上に回路パタ
ーンを形成するための基本的かつ重要な工程であるの
で、膜の均一度が非常に重要な尺度になる。このような
フォトレジスト塗布方法に対してさらに詳細に説明する
と、次の通りである。
【００１２】一般的にウェーハ処理工程は、研磨された
シリコンウェーハの表面保護及び写真エッチングのた
め、その表面に酸化膜を形成する酸化熱処理工程と、前
記酸化膜上に液体状態のフォトレジストを滴下した後、
高速回転させて均一なコーティング膜を形成するコーテ
ィング膜塗布工程とを含む。このようなコーティング膜
塗布工程を遂行するためのウェーハコータは、ウェーハ
上にフォトレジストを塗布するための装置である。
【００１３】フォトレジスト塗布装置としての半導体ウ
ェーハコータ１００は、レベリングされたキャッチベイ
スン１１０の中央にモーターＭの駆動により回転する中
心回転軸１１５が垂直に設置される。この中心回転軸１
１５上にはウェーハＷを吸着及び固定するためのスピン
チャック１２０が装着されている。前記スピンチャック
１２０はモーターＭが駆動される時、どちらか一方向の
みへ回転するように構成されている。
【００１４】前記キャッチベイスン１１０は開放された
状態を維持し、このキャッチベイスン１１０の前面にア
クリル材のドア（図示しない）が取付けられている。こ
のような構造の半導体ウェーハコータ１００は、カセッ
トステージにウェーハがセッティングされれば、ウェー
ハがメインロボットにより冷却板上に移動するようにな
る。前記ウェーハは冷却板のエッジに配置された案内ピ
ンによりセンタリングされると共に、冷却板上にある多
数の上昇ピンにより分離される。この状態でウェーハは
移送されて、キャッチベイスン１１０のスピンチャック
１２０上に置かれる。前記スピンチャック１２０はウェ
ーハを真空吸着した後、下部位置に下降する。この状態
で、フォトレジストはフォトレジストノズルＰＲを通じ
てウェーハ上に投入され、前記スピンチャック１２０は
モーターＭによる中心回転軸１１５の駆動により回転す
る。
【００１５】図１を参照すると、本実施例のスピンコー
ティング装置は、スピンチャックがあるキャッチベイス
ン１１０上にマニホールド１３２が位置する。エアはポ
ンプＰを通じて前記マニホールド１３２に提供される。
前記マニホールド１３２にはフィルタが設けられてい
る。フィルタ１３０は前記マニホールド１３２を通過す
るエアを濾過するためのものである。一方、円筒１４０
は前記キャッチベイスン１１０の上下に移動することが
できる。エレベーターＥは前記円筒１４０を前記キャッ
チベイスン１１０の上下に移動させるために前記円筒１
４０に連結されている。
【００１６】上述したように、このような構成におい
て、本発明のフォトレジスト塗布方法は次のような順序
により工程が進行される。通常の方法では、フォトレジ
スト（ｐｈｏｔｏ ｒｅｓｉｓｔ）を先ず噴射した後、
ソルベントを噴射する方法により工程が進行されるが、
この場合、フォトレジストがウェーハ上のエッジに到達
する前に、ソルベントが先ず蒸発してしまい、エッジに
は均一な厚さの膜が作られないようになる。
【００１７】そこで、本発明においては、先ず、ウェー
ハ上にソルベントを噴射する。そして、前記ウェーハ上
にフォトレジストを噴射する。そして、円筒を上昇させ
た後、一定のスピードでウェーハを回転させる。このよ
うな順序を実際の工程と連関させれば、次のように工程
が進行される。
【００１８】図２を参照すると、まず、ウェーハをスピ
ンチャック上にローディングする（Ｓ１００）。ソルベ
ントノズルＳを通じて前記ウェーハ上にソルベントを噴
射する（Ｓ２００）。そして、フォトレジストノズルＰ
Ｒを通じて前記ウェーハ上にフォトレジストを噴射する
（Ｓ３００）。このような場合、フォトレジストを噴射
する前にウェーハの表面上にソルベントを噴射している
ので、表面張力及びレジストの粘性を低め、有機溶剤で
あるフォトレジストを前記ウェーハの表面上に均等に塗
布することができる。そして、エレベーターＥを駆動さ
せて前記円筒１４０を上昇させた後（Ｓ４００）、マニ
ホールド１３２を通じてエアを噴射する（Ｓ５００）。
噴射されたエアはフィルタ１３０を通過し、円筒１４０
により形成されたエアフロー領域を経てウェーハＷの表
面まで一定の層流を形成しながらフローされる。このよ
うにエアがフローされる雰囲気で前記ウェーハを高速に
回転させ、前記ウェーハ上にフォトレジストを均等に塗
布する（Ｓ６００）。ここで、ウェーハ上に塗布される
フォトレジストは乱流の影響をより弱く受けるので、形
成される膜が均一な厚さを有するようになる。
【００１９】又、本実施例では、図１に示されたよう
に、気流の均一性を保障するための特別な構成を有す
る。ウェーハＷがスピンチャック１２０上に置かれてお
り、前記スピンチャック１２０がモーター（図示しな
い）により駆動されて一定のスピードで回転する。前記
スピンチャック１２０が位置するチャンバ（図示しな
い）の上部に位置したマニホールド１３２とフィルタ１
３０を通過した気流は一定な層流を形成しながらウェー
ハＷの表面上に下降するようになる。このような状況
で、前記スピンチャック１２０が一定のスピードで回転
するようになると、前記ウェーハＷの表面上に複雑な乱
流が生じるようになるので、このような乱流の発生を抑
制するための部材であるチャンバタイプの円筒１４０が
前記スピンチャック１２０の周囲（エアがフローされる
周辺）を囲むように形成される。チャンバの内部に下降
する気流はフィルタ１３０を通過しながら段々層流を外
れて乱流のような複雑な気流状態を示そうとする傾向が
ある。本実施例では、前記円筒１４０がこのような気流
の運動方向を一定に維持するようにして、前記円筒１４
０の内部で一定の層流状態を作るようにする役割を果た
す。この円筒１４０は透明であり、上下移動可能になる
ように前記キャッチベイスン１１０上に設けられる。
【００２０】このように、フォトレジストを噴射する前
に、ウェーハの表面上にソルベントを噴射するので、表
面張力及びレジストの粘性を低めて、有機溶剤であるフ
ォトレジストが前記ウェーハの表面上に均等に塗布され
る。又、本実施例の気流形成部材によると、前記ウェー
ハ上に塗布されるフォトレジストが気流の影響をより弱
く受けるようになり、形成される膜が均一な厚さを有す
るようになる。このような役割を通じて、前記ウェーハ
上に塗布されるフォトレジストは気流の影響をより弱く
受けるようになり、形成される膜が均一な厚さを有する
ようになる。
【００２１】
【発明の効果】このような本発明を適用すれば、フォト
レジストを噴射する前にウェーハの表面上にソルベント
を噴射するので、表面張力及びフォトレジストの粘性を
低めて、有機溶剤であるフォトレジストが前記ウェーハ
の表面上に均等に塗布される。また、本発明の気流形成
部材によると、前記ウェーハ上に塗布される現像液が気
流の影響をより弱く受けるようになり、形成される膜が
均一な厚さを有するようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるフォトレジスト塗布装置
の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例によるフォトレジスト塗布方法
の工程順序を説明するための図である。
【符号の説明】
１００ 半導体ウェーハコータ １１０ キャッチベイスン １１５ 中心回転軸 １２０ スピンチャック １３０ フィルタ １３２ マニホールド １４０ 円筒 Ｍ モーター Ｗ ウェーハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｃ (72)発明者 宋 在寛 大韓民国京畿道水原市八達区遠川洞遠川住 公アパート107棟407号 (72)発明者 車 東鎬 大韓民国京畿道水原市八達区霊通洞ファン ゴルタウン住公２団地108棟1302号 (72)発明者 李 侖根 大韓民国ソウル冠岳区新林洞10−415 102 号 (72)発明者 朴 英晧 大韓民国京畿道烏山市釜山洞雲岩住公アパ ート315棟604号 (72)発明者 安 京錫 大韓民国京畿道水原市八達区遠川洞アージ ョーアパートガー洞602号 (72)発明者 呉 榮洙 大韓民国京畿道水原市八達区梅灘４洞三星 ２次アパート３棟810号 Ｆターム(参考） 2H025 AB16 EA05 2H096 AA25 CA14 GA30 GA33 GA60 4D075 AC65 AC94 BB63X BB65X CA48 DA06 DB13 DB14 DC22 EA07 EA45 4F042 AA02 AA07 AB00 BA05 DA01 DF09 EB09 EB13 EB17 EB24 EB25 EB29 5F046 JA07 JA09 LA03 LA07

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウェーハ上にフォトレジストを塗布する
    方法において、 ソルベントをウェーハ上に噴射する段階と、 前記ウェーハ上にフォトレジストを噴射する段階と、 所定のスピードでウェーハを回転させる段階と、 を含むことを特徴とするフォトレジスト塗布方法。
  2. 【請求項２】 回転する前記ウェーハの表面上での複雑
    な乱流発生を抑制するためにウェーハ表面上にエアを噴
    射する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記
    載のフォトレジスト塗布方法。
  3. 【請求項３】 前記エアは、清浄フィルタを通過した
    後、噴射されることを特徴とする請求項２に記載のフォ
    トレジスト塗布方法。
  4. 【請求項４】 前記ウェーハの表面上に噴射されるエア
    は、ウェーハ周辺を囲むチャンバ方式の円筒により所定
    の方向の気流として形成されることを特徴とする請求項
    ２に記載のフォトレジスト塗布方法。
  5. 【請求項５】 ウェーハ上にフィルムを塗布する方法に
    おいて、 ウェーハの表面にフィルム塗布のための物質を噴射する
    段階と、 前記ウェーハの表面にフィルム塗布された物質が遠心力
    により広がるように前記ウェーハを所定のスピードで回
    転させる段階と、 ウェーハ回転により生じる乱気流を抑制するために、前
    記ウェーハの表面の方に所定の層流を形成させる段階
    と、 を含むことを特徴とするフィルム塗布方法。
  6. 【請求項６】 半導体素子の製造工程中、ウェーハの表
    面にフォトレジストを塗布するためのフォトレジスト塗
    布装置において、 ウェーハを装着及び固定可能なテーブルと、 前記テーブルを高速で回転可能な手段と、 前記テーブルを囲むフォトレジストキャッチベイスン
    と、 ウェーハ上に塗布されるフォトレジストが乱流の影響を
    受けないようにウェーハの表面に気流を形成させる気流
    形成部材と、 を備えることを特徴とするフォトレジスト塗布装置。
  7. 【請求項７】 前記気流形成部材は、 エアが噴射されるマニホールドと、 前記マニホールドから噴射されるエアをフィルタリング
    するＵＬＰＡフィルタと、 前記ＵＬＰＡフィルタを通過したエアがウェーハの表面
    まで所定の層流を形成しながらフローされるように前記
    エアがフローされる周辺を囲むチャンバタイプの円筒
    と、 を有することを特徴とする請求項６に記載のフォトレジ
    スト塗布装置。
  8. 【請求項８】 前記円筒は、透明であることを特徴とす
    る請求項７に記載のフォトレジスト塗布装置。
  9. 【請求項９】 前記円筒は、上下移動が可能であること
    を特徴とする請求項７に記載のフォトレジスト塗布装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記円筒は、ウェーハが回転する間の
    み上昇することを特徴とする請求項９に記載のフォトレ
    ジスト塗布装置。
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