JP2008159727A - レジスト塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切欠き部を有するウェハーをホットプレートで加熱しながらスプレーコートするレジスト塗布装置において、ウェハー面内の温度ムラが発生することを防ぐ。
【解決手段】本発明のレジスト塗布装置は、ウェハー２を吸引保持し、ウェハー２を加熱しながら回転させる、ウエハー２の切欠き部より小さな半径の回転ホットプレート３と、回転ホットプレート３の周囲に配置した固定ホットプレート４と、回転するウェハー２上にレジストをウェハー２の半径方向に直進移動もしくは円弧移動しながら噴霧するスプレーノズル１を備えている。スプレーノズル１からウェハー２の切欠き部に噴霧されたレジストは固定ホットプレート４に設けられたレジスト排出溝８に落ちて排出され、ホットプレートへのレジストの付着を防ぐ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ウェハーにスプレーコート法を用いてレジストをコートする装置に関する。

従来の塗布装置の例として、図４に示すような塗布装置が知られている。（例えば、特許
文献１参照） 図４の塗布装置は、塗布チャンバー１０５内に配置された回転台１０２と、
この回転台１０２上に吸引保持されるウェハー１０１の表面に溶剤蒸気とともにレジスト
を噴霧する二流体ノズルからなるスプレーノズル１０４が備えられたものである。
スプレーノズル１０４は、溶剤蒸気供給源１０８から溶剤蒸気が注入される注入口
１０４ａと、レジスト液供給源１０９からレジスト液が注入される注入口１０４ｂと、一つの噴霧口１０４ｃを有している。
回転台１０２にはこの回転台２に載置されたウェハー１０１全体を加熱するための加熱
手段が内臓されており、ホットプレートの役目をしている。

この塗布装置を用いてウェハー１０１の表面にレジストをスプレーコートするには、上
記吸引によりウェハー１０１を保持した回転台２を回転させ、この回転するウェハー
１０１上にスプレーノズル１０４の噴霧口１０４ｃから溶剤蒸気とともにレジストを霧状に噴霧し、ウェハー１０１上面にレジストを塗布し、上記加熱手段により回転台１０２を加熱する事により、ウェハー１０１全体を加熱してウェハー１０１に塗布したレジストを乾燥させることで、ウェハー１０１の表面にレジスト膜を形成している。
特開平９−０２９１５８号公報

しかしながら、従来の塗布装置を用いる場合は、ウェハー１０１に塗布したレジストを
乾燥させるために、回転台１０２を加熱してホットプレートとし、ウェハー１０１全体を加熱する方法を採用しているため、回転台１０２は少なくともウェハー１０１と同じ直径の大きさがないとウェハー１０１全体を均一に加熱する事ができない。

しかし、一般的にウェハー１０１には、半導体製造工程において、ウェハー１０１の位
置合わせのためにノッチあるいはオリフラといった切欠き部が設けられている。
そのため、上記回転台１０２は上記ウェハー１０１の切欠き部のところが露出しており、レジストがスプレーノズル１０４よりウェハー１０１に向かって噴霧された時、回転台の上記露出部分に付着してしまう。

この回転台上面すなわちホットプレート面に付着したレジスト膜のために、次のウェハ
ーがセットされた時、ウェハーの一部がこのレジスト膜に乗り上げ、ウェハー１０１の裏面と回転台１０２との密着性が悪くなり、ウェハー１０１の均一な加熱の障害となる。
特に、近年ＭＥＭＳ関係の製品の場合、コートするレジストの厚みが非常に厚くなっており、この問題はさらに顕著になってくる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、スプレーコート法を用いながら、ノッチあるいはオリフラといった切欠き部のあるウェハーを処理してもホットプレート部（上記の例では回転台１０２）へのレジストの付着がなく、安定してウェハーを均一に加熱しながら均一なレジスト膜をコートできるスプレーコート装置を提供することを目的とする。

本発明のレジスト塗布装置は、ウェハーを加熱しながらスプレーコート法を用いてウェ
ハー上にレジスト膜を形成するレジスト塗布装置であって、ウェハーを加熱する手段として、ウェハーを吸引保持し回転させながら加熱する回転ホットプレートと、回転ホットプレートの周辺に配置した固定ホットプレートの二種類のホットプレートを備えており、レジストを塗布する手段として、回転するウェハー上をその半径方向に直線移動もしくは円弧移動しながらレジストを塗布するスプレーノズルを備えていることを特徴とする。

上記回転ホットプレートの半径は、ウェハーに設けられたノッチあるいはオリフラとい
った切欠き部より小さな半径となっており、スプレーノズルから噴霧されたレジストが回転ホットプレートに付着しない構造となっている。 この回転ホットプレートより外側のウェハーは、回転ホットプレートの周辺に配置された固定ホットプレートにより加熱される。

固定ホットプレートとウェハー裏面は非接触構造で、そのギャップは１ｍｍ以下が好ましい。 また、回転ホットプレートの外周とこれを中に配置する固定ホットプレートの開口部とのギャップも１ｍｍ以下が好ましい。

さらに、固定ホットプレートに設けられた、回転ホットプレートを配置する開口部の半径は、ウェハーに設けられたノッチあるいはオリフラといった切欠き部より小さな半径となっている。

この固定ホットプレート部のスプレーされたレジストがかかる部分には溝が設けられており、ウェハー外にスプレーされたレジストはこの溝を流れて排出され、ホットプレート部に付着する事はない。

ウェハーのホットプレート部へのセットや取り出しのために、固定ホットプレート部にウェハーをピンで突き上げる機構もしくは、ウェハーをつまみ上げるチャックの爪が入る溝を設けてもよい。

本発明のレジスト塗布装置のレジストを噴霧するスプレーノズルは、回転するウェハー
上をその半径方向に直線移動もしくは円弧移動しながらレジストを塗布していくが、その移動速度をウェハーの中心部から周辺部へ移動する時に順次その移動速度を変化させることにより、ウェハー上のレジストの膜厚を均一にすることを特徴とする。

また、上記構成のレジスト塗布装置において、レジストを塗布する工程の前に、ウェハーを予備加熱する工程や、塗布工程の後にウェハーを加熱（ベーク）する工程を備えるようにしてもよい。

本発明のレジスト塗布装置において、レジストの塗布はウェハーを回転させながら、ウ
ェハー上部のスプレーノズルをウェハーの半径方向の直線もしくは円弧状に移動させなが
ら行うため、ウェハー表面以外でレジストがかかる部分は狭い範囲に限定され、その部分は本発明の装置では固定ホットプレートの一部に当たるが、その部分にレジスト排出溝を設けることにより、ホットプレートの他の部分にスプレーされたレジストが付着することはない。

また、前記スプレーノズルは、ノズルがウェハーの中心部から周辺部へ移動する時に順
次その移動速度を変化させることができるので、ウェハー全面に均一にレジストを塗布することができる。逆にウェハー周辺部のみレジストの膜厚を薄く塗布することもでき、このため、レジストが流動性を持っている時、レジストの表面張力でウェハーのエッジの近傍のレジストが厚く盛り上がるという現象を防止することができる。

また、上記のように回転ホットプレートは、レジストの付着が発生しないようにウェハ
ーの切欠き部より小さい半径となっているが、ウェハーの回転ホットプレートより外側の部分は、固定ホットプレートにより加熱する事ができる。 また、固定ホットプレートには、レジスト排出溝やウェハーのセットや取り出しのため、ウェハーチャックの爪が入る溝などが設けられているが、ウェハーは回転しているので上記の溝がウェハー加熱に与える影響は殆どない。 さらに、回転ホットプレートと固定ホットプレートは独立して温度制御され、それぞれ異なった温度に設定することができるのでウェハーの温度分布を均一にすることができる。

本発明のレジスト塗布装置によれば、上記構成としたことにより、均一な厚みのレジスト膜をウェハーの表面に形成できる。

次に図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではないことは勿論である
とともに、以下の図面においては各構成部分の縮尺について図面に表記することが容易と
なるように構成部分毎に縮尺を変えて記載している。

図１は本発明の実施形態のレジスト塗布装置の概略構成を示す図である。 本実施形態
のレジスト塗布装置は、塗布チャンバー５内に、ウェハー２を吸引保持し加熱しながら回
転させる回転ホットプレート３と、回転ホットプレート３の周囲に配置した、ウェハー２
の周辺を加熱する固定ホットプレート４と、ウェハー２にレジストを塗布する可動式スプ
レーノズル１とが備えられた概略構成のものである。

回転ホットプレート３および固定ホットプレート４は、図示していないが独立した温度
制御系を持ち、それぞれ異なった温度に設定することができるのでウェハーの温度分布を
均一にすることができる。

ウェハー２は、図示していないがウェハー２搬送手段で、回転ホットプレート３上へセットされる。 回転ホットプレート３へセットされたウェハー２は回転ホットプレート３によって回転させられながら、回転ホットプレート３及び固定ホットプレート４によって熱せられ設定された温度に達するまで待機する。
なお、この待機は、タイマーによってなされても良いし、非接触温度計（図示略）など
でウェハー２表面温度を計測して待機時間が決定されても良い。
このウェハー２の裏面と固定ホットプレート４のギャップは１ｍｍ以下がウェハーの加
熱効果を高くできる点で好ましい。

ウェハー２が設定された温度に達すると、スプレーノズル１からレジストを噴霧してレ
ジストコートを開始する。 このスプレーノズル１は、ウェハー２の半径方向に直線移動
もしくは円弧移動し、ウェハー２の中心部からエッジ部までレジストをコートして行く。
この時、スプレーノズル１の移動速度は、ウェハー２中心部からエッジ部へ移動するに
つれてその移動速度を遅くし、ウェハー２上へのレジストの供給量を一定にし、コートされたレジストの膜厚がウェハー２面内均一になるようにしている。
また逆にウェハー周辺部の移動速度を速くし、ウェハー周辺部のみレジストの膜厚を薄
く塗布することもでき、このため、レジストが流動性を持っている時、レジストの表面張力でウェハーのエッジの近傍のレジストが厚く盛り上がるという現象を防止することができる。

塗布チャンバー５には、排気口８と吸気口６が設けられている。 吸気口６には吸入量
を制御するバルブ７が設けられてあり、スプレー中の塗布チャンバー５内の気流の流れ及びレジストの溶剤の濃度を適正に保つようにしている。 また、ウェハー２以外の部分に
スプレーされたレジストは、固定ホットプレート４に設けられたレジスト排出溝１１（図２に図示）から塗布チャンバー５内に排出され、塗布チャンバー５の底に設けられたレジストドレン口９から排出される。

図２は、回転ホットプレート３と固定ホットプレート４を上から見た図である。 図２
中の１点鎖線の円２aはウェハー２の位置を表している。 また、鎖線の長円１３はスプ
レーノズル１より噴霧されるレジストの範囲を示している。
回転ホットプレート３および回転ホットプレート３と固定ホットプレート４のギャップ
部は、ウェハーのノッチあるいはオリフラといった切欠き部（図示略）より小さな半径となっており、スプレーノズル１から噴霧されるレジストがこれらの部分に付着することはない。 この回転ホットプレート３と固定ホットプレート４のギャップは、１ｍｍ以下が
ウェハーの均一な加熱効果を高くできる点で好ましい。

固定ホットプレート４には、スプレーノズル１より噴霧されるレジストの範囲（図の長
円１３）でウェハー２の切欠き部より外側に当たる部分にレジスト排出溝１１が設けられてあり、ウェハー２以外にスプレーされたレジストはこのレジスト排出溝１１に落ち、レジスト排出口１２を通って排出される。
また、本実施例では、ウェハー２を回転ホットプレート３にセットまたは取り出すため
の搬送手段のウェハーチャックの爪が入るチャック溝１０が設けられている。

図３は固定ホットプレート４の断面図を表している。
なお、上記実施形態のレジスト塗布装置においては、スプレーノズル１が一流体ノズル
から構成されている場合について説明したが、スプレーノズルとして二流体ノズルを用いたもの、あるいは超音波霧化ノズルを用いたものであってもよい。
また、上記構成のレジスト塗布装置において、レジストを塗布する工程の前に、ウェハ
ーを予備加熱する工程や、塗布工程の後にウェハーを加熱（ベーク）する工程を備えるようにしてもよい。

本発明の実施形態のレジスト塗布装置の概略構成を示す図。 本発明の構成部材である回転ホットプレートと固定ホットプレートを上から見た図。 本発明の構成部材である固定ホットプレートの断面図。 従来の塗布装置の例を示す概略構成図。

符号の説明

１ スプレーノズル
２ ウェハー
２ａ ウェハーの位置
３ 回転ホットプレート
４ 固定ホットプレート
５ 塗布チャンバー
６ 吸気口
７ バルブ
８ 排気口
９ レジストドレン口
１０ チャック溝
１１ レジスト排出溝
１２ レジスト排出口

Claims (5)

1. ウェハーを吸引保持して加熱させる手段と回転させる手段を備えている回転ホットプレートと、この回転ホットプレートの周辺に固定ホットプレートを配置し、両者でウェハーを回転させながらウェハー全面を均一に加熱する手段と、ウェハー上にレジストを噴霧する手段を備えていることを特徴とするレジスト塗布装置。
2. ノッチあるいはオリフラといったウェハーの切欠き部より小さい半径の回転ホットプレートを備えていることを特徴とする、請求項１に記載のレジスト塗布装置。
3. 中央部に前記回転ホットプレートを配置する開口部を有し、この開口部周辺に前記ウェハーを加熱する手段を備えた、固定ホットプレートを備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のレジスト塗布装置。
4. 前記回転ホットプレートと固定ホットプレートの温度を独立に制御し、それぞれ異なった温度に設定できることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のレジスト塗布装置。
5. 前記ウェハー上にレジストを噴霧するスプレーノズルは、回転するウェハーの半径方向に直進移動もしくは円弧移動するが、その移動速度は、ウェハーの中心部から周辺部へ移動する時に順次その移動速度を変化させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のレジスト塗布装置。

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