JP2010262997A

JP2010262997A - レジスト膜形成装置

Info

Publication number: JP2010262997A
Application number: JP2009111016A
Authority: JP
Inventors: Cooper William; ウイリアム・クーパー; Takeo Tamaki; 竹男玉木; Shinsuke Miyazaki; 紳介宮崎
Original assignee: MTC KK; MTC Co Ltd Japan
Current assignee: MTC KK; MTC Co Ltd Japan
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】本発明は、フォトマスクやウエハの加工工程で表面にレジスト膜を形成するレジスト膜形成装置に関し、レジスト膜形成の均一化を図り、品質向上、歩留り向上を図ることを目的とする。
【解決手段】基板保持回転手段１２の基板保持部１３にフォトマスク１５を嵌合保持する凹部１４が形成され、当該基板保持部１３の凹部１４以外の部分の上方に当該フォトマスク１５に応じた開口部１７が形成されたエア流路形成部１６を設けることで回転により開口部１７側から基板保持部１３との間隙ｇを介して外周側にエア流路を形成させる構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、フォトマスクやウエハの加工工程で表面にレジスト膜を形成するレジスト膜形成装置に関する。

近年、半導体製造においては種々の工程で処理対象であるフォトマスク等の基板を回転させて処理するものがあり、例えば、フォトリソグラフィ工程等で回転される基板にレジストを塗布すること等が行われる。特に、レジスト塗布工程では基板を回転させてレジストを均一に塗布させることが要請されている。

図４に、従来のレジスト膜形成装置の説明図を示す。図４に示すレジスト膜形成装置は、特許文献１で開示されているもので、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、スピンナーヘッド１０２上に下治具１０３が設けられ、当該スピンナーヘッド１０２及び下治具１０３には吸引孔が形成されている。当該下治具１０３上には、図４（Ｂ）に示すように、基板１０６を嵌合させる開口部１０４が形成された上治具１０４が設けられる。

そして、上治具１０４の開口部１０５に基板１０６を嵌合させて吸引孔により吸引固定し、当該基板１０６上にレジストを液下させてスピンナーヘッド１０２を回転させるものである。基板１０６上に液下されたレジストは、遠心力により当該基板１０６上で拡がらせ、表面全体にレジスト膜を形成するものである。

特開平０３−１８３１１９号公報

しかしながら、上記のようなスピンナーによるレジスト塗布は、図４（Ｃ）に示すように、レジスト液の表面張力により回転の遠心力では振り切れないレジスト液がコーナ部やエッジ部に溜まることにより厚膜領域を形成させることとなり、均一な膜形成が困難であるという問題がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、レジスト膜形成の均一化を図り、品質向上、歩留りの向上を図るレジスト膜形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明では、所定の基板上にレジスト液を塗布をして回転させることでレジスト膜を形成する処理を行うレジスト膜形成装置において、前記基板を嵌合保持する凹部が形成されて回転される基板保持部を備え、当該凹部が、嵌合された基板の処理面が当該基板保持部の上面位置より同等以上の高さとさせる深さで形成された基板保持回転手段と、前記基板保持部の凹部以外の部分の上方であって、当該凹部に対応した開口部が形成されて当該凹部に嵌合された基板の処理面より高い位置に設けられ、回転により当該開口部側から当該基板保持部との間隙を介して外周側にエア流路を形成させるエア流路形成部と、を有する構成とする。

請求項２の発明では、前記基板は、角型で四隅をテーパ状に形成させる構成である。

請求項１の発明によれば、基板保持回転手段の基板保持部に基板を嵌合保持する凹部が形成され、当該基板保持部の凹部以外の部分の上方に当該基板に応じた開口部が形成されたエア流路形成部を設けることで回転により開口部側から基板保持部との間隙を介して外周側にエア流路を形成させる構成とすることにより、基板上に塗布されたレジスト液の外周縁側で生じる溜まりを当該エア流路形成部によって生じたエア流路で分散させることから、基板の外周縁側でのレジスト液溜まりを防止して基板面にレジスト膜を均一に形成させることができ、これによって品質向上、歩留りの向上を図ることができるものである。

請求項２の発明によれば、基板が角型である場合に、四隅をテーパ形状とさせることにより、四隅部分でのレジスト液溜まりを効率的に防止することができ、基板面にレジスト膜を均一に形成することができるものである。

本発明に係るレジスト膜形成装置の一部構成図である。図１のレジスト膜形成の原理説明図である。本発明に係るレジスト膜形成におけるフォトマスクの他の形態の説明図である。従来のレジスト膜形成装置の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図により説明する。本実施形態では、レジスト膜として、リソグラフィ処理によるフォトマスクや半導体製造プロセスによる集積回路の形成のためにレジスト材で形成されるものの他に、保護層形成のためのコーティング材で形成されるものをも含む概念である。また、本実施形態では、基板として角型のフォトマスクを例として説明するが、ウエハや他の保護膜形成対象物に対しても適用することができるものである。

図１に、本発明に係るレジスト膜形成装置の一部構成図を示す。図１（Ａ）〜（Ｃ）において、レジスト膜形成装置１１は、ここでは、基板として角型のフォトマスクの表面に対して回転によりレジスト膜を形成させる処理に使用されるもので、基板保持回転手段１２の一部を構成する基板保持部１３は、例えば円筒形状（断面が矩形状などの多角形状でもよい）のもので、表面にフォトマスク１５を嵌合保持する凹部１４が形成されて図示しない回転手段により回転されるもので、当該凹部１４が、嵌合されたフォトマスク１５の処理面が当該基板保持部１３の上面位置より同等以上の高さ（ここでは、同じ高さ）とさせる深さで形成されたものである。

なお、当該基板保持部１３の凹部１４内には、例えば可動爪などの固定手段や、当該凹部１４内からフォトマスク１５を出し入れするための上下可動面がその底部に設けられるものである。これらは、本発明の要旨に直接的に関係しないことから、図示を省略する。

また、金属やプラスチック等による簿板で形成されるエア流路形成部１６が用意される。当該エア流路形成部１６は、図１（Ｂ）に示すように、フォトマスク１５（基板保持部１３の凹部１４）に応じた開口部１７が形成され、基板保持部１３上に取り付けるための手段として例えばピン１８が所定数設けられる。

このエア流路形成部１６は、基板保持部１３の凹部１４以外の部分に、上記ピン１８に対応した係合穴１３Ａが形成されているもので、図１（Ｃ）に示すように、当該係合穴１３Ａにピン１８を係合させることで当該基板保持部１３上に設けられる。このときのエア流路形成部１６は、少なくとも上記基板保持部１３の凹部１４に嵌合されたフォトマスク１５の処理面より高い位置に設けられるもので、当該基板保持部１３の表面とで間隙ｇを形成させる。当該間隙ｇの高さは、回転数に応じて、例えば０．５ｍｍ〜５ｍｍで設定される。すなわち、基板保持部１３が回転されたときに、遠心力でエア流路形成部１６とによって遠心ファンとなり、開口部１７側から当該基板保持部１３とで形成された間隙ｇを介して外周側にエア流路を発生させる機能を果たすものである。

そして、図１（Ａ）に示すように、基板保持部１３の凹部１４にフォトマスク１５が嵌合保持されたときに当該フォトマスク１５の表面上にレジスト液１９が塗布され、回転されることによって塗布されたレジスト液１９が遠心力で当該フォトマスク１５の表面上に拡散されるものである。そして、ベーキングによりレジスト膜が形成されるものである。

そこで、図２に、図１のレジスト膜形成の原理説明図を示す。図２において、基板保持部１３の凹部１４に嵌合保持されたフォトマスク１５の表面にレジスト液１９が塗布され、当該基板保持部１３が回転されると、盛られたレジスト液１９は回転による遠心力で拡散され、そのときに基板保持部１３の凹部１４以外の部分の表面とエア流路形成部１６とで形成された間隙ｇ部分で、外周側（基板保持部１３の側面側）に対して当該エア流路形成部１６の開口部１７側が負圧となることから、当該フォトマスク１５の外周縁（四隅やエッジ部分）側から基板保持部１３の外周側に遠心ファンによりエア流路が発生される。

これによって、フォトマスク１５の外周縁（四隅やエッジ部分）でレジスト液１９の表面張力による溜まり部分が、形成されたエア流路のエアにより外周側（基板保持部１３の側面側）に強制的に吹き飛ばされる状態となる。そのためには、上記エア流路形成部１６が、凹部１４に嵌合されたフォトマスク１５の処理面より高い位置に設けられることによって基板保持部１３の表面とで間隙ｇを形成させることが必要である。また、基板保持部１３に形成される凹部１４は、フォトマスク１５を嵌合保持したときに当該処理表面が当該基板保持部１３の凹部１４以外の表面より同等以上の高さとする深さに形成する必要があるものである。

このように、フォトマスク１５の処理表面の外周縁側で生じるレジスト液溜まりを当該エア流路形成部によって生じたエア流路で分散させることから、フォトマスク１５の処理表面上でレジスト膜を均一に形成させることができ、これによって品質向上、歩留りの向上を図ることができるものである。

なお、上記実施形態では、上記エア流路形成部１６を一体的に形成させた場合を示したが、例えば、基板保持部１３の凹部１４以外の表面形状に沿って、複数の部材により全体としてフォトマスク１５に応じた開口部１７を形成するように構成して上記間隙ｇを形成させることとしてもよい。

次に、図３に、本発明に係るレジスト膜形成におけるフォトマスクの他の形態の説明図を示す。図３（Ａ）は、フォトマスク１５の四隅をテーパ状に形成したものである。そして、図３（Ｂ）に示すように、このようなフォトマスク１５を嵌合保持する基板保持部１３の凹部１４の深さを、フォトマスク１５の処理表面が当該基板保持部１３の凹部１４以外の表面と同等とさせるように形成してもよいが、ここでは特に高くなるように形成させた場合を示す。

そして、図３（Ａ）に示すフォトマスク１５を凹部１４に嵌合保持させ、レジスト液１９を塗布して回転させると、四隅部分ではテーパ形状によってレジスト液１９の表面張力が小さくなり、これに合わせてエア流路形成部１６で形成されたエア流路によって、四隅部分でのレジスト液溜まりを効率的に防止することができ、基板面にレジスト膜を均一に形成することができるものである。

本発明のレジスト膜形成装置は、フォトマスクやウエハの加工処理工程で形成されるレジスト膜（保護膜を含む）を回転によって形成する場合に利用可能である。

１１レジスト膜形成装置
１２回転基板保持手段
１３基板保持部
１４，１７開口部
１５フォトマスク
１６エア流路形成部

Claims

所定の基板上にレジスト液を塗布をして回転させることでレジスト膜を形成する処理を行うレジスト膜形成装置において、
前記基板を嵌合保持する凹部が形成されて回転される基板保持部を備え、当該凹部が、嵌合された基板の処理面が当該基板保持部の上面位置より同等以上の高さとさせる深さで形成された基板保持回転手段と、
前記基板保持部の凹部以外の部分の上方であって、当該凹部に対応した開口部が形成されて当該凹部に嵌合された基板の処理面より高い位置に設けられ、回転により当該開口部側から当該基板保持部との間隙を介して外周側にエア流路を形成させるエア流路形成部と、
を有することを特徴とするレジスト膜形成装置。
請求項１記載のレジスト膜形成装置であって、前記基板は、角型で四隅をテーパ状に形成されていることを特徴とするレジスト膜形成装置。