JP3067177B2 - 回転塗布装置 - Google Patents
回転塗布装置Info
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- JP3067177B2 JP3067177B2 JP2216226A JP21622690A JP3067177B2 JP 3067177 B2 JP3067177 B2 JP 3067177B2 JP 2216226 A JP2216226 A JP 2216226A JP 21622690 A JP21622690 A JP 21622690A JP 3067177 B2 JP3067177 B2 JP 3067177B2
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- spin coating
- coated
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば半導体装置の製造工程で用いられる
フォトレジスト、塗布ガラス材いわゆるSOG（スピン・
オン・グラス）、ポリイミド樹脂等の各回転塗布に適用
される回転塗布装置に係わる。
フォトレジスト、塗布ガラス材いわゆるSOG（スピン・
オン・グラス）、ポリイミド樹脂等の各回転塗布に適用
される回転塗布装置に係わる。
本発明は、基板上に、溶剤を含む塗布材を回転塗布す
る回転塗布装置において、この塗布材の回転塗布を、こ
の塗布材中の溶剤と同一溶剤のガス雰囲気中で行うこと
により、塗布処理中での溶剤の蒸発に基く塗布むら等を
回避して、均質な塗膜形成を行うことができるように
し、また、塗膜形成工程を、一の装置内で、連続的に行
うことができるようにする。
る回転塗布装置において、この塗布材の回転塗布を、こ
の塗布材中の溶剤と同一溶剤のガス雰囲気中で行うこと
により、塗布処理中での溶剤の蒸発に基く塗布むら等を
回避して、均質な塗膜形成を行うことができるように
し、また、塗膜形成工程を、一の装置内で、連続的に行
うことができるようにする。
半導体装置の製造技術を始めとして各種装置の製造技
術において例えばフォトレジストSOG、ポリイミド樹脂
等の回転塗布方法が多く用いられる。
術において例えばフォトレジストSOG、ポリイミド樹脂
等の回転塗布方法が多く用いられる。
例えばフォトレジスト材は、金属、半導体、絶縁体等
の各種材料へのパターニングにおいて、そのウェットエ
ッチング、ドライエッチング等のエッチングレジスト、
メッキレジストなどの目的をもって塗布され、SOGやポ
リイミド樹脂は例えば半導体集積回路における多層配線
層間の層間絶縁層として、或いは各種半導体装置の表面
保護層として塗布され、更にこれらフォトレジスト、SO
G、ポリイミド樹脂等は下地凹凸面上に表面平坦化層と
して広く用いられている。
の各種材料へのパターニングにおいて、そのウェットエ
ッチング、ドライエッチング等のエッチングレジスト、
メッキレジストなどの目的をもって塗布され、SOGやポ
リイミド樹脂は例えば半導体集積回路における多層配線
層間の層間絶縁層として、或いは各種半導体装置の表面
保護層として塗布され、更にこれらフォトレジスト、SO
G、ポリイミド樹脂等は下地凹凸面上に表面平坦化層と
して広く用いられている。
これらフォトレジスト、SOG、ポリイミド樹脂等は、
その塗布材料中に溶剤例えばアルコール、セルソルブ系
溶剤を含み、これによって流動性、粘性等の調整がなさ
れて回転塗布によってむらのない均一な塗布がなされる
ようにしている。
その塗布材料中に溶剤例えばアルコール、セルソルブ系
溶剤を含み、これによって流動性、粘性等の調整がなさ
れて回転塗布によってむらのない均一な塗布がなされる
ようにしている。
ところが、この塗布材において、その回転塗布中にお
ける溶剤の蒸発によって配合が変化して所期の流動性、
展延性、粘性等が保持できないという問題があり、特に
例えば８インチ口径等の大口径の半導体ウェファ等の被
塗布基体への塗布においては、この配合の変化が塗りむ
らとなるのみならず、塗布雰囲気温度等の条件の変化の
依存性が大で再現性にも問題が生じて来る。具体的には
低沸点の溶剤、例えばメタノール（沸点〜64.7℃）が多
く含まれる場合は、塗布材の乾きが速いことから中心部
の塗布厚が大となる。
ける溶剤の蒸発によって配合が変化して所期の流動性、
展延性、粘性等が保持できないという問題があり、特に
例えば８インチ口径等の大口径の半導体ウェファ等の被
塗布基体への塗布においては、この配合の変化が塗りむ
らとなるのみならず、塗布雰囲気温度等の条件の変化の
依存性が大で再現性にも問題が生じて来る。具体的には
低沸点の溶剤、例えばメタノール（沸点〜64.7℃）が多
く含まれる場合は、塗布材の乾きが速いことから中心部
の塗布厚が大となる。
また回転塗布による場合、その回転塗布装置、すなわ
ちスピンコータのモータの性能によって塗布材料面が波
を打ち、形成された塗布表面が波面形状になるという問
題がある。このような波面形状の発生を抑制する方法と
しては、例えば有機系SOG材による場合は、3,000〜4,00
0r.p.m.で15秒間程度の回転を行って後回転を止めて放
置してその流動性によって表面をなだらかに、すなわち
平坦化し、その後に、熱処理を行うという方法も考えら
れているが、この方法は低沸点ないしは揮発性の溶剤が
用いられる塗布材への適用が困難であるという問題があ
る。
ちスピンコータのモータの性能によって塗布材料面が波
を打ち、形成された塗布表面が波面形状になるという問
題がある。このような波面形状の発生を抑制する方法と
しては、例えば有機系SOG材による場合は、3,000〜4,00
0r.p.m.で15秒間程度の回転を行って後回転を止めて放
置してその流動性によって表面をなだらかに、すなわち
平坦化し、その後に、熱処理を行うという方法も考えら
れているが、この方法は低沸点ないしは揮発性の溶剤が
用いられる塗布材への適用が困難であるという問題があ
る。
本発明は、上述した塗布材の回転塗布を行う際の塗布
材中における溶剤の蒸発に基づく配合の変動による塗り
むら、再現性の低下等の解決をはかり、かつ、塗膜形成
工程を、一の装置内で、連続的に行うことを目的とす
る。
材中における溶剤の蒸発に基づく配合の変動による塗り
むら、再現性の低下等の解決をはかり、かつ、塗膜形成
工程を、一の装置内で、連続的に行うことを目的とす
る。
本発明は、塗布基板上に、溶剤を含む塗布材を回転塗
布するための回転塗布装置において、少なくとも１以上
の被塗布基板を収容配置するローダー室と、被塗布基板
上に塗布材の回転塗布を行う回転塗布室と、被塗布基板
をローダー室から回転塗布室に送り出すための導入室
と、回転塗布室において塗布材が塗布された被塗布基板
を加熱する加熱室と、被塗布基板を収容配置するアンロ
ーダー室とが順次連続的に配列されて成り、ローダー室
と回転塗布室とは、導入室を介して接続されて成り、回
転塗布室と、アンローダー室とは、送り出し室を介して
接続されて成り、回転塗布室は、加熱手段と、被塗布基
板を配置し回転させるための回転台と、被塗布基板上に
塗布材を滴下するための滴下ノズルと、塗布材に用いら
れる溶剤のガスを導入する溶剤ガス導入口とが設けられ
てなる構成を有するものとする。
布するための回転塗布装置において、少なくとも１以上
の被塗布基板を収容配置するローダー室と、被塗布基板
上に塗布材の回転塗布を行う回転塗布室と、被塗布基板
をローダー室から回転塗布室に送り出すための導入室
と、回転塗布室において塗布材が塗布された被塗布基板
を加熱する加熱室と、被塗布基板を収容配置するアンロ
ーダー室とが順次連続的に配列されて成り、ローダー室
と回転塗布室とは、導入室を介して接続されて成り、回
転塗布室と、アンローダー室とは、送り出し室を介して
接続されて成り、回転塗布室は、加熱手段と、被塗布基
板を配置し回転させるための回転台と、被塗布基板上に
塗布材を滴下するための滴下ノズルと、塗布材に用いら
れる溶剤のガスを導入する溶剤ガス導入口とが設けられ
てなる構成を有するものとする。
上述したように本発明においては、その塗布材の回転
塗布を溶剤のガス雰囲気中で行うようにしたことによっ
て溶剤の蒸発が抑制される。したがって温度等の外囲条
件に敏感に影響されることなく安定に回転塗布の開始初
期から終了時点まで一定に保持して初期の配合を保持す
ることができるようにし、均一な回転塗布、したがって
例えばその表面平坦化を確実にかつ再現性よく得ること
ができる。また、本発明装置によれば、基板上への塗布
材の塗膜形成工程を、一の装置内で、連続的に行うこと
ができる。
塗布を溶剤のガス雰囲気中で行うようにしたことによっ
て溶剤の蒸発が抑制される。したがって温度等の外囲条
件に敏感に影響されることなく安定に回転塗布の開始初
期から終了時点まで一定に保持して初期の配合を保持す
ることができるようにし、均一な回転塗布、したがって
例えばその表面平坦化を確実にかつ再現性よく得ること
ができる。また、本発明装置によれば、基板上への塗布
材の塗膜形成工程を、一の装置内で、連続的に行うこと
ができる。
本発明による回転塗布装置の実施例を、本発明装置を
用いた回転塗布方法と共に説明する。第１図は本発明装
置の構成図を示し、この例においては被塗布基板（１）
例えば半導体ウェファが多数収容されたカセット（２）
が配置されるローダー室（３）と、これよりの被塗布基
板（１）を枚葉式に順次取出して後述する回転塗布室
（４）に導入する導入室（５）と、被塗布基板（１）上
に目的とする塗布材を回転塗布する回転塗布室（５）
と、この回転塗布室（５）において塗布材が塗布された
被塗布基板（１）を例えば他部に送り出す送り出し室
（６）と、その後段に加熱室（７）、さらにその後段に
再び所要のカセット（２）に被塗布基板（１）を収容配
置するアンローダ室（８）とが開閉扉（９）を介して順
次配置された構成となし得る。
用いた回転塗布方法と共に説明する。第１図は本発明装
置の構成図を示し、この例においては被塗布基板（１）
例えば半導体ウェファが多数収容されたカセット（２）
が配置されるローダー室（３）と、これよりの被塗布基
板（１）を枚葉式に順次取出して後述する回転塗布室
（４）に導入する導入室（５）と、被塗布基板（１）上
に目的とする塗布材を回転塗布する回転塗布室（５）
と、この回転塗布室（５）において塗布材が塗布された
被塗布基板（１）を例えば他部に送り出す送り出し室
（６）と、その後段に加熱室（７）、さらにその後段に
再び所要のカセット（２）に被塗布基板（１）を収容配
置するアンローダ室（８）とが開閉扉（９）を介して順
次配置された構成となし得る。
回転塗布室（４）は、所要の加熱を施す加熱手段例え
ばヒータ（10）を具備し、この塗布室（４）内には例え
ば第２図にその略線的断面図を示すように、被塗布基板
（１）を配置してこれをその面内において例えばその基
板（１）中心を中心として回転する回転台（11）が配置
され、この回転台（11）の上方すなわちこの回転台（1
1）上に載置された被塗布基板（１）上のほぼ中心部に
目的とする塗布材を滴下する滴下ノズル（12）が開放さ
れ、その外端が図示しないが塗布材供給源に連結された
塗布材導入管（13）が配置される。また、この回転塗布
室（４）には排気口（14）が設けられる。この排気口
（14）は真空ポンプ等の排気手段に連結される。さら
に、またこの回転塗布室（４）には塗布材に用いられる
溶剤のガスを導入する溶剤ガス導入口（15）が設けられ
てなる。
ばヒータ（10）を具備し、この塗布室（４）内には例え
ば第２図にその略線的断面図を示すように、被塗布基板
（１）を配置してこれをその面内において例えばその基
板（１）中心を中心として回転する回転台（11）が配置
され、この回転台（11）の上方すなわちこの回転台（1
1）上に載置された被塗布基板（１）上のほぼ中心部に
目的とする塗布材を滴下する滴下ノズル（12）が開放さ
れ、その外端が図示しないが塗布材供給源に連結された
塗布材導入管（13）が配置される。また、この回転塗布
室（４）には排気口（14）が設けられる。この排気口
（14）は真空ポンプ等の排気手段に連結される。さら
に、またこの回転塗布室（４）には塗布材に用いられる
溶剤のガスを導入する溶剤ガス導入口（15）が設けられ
てなる。
この構成において、先ず被塗布基板（１）例えば半導
体ウェファが収容されたカセット（２）をローダー室
（３）に持ち来す。一方、導入室（５）には例えば真空
ポンプに連結された排気口（16）が設けられ、送り出し
室（６）には、所要のガスが導入されるガス導入口（1
7）が設けられる。
体ウェファが収容されたカセット（２）をローダー室
（３）に持ち来す。一方、導入室（５）には例えば真空
ポンプに連結された排気口（16）が設けられ、送り出し
室（６）には、所要のガスが導入されるガス導入口（1
7）が設けられる。
そして、排気のなされた導入室（５）にローダー
（３）のカセット（２）から枚葉的に被塗布基板（１）
例えば半導体ウェファを取出して導入する。そして、こ
の導入室（５）から回転塗布室（４）の回転台（11）上
に被塗布基板（１）を持ち来し、これを回転台（11）上
に固定する。回転塗布室（４）は、一旦排気がなされて
例えはSOGの塗布においては例えば40〜100Pa（パスカ
ル）程度にし、ここで溶剤ガスをその導入口（15）から
回転塗布室（４）内に導入し、回転塗布室（４）内を溶
剤ガス雰囲気とする。このようにして溶剤の蒸発が抑制
できる状態下で、ノズル（12）から塗布剤を被塗布基板
（１）上に滴下し、その後回転台（11）を例えば6000r.
p.m.下で５〜60秒間回転させて回転塗布を行う。その
後、約１〜２分間程度放置し表面の波打ち形状ならびに
基板全面のむらをならし、表面を均一化した後再び回転
塗布室（４）内を排気する。そして、加熱手段（10）に
よって比較的低温の200℃以下で加熱し、塗布膜中の溶
剤を蒸発させる。このとき、塗布膜の低沸点溶剤から乾
燥が始まるが、その乾燥はすでに全面的に塗布されて後
の蒸発であることから、この溶剤の蒸発による塗布膜の
膜厚変動すなわち塗りむらの影響は回避される。その
後、送り出し室（６）に被塗布基板（１）を導出し、こ
こにおいて導入口（17）から例えばN2不活性ガスを導入
して大気圧化とした後加熱室（７）に持ち来す。加熱室
（７）内は例えばN2不活性ガス雰囲気とされ、例えば複
数段のホットプレートA,B及びＣを有し、第１のホット
プレートＡにおいて例えば10秒間100℃、第２のホット
プレートＢにおいて10秒間200℃、第３のホットプレー
トＣにおいて60秒間400℃の加熱を行う。その後、アン
ローダ室（８）に被塗布基板（１）が順次持来されてカ
セット（２）に収容され、これが他部に搬出される。
（３）のカセット（２）から枚葉的に被塗布基板（１）
例えば半導体ウェファを取出して導入する。そして、こ
の導入室（５）から回転塗布室（４）の回転台（11）上
に被塗布基板（１）を持ち来し、これを回転台（11）上
に固定する。回転塗布室（４）は、一旦排気がなされて
例えはSOGの塗布においては例えば40〜100Pa（パスカ
ル）程度にし、ここで溶剤ガスをその導入口（15）から
回転塗布室（４）内に導入し、回転塗布室（４）内を溶
剤ガス雰囲気とする。このようにして溶剤の蒸発が抑制
できる状態下で、ノズル（12）から塗布剤を被塗布基板
（１）上に滴下し、その後回転台（11）を例えば6000r.
p.m.下で５〜60秒間回転させて回転塗布を行う。その
後、約１〜２分間程度放置し表面の波打ち形状ならびに
基板全面のむらをならし、表面を均一化した後再び回転
塗布室（４）内を排気する。そして、加熱手段（10）に
よって比較的低温の200℃以下で加熱し、塗布膜中の溶
剤を蒸発させる。このとき、塗布膜の低沸点溶剤から乾
燥が始まるが、その乾燥はすでに全面的に塗布されて後
の蒸発であることから、この溶剤の蒸発による塗布膜の
膜厚変動すなわち塗りむらの影響は回避される。その
後、送り出し室（６）に被塗布基板（１）を導出し、こ
こにおいて導入口（17）から例えばN2不活性ガスを導入
して大気圧化とした後加熱室（７）に持ち来す。加熱室
（７）内は例えばN2不活性ガス雰囲気とされ、例えば複
数段のホットプレートA,B及びＣを有し、第１のホット
プレートＡにおいて例えば10秒間100℃、第２のホット
プレートＢにおいて10秒間200℃、第３のホットプレー
トＣにおいて60秒間400℃の加熱を行う。その後、アン
ローダ室（８）に被塗布基板（１）が順次持来されてカ
セット（２）に収容され、これが他部に搬出される。
尚、上述した回転塗布を実施する装置としては、上述
した例に限らず種々の変形変更をなし得るものであり、
例えば加熱室（７）の加熱手段としてはホットプレート
に限らず電気炉あるいはトンネル炉等によって形成する
ことができ、またこの加熱室（７）は送り出し室（６）
と兼用にすることもできるし、或る場合は導入室（５）
を省略することもできるなど種々の構成を採り得る。
した例に限らず種々の変形変更をなし得るものであり、
例えば加熱室（７）の加熱手段としてはホットプレート
に限らず電気炉あるいはトンネル炉等によって形成する
ことができ、またこの加熱室（７）は送り出し室（６）
と兼用にすることもできるし、或る場合は導入室（５）
を省略することもできるなど種々の構成を採り得る。
また、上述した各基板（１）の移行、取り扱いはロボ
ットによる自動化によって行うことができる。
ットによる自動化によって行うことができる。
上述したように本発明装置においては、塗布材の回転
塗布を行う際に、その回転塗布を溶剤ガス雰囲気中で行
うようにしたので、低沸点すなわち乾燥しやすい溶剤を
含む塗布材といえどもその溶剤の蒸発を抑制することが
できるので塗りむらがなくしかも再現性よく塗布材の回
転塗布を行うことができる。
塗布を行う際に、その回転塗布を溶剤ガス雰囲気中で行
うようにしたので、低沸点すなわち乾燥しやすい溶剤を
含む塗布材といえどもその溶剤の蒸発を抑制することが
できるので塗りむらがなくしかも再現性よく塗布材の回
転塗布を行うことができる。
例えば第３図に示すように、被塗布基板（１）の塗布
膜形成の下地となる表面に電極、配線等の凹凸パターン
（18）が存在する場合、同図中鎖線ａにその表面状態を
示すように厚みむらが存在したものが、本発明方法では
実線図示のようになだらかな平坦面を形成することがで
きる。
膜形成の下地となる表面に電極、配線等の凹凸パターン
（18）が存在する場合、同図中鎖線ａにその表面状態を
示すように厚みむらが存在したものが、本発明方法では
実線図示のようになだらかな平坦面を形成することがで
きる。
また全体的に回転塗布がなされて後溶剤を全面的に飛
ばすようにすることによって優れた安定した膜質を有す
る塗布膜を形成することができる。
ばすようにすることによって優れた安定した膜質を有す
る塗布膜を形成することができる。
また塗布中における塗布材中の低沸点溶剤の蒸発が抑
制されることから、配合変化による上述したような厚み
むらの回避と共にその塗布材が不本意に乾燥することに
よって塗布膜の焼成前において、静止状態を保持して波
面を消失させる効果を阻害したり、更に焼成前において
その塗布膜中の塗布材料が粉末化してダスト発生の原因
となる不都合が回避されるのでこれによる例えば半導体
ウェファ上の半導体素子の特性変化あるいはその後の半
導体装置等の製造工程における製造装置の汚染等を回避
できるなど均一で、再現性良く安定した塗布膜の形成す
ることができる。また、本発明装置によれば、基板上へ
の塗布材の塗布形成工程を、一の装置内で、連続的に行
うことができ、中途工程において基板が外気に晒される
ことなく、各工程において、人間の手を介することな
く、全工程を一括して自動化して処理することが可能に
なるので、極めて作業性に優れ、また安全で確実に基板
への塗布材の塗布を行うことができる。
制されることから、配合変化による上述したような厚み
むらの回避と共にその塗布材が不本意に乾燥することに
よって塗布膜の焼成前において、静止状態を保持して波
面を消失させる効果を阻害したり、更に焼成前において
その塗布膜中の塗布材料が粉末化してダスト発生の原因
となる不都合が回避されるのでこれによる例えば半導体
ウェファ上の半導体素子の特性変化あるいはその後の半
導体装置等の製造工程における製造装置の汚染等を回避
できるなど均一で、再現性良く安定した塗布膜の形成す
ることができる。また、本発明装置によれば、基板上へ
の塗布材の塗布形成工程を、一の装置内で、連続的に行
うことができ、中途工程において基板が外気に晒される
ことなく、各工程において、人間の手を介することな
く、全工程を一括して自動化して処理することが可能に
なるので、極めて作業性に優れ、また安全で確実に基板
への塗布材の塗布を行うことができる。
第１図は回転塗布を実施する本発明の回転塗布装置の一
例の略線的構成図、第２図はその回転塗布室の略線的断
面図、第３図は塗布状態を示す断面図である。 （１）は被塗布基板、（４）は回転塗布室、（11）は回
転台、（14）は排気口、（15）は溶剤ガス導入口、（1
2）は溶剤滴下ノズルを有する供給管である。
例の略線的構成図、第２図はその回転塗布室の略線的断
面図、第３図は塗布状態を示す断面図である。 （１）は被塗布基板、（４）は回転塗布室、（11）は回
転台、（14）は排気口、（15）は溶剤ガス導入口、（1
2）は溶剤滴下ノズルを有する供給管である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−27667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−287016（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−79413（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−79635（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (1)
- 【請求項１】被塗布基板上に、溶剤を含む塗布材を回転
塗布するための回転塗布装置であって、 該回転塗布装置は、少なくとも１以上の被塗布基板を収
容配置するローダー室と、 上記被塗布基板上に塗布材の回転塗布を行う回転塗布室
と、 上記被塗布基板を上記ローダー室から回転塗布室に送り
出すための導入室と、 上記回転塗布室において塗布材が塗布された上記被塗布
基板を加熱する加熱室と、 上記被塗布基板を収容配置するアンローダー室とが順次
連続的に配列されて成り、 上記ローダー室と上記回転塗布室とは、上記導入室を介
して接続されて成り、 上記回転塗布室と、上記アンローダー室とは、送り出し
室を介して接続されて成り、 上記回転塗布室は、加熱手段と、上記被塗布基板を配置
し、かつ回転させるための回転台と、上記被塗布基板上
に塗布材を滴下するための滴下ノズルと、上記塗布材に
用いられる溶剤のガスを導入する溶剤ガス導入口とが設
けられてなることを特徴とする回転塗布装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2216226A JP3067177B2 (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | 回転塗布装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2216226A JP3067177B2 (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | 回転塗布装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0498823A JPH0498823A (ja) | 1992-03-31 |
| JP3067177B2 true JP3067177B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=16685256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2216226A Expired - Fee Related JP3067177B2 (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | 回転塗布装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3067177B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3276449B2 (ja) * | 1993-05-13 | 2002-04-22 | 富士通株式会社 | 回転塗布方法 |
-
1990
- 1990-08-16 JP JP2216226A patent/JP3067177B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0498823A (ja) | 1992-03-31 |
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