JPH0259065A

JPH0259065A - 塗布装置

Info

Publication number: JPH0259065A
Application number: JP20834388A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Nakagawa; 清中川; Keizo Kuroiwa; 慶造黒岩
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-08-24
Filing date: 1988-08-24
Publication date: 1990-02-28
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JP2642434B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、塗布装置の技術に関し、特に、半導体ウェハ
あるいはマスク基板等におけるレジスト材の塗布膜を均
一にするだめの塗布装置に適用して有効な技術に関する
。

［従来の技術］この種のレジストの塗布に関する技術としては、回転状
態の半導体ウェハに対してノズルよりレジスト液を滴下
し、回転遠心力によってウェハ全面にレジスト液を拡げ
て塗布する、いわゆる回転塗布装置による塗布技術が知
られている（たとえば、特開昭５１−１１４８７７号公
報記載）。

ところで、このような塗布技術において、精密な配線パ
ターンを実現するためには、半導体ウェハ上のレジスト
液の均一な塗布が必要とされ、このためには、たとえば
ノズルから滴下されるレジスト液が常に一定の粘度に維
持されていることが一条件とされる。

すなわち、ノズルによるレジスト液の塗布停止時から塗
布開始時までの塗布待機時間が比較的長時間になると、
レジスト液の粘度特性などがその溶剤の揮発により変化
し、この変化によりレジスト液の均一な塗布が妨げられ
る。

そこで、ノズルの塗布待機時間が一定時間経過すると、
そのレジスト液を一定量強制的に排出させる、いわゆる
１−空出し」を行う技術が考えられてＪ）る。

二発問が解決しようとする課題］しかしながら、前記した：空出し」を行う技術において
は、塗布待機時間が予め設定された一定の設定時間を経
過すると、その塗布待機時間の長短にかかわらず、レジ
スト液が強制的に一定量排出される。

二のた於、たとえばノズルの塗布待機時間が設定時間よ
り長かった場合において、ノズルから排出されるし／ス
ト液の排出量が少な目に設定されていると、レジスト液
の粘度特性などの変化に十分対応できず、レジスト材の
塗布が不均一とされる。

他方、ノズルの塗布待機時間が設定時間より短かった場
合において、ノズルがら排出されるレジスト液の排出量
が多め目に設定されていると、レジスト材の塗布の均一
化に対して不必要なレジスト液までが排出され、レジス
ト液が無駄になる。

本発明の目的は、塗布待機時間の長短に対応した最適量
の塗布液を排出させることができ、塗布の均一化を図る
ことができる塗布装置を提供することにある。

本発明の前記なろびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面かみ明らかになるであろう
。

Ｓ：Ｓ題を解決するだめの手段］本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

すなわち、ノズルから被塗布物に供給されて塗布される
塗布液の特性変化の防止のために、ノズルから供給され
る塗布液が強制的に排出される塗布装置であって、前記
ノズルから強制的に排出される塗布液の排出量が該ノズ
ルによる塗布停止時から塗布開始時までの塗布待機時間
に対応して変化されるものである。

［作用］前記した手段によれば、前記ノズルから強制的に排出さ
れる塗布液の排出量が塗布待機時間に対応して変化され
るため、塗布待機時間の長短に対応した最適量の塗布液
を排出させることができ、塗布の均一化を図ることがで
きる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例である塗布装置を示す説明図
、第２図は第１図の塗布装置の配置状態を示す説明図、
第３図は第１図の塗布装置のメモリに記憶されている塗
布待機時間と塗布液の排出量との関係を示す図、第４図
は第１図の塗布装置の動作説明図である。

第１図に示すように、本実施例の塗布装置ｌは、スピン
ヘッド２が内設されたチャンバ３と、スピンへノド２の
上方に延設されたノズルアーム４とを備えている。

前記チャンバ３は、上面が開口された偏平円筒形状とさ
れ、スピンヘッド２が内設されている。

スピンヘッド２の上面には、真空吸着口５が形成され、
該スピンへノド２は、チャンバ３外に配置されたモータ
６等の回転駆動源により所定の高速状態で回転可能とさ
れている。

前記ノズルアーム４は、軸芯部７を中心に所定角度範囲
での回動力Ｚ可能な構造きされている。

ノズルアーム４の先端には、スピンヘッド２側に向かっ
て垂設されたノズル８が装備され、このノズル８には、
流路９が接続されている。

流路９には、ベローズポンプ等の送り出しポンプｌＯが
介在され、このポンプ１０を通じて塗布液［１１内のレ
ジスト液（塗布液）がノズル８に送り出される構造上さ
れている。

第２図に示すように、チャンバ３の側方には、排出液［
１２が配置され、ノズル８がノズルアーム４の回動によ
りスピンヘッド２の上方と排出液槽１２との間を移動可
能とされている。

そして、ノズル８が排出液槽１２の上方に移動され、ポ
ンプＩＯが駆動されることによりノズル８内に残留する
レジスト液が排出液槽１２に強制的に排出される構造、
すなわち「空出し」が行われる構造とされている。

また、そのレジスト液の排出量は、排出量制御機構１３
によって制御される。

排出量制御機構１３は、タイマ１４　（計時手段）とメ
モＩＪ　１５　（記憶手段）と制御部１６　（制御手段
）とから構成されている。

タイマ１４は、ノズル８内に残留するレジスト液の塗布
待機時間、すなわち、第４図に示すように、ノズル８に
よるレジスト液の前回の供給終了時からノズル８による
レジスト液の次回の供給開始時までの塗布待機時間Ｔ＋
　、　Ｔ２　、　Ｔ３　をその供給開始時毎に計時する
ようになっている。

また、メモＩＪ　１５には、第３図に示すように、塗布
待機時間とこの塗布待機時間に夫々対応したレジスト液
の最適な排出量との関係が記憶されている。

このメモリ１５に記憶されている最適な排出量は、ノズ
ル８内のレジスト液の粘度変化による塗布の不均一化が
防止され、またその塗布の不均一化の防止に対して不必
要なレジスト液までが排出されることのない数値とされ
ている。

また、制御部１６は、前記したタイマ１４によって計時
される塗布待機時間と、前記メモＩＪ　ｌ　５によって
記憶されているレジスト液の最適な排出量とに基づいて
ポンプｌＯの駆動部に制御信号を送り、そして、ノズル
８がらレジスト液が塗布待機時間に対応した最適な排出
量で排出されるようにポンプＩＯを作動させるようにな
っている。

すなわち、第４図に示すように、たとえば塗布待機時間
がＴ、　であるときには、その塗布待機時間Ｔ、　　に
対して最適な排出量Ｎ１　のレジスト液がノズル８から
排出液槽１２に排出され、また塗布待機時間Ｔ１　　よ
りも長い塗布待機時間Ｔ２　に対しては、排出ＩＮ、　
よりも多くその塗布待機時間Ｔに対して最適な排出Ｉ　
Ｎ　２　のレジスト液がノズル８から排出液！’！１２
に排出されるようになっている。

なお、ポンプ１０によるレジスト液の排出量の制御は、
たとえばポンプ１０の作動時間、回数、移動量等の制御
によって行われる。

次に、本実施例の作用について説明する。

先ス、チャンバ３内のスピンヘッド２上に回転中心を位
置決めされた半導体ウェハ１７　（被塗付物）が回路形
成面を上面側にして載置されると、スピンへノド２の真
空吸着口５より真空吸引が開始され、半導体ウェハ１７
がスピンへノド２の上面に密着される。

次いで、モータ６の駆動によりスピンヘッド２が高速回
転され、このスピンヘッド２が安定した高速回転状態と
されると、ポンプ１０が作動され、半導体ウェハ１７の
回転中心直上に位置されているノズル８からレジスト液
が所定の滴数、半導体ウェハ１７に滴下される。

半導体ウェハ１７に滴下されたレジスト液は、回転遠心
力によって半導体ウェハ１７の表面上で渦巻き状に拡散
され、半導体ウェハ１７の表面全面に均一なレジスト膜
が形成される。

このようにして、半導体ウェハ１７の表面全面にレジス
ト膜が形成された後に、ノズルアーム４が軸芯部７を中
心に回動され、ノズル８が半導体ウェハ１７の直上から
排出液槽１２の直上に移動される。

このノズル８の移動に伴って、モータ６の駆動および真
空吸着口５への真空吸引が停止され、半導体ウェハ１７
がスピンへラド２上からチャンバ３外に取り出される。

次いで、次の半導体ウェハ１７がスピンへ、ド２上に載
置されると、前記したと同様に、スピンヘッド２の真空
吸引、スピンヘッド２の高速回転、ノズル８からのレジ
スト液の滴下により、半導体ウェハ１７の表面全面に均
一なレジスト膜が形成され、その後に、ノズル８が半導
体ウェハ１７の直上から排出液槽１２の直上に移動され
、半導体ウェハ１７がチャンバ３外に取り出される。

本実施例の塗布装置によれば、このようにして半導体ウ
ェハ１７の表面にレジスト膜が塗布されるが、この場合
に、チャンバ３内の半導体ウエハ１７の交換時などにお
けるノズル８の塗布待機時間は、タイマ１４によって計
時されている。

そして、第４図に示すように、その塗布待機時間がたと
えばＴ１　　と計時されると、この計時された塗布待機
時間Ｔ１　　とメモリ１５によって記憶されているレジ
スト液の最適な排出量とに基づいて制御部１６がポンプ
１０の駆動部に制御信号を送る。

制御部１６から制御信号が送られたポンプ１０よ、その
制御信号により、ノズル８のレジスト液が塗布待機時間
Ｔ１　に対応した最適な排出ＩＮで排出液［１２に排出
されるように作動される。

そして、このポンプ１０の作動により、ノズル８かろレ
ジスト液が排出液槽１２に塗布待機時間Ｔ１　　に対応
した最適な排出量Ｎ２　、すなわちし／スト液の粘度変
化による塗布の不均一化が防止され、またその塗布の不
均一化の防止に対して不必要なレジスト液までが排出さ
れることのない排出量Ｎ１　　て排出される。

このため、本実施例によれば、し／スト液の塗布の不均
一化の防止に対して不必要なレジスト液までが排出され
ることがない。

また、この排出後に、スピンベンド２上に移動されたノ
ズル８は、前記したレジスト液の排出により、そのスピ
ンヘッド２上の半導体ウェハ１７に、粘度変化のないレ
ジスト液を滴下するので、半導体ウェハ１７に対する塗
布の均一化を図ることができる。

このように本実施例によれば、以下の効果を得ることが
できる。

（Ｉ）、塗布待機時間の長短に応じ、ノズル８からレノ
スト液がその塗布待機時間に対応した最適な排出量、す
なわちレジスト液の粘度変化による塗布の不均一化が防
止され、またその塗布の不均一化の防止に対して不必要
なレジスト液までが排出されることのない排出量で排出
されるので、レジスト液の塗布の不均一化の防止に対し
て不必要なレジスト液まで排出されるのを確実に防止す
ることができる。

（２）　　前記した（１）の効果により、レジスト液の
使用量の低減化を図ることができる。

（３）　　ノズル８が最適な排出量でレジスト液を排出
した後に、スピンベンド２上の半導体ウェハ１７に、粘
度変化のないレジスト液を滴下するので、半導体ウェハ
１７に対する塗布の均一化を図ることができる。

（４）、＠記した（３）の効果により、半導体ウェハ１
７のレノスト膜厚の均一化、精度の向上を図ることがで
きる。

（５）　　前記した（３）と（・１）の効果により、半
導体ウェハの塗布工程における歩留りの向上を図ること
ができる。

（６）、前記した（１）〜（５）の効果により、半導体
ウェハの塗布工程における低コスト化を図ることができ
る。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

たとえば、本実施例においては、ポンプ１０に対する制
御により、ノズル８から排出されるレジスト液の排出量
が制御される構造とされているが、本発明においてはそ
のようなポンプ１０に対する制御に限るものではなく、
たとえば流路９に制御部１６によって制御される流量制
御弁を介在させ、この流量制御弁によりレジスト液の排
出量が制御される構造としても良い。

また、以上の説明では、主として本発明者によってなさ
れた塗布装置の発明をその利用分野であるレジスト液の
塗布に適用した場合について説明したが、本発明の塗布
装置は、これに限定されるものではなく、たとえば石英
ガラスなどのマスク基板あるいはレチクル基板上のへの
レジスト液の塗布、更には磁気ディスクなどへの塗布に
適用することができる。

［発明の効果］本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、次のとおりであ
る。

すなわち、前記ノズルから強制的に排出される塗布液の
排出量が塗布待機時間に対応して変化されることにより
、塗布待機時間の長短に対応し、塗布液の特性変化の防
止のために最適量の塗布液を排出させることができるの
で、不必要な塗布液の排出を防止することができ、また
塗布の均一化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である塗布装置を示す説明図
、第２図は第１図の塗布装置の配置状態を示す説明図、第３図は第１図の塗布装置のメモリに記憶されている塗
布待機時間と塗布液の排出量との関係を示す図、第４図は第１図の塗布装置の動作説明図である。ｌ・・・塗布装置、２・・・スピンヘッド、３・・チャ
ンバ　４・・・ノズルアーム、５・・・真空吸着口、６
・・・モータ、７・・・軸芯部、８・・・ノズル、９・
・・流路、１０・・・ポンプ、１１・・・塗布液槽、１
２・・・排出液槽、１３・・・排出量制御機構、１４・
・・タイマ（計時手段）、１５・・・メモリ　（記憶手
段）、１６・・・制御部（制御手段）、１７・・・半導
体ウェハ（被塗付物）、ＴＩ、　Ｔ２　、　Ｔ３　　、
・・塗布待機時間、Ｎ＋　、　　Ｎ２　、　　Ｎ３　　
・・・排出量。

Claims

【特許請求の範囲】１、ノズルから被塗布物に供給されて塗布される塗布液
の特性変化の防止のために、ノズルから供給される塗布
液が強制的に排出される塗布装置であって、前記ノズル
から強制的に排出される塗布液の排出量が該ノズルによ
る塗布停止時から塗布開始時までの塗布待機時間に対応
して変化されることを特徴とする塗布装置。２、前記塗布待機時間を計時する計時手段と、前記塗布
待機時間に対応した最適な塗布液の排出量を記憶してい
る記憶手段と、前記計時手段によって計時される塗布待
機時間と前記記憶手段によって記憶されている塗布液の
最適な排出量とに基づいて前記ノズルから排出される塗
布液の排出量を最適な排出量に制御する制御手段とを備
えていることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。