JPH0298126A

JPH0298126A - ホトレジスト塗布装置

Info

Publication number: JPH0298126A
Application number: JP24979188A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ito; 由夫伊東
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-10-05
Filing date: 1988-10-05
Publication date: 1990-04-10

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）本発明は、半導体装置（ＬＳＩ）製造におけるホトリソ
グラフィー工程で、半導体ウェハ上にホトレジスト膜を
形成する際に使用される塗布装置に関するものである。

（従来の技術）従来、この種の技術としてはスピンコード法とよばれる
方法があり、比較的容易に１μｍ前後の膜厚を有するホ
トレジスト膜の形成が可能であった。

また、基板として用いる、−船釣には３〜６インチ（１
インチは２．５４ｃｍ）の直径を有する半導体ウェハ表
面での膜厚の均一性を向上させるためのホトレジスト塗
布装置として、例えば特開昭６１２９１２５号等に示さ
れるものがある。

以下、その構成を図を用いて説明する。

第４図はかかる従来のホトレジスト塗布装置の構成図で
ある。

この図において、塗布カップ１内のスピナチャック２に
保持されたウェハ３は、モータによって回転する。この
とき排気ポンプ４．５が作動され、塗布カップ１内の排
気が行われると共に、バブラ１２のノズル１２Ｂから穴
１２Ａを通して搬送ガスが供給される。シンナ１１を通
過した搬送ガスはシンナ蒸気を含み、送気管６を通過し
て塗布カップｌ内に導かれる。この結果、所定時間後に
は、スピナチャック２に保持されたウェハ３の周囲はシ
ンナ蒸気の雰囲気とされる。次に、塗布ノズル８の先端
部から回転するウェハ３の中央部に所定量のホトレジス
トが滴下され、遠心力によってウェハ３の表面に分散さ
れ、ホトレジストの塗膜が形成される。なお、７，９は
Ｏリング、１０はエバポレータである。

この場合、ウェハ３がシンナ蒸気の雰囲気中にあるため
、ウェハ３の表面に分散されるホトレジストからのシン
ナ蒸気が抑制され、塗膜が均一となる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来装置を用いることによって、ウ
ェハ表面の膜厚の均一性の向上を図ることはできるが、
依然、次に示すような問題点があった。即ち、レジスト
のスピンコード時はウェハ周辺がレジストの溶媒雰囲気
に保たれているが、その空気中に含まれるレジスト溶媒
の濃度を再現性良く、高精度に制御することは困難なの
で、塗布カップ内の排気手段である排気ポンプで制御を
行うことになる。よって、複数枚のウェハに連続処理を
施した際に、レジスト膜厚の再現性が悪化し、必ずしも
満足できるものは得られなかった。

更に、スピンコード時のレジスト溶媒の蒸発に時間がか
かり、特に、量産工程を目的とする装置として考えた場
合には、ウェハ表面の膜厚の均一性を向上させるために
は、多くの時間を費やすことが、装置の処理能力の低下
を引き起こす原因となっていた。つまり、ウェハ表面の
膜厚の均一性の向上と装置の処理能力を同時に満足させ
ることは困難であった。

本発明は、上記問題点を除去し、しかも従来の塗布装置
を特に大きく改造することなしに、レジスト膜の均−性
及び再現性と装置の処理能力のいずれも損なうことなく
、信鯨性の高いホトレジストの塗布を行い得るホトレジ
スト塗布装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明によれば、上記問題点を解決するために、ホトレ
ジスト塗布装置において、ホトレジストの塗布が行われ
る塗布部と、ホトレジストの溶媒蒸気を含むガスを塗布
部へ送る送気管と、該送気管に設けられる第３の開閉ダ
ンパと、ホトレジストの溶媒蒸気を含まないガスを塗布
部へ送る送気管と、該送気管に設けられる第２の開閉ダ
ンパと、前記塗布部を排気する排気手段が塗布部に接続
される排気管と、該排気管に設けられる第１の開閉ダン
パとを設けるようにしたものである。

（作用）本発明によれば、上記のように構成したので、ホトレジ
スト膜の形成において、スピナチャックの回転に伴うホ
トレジストのウェハ上への薄膜形成工程と、その後のホ
トレジスト中に含有する溶媒の蒸発、除去工程を完全に
分離することが可能となるため、ホトレジスト膜の均一
性を損なうことなしに、迅速に良好なホトレジスト膜を
形成することができる。

更に、新たに開閉ダンパを数箇所に設けたので、塗布カ
ップ内のホトレジスト溶媒の状態や空気中の濃度を制御
することが容易になり、複数枚のウェハ処理を施した場
合においても、ホトレジスト膜の再現性を向上させるこ
とができる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すホトレジスト塗布装置の
構成図である。

この図において、２１はウェハ、２２はウェハを吸着し
回転させるスピナチャックであり、このスピナチャック
２２はスピンモータ（図示なし）と接続されている。２
３は塗布カップ、２４はウェハ２１上に滴下されるホト
レジスト、２５は塗布ノズル、２６は塗布カップ２３内
を排気する排気管、２７は排気管２６に接続されている
ポンプ（図示なし）の直前に設けられている第１の開閉
ダンパである。２８は塗布カップ２３を密閉するための
０リング（バッキング手段）、２９は塗布カップ２３内
にガスを送り込む送気管、３０は送気管２９と塗布カッ
プ２３を遮断する第２の開閉ダンパ、３１はホトレジス
ト２４の溶媒等のシンナ、３２はシンナ３１のタンク、
３３はシンナの蒸発を促進させるバブラである。３４は
シンナタンク３２及び塗布カップ２３を繋ぐ送気管、３
５は送気管３４と塗布カップ２３間を遮断可能な第３の
開閉ダンパである。

第２図は本発明の実施例を示すホトレジスト塗布装置の
部分斜視図であり、スピナチャックにはウェハがセット
されてない状態を示している。

この図に示すように、排気管２６は塗布カップ２３の下
方から３本延びているが、その本数は多い方が好ましい
。また、排気管２６をより詳細に説明すると、この排気
管２６にはスピンコード時に不必要となったホトレジス
ト２４が塗布カップ２３より降下してくるが、その際、
ホトレジスト用のドレインボックス３６ａ〜３６ｃに繋
がる排気管２６′　と、更に気体中にミスト状となった
ホトレジスト２４を集めることを目的とするミストトラ
ップ３７、第１の開閉ダンパ２７を介してポンプ（図示
なし）へ繋がる排気管２６′に分かれる。なお、前記ミ
ストトラップ３７は一般に使用されているものを用いる
ことができる。

このように、本発明によれば、塗布カップ部に新たに付
加される三路以上に分割される排気管２６を一本化した
排気管に第１の開閉ダンパ２７を設け、また、塗布カッ
プ２３への送気管２９内に第２の開閉ダンパ３０を設け
、更にはシンナタンク３２に接続される送気管３４内に
第３の開閉ダンパ３５を配置する。

また、上記したように、塗布カップ２３の下方に３本以
上の排気管を設けて排気するように構成すると、塗布カ
ップ２３内の排気時における気流の流速を均一化するこ
とができる。

以下、本発明のホトレジスト塗布工程を図を用いて説明
する。

第３図は本発明によるホトレジスト塗布装置を用いたホ
トレジスト塗布工程図である。

まず、第３図（ａ）に示すように、ウェハ２１上にホト
レジスト２４を滴下する。すなわち、この状態では第１
の開閉ダンパ２７と第２の開閉ダンパ３０は閉じており
、第３の開閉ダンパ３５だけが開放されている。そして
、塗布カップ２３内はホトレジスト２４の溶媒の雰囲気
で満たされ、塗布カップ２３内の圧力は最大１．５ｋｇ
／ｃｄ程度となり、ホトレジスト２４の溶媒の蒸発は最
小に抑えられている。

次に、第３図（ｂ）に示すように、第１の開閉ダンパ２
７と第２の開閉ダンパ３０は閉じており、第３の開閉ダ
ンパ３５だけが開放されている状態でスピナチャック２
２が回転し、ホトレジスト２４がウェハ２Ｉ表面に均一
に広がり、薄膜状態になりつつあるが、やはり、塗布カ
ップ２３内はホトレジスト２４の溶媒雰囲気で満たされ
、その溶媒の蒸発は第３図（ａ）に示す場合と同様に最
小に抑えられている。

よって、ウェハ２１表面のほぼ全領域に均一性の高いレ
ジスト膜が形成されている。

次に、第３図（ｃ）に示すように、スピナチャック２２
は回転したままで、第３の開閉ダンパ３５が遮断され、
更に第１の開閉ダンパ２７が開放される。

この状態にて、ウェハ２１上のホトレジスト２４の薄膜
は均一性を損なうことなしに溶媒の蒸発が開始され、実
際の露光処理が実行できるレジストＦｔ膜状態になるま
でスピナチャック２２を回転させる。

次に、第３図（ｄ）に示すように、スピナチャック２２
は停止し、第１の開閉ダンパ２７は遮断し、第２の開閉
ダンパ３０を開放する。この工程では既にウェハ２１上
にホトレジスト２４の薄膜形成は終了しており、塗布カ
ップ２３を開放し、ウェハ２１の次工程処理へと進めら
れる。

このように、ホトレジスト膜の形成において、スピナチ
ャック２２が回転しながらホトレジスト２４のウェハ２
１上の薄膜形成する工程とその後のホトレジスト２４中
に含有する溶媒の蒸発、除去工程を完全に分離すること
が可能となるため、ホトレジスト膜の均一性を損なうこ
となしに、迅速に良好なホトレジスト膜を形成すること
が可能となる。

更に、本発明では新たに第１乃至第３の開閉ダンパを各
箇所に設けたので、塗布カップ内のホトレジスト溶媒の
状態や空気中の濃度を制御することが容易になり、複数
枚のウェハ処理を施した場合においても、ホトレジスト
膜の再現性を向上させることができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のよ
うな効果を奏することができる。

（１）ホトレジスト膜の形成において、スピナチャック
を回転させながらホトレジストのウェハ上の薄膜形成す
る工程と、その後のホトレジスト中に含有する溶媒の蒸
発、除去工程とを完全に分離することが可能となるため
、ホトレジスト膜の均一性を損なうことなしに、迅速に
良好なホトレジスト膜を形成することができる。

（２）更に、新たに開閉ダンパを数箇所に設けたので、
塗布カップ内のホトレジスト溶媒の状態や空気中の濃度
を制御することが容易になり、複数枚のウェハ処理を施
した場合においても、ホトレジスト膜の再現性を向上さ
せることができる。

（３）塗布カップの下方に三路以上の排気管を配置し、
それらを一体化して排気するようにしているので、塗布
カップ内の排気時における気流の流速の均一性の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すホトレジスト塗布装置の
構成図、第２図は本発明の実施例を示すホトレジスト塗
布装置の部分斜視図、第３図は本発明によるホトレジス
ト塗布装置を用いたホトレジスト塗布工程図、第４図は
従来のホトレジスト塗布装置の構成図である。２１・・・ウェハ、２２・・・スピナチャック、２３・
・・塗布カップ、２４・・・ホトレジスト、２５・・・
塗布ノズル、２６・・・排気管、２７・・・第１の開閉
ダンパ、２８・・・０リング、２９、３４・・・送気管
、３０・・・第２の開閉ダンパ、３１・・・シンナ、３
２・・・シンナタンク、３３・・・バブラ、３５・・・
第３の開閉ダンパ。特許出願人　沖電気工業株式会社代理人　弁理士　　清　水　　守（外１名）オ→亡巨Ｈ
０ホＦレジストぜ゛今兼１の構ル゛じ」第１図ｊ５＄３のμ■■夕゛ンパ第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）ホトレジストの塗布が行われる塗布部と、（ｂ）
ホトレジストの溶媒蒸気を含むガスを塗布部へ送る送気
管と、（ｃ）該送気管に設けられる第３の開閉ダンパと、（ｄ
）ホトレジストの溶媒蒸気を含まないガスを塗布部へ送
る送気管と、（ｅ）該送気管に設けられる第２の開閉ダンパと、（ｆ
）前記塗布部を排気する排気手段が塗布部に接続される
排気管と、（ｇ）該排気管に設けられる第１の開閉ダンパとを具備
することを特徴とするホトレジスト塗布装置。
（２）前記排気管は前記塗布部の下方に三路以上の排気
部を設け、それらを一体化して第１の開閉ダンパへと接
続してなる請求項１記載のホトレジスト塗布装置。