JPH04145618A - コーティング方法 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、コーティング方法に関する。

（従来の技術） 従来から半導体デバイスの製造工程等においては、半導
体ウェハ等の表面にレジスト膜を形成して精密写真転写
技術により、回路パターンの転写か行われており、この
ようなレジスト液の塗布あるいは樹脂の塗布にコーティ
ング装置が用いられている。

半導体ウェハにレジスト膜を形成するコーティング装置
では、レジスト液を半導体ウェハに供給した後、半導体
ウェハを高速回転させ、遠心力によってレジスト液を半
導体ウェハ全面に均一に塗布するいわゆるスピンコータ
が一般的である。

ところで、近年半導体デバイスは、高集積化される傾向
にあり、これにともない、゛半導体デバイスの回路パタ
ーンは、益々微細化される傾向にあるが、このような半
導体デバイスの微細な回路パターンを正確に転写するた
めには、レジスト膜厚を正確に制御することが要求され
る。このため、従来からコーティング装置においては、
レジスト温度の調節、半導体ウェハ温度の調節、回転速
度の調節等によって、レジスト膜の絶対膜厚の精度およ
び膜厚の面内均一性を改善するための努力がなされてい
る。

また、従来は解放雰囲気下でレジスト塗布を行っていた
が、半導体ウェハを気密性を有するチャンバ内に収容し
、このチャンバ内を例えば所定の溶媒ガス雰囲気として
レジスト塗布を行うコーティング装置が提案されている
。このような気密雰囲気下でレジスト塗布を行うコーテ
ィング装置では、解放雰囲気下でレジスト塗布を行う場
合に較べて低速回転で塗布を実施することができ、例え
ば、段差付きウェハ等に対称にレジスト塗布を行えると
いう特徴を有している。

（発明が解決しようとする課Ｂ） 通常、解放雰囲気下でレジスト塗布を行うコーティング
装置では、半導体ウェハにレジスト液を供給するレジス
トノズルにノズル移動機構が設けられており、半導体ウ
ェハの中央部にレジスト液ヲ滴下した後、レジストノズ
ルが半導体ウェハ側方の待避位置へ例えばスイシグする
如く移動し、例えばレジストノズルに付着したレジスト
液が半導体ウェハ上に落ちるいわゆるボタ落ち等が生じ
ないよう構成されている。

しかしながら、上述した気密性を有するチャンバ内に半
導体ウェハを収容し、レジスト塗布を行うコーティング
装置では、チャンバ内の半導体ウェハ上部の空間に制約
があり、また、チャンバ内の半導体ウェハ上部に例えば
非対称形状に突起物（ノズル移動機構等）が存在すると
チャンバ内の気流を乱し、形成されるレジスト膜厚に悪
影響を与えるため、上述したノズル移動機構をそのまま
用いることができず、ノズル移動機構の構造が複雑にな
るという問題がある。また、レジストノズルを固定式に
すると、半導体ウェハの中央部上方にレジストノズルを
固定しなければならず、レジスト液のボタ落ち等が生じ
易くなる等の問題が生じる。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、気密雰囲気下で良好な塗布処理を行うことのできるコ
ーティング方法を提供しようとするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、チャンバ内の気密雰囲気下で被処理
基板を回転させ、該被処理基板面上に塗布液を塗布する
コーティング方法において、前記チャンバの外からノズ
ルを解放雰囲気下で前記被処理基板上方に相対的に移動
させ前記塗布液を前記被処理基板上に供給する工程と、
この後、上記ノズルをチャンバの外に移動させる工程と
、気密雰囲気下で前記被処理基板を回転させる工程とを
具備してなることを特徴とする。

（作　用） 本発明のコーティング方法では、チャンバの外からノズ
ルを移動させ、解放雰囲気下で被処理基板に塗布液を供
給し、この後、気密雰囲気下で被処理基板を回転させ塗
布する方法にある。

すなわち、例えば前述した解放雰囲気下で塗布を行うコ
ーティング装置と同様なレジストノズルおよびノズル移
動機構をチャンバの外に設ける。

そして、例えばチャンバの被処理基板ロード・アンロー
ド用開口からレジストノズルをチャンバ内に移動挿入し
、解放雰囲気下で被処理基板上表面にてきる限り近い位
置で塗布液を供給し、レジストノズルをチャンバ外に移
動させた後ロード・アンロード用開口を閉じて気密雰囲
気下で被処理基板を回転させる。

したがって、レジストノズルおよびノズル移動機構の構
造を複雑化することなく、気密雰囲気下で均一なレジス
ト膜を形成できる。

（実施例） 以下、本発明を半導体ウェハにレジスト膜を形成するコ
ーティング方法に適用した一実施例を図面を参照して説
明する。

第１図および第２図に示すように、コーティング装置に
は、例えばアルミニウムあるいはステンレス等から円筒
状に形成され、内部を気密に保持可能に構成されたチャ
ンバ１が設けられている。

このチャンバ１は、上部カバー１ａと、外カップ１ｂと
、内カップ１ｃとから構成されており、これらは、図示
しない昇降機構により、相対的に上下動可能に構成され
ている。

第２図に示す状態は、これらを互いに当接させて内部を
気密に保持し、レジスト液の塗布処理を実施可能な状態
を示している。この状態では、外カップ１ｂと、内カッ
プ１ｃとの間に、所望の液体を貯留可能な液溜め１ｄが
形成され、外カップ１ｂに接続された液体導入配管２か
ら所望の液体例えば溶媒Ｓを液溜め１ｄへ導入すること
により、チャンバ１内をこの溶媒ガスを含む雰囲気とす
ることができる。また、第２図に示す状態がら、外カッ
プ１ｂに対して内カップ１ｃか下降するようこれらを相
対的に上下に移動すると、液溜め１ｄ内の溶媒Ｓが内カ
ツプ１ｃ内に流れ落ち、ここから図示しないドレイン配
管により導出されてチャンバ１外に排出されるよう構成
されている。

また、第１図は、第２図に示す状態から、外カップ１ｂ
に対して上部カバー１ａが上昇するようこれらを相対的
に上下に移動し、外カップ１ｂと上部カバー１ａとの間
に半導体ウェハ３をロード・アンロードするだめの空隙
を形成した状態を示している。

上記チャンバ１内には、半導体ウェハ３を例えば真空チ
ャック等により吸着保持して高速回転可能に構成された
スピンチャック４が設けられている。このスピンチャッ
ク４は、上下動可能に構成されており、スピンチャック
４とチャンバ１　（内カップｌｃ）との間には、これら
の間を気密に閉塞し、さらにスピンチャックの上下動を
可能にするための機構として例えば蛇腹機構５が設けら
れている。

また、上記チャンバ１内のスピンチャック４上方には、
半導体ウェハ３の回転によって生じるチャンバ１内の気
流を調整し、レジスト膜厚の面内均一性を向上させるた
めの気流調整板６が設けられている。この気流調整板６
は、例えばアルミニウムあるいはステンレス等からなり
、形状は例えば三角形状に形成されている。

この実施例の場合、６インチ径の半導体ウェハ３にレジ
スト塗布可能な如く、チャンバ１内径（第２図に符号り
て示す）がほぼ１６０１ｍとされており、塗布中におけ
る半導体ウェハ３表面からチャンバ１天井部までの高さ
（第２図に符号Ｈで示す）かほぼ８０１Ｉｌｆｆｌとな
るよう設定されている。このため、上記気流調整板６の
形状および寸法は、チャンバ１の形状および寸法に合せ
て設定されている。この気流調整板６は、第３図に示す
ように複数例えば三角形状の板が気流に対して直行する
如く　４枚配置されている。

なお、本実施例では、チャンバ１内に三角形状の気流調
整板６を、半導体ウェハ３表面に対してほぼ垂直になる
よう　４枚設けたが、気流調整板６の形状、寸法、枚数
、配置位置、配置角度等は変更可能であり、また、塗布
条件、例えば、半導体ウェハ３の回転数、回転時間、レ
ジスト液の種類等の条件との組合せによって、成膜状態
は変化するので、これらを最適に選択することにより、
よりレジスト膜厚の面内均一性を向上させることができ
る。

上記チャンバ１の外側には、レジストノズル１０および
このレジストノズル１０を移動させるためのノズル移動
機構１１が設けられている。このレジストノズル１０は
、図示しないレジスト容器に接続されており、例えば高
圧窒素等のガス圧でレジスト容器内のレジスト液を圧送
し、予め設定された所定量ずつレジスト液をレジストノ
ズル１０から噴出させるよう構成されている。また、ノ
ズル移動機構１１は、上記レジストノズル１０を、第３
図に示すようなレジスト供給位置（半導体ウェハ３中央
部上方）ＰＩと、待避位置くチャンバ１外側）Ｐ２との
間で移動させるためのもので、この実施例では、レジス
トノズル１０が固定されたスイングアーム１２と、この
スイングアーム１２を回動させるだめのモータ１３等か
ら構成されている。なお、このノズル移動機構１１は、
例えばレジストノズル１０を直線状に移動させる機構等
どのようなものでもよい。

また、スピンチャック４には、駆動用モータの熱等が半
導体ウェハ３に伝わらないようにして、半導体ウェハ３
を所定温度に保つ図示しない温度調節機構が設けられて
おり、レジスト液供給系にも、レジスト液の温度を調節
するための図示しない温度調節機構が設けられている。

次に、第４図を参照して本実施例のコーティング装置の
動作およびコーティング方法を説明するまず、気密チャ
ンバの外カップ１ｂに対して上部カバー１ａが上昇する
ようこれらを相対的に上下に移動し、外カップ１ｂと上
部カバー１ａとの間に半導体ウェハ３をロード・アンロ
−ドするための空隙を形成するとともに、スピンチャッ
ク４を上昇させ、この上昇させたスピンチャック４上に
、例えば自動搬送装置等により半導体ウェハ３をロード
する。なお、この時レジストノズル１０は、チャンバ１
外側の待避位置Ｐ２に位置させる（Ａ）。

次に、スピンチャック４を下降させ、ノズル移動機構１
１のモータ１３を駆動して、レジストノズル１０を半導
体ウェハ３中央部上方の供給位置Ｐ１のチャンバ内に移
動させ、半導体ウェハ３中央部に所定量の塗布液例えば
レジスト液を供給例えば滴下する（Ｂ）。

この後、レジストノズル１０をチャンバ１外側の待避位
置Ｐ２に移動し、外カップ１ｂと上部カバー１ａとか当
接するようこれらを相対的に上下に移動する。そして、
これらの間のロード・アンロード用空隙を閉塞し、チャ
ンバ１内を気密状態として、スピンチャック４により半
導体ウェハ３を所定の回転数で所定時間例えば回転数２
０００ｒｐ１１で３０秒回転させ、遠心力によりレジス
ト液を半導体ウェハ３のほぼ全面に均一に塗布する（Ｃ
）。

このように、チャンバ１内の気密雰囲気下でレジスト塗
布を実施すると、解放雰囲気下で塗布する場合に較べて
低速回転で塗布を実施することができ、例えば大口径ウ
ェハや、段差付きウェハ等へのレジスト塗布に好適であ
り、特に段差付きウェハに塗布した場合には、段差の周
りに対称にレジストを塗布できる。

しかる後、再び外カップ１ｂと上部カバー１ａとの間に
半導体ウェハ３をロード・アンロードするための空隙を
形成し、低速例えば回転数５００ｒｐｍで半導体ウェハ
３を回転させて乾燥を行った後、スピンチャック４を上
昇させ、例えば自動搬送装置等によりスピンチャック４
から半導体ウェハ３をアンロードする（Ｄ）。

すなわち、本実施例のコーティング装置では、レジスト
ノズル１０およびノズル移動機構１１をチャンバ１の外
側に設け、半導体ウェハ３をチャンバ１内にロードした
後、ロード・アンロード用の開口からレジストノズル１
０をチャンバ１内に挿入して半導体ウェハ３にレジスト
液を供給し、しかる後、ロード・アンロード用の開口を
閉して気密雰囲気内で半導体ウェハ３を回転させ、レジ
スト塗布を実施する。

したがって、レジストノズル１０およびノズル移動機構
１１等は、従来の解放雰囲気下で塗布を実施するコーテ
ィング装置のものをそのまま使用することができ、これ
らをチャンバ１内に設ける場合のスペースおよび形状等
の制約がないので、その構造が複雑化することを回避す
ることができ、かつ、気密雰囲気下で良好な塗布処理を
行うことができる。

上記実施例ではレジスト液の塗布について説明したか、
気密雰囲気下で塗布する方法であればいずれの塗布液で
も良い。さらに本実施例では完全気密にした例を示した
か、余剰のレジスト液および雰囲気溶媒Ｓを排出するた
めのトレイン側は、解放にしておいても良い。

「発明の効果〕 以上説明したように、本発明のコーティング方法によれ
ば、被処理基板に塗布液を供給するノズルおよびこのノ
ズルを移動させるノズル移動機構をチャンバ内に設けて
いないため、その機構を複雑化することない。さらにレ
ジスト膜の塗布は気密雰囲気下で行うことから、段差ウ
ェハ等にも対称に塗布できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明方法の一実施例を説明する
ためのコーティング装置の構成を示す図、第３図は第１
図のコーティング装置の横断面を示す図、第４図は第１
図のコーティング装置の動作を説明するための図である
。 １・・・・・チャンバ、２・・・・・・・・・液体導入
配管、３・・・・・・半導体ウェハ　４・・・・・・ス
ピンチャック、５・・・・・蛇腹機構、６・・・・・・
気流調整板、１０・・・・・・レジストノズル、１１・
・・・・・ノズル移動機構、１２・・・・・・スイング
アーム、１３・・・・・・モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）チャンバ内の気密雰囲気下で被処理基板を回転さ
   せ、該被処理基板面上に塗布液を塗布するコーティング
   方法において、 前記チャンバの外からノズルを解放雰囲気下で前記被処
   理基板上方に相対的に移動させ前記塗布液を前記被処理
   基板上に供給する工程と、この後、上記ノズルをチャン
   バの外に移動させる工程と、気密雰囲気下で前記被処理
   基板を回転させる工程とを具備してなることを特徴とす
   るコーティング方法。