JPH0521306A - 基板にレジストを塗布する方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板にレジストを塗布する工程において、遠
心力によって飛散して廃液となるレジストの量を減少さ
せる。 【構成】 ウェハ７を低速回転させつつ、ウェハ７の中
心部から半径方向外方に向って移動する管状ノズル１を
介してフォトレジスト液を連続的にウェハ７上に供給す
ることによってウェハ７の上面を覆うフォトレジスト液
の液膜を形成させる。しかる後にウェハ７を高速回転さ
せることにより前記フォトレジスト液の液膜を所定の膜
圧まで減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウェハ等の基板にフォト
レジスト等のレジストを塗布する方法およびその装置に
関し、特に回転する基板上に液状のレジストを供給し
て、遠心力を利用して均一な塗膜を形成させる方法およ
びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体用フォトレジスト塗布装置
は、ポンプ等によって給送されたフォトレジスト液を、
ウェハ等の基板の上方に配置された供給装置によって基
板の中心部へ吐出または滴下した後、基板を高速で回転
させることによってフォトレジスト液を遠心力で基板表
面に均一に分散させて塗布を行っている。この方法で
は、基板上に塗膜となって残るフォトレジスト液は通常
１〜２％程度であり、残りは廃液となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によれ
ば、前述した通り、吐出または滴下されたフォトレジス
ト液の９８〜９９％程度が利用されないまま廃液として
処理されるため、基板１枚あたりに必要となるフォトレ
ジスト液の材料コストが高く、また多量の廃液を処理す
るための設備もコスト高となる。

【０００４】本発明の目的は、基板にレジストを塗布す
る工程において、遠心力によって飛散して廃液となるレ
ジストの量を減少させることが可能な、基板にレジスト
を塗布する方法およびその装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の基板にレジストを塗布する方法は、基板
を低速回転させつつ、前記基板の中心部から半径方向外
方に向かって移動する細管ノズルによって前記基板の表
面にレジスト液を連続的に供給する工程と、前記レジス
ト液が供給された前記基板を高速回転させる工程とから
なる。

【０００６】前記方法において、細管ノズルが基板の半
径方向外方に移動するにつれて、低速回転する基板の回
転速度を減少させたり、あるいは逆に細管ノズルの移動
速度を減少させてもよい。また本発明の基板にレジスト
を塗布するための装置は、基板を保持する回転ステージ
と、前記回転ステージの回転速度を可変とするための変
速手段を有する回転ステージ駆動手段と、上記回転ステ
ージ上の基板の上方に配置されたレジスト液を供給する
ための細管ノズルと、前記細管ノズルを上記基板の半径
方向に往復移動させるための細管ノズル駆動装置とを設
けたことを特徴とする。

【０００７】また、前記装置において、細管ノズルとし
て、楕円形断面を持つフラット管を用いてもよい。

【０００８】

【作用】本発明の方法および装置によれば、低速回転す
る基板に対して、基板の中心部から半径方向外方へ向っ
て移動する細管ノズルによってレジスト液を連続的に供
給することによって、細管ノズルから吐出されたレジス
ト液を基板表面を覆う液膜として基板上に供給すること
ができる。基板表面にレジスト液を液膜として供給後、
基板を高速度で回転させて所定の膜厚まで減少させる。

【０００９】また、基板の回転速度および細管ノズルの
移動速度を細管ノズルの直径の他の条件に応じて制御す
ることにより、細管ノズルから吐出されたレジスト液の
液膜を凹凸のない平坦な表面をもつ液膜として基板上に
供給することができる。

【００１０】また細管ノズルとして楕円形断面をもつフ
ラット管を用いることにより、レジスト液の供給に必要
とされる操業時間を短縮することができる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を添付図面を参照して説明す
る。

【００１２】図１は第１実施例を示す模式図であって、
符号１は細管ノズルである断面円形状の管状ノズルを示
し、該管状ノズル１はノズルマウント２によって保持さ
れ、レジスト液であるフォトレジスト液はポンプ等（図
示せず）に連結されたフォトレジスト液供給管３によっ
て管状ノズル１へ供給される。ノズルマウント２はガイ
ド棒４に沿って水平方向に移動可能に配置され、モータ
ー６によって回転される駆動ねじ５によって水平方向に
移動する。基板であるウェハ７は回転ステージ８上に保
持される。ウェハ７を載置した回転ステージ８、管状ノ
ズル１および、管状ノズル移動機構の一部は、フォトレ
ジスト液の飛散を防ぐためのカバー９によって包囲され
ている。

【００１３】管状ノズル１は図２に示すように円形断面
を持ち、下端がウェハ７の上面に対向して開口してい
る。

【００１４】上述のように構成された装置において、回
転ステージ８を低速で回転させつつ、ポンプ等によって
フォトレジスト液をフォトレジスト液供給管３に給送
し、管状ノズル１を介して低速回転するウェハ７上に吐
出する。同時に駆動ねじ５の回転によってノズルマウン
ト２がガイド棒４に沿って移動し、その結果、ウェハ７
の回転開始時にウェハ７の中心線上に位置した管状ノズ
ル１は、ウェハ７上に連続的にフォトレジスト液を吐出
しつつ半径方向外方へ向って連続的に移動する。

【００１５】半径方向外方に向って移動する管状ノズル
１から吐出されたフォトレジスト液は、ウェハ７の表面
において液膜を形成する。

【００１６】ウェハ７を載置する回転ステージ８は変速
手段１１によって回転速度を調節可能であり、また、駆
動モータ６の変速手段１２によって管状ノズル１の移動
速度を制御することが可能である。以上の説明から明ら
かなように、ノズルマウント２、ガイド棒４、駆動ねじ
５および駆動モータ６によって管状ノズル１を基板の半
径方向に往復移動させるための細管ノズル駆動装置が構
成されている。

【００１７】ここで、ウェハ７上に供給されるフォトレ
ジストの液膜が凹凸のない平坦な表面をもつ液膜となる
ためには次の条件を満たすことが必要である。

【００１８】ウェハ７の回転数ω［ｒａｄ／ｓｅｃ］、
管状ノズル１の移動速度Ｌ［ｍｍ／ｓｅｃ］、管状ノズ
ル１の直径Ｄ［ｍｍ］とするとウェハ１回転当りの管状
ノズル１の半径方向移動量は（２πＬ）／ωであるから Ｄ＞（２πＬ）／ω・・・（１） の条件が満足されればウェハ７上に吐出されたフォトレ
ジスト液は波立つことなく図３に示すように平坦な表面
をもつ液膜となる。もし Ｄ＜（２πＬ）／ω・・・（２） であれば、ウェハ７上に吐出されたフォトレジスト液は
図４に示すような螺旋状の縞または畝となる。従って、
前述の変速手段１１．１２によってウェハ７の回転速度
および管状ノズル１の移動速度を式（１）で表わされる
条件を満たすように制御することによって管状ノズル１
から供給されるフォトレジスト液を平坦な液膜としてウ
ェハ７に供給する。ただし、実際のフォトレジスト塗布
工程においては、フォトレジスト液の粘性、供給速度そ
の他の特性により、上記の式（１）で表わす条件が変化
する。

【００１９】上述の方法によってフォトレジスト液をウ
エハ７上に平坦な液膜として供給した後、回転ステージ
８を高速回転させて、遠心力によってフォトレジストの
液膜を所定の膜圧まで減少させる。

【００２０】次に本発明の第２実施例について図５に基
づいて説明する。本実施例は、上述の第１実施例に用い
られた細管ノズルである円形断面を持つ管状ノズルに替
えて、楕円形断面を持つフラット管からなるフラット管
ノズル２１を用いるもので、その他の装置構成は図１に
ついて説明したものと同様である。図５に示すフラツト
管ノズル２１は低速回転するウエハ７上方に、フラット
管ノズル２１の楕円形断面の長軸Ｄ1 がウェハ７の半径
方向すなわちノズルの移動方向と一致するように配置さ
れる。フラット管ノズル２１の移動速度Ｌはウェハ７の
回転速度ωとの関係で前述の式（１）の条件によって制
約を受けるが直径Ｄの円形断面を持つ管状ノズルの代り
に、本実施例の長軸Ｄ1 をもつフラット管ノズル２１を
使用すると、フラット管ノズル２１の移動速度をＤ1 ／
Ｄ倍に増加させても、ウェハ７表面に吐出されたフォト
レジスト液が螺旋状の縞又は畝を生じることなく平坦な
表面をもつ液膜を形成させることができる。従ってフォ
トレジスト液の供給に要する時間を短縮することができ
る。

【００２１】さらに本発明の第３実施例について説明す
る。本実施例においては管状ノズル１またはフラット管
ノズル２１（以下「細管ノズル」という。）がウェハ７
の半径方向外方へ移動するにつれて、回転ステージ８の
変速手段１１によってウェハ７の回転速度が減少するよ
うに制御される。

【００２２】ウエハ７の回転速度が一定である場合に
は、細管ノズルがウェハ７の外縁に近づくにつれて周速
度が大きくなり、細管ノズルによるフォトレジスト液の
単位面積当りの供給量が減少するが、細管ノズルがウェ
ハ外周縁に近づくにつれてウエハの回転速度を減じるこ
とでこれを補い、ウェハ７上に供給されるフォトレジス
ト液膜の厚さを均一にすることができる。また、ウエハ
７の回転速度を一定として細管ノズルの移動速度を減少
させても同じ効果がある。

【００２３】上記各実施例において、フォトレジストに
ついて説明したが、これに限らず本発明は、電子線レジ
スト、Ｘ線レジスト等の各種レジストに用いることがで
きることはいうまでもない。

【００２４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、レジス
ト液を基板表面に液膜状に供給することができるため、
基板を高速回転させたときに、遠心力によって基板の外
周縁から外方へ飛散するレジスト液の量を減少させるこ
とができる。従って基板１枚当りに消費されるレジスト
の量が減少し、廃液となるレジストの量も減少するた
め、レジストの材料コストおよびレジスト廃液処理施設
のコストの低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の装置の説明図である。

【図２】第１実施例の管状ノズルの主要部を示し、
（Ａ）はその低面図、（Ｂ）はその部分断面図である。

【図３】第１実施例において管状ノズルの移動速度およ
び回転ステージの回転速度が適切に制御された場合のフ
ォトレジスト液供給状態を示す説明図である。

【図４】第１実施例において管状ノズルの移動速度が回
転ステージの回転速度に比べて適切でない場合のフォト
レジスト供給状態示す説明図である。

【図５】第２実施例に使用されるフラット管ノズルの主
要部を示し、（Ａ）はその底面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ
−Ａ' 線に沿った部分断面図である。

【符号の説明】

１ 管状ノズル ２ ノズルマウント ３ レジスト液供給管 ５ 駆動ねじ ６ 駆動モーター ７ ウェハ ８ 回転ステージ １１ 駆動モーターの変速手段 １２ 回転ステージの変速手段 ２１ フラット管ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０２ 7818−2Ｈ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を低速回転させつつ、前記基板の中
   心部から半径方向外方に向って移動する細管ノズルによ
   って前記基板の表面にレジスト液を連続的に供給する工
   程と、前記レジスト液が供給された基板を高速回転させ
   る工程とからなる基板にレジストを塗布する方法。
2. 【請求項２】 細管ノズルが基板の中心部から半径方向
   外方へ移動するにつれて、低速回転する基板の回転速度
   を減少させることを特徴とする請求項１記載の基板にレ
   ジストを塗布する方法。
3. 【請求項３】 細管ノズルが基板の中心部から半径方向
   外方へ移動するにつれて、細管ノズルの移動速度を減少
   させることを特徴とする請求項１記載の基板にレジスト
   を塗布する方法。
4. 【請求項４】 基板を保持する回転ステージと、前記回
   転ステージの回転速度を可変とするための変速手段を有
   する回転ステージ駆動手段と、前記回転ステージ上の基
   板の上方に配置されたレジスト液を供給するための細管
   ノズルと、前記細管ノズルを前記基板の半径方向に往復
   移動させるための細管ノズル駆動装置を設けたことを特
   徴とする基板にレジストを塗布する装置。
5. 【請求項５】 細管ノズル駆動装置が変速手段を備えて
   いることを特徴とする請求項５記載の基板にレジストを
   塗布する装置。
6. 【請求項６】 細管ノズルが楕円形断面を持つフラット
   管によって構成されていることを特徴とする請求項５ま
   たは６記載の基板にレジストを塗布する装置。