JPH08107063A - レジスト塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 いかなる種類のレジストであっても、ウェハ
ー周縁（オリフラ含む）の余剰レジストのみを除去可能
で、高粘度のレジストを用いた厚膜の形成に際しても均
一な厚さのレジスト被膜を形成することのできるレジス
ト塗布装置を提供する。 【構成】 ウェハー１上にレジストを流下するレジスト
塗布用ノズル４と、ウェハー１を載置し回転させる基体
２を具備するレジスト塗布装置において、基体２をウェ
ハー１より小さく形成した載置部２ａと、中央にウェハ
ー１と相似形にかつウェハー１よりも大きく形成した中
空部１１を有し中空部１１内に位置させた載置部２ａに
複数の支持板２ｃを介して支持されたリング部２ｂとで
構成し、載置部２ａ上面とリング部２ｂ上面の位置にウ
ェハー１の厚さと略一致する段差を設け、基体２の下方
に、レジスト除去溶剤を噴出するリンスノズル７を配設
し、リンスノズル７のレジスト除去溶剤吐出口を載置部
２ａ上に載置されたウェハー１とリング部２ｂとの間隙
に指向させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置のレジ
スト塗布装置に係り、特にレジスト膜を均一に塗布する
のに好適な装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子製造の各工程におい
て、写真触刻工程及び半導体基板（以下ウェハーと称
す。）のレジスト膜形成工程では、ウェハー表面にレジ
ストを回転塗布する処理が行われる。その回転塗布の処
理は通常、回転機構を備えた基体上に真空吸着等で載置
されたウェハー表面上にレジストをノズルから流下して
ウェハー面上に広がるのを待ち、次にウェハー面と直交
する軸でウェハーを急に高速で回転し、余分のレジスト
を遠心力で飛散させて均一な厚さの薄膜を作る。レジス
ト塗布処理の後工程において、フォトレジストによる微
細なパターンを形成するため、レジスト膜表面には高精
度の平坦度が必要とされる。しかし、レジストは液状樹
脂であるため、ある程度の粘性を持っており、ウェハー
に塗られたレジストは基体の遠心回転により飛びきらな
いものがウェハー周縁に残り、レジストの厚みがウェハ
ーの中心部と外周部とで異なったり、山形に残ったりす
るクラウンの問題がある。このため、装置上方に付設し
たノズルからウェハー周縁にレジスト除去溶剤やアッシ
ングガスを噴射し余剰レジストを除去する等の方法があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置では実用上、オリエンテーションフラット（以
下、オリフラと略称する。）部分のクラウンを除去する
ことは難しく、後工程である露光時に部分的にレジスト
膜厚が異なるため、露光精度上問題となり不良素子を作
ってしまう。特に膜厚を厚く塗布するため高粘度のレジ
ストを使用すると、実際には３０μｍのレジスト厚に対
してウェハー周縁のクラウン厚は６０〜８０μｍにもな
るため、オリフラのみならずその他の周縁においてもク
ラウンの除去は困難である。

【０００４】結果、次工程において、上記のクラウンを
除去する工程が必要となったり、オリフラ部分のクラウ
ン除去が行えなかったり、たとえ行ったとしてもクラウ
ンの形成された範囲が広い場合には大幅にウェハーの歩
留まり低下を招いてしまったりという問題があり、工程
増、コスト増にもつながるといった問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題点を解消し、いかなる
種類のレジストであっても、ウェハー周縁（オリフラ含
む）の余剰レジストのみを除去可能で、高粘度のレジス
トを用いた厚膜の形成に際しても均一な厚さのレジスト
被膜を形成することのできるレジスト塗布装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のレジスト塗布装置は、半導体基板上にレジ
ストを流下するレジスト塗布用ノズルと、該半導体基板
を載置し回転させる基体を具備するレジスト塗布装置に
おいて、前記基体を前記半導体基板より小さく形成した
載置部と、中央に前記半導体基板と相似形にかつ該半導
体基板よりも大きく形成した中空部を有し該中空部の内
側に位置した前記載置部に複数の支持板を介して支持さ
れたリング部とから形成し、前記載置部上面と前記リン
グ部上面の位置に前記半導体基板厚さと略一致する段差
を設け、前記基体の下方に、レジスト除去溶剤を噴出す
るリンスノズルを配設し、該リンスノズルのレジスト除
去溶剤吐出口を前記載置部上に載置された半導体基板と
前記リング部の間隙に指向させるように構成している。

【０００７】また、本発明のレジスト塗布方法は、前記
半導体基板を前記リング部の中空部に該半導体基板周縁
と該中空部内壁面に間隙を持たせて嵌合し、前記載置部
上に載置する工程と、前記レジスト塗布用ノズルよりレ
ジストを流下し、前記基体を回転し、該レジストを塗布
する工程と、前記半導体基板と前記リング部の間隙に前
記リンスノズルよりレジスト除去溶剤を噴出・塗布し、
前記半導体基板上に塗布されたレジストと前記リング部
上に塗布されたレジストを溶断・分離する工程とを有す
るように構成している。

【０００８】

【作用】ウェハー上のレジストは回転につれその周縁が
リング部上にまで延在するようになり、クラウンを形成
する余剰レジストはリング部上に発生する。その結果ウ
ェハー上には余剰レジストは存在せず、形成されたレジ
スト膜は均一の厚みとなる。ウェハーとリング部との間
隙に横たわるレジストはリンスノズルより噴出されるレ
ジスト除去溶剤により溶解除去される。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に沿って説明す
る。図１は本発明の一実施例の断面を模式的に示した
図、図２は図１の実施例の基体上面を示す図である。１
は単結晶シリコン等からなるウェハーを示す。２は図示
しない駆動源に連動するシャフト１３に支持された載置
部２ａとその周りに配置したリング部２ｂ及びリング部
２ｂを載置部２ａに支持するための支持板２ｃからなる
基体、４はレジスト３をウェハー１に流下させるための
レジスト塗布用ノズル、５はウェハー１の遠心回転によ
っても飛散せず周縁に溜まり、クラウンを形成している
余剰レジスト、６は図示しない液溜め部よりポンプで汲
み上げたレジスト除去溶剤をリング部２ｂ上に滴下する
クリーニングノズル、７はウェハー周縁にレジストが付
着しないようにするため、基体２の下方に配置され図示
しない液溜め部よりポンプで汲み上げたレジスト除去溶
剤をウェハー１とリング部２ｂの間隙に噴出するリンス
ノズル、８はリング部２ｂの中空部１１に設けたオリフ
ラ１２の位置決め用の検出板（裏面に設置）、９は検出
板８の存在を確認する光電センサ、１０はコーターカッ
プを示す。

【００１０】本例において、載置部２ａとリング部２ｂ
のそれぞれの上面は載置部２ａ上に載置されるウェハー
１の厚さ分の段差が設けられ、ウェハー１上面とリング
部２ｂ上面は面一となっている。また、従来同様載置部
２ａにはシャフト１３内の真空配管と連通する複数の透
孔があり、ウェハー１の真空吸着が可能となっている。
リング部２ｂにはウェハー１と相似形かつウェハー１よ
りも大きく形成した中空部１１が形成されており、相似
形ゆえにリング部２ｂにもウェハー１のオリフラ１ａに
対応するオリフラ１２を有する。ウェハー１が基体２に
載置される前に基体２を低速回転し光電センサ９にて検
出板８を検出することによって基体２の位置決めを行
う。その後ウェハー１が中空部１１にその内壁面と間隙
をもって嵌合され、載置部２ａ上に載置固定される。な
お、ウェハー１の搬入は、ウェハー１を予めオリフラ１
ａを基準として位置決めしておき、次いで搬送アーム
（図示せず）で運ぶことによって行われる。従ってこの
一連の位置決め操作により、オリフラ１ａとオリフラ１
２は平行に対向配置され、ウェハー１周縁と中空部１１
内壁の間隙は全周に亘って均一にできる。続いて、ウェ
ハー１上にレジスト３がレジスト塗布用ノズル４から流
下され、基体２が回転する。その遠心回転によりある程
度の余剰レジストが除去され、飛散しきれない余剰レジ
スト５はリング部２ｂの上面に成長する。

【００１１】一方、必要に応じレジスト塗布後のウェハ
ー１の端面にレジスト３が付着するのを防ぐため、レジ
ストの回転塗布時にリンスノズル７からレジスト除去溶
剤を噴出・塗布する。リンスノズル７はその先端をウェ
ハー１とリング部２ｂの間隙近傍に指向し、レジスト除
去溶剤の到達範囲はオリフラ１ａとその他のウェハー１
の外周との位置偏差を包含するよう広くしてある。レジ
スト３の塗布完了後、基体２を低速回転しながらリンス
ノズル７からレジスト除去溶剤を噴出・塗布し、ウェハ
ー１とリング部２ｂの間隙に横たわるレジストを溶解
し、ウェハー１上に形成された均一なレジスト膜とクラ
ウンの形成されたリング部２ｂ上の余剰レジストを溶断
・分離する。

【００１２】最後に、レジスト膜が形成されたウェハー
１を搬出後、基体２を回転させ、クリーニングノズル６
からレジスト除去溶剤を滴下し、リング部２ｂ上面に残
留した余剰レジスト５を除去する。なお、ウェハー１の
搬出は、図示しないアクチュエータに連動する突き上げ
ピン１４、１４、・・・が上昇し、ウェハー１を持ち上
げ、上記搬送アームがウェハー１を運ぶことによって行
われる。

【００１３】以上、実施例について述べたが、本発明は
種々の変更が可能である。例えば上記実施例ではリンス
ノズル７を管状とし、レジスト除去溶剤の噴出範囲を広
げることでウェハーの全周にレジスト除去溶剤を塗布す
るように構成したが、先端を細くし、レジスト除去溶剤
の噴出範囲を狭め、ウェハー１の外周位置の変位に沿っ
て可動させるようにするか、幅の広いノズルを使用する
ことによってもオリフラ１ａとオリフラ１２の隙間に溜
まるレジストを除去することができる。また、リング部
２ｂの位置決めに検出板８を使用したが、リング部２ｂ
に透孔を設け、光電センサ９が該透孔を検出する構成と
しても良く、センサも光電センサでなく、磁界や静電容
量の変化に反応する他のセンサを使用しても良い。余剰
レジストがウェハーとリング部の間隙に流れ込まずにリ
ング部上へ移動し、リンスノズルから噴出されるレジス
ト除去溶剤が十分にレジストへ接触するためのウェハー
とリング部の間隙は０．５〜５ｍｍ好ましくは１〜２ｍ
ｍである。

【００１４】

【効果】以上説明したように、本発明はウェハー上面と
面一に延長させたリング部上面に遠心回転により広がっ
たレジストの余剰レジストが溜まるため、オリフラ部分
を含むウェハー周縁にクラウンの発生もなく、均一な膜
厚を形成することができ、後工程における露光精度も上
げられる。また、高粘度のレジストを使用した場合で
も、従来装置のようにクラウン除去工程が必要になると
いったことはなくなり、コストダウンを図ることができ
る。また、ウェハー裏面や端面にレジストの付着がない
ため、後工程で問題となるレジスト剥離や遊離レジスト
粉の発生がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の説明図である。

【図２】図１の実施例に使用する基体上面を示す図であ
る。

【符号の説明】

１、ウェハー １ａ、オリフラ ２、基体 ２ａ、載置部 ２ｂ、リング部 ２ｃ、支持板 ３、レジスト ４、レジスト塗布用ノズル ５、余剰レジスト ６、クリーニングノズル ７、リンスノズル ８、検出板 ９、光電センサ １０、コーターカップ １１、中空部 １２、オリフラ １３、シャフト １４、突き上げピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上にレジストを流下するレジ
   スト塗布用ノズルと、該半導体基板を載置し回転させる
   基体を具備するレジスト塗布装置において、前記基体を
   前記半導体基板より小さく形成した載置部と、中央に前
   記半導体基板と相似形にかつ該半導体基板よりも大きく
   形成した中空部を有し該中空部内に位置させた前記載置
   部に複数の支持板を介して支持されたリング部とから形
   成し、前記載置部上面と前記リング部上面の位置に前記
   半導体基板厚さと略一致する段差を設け、前記基体の下
   方に、レジスト除去溶剤を噴出するリンスノズルを配設
   し、該リンスノズルのレジスト除去溶剤吐出口を前記載
   置部上に載置された前記半導体基板と前記リング部の間
   隙に指向させていることを特徴とするレジスト塗布装
   置。
2. 【請求項２】 前記半導体基板を前記リング部の中空部
   に該半導体基板周縁と該中空部内壁面に間隙を持たせて
   嵌合し前記載置部上に載置する工程と、前記レジスト塗
   布用ノズルよりレジストを流下し前記基体を回転し該レ
   ジストを塗布する工程と、前記半導体基板と前記リング
   部の間隙に前記リンスノズルよりレジスト除去溶剤を噴
   出・塗布し、前記半導体基板上に塗布されたレジストと
   前記リング部上に塗布されたレジストを溶断・分離する
   工程とを有することを特徴とする請求項１に記載のレジ
   スト塗布装置を使用したレジスト塗布方法。