JPH0910658A

JPH0910658A - 塗布方法および塗布装置

Info

Publication number: JPH0910658A
Application number: JP18338295A
Authority: JP
Inventors: Shoji Kanai; 昭司金井; Masashige Harashima; 正成原島; Takashi Yamagami; 孝山上; Yoichiro Tamiya; 洋一郎田宮; Shinya Okane; 信哉大金; Masahiro Ishiuchi; 正宏石内; Masayoshi Kanematsu; 雅義兼松; Keizo Kuroiwa; 慶造黒岩
Original assignee: Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1995-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】塗布膜の膜厚分布を均一化し、ミストを速や
かに排出する。【構成】処理容器２内に配されたスピンチャック７で
ウエハ１を保持して回転させフォトレジスト液１８を滴
下して塗布膜１９を形成する塗布装置において、処理容
器の上側にウエハ周りを排気するように配されたメイン
フード８の上側にはフード開口１１との高さを調整自在
のサブフード２１が配設されている。【効果】サブフードの上昇でメインフードの排気力を
補えるため、メインフードによる排気風量を抑制でき、
フォトレジスト液の溶剤蒸発を抑制してウエハ周辺部の
塗布膜の膜厚の増大を抑制できる。メインフードの吸引
力の抑制でミスト１８ａは上方に飛散するため、サブフ
ードで効果的に捕捉してウエハへ戻さずに処理容器の外
部に全て排出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗布技術、特に、被塗
布物を処理容器内に収容して回転させながら塗布材を塗
布する技術に関し、例えば、半導体装置の製造工程にお
いて、半導体ウエハ（以下、ウエハという。）の上にフ
ォトレジストを塗布するのに利用して有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、ウエハ
上にフォトレジストを塗布する塗布装置として、特公昭
５３−３７１８９号公報に示されているように、処理容
器の内部に設けた回転可能なスピンチャック上にウエハ
を載せて保持せしめ、ウエハを回転させながらフォトレ
ジスト液をウエハの表面上に供給してフォトレジストを
塗布するように構成されているものがある。このフォト
レジスト塗布装置においては、高速回転時にフォトレジ
スト液がミスト（以下、フォトレジストミストとい
う。）となってウエハの外方に飛散した後に、処理容器
の内周面に衝突して、跳ね返ることによりウエハに再付
着する危険がある。

【０００３】そこで、従来のフォトレジスト塗布装置に
おいては、処理容器の上側にウエハ周りを排気する排気
フードが被せられてウエハの外方空間に下向きの排気流
が形成されてフォトレジストミストが強制的に外部に排
気されるとともに、排気フードの内周面には内側に行く
に従って上昇するように傾斜された跳ね返り防止面が配
置されることにより、跳ね返ったフォトレジストミスト
がウエハに再付着するのを防止されている。

【０００４】なお、この種のフォトレジスト塗布装置を
述べてある例としては、特開平３−６０７６１号公報が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ウエハ一枚
当たりのペレットの取得数を増加することによって生産
コストを低減するために、ウエハの大径化が進んでい
る。このウエハの大径化に伴ってフォトレジスト液の滴
下量が増加するため、それから飛散するフォトレジスト
ミストの量も増加する。また、ウエハの回転速度も増加
されるため、フォトレジストミストの粒径は小さくな
る。そこで、処理容器からの排気流量を増加することに
よってフォトレジストミストを速やかに処理容器の外部
に排出させる必要が生じている。

【０００６】しかし、前記したフォトレジスト塗布装置
において、処理容器からの排気流量が増加されると、ウ
エハの周辺部における流速が大きくなるため、ウエハの
中央部よりも周辺部におけるフォトレジストの乾燥が促
進されて周辺部の膜厚が厚くなり、ウエハの中央部と周
辺とにおいてフォトレジストの膜厚分布にばらつきが発
生する。その結果、フォトレジストの感光精度や、現像
後の寸法精度が低下するという問題点が発生する。

【０００７】すなわち、フォトレジストの膜形成過程に
おいて、ウエハ付近の流れは、ウエハの回転によって誘
起される回転流と、排気力によって発生する流れとが合
成されたものとなるため、ウエハ中央部におけるフォト
レジストに接触する風量は少なくなり、ウエハ周辺部に
おけるフォトレジストに接触する風量は多くなる。その
結果、ウエハ周辺部におけるフォトレジスト液の溶剤蒸
発が促進されることにより、周辺部のフォトレジストの
膜厚が厚くなることになる。

【０００８】本発明の目的は、塗布膜の膜厚分布を被塗
布物の中央部から周辺部にわたって全体的に均一化する
ことができるとともに、高速回転時に発生するミストを
速やかに排出することができる塗布技術を提供すること
にある。

【０００９】本発明の前記なら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ら明らかに
なるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】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説明すれば、次の通り
である。

【００１１】すなわち、処理容器の内部に配設されてい
るスピンチャックにより被塗布物を保持して回転させな
がら塗布材を表面上に供給して塗布し塗布膜を形成する
塗布方法において、供給された塗布材が被塗布物の全面
に広がるまでの期間は塗布膜の形成回転数よりも大きい
回転数をもって被塗布物を高速回転させ、供給された塗
布材が被塗布物の全面に広がった後に、塗布膜形成回転
数まで減速させて被塗布物を回転させることを特徴とす
る。

【００１２】また、被塗布物周りを排気する排気フード
の上側にサブ排気フードがフード開口の上側空間を排気
するように配設されているとともに、このサブ排気フー
ドはフード開口に対する高さを調整自在に構成されてい
ることを特徴とする。

【００１３】さらに、被塗布物周りを排気する排気フー
ドの上側にサブ排気フードがフード開口の上側空間を排
気するように配設されているとともに、このサブ排気フ
ードはフード開口の開口面積を調整自在に構成されてい
ることを特徴とする。

【００１４】

【作用】前記した第１の手段によれば、供給された塗布
材が被塗布物の全面に広がるまでの期間は塗布膜の形成
回転数よりも大きい回転数をもって被塗布物が高速回転
されるため、塗布材の滴下およびその拡散に際して、少
量の塗布材によって被塗布物の全面に塗布膜を形成する
ことができる。その結果、余分な塗布材を減少させて生
産コストを低減させることができるとともに、塗布膜の
均一化に寄与することができる。また、供給された塗布
材が被塗布物の全面に広がった後に、乱流の影響を受け
ない塗布膜形成回転数まで減速されて被塗布物が回転さ
れるため、塗布膜の形成下では乱流の影響を回避するこ
とができ塗布膜の膜厚分布を被塗布物の周辺部から中央
部にわたって均一に形成させることができる。

【００１５】前記した第２の手段によれば、サブ排気フ
ードの高さ位置の調整によって排気フードの排気風量を
補うことができるため、排気フードの排気風量を抑制す
ることができる。その結果、排気フードによる被塗布物
周りの排気力の影響を抑制することができるため、被塗
布物への排気風の接触量を全体にわたって均等化するこ
とができ、塗布膜の膜厚分布を均一化することができ
る。他方、飛散するミストはサブ排気フードの排気力に
よって吸引されて捕捉されるため、被塗布物に戻ること
はなく、ミストが被塗布物に再付着することは防止され
る。そして、このサブ排気フードの排気力はサブ排気フ
ードの高さを調整することによって増減することができ
るため、排気フードの排気風量の減少の程度に対応して
高さを調整すればよい。

【００１６】前記した第３の手段によれば、第２の手段
と同様に、サブ排気フードの開口面積の増減によってサ
ブ排気フードの排気力を調整することができるため、排
気フードの排気力を補うことができるとともに、ミスト
を確実に補足することができる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるフォトレジス
ト塗布装置を示す正面断面図である。図２はサブフード
下位置の作用を示す正面断面図である。図３は本発明の
一実施例であるフォトレジスト塗布方法のシーケンスを
示す線図である。

【００１８】本実施例において、本発明に係る塗布装置
は、被塗布物としてのウエハ１にフォトレジストを塗布
するためのフォトレジスト塗布装置として構成されてお
り、水平に配置された処理容器２を備えている。処理容
器２は円筒形状の支持部３と、略円形の浅い皿形状に形
成されて支持部３の上端に水平に支持されている処理部
４とを備えている。処理容器２の処理部４の上面の窪み
部にはサーボモータ等の駆動装置５によって回転される
回転軸６が中心線上に配されて挿入されている。処理容
器２の処理部４の窪み内における回転軸６の上端にはス
ピンチャック７が水平回転し得るように配されて固着さ
れており、スピンチャック７は被塗布物としてのウエハ
１を真空吸着によって保持し得るように構成されてい
る。

【００１９】処理容器２の外側上方にはスピンチャック
７に保持されたウエハ１周りを排気する排気フード（以
下、メインフードという。）８が設備されている。メイ
ンフード８は円筒形状に形成された支持部９と、支持部
９の上端から径方向内向きに突設されたフード部１０と
を備えている。フード部１０は円形のリング形状に形成
されており、そのフード開口１１はウエハ１の外径より
も若干大径に形成されて回転軸６と同心円に配設されて
いる。フード部１０の断面形状は内側先端に行くに従っ
て細くなる鋭角の二等辺三角形に形成されており、その
尖端はウエハ１の上面よりも若干だけ上側に位置するよ
うに配設されている。フード部１０の下面によって内側
に行くに従って上昇するように傾斜された跳ね返り防止
面１２が形成されており、この跳ね返り防止面１２はウ
エハ１から飛散して来たフォトレジストミストがウエハ
１の方向に戻らないようにフォトレジストミストを下向
きに反射させるように傾斜されている。

【００２０】メインフード８の支持部９の下端は処理容
器２の支持部３と一体的に連結されており、内外二重円
筒形状に配置されたメインフード８の支持部９と処理容
器２の支持部３との間の空間によって円形環帯形状のメ
イン排気ダクト１３が形成されている。メイン排気ダク
ト１３の上端はメインフード８のフード開口１１に連通
されており、スピンチャック７に保持されたウエハ１の
外周空間を排気するようになっている。メイン排気ダク
ト１３には真空ポンプ等の排気装置１４に接続されたメ
イン排気管１５が接続されており、メイン排気管１５の
途中には可変流量調整弁としてのメインダンパ１６が介
設されている。

【００２１】スピンチャック７の中心の真上にはフォト
レジストが溶剤によって希釈されたフォトレジスト液１
８を滴下するためのノズル１７が昇降駆動装置（図示せ
ず）によって垂直方向に昇降するように設備されてお
り、ノズル１７はフォトレジスト液１８を少量だけウエ
ハ１の上に滴下し得るように構成されている。

【００２２】メインフード８の外側上方にはサブ排気フ
ード（以下、サブフードという。）２１が昇降自在に設
備されており、サブフード２１はメインフード８の支持
部９よりも大径の円筒形状に形成された支持部２２と、
支持部２２の上端から径方向内向きに突設されたフード
部２３とを備えている。フード部２３は円形のリング形
状に形成されており、そのフード開口２４はメインフー
ド８のフード部１０のフード開口１１と同一に形成され
て同軸上に配設されている。このフード部２３は薄板形
状に形成されて水平に張り出すように支持部２２の基端
から９０°に内向きに全体的に屈曲されている。

【００２３】サブフード２１の支持部２２の下端部には
ガイド部２５が円形のチャンネル型鋼形状に一体的に屈
曲成形されており、このガイド部２５の内周はメインフ
ード８の支持部９の外周に摺動自在に嵌合されている。
ガイド部２５の内周と支持部９との摺動面間はシール状
態が維持されるように構成されており、サブフード２１
の支持部２２とメインフード８の支持部９とガイド部２
５の底部との間の空間によって円形環帯形状のサブ排気
ダクト２６が形成されている。サブ排気ダクト２６の上
端はサブフード２１のフード開口２４に連通されてお
り、メインフード８のフード開口１１の上方空間を排気
するようになっている。サブ排気ダクト２６には真空ポ
ンプ等のサブ排気装置２７に接続されたサブ排気管２８
が接続されており、サブ排気管２８の途中には可変流量
調整弁としてのサブダンパ２９が介設されている。

【００２４】サブフード２１の支持部２２の外周とその
外方の機枠（図示せず）との間には、サブフード２１を
メインフード８に対して昇降させるための昇降装置３０
が設備されている。すなわち、サブフード２１の支持部
２２の外周にはラック３１が垂直方向に固定的に敷設さ
れており、このラック３１は支持部２２の外方の機枠に
回転自在に支承されたピニオン３２に往復直線運動し得
るように噛合されている。ピニオン３２は回転駆動装置
としてのサーボモータ３３に回転駆動されるように連結
されており、サーボモータ３３はコンピュータ等によっ
て構築されたコントローラ３４によって制御されるよう
になっている。そして、このコントローラ３４はサーボ
モータ３３と共に、メインフード８のダンパ１６および
サブフード２１のダンパ２９を統括的に制御するように
構成されている。さらに、コントローラ３４はスピンチ
ャック７を回転駆動する駆動装置５を後述する回転制御
シーケンスをもって制御するように構成されている。

【００２５】次に作用を説明する。被塗布物としてのウ
エハ１はスピンチャック７上に載せられて真空吸着等の
ような手段により保持される。続いて、ウエハ１は駆動
装置５によって回転軸６を介してコントローラ３４の制
御により所定の回転制御シーケンスをもって回転され
る。所定の回転数のところで、所定の粘度（例えば、５
０ｍＰａ・Ｓ）のフォトレジスト液１８が少量（例え
ば、１．０ｍｌ）だけノズル１７からウエハ１の中心上
に滴下される。滴下されたフォトレジスト液１８はウエ
ハ１の外周辺の方向に（ウエハ１の周縁と接線をなす方
向）に遠心力によって拡散されるため、ウエハ１の表面
にはフォトレジストの塗布膜（以下、塗布膜という。）
１９が全体にわたって均一に形成されることになる。

【００２６】この際、図１に示されているように、ウエ
ハ１の外方に飛散したフォトレジスト液１８やフォトレ
ジストミスト１８ａの一部は、メイン排気ダクト１３に
より吸引されて外部に排出され、その残部はサブフード
２１のサブ排気ダクト２６によって吸引されて外部に排
出される。

【００２７】ところで、ウエハ１の直径が大径（例え
ば、２００ｍｍ）になると、フォトレジスト液１８の滴
下量が増大するとともに、スピンナ塗布に際しての回転
速度も増大するため、滴下されたフォトレジスト液１８
から飛散するフォトレジストミスト１８ａの量も増加
し、また、フォトレジストミスト１８ａの粒径は小さく
なる。そこで、大径のウエハ１のスピンナ塗布作業にお
いては、処理容器２からの排気流量を増加することによ
ってフォトレジストミスト１８ａを速やかに処理容器２
の外部に排出させる必要が発生する。

【００２８】他方、フォトレジスト液１８の滴下後にお
ける塗布膜１９の形成過程において、ウエハ１付近の気
流はウエハ１の回転によって誘起される回転流と、メイ
ン排気ダクト１３およびサブ排気ダクト２６の排気力に
よって発生する排気流とが合成されたものとなるため、
ウエハ１の中央部における塗布膜１９に接触する風量は
少なくなり、ウエハ１の周辺部における塗布膜１９の接
触風量は多くなる。その結果、ウエハ１の周辺部におけ
るフォトレジスト液１８の溶剤蒸発が促進されることに
より、周辺部の膜厚が厚くなる。

【００２９】そのため、フォトレジストミスト１８ａを
速やかに処理容器２の外部に排出させるのに処理容器２
に対する排気流量を単純に増加させた場合には、ウエハ
１の周辺部における塗布膜１９に接触する風量は益々増
大するため、ウエハ１の周辺部におけるフォトレジスト
液１８の溶剤蒸発が益々促進されることにより、周辺部
の膜厚が益々厚くなってしまい、ウエハ１内の膜厚分布
がより一層顕著に不均一になってしまう現象が発生す
る。

【００３０】この現象を回避するために、本実施例にお
いては、次のような制御が実行される。まず、図３に示
されている回転制御シーケンスのように、ノズル１７か
ら滴下されたフォトレジスト液１８がウエハ１の全面に
広がるまでの期間は、ウエハ１が塗布膜１９の形成回転
数よりも大きい回転数をもって高速回転され、滴下され
たフォトレジスト液１８がウエハ１の全面に広がった後
に、ウエハ１が乱流の影響を受けない塗布膜形成回転数
まで減速されてウエハ１が回転される。

【００３１】すなわち、図３はウエハの回転制御シーケ
ンスを示しており、縦軸にウエハの回転数（ｒｐｍ）が
取られ、横軸に塗布処理時間（ｓｅｃ）が取られてい
る。スピンチャック７に真空吸着保持されると、ウエハ
１は回転軸６を介して駆動装置５によってフォトレジス
ト液滴下時用の回転数Ｎｈをもって高速回転される。こ
の高速回転数Ｎｈが安定する期間Ｔａの所定の時点にお
いて、フォトレジスト液１８がノズル１７からウエハ１
の中心に滴下される。滴下後のフォトレジスト液１８が
ウエハ１の全面に広がるまでの予め設定された所定の期
間Ｔｂは、高速回転数Ｎｈが維持される。

【００３２】その後、ウエハ１の回転は回転による乱流
が発生しない回転数Ｎｒ未満である塗布膜形成用の回転
数Ｎｌに減速される。この塗布膜形成用の低速回転数Ｎ
ｌは塗布膜１９の厚さが変化しなくなるまで継続され
る。ここで、フォトレジスト液１８の全面広がり期間Ｔ
ｂの終了後から乱流発生防止回転数Ｎｒ以下までの減速
期間Ｔｃは可及的に短縮することが、膜厚精度を得る上
で有効である。

【００３３】以上の回転制御シーケンスによれば、フォ
トレジスト液１８の滴下およびその拡散に際しては、ウ
エハ１が高速回転数Ｎｈをもって回転されるため、少量
のフォトレジスト液１８によってウエハ１の全面に塗布
膜１９を形成することができる。また、ウエハ１の全面
に広がった塗布膜１９が所定の膜厚に達する前に低速回
転数Ｎｌに減速されるため、高速回転数Ｎｈにおいてフ
ォトレジスト液１８を滴下したにもかかわらず、所定の
膜厚の塗布膜１９が形成される。しかも、塗布膜１９の
形成下では低速回転数Ｎｌが維持されるため、乱流の影
響を回避することができ、塗布膜１９はウエハ１の周辺
部から中央部にわたって均一な膜厚分布を形成すること
になる。

【００３４】ここで、ウエハ１の高速回転中に大径のウ
エハ１にフォトレジスト液１８が滴下されると、微小の
フォトレジストミスト１８ａが多量に発生してウエハ１
の上方に飛散することが、本発明者によって明らかにさ
れた。これは、次のような理由によると考えられる。

【００３５】ウエハ１に滴下されたフォトレジスト液１
８には塗布膜１９の形成に必要な量よりも余分な量が含
まれており、その余分なフォトレジスト液１８はウエハ
１の回転によってウエハ外周の接線方向に次の式によ
って示される運動エネルギーＥをもって飛散する。Ｅ＝（１／２）×Ｍ×Ｖ²・・・式において、Ｍはフォトレジストミスト１８ａの質
量、Ｖはウエハ外周を離脱する際のフォトレジストミス
ト１８ａの速度である。この離脱速度Ｖはウエハ１の半
径ｒと回転数Ｎに比例して大きくなる。また、フォトレ
ジストミスト１８ａの粒径はウエハ１の回転数Ｎに逆比
例し、質量Ｍは粒径の３乗に比例する。したがって、ウ
エハ１の回転数Ｎが大きく、ウエハ１の半径ｒが大きく
なるに従って、フォトレジストミスト１８ａの粒径は小
さく、ウエハ外周を離脱する速度Ｖは大きくなる。そし
て、粒径の小さくなったフォトレジストミスト１８ａは
重力よりも揚力の影響を受け易くなるため、フォトレジ
ストミスト１８ａは水平離脱よりも上昇離脱の傾向にな
り、ウエハ１の上面から比較的に高い位置に飛散する状
態になる。

【００３６】大径のウエハ１の高速回転に際してフォト
レジストミスト１８ａが上方に飛散するこの現象に着目
して、本実施例においては、メイン排気ダクト１３によ
る排気量を抑制しつつ、処理容器２全体としての排気量
を増加するためにサブフード２１による排気制御シーケ
ンスが実施される。すなわち、ウエハ１が高速回転数Ｎ
ｈをもって回転されている間はメイン排気ダクト１３に
よる排気量が抑制されるとともに、図１に示されている
ように、サブフード２１が所定の高い位置まで上昇され
る。その後、ウエハ１の回転が低速回転数Ｎｌに減速さ
れると、メイン排気ダクト１３が通常の排気量に戻され
るとともに、図２に示されているように、サブフード２
１がメインフード８のフード開口１１に近接する低い位
置に下降される。

【００３７】以上のようにメイン排気ダクト１３による
排気量が抑制されることにより、ウエハ１の外周辺部に
おける塗布膜１９の接触風量の余分な増加は抑制される
ため、ウエハ１の周辺部におけるフォトレジスト液１８
の溶剤蒸発は抑制され、その結果、ウエハ１の周辺部に
おける塗布膜１９の膜厚の増大は抑制される。

【００３８】他方、メイン排気ダクト１３の吸引力の低
下されると、フォトレジストミスト１８ａは上方に飛散
し易くなるため、メイン排気ダクト１３の吸引口である
フード開口１１の上方に配置されているサブフード２１
のサブ排気ダクト２６によって吸引されて捕捉されるこ
とになる。このとき、サブフード２１はメインフード８
のフード開口１１から遠ざかっていることにより、吸引
容量が大きくなった状態になっているため、上昇するよ
うに飛散して来たフォトレジストミスト１８ａをきわめ
て効果的に補足する状態になる。したがって、メイン排
気ダクト１３の排気力が抑制されても、フォトレジスト
ミスト１８ａはウエハ１の方向に戻ることなく処理容器
２の外部に全て排出されることになる。

【００３９】ここで、メイン排気ダクト１３の排気力が
抑制される程度に対応してサブフード２１のサブ排気ダ
クト２６の排気力が適宜調整される。このサブフード２
１のサブ排気ダクト２６の排気力の調整は、サブフード
２１の排気力とメイン排気ダクト１３の排気力との間の
関係について実行される。そして、この排気力の調整は
各ダンパ１６、２９の開度を調節することによって実行
することができる。また、具体的な排気量の値は、フォ
トレジストの種類、フォトレジスト液の粘度、滴下量等
々の諸条件によって異なるため、実験やコンピュータを
使用した模擬実験等による経験的手法によって最適値を
予め求めることが望ましい。

【００４０】前記実施例によれば次の効果が得られる。（１）ノズル１７から滴下されたフォトレジスト液１
８がウエハ１の全面に広がるまでの期間は、塗布膜１９
の形成回転数よりも大きい回転数をもってウエハ１を高
速回転させることにより、フォトレジスト液１８の滴下
およびその拡散に際して、少量のフォトレジスト液１８
によってウエハ１の全面に塗布膜１９を形成することが
できるため、フォトレジスト液１８の使用量を減少させ
てリソグラフィー処理工程のコスト、しいては半導体装
置の生産コストを低減させることができるとともに、塗
布膜１９の均一化に寄与することができる。

【００４１】（２）滴下されたフォトレジスト液１８
がウエハ１の全面に広がった後に、乱流の影響を受けな
い塗布膜形成回転数まで減速させてウエハ１を回転させ
ることにより、高速回転数Ｎｈにおいてフォトレジスト
液１８を滴下したにもかかわらず、所定の膜厚の塗布膜
１９が形成され、しかも、塗布膜１９の形成下では低速
回転数Ｎｌが維持されるため、乱流の影響を回避するこ
とができ、塗布膜１９の膜厚分布をウエハ１の周辺部か
ら中央部にわたって均一に形成させることができる。

【００４２】（３）メインフード８の上側に昇降自在
のサブフード２１を配設することにより、サブフード２
１の上昇によってメイン排気ダクト１３の排気力を補う
ことができるため、メイン排気ダクト１３による排気量
を抑制することができ、その結果、ウエハ１の外周辺部
における塗布膜１９のメイン排気ダクト１３による接触
風量の余分な増加を抑制してウエハ１の周辺部における
フォトレジスト液１８の溶剤蒸発を抑制することがで
き、ウエハ１の周辺部における塗布膜１９の膜厚の増大
を抑制することができる。

【００４３】（４）前記（３）により、フォトレジス
ト液１８の余分な溶剤の蒸発を抑制することができるた
め、フォトレジスト液１８の消費量を減少させることが
でき、半導体装置の製造コストを低減させることができ
る。

【００４４】（５）他方、メイン排気ダクト１３の吸
引力の増強が抑制されると、フォトレジストミスト１８
ａは上方に飛散し易くなってメイン排気ダクト１３の吸
引口であるメインフード開口１１の上方に配置されたサ
ブフード２１のサブ排気ダクト２６によって吸引されて
効果的に捕捉されることになるため、メイン排気ダクト
１３の排気力が抑制されても、フォトレジストミスト１
８ａはウエハ１の方向に戻ることなく処理容器２の外部
に全て排出させることができる。

【００４５】（６）メイン排気ダクト１３の排気力が
抑制される程度に対応してサブフード２１のサブ排気ダ
クト２６の排気流量を調整可能に構成することにより、
フォトレジストの種類、フォトレジスト液の粘度、滴下
量、ウエハの直径やウエハの回転速度等々の諸条件に対
応して最適値に制御することができるため、前記（３）
および（４）の効果を確実に確保することができるとと
もに、より一層高めることができる。

【００４６】（７）ウエハ１上の塗布膜１９に作用す
る気流量を減少させることにより、塗布雰囲気温度や塗
布雰囲気湿度が多少変動しても膜厚の変動を防止するこ
とができるため、安定した膜厚の塗布膜を形成すること
ができる。

【００４７】（８）塗布膜１９の膜厚分布を全体的に
均一化することにより、塗布膜１９の品質および信頼性
を高めることができるため、フォトレジストの塗布膜に
おいては現像時における現像残り箇所や現像過多箇所の
発生等を防止することができ、リソグラフィー処理全体
としての精度を向上させることができる。

【００４８】図４は本発明の他の実施例であるフォトレ
ジスト塗布装置を示す正面断面図であり、図５（ａ）、
（ｂ）は各作動状態をそれぞれ示す各平面図である。

【００４９】本実施例２が前記実施例１と異なる点は、
サブフード２１のフード部２３のフード開口２４におけ
る開口面積が調整されるように構成されている点にあ
る。すなわち、サブフード２１には中央部に配置された
開口の面積を変更調整自在のシャッター３５が設備され
ており、このシャッター３５は写真機の絞り機構と同様
な構造に構成されている。シャッター３５にはサーボモ
ータ３６がワイヤ３７を介して連結されており、サーボ
モータ３６によって開口面積の調整を制御されるように
なっている。サーボモータ３６はコントローラ３４によ
って統括的に制御されるようになっている。

【００５０】本実施例２においては、大径のウエハ１の
高速回転に際してフォトレジストミスト１８ａが上方に
飛散する前述した現象に着目して、メイン排気ダクト１
３による排気量を抑制しつつ、処理容器２全体としての
排気量を増加するためにサブフード２１による排気制御
シーケンスが実施される。すなわち、ウエハ１が高速回
転数Ｎｈをもって回転されている間はメイン排気ダクト
１３による排気量が抑制されるとともに、サブフード２
１が所定の高い位置まで上昇され、かつ、サブフード２
１のシャッター３５の開口面積が減少される。その結
果、ウエハ１の回転が低速回転数Ｎｌに減速されると、
メイン排気ダクト１３が通常の排気量に戻されるととも
に、サブフード２１がメインフード８のフード開口１１
に近接する低い位置に下降され、かつ、サブフード２１
のシャッター３５の開口面積が増大される。

【００５１】以上のようにメイン排気ダクト１３による
排気量が抑制されることにより、ウエハ１の外周辺部に
おける塗布膜１９の接触風量の余分な増加は抑制される
ため、ウエハ１の周辺部におけるフォトレジスト液１８
の溶剤蒸発は抑制され、その結果、ウエハ１の周辺部に
おける塗布膜１９の膜厚の増大は抑制される。

【００５２】他方、メイン排気ダクト１３の吸引力が低
下されると、フォトレジストミスト１８ａは上方に飛散
し易くなるため、メイン排気ダクト１３の吸引口である
フード開口１１の上方に配置されているサブフード２１
のサブ排気ダクト２６によって吸引されて捕捉されるこ
とになる。このとき、サブフード２１はメインフード８
のフード開口１１から遠ざかっているとともに、シャッ
ター３５の開口面積が小さくなっていることにより、吸
引容量が大きくなった状態になっているため、上昇する
ように飛散して来たフォトレジストミスト１８ａをきわ
めて効果的に補足する状態になる。したがって、メイン
排気ダクト１３の排気力が抑制されても、フォトレジス
トミスト１８ａはウエハ１の方向に戻ることなく処理容
器２の外部に全て排出されることになる。

【００５３】ここで、メイン排気ダクト１３の排気力が
抑制される程度に対応してサブフード２１のサブ排気ダ
クト２６の排気力が適宜調整される。このサブフード２
１のサブ排気ダクト２６の排気力の調整は、サブフード
２１の排気力とメイン排気ダクト１３の排気力との間の
関係について実行される。そして、この排気力の調整は
各ダンパ１６、２９の開度を調節することによって実行
することができる。また、具体的な排気量の値は、ウエ
ハの直径、ウエハの回転数、フォトレジストの種類、フ
ォトレジスト液の粘度、滴下量等々の諸条件によって異
なるため、実験やコンピュータを使用した模擬実験等に
よる経験的手法によって最適値を予め求めることが望ま
しい。

【００５４】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。

【００５５】例えば、前記実施例２ではシャッターを昇
降自在のサブフードに設備した場合につき説明したが、
シャッターはメインフードに対して相対的に昇降しない
サブフードに設備してもよい。

【００５６】また、サブフードの開口面積を変更調整自
在とする構成は、写真機のシャッターを使用するに限ら
ず、ダンパ等の開閉機構を使用してもよい。

【００５７】排気路や排気装置はメインフードおよびサ
ブフードの各排気ダクト毎にそれぞれ別々に配設するに
限らず、共用するように構成してもよい。

【００５８】サブフードの昇降制御およびフード開口の
開口面積制御は、ウエハの直径や回転数に対応して実行
するに限らず、フォトレジスト液の粘度や滴下量、フォ
トレジスト等の塗布材の種類等に対応して実行してもよ
い。

【００５９】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるウエハ
上にフォトレジストを塗布する塗布技術に適用した場合
について説明したが、本発明はそれに限定されるもので
はなく、マスクにフォトレジストを塗布する場合や、液
晶パネルやコンパクトディスク、回路基板等にフォトレ
ジストを塗布する場合、さらには、フォトレジスト以外
の塗布材をウエハやマスク等に塗布する場合等、被塗布
物に塗布材を回転によって塗布する塗布技術全般に適用
することができる。

【００６０】

【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
の通りである。

【００６１】滴下された塗布材が被塗布物の全面に広が
るまでの期間は被塗布物を塗布膜の形成回転数よりも大
きい回転数をもって高速回転させることにより、塗布材
の滴下およびその拡散に際して、少量の塗布材によって
被塗布物の全面に塗布膜を形成することができるため、
塗布材の使用量を減少させて塗布工程の生産コストを低
減させることができるとともに、塗布膜の均一化に寄与
することができる。

【００６２】滴下された塗布材が被塗布物の全面に広が
った後に、被塗布物を乱流の影響を受けない塗布膜形成
回転数まで減速させて被塗布物を回転させることによ
り、高速回転数において被塗布物を滴下したにもかかわ
らず、所定の膜厚の塗布膜が形成され、しかも、塗布膜
の形成下では低速回転数が維持されるため、乱流の影響
を回避することができ、塗布膜の膜厚分布を被塗布物の
周辺部から中央部にわたって均一に形成させることがで
きる。

【００６３】被塗布物周りを排気する排気フードの上側
に高さ位置を調整自在なサブ排気フードを排気フードの
フード開口の上側空間を排気するように配設することに
より、サブ排気フードの高さ位置によって排気フードの
排気風量を補うことができるため、排気フードの排気風
量を抑制することができる。その結果、排気フードによ
る被塗布物周りの排気力の影響を抑制することができる
ため、被塗布物への排気風の接触量を全体にわたって均
等化することができ、塗布膜の膜厚分布を均一化するこ
とができる。他方、飛散するミストはサブ排気フードの
高さ位置調整による排気力の強さ調整によって吸引させ
て確実に捕捉させることができるため、ミストが被塗布
物に戻ることを確実に防止することができ、ミストが被
塗布物に再付着するのを防止することができる。

【００６４】また、フード開口の開口面積を調整自在な
サブ排気フードを配設することにより、サブ排気フード
の開口面積の増減によってサブ排気フードの排気力を調
整することができるため、排気フードの排気力を補うこ
とができるとともに、ミストを確実に補足することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるフォトレジスト塗布装
置を示す正面断面図である。

【図２】サブフード下位置の作用を示す正面断面図であ
る。

【図３】本発明の一実施例であるフォトレジスト塗布方
法のシーケンスを示す線図である。

【図４】本発明の他の実施例であるフォトレジスト塗布
装置を示す正面断面図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）は各作動状態をそれぞれ示す各
平面図である。

【符号の説明】

１…ウエハ（被塗布物）、２…処理容器、３…支持部、
４…処理部、５…駆動装置、６…回転軸、７…スピンチ
ャック、８…メインフード（排気フード）、９…支持
部、１０…フード部、１１…メインフード開口、１２…
跳ね返り防止面、１３…メイン排気ダクト、１４…排気
装置、１５…メイン排気管、１６…メインダンパ、１７
…ノズル、１８…フォトレジスト液、１８ａ…フォトレ
ジストミスト、１９…塗布膜、２１…サブフード（サブ
排気フード）、２２…支持部、２３…フード部、２４…
サブフード開口、２５…ガイド部、２６…サブ排気ダク
ト、２７…サブ排気装置、２８…サブ排気管、２９…サ
ブダンパ、３０…昇降装置、３１…ラック、３２…ピニ
オン、３３…サーボモータ、３４…コントローラ、３５
…シャッター、３６…サーボモータ、３７…ワイヤ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山上孝東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者田宮洋一郎東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者大金信哉東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者石内正宏東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者兼松雅義東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者黒岩慶造東京都小平市上水本町５丁目20番１号株式会社日立製作所半導体事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理容器の内部に配設されているスピン
チャックにより被塗布物を保持して回転させながら塗布
材を表面上に供給して塗布し塗布膜を形成する塗布方法
において、供給された塗布材が被塗布物の全面に広がるまでの期間
は塗布膜の形成回転数よりも大きい回転数をもって被塗
布物を高速回転させ、供給された塗布材が被塗布物の全
面に広がった後に、塗布膜形成回転数まで減速させて被
塗布物を回転させることを特徴とする塗布方法。
【請求項２】処理容器の内部に配設されているスピン
チャックにより被塗布物を保持して回転させながら塗布
材を表面上に供給して塗布し塗布膜を形成するように構
成されており、処理容器の外側に排気フードが処理容器
における被塗布物周りを排気するように配設されている
塗布装置において、前記排気フードの上側にフード開口の上側空間を排気す
るサブ排気フードが配設されており、このサブ排気フー
ドはフード開口に対する高さを調整自在に構成されてい
ることを特徴とする塗布装置。
【請求項３】処理容器の内部に配設されているスピン
チャックにより被塗布物を保持して回転させながら塗布
材を表面上に供給して塗布し塗布膜を形成するように構
成されており、処理容器の外側に排気フードが処理容器
における被塗布物周りを排気するように配設されている
塗布装置において、前記排気フードの上側にフード開口の上側空間を排気す
るサブ排気フードが配設されており、このサブ排気フー
ドはフード開口の開口面積を調整自在に構成されている
ことを特徴とする塗布装置。