JPS58178522A - 塗布方法および装置 - 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】 本ｌｉ明は半導体装置の製造に用いる塗布方法および装
置に関し％特に半導体ウェハの表面に酸化シリコン等を
塗布するのに有用な塗布方法および装置に関する。

一般に、半導体装置の製造過程においてシリコン（Ｓｉ
）のウェハＩＩ！面に眉間絶縁膜等の酸化シリコンｌＩ
＆を形成する場合に塗布方式な用いることがある。この
塗布方式はＳ　Ｕ　Ｇ　（Ｓｐｉｎ−Ｑｎ　Ｇｌａｓ＠
）方式と呼ばれ、ウェハなスピンナカップ内の回転可能
なスピンナ上に支持しておき、ウェハ上方のノズルから
酸化シリコンの溶液をウェハ上に滴下させた後、上記ス
ピンナとウェハな水平方向に回転させ、上記酸化シリコ
ン溶液を遠心力でウェハ！！ｉｌＫ均一に拡散させるこ
とにより塗布な行なうものである。

しかしながら、この塗布な行なう場合には、酸化シリコ
ン溶液が低粘度であるため、ウェハ表面上に滴下された
溶液に遠心力が作用した時（スピン時）Ｋその溶液が霧
状になりて舞い上がり易くなり、その舞い上がった霧状
の溶液が再びウェハ表面上に落下し、異物として付着す
るという現象が起こり易い。

この霧状の溶液は３〜１０μｍ径の球状異物となってお
り、１枚のウェハに対して通常平均２００〜３００個も
付着してしまう。このような酸化シリコンの微細粒がウ
ェハ表面に付着すると、異物としてそれ以後のホトエツ
チング等のウェハ処理の支障となり、半導体装置の製造
不良を発生し、歩留低下の原因になる等の問題がある。

そこでこの間ＩＩｔ解決するために本発明者等が鋭意研
究したところ、スピン時にウニへ表面カラ舞い上がった
霧状の酸化シリコン溶液がウェハ上に再び落下すること
による異物の付着は、スピンカップ内の雰囲気な強制排
気することにより防止できることが判明した。

しかし、巣にスピンカップ内な強制排気するというだけ
では満足すべき異物付着防止効果は得られず、常に良好
な異物付着防止効果な確実に得ることが望まれている。

本発明の目的は、前記した課題に鑑み、常に確実かつ艮
好な異物付着防止効果を得ることができ、異物付着の低
減による歩留りの向上な図ることのできる塗布方法およ
び装置な提供することにある。

この目的な達成するため、本発明の塗布方法は、スピン
ナ上に支持されたウェハな収容したスピンナカップの内
外の差圧または排気量なモニタし、そのモニタ結果に基
づいてスピンナカップからの排気量を増減制御しながら
塗布な行なうものである。

また、本発明の塗布装置は、スピンナカップの内外の差
圧または排気量なモニタする手段、およびこのモニタ手
段をスピンナカップの排気手段に連動させ、差圧または
排気量のモニタ結果に応じて排気手段の排気量を増減制
御するものである。

以下、本発明な図面に示す実施例にしたがって詳細に説
明する。

第１図は本発明による塗布装置の一実施例を示す断面図
である。

本夷總例において、スピンナカップ１０はペース部１１
とカバ一部１２とからなる。スピンナカップ１０のペー
ス部１１の中央には、下方に配置した回転モータ１３に
より回転される回転筒１４が挿通突設され、この回転筒
１４の上端には円板状のスビ／す１５が水平方向に回転
可能匝固設されている。

前記スピンナ１５は上面に複数個の真空吸着孔（図示せ
ず）を設け、これらの真空吸着孔な前記回転筒１４の内
部な通して図示しない真空源に連通させることにより、
被塗布物であるウェハ１６なその上面に真空吸着して支
持できる。

一方、スピンナカップｌＯのカバ一部１２の中央１１に
は、前記スピンナ１５の中心部に向けて一下したノズル
１７が支持されている。このノズルｌ７はその先端から
塗布物としての酸化シリコン溶液をウェハ１６上に滴下
するための本ので、図示しない酸化シリコン溶液源忙連
設されている。

また、本実施例においては、スピンナカップ１００ベー
ス部１１の底壁には、ウェハ１６上から溢れた酸化シリ
コン溶液な排出する排液口１８と、スピンナカップｌＯ
内の算囲気な強制排気するための排気口１９とが設けら
れ、排液［］１８は排気口１９よりも低い位置でスピン
ナカップ１０内に開ｍｌ　している。

前記排気口１９は強制排気手段である排風Ｍｋ２Ｏに連
通し、また排気口１９と排風機２０との間の排気系路の
途中には、スピンナカップ１０の内外の差圧（スピンナ
カップ１０からの排気量に対応する）なモニタするため
の差圧計２１が介設されている。差圧計２１は前記排風
機２０と連動されており、該差圧計２１でモニタされた
スピンナカップ１０の内外の差圧が所定値よりも小さい
時には、排風機２０による排気量を増大させるよ５該排
風機２０に対し′″ＣＣ傷号る。それにより、スピンナ
カップ１０の内外の差圧は常圧所定値以上に保たれ、排
風機２０は霧状の酸化シリコン溶液なスピンナカップ外
に確実に排出するので、ノズル１７からの酸化シリコン
溶液がスピン時に舞い上がって再びウェハ１６上に落下
して異物として付着することを防止できる。

次に、本実施例の作用について説明する。本実施例にお
いて酸化シリコン膜の塗布を行う場合、ウ−”’１６に
スピンナ１５上に真空吸着し、ノズル１７からウェハ１
６の表面の中心部上に酸化シリコン溶液な滴下した後、
モータ１３および回転筒１４によりスピンナ１５および
その上のウェハ１６を水平方向に回転させると、その溶
液は遠心力でウェハ１６０表面の半径方向外肯に拡散さ
れ、溶液の粘度やスピンナ１５０回転速度に応じて所定
の膜厚の酸化シリコ／膜ｔｓＯＧ方式で塗布することが
できる。

この塗布時（スピン時）に、スピンナカップ１０内の！
囲気は排風機２０により強制排気されるが、本実施例で
は、スピンナカップｌＯの排気量に対応する鎖スピンナ
カップ１０の内外の差圧は差圧計２１によりモニタされ
、差圧が所定値よりも小さい時には、差圧計２１から排
風機２０に対して、該排風機２０の排気量を増大させる
信号な送る。

すなわち、スピンナカップ１０の内外の差圧（スピンナ
カップ１０の排気量に対応する）は第２図に示すように
、酸化シリコン溶液の舞い上がりおよび再落下によりウ
エノ・１６上に付着する異物の個数と密接な関係な有し
、第２図の例では、差圧が３０（ＩＩＩＩＨ，０）以上
になると、異物数は１０（個／ウエノ・〕以下となり、
非常に艮好な異物付着防止効果が得られる。

したがって、単にスピンナカップ１０内な強制排気する
だけでなく、モニタ手段である差圧計２１によりスピン
ナカップｌＯの内外の差圧をモニタし、差圧が所定値よ
りも小さくなった時には排風機２０の排気量な増大させ
れば、差圧は常に所定値以上に維持され、異物は排風機
２０でスピンナカップ１０外に常に確実に排出され、ウ
ニ・・１６上には落下しないので、富に良好な異物付層
防止効果な得ることができ、歩留りな向上させることが
可能である。

なお、差圧の所定値は塗布装置の容量や排風機の排気容
量等で異なる。

また、本実施例におい【、ウェハ１６上から溢れた溶液
は排液口１８からスピンナカップ１０外に排出される。

第３図は本発明による塗布装置の他の１つの実施例な示
す断面図、第４図はその一部破断面平面図である。

本実施例では、スピンナ１５とスピンナカップ１００カ
バ一部１２との間に、全体な円環体状に形成した排気り
／グ２２を配置し、この排気リング２２ｖその周囲の支
持アーム２３でカバ一部１２に一体的に支持している。

排気リング２２は内部に１状の空室を有し、この空室の
下部な開口２４において開口させ、前記ウェハ１６の上
方％：媛いかつこれに近景するよう配置する一方、空室
の一部には、排気口２５な形成し、パイプ２６ｉｋ通し
て排気ポンプ式の排風機２０　ａ　Ｋ＄気連通している
。さらに、本実施例においても、スピンナカップ１０の
内部と排風機２０ｍとの関には、スピンカップｌＯの内
外の差圧なモニタするための差圧計２１ａが介設され、
該差圧計２１１と排風機２０３１とは連動されている。

なお、ノズル１７は排気リング２２の中央の孔２７な貫
通して配置されている。

本実施例においては、酸化シリコン膜の塗布時に、排風
機２０＆を駆動し、排気リング２２な通してスピンナカ
ップ１０内を強制排気すると、ウェハ１６０表面から舞
い上がった霧状（微粒状）の酸化シリコン溶液は、排気
り／グ２２の開口２４がウェハ１６の表面上方に近接配
置されていることと相まって、排気リング２２の開口２
４から空室内に吸引されかつ排気口２５からノ（イブ２
６Ｉｊｒ：通してスピンナカップ１０の外部に排出され
る。

したがって、本実施例でも、ウエノ・表面から舞（・上
がった微粒状の溶液が再びウエノ・表面上に落下して異
物として付着することな防止し、良好な塗布な行うこと
ができる上に、差圧計２１１でスピンナカップｌＯの内
外の差圧なモニタし、差圧が所定値よりも小さくなった
時には自動的に排風機２０１の排気量を増大させるので
、常に良好な異物付着防止効果な確実に得ることができ
る。

また、本実施例では、ウェハ１６の周縁から溢れた溶液
は排液口１８から排出する他、ウェハ１６の下方に飛散
する霧状の溶液は排気口１９から排風機２０で排出でき
、より完全な異物付着防止効果が得られる。

なお、前記一実施例においては差圧計２１．２１ａと排
風機２０．２０ｍは連結されており、差圧計２１．２１
ｍでのモニタ結果により自動的に排気量が制御されるよ
う罠なっているが、差圧針２１゜２１ｍ＋と排風機２０
．２０ｍは必ずしも連結されている必要はなく、差圧計
２１．２１ｍでのモニタ結果により手動で排気量を調整
してもよく、本発明はこれも含むものである。

さらに、前記一実施例では、モニタ手段として差圧計２
１．２１鳳【用いてスピンナカップｌＯの内外の差圧な
モニタしているが、差圧はスピンナカップｌＯからの排
気量と対応して（Ｓるので、差圧計の代りに排気量測定
器な用（・るものであってもよく、本発明はこれも含む
ものである。

さらに、前記実施例では塗布物として酸化シリコン溶液
な用いる場合について説明したが、たとえばホトリソグ
ラフィに使用するホトレジストの塗布においてもホトレ
ジストの粘度が低い場合には前記と同様の不具合が生じ
ることがあるので、とのよ５な場合等にも本発明な適用
すれば常に良好な塗布な行なうことができる。

以上説明したように、本発明によれば、ウエノ・表面へ
の異物の付着な常に確実に防止し、良好な塗布を行なう
ことができ、半導体装置の製造不良を防止し、歩留りな
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の塗布装置の一実施例な示す断面図、第
２図は差圧と異物数の関係を示す図、第３図は本発明の
他の１つの実施例を示す断面図、第４図はその一部破断
平面図である。 ｌＯ・・・スピンナカップ、１３・・・モータ、１５・
・・スピンナ、１６・・・ウエノ１．１７・・・ノズル
、１９・・・排気口、２０，２０１・・排風機、２１．
２１ａ・・−差圧針、２２・・・排気リング、２４・・
・開口、２５・・・排気口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スピンナカップ内の回転可能なスピン力上にウェハ
   を支持し、このウェハ上に塗布物な滴下する塗布方法に
   おいて、スピンナカップの内外の差圧または排気量なモ
   ニタし、そのモニタ結果に基づいてスピンナカップから
   の排気量を増減制御しながら塗布を行なうことな特徴と
   する塗布方法。 ２、スピンナカップの内外の差圧または排気量が所定値
   よりも少くなった時にはスピンナカップからの排気量を
   増加させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の塗布方法。 ３、スピンナカップ内にウェハ支持用のスビ／すな回転
   可能に配置し、該スビ／す上のウェハの上に塗布物な滴
   下する塗布装置において、スピンナカップの排気系に該
   スピンナカップの内外の差圧または排気量なモニタする
   手段な設けたことを特徴とする塗布装置。 ４、塗布装置としては、スピンナカップ内にウェハ支持
   用のスピンナｔ−回転可能に配置し、該スピンナ上ノウ
   エバの上に塗布物を滴下するものであっテ、スピンナカ
   ップの内外の差圧または排気量をモニタする手段を設け
   、このモニタ手段をスピンナカップの排気手段に連動さ
   せたことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の塗布
   装置。 ５、スピンナカップの排気系が、スピ／すの上方位置に
   おいてウニ八表面に近Ｉ１１る排気開口を持つ環状の排
   気す／グを備えていることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項または＃１４項記載の塗布装置。