JPS5850738A - レジストの塗布及び現像装置 - 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】 この発明は、半導体ウエノ・上にレジストパターンを形
成するための、レジスト塗布装置、現像装置などの液処
理装置に関するものである。

現在、レジスト塗布装置や現像装置として最も一般的に
使用されているものは、スピンナと称する装置であ塾、
レジストパターン形成には次のよつな操作が行なわれて
いる。即ち、レジスト塗布装置では、スピンナのカップ
内に回転できるウェハチャックがあり、水平に保持した
半導体ウェハを高速回転させつつ、ウェハ上にレジスト
液を滴下し、遠心力を利用してレジスト液を一様な膜厚
となるように塗布する。、このときカップ内の雰囲気を
一様にするためにカップ内を排気する排気装置がスピン
ナに備えられている。塗布後若干時間、回転及び排気を
継続してウェハはスピン乾燥される。スピン乾燥したウ
ェハはスピンナから取出してプリベークをし、露光して
潜像を形成する。次工程の現像装置も塗布゛装置と同様
なスピンナが用いられる。現像液は、回転する半導体ウ
ェハ上の露光済レジスト膜にノズルからスプレーしで、
レジスト膜の一部を溶解除去してレジストパターンを現
わす。スプレーを終了した後若干時間、回転及び排気を
継続してスピン乾燥をした後、スピンナから取出してボ
ストベークをし、レジストパターンを完成する。レジス
トパターンはエッーチングその他マスクに利用される。

しかしながら、最近では半導体集積回路などに一層の高
密度化が進められ、これに応じて使用し。

シストが従来のネガ型レジストから高密度描画にり、そ
れに伴って半導体ウェハの歩留りが以前にくらべて低下
する傾向が現われている。この原因は以下に述べるよう
に、し・シストの塗布及び現像の工程においてカップ内
に発生するミストの性質によって半、導体ウェハの欠陥
が多発することによるものであることが判った。

以下にレジスト液及び現像液の物性と上記半導体ウェハ
の欠陥とについて説明する。

一般にレジスト液又は現像液□を用いたスピンナにおけ
る処理工程においては、ウニノーチャックの高速回転に
よってカップ内に生ずるレジスト液又は現像液のミスト
の量、ミストの大きさ、浮遊状態などは、液の化学的物
理的性質によって左右される。そしてポジ型レジスト及
びその現像液は、ネガ型レジスト及びその現像液に比較
して、ミストの発生量が多くまた凝集沈降しやすい。即
ち、ポジ型レジストはネガ型レジストより・分子量がが
なり小さい上に粘性が低いので飛散してミストにな、り
やすい。また、ネガ型レジストのために用い″られるネ
ガ用現像液にはキシレン等の揮発性溶剤が用いられてい
るのでミストが生じても揮発して消滅しやすいが、ポジ
型レジストのために用いられるポジ用現像液はアルカリ
性水溶液であるのでミストが長く浮遊し、最終的に液滴
となって落下しやすい。

このようなミストは１．塗布或は現像のスピン乾燥工程
の際等にウェハ上に付着して、レジストパターンに欠陥
を生じ、エツチング等の工程で欠陥のあるマスクとして
作用するため、半導体素子の歩留り低下の原因となるの
である。　　　゛従来はネガ型レジスト及び現像液を使
用していたため、レジスト塗布装置や現像装置において
カップ内にミストが発生しても特に多量ではない限り放
置し、また多量であった場合は大体の目分量で排気量を
増加させていたが、このような操作はポジ型レジスト及
びその現像液のような液で処理する場合には採用するこ
とができない。

この発明の目的は、レジスト塗布或は現像のようなレジ
ストパターン形成工程で、ポジ型しジス。

ト或はその現像液のような処理液を使用した場合におい
ても、ミストに基く欠陥を半導体ウニ・・に生しさせる
ことのない液処理装置を提供することであり１、更に簡
約すれば、この発明の目的はレジスト液、現像液等の処
理液のレジストパターン形成用液処理装置を提供するこ
とにある。

以下に図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。この発明は、５半導体宜エバを収容しているカップ
内のミスト発生量を検出器等で検出し、該検出器の出力
信号に応じて該カップ内の排気を制御することを特徴と
するもので、この発明は例えば第１図に示された構成の
装置で実施される。

第１図に於て、１は回転軸２の上端に設けられたウェハ
チャックであり、ウエノ・チャック１上には半導体ウェ
ハＷが吸着固定されている。ウエノ・チャック１及び回
転軸２の上端部分は蓋付きのカップ６内に収容され、該
カップ６の内部はその底部に設けられたドレン管４及び
ホースＨ１を介して排液漕５に連通している。排液槽５
はまた、他のホースＨ２を介して排気装置６に連通して
おり、該カップ６内の空間は排液槽５の上部空間を介し
て排気装置６に連通している。排気装置６は、ホースＨ
２に連通ずる排気ダクト６１と、該排気ダクト６１内に
設けられたダンパー６２及び排気扇６３とを有するとと
もにダンパー６２の操作器６４及び排気扇６３の駆動モ
ータ６５を備えている。

カップ６の上端部、すなわちコーターヘッドの側壁面に
、はカップ３内を透視できるように窓３ａ。

３ｂが設けられ、この窓３ａ、３ｂに面して投光器７と
受光器８とが互いに対向して取付けられている。投光器
７及び受光器８はミスト検出器を構成しており、第２図
に示すように投光器７は筐体７１の中に収容された光源
７２及びレンズ７３並びに遮光板７４とフィルター７５
と、から成り、一方、受光器８は筐体８１の中に収容さ
れたフォトセル８２及びレンズ８３並びに遮光板８４か
ら成っている。

このミスト検出器の構成及び作動は公知のダストカウン
ターのそれとほぼ同一である。即ち、投光器７と受光器
８との間にミストＭが存在しない時には光源７２から出
た光は遮光板７４を開くと、光束Ｌ１となって受光器８
の遮光板８４まで到達するが、入射角が小さいため遮光
板８４によってさえぎられてフォトセル８２には到達し
ない。一方、投光器７と受光器８との間にミス）Ｍが存
在する時には光源７２から出てミス）Ｍに当った光の散
乱光束Ｌ２が受光器８の遮光板８４を迂回してレンズ８
６に入射し、更にフォトセル８２に入射するのでフォト
セル８２から電気的パルス信号が発生することになる。

受光器８のフォトセル８２に電気的に接続されるととも
に排気装置６のダンパー６２の操作器６４及び排気扇６
６の駆動モータ６５とに電気的に接続された排気制御装
置９が設けられ、この排気制御装置９によりダンパー６
２及び排気扇６３が制御されるようになっている。排気
制御装置９はその中にカウンターやサンプリング時間設
定器等を有するとともにＤ−Ａ、変換器等の出力部を備
えている。一方、この排気制御装置９の入力部にはウェ
ハチャックの回転軸２の駆動モータ（図示せず）の作動
を検出した信号Ｓも久方させるようになっており、ウェ
ハチャック１の回転とミスト発生の関係とが排気制御装
置９に於て検出されるようになっている。

前記の如き構成の本発明の装置に於て半導体ウェハに対
するレジスト塗布と現像液スプレーを実施する場合には
、カップ６内のミスト発生状況がミスト検出器によって
時々刻々に検出されると同時にその検出結果に応じてダ
ンパー６２の開度（回転角）と排気扇６６の排気量（回
転速度）とが排気制御装置９により制御されるので、半
導体ウェハＷ上へのミストの凝集を未然に防止すること
ができる。

第６図は従来のルジスト塗布装置（即ち、ミスト検出器
による排気制御を行なわない塗布装置）と従来の現像装
置とに於て、ポジ゛型レジスト及び現像液を用いてレジ
スト塗布と現像とを行なった場合の半導体ウニ・・の欠
陥密度の経時変化と、この発明の塗布装置により、ポジ
型レジスト及び現像液を用いてレジスト塗布と現像とを
行なった場合の半導体ウェハの欠陥密度の経時変化とを
比較表示したものである。同図に於て実線Ｃ１で示され
たものが本発明によるものであり、点線Ｃ２で示された
ものが従来技術によるものである。この図から明らかな
ように、本発明の塗布装置によれば従来技術に比べて欠
陥密度を小さくすることができ、また、欠陥密度の累積
効果も全く生ずることがない。

以上説明したように、この発明によればポジ型レジスト
及び現像液を使用した場合でも半導体ウェハの最終歩留
り率を低下させる恐れがなく、集積回路の高密度積比が
可能となる。

なお、図示実施例はこの発明を限定するものではなく、
この発明は特許請求の範囲内で種々の変形及び修正が可
能である。たとえば図示排気装置を直空ポンプと弁とで
代替させてもよい。また、ミスト検出器は図示実施例に
於ては光電変換式のものであるが、他の形式（例えば超
音波、電波、放射線等）の検出器であってもよいことは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明装置の一実施例の概略図、第２図は第
１図の一部の拡大断面図でミスト検出器の一例を示した
図、第６図はこの発明の装置による効果と従来技術の装
置による効果とを比較表示したグラフである。 １・・・ウェハチャック、２・・・回転軸、６・・・カ
ップ、４・・・ドレン管、５・・・排液槽、６・・・排
気装置、７・・・投光器（ミスト検出器）、８・・・受
光器（ミスト検出器）、９・・・排気量制御装置、Ｗ・
・・ウェハ。 第１図 密 度 第２図 ８ 第３図 ２ 日要父　→、　　　　　　　　　　　　　　　　（日）
□

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　被処理半導体ウェハを内部に収容するカップと、該
   カップ内を排気する排気装置とを有し、レジストパター
   ン形成工程に用いる液処理装置において、該カップ内に
   発生する処理液のミストを検出するミスト検出器と、該
   ミスト検出器の出力信号に応じて該排気装置の排気量を
   制御する制御装置とを設けたことを特徴とするレジスト
   パターン形成用液処理装置。