JPS6129125A - 塗布装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、塗布技術、特に半導体装置の製造過程におい
て、ウェハにフォトレジスト膜を形成する工程に用いて
効果のあ・る技術に関する。

〔背景技術〕

ウェハにフォトレジスト膜を形成する方法としては、大
気雰囲気中に開放された容器内にウェハを水平に保持し
て回転させ、フォトレジスト溶液をウェハの中央部に滴
下させ、遠心力によってウニノア、・平面上に全面にわ
たって分散させ、ウェハ表面にフォトレジスト膜を形成
させるものがある（たとえば、特開昭５７−１３０４２
２号公報）。

し、か、しながら、上記のようにしてウェハ表面にフォ
トレジスト膜を形成する場合、フォトレジスト溶、液が
ウェイ１表面に分散する途中で、フォトレジスト溶液沖
のたとえばシンカ等の溶媒がウェハの各部において不均
一に蒸発し、フォトレジスト溶液の粘性が部分的に変化
するため、ウェハの半径方向にしわ状の膜厚の不均一な
部分が生じる。

さらに、塗布作業中の周囲の温度変化によっても７オ：
トレジスト溶液の粘性が変化するため、１枚のウェハの
各部においても、また逐次処理される複数のウェハ間に
おいても、その表面に形成されるフォトレジスト膜の膜
厚が不均一となる。

また遠心力によってワエハ周辺部から飛散されるフォト
レジスト溶液の飛沫が容器の内壁面に衝突してはね返り
、ふたたびウェハ表面に被潰し、点状の膜厚の不均一な
部分が生じる。

上記のようなフォトレジスト膜の不均一さは、たとえば
ウェハ上に形成される回路パターンの幅が微細な場合に
は、パターンの完成寸法のバラツキに重大な悪影響があ
ることを本発明者は見い出した。

［発明の目的〕 本発明の目的は、被塗布物の表面に形成される塗布膜厚
の均一性が良好な塗布技術を提供することにある。

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
。

〔発明の概要〕

本願にお℃・て開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、塗布作業を所定の温度に保持された溶媒の蒸
気を含む雰囲気中で行なうことによって、溶媒の蒸発を
抑制し、さらに排気を行１ぷりことによって雰囲気中の
溶液の飛沫をすみやかに排除し、塗布膜厚の不均一化を
防止することにより前記目的を達成するものである。

〔実施例１〕 第１図は本発明の一実施例であるフォトレジスト塗布装
置の略断面図である。

塗布カップ１（塗布部）の中央にはスピナチャック２が
設けられ、ウェハ３（被塗布物）がたとえば真空吸着の
方法で保持される。

スピナチャック２の一端は塗布カップ１の底部を貫通し
てモータ（図示せず）ＶＣ接続され、スピナチャック２
に保持されたウェハ３が適時に所定の回転数で回転され
る構造となっている。

塗布カップ１の底部には排気ポンプ５Ａおよび５Ｂ（排
気手段）が設けられ、塗布カップ１内の排気が行なわれ
る構造となって（・る。

塗布カップ１は送気管６（管体）の一端と０リング７を
介して着脱自在に構成され、開閉機構（図示せず）によ
り下方に移動されることによって開放され、ウェハ３の
入れ替えが行なわれる構造とされている。

スピナチャック２に保持されるウェハ３の中央上部には
塗布ノズル８が位置され、適時にフォトレジスト（図示
せず）（溶液）が滴下される構造とされている。

送気管６の他端には、Ｏリング９を介してエバポレータ
１０（蒸気発生部）が着脱自在に接続されている。

エバポレータ１０の内部には、前記塗布ノズル８から滴
下されるフォトレジストの溶媒である、たとえばシンカ
１１が貯留されている。

さらにエバポレータ１０の底部には、前記シンカ１１の
液面下に位置するようにバブラ１２か設けられている。

バブラ１２の上面には多数の孔１２Ａが設けられ、ノズ
ル１２Ｂを通ってバブラ１２の内部に供給される、たと
えば窒素ガス等の搬送ガスは、無数の気泡状態とされて
シンカ１１の内部を上昇し、シンカ１１の蒸気（以下シ
ンカ蒸気と呼ぶ）を含んだ状態とされ、送気管６を通っ
て塗布カップＩＫ導かれる構造とされている。

次に本実施例の作用について説明する。

塗布カップ１内のスピナチャック２に保持されたウェハ
３は、千−夕によって所定の回転数で回転される。

このとき排気ポンプ５Ａおよび５Ｂが作動され、塗布カ
ップ１内の排気が行なわれるとともにバブラ１２のノズ
ル１２Ｂから搬送ガス供給される。

シンカ１１を通過した搬送ガスはシンカ蒸気を含み送気
管６を通過して塗布カップ１内に導かれる。

この結果、所定時間後には、スピナチャック２゜に保持
されたウェハ３の周囲はシンカ蒸気の雰囲気とされる。

次に塗布ノズル８の先端部から所定量のフォトレジスト
が、回転するウェハ３の中央部に滴下され、遠心力によ
ってウェハ３の表面に分散され、フォトレジストの塗膜
が形成される。

この場合ウェハ３がシンナ蒸気の雰囲気中にあるため、
ウェハ３の表面に分散されるフォトレジストからのシン
ナの蒸発が抑制され、フォトレジストの塗膜が皺状にな
ることが防止される。

この結果、ウェハ３の表面に形成されるフォトレジスト
の塗膜が均一となる。

さらにウェハ３の表面に滴下されたフォトレジストの一
部は遠心力によってウエノ１３の周辺部から飛散される
が、塗布カップ１の下部で排気が行なわれているため、
ウェハ３の周辺部では下向きの気流が生じており、この
気流によってすみやかに塗布カップｌの外部に排除され
る。

この結果ウェハ３の周辺部から飛散されるフォトレジス
トの飛沫が塗布カップｌの内壁に衝突してはね返り、ふ
たたびウェハ３の表面に点状に付着することが防止され
る。

次にウェハ３を保持するスピナチャック２０回転が停止
され、バブラ１２のノズル１２Ｂからの搬送ガスの供給
が停止されるとともに排気ポンプ５Ａおよび５Ｂも停止
される。

塗布カップ１は開閉機構によってＴ１に移動され開放さ
れて、表面にフォトレジストの塗膜が形成されたウェハ
３が取り出される。

上記の一連の動作が繰り返されることによって、多数の
ウェハ３に均一な膜厚のフォトレジストの塗膜が形成さ
れる。

〔実施例２〕 第２図は本発明の他の実施例であるフォトレジスト塗布
装置の略断面図である。

本実施例ではエバポレータＩＯＫジャケット１３（温度
保持手段）が設けられているところが実施例１と異なり
、他の構造および作用は同様である。

エバポレータ１０の周囲忙殺げられたジャケット１３に
は温度調節液供給ノズル１３Ａおよび温度調節液排出ノ
ズル１３Ｂが設けられている。

ジャケット１３の内部には温度調節液供給ノズ〃１３Ａ
から、所定の温度の、たとえばオイル１４が常時供給さ
れ、温度調節液排出ノズル１３Ｂを通じて排出される構
造とされている。

この結果、エバポレータ１０の内部は、ジャケット１３
の内部を循環するオイル１４によって所定の温度に保持
され、このエバポレータｉｏをｉ過する、シンナ蒸気を
含む搬送ガスは、常に所定の温度で塗布カップ１に供給
される。

このため塗布カップ１の内部は外気温の変動等の影響を
受けることなく所定の温度に保持され、ウェハ３の表面
に分散されるフォトレジストの温度変化に起因する粘度
の変化が防止される。

この結果ウェハ３の表面にはフォトレジストが一様に分
散され一枚のウエノ１の内部においても、また逐次処理
される複数のウニノー間についても、ウェハ表面には、
均一な膜厚のフォトレジストが形成される。

〔効果〕

（１）溶液を構成する溶媒の蒸気雰囲気中において溶液
の塗布が行なわれるため、溶液からの溶媒の蒸発が抑制
され、被塗布物の表面に形成される溶液の塗膜が皺状に
なることが防止される。

（２）所定の温度忙保持される溶媒の蒸気雰囲気中にお
いて溶媒の塗布が行なわれるため、外気温の変動による
溶液の粘度の変化が防止され、被塗布物の表面に溶液が
均一に分散される。

（３）溶液の塗布が行なわれる塗布部の排気が行なわれ
るため、塗布部内に飛散される溶液の飛沫が被塗布物に
付着することが防止される。

（４）　　上記（１）〜（３）の結果、被塗布物の表面
に形成される溶液の膜厚が均一となる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基つき具
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Ｏ たとえば、温度保持手段としては、電熱線等を用いるこ
とも可能である。

〔利用分野〕

以上の説明では王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フォトレジスト塗布
装置に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではなく、均一な膜厚を形成することが要求さ
れる溶液の塗布工程に広（適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるフォトレジスト塗布装
置の略断面図、 第２図は本発明の他の実施例であるフォトレジスト塗布
装置の略断面図である。 １・・・塗布カップ（塗布部）、２・・・スピナチャッ
ク、３・・・ウェハ（被塗布物）、５Ａ、５Ｂ・・・排
気ポンプ（排気手段）、６・・・送気管（管体）、７・
・・０リング、８・・・塗布ノズル、９・・・０リング
、１０・・・エバポレータ（蒸気発生部）、１１・・・
シンナ（溶媒）、１２・・・バブラ、１２Ａ・・・孔、
１２Ｂ・・・ノズル、１３・・・ジャケット、１３Ａ・
・・温度調節液供給ノズル、１３Ｂ・・・温度調節液排
出ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被塗布物に溶液の塗布が行なわれる塗布部と、前記
   溶液を構成する溶媒の蒸気を発生させる蒸気発生部と、
   前記溶媒の蒸気を前記塗布部に導く管体と、前記塗布部
   の排気を行なう排気手段とを有することを特徴とする、
   塗布装置。 ２、塗布部、蒸気発生部、管体、および排気手段の少な
   くとも１つを所定の温度に保持することを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項記載の塗布装置。 ３、被塗布物がウェハであることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項記載の塗布装置。 ４、溶液がフォトレジストであることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項記載の塗布装置。