JPS62214621A

JPS62214621A - 塗布装置

Info

Publication number: JPS62214621A
Application number: JP5685486A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sumitomo; 住友　健次; Hideyuki Hirose; 廣瀬　秀幸; Takeshi Ariyoshi; 有吉　威
Original assignee: Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1986-03-17
Filing date: 1986-03-17
Publication date: 1987-09-21

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、塗布技術、特に、大口径半導体薄板にホトレ
ジスト等の塗布液を塗布する技術に適用して有効な塗布
技術に関する。

〔従来の技術〕

ＩＣ（集積回路）、ＬＳＩ　　（大規模集積回路）を始
めとする半導体装置の製造において、半導体薄板（ウェ
ハ）主面にホトレジストを塗布する工程がある。ウェハ
にホトレジストを塗布する技術については、工業調査会
発行「電子材料」１９８４年別冊号、昭和５９年１１月
２０日発行、Ｐ６７〜Ｐ７１に記載されている。この文
献には、以下のことが記載されている。

（１）ホトレジスト塗布装置としては、スピン塗布、ス
プレィ塗布、静電塗布、ローラ塗布、フィルム塗布等が
あるが、塗布膜厚の制御性、下地基板に対する接着性、
清浄塗布の点で市販の装置はほとんどスピン式である。

（２）最近の縮小投影露光の露光光は単色光であるため
光の干渉によってホトレジスト塗布膜厚のバラツキがレ
ジストパターン寸法精度に影響する。

（３）パターンの微細化に伴ってホトレジスト塗布は、
従来にもましてピンホールがなく、ストリエーションの
ない精度の高い塗布膜を形成する新しい技術が必要にな
ってきている。

（４）均一なホトレジストの膜厚を得るためには、ホト
レジストの粘度変動を極力抑えることが大切である。こ
の具体的な条件としては、一部ではあるが、膜形成中の
ウェハの周辺の気流や雰囲気温度の均一安定化、ウェハ
自体の温度の均一化、ホトレジスト温度の均一化が挙げ
られている。

一方、前記ストリエーションを生じさせ難くする技術に
ついては、特願昭５９−９０９０１号がある。この技術
は、ウェハをスピンナーのスピンヘッドに運ぶ前に、ウ
ェハ冷却部でウェハをホトレジストの溶剤が気化し難い
温度にまで冷却し、その後ウェハをスピンヘッドに供給
してホトレジストを塗布する技術である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記文献にも記載されているように、ホトレジストの粘
度を変動させることなく塗布を行うことが、ホトレジス
ト膜の均一化に繋がる。前述の技術のように、ウェハの
温度を一定にするために、ウェハ冷却部でウェハを一定
にしても、ウェハをスピンヘッドに移動する間にウェハ
は周辺の空気の温度に馴染み温度が変動する。

本発明の目的は塗布膜厚を高精度かつ塗布面全域に均一
に形成できる塗布装置を提供することにある。

本発明の他の目的は再現性良く均一の厚さの塗布膜を形
成することのできる塗布装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほか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あきらかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のホトレジスト塗布装置は、被塗布物であるウェ
ハを真空吸着保持するスピンヘッドの温度調整を行うス
ピンヘッド温度調整装置を有するとともに、前記スピン
ヘッドの主面に保持されているウェハ上にホトレジスト
を滴下供給するノズルの先端部分の温度を制御するノズ
ル温度調整装置が設けられている。

〔作用〕

上記した手段によれば、ウェハへのホトレジスト塗布に
際しては、前記スピンヘッド温度調整装置は周辺空気の
温度状態の如何に関わらず、スピンヘッドの温度を一定
とすることによって、保持したウェハの温度を一定に維
持する。また、ノズル温度調整装置は、ノズルの先端か
ら送り出されるホトレジストの温度を周辺空気の温度状
態の如何に関わらず一定に維持するため、ウェハの僅か
上方からウェハ主面に滴下供給されたホトレジストは、
ウェハ上に至っても、温度は一定温度を維持することが
できることから、均一なホトレジスト膜厚が得られる。

また、前記ウェハ温度を、ホトレジスト溶剤が気化し難
い温度にしておくことによって、ホトレジストの溶剤の
気化が起き難くなることから、ホトレジストの粘度は常
に所望粘度域の状態を維持するため、均一な塗布膜厚が
得られる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

図面は本発明の一実施例による塗布装置の概念的な斜視
図である。

この実施例の塗布装置は、図面で示されるように、ウェ
ハ１を主面（上面）に真空吸着保持するスピンヘッド２
を有するスピンナー３を有している。前記スピンヘッド
２はその直径がウェハ１よりは大きくはないが、近似し
ている。これは、ウニハエに対するスピンヘッド２の接
触面積を広くするとともに、熱容量を大きくして速やか
にウェハの温度を上昇あるいは下降させかつ周囲の空気
の温度状態如何によって変動し難いようにするためであ
る。

前記スピンヘッド２はその下方に設けられたスピンモー
タ４によって回転する。このスピンヘッド２はスピンヘ
ッド温度調整装置５によってその温度が制御されるよう
になっている。スピンヘッド温度調整装置５は前記スピ
ンモータ４の固定箇所の温度をセンサ一部６で検出する
とともに、この検出情報に基づいてスピンヘッド２の温
度を所望の温度に制御するようになっている。前記スピ
ンヘッド２を加熱、冷却する機構としては、たとえば、
スピンヘッド２の内部に空気流を循環させ、この空気流
の温度を変化させてスピンヘッド２の温度制御を行う構
造等がある。

一方、スピンヘッド２の上方には、ホトレジストをウェ
ハ１上に滴下供給するノズル７が対峙されている。この
ノズル７の先端部分はノズル温度調整装置８の温度調整
部９によって所望の温度に制御されるようになっている
。この温度調整部９を貫通するノズル７の先端部分は、
ノズル温度調整装置８によって均一に加熱されるように
螺旋状部１０になっている。また、前記螺旋状部１０の
端にはホトレジスト供給チューブ１１が接続されている
。このホトレジスト供給チューブ１１は図示しないホト
レジスト供給装置の供給側に接続されている。ウェハ１
に対するホトレジスト１２の供給量は、前記ホトレジス
ト供給装置によって行われる。なお、図中の１３は、ス
ピンヘッド２の真速回転によって飛散したホトレジスト
１２を遮断する塗布カップである。

つぎに、このような塗布装置を用いてウェハ１の主面に
ホトレジスト１２を塗布する方法について説明する。

ホトレジスト１２の塗布に先立ち、スピンヘッド温度調
整装置５によってスピンヘッド２の温度を制御し、スピ
ンヘッド２上に載置されたウェハ１が所望温度Ａになる
ようにする。また、一方では、ノズル温度調整装置８に
よって温度調整部９の温度を一定にし、ノズル７から滴
下されるホトレジスト１２の温度を所望温度Ａになるよ
うにする。

つぎに、ノズル７から数ＣＣのホトレジスト１２をウェ
ハ１上に滴下供給するとともに、スピンモータ４を動作
させてスピンヘッド２上に載るウェハｌを所望速度で回
転させる。この回転によって、ウェハ１の主面中央に滴
下されたホトレジスト１２は、遠心力およびウェハ１の
回転によってウェハ１の主面全域に均一に拡がる。

前記ホトレジスト１２は、ウェハ１に供給される時点ま
で所望温度Ａに維持されていることと、被供給体である
ウェハ１が全域に亘って均一に所望温度Ａに維持されて
いることから、ウェハ１上に供給された後も所望温度Ａ
となる。したがって、ホトレジスト１２は常に所望温度
Ａの状態でウェハ１の主面全域に拡がるため、粘度が一
定となるとともに、ホトレジスト１２の溶剤の気化状態
が一定するため、ウェハ１の主面全域に均一な厚さのホ
トレジスト膜が形成されることになる。

また、前記所望温度Ａをホトレジスト１２の溶剤が気化
し難い低い温度、すなわち、ホトレジスＨ２の材料にも
よるが、たとえば、１５°Ｃとすれば、ストリエーショ
ンと呼ばれるホトレジストが放射状に拡がることによっ
て生じる縞状欠陥も起き難くなる。この場合、室温が２
０°Ｃ〜２５°Ｃ前後の条件では、全くストリエーショ
ンが起きないことを確認している。

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明によれば、ウェハおよびホトレジストは所
望温度Ａに管理され、ウェハ上に供給されかつウェハ上
を拡がる時点でも、ホトレジストは所望温度Ａとなって
いることから、ホトレジストはウェハの主面全域に均一
に拡がるため、ウェハ全域に均一なホトレジスト膜が形
成できるという効果が得られる。

（２）上記（１）により、本発明によれば、ウニ。

ハおよびホトレジストは常時所望温度Ａに管理されてい
るため、再現性良く所望厚さのホトレジスト膜を形成で
きるという効果が得られる。

（３）上記（１）により、本発明によれば、ホトレジス
ト塗布時、糸トレジストは所望温度Ａを維持して塗布さ
れるため、口径の大きいウェハに対しても欠陥のない均
一な塗布が行えるという効果が得られる。

（４）本発明によれば、ホトレジストの塗布時、ホトレ
ジストの温度をホトレジストの溶剤が気化しない低温と
することによって、ストリエーションを起こすことなく
ホトレジスト膜を形成することができるという効果が得
られる。

（５）上記（１）〜（４）により、本発明によれば、再
現性良く均一にホトレジスト膜をウェハ主面に設けるこ
とができるため、このホトレジスト膜を使用して形成す
る拡散パターン、配線パターン等のパターンの微細化が
可能となり、半導体装置の高集積度化が達成できるとい
う相乗効果が得られる。

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、本発明は上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。

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ェハ主面にホトレ
ジスト膜を形成する技術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、たとえば、磁気
ディスクへの磁性体塗布、フォトマスク製造、半導体基
板への有機保護膜の塗布等の技術などに適用できる。

本発明は少なくとも回転する物品に塗布液を均一に塗布
する技術には適用できる。

〔発明の効果〕

本発明のホトレジスト塗布装置は、スピンヘッド温度調
整装置によってウェハを真空吸着するスピンヘッドの温
度を制御するとともに、ウェハにホトレジストを供給す
るノズルの先端部分をノズル温度調整装置によって温度
制御するため、一定の温度状態にあるウェハ上に同一の
温度のホトレジストが供給される。したがって、ホトレ
ジストは供給前の温度状態でスピンヘッドの高速回転に
よってウェハ全域に均一に塗布される。また、ウェハお
よびホトレジストは常に一定の温度状態にあることから
、常に一定の膜厚が得られる。さらに、前記ウェハおよ
びホトレジストの温度を、ホトレジスト溶剤が気化し難
い温度にしておくことによって、ホトレジストの溶剤の
気化の防止による定精度化が図れるため、ピンホールや
ストリエーションのない均一な塗布膜厚が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例による塗布装置の概念的な斜視
図である。ｌ・・・ウェハ、２・・・スピンヘッド、３・・・スピ
ンナー、４・・・スピンモータ、５・・・スピンヘッド
温度調整装置、６・・・センサ一部、７・・・ノズル、
８・・・ノズル温度調整装置、９・・・温度調整部、１
０・・・螺旋状部１０．１１・・・ホトレジスト供給チ
ューブ、１２図　　　面２−ズｒつへ・ゾド

Claims

【特許請求の範囲】１、被塗布物を主面に保持しかつ回転するスピンヘッド
を有するスピンナーと、前記スピンヘッドに対峙して被
塗布物上に塗布液を供給するノズルと、を有する塗布装
置であって、前記ノズルの先端部分の温度を制御するノ
ズル温度調整装置を有することを特徴とする塗布装置。２、前記スピンナーは前記スピンヘッドの温度を制御す
るスピンヘッド温度調整装置を有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。