JPS63503046A - 遠心作用により樹脂を塗布するための方法と装置 - 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】 遠心作用により樹脂を塗布するための方法と装置゛本発明は、大きな直径の半導 体ウェハ上に感光性あるいは電子感応性樹脂の層を塗布するための装置に関する 。

半導体ウェハを加工する際に、ウェハの表面は、加工に続いて行われるプラズマ エツチング、反応性イオンエツチング、イオン加工またはイオン注入用の所定の パターンを写真または電子写真技術によって形成するために、感光性または電子 感応性樹脂の層でコーティングする必要がある。

現在、この操作は、遠心機の作業台上に水平方向にウェハを置き、このウェハの 中心に少量の樹脂を載せて、この樹脂に遠心作用をかけることにより行われてい る。

遠心力により過剰分の樹脂が除去され、厚さ１〜３ミクロンの薄膜が形成される 。直径が１５０　ｍＴＯまでのウェハに関する実験により、この厚さは材料の粘 性と回転速度に応じて変わることがわかっている。

平衡は、回転速度５０００〜１０．００Ｏｒｐｍで約２０．３０秒の時間を後に 達成される。

現在までのところ、最終的な厚さについての実験式にはウェハの半径は入ってい ない。

分析の結果、薄膜に加えられるカもまた粘性および遠心力により制限されること がわかったが、このとき空気抵抗は斯酌されていない。この空気抵抗は、かなり 大きな接線成分に達し得る。

単純な計算により、ｇ、　ｏｏｏ〜９．００Ｏｒｐｍの回転速度のとき直径が２ ００ｍｍのウェハでは、縁における接線速度は３００ｋｍ／　ｈ以上となる。従 って樹脂膜が塗布されるとき空気摩擦によって生じる力は無視することはできな い。

これらの力は回転中に縁の所での乱れの原因となることがあり、このような乱れ によって薄膜の厚さが局部的に変化することになる。さらには、通常半導体製造 時に生じるウェハ表面上の凸凹のために、特にウェハの縁において、薄膜が破損 したり、不良部分が生じたりすることがある。

本発明の目的は、大きな直径の半導体ウェハ上に樹脂層を塗布するための方法と 新規な装置を提供することにある。

本発明の方法では、実質的に大気圧より低い圧力下の雰囲気中で樹脂に遠心作用 をかける。

従って、本発明の遠心装置は、基本的に雰囲気を希薄な状態に保つことが可能な 遠心チャンバを備える。

チャンバ内の雰囲気を希薄な状態に保持するため、装置は導入口用のロックユニ ットと取出し日用のロックユニットを備えていてもよい。導入口用ロックと取出 し日用ロックユニットは同じ部品から成るものでもよく、また、単一の導入口／ 取出し口前用ロックユニットを用いて数個の加工チャンバに材料を供給するよう にしてもよい。このような様々な構成は全て以下に説明する本発明に属している 。

以下に、１つのチャンバと２つのロックユニット（１つは導入口用でもう１つは 取出し日用）を備える本発明に従う基本的な実施例について添付の図面を参照し ながら詳しく説明することにする。

第１図は、チャンバと２つのロックユニットの鉛直方向の断面図であり、 第２図は、チャンバと２つのロックユニットの水平方向の断面図である。

第１図、第２図において、導入口用ロックユニット、主要チャンバ、取出しロ用 ロツタユニット内に置かれた半導体ウェハをそれぞれ１．２．３の参照番号で示 した。

主チャンバ４は、ウェハの導入口用と取出し日用の２つの側方開口部５．６を有 する。これらの開口部はギロチン型の真空バルブまたはこれに類似するバルブを 備え、このバルブにより導入口ロックユニット７と取出しロロツクユニット８の 分離が可能となる。

各ロックユニットは大気と連通し、シャトル、スパチュラ、その他のタイプの外 部装置がウェハを導入口ロックユニット内に入れたり、ウェハを取出しロロツク ユニットから出したりするのを可能にする真空バルブを備えている。これらのバ ルブは導入口では９、取出し口では１ｏの参照番号で示されている。

各ロックユニットにおいて、可変平行四辺形の原理で作動する機構によって駆動 されるシャトルまたはスパチュラタイプの装置１１　（あるいはその他のタイプ の装置でもよい）が、バルブ５または６を開け、ウェハを位置１〜３のうちの１ つから次の位置へ移動させるために用いられる。

この動作は、例えば汚染率を測定するために、プログラムにより反転させること ができる。

上記の移動装置は鉛直方向の断面図である第１図には示されていないが、水平方 向の断面図である第２図には、例えばウニハエを取上げ、ウェハ２を下に置く際 に対応する両端の位置にある装置が示されている。

主チャンバ４は、締切弁１３を介してチャンバ４に接続される主ポンプ装置１２ により減圧される。

このポンプ装置が作動しているとき、ウェハ２はボール状の容器１４内の位置２ ｂｉｓにある。モータ１７に接続されたウェハＩ６の支持台は必要に応じて上下 に移動する。モータ装置１７はチャンバの外側に配置してもよい。

容器１４は遠心作用により振り切られた過剰分の樹脂を回収するために用いられ る。この過剰樹脂は通路１８を介して回収器１９に流れ込むが、この回収器は締 切弁２ｏによりチャンバ４から遮断される。

さらに、チャンバ４はポンプ装置２１に接続され、ポンプ装置２１は締切弁２２ によりチャンバ４から遮断されて容器１４と主要チャンバ間に差圧を生じさせる 。

チャンバ４は蓋２３を持上げることにより上端で開けることができ、上部に孔２ ４を有する。孔２４は、例えば樹脂、溶剤、接着促進剤、中性ガス、酸化剤等の チャンバのパージを行ったり、チャンバの雰囲気を調整するのに必要な物質を供 給するためのノズルを有する。この供給ノズルはより高品質の薄膜を塗布するこ とができ、回転腕または接線運動タイプの可動装置に取付けることができる。

このように、本発明は、半導体ウェハに遠心塗布する際に生じる問題を解消する ために用いることのできる装置を提供する。言うまでもなく、本発明の範囲を超 えることなくここに記載した装置に種々の変更を加えることができる。

遠心作用をかけている間のチャンバ内の圧力は数Ｔｏｒｒであるのが望ましいが 、容認できる範囲は０．１〜１００Ｔｏｒｒである。

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Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）遠心作用により、平坦な表面上へ樹脂を塗布するための方法において、大 気圧よりかなり低い圧力下の雰囲気中で遠心作用をかけることを特徴とする方法 。
2. （２）上記圧力は数Ｔｏｒｒに等しいことを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の方法。
3. （３）大気圧よりかなり低い圧力下の雰囲気中で遠心作用をかけることにより、 平坦な表面上へ樹脂を塗布するための装置において、遠心作用を受ける平坦な表 面を収容するためのチャンバと、該チャンバ内の雰囲気を大気圧より低い圧力に なるよう希薄にするためのポンプ手段を備えることを特徴とする装置。