KR0138097B1 - 도포장치 - Google Patents

도포장치

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KR0138097B1
KR0138097B1 KR1019900007282A KR900007282A KR0138097B1 KR 0138097 B1 KR0138097 B1 KR 0138097B1 KR 1019900007282 A KR1019900007282 A KR 1019900007282A KR 900007282 A KR900007282 A KR 900007282A KR 0138097 B1 KR0138097 B1 KR 0138097B1
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야스히로 사카모토
준로오 이와키리
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도오교오 에레구토론 가부시끼 가이샤
다카시마 히로시
도오교오 에레구토론 큐우슈우 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음

Description

도포장치
제1도는 본 발명의 1실시예에 관한 스핀 코우팅 장치를 개략적으로 나타낸 도면,
제2도 내지 제4도는 기판에 형성된 막의 두께의 상태를 각각 설명하기 위한 개략도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1:모우터2:처크
3:토출노즐4:스캐너
5:레지스트 공급계6:레지스트 수납용기
7:레지스트8:펌프
9:필터용기10:색백밸브
11:컵12:온도센서
13:습도센서14:온도조정 콘트롤러
15:히이터17:레지스트막
18:웨이퍼(W)의 중앙부19:웨이퍼(W)의 주변부
20:CPU21:회전수 콘트롤러
22:가열장치 콘트롤러23:가열장치
W:웨이퍼(기판)V1:밸브
본 발명은, 박막을 형성하기 위한 도포장치에 관한 것이다. 도포장치에는 다음과 같은 것이 알려져 있다. 반도체 집적회로 제조의 웨이퍼 처리공정중에서 박막의 바라는 패턴을 얻기 위하여, 웨이퍼상에 형성된 박막상에 바라는 패턴으로 작성한 금속박막등으로 마스크를 작성하고, 그위에 감광성의 레지스트를도포한 후 , 노출하여 현상을 행하고 있다.
이 레지스트를 도포하는 도포공정은 고품질의 반도체를 형성하기 위하여 균일한 두께의 도포막을 형성하는 것이 필요조건이다.
그 때문에, 일정량의 레지스트액을 공급하는 기구에 의하여 웨이퍼상에 설치된 노즐로부터 레지스트를 떨어뜨려, 웨이퍼를 흡착 등으로 고정한 처크를 포위하는 컵안에서 고속회전 시켜서 도포를 행하는 스핀 코우터가 있다
여기에서 레지스트 도포막 도께는, 레지스트액의 점도 및 온도, 웨이퍼의 온도, 웨이퍼의 회전수, 주위의 온도·습도 등의 환경에 의하여 서로 영향을 받는 것이라는 것이 판명되었다.
그 때문에 현재 상황은 이들 각 파라미터를 웨이퍼 처크를 포위하는 컵안의 처리조건을 일정조건으로 콘트롤 하여서 막 두께의 정밀도를 확보하고 있다.
그러나, 일정조건으로 콘트롤 하기 위한 온도·습도 조정설비는 코스트가 높게되고, 또 각, 파라미터는 서로 관련성이 있어서, 최적조건 설정이 곤란하였다.
본 발명의 목적은, 균일한 두께의 막을 도포할 수 있는 저렴한 도포장치를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레지스트 도포장치는, 회전되는 기판상에 엑을 도포하는 장치에 있어서, 회전도포 분위기의 온도 및 습도의 적어도 한쪽의 조건에 의하여 도포액의 온도, 기판의 회전속도 또는 기판의 온도를 제어한다.
본 발명의 도포장치는, 기판으로의 도포액의 회전 도포중의 환경온도, 습도에 따라서 도포액의 온도, 예를들면 도포액을 공곱하는 노즐온도를, 기판의 회전속도 및 온도, 예를들면 처크의 회전수, 온도를 적어도 하나 제어 함으로써 막 두께를 균일화하는 것이다. 환경온도가 높으면 도포막 예를들면 테지스트 막 두께는 예를들면 웨이퍼 주변부에서 두껍고, 중앙부에서 얇아지며, 환경온도가 낮은 경우 레지스트는 반대로 퍼지기 어렵고, 중앙부가 두껍고 주변부가 얇아진다.
또, 환경습도가 레지스트나 웨이퍼 온도에 대하여 최적습도이면, 최적의 막 두께인 것이 만들어진다. 그러나 습도가 높으면 막 두께가 얇게되고, 습도가 낮으면 막 두께가 두꺼워진다.
[실시예]
본 발명의 도포장치를 레지스트 도포장치에 적용한 경우의 1 실시예를 도면에 참조하여 설명한다.
제 1 도에 도시한 레지스트 도포장치는, 진공흡착 등에 의하여 웨이퍼 (W)를 위에 얹어놓고 고정하여, 모우터(회전구동 기구)(1)의 회전축에 고정되는 윗면 원판형성 처크 (2)를 가진다.
이 처크 (2)의 운판 중심부의 윗쪽에 토출노즐(노즐) (3)에 마련된다.
토츨노즐 (3)은 로드의 잘린곳등에서 토츨노즐 (3)로부터의 디스펜스가 소정시간 실행되지 않을 경우, 토출노즐 (3) 앞끝단에서 레지스트액이 장시간 공기와 접촉 됨으로써 굳어져버리는 일이 있으므로 더미 디스펜스를 실행할 필요가 있다.
이것을 실행하기 위하여, 토출노즐 (3)을 처크 (2) 위쪽으로부터 바깥쪽 위치로 물러나 피하게 되기 때문에, 스캐너 (4)에 의하여 수평방향 이동이 자유롭도록 되어있다.
이 토출노즐 (3)이 접속되는 레지스트의 공급정치인 레지스트 공급계 (5)는 레지스트 수납용기 (6)에 수납된 레지스트 (7)를 원하는 일정량을 공급하는 펌프 (8) 예를들면 페로우즈 펌프와, 필터용기 (9) 및 펌프 (8)를 연이어 움직여서 개폐되는 밸브 (V1), 레지스트 (7)를 토출노츨(3)로부터 일정량 토출후 레지스트를 토출노츨 (3)안으로 되돌리고, 레지스트의 액체 떨어짐 또는 굳음을 방지하기 위한 색백밸브 (1)로 구성된다. 또, 레지스트 도포시에 레지스트가 장치 외부로 날아 흩어지는 것을 방지하기 위하여 처리용기로서 컵 (11)이 처크 (2)를 포위하여 설치된다. 컵 (11)은 화살표로 나타낸 바와같이, 상하운동이 가능하며 웨이퍼(W)의 반출입시에는 도시한 위치에서 하강하고 처크 (2)가 노출하여 반출입을 용이하게 한다. 또한 컵 (11)안의 환경, 즉 온도 및 습도를 측정하는 온도센서 (12) 및 습도센서(13)가 마련되고, 컵 (11)의 하부에는 드레인관, 배기관 등 (도시하지 않음)이 접속된다.
또한 본 발명의 레지스트 도포장치에는 토출노즐 (3)에 온도 조정 수단인 히이터(15)가 설치된다. 이 히이터 (15)는 노즐(2)의 안쪽둘레면을 균일하게 가열할수 있도록 노즐 (3)의 바깥둘레면에 원통형상으로 형성되어 있다. CPU(20)에 입력되는 온도센서 (12) 및 습도센서 (13)로부터의 입력신호에 의하여 CPU로부터 발신되는 신호에 따라서 히이터 (15)를 동작 또는 제어시켜 도포액의 온도를 제어하는 온도조정 콘트롤러 (14)가 구비된다. 온도 조정 수단은 히이터에 한하지 않고, 예를 들면 토출노즐 (3)을 이중관으로 하여 레지스트 통과 경로의 주위에 온도조정물의 순환유로를 마련한 것과같이, 노즐로부터 디스펜스되는 레지스트의 온도를 제어할 수 있는 것이면 어떤 것이라도 좋다. 온도 조정 수단 (히이터 (15))의 가열의 제어에 의하여 레지스트 온도를 조정 함으로써 레지스트 점도를 바꿀수 있다. 처크 (2)의 회전수 조정수단인 회전수 콘트롤러 (21)는 CPU (20)에 입력되는 온도센서 (12) 및 습도센서 (13)로부터의 입력신호에 의하여, CPU로부터 발신되는 신호에 따라서 모우터 (1)에 구동신호를 송출하는 것이다. 모우터 (1)의 회전수가 조정 됨으로써 처크 (2)도 모우터 (1)와 동시에 회전 하도록 조정된다. 또한, CPU는 온도센서 (12) 및 습도센서 (13)의 입력신호에 의하여 처크 (2)에 매설되는 가열장치 (23)의 구동수단인 가열장치 콘트롤러 (22)를 작동 시키는 것이다.
이상과 같은 구성의 레지스트 도포장치를 사용하여 균일한 두께를 가지는 레지스트막의 형성방법을 설명한다. 웨이퍼 (W)가 도시하지 않은 반송기구에 의하여 처크 (2)상에 흡착되어서 지지되면 컵 (11)은 제 1 도에 도시한 바와같이 상승하고, 모우터 (1)의 회전에 따라서 처크 (2)에 흡착된 웨이퍼 (W)는 미리 정하여진 기간, 소정 회전수 예를들면 1000 회전/초 회전된다. 그후 더 고속으로 예를들면 4000 회전/초 로 소정기간 회전된다.
이와같이 고속회전하는 웨이퍼 (W)의 중심상에 레지스트 공급계 (5)로부터 배관을 통하여 레지스트 (7)가 토출노즐 (3)로부터 일정량이 떨어진다. 떨어진 레지스트 (7)는, 이때의 컵 (11)내의 온도가 레지스트 막 형성의 최적온도 보다 낮은 경우는 제 2 도의 단면도에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 (W)의 중앙부 (18)의 막두께가 두꺼운 레지스트막 (17)이 형성된다.
이 경우 온도센서 (12)의 출력에 의하여 CPU (20)로부터의 신호로 미리 입력되어 있는 컵 (11)내 온도와 습도의 적어도 한 조건과 레지스트 점도(온도)의 관계로부터 온도조정 콘트롤러 (14)가 히이터 (15)를 동작 시키고 레지스트 온도를 상승 시켜서, 중앙부가 얇고 주변부가 두꺼운 막두께를 형성 하도록 조정 함으로써 중앙부와 주변부에 생기는 박두께의 불균일성을 상쇄하고, 제 4 도에 나타낸 바와같은 균일한 막두께의 레지스트막 (17)을 얻을 수 있다. 또, 컵 (11) 안의 온도가 레지스트막 형성의 최적온도 보다 높은 경우는 제 3 도에 나타낸 바와같이 웨이퍼 (W)의 주변부 (19)의 막두께가 두꺼운 레지스트막 (17)이 형성되는데, 마찬가지로 온도조정 콘트롤러 (14)에 의하여, 히이터 (15)를 정지 시키고 레지스트 온도를 저하시켜, 중앙부의 두꺼운 주변부의 얇은 막두께를 형성 하도록 하여서 불균일성의 상쇄에 의하여 제 4 도와 같은 균일한 막두께의 레지스트막 (17)을 얻는다. 또, 습도에 있어서도 마찬가지로, 최적습도는 예를들면 25% 로서, 습도가 높아짐에 따라 형성되는 레지스트막은 두꺼워지고, 1% 다름에 의하여 수 10 Å 두께의 변화를 일으킨다. 컵(11)안의 습도도 30 내지 40% 정도를 변화하는 것으로 이 변화를 습도센서 (13)가 검지하면, 온도센서 (12)의 출력에 의하여 CPU로부터의 신호를 미리 입력되어 있는 컵 (11)안의 온도와 웨이퍼 (W)의 l회전수의 관계와 비교하여 회전수 콘트롤러 (21)가 모우터 (1)의 회전수를 통상 보다도 상승시켜, 회전수를 크게 함으로써 얇은 막두께로 하는 것으로 막두께의 변동을 상쇄한다. 또, 웨이퍼 (W)의 온도가 레지스트막 형성의 최적온도보다 높은 경우는 막두께가 목표 막두께 보다 얇은 레지스트막이 형성되는데 마찬기지로 회전수 콘트롤러 (21)에 의하여 모우터 (1)의 회전수를 통상보다 하강 시키는 것으로 막두께의 변동을 상쇄하여, 일정한 목표 막두께의 레지스트막을 얻을수 있다. 레지스트막은 약 1㎛ 두께이고, 종래의 웨이퍼 온도가 1° 달라짐으로써 수 10 Å 두께의 오차를 생기게 하던 것이 회전수를 바꿈으로써 일정한 막을 형성할수 있다. 또, 습도에 있어서도 마찬가지로, 습도 변화를 습도센서 (13)가 검지하면 미리 입력되어 있는 컵 (11) 안의 습도와 웨이퍼 (W)의 회전수의 관계를 비교하여 회전수 콘트롤러 (21)가 모우터 (1)의 회전수를 변화시켜, 일정한 막두께의 레지스트막을 형성한다.
또한 처크 (2)에 매설된 니크롬선 등의 가열장치 (23)를 온도센서 (12) 및 습도센서 (13)로부터의 신호에 의하여 CPU가 가열장치 콘트롤러 (22)에 발신하여 구동시키면 처크 (2)와 웨이퍼 (W)는 같은 온도로 되어서, 회전수와의 관계도 보다 정밀한 제어를 가능하게 하는 것이다. 가열장치는 이것에 한정되는 것은 아니고 공지의 것이라도 좋다.
상기 실시예에서는 레지스트 도포장치에 적용한 것에 대하여 설명하였으나, 도포에 관한 것이라면 현상액, 자성체 등 처리액의 어떤 도포에도 적용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 기판상에 액을 도포하여, 막을 형성하는 도포장치로서, 상기 기판을 회전 가능하게 지지하는 수단과, 기판상에 상기 액을 공급하는 수단과, 이 공급수단 으로부터 공급되는 액의 온도를 변화 시키는 수단과, 상기 기판의 주위의 분위기의 온도와 습도중 적어도 한쪽을 측정하고, 측정신호를 출력하는 측정수단과, 이 측정신호를 기준 데이터와 비교하고, 이 비교 데이터를 근거로 하여 상기 온도변화 수단을 제어하는 수단으로 구성되며, 상기 분위기의 온도와 습도의 적어도 한쪽에 대응한 온도의 액이 상기 공급수단 으로부터 기판에 공급되는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공급수단은 노즐 (3)과, 이 노즐 (3)을 통하여 액을 기판상에 떨어뜨리게 하는 수단과를 가지고, 상기 온도 변화수단은 노즐 (3)을 통과하고 있는 액을 가열하는 수단을 가지는 도포장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 가열수단은 상기 노즐의 안쪽둘레면을 가열하는 히이터 (15)를 가지는 도포장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 온도를 변화 시키는 수단과, 상기 측정수단 으로부터의 측정신호를 근거로 하여 이 기판온도 변화수단을 제어하는 수단을 더욱 구비하는 도포장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 회전속도를 변화 시키는 수단과, 상기 측정수단 으로부터의 측정신호를 근거로 하여 이 기판회전속도 변화수단을 제어하는 수단을 더욱 구비하는 도포장치.
  6. 기판상에 액을 도포하여, 막을 형성하는 도포장치로서, 상기 기판을 회전 가능하게 지지하는 수단과, 기판상에 상기 액을 공급하는 수단과, 기판에 공급되는 상기액을 가열하는 수단과, 상기 기판의 주위의 분위기의 온도 및 습도를 측정하는 수단과, 이 측정된 온도와 습도를 기준 데이터와 비교하여, 이 비교 데이터를 근거로 하여 상기 가열수단을 제어하는 수단을 구비하는 도포장치.
  7. 기판상에 액을 도포하여, 막을 형성하는 도포장치로서, 상기 기판을 회전 가능하게 지지하는 지지수단과, 지지수단으로 지지된 기판상에 상기액을 공급하는 수단과 상기 기판의 주위의 분위기를 온도와 습도중의 적어도 한쪽을 측정하여, 측정신호를 출력하는 측정수단과, 이 측정신호를 기준 데이터와 비교하여, 이 비교 데이터를 근거로 하여 상기 기판의 회전과 온도의 적어도 한쪽을 제어하는 수단을 구비하는 도포장치.
  8. 기판상에 액을 도포하여, 막을 형성하는 도포장치로서, 상기 기판을 회전 시키는 수단과, 회전되는 기판에 상기 액을 공급하는 수단과, 상기 기판의 주위의 분위기의 온도와 습도를 측정하여, 측정신호를 출력하는 측정수단과, 이 측정신호를 기준 데이터와 비교하여, 이 비교 데이터를 근거로 하여 상기 액의 온도와, 기판의 회전과, 기판의 온도를 제어하는 수단을 구비하는 도포장치.
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