KR100284556B1

KR100284556B1 - 도포막 형성방법 및 그를 위한 장치

Info

Publication number: KR100284556B1
Application number: KR1019940006105A
Authority: KR
Inventors: 아키히로 후지모토; 히로이치 이나다; 게이죠 하세베; 히로유키 이이노; 신지 기타무라; 마사토시 데구치; 미쓰히로 남부
Original assignee: 다카시마 히로시; 도오교오 에레구토론 큐우슈우 가부시키가이샤; 히가시 데쓰로; 동경 엘렉트론주식회사
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 2001-04-02
Also published as: DE69428391D1; US5942035A; US6063190A; CN1059967C; EP0618504A2; CN1102505A; US5658615A; KR940022743A; EP0618504A3; SG130022A1; SG93216A1; EP0618504B1; DE69428391T2

Abstract

본 발명은 레지스트막과 같은 용제에 의한 액상 도포액을 반도체 웨이퍼와 같은 도포제위나 그 위에 형성된 층의 위에 형성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 회전 또는 정지되어있는 기판의 한면 위에 도포액의 용제를 공급하는 공정과, 용제가 도포된 기판을 제 1 회전수로 회전시키고, 용제를 기판의 한면 전체에 걸쳐 확산시키는 공정과, 기판의 거의 중심부위에 소정량의 도포액을, 기판을 제 2 회전수로 회전시키면서 도포하고, 기판의 한면 전체에 걸쳐 확산시켜 도포막을 형성하는 공정 및 상기공정을 실시하기 위한 장치로 이루어진다.

Description

도포막 형성방법 및 그를 위한 장치

제1도는 본 발명의 1 실시예에 관한 도포막의 형성방법을 실시하기 위한 레지스트 도포장치를 개략적으로 나타내는 도면.

제2도는 제1도의 도포장치의 평면도.

제3도는 시간의 경과에 따라 레지스트액의 노즐로부터의 분출유량(벨로우즈 펌프의 구동시간)과 에어오퍼레이션 밸브의 동작타임과를 나타내는 도면.

제4(a)도 내지 제4(c)도는 레지스트 공급노즐과 앞끝단부의 각각 다른 변형예를 나타내는 단면도.

제5도는 도포장치에 사용되고 있는 스프레이 헤드를 확대하여 나타내는 사시도.

제6도는 제5도의 스프레이 헤드의 단면도.

제7도는 도포장치를 사용하여 레지스트막을 형성하는 방법을 설명하기 위한 플로우차트.

제8도는 도포장치가 적용된 레지스트 도포/현상장치의 전체를 개략적으로 나타내는 사시도.

제9도 및 제10도는 스프레이 헤드의 변형예를 나타내는 사시도 및 단면도.

제11도 내지 제13도는 스프레이 헤드의 노즐 집합체의 각각 다른 변형예를 나타내는 단면도.

제14도는 노즐집합체의 변형예와, 피막형성체인 유리기판를 나타내는 사시도.

제15도는 레지스트액의 분출시간과 8인치 반도체 웨이퍼의 회전수와의 관계로부터 레지스트막의 막두께 변형동 범위를 나타내는 선도.

제16도는 레지스트액의 분출시간 및 분출유량과, 웨이퍼의 회전수와의 관계를 나타내는 선도.

제17도는 레지스트액의 분출시간과 6인치의 반도체웨이퍼의 회전수와의 관계로부터 레지스트막의 막두께 변형범위를 나타내는 선도.

제18도는 용제분위기중에서 레지스트막을 형성하는 장치를 개략적으로 나타내는 단면도.

제19도는 감압분위기중에서 레지스타막을 형성하는 장치를 개략적으로 나타내는 단면도.

제20도 및 제21도는 3개의 레지스트액 공급노즐을 구비한 도포장치를 개략적으로나타내는 단면도 및 평면도.

제22도는 제21도에 나타내는 장치의 변형예를 설명하기 위한 개략적인 평면도.

제23도 및 제24도는 각각 제22도에 나타내는 장치의 변형예를 설명하기 위한 개략적인 평면도.

제25도는 또 다른 스프레이 헤드를 구비한 장치를 설명하기 위한 평면도.

제26도는 제25도에 나타낸 장치의 스프레이 헤드의 실시예를 나타내는 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 처리용기 1c : 원통벽

1e : 배기구 1f : 배액구

2 : 스핀척 2a : 모터

3,4 : 공급노즐 4a,4b,4c : 노즐

4d : 굴곡부 5 : 스프레이 헤드

5a∼5d : 스프레이 헤드 6 : 스위치

6a : 스캔아암 6b : 파지구멍

7 : 용제 공급튜브 7a : 개폐밸브

7b : 용제탱크 8 : 공급튜브

8b : 볼나사 8c : 밸브

8f : 필터 8g : 벨로우즈 밸브

8h : 스텝핑 모터 10 : 온도조절장치

10a∼10d : 지지핀 12 : 순환로

14 : 서머모듈 15 : 우회통로

16 : 시일부재 17 : 부착나사부재

19 : 우회핀 20 : 대기부

21 : 돌기부 22 : 배액관

23 : 린스공급노즐 23a : 아암

24 : 이동기구 30 : 용기

30a : 외부용기본체 30b : 가동벽

31 : 연통구 30b : 가동벽

31f : 챔버 31e : 회전체

32 : 마개체 32a : 유지아암

32b : 베어링 32d : 시일부재

33,34 : 공급통로 35 : 유니트

40 : 현상장치 41 : 클램프

41b : 가열장치 41d : 도포장치

41e : 현상장치 41g : 세정기

42 : 메인아암 60,61 : 토출구

62 : 용제저류탱크 111 : 관체

200a∼200d : 아암부재 201a,201b,201c,201d : 장착부

206 : 재치대 207 : 이동기구

W : 웨이퍼 A : 용매

B : 레지스트막 C : 온도조절액

본 발명은 레지스트막과 같은 용제에 의한 액상 도포액을 반도체 웨이퍼와 같은 도포제 위나 그 위에 형성된 층의 위에 형성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

주지한 바와 같이 반도체 기술의 분야에서는 반도체 웨이퍼 위에 형성된 반도체층, 절연체층, 전극층을 선택적으로 소정의 패턴으로 에칭하는 경우에 패턴부의 마스크로 하여 층의 표면에 레지스트막을 형성하고 있다.

예를 들면 레지스트막의 형성방법으로서 반도체 웨이퍼 위에 재치고정한 상태에서 재치대를 회전시키고, 예를 들면 이 웨이퍼상면의 중심부에 용제와 감광수지로 이루어지는 레지스트액을 물방울져 떨어트리고, 이 레지스트액을 웨이퍼 회전력과 원심력에 의한 웨이퍼의 중심위치로부터 주연부에 향하여 나사형상으로 확산시켜 도포하는 방법이 알려져 있다.

이 방법에 있어서는 레지스트액이 웨이퍼의 중심위치로부터 주연부로 향하여 확산하는 과정에 있어서 레지스트액 중의 용제가 증발한다. 이 때문에 확산하는 방향으로 레지스트액의 점도가 다르고, 중심부와 주변부에서는 형성된 레지스트막의 두께가 다르다. 또 웨이퍼의 중심위치보다도 주위 속도가 많이 증가하므로 비산하는 양도 크다. 즉 균일한 도포에 한계가 있었다.

이 때문에 종래예에서는 예를 들면 일본국의 특개소 57-43433호 공보나 특개소 50-141220호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 레지스트액의 온도조정 또는 레지스트막 형성 분위기중에 레지스트액에 사용되고 있는 것과 동일한 용제를 충만시켜 레지스트액 중의 용제의 증발을 억제하는 방법이나 특개소 59-l1895호 특개소61-91655호 공보 및 특개소 61-150332호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 레지스트액 도포전에 레지스트액의 용제를 웨이퍼 표면에 물방울져 떨어트리는 방법이 제안되고 있다.

그러나, 전자의 방법에서는 레지스트액의 사용양이 많고, 예를 들면, 레지스트액의 1∼2% 밖에 실제의 레지스트막의 형성에 기여하고 있지 않다. 예를 들면 1㎛ 두께의 레지스트막을 형성하는 경우에는 8 인치의 반도체 웨이퍼에서 4∼8cc의 레지스트액을 필요로 하고 있다. 또 후자의 도시된 방법에서도 균일한 도포가 곤란하고, 상기 문제를 충분하게 해결할 수가 없다.

본 발명의 목적은 레지스트액등의 도포액의 사용양이 적게 마치고, 균일한 두께의 도포막을 형성하는 것이 가능한 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 1 실시예에 관한 도포막 형성방법은 회전 또는 정지되어있는 기판의 한면 위에 도포액의 용제를 공급하는 공정과, 용제가 도포된 기판을 제 1 회전수로 회전시키고, 용제를 기판의 한면 전체에 걸쳐 확산시키는 공정과, 기판의 거의 중심부위에 소정량의 도포액을, 기판을 제 2 회전수로 회전시키면서 도포하고, 기판의 한면 전체에 걸쳐 확산시켜 도포막을 형성하는 공정을 구비한다.

본 발명에 있어서 기판으로서는 이들 단독은 물론 이 위에 다른 재질의 층, 예를 들면 반도체등이 형성되어 있는 반도체 웨이퍼나 액정기판의 경우에는 응고층도 포함하는 개념이다. 따라서 용제가 도포된 기판 (반도체 웨이퍼(액정기판))으로서는 기판에 직접 도포된 용제는 물론, 기판 위에 형성된 층에 도포된 용제를 의미한다.

본 발명에 있어서 도포액으로서는 이 분야에서 통상 사용되고 있도록 도포에 의하여 액상으로 되어 있는 것을 의미한다. 예를 들면 레지스트 (감광제)액자성액등을 말한다.

본 발명에 있어서 기판으로서는 예를 들면 반도체 웨이퍼의 치수와, 이들의 도포액의 도포시의 회전수와, 도포액의 노즐 (제 2 의 노즐)의 내경과, 도포액의 공급시간과 공급양으로는 이하와 같이 설정하는 것이 바람직하나, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.

6인치

회전수 3000 ∼ 6000 rpm

노즐의 내경 0.1∼2.0 mm

공급시간

평탄한 웨이퍼 4± 2 sec

요철이 있는 웨이퍼 3± 2 sec

공급량

반도체 웨이퍼 0.2∼1 0 cc

요철이 있는 웨이퍼 0.1∼2.0 mm

8인치 웨이퍼

회전수 3000 ∼ 4000 rpm

노즐의 내경 0.5∼2.0 mm

공급시간

평탄한 웨이퍼 6± 2 sec

요철이 있는 웨이퍼 4± 2 sec

공급량

평탄한 웨이퍼 0.5∼2.0 cc

요철이 있는 웨이퍼 0.1∼3.0 cc

12 인치 웨이퍼

회전수 1000 ∼ 3000 rpm

노즐의 내경 0.8∼3.5 mm

공급시간

평탄한 웨이퍼 9± 1 sec

요철이 있는 웨이퍼 7± 1 sec

공급량

평탄한 웨이퍼 1.0∼3.0 cc

요철이 있는 웨이퍼 1.5∼5.0 mm

LCD기판

회전수 500 ∼ 2000 rpm

노즐의 내경 0.8∼5.0 mm

공급시간 12± 4 sec

공급량 2.0∼9.0 cc

이하에 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라서 설명한다.

여기에서 본 발명의 도포막 형성방법 및 형성장치 또는 도포장치를 반도체 웨이퍼의 레지스트막의 형성방법 및 형성장치에 적응한 경우에 대하여 설명한다.

제1도에 나타낸 바와 같이 도포장치, 피도포체 또는 원판형의 기판 예를 들면 반도체 웨이퍼 (W)(이하 웨이퍼라함)를 수용하는 처리용기 (1)와, 상면에 웨이퍼 (W)를 수평상태로 진공에 의하여 흡착유지하고, 미리설정된 프로그램으로 회전하여 회전속도를 가변할 수 있고, 상하 운동가능한 기구를 가지는 회전체 예를 들면 스핀척 (2)과, 이 스핀척 (2)을 회전하는 수단인 모터 (2a) 예를 들면 펄스모터와, 상기 스핀척 (2)의 위쪽위치에 이동가능하게 도포액의 용제(용매) (A)의 공급노즐 (3)(제 1 노즐)과 도포액인 레지스트액 (B)의 공급노즐(4)(제 2 노즐)을 근접시켜 일체로 부착된 스프레이 헤드 (5)와, 이 분사노즐(5)을 파악하여 스프레이 헤드 대기위치와, 웨이퍼 위쪽위치 사이에서 이동시킨 이동수단인 스위치 (6)를 가진다. 노즐 (3),(4)로부터의 용제 공급 및 레지스트 공급로의 각각에는 속에 흐르는 용제 (A) 및 레지스트액 (B)을 미리설정된 온도로 설정하기 위한 온도조절기구 (10)가 설치되어 있다.

상기 용제공급 노즐 (3)은 용제공급로인 용제공급튜브 (7)와 개폐밸브(7a)를 통하여 용제탱크 (7b)에 접속되어 있고, 용제탱크 (7b)내에 공급되는 질소 (N₂)가스의 가압을 제어함으로써 용제탱크 (7b)내의 용제 (A)가 웨이퍼 (W)위에 소정시간중 소정양을 용제 (A)의 공급이 가능하게 되어 있다.

레지스트 공급노즐 (4)은 레지스트액 공급로인 레지스트액 공급튜브 (8)를 통하여 레지스트액 탱크 (8b)에 연이어 통해있다. 이 튜브 (8)에는 서크백 밸브 (8c), 에어 오퍼레이션밸브 (8d), 레지스트액 (B)중의 기포를 분리제거 하기 위한 기포제거기구 (8e), 필터 (8f) 및 벨로우즈 밸브 (8g)가 순차 설치되어 있다. 이 벨로우즈 펌프 (8g)는 구동부에 의하여 제어된 상태로 되어 있고, 소정양의 레지스트액을 노즐 (4)을 통하여 웨이퍼 (W)의 중심부에 공급 예를 들면 물방울져 떨어지기 가능하게 되어 있다. 종래의 레지스트액의 공급양보다 소량의 레지스트액의 공급양 제어를 가능하게 하고 있다. 이 구동부는 한쪽 끝단이 밸로우즈 밸브의 한쪽 끝단에 흡착된 나사와, 이 나사에 나사맞춤하는 너트로 되는 볼나사 (8b)와, 이 너트를 회전시킴으로써 나사를 직선운동 시키는 스텝핑모터(8h)에 의하여 구성되어 있다.

레지스트 공급노즐 (4)의 구경은 구체적으로는 6 인치의 웨이퍼용의 경우에는 내경이 0.1∼2.0 mm 바람직하게는 1.0 mm로 8인치의 경우에는 내경이 0.5∼2.0 mm 바람직하게는 1.5 mm로 그리고 12 인치의 웨이퍼의 경우에는 내경이 0.8∼3.5 mm 바람직하게는 2.0 mm로 설정되어 있다. 이와 같이 노즐의 직경을 웨이퍼의 치수에 따라서 설정하는 것이 바람직하나 0.1∼3.5 mm의 범위에서 임의로 설정되어 있다. 어느 쪽의 경우에도 되도록 소량의 레지스트액을 되도록 긴 시간을 걸려 공급할 수 있도록 되어 있다. 공급시간이 짧으면, 막두께의 균일성이 좋게되고, 또 너무 길게되면 레지스트액이 웨이퍼의 주연부까지 된다.

여기서 적은 양은 상기노즐의 구경 그리고 레지스트액 공급압력에 의존한다.

상기와 같이 구성된 레지스트액 공급계에 있어서 레지스트액의 토출시간은 벨로우즈펌프 (8g)의 스텝핑토터 (8h)의 구동시간에 의하여 제어 (제어정밀도 ± 2m sec)되도록 되어있다. 또 레지스트액의 토출양은 벨로우즈 펌프 (8g)의 구동동작 예를 들면 구동시간 및 구동속도와 레지스트액 공급로를 개폐하기 위한 에어오퍼레이션 밸브 (8d)의 개폐동작 (ON-OFF동작)에 의하여 설정되도록 되어있다. 예를 들면 제3도에 나타낸 바와 같이 벨로우즈 펌프 (8g)의 토출공정을 서서히 유량이 증가하여 가고, 구동상승시간 (토출개시후의 초기의 기간)의 TD1과, 유량이 일정한 구동시간 (토출중간시의 기간)인 TD2와, 유량이 서서히 감소하여가는 구동상승시간 (토출후기의 종료전의 시간)의 TD3으로 나누어 각각 단독 또는 조합시켜 제어함으로써 레지스트액의 시시각각 토출양을 정확하고, 토출시간을 필요에 따라서 정확하게 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 이 제3도에서 횡축은 시간 (sec)을 나타내고, 종축은 레지스트액의 노즐 (4)로부터 토출유양 (이것은 벨로우즈 펌프의 구동시간과 비례함) 및 에어오퍼레이션 밸브의 동작 타임을 나타낸다.

또한 스텝핑 모터 (8h)의 회전속도만을 제어변경함으로써 벨로우즈 펌프(8g)의 축소동작을 가변 할 수 있으므로 상기 TD1,TD2,TD3 기간중 각각 토출양을 제어하도록 하여도 좋다. 예를 들면 TD1초기중은 스텝핑 모터 (8h)의 회전속도를 점차 증가하여 토출양을 점차 증가시키어 TD2시기중은 일정속도로 하여 일정 토출양으로 TD3기간 중은 점차 감속하여 토출유량을 점차 감소시킬 수 있도록 자동적으로 제어하여도 좋다.

제3도에 나타낸 바와 같이 벨로우즈 펌프 (8g)의 토출공정에 맞춰 에어오퍼레이션 밸브 (8d)를 온 동작시킴과 동시에 벨로우즈 펌프 (8g)의 토출공정 종료후 일정시간 T(예를 들면 0.1초 ∼ 1.2초)의 사이에 에어오퍼레이션 밸브(8d)를 온 동작시키고 있다. 즉 에어오퍼레이션 밸브 (8d)를 지연시간을 갖게 시켜 오프 하도록 한 지연동작을 시킴으로써 벨로우즈 펌프 (8g)로부터 레지스트 공급노즐 (4a)에 이르는 배관내의 레지스트액에 작용하는 압력을 없게 하여 잔압 0 의 상태에서 오프 동작시키기 위하여 오프동작후의 다음공정의 레지스트액의 토출 불안정을 해결하는 것이 가능하게되고, 레지스트액 (B)의 토출양을 항상 정확하게 할 수가 있다. 상기 벨로우즈 펌프 (8g)의 구동시간 (TD1, TD2, TD3)의 설정 및 에어오퍼레이션 밸브 (8d)의 온-오프 동작은 미리 설정된 프로그램에 따라서 컴퓨터의 작용으로 자동적으로 제어된다.

상기 벨로우즈 펌프 (8g)의 구동시간 (TD1,TD2,TD3)의 설정에 있어서 중요한 것은 레지스트액의 토출양을 미리 정해진 토출공급양내 미리 설정된 양을 토출시킨 (TD2)후 남은 토출해야 할 양의 유량을 밀어 넣도록 완만히 공급하는 것 (TD3), 환원하면, TD3시간중 시간의 경과에 따라서 토출유량을 점차 감소시키면서 공급하는 것에 의하여 피처리체의 외주부에 있어서 레지스트막이 얇게된다고 하는 문제점을 해결할 수 있도록 구성되어있는 것이다.

레지스트액의 토출시간의 제어는 레지스트 공급양 노즐 (4)에 설치된 가변 오리플러 (도시하지않음)의 개폐동작에 의하여 하는 것도 가능하다. 벨로우즈 펌프 (8g)를 사용하지 않고, 레지스트액 탱크 (8b)에서의 N₂가스의 감압에 의하여 레지스트액 (B)의 공급을 하는 것도 가능하고, 이 경우 레지스트액 (B)의 토출시간제어는 N₂가스의 토출양의 조정에 의하여 할 수가 있다.

본 실시예의 방식에 의하면 레지스트액의 소비량을 저감할 수 있는 것에 의하여 처리용기 내부의 오염이 감소하고, 세정후의 효율화를 도모할 수가 있음과 동시에 컵내의 파티클의 저감을 도모할 수가 있고, 나아가서는 피도포체에 부착하는 미스트의 저감을 도모할 수가 있다. 또 본 발명자는 이 방식을 실험한바, 레지스트액의 소비량이 1일당 1/4로 감소하는 것이 확인 되고있다.

또 상기 벨로우즈 펌프의 구동시간 (TD1,TD2,TD3)의 설정 및 에어오퍼레이션 밸브의 온-오프동작의 설정은 미리 정해진 프로그램에 의하여 컴퓨터의 작용으로 자동적으로 제어되지만, 각각을 독립하여 임의의 교정 변경하는 것도 가능하고, 또 임의로 수정 변경하는 것은 TD2로 한정하여 새로운 시켄스를 추가하여도 좋다.

상기 레지스트액 공급계에 설정된 서크백 밸브 (8c)는 레지스트액 공급노즐 (4)로부터 레지스트 토출후 레지스트액 공급노즐 (4) 앞끝단 내벽부에 표면장력에 의하여 잔유하고 있는 레지스트액 (B)을 레지스트액 공급노즐 (4)내로 되돌리기 위한 밸브이고, 이것에 의하여 잔유 레지스트액의 응고화를 저지하기 위한 것이다. 이 경우 소량의 레지스트액 (B)을 토출하는 레지스트액 공급노즐 (4)에 있어서 통상과 같이 서크백 밸브 (8c)의 부하 압력작용에 의하여 레지스트액을 레지스트액 공급노즐 (4)로 되돌이면, 노즐 (4)의 앞끝단 부근의 공기도 함께 노즐 (4)내에 넣어져 버린다. 노즐 (4) 앞끝단에 부착한 레지스트액 (B)의 잔재가 노즐 (4)내로 들어가고, 노즐 (4)의 막힘을 일으키는 것뿐만 아니라 건조한 레지스트가 파티클로 되어 웨이퍼 (W)가 오염됨과 동시에 수율의 저하를 일으킨다고 하는 염려가 있다.

이 문제를 해결하기 위하여 제4(a)도에 나타낸 바와 같이 레지스트액 공급노즐 (4)의 노즐구멍 (4a)에 비교하여 개구부 부근의 부분 훈육부 두께 (4b)를 두껍게 하고 있다. 즉 이 노즐 (4)은 통형상의 앞끝단부와 이 통형상의 앞끝단부에 이어 역원추대 형상부를 가진다. 대신 제4(b)도에 나타낸 바와 같이 레지스트액 공급노즐 (4)의 통형상의 앞끝단부 또는 개구부에 외부 플랜지(4c)를 설치함으로써 서크백 (충격흡수)시에 노즐 (4) 앞끝단부 부근의 공기의 휩쓸임을 방지할 수가 있다. 또 제4(c)도에 나타낸 바와 같이 레지스트액 공급노즐 (4)의 수직으로 연장한 앞끝단부에 가로 S 자형상으로 연장한 가는 구경의 굴곡부 (d)를 형성하고, 이 굴곡부 (4d)의 중앙부근까지 서크백을 함으로써 동일하게 노즐 앞끝단부의 공기가 휩쉽쓸리는 것을 방지할 수가 있다.

상기 온도조정기구 (10)는 제5도에 나타낸 바와 같이 용제공급튜브 (7) 및 레지스트액 공급튜브 (8)의 외관을 각각 포위하도록 설치된 온도 조정액 공급로 (11)와, 이 온도조정액 공급로 (11)의 양쪽에 양단이 각각 접속된 순환로(12)와, 순환로 (12)의 각각에 설치된 순환 펌프 (13)와 순환로 (12)의 도중에 접속되어 온도조정액 (C)(예를 들면 항온수)을 유지하는 서머모듈 (14)에 의하여 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 온도조정기구 (10)에 의하여 용제공급튜브 (7)내를 흐르는 용제 (A)와 레지스트액 공급튜브 (8)사이를 흐르는 레지스트액 (B)을 소정온도 (예를 들면 약 23 도)로 유지할 수가 있다.

제5도상에서는 용제공급노즐 (3)과 용제공급 튜브 (7)가 또 레지스트액 공급노즐 (4)과 레지스트 공급튜브 (8)가 각각 일체로 구성되어있으나, 제6도를 참조하여 이하에 상술하는 바와 같이 별개체로서 형성하여도 좋다.

상기 스프레이 헤드 (5)는 예를 들면 스테인레스강 또는 알루미늄 합금부재로서 형성되어 있다. 이 스프레이 헤드 (5)의 상면에는 우회통로 (15)의 일부를 이루는 U 자형상의 구멍이 각각 형성되고, 이 구멍의 바닥부에는 스프레이 헤드 (5)의 하면까지 연이어 나온 수직 관통구멍 (5a)이 형성되어있다. 각 관통구멍 (5a)은 아래쪽으로 향하여 재구경으로 되는 경사중간부 (5b)와, 대구경의 하부 (5c)를 가지며, 이 하부의 내주면에는 숫나사가 형성되어 있다. 이와 같이 구성의 스프레이 헤드 (5)에 노즐 (3),(4)을 장착하는 경우에는 관통구멍 (5a)중에 원통형상의 노즐 (3),(4)을 각각 상부 및 하부가 연장되도록 관통하고, 노즐(3),(4)이 관통 가능한 수직 관통구멍을 가지는 거의 원추형상의 합성수지로 된 시일부재 (16)를 경사 중간부 (5b)에 있을 수 있고, 노즐 (3),(4)이 관통가능한 수직 관통구멍을 가지는 부착나사부재 (17)를 나사부착부 (5c)중에 끼워놓도록 함으로써 시일부재 (16)를 중간부 (5b)의 경사 내주면에 누를 수가 있다. 이와 같이 하여 노즐 (3),(4)은 스프레이 헤드 (5)에 액으로 기밀하게 장착되어 있다. 이 경우와 같이 0링(18)을 개재시킴으로써 우회통로 (15)와 노즐 (3),(4)과의 사이 수밀유지를 확실하게 할 수가 있다.

상기 스프레이 헤드 (5)의 한쪽의 상면에는 유지핀 (19)이 돌출 설치되어 있고, 이 유지핀 (19)을 파지하는 스캔아암 (6a)이 스캔기구 (6)에 의하여 X,Y(수평) 및 Z (수직)방향으로 이동함으로써 스프레이 헤드 (5) 즉 용제노즐 (3) 및 레지스트 공급노즐 (4)이 웨이퍼 (W)의 중심부 위쪽의 작동위치와 노즐 대기부 (20)위쪽의 대기위치와의 사이에 선랙적으로 이동되도록 되어 있다. 또 이 경우 레지스트액의 종류에 따라서 4 종류의 스프레이 헤드 (5)가 설치되어 있다 (제2도 참조). 즉 노즐 대기부 (20)에는 4 개의 스프레이 헤드 (5)가 준비되어 있고, 이들 스프레이 헤드 (5)의 레지스트액 공급노즐 (4)은 각각 별개의 레지스트액이 넣어진 탱크에 연이어 통해있다. 이 경우 각 스프레이 헤드 (5)에 레지스트액 공급노즐 (4)만을 설치하며 두고, 용제 공급노즐 (3)은 스캔아암 (6a)의 앞끝단에 미리 부착하여두어 모든 스프레이 헤드 (5)에 대하여 공통으로 사용할 수 있도록 하여도 좋다. 또 이 경우에는 용제공급노즐 (3)을 복수개 예를 들면 직선상으로 설치하고, 웨이퍼의 구경방향에 따라 1 번에 복수개소로부터 용제를 공급하도록 하여도 좋다. 이 경우 다른 분출구경의 노즐을 구비하고, 토출유량의 대소나 분사유량의 변화에 대응시켜 각 노즐의 분출을 임의로 제어하도록 하여도 좋다.

상기 처리용기 (1)는 제1도에 나타낸 바와 같이 스핀척 (2)에서 유지되는 웨이퍼 (W)의 주위를 덮은 통형상의 외부용기 (1a)와, 웨이퍼 (W)의 하면 부근에 위치하는 수평편 (1b)과 원통벽 (1c)을 가지는 환형상의 내부용기 (1d)로 구성되어있다. 그리고 외부용기 (1a)의 바닥부에는 배기구 (1e)와 배액구(1f)가 설치되어있고, 배기구 (1e)에는 도시하지 아니한 진공펌프의 흡인수단을 설치하는 배기관 (21)이 접속되고, 배기구 (1f)에는 배액관 (22)이 접속되어 있다.

상기 스핀척 (2)에 관하여 노즐대기위치와 대향하는 쪽에는 제2도에 나타낸 바와 같이 린스액 공급노즐 (23)이 설치되어 있다. 또 이 린스액 공급노즐(23)은 상하 이동 및 회동시키기 위하여 이동기구 (24)의 한쪽 끝단부에 설치되어 있다. 이 이동기구 (18)는 린스액을 공급하지 않은 사이에는 처리용기 (1)로부터 후퇴하고 있고, 린스액을 공급하는 때만 위쪽으로 대기하고 있는 린스액 공급노즐 (23)을 회동 및 아래쪽으로 이동시키고, 웨이퍼 (W)의 외주부에 린스액을 공급하도록 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 도포장치에 의한 레지스트막의 형성수순을 8 인치 웨이퍼의 경우를 예로서 제7도의 플로우챠트를 참조하여 설명한다. 예를 들면 도시하지 아니한 웨이퍼 지지아암에 중심이 되는 구조를 설치하고, 이 수단에 의하여 웨이퍼 캐리어로부터 1 매씩 반출되어 위치 맞춤된 웨이퍼 (W)를 도시하지 아니한 반송아암에 의하여 정지된 스핀척 (2)상으로 이동시키고, 웨이퍼 (W)를 진공흡착에 의하여 스핀척 (2)이 유지하여 웨이퍼 (W)를 지지한다 (예비위치 맞춤). 이 정지상태에 있어서 회전시키지 않고, 정지상태 (0 rpm)로 또는 스핀척(2)의 회전구동에 이하여 웨이퍼 (W)를 처리시의 정상회전 (1500rpm 으로부터 3500rpm정도의 범위 예를 들면 회전수: 2500 rpm)보다 저속으로 (500 으로부터 1500rpm 정도의 회전 예를 들면: 1000rpm) 1 초부터 3 초 정도 예를 들면 2.0 sec로 회전시킨다 (스텝1). 이 회전중에 또는 회전전에 스캔구조 (6)에 의하여 스캔 아암 (6a)에 끼워 지지되어 웨이퍼 (W)의 중심부 위쪽으로 이동시킨 스프레이 헤드 (5)의 용제공급노즐 (3)로부터 웨이퍼의 표면에 도포액의 용제 (A)로서는 예를 들면 0.5초 사이에서 1.0 cc공급 예를 들면 물방울져 떨어뜨린다 (스텝 1a). 이 공급수단은 스프레이로도 된다.

다음에 스핀척 (2)을 2 로부터 10 초 사이 정도 예를 들면 6.0초 사이 고속회전 (회전수: 3000 으로부터 5000 rpm정도의 범위 예를 들면 4000 rpm)하여 용제 (A)를 웨이퍼 (W) 한면 전체에 걸쳐서 확산시킴과 동시에 웨이퍼로부터 차단한다 (스텝2). 이 6.0초 사이에 다른 웨이퍼 (W)사이의 어버리지 변동 (평균박막의 변동)을 억제하기 위하여 스핀척 (2)을 1 로부터 5 초 사이 정도 예를 들면 2.0초 사이, 저속회전 (회전수: 1000 으로부터 2000rpm 정도의 범위 예를 들면 1500rpm)하고 (스텝2 a), 그후 웨이퍼 (W)의 외주부의 박막을 콘트롤하기 위하여 스핀척 (2)을 처리시의 전상회전의 회전수 (2500rpm)보다 약간 고속회전 (2000 부터 4000 rpm 정도의 범위 예를 들면 회전수 2900rpm)하는(스텝2b)것이 바람직하다.

여기서 고속회전 후에 웨이퍼 (W)의 회전수를 1500rpm으로 감속하는 이유는 감속하지 아니하는 경우 도포처리된 웨이퍼 (W)사이에 있어서 레지스트막의 불균일이 생기는 것이 실험에 의하여 확인되고 있고, 이것을 방지하기 때문이다. 또 어버리지 변동제어공정 후에 웨이퍼 (W)의 회전수를 후술하는 레지스트 공급시와 동일한 회전수 (회전수: 200rpm)로 하는 이유는 실험에 의하여 이 회전수가 레지스트막의 안정화를 도모하기 위하여 유효한 것이 확인되고 있고, 이것을 도모하기 위한 것이다. 상기 스핀척 (2)에 있어서의 6 초 사이가 경과하고, 용제막이 웨이퍼표면에 형성한때에 (용제 A가 건조하기 전) 웨이퍼 (W)의 회전수를 2500 으로부터 3500 정도의 속도 범위 예를 들면 2900rpm으로 회전시킴과 동시에 웨이퍼 표면상의 용제막 위의 중심부에 레지스트액 공급노즐 (4a)로부터 도포액 예를 들면 레지스트액 (B)을 3.5 sec사이 공급 예를 들면 1.5 cc 물방울져 떨어진다 (스텝3). 이때 용제 (A)가 건조하는 시기는 미리 실험에 의하여 구해질 수가 있다. 예를 들면 웨이퍼 (W)의 표면을 직시하여 광의 간섭폭이 보이는 사이에는 건조하여 두지 않고, 건조하면서 간섭폭을 보이지 않게 되므로 이 경우 3.5 sec사이의 공급시간에는 상기한 벨로우즈 펌프 (8g)의 구동시간 즉 구동상승으로부터 시간의 TD1과, 정상의 구동시간인 TD2와, 구동상승시 시간의 TD3으로 나누어져 있고, 각각의 시간 (사이클스텝수)을 독립하여 제어할 수가 있고, 레지스트 공급양을 정확하고, 미묘하게 제어할 수 있도록 되어 있다. 이 스텝 (3)에 있어서의 웨이퍼의 회전수는 반드시 스텝 (2)에 있어서의 회전수보다도 높게 설정할 필요는 없고, 동일하게 또는 낮아도 좋다.

이때의 레지스터액의 공급속도와 웨이퍼의 회전수로는 용제의 건조속도를 고려하여 설정하는 것이 바람직하다. 즉 웨이퍼상에서의 레지스트액의 확산속도가 용제의 건조속도와 거의 일치하도록 상기 조건을 설정함으로써 레지스트막이 적어도 레지스트액으로 균일한 두께로 형성된다.

스텝 (3)이 경과한 후 레지스트 공급노즐 (4)을 대기위치로 되돌려 웨이퍼 (W)를 소정의 회전속도 예를 들면 2500rpm (정상회전)으로 감속하여 15 초간 회전한다 (스텝4). 이와 같이 하여 도포처리가 종료된 후 웨이퍼 (W)의 회전수를 2500 rpm으로 유지한 상태에서 용제공급 노즐 (23)을 웨이퍼 (W)의 주연부 위쪽으로 이동시키어 레지스트액을 예를 들면 9.0 sec간 공급하여 웨이퍼 (W)의 주변부에 잔유하는 레지스터액을 용해 제거함과 동시에 도시하지 아니한 이면설치 노즐로부터 웨이퍼 (W)의 배면에 레지스트 용제를 분사하여 웨이퍼 (W) 이면에 부착하는 레지스트액을 제거하여 (스텝5) 도포작업을 완료한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관한 도포장치는 반도체 웨이퍼 (W)의 레지스트 도포장치로서 단순하게 사용되는 다른, 후술하는 웨이퍼 (W)의 레지스트 도포, 현상장치에 조립하여 사용할 수가 있다. 이하에 상기 실시예의 도포장치를 조립한 레지스트 도포, 현상장치의 구조에 대하여 설명한다.

제8도에 나타낸 바와 같이 이 레지스트 도포, 현상장치 (40)는 그 한쪽 끝단에 피처리체로서 예를 들면 다수매의 반도체 웨이퍼 (W)를 수용하는 매수의 카세트 (31)를 예를 들면 4개 구성한 캐리어 스테이션 (30)을 가지며, 이 캐리어 스테이션 (30)의 중앙부에는 반도체 웨이퍼 (W)의 반입, 반출 및 반도체 웨이퍼(W)의 위치결정을 하는 보조아암 (33)이 설치되어 있다. 또 상기 레지스트 도포, 현상장치 (40)의 중앙부에서 그 길이방향으로 이동가능하게 설치됨과 동시에 상기 보조 아암 (33)으로부터 반도체 웨이퍼 (W)를 건네주는 메인아암 (42)이 설치되어 있고, 이 메인아암 (42)의 이송로의 양쪽에는 각 처리기구가 설치되어 있다.

구체적으로는 이들 피처리기구로서는 캐리어 스테이션 (30)쪽의 옆쪽에는 프로세스 스테이션으로서 예를 들면 반도체 웨이퍼 (W)를 플랜지하기 위한 프라시스 클램프 (41f) 및 고압 제트수에 의하여 세정을 실시하기 위한 고압 제트 세정기 (41g)등이 나란히 설치됨과 동시에 메인아암의 이송로 반대쪽에는 현상장치(41e)가 2 대 나란히 설치되고, 그때에는 2 대의 가열장치 (41b)가 쌓여 겹치게 설치되어 있다.

상기처리기구의 옆쪽에는 접속용 유니트 (35)를 통하여 반도체 웨이퍼(W)에 포토레지스트를 도포하기 전에 이것을 소수화 처리하는 어드비션 처리장치(41a)가 설치되고, 이 아래쪽에는 크린장치 (41c)가 설치되어 있다. 이들의 장치 (41a),(41c)의 옆에는 가열장치 (41b)가 2 열로 2 개씩 겹쳐 쌓도록 설치되어 있다.

또 상기 메인아암 (42)의 이송로를 사이에 두어 이들 가열장치 (41b)나 어드히션 처리장치 (41a)등의 반대쪽에는 반도체 웨이퍼 (W)에 포토레지스트액을 도포하는 레지스트 도포장치 (41d)가 2 대 나란히 설치되어 있다. 또 도시되어 있지 아니하지만 이들 레지스트 도포장치 (41d)의 옆에는 레지스트막에 소정의 미세패턴을 노광하기 위한 광노광장치 등이 설치되어있다.

상기와 같이 구성된 레지스트 도포, 현상장치에 있어서 먼저 미처리의 웨이퍼 (W)는 반입, 반출기구 (30)의 보조 아암 (33)에 의하여 웨이퍼 캐리어 (31)로부터 취출되고, 보조아암 (33)상의 웨이퍼 (W)는 메인아암 (42)에 유지되어 각 처리기구 (41a∼41e)로 순차 반송되어 적절처리가 실시된다. 그리고 처리후의 웨이퍼 (W)는 재차 메인아암 (42)에 의하여 반송되고, 보조아암 (33)에 의하여 웨이퍼 캐리어 (32)로 수용되고, 웨이퍼 (W)의 처리작업은 종료한다.

또 상기 벨로우즈 펌프 (8g)는 스텝핑 모터 (8h)에 의하여 구동되는 볼나사 (8K)를 통하여 벨로우즈의 신축에 의한 액 반송동작에 의하여 레지스트액 탱크내의 레지스트액 (B)이 소정양 웨이퍼 (W)상에 공급되도록 되어 있는 전동펌프식의 구성에 대하여 설명하였으나 벨로우즈에서는 없는 다이어 플라이를 사용하여도 좋다.

또 스텝모터에서가 아닌 리니어 모터를 사용하여 직접 운동하여도 좋고, 벨트 구동을 사용하여도 좋다. 또 에어 실린더를 전자제어 하는 전자 에어펌프를 사용하여도 좋다.

또 상기 전자 기구 (10)에 의하여 용제와 레지스트액의 온도가 예를 들면 제23도로 제어되어 있으므로 레지스트 막두께의 변동을 적게 할 수가 있다. 또 크린 온도의 변화에 의하여 종래는 크린 온도가 높으면, 피처리체의 중심부의 레지스트막 두께가 얇고, 피처리체의 외주부가 두껍게 된다고 하는 문제가 있었으나, 용제를 도포한 후 레지스트액을 공급하는 이 방식에 의하면, 크린온도의 변화가 있어도 균일한 레지스트 막두께가 얻어지는 것이나 발명자의 실험에 의하여 확인되고 있다. 또 크린 온도의 변화와 동일하도록 처리용기내부의 온도변화에 의하여도 종래는 처리용기내부의 온도가 높으면, 피처리체의 중심부의 레지스트 막두께가 얇고, 피처리체의 외부가 두껍게 된다고 하는 문제가 있었으나, 용제를 도포한 후에 레지스트액을 공급하는 이 방식에 의하면. 처리용기 내부의 온도가 있어도 균일한 레지스트막이 얻어지지만, 발명자에 의하여 확인되고 있다.

또 상기 실시예에 있어서는 용제 공급노즐 (3)을 스프레이 헤드 (5)에 공급노즐 (4)과 일체적으로 구비된 구성에 대하여 설명하였으나 이들에 한정되는 것은 아니고, 제9도 및 제10도에 나타내는 실시예와 같이 린스액 공급노즐(23)과 일체적으로 설치하여 용제를 공급하여도 좋다.

이 예에서는 용제의 공급로와 레지스트액의 공급로에 공통의 온도제어기구 (10)가 설치되어 있다. 스프레이 헤드 (5)와 스캔기구 96)의 스캔 아암 (6a)과는 일체적으로 형성되고, 스프레이 헤드 (5)와 스캔아암 (6a)에 온도조정액 공급로 (10a)를 형성하고, 이 공급로 (10a)내에 용제 공급튜브 (7)와 레지스트 공급튜브 (8)를 설치하여 동일한 온도 조절액 (C)에 의하여 용제 (A)와 레지스트액(B)과의 온도조절을 하도록 하고 있다. 이와 같이 구성하는 것에 의하여 온도조절기구 (10)의 구조를 간략화 할 수가 있음과 동시에 용제 (A)와 레지스트액 (B)을 동일온도로 정확하게 유지할 수가 있다.

스프레이 헤드 (5)와 노즐과의 설치 및 구성은 상기 예에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 제11도 내지 제13도에 나타내도록 하여도 좋다.

제11도의 예에서는 레지스트 공급노즐 (4)의 외주에 이것과 동축적으로 용제공급 노즐 (3)을 설치한 경우이다. 이 때문에 레지스트액 공급노즐 (4)과 용제공급노즐 (3)을 이중배관구조로 하고, 용제공급노즐 (3)의 앞끝단을 레지스트액 공급노즐 (4)의 앞끝단보다도 아래쪽으로 돌출시켜고 있다. 물론 용제공급노즐 (3)의 앞끝단을 레지스트 공급노즐 (4)의 앞끝단부가 동일 레벨이 되도록 또는 전자의 쪽이 짧게 되도록 구성하여도 좋다, 대신 용제공급노즐 (3)의 바깥쪽에 레지스트 공급액 노즐 (4)을 설치하여도 좋다.

제12도에 나타낸 바와 같이 레지스트액 공급노즐 (4)과, 용제공급노즐(3)이 나란히 설치되고, 이들의 토출구 (60)가 공통으로 되어있는 기구를 채용하여도 좋다.

제13도에 나타낸 바와 같이 스프레이 헤드 (5)내에 형성된 중앙에 토출구 (61)를 가지는 환형상의 용제저류탱크 (62)내의 용제중에 용제공급노즐 (3)의 앞끝단을 삽입함과 동시에 레지스트액 공급노즐 (4)의 앞끝단을 탱크 (62)의 상부에 위치시키고, 기밀화한 용제의 분위기로 노즐 (4)의 앞끝단을 노출하여도 좋다. 이와 같이 레지스트액 공급노즐 (4)의 앞끝단 외주에 용제공급 노즐 (3)의 앞끝단을 설치함으로써 레지스트액 공급노즐 (4)에 부착하는 레지스트를 용제에 의하여 세정할 수가 있음과 동시에 레지스트액의 건조를 방지할 수가 있고, 레지스트의 건조에 의한 파티클의 발생을 방지할 수가 있다.

제14도에 나타낸 바와 같이 노즐기구는 피도포막 형성물이 원판형상은 아니고, 액정디스플레이장치에 사용되는 유리기판과 같은 사각형상의 것이나 이 위에 도포막을 형성하는 경우에 적용하고 있다. 이 예에서는 레지스트액 공급노즐 (4)의 외주에 따라서 평행하게 용제공급노즐 (3)을 배치시킴과 동시에 이 노즐 (3)의 앞끝단은 복수, 이 예에서는 4 개 분지시키고 있다. 이 결과 용제는 1번에 4 개소로 공급된다. 바람직하게는 이들 분지노즐부 (3a)는 유리기판 (C)과 상사형을 이루는 사각형의 4 개의 각에 각각 대응하도록 설치되고 기판 (C)의 중심에 대하여 대각선상의 대칭위치에 동시에 용제가 공급된다. 이와 같이 하면 사각형의 기판에서도 용제의 확산을 어느 정도 균일하게 할 수가 있다.

다음에 레지스트막 형성방법의 다른 예를 실험을 따라서 설명한다.

[실험 1]

용제 (A)로서 예를 들면 메틸메트키시프로피오네이트 (MMP)사용하고, 웨이퍼의 피처리면의 요철도 (웨이퍼 또는 이 위에 형성된 막의 상면이 평탄하거나 요철 또는 단차가 형성되어있는가)에 따라서 토출양을 결정한다. 일반적으로는 평탄한 경우보다도 요철이 있는 쪽이 토출양이 많고, 예를 들면 전자에서 0.7cc 후자에서 0.9cc를 물방울져 떨어뜨린다.

이 예에서는 8 인치의 웨이퍼 (W)의 표면중앙부에 0.7cc 물방울져 떨어지고 웨이퍼 (W)를 1000rpm 의 회전수로 회전시키어 용제를 웨이퍼 (W)에 따라 주위방향으로 확산시킨다. 이 회전상태에서 웨이퍼 (W)의 용제 (A)가 건조하기 전 예를 들면 용제 (A)가 물방울져 떨어지므로 2 sec 후에 0.9 cc의 레지스트액을 웨이퍼 (W)의 중앙부에 물방울져 떨어진다. 이 레지스트액 (B)의 물방울져 떨어짐은 물방울져 떨어지는 (토출)시간과, 물방울져 떨어지는 중 및 물방울져 떨어진 후 웨이퍼 (W)의 회전수를 적절 변경한 결과를 제15도에 나타낸다. 이 도면에서는 종축은 형성된 레지스트막의 최대두께의 부분과 최소두께의 부분과의 사이의 막두께차 (막두께 변동범위)를 또 종축은 웨이퍼 (W)의 회전수를 나타낸다.

제15도로부터 알 수 있는 바와 같이 레지스트액 (B)의 토출시간이 2.5sec 이고, 웨이퍼 (W)의 회전수가 1000 rpm 인 때, 레지스트액 (B)의 토출시간이 2.Osec이고, 웨이퍼 (W)의 회전수가 3500rpm의 때 레지스트액 (B)의 토출시간이 1.0 sec이고, 웨이퍼 (W)의 회전수가 4500 rpm의 때 및 레지스트액 (B)의 토출시간이 0.7 sec이고 웨이퍼 (W)의 회전수가 5000rpm의 때에 각각의 물방울져 떨어지는 시간 중에서 최소의 막두께변동에 의하여 어느 쪽도 50 옹그스트롬 이하이고, 웨이퍼 (W)상에 형성된 레지스트막이 균일하게된다. 또 이 실험으로부터 레지스트액의 토출시간에 따라 웨이퍼 (W)의 회전수를 선택하는 것에 의하여 두께의 균일한 막을 형성할 수가 있는 것이 판명되었다. 이 실험에서의 토출시간 및 회전수와, 토출유량과의 관계를 제16도에 나타낸다.

상기 실험예에서는 레지스트액 (B)의 토출양이 0.9의 경우에 대하여 설명하였으나, 레지스트액 (B)의 토출양을 단차가 없는 경우에는 0.5∼2.0 cc 단차인 경우에는 1.0∼3.Occ 범위에서 선정하여도 동일한 결과를 얻을 수가 있는 것이 실험의 결과 알았다.

[실험 2]

용제 (A)로서 예를 들면 에틸세론루프아세테이트 (ECR) 또는 메틸메트키시프로브오네이트 (MMP)를 사용하고, 웨이퍼의 피처리면의 요철도에 따라서 토출양을 결정한다. ECA 을 사용한 경우에서 평탄한 경우에 0.2cc,요철이 있는 경우에서 0.3 co를 물방울져 떨어지게 한다. 대신에 MMP를 사용한 경우에서 평탄한 경우에 0.4 cc, 요철이 있는 경우에서 0.5 cc를 물방울져 떨어진다.

이 예에서는 6 인치의 평탄한 웨이퍼 (W)의 표면중앙부에 용제 (A)를 물방울져 떨어뜨리고, 웨이퍼 (W)를 1000rpm의 회전수로 회전시키어 용제를 웨이퍼(W)에 따라 주위방향으로 넘게 확산시킨다. 이 회전결과에서 웨이퍼 (W)상의 용제 (A)가 건조하기 전 예를 들면 용제 (A)의 물방울져 떨어지므로 2 초 후에 0.2∼0.3 cc의 레지스트액 (B)을 웨이퍼 (W)의 중앙부에 물방울져 떨어뜨린다. 이 레지스트액 (B)의 물방울져 떨어짐은 물방울져 떨어지는 (토출)시간과 물방울져 떨어지는 중 및 물방울져 떨어진 후의 웨이퍼 (W)의 회전수를 적절 변경하였다. 이 결과를 제17도에 나타낸다.

제17도로부터 알 수 있는 바와 같이 레지스트액 (B)의 토출시간이 2.5sec이고, 웨이퍼 (W)의 회전속도가 2000rpm인 때 레지스트액 (B)의 토출시간은 2.Osec이고, 웨이퍼 (W)의 회전속도가 3000rpm인 때 레지스트액 (B)의 토출시간은 1.5sec이고, 웨이퍼 (W)의 회전속도가 5000rpm인 때 레지스트액 (B)의 토출시간은 1.Osec이고, 웨이퍼 (W)의 회전속도가 6000rpm인 때 각각 물방울져 떨어지는 시간 중에서 미소한 막두께변동이 되고, 어느 쪽도 50Å 이하이며, 웨이퍼(W)상에 형성된 레지스트막의 두께가 균일하게 된다. 또 이 실험으로부터 레지스트액의 토출시간에 따라서 웨이퍼 (W)의 회전수를 선택하는 것에 의하여 보다 두께가 균일한 막을 형성할 수가 있는 것이 판명되었다.

상기 실험으로부터 웨이퍼 (W)의 표면에 용제 (A)를 낙하하고, 웨이퍼(W)를 소정의 회전수 (예를 들면 1000rpm)로 회전시키어 웨이퍼 (W) 상면전역에 용제 (A)를 확산시키어 용제 (A)가 건조하기 전에 웨이퍼 (W)상에 레지스트액 (B)을 웨이퍼의 크기에 따라서 소정양 (8인치의 웨이퍼에서는 0.6 ∼ 0.9 cc, 6인치의 웨이퍼에서는 0.2∼0.3)을 소정시간 (8 인치의 웨이퍼에서는 0.7∼2.5sec 및 6 인치의 웨이퍼에서는 1.0∼2.5sec) 토출됨과 동시에 웨이퍼 (W)의 토출시간에 대응시키어 소정의 회전수( 8인치의 웨이퍼에서는 5000∼ 10000 rpm 및 6 인치의 웨이퍼에서는 6000∼2000rpm)로 회전시키는 것에 의하여 웨이퍼 표면에 균일한 두께의 레지스트막을 형성할 수가 있고, 더구나 레지스트액의 사용양을 적게 할 수가 있다. 이것은 먼저 물방울져 떨어진 웨이퍼 (W)의 중심부로부터 주연부까지 확산한 용제(A)의 건조에 추종 (중심부로부터 주연부에 향하여 서서히 건조하는 용제량의 건조하기 전의 부분에 레지스트액 (B)이 도달함)하도록하여 확산하기 때문에 용제 (A)와 레지스트액 (B)이 균일한 배율이고, 젖은성이 좋게 접속하기 위한 것이라고 추정된다.

다음에 도포장치의 다른 예를 제18도내지 제20도를 참조하면서 각각 설명한다. 이들 장치에 있어서 상기 제1 및 제2도를 참조하여 설명한 장치와, 실질적으로 동일한 부재는 동일참조 부호를 부쳐서 설명을 생략한다.

제18도에 나타낸 바와 같은 장치는 레지스트 도포방법을 용제 (A)의 분위기중에서 하도록 구성되어있다. 이 때문에 처리용기 (1)를 밀폐구조로함과 동시에 이 밀폐된 처리용기 (1)내에 용제 (A)의 포화상태의 분위기를 만들도록 하고 있다.

처리용기 (1)는 웨이퍼 (W)의 외주를 포위하는 상부 포위부가 수직방향으로 이동가능한 용기 (30)와, 처리용기 (1)의 바닥부를 구성하는 내용물 (31)과, 외부 용기 (30)의 상부 개구부를 막은 마개체 (32)로 주요부가 구성되어 있다.

상기 외부용기 (30)는 스핀척 (2)위의 웨이퍼 (W)를 포위하는 통형상의 외부용기본체 (30a)에 스핀척 (2)위의 웨이퍼 (W)를 포위하는 통형상의 외부 용기본체 (30a)에 대하여 상하로 이동가능하게 부착되어 있는 통형상의 가동벽(30b)으로 구성되어 있고, 도시하지 아니한 승강아암에 의하여 가동벽 (30b)이 외부용기본체 (30a)에 대하여 승강 가능하게 되어있다.

상기 내부 용기 (31)에는 바람직하게는 폐액이 흐르도록 바깥쪽으로 경사된 바닥부 (31a)의 상면에 관통벽 (31b)이 설치되어 있다. 이 관통벽 (31b)의 상단에 베어링 (31d)을 통하여 수평면내에서 회전가능하게 설치됨과 동시에 스핀척 (2)에 연결되어 회전되는 도너츠형상의 회전체 (31e)로 구성되어 있다. 이 회전체 (31e)의 주연부에는 상면이 개구한 환형상의 용제저류 챔버 (31f)가 형성되어 있고, 이 용제저류챔버 (31f)내에 용제 (A)가 저류되어 있다. 회전체 (31e)의 용제저류 챔버 (31f)가 아래쪽으로 돌출 설치되어 있고, 이 수직벽 (31g)의 적정 위치에 하부의 배기구 (1e) 및 폐액구 (1f)에 연이어 통하는 복수의 연통구 (31)가 형성되어 있다.

상기 마개체 (32)는 유지아암 (32a)에 베어링 (32b)을 통하여 수평면내에서 회전이 가능하게 유지된 회전축 (32c)을 가지는 돔형상으로 형성되어 있고, 이 동형상부쪽 개구부의 내주면에 설치된 0 링 등의 시일부재 (32d)를 통하여 회전체 (31e)에 기밀하게 접촉되고, 이 접촉상태에 대하여 개폐공간 (35)을 규정함과 동시에 회전체 (31)로부터의 회전력이 마개체 (32)로 전송된다. 이 마개체(32)는 도시하지 아니한 승강기구에 의하여 상하운동되는 유지아암 (32a)에 의하여 수직으로 이동될 수 있다.

마개체 (32)에는 회전축 (32c)을 관통하여 용제공급 튜브 및 레지스트액 공급튜브에 상대적으로 회전이 가능하게 접속된 용제 공급통로 (33) 및 레지스트 공급통로 (34)에 각각 접속한 용제노즐 (3) 및 레지스트액 공급노즐 (4)이 마개체 (32)와 함께 회전이 가능하게 일체적으로 설치되어있다.

상기 구성의 도포장치에 있어서 용제저류 챔버 (31f)내에 용제 (A)를 저류하고, 마개체 (32)를 닫은 것에 의하여 용제 (A)가 발열하여 밀폐공간 (35) 또는 처리실내에 용제 (A)의 포화 분위기를 만들 수가 있다. 이와 같은 분위기의 것으로 상술한 바와 같은 방법에 의하여 웨이퍼에 레지스트막을 형성한다. 더 상세하게 설명하면, 밀폐공간 (5)내를 포화 용제 분위기로 한 상태에서 웨이퍼 (W)에 용제 (A)를 물방울져 떨어져 용제 (A)의 막을 웨이퍼 (W)상에 형성하고, 용제(A)가 건조하기 전에 웨이퍼 (W)상에 레지스트액 (B)을 소정시간, 소정의 양, 소정의 웨이퍼 (W)회전으로 공급하여 웨이퍼 표면에 레지스트막을 형성한다.

이 장치를 사용하면, 용제 분위기중에서 도포처리를 할 수가 있으므로 도포에서의 용제의 건조를 억제할 수가 있고, 박막의 균일화가 일층 달성될 수 있다.

상기 설명에서는 내부 용기 (31)의 회전체 (31e)에 용제저류 챔버 (31f)를 설치하고 그 중에 용제 (A)를 저류하여 둠으로써 밀폐 (35)내를 포화용제 분위기로 하고 있으나, 반드시 이와 같은 구조로 할 필요는 없다. 예를 들면 용제 공급 노즐 (3)로부터 토출되는 용제 (A)의 양을 넉넉하게 하여 밀폐공간 (35)내에 용제분위기를 만드는 것도 또 용제를 포화상태로 한 미스트를 도입관등을 사용하여 밀폐공간 (35)내에 도입하는 것에 의하여 밀폐공간 (35)내를 용제분위기로 할 수도 있다.

제19도에 나타낸 장치는 레지스트 도포방법을 감압 분위기중에서 행해지도록 구성되어있다. 이 때문에 처리용기 (1)를 밀폐함과 동시에 이 처리분위기내를 소정의 압력으로 감압하고, 이 감압 분위기중에서 상술한 레지스트 도포를 할 수가 있다.

이 제19도에 나타낸 장치는 제18도에 나타낸 장치에서 용제저류 챔버(31f)를 설치하지 아니한 것으로 실질적으로 동일하다. 이 장치에서는 배기구(1e)에 접속한 배기관 (21)에 접속된 진공펌프 (36)에 의하여 회전체 (31e)에 형성된 연통구 (31h)를 통하여 밀폐공간 (35)내를 소정의 압력으로 예를 들면 90mm H₂O로 감압이 가능하게 되어 있다.

이 제18도에 나타낸 장치에 있어서의 도포방법은 분위기가 상기 용제 분위기와는 다른 것 만이고, 구체적으로는 동일한 것으로 설명은 생략한다.

이 감압 분위기중에서의 도포처리에 있어서의 비산입자는 연통구 (31h)에 향하여 유인되기 위하여 웨이퍼 (W)에 물방울져 떨어지는 레지스트액 (B)이 비산하여 웨이퍼 (W)의 오염이나 수율의 저하를 방지 할 수가 있다. 또한 레지스트입자가 처리용기내면에 부착하는 것을 방지할 수가 있는데 더하여 본 발명에 의하면, 레지스트액의 사용양도 적게 마쳐지므로 용기의 보수점검의 수고가 적게된다.

다음에 제20도 및 제21도를 참조하여 스프레이 헤드 (5)에 복수 이 실시예에서는 3 개의 레지스트액 공급노즐이 설치되어 있는 도포장치에 대하여 설명 한다.

제21도에 나타낸 바와 같이 스캔기구 (6)에 이것을 중심으로 하여 수평면내에서 화살표방향으로 회전가능하게 관체 (111)에 기초기단부에서 지지된 가는 길이 스프레이 헤드 (5)의 앞끝단부에는 4 개의 노즐이 일직선형상으로 설치되고, 스프레이 헤드 (5)의 이동과 동시에 함께 이동하도록 장착되어 있다. 제 1 노즐 (3)은 용제를 공급하는 노즐이고, 다른 3 개의 노즐 (4a),(4b),(4c)은 각각 다른 종류 및/또는 조건의 레지스트액을 공급하는 노즐이다. 이 실시예에서는 각각의 레지스트 공급노즐 (4a),(4b),(4c)는 다른 종류의 레지스트액이 수용된 탱크에 레지스트액 공급기구를 통하여 접속되어 있다 (제20도에서는 1 개의 탱크 8b와 1 개의 액공급기구만을 대표적으로 나타내고 있다).

이와 같은 장치에 있어서는 분사노즐 머리(5)를 교환하지 않고, 다른 종류의 도포막을 형성하는 것이 가능하다.

상기 제20도, 제21도에 나타내는 실시예의 장치에서는 레지스트 공급노즐을 직선형상으로 설치하였으나, 이와 같이 배치에 한정되는 것은 아니고 예를 들면 용제공급노즐을 중심으로 한 원주상에 설치하여도 좋다. 또 용제공급노즐 (3)과 레지스트액 공급노즐은 반드시 스프레이 헤드 (5)중에 일체적으로 설치할 필요는 없고, 예를 들면 제22도에 파선으로 나타낸 바와 같이 스프레이 헤드 (5)의 우측 또는 좌측에 돌출 설치하여도 좋다 (제22도에 나타내는 예에서는 4 개의 레지스트액 공급노즐 4a∼4e를 사용하고 있음).

또 제22도에 파선으로 나타낸 바와 같이 린스공급 노즐 (23)을 지지하는 이동아암 (23a)을 또한 스핀척 (2)위의 웨이퍼 (W)의 중심위쪽까지 신장하고, 이 앞끝단에 용제공급 노즐 (3)을 설치하여도 좋다.

이 경우에는 이동기구 (24)를 아암 (23a)을 상하로 이동할 수 있도록 구성하여 린스공급노즐 (23)에 의한 린스의 공급위치와, 용제공급노즐 (3)에 의한 용제의 공급위치에서 높이를 변경하여도 좋다. 아암 (23a)을 웨이퍼 (W)의 중심 위쪽까지 나오게 시키지 않아도 용제공급 노즐 (3)을 웨이퍼 (W)의 중심에 향하여 설치하면 좋다.

대신에 제22도에서 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 린스기구는 웨이퍼(W)의 반대쪽 (제22도의 좌상)에 설치되어도 좋다. 또 제22도에서 이점쇄선으로 나타낸 웨이퍼 (W)의 옆쪽에 설치되어 이동기구 (24)를 중심으로 하여 아암(23a)을 회동시키거나 화살표 (107)로 나타낸 바와 같이 평행이동시키거나 하여 린스노즐 (23)을 웨이퍼 (W)의 개소로 이동시켜도 좋다.

용제 공급노즐은 도포장치의 관체 (111)에 도시하지 아니한 부착부재를 사용하여 고정하여도 좋다. 이 경우 용제노즐은 웨이퍼 (W)의 반입 및 반출에 지장이 없는 위치에 부착하고, 웨이퍼 (W)의 거의 회전축 중심에 향하여 용제를 경사로 분사하도록 설치하는 것이 바람직하다.

용제공급 노즐의 용제의 분사형태는 일체의 흐름에서도 다수개의 흐름에서도 또 분무상태에서도 좋다. 이 경우 예를 들면 각각 토출구경을 다르게 이루어져 토출유량의 대소나 토출유량의 변화에 대응시켜 각 노즐로부터 토출상태를 제어하도록 하여도 좋다. 대신에 다른 용제를 각각 노즐에 공급되도록 노즐을 각각 용제탱크에 접속하고, 용제간의 토출 전환이나 동시 공급 등 도포액의 종류에 대응하여 용제의 종류나 토출 시켄스를 선택하여 최적의 도포조건이 얻어지도록 할 수가 있다.

제23도에 나타낸 다른 도포장치의 예에서는 관체 (111)의 위쪽에 4 개의 스프레이 헤드 (5a∼5d)가 일렬로 설치되어 있다. 각각의 스프레이 헤드에는 용제 (A)의 공급노즐 (3a∼3d)과, 레지스트액 (B)의 공급노즐 (4a∼4d)이 일체적으로 설치되어 있다. 각각의 스프레이 헤드는 크랭크형상으로 굴곡되고, 수평으로 뻗은 아암부재 (200a∼200d)의 한쪽 끝단에 지지되어 있다. 이들 아암부재(200a∼200d)의 다른 끝단에는 지지핀 (10a∼10d)이 각각 위쪽에 수직하게 돌출 설치된 장착부 (201a),(201b),(201c),(201d)에 접속되어 있다. 이들 장착부는 각각의 구멍 (202a),(202b),(202c),(202d)이 설치됨과 동시에 일괄하여 이동될 수 있도록 재치대 (206)위에 일렬로 나란하게 지지되어 있다 이 재치대 (206)는 이동기구 (207)에 의하여 Y 방향으로 이동되도록 이 이동방향에 따라 4 개의 장착부 (201a),(201b),(201c),(201d)도 동시에 이동될 수 있다. 이 이동에 따라서 4개의 장착부 (201a), (201b), (201c), (201d) 도 동시에 이동시킬 수 있다. 이 재치대 (206)의 가까이에는 스캔아암 (6a)이 그 파지부 (210)에 파지구멍 (6b)과 상기 구멍 (202a),(202b),(202c),(202d)에 각각 동일하게 형성된 돌기부 (21)를 재치대 (206)에 노출시켜 설치되어 있는 상기 파지구멍 (6b)은 진공흡착 하기 위한 흡착구로 이루어져 있다. 이 파지부 (210)는 이것이 지지핀 (19a∼19d)의 선택된 1 개의 위쪽으로부터 하강된 때에 스캔아암 (6a)의 앞끝단 아래면에 설치된 파지구멍 (6d)에 의하여 진공흡착부를 형성하고, 장착부를 스캔아암에 흡착시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이 스캔아암 (6a)은 구동기구 (216)에 의하여 마개체(111)에 대하여 X 방향 및 수직방향으로 이동가능하게 지지되어 있다.

상기 구성의 장치를 이하에 설명한다.

재치대 (206)를 Y 방향으로 이동시키어 선정된 장착부 (이 경우 201b로 가정함)를 파지부 (210)와 대면하는 위치에 이른다. 다음에 구동기구 (216)에 의하여 스캔아암 (6a)을 X 방향으로 이동시키어 파지부 (210)를 장착부(201b)의 위쪽으로 이동시키고, 파지구멍 (6b)과 지지핀 (19b)과 걸어맞춤하도록 하강시키어 파지부 (210)에 장착부 (201)를 유지시킨다. 이 상태에서는 구동기구 (216)에 의하여 스캔아암 (6a)을 상승시키어 장착부 (201b)를 재치대 (206)로부터 들어올림과 동시에 X방향으로 위치시키어 용제공급 노즐 (3b)이 웨이퍼 (W)의 중심부 위쪽으로 위치하도록 스프레이 헤드 (5)를 이동시킨다. 이후는 상기 실시예와 동일한 도포방법에 의하여 웨이퍼 (W)위에 레지스트막을 형성한다.

상기 4 개의 용제 공급노즐 (3a∼3d)은 공통 또는 별개의 용제탱크에 접속되어 있고, 상기 실시예와 동일하게 하여 소정양이 분사 가능하게 되어있다. 동일하게 상기 4 개의 레지스트액 공급노즐 (4a∼4d)은 각각 다른 종류의 도포액을 수용한 탱크에 접속되어 있고, 상기 실시예와 동일하게 하여 소정양, 소정시간으로 노즐로부터 분사가능하게 되어 있다.

상기 구성의 도포장치에 있어서는 복수의 스프레이 헤드의 내 임의의 것을 선택적으로 사용할 수 있으므로 다른 조건의 레지스트막이 신속하고 용이하게 형성될 수 있다. 그리고 스캔아암 (6a)과 장착부 (201b)와의 접속부는 이들의 이동시웨이퍼 (W)상을 통과 할 수가 없으므로 이 접속부에서 발생할 우려가 있는 입자가 웨이퍼 (W)상에 낙하하는 일은 없다.

제24도는 제23도에 나타낸 장치에서 제22도와 동일하게 린스기구의 다른 배치관계를 나타내고있고, 이 배치관계는 제22도와 동일하므로 설명은 생략하지만, 당업자는 그 내용이 용이하게 이해질 수 있다.

제25도에 나타내는 변형예에서는 관체 (111)에 X방향으로 이동가능하게 설치된 스캔아암 (6a)에는 2 개의 스프레이 헤드 (5)가 부착되어있다. 아암 (6a)의 좌측에 고정된 제 1 스프레이 헤드 (5)에는 용제공급 노즐 (3)이 장착되어있다. 아암 (6a)의 다른 쪽에 장착판을 통하여 설치된 4 개의 스프레이 헤드 (5)에는 각각 레지스트액 공급노즐 (4)이 장착되어있다. 이 예에서는 소정의 레지스트액 공급노즐을 반도체 웨이퍼 (W)의 중심부 위쪽에 위치시켜 사용할 수 있도록 아암 (6a)이 구동기구 (6)에 의하여 Y 방향에도 이동될 수 있도록 구성되어 있으나, 장착판이 도시하지 아니한 구동기구에 의하여 아암 (6a)에 대하여 Y방향으로 이동이 가능하도록 구성되어있다.

제26도에 나타낸 예에서는 복수의 이 예에서는 4 개의 용제공급 노즐(3)을 일렬로 나란하게 지지하는 가늘고 긴 스프레이 헤드 (5)가 사용되고 있다. 이 경우 가늘고 긴 스프레이 헤드 (5)는 실선으로 나타내도록 아암 (6a)에 직교하는 방향 (X방향)으로 뻗도록 아암 (6a)에 장착되어 있어도 또 파선으로 나타낸 바와 같이 아암 (6a)에 평행한 방향 (Y방향)으로 뻗도록 아암 (6a)에 장착하여도 좋다. 이 예에서는 노즐 (3)을 지지한 가늘고 긴 스프레이 헤드 (5)를 웨이퍼(W) 위쪽에 이것을 직경에 일치하도록 아암 (6a)을 위치시킴으로써 용제를 직경에 따라 4 개소로부터 동시에 웨이퍼 (W)에 공급할 수가 있다.

상기 도포장치로서는 레지스트 ARC (반사방지막;Anti Ref1ection Coating)가 사용될 수 있다.

상기 용제로서는 메틸-3-메트키시프로브오네이트 (MMT, 비등점: 145℃, 정도: 1.1cps)외, 유산에틸 (EL, 비등점: 154℃, 점도: 2.6cps), 에틸-3-에트키시프로브오네이트 (EEP,비등점:170℃, 점도: 1.3cps), 비르핀산에틸 (EP,비등점:144℃, 점도 1.2cps), 프로브렌크리콘르모노메틸에틸아세테이트 (PGMEA, 비등점: 146℃, 점도: 1.3cps), 2-헤프타논 (비등점 :150℃, 점도: 1.1cps)등 이 분야에서 알려져 있는 것이 사용될 수 있다.

상기 실시예에서는 이 발명에 관한 도포막 형성장치를 반도체 웨이퍼의 레지스트도포장치에 적용한 경우에 대하여 설명하였으나, 반도체 웨이퍼이외의 LCD기판이나 CD등의 피처리체의 도포장치에도 적용할 수 있고, 레지스트이외의 폴리이미드계 도포액 (PIQ)나 유리제를 함유하는 도포액 (SCC)등에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.

Claims

회전되어 있는 반도체 웨이퍼의 한면상에 레지스트를 용해하는 용제를 공급하는 공정과; 용제가 공급된 반도체 웨이퍼를 회전시키어, 용제를 반도체 웨이퍼의 한면 전체에 걸쳐 확산시키는 공정과; 반도체 웨이퍼를 1000∼6000rpm의 회전속도로 회전시키고 있는 사이에, 반도체 웨이퍼의 한면 중앙부에 일정량의 레지스트액을 공급하는 경우에 소정의 토출구경을 가지는 노즐로부터 레지스트액이 토출되는 시간을 제어하는 공정을 구비하는 레지스트막 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 레지스트액 토출시간 제어공정에서의 반도체 웨이퍼의 회전속도는 반도체 웨이퍼의 구경의 크게되면 될수록 낮아지도록 설정되어 있는 레지스트막 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 레지스트액 토출시간 제어공정에서의 반도체 웨이퍼의 회전속도는 반도체 웨이퍼가 6인치 웨이퍼인 경우에는 3000∼6000rpm이며, 반도체 웨이퍼가 8인치 웨이퍼인 경우에는 2000∼4000rpm이고, 반도체 웨이퍼가 12인치 웨이퍼인 경우에는 1000∼6000rpm인 레지스트막 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 노즐에 내경은 반도체 웨이퍼가 6인치인 경우에는 0.1∼2.Omm이며, 반도체 웨이퍼가 8인치 웨이퍼인 경우에는 0.5∼2.Omm이고, 반도체 웨이퍼가 12인치 웨이퍼인 경우에는 0.8∼3.5mm인 레지스트막 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 레지스트액 토출시간 제어공정에서의 공급시간은 반도체 웨이퍼의 한면이 평탄한 경우보다도 요철인 경우쪽이 짧게 설정되어 있는 레지스트막 형성방법.
제5항에 있어서, 상기 레지스트액 토출시간 제어공정에서의 공급시간은 반도체 웨이퍼가 6인치인 경우에 웨이퍼의 한면이 평탄한 경우에는 4± 2sec, 요철인 경우에는 3± 2sec이며, 반도체 웨이퍼가 8인치 웨이퍼인 경우에는 웨이퍼의 한면이 평편한 경우에는 6± 2sec, 요철인 경우에는 4± 2sec이고, 반도체 웨이퍼가 12인치 웨이퍼인 경우에 웨이퍼 한면이 평편한 경우에는 9± 1sec, 요철이 없는 경우에는 7± 1sec인, 레지스트막 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 레지스트액 토출시간 제어공정에서의 레지스트액의 공급량은 반도체 웨이퍼의 한면이 평편한 경우보다도 요철인 경우쪽이 많게 설정되어 있는 레지스트막 형성방법.
제6항에 있어서, 상기 레지스트액 토출시간 제어공정에서의 레지스트액의 공급량은 반도체 웨이퍼가 6인치 웨이퍼인 경우에 웨이퍼의 한면이 평편한 경우에는 0.2∼1.Occ, 요철인 경우에는 0.5∼2.Occ이며, 반도체 웨이퍼가 8인치 웨이퍼인 경우에 웨이퍼의 한면이 평편한 경우에는 0.5∼2 Occ, 요철인 경우에는 1,0∼3.Occ이고, 반도체 웨이퍼가 12인치 웨이퍼인 경우에 웨이퍼의 한면이 평편한 경우에는 1.0∼3.Occ, 요철이 있는 경우에는 1,5∼5.Occ인 레지스트막 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 레지스트액은 페놀폴럭크수지와 나프트키논 시아지드 에스모와의 혼합물인 레지스트막 형성방법.
회전되어 있는 기판의 한쪽면상에 레지스트를 용해하는 용제를 공급하는 공정과; 용제가 공급된 기판을 회전시키어, 용제를 기판의 한면 전체에 걸쳐 확산시키는 공정과; 기판을 회전시키고 있는 사이에, 토출유량이 서서히 커지는 전기와, 토출유량이 일정하게 되는 중기와, 토출유량이 서서히 작아지는 후기에 걸쳐, 기판의 한면 중앙부에 레지스트액을 연속적으로 공급하는 경우에, 상기 후기의 레지스트액의 토출시간을 제어하는 공정을 구비하는 도포막 형성방법.
회전되어 있는 기판의 한쪽면상에 레지스트를 용해하는 용제를 공급하는 공정과; 용제가 공급된 기판을 회전시키어 용제를 기판의 한면 전체에 걸쳐 확산시키는 공정과; 레지스트액의 토출유량이 서서히 커지는 전기와, 토출유량이 거의 일정하게 되는 중기와, 토출유량이 서서히 작아지는 후기에 걸쳐 펌프에 의하여 공급로를 통하여 노즐에 레지스트액을 공급하도록 펌프를 제어하고, 회전하고 있는 기판의 거의 중심부에 레지스트액을 공급하여, 도포막을 형성하도록 기판의 한면 전체에 걸쳐 레지스트액을 확산시키는 공정과; 상기 펌프의 정지로부터 0.1∼1.2sec 구경으로 상기 공급로를 폐쇄하는 공정을 구비하며, 레지스트액의 토출시간과 상기 후기의 감속도의 적어도 한쪽을 제어하는 도포막 형성방법.
회전되어 있는 기판의 한쪽면상에 레지스트를 용해하는 용제를 공급하는 공정과; 용제가 공급된 기판을 제 1 회전수로 회전시키어, 용제를 기판의 한면 전체에 걸쳐 확산시키는 공정과; 기판의 거의 중심에, 소정량의 레지스트액을, 기판을 제 1 회전수와 실질적으로 같은 제 2 회전수로 회전시키면서 공급하여, 균일한 두께의 도포막을 가능한 평탄하게 형성하도록 기판의 한면 전체에 걸쳐 확산시키는 공정을 구비하는 도포막 형성방법.
회전 또는 정지되어 있는 기판의 한쪽면 중심에 레지스트를 용해하는 용제를, 기판의 중심의 위쪽에 위치된 제 1 노즐로부터 공급하는 공정과; 이 제 1 노즐을 기판의 중심의 바깥에 이동시키는 공정과; 용제가 공급된 기판을 회전시키어, 용제를 기판의 한면전체에 걸쳐 확산시키는 공정과 ; 기판의 바깥에서 기판의 중심의 위쪽에 제 2 노즐을 이동시키는 공정과; 회전하고 있는 기판의 상기 한면의 중심에, 레지스트액을 공급하여 도포막을 형성하도록 한면 전체에 걸쳐 레지스트액을 확산시키는 공정을 구비하는 도포막 형성방법.
기판의 한면을 윗쪽으로 향하여 지지하고, 이 한면에 수직한 축을 중심으로 하여 기판을 회전시키는 수단과; 도포용질을 용해하고 있는 용제를 상기 기판의 회전중심부에 향하여 공급하기 위한 제 1 토출부를 가지는 적어도 1개의 제 1 노즐과; 이 제 1 노즐에 용제를 공급하는 수단과; 상기 제 1 노즐로부터 떨어져 설치되고, 상기 제 1 노즐로부터 기판에 용제를 도포한 후에, 상기 기판의 회전중심부에 도포액을 공급하기 위한 제 2 토출부를 가지는 적어도 1개의 제 2 노즐과; 도포액을 상기 제 2 노즐에 공급하는 수단이며, 도포액을 수용하고 있는 용기와, 이 용기를 상기 제 2 노즐에 연통시키는 연통로와, 상기 용기내의 도포액을 상기 연통로를 통하여 상기 제 2 노즐에 공급하는 펌프수단를 구비하며, 상기 펌프수단은 벨로우즈 펌프와, 도포액을 공급하기 위해 이 벨로우즈 펌프를 신축시키는 스텝핑 모터를 구비하는 도포액공급수단과; 상기 제 1 노즐 및 제 2 노즐 중 적어도 한쪽을 지지하고, 상기 기판 위쪽의 물방울져 떨어지는 위치와, 이 물방울져 떨어지는 위치로부터 벗어난 대기 위치와의 사이에 이동하도록 지지하는 수단과; 상기 스텝핑 모터를 제어하는 수단을 구비하며, 상기 제어수단은 상기 기판의 회전속도에 의거하여 스텝핑 모터의 구동을 제어하는 것에 의해, 상기 제 2 노즐의 제 2 토출부로부터 유출하는 도포액의 토출시간을 제어하는 도포막 형성장치.
제14항에 있어서, 노즐을 지지하는 수단은 상기 제 1 노즐과 제 2 노즐을 서로 평행하게 지지하는 스프레이 헤드와, 이 스프레이 헤드를 평면내에서 이동시키는 수단을 구비하는 도포막 형성장치.
제15항에 있어서, 상기 스프레이 헤드는 제 1 노즐과 제 2 노즐을 각각 독립하여 선택적으로 온도조정하는 온도조정수단을 가지는 도포막 형성장치.
제15항에 있어서, 상기 스프레이 헤드는 제 1 노즐과 제 2 노즐을 동일 온도로 온도조절하는 온도조절수단을 가지는 도포막 형성장치.
제14항에 있어서, 상기 지지수단 및 제 1 노즐과 제 2 노즐을 둘러싸는 용기를 더 구비하고, 용제분위기를 가지며 상기 제 2 노즐의 앞끝단은 용제분위기중에 위치하고 있는 도포막 형성장치.
제14항에 있어서, 상기 제 1 노즐의 앞끝단은 복수로 분기되어 있는 도포막 형성장치.
제14항에 있어서, 상기 제 2 노즐은 통형상의 앞끝단부와 이 통형상의 앞끝단부에 이어서 역원추대 형상부를 가지는 도포막 형성장치.
제14항에 있어서, 상기 제 2 노즐은 통형상의 앞끝단부와 이 통형상의 앞끝단부의 개구의 장소에 설치된 바깥 플랜지부를 가지는 도포막 형성장치.
제14항에 있어서, 상기 제 2 노즐은 수직으로 연장한 통형상부와 이 수직통의 상부접속된 통형상부보다 적은 구경의 횡S자 형상으로 연장한 굴곡부를 가지는 도포막 형성장치.
제15항에 있어서, 복수의 스프레이 헤드를 대기위치에 유지하는 수단을 더 구비하고, 또 상기 스프레이 헤드를 이동시키는 수단은 대기위치에 있는 복수의 스프레이 헤드의 1개를 선택적으로 지지하는 수단과, 이 스프레이 헤드의 지지수단을 구동하는 기구를 구비하는 도포막 형성장치.
제14항에 있어서, 기판이 수용되어 처리되는 감압실을 가지는 처리용기를 더 구비하는 도포막 형성장치.
제14항에 있어서, 기판이 수용되어 처리되는 처리용기와, 이 처리용기내를 포화용매분위기로 하는 수단을 더 구비하는 도포막 형성장치.
액정표시장치용의 직사각형 기판의 한면을 윗쪽으로 향하여 지지하고, 이 한면에 수직한 축을 중심으로 하여 기판을 회전시키는 수단과; 기판의 네 모퉁이에 각각 대응하여, 또 기판의 대각선상의 이들의 네 모퉁이에 대하여 수직하게 설치된 4개의 앞끝단부로 된 제 1 토출단을 구비하며, 상기 기판의 회전중심부상에 레지스트를 용해하는 용제를 공급하는 적어도 1개의 제 1 노즐과; 상기 제 1 노즐에 용제를 공급하는 수단과; 상기 제 1 노즐과 떨어져 설치되고, 기판상에의 용제의 도포후에 기판의 회전중심부에 레지스트액을 공급하기 위한 제 2 토출부를, 직사각형 기판의 중심의 위쪽에 수직하게 설치된 적어도 1개의 제 2 노즐과; 상기 제 2 노즐에 레지스트액을 공급하는 수단과; 상기 제 1 및 제 2 노즐의 적어도 1개를, 상기 기판 위쪽의 물방울져 떨어지는 위치와, 이 물방울져 떨어지는 위치에서 벗어난 대기위치와의 사이에 이동하도록 지지하는 수단과; 상기 제 2 노즐로부터 레지스트액이 토출되는 시간 또는 토출량을 제어하는 제어수단을 구비하는 도포막 형성장치.
관체와; 이 관체에 회전가능하게 장착되고, 기판의 한면에 위쪽으로 향하여 지지하는 기판지 지수단과; 회전되고 있는 상기 기판의 중앙부에 레지스트액의 용제를 공급하는 제 1 토출부를 가지는 적어도 1개의 제 1 노즐과; 상기 제 1 노즐에 용제를 공급하는 수단과; 상기 제 1 노즐로부터 떨어져 설치되고, 상기 제 1 노즐로부터 기판에 용제를 도포한 후에, 상기 기판의 회전중심부에 레지스트액을 공급하기 위한 제 2 토출부를 가지는 적어도 1개의 제 2 노즐과; 상기 제 2 노즐에 레지스트액을 공급하며, 레지스트액을 수용하고 있는 용기와, 이 용기를 상기 제 2 노즐에 연통시키는 연통로와, 상기 용기내의 레지스트액을 상기 연통로를 통하여 상기 제 2 노즐에 공급하는 펌프수단를 구비하며, 상기 펌프수단은 벨로우즈 펌프와, 이 벨로우즈 펌프를 신축시키는 스텝핑 모터를 구비하는 레지스트액 공급수단과, 상기 제 1 노즐과 제 2 노즐을 지지하는 앞끝단부와, 상기 관체의 회전가능하게 지지된 기초끝단부를 가지며, 상기 기판 지지수단의 한쪽측에 위치하는 스프레이 헤드와; 노즐을 기판 위쪽에 물방울져 떨어지는 위치와, 기판으로부터 떨어진 대기위치 사이에 선택적으로 위치시키도록 상기 스프레이 헤드를 회전시키는 수단과; 상기 관체에 이동가능하게 설치되고, 린스액 노즐을 가지며, 기판 지지수단의 다른 쪽의 위치하는 아암; 및 상기 스텝핑 모터를 제어하는 수단, 상기 제어수단은 상기 기판의 회전속도에 의거하여 상기 스텝핑 모터의 구동을 제어하는 것에 의해, 제 2 토출부로부터 유출하는 도포액의 토출시간을 제어하는 도포막 형성장치.
제27항에 있어서, 상기 지지수단은 수평면에 구부린 다수의 연결아암을 구비하며 다수의 스프레이 헤드의 한쪽 및 다른 끝단부를 지지하는 한쪽 및 끝단부를 각각 가지고, 상기 다수의 연결아암의 선택된 하나의 다른 끝단부를 지지하는 수단과 공급위치와 대기위치 사이에 상기 선택된 연결아암을 선택적으로 움직이는 도포막 형성장치.
제28항에 있어서, 린스액 노즐을 가지며, 상기 기판지지수단의 다른 쪽에 위치되는 이동아암을 더욱 구비하는 도포막 형성장치.
제27항에 있어서, 상기 스프레이 헤드는 복수의 제 2 노즐을 지지하고있는 도포막 형성장치.
관체와; 이 관체에 회전가능하게 장착되고, 기판의 한면에 윗쪽으로 향하여 지지하는 수단과; 상기 기판에 레지스트액의 용제를 공급하는 제 1 노즐과, 상기 기판의 중심부에 레지스트액을 공급하는 제 2 노즐을 각각 구비하고, 관체에 착탈이 가능하게 장착된 복수의 스프레이 헤드와; 상기 스프레이 헤드를 지지하는 한쪽 끝단부와 다른 끝단부를 가지며, 수평면내에서 굴곡한 복수의 연결아암과; 이들 연결아암의 선택된 1 개의 다른 끝단부를 착탈이 가능하게 지지하고, 이 지지한 연결아암을 스프레이 헤드가 기판의 위쪽의 공급위치와, 기판의 위쪽으로부터 떨어진 대기위치에 선택적으로 위치하도록 연결아암의 다른 끝단부가 기판 위쪽으로부터 떨어진 상태를 유지하여 이동시키는 수단을 구비하는 도포막 형성장치.
관체와; 이 관체에 회전가능하게 장착되고, 기판의 한면에 윗쪽으로 향하여 지지하는 수단과, 상기 기판에 레지스트액의 용제를 공급하는 제 1 노즐과 상기 기판의 중심부에 레지스트액을 공급하는 제 2 노즐을 각각 구비하고, 상기 기판을 지지하는 수단의 한쪽에 위치하여 관체에 착탈이 가능하게 설치된 복수의 스프레이 헤드와 ; 상기 스프레이 헤드를 지지하는 한쪽 끝단부와, 다른 끝단부를 가지며,수평면내에서 굴곡한 복수의 연결아암과; 이들 연결아암의 선택된 1 개의 다른 끝단부를 착탈이 가능하게 지지하고, 이 지지한 아암을 스프레이 헤드가 기판의 위쪽의 공급위치와, 기판의 위쪽으로부터 떨어진 대기위치에 선택적으로 위치하도록 연결아암의 다른 끝단부가 기판 위쪽으로부터 떨어진 상태를 유지하여 이동시키는 수단과; 관체에 이동가능하게 설치되고, 린스액 노즐을 가지며, 기판 지지수단이 다른 쪽에 위치하는 이동아암을 구비하는 도포막 형성장치.
제32항에 있어서 상기 이동아암은 상기 제 1 노즐을 지지하는 앞끝단부와, 상기 린스노즐을 지지하는 중간부와, 관체에 회전가능하게 지지된 기초 끝단부를 가지는 도포막 형성장치.