JPH0132357Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 考案の技術分野 本考案はホトプロセス工程において使用される
レジスト塗布装置に係り、特に、スピンコート法
を利用して平板状試料にレジスト液を塗布するレ
ジスト塗布装置の改良に関する。

(b) 技術の背景 近年微細加工技術の進展に伴い、半導体装置用
ウエハなどの被加工試料は、加工密度が高まると
共に大型化されつつある。

そこで、上記のレジスト塗布装置には、大型化
された試料においても微細パターンの形成に支障
を来さないように均一な膜厚のレジスト膜を形成
し、然も、レジスト液の使用効率の良いことが望
まれる。

(c) 従来技術と問題点 第１図は従来のレジスト塗布装置を示す構成図
である。

同図において、このレジスト塗布装置は、クリ
ーンエアが常時供給され清浄な雰囲気としたクリ
ーンブース２内でスピンコート法によりレジスト
液を半導体ウエハ３などの試料上に塗布する。

即ち、レジスト槽６からシリンダ４を介して一
定量のレジスト液をベローポンプ５に送り込み、
更にベローポンプ５を圧して半導体ウエハ３上の
中央部に一定量のレジスト液を滴下する。その
後、半導体ウエハ３を保持するホルダー７の高速
回転により、滴下されたレジスト液を半導体ウエ
ハ３の中心から周辺にかけて拡散させ、余分なレ
ジスト液を飛散させて、半導体ウエハ３上に所望
の膜厚のレジスト膜を形成する。このスピンコー
ト法で得られるレジスト膜の膜厚は、レジスト液
の粘度、レジスト液の溶剤、回転速度、初期回転
加速の関数となつて決まる。

しかしながら、上述の装置では、レジスト液の
半導体ウエハ３に被着する量が滴下する量の１％
程度に過ぎず、レジスト液の使用効率が悪い問題
がある。

また、半導体ウエハ３が大型化するにつれてレ
ジスト膜の膜厚分布のばらつきが大きくなる。

(d) 考案の目的 本考案は上記の点に鑑み、レジスト液のスプレ
ー塗布およびスピンによる拡散を併用したレジス
ト塗布装置を提供し、レジスト液の使用効率を向
上させて経済化を図ることを目的とする。

(e) 考案の構成 上記目的は本考案によれば、回転可能であつて
平板状試料の裏面中央部を保持するホルダーと、
ホルダーに保持された試料上にレジスト液をスプ
レー塗布するスプレー用ノズルと、ホルダーの回
転軸に挿着される軸穴、該軸穴に対し同心円状に
配置され且つ上記スプレー塗布の際に試料裏面の
外周部に対し液体を噴射する液体噴出開口部、前
記軸穴に対し同心円状で液体噴出開口部の内側に
配置され且つ上記スプレー塗布の際に前記外周部
の内側に対し気体を噴射する気体噴出開口部を有
する流体供給機構とを備えるレジスト塗布装置に
よつて達せられる。

(f) 考案の実施例 以下本考案の実施例を図面により詳述する。

第２図は本考案の一実施例であるレジスト塗布
装置を示す構成図、第３図はその実施例における
流体供給機構の平面図である。

第２図に示すように、チヤンバ１２内におい
て、回転可能なホルダー１４は、半導体ウエハ１
３の裏面中央部を保持する。首振り機構としたス
プレー用ノズル１１は、ホルダー１４に保持され
た半導体ウエハ１３にレジスト液を噴射してスプ
レー塗布する。

ホルダー１４の回転軸１４ａには、斜線で示す
円筒状ブロツクをなし液体供給路１６および気体
供給路１７が設けられた流体供給機構１５の軸穴
が挿着されている。液体供給路１６および気体供
給路１７は、第３図に示すように、開口部がそれ
ぞれ流体供給機構１５の外周部およびその内側に
同心円状に配置され、液体供給路１６は半導体ウ
エハ１３の裏面の外周側にエチルメチルケトンな
どの液体を、気体供給路１７は同じく内周側に窒
素ガスなどの気体を噴射する。

また、溶剤をガス化させて導入するガス導入口
１８と排気口１９を設けてチヤンバ１２内の雰囲
気を制御し、塗布中にレジスト液が蒸発するのを
防止するようにしてある。

レジスト塗布の手順は、次の如くである。

先ず、ホルダー１４の回転により半導体ウエハ
１３を低速回転（例えば30rpm）させながらスプ
レー用ノズル１１からレジスト液を噴射して、半
導体ウエハ１３上の全面にスプレー塗布する。レ
ジスト液は、溶剤で希釈してスプレー用ノズル１
１の目づまりを防ぐ。

このスプレー塗布では、レジスト液が廻り込み
により半導体ウエハ１３の裏面にも塗布され、甚
だしくは、回転軸１４ａに流れ込む場合がある。
このことは、半導体ウエハ１３裏面の平面性を劣
化させて後程の露光工程に悪影響を及ぼし、ま
た、ホルダー１４の回転に支障を起こさせる。

そこで、このような不具合の発生を防止するた
め、上記スプレー塗布の際に、流体供給機構１５
から先に述べた液体および気体を噴射させる。液
体は、レジスト液が半導体ウエハ１３の裏面に廻
り込むのを強力に阻止し、気体は、液体が回転軸
１４ａに流れ込むのを阻止する。

次いで、スプレー塗布が終了した段階で上記液
体および気体の噴射を止め、半導体ウエハ１３の
回転を高速（500〜10000rpm）にして、スプレー
塗布されたレジスト液を半導体ウエハ１３の中心
から周辺にかけて拡散させ、余分なレジスト液を
飛散させて、半導体ウエハ１３上に所望の膜厚の
レジスト膜を形成する。この際の膜厚も、レジス
ト液の粘度、レジスト液の溶剤、回転速度、初期
回転加速の関数となつて決まるので、上記高速回
転の回転速度は適宜に規制する。

上述の手順では、スプレー塗布が瞬時に終了す
るため、スプレー、液体および気体の噴射のタイ
ミングは、ハードまたはプログラムによる制御を
行う。

本実施例では、膜厚を1μｍにした際
（3000rpm）のレジスト液の使用効率が従来装置
（5000rpm）の１％から10％に向上し、大型であ
る５インチの半導体ウエハ１３の場合にも膜厚分
布のばらつきが４％以内に収まり、然も、半導体
ウエハ１３の裏面にレジストの付着がないことが
確認された。また、ホルダー１４の回転軸１４ａ
に液体が流れ込んだ形跡も認められなかつた。

このように、レジスト液のスプレー塗布とスピ
ン拡散を併用した本考案のレジスト塗布装置の使
用により、大型化した試料に対してもレジスト膜
の膜厚を均一にしながらレジスト液の使用量の大
幅削減と、試料裏面へのレジスト付着の防止を安
定に行うことができる。

あお、実施例では、流体供給機構１５から噴射
させる液体にメチルエチルケトンをまた気体に窒
素ガスを用いたが、これに限られるものではな
く、前者は、トリクロルエチレン、アセトン、ト
ルエンなどのほか純水であつても良く、後者は空
気などであつても良い。

(g) 考案の効果 以上詳細に説明したように本考案によれば、レ
ジスト液のスプレー塗布とスピン拡散を併用する
と共に試料裏面へのレジスト液の廻り込みを阻止
して、試料裏面のレジスト付着をなくし且つ大型
化した試料に対してもレジスト膜の膜厚を均一に
しながら、レジスト液の使用効率を向上させるレ
ジスト塗布装置が提供されて、望ましいレジスト
塗布を行いながらレジスト液の経済化を可能にさ
せる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレジスト塗布装置を示す構成
図、第２図は本考案の一実施例であるレジスト塗
布装置を示す構成図、第３図はその実施例におけ
る流体供給機構の平面図、である。 図において、１１はスプレー用ノズル、１２は
チヤンバ、１３は半導体ウエハ（試料）、１４は
ホルダー、１５は流体供給機構、１６は液体供給
路、１７は気体供給路、１８はガス導入口、１９
は排気口、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転可能であつて平板状試料の裏面中央部を保
   持するホルダーと、ホルダーに保持された試料上
   にレジスト液をスプレー塗布するスプレー用ノズ
   ルと、ホルダーの回転軸に挿着される軸穴、該軸
   穴に対し同心円状に配置され且つ上記スプレー塗
   布の際に試料裏面の外周部に対し液体を噴射する
   液体噴出開口部、前記軸穴に対し同心円状で液体
   噴出開口部の内側に配置され且つ上記スプレー塗
   布の際に前記外周部の内側に対し気体を噴射する
   気体噴出開口部を有する流体供給機構とを備える
   ことを特徴とするレジスト塗布装置。