JPH02307567A - 回転塗布装置 - 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】 （）既要〕 回転塗布装置に関し、特に該装置の１１！面に載置され
たウェハ等の被塗布体の面に滴下した液状塗布剤を遠心
力により拡布する回転塗布装置に関し、 ウェハ等の被塗布体の面に滴下された液状塗布剤の膜厚
分布の拡布ムラ、特にオリエンティション・フラット部
付近の膜厚分布の拡布ムラを抑制することを目的とし、 ウェハ等の被塗布体の面に垂直な方向を軸として該被塗
布体を回転させることにより、被塗布体面に滴下された
液状塗布剤を遠心力により拡布する回転手段と、前記被
塗布体の面よりも広い面で該被塗布体の両面を覆いなが
ら、前記回転手段と同一の回転方向で回転する被覆手段
とを有することを特徴とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、回転塗布装置に関し、特に該装置の載置面に
載置されたウェハ等の被塗布体の面に滴下した液状塗布
剤を遠心力により拡布する回転塗布装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 第４図は従来例に係るレジストの回転塗布装置であり、
同図（ａ）はその上面図、同図（ｂ）は同図（ａ）にお
けるＡ−Ａで示す断面図である。

図において、１は回転手段、２は回転手段ｌの載置面に
載置されているウェハ１３はウェハ２を回転手段１の！
３！置回定固定するために真空引きされる吸引管である
。

次に、この回転塗布装置を用いてウェハ面上にレジスト
液を拡布する場合について説明する。

まず、不図示のピペット等を用いてウェハ２の面の中心
部に適量のレジスト液４を滴下する。次いで回転手段１
を回転させると、レジスト液４は回転による遠心力によ
り、ウェハ２の中心部から周辺に拡がっていき、レジス
ト液の粘性やウェハ２の回転速度等によって定まる一定
の膜厚のレジスト膜が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ウェハ面に拡布されたレジスト膜の膜゛　厚分
布を子細に調査すると必ずしも一様でなく、ウェハ面の
円周近傍の端部ではレジスト膜が局部的に厚く形成され
ている。

第５図はこれを説明する図であり、同図（ａ）はレジス
ト膜が拡布されたウェハの部分上面図。

同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂで示す部分のレジスト
膜の膜厚分布を示す断面図、同図（Ｃ）は同図（ａ）の
Ｃ−Ｃで示す部分のレジスト膜の膜厚分布を示す断面図
である。

同図（ｂ）に示すように、ウェハ面の端部では緑から数
ｍｍ程度の領域に厚さ２〜３μｍの厚いレジスト膜の壁
が形成され、一方、その内側ではウェハ全面にわたって
厚さほぼ１μｍ程度の一様な膜厚のレジスト膜が形成さ
れている。

また同図（Ｃ）に示すように、ウェハのオリエンティシ
ョン・フラット部では、縁から内側に向かって１０〜２
０ｍｍまでの広い範囲にわたって厚い膜厚のレジスト膜
が形成されている。

なお、ウェハの端部でレジスト膜が厚くなるのは、回転
中に該端部が周囲の気体と激しく衝突することによって
急冷され、これにより端部のレジストが最も早く固まり
、そしてその後に端部に拡布されたレジストも次々に固
まって堆積するためであると考えられる。

このように、レジスト膜が厚く形成された領域では、レ
ジスト膜の膜厚の薄いその他の領域に比べて、パターン
露光のための露光量が不十分となって適正なパターンが
形成されず、半導体装置の良品歩留りの低下の原因とな
る。

本発明はかかる従来例の問題点に鑑みて創作されたもの
であり、ウェハ面に滴下された液状塗布剤の膜厚分布の
拡布ムラ、特にオリエンティション・フラット部付近の
膜厚分布の拡布ムラを抑制することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の構成は、ウェハ等の被塗布体の面に垂直な方向
を軸として該被塗布体を回転させることにより、被塗布
体面に滴下された液状塗布剤を遠心力により拡布する回
転手段と、前記被塗布体の面よりも広い面で該被塗布体
の両面を覆いながら、手段とを有することを特徴とし、
上記課題を解決する。

〔作用〕

ウェハ等の被塗布体の面の両側に設けられた被覆手段が
回転すると、該被覆手段の間に挟まれた気体も気体自身
の粘性により被覆手段に引っ張られ、これにより被覆手
段と同一の方向に回転する気流が生まれる。

ところで被塗布体も被覆手段と同一方向に回転している
ために、該被塗布体の回転速度と気流の回転速度との相
対速度は小さくなる。このため、被塗有体面の周端部に
衝突する気体の相対速度も小さくなるので、被塗布体の
周端部での冷却スピードも小さくなる。この結果、急冷
による被塗布体の周端部での塗布膜の固化も少なくなる
ので、塗布膜の膜厚分布を均一化することができる。

特にウェハのオリエンティション・フラット部での塗布
膜の膜厚分布を、従来に比べて大幅に均−化することが
できる。

なお、ウェハ面の両側に設けられた被覆手段は、ウェハ
間の領域よりも大きければ大きいほど、その間の気体の
流れを一様にすることができるので、大きい方が望まし
い、また被覆手段間の距離が短いほど気体の粘性を利用
できるので、実用的な範囲内で、より短い方がよい。

しかし、ウェハの回転速度は被覆手段間の気体の回転速
度と同じようになるのが望ましいので、ウェハと被覆手
段の回転方向が同じであれば回転速度は必ずしも同一で
なくてもよい。

〔実施例〕

次に図を参照しながら本発明の実施例について説明をす
る。

第１図は本発明の実施例に係るレジストの回転塗布装置
であり、同図（ａ）はその上面図、同図（ｂ）は同図（
ａ）におけるＤ−Ｄで示す断面図。

同図（Ｃ）は同図（ａ）におけるＥ−Ｅで示す断面図で
ある。

図において、５は回転手段、７は回転手段５の載置面に
ｉ置されている直径６インチのウェハ。

６はウェハ７を回転手段５のｌｌｌＷ面に固定するため
に真空引きされる吸引管である。

また８は回転手段５に取り付けられた直径１２インチの
下側の被覆手段であり、回転手段５とともに回転可能で
ある。９は上側の被覆手段であり、４つのスペーサ１０
を介して下側の被覆手段９に着脱可能に係合されている
。

次に、本発明の実施例に係る回転塗布装置を用いてウェ
ハ面上にレジスト液を拡布する場合について説明する。

まず、上側の被覆手段９を取り外してウェハ７を回転手
段５の載置面に裁定し、次いで吸引管６を真空引きして
該ウェハ７をｖ！１１面に固定する。

次にウェハ７の中心部に、不図示のピペット等を用いて
適量のレジスト液１１を滴下し、その後、回転手段５を
４．ＯＯＯｒｐｍで回転させると、ウェハ７および上側
と下側の被覆手段８，９も回転する。これによりウェハ
７面状のレジスト液１１は遠心力によりウェハ７の中心
部から周辺に拡がっていく、そしてレジスト液１１が十
分に拡がった時点で回転手段５の回転を停止する。

第２図はこのようにして形成されたウェハ７面上のレジ
スト膜の膜厚分布を示す図であり、同図（ａ）ははレジ
スト膜が拡布されたウェハの部分上面図、同図（ｂ）は
同図（ａ）のＦ−Ｆで示す部分のレジスト膜の膜厚分布
を示す断面図、同図（Ｃ）は同図（ａ）のＧ−Ｇで示す
部分のレジスト膜の膜厚分布を示す断面図である。

同図（ｂ）のように、ウェハ７の周端部付近のレジスト
膜の膜厚も内側の領域のレジスト膜の膜厚とほぼ同一で
均一化される。また同図（Ｃ）で示すように、ウェハの
オリエンティシラン・フラット部においてもレジスト膜
の膜厚の厚い部分の領域は極めて小さくなり、ウェハの
端部から２〜３ｍｍ程度に減少する。これにより、ウェ
ハ全面にわたってほぼレジスト膜の均一な膜厚分布が得
られる。必要であれば、更にこの厚い部分を剥離液等を
用いて削ることにより、一層、レジスト膜の膜厚分布の
均一性が同上する。

このためレジスト膜に対するパターン露光もウェハ全域
にわたって一様となるので、高精度のパターン形成が要
求される高集積度・超微細半導体装置の良品歩留りに大
きく寄与することができる。

なお、本発明の実施例では直径６インチのウェハ７に対
して直径１２インチの大きさの被覆手段５を用いたが、
被覆手段の大きさは、ウェハ等の大きさに従って適宜変
更可能である。

またマスクやレチクルに回路パターンを形成するときに
も、塗布するレジストの膜厚を一様にする必要があるの
で、本発明の適用対象はウェハに限らない。

更にウェハ面の上下に設けられた被覆手段の隙間の間隔
も狭いほど該被覆手段の間の気流の流れを制御できると
考えられるので、−Ｍに狭いほどよいと考えられる。

第３図は本発明の別の実施例の係る回転塗布装置の断面
図である。

この図において、１２はウェハｓ！置面が凹部となって
いる回転手段で、該凹部の深さはウェハ１４を該凹部に
載置するとき、ウェハの上面が隠れる程度の浅いもので
ある。

また１５は回転手段１２に取り付けられた下側の被覆手
段であり、回転手段１２とともに回転可能である。９は
上側の被覆手段であり、不図示の昇降手段によって上下
に動いてウェハ１４の上面との距離を変えることができ
るとともに、回転手段１２が回転するときにはこれと同
一方向、同一回転速度で回転する。

この実施例によれば、ウェハ１４のオリエンティション
・フラット部を回転手段１２の凹部に隠すことができる
ので、回転中に該オリエンティション・フラットの端部
が気流と直接、衝突することが避けられ、急冷されるす
ることもない。このため、オリエンティション・フラッ
ト近傍に拡布されたレジストも急冷されて局部的に厚く
なることを、より一層、防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればウェハ等の被塗布
体と同一方向に回転する被覆手段を設け、該被覆手段に
挾まれた気体の粘性を利用して被塗布体周辺の気流の被
塗布体に対する相対速度を小さくすることができる。

このため、塗布体面の周端部での気流による冷却スピー
ドも小さくなるので、塗布体の周端部での塗布膜の固化
も少なくなり、塗布膜の膜厚分布を均一化することがで
きる。

特にウェハのオリエンティション・フラット部での塗布
膜の膜厚分布を、従来に比べて大幅に均一化することが
できる。

このため、塗布膜、例えばレジスト膜に対するパターン
ｎ光もウェハ全域にわたって一様となるので、高精度の
パターン形成が要求される高集積度・超微細半導体装置
の良品歩留りに大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の回転塗布転置を示す図、 第２図は、本発明の実施例のレジスト膜のＩｌ！厚分布
を示す図、 第３図は、本発明の他の実施例の回転塗布転置を示す図
、 第４図は、従来例の回転塗布装置を示す図、第５図は、
従来例のレジスト膜の膜厚分布を示す図である。 （符号の説明） １．５．１２・・・回転手段、 ２．７．１４・・・ウェハ、 ３．６・・・吸引管、 ４．１１・・・レジスト液、 ８．９．１５．１６・・・被覆手段、 １０・・・スペーサ、 １３・・・凹部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェハ等の被塗布体の面に垂直な方向を軸として
   該被塗布体を回転させることにより、被塗布体面に滴下
   された液状塗布剤を遠心力により拡布する回転手段と、 前記被塗布体の面よりも広い面で該被塗布体の両面を覆
   いながら、前記回転手段と同一の回転方向で回転する被
   覆手段とを有することを特徴とする回転塗布装置。
2. （２）請求項１の被覆手段は、前記回転手段と同一速度
   で回転することを特徴とする回転塗布装置。
3. （３）請求項１の回転手段の被塗布体載置面に、該被塗
   布体の厚さとぼぼ等しい深さの凹部が設けられているこ
   とを特徴とする回転塗布装置。