JPH08236436A - 基板の表面をポリマー溶液で被覆する方法およびその装置 - Google Patents
基板の表面をポリマー溶液で被覆する方法およびその装置Info
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- JPH08236436A JPH08236436A JP7277736A JP27773695A JPH08236436A JP H08236436 A JPH08236436 A JP H08236436A JP 7277736 A JP7277736 A JP 7277736A JP 27773695 A JP27773695 A JP 27773695A JP H08236436 A JPH08236436 A JP H08236436A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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- B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
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- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/04—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
- B05D3/0486—Operating the coating or treatment in a controlled atmosphere
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体等の基板の表面に塗布されるポリマー
溶液の厚さの均一性を改良するとともに、該溶液の消費
量を少なくする方法および装置を提供する。 【解決手段】 密閉ハウジング１４内に基板４４が取り
付けられ、バブラー３０で生成する溶媒蒸気運搬ガスの
ような制御ガスがダクト２４からハウジング１４内に通
される。該溶液は、ノズル５４から基板４４の表面に分
散、蒸着され、その後基板４４が回転される。制御ガス
と溶媒蒸気と制御ガス中に浮遊する粒状汚染物質は、排
気管４８から排出され、溶媒蒸気の濃度は、ハウジング
１４の温度と、該運搬ガスに含まれる溶媒とを制御する
ことによって制御される。溶媒蒸気の濃度は、異なった
溶媒濃度を有するガスを混合することによっても制御で
きる。該ガスの湿度も制御できる。
溶液の厚さの均一性を改良するとともに、該溶液の消費
量を少なくする方法および装置を提供する。 【解決手段】 密閉ハウジング１４内に基板４４が取り
付けられ、バブラー３０で生成する溶媒蒸気運搬ガスの
ような制御ガスがダクト２４からハウジング１４内に通
される。該溶液は、ノズル５４から基板４４の表面に分
散、蒸着され、その後基板４４が回転される。制御ガス
と溶媒蒸気と制御ガス中に浮遊する粒状汚染物質は、排
気管４８から排出され、溶媒蒸気の濃度は、ハウジング
１４の温度と、該運搬ガスに含まれる溶媒とを制御する
ことによって制御される。溶媒蒸気の濃度は、異なった
溶媒濃度を有するガスを混合することによっても制御で
きる。該ガスの湿度も制御できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板に溶液を蒸着
する方法および装置に関し、特に、マイクロチップの製
造における半導体ウエハを被覆する方法および装置に関
する。
する方法および装置に関し、特に、マイクロチップの製
造における半導体ウエハを被覆する方法および装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の製造では、マスク上の幾何学
的形状を半導体ウエハの表面に転写することが必要であ
る。その後、幾何学的形状に対応する半導体ウエハ又は
その幾何学的形状間の領域に対応する半導体ウエハが、
エッチングによって除去される。マスクから半導体ウエ
ハへの幾何学的形状の転写では、典型的にはリトグラフ
法が必要である。これには、半導体ウエハに感光性プレ
ポリマー溶液を塗布することが含まれている。プレポリ
マー中の溶媒は蒸発によって除去され、その結果生ずる
ポリマーフィルムは焼成される。
的形状を半導体ウエハの表面に転写することが必要であ
る。その後、幾何学的形状に対応する半導体ウエハ又は
その幾何学的形状間の領域に対応する半導体ウエハが、
エッチングによって除去される。マスクから半導体ウエ
ハへの幾何学的形状の転写では、典型的にはリトグラフ
法が必要である。これには、半導体ウエハに感光性プレ
ポリマー溶液を塗布することが含まれている。プレポリ
マー中の溶媒は蒸発によって除去され、その結果生ずる
ポリマーフィルムは焼成される。
【０００３】このフィルムは、所望の幾何学的パターン
を支持するフォトマスク（感光性マスク）を介して放射
線、例えば紫外線にさらされる。その後、感光性物質中
の画像は、ウエハを現像液中に浸漬することによって現
像される。感光性物質の性質に依存して、放射線にさら
された溶液又はさらされない領域が現像工程中で除去さ
れる。
を支持するフォトマスク（感光性マスク）を介して放射
線、例えば紫外線にさらされる。その後、感光性物質中
の画像は、ウエハを現像液中に浸漬することによって現
像される。感光性物質の性質に依存して、放射線にさら
された溶液又はさらされない領域が現像工程中で除去さ
れる。
【０００４】その後、ウエハはエッチング溶液中に配置
され、感光性物質によって保護されていない領域をエッ
チングにより除去する。エッチング工程に対するそれら
の耐性のために、感光性物質はフォトレジスト（感光性
レジスト）としても知られている。例えば、これらは、
紫外線、電子ビーム、Ｘ線又はイオンビームに対して感
光性とすることができる。
され、感光性物質によって保護されていない領域をエッ
チングにより除去する。エッチング工程に対するそれら
の耐性のために、感光性物質はフォトレジスト（感光性
レジスト）としても知られている。例えば、これらは、
紫外線、電子ビーム、Ｘ線又はイオンビームに対して感
光性とすることができる。
【０００５】フォトレジストプレポリマーの価格は高い
ため、ポリマー溶液の消費量を最小にするように被覆工
程の効率を改良する方法を発明することが望ましい。さ
らに、集積回路の製造において、フォトレジスト層の厚
さを均一にすることが重要な基準である。それは、半導
体ウエハ上に幾何学的パターンの良好な複写を保証する
ものである。
ため、ポリマー溶液の消費量を最小にするように被覆工
程の効率を改良する方法を発明することが望ましい。さ
らに、集積回路の製造において、フォトレジスト層の厚
さを均一にすることが重要な基準である。それは、半導
体ウエハ上に幾何学的パターンの良好な複写を保証する
ものである。
【０００６】フォトレジストの溶媒は、塗布中に蒸発し
易く、ポリマー溶液の粘度が増加し、その結果生ずるフ
ィルムが一様になるのを妨げている。これにより不均一
な厚さが生ずる。従って、ポリマー溶液からの溶媒の蒸
発速度を制御できることが望ましい。
易く、ポリマー溶液の粘度が増加し、その結果生ずるフ
ィルムが一様になるのを妨げている。これにより不均一
な厚さが生ずる。従って、ポリマー溶液からの溶媒の蒸
発速度を制御できることが望ましい。
【０００７】周囲の湿度は、フォトレジスト層の厚さに
影響を及ぼす要因の一つである。典型的には、フォトレ
ジストコーティングの均一性がウエハ内に１５乃至２０
オングストロームのオーダーであり、一つのウエハから
次のウエハまでおよびバッチごとおよび日ごとに２０乃
至２５オングストロームであることが必要である。これ
は相対湿度の１％の差異の効果よりも少ない。さらに、
感光性ジアゾキノン化合物を使用する一般に使用される
正のフォトレジストにおいて、光分解反応の生成物と反
応して必要とされる水溶性カルボン酸を生成するために
水分が必要である。
影響を及ぼす要因の一つである。典型的には、フォトレ
ジストコーティングの均一性がウエハ内に１５乃至２０
オングストロームのオーダーであり、一つのウエハから
次のウエハまでおよびバッチごとおよび日ごとに２０乃
至２５オングストロームであることが必要である。これ
は相対湿度の１％の差異の効果よりも少ない。さらに、
感光性ジアゾキノン化合物を使用する一般に使用される
正のフォトレジストにおいて、光分解反応の生成物と反
応して必要とされる水溶性カルボン酸を生成するために
水分が必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体ウエ
ハのような基板の表面に塗布されるポリマー溶液の厚さ
の均一性を改良する方法および装置を提供することを目
的とする。
ハのような基板の表面に塗布されるポリマー溶液の厚さ
の均一性を改良する方法および装置を提供することを目
的とする。
【０００９】また、本発明は、基板のコーティングに使
用するフォトレジストプレポリマー溶液のようなポリマ
ー溶液の消費量を少なくすることを目的とする。
用するフォトレジストプレポリマー溶液のようなポリマ
ー溶液の消費量を少なくすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板の
表面をポリマー溶液で被覆する方法が提供される。この
方法は、密閉ハウジング内に基板を取り付け、入口から
ハウジング内に制御ガスを通し、ハウジング内の基板の
表面にポリマー溶液を蒸着させ、基板を回転させ、制御
ガス、溶媒蒸気および制御ガスに浮遊した粒状汚染物質
を出口を介してハウジングから排出する工程を含む。
表面をポリマー溶液で被覆する方法が提供される。この
方法は、密閉ハウジング内に基板を取り付け、入口から
ハウジング内に制御ガスを通し、ハウジング内の基板の
表面にポリマー溶液を蒸着させ、基板を回転させ、制御
ガス、溶媒蒸気および制御ガスに浮遊した粒状汚染物質
を出口を介してハウジングから排出する工程を含む。
【００１１】制御ガスは溶媒蒸気運搬ガス又は溶媒を含
まないガスにすることができる。
まないガスにすることができる。
【００１２】制御ガス、溶媒蒸気および汚染物質を排出
する工程は、蒸着工程前、蒸着工程中又は蒸着工程後に
行うことができる。
する工程は、蒸着工程前、蒸着工程中又は蒸着工程後に
行うことができる。
【００１３】溶媒蒸気運搬ガスは、典型的には、溶媒に
ガスを吹き込むことによって生成されるが、溶媒の温度
を制御することによって溶媒蒸気運搬ガスの溶媒蒸気濃
度を制御する工程を含むことができる。また、溶媒蒸気
運搬ガスの溶媒蒸気濃度は、ハウジングの温度を制御す
ることによって、又は溶媒蒸気運搬ガスを異なった溶媒
蒸気濃度を有する第２のガスと混合することによって制
御することもできる。
ガスを吹き込むことによって生成されるが、溶媒の温度
を制御することによって溶媒蒸気運搬ガスの溶媒蒸気濃
度を制御する工程を含むことができる。また、溶媒蒸気
運搬ガスの溶媒蒸気濃度は、ハウジングの温度を制御す
ることによって、又は溶媒蒸気運搬ガスを異なった溶媒
蒸気濃度を有する第２のガスと混合することによって制
御することもできる。
【００１４】溶媒蒸気運搬ガスは、典型的には空気又は
窒素のような不活性ガスからなる。
窒素のような不活性ガスからなる。
【００１５】ウエハ上に連続的な制御された層流ガスを
流すことを確実にするために、基板のすぐ上に配置され
たシャワーヘッド状のディスペンサからハウジング内に
制御ガスを通すことができる。
流すことを確実にするために、基板のすぐ上に配置され
たシャワーヘッド状のディスペンサからハウジング内に
制御ガスを通すことができる。
【００１６】ポリマー溶液は、フォトレジストポリマ
ー、例えば、深紫外フォトレジストポリマーを含むこと
ができる。
ー、例えば、深紫外フォトレジストポリマーを含むこと
ができる。
【００１７】この方法は、温度制御された溶媒を含まず
乾いた且つ濾過されたガスを被覆された基板上に通す工
程を含むことができる。また、この方法は、溶媒を含ま
ない湿気のあるガスを被覆した基板上に通す工程を含む
こともできる。湿気のあるガスの湿度は、ポリマー溶液
に必要とされる相対湿度を持つように制御することがで
きる。この相対湿度は、典型的には、４０％乃至４５％
の範囲である。温度および湿度制御装置によって湿気の
あるガスの温度を制御することもできる。
乾いた且つ濾過されたガスを被覆された基板上に通す工
程を含むことができる。また、この方法は、溶媒を含ま
ない湿気のあるガスを被覆した基板上に通す工程を含む
こともできる。湿気のあるガスの湿度は、ポリマー溶液
に必要とされる相対湿度を持つように制御することがで
きる。この相対湿度は、典型的には、４０％乃至４５％
の範囲である。温度および湿度制御装置によって湿気の
あるガスの温度を制御することもできる。
【００１８】ハウジング内に基板を取り付ける工程は、
例えば、基板と回転可能なチャックとの間を真空にする
ことによって、チャックに基板を固定することを含むこ
とができる。
例えば、基板と回転可能なチャックとの間を真空にする
ことによって、チャックに基板を固定することを含むこ
とができる。
【００１９】基板は典型的には半導体ウエハからなり、
ポリマー溶液中の溶質含有量は、典型的には１０重量％
乃至５０重量％である。
ポリマー溶液中の溶質含有量は、典型的には１０重量％
乃至５０重量％である。
【００２０】さらに、本発明によれば、基板の表面をポ
リマー溶液で被覆する被覆装置が提供される。この装置
は、密閉ハウジングと、このハウジング内に取り付けら
れて基板を支持する回転可能なチャックと、ハウジング
内の基板の表面にポリマー溶液を蒸着させる蒸着手段
と、ハウジングに連通して制御ガスをハウジングに供給
する制御ガス供給手段と、ハウジングに接続されてハウ
ジングから制御ガスと溶媒蒸気と粒状汚染物質を排出す
る排出手段とを含む。
リマー溶液で被覆する被覆装置が提供される。この装置
は、密閉ハウジングと、このハウジング内に取り付けら
れて基板を支持する回転可能なチャックと、ハウジング
内の基板の表面にポリマー溶液を蒸着させる蒸着手段
と、ハウジングに連通して制御ガスをハウジングに供給
する制御ガス供給手段と、ハウジングに接続されてハウ
ジングから制御ガスと溶媒蒸気と粒状汚染物質を排出す
る排出手段とを含む。
【００２１】蒸着手段は、チャックの上方に取り付けら
れて基板の表面にポリマー溶液の流れを蒸着させる分散
ヘッド手段を含むことができ、この分散ヘッド手段は基
板に対して移動することができる。基板が略円形であれ
ば、分散ヘッド手段は、典型的には基板の表面を横切っ
て略半径方向に動くことができる。あるいは、蒸着手段
は、チャックの上方に取り付けられた押出ヘッドを有し
且つ基板の表面にポリマー溶液の流れを分散させるフィ
ルム押出手段からなることもできる。この場合、基板が
略円形であれば、押出ヘッドは、典型的にはチャックの
上方に取り付けられて、ポリマー溶液の半径方向に延び
る流れを基板の表面に分散させる。
れて基板の表面にポリマー溶液の流れを蒸着させる分散
ヘッド手段を含むことができ、この分散ヘッド手段は基
板に対して移動することができる。基板が略円形であれ
ば、分散ヘッド手段は、典型的には基板の表面を横切っ
て略半径方向に動くことができる。あるいは、蒸着手段
は、チャックの上方に取り付けられた押出ヘッドを有し
且つ基板の表面にポリマー溶液の流れを分散させるフィ
ルム押出手段からなることもできる。この場合、基板が
略円形であれば、押出ヘッドは、典型的にはチャックの
上方に取り付けられて、ポリマー溶液の半径方向に延び
る流れを基板の表面に分散させる。
【００２２】回転可能なチャックは、典型的には可変速
モータに接続され、被覆装置は可変速モータの速度を制
御する制御手段を含むことができる。
モータに接続され、被覆装置は可変速モータの速度を制
御する制御手段を含むことができる。
【００２３】ハウジングは上流側と下流側を有し、溶媒
蒸気運搬ガス供給手段はハウジングの上流側に取り付け
られたハウジングの入口を含み、排出手段はハウジング
の下流側に取り付けられた出口を含むことができる。制
御ガスの供給手段は、ハウジングと連通する導管（ダク
ト）を含むとともに、ハウジングに流れ込む制御ガスの
速度および制御ガスの組成を制御するために少なくとも
一つのダクト内に電子制御バルブを含むことができる。
また、排出手段は、ハウジングからのガスおよび汚染物
質の排気を制御するバルブ手段を含むこともできる。溶
媒蒸気運搬ガス供給手段は、純粋な乾いた且つ濾過され
たガスのガス源と、ハウジングと連通する泡立て器（バ
ブラー）とを含むことができる。
蒸気運搬ガス供給手段はハウジングの上流側に取り付け
られたハウジングの入口を含み、排出手段はハウジング
の下流側に取り付けられた出口を含むことができる。制
御ガスの供給手段は、ハウジングと連通する導管（ダク
ト）を含むとともに、ハウジングに流れ込む制御ガスの
速度および制御ガスの組成を制御するために少なくとも
一つのダクト内に電子制御バルブを含むことができる。
また、排出手段は、ハウジングからのガスおよび汚染物
質の排気を制御するバルブ手段を含むこともできる。溶
媒蒸気運搬ガス供給手段は、純粋な乾いた且つ濾過され
たガスのガス源と、ハウジングと連通する泡立て器（バ
ブラー）とを含むことができる。
【００２４】さらに、被覆装置は、ハウジングと連通す
る温度および湿度を制御したガスのガス源を含むことが
できる。温度および湿度を制御したガスのガス源は、そ
のガス源によって供給されたガスの温度および湿度を制
御するために温度制御手段と湿度制御手段を含むことが
できる。
る温度および湿度を制御したガスのガス源を含むことが
できる。温度および湿度を制御したガスのガス源は、そ
のガス源によって供給されたガスの温度および湿度を制
御するために温度制御手段と湿度制御手段を含むことが
できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の具体例を説明する。
の具体例を説明する。
【００２６】本発明は、基板に溶液を蒸着するときに生
成するコーティングの厚さの均一性を改良する方法に関
する。さらに、本発明は、このような溶液の浪費を減少
させる方法に関する。特に、本発明の方法を、集積回路
の製造に使用する半導体ウエハおよび半導体ウエハの表
面にフォトレジストプレポリマー溶液を塗布する場合に
ついて説明する。集積回路の製造に使用するフィルムお
よびコーティングは、フォトレジスト層に限定されるも
のではなく、例えば、有機プラナライゼーションフィル
ム（organic planarization films ）、反射防止フィル
ム、シロキサンのスピンオングラスフィルム（spin-on-
glass films ）、ポリイミドフィルムおよびポリイミド
シロキサンフィルムのような物質を含むことができる。
成するコーティングの厚さの均一性を改良する方法に関
する。さらに、本発明は、このような溶液の浪費を減少
させる方法に関する。特に、本発明の方法を、集積回路
の製造に使用する半導体ウエハおよび半導体ウエハの表
面にフォトレジストプレポリマー溶液を塗布する場合に
ついて説明する。集積回路の製造に使用するフィルムお
よびコーティングは、フォトレジスト層に限定されるも
のではなく、例えば、有機プラナライゼーションフィル
ム（organic planarization films ）、反射防止フィル
ム、シロキサンのスピンオングラスフィルム（spin-on-
glass films ）、ポリイミドフィルムおよびポリイミド
シロキサンフィルムのような物質を含むことができる。
【００２７】上述したように、被覆工程前にこれらの物
質に含まれる溶質含有量は、典型的には１０重量％乃至
５０重量％の範囲である。
質に含まれる溶質含有量は、典型的には１０重量％乃至
５０重量％の範囲である。
【００２８】以下の説明から明らかなように、ハウジン
グ又はチャンバ内において半導体ウエハの被覆工程を行
い、チャンバ内の雰囲気を少なくとも部分的に溶媒分子
で飽和させることが望ましい。これは、基板の表面に溶
媒の単分子層のコーティングを行うことによってキャス
トフィルムの湿潤性を改良する利点がある。さらに、チ
ャンバ内のガス中の溶媒の濃度を制御することによっ
て、基板上のポリマー溶液フィルムの厚さの均一性を改
良することができる。これは、スピンキャストフィル
ム、スプレー被覆されたフィルム又は他の同様なコーテ
ィング法が採用される場合である。
グ又はチャンバ内において半導体ウエハの被覆工程を行
い、チャンバ内の雰囲気を少なくとも部分的に溶媒分子
で飽和させることが望ましい。これは、基板の表面に溶
媒の単分子層のコーティングを行うことによってキャス
トフィルムの湿潤性を改良する利点がある。さらに、チ
ャンバ内のガス中の溶媒の濃度を制御することによっ
て、基板上のポリマー溶液フィルムの厚さの均一性を改
良することができる。これは、スピンキャストフィル
ム、スプレー被覆されたフィルム又は他の同様なコーテ
ィング法が採用される場合である。
【００２９】スピンキャスト法では、基板が静止してい
るか、線状に移動しているか又は回転している間に溶液
が基板に塗布される。その後、基板は回転され、溶液は
基板の表面上に広がる。溶液が基板表面に広がった後、
溶液中の溶媒は蒸発によって除去され、基板の表面上に
溶質の層を残す。基板の大きさが大きくなる場合、又は
基板の表面に塗布される流体の量を最小にすることによ
って費用を削減する試みがなされる場合には、典型的に
は基板上に不均一な厚さの溶質の層が生ずる。これは、
一部は基板の周囲と中央の間の接線速度の差の結果とし
て生ずるものである。基板の周囲に沿った不均一な空気
流は、溶媒の不均一な蒸発を引き起こし、コーティング
の厚さの不均一性を生ずる。中央付近が均一になるよう
にするために基板がより大きくなるとより速い回転速度
が必要となるので、基板の周囲付近で溶液と接触する空
気との不均一な相互作用のために、基板の周囲付近に螺
旋および細溝が生ずる。これらの特徴はエクマン螺旋と
して知られている。
るか、線状に移動しているか又は回転している間に溶液
が基板に塗布される。その後、基板は回転され、溶液は
基板の表面上に広がる。溶液が基板表面に広がった後、
溶液中の溶媒は蒸発によって除去され、基板の表面上に
溶質の層を残す。基板の大きさが大きくなる場合、又は
基板の表面に塗布される流体の量を最小にすることによ
って費用を削減する試みがなされる場合には、典型的に
は基板上に不均一な厚さの溶質の層が生ずる。これは、
一部は基板の周囲と中央の間の接線速度の差の結果とし
て生ずるものである。基板の周囲に沿った不均一な空気
流は、溶媒の不均一な蒸発を引き起こし、コーティング
の厚さの不均一性を生ずる。中央付近が均一になるよう
にするために基板がより大きくなるとより速い回転速度
が必要となるので、基板の周囲付近で溶液と接触する空
気との不均一な相互作用のために、基板の周囲付近に螺
旋および細溝が生ずる。これらの特徴はエクマン螺旋と
して知られている。
【００３０】また、不十分なコーティング溶液を使用す
ると問題が生ずる。スピンコーティング中に基板の表面
に塗布されるコーティング溶液の量を最小にすることに
よって費用の削減をする試みがなされると、溶媒の体積
が少ないため不均一性を引き起こす。被覆工程中の溶媒
の蒸発は、種々の欠陥および不規則性を生ずる。同様
に、スプレー被覆されたフィルムでは、塗布中に溶媒が
蒸発し易く、従って粘度が増大し、その結果得られるフ
ィルムが一様になるのを妨げ、再び厚さの不均一性を生
ずる。
ると問題が生ずる。スピンコーティング中に基板の表面
に塗布されるコーティング溶液の量を最小にすることに
よって費用の削減をする試みがなされると、溶媒の体積
が少ないため不均一性を引き起こす。被覆工程中の溶媒
の蒸発は、種々の欠陥および不規則性を生ずる。同様
に、スプレー被覆されたフィルムでは、塗布中に溶媒が
蒸発し易く、従って粘度が増大し、その結果得られるフ
ィルムが一様になるのを妨げ、再び厚さの不均一性を生
ずる。
【００３１】上述したように、光分解反応の生成物と反
応するために、フォトレジストはある程度の水分を必要
とする。これらの理由のため、チャンバ内の空気の湿度
を制御できることが望ましい。
応するために、フォトレジストはある程度の水分を必要
とする。これらの理由のため、チャンバ内の空気の湿度
を制御できることが望ましい。
【００３２】本発明を、スピンコーティング工程を使用
する具体例について、特に詳細に説明する。これらの具
体例では、基板は半導体ウエハであり、半導体ウエハに
塗布される溶液はフォトレジストプレポリマー溶液であ
る。
する具体例について、特に詳細に説明する。これらの具
体例では、基板は半導体ウエハであり、半導体ウエハに
塗布される溶液はフォトレジストプレポリマー溶液であ
る。
【００３３】図１は、本発明の方法により使用されるス
ピンコーティング装置１０の一具体例を示している。ス
ピンコーティング装置１０は、密閉ハウジング１４内に
取り付けられた回転可能な支持チャック１２を含む。チ
ャック１２は、ハウジング１４内の開口部１８を貫通す
る軸１６まで延びている。ハウジング１４は、シャワー
ヘッド状のディスペンサ２０の形態の入力を含む。これ
は、ガスとある濃度の溶媒とからなる制御ガスがハウジ
ング１４中に流れ込むことができるようにしている。制
御ガスは、溶媒を含まないガス又は溶媒運搬ガスとする
ことができ、空気又は窒素のような不活性ガスを含むこ
とができる。
ピンコーティング装置１０の一具体例を示している。ス
ピンコーティング装置１０は、密閉ハウジング１４内に
取り付けられた回転可能な支持チャック１２を含む。チ
ャック１２は、ハウジング１４内の開口部１８を貫通す
る軸１６まで延びている。ハウジング１４は、シャワー
ヘッド状のディスペンサ２０の形態の入力を含む。これ
は、ガスとある濃度の溶媒とからなる制御ガスがハウジ
ング１４中に流れ込むことができるようにしている。制
御ガスは、溶媒を含まないガス又は溶媒運搬ガスとする
ことができ、空気又は窒素のような不活性ガスを含むこ
とができる。
【００３４】ディスペンサ２０は、チャック１２に取り
付けられた基板の上方に直接取り付けられる。入力ダク
ト２４は、その一端でシャワーヘッド状のディスペンサ
２０まで延びている。温度および湿度が制御された空気
又は窒素を供給して温度および湿度を制御したガス源
（図示しない）は、ダクト２６を介してダクト２４に接
続されている。
付けられた基板の上方に直接取り付けられる。入力ダク
ト２４は、その一端でシャワーヘッド状のディスペンサ
２０まで延びている。温度および湿度が制御された空気
又は窒素を供給して温度および湿度を制御したガス源
（図示しない）は、ダクト２６を介してダクト２４に接
続されている。
【００３５】純粋な乾いた且つ濾過されたガスのガス源
からバブラー３０まで第２のダクト２８が延びている。
バブラー３０は、溶媒３４を入れる溶媒タンク３２内に
収容されている。典型的には、空気又は窒素からなる純
粋な乾いた且つ濾過されたガスは、バブラー３０を通
り、ダクト３６を介してダクト２４に流れる溶媒運搬ガ
スを形成する。
からバブラー３０まで第２のダクト２８が延びている。
バブラー３０は、溶媒３４を入れる溶媒タンク３２内に
収容されている。典型的には、空気又は窒素からなる純
粋な乾いた且つ濾過されたガスは、バブラー３０を通
り、ダクト３６を介してダクト２４に流れる溶媒運搬ガ
スを形成する。
【００３６】ダクト２６内にはバルブ３８が設けられ、
ダクト３６内にはバルブ４０が設けられている。バルブ
３８、４０は、温度および湿度を制御したガスと溶媒運
搬ガスの一方又は両方をハウジング１４まで運ぶことが
できるようにしている。バルブ３８、４０は、典型的に
は、ガスの流量および組成を自動的に制御するための電
子制御バルブである。
ダクト３６内にはバルブ４０が設けられている。バルブ
３８、４０は、温度および湿度を制御したガスと溶媒運
搬ガスの一方又は両方をハウジング１４まで運ぶことが
できるようにしている。バルブ３８、４０は、典型的に
は、ガスの流量および組成を自動的に制御するための電
子制御バルブである。
【００３７】バブラー３０によって供給される溶媒運搬
ガスの温度は、ダクト２８によって供給されるガス又は
溶媒３４又はその両方の温度を制御する加熱／冷却コイ
ルによって制御される。通常、蒸発のために失われる熱
を補償するために溶媒３４に熱を加えなければならな
い。また、温度および湿度を制御されたガスの温度およ
び湿度は、冷凍装置、ボイラおよび温度／湿度センサか
らなる特別な温度および湿度制御装置（温度／湿度制御
装置）を使用して制御される。あるいは、温度および湿
度を制御したガスの温度および湿度は、バブラー装置を
使用する温度／湿度制御装置によって制御することもで
きる。
ガスの温度は、ダクト２８によって供給されるガス又は
溶媒３４又はその両方の温度を制御する加熱／冷却コイ
ルによって制御される。通常、蒸発のために失われる熱
を補償するために溶媒３４に熱を加えなければならな
い。また、温度および湿度を制御されたガスの温度およ
び湿度は、冷凍装置、ボイラおよび温度／湿度センサか
らなる特別な温度および湿度制御装置（温度／湿度制御
装置）を使用して制御される。あるいは、温度および湿
度を制御したガスの温度および湿度は、バブラー装置を
使用する温度／湿度制御装置によって制御することもで
きる。
【００３８】具体例では、ダクト２６は、２つに分岐し
たダクト（図示しない）によって供給される。これは、
バブラー又は湿度制御源（湿度が制御されたガスのガス
源）への接続を可能にする。バブラーは、典型的には、
スピンコーティング装置１０の残りの部分を含む外側ハ
ウジング内に取り付けられる。対照的に、上述した特別
な湿度制御装置は別体の構造からなる。湿気のある空気
が供給されると、相対湿度は、ポリマー溶液に必要なレ
ベル、典型的には４０％乃至４５％に維持される。明ら
かに、適当な環境において湿度をゼロに保持することが
できる。
たダクト（図示しない）によって供給される。これは、
バブラー又は湿度制御源（湿度が制御されたガスのガス
源）への接続を可能にする。バブラーは、典型的には、
スピンコーティング装置１０の残りの部分を含む外側ハ
ウジング内に取り付けられる。対照的に、上述した特別
な湿度制御装置は別体の構造からなる。湿気のある空気
が供給されると、相対湿度は、ポリマー溶液に必要なレ
ベル、典型的には４０％乃至４５％に維持される。明ら
かに、適当な環境において湿度をゼロに保持することが
できる。
【００３９】さらに、スピンコーティング装置１０は、
チャック１２に取り付けられたウエハ４４に溶液（この
場合はフォトレジストプレポリマー溶液）を滴下させる
分散ヘッド４２を含む。
チャック１２に取り付けられたウエハ４４に溶液（この
場合はフォトレジストプレポリマー溶液）を滴下させる
分散ヘッド４２を含む。
【００４０】ハウジング１４の底部は、空気又は窒素の
ようなガス用の排気管４８と液体用の排水管５０を有す
る環状チャネル４６を画定する。
ようなガス用の排気管４８と液体用の排水管５０を有す
る環状チャネル４６を画定する。
【００４１】典型的な方法では、半導体ウエハ４４は、
チャック１２とウエハ４４との間を真空にするような標
準的な方法を使用してチャック１２に固定される。その
後、ハウジング１４へのウエハ輸送ドア５２が閉じられ
る。ハウジング１４は、溶媒を含まない乾いたガスでパ
ージされる。次いで、ハウジング１４に制御ガスが供給
される。コーティング溶液が基板上に分散される前、そ
の間およびその後に、制御ガスの溶媒濃度を制御するこ
とができる。
チャック１２とウエハ４４との間を真空にするような標
準的な方法を使用してチャック１２に固定される。その
後、ハウジング１４へのウエハ輸送ドア５２が閉じられ
る。ハウジング１４は、溶媒を含まない乾いたガスでパ
ージされる。次いで、ハウジング１４に制御ガスが供給
される。コーティング溶液が基板上に分散される前、そ
の間およびその後に、制御ガスの溶媒濃度を制御するこ
とができる。
【００４２】溶媒は、バルブ３８および４０を操作する
ことによって、バルブ４０を介してダクト３６に沿って
流れ、その後ダクト２４に沿って流れて、ハウジング１
４に流れ込む。溶媒の制御された分圧は、バブラー３０
を介して窒素又は空気からなるガスを吹き込むことによ
って達成することができる。この具体例のバブラー３０
は多孔質ガラスを含み、そこから出たガスは適当な設定
温度に維持された液状の溶媒３４中を通る。その結果生
ずる適当な濃度の溶媒を含む溶媒運搬ガスは、コーティ
ング工程前およびコーティング工程中に半導体ウエハ上
を通る。明らかに、溶媒タンク３２は、溶媒運搬ガス中
の所望の溶媒濃度を維持できるように十分な溶媒を含ま
なければならず、溶媒タンク３２にそのような十分な溶
媒を供給しなければならない。
ことによって、バルブ４０を介してダクト３６に沿って
流れ、その後ダクト２４に沿って流れて、ハウジング１
４に流れ込む。溶媒の制御された分圧は、バブラー３０
を介して窒素又は空気からなるガスを吹き込むことによ
って達成することができる。この具体例のバブラー３０
は多孔質ガラスを含み、そこから出たガスは適当な設定
温度に維持された液状の溶媒３４中を通る。その結果生
ずる適当な濃度の溶媒を含む溶媒運搬ガスは、コーティ
ング工程前およびコーティング工程中に半導体ウエハ上
を通る。明らかに、溶媒タンク３２は、溶媒運搬ガス中
の所望の溶媒濃度を維持できるように十分な溶媒を含ま
なければならず、溶媒タンク３２にそのような十分な溶
媒を供給しなければならない。
【００４３】ウエハ４４上にフォトレジストの層を蒸着
するために、ポリマー溶液が分散ヘッド４２を介してウ
エハ４４の表面を横切って塗布される。これは、ウエハ
４４が比較的低速度で回転しているか又は静止している
間に、ノズル５４からの連続的な流れ中のポリマー溶液
をウエハ４４上に分散させることによって達成される。
具体例では、ノズル５４は、ウエハ４４を横切って略半
径方向に動かされる。あるいは、基板の中央に溶液を分
散させるか、又は多数のノズルを使用することもでき
る。ウエハ４４の回転速度を調節することによって、ノ
ズル５４の移動、ポリマー溶液が分散される速度、溶液
の適当な分配を達成できる。
するために、ポリマー溶液が分散ヘッド４２を介してウ
エハ４４の表面を横切って塗布される。これは、ウエハ
４４が比較的低速度で回転しているか又は静止している
間に、ノズル５４からの連続的な流れ中のポリマー溶液
をウエハ４４上に分散させることによって達成される。
具体例では、ノズル５４は、ウエハ４４を横切って略半
径方向に動かされる。あるいは、基板の中央に溶液を分
散させるか、又は多数のノズルを使用することもでき
る。ウエハ４４の回転速度を調節することによって、ノ
ズル５４の移動、ポリマー溶液が分散される速度、溶液
の適当な分配を達成できる。
【００４４】他の具体例では、図２に示されるように、
ポリマー溶液は、ウエハが１回転だけ回転する間に従来
の押出し機と同様のフィルム押出し機６０によってウエ
ハ上に蒸着する。押出し機６０は、ウエハ７０上にポリ
マー溶液のフィルムを蒸着させる。略円形ではないウエ
ハをコーティングしなければならない場合には、ウエハ
は、典型的には、ポリマー溶液の蒸着工程中に長手方向
に動かされる。
ポリマー溶液は、ウエハが１回転だけ回転する間に従来
の押出し機と同様のフィルム押出し機６０によってウエ
ハ上に蒸着する。押出し機６０は、ウエハ７０上にポリ
マー溶液のフィルムを蒸着させる。略円形ではないウエ
ハをコーティングしなければならない場合には、ウエハ
は、典型的には、ポリマー溶液の蒸着工程中に長手方向
に動かされる。
【００４５】押出し工程はその他の点で図１の具体例と
同一であるので、図１を参照して押出し工程を説明す
る。溶液がウエハ４４上に蒸着した後、溶液がウエハ４
４の上面を横切って広がるようにするために、ウエハ４
４の回転速度が速くなる。ウエハ４４のコーティング前
およびコーティング中に、溶媒を含むガスおよび溶媒運
搬ガス中に浮遊する粒状汚染物質を排気管４８を介して
排気することによって、ウエハ４４の上面にフォトレジ
ストプレポリマー溶液の均一な層を形成できる。その
後、ダクト２４を介してチャンバ内に通されたガスは、
バルブ３８、４０によって空気又は窒素のような温度お
よび湿度を制御した溶媒を含まないガスに切り替えられ
る。バルブ３８および４０は、典型的には、マイクロプ
ロセッサ（図示しない）によって制御される。
同一であるので、図１を参照して押出し工程を説明す
る。溶液がウエハ４４上に蒸着した後、溶液がウエハ４
４の上面を横切って広がるようにするために、ウエハ４
４の回転速度が速くなる。ウエハ４４のコーティング前
およびコーティング中に、溶媒を含むガスおよび溶媒運
搬ガス中に浮遊する粒状汚染物質を排気管４８を介して
排気することによって、ウエハ４４の上面にフォトレジ
ストプレポリマー溶液の均一な層を形成できる。その
後、ダクト２４を介してチャンバ内に通されたガスは、
バルブ３８、４０によって空気又は窒素のような温度お
よび湿度を制御した溶媒を含まないガスに切り替えられ
る。バルブ３８および４０は、典型的には、マイクロプ
ロセッサ（図示しない）によって制御される。
【００４６】次いで、ウエハ４４上に蒸着したポリマー
溶液中の多量の溶媒を除去するために、制御ガス中の溶
媒濃度を減少させ又は制御ガスの温度を上昇させる。典
型的には、溶媒を含まないガスがハウジングに供給さ
れ、ポリマー溶液からの溶媒の蒸発を高める。所望の量
の蒸発が起こり十分に堅いフォトレジスト層を生成する
と、ウエハ４４が止まり、ウエハ輸送ドアが開き、被覆
されたウエハがハウジング１４から取り出される。
溶液中の多量の溶媒を除去するために、制御ガス中の溶
媒濃度を減少させ又は制御ガスの温度を上昇させる。典
型的には、溶媒を含まないガスがハウジングに供給さ
れ、ポリマー溶液からの溶媒の蒸発を高める。所望の量
の蒸発が起こり十分に堅いフォトレジスト層を生成する
と、ウエハ４４が止まり、ウエハ輸送ドアが開き、被覆
されたウエハがハウジング１４から取り出される。
【００４７】上述したように、乾いた又は湿気のあるガ
ス、即ち、溶媒を含まないガス又は溶媒運搬ガスが、種
々の段階においてハウジング１４から排気管４８を介し
て除去される。このようにして、ガスがシャワーヘッド
状のディスペンサ２０の上流側から排気管４８の下流側
までウエハ４４上を流れる。排気の流れはバルブ７４に
よって制御でき、それによってハウジング１４内のガス
圧力を制御できる。バルブ７４は、典型的には、マイク
ロプロセッサ（図示しない）によって制御される。粒状
汚染物質を含むポリマー溶液は、環状チャネル４６内に
集められ、排水管５０を介して除去される。
ス、即ち、溶媒を含まないガス又は溶媒運搬ガスが、種
々の段階においてハウジング１４から排気管４８を介し
て除去される。このようにして、ガスがシャワーヘッド
状のディスペンサ２０の上流側から排気管４８の下流側
までウエハ４４上を流れる。排気の流れはバルブ７４に
よって制御でき、それによってハウジング１４内のガス
圧力を制御できる。バルブ７４は、典型的には、マイク
ロプロセッサ（図示しない）によって制御される。粒状
汚染物質を含むポリマー溶液は、環状チャネル４６内に
集められ、排水管５０を介して除去される。
【００４８】上述したように、バブラー３０に供給され
る液状溶媒又はガスの温度は調整可能である。このよう
にして溶媒運搬ガス中の溶媒の分圧を調整できる。これ
は、上述したような加熱／冷却コイルを使用することに
よって達成できる。あるいは、異なった溶媒濃度のガス
を加えることによって、濃度を調整することもできる。
これは、ダクト３６に接続されたダクト（図示しない）
を介して供給することもできる。
る液状溶媒又はガスの温度は調整可能である。このよう
にして溶媒運搬ガス中の溶媒の分圧を調整できる。これ
は、上述したような加熱／冷却コイルを使用することに
よって達成できる。あるいは、異なった溶媒濃度のガス
を加えることによって、濃度を調整することもできる。
これは、ダクト３６に接続されたダクト（図示しない）
を介して供給することもできる。
【００４９】バブラー３０とハウジング１４の温度が同
じであれば、明らかに溶媒運搬ガスは溶媒で飽和するで
あろう。バブラー３０の温度が高ければハウジング１４
中の溶媒運搬ガスは過飽和になり、バブラー３０の温度
が低ければハウジング１４中の溶媒運搬ガスは飽和しな
いであろう。典型的には、バブラー３０によって供給さ
れる溶媒運搬ガスおよびハウジング１４は、溶媒の飽和
を維持するために同じ温度に保持される。上述したよう
に、スピンコーティング装置１０は、典型的には外側ハ
ウジング（図示しない）内に取り付けられる。外側ハウ
ジングはそれを維持するために制御された温度であり、
スピンコーティング装置１０の構成要素の温度は、典型
的には２２℃に維持される。
じであれば、明らかに溶媒運搬ガスは溶媒で飽和するで
あろう。バブラー３０の温度が高ければハウジング１４
中の溶媒運搬ガスは過飽和になり、バブラー３０の温度
が低ければハウジング１４中の溶媒運搬ガスは飽和しな
いであろう。典型的には、バブラー３０によって供給さ
れる溶媒運搬ガスおよびハウジング１４は、溶媒の飽和
を維持するために同じ温度に保持される。上述したよう
に、スピンコーティング装置１０は、典型的には外側ハ
ウジング（図示しない）内に取り付けられる。外側ハウ
ジングはそれを維持するために制御された温度であり、
スピンコーティング装置１０の構成要素の温度は、典型
的には２２℃に維持される。
【００５０】通常、バブラーに含まれ、ガスよって運ば
れる溶媒は、ウエハ上に蒸着される溶液中に含まれる溶
媒と同じである。同様に、溶液が１以上の溶媒を含む場
合には、バブラーは同じ比率の同様の溶媒を含むことが
できる。しかし、ウエハ上に蒸着される溶液中の溶媒と
異なった溶媒をバブラー中に使用することが、ある環境
では望ましいことがある。
れる溶媒は、ウエハ上に蒸着される溶液中に含まれる溶
媒と同じである。同様に、溶液が１以上の溶媒を含む場
合には、バブラーは同じ比率の同様の溶媒を含むことが
できる。しかし、ウエハ上に蒸着される溶液中の溶媒と
異なった溶媒をバブラー中に使用することが、ある環境
では望ましいことがある。
【００５１】バブラー以外の技術を利用して溶媒運搬ガ
スを生成することもできる。
スを生成することもできる。
【００５２】溶媒の蒸気圧は、蒸気圧測定器によって正
確に決定できる。あるいは、不活性ガスを溶液の試料に
通し、時間の関数として除去された溶媒の重量を測定す
ることによって、蒸気圧を正確に決定することができ
る。ダクト３６によって供給されるガス中の溶媒の分圧
は、ポリマー溶液中の溶媒によって生成される平衡蒸気
圧に対応するように最適に調整することができる。これ
は、蒸着されるフィルム又はコーティングから溶媒が蒸
発する速度が、ガス状の環境から溶媒がフィルムによっ
て吸収される速度と等しくなることを保証している。
確に決定できる。あるいは、不活性ガスを溶液の試料に
通し、時間の関数として除去された溶媒の重量を測定す
ることによって、蒸気圧を正確に決定することができ
る。ダクト３６によって供給されるガス中の溶媒の分圧
は、ポリマー溶液中の溶媒によって生成される平衡蒸気
圧に対応するように最適に調整することができる。これ
は、蒸着されるフィルム又はコーティングから溶媒が蒸
発する速度が、ガス状の環境から溶媒がフィルムによっ
て吸収される速度と等しくなることを保証している。
【００５３】上述したように、ハウジング１４中の溶媒
の分圧は、バブラー又はガスの温度を制御することによ
って調整できる。あるいは、異なった溶媒の濃度を含む
ガスを、溶媒が飽和したガスと混合することもできる。
コーティング工程中の時間の関数としてハウジングの雰
囲気における溶媒の分圧の最適なプロフィールは、経験
的に決定できる。
の分圧は、バブラー又はガスの温度を制御することによ
って調整できる。あるいは、異なった溶媒の濃度を含む
ガスを、溶媒が飽和したガスと混合することもできる。
コーティング工程中の時間の関数としてハウジングの雰
囲気における溶媒の分圧の最適なプロフィールは、経験
的に決定できる。
【００５４】溶媒運搬ガス又は湿気のある空気を排気管
４８を介して連続的に排気することによって、ハウジン
グ内の湿度および溶媒の分圧をコーティング工程中に容
易に調整して、半導体ウエハの表面上の溶液層の均一な
厚さを保証することができる。同様に、ウエハ４４上に
蒸着したポリマー溶液からの溶媒の早期蒸発の影響を排
除できる。これは、ポリマー溶液の使用を少なくし、こ
れによってコストを減らすことができる。
４８を介して連続的に排気することによって、ハウジン
グ内の湿度および溶媒の分圧をコーティング工程中に容
易に調整して、半導体ウエハの表面上の溶液層の均一な
厚さを保証することができる。同様に、ウエハ４４上に
蒸着したポリマー溶液からの溶媒の早期蒸発の影響を排
除できる。これは、ポリマー溶液の使用を少なくし、こ
れによってコストを減らすことができる。
【００５５】本発明は、明らかに、上述した具体例に限
定されるものではない。例えば、ダクト２８はダクト３
６に直接接続することができる。このようにして、温度
および湿度を制御したガスのガス源によって供給される
ガスもバブラー３０に供給することができる。温度およ
び湿度を制御したガスのガス源の湿度は、バブラー３０
に供給する間に単にゼロまで減少させることができる。
乾いた又は湿ったガスをハウジング１４に供給しなけれ
ばならない場合には、ダクト２８に溶媒が吸い上げられ
ないことを確実にするために、ダクト２８内のバルブは
閉じられる。
定されるものではない。例えば、ダクト２８はダクト３
６に直接接続することができる。このようにして、温度
および湿度を制御したガスのガス源によって供給される
ガスもバブラー３０に供給することができる。温度およ
び湿度を制御したガスのガス源の湿度は、バブラー３０
に供給する間に単にゼロまで減少させることができる。
乾いた又は湿ったガスをハウジング１４に供給しなけれ
ばならない場合には、ダクト２８に溶媒が吸い上げられ
ないことを確実にするために、ダクト２８内のバルブは
閉じられる。
【００５６】進歩した深紫外フォトレジスト物質が使用
される場合には、湿気のないキャスティング環境を使用
できる。従って、温度および湿度を制御したガスの湿度
はゼロに保持される。
される場合には、湿気のないキャスティング環境を使用
できる。従って、温度および湿度を制御したガスの湿度
はゼロに保持される。
【００５７】本発明は、スピンコーティング装置への応
用に制限されるものではなく、他の溶液蒸着技術を使用
する装置にも適用できる。
用に制限されるものではなく、他の溶液蒸着技術を使用
する装置にも適用できる。
【００５８】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、半導
体ウエハのような基板の表面に塗布されるポリマー溶液
の厚さの均一性を改良することができ、また、基板のコ
ーティングに使用するフォトレジストプレポリマー溶液
のようなポリマー溶液の消費量を少なくすることができ
る。
体ウエハのような基板の表面に塗布されるポリマー溶液
の厚さの均一性を改良することができ、また、基板のコ
ーティングに使用するフォトレジストプレポリマー溶液
のようなポリマー溶液の消費量を少なくすることができ
る。
【図１】図１は本発明によるスピンコーティング装置の
一具体例の概略部分側面図である。
一具体例の概略部分側面図である。
【図２】図２は本発明によるスピンコーティング装置の
他の具体例の概略部分側面図である。
他の具体例の概略部分側面図である。
１０…スピンコーティング装置 １２…支持チャック １４…密閉ハウジング １６…軸 １８…開口部 ２０…ディスペンサ ２４、２６、２８、３６…導管（ダクト） ３０…泡立て器（バブラー） ３２…溶媒タンク ３４…溶媒 ３８、４０、７４…バルブ ４２…分散ヘッド ４４、７０…半導体ウエハ ４６…環状チャネル ４８…排気管 ５０…排水管 ５２…ウエハ輸送ドア ５４…ノズル ６０…フィルム押出し機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｃ (72)発明者 ドナルド アール． ソーアー アメリカ合衆国 95132 カリフォルニア 州 サンホセ バーガンディ ドライブ 3414 (72)発明者 ジェイムズ スィー． グランボウ アメリカ合衆国 95132 カリフォルニア 州 サンホセ ブルームズバーグ ウェイ 3616 (72)発明者 テッド スィー． ベッツ アメリカ合衆国 94560 カリフォルニア 州 ニューアーク ゴールデンロッド ド ライブ 37775 (72)発明者 エミール ガラー アメリカ合衆国 94086 カリフォルニア 州 サニーヴェイル ナンバー10 アリー バ ドライブ 247 (72)発明者 エドマンド アール． ウォード アメリカ合衆国 95030 カリフォルニア 州 モンテ セレノ イートン レイン 17324
Claims (41)
- 【請求項１】 （ａ）密閉ハウジング内に基板を取り付
ける工程、（ｂ）制御ガスを入口から前記ハウジング内
に流す工程、（ｃ）前記ハウジング内の前記基板の表面
にポリマー溶液を蒸着させる工程、（ｄ）前記基板を回
転させる工程および（ｅ）前記制御ガスと溶媒蒸気と前
記制御ガス内に浮遊する粒状汚染物質とを出口を介して
前記ハウジングから排出する工程からなる基板の表面を
ポリマー溶液で被覆する方法。 - 【請求項２】 前記蒸着工程前に前記制御ガスと前記粒
状汚染物質を排出する工程を行うことを特徴とする請求
項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記蒸着工程中に前記制御ガスと前記粒
状汚染物質を排出する工程を行うことを特徴とする請求
項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記蒸着工程後に前記制御ガスと前記粒
状汚染物質を排出する工程を行うことを特徴とする請求
項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記制御ガスが、溶媒蒸気運搬ガス又は
溶媒を含まないガスであることを特徴とする請求項１に
記載の方法。 - 【請求項６】 前記溶媒蒸気運搬ガスが、溶媒中にガス
を吹き込むことによって生成されることを特徴とする請
求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 前記溶媒の温度を制御することによっ
て、前記溶媒蒸気運搬ガスの溶媒蒸気濃度を制御する工
程を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記ハウジングの温度を制御することに
よって、前記溶媒蒸気運搬ガスの溶媒蒸気濃度を制御す
る工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。 - 【請求項９】 前記溶媒蒸気運搬ガスを異なった溶媒蒸
気濃度を有する第２のガスと混合することによって、前
記溶媒蒸気運搬ガスの溶媒蒸気濃度を制御する工程を含
むことを特徴とする請求項５に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記ハウジングへのガス流量および前
記ハウジングに流れ込む前記制御ガスの組成を制御する
ために、内部に電子制御バルブが取り付けられたダクト
に沿って、前記溶媒蒸気運搬ガスおよび前記第２のガス
を前記ハウジングに供給することを特徴とする請求項９
に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記制御ガスが、空気又は不活性ガス
からなることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記制御ガスが、窒素からなることを
特徴とする請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記ポリマー溶液が、フォトレジスト
ポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の方
法。 - 【請求項１４】 前記ポリマー溶液が、深紫外フォトレ
ジストポリマーを含むことを特徴とする請求項１３に記
載の方法。 - 【請求項１５】 被覆した基板上に溶媒を含まず乾いた
且つ濾過されたガスを通す工程を含むことを特徴とする
請求項１に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記溶媒を含まず乾いた且つ濾過され
たガスの温度を制御することを特徴とする請求項１５に
記載の方法。 - 【請求項１７】 被覆した基板上に溶媒を含まず湿気の
あるガスを通す工程を含むことを特徴とする請求項１に
記載の方法。 - 【請求項１８】 前記湿気のあるガスの湿度が、前記ポ
リマー溶液に必要とされる相対湿度を有するように温度
および湿度制御装置によって制御されることを特徴とす
る請求項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記湿気のあるガスの湿度が、４０％
乃至４５％の範囲の相対湿度を有するように制御される
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記湿気のあるガスの温度が、温度お
よび湿度制御装置によって制御されることを特徴とする
請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２１】 前記制御ガスを、連続的に制御された
層流で前記基板上に通すことを特徴とする請求項１に記
載の方法。 - 【請求項２２】 前記制御ガスを、前記基板の上方に取
り付けられたシャワーヘッド状のディスペンサを介して
前記ハウジング内に通すことを特徴とする請求項２１に
記載の方法。 - 【請求項２３】 前記基板を前記ハウジング内に取り付
ける工程が、前記基板を回転可能なチャックに固定する
工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記基板に前記チャックを固定する工
程が、前記基板と前記チャックとの間を真空にすること
を含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記基板が、半導体ウエハからなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項２６】 前記ポリマー溶液中の溶質の含有量
が、１０重量％乃至５０重量％であることを特徴とする
請求項１に記載の方法。 - 【請求項２７】 密閉ハウジングと、前記ハウジング内
に取り付けられて基板を支持する回転可能なチャック
と、前記ハウジング内の前記基板の表面にポリマー溶液
を蒸着させる蒸着手段と、前記ハウジングと連通して前
記ハウジングに制御ガスを供給する制御ガス供給手段
と、前記ハウジングに接続されて前記ハウジングから前
記制御ガスと溶媒蒸気と粒状汚染物質を排出する排出手
段とからなる基板の表面をポリマー溶液で被覆する被覆
装置。 - 【請求項２８】 前記蒸着手段が、前記チャックの上方
に取り付けられて前記基板の表面に前記ポリマー溶液の
流れを分散させる分散ヘッド手段を含み、該分散ヘッド
手段が前記基板に対して移動可能であることを特徴とす
る請求項２７に記載の被覆装置。 - 【請求項２９】 前記分散ヘッド手段が、円形の基板の
表面を横切って略半径方向に移動可能であることを特徴
とする請求項２８に記載の被覆装置。 - 【請求項３０】 前記蒸着手段が、前記チャックの上方
に取り付けられた押出しヘッドを有して前記基板の表面
に前記ポリマー溶液の流れを分散させるフィルム押出し
手段からなることを特徴とする請求項２７に記載の被覆
装置。 - 【請求項３１】 前記押出しヘッドが、前記ポリマー溶
液の半径方向に延びる流れを円形の基板の表面上に分散
させるように、前記チャックの上方に取り付けられてい
ることを特徴とする請求項３０に記載の被覆装置。 - 【請求項３２】 前記回転可能なチャックが、可変速モ
ータに接続されていることを特徴とする請求項２７に記
載の被覆装置。 - 【請求項３３】 前記可変速モータの速度を制御する制
御手段を含むことを特徴とする請求項３２に記載の被覆
装置。 - 【請求項３４】 前記ハウジングが上流側を有し、前記
溶媒蒸気運搬ガス供給手段が、前記ハウジングの前記上
流側に取り付けられた前記ハウジングへの入口を含むこ
とを特徴とする請求項２７に記載の被覆装置。 - 【請求項３５】 前記制御ガス供給手段が、前記基板の
上方に取り付けられたシャワーヘッド状のディスペンサ
を含むことを特徴とする請求項２７に記載の被覆装置。 - 【請求項３６】 前記制御ガス供給手段が、前記ハウジ
ングと連通する複数のダクトと、該ダクトの少なくとも
一つの中に配置され、前記ハウジングに流れ込む制御ガ
スの速度と前記制御ガスの組成を制御する電子制御バル
ブとを含むことを特徴とする請求項２７に記載の被覆装
置。 - 【請求項３７】 前記排出手段が、前記ハウジングから
の前記ガスおよび汚染物質の排気を制御するバルブ手段
を含むことを特徴とする請求項２７に記載の被覆装置。 - 【請求項３８】 前記ハウジングが下流側を有し、前記
排出手段が前記ハウジングの前記下流側に取り付けられ
た出口を含むことを特徴とする請求項２７に記載の被覆
装置。 - 【請求項３９】 前記制御ガス供給手段が、純粋な乾い
た且つ濾過されたガスのガス源と、前記ハウジングと連
通するバブラーとを含むことを特徴とする請求項２７に
記載の被覆装置。 - 【請求項４０】 前記ハウジングと連通する温度および
湿度を制御したガスのガス源を含むことを特徴とする請
求項２７に記載の被覆装置。 - 【請求項４１】 前記温度および湿度を制御したガスの
ガス源が、該ガス源によって供給されるガスの温度およ
び湿度を制御する温度制御手段および湿度制御手段を含
むことを特徴とする請求項４０に記載の被覆装置。
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