JPH1070071A - 半導体処理用の制御可能な加圧処理チャンバを有するコーター - Google Patents

半導体処理用の制御可能な加圧処理チャンバを有するコーター

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JPH1070071A
JPH1070071A JP9129753A JP12975397A JPH1070071A JP H1070071 A JPH1070071 A JP H1070071A JP 9129753 A JP9129753 A JP 9129753A JP 12975397 A JP12975397 A JP 12975397A JP H1070071 A JPH1070071 A JP H1070071A
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photoresist
processing chamber
coater
wafer
wafer chuck
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JP9129753A
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English (en)
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Homayoun Talieh
ホマ ユーン タリア
Alex Lurye
アレックス ルリ
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Applied Materials Inc
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトレジストをウェーハに塗布するための
制御可能な加圧処理チャンバを有する新規なコーターを
提供すること。 【解決手段】 上部と下部セクション１１，１９とを有
するハウジングが、ウェーハチャック１３を囲む処理チ
ャンバ１２を形成する。上部ハウジングセクションは、
加圧溶剤を処理チャンバに導く溶剤蒸気開口２２を含
み、下部ハウジングセクションは排気開口１７を含む。
上部ハウジングセクションも、ウェーハ９上にフォトレ
ジストを導く開口２３を含む。制御装置３０が排気開口
と、処理チャンバ内の圧力を制御する真空装置３８とに
連結される。処理チャンバは、スピン−オン処理ステッ
プ中のフォトレジスト内の溶剤の蒸発を削減する。フォ
トレジストの早期硬化の減少によって、フォトレジスト
層の均一な平面化が改善される。フォトレジスト内の汚
染物質も、環境的に制御可能な処理チャンバを有するこ
とで削減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の製造プロ
セスに関し、詳細には、制御可能な加圧処理チャンバ内
で基板上に有機材料及び／又は無機材料を塗布するコー
ターないしは塗布装置（coater）に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスを製造する場合、ウェー
ハ等の基板は通常、処理ステップ中に無機材料及び／又
は有機材料で被覆される。ウェーハは、フォトレジスト
で被覆されることが多い。ウェーハはまず、コーター
内、具体的にはウェーハチャック上に位置決めされる。
モータがウェーハチャックとウェーハとを回転させる一
方で、フォトレジストがウェーハの中心に投与される。
回転により、フォトレジストには角トルクが与えられ、
それによってフォトレジストが半径方向外側に押しやら
れ、最終的にウェーハを覆う。この半導体の製造処理ス
テップは、一般に「スピン−オン・フォトレジスト・ス
テップ」として知られている。フォトレジストで被覆さ
れたウェーハは、次いでコーターから取り外されて、ウ
ェーハ上にフォトレジスト層を形成するために焼き付け
られる。
【０００３】スピン−オン・フォトレジストステップの
間、通常、フォトレジストの被覆を制御するために、溶
剤蒸気がウェーハの表面近くの領域に導入される。フォ
トレジストがウェーハの中心から半径方向に移動するに
つれて、フォトレジストはその内部の溶剤の蒸発によっ
て、早期に硬化してしまう傾向がある。硬化されるフォ
トレジストがウェーハの中心から半径方向に移動するに
つれ、不均一表面が形成される。スピン−オン・ステッ
プの間、ウェーハ近傍に溶剤蒸気を導くことによって、
フォトレジストのこの早すぎる硬化を減らすことができ
る。フォトレジストの硬化速度を最小限するために、ス
ピン−オン・ステップの間、フォトレジストからの溶剤
蒸気を捕捉するような非常に小さな間隙を形成する平プ
レートをウェーハの上方に配置してもよい。しかし、溶
剤蒸気とプレートを導入しても、フォトレジストの早期
硬化と、その結果としてのウェーハ表面の不均一被覆の
十分な解決にはならない。
【０００４】一般に、フォトレジストは、あらかじめ存
在する様々なウェーハトポロジーの上に堆積する。ウェ
ーハはそれ以前に、様々なウェーハトポロジーを造り出
す製造処理ステップを経ている。半導体デバイス上の均
一な平面状フォトレジスト領域は、様々なウェーハトポ
ロジーの影響を打ち消すために重要である。通常、半導
体製造処理ステップは、均一な処理を行なうために均一
な平面領域が必要である。均一に平面化されたフォトレ
ジスト表面、つまりフォトレジスト層は、半導体デバイ
スの製造欠陥を減らすと共に、半導体の信頼性とコスト
を改善する。
【０００５】フォトレジスト層の均一な平面化は多くの
要因に依存する。そのうちの一つには、ウェーハ上のフ
ォトレジスト層形成時の圧力環境がある。フォトレジス
トのスピン−オン・ステップ時のウェーハ基板表面周り
の圧力はフォトレジスト中の溶剤の蒸発速度に影響を及
ぼし、最終的にはフォトレジスト層の表面の均一性に影
響を与える。
【０００６】フォトレジストの平面化に影響を及ぼすも
う一つの要因は、フォトレジストのスピン−オン・ステ
ップ中の環境の化学組成である。フォトレジストのスピ
ン−オン・ステップでは、理想的には、溶剤蒸気が濃
く、汚染物質のない環境が望ましい。上記のように、溶
剤蒸気の濃い環境では、フォトレジストからの溶剤の蒸
発は減少させられる。また、周りの空気からコーターに
侵入する汚染物質も除去しなければならない。他の半導
体製造工程からのｎブチルアセテート蒸気等の化学汚染
物質は、ウェーハ基板へのフォトレジストの接着力を減
少させるので除去しなければならない。同様に、オペレ
ータから発生する固体粒子や、コーターに隣接する処理
設備から発生する固体粒子も、フォトレジストのスピン
−オン・処理ステップに侵入させてはならない。
【０００７】コーターは通常、フォトレジストのスピン
−オン・ステップ時に大量のフォトレジストを無駄にす
る。９７％ものフォトレジストがウェーハ表面から振り
飛ばされ (spun-off)、結局、それらはフォトレジスト
層の形成に直接利用はされない。この無駄になるフォト
レジストは、半導体デバイスを備えるウェーハの生産に
かなりのコスト増加をもたらす。一枚のウェーハをフォ
トレジストで被覆するには、フォトレジストだけで約２
０ドルが消費される。これらのコストは、より早い動作
スピードを得るために半導体デバイスの幾何学形状を縮
小するにつれて上昇すると予想される。更に、危険廃棄
物と考えられるフォトレジスト廃棄物を適切に処分する
場合にはコストが上積みされる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】かくして、制御された
環境の中で、フォトレジスト等の有機材料及び／又は無
機材料をウェーハ基板表面に付与するコーターを提供す
ることが望まれる。環境を制御することにより、汚染物
質の減少した環境で均一に平面化されたフォトレジスト
層の形成が可能になり、それによって半導体の製造コス
トと欠陥が削減され、同時に半導体の信頼性と性能が向
上することとなる。更に、フォトレジスト廃棄物を最小
限にして、半導体デバイスの製造コストを削減するコー
ターを得ることが望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明により、制御可能
な処理チャンバを有するフォトレジストコーターが提供
される。制御可能な処理チャンバは、所定の圧力と化学
的環境中で、ウェーハ上に均一な、平面化されたフォト
レジスト層の形成を可能にする。また、コーターは、過
剰なフォトレジストを貯蔵する再循環装置も含む。
【００１０】フォトレジストコーターは、フォトレジス
トで被覆されるウェーハ基板を位置決めするためのウェ
ーハチャック表面を有するウェーハチャックを含む。ウ
ェーハチャックにはスピンモータが連結され、ウェーハ
チャックを回転させる。第１排気開口を有する下部ハウ
ジングセクションがウェーハチャックに連結され、上部
ハウジングセクションは、ウェーハチャック面を囲む処
理チャンバを形成する下部ハウジングセクションに連結
される。真空装置が、下部ハウジングセクションに連結
され、第１排気開口を介して処理チャンバ内に背圧を生
成する。下部ハウジングに連結された制御装置が、処理
チャンバ内の圧力を制御する。
【００１１】本発明の別の態様によれば、フォトレジス
トコーターは、材料投与用の開口を有する上部ハウジン
グセクションと、排気開口を有する下部ハウジングセク
ションとを含む。下部ハウジングセクションは、処理チ
ャンバにアクセスするように位置決め可能である。上部
ハウジングセクションも、溶剤蒸気を収容するキャビテ
ィと、溶剤蒸気を処理チャンバ内に導入する複数のキャ
ビティ開口とを含む。
【００１２】本発明の更に別の態様によれば、下部ハウ
ジングセクションは、窒素を処理チャンバ内に導入する
ための開口を含む。
【００１３】本発明の更に他の態様によれば、フォトレ
ジストコーターは、排気チューブに連結されて処理チャ
ンバからの未使用のフォトレジストを貯蔵する再循環装
置を含む。このフォトレジスト再循環装置は、フォトレ
ジストコンテナを封止するために、制御装置に連結され
たフォトレジストコンテナを含む。
【００１４】本発明の別の態様によれば、フォトレジス
ト再循環装置は、排気チューブに連結されたバッフルを
有する回収チューブを含む。この回収チューブは更に、
真空装置に連結される。また、回収チューブは、未使用
のフォトレジストを収容するリザーバに連結される。
【００１５】本発明の他の態様によれば、加圧された制
御可能な処理チャンバ内でウェーハ基板上にフォトレジ
スト層を形成する方法が提供される。この方法は、処理
チャンバを開放するステップと、処理チャンバ内でウェ
ーハ基板をウェーハチャック上に位置決めするステップ
とを有する。処理チャンバはその後、閉鎖される。次い
で、処理チャンバはガス抜きされ、チャンバ・バルブが
所定のセッティングに設定される。処理チャンバは溶剤
蒸気で加圧される。フォトレジストが塗布され、ウェー
ハチャックが回転される一方で、窒素が導入される。そ
して次に、チャンバ・バルブが開放される。
【００１６】本発明のその他の利点は、下記の詳細な説
明を読み、図面を参照することによって明らかになるで
あろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による制御可能な
加圧処理チャンバ１２を有するコーター１０の側断面図
である。処理チャンバ１２は、上部セクション１１と下
部セクション１９とを有するハウジングによって形成さ
れている。上部セクション１１は、代表的なＯリングシ
ール２５によって下部ハウジングセクション１９に取り
付けられている。封止された処理チャンバ１２は、ウェ
ーハ、より具体的にはシリコンウェーハ等の基板９にフ
ォトレジストを塗布する際、環境を制御することが可能
になっている。同様に、粘性ポリマー、スピン−オンガ
ラス、及び反射防止被膜材料等の他の材料を基板９上に
施すことができる。処理チャンバ１２内の環境を制御す
ることによって、フォトレジスト中に導かれる汚染物質
は削減され、フォトレジストの平面化が向上する。単体
ハウジング構造ではなく、２つのハウジングセクション
を用いて処理チャンバ１２が形成されている。ダブル・
ハウジングセクション設計構造により、ユーザーは、処
理チャンバ１２へのアクセスが可能になる。単体ハウジ
ング構成ではなく、２つのハウジングセクションから処
理チャンバ１２を形成することによって、コーター１０
の製造しやすさも向上する。
【００１８】ウェーハチャック面１３ａを有するウェー
ハチャック１３は、処理チャンバ１２内で位置決めされ
る。ウェーハチャック面１３ａはウェーハの位置決めに
使用され、スピンモータ１５に連結されている。好まし
い実施形態では、真空ウェーハチャック１３が使用され
る。ウェーハチャック１３とモータ１５とに内在する真
空チャネルを使って、ウェーハチャック面１３ａ上に基
板９を固定する。ウェーハチャック真空装置をモータ１
５に連結して真空チャンネルに負圧を生成することによ
って、基板９をウェーハチャック面１３ａに固定するよ
うにしてもよい。他の実施形態では、静電力を利用した
静電ウェーハチャックを基板９の固定に使用してもよ
い。特に、処理チャンバ１２内が非常に低圧である場
合、例えば０torrかそれに近い圧力の場合には、当業者
に周知の静電ウェーハチャックが必要になろう。
【００１９】モータ１５は、取付けブラケット１４に連
結され、取付けブラケットはポスト３９ａと３９ｂによ
って支持されている。同様に、ポスト３９ａと３９ｂは
ベースプレート４０に連結されている。スピンモータ１
５は、ワイヤリード２７の信号によって制御される。ス
ピンモータ１５は毎分回転数（「ｒｐｍ」）０〜１０，
０００の範囲で作動できる。スピンモータ１５は、ワイ
ヤリード２７の信号に応答して、スピン−オン処理ステ
ップ時に、ウェーハチャック１３と基板９とを回転させ
る。ｒｐｍの設定は、チャンバ１２の所望する圧力とフ
ォトレジストのタイプなどの様々な処理ステップパラメ
ータに依存する。スピンモータ１５はエアシリンダ４
２、制御装置３０、制御装置３４、圧力調整器５３、窒
素源５８、及び真空装置３８と共に、図２に示すよう
に、コントローラ５７によって制御される。コントロー
ラ５７は、様々なワイヤリード上で所定の時間に適切な
電気信号を発生させて、スピン−オン処理ステップを制
御する。
【００２０】上部ハウジングセクション１１は開口２
２、２３を含んでいる。開口２３は、有機材料及び／又
は無機材料、特にフォトレジストを、処理チャンバ１２
内に導入するために使用される。通常、フォトレジスト
は、スピンモータ１５がウェーハチャック１３と基板９
とを回転させるときに、基板９の中心部に投与される。
同様に開口２２は、溶剤蒸気を上部ハウジングセクショ
ン１１のキャビティ２０を介して処理チャンバ１２内に
導入するために使用される。或る実施形態では、当業者
が周知の通り、規定圧力の溶剤蒸気を発生させるため
に、開口２２を蒸気送出システム５０に連結してもよ
い。図２から分かるように、蒸気送出システム５０は、
圧力調整器５３とホース５１、５２を介して開口２２に
連結される。具体的には、蒸気送出システム５０は、ホ
ース５１によって圧力調整器５３に連結される。或る実
施形態では、この蒸気送出システム５０が蒸発器であっ
てもよい。圧力調整器５３は次に、ホース５２を介して
開口２２に導かれた溶剤蒸気の圧力を制御する。開口２
６ａ、２６ｂは、溶剤蒸気をキャビティ２０から処理チ
ャンバ１２内へ導入するときのシャワーヘッドとして働
く。開口２６ａ、２６ｂとキャビティ２０は同じ間隔な
ので、処理チャンバ１２内へ溶剤蒸気を均一に導入する
ことが可能である。或る実施形態では、図１及び図２に
示すように、キャビティ２０は平らな薄いリング状に形
成される。溶剤蒸気と過剰なフォトレジストは、排気マ
ウント１７ａ、１７ｂと排気チューブ１６ａ、１６ｂを
通って外に出る。
【００２１】下部ハウジングセクション１９の開口２４
は、処理チャンバ１２内に窒素を導入するために使用さ
れる。或る実施形態では、開口２４は、下部ハウジング
セクション１９のバッフルと基板９の底部との間に形成
された円形の開口である。基板９の裏側の汚染や、基板
９の外縁上に堆積するフォトレジストを除去するため
に、開口２４を通して窒素が導入される。図２に示すよ
うに、窒素源５８と窒素制御バルブ７０はホース５９を
用いて、窒素を開口２４内に導入する。開口２４は下部
ハウジングセクション１９の形成に関連して、窒素を基
板９のエッジ方向に指向させることにより、基板９の外
縁へのフォトレジストの堆積を減少させる。下部ハウジ
ングセクション１９を形成すると、基板９の外縁で空気
の層流を発生させるので、底部のエッジ・ビード・リム
ーバル（Edge-Bead-Removal：「ＥＢＲ」）が不要とな
る。
【００２２】処理チャンバ１２の圧力は、基板９上のフ
ォトレジスト層の均一な形成を促進するために制御され
る。基板９上にフォトレジスト層を形成する時の圧力環
境と化学的濃度を制御することによって、フォトレジス
ト中の溶剤の蒸発、つまり硬化速度を制御できる。ウェ
ーハ周りの領域が溶剤蒸気で飽和している場合、溶剤の
蒸発は減少するか、又は蒸発しない。これによって、結
果的に基板９上のフォトレジストの均一性や平面化が制
御される。大気圧７６０torr以上か、大気圧未満の所定
の圧力の何れかで、平面化やその他のフォトレジスト層
の特性を向上させるだろう。
【００２３】処理チャンバ１２の圧力は、開口２２から
入って排気チューブ１６ａから出る溶剤蒸気の圧力を制
御することによって制御される。開口２２に入る溶剤蒸
気の圧力と濃度は、蒸気送出システム５０と圧力調整器
５３の所定の設定に依存する。排気チューブ１６ａから
出る排気は制御装置３０により制御される。便宜上、図
１に示す単一の制御装置３０とチューブ３３を説明す
る。当業者には分かるように、排気チューブ１６ｂに関
連して、類似構造を使用できる。制御装置３０はワイヤ
リード３０ａに接続される。或る実施形態では、ワイヤ
リード３０ａはコントローラ５７に連結される。制御装
置３０は、ワイヤリード３０ａの信号に応答して、排気
チューブ１６ａを通り、最終的にはフレキシブルチュー
ブ３３を通って真空装置３８へ出る排気の量を調節す
る。真空装置３８が生成する背圧の大きさも同様に、ワ
イヤリード３８ａの信号により制御される。或る実施形
態では、制御装置３０は、ワイヤリード３０ａの信号に
応答して所定の角度に設定されるチャンバ・バルブでも
よい。かくして、排気チューブ１６ａ内の背圧の大きさ
は、制御装置３０と真空装置３８に対してそれぞれワイ
ヤリード３０ａ、３８ａに適切な所定信号を発生させる
ことによって制御される。処理チャンバ１２内の圧力増
加は、制御装置３０のチャンバ・バルブを閉じると共に
バブラー５０から処理チャンバ１２への溶剤の蒸気圧を
増加させることによって行う。具体的には、蒸気圧の増
加は、圧力調整器５３で行われる。処理チャンバ１２内
の圧力は、制御装置３０のチャンバ・バルブを開放し
て、及び／又は真空装置３８からの背圧を増すことによ
って、減少される。処理チャンバ１２内の圧力は約０〜
１０００torrの範囲が良い。かくして、処理チャンバ１
２内の所定の圧力は、開口２２を通して導入される初期
溶剤蒸気圧、ならびに制御装置３０と真空装置３８の所
定の設定によりもたらされる。バブラー５０の化学組成
によっても、処理チャンバ１２内の溶剤蒸気の組成が制
御される。かくして、被覆処理ステップ中の処理チャン
バ１２内の圧力と化学組成とが制御できる。
【００２４】基板９の位置決めと、フォトレジストで被
覆された基板９の取り外しのために処理チャンバ１２に
アクセスするプロセスは、エアシリンダ４２のピストン
４２ａを位置決めすることによって達成される。エアシ
リンダ４２は、ベースプレート４０に取り付けられたブ
ラケット４１に連結されている。ピストン４２ａが上下
方向に位置決めされると、下部ハウジングセクション１
９も同様に位置決めされ、処理チャンバ１２へアクセス
可能となる。この構造により、ロボットによる基板９の
取り外しが可能となる。エアシリンダ４２は、ワイヤリ
ード４２ｂの信号に応答して制御される。或る実施形態
では、ワイヤリード４２ｂはコントローラ５７に連結さ
れる。同様のエアシリンダとブラケットを、コーター１
０の反対側に配置してもよい。
【００２５】図２は、本発明による制御可能な処理チャ
ンバを有するコーター１０の平面図を示す。図１と同様
に、開口２３は、フォトレジストを処理チャンバ１２内
に、そして最終的には基板９に導くために使用される。
溶剤蒸気をキャビティ２０内に、そして最終的には開口
２６ａ、２６ｂを通して処理チャンバ１２内にに導入す
るために、溶剤蒸気送出システム５０を開口２３に接続
してもよい。通常、蒸気送出システム５０と圧力調整器
５３は、約５３０〜１０００torrまでの蒸気圧を発生す
ることができる。図２は、ワイヤリードによって、圧力
調整器５３、窒素源５８、及びコーター１０に連結され
たコントローラ５７を示す。
【００２６】図３は、本発明によるコーター１０の別の
実施形態を示す。図２では、類似部品を図１の場合と同
じ符号で表示している。更に、図３は、基板９上のフォ
トレジスト層の形成では直接使用されなかったフォトレ
ジストの貯蔵に利用されるコーター１０の実施形態を示
す。図３は、単体の再循環コンテナ（容器）３１を排気
チューブ１６ａに連結した実施形態を示す。便宜上、単
体の再循環コンテナについて図示して説明する。当業者
には、類似の再循環コンテナを排気チューブ１６ｂに取
り付け得ることが理解されるだろう。未使用のフォトレ
ジストは、排気チューブ１６ａと制御装置３０を通って
処理チャンバ１２から出て、再循環コンテナ３１に貯蔵
される。コンテナ３１内のフォトレジストは符号３１ａ
で示される。制御装置３４は制御装置３０に接続され、
再循環コンテナ３１を封止するために使用される。ワイ
ヤリード３４ｂの信号に応答して、制御装置３０が再循
環コンテナ３１を封止する。或る実施形態では、ワイヤ
リード３４ｂはコントローラ５７に連結される。真空チ
ューブ３３がフィルタ３２に取り付けられ、フィルタ３
２はフォトレジストが真空装置３８に侵入するのを防止
する。或る実施形態では、真空装置３８はハウス排気装
置である。かくして、処理チャンバ１２からの過剰のフ
ォトレジストが、処理チャンバ１２から出て再循環ボト
ル３１に貯えられると、制御装置３４は再循環コンテナ
３１を封止して、フォトレジスト３１ａを覆う加圧シー
ルを生成する。次に、フォトレジスト３１ａは、後続の
半導体ウェーハ処理ステップで使用できる。通常、フォ
トレジストの９７％が処理ステップで無駄になってい
る。かくして、再循環コンテナ３１内のフォトレジスト
３１ａをその後のフォトレジスト・スピン−オン・ステ
ップで使用することによって、製造コストの大幅な節減
が達成できる。
【００２７】図４は、本発明による追加の再循環装置の
実施形態を示す。図１の場合と同様に、同一符号は同一
構造を示す。再循環装置７０を明示するために、コータ
ー１０の一部のみを図４に示す。再循環装置７０は、排
気チューブ１６ａ、１６ｂに連結された回収チューブ６
０を含む。回収チューブ６０は、チューブ６３ａ〜６３
ｅを挿入するための複数の開口を含んでいる。更に、排
気ポート６１を使用して、図１に示す真空チューブ３３
とフィルタ３２を接続する。処理チャンバ１２を所定の
圧力に保つために、排気バルブも排気ポート６１とコン
テナ６７とに連結される。処理チャンバ１２からの過剰
なフォトレジストを方向付けるためにバッフル６６が配
置される。バッフル６６は過剰なフォトレジストを、チ
ューブ６３ａ〜６３ｅに、そして最終的にはリザーバ６
２に導く。過剰な未使用のフォトレジストを、リザーバ
６２内の符号６２ａで示す。リザーバ６２は、過剰なフ
ォトレジスト６２ａの貯蔵用に取り付けられた再循環コ
ンテナ６７を有してもよい。
【００２８】図５は、本発明によるコーター１０を使っ
て、フォトレジストで被覆された基板９を現像する処理
ステップを示す。この処理は、論理ブロック４０に示す
ように、処理チャンバを開くことで開始される。特に、
ピストン４２ａを下方に位置させて、下部セクション１
９を移動させると共に処理チャンバ１２の封止を解く。
次に、論理ブロック４１に示すように、ウェーハ基板９
が位置決めされる。ウェーハは、ウェーハチャック１３
ａ上に位置決めされて、真空チャネル内の背圧又は静電
電荷によって固定される。次いで、論理ブロック４２で
は、ピストン４２ａを上方に移動させることによって、
処理チャンバ１２が閉鎖されて封止されるので、処理チ
ャンバ１２は封止される。論理ブロック４３に示すよう
に、次に処理チャンバ１２はガス抜きされる。論理ブロ
ック４４に示すように、ワイヤリード３０ａの信号に応
答して、制御装置３０内のチャンバ・バルブが設定され
る。次に、真空装置３８ａからの背圧の大きさが、チャ
ンバ・バルブの設定と真空装置３８によって生じた圧力
の大きさによって制御される。次に、論理ブロック４５
で、加圧された溶剤蒸気が導入される。具体的には、溶
剤蒸気送出システム５０が開口２２に取り付けられ、圧
力調整器５３が所望の圧力に設定される。次に溶剤蒸気
が生成され、キャビティ２０内に注入されて、最終的に
は開口２６ａ−ｂを通って処理チャンバ１２内に注入さ
れる。続いて、論理ブロック４６で示すように、フォト
レジストが開口２３を通って処理チャンバ１２内に導入
される。次に、論理ブロック４７に示すように、ワイヤ
リード２７の信号に応答して、モータ１５を用いてウェ
ーハチャック１３を回転させることによって、基板９が
回転される。論理ブロック４８に示すように、窒素を処
理チャンバ１２に導入するのが良い。次に、過剰のフォ
トレジストと溶剤蒸気が排気チューブ１６ａを通して排
出される。最後に論理ブロック４９に示すように、チャ
ンバ・バルブが開放される。
【００２９】本発明の好ましい実施形態の上記の記述は
図示し説明するために提供されたもので、網羅的な説明
を意図したり、開示された精密な形に発明を限定するこ
とを意図するものではない。当該技術に精通した専門家
（当業者）には、多くの変更やバリエーションは自明の
ことであろう。例えば、当業者の一人が、コーターを使
ってウェーハ上にフォトレジスト層を生成させるのに様
々な処理ステップを使用できることは言うまでもない。
上記の処理ステップは説明のために提供されたもので、
意図する特定の用途に従って変更できるだろう。実施形
態は、発明の原理とその実際的応用の最善の説明によっ
て、他の当業者が、様々な実施形態と、意図する特定用
途に適した様々な変更に関して、本発明を理解できるよ
うに選択して記述されている。本発明の適用範囲は特許
請求の範囲によって定義されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による制御可能な加圧処理チャンバを有
するコーターの側断面図である。
【図２】本発明による制御可能な加圧処理チャンバを有
するコーターの平面図である。
【図３】本発明による制御可能な加圧処理チャンバと、
フォトレジスト再循環コンテナとを有するコーターを示
す図である。
【図４】本発明による制御可能な加圧処理チャンバと、
フォトレジスト再循環装置とを有するコーターを示す図
である。
【図５】本発明による制御可能な加圧処理チャンバを有
するコーター内でウェーハを処理する論理フローチャー
トである。
【符号の説明】
９…基板、１０…コーター、１２…加圧処理チャンバ、
１１…上部ハウジングセクション、１３…ウェーハチャ
ック、１５…スピンモータ、２０…キャビティ，２２…
溶剤蒸気用開口、２３…フォトレジスト用開口、３０…
制御装置、３１…再循環コンテナ、３８…窒素源、５３
…圧力調整器、５８…窒素源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルリ アレックス アメリカ合衆国， カリフォルニア州， フリーモント， カヴィソン コート 44450

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウェーハ基板上に材料を投与し塗布する
    コーターであって、（ａ）ウェーハチャック面を有し、
    ウェーハ基板を位置決めするウェーハチャックと、
    （ｂ）前記ウェーハチャックに連結されて、前記ウェー
    ハチャックを回転させるスピンモータと、（ｃ）前記ウ
    ェーハチャック面を囲み、処理チャンバを形成するハウ
    ジングと、（ｄ）前記ハウジングに接続されて、前記処
    理チャンバ内の圧力を制御する制御装置と、を備えるコ
    ーター。
  2. 【請求項２】 前記ハウジングは、材料投与用の開口を
    有する上部セクションと、排気開口を有する下部セクシ
    ョンとを包含する、請求項１に記載のコーター。
  3. 【請求項３】 前記下部セクションは、前記処理チャン
    バへのアクセスのために位置決め可能である、請求項２
    に記載のコーター。
  4. 【請求項４】 排気チューブが排気開口と前記制御装置
    とに連結されている、請求項２に記載のコーター。
  5. 【請求項５】 前記制御装置がチャンバ・バルブを含
    む、請求項１に記載のコーター。
  6. 【請求項６】 前記ハウジングの前記上部セクション
    が、溶剤蒸気を収容するキャビティと、溶剤蒸気を前記
    処理チャンバ内に導入する複数のキャビティ開口とを包
    含する、請求項２に記載のコーター。
  7. 【請求項７】 前記ハウジングの前記下部セクション
    が、窒素を前記処理チャンバ内に導入する開口を包含す
    る、請求項２に記載のコーター。
  8. 【請求項８】 前記制御装置に連結されて、前記処理チ
    ャンバからの未使用の材料を貯留する再循環コンテナを
    更に備える、請求項１に記載のコーター。
  9. 【請求項９】 前記材料がフォトレジストである、請求
    項１に記載のコーター。
  10. 【請求項１０】 前記材料が粘性材料である、請求項１
    に記載のコーター。
  11. 【請求項１１】 前記材料がスピン−オンガラスであ
    る、請求項１に記載のコーター。
  12. 【請求項１２】 前記材料が反射防止被膜である、請求
    項１に記載のコーター。
  13. 【請求項１３】 前記コーターが更に、前記上部ハウジ
    ングに連結されて加圧溶剤蒸気を提供する圧力調整器を
    包含する、請求項１に記載のコーター。
  14. 【請求項１４】 制御可能な加圧処理チャンバを有する
    フォトレジストコーターであって、（ａ）フォトレジス
    トで被覆すべきウェーハを位置決めするための、ウェー
    ハチャック面を有するウェーハチャックと、（ｂ）前記
    ウェーハチャックに連結されて、前記ウェーハチャック
    を回転させるスピンモータと、（ｃ）前記ウェーハチャ
    ックに連結されて、排気開口を有する下部ハウジングセ
    クションと、（ｄ）前記下部ハウジングセクションに連
    結されて、前記ウェーハチャック面を囲む処理チャンバ
    を形成する上部ハウジングセクションと、（ｅ）前記下
    部ハウジングセクションに連結されて、制御装置信号に
    応答して圧力を提供する真空装置と、（ｆ）前記下部ハ
    ウジングセクションと真空装置とに連結されて、制御装
    置信号に応答して前記圧力を制御する制御装置と、
    （ｇ）前記上部ハウジングセクションに連結されて、前
    記処理チャンバ内の溶剤蒸気圧力を提供する圧力調整器
    と、とを備えるフォトレジストコーター。
  15. 【請求項１５】 前記制御装置がチャンバ・バルブを包
    含する、請求項１４に記載のフォトレジストコーター。
  16. 【請求項１６】 前記上部ハウジングセクションが溶剤
    蒸気開口を包含し、蒸発器が前記溶剤蒸気開口に連結さ
    れて、前記処理チャンバ内に制御可能な溶剤蒸気を提供
    する、請求項１４に記載のフォトレジストコーター。
  17. 【請求項１７】 前記下部ハウジングが、前記処理チャ
    ンバへのアクセスのために位置決め可能である、請求項
    １４に記載のフォトレジストコーター。
  18. 【請求項１８】 前記上部ハウジングセクションが、溶
    剤蒸気を収容するキャビティと、溶剤蒸気を前記処理チ
    ャンバ内に導入する複数のキャビティ開口とを包含す
    る、請求項１４に記載のフォトレジストコーター。
  19. 【請求項１９】 前記下部ハウジングセクションが、窒
    素を前記処理チャンバ内に導入するための窒素開口を包
    含する、請求項１４に記載のフォトレジストコーター。
  20. 【請求項２０】 前記制御装置に連結されて、前記処理
    チャンバからの未使用のフォトレジストを貯留するため
    のフォトレジスト再循環コンテナを更に備える、請求項
    １４に記載のフォトレジストコーター。
  21. 【請求項２１】 前記フォトレジスト再循環コンテナが
    フィルタに連結された、請求項２０に記載のフォトレジ
    ストコーター。
  22. 【請求項２２】 ウェーハ基板表面のフォトレジストを
    回転させるための、制御可能な加圧処理チャンバを有す
    るフォトレジストコーターであって、（ａ）ウェーハチ
    ャック面を有し、ウェーハ基板を位置決めするためのウ
    ェーハチャックと、（ｂ）前記ウェーハチャックに連結
    されて、前記ウェーハチャックを回転させるスピンモー
    タと、（ｃ）前記ウェーハチャックに連結されて、処理
    チャンバを形成するハウジングと、（ｄ）前記ハウジン
    グに連結されて、前記処理チャンバを排気する排気チュ
    ーブと、（ｅ）前記排気チューブに連結されて、前記処
    理チャンバからの未使用のフォトレジストを貯えるフォ
    トレジスト再循環装置と、を備えるフォトレジストコー
    ター。
  23. 【請求項２３】 前記フォトレジスト再循環装置がフォ
    トレジストコンテナを包含する、請求項２２に記載のフ
    ォトレジストコーター。
  24. 【請求項２４】 前記フォトレジストコンテナが該フォ
    トレジストコンテナを封止するために制御装置に連結さ
    れている、請求項２３に記載のフォトレジストコータ
    ー。
  25. 【請求項２５】 真空装置が前記フォトレジストコンテ
    ナに連結されている、請求項２３に記載のフォトレジス
    トコーター。
  26. 【請求項２６】 前記フォトレジスト再循環装置が、前
    記排気チューブに連結されたバッフルを有する回収チュ
    ーブを包含する、請求項２２に記載のフォトレジストコ
    ーター。
  27. 【請求項２７】 前記回収チューブが、真空装置を連結
    するための真空ポートを包含する、請求項２６に記載の
    フォトレジスト再循環装置。
  28. 【請求項２８】 前記回収チューブが更に、未使用のフ
    ォトレジストを貯留するリザーバに連結された、請求項
    ２７に記載のフォトレジスト再循環装置。
  29. 【請求項２９】 制御可能な加圧処理チャンバを有する
    コーター内で、ウェーハ基板表面上にフォトレジスト層
    を形成する方法であって、（ａ）前記処理チャンバを開
    放するステップと；（ｂ）前記ウェーハ基板を、前記処
    理チャンバ内でウェーハチャックに位置決めするステッ
    プと、（ｃ）前記処理チャンバを閉鎖するステップと、
    （ｄ）前記処理チャンバをガス抜きするステップと、
    （ｅ）加圧溶剤蒸気を前記処理チャンバ内に導入するス
    テップと、（ｆ）前記フォトレジストを前記ウェーハ基
    板に塗布するステップと、（ｇ）前記ウェーハチャック
    を回転させるステップと、とを有する方法。
  30. 【請求項３０】 過剰なフォトレジストを貯えるステッ
    プを更に備える、請求項２９に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 加圧された過剰なフォトレジストを貯
    えるステップを更に備える、請求項２９に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 窒素を前記処理チャンバ内に導入する
    ステップを更に備える、請求項２９に記載の方法。
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