JPH1092726A - レジスト塗布装置及びレジスト塗布方法 - Google Patents

レジスト塗布装置及びレジスト塗布方法

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JPH1092726A
JPH1092726A JP8246586A JP24658696A JPH1092726A JP H1092726 A JPH1092726 A JP H1092726A JP 8246586 A JP8246586 A JP 8246586A JP 24658696 A JP24658696 A JP 24658696A JP H1092726 A JPH1092726 A JP H1092726A
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JP
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resist
wafer
solvent
dropped
nozzle
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JP8246586A
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Nobuhito Nunotani
谷 伸 仁 布
Hiroshi Uchida
田 博 内
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
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    • G—PHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 レジストの膜厚均一性を維持し、その滴下量
を削減できるレジスト塗布装置及び塗布方法を提供す
る。 【解決手段】 レジスト塗布装置はウェーハ１１を載置
して回転させるウェーハ載置台１８と、ウェーハに上方
からレジスト１６を滴下するノズル１２と、該ノズルへ
のレジスト供給機構１４と、さらにレジストの主成分の
溶媒２３をウェーハに滴下する第２ノズル２６と、レジ
ストの温度調整機構２９とを備えている。塗布方法はウ
ェーハ表面にレジスト溶剤を滴下し、ウェーハを軸中心
に回転させた後に、ウェーハ表面にレジストを滴下し軸
中心に回転させる。このようにレジスト滴下前にレジス
ト溶剤の滴下によりレジスト使用量を大幅に削減でき
る。温度調整機構により滴下レジストの温度を室温より
２〜３℃低く設定し、レジスト供給機構で滴下量調整に
より最少量で最適の膜厚均一性が得られる。塗布後ウェ
ハの裏面を洗浄し周辺のレジストを除去し乾燥させる。

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装置及
びその製造方法に係り、特にウェーハ上にレジスト膜を
形成するためのレジスト塗布装置及びレジスト塗布方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１に従来技術によるレジスト塗布装
置を示す。
【０００３】図示するように、レジスト塗布装置１０
は、ウェーハ１の表面上にレジスト６を滴下するレジス
トノズル２と、そのレジストノズル２をウェーハ１上で
自在に移動させる例えばモータである駆動機器３と、レ
ジスト貯蔵部７からレジストノズル２にレジスト６を供
給する、例えばポンプであるレジスト供給器４と、ウェ
ーハ１を載置するウェーハ載置台８と、ウェーハ載置台
８に回転を与える、例えばモータであるウェーハ回転駆
動機器５とから構成されている。
【０００４】ここでレジストを形成する時の工程を、図
１２のフローチャート及び図１３のウェーハ１を載置し
たウェーハ載置台８の部分断面図を参照して説明する。
【０００５】まず、裏面を真空状態でウェーハ載置台８
に吸着されたウェーハ１に、レジストノズル２からレジ
スト６を、例えば単位時間当たり１ｃｃ／ｓｅｃの量で
３〜４秒の間、滴下する（図１２のステップ２０１、図
１３（ａ））。
【０００６】レジスト６を滴下した後で、２０〜２５秒
の間、ウェーハ１に回転を与えるか（スタティックディ
スペンション方法）、または滴下しながらウェーハ１に
回転を２０〜２５秒の間与える（ダイナミックディスペ
ンション方法）。これによって、ウェーハ１の表面上で
レジスト６の膜を均一に広げる（図１２のステップ２０
２、図１３（ｂ））。なおこの回転数は、レジスト膜厚
に対応して決定される。
【０００７】次に、ウェーハ１の周辺上のレジスト６を
除去すると共にウェーハ１の裏面を洗浄する（図１２の
ステップ２０３、図１３（ｃ））。最後にもう一度ウェ
ーハ１に回転を与えてレジスト６を乾燥させ（図１２の
ステップ２０４、図１３（ｄ））、所望のレジスト膜が
形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
において、レジストの全滴下量を減少させることは困難
である。例えば、各工程の時間数や回転数等を変化させ
ても、パターンの生成されていない６インチの直径を有
するウェーハ上に、膜厚が２０００ｎｍのレジスト膜を
形成するためには、最低でもレジストを５ｃｃ滴下する
必要がある。さらにパターンの生成された同様のウェー
ハであると最低でもレジストを１ｃｃ滴下する必要があ
る。
【０００９】そこで、本発明の目的は、レジストの膜厚
の均一性を維持しつつ、レジストの滴下量を削減しうる
レジスト塗布装置及びレジスト塗布方法を実現すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のレジスト塗布装
置は、ウェーハを載置してそのウェーハに回転を与える
ウェーハ載置台と、前記ウェーハの上方からレジストを
滴下するノズルと、前記ノズルに前記レジストを供給す
るレジスト供給機構とを備えたものであって、レジスト
の主成分である溶媒をウェーハ上に滴下する第２のノズ
ルと、ウェーハ上に滴下するレジストの温度を調整する
温度調整機構とを備えたことを特徴とする。
【００１１】このように、レジストをウェーハに滴下す
る前に、レジストの溶媒である溶剤を滴下することによ
りでレジストの使用量が大幅に削減できる。
【００１２】本発明のレジスト塗布装置は、第２のノズ
ルが、レジストがウェーハに滴下される前に溶媒をウェ
ーハ上に滴下するものであり、温度調整機構はウェーハ
上に滴下するレジストの温度を室温よりも２℃以上低温
にするものである。
【００１３】このように、レジストの温度を室温より２
〜３℃低めに設定することにより、最少のレジスト量で
最適の膜厚の均一性が得られる。
【００１４】本発明のレジスト塗布装置は、ウェーハを
載置してそのウェーハに回転を与えるウェーハ載置台
と、ウェーハの上方からレジストを滴下するノズルと、
ノズルにレジス卜を供給するレジスト供給機構とを備え
たものであって、レジストの主成分である溶媒をウェー
ハ上に滴下する第２のノズルと、レジストの単位時間当
たりの滴下量を調整するレジスト量調整機構とを備えた
ことを特徴とする。
【００１５】このように、レジストの滴下量を調整する
ことにより、最小のレジスト量で最適の膜厚の均一性が
得ることができる。
【００１６】本発明のレジスト塗布装置は、レジスト量
調整機構が、レジストの単位時間当たりの滴下量を０．
５ｃｃ／ｓｅｃ以下とするものであることを特徴とす
る。
【００１７】本発明のレジスト塗布装置は、レジスト供
給機構が、溶媒の滴下後、ウェーハ表面の溶媒が乾燥し
ない間に、レジストをノズルに供給するものであること
を特徴とする。
【００１８】本発明のレジスト塗布方法は、ウェーハの
表面に溶媒を滴下するステップと、溶媒が滴下されたウ
ェーハをその軸を中心にして回転させるステップと、ウ
ェーハの表面にレジストを滴下するステップと、レジス
トが滴下されたウェーハをその軸を中心にして回転させ
るステップと、ウェーハの裏面を洗浄すると共にウェー
ハの周辺のレジストを除去するステップと、周辺のレジ
ストが除去されたウェーハを乾燥させるために、ウェー
ハを回転させるステップとを有する。
【００１９】本発明のレジスト塗布方法は、レジストの
温度が室温より２℃以上低いことを特徴とする。
【００２０】本発明のレジスト塗布方法は、レジストの
単位時間当たりの滴下量が０．５ｃｃ／ｓｅｃ以下であ
ることを特徴とする。
【００２１】本発明のレジスト塗布方法は、溶媒が滴下
された後、ウェーハ表面上に広げられた溶媒が乾燥しな
い間にレジストが滴下されることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明によるレジスト塗布装置に
よる第１の実施の形態を図１〜３を参照して説明する。
【００２３】図１は第１の実施の形態を説明するための
図であり、図２はレジストを塗布する工程を示すフロー
チャートであり、図３は各工程毎のウェハ及びウェハ載
置台を示す部分断面図である。
【００２４】図１に示すように、レジスト塗布装置１０
０は、ウェーハ１１を吸着するウェーハ載置台１８と、
レジスト１６をウェーハ１１に滴下するレジストノズル
１２と、そのレジストノズル１２をウェーハ１１上で自
在に移動させる例えばモータである駆動機器１３と、レ
ジスト貯蔵部１７からレジストノズル１２にレジスト１
６を供給する、例えばポンプであるレジスト供給機構１
４と、ウェーハ載置台１８に回転を与える、例えばモー
タであるウェーハ回転駆動機器１５とを備えている。
【００２５】さらに、この実施の形態ではウェハ１１に
シンナ（溶剤）２３を滴下する溶剤ノズル２６と、その
溶剤ノズル２６をウェーハ１１上で自在に移動させる、
例えばモータである第２の駆動機器２７と、溶剤貯蔵部
３１から溶剤ノズル２６に溶剤２３を供給する、例えば
ボンプである溶剤供給機構２８と、レジスト貯蔵部１７
から供給されるレジスト１６を冷却する温度制御機器２
９とを有している。溶剤貯蔵部３１の溶剤２３は、レジ
スト１６に含まれるものと同種の溶媒である。
【００２６】なお、図４に示すように、溶剤ノズル２６
を別に設ける必要はなく、従来から利用されているレジ
ストノズル１２と共に駆動させてもかまわない。
【００２７】また、レジストの温度制御も従来と同様に
行うが、冷却機能を付加した温度制御機器２９を利用す
る。
【００２８】レジスト塗布方法は、まずウェーハ１１上
に溶剤ノズル２６を移動させ、ウェーハ１１上に溶剤ノ
ズル２６から溶剤２３を１秒間滴下する（図２のステッ
プ５０１、図３（ａ））。その後溶剤２３を広げるため
に、例えば１秒の間に、回転数２５００ｒｐｍでウェー
ハ１１に回転を与える（図２のステップ５０２、図３
（ｂ））。溶剤２３が広がったところで、すかさずレジ
スト１６を滴下し、例えば１秒間の間、回転数２５００
ｒｐｍでウェーハ１１に回転を与え（図２のステップ５
０３、図３（ｃ））、ウェハ１１上にレジスト１６を広
げる（ダイナミックディスペンス方法）。
【００２９】この時、温度制御機器２９は、滴下するレ
ジストの温度を室温より２℃以上低い温度に設定する。
以下にその理由を述べる。
【００３０】通常、表面内の膜の均一性を向上させるた
めに、レジストの温度は、室温すなわち滴下雰囲気温度
より、レジストを滴下する前に、２〜３℃高い温度で塗
布することが広く知られている。
【００３１】これは、レジストの温度が高すぎるとレジ
ストの揮発が促進されるため、ウェーハ周辺のレジスト
膜が厚く形成されやすくなり、逆にレジストの温度が低
すぎるとレジストが揮発しにくくなるため、ウェーハ周
辺のレジスト膜が薄く形成されやすくなるからである。
【００３２】しかし、この形態ではレジストを滴下する
前に溶剤を滴下するため、先に滴下した溶剤の揮発に伴
いウェーハ近傍の温度、すなわち滴下雰囲気温度が通常
ほぼ５℃低下する。そのため、レジストを実際に滴下す
る際には、レジストの温度を室温より２℃以上低い温度
にすることにより、レジスト膜厚を均一にするための、
レジスト温度と滴下雰囲気温度との相対温度差である２
℃を実現する。
【００３３】このレジストの温度とレジスト膜厚の均一
性の関係を図５のグラフに示す。このデータは、直径が
６インチのウェーハの上に、膜厚が２０００ｎｍのレジ
スト膜を形成する際に収集したものである。
【００３４】このグラフに示すように、室温より２℃以
上低い温度にすると目標とする均一性の膜厚を有するレ
ジスト膜を得ることができることがわかる。
【００３５】このような方法をとることにより、パター
ン付きの、例えば６インチの直径を有するウェーハであ
っても、０．３ｃｃのレジストの全滴下量で膜厚が２０
００ｎｍのレジスト膜の形成が可能となり、レジスト使
用量の大幅な削減が可能になる。
【００３６】次に従来のレジスト塗布方法と同様に、例
えば２０〜２５秒の間、回転数で回転をウェーハ１１に
与える（図２のステップ５０４、図３（ｄ））。次にウ
ェーハ１１の周辺のレジスト１６を除去したり、ウェー
ハ１１の裏面を洗浄する（図２のステップ５０５、図３
（ｅ））。最後に、レジスト１６を乾燥させるために、
ウェーハ１１に高速の回転を与える（図２のステップ５
０６、図３（ｆ））。
【００３７】このように、レジストをウェーハに滴下す
る前に、レジストの溶媒である溶剤を滴下し、滴下する
レジストの温度を室温より２〜３℃低めに設定すること
により、最少のレジスト量で最適の膜厚の均一性が得ら
れる。
【００３８】本発明によるレジスト塗布装置による第２
の実施の形態を図６〜９を参照して説明する。
【００３９】図６は第２の実施の形態を説明するための
図であり、図７はレジストを塗布する工程を示すフロー
チャートであり、図８は各工程毎のウェーハ及びウェハ
載置台を示す部分断面図である。
【００４０】図６に示すように、レジスト塗布装置２０
０は、ウェーハ１１を吸着するウェーハ載置台１８と、
レジスト１６をウェハ１１に滴下するレジストノズル１
２と、そのレジストノズル１２をウェーハ１１上で自在
に移動させる例えばモータである駆動機器１３と、レジ
スト貯蔵部１７からレジストノズル１２にレジスト１６
を供給する、例えばポンプであるレジスト供給機構１４
と、ウェーハ載置台１８に回転を与える、例えばモータ
であるウェーハ回転駆動機器１５とを備えている。
【００４１】さらに、この形態はウェーハ１１に希釈
（溶剤）剤２３を滴下する溶剤レズル２６と、その溶剤
ノズル２６をウェーハ１１上で自在に移動させる例えば
モータである第２の駆動機器２７と、溶剤貯蔵部３１か
ら溶剤ノズル２６に溶剤２３を供給する、例えばポンプ
である溶剤供給機構２８とを有している。
【００４２】なお、図４に示すように、溶剤ノズル２６
を別に設ける必要はなく、従来から利用されているレジ
ストノズル１２と共に駆動させてもかまわない。
【００４３】レジスト塗布の方法は、まずウェーハ上に
溶剤ノズル２６を移動させ、ウェーハ１上に溶剤２３を
１秒間、滴下する（図７のステップ１１１、図８
（ａ））。
【００４４】次に溶剤２３を広げるために任意の回転
数、例えば２５００ｒｐｍでウェーハ１に回転を与える
（図７のステップ１１２、図８（ｂ））。広がったとこ
ろで、すかさずレジスト１６を１秒未満の間滴下しなが
ら、ウェーハ１に回転（２５００ｒｐｍ）を与える（図
７のステップ１１３、図８（ｃ））。
【００４５】この時、レジストの単位時間当たりの滴下
量と、溶剤及びレジストの滴下時間の間隔とを以下のよ
うに設定する。
【００４６】まず、レジストの単位時間当たりの滴下量
は０．２〜０．５ｃｃ／ｓｅｃが最も均一性良く、それ
以上の滴下レートだと使用に耐えうる膜厚の均一性が得
られない。このときのレジストの滴下量と形成されたレ
ジストの膜厚の均一性との関係を図９に示す。このデー
タは、直径が６インチのウェーハの上に、膜厚が２００
０ｎｍのレジスト膜を形成する際に収集したものであ
る。
【００４７】また、ウェーハ上で溶剤が乾燥しない時間
（１ｓｅｃ以下）でレジストを滴下しなければならない
ため、溶剤ノズルとレジストノズルはほとんど同時に駆
動される必要がある。ここで、図１０に、溶剤とレジス
トとの滴下間隔と、レジストの滴下量との関係を示すグ
ラフを示す。このデータは、直径が６インチのウェーハ
の上に、膜厚が２０００ｎｍのレジスト膜を形成する際
に収集したものである。
【００４８】その後、膜厚を決定する回転数で、ウェー
ハ１に２０〜２５秒回転を与え（図７のステップ１１
４、図８（ｄ））、周辺のレジスト除去や裏面洗浄を行
ったあと（図７のステップ１１５、図８（ｅ））、乾燥
のための高速回転を行う（図７のステップ１１６、図８
（ｆ））。
【００４９】このようにレジストの単位時間当たりの滴
下量を０．５ｃｃ／ｓｅｃ以下にすることで、最小の全
レジスト量で最適の膜厚の均一性が得られる。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、レジストの膜厚の均一
性を維持しつつ、レジストの滴下量を削減しうるレジス
ト塗布装置及び塗布方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施の形成を説明する図。
【図２】第１の実施の形態によるレジスト滴下シーケン
スを示すフローチャート。
【図３】第１の実施の形態によりレジストを滴下する際
の、ウェーハ及びウェーハを載置したウェーハ載置台を
示す部分断面図。
【図４】第１及び第２の実施の形態の変形例を説明する
図。
【図５】レジストの温度と膜厚との関係を示すグラフ。
【図６】本発明による第２の実施の形態を説明する図。
【図７】第１の実施の形態によるレジスト滴下シーケン
スを示すフローチャート。
【図８】第２の実施の形態によりレジストを滴下する際
の、ウェーハ及びウェーハを載置したウェーハ載置台を
示す部分断面図。
【図９】レジスト滴下量と膜厚との関係を示すグラフ。
【図１０】溶剤とレジストとの滴下間隔と、レジストの
滴下量との関係を示すグラフ。
【図１１】従来技術によるレジスト塗布装置を説明する
図。
【図１２】従来のレジスト滴下シーケンスを示すフロー
チャート。
【図１３】従来のレジストを滴下する際の、ウェーハ及
びウェーハを載置したウェーハ載置台を示す部分断面
図。
【符号の説明】
１１ ウェーハ １２ レジストノズル １３ 駆動機器 １４ レジスト供給機構 １６ レジスト １７ レジスト貯蔵部 １８ ウェーハ載置台 ２３ 溶剤 ２６ 溶剤ノズル ２８ 溶剤供給機構 ２９ 温度制御機器 ３１ 溶剤貯蔵部 １００ レジスト塗布装置

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ウェーハを載置してそのウェーハに回転を
    与えるウェーハ載置台と、前記ウェーハの上方からレジ
    ストを滴下するノズルと、前記ノズルに前記レジストを
    供給するレジスト供給機構とを備えたレジスト塗布装置
    において、 前記レジストの主成分である溶媒を前記ウェーハ上に滴
    下する第２のノズルと、前記ウェーハ上に滴下するレジ
    ストの温度を調整する温度調整機構とを備えたことを特
    徴とするレジスト塗布装置。
  2. 【請求項２】前記第２のノズルは、前記レジストが前記
    ウェハに滴下される前に前記溶媒をウェーハ上に滴下す
    るものであり、 前記温度調整機構は前記ウェーハ上に滴下するレジスト
    の温度を室温よりも２℃以上低温にするものであること
    を特徴とする請求項１に記載のレジスト塗布装置。
  3. 【請求項３】ウェーハを載置してそのウェーハに回転を
    与えるウェーハ載置台と、前記ウェーハの上方からレジ
    ストを滴下するノズルと、前記ノズルに前記レジストを
    供給するレジスト供給機構とを備えたレジスト塗布装置
    において、 前記レジストの主成分である溶媒をウェーハ上に滴下す
    る第２のノズルと、前記ウェーハ上に滴下するレジスト
    の単位時間当たりの滴下量を調整するレジスト量調整機
    構とを備えたことを特徴とするレジスト塗布装置。
  4. 【請求項４】前記第２のノズルは、前記レジストが前記
    ウェーハに滴下される前に前記溶媒をウェーハ上に滴下
    するものであり、 前記レジスト量調整機構は、前記レジストの単位時間当
    たりの滴下量を０．５ｃｃ／ｓｅｃ以下とするものであ
    ることを特徴とする請求項３に記載のレジスト塗布装
    置。
  5. 【請求項５】前記レジスト供給機構は、前記溶媒の滴下
    後、前記ウェーハ表面上に広げられた溶媒が乾燥する前
    に、前記レジストを前記ノズルに供給するものであるこ
    とを特徴とする請求項３または請求項４に記載のレジス
    ト塗布装置。
  6. 【請求項６】ウェーハの表面にレジストの主成分である
    溶媒を滴下するステップと、 前記溶媒が滴下されたウェーハをその軸を中心にして回
    転させるステップと、 ウェーハの表面に前記レジストを滴下するステップと、 前記レジストが滴下されたウェーハをその軸を中心にし
    て回転させるステップと、 前記ウェーハの裏面を洗浄すると共に前記ウェーハの周
    辺のレジストを除去するステップと、 前記周辺のレジストが除去されたウェーハを乾燥させる
    ために、前記ウェーハを回転させるステップとを有する
    レジスト塗布方法。
  7. 【請求項７】前記レジストの温度は室温より２℃以上低
    くしたことを特徴とする請求項６に記載のレジスト塗布
    方法。
  8. 【請求項８】前記レジストの単位時間当たりの滴下量は
    ０．５ｃｃ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項
    ６または請求項７に記載のレジスト塗布方法。
  9. 【請求項９】前記溶媒が滴下された後、前記ウェーハ表
    面の溶媒が乾燥する前に前記レジストが滴下されること
    を特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のレジスト
    塗布方法。
JP8246586A 1996-09-18 1996-09-18 レジスト塗布装置及びレジスト塗布方法 Withdrawn JPH1092726A (ja)

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