JPS6253774A

JPS6253774A - スピンナ装置

Info

Publication number: JPS6253774A
Application number: JP60194667A
Authority: JP
Inventors: Toshio Hashimoto; 敏雄橋本
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1985-09-03
Filing date: 1985-09-03
Publication date: 1987-03-09

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】［産業上の利用分野］本発明は、半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半
導体ウェハの表面にホトレジストや色フィルタのような
塗膜の形成、現像液の散布等に使用されるスピンナ装置
に関する。

［従来技術］半導体デバイスの製造プロセスにおいては、回路素子を
形成するためのエツチングを施す際にウェハ面上にホト
レジストを塗布したり、固体撮像装置をカラー化に対応
させるためにカゼイン等の塗膜を染色した色フィルタを
設けるなど、半導体ウェハ上に種々の塗膜を形成する必
要がある。

そして従来より、この半導体ウェハ」ユへの塗膜の形成
には、例えば、第４図に示されるような適当な半径を有
する一Ｌ部平面」−に放射状に刻設された溝を設けた真
空チャックにおいてその吸引力により半導体ウェハを固
定し、この半導体ウェハ上に塗膜形成材料を滴下するこ
とにより供給した後、前記真空チャックを高速で回転さ
せ、又は高速回転させた真空チャック上面のウェハに塗
膜形成材料を滴下して、その遠心力により前記塗膜形成
材料を半径方向外方に拡散させて塗膜を形成するスピン
ナ装置が使用されている。

ところで、このような半導体ウェハ表面への塗膜形成に
おいては、膜厚の均一性が要求される。

例えば、ホトレジスト膜の膜厚が不均一な場合、パター
ン露光の際に高精度のレジストパターンを得ることがで
きず、信頼性を極めて低下させてしまう。また、固体撮
像装置の受光部に設けられる色フィルタの場合、膜厚の
不均一性が入射光の透過率のバラツキとなって現れ、品
質の大幅な低下を招いてしまう。

このような膜厚の不均一性の原因としては、例えば、半
導体ウェハ裏面の平面性が悪いことや、この半導体ウェ
ハを固定する真空チャックの平坦度が悪いことなどが考
えられる。更に、前記半導体ウェハにおいて前記真空チ
ャックに吸引される部分とこのチャックから外れる部分
とでは膜厚が著しく異なることが認められていることや
、前記半導体ウェハの厚みが薄（なる程前記不均−性が
顕著なものとなることなどから、前記半導体ウェハを真
空チャックで吸引固定したときにこの真空チャックで引
かれる部分がたわんで平坦性を失うためと考えられる。

特に、生産性を高めるために、半導体ウェハの大型化が
進み、直径４〜６インチ程度のものが用いられれるよう
になっているので、前記真空チャックから外れる部分が
多くなり、」二連の膜厚の相違が問題となっている。

この欠点を解決する手段として、例えば、実開昭５９−
１５９９４２号公報には、真空チャック吸引表面上に刻
設される放射吠の真空吸引溝に代えて、多数の小孔を該
平面上に配設してなるスピンナ装置が開示されている。

しかし、この装置によっても、ウェハ製造時のウェハの
たわみ、または、′そり”が完全に解消されるわけでは
ない。

更に、このような小直径の真空吸引孔を多数配設するこ
とは加工上極めて困難であ４゜［発明が解決しようとする問題点］近時、ウェハの大断面化により真空吸着による半導体ウ
ェハのたわみ、または、′そり”の発生が重大な問題と
なりつつある。前記のような真空チャックの吸着平面上
に放射杖の真空吸着溝または多数の小直径真空吸引孔を
機械加工により配設したスピンナ装置では、特に１Ｍｂ
ｉｔ以上のような大断面で、しかも、高精度かつ高信頼
性が要求される半導体ウェハの製造に対して均一な塗膜
を形成をすることが難しい。

［°発明の目的］従って、本発明の目的は、前記のような従来のスピンナ
装置が有する欠点を解消した、塗膜形成材料を半導体ウ
ェハ表面上に均一に塗布することができるスピンナ装置
を提供することである。

［問題点を解決するための手段］このような目的を達成するこの発明のスピンナ装置にお
ける手段は、真空チャックを有するスピンナ装置におい
て、前記真空チャックの吸着面が微小な通気孔を多数有
する材料により形成されているというものである。

具体的には、本発明のスピンナ装置は、真空チャックを
をしており、真空チャックは、その内壁面に沿って真空
チャックの吸着面側内部に半導体ウェハ吸着用に多孔質
部材を収納するようにしたものであって、多孔質部材は
、通気性のあるセラミック、金属、若しくは鉱物又はこ
れらのものを主体として形成されるものであるが、硬質
ゴム。

合成樹脂等の有機物の多孔質材や多孔質繊維を使用して
もよい。要するに、微小な通気孔を多数有し、平坦度を
確保できる材料であればよい。

［作用］このような微小な通気孔を多数有する材料を使用すると
、真空吸引した場合、吸着面のほぼ全面でウェハが吸着
され、かつ、支持される。実開昭５９−１５９９４２号
に開示された真空チャックの孔と異なり、本発明の微小
な通気孔を多数有する材料として特に多孔質部材を用い
れば、その気孔の直径はミクロン（１１位の極めて微小
なものとすることもできる。

このように微小な通気孔を介して）１つ導体ウエノ１を
吸着すれば、半導体ウェハにたわみ、または、“そり”
が生じる余地はほとんどない。

したがって１本発明のスピンナ装置を使用すれば半導体
ウェハ表面上に塗膜形成材料を均一に塗布することがで
きる。その結果、従来のスピンナ装置では製造が困難で
あった、１Ｍｂｉｔ以上の高集積化、微細化半導体また
はＬＳＩを高緒度で、しかも、極めて効率よく製造する
ことができる。

また、本発明のスピンナ装置におけるウェハ吸着面は、
従来の穿孔加工のような機械加工を必要としないので、
平面度が損なわれることはない。

特に、吸着面の材料に焼結体を使用すれば、経時変化が
少ないという特徴も有する。そして、必要に応じて吸着
面を研磨することにより吸着面の平面度を常に一定に保
つことが容易にできる。

［実施例コ以下、本発明の具体例について、図面を参照しながら史
に詳細に説明する。

第１図に示されるように、本発明のスピンナ装置１は、
ウェハ径とほぼ等しい径の円形の吸着面を有する真空チ
ャック３と、この真空チャック３を回転駆動する回転軸
５および前記真空チャック３の円形の内壁面に沿って該
真空チャック表面側に内部に挿着された、半導体ウェハ
吸着用の多孔質部材７からなる。

多孔質部材７は、通気性のあるセラミック、金属、若し
くは鉱物又はこれらのものを主体きして形成される。し
かし、硬質ゴム、合成樹脂等の有機物の多孔質材や多孔
質繊維を使用してもよい。

多孔質で通気性の鉱物としては、例えば、浮石のよ゛う
火山岩があげられる。多孔質セラミックは通常の無機化
学または窯業技術者に周知である。多孔質金属は例えば
、焼結金属合金などがあげられ、所望の気孔率を有する
焼結金属合金は粉末冶金法により容易に調製できる。

多孔質部材７の厚み自体は本発明の必須姿件ではない。

従って、自己支持性があり、゛１１導体ウェハをその上
面に載置して吸引力を付加された場合にも破壊されない
程度の機械的強度を維持できるような厚みであればよい
。このような厚みは当業者が容易に決定できる。

第２図は第１図に示される本発明のスピンナ装置の断面
図である。真空チャック３の内壁面に沿って該真空チャ
ックの内部に収納された多孔質部材７は、ほぼ均一に分
散して配置された単数又は複数の孔又は開［１９ａを有
する支持プレート９により支持されている。この支持プ
レート９は、例えば、金網のような比較的に大きなメツ
シュを打する材料で構成することもできる。

別法として、図示しないが、例えば、チャックの内壁面
を上方に向かって拡開するようにテーパをつけ、そして
、多孔質部材７の外周壁をこのチャックの内側壁テーパ
と同一のテーパを有するように構成し、該テーパ付多孔
質部材をチャックの内側壁にそって該チャック内部に収
納すれば、多孔質１部材はあたかもクサビ伏にチャック
内部に収納固定される。従って、このようにすれば多孔
質部材の特別な支持部材は不要となる。

なお、多孔質部材７は、その」一端面が真空チャックの
側壁上端面とほぼ一致するような位置関係で、多孔質部
材を真空チャック内部に収納することが好ましい。真空
チャックの側壁上端面よりもＬの位置に多孔質部材上端
面が位置すると、チャックの側壁よりはみだした多孔質
部材の外周側壁面からも空気が吸引されウェハの吸着固
定効果が減少する。

本発明のスピンナ装置を使用して半導体ウェハの表面上
に様々な塗膜を形成させる場合、第３図に示されるよう
に、半導体ウェハー１１を前記多孔質部材７の上端面上
に載置し、真空ポンプ（図示されていない）で該多孔質
部材を通して負圧吸引し、この吸引力により前記半導体
ウェハ１１を前記多孔質部材７の上端面」二に密着固定
せしめ、その後、前記％１１導体ウェハ１１の中央部付
近にホトレジストや色フィルタのような染色ベースなど
のような塗膜形成材料を滴下し、そして、前記回転軸５
により前記真空チャックを高速回転させ、又は高速回転
させた真空チャック上面のウェハに塗膜形成材料を滴下
して、その遠心力によりウエハの半径方向外方に拡散さ
せ均一な厚みの塗膜を形成させる。

ところで、半導体ウェハはその形状寸法が規格化されて
いる。すなわち、段階的に外径寸法の異なる複数種性の
標準ウェハが規定されている。従って、前記多孔質部材
７の外周形状は、これらウェハ基準サイズのいずれかと
大体同−或はこれに適した寸法となるように形成するこ
とができる。

例えば、前記半導体ウェハ１１の直径が４インチの場合
には、前記吸着部の直径が４インチのものを用い、また
、ウェハの直径が６インチの場合には多孔質部材７の直
径が６インチのものを用いるようにするか、或いはそれ
ぞれより必要な量だけ小さくすればよい。

以上説明してきたが、実施例では、ウェハに塗膜を形成
する場合を中心に説明してきたが、この発明のスピンナ
装置は、このような塗膜形成に使用される場合に限定さ
れるものではなく、例えば現像液の塗布等に使用される
場合であってもよいことはもちろんである。

［発明の効果］以上説明したように、本発明にあって、真空チャックの
吸着面が微小な通気孔を多数をする材料により形成され
ているので、従来技術の機械加工により設けられた孔と
異なり、この微小な通気孔を多数有する材料の上端面」
二に半導体ウェハを載置し真空吸引した場合、該ウェハ
は吸着面のほぼ全面で吸着され、かつ、支持される。

その結果、半導体ウェハにたわみ、または、′そり”が
生じ難く、均一な平面状態とすることができる。

ま゛た、微小な通気孔を多数有する材料を多孔質部材と
した場合にあっては、気孔の直径をミクロン単位の極め
て微小なものとすることができるので、特に、半導体ウ
ェハにたわみ、または、“そり”が生じる事はほとんど
ない。

その結果、゛１１導体ウェハ表面１−に塗膜形成材料を
均一に塗布することができる。そして、特に、ＩＭｂ　
ｉ　を以上の高集積化、微細化半導体またはＬＳＩに対
するウェハについて高精度で、しかも、極めて効率よく
均一な塗膜を形成することができる。

特に、吸着部の材料は焼結体とすれば、経時変化が少な
いという特徴も有する。そして、必要に応じて吸着面を
研磨することにより吸着面の平面度を常に一定に保つこ
とが容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスピンナ装置の一部分の斜視図、第２
図は第１図に示される部分の断面図、第３図は半導体ウ
ェハが載置された状態の断面図、第４図は従来のスピン
ナ装置の一部分の斜視図である。１・・・スピンナ装置　３・・・真空チャック５・・・
回転軸　７・・・多孔質部材９・・・支持プレート　１１・・・〕１≦導体ウェハ１
３・・・真空吸引溝。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空チャックを有するスピンナ装置において、前
記真空チャックの吸着面が微小な通気孔を多数有する材
料により形成されていることを特徴とするスピンナ装置
。
（２）通気性のある材料は、多孔質部材であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載のスピンナ装置。
（３）多孔質部材は通気性のあるセラミックであること
を特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のスピンナ装
置。
（４）多孔質部材は通気性のある金属であることを特徴
とする特許請求の範囲第２項に記載のスピンナ装置。
（５）金属性は焼結金属合金であることを特徴とする特
許請求の範囲第４項に記載のスピンナ装置。
（６）多孔質部材は、ほぼ均一に分散して配置された複
数の孔又は開口を有するプレート上に載置されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のスピンナ装
置。