JPS63134076A - 塗布方法及び塗布装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 饗 本発明は例えば半導体劉造プロセスにおける被塗布物へ
の塗布方法及び塗布装置に関する。

（従来の技術） 半導体製造プロセスには被塗布物であるウェハーに、塗
布物としてレジストあるいはポリイミド系樹脂等を塗布
する工程がある。この工程では、ウェハーにレジストを
塗布して熱処理を施こす場合や、ウェハーに１層目とし
てポリイミド系樹脂等を塗布し、２層目としてレジスト
とする場合などがある。ここでは、ウェハーへ塗布する
１層目をポリイミド膜５３とし、２層目をレジスト膜と
した場合を例にとり、従来の技術を第５図を用いて説明
する。

保持部６０は真空ポンプ５９と、通気孔５７を有する回
転軸郭と、その回転軸郭に設けられた真空チャック５５
とによって構成され、ウェハーヌを真空チャック５５に
よって吸着する。供給部５２はポリイミド５３ａの入り
たタンク５１とそれに設けられたノズ、Ａ１５０から構
成されている。このノズル５０を通シてポリイミド５３
ａをウェハーシの中心上に滴下する。

そして駆動部であるモーター５８によりウェハー８を回
転させ、滴下したポリイミド５３ａをクエハ−表面に均
一に塗布しポリイミド膜５３を形成させる。

ところがこのようにしてポリイミド膜５３を形成すると
、回転塗布後、ポリイミド５３ａがウェハー詞の裏面に
廻り込んでしまっていた。このウェハー裏面のポリイミ
ドは一層目のポリイミド膜５３の熱処理により、硬化し
、さらに、２層目に形成されたレジスト膜の熱処理でウ
ェハー裏面にはポリイミドに加えてレジストも硬化して
付着することになる。これは露光工程で問題となる。第
６図を用いてそれを説明する。

ステツバ−７０は光源７１とレチクル７２と縮少レンズ
７３によって構成される。光源７１よりレチクル７２へ
光を当て、縮少レンズ７３でパターンを縮少し、ウェハ
ー７５のポリイミド膜７４の上く形成されたレジスト膜
７９に露光する。この際、通気孔ｎを有するウェハーチ
ャック７８によってウェハー７５を真空吸着すると、そ
のウェハー７５の裏面のポリイミドとレジストの硬化物
７６が原因で、その部分のウェハー７５が歪み、その歪
んだ部分において露光のフォーカスの位置が垂直方向に
ずれてしまっていた。

これはウェハー７５への微細パターンの転写に対して重
要な、解偉度を低下させる原因となる。又、ウェハーチ
ャック７８にポリイミドとレジストの硬化物７６が付着
して別のウェハーをウェハーチャック７８で吸着したと
き、その別のウェハーも同様に歪むことになってしまう
。さらにはポリイミドとレジストの硬化物７６がウェハ
ーチャック７８の表面に設けられた通気孔７７をふさぐ
ことにもなる。このような悪影響を回避するために従来
は第５図のような除去部を設けていた。

除去部６はシンナー６１の入ったタンク６３とそれに設
けられたノズル６２から構成されている。そこでこのノ
ズル６２よりシンナー６１ヲウエハー９の裏面に廻り込
んだポリイミドに吹きつけることにより除去し、また２
層目をレジストとしたときにはウェハーシの裏面に廻り
込んだレジストも同様に除去し、ウェハー８の裏面の平
坦性を保つようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記方法では、ウェハーの裏面に付着した塗布物を除去
する場合、塗布物によってはウェハーの裏面への付着力
が強い場合があったり、又、塗布物に対して有効な除去
液がなかつたりして、実際には取りきれないことが多か
った。

本発明は、上記の問題点を解決するために被塗布物の裏
面に廻り込んだ塗布物を除去することができる塗布方法
及・び塗布装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、被塗布
物の裏面に保！！膜を形成する工程と、前記被塗布物表
面へ塗布物を供給する工程と、この供給された塗布物を
前記被塗布物表面に回転塗布する工程と、前記保護膜を
除去する工程とを有する塗布方法及び、被塗布物を着脱
自在に保持する手段と、前記被塗布物を回転させる駆動
手段と、前記被塗布物の表面へ塗布物を供給する手段と
、前記被塗布物の裏面に保護膜を形成する手段と、前記
保護膜を除去する手段を備えたことを特徴とする塗布装
置を提供する。

（作用） 保持部によって保持された被塗布物裏面に保護膜を形成
させる。次に被塗布物表面に供給部より塗布物を供給し
て、駆動部により被塗布物に回転塗布を施こす。この回
転塗布を終えると、被塗布物裏面の保護膜上に塗布物が
廻り込む。あらかじめ形成しておいた保護膜のために、
廻り込んできた塗布物は被塗布物裏面に直接付着するこ
とはなくなる。そこで保護膜を除去部で除去することに
より、保護膜上の塗布物を除去できる。

このようにして、あらかじめ形成しておいた保護膜のた
めに、被塗布物の裏面に廻り込んできた塗布物は直接そ
の裏面に付着せず保護膜上に付着することになる。そこ
で保護膜を除去部で除去することにより、保護膜上に付
着した塗布物を除去できる。

（実施例） 以下、本発明による一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は塗布装置の構成図である。それについて各構成
部を説明すると、保持部７は真空ポンプ６と、それにつ
ながった通気孔４を有する回転軸３と、その回転軸３に
設けられた真空チャック２より構成される。駆動部であ
るモーター５は回転軸３を齋転させる構造となっている
。供給部１５は塗布物の入ったタンク１４とそのタンク
１４に設けられたノズル１３から成り、ノズル１３の先
端部はウェハー１の中心上に位置する。保護膜形成部１
１は保護膜用レジストの入ったタンク１０とそのタンク
１０に設けられたノズル９から成り、ノズル先端部分は
鉛直方向に対し上方の被塗布物であるウェハー１の中心
から円周方向に向けられている。

保護膜除去部１９は除去液である現像液の入った３寄ｆ
ンク１８に設けられたノズル１７から成り、ノズル１７
の先端部はノズル９と同様の形状にし、そして保護膜除
去部１９はウェハー１に対して保護膜形成部の内側にあ
る。洗浄部スはタンクηとそのタンク乙に設けられたノ
ズル４から成る。尚、保護膜形成部１１、保護膜除去部
１９、洗浄部乙はウェハー１に対して一直線上に配置さ
れる必要はない。

次に第２図を用いて塗布方法を説明する。モーター５に
よりウェハー１を回転させながら、保護膜とする離脱性
の良い粘度が２００ｐ程度のレジスト８ａの入りたタン
ク１０からノズル９を介しウェハー１の裏面の周辺部に
レジス）　８ａを吹きつけ塗布し、レジスト膜８を形成
させる（第２図（４）参照）。ウェハー１の表面に塗布
物とするポリイミド１２ａの入ったタンク１４からノズ
ル１３を介しウェハー１の表面中心にポリイミド１２ａ
を滴下する。次にモーター５によりウェハー１を回転さ
せウェハー１の表面にポリイミド膜１２を形成させる。

すると、回転塗布後あらかじめ形成しておいたウェハー
１の裏面のレジスト膜８上にポリイミド１２ｂが廻り込
む（第２図（Ｂ）参照）。尚、レジスト膜８はウニ／・
−１の裏面の中心に一番近く廻り込んだポリイミド１２
ｂの部分までは少なくとも形成されているものとする。

ウェハー１をモーター５により回転させながら、現像液
１６の入ったタンク１８からノズル１７を介してレジス
ト膜８を除去するためＫそれに向けて現像液を吹きつけ
る。レジスト膜８を除去することによりポリイミド１２
ｂも除去される。さらに純水加の入ったタンクｎからノ
ズル２１を介してウェハー１の裏面に純水加を吹きつけ
ることにより現像液１６を洗い流し、ウェハー１の裏面
を清浄化する（第２図（０）参照）。

このようにしてウェハー１に１層目としてポリイミド膜
１２を形成させたあと、熱処理によってポリイミド膜１
２を硬化させウェハー１に密着させる。

この熱処理工程が終了したあと、また塗布工程に東 戻り待禄横七手上記塗布工程とポリイミド膜８上に２層
目としてレジスト膜を形成させる。その際保護膜は１層
目と同様にレジスト膜８をウェハー１の裏面に形成する
。ただし、供給部のタンクは塗布用レジストのタンクに
交換されているものとする。そして塗布工程を終了した
ら再度熱処理を施こし、次の露光装置によるレジストへ
の露光工程へと送られていく。

本実施例によればウェハー１の裏面が清浄化されること
により、露光工程でのウェハー上く形成されたレジスト
への露光の際のフォーカスのずれを防止し、ウェハー１
の露光面に対し鉛直方向の７オーカスレベＮｅ定を安定
させることができる。

この実施例で使われる現像液１６とこの現像液に対して
離脱性のいいレジスト膜８との組み合せとしてはアルカ
リ現像液とノボラック系及びポリビニールフェノール系
レジストとの組み合せ、シンナーとゴム系ネガレジスト
との組み合せなどがある。又、レジスト膜８はウェハー
１の裏面の周辺部としたが、ウェハー１の裏面の中心に
一番近く廻り込んだポリイミド１２ｂの部分までは少な
くとも形成されているものとする。

尚、上記の塗布用レジストは保護膜用レジストとは異な
るものであり、被塗布物に付いた際、現像液等の除去液
に対して離脱性の悪いものとする。

また、保護膜用レジスト膜は現像液等の除去液に対して
離脱性が良く簡単に除去できるものとする。

次に上記実施例及び従来技術を用い、ウェハー上に転写
されたパターンにおいて、所望するパターン寸法を１．
５μｍと設定した場合に、ウェハー上の各半導体チップ
に形成されるパターン寸法のばらつきを調べてみた。５
インチのウェハーで、１つのウェハーから５チツプをサ
ンプルとし、これを１つのロフトから取れるス枚のウェ
ハー全部からサンプルを取る。計１２０個のチップのサ
ンプルに対してｔ、ツブのパターンの測定寸法に対する
ばらつきの度数を調べたグラフが第３図である。従来例
と比較して実施例ではばらつきが少なくなり、所望する
パターン寸法も数多く得られている。第４図は露光する
際のマスクの寸法に対して半導体チップの歩留りとの関
係を示したグラフである。

従来例に比べて実施例での歩留りは向上していることが
わかる。

上記実施例においては保護膜をレジストとしたが、本発
明はこれに限られず、例えばフィルム等を張り付けても
よい。すなわち保護膜は被塗布物の裏面につけると、密
着はするが被塗布物の裏面に廻り込んだ塗布物を付着さ
せたあと、その保護膜をきれに除去することができるも
のであれば曳い。尚、この場合、フィルム等をウェハー
１の裏面全部に張りつけてから、ウェハー１を保持して
もよい。又、保持手段として実施例においては真空吸着
による被塗布物の保持としたが、これに限られず着脱自
在で被塗布物を傷つけずかつ歪めることなく、一度保持
したら被塗布物がずれることのない保持手段であればよ
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被塗布物の裏面に保護膜を形成してお
くことで、回転塗布後、被塗布物の裏面の保獲膜上に廻
り込んできた塗布物は、保護膜を容易に除去することに
より、保護膜上の塗布物も除去できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の塗布方法による各工程を示
した図、第２図は本発明の一実施例の塗布装置の構成図
、第３図は半導体チップに形成されたパターン寸法のば
らつきを示した図、第４図はマスク寸法に対する半導体
チップの歩留りを示した図、第５図は従来の塗布装置の
構成図、第６図は露光時における従来の塗布装置の塗布
の問題点を示す図である。 １・・・ウェハー、　　　　　　２・・・真空チャック
、３・・・回転軸、　　　　　４・・・通気孔、５・・
・モーター、　　　　　　６・・・真空ポンプ、８・・
・保護膜、　　　　９．１３．１７．２１・・・ノズル
、１０・・・保護膜用レジストの入ったタンク、１４・
・・ポリイミド６の入ったタンク、１８・・・現像液の
入ったタンク、 ｎ・・・純水の入ったタンク。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同上　　　大胡典夫 第１図 （Ｃ） ＠２図 一、１ＩＩＩ完寸法Ｃμ”　）　　　　　　　　　　　
　　　　　　５１１１足寸法（μτつ第３図 マスク寸ン夫（μｍン ＠４図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被塗布物の裏面に保護膜を形成する工程と、前記
   被塗布物表面へ塗布物を供給する工程と、この供給され
   た塗布物を前記被塗布物表面に回転塗布する工程と、前
   記保護膜を除去する工程とを有する塗布方法。
2. （２）被塗布物を着脱自在に保持する手段と、前記被塗
   布物を回転させる駆動手段と、前記被塗布物の裏面に保
   護膜を形成する手段と、前記被塗布物の表面へ塗布物を
   供給する手段と、前記保護膜を除去する手段とを備えた
   ことを特徴とする塗布装置。