JPH022611A - レジスト塗布装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、ＬＳＩデバイス製造に用いられるレジスト塗
布装置に関する。

「従来の技術」 ＬＳＩデバイスのバタン形成はウェハ面上に蒸着された
彼バタン形成膜にレジスト塗布装置でレジストを塗布し
、描画装置でバタン形状に対応して露光した後、現像を
行う。これによって形成されたレジストバタンをマスク
に被バタン形成膜をエツチングする。従って、レノスト
塗布装置はＬＳＩデバイス製造にとって不可欠な手段と
なっている。

第３図は従来用いられてきたレジスト塗布装置の一般的
な構成図である。同図において、１はつ、ｒハ、２は試
料台、３はモータ、４はＡ／Ｄコンバータ、５と７は回
転軸、６は軸受け、８はモータ３とＡ／Ｄコンバータ４
を結ぶ信号線、９はＡ／ｌ〕コンバータ４にＡＣ信号を
人力する信号線、ＩＯは真空ポンプ、＋１は真空ポンプ
１０のホース、１２はレジストキャニスタ、１３はノズ
ル、ｌ１１は仕切弁、＋５と１６及び１８はパイプ、＋
７は減圧弁、１９はカバー　２０は架台である。

以下、図を用いてレノスト塗布装置の動作を説明する。

まず、ウェハ中心と試料台中心が一致するようにウェハ
１を試料台２にセットする。次いで、試料台２の上面の
溝、回転軸５と軸受け６内の中空路及びバイブ１．１を
介して真空ポンプｌＯによりウェハｌを試料台に真空チ
ャックする。さらに、予め減圧弁１７でパイプ１８で送
出されるＮ２の圧力を調整して、レジストキャニスタ１
２内に蓄積されたレジストをバイブ１５に送出できる様
にする。これと併行して、信号線９に印加されたＡＣ信
号の振幅に比例するＤＣ信号をΔ／Ｄコンバータ４で発
生させ、これを信号線８を介してモータ３に印加して該
モータを駆動させることにより、回転軸５．７を介して
試料台２即ちウェハ！を一定の角速度で回転させる。こ
れと同時に、仕切弁４を開きノズル１３で回転している
ウェハ１上にレノストを散布する。このとき、ウェハ１
の回転数と回転時間を適当に設定すれば、ウェハ１に塗
布されるレジストの膜厚を制御できる。

「発明が解決しようとする課題」 第４図から第６図は第３図に示す従来のレジスト塗布装
置の問題点を説明する図である。

第４図において、４１はオリフラ、４２はウェハ中心を
通りオリフラ４１と平行な直線（Ｘ方向）、４３はウェ
ハ中心を通りオリフラ４１と直角な直線（Ｙ方向）、４
４から４７は幅Ｌ１、長さＬ２（Ｌｒ　＜＜Ｌ　２）の
電極配線パタンである。ウェハ中心を原点とした極座標
（「、θ）を考えたとき、パタン４４と４５はパタンの
長さ方向がｒ方向と直交し、パタン４４はさらにパタン
の長さ方向がＸ方向と直交し、パタン４５はさらにパタ
ンの長さ方向がＹ方向と直交する。これに対し、パタン
４６と４７はパタンの長さ方向がｒ方向と平行で、パタ
ン４６はさらにパタンの長さ方向がＸ方向と平行で、パ
タン４７はさらにパタンの長さ方向がＹ方向と平行の状
態にある。

さて、第４図に示す電極配線バタンを形成するには種々
な方法があるが、第５図と第６図はドライエッチ耐性の
高いレジストを用いたドライプロセスで形成する場合の
工程図である。第５図はパタン４４またはパタン４５を
直線４２または直線４３の方向で切った断面図であり、
第６図はパタン４６またはパタン４７を直線４２または
直線４３の方向で切った断面図である。両図において、
５１は基板、５２は電極配線用メタル、５３はポルシス
ト、５４はドライエッチ耐性の高いレノストである。（
ａ）はポジレジスト５３の描画・現像した後、レジスト
５４を塗布した工程を、（ｂ）は工程（ａ）のレジスト
５４をエッチバックした工程を、（ｃ）は工程（ｂ）に
おいてポジレノスト５３をレジスト５４をマスクにエツ
チングした工程を、（ｄ）はさらに工程（ｃ）における
メタル５２をレジスト５４をマスクにエツチングした工
程を示す。

さて、第３図に示す従来のレジスト塗布装置でウェハｌ
を回転させながらその上面にレジストを塗布すると、ウ
ェハ上に塗布されたレジストは萌記ｒ方向に加速されな
がら放射状に流動し、ウェハ周辺部に到達すると塗布溶
媒と共にウェハ外部に放出される。この時、ウェハ表面
との結合力と差によりレジストより塗布溶媒の方が放出
される割合が大きい他、ウェハ表面からの蒸発用が相加
されるため、時間と共に塗布溶媒が選択的に除去される
。即ち、回転数と回転時間を適当に選定することにより
ウェハ上に一定膜厚のレジストを塗布することができる
。

第４図において、電極配線バタンを形成するために、第
５図に示す様にポジレジスト５３で反転パタン形成後、
レジスト５４をレノスト塗布装置で塗布する場合、パタ
ン４４またはパタン４５では、第５図工程（ａ）に示す
様にレジスト５４は下地レジスト５３の凹凸に殆ど影響
されることなくほぼ平坦に塗布できる。これに対し、パ
タン４６部またはパタン４７部では、第６図工程（ａ）
に示す様にレジスト５４は下地レジスト５３の凹凸に強
く影響され平坦に塗布できない。

これは、ウェハ面上のレジスト流動は放射状である即ち
レジストの流線はｒ方向のみであり、塗布後のレジスト
表面形状は、下地に凹凸があると流線にＯ方向成分が発
生するもののｒ方向成分が支配的であるため、θ方向の
寸法形状よりｒ方向の寸法形状に依存するためである。

さて、第６図工程（ａ）に示すレジスト５４に凹凸があ
ると、これをマスクにレノスト５３をエツチングした工
程（ｂ）では、前工程（ａ）におけるレジスト５４の凹
形表面形状がほぼ継承される。従って、これをマスクに
レジスト５３をエツチングした工程（ｃ）では、上記凹
形表面形状の他、レジスト５４自体の膜減りが相加され
るため、（＋）レジスト５４の初期膜厚、（２）バタン
の長さＬ２、（３）レジスト５３とレジスト５４のエツ
チング・レイト比に応じてその中央部ａでレジスト５４
が除去される場合がある。このままレジスト５４をマス
クにメタル５２をエツチングすると工程（ｃ）に示す様
にバタン中央部ａ部分ではメタル５２は完全にエツチン
グされ、更にレジスト５４自体の膜減りによって５部分
でもメタル５２は侵食される。即ち、第４図におけるバ
タン４６またはバタン４７は正常に形成されず断線バタ
ンになる。

「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するには、レジストをウェハ面上に塗布
する場合に、レジストをｒ方向のみならずθ方向にも流
動させる手段があれば良い。本発明によるレジスト塗布
装置は、レノスト塗布時のウェハの回転数を一定にする
代わりに、一定の周期で増減させることによってウェハ
面上のレジストをｒ方向とθ方向に向は交互に流動させ
るものである。

本発明によるレジスト塗布装置を適用するためには、ウ
ェハを固定する手段と、ウェハの中心を通りかつウェハ
面と直交する直線を回転軸としてウェハを回転させる手
段と、ウェハの回転数を一定の周期で増減させる手段及
びウェハ表面にレジスト液を滴下する手段を備えれば良
い。

「作用」 本発明により、凹凸のあるＬＳＩデバイスの表面でのレ
ジスト液を平坦に塗布できる。

「実施例」 第１図は本発明による実施例を、第２図は動作原理図を
示す。以下、これらの図を用いて本発明による実施例を
説明する。

第１図において、１〜２０は第３図と同じらのを示す。

２１は信号源、２２はミキサー　２３は信号源２１とミ
キサー２２を結ぶ信号線、２４はミキサー２２とΔ／Ｄ
コンバータ４を結ぶ信号線である。

第１図において、試料台２、回転軸５、袖受け６、ホー
スＩＩ及び真空ポンプｌＯでウェハを固定する手段を、
試料台２、回転軸５、軸受け６、回転軸７及びモータ３
でウェハの中心を通りかつウェハ面と直交する直線を回
転軸としてウェハを回転させる手段を、信号線８、ミキ
サー２２、信号線２４、Ａ／Ｄコンバータ４、信号線９
、信号線２３及び信号源２１でウェハの回転数を一定の
周期で増減させる手段を、ノズル１３、仕切弁１４、バ
イブ１５、レジストキャニスタ１２、バイブ１６、減圧
弁１７及びバイブ１８でウェハ表面にレノストを塗布す
る手段を構成する。

第１図において、ミキサー２２はＡ／Ｄコンバータ４の
出力信号と信号源２１の出力信号を相加し、その和信号
を信号線８を介してモータ３に印加するらのである。従
って、信号線２！の出力信号が０と時、モータ３でウェ
ハｌを回転させながら、その表面にレジストを塗布する
動作は第３図と同様である。この場合、モータ３の回転
数の時間特性を第２図（ａ）に示す。モータ３がＤＣモ
ータであれば、その回転数ωは信号線８に印加される信
号電圧に比例する。Ａ／Ｄコンバータ４により立ち上か
り時間Ｔ　Ｉ　（ｓｅｅ）、電圧Ａ（Ｖ）でモータ３を
駆動するとＴ１以降ではω。（ｏＬ：Ａ　）なる−定の
角速度で回転する。

次に、信号源２１でＢ−ｓｉｎｃｌＪｃ−Ｔなる信号を
時刻Ｔ２で発生させるとモータ３の回転数は第２図（ｂ
）の時間特性を示す。即ち、モータ３の回転数はミキサ
ー２２の出力に比例するから、ω＝ω。＋△ω争ｓｉｎ
ωｃ拳Ｔ　　　　　（＋　）ここで、△ωは上記信号振
幅已に比例する回転数である。同図（ｂ）のａ＝ｂでは
ωは時間と共に増大するため、第１図のウェハＩはｒ方
向と共に正のθ方向に加速される。これに対し、ｂ＝ｃ
ではωは時間と共に減少し、「方向と共に負のθ方向に
加速される。

従って、上記方法でウェハ１を回転させると同時に仕切
り弁１４を開いてノズル１３でレノストを塗布すればウ
ェハｌ上のレノストはｒ方向と共に０方向にも流動し、
第４図のバタン４６またはバタン４７も正常に形成でき
る。

なお、本発明は上記実施例の他、レノストの平坦化が要
求される多層レジスト工程やエッチバック工程等にも適
用できることはいうまでもない。

「発明の効果」 以上説明したように本発明を用いれば、バタン表面形状
に依存することなくウェハ上にレジストを平坦に塗布で
きるため高精度なバタン形成が実現できるとＪ（にＬＳ
Ｉ製造における歩留りの向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例として示したレジスト塗布装
置の概略構成図、第２図（ａ）　、　（ｂ）は第１図に
示すレジスト塗布装置の動作原理を示す説明図、第３図
は従来のレジスト塗布装置の概略構成図、第４図、第５
図（ａ）〜（ｄ）、第６図（ａ）〜（ｄ）はいずれら第
３図に示すレジスト塗布装置の問題点を説明するための
説明図である。 ・・軸受け、８．９ ・・・真空パイプ、 トキャニスタ、 １５．１６，１８ １・・・・・・信号源、 ２３．２４・・・・・・信号線、１０・・・１１・・・
・・・ホース、１２・・・・・・レジス１３・・・・・
・ノズル、１４・・・・・・仕切弁、・・・・・パイプ
、１７・・・・・減圧弁、２２２・・・・・ミキサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウェハを固定する手段と、ウェハの中心を通りかつウェ
   ハ面と直交する直線を回転軸としてウェハを回転させる
   手段と、ウェハの回転数を一定の周期で増減させる手段
   及びウェハ表面にレジスト溶液を滴下する手段を有する
   ことを特徴とするレジスト塗布装置。