JPS5833697B2 - フオトレジストの両面塗布装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体ウェファに対するフォトレジストの両
面塗布装置に係り、特に均質なフォトレジスト層を得る
ことのできる両面塗布装置に関するものである。

集積回路等の製造に当り、いわゆるフォトエツチングの
技術が駆使されているが、その一工程として半導体ウェ
ファの表面にフォトレジストを塗布乾燥する工程がある
○フォトエツチングの各工程はすべて集積回路における
バタ・−ンの解像度に影響するので、良質の集積回路を
得るためにはフォトレジストの塗布並びに乾燥がバラツ
キなくしかも各部均等に行なわれる必要がある。

半導体ウェファの材料であるシリコンを製造するには大
量の電力を必要とし、したがって高価なものであるから
、最近ではこれを有効に利用するためその裏面にもフォ
トレジストを塗って両面に回路を形成することが行なわ
れている。

従来、半導体ウェファの両面にフォトレジストを塗る具
体的手段としては、カセット中に複数枚のウェファを収
容してフォトレジスタ塗布装置の一端にセットし、一枚
ずつ順次ウェファを供給する。

一方の面にフォトレジストが塗られかつ乾燥されたウェ
ファは前記塗布装置の他端に設けられたカセット中に順
次収容される。

これらのウェファはさらに裏面にフォトレジストを塗る
ため別のカセットに反転して移し替える。

このカセットを再度フォトレジスト塗布装置の一端にセ
ットし、同様の経過で裏面の塗布を行なった後他端のカ
セット中に収容する。

このカセットを乾燥量中に入れて乾燥した後、次段の両
面露光装置において露光作業を行なう。

このように従来の両面塗布手段は分離された装置による
複数の工程からなるため手数を要するとともに、表面を
塗る工程と裏面を塗る工程との間にかなりの時間が経過
するのが普通である。

したがって、この間における塗料の状態の変化、作業環
境の変化等により表裏面に塗布したフォトレジストの質
にバラツキが生じあるいは半導体において、最も嫌うダ
ストを拾うなどの欠点があった。

この発明は上記の欠点を除去し、半導体ウェファに対す
るフォトレジストの表面の塗布部と裏面の塗布部との間
にウェファの反転機構を設は短時間に両面の塗布を行な
うことにより、表裏面のフォトレジストが均一かつ良質
であり作業の途中においてフォトレジスト面を傷めるこ
とがなくしかもダスト等を拾うこともないので精度のよ
い素子を得ることのできるフォトレジストの両面塗布装
置を提供しようとするものである。

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図および第２図において１はこの装置の本体であり
、この本体１の上面に半導体ウェファの第１の移送路２
を形成する。

移送路２の具体的構成としてはゴム等の無端ベル）３ａ
、 ３ｂ 。

３ｃ・・・を用いる。

第１の移送路２の始端に第１のカセット装着部４を形成
する。

このカセット装着部４には複数段の棚を備えたカセット
が装着され上下方向に１段ずつ移動することにより半導
体ウェファＳＷを１枚ずつ第１の移送路２上に供給する
ものである。

第１の移送路２の途中には第１のフォトレジスト塗布部
５が設けられている。

このフォトレジスト塗布部５は下部容器６と下部容器６
の中心で回転する真空チャックＩと蓋８とによって密閉
型に構成されている。

真空チャック７は頂部に円板状の吸着部９を備え半導体
ウェファＳＷを吸着しつつ電動機１０によって回転され
るものである。

また下部容器６は半導体ウェファＳＷにフォトレジスト
を塗布する際、図示しないシリンダ装置によって押し上
げられて蓋８と密着する構成がとられている。

下部容器６には吸気管１１および下部にたまったフォト
レジストの排出管１２が接着されている。

第１のフォトレジスト塗布部５を挾んでその両側に第１
および第２の摺動テーブル１３および１４が設けられて
いる。

第１の摺動テーブル１３はフォトレジスト塗布部５に対
する第１のウェファ供給手段に相当し、第２の摺動テー
ブル１４は前記塗布部５に対する第１のウェファ搬出手
段に相当する。

これらの摺動テーブル１３．１４は図示しないシリンダ
装置によって昇降自在であり、またシリンダ装置１５，
１６によりガイド１７，１８に沿って図示左右方向に移
動自在なものである。

摺動テーブル１３は第１の移送路２上を送られてきた半
導体ウェファＳＷを吸着により下部より持ち上げて水平
状態を維持したまま真空チャック７上に載置するための
ものであり、また摺動テープル１４はフォトレジストの
塗布が終った真空チャック７上の半導体ウェファＳＷを
吸着により下部より持ち上げ水平状態を維持したまま移
動させて前記第１の移送路２上に戻すためのものである
。

第２の摺動テーブル１４の次に第１の乾燥部１９が設け
られている。

この乾燥部１９にはストップピン２０，２１が出没自在
に形成され、かつホットプレート方式が採用されている
。

第１の移送路２の終端には、第２のカセット装着部２２
が形成されている。

このカセット装着部２２にも複数段の棚を備えたカセッ
トが装着され、上下方向に１段ずつ移動することにより
フォトレジストの塗布の終った半導体ウェファＳＷを１
枚ずつ順次収納することができるものである。

ただし、このカセットは半導体ウェファＳＷの表面に続
き直ちに裏面にフォトレジストを塗布する場合には使用
されない。

第１の移送路２の終端部と直交して第２の移送路２３が
設けられている。

この移送路２３の場合も第１の移送路２の場合と同様に
ゴム等の無端ベルト２４ａ 、２４ｂによって構成され
る。

第２の移送路２３の途中に半導体ウェファＳＷを裏返し
にするための反転器２５が設けられている。

反転器２５は半導体ウェファＳＷの吸着部２６、この吸
着部２６を支持する腕部２７と、この腕部２７を反転さ
せる機構および上下方向に移動させる機構を含む駆動部
２８を備えている。

この反転器２５は半導体ウェファＳＷを吸着により下部
より持ち上げ水平状態を保ったまま上昇させて反転波水
平状態を保ったまま下降させて再び前記第２の移送路２
上に戻すものである。

第３図および第４図は反転器２５の詳細を示すもので、
吸着部２７は中央に吸気用の小孔２９を備え、腕部２７
によって支持されている。

この腕部２７は可動体３０に軸受３１により回動自在に
支持され、その端部にピニオン３２を備えている０３３
はこのピニオン３２と噛合するラックであり、反動体３
０には支持体３５および基板３６を貫通して摺動する１
対の摺動杆３７．３８が設けられ、また一端の延長部３
９にはねじ孔４０が形成されている。

４１はこのねじ孔４０と螺合するねじ棒であり、支持体
３５より突出して形成した支持部４２に軸受４３．４４
によって回転自在に支持されている。

ねじ棒４１の基端はカップリング４５により上下駆動用
のモータ４６の軸に連結されている０ したがってこの反転器２５はモータ４６の回転により、
ねじ棒４１が回転し、このねじ棒４１とねじ孔４０との
螺合を通じて可動体３０が摺動杆３７．３８に案内され
て上下方向に移動する。

また反転用シリンダ装置３４によりラック３３を駆動す
ることにより、ピニオン３２との噛合を通じて腕部２７
が回動じ吸着部２６を反転させることができるものであ
る○ 再び第１図および第２図に戻って、第２の移送路２３の
延長部と直交して第３の移送路４７が形成されている。

したがってこの移送路４７は前記第１の移送路２と平行
した状態にある。

第３の移送路４７にもゴム等の無端ベルト４８ａ 。

４８ｂ・・・が設けられている。

第３の移送路４７の始端には第３のカセット装着部４９
、またその途中には密閉型の第２のフォトレジスト塗布
部５０、第２のウェファ供給手段に相当する第３の摺動
テーブル５１、第２のウェファ排出手段に相当する第４
の摺動テーブル５２、第２の乾燥部５３、第３の乾燥部
５４、さらにその終端には第４のカセット装着部５５が
設けられている。

また５６，５７は摺動テーブル５１．５２を、駆動する
ためのシリンダ装置であり、５８．５９はその際のガイ
ドである。

第３の移送路４７に設けられた各部はいずれも第１の移
送路２のカセット装着部４、フォトレジスト塗布部５、
摺動テーブル１３，１４、シリンダ装置１５，１６、乾
燥部１９、カセット装着部２２にそれぞれ対応し略同−
の構成を備えている。

なお第１ないし第３の移送路２，２３，４７には半導体
ウェファＳＷを停止させるためのストップピン、吸着さ
せるための吸気干しあるいはこれを路面より剥離させる
ための送気孔等が随近に設けられている。

また６０はこの装置全体を制御するための制御部である
。

次にこの両面塗装装置の作用を説明する。

まず第１のカセット装置部４に装置されたカセットを上
下方向に１段ずつ移動させ、半導体ウェファＳＷを１枚
ずつ第１の移送路２の始端に供給する。

これらの半導体ウェファＳＷは第１の摺動テーブル１３
の位置にとまり、摺動テーブル１３が図示しないシリン
ダ装置により上昇し、シリンダ装置１５によって第１の
フォトレジスト塗布部５の方向に前進させられた後下降
し、半導体ウェファＳＷを真空チャック７の吸着部９上
に載置する。

すなわち半導体ウェファＳＷは第１のウェファ供給手段
によって、吸着により下部より持ち上げられ水平状態を
維持したまま移動が行なわれ真空チャック７上に供給さ
れる。

ここで吸気管１１が働いて半導体ウェファＳＷを吸着さ
せるとともに摺動テーブル１３は元の位置に復帰する。

第１のフォトレジスト塗布部５においては、下部容器６
が図示しないシリンダ装置によって押し上げられて蓋８
と密着して比較的小容積の密閉空間を形成し、吸着部９
が電動機１０によって回転されて半導体ウェファＳＷが
回転する。

このようにしてフォトレジスト液を上部より滴下して半
導体ウェファＳＷの表面に均一に塗布する。

ここで電動機１０を停止させ、下部容器６を下降させる
。

次いで第２の摺動テーブル１４をシリンダ装置１６によ
りフォトレジスト塗布部５へ移動させ、これを上昇させ
て半導体ウェファＳＷを吸着させた後、元の位置に復帰
させさらに下降させることにより半導体ウェファＳＷを
第１の移送路２上に置く。

すなわち半導体ウェファＳＷは第１の搬出手段によって
、吸着により下部より持上げられ水平状態を維持したま
ま移動され再び第１の移送路２に復帰させることが行な
われる。

この半導体ウェファＳＷはベルト駆動により第１の乾燥
部１９に移送されストップピン２０．２１により停止さ
れるとともに、吸気孔により吸着されて例えば１２０〜
１３５℃において３０〜４５秒加熱される。

このようにホトレジストの塗布乾燥された半導体ウェフ
ァＳＷは第１の移送路２上を再び移送され、その終端部
において第２の移送部２３上に乗り移る。

第２の移送路２３上を送られた半導体ウェファＳＷはや
がて反転器２５の位置に停止する。

ここで吸気用の小孔２９によって半導体ウェファＳＷを
吸着部２６に吸着させ、モーフ４６を回転させることに
より可動体３０を上昇させる。

次いで反転用シリンダ装置３４によってラック３３、ピ
ニオン３２の噛合を通じて腕部２７を回動させ半導体ウ
ェファＳＷを反転させる。

さらに、モーフ４６を逆転させることにより、可動体３
０を下降させ第２の移送路２３上に載置した状態で半導
体ウェファＳＷの吸着を解く。

すなわち半導体ウェファＳＷは、反転器２５において、
吸着により下部より持ち上げられ水平状態を保ったまま
上昇されて反転した後水平状態に保ったまま下降されて
再び前記第２の移送路２３上に戻すことが行なわれてい
る。

反転された半導体ウェファＳＷは再び第２の移送路２３
上を送られ、その端末において第３の移送路４７に送ら
れ、第１の移送路２の場合に説明したと同様の経過をた
どって第２のフォトレジスト塗布部５０において裏面に
フォトレジストの均一な塗布が行なわれ、第２および第
３の乾燥部５３．５４において複数段の乾燥が行なわれ
て第４のカセット装着部５５に準備されたカセット中に
順次収納される。

この場合に、第２のフォトレジスト塗布部５０も密閉型
に構成され、第２のウェファ供給手段によって第３の移
送路４７上を送られてきた半導体ウェファＳＷを吸着に
より下部より持ち上げ水平状態を維持したまま移動させ
て前記第２の塗布部の真空チャック７上に載置するとと
もに、第２のウェファ搬出手段によりフォトレジストの
塗布が終った真空チャック７上の半導体ウェファＳＷを
吸着により下部より持ち上げ水平状態を維持したまま移
動させて第３の移送路４７に戻すことが行なわれる。

ちなみに上記乾燥工程の数値を示せば、例えば第２の乾
燥部５３では６０〜７０’Ｃで１５〜２５秒、第３の乾
燥部５４では１１０°〜１２０℃で１５〜２５秒の乾燥
が行なわれる。

かくして両面にホトレジストの塗布された半導体ウェフ
ァは次段の両面露光装置において露光作業が行なわれた
後ホトエツチングを行なう。

この発明の両面塗布装置は反転器を移送路の途中に設け
ることにより、半導体ウェファの両面にフォトレジスト
を連続して極めて短時間に行なうものである点に特徴が
ある。

したがって表面を塗る工程と裏面を塗る工程との間に長
時間の経過がある従来の場合のように塗料の状態の変化
、作業環境の変化等に起因するバラツキを生ずるおそれ
もなく、またこの間においてダストを拾う心配もない。

したがって均一で良質の塗布を行ない得るので精度のよ
い半導体素子を得ることができる。

また塗布乾燥を一貫した工程で行なうものであるから、
効率的に作業を行なうことができ多量生産に適したもの
とすることができる。

この発明の両面塗布装置は各部の構成においても、両面
に形成されるフォトレジスト層が均一かつ良質なもので
あるとともに製造工程の途中においてフォトレジスト層
を傷めることがない特長を一層高めるように集中して格
段の配慮がなされている。

すなわち、この発明の塗布装置は第１に、第１および第
２のフォトレジスト塗布部を蓋８、下部容器６およびそ
の中心にあって回転する真空チャック７を有する密閉型
に構成している○このようにして、蓋８と下部容器６を
密着させ密閉空間を作ることによりフォトレジスト液中
の有機溶剤をガスとしてこの空間内に充満させ、濡れた
雰囲気が形成される。

したがって、フォトレジストの急速な乾燥が抑えられる
ので、フォトレジスト液は真空チャック７の回転ととも
に流動性を保って周囲に拡がって行き厚さの均一な層を
形成することができる。

また真空チャック７の回転により周囲に飛び散るフォト
レジストの一部は濡れた雰囲気によって緩衝され壁面を
伝って流下しはね返りもないので、形成されたフォトレ
ジスト層の表面にさらに付着しフォトレジスト層の質を
低下させることがなく良質のものを得ることができる。

第２に、この発明においてフォトレジスト塗布部５およ
び５０に対するウェファＳＷの供給は、摺動テーブル１
３，５１のような半導体ウェファＳＷを吸着により下部
より持ち上げ水平状態を維持したまま移動させて真空チ
ャック７上に載置する第１および第２のウェファ供給手
段により行なっている。

またフォトレジストの塗布が終った真空チャックＩ上の
半導体ウェファＳＷの搬出は、半導体ウェファＳＷを吸
着により下部より持ち上げ水平状態を維持したまま移動
させて第１または２の移送路２，４７上に戻す第１およ
び第２の搬出手段により行なっている。

したがって半導体ウェファＳＷのフォトレジスト塗布面
にはウェファ供給手段が直接触れることがなくしかもフ
ォトレジスト塗布直後の半導体ウェファＳＷも水平状態
を保ったまま移動するので半導体ウェファが傾むくこと
によりフォトレジストが片寄ってフォトレジスト面が不
均一となるようなおそれもない。

第３に、この発明は両面塗布のため半導体ウェファを反
転させるに際して、最も無理のない状態で反転させしか
もフォトレジスト面を最も傷めることの少ない状態で移
送路上に復帰させている。

すなわち、例えば半導体ウェファＳＷの吸着部２６と、
この吸着部を支持する腕部２７と、この腕部２７を反転
させる機構および上下方向に移動させる機構を含む駆動
部とを備えたような反転器を用い、半導体ウェファＳＷ
を吸着により下部より持ち上げ水平状態を保ったまま上
昇させて反転波水平状態を保ったまま下降させて再び第
２の移送路２３上に戻すものである。

したがって半導体ウェファＳＷは最大限水平に保たれ、
最も重要な反転後のフォトレジスト面を初めて移送路上
に触れさせる際も、水平な状態において無理な力が加わ
らないかたちで静かに載置されるのでこれを傷めること
がない。

上述した両面塗布装置は反転器を用いない場合にはその
まま一方の面に２回塗りを行なうことができ、フォトレ
ジストの塗布層を厚くする要求に答えることができる○
また第２および第３のカセット装着部２２．２９を用い
、第１および第２の移送路２および２３を別々に使用す
れば片面塗りを併行して行なうこともでき、極めて多機
能を備えたものということができる。

なお、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く要旨を変更しない範囲において種々変更して実施する
ことができる。

例えば反転器、フォトレジスト塗布部、乾燥部等の構造
も図示のもののみに限定されるものではない。

また半導体ウェファの移送路にゴムの無端ベルトを用い
たものを示したが、これはいわゆるエアベアリング等信
の手段によるものであっても差し支えない。

以上述べたようにこの発明によれば、半導体ウェファに
対するフォトレジストの表面の塗布部と裏面の塗布部と
の間にウェファの反転機構を設は短時間に両面の塗布を
行なうことにより、表裏面のフォトレジストが均一かつ
良質であり作業の途中においてフォトレジスト面を傷め
ることがなくしかもダストを拾うこともないので精度の
よい素子を得ることのできるフォトレジストの両面塗布
装置を提供することができる０

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の平面図、第２図は同実施
例の正面図、第３図は同実施例において用いた反転器部
分の平面図、第４図は同じく一部を切欠いて示した側面
図である０ １・・・・・・本体、２・・・・・・第１の移送路、３
ａ ）３ｂ＋３ｃ・・・・・・無端ベルト、４・・・・
・・第１のカセット装着部、５・・・・・・第１のフォ
トレジスト塗布部、６・・・・・・下部容器、７・・・
・・・真空チャック、８・・・・・・蓋、９・・・・・
・吸着部、１０・・・・・・電動機、１１・・・・・・
吸気管、１２・・・・・・排出管、１３，１４・・・・
・・摺動テーブル、ｉｓ、ｉｓ・・・・・・シリンダ装
置、１７，１８・・・・・・ガイド、１９・・・・・・
第１の乾燥部、２０．２１・・・・・・ストップピン、
２２・・・・・・第２のカセット装着部、２３・・・・
・・第２の移送路、２４ａ 、２４ｂ・・・・・・無端
ベルト、２５・・・・・・反転器、２６・・・・・・吸
着部、２７・・・・・・腕部、２８・・・・・・駆動部
、２９・・・・・・小孔、３０・・・・・・可動体、３
１・・・・・・軸受、３２・・・・・・ピニオン、３３
・・・・・・ラック、３４・・・・・・反転用のシリン
ダ装置、３５・・・・・・支持体、３６・・・・・・基
板、３７ 、３８・・・・・・摺動杆、３９・・・・・
・延長部、４０・・・・・・ねじ孔、４１・・・・・・
ねじ棒、４２・・・・・・支持部、４３，４４・・・・
・・軸受、４５・・・・・・カップリング、４６・・・
・・・上下駆動用のモーフ、４７・・・・・・第３の移
送路、４８ａ、４８ｂ・・・・・・無端ベルト、４９・
・・・・・第３のカセット装着部、５０・・・・・・第
２のフォトレジスト塗布部、５１・・・・・・第３の摺
動テーブル、５２・・・・・・第４の摺動テーブル、５
３・・・・・・第２の乾燥部、５４・・・・・・第３の
乾燥部、５４・・・・・・第４のカセット装着部、５６
，５７・・・・・・シリンダ装置、５８．５９・・・・
・・ガイド、６０・・・・・・制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体ウェファを１枚ずつ順次移送する第１の移送
   路と、この移送路の途中に設けられ蓋、下部容器および
   その中心にあって回転する真空チャックを有する密閉型
   の第１のフォトレジスト塗布部と、前記第１の移送路上
   を送られてきた半導体ウェファを吸着により持ち上げ水
   平状態を維持したまま移動させて前記真空チャック上に
   載置する第１のウェファ供給手段と、フォトレジストの
   塗布が終ったこの真空チャック上の半導体ウェファを下
   部より持ち上げ水平状態を維持したまま移動させ前記第
   １の移送路上に戻す第１のウェファ搬出手段と、前記第
   １の移送路にこの搬出手段の後順位に設けられた第１の
   乾燥部と、前記第１の移送路と連絡され半導体ウェファ
   を１枚ずつ順次移送する第２の移送路と、この第２の移
   送路の途中に設けられ半導体ウェファを吸着により下部
   より持ち上げ水平状態を保ったまま上昇させて反転波水
   平状態を保ったまま下降させて再び前記第２の移送路上
   に戻す反転器と、前記第２の移送路と連絡され半導体ウ
   ェファを１枚ずつ順次移送する第３の移送路と、この第
   ３の移送路の途中に設けられ蓋、下部容器およびその中
   心にあって回転する真空チャックを有する密閉型の第２
   のフォトレジスト塗布部と、前記第３の移送路上を送ら
   れてきた半導体ウェファを吸着により下部より持ち上げ
   水平状態を維持したまま移動させて前記第２の塗布部の
   真空チャック上に載置する第２のウェファ供給手段と、
   フォトレジストの塗布が終ったこの真空チャック上の半
   導体ウェファを吸着により下部より持ち上げ水平状態を
   維持したまま移動させて前記第３の移送路上に戻す第２
   のウェファ搬出手段と、前記第３の移送路の途中にこの
   ウェファ搬出手段の後順位に設けられた第２の乾燥部と
   を備え、半導体ウェファの表裏面に対するフォトレジス
   トの塗布を連続的かつ比較的短時間に行なうことを特徴
   とするフォトレジストの両面塗布装置。 ２ 上記第１および第２の移送路は平行して設けられ第
   ３の移送路は前記第１および第２の移送路に対して直交
   して設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のフォトレジストの両面塗布装置。 ３ 上記第１の移送路の始端と第３の移送路の終端に少
   くともそれぞれカセット装着部が設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフォトレジスト
   の両面塗布装置。 ４ 上記第１の移送路および第３の移送路の各始端並び
   に各終端にそれぞれカセット装着部が設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフォトレジ
   ストの両面塗布装置。 ５ 上記反転器は半導体ウェファの吸着部と、この吸着
   部を支持する腕部と、この腕部を反転させる機構および
   上下方向に移動させる機構を含む駆動部とを備えたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフォトレジス
   トの両面塗布装置０６ 上記第２の乾燥部の後順位に第
   ３の乾燥部を備えていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の両面塗布装置。