JPS63294965A - 回転塗布装置 - 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） この発明は、回転塗布装置に係り、特に半導体ウェハに
パターンを形成するときの感光剤の塗布や、この半導体
ウェハのパターン形成に必要なマスクを製作するときの
感光剤塗布などに好適な回転塗布装置に関する。

（従来の技術） 半導体ウェハプロセスにおいては、半導体ウェハに感光
剤を塗布して、その被膜に所定のパターンを焼付ける工
程がある。このパターン焼付けには、マスクが用いられ
るが、このマスクもまた、板状基体に感光剤を塗布して
製作される。

従来より、この感光剤を塗布する装置として、第３図に
示すものがある。この塗布装置は、上端に開口をもつ外
囲器■と、感光剤が塗布される基体、たとえば半導体ウ
ェハ（Ｗ）を吸着保持するチヤック■を駆動装置により
回転駆動するようにした基体保持装置■とから構成され
ているにの装置における感光剤の塗布は、チャック■に
たとえば半導体ウェハ（Ｗ）を吸着保持させ、この半導
体（Ｗ）の塗布面に感光剤（Ｐ）を滴下したのち、チャ
ック■を回転させて、滴下した感光剤（Ｐ）をその塗布
面上に拡げることによりおこなわれる。このとき、半導
体ウェハ（Ｗ）の周縁部に達した余剰の感光剤（Ｐ）は
、遠心力によって放射方向に飛散し、外囲器■内側面な
どに被着する。この飛散する感光剤の被着を防止するた
め、この回転塗布装置では、下部に俳風する排出装置を
取付け、外囲器■上端の開口から流入する空気をキャリ
アとして飛散する感光剤を強制排出させる。

そのため、この回転塗布装置では、外囲器の上端の開口
から半導体ウェハ（Ｗ）の感光剤塗布面およびその側方
を通って排出装置に通ずる空気の流れができる。そのた
め、この空気の温度が変化すると、半導体（Ｗ）の表面
温度、したがって、感光剤の成膜速度が変化し、塗布膜
を一定膜厚にすることおよびその均一性を低下させる。

また、このような装置では、上記一定膜厚の形成および
その均一性の低下がチャック■に保持された半導体ウェ
ハ（Ｗ）近傍の装置の温度変化によってもおこる。

ところで、この半導体（Ｗ）に形成する感光剤の膜厚の
変動を少くしかつ膜厚分布を均一にすることは、特に高
密度半導体装置に要求される精密微細なパターンの製作
に重要であり、上記従来の回転塗布装置では、十分に満
足できる感光剤被膜を形成することができない。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように従来の回転塗布装置は、基体を保持するチ
ャックを駆動装置により回転駆動するようにした基体保
持装置を外囲器で取囲む構造に形成され、かつ排出装置
によって、上記回転駆動装置の回転駆動により基体の周
辺部から飛散する余剰の感光剤を外囲器の上端開口から
流入する空気とともに排出するようになっているので、
この外囲器の上端開口から流入する空気の温度変化のた
めに、感光剤被膜の膜厚が変化したり、膜厚分布の均一
性が低下するなどの問題がある。また、その膜厚や膜厚
分布が周囲装置の温度によっても変化するという問題が
ある。

さらに、本発明者は、より精度の高い膜厚一定の塗布膜
を形成し、その膜厚分布を均一にするためには、基体に
塗布された感光剤と接触する気体の湿度も制御する必要
があることがわかった。

この発明は、上記問題点にかんがみてなされたものであ
り、流入空気の温度や湿度の影響、および周囲装置の温
度の影響をなくして、基体に一定かつ均一な膜厚を有す
る塗布膜を安定に製作できる回転塗布装置を得ることを
目的とする。

〔発明の構成〕

、（問題点を解決するための手段） 基体を保持して回転駆動する基体保持装置と、この基体
保持装置を取囲む外囲器とを有する回転塗布装置におい
て、上記基体保持装置に保持された基体に温度および湿
度調節された気体を供給する気体供給装置を設けるとと
もに、上記基体保持装置に保持された基体の溶液塗布面
近傍の温度および湿度を測定する検出器を設け、制御装
置によりこの検出器から送出される出力に基づいて上記
気体供給装置から供給される気体の温度および湿度を調
節し、この調節された気体と上記基体に供給された余剰
の溶液を排出装置により外囲器外に排出するように構成
した。

（作用） 上記のように、基体保持装置に保持された基体に温度お
よび湿度調節された気体を供給する気体供給装置を設け
るとともに、この基体保持装置に保持された基体の溶液
塗布面近傍の温度および湿度を測定する検出器を設けて
、この検出器がら送出される出力に基づいて、制御装置
により上記気体供給装置から供給される気体の温度およ
び湿度を調節すると、気体の温度や周囲装置の温度の影
響、および気体の湿度の影響をなくして、一定かつ均一
な膜厚を有する塗布膜を安定に製作することができる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図にこの発明の一実施例として、半導体ウェハに感
光剤を塗布する回転塗布装置を示す、この回転塗布装置
は、基体すなわちこの例では半導体ウェハ（Ｗ）を吸着
保持するチャック■を１回転駆動装置により回転駆動し
、かつリニアアクチュエータによりその回転軸（１０）
方向（上下方向）に進退する基体保持装置（１１）を有
する。この基体保持装置（１１）は、上端に開口を有す
る外囲器（１２）内側に設置され、チャック■は、この
外囲器（１２）の開口を通って進退するようになってい
る。

しかして、この回転塗布装置には、上記外囲器（１２）
の開口部に気体供給袋ｆｆｌ　（１３）が設けられてい
る。この気体供給装置ｆ　（１３）は、上記外囲器（１
２）の開口内側に装着された混合室（１４）、この混合
室（１４）に温度調節された気体を所定の流量で放出す
るノズル（１５）および湿度調節された気体を所定の流
量で放出するノズル（１６）から構成されている。

そして、この気体供給装置（１７）のノズル（１５）か
ら放出される気体の温度およびその流量、およびノズル
（１６）から放出される気体の湿度およびその流量は、
それぞれ各ノズル（１５）、　（１６）に取付けられた
温度制御装置（１８）および湿度制御装置（１９）によ
り、外囲器（１２）の開口内側に、下部停止位置にある
チャック■に保持された半導体ウェハ（Ｗ）に接近して
その感光剤塗布面近傍の雰囲気温度および湿度を測定す
る検出器（２０）、　（２１）の出力に基づいて制御さ
れるようになっている。

また、この回転塗布装置の下部には、上記気体供給装置
（１７）から供給された気体とともに、チャック■に保
持されてこのチャック■とともに回転する半導体ウェハ
（Ｗ）の周縁部から、遠心力により放射方向に飛散する
余剰の感光剤を排出するための排出装置が設けられてい
る。

なお、上記気体供給装置（１７）の混合室（１４）の側
壁下部には、半導体ウェハ（Ｗ）を出し入れするための
移載用開孔（２２）が設けられている。

この回転塗布装置における感光剤の塗布は、っぎのよう
におこなわれる。

あらかじめ、ノズル（１５）、　（１６）から、検出器
（２０）、　（２１）の出力に基づいて温度および湿度
調節された気体を一定流量で放出させ、チャック■に吸
着保持された半導体ウェハ（Ｗ）に一定温度、湿度の気
体を供給できるようにしておくとともに。

排出装置を動作させておく。この状態において、まず、
第２図（Ａ）図に示すように、基体保持装置（１１）の
リニアアクチュエータを動作させて、チャック■を気体
供給装置（１３）の混合室（１４）に設けられた移載用
開孔（２２）と同じ高さの上部停止位置まで上昇させる
。そして、図示しない移載装置により、上記移載用開孔
（２２）を介して半導体ウェハ（Ｗ）を上記チャック■
に移載する。ついで、チャック■は、この移載された半
導体ウェハ（Ｗ）を吸着保持して、（Ｂ）図に示す下部
停止位置まで下降する。

しかるのち、図示しない感光剤塗布装置によりこの半導
体ウェハ（Ｗ）の塗布面に一定量の感光剤（Ｐ）を滴下
し、その後、回転駆動装置によりチャック■を回転して
、上記滴下した感光剤（Ｐ）を塗布面上に拡げる。この
場合、半導体ウェハ（Ｗ）の周縁部に達した余剰の感光
剤（Ｐ）は、遠心力によって放射方向に飛散するが、こ
の飛散する感光剤（Ｐ）と上記気体供給装置（１３）か
ら供給される気体とが排出装置により装置外に排出され
る。

なお、塗布完了した半導体ウェハ（Ｗ）は、リニアアク
チュエータにより上記上部停止位置まで上昇するチャッ
ク■により持上げられ、この位置において、チャック■
の吸着を解除したのち、移載装置により、移載用開孔（
２２）を介して取出される。

ところで、上記のように回転塗布装置を構成すると、半
導体ウェハ（Ｗ）に感光剤（Ｐ）の塗布する期間中、そ
の塗布膜に一定温度、湿度の気体を接触させ、かつ気体
供給装置（１３）からの気体の供給と排出装置の排出と
による気体の流れにより、その塗布膜を周囲装置から断
熱して、ばらつきの少い膜厚一定の塗布膜を形成でき、
また、各半導体ウェハ（Ｗ）における膜厚分布を均一に
することができる。したがって、この回転塗布装置によ
り半導体（Ｗ）に感光剤（Ｐ）を塗布すると、高密度半
導体装置に要求される微細パターンを安定して製作する
ことができる。

なお、上記実施例において、外気の混入を少くするため
、混合室に設けられた移載用開孔にシャッターを設けて
、必要時にのみ開放するようなことは任意におこなって
よい。

なお、上記実施例では、半導体ウェハの感光剤塗布につ
いて述べたが、この発明の回転塗布装置は、半導体ウェ
ハプロセスに用いられるマスクの製作にも利用できるし
、その他、各種基体に任意溶液を塗布して、所定の被膜
を形成する場合にも用いることができる。

〔発明の効果〕

基体を保持して回転駆動する基体保持装置と、この基体
保持装置を取囲む外囲器とを有する回転塗布装置に、上
記基体保持装置に保持された基体に、気体を供給する気
体供給装置を設けるとともに、その基体保持装置に保持
された基体の溶液塗布面近傍の温度および湿度を測定す
る検出器を設け、この検出器から送出される出力に基づ
いて、制御装置により上記気体供給装置から供給される
気体の温度および湿度を調節し、かつこの調節された気
体と上記基体に供給された余剰の溶液を、排出装置によ
り外囲器外に排出するように構成したので、基体に溶液
を塗布する期間中、その塗布膜に一定温度および湿度の
気体を接触させ、かつ、気体供給装置からの気体の供給
と排出装置からの排出とによる気体の流れにより、その
塗布膜を周囲装置から断熱して、ばらつきの少ない膜厚
一定かつ均一な被膜を安定して製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である半導体ウェハに感光剤
を塗布する回転塗布装置の構成を示す図、第２図（Ａ）
および（Ｂ）図はそれぞれその動作説明図、第３図は従
来の半導体ウェハに感光剤を塗布する回転塗布装置の構
成を示す図である。 （２）・・・チャック　　　　（１１）・・・基体保持
装置（１２）・・・外囲器　　　　（１３）・・・気体
供給装置（１４）・・・混合室　　　　（１５）・・・
ノズル（１６）・・・ノズル　　　　（１８）・・・温
度制御装置（１９）・・・湿度制御袋１ｉ！　　（２０
）・・・検出器（２１）・・・検出器 代理人　　弁理士　　井　上　−男 ２／　Ｊｆ出益 ユ 第　　３　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体を保持して回転駆動する基体保持装置と、こ
   の基体保持装置を取囲む外囲器と、上記基体保持装置に
   保持された基体に温度および湿度調節された気体を供給
   する気体供給装置と、上記基体保持装置に保持された基
   体の溶液塗布面近傍の温度および湿度を測定する検出器
   と、この検出器の出力に基づいて上記気体供給装置から
   供給される気体の温度および湿度を調節する制御装置と
   、上記気体供給装置から供給された気体と上記基体に供
   給された余剰の溶液を上記外囲器外に排出する排出装置
   とを具備することを特徴とする回転塗布装置。
2. （２）気体供給装置は温度調節可能な乾燥気体を供給す
   る第１気体供給部と、湿気を含んだ気体を供給する第２
   気体供給部と、これら両気体供給部から供給されたた気
   体を混合する混合器とを有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の回転塗布装置。