JP2649156B2 - Resist coating apparatus and method - Google Patents
Resist coating apparatus and methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はレジスト塗布装置と方法に関する。The present invention relates to a resist coating apparatus and method.
（従来の技術） 被処理基板例えば半導体ウエハに対してレジストを塗
布する場合、半導体ウエハの被塗布面を上側に向けてウ
エハチャックで真空吸着し、被塗布面の中心部にレジス
トを滴下してウエハを高速回転させることにより、遠心
力でレジストを被塗布面に拡げて行く方式が行なわれて
いる。(Prior Art) When a resist is applied to a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer, the semiconductor wafer is vacuum-adsorbed with a wafer chuck with the surface to be coated facing upward, and the resist is dropped on the center of the surface to be coated There is a method in which a resist is spread on a surface to be coated by centrifugal force by rotating a wafer at a high speed.
例えば特開昭52−144971号公報には、塗布剤を滴下し
てウエハ状物体を回転することにより、塗布膜を形成す
る回転塗布装置が開示されている。For example, Japanese Patent Laying-Open No. 52-144977 discloses a spin coating apparatus that forms a coating film by dropping a coating agent and rotating a wafer-like object.
第６図において、レジストの飛散を防ぐためにカップ
（１）が周設され、このカップ（１）の中心軸上に滴下
ノズル（２）が設けられている。この滴下ノズル（２）
により塗布材料としてのレジストを半導体ウエハ（３）
に滴下する。この半導体ウエハ（３）を吸着保持してい
るチャック（４）を、出力軸（５）を介してスピンモー
ター（６）により回転し、上記半導体ウエハ（３）上の
レジストを拡散する。この際に飛散したレジストは、上
記カップ（１）により、排出管（８）を介して余分なレ
ジストを収容するドレインボックス（７）に収容する。
処理中の排気は、排気管（９）を介して図示しない排気
機構によりカップ（１）内の排気を行なう。In FIG. 6, a cup (1) is provided around the resist to prevent the resist from scattering, and a dropping nozzle (2) is provided on the center axis of the cup (1). This dripping nozzle (2)
A resist as a coating material on a semiconductor wafer (3)
To be dropped. A chuck (4) holding the semiconductor wafer (3) by suction is rotated by a spin motor (6) via an output shaft (5) to diffuse the resist on the semiconductor wafer (3). The resist scattered at this time is accommodated in the drain box (7) for accommodating extra resist through the discharge pipe (8) by the cup (1).
During processing, the inside of the cup (1) is exhausted by an exhaust mechanism (not shown) via an exhaust pipe (9).
（発明が解決しようとする課題） ところがこの方式では、少量のレジストにてウエハ塗
布を行なう場合ウエハが回転することにより発生する気
流やカップ外部からの気流等の影響により、半導体ウエ
ハ上に形成されたレジストの膜厚が不均一となる問題点
があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in this method, when a small amount of resist is applied to a wafer, the wafer is formed on a semiconductor wafer due to an air current generated by rotation of the wafer or an air current from outside the cup. There is a problem that the film thickness of the resulting resist becomes non-uniform.
本発明は、上記点に対処してなされたもので、膜厚が
均一なレジストを形成することができるレジスト塗布装
置と方法を提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a resist coating apparatus and method capable of forming a resist having a uniform thickness.
（課題を解決するための手段） 本発明は、前述の如くカップ内において被処理基板を
回転させ、カップの下方から排気して被処理基板表面の
レジストを拡散する如く構成されたレジスト塗布装置に
おいて、上記被処理基板の回転によりカップ内に発生す
る気流を通過させて該気流の乱れを緩和させる手段を、
上記被処理基板の上方に上記被処理基板と平行に設けた
ことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention relates to a resist coating apparatus configured to rotate a substrate to be processed in a cup as described above, and to exhaust air from below the cup to diffuse the resist on the surface of the substrate to be processed. Means for passing airflow generated in the cup due to the rotation of the substrate to be processed to reduce turbulence of the airflow,
It is characterized by being provided above the substrate to be processed in parallel with the substrate to be processed.
本発明のレジスト塗布装置にあっては、被処理基板表
面にレジストを供給する供給ノズルを被処理基板の上方
外に移動自在に設け、上記気流の乱れを緩和させる手段
を上記被処理基板の上方において昇降自在に設けること
が好ましい。In the resist coating apparatus of the present invention, a supply nozzle for supplying a resist to the surface of the substrate to be processed is movably provided above and outside the substrate to be processed, and means for reducing the turbulence of the air flow is provided above the substrate to be processed. It is preferable to be provided so as to be able to move up and down.
そして、以上のように構成されたレジスト塗布装置に
おいて、供給ノズルよりレジストを被処理基板の上面に
供給した後、レジストの供給ノズルを被処理基板の上方
外に移動させ、その後、上記被処理基板の上方に上記被
処理基板と平行に、被処理基板の回転により発生する回
転気流を通過させて該気流の乱れを緩和させる手段を配
置してから、被処理基板を回転させて処理を行うことに
よって、膜厚が均一なレジストを形成することができる
ようになる。In the resist coating apparatus configured as described above, after supplying the resist from the supply nozzle to the upper surface of the substrate to be processed, the supply nozzle of the resist is moved above and outside the substrate to be processed. A means for passing a rotating airflow generated by the rotation of the substrate to be processed and reducing turbulence of the airflow in parallel with the substrate to be processed, and then performing the processing by rotating the substrate to be processed Thereby, a resist having a uniform film thickness can be formed.
なお、上記気流の乱れを緩和させる手段は、好ましく
は、上記被処理基板の上面と平行に配置されるメッシ
ュ、より好ましくは複数枚のメッシュとすることができ
る。The means for alleviating the turbulence of the airflow may preferably be a mesh arranged in parallel with the upper surface of the substrate to be processed, more preferably a plurality of meshes.
（作用） 被処理基板を回転することにより発生する気流を緩和
する手段を設けたことにより、気流の影響による膜厚の
不均一性防止やレジスト消費量を低減することができ、
レジストの塗布を低コストで行なうことが可能となる。(Operation) By providing a means for reducing the airflow generated by rotating the substrate to be processed, it is possible to prevent the non-uniformity of the film thickness due to the influence of the airflow and to reduce the amount of resist consumed.
The application of the resist can be performed at low cost.
（実施例） 以下、本発明を半導体製造工程におけるレジスト塗布
工程に適用した実施例につき図面を参照して説明する。(Example) Hereinafter, an example in which the present invention is applied to a resist coating step in a semiconductor manufacturing process will be described with reference to the drawings.
第１図において、昇降機構（10）により上下動自在に
断面Ｕ字状で円筒状のチャンバー（11）が設けられてい
る。このチャンバー（11）には、気流を緩和するための
チャンバー（12）が設けられている。このメッシュ（1
2）は、着脱自在であり複数枚重合可能に設けられてい
る。上記チャンバー（11）と係合する如くカップ（13）
が設けられている。このカップ（13）内には被処理基板
例えば半導体ウエハ（14）を保持すめためのチャック
（15）が設けられている。このチャック（15）はモータ
ー（16）に連設しており、回転自在に設けられている。
上記半導体ウエハ（14）の中心軸上には供給ノズル（1
7）が設けられている。この供給ノズル（17）は、レジ
スト供給時に上記半導体ウエハ（14）の中心軸上に移動
し、供給後はカップ（13）上方外に移動する構成に設け
られている。In FIG. 1, a cylindrical chamber (11) having a U-shaped cross section is provided so as to be vertically movable by an elevating mechanism (10). The chamber (11) is provided with a chamber (12) for reducing airflow. This mesh (1
2) is detachable and is provided so that a plurality of sheets can be superposed. Cup (13) to engage with the chamber (11)
Is provided. In the cup (13), a chuck (15) for holding a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer (14) is provided. The chuck (15) is connected to the motor (16) and is rotatably provided.
The supply nozzle (1) is located on the center axis of the semiconductor wafer (14).
7) is provided. The supply nozzle (17) is provided so as to move on the central axis of the semiconductor wafer (14) when the resist is supplied, and to move above and outside the cup (13) after the supply.
そして、カップ（13）の底面にはカップ（13）内の排
気を行なう排気機構（18）が排気管（19）を介して設け
られている。また、カップ（13）内に飛散したレジスト
を排出する排出機構（20）が排出管（21）を介してカッ
プ（13）の底面に設けられている。このようにしてレジ
スト塗布装置が構成されている。An exhaust mechanism (18) for exhausting the inside of the cup (13) is provided on the bottom surface of the cup (13) via an exhaust pipe (19). A discharge mechanism (20) for discharging the resist scattered into the cup (13) is provided on the bottom surface of the cup (13) via a discharge pipe (21). Thus, a resist coating apparatus is configured.
次に上述したレジスト塗布装置による６インチ半導体
ウエハのレジスト塗布方法を説明する。Next, a method of applying a resist on a 6-inch semiconductor wafer by the above-described resist applying apparatus will be described.
第１図において、昇降機構（10）によりチャンバー
（11）を上昇させ、搬送機構例えばハンドアーム（図示
せず）により半導体ウエハ（14）を吸着してカップ（1
3）に設けられたチャック（15）上の予め定められた位
置に載置し、保持例えば吸着保持する。In FIG. 1, a chamber (11) is raised by an elevating mechanism (10), and a semiconductor wafer (14) is sucked by a transfer mechanism, for example, a hand arm (not shown).
It is placed at a predetermined position on the chuck (15) provided in 3) and is held, for example, by suction.
なおこの場合、ベルト、ローラー搬送等で半導体ウエ
ハ（14）をチャック（15）上へ搬送し、チャック（15）
上でウエハ位置合わせを行なってもよい。In this case, the semiconductor wafer (14) is transferred onto the chuck (15) by a belt, a roller, or the like, and the chuck (15) is transferred.
The wafer alignment may be performed above.
次に、供給ノズル（17）が上記半導体ウエハ（14）の
中心軸上に移動し、静止したままの半導体ウエハ（14）
上にレジストを液量例えば0.5cc流出する。その後、供
給ノズル（17）がカップ（13）上方外に移動し、メッシ
ュ（12）を備えたチャンバー（11）が昇降機構（10）に
より下降してカップ（13）と気密連結する。この時、排
気量例えば10mmH2Oで排気管（19）を介して排気機構（1
8）により排気を開始する。そして、上記半導体ウエハ
（14）を高速回転例えば4000rpm、加速例えば50000rpm/
secで回転し、流出したレジストを拡散する。この時、
半導体ウエハ（14）やチャック（15）が高速回転する影
響により発生する気流の乱れを上記メッシュ（12）によ
り緩和する。このメッシュ（12）の構成例として第２図
Ａ〜第２図Ｄに示す。Next, the supply nozzle (17) moves on the center axis of the semiconductor wafer (14), and the semiconductor wafer (14) remains stationary.
The resist flows out, for example, 0.5 cc on the top. Thereafter, the supply nozzle (17) moves above and outside the cup (13), and the chamber (11) provided with the mesh (12) is lowered by the elevating mechanism (10) to be air-tightly connected to the cup (13). At this time, the exhaust through the exhaust pipe (19) in the exhaust amount for example 10 mm H 2 O mechanism (1
8) Start the exhaust. Then, the semiconductor wafer (14) is rotated at a high speed of, for example, 4000 rpm, and accelerated at, for example, 50000 rpm /
Rotate in sec to diffuse outflowing resist. At this time,
The mesh (12) reduces the turbulence of the air flow generated by the effect of the high speed rotation of the semiconductor wafer (14) and the chuck (15). FIGS. 2A to 2D show examples of the configuration of the mesh (12).
第２図Ａは、例えば直径87.5mmの♯28メッシュ（12
a）２枚の間に例えば直径87.5mmの♯200メッシュ（12
b）を２〜４枚挟み込んだ状態に構成されている。第２
図Ｂは、例えば直径87.5mmの♯28メッシュ（12a）２枚
の間に例えば87.5mmの♯200メッシュ（12b）１枚と例え
ば直径30mmの♯200メッシュ（12c）２枚を挟み込んだ状
態に構成されている。第２図Ｃは、例えば直径87.5mmの
♯28メッシュ（12a）２枚の間に例えば直径15mmの♯200
メッシュ（12d）１枚と、例えば直径30mmの♯200メッシ
ュ（12c）１枚と、例えば直径50mmの♯200メッシュ（12
e）１枚と、例えば直径60mmの♯200メッシュ（12f）１
枚と、例えば直径87.5mmの♯200メッシュ（12b）１枚を
挟み込んだ状態に構成されている。第２図Ｄは、例えば
直径87.5mmの♯28メッシュ（12b）２枚、例えば直径87.
5mmで周辺部から30mmのドーナツ状である♯200メッシュ
（12g）１枚を挟み込んだ状態に構成されている。FIG. 2A shows, for example, a # 28 mesh having a diameter of 87.5 mm (12 mm).
a) Between two pieces, for example, 8200mm diameter 200 mesh (12
b) is sandwiched between two to four sheets. Second
FIG. B shows a state in which, for example, one 87.5 mm $ 200 mesh (12b) and two 30 mm diameter 200 mm (12c) are sandwiched between two 87.5 mm diameter # 28 meshes (12a). It is configured. FIG. 2C shows, for example, a ♯200 mesh having a diameter of 15 mm between two ♯28 meshes (12a) having a diameter of 87.5 mm, for example.
One mesh (12d), for example, a 30 mm diameter $ 200 mesh (12c), and a 50 mm diameter, for example, $ 200 mesh (12
e) One sheet and, for example, a $ 200 mesh (12f) 1 with a diameter of 60 mm
It is configured such that one sheet and one piece of # 200 mesh (12b) having a diameter of 87.5 mm are sandwiched. FIG. 2D shows, for example, two pieces of # 28 mesh (12b) having a diameter of 87.5 mm, for example, 87.
It is configured with a single donut-shaped # 200 mesh (12g) that is 5mm and 30mm from the periphery.
上記第２図Ａ〜第２図Ｄに示した構成のメッシュ（1
2）を処理してレジスト塗布を行なった膜厚データを第
３図Ａ〜第３図Ｄに示す。このグラフから第３図Ｄのウ
エハ面内の膜厚均一性が最良であることが判かる。The mesh (1) having the structure shown in FIGS.
FIG. 3A to FIG. 3D show the film thickness data obtained by applying the resist by processing 2). From this graph, it can be seen that the film thickness uniformity in the wafer plane in FIG. 3D is the best.
上述したメッシュ（12）を使用して上記気流の乱れを
緩和し、半導体ウエハ（14）のレジスト塗布を行なう。
次に、半導体ウエハ（14）を高速回転させたまま、チャ
ンバー（11）を昇降機構（10）により上昇させる。これ
により、上記半導体ウエハ（14）の乾燥を行なう。The above-mentioned mesh (12) is used to alleviate the turbulence of the airflow, and the semiconductor wafer (14) is coated with a resist.
Next, while the semiconductor wafer (14) is rotated at a high speed, the chamber (11) is raised by the lifting mechanism (10). Thereby, the semiconductor wafer (14) is dried.
第４図に示すグラフは、第１図のメッシュ付レジスト
塗布装置と、第６図の従来のレジスト塗布装置と、第５
図の密閉式レジスト塗布装置とのレジスト塗布を行なっ
た時の膜厚の比較を示すグラフである。The graph shown in FIG. 4 shows the resist coating device with mesh shown in FIG. 1, the conventional resist coating device shown in FIG.
3 is a graph showing a comparison of film thickness when resist coating is performed with the closed resist coating apparatus shown in FIG.
このグラフから、第１図のメッシュ付レジスト塗布装
置が膜厚が均一であるレジスト薄膜を形成しているた
め、最適であることが判かる。From this graph, it can be seen that the resist coating apparatus with a mesh shown in FIG. 1 is optimal because it forms a resist thin film having a uniform film thickness.
この実施例では、６インチ半導体ウエハを使用して説
明したが、小口径、大口径半導体ウエハでも同様な効果
が得られる。In this embodiment, a 6-inch semiconductor wafer has been described, but the same effect can be obtained with a small-diameter or large-diameter semiconductor wafer.
またこの実施例ではメッシュとして♯28と♯200を使
用して説明したが、他の種類のメッシュにより構成して
レジスト塗布を行なっても差し支えはない。In this embodiment, # 28 and # 200 are used as meshes. However, other types of meshes may be used for resist coating.
以上述べたようにこの実施例によれば、メッシュを備
えたチャンバーを使用して少量のレジスト量でレジスト
塗布を行なうことにより半導体ウエハ面におけるレジス
ト膜厚のバラツキを従来装置の約２分の１以下にするこ
とが可能となる。As described above, according to this embodiment, the variation in the resist film thickness on the semiconductor wafer surface can be reduced to about half that of the conventional apparatus by applying the resist with a small amount of the resist using the chamber provided with the mesh. It is possible to:
また、チャンバーを設けることにより溶剤の蒸発がカ
ップ開放系のものよりも押さえられ、同一条件で処理し
ても全体の膜圧はやや薄くなる。Further, by providing the chamber, the evaporation of the solvent is suppressed as compared with the case of the cup-opening type, and the whole film pressure is slightly reduced even under the same conditions.
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、気流緩和手段を
備えたチャンバーを使用して被処理基板にレジスト塗布
することにより。気流の影響による膜厚の不均一や塗布
むらの発生を防いだレジストの塗布を従来装置に比べ、
被処理基板１枚あたりのレジスト使用量が約６分の１の
コストにより行なうことが可能となる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a resist is applied to a substrate to be processed using a chamber provided with an airflow alleviating means. Compared to conventional equipment, resist coating that prevents uneven film thickness and coating unevenness due to the influence of airflow
The amount of resist used per substrate to be processed can be reduced at a cost of about 1/6.
第１図は本発明方法の一実施例を説明するためのレジス
ト塗布装置の構成図、第２図は気流緩和手段であるメッ
シュの構成図、第３図は第２図の膜厚を示すグラフ、第
４図は第１図に示す装置と従来装置との膜厚の比較を示
すグラフ、第５図は従来の密閉式レジスト塗布装置の構
成図、第６図は従来のレジスト塗布装置の構成図を示し
たものである。 11……チャンバー、12……メッシュ、14……半導体ウエ
ハFIG. 1 is a structural view of a resist coating apparatus for explaining one embodiment of the method of the present invention, FIG. 2 is a structural view of a mesh which is an air flow reducing means, and FIG. 3 is a graph showing the film thickness of FIG. FIG. 4 is a graph showing a comparison of the film thickness between the apparatus shown in FIG. 1 and the conventional apparatus, FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional closed type resist coating apparatus, and FIG. 6 is a configuration of a conventional resist coating apparatus. FIG. 11 ... chamber, 12 ... mesh, 14 ... semiconductor wafer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−216655（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−120270（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−27788（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−76827（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−41068（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−111482（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-216655 (JP, A) JP-A-59-120270 (JP, A) Fully open 1987-27788 (JP, U) Really open 1959- 76827 (JP, U) Fully open 1979-41068 (JP, U) Fully open 1979-111482 (JP, U)
Claims (8)
カップの下方から排気して被処理基板表面のレジストを
拡散する如く構成されたものにおいて、 上記被処理基板の回転によりカップ内に発生する気流を
通過させて該気流の乱れを緩和させる手段を、上記被処
理基板の上方に上記被処理基板と平行に設けたことを特
徴とするレジスト塗布装置。1. A substrate to be processed is rotated in a cup,
In one configured to exhaust the resist on the surface of the substrate to be evacuated from below the cup, means for passing an airflow generated in the cup by rotation of the substrate to be processed to reduce turbulence of the airflow, A resist coating apparatus provided above the substrate to be processed and parallel to the substrate to be processed.
ノズルを被処理基板の上方外に移動自在に設けると共
に、被処理基板の回転によりカップ内に発生する気流を
通過させて該気流の乱れを緩和させる手段を、上記被処
理基板の上方において昇降自在に設けた特許請求の範囲
第１項に記載のレジスト塗布装置。2. A supply nozzle for supplying a resist to the surface of a substrate to be processed is movably provided above and outside the substrate to be processed, and an air flow generated in a cup by the rotation of the substrate to be processed is passed to disturb the air flow. 2. The resist coating apparatus according to claim 1, wherein the means for reducing the pressure is provided so as to be movable up and down above the substrate to be processed.
被処理基板の上面と平行に配置されたメッシュである特
許請求の範囲第１または２項に記載のレジスト塗布装
置。3. The resist coating apparatus according to claim 1, wherein the means for reducing the turbulence of the air flow is a mesh arranged in parallel with the upper surface of the substrate to be processed.
被処理基板の上面と平行に配置された複数枚のメッシュ
である特許請求の範囲第３項に記載のレジスト塗布装
置。4. The resist coating apparatus according to claim 3, wherein the means for reducing the turbulence of the airflow is a plurality of meshes arranged in parallel with the upper surface of the substrate to be processed.
面に供給した後、レジストの供給ノズルを被処理基板の
上方外に移動させ、その後、上記被処理基板の上方に上
記被処理基板と平行に、被処理基板の回転により発生す
る回転気流を通過させて該気流の乱れを緩和させる手段
を配置してから、被処理基板を回転させて処理を行うレ
ジスト塗布方法。5. After supplying the resist from the supply nozzle to the upper surface of the substrate to be processed, the supply nozzle for the resist is moved above and outside of the substrate to be processed, and then over the substrate to be processed and parallel to the substrate to be processed. A means for passing a rotating airflow generated by the rotation of the substrate to be processed to reduce turbulence of the airflow, and then performing the processing by rotating the substrate to be processed.
被処理基板の上面と平行に配置されるメッシュである特
許請求の範囲第５項に記載のレジスト塗布方法。6. The resist coating method according to claim 5, wherein said means for reducing the turbulence of the air flow is a mesh arranged in parallel with the upper surface of said substrate to be processed.
被処理基板の上面と平行に配置された複数枚のメッシュ
である特許請求の範囲第６項に記載のレジスト塗布方
法。7. The resist coating method according to claim 6, wherein the means for reducing the turbulence of the air flow is a plurality of meshes arranged in parallel with the upper surface of the substrate to be processed.
し、被処理基板の下方において排気を行う特許請求の範
囲第５〜７項の何れかに記載のレジスト塗布方法。8. The resist coating method according to claim 5, wherein when the processing is performed by rotating the substrate to be processed, exhaust is performed below the substrate to be processed.
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