(57)【要約】      （修正有）【課題】レジスト液の使用量の削減を図ることが可能な塗布装置を提供する。【解決手段】レジスト塗布において僅かのレジスト溶液１２使用量にて塗布可能なように、ウェハ１１上に塗布されたレジスト溶液１２の拡張回転時にウェハ１１直上に溶媒カバー３を配置可能とした。前記溶媒カバーは前記ウエハの直径以下であり、多孔質素材であることが好ましい。前記多孔質素材に直接溶媒を塗布し、該塗布された溶媒が前記ウエハ上で気化する作用を利用しても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジスト塗布において僅かのレジスト溶液使用量にて塗布可能なように、ウェハ上に塗布されたレジスト溶液の拡張回転時に前記ウェハ直上に溶媒カバーを配置可能としたことを特徴とするレジスト塗布装置。
【請求項２】
前記溶媒カバーは、前記ウェハ直径以下であり、かつ前記ウェハとの高さを任意に設定可能としたことを特徴とする請求項１記載のレジスト塗布装置。
【請求項３】
前記溶媒カバーの素材に多孔質素材を用いたことを特徴とする請求項１又は２記載のレジスト塗布装置。
【請求項４】
前記多孔質素材に直接溶媒を塗布し、該塗布された溶媒が前記ウェハ上で気化する作用を利用したことを特徴とする請求項３記載のレジスト塗布装置。
【請求項５】
前記多孔質素材を使用することにより、前記塗布された溶媒がすぐに多孔質部に拡散し、前記溶媒が液滴とならない効果を利用したことを特徴とする請求項３記載のレジスト塗布装置。
【請求項６】
レジスト溶媒であるリンス液等をバブリングしたものを、前記溶媒カバーへ直接供給することを可能としたことを特徴とする請求項３記載のレジスト塗布装置。
【請求項７】
前記溶媒カバーが、カップの内外にレシピの内容に応じた動作を可能としたことを特徴とする請求項１記載のレジスト塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハー上に塗布されるフォトレジスト等のレジスト容液の消費量を削減して塗布可能とした塗布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体用レジスト塗布装置は、図６に示すように、ポンプ等により供給されたレジスト液３２を、スピンチャック２１に吸着したウェハー３１の真上に設けられたノズル２２より、ウェハー３１の中心部へ適正な量滴下した後、ウェハー３１を回転させ遠心力によりウェハー３１表面全体にレジスト液３２を広げ、所望膜厚の被膜形成を行っている。
【０００３】
このような塗布の場合、ウェハ直径の大口径化及び厚膜塗布並びに高粘性レジスト液３２を塗布する場合には、強い遠心力又は長い遠心力引加時間を要して塗布する必要があるが、レジスト液３２に含まれる溶媒の蒸発速度が速まりウェハー３１周縁部まで広がり難い状態となる為、ウェハー３１表面全体にレジスト液３２を広げるには、レジスト液３２の使用量を増やしながら塗布する必要性があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したレジスト塗布方法では、膜厚が薄い場合はレジスト液３２の使用量を若干削減することは可能であるが、膜厚を厚くしたい場合はレジスト液３２が拡がりきるための絶対レジスト量が必要となるため、使用量の削減は難しく、特に２μｍ以上の厚膜塗布及び高粘性レジスト塗布においては、塗布シーケンスのみでレジスト使用量を削減するのは困難となる。
【０００５】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、レジスト液の使用量の削減を図ることが可能な塗布装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、請求項１記載の発明は、レジスト塗布装置に係り、レジスト塗布において僅かのレジスト溶液使用量にて塗布可能なように、ウェハ上に塗布されたレジスト溶液の拡張回転時に前記ウェハ直上に溶媒カバーを配置可能としたことを特徴とし、
請求項２記載の発明は、請求項１記載のレジスト塗布装置に係り、前記溶媒カバーは、前記ウェハ直径以下であり、かつ前記ウェハとの高さを任意に設定可能としたことを特徴とし、
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のレジスト塗布装置に係り、前記溶媒カバーの素材に多孔質素材を用いたことを特徴とし、
請求項４記載の発明は、請求項３記載のレジスト塗布装置に係り、前記多孔質素材に直接溶媒を塗布し、該塗布された溶媒が前記ウェハ上で気化する作用を利用したことを特徴とし、
請求項５記載の発明は、請求項３記載のレジスト塗布装置に係り、前記多孔質素材を使用することにより、前記塗布された溶媒がすぐに多孔質部に拡散し、前記溶媒が液滴とならない効果を利用したことを特徴とし、
請求項６記載の発明は、請求項３記載のレジスト塗布装置に係り、レジスト溶媒であるリンス液等をバブリングしたものを、前記溶媒カバーへ直接供給することを可能としたことを特徴とし、
請求項７記載の発明は、請求項１記載のレジスト塗布装置に係り、前記溶媒カバーが、カップの内外にレシピの内容に応じた動作を可能としたことを特徴としている。
【０００７】
以下に、上記本発明の構成により奏される作用を説明する。
【０００８】
ところで、少量のレジスト溶液をウェハ中心付近に供給し、ウェハをスピン回転させると、供給されたレジスト溶液は遠心力によりウェハの周縁方向へ急激に広がる。この時レジスト溶液中の溶媒は拡がり方向で急速に蒸発し、その蒸発状態によりレジストの拡がり特性が損なわれ、結果的にウェハ外周近傍でレジストの流路が固定され、全面に拡がりきるレジスト拡散が不可能となる。
【０００９】
この発明によれば、溶媒カバーを配置させている。即ち、レジスト溶媒が蒸発し難くなる状態を作り上げると共に、ウェハ外周部近傍で生じるレジスト流路を形成する動きが抑制されウェハ全面にレジスト被膜を形成し易くなる。
【００１０】
更に言えば、溶媒カバーにより溶媒蒸気を強制的にウェハ上に供給して、レジスト溶液内の溶媒が蒸発するのを防ぐことができる。また、溶媒カバーがウェハ上に存在することによりウェハ回転時に溶媒カバーとウェハとの間で渦状の気流が発生し、この渦状気流により溶媒蒸気がウェハ上で閉じ込められ、これにより、レジストがウェハ外周まで拡がりきる状態を維持し易くなる。
【００１１】
このように、レジスト溶液自身の溶媒蒸発を限りなく抑えることが可能となるので、レジスト溶液が容易にウェハ上を拡がることが可能となり、結果的にレジスト溶液の使用量を削減した塗布が可能となる。
【００１２】
また、溶媒カバーがウェハ直径以下であることによりレジスト溶液の拡張時のレジスト溶液の跳ね上がり現象が溶媒カバーにより抑制可能となる。万一溶媒カバーへ跳ね上がったレジスト溶液が有っても、多孔質素材がそのレジスト溶液を多孔質セル内に留めさせることができる。
【００１３】
最終的にウェハ最外周にレジストが達した時点で余分なレジスト溶液はウェハ外へ飛散していく。
【００１４】
溶媒カバーに多孔質素材を用いることにより、溶媒供給後の多孔質表面ではレジスト溶液が多孔質セルで非常に早い速度で拡散される為、レジスト溶液がウェハと相対する面で液だまりとなりウェハ上のレジスト溶液にボタ落ちしてしまうような不具合をもたらすことが無い。
【００１５】
また、バブリングした溶媒蒸気を多孔質素材に供給した場合においても、素材が多孔質であることにより溶媒蒸気をその多孔質セル内に蓄積した状態を維持できる為、この場合もレジスト溶液の溶媒蒸発を充分に抑制可能な効果を得ることができる。
【００１６】
このように、レジスト溶液の供給後の回転中に溶媒カバーが存在することにより、レジスト溶液が広がり易くなる作用と、ウェハ最外周へも少量のレジスト溶液で塗布が可能な作用が生ずるものとなる。更には、所定の膜厚形成に最小限のレジスト溶液量にて塗布可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係るレジスト塗布装置について説明する。
【００１８】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係るレジスト塗布装置の側面図である。
【００１９】
図１（ａ）は、スピン回転軸１に固定されたウェハ１１にノズル２からレジスト溶液１２を滴下している状態を示している。
【００２０】
図１（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るレジスト塗布装置の側面図である。
【００２１】
図１（ｂ）は、レジスト溶液１２の塗布後、溶媒カバー３をウエハ１１直上に配置し、スピン回転を与えている状態を示している。溶媒カバー３は多孔質素材（例：焼結金属）により構成されている。
【００２２】
図１（ｂ）中の溶媒カバー３の寸法Ａは、ウェハ１１直径以下になっている。また、溶媒カバー３と塗布されたレジスト溶液１２表面の間の間隔Ｂは溶媒蒸気の適正値を得られるように、高さを任意に設定し得るようになっている。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態に係るレジスト塗布装置の溶媒カバーに溶媒を吐出し、拡散させている状態を示す斜視図である。
【００２４】
図２は、多孔質素材からなる溶媒カバー３に溶媒１２ａをノズル２から供給した状態を示している。溶媒カバー３が多孔質素材であることにより、供給された液は急激に拡散され得るようになっている。
【００２５】
図３は、本発明の実施の形態に係るレジスト塗布装置の溶媒カバーによりレジスト溶液中の溶媒の気化が抑制されている状態を示す側面図である。
【００２６】
図３は、ウェハ１１上において溶媒が気化して溶媒蒸気１３となり、ウェハ１１上に塗布された図示しないレジスト溶液内の溶媒が、溶媒カバー３により蒸発を抑制され得るようになっている状態を示している。図３中、他の符号４はウエハ１１上から飛散した残余のレジスト溶液を受けるカップを示す。
【００２７】
図４は、本発明の他の実施の形態に係るレジスト塗布装置の溶媒カバーに溶媒蒸気を供給している状態を示す側面図で、溶媒カバー３の多孔質素材にウェハ外の位置でバブリングされた溶媒蒸気を吹き付け、その多孔質素材に吸収させている状態を表している。図４中、他の符号５は容器状の溶媒チャンバ、５ａは溶媒チャンバ５の底部中央部に設けられた溶媒蒸気の供給口、５ｂは溶媒チャンバ５の底部周囲に設けられた排気口である。
【００２８】
図５は、本発明の別の実施の形態に係るレジスト塗布装置において、溶媒カバーの動作を示す側面図である。
【００２９】
図５は、溶媒カバー３がウェハ１１上にレシピ内設定シーケンスにより自動的に出入りすることが可能になっている状態を示している。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による効果は次の様にあげられる。
【００３１】
１．溶媒カバーがウェハ直上に配置可能なことによりレジスト溶液の消費量を削減した塗布ができる。
【００３２】
２．溶媒カバーがウェハ直径以下であることにより、ウェハ最外周に達したレジスト溶液が溶媒カバーに付着するのを抑制することができる。
【００３３】
３．溶媒カバーに多孔質素材を用いることにより、溶媒蒸気の維持が容易となる。
【００３４】
４．  溶媒カバーの素材として多孔質素材を用いることにより、直接溶媒カバーに溶媒が吐出されてもレジスト溶液は一気に拡散し、液滴となりにくく、多孔質部は溶媒の気化を促進する作用をもたらす。
【００３５】
５．溶媒バブリングガスを多孔質部に供給した場合でもその多孔質素材内に充分な溶媒蒸気を維持可能な効果が得られる。
【００３６】
６．溶媒カバーの動作をレシピの内容に応じた動作が可能とすることにより、溶媒カバーが必要なタイミングのみにウェハ直上に配置可能となり、溶媒蒸気のコントロールが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るレジスト塗布装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るレジスト塗布装置の溶媒カバーに溶媒を吐出し、拡散させている状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るレジスト塗布装置の溶媒カバーによりレジスト溶液中の溶媒の気化が抑制されている状態を示す側面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係るレジスト塗布装置の溶媒カバーに溶媒蒸気を供給している状態を示す側面図
【図５】本発明の別の実施の形態に係るレジスト塗布装置において、溶媒カバーの動作を示す側面図である。
【図６】従来例に係るレジスト塗布装置の側面図である。
【符号の説明】
１  スピン回転軸
２  ノズル
３  溶媒カバー
４  カップ
５  溶媒チャンバ
５ａ  溶媒蒸気の供給口
５ｂ  排気口
１１  ウエハ
１２  レジスト溶液
１３、１４  溶媒蒸気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004356559.tif 000006
【図５】
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【図６】
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