JP2007019437A - Rotation coating device and method therefor - Google Patents
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Description
本発明は、回転塗布装置および回転塗布方法に関し、特に、塗布面に塗布液が供給された被塗布体を支持する支持台を回転させることによって、その被塗布体の塗布面に供給された塗布液を、支持台の回転中心から周囲へ向かうように延在させて塗布面に塗布液を塗布する回転塗布装置および回転塗布方法に関する。 The present invention relates to a spin-coating apparatus and a spin-coating method, and in particular, a coating supplied to a coating surface of a coated body by rotating a support base that supports the coated body supplied with a coating liquid on the coating surface. The present invention relates to a spin coating apparatus and a spin coating method for applying a coating liquid to a coating surface by extending a liquid from a rotation center of a support base to the periphery.
回転塗布装置は、たとえば、半導体ウエハなどの被塗布体の塗布面にレジスト樹脂を含む塗布液を塗布してレジスト膜を形成する際に利用されている。 The spin coater is used, for example, when a resist film is formed by applying a coating solution containing a resist resin on a coating surface of an object to be coated such as a semiconductor wafer.
回転塗布装置を用いて被塗布体である半導体ウエハに、塗布膜としてレジスト膜を形成する際においては、まず、半導体ウエハをスピンチャックの載置面に真空吸着させて支持させる。そして、そのスピンチャックを停止もしくは回転させながら、半導体ウエハの塗布面の回転中心に塗布液を滴下して供給する。その後、スピンチャックを回転させることによって、塗布液を遠心力で回転中心から周囲へ向かうように延在させて塗布面に塗布液を塗布し、塗布液に含まれる溶媒を揮発させてレジスト膜を形成する。 When forming a resist film as a coating film on a semiconductor wafer that is an object to be coated using a spin coater, first, the semiconductor wafer is vacuum-sucked and supported on the mounting surface of the spin chuck. Then, while the spin chuck is stopped or rotated, the coating liquid is dropped and supplied to the rotation center of the coating surface of the semiconductor wafer. After that, by rotating the spin chuck, the coating liquid is extended from the rotation center to the periphery by centrifugal force to apply the coating liquid on the coating surface, and the solvent contained in the coating liquid is volatilized to remove the resist film. Form.
上記のように塗布液を塗布する際においては、たとえば、スピンチャックの回転速度を制御することで、塗膜の厚みを調整する。しかしながら、スピンチャックの回転速度によっては塗布面の上方に乱流が発生し、その乱流によって塗布液が均一に塗布できない場合がある。このため、回転速度を制御する範囲が限定され、所望の厚みのレジスト膜を形成することが困難な場合があった。また、この場合において、所望の厚みのレジスト膜を形成するためには、塗布液に含有するレジスト成分量や液粘度などの調整が必要になるために、製造効率を向上させることが困難な場合があった。 When applying the coating liquid as described above, for example, the thickness of the coating film is adjusted by controlling the rotation speed of the spin chuck. However, depending on the rotation speed of the spin chuck, a turbulent flow may be generated above the coating surface, and the coating liquid may not be applied uniformly due to the turbulent flow. For this reason, the range for controlling the rotational speed is limited, and it may be difficult to form a resist film having a desired thickness. In this case, in order to form a resist film having a desired thickness, it is necessary to adjust the resist component amount and the liquid viscosity contained in the coating solution, and thus it is difficult to improve the production efficiency. was there.
このような不具合を解決するために、さまざまな提案がなされている（たとえば、特許文献１，特許文献２参照）。
Various proposals have been made to solve such problems (see, for example,
しかしながら、半導体ウエハが大口径化されるに伴って、上記の不具合が顕在化し、この不具合を解決することが困難な場合があった。具体的には、直径２００ｍｍの半導体ウエハの場合においては、１０００から４０００ｒｐｍの回転速度の範囲で均一に塗布可能であるが、直径３００ｍｍの半導体ウエハの場合においては、１０００から２０００ｒｐｍの回転速度の範囲に限定される場合があった。 However, as the diameter of the semiconductor wafer is increased, the above-described problem has become apparent, and it may be difficult to solve this problem. Specifically, in the case of a semiconductor wafer having a diameter of 200 mm, it can be applied uniformly within a range of a rotational speed of 1000 to 4000 rpm, but in the case of a semiconductor wafer having a diameter of 300 mm, a rotational speed range of 1000 to 2000 rpm. There were cases where it was limited to.
これは、大口径化に伴って半導体ウエハの外周部での角速度が指数関数的に大きくなるために、プロペラ現象により半導体ウエハの外周部において排出される空気量が多くなって、塗布面上の気圧が低くなることに起因する。つまり、塗布面上の気圧が低くなることにより、半導体ウエハの塗布面における回転軸の上方の気体が塗布面の回転中心から周囲へ流れる流量が減少して、回転による回転方向への気体の流れが支配的になるために、半導体ウエハの外周領域においてレジスト膜が厚く形成され、均一でなくなる場合があった。 This is because the angular velocity at the outer periphery of the semiconductor wafer increases exponentially with the increase in diameter, and the amount of air exhausted at the outer periphery of the semiconductor wafer increases due to the propeller phenomenon. This is due to the lower atmospheric pressure. That is, when the pressure on the coating surface is lowered, the flow rate of the gas above the rotation axis on the coating surface of the semiconductor wafer decreases from the rotation center of the coating surface to the surroundings, and the gas flows in the rotation direction due to rotation. As a result, the resist film is formed thick in the outer peripheral region of the semiconductor wafer and may not be uniform.
以上のように、被塗布体の塗布面の大きさによっては、均一に塗布することが容易ではなく、製造効率を向上することが困難な場合があった。 As described above, depending on the size of the application surface of the object to be applied, it may not be easy to apply uniformly and it may be difficult to improve the production efficiency.
このため、本発明の目的は、均一に塗布することが容易であって、製造効率を向上することが可能な回転塗布装置および回転塗布方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a spin-coating apparatus and a spin-coating method that are easy to apply uniformly and can improve manufacturing efficiency.
上記課題を解決するために本発明にかかる回転塗布装置は、塗布面に塗布液が供給される被塗布体を支持する支持台と、前記被塗布体を支持する前記支持台を回転させることによって、前記被塗布体の塗布面に供給された前記塗布液を、前記支持台の回転中心から周囲へ向かうように延在させる回転駆動部と、前記回転駆動部により回転されている前記支持台に支持された前記被塗布体の前記塗布面に気体を供給する気体供給部とを有し、前記気体供給部は、前記気体が前記被塗布体の回転中心から周囲へ流れるように、前記気体を前記被塗布体の回転中心へ供給する。 In order to solve the above-described problems, a spin coating apparatus according to the present invention rotates a support base that supports an object to be coated whose coating liquid is supplied to a coating surface and the support base that supports the object to be coated. A rotation drive unit that extends the coating solution supplied to the application surface of the coated body from the rotation center of the support table to the periphery, and the support table rotated by the rotation drive unit. A gas supply unit configured to supply a gas to the application surface of the supported object to be coated, and the gas supply unit supplies the gas so that the gas flows from the rotation center of the object to be coated to the surroundings. It supplies to the rotation center of the said to-be-coated body.
本発明にかかる回転塗布装置においては、塗布面に塗布液が供給される被塗布体を支持台が支持する。そして、その被塗布体を支持する支持台を回転駆動部が回転させることによって、被塗布体の塗布面に供給された塗布液を、支持台の回転中心から周囲へ向かうように延在させる。ここでは、回転駆動部により回転されている支持台に支持された被塗布体の塗布面に、気体が前記被塗布体の回転中心から周囲へ流れるように、気体供給部が気体を被塗布体の回転中心へ供給する。 In the spin coater according to the present invention, a support base supports an object to be coated whose coating liquid is supplied to the coating surface. Then, the rotation driving unit rotates the support base that supports the object to be coated, so that the coating liquid supplied to the application surface of the object to be coated extends from the rotation center of the support base toward the periphery. Here, the gas supply unit supplies the gas to the application surface so that the gas flows from the rotation center of the application object to the periphery on the application surface of the application object supported by the support table rotated by the rotation driving unit. To the center of rotation.
上記課題を解決するために本発明にかかる回転塗布方法は、塗布面に塗布液が供給された被塗布体を支持する支持台を回転させることによって、前記被塗布体の塗布面に供給された前記塗布液を、前記支持台の回転中心から周囲へ向かうように延在させて、前記塗布面に前記塗布液を塗布する回転塗布方法であって、前記回転されている支持台に支持された前記被塗布体の前記塗布面に気体を供給する気体供給ステップを有し、前記気体供給ステップにおいては、前記気体が前記被塗布体の回転中心から周囲へ流れるように、前記気体を前記被塗布体の回転中心へ供給する。 In order to solve the above-described problem, the spin coating method according to the present invention is supplied to the coating surface of the coated body by rotating a support base that supports the coated body supplied with the coating liquid on the coating surface. The coating liquid is a spin coating method in which the coating liquid is applied to the coating surface by extending from the rotation center of the support base to the periphery, and is supported by the rotating support base. A gas supply step of supplying a gas to the application surface of the object to be coated; and in the gas supply step, the gas is applied to the object so that the gas flows from a rotation center of the object to be coated to the periphery. Supply to the center of rotation of the body.
本発明にかかる回転塗布方法においては、塗布面に塗布液が供給された被塗布体を支持する支持台を回転させることによって、その被塗布体の塗布面に供給された塗布液を、支持台の回転中心から周囲へ向かうように延在させて、塗布面に塗布液を塗布する。ここでは、この回転されている支持台に支持された被塗布体の塗布面に、気体が被塗布体の回転中心から周囲へ流れるように、気体を被塗布体の回転中心へ供給する。 In the spin coating method according to the present invention, the coating liquid supplied to the coating surface of the coated body is rotated by rotating the support table that supports the coated body supplied with the coating liquid on the coating surface. The coating liquid is applied to the application surface so as to extend from the rotation center to the periphery. Here, the gas is supplied to the rotation center of the coated body so that the gas flows from the rotation center of the coated body to the periphery on the coating surface of the coated body supported by the rotating support base.
本発明は、均一に塗布することが容易であって、製造効率を向上することが可能な回転塗布装置および回転塗布方法を提供することができる。 The present invention can provide a spin-coating apparatus and a spin-coating method that are easy to apply uniformly and can improve manufacturing efficiency.
本発明にかかる実施形態の一例について説明する。 An example of an embodiment according to the present invention will be described.
図１は、本発明にかかる実施形態において、回転塗布装置１の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a
図１に示すように、本実施形態の回転塗布装置１は、収容本体１１と、塗布カップ２１と、スピンチャック３１と、スピンモータ４１と、塗布液供給ノズル５１と、ガス供給ノズル６１と、ノズル移動部７１と、気圧計８１と、制御部９１と、操作部１０１とを有し、被塗布体としての半導体ウエハＷの塗布面に、レジスト樹脂を含む塗布液をスピンコート法によって塗布してレジスト膜を形成する。
As shown in FIG. 1, the
回転塗布装置１の各部について順次説明する。
Each part of the
収容本体１１は、たとえば、収容空間１２を備える円筒状の容器であり、図１に示すように、塗布カップ２１とスピンチャック３１と塗布液供給ノズル５１とガス供給ノズル６１と気圧計８１とを収容空間１２に収容する。なお、収容本体１１において、収容空間１２は、密閉されていても、開放されていてもよい。
The
塗布カップ２１は、図１に示すように、上方が開口しており、塗布カップ２１自身の収容空間２２にスピンチャック３１を収容している。また、塗布カップ２１は、半導体ウエハＷが開口からスピンチャック３１に支持されて、その半導体ウエハＷを収容する。そして、塗布カップ２１は、半導体ウエハＷの塗布面Ｓを塗布液で塗布する際においては、スピンチャック３１に装着された半導体ウエハＷの周囲からの塗布液を収容空間２２に回収する。
As shown in FIG. 1, the
スピンチャック３１は、半導体ウエハＷが載置される載置面を備え、半導体ウエハＷの塗布面Ｓが水平になるように、半導体ウエハＷを真空吸着して載置面で支持する。また、スピンチャック３１は、スピンモータ４１によって回転され、塗布液供給ノズル５１から供給された半導体ウエハＷの塗布面Ｓ上の塗布液が、遠心力によって回転中心からその周囲へ向かう方向へ延在するように構成されている。
The spin chuck 31 includes a mounting surface on which the semiconductor wafer W is mounted. The semiconductor wafer W is vacuum-sucked and supported by the mounting surface so that the coating surface S of the semiconductor wafer W is horizontal. Further, the spin chuck 31 is rotated by the
スピンモータ４１は、半導体ウエハＷを支持するスピンチャック３１に駆動軸が連結されており、スピンチャック３１を回転させる。スピンモータ４１は、制御部９１からの制御信号に基づいて、スピンチャック３１を回転させる。たとえば、スピンモータ４１は、制御部９１からの制御信号に基づいて、まず、低い一定の第１の回転速度ω１でスピンチャック３１を回転させる。そして、半導体ウエハＷの塗布面の回転中心に塗布液が塗布液供給ノズル５１から滴下されて供給された後に、スピンモータ４１は、その第１の回転速度ω１よりも高速な第２の回転速度ω２でスピンチャック３１を回転させる。これによって、スピンモータ４１は、半導体ウエハＷの塗布面Ｓに供給された塗布液を、遠心力で回転中心から周囲へ向かうように延在させて塗布面に塗布液を塗布し、塗布液に含まれる溶媒を揮発させてレジスト樹脂からなるレジスト膜を形成させる。
The
塗布液供給ノズル５１は、スピンチャック３１が支持している半導体ウエハＷに、塗布液を供給する。塗布液供給ノズル５１は、スピンチャック３１が支持している半導体ウエハＷの回転中心に対向する位置に、ノズルの先端部が位置するように、ノズル移動部７１によって移動され、半導体ウエハＷの回転中心に塗布液を滴下し供給する。たとえば、塗布液供給ノズル５１は、レジスト樹脂と、そのレジスト樹脂を溶解する溶媒とを含む塗布液が保管されている塗布液保管タンク（図示なし）から、その塗布液を半導体ウエハＷに滴下することによって供給する。また、塗布液供給ノズル５１は、制御部９１からの制御信号に基づいて、半導体ウエハＷに塗布液を供給する。たとえば、塗布液供給ノズル５１は、スピンモータ４１によってスピンチャック３１が低い一定の第１の回転速度ω１で回転している際に、制御部９１からの制御信号に基づいて、半導体ウエハＷの塗布面の回転中心に塗布液を滴下して供給する。
The coating
ガス供給ノズル６１は、スピンチャック３１が支持している半導体ウエハＷの塗布面Ｓに気体を供給する。ガス供給ノズル６１は、スピンチャック３１が支持している半導体ウエハＷの回転中心に対向する位置にノズルの先端部が位置するように、ノズル移動部７１によって移動され、半導体ウエハＷの回転中心に対応するように気体を供給する。たとえば、ガス供給ノズル６１は、気体として圧縮空気を収容しているボンベ（図示なし）から、その圧縮空気を半導体ウエハＷに供給して送風する。ここでは、ガス供給ノズル６１は、制御部９１からの制御信号に基づいて、半導体ウエハＷの塗布面Ｓに気体を供給する。たとえば、ガス供給ノズル６１は、スピンモータ４１によってスピンチャック３１が第１の回転速度ω１よりも高速な第２の回転速度ω２で回転している際に、制御部９１からの制御信号に基づいて、気体が半導体ウエハＷの回転中心から周囲へ流れるように、半導体ウエハＷの塗布面の回転中心に気体を供給する。なお、ガス供給ノズル６１は、供給する気体によって塗布液の構成材料が化学変化する場合には、その塗布液の構成材料に対して化学的に不活性な気体を用いることが好ましい。たとえば、ヘリウムなどの希ガスを供給することが好ましい。
The gas supply nozzle 61 supplies gas to the coating surface S of the semiconductor wafer W supported by the spin chuck 31. The gas supply nozzle 61 is moved by the nozzle moving unit 71 so that the tip of the nozzle is positioned at a position opposite to the rotation center of the semiconductor wafer W supported by the spin chuck 31, and is positioned at the rotation center of the semiconductor wafer W. Supply gas to correspond. For example, the gas supply nozzle 61 supplies the compressed air to the semiconductor wafer W from a cylinder (not shown) containing compressed air as a gas and blows air. Here, the gas supply nozzle 61 supplies gas to the application surface S of the semiconductor wafer W based on a control signal from the
ノズル移動部７１は、塗布液供給ノズル５１とガス供給ノズル６１とのそれぞれを移動する。ノズル移動部７１は、図１に示すように、半導体ウエハＷの塗布面Ｓの上方において、スピンチャック３１が支持している半導体ウエハＷの回転中心に対向する第１位置Ｐ１と、その第１位置Ｐ１と異なる第２位置Ｐ２とのそれぞれに、塗布液供給ノズル５１とガス供給ノズル６１とのそれぞれの位置が切替わるように、塗布液供給ノズル５１とガス供給ノズル６１とを移動する。ここでは、ノズル移動部７１は、制御部９１からの制御信号に基づいて、たとえば、モータ（図示なし）を駆動させることによって、塗布液供給ノズル５１とガス供給ノズル６１とのそれぞれを移動する。具体的には、前述のように、スピンモータ４１によってスピンチャック３１が低い一定の第１の回転速度ω１で回転している間に塗布液供給ノズル５１が半導体ウエハＷの塗布面の回転中心に塗布液を滴下して供給する際においては、ノズル移動部７１は、制御部９１からの制御信号に基づいて、第１位置Ｐ１に対応するように塗布液供給ノズル５１を移動すると共に、第２位置Ｐ２に対応するように第２位置Ｐ２へガス供給ノズル６１を移動する。そして、スピンモータ４１によってスピンチャック３１が第１の回転速度ω１よりも高速な第２の回転速度ω２で回転している間にガス供給ノズル６１が半導体ウエハＷの塗布面の回転中心に気体を供給する際においては、ノズル移動部７１は、制御部９１からの制御信号に基づいて、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へ塗布液供給ノズル５１を移動すると共に、第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１へガス供給ノズル６１を移動する。
The nozzle moving unit 71 moves each of the coating
気圧計８１は、図１に示すように、ガス供給ノズル６１の先端部分に設けられている。気圧計８１は、スピンモータ４１により回転されるスピンチャック３１に支持された半導体ウエハＷの塗布面Ｓの上方についての気圧を測定する。本実施形態においては、気圧計８１は、スピンモータ４１により回転されるスピンチャック３１の回転軸に対応した第１位置Ｐ１に、ガス供給ノズル６１が移動された際に、そのスピンチャック３１の回転軸に対応した塗布面Ｓの上方の気圧を測定し、その測定した気圧データを制御部９１に出力する。
The barometer 81 is provided at the tip of the gas supply nozzle 61 as shown in FIG. The barometer 81 measures the atmospheric pressure above the coating surface S of the semiconductor wafer W supported by the spin chuck 31 rotated by the
制御部９１は、コンピュータと、そのコンピュータに各種動作を実行させるプログラムとを含み、各部の動作を制御する。制御部９１は、図１に示すように、操作部１０１に接続されており、オペレータによって操作部１０１に入力された操作指令を受け、その操作指令に対応するように、各部の動作を制御する。たとえば、半導体ウエハＷにレジスト膜を形成する際においては、制御部９１は、オペレータによって操作部１０１に入力された開始するための操作指令に基づいて、上述した所定の動作を実施するように、スピンモータ４１と塗布液供給ノズル５１とガス供給ノズル６１とノズル移動部７１とを制御する。また、このとき、制御部９１は、気圧計８１により測定された気圧に基づいて、ガス供給ノズル６１が半導体ウエハＷへ供給する気体の供給量を制御する。ここでは、制御部９１は、スピンチャック３１の回転軸に対応した塗布面Ｓの上方の気圧が、スピンチャック３１の回転軸と異なる塗布面Ｓの上方の気圧と同じになるように、ガス供給ノズル６１が半導体ウエハＷへ供給する気体の供給量を制御する。
The
操作部１０１は、たとえば、キーボードやマウスなどの入力デバイスにより構成されている。操作部１０１は、オペレータによって入力される操作に基づいて、各種の操作指令を制御部９１に入力する。
The
以下より、本実施形態の回転塗布方法について説明する。ここでは、上記の回転塗布装置１を用いて、被塗布体である半導体ウエハＷの塗布面Ｓに塗布液を塗布する場合について説明する。
Hereinafter, the spin coating method of the present embodiment will be described. Here, a case will be described in which the coating liquid is applied to the coating surface S of the semiconductor wafer W, which is an object to be coated, using the
図２は、本実施形態の回転塗布方法を示すフロー図である。また、図３は、本実施形態の回転塗布方法においてスピンチャック３１の回転動作の推移を示す図であり、縦軸がスピンチャック３１の回転速度ω（ｒｐｍ）であり、横軸が時間ｔ（ｓ）である。 FIG. 2 is a flowchart showing the spin coating method of the present embodiment. FIG. 3 is a diagram showing the transition of the rotational operation of the spin chuck 31 in the spin coating method of the present embodiment, where the vertical axis is the rotational speed ω (rpm) of the spin chuck 31 and the horizontal axis is the time t ( s).
半導体ウエハＷの塗布面Ｓに塗布液を塗布する際においては、図２に示すように、まず、スピンチャック３１に半導体ウエハＷを支持させる（Ｓ１１）。 When applying the coating liquid to the application surface S of the semiconductor wafer W, first, as shown in FIG. 2, the semiconductor wafer W is supported on the spin chuck 31 (S11).
ここでは、たとえば、直径３００ｍｍの円盤状の半導体ウエハＷを、図１に示すように、塗布面Ｓが水平になるようにスピンチャック３１の載置面に載置する。そして、スピンチャック３１で半導体ウエハＷを真空吸着し支持させる。 Here, for example, a disk-shaped semiconductor wafer W having a diameter of 300 mm is mounted on the mounting surface of the spin chuck 31 so that the coating surface S is horizontal as shown in FIG. Then, the semiconductor wafer W is vacuum-sucked and supported by the spin chuck 31.
つぎに、図２に示すように、スピンチャック３１を第１の回転速度ω１で回転させる（Ｓ２１）。 Next, as shown in FIG. 2, the spin chuck 31 is rotated at the first rotational speed ω1 (S21).
ここでは、オペレータによって操作部１０１に入力された動作開始の操作指令を制御部９１が受け、その操作指令に対応するように、制御部９１がスピンモータ４１を制御する。具体的には、図３に示すように、開始時点ｔ０から所定時間経過後の第１時点ｔ１までの間においては、停止状態から第１の回転速度ω１になるように、スピンモータ４１がスピンチャック３１を加速させて回転させる。その後、その第１時点ｔ１から所定時間経過後の第２時点ｔ２までの間においては、第１の回転速度ω１を一定に保つように、スピンモータ４１がスピンチャック３１を回転させる。たとえば、１０００ｒｐｍの回転速度でスピンモータ４１がスピンチャック３１を回転させる。
Here, the
つぎに、図２に示すように、塗布液を半導体ウエハＷの塗布面Ｓに滴下する（Ｓ３１）。 Next, as shown in FIG. 2, the coating liquid is dropped onto the coating surface S of the semiconductor wafer W (S31).
ここでは、図１に示すように、スピンチャック３１が支持している半導体ウエハＷの回転中心に対向する第１位置Ｐ１に対応するように、塗布液供給ノズル５１をノズル移動部７１が移動する。その後、スピンモータ４１によってスピンチャック３１が低い一定の第１の回転速度ω１で回転している際に、塗布液供給ノズル５１が制御部９１からの制御信号に基づいて半導体ウエハＷの塗布面の回転中心に塗布液を滴下して供給する。つまり、図３における第１時点ｔ１から第２時点ｔ２の間に、塗布液供給ノズル５１が半導体ウエハＷの塗布面の回転中心に所定量の塗布液を滴下する。本実施形態においては、レジスト樹脂と、そのレジスト樹脂を溶解する溶媒とを含む塗布液を、塗布液供給ノズル５１が半導体ウエハＷに滴下して供給する。
Here, as shown in FIG. 1, the nozzle moving unit 71 moves the coating
つぎに、図２に示すように、スピンチャック３１を第２の回転速度ω２で回転させる（Ｓ４１）。 Next, as shown in FIG. 2, the spin chuck 31 is rotated at the second rotational speed ω2 (S41).
ここでは、図３に示すように、第２時点ｔ２から所定時間経過後の第３時点ｔ３までの間において、第１の回転速度ω１での回転状態から、第１の回転速度ω１よりも高速な第２の回転速度ω２になるように、スピンモータ４１がスピンチャック３１を加速させて回転させる。その後、その第３時点ｔ３から所定時間経過後の第４時点ｔ４までの間において、第２の回転速度ω２を一定に保つように、スピンモータ４１がスピンチャック３１を回転させる。たとえば、３０００ｒｐｍの回転速度でスピンモータ４１がスピンチャック３１を回転させる。
Here, as shown in FIG. 3, from the second time point t2 to the third time point t3 after the elapse of a predetermined time, the rotational state at the first rotational speed ω1 is higher than the first rotational speed ω1. The
つぎに、図２に示すように、半導体ウエハＷの塗布面Ｓの上方についての気圧を測定する（Ｓ５１）。 Next, as shown in FIG. 2, the atmospheric pressure above the coating surface S of the semiconductor wafer W is measured (S51).
ここでは、図１に示すように、スピンチャック３１が支持している半導体ウエハＷの回転中心に対向する第１位置Ｐ１に対応するように、ガス供給ノズル６１をノズル移動部７１が移動する。その後、スピンモータ４１によってスピンチャック３１が一定の第２の回転速度ω２で回転している際に、ガス供給ノズル６１の先端部分に設けられた気圧計８１が、そのスピンチャック３１の回転軸に対応した塗布面Ｓの上方の気圧を測定する。つまり、図３における第３時点ｔ３から第４時点ｔ４の間に、気圧計８１が半導体ウエハＷの塗布面の回転軸に対応した塗布面Ｓの上方の気圧を測定する。そして、その順次測定した気圧データを気圧計８１が制御部９１に順次出力する。
Here, as shown in FIG. 1, the nozzle moving unit 71 moves the gas supply nozzle 61 so as to correspond to the first position P <b> 1 facing the rotation center of the semiconductor wafer W supported by the spin chuck 31. Thereafter, when the spin chuck 31 is rotated at a constant second rotational speed ω 2 by the
つぎに、図２に示すように、半導体ウエハＷの塗布面Ｓの上方から気体を供給する（Ｓ６１）。 Next, as shown in FIG. 2, gas is supplied from above the coating surface S of the semiconductor wafer W (S61).
ここでは、スピンモータ４１によってスピンチャック３１が第２の回転速度ω２で回転している際に、ガス供給ノズル６１が制御部９１からの制御信号に基づいて、気体が半導体ウエハＷの回転中心から周囲へ流れるように、半導体ウエハＷの塗布面の回転中心に気体を供給する。たとえば、塗布面Ｓから５０ｍｍ程度離れた位置から、ガス供給ノズル６１が気体を供給する。本実施形態においては、ガス供給ノズル６１が半導体ウエハＷへ供給する気体の供給量を、制御部９１が気圧計８１により測定された気圧に基づいて制御する。つまり、図３における第３時点ｔ３から第４時点ｔ４の間に、気圧計８１により測定された気圧データに基づいて、ガス供給ノズル６１が半導体ウエハＷへ供給する気体の供給量を制御部９１が制御する。具体的には、スピンチャック３１の回転軸に対応した塗布面Ｓの上方の気圧が、スピンチャック３１の回転軸と異なる塗布面Ｓの上方の気圧と同じになるように、ガス供給ノズル６１が半導体ウエハＷへ供給する気体の供給量を制御部９１が制御する。たとえば、収容空間１１１においてスピンチャック３１の回転軸と異なる塗布面Ｓの上方の気圧が大気圧である場合には、スピンチャック３１の回転軸に対応した塗布面Ｓの上方の気圧が大気圧と同じになるように、制御部９１がガス供給ノズル６１をスイッチング制御し、半導体ウエハＷへ供給する気体の供給量を調整する。ここでは、気圧計８１によって測定される気圧が大気圧になるように、制御部９１がガス供給ノズル６１をリアルタイムに制御する。
Here, when the spin chuck 31 is rotated at the second rotation speed ω <b> 2 by the
つぎに、図２に示すように、スピンチャック３１の回転を停止させる（Ｓ７１）。 Next, as shown in FIG. 2, the rotation of the spin chuck 31 is stopped (S71).
ここでは、図３に示すように、第４時点ｔ４から所定時間経過後の第５時点ｔ５までの間において、第１の回転速度ω２での回転状態から停止状態になるように、スピンモータ４１がスピンチャック３１を減速させて回転させる。
Here, as shown in FIG. 3, from the fourth time point t4 to the fifth time point t5 after the elapse of a predetermined time, the
このようにして、半導体ウエハＷの塗布面Ｓに供給された塗布液を、遠心力で回転中心から周囲へ向かうように延在させて塗布面に塗布液を塗布する。また、ここでは、スピンモータ４１により回転されるスピンチャック３１に支持された半導体ウエハＷの塗布面Ｓに、気体が半導体ウエハＷの回転中心から周囲へ流れるように、ガス供給ノズル６１が気体を半導体ウエハの回転中心へ供給する。そして、これらの動作により、塗布液に含まれる溶媒を揮発させてレジスト樹脂からなるレジスト膜を塗布面Ｓに形成する。
In this way, the coating liquid supplied to the coating surface S of the semiconductor wafer W is extended from the center of rotation toward the periphery by centrifugal force, and the coating liquid is applied to the coating surface. Further, here, the gas supply nozzle 61 supplies gas to the coating surface S of the semiconductor wafer W supported by the spin chuck 31 rotated by the
以上のように、本実施形態においては、スピンモータ４１により回転されているスピンチャック３１に支持された半導体ウエハＷの塗布面Ｓに、気体が半導体ウエハＷの回転中心から周囲へ流れるように、ガス供給ノズル６１が気体を半導体ウエハＷの回転中心へ供給する。ここでは、スピンモータ４１により回転されるスピンチャック３１の回転軸に対応した塗布面Ｓの上方の気圧を、気圧計８１が測定する。そして、スピンチャック３１の回転軸に対応した塗布面Ｓの上方の気圧が、スピンチャック３１の回転軸と異なる塗布面Ｓの上方の気圧と同じになるように、ガス供給ノズル６１が半導体ウエハＷへ供給する気体の供給量を制御部１０１が制御している。
As described above, in the present embodiment, gas flows from the rotation center of the semiconductor wafer W to the periphery on the application surface S of the semiconductor wafer W supported by the spin chuck 31 rotated by the
図４は、本実施形態において、スピンチャック３１の回転速度ωとスピンチャック３１の回転軸に対応した塗布面Ｓの上方の気圧Ｐ、および、スピンチャック３１の回転速度ωと塗布膜の均一性Ｋを示す図である。図４において、図４（ａ）は、本実施形態において、スピンモータ４１により回転されているスピンチャック３１に支持された半導体ウエハＷの塗布面Ｓに、ガス供給ノズル６１から気体を半導体ウエハＷの回転中心へ供給しない場合を示している。一方、図４（ｂ）は、本実施形態において、スピンモータ４１により回転されているスピンチャック３１に支持された半導体ウエハＷの塗布面Ｓに、ガス供給ノズル６１から気体を半導体ウエハＷの回転中心へ供給した場合を示している。なお、図４において、横軸は、スピンチャック３１の回転速度ωを示している。また、左側の縦軸は、気圧Ｐを示している。そして、右側の縦軸は、塗布膜の均一性Ｋを示しており、下から上へ向かうに伴って均一性Ｋが悪化することを示している。
FIG. 4 shows the rotation speed ω of the spin chuck 31 and the pressure P above the coating surface S corresponding to the rotation axis of the spin chuck 31 and the rotation speed ω of the spin chuck 31 and the uniformity of the coating film in this embodiment. It is a figure which shows K. In FIG. 4A, FIG. 4A shows the semiconductor wafer W from the gas supply nozzle 61 on the coating surface S of the semiconductor wafer W supported by the spin chuck 31 rotated by the
図４（ａ）に示すように、ガス供給ノズル６１から気体を半導体ウエハＷの回転中心へ供給しない場合においては、所定の回転速度ωａから高速に回転するに伴って、プロペラ現象によって気圧Ｐが大気圧Ｐ０から低くなり、塗布膜の均一性Ｋが低下する。 As shown in FIG. 4A, when the gas is not supplied from the gas supply nozzle 61 to the rotation center of the semiconductor wafer W, the atmospheric pressure P is increased by the propeller phenomenon as it rotates at a high speed from the predetermined rotation speed ωa. The pressure becomes lower than the atmospheric pressure P0, and the uniformity K of the coating film decreases.
一方で、図４（ｂ）に示すように、上記のようにしてガス供給ノズル６１から気体を半導体ウエハＷの回転中心へ供給する場合においては、気圧Ｐが大気圧Ｐ０に保持されるために、所定の回転速度ωａより高速に回転する場合であっても、塗布膜の均一性Ｋが維持され、低下することを防止できる。 On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the gas is supplied from the gas supply nozzle 61 to the rotation center of the semiconductor wafer W as described above, the atmospheric pressure P is maintained at the atmospheric pressure P0. Even when the rotation speed is higher than the predetermined rotation speed ωa, the uniformity K of the coating film is maintained and can be prevented from decreasing.
このように、本実施形態は、塗布面Ｓの上方の気圧Ｐが低くなることを抑制することが可能であって、半導体ウエハＷの塗布面Ｓにおける回転軸の上方の気体が塗布面の回転中心から周囲へ十分な量で流れるため、回転による回転方向への気体の流れの影響を抑制することができる。 Thus, this embodiment can suppress that the atmospheric pressure P above the coating surface S becomes low, and the gas above the rotation axis in the coating surface S of the semiconductor wafer W rotates the coating surface. Since a sufficient amount flows from the center to the periphery, the influence of the gas flow in the rotation direction due to the rotation can be suppressed.
したがって、本実施形態は、半導体ウエハＷの大口径化に伴って半導体ウエハＷの外周領域においてレジスト膜が厚く形成される不具合の発生を防止可能であって、塗布面Ｓにおいてレジスト膜を均一に形成することができる。そして、これに伴って、回転速度を調整することで容易に所望の厚みのレジスト膜を形成することが可能になり、塗布液に含有するレジスト成分量や液粘度などの調整が不要になるために、製造効率を容易に向上させることができる。 Therefore, in the present embodiment, it is possible to prevent a problem that the resist film is formed thick in the outer peripheral region of the semiconductor wafer W as the semiconductor wafer W has a large diameter, and the resist film is uniformly formed on the coating surface S. Can be formed. Along with this, it becomes possible to easily form a resist film having a desired thickness by adjusting the rotation speed, and it becomes unnecessary to adjust the resist component amount and the liquid viscosity contained in the coating liquid. In addition, the production efficiency can be easily improved.
なお、上記の本実施形態において回転塗布装置１は、本発明の回転塗布装置に相当する。また、本実施形態においてスピンチャック３１は、本発明の支持台に相当する。また、本実施形態においてスピンモータ４１は、本発明の回転駆動部に相当する。また、本実施形態においてガス供給ノズル６１は、本発明の気体供給部に相当する。また、本実施形態において気圧計８１は、本発明の気圧測定部に相当する。また、本実施形態において制御部９１は、本発明の気体供給制御部に相当する。
In the present embodiment, the
また、本発明の実施に際しては、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。 Moreover, when implementing this invention, it is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation form is employable.
たとえば、上記の実施形態においては、気圧計８１により測定された気圧に基づいて、ガス供給ノズル６１が半導体ウエハＷへ供給する気体の供給量を制御部１０１が制御する場合について示したが、これに限定されない。たとえば、気圧計８１を設置せずに、スピンチャック３１を回転させる条件に対応するように、ガス供給ノズル６１が半導体ウエハＷへ供給する条件をメモリに記憶させておき、そのメモリに記憶された条件に対応するように、制御部９１がガス供給ノズル６１からの気体の供給量を制御してもよい。
For example, in the above embodiment, the case where the
また、たとえば、上記の実施形態においては、半導体ウエハＷを被塗布物とし、その半導体ウエハＷにレジスト膜を塗布膜として形成する場合について示したが、これに限定されない。たとえば、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）法や、ＳＯＤ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ）法においても適用可能であり、たとえば、液晶表示パネルの製造において、ガラス基板にレジスト膜を形成する場合の他、絶縁膜を形成する場合などに適用可能である。 For example, in the above embodiment, the semiconductor wafer W is used as an object to be coated, and a resist film is formed as a coating film on the semiconductor wafer W. However, the present invention is not limited thereto. For example, the present invention can also be applied to an SOG (Spin on Glass) method and an SOD (Spin on Dielectrics) method. For example, in manufacturing a liquid crystal display panel, an insulating film is formed in addition to a case where a resist film is formed on a glass substrate. It can be applied to such cases.
１…回転塗布装置（回転塗布装置）、
１１…収容本体、
２１…塗布カップ、
３１…スピンチャック（支持台）、
４１…スピンモータ（回転駆動部）、
５１…塗布液供給ノズル、
６１…ガス供給ノズル（気体供給部）、
７１…ノズル移動部、
８１…気圧計（気圧測定部）、
９１…制御部（気体供給制御部）、
１０１…操作部、
Ｗ…半導体ウエハ（被塗布物）、
Ｓ…塗布面
1 ... Rotating coating device (Rotating coating device)
11 ... the housing body,
21 ... coating cup,
31 ... Spin chuck (support),
41 ... Spin motor (rotation drive),
51 ... Coating liquid supply nozzle,
61 ... Gas supply nozzle (gas supply part),
71 ... Nozzle moving part,
81 ... Barometer (atmospheric pressure measuring unit),
91 ... control unit (gas supply control unit),
101 ... operation unit,
W: Semiconductor wafer (coating object),
S ... Application surface
Claims (4)
前記被塗布体を支持する前記支持台を回転させることによって、前記被塗布体の塗布面に供給された前記塗布液を、前記支持台の回転中心から周囲へ向かうように延在させる回転駆動部と、
前記回転駆動部により回転されている前記支持台に支持された前記被塗布体の前記塗布面に気体を供給する気体供給部と
を有し、
前記気体供給部は、前記気体が前記被塗布体の回転中心から周囲へ流れるように、前記気体を前記被塗布体の回転中心へ供給する
回転塗布装置。 A support base for supporting an object to be coated whose coating liquid is supplied to the coating surface;
A rotation driving unit that extends the coating liquid supplied to the coating surface of the coated body from the rotation center of the supporting table to the periphery by rotating the support table that supports the coated body. When,
A gas supply unit that supplies gas to the application surface of the object to be applied supported by the support base rotated by the rotation drive unit;
The said gas supply part supplies the said gas to the rotation center of the said to-be-coated body so that the said gas may flow to the circumference from the rotation center of the to-be-coated body.
前記気圧測定部により測定された気圧に基づいて、前記気体供給部が前記被塗布体へ供給する気体の供給量を制御する気体供給制御部と
を有する
請求項１に記載の回転塗布装置。 An atmospheric pressure measurement unit for measuring an atmospheric pressure on the application surface of the object to be coated supported by the support base rotated by the rotation driving unit;
The spin coating apparatus according to claim 1, further comprising: a gas supply control unit that controls a supply amount of gas that the gas supply unit supplies to the object to be coated based on the atmospheric pressure measured by the atmospheric pressure measurement unit.
前記気体供給制御部は、前記支持台の回転軸に対応した前記塗布面上の気圧が、前記支持台の回転軸と異なる前記塗布面上の気圧と同じになるように、前記気体供給部が前記被塗布体へ供給する気体の供給量を制御する
請求項２に記載の回転塗布装置。 The atmospheric pressure measurement unit measures the atmospheric pressure on the coating surface corresponding to the rotation axis of the support table rotated by the rotation driving unit,
The gas supply control unit is configured so that the pressure on the application surface corresponding to the rotation axis of the support table is the same as the pressure on the application surface different from the rotation axis of the support table. The spin coating apparatus according to claim 2, wherein a supply amount of a gas supplied to the object to be coated is controlled.
前記回転されている支持台に支持された前記被塗布体の前記塗布面に気体を供給する気体供給ステップ
を有し、
前記気体供給ステップにおいては、前記気体が前記被塗布体の回転中心から周囲へ流れるように、前記気体を前記被塗布体の回転中心へ供給する
回転塗布方法。
By rotating the support base that supports the substrate to which the coating liquid is supplied to the coating surface, the coating liquid supplied to the coating surface of the coating body is directed from the rotation center of the support base to the periphery. A spin coating method in which the coating liquid is applied to the coating surface,
A gas supply step of supplying a gas to the application surface of the object to be applied supported by the rotating support base;
In the gas supply step, the gas is supplied to the rotation center of the coated body so that the gas flows from the rotation center of the coated body to the periphery.
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