JP2013022551A - Formation method of resist film, workpiece and electrostatic sprayer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電噴霧によるレジスト膜の形成方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a resist film by electrostatic spraying.
従来から、レジスト液にワーク（基板）を浸す液浸方法、版の凹凸を利用する印刷法、または、ワーク上にレジスト液を供給してワークを高速回転させることにより生じる遠心力で薄膜を形成するスピンコート法を用いて、ワーク上にレジスト膜を形成する方法がある。例えば特許文献１には、スピンコート法を用いたレジスト膜の形成方法が開示されている。 Conventionally, a thin film is formed by a liquid immersion method in which a workpiece (substrate) is immersed in a resist solution, a printing method that uses plate irregularities, or a centrifugal force generated by supplying a resist solution onto the workpiece and rotating the workpiece at a high speed. There is a method of forming a resist film on a work using a spin coating method. For example, Patent Document 1 discloses a method for forming a resist film using a spin coating method.
しかしながら、液浸方法や印刷法では、ワーク上に形成したレジスト膜が厚くなり、また、その厚さにばらつきが生じる。厚さにばらつきが生じると、ワーク自体の剛性が低下する。また、特許文献１に開示されているようなスピンコート法では、レジスト液の例えば５０％が周囲に飛び散り、レジスト液の無駄が生じてコスト高となる。また、ワーク上に段差が形成されている場合に、レジスト液は段差に付着しにくい。 However, in the liquid immersion method or the printing method, the resist film formed on the workpiece becomes thick and the thickness varies. When the thickness varies, the rigidity of the workpiece itself decreases. Further, in the spin coating method as disclosed in Patent Document 1, for example, 50% of the resist solution is scattered around, resulting in waste of the resist solution and high cost. In addition, when a step is formed on the workpiece, the resist solution hardly adheres to the step.
そこで本発明は、低コストでレジスト膜を均一に形成可能なレジスト膜の形成方法、ワーク、および、静電噴霧装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a resist film forming method, a work, and an electrostatic spraying device that can form a resist film uniformly at low cost.
本発明の一側面としてのレジスト膜の形成方法は、静電噴霧によりワークの上にレジスト膜を形成するレジスト膜の形成方法であって、ノズルと前記ワークとの間に所定の電圧を印加し、該ノズルから該ワークに向けてレジスト液を噴霧するステップと、前記ワークの上に噴霧された前記レジスト液を硬化させて前記レジスト膜を形成するステップとを有する。 A resist film forming method according to one aspect of the present invention is a resist film forming method in which a resist film is formed on a workpiece by electrostatic spraying, and a predetermined voltage is applied between a nozzle and the workpiece. And spraying a resist solution from the nozzle toward the workpiece, and curing the resist solution sprayed on the workpiece to form the resist film.
本発明の他の側面としてのワークは、静電噴霧によりレジスト膜が形成されたワークであって、半導体部材からなる基板部と、ノズルと前記基板部との間に所定の電圧を印加して該ノズルから該基板部に向けてレジスト液を噴霧し、該基板部の上に噴霧された該レジスト液を硬化させて形成されたレジスト膜とを有する。 A workpiece according to another aspect of the present invention is a workpiece in which a resist film is formed by electrostatic spraying, and a predetermined voltage is applied between a substrate portion made of a semiconductor member and a nozzle and the substrate portion. A resist film formed by spraying a resist solution from the nozzle toward the substrate portion and curing the resist solution sprayed on the substrate portion.
本発明の他の側面としての静電噴霧装置は、静電噴霧によりレジスト液を噴霧する静電噴霧装置であって、前記レジスト液を噴霧するノズルと、前記ノズルとワークとの間に所定の電圧を印加する電圧印加手段とを有し、前記ノズルは、前記電圧印加手段により前記所定の電圧が印加されることにより、前記レジスト液を前記ワークに向かって噴霧する。 An electrostatic spraying apparatus according to another aspect of the present invention is an electrostatic spraying apparatus that sprays a resist solution by electrostatic spraying, and includes a nozzle that sprays the resist solution and a predetermined gap between the nozzle and the workpiece. Voltage applying means for applying a voltage, and the nozzle sprays the resist solution toward the workpiece when the predetermined voltage is applied by the voltage applying means.
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。 Other objects and features of the present invention are illustrated in the following examples.
本発明によれば、低コストでレジスト膜を均一に形成可能なレジスト膜の形成方法、ワーク、および、静電噴霧装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the formation method of a resist film, a workpiece | work, and an electrostatic spraying apparatus which can form a resist film uniformly at low cost can be provided.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
まず、図８を参照して、本実施例における静電噴霧装置について説明する。図８は、本実施例の静電噴霧装置１の概略構成図である。静電噴霧装置１は、静電噴霧によりワーク３（基板）の上にレジスト膜を形成する。 First, with reference to FIG. 8, the electrostatic spraying apparatus in a present Example is demonstrated. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the electrostatic spray device 1 of the present embodiment. The electrostatic spraying apparatus 1 forms a resist film on the workpiece 3 (substrate) by electrostatic spraying.
静電噴霧装置１は、主に、ノズル２、テーブル４、基盤５、および、電圧制御装置６（電圧印加手段）を備えて構成される。ノズル２には、図８中の矢印Ａの方向からレジスト膜の液剤であるレジスト液が供給される。電圧制御装置６は、ノズル２の電極２ａとテーブル４の電極４ａとの間に所定の電圧を印加する。ワーク３は、例えば半導体部材からなる基板（基板部）であり、ノズル２の先端部２ｂ（ノズル先端部）に対向するようにテーブル４の上に載置されている。ノズル先端部の径（レジスト液が通過する内径）は、例えば２０μｍ〜２００μｍ程度に設定される。 The electrostatic spraying device 1 mainly includes a nozzle 2, a table 4, a base 5, and a voltage control device 6 (voltage applying means). A resist solution that is a resist film solution is supplied to the nozzle 2 from the direction of arrow A in FIG. The voltage control device 6 applies a predetermined voltage between the electrode 2 a of the nozzle 2 and the electrode 4 a of the table 4. The workpiece 3 is a substrate (substrate portion) made of, for example, a semiconductor member, and is placed on the table 4 so as to face the tip portion 2b (nozzle tip portion) of the nozzle 2. The diameter of the nozzle tip (inner diameter through which the resist solution passes) is set to about 20 μm to 200 μm, for example.
電圧制御装置６により所定の電圧が印加されると、ノズル２の先端部２ｂからワーク３に向けてレジスト液が噴霧される。このとき、ノズル２の内部におけるレジスト液は、印加電圧により生じる静電力で反発し、ノズル２の先端部２ｂにおける液面の表面張力を破って微粒子化する。微粒子化されたレジスト液は、正又は負のいずれかに帯電しているため、互いの粒子は反発し合い、凝集することなく噴霧することができる。このように、レジスト液はノズル２の先端部２ｂから噴霧され、最初は比較的大きな径を有する粒子２１の状態にあり、その後比較的小さな径を有する粒子２３となってワーク３の上に堆積する。最後に、堆積した粒子２３（レジスト液）を硬化させる（焼成する）ことにより、ワーク３は、基板部と基板部上に形成されたレジスト膜とを備えて構成されることになる。 When a predetermined voltage is applied by the voltage control device 6, the resist solution is sprayed from the tip 2 b of the nozzle 2 toward the work 3. At this time, the resist solution inside the nozzle 2 is repelled by the electrostatic force generated by the applied voltage and breaks the surface tension of the liquid surface at the tip 2b of the nozzle 2 to become fine particles. Since the finely divided resist solution is charged positively or negatively, the particles repel each other and can be sprayed without agglomeration. As described above, the resist solution is sprayed from the tip 2b of the nozzle 2 and is initially in the state of particles 21 having a relatively large diameter, and then becomes particles 23 having a relatively small diameter and is deposited on the work 3. To do. Finally, by hardening (baking) the deposited particles 23 (resist liquid), the workpiece 3 includes a substrate portion and a resist film formed on the substrate portion.
続いて、図９（ａ）〜（ｆ）を参照して、静電噴霧装置１による静電噴霧（レジスト膜形成）の原理について説明する。図９（ａ）〜（ｆ）は、静電噴霧の原理図である。図９（ａ）、（ｄ）はノズル２の先端部２ｂからワーク３に向けて粒子２１が噴霧された状態（着弾状態）、図９（ｂ）、（ｅ）は粒子２３がワーク３の上に到達して薄膜を形成している状態（薄膜形成状態）、図９（ｃ）、（ｆ）は粒子２３がワーク３の上で分散した状態（分散噴霧状態）をそれぞれ示す。 Subsequently, the principle of electrostatic spraying (resist film formation) by the electrostatic spraying device 1 will be described with reference to FIGS. FIGS. 9A to 9F are principle diagrams of electrostatic spraying. 9A and 9D show a state in which the particles 21 are sprayed from the tip 2b of the nozzle 2 toward the work 3 (landing state), and FIGS. FIGS. 9C and 9F show a state in which the particles 23 are dispersed on the workpiece 3 (dispersed spray state), respectively, in a state where a thin film is formed by reaching the top (thin film forming state).
図９（ａ）、（ｄ）に示されるように、ノズル２の先端部２ｂからワーク３に向けて噴霧された粒子２１は、比較的大きな径を有し、静電力が付与されることにより例えば正電荷を含んで帯電している。このように、噴霧された粒子２１は、比較的大きな径を有し、かつ帯電した状態でワーク３に向けて移動（着弾）する。続いて図９（ｂ）、（ｅ）に示されるように、粒子２１は***して、例えば１００ｎｍ以下の比較的小さな径を有する粒子２３となってワーク３の上に堆積する。このようにして、レジスト膜となる薄膜がワーク３の上に形成される。最後に図９（ｃ）、（ｆ）に示されるように、正電荷を含む粒子２３は、互いに反発し合い、ワーク３の上で分散する。 As shown in FIGS. 9A and 9D, the particles 21 sprayed from the tip 2b of the nozzle 2 toward the workpiece 3 have a relatively large diameter and are given an electrostatic force. For example, it is charged including a positive charge. Thus, the sprayed particles 21 have a relatively large diameter and move (land) toward the work 3 in a charged state. Subsequently, as shown in FIGS. 9B and 9E, the particles 21 are split and become particles 23 having a relatively small diameter of, for example, 100 nm or less and are deposited on the work 3. In this way, a thin film to be a resist film is formed on the workpiece 3. Finally, as shown in FIGS. 9C and 9F, the particles 23 containing positive charges repel each other and are dispersed on the work 3.
次に、静電噴霧を用いたレジスト膜の形成方法について説明する。図１は、静電噴霧装置１を用いて、レジスト膜を構成する粒子をワーク３の上に着弾している状態を示す図である。本実施例において、ワーク３には複数の凸部３ａ（段差）が設けられている。このように凸部３ａを有するワーク３に対して、従来のようなスピンコート法を用いてレジスト膜（薄膜）を形成しようとすると、レジスト膜を均一に形成（成膜）することは困難である。そこで本実施例では、静電噴霧装置１を用いて粒子２３を堆積させることにより、凸部３ａを有するワーク３に対してもレジスト膜を均一に形成することができる。 Next, a method for forming a resist film using electrostatic spray will be described. FIG. 1 is a diagram showing a state where particles constituting a resist film are landed on a work 3 using an electrostatic spraying apparatus 1. In the present embodiment, the workpiece 3 is provided with a plurality of convex portions 3a (steps). When a resist film (thin film) is formed on the workpiece 3 having the convex portions 3a by using a conventional spin coating method, it is difficult to uniformly form (deposit) the resist film. is there. Therefore, in this embodiment, by depositing the particles 23 using the electrostatic spraying apparatus 1, a resist film can be uniformly formed even on the workpiece 3 having the convex portions 3a.
続いて、図２（ａ）〜（ｃ）を参照して、静電噴霧装置１により印加される電圧（静電気を発生させるための電圧）について説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、静電噴霧装置１により印加されるパルス電圧の説明図である。本実施例において、ワーク３が絶縁体である場合、静電噴霧装置１の電圧制御装置６は、ワーク３（テーブル４）に対する極性が正と負の交互に変化するパルス電圧をノズル２に印加する（パルス発振させる）。パルス電圧を印加する場合、まず図２（ａ）に示されるように、ノズル２に正電圧（＋電圧）を印加する。このとき、絶縁体であるワーク３の表面（ノズル２側の面）には正電荷（＋電荷）が集まり、この表面が正（＋）に帯電する。 Next, with reference to FIGS. 2A to 2C, a voltage (voltage for generating static electricity) applied by the electrostatic spraying device 1 will be described. 2A to 2C are explanatory diagrams of pulse voltages applied by the electrostatic spraying device 1. In the present embodiment, when the work 3 is an insulator, the voltage control device 6 of the electrostatic spraying device 1 applies a pulse voltage whose polarity with respect to the work 3 (table 4) alternately changes between positive and negative to the nozzle 2. (Pulse oscillation). When applying a pulse voltage, a positive voltage (+ voltage) is first applied to the nozzle 2 as shown in FIG. At this time, a positive charge (+ charge) is collected on the surface of the workpiece 3 (the surface on the nozzle 2 side), which is an insulator, and this surface is charged positively (+).
また他の実施形態として、ワーク３（テーブル４）に対する極性が正のみ又は負のみの電圧高低差の変化で構成されたパルス電圧を印加してもよい。このようなパルス電圧を印加する場合、０Ｖの電圧を含むように設定することができるが、これに限定されるものではなく、０Ｖの電圧を含まないように設定してもよい。 As another embodiment, a pulse voltage composed of a change in voltage height difference in which the polarity with respect to the work 3 (table 4) is only positive or only negative may be applied. When such a pulse voltage is applied, the voltage can be set so as to include a voltage of 0V, but is not limited thereto, and may be set so as not to include a voltage of 0V.
次に図２（ｂ）に示されるように、ノズル２に負電圧（−電圧）を印加する。このとき、ノズル２から静電噴霧された粒子２３は負（−）に帯電しており、正（＋）に帯電したワーク３の表面上に付着（着弾）する。続いて図２（ｃ）に示されるように、ノズル２に正電圧（＋電圧）を印加する。このとき、ノズル２から静電噴霧された粒子２３は正（＋）に帯電しており、直前の負の電圧の印加時に負に帯電したワーク３の表面上に付着する。 Next, as shown in FIG. 2B, a negative voltage (−voltage) is applied to the nozzle 2. At this time, the particles 23 electrostatically sprayed from the nozzle 2 are negatively (−) charged and adhere (land) on the surface of the work 3 charged positively (+). Subsequently, as shown in FIG. 2C, a positive voltage (+ voltage) is applied to the nozzle 2. At this time, the particles 23 electrostatically sprayed from the nozzle 2 are positively (+) charged and adhere to the surface of the workpiece 3 that is negatively charged when a negative voltage is applied immediately before.
そして、図２（ｂ）に示されるような負電圧を印加する状態と図２（ｃ）に示されるような正電圧を印加する状態とを繰り返す（パルス電圧を印加する）ことにより、絶縁体であるワーク３の上にレジスト膜となる粒子２３が堆積されていく。本実施例において、印加電圧の大きさは例えば０．５ｋＶ〜１０ｋＶ程度に設定され、印加電圧のパルス幅（噴霧スピード）は例えば５Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度に設定される。また、ノズル２の先端部２ｂとワーク３の表面との間の距離ｄは、例えば０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度に設定される。 Then, by repeating the state of applying a negative voltage as shown in FIG. 2B and the state of applying a positive voltage as shown in FIG. 2C (applying a pulse voltage), an insulator is obtained. Particles 23 to be a resist film are deposited on the workpiece 3. In this embodiment, the magnitude of the applied voltage is set to about 0.5 kV to 10 kV, for example, and the pulse width (spray speed) of the applied voltage is set to about 5 Hz to 1 kHz, for example. Moreover, the distance d between the front-end | tip part 2b of the nozzle 2 and the surface of the workpiece | work 3 is set to about 0.5 mm-20 mm, for example.
続いて、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して、静電噴霧開始時において、静電噴霧装置１のノズル先端部におけるレジスト液２０の状態について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、静電噴霧開始時におけるノズル２の先端部２ｂの断面図である。図３（ａ）は、静電噴霧開始時において、ノズル２の内部にあるレジスト液２０に対して外部から背圧が加えられていない自然な状態を示す。このとき、先端部２ｂにおいて、ノズル２の先端部２ｂ（ノズル先端部）におけるレジスト液２０は乾燥しており、レジスト液２０の液面２０ａは、ノズル先端部には存在せずに、ノズル先端部の内側に寄っている。 Next, with reference to FIGS. 3A to 3C, the state of the resist solution 20 at the nozzle tip of the electrostatic spraying device 1 at the start of electrostatic spraying will be described. 3A to 3C are cross-sectional views of the tip 2b of the nozzle 2 at the start of electrostatic spraying. FIG. 3A shows a natural state in which no back pressure is applied from the outside to the resist solution 20 inside the nozzle 2 at the start of electrostatic spraying. At this time, at the tip 2b, the resist solution 20 at the tip 2b (nozzle tip) of the nozzle 2 is dry, and the liquid surface 20a of the resist solution 20 does not exist at the nozzle tip, but the nozzle tip. Close to the inside of the department.
そこで本実施例では、図３（ｂ）に示されるように、静電噴霧開始時においてレジスト液２０の液面２０ｂがノズル先端部と同一面に移動するように、背圧印加手段（不図示）を用いて、レジスト液２０に対して外部から所定の背圧を加える。または、図３（ｃ）に示されるように、静電噴霧開始時においてレジスト液２０の液面２０ｃがノズル先端部の外側に突出するように、レジスト液２０に対して外部から所定の背圧を加えるようにしてもよい。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3B, back pressure application means (not shown) is provided so that the liquid level 20b of the resist solution 20 moves to the same plane as the nozzle tip at the start of electrostatic spraying. ), A predetermined back pressure is applied to the resist solution 20 from the outside. Alternatively, as shown in FIG. 3C, a predetermined back pressure is applied to the resist solution 20 from the outside so that the liquid surface 20c of the resist solution 20 protrudes outside the nozzle tip at the start of electrostatic spraying. May be added.
また本実施例は、静電噴霧開始時において、所定の背圧を加える構成に限定されるものではない。例えば、噴霧開始時の電圧を噴霧中の電圧よりも高くするように設定してもよい。また、噴霧開始時の電圧パルスの周期を短くし、又は、逆に長くするように設定することもできる。このような構成でも、背圧を加える場合と同様に、噴霧開始時にレジスト液２０の液面をノズル先端部に移動させることが可能である。 Further, the present embodiment is not limited to a configuration in which a predetermined back pressure is applied at the start of electrostatic spraying. For example, the voltage at the start of spraying may be set to be higher than the voltage during spraying. Moreover, the period of the voltage pulse at the start of spraying can be shortened, or conversely, can be set to be longer. Even in such a configuration, the liquid level of the resist solution 20 can be moved to the tip of the nozzle at the start of spraying, as in the case of applying back pressure.
ただし、静電噴霧開始時に噴霧条件を上述のように変更すると、設定された噴霧条件と比較してレジスト液２０（粒子２３）の噴霧量が増加する場合がある。このため、本実施例の静電噴霧装置１は、静電噴霧開始時の粒子２３がワーク３に到達するのを妨げるためのシャッタ（ダミーシャッタ）を備える。図４（ａ）は、静電噴霧装置１に設けられるシャッタの動作を示す図である。図４（ａ）に示されるように、本実施例の静電噴霧装置１は、２つのシャッタ７ａ、７ｂを備える。シャッタ７ａは、静電噴霧開始時において、粒子２３がワーク３に到達するのを妨げる（レジスト液の噴射を遮る）ための捨て打ち用シャッタである。シャッタ７ｂは、静電噴霧終了時において、粒子２３がワーク３に到達するのを妨げるための液だれ防止シャッタである。 However, if the spraying conditions are changed as described above at the start of electrostatic spraying, the spray amount of the resist solution 20 (particles 23) may increase compared to the set spraying conditions. For this reason, the electrostatic spraying apparatus 1 of the present embodiment includes a shutter (dummy shutter) for preventing the particles 23 at the start of electrostatic spraying from reaching the workpiece 3. FIG. 4A is a diagram illustrating the operation of the shutter provided in the electrostatic spraying device 1. As shown in FIG. 4A, the electrostatic spraying device 1 of the present embodiment includes two shutters 7a and 7b. The shutter 7a is a throwing shutter for preventing the particles 23 from reaching the workpiece 3 at the start of electrostatic spraying (blocking the spraying of the resist solution). The shutter 7b is a dripping prevention shutter for preventing the particles 23 from reaching the workpiece 3 at the end of electrostatic spraying.
静電噴霧中（通常噴霧時）において、シャッタ７ａ、７ｂはノズル２とワーク３との間の領域から避けるように配置されている。一方、噴霧開始時および噴霧終了時において、シャッタ７ａ、７ｂはそれぞれ、ノズル２とワーク３との間の領域に入り込むように図４（ａ）中の矢印方向（ワーク３と平行方向）に移動する。このためシャッタ７ａ、７ｂはそれぞれ、噴霧開始時および噴霧終了時において、ノズル２から噴霧された粒子２３がワーク３に到達することを妨げることができる。また電圧制御装置６は、噴霧終了時に、ノズル２（電極２ａ）に印加される電圧と同極性の電圧をシャッタ７ａ、７ｂに印加して、レジスト液２０の噴霧を瞬時に止めることもできる。同時に、電圧制御装置６がノズル２に電圧を印加するのを止めるように構成してもよい。 During electrostatic spraying (normal spraying), the shutters 7 a and 7 b are arranged so as to be avoided from the region between the nozzle 2 and the work 3. On the other hand, at the start of spraying and at the end of spraying, the shutters 7a and 7b move in the direction of the arrow in FIG. 4A (in a direction parallel to the workpiece 3) so as to enter the region between the nozzle 2 and the workpiece 3, respectively. To do. Therefore, the shutters 7a and 7b can prevent the particles 23 sprayed from the nozzle 2 from reaching the workpiece 3 at the start of spraying and at the end of spraying, respectively. Moreover, the voltage control apparatus 6 can also apply the voltage of the same polarity as the voltage applied to the nozzle 2 (electrode 2a) to the shutters 7a and 7b at the end of spraying to stop the spraying of the resist solution 20 instantaneously. At the same time, the voltage control device 6 may be configured to stop applying a voltage to the nozzle 2.
また本実施例では、静電噴霧開始時にのみ背圧を加える構成に限定されるものではない。レジスト液２０の液面の位置や形状を一定に保持するために、静電噴霧中において所定の背圧を加えるようにしてもよい。 Further, the present embodiment is not limited to the configuration in which the back pressure is applied only at the start of electrostatic spraying. In order to keep the position and shape of the liquid surface of the resist solution 20 constant, a predetermined back pressure may be applied during electrostatic spraying.
また本実施例では、ワーク３の上に到達する粒子２３の粒子径を制御するため、噴霧距離すなわちノズル２の位置（高さ）を制御することができる。図４（ｂ）は、ノズル２（ノズル先端部）の位置制御（高さ制御）を示す図である。図４（ｂ）に示されるように、静電噴霧装置１にはカメラ８が設けられている。カメラ８は、ワーク３の表面に到達した粒子２３を観察可能に配置されている。このように、カメラ８を用いて粒子２３の粒子径または粒子２３による塗布状態を観察し、その観察結果に応じてノズル２を所望の位置に移動させるように制御する。例えば図４（ｂ）に示されるように、噴霧中において、ノズル先端部とワーク３の表面との距離ｄ１を、距離ｄ２に変更することが可能である。 Further, in this embodiment, since the particle diameter of the particles 23 that reach the workpiece 3 is controlled, the spray distance, that is, the position (height) of the nozzle 2 can be controlled. FIG. 4B is a diagram illustrating position control (height control) of the nozzle 2 (nozzle tip). As shown in FIG. 4B, the electrostatic spraying device 1 is provided with a camera 8. The camera 8 is arranged so that the particles 23 reaching the surface of the workpiece 3 can be observed. In this way, the particle diameter of the particles 23 or the coating state of the particles 23 is observed using the camera 8, and the nozzle 2 is controlled to move to a desired position according to the observation result. For example, as shown in FIG. 4B, during spraying, the distance d1 between the nozzle tip and the surface of the work 3 can be changed to a distance d2.
このような制御は画像処理により自動的に実行することができ、または手動で行うこともできる。なお、粒子径を制御する場合、ノズル２の高さや左右方向の位置を移動させる構成に限定されるものではなく、例えばノズルの径や、印加電圧の大きさ又はパルス幅を変更する構成を採用してもよい。ワーク３の上にレジスト膜を形成する間にワーク３の静電気特性が変化する場合に効果的である。 Such control can be performed automatically by image processing, or can be performed manually. In addition, when controlling a particle diameter, it is not limited to the structure which moves the height and the position of a left-right direction of the nozzle 2, For example, the structure which changes the diameter of a nozzle, the magnitude | size of an applied voltage, or a pulse width is employ | adopted May be. This is effective when the electrostatic characteristics of the workpiece 3 change while the resist film is formed on the workpiece 3.
また本実施例では、図２を参照して説明したようなパルス電圧を印加する代わりに、ワーク３に対して正又は負の直流電圧をノズル２に印加してもよい。例えばワーク３が導電体である場合には直流電圧を用いることが好ましい。図５は、静電噴霧装置１により印加される直流電圧の説明図である。図５では、ワーク３（テーブル４）を接地し、ノズル２に正（＋）の直流電圧を印加した状態を示している。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、ノズル２に負（−）の直流電圧を印加してもよい。正又は負のいずれの電圧を用いるかは、レジスト液２０やワーク３の材料などに応じて適宜設定される。また、極性を変えることなく一方の極性のみの電圧を印加するように構成すればよいから、直流電圧に限定されるものではなく、噴霧中に極性を維持しながら電圧の大きさを変化するように制御してもよい。さらに、極性が正のみ又は負のみの電圧高低差の変化で構成されたパルス電圧を印加してもよい。このようなパルス電圧を印加する場合、０Ｖを含むように設定することができるが、０Ｖを含まないように設定してもよい。 In this embodiment, instead of applying a pulse voltage as described with reference to FIG. 2, a positive or negative DC voltage may be applied to the nozzle 2 with respect to the work 3. For example, when the workpiece 3 is a conductor, it is preferable to use a DC voltage. FIG. 5 is an explanatory diagram of a DC voltage applied by the electrostatic spraying apparatus 1. FIG. 5 shows a state in which the workpiece 3 (table 4) is grounded and a positive (+) DC voltage is applied to the nozzle 2. However, the present embodiment is not limited to this, and a negative (−) DC voltage may be applied to the nozzle 2. Whether to use a positive or negative voltage is appropriately set according to the material of the resist solution 20 or the workpiece 3. In addition, since it is sufficient to apply a voltage of only one polarity without changing the polarity, the voltage is not limited to DC voltage, and the magnitude of the voltage is changed while maintaining the polarity during spraying. You may control to. Furthermore, a pulse voltage composed of a change in voltage level difference in which the polarity is only positive or only negative may be applied. When such a pulse voltage is applied, the voltage can be set so as to include 0V, but may be set so as not to include 0V.
また本実施例では、ノズル２を複数配置して構成された複数ノズル、すなわち複数のノズル部を有するノズル２を用いてもよい。このとき、ワーク３の上にレジスト膜を均一に形成するため、複数のノズル２ごと、又は、所定の領域ごとに印加電圧（パルス電圧）を制御してもよい。 In this embodiment, a plurality of nozzles configured by arranging a plurality of nozzles 2, that is, nozzles 2 having a plurality of nozzle portions may be used. At this time, in order to uniformly form a resist film on the work 3, the applied voltage (pulse voltage) may be controlled for each of the plurality of nozzles 2 or for each predetermined region.
また、複数のノズル２の配置は、所定の領域ごとに変更することができる。図６（ａ）〜（ｃ）は、静電噴霧装置１における複数のノズル２（ノズル群）の配置図である。図６（ａ）は複数のノズル２を一列に等間隔で配置した例（ノズル群１２ａ）を示し、図６（ｂ）は複数のノズル２を一列に異なる間隔で配置した例（ノズル群１２ｂ）を示す。これらは、印加電圧が等電圧であるなど各種条件が同一に設定されており、ノズルの間隔（ノズルピッチ）のみを変更した例である。また図６（ｃ）は、複数のノズル２を三列に等間隔で配置し、ノズルＡ、Ｂ、Ｃにおいて互いに異なる電圧を印加する例（ノズル群１２ｃ）を示す。 Further, the arrangement of the plurality of nozzles 2 can be changed for each predetermined region. 6A to 6C are arrangement diagrams of a plurality of nozzles 2 (nozzle group) in the electrostatic spraying apparatus 1. 6A shows an example (nozzle group 12a) in which a plurality of nozzles 2 are arranged in a line at equal intervals, and FIG. 6B shows an example in which a plurality of nozzles 2 are arranged in a line at different intervals (nozzle group 12b). ). These are examples in which various conditions are set to be the same, for example, the applied voltage is equal, and only the nozzle interval (nozzle pitch) is changed. FIG. 6C shows an example (nozzle group 12c) in which a plurality of nozzles 2 are arranged in three rows at equal intervals and different voltages are applied to nozzles A, B, and C.
レジスト膜を均一に形成するため、例えば図６（ｂ）に示されるように、複数のノズル２の印加電圧が等電圧である場合、中心領域のノズルの間隔ｗ２を周辺領域のノズルの間隔ｗ１よりも広く設定する。複数のノズル２に印加する電圧がノズルによらず一定である（いずれのノズル２にも所定の電圧が等電圧であるように印加される）場合、図６（ａ）に示されるように複数のノズル２が等間隔ｗ１で配置されていると、周辺よりも中心領域において形成されるレジスト膜の膜厚が大きくなる。このため、図６（ｂ）に示されるように、中心領域におけるノズルの間隔ｗ２を周辺領域におけるノズルの間隔ｗ１よりも大きくすることで、レジスト膜の膜厚を均一に形成することが可能となる。なお、図６（ａ）の等間隔ノズルの場合、端部のノズル電圧と中央部のノズル電圧を変えることで同じ結果を得ることもできる。 To uniformly form a resist film, for example, as shown in FIG. 6 (b), when the applied voltage of the plurality of nozzles 2 is equipotential, the spacing w 2 of the nozzle of the central region of the peripheral region of the nozzle gap widely to set up than w 1. When the voltages applied to the plurality of nozzles 2 are constant regardless of the nozzles (applied to all the nozzles 2 so that a predetermined voltage is equal), a plurality of voltages are applied as shown in FIG. When the nozzles 2 are arranged at equal intervals w 1 , the film thickness of the resist film formed in the central region becomes larger than the periphery. Therefore, as shown in FIG. 6 (b), it is made larger than the interval w 1 of the nozzle in the peripheral region of the interval w 2 of the nozzles in the central region, to uniformly form the thickness of the resist film It becomes possible. In the case of the equally spaced nozzles shown in FIG. 6A, the same result can be obtained by changing the nozzle voltage at the end and the nozzle voltage at the center.
また、例えば図６（ｃ）に示されるように、複数のノズル２を等間隔ｗ１で配置した場合、複数のノズル２の周辺に位置する（周辺領域の）ノズルＡ（第１ノズル領域）、中間に位置する（中間領域の）ノズルＢ（第３ノズル領域）、および、中心に位置する（中心領域の）ノズルＣ（第２ノズル領域）のそれぞれに印加電圧の大きさ（ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ）を変更する。具体的には、ノズルＡ、Ｂ、Ｃの順に印加電圧の大きさを小さくする（ＶＡ＞ＶＢ＞ＶＣ）。 For example, as shown in FIG. 6C, when a plurality of nozzles 2 are arranged at equal intervals w 1 , a nozzle A (first nozzle region) located in the periphery of the plurality of nozzles 2 (peripheral region). , The magnitude of the applied voltage (V A , respectively) for the nozzle B (third nozzle region) located in the middle (middle region) and the nozzle C (second nozzle region) located in the center (center region) V B , V C ) are changed. Specifically, the magnitude of the applied voltage is decreased in the order of nozzles A, B, and C (V A > V B > V C ).
このように、電圧制御装置６は、複数のノズル２を構成する第１ノズル領域および第２ノズル領域（および第３ノズル領域）のそれぞれに印加される電圧を独立に制御することができる。図６（ｃ）に示されるような配置の場合、電圧制御装置６は、第１ノズル領域に印加される第１電圧（ＶＡ）を第２ノズル領域に印加される第２電圧（ＶＣ）、および、（第３ノズル領域に印加される第３電圧ＶＢ）よりも高くなるように制御する。このように電圧の大きさを設定することによっても、レジスト膜の膜厚を均一に形成することが可能となる。 As described above, the voltage control device 6 can independently control the voltages applied to the first nozzle region and the second nozzle region (and the third nozzle region) constituting the plurality of nozzles 2. In the case of the arrangement shown in FIG. 6C, the voltage control device 6 applies the first voltage (V A ) applied to the first nozzle region to the second voltage (V C ) applied to the second nozzle region. ) And (the third voltage V B applied to the third nozzle region). By setting the voltage magnitude in this way, it is possible to form the resist film with a uniform thickness.
図７（ａ）〜（ｃ）は、静電噴霧装置１によるレジスト膜形成の説明図である。図７（ａ）は、レジスト膜を構成する成膜材料が溶解した液剤（レジスト液）を噴霧した場合を示す。図７（ｂ）は、レジスト膜を構成するナノ粒子を含有した液剤を噴霧した場合であって、噴霧中に溶媒が気化しない液剤を用いた場合を示す。図７（ｃ）は、ナノ粒子を含有した液剤を噴霧した場合であって、噴霧中に溶媒が気化する液剤を用いた場合を示す。 FIGS. 7A to 7C are explanatory views of resist film formation by the electrostatic spraying apparatus 1. FIG. 7A shows a case where a liquid agent (resist liquid) in which a film forming material constituting the resist film is dissolved is sprayed. FIG. 7B shows a case in which a liquid agent containing nanoparticles constituting the resist film is sprayed, and a liquid agent that does not vaporize the solvent during spraying is used. FIG.7 (c) shows the case where the liquid agent which contains a nanoparticle is sprayed, Comprising: The liquid agent which a solvent evaporates during spraying is used.
図７（ａ）に示されるように、成膜材料が溶解した液剤を用いた場合、液剤の粒子２１ａが分散して粒子２３ａとなり、ワーク３の上に堆積する。そしてワーク３の上に堆積した粒子２３ａを乾燥させることにより、粒子２３ａ（堆積物）は矢印Ａ、Ｂ、Ｃの順に変化する。最終的に、熱又は紫外線により堆積物を硬化（焼成）して、レジスト膜２６ａ（薄膜）が形成される。 As shown in FIG. 7A, when a liquid agent in which a film forming material is dissolved is used, the liquid agent particles 21 a are dispersed to become particles 23 a and are deposited on the workpiece 3. Then, by drying the particles 23 a deposited on the work 3, the particles 23 a (deposits) change in the order of arrows A, B, and C. Finally, the deposit is cured (baked) by heat or ultraviolet rays to form a resist film 26a (thin film).
図７（ｂ）に示されるように、ナノ粒子を含有した液剤を用いた場合、粒子２１ｂがナノ粒子３０を含有した状態で分散して溶媒が気化しない状態で粒子２３ｂとなり、ワーク３の上に堆積する（溶媒とともに着弾する）。そしてワーク３の上に堆積した粒子２３ｂを乾燥させることにより、粒子２３ｂ（堆積物）は矢印Ａ、Ｂ、Ｃの順に変化する。最終的に、熱又は紫外線により堆積物を硬化（焼成）して、レジスト膜２６ｂ（薄膜）が形成される。 As shown in FIG. 7 (b), when a solution containing nanoparticles is used, the particles 21b are dispersed in a state containing the nanoparticles 30 and become particles 23b in a state where the solvent is not vaporized. Deposited on the ground (landing with solvent). Then, by drying the particles 23b deposited on the workpiece 3, the particles 23b (deposits) change in the order of arrows A, B, and C. Finally, the deposit is cured (baked) by heat or ultraviolet rays to form a resist film 26b (thin film).
図７（ｃ）に示されるように、ナノ粒子を含有した液剤を用いた場合、粒子２１ｃがナノ粒子３０を含有した状態で分散して溶媒が気化してナノ粒子３０となり、ワーク３の上に堆積する（ナノ粒子のみ着弾する）。そしてワーク３の上に堆積したナノ粒子３０（堆積物）を加熱することによりレべリング（平坦化）し（矢印Ａ）、その後堆積物は矢印Ｂ、Ｃの順に変化する。最終的に、熱又は紫外線によりナノ粒子３０（堆積物）を硬化（焼成）して、レジスト膜２６ｃが形成される。 As shown in FIG. 7 (c), when a solution containing nanoparticles is used, the particles 21 c are dispersed in a state containing the nanoparticles 30, and the solvent is vaporized to form nanoparticles 30. (Nanoparticles only land). The nanoparticles 30 (deposits) deposited on the workpiece 3 are heated (leveled) (arrow A) by heating, and then the deposits change in the order of arrows B and C. Finally, the nanoparticles 30 (deposits) are cured (baked) with heat or ultraviolet rays to form a resist film 26c.
このように本実施例のレジスト膜の形成方法においては、まず、ノズルとワークとの間に所定の電圧を印加し、ノズルからワークに向けてレジスト液を噴霧する。続いて、ワークの上に噴霧されたレジスト液（粒子）を硬化させてレジスト膜を形成する。 As described above, in the resist film forming method of this embodiment, first, a predetermined voltage is applied between the nozzle and the workpiece, and the resist solution is sprayed from the nozzle toward the workpiece. Subsequently, the resist solution (particles) sprayed on the workpiece is cured to form a resist film.
本実施例によれば、低コストでレジスト膜を均一に形成可能なレジスト膜の形成方法、ワーク、および、静電噴霧装置を提供することができる。 According to the present embodiment, it is possible to provide a resist film forming method, a work, and an electrostatic spraying device that can form a resist film uniformly at low cost.
以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。 The embodiment of the present invention has been specifically described above. However, the present invention is not limited to the matters described as the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.
１ 静電噴霧装置
２ ノズル
３ ワーク
４ テーブル
５ 基盤
６ 電圧制御装置
７ シャッタ
８ カメラ
２０ レジスト液
２１、２３ 粒子
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ レジスト膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrostatic spray apparatus 2 Nozzle 3 Work 4 Table 5 Base 6 Voltage control apparatus 7 Shutter 8 Camera 20 Resist liquid 21, 23 Particles 26a, 26b, 26c Resist film
Claims (14)
ノズルと前記ワークとの間に所定の電圧を印加し、該ノズルから該ワークに向けてレジスト液を噴霧するステップと、
前記ワークの上に噴霧された前記レジスト液を硬化させて前記レジスト膜を形成するステップと、を有することを特徴とするレジスト膜の形成方法。 A resist film forming method for forming a resist film on a workpiece by electrostatic spraying,
Applying a predetermined voltage between the nozzle and the workpiece, and spraying a resist solution from the nozzle toward the workpiece;
Curing the resist solution sprayed on the workpiece to form the resist film. A method for forming a resist film, comprising:
半導体部材からなる基板部と、
ノズルと前記基板部との間に所定の電圧を印加して該ノズルから該基板部に向けてレジスト液を噴霧し、該基板部の上に噴霧された該レジスト液を硬化させて形成されたレジスト膜と、を有することを特徴とするワーク。 A work in which a resist film is formed by electrostatic spraying,
A substrate portion made of a semiconductor member;
It is formed by applying a predetermined voltage between the nozzle and the substrate portion, spraying a resist solution from the nozzle toward the substrate portion, and curing the resist solution sprayed on the substrate portion. And a resist film.
前記レジスト液を噴霧するノズルと、
前記ノズルとワークとの間に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、を有し、
前記ノズルは、前記電圧印加手段により前記所定の電圧が印加されることにより、前記レジスト液を前記ワークに向かって噴霧することを特徴とする静電噴霧装置。 An electrostatic spraying device for spraying a resist solution by electrostatic spraying,
A nozzle for spraying the resist solution;
Voltage application means for applying a predetermined voltage between the nozzle and the workpiece,
The electrostatic spraying apparatus, wherein the nozzle sprays the resist solution toward the workpiece when the predetermined voltage is applied by the voltage applying unit.
前記シャッタは、前記レジスト液が前記ワークの上に噴霧されるのを妨げることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の静電噴霧装置。 A shutter that blocks spraying of the resist solution;
The electrostatic spraying device according to claim 7, wherein the shutter prevents the resist solution from being sprayed onto the workpiece.
前記背圧印加手段は、前記ノズルの先端部における前記レジスト液の形状を一定に保持するように前記所定の背圧を印加することを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の静電噴霧装置。 A back pressure applying means for applying a predetermined back pressure to the resist solution inside the nozzle;
The said back pressure application means applies the said predetermined back pressure so that the shape of the said resist liquid in the front-end | tip part of the said nozzle may be kept constant, The any one of Claim 6 thru | or 11 characterized by the above-mentioned. Electrostatic spraying device.
前記電圧印加手段は、前記複数のノズル部を構成する第１ノズル領域および第２ノズル領域のそれぞれに印加される電圧を独立に制御することを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１項に記載の静電噴霧装置。 The nozzle has a plurality of nozzle portions,
The voltage applying means controls the voltage applied to each of the first nozzle region and the second nozzle region constituting the plurality of nozzle portions independently. An electrostatic spraying device according to 1.
前記第２ノズル領域は前記複数のノズル部の周辺に位置し、
前記電圧印加手段は、前記第１ノズル領域に印加される第１電圧を前記第２ノズル領域に印加される第２電圧よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項１３に記載の静電噴霧装置。 The first nozzle region is located at the center of the plurality of nozzle portions,
The second nozzle region is located around the plurality of nozzle portions;
The said voltage application means controls the 1st voltage applied to the said 1st nozzle area | region so that it may become lower than the 2nd voltage applied to the said 2nd nozzle area | region. Electrostatic spray device.
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