JPH1022210A - Spin coat method and spin coat device - Google Patents
Spin coat method and spin coat deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハある
いは液晶ディスプレイ用ガラス基板上にフォトレジスト
のようなコート液を塗布するのに好適なスピンコート法
およびスピンコート装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spin coating method and a spin coating apparatus suitable for applying a coating liquid such as a photoresist on a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体ＩＣの製造工程では、半導体ウエ
ハにフォトレジストを均一に塗布するために、一般的に
はスピンコート法が用いられている。このスピンコート
法では、フォトレジスト液が滴下される半導体ウエハ
は、１０００ｒｐｍないし２０００ｒｐｍで回転され
る。半導体ウエハのような基板上に供給されるフォトレ
ジスト液のようなコート液は、この基板の回転による遠
心力によって基板表面に拡げられ、これにより基板の表
面にコート液がほぼ均一に塗布される。2. Description of the Related Art In a semiconductor IC manufacturing process, a spin coating method is generally used in order to uniformly coat a photoresist on a semiconductor wafer. In this spin coating method, the semiconductor wafer on which the photoresist solution is dropped is rotated at 1000 rpm to 2000 rpm. A coating liquid such as a photoresist liquid supplied onto a substrate such as a semiconductor wafer is spread on the substrate surface by centrifugal force due to the rotation of the substrate, whereby the coating liquid is applied almost uniformly to the surface of the substrate. .
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来のスピンコート法では、揮発性の有機溶媒を含む
コート液の基板表面上への供給量が充分でないと、コー
ト液が基板上に拡がるとき、有機溶媒の蒸発によってコ
ート液の粘度が高まり、塗りむらが生じると考えられて
いた。そのため、塗りむらが生じることなくコート液で
あるフォトレジスト液を基板表面である半導体ウエハ表
面に塗布するために、基板表面に供給されるコート液の
実にほぼ９５％を越える量が回転される基板の外縁から
遠心力によって飛び散る程に、極めて多量の過剰なコー
ト液が基板上に供給されている。そこで、省資源の観点
から、この無駄なコート液の供給量を削減できる技術が
望まれていた。However, in the conventional spin coating method as described above, if the amount of the coating liquid containing a volatile organic solvent supplied to the surface of the substrate is not sufficient, the coating liquid may not be deposited on the substrate. When it spreads, it has been considered that the viscosity of the coating liquid increases due to the evaporation of the organic solvent and uneven coating occurs. Therefore, in order to apply a photoresist solution as a coating solution to the surface of a semiconductor wafer as a substrate surface without causing uneven coating, an amount of the coating solution supplied to the surface of the substrate that is rotated substantially exceeds 95%. An extremely large amount of excess coating liquid is supplied onto the substrate so that the coating liquid is scattered by the centrifugal force from the outer edge of the substrate. Therefore, from the viewpoint of resource saving, a technology capable of reducing the supply amount of the useless coating liquid has been desired.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、コート液が供給される基板を従来のスピ
ンコート法では考えられなかった高速度で回転させ、従
来のような多量の過剰コート液を基板外周から放散させ
ることなく、少量のコート液で基板面を効果的に塗布す
るという基本構想に立脚して、次の構成を採用する。According to the present invention, in order to solve the above problems, a substrate to which a coating solution is supplied is rotated at a high speed which cannot be considered by a conventional spin coating method. The following configuration is adopted based on the basic concept of effectively applying the substrate surface with a small amount of coating solution without dispersing a large amount of excess coating solution from the outer periphery of the substrate.
【０００５】〈構成〉本発明に係る方法は、基板上に供
給されたコート液を基板の回転によって基板面上に拡げ
るスピンコート法であって、基板面に供給されるコート
液供給量の削減を図るべく、基板の回転により該基板の
外縁からの多量の過剰放散を招かない量のコート液を基
板面に供給し、このコート液を基板面の全域に拡げるべ
く、４０００ｒｐｍ以上の高速回転で基板を回転させる
ことを特徴とする。<Structure> The method according to the present invention is a spin coating method in which a coating liquid supplied on a substrate is spread on the substrate surface by rotating the substrate, and the amount of the coating liquid supplied to the substrate surface is reduced. The coating liquid is supplied to the substrate surface in an amount that does not cause a large amount of excessive radiation from the outer edge of the substrate due to the rotation of the substrate, and the coating liquid is spread at a high speed of 4000 rpm or more to spread the coating liquid over the entire surface of the substrate surface. The method is characterized in that the substrate is rotated.
【０００６】また、本発明に係るスピンコート装置は、
基板の方位を示す目印部が形成された半導体ウエハを保
持した状態で回転されるチャックと、チャック上の半導
体ウエハの表面にコート液を供給するコート液供給手段
と、半導体ウエハとチャックとの総合重心をチャックの
回転中心軸線に一致させる調整手段とを含むことを特徴
とする。Further, a spin coater according to the present invention comprises:
A chuck that is rotated while holding a semiconductor wafer on which a mark indicating the orientation of the substrate is formed; a coating liquid supply unit that supplies a coating liquid to the surface of the semiconductor wafer on the chuck; Adjusting means for making the center of gravity coincide with the rotation center axis of the chuck.
【０００７】〈作用、効果〉本発明に係るスピンコート
法では、コート液の供給を受ける基板の回転速度が従来
に比較して極めて高く、この高速回転によって生じる強
い遠心力の作用により、瞬時にコート液が基板の外縁部
へ向けて強いむらを生じることなくほぼ均一に延び拡げ
られる。その結果、従来のような多量の過剰コート液を
基板外縁部から放散させる程に多量のコート液を供給す
ることなく、従来に比較して極めて少量のコート液の供
給により、このコート液を強いむらが生じるなく基板表
面の全域に拡げることができる。<Action and Effect> In the spin coating method according to the present invention, the rotation speed of the substrate to which the coating liquid is supplied is extremely higher than in the past, and the action of the strong centrifugal force generated by this high-speed rotation instantaneously The coating liquid extends and spreads almost uniformly toward the outer edge of the substrate without strong unevenness. As a result, by supplying a very small amount of the coating liquid as compared with the conventional method without supplying a large amount of the coating liquid so that a large amount of the excess coating liquid is diffused from the outer peripheral portion of the substrate, the coating liquid is strong. It can be spread over the entire surface of the substrate without causing unevenness.
【０００８】また、基板の１つである半導体ウエハは、
全体に円形の外形を呈するが、結晶方位を明示するため
の目印部として、外縁の円弧部が、例えば直線上の弦に
沿って切り取られている。そのため半導体ウエハが保持
された状態で回転されるチャックの重心とその回転中心
軸線とが一致していても、半導体ウエハの中心とその重
心とが一致していないと、半導体ウエハをその中心がチ
ャックの中心である回転軸線に一致するように配置して
も、半導体ウエハおよびこれが保持されたチャックの総
合重心がチャックの回転中心軸線から外れる。本発明に
係るスピンコート装置の調整手段は、半導体ウエハおよ
びこれが保持されたチャックの総合重心をチャックの回
転中心に一致させることにより、たとえチャックが４０
００ｒｐｍ以上の高速度で回転されても、半導体ウエハ
にぶれのない安定した回転を確保する。A semiconductor wafer, which is one of the substrates,
Although it has a circular outer shape as a whole, an arcuate portion on the outer edge is cut out along a straight chord, for example, as a mark for specifying the crystal orientation. Therefore, even if the center of gravity of the chuck rotated while the semiconductor wafer is held is aligned with the rotation center axis, if the center of the semiconductor wafer is not aligned with the center of gravity, the center of the semiconductor wafer is chucked. Even if the semiconductor wafer and the chuck holding the semiconductor wafer are arranged so as to coincide with the rotation axis which is the center of the semiconductor wafer, the total center of gravity of the semiconductor wafer deviates from the rotation center axis of the chuck. The adjusting means of the spin coater according to the present invention adjusts the total center of gravity of the semiconductor wafer and the chuck holding the same to the center of rotation of the chuck, so that the
Even if the semiconductor wafer is rotated at a high speed of not less than 00 rpm, a stable rotation without deviation of the semiconductor wafer is ensured.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例〉図１は、本発明に係る基板の回転数と実質的
に影響を及ぼす程の強いむらを生じることのない必要最
小限のコート液供給量との関係を示すグラフであるが、
このグラフに沿っての説明に先立ち、図２に示されたス
ピンコート装置について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments. <Specific Example> FIG. 1 is a graph showing the relationship between the number of rotations of the substrate according to the present invention and the minimum necessary amount of the coating liquid supplied without causing a strong unevenness that substantially affects.
Prior to the description along this graph, the spin coater shown in FIG. 2 will be described.
【００１０】図２は、本発明のスピンコート法を実施す
るのに好適な半導体ウエハ用スピンコート装置を概略的
に示す模式図である。スピンコート装置１０は、例えば
４０００ｒｐｍ以上の高速回転で駆動される回転軸１１
を有し、この回転軸１１と一体的に回転される全体に円
形のテーブル１２が設けられたチャック１３と、このチ
ャック１３のテーブル１２上の所定箇所に半導体ウエハ
１４を配置し、またスピンコート処理後の半導体ウエハ
１４をチャック１３のテーブル１２から取り外すためウ
エハ取扱い装置１５と、テーブル１２上の半導体ウエハ
１４の表面にレジスト液を滴下するためのコート液供給
手段たる従来よく知られたコート液供給ノズル１６とを
含む。FIG. 2 is a schematic view schematically showing a semiconductor wafer spin coating apparatus suitable for performing the spin coating method of the present invention. The spin coater 10 has a rotating shaft 11 driven at a high speed of, for example, 4000 rpm or more.
A chuck 13 provided with a circular table 12 which is rotated integrally with the rotating shaft 11, and a semiconductor wafer 14 disposed at a predetermined position on the table 12 of the chuck 13, A wafer handling device 15 for removing the processed semiconductor wafer 14 from the table 12 of the chuck 13, and a conventionally well-known coating solution as a coating solution supply means for dropping a resist solution onto the surface of the semiconductor wafer 14 on the table 12. And a supply nozzle 16.
【００１１】チャック１３には、半導体ウエハ１４をテ
ーブル１２上に保持するための例えば従来よく知られた
真空吸着手段（図示せず）が設けられており、このチャ
ック１３の重心位置は、回転軸１１の回転軸線１１ａ上
に設定されている。The chuck 13 is provided with a well-known vacuum suction means (not shown) for holding the semiconductor wafer 14 on the table 12, for example. 11 are set on the rotation axis 11a.
【００１２】図３は、半導体ウエハ１４の平面図であ
る。半導体ウエハ１４は、全体に円形の外形を呈する
が、結晶方位を明示するための目印部１７として、外縁
の円弧部が、直線上の弦に沿って切り取られている。そ
のため、半導体ウエハ１４の符号１８で示す中心位置
は、半導体ウエハ１４の円形外形の２本の直径線が交わ
る交点に位置するが、半導体ウエハ１４の重心位置１９
は、中心位置１８に一致せず、この中心位置１８よりも
目印部１７が設けられた側と反対側に偏っている。FIG. 3 is a plan view of the semiconductor wafer 14. The semiconductor wafer 14 has a circular outer shape as a whole, but a circular arc portion at an outer edge is cut out along a straight chord as a mark portion 17 for specifying a crystal orientation. Therefore, the center position of the semiconductor wafer 14 indicated by reference numeral 18 is located at the intersection of the two diameter lines of the circular outer shape of the semiconductor wafer 14, but the center position 19 of the semiconductor wafer 14 is
Does not coincide with the center position 18 and is more deviated to the side opposite to the side where the mark portion 17 is provided than the center position 18.
【００１３】そのため、ウエハ取扱い装置１５によっ
て、半導体ウエハ１４がその中心位置１８を回転軸線１
１ａに一致させてテーブル１２上に配置されると、半導
体ウエハ１４を保持したチャック１３の総合重心位置が
回転軸線１１ａから外れることとなる。このずれは、本
発明におけるような４０００ｒｐｍ以上の高速回転に悪
影響を及ぼす虞がある。Therefore, the center position 18 of the semiconductor wafer 14 is moved to the rotation axis 1 by the wafer handling device 15.
When the semiconductor wafer 14 is arranged on the table 12 so as to coincide with 1a, the position of the overall center of gravity of the chuck 13 holding the semiconductor wafer 14 deviates from the rotation axis 11a. This shift may adversely affect high-speed rotation of 4000 rpm or more as in the present invention.
【００１４】そこで、図２に示されているように、ウエ
ハ取扱い装置１５に関連して総合重心位置のずれを補正
してこの総合重心位置を回転軸線１１ａに一致させるた
めの調整手段２０が設けられている。この調整手段２０
は、図２に示す例では、テーブル１２の一側に固定さ
れ、半導体ウエハ１４の目印部１７による欠損分の重量
を補うためのカウンタウエイト２１と、このカウンタウ
エイト２１の位置を検出するための赤外線センサあるい
は反射センサのような検出器２２とを備える。Therefore, as shown in FIG. 2, there is provided an adjusting means 20 for correcting the deviation of the position of the total center of gravity in relation to the wafer handling apparatus 15 so that the position of the total center of gravity coincides with the rotation axis 11a. Have been. This adjusting means 20
In the example shown in FIG. 2, the counterweight 21 is fixed to one side of the table 12 and compensates for the weight of the semiconductor wafer 14 due to the loss of the mark portion 17, and the counterweight 21 detects the position of the counterweight 21. And a detector 22 such as an infrared sensor or a reflection sensor.
【００１５】ウエハ取扱い装置１５は、半導体ウエハ１
４のテーブル１２上への配置に際し、検出器２２からの
情報に基づいてカウンタウエイト２１の位置を検知し、
図４に示されているように、半導体ウエハ１４の中心位
置１８が回転軸線１１ａに一致しかつ目印部１７がカウ
ンタウエイト２１の側に位置する姿勢で、半導体ウエハ
１４をチャック１３に配置する。The wafer handling device 15 is used to
4 is arranged on the table 12, the position of the counterweight 21 is detected based on the information from the detector 22,
As shown in FIG. 4, the semiconductor wafer 14 is placed on the chuck 13 such that the center position 18 of the semiconductor wafer 14 coincides with the rotation axis 11 a and the mark portion 17 is located on the counterweight 21 side.
【００１６】カウンタウエイト２１の補償作用により、
半導体ウエハ１４の重心位置１９が回転軸線１１ａから
ずれていても、半導体ウエハ１４およびチャック１３の
総合重心位置は回転軸線１１ａ上に調整される。従っ
て、テーブル１２が４０００ｒｐｍを越える高速度で回
転され、このテーブル１２の回転と一体的に半導体ウエ
ハ１４が高速度で回転されても、半導体ウエハ１４はぶ
れを生じることなく、安定した姿勢で回転される。Due to the compensation action of the counterweight 21,
Even if the position of the center of gravity 19 of the semiconductor wafer 14 is shifted from the rotation axis 11a, the total position of the center of gravity of the semiconductor wafer 14 and the chuck 13 is adjusted on the rotation axis 11a. Therefore, even if the table 12 is rotated at a high speed exceeding 4000 rpm, and the semiconductor wafer 14 is rotated at a high speed integrally with the rotation of the table 12, the semiconductor wafer 14 is rotated in a stable posture without causing blurring. Is done.
【００１７】ダイナミックディスペンス方式では、テー
ブル１２上でこれと一体的に回転する半導体ウエハ１４
の表面に、その回転を停止させることなく高速回転の状
態で、コート液供給ノズル１６からレジスト液が滴下さ
れる。コート液供給ノズル１６から半導体ウエハ１４の
表面に滴下されたレジスト液は、半導体ウエハ１４の高
速回転による強い遠心力により、瞬時に半導体ウエハ１
４の径方向外方に延び拡がる。In the dynamic dispensing method, a semiconductor wafer 14 which rotates integrally with a table 12 on the table 12 is used.
The resist liquid is dropped from the coating liquid supply nozzle 16 in a state of high-speed rotation without stopping its rotation. The resist liquid dropped from the coating liquid supply nozzle 16 onto the surface of the semiconductor wafer 14 is instantaneously changed by the strong centrifugal force caused by the high-speed rotation of the semiconductor wafer 14.
4 and extend outward in the radial direction.
【００１８】図５は、レジスト液滴下時の半導体ウエハ
１４の回転速度と、滴下されたレジスト液の拡がり直径
との関係を求める実験結果を示すグラフである。Ｘ軸
は、レジスト液供給時の回転速度（ｒｐｍ）を示し、Ｙ
軸はそのときのレジスト液の拡がり直径（ｍｍ）をそれ
ぞれ示す。試料基板として、６インチ（約１５ｃｍ）の
半導体ウエハが用いられ、レジスト液として粘度が１０
ｃｐ、１００ｃｐおよび１８０ｃｐの３種類のレジスト
液が使用された。FIG. 5 is a graph showing the results of an experiment for determining the relationship between the rotation speed of the semiconductor wafer 14 under a resist droplet and the spreading diameter of the dropped resist solution. The X axis indicates the rotation speed (rpm) at the time of supplying the resist solution, and Y
The axis indicates the spreading diameter (mm) of the resist solution at that time. A 6 inch (about 15 cm) semiconductor wafer is used as a sample substrate, and a viscosity of 10
Three types of resist solutions of cp, 100 cp and 180 cp were used.
【００１９】それぞれの粘度に応じて滴下されたレジス
ト液の供給量に僅かな差が見られ、最も粘度の低い１０
ｃｐのレジスト液では、０．３４ｇ、１００ｃｐのレジ
スト液では、０．３ｇ、最も粘度の高い１８０ｃｐのレ
ジスト液では０．３５ｇのレジスト液が供給された。各
粘度のレジスト液についての特性線がそれぞれ記号Ａ，
Ｂ，Ｃで示されている。粘度を相互に異にする各特性線
Ａ，Ｂ，Ｃの比較から明らかなように、いずれもレジス
ト液の滴下時の回転の増大に応じて、レジスト液の拡が
り直径が増大している。また、同一回転速度であれば、
レジスト液の粘度の低下に応じて、拡がり直径が増大し
ている。There is a slight difference in the supply amount of the resist solution dropped depending on the respective viscosities.
0.34 g of the cp resist solution, 0.3 g of the 100 cp resist solution, and 0.35 g of the 180 cp resist solution having the highest viscosity were supplied. Characteristic lines for resist solutions of respective viscosities are represented by symbols A and A, respectively.
B and C are shown. As is clear from the comparison of the characteristic lines A, B, and C having different viscosities, the spreading diameter of the resist liquid increases in accordance with the increase in rotation during the dropping of the resist liquid. If the rotation speed is the same,
The spreading diameter increases as the viscosity of the resist solution decreases.
【００２０】図１は、図５に示した１０ｃｐの粘度のレ
ジスト液を用い、このレジスト液の滴下時における６イ
ンチの半導体ウエハ１４の回転数と、この滴下によって
半導体ウエハ１４の全域を覆うに必要なレジスト液の最
小供給量すなわち必要最小限の滴下量との関係を求めた
実験結果を示すグラフである。FIG. 1 shows a case where a resist solution having a viscosity of 10 cp shown in FIG. 5 is used, the number of revolutions of the 6-inch semiconductor wafer 14 when the resist solution is dropped, and the entire area of the semiconductor wafer 14 is covered by the drop. 6 is a graph showing an experimental result in which a relationship between a necessary minimum supply amount of a resist solution, that is, a minimum necessary drop amount is obtained.
【００２１】図１のグラフで読み取れるように、従来の
ような２０００ｒｐｍ未満の比較的低い回転速度では、
２ｃｃを越えるレジスト液の滴下が必要となる。しか
も、供給された２ｃｃのレジスト液のうち、約９５％の
１．９ｃｃという多量のレジスト液が半導体ウエハ１４
の表面に付着することなく、過剰分として回転する半導
体ウエハ１４の外縁から外方へ飛び散ることから、無駄
となる。As can be seen from the graph of FIG. 1, at a relatively low rotation speed of less than 2000 rpm as in the prior art,
It is necessary to drop a resist solution exceeding 2 cc. In addition, about 95% of the supplied 2 cc resist solution, a large amount of 1.9 cc of the resist solution is supplied to the semiconductor wafer 14.
Since the semiconductor wafer 14 scatters outward from the outer edge of the rotating semiconductor wafer 14 without being attached to the surface of the semiconductor wafer 14 as an excess, it is wasted.
【００２２】これに対し、本発明の方法による例えば４
０００ｒｐｍの高速回転では、従来の半値である１ｃｃ
のレジスト液の滴下によって、このレジスト液で半導体
ウエハ１４の表面を全面に亘って覆うことができる。こ
れにより、強いむらを生じることなくレジスト液を塗布
することができ、しかも半導体ウエハ１４の縁部から放
散されるレジスト液の量も１ｃｃに満たない僅かな量と
なる。On the other hand, according to the method of the present invention, for example, 4
At a high speed rotation of 000 rpm, the conventional half value of 1 cc
By dripping the resist liquid, the surface of the semiconductor wafer 14 can be entirely covered with the resist liquid. As a result, the resist solution can be applied without causing strong unevenness, and the amount of the resist solution radiated from the edge of the semiconductor wafer 14 becomes a small amount of less than 1 cc.
【００２３】また、６０００ｒｐｍの回転速度では、約
０．５ｃｃのレジスト供給量で足り、しかも半導体ウエ
ハ１４の縁部から放散される過剰分は、供給量の８０％
の僅かに０．４ｃｃに過ぎない。さらに、レジスト液滴
下時の回転速度が７０００ｒｐｍに達すると、約０．３
ｃｃのレジスト供給量で十分であり、しかも過剰分とし
て放散されるレジスト量は、供給量の約６６％にあたる
０．２ｃｃという微量である。At a rotational speed of 6000 rpm, a resist supply amount of about 0.5 cc is sufficient, and the excess amount radiated from the edge of the semiconductor wafer 14 is 80% of the supply amount.
Is only 0.4cc. Furthermore, when the rotation speed under the resist droplet reaches 7000 rpm, about 0.3
The supply amount of the resist of cc is sufficient, and the amount of the resist that is diffused as an excess is as small as 0.2 cc, which is about 66% of the supply amount.
【００２４】この回転速度の高速化に関し、さらに図１
の特性線の破線で示される７０００ｒｐｍを越える高速
領域では、回転速度の高速化の実現により、必要最小限
のレジスト滴下量のさらなる削減と共に、放散される過
剰分の一層の削減を図ることが可能になると推定でき
る。Regarding the increase of the rotation speed, FIG.
In the high-speed region exceeding 7000 rpm indicated by the broken line of the characteristic line, it is possible to further reduce the necessary minimum amount of resist dripping and further reduce the excess amount to be diffused by realizing the high rotation speed. It can be estimated that
【００２５】先に示したところでは、本発明をダイナミ
ックディスペンス方式に適用した例について説明した
が、本発明をスタティックディスペンス方式に適用でき
る。図６は、半導体ウエハの回転停止状態でレジスト液
を滴下し、その後、半導体ウエハを急激に回転させるい
わゆるスタティックディスペンス方式において、半導体
ウエハの加速度と、そのときのレジスト液の拡がり直径
との関係を求めた実験結果を示すグラフである。Although an example in which the present invention is applied to the dynamic dispense method has been described above, the present invention can be applied to the static dispense method. FIG. 6 shows the relationship between the acceleration of the semiconductor wafer and the spreading diameter of the resist liquid at that time in a so-called static dispense method in which the resist liquid is dropped while the rotation of the semiconductor wafer is stopped, and then the semiconductor wafer is rapidly rotated. 9 is a graph showing the experimental results obtained.
【００２６】図６の実験では、６インチの半導体ウエハ
１４を停止状態において、１８０ｃｐの粘度を示す０．
３５ｇのレジスト液が半導体ウエハ１４に供給された。
図６のグラフのＸ軸およびＹ軸は、レジスト液供給後の
半導体ウエハ１４に与えられる回転加速度（ｒｐｍ／
ｓ）およびレジスト液の拡がり直径（ｍｍ）とをそれぞ
れ示す。In the experiment shown in FIG. 6, when the 6-inch semiconductor wafer 14 is stopped, it exhibits a viscosity of 180 cp.
35 g of the resist solution was supplied to the semiconductor wafer 14.
The X and Y axes in the graph of FIG. 6 indicate the rotational acceleration (rpm / rpm) given to the semiconductor wafer 14 after the resist solution is supplied.
s) and the spreading diameter (mm) of the resist solution.
【００２７】特性線Ｄ，Ｅ，Ｆ，ＧおよびＨは、それぞ
れレジスト液の供給後における到達回転速度が２０００
ｒｐｍ、４０００ｒｐｍ、５０００ｒｐｍ、７０００ｒ
ｐｍおよび８０００ｒｐｍの各例における特性を表す。
各特性線Ｄ〜Ｈで明らかなように、到達回転速度が高い
ほど、レジスト液の拡がり直径も増大している。また、
レジスト液の拡がり直径に最大値を与える回転加速度が
ほぼ２００００ｒｐｍ／ｓに存在する。従って、１８０
ｃｐのような高粘度を示すレジスト液では、最大レジス
ト液拡がり直径を示す回転加速度で、この速度の継続時
間を適宜選択することにより、ダイナミックディスペン
ス方式速度におけると同様に、無駄のないレジストの塗
布が可能となる。The characteristic lines D, E, F, G and H indicate that the ultimate rotation speed after the supply of the resist solution is 2000, respectively.
rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 7000 r
pm and 8000 rpm.
As is clear from the characteristic lines D to H, the spreading diameter of the resist liquid increases as the ultimate rotation speed increases. Also,
The rotational acceleration that gives the maximum value to the spreading diameter of the resist liquid exists at approximately 20,000 rpm / s. Therefore, 180
In the case of a resist solution exhibiting a high viscosity such as cp, by appropriately selecting the duration of this speed with the rotational acceleration indicating the maximum resist solution spreading diameter, the resist coating can be performed without waste as in the dynamic dispensing system speed. Becomes possible.
【００２８】本発明の高速回転によるスピンコート法で
は、ダイナミックディスペンス方式とスタティクディス
ペンス方式とを比較するに、後者の方式において、より
明確で著しい省資源効果を確認することができた。In the spin coating method by high-speed rotation of the present invention, a clearer and more remarkable resource saving effect was confirmed in the latter method, comparing the dynamic dispense method and the static dispense method.
【００２９】スピンコート法によるレジスト液の拡がり
直径は、レジスト液の粘度調整によって行うことができ
るが、この粘度が比較的高い場合、高速回転時にレジス
ト液の有機溶媒の気化が促進されることから、レジスト
液が十分に拡がらないことがある。このような高粘度の
レジスト液を使用するとき、有機溶媒の揮発を抑制する
ために、半導体ウエハ１４上に供給された高粘度レジス
ト液を覆うように、このレジスト液の有機溶媒を供給し
続けた状態で半導体ウエハ１４を高速回転することがで
きる。The spreading diameter of the resist solution by the spin coating method can be adjusted by adjusting the viscosity of the resist solution. If the viscosity is relatively high, the evaporation of the organic solvent in the resist solution during high-speed rotation is promoted. In some cases, the resist solution is not sufficiently spread. When such a high-viscosity resist solution is used, the organic solvent of the resist solution is continuously supplied so as to cover the high-viscosity resist solution supplied on the semiconductor wafer 14 in order to suppress volatilization of the organic solvent. In this state, the semiconductor wafer 14 can be rotated at a high speed.
【００３０】図７に示すスピンコート装置１０では、半
導体ウエハ１４上に供給された高粘度のレジスト液２３
を覆うように、このレジスト液２３に使用されたと同じ
有機溶媒２４が溶媒供給ノズル２５から連続的に供給さ
れている。この溶媒２４の供給は、半導体ウエハ１４の
高速回転によってレジスト液２３が半導体ウエハ１４の
表面にほぼ行き渡るまで続けられる。この溶媒２４は、
その下方のレジスト液２３の揮発作用を抑制する。従っ
て、粘度の高いレジスト液をも、半導体ウエハ１４の高
速回転によってほぼ均一に塗布することが可能となる。In the spin coater 10 shown in FIG. 7, the high-viscosity resist solution 23 supplied on the semiconductor wafer 14 is used.
, The same organic solvent 24 used for the resist solution 23 is continuously supplied from the solvent supply nozzle 25. The supply of the solvent 24 is continued until the resist solution 23 is almost completely spread over the surface of the semiconductor wafer 14 by the high-speed rotation of the semiconductor wafer 14. This solvent 24
The volatilizing action of the resist solution 23 thereunder is suppressed. Therefore, it is possible to apply the resist liquid having a high viscosity almost uniformly by the high-speed rotation of the semiconductor wafer 14.
【００３１】半導体ウエハ１４に高粘度のレジスト液２
３が供給されたとき、溶媒２４を連続的に供給し続ける
ことに代えて、このレジスト液２３を一時的に溶媒２４
で覆うことによっても、レジスト液２３の揮発を抑制す
る作用を期待することができる。A highly viscous resist solution 2 is applied to the semiconductor wafer 14.
When the resist solution 23 is supplied, the resist solution 23 is temporarily replaced with the solvent 24 instead of continuously supplying the solvent 24.
The effect of suppressing the volatilization of the resist solution 23 can also be expected by covering with the cover.
【００３２】また、図示しないが、半導体ウエハ１４に
供給されるレジスト液の揮発を抑制する手段として、半
導体ウエハ１４上に供給されたレジスト液を所定の加圧
雰囲気下において半導体ウエハ１４を高速回転すること
ができる。この加圧雰囲気を実現するために、スピンコ
ート装置１０全体を加圧チャンバ内に配置することがで
きる。この加圧チャンバの形成のために、テーブル１２
の外周を覆って配置される図示しないが従来よく知られ
た外部カップ部材およびトップカップ部材を利用するこ
とができる。また、前記加圧チャンバ内をレジスト液の
有機溶媒の雰囲気下におくことによい、レジスト液の揮
発を抑制することができ、これにより、一層むらなく良
好にレジスト液を半導体ウエハ１４に塗布することがで
きる。Although not shown, as a means for suppressing the volatilization of the resist liquid supplied to the semiconductor wafer 14, the resist liquid supplied on the semiconductor wafer 14 is rotated at a high speed under a predetermined pressurized atmosphere. can do. To realize this pressurized atmosphere, the entire spin coater 10 can be arranged in a pressurized chamber. To form this pressurized chamber, the table 12
Although not shown, a conventionally well-known external cup member and a top cup member which are arranged so as to cover the outer periphery can be used. Further, the pressure chamber is preferably kept in an atmosphere of an organic solvent of the resist solution, which can suppress the volatilization of the resist solution, whereby the resist solution can be more uniformly applied to the semiconductor wafer 14. be able to.
【００３３】図２および図４に示した例では、カウンタ
ウエイト２１および検出器２２を備える調整手段２０に
ついて説明したが、カウンタウエイト２１および検出器
２２を設けることなく、ウエハ取扱い装置１５自体が、
図３に示した半導体ウエハ１４の重心位置１９をチャッ
ク１３の回転軸線１１ａに一致させて半導体ウエハ１４
をテーブル１２上に配置させることができる。In the example shown in FIGS. 2 and 4, the adjusting means 20 having the counterweight 21 and the detector 22 has been described. However, without providing the counterweight 21 and the detector 22, the wafer handling apparatus 15 itself can be used.
The center of gravity 19 of the semiconductor wafer 14 shown in FIG.
Can be arranged on the table 12.
【００３４】ウエハ取扱い装置１５により、半導体ウエ
ハ１４の重心位置１９を回転軸線１１ａに一致させて配
置することにより、前記したカウンタウエイト２１およ
び検出器２２を用いることなく、半導体ウエハ１４の安
定した極めて良好な高速回転を実現することができる。By arranging the center of gravity 19 of the semiconductor wafer 14 so as to coincide with the rotation axis 11 a by the wafer handling device 15, the semiconductor wafer 14 can be stably and extremely stabilized without using the counterweight 21 and the detector 22. Good high-speed rotation can be realized.
【００３５】本発明に係るスピンコート法は、前記した
半導体ウエハへのフォトレジスト液の塗布に限らず、例
えば液晶ディスプレイ用ガラス基板へのフォトレジスト
液の塗布等、種々の基板へのコート液の塗布に適用する
ことができる。The spin coating method according to the present invention is not limited to the application of a photoresist solution to a semiconductor wafer as described above, but may include the application of a coating solution to various substrates, for example, the application of a photoresist solution to a glass substrate for a liquid crystal display. It can be applied to coating.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明に係るスピンコート法によれば、
高速回転によって生じる強い遠心力の作用により、瞬時
に少量のコート液が基板の外縁部へ向けて強いむらを生
じることなくほぼ均一に延び拡げられることから、無駄
な多量のコート液の過剰供給を防止し、従来に比較して
極めて少量のコート液の供給により、このコート液を基
板表面の全域に拡げることができ、これにより、実質上
問題になるような大きなむらを生じさせることなく、無
駄の少ない効率的なコート液の塗布が可能となる。According to the spin coating method of the present invention,
By the action of the strong centrifugal force generated by the high-speed rotation, a small amount of the coating solution can be instantaneously spread almost uniformly to the outer edge of the substrate without causing strong unevenness. The coating liquid can be spread over the entire surface of the substrate by supplying an extremely small amount of the coating liquid as compared with the conventional method. This makes it possible to apply the coating liquid efficiently with little.
【００３７】また、本発明に係るスピンコート装置によ
れば、調整手段が、半導体ウエハおよびこれを保持する
チャックの総合重心をチャックの回転中心に一致させる
ことにより、たとえチャックが４０００ｒｐｍ以上の高
速度で回転されても、半導体ウエハにぶれのない安定し
た回転を確保することから、本発明の方法を好適に実施
することを可能とすることに加えて、さらに、高速での
チャックの回転運転を可能とすることにより、コート液
の一層の削減が可能となる。Further, according to the spin coating apparatus of the present invention, the adjusting means aligns the total center of gravity of the semiconductor wafer and the chuck holding the semiconductor wafer with the rotation center of the chuck, so that the chuck operates at a high speed of 4000 rpm or more. Even if the semiconductor wafer is rotated at a stable speed, the semiconductor wafer can be stably rotated without any fluctuation. In addition to enabling the method of the present invention to be suitably performed, the rotation operation of the chuck at a high speed can be performed. By making it possible, the coating liquid can be further reduced.
【図１】本発明に係るスピンコート法における必要最小
限のレジスト液滴下量と半導体ウエハの回転数との関係
を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing a relationship between a required minimum amount of resist droplets and a rotation speed of a semiconductor wafer in a spin coating method according to the present invention.
【図２】本発明に係るスピンコート装置を概略的示す模
式図である。FIG. 2 is a schematic view schematically showing a spin coater according to the present invention.
【図３】本発明に係る半導体ウエハの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a semiconductor wafer according to the present invention.
【図４】本発明に係る半導体ウエハのチャックへの取付
姿勢を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a mounting posture of the semiconductor wafer to a chuck according to the present invention.
【図５】本発明に係るスピンコート法における回転数と
レジスト液の拡がり直径との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the rotation speed and the spreading diameter of a resist solution in the spin coating method according to the present invention.
【図６】本発明に係るスピンコート法における回転加速
度とレジスト液の拡がり直径との関係を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the rotational acceleration and the spreading diameter of the resist solution in the spin coating method according to the present invention.
【図７】本発明に係るスピンコート装置の他の例を概略
的に示す模式図である。FIG. 7 is a schematic view schematically showing another example of the spin coater according to the present invention.
１０ スピンコート装置 １１ 回転軸 １１ａ 回転軸線 １２ テーブル １３ チャック １４ （基板）半導体ウエハ １５ ウエハ取扱い装置 １６ コート液供給ノズル １７ 目印部 １８ 中心位置 １９ 重心位置 ２０ 調整手段 ２１ カウンタウエイト ２２ 検出器 ２３ （コート液）レジスト液 ２４ 溶媒 ２５ 溶媒供給ノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spin coater 11 Rotation axis 11a Rotation axis 12 Table 13 Chuck 14 (Substrate) Semiconductor wafer 15 Wafer handling apparatus 16 Coating liquid supply nozzle 17 Marking part 18 Center position 19 Center of gravity position 20 Adjusting means 21 Counter weight 22 Detector 23 (Coating Solution) resist solution 24 solvent 25 solvent supply nozzle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｃ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H01L 21/30 564C
Claims (8)
の回転に伴う遠心力によって該基板面上に拡げるスピン
コート法であって、前記基板面に供給されるコート液を
前記基板面の全域に拡げるべく、４０００ｒｐｍ以上の
高速回転で基板を回転させることを特徴とするスピンコ
ート法。1. A spin coating method in which a coating liquid supplied on a substrate is spread on the substrate surface by centrifugal force accompanying rotation of the substrate, wherein the coating liquid supplied to the substrate surface is coated on the substrate surface. A spin coating method wherein the substrate is rotated at a high speed of 4000 rpm or more so as to spread over the entire area.
の回転に伴う遠心力によって該基板面上に拡げるスピン
コート法であって、前記基板面に供給されるコート液供
給量の削減を図るべく前記基板の回転により前記基板面
に供給されたコート液の前記基板の外縁からの多量の過
剰放散を招かない量のコート液を前記基板面に供給し、
当該コート液を前記基板面の全域に拡げるべく、４００
０ｒｐｍ以上の高速回転で基板を回転させることを特徴
とするスピンコート法。2. A spin coating method in which a coating liquid supplied onto a substrate is spread on the substrate surface by a centrifugal force accompanying rotation of the substrate, wherein the amount of the coating liquid supplied to the substrate surface is reduced. Amount of coating liquid that does not cause a large amount of excessive dispersion from the outer edge of the substrate of the coating liquid supplied to the substrate surface by rotation of the substrate to be supplied to the substrate surface,
In order to spread the coating solution over the entire surface of the substrate, 400
A spin coating method, wherein the substrate is rotated at a high speed of 0 rpm or more.
ト液の揮発を抑制するために、加圧下で前記基板を高速
回転させることを特徴とする請求項１または２記載のス
ピンコート法。3. The spin coating method according to claim 1, wherein the substrate is rotated at a high speed under pressure to suppress volatilization of the coating liquid during the high-speed rotation of the substrate.
ト液の揮発を抑制するために、該コート液の溶媒の雰囲
気下で前記基板を高速回転させることを特徴とする請求
項１または２記載のスピンコート法。4. The substrate according to claim 1, wherein the substrate is rotated at a high speed in an atmosphere of a solvent of the coating solution to suppress volatilization of the coating solution during the high-speed rotation of the substrate. Spin coating method.
を抑制するために、該コート液を該コート液の溶媒で覆
った状態で前記基板を高速回転させることを特徴とする
請求項１または２記載のスピンコート法。5. The method according to claim 1, wherein the substrate is rotated at a high speed in a state where the coating liquid is covered with a solvent of the coating liquid in order to suppress volatilization of the coating liquid supplied on the substrate. Or the spin coating method according to 2.
導体ウエハを保持した状態で回転されるチャックと、チ
ャック上の前記半導体ウエハの表面にコート液を供給す
るコート液供給手段と、前記半導体ウエハと前記チャッ
クとの総合重心を前記チャックの回転中心軸線に一致さ
せる調整手段とを含む、ウエハ用スピンコート装置。6. A chuck which is rotated while holding a semiconductor wafer on which a mark portion indicating a direction of a substrate is formed, a coating liquid supply means for supplying a coating liquid to a surface of the semiconductor wafer on the chuck, and Adjusting means for adjusting the total center of gravity of the semiconductor wafer and the chuck to coincide with the rotation center axis of the chuck.
記チャック上に配置するためのウエハ取扱い装置であ
り、該ウエハ取扱い装置は、前記ウエハの重心を前記チ
ャックの回転中心軸線に一致させて前記ウエハを前記チ
ャック上に配置することを特徴とする請求項６記載のウ
エハ用スピンコート装置。7. The wafer handling device for arranging the semiconductor wafer on the chuck, wherein the adjusting means aligns a center of gravity of the wafer with a rotation center axis of the chuck. 7. The spin coating apparatus for a wafer according to claim 6, wherein a wafer is arranged on the chuck.
れたカウンタウエイトと、前記チャックにおける前記カ
ウンタウエイトの位置を検出する装置と、前記半導体ウ
エハの前記目印部が前記回転軸から見て前記カウンタウ
エイトと同じ側に位置するように、前記半導体ウエハの
中心と前記チャックの回転軸とを一致させて前記半導体
ウエハを前記チャック上に配置するウエハ取扱い装置と
を備える請求項６記載のウエハ用スピンコート装置。8. The adjusting means includes: a counter weight added to the chuck; an apparatus for detecting a position of the counter weight on the chuck; and a counter when the mark portion of the semiconductor wafer is viewed from the rotation axis. 7. The wafer spinning device according to claim 6, further comprising: a wafer handling device that arranges the semiconductor wafer on the chuck by aligning a center of the semiconductor wafer with a rotation axis of the chuck so that the semiconductor wafer is positioned on the same side as the weight. Coating equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18830896A JP3501255B2 (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Spin coating method and spin coating device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP18830896A JP3501255B2 (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Spin coating method and spin coating device |
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| JP3501255B2 JP3501255B2 (en) | 2004-03-02 |
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