JP2003136009A - Rotary coater and its coating method - Google Patents

Rotary coater and its coating method

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JP2003136009A JP2001336077A JP2001336077A JP2003136009A JP 2003136009 A JP2003136009 A JP 2003136009A JP 2001336077 A JP2001336077 A JP 2001336077A JP 2001336077 A JP2001336077 A JP 2001336077A JP 2003136009 A JP2003136009 A JP 2003136009A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid coater and its coating method for forming a film having uniformity on a substrate such as a semiconductor wafer, liquid- crystal substrate, or a photomask substrate. SOLUTION: The coater includes a holding means (30, 31, 38) for holding a semiconductor wafer 32, a means for dropping liquid on the wafer, and a rotating means (11, 12, 15) for rotating the wafer. The holding means is connected to the rotating means, and capable of providing a closed space. In the space, there are provided a fixing part (33) for fixing substantially horizontally the wafer, and a peripheral part (36) including the space demarcated by a slantingly extending surface (35) from the fixed part to the outside. The peripheral part includes a space positioned in the below of the fixed part.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基体(例えば、半
導体ウエハ、液晶用基板、あるいはフォトマスク用基
板)処理に用いられる回転塗布装置及びその塗布方法に
関し、特に基体の周囲を密閉空間にし、その上に樹脂等
の液体をコーテイングし、基体上に均一な膜形成を行う
ための塗布装置およびその方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spin coating apparatus and a coating method used for processing a substrate (for example, a semiconductor wafer, a liquid crystal substrate, or a photomask substrate), and more particularly to a sealed space around the substrate, The present invention relates to a coating apparatus and method for coating a liquid such as a resin thereon to form a uniform film on a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体ウエハ、液晶用基板、
あるいはフォトマスク用基板等の基体を処理するために
液体を塗布する工程が行われている。例えば、半導体集
積回路を製造する場合、フォトリソグラフや平坦化処理
工程において、フォトレジスト、SOG、あるいはポリ
イミド樹脂等の液体を半導体ウエハ上に塗布する。かか
る液体塗布において必要とされることは、それらの塗布
によって均一な厚さの膜を形成すること、あるいは段差
を含む半導体ウエハ上に平坦な膜を形成することであ
る。こうした要求に応えるべく種々の回転塗布装置(ス
ピンコーター)の改良が行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor wafers, liquid crystal substrates,
Alternatively, a step of applying a liquid is performed to process a substrate such as a photomask substrate. For example, when manufacturing a semiconductor integrated circuit, a liquid such as photoresist, SOG, or polyimide resin is applied onto a semiconductor wafer in a photolithography or flattening process step. What is required in such liquid application is to form a film having a uniform thickness by the application, or to form a flat film on a semiconductor wafer including a step. In order to meet such demands, various spin coating devices (spin coaters) have been improved.

【0003】例えば特開平6−160404号公報に示
される発明は、図1に示すように、モータ9に取付けら
れたチャック7上に半導体ウエハ5を載置し、ウエハの
周囲をカップと蓋により密閉する構造を採用する。これ
によって気流の乱れを抑制し、レジストの塗布を均一に
し塗布ムラをなくすものである。上記刊行物の他にも、
半導体ウエハの周囲を密閉構造とする技術として、以下
のものが開示されている。
For example, in the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-160404, as shown in FIG. 1, a semiconductor wafer 5 is placed on a chuck 7 attached to a motor 9, and the periphery of the wafer is covered by a cup and a lid. Adopt a structure that seals. This suppresses the turbulence of the air flow, makes the resist coating uniform, and eliminates coating unevenness. In addition to the above publications,
The following is disclosed as a technique for forming a sealed structure around a semiconductor wafer.

【0004】特開平5−136041号は、チャンバー
9aを密閉型とすることにより気圧の変動を小さくし、
これによって半導体ウエハ上の膜厚の変動を小さくする
技術を開示している(図1参照)。
Japanese Patent Laid-Open No. 5-136041 discloses that the chamber 9a is hermetically sealed to reduce fluctuations in atmospheric pressure.
This discloses a technique for reducing the fluctuation of the film thickness on the semiconductor wafer (see FIG. 1).

【0005】特開平5−208163号は、密閉された
制御チャンバー10を用い、スプレイノズル18からレ
ジストを半導体ウエハ14上に供給し、均一なレジスト
膜を形成する技術を開示している(図1参照)。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-208163 discloses a technique of forming a uniform resist film by supplying a resist from a spray nozzle 18 onto a semiconductor wafer 14 using a closed control chamber 10 (FIG. 1). reference).

【0006】特開平2001−23879号は、下方容
器3と上方容器4とからなる密閉式の処理容器2を用
い、フォトレジストコーテイング時に生じるミストの付
着を防止する技術を開示している(図1参照)。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-23879 discloses a technique for preventing the mist from adhering during photoresist coating by using a closed processing container 2 composed of a lower container 3 and an upper container 4 (FIG. 1). reference).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回転塗布装置を用いて半導体ウエハ上に液体を塗布
した場合、特に、凹凸、あるいはV溝などの段差形状が
形成された半導体ウエハ上にポリイミド樹脂を塗布して
膜を形成しようとした場合、半導体ウエハ上の膜厚分布
が必ずしも所望の精度に達し得ないことがあった。特
に、半導体ウエハの径が大きくなるに従い膜厚の均一性
に困難を伴うのが実情であった。さらに、上記従来例の
回転塗布装置は、密閉型、あるいは密閉式のチャンバー
等を用い、半導体ウエハの周囲を密閉にし、気圧や気流
を調整するものであるが、チャンバーもしくは容器の最
適形状を検討し、膜厚の均一性を研究するものではな
い。さらに、基体が角型形状を有する(液晶用基板やフ
ォトマスク用基板)場合、必ずしも滴下する液体を均一
に塗布することが容易でなく、角型の周囲あるいは端部
において塗布ムラが発生することがある。本発明者は、
円形状の半導体ウエハう角型形状の基板上に形成される
膜厚の均一性が、最終的に基体(あるいは基板)の周囲
の密閉空間の形状に起因することを見出した。
However, when a liquid is applied onto a semiconductor wafer by using the above-mentioned conventional spin coating apparatus, polyimide is particularly formed on a semiconductor wafer on which unevenness or a stepped shape such as a V groove is formed. When a resin is applied to form a film, the film thickness distribution on the semiconductor wafer may not always reach the desired accuracy. In particular, as the diameter of the semiconductor wafer becomes larger, it becomes more difficult to make the film thickness uniform. Further, the spin coating apparatus of the above conventional example uses a hermetically sealed or hermetically sealed chamber or the like to hermetically seal the periphery of the semiconductor wafer and adjust the atmospheric pressure and air flow. However, it does not study the uniformity of the film thickness. Furthermore, when the substrate has a rectangular shape (substrate for liquid crystal or substrate for photomask), it is not always easy to apply the liquid to be dripped uniformly, and uneven coating may occur around the edges or at the edges. There is. The inventor
It has been found that the uniformity of the film thickness formed on a rectangular semiconductor wafer or a rectangular substrate is ultimately due to the shape of the closed space around the base (or substrate).

【0008】そこで、本発明の目的は、上記従来例の課
題を解決し、基体上に均一性のある膜を形成可能な液体
塗布装置およびその塗布方法を提供する。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional example and to provide a liquid coating apparatus and a coating method thereof capable of forming a uniform film on a substrate.

【0009】さらに、本発明の目的は、表面に段差が形
成された基体上に平坦な膜を形成可能な液体塗布装置お
よびその塗布方法を提供する。さらに、表面に段差が形
成された基体上にその段差形状に倣うような膜形成が可
能なステップカバレッジに優れた液体塗布装置およびそ
の塗布方法を提供する。
Further, an object of the present invention is to provide a liquid coating apparatus capable of forming a flat film on a substrate having a step formed on its surface, and a coating method therefor. Further, the present invention provides a liquid coating apparatus excellent in step coverage capable of forming a film on a substrate having a step formed on its surface so as to follow the shape of the step, and a coating method thereof.

【0010】さらに、本発明の目的は、生産性に優れ、
かつ比較的低コストな基体処理用液体塗布装置およびそ
の塗布方法を提供する。
Further, the object of the present invention is to improve productivity,
A liquid coating apparatus for substrate treatment and a coating method therefor, which are relatively low in cost.

【0011】さらに、本発明の目的は、基体上に均一な
膜を形成するのに最適な形状を有する密閉型チャックを
備えた液体塗布装置およびその塗布方法を提供する。
Further, an object of the present invention is to provide a liquid coating apparatus provided with a closed chuck having an optimum shape for forming a uniform film on a substrate and a coating method therefor.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る液体塗布装
置は、基体を保持する保持手段と、基体上に液体を滴下
する手段と、基体を回転させる回転手段とを備え、保持
手段は、回転手段に結合され、密閉された空間を提供可
能であり、該空間内に前記基体をほぼ水平に固定する固
定部と、該固定部から外側に傾斜して延在する傾斜面に
よって画定された空間を含む外周部とを有し、外周部は
固定部より下方に位置する空間を含むものである。
A liquid coating apparatus according to the present invention comprises a holding means for holding a substrate, a means for dropping a liquid on the substrate, and a rotating means for rotating the substrate. It is defined by a fixing part that is coupled to the rotating means and can provide a closed space, and that fixes the base body in the space substantially horizontally, and an inclined surface that extends from the fixing part to incline outward. An outer peripheral portion including a space, and the outer peripheral portion includes a space located below the fixed portion.

【0013】好適には、保持手段は、外周部の傾斜面と
貫通孔を介して連通する液体貯蔵部を有し、液体貯蔵部
は外周空間部よりも下方に空間を含む。好適には、液体
貯蔵部は、外周部の円周方向にほぼ均等に配置されてい
る。例えば、90度間隔で4つ配置することが望まし
い。
Preferably, the holding means has a liquid storage part communicating with the inclined surface of the outer peripheral part through a through hole, and the liquid storage part includes a space below the outer peripheral space part. Suitably, the liquid storage parts are arranged substantially evenly in the circumferential direction of the outer peripheral part. For example, it is desirable to arrange four at 90 degree intervals.

【0014】好適には、保持手段は、回転手段に結合さ
れ、一面を開口する容器手段と、開口された一面を密封
するシール手段とを有し、これによって内部に密閉され
た空間を提供する。密閉空間は、必ずしも気密あるいは
真空状態である必要はなく、基体の周囲が外部空間から
遮断されていれば良い。
Preferably, the holding means is connected to the rotating means and has a container means having an opening on one side and a sealing means for sealing the opened one side, thereby providing a sealed space inside. . The sealed space does not necessarily need to be airtight or in a vacuum state, as long as the periphery of the substrate is shielded from the external space.

【0015】好適には、シール手段は、容器手段内へ不
活性ガス、例えば、窒素ガスを導入するための導入孔を
備えている。さらに、導入孔にフィルターを接続し、ゴ
ミ等の粒子を除去することができる。
Preferably, the sealing means comprises an inlet for introducing an inert gas, eg nitrogen gas, into the container means. Further, a filter can be connected to the introduction hole to remove particles such as dust.

【0016】好適には、回転塗布装置は、シール手段を
前記容器手段から着脱させるための着脱機構を備えてい
る。着脱機構は、シール手段を容器手段から上方へ移動
させるための機構と、シール手段を回転可能に支持する
機構とを含む。
[0016] Preferably, the spin coater is provided with an attaching / detaching mechanism for attaching / detaching the sealing means to / from the container means. The attachment / detachment mechanism includes a mechanism for moving the sealing means upward from the container means, and a mechanism for rotatably supporting the sealing means.

【0017】好適には、滴下手段は移動可能であり、シ
ール手段が容器手段から外されたとき、容器手段内の基
体上に液体を滴下する。
Preferably, the dripping means is movable and drips the liquid onto the substrate in the container means when the sealing means is removed from the container means.

【0018】好適には、保持手段は、回転手段の回転軸
に結合される密閉型チャックを含み、該密閉型チャック
が前記固定部および外周部を有する。すなわち、密閉型
チャックが基体の保持と回転手段への結合とを一体構造
で行うため、基体の保持と回転軸への結合とを別体で構
成し両者を接続する必要はなくなり、工数およびコスト
を削減できる。他方、そのような一体構造により密閉空
間をより効果的に密閉状態として保持することができ
る。
[0018] Preferably, the holding means includes a hermetically-sealed chuck coupled to the rotating shaft of the rotating means, and the hermetically-sealed chuck has the fixed portion and the outer peripheral portion. That is, since the hermetically-sealed chuck integrally holds the substrate and connects it to the rotating means, it is not necessary to separately form the substrate holding and the rotating shaft coupling and to connect the both, and the number of steps and cost are reduced. Can be reduced. On the other hand, such an integrated structure allows the sealed space to be more effectively held in a sealed state.

【0019】好適には、密閉型チャックは、その裏面に
結合されるリアフランジを有し、チャックの裏面に形成
された凹部と該リアフランジとによって液体貯蔵部を形
成する。また、密閉型チャックの固定部は、基体の裏面
を真空吸引するための孔が形成されている。基体は、例
えば円形状の半導体ウエハや、角型形状を有する基板と
して液晶用基板やフォトマスク用基板であっても良い。
Preferably, the hermetically sealed chuck has a rear flange coupled to the back surface thereof, and the recess formed on the back surface of the chuck and the rear flange form a liquid storage section. Further, a hole for vacuum suctioning the back surface of the base body is formed in the fixing portion of the closed chuck. The base may be, for example, a circular semiconductor wafer, or a liquid crystal substrate or a photomask substrate as a substrate having a rectangular shape.

【0020】本発明に係る基体上に液体を塗布する方法
は、次の工程を含む。基体取付け面よりも外周にかつ下
方に空間が形成された密閉型チャックの基体取付け面上
に基体を取付ける工程、停止された基体上に液体を滴下
する工程、密閉型チャックの開口面をシール部材で密閉
する工程、密閉型チャックの内部の密閉空間において基
体を回転させ、基体上に液体を塗布する工程。
The method of applying a liquid on a substrate according to the present invention includes the following steps. The step of mounting the substrate on the substrate mounting surface of the hermetically sealed chuck having a space formed on the outer periphery and below the substrate mounting surface, the step of dropping the liquid on the stopped substrate, and the sealing member for the opening surface of the hermetically sealed chuck. And the step of applying a liquid onto the substrate by rotating the substrate in a closed space inside the closed chuck.

【0021】好適には、液体塗布方法は、液体を滴下す
るノズルを前記密閉型チャックの開口面上に位置させる
工程と、液体の滴下終了後、ノズルを開口面から退避さ
せる工程を含み、さらに密閉空間内に不活性ガスを注入
しても良い。
Preferably, the liquid applying method includes the steps of positioning a nozzle for dropping the liquid on the opening surface of the closed chuck, and retracting the nozzle from the opening surface after the completion of the dropping of the liquid. An inert gas may be injected into the closed space.

【0022】好適には、基体は半導体ウエハであり、液
体はポリイミド樹脂である。さらに、半導体ウエハ表面
には段差が形成され、ポリイミド樹脂の塗布により基体
表面に平坦化されたポリイミド膜を形成する。また段差
は、その表面に格子状に走るV字型溝である。また、基
体は、角型形状を有する液晶用基板やフォトマスク基板
であっても良い。
Preferably, the substrate is a semiconductor wafer and the liquid is a polyimide resin. Further, a step is formed on the surface of the semiconductor wafer, and a flattened polyimide film is formed on the surface of the substrate by applying a polyimide resin. The step is a V-shaped groove running in a lattice pattern on the surface. Further, the substrate may be a liquid crystal substrate having a rectangular shape or a photomask substrate.

【0023】本発明の液体塗布装置およびその塗布方法
によれば、基体を保持する保持手段は回転手段に結合さ
れているため、基体とともに回転可能し、密閉空間内の
気流の乱れを抑えることができる。さらに保持手段の外
周部は、固定部よりも低い位置に、かつ固定部から延在
する傾斜面によって画定される空間を含むため、基体上
に塗布された液体が遠心力によって基体から流れ落ち、
あるいは飛ばされたとき、これら液体が傾斜面を通じて
下方の空間へ導くことが可能であり、これによって密閉
空間内の気流の乱れを最小限に抑制することができる。
According to the liquid coating apparatus and the coating method thereof of the present invention, since the holding means for holding the substrate is connected to the rotating means, it can be rotated together with the substrate and the turbulence of the air flow in the closed space can be suppressed. it can. Further, the outer peripheral portion of the holding means includes a space defined by the inclined surface extending from the fixed portion at a position lower than the fixed portion, so that the liquid applied on the substrate flows down from the substrate due to centrifugal force.
Alternatively, when the liquid is blown, these liquids can be guided to the space below through the inclined surface, so that the turbulence of the air flow in the closed space can be suppressed to the minimum.

【0024】さらに、記外周部の傾斜面には液体貯蔵部
が連通されているため、遠心力により適量の液体が液体
貯蔵部へ貯蔵される。即ち、傾斜面を通じて液体貯蔵部
の空間に液体が充満されると、傾斜面と液体貯蔵部とを
連通する貫通孔は実質的に液体によって遮蔽されたこと
となる。このため、密閉空間でありながら、基体上から
こぼれる液体を適切に保持し、これによって、気流が乱
されたり、あるいは基体上へのミストの付着を好適に防
止することができる。さらに、使用される液体によって
は、貯蔵された液体の再利用を図ることも可能となる。
Further, since the liquid storage portion is connected to the inclined surface of the outer peripheral portion, a proper amount of liquid is stored in the liquid storage portion by centrifugal force. That is, when the space of the liquid storage portion is filled with the liquid through the inclined surface, the through hole that connects the inclined surface and the liquid storage portion is substantially shielded by the liquid. Therefore, the liquid spilled from the substrate can be appropriately held even in the closed space, whereby the air flow can be disturbed or the mist can be prevented from adhering to the substrate. Furthermore, depending on the liquid used, the stored liquid can be reused.

【0025】このように本発明によれば、液体塗布装置
の保持手段の形状を最適化することによって、基体上に
形成される膜厚をより均一にすることができ、また、段
差を含む基体に対しては、より平坦な膜を形成すること
ができる。
As described above, according to the present invention, by optimizing the shape of the holding means of the liquid coating apparatus, the film thickness formed on the substrate can be made more uniform, and the substrate including steps is formed. However, a flatter film can be formed.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施例を説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る半
導体ウエハ処理用の回転塗布装置の要部構成を示す組立
図である。回転塗布装置1は、モータカバー10内にA
Cサーボモータ11を備え、ACサーボモータ11から
の駆動軸12はカップリング13内においてキー14に
よりスピンシャフト15の一端に接続される。スピンシ
ャフト15の他端は、密閉型チャック30に接続され、
ACサーボモータ11からの回転駆動を密閉型チャック
30へ伝達する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an assembly diagram showing a main configuration of a spin coating apparatus for processing a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention. The spin coater 1 has an A inside the motor cover 10.
The C servo motor 11 is provided, and the drive shaft 12 from the AC servo motor 11 is connected to one end of the spin shaft 15 by the key 14 in the coupling 13. The other end of the spin shaft 15 is connected to the closed chuck 30,
Rotational drive from the AC servo motor 11 is transmitted to the sealed chuck 30.

【0027】スピンシャフト15の他端の表面からその
真中部分近くまで中心部を軸方向に延びる吸着孔16が
形成されている。吸着孔16は、さらに真中部分からほ
ぼ水平へ延び、スピンシャフト15の外周面へ通じる孔
を含む。
An adsorption hole 16 is formed that extends in the axial direction from the surface of the other end of the spin shaft 15 to the vicinity of the center thereof in the axial direction. The suction hole 16 further includes a hole that extends substantially horizontally from the center portion and communicates with the outer peripheral surface of the spin shaft 15.

【0028】スピンシャフト15は、ハウジング17内
において一対のベアリング18により回転可能に支持さ
れる。一対のベアリング18はカラースペーサー19に
よって離間されるとともに、各ベアリング18の外面は
軸用C型留め輪20によって固定される。さらに、スピ
ンシャフト15はモータフランジ21内において一対の
モータシール22によってシールされる。モータフラン
ジ21には、水平方向に延在する貫通孔が形成され、こ
の貫通孔が一対のモータシール22間においてスピンシ
ャフト15の吸着孔16と連通するように、モータフラ
ンジ21の位置決めが行われる。モータフランジ21の
貫通孔は、図示しない外部の真空吸引装置に接続され、
半導体ウエハの真空吸引時にモータシール22によって
シールされる。
The spin shaft 15 is rotatably supported in the housing 17 by a pair of bearings 18. The pair of bearings 18 are separated by a collar spacer 19, and the outer surface of each bearing 18 is fixed by a C-shaped retaining ring 20 for the shaft. Further, the spin shaft 15 is sealed in the motor flange 21 by a pair of motor seals 22. A through hole that extends in the horizontal direction is formed in the motor flange 21, and the motor flange 21 is positioned so that the through hole communicates with the suction hole 16 of the spin shaft 15 between the pair of motor seals 22. . The through hole of the motor flange 21 is connected to an external vacuum suction device (not shown),
The semiconductor wafer is sealed by the motor seal 22 during vacuum suction.

【0029】モータフランジ21の上面はリテイナー2
3によって固定され、またその上部には、フォトセンサ
ー24が設けられる。フォトセンサー24は、スピンシ
ャフト15上に固定されたフォトセンサーカム25によ
りシャフトの回転数を検知し、これを回転塗布装置の各
部を制御する制御部へ出力する。
The upper surface of the motor flange 21 is a retainer 2
It is fixed by 3, and a photo sensor 24 is provided on the upper part thereof. The photo sensor 24 detects the number of rotations of the shaft by the photo sensor cam 25 fixed on the spin shaft 15, and outputs this to the control unit that controls each unit of the spin coating device.

【0030】スピンシャフト15の他端は、密閉型チャ
ック30の下部に設けられた軸受け部31の孔内に受容
され、ロックリング26によって固定される。支持体2
7は、ハウジング17をモータカバー10に固定し、カ
ップキャップ28は密閉型チャック30の下方を保護す
る。
The other end of the spin shaft 15 is received in a hole of a bearing portion 31 provided in the lower portion of the hermetically sealed chuck 30 and fixed by a lock ring 26. Support 2
7 fixes the housing 17 to the motor cover 10, and the cup cap 28 protects the lower part of the closed chuck 30.

【0031】密閉型チャック30は、ほぼ薄型の円筒形
状を有し、その内部に密閉空間を提供する。密閉型チャ
ック30は、半導体ウエハ32を載置し固定するための
真空吸着部33と、この真空吸着部33の面より一段低
い面34を介して外側に延在する傾斜面35によって画
定された空間を含む外周部36を有する。外周部36の
空間は、半導体ウエハ32の載置面よりも外側にかつそ
れよりも低い位置にあり、断面はほぼU字型をしてい
る。
The closed chuck 30 has a substantially thin cylindrical shape and provides a closed space therein. The sealed chuck 30 is defined by a vacuum suction portion 33 for mounting and fixing the semiconductor wafer 32, and an inclined surface 35 extending outward through a surface 34 that is one step lower than the surface of the vacuum suction portion 33. It has an outer peripheral portion 36 including a space. The space of the outer peripheral portion 36 is located outside and lower than the mounting surface of the semiconductor wafer 32, and has a substantially U-shaped cross section.

【0032】真空吸着部33のウエハ載置面のほぼ中央
には吸着孔37が形成され、吸着孔37は軸受け部31
の孔に連通する。吸着孔37は、軸受け部31に受容さ
れたスピンシャフト15の吸着孔16と連通し、これに
よって真空吸着部33に載置された半導体ウエハ33の
裏面を吸引可能とする。
A suction hole 37 is formed substantially at the center of the wafer mounting surface of the vacuum suction portion 33, and the suction hole 37 is formed in the bearing portion 31.
Communicate with the hole. The suction hole 37 communicates with the suction hole 16 of the spin shaft 15 received by the bearing portion 31, thereby making it possible to suck the back surface of the semiconductor wafer 33 placed on the vacuum suction portion 33.

【0033】密閉型チャック30の上面は開放されてお
り、この開口面をシール部材38によって閉じることが
できる。シール部材38は、開口面に対応した円板形状
を有し、その外周端にはパッキン39とパッキン押え4
0が取付けられる。パッキン39はリング形状を有し、
その上面がパッキン押え40によって固定され、その下
面が密閉型チャック30の開口面と接触される。こうし
て、シール部材38によって密閉型チャック30の内部
を密閉状態の空間を提供する。密閉型チャック30の裏
面には、リアフランジ41が取付けられ、ここには後述
する液体貯蔵部が形成される。
The upper surface of the closed chuck 30 is open, and this opening surface can be closed by the seal member 38. The seal member 38 has a disc shape corresponding to the opening surface, and a packing 39 and a packing retainer 4 are provided on the outer peripheral end thereof.
0 is attached. The packing 39 has a ring shape,
The upper surface is fixed by the packing retainer 40, and the lower surface is brought into contact with the opening surface of the closed chuck 30. In this way, the seal member 38 provides a space for hermetically sealing the inside of the closed chuck 30. A rear flange 41 is attached to the back surface of the hermetically sealed chuck 30, and a liquid storage unit described later is formed here.

【0034】次に、上記密閉型チャック及びおよびこれ
らに取付けられる各部について詳細に説明する。図2は
密閉型チャックの上面図、図3は図2のX−X線断面
図、図4は密閉型チャックの下面図、図5は図3の外周
部の拡大図である。
Next, the above-mentioned closed type chuck and each part attached thereto will be described in detail. 2 is a top view of the closed type chuck, FIG. 3 is a sectional view taken along line XX of FIG. 2, FIG. 4 is a bottom view of the closed type chuck, and FIG. 5 is an enlarged view of the outer peripheral portion of FIG.

【0035】密閉型チャック30は、デルリン樹脂から
成型される。密閉型チャック30の最大外径は200m
m、開口面の内径は150mm、真空吸着部33の外径
は90mmであり、本実施例では5インチ径の半導体ウ
エハ用に設計されている。真空吸着部33より外側の一
段低い面34の外径は120mmであり、真空吸着部3
3より3mm程度低くなっている。一段低い面34から
さらに下方に傾斜する傾斜面35が底面に当接する位置
の外径は160mmである。真空吸着部33と開口面ま
での距離は15mmであり、底面から開口面までの距離
は30mmである。こうして密閉型チャック30の内部
には、真空吸着部15より外側にかつそこよりも低い位
置に空間を有する外周部36が形成される。外周部36
の最外郭部の内壁は曲率半径6ミリメートルにて形成さ
れている。
The closed chuck 30 is molded from Delrin resin. The maximum outer diameter of the sealed chuck 30 is 200 m
m, the inner diameter of the opening surface is 150 mm, and the outer diameter of the vacuum suction portion 33 is 90 mm. In this embodiment, it is designed for a semiconductor wafer having a diameter of 5 inches. The outer diameter of the surface 34 that is one step lower than the vacuum suction portion 33 is 120 mm.
It is about 3 mm lower than 3. The outer diameter of the position where the inclined surface 35 inclined further downward from the lower surface 34 contacts the bottom surface is 160 mm. The distance between the vacuum suction unit 33 and the opening surface is 15 mm, and the distance from the bottom surface to the opening surface is 30 mm. Thus, the outer peripheral portion 36 having a space outside the vacuum suction portion 15 and at a position lower than the vacuum suction portion 15 is formed inside the closed chuck 30. Outer part 36
The inner wall of the outermost part of the is formed with a radius of curvature of 6 mm.

【0036】外周部36の傾斜面35には貫通孔42が
形成されている。貫通孔42は円周方向に90度間隔で
配置される。傾斜面35の裏側は、その傾斜を利用して
凹部もしくは窪み43が形成される。また、その裏面に
は、その円周方向に複数のネジ穴44が形成される。
A through hole 42 is formed in the inclined surface 35 of the outer peripheral portion 36. The through holes 42 are arranged at intervals of 90 degrees in the circumferential direction. A concave portion or a depression 43 is formed on the back side of the inclined surface 35 by utilizing the inclination. Further, a plurality of screw holes 44 are formed on the back surface in the circumferential direction.

【0037】図6はリアフランジの平面図である。リア
フランジ41は、中央部分に開口が形成された円板形状
をしており、デルリン(登録商標)樹脂によって成型さ
れる。外径は、200mmで、中央部の開口は110m
m、厚さは6mmである。円周方向には複数のネジ穴4
5が形成され、これらは密閉型チャックのネジ穴44と
対応する位置にある。また、リアフランジ41には、円
周方向に90度間隔で4箇所の凹部43aが形成され
る。リアフランジ41を密閉型チャック30の裏面にね
じ留めすることにより、上述した凹部43はリアフラン
ジ41の凹部43aと合体し、そこに密閉された空間を
形成する。この空間は、半導体ウエハ上に滴下された液
体を貯蔵する液体貯蔵部43として機能する。
FIG. 6 is a plan view of the rear flange. The rear flange 41 has a disc shape with an opening formed in the central portion, and is molded with Delrin (registered trademark) resin. The outer diameter is 200 mm, and the central opening is 110 m.
m and the thickness is 6 mm. Multiple screw holes 4 in the circumferential direction
5 are formed, and these are in positions corresponding to the screw holes 44 of the closed chuck. Further, the rear flange 41 is formed with four recesses 43a at 90-degree intervals in the circumferential direction. By screwing the rear flange 41 to the back surface of the hermetically sealed chuck 30, the above-mentioned recess 43 is united with the recess 43a of the rear flange 41 to form a sealed space therein. This space functions as a liquid storage unit 43 that stores the liquid dropped on the semiconductor wafer.

【0038】図7はシール部材の断面図である。シール
部材38は円板形状であり、デルリン樹脂を成型したも
のである。外径は146mmであり、密閉型チャック3
0の開口径より若干小さくなっている。シール部材38
の中心部には、環状の突起を有するシャフト取付け部が
形成され、この部分に後述する着脱機構が取付けられ
る。
FIG. 7 is a sectional view of the seal member. The seal member 38 has a disc shape and is made of Delrin resin. The outer diameter is 146 mm, and the closed chuck 3
It is slightly smaller than the opening diameter of 0. Seal member 38
A shaft attachment portion having an annular protrusion is formed at the center of the, and an attachment / detachment mechanism described later is attached to this portion.

【0039】図8はパッキンの断面図、図9はパッキン
押えの断面図である。パッキン39はシリコーンゴム製
であり、外径は164mm、内径は125mmの円盤形
状を有する。パッキン押え40はデルリン樹脂製で、外
径は168mmである。外周底面には、パッキン39を
位置きめ保持するための突起46を有する。パッキン3
9はシール部材38よりもやや大きい外径を有している
ため、パッキン押えの突起46によってその上部が固定
された状態で密閉型チャック30に取付けられると、ち
ょうどパッキン39が密閉型チャック30の開口面と当
接し、両者のシーリングが行われる。
FIG. 8 is a sectional view of the packing, and FIG. 9 is a sectional view of the packing retainer. The packing 39 is made of silicone rubber and has a disk shape with an outer diameter of 164 mm and an inner diameter of 125 mm. The packing retainer 40 is made of Delrin resin and has an outer diameter of 168 mm. The outer peripheral bottom surface has a protrusion 46 for positioning and holding the packing 39. Packing 3
Since 9 has an outer diameter slightly larger than that of the seal member 38, when it is attached to the hermetically-sealed chuck 30 with the upper portion thereof fixed by the packing-holding protrusion 46, the packing 39 is just attached to the hermetically-sealed chuck 30. It abuts the opening surface and seals the both.

【0040】図10は、シール部材を密閉型チャックか
ら着脱させるための着脱機構を示す図である。本実施例
による着脱機構50は、鉛直方向に移動可能なリニア−
シリンダー60と、リニアシリンダー60にブラケット
61を介して接続されたステー62と、ステー62に接
続されたベアリングケース70と、ベアリングケース7
0と結合されるモータシールハウジング80と、ベアリ
ングケース70内に回転可能の取付けられるシャフト9
0とを有している。
FIG. 10 is a view showing an attachment / detachment mechanism for attaching / detaching the seal member to / from the closed chuck. The attachment / detachment mechanism 50 according to the present embodiment is a linear type movable in the vertical direction.
Cylinder 60, stay 62 connected to linear cylinder 60 via bracket 61, bearing case 70 connected to stay 62, and bearing case 7
0, a motor seal housing 80 coupled to the shaft, and a shaft 9 rotatably mounted in the bearing case 70.
It has 0 and.

【0041】シャフト90は、図11に示すように、そ
の一端91にフランジが形成され、これは、シール部材
38の中心部のシャフト取付け部51にネジによって固
定される。シャフト90の内部には、内径が大きな空間
92とこれに連通される内径が小さな空間93が形成さ
れている。本実施例では、密閉型チャック30内に不活
性ガスとして窒素ガスを供給可能な構成を採用するた
め、シール部材38の軸取付け部51に内径2ミリメー
トルほどのガス導入孔52が形成されている。但し、不
活性ガスの供給が不要な場合には、必ずしもガス導入孔
が形成されたシール部材を用いなくても良い。シャフト
90をシール部材38に取付けることによってガス導入
孔52はシャフト90内の空間92、93と連通され
る。シャフト90の他端側において空間93は閉じてい
るが、その半径方向すなわち軸方向と垂直方向に孔94
(2.5ミリ径)が形成され、空間93は、孔94を介
して外部と連通可能である。
As shown in FIG. 11, the shaft 90 has a flange formed at one end 91, which is fixed to the shaft mounting portion 51 at the center of the seal member 38 by a screw. Inside the shaft 90, a space 92 having a large inner diameter and a space 93 having a small inner diameter communicating with the space 92 are formed. In the present embodiment, since a structure capable of supplying nitrogen gas as an inert gas into the closed chuck 30 is adopted, a gas introduction hole 52 having an inner diameter of about 2 mm is formed in the shaft mounting portion 51 of the seal member 38. . However, when the supply of the inert gas is unnecessary, the seal member having the gas introduction hole is not necessarily used. By attaching the shaft 90 to the seal member 38, the gas introduction hole 52 communicates with the spaces 92 and 93 in the shaft 90. Although the space 93 is closed on the other end side of the shaft 90, the hole 94 is formed in the radial direction, that is, in the direction perpendicular to the axial direction.
(2.5 mm diameter) is formed, and the space 93 can communicate with the outside through the hole 94.

【0042】窒素ガスを密閉型チャック30に供給する
に際して、ゴミ等のパーテイクルを除去するのが好まし
く、このためシャフト90の空間92にはフィルター9
5が配置される。フィルター95の一方の面と空間93
との間にはスプリング96が介挿され、これによってフ
ィルター95の他方の面がシャフト取付け部51に押圧
される。
When nitrogen gas is supplied to the closed chuck 30, it is preferable to remove particles such as dust. Therefore, the filter 9 is provided in the space 92 of the shaft 90.
5 are arranged. One side of filter 95 and space 93
A spring 96 is interposed between and, so that the other surface of the filter 95 is pressed against the shaft mounting portion 51.

【0043】ベアリングケース70は円筒形状を有し、
その内部においてC型留め輪71によりベアリング72
を固定し、他方、その下部においてベアリング押さえ7
3を取付け、シャフト90を回転可能に支持する。
The bearing case 70 has a cylindrical shape,
A bearing 72 is provided inside by a C-shaped retaining ring 71.
On the other hand, while the lower part of the bearing retainer 7
3 is attached and the shaft 90 is rotatably supported.

【0044】モータシールハウジング80は、図12に
示すように、環状のフランジ81と円筒状の内径の大き
な空間82と、該空間82と連通される内径の小さな空
間83と、空間83に連通され窒素ガス導入ポートとし
て機能する孔84とを有する。モータハウジング80
は、フランジ81によりベアリングケース70に取付け
られ、空間82においてナット85によりスペーサ86
を介してシャフト90をベアリング73上に固定する。
シャフト90の他端すなわち外径の小さな部分は、環状
のリテイナー87を介して空間83内に挿入される。モ
ータシールハウジング80の空間83には環状のモータ
シール88を取付ける凹所89が形成される。モータシ
ール88は、凹所89に配され、空間83にあるシャフ
ト90の他端をシールする。シャフト90の孔94はモ
ータシールハウジングの孔84とほぼ同じ高さにあり、
孔84から注入される窒素ガスは、モータシール88に
よって囲まれた密閉空間においてシャフト90の孔94
に導入可能となる。従って、シャフト90が停止中でも
回転中でも、孔84から導入された窒素ガスは孔94内
へ供給することができる。孔94へ導入された窒素ガス
は、内部空間93、92、フィルタ95、及びガス導入
孔52を介して密閉型チャック30内に供給される。
As shown in FIG. 12, the motor seal housing 80 is connected to an annular flange 81, a cylindrical space 82 having a large inner diameter, a space 83 having a small inner diameter communicating with the space 82, and a space 83. And a hole 84 that functions as a nitrogen gas introduction port. Motor housing 80
Is attached to the bearing case 70 by the flange 81, and the spacer 86 is attached by the nut 85 in the space 82.
The shaft 90 is fixed on the bearing 73 via.
The other end of the shaft 90, that is, a portion having a small outer diameter is inserted into the space 83 via an annular retainer 87. In the space 83 of the motor seal housing 80, a recess 89 for mounting the annular motor seal 88 is formed. The motor seal 88 is disposed in the recess 89 and seals the other end of the shaft 90 in the space 83. The hole 94 in the shaft 90 is approximately level with the hole 84 in the motor seal housing,
The nitrogen gas injected from the hole 84 is supplied to the hole 94 of the shaft 90 in the closed space surrounded by the motor seal 88.
Can be introduced into. Therefore, the nitrogen gas introduced from the hole 84 can be supplied into the hole 94 while the shaft 90 is stopped or rotating. The nitrogen gas introduced into the hole 94 is supplied into the closed chuck 30 through the internal spaces 93, 92, the filter 95, and the gas introduction hole 52.

【0045】モータシールフランジ80の上部には、リ
テイナー63が固定され、モータシールハウジング80
の空間83は密閉される。
A retainer 63 is fixed to the upper portion of the motor seal flange 80, and the motor seal housing 80
The space 83 is closed.

【0046】密閉型チャック30からシール部材38を
開閉もしくは着脱するとき、回転塗布装置の制御部(図
中省略)からの指令によりリニアシリンダー60が鉛直
方向に移動する。シール部材38の最下位地点および最
上位地点を予めメモリ等に記憶させておくことで、リニ
アシリンダー60の鉛直方向のストロークを自動制御す
ることが可能である。
When the sealing member 38 is opened / closed or detached from the closed chuck 30, the linear cylinder 60 moves in the vertical direction in response to a command from the control unit (not shown) of the spin coater. By preliminarily storing the lowest point and the highest point of the seal member 38 in a memory or the like, the stroke of the linear cylinder 60 in the vertical direction can be automatically controlled.

【0047】シール部材38が最下位地点にあるとき、
パッキン39は密閉型チャック30の開口面に押圧さ
れ、パッキン39の弾性により好適なシーリングが成さ
れる。密閉型チャック30がACサーボモータ11によ
って回転されるとき、シール部材38も一緒に回転し、
シール部材38に取付けられたシャフト90がベアリン
グ72によって回転可能に支持される。
When the seal member 38 is at the lowest position,
The packing 39 is pressed against the opening surface of the sealed chuck 30, and the elasticity of the packing 39 provides a suitable sealing. When the closed chuck 30 is rotated by the AC servomotor 11, the seal member 38 is also rotated together,
A shaft 90 attached to the seal member 38 is rotatably supported by a bearing 72.

【0048】シール部材が最上位地点にあるとき、すな
わち密閉型チャック30の一面が開放されているとき、
半導体ウエハ32が真空吸着部33上に載置され、その
後真空吸着される。さらに、密閉型チャック30のほぼ
中心上にノズル(図中省略)を移動することが可能であ
り、ノズルから半導体ウエハ上に塗布すべき液体、例え
ばフォトレジスト液、SOG、ポリイミドなどを滴下す
る。
When the seal member is at the highest position, that is, when one surface of the hermetically sealed chuck 30 is open,
The semiconductor wafer 32 is placed on the vacuum suction unit 33 and then vacuum suctioned. Further, a nozzle (not shown) can be moved to substantially the center of the sealed chuck 30, and a liquid to be applied on the semiconductor wafer, for example, a photoresist liquid, SOG, polyimide, etc., is dropped from the nozzle.

【0049】次に、本実施例の好ましい液体塗布方法に
ついて説明する。ここでは、表面にV字型の溝が形成さ
れた半導体基板上にポリイミド樹脂を塗布しこれの平坦
化処理を行う例を説明する。
Next, a preferable liquid coating method of this embodiment will be described. Here, an example will be described in which a polyimide resin is applied on a semiconductor substrate having a V-shaped groove formed on the surface and flattening treatment is performed.

【0050】半導体基板の表面にV字型の溝が形成され
た半導体ウエハを用意する。V字型溝は、シリコン基板
内に約45度の角度で傾斜する面を有し、これらの面の
交差角は約90度である。溝の深さは、100−200
ミクロンであり、これが半導体ウエハ上に格子状に形成
される。なお、溝はシリコン基板にシリコン酸化膜や窒
化膜等の薄膜を含むものであっても良い。V字型の溝
は、最終的にパッケージ化された際に光導波路として機
能するものである。
A semiconductor wafer having a V-shaped groove formed on the surface of a semiconductor substrate is prepared. The V-shaped groove has surfaces inclined in the silicon substrate at an angle of about 45 degrees, and the intersecting angle of these surfaces is about 90 degrees. The depth of the groove is 100-200
Micron, which is formed in a grid pattern on a semiconductor wafer. The groove may include a silicon substrate containing a thin film such as a silicon oxide film or a nitride film. The V-shaped groove functions as an optical waveguide when it is finally packaged.

【0051】次に、リニアシリンダー60を駆動して着
脱機構50によりシール部材38を密閉型チャック30
から最上位地点まで持ち上げる。半導体ウエハを真空吸
着部33上に載置し、真空吸着装置により吸着孔16、
37を介して半導体ウエハの裏面を吸着する。次に、ノ
ズルを密閉型チャック30のほぼ中央付近に移動し、こ
こからポリイミド樹脂を滴下する。このとき、半導体ウ
エハ32は未だ停止したままであり、滴下されたポリイ
ミド樹脂はある程度の表面張力をもってウエハの外周ま
で進み、そこから僅かにポリイミド樹脂がこぼれた時点
で滴下を終了する。半導体ウエハ32からこぼれ落ちた
ポリイミド樹脂は、一段低い面34を通過し、さらに傾
斜面35を通り、貫通孔42へと進み、リアフランジ4
1と窪み43とによって形成された液体貯蔵部へわずか
に溜まる。
Next, the linear cylinder 60 is driven to attach the seal member 38 to the hermetic chuck 30 by the attaching / detaching mechanism 50.
To the top point. The semiconductor wafer is placed on the vacuum suction unit 33, and the suction holes 16,
The back surface of the semiconductor wafer is adsorbed via 37. Next, the nozzle is moved to near the center of the closed chuck 30, and the polyimide resin is dropped from there. At this time, the semiconductor wafer 32 is still stopped, the dropped polyimide resin advances to the outer periphery of the wafer with a certain amount of surface tension, and the dropping is finished when the polyimide resin is slightly spilled from there. The polyimide resin spilled from the semiconductor wafer 32 passes through the lower surface 34, the inclined surface 35, the through hole 42, and the rear flange 4.
It slightly collects in the liquid storage portion formed by 1 and the depression 43.

【0052】次に、ノズルをホーム位置に退避させ、再
びリニアシリンダー60を駆動してシール部材38を下
降させる。シール部材38が最下位地点に到達すると、
パッキン39が弾性をもって密閉型チャック30の開放
端に押圧される。この時点で、密閉型チャック30の内
部空間は外部から遮蔽される。
Next, the nozzle is retracted to the home position, the linear cylinder 60 is driven again, and the seal member 38 is lowered. When the seal member 38 reaches the lowest point,
The packing 39 is elastically pressed against the open end of the closed chuck 30. At this point, the internal space of the sealed chuck 30 is shielded from the outside.

【0053】密閉型チャック30内に窒素ガスを充填
し、ACモータ11の駆動により密閉型チャック30を
回転させる。窒素ガスを導入するタイミングは、密閉型
チャック30の回転前でも、あるいは回転中であっても
よい。また、本実施例では窒素ガスを用いたが、これ以
外にも不活性ガスとしてアルゴンガス等を用いても良
い。ポリイミド樹脂の塗布条件は、後述するが、例えば
500rpmで40秒間回転させ、さらにその後150
0rpmで1秒間高速回転を行う。密閉型チャック30
及びシール部材38は、半導体ウエハ32とともに回転
し、このとき内部空間は窒素ガスが充填された密閉状態
であるため、外部からの空気が流入し内部の気流が乱さ
れることはない。さらに、密閉型チャック30の回転に
より液体貯蔵部43に僅かに蓄えられていた液体は、そ
の遠心力により貫通孔42の垂直壁側に押し寄せられ、
貫通孔42を実質的に閉塞する。このため密閉型チャッ
ク30内の外周部36と液体貯蔵部(窪み43)とは遮
蔽される。他方、半導体ウエハ32上に滴下され表面張
力によってある程度の厚さに保持されていたポリイミド
樹脂は、回転と同時に遠心力により外周に押され、ウエ
ハ端から落下し、面34、傾斜面35を流れ落ちるが、
上述したように貫通孔42は実質的に閉塞されているの
で、ほとんどは貫通孔42を通らずに外周部36内に留
まる。こうして、内部空間の気流あるいは気圧の変動を
極力抑えることができる。
The closed chuck 30 is filled with nitrogen gas, and the AC chuck 11 is driven to rotate the closed chuck 30. The timing of introducing the nitrogen gas may be before or during the rotation of the sealed chuck 30. Further, although nitrogen gas is used in the present embodiment, argon gas or the like may be used as the inert gas other than this. The coating conditions of the polyimide resin will be described later, but for example, it is rotated at 500 rpm for 40 seconds, and then 150 times.
Perform high speed rotation for 1 second at 0 rpm. Closed type chuck 30
The sealing member 38 rotates together with the semiconductor wafer 32. At this time, since the internal space is in a sealed state filled with nitrogen gas, air from the outside does not flow in and the air flow inside is not disturbed. Further, the liquid slightly stored in the liquid storage unit 43 due to the rotation of the closed chuck 30 is pushed toward the vertical wall side of the through hole 42 by the centrifugal force,
The through hole 42 is substantially closed. Therefore, the outer peripheral portion 36 in the closed chuck 30 and the liquid storage portion (the depression 43) are shielded. On the other hand, the polyimide resin dropped on the semiconductor wafer 32 and held at a certain thickness by the surface tension is pressed to the outer periphery by the centrifugal force simultaneously with the rotation, falls from the wafer edge, and flows down the surface 34 and the inclined surface 35. But,
Since the through hole 42 is substantially closed as described above, most of the through hole 42 does not pass through the through hole 42 and remains in the outer peripheral portion 36. In this way, fluctuations in the air flow or atmospheric pressure in the internal space can be suppressed as much as possible.

【0054】ポリイミド樹脂の塗布、回転が終了した
後、必要であればさらに半導体ウエハを低速で回転させ
ポリイミド樹脂の乾燥を行うようにしても良い。例え
ば、300rpmで120秒間程度乾燥回転させること
が望ましい。密閉型チャック30の回転が停止される
と、遠心力により貫通孔42の垂直壁に押されていたポ
リイミド樹脂は元の状態に戻り、外周部36に溜まって
いたポリイミド樹脂が貫通孔42を介して液体貯蔵部4
3に自動的に回収される。半導体ウエハ32上には5−
10ミクロンの厚さのポリイミド樹脂がコーテイングさ
れ、V字型の溝を含む表面がほぼ平坦な膜で塗布され、
ウエハ全体の膜厚分布を均一化しかつ薄膜化することが
できる。
After the application and rotation of the polyimide resin are completed, the semiconductor wafer may be further rotated at a low speed to dry the polyimide resin, if necessary. For example, it is desirable to perform a drying rotation at 300 rpm for about 120 seconds. When the rotation of the closed chuck 30 is stopped, the polyimide resin pushed by the vertical wall of the through hole 42 is returned to the original state by the centrifugal force, and the polyimide resin accumulated in the outer peripheral portion 36 passes through the through hole 42. Liquid storage unit 4
It is automatically recovered to 3. 5-on the semiconductor wafer 32
A 10 micron thick polyimide resin is coated, and the surface including the V-shaped groove is coated with a substantially flat film,
The film thickness distribution over the entire wafer can be made uniform and thinned.

【0055】本発明者は、上記密閉型チャックを用い以
下に示す種々の条件においてポリイミド樹脂の塗布を行
った結果、これらのすべての条件において半導体ウエハ
上に平坦な膜を塗布することが可能であることを見出し
た。この判定は、ポリイミド樹脂が塗布された半導体ウ
エハを60度で5分間ベークし、その後半導体ウエハ表
面の複数の地点を段差計で測定し、それらのばらつき度
合いをチェックして行った。なお、乾燥回転は、いずれ
も300rpm/120秒である。 条件1:500rpm/40秒+1500rpm/1s
乾燥回転有り 条件2:500rpm/20秒+1000rpm/30
s 乾燥回転なし 条件3:500rpm/80秒 回転乾燥なし
As a result of applying the polyimide resin under the various conditions shown below using the above-mentioned closed chuck, the present inventor can apply a flat film on a semiconductor wafer under all of these conditions. I found that there is. This judgment was performed by baking a semiconductor wafer coated with a polyimide resin at 60 degrees for 5 minutes, then measuring a plurality of points on the surface of the semiconductor wafer with a step gauge, and checking the degree of variations thereof. The drying rotation was 300 rpm / 120 seconds in all cases. Condition 1: 500 rpm / 40 seconds + 1500 rpm / 1s
Condition with drying rotation 2: 500 rpm / 20 seconds + 1000 rpm / 30
s No drying rotation condition 3: 500 rpm / 80 seconds No rotation drying

【0056】以上のように本発明の好ましい実施例につ
いて詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定さ
れるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明
の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であ
る。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above in detail, the present invention is not limited to the specific embodiments, but is within the scope of the gist of the present invention described in the claims. In, various modifications and changes are possible.

【0057】本実施例では、基体として半導体ウエハを
対象にしたが、これ以外にも液晶用基板やフォトマスク
用基板にも適用することが可能である。特に、液晶用基
板やフォトマスク用基板等の角型形状を有する基体上に
液体と塗布した場合、フリンジフリー(縁無し)として
非常にムラのない均一性のある液体を塗布することがで
きた。
In this embodiment, a semiconductor wafer is used as a substrate, but other than this, it can be applied to a liquid crystal substrate or a photomask substrate. In particular, when the liquid was applied onto a substrate having a rectangular shape such as a liquid crystal substrate or a photomask substrate, it was possible to apply a liquid with no fringes and no unevenness and uniformity. .

【0058】さらに、本実施例では、滴下する液体とし
てポリイミド樹脂を用いたが、これ以外の樹脂や液体で
あっても良い。処理すべき基体に適用される液体を用い
ることが可能である。
Further, in this embodiment, the polyimide resin is used as the liquid to be dropped, but other resins or liquids may be used. It is possible to use the liquid applied to the substrate to be treated.

【0059】さらに、本実施例では、半導体ウエハの平
坦化処理プロセスにおける液体の塗布を例にしたが、こ
れ以外のプロセス、例えばフォトリソ工程におけるフォ
トレジストの塗布であっても良い。さらに、本実施例で
は、密閉型チャックやシール部材の材質にデルリン樹脂
を用いたが、これ以外にも例えば他のテフロン(登録商
標)系樹脂やアルミニウム等の金属製であっても良い。
Further, in the present embodiment, the application of the liquid in the flattening process of the semiconductor wafer is taken as an example, but the process other than this, for example, the application of the photoresist in the photolithography process may be applied. Further, in this embodiment, Delrin resin is used as the material of the hermetically sealed chuck and the seal member, but other than this, for example, other Teflon (registered trademark) resin or metal such as aluminum may be used.

【0060】さらに、本実施例ではV字型溝を有する5
インチ径の半導体ウエハを用いたが、これに限らず多層
配線構造により表面に種々の段差あるいは凹凸形状を含
むものや、5インチよりも大口径の半導体ウエハにおい
ても適用可能であることは言うまでもない。
Further, in the present embodiment, 5 having a V-shaped groove is used.
Although the semiconductor wafer having an inch diameter is used, it is needless to say that the present invention can be applied to not only this but also a semiconductor wafer having various steps or uneven shapes on the surface due to a multilayer wiring structure and a semiconductor wafer having a diameter larger than 5 inches. .

【発明の効果】以上詳述したところから明らかなよう
に、本発明によれば、基体を保持する保持手段は回転手
段に結合されているため、基体とともに回転可能し、密
閉空間内の気流の乱れを抑えることができる。さらに、
液体塗布装置の保持手段の形状を最適化することによっ
て、基体上に形成される膜厚をより均一にすることがで
き、段差を含む半導体ウエハに対しては、ステップカバ
レッジの優れた膜を形成することができる。
As is apparent from the above detailed description, according to the present invention, since the holding means for holding the base is connected to the rotating means, it can rotate together with the base to prevent the air flow in the closed space. Disturbance can be suppressed. further,
By optimizing the shape of the holding means of the liquid coating device, the film thickness formed on the substrate can be made more uniform, and a film with excellent step coverage can be formed on a semiconductor wafer including steps. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る回転塗布装置の要部
を示す組立図である。
FIG. 1 is an assembly diagram showing a main part of a spin coating device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す密閉型チャックの上面図である。FIG. 2 is a top view of the sealed chuck shown in FIG.

【図3】図2に示す密閉型チャックのA−A線断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the sealed chuck shown in FIG.

【図4】図2に示す密閉型チャックの背面図である。FIG. 4 is a rear view of the sealed chuck shown in FIG.

【図5】図3に示す密閉型チャックの外周部の拡大図で
ある。
5 is an enlarged view of an outer peripheral portion of the closed-type chuck shown in FIG.

【図6】図1に示すリアフランジの平面図である。FIG. 6 is a plan view of the rear flange shown in FIG.

【図7】図1に示すシール部材の断面図である。7 is a cross-sectional view of the seal member shown in FIG.

【図8】図1に示すパッキンの断面図である。8 is a cross-sectional view of the packing shown in FIG.

【図9】図1に示すパッキン押えの断面図である。9 is a cross-sectional view of the packing retainer shown in FIG.

【図10】本実施例に係る回転塗布装置のシール部材の
着脱機構の構成を示す組立図である。
FIG. 10 is an assembly diagram showing a configuration of a seal member attaching / detaching mechanism of the spin coating apparatus according to the present embodiment.

【図11】図10に示すシャフトの断面図である。11 is a cross-sectional view of the shaft shown in FIG.

【図12】図10に示すモータハウジングの断面図であ
る。
12 is a cross-sectional view of the motor housing shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ACサーボモータ 15 スピンシャフト 30 密閉型チャック 32 半導体ウエハ 33 真空吸着部 35 傾斜面 36 外周部 38 シール部材 39 パッキン 40 パッキン押え 41 リアフランジ 42 貫通孔 43 凹部(液体貯蔵部) 60 リニアシリンダ
ー 80 モータシールハウジング 90 シャフト 95 フィルター
11 AC Servo Motor 15 Spin Shaft 30 Sealed Chuck 32 Semiconductor Wafer 33 Vacuum Adsorption Part 35 Slope 36 Peripheral Part 38 Sealing Member 39 Packing 40 Packing Presser 41 Rear Flange 42 Through Hole 43 Recess (Liquid Storage) 60 Linear Cylinder 80 Motor Seal housing 90 Shaft 95 Filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA18 AB14 AB16 AB17 EA05 4D075 AC65 BB56X CA48 DA06 DB14 DC22 EA19 EA21 EA45 EB39 4F042 AA02 AA07 AB00 EB04 EB09 EB13 EB18 EB23 EB29 5F045 BB01 DP02 DP28 EB20 EC01 EE14 EM04 5F046 JA10    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2H025 AA18 AB14 AB16 AB17 EA05                 4D075 AC65 BB56X CA48 DA06                       DB14 DC22 EA19 EA21 EA45                       EB39                 4F042 AA02 AA07 AB00 EB04 EB09                       EB13 EB18 EB23 EB29                 5F045 BB01 DP02 DP28 EB20 EC01                       EE14 EM04                 5F046 JA10

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体を保持する保持手段と、前記基体上
に液体を滴下する手段と、前記基体を回転させる回転手
段とを備え、前記保持手段は、前記回転手段に結合さ
れ、密閉された空間を提供可能であり、該空間内に前記
基体をほぼ水平に固定する固定部と、該固定部から外側
に傾斜して延在する傾斜面によって画定された空間を含
む外周部とを有し、前記外周部は前記固定部より下方に
位置する空間を含むことを特徴とする、回転塗布装置。
1. A holding means for holding a substrate, a means for dropping a liquid on the substrate, and a rotating means for rotating the substrate, the holding means being coupled to the rotating means and sealed. It is possible to provide a space, and has a fixing part that fixes the base body substantially horizontally in the space, and an outer peripheral part that includes a space defined by an inclined surface that extends obliquely outward from the fixing part. The spin coater is characterized in that the outer peripheral portion includes a space located below the fixed portion.
【請求項2】 前記保持手段は、前記外周部の前記傾斜
面と貫通孔を介して連通する液体貯蔵部を有し、該液体
貯蔵部は前記外周空間部よりも下方に空間を含むことを
特徴とする請求項1に記載の回転塗布装置。
2. The holding means has a liquid storage part communicating with the inclined surface of the outer peripheral part through a through hole, and the liquid storage part includes a space below the outer peripheral space part. The spin coating apparatus according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】 前記液体貯蔵部は、前記外周部の円周方
向にほぼ均等に配置されていることを特徴とする請求項
2に記載の回転塗布装置。
3. The spin coater according to claim 2, wherein the liquid storage parts are arranged substantially evenly in a circumferential direction of the outer peripheral part.
【請求項4】 前記保持手段は、前記回転手段に結合さ
れ、一面を開口する容器手段と、該開口された一面を密
封するシール手段とを有し、これによって内部に密閉さ
れた空間を提供することを特徴とする請求項1ないし3
に記載の回転塗布装置。
4. The holding means includes a container means that is coupled to the rotating means and has an opening on one side, and a sealing means that seals the opened one side, thereby providing a sealed space inside. 4. The method according to claim 1, wherein
The spin coater described in 1.
【請求項5】 前記シール手段は、前記容器手段内へ不
活性ガスを導入するための導入孔を備えていることを特
徴とする請求項4に記載の回転塗布装置。
5. The spin coater according to claim 4, wherein the sealing means has an introduction hole for introducing an inert gas into the container means.
【請求項6】 前記回転塗布装置は、前記シール手段を
前記容器手段から着脱させるための着脱機構を備えてい
ることを特徴とする請求項4または5に記載の基体処理
用回転塗布装置。
6. The substrate processing spin coating apparatus according to claim 4, wherein the spin coating apparatus includes an attachment / detachment mechanism for attaching / detaching the sealing means to / from the container means.
【請求項7】 前記着脱機構は、前記シール手段を前記
容器手段から上方へ移動させるための機構と、前記シー
ル手段を回転可能に支持する機構とを含むことを特徴と
する請求項6に記載の基体処理用回転塗布装置。
7. The attachment / detachment mechanism includes a mechanism for moving the sealing means upward from the container means, and a mechanism for rotatably supporting the sealing means. Spin coating apparatus for substrate treatment of.
【請求項8】 前記滴下手段は移動可能であり、前記シ
ール手段が前記容器手段から外されたとき、前記容器手
段内の基体上に液体を滴下することを特徴する請求項7
に記載の回転塗布装置。
8. The dropping means is movable, and when the sealing means is detached from the container means, the liquid is dropped on the substrate in the container means.
The spin coater described in 1.
【請求項9】 前記保持手段は、回転手段の回転軸に結
合される密閉型チャックを含み、該密閉型チャックが前
記固定部および外周部を有することを特徴とする請求項
1ないし8いずれかに記載の回転塗布装置。
9. The holding means includes a closed-type chuck that is coupled to a rotation shaft of a rotation means, and the closed-type chuck has the fixed portion and an outer peripheral portion. The spin coater described in 1.
【請求項10】 前記密閉型チャックは、その裏面に結
合されるリアフランジを有し、チャックの裏面に形成さ
れた凹部と該リアフランジとによって前記液体貯蔵部を
形成することを特徴とする請求項9に記載の回転塗布装
置。
10. The hermetically sealed chuck has a rear flange coupled to the back surface thereof, and the liquid storage section is formed by the recess formed on the back surface of the chuck and the rear flange. Item 10. The spin coater according to Item 9.
【請求項11】 前記密閉型チャックの固定部は、前記
基体の裏面を吸引するための孔が形成されていることを
特徴とする請求項9に記載の回転塗布装置。
11. The spin coater according to claim 9, wherein a hole for sucking the back surface of the base is formed in the fixing portion of the hermetic chuck.
【請求項12】 前記基体は、半導体ウエハであること
を特徴とする請求項1ないし11いずれか記載の回転塗
布装置。
12. The spin coating apparatus according to claim 1, wherein the base is a semiconductor wafer.
【請求項13】 前記基体は、角型形状を有する基板で
あることを特徴とする請求項1ないし11いずれか記載
の回転塗布装置。
13. The spin coating apparatus according to claim 1, wherein the base is a substrate having a rectangular shape.
【請求項14】 前記基体は、液晶用基板であることを
特徴とする請求項13記載の回転塗布装置。
14. The spin coater according to claim 13, wherein the base is a liquid crystal substrate.
【請求項15】 前記基体は、フォトマスク用基板であ
ることを特徴とする請求項13記載の回転塗布装置。
15. The spin coater according to claim 13, wherein the base is a photomask substrate.
【請求項16】 基体上に液体を塗布する方法であっ
て、基体取付け面よりも外周にかつ下方に空間が形成さ
れた密閉型チャックの前記基体取付け面上に基体を取付
け、停止された前記基体上に液体を滴下し、前記密閉型
チャックの開口面をシール部材で密閉し、前記密閉型チ
ャックの内部の密閉空間において基体を回転させ、前記
基体上に液体を塗布することを特徴とする液体塗布方
法。
16. A method for applying a liquid onto a base body, wherein the base body is mounted on the base body mounting surface of a hermetically sealed chuck having a space formed outside and below the base body mounting surface and stopped. A liquid is dropped onto the substrate, the opening surface of the hermetically sealed chuck is sealed with a seal member, the substrate is rotated in a hermetically sealed space inside the hermetically sealed chuck, and the liquid is applied onto the substrate. Liquid application method.
【請求項17】 前記液体塗布方法は、液体を滴下する
ノズルを前記密閉型チャックの開口面上に位置させる工
程と、液体の滴下終了後、前記ノズルを前記開口面から
退避させる工程を含む、請求項16に記載の液体塗布方
法。
17. The liquid applying method includes the steps of positioning a nozzle for dropping a liquid on the opening surface of the hermetically sealed chuck, and retracting the nozzle from the opening surface after the completion of dropping the liquid. The liquid application method according to claim 16.
【請求項18】 前記液体塗布方法は、前記密閉空間内
に不活性ガスを注入する工程を含む、請求項16または
17に記載の液体塗布方法。
18. The liquid coating method according to claim 16, wherein the liquid coating method includes a step of injecting an inert gas into the closed space.
【請求項19】 前記基体は半導体ウエハであることを
特徴とする請求項16ないし18いずれか記載の液体塗
布方法。
19. The liquid coating method according to claim 16, wherein the base is a semiconductor wafer.
【請求項20】 前記半導体ウエハ表面には段差が形成
され、前記液体としてポリイミド樹脂の塗布により前記
半導体ウエハ表面に平坦化されたポリイミド膜を形成す
ることを特徴とする請求項19記載の液体塗布方法。
20. The liquid application according to claim 19, wherein a step is formed on the surface of the semiconductor wafer, and a planarized polyimide film is formed on the surface of the semiconductor wafer by applying a polyimide resin as the liquid. Method.
【請求項21】 前記基体は、角型形状を含む基板であ
ることを特徴とする請求項16ないし18いずれか記載
の液体塗布方法。
21. The liquid coating method according to claim 16, wherein the base is a substrate having a rectangular shape.
【請求項22】 前記基体は、液晶用基板であることを
特徴とする請求項21記載の回転塗布装置。
22. The spin coater according to claim 21, wherein the base is a liquid crystal substrate.
【請求項23】 前記基体は、フォトマスク用基板であ
ることを特徴とする請求項21記載の回転塗布装置。
23. The spin coater according to claim 21, wherein the base is a photomask substrate.
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