JP2005305440A - Method for forming circular coating film and annular coating film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に円形塗布膜あるいは環状塗布膜を形成する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for forming a circular coating film or an annular coating film on a substrate.
従来、たとえば、略円形のウエハ上に略円形にレジスト液を塗布する方法として、スピンコータによる塗布方法がある。しかしながら、この方法は、塗布液の大部分(約95%)が再利用されることなく廃棄されるので歩留りが非常に悪いという課題を有する。 Conventionally, for example, as a method of applying a resist solution in a substantially circular shape on a substantially circular wafer, there is a coating method using a spin coater. However, this method has a problem that the yield is very bad because most of the coating solution (about 95%) is discarded without being reused.
また、ダイコータによる塗布方法として、ダイ本体のスリット内にスリットの長手方向に進退可能なシム(閉塞板)を設け、塗布時に前記シムを連続的に進退させるとともにダイ本体もしくはウエハ(基板)を水平移動させ、ウエハ上にレジスト液を円形に塗布する方法が特許文献1で提案されている。
In addition, as a coating method using a die coater, a shim (blocking plate) capable of moving back and forth in the longitudinal direction of the slit is provided in the slit of the die body, and the shim is continuously advanced and retracted during coating and the die body or wafer (substrate) is horizontally disposed.
しかし、この方法は、シムとスリットとの間から塗布液の漏れを防止するためにシムをスリット内に精密に、かつ、スムーズに移動できるように保持しなければならず、シムとスリットの製作および取付けに際して非常に高度な精度が要求されるばかりか、それだけ磨耗が激しいため頻繁にシムを交換しなければならなくなる。また、シムの移動によりスリット内の幅方向での供給圧が不均一になるため、幅方向における塗布膜厚を均一に形成できなくなるという課題を有する。
そこで、近年、ダイ本体のスリット長さを、ウエハの半径とほぼ同一長さとし、スリットの一端をウエハの中心に位置させ、他端をウエハの端部に合わせ、ウエハを回転することにより、塗布液を無駄なく塗布することが提案されているが、この方法ではウエハの中心にスリットの重複部が形成されるのでこの部分の塗布膜厚が厚くなり、均一な塗布膜厚が形成されないという課題を有する。 Therefore, in recent years, the slit length of the die body is made substantially the same as the radius of the wafer, one end of the slit is positioned at the center of the wafer, the other end is aligned with the edge of the wafer, and the wafer is rotated. Although it has been proposed to apply the liquid without waste, this method forms an overlapping slit portion at the center of the wafer, so that the coating film thickness of this part becomes thick and a uniform coating film thickness cannot be formed. Have
また、前述の塗布方法では環状塗布膜を形成できないという課題を有する。 Further, there is a problem that an annular coating film cannot be formed by the above-described coating method.
したがって、本発明は簡単な構成で、塗布液を無駄にすることなく均一な膜厚の円形塗布膜あるいは環状塗布膜を形成することのできる円形塗布膜の形成方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for forming a circular coating film that can form a circular coating film or a circular coating film having a uniform film thickness with a simple configuration without wasting a coating liquid. .
本発明は、前記目的を達成するために、基板を水平に吸引保持する回転可能なテーブルと、このテーブルに対して昇降可能で、かつ、先端部に吐出孔を備えた水平移動可能なノズルとで構成される塗布装置を用いて、前記テーブルを回転させるとともに、前記ノズルをこの回転するテーブルの上方に形成する塗布膜の膜厚と同じオーダーでかつ膜厚より高い高さに保持した状態でテーブルの回転中心とこの回転中心からテーブルの径方向に離れた位置との間を一方向に移動させながら前記吐出孔から塗布液を線状態で前記基板上に供給することにより、前記基板上に均一な厚みの円形塗布膜を形成した後、前記テーブルを停止するようにしたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a rotatable table for horizontally sucking and holding a substrate, a horizontally movable nozzle that can be moved up and down with respect to the table, and has a discharge hole at the tip. In the state where the table is rotated and the nozzle is held at a height higher than the film thickness in the same order as the film thickness of the coating film formed above the rotating table. By supplying the coating liquid in a line state from the discharge hole onto the substrate while moving in one direction between the rotation center of the table and a position away from the rotation center in the radial direction of the table, After the circular coating film having a uniform thickness is formed, the table is stopped.
また、基板を水平に吸引保持する回転可能なテーブルと、このテーブルに対して昇降可能で、かつ、先端部に吐出孔を備えた水平移動可能なノズルとで構成される塗布装置を用いて、前記テーブルを回転させるとともに、前記ノズルをこの回転するテーブルの上方に形成する塗布膜の膜厚と同じオーダーでかつ膜厚より高い高さに保持した状態でテーブルの回転中心からテーブルの径方向に異なる距離だけ離れた2つの位置の間を一方向に移動させながら前記吐出孔から塗布液を線状態で前記基板上に供給することにより、前記基板上に均一な厚みの環状塗布膜を形成した後、前記テーブルを停止するようにしたものである。 Further, by using a coating device configured with a rotatable table that sucks and holds the substrate horizontally, and a horizontally movable nozzle that is movable up and down relative to the table and that has a discharge hole at the tip. While rotating the table, the nozzle is held in the same order as the film thickness of the coating film formed above the rotating table and at a height higher than the film thickness from the rotation center of the table in the radial direction of the table. An annular coating film having a uniform thickness was formed on the substrate by supplying the coating solution in a linear state from the discharge hole while moving in one direction between two positions separated by different distances. Then, the table is stopped.
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、塗布装置に複雑な機構を設けることなく、回転する基板に対してノズルを直線移動させるだけで基板の形状に関係なく、円形塗布膜あるいは環状塗布膜を形成することができる。しかも、塗布液の無駄も殆どない等の効果を奏する。 As is apparent from the above description, according to the present invention, a circular coating film or a film can be formed by simply moving the nozzle linearly relative to the rotating substrate without providing a complicated mechanism in the coating apparatus. An annular coating film can be formed. In addition, there are effects such as almost no waste of the coating liquid.
つぎに、本発明の実施の形態を図にしたがって説明する。
図は、本発明を実施するための塗布装置Aを示す。
この塗布装置Aは、図1に示すように大略、テーブル1とノズル10とからなる。前記テーブル1は、図2に示すように、基台6を貫通して設けた中空軸4の一端に固定されており、前記基台6の貫通部に設けた軸受5を介して前記中空軸4とともに回転自在に保持されている。また、前記中空軸4の他端はロータリジョイント7を介して図示しない真空ポンプに接続されている。さらに、前記中空軸4の基台6下面側の突出部にはギヤ8が設けられ、このギヤ8と螺合するギヤ9をモータM1で駆動することにより、前記テーブル1を回転できるようになっている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The figure shows a coating apparatus A for carrying out the present invention.
As shown in FIG. 1, the coating apparatus A generally includes a table 1 and a
なお、前記テーブル1は、その表面が所定の平面度、たとえば2μm以下の平面度を有するとともに、その内部には前記中空軸4の空間4aと連通するヘッダ2が放射状に設けてあり、各ヘッダ2からテーブル1の表面に貫通する多数の吸引孔3が設けてある。このため、前記真空ポンプを駆動することにより基板Wをテーブル1表面に吸引保持して基板Wの有するそりやうねりを矯正することができる。
The table 1 has a surface having a predetermined flatness, for example, a flatness of 2 μm or less, and
さらに、図1ないし2に示すように、前記基台6の幅方向両側部に前記テーブル1を挟んで対向配置したレールR上へ図示しない水平移動機構により進退する架台11を載置し、この架台11上にステッピングモータM2とノンバックラッシュのボールネジ12とからなる昇降機構13を介してこの昇降機構13に両側部を支持された梁14を設ける。そして、この梁14の所定位置、すなわち、前記架台11の進退によりノズル10の吐出孔10aが前記テーブル1の回転中心上部に位置することができる位置にノズル10を保持する。
これにより、ノズル10の吐出孔10aは前記テーブル1表面から所定高さを維持したままテーブル1の回転中心と外方の所定位置との間を一方向に進退することができる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a
Thereby, the
なお、前記ノズル10の吐出孔10aは、図3に示すように、前記テーブル1上に吸引保持されている基板Wに対して塗布液を線状に供給するよう形成してある。
As shown in FIG. 3, the
つぎに、前記構成の塗布装置Aの使用方法を説明する。
まず、図示しない水平移動機構により架台11を移動して、前記ノズル10を図1に示すように基台6の一端側に位置させたのち、たとえば、ウエハからなる基板Wをテーブル1上に載置し、真空ポンプを駆動してテーブル1上に前記基板Wを吸引保持する。
Below, the usage method of the coating device A of the said structure is demonstrated.
First, the
その後、モータM1を駆動してテーブル1を回転させる一方、前記架台11を水平移動機構により移動させて、図4に仮想線で示すようにノズル10の吐出孔10aをテーブル1の回転中心上方に位置させる。
Thereafter, the motor M 1 is driven to rotate the table 1, while the
ついで、前記ステッピングモータM2、M2を駆動してノズル10を下降させ、ノズル10の先端とテーブル1の表面とが予め設定された所定距離(基準ギャップ)となるように調節する。
Next, the stepping motors M 2 and M 2 are driven to lower the
その後、図示しない塗布液供給装置を駆動してノズル10に塗布液を供給し、塗布を開始するとともに前記架台11(ノズル10)を図4に示すように基板Wの外方の所定位置まで移動させる。
このとき、ノズル10の移動量は、テーブル1が1回転する間にノズル10の吐出孔10aの幅分(吐出された塗布液の幅分)だけ移動することを基本とするが、塗布液の性状により吐出孔10aの幅(吐出された塗布液の幅)以上の距離を移動してもよい。
Thereafter, a coating liquid supply device (not shown) is driven to supply the coating liquid to the
At this time, the movement amount of the
たとえば塗布液の性状としてレベリング性について見てみると、レベリング性の悪い塗布液を塗布する場合、塗布液が慣らされ難い(広がり難い)のでテーブル1が1回転する間に吐出孔10aの幅分だけ移動するようにし、前回の回転で形成した塗布膜の側面に吐出孔10aから供給する線状の塗布液の側面が接するようにすれば良いし、また、レベリング性の良い塗布液を塗布する場合、塗布液が慣らされ易い(広がり易い)のでテーブル1が1回転する間に吐出孔10aの幅以上の距離を移動するようにし、前回の回転で形成した塗布膜の側面と吐出孔10aから供給する線状の塗布液の側面との間に隙間が形成されるようにすれば良い。
For example, when the leveling property is seen as the property of the coating solution, when applying a coating solution with poor leveling property, the coating solution is difficult to be used (difficult to spread), so that the width of the
なお、塗布液のレベリング性とは塗布液自体の流動性のことであり、塗布液のレベリング性が良ければ基板へ塗布を施したのち、所定時間が経過すると形成された塗布膜が塗布液自体の流動性で慣らされ、スジ、ムラのない良好な塗布状態となる。このため、一般的には、塗布液の粘度が低いほどレベリング性は高いということになる。しかし、塗布液の粘度が低くても、たとえば揮発性の非常に高い溶剤を用いた塗布液を塗布したような場合、塗布膜が塗布液自体の流動性で慣らされる前に溶剤が揮発して乾燥してしまい、スジ、ムラ等が発生することがある。このような塗布液は粘度が低くてもレベリング性は良くないということになる。 The leveling property of the coating solution is the fluidity of the coating solution itself. If the leveling property of the coating solution is good, the coating film formed after a predetermined time elapses after coating on the substrate. It becomes accustomed by the fluidity of the film and becomes a good coating state without streaks and unevenness. For this reason, generally, the lower the viscosity of the coating solution, the higher the leveling property. However, even if the viscosity of the coating solution is low, for example, when a coating solution using a very volatile solvent is applied, the solvent is volatilized before the coating film is accustomed by the fluidity of the coating solution itself. It may dry out and cause streaks, unevenness, etc. Even if such a coating liquid has a low viscosity, it means that the leveling property is not good.
このように、吐出孔10aから流下する線状の塗布液は、基板Wが回転しているため、あたかもレコード面の溝に相当する部分のように流下し、基板Wの回転に基づく遠心力と塗布液のレベリング性により基板W上に円形の均一な厚みの塗布膜を形成することになる。
Thus, since the substrate W is rotating, the linear coating liquid flowing down from the
前記のようにして、所望の円形塗布膜の半径分だけノズル10を水平移動したら、塗布液の供給を停止するとともに、次にテーブル1の回転を停止し、その後、ステッピングモータM2、M2を回転させてノズル10を所定位置まで上昇させるとともに、水平移動機構を駆動してノズル10を基台6の所定位置に後退させ、次の工程に備える(図1)。
As described above, when the
前述のようにして基板W上に円形塗布膜が形成されると、真空ポンプを停止し、図示しない手段で基板Wを次工程に移送し、つぎの基板Wをテーブル1に載置し、再び前記塗布工程を行うものである。 When the circular coating film is formed on the substrate W as described above, the vacuum pump is stopped, the substrate W is transferred to the next process by means not shown, the next substrate W is placed on the table 1, and again. The coating process is performed.
なお、前記説明では基板Wを円形のウエハとしたが、基板Wはウエハに限定するものではなく、かつ、基板の形状も円形に限定するものではない。また、吐出孔10aの断面形状は、円形、方形のいずれでも良い。
In the above description, the substrate W is a circular wafer. However, the substrate W is not limited to a wafer, and the shape of the substrate is not limited to a circle. Further, the cross-sectional shape of the
さらに、前記説明では、ノズル10をテーブル1の回転中心から基板Wの外方に向って直線的に移動させたが、逆に、基板W外方の所定位置から回転中心に向って移動させても良い。
Further, in the above description, the
また、前記塗布工程において、ノズル10の位置がテーブル1の中心から外方に、あるいは外方から中心に移動するにつれて、吐出孔10a下の基板Wの周速が変化するため、この周速の変化に合わせて塗布液の供給量を徐々に増加あるいは減少しても良いし、テーブル1の回転数を変化させて塗布位置での周速が常に一定となるようにしてもよい。
Further, in the coating step, as the position of the
ところで、前述の説明では、塗布膜の形状を円形としたが、テーブルの回転中心と外方所定位置との間の所定区間を一方向に移動させながら前記吐出孔から塗布液を線状態で前記基板上に供給することにより、環状の塗布膜を形成することができる。さらに、同一基板上に任意の間隔で環状塗布膜を形成することにより、縞状の塗布膜を形成することもできる。 By the way, in the above description, the shape of the coating film is circular, but the coating liquid is linearly moved from the discharge hole while moving in a predetermined direction between the rotation center of the table and a predetermined outer position. By supplying on the substrate, an annular coating film can be formed. Furthermore, a striped coating film can be formed by forming an annular coating film at an arbitrary interval on the same substrate.
実施例
以下の条件の下で、本発明に係る方法を適用した結果、膜厚10μmの良好な塗布膜が形成された。
(1)基板
直径:200mm
回転数:60rpm
(2)ノズル
内径:1.0mm
移動速度:1.0mm/sec
移動方向:基板の中心に向かう方向
移動範囲:基板の直径192mmの位置〜基板の中心(直径0mm)
ギャップ:60μm(基板とノズル先端との間の距離)
吐出量:塗布開始位置で100%
塗布終了位置で0%
(3)塗布液
粘度:10p(1000cp)
Example As a result of applying the method according to the present invention under the following conditions, a good coating film having a thickness of 10 μm was formed.
(1) Substrate diameter: 200 mm
Rotation speed: 60rpm
(2) Nozzle inner diameter: 1.0mm
Movement speed: 1.0mm / sec
Movement direction: Direction toward the center of the substrate Movement range: Position of the substrate diameter 192 mm to the center of the substrate (diameter 0 mm)
Gap: 60 μm (distance between substrate and nozzle tip)
Discharge amount: 100% at the coating start position
0% at the end of application
(3) Coating liquid Viscosity: 10p (1000cp)
1〜テーブル、3〜吸引孔、4〜中空軸、6〜基台、10〜ノズル、10a〜吐出孔、11〜架台、13〜昇降装置、M1〜モータ、M2〜ステッピングモータ、R〜レール、W〜基板。 1 to table, 3 to suction hole, 4 to hollow shaft, 6 to base, 10 to nozzle, 10a to discharge hole, 11 to mount, 13 to lifting device, M1 to motor, M2 to stepping motor, R to rail, W to substrate.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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JP2005172674A JP2005305440A (en) | 1999-07-29 | 2005-06-13 | Method for forming circular coating film and annular coating film |
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