JP3501255B2 - Spin coating method and spin coating device - Google Patents

Spin coating method and spin coating device

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JP3501255B2
JP3501255B2 JP18830896A JP18830896A JP3501255B2 JP 3501255 B2 JP3501255 B2 JP 3501255B2 JP 18830896 A JP18830896 A JP 18830896A JP 18830896 A JP18830896 A JP 18830896A JP 3501255 B2 JP3501255 B2 JP 3501255B2
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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、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 coating 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 the process of manufacturing a semiconductor IC, a spin coating method is generally used to uniformly apply a photoresist to a semiconductor wafer. In this spin coating method, the semiconductor wafer onto 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 surface of the substrate by a centrifugal force generated by the rotation of the substrate, whereby the coating liquid is applied to the surface of the substrate almost uniformly. .

【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 the volatile organic solvent supplied to the substrate surface is not sufficient, the coating liquid will be deposited on the substrate. When spread, it was thought that the viscosity of the coating liquid increased due to the evaporation of the organic solvent, resulting in uneven coating. Therefore, in order to apply the photoresist liquid, which is the coating liquid, to the surface of the semiconductor wafer, which is the substrate surface, without causing uneven coating, the amount of the coating liquid supplied to the surface of the substrate is more than about 95%, and the substrate is rotated. An extremely large amount of excess coating liquid is supplied onto the substrate so that it is scattered by the centrifugal force from the outer edge of the substrate. Therefore, from the viewpoint of resource saving, there has been a demand for a technique capable of reducing the useless supply amount of the coating liquid.

【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。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention rotates a substrate to which a coating liquid is supplied at a high speed which has not been considered in the conventional spin coating method, and Based on the basic concept of effectively coating the surface of a substrate with a small amount of coating liquid without dispersing a large amount of excess coating liquid from the outer periphery of the substrate, the following configuration is adopted.

【0005】 〈構成〉 本発明は、基板上に供給されたコート液を前記基板の回
転に伴う遠心力によって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
スピンコート法であって、前記基板上に供給されたコー
ト液の揮発を抑制するために、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。
<Structure> The present invention is a spin coating method in which a substrate is rotated at a high-speed rotation of 4000 rpm or more in order to spread the coating liquid supplied onto the substrate over the entire surface of the substrate by a centrifugal force accompanying the rotation of the substrate. In order to suppress volatilization of the coating liquid supplied onto the substrate, the substrate is rotated at a high speed with the coating liquid covered with the solvent of the coating liquid.

【0006】 また、本発明に係るスピンコ−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
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において、前記
調整手段は、前記チャックに付加さ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ことを特徴
とする。
In addition, 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, and a coating liquid on the surface of the semiconductor wafer on the chuck. In the spin coating apparatus for a wafer, the adjusting means includes a coating liquid supplying means for supplying the chuck and an adjusting means for aligning a total center of gravity of the semiconductor wafer and the chuck with a rotation center axis line of the chuck. The added counterweight, a device for detecting the position of the counterweight on the chuck, and the semiconductor wafer so that the mark portion of the semiconductor wafer is located on the same side as the counterweight when viewed from the rotation axis. Wafer for disposing the semiconductor wafer on the chuck by aligning the center of the chuck with the rotation axis of the chuck. And a handling device.

【0007】〈作用、効果〉 本発明に係るスピンコ−ト法では、コ−ト液をその溶媒
で覆った状態で基板を高速回転させるので、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。
<Operations and Effects> In the spin coating method according to the present invention, the coating liquid is used as the solvent.
Since the substrate is rotated at a high speed in a state of being covered with, the action of a strong centrifugal force generated by this high speed causes the coating liquid to instantly spread toward the outer edge of the substrate almost uniformly without causing strong unevenness. As a result, it is possible to increase the strength of this coating liquid by supplying an extremely small amount of coating liquid as compared with the conventional one, without supplying a large amount of coating liquid to the extent that the conventional large amount of excess coating liquid is diffused from the outer edge of the substrate. 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、チャックにカ
ウンタウエイトを付加し、半導体ウエハをその中心が
ャックの回転中心に一致させるように配置することで
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。
Further, a semiconductor wafer, which is one of the substrates, has a circular outer shape as a whole, but the arc portion of the outer edge is cut out along, for example, a straight chord as a mark portion for clearly indicating the crystal orientation. Has been. Therefore, even if the center of gravity of the chuck rotated while the semiconductor wafer is held and the center axis of rotation of the chuck match, if the center of the semiconductor wafer does not match the center of gravity of the semiconductor wafer, 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 of the chuck, the total center of gravity of the semiconductor wafer and the chuck holding the semiconductor wafer deviates from the rotation center axis of the chuck. The adjusting means of the spin coater according to the present invention covers the chuck.
By adding an unweight, and arranging the semiconductor wafer so that its center coincides with the rotation center of the chuck,
Even if the chuck is rotated at a high speed of 4000 rpm or more, it ensures stable rotation without shaking of the semiconductor wafer.

【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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. <Specific Example> FIG. 1 is a graph showing the relationship between the number of revolutions of the substrate according to the present invention and the necessary minimum supply amount of the coating liquid that does not cause 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 diagram schematically showing a spin coater for semiconductor wafers suitable for carrying out the spin coat method of the present invention. The spin coater 10 includes, for example, a rotating shaft 11 driven at a high speed of 4000 rpm or more.
And a chuck 13 provided with a circular table 12 which is integrally rotated with the rotating shaft 11, and a semiconductor wafer 14 arranged at a predetermined location on the table 12 of the chuck 13, and spin coated. 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 liquid as a coating liquid supply means for dropping the resist liquid on 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, for example, a conventionally well-known vacuum suction means (not shown) for holding the semiconductor wafer 14 on the table 12. The center of gravity of the chuck 13 has a rotation axis. It is set on the rotation axis line 11a of the axis 11.

【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 the arc portion of the outer edge is cut out along a straight chord as a mark portion 17 for clearly indicating the crystal orientation. Therefore, although the center position of the semiconductor wafer 14 indicated by the reference numeral 18 is located at the intersection of the two diameter lines of the circular outer shape of the semiconductor wafer 14, the center of gravity position 19 of the semiconductor wafer 14 is located.
Does not coincide with the center position 18 and is biased to the side opposite to the side where the mark portion 17 is provided with respect to 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 semiconductor wafer 14 is moved by the wafer handling device 15 so that the center position 18 of the semiconductor wafer 14 is the rotation axis 1.
When the chuck 13 holding the semiconductor wafer 14 is placed on the table 12 so as to coincide with 1a, the total center of gravity of the chuck 13 deviates from the rotation axis 11a. This deviation may adversely affect the 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, adjusting means 20 is provided for correcting the deviation of the total center of gravity position in relation to the wafer handling device 15 so that the total center of gravity position coincides with the rotation axis 11a. Has been. This adjusting means 20
In the example shown in FIG. 2, is a counterweight 21 fixed to one side of the table 12 for compensating for the weight of the defect due to the mark portion 17 of the semiconductor wafer 14, and a position for detecting 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 the semiconductor wafer 1
4 is placed 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 in a posture in which 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。
By the compensating action of the counterweight 21,
Even if the center of gravity position 19 of the semiconductor wafer 14 deviates from the rotation axis 11a, the total center of gravity position of the semiconductor wafer 14 and the chuck 13 is adjusted on the rotation axis 11a. Accordingly, the table 12 is rotated at a high speed exceeding 4000 rpm, and even if 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 shake. To be 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 dispense method, the semiconductor wafer 14 that rotates integrally with the table 12 is provided.
The resist solution is dripped from the coating solution supply nozzle 16 onto the surface of the coating liquid in a high-speed rotation state without stopping the rotation. The resist liquid dropped from the coating liquid supply nozzle 16 onto the surface of the semiconductor wafer 14 is instantaneously driven by the strong centrifugal force generated by the high speed rotation of the semiconductor wafer 14.
4 extends radially outward and expands.

【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 experimental results for obtaining the relationship between the rotation speed of the semiconductor wafer 14 when the resist droplet is dropped and the spread diameter of the dropped resist solution. The X-axis shows the rotation speed (rpm) when the resist solution is supplied, and Y
The axis indicates the spread diameter (mm) of the resist solution at that time. A 6-inch (about 15 cm) semiconductor wafer is used as the sample substrate, and the resist solution has 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 supplied amount of the resist solution dropped according to the respective viscosities, and the lowest viscosity is 10
0.34 g of the resist liquid of cp, 0.3 g of the resist liquid of 100 cp, and 0.35 g of the resist liquid of 180 cp having the highest viscosity were supplied. The characteristic lines for the resist solutions of various viscosities are symbol A,
It is shown by B and C. As is clear from the comparison of the characteristic lines A, B, and C having different viscosities, the spread diameter of the resist solution increases in accordance with the increase in the rotation of the resist solution when dropped. If the rotation speed is the same,
The spread 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。
In FIG. 1, the resist solution having the viscosity of 10 cp shown in FIG. 5 is used, and the rotation speed of the 6-inch semiconductor wafer 14 at the time of dropping the resist solution and the entire area of the semiconductor wafer 14 are covered by the dropping. 6 is a graph showing an experimental result for obtaining a relationship with a required minimum supply amount of a resist solution, that is, a required minimum dropping amount.

【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 conventional case,
It is necessary to drop the resist solution in excess of 2 cc. In addition, about 95% of the supplied 2 cc of resist liquid is 1.9 cc, which is a large amount of resist liquid.
Since it does not adhere to the surface of the semiconductor wafer and scatters outward from the outer edge of the rotating semiconductor wafer 14, 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 high speed of 000 rpm, half the conventional value of 1 cc
By dropping the resist solution, the resist solution can cover the entire surface of the semiconductor wafer 14. As a result, the resist solution can be applied without causing strong unevenness, and the amount of the resist solution diffused from the edge of the semiconductor wafer 14 is a small amount 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 rotation speed of 6000 rpm, a resist supply amount of about 0.5 cc is sufficient, and the excess amount diffused from the edge of the semiconductor wafer 14 is 80% of the supply amount.
Is only 0.4 cc. Furthermore, when the rotation speed under the resist droplet reaches 7,000 rpm, about 0.3
The resist supply amount of cc is sufficient, and the amount of resist diffused as an excess amount 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。
With respect to the increase in the rotation speed, FIG.
In the high-speed range over 7,000 rpm, which is indicated by the broken line of the characteristic curve of Fig. 1, by achieving higher rotation speed, it is possible to further reduce the minimum required amount of resist drop and further reduce the excess amount of radiation. 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 the example of applying the present invention to the dynamic dispensing method has been described above, the present invention can be applied to the static dispensing method. FIG. 6 shows the relationship between the acceleration of the semiconductor wafer and the spread diameter of the resist solution at that time in the so-called static dispense method in which the resist solution is dropped while the semiconductor wafer is stopped and then the semiconductor wafer is rapidly rotated. It is a graph which shows the obtained experimental result.

【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 of FIG. 6, when the 6-inch semiconductor wafer 14 is in a stopped state, a viscosity of 180.
35 g of resist solution was supplied to the semiconductor wafer 14.
The X-axis and the Y-axis of the graph of FIG. 6 are the rotational acceleration (rpm / rpm) given to the semiconductor wafer 14 after the resist solution is supplied.
s) and the spread 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 show the reached rotational speeds of 2000 after the resist solution is supplied.
rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 7000r
The characteristics in each example of pm and 8000 rpm are shown.
As is clear from the characteristic lines D to H, the spread diameter of the resist solution increases as the reaching rotational speed increases. Also,
The rotational acceleration that gives the maximum value of the spread diameter of the resist solution is approximately 20000 rpm / s. Therefore, 180
For a resist solution having a high viscosity such as cp, by appropriately selecting the duration of this speed with the rotational acceleration showing the maximum resist solution spread diameter, as in the dynamic dispensing system speed, the application of the resist without waste is performed. Is 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, in comparison with the dynamic dispense method and the static dispense method, it was possible to confirm a more distinct and remarkable resource saving effect in the latter 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 spread diameter of the resist solution by the spin coating method can be adjusted by adjusting the viscosity of the resist solution. However, when the viscosity is relatively high, the evaporation of the organic solvent of the resist solution is accelerated during high speed rotation. , The resist solution may not spread sufficiently. When such a high-viscosity resist solution is used, in order to suppress the volatilization of the organic solvent, 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. The semiconductor wafer 14 can be rotated at a high speed in this state.

【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 highly viscous resist liquid 23 supplied onto the semiconductor wafer 14 is used.
The same organic solvent 24 used for the resist solution 23 is continuously supplied from a solvent supply nozzle 25 so as to cover the resist solution 23. The supply of the solvent 24 is continued until the resist liquid 23 is almost spread over the surface of the semiconductor wafer 14 by the high speed rotation of the semiconductor wafer 14. This solvent 24 is
The volatilization action of the resist liquid 23 thereunder is suppressed. Therefore, it is possible to apply the highly viscous resist solution 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。
The highly viscous resist solution 2 is applied to the semiconductor wafer 14.
3 is supplied, the resist solution 23 is temporarily replaced with the solvent 24 instead of continuously supplying the solvent 24.
The effect of suppressing volatilization of the resist liquid 23 can be expected also by covering with.

【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 volatilization of the resist solution supplied to the semiconductor wafer 14, the resist solution supplied on the semiconductor wafer 14 is rotated at a high speed in a predetermined pressurized atmosphere. can do. In order to realize this pressurized atmosphere, the entire spin coater 10 can be placed in the pressurized chamber. Due to the formation of this pressure chamber, the table 12
Although not shown, the outer cup member and the top cup member, which are well known in the art, which are arranged to cover the outer periphery of the above, can be used. Further, it is preferable to keep the inside of the pressurizing chamber in an atmosphere of an organic solvent of the resist solution, and it is possible to suppress the volatilization of the resist solution, whereby the resist solution is applied to the semiconductor wafer 14 more evenly and satisfactorily 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。
Although the adjusting means 20 including the counterweight 21 and the detector 22 is described in the examples shown in FIGS. 2 and 4, the wafer handling apparatus 15 itself is provided without the counterweight 21 and the detector 22.
The position 19 of the center of gravity of the semiconductor wafer 14 shown in FIG.
Can be placed 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 position 19 of the center of gravity of the semiconductor wafer 14 so as to coincide with the rotation axis 11a by the wafer handling device 15, the semiconductor wafer 14 can be stably and extremely stable without using the counter weight 21 and the detector 22 described above. 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 the photoresist solution to the above-mentioned semiconductor wafer, but it is possible to apply the coating solution to various substrates such as the application of the photoresist solution to the glass substrate for 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,
Due to the action of the strong centrifugal force generated by the high speed rotation, a small amount of coating liquid can be instantly and almost evenly spread toward the outer edge of the substrate without causing strong unevenness. It is possible to prevent this, and by supplying an extremely small amount of coating liquid compared to the conventional one, this coating liquid can be spread over the entire area of the substrate surface, and this does not cause significant unevenness that is a substantial problem and wastes. It is possible to efficiently apply the coating liquid with a small amount.

【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 coater of the present invention, the adjusting means causes the total center of gravity of the semiconductor wafer and the chuck holding the semiconductor wafer to coincide with the center of rotation of the chuck, so that the chuck has a high speed of 4000 rpm or more. Even when the chuck is rotated at a high speed, the semiconductor wafer can be stably rotated without blurring, so that the method of the present invention can be preferably carried out. By making it possible, it is possible to further reduce the coating liquid.

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

【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 minimum required 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 a semiconductor wafer on 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 number of rotations and the spread diameter of the 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 spread 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.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 10 Spin coater 11 rotation axis 11a Rotation axis 12 tables 13 chuck 14 (Substrate) Semiconductor wafer 15 Wafer handling equipment 16 Coating liquid supply nozzle 17 Mark part 18 Center position 19 Center of gravity position 20 Adjustment means 21 counterweight 22 detector 23 (Coating liquid) Resist liquid 24 solvent 25 Solvent supply nozzle

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/30 564C (56)参考文献 特開 平4−98823(JP,A) 特開 平7−328517(JP,A) 特開 平3−169006(JP,A) 特開 平6−155213(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/16 502 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H01L 21/30 564C (56) Reference JP-A-4-98823 (JP, A) JP-A-7-328517 (JP, A) JP-A 3-169006 (JP, A) JP-A-6-155213 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/16 502

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】 (57) [Claims] 【請求項1】 基板上に供給されたコート液を前記基板
の回転に伴う遠心力によって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
るスピンコート法であって、 前記基板上に供給されたコート液の揮発を抑制するため
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スピンコート
法。
1. A spin coating method in which a substrate is rotated at a high speed of 4000 rpm or more in order to spread the coating liquid supplied onto the substrate over the entire surface of the substrate by a centrifugal force accompanying the rotation of the substrate, A spin coating method comprising rotating the substrate 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 onto the substrate.
【請求項2】 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にお
いて、前記調整手段は、前記チャックに付加されたカウ
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
ことを特徴とするウエハ用スピンコ−ト装置。
2. 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, In a spin coating apparatus for a wafer, including an adjusting means for aligning a total center of gravity of the semiconductor wafer and the chuck with a rotation center axis line of the chuck, the adjusting means includes a counter weight added to the chuck and the chuck. An apparatus for detecting the position of the counterweight, and a center of the semiconductor wafer and a rotation axis of the chuck are set so that the mark portion of the semiconductor wafer is located on the same side as the counterweight when viewed from the rotation axis. And a wafer handling device that aligns the semiconductor wafer on the chuck. Spin coat device for air conditioning.
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