JPH03178123A - スピンコーターの塗布膜厚安定化システム - Google Patents

スピンコーターの塗布膜厚安定化システム

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JPH03178123A
JPH03178123A JP31703389A JP31703389A JPH03178123A JP H03178123 A JPH03178123 A JP H03178123A JP 31703389 A JP31703389 A JP 31703389A JP 31703389 A JP31703389 A JP 31703389A JP H03178123 A JPH03178123 A JP H03178123A
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JP
Japan
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temperature
wafer
film thickness
environmental
resist
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Pending
Application number
JP31703389A
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English (en)
Inventor
Makoto Tanigawa
谷川 真
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本願発明はスピンコーターの塗布膜厚安定化システムに
係り、特にスピン塗布による底膜を用いる分野、半導体
及び液晶パネル等の製造工程に使用されるシステムに関
する。
〈従来の技術〉 半導体製造分野や液晶パネル等の製造分野においては、
スピンコーターを使用して薬液等(以下レジストを例に
とって説明する)を塗布するのが一般的である。
この場合、レジスト塗布膜厚の一定化は重要課題である
。このため、従来においては、レジストの温度調節、ス
ピンコーターのサーマルチャンバー化等が行われていた
。またウェハー温度の測定、レジスト塗布時の雰囲気温
度(以下環境温度と記す)およびレジスト塗布時の雰囲
気湿度(以下環境湿度と記す)のチエツクもまた行われ
ている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前記各種の測定結果は、単にこれを参考
としてその都度スピンコーターに関係する装置を調節し
ていたに過ぎず、スピンコーターにフィードバックする
ものではなかった。
また前記サーマルチャンバーは確かに効果があるが、こ
れを用いても絶対的に温度を一定にできるものではなく
、±0.2〜0.5°C程度の温度の変動はどうしても
避けることができない。
第3図はレジスト膜厚と露光時間の関係を示している。
これからレジスト膜厚の変動に対して、レジストの感度
が大きく変化することがわかる。
すなわち、約650人のレジスト膜厚変動に対して感度
は1.3倍の変動を引き起こす。このため、レジスト膜
厚のコントロールが重要となり、少なくとも、1.0μ
m膜厚では±100Å以下に、2.0μm膜厚では±2
00Å以下に膜厚の変動を抑えることが必要である。
一方、第4図に示すように、あるレジストでは環境温度
0.1°Cの変化に対し、膜厚は50人の変動を生しる
ものもあり、環境温度の制御が重要であることを示して
いる。しかしながら、上述したように、サーマルチャン
バーを用いても、±0.2〜0.5°Cの温度の変動は
避けがたいので、従ってこの場合、上記レジストでは±
100〜±250μ国の膜厚変動は避けられないことに
なる。
本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、上記各要
因が変動しても、常に一定のレジスト膜厚を得ることの
できる新規なスピンコーターの塗布膜厚安定化システム
を提供することを目的としている。
く課題を解決するための手段〉 本願発明に係るスピンコーターの塗布膜厚安定化システ
ムは、環境温度センサーと、環境湿度センサーと、ウェ
ハー温度センサーと、塗布液温度センサーと、一つ以上
の前記センサーの測定値のそれぞれの所定値からの変動
に応じて、一定の塗布膜厚をウェハーに形成するように
スピンコーターの回転数を制御するコントローラとを備
えたことを特徴としている。
〈作用〉 環境温度、環境湿度、ウェハーの温度および塗布液温度
は各センサによって測定される。測定結果はコントロー
ラに入力される。コントローラは予め入力されている情
報に基づいて、レジスト膜厚が一定になるようにスピン
コーターの回転数を決定し、スピンモータにフィードバ
ックする。
〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する0本
実施例は、ウェハーにスピンコーターでレジストを塗布
する場合における塗布膜厚安定化システムであって、環
境温度、環境湿度、ウェハー温度およびレジスト温度を
測定し、これらの測定結果でスピンコーターの回転速度
を変化して所定の膜厚を有するレジストをウェハー上に
形成するものである。因みに、標準的な上記温度、湿度
の例を挙げると、環境温度は24°C1環境湿度は44
〜45%、ウェハー温度は23.5〜24°Cである。
スピンコーターの回転速度を適宜にすることによってウ
ェハー上に形成されるレジストの膜厚を制御できること
が、第2図に示すスピンコーターの回転数と、ウェハー
上に形成されるレジストの膜厚との関係によって説明で
きる。即ち、第2図に示すように、スピンコーターの回
転数が2500〜3500rpmの範囲において、膜厚
の変動は32.5人/10 rpmである。第3図で説
明したように、環境温度0.1°Cの変動に対する膜厚
の変化は50人であるから、スピンコーターの回転数が
上記の2500〜3500rpmの範囲においては、±
0.1°Cの環境温度の変動に対して、±15rpmの
回転数変動をスピンコーターに与えればよい。
第1図は、上記のような根拠に基づいて創案された本発
明の一実施例の概略構成図である。同図に示すように、
本実施例の塗布膜厚安定化システムを適用したスピンコ
ーターは、ウェハーチャック11と、ウェハーチャック
11の裏面の中心から延設された回転軸12と、ウェハ
ーチャック11を側方および下方から囲い、前記回転軸
12が貫通しているカップ13と、カップ13を覆うよ
うにウェハーチャック11の上方に配設されたカバー1
4と、レジスト30を滴下するためにウェハーチャック
11の上方に設けた塗布液滴下ノズル16とを備えてい
る。回転軸12は、回転軸12を回転させるスピンモー
タ15に連結されている。そして、ウェハーチャック1
1の表面にはレジスト30が塗布されるウェハー1が載
置固定されている。
また、本実施例の塗布膜安定化システムは、カバー14
に取り付けられた環境温度・湿度センサー21と、停止
した回転軸12に接触できるように配設されたウェハー
温度センサー22と、塗布液滴下ノズル16に取り付け
られた塗布液温度センサー23と、これら3個のセンサ
ーからの信号を受信し、受信した信号から回転軸12に
要求する回転数を算出し、算出した結果に基づいてスピ
ンモータI5の回転数を制御するコントローラ20とを
備えている。
なお、ウェハーチャック11の表面には、ウェハー1の
温度を測定するために、ウェハー1に接触する図示しな
いセンサーが設置されており、このセンサーは回転軸1
2中に設けた図示しないリード線により回転軸12の前
記ウェハー温度センサー22に接触する部分に接続され
ている。従って、ウェハー温度センサー22はウェハー
1の温度を測定することができる。
また、環境温度、環境温度、ウェハー1の温度およびレ
ジス)30の温度のそれぞれの標準値を設定し、これら
の標準値に対する回転軸12の標準回転数が設定されて
コントローラ20に記憶されている。更に、環境温度、
環境温度、ウェハー1の温度およびレジスト30の温度
が、それぞれ、それぞれの前記標準値から変化した場合
に、それぞれの変動値に対応して変化させるべき回転軸
12の回転数も予め決められてコントローラ20に記憶
されている。例えば、環境温度が標準値から変化した場
合に変化させる回転軸12の回転数は、±15rplI
110゜1℃であり、スピンモータ15の回転数をこの
±15rpmだけ変化させることは、最新のサーボ系で
は十分に可能である。
次に、本実施例の動作について説明する。
ウェハーチャックIfの表面にウェハーlを搭載する。
そして、ウェハー1の表面に塗布液滴下ノズル16から
レジスト30が滴下される。この時、ウェハー温度セン
サー22はウェハー1の温度信号Cを、塗布液温度セン
サー23はレジスト30の温度信号りをそれぞれコント
ローラ20に送信する。この後、カバー14内に換気用
の空気が送りこまれる。
そして、スピンモータ15が始動されてウェハー1が回
転を開始し、レジスト30はウェハー1の表面に拡散し
て塗布される。この際、環境温度・湿度センサー21は
環境温度信号Aおよび環境湿度信号Bをコントローラ2
0に送信する。
これらの信号A−Dを受信したコントローラ20は、こ
れらの信号A−Dのそれぞれの標準値よりの変動値を把
握し、それぞれの変動値に対して回転軸11を標準回転
数から変化させるべき回転数を算出し、算出された回転
数に所定の重みを付けて合成した回転数をスピンコータ
ー5に回転軸回転数信号Eとして送信する。スピンモー
タ15は、回転軸回転数信号Eに対応する回転数に制御
され、ウェハーlには一定の膜厚のレジスト30が塗布
される。
上記実施例においては、環境温度、環境湿度、ウェハー
1の温度およびレジスト30の温度の全ての要素を検出
した場合を説明したが、環境温度のみを検出してスピン
モータ15の回転数を制御した場合であってもレジスト
30の膜厚を一定にすることに効果がある。また、環境
温度と他の一つ或いは2つの要素を検出してスピンモー
タ15の回転数を制御することで、より膜厚を一定に塗
布することができる。
また、上記実施例では、環境温度、環境湿度、ウェハー
1の温度およびレジスト30の温度の標準値からの変動
値を検出し、この変動値に基づいてスピンモータ15の
回転数を制御する場合について説明したが、これにこだ
わるものではなく、環境温度、湿度、ウェハーの温度お
よび塗布液温度の測定値から直接スピンモータ150回
転数を制御するようにコントローラ20に与える制御論
理を構成しておくこともできる。そして、上記実施例で
は、レジスト30をウェハー1に塗布する場合について
説明したが、レジスト30にこだわるものではなく、例
えば、SOG膜の形成等においても本実施例のスピンコ
ーターの塗布膜厚安定化システムを適用することができ
る。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明のスピンコーターの塗布膜厚
安定化システムは、環境温度センサーと、環境湿度セン
サーと、ウェハー温度センサーと、塗布液温度センサー
と、一つ以上の前記センサーの測定値のそれぞれの所定
値からの変動に応じて、一定の塗布膜厚をウェハーに形
成するようにスピンコーターの回転数を制御するコント
ローラとを備えている。
従って、本発明のスピンコーターの塗布膜厚安定化シス
テムによれば、サーマルチャンバー等の特別な設備を必
要とすることなく、環境温度、環境湿度、ウェハーの温
度および塗布液温度が変動しても、常に一定の塗布膜厚
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概略構成図、第2図はスピ
ンコーターの回転数とレジスト膜厚との関係を示すグラ
フ、第3図はレジスト膜厚と露光時間との関係を示すグ
ラフ、第4図は環境温度とレジスト膜厚との関係を示す
グラフである。 1 ・・・ウェハー、15・・・スピンモータ、20・
・・コントローラ、21・・・環境温度・湿度センサー
、22・・・ウェハー温度センサー、23・・・塗布液
温度センサー、30・・・レジスト。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)環境温度センサーと、環境湿度センサーと、ウェ
    ハー温度センサーと、塗布液温度センサーと、一つ以上
    の前記センサーの測定値のそれぞれの所定値からの変動
    に応じて、一定の塗布膜厚をウェハーに形成するように
    スピンコーターの回転数を制御するコントローラとを備
    えたことを特徴とするスピンコーターの塗布膜厚安定化
    システム。
JP31703389A 1989-12-06 1989-12-06 スピンコーターの塗布膜厚安定化システム Pending JPH03178123A (ja)

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