JPH05228413A - Coating device - Google Patents

Coating device

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JPH05228413A
JPH05228413A JP3069404A JP6940491A JPH05228413A JP H05228413 A JPH05228413 A JP H05228413A JP 3069404 A JP3069404 A JP 3069404A JP 6940491 A JP6940491 A JP 6940491A JP H05228413 A JPH05228413 A JP H05228413A
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JP
Japan
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nozzle
resist
dropping
tip
wafer
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JP3069404A
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Japanese (ja)
Inventor
Mutsumi Suzuki
睦 鈴木
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH05228413A publication Critical patent/JPH05228413A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a coating device constituted so that the residue of a liquid composition such as a resist is hard to adhere to the tip part of a nozzle. CONSTITUTION:In a coating device wherein a liquid compsn. (e.g. resist) 2 being a membrane material is dropped from the nozzle 1 arranged above a substrate and applied to the surface of the substrate in a membrane form, the nozzle wall at the tip part of the dripping orifice of the nozzle 1 is processed so as to become thin.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば集積回路製造用
のウエハ等の基板表面にフォトレジストを薄膜状に塗布
する装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for applying a thin film of photoresist onto the surface of a substrate such as a wafer for manufacturing integrated circuits.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来フォトレジストの塗布装置として
は、スピンコート(回転塗布)方式による装置が最もよ
く使用されている。スピンコート方式の塗布装置は、ウ
エハ回転部、溶液タンク、抽出ノズル部、ディスペンサ
部とからなっており、異物の混入のない均一な被膜を塗
布できるように各部に工夫がなされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a photoresist coating apparatus, an apparatus based on a spin coating method is most widely used. The spin coat type coating device is composed of a wafer rotating part, a solution tank, an extraction nozzle part, and a dispenser part, and each part is devised so that a uniform film can be applied without contamination of foreign matter.

【0003】例えば、抽出ノズル部においては、レジス
トノズル形状や溶液滴下量の最適化、溶液フィルタの使
用、レジストノズル(以下、単にノズルとする)とウエ
ハ間距離の短縮化などについて研究がなされている。
For example, in the extraction nozzle section, research has been conducted on optimization of the resist nozzle shape and solution dropping amount, use of a solution filter, shortening of the distance between the resist nozzle (hereinafter referred to simply as nozzle) and the wafer. There is.

【0004】ここで従来よく使用されているレジスト塗
布装置では、レジストのぼた落防止、及びノズル先端部
のレジストが乾燥するのを防止するため、図4に示すよ
うにノズル3の先端形状を先端になるほど細くなるよう
にし、更に装置本体にサックバック機構を設けていた。
In the resist coating apparatus which has been often used heretofore, the tip shape of the nozzle 3 is changed as shown in FIG. 4 in order to prevent the resist from dropping and prevent the resist from drying at the nozzle tip. It became thinner toward the tip, and a suck back mechanism was provided on the main body of the device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図4に示したようなノ
ズルを作製するに当っては、通常まず外径8mm、内径
6mm程度のテフロン(商品名)製の管を加熱して、先
細の形状にする。次に、レジストの粘度と滴下量の関係
から最適なノズルの内径が定まるので、その内径が得ら
れる位置において、ノズルの先端を切除する。このよう
にした場合、ノズルの滴下口先端部のノズル壁の厚みd
はおよそ0.2〜0.3mm程度となっていた。
In manufacturing a nozzle as shown in FIG. 4, a Teflon (trade name) tube having an outer diameter of 8 mm and an inner diameter of 6 mm is usually heated to form a tapered tip. Shape it. Next, since the optimum inner diameter of the nozzle is determined from the relationship between the viscosity of the resist and the dropping amount, the tip of the nozzle is cut off at the position where the inner diameter is obtained. In this case, the thickness d of the nozzle wall at the tip of the dropping port of the nozzle
Was about 0.2 to 0.3 mm.

【0006】ここで、図5にレジスト塗布動作中のノズ
ルの状態を示した。図5において、(a) はレジスト2を
滴下する前の状態、(b) は滴下中の状態、(c) は滴下後
サックバックが終了した状態を示している。
FIG. 5 shows the state of the nozzle during the resist coating operation. In FIG. 5, (a) shows a state before dropping the resist 2, (b) shows a state during dropping, and (c) shows a state where suck back is completed after dropping.

【0007】図5(c) のようにサックバック実行直後の
時点で、ノズル3の先端部分にレジスト4が付着してそ
のまま残ってしまう。前述のように、ノズル3の先端部
におけるノズル壁の厚さは0.2〜0.3mmもあるの
で、ここに付着したレジスト4が乾燥してノズル3の下
方にある薄膜表面上に落下すると、異物(パーティク
ル)となって後工程に問題を生ずることとなる。この問
題は、集積回路の微細化が進む程大きな問題となり得る
ものである。
As shown in FIG. 5C, the resist 4 adheres to the tip portion of the nozzle 3 and remains as it is immediately after the suck back is performed. As described above, since the thickness of the nozzle wall at the tip of the nozzle 3 is 0.2 to 0.3 mm, if the resist 4 attached here dries and drops onto the thin film surface below the nozzle 3. As a result, they become foreign matter (particles), which causes a problem in the subsequent process. This problem can become a serious problem as the miniaturization of integrated circuits progresses.

【0008】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、ノズル部分でパーティクルの発生に伴
う問題のない塗布装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide a coating apparatus which does not have a problem associated with the generation of particles in the nozzle portion.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の問題点に鑑み本発
明に係る塗布装置は、基板の上方に配置されたノズルか
ら薄膜材料である液状組成物を滴下させ、該液体を前記
基板表面に薄膜状に塗布する塗布装置において、前記ノ
ズルの滴下口の先端部においてノズル壁が薄く加工され
たノズルとすることにより課題を達成している。
In view of the above-mentioned problems, the coating apparatus according to the present invention drops a liquid composition, which is a thin film material, from a nozzle arranged above a substrate, and deposits the liquid on the surface of the substrate. In a coating device that coats in a thin film, the problem is achieved by using a nozzle in which the nozzle wall is thinly processed at the tip of the dropping port of the nozzle.

【0010】[0010]

【作用】ノズル3の先端部を、ノズル3の下方にある基
板側から見たとき、従来のものは図4(b) のようにドー
ナツ状の円板となる。本発明においては先に述べたよう
なパーティクルの発生を抑えるために、このノズル先端
面の環状の面積をできるだけ小さくし、縦断面形状をナ
イフエッジ状とすることによりノズル先端にレジスト残
渣が生じても問題とはならない量になるようにした。先
端面の環状の面積を小さくするために、具体的にはノズ
ルの先端を研磨加工するなどして管壁をできるだけ薄く
すればよい。
When the tip of the nozzle 3 is viewed from the substrate side below the nozzle 3, the conventional one is a donut-shaped disc as shown in FIG. 4 (b). In the present invention, in order to suppress the generation of particles as described above, the annular area of the nozzle tip surface is made as small as possible, and the vertical cross-sectional shape is made into a knife edge shape so that a resist residue is generated at the nozzle tip. I made it so that it would not be a problem. In order to reduce the annular area of the tip surface, specifically, the tip of the nozzle may be polished to make the tube wall as thin as possible.

【0011】なお、前述のように、ノズルの素材として
は通常テフロンが使用されているので、この場合には液
体窒素等で冷却し、低温に保持しながら旋盤等で研磨加
工する。
As described above, since Teflon is usually used as the material of the nozzle, in this case, it is cooled with liquid nitrogen or the like and is polished with a lathe or the like while being kept at a low temperature.

【0012】ここで、本発明による塗布装置において、
塗布動作中のノズルの状態を図2に示した。図2におい
て、(a) はレジスト2を滴下する前の状態、(b) は滴下
中の状態、(c) は滴下後、サックバックが終了した状態
を示している。
Here, in the coating apparatus according to the present invention,
The state of the nozzle during the coating operation is shown in FIG. In FIG. 2, (a) shows a state before the resist 2 is dropped, (b) shows a dropping state, and (c) shows a state where suck back is completed after the dropping.

【0013】本発明では、図2(a) 〜(c) のように、レ
ジストが吐出されたのち、サックバック機構によってノ
ズル1内にレジスト2が戻った際、ノズル1先端にレジ
スト2が残りにくい構造をとったため、パーティクルに
よる問題の発生を防ぐことができる。
In the present invention, as shown in FIGS. 2A to 2C, when the resist 2 is returned to the nozzle 1 by the suck back mechanism after the resist is discharged, the resist 2 remains at the tip of the nozzle 1. Due to the difficult structure, it is possible to prevent problems due to particles.

【0014】[0014]

【実施例】図3は本発明に係る塗布装置の一実施例を示
す概略図である。図において、ウエハチャック105は
スピンモータ103により駆動されるスピナー軸111
を有している。レジスト110塗布を行うウエハ(不図
示)はウエハチャック105上に載せられる。ウエハチ
ャック105の周りには飛散したレジストを受け止め、
はね防止を行うスピンカップ104が設置されている。
またウエハチャック105の略中央部上方には、レジス
ト110を滴下するためのレジストノズル101が配置
されている。
EXAMPLE FIG. 3 is a schematic view showing an example of a coating apparatus according to the present invention. In the figure, a wafer chuck 105 is a spinner shaft 111 driven by a spin motor 103.
have. A wafer (not shown) to which the resist 110 is applied is placed on the wafer chuck 105. Receiving scattered resist around the wafer chuck 105,
A spin cup 104 for preventing splashing is installed.
A resist nozzle 101 for dropping the resist 110 is arranged above the wafer chuck 105 substantially in the center thereof.

【0015】レジスト110は、レジストタンク109
内に貯留されており、ポンプ107によってレジストノ
ズル101へ押し出される。このポンプ107とレジス
トノズル101の間にはフィルタ108が設けられてお
り、レジスト110に異物が含まれていれば、ここで取
り除かれる。
The resist 110 is a resist tank 109.
It is stored inside and is pushed out to the resist nozzle 101 by the pump 107. A filter 108 is provided between the pump 107 and the resist nozzle 101, and if foreign matter is contained in the resist 110, it is removed here.

【0016】さらに、ポンプ107とレジストノズル1
01との間にはレジストのぼた落防止等のためのサック
バック機構106が設けられている。102はレジスト
ノズルを移動させる機構で、上下及び左右方向にレジス
トノズル101を移動させることができる。
Further, the pump 107 and the resist nozzle 1
Between 01 and 01, a suck back mechanism 106 is provided to prevent the resist from dropping. Reference numeral 102 denotes a mechanism for moving the resist nozzle, which can move the resist nozzle 101 vertically and horizontally.

【0017】レジストノズル101は、図1に示したよ
うに先端部の管壁の厚みをできるだけ薄くなるように加
工したものである。このようなレジストノズル101を
作製するに当っては、まず従来のように外径8mm、内
径6mm程度のテフロン(商品名)製の管を加熱して先
細の形状とし、適宜のノズル内径が得られる位置におい
て、管の先端を切除する。次いで液体窒素等で冷却し低
温に保持しながら旋盤等で研磨し、管壁先端の厚みが1
〜5μm程度(薄い方が良いことは言うまでもない)と
なるまで加工する。この厚みは、回路の微細さの程度に
より定める。
As shown in FIG. 1, the resist nozzle 101 is processed so that the thickness of the tube wall at the tip is as thin as possible. In manufacturing such a resist nozzle 101, first, a conventional Teflon (trade name) tube having an outer diameter of 8 mm and an inner diameter of 6 mm is heated into a tapered shape to obtain an appropriate nozzle inner diameter. At the position where it will be cut off the tip of the tube. Then, while cooling with liquid nitrogen etc. and maintaining at a low temperature, polishing with a lathe etc.
Processing is performed until the thickness becomes about 5 μm (needless to say, thinner is better). This thickness is determined by the degree of fineness of the circuit.

【0018】以下、上記のような構成の塗布装置を用い
てウエハ表面にレジスト110を塗布する際の動作につ
いて説明する。
The operation of coating the resist 110 on the wafer surface using the coating apparatus having the above structure will be described below.

【0019】まず、レジストノズル移動機構102によ
り、レジストノズル101をウエハチャック105上以
外の場所に移動させ、ダミーディスペンスを行う。これ
は、レジストノズル101先端部の空気に長い間触れて
粘度の変化したレジスト110を捨ててしまう工程であ
る。
First, the resist nozzle moving mechanism 102 moves the resist nozzle 101 to a position other than on the wafer chuck 105 to perform dummy dispensing. This is a process of throwing away the resist 110 whose viscosity has changed due to long contact with the air at the tip of the resist nozzle 101.

【0020】次に、ウエハチャック105上に、ウエハ
チャック105の回転中心とウエハの中心が一致するよ
うにウエハを載せる。その後、レジストノズル101を
レジストノズル移動機構102によりウエハ上に移動さ
せ、ウエハ表面のほぼ中央部に所定量のレジスト110
を滴下させる。このレジスト110を滴下する状態を経
時的に示したものが図2(a) 〜(c) である。
Next, the wafer is placed on the wafer chuck 105 such that the center of rotation of the wafer chuck 105 and the center of the wafer coincide with each other. After that, the resist nozzle 101 is moved onto the wafer by the resist nozzle moving mechanism 102, and a predetermined amount of the resist 110 is applied to the substantially central portion of the wafer surface.
Is dropped. 2 (a) to 2 (c) show the state of dropping the resist 110 with time.

【0021】図2(a) は滴下前の状態、(b) は滴下中の
状態、(c) は滴下後サックバックが終了した状態を示し
ている。(c) 図においてレジストノズル101先端部は
前述のように薄く加工されているので、後工程で問題と
なるような量のレジストが付着することはない。
FIG. 2A shows a state before dropping, FIG. 2B shows a state during dropping, and FIG. 2C shows a state in which suck back is completed after dropping. In the diagram (c), since the tip of the resist nozzle 101 is thinly processed as described above, an amount of resist that would cause a problem in a later step does not adhere.

【0022】滴下後、ウエハチャック105に固定した
ウエハを例えば500rpm程度の低速で2秒間回転さ
せて、レジスト110をウエハ全面に広げる。さらに、
例えば4000rpmの高速でウエハを20秒間回転さ
せることにより、レジスト110を均一な膜厚とする。
ウエハの取出しは、レジストノズル101を移動させて
行う。
After the dropping, the wafer fixed to the wafer chuck 105 is rotated at a low speed of, for example, about 500 rpm for 2 seconds to spread the resist 110 on the entire surface of the wafer. further,
For example, by rotating the wafer for 20 seconds at a high speed of 4000 rpm, the resist 110 has a uniform film thickness.
The removal of the wafer is performed by moving the resist nozzle 101.

【0023】以上のようにして、一枚のウエハの塗布工
程が終了する。
The coating process for one wafer is completed as described above.

【0024】ここでは、本発明をフォトレジストの塗布
装置について適用する場合について述べてきた。しかし
ながら、本装置で使用されるスピンコートによる薄膜形
成法は安価でかつ再現性が高いものである。そのため、
フォトレジスト塗布装置を一部改良した形のスピンコー
ト装置が、一般に半導体装置の製造に当って広く用いら
れるようになってきている。例えば、有機シリコンと不
純物化合物をアルコールで溶解した溶液を塗布、乾燥し
て無機被膜を形成したり、ポリイミドなどの有機被膜を
形成するような場合に使われている。このような場合に
おいても、パーティクルの発生は、レジスト塗布の場合
と同様に防止すべき問題であるので、本発明を適用する
ことは有効である。
Here, the case where the present invention is applied to a photoresist coating apparatus has been described. However, the thin film forming method by spin coating used in this apparatus is inexpensive and highly reproducible. for that reason,
2. Description of the Related Art A spin coater, which is a partially improved version of a photoresist coater, has been widely used in the manufacture of semiconductor devices. For example, it is used when a solution of organic silicon and an impurity compound dissolved in alcohol is applied and dried to form an inorganic coating, or an organic coating such as polyimide is formed. Even in such a case, the generation of particles is a problem that should be prevented as in the case of resist coating, and it is effective to apply the present invention.

【0025】[0025]

【発明の効果】上記したように本発明によれば、ノズル
の先端に付着するレジストが極めて微量となり、ノズル
部分に起因するパーティクルの発生が抑制される効果が
ある。
As described above, according to the present invention, there is an effect that the amount of resist attached to the tip of the nozzle becomes extremely small and the generation of particles due to the nozzle portion is suppressed.

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

【図1】本発明の一実施例による塗布装置のレジストノ
ズルの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a resist nozzle of a coating apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a) はレジスト滴下前の断面図、(b) はレジス
ト滴下中の断面図、(c) はレジスト滴下後サックバック
が終了した状態の断面図である。
2A is a cross-sectional view before resist dropping, FIG. 2B is a cross-sectional view during resist dropping, and FIG. 2C is a cross-sectional view in a state where suck back is completed after resist dropping.

【図3】本発明による塗布装置の一実施例の概念図であ
る。
FIG. 3 is a conceptual diagram of an embodiment of a coating apparatus according to the present invention.

【図4】従来の塗布装置のレジストノズルの断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a resist nozzle of a conventional coating device.

【図5】(a) は従来の塗布装置のレジスト滴下前の断面
図、(b) はレジスト滴下中の断面図、(c) はレジスト滴
下後サックバックが終了した状態の断面図である。
5A is a cross-sectional view of a conventional coating apparatus before resist dropping, FIG. 5B is a cross-sectional view during resist dropping, and FIG. 5C is a cross-sectional view of a state in which suck back is completed after resist dropping.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レジストノズル 2 レジスト 3 従来のレジストノズル 4 レジスト残渣 101 本発明によるレジストノズル 102 レジストノズル移動機構 103 スピンモータ 104 スピンカップ 105 ウエハチャック 106 サックバック 107 ポンプ 108 フィルタ 109 レジストタンク 110 レジスト 1 resist nozzle 2 resist 3 conventional resist nozzle 4 resist residue 101 resist nozzle according to the present invention 102 resist nozzle moving mechanism 103 spin motor 104 spin cup 105 wafer chuck 106 suck back 107 pump 108 filter 109 resist tank 110 resist

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 21/027

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の上方に配置されたノズルから薄膜
材料である液状組成物を滴下させ、該液状組成物を前記
基板表面に薄膜状に塗布する塗布装置において、前記ノ
ズルの滴下口先端部におけるノズル壁がナイフエッジ状
に薄く加工されたノズルを有することを特徴とする塗布
装置。
1. A coating apparatus for dropping a liquid composition, which is a thin film material, from a nozzle arranged above a substrate, and applying the liquid composition in a thin film form on the surface of the substrate, a tip of a dropping port of the nozzle. The coating device has a nozzle wall whose nozzle wall is thinly processed into a knife edge shape.
JP3069404A 1991-03-11 1991-03-11 Coating device Pending JPH05228413A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3069404A JPH05228413A (en) 1991-03-11 1991-03-11 Coating device

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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