JPH05283331A - Resist coating device and method for spin-coating with resist - Google Patents

Resist coating device and method for spin-coating with resist

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JPH05283331A
JPH05283331A JP11113392A JP11113392A JPH05283331A JP H05283331 A JPH05283331 A JP H05283331A JP 11113392 A JP11113392 A JP 11113392A JP 11113392 A JP11113392 A JP 11113392A JP H05283331 A JPH05283331 A JP H05283331A
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wafer
resist
chuck
coating
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Abstract

PURPOSE:To suppress the generation of turbulent flow caused by high-speed rotation in spin-coating, and to realize uniform thickness of resist. CONSTITUTION:While holding a wafer 11 with a wafer chuck 10, a circular plate 13, which is rotated by a motor 12, is disposed above the wafer 11, in parallel with the wafer 11 and nearby the wafer 11. The distance between the circular plate 13 and the wafer 11 is 0.5mm, and the number of rotations and the rotating direction of the circular plate 13 are the same as those of the wafer 11. In the case of a wafer of 8-inch diameter, turbulent flow does not generate even at a rotational speed of above 4,000r/min, and ununiformity of the film thickness can be suppressed. At this time, varying range of uniformity of the film thickness is 4.0nm (40Angstrom ). The number of rotations of the circular plate 13 can be lower than that of the wafer 11 within the range of ¦omega1-omega2¦=(nu/r0<2>)X2.15X10<5>.

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、半導体製造工程におけ
るフォトリソグラフィに関するもので、特にフォトレジ
スト塗布時の乱流による膜厚むら抑制に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to photolithography in a semiconductor manufacturing process, and more particularly to suppression of film thickness unevenness due to turbulent flow during photoresist coating.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の微細化が進み、それ
に伴って高い精度のパターン形成技術が必要となってい
る。その要求精度は、一般にデザインルールの±10%
である。例えば、デザインルール0.35μmの超LS
Iでは、±0.035μmの精度(パターン線幅均一
性)が必須である。
2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization of semiconductor devices has progressed, and accordingly, a highly accurate pattern forming technique has been required. The required accuracy is generally ± 10% of the design rule.
Is. For example, design rule 0.35μm ultra LS
In I, an accuracy of ± 0.035 μm (uniformity of pattern line width) is essential.

【0003】この精度を悪化させる原因、即ち線幅の変
動要因は、例えば、フォトリソグラフィー工程において
は、レジスト膜厚の変動,レジスト現像速度の変動,レ
ジスト材料の特性の変動,露光装置の光学的・機械的な
変動,フォトマスク(レティクル)の線幅のバラツキ,
基板の光反射率バラツキ(酸化膜膜厚のバラツキ等)な
どがある。また、その他に、エッチングのバラツキ,下
地パターンによる段差などの変動要因がある。
The cause of deteriorating the accuracy, that is, the factor of variation of the line width is, for example, in the photolithography process, variation of the resist film thickness, variation of the resist development speed, variation of the characteristics of the resist material, optical exposure apparatus optical.・ Mechanical fluctuations, variations in photomask (reticle) line width,
There are variations in the light reflectance of the substrate (variations in oxide film thickness, etc.). In addition, there are fluctuation factors such as variations in etching and steps due to the underlying pattern.

【0004】このような線幅変動要因を考慮すると、デ
ザインルール0.35μmの超LSIでは、レジスト膜
厚均一性は5nm(50Å)以下が要求されることにな
る。
Considering such factors of line width variation, in a VLSI having a design rule of 0.35 μm, resist film thickness uniformity of 5 nm (50 Å) or less is required.

【0005】一方、ウエハ径は生産性を向上するため大
口径化が進められており、現在ウエハ径は直径200m
m(8インチ)φのものが主流になりつつある。
On the other hand, the diameter of the wafer is being increased in order to improve the productivity, and the diameter of the wafer is currently 200 m.
Those of m (8 inches) φ are becoming mainstream.

【0006】ところが、ウエハ径が大きくなる程、レジ
スト膜厚を均一に形成することは難しくなる。塗布面積
が増えるのであるから、均一性は悪くなるのは当然であ
るが、もう一つの原因は、塗布時の回転数を充分に上げ
られないことにある。このことを説明するため、まず一
般的な塗布過程を図38によって説明する。
However, as the wafer diameter increases, it becomes more difficult to form a uniform resist film thickness. Since the coating area increases, it is natural that the uniformity deteriorates, but another cause is that the number of rotations during coating cannot be increased sufficiently. In order to explain this, first, a general coating process will be described with reference to FIG.

【0007】一般にフォトレジストの塗布は、まずウエ
ハ1をウエハチャック2に保持した後、レジスト吐出ノ
ズル3からレジスト4を吐出する(図38(A))。そ
の後ウエハ1を回転させて、レジスト膜を形成する(図
38(B),(C))。この時の回転数及び時間によっ
てレジスト膜厚が決まり、この回転数は一般に3000
〜6000r/minである。
Generally, in applying a photoresist, the wafer 1 is first held on the wafer chuck 2 and then the resist 4 is discharged from the resist discharge nozzle 3 (FIG. 38 (A)). After that, the wafer 1 is rotated to form a resist film (FIGS. 38B and 38C). The resist film thickness is determined by the rotation speed and time at this time, and this rotation speed is generally 3000.
~ 6000 r / min.

【0008】一方、この回転数は膜厚均一性にも影響し
ている。回転数が高いほど膜厚均一性は良くなり、ウエ
ハ径125mm(5インチ)φにおいては4000r/
min以上で充分な均一性が得られるようになる。即
ち、充分な膜厚均一性を得るためには、塗布時の回転数
は4000r/min以上が必要である。
On the other hand, this rotation speed also affects the film thickness uniformity. The higher the rotation speed, the better the film thickness uniformity, and at a wafer diameter of 125 mm (5 inches) φ, 4000 r /
Sufficient uniformity can be obtained at min or more. That is, in order to obtain sufficient film thickness uniformity, the number of rotations at the time of coating must be 4000 r / min or more.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、ウエハ径が
大きくなると周速度が大きくなり空気の乱流が発生しや
すくなる。乱流が発生すると、レジストの溶剤の蒸発量
が、局所的に変化し膜厚が大きく変化する。これは19
90年、春応物講演予稿集28a−PD−14に記載さ
れている。それによると200mm(8インチ)φのウ
エハでは4000r/minまで均一に塗布でき、40
00r/minを超えると、空気の乱流によってウエハ
周辺にレジスト膜厚むらが発生するとされている。
However, as the diameter of the wafer increases, the peripheral velocity also increases and air turbulence easily occurs. When turbulent flow occurs, the evaporation amount of the solvent of the resist locally changes and the film thickness greatly changes. This is 19
1990, Haruo Symbiosis Lecture Proceedings 28a-PD-14. According to it, a 200 mm (8 inch) wafer can be uniformly coated up to 4000 r / min.
When it exceeds 00 r / min, it is said that unevenness of the resist film thickness occurs around the wafer due to turbulent air flow.

【0010】本発明者による実験では回転数3500r
/minまで均一は良いことが確認されている。400
0r/minにおいては、ウエハ端から7mmにかけて
乱流によるレジスト膜厚の乱れ〔Range100nm
(1000Å)〕がみられた(図39)。この場合のレ
イノルズ数は2.35×105に相当する。
In the experiment by the present inventor, the rotation speed was 3500 r
It has been confirmed that uniformity is good up to / min. 400
At 0 r / min, the turbulence of the resist film thickness caused by the turbulent flow from the wafer edge to 7 mm [Range 100 nm
(1000Å)] was observed (Fig. 39). The Reynolds number in this case corresponds to 2.35 × 10 5 .

【0011】即ち、一般の塗布装置ではレイノルズ数
2.35×105を超えるレジスト塗布はできない。こ
れをグラフにしたのが図13である。このグラフによ
り、8インチφウエハでは、3500r/minまでし
か回転数を上げることができないことが判る。さらに、
ウエハ径は今後10インチ,12インチとさらに大口径
化されるが、その時の最大回転数は10インチで240
0r/min,12インチで1500r/min程度で
あり、膜厚均一性はますます悪くなる。
That is, a general coating apparatus cannot coat a resist having a Reynolds number of more than 2.35 × 10 5 . A graph of this is shown in FIG. From this graph, it is understood that the rotation speed can be increased only up to 3500 r / min for the 8-inch φ wafer. further,
The wafer diameter will be further increased to 10 inches and 12 inches in the future, but the maximum rotation speed at that time is 240 inches at 10 inches.
At 0 r / min and 12 inches, it is about 1500 r / min, and the film thickness uniformity becomes worse.

【0012】この対策として、レジスト粘度を低くする
(10cp)方法が考えられている。レジスト粘度を低
くすることによって、回転数を低く抑えて所望のレジス
ト膜厚を得ようとするものであるが、溶剤が多い状態で
あるため環境の温湿度の影響を受けやすく、長期間の安
定性は悪くなる。
As a countermeasure against this, a method of lowering the resist viscosity (10 cp) is considered. By lowering the resist viscosity, the number of rotations is kept low to obtain the desired resist film thickness, but since it is in a state where there are a lot of solvents, it is easily affected by the temperature and humidity of the environment and stable for a long time. The sex becomes worse.

【0013】よって、ウエハ径が大きくなっても回転数
を4000r/minに上げられる方法が強く要求され
ている。
Therefore, there is a strong demand for a method capable of increasing the rotation speed to 4000 r / min even if the wafer diameter becomes large.

【0014】本発明は、高速回転による乱流の発生を抑
えることができ、レジスト膜厚の均一化を図ることが可
能なレジスト塗布装置を得んとするものである。
The present invention aims to provide a resist coating apparatus capable of suppressing the occurrence of turbulent flow due to high-speed rotation and making the resist film thickness uniform.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】そこで、請求項1記載の
発明は、基板を保持するためのチャックと、該チャック
を回転させるための回転手段とを備え、該基板を該チャ
ックが保持して水平面内で回転させることにより、該基
板上に滴下したレジストを該基板の上面に塗布するレジ
スト塗布装置において、前記チャックが保持する前記基
板の上方に近接し、且つ該基板と平行をなす円盤状の板
体を配置し、前記円盤状の板体をその角速度(ω1
が、前記基板の角速度(ω2),該基板の半径(r0),
空気の動粘係数(ν)に対して下記の式、
Therefore, the invention according to claim 1 is provided with a chuck for holding the substrate and a rotating means for rotating the chuck, and the chuck holds the substrate. In a resist coating apparatus that coats the resist dropped on the substrate on the upper surface of the substrate by rotating in a horizontal plane, a disc-shaped device that is close to the substrate held by the chuck and is parallel to the substrate. Of the disk-shaped plate, and its angular velocity (ω 1 )
Is the angular velocity of the substrate (ω 2 ), the radius of the substrate (r 0 ),
The following equation for the dynamic viscosity (ν) of air,

【0016】[0016]

【数7】 │ω1−ω2│≦(ν/r0 2)×2.35×105 を満たして回転することをその解決手段としている。The Equation 7] │ω 1 -ω 2 │ ≦ (ν / r 0 2) rotating meet × 2.35 × 10 5 has its solutions.

【0017】請求項2記載の発明は、前記チャックが保
持する基板の上方に近接し、且つ該基板と平行に、リン
グ状の板体を配置したことを特徴としている。
The invention according to claim 2 is characterized in that a ring-shaped plate is arranged in proximity to and above the substrate held by the chuck and in parallel with the substrate.

【0018】請求項3記載の発明は、前記リング状の板
体のリングの幅(L)が、レイノズル数(Re),前記
基板の半径(r0),空気の動粘性係数(ν),前記基
板の角速度(ω)に対して下記の式
According to a third aspect of the present invention, the ring width (L) of the ring-shaped plate is such that the Reynolds number (Re), the radius of the substrate (r 0 ), the kinematic viscosity of air (ν), The following formula for the angular velocity (ω) of the substrate

【0019】[0019]

【数8】L=r0−√(Reν/ω) の関係を有することを特徴としている。## EQU8 ## It is characterized by having a relationship of L = r 0 −√ (Reν / ω).

【0020】請求項4記載の発明は、前記リング状の板
体をその角速度(ω1)が、前記基板の角速度(ω2),
前記基板の半径(r0),空気の動粘係数に対して下記
の式、
According to a fourth aspect of the present invention, the angular velocity (ω 1 ) of the ring-shaped plate member is the angular velocity (ω 2 ) of the substrate,
For the radius (r 0 ) of the substrate and the dynamic viscosity of air,

【0021】[0021]

【数9】 │ω1−ω2│≦(ν/r0 2)×2.35×105 を満たして回転することを特徴としている。[Formula 9] | ω 1 −ω 2 | ≦ (ν / r 0 2 ) × 2.35 × 10 5 It is characterized in that it rotates.

【0022】請求項5記載の発明は、基板を保持するた
めのチャックと、このチャックを回転させるための回転
手段とを少なくとも備え、前記基板を前記チャックが保
持して水平面内で回転させることにより、該基板上に滴
下したレジストを基板の上面に塗布する方法において、
前記基板の半径をr、該基板の角速度をωとすると、下
記の式、
According to a fifth aspect of the present invention, at least a chuck for holding the substrate and a rotating means for rotating the chuck are provided, and the substrate is held by the chuck and rotated in a horizontal plane. In the method of applying the resist dropped on the substrate to the upper surface of the substrate,
Assuming that the radius of the substrate is r and the angular velocity of the substrate is ω,

【0023】[0023]

【数10】ν≧r2ω/2.35×10-5 で表される動粘性係数νより大きい動粘性係数を持つ気
体により該基板の塗布雰囲気を満たしたことを特徴とし
ている。
It is characterized in that the coating atmosphere of the substrate is filled with a gas having a kinematic viscosity coefficient larger than ν expressed by ν ≧ r 2 ω / 2.35 × 10 −5 .

【0024】請求項6記載の発明は、前記基板の半径を
r、該基板の角速度をωとすると、該基板の塗布雰囲気
を下記の式、
According to a sixth aspect of the present invention, when the radius of the substrate is r and the angular velocity of the substrate is ω, the coating atmosphere of the substrate is expressed by the following formula:

【0025】[0025]

【数11】 P(mmHg)≦2.50×103×(1+0.00367t)/r2ω で表される圧力Pより小さい圧力としたことを特徴とし
ている。
[Expression 11] P (mmHg) ≦ 2.50 × 10 3 × (1 + 0.00367t) / r 2 ω It is characterized in that the pressure is smaller than P.

【0026】請求項7の発明は、前記基板の半径をr、
該基板の角速度をωとすると、該基板の塗布雰囲気を下
記の式、
According to a seventh aspect of the invention, the radius of the substrate is r,
When the angular velocity of the substrate is ω, the coating atmosphere of the substrate is expressed by the following formula,

【0027】[0027]

【数12】 t(℃)≧√(1800+30000r2ω)−314.2 で表される温度tよりも低くしたことを特徴としてい
る。
## EQU12 ## The characteristic feature is that the temperature is lower than the temperature t represented by t (° C.) ≧ √ (1800 + 30000r 2 ω) −314.2.

【0028】[0028]

【作用】(請求項1〜4記載の発明の作用)乱流を抑え
るには、円盤状の板体の位置が問題となる。そこで発明
者はウエハが回転することによって空気がどのように流
れるか、以下のような方法によって風速分布を算出し
た。
In order to suppress turbulence, the position of the disk-shaped plate body becomes a problem. Therefore, the inventor calculated how the air flows by rotating the wafer and the wind velocity distribution by the following method.

【0029】まず、Navier−Stokesの式は
粘度と密度の変化を考えた一般的な式であるが、粘度を
一定とすると、以下のように簡略化することができる。
First, the Navier-Stokes equation is a general equation considering changes in viscosity and density, but if the viscosity is constant, it can be simplified as follows.

【0030】円柱座標での一実粘度のNavier−S
tokesの式
Navier-S of real viscosity in cylindrical coordinates
Tokes formula

【0031】[0031]

【数13】 [Equation 13]

【0032】ここでD/Dtは実質導関数と呼ばれるも
ので次式で定義される。
Here, D / Dt is called a substantial derivative and is defined by the following equation.

【0033】[0033]

【数14】 [Equation 14]

【0034】各記号の意味を以下に示す。The meaning of each symbol is shown below.

【0035】 ur,uφ,ux:速度 t:時間 ρ:密度 g:重力加速度 h:高さ P:圧力 η:粘度 K:体積粘性係数 ここで、円盤がその面に垂直な軸を中心に一定角速度ω
0で回転している状態を考える。
U r , uφ, u x : Velocity t: Time ρ: Density g: Gravitational acceleration h: Height P: Pressure η: Viscosity K: Volume viscous coefficient Here, the disk is centered on an axis perpendicular to its surface. Constant angular velocity ω
Consider the state of rotating at 0 .

【0036】流体の回転は円盤によって発生し、遠心力
によって外側に移動する。
The rotation of the fluid is generated by the disk and is moved outward by the centrifugal force.

【0037】以後、円盤はウエハ、流体は空気として述
べる。
Hereinafter, the disk will be referred to as a wafer and the fluid will be referred to as air.

【0038】(1),(2),(3)式において、回転
するウエハ上の空気の流れは回転対称であるからδ/δ
ψ=0である。また、定常非圧縮と仮定すると、δu/
δt=0,
In the equations (1), (2), and (3), the air flow on the rotating wafer is rotationally symmetrical, so δ / δ.
ψ = 0. Assuming steady uncompressed, δu /
δt = 0,

【0039】[0039]

【数15】 [Equation 15]

【0040】である。よって(1),(2),(3)式
はそれぞれ次のようになる。
It is Therefore, equations (1), (2), and (3) are respectively as follows.

【0041】[0041]

【数16】 [Equation 16]

【0042】一方、円柱座標における連続式(質量保存
則)は次式で表わされる。
On the other hand, the continuous equation (conservation law of mass) in cylindrical coordinates is expressed by the following equation.

【0043】[0043]

【数17】 [Equation 17]

【0044】ここで、(4),(5),(6)式と同様
な条件下では連続の式は次のようになる。
Under the same conditions as the expressions (4), (5) and (6), the continuous expression is as follows.

【0045】[0045]

【数18】 [Equation 18]

【0046】原点をウエハ面上におけば、境界条件は次
のようになる。
If the origin is on the wafer surface, the boundary conditions are as follows.

【0047】 x=0のとき ux=0,ur=0,uψ=rω0 x=∞のとき ur=0,uψ=0 Von Karmanはur/r,uψ/r,ux,P′
がそれぞれxだけの関数であると仮定して(4)〜
(7)式を連立微分方程式に簡略化した。その方法を以
下に示す。
When x = 0, u x = 0, u r = 0, u ψ = rω 0 When x = ∞ u r = 0, u ψ = 0 Von Karman is u r / r, u ψ / r, u x , P '
(4)-
Equation (7) is simplified to simultaneous differential equations. The method is shown below.

【0048】新しい変数λを次のように定義した。A new variable λ was defined as follows.

【0049】λ=(ω0/ν)1/2x ν:動粘性係数 そして、次のように仮定した。Λ = (ω 0 / ν) 1/2 x ν: Coefficient of kinematic viscosity Then, the following assumption was made.

【0050】 ur=ω0rF(λ) uψ=ω0rG(λ) ux=(νω01/2H(λ) P′=ηω0K(λ) これを微分すると以下の式が得られる。U r = ω 0 rF (λ) u ψ = ω 0 rG (λ) u x = (νω 0 ) 1/2 H (λ) P ′ = ηω 0 K (λ) Is obtained.

【0051】[0051]

【数19】 [Formula 19]

【0052】これらを(4)〜(7)式に代入すると以
下のように簡略化できる。
Substituting these into equations (4) to (7) simplifies as follows.

【0053】 F2+HF′−G2−F″=0 …(8) 2FG+HG′−G″=0 …(9) HH′+K′−H″=0 …(10) 2F+H′=0 …(11) 前述の境界条件から、(8)〜(11)式における境界
条件は以下のようになる。
F 2 + HF′−G 2 −F ″ = 0 (8) 2FG + HG′−G ″ = 0 (9) HH ′ + K′−H ″ = 0 (10) 2F + H ′ = 0 (11) From the above boundary conditions, the boundary conditions in the equations (8) to (11) are as follows.

【0054】 H(0)=0,F(0)=0,G(0)=1 F(∞)=0,G(∞)=0,K(∞)=0 ここで、(10)式は容易に積分することができ、次の
式が得られる。
H (0) = 0, F (0) = 0, G (0) = 1 F (∞) = 0, G (∞) = 0, K (∞) = 0 Here, equation (10) is used. Can be easily integrated to give

【0055】[0055]

【数20】K=−〔2F+(1/2)H2〕 しかし、(8),(9),(11)式は連立方式として
同時に解かなければならない。
Equation 20] K = - But [2F + (1/2) H 2], (8), (9), (11) must be solved simultaneously as simultaneous manner.

【0056】Cochranはこれを級数展開によって
解いている。その結果を図14のグラフに示す。
Cochran solves this by series expansion. The result is shown in the graph of FIG.

【0057】λの値、すなわち、回転数ω0と動粘性係
数νとウエハからの高さxがわかれば、図14よりG,
H,Fの値が求める。これをVon Karmanの仮
定した式に代入すれば、空気の速度、ur,uψ,ux
求められる。
If the value of λ, that is, the number of revolutions ω 0 , the coefficient of kinematic viscosity ν, and the height x from the wafer are known, G from FIG.
The values of H and F are obtained. By substituting this into the formula assumed by Von Karman, the air velocities u r , u ψ, u x can be obtained.

【0058】上述のような方法を用い風速分布を算出す
ると、図15,16に示すような結果となる。図15は
8インチφウエハにおける円周方向の風速を示したもの
である。ウエハに接触している空気は、ウエハと同じ速
度で移動し、ウエハから離れると急激に減速し、ウエハ
上空1mmの点では風速は“0”に近くなる。
When the wind velocity distribution is calculated using the above method, the results shown in FIGS. 15 and 16 are obtained. FIG. 15 shows the wind speed in the circumferential direction on an 8-inch φ wafer. The air in contact with the wafer moves at the same speed as the wafer, and when it departs from the wafer, it rapidly decelerates, and the wind speed becomes close to “0” at a point 1 mm above the wafer.

【0059】図16は半径方向の風速を示したものであ
る。この場合は空気は遠心力で加速され、ウエハ上空
0.2mm付近で最大になり、ウエハ上1mmの点で
“0”に近くなる。
FIG. 16 shows the wind speed in the radial direction. In this case, the air is accelerated by the centrifugal force and becomes maximum around 0.2 mm above the wafer, and becomes close to “0” at a point 1 mm above the wafer.

【0060】図15,16から乱流はウエハ上空1mm
以下の領域で発生していることがわかる。
From FIGS. 15 and 16, the turbulent flow is 1 mm above the wafer.
It can be seen that it occurs in the following areas.

【0061】図17は、レイノルズ数とウエハの中心か
らの距離との関係を示すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the Reynolds number and the distance from the center of the wafer.

【0062】前述のように、レイノルズ数2.35×1
5以上になる位置に設ける必要があることを見出し
た。
As described above, the Reynolds number is 2.35 × 1.
It has been found that it is necessary to provide it at a position of 0 5 or more.

【0063】ところで、乱流は、風速分布の傾きが大き
いとき発生する。よって、この分布の傾きを小さくする
ため、ウエハ上方に円盤状の板体を配置してウエハと同
方向に回転させる。ウエハ上方で円盤状の板体を回転さ
せれば板体によってウエハと同様に空気の流れが発生す
る。板体の回転方向がウエハと同じであれば、風速分布
の傾きは小さくなり、乱流の発生は抑えられる。
By the way, turbulent flow occurs when the gradient of the wind velocity distribution is large. Therefore, in order to reduce the inclination of this distribution, a disk-shaped plate is placed above the wafer and rotated in the same direction as the wafer. If a disk-shaped plate is rotated above the wafer, an air flow is generated by the plate like the wafer. If the rotation direction of the plate is the same as that of the wafer, the inclination of the wind velocity distribution will be small, and the occurrence of turbulence will be suppressed.

【0064】(請求項5記載の発明の作用)乱流発生領
域はレイノズル数(Re)によって予想でき、回転塗布
装置の場合、実験によれば、Re=2.35×105
乱流が発生する。(空気の乱流遷移は一般に3.2×1
5である。)レイノズル数は回転体の場合一般に次式
で表される。
(Operation of the Invention of Claim 5) The turbulent flow generation region can be predicted by the Reynolds number (Re), and in the case of the spin coater, according to the experiment, the turbulent flow is Re = 2.35 × 10 5. Occur. (The turbulent transition of air is generally 3.2 × 1
It is 0 5 . ) The Reynolds number is generally expressed by the following equation in the case of a rotating body.

【0065】[0065]

【数21】Re=ρr2ω/η=r2ω/ν Re:レイノズル数 ρ:密度 η:粘性係数 ν:動粘性係数 r:回転中心からの距離 ω:角速度 実験によれば、レイノズル数2.35×105以下であ
れば乱流は発生しない。よって要求される塗布雰囲気の
気体の動粘性係数は次式で求まる。
Re = ρr 2 ω / η = r 2 ω / ν Re: Reynolds number ρ: Density η: Viscosity coefficient ν: Kinetic viscosity coefficient r: Distance from center of rotation ω: Angular velocity If it is 2.35 × 10 5 or less, no turbulent flow occurs. Therefore, the required kinematic viscosity coefficient of the gas in the coating atmosphere is calculated by the following equation.

【0066】[0066]

【数22】 ν≧r2 ω/Re ≧r2ω/2.35×105 即ち、動粘性係数が大きいほど乱流は発生しにくい。そ
こで、本発明者は、実際に気体の種類によってどれくら
い差があるかを算出した。そのグラフを図19に示す。
図19は、直径200mmの半導体基板(通呼8インチ
φウエハ)のものを回転させた場合である。雰囲気が空
気の場合、4000r/minまで回転数を上げると、
レイノズル数は2.35×105を超え、乱流が発生す
る。ところがNe雰囲気では8000r/minまで回
転数を上げてもレイノズル数は2.35×105以下で
あり、乱流は発生しないことがわかる。さらに、He,
H雰囲気では25000r/minも可能となる。
Ν ≧ r 2 ω / Re ≧ r 2 ω / 2.35 × 10 5, that is, the larger the kinematic viscosity coefficient, the less turbulent flow is generated. Therefore, the present inventor calculated how much difference actually exists depending on the type of gas. The graph is shown in FIG.
FIG. 19 shows a case where a semiconductor substrate having a diameter of 200 mm (commonly called 8 inch φ wafer) is rotated. If the atmosphere is air, increasing the rotation speed to 4000 r / min
The number of Reynolds exceeds 2.35 × 10 5 , and turbulent flow occurs. However, in the Ne atmosphere, the Reynolds number is 2.35 × 10 5 or less even if the rotation speed is increased to 8000 r / min, and it is understood that turbulent flow does not occur. In addition, He,
In the H atmosphere, 25,000 r / min is possible.

【0067】また、どれくらいの大きさものが回転塗布
可能になるか算出した。He雰囲気中に関しての結果を
図20に示す。
Further, it was calculated how much size can be applied by spin coating. The results in the He atmosphere are shown in FIG.

【0068】図20から、直径約500mmのものを4
000r/minで回転塗布することができることがわ
かる。
From FIG. 20, the diameter of about 500 mm is 4
It can be seen that spin coating can be performed at 000 r / min.

【0069】このように、高い動粘性係数の気体で塗布
雰囲気を満たすことによってレイノズル数を下げること
ができる。なお、今回検討した気体の動粘性係数は次の
とおりである。
As described above, the Reynolds number can be reduced by filling the coating atmosphere with a gas having a high kinematic viscosity. The kinematic viscosity coefficient of the gas studied this time is as follows.

【0070】 空気:1.51×10-52/s Ne:3.69×10-52/s He:1.10×10-42/s H:1.05×10-42/s (20℃1気圧) ところで、本発明で使用する気体は高価なものが多い。
よって高動粘性係数の気体で満たす領域の大きさ、即ち
気体の使用量が問題となる。そこで、上記気体を使用し
た場合のウエハ上空の風速分布を算出した。この計算に
よって乱流の発生領域、即ち高動粘性係数で満たすべき
領域がわかる。以下に計算結果について説明する。
Air: 1.51 × 10 −5 m 2 / s Ne: 3.69 × 10 −5 m 2 / s He: 1.10 × 10 −4 m 2 / s H: 1.05 × 10 − 4 m 2 / s (20 ° C., 1 atm) By the way, many gases used in the present invention are expensive.
Therefore, the size of a region filled with a gas having a high kinematic viscosity, that is, the amount of gas used becomes a problem. Therefore, the wind velocity distribution over the wafer when the above gas was used was calculated. By this calculation, the turbulent flow generation region, that is, the region to be filled with the high kinematic viscosity coefficient can be known. The calculation results will be described below.

【0071】ウエハが回転することによって、その上空
の気体に流れが生じる。その風速分布をvon Kar
manとCochranの方法を用いて算出した。その
結果を図21,図22に示す。図21は8インチφにお
ける円周方向の風速を示したものである。ウエハに接触
している気体はウエハと同じ速度で移動し、ウエハから
離れると急激に減速する。この減速の度合いが気体によ
って異なり、動粘性係数が高いほど減速の度合いは緩や
かになる。例えば空気では、ウエハ上高さ0.7mmの
位置で風速は0.2m/sに低下するのに対し、He雰
囲気では、高さ1.8mmの位置で風速0.2m/sに
なる。
The rotation of the wafer causes a flow of gas above it. The wind velocity distribution is von Kar
Calculated using the method of Man and Cochran. The results are shown in FIGS. FIG. 21 shows the wind speed in the circumferential direction at 8 inches φ. The gas in contact with the wafer moves at the same speed as the wafer, and decelerates rapidly when the gas leaves the wafer. The degree of deceleration varies depending on the gas, and the higher the kinematic viscosity, the slower the degree of deceleration. For example, with air, the wind speed drops to 0.2 m / s at a height of 0.7 mm above the wafer, whereas in a He atmosphere, the wind speed becomes 0.2 m / s at a height of 1.8 mm.

【0072】図22は半径方向の風速を示したものであ
る。この場合は気体は遠心力で加速されており、この加
速のされ方が気体によって異なる。例えば空気では、ウ
エハ上高さ0.2mmの位置で風速は最大(7.9m/
s)となり、約0.8mmの位置で1m/sに低下す
る。一方、雰囲気がHeで満たされた場合、高さ0.5
mmの位置で最大風速となり、2mm以上の位置で1m
/sに低下する。このように、気体の流れはウエハ上高
さ2mm以下の領域で発生していることが判る。即ち、
本発明における高動粘性係数の気体で満たすべき領域
は、ウエハ上2mm程度で良いことが判る。
FIG. 22 shows the wind speed in the radial direction. In this case, the gas is accelerated by centrifugal force, and this acceleration depends on the gas. For example, in the case of air, the maximum wind speed (7.9 m /
s) and decreases to 1 m / s at a position of about 0.8 mm. On the other hand, when the atmosphere is filled with He, the height is 0.5
Maximum wind speed at mm position and 1 m at 2 mm or more position
/ S. As described above, it is understood that the gas flow is generated in the region where the height above the wafer is 2 mm or less. That is,
It can be seen that the area to be filled with the gas having the high kinematic viscosity in the present invention is about 2 mm on the wafer.

【0073】(請求項6記載の発明の作用) <レイノズル数と気圧の関係>乱流発生の指標となるレ
イノズル数は、回転する円盤の場合次式で定義される。
(Operation of the Invention According to Claim 6) <Relationship between Reynolds Number and Atmospheric Pressure> The Reynolds number, which is an index of turbulent flow generation, is defined by the following equation in the case of a rotating disk.

【0074】[0074]

【数23】Re=ρr2ω/η=r2ω/ν …(a) Re:レイノズル数 ρ:密度 η:粘性係数 ν:動粘性係数 r:回転中心からの距離 ω:角速度 ここで、粘性係数ηは、数十Paから数気圧までほとん
ど変化しない。一方、密度は気圧によって変化しその変
化は次式で求められる。
Re = ρr 2 ω / η = r 2 ω / ν (a) Re: Reynolds number ρ: Density η: Viscosity coefficient ν: Kinetic viscosity coefficient r: Distance from rotation center ω: Angular velocity The viscosity coefficient η hardly changes from several tens Pa to several atmospheres. On the other hand, the density changes with atmospheric pressure, and the change is calculated by the following equation.

【0075】[0075]

【数24】 [Equation 24]

【0076】 P:気圧(mmHg) t:温度(℃) 上記(a),(b)式よりレイノズル数と気圧の関係が
求まる。
P: Atmospheric pressure (mmHg) t: Temperature (° C.) The relationship between the Reynolds number and the atmospheric pressure can be obtained from the above equations (a) and (b).

【0077】この関係をグラフにしたのが図26であ
る。図26は8インチφウエハを4000r/minで
回転させた時のレイノズル数である。圧力が下がるにつ
れてレイノズル数は小なくなっていることがわかる。
FIG. 26 is a graph showing this relationship. FIG. 26 shows the number of Rey nozzles when an 8-inch φ wafer is rotated at 4000 r / min. It can be seen that the Reynolds number decreases as the pressure decreases.

【0078】<減圧下でのウエハ径、回転数とレイノズ
ル数>圧力を下げたときの回転中心からの距離、即ちウ
エハ半径とレイノズル数の関係を図27に示す。回転数
は4000r/minである。
<Wafer Diameter, Revolution Number and Reynolds Number under Reduced Pressure> FIG. 27 shows the distance from the center of rotation when the pressure is reduced, that is, the relationship between the wafer radius and the Reynolds number. The rotation speed is 4000 r / min.

【0079】10000Pa(約0.1気圧)まで減圧
すれば、直径0.5mのウエハも回転塗布が可能にな
る。
If the pressure is reduced to 10000 Pa (about 0.1 atm), a wafer having a diameter of 0.5 m can be spin-coated.

【0080】次に、同じく圧力を下げたときの回転数と
レイノズル数の関係を図28に示す。ウエハ径は8イン
チφである。
Next, FIG. 28 shows the relationship between the number of revolutions and the number of Reynolds when the pressure is similarly reduced. The wafer diameter is 8 inches φ.

【0081】図28から50000Pa(0.5気圧)
まで減圧すれば6000r/min以上の回転数で塗布
可能である。さらに、2000Pa(0.2気圧)まで
減圧すれば12000r/min以上の回転塗布が可能
になる。
From FIG. 28, 50000 Pa (0.5 atm)
If the pressure is reduced to, the coating can be performed at a rotation speed of 6000 r / min or more. Furthermore, if the pressure is reduced to 2000 Pa (0.2 atm), spin coating of 12000 r / min or more becomes possible.

【0082】<気圧の範囲の求め方>乱流発生領域はレ
イノズル数(Re)によって予想でき、回転塗布装置の
場合、実験によれば、Re=2.35×105で乱流が
発生する。(空気の乱流遷移は一般に3.2×105
ある。)レイノズル数は回転体の場合一般に次式で表さ
れた。
<Method of Obtaining Range of Atmospheric Pressure> The turbulent flow generation region can be predicted by the Reynolds number (Re), and in the case of the spin coating device, according to experiments, turbulent flow is generated at Re = 2.35 × 10 5. .. (The turbulent transition of air is generally 3.2 × 10 5. ) In the case of a rotating body, the Reynolds number is generally expressed by the following equation.

【0083】[0083]

【数25】Re=ρr2ω/η=r2ω/ν …(c) 実験によれば、レイノズル数2.35×105以下であ
れば乱流は発生しない。よって要求される塗布雰囲気の
気体の動粘性係数は次式で求まる。
[Equation 25] Re = ρr 2 ω / η = r 2 ω / ν (c) According to the experiment, if the number of Reynolds is 2.35 × 10 5 or less, turbulent flow does not occur. Therefore, the required kinematic viscosity coefficient of the gas in the coating atmosphere is calculated by the following equation.

【0084】[0084]

【数26】 ν=η/ρ≧r2 ω/Re ≧r2ω/2.35×105 …(d) ここで粘性係数ηは数10Paから数気圧までほとんど
変化せず、η=1.830×10-5Pa・sである。一
方密度ρは次式で与えられる。
Ν = η / ρ ≧ r 2 ω / Re ≧ r 2 ω / 2.35 × 10 5 (d) Here, the viscosity coefficient η hardly changes from several 10 Pa to several atmospheric pressure, and η = 1 It is 830 × 10 −5 Pa · s. On the other hand, the density ρ is given by the following equation.

【0085】[0085]

【数27】 [Equation 27]

【0086】(e)式を(d)式に代入すると気圧の範
囲が求まる。
By substituting equation (e) into equation (d), the range of atmospheric pressure can be obtained.

【0087】[0087]

【数28】 [Equation 28]

【0088】<減圧すべき領域(減圧チャンバーの大き
さ)の求め方>減圧チャンバーはできるだけ小さい方が
良い。なぜなら、短時間で目的の気圧に達することがで
き、ポンプの容量も小さくてすむ。経済的にも、スルー
プット的にも有利である。
<Determination of Area to be Decompressed (Size of Decompression Chamber)> The decompression chamber should be as small as possible. This is because the target atmospheric pressure can be reached in a short time and the capacity of the pump can be small. It is advantageous both economically and in terms of throughput.

【0089】そこで、減圧雰囲気にした場合のウエハ上
空の風速分布を算出した。この計算によって、減圧すべ
き領域がわかる。以下に計算結果について説明する。
Therefore, the wind velocity distribution above the wafer in a reduced pressure atmosphere was calculated. This calculation gives the area to be decompressed. The calculation results will be described below.

【0090】ウエハが回転することによって、その上空
の気体に流れが生じる。その風速分布をvon Kar
manとCochranの方法を用いて算出した。その
結果を図29,図30に示す。図29は8インチφにお
ける円周方向の風速を示したものである。ウエハに接触
している気体はウエハと同じ速度で移動し、ウエハから
離れると急激に減速する。この減速の度合いが気体によ
って異なり、気圧が低いほど減速の度合いは緩やかにな
る。そして、空気の動く領域も拡大していく。
The rotation of the wafer causes a flow of gas above it. The wind velocity distribution is von Kar
Calculated using the method of Man and Cochran. The results are shown in FIGS. 29 and 30. FIG. 29 shows the wind speed in the circumferential direction at 8 inches φ. The gas in contact with the wafer moves at the same speed as the wafer, and decelerates rapidly when the gas leaves the wafer. The degree of this deceleration varies depending on the gas, and the lower the atmospheric pressure, the slower the degree of deceleration. And the area where the air moves will also expand.

【0091】例えば101325Pa(1気圧)では、
ウエハ上高さ0.7mmの位置で風速は2.0m/sに
低下するのに対し、10000Pa(約0.1気圧)で
は、高さ2.4mmの位置で風速2.0m/sになる。
For example, at 101325 Pa (1 atm),
The wind speed decreases to 2.0 m / s at a height of 0.7 mm above the wafer, whereas at 10,000 Pa (about 0.1 atm), the wind speed becomes 2.0 m / s at a height of 2.4 mm. ..

【0092】図30は半径方向の風速を示したものであ
る。この場合は気体は遠心力で加速されており、この加
速のされ方が気体によって異なる。例えば101325
Pa(1気圧)では、ウエハ上高さ0.2mmの位置で
風速は最大(7.9m/s)となり、約0.8mmの位
置で1m/sに低下する。一方、雰囲気が10000P
a(約0.1気圧)に減圧された場合、高さ0.6mm
の位置で最大風速となり、2mm以上の位置で1m/s
に低下する。
FIG. 30 shows the wind speed in the radial direction. In this case, the gas is accelerated by centrifugal force, and this acceleration depends on the gas. For example 101325
At Pa (1 atm), the wind speed reaches a maximum (7.9 m / s) at a height of 0.2 mm above the wafer and drops to 1 m / s at a position of about 0.8 mm. On the other hand, the atmosphere is 10,000P
When the pressure is reduced to a (about 0.1 atm), the height is 0.6 mm.
The maximum wind speed is at the position of 1 m / s at the position of 2 mm or more
Fall to.

【0093】このように本発明者は、10000Pa
(約0.1気圧)の減圧下の気体の流れはウエハ上高さ
2mm以下の領域で発生していることを明らかにした。
また実際に必要と考えられる圧力は10000Pa
(0.1気圧)であり、本発明における減圧すべき領域
は、ウエハ上2mm程度で良いことが判る。
As described above, the present inventor
It was clarified that the gas flow under reduced pressure (about 0.1 atm) is generated in a region where the height above the wafer is 2 mm or less.
In addition, the pressure that is actually considered necessary is 10,000 Pa.
It is (0.1 atm), and it can be seen that the area to be depressurized in the present invention may be about 2 mm on the wafer.

【0094】(請求項7記載の発明の作用) <レイノズル数と温度の関係>乱流発生の指標となるレ
イノズル数は、回転する円盤の場合次式で定義される。
(Operation of the Invention According to Claim 7) <Relationship between Reynolds Number and Temperature> The Reynolds number, which is an index of turbulent flow generation, is defined by the following equation in the case of a rotating disk.

【0095】[0095]

【数29】Re=ρr2ω/η=r2ω/ν …(f) Re:レイノズル数 ρ:密度 η:粘性係数 ν:動粘性係数 r:回転中心からの距離 ω:角速度 ここで空気の粘性係数ηは温度によって変化し、その変
化は次式で与えられる。
Re = ρr 2 ω / η = r 2 ω / ν (f) Re: Reynolds number ρ: Density η: Viscosity coefficient ν: Kinetic viscosity coefficient r: Distance from rotation center ω: Angular velocity where air The viscosity coefficient η of changes with temperature, and the change is given by the following equation.

【0096】[0096]

【数30】 η=η0−4.83×10-8(23−t) (Pa,s) …(g) η0:23℃のときの粘性係数 また密度ρも温度によって変化し、その変化は次の式で
求められる。
Η = η 0 −4.83 × 10 −8 (23−t) (Pa, s) (g) η 0 : Viscosity coefficient at 23 ° C. Also, the density ρ changes depending on temperature. The change is calculated by the following formula.

【0097】[0097]

【数31】 [Equation 31]

【0098】(f),(g)及び(h)式よりレイノズ
ル数と温度の関係が求まる。
From the expressions (f), (g) and (h), the relationship between the Reynolds number and the temperature can be obtained.

【0099】この関係をグラフにしたのが図33であ
る。図33は8インチφウエハを4000r/minで
回転させた時のレイノズル数である。温度が下がるにつ
れてレイノズル数は小なくなっていることがわかる。
FIG. 33 is a graph showing this relationship. FIG. 33 shows the number of Rey nozzles when an 8-inch φ wafer is rotated at 4000 r / min. It can be seen that the Reynolds number decreases as the temperature decreases.

【0100】<温度下でのウエハ径、回転数とレイノズ
ル数>温度を上げたときの回転中心からの距離、即ちウ
エハ半径とレイノズル数の関係を図34に示す。回転数
は4000r/minである。60℃まで温度を上げれ
ば8インチφウエハを4000r/minで回転塗布が
可能になる。
<Wafer Diameter, Number of Rotations and Reynolds Number at Temperature> FIG. 34 shows the distance from the center of rotation when the temperature is raised, that is, the relationship between the wafer radius and the number of Reynolds. The rotation speed is 4000 r / min. If the temperature is raised to 60 ° C., an 8-inch φ wafer can be spin-coated at 4000 r / min.

【0101】次に、同じく温度を上げたときの回転数と
レイノズル数の関係を図35に示す。ウエハ径は8イン
チφである。
Next, FIG. 35 shows the relationship between the number of revolutions and the number of Reynolds when the temperature is similarly raised. The wafer diameter is 8 inches φ.

【0102】図35から100℃まで温度を上げれば5
000r/min以上の回転数で塗布可能である。さら
に、250℃まで温度を上げれば10000r/min
以上の回転塗布が可能になる。
If the temperature is raised from FIG. 35 to 100 ° C., then 5
It can be applied at a rotation speed of 000 r / min or more. Furthermore, if the temperature is raised to 250 ° C, 10,000 r / min
The above spin coating is possible.

【0103】<温度の範囲の求め方>乱流発生領域はレ
イノズル数(Re)によって予想でき、回転塗布装置の
場合、実験によれば、Re=2.35×105で乱流が
発生する。(空気の乱流遷移は一般に3.2×105
ある。)レイノズル数は回転体の場合一般に次式で表さ
れた。
<Method of Obtaining Temperature Range> The turbulent flow generation region can be predicted by the Reynolds number (Re), and in the case of the spin coating device, according to experiments, turbulent flow is generated at Re = 2.35 × 10 5. .. (The turbulent transition of air is generally 3.2 × 10 5. ) In the case of a rotating body, the Reynolds number is generally expressed by the following equation.

【0104】[0104]

【数32】Re=ρr2ω/η=r2ω/ν …(i) 実験によれば、レイノズル数2.35×105以下であ
れば乱流は発生しない。よって要求される塗布雰囲気の
気体の動粘性係数は次式で求まる。
[Equation 32] Re = ρr 2 ω / η = r 2 ω / ν (i) According to the experiment, if the Reynolds number is 2.35 × 10 5 or less, turbulent flow does not occur. Therefore, the required kinematic viscosity coefficient of the gas in the coating atmosphere is calculated by the following equation.

【0105】[0105]

【数33】 ν=η/ρ≧r2 ω/Re ≧r2ω/2.35×105 (m2/s) …(i) 一般に、粘性係数ηは温度によって変化し、その変化は
次式で与えられる。
Ν = η / ρ ≧ r 2 ω / Re ≧ r 2 ω / 2.35 × 10 5 (m 2 / s) (i) Generally, the viscosity coefficient η changes with temperature, and the change is It is given by the following formula.

【0106】[0106]

【数34】 η=η0−4.83×10-8(23−t) (Pa・s) …(k) また、密度ρも温度によて変化し、その変化は次式で表
される。
Η = η 0 −4.83 × 10 −8 (23−t) (Pa · s) (k) The density ρ also changes with temperature, and the change is expressed by the following equation. It

【0107】[0107]

【数35】 [Equation 35]

【0108】(k),(l)式を(j)式に代入すると
次の式が求まる。
Substituting the expressions (k) and (l) into the expression (j), the following expression is obtained.

【0109】[0109]

【数36】 [Equation 36]

【0110】ここで、η0=1.83×10-5であるか
ら、(m)式に代入すると次の2次式が得られる。
Here, since η 0 = 1.83 × 10 -5 , the following quadratic equation is obtained by substituting it into the equation (m).

【0111】[0111]

【数37】 [Equation 37]

【0112】(n)式を解くと温度の範囲が求まる。By solving the equation (n), the temperature range can be obtained.

【0113】[0113]

【数38】 t≧√(1800+31038r2ω)−314,2 (℃) …(o) 例えば、8″ウエハを4000r/minで回転塗布し
たい場合、(o)式より雰囲気を48.9℃以上にすれ
ばよいことがわかる。
T ≧ √ (1800 + 31038r 2 ω) −314,2 (° C.) (o) For example, when it is desired to spin-coat an 8 ″ wafer at 4000 r / min, the atmosphere should be 48.9 ° C. or higher according to the formula (o). You can see that

【0114】<高温にすべき領域(チャンバの大きさ)
の求め方>チャンバーはできるだけ小さい方が良い。な
ぜなら、短時間で目的の温度に達することができ、経済
的にも、スループット的にも有利である。そこで、温度
を高くした場合のウエハ上空の風速分布を算出した。こ
の計算によって、温度を高くすべき領域がわかる。以下
に計算結果について説明する。
<High temperature region (chamber size)
> The chamber should be as small as possible. This is because the target temperature can be reached in a short time, which is economically and throughput advantageous. Therefore, the wind velocity distribution over the wafer when the temperature was raised was calculated. From this calculation, the area where the temperature should be increased can be known. The calculation results will be described below.

【0115】ウエハが回転することによって、その上空
の気体に流れが生じる。その風速分布をvon Kar
manとCochranの方法を用いて算出した。その
結果を図36,図37に示す。図36は8インチφにお
ける円周方向の風速を示したものである。ウエハに接触
している気体はウエハと同じ速度で移動し、ウエハから
離れると急激に減速する。この減速の度合いが温度によ
って異なり、温度が高いほど減速の度合いは緩やかにな
る。そして、空気の動く領域も拡大していく。
The rotation of the wafer causes a flow of gas above it. The wind velocity distribution is von Kar
Calculated using the method of Man and Cochran. The results are shown in FIGS. 36 and 37. FIG. 36 shows the wind speed in the circumferential direction at 8 inches φ. The gas in contact with the wafer moves at the same speed as the wafer, and decelerates rapidly when the gas leaves the wafer. The degree of this deceleration varies depending on the temperature, and the higher the temperature, the slower the degree of deceleration. And the area where the air moves will also expand.

【0116】例えば20℃では、ウエハ上高さ0.7m
mの位置で風速は0.2m/sに低下するのに対し、3
00℃では、高さ1.4mmの位置で風速0.2m/s
になる。
For example, at 20 ° C., the height above the wafer is 0.7 m.
At the position of m, the wind speed drops to 0.2 m / s, while 3
At 00 ° C, wind speed 0.2m / s at 1.4mm height
become.

【0117】図37は半径方向の風速を示したものであ
る。この場合は気体は遠心力で加速されており、この加
速のされ方が温度によって異なる。例えば20℃では、
ウエハ上高さ0.2mmの位置で風速は最大(7.9m
/s)となり、約0.8mmの位置で1m/sに低下す
る。一方、雰囲気が300℃にされた場合、高さ0.3
5mmの位置で最大風速となり、1.4mm以上の位置
で1m/sに低下する。
FIG. 37 shows the wind speed in the radial direction. In this case, the gas is accelerated by centrifugal force, and this acceleration depends on the temperature. For example, at 20 ° C,
Maximum wind speed (7.9 m) at a height of 0.2 mm above the wafer
/ S) and decreases to 1 m / s at a position of about 0.8 mm. On the other hand, when the atmosphere is set to 300 ° C, the height is 0.3.
The maximum wind speed is at the position of 5 mm, and it is reduced to 1 m / s at the position of 1.4 mm or more.

【0118】このように本発明者は、300℃の雰囲気
下の気体の流れは、ウエハ上高さ1.4mm以下の領域
で発生していることを明らかにした。また実際に必要と
考えられる温度は300℃程度であり、本発明における
高温すべき領域は、ウエハ上2mm程度で良いことがわ
かる。
As described above, the present inventor has clarified that the gas flow under the atmosphere of 300 ° C. occurs in the region where the height above the wafer is 1.4 mm or less. Further, the temperature considered to be actually necessary is about 300 ° C., and it can be seen that the region to be heated in the present invention may be about 2 mm on the wafer.

【0119】[0119]

【実施例】以下、本発明に係るレジスト塗布装置の詳細
を図面に示す各実施例に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the resist coating apparatus according to the present invention will be described below with reference to the respective embodiments shown in the drawings.

【0120】(実施例1)本実施例の概略側面図を図
1、斜視図を図2に示す。
(Embodiment 1) A schematic side view of this embodiment is shown in FIG. 1 and a perspective view thereof is shown in FIG.

【0121】先ず、ウエハチャック10にウエハ11を
載置し、このウエハ11の上方にモータ12によって回
転駆動される円板13をウエハ11と平行な且つ同軸的
に配置する。本実施例においては、ウエハ11と円板1
3との距離は、0.5mmに設定した。また、円板13
の回転方向及び回転数は、ウエハ11の回転方向、回転
数と等しくした。
First, the wafer 11 is placed on the wafer chuck 10, and the disk 13 rotatably driven by the motor 12 is arranged above the wafer 11 in parallel with and coaxial with the wafer 11. In this embodiment, the wafer 11 and the disk 1 are
The distance from 3 was set to 0.5 mm. Also, the disk 13
The rotation direction and the number of rotations of were the same as the rotation direction and the number of rotations of the wafer 11.

【0122】その結果、8インチφウエハにおいて、4
000r/min以上でも乱流は発生せず、膜厚むらも
抑えられ、膜厚均一性は変動幅=4.0nm(40Å)
が得られた。
As a result, in an 8-inch φ wafer, 4
Turbulence does not occur even at 000 r / min or more, unevenness in film thickness is suppressed, and film thickness uniformity fluctuates = 4.0 nm (40 Å)
was gotten.

【0123】(実施例2)本実施例に係るレジスト塗布
装置の構成は上記実施例と同様であるが、円板13の回
転数を次式の範囲でウエハ11の回転数より低くする。
(Embodiment 2) The resist coating apparatus according to this embodiment has the same structure as that of the above embodiment, but the rotation speed of the disk 13 is set lower than that of the wafer 11 within the range of the following equation.

【0124】[0124]

【数39】 │ω1−ω2│=(ν/r0 2)×2.15×105 例えば、8インチφウエハにおいて、6000r/mi
nで回転塗布する場合、円板13の回転数を、2610
r/minに設定した。このとき、レジストの膜厚むら
は発生せず、膜厚均一性変動幅(Range)=4.0
nmが得られた。
| Ω 1 −ω 2 | = (ν / r 0 2 ) × 2.15 × 10 5 For example, in an 8-inch φ wafer, 6000 r / mi
In the case of spin coating with n, the rotation speed of the disk 13 is 2610.
It was set to r / min. At this time, the film thickness unevenness of the resist does not occur, and the film thickness uniformity fluctuation range (Range) = 4.0.
nm was obtained.

【0125】なお、円板の回転数は、空気の動粘性係数
νを1.57×10-52/sとして算出した。
The rotation speed of the disk was calculated by setting the kinematic viscosity coefficient v of air to 1.57 × 10 -5 m 2 / s.

【0126】(実施例3)本実施例に係るレジスト塗布
装置は、上記実施例1の構成において、円板13を、ウ
エハ11を回転させるときのみにウエハ11上方に位置
するように移動可能としたものである。レジストの塗布
は、温度,湿度が制御された環境の下で行なわれる。よ
って、空気の滞留はできるだけ少なくすべきである。一
方、ウエハ11の上方に常時円板13を配置するとなる
と、空気の滞留を起こす可能性があるため、本実施例は
円板13を可動式とし、ウエハ回転時のみ配置し得る構
成とした。
(Third Embodiment) In the resist coating apparatus according to the present embodiment, in the structure of the first embodiment, the disk 13 can be moved so as to be positioned above the wafer 11 only when the wafer 11 is rotated. It was done. The application of the resist is performed in an environment where the temperature and humidity are controlled. Therefore, air retention should be as low as possible. On the other hand, if the disk 13 is always arranged above the wafer 11, air may accumulate, so in this embodiment, the disk 13 is movable and can be arranged only when the wafer is rotated.

【0127】図3は、本実施例に係るレジスト塗布装置
の説明図であり、図4は、本装置を用いたレジスト塗布
の手順を示す側面図である。図3中18は処理カップで
あり、ウエハ11の回転時に飛散する余分のレジストを
回収する容器である。また、同図に示すように、円板1
1が接続されたモータ12はアーム16を介して、駆動
手段17に連設され、駆動手段17によって、ウエハ1
1上方と待機位置とに円板13が移動可能となってい
る。
FIG. 3 is an explanatory view of a resist coating apparatus according to this embodiment, and FIG. 4 is a side view showing a resist coating procedure using this apparatus. In FIG. 3, reference numeral 18 denotes a processing cup, which is a container for collecting the excess resist scattered when the wafer 11 rotates. Further, as shown in FIG.
The motor 12 to which 1 is connected is connected to the driving means 17 via the arm 16, and the driving means 17 drives the wafer 1
The disc 13 is movable between the upper side and the standby position.

【0128】次に、本装置を用いたレジストの塗布工程
を図4に基づいて説明する。
Next, a resist coating process using this apparatus will be described with reference to FIG.

【0129】先ず、図4(A)に示すように、ウエハ1
1をウエハチャック10に保持し、レジスト吐出ノズル
15からレジスト14を吐出させる。このとき、円板1
3はレジスト塗布雰囲気に影響を及ぼさない程度にウエ
ハ11から離れた待機位置にある。
First, as shown in FIG. 4A, the wafer 1
1 is held on the wafer chuck 10, and the resist 14 is discharged from the resist discharge nozzle 15. At this time, the disk 1
Reference numeral 3 is a standby position that is far from the wafer 11 to the extent that it does not affect the resist coating atmosphere.

【0130】次いで、レジスト吐出が終了すると、図4
(B)に示すように、円板13を駆動手段17によりウ
エハ11上方に移動させ、ウエハ11の回転と同時にモ
ータ12を駆動させ円板13を回転させる。なお、この
とき、ウエハ11と円板13との距離は1mm以下に設
定した。
Next, when the resist discharge is completed, as shown in FIG.
As shown in (B), the disk 13 is moved above the wafer 11 by the driving means 17, and at the same time as the rotation of the wafer 11, the motor 12 is driven to rotate the disk 13. At this time, the distance between the wafer 11 and the disk 13 was set to 1 mm or less.

【0131】本実施例によって、8インチφウエハで4
000r/minの条件下でも乱流の発生は見られず、
面内均一性は変動幅=3.5nmであった。また本実施
例は特に膜厚の安定性に効果があり、レジスト膜全面の
変動幅=4.0nmの均一性が得られた。
According to this embodiment, the size of an 8-inch φ wafer is 4
No turbulence was observed under the condition of 000r / min,
The in-plane uniformity had a fluctuation range of 3.5 nm. In addition, the present example is particularly effective for the stability of the film thickness, and the uniformity of the fluctuation width of the entire resist film = 4.0 nm was obtained.

【0132】(実施例4)前述の理由から円板の形状は
空気の滞留を発生し難い形状が望ましい。さらに、乱流
はレイノズル数2.35×105以上の領域で発生す
る。そこで円板13Aをドーナツ状にした。
(Embodiment 4) For the above-mentioned reason, it is desirable that the shape of the disk is such that air does not easily accumulate. Further, the turbulent flow is generated in a region where the Reynolds number is 2.35 × 10 5 or more. Therefore, the disk 13A was formed into a donut shape.

【0133】本実施例の説明図を図5に、斜視図を図6
にそれぞれ示す。図中18は、円板13Aをモータ12
に接続する支持体を示している。
An explanatory view of this embodiment is shown in FIG. 5, and a perspective view is shown in FIG.
Are shown respectively. In the figure, 18 is the disk 13A for the motor 12
Shows a support connected to.

【0134】円板13Aは中心付近が空洞になってお
り、空気の滞留が生じにくくなっている。リング状(ド
ーナツ状)の円板13Aの位置、および幅は次の式で求
まる。
The disk 13A has a hollow near the center so that air is less likely to stay in it. The position and width of the ring-shaped (doughnut-shaped) disk 13A are obtained by the following equations.

【0135】円板13Aのウエハ中心からの距離rThe distance r from the wafer center of the disk 13A

【0136】[0136]

【数40】r=√(Reν/ω) リングの幅wR = √ (Reν / ω) Ring width w

【0137】[0137]

【数41】W=r0−√(Reν/ω) レイノズル数Re Re=2.35×105 動粘性係数ν ν=1.57×10-52/s 例えば8インチφウエハを6000r/minで回転し
塗布する場合、ドーナツ状円板は中心が75mmのとこ
ろから100mmまでをカバーする幅25mmのものに
する。6000r/minでも膜厚むらは発生しなかっ
た。
W = r 0 −√ (Reν / ω) Reynolds number Re Re = 2.35 × 10 5 Dynamic viscosity coefficient νν = 1.57 × 10 −5 m 2 / s For example, an 8-inch φ wafer is 6000r. When rotating and applying at a speed of / min, the donut-shaped disc has a width of 25 mm that covers from 75 mm at the center to 100 mm. Even at 6000 r / min, uneven film thickness did not occur.

【0138】このときの膜厚均一性は膜厚の変動幅=
3.5nmであった。本実施例は特に膜厚安定性に効果
があり、膜厚総変動幅=4.0nmの均一性が得られ
た。
At this time, the film thickness uniformity is the fluctuation range of the film thickness =
It was 3.5 nm. The present example is particularly effective for the stability of the film thickness, and the uniformity of the total film thickness variation width = 4.0 nm was obtained.

【0139】(実施例5)前述の理由から、円板13A
の幅は出来るだけ狭いほうがよい。よって最小幅になる
よう、ドーナツ状円板の幅を制御する。
(Embodiment 5) For the above-mentioned reason, the disk 13A is used.
The width of should be as narrow as possible. Therefore, the width of the donut-shaped disc is controlled so as to have the minimum width.

【0140】例えば、ドーナツ状円板をカメラの絞り状
にし、ウエハ回転数を検出し、このデータから円板の幅
を次式に基づいて制御する。
For example, a donut-shaped disc is formed into a diaphragm of a camera, the number of rotations of the wafer is detected, and the width of the disc is controlled from this data based on the following equation.

【0141】[0141]

【数42】W=r0−√(Reν/ω1) (実施例6)上述した計算結果から、本発明者は、リン
グ状の円板13Aはウエハ上空1mm以内にしなければ
ならないことを見出した。
(42) W = r 0 −√ (Reν / ω 1 ) (Embodiment 6) From the above calculation results, the present inventor found that the ring-shaped disk 13A must be within 1 mm above the wafer. It was

【0142】またレイノズル数2.35×105以上に
なる位置に設ける必要があることを見出した。よって、
リング状の円板13Aのウエハ中心からの距離およびそ
の幅は次の式で求めることができる。
It was also found that it is necessary to provide it at a position where the number of Reynolds is 2.35 × 10 5 or more. Therefore,
The distance from the wafer center of the ring-shaped disc 13A and its width can be obtained by the following formula.

【0143】リングの中心からの距離rDistance r from the center of the ring

【0144】[0144]

【数43】r=√(Reν/ω) リングの幅wR = √ (Reν / ω) Ring width w

【0145】[0145]

【数44】W=r0−√(Reν/ω) レイノズル数Re Re=2.35×105 動粘性係数ν ν=1.57×10-52/s 本実施例の断面図を図7に示す。図7に示すように、ウ
エハ11上方にリング状の円板13Aを設けた。図8は
斜視図である。本実施例は8インチφウエハ対応機であ
る。具体的な寸法は、回転数を5000r/minで塗
布する場合、ウエハ11中心から83mm〜100m
m、高さ0.5mmの位置に幅17mmのリング状の円
板13Aを設けた。
W = r 0 −√ (Reν / ω) Reynolds number Re Re = 2.35 × 10 5 Dynamic viscosity coefficient νν = 1.57 × 10 −5 m 2 / s It shows in FIG. As shown in FIG. 7, a ring-shaped disc 13A was provided above the wafer 11. FIG. 8 is a perspective view. This embodiment is a machine compatible with 8-inch wafers. Specific dimensions are 83 mm to 100 m from the center of the wafer 11 when coating at a rotation speed of 5000 r / min.
A ring-shaped disc 13A having a width of 17 mm was provided at a position of m and a height of 0.5 mm.

【0146】その結果、8インチφウエハ11の回転数
を5000r/minまで上げてもレジストの膜厚むら
は発生せず、変動幅で4nm(40Å)の膜厚均一性が
得られた。
As a result, even if the rotation speed of the 8-inch φ wafer 11 was increased to 5000 r / min, the film thickness unevenness of the resist did not occur, and the film thickness uniformity of 4 nm (40 Å) was obtained.

【0147】(実施例7)本実施例は、12インチφウ
エハ対応機の場合、具体的に次のように設定した。
(Embodiment 7) In the present embodiment, in the case of a 12-inch φ wafer compatible machine, the setting was specifically made as follows.

【0148】ウエハ中心から83mm〜150mm、高
さ0.5mmの位置に幅67mmのリング状の円板13
Aを設けた。
A ring-shaped disc 13 having a width of 67 mm at a position of 83 mm to 150 mm from the center of the wafer and a height of 0.5 mm.
A is provided.

【0149】回転数を5000r/minまで上げて
も、乱流による膜厚むらは発生しなかった。円板13A
が無い場合、1600r/minまでしか回転数をあげ
ることができなかったため、膜厚均一性は変動幅=8n
m(80Å)であったが、本実施例では、変動幅=4n
m(40Å)の均一性が得られた。
Even when the rotation speed was increased to 5000 r / min, the film thickness unevenness due to the turbulent flow did not occur. Disk 13A
In the absence of this, the number of revolutions could be increased only up to 1600 r / min, so that the film thickness uniformity had a fluctuation range of 8 n.
Although it was m (80Å), in the present embodiment, the fluctuation range = 4n
A uniformity of m (40 Å) was obtained.

【0150】(実施例8)本実施例は、8インチφウエ
ハにおいて、さらに高速回転に対応するため次のような
構造にした。
(Embodiment 8) In this embodiment, an 8-inch φ wafer has the following structure in order to cope with higher speed rotation.

【0151】ウエハ11中心から65mm〜100m
m、高さ0.5mmの位置に幅35mmのリング状の円
板13Aを設けた。
65 mm to 100 m from the center of the wafer 11
A ring-shaped disc 13A having a width of 35 mm was provided at a position of m and a height of 0.5 mm.

【0152】その結果、8000r/minまで回転数
を上げても乱流による膜厚むらの発生は見られず、膜厚
均一性は、変動幅=3.5nm(35Å)が得られた。
As a result, even when the rotation speed was increased to 8000 r / min, no film thickness unevenness due to turbulent flow was observed, and the film thickness uniformity had a fluctuation range of 3.5 nm (35 Å).

【0153】(実施例9)レジスト塗布は、温湿度が制
御された雰囲気で塗布される。従ってウエハ上で空気が
滞留するような領域は少ないほうが良い。一方、本実施
例のリング状円板13Aは、空気の滞留を生じる恐れが
ある。よって、円板13Aを可動式にしたウエハが回転
中のみウエハ上方に配置した。具体的には、図9に示す
ような構造にした。
(Embodiment 9) The resist is applied in an atmosphere in which the temperature and humidity are controlled. Therefore, it is better that there are few areas where air stays on the wafer. On the other hand, the ring-shaped disc 13A of this embodiment may cause air retention. Therefore, the wafer having the movable disk 13A is arranged above the wafer only during rotation. Specifically, the structure is as shown in FIG.

【0154】同図に示すように、リング状の円板13A
は、アーム16によって保持され、駆動手段17によっ
て移動する。
As shown in the figure, a ring-shaped disc 13A
Are held by the arm 16 and moved by the driving means 17.

【0155】その動作を図10にて説明する。The operation will be described with reference to FIG.

【0156】まずレジスト吐出ノズル15からレジスト
14が吐出される(図10(A))。このとき円板13
Aはウエハ11上方の空気を滞留させない程度に離れた
位置にある。次に円板13Aが駆動手段17によってウ
エハ11上方に移動させる(図10(B))。その後、
ウエハ11が回転する前に、又は回転開始と共にウエハ
11上方、高さ0.5mmまで近づいてウエハ11の回
転による空気の乱流を抑える。
First, the resist 14 is discharged from the resist discharge nozzle 15 (FIG. 10A). At this time, the disk 13
A is at a position separated from the upper side of the wafer 11 to the extent that air is not retained. Next, the disk 13A is moved above the wafer 11 by the driving means 17 (FIG. 10 (B)). afterwards,
Before the wafer 11 is rotated or when the rotation is started, the turbulent flow of air due to the rotation of the wafer 11 is suppressed by approaching the upper side of the wafer 11 to a height of 0.5 mm.

【0157】本実施例によって空気の滞留が少なくなっ
たっため、特にウエハ間、ロット間の安定性が向上し、
面内膜厚変動幅=4.0nm(40Å)の膜厚均一性が
得られた。
Since air retention is reduced by this embodiment, the stability between wafers and lots is particularly improved.
The film thickness uniformity of in-plane film thickness fluctuation range = 4.0 nm (40 Å) was obtained.

【0158】(実施例10)前述の理由から、リング状
円板13Aの幅はできるだけ狭いほうがよい。一方、リ
ング状の円板13Aのウエハ中心からの距離は回転数に
よって決まる。
(Embodiment 10) For the reasons described above, the width of the ring-shaped disk 13A should be as narrow as possible. On the other hand, the distance from the wafer center of the ring-shaped disk 13A is determined by the rotation speed.

【0159】[0159]

【数45】r=√(Reν/ω) r:ウエハ中心からの距離 即ち、本実施例は、回転数を基にリング状円板13Aの
幅を最小幅になるよう制御可能としたものである。本実
施例の説明図を図11に示す。円板13Aはカメラの絞
りのごとく幅が可変になっている。その幅はリング幅制
御装置20によって制御される。このリング幅制御装置
20は、モータ19の回転数(角速度ω)を検出し、上
式に基づいてリングの最小幅を検出する。この値を基に
リング径駆動手段21が円板13Aの幅を制御する。
R = √ (Reν / ω) r: Distance from the center of the wafer That is, in this embodiment, the width of the ring-shaped disk 13A can be controlled to be the minimum width based on the rotation speed. is there. An explanatory diagram of this embodiment is shown in FIG. The disc 13A has a variable width like a diaphragm of a camera. The width is controlled by the ring width controller 20. The ring width control device 20 detects the rotation speed (angular velocity ω) of the motor 19 and detects the minimum width of the ring based on the above equation. The ring diameter drive means 21 controls the width of the disc 13A based on this value.

【0160】本実施例によって、膜厚均一性は、面内変
動幅=4.0nm(40Å)が得られた。
According to this example, in-plane variation of the in-plane variation width = 4.0 nm (40 Å) was obtained.

【0161】(実施例11)本実施例は、図12に示す
ように、円板13Aが乱流を惹起しないように、円板1
3Aの断面形状を流線型にした。
(Embodiment 11) In this embodiment, as shown in FIG. 12, the disc 1A is arranged so that the disc 13A does not cause turbulence.
The cross-sectional shape of 3A was streamlined.

【0162】本実施例によれば、乱流発生が更に抑えら
れ、膜厚均一性は変動幅=3.5nmが得られた。
According to this example, the occurrence of turbulence was further suppressed, and the film thickness uniformity had a fluctuation range of 3.5 nm.

【0163】以上、本発明の各実施例について説明した
が、本発明はこれらに限定されるものではなく、構成の
要旨に付随する各種の設計変更が可能である。
Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, and various design changes associated with the gist of the configuration can be made.

【0164】(実施例12)本実施例に用いる塗布装置
の構成を図14に示す。図18は、Ne雰囲気で回転塗
布を行なう塗布装置で、処理するウエハサイズは8イン
チである。カップ20は、Neを満たすことができるよ
うに蓋21で密閉されている。この中に送られるNeガ
スは、ガス温調器22によってその温度を制御されてい
る。さらにカップ20全体はフード23で覆われ、雰囲
気温調器24によって全体が温度制御されている。な
お、図中25は吐出ノズル、26はウエハチャック、2
7はウエハ、28はヘパフィルタ、29は熱交換器、3
0はNeガスボンベを示している。
(Embodiment 12) FIG. 14 shows the structure of a coating apparatus used in this embodiment. FIG. 18 shows a coating apparatus that performs spin coating in a Ne atmosphere, and the wafer size to be processed is 8 inches. The cup 20 is sealed with a lid 21 so that it can be filled with Ne. The temperature of the Ne gas sent therein is controlled by the gas temperature controller 22. Further, the entire cup 20 is covered with a hood 23, and the temperature is entirely controlled by an atmosphere temperature controller 24. In the figure, 25 is a discharge nozzle, 26 is a wafer chuck, 2
7 is a wafer, 28 is a hepa filter, 29 is a heat exchanger, 3
0 indicates a Ne gas cylinder.

【0165】次に動作を説明する。Next, the operation will be described.

【0166】1)レジスト塗布雰囲気温度,湿度は、雰
囲気温調器24によって23℃、40%に制御されてい
る。
1) The resist coating atmosphere temperature and humidity are controlled at 23 ° C. and 40% by the atmosphere temperature controller 24.

【0167】2)ウエハ27がウエハチャック26上に
搬送され、保持される。
2) The wafer 27 is carried and held on the wafer chuck 26.

【0168】3)蓋21がカップ20に密着し、レジス
ト塗布雰囲気は密閉される。
3) The lid 21 is in close contact with the cup 20, and the resist coating atmosphere is closed.

【0169】4)Neガスボンベ30からNeガスがカ
ップ20内に送られ、塗布雰囲気はNeで満たされる。
このとき、Neガスは温調器22によって23℃に温度
制御されている。
4) Ne gas is sent from the Ne gas cylinder 30 into the cup 20, and the coating atmosphere is filled with Ne.
At this time, the temperature of the Ne gas is controlled to 23 ° C. by the temperature controller 22.

【0170】5)レジストがノズル25から吐出され
る。
5) The resist is discharged from the nozzle 25.

【0171】6)ウエハが回転し、レジスト膜が形成さ
れる。このとき、Ne雰囲気であるため、レイノズル数
は2.35×105以下に抑えられる。
6) The wafer is rotated and a resist film is formed. At this time, because of the Ne atmosphere, the number of Reynolds can be suppressed to 2.35 × 10 5 or less.

【0172】7)回転停止後、蓋21が外れ、ウエハ2
7が搬出される。
7) After the rotation is stopped, the lid 21 is removed and the wafer 2
7 is carried out.

【0173】8インチφウエハにレジスト、TSMR−
8900(東京応化製)を塗布した結果、8000r/
minまで乱流による膜厚むらはみられなかった。そし
て、このときの膜厚均一性はRange=4.0nmが
得られた。
Resist on 8-inch φ wafer, TSMR-
As a result of applying 8900 (manufactured by Tokyo Ohka), 8000r /
No film thickness unevenness due to turbulent flow was observed up to min. The film thickness uniformity at this time was Range = 4.0 nm.

【0174】(実施例13)図18のNeガスをHeガ
スに変更し、レジスト塗布を行なった。Heの場合は2
5000r/minまで膜厚むらは発生せず、膜厚均一
性はRange=3.5nmが得られた。
(Example 13) The Ne gas in FIG. 18 was changed to the He gas, and resist coating was performed. 2 for He
The film thickness unevenness did not occur up to 5000 r / min, and the film thickness uniformity was Range = 3.5 nm.

【0175】(実施例14)本実施例は、NeとHeの
混合ガスを用いても同等の効果が得られる例である。混
合比をNe:He=1:2としてレジストを塗布したと
ころ、15000r/minまで乱流による膜厚むらは
見られず、膜厚均一性はRange=3.8nmが得ら
れた。
(Embodiment 14) This embodiment is an example in which the same effect can be obtained even if a mixed gas of Ne and He is used. When a resist was applied with a mixing ratio of Ne: He = 1: 2, no film thickness unevenness due to turbulent flow was observed up to 15000 r / min, and a film thickness uniformity of Range = 3.8 nm was obtained.

【0176】また、Hガス、及びその混合気体を用いて
もNeガスと同等の効果が得られるが、爆発の恐れがあ
り、安全性に問題がある。
Although the same effect as that of Ne gas can be obtained by using H gas or a mixed gas thereof, there is a risk of explosion and there is a problem in safety.

【0177】(実施例15)Neガス、Heガス等は高
価であり、例えばNeガスは約10000円/10lで
ある。よってその使用量はできるだけ抑える必要があ
る。
(Example 15) Ne gas, He gas, etc. are expensive, for example, Ne gas costs about 10,000 yen / 10l. Therefore, it is necessary to reduce the amount used.

【0178】一方、このガスを満たす領域は上記作用で
説明したようにウエハ上2mm程度までで良いことが予
想できた。そこで図18における蓋21をウエハ上2m
mまで近づけた。その構成図を図23に示す。
On the other hand, it can be expected that the area filled with this gas may be up to about 2 mm on the wafer as described in the above operation. Therefore, the lid 21 in FIG.
I approached to m. The block diagram is shown in FIG.

【0179】図23は、Ne雰囲気で回転塗布を行なう
塗布装置で、処理するウエハサイズは8インチである。
カップ20は、Neを満たすことができるように蓋21
で密閉されている。この中に送られるNeガスは、温調
器22によってその温度を制御されている。さらにカッ
プ20全体はフード23で覆われ、雰囲気温調器24に
よって全体が温度制御されている。
FIG. 23 shows a coating apparatus for performing spin coating in a Ne atmosphere, and the wafer size to be processed is 8 inches.
The cup 20 has a lid 21 so that it can be filled with Ne.
It is sealed with. The temperature of the Ne gas sent therein is controlled by the temperature controller 22. Further, the entire cup 20 is covered with a hood 23, and the temperature is entirely controlled by an atmosphere temperature controller 24.

【0180】次に、動作を説明する。Next, the operation will be described.

【0181】1)レジスト塗布雰囲気温度,湿度は、雰
囲気温調器24によって23℃、40%に制御されてい
る。
1) The resist coating atmosphere temperature and humidity are controlled at 23 ° C. and 40% by the atmosphere temperature controller 24.

【0182】2)ウエハ27がウエハチャック26上に
搬送され、保持される。
2) The wafer 27 is carried and held on the wafer chuck 26.

【0183】3)蓋21がウエハに2mmまで近づき、
カップ20に密着してレジスト塗布雰囲気は密閉され
る。
3) The lid 21 comes close to the wafer up to 2 mm,
The resist coating atmosphere is sealed by closely contacting with the cup 20.

【0184】4)Neガスボンベ30からNeガスがカ
ップ20内に送られ、塗布雰囲気はNeで満たされる。
このとき、Neガスは温調器22によって23℃に温度
制御されている。
4) Ne gas is sent from the Ne gas cylinder 30 into the cup 20, and the coating atmosphere is filled with Ne.
At this time, the temperature of the Ne gas is controlled to 23 ° C. by the temperature controller 22.

【0185】5)レジストがノズル25から吐出され
る。
5) The resist is discharged from the nozzle 25.

【0186】6)ウエハが回転し、レジスト膜が形成さ
れる。このとき、Ne雰囲気であるため、レイノズル数
は2.35×105以下に抑えられる。
6) The wafer is rotated and a resist film is formed. At this time, because of the Ne atmosphere, the number of Reynolds can be suppressed to 2.35 × 10 5 or less.

【0187】7)回転停止後、蓋21が外れ、ウエハ2
7が搬出される。
7) After the rotation is stopped, the lid 21 is removed and the wafer 2
7 is carried out.

【0188】8インチφウエハにレジスト、TSMR−
8900(東京応化製)を塗布した結果、8000r/
minまで乱流による膜厚むらはみられなかった。そし
て、このときの膜厚均一性はRange=4.0nmが
得られた。
Resist on 8 inch φ wafer, TSMR-
As a result of applying 8900 (manufactured by Tokyo Ohka), 8000r /
No film thickness unevenness due to turbulent flow was observed up to min. The film thickness uniformity at this time was Range = 4.0 nm.

【0189】またNeガスの使用量は、従来ウエハ1枚
当たり2lであったのが、本実施例では0.7lに改善
された。
Further, the amount of Ne gas used was conventionally 2 l per wafer, but was improved to 0.7 l in this embodiment.

【0190】(実施例16)本実施例に用いた塗布装置
を図24に示す。図24は、減圧下で回転塗布を行なう
塗布装置で、処理するウエハサイズは8インチである。
カップ20は、蓋21で密閉できるようになっている。
この蓋21はウエハ搬送時、レジスト吐出時には逃げる
ようになっている。カップ20には出力500Wのロー
タリーポンプ31が接続され、約3秒で10000Pa
(約0.1気圧)に達する。
(Example 16) FIG. 24 shows a coating apparatus used in this example. FIG. 24 shows a coating apparatus for performing spin coating under reduced pressure, and the wafer size to be processed is 8 inches.
The cup 20 can be closed with a lid 21.
The lid 21 is adapted to escape during wafer transfer and resist discharge. A rotary pump 31 with an output of 500 W is connected to the cup 20, and 10,000 Pa in about 3 seconds.
(About 0.1 atm) is reached.

【0191】カップ20全体はフード23で覆われ、雰
囲気温調器24によって全体が温度制御されている。レ
ジスト中に混入している空気はあらかじめ超音波を用い
て抜かれている。
The entire cup 20 is covered with a hood 23, and the temperature of the entire cup 20 is controlled by an atmosphere temperature controller 24. The air mixed in the resist is previously removed by using ultrasonic waves.

【0192】次に動作を説明する。Next, the operation will be described.

【0193】1)レジスト塗布雰囲気温度,湿度は、雰
囲気温調器24によって23℃、40%に制御されてい
る。
1) The resist coating atmosphere temperature and humidity are controlled at 23 ° C. and 40% by the atmosphere temperature controller 24.

【0194】2)ウエハ27がウエハチャック26上に
搬送され、保持される。
2) The wafer 27 is carried and held on the wafer chuck 26.

【0195】3)レジストがノズル25から吐出され
る。
3) The resist is discharged from the nozzle 25.

【0196】4)蓋21がカップ20に密着し、レジス
ト塗布雰囲気は密閉される。
4) The lid 21 is in close contact with the cup 20, and the resist coating atmosphere is closed.

【0197】5)ロータリーポンプ3によってカップ2
0内、塗布雰囲気は10000Pa(0.1気圧)に減
圧される。
5) Cup 2 by rotary pump 3
In 0, the coating atmosphere is reduced to 10,000 Pa (0.1 atm).

【0198】6)ウエハが回転し、レジスト膜が形成さ
れる。このとき、減圧下であるため、レイノズル数は
2.35×105以下に抑えられる。
6) The wafer is rotated and a resist film is formed. At this time, since the pressure is reduced, the Reynolds number can be suppressed to 2.35 × 10 5 or less.

【0199】7)回転停止後、蓋21が外れ、ウエハ2
7が搬出される。
7) After the rotation is stopped, the lid 21 is removed and the wafer 2
7 is carried out.

【0200】8インチφウエハにレジスト、TSMR−
8900(東京応化製)を塗布した結果、ウエハの回転
数が12000r/minまで乱流による膜厚むらはみ
られなかった。そして、このときの膜厚均一性はRan
ge=4.0nmが得られた。
Resist on 8 inch φ wafer, TSMR-
As a result of applying 8900 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.), no film thickness unevenness due to turbulent flow was observed up to a wafer rotation speed of 12000 r / min. The film thickness uniformity at this time is Ran.
A ge of 4.0 nm was obtained.

【0201】(実施例17)図24において、カップ2
0内の圧力を5000Pa(0.5気圧)に設定した。
これによって減圧に要する時間を3秒かた1秒に短縮で
きた。このとき、8インチφウエハにレジストTSMR
−8900を塗布したところ、回転数6500r/mi
nまで乱流による膜厚むらは発生せずRange=4.
5nmの膜厚均一性が得られた。
Example 17 In FIG. 24, cup 2
The pressure inside 0 was set to 5000 Pa (0.5 atm).
As a result, the time required for depressurization could be shortened from 3 seconds to 1 second. At this time, resist TSMR on the 8-inch φ wafer
When -8900 was applied, the rotation speed was 6500 r / mi
No film thickness unevenness due to turbulence occurs up to n. Range = 4.
A film thickness uniformity of 5 nm was obtained.

【0202】(実施例18)減圧するチャンバ、カップ
20の大きさは小さい方が減圧に要する時間が短縮で
き、スループットの面でも経済的にも有利である。そこ
で上記した作用の計算結果に基づいてカップの蓋を2m
mまで近付けた。その構成図を図25に示す。
(Embodiment 18) When the chamber for depressurization and the cup 20 are smaller in size, the time required for depressurization can be shortened, which is advantageous in terms of throughput and economy. Therefore, based on the calculation result of the above-mentioned action, open the cup lid by 2 m.
It approached to m. The block diagram is shown in FIG.

【0203】動作は(実施例16)と同じであり、ただ
蓋21がウエハ27に2mmまで接近する。これによっ
て減圧(10000Pa)に達する時間が、0.5秒に
短縮できた。このとき乱流による膜厚むらは12000
r/minまで見られず、膜厚均一性は同上の条件下で
Range=4.0nmが得られた。
The operation is the same as in the sixteenth embodiment, only the lid 21 approaches the wafer 27 up to 2 mm. As a result, the time required to reach reduced pressure (10000 Pa) could be shortened to 0.5 seconds. At this time, film thickness unevenness due to turbulence is 12000.
It was not observed up to r / min, and the film thickness uniformity was Range = 4.0 nm under the same conditions as above.

【0204】(実施例19)図25において塗布雰囲気
の圧力を50000Pa(0.5気圧)に設定した。蓋
21が2mmまで近づいた効果とあいまって減圧に要す
る時間が0.1秒に短縮された。
Example 19 In FIG. 25, the pressure of the coating atmosphere was set to 50000 Pa (0.5 atm). The time required for decompression was shortened to 0.1 seconds in combination with the effect that the lid 21 came close to 2 mm.

【0205】このとき、乱流による膜厚むらは6500
r/minまで発生せず、膜厚均一性はRange=
4.5nmが得られた。
At this time, the film thickness unevenness due to the turbulent flow is 6500.
It does not occur up to r / min, and the film thickness uniformity is Range =
4.5 nm was obtained.

【0206】(実施例20)本実施例に用いた塗布装置
の構成を図31に示す。
(Embodiment 20) FIG. 31 shows the structure of the coating apparatus used in this embodiment.

【0207】図31は、高温下で回転塗布を行なう塗布
装置で、処理するウエハサイズは8インチである。カッ
プ20は、蓋21で密閉できるようになっている。この
蓋21はウエハ搬送時、レジスト吐出時には逃げるよう
になっている。カップ20には1kWの加熱器32が接
続され、約3秒で300℃に達する。
FIG. 31 shows a coating apparatus for performing spin coating at a high temperature, and the wafer size to be processed is 8 inches. The cup 20 can be closed with a lid 21. The lid 21 is adapted to escape during wafer transfer and resist discharge. A 1 kW heater 32 is connected to the cup 20 and reaches 300 ° C. in about 3 seconds.

【0208】カップ20全体はフード23で覆われ、雰
囲気温調器24によって全体が温度制御されている。レ
ジスト中に混入している空気はあらかじめ超音波を用い
て抜かれている。
The entire cup 20 is covered with a hood 23, and the temperature is entirely controlled by an atmosphere temperature controller 24. The air mixed in the resist is previously removed by using ultrasonic waves.

【0209】次に動作を説明する。Next, the operation will be described.

【0210】1)レジスト塗布雰囲気温度,湿度は、雰
囲気温調器24によって23℃、40%に制御されてい
る。
1) The resist coating atmosphere temperature and humidity are controlled at 23 ° C. and 40% by the atmosphere temperature controller 24.

【0211】2)ウエハ27がウエハチャック26上に
搬送され、保持される。
2) The wafer 27 is carried and held on the wafer chuck 26.

【0212】3)レジストがノズル25から吐出され
る。
3) The resist is discharged from the nozzle 25.

【0213】4)蓋21がカップ20に密着し、レジス
ト塗布雰囲気は密閉される。
4) The lid 21 is in close contact with the cup 20 and the resist coating atmosphere is closed.

【0214】5)加熱器32によってカップ20内、3
00℃の空気が送り込まれる。
5) Inside the cup 20 by the heater 32, 3
Air at 00 ° C is fed.

【0215】6)ウエハ27が回転し、レジスト膜が形
成される。このとき、高温下であるため、レイノズル数
は2.35×105以下に抑えられる。
6) The wafer 27 is rotated and a resist film is formed. At this time, since the temperature is high, the Reynolds number can be suppressed to 2.35 × 10 5 or less.

【0216】7)回転停止後、蓋21が外れ、ウエハ2
7が搬出される。
7) After the rotation is stopped, the lid 21 is removed and the wafer 2
7 is carried out.

【0217】8インチφウエハにレジスト、TSMR−
8900(東京応化製)を塗布した結果、ウエハの回転
数が10000r/minまで乱流による膜厚むらはみ
られなかった。そして、このときの膜厚均一性はRan
ge=4.0nmが得られた。
Resist on 8 inch φ wafer, TSMR-
As a result of applying 8900 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.), no film thickness unevenness due to turbulence was observed up to a wafer rotation speed of 10,000 r / min. The film thickness uniformity at this time is Ran.
A ge of 4.0 nm was obtained.

【0218】(実施例21)図31において、カップ2
0内の温度を60℃に設定した。これによって目的の温
度に達する時間を3秒から1秒に短縮できた。このと
き、8インチφウエハにレジストTSMR−8900を
塗布したところ、回転数4000r/minまで乱流に
よる膜厚むらは発生せずRange=4.5nmの膜厚
均一性が得られた。
(Embodiment 21) In FIG. 31, the cup 2
The temperature within 0 was set to 60 ° C. As a result, the time required to reach the target temperature was shortened from 3 seconds to 1 second. At this time, when a resist TSMR-8900 was applied to an 8-inch φ wafer, film thickness unevenness due to turbulent flow did not occur up to a rotation speed of 4000 r / min, and a film thickness uniformity of Range = 4.5 nm was obtained.

【0219】(実施例22)高温にするチャンバ、カッ
プ20の大きさは小さい方が目的の温度に達する時間が
短縮でき、スループットの面でも経済的にも有利であ
る。そこで上記した作用の計算結果に基づいてカップの
蓋を2mmまで近付けた。その構成図を図32に示す。
(Embodiment 22) The smaller the size of the chamber and the cup 20 for raising the temperature, the shorter the time required to reach the target temperature, which is advantageous in terms of throughput and economy. Therefore, the lid of the cup was brought close to 2 mm based on the calculation result of the above-mentioned action. The block diagram is shown in FIG.

【0220】動作は(実施例20)と同じであり、ただ
蓋21がウエハ27に2mmまで接近する。これによっ
て300℃に達する時間が、0.5秒に短縮できた。こ
のとき乱流による膜厚むらは10000r/minまで
見られず、膜厚均一性は同上の条件下でRange=
4.0nmが得られた。
The operation is the same as in (Embodiment 20), except that the lid 21 approaches the wafer 27 up to 2 mm. As a result, the time to reach 300 ° C. could be shortened to 0.5 seconds. At this time, the film thickness unevenness due to turbulent flow was not observed up to 10000 r / min, and the film thickness uniformity was Range =
4.0 nm was obtained.

【0221】(実施例23)図32において塗布雰囲気
の温度を60℃に設定した。蓋21が2mmまで近づい
た効果とあいまって目的の温度に要する時間が0.1秒
に短縮させた。
(Example 23) In FIG. 32, the temperature of the coating atmosphere was set to 60 ° C. Combined with the effect of the lid 21 approaching 2 mm, the time required for the target temperature was shortened to 0.1 seconds.

【0222】このとき、乱流による膜厚むらは4000
r/minまで発生せず、膜厚均一性はRange=
4.5nmが得られた。
At this time, the film thickness unevenness due to the turbulent flow is 4000
It does not occur up to r / min, and the film thickness uniformity is Range =
4.5 nm was obtained.

【0223】以上、各実施例について説明したが、各発
明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随
する各種の設計変更や条件の変更が可能である。
Although each embodiment has been described above, each invention is not limited to this, and various design changes and condition changes accompanying the gist of the configuration can be made.

【0224】[0224]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、レジスト回転塗布法において高速回転による
乱流の発生を抑えることができ、このため乱流によって
生じるレジスト膜厚の均一性の悪化を抑える効果があ
る。特に、膜厚均一性±25Å以下が達成でき効果があ
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to suppress the generation of turbulent flow due to high speed rotation in the resist spin coating method, and therefore the uniformity of the resist film thickness caused by the turbulent flow can be suppressed. The effect of suppressing the deterioration of In particular, it is effective to achieve a film thickness uniformity of ± 25 Å or less.

【0225】また、本発明によればレイノズル数2.3
5×105以上でのレジスト塗布が可能になり、高速回
転が可能となる効果がある。例えば、8インチφウエハ
であれば4000r/min以上、12インチφウエハ
であれば1600r/min以上の高速可能が可能とな
る。
According to the present invention, the Reynolds number 2.3
Resist coating can be performed at 5 × 10 5 or more, which has the effect of enabling high-speed rotation. For example, it is possible to achieve a high speed of 4000 r / min or more for an 8-inch φ wafer and 1600 r / min or more for a 12-inch φ wafer.

【0226】さらに、回転数の範囲が広がるため、1種
類のレジストで達成できる膜厚の範囲を拡大できる効果
がある。
Further, since the range of the number of rotations is widened, there is an effect that the range of the film thickness that can be achieved by one type of resist can be expanded.

【0227】また、請求項5〜請求項7記載の発明によ
れば、特にレイノルズ数が2.35×105以下で抑え
られる効果がある。
Further, according to the inventions of claims 5 to 7, there is an effect that the Reynolds number is suppressed to 2.35 × 10 5 or less.

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

【図1】本発明の実施例1の概略側面図。FIG. 1 is a schematic side view of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例3の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例3の工程説明図。FIG. 4 is a process explanatory diagram of Embodiment 3 of the present invention.

【図5】本発明の実施例4の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例4の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例6の断面図。FIG. 7 is a sectional view of Embodiment 6 of the present invention.

【図8】本発明の実施例6の斜視図。FIG. 8 is a perspective view of a sixth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例9の断面図。FIG. 9 is a sectional view of Embodiment 9 of the present invention.

【図10】本発明の実施例9の工程説明図。FIG. 10 is a process explanatory diagram of Example 9 of the present invention.

【図11】本発明の実施例10の説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of Example 10 of the present invention.

【図12】本発明の実施例11の断面図。FIG. 12 is a sectional view of Embodiment 11 of the present invention.

【図13】レイノズル数と回転速度との関係を示すグラ
フ。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the number of Reynolds and the rotation speed.

【図14】回転円板(ウエハ)の近傍の速度分布を示す
グラフ。
FIG. 14 is a graph showing a velocity distribution near a rotating disk (wafer).

【図15】8インチφウエハからの高さと空気の流速と
の関係を示すグラフ。
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the height from an 8-inch φ wafer and the flow velocity of air.

【図16】半径方向の風速と回転円板(ウエハ)からの
高さとの関係を示すグラフ。
FIG. 16 is a graph showing the relationship between the wind speed in the radial direction and the height from the rotating disk (wafer).

【図17】レイノズル数とウエハ中心からの距離との関
係を示すグラフ。
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the number of Rey nozzles and the distance from the wafer center.

【図18】本発明の実施例12の説明図。FIG. 18 is an explanatory diagram of Example 12 of the present invention.

【図19】レイノルズ数と回転速度との関係を示すグラ
フ。
FIG. 19 is a graph showing the relationship between Reynolds number and rotation speed.

【図20】レイノルズ数と円盤中心からの距離との関係
を示すグラフ。
FIG. 20 is a graph showing the relationship between the Reynolds number and the distance from the disc center.

【図21】8インチφウエハからの高さと雰囲気気体の
円周方向の流速との関係を示すグラフ。
FIG. 21 is a graph showing the relationship between the height from an 8-inch φ wafer and the flow velocity of atmospheric gas in the circumferential direction.

【図22】8インチφウエハからの高さと雰囲気気体の
半径方向の流速との関係を示すグラフ。
FIG. 22 is a graph showing the relationship between the height from an 8-inch φ wafer and the flow velocity of atmospheric gas in the radial direction.

【図23】本発明の実施例15で用いた塗布装置の説明
図。
FIG. 23 is an explanatory diagram of a coating device used in Example 15 of the present invention.

【図24】本発明の実施例16で用いた塗布装置の説明
図。
FIG. 24 is an explanatory diagram of a coating apparatus used in Example 16 of the present invention.

【図25】本発明の実施例18で用いた塗布装置の説明
図。
FIG. 25 is an explanatory diagram of a coating apparatus used in Example 18 of the present invention.

【図26】8インチφウエハを4000rpmで回転さ
せたときのレイノルズ数と圧力との関係を示すグラフ。
FIG. 26 is a graph showing the relationship between Reynolds number and pressure when an 8-inch φ wafer is rotated at 4000 rpm.

【図27】圧力を変えた場合のウエハ半径(回転中心か
らの距離)とレイノルズ数との関係を示すグラフ。
FIG. 27 is a graph showing the relationship between the wafer radius (distance from the rotation center) and the Reynolds number when the pressure is changed.

【図28】圧力を変えた場合のレイノルズ数と回転速度
との関係を示すグラフ。
FIG. 28 is a graph showing the relationship between the Reynolds number and the rotation speed when the pressure is changed.

【図29】8インチφウエハにおける高さと円周方向の
風速(流速)との関係を示すグラフ。
FIG. 29 is a graph showing the relationship between the height and the wind speed (flow velocity) in the circumferential direction on an 8-inch φ wafer.

【図30】8インチφウエハにおける高さと半径方向の
風速(流速)との関係を示すグラフ。
FIG. 30 is a graph showing the relationship between the height and the wind speed (flow velocity) in the radial direction on an 8-inch φ wafer.

【図31】本説明の実施例20に用いた塗布装置の説明
図。
FIG. 31 is an explanatory diagram of a coating apparatus used in Example 20 of the present description.

【図32】本発明の実施例23に用いた塗布装置の説明
図。
FIG. 32 is an explanatory diagram of a coating apparatus used in Example 23 of the present invention.

【図33】8インチφウエハを4000rpmで回転さ
せた時のレイノルズ数と温度との関係を示すグラフ。
FIG. 33 is a graph showing the relationship between Reynolds number and temperature when an 8-inch φ wafer is rotated at 4000 rpm.

【図34】回転速度4000rpmのときの回転中心か
らの距離とレイノルズ数との関係を示すグラフ。
FIG. 34 is a graph showing the relationship between the distance from the center of rotation and Reynolds number at a rotation speed of 4000 rpm.

【図35】温度を変えた場合の回転数とレイノルズ数と
の関係を示すグラフ。
FIG. 35 is a graph showing the relationship between the rotation speed and Reynolds number when the temperature is changed.

【図36】8インチφウエハにおける円周方向の風流
(流速)と高さとの関係を示すグラフ。
FIG. 36 is a graph showing the relationship between circumferential air flow (flow velocity) and height in an 8-inch φ wafer.

【図37】8インチφウエハにおける半径方向の風速
(流速)と高さとの関係を示すグラフ。
FIG. 37 is a graph showing the relationship between the wind speed (flow velocity) in the radial direction and the height of an 8-inch φ wafer.

【図38】(A),(B),(C)は従来のレジスト塗
布装置による塗布工程の説明図。
38 (A), (B) and (C) are explanatory views of a coating process by a conventional resist coating apparatus.

【図39】従来例における乱流によるレジスト膜厚と位
置との関係を示す説明図。
FIG. 39 is an explanatory view showing the relationship between resist film thickness and position due to turbulent flow in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…チャック 11…ウエハ 12…モータ 13…円板 10 ... Chuck 11 ... Wafer 12 ... Motor 13 ... Disc

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年1月14日[Submission date] January 14, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項7[Name of item to be corrected] Claim 7

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【数6】 t(℃)≧√(1800+30000rω)−314.2 で表される温度tよりも高くしたことを特徴とするレジ
ストの回転塗布方法。
[6] t (° C.) ≧ √ resist method spin coating, characterized in that it has higher than the temperature t, expressed by (1800 + 30000r 2 ω) -314.2 .

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Name of item to be corrected] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0027】[0027]

【数12】 t(℃)≧√(1800+30000rω)−314.2 で表される温度tよりも高くしたことを特徴としてい
る。
[Expression 12] t (° C.) ≧ √ (1800 + 30000r 2 ω) −314.2 is higher than the temperature t represented by

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板を保持するためのチャックと、該チ
ャックを回転させるための回転手段とを備え、該基板を
該チャックが保持して水平面内で回転させることによ
り、該基板上に滴下したレジストを該基板の上面に塗布
するレジスト塗布装置において、 前記チャックが保持する前記基板の上方に近接し、且つ
該基板と平行をなす円盤状の板体を配置し、前記円盤状
の板体をその角速度(ω1)が、前記基板の角速度
(ω2),該基板の半径(r0),空気の動粘係数(ν)
に対して下記の式、 【数1】 │ω1−ω2│≦(ν/r0 2)×2.35×105 を満たして回転することを特徴とするレジスト塗布装
置。
1. A chuck for holding a substrate, and a rotating means for rotating the chuck are provided, and the substrate is dropped on the substrate by being held by the chuck and rotated in a horizontal plane. In a resist coating apparatus that coats a resist on the upper surface of the substrate, a disc-shaped plate body that is close to and above the substrate held by the chuck and that is parallel to the substrate is arranged, and the disc-shaped plate body is disposed. The angular velocity (ω 1 ) is the angular velocity (ω 2 ) of the substrate, the radius (r 0 ) of the substrate, and the dynamic viscosity coefficient (ν) of air.
On the other hand, a resist coating apparatus which is rotated by satisfying the following equation: | ω 1 −ω 2 | ≦ (ν / r 0 2 ) × 2.35 × 10 5 .
【請求項2】 基板を保持するためのチャックと、該チ
ャックを回転させるための回転手段とを少なくとも備
え、該基板を該チャックが保持して水平面内で回転させ
ることにより、該基板上に滴下したレジストを該基板の
上面に塗布するレジスト塗布装置において、 前記チャックが保持する前記基板の上方に近接し、且つ
該基板と平行に、リング状の板体を配置したことを特徴
とするレジスト塗布装置。
2. A chuck for holding a substrate and at least a rotating unit for rotating the chuck, wherein the substrate is held by the chuck and rotated in a horizontal plane to drop the substrate on the substrate. A resist coating apparatus for coating the above resist on the upper surface of the substrate, wherein a ring-shaped plate is arranged in parallel with and above the substrate held by the chuck. apparatus.
【請求項3】 前記リング状の板体のリングの幅(L)
が、レイノズル数(Re),前記基板の半径(r0),
空気の動粘性係数(ν),前記基板の角速度(ω)に対
して下記の式 【数2】L=r0−√(Reν/ω) の関係を有する請求項2記載に係るレジスト塗布装置。
3. The width (L) of the ring of the ring-shaped plate body
Is the Reynolds number (Re), the radius of the substrate (r 0 ),
3. The resist coating apparatus according to claim 2, wherein the kinematic viscosity (ν) of air and the angular velocity (ω) of the substrate have the following equation: L = r 0 −√ (Reν / ω) .
【請求項4】 前記リング状の板体をその角速度
(ω1)が、前記基板の角速度(ω2),前記基板の半径
(r0),空気の動粘係数に対して下記の式、 【数3】 │ω1−ω2│≦(ν/r0 2)×2.35×10 を満たして回転する請求項2記載に係るレジスト塗布装
置。
4. The following equation is given for the angular velocity (ω 1 ) of the ring-shaped plate body with respect to the angular velocity (ω 2 ) of the substrate, the radius (r 0 ) of the substrate, and the dynamic viscosity coefficient of air: The resist coating apparatus according to claim 2, wherein the resist coating apparatus rotates by satisfying | ω 1 −ω 2 | ≦ (ν / r 0 2 ) × 2.35 × 10 5 .
【請求項5】 基板を保持するためのチャックと、該チ
ャックを回転させるための回転手段とを少なくとも備
え、該基板を該チャックが保持して水平面内で回転させ
ることにより、該基板上に滴下したレジストを該基板の
上面に塗布するレジストの回転塗布方法において、 前記基板の半径をr、該基板の角速度をωとすると、下
記の式、 【数4】ν≧rω/2.35×10-5 で表される動粘性係数νより大きい動粘性係数を持つ気
体により該基板の塗布雰囲気を満たしたことを特徴とす
るレジストの回転塗布方法。
5. A chuck for holding a substrate and at least a rotating means for rotating the chuck are provided, and the substrate is dropped on the substrate by being held by the chuck and rotated in a horizontal plane. In the resist spin coating method of coating the above resist on the upper surface of the substrate, where the radius of the substrate is r and the angular velocity of the substrate is ω, the following equation is obtained: ν ≧ r 2 ω / 2.35 A spin coating method for a resist, characterized in that a coating atmosphere of the substrate is filled with a gas having a kinematic viscosity coefficient represented by × 10 −5 which is larger than a kinematic viscosity coefficient ν.
【請求項6】 基板を保持するためのチャックと、該チ
ャックを回転させるための回転手段とを少なくとも備
え、該基板を該チャックが保持して水平面内で回転させ
ることにより、該基板上に滴下したレジストを該基板の
上面に塗布するレジストの回転塗布方法において、 前記基板の半径をr、該基板の角速度をωとすると、該
基板の塗布雰囲気を下記の式、 【数5】 P(mmHg)≦2.50×103×(1+0.00367t)/r2ω で表される圧力Pより小さい圧力としたことを特徴とす
るレジストの回転塗布方法。
6. A chuck for holding a substrate and at least a rotating means for rotating the chuck, wherein the chuck is held by the chuck and rotated in a horizontal plane to drop the substrate on the substrate. In the method of spin-coating a resist for coating the above resist on the upper surface of the substrate, when the radius of the substrate is r and the angular velocity of the substrate is ω, the coating atmosphere of the substrate is expressed by the following formula: ) ≦ 2.50 × 10 3 × (1 + 0.00367 t) / r 2 ω A pressure smaller than the pressure P represented by the resist spin coating method.
【請求項7】 基板を保持するためのチャックと、該チ
ャックを回転させるための回転手段とを少なくとも備
え、該基板を該チャックが保持して水平面内で回転させ
ることにより、該基板上に滴下したレジストを該基板の
上面に塗布するレジストの回転塗布方法において、 前記基板の半径をr、該基板の角速度をωとすると、該
基板の塗布雰囲気を下記の式、 【数6】 t(℃)≧√(1800+30000r2ω)−314.2 で表される温度tよりも低くしたことを特徴とするレジ
ストの回転塗布方法。
7. A chuck for holding a substrate and at least a rotating means for rotating the chuck, wherein the chuck is held by the chuck and rotated in a horizontal plane to drop the substrate on the substrate. In the resist spin coating method of coating the above resist on the upper surface of the substrate, when the radius of the substrate is r and the angular velocity of the substrate is ω, the coating atmosphere of the substrate is expressed by the following formula: t (° C) ) ≧ √ (1800 + 30000r 2 ω) −314.2, which is lower than the temperature t represented by the spin coating method of a resist.
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