JPH0613302A - Resist coater and resist coating method - Google Patents

Resist coater and resist coating method

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JPH0613302A
JPH0613302A JP14168692A JP14168692A JPH0613302A JP H0613302 A JPH0613302 A JP H0613302A JP 14168692 A JP14168692 A JP 14168692A JP 14168692 A JP14168692 A JP 14168692A JP H0613302 A JPH0613302 A JP H0613302A
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JP
Japan
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resist
substrate
thickness
centrifugal force
step portion
Prior art date
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Application number
JP14168692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyasu Nagai
秀康 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Coating Apparatus (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To coat a resist in uniform thickness on the upper and lower parts of stepped sections by providing a means for applying centrifugal force horizontally from the center of board surface to its periphery on the board surface and a means for applying centrifugal force vertically to the board surface and optimizing the intensity of the two centrifugal forces and its applying time. CONSTITUTION:A first rotating means 19 generates centrifugal force directing horizontally from the center to periphery on a board 10 and flows the applied resist 12 from upper side to lower side on a stepped section 21. A second rotating means 20 applied centrifugal force vertically on the board 10 and flows the resist 12 from lower side to upper side on the section 21. First, the resist 12 is dripped on the center of the board by means of a nozzle 14 and only the means 19 is driven to spread the resist 12 wholely on the board 10. Next, both the means 19 and 20 are simultaneously driven for a specified time. Thus, even if there are any stepped sections on the surface for coating resist, the resist can be applied in uniform thickness on upper and lower sides of the stepped sections.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はフォトリソグラフィーに
おけるレジスト塗布装置及びレジストの塗布方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resist coating apparatus and a resist coating method in photolithography.

【0002】[0002]

【従来の技術】レジスト塗布はフォトリソグラフィーの
工程の一部であり、現在の半導体デバイスに代表される
ウエハーの製造工程において必須の技術である。代表的
なレジスト塗布装置にはレジストをウエハーに滴下し、
その後ウエハーを回転させて、その遠心力を利用してレ
ジストを基板上に均一に塗布するスピンコーターがあ
る。
2. Description of the Related Art Resist coating is a part of a photolithography process, and is an essential technique in a wafer manufacturing process typified by current semiconductor devices. In a typical resist coating device, the resist is dropped onto the wafer,
After that, there is a spin coater in which a wafer is rotated and the resist is uniformly applied onto a substrate by utilizing the centrifugal force.

【0003】図5はスピンコーターの要部を示す概略斜
視図である。図中43はローターを示しており、ロータ
ー43の上面には回転台41が固定されており、この回
転台41の中央部には円盤状の基板40が載置されるよ
うになっている。さらに、回転台41の上方にはレジス
ト42を滴下するためのノズル44が配設されている。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a main part of a spin coater. Reference numeral 43 in the drawing denotes a rotor, and a rotary table 41 is fixed to the upper surface of the rotor 43, and a disk-shaped substrate 40 is placed at the center of the rotary table 41. Further, a nozzle 44 for dropping the resist 42 is provided above the turntable 41.

【0004】次に、このスピンコーターを用いてレジス
トを塗布する方法について述べる。まず、回転台41上
に基板40を載置し、その後ノズル44からレジスト4
2を基板40の中央部に滴下し、回転台41を回転させ
ることにより基板40を回転させる。基板40が回転す
ると遠心力でレジスト42が基板40の中央部から周辺
部へと拡がり、その回転を一定時間保持することにより
基板面全体にレジスト42を均一に塗布することができ
る。
Next, a method of applying a resist using this spin coater will be described. First, the substrate 40 is placed on the turntable 41, and then the resist 4 is passed through the nozzle 44.
2 is dropped on the central portion of the substrate 40, and the turntable 41 is rotated to rotate the substrate 40. When the substrate 40 rotates, the resist 42 spreads from the central portion to the peripheral portion of the substrate 40 due to centrifugal force, and by keeping the rotation for a certain period of time, the resist 42 can be uniformly applied to the entire substrate surface.

【0005】半導体デバイス作製時のウエハーの製造工
程では、成膜とフォトリソグラフィーとエッチングが数
多く繰り返されており、その製造工程の途中では段差部
が形成され、その段差部にレジストを塗布する必要もで
てくる。図6は段差部31を有する基板30にスピンコ
ーターを使用して矢印M方向に遠心力をかけてレジスト
を塗布した場合を示す断面図である。基板30の上面に
は段差部31とレジスト層32bが形成されており、さ
らに段差部31の上面にはレジスト層32aが形成され
ている。
In a wafer manufacturing process for manufacturing a semiconductor device, film formation, photolithography and etching are repeated many times, and a step is formed during the manufacturing process, and it is necessary to apply a resist to the step. Come out. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a case where the substrate 30 having the step portion 31 is coated with a resist by applying a centrifugal force in the direction of arrow M using a spin coater. A step portion 31 and a resist layer 32b are formed on the upper surface of the substrate 30, and a resist layer 32a is further formed on the upper surface of the step portion 31.

【0006】なお、段差部31の上面に形成されている
レジスト層32aの厚さLa1と、基板30の上面に直接
形成されているレジスト層32bの厚さLb1とを比較す
るとLa1に比べLb1の方が厚くなっている。
The thickness L a1 of the resist layer 32a formed on the upper surface of the step portion 31 and the thickness L b1 of the resist layer 32b directly formed on the upper surface of the substrate 30 are compared to obtain L a1 . In comparison, L b1 is thicker.

【0007】一方、図7(a)〜(c)はフォトリソグ
ラフィー工程の一部である露光・現像工程を示す断面図
であり、図7(a)〜(c)はそれぞれ露光条件が異な
る場合を示している。図7(a)は最適露光量で行なっ
た場合、図7(b)は最適露光量より多い露光量で行な
った場合、図7(c)は最適露光量より少ない露光量で
行なった場合をそれぞれ示している。図中30は基板を
示しており、基板30の上面には現像前の段階ではレジ
スト層32b、32c(実線と破線を含む部分)が形成
されており、レジスト層32b、32cの上方にはマス
ク35が固定され、マスク35上のパターンが露光によ
りレジスト層32b、32cに転写される。その後現像
が施され、所望のパターンに対応するレジスト層32b
(実線部分)のみが選択的に残される。最適露光量で露
光が行なわれると図7(a)に示したように所望のパタ
ーンが形成され、最適露光量より多い露光量で露光が行
なわれると図7(b)に示したようにマスクにより保護
されているレジスト層32bの部分にまで回り込んで露
光され、所望のパターンより小さいパターンが残され
る。最適露光量より少ない露光量が行なわれると、基板
30に達するまで露光が完全に行なわれず、図7(c)
に示したように所望のパターンより大きなパターンが残
されることとなる。
On the other hand, FIGS. 7 (a) to 7 (c) are sectional views showing an exposure / development process which is a part of the photolithography process, and FIGS. 7 (a) to 7 (c) show different exposure conditions. Is shown. FIG. 7A shows a case where the exposure amount is optimum, FIG. 7B shows a case where the exposure amount is larger than the optimum exposure amount, and FIG. 7C shows a case where the exposure amount is smaller than the optimum exposure amount. Shown respectively. Reference numeral 30 in the drawing denotes a substrate. On the upper surface of the substrate 30, resist layers 32b and 32c (a portion including a solid line and a broken line) are formed before development, and a mask is provided above the resist layers 32b and 32c. 35 is fixed, and the pattern on the mask 35 is transferred to the resist layers 32b and 32c by exposure. After that, development is performed, and the resist layer 32b corresponding to the desired pattern is formed.
Only the solid line part is selectively left. When the exposure is performed at the optimum exposure amount, a desired pattern is formed as shown in FIG. 7A, and when the exposure amount is larger than the optimum exposure amount, the mask is formed as shown in FIG. 7B. The resist layer 32b is protected by the pattern and is exposed to light, leaving a pattern smaller than the desired pattern. When the exposure amount smaller than the optimum exposure amount is performed, the exposure is not completely performed until the substrate 30 is reached.
A pattern larger than the desired pattern is left as shown in FIG.

【0008】従って、レジストの露光の際には最適露光
量を照射する必要があり、厚いレジストでは厚みに応じ
て多い露光量を、薄いレジストでは厚みに応じて少ない
露光量を照射する。また適正露光量はある程度の幅を持
っているので、この幅の範囲内の露光量で露光を行えば
適正なパターンが得られる。
Therefore, when exposing a resist, it is necessary to irradiate an optimum exposure amount, and a thick resist is irradiated with a large exposure amount according to the thickness, and a thin resist is irradiated with a small exposure amount according to the thickness. Further, since the appropriate exposure amount has a certain width, an appropriate pattern can be obtained by performing the exposure within the range of this width.

【0009】現在のところ、段差部が形成された基板上
にレジストを塗布した後の露光量条件は主に3種類に分
類することができる。このことを図8、図9、図10に
基づいて説明する。図8、図9、図10は共に図6に示
した状態の基板30に露光及び現像を施した場合を示す
断面図であり、また図8、図9、図10においてはそれ
ぞれ露光条件が異なっている。
At present, the exposure amount condition after coating a resist on a substrate having a step portion can be mainly classified into three types. This will be described with reference to FIGS. 8, 9 and 10. 8, 9 and 10 are sectional views showing the case where the substrate 30 in the state shown in FIG. 6 is exposed and developed, and the exposure conditions are different in FIG. 8, FIG. 9 and FIG. ing.

【0010】図8(a)、図9(a)、図10(a)は
段差部31上のレジストに露光及び現像を施す工程を示
しており、図8(b)、図9(b)、図10(b)は基
板30上のレジストに露光及び現像を施す工程を示して
いる。
8 (a), 9 (a) and 10 (a) show the steps of exposing and developing the resist on the step portion 31, and FIGS. 8 (b) and 9 (b). FIG. 10B shows a process of exposing and developing the resist on the substrate 30.

【0011】図8(a)、図9(a)、図10(a)に
おける基板30の上面には段差部31が形成されてお
り、この段差部31上にはレジスト層32a、32a1
(実線と破線を含む部分)が形成されており、レジスト
層32a、32a1 の上方にはマスク35が固定され、
マスク35上のパターンが露光によりレジスト層32
a、32a1 に転写される。その後現像が施され、所望
のパターンに対応するレジスト層32a(実線部分)の
みが選択的に残される。
A step portion 31 is formed on the upper surface of the substrate 30 in FIGS. 8A, 9A and 10A, and resist layers 32a and 32a 1 are formed on the step portion 31.
(A portion including a solid line and a broken line) is formed, and a mask 35 is fixed above the resist layers 32a and 32a 1 .
The pattern on the mask 35 is exposed to expose the resist layer 32.
a, 32a 1 . After that, development is performed, and only the resist layer 32a (solid line portion) corresponding to the desired pattern is selectively left.

【0012】図8(b)、図9(b)、図10(b)に
おける基板30の上面にはレジスト層32b、32b1
(実線と破線を含む部分)が形成されており、レジスト
層32b、32b1 の上方にはマスク35が固定され、
マスク35上のパターンが露光によりレジスト層32
b、32b1 に転写される。その後現像が施され、所望
のパターンに対応するレジスト層32b(実線部分)の
みが選択的に残される。
Resist layers 32b and 32b 1 are formed on the upper surface of the substrate 30 shown in FIGS. 8B, 9B and 10B.
(A portion including a solid line and a broken line) is formed, and a mask 35 is fixed above the resist layers 32b and 32b 1 .
The pattern on the mask 35 is exposed to expose the resist layer 32.
b, 32b 1 . After that, development is performed, and only the resist layer 32b (solid line portion) corresponding to the desired pattern is selectively left.

【0013】図8における露光条件は段差部31上のレ
ジスト層32aの膜厚に最適の露光量に設定されてい
る。従って最適な形状のレジスト層32aのパターンが
得られる。他方、図6に示したように、基板30上のレ
ジスト32bの厚さは段差部31上のレジスト層32a
の厚さに比べて厚いため、レジスト32bに対しては露
光不足となり、最適な形状のレジスト層32bのパター
ンが得られない。
The exposure condition in FIG. 8 is set to an optimum exposure amount for the film thickness of the resist layer 32a on the step portion 31. Therefore, the pattern of the resist layer 32a having the optimum shape can be obtained. On the other hand, as shown in FIG. 6, the thickness of the resist 32b on the substrate 30 is equal to that of the resist layer 32a on the step portion 31.
Since the resist 32b is thicker than the above, the resist 32b is underexposed and the pattern of the resist layer 32b having an optimum shape cannot be obtained.

【0014】図9における露光条件は基板30上のレジ
スト層32bの膜厚に最適の露光量に設定されている。
従って最適な形状のレジスト層32bのパターンが得ら
れる。他方、図6に示したように、段差部31上のレジ
スト層32aの厚さは基板30上のレジスト層32bの
厚みに比べ薄いため、露光量が過剰となり、マスクで保
護されているレジスト32a1 部分にまで回り込み露光
がなされ、最適な形状のレジスト層32aのパターンが
得られない。
The exposure condition in FIG. 9 is set to an optimum exposure amount for the film thickness of the resist layer 32b on the substrate 30.
Therefore, the pattern of the resist layer 32b having the optimum shape can be obtained. On the other hand, as shown in FIG. 6, since the thickness of the resist layer 32a on the step portion 31 is smaller than the thickness of the resist layer 32b on the substrate 30, the exposure amount becomes excessive and the resist 32a protected by the mask is exposed. The wraparound exposure is performed up to one portion, and the pattern of the resist layer 32a having an optimum shape cannot be obtained.

【0015】図10における露光条件は、段差部31上
のレジスト層32aに対する最適露光量と、基板30上
のレジスト層32bに対する最適露光量との中間の値に
設定されている。この場合、段差部31上のレジスト層
32aの形状と基板30上のレジスト層32bの形状と
が略同じになり、レジスト層32a、32bにおけるパ
ターンの劣化も略同じになる。
The exposure condition in FIG. 10 is set to an intermediate value between the optimum exposure amount for the resist layer 32a on the step portion 31 and the optimum exposure amount for the resist layer 32b on the substrate 30. In this case, the shape of the resist layer 32a on the step portion 31 and the shape of the resist layer 32b on the substrate 30 are substantially the same, and the patterns of the resist layers 32a and 32b are also substantially the same.

【0016】従って、従来は段差部31上のレジスト層
32aのパターンと基板30上のレジスト層32bのパ
ターンにおいて、段差部31上のレジスト層32aのパ
ターンがより重要な場合は、図8に示した露光及び現像
を行ない、また基板30上のレジスト層32bのパター
ンがより重要な場合は図9に示した露光及び現像を行な
い、さらに段差部31上のレジスト層32aのパターン
と、基板30上のレジスト層32bのパターンとが同程
度に重要な場合は図10に示した露光及び現像を行なう
といった手段が取られていた。
Therefore, conventionally, in the pattern of the resist layer 32a on the step portion 31 and the pattern of the resist layer 32b on the substrate 30, when the pattern of the resist layer 32a on the step portion 31 is more important, it is shown in FIG. The exposure and development are performed, and when the pattern of the resist layer 32b on the substrate 30 is more important, the exposure and development shown in FIG. 9 are performed, and the pattern of the resist layer 32a on the step 31 and the substrate 30 are performed. If the pattern of the resist layer 32b is as important as the above, the means shown in FIG. 10 such as exposure and development is taken.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】図5示したような従来
のレジスト塗布装置を用いて段差部31が形成された基
板30にレジストを塗布した場合、レジストは表面張力
によって表面積を小さくしながら基板30上の中央から
周辺に向かって流れるため、どうしても段差部31上に
塗布されるレジスト層32aの厚みと段差部31下の基
板30上に塗布されるレジスト32bの厚みとが異なっ
てしまう。
When resist is applied to the substrate 30 having the step portion 31 formed by using the conventional resist coating apparatus as shown in FIG. 5, the resist reduces the surface area due to surface tension and the substrate Since it flows from the center on the periphery 30 to the periphery, the thickness of the resist layer 32a applied on the step portion 31 and the thickness of the resist 32b applied on the substrate 30 below the step portion 31 are inevitably different from each other.

【0018】このため上記した図8、図9、図10の何
れの露光条件で露光及び現像を施しても段差部31上の
レジスト層32aのパターンと基板30上のレジスト層
32bのパターンとが同時に最適にならないという問題
があった。
For this reason, the pattern of the resist layer 32a on the step portion 31 and the pattern of the resist layer 32b on the substrate 30 are not affected by exposure and development under any of the exposure conditions of FIG. 8, FIG. 9 and FIG. At the same time, there was a problem that it was not optimal.

【0019】すなわち、多少レジストの厚みが異なって
いてもレジストのパターンを適正な形状にすることは可
能であるが、厚みが大きく異なるレジストが塗布されて
いる場合には両者に最適な露光条件を設定することはで
きないという問題があった。
That is, it is possible to form the resist pattern in an appropriate shape even if the resist thicknesses are slightly different, but when the resists having greatly different thicknesses are applied, the optimum exposure conditions for both are set. There was a problem that it could not be set.

【0020】この問題は、レジスト層32aとレジスト
層32bとの厚みの差が大きくなるほどより大きくな
る。本発明はこのような課題に鑑み発明されたものであ
って、段差部の上部及び段差部の下部にレジストを等し
い厚みで塗布することができるレジスト塗布装置および
露光・現像工程において最適形状のレジストのパターン
を得ることができるレジストの塗布方法を提供すること
を目的としている。
This problem becomes more serious as the difference in thickness between the resist layer 32a and the resist layer 32b increases. The present invention has been made in view of the above problems, and a resist coating apparatus capable of coating a resist with an equal thickness on an upper portion of a step and a lower portion of the step, and a resist having an optimum shape in an exposure / development process. It is an object of the present invention to provide a resist coating method capable of obtaining the above pattern.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るレジスト塗布装置は、基板を固定する手
段と、前記基板面の中央から周辺に向かい前記基板面に
対する水平方向に遠心力を与える第1の回転手段と、前
記基板面に対する垂直方向に遠心力を与える第2の回転
手段とを具備していることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a resist coating apparatus according to the present invention comprises means for fixing a substrate and centrifugal force in the horizontal direction from the center to the periphery of the substrate surface. And a second rotating means for applying a centrifugal force in a direction perpendicular to the substrate surface.

【0022】また本発明に係るレジストの塗布方法は、
レジストを基板に滴下し、その後前記基板面の中央から
周辺に向かい前記基板面に対する水平方向に遠心力を与
える工程及び前記基板面に対する垂直方向に遠心力を与
える工程を含んでいることを特徴としている。
The resist coating method according to the present invention is
The method further comprises the steps of dripping the resist onto the substrate and thereafter applying a centrifugal force in the horizontal direction to the substrate surface from the center of the substrate surface to the periphery and applying a centrifugal force in the vertical direction to the substrate surface. There is.

【0023】[0023]

【作用】基板面の中央から周辺に向かい前記基板面に対
する水平方向にのみ遠心力を与える場合、レジストは基
板中央から周辺に向かって流れ、最後に基板全面に拡が
る。従って、前記遠心力を与えて段差部を有する基板上
にレジストを塗布する場合、レジストは表面張力のため
に表面積を小さくしたほうが安定なので、図6に示した
ようにレジスト層32a、32b表面の凹凸は基板30
面の段差部31からなる凹凸より小さくなる。レジスト
層32a、32bはその表面凹凸が段差部31からなる
凹凸より小さい状態を保ちながら拡がり、段差部31上
のレジスト層32aは薄くなり段差部31下のレジスト
層32bは厚くなる。
When the centrifugal force is applied from the center of the substrate surface to the periphery only in the horizontal direction to the substrate surface, the resist flows from the center of the substrate to the periphery and finally spreads over the entire surface of the substrate. Therefore, when the resist is applied to the substrate having the step portion by applying the centrifugal force, it is more stable to reduce the surface area of the resist due to the surface tension. Therefore, as shown in FIG. Substrate 30
It is smaller than the unevenness formed by the stepped portion 31 of the surface. The resist layers 32a and 32b spread while keeping the surface unevenness smaller than the unevenness formed by the step portion 31, the resist layer 32a on the step portion 31 becomes thin, and the resist layer 32b below the step portion 31 becomes thick.

【0024】一方、図4はレジスト塗布後、基板面に対
する垂直方向に遠心力を与えた場合を示す断面図であ
る。基板30の上面には段差部31とレジスト層32b
が形成されており、段差部31の上面にはレジスト層3
2aが形成されている。
On the other hand, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a case where a centrifugal force is applied in the direction perpendicular to the substrate surface after resist application. A step 31 and a resist layer 32b are formed on the upper surface of the substrate 30.
And the resist layer 3 is formed on the upper surface of the step portion 31.
2a is formed.

【0025】なお、段差部31の上面に形成されている
レジスト層32aの厚さLa2と段差部31下の基板30
の上面に形成されているレジスト層32bの厚さLb2
を比較すると、La2に比べLb2の方が薄くなっている。
これは遠心力が図中矢印S方向に与えられることにより
レジスト層32a、32bには段差部31の下から上へ
向かう力が働く。このとき、表面張力よりも遠心力のほ
うが大きいと、段差部31上のレジスト層32aの厚み
は厚くなり、基板30上のレジスト層32bの厚みは薄
くなる。
The thickness L a2 of the resist layer 32a formed on the upper surface of the step portion 31 and the substrate 30 below the step portion 31.
Comparing with the thickness L b2 of the resist layer 32b formed on the upper surface of L b2 , L b2 is thinner than L a2 .
This is because a centrifugal force is applied in the direction of arrow S in the figure, so that the resist layers 32a and 32b are acted on from the bottom to the top of the step portion 31. At this time, if the centrifugal force is larger than the surface tension, the thickness of the resist layer 32a on the step portion 31 becomes thicker and the thickness of the resist layer 32b on the substrate 30 becomes thinner.

【0026】このように、基板面の中央から周辺に向か
い前記基板面に対して水平方向の遠心力は、段差部を有
する基板上に塗布されたレジストを段差部の上から下へ
流す作用があると考えることができ、他方、基板面に対
して垂直方向の遠心力はレジストを段差部の下から上へ
流す作用がある。
As described above, the centrifugal force from the center of the substrate surface toward the periphery to the substrate surface in the horizontal direction has a function of causing the resist applied on the substrate having the step portion to flow downward from the step portion. On the other hand, the centrifugal force in the direction perpendicular to the substrate surface has the effect of flowing the resist from the bottom to the top of the step.

【0027】これら2つの遠心力を同時に、または独立
に基板に作用させ、かつ、遠心力の大きさまたは遠心力
を与える時間を変えると、段差部の上部のレジストの厚
み及び段差部の下部の基板上のレジストの厚みを厚くし
たり薄くしたり調節することができる。
When these two centrifugal forces are applied to the substrate simultaneously or independently, and the magnitude of the centrifugal force or the time of applying the centrifugal force is changed, the thickness of the resist above the step and the bottom of the step are changed. The thickness of the resist on the substrate can be adjusted to be thick or thin.

【0028】さらに2つの遠心力の大きさ及び遠心力を
与える時間を最適化することによって、段差部の上下に
おけるレジストの膜厚を等厚にすることが可能となる。
このようなレジストの膜厚の制御は前記回転手段の回転
数と回転時間で行なうことができる。
Further, by optimizing the magnitudes of the two centrifugal forces and the time during which the centrifugal force is applied, it is possible to make the resist film thicknesses above and below the step portion equal.
Such control of the resist film thickness can be performed by the rotation speed and rotation time of the rotating means.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明に係るレジスト塗布装置及びレ
ジストの塗布方法の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は実施例に係るレジスト塗布装置を示す概略斜視図
である。図中11は円板形状の回転台を示しており、回
転台11の半径は2.5インチである。回転台11の表
面には小さな孔(図示せず)が形成され、基板10を真
空吸着することができるようになっている。また、回転
台11は基板10を機械的に固定するための固定部18
を有している。さらに、回転台11の中心部下方にはロ
ーター13が配設され、このローター13にはローター
13を回転させる駆動源となる円柱状のステーター15
が接続され、ステーター15の側面にはローター16が
接続され、ローター16の他端部にはローター16を回
転させる駆動源となるステーター17が接続されてい
る。さらに、回転台11の上方にはレジスト12滴下の
ためのノズル14が配設されている。
Embodiments of a resist coating apparatus and a resist coating method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a resist coating apparatus according to the embodiment. Reference numeral 11 in the drawing denotes a disc-shaped turntable, and the radius of the turntable 11 is 2.5 inches. A small hole (not shown) is formed on the surface of the turntable 11 so that the substrate 10 can be vacuum-sucked. In addition, the turntable 11 includes a fixing portion 18 for mechanically fixing the substrate 10.
have. Further, a rotor 13 is arranged below the center of the turntable 11, and a cylindrical stator 15 serving as a drive source for rotating the rotor 13 is provided on the rotor 13.
, A rotor 16 is connected to the side surface of the stator 15, and a stator 17 that is a drive source for rotating the rotor 16 is connected to the other end of the rotor 16. Further, a nozzle 14 for dropping the resist 12 is arranged above the turntable 11.

【0030】第1の回転手段19はローター13とステ
ーター15とから構成されるモーターからなり、このモ
ーターにより回転台11が矢印方向に回転させられるこ
とにより基板10の中央から周辺に向かい基板10に対
する水平方向に遠心力を与えるようになっている。
The first rotating means 19 is composed of a motor composed of a rotor 13 and a stator 15, and the rotating table 11 is rotated in the direction of the arrow by this motor to move from the center of the substrate 10 to the periphery and to the substrate 10. It is designed to give centrifugal force in the horizontal direction.

【0031】第2の回転手段20はローター16とステ
ーター17とから構成されるモーターからなり、このモ
ーターにより基板10に対する垂直方向に遠心力を与る
ようになっている。
The second rotating means 20 is composed of a motor composed of a rotor 16 and a stator 17, and a centrifugal force is applied to the substrate 10 in the vertical direction by the motor.

【0032】次に、上記レジスト塗布装置を用いたレジ
ストの塗布方法について説明する。
Next, a resist coating method using the resist coating apparatus will be described.

【0033】基板10としては直径3インチのSiウェ
ハーを使用し、この基板10には段差部を形成しておい
た。該段差部は基板10上にレジストを付けて露光と現
象を行い、レジストの有無により作製した。
A Si wafer having a diameter of 3 inches was used as the substrate 10, and a step portion was formed on the substrate 10. The stepped portion was formed depending on the presence / absence of a resist by applying a resist on the substrate 10 to perform exposure and a phenomenon.

【0034】図2は前記段差部21を有する基板10を
示しており、レジストからなる段差部21は1辺50μ
mの正方形で厚さを10μmとし、段差部21の間隔は
50μmとし、基板10全面を覆うように約40万個の
段差部21を作製した。 まず、この基板10を回転台
11表面の小さな孔により真空吸着させると共に基板1
0の端部を固定部18により機械的に固定することによ
り回転台11上に固定させる。次にノズル14からレジ
スト12を基板中央に滴下させ、次に基板回転を3工程
に分けて行った。またこの際、レジストは従来のスピン
コーターを使用した場合、2000rpmの回転数を3
0秒間保持することによってレジストの厚みが5.4μ
mになる粘度のものを使用した。第1段階として第1の
回転手段19のみを駆動させ、300rpmで5秒間基
板10を水平方向に回転させ、基板10全面にレジスト
を拡げた。第2段階としてレジストをさらに薄く広げる
目的で、第1の回転手段19のみを駆動させ、300r
pmを超える回転数で30秒間保持した。第3段階とし
て段差部21の上のレジストの厚みと基板10上のレジ
ストの厚みを等しくする目的で、第1の回転手段19と
第2の回転手段20を同時に30秒間駆動させた。この
時の第1の回転手段19の回転数は第2段階におけるの
第1の回転手段19の回転数と同じ回転数にした。
FIG. 2 shows the substrate 10 having the step portion 21. The step portion 21 made of resist has a side of 50 μm.
The squares of m had a thickness of 10 μm, the gap between the step portions 21 was 50 μm, and about 400,000 step portions 21 were formed so as to cover the entire surface of the substrate 10. First, the substrate 10 is vacuum-adsorbed by a small hole on the surface of the turntable 11 and the substrate 1
The end portion of 0 is mechanically fixed by the fixing portion 18 so as to be fixed on the turntable 11. Next, the resist 12 was dropped from the nozzle 14 to the center of the substrate, and then the substrate was rotated in three steps. At this time, when the conventional spin coater was used, the resist was rotated at 2000 rpm at 3 rpm.
By holding for 0 seconds, the resist thickness becomes 5.4μ.
The viscosity of m was used. As the first step, only the first rotating means 19 was driven to rotate the substrate 10 horizontally at 300 rpm for 5 seconds to spread the resist on the entire surface of the substrate 10. In the second step, for the purpose of spreading the resist further thinly, only the first rotating means 19 is driven, and 300r
It was kept for 30 seconds at a rotation speed of more than pm. As a third step, the first rotating means 19 and the second rotating means 20 were simultaneously driven for 30 seconds in order to equalize the thickness of the resist on the step portion 21 and the thickness of the resist on the substrate 10. The rotation speed of the first rotation means 19 at this time was made the same as the rotation speed of the first rotation means 19 in the second stage.

【0035】段差部21上のレジストの厚みと基板10
上のレジストの厚みをSEMで測定し、下記の表1は第
1の回転手段19の回転数、第2の回転手段20の回転
数及び段差部21上のレジストの厚みと基板10上のレ
ジストの厚みとの差を示しており、前記厚みの差は基板
10上のレジストの厚みから段差部21上のレジストの
厚みを引いた値であり、単位はμmである。
The thickness of the resist on the step portion 21 and the substrate 10
The thickness of the above resist was measured by SEM, and Table 1 below shows the number of rotations of the first rotating means 19, the number of rotation of the second rotating means 20, the thickness of the resist on the step portion 21 and the resist on the substrate 10. The thickness difference is the value obtained by subtracting the thickness of the resist on the step portion 21 from the thickness of the resist on the substrate 10, and the unit is μm.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】表1から明らかなように第1の回転手段1
9の回転数が大きくなると厚みの差が増加するが、これ
に対して第2の回転手段20の回転数が大きくなると厚
みの差が減少し、やがてマイナスになる傾向があった。
第1の回転手段の回転数が2000rpmを超えると第
2の回転手段の回転数を1000rpmまで上げても厚
みの差がゼロにならなかった。しかし第1の回転手段1
9の回転数が1000rpmと1500rpmの場合に
は、第2の回転手段20の回転数を上げると厚みの差が
プラスからマイナスへと変化しており、その間に厚みの
差がゼロとなる条件が存在することを確認することがで
きた。そこで、図3に示したように段差部21の上部に
形成されているレジスト層12aの厚さLa3と基板10
上に形成されているレジスト層12bの厚さLb3とが同
じになる条件を探すために回転数を細かく変化させ、厚
さの差がゼロになる第1の回転手段19の回転数と、第
2の回転手段20の回転数と、そのときのレジストの厚
みとを下記の表2に示した。
As is apparent from Table 1, the first rotating means 1
When the number of rotations of No. 9 increases, the difference in thickness increases, whereas on the other hand, when the number of rotations of the second rotating means 20 increases, the difference in thickness decreases and tends to become negative eventually.
When the rotation speed of the first rotating means exceeded 2000 rpm, the difference in thickness did not become zero even if the rotation speed of the second rotating means was increased to 1000 rpm. However, the first rotating means 1
When the rotation speed of 9 is 1000 rpm and 1500 rpm, when the rotation speed of the second rotating means 20 is increased, the difference in thickness changes from plus to minus, and the condition that the difference in thickness becomes zero during that time is I was able to confirm that it exists. Therefore, as shown in FIG. 3, the thickness L a3 of the resist layer 12a formed on the step portion 21 and the substrate 10
In order to find a condition that the thickness L b3 of the resist layer 12b formed above is the same, the number of rotations is finely changed, and the number of rotations of the first rotating means 19 where the difference in thickness becomes zero, The number of rotations of the second rotating means 20 and the thickness of the resist at that time are shown in Table 2 below.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】表2から明らかなように、段差部21上の
レジスト12aの厚みと段差部21下の基板10上のレ
ジスト12bの厚みの差がゼロになる条件は何種類も存
在するが、それぞれレジスト厚が異なっており、レジス
ト厚は第1の回転手段19の回転数に依存しているとい
える。従って、レジスト塗布工程の第2段階と第3段階
における第1の回転手段19の回転数を変化させるとと
もに第3段階における第2の回転手段20の回転数を変
化させることにより、段差部21上下におけるレジスト
厚みの差をゼロに保ちながら膜厚を調整することができ
ることも確認できた。
As is clear from Table 2, there are various conditions under which the difference between the thickness of the resist 12a on the step portion 21 and the thickness of the resist 12b on the substrate 10 under the step portion 21 becomes zero. It can be said that the resist thicknesses are different and the resist thickness depends on the rotation speed of the first rotating means 19. Therefore, by changing the rotation speed of the first rotating means 19 in the second and third steps of the resist coating process and the rotation speed of the second rotating means 20 in the third step, the step portion 21 is moved up and down. It was also confirmed that the film thickness can be adjusted while keeping the difference in the resist thickness at 0.

【0040】上記実施例によれば、段差部21があって
も段差部21上のレジスト層12aの厚みと基板10上
のレジスト層12bの厚さが等厚となるようにレジスト
を塗布することができるため、露光及び現像の際レジス
ト層12a、12bのパターンを最適な形状にすること
ができる。
According to the above embodiment, the resist is applied such that the thickness of the resist layer 12a on the step portion 21 and the thickness of the resist layer 12b on the substrate 10 are equal even if there is the step portion 21. Therefore, the patterns of the resist layers 12a and 12b can be formed into an optimum shape during exposure and development.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るレジス
ト塗布装置においては基板を固定する手段と、前記基板
面の中央から周辺に向かい前記基板面に対する水平方向
に遠心力を与える第1の回転手段と、前記基板面に対す
る垂直方向に遠心力を与える第2の回転手段を具備して
いるので、たとえレジストの塗布面に段差部があっても
段差部上のレジストの厚さと段差部下のレジストの厚さ
が等厚となるようにレジストをに塗布することができ
る。
As described above in detail, in the resist coating apparatus according to the present invention, the means for fixing the substrate and the first centrifugal force in the horizontal direction from the center to the periphery of the substrate surface are applied to the substrate surface. Since the rotating means and the second rotating means for applying a centrifugal force in the direction perpendicular to the substrate surface are provided, even if there is a step on the resist application surface, the thickness of the resist on the step and the area below the step are reduced. The resist can be applied so that the resist has a uniform thickness.

【0042】また、本発明に係るレジストの塗布方法
は、レジストを基板に滴下し、その後前記基板面の中央
から周辺に向かい前記基板面に対する水平方向に遠心力
を与える工程及び前記基板面に対する垂直方向に遠心力
を与える工程を含んでいるので、たとえレジスト塗布面
に段差部があっても段差部上のレジストの厚みと段差部
下のレジストの厚みが等厚となるようにレジストを容易
に塗布することができる。このため、露光及び現像の際
レジストのパターンを最適な形状にすることができる。
Further, in the resist coating method according to the present invention, a step of dropping the resist onto the substrate and thereafter applying a centrifugal force in a horizontal direction to the substrate surface from the center of the substrate surface to the periphery thereof and vertical to the substrate surface. Since it includes a step of applying a centrifugal force in the direction, even if there is a step on the resist application surface, the resist is easily applied so that the thickness of the resist on the step is equal to the thickness of the resist below the step. can do. Therefore, the resist pattern can be formed into an optimum shape during exposure and development.

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

【図1】本発明に係るレジスト塗布装置の実施例を示す
概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of a resist coating apparatus according to the present invention.

【図2】実施例に使用された段差部が形成された基板を
示す部分拡大部分を含む平面図である。
FIG. 2 is a plan view including a partially enlarged portion showing a substrate having a step portion used in the embodiment.

【図3】実施例に係るレジスト塗布装置を用いて段差部
が形成された基板にレジストを塗布した場合を示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a case where resist is applied to a substrate having a step portion formed by using the resist applying apparatus according to the embodiment.

【図4】レジスト塗布後基板面に対する垂直方向に遠心
力を与えた場合を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a case where a centrifugal force is applied in the direction perpendicular to the substrate surface after resist application.

【図5】従来のレジスト塗布装置の要部を示す概略斜視
図である。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a main part of a conventional resist coating apparatus.

【図6】従来のレジスト塗布装置を用いて、段差部が形
成された基板にレジストを塗布した場合を示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a case where resist is applied to a substrate having a step portion using a conventional resist coating apparatus.

【図7】(a)〜(c)はともにフォトリソグラフィー
工程の一つである露光及び現像の工程を示す断面図であ
り、(a)〜(c)でそれぞれ露光条件が異なってい
る。
7A to 7C are cross-sectional views showing the steps of exposure and development which are one of the photolithography steps, and the exposure conditions are different in FIGS. 7A to 7C.

【図8】(a)は段差部上のレジストの露光及び現像を
示す断面図であり、(b)は基板上のレジストの露光及
び現像を示す断面図である。
8A is a sectional view showing exposure and development of a resist on a step portion, and FIG. 8B is a sectional view showing exposure and development of a resist on a substrate.

【図9】(a)は段差部上のレジストの露光及び現像を
示す断面図であり、(b)は基板上のレジストの露光及
び現像を示す断面図である。
9A is a sectional view showing exposure and development of a resist on a step portion, and FIG. 9B is a sectional view showing exposure and development of a resist on a substrate.

【図10】(a)は段差部上のレジストの露光及び現像
を示す断面図であり、(b)は基板上のレジストの露光
及び現像を示す断面図である。
10A is a sectional view showing exposure and development of a resist on a step portion, and FIG. 10B is a sectional view showing exposure and development of a resist on a substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 19 第1の回転手段 20 第2の回転手段 10 Substrate 19 First Rotating Means 20 Second Rotating Means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板を固定する手段と、前記基板面の中
央から周辺に向かい前記基板面に対する水平方向に遠心
力を与える第1の回転手段と、前記基板面に対する垂直
方向に遠心力を与える第2の回転手段とを具備している
ことを特徴とするレジスト塗布装置。
1. A means for fixing a substrate, a first rotating means for applying a centrifugal force in a horizontal direction to the substrate surface from a center of the substrate surface to a periphery, and a centrifugal force for applying a centrifugal force in a direction vertical to the substrate surface. A resist coating apparatus comprising: a second rotating unit.
【請求項2】 レジストを基板に滴下し、その後前記基
板面の中央から周辺に向かい前記基板面に対する水平方
向に遠心力を与える工程及び前記基板面に対する垂直方
向に遠心力を与える工程を含んでいることを特徴とする
レジストの塗布方法。
2. A step of applying a centrifugal force in a horizontal direction to the substrate surface from the center of the substrate surface to a periphery thereof after dropping the resist on the substrate, and a step of applying a centrifugal force in a vertical direction to the substrate surface. A method of applying a resist, which is characterized in that
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