JPH08167551A - Thin film application device - Google Patents
Thin film application deviceInfo
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- JPH08167551A JPH08167551A JP30778894A JP30778894A JPH08167551A JP H08167551 A JPH08167551 A JP H08167551A JP 30778894 A JP30778894 A JP 30778894A JP 30778894 A JP30778894 A JP 30778894A JP H08167551 A JPH08167551 A JP H08167551A
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- Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は薄膜塗布装置に関し、特
に半導体装置製造におけるホトレジスト塗布技術に適用
して有効な技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film coating apparatus, and more particularly to a technology effective when applied to a photoresist coating technology in semiconductor device manufacturing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造技術の一つであるホト
リソグラフィー技術では、スピン塗布と呼ばれるホトレ
ジストの塗布方法が実用化されている。これについて
は、たとえばSPIE Advances Resist Technology and Pr
ocessing (1990) および工業調査会発行「電子材料別冊
号」平成３年11月22日発行、Ｐ53〜Ｐ58に記載されてい
る。2. Description of the Related Art In a photolithography technique, which is one of semiconductor device manufacturing techniques, a photoresist coating method called spin coating has been put into practical use. About this, for example SPIE Advances Resist Technology and Pr
Ocessing (1990) and "Industrial Research Committee", "Separate Volume of Electronic Materials", published on November 22, 1991, P53-P58.
【０００３】スピン塗布では、回転可能なスピンナーに
ウエハ（半導体基板）を保持させた後、一定の粘度に調
整されたホトレジストをウエハ上に滴下し、その後、前
記スピンナーを５０００ｒｐｍ程度の高速で回転させ、
遠心力でホトレジストを延ばし一定の膜厚のホトレジス
ト膜をウエハ全面に得る。また、所定のホトレジスト膜
厚を得た後、ウエハエッジおよびウエハ裏面外周に付着
したホトレジストを除去するため、エッジリンスまた
は、サイドリンスと呼ばれる方法で低速回転中（数１０
０〜１０００ｒｐｍ程度、ウエハのサイズにより異な
る）のウエハ外周にホトレジスト溶剤を噴出させてい
る。また、ウエハにおける取得チップ以外の領域（ウエ
ハ外周）で、ホトレジストによるマスキングが不要な工
程では、周辺露光と呼ばれる処理をホトレジスト形成
後、またはホトレジスト現像前に行い、現像後、不要ホ
トレジストを除去している。In spin coating, a rotatable spinner holds a wafer (semiconductor substrate), a photoresist whose viscosity is adjusted to a constant level is dropped on the wafer, and then the spinner is rotated at a high speed of about 5000 rpm. ,
The photoresist is extended by centrifugal force to obtain a photoresist film having a constant film thickness on the entire surface of the wafer. In addition, after the predetermined photoresist film thickness is obtained, in order to remove the photoresist adhering to the wafer edge and the outer periphery of the back surface of the wafer, a low speed rotation is performed by a method called edge rinse or side rinse.
The photoresist solvent is jetted to the outer circumference of the wafer at 0 to 1000 rpm, which varies depending on the size of the wafer. Also, in the process where the masking with photoresist is not required in the area other than the acquisition chip on the wafer (outer periphery of the wafer), a process called peripheral exposure is performed after the photoresist is formed or before the photoresist development, and after the development, the unnecessary photoresist is removed. There is.
【０００４】なお、後者の文献には、スピン塗布法にお
いて膜厚の均一性，ストリエーションやミストのないこ
と，基板との密着性が良いこと等が要求される旨記載さ
れている。The latter document describes that the spin coating method requires uniformity of film thickness, no striation or mist, and good adhesion to the substrate.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】スピン塗布法では、凹
凸のあるウエハ表面においては、凸部と凹部での膜の厚
さが均一になり難いことが知られている。また、今後の
ウエハ大口径化においては、ウエハの中心部と周辺部で
の遠心力の差が大きくなり、膜厚の均一化が困難である
と予想される。また、スピン塗布法では、高速回転時を
利用してウエハ表面に所定のホトレジスト膜を形成する
が、高速回転時のため殆どのホトレジストが飛散してし
まいホトレジスト材料の無駄が多い。また、スピン塗布
法では前述のようにサイドリンス処理、周辺露光工程が
必要である。It is known that, in the spin coating method, it is difficult to make the film thickness on the convex and concave portions uniform on the uneven wafer surface. Further, in the future increase in the diameter of the wafer, it is expected that the difference in centrifugal force between the central portion and the peripheral portion of the wafer will become large, and it will be difficult to make the film thickness uniform. Further, in the spin coating method, a predetermined photoresist film is formed on the surface of the wafer by utilizing the high speed rotation, but most of the photoresist is scattered because of the high speed rotation, and the photoresist material is wasted. Further, the spin coating method requires the side rinse process and the peripheral exposure process as described above.
【０００６】本発明の目的は、ウエハ表面に均一な膜厚
のホトレジスト膜を形成することができる薄膜塗布装置
を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a thin film coating apparatus capable of forming a photoresist film having a uniform film thickness on the surface of a wafer.
【０００７】本発明の他の目的は被膜形成材料を無駄に
することがない薄膜塗布装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a thin film coating apparatus which does not waste the film forming material.
【０００８】本発明の他の目的は、ウエハ周辺部分のホ
トレジスト膜を除去するサイドリンス処理や周辺露光工
程を削減できる薄膜塗布装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a thin film coating apparatus capable of reducing the side rinsing process for removing the photoresist film around the wafer and the peripheral exposure process.
【０００９】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきら
かになるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば下記のとお
りである。すなわち、本発明の薄膜塗布装置は、チャン
バと、このチャンバ内に配設されかつ被処理物であるウ
エハ（半導体基板）を載置するステージと、前記ステー
ジ内またはステージ裏面側に配設された所定電圧が印加
される電界制御用電極部と、前記ステージの上方に配設
されかつ塗布液を微粒子化して噴射させるとともに所定
の電圧が印加されて前記微粒子を帯電させる帯電用電極
を兼ねるノズルと、前記ノズルとステージとの間に設け
られかつ帯電した微粒子の通過量を制御するグリッド状
の制御電極とを有する構造となっている。また、前記ス
テージの上方に上下に昇降制御されるように配設される
とともに前記被処理物の外周に沿う内周を有しかつ所定
の電圧が印加されて前記帯電した微粒子を反発させる反
発電極を有している。また、前記電界制御用電極部は同
心円状に配置される複数のリング電極で形成され、ステ
ージ上の電界分布を制御できるようになっている。ま
た、前記ステージの表面は絶縁体で形成されている。ま
た、前記反発電極によって反発された微粒子を排気する
排気口が設けられている。The typical ones of the inventions disclosed in the present application will be outlined below. That is, the thin film coating apparatus of the present invention is provided with a chamber, a stage which is provided in the chamber and on which a wafer (semiconductor substrate) which is an object to be processed is placed, and the stage or the backside of the stage. An electric field control electrode part to which a predetermined voltage is applied, and a nozzle which is disposed above the stage and which also serves as a charging electrode for atomizing and spraying the coating liquid and for charging the fine particles by applying a predetermined voltage. A grid-shaped control electrode that is provided between the nozzle and the stage and controls the amount of passage of the charged fine particles. A repulsion electrode that is disposed above the stage so as to be vertically moved up and down, has an inner periphery along the outer periphery of the object to be processed, and applies a predetermined voltage to repel the charged fine particles. have. Further, the electric field control electrode portion is formed of a plurality of ring electrodes arranged concentrically so that the electric field distribution on the stage can be controlled. The surface of the stage is made of an insulator. Further, an exhaust port for exhausting the particles repelled by the repulsion electrode is provided.
【００１１】本発明の他の薄膜塗布装置は、チャンバ
と、このチャンバ内に配設されかつ被処理物を下面に保
持するステージと、前記ステージ内またはステージ上面
側に配設された所定電圧が印加される電界制御用電極部
と、前記ステージの下方に配設されかつ塗布液を微粒子
化して上方に噴射させるとともに所定の電圧が印加され
て前記微粒子を帯電させる帯電用電極を兼ねるノズルと
を有する構造となっている。In another thin film coating apparatus of the present invention, a chamber, a stage arranged in the chamber for holding an object to be processed on the lower surface, and a predetermined voltage arranged in the stage or on the upper surface side of the stage are provided. An applied electric field control electrode portion and a nozzle which is disposed below the stage and which also serves as a charging electrode that atomizes the coating liquid and ejects it upwards and applies a predetermined voltage to electrify the particles. It has a structure.
【００１２】[0012]
【作用】上記した手段によれば、本発明の薄膜塗布装置
は、塗布液を微粒子化するとともに帯電化させ、被処理
物の裏面側に設けた電界制御用電極部による引き寄せ力
によって被処理物の表面に微粒子を塗布するようになっ
ていることと、グリッド状の制御電極によって通過微粒
子量が制御されること、前記電界制御用電極部は同心円
状に配置される複数のリング電極で形成されかつそれぞ
れのリング電極は所定の電圧が印加されてステージ上に
は所望の電界分布が形成されることからウエハの表面に
は均一な厚さの薄膜が形成できる。なお、前記ステージ
の表面部分は絶縁体で形成されていることから、ウエハ
は電気的損傷を受けない。According to the above-mentioned means, the thin film coating apparatus of the present invention atomizes the coating liquid and charges it, and the attraction force of the electric field control electrode portion provided on the back side of the treatment object causes the treatment object to be treated. Is coated with fine particles, the amount of fine particles passing through is controlled by a grid-shaped control electrode, and the electric field control electrode portion is formed of a plurality of concentric ring electrodes. Moreover, since a predetermined voltage is applied to each ring electrode to form a desired electric field distribution on the stage, a thin film having a uniform thickness can be formed on the surface of the wafer. Since the surface of the stage is made of an insulator, the wafer is not electrically damaged.
【００１３】本発明の薄膜塗布装置は、帯電した微粒子
を電界を利用してウエハ表面に塗布する構造となり、従
来のスピンナーのようにウエハ上にホトレジスト液を滴
下させるとともに高速回転でホトレジスト液をウエハ全
域に広げる構造に比較して、ホトレジスト液の無駄がな
くなる。The thin film coating apparatus of the present invention has a structure in which charged fine particles are coated on the surface of a wafer by using an electric field. Like the conventional spinner, the photoresist solution is dropped onto the wafer and the photoresist solution is rotated at a high speed by rotating the wafer. Waste of the photoresist liquid is eliminated as compared with the structure in which the photoresist is spread over the entire area.
【００１４】本発明の薄膜塗布装置は、前記ウエハの外
周に沿う内周を有しかつ所定の電圧が印加されて前記帯
電した微粒子を反発させる反発電極を有していることか
ら、ウエハの周辺に盛り上がるような塗布膜は発生しな
くなり、ウエハ周辺部分のホトレジスト膜を除去するサ
イドリンス処理や周辺露光工程が削減できる。Since the thin film coating apparatus of the present invention has the inner periphery along the outer periphery of the wafer and the repulsion electrode for repelling the charged fine particles when a predetermined voltage is applied, the periphery of the wafer is provided. The coating film that rises up to the side does not occur, and the side rinse process and peripheral exposure process for removing the photoresist film on the peripheral portion of the wafer can be reduced.
【００１５】本発明の他の実施例による薄膜塗布装置
は、帯電した微粒子をウエハの下面に電界による引き寄
せ力によって塗布する構造となっている。また、微粒子
は下方から上方に向けて噴射されることから、重い粒
子、すなわち、大きな粒子は被処理物の表面に到達する
前に自重によって落下してしまうため、略一定の大きさ
以下の微粒子によって薄膜が形成されることになり膜厚
が均一化され易くなる。A thin film coating apparatus according to another embodiment of the present invention has a structure in which charged fine particles are coated on the lower surface of a wafer by an attracting force by an electric field. Further, since the fine particles are jetted from the lower part to the upper part, the heavy particles, that is, the large particles fall by their own weight before reaching the surface of the object to be processed, and therefore the fine particles having a substantially constant size or less. As a result, a thin film is formed, and the film thickness is easily made uniform.
【００１６】[0016]
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。図１は本発明の一実施例による薄膜塗布装
置の要部を示す模式図、図２は同じくレイアウト図であ
る。薄膜塗布装置は、図２に示すように、ローダ部１，
アンローダ部２，塗布前処理部３，塗布部４，塗布後処
理部５を有するとともに、ローダ部１と塗布前処理部３
および塗布後処理部５とアンローダ部２との間の被処理
物であるウエハの移送は、ロボット移動域６を移動する
ロボット７によって行われる。また、塗布前処理部３と
塗布部４および塗布部４と塗布後処理部５との間のウエ
ハの搬送は、ロボット移動域８を移動するロボット９に
よって行われる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of a thin film coating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a layout diagram of the same. The thin film coating apparatus, as shown in FIG.
It has an unloader unit 2, a coating pretreatment unit 3, a coating unit 4, and a coating posttreatment unit 5, and also has a loader unit 1 and a coating pretreatment unit 3.
The transfer of the wafer, which is the object to be processed, between the post-coating processing unit 5 and the unloader unit 2 is performed by the robot 7 moving in the robot moving area 6. Further, the transfer of the wafer between the pre-coating processing unit 3 and the coating unit 4 and between the coating unit 4 and the post-coating processing unit 5 is performed by the robot 9 moving in the robot moving area 8.
【００１７】塗布部４は図１のような構造となってい
る。すなわち、チャンバ１５の下部には、被処理物１６
である半導体基板（ウエハ）１６をその上に載置するス
テージ１７が配設されている。本実施例では、前記ステ
ージ１７は樹脂で形成され、その表面は絶縁体１８で覆
われている。これは、ウエハ１６を電気的絶縁を図って
支持するためである。これにより、ウエハ１６には直接
電気が流れるようなことはなく、ウエハ１６に形成され
る回路素子の損傷を生じさせることはない。The coating section 4 has a structure as shown in FIG. That is, in the lower part of the chamber 15, the workpiece 16
The stage 17 on which the semiconductor substrate (wafer) 16 is mounted is disposed. In this embodiment, the stage 17 is made of resin and its surface is covered with an insulator 18. This is to support the wafer 16 with electrical insulation. As a result, electricity does not flow directly to the wafer 16 and circuit elements formed on the wafer 16 are not damaged.
【００１８】また、前記ステージ１７内には、図１およ
び図３に示すように、電界制御用電極部１９が埋め込ま
れている。電界制御用電極部１９は同心円状に配設され
る複数の電極１９ａ〜１９ｅで構成され、直流高圧電源
２０ａ〜２０ｅによって、それぞれ−ＶWa〜−ＶWeの電
圧が印加されるようになっている。−ＶWa〜−ＶWeは同
一電圧であってもよく、またそれぞれが異なる電圧であ
ってもよい。この−ＶWa〜−ＶWeによる電圧調整によっ
て、ステージ１７の表面部分には所望の電界分布が形成
される。すなわち、ステージ１７上に載置されるウエハ
１６の表面の電位分布は直流高圧電源２０ａ〜２０ｅに
よって制御される。なお、前記電界制御用電極部１９
は、さらに多数の電極によって形成し、より精密な電界
分布を得るようにしてもよい。Further, as shown in FIGS. 1 and 3, an electric field control electrode portion 19 is embedded in the stage 17. The electric field control electrode portion 19 is composed of a plurality of electrodes 19a to 19e arranged concentrically, and the DC high-voltage power supplies 20a to 20e apply voltages of -V Wa to -V We , respectively. There is. -V Wa to -V We may have the same voltage or different voltages. A desired electric field distribution is formed on the surface portion of the stage 17 by the voltage adjustment by -V Wa to -V We . That is, the potential distribution on the surface of the wafer 16 placed on the stage 17 is controlled by the DC high voltage power supplies 20a to 20e. The electric field control electrode portion 19
May be formed by a larger number of electrodes to obtain a more precise electric field distribution.
【００１９】一方、前記ステージ１７の中心上方部分に
はノズル２５が配設されている。このノズル２５には、
容器２６に収容されるホトレジスト液２７が定量ポンプ
２８によって供給される。ノズル２５は、ホトレジスト
液２７を微粒子化する。ノズル２５の噴射圧力は、たと
えば、０．１ｋｇ／ｃｍ2 となり、数μｍから数十μｍ
の直径のホトレジスト粒子３１となる。なお、供給され
るホトレジスト液の量、供給時間等は、全てＣＰＵ２９
により制御される。On the other hand, a nozzle 25 is arranged above the center of the stage 17. In this nozzle 25,
The photoresist liquid 27 contained in the container 26 is supplied by a metering pump 28. The nozzle 25 atomizes the photoresist liquid 27. The injection pressure of the nozzle 25 is, for example, 0.1 kg / cm 2 , which is several μm to several tens μm.
The photoresist particles 31 have a diameter of. The amount of the photoresist liquid supplied, the supply time, etc. are all determined by the CPU 29.
Controlled by.
【００２０】また、前記ノズル２５には直流高圧電源３
０によってプラスＶN 〔ｖ〕の電圧が印加されるように
構成されている。したがって、ノズル２５によって微粒
子化されたホトレジスト粒子３１は、プラス（＋）の電
荷が与えられる。これにより、ホトレジスト粒子３１は
下方の電極１９ａ〜１９ｅのマイナス（−）の電位に吸
引されてウエハ１６の表面に付着し、ホトレジスト膜
（薄膜）が形成されることになる。The nozzle 25 has a DC high-voltage power supply 3
A voltage of plus V N [v] is applied by 0. Therefore, the photoresist particles 31 atomized by the nozzle 25 are given a positive (+) charge. As a result, the photoresist particles 31 are attracted to the negative (-) potential of the lower electrodes 19a to 19e and adhere to the surface of the wafer 16 to form a photoresist film (thin film).
【００２１】他方、前記ノズル２５とステージ１７との
間には、グリッド状の制御電極３５が配設されている。
この制御電極３５には、直流高圧電源３６によってＶG
〔ｖ〕の電圧が印加され、通過するホトレジスト粒子３
１の量を制御するようになっている。On the other hand, a grid-shaped control electrode 35 is arranged between the nozzle 25 and the stage 17.
This control electrode 35 is supplied to the V G by a high voltage DC power supply 36.
Photoresist particles 3 to which the voltage [v] is applied and which passes through
It is designed to control the quantity of 1.
【００２２】ここで、電位関係等について説明する。Here, the potential relationship and the like will be described.
【００２３】１、ＶN ，ＶG ，−ＶWa〜−ＶWeの電位関
係について、ＶN はノズル電位、ＶG は制御電極電位、
ＶWa〜ＶWeは電界制御電位である。ここでは、最初にＶ
Wa〜ＶWeはいずれも等電位ＶW として扱う。また、条件
としては、プラスに帯電したホトレジスト粒子に対し、
運動方向に斥力（反発力）が生じない電位関係とする。1, V N , V G , -V Wa to -V We potential relationship, V N is the nozzle potential, V G is the control electrode potential,
V Wa to V We are electric field control potentials. Here, first V
Wa to V We are all treated as equipotential V W. Also, as conditions, for the positively charged photoresist particles,
The potential relationship is such that repulsive force (repulsive force) does not occur in the movement direction.
【００２４】（１）ＶN とＶG の電位差ΔＶNGは次式に
よって与えられる。(1) The potential difference ΔV NG between V N and V G is given by the following equation.
【００２５】 ΔＶNG＝ＶN −ＶG （≧０） …（１） ホトレジスト粒子はノズルによって初速度Ｖ0 と重力加
速度ｇの力を受ける運動をするので、ＶN とＶG は等電
位でもよい。ΔV NG = V N −V G (≧ 0) (1) Since the photoresist particles receive the force of the initial velocity V 0 and the gravitational acceleration g by the nozzle, even if V N and V G are equipotential. Good.
【００２６】（２）ＶG とＶW の電位差ΔＶGWは次式に
よって与えられる。(2) The potential difference ΔV GW between V G and V W is given by the following equation.
【００２７】 ΔＶGW＝ＶG −ＶW （＞０） …（２） よって前記（１）式および（２）式から、ＶN ，ＶG ，
ＶW の電位関係はＶN ≧ＶG ＞ＶW となる。ΔV GW = V G −V W (> 0) (2) Therefore, from the expressions (1) and (2), V N , V G ,
The potential relationship of V W is V N ≧ V G > V W.
【００２８】したがって、ノズルより発せられるホトレ
ジスト粒子は、ＶN ≧ＶG ＞ＶW の関係を保つ空間（大
気や真空中）を通過し、ウエハ表面に付着する。Therefore, the photoresist particles emitted from the nozzle pass through the space (in the atmosphere or vacuum) maintaining the relationship of V N ≧ V G > V W and adhere to the wafer surface.
【００２９】２、電極と制御電極３５におけるスリット
間隔について、 （１）図８はノズル２５から発したホトレジスト粒子３
１と制御電極３５との関係を示す模式図である。また、
ＳS は制御電極３５のスリット間隔を示す。ここでの条
件は、制御電極３５の各部の電位は同電位とする。同図
において、ホトレジスト粒子３１（Ａ，Ｂ，Ｃ）の運動
は、電界強度を決めるＶN ，ＶW の他に外力がホトレジ
スト粒子３１に働かない限り、ノズル２５より発した力
と電界強度により生ずる力のみで運動する。したがっ
て、ホトレジスト粒子３１は制御電極３５の電位により
速度が制御され、スリットＳS より通過するホトレジス
ト量が制御される。2. Regarding the slit spacing between the electrode and the control electrode 35, (1) FIG. 8 shows the photoresist particles 3 emitted from the nozzle 25.
3 is a schematic diagram showing the relationship between 1 and the control electrode 35. FIG. Also,
S S indicates the slit spacing of the control electrode 35. The condition here is that the potential of each part of the control electrode 35 is the same. In the figure, the movement of the photoresist particles 31 (A, B, C) depends on the force generated from the nozzle 25 and the electric field strength as long as an external force does not act on the photoresist particles 31 in addition to V N and V W that determine the electric field strength. Exercise only with the force that occurs. Therefore, the speed of the photoresist particles 31 is controlled by the potential of the control electrode 35, and the amount of photoresist passing through the slit S S is controlled.
【００３０】（２）電界制御用電極部１９の各部の電位
を変化させた時のホトレジスト粒子３１の運動につい
て、 図９は電界制御用電極部１９の各電極１９ａ〜１９ｅ、
たとえば、１９ａ，１９ｂ，１９ｃの３つの電極でホト
レジスト粒子３１を引き寄せる例において、各電位（Ｖ
Wa，ＶWb，ＶWc）を変えた場合におけるノズルから飛び
出したホトレジスト粒子３１に対する作用を示す図であ
る。電極電位の条件は、ＶG −ＶWa＝ΔＶGW、ＶG −Ｖ
Wb＝２ΔＶGW、ＶG −ＶWc＝３ΔＶGWとしてある。ホト
レジスト粒子３１は電極１９ａ，１９ｂ，１９ｃによっ
て、Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 なる引き寄せ力が与えられる。こ
のため、ホトレジスト粒子３１は、θの方向にベクトル
（Ｖ1 ＋Ｖ2 ＋Ｖ3 ）なる力を得て飛翔することにな
る。したがって、ノズル２５によって所定方向に所定の
初速度を付与されたホトレジスト粒子３１は、前記ベク
トル（Ｖ1 ＋Ｖ2 ＋Ｖ3 ）が働き、飛翔方向を変えるこ
とになる。すなわち、ホトレジスト粒子３１は電位差が
大きい方に引き寄せられる。この結果、電界制御用電極
部１９における各電極１９ａ〜１９ｅの電位をそれぞれ
設定することによって、ステージ１７の上面側の電界強
度分布を自由に設定でき、均一なホトレジストの塗布が
可能となる。(2) Regarding the movement of the photoresist particles 31 when the potential of each part of the electric field control electrode part 19 is changed, FIG. 9 shows each of the electrodes 19a to 19e of the electric field control electrode part 19,
For example, in an example in which the photoresist particles 31 are attracted by three electrodes 19a, 19b, and 19c, each potential (V
It is a figure which shows the effect | action with respect to the photoresist particle 31 which flew out from the nozzle when Wa , VWb , VWc ) is changed. Conditions of electrode potential, V G -V Wa = ΔV GW , V G -V
Wb = 2ΔV GW, some as V G -V Wc = 3ΔV GW. The photoresist particles 31 are attracted by the electrodes 19a, 19b, and 19c as V 1 , V 2 , and V 3 . Therefore, the photoresist particles 31 fly with a force of vector (V 1 + V 2 + V 3 ) in the direction of θ. Therefore, the photoresist particles 31 given a predetermined initial velocity in the predetermined direction by the nozzle 25, the vector (V 1 + V 2 + V 3 ) works and changes the flight direction. That is, the photoresist particles 31 are attracted to the one having the larger potential difference. As a result, the electric field intensity distribution on the upper surface side of the stage 17 can be freely set by setting the potentials of the electrodes 19a to 19e in the electric field control electrode portion 19, respectively, and uniform photoresist coating can be performed.
【００３１】また、本実施例の薄膜塗布装置は、ホトレ
ジスト液をホトレジスト粒子となすとともに帯電させ、
電位差による引き寄せ力によってウエハの表面にホトレ
ジスト粒子を塗布させることから、従来のスピンナー方
式のようにホトレジストを周囲に撒き散らすこともな
く、ホトレジストの有効利用が可能となり、材料コスト
の低減が達成できる。In the thin film coating apparatus of this embodiment, the photoresist solution is formed into photoresist particles and charged,
Since the photoresist particles are applied to the surface of the wafer by the attraction force due to the potential difference, the photoresist can be effectively used without scattering the photoresist around the periphery unlike the conventional spinner method, and the material cost can be reduced.
【００３２】本実施例の薄膜塗布装置には、図１に示す
ように、ステージ１７の上方には、上下に昇降制御され
るように配設された反発電極４０が設けられている。こ
の反発電極４０は、図４および図５に示すように、リン
グ状となっている。そして、降下時は、ステージ１７上
のウエハ１６の僅か数百μｍの高さに位置するようにな
っている。反発電極４０の内周はウエハ１６の外周に沿
うようになっている。したがって、図４に示すように、
反発電極４０の一部は、ウエハ１６のオリエンテーショ
ンフラット（ＯＦ）４１に沿うように直線部４２が設け
られている。この反発電極４０には、直流高圧電源４３
によって所定のプラス電圧（ＶE ）が印加され、近づい
て来たホトレジスト粒子３１を反発するように構成され
ている。また、反発されて浮いたホトレジスト粒子３１
は、チャンバ１５に設けられた排気口４４から強制的に
排気されるようになっている。排気口４４による排気
は、ホトレジスト塗布開始と同時に作動する。In the thin film coating apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 1, a repulsive electrode 40 is provided above the stage 17 so as to be vertically controlled. The repulsion electrode 40 has a ring shape as shown in FIGS. 4 and 5. When descending, the wafer 16 on the stage 17 is positioned at a height of only a few hundred μm. The inner circumference of the repulsion electrode 40 is arranged along the outer circumference of the wafer 16. Therefore, as shown in FIG.
A part of the repulsion electrode 40 is provided with a linear portion 42 along the orientation flat (OF) 41 of the wafer 16. The repulsion electrode 40 has a DC high-voltage power supply 43
Is applied with a predetermined positive voltage (V E ) to repel the approaching photoresist particles 31. In addition, the photoresist particles 31 repelled and floated
Are forcedly exhausted from an exhaust port 44 provided in the chamber 15. The exhaust from the exhaust port 44 operates at the same time when the photoresist coating is started.
【００３３】反発電極４０は、図５に示すように、駆動
部４５の昇降軸４６に取り付けられたアーム４７に支持
されている。アーム４７の一部には検出板４８が取り付
けられている。一方、前記駆動部４５からは支持体４９
が突出し、一部にエアーマイクロメータ５０が取り付け
られている。このエアーマイクロメータ５０は前記検出
板４８に対面している。このエアーマイクロメータ５０
によって、前記反発電極４０の下降位置は±数μｍのオ
ーダーで制御される。The repulsive electrode 40 is supported by an arm 47 attached to an elevating shaft 46 of a drive unit 45, as shown in FIG. A detection plate 48 is attached to a part of the arm 47. On the other hand, from the drive unit 45 to the support 49
Is projected, and an air micrometer 50 is attached to a part thereof. The air micrometer 50 faces the detection plate 48. This air micrometer 50
Thus, the descending position of the repulsion electrode 40 is controlled on the order of ± several μm.
【００３４】この反発電極４０の存在によって、ウエハ
１６の周縁は一定の幅でホトレジストが塗布されない領
域が設けられる。したがって、ホトレジスト膜形成後の
サイドリンス処理や周辺露光工程を削減できる。Due to the presence of the repulsive electrode 40, the peripheral edge of the wafer 16 is provided with a region having a constant width and not coated with photoresist. Therefore, the side rinse process and the peripheral exposure process after the photoresist film formation can be eliminated.
【００３５】ウエハ１６はロボットによって搬送され
る。この際、前述のようにウエハ１６はステージ１７上
にオリエンテーションフラット４１を揃えて供給される
必要がある。このオリエンテーションフラット（ＯＦ）
４１の位置決め、すなわち、ＯＦ検出は、図６および図
７に示すＯＦ検出機構５５によって行われる。ＯＦ検出
機構５５は前記ロボット移動域８に設けられる。すなわ
ち、ロボット移動域８には、図６および図７に示すよう
にウエハ１６が載置されるチャック５６が配設される。
このチャック５６はモータ５７の回転軸５８に固定され
る。チャック５６は、図示はしないが真空吸着機構によ
ってウエハ１６を真空吸着する。また、前記チャック５
６の一側には、チャック５６によって保持されたウエハ
１６の周縁部分を検出するための投下型のセンサＡ，
Ｂ，Ｃを組み込んだ支持枠５９が配設されている。投下
型のセンサＡ，Ｂ，Ｃは、支持枠５９の上板６０の下面
に発光源６１を有するとともに、支持枠５９の下板６２
の上面に受光部６３を有する。また、前記投下型のセン
サＡ，Ｂ，Ｃは、ウエハ１６の外周に沿うように配設さ
れ、センサＡ，Ｂ，Ｃの電位（電圧レベル）でオリエン
テーションフラット４１を判定するようになっている。The wafer 16 is transferred by a robot. At this time, as described above, the wafer 16 needs to be supplied with the orientation flats 41 aligned on the stage 17. This orientation flat (OF)
Positioning of 41, that is, OF detection, is performed by an OF detection mechanism 55 shown in FIGS. 6 and 7. The OF detection mechanism 55 is provided in the robot moving area 8. That is, the robot moving area 8 is provided with the chuck 56 on which the wafer 16 is placed as shown in FIGS. 6 and 7.
The chuck 56 is fixed to a rotary shaft 58 of a motor 57. The chuck 56 vacuum-sucks the wafer 16 by a vacuum suction mechanism (not shown). Also, the chuck 5
6, a drop-type sensor A for detecting the peripheral portion of the wafer 16 held by the chuck 56,
A support frame 59 incorporating B and C is provided. The drop-type sensors A, B, and C have a light source 61 on the lower surface of an upper plate 60 of the support frame 59, and a lower plate 62 of the support frame 59.
Has a light receiving portion 63 on its upper surface. The drop-type sensors A, B, C are arranged along the outer periphery of the wafer 16, and the orientation flat 41 is determined by the potentials (voltage levels) of the sensors A, B, C. .
【００３６】前記モータ５７によってウエハ１６が回転
し、図６の状態になった時点をＯＦ検出時と判定する。
すなわち、各センサＡ，Ｂ，Ｃは、発光源６１と受光部
６３の中間にウエハ部分が存在するときは光が遮られる
ことから検出される電位は０．５Ｖ以下、ウエハ部分が
ない状態、換言するならば、ウエハ１６のオリエンテー
ションフラット４１部分が位置するときは光が通過する
ため検出される電位は４．５Ｖ以上となるように調整さ
れている。したがって、ウエハ１６が回転し、図６の状
態となった際は、センサＡおよびセンサＣの電位は光が
半分通過することから３．０Ｖ±１．０Ｖとなり、セン
サＢの電位は光が通過することから４．５Ｖ以上とな
る。そこで、このＯＦ検出状態でモータ５７を停止させ
てウエハ１６の供給態勢とさせる。ロボット９は、ＯＦ
検出がなされたウエハ１６を保持して、ステージ１７に
運ぶ。これにより、ステージ１７上のウエハ１６と、反
発電極４０との位置が一致する。When the wafer 16 is rotated by the motor 57 and the state shown in FIG. 6 is reached, it is determined that the OF is detected.
That is, each of the sensors A, B, and C has a potential of 0.5 V or less detected because the light is blocked when the wafer portion is present between the light emitting source 61 and the light receiving portion 63, and there is no wafer portion. In other words, when the orientation flat 41 portion of the wafer 16 is positioned, the light passes therethrough, so that the detected potential is adjusted to 4.5 V or more. Therefore, when the wafer 16 rotates and enters the state of FIG. 6, the potentials of the sensor A and the sensor C are 3.0 V ± 1.0 V because half of the light passes, and the potential of the sensor B passes the light. Therefore, it becomes 4.5V or more. Therefore, in this OF detection state, the motor 57 is stopped to prepare for the supply of the wafer 16. Robot 9 is OF
The detected wafer 16 is held and carried to the stage 17. As a result, the positions of the wafer 16 on the stage 17 and the repulsion electrode 40 are aligned.
【００３７】以上、発明者によってなされた発明を実施
例に基ずき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種種変更可能であることはいうまでもない。前記実施
例では、ノズル側をプラス電位にしているがその逆でも
ホトレジスト塗布は可能である。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various kinds of modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. In the above-mentioned embodiment, the nozzle side is set to a positive potential, but photoresist coating is also possible in the opposite case.
【００３８】また、ノズルとステージの位置関係を逆に
し、重力を利用して微粒子の大きさを選択して塗布され
る微粒子の大きさを均一化して薄膜を形成してもよい。
すなわち、図１０は他の薄膜塗布装置の概要を示す模式
図である。この例では、ステージ１７はチャンバ１５の
上方に設けられるとともに、下方にノズル２５が設けら
れる。そして、下方から上方に向けて帯電されたホトレ
ジスト粒子３１が噴射される。この場合、重い粒子７
０、すなわち、大きな粒子はウエハ１６の表面に到達す
る前に自重によって落下してしまうため、略一定の大き
さ以下の微粒子、すなわち微細粒子７１しかウエハ１６
に付着しなくなり、均一な薄膜の形成が可能となる。こ
の実施例においても、前記ノズル２５とステージ１７と
の間に帯電した微粒子の通過量を制御するグリッド状の
制御電極を配置してもよい。Alternatively, the thin film may be formed by reversing the positional relationship between the nozzle and the stage, selecting the size of the fine particles by utilizing gravity, and making the size of the fine particles to be applied uniform.
That is, FIG. 10 is a schematic view showing the outline of another thin film coating apparatus. In this example, the stage 17 is provided above the chamber 15 and the nozzle 25 is provided below. Then, the charged photoresist particles 31 are jetted from below to above. In this case, heavy particles 7
0, that is, large particles fall by their own weight before reaching the surface of the wafer 16, so that only fine particles having a substantially constant size, that is, fine particles 71, are used.
It is possible to form a uniform thin film since it does not adhere to the surface. Also in this embodiment, a grid-shaped control electrode for controlling the passing amount of the charged fine particles may be arranged between the nozzle 25 and the stage 17.
【００３９】また、本発明の薄膜塗布装置において、ノ
ズルは複数配置してホトレジスト粒子を大量に供給する
ことにより、塗布時間の短縮を図ってもよい。In the thin film coating apparatus of the present invention, a plurality of nozzles may be arranged and a large amount of photoresist particles may be supplied to shorten the coating time.
【００４０】また、本発明の薄膜塗布装置において、ス
テージを回転させて薄膜の均一化を図ってもよい。In the thin film coating apparatus of the present invention, the stage may be rotated to make the thin film uniform.
【００４１】また、本発明の薄膜塗布装置において、制
御電極を複数設けて通過するホトレジスト粒子の量の制
御をより高くし、これにより均一な薄膜を形成するよう
にしても良い。In the thin film coating apparatus of the present invention, a plurality of control electrodes may be provided to increase the control of the amount of photoresist particles passing therethrough, thereby forming a uniform thin film.
【００４２】また、本実施例では、ホトレジスト塗布方
法について記載したが、ＳＯＧ（Spin on glass)等の塗
布に用いても良い。Further, although the photoresist coating method is described in this embodiment, it may be used for coating SOG (Spin on glass) or the like.
【００４３】[0043]
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。本発明の薄膜塗布装置は、ホトレジ
ストを帯電した微粒子となし、電位差を利用してウエハ
の表面に塗布することから、ウエハ面内において、表面
の凸凹にかかわらず均一な薄膜が形成できる。The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows. In the thin film coating apparatus of the present invention, the photoresist is used as charged fine particles and is applied to the surface of the wafer by utilizing the potential difference. Therefore, a uniform thin film can be formed within the wafer surface regardless of the unevenness of the surface.
【００４４】本発明の薄膜塗布装置は、帯電したホトレ
ジスト微粒子をウエハに塗布するが、ウエハの周縁には
反発電極を利用してホトレジストを塗布しないことか
ら、ホトレジスト塗布後に従来必要としたサイドリンス
処理や周辺露光工程を削減でき、工数の低減によるコス
トの削減が可能となる。The thin film coating apparatus of the present invention coats the charged photoresist fine particles on the wafer, but since the photoresist is not coated on the periphery of the wafer by utilizing the repulsion electrode, the side rinse treatment conventionally required after the photoresist coating is performed. And peripheral exposure process can be reduced, and cost can be reduced by reducing man-hours.
【００４５】本発明の薄膜塗布装置は、帯電したホトレ
ジスト微粒子をウエハに塗布するだけであり、従来のよ
うにホトレジスト液を周辺に撒き散らかすことがないこ
とから、材料が無駄とならず、コストの低減が可能とな
る。Since the thin film coating apparatus of the present invention only coats the charged photoresist fine particles on the wafer and does not scatter the photoresist liquid to the periphery as in the conventional case, the material is not wasted and the cost is reduced. It is possible to reduce.
【図１】本発明の一実施例による薄膜塗布装置の要部を
示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a thin film coating apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】本実施例の薄膜塗布装置の概要を示すレイアウ
ト図である。FIG. 2 is a layout diagram showing an outline of a thin film coating apparatus of this embodiment.
【図３】本実施例の薄膜塗布装置における電界制御用電
極部を示す模式的平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing an electric field control electrode portion in the thin film coating apparatus of this embodiment.
【図４】本実施例の薄膜塗布装置における反発電極を示
す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a repulsion electrode in the thin film coating apparatus of this embodiment.
【図５】本実施例の薄膜塗布装置における反発電極を示
す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a repulsion electrode in the thin film coating apparatus of this embodiment.
【図６】本実施例の薄膜塗布装置におけるウエハ姿勢調
整部を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a wafer attitude adjusting unit in the thin film coating apparatus of this embodiment.
【図７】本実施例の薄膜塗布装置におけるウエハ姿勢調
整部を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing a wafer attitude adjusting unit in the thin film coating apparatus of this embodiment.
【図８】本実施例の薄膜塗布装置におけるホトレジスト
粒子と制御電極との相関を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the correlation between photoresist particles and control electrodes in the thin film coating apparatus of this example.
【図９】本実施例の薄膜塗布装置における制御電極の電
位を変化させた時のホトレジスト粒子の運動状態を示す
説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a motion state of photoresist particles when the potential of the control electrode in the thin film coating apparatus of this example is changed.
【図１０】本発明の他の実施例による薄膜塗布装置の要
部を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic view showing a main part of a thin film coating apparatus according to another embodiment of the present invention.
【符号の説明】 １…ローダ部、２…アンローダ部、３…塗布前処理部、
４…塗布部、５…塗布後処理部、６…ロボット移動域、
７…ロボット、８…ロボット移動域、９…ロボット、１
５…チャンバ、１６…ウエハ、１７…ステージ、１８…
絶縁体、１９…電界制御用電極部、１９ａ〜１９ｅ…電
極、２０ａ〜２０ｅ…直流高圧電源、２５…ノズル、２
６…容器、２７…ホトレジスト液、２８…定量ポンプ、
２９…ＣＰＵ、３０…直流高圧電源、３１…ホトレジス
ト粒子、３５…制御電極、３６…直流高圧電源、４０…
反発電極、４１…オリエンテーションフラット、４２…
直線部、４３…直流高圧電源、４４…排気口、４５…駆
動部、４６…昇降軸、４７…アーム、４８…検出板、４
９…支持体、５０…エアーマイクロメータ、５５…ＯＦ
検出機構、５６…チャック、５７…モータ、５８…回転
軸、５９…支持枠、６０…上板、６１…発光源、６２…
下板、６３…受光部、７０…重い粒子、７１…微細粒
子。[Explanation of Codes] 1 ... Loader, 2 ... Unloader, 3 ... Coating Pretreatment,
4 ... coating section, 5 ... coating post-processing section, 6 ... robot movement area,
7 ... Robot, 8 ... Robot movement range, 9 ... Robot, 1
5 ... Chamber, 16 ... Wafer, 17 ... Stage, 18 ...
Insulator, 19 ... Electrode control electrode section, 19a to 19e ... Electrode, 20a to 20e ... DC high voltage power supply, 25 ... Nozzle, 2
6 ... Container, 27 ... Photoresist liquid, 28 ... Metering pump,
29 ... CPU, 30 ... DC high-voltage power supply, 31 ... Photoresist particles, 35 ... Control electrode, 36 ... DC high-voltage power supply, 40 ...
Repulsion electrode, 41 ... Orientation flat, 42 ...
Linear part, 43 ... DC high-voltage power supply, 44 ... Exhaust port, 45 ... Drive part, 46 ... Elevating shaft, 47 ... Arm, 48 ... Detection plate, 4
9 ... Support, 50 ... Air micrometer, 55 ... OF
Detection mechanism, 56 ... Chuck, 57 ... Motor, 58 ... Rotating shaft, 59 ... Support frame, 60 ... Upper plate, 61 ... Light emission source, 62 ...
Lower plate, 63 ... Light receiving part, 70 ... Heavy particles, 71 ... Fine particles.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大金 信哉 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 溝上 員章 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 黒岩 慶造 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shinya Ogane 3-3 Fujibashi, Ome-shi, Tokyo 2 3 Hitachi Hitachi Electronics Co., Ltd. Hitachi Tokyo Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Keizo Kuroiwa 5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Within Hitachi, Ltd. Semiconductor Division
Claims (6)
かつ被処理物を載置するステージと、前記ステージ内ま
たはステージ裏面側に配設された所定電圧が印加される
電界制御用電極部と、前記ステージの上方に配設されか
つ塗布液を微粒子化して噴射させるとともに所定の電圧
が印加されて前記微粒子を帯電させる帯電用電極を兼ね
るノズルと、前記ノズルとステージとの間に設けられか
つ帯電した微粒子の通過量を制御するグリッド状の制御
電極とを有することを特徴とする薄膜塗布装置。1. A chamber, a stage disposed in the chamber for mounting an object to be processed, and an electric field control electrode portion disposed in the stage or on the back side of the stage for applying a predetermined voltage. Provided between the nozzle and the stage; and a nozzle disposed above the stage, which also serves as a charging electrode for atomizing and spraying the coating liquid and applying a predetermined voltage to charge the fine particles. A thin film coating apparatus comprising: a grid-shaped control electrode for controlling the passing amount of charged fine particles.
れるように配設されるとともに前記被処理物の外周に沿
う内周を有しかつ所定の電圧が印加されて前記帯電した
微粒子を反発させる反発電極を有することを特徴とする
請求項１記載の薄膜塗布装置。2. A repulsion of the charged fine particles, which is disposed above the stage so as to be vertically controlled and has an inner circumference along the outer circumference of the object to be processed and a predetermined voltage is applied. The thin film coating apparatus according to claim 1, further comprising a repulsive electrode for causing the repulsion.
される複数のリング電極で形成されていることを特徴と
する請求項１記載の薄膜塗布装置。3. The thin film coating apparatus according to claim 1, wherein the electric field control electrode portion is formed of a plurality of ring electrodes arranged concentrically.
ていることを特徴とする請求項１記載の薄膜塗布装置。4. The thin film coating apparatus according to claim 1, wherein the surface of the stage is formed of an insulator.
を排気する排気口が設けられていることを特徴とする請
求項３記載の薄膜塗布装置。5. The thin film coating apparatus according to claim 3, further comprising an exhaust port for exhausting fine particles repelled by the repulsion electrode.
かつ被処理物を下面に保持するステージと、前記ステー
ジ内またはステージ上面側に配設された所定電圧が印加
される電界制御用電極部と、前記ステージの下方に配設
されかつ塗布液を微粒子化して上方に噴射させるととも
に所定の電圧が印加されて前記微粒子を帯電させる帯電
用電極を兼ねるノズルとを有することを特徴とする薄膜
塗布装置。6. A chamber, a stage arranged in the chamber for holding an object to be processed on a lower surface, and an electric field control electrode portion arranged in the stage or on the upper surface side of the stage to which a predetermined voltage is applied. And a nozzle disposed below the stage, which atomizes the coating liquid and jets it into the upward direction, and which also applies a predetermined voltage to charge the fine particles, the nozzle also serving as a charging electrode. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30778894A JPH08167551A (en) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | Thin film application device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP30778894A JPH08167551A (en) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | Thin film application device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08167551A true JPH08167551A (en) | 1996-06-25 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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